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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zusatzeinrichtung zur
Umrüstung
des Trockenkreislaufs einer Haushalts-Waschmaschine mit offenem
Trockenkreislauf in einen geschlossenen Kreislauf, wobei der Wasserdampf
durch Luft kondensiert wird. Eine Zusatzeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1 ist im US Patent 4516331 offenbart.
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Der
Stand der Technik umfasst Haushalts-Waschmaschinen, bekannt als
Wasch-/Trockengeräte,
die nicht nur die Wäsche
waschen, sondern auch mit einem eingesaugten Heißluftstrom in einem geschlossenen
Trockenkreislauf trocknen, der nacheinander eine Waschwannen/-trommeleinheit, einen
Luft-/Wasserwärmetauscher,
eine Ansaugeinheit und eine aus elektrischen Widerständen bestehende
Heizeinheit aufweist.
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Der
durch die Ansaugeinheit erzeugte Luftstrom wird durch die elektrischen
Widerstände
erwärmt
und in die Waschtrommel geleitet, wobei dieser, nach Durchströmen der
feuchten Wäsche,
das absorbierte Wasser verdampft. Im Wärmetauscher, üblicherweise
in Zerstäuberausführung, wird
die feuchte Luft durch einen Kaltwasserstrahl aus der Wasserleitung
heruntergekühlt
und in den Sammelbehälter
geleitet. Diese Kühlung
führt zur
Verdunstung des Wasserdampfs und dieser wird danach in der Waschwanne
gesammelt und zusammen mit dem Kühlwasser
abgeleitet.
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Die
getrocknete Luft wird danach von der Ansaugeinheit angesaugt und
wieder aufbereitet.
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Neben
einem erheblichem Verbrauch an elektrischer Energie zur Aufheizung
der Luft im Trockenkreislauf, gibt es darüber hinaus auch einen nicht
unerheblichen Kühlwasserverbrauch,
von in der Regel 40 bis 50 Liter pro Trockenvorgang, der vollkommen
verschwendet wird.
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Die
Wäschetrockner
nach heutigem Stand der Technik, die ausschließlich zur Wäschetrocknung dienen, bedienen
sich der gleichen Konzeption zur Trocknung, nämlich mittels eines Heißluftstroms
in einem geschlossenen Kreislauf: diese Geräte besitzen einen Luft/Luft-Wärmetauscher,
der Umgebungsluft zur Kühlung
der feuchten Luft und Kondensation des Wasserdampfs benutzt, die
eine Ansaugeinheit, anstelle von Leitungswasser, durch den Wärmetauscher
zirkulieren lässt.
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Diese
Geräte
sind mit einem Sammelbehälter
für die
kondensierte Flüssigkeit
ausgestattet, benötigen
keinen Anschluss für
Leitungswasser oder zum Sammelgefäß, verbrauchen kein Wasser,
besitzen aber den Nachteil, dass sie hohe, zusätzliche Kosten zu denen einer
Waschmaschine verursachen und ebensoviel Platz wie eine Waschmaschine
benötigen.
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Diese
Nachteile werden noch gravierender, sobald der Bedarf, Platz einzusparen,
vordringlich wird, bis hin zu dem Zeitpunkt, wenn in vielen Fällen die
Absicht besteht, die größeren elektrischen
Haushaltsgeräte
außerhalb
der eigentlichen Räume
der Wohnung aufzubauen und anzuschließen, wie zum Beispiel in Wintergärten, auf
Balkonen und Sonnenterrassen.
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Die
vorliegende Erfindung löst
die Nachteile beider Gruppen, nämlich
der oben genannten Wasch-/Trockenmaschinen und Wäschetrockner, dadurch, dass
eine Zubehörausstattung
für eine
umbaubare Wasch-/Trockenmaschine bereitgestellt wird, die wirtschaftlich
und einfach herzustellen ist und in ihrer Basisausführung nur
einen Trockenkreislauf besitzt, der, wenn die Umstände es erfordern, durch
Einsatz der Zubehörausstattung
in einen geschlossenen Kreislauf umgebaut werden kann, wobei deren
Kosten sich nicht notwendigerweise auf das Basismodell der Wasch-/Trockenmaschine
niederschlagen, sondern nur, wenn die Zubehörausstattung unverzichtbar
ist.
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Die
Zubehörausstattung
kann leicht als Option zum Basismodell, entweder im Endstadium der Produktion
als Sondermodell des Produkts, oder später durch den Nutzer eingebaut
werden.
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Die
Zubehörausstattung,
die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, kann in ihrer einfachsten
Form aus einem Filter zum Auffangen von Flusen und Fusseln und einem
Luft/Luft-Wärmetauscher und
Wasserdampf-Kondensator bestehen.
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In
einer aufwendigeren Ausführungsform kann
die Zubehörausstattung
auch eine Hilfsgebläseeinheit
zum Ansaugen eines zweiten Stroms von kühlender und kondensierender
Luft durch den Wärmetauscher
aufweisen.
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Die
Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in
der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
und deren Variationen verdeutlicht, wobei die Beschreibung für uneingeschränkte, veranschaulichte
Verwendungszwecke mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen vorgesehen
ist, in denen:
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1 schematisch
eine Haushalts-Wasch-/Trockenmaschine des offenen Kreislauf-Typs
in einem zusammengefassten Ausschnitt von vorn nach hinten in verschiedenen
Ebenen zeigt,
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2 eine
Draufsicht mit entfernter oberer Abdeckplatte ist,
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3 eine
Rückansicht
der Maschine aus 1 und 2, ausgestattet
mit einer Zubehöreinheit
zum Filtern der ausgestoßenen
Luft, in einer Schnittdarstellung ist,
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4 ein
Schnitt von vorn nach hinten durch die Filtervorrichtung von 3 ist
und
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5 eine
durchsichtige, perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der Zubehöreinheit,
kombiniert mit der Maschine aus 1 und 2 ist,
um den offenen in einen geschlossenen Trockenkreislauf umzubauen.
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Gemäß 1 und 2 weist
eine Wasch-/Trockenmaschine eine Anordnung 1 mit Standardabmaßen, zum
Beispiel Breite 60 cm, Tiefe 50 cm, Höhe 80 cm auf, die an Federaufhängungen eine
Waschwanne 2, eine Waschtrommel 3, Antriebselemente
(nicht gezeigt), eine Abfluss-/Filter-/Pumpeneinheit 4 aufweist,
deren Einlass über
einen flexiblen Schlauch 5 mit dem Boden der Waschwanne 2 verbunden
ist, während
deren Auslass mit einem Abflussrohr 6 verbunden ist.
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Die
Wasch-/Trockentrommel wird üblicherweise über die
Vordertür
mit Wäsche
befüllt.
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Vorrichtungen
zum Heizen des Waschwassers, das von der Wasserleitung mit Hilfe
der Steuerung/Regelung von vorprogrammierten Vorrichtungen abgenommen
wird, vervollständigen
die Anordnung der Maschine.
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Für den Betrieb
der Maschine als Trockner, enthält
die Anordnung der Maschine eine Ansaugeinheit 8, die im
Gegensatz zu üblichen
Wasch-/Trockenmaschinen Luft durch eine Ansaugöffnung 9, die sich
an der Rückwand
der Maschine öffnet
und mit der Ansaugeinheit 9 über einen flexiblen Schlauch 10 verbunden
ist, aus der Umgebung ansaugt.
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Die
Ansaugeinheit 8 fördert
die eingezogene Luft, auf an und für sich herkömmliche Art, in eine Heizkammer 11,
wo die eingezogene Luft mit Hilfe von Widerstands-Heizelementen 12 aufgeheizt
wird.
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Die
heiße
Luft wird durch eine Leitung 13 und die Einlassöffnung der
Waschtrommel 3 in dieselbe gefördert. Die heiße Luft
passiert die Waschtrommel, bevor sie die Waschwanne durch eine Auslassöffnung 14 verlässt, die
mit der Waschwanne über
einen flexiblen Schlauch 15 verbunden und zur äußeren Umgebung über die
Rückwand
der Maschine offen ist.
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Die
Auslassöffnung 14 ist
natürlich
auf einem höheren
Niveau als das maximale Niveau, bis zu dem die Waschwanne mit Waschwasser
befüllt
werden kann, offen; dieses Niveau ist durch die Bezugsziffer 16 gekennzeichnet.
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Für einen
gründlicheren
Durchsatz der Waschtrommel und der sich darin befindlichen Wäsche und
infolgedessen für
einen gründlicheren
Trockenvorgang sind die Zuleitung 13 und die Auslassöffnung herkömmlicherweise
in diametral entgegengesetzten Positionen hinsichtlich der Waschwanne angeordnet.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die Ansaugeinheit 8 und
die Heizkammer 11 direkt an der Waschwanne 2 montiert.
Jedoch ist es offensichtlich, dass sie auch an jedem anderen passenden
Rahmen, der Bestandteil der Anordnung 1 der Maschine ist,
angebracht werden können,
in welchem Fall der flexible Schlauch 10 durch ein starres Rohr
ersetzt werden kann.
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Aus
Gründen,
wie sie später
ersichtlich werden, ist die in 1 und 2 dargestellte
Maschine vorteilhafterweise mit einer Leitung 117 zum Sammeln
des kondensierten Wassers ausgestattet: diese öffnet sich durch die Rückwand der
Maschine auf einem höheren
Niveau als dem maximalen Füllpegel und
ist mit der Abfluss-/Filter-/Pumpeneinheit 4 verbunden.
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Der
Programmwähler
der Maschine ist natürlich
auch dafür
ausgelegt, um einen Trockengang derart auszuführen, bei dem die Wasch-/Trockentrommel 3 mit
einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht wird und die Ansaugeinheit 8 und
die Heizelemente 12 angeschaltet sind.
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Mit
diesen einfachen, relativ kostengünstigen Zusätzen, kann die Maschine in
die Lage versetzt werden, auch als Trockner zu arbeiten.
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Wenn
die Maschine in einer offenen, durchlüfteten Umgebung aufgestellt
ist, verteilt sich die heiße
Luft, die durch die Auslassöffnung 14 ausgestoßen wird,
frei in die Atmosphäre.
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Im
Gegensatz dazu ist es für
die Nutzung in geschlossener Umgebung, bei der die Gefahr der Sättigung
der Umgebung durch die erzeugte Feuchtigkeit besteht (für einen
Wäsche-Trockenvorgang mit
einer hohen Absorbtionskraft kann damit gerechnet werden, dass der
erzeugte Wasserdampf 2 bis 2,5 kg beträgt), ausreichend, ein starres
oder flexibles Rohr, das mit der Auslassöffnung 14 verbunden ist,
vorzusehen, um die ausströmende
Luft, wie es gewöhnlich
für eine
andere Funktion, im Falle von Klimaanlagen, getan wird, durch ein
Fenster, das leicht geöffnet
oder mit einer Öffnung
versehen ist, ein Lüftungsgitter
(gesetzlich vorgeschrieben bei Räumen mit Ölbrennergeräten) oder
durch einen Lüftungskamin,
aus der Umgebung zu leiten.
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Um
sicherzustellen, dass im Laufe eines normalen Waschvorgangs mit
heißem
Wasser, heiße Luft
in der Maschine nicht durch Diffusion oder Konvektion durch die
Ansaugöffnung 9 und/oder
die Auslassöffnung 14 nach
außen
verloren geht, könnte
es vorteilhaft sein, die Auslass-, wie auch optional die Ansaugöffnung,
mit einem normalerweise geschlossenen Ventil 17, 18,
zu versehen, das nur während des
Trockenvorgangs geöffnet
wird.
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Dieses
Ventil, an dem während
Waschvorgängen
keinerlei Druckunterschiede anliegen, kann aus einem Schmetterlingsventil
bestehen, das auf Normalposition geschlossen ist und das durch die Druckdifferenz,
die entsteht, wenn die Ansaugeinheit 8 angeschaltet wird,
geöffnet
wird.
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Alternativ
kann das Ventil über
einen herkömmlichen,
thermomechanischen Fühlertyp,
wie er oft in diesem Bereich oder zu irgendwelchen funktionell gleichartigen
Zwecken benutzt wird, gesteuert/geregelt werden.
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Eine
Maschine des beschriebenen Typs kann, entweder am Ende des Herstellungsprozesses oder
im Hause des Benutzers, mit verschiedenen Stufen an Zusatzausstattung
ausgestattet werden, um ihre Leistung und mögliche Gebrauchsbereiche zu
steigern.
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Ausgehend
von einem einfachen Basismodell, ist es demzufolge möglich, verschiedene
Modelle mit unterschiedlichen Leistungsstufen zu bauen.
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Wenn
man die einfacheren Optionen, wie starre oder flexible (oder sogar
gemischte) Schläuche
zum Anschluss der Auslassöffnung
an Röhren oder Öffnungen,
die mit der äußeren Umgebung kommunizieren,
beiseite lässt,
ist es möglich,
die Wasch-/Trockenmaschine, wie sie in 1 und 2 gezeigt
ist, mit einem Filter zum Auffangen der durch die feuchte Luft getragenen
Flusen zu versehen.
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Diese
Version ist in 3 und 4 gezeigt, die
in einer teilweisen Schnitt-Rückansicht
und einem entsprechenden Querschnitt von vorn nach hinten, einen
Teil der Wasch-/Trockenmaschine zeigen.
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Hinter
der oberen Abdeckung der Maschine ist ein Gehäuse für eine Diffusionskammer 19 ausgebildet,
die am Boden mit einem Schlauch 20 verbunden ist und über diesen,
oder alternativ direkt, mit der Auslassöffnung 14 kommuniziert.
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Die
Diffusionskammer 19 ist oben mit einem abnehmbaren Gitter 21 verschlossen,
das als Rahmen für
einen Gewebefilter 22 dient.
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Das
Gitter 21 hat in der oberen Ebene der Maschine Entlastungsrippen 23,
um zu gewährleisten,
dass immer Verbindungsschlitze zwischen der Innen- und Außenseite
der Kammer bestehen, selbst wenn Gegenstände auf das Gitter gelegt werden,
die die Öffnungen
des Gitters verdecken könnten.
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Die
Luft, die mit einer relativ hohen Geschwindigkeit (20 m/s oder mehr)
aus der Auslassöffnung 14 austritt,
breitet sich in die Diffusionskammer 19 aus, wobei sie
zumindest ein Großteil
an Geschwindigkeit bei diesem Vorgang verliert, strömt durch
den Filter 22, auf dem sie die Flusen ablagert und strömt gereinigt
durch das Gitter 21 aus.
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Jede
kondensierte Flüssigkeit,
die sich unter außergewöhnlichen
Betriebszuständen,
mit einer sehr kalten und feuchten Umgebung, auf dem Filter und
dem Gitter bildet, wird von der Diffusionskammer, die gewöhnlich trichterförmig geformt
ist, in den Waschkreislauf der Maschine entweder durch das für diesen
Zweck vorgesehene Rohr 117 (1), oder das
Rohr 20 und die Auslassöffnung 14 wieder,
wie in 3 gezeigt, zurückgeführt.
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Im
Ausnahmefall, indem es aus Anschluss- und Sicherheitsgründen gewünscht wird,
unter allen Umständen
die Ansammlung von Feuchtigkeit in der Umgebung und das daraus folgende
Risiko der Kondensation zu vermeiden, kann die Maschine leicht durch
Anbringen einer Zubehöreinheit
an der Rückseite
der Maschine, die eine Ansaugeinheit, einen Luft-/Luft-Wärmetauscher und einen Flusenfilter
aufweist, in eine Wasch-/Trockenmaschine mit einem geschlossenen
Trockenkreislauf umgerüstet
werden.
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Dieses
Zubehör
ist in 5 in der „transparenten" perspektivischen
Ansicht zusammen mit nur einem Teil der Maschine gezeigt.
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Unter
Bezugnahme auf diese Figur, besteht das Zubehör aus einem flachen Gehäuse 24,
das eine Tiefe D im Bereich von 7 bis 15 cm, einer ungefähr der Breite
der Wasch-/Trockenmaschine
entsprechenden Breite W (60 cm ist eine Standardgröße) hat
und das sich in der Höhe über den
maximalen Pegel, bis zu dem die Maschine mit Flüssigkeit gefüllt werden
kann, bis ungefähr
zur Oberseite der Maschine ausdehnt.
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Im
Gehäuse,
das an der Oberseite durch eine entfernbare Abdeckung 25 geschlossen
und im Innern mit passenden Rippen und Membrane, um diese in Position
zu halten, versehen ist, sind ein Kassettenfilter 26, ein
Wärmetauscher 27 und
eine Ansaugeinheit 28 wieder entfernbar untergebracht.
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Den
Boden des Gehäuses
bildet eine Kondensations-Sammelkammer 29.
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Die
gegen die Rückwand
der Wasch-/Trockenmaschine 30 gerichtete Wand des Gehäuses 24 enthält eine
Einlassöffnung 31,
die (durch eine Rohrmuffe, einen elastischen Flansch und dergleichen) mit
der Auslassöffnung,
die die heiße,
feuchte Luft aus der Maschine befördert, verbunden ist.
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Die
heiße
Luft gelangt in eine, zwischen dem Filter 26 und der gegen
die Rückwand
der Maschine gerichteten Gehäusewand,
ausgebildete Kammer, passiert den Filter 26 und wird, wobei
ihr Weg von einer Membran 32 bestimmt wird, zur Kondensations-Sammelkammer 29 befördert.
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Von
hier aus steigt sie durch das senkrechte Röhrenbündel des Wärmetauschers 27 in
das Sammelrohr 33 des Wärmetauschers
auf.
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Das
Sammelrohr 33 enthält
eine Auslassöffnung 34 gegenüber der
Absaugöffnung
des Trockenkreislaufs der Maschine.
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Die
gegen die Rückwand
der Maschine gerichtete Wand des Gehäuses 24 hat natürlich eine entsprechende Öffnung.
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Die
mit Pfeilen 35 unterbrochene Linie stellt den Weg der Luft
durch das Gehäuse
von der Einlassöffnung 31 bis
zur Auslassöffnung 34 dar.
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Im
Wärmetauscher 27 wird
die heiße,
feuchte Luft heruntergekühlt,
um Kondensat zu erzeugen, das in die Sammelkammer 29 abtropft,
von wo es von einer Abflussöffnung 36,
die mit dem Kondensations-Sammelrohr 117 (1)
der Wasch-/Trockenmaschine verbunden ist, ausgestoßen wird
und in die Waschwanne (wo es vorteilhafterweise für einen
späteren
Waschgang gehalten werden kann, um den für den Waschgang verbrauchten
Wasserbedarf und seine Härte
reduzieren zu helfen) befördert
oder direkt durch die Wirkung der Abfluss-Pumpeneinheit 4 (1)
ausgestoßen
wird.
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Die
Gebläseeinheit 28 hat
eine mit der Absaugleitung 37 verbundene Einlassöffnung,
deren Oberseite offen ist und mit der Umgebung durch ein Gitter 38 der
annehmbaren Abdeckung 25 kommuniziert.
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Die
eingezogene Luft fließt
durch den Wärmetauscher 27,
wo sie dessen abstrahlende Rippen streift, wobei ihre Strömungsrichtung
umgekehrt zur Luft des Trockenkreislaufs ist, wird in einer zwischen dem
Wärmetauscher 27 und
der Membran 32 ausgebildeten Sammelkammer gesammelt und
wird über ein
zweites Gitter 39 in der Abdeckung 25 in die Umgebung
ausgestoßen.
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Die
durchgezogene Linie mit Pfeilen 40 stellt den Weg der Kühlluft durch
das Gehäuse 24 dar.
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Der
Filter 26, der eine obere Abdeckung 41 mit Handgriff 42 besitzt,
kann aus seinem Gehäuse zur
leichten, regelmäßigen Reinigung
herausgezogen werden.
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Desgleichen
kann der Wärmetauscher 27, der
einstückig
mit dem Sammelrohr 33 ist und einen Handgriff 43 hat,
aus seinem Gehäuse
zur regelmäßigen Inspektion
und eventuell notwendigen Reinigung herausgezogen werden.
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Es
ist offensichtlich, dass das Gehäuse
leicht als optionales Zubehör
an der hinteren Wand der Wasch-/Trockenmachine
mittels Schrauben, Aufhängungshaken
oder gleichartigen Teilen sicher befestigt werden kann.
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Die
Gebläseeinheit 28 kann
elektrisch durch eine Steckerverbindung in einer Netzsteckdose an der
Rückwand
der Maschine oder sogar durch einen Klemmverteiler, der von der
Rückseite
der Maschine zugänglich
ist, befestigt werden.
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Auf
diese Weise kann die Wasch-/Trockenmaschine mit offenem Trockenkreislauf
der 1 und 2 einfach in eine Wasch-/Trockenmaschine mit
geschlossenen Kreislauf umgerüstet
werden.
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Es
ist keine Modifikation der Programmierung der Wasch- und Trockenzyklen
notwendig; die Gebläseeinheit 28 kann
zur gleichen Zeit wie die Ansaugeinheit 8 angeschaltet
werden.
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Wenn
das kondensierte Wasser für
den späteren
Gebrauch wiedergewonnen wird, ist der Einsatz der Ablaufpumpe nicht
notwendig; andererseits kann die Pumpe am Ende oder in kurzen Intervallen im
Laufe des Trockenganges genutzt werden, selbst wenn die Zubehöreinheit
nicht vorhanden ist.
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Die
vorausgegangene Beschreibung bezieht sich nur auf eine bevorzugte
Ausführungsform
und es wird klar, dass viele Variationen erfolgen können.
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Zum
Beispiel kann die Gebläseeinheit 8 der Wasch-/Trockenmaschine,
die wie in 1 und 2 gezeigt,
vorzugsweise am Aufbau/Rahmen der Maschine und nicht an der Waschwanne
montiert ist, mit einem zweiten Rotor ausgestattet werden, der eine
Ansaugöffnung
und Abflussöffnung
aufweist, die zur Rückwand
der Maschine offen sind.
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In
diesem Fall wird die, in 5 gezeigte, durch das Gehäuse 24 geformte
Zubehöreinheit
kein eigenes Gebläse
benötigen
und kann mit einer Ansaugleitung (wie z. B. 37), die mit
der Ansaugöffnung sowohl
des zweiten Rotors, als auch einer Zuflussleitung, die mit der Zuflussöffnung des
zweiten Rotors verbunden ist, ausgestattet werden, um die Kühlluft durch
den Wärmetauscher
zu fördern.
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In
diesem Fall weist die Zubehöreinheit
nur statische Komponenten (Filter und Wärmetauscher) auf und braucht
elektrisch nicht mit der Wasch-/Trockenmaschine verbunden sein.
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Um
die Wasch-/Trockenmaschine ohne Zubehöreinheit zu betreiben, kann
eine abnehmbare Abdeckung über
die Ansaugöffnung
des zweiten Rotors, oder sogar wie gewöhnlich, ein Verbindungsschlauch
zwischen die Auslassöffnung
des zweiten Rotors und der Ansaugöffnung des ersten Rotors, gesteckt
werden, um so die beiden Rotore seriell zu nutzen und folglich einen
höheren
Luftdurchsatz zu erreichen.
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Darüber hinaus
ist es ebenso möglich,
obwohl die Zubehöreinheit
vorzugsweise an der Rückwand
der Wasch- /Trockenmaschine
installiert ist (hauptsächlich
so, dass sie in einen Zwischenraum einer Einbauküche eingepasst werden und die
Deckplatte der Maschine als Arbeitsfläche genutzt werden kann) die
Zubehöreinheit
zur Umrüstung
des offenen in einen geschlossenen Trockenkreislauf der Maschine
so herzustellen, dass sie über
das obere Maschinenvolumen passt und fest mit der Deckplatte verbunden
ist.