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In Wäschereien und Hotels fallen naturgemäß große Mengen von gewaschener Wäsche an, die getrocknet werden muss. In Zeiten steigender Energiepreise kommt der Energieeffizienz dieses Trocknungsvorgangs eine zunehmend größere Bedeutung zu.
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Gleichzeitig ist in gewerblich genutzten Immobilien der Platz ein knappes Gut, so dass eine Trocknungsvorrichtung auch eine möglichst gute Raumausnutzung aufweisen sollte.
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Aus der
EP 0 395 685 B1 ist eine Trocknungsvorrichtung bekannt, die im sogenannten Batch-Betrieb arbeitet. Um den Energiebedarf für die Trocknung zu minimieren, wird bei dieser Vorrichtung das Trocknungsgas im Kreislauf geführt und die in dem Trocknungsgas nach dem Durchströmen der zu trocknenden Wäsche enthaltene Feuchtigkeit durch einen Kondensatabscheider abgeführt.
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Nachteilig an dieser Trocknungseinrichtung ist, dass zum Be- und Entladen der Trocknungsvorrichtung ein Großteil derselben abgekühlt und anschließend wieder erwärmt werden muss. Außerdem kann während der Be- und Entladezeit keine Wäsche getrocknet werden. Dadurch sind die Energieeffizienz und die Leistungsfähigkeit nicht optimal.
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Aus der
DE 694 06 546 T2 ist eine Trocknungsvorrichtung bekannt, die kontinuierlich arbeitet. Dabei wird einer Trocknungszone über Bandförderer das Trocknungsgut zugeführt. In der Trocknungszone wird das Trocknungsgut von dem ersten Bandförderer auf einen zweiten Bandförderer übergeben, der das Trocknungsgut durch die Trocknungszone hindurchbewegt. Anschließend wird das getrocknete Trocknungsgut an einen dritten Bandförderer übergeben und aus der Trocknungszone herausgeführt. Nachteilig an dieser Vorrichtung sind der große apparative Aufwand und der große Platzbedarf.
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Aus der
DE 583 260 A ist eine Trocknungsvorrichtung bekannt bei der das zu trocknende Gut in verschiedenen Trommeln nacheinander durch verschiedene Trocknungszonen geführt wird. Zu jeder Trocknungszone gehört ein separates Gehäuse, ein eigener Lüfter und ein eigener Wärmetauscher. Durch den aufwändigen Aufbau entstehen hohe Herstellungskosten und ein großer Bauraumbedarf. Außerdem wird energieeffizienter Betrieb der Trocknungsvorrichtung verhindert oder zumindest erschwert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungsvorrichtung bereitzustellen, die hinsichtlich Energieeffizienz und Bauraumbedarf den Stand der Technik vorteilhaft weiterbildet und außerdem viele Freiheitsgrade hinsichtlich der Verfahrensoptimierung bietet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Trocknungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 realisiert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Einrichtung zum Befördern des Trocknungsguts mindestens zwei Trommeln zur Aufnahme des Trocknungsguts und ein Drehkreuz, wobei an dem Drehkreuz für jede Trommel ein Ausleger vorhanden ist und wobei die Trommeln drehbar an den Auslegern befestigt sind.
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Die Positionierung der Trommeln im Raum durch ein Drehkreuz zeichnet sich durch einen besonders einfachen und daher auch robusten Aufbau aus.
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Alternativ ist es aber auch möglich, die Trommeln mit Hilfe eines Zahn- oder Laufradkranzes, eines Schienensystems, sowie von Zahnriemen oder Ketten durch den Trockenraum zu führen.
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Die erfindungsgemäßen Trommeln dienen als Transportbehältnis, um das Trocknungsgut von einer Beladestation in die Trocknungszone zu befördern. Außerdem dienen die Trommeln zum Transport des Trocknungsguts innerhalb der Trocknungszone und zum anschließenden Abtransport des getrockneten Trocknungsguts aus der Trocknungszone heraus und in eine Entladestation.
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Durch den Einsatz von Trommeln als Transportbehältnis können das Be- und Entladen der Trommeln vom eigentlichen Trocknungsprozess entkoppelt werden, so dass eine kontinuierliche Trocknung von Trocknungsgut und eine konstante Temperatur der Trocknungszone möglich sind. Dadurch wird die Effizienz der Trocknung deutlich erhöht und es entfallen Abkühl- und Aufheizverluste, wie sie beim Batch-Betrieb zwangsläufig anfallen.
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Durch die Kreisbewegung, auf der die Trommeln von der Beladestation in die Trocknungszone und in die Entladestation mit Hilfe des erfindungsgemäß beanspruchten Drehkreuzes oder des Zahn- oder Laufradkranzes befördert werden, ist eine sehr kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung möglich. Die Beladestation und die Entladestation kann nämlich vertikal unter der Trocknungszone angeordnet werden, so dass die erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung nur eine geringe Grundfläche benötigt.
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Schienen, Ketten oder Zahnriemenantriebe erfordern zwar in aller Regel einen etwas höheren konstruktiven Aufwand, erlauben aber mehr Freiheitsgrade bezüglich der Bahnen auf denen die Trommeln durch den Trockner bewegt werden können.
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Dadurch, dass erfindungsgemäß mehrere Trommeln vorgesehen sind, kann parallel zum Trocknen eine in der Beladestation befindliche Trommel beladen werden und eine in der Entladestation befindliche Trommel abgekühlt und entladen werden.
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Da sich beispielsweise zwei Trommeln in der Trocknungszone befinden können, während je eine Trommel in der Beladestation und eine Trommel in der Entladestation ist, können die Be- und Entladezeiten von den Trocknungszeiten entkoppelt werden. Außerdem ist es möglich, die Trommeln innerhalb der Trocknungszone zu bewegen, so dass nach einer ersten Teiltrocknung die Trommel in einen anderen Bereich der Trocknungszone gebracht werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Trocknung in zwei Phasen erfolgen soll. Beispielsweise kann dies durch eine Gegenstromführung von überhitztem Dampf oder einem Dampf-Luftgemisch erreicht werden oder es kann unterstützend zu einer Trocknung mit überhitztem Dampf bereichsweise eine Mikrowellen- oder sonstige Strahlungsheizung vorgesehen werden.
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Wenn zum Transport der Trommeln ein Drehkreuz eingesetzt wird, verläuft eine Drehachse des Drehkreuzes bevorzugt im Wesentlichen horizontal. Dadurch wird gewährleistet, dass durch Drehen des Drehkreuzes die Trommeln eine Bewegung in Richtung der Vertikalachse ausführen, so dass die erfindungsgemäße Anordnung einer Trocknungszone oberhalb von der Beladestation und der Entladestation besonders einfach realisierbar ist.
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Entsprechendes gilt auch, wenn, wie in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung beansprucht, die Drehachsen der Trommeln im Wesentlichen horizontal verlaufen.
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Um das Be- und Entladen der Trommeln zu vereinfachen, ist vorgesehen, dass die Trommeln eine verschließbare Beladeöffnung, insbesondere an ihrer Außenfläche, aufweisen.
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Das Gehäuse, welches die Trocknungszone aufnimmt, ist Vorteilhafterweise wärmegedämmt, um die Wärmeverluste beim Trocknungsvorgang zu minimieren. Darüber hinaus ist das Gehäuse zumindest im Bereich der Trocknungszone gas- und dampfdicht ausgeführt, so dass das Trocknungsgas nicht unkontrolliert entweichen kann.
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Erfindungsgemäß weist das Gehäuse in einer unteren Hälfte eine Beladestation und/oder eine Entladestation auf, wobei die Trommeln durch Drehen des Drehkreuzes oder Betätigung der alternativ vorgesehenen Fördereinrichtungen in die Beladestation und die Entladestation befördert werden können.
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Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass eine kombinierte Be- und Entladestation vorhanden ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Zahl der Trommeln vergleichsweise gering ist und die Zeitintervalle zwischen den Betätigungen der Fördereinrichtung, wie zum Beispiel des Drehkreuzes, und die Trocknungsdauer vergleichsweise lang ist. Dann nämlich kann in einer Station und ohne dass die in dieser Station befindliche Trommel bewegt werden müsste, das in der Trommel befindliche getrocknete Trocknungsgut entnommen und neues feuchtes Trocknungsgut eingefüllt werden. Diese kombinierte Be- und Entladestation könnte beispielsweise bei Trocknungsvorrichtungen mit insgesamt drei Trommeln, die jeweils um 120° versetzt zueinander an den Auslegern des Drehkreuzes angeordnet sind, vorteilhaft sein.
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Um die aus dem Trocknungsgut entfernte Feuchtigkeit bei laufendem Betrieb abführen zu können, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung eine Kondensatleitung vorgesehen.
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Die Trocknungszone kann direkt mit überhitztem Dampf, Strahlungsheizern und/oder Mikrowellen beheizt werden. Alternativ oder ergänzend ist es ebenso möglich, die Trocknungszone indirekt über Wärmetauscher und/oder verschiedene Energieträger, wie zum Beispiel Strom, Gas, Öl, Wärmeträgeröl und/oder Dampf, zu beheizen. Selbstverständlich sind auch andere Formen von Wärmeenergie denkbar und möglich.
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Um die Trocknung stets im richtigen Zeitpunkt, das heißt nicht zu früh und nicht zu spät, beenden zu können, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung eine oder mehrere Wiegeeinrichtungen zur Erfassung des Gewichts des in den Trommeln befindlichen Trocknungsguts vorhanden. Dadurch ist es möglich, durch den Vergleich des Anfangsgewichts beim Beladen der Trommeln des Trocknungsguts mit dem aktuellen Gewicht die Masse der Feuchtigkeit, die durch den Trocknungsvorgang dem Trocknungsgut entzogen wurde, zu bestimmen und in Abhängigkeit von dieser Menge die Trocknung zu beenden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Trocknungsvorrichtung drei oder vier Trommeln aufweist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Trommeln drehantreibbar sind, so dass sie beispielsweise während des Trocknungsvorgangs gedreht werden können und dadurch einen besseren Wärme- und Feuchtigkeitsübergang zwischen dem zu trocknenden Gut und dem überhitzten Dampf, der zum Trocknen eingesetzt wird, herzustellen. Dadurch steigt die Effizienz des Trocknungsvorgangs und die Trocknungsdauer kann reduziert werden.
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Die Drehantriebe können aber auch in der Beladestation und der Entladestation vorteilhaft eingesetzt werden, um beispielsweise die Beladeöffnung so zu positionieren, dass in der Beladestation die Trommel einfach und beispielsweise mit Hilfe eines Bandförderers beladen werden kann. Entsprechendes gilt für die Entladestation. Dort kann es beispielsweise gewünscht sein, die Trommeln so zu drehen, dass sich die Beladeöffnung am tiefsten Punkt der Trommel befindet. Durch Öffnen dieser Beladeöffnung kann die Trommel schwerkraftunterstützt geleert werden und das getrocknete Trocknungsgut kann in eine darunter aufgestellte Wanne oder einen darunter aufgestellten Gitterkorb hineinfallen.
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Die in der Trocknungszone befindlichen Trommeln werden durch Drehen des Drehkreuzes aus der Trocknungszone herausbefördert, sobald das in dieser Trommel befindliche Trocknungsgut einen ausreichenden Trocknungsgrad erreicht hat. Dieser Trocknungsgrad kann beispielsweise nach Ablauf einer bestimmten Trocknungszeit erreicht sein oder es ist möglich, die Gewichtsabnahme des in der Trocknungszone befindlichen Trocknungsguts zu messen und über diese Gewichtsabnahme die noch im Trocknungsgut befindliche Restfeuchte zu ermitteln. Sobald die Restfeuchte einen vorgegebenen Grenzwert unterschritten hat, kann die Trommel aus der Trocknungszone herausbefördert werden.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den nachfolgenden Zeichnungen, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in den Zeichnungen, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Ansicht von vorne auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung;
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2 eine isometrische Ansicht des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Trocknungseinrichtung,
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3 eine Ansicht von hinten auf das Ausführungsbeispiel gemäß der 1 und 2 und.
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4 und 5 Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Fördereinrichtungen
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Trocknungseinrichtung teilweise frei geschnitten dargestellt. Sichtbar ist ein Rahmen. Dieser Rahmen ist im Normalbetrieb seitlich und an seiner Oberseite von wärmedämmenden Platten umgeben, so dass der Wärmeaustausch zwischen dem Inneren der Trocknungseinrichtung mit der Umgebung minimiert wird. Rahmen und Platten bilden ein Gehäuse 1 der Trocknungseinrichtung. In vertikaler Richtung kann das Gehäuse 1 in einen oberen Teil 3 und einen unteren Teil 5 unterteilt werden. Zwischen dem oberen Teil 3 und dem unteren Teil 5 ist keine Barriere in Form einer Decke oder eines Zwischenbodens vorhanden. Die Trennung des oberen Teils 3, der gleichzeitig eine Trocknungszone 7 aufnimmt und den unteren Teil 5, der in eine Beladestation 9 und eine Entladestation 11 unterteilt ist, erfolgt lediglich aufgrund von Temperatur- und Feuchtigkeitsunterschieden des im Gehäuse 1 befindlichen Dampfes beziehungsweise Dampf/Luftgemisches.
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Im Zentrum des Gehäuses 1 ist ein drehbar gelagertes Drehkreuz 13 mit insgesamt vier Auslegern 15.1–15.4 angeordnet. Eine Drehachse des Drehkreuzes 13 und ein Drehantrieb des Drehkreuzes 13 sind mit den Bezugszeichen 17 und 19 gekennzeichnet.
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An jedem der Ausleger 15.1–15.4 ist jeweils eine Trommel 21.1–21.4 vorhanden. In der Trocknungszone 7 befinden sich die Trommeln 21.1 und 21.2. In diesen Trommeln befindet sich das Trocknungsgut, insbesondere Wäsche. Die Trommeln 21 sind vorteilhafterweise aus einem gelochten Edelstahlblech hergestellt, so dass einerseits die Wäsche nicht aus den Trommeln herausfallen kann und andererseits der Wärmeübergang zwischen dem in der Trocknungszone befindlichen überhitzten Dampf und dem Trocknungsgut gut ist.
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Sobald das in der Trommel 21.2 befindliche Trocknungsgut die erforderliche Restfeuchte erreicht hat und somit ausreichend trocken ist, wird das Drehkreuz 13 im Uhrzeigersinn um 90° gedreht, so dass die Trommel 21.2 in die Entladestation 11 gelangt. Die zuvor in der Entladestation befindliche Trommel 21.3 gelangt dadurch in die Beladestation 9 und kann über eine Beladeeinrichtung 23 mit feuchter Wäsche beziehungsweise feuchtem Trocknungsgut beladen werden. Gleichzeitig gelangt die bereits beladene Trommel 24.1 aus der Beladestation 9 in die Trocknungszone 7.
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Da sich immer zwei Trommeln, nämlich die Trommeln 21.1 und 21.2 gleichzeitig in der Trocknungszone 7 befinden, ist die Trocknungszeit doppelt so lang wie die Be- und Entladezeit der Trommeln 21.4 beziehungsweise 21.3. Wie aus 1 gut sichtbar, sind die Trommeln 21 in Form eines zylindrischen Hohlkörpers ausgebildet. An dem zylindrischen Teil der Trommeln 21 ist jeweils eine Beladeöffnung 25 vorgesehen, die verschließbar ist. Bei der in der Beladestation 9 befindlichen Trommeln 21.4 ist die Beladeöffnung 25 so geöffnet und die Trommeln 21.4 so gedreht, dass die Trommel 21.4 nach oben offen ist und durch eine Beladeeinrichtung 23 mit Wäsche beladen werden kann.
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Bei den in der Trocknungszone 7 befindlichen Trommeln 21.1 und 21.2 sind die Beladeöffnungen geschlossen, so dass keine Wäsche aus den Trommeln 21 fallen kann, auch wenn diese während des Trocknungsvorgangs um ihre eigene Achse gedreht werden.
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Bei der in der Entladestation 11 befindlichen Trommel 21.3 ist die Beladeöffnung 25 geöffnet und weist nach unten. Dadurch kann die in der Trommel 21.3 befindliche getrocknete Wäsche schwerkraftunterstützt in einen Transportwagen 27 fallen und abtransportiert werden.
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In 2 ist das gleiche Ausführungsbeispiel in einer Isometrie dargestellt. Gleiche Bauteile werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen und es gilt das bezüglich 1 Gesagte entsprechend.
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3 zeigt die Rückseite der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung. Dabei ist der linke Teil der Trocknungsvorrichtung mit den Seitenwänden verkleidet, während der rechte Teil freigeschnitten dargestellt ist. Wie aus 3 ersichtlich, sind insgesamt fünf Motoren 29 an dem Rahmen des Gehäuses 1 befestigt. Der in der Mitte befindliche Motor 29 dient zum Antrieb des Drehkreuzes 13, während die anderen Motoren 29 zum Antrieb der jeweils von ihnen befindlichen Trommel 21 dienen. Die Motoren 29 sind somit ortsfest angebaut und drehen sich nicht mit dem Drehkreuz mit. Es wäre auch denkbar, den Trommeln 21 zugeordneten Motoren 29 auch an den Auslegern des Drehkreuzes 13 zu befestigen. Allerdings würde dann die Versorgung der Motoren mit Energie und die Positionierung der Trommeln beziehungsweise der Beladeöffnungen 25 der Trommeln in der Beladestation 9 und der Entladestation 11 erschwert.
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Bei einem für Wäschereien und Hotels geeigneten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Trocknungseinrichtung beträgt die Heizleistung etwa 160 kW und die Zykluszeit 20 min. Dies bedeutet, dass die vier Trommeln alle fünf Minuten durch das Drehkreuz 23 um 90° weiterbewegt werden. Eine Trommel 21 befindet sich immer in der Beladestation 9, eine weitere in der Entladestation und zwei Trommeln 21 befinden sich in der Trocknungszone 7.
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Das Abkühlen der Wäsche erfolgt außerhalb der Maschine. Beim Verlassen der Trocknungszone sind die Trommeln 21 naturgemäß auch warm und kühlen sich ab. Dieser Verlust an sensibler Wärme ist unvermeidbar, jedoch sehr gering im Vergleich zu anderen im Batch-Betrieb betrieben Trocknungseinrichtungen.
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Die Energieeffizienz der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung ist sehr gut, es wird mit Ersparnissen von 30–70% gegenüber herkömmlichen Trocknern gerechnet.
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Das bei der Trocknung der Wäsche gewonnene Kondensat kann in anderen Prozessen weiterverwendet werden, da es bereits eine knapp unter dem Siedepunkt befindliche Temperatur von etwa 70–80° Celsius aufweist. Das Kondensat wird im Grenzbereich zwischen der Trocknungszone 7 und dem unteren Bereich 5 gewonnen. Dazu wird Kühlwasser durch Leitungen gepumpt. An der kalten Oberfläche dieser Leitungen kondensiert die Feuchtigkeit und tropft von dort in unterhalb der Leitungen angeordnete Auffangrinnen. Diese Auffangrinnen münden in die Kondensatleitung. Diese Anordnung hat neben der Kondensatableitung noch die Funktion, die Trocknungszone 7 von dem unteren Bereich 5 zu trennen.
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Da die gesamte Trocknungszone stets auf der Betriebstemperatur verbleibt, ist in diesem Bereich eine sehr große Effizienz gegeben und außerdem ist die Leistungsfähigkeit der Trocknungszone 7 systembedingt sehr hoch.
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4 zeigt stark vereinfacht eine besondere Ausführungsform einer Drehvorrichtung für die Trommeln 21. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Drehvorrichtung als Zahn- oder Laufrad 31 ausgebildet. Das Zahn- oder Laufrad 31 ist als außenverzahntes Zahnrad ausgebildet und wird über ein Ritzel (nicht dargestellt) eines Antriebsmotors, insbesondere eines Motors 29, bei Bedarf angetrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das erforderliche Drehmoment des Motors 29 wegen des großen Durchmessers des Scheibenrads 31 relativ klein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 werden die Trommeln 21 in Führungsschienen 33 auf einer „rechteckigen” Bahn geführt. Der Antrieb der Trommeln 21 erfolgt zum Beispiel über ein Zugseil oder eine Kette 35 oder über Zahnriemen oder Ritzel.
