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Die Erfindung betrifft eine Waschmaschine mit feststehendem Laugenbehälter und ein Verfahren zu ihrem Betrieb. Der hierin verwendete Begriff „Waschmaschine” steht hierbei sowohl für eine Waschmaschine als solche als auch für einen Wäschetrockner.
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Eine Waschmaschine weist im Allgemeinen einen Laugenbehälter sowie eine im Laugenbehälter drehbar, im Allgemeinen um eine horizontale Achse, gelagerte Wäschetrommel auf. In der Regel ist der Laugenbehälter schwingend aufgehängt, so dass sich beim Betrieb der Waschmaschine sowohl der Laugenbehälter als auch die Wäschetrommel bewegen. Laugenbehälter und Wäschetrommel müssen aufgrund der Schwingungen entsprechend robust ausgelegt werden. Ein feststehender Laugenbehälter, in dem die Trommel schwingungsfähig aufgehängt ist, kann weniger robust ausgelegt sein, da er die Schwingungen nicht mitmacht. So kann evtl. zusätzlicher Bauraum zur Erhöhung der Kapazität einer Waschmaschine erschlossen werden.
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Eine Waschmaschine mit einem feststehenden Laugenbehälter ist bekannt. So beschreibt die
EP 1 433 890 B1 eine Trommelwaschmaschine, enthaltend ein Gehäuse, einen am Gehäuse befestigten Laugenbehälter, eine im Laugenbehälter drehbar angeordnete Trommel zum Waschen und Entwässern von Wäsche und einen Antriebsmotor, der an einer Rückseite der Trommel angeordnet ist. Die Waschmaschine enthält zudem eine Trägerplatte, an welcher der Antriebsmotor befestigt ist und die an einer Rückseite des Laugenbehälters befestigt ist, wobei eine Dichtung zwischen der Trägerplatte und der Rückseite des Laugenbehälters eingebaut ist, um die Übertragung von durch die Trommel hervorgerufenen Schwingungen auf die Wanne zu reduzieren; und eine Trägereinheit, welche eine Anordnung, die aus der Trommel, dem Antriebsmotor und der Trägerplatte zusammengesetzt ist, mit einer Pufferung trägt und zwischen der Trägerplatte und dem Gehäuse eingebaut ist.
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Mit einer solchen Waschmaschine ist es zwar möglich, bei einem vorgegebenen Gehäuse einen größeren Laugenbehälter und eine größere Wäschetrommel einzusetzen, so dass insgesamt eine größere Wäschemenge aufgenommen und gewaschen werden kann. Allerdings ist der Energieverbrauch einer solchen Waschmaschine noch immer sehr hoch.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Waschmaschine der eingangs definierten Art bereitzustellen, die mit einem geringeren Energieverbrauch betrieben werden kann.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Waschmaschine und ein Verfahren zu ihrem Betrieb gemäß jeweiligem unabhängigem Patentanspruch gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Waschmaschine entsprechen bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, auch wenn hierin nicht jeweils gesondert darauf hingewiesen wird.
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Die Erfindung lehrt somit eine Waschmaschine mit einem Gehäuse, einem feststehenden Laugenbehälter, einer im Laugenbehälter drehbar gelagerten Trommel und einem Antriebsmotor für die Trommel, wobei die Waschmaschine eine Wärmepumpe, umfassend einen Verdampfer und einen Verflüssiger, aufweist.
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Im Allgemeinen weist die Wärmepumpe auch einen Kompressor und eine Drossel auf.
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Vorzugsweise ist der Verflüssiger am Laugenbehälter angebracht, insbesondere im unteren Bereich des Laugenbehälters und dabei besonders bevorzugt das unterste Ende des Laugenbehälters umfassend.
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In einer bevorzugten Ausführungsform hierzu ist der Verflüssiger in den Laugenbehälter integriert. Hierzu kann der Verflüssiger beispielsweise in der Form eines mehrfach gebogenen Rohres oder einer ggf. gebogenen Platte vorliegen, wobei die Anordnung im Laugenbehälter so gewählt ist, dass ein Abstand zu einer Flüssigkeit im Laugenbehälter für einen optimalen Wärmeübergang möglichst gering ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Waschmaschine ist der Verflüssiger an einer Innenwand des Laugenbehälters angeordnet.
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In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Waschmaschine ist der Verflüssiger an einer Außenwand des Laugenbehälters angeordnet.
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Überdies ist es bevorzugt, wenn in der Waschmaschine die Wärmepumpe unterhalb des Laugenbehälters angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Waschmaschine weist einen feststehenden Laugenbehälter auf. Solange eine relative Bewegung zwischen Laugenbehälter und Gehäuse ausgeschlossen ist, ist die Art der Verbindung zwischen Laugenbehälter und Gehäuse nicht eingeschränkt. Beispielsweise können Laugenbehälter und Gehäuse mittels einer Schraubverbindung oder einem anderen Verbindungsmittel verbunden sein. Vorzugsweise ist jedoch der Laugenbehälter integral an das Gehäuse angeformt.
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Der Antriebsmotor kann auf verschiedene Weise mit der anzutreibenden Trommel verbunden sein, solange eine Übertragung der Antriebskraft des Antriebsmotors auf die Trommel möglich ist. Vorzugsweise ist der Antriebsmotor über eine auf einer Trommeldrehachse angeordnete Motorwelle, welche in eine Rückwand der Trommel ragt, mit der Trommel verbunden. Besonders bevorzugt ist hierbei zwischen dem Antriebsmotor und der Rückwand der Trommel eine Stützplatte angeordnet, die über eine Dichtmanschette mit dem Laugenbehälter verbunden ist.
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In der erfindungsgemäßen Waschmaschine dieser Ausführungsform ist die Stützplatte über mindestens eine Feder und/oder mindestens einen Dämpfer mit dem Gehäuse verbunden. Vorzugsweise verbinden hierbei mindestens eine Feder die Stützplatte mit einem oberen Teil des Gehäuses und mindestens ein Dämpfer die Stützplatte mit einem unteren Teil des Gehäuses, insbesondere einem Boden des Gehäuses.
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Zwischen Feder und Gehäuse sowie zwischen Dämpfer und Gehäuse kann sich noch ein Verbindungsteil, zum Beispiel eine Stütze, befinden, so dass Feder und Dämpfer an einer hinsichtlich des Schwerpunktes der Waschmaschine optimalen Stelle am Gehäuse angebracht werden können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Waschmaschine als Waschtrockner ausgestaltet, der einen Prozessluftkanal aufweist, der durch den Verflüssiger führt. Im Teil des Prozessluftkanals, der durch den Verflüssiger führt, wird sogenannte Prozessluft erwärmt. Die Prozessluft wird im Prozessluftkanal, der hier vorzugsweise geschlossen ist, vorzugsweise mit einem Gebläse befördert und durch die Trommel geleitet, um dort befindliche feuchte Wäsche zu trocknen. Im geschlossenen Prozessluftkanal wird die Prozessluft hierzu im Kreis geführt.
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Im Allgemeinen führt bei dieser Ausführungsform der Erfindung der Prozessluftkanal des Waschtrockners durch den Verdampfer, unter dem eine Kondensatwanne angeordnet ist. In der Kondensatwanne wird die aufgrund der Abkühlung der feuchtwarmen Prozessluft freigesetzte Feuchtigkeit aufgefangen.
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Vorzugsweise ist die Kondensatwanne über eine Kondensatablaufleitung mit einem eine Laugenablaufleitung und eine Pumpe umfassenden Laugenablaufsystem verbunden. Über das Laugenablaufsystem können somit sowohl Waschlauge als auch Kondensat entsorgt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Waschmaschine sind im Laugenbehälter ein Drucksensor und/oder ein Temperatursensor angeordnet. Druck- und Temperatursensor, sofern vorhanden, sind vorzugsweise in einem unteren Bereich des Laugenbehälters angeordnet, so dass Druck und/oder Temperatur einer im Laugenbehälter vorhandenen wässrigen Flüssigkeit gemessen werden können. Darüberhinaus weist eine Waschmaschine vorzugsweise auch Wäschemitnehmer und/oder Schöpfvorrichtungen auf.
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In einer alternativen Ausführungsform der Waschmaschine kann die Wärmepumpe auch zum Abkühlen von Waschlauge eingesetzt werden. Hierzu muss statt des Verflüssigers der Verdampfer der Wärmepumpe in Kontakt mit der Waschlauge gebracht werden.
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Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Betrieb einer Waschmaschine mit einem Gehäuse, einem feststehenden Laugenbehälter, einer im Laugenbehälter drehbar gelagerten Trommel und einem Antriebsmotor für die Trommel, wobei die Waschmaschine eine Wärmepumpe, umfassend einen Verdampfer und einen Verflüssiger, und im Allgemeinen auch einen Kompressor und eine Drossel, aufweist, umfassend den Schritt Erwärmen einer wässrigen Flüssigkeit im Laugenbehälter oder einer Prozessluft in einem Prozessluftkanal durch kontaktieren, das heißt In-Kontakt-Bringen, der wässrigen Flüssigkeit oder der Prozessluft mit dem Verflüssiger.
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In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens, in dem eine als Waschtrockner ausgestaltete Waschmaschine eingesetzt wird, wird in einem Trocknungsverfahren in der Trommel befindliche feuchte Wäsche dadurch getrocknet, dass Prozessluft durch den Verflüssiger der Wärmepumpe geleitet wird, die dadurch erwärmte Prozessluft in Kontakt mit der feuchten Wäsche in einer Trommel gebracht wird und nach Aufnahme von Feuchtigkeit aus der feuchten Wäsche aus der Trommel zur Kondensation der Feuchtigkeit zum Verdampfer der Wärmepumpe geleitet wird, wonach die abgekühlte und getrocknete Prozessluft wieder durch den Verflüssiger geleitet wird und dieser Kreislauf mehrere Male wiederholt wird. Vorzugsweise wird für die Beförderung der Prozessluft ein im Prozessluftkanal angeordnetes Gebläse eingesetzt.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass eine Waschmaschine mit einer großen Aufnahmekapazität für zu behandelnde Wäsche auf energiesparende Weise betrieben werden kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der 1 und 2 illustriert, wobei als Ausführungsbeispiele eine Waschmaschine als solche sowie ein Waschtrockner angeführt sind.
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1 ist eine schematische Darstellung der vorliegend relevanten Teile einer ersten Ausführungsform einer Waschmaschine, die hier als reine Waschmaschine ausgestaltet ist.
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2 ist eine schematische Darstellung der vorliegend relevanten Teile einer zweiten Ausführungsform einer Waschmaschine, die hier als Waschtrockner ausgestaltet ist.
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In den 1 und 2 zeigen die dicken Pfeile die Fließrichtung eines Kältemittels in der Wärmepumpe an.
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Vorab sei angemerkt, dass die in den Figuren der Einfachheit und Übersicht halber jeweils gewählte Darstellung der feststehenden Tür 16 und der schwingungsfähigen Trommel 5 im wiederum feststehenden Laugenbehälter 4 weder eine verformbare und dichtende Manschette zwischen der Tür 16 und dem Laugenbehälter 4 noch einen nötigen Freiraum für die Schwingung der Trommel 5 relativ zur Tür 16 zeigt. Die Anwendung solcher Manschette und solchen Freiraums in den Gegenständen der vorliegenden 1 und 2 ist einer einschlägig bewanderten Fachperson ohne weiteres geläufig und demnach als selbstverständlich vorauszusetzen. Einer detaillierten Darstellung bedarf es insoweit demnach nicht.
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Bei der in 1 gezeigten beispielhaften Waschmaschine 1 sind ein Gehäuse 3 und ein feststehender Laugenbehälter 4 vorhanden. Dies wird bei der hier gezeigten Ausführungsform dadurch erreicht, dass der Laugenbehälter 4 integral an das Gehäuse 3 angeformt ist. Im Laugenbehälter 4 ist eine Trommel 5 um eine im Wesentlichen horizontal liegende Trommeldrehachse 11 drehbar gelagert. Die Waschmaschine 1 weist zudem einen Antriebsmotor 6 für die Trommel 5 und eine Wärmepumpe 7, 8, 9, 10, umfassend einen Verdampfer 9, einen Verflüssiger 7, einen Kompressor 10 und eine Drossel 8 auf.
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Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform einer Waschmaschine 1 ist der Verflüssiger 7 auf eine Weise am Laugenbehälter 4 angebracht, dass der Verflüssiger 7 in den Laugenbehälter 4 integriert ist. Der Verflüssiger 7 ist hier im unteren Bereich des Laugenbehälters 4 angebracht, insbesondere am unteren Ende von Laugenbehälter 4.
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Die Wärmepumpe dieser ersten Ausführungsform ist unterhalb des Laugenbehälters 4 angeordnet.
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Der Antriebsmotor 6 für den Antrieb der Trommel 5 (hierin auch als „Wäschetrommel” bezeichnet) ist über eine auf einer Trommeldrehachse 11 angeordnete Motorwelle 15, welche in eine Rückwand 14 der Trommel ragt, mit der Trommel 5 verbunden. Zwischen dem Antriebsmotor 6 und der Rückwand 14 der Trommel 5 ist eine Stützplatte 13 angeordnet, die über eine Dichtmanschette 12 mit dem Laugenbehälter 4 verbunden ist.
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Die Stützplatte 13 ist über zwei Federn 19, von denen in 1 nur eine gezeigt ist, mit dem oberen Teil des Gehäuses 3 verbunden. Außerdem ist die Stützplatte 13 über zwei Dämpfer 18, von denen in 1 nur einer gezeigt ist, mit dem unteren Teil des Gehäuses 3 verbunden.
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Zwischen der Stützplatte 13 und dem Laugenbehälter 4 ist eine Faltenbalgdichtung 12 angebracht, die den Austritt von wässriger Flüssigkeit oder Prozessluft aus der Trommel 5 verhindert, wobei Schwingungen beim Betrieb des Antriebsmotors 6 allenfalls sehr gedämpft auf den Laugenbehälter 4 übertragen werden.
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In einer Beschickungsöffnung 17 für die Befüllung der Waschmaschine 1 mit zu behandelnder Wäsche ist ein Bullaugentürfenster 16 angebracht.
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Bei einem Verfahren zum Betrieb dieser Waschmaschine wird eine hier nicht gezeigte im Laugenbehälter 4 befindliche wässrige Flüssigkeit, zum Beispiel Waschlauge, mit dem Verflüssiger 7 der Wärmepumpe in Kontakt gebracht, so dass sich die wässrige Flüssigkeit über einen Wärmetausch mit dem Verflüssiger 7 der Wärmepumpe erwärmt. Die hierzu notwendige Wärme wird der Umgebungsluft über den Verdampfer 9 entzogen.
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2 ist eine schematische Darstellung der vorliegend relevanten Teile einer zweiten Ausführungsform einer Waschmaschine, die hier als Waschtrockner 2 ausgestaltet ist.
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Im Vergleich zu der in 1 illustrierten ersten Ausführungsform bietet der Waschtrockner 2 zusätzlich die Möglichkeit einer Trocknung von in der Wäschetrommel befindlicher feuchter Wäsche. Hierzu enthält der Waschtrockner 2 noch für ein Trocknungsverfahren erforderliche Teile. Ansonsten sind im Waschtrockner 2 der zweiten Ausführungsform die gleichen Komponenten enthalten wie in der Waschmaschine der ersten Ausführungsform, so dass für hier nicht erläuterte Bezugszeichen auf die Diskussion zu 1 verwiesen wird.
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Der Waschtrockner 2 weist einen Prozessluftkanal 20 auf, der durch den Verflüssiger 7 sowie den Verdampfer 9 führt. Unter dem Verdampfer 9 ist eine Kondensatwanne 22 angeordnet, welche über eine Kondensatablaufleitung 24 mit einem eine Laugenablaufleitung 23 und eine Pumpe 24 umfassenden Laugenablaufsystem verbunden ist.
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Ein Verfahren zum Betrieb des Waschtrockners 2 ist für den Fall des Waschens von Wäsche identisch mit dem zu 1 beschriebenen Verfahren.
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Für den Fall eines Trocknungsverfahrens wird Prozessluft im Prozessluftkanal 20 durch in Kontakt bringen der Prozessluft mit dem Verflüssiger 7 erwärmt. Insbesondere wird in einem Trocknungsverfahren in der Trommel 5 befindliche – hier nicht gezeigte – feuchte Wäsche dadurch getrocknet, dass Prozessluft durch den Verflüssiger 7 der Wärmepumpe geleitet wird, die dadurch erwärmte Prozessluft in Kontakt mit der feuchten Wäsche gebracht wird und nach Aufnahme von Feuchtigkeit aus der feuchten Wäsche aus der Trommel 3 zur Abkühlung der feuchtwarmen Prozessluft und zur Kondensation der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit zum Verdampfer 9 der Wärmepumpe geleitet wird, wonach die abgekühlte und getrocknete Prozessluft wieder durch den Verflüssiger 7 geleitet wird und dieser Kreislauf mehrere Male wiederholt wird.
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Die erwärmte Prozessluft tritt nach Verlassen des Verflüssigers 7 in den Laugenbehälter 4 ein und wird dort so geführt, dass sie in die Trommel 3 gelangt und anschließend zwischen Beschickungsöffnung 17 und Trommel 3 wieder in den Prozessluftkanal 20 gelangen kann. Das in der Kondensatwanne 22 aufgefangene Kondensat gelangt über die Kondensatablaufleitung 24 in ein eine Laugenablaufleitung 23 und eine Pumpe 24 umfassendes Laugenablaufsystem, so dass das Kondensat auf gleiche Weise entsorgt werden kann wie Waschlauge.
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Zur Beförderung der Prozessluft ist im Prozessluftkanal 20 ein Gebläse 21 angeordnet. Die Fließrichtung der Prozessluft ist durch dünne Pfeile angezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Waschmaschine
- 2
- Waschtrockner
- 3
- Gehäuse
- 4
- Laugenbehälter
- 5
- Wäschetrommel
- 6
- Antriebsmotor
- 7
- Verflüssiger (in den Laugenbehälter integriert)
- 8
- Drossel
- 9
- Verdampfer
- 10
- Kompressor
- 11
- Trommeldrehachse
- 12
- Faltenbalgdichtung
- 13
- Stützplatte
- 14
- Trommelrückwand
- 15
- Drehwelle
- 16
- Bullaugentürfenster
- 17
- Beschickungsöffnung
- 18
- Stoßdämpfer
- 19
- Feder
- 20
- Prozessluftkanal
- 21
- Gebläse
- 22
- Kondensatwanne
- 23
- Laugenablaufleitung
- 24
- Kondensatablaufleitung
- 25
- Pumpe (für Lauge und Kondensat)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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