[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum direkten Aufheizen einer Flüssigkeit zur
Nassbehandlung, vorzugsweise zum Waschen, von Wäschestücken gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 bzw. 5. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum direkten
Aufheizen einer Flüssigkeit zur Nassbehandlung, vorzugsweise zum Waschen, von Wäschestücken
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 bzw. 11.
[0002] Flüssigkeiten zum Nachbehandeln, insbesondere Waschen, von Wäschestücken in gewerblichen
Wäschereien werden unter anderem mittels Dampf aufgeheizt. Mit Dampf können relativ
große Mengen von Flüssigkeiten, wie sie in gewerblichen Wäschereien benötigt werden,
rasch aufgeheizt werden.
[0003] Es ist bekannt, den Dampf den aufzuheizenden Flüssigkeiten über Düsen zuzuführen.
Aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Dampfs, die von solchen Düsen erzeugt
werden, kommt es bei der Zufuhr von Dampf zu den aufzuheizenden Flüssigkeiten zu einer
unerwünscht hohen Geräuschentwicklung. Außerdem entstehen Schwingungen sowie Vibrationen,
die die Geräuschentwicklung verstärken.
[0004] Es ist schon bekannt, zur Verringerung der Geräuschentwicklung beim Zuführen von
Dampf zu den aufzuheizenden Flüssigkeiten durch Düsen Druckluft einzusetzen. Das führt
zu einem verschlechterten Wärmeübergang vom Dampf zu den aufzuheizenden Flüssigkeiten,
was mit einer Energievernichtung verbunden ist. Außerdem sind die Kosten für Druckluft
nicht unerheblich. Schließlich wird die Geräuschentwicklung durch das Zuführen von
Druckluft nur minimal reduziert.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
direkten Aufheizen von zur Nassbehandlung, insbesondere Waschen, von Wäschestücken
verwendeten Flüssigkeiten mittels Dampf zu schaffen, die die Geräuschentwicklung ohne
die Zufuhr von Druckluft deutlich reduzieren.
[0006] Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf.
Gemäß diesem Verfahren ist es vorgesehen, eine Teilmenge der aufzuheizenden Flüssigkeit
in die Düse einzusaugen. Es reicht, nur eine relativ geringe Teilmenge der aufzuheizenden
Flüssigkeit in die Düse einzusagen. Durch das Einsaugen von Teilmengen der Flüssigkeit
in die Düse kommt es zu einer wirksamen Vermischung der eingesaugten Flüssigkeit mit
dem Dampf, vorzugsweise dem in der Düse beschleunigten Dampf, wobei in der Düse ein
Kondensat-Dampfgemisch erzeugt wird. Das Kondensat in Form einer sehr großen Anzahl
erhitzter Wasserteilchen führt zur wirksamen Reduzierung der Geräuschentwicklung beim
Einleiten des Dampfs, der vorzugsweise mit Überschallgeschwindigkeit durch die Düse
strömt oder von der Düse auf Überschallgeschwindigkeit gebracht wird. Auch reduziert
der viele erhitzten Wasserteilchen enthaltende Dampf Schwingungen und Vibrationen,
was auch zur Geräuschreduzierung beiträgt.
[0007] Bevorzugt wird die Teilmenge der aufzuheizenden Flüssigkeit hinter dem engsten Querschnitt
der Düse von derselben angesaugt bzw. in die Düse eingesaugt. Hinter dem engsten Querschnitt
der Düse wird der Querschnitt des Dampfstroms allmählich vergrößert, der Dampf also
entspannt. Dabei kommt es zu einer besonders wirksamen Vermengung oder Vermischung
der dem Dampf zugeführten, aufzuheizenden Flüssigkeit mit dem Dampf. Es wird dadurch
hinter der engsten Stelle der Düse besonders wirksam ein Kondensat-Dampfgemisch erzeugt,
wobei die entstehenden erhitzten Flüssigkeitsteilchen weitestgehend gleichmäßig über
den Querschnitt des Dampfstroms verteilt sind.
[0008] Die Einleitung der zu erhitzenden Flüssigkeit hinter dem engsten Querschnitt der
Düse bezieht sich auf die Strömungsrichtung des Dampfs durch die Düse, wobei die Angabe
"hinter" sich auf denjenigen Bereich der Düse bezieht, der zwischen dem engsten Querschnitt
derselben und dem Ende der Düse liegt, aus der der Dampf austritt. Wenn von "vor"
dem engsten Querschnitt gesprochen wird, ist damit derjenige Bereich der Düse gemeint,
der zwischen dem engsten Querschnitt und dem Anfang der Düse liegt, wo der Dampf in
die Düse eintritt. Wenn im Folgenden "vorn" und "hinten" verwendet wird, ist das stets
bezogen auf die Strömungsrichtung des Dampfs, auch wenn das der Einfachheit halber
nicht stets erwähnt ist.
[0009] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist es vorgesehen, durch ein
auf die Düse folgendes Mündungsstück zusätzlich Flüssigkeit anzusaugen bzw. einzusaugen.
Das Mündungsstück verlängert somit die Düse, indem auch das Mündungsstück vom Dampf
durchströmt wird. Das Mündungsstück kann funktionell als zur Düse gehörend angesehen
werden. Durch die zusätzliche Einsaugung von aufzuheizender Flüssigkeit in das Mündungsstück
wird auch im Mündungsstück eine geringe Teilmenge aufzuheizender Flüssigkeit mit dem
Dampf vermischt zur Vergrößerung des Kondensat-Dampfgemisches mit erhitzten Wasserteilen.
Diese Weiterbildung des Verfahrens sieht somit eine Verlängerung der Strecke vor,
entlang derer die aufzuheizende Flüssigkeit mit dem Dampf, der durch die Düse und
das Mündungsstück strömt, vermischt wird. Es kommt so zu einer besonders intensiven
Vermischung des Dampfs mit einem kleinen Teil der aufzuheizender Flüssigkeit, wobei
durch die Verlängerung der Mischstrecke eine größere Menge aufzuheizender Flüssigkeit
mit dem Dampf vermischt werden kann. Während im hinteren Teil der eigentlichen Düse
aufzuheizende Flüssigkeit bei einer Aufweitung des Dampfstrahls und einer Entspannung
des Dampfs angesaugt wird, bleibt im vorzugsweise zylindrischen Mündungsstück der
Querschnitt des Dampfstrahls bei der längs des Mündungsstücks erfolgenden Ansaugung
aufzuheizender Flüssigkeit im Querschnitt konstant. Es findet dadurch im Bereich des
Mündungsstücks ein Vermischen aufzuheizender Flüssigkeit mit nicht weiter entspanntem
Dampf statt.
[0010] Es ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, die aufzuheizende Flüssigkeit aus einem Ringspalt
um mindestens einen hinteren Teil der Düse und/oder des Mündungsstücks in die Düse
und/oder das Mündungsstück einzusaugen. Im Ringspalt ist ein besonders wirksames und
gleichmäßiges Ansaugen bzw. Einsaugen der aufzuheizenden Flüssigkeit in die Düse bzw.
das Mündungsstück gewährleistet, weil im Ringspalt bzw. Ringraum um die Düse und das
Mündungsstück vom durch diese mit hoher Geschwindigkeit, vorzugsweise Überschallgeschwindigkeit,
strömenden Dampf ein Unterdruck erzeugt wird.
[0011] Ein weiteres Verfahren zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe, wobei es sich um
eine bevorzugte Weiterentwicklung des zuvor beschriebenen Verfahrens handeln kann,
weist die Maßnahmen des Anspruchs 5 auf. Demnach ist vorgesehen, den aus der Düse
austretenden Dampf oder ein Kondensat-Dampfgemisch zu teilen. Der Dampfstrom bzw.
der Kondensat-Dampfgemischstrom werden dadurch in mindestens zwei, gegebenenfalls
aber auch mehrere, Teilströme aufgeteilt. Dabei kommt es gleichzeitig zu einer Querschnittsveränderung.
Die Folge ist, dass aus der Düse nur kleinste Dampfstrahlen ausgestoßen werden und/oder
eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit stattfindet. Hierdurch kommt es überraschenderweise
zu einer (weiteren) Reduzierung der Geräusche und/oder Schwingungen bzw. Vibrationen.
Das gilt vor allem dann, wenn das zuvor gebildete Kondensat-Dampfgemisch aufgeteilt
wird.
[0012] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht es vor, dass hinter
der Düse eine Aufteilung erfolgt. Hier ist die Aufteilung besonders wirksam, nachdem
zuvor das Kondensat-Dampfgemisch erzeugt worden ist.
[0013] Eine Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des
Anspruchs 7 auf. Bei dieser Vorrichtung weist die Düse radial-gerichtete Durchgangsöffnungen,
vorzugsweise Durchgangsbohrungen, die gegebenenfalls auch düsenartig ausgebildet sein
können, auf. Die Durchgangsöffnungen und Durchgangsbohrungen schaffen bevorzugt eine
Verbindung des die Düse mindestens teilweise umgebenden Ringraums mit einer inneren
Düsenbohrung in der Düse. Auf diese Weise können durch die Durchgangsöffnungen oder
Durchgangsbohrungen von außen aufzuheizende Flüssigkeiten der Düsenbohrung zugeführt
werden, indem sie beim Durchströmen der Düsenbohrung von Dampf durch die Durchgangsöffnungen
bzw. Durchgangsbohrungen aus dem Ringraum angesaugt werden. Dadurch wird die mindestens
eine aufzuheizende Flüssigkeit in die Düsenbohrung eingesaugt und in dieser mit dem
Dampf zu einem Kondensat-Dampfgemisch aus vielen erhitzten Wasserteilen vermischt.
Aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit, vorzugsweise Überschallgeschwindigkeit,
des Dampfs durch die Düse wird die Flüssigkeit wirksam und gleichmäßig mit dem Dampf
vermischt.
[0014] Bevorzugt ist die Vorrichtung derart weitergebildet, dass die Durchgangsöffnungen
in einem auf den engsten Querschnitt der Düsenbohrung folgenden hinteren Bereich der
Wandung der Düse angeordnet sind. Die Vermischung des Dampfs mit aufzuwärmender Flüssigkeit
erfolgt dadurch nach der maximalen Beschleunigung des Dampfs in der Düse, vorzugsweise
wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfs hinter dem engsten Querschnitt der Düsenbohrung
wieder abnimmt und der Dampf entspannt wird. So ist eine besonders wirksame und gleichmäßige
Vermischung des Dampfs mit der aufzuheizenden Flüssigkeit gewährleistet. Die vorzugsweise
als Durchgangsbohrungen, gegebenenfalls auch als Düsen ausgebildeten Durchgangsöffnungen
sind weiterhin bevorzugt gleichmäßig über die Wandung des hinteren Bereichs der Düse
verteilt angeordnet, und zwar gegebenenfalls in mehreren in Strömungsrichtung des
Dampfs durch die Düse aufeinanderfolgenden Ringen. Dadurch wird über eine längere
Strecke der Dampf mit aufzuheizender Flüssigkeit vermischt.
[0015] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht es vor, hinter einem austrittsseitigen
Ende der Düse ein vorzugsweise zylindrisches Mündungsstück anzuordnen. Das Mündungsstück
ist auch mit radial-gerichteten Durchgangsöffnungen oder Durchgangsbohrungen versehen,
die vorteilhafterweise gleichmäßig über den zylindrischen Umfang des Mündungsstücks
verteilt angeordnet sind. Insbesondere sind die Durchgangsöffnungen oder Durchgangsbohrungen,
bei denen es sich auch um Düsen handeln kann, in Umfangsrichtung und über die ganze
Länge des zylindrischen Mantels des Mündungsstücks gleichmäßig verteilt angeordnet
zur Bildung eines gleichmäßigen Rasters an Durchgangsöffnungen oder Durchgangsbohrungen
im Mündungsstück. Dadurch kann gegebenenfalls über die gesamte Länge des Mündungsstücks
Dampf in das Innere desselben vom dieses durchströmenden Dampf eingesaugt und mit
dem Dampf vermischt werden zu einem Kondensat-Dampfgemisch mit einer Vielzahl kleiner
erhitzter Flüssigkeitspartikel und/oder kleinster Dampfblasen. Das trägt auch zur
Reduzierung der Geräuschentwicklung beim Einströmen von Dampf in die aufzuheizende
Flüssigkeit bei. Es werden so außerdem Schwingungen und Vibrationen mindestens reduziert,
wenn der Dampf mit hoher Geschwindigkeit, insbesondere Überschallgeschwindigkeit,
durch die Düse und das Mündungsstück hindurchströmt.
[0016] Es ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, im Bereich des Mündungsstücks den Ringraum
zwischen dem Mischrohr und dem Mündungsstück fortzusetzen und alternativ oder zusätzlich
das Mündungsstück mit einem solchen zylindrischen Innendurchmesser zu versehen, der
etwa dem kreisförmigen Querschnitt der Düsenbohrung am austrittsseitigen hinteren
Ende der Düse entspricht. Durch den sich auch im Bereich des Mischrohrs erstreckenden
Ringraum kann der durch das Mündungsstück mit hoher Geschwindigkeit hindurchströmende
Dampf einen Unterdruck im Ringraum erzeugen, wodurch wirksam aufzuheizende Flüssigkeit
in geringen Mengen aus dem Ringraum in das Mündungsstück vom dieses mit hoher Geschwindigkeit
durchströmenden Dampf eingesaugt werden kann. Indem der Innendurchmesser des Mündungsstücks
etwa dem größten Querschnitt am hinteren Ende der Düsenbohrung der Düse entspricht,
durchströmt der Dampf das Mündungsstück mit der gleichen Geschwindigkeit, womit er
aus der Düse austritt, was auch ein wirksames Ansaugen von aufzuheizender Flüssigkeit
aus dem Ringraum und eine wirksame Mischung der in das Mündungsstück eingesaugten
Flüssigkeit mit dem Dampf herbeiführt.
[0017] Eine weitere Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe, wobei es sich
auch um eine bevorzugte Weiterbildung der zuvor beschriebenen Vorrichtung handeln
kann, weist die Merkmale des Anspruchs 11 auf. Demnach ist in Strömungsrichtung des
Dampfs durch die Düse gesehen mindestens ein Strömungsteiler vorgesehen. Durch den
Strömungsteiler wird eine Aufteilung des Dampf-Kondensatgemischs erreicht, wodurch
noch kleinere oder kleinste Dampfblasen entstehen. Bevorzugt wird vom Strömungsteiler
eine Querschnittsverengung im Mündungsstück bzw. Mischrohr herbeigeführt, was zu einer
Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit beiträgt und zu schnellströmenden Teilströmen
führt, die die eingesaugte Flüssigkeit in eine große Anzahl feinster Teilchen zerstäuben,
wodurch der Anteil des Kondensats im Kondensat-Dampfgemisch stark zunimmt.
[0018] Vorzugsweise ist mindestens ein Strömungsteiler einem dampfaustrittsseitigen, hinteren
Endbereich des Mischrohrs zugeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen
sein, wenigstens einen Strömungsteiler hinten im Mündungsstück vorzusehen. Durch den
mindestens einen Strömungsteiler ist eine Aufteilung des Dampf-Kondensatgemischs im
hinteren Endbereich der Vorrichtung möglich, und zwar gegebenenfalls mehrfach. Die
Aufteilung erfolgt, bevor oder kurz bevor das Dampf-Kondensatgemisch dem Großteil
der aufzuheizenden Flüssigkeit zugeführt wird. Dadurch wird eine Geräuschentwicklung
beim Auftreffen des Kondensat-Dampfgemisches auf die noch aufzuheizende Flüssigkeit
deutlich reduziert, ohne dass eine Drosselung der Dampfzufuhr erforderlich wäre.
[0019] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht es vor, den mindestens einen
Strömungsteiler als einen sich diametral durch den Endbereich des Mischrohrs oder
des Mündungsstücks erstreckenden Einbau, vorzugsweise einen plattenartigen Einbau,
auszubilden. Gegebenenfalls kann dieser plattenartige Einbau in Strömungsrichtung
des Dampfs bzw. des Dampf-Kondensatgemischs durch das Mündungsstück bzw. des darauffolgenden
hinteren Teils des Mischrohrs verbreiternd ausgebildet sein. Das trägt zur Erhöhung
der Strömungsgeschwindigkeit des das Mischrohr bzw. das Mündungsstück verlassenden
Dampf-Kondensatgemischs und zur feineren Zerstäubung des Kondensats im Dampf sowie
eine signifikante Zunahme des Kondensatanteils im Dampf bei.
[0020] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert. In dieser zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Seitenansicht einer Durchlaufwaschmaschine mit mindestens einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch die Durchlaufwaschmaschine im Bereich einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, und
- Fig. 3
- einen mittigen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
[0021] Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit einer überwiegend in gewerblichen
Wäschereien eingesetzten Durchlaufwaschmaschine 10 beschrieben und erläutert. In der
Durchlaufwaschmaschine 10 werden nur in der Fig. 2 schematisch dargestellte Wäschestücke
11 postenweise gewaschen, gespült und gegebenenfalls nachbehandelt.
[0022] Die Durchlaufwaschmaschine 10 verfügt über eine längliche, zylindrische Trommel 12,
die um eine horizontale Längsmittelachse 13 drehend antreibbar ist. Die Trommel 12
der Durchlaufwaschmaschine 10 ist unterteilt in verschiedene Zonen, und zwar eine
Vorwaschzone 14, eine Klarwaschzone 15 und eine Spülzone 16, worin gegebenenfalls
eine Nachbehandlungszone integriert sein kann. Die Vorwaschzone 14, die Klarwaschzone
15 und die Spülzone 16 sind gebildet aus mehreren entlang der Längsmittelachse 13
der Trommel 12 aufeinanderfolgende Kammern 17. Die einzelnen Kammern 17 können gleich
lang, aber auch unterschiedlich lang ausgebildet sein. Die Anzahl der aufeinanderfolgenden
Kammern 17 pro Zone kann nach Größe und Leistungsfähigkeit der Durchlaufwaschmaschine
10 variieren. Dazu kann die Durchlaufwaschmaschine 10 eine größere oder kleinere Anzahl
von Kammern 17 aufweisen als im Beispiel der Fig. 1 dargestellt. Die Kammern 17 sind
in der durchgehenden zylindrischen Trommel 12 gebildet durch quergerichtete Trennwände
18 mit einer mittigen oder außermittigen Öffnung.
[0023] Vor einem in der Fig. 1 linken Eingabeende der Durchlaufwaschmaschine 10 ist ein
Eingabetrichter 19 angeordnet, worüber die zu waschenden Wäschestücke 11 in die Trommel
12 der Durchlaufwaschmaschine 10 gelangen. Am gegenüberliegenden, in der Fig. 1 rechten,
Ausgabeende weist die Durchlaufwaschmaschine 10 eine Ausgaberutsche 20 auf. Über diese
werden gewaschene, gespülte und gegebenenfalls nachbehandelte Wäschestücke 11 zum
Beispiel zu einer nicht gezeigten Nachbehandlungseinrichtung geführt.
[0024] Die Wäschestücke 11 werden postenweise über den Eingabetrichter 19 in die erste Kammer
17 der Vorwaschzone 14 geladen und nach Abschluss der Behandlung in der jeweiligen
Kammer 17 in die nachfolgende Kammer durch einen entsprechenden drehenden Antrieb
der Trommel 12 umgeladen. Auf diese Weise durchlaufen die Wäschestücke 11 postenweise
nacheinander alle aufeinanderfolgenden Kammern 17 der Durchlaufwaschmaschine 10 in
Behandlungsrichtung 21.
[0025] Die im Bereich einiger Kammern 17 mindestens teilweise flüssigkeitsdurchlässige Trommel
12 ist umgeben von einer flüssigkeitsdichten Außentrommel 22. Jede Außentrommel 22
weist in einem unteren Bereich einen quaderförmigen, wasserdichten Anschlusskasten
23 auf. Der Bodenbereich der jeweiligen Außentrommel 22 wird auf diese Weise durch
den Anschlusskasten 23 nach unten hin erweitert zur Bildung eines Sumpfes, in dem
sich die Behandlungsflüssigkeit in der betreffenden und von der Außentrommel 22 umgebenden
Kammer 17 sammelt.
[0026] Während die Trommel 12 vollständig umlaufend oder auch nur mit hin- und hergehenden
(schwenkenden) Teilkreisbewegungen antreibbar ist, sind die Außentrommeln 22 mit den
Anschlusskästen 23 ortsfest mit einem Gestell 24 der Durchlaufwaschmaschine 10 verbunden.
Die Außentrommeln 22 und ihre Anschlusskästen 23 sind somit stillstehend.
[0027] Die Fig. 2 und 3 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung zum direkten Aufheizen der
Flüssigkeit in der jeweiligen Außentrommel 22, insbesondere im Anschlusskasten 23
derselben, mittels Dampf. Mindestens eine solche Vorrichtung ist dem Anschlusskasten
23 jeder Außentrommel 22 zugeordnet.
[0028] Die gezeigte Vorrichtung ist durch eine aufrechte Seitenwandung 25 des jeweiligen
Anschlusskastens 23 horizontal gerichtet hindurchgeführt und in dieser flüssigkeitsdicht
befestigt. Eine Längsmittelachse 26 der Vorrichtung verläuft dadurch im gezeigten
Ausführungsbeispiel horizontal. Außenseitig an der Seitenwandung 27 ist ein Anschlussstutzen
28 zum Anschluss einer nicht gezeigten Dampfzufuhrleitung vorgesehen. Die Vorrichtung
wird vom Dampf entlang ihrer Längsmittelachse 26 in Strömungsrichtung durchströmt,
und zwar von außen in das Innere des Anschlusskastens 23 der jeweiligen Außentrommel
22. Dabei liegt diejenige Seite der Vorrichtung vorn, in die Dampf eintritt, also
an Anschlussstutzen 28. Ein im Inneren des jeweiligen Anschlusskastens 23 liegendes
Dampfaustrittsende bildet folglich ein hinteres Ende der Vorrichtung.
[0029] Die Vorrichtung weist im Wesentlichen eine Düse 30, ein zylindrisches Mischrohr 31,
ein ebenfalls zylindrisches Mündungsstück 32 und zwei Einbauten 33, 34 auf.
[0030] Die Düse 30 ist außenseitig zylindrisch ausgebildet und mit einem Kragen 36 zum Halten
und Befestigen der Düse 30 beispielsweise am Anschlussstutzen 28 versehen. Eine durchgehende
innere Düsenbohrung 37 im Inneren der Düse 30 verfügt über einen sich in Strömungsrichtung
29 variierenden Querschnitt. Im Wesentlichen weist die Düsenbohrung 37 zwei Abschnitte
auf, und zwar einen kurzen Verjüngungsabschnitt 38 und einen in Strömungsrichtung
29 darauf folgenden Erweiterungsabschnitt 39. Der Erweiterungsabschnitt 39 ist um
ein Mehrfaches länger als der Verjüngungsabschnitt 38. Am Übergang zwischen dem kürzeren
Verjüngungsabschnitt 38 und dem längeren Erweiterungsabschnitt 39 ist die Düsenbohrung
37 maximal eingeschnürt auf einen kleinsten zylindrischen Querschnitt. Sowohl der
Verjüngungsabschnitt 38 als auch der Erweiterungsabschnitt 39 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel
kegelförmig ausgebildet, wobei die Steigung des kürzeren Verjüngungsabschnitts 38
deutlich größer ist als die Steigung des längeren Erweiterungsabschnitts 39. Die beschriebene
Gestaltung der Düsenbohrung 37 verleiht der Düse 30 die Gestalt einer Lavaldüse.
[0031] Im Erweiterungsabschnitt 39 ist die Düse 30 mit mehreren Durchgangsöffnungen versehen,
die im gezeigten Ausführungsbeispiel als zylindrische Durchgangsbohrungen 40 gleichen
Durchmesser ausgebildet sind. Die radial gerichteten Durchgangsbohrungen 40 sind so
im Mantel der Düse 30 angeordnet, das ihre Längsmittelachsen auf die Längsmittelachse
26 der Düse 30 treffen. Die Durchgangsbohrungen sind in einem gleichmäßigen Raster
auf den hinteren Endbereich des Erweiterungsabschnitts 39 verteilt angeordnet. Auf
diese Weise sind in Umfangsrichtung mehrere Durchgangsbohrungen 40 gleichmäßig verteilt
und auch in Längsrichtung der Düse 30 mehrere Durchgangsbohrungen 40 aufeinanderfolgend
angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei mit gleichen Abständen aufeinanderfolgende
Ringe in mehreren gleichmäßig über den Umfang der Düse 30 verteilte Durchgangsbohrungen
40 vorgesehen. Die Abstände der Durchgangsbohrungen 40 in Umfangsrichtung und in Längsrichtung
sind so getroffen, dass eine gleichmäßige Perforation im hinteren Endbereich, etwa
im hinteren Drittel oder Viertel, des Erweiterungsabschnitts 39 entsteht.
[0032] Das Mischrohr 31 ist konzentrisch um die Düse 30 herum angeordnet. Das Mischrohr
31 ist länger als die Düse 30, und zwar etwa zwei bis drei Mal so lang. Der Innendurchmesser
des Mischrohrs 31 entspricht etwa dem Außendurchmesser des Kragens 36 der Düse 30.
Dadurch entsteht um den in Strömungsrichtung 29 gesehen sich vor dem Kragen 36 befindenden
kleineren zylindrischen Teil der Düse 30 ein Ringraum 41 zwischen der Düse 30 und
dem Mischrohr 31. Das Mischrohr 31 verfügt über mehrere im gezeigten Ausführungsbeispiel
durch Langlöcher 42 gebildete Durchgangsöffnungen, die sich bevorzugt gegenüberliegen.
Es können zwei oder auch mehr als zwei Langlöcher über den Umfang verteilt im zylindrischen
Mischrohr angeordnet sein. Die Langlöcher 42 beginnen in einem hinteren Endbereich
der Düse 30, nämlich dort, wo die Düse 30 mit Durchgangsbohrungen 40 versehen ist.
Die Langlöcher 42 enden mit Abstand hinter der Düse 30. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
befindet sich etwa die Mitte jedes Langlochs 42 in der Ebene einer hinteren ringförmigen
Stirnwandung 43 der Düse 30.
[0033] Der Düse 30 nachgeordnet ist das aus einem zylindrischen Rohr gebildete Mündungsstück
32. Das Mündungsstück 32 ist mit einer vorderen, ringförmigen Stirnwandung an der
hinteren ringförmigen Stirnwandung 43 der Düse 30 befestigt. Der Außendurchmesser
des Mündungsstücks 32 entspricht dem Außendurchmesser der Düse 30 an ihrer ringförmigen
Stirnwandung 43. Der Innendurchmesser des Mündungsstücks 32 entspricht dem größten
Durchmesser der Düsenbohrung 37 an ihrer hinteren ringförmigen Stirnwandung 43. Auf
diese Weise ist die hintere ringförmige Stirnwandung 43 der Düse 30 deckungsgleich
mit der vorderen ringförmigen Stirnwandung des Mündungsstücks 32.
[0034] Auch das Mündungsstück 32 verfügt über mehrere radial gerichtete Durchgangsöffnungen,
die im gezeigten Ausführungsbeispiel auch als zylindrische Durchgangsbohrungen 44
ausgebildet sind. Alle Durchgangsbohrungen 44 im Mündungsstück 32 sind gleich groß.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Durchgangsbohrungen 44 im Mündungsstück
32 etwas größer als die Durchgangsbohrungen 40 in der Düse 30. Die Durchgangsbohrungen
44 im Mündungsstück 32 können aber auch gleich groß sein wie die Durchgangsbohrung
40 in der Düse 30 oder gegebenenfalls auch kleiner. Die Durch-gangsbohrungen 40 sind
auch gleichmäßig über die Wandung des Mündungsstücks 32 verteilt zur Bildung eines
gleichmäßigen Rasters bzw. einer gleichmäßigen Perforation im Mündungsstück 32. Die
Durchgangsbohrungen 44 sind über die gesamte Länge des Mündungsstücks 32 verteilt,
und zwar so, dass Durchgangsbohrungen 44 gleich beabstandet in Umfangsrichtung des
Mündungsstücks 32 verlaufen und in Längsrichtung des Mündungsstücks 32 aufeinanderfolgen.
Aufgrund des dem Außendurchmesser der Düse 30 entsprechenden Außendurchmessers des
Mündungsstücks 32 ist auch dieses vom Ringraum 41 umgeben. Die Langlöcher 42 im Mischrohr
31 erstrecken sich über einen Teilbereich des Mündungsstücks 32, und zwar im gezeigten
Ausführungsbeispiel etwa über die halbe vordere Länge desselben. Die Länge des Mündungsstücks
32 ist so bemessen, dass es etwa ½ bis ¾ so lang wie der Erweiterungsabschnitt 39
der Düse 30 ist, vorzugsweise etwas 2/3 so lang.
[0035] Das Mischrohr 31 ist länger als die Düse 31 und das davor angeordnete Mündungsstück
32 zusammen. Beispielsweise entspricht die Länge des Mischrohrs 31 1¼ bis 1¾ der Länge
der Düse 30 und des Mündungsstücks 32. Vorzugsweise ist das Mischrohr 31 etwa 1½-fach
so lang wie die Düse 30 und das Mündungsstück 32. Durch die längere Ausbildung des
Mischrohrs 31 befindet sich ein Dampfaustrittsende 35 desselben in Strömungsrichtung
29 des Dampfs durch die Vorrichtung gesehen mit Abstand hinter einer hinteren ringförmigen
Stirnwandung 45 des Mündungsstücks 32.
[0036] Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind im hinteren Endbereich des Mündungsstücks 32
und im hinteren Endbereich des Mischrohrs 31 die Einbauten 33, 34 vorgesehen. Der
Einbau 33 befindet sich im hinteren Endbereich des Mündungsstücks 32. Er endet etwa
bündig mit der ringförmigen Stirnwandung 45 des Mündungsstücks 32. Der Einbau 33 ist
stegartig ausgebildet und erstreckt sich mittig durch das Mündungsstück 32. Die Enden
des Einbaus 33 sind an gegenüberliegenden Stellen der Innenwandung des Mündungsstücks
32 befestigt. Durch den Einbau 33 wird der hintere Endbereich des Mündungsstücks 32
in zwei Teilquerschnitte etwa gleicher Größe und mit halbkreisförmigem Querschnitt
aufgeteilt. Der Einbau 33 verfügt über eine vordere Spitze 46, an der der Einbau 33
angeströmt wird. Auf die Spitze 46 folgen zwei parallele oder gegebenenfalls auch
in Strömungsrichtung 29 divergierende Seitenwände 47 des Einbaus 33. Das hintere Ende
des Einbaus 33 schließt bündig mit der ringförmigen Stirnwandung 45 des Mündungsstücks
32 ab.
[0037] Der Einbau 34 im hinteren Endbereich des Mischrohrs 31 ist auch stegartig ausgebildet
zur Aufteilung des zylindrischen Querschnitts des Mischrohrs 31 in zwei gleich große
Querschnitte mit etwa halbkreisförmiger Gestalt. Eine angeströmte vordere Spitze 48
des Einbaus 34 ist fortgeführt durch zwei gegenüberliegende Seitenwände 49, die im
gezeigten Ausführungsbeispiel in Strömungsrichtung 29 leicht divergieren, aber eventuell
auch parallel verlaufen können. Dadurch wird in Strömungsrichtung 29 gesehen vom Einbau
34 jeder der beiden etwa halbkreisförmigen Teilquerschnitte verringert. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel endet der Einbau 34 nicht am kreisringförmigen Dampfaustrittsende
35 des Mischrohrs 31. Vielmehr verlaufen die Seitenwände 49 des Einbaus 34 etwas über
das Dampfaustrittsende 35 hinaus, so dass sie außerhalb des Mischrohrs 31 enden.
[0038] Die Erfindung umfasst auch nicht gezeigte Abwandlungen der zuvor beschriebenen und
in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung zum direkten Aufheizen von zum Behandeln
von Wäschestücken 11 dienenden Behandlungsflüssigkeiten mit Dampf. Beispielsweise
sind Vorrichtungen denkbar, die über keinen Einbau 33 bzw. 34 verfügen. Es sind auch
abgewandelte Vorrichtungen denkbar, bei denen zum Beispiel nur ein Einbau 33 bzw.
34 vorgesehen ist oder das Mündungsstück 32 mit dem diesen zugeordneten Einbau 33
fehlt. Weiterhin umfasst die Erfindung auch Vorrichtungen ohne Durchgangsbohrungen
40 im Mantel der Düse 30 und/oder ohne Durchgangsbohrungen 44 im Mantel des Mündungsstücks
32. Schließlich ist auch eine Vorrichtung denkbar, bei der das Mündungsstück 32 mit
den Durchgangsbohrungen 44 und dem Einbau 33 fehlt und nur der Endbereich der Düse
30 mit radialen Durchgangsbohrungen 40 versehen ist und/oder der hintere Endbereich
des Mischrohrs 31 mit dem Einbau 34 versehen ist.
[0039] Im Folgenden werden die erfindungsgemäßen Verfahren anhand der in den Fig. 1 bis
3 dargestellten und zuvor beschriebenen Vorrichtung näher erläutert:
[0040] Das direkte Aufheizen der Flüssigkeit in der eine Außentrommel 22 aufweisenden Kammer
17 der Durchlaufwaschmaschine 10 mit Dampf erfolgt durch Einleiten des Dampfs über
den Anschlussstutzen 28 in die Düse 30 der Vorrichtung. Der Dampf durchströmt dabei
in Strömungsrichtung 29 zunächst die Düse 30. Dabei wird der Dampf zunächst bis zum
engsten Querschnitt der Düse 30 beschleunigt und gegebenenfalls dabei verdichtet.
Hinter der engsten Stelle der Düse 30 erfolgt ein Entspannen des Dampfs in einem kontinuierlich
größer werdenden Erweiterungsabschnitt 39 der Düse 30. In der Düse 30 wird der Dampf
bevorzugt auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt.
[0041] Durch die Langlöcher 42 im Mischrohr 31 strömt aufzuheizende Flüssigkeit aus dem
Anschlusskasten 23 der Außentrommel 22 in das Mischrohr 31, und zwar in den Ringraum
41 zwischen dem Mischrohr 31 und der Düse 30 bzw. dem in Strömungsrichtung 29 gesehen
auf die Düse 30 unmittelbar folgenden Mündungsstück 32. Aufzuheizende Flüssigkeit
aus dem Ringraum 41 wird durch die radial gerichteten Durchgangsbohrungen 40 im hinteren
Endbereich der Düsenbohrung 37 der Düse 30 eingesaugt. Dabei kommt es zu einer intensiven
Vermischung der eingesaugten Flüssigkeit mit dem vorzugsweise mit Überschallgeschwindigkeit
die Düse 30 in Strömungsrichtung 29 durchströmenden Dampf. Durch die Durchgangsbohrung
40 werden nur verhältnismäßig kleine Mengen von Flüssigkeiten eingesaugt, die durch
die Vermischung mit dem Dampf ein Kondensat-Dampfgemisch entstehen lassen, in dem
das Kondensat in Form von unendlich vielen erhitzten Flüssigkeitsteilchen oder Flüssigkeitströpfchen
entsteht. Durch das mit dem hinteren Ende der Düse 30 verbundene Mischrohr 31 wird
sozusagen die Düse 30 verlängert. Das Mündungsstück 32 kann daher zur Düse 30 gerechnet
werden. Im zylindrischen Mündungsstück 32 bleiben die Geschwindigkeit des Dampfs bzw.
des Kondensat-Dampfgemisches und der Querschnitt des Gemischstroms bevorzugt konstant
oder nahezu konstant. Auch beim Durchströmen des Mündungsstücks 32 werden kleine Teilmengen
der Flüssigkeit aus dem Ringraum 41 durch die Durchgangsbohrungen 44 in der Mantelfläche
des Mündungsstücks 32 in dasselbe eingesaugt. Dabei wird auch Kondensatdampf gebildet,
so dass das Kondensat-Dampfgemisch im Mündungsstück 32 mit noch mehr erhitzten Flüssigkeitsteilchen
und Partikeln angereichert wird.
[0042] Durch die Langlöcher 42 in der Mantelfläche des Mischrohrs 31 strömt mehr Flüssigkeit
ein, als durch die Durchgangsbohrung 40 und 44 im Erweiterungsabschnitt 39 und das
Mündungsstück 32 der Düse 30 eingesaugt wird. Auf diese Weise wird auch aufzuheizende
Flüssigkeit hinter der ringförmigen Stirnwandung 45 am Ende des Mündungsstücks 32
aus dem Ringraum 41 in das Mischrohr 31 gesaugt. Diese Flüssigkeit durchströmt den
hinteren Endbereich des Mischrohrs 31 zusammen mit dem aus der Düse 30 bzw. dem Mündungsstück
32 austretenden Kondensat-Dampfgemisch. Dieses Kondensat-Dampfgemisch strömt zusammen
mit der aus dem Ringraum 41 angesaugten aufzuheizenden Flüssigkeit als Flüssigkeits-Kondensat-Dampfgemisch
in Strömungsrichtung 29 durch das hintere Dampfaustrittsende 35 des Mischrohrs 31.
Das aus dem offenen (hinteren) Dampfaustrittsende 35 das Mischrohr 31 verlassende
heiße Gemisch trifft dann auf die übrige aufzuheizende Flüssigkeit in der Außentrommel
22, insbesondere im Anschlusskasten 23, wodurch auch diese Flüssigkeit vom heißen
Dampf bzw. heißen Kondensat-Dampfgemisch aufgeheizt wird.
[0043] Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung wirken die Einbauten 33 und 34
als Strömungsteiler. Sie teilen das Kondensat-Dampfgemisch, dass das Mündungsstück
32 und das Mischrohr 31 verlässt in Teilströme, und zwar im gezeigten Ausführungsbeispiel
in zwei Teilströme. Durch den als Strömungsteiler wirkenden Einbau 33 im hinteren
Endbereich des Mündungsstücks 32 erfolgt eine erste Teilung des Gemischstroms und
es werden kleinste Dampfblasen in demselben gebildet. Das die Mischkammer im hinteren
Abschnitt des Mischrohrs 31 durchströmende Kondensat-Dampfgemisch wird in der Mischkammer
mit der aus dem Ringraum 41 angesaugten aufzuheizenden Flüssigkeit in schnellströmende
Teilströme zerstäubt zur Bildung unendlich vieler Teilchen. Dadurch nimmt das Kondensat
in dem Flüssigkeits-Kondensat-Dampfgemisch drastisch zu.
[0044] Der als Strömungsteiler wirkende Einbau 34 im hinteren Endbereich des Mischrohrs
31 teilt das Kondensat-Dampfgemisch bzw. Flüssigkeits-Kondensat-Dampfgemisch wiederum
in separate Teilströme auf. Das führt zu einer nochmaligen Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit
der vom Einbau 34 erzeugten Teilströme. Diese treten dadurch mit sehr hoher Geschwindigkeit
aus dem offenen Dampfaustrittsende 35 des Mischrohrs 31 aus und verlassen somit die
Vorrichtung mit nochmals erhöhter Strömungsgeschwindigkeit.
Bezugszeichenliste:
10 |
Durchlaufwaschmaschine |
36 |
Kragen |
11 |
Wäschestück |
37 |
Düsenbohrung |
12 |
Trommel |
38 |
Verjüngungsabschnitt |
13 |
Längsmittelachse |
39 |
Erweiterungsabschnitt |
14 |
Vorwaschzone |
40 |
Durchgangsbohrung |
15 |
Klarwaschzone |
41 |
Ringraum |
16 |
Spülzone |
42 |
Langloch |
17 |
Kammer |
43 |
ringförmige Stirnwandung |
18 |
Trennwand |
44 |
Durchgangsbohrung |
19 |
Eingabetrichter |
45 |
ringförmige Stirnwandung |
20 |
Ausgaberutsche |
46 |
Spitze |
21 |
Behandlungsrichtung |
47 |
Seitenwand |
22 |
Außentrommel |
48 |
Spitze |
23 |
Anschlusskasten |
49 |
Seitenwand |
24 |
Gestell |
|
|
25 |
Seitenwandung |
|
|
26 |
Längsmittelachse |
|
|
27 |
Seitenwandung |
|
|
28 |
Anschlussstutzen |
|
|
29 |
Strömungsrichtung |
|
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30 |
Düse |
|
|
31 |
Mischrohr |
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32 |
Mündungsstück |
|
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33 |
Einbau |
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34 |
Einbau |
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35 |
Dampfaustrittsende |
|
|
1. Verfahren zum direkten Aufheizen von Flüssigkeit zur Nassbehandlung, vorzugsweise
zum Waschen, von Wäschestücken, wobei durch eine Düse (30) hindurchströmender Dampf
in mindestens einer Mischkammer mit der aufzuheizenden Flüssigkeit zusammengeführt
wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilmenge der aufzuheizenden Flüssigkeit in die Düse (30) eingesaugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit radial in die Düse (30) eingesaugt wird und/oder in Strömungsrichtung
(29) des Dampfs durch die Düse (30) gesehen hinter dem engsten Querschnitt der Düse
(30) die Flüssigkeit in die Düse (30) eingesaugt wird, vorzugsweise durch radial zur
Strömungsrichtung (29) des Dampfs durch die Düse (30) gerichtete Öffnungen in der
Mantelfläche der Düse (30).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in ein in Strömungsrichtung (29) des Dampfs durch die Düse (30) gesehen auf einen
Erweiterungsabschnitt (39) der Düse (30) folgendes Mündungsstück (32) zusätzlich Flüssigkeit
vorzugsweise radial eingesaugt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit aus einem Ringspalt, insbesondere einem Ringraum (41), in mindestens
einen hinteren Teil der Düse (30) und/oder das Mündungsstück (32) eingesaugt wird.
5. Verfahren zum direkten Aufheizen von Flüssigkeit zur Nassbehandlung, vorzugsweise
zum Waschen, von Wäschestücken (11), wobei durch eine Düse (30) hindurchströmender
Dampf in mindestens einer Mischkammer mit der aufzuheizenden Flüssigkeit zusammengeführt
wird, insbesondere nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Düse (30) und/oder der Mischkammer ausströmende Dampf oder ein Dampf-Kondensatgemisch
geteilt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf bzw. das Dampf-Kondensatgemisch hinter der Düse (30) bzw. einem Erweiterungsabschnitt
(39) der Düse (30) in mehrere Teilströme aufgeteilt wird, vorzugsweise durch mindestens
einen Strömungsteiler.
7. Vorrichtung zum mittels Dampf erfolgenden direkten Aufheizen einer Flüssigkeit zur
Nassbehandlung, vorzugsweise zum Waschen, von Wäschestücken, mit einer vom Dampf durchströmten
Düse (30) und mit einem der Düse (30) zugeordneten Mischrohr (31), das einen Ringraum
(41) um mindestens einen Teil der Düse (30) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Düse (30) radial gerichtete Durchgangsöffnungen zur Verbindung des
Ringraums (41) mit einer inneren Düsenbohrung (37) der Düse (30) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen in einem in Strömungsrichtung (29) des Dampfs durch die Düsenbohrung
(37) gesehen auf einen engsten Querschnitt der Düsenbohrung (37) folgenden Erweiterungsabschnitt
(39) der Düse (30) angeordnet sind, vorzugsweise gleichmäßig verteilt über den Umfang
der Wandung mindestens eines Teilbereichs des Erweiterungsabschnitts (39).
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass hinter einem austrittsseitigen Ende der Düse (30) ein insbesondere zylindrisches
Mündungsstück (32) angeordnet ist, das vorzugsweise radial gerichtete Durchgangsöffnungen
aufweist, die insbesondere gleichmäßig über den Umfang des Mündungsstücks (32) verteilt
sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Mündungsstücks (32) sich der Ringraum (41) zwischen dem Mischrohr
(31) und dem Mündungsstück (32) fortsetzt und/oder ein Innendurchmesser des vorzugsweise
zylindrischen Mündungsstücks (32) etwa dem kreisförmigen Querschnitt der Düsenbohrung
(37) am austrittsseitigen Ende der Düse (3) entspricht.
11. Vorrichtung zum mittels Dampf erfolgenden direkten Aufheizen einer Flüssigkeit zur
Nassbehandlung, vorzugsweise zum Waschen, von Wäschestücken, mit einer vom Dampf durchströmten
Düse (30) und mit einem der Düse (30) zugeordneten Mischrohr (31), das einen Ringraum
(41) und mindestens einen Teil der Düse (30) bildet, insbesondere nach einem der Ansprüche
7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung (29) des Dampfs durch die Düse (30) gesehen mindestens ein auf
die Düse (30) folgender und/oder ein einem hinteren Endbereich der Düse (30) zugeordneter
Strömungsteiler vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Strömungsteiler einem dampfaustrittsseitigen Endbereich des Mischrohrs
(31) zugeordnet ist, vorzugsweise der Strömungsteiler am dampfaustrittsseitigen Endbereich
des Mischrohrs (31) fest angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Strömungsteiler in einem Mündungsstück (32) am Ende der Düse (30)
angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Strömungsteiler als ein sich diametral durch den Endbereich des Mischrohrs
(31) und/oder den Endbereich des Mündungsstücks (32) erstreckender Einbau (33, 34),
vorzugsweise ein plattenartiger Einbau (33, 34), ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein plattenartiger Einbau (34) in Strömungsrichtung (29) des Dampfs bzw.
Dampf-Kondensatgemisches verbreiternd ausgebildet ist.