HAUSHALTSGERÄTE-SORPTIONSVORRICHTUNG UND MIT EINER SORPTIONSVORRICHTUNG AUSGESTATTETES HAUSHALTSGERÄT

Beschreibung

[0001] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Behandlungsgeräte für Haushaltswaren und Haushaltsgegenstände, wie insbesondere Wäsche und Geschirr, und betrifft eine Haushaltsgeräte-Sorptionsvorrichtung mit einem ersten und einem zweiten Luftführungskanal, die zumindest einen Überlagerungsbereich bilden, in dem eine Kanalwand des ersten und eine Kanalwand des zweiten Luftführungskanals benachbart sind, und mit einer Sorptionsmittelschicht, die von Prozessluft durchströmbar ist. Die Erfindung betrifft zudem ein mit einer Sorptionsvorrichtung ausgestattetes Haushaltsgerät mit einem Prozessluftkanal, durch den aus einem Behandlungsraum kommende Prozessluft strömt.

[0002] Die Erfindung ist insbesondere auf sogenannte Waschtrockner gerichtet, womit sowohl Wäschetrockner als auch Mehrfunktionsgeräte gemeint sind, die sowohl zum Waschen als auch zum Trocknen von Wäsche dienen. In einem Waschtrockner wird Luft (die sogenannte Prozessluft) durch ein Gebläse über eine Heizung in eine als Wäschebehandlungsraum dienende Trommel geleitet. Die heiße Prozessluft nimmt Feuchtigkeit aus der zu trocknenden Wäsche auf und gibt diese im weiteren Prozessverlauf wieder ab.

[0003] Im Hinblick auf die gesteigerten Energieeffizienzanforderungen sind Haushaltsgeräte mit Sorptionsvorrichtungen als solche beispielsweise aus der WO 2009/007289 A1 bekannt. Prinzipiell wird dabei die mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft in bzw. über ein reversibel hydratisierbares Trocknungsmittel geleitet, das beispielsweise von Zeolith gebildet sein kann. Das Trocknungsmittel (auch Sorbens oder Sorptionsmittel genannt) entzieht der Prozessluft unter gleichzeitiger Wärmeabgabe Feuchtigkeit. Die dadurch trocknere und zusätzlich erwärmte Prozessluft wird anschließend wieder der zu trocknenden Wäsche zugeführt. Das Sorptionsmittel muss spätestens bei Sättigung regeneriert werden. Dazu wird dem Sorptionsmittel während einer sogenannten Desorptionsphase Wärme zugeführt, die die zuvor im Sorptionsmittel gespeicherte Feuchtigkeit wieder freisetzt.

[0004] Aus der DE 10 2008 032 228 A1 ist eine nach diesem Prinzip arbeitende Vorrichtung zum Regenerieren eines festen Sorptionsmittels bekannt, die in einem Geschirrspüler oder einem klassischen Umluft-Wäschetrockner vorgesehen sein kann. Dabei sind zwei Zeolith-Kassetten in zwei mittels Klappen abschließbaren Umhausungen untergebracht, wobei die Zeolith-Kassetten alternierend in ihren Sorptions- und Desorptionsphasen phasenverschoben betrieben werden.

[0005] Aus der DE 10 2010 002 086 A1 sind eine Sorptionsvorrichtung und ein Haushaltsgerät der eingangs genannten Art bekannt, die einen verbesserten kontinuierlichen Betrieb ermöglichen. Dazu spaltet sich ein die Prozessluft führender Prozessluft-Führungskanal hinter einer Trocknungskammer, die einen Behandlungsraum für zu trocknende Wäsche bildet, in einen ersten Luftführungskanal (hier als Adsorberkanal bezeichnet), in dem sich eine Sorptionseinheit mit einem Sorptionsmaterial und eine Heizung befinden, und in mindestens einen weiteren Luftführungskanal (Prozessluftteilkanal) auf. Ein erster Wärmetauscher umfasst den ersten und den zweiten Luftführungskanal. Am Eingang des ersten Luftführungskanals kann eine regelbare vordere Adsorberkanalverschlussvorrichtung angeordnet sein. Ebenso kann am Ausgang des Adsorberkanals eine regelbare hintere Adsorberkanalverschlussvorrichtung angeordnet sein. Bei der bekannten Vorrichtung wechseln sich mehrfach Adsorptionsphasen und Desorptionsphasen ab, indem der Adsorberkanal zu gegebener Zeit für den Zutritt feuchtwarmer Prozessluft aus der Trocknungskammer verschlossen wird und eine Adsorberheizung zur Regenerierung (Desorption) des Sorptionsmaterials eingeschaltet wird. Während der Adsorptionsphase wird die Prozessluft durch regelbare Prozessluftteilkanalverschlussvorrichtungen so durch den ersten Luftführungskanal (Adsorberkanal) geleitet, dass es dort im Wärmetauscher zu einem optimalen Wärmetausch kommt. Dabei durchströmt die Prozessluft im Adsorberkanal eine blockartig ausgebildete Sorptionsmittelschicht in deren axialer Richtung.

[0006] Eine ähnliche Sorptionsvorrichtung und ein damit ausgestattetes Haushaltsgerät gehen aus der EP 2 246 470 A1 hervor. Hier ist ein erster Luftführungskanal vorgesehen, dessen Wandung mit einer Sorptionsmittelschicht ausgekleidet ist. Neben dem ersten Luftführungskanal verläuft in einem Überlagerungsbereich parallel ein zweiter strömungsmäßig isolierter Luftführungskanal, in dem ein Wärmetauscher angeordnet ist. Die Prozessluft wird durch Betätigung eines Auswahlventils auf die beiden strömungsdichten Luftführungskanäle aufgeteilt.

[0007] Regenerierbare Sorptionseinrichtungen sind auch auf anderen, haushaltsgerätefernen Gebieten bekannt geworden. So beschreiben die DE 195 12 844 A1 und die DE 197 18 047 A1 jeweils mit einem Sorptionsmaterial ausgestattete Vorrichtungen zur Behandlung und Trocknung von Luft für den Fahrgastinnenraum eines Kraftfahrzeugs. Diese bekannten Vorrichtungen sind über einen Absaugkanal einerseits und über einen Zuströmkanal andererseits mit dem Fahrgastinnenraum verbunden. Luftstromsteuerelemente sind in nur zwei definierte Endlagen bringbar, in denen sie entweder die Luft durch die im Adsorptionsbetrieb oder im Desorptionsbetrieb konfigurierte Vorrichtung leiten. Im Desorptionsbetrieb wird die dabei erwärmte und feuchtigkeitsbeladene Luft durch einen Abluftkanal an die Umgebungsluft des Fahrzeugs abgegeben.

[0008] Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Ausgestaltung einer Haushaltsgeräte-Sorptionsvorrichtung bzw. eines Haushaltsgeräts der eingangs genannten Art unter Verwendung möglichst vieler bereits ohnehin vorgesehener Komponenten dahingehend, dass die Austrittstemperatur der Prozessluft aus der Vorrichtung bzw. ihre Eintrittstemperatur in den Behandlungsraum präzise auf eine gewünschte Solltemperatur geregelt und begrenzt werden kann, wobei der Wirkungsgrad der Sorptionsvorrichtung und ihre Sorptions- bzw. Desorptionsgeschwindigkeit gesteigert ist.

[0009] Diese Aufgabe wird hinsichtlich einer Sorptionsvorrichtung und eines Haushaltsgeräts mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstände abhängiger Patentansprüche, nachfolgender Beschreibung und beigefügter Zeichnung

[0010] Demgemäß ist bei einer Sorptionsvorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass im Überlagerungsbereich zwischen den benachbarten Kanalwänden wenigstens eine Durchtrittsmöglichkeit besteht, so dass Prozessluft unter Durchströmen der Sorptionsmittelschicht von dem einen in den anderen Luftführungskanal überströmen kann. Die Sorptionsmittelschicht ist dabei bevorzugt zumindest teilweise zwischen den benachbarten Kanalwänden angeordnet. Für eine optimierte Temperatursteuerung der in den Behandlungsraum gelangenden Prozessluft ist zudem vorgesehen, dass in Einströmrichtung der Prozessluft in die Sorptionsvorrichtung gesehen das vordere axiale Ende des ersten Luftführungskanals geschlossen ist, das vordere axiale Ende des zweiten Luftführungskanals offen ist und am hinteren Ende des zweiten Luftführungskanals wenigstens ein strömungsbeeinflussendes Element vorgesehen ist, derart dass ein Durchtritt eines Teilluftstroms der Prozessluft von dem zweiten in den ersten Luftführungskanal bewirkt ist, während ein ergänzender Teilluftstrom den zweiten Luftführungskanal bis zum Ende durchströmt und sich ausgangsseitig mit dem durch die Sorptionsmittelschicht erwärmten Teilluftstrom der Prozessluft vereinigt.

[0011] Der Durchsatz und die Einströmung in die Luftführungskanäle bzw. die Ausströmung aus den Luftführungskanälen können durch vorgegebene Strömungsquerschnitte, Drosseln und dergleichen beeinflusst bzw. vorgegeben sein.

[0012] In äquivalenter Weise könnten auch - quasi in strömungskinematischer Umkehr -das vordere Ende des zweiten Luftführungskanals geschlossen und sein hinteres axiales Ende offen und entsprechend am hinteren Ende des ersten Luftführungskanals strömungsbeeinflussende Elemente vorgesehen sein. In jedem Fall wird durch dieses Beeinflussungsprinzip wird ein Durchtritt eines Teilstroms der Prozessluft in radialer, d.h. schräg oder im Wesentlich in senkrechter Richtung zur Längsachse des Luftführungskanals von dem zweiten in den ersten bzw. (bei umgekehrter Ausgestaltung) von dem ersten in den zweiten Luftführungskanal bewirkt, während ein ergänzender Teilstrom den zweiten (bzw. bei umgekehrter Ausgestaltung den ersten) Luftführungskanal bis zum Ende durchströmt und sich dann erst ausgangsseitig mit dem durch das Sorptionsmittel erwärmten Teilstrom der Prozessluft wieder vereinigt.

[0013] In diesem Fall würde das Heizelement zweckmäßig mit einem Bereich der Sorptionsmittelschicht in Wirkkontakt stehen, der dem ersten Strömungskanal zugewandt ist. Bevorzugt wäre dabei das elektrische Heizelement ein auf die innere Mantelfläche der Sorptionsmittelschicht gewickelter Heizdraht.

[0014] Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass diese gegenüber bekannten Sorptionsvorrichtungen nur einen allenfalls geringen zusätzlichen Bauteilebedarf hat. Die erfindungsgemäße Sorptionsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Sorptionsschicht eine vergleichsweise große Durchtrittsfläche bei sehr geringer möglicher Schichtdicke aufweisen kann. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erlaubt es, die Materialdicke des zu durchströmenden Sorbens - vorzugsweise Zeolith und/oder Silicagel - bei erheblicher Menge des Sorbens äußerst gering auszugestalten. Dies ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad und eine insbesondere bei der Desorption vorteilhafte hohe Prozess-(desorptions)geschwindigkeit. Die Prozessluft kann dabei die Sorptionsschicht vorteilhafterweise im Wesentlichen in radialer Richtung, d.h. bei nicht runden Querschnitten schräg oder im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Luftströmungskanals durchströmen. Die Sorptionsvorrichtung kann bei konventionellen Waschtrocknern einfach im vorhandenen Prozessluftkreis angeordnet sein.

[0015] Unter dem Begriff Luftführungskanal ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht etwa nur ein von einem Eingang zu einem Ausgang durchströmbarer Kanal zu verstehen, sondern auch ein in Strömungsrichtung gesehen am Eingang und/oder am Ausgang teilweise oder vollständig strömungsdicht geschlossener oder verschließbarer Strömungsraum.

[0016] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der beigefügten Zeichnung sowie aus den abhängigen Patentansprüchen, deren Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination miteinander angewendet werden können. Insbesondere entspricht jeder bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sorptionsvorrichtung eine bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts und umgekehrt, und dies auch dann, wenn darauf hierin nicht explizit hingewiesen ist.

[0017] Eine erste konstruktiv und fertigungstechnisch bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Durchtrittsmöglichkeit von wenigstens einer Durchgangsöffnung in wenigstens einer Kanalwand gebildet ist. Mit dieser Ausgestaltung ist eine besonders aufwandsarme und kompakte Realisierung der erfindungsgemäßen Sorptionsvorrichtung ermöglicht.

[0018] Eine bevorzugte Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der erste und der zweite Luftführungskanal koaxial ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung ist sowohl hinsichtlich der Durchströmungsverhältnisse der Sorptionsmittelschicht als auch dadurch vorteilhaft, dass der den ersten Luftführungskanal zumindest teilweise umgebende zweite Luftführungskanal gleichzeitig als Wärmeisolierung dient und so umgebende Bauteile vor hoher Wärmebelastung während der Desorptionsphase schützt.

[0019] Dieser Vorteil kommt besonders bei einer Weiterbildung der Erfindung zum Tragen, wobei der erste Luftführungskanal von einem äußeren Mantel begrenzt ist, an dem die Sorptionsmittelschicht mit einer inneren Schichtseite anliegt, und wobei die innere Kanalwand des zweiten Luftführungskanals von einer äußeren Schichtseite der Sorptionsmittelschicht gebildet ist.

[0020] Dabei ist es von der Durchströmbarkeit der Sorptionsmittelschicht und fertigungstechnisch sehr vorteilhaft, wenn die äußere Schichtseite des Sorptionsmittels von einem siebartigen Element bedeckt ist.

[0021] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Heizelement mit einem Bereich der Sorptionsmittelschicht in Wirkkontakt steht, der dem zweiten Luftführungskanal zugewandt ist. Das bevorzugt als elektrischer Heizkörper ausgebildete Heizelement realisiert durch die Nähe zum bzw. durch direkten Kontakt mit dem Sorptionsmaterial einen besonders guten Wärmeübergang, der die Desorptionsphase vorteilhaft unterstützt. Der elektrische Heizkörper kann besonders bevorzugt ein um die äußere Mantelfläche der Sorptionsmittelschicht gewickelter Heizdraht sein.

[0022] Hinsichtlich des Realisierungs- und Steuerungsaufwands bevorzugt sind die strömungsbeeinflussenden Elemente von steuerbaren Klappen, Schiebern und/oder Blenden gebildet. Bei einem kreisförmigen Querschnitt der Luftführungskanäle können die Blenden als sogenannte Iris-Blenden ausgestaltet sein. Einbautechnisch bevorzugt ist vorgesehen, dass die Luftführungskanäle rechteckigen Querschnitt haben und eine größere Breite als Höhe aufweisen.

[0023] Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät ist mit einem Prozessluftkanal versehen, durch den aus einem Behandlungsraum kommende Prozessluft strömt, wobei in dem Prozessluftkanal eine Sorptionsvorrichtung der zuvor beschriebenen Art angeordnet ist.

[0024] Bevorzugt ist dabei die Sorptionsvorrichtung oberhalb des Behandlungsraums angeordnet, weil damit der üblicherweise im oberen Bereich von Haushaltsgeräten verfügbare Bauraum optimal genutzt werden kann und ein Durchnässen der Sorptionsmittelschicht durch Prozessflüssigkeit (beispielsweise Wasch- oder Spülflüssigkeit) verhindert ist.

[0025] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der beigefügten Zeichnung figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Es zeigen:

Figur 1:

schematisch ein Haushaltsgerät mit einer Sorptionsvorrichtung,

Figur 2:

in teiltransparenter und perspektivischer Ansicht eine Sorptionsvorrichtung,

Figur 3:

im Längsschnitt die Sorptionsvorrichtung aus Figur 2 in der Schnittebene III-III, und

Figur 4:

im Querschnitt die Sorptionsvorrichtung aus Figur 2 in der Schnittebene IV-IV.

[0026] Figur 1 zeigt schematisch den grundlegenden Aufbau eines Haushaltsgeräts, hier in Form eines sogenannten Waschtrockners 1. Der Waschtrockner 1 weist eine drehbar um eine Rotationsachse 2 in einem Laugenbehälter gelagerte Wäschetrommel auf, die einen Behandlungsraum 3 für zu trocknende Wäsche 4 bildet. Der Übersicht halber ist die an sich bekannte Zweiheit von Laugenbehälter und Wäschetrommel nicht dargestellt; in der Zeichnung erscheint nur der Behandlungsraum 3. Der Behandlungsraum 3 ist auch Teil eines Trocknungssystems, das ein Prozessluftgebläse 5, einen Prozessluftkreis 6 mit einer elektrischen Heizung 7, einen Luft/Luftwärmetauscher 9 und Luftleitkanäle 10 in einer an sich beispielsweise aus der DE 10 2010 002 086 A1 (auf die insoweit auch Bezug genommen wird) bekannten Weise umfasst.

[0027] Im Bereich 12 des Waschtrockners 1 ist eine Sorptionsvorrichtung 14 angeordnet, die nachfolgend noch näher beschrieben wird. Die Sorptionsvorrichtung kann besonders bevorzugt oberhalb des Behandlungsraums 3 im Gehäuse 15 des Waschtrockners 1 angeordnet und dadurch optimal vor einem Durchnässen des in ihr enthaltenen Sorptionsmaterials geschützt sein.

[0028] Die Figuren 2 bis 4 zeigen die Sorptionsvorrichtung 14 im Detail. Die Sorptionsvorrichtung umfasst einen Überlagerungsbereich 16, in dem ein erster Luftführungskanal 18 und ein zweiter Luftführungskanal 19 um eine Längsachse 20 koaxial verlaufen. In dem Überlagerungsbereich ist zumindest abschnittsweise die äußere Kanalwand 22 des ersten Luftführungskanals 18 und die innere Kanalwand 24 des zweiten Luftführungskanals 19 benachbart. Zwischen den Kanalwänden 22 und 24 ist eine Sorptionsmittelschicht 26 eingebracht. Als Sorptionsmittel ist Zeolith vorgesehen, wobei auch andere geeignete sorptive Speichermaterialien verwendet werden können. Der zweite Luftführungskanal 19 ist in radialer Richtung R gesehen nach außen von einem äußeren Mantel 28 begrenzt, der insoweit die äußere Kanalwand 29 des zweiten Luftführungskanals 19 im Überlagerungsbereich 16 bildet. Die innere Kanalwand 24 des zweiten Luftführungskanals 19 ist von der äußeren Schichtseite 30 der Sorptionsmittelschicht 26 gebildet, die von einem netz- oder siebartigen Element 34 bedeckt ist, das die Sorptionsmittelschicht 26 in Position hält bzw. außenseitig begrenzt. An der äußeren Kanalwand 22 liegt die Sorptionsmittelschicht 26 mit ihrer inneren Schichtseite 35 an.

[0029] Zwischen dem ersten und zweiten Luftführungskanal 18, 19 besteht in Richtung R in der äußeren Kanalwand 22 des ersten Luftführungskanals 18 und damit durch die Sorptionsmittelschicht 26 eine Durchtrittsmöglichkeit 36 für Prozessluft 37. Die Durchtrittsmöglichkeit kann je nach detaillierter Strömungsrichtung und Ausgestaltung bzw. Einbaulage der Sorptionsvorrichtung radial bzw. schräg oder senkrecht zur Längsachse nach innen bzw. grundsätzlich auch nach außen bestehen. In der nachfolgend bevorzugt beschriebenen Ausgestaltung der Sorptionsvorrichtung ist die Durchtrittsmöglichkeit durch mantelseitig vorgesehene Öffnungen 40 realisiert, die die äußere Kanalwand 22 des ersten Luftführungskanals 18 perforieren. Je nach Dimensionierung der Öffnungen ist es bevorzugt, wenn zumindest im Bereich der Öffnungen ein weiteres Netz oder siebartiges Element 41 vorgesehen ist, das die Sorptionsmittelschicht 26 innenseitig bedeckt und so ein unerwünschtes Austreten des Sorptionsmaterials durch die Öffnungen verhindert.

[0030] Mit der Sorptionsmittelschicht 26 steht ein Heizelement 42 in Wirkkontakt, das von einem Heizdraht 43 gebildet ist, mit dem die Sorptionsmittelschicht 26 auf der Seite ihres äußeren Mantels (also um die äußere Schichtseite 30 herum) umwickelt ist. Durch den direkten Kontakt zwischen dem Heizelement 42 und dem Material der Sorptionsmittelschicht 26 ergibt sich ein besonders guter Wärmeübergang, der in einer nachfolgend noch beschriebenen Desorptionsphase besonders vorteilhaft ist. In Einströmrichtung 45 der in die Sorptionsvorrichtung 14 einströmenden Prozessluft 46 gesehen ist der vordere axiale Bereich bzw. das vordere Ende 50 des Luftführungskanals 18 geschlossen, während das vordere Ende 52 des Luftführungskanals 19 offen ist. Das hintere Ende 54 des Luftführungskanals 18 ist offen, während der Luftführungskanal 19 an seinem hinteren Bereich oder hinteren Ende 55 durch bewegliche strömungsbeeinflussende Elemente - hier in Form von Klappen 56 ausgestaltet - bedarfsweise mehr oder weniger verschließbar ist.

[0031] Wie insbesondere aus Figur 4 erkennbar, haben die Luftführungskanäle 18, 19 jeweils einen rechteckigen Querschnitt 60, wobei ihre Breite 61 deutlich größer ist als ihre Höhe 62.

[0032] Nachfolgend wird der Betrieb des Haushaltsgeräts (Figur 1) bzw. der Sorptionsvorrichtung näher beschrieben:

In einer sogenannten Desorptionsphase - also in der Phase, in der das Sorptionsmittel 26 sich durch Ausbringen zuvor aufgenommener und gespeicherter Feuchtigkeit regeneriert - sind durch eine Steuerung 64 (Figur 1) die Klappen 56 (Figur 3) geschlossen, das Prozessluftgebläse 5 und die Heizung 42 eingeschaltet. Dadurch strömt Prozessluft 46 zunächst in den zweiten Luftführungskanal 19 durch dessen offenes Ende 50 ein, verlässt im Überlagerungsbereich 16 den zweiten Luftführungskanal 19, durchströmt die Sorptionsmittelschicht 26, strömt anschließend durch die Durchtrittsmöglichkeit 36 (nämlich hier durch die Öffnungen 40) in den ersten Luftführungskanal 18 über und schließlich durch dessen offenes hinteres Ende 54 aus. Dabei transportiert die Prozessluft den Wasserdampf, der durch das Aufheizen des Sorptionsmaterials (Sorbens) mittels der Heizung 42 aus der Sorptionsmittelschicht 26 freigesetzt wird, aus der Sorptionsmittelschicht 26 ab. Zusätzlich mag sich dabei eine Aufheizung der Prozessluft ergeben, je nach der Temperatur, die zur Desorption des Wassers von dem Sorptionsmaterial erforderlich ist. Sofern die von einem Temperaturfühler 66 (Figur 1) gemessene Temperatur der am Ausgang 68 ausströmenden Prozessluft 70 eine vorgegebene oder vorgebbare Solltemperatur (beispielsweise 100° C) erreicht, werden die Klappen 56 bedarfsweise geöffnet. So wird einem Teilluftstrom 71 der einströmenden Prozessluft 46 ermöglicht, den zweiten Luftführungskanal 19 quasi als Bypass zu nutzen und bis an dessen Ende 55 zu durchströmen und dort auszutreten. Dadurch erfolgt eine Beimischung des Teilluftstroms 71, der den zweiten Luftführungskanal 19 endseitig und - sofern er nicht oder nur relativ geringfügig durch die Heizeinrichtung 42 erwärmt wird - mit niedrigerer Temperatur verlässt, zu dem Teilluftstrom, der wie vorbeschrieben die Sorptionsmittelschicht zum ersten Luftführungskanal 18 durchströmt und dabei erwärmt wird. Die Austrittstemperatur der ausströmenden Prozessluft 70 wird zweckmäßig durch die Auslegung des Prozessluftkreises 6 im Bereich der Luftführungskanäle 18 und 19 und die Einstellung der von der Heizeinrichtung 42 zu liefernden Heizleistung auf einen gewünschten Wert eingestellt; gegebenenfalls kann sie über die Heizleistung geregelt werden.

[0033] Während des Behandlungsvorgangs (Trocknung) von Wäsche 4 im Behandlungsraum 3 schaltet die Steuerung 64 die Heizung 42 ab und das Gebläse 5 ein. Im Prozessluftkreis 6 strömt Prozessluft 46 in den zweiten Luftführungskanal 19 ein. Zumindest ein Teil der Prozessluft 37 tritt durch die Sorptionsmittelschicht 26 und die Öffnungen 40 - wie zuvor beschrieben - in den ersten Luftführungskanal 18 über und scheidet in der Sorptionsmittelschicht Feuchtigkeit ab. Neben der aus der vorhergehenden Desorptionsphase gegebenenfalls noch stammenden Wärme wird so zusätzlich Bindungsenergie und insbesondere Kondensationsenthalpie in Form von Wärme aus der Sorptionsmittelschicht 26 abgegeben. Die Temperatur der aus dem hinteren offenen Bereich 54 des ersten Luftführungskanals 18 austretenden Luft sinkt dabei von der Desorptionstemperatur (von beispielsweise 300° C) auf etwa 100° C bis 150° C ab. Auch hier kann durch geeignete Einstellung der strömungsbeeinflussenden Elemente (Klappen) 56 die Temperatur der ausströmenden Luft 70 insgesamt reguliert werden.

[0034] Je nach Auslegung des Haushaltsgeräts 1 und den Betriebsparametern (beispielsweise der Beladungsmenge und Feuchte von in die Wäschetrommel 3 eingebrachter Wäsche 4) können konventionelle Trocknungsphasen ohne Sorption durch die Sorptionsvorrichtung wünschenswert oder erforderlich sein. Dann werden durch die Steuerung 64 die Heizung 7 und das Prozessluftgebläse 5 eingeschaltet und die Klappen 56 vollständig geöffnet. Wegen des höheren Strömungswiderstandes beim Durchströmen der Sorptionsmittelschicht 26 strömt in dieser Konfiguration nahezu die gesamte einströmende Prozessluft 46 an der Sorptionsmittelschicht 26 axial vorbei, so dass der zweite Luftführungskanal 19 quasi einen vollständigen Bypass für die Prozessluft bildet. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Prozessluft dabei allein oder zusätzlich durch die Heizung 42 erwärmt werden. Die Temperatur der austretenden Luft 70 kann in diesem Fall durch entsprechende Regelung der Heizung 42 reguliert werden.

[0035] Vorteilhafterweise dient der Luftstrom im zweiten Luftführungskanal 19 zusätzlich als Wärmeisolation und schützt umgebende Bauteile insbesondere vor den hohen Temperaturen während der zuvor beschriebenen Desorptionsphase.

[0036] So kann die Eintrittstemperatur der Prozessluft auf einer gewünschten Temperatur von beispielsweise 100° C gehalten werden. Besonders vorteilhaft ist, dass die Materialdicke 72 (Figur 4) der Sorptionsmittelschicht 26 sehr gering dimensioniert werden kann, weil eine Vielzahl mantelseitig angeordneter Öffnungen 40 eine vergleichsweise große durchströmbare Durchtrittsfläche für die Prozessluft beim Übergang zwischen den Luftführungskanälen bietet. Der Mantel des ersten Luftführungskanals ist vorzugsweise mit einer beispielsweise nur 1 - 2 cm dicken Schicht z.B. aus Zeolith-Granulat umgeben.

[0037] Die Sorptionsvorrichtung kann auch nur an einer Seite benachbarte oder nicht vollumfänglich in Nachbarschaft oder Kontakt stehende Luftführungskanäle aufweisen. Besonders bevorzugt besteht wie dargestellt die Sorptionsvorrichtung im Wesentlichen aus einander mantelförmig umgebenden Strukturen, wobei die Zuluft (Prozessluft) durch eine äußere Luftleitung zugeführt wird, die sich bevorzugt in Art eines Diffusors 73 unter Bildung des zweiten Luftführungskanals erweitert. Im inneren Bereich befindet sich bevorzugt koaxial in dem zweiten Luftführungskanal eine weitere Rohrleitung, die den ersten Luftführungskanal bildet und die durch die mantelseitig angeordneten Öffnungen fluidisch mit dem äußeren, zweiten Luftführungskanal verbunden ist.

Bezugszeichenliste

[0038] 

1

Waschtrockner

2

Rotationsachse

3

Behandlungsraum

4

Wäsche

5

Prozessluftgebläse

6

Prozessluftkreis

7

elektrische Heizung

9

Luft/Luftwärmetauscher

10

Luftleitkanäle

12

Bereich

14

Sorptionsvorrichtung

15

Gehäuse

16

Überlagerungsbereich

18

erster Luftführungskanal

19

zweiter Luftführungskanal

20

Längsachse

22

äußere Kanalwand des ersten Luftführungskanals

24

innere Kanalwand des zweiten Luftführungskanals

26

Sorptionsmittelschicht

28

Mantel

29

äußere Kanalwand des zweiten Luftführungskanals

30

äußere Schichtseite

34

siebartiges Element

35

innere Schichtseite

36

Durchtrittsmöglichkeit

37

Prozessluft

40

Öffnungen

41

siebartiges Element

42

Heizelement

43

Heizdraht

45

Einströmrichtung

46

Prozessluft

50

vorderes Ende des ersten Luftführungskanals

52

vorderes Ende des zweiten Luftführungskanals

54

hinteres Ende des ersten Luftführungskanals

55

hinteres Ende des zweiten Luftführungskanals

56

Klappen

60

Querschnitt

61

Breite

62

Höhe

64

Steuerung

66

Temperaturfühler

68

Ausgang

70

ausströmende Prozessluft

71

Teilluftstrom

72

Materialdicke

73

Diffusor

R

radiale Richtung

Ansprüche

1. Haushaltsgeräte-Sorptionsvorrichtung (14),

- mit einem ersten (18) und einem zweiten (19) Luftführungskanal, die zumindest einen Überlagerungsbereich (16) bilden, in dem eine Kanalwand (22) des ersten und eine Kanalwand (24) des zweiten Luftführungskanals benachbart sind, und

- mit einer Sorptionsmittelschicht (26), die von Prozessluft (46) durchströmbar ist,

- wobei im Überlagerungsbereich (16) zwischen den benachbarten Kanalwänden (22, 24) wenigstens eine Durchtrittsmöglichkeit (36) besteht, so dass Prozessluft (37) unter Durchströmen der Sorptionsmittelschicht (26) von dem einen in den anderen Luftführungskanal (18, 19) überströmen kann,

dadurch gekennzeichnet, dass

- in Einströmrichtung (45) der Prozessluft (46) in die Sorptionsvorrichtung (14) gesehen das vordere axiale Ende (50) des ersten Luftführungskanals (18) geschlossen ist, das vordere axiale Ende (52) des zweiten Luftführungskanals (19) offen ist und

- am hinteren Ende (55) des zweiten Luftführungskanals (19) wenigstens ein strömungsbeeinflussendes Element (56) vorgesehen ist, derart dass ein Durchtritt eines Teilluftstroms der Prozessluft von dem zweiten (19) in den ersten Luftführungskanal (18) bewirkt ist, während ein ergänzender Teilluftstrom den zweiten Luftführungskanal (19) bis zum Ende durchströmt und sich ausgangsseitig mit dem durch die Sorptionsmittelschicht (26) erwärmten Teilluftstrom der Prozessluft vereinigt.

2. Sorptionsvorrichtung (14) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass

- die Durchtrittsmöglichkeit (36) von wenigstens einer Durchgangsöffnung (40) in wenigstens einer Kanalwand gebildet ist.

3. Sorptionsvorrichtung (14) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass

- der erste (18) und der zweite (19) Luftführungskanal koaxial ausgebildet sind.

4. Sorptionsvorrichtung (14) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- der erste Luftführungskanal (18) von einem äußeren Mantel (28) begrenzt ist, an dem die Sorptionsmittelschicht (26) mit einer inneren Schichtseite (35) anliegt, und

- dass die innere Kanalwand (24) des zweiten Luftführungskanals (19) von einer äußeren Schichtseite (30) der Sorptionsmittelschicht (26) gebildet ist.

5. Sorptionsvorrichtung (14) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass

- die äußere Schichtseite (30) der Sorptionsmittelschicht (26) von einem siebartigen Element (34) bedeckt ist.

6. Sorptionsvorrichtung (14) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- ein Heizelement (42) mit einem Bereich (30) der Sorptionsmittelschicht (26) in Wirkkontakt steht, der dem zweiten Luftführungskanal (19) zugewandt ist.

7. Sorptionsvorrichtung (14) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass

- das strömungsbeeinflussende Element eine steuerbare Klappe (56) und/oder ein Schieber und/oder eine Blende ist.

8. Sorptionsvorrichtung (14) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Luftführungskanäle (18, 19) rechteckigen Querschnitt (60) haben und eine größere Breite (61) als Höhe (62) aufweisen.

9. Haushaltsgerät mit
einem Prozessluftkanal (6, 10), durch den aus einem Behandlungsraum (3) kommende Prozessluft (46) strömt,
dadurch gekennzeichnet, dass

- in dem Prozessluftkanal (10) eine Sorptionsvorrichtung (14) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche angeordnet ist.

10. Haushaltsgerät nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass

- die Sorptionsvorrichtung (14) oberhalb des Behandlungsraums (3) angeordnet ist.

Claims

1. Sorption device (14) for household appliances,

- having a first (18) and a second (19) air duct, which form at least one overlap region (16), in which a duct wall (22) of the first and a duct wall (24) of the second air duct are adjacent, and

- having a sorbent layer (26), through which process air (46) can flow,

- wherein there is at least one pass-through capability (36) in the overlap region (16) between the adjacent duct walls (22, 24), so that process air (37) can flow across from the one air duct into the other (18, 19) while flowing through the sorbent layer (26), characterised in that

- viewed in the in-flow direction (45) of the process air (46) into the sorption device (14) the front axial end (50) of the first air duct (18) is closed, the front axial end (52) of the second air duct (19) is open and

- at the rear end (55) of the second air duct (19) at least one flow-influencing element (56) is provided, such that a passage of a partial air flow of the process air from the second (19) into the first air duct (18) is effected, while a supplementary air flow flows through the second air duct (19) as far as the end and on the output side unites with the partial air flow of the process air heated by the sorbent layer (26).

2. Sorption device (14) according to claim 1,
characterised in that

- the pass-through capability (36) is formed by at least one through-hole (40) in at least one duct wall.

3. Sorption device (14) according to claim 1 or 2,
characterised in that

- the first (18) and second (19) air duct are formed coaxially.

4. Sorption device (14) according to at least one of the preceding claims,
characterised in that

- the first air duct (18) is bounded by an outer jacket (28), against which an inner layer side (35) of the sorbent layer (26) abuts, and

- that the inner duct wall (24) of the second air duct (19) is formed by an outer layer side (30) of the sorbent layer (26).

5. Sorption device (14) according to claim 4,
characterised in that

- the outer layer side (30) of the sorbent layer (26) is covered by a sieve-like element (34).

6. Sorption device (14) according to at least one of the preceding claims, characterised in that

- a heating element (42) is in operative contact with a region (30) of the sorbent layer (26) which faces the second air duct (19).

7. Sorption device (14) according to claim 6,
characterised in that

- the flow-influencing element is a controllable flap (56) and/or a slide and/or a baffle.

8. Sorption device (14) according to at least one of the preceding claims, characterised in that

- the air ducts (18, 19) have a rectangular cross-section (60) and a greater width (61) than height (62).

9. Household appliance having
a process air duct (6, 10), through which process air (46) coming from a treatment chamber (3) flows,
characterised in that

- arranged in the process air duct (10) is a sorption device (14) according to at least one of the preceding claims.

10. Household appliance according to claim 9,
characterised in that

- the sorption device (14) is arranged above the treatment chamber (3).

Revendications

1. Dispositif de sorption (14) d'appareil ménager,

- comprenant un premier canal de guidage d'air (18) et un deuxième canal de guidage d'air (19), lesquels forment au moins une zone de chevauchement (16) dans laquelle une paroi de canal (22) du premier canal de guidage d'air et une paroi de canal (24) du deuxième canal de guidage d'air sont avoisinantes, et

- comprenant une couche d'agent de sorption (16) qui peut être traversée par l'air de processus (46),

- au moins une possibilité de passage (36) existant dans la zone de chevauchement (16) entre les parois de canal avoisinantes (22, 24), de sorte que l'air de processus (37) peut s'écouler d'un canal de guidage d'air à l'autre (18, 19) en traversant la couche d'agent de sorption (16),

caractérisé en ce que

- dans le sens d'entrée (45) de l'air de processus (46), en vue dans le dispositif de sorption (14), l'extrémité axiale avant (50) du premier canal de guidage d'air (18) est fermée, en ce que l'extrémité axiale avant (52) du deuxième canal de guidage d'air (19) est ouverte, et

- en ce que sur l'extrémité arrière (55) du deuxième canal de guidage d'air (19), au moins un élément (56) influençant le flux est ménagé de sorte qu'un passage d'un flux partiel de l'air de processus est produit du deuxième canal de guidage d'air (19) dans le premier canal de guidage d'air (18) pendant qu'un flux partiel d'air complémentaire traverse le deuxième canal de guidage d'air (19) jusqu'au bout et se réunit côté sortie avec le flux partiel d'air de l'air de processus, échauffé par la couche d'agent de sorption (26).

2. Dispositif de sorption (14) selon la revendication 1,
caractérisé en ce que

- la possibilité de passage (36) est formée par au moins une ouverture de passage (40) dans au moins une paroi de canal.

3. Dispositif de sorption (14) selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que

- le premier (18) et le deuxième (19) canaux de guidage d'air sont réalisés de manière coaxiale.

4. Dispositif de sorption (14) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que

- le premier canal de guidage d'air (18) est délimité par une enveloppe extérieure (28) à laquelle la couche d'agent de sorption (26) est adjacente avec une face de couche intérieure (35), et

- en ce que la paroi de canal intérieure (24) du deuxième canal de guidage d'air (19) est formée par une face de couche extérieure (30) de la couche d'agent de sorption (26).

5. Dispositif de sorption (14) selon la revendication 4,
caractérisé en ce que

- la face de couche extérieure (30) de la couche d'agent de sorption (26) est recouverte par un élément (34) similaire à un tamis.

6. Dispositif de sorption (14) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'

- un élément de chauffage (42) est en contact actif avec une zone (30) de la couche d'agent de sorption (26), laquelle est orientée vers le deuxième canal de guidage d'air (19).

7. Dispositif de sorption (14) selon la revendication 6,
caractérisé en ce que

- l'élément influençant le flux est un clapet commandable (56) et/ou une vanne et/ou un bandeau.

8. Dispositif de sorption (14) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que

- les canaux de guidage d'air (18, 19) ont une coupe transversale rectangulaire (60) et présentent une largeur (61) plus grande que la hauteur (62).

9. Appareil ménager comprenant

- un canal d'air de processus (6, 10) à travers lequel s'écoule de l'air de processus (46) provenant d'une chambre de traitement (3),

caractérisé en ce qu'

- un dispositif de sorption (14) selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes est disposé dans le canal d'air de processus (10).

10. Appareil ménager selon la revendication 9,
caractérisé en ce que

- le dispositif de sorption (14) est disposé au-dessus de la chambre de traitement (3).

Zeichnung