DE102012105668A1

DE102012105668A1 - Haushaltsgerät mit einer Trockeneinrichtung

Info

Publication number: DE102012105668A1
Application number: DE201210105668
Authority: DE
Inventors: Patrick Grawe; Matthias Hollenhorst; Thomas Vartmann
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-01-02
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: DE102012105668B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haushaltgerät mit einer Trocknungseinrichtung, wie Wäschetrockner, Waschtrockner oder Geschirrspülmaschine, wobei die Trocknung durch oder mit Unterstützung einer Wärmepumpenanordnung (1) erfolgt, welche einen Rotationskompressor insbesondere einen Rollkolbenkompressor (13) umfasst, der mittels Leitungen (14) und (15) zum Transport des Kältemittels in der Wärmepumpenanordnung (1) eingebunden ist und wobei die Leitungen (14) und (15) aus Rohren zur Aufnahme der vom Kompressor (13) erzeugten Drehschwingungen ausgelegt sind. Erfindungsgemäß bestehen die Leitungen (14) und (15) aus abschnittsweise eingefügten Wellschläuchen (16) und (17), welche gegenüber den vom Kompressor (13) erzeugten Drehschwingungen resonanzresistent im Leitungsverlauf eingebunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät mit einer Trocknungseinrichtung, wie Wäschetrockner, Waschtrockner oder Geschirrspülmaschine, wobei die Trocknung durch oder mit Unterstützung einer Wärmepumpenanordnung erfolgt, welche einen Rotationskompressor, insbesondere einen Rollkolbenkompressor umfasst, der mittels Leitungen zum Transport des Kältemittels in der Wärmepumpenanordnung eingebunden ist und wobei die Leitung aus Rohren zur Aufnahme der vom Kompressor erzeugten Drehschwingungen ausgelegt sind.
Bei Haushaltsgeräten mit einer Trocknungseinrichtung hat sich der Einsatz von Wärmepumpen zur Energieeinsparung bewährt. In der Regel sind die wesentlichen Funktionsbestandteile eines Wärmepumpenkreises ein Verdampfer mit Wärmetauscher, ein Verflüssiger, ein Kompressor und ein Expansionsventil, wie dies beispielsweise in der DE 43 04 226 A1 beschrieben wird. Als Kompressoren kamen bei den nach dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen zunächst Kolbenkompressoren zum Einsatz, wobei mittlerweile immer mehr Rotationskolbenkompressoren eingesetzt werden, da diese einen besseren Wirkungsgrad besitzen. Bei den Rotationskompressoren wird insbesondere der Rollkolbenkompressor bevorzugt.
Wie bei allen Rotationskompressoren ist das Funktionsprinzip gleich. Durch ein Ansaugventil wird das Kompressionsgut, hier das Kältemittel, von außen angesaugt. Es gelangt in den Stator, einem stationären Zylinder mit einem exzentrischen Rotor (Rollkolben). Das Kältemittel mit Normaldruck wird zwischen der Statorwand und dem zylindrischen Rotor eingeschlossen. Wenn der Rotor in die exzentrische Drehbewegung überfährt, verkleinert sich das Volumen zwischen den Lamellen des Rotors und der Statorwand, so dass der Kältemitteldruck steigt. Das unter Druck stehende Kältemittel gelangt dann am Auslassventil aus dem Kompressor. Durch die exzentrische Drehung des Rotors entstehen Druckschwankungen, die den Stator in Drehschwingung versetzten. Diese Schwingungen übertragen sich auf die angeschlossenen Kältemittelleitungen und erzeugen verstärkt Geräusche im Gerät. Im schlimmsten Fall führen die Druckschwankungen zu einem Problem hinsichtlich der Dauerfestigkeit der Rohrleitungen und ihrer Verbindung. Es können Risse entstehen und der dadurch bedingte Kältemittelverlust kann dann einen Ausfall des Kompressors verursachen.
Der Rollkolbenkompressor im Wärmepumpentrockner führt im Betrieb bei der Komprimierung des Kältemittels Drehschwingungen aus. Da das Kältemittel vom Kompressor zum Wärmetauscher und zurück transportiert werden muss, sind Leitungen erforderlich, die sicherstellen, dass die Kompressorschwingungen nicht ins Gehäuse des Trockner übertragen werden, damit so akustische Probleme und Festigkeitsprobleme ausgeschlossen werden. In der Regel werden hierbei mäanderförmige Kupferrohre zwischen Kompressor und Wärmetauscher eingesetzt. Jedoch hat eine mäanderförmige Verrohrung nicht die hinreichende Flexibilität, um die Kompressorschwingungen gegenüber dem Gehäuse auszugleichen. Eine mäanderförmige Verrohrung hat auch den Nachteil, dass aufgrund der Geometrie viele Schwingungsformen existieren, die angeregt werden können und dann aufgrund von Resonanz zu den oben beschriebenen Problemen führen. Diese Probleme verschärfen sich extrem, wenn geregelte Kompressoren eingesetzt werden, die aufgrund variabler Drehzahl in einem breiten Frequenzband die Verrohrung anregen und somit die Gefahr von Resonanzanregung deutlich steigt.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, bei einem Haushaltsgerät der eingangs genannten Art einerseits die Geräuschentwicklung zu verringern und andererseits die Dauerfestigkeit der Rohrleitungen und Rohrverbindungen zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile ergeben sich dadurch, dass durch die Einbindung in den Leitungsverlauf von ummantelten Wellschläuchen eine hohe Flexibilität gegeben ist, wodurch die Verrohrung sehr kurz und starr ausgeführt werden kann. Weiterhin verfügen diese Wellschläuche über eine Gewebeummantelung, die für eine hohe Dämpfung sorgen. Diese Eigenschaften zusammengenommen führen dazu, dass diese Verbindung in der Leitung sehr unempfindlich gegenüber Resonanzen ist, was vor allem bei der Verwendung von geregelten Kompressoren einen großen Vorteil mit sich bringt.
Zu den standardmäßigen Verbindungen zwischen Kompressor und Wärmetauscher mit Kupferrohren gibt es nun die Möglichkeit, Wellschläuche (innen gewellter Schlauch aus Edelstahl, äußeres Geflecht aus Bronze, Stahl oder Kevlar) einzusetzen. Diese Lösung hat die Vorteile, dass neben des Erreichens eines kleinen Bauraums für den Kompressor, auch eine sehr gute Entkopplung der Kompressorschwingungen gegenüber dem feststehenden Wärmetauscher gegeben ist, so dass eine hohe Dämpfung erreicht wird. Diese Eigenschaften tragen dazu bei, dass das Schwingungsverhalten als unkritischer eingeschätzt werden kann im Vergleich zu einer Kupferverrohrung.
Zwei Konstruktionsvarianten sind möglich, die eine Verbindung zwischen Kompressor und Wärmetauscher mit Wellschlauch aufweisen. Bei beiden Varianten wird der Wellschlauch in dem Leitungsverlauf so an den Kompressor angebunden, dass keine Torsionsbelastung an dem Wellschlauch auftritt. Die torsionsfreie Anbindung ist dann gegeben, wenn die Achse des Anbindungsstutzens zum Wellschlauch senkrecht zur Schwingungsachse des Kompressors ausgerichtet ist. Weiterhin sind bei beiden Varianten die Wellschläuche im 90 Grad Bogen im Leitungsverlauf eingebunden. Bei dieser Anordnung ist im Betrieb die auftretende Biegebelastung für den Wellschlauch günstig. Um möglichst keine Schwingungsbelastungen in den Wärmetauscher einzuleiten, sind die kompressorfernen abgehenden Enden der Wellschläuche über Halteelemente an die Bodenwanne angebunden. Die Art der Anbindung für die kompressorfernen abgehenden Enden kann dabei variieren. Denkbar ist es, die Anbindungsstücke des Schlauches durch Löten oder Schweißen an das Halteelement fest einzubinden, lose einzustecken oder über zusätzliche Gummielemente flexibel zu halten. Das Halteelement selbst kann als separates Blech oder als aus der Bodenwanne ausgebildetes Element ausgeführt sein.
Bei der zweiten Ausführungsform werden die Anbindungspunkte der Anbindungsstutzen für die Wellschläuche näher an die Kompressordrehachse herangelegt, um die Schwingungsamplitude zu diesem Anregungspunkt so klein wie möglich zu halten. Dabei können die Anbindungspunkte der Anbindungsstutzen oberhalb des Kompressorgehäuses nah an der Kompressordrehachse zu liegen kommen.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Leitungen hierbei aus abschnittsweise eingefügten Wellschläuchen bestehen, welche gegenüber der vom Kompressor erzeugten Drehschwingungen resonanzresistent ausgebildet bzw. eingebunden sind. Hierbei sind in vorteilhafter Weise die Wellschläuche mittels Anbindungsstutzen an den Leitungen angeschlossen. Dabei nehmen die Wellschläuche ein Bogenmaß von 90 Grad an dem Leitungsabschnitt ein. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind dabei die Anbindungsstutzen horizontal quer zur senkrecht verlaufenden Drehachse des Kompressors angeordnet. Bei dieser Verbindung steht eine torsionsfreie Anbindung des Wellschlauches an die Leitung, die hierbei beispielsweise aus einer Kupferrohrleitung besteht.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Anbindungsstutzen für die Wellschläuche im oberen Bereich der Drehachse im Mantelbereich des Kompressors vorgesehen. Mit ihren unteren Enden sind die Wellschläuche an einem an der Wärmepumpenanordnung vorgesehenen Halteelement festgelegt. Das Haltelement als solches umfasst hierbei ein an der Bodenwanne des Kompressors befestigtes Blechteil. Dabei ist das Halteelement als ein an der Bodenwanne des Kompressors ausgestelltes Element ausgeführt.
Nach einer besonders vorteilhaften Variante gemäß der Erfindung können die Anbindungsstutzen der Wellschläuche auch nah an der senkrecht ausgerichteten Drehachse des Kompressors angeordnet sein, um auf diese Weise die Schwingungsamplitude an diesem Anregungspunkt so klein wie möglich zu halten.
Wie bereits schon ausgeführt, bestehen die Wellschläuche aus einem im Inneren aus Edelstahl gefertigten, gewellten Schlauch oder Rohr, das von einem Äußeren aus Bronze, Stahl oder Kevlargeflecht ummantelt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung des Prinzips einer Kompressionswärmepumpe,
2 eine perspektivische Darstellung eines Kondensationstrockners mit einer Wärmepumpenanordnung,
3 eine erste Ausführungsform eines Rollkolbenkompressors mit den eingebundenen Wellschläuchen,
4 eine weitere perspektivische Darstellung eines Rollkolbenkompressors mit den eingebundenen Wellschläuchen in einer zweiten Ausführungsform,
5 eine weitere teilweise geschnittene Darstellung an einem Rollkolbenkompressor in exponierter Darstellung gemäß der 4 und
6 eine Detailansicht in Seitenansicht eines Anbindungsstutzens mit Wellschlauch.
Die 1 lässt in schematischer Darstellung das Prinzip einer Kompressionswärmepumpe 1 erkennen. Die Kompressionswärmepumpe 1, kurz Wärmepumpe, verfügt über einen Verdampfer 2, einen Verdichter 3, einen Verflüssiger 4 sowie über ein Expansionsventil 5, das hier als Kapillarrohr angedeutet ist. Der Verdampfer 2, der Verdichter 3, der Verflüssiger 4 und das Expansionsventil 5 sind Bestandteile eines geschlossenen Kreislaufs 6, der von einem Kältemittel durchströmt wird und zwar ausgehend vom Verdampfer 2 zum Verdichter 3 zum Verflüssiger 4 zu der Drosselstelle 5 und schließlich zurück zum Verdampfer 2. Die 2 zeigt eine Schemaskizze eines Trockners 10 mit einer solchen Wärmepumpenanordnung. In den Kältemittelkreislauf 8 wird Kältemittel KM in einer Kältemittelleitung 9 über den Verdampfer 2, den Verdichter 3, den Verflüssiger 4 und das Expansionsventil (nicht dargestellt) geführt. Dabei sind der Verdampfer 2 und der Verflüssiger 4 der Wärmepumpe 1 derart im Prozessluftkreislauf 10 angeordnet, dass ein Wärmetauscher 11 den Verdampfer 2 enthält, an welchem die feuchtigkeitsbeladene Prozessluft abgekühlt und durch Kondensation entfeuchtet wird. Das dabei entstehende Kondensat wird in einem Kondenswassersammelbehälter 5.1 aufgefangen. Nach dem Entfeuchten wird die abgekühlte Prozessluft am Verflüssiger 4 der Wärmepumpenanordnung 1, der ebenfalls im Wärmetauscher 11 enthalten ist, erneut erhitzt und in die Trockentrommel 12 eingeleitet. Im Beispiel ist ein geschlossener Prozessluftkreis 10 dargestellt. Denkbar ist auch eine offene Prozessluftführung beispielsweise bei einem Ablufttrockner oder einer Geschirrspülmaschine.
Die 3, 4 und 5 zeigen nun den Verdichter 3 vom Rotationskompressortyp, insbesondere vom Rollkolbenkompressor 13, an dem Leitungen 14 und 15 mit abschnittweise eingefügten Wellschläuchen 16 und 17 angeschlossen sind, welche gegenüber den vom Kompressor 13 erzeugten Drehschwingungen resonanzresistent ausgebildet sind. Die Wellschläuche 16 und 17 sind hierbei mittels Anbindungsstutzen 18 und 19 an den Leitungen 14 und 15 angeschlossen. Wie insbesondere aus der 3, aber auch aus der 4, zu erkennen ist, beschreiben die Wellschläuche 16 und 17 in ihrer Einbindung an der Leitung 14 und 15 einen Bogen, der hier einen Winkel von 90 Grad einschließt, bei entsprechender Einbindung aber auch variieren kann.
Wie insbesondere aus der 3 und 4 zu erkennen ist, sind die Anbindungsstutzen 18 und 19 horizontal quer zur senkrecht verlaufenden Drehachse 20 des Kompressors 13 angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung und Ausrichtung der Einbindung durch die Anbindungsstutzen 18, 19 ergibt sich, dass keine Torsionsbelastungen am einzelnen Wellschlauch 16, 17 auftreten können. Wie insbesondere aus der 3 zu erkennen ist, sind hierbei die Anbindungsstutzen 18 und 19 der Wellschläuche 16 und 17 im oberen Mantelbereich des Kompressors 13 vorgesehen. Die Wellschläuche 16 und 17 als solches sind mit ihren unteren anderen Enden an einem an der Wärmepumpenanordnung vorgesehenen Halteelement 21 festgelegt. Das Halteelement, dargestellt in den 3 und 4, umfasst hierbei ein an der Bodenwanne 22 des Kompressors 13 befestigtes Blechteil 23. Dabei ist das Halteelement 21 als ein an der Bodenwanne 22 des Kompressors 13 ausgestelltes Element ausgeführt.
Wie insbesondere in der 4 aber auch in der 5 der zweiten Variante deutlich zu erkennen ist, sind die Anbindungsstutzen 18 und 19 der Wellschläuche 16 und 17 nahe an der senkrecht ausgerichteten Drehachse 20 des Kompressors 13 angeordnet. Dort ist noch einmal deutlich zu erkennen, dass die Anbindungsstutzen 18 und 19 horizontal senkrecht zur Drehachse des Kompressors 13 ausgerichtet sind.
Wie insbesondere aus der 6 deutlich zu erkennen ist, bestehen die Wellschläuche 16 und 17 aus einem im Inneren aus Edelstahl gefertigten gewellten Schlauch oder Rohr, wobei dieses von einem äußeren aus Bronze-, Stahl- oder Kevlargeflecht ummantelt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4304226 A1 [0002]

Claims

Haushaltgerät mit einer Trocknungseinrichtung, wie Wäschetrockner, Waschtrockner oder Geschirrspülmaschine, wobei die Trocknung durch oder mit Unterstützung einer Wärmepumpenanordnung (1) erfolgt, welche einen Rotationskompressor, insbesondere einen Rollkolbenkompressor (13) umfasst, der mittels Leitungen (14) und (15) zum Transport des Kältemittels in der Wärmepumpenanordnung (1) eingebunden ist und wobei die Leitungen (14) und (15) aus Rohren zur Aufnahme der vom Kompressor (13) erzeugten Drehschwingungen ausgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (14) und (15) aus abschnittsweise eingefügten Wellschläuchen (16) und (17) bestehen, welche gegenüber den vom Kompressor (13) erzeugten Drehschwingungen resonanzresistent im Leitungsverlauf eingebunden sind.
Haushaltsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellschläuche (16) und (17) mittels Anbindungsstutzen (18) und (19) an den Leitungen (14) und (15) angeschlossen sind.
Haushaltsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsstutzen (18) und (19) an der Leitung (14) und (15) horizontal quer zur senkrecht verlaufenden Drehachse (20) des Kompressors (13) angeordnet sind.
Haushaltsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsstutzen (18) und (19) für die Wellschläuche (16) und (17) im oberen Bereich der Drehachse (20) des Kompressors (13) am Mantel des Kompressorgehäuses vorgesehen sind.
Haushaltsgerät nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellschläuche (16) und (17) einen Bogen beschreiben, der vorzugsweise ein Maß von 90° im Leitungsverlauf einnimmt.
Haushaltsgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellschläuche mit ihren unteren Enden an einem an der Wärmepumpenanordnung (1) vorgesehenen Halteelement (21) festgelegt sind.
Haushaltsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (21) ein an der Bodenwanne (22) des Kompressors (13) befestigtes Blechteil (23) umfasst.
Haushaltsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (21) als ein an der Bodenwanne (22) des Kompressors (13) ausgestelltes Element ausgeführt ist.
Haushaltsgerät nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsstutzen (18) und (19) der Wellschläuche (16) und (17) oberhalb des Kompressorgehäuses nah an der senkrecht ausgerichteten Drehachse (20) des Kompressors (13) angeordnet ist.
Haushaltsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellschläuche (16) und (17) aus einem Inneren aus Edelstahl gefertigtem gewellten Schlauch oder Rohr bestehen, das von einem äußeren aus Bronze-, Stahl- oder Kevlargeflecht (24) ummantelt ist.