DE102011088494A1

DE102011088494A1 - Sprüharm einer Geschirrspülmaschine

Info

Publication number: DE102011088494A1
Application number: DE102011088494A
Authority: DE
Inventors: Alexander Barwig; Bernd Heisele; Karl Wirth
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sprüharm (100) für eine Geschirrspülmaschine (200), insbesondere Haushaltsgeschirrspülmaschine (200), aufweisend eine Düse (131, 132) zum Abgeben eines Sprühstrahls (140) bei Durchströmen des Sprüharms (100) mit einer Flüssigkeit (190) und ein innerhalb des Sprüharms (100) ausgebildetes Strömungshindernis (150). Das Strömungshindernis (150) ist ausgebildet, bei einem Umströmen durch die Flüssigkeit (190) eine Folge von Strömungswirbeln (160) zu erzeugen, wodurch der von der Düse (131, 132) abgegebene Sprühstrahl (140) eine sich zeitlich ändernde Sprührichtung aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Geschirrspülmaschine (200) mit einem solchen Sprüharm (100).

Description

Die Erfindung betrifft einen Sprüharm für eine Geschirrspülmaschine, insbesondere Haushaltsgeschirrspülmaschine, aufweisend eine Düse zum Abgeben eines Sprühstrahls bei Durchströmen des Sprüharms mit einer Flüssigkeit und ein innerhalb des Sprüharms ausgebildetes Strömungshindernis. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Geschirrspülmaschine mit einem solchen Sprüharm.
Eine Geschirrspülmaschine weist einen Spülbehälter auf, in welchem zu reinigendes Spülgut aufgenommen werden kann. Zur Reinigung des Spülguts wird Wasser, welches mit Reinigungsmitteln versetzt sein kann, auf das Spülgut aufgesprüht. Zu diesem Zweck sind innerhalb des Spülbehälters drehbar gelagerte Sprüharme vorgesehen. Die Sprüharme weisen mehrere Düsen auf, welche bei einem Durchströmen der Sprüharme mit Wasser bzw. Spülflüssigkeit entsprechende Sprühstrahlen abgeben können. In der Regel sind die Sprüharme mit zusätzlichen Antriebsdüsen ausgebildet, bei welchen der beim Sprühen auftretende Rückstoß dazu genutzt wird, eine Drehbewegung der Sprüharme hervorzurufen.
Die Flüssigkeit tritt üblicherweise in Form von gebündelten Sprühstrahlen aus den Düsen eines Sprüharms aus. Dies hat zur Folge, dass eine direkte Beaufschlagung des Spülguts und damit des auf dem Spülgut befindlichen Schmutzes mit den Sprühstrahlen bei sich drehendem Sprüharm nur auf gleichbleibenden, räumlich begrenzten Wirkkreisen möglich ist. Lediglich über Reflektionen der versprühten Flüssigkeit an dem Spülgut sowie an Innenwänden und einer Tür des Spülbehälters kann die Flüssigkeit in dem Behälterinnenraum verteilt, und auf diese Weise an alle zu reinigenden Geschirrteile gebracht werden. Darüber hinaus hat die Bündelung zur Folge, dass ein (direktes) Auftreffen eines gebündelten Sprühstrahls auf eine Behälterwand bzw. die Tür mit einer hohen Stoßkraft, und dadurch mit einem lauten Geräusch verbunden ist. Dies kann zum Beispiel auf einen Sprühstrahl zutreffen, welcher aus einer außen liegenden und zum Besprühen eines Eckbereichs des Spülbehälters vorgesehenen Düse austritt.
Aus der EP 2 192 852 B1 ist ein Sprüharm für eine Geschirrspülmaschine bekannt, welcher Düsen zum Abgeben von Sprühstrahlen aufweist. Um die Effektivität der Reinigungsleistung zu erhöhen, sind innerhalb des Sprüharms Strömungshindernisse vorgesehen. Die Strömungshindernisse sind an einer den Düsen gegenüberliegenden Innenwand angeordnet, und liegen den Düsen direkt gegenüber bzw. erstrecken sich in Richtung der Düsen. Auf diese Weise soll erzielt werden, dass ein Sprühstrahl nicht geradlinig, sondern mit einer anderen Geometrie, beispielsweise einer sich kegelförmig aufweitenden Geometrie, aus einer Düse austritt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine alternative Lösung für einen Sprüharm einer Geschirrspülmaschine anzugeben, um ein effektives Reinigen und eine geringe Geräuschemission zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Sprüharm für eine Geschirrspülmaschine, insbesondere Haushaltsgeschirrspülmaschine vorgeschlagen. Der Sprüharm weist eine Düse zum Abgeben eines Sprühstrahls bei Durchströmen des Sprüharms mit einer Flüssigkeit und ein innerhalb des Sprüharms ausgebildetes Strömungshindernis auf. Das Strömungshindernis ist ausgebildet, bei einem Umströmen durch die Flüssigkeit eine Folge von Strömungswirbeln zu erzeugen, wodurch der von der Düse abgegebene Sprühstrahl eine sich zeitlich ändernde Sprührichtung aufweist.
Bei dem Sprüharm wird der physikalische Effekt der „Karmanschen Wirbelstraße“ („Karman vortex street“) angewendet. Hierbei handelt es sich um ein Phänomen der Strömungsmechanik, gemäß welchem die Umströmung eines Körpers in einem Strömungskanal zur Folge haben kann, dass sich hinter dem Körper eine Folge von gegenläufigen Strömungswirbeln ergibt. Dabei können sich beispielsweise zwei Reihen von Wirbeln abwechselnd rechts und links von dem betreffenden Strömungshindernis ablösen. Aufgrund der Strömungswirbel liegen (zeitlich) wechselnde Druckverhältnisse vor.
Bei dem Sprüharm kommt in entsprechender Weise ein solches Strömungshindernis zum Einsatz, um ein Ablösen von Strömungswirbeln an dem Strömungshindernis, und damit sich zeitlich ändernde Druckverhältnisse an der Düse hervorzurufen. Die Druckschwankungen sorgen dafür, dass sich die Sprührichtung des Sprühstrahls (bezogen auf den Sprüharm) zeitlich ändert, und somit ein bewegter Sprühstrahl vorliegt. Der Sprühstrahl kann zum Beispiel eine periodische, fächerartige Pendelbewegung ausführen. Hiermit verbunden ist eine Vergrößerung des direkten Wirkbereichs der Düse, in welchem eine direkte Beaufschlagung von Spülgut durch aus der Düse austretende Flüssigkeit erfolgen kann. Auf diese Weise ist eine effektivere Reinigung möglich. Von Vorteil ist darüber hinaus, dass aufgrund der Sprühstrahlbewegung ein Auftreffen des Sprühstrahls auf eine Behälterwand bzw. Tür eines Spülbehälters der Geschirrspülmaschine mit geringeren Stoßkräften erfolgen kann. Hieraus folgt ein kleineres Arbeitsgeräusch im Innenraum, so dass der Betrieb der Geschirrspülmaschine geräuschärmer ist. Da des Weiteren keine mechanisch bewegten Teile zum Einsatz kommen, welche einem Verschleiß oder einem Verschmutzen unterliegen können, liegt darüber hinaus eine konstante und zuverlässige Funktionsweise vor.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Strömungshindernis in einem Abstand zu der Düse und in Bezug auf eine Strömungsrichtung der Flüssigkeit vor der Düse angeordnet. Hierdurch kann erzielt werden, dass die sich an dem Strömungshindernis ablösenden Strömungswirbel auf effektive und zuverlässige Weise Druckschwankungen an der Düse, und dadurch die gewünschte Sprühstrahlbewegung, hervorrufen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Strömungshindernis plattenförmig ausgebildet. Eine solche Form des Strömungshindernisses kann relativ einfach verwirklicht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Sprüharm einen ersten Sprüharmabschnitt und einen zweiten Sprüharmabschnitt auf. Die beiden Sprüharmabschnitte können zum Beispiel in Form von miteinander verbindbaren Schalen vorliegen. Die Düse ist an dem ersten Sprüharmabschnitt ausgebildet. Das Strömungshindernis ist zwischen dem ersten und zweiten Sprüharmabschnitt verlaufend ausgebildet. Hierdurch kann das zuverlässige und effektive Hervorrufen von Strömungswirbeln und damit Erzeugen wechselnder Druckverhältnisse an der Düse (weiter) begünstigt werden. Auch kann vermieden werden, dass sich in der Flüssigkeit mitgeführte Schmutzpartikel an dem Strömungshindernis ansammeln.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Strömungshindernis mit dem ersten Sprüharmabschnitt, an welchem auch die Düse ausgebildet ist, verbunden. In dieser Hinsicht kann das Strömungshindernis als integrierter Bestandteil des ersten Sprüharmabschnitts, d.h. als entsprechend geformter Teilabschnitt des ersten Sprüharmabschnitts, verwirklicht sein.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das mit dem ersten Sprüharmabschnitt verbundene Strömungshindernis an dem zweiten Sprüharmabschnitt fixierbar ist. Hierdurch kann das Strömungshindernis eine hohe Stabilität aufweisen. Zum Zweck der Fixierung kann zum Beispiel vorgesehen sein, den zweiten Sprüharmabschnitt mit einer Aussparung bzw. Nut auszubilden, in welcher ein Ende des Strömungshindernisses aufgenommen werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Strömungshindernis einen mit dem ersten Sprüharmabschnitt verbundenen ersten Teilabschnitt und einen mit dem zweiten Sprüharmabschnitt verbundenen zweiten Teilabschnitt auf, welche miteinander fixierbar sind. Auch auf diese Weise kann das Strömungshindernis eine hohe Stabilität aufweisen. Zur Fixierung der beiden Teilabschnitte des Strömungshindernisses miteinander kann insbesondere in Betracht kommen, die Enden der Teilabschnitte mit einander korrespondierenden Formen oder Strukturelementen, beispielsweise in Form einer Nut-Feder-Verbindung, auszubilden.
Hinsichtlich des Strömungshindernisses kann an zwei entgegen gesetzten Seiten jeweils ein von dem Strömungshindernis und einer Innenwand des Sprüharms begrenzter Umströmungsbereich vorliegen, über welchen das Strömungshindernis von der Flüssigkeit umströmt wird. Vorzugsweise sind die Umströmungsbereiche jeweils größer als eine Austrittsöffnung der Düse. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass größere Teile bzw. Schmutzteile (beispielsweise Teile einer Eierschale), welche gegebenenfalls bei Durchströmen des Sprüharms in der Flüssigkeit mitgeführt werden, im Wesentlichen nur an der Düse und nicht an dem Strömungshindernis hängen bleiben. An der Düse kann dies durch einen Benutzer besser erkannt, und können derartige Teile besser entfernt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Sprüharm eine Mehrzahl an Düsen zum Abgeben von Sprühstrahlen auf, wodurch eine effektive Reinigung von Spülgut möglich ist. Das Strömungshindernis ist hierbei in Bezug auf eine Strömungsrichtung der Flüssigkeit vor mehreren Düsen angeordnet, um eine Folge von Strömungswirbeln, und dadurch sich zeitlich ändernde Sprührichtungen der von den mehreren Düsen abgegebenen Sprühstrahlen hervorzurufen. Auf diese Weise sind die direkten Wirkbereiche der mehreren Düsen vergrößert. Auch ist ein Auftreffen eines aus einer der Düsen austretenden Sprühstrahls auf eine Behälterwand bzw. Tür eines Spülbehälters der Geschirrspülmaschine mit einer kleineren Geräuschentwicklung verbunden.
Der Sprüharm kann insbesondere zwei Sprüharmschenkel umfassen, welche jeweils mit mehreren Düsen versehen sind. Dabei kann in Betracht kommen, dass in einem Sprüharmschenkel, oder auch in beiden Sprüharmschenkeln jeweils ein Strömungshindernis an geeigneter Stelle zum Hervorrufen von Druckschwankungen und damit von sich bewegenden Sprühstrahlen angeordnet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Strömungshindernis beabstandet zu und (bezogen auf die Strömungsrichtung der Flüssigkeit) vor sämtlichen Düsen des betreffenden Sprüharmschenkels angeordnet ist. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass ein innerhalb eines Sprüharmschenkels angeordnetes Strömungshindernis nur einer kleineren Anzahl an Düsen, oder auch nur einer einzelnen (außen liegenden) Düse „vorgeschaltet“ ist, um an der/den Düse(n) Druckschwankungen zu erzeugen.
Anstatt den Sprüharm (bzw. einen Sprüharmschenkel desselben) mit lediglich einem Strömungshindernis auszubilden, welches an geeigneter Stelle und bezogen auf die Strömungsrichtung vor einer Düse angeordnet ist, kann alternativ auch eine Ausführungsform in Betracht kommen, gemäß welcher der Sprüharm (bzw. ein Sprüharmschenkel) mehrere Strömungshindernisse zum Erzeugen von Strömungswirbeln aufweist. Hierbei können die Strömungshindernisse jeweils beabstandet zu und bezogen auf die Strömungsrichtung vor einzelnen Düsen des Sprüharms angeordnet sein, um gezielt an den jeweiligen Düsen entsprechende Druckschwankungen hervorzurufen.
Erfindungsgemäß wird des Weiteren eine Geschirrspülmaschine, insbesondere Haushaltsgeschirrspülmaschine, vorgeschlagen, welche einen Sprüharm gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen umfasst. Hierdurch ist eine hohe Reinigungsleistung und eine geräuscharme Betriebsweise der Geschirrspülmaschine möglich.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
1 eine Aufsichtsdarstellung eines Sprüharms einer Geschirrspülmaschine;
2 eine Darstellung eines Strömungskanals mit einem Strömungshindernis;
3 eine Aufsichtsdarstellung eines Sprüharmschenkels des Sprüharms, welcher ein Strömungshindernis aufweist;
4 eine Aufsichtsdarstellung eines weiteren Sprüharmschenkels mit einem Strömungshindernis;
5 und 6 Aufsichtsdarstellungen weiterer Sprüharmschenkel, welche mehrere Strömungshindernisse aufweisen; und
7 bis 9 seitliche Darstellungen von Sprüharmschenkeln mit einem Strömungshindernis.
In den Figuren werden gleiche oder gleich wirkende Elemente oder Teile (zum Teil) mit denselben Bezugszeichen versehen. Dabei sind nur diejenigen Bestandteile einer Geschirrspülmaschine mit Bezugszeichen versehen und erläutert, welche für das Verständnis der Erfindung von Bedeutung sind. Selbstverständlich kann eine Geschirrspülmaschine auch weitere Teile oder Baugruppen umfassen.
1 zeigt eine schematische Aufsichtsdarstellung eines Sprüharms 100, welcher in einem Spülbehälter einer Geschirrspülmaschine 200, insbesondere einer Haushaltsgeschirrspülmaschine 200, zum Einsatz kommen kann. Der Sprüharm 100 ist in geeigneter Weise drehbar in dem Spülbehälter gelagert, und kann daher eine Drehbewegung um eine in 1 angedeutete und im Bereich einer Mitte des Sprüharms 100 vorliegende Drehachse 101 ausführen.
Der Sprüharm 100, welcher (zum Teil) in Form eines Hohlkörpers ausgebildet ist, und im Betrieb der Geschirrspülmaschine 200 von innen nach außen, d.h. ausgehend von der Sprüharmmitte, von Wasser bzw. von einer (Spül-)Flüssigkeit 190 durchströmt wird, weist zwei sich in entgegen gesetzte Richtungen erstreckende Sprüharmschenkel 105 auf („Duo-Sprüharm“). In der hier gezeigten Ausgestaltung sind die beiden Sprüharmschenkel 105 mit einer (in der Aufsicht erkennbaren) leichten Krümmung versehen.
Die beiden Sprüharmschenkel 105 des Sprüharms 100 weisen an einer Oberseite eine Mehrzahl an nebeneinander angeordneten Düsen 131, 132 auf. Die Düsen 131, 132 dienen dazu, bei einem Durchströmen des Sprüharms 100 bzw. der zugehörigen Sprüharmschenkel 105 mit der Flüssigkeit 190 entsprechende Sprühstrahlen abzugeben, wodurch oberhalb des Sprüharms 100 vorliegendes Spülgut einer Reinigung unterzogen werden kann. Zu diesem Zweck kann der Sprüharm 100 im Bereich der Sprüharmmitte mit einem Zulaufrohr verbunden sein, über welches die von einer Umwälzpumpe der Geschirrspülmaschine 200 geförderte (Spül-)Flüssigkeit 190 unter Druck in den Sprüharm 100 und damit in die Sprüharmschenkel 105 eingeleitet werden kann. Das zu reinigende Spülgut kann in einem Geschirrkorb oberhalb des Sprüharms 100 aufgenommen sein (nicht dargestellt).
Wie weiter unten mit Bezug auf die 7 bis 9 noch näher beschrieben wird, kann der Sprüharm 100 zwei schalenförmige Sprüharmabschnitte 110, 120 umfassen, welche übereinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Die Düsen 131, 132 können hierbei an einem der Sprüharmabschnitte ausgebildet sein.
Die Düsen 131, 132 des in 1 gezeigten Sprüharms 100 unterteilen sich in mehrere, eine runde Austrittsöffnung aufweisende Düsen 131 („Runddüsen“), und zwei außen liegende bzw. an den Enden der Sprüharmschenkel 105 angeordnete Düsen 132 mit rechteckförmiger Austrittsöffnung. Dabei kann vorgesehen sein, dass die unter Druck stehende Flüssigkeit 190 an den Düsen 131 im Wesentlich nach oben, d.h. in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Oberseite des Sprüharms 100, abgegeben wird. Hinsichtlich der außen angeordneten Düsen 132 kann vorgesehen sein, dass die Flüssigkeit 190 im Unterschied zu den Düsen 131 schräg nach außen versprüht wird, um auch in Eckbereichen des Spülbehälters der Geschirrspülmaschine 200 angeordnetes Spülgut direkt mit Flüssigkeit beaufschlagen zu können („Eckdüsen“).
Der Sprüharm 100 kann ferner eine oder mehrere Düsen aufweisen, bei welchen der beim Sprühen von Flüssigkeit auftretende Rückstoß zum Hervorrufen der Drehbewegung des Sprüharms 100 genutzt wird. Derartige Düsen („Antriebsdüsen“) können zum Beispiel in Form von zusätzlichen (nicht dargestellten) Düsen ausgebildet sein.
Bei der Drehbewegung des Sprüharms 100 um die Drehachse 101 werden die Düsen 131, 132 wie in 1 dargestellt an kreisförmigen Wegstrecken 102 entlang bewegt. Die Wegstrecken 102 und deren Radius sind durch die Anordnung der Düsen 131, 132 auf dem Sprüharm 100 bzw. durch den Abstand von der Drehachse 101 vorgegeben.
Bei einem herkömmlichen Sprüharm, dessen Düsen gebündelte Sprühstrahlen abgeben, weisen die Düsen zu derartigen Wegstrecken 102 korrespondierende, gleichbleibende Linienwirkkreise auf, an welchen Spülgut einer direkten Beaufschlagung durch Flüssigkeit unterliegt. Dies kann eine verringerte Reinigungsleistung zur Folge haben. Die Bündelung kann ferner dazu führen, dass ein direktes Auftreffen eines Sprühstrahls auf eine Behälterwand oder eine Tür der zugehörigen Geschirrspülmaschine mit einem hohen Geräusch verbunden ist. Dieses Problem kann zum Beispiel auf außen liegende Eckdüsen zutreffen.
Bei dem in 1 gezeigten Sprüharm 100 ist vorgesehen, derartige Probleme in Bezug auf zumindest eine der Sprüharmdüsen 131, 132 zu vermeiden, indem die betreffende Düse 131, 132 keinen unbewegten bzw. gebündelten, sondern einen sich bewegenden Sprühstrahl abgibt. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Düse 131, 132 keinen räumlich begrenzten Linienwirkreis aufweist, welcher einer in 1 angedeuteten Wegstrecke 102 entspricht, sondern stattdessen einen Flächenwirkkreis besitzt.
Zum Hervorrufen einer solchen Sprühstrahlbewegung ist vorgesehen, den Sprüharm 100 nach dem Prinzip der sogenannten Karmanschen Wirbelstraße auszubilden. Zur Veranschaulichung dieses strömungsmechanischen Phänomens zeigt 2 eine schematische Darstellung eines von einer Flüssigkeit 190 durchströmten Strömungskanals 175, in welchem ein Strömungshindernis 155 („Staukörper“) angeordnet ist. An dem von der Flüssigkeit 190 umströmten Strömungshindernis 155 lösen sich in periodischer Weise gegenläufig rotierende Strömungswirbel 160 ab. Die Strömungswirbel 160 können sich hierbei wie in 2 angedeutet in Form von zwei Reihen abwechselnd rechts und links von dem Strömungshindernis 155 ablösen. Die Abfolge gegenläufiger Strömungswirbel 160 führt dazu, dass hinter dem Strömungshindernis 155 sich zeitlich (und räumlich) veränderliche Druckverhältnisse vorliegen.
Bei dem Sprüharm 100 kommt in entsprechender Weise ein solcher Staukörper zum Einsatz, um ein Ablösen von Strömungswirbeln 160, und damit sich zeitlich ändernde Druckverhältnisse an (wenigstens) einer Düse 131, 132 hervorzurufen. Eine mögliche Ausgestaltung eines Sprüharmschenkels 105 des Sprüharms 100 ist ausschnittsweise in 3 gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, dass sowohl diese Ausgestaltung, aber auch anhand nachfolgender Figuren aufgezeigte Varianten, für beide Sprüharmschenkel 105 des Sprüharms 100 von 1 vorgesehen sein können.
Der in 3 ausschnittsweise dargestellte Sprüharmschenkel 105 weist innerhalb desselben ein platten- oder rippenförmiges Strömungshindernis 150 auf. Eine solche Form des Strömungshindernisses 150 kann relativ einfach verwirklicht werden. Das Strömungshindernis 150 ist in einem Abstand strömungsaufwärts zu der (von außen nach innen) zweiten Runddüse 131 angeordnet. Der hier verwendete Ausdruck „strömungaufwärts“ bedeutet, dass das Strömungshindernis 150 in Bezug auf die Strömungsrichtung der den Sprüharmschenkel 105 durchströmenden Flüssigkeit 190 vor der betreffenden Düse 131 angeordnet ist. Auch zu einer weiter innen liegenden Runddüse 131 ist das zu dieser Düse 131 „strömungsabwärts“ (d.h. bezogen auf die Strömungsrichtung dahinter) vorliegende Strömungshindernis 150 in einem Abstand angeordnet.
Bei Durchströmen des Sprüharmschenkels 105 mit der unter Druck stehenden Flüssigkeit 190 wird das Strömungshindernis 150 angeströmt und dabei von der Flüssigkeit 190 umströmt. Hierbei kann die Flüssigkeit 190 in zwei Bereichen 165, welche im Folgenden auch als Umströmungsbereiche 165 bezeichnet werden, an dem Strömungshindernis 150 vorbeifließen. Das Umströmen hat zur Folge, dass sich in der oben beschriebenen Art und Weise periodisch bzw. nacheinander gegenläufig rotierende Strömungswirbel 160 an dem Strömungshindernis 150 ablösen. Hierdurch werden wechselnde Druckverhältnisse strömungsabwärts des Strömungshindernisses 150 erzeugt. An der direkt hinter dem Strömungshindernis 150 angeordneten Düse 131 können auf diese Weise sich zeitlich ändernde Druckverhältnisse hervorgerufen werden. Die Druckschwankungen haben zur Folge, dass sich die Sprührichtung der aus der Düse 131 austretenden Flüssigkeit 190 (ebenfalls) in Abhängigkeit von der Zeit ändert, und somit ein in Bezug auf den Sprüharm 100 bewegter Sprühstrahl 140 vorliegt. Beispielsweise kann es vorkommen, dass sich die „Richtungsvektoren“ der austretenden Flüssigkeit 190 abwechseln und hierdurch eine periodische Pendelbewegung vorliegt, so dass der abgegebene Sprühstrahl 140 eine über die Zeit gesehen fächerartige Form aufweisen kann. Die periodische Sprühstrahlverwirbelung bzw. Sprühstrahlbewegung kann zum Beispiel eine Frequenz im Bereich von 100Hz aufweisen.
Aufgrund des Abstands zwischen der Düse 131 und dem Strömungshindernis 150 ist das Hervorrufen derartiger Druckschwankungen an der Düse 131 auf effektive und zuverlässige Weise möglich. Der Abstand kann zum Beispiel im Bereich von einem Zentimeter oder unterhalb eines Zentimeters liegen. Auch weist das plattenförmige Strömungshindernis 150 eine zum Hervorrufen der gewünschten Druckschwankungen geeignete Breite auf, welche zum Beispiel ebenfalls im Bereich von einem Zentimeter oder unterhalb eines Zentimeters liegen kann.
Wechselnde Druckverhältnisse treten nach dem gleichen Prinzip, d.h. aufgrund der hinter dem Strömungshindernis 150 vorliegenden wechselnden Druckverhältnisse jedoch nicht nur an der dem Strömungshindernis 155 direkt „nachgeschalteten“ Düse 131, sondern auch an weiteren, (jeweils) in einem entsprechenden Abstand strömungsabwärts zu dem Strömungshindernis 150 angeordneten Düsen des Sprüharmschenkels 105 – vorliegend an einer weiteren Runddüse 131 und einer Eckdüse 132 – auf. Auf diese Weise können auch von diesen Düsen 131, 132 sich in Abhängigkeit der Zeit bewegende Sprühstrahlen 140 abgegeben werden, beispielsweise mit einer fächerartigen Geometrie. In 3 ist dies (lediglich) bei der weiteren Runddüse 131 angedeutet.
Die an einer Düse 131, 132 hervorgerufene Sprühstrahlbewegung hat eine Vergrößerung des direkten Wirkbereichs der Düse 131, 132 zur Folge, in welchem Spülgut und damit auf dem Spülgut befindlicher Schmutz direkt mit Wasser bzw. (Spül-)Flüssigkeit 190 beaufschlagt werden können. Wie oben bereits beschrieben wurde, weist die betreffende Düse 131, 132 auf diese Weise anstelle eines Linienwirkkreises nunmehr einen Flächenwirkkreis auf. Hiermit verbunden ist eine effektivere Reinigung des Spülguts. Da die Sprühstrahlbewegung ohne mechanisch bewegte Teile hervorgerufen wird, welche einem Verschleiß oder einem Verschmutzen unterliegen können, liegt darüber hinaus eine konstante und zuverlässige Funktionsweise vor.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund der Sprühstrahlbewegung ein (mögliches) Auftreffen eines Sprühstrahls 140 auf eine Behälterwand bzw. Tür des Spülbehälters der Geschirrspülmaschine 200 mit geringeren Stoßkräften erfolgen kann. Der Betrieb der Geschirrspülmaschine 200 ist auf diese Weise geräuschärmer. Ein solcher Geräuschvorteil kann zum Beispiel auf die Eckdüse 132 zutreffen, dessen nach außen in Richtung eines Eckbereichs des Spülbehälters der Geschirrspülmaschine 200 abgegebene Flüssigkeit 190 bei der Drehbewegung des Sprüharms 100 auf die Behälterwände bzw. die Tür der Geschirrspülmaschine 200 auftreffen kann. Aber auch bei einer Runddüse 131 kann es vorkommen, dass die von der Runddüse 131 nach oben abgegebene Flüssigkeit 190 durch den Geschirrkorb hindurch gesprüht wird, und dadurch auf eine Deckenwand des Spülbehälters auftreffen kann. Die Sprühstrahlbewegung führt auch in einem solchen Fall zu einer verringerten Geräuschemission.
Das in 3 in der Aufsicht gezeigte Strömungshindernis 150 liegt vorzugsweise in Form eines durchgehenden Körpers vor, welcher sich im Wesentlichen vollständig zwischen gegenüberliegenden Innenwandbereichen bzw. zwischen Ober- und Unterseite des Sprüharmschenkels 105 erstreckt (vgl. die seitlichen Darstellungen der 7 bis 9). Hierdurch können die Strömungswirbel 160 und damit die beabsichtigten wechselnden Druckverhältnisse auf zuverlässige Weise hervorgerufen werden. Auch kann vermieden werden, dass sich in der Flüssigkeit 190 mitgeführte kleinere Schmutzpartikel an dem Strömungshindernis 150 ansammeln können.
Im Hinblick auf die in 3 angedeuteten Umströmungsbereiche 165, welche an zwei entgegen gesetzten (Rand-)Seiten des Strömungshindernisses 150 vorliegen und welche von dem Strömungshindernis 150 und gegenüberliegenden Innenwandbereichen des Sprüharmschenkels 105 begrenzt sind, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Umströmungsbereiche 165 größer sind als die Austrittsöffnungen der strömungsabwärts zu dem Strömungshindernis 150 angeordneten Düsen 131, 132. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass mit der Flüssigkeit 190 gegebenenfalls mitgeführte größere Teile bzw. Schmutzteile (beispielsweise Teile einer Eierschale) nicht an dem Strömungshindernis 150, sondern an den Düsen 131, 132 hängen bleiben. An den Düsen 131, 132 kann ein solches Hängenbleiben von einem Benutzer besser erkannt werden. Auch kann ein Entfernen eines hängengebliebenen Teils an dieser Stelle leichter durchgeführt werden.
Beispielsweise kann jeweils im Bereich der Umströmungsbereiche 165 der Abstand zwischen dem Strömungshindernis 150 und der gegenüberliegenden Innenwand im Bereich von mehreren Millimetern, beispielsweise fünf Millimetern liegen. Eine Runddüse 131 kann einen im Vergleich hierzu kleineren Durchmesser im Bereich von zum Beispiel drei Millimetern aufweisen. Auch die Eckdüse 132 kann entsprechend kleinere Abmessungen aufweisen.
Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen des Sprüharms 100 bzw. von Sprüharmschenkeln 105 des Sprüharms 100 beschrieben, bei welchen durch den Einsatz von Strömungshindernissen 150 veränderliche Druckverhältnisse an Sprüharmdüsen 131, 132 hervorgerufen werden. Die Strömungshindernisse 150 sind hierbei (erneut) jeweils vor einer bzw. zwischen zwei Düsen 131, 132, und damit – bezogen auf eine Längserstreckung des als „Strömungskanal“ wirkenden Sprüharms 100 – beabstandet zu den Düsen 131, 132 angeordnet. Dabei wird darauf hingewiesen, dass in Bezug auf bereits beschriebene Details, welche sich auf gleichartige oder übereinstimmende Elemente, mögliche Vorteile usw. beziehen, auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen wird.
Die Verwendung eines zum Hervorrufen von Druckschwankungen an Düsen 131, 132 eingesetzten Strömungshindernisses 150 kann abweichend von 3 auch an einer anderen Stelle innerhalb eines Sprüharmschenkels 105 erfolgen. Beispielsweise kann ein zu 3 vergleichbarer Sprüharmschenkel 105 verwirklicht werden, bei welchem das Strömungshindernis 150 nur zum Beeinflussen des Sprühstrahls 140 der Eckdüse 132 eingesetzt wird. Das Strömungshindernis 150 ist hierbei zwischen der Eckdüse 132 und der am weitesten außen liegenden Runddüse 131 positioniert. Möglich ist es auch, das Strömungshindernis 150 abweichend von 3 an anderer Stelle zwischen zwei Runddüsen 131 anzuordnen. Solche unterschiedlichen Ausgestaltungen können zum Beispiel dadurch veranlasst sein, nur bestimmte „laute“ Düsen 131, 132 (deren Sprühstrahlen eine hohe Geräuschemission verursachen) durch den Einsatz eines „vorgeschalteten“ Strömungshindernisses 150 „leise“ zu machen.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung eines Sprüharmschenkels 105 ist in 4 dargestellt. Hierbei ist das Strömungshindernis 150 in einem Abstand strömungsaufwärts zu der am weitesten innen liegenden Runddüse 131, und damit strömungsaufwärts zu sämtlichen Düsen 131, 132 des betreffenden Sprüharmschenkels 105 angeordnet. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass an sämtlichen Düsen 131, 132 sich bewegende Sprühstrahlen 140 mit den oben genannten Vorteilen (Vergrößerung des Düsenwirkbereichs, Geräuschreduzierung) austreten können.
Ein Sprüharmschenkel 105 kann nicht nur mit einem einzelnen Strömungshindernis 150, sondern alternativ auch mit mehreren derartigen und jeweils beabstandet zu Düsen 131, 132 angeordneten Staukörpern 150 ausgebildet sein. Auf diese Weise kann zum Beispiel dem möglichen Umstand begegnet werden, dass die an einer Düse 131, 132 mittels eines strömungsaufwärts angeordneten Strömungshindernisses 150 hervorgerufenen Druckschwankungen ab einem gewissen Abstand zu dem Strömungshindernis 150 nicht mehr so groß sind. Anders ausgedrückt, eröffnet die Verwendung mehrerer Strömungshindernisse 150 gegebenenfalls die Möglichkeit, gezielt an mehreren Düsen 131, 132 auf effektive Weise sich ändernde Druckverhältnisse und damit eine Sprühstrahlbewegung herbeizuführen.
Eine in dieser Hinsicht mögliche Ausgestaltung eines Sprüharmschenkels 105 ist in 5 gezeigt. Hierbei handelt es sich um eine Kombination der in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen. Dabei ist ein Strömungshindernis 150 strömungsaufwärts zu der am weitesten innen liegenden Runddüse 131, und ist ein weiteres Strömungshindernis 150 strömungsaufwärts zu der (von außen nach innen) zweiten Runddüse 131 angeordnet. Alternativ können die Strömungshindernisse 150 auch an anderen Stellen vor bzw. zwischen den Düsen 131, 132 angeordnet sein, und/oder können auch mehr als zwei Strömungshindernisse 150 vorgesehen sein.
Eine weitere mögliche Variante eines Sprüharmschenkels 105 ist in 6 gezeigt. Dabei ist vorgesehen, dass jeder Düse 131, 132 ein Strömungshindernis 150 zum Hervorrufen von Druckschwankungen und damit von sich bewegenden Sprühstrahlen 140 zugeordnet ist, wobei das Strömungshindernis 150 jeweils in einem Abstand strömungsaufwärts zu der betreffenden Düse 131, 132 angeordnet ist.
Der hier beschriebene Sprüharm 100 kann, wie in den seitlichen Schnittdarstellungen der 7 bis 9 angedeutet ist, zwei schalenförmige Sprüharmabschnitte 110, 120 umfassen, welche übereinander angeordnet und miteinander verbunden sind, um jeweils an den Sprüharmschenkeln 105 einen Hohlraum für das Durchleiten von Flüssigkeit 190 zur Verfügung zu stellen. Die Sprüharmabschnitte 110, 120 werden im Folgenden als oberer Sprüharmabschnitt 110 und unterer Sprüharmabschnitt 120 bezeichnet. Die Düsen 131, 132 sind hierbei in dem oberen Sprüharmabschnitt 110 ausgebildet. Im Hinblick auf das bzw. auf die in einem Sprüharmschenkel 105 vorgesehenen Strömungshindernisse 150 können hierbei die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen in Betracht kommen.
7 zeigt eine mögliche Ausgestaltung, bei welcher ein mit dem oberen Sprüharmabschnitt 110 verbundenes Strömungshindernis 150 vorliegt. Der Sprüharmabschnitt 110 weist zu diesem Zweck einen sich in Richtung des unteren Sprüharmabschnitts 120 erstreckenden (plattenförmigen) Teilabschnitt 111 auf. Der als Strömungshindernis 150 dienende Teilabschnitt 111 kann hierbei, wie in 7 gezeigt ist, unmittelbar an dem unteren Sprüharmabschnitt 120 anliegen, wodurch sich eine störende Schmutzansammlung vermeiden lässt.
8 zeigt eine hierzu alternative Ausgestaltung, bei welcher der obere Sprüharmabschnitt 110 erneut einen „auskragenden“ (plattenförmigen) Teilabschnitt 112 aufweist. Der Teilabschnitt 112 weist hierbei eine größere Höhe bzw. Dicke als der in 7 gezeigte Teilabschnitt 111 auf. Des Weiteren ist der untere Sprüharmabschnitt 120 mit einer nutförmigen Aussparung 122 ausgebildet, in welcher ein Ende des Teilabschnitts 112 aufgenommen werden kann. Hierdurch kann eine mechanische Fixierung, und damit eine hohe Stabilität in Bezug auf den als Strömungshindernis 150 dienenden Teilabschnitt 112 erzielt werden.
9 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung. Dabei ist vorgesehen, dass sowohl der obere Sprüharmabschnitt 110 einen (plattenförmigen) Teilabschnitt 113, als auch der untere Sprüharmabschnitt 120 einen (plattenförmigen) Teilabschnitt 123 aufweist. Die beiden Teilabschnitte 113, 123 bilden zusammen das Strömungshindernis 150. Dabei sind an den Enden der beiden Teilabschnitte 113, 123 einander korrespondierende Strukturelemente in Form einer Erhebung und in Form einer Nut zum Aufnehmen der Erhebung ausgebildet, wodurch die beiden Teilabschnitte 113, 123 miteinander fixiert werden können. Eine solche Verbindung („Nut-Feder-Verbindung“) ermöglicht ebenfalls eine hohe Stabilität des betreffenden Strömungshindernisses 150.
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von beschriebenen Merkmalen umfassen können.
Insbesondere ist es möglich, einen Sprüharm 100 sowie Komponenten und Elemente eines Sprüharms 100 mit anderen als den gezeigten und beschriebenen Formen und Geometrien auszubilden. Beispielsweise kann ein mit (wenigstens) einem Strömungshindernis 150 ausgebildeter Sprüharmschenkel 105 (in der Aufsicht) sich geradlinig erstreckend sein bzw. keine Krümmung aufweisen. Andere Ausführungen und Formen sind insbesondere auch für Strömungshindernisse 150 möglich. Beispielsweise kann ein in einem Sprüharm 100 eingesetztes Strömungshindernis 150 vergleichbar zu dem in 2 gezeigten Staukörper 155 eine (in der Aufsicht) rechteckige Form, oder auch eine andere, zum Beispiel dreieckige, runde oder kreisförmige Form aufweisen. In entsprechender Weise können an schalenförmigen Sprüharmabschnitten 110, 120 ausgebildete Teilabschnitte, welche als Strömungshindernisse 150 dienen, sowie hieran gegebenenfalls vorgesehene Strukturen zur mechanischen Fixierung, andere als die gezeigten Formen aufweisen. Dies trifft in analoger Weise auf Sprüharmdüsen zu, welche mit anders geformten Austrittsöffnungen versehen sein können. Auch kann in Betracht kommen, dass an einer Oberseite eines Sprüharms 100 nur Düsen mit jeweils der gleichen Form (beispielsweise Runddüsen) vorliegen.
In Bezug auf obige Zahlenangaben, welche sich auf (mögliche) Abmessungen, eine Frequenz der Sprühstrahlbewegung usw. beziehen wird darauf hingewiesen, dass diese lediglich als Beispiele anzusehen sein, und daher durch andere Angaben ersetzt werden können.
Im Hinblick auf eine Geschirrspülmaschine 200 kann in Betracht kommen, dass die Geschirrspülmaschine 200 zwei übereinander in einem Spülbehälter angeordnete und drehbar gelagerte Sprüharme umfasst („unterer“ und „oberer“ Sprüharm). Dabei kann vorgesehen sein, nur einen Sprüharm, oder auch beide Sprüharme entsprechend den oben beschriebenen Ausführungsformen und aufgezeigten Prinzipien zum Hervorrufen von Sprühstrahlbewegungen auszubilden.
Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Ansätze und Konzepte nicht nur auf Geschirrspülmaschinen für den Haushaltsbereich beschränkt sind, sondern auch im Hinblick auf in anderen Bereichen eingesetzte Geschirrspülmaschinen bzw. Industriespülmaschinen angewendet werden können.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Bezugszeichenliste

100: Sprüharm
101: Drehachse
102: Wegstrecke
105: Sprüharmschenkel
110: Sprüharmabschnitt
111: Teilabschnitt
112: Teilabschnitt
113: Teilabschnitt
120: Sprüharmabschnitt
122: Aussparung
123: Teilabschnitt
131, 132: Düse
140: Sprühstrahl
150, 155: Strömungshindernis
160: Strömungswirbel
165: Umströmungsbereich
175: Strömungskanal
190: Flüssigkeit
200: Geschirrspülmaschine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2192852 B1 [0004]

Claims

Sprüharm (100) für eine Geschirrspülmaschine (200), insbesondere Haushaltsgeschirrspülmaschine (200), aufweisend eine Düse (131, 132) zum Abgeben eines Sprühstrahls (140) bei Durchströmen des Sprüharms (100) mit einer Flüssigkeit (190) und ein innerhalb des Sprüharms (100) ausgebildetes Strömungshindernis (150), dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungshindernis (150) ausgebildet ist, bei einem Umströmen durch die Flüssigkeit (190) eine Folge von Strömungswirbeln (160) zu erzeugen, wodurch der von der Düse (131, 132) abgegebene Sprühstrahl (140) eine sich zeitlich ändernde Sprührichtung aufweist.
Sprüharm nach Anspruch 1, wobei das Strömungshindernis (150) in einem Abstand zu der Düse (131, 132) und in Bezug auf eine Strömungsrichtung der Flüssigkeit (190) vor der Düse (131, 132) angeordnet ist.
Sprüharm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strömungshindernis (150) plattenförmig ausgebildet ist.
Sprüharm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sprüharm (100) einen ersten Sprüharmabschnitt (110) und einen zweiten Sprüharmabschnitt (120) aufweist, wobei die Düse (131, 132) an dem ersten Sprüharmabschnitt (110) ausgebildet ist, und wobei das Strömungshindernis (150) zwischen dem ersten und zweiten Sprüharmabschnitt (110, 120) verlaufend ausgebildet ist.
Sprüharm nach Anspruch 4, wobei das Strömungshindernis (150) mit dem ersten Sprüharmabschnitt (110) verbunden ist.
Sprüharm nach Anspruch 5, wobei das Strömungshindernis (150) an dem zweiten Sprüharmabschnitt (120) fixierbar ist.
Sprüharm nach Anspruch 4, wobei das Strömungshindernis (150) einen mit dem ersten Sprüharmabschnitt verbunden ersten Teilabschnitt (113) und einen mit dem zweiten Sprüharmabschnitt (120) verbunden zweiten Teilabschnitt (123) aufweist, welche miteinander fixierbar sind.
Sprüharm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an zwei entgegen gesetzten Seiten des Strömungshindernisses (150) jeweils ein von dem Strömungshindernis (150) und einer Innenwand des Sprüharms (100) begrenzter Umströmungsbereich (165) vorliegt, über welchen das Strömungshindernis (150) von der Flüssigkeit (190) umströmbar ist, und wobei die Umströmungsbereiche (165) jeweils größer sind als eine Austrittsöffnung der Düse (131, 132).
Sprüharm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sprüharm (100) eine Mehrzahl an Düsen (131, 132) zum Abgeben von Sprühstrahlen aufweist, und wobei das Strömungshindernis (150) in Bezug auf eine Strömungsrichtung der Flüssigkeit (190) vor mehreren Düsen (131, 132) angeordnet ist, um eine Folge von Strömungswirbeln (160), und dadurch sich zeitlich ändernde Sprührichtungen der von den mehreren Düsen (131, 132) abgegebenen Sprühstrahlen hervorzurufen.
Sprüharm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sprüharm (100) mehrere Strömungshindernisse (150) zum Erzeugen von Strömungswirbeln (160) aufweist.
Geschirrspülmaschine (200), insbesondere Haushaltsgeschirrspülmaschine (200), aufweisend einen Sprüharm (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.