DE102012102182A1

DE102012102182A1 - Geschirrspüler mit Filteranordnung

Info

Publication number: DE102012102182A1
Application number: DE201210102182
Authority: DE
Inventors: Barry E. Tuller; Rodney M. Welch
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2012-11-22
Also published as: US20120291822A1; US9107559B2

Abstract

Geschirrspüler mit einem Bottich, der eine Behandlungskammer mindestens teilweise umschließt, einem Flüssigkeit-Spritzsystem, einem Flüssigkeits-Rückführsystem, das einen Rückführ-Strömungspfad bildet, und einem Flüssigkeit-Filtersystem. Das Flüssigkeit-Filtersystem weist ein Filter im Rückführ-Strömungsweg auf, um die Flüssigkeit zu filtern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Moderne Geschirrspüler enthalten eine Wasch- bzw. Spülkammer, in die Spülgut zur Bearbeitung nach einem automatisierten Arbeitsprogramm eingebracht wird. Wasser – allein oder zusammen mit Behandlungschemie – bildet eine Spülflüssigkeit, die während des Arbeitsprogramms auf das Spülgut gespritzt wird. Die Spülflüssigkeit kann während des Arbeitsprogramms umgewälzt bzw. rückgeführt und auf das Spülgut erneut aufgespritzt werden. Ein Filter kann vorgesehen sein, um Schmutzteilchen aus der Spülflüssigkeit zu entfernen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Geschirrspüler mit einem Bottich, der mindestens teilweise eine Behandlungskammer zur Aufnahme von Spülgut umschließt, einem Sumpf, der fluidisch mit dem Bottich verbunden ist und diesem zugeführte Flüssigkeit sammelt, einer Rückführpumpe mit einem Laufrad, die mit einem Zulauf an den Sumpf und mit einem Ablauf an den Bottich fluidisch angeschlossen ist, um Flüssigkeit aus dem Sumpf zur Behandlungskammer zurück zu führen, einem Filter mit einer stromab- und einer stromaufwärtigen Oberfläche, das den Sumpf fluidisch vom Ablauf trennt, und mindestens einer Durchfluss-Umlenkeinrichtung, die um mindestens die stromauf- oder die stromabwärtige Oberfläche oder beide rotiert. Flüssigkeit aus dem Bottich sammelt sich im Sumpf und wird durch Betätigen der Rückführpumpe zurück geführt derart, dass sie durch das Filter gezogen und durch den Auslass zum Bottich zurückgeführt wird, wobei die Rotation der Umlenkeinrichtung eine Scherkraft erzeugt, die auf mindestens die stromab- oder die stromaufwärtige Oberfläche (oder beide) einwirkt, um die jeweilige Oberfläche(n) zu reinigen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen:
1 ist eine schaubildliche Darstellung eines Geschirrspülers mit einer Filteranordnung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist ein Schnitt durch die Filteranordnung und einen Teil einer Rückführpumpe der 1 in deren Ebene 2-2;
3 ist ein Schnitt durch die Filteranordnung der 2 in deren Ebene 3-3;
4 ist ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Filteranordnung, die im Geschirrspüler der 1 einsetzbar ist;
5 ist ein Schnitt durch die Filteranordnung der 4 in deren Ebene 5-5; und
6 ist eine schaubildliche Darstellung eines Geschirrspülers nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung als Geschirrspülautomat 10 mit einem (Schrank-)Gehäuse 12, das einen Innenraum umschließt. Abhängig davon, ob es sich beim Geschirrspüler 10 um ein Stand- oder ein Einbaugerät handelt, kann das Gehäuse 12 ein Chassis/bzw. einen Rahmen mit oder ohne angesetzte Wandflächen aufweisen. Der Geschirrspüler 10 hat zahlreiche Merkmale mit einem herkömmlichen Geschirrspülautomat gemein, die daher hier nur ausführlich beschrieben sind, wenn für ein Verständnis der Erfindung nötig. Obwohl die vorliegende Erfindung an Hand einer herkömmlichen Geschirrspüleinheit beschrieben wird, ließe sie sich auch in andersartigen Geschirrspülern implementieren – bspw. als Spüleneinbau-, Mehrbottich- oder Auszieh-Geschirrspüler.
Im Gehäuse 12 kann eine Steuerung 14 angeordnet und betrieblich mit verschiedenen Systembestandteilen des Geschirrspülers 10 verbunden sein, um ein oder mehr Arbeitsprogramme abzuarbeiten. Auf dem Geschirrspüler 10 kann ein Bedienfeld bzw. eine Benutzerschnittstelle 16 vorgesehen und an die Steuerung 14 angeschlossen sein. Die Benutzerschnittstelle 16 kann Bedienelemente wie Skalen, Leuchten, Schalter und Sichteinheiten aufweisen, mittels derer ein Benutzer Befehle – bspw. ein Arbeitsprogramm – an die Steuerung 14 eingeben und Informationen entgegennehmen kann.
Im Gehäuse 12 befindet sich ein Bottich 18, der eine Behandlungskammer 20 mindestens teilweise umschließt und eine Zugangsöffnung in Form einer offenen Fläche aufweist. Eine – als Tür 22 gezeigte – Abdeckung kann an das Gehäuse 12 scharniermäßig angeschlagen sein und sich zwischen einer Offenstellung, in der der Benutzer Zugriff zur Behandlungskammer 20 hat, und einer Schließstellung bewegen, in der sie die offene Fläche der Behandlungskammer 20 abdeckt bzw. verschließt.
Spülguthalter in Form eines oberen und eines unteren Korbs 24, 26 sind in der Behandlungskammer 20 angeordnet und nehmen zu behandelndes Spülgut auf. Die Spülgutkörbe 24, 26 sind gleitend in die Behandlungskammer 20 hinein- und aus ihr herausschiebbar gelagert, um das Beschicken mit und die Entnahme von Spülgut zu erleichtern. Wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, soll der Ausdruck ”Spülgut” gattungsgemäß alle Artikel bezeichnen, die sich im Geschirrspüler 10 behandeln lassen – einschl. (ohne Einschränkung der Erfindung) Schüsseln, Teller, Töpfe, Schalen, Pfannen, Glasartikel und Besteck. Ohne dargestellt zu sein, lassen sich zusätzliche Spülguthalter wie bspw. ein Besteckkorb auf der Innenfläche der Tür 22 vorsehen.
Zum Einspritzen von Flüssigkeit in die Behandlungskammer 20 kann ein Spritzsystem 28 vorgesehen sein, das hier als obere Spritzeinrichtung 30, mittlere Spritzeinrichtung 32 und untere rotierende Spritzeinrichtung 34 sowie als ein Spritzverteiler 36 dargestellt ist. Die obere Spritzeinrichtung 30 kann über dem oberen Spülgutkorb 24 liegen und ist als feste Spritzdüse gezeigt, die Flüssigkeit abwärts in die Behandlungskammer 20 spritzt. Die mittlere und die untere drehbare Spritzeinrichtung 32 bzw. 34 sind unter dem oberen und dem unteren Spülgutkorb 24, 26 angeordnet und als drehende Spritzarme gezeigt. Der mittlere Spritzarm 32 kann aufwärts durch den Boden des oberen Spülgutkorbs 24, der untere drehbare Spritzarm 34 aufwärts durch den Boden des untere Spülgutkorbs 26 spritzen. Wahlweise kann der mittlere Spritzarm 32 abwärts auf den unteren Spülgutkorb 26 spritzen, was zur Vereinfachung hier jedoch nicht gezeigt ist.
Der Spritzverteiler 36 kann an den unteren Spülgutkorb 26 angrenzend fest am Bottich 18 montiert sein und seitlich durch den unteren Spülgutkorb 26 spritzen. Der Spritzverteiler 36 braucht auf diese Lage nicht beschränkt zu sein; vielmehr kann er praktisch überall in der Behandlungskammer 20 liegen. Obgleich er hier so nicht dargestellt ist, kann der Spritzverteiler 36 mehrere Spritzdüsen aufweisen, deren Öffnungen so ausgeführt sind, dass Flüssigkeit auf den unteren Spülgutkorb 26 gespritzt wird. Die Spritzdüsen können ortsfest oder bezüglich des Bottichs 18 drehbar sein. Geeignete Spritzverteiler sind ausführlich in der US 7,445,013 (erteilt am 4. November 2008 mit dem Titel ”Multiple Wash Zone Dishwasher”) und in der US 7,523,758 (erteilt am 28. April 2009 mit dem Titel ”Dishwasher Having Rotating Zone Wash Sprayer”) beschrieben, die beide durch die Bezugnahme als Teil der vorliegenden Anmeldung gelten sollen.
Ein Flüssigkeits-Rückführsystem kann vorgesehen sein, um Flüssigkeit aus der Behandlungskammer 20 zum Spritzsystem 28 zurück zu führen. Das Flüssigkeits-Rückführsystem kann eine Pumpenanordnung 38 mit sowohl einer Ablasspumpe 42 als auch eine Rückführpumpe 44 enthalten. Obgleich hier nicht dargestellt, kann eine Flüssigkeitsversorgung eine an einen Haushaltsversorgungsanschluss führende Speiseleitung aufweisen, aus der die Behandlungskammer 20 mit Wasser gespeist wird.
Die Ablasspumpe 42 kann Flüssigkeit aus einem Unterteil des Bottichs 18 abziehen und sie aus dem Geschirrspüler 10 in einen Haushaltsabfluss 46 pumpen. Die Rückführpumpe 44 kann Flüssigkeit aus dem Unterteil des Bottichs 18 abziehen und sie in das Spritzsystem 28 pumpen, um sie der Behandlungskammer 20 zuzuführen.
Wie dargestellt, kann die Flüssigkeit dem Spritzverteiler 36 sowie der mittleren drehbaren und der oberen Spritzeinrichtung 32, 30 mittels einer Speiseleitung 48 zugeführt werden, die von der Rückführpumpe 44 allgemein rückwärts und dann entlang einer Rückwand des Bottichs 18 aufwärts verläuft. Während die Speiseleitung 48 die Flüssigkeit schließlich dem Spritzverteiler 36 sowie der mittleren drehbaren und der oberen Spritzeinrichtung 32, 30 zuführt, kann sie mit einer oder mehreren Verteilerleitungen in Strömungsverbindung stehen, die die Flüssigkeit dem Spritzverteiler 36 sowie der mittleren drehbaren und der oberen Spritzeinrichtung 32, 30 direkt zuleiten. Die Spritzeinrichtungen 30, 32, 34, 36 spritzen Behandlungschemie – ggf. auch nur Wasser – auf die Spülgutkörbe 24, 26 (und dort befindliches Spülgut). Die Rückführpumpe 44 bringt die in die Behandlungskammer 20 ausgespritzte Flüssigkeit aus dieser in das Flüssigkeits-Spritzsystem 28 zurück, so dass ein Flüssigkeit-Umwälz- bzw. Rückführpfad entsteht. Obgleich nicht dargestellt, kann ein Flüssigkeitszufuhrsystem zur Versorgung der Behandlungskammer 20 mit Wasser eine an eine Haushalts-Wasserversorgung angeschlossene Wasserleitung aufweisen.
In oder an einem Unterteil des Bottichs 18 kann ein Heizsystem mit einem Heizelement 50 angeordnet sein, um die dort befindliche Flüssigkeit zu erwärmen.
Strömungsmäßig mit dem Rückführpfad gekoppelt kann ein Flüssigkeits-Filtersystem 52 vorgesehen sein, mit dem sich die rückgeführte Flüssigkeit filtern lässt und das ein Gehäuse 54 aufweist, das einen Sumpf oder eine Filterkammer 56 aufweist, um dem Bottich 18 zugeführte Flüssigkeit zu sammeln. Wie dargestellt, kann das Gehäuse 54 vom Bottich 18 physisch getrennt sein und Halterungen für die Rückführ- und die Ablasspumpe 44, 42 aufweisen. Das Gehäuse 54 hat einen Einlassanschluss 58, der über eine Leitung 59 fluidisch mit der Behandlungskammer 20 gekoppelt ist, sowie einen Auslassanschluss 60, der mit der Ablasspumpe 42 fluidisch so gekoppelt ist, dass die Ablasspumpe 42 Flüssigkeit aus der Filterkammer 56 in die Haushalts-Ablassleitung 46 abpumpen kann. Ein weiterer Auslassanschluss 62 verläuft von der Rückführpumpe 44 aufwärts zum Flüssigkeits-Spritzsystem 28, so dass die Rückführpumpe 44 den Spritzeinrichtungen 30, 32, 34, 36 Flüssigkeit zupumpen kann. Ein (gestrichelt gezeigtes) Filterelement 64 ist als im Gehäuse 54 zwischen dem Einlassanschluss 58 und der Rückführpumpe 44 liegend dargestellt.
Die 2 zeigt im Schnitt das Flüssigkeits-Filtersystem 52 sowie einen Teil der Rückführpumpe 44. Das Gehäuse 54 ist als Hohlzylinder gezeigt, der sich von einem, an einem Verteiler 65 befestigten Ende zu einem anderen, an der Rückführpumpe 44 befestigten Ende erstreckt. Der Einlassanschluss 58 verläuft, wie dargestellt, vom Verteiler 65 aufwärts und ist ausgeführt, Flüssigkeit aus einem Unterteil des Bottichs 18 in die Filterkammer 56 zu leiten. Die Rückführpumpe 44 sitzt an dem dem Einlassanschluss 58 entgegengesetzten Ende des Gehäuses 54.
Die Rückführpumpe 44 weist einen Motor 66 (in 2 nur teilweise gezeigt) auf, der am Pumpengehäuse 67 befestigt ist, das zylindrisch dargestellt ist, aber beliebig gestaltet sein kann. Das Pumpengehäuse 67 ist mit einem Ende am Motor 66 und mit dem anderen Ende am Gehäuse 54 befestigt. Das Pumpengehäuse 67 bildet eine Laufrad-Kammer 68, die sich mit Flüssigkeit aus der Filterkammer 56 füllt. Der Auslassanschluss 62 ist mit dem Pumpengehäuse 67 gekoppelt und mündet in die Laufrad-Kammer 68.
Die Rückführpumpe 44 weist auch ein Laufrad 69 auf, dessen Schale von einem hinteren Ende 71 zu einem vorderen Ende 7 verläuft. Das hintere Ende 71 der Schale 70 befindet sich in der Kammer 68 und enthält eine Bohrung 73. Eine zur Drehung durch den Motor 66 gekoppelte Antriebswelle 74 ist von der Bohrung 73 aufgenommen, wobei der Motor 66 die Antriebswelle 74 und diese das Laufrad 69 um eine Achse 75 dreht. Der Motor 66 ist an eine (nicht gezeigte) Stromversorgung angeschlossen, die dem Motor 66 den elektrischen Strom liefert, um die Antriebswelle 74 und damit das Laufrad 69 zu drehen. Das vordere Ende 72 des Laufrads 70 liegt in der Filterkammer 56 des Gehäuses 54 und enthält eine mittige Einlassöffnung 76, die in Strömungsverbindung mit der Filterkammer 56 steht. Die Schale 70 enthält eine Anzahl Flügel 77, die von der Einlassöffnung 76 weg zu einer Außenkante der Schale 70 vorstehen.
Das Filterelement 64 kann ein Siebelement sein, das einen inneren Hohlraum 78 umschließt. Das Siebelement ist als zylindrisch dargestellt, kann aber beliebig gestaltet sein. Das Filterelement 64 kann aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff bestehen, über die Länge des Gehäuses 54 verlaufen und mit einem ersten Ende am Verteiler 65 festgelegt sein. Das zweite Ende ist als am vorderen Ende 72 der Laufrad-Schale 70 liegend dargestellt. Diese Schnittstelle kann eine Dichtung aufweisen, die verhindert, dass ungefiltertes Wasser in den Innenraum 78 dringt. Obgleich das Filterelement 64 als gegen Drehung fixiert beschrieben ist, ist erwogen, es drehen zu lassen, wie in der US-Patentanmeldung Nr. 12/966,420 vom 13. Dezember 2010 mit dem Titel ”Rotating Filter for a Dishwashing Machine” und in der US-Patentanmeldung Nr. 12/910,203 vom 22. Oktober 2010 mit dem Titel ”Rotating Drum Filter for a Dishwashing Machine” offenbart, die durch die Bezugnahme als Teil vorliegender Anmeldung gelten sollen.
Das Filterelement 64 ist als eine stromaufwärtige Oberfläche 81 und eine stromabwärtige Oberfläche 82 aufweisend dargestellt. Mit dem Zufluss von Spülflüssigkeit und abgelösten Schmutzteilchen in die Filterkammer 56 durch den Einlassanschluss 58 sammelt sich in der Filterkammer 56 in einem Bereich außerhalb des Filterelements 64 ein Gemisch von Flüssigkeit und Schmutzteilchen. Da das Filterelement 64 den Durchgang von Flüssigkeit in den Innenraum 78 zulässt, bildet sich im Innenraum 78 ein Volumen gefilterter Flüssigkeit. Auf diese Weise strömt rückgeführte Flüssigkeit von der stromauf- zur stromabwärtigen Oberfläche 81 bzw. 82, was ein Filtern der Flüssigkeit bewirkt. In der beschriebenen Strömungsrichtung korrelieren die stromaufwärtige Oberfläche 81 mit einer Außenfläche und die stromabwärtige Oberfläche 82 mit einer Innenfläche des Filterelements 64 derart, dass letzteres den stromaufwärtigen Teil der Filterkammer 56 vom Auslassanschluss 62 trennt. Bei umgekehrter Strömungsrichtung können die stromabwärtige Oberfläche mit der Außen- und die stromaufwärtige Oberfläche mit der Innenfläche korrelieren.
Ein (nicht gezeigter) Durchlass verbindet den Auslassanschluss 60 des Verteilers 65 fluidisch mit der Filterkammer 56. Bei aktivierter Ablasspumpe 42 laufen Flüssigkeit und Schmutzteilchen aus einem Unterteil des Bottichs 18 abwärts durch den Einlassanschluss 58 in die Filterkammer 56. Ohne durch das Filterelement 64 hindurch zu treten, läuft dann Flüssigkeit aus der Filterkammer 56 durch den Durchlass und aus dem Auslassanschluss 60 hinaus.
Zwei erste künstliche Grenzflächen oder Strömungs-Umlenkelemente 84 sind als in der Filterkammer 56 außerhalb des Filterelements 64 liegend dargestellt. Die ersten Strömungs-Umlenkelemente 84 sind jeweils als einen Hauptteil 85 aufweisend dargestellt, der unter Belassung eines Spalts 86 von der stromaufwärtigen Oberfläche 81 beabstandet über dieser liegt. Die Hauptteile 85 sind jeweils als betrieblich mit dem vorderen Ende 72 der Laufradschale 70 gekoppelt gezeigt. Als solche laufen die ersten Umlenkelemente 84 gemeinsam mit dem Laufrad 69 um die Achse 75 um.
Im Innenraum 78 sind auch zwei zweite Strömungs-Umlenkelemente 88 dargestellt. Die zweiten Umlenkelemente 88 sind jeweils als einen Hauptteil 89 aufweisend dargestellt, der unter Belassung eines Spalts 90 von einem anderen Teil der stromabwärtigen Oberfläche 82 beabstandet über diesem liegt. Die Hauptteile 89 können betrieblich mit dem vorderen Ende 72 des Laufrads 70 gekoppelt sein derart, dass die zweiten Umlenkelemente 88 ebenfalls mit dem Laufrad 69 zusammen um die Achse 75 umlaufen.
Wie besser in der 3 ersichtlich, sind die Gruppen der ersten und der zweiten Umlenkelemente 84, 88 relativ zu einander so angeordnet, dass sie relativ zum Filterelement 64 diametral gegenüber liegen. Auf diese Weise sind die ersten und die zweiten Umlenkelemente 84, 88 jeweils so angeordnet, dass sie ein Paar bilden, dessen erstes Umlenkelement 84 um die stromaufwärtige Oberfläche 81 und dessen zweites Umlenkelement 88 um die stromabwärtige Oberfläche 82 umlaufen. Da die ersten und die zweiten Umlenkelemente 84, 88 jeweils mit dem Laufrad 69 gekoppelt sind und mit ihm zusammen umlaufen, sind die Paare in Drehung einander fest zugeordnet. Desgl. sind die ersten und zweiten Umlenkelemente 84, 88 jedes Paares in Drehung von einander beabstandet. Weiter ist ersichtlich, dass die ersten Umlenkelemente 84 einerseits und die zweiten Umlenkelemente 88 andererseits einander diametral gegenüber liegen. Erwogen ist, die ersten und zweiten Umlenkelemente 84, 88 alternativ und mit anderen Abständen zueinander anzuordnen.
Wie gezeigt, haben die ersten Umlenkelemente 84 jeweils ein Tragflächen- und die zweiten Umlenkelemente 88 jeweils ein Kreisprofil. Es ist erwogen, allen Umlenkelementen 84, 88 gleiche oder unterschiedliche Querschnittsprofile zu erteilen. Weiterhin ist erwogen, dass die ersten und zweiten Umlenkelemente 84, 88 ein beliebiges alternatives geeignetes Querschnittsprofil aufweisen.
Die Steuerung 14 steuert die verschiedene Systemkomponenten des Geschirrspülers 10 betrieblich so, dass ein Arbeitsprogramm ausgeführt wird. Während solcher Arbeitsprogramme kann eine Wasch- bzw. Spülflüssigkeit wie Wasser und/oder Behandlungschemie (d. h. Wasser und/oder Detergentien, Enzyme, Tenside und andere Reinigungs- oder Konditionierungsmittel) aus der Rückführpumpe 44 in das Spritzsystem 28 gepumpt werden und es dann durch die Spritzeinrichtungen 30–36 hindurch verlassen. Nach dem Kontaktieren der Spülgutkörbe 24, 26 und dort befindlichen Spülguts in der Behandlungskammer 20 sinkt ein Flüssigkeits-Schmutz-Gemisch zum Boden 40 und sammelt sich in einem Unterteil des Bottichs 18 und in der Filterkammer 56.
Während die Filterkammer 56 sich füllt, läuft Spülflüssigkeit durch das Filterelement 64 hindurch in den Hohl- bzw. Innenraum 78. Bei erregtem Motor 66 dreht das Laufrad 69 und laufen die ersten und zweiten Umlenkelemente 84, 88 um. Die Drehzahl des Laufrads 69 kann von der Steuerung 14 eingestellt werden, so dass die Umlaufgeschwindigkeit der ersten und zweiten Umlenkelemente 84, 88 gesteuert wird. Mit der Drehung des Laufrads 69 wird Spülflüssigkeit aus der Filterkammer 56 durch das Filterelement 74 in die Einlassöffnung 76 gezogen. Danach strömt die Spülflüssigkeit die Flügel 77 der Laufradschale 70 entlang und am Auslassanschluss 62 aus der Kammer 68 hinaus zum Spritzsystem 28. In das Spritzsystem 28 ausgegeben, wird die Spülflüssigkeit aus diesem hinaus auf in der Behandlungskammer 20 befindliches Spülgut ausgespritzt.
Während Spülflüssigkeit das Filterelement 64 durchströmen kann, verhindert die Größe der Poren in ihm, dass Schmutzteilchen aus der ungefilterten Flüssigkeit in den Innenraum 78 gelangen. Folglich können diese Schmutzteilchen sich auf der stromaufwärtigen Oberfläche 81 des Filterelements 64 ansammeln und sie teilweise zusetzen, so dass keine Flüssigkeit in den Innenraum 78 gelangen kann.
Die Umlaufbewegung der erste Umlenkelemente 84 bewirkt, dass ungefilterte Flüssigkeit mit Schmutzteilchen in der Filterkammer 56 um die Achse 75 mit den Umlenkelementen 84 gemeinsam umläuft. Die Umlenkelemente 84 teilen die ungefilterte Flüssigkeit zu einem ersten Teil, der durch den Spalt 86 strömen kann, und einem zweiten Teil auf, der den Spalt 86 umgeht. Die Winkelgeschwindigkeit der Flüssigkeit in jedem Spalt 86 nimmt gegenüber der vorhergehenden Geschwindigkeit zu. Da das Filterelement 64 in der Filterkammer 56 ortsfest ist, ist auch die Flüssigkeit in direktem Kontakt mit der stromaufwärtigen Oberfläche 81 des Filterelements 64 ortsfest bzw. sie hat keine Drehgeschwindigkeit. Die Flüssigkeit in direktem Kontakt mit den ersten Umlenkelementen 84 hat die gleiche Winkelgeschwindigkeit wie jedes der ersten Umlenkelemente 84, die generell im Bereich von 3000 U/min liegt und zwischen 1000 U/min und 5000 U/min betragen kann. Die Drehzahl stellt keine Einschränkung der Erfindung dar. So hat die Flüssigkeit im Spalt 86 zwischen der stromaufwärtigen Oberfläche 81 und den ersten Umlenkelementen 84 ein Winkelgeschwindigkeitsprofil gleich null am Filterelement 64 bis etwa 3000 U/min an den ersten Umlenkelementen 84. Dies erfordert eine erhebliche Winkelbeschleunigung, die örtlich eine Scherkraft hervorruft, die auf die stromaufwärtige Oberfläche 81 wirkt. Folglich verursacht die Nähe der ersten Umlenkelemente 84 zum Filterelement 64 eine Zunahme der Winkelgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Spalt 86 und bewirkt eine Beaufschlagung der stromaufwärtigen Oberfläche 81 mit einer Scherkraft.
Da auch die zweiten Umlenkelemente 88 mit dem Laufrad 69 zusammen umlaufen, hat auch die Flüssigkeit in den Spalten 90 zwischen der stromabwärtigen Oberfläche 82 und den zweiten Umlenkelementen 88 ein Winkelgeschwindigkeitsprofil von null am Filterelement 84 bis etwa 3000 U/min an jedem der zweiten Umlenkelemente 88. Dadurch entsteht eine erhebliche Beschleunigung der Flüssigkeit in den Spalten 90 und werden Scherkräfte hervorgerufen, die auf die stromabwärtige Oberfläche 82 wirken.
Die auftretenden Scherkräfte unterstützen das Ablösen von Schmutz vom Filterelement 64 und lassen sich der Wechselwirkung zwischen den umlaufenden ersten und zweiten Umlenkelementen 84, 88 mit der Flüssigkeit in den Spalten 86, 90 zuschreiben. Die steigenden Scherkräfte wirken, indem sie Schmutz ablösen, der das Filterelement 64 verstopfen kann, und/oder verhindern das Festsetzen von Schmutz auf dem Filterelement 64. Die Scherkräfte ”kratzen” die Schmutzteilchen vom Filterelement 64 ab. Sie unterstützen das Reinigen des Filterelements 64 und ermöglichen den Durchgang von Flüssigkeit durch das Filterelement 64 hindurch in den Innenraum 78, um eine gefilterte Flüssigkeit zu erzeugen.
Erwogen ist, dass die ersten und zweiten Umlenkelemente auch das Entstehen einer düsen- bzw. strahlartigen Strömung durch das Filterelement 64 und/oder eines Rückstromeffekts unterstützen. So können die ersten und zweiten Umlenkelemente 84, 88 verschiedene Formen und Orientierungen aufweisen, die ihrerseits einen variierenden Einfluss auf die Flüssigkeit in der Filterkammer 56 haben, wie ausführlich in der US-Patentanmeldung Nr. 12/966,420 vom 13. Dezember 2010 mit dem Titel ”Rotating Filter for a Dishwashing Machine” offenbart, die durch die Bezugnahme in Gänze als Teil der vorlegenden Anmeldung gelten soll.
Die 4 zeigt ein Flüssigkeits-Filtersystem 152 und einen Teil einer Rückführpumpe 144 nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die im Geschirrspüler 10 einsetzbar ist. Die zweite entspricht weitgehend der ersten Ausführungsform der Erfindung; daher sind gleiche Teile mit den gleichen, aber um 100 erhöhten Bezugszeichen gekennzeichnet und gilt die Beschreibung gleicher Teile der ersten Ausführungsform auch für die zweite, sofern nichts Anderes angegeben ist.
Ein Unterschied zwischen der zweiten und der ersten Ausführungsform ist, dass das Filtersystem 152 eine Kupplung 192 enthält, um die ersten Umlenkelemente 184 wahlweise mit dem vorderen Ende 172 des Laufrads 170 zu koppeln, so dass die ersten Umlenkelemente 184 über die eingerückte Kupplung 192 wahlweise in Drehung angetrieben werden können. Wird sie insbesondere von der Steuerung 14 eingerückt, verbindet die Kupplung 192 das vordere Ende 172 der Laufradschale 170 mit den ersten Umlenkelementen 184, so dass diese mit dem Laufrad 169 gemeinsam um die Achse 175 umlaufen. Bei ausgerückter Kupplung 192 dreht das Laufrad 169 ohne Mitnahme der ersten Umlenkelemente 184. Die Art und Ausführung der Kupplung 192 ist nicht erfindungswesentlich. Jede geeignete Kupplungsmechanik – ob zentrifugal, hydraulisch, elektromagnetisch oder eine viskose bzw. Turbokupplung – lässt sich einsetzen.
Weiterhin ist ein Drehzahl-Einsteller 194 dargestellt, der betrieblich das Laufrad 169 mit den ersten Umlenkelementen 184 so koppelt, dass letztere mit einer anderen Geschwindigkeit als das Laufrad 169 um die stromaufwärtige Oberfläche 181 laufen. Erwogen ist, dass der Einsteller 194 entweder ein Drehzahl-Minderer, um die ersten Umlenkelement 84 langsamer als das Laufrad 169 umlaufen zu lassen, oder ein Drehzahl-Steigerer sein kann, so dass die ersten Umlenkelemente 184 schneller umlaufen als das Laufrad 169. Als (die Erfindung nicht einschränkendes) Beispiel sei ein Drehzahl-Minderer in Form eines untersetzenden Zahnradgetriebes erwähnt, der die Drehung des Laufrads 169 in einen langsameren Umlauf der ersten Umlenkelemente 184 umsetzt. Auch ist erwogen, dass der Drehzahl-Einsteller 194 den Antrieb der ersten Umlenkelemente 184 mit variabler Drehzahl zulässt. Als (die Erfindung nicht einschränkendes) Beispiel sei eine Übertragungs- bzw. Getriebeanordnung erwähnt, die betrieblich an die Steuerung 14 angeschlossen ist.
Ein noch anderer Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform ist, dass – wie gezeigt – ein Motor 195 betrieblich mit den zweiten Umlenkelementen 188 gekoppelt ist. Insbesondere ist eine – mit dem Motor 195 drehbar gekoppelte – Antriebswelle 196 von einem Basiselement 197 aufgenommen, das betrieblich mit den zweiten Umlenkelementen 188 gekoppelt ist. Der von der Steuerung 14 angesteuerte erregte Motor 195 wirkt auf die Antriebswelle 196, die das Basiselement 197 und die zweiten Umlenkelemente 188 um die Achse 175 dreht. Der Motor 195 ist an eine Stromversorgung (nicht gezeigt) angeschlossen, die den elektrischen Strom liefert, den der Motor benötigt, um die Antriebswelle 196, das Basiselement 197 und die zweiten Umlenkelemente umlaufen zu lassen. Der Motor 195 kann ein Variomotor sein derart, dass die zweiten Umlenkelemente 188 mit unterschiedlichen vorbestimmten Drehzahlen umlaufen können.
Wie besser in der 5 ersichtlich, liegt ein weiterer Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform darin, dass es sich bei den ersten und den zweiten Umlenkelementen 184, 188 um vier erste Umlenkelemente 184 bzw. um vier zweite Umlenkelemente 188 handelt. Weiterhin sind die Hauptteile 185 der ersten Umlenkelemente 184 größer als die in der ersten Ausführungsform gezeigten. Erwogen ist jedoch, dass die ersten und zweiten Umlenkelemente 184, 188 beliebig geeignet gestaltet und ausgebildet sein können.
Die zweite Ausführungsform arbeitet im Wesentlichen wie die erste. Bei laufendem Geschirrspüler 10 wird also Flüssigkeit rückgeführt und vom Spritzsystem 28 in die Behandlungskammer 20 gespritzt und strömt dann zum Filtersystem 52. Durch Erregen des Motors 166 wird das Laufrad 169 in Drehung versetzt und die Flüssigkeit rückgeführt.
Während die Flüssigkeit umgewälzt wird, können Schmutzteilchen beginnen, das Filterelement 164 zuzusetzen. Bei drehendem Laufrad und eingerückter Kupplung 192 können auch die ersten Umlenkelemente 184 umlaufen. Die – zunächst ausgerückte – Kupplung 192 kann von der Steuerung 14 eingerückt werden derart, dass die ersten Umlenkelemente 184 umzulaufen beginnen. Weiterhin lässt die Umlaufgeschwindigkeit der ersten Umlenkelemente 184 sich durch Ansteuern des Drehzahl-Einstellers 194 bestimmen. Gleichzeitig lässt der Motor 195 sich so ansteuern, dass die zweiten Umlenkelemente 188 in Umlauf versetzt werden. Es hat sich ergeben, dass – auf Grund eines ermittelten Zusetzzustands – die Umlaufdrehzahl der Umlenkelemente 184, 188 gesteigert werden kann. Einrichtungen zum Ermitteln eines Zusetzzustands – bspw. ein Druck- oder ein Motordrehmomentsensor, ein Durchfluss-Messinstrument usw. – sind aus dem Stand der Technik bekannt und nicht erfindungswesentlich.
Mit steigender Umlaufdrehzahl der ersten und zweiten Umlenkelemente 184, 188 erfährt auch die die Spalten 186, 190 durchströmende Flüssigkeit eine steigende Winkelbeschleunigung. Die steigende Winkelbeschleunigung der Flüssigkeit bewirkt eine steigende Scherkraft, die die stromauf- bzw. die stromabwärtige Oberfläche 181, 182 beaufschlagt. Diese gesteigerte Scherkraft ist höher als wenn die ersten und zweiten Umlenkelemente 184, 188 langsamer oder überhaupt nicht umlaufen würde.
Diese höhere Scherkraft unterstützt das Ablösen von Schmutz von der stromauf- und der stromabwärtigen Oberfläche 181, 182 und ist der Wechselwirkung der Flüssigkeit in den Spalten 186, 190 mit der Umlaufbewegung der Umlenkelemente 184, 188 zuschreibbar. Die gesteigerte Scherkraft wirkt durch Ablösen von auf dem Filterelement 164 festgehaltenem Schmutz und schwächt ein Zusetzen desselben ab. Ist das Zusetzen des Filterelements verringert, kann die Steuerung 14 das Drehzahl-Einstellelement 194, die Kupplung 192 oder den Motor 95 so ansteuern, dass der Umlauf der ersten und zweiten Umlenkelemente 184, 188 verlangsamt oder stillgesetzt wird.
Die 6 zeigt einen Geschirrspüler 210 mit einer Pumpenanordnung 238 und einem Filtersystem 252 nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese dritte Ausführungsform der Erfindung entspricht der ersten, so dass gleiche Teile mit den gleichen, aber um 200 erhöhtem Bezugszeichen gekennzeichnet sind; die Beschreibung entsprechender Teile der ersten Ausführungsform gilt auch für die der dritten, sofern nichts Anderes angegeben ist.
Ein Unterschied zwischen der dritten und der ersten Ausführungsform ist, dass das Flüssigkeits-Filtersystem 252 vertikal angeordnet ist, so dass ein Filterelement 264 vertikal in einem vertikalen Gehäuse 254 liegt. Ein weiterer Unterschied ist, dass die stromabwärtigen Umlenkelemente fehlen und nur Umlenkelemente 284 auf der stromaufwärtigen Seite des Filterelements 264 zum Erzeugen einer erhöhten Scherkraft dienen. Wie bei den voranstehenden Ausführungsformen können diese Umlenkelemente 284 betrieblich um das Filterelement 264 laufend angeordnet sein.
Ein anderer Unterschied zwischen der dritten und der ersten Ausführungsform ist, dass das Rückführsystem mit einer Pumpanordnung 238 dargestellt ist, die eine einzigen Pumpe 243 enthält, mit der Flüssigkeit wahlweise dem Spritzsystem 228 oder der Abflussleitung 246 zupumpbar ist – bspw. durch Laufenlassen der Pumpe 243 in entgegengesetzten Richtungen. Auch ist erwogen, alternativ ein geeignetes Ventilsystem (nicht gezeigt) vorzusehen, mit dem sich die Flüssigkeit aus der Pumpe 243 wahlweise dem Spritzsystem 228 oder der Abflussleitung 246 zuführen lässt.
Weiterhin ist eine abnehmbare Abdeckung 298 gezeigt, die bündig mit dem Boden des Bottichs 218 verläuft und betrieblich so mit dem Gehäuse 254 verbunden ist, dass sie das Gehäuse 254 dicht ab- und verschließt. So stellt der Einlass 258 den einzigen Flüssigkeitszulauf zum Gehäuse 254 dar. Ein Benutzer kann die Abdeckung 298 entfernen, um Zugang zum Filterelement 264 zu erlangen. Erwogen ist, das Filterelement 264 im Gehäuse 254 herausnehmbar anzuordnen, so dass bei abgenommener Abdeckung 298 ein Benutzer es zwecks Reinigung herausnehmen und dann wieder ein- und die Abdeckung 298 aufsetzen kann, um wieder eine dicht verschlossene Filterkammer 256 zu erreichen.
Die dritte Ausführungsform arbeitet im Wesentlichen wie die erste. So wird bei arbeitendem Geschirrspüler 210 Flüssigkeit rückgeführt und vom Spritzsystem 228 in die Behandlungskammer 220 gespritzt. Bei aktivierter Pumpe 243 laufen das Laufrad 269 und die Umlenkelemente 284 um und bewirken ein Umwälzen der Flüssigkeit. Insbesondere ist in das Gehäuse 254 einströmende Flüssigkeit durch das Filterelement 264 hindurch und zurück in die Behandlungskammer 220 leitbar, wie mit den Pfeilen angedeutet. Wie in den voranstehenden Ausführungsformen kann durch den Umlauf der Strömungs-Umlenkelemente 284 auf das Filterelement 264 eine erhöhte Scherkraft aufgebracht werden, die das Reinigen desselben unterstützt.
Die vorliegende Offenbarung bietet zahlreiche Vorteile, die sich aus den Merkmalen der hier beschriebenen Vorrichtungen und Systeme ergeben. Bspw. ermöglichen alle beschriebenen Ausführungsformen eine verbesserte Filterung, so dass Schmutz aus der Flüssigkeit entfernt und nicht erneut auf Spülgut abgelagert wird. Weiterhin ermöglichen die Ausführungsformen der oben beschriebenen Vorrichtungen ein Reinigen des Filters über die gesamte Nutzungsdauer des Geschirrspülers hinweg, was die Leistung und das Arbeitsverhalten des Geschirrspülers maximiert. Diese Ausführungsformen benötigen weniger Wartung als typische Geschirrspüler. Die zum Drehen der Strömungs-Umlenkelemente nötige Energie kann – im Vergleich zu anderen modernen Filterreinigungseinrichtungen – minimal bleiben. Schließlich können die stromaufwärts des Filters umlaufenden Umlenkelemente auch harte Objekte vom Filter weg ablenken und so Schäden am Filter gering halten.
Während die Erfindung in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen derselben beschrieben wurde, ist einzusehen, dass dies nur erläuternd, nicht einschränkend erfolgte. Im Rahmen der vorgehenden Offenbarung und der Zeichnungen sind sinnvolle Varianten und Modifikationen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen, wie er in den Ansprüchen festgelegt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7445013 [0015]
US 7523758 [0015]

Claims

Geschirrspüler zur Behandlung von Spülgut nach einem Arbeitsprogramm mit: einem Bottich, der eine Behandlungskammer zur Aufnahme von zu behandelndem Spülgut mindestens teilweise umschließt; einem Sumpf, der fluidisch mit dem Bottich verbunden ist und diesem zugeführte Flüssigkeit sammelt; einer Rückführpumpe mit einem Laufrad, die mit einem Einlass mit dem Sumpf und mit einem Auslass mit dem Bottich fluidisch gekoppelt ist, um Flüssigkeit aus dem Sumpf zur Behandlungskammer zurückzuführen; einem Filter mit einer stromauf- und einer stromabwärtigen Oberfläche, das den Sumpf fluidisch vom Auslass trennt; und mindestens einer Strömung-Umlenkeinrichtung, die um mindestens die stromaufwärtige oder die stromabwärtige Oberfläche rotiert; wobei sich Flüssigkeit im Bottich im Sumpf sammelt und durch Betätigen der Rückführpumpe umgewälzt bzw. rückgeführt wird derart, dass die Flüssigkeit im Sumpf durch das Filter gezogen und durch den Auslass abgeführt wird, und wobei die Rotation der Strömungs-Umlenkelementeinrichtung eine mindestens die stromauf- oder die stromabwärtige Oberfläche oder beide beaufschlagende Scherkraft erzeugt, um eine Reinigung mindestens der stromauf- bzw. der stromabwärtigen Oberfläche zu bewirken.
Geschirrspüler nach Anspruch 1, bei dem die mindestens eine Strömungs-Umlenkeinrichtung mindestens zwei Strömung-Umlenkelemente aufweist.
Geschirrspüler nach Anspruch 2, dessen mindestens zwei Strömungs-Umlenkelemente relativ zueinander so angeordnet sind, dass sie bezüglich des zylindrischen Filters einander diametral gegenüber liegen.
Geschirrspüler nach Anspruch 3, bei dem mindestens eines der mindestens zwei Strömungs-Umlenkelemente an der stromabwärtigen Oberfläche liegt.
Geschirrspüler nach Anspruch 3, bei dem mindestens eines der mindestens zwei Strömungs-Umlenkelemente an der stromaufwärtigen Oberfläche liegt.
Geschirrspüler nach Anspruch 3, bei dem die mindestens eine Strömungs-Umlenkeinrichtung vier Strömung-Umlenkelemente aufweist.
Geschirrspüler nach Anspruch 6, bei dem zwei Strömungs-Umlenkelemente um die stromabwärtige und zwei Strömungs-Umlenkelemente um die stromaufwärtige Oberfläche umlaufen.
Geschirrspüler nach Anspruch 7, bei dem die Strömungs-Umlenkelemente zu Paaren angeordnet sind, in dem eines der Strömungs-Umlenkelemente um die stromabwärtige und eines der Strömung-Umlenkelemente um die stromaufwärtige Oberfläche umlaufen.
Geschirrspüler nach Anspruch 8, bei dem die Strömungs-Umlenkelemente jedes Paares in einer festen Umlaufbeziehung zueinander stehen.
Geschirrspüler nach Anspruch 9, bei dem die Strömungs-Umlenkelemente jedes Paares voneinander rotatorisch beabstandet sind.
Geschirrspüler nach Anspruch 7, bei dem die um die stromabwärtige Oberfläche laufenden und die beiden um die stromaufwärtige Oberfläche laufenden Strömungs-Umlenkelemente jeweils einander diametral gegenüber liegen.
Geschirrspüler nach Anspruch 1, bei dem die mindestens eine Strömungs-Umlenkeinrichtung wahlweise mit dem Laufrad koppelbar ist derart, dass das Laufrad den Umlauf der mindestens einen Strömungs-Umlaufeinrichtung bewirkt.
Geschirrspüler nach Anspruch 12, weiterhin mit einer Drehzahl-Einstelleinrichtung, die das Laufrad betrieblich mit dem einen, um die stromabwärtige Oberfläche laufenden Strömungs-Umlenkelement koppelt, um das mindestens eine Strömungs-Umlenkelement mit einer anderen Geschwindigkeit als das Laufrad umlaufen zu lassen.
Geschirrspüler nach Anspruch 13, bei dem die Drehzahl-Einstelleinrichtung eine Untersetzungseinrichtung aufweist, um das mindestens eine Strömungs-Umlenkelement langsamer umlaufen zu lassen als das Laufrad.
Geschirrspüler nach Anspruch 1 weiterhin mit einem Motor, der betrieblich mit dem mindestens einen Strömungs-Umlenkelement gekoppelt ist, um letzteres umlaufen zu lassen.
Geschirrspüler nach Anspruch 1, dessen Filterelement gegen Drehung fixiert ist.
Geschirrspüler nach Anspruch 1, bei dem das mindestens eine Strömungs-Umlenkelement einen Kreisquerschnitt hat.
Geschirrspüler nach Anspruch 1, bei dem das mindestens eine Strömungs-Umlenkelement einen Tragflügelquerschnitt hat.
Geschirrspüler nach Anspruch 1, dessen Sumpf und zylindrisches Filterelement eine vertikale Ausrichtung aufweisen.
Geschirrspüler zum Behandeln von Spülgut nach einem Arbeitsprogramm, mit: einem Bottich, der eine Behandlungskammer mindestens teilweise umschließt; einem Flüssigkeit-Spritzsystem, mit dem Flüssigkeit in die Behandlungskammer spritzbar ist; einem Flüssigkeits-Rückführsystem, mit dem die eingespritzte Flüssigkeit aus der Behandlungskammer zum Flüssigkeits-Rückführsystem zurückführbar ist, um einen Rückführ-Strömungspfad zu bilden; einem Filter mit einer stromauf- und einer stromabwärtigen Oberfläche, das im Rückführ-Strömungspfad so angeordnet ist, dass zum Filtern der gespritzte Flüssigkeit diese von der stromauf- zur stromabwärtigen Oberfläche das Filter durchströmt; und einer ersten künstlichen Grenzfläche, die sich über mindestens einem Teil der stromab- oder der stromaufwärtigen Oberfläche bewegt, um dazwischen eine erhöhte Scherkraft zu erzeugen; wobei zwischen der ersten künstlichen Grenzfläche und dem Filter durchströmende Flüssigkeit die stromab- oder stromaufwärtigen Oberflächen oder beide mit einer höheren Scherkraft beaufschlagt als Flüssigkeit bei fehlender erster künstlicher Grenzfläche.
Geschirrspüler nach Anspruch 20, bei dem das Filter relativ zum Rückführ-Strömungspfad ortsfest liegt.
Geschirrspüler nach Anspruch 20, dessen Filter zylindrisch ist.
Geschirrspüler nach Anspruch 20, bei dem die künstliche Grenzfläche um die stromab- oder die stromaufwärtigen Oberflächen des Filters umläuft, um einen elliptischen Pfad zu bilden.
Geschirrspüler nach Anspruch 23, weiterhin mit mindestens einer zweiten künstlichen Grenzfläche.
Geschirrspüler nach Anspruch 24, bei dem die erste und die zweite künstliche Grenzfläche relativ zueinander so angeordnet sind, dass sie am elliptischen Pfad einander diametral gegenüber liegen.
Geschirrspüler nach Anspruch 25, bei dem die erste künstliche Grenzfläche an der stromabwärtigen und die zweite künstliche Grenzfläche an der stromaufwärtigen Oberfläche liegen.
Geschirrspüler nach Anspruch 24, bei dem die erste künstliche Grenzfläche eine feste rotatorische Beziehung zur zweiten künstlichen Grenzfläche einhält.
Geschirrspüler nach Anspruch 27, bei dem die rotatorische Beziehung derart ist, dass der Umlauf der ersten und der zweiten künstlichen Grenzfläche aneinander angepasst sind.
Geschirrspüler nach Anspruch 20, bei dem die erste künstliche Grenzfläche einen Kreisquerschnitt aufweist.
Geschirrspüler nach Anspruch 20 weiterhin mit einem Motor, der betrieblich mit der ersten künstlichen Grenzfläche gekoppelt ist, um letzterer eine Bewegung zu erteilen.
Geschirrspüler nach Anspruch 20, dessen Filter eine vertikale Orientierung aufweist.
Geschirrspüler nach Anspruch 1, dessen Filter zylindrisch ist.
Geschirrspüler nach Anspruch 1, dessen Filter hohl ist.