DE102012110890A1

DE102012110890A1 - Rotationsfilteranordnung für einen Geschirrspüler

Info

Publication number: DE102012110890A1
Application number: DE102012110890A
Authority: DE
Inventors: Rodney M. Welch
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2013-07-11
Also published as: US9307885B2; US20130174879A1

Abstract

Geschirrspüler mit einem Bottich, der eine Spülkammer mindestens teilweise umschließt, einem Flüssigkeits-Einspritzsystem, das Flüssigkeit in die Spülkammer einspritzt, einem Flüssigkeits-Rückführsystem, das einen Rückführpfad definiert, und einem Flüssigkeits-Filtersystem. Das Flüssigkeits-Filtersystem enthält ein Rotationsfilter, das im Rückführpfad angeordnet ist, um die Flüssigkeit zu filtern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Geschirrspüler ist ein Haushaltsgerät, das mit Geschirr und anderem Küchen- und Essgerät (bspw. Teller, Schalen, Besteck, Gläser, Töpfe, Pfannen, usw.) beschickt wird, um es zu reinigen. Ein Geschirrspüler kann ein Filtersystem enthalten, um Schmutzanteile aus der zirkulierenden, auf das Geschirr gespritzten Flüssigkeit zu entfernen.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform weist ein Geschirrspüler einen Bottich, der eine Spülkammer mindestens teilweise umschließt, ein Flüssigkeits-Einspritzsystem, das Flüssigkeit in die Spülkammer spritzt, ein Flüssigkeits-Rückführsystem, das die in die Spülkammer gespritzte Flüssigkeit zum Flüssigkeits-Einspritzsystem zurückführt, um einen Rückführpfad zu bilden, und ein Flüssigkeits-Filtersystem mit einer Ummantelung auf, die einen Innenraum umschließt und eine stromabwärts zum Rückführpfad gewandte Einlassöffnung enthält, wobei ein Rotationsfilter mit einer stromauf- und einer stromabwärtigen Fläche, das in dem Innenraum relativ zum Rückführpfad so angeordnet ist, dass letzterer von der stromauf- zur stromabwärtigen Fläche durch das Filter verläuft, um die Einspritzflüssigkeit zu filtern, und eine erste Strömungsumlenkeinrichtung vorgesehen sind, die mindestens einen Teil des Filters überragt, um eine Rückflusszone zu bilden, wo die Flüssigkeit von der stromab- zur stromaufwärtigen Fläche strömt, wobei die erste Strömungsumlenkeinrichtung so angeordnet ist, dass die Rückflusszone relativ zur Einlassöffnung so liegt, dass der Einlauf von in der Flüssigkeit enthaltenen Fremdkörpern in die Einlassöffnung entlang des Rückführpfads verhindert wird.
In einer Ausführungsform weist ein Geschirrspüler einen Bottich, der eine Spülkammer mindestens teilweise umschließt, ein Flüssigkeits-Einspritzsystem, das Flüssigkeit in die Spülkammer einspritzt, ein Flüssigkeits-Rückführsystem, das in die Spülkammer gespritzte Flüssigkeit zum Flüssigkeits-Einspritzsystem zurückführt, um einen Rückströmpfad zu bilden, und ein Rotationsfilter mit einem ersten und einem zweiten Filterelement auf, das eine stromauf- und eine stromabwärtige Fläche aufweist, wobei das Filter im Rückführpfad so angeordnet ist, dass der Rückführpfad von der stromauf- zur stromabwärtigen Fläche verläuft, um die eingespritzte Flüssigkeit zu filtern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen:
1 zeigt im Schnitt einen Geschirrspüler nach einer Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt in der Perspektive und zur Klarheit teilweise weggeschnitten eine Ausführungsform der Erfindung einer Pumpen- und Filteranordnung im Geschirrspüler der 1;
3 zeigt als Sprengdarstellung die Pumpen- und Filteranordnung der 2;
4 zeigt die Pumpen- und Filteranordnung der 2 in der Ebene 5-5 der 3 geschnitten;
5 zeigt als Perspektive die montierte Pumpen- und Filteranordnung der 2 bei teilweiser Weglassung von Bereichen, um die Strömungswege in der Anordnung zu verdeutlichen; und
6 zeigt als Schnitt einen Teil der Pumpen- und Filteranordnung der 2.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Die 1 zeigt einen Geschirrspüler 10. Der Geschirrspüler 10 hat einen Bottich 12, der eine Behandlungskammer 14 mindestens teilweise definiert, in die ein Benutzer zu reinigendes Spülgut einbringen kann. Wie in dieser Beschreibung angewandt, soll der Ausdruck ”Spülgut” gattungsmäßig sämtliche Artikel bezeichnen, die sich im Geschirrspüler 10 behandeln lassen – einschl. (ohne Einschränkung der Erfindung) Schüsseln, Teller, Töpfe, Schalen, Pfannen, Glasartikel und Besteck. Der Geschirrspüler 10 kann im Bottich 12 eine Anzahl Spülgutkörbe 16 enthalten, die typischerweise in die Behandlungskammer 14 und aus ihr heraus gleitend verschiebbar gelagert sind, um das Füllen und Entleeren des Geschirrspülers 10 zu erleichtern. Andere Spülguthalter lassen sich ebenfalls vorsehen – bspw. Besteckkörbe.
Eine Tür 18 ist an der Unterkante des Bottichs 12 mit einem Scharnier angeschlagen. Die Tür 18 ermöglicht dem Benutzer den Zugang zum Bottich 12, um den Geschirrspüler 10 zu füllen und zu entleeren. Die Tür 18 schließt auch die Vorderseite des Geschirrspülers 10 während eines Arbeitsprogramms desselben dicht ab. Eine Steuerung 20 und ein Schaltfeld 22 als Benutzerschnittstelle können ebenfalls vorgesehen sein. An die Steuerung 20 können betrieblich verschiedene Systembestandteile des Geschirrspülers 10 angeschlossen sein, um ein Arbeitsprogramm abzuarbeiten. Die Steuerung 20 kann sich in der Tür 18, wie dargestellt, oder an beliebiger geeigneter Stelle befinden. An die Steuerung 20 kann auch eine Benutzerschnittstelle 22 angeschlossen sein, um Eingaben des Benutzers aufzunehmen und Informationen an ihn auszugeben. Die Benutzerschnittstelle 22 kann betriebliche Bedienelemente wie Skalen, Lampen, Schalter und Sichtfelder enthalten, mittels deren ein Benutzer Befehle – bspw. ein gewähltes Arbeitsprogramm – an die Steuerung 20 absetzen und Meldungen aufnehmen kann.
Unter dem Bottich 12 kann sich ein Maschinenabteil 24 befinden, das gegen den Bottich 12 dicht abgeschlossen ist. M. a. W.: Im Gegensatz zum Bottich 12, der während eines Arbeitsprogramms des Geschirrspülers 10 mit Flüssigkeit gefüllt ist, die in diesen eingespritzt wird, füllt das Maschinenabteil 24 sich nicht mit Flüssigkeit und es ist der eingespritzten Flüssigkeit nicht ausgesetzt. Der Bottich 12 hat mehrere Seitenwandflächen 26, die von einem Boden 28 aufwärts vorstehen, um die Behandlungskammer 14 zu bilden. Der Geschirrspüler 10 kann ein Flüssigkeits-Einspritzsystem enthalten, mit dem Flüssigkeit in die Behandlungskammer 14 eingespritzt werden kann; es ist dargestellt als eine Spritzanordnung 29, die mehrere Spritzarme 30 aufweist. Das Flüssigkeit-Einspritzsystem kann weitere Spritzanordnungen aufweisen, wie sie bspw. ausführlich in der US-PS 7 594 513 vom 29. September 2009 mit dem Titel ”Multiple Wash Zone Dishwasher” beschrieben ist, die durch die Bezugnahme als Teil der vorliegenden Anmeldung gelten soll.
Ein Rückführsystem kann vorgesehen sein, um Flüssigkeit aus der Behandlungskammer 14 in das Einspritzsystem rückzuführen und einen Rückführpfad zwischen ihnen herzustellen. Das Rückführsystem kann einen Sumpf 32 und eine Pumpenanordnung 34 aufweisen. Der Sumpf 32 sammelt die in die Behandlungskammer 14 gespritzte Flüssigkeit und kann von einem schräg abfallenden oder vertieften Teil des Bodens 28 des Bottichs 12 gebildet sein. Die Pumpenanordnung 34 kann sowohl eine Ablasspumpe 36 wie auch eine Rückführpumpen- und -Filteranordnung 38 enthalten. Die Ablasspumpe 36 kann Flüssigkeit aus dem Sumpf 32 absaugen und sie aus dem Geschirrspüler 10 hinaus in einen Haushaltsablauf (nicht gezeigt) pumpen. Die Rückführ-Pumpen- und -Filteranordnung 38 kann Flüssigkeit aus dem Sumpf 32 absaugen und sie dem Flüssigkeit-Einspritzsystem zuführen. Obgleich nicht gezeigt, kann das Fflüssigkeits-Zufuhrsystem eine Wasserspeiseleitung enthalten, die an einen Haushaltswasseranschluss gelegt ist, um die Behandlungskammer 14 mit Wasser zu versorgen.
Die 2 zeigt die Ablasspumpenanordnung 36 und die Rückführ-Pumpen- und -Filteranordnung 38 aus dem Geschirrspüler 10 entfernt. Die Rückführ-Pumpen- und -Filteranordnung 38 weist eine Rückführpumpe 39 auf, die an einem Filtergehäuse 40 befestigt ist; beide sind zur Klarheit teilweise weggeschnitten gezeigt. Das Filtergehäuse 40 umschließt eine Filterkammer 42, die über die Länge des Filtergehäuses 40 verläuft und einen Einlassanschluss 544, einen Auslassanschluss 46 und einen Rückführanschluss 48 enthält. Der Einlassanschluss 44 ist mit einem vom Sumpf 32 kommenden Schlauch (nicht gezeigt) verbindbar. Abhängig vom Ort der Rückführ-Pumpen- und -Filteranordnung 38 kann die Filterkammer 42 funktional als Teil des Sumpfs 32 ausgeführt sein oder diesen ersetzen. Der Ablassanschluss 46 der Rückführpumpe 38, der auch als Zulauf der Ablasspumpe betrachtet werden kann, lässt sich so an die Ablasspumpe 36 anschließen, dass bei Betätigung der Ablasspumpe 36 die Flüssigkeit und etwaige Fremdkörper in der Filterkammer 42 abgelassen werden. Der Rückführ-Ablassanschluss 48 kann einen Schlauch (nicht gezeigt) aufnehmen, so dass eine Strömungsverbindung zum Flüssigkeits-Einspritzsystem – einschl. der Spritzarme – entsteht. Der Rückführ-Ablassanschluss 48 ist fluidisch an eine Flügelradkammer 50 der Rückführpumpe 39 gelegt, so dass die arbeitende Rückführpumpe 39 den Einspritzarmen 30 Flüssigkeit zuführt. So weist die Rückführpumpe 39 einen fluidisch an den Bottich 12 gelegten Zulauf sowie einen fluidisch mit dem Flüssigkeits-Einspritzsystem verbundenen Ablauf auf, um Flüssigkeit aus dem Bottich 12 zurück zur Behandlungskammer 14 zu führen.
Die 3 zeigt ausführlicher, dass die Rückführpumpe 39 einen Motor 52 und ein Flügelrad 54 aufweisen kann. Ein scheibenförmiges Rotationsfilter 56 und ein drehendes Vorfilter 58 können in der Rückführpumpen- und -Filteranordnung 38 enthalten sein. Das scheibenförmige Rotationsfilter 56 und das drehende Vorfilter 58 können mit einem Befestigungsring 60 zusammengefügt sein und gemeinsam eine Filteranordnung 61 bilden, die auch eine erste, zweite und dritte Strömungs-Umlenkeinrichtung 62, 64 bzw. 66 sowie eine Welle 68, ein Lager 70, eine Sicherungsmutter 72 und einen Trennring 74 enthalten kann. Diese Darstellung zeigt am deutlichsten, dass die erste und die zweite Umlenkeinrichtung 62, 64 S-förmig sind. Wieterhin ist zu erkennen, dass die erste und die zweite Umlenkeinrichtung 62, 64 jeweils mit einem verbreiterten Körper 63 bzw. 65 ausgeführt sind und dass die erste Umlenkeinrichtung 62 einen schaufelartig ausgenommenen Teil 67 hat. Die dritte Umlenkeinrichtung hat einen ersten Teil 69, der S-förmig ist, und einen hohlen Koppler 71 mit einer ersten und einer zweiten Kupplung 73 bzw. 75.
Die 4 zeigt deutlicher das Flügelrad 54, das von einem hinteren Ende 76A zu einem vorderen Ende 76B verläuft und vom Motor 52 über eine Antriebswelle 77A gedreht wird. Der Motor 52 kann auf die Antriebswelle 77A einwirkend das Flügelrad 54 um eine gedachte Achse 78 in der mit dem Pfeil 79 gezeigten Richtung drehen. Insbesondere kann die Antriebswelle 77A mit einem Flügelradkupplungsteil 77B des Flügelrads 54 gekoppelt sein und das Flügelrad 54 über diese Flügelradkupplung 77B drehen. Der Motor 52 kann ausgeführt sein, das Flügelrad 54 um die Achse 78 im Bereich von 3000 U/min – also zwischen 1000 und 5000 U/min – zu drehen; die Drehzahl ist jedoch keine Einschränkung der Ausführungsformen der Erfindung.
Das vordere Ende 76B des Flügelrads 54 ist in der Filterkammer 42 angeordnet und enthält in der Mitte eine Einlassöffnung 80. Eine Anzahl Flügel 81 kann zu einer Außenkante 82 des Flügelrads 54 verlaufen.
Das vordere Ende 76B des Flügelrades 54 kann vom Befestigungsring 60 aufgenommen oder auf andere Weise mit der Filteranordnung 61 so verbunden sein, dass diese betrieblich mit dem Flügelrad 54 verbunden ist und das drehende Flügelrad 54 das scheibenförmige Rotationsfilter 56 und das umlaufende Vorfilter 58 mitnimmt. Alternativ kann der Teil 77B des Flügelrads 54 mit der Filteranordnung 61 betrieblich so gekoppelt sein, dass diese mitdreht. Das scheibenförmige Rotationsfilter 56 kann ein Filterblatt aufweisen, das eine stromauf- und eine stromabwärtige Fläche 83 bzw. 84 aufspannt. Auch das umlaufende Vorfilter 58 kann ein Filterblatt aufweisen, das eine äußere bzw. stromaufwärtige und eine innere bzw. stromabwärtige Fläche 85 bzw. 86 aufspannt. Die Filteranordnung 61 kann innerhalb des Rückführpfads liegen derart, dass dieser von der stromauf- zur stromabwärtigen Fläche 85, 86 durch das drehende Vorfilter 58, um die eingespritzte Flüssigkeit einer ersten Filterung zu unterziehen, und dann von der stromauf- zur stromabwärtigen Fläche 83, 84 durch das scheibenförmige Rotationsfilter 56 verläuft, um die eingespritzte Flüssigkeit zusätzlich zu filtern.
Das drehende Vorfilter 58 kann vom scheibenförmigen Rotationsfilter 56 beabstandet liegen. Als die Erfindung nicht einschränkendes Beispiel ist das drehende Vorfilter 58 mit einem scheibenförmigen Deckel 87 und einer Umfangsfläche 88 dargestellt, die von dem Deckel 87 zum scheibenförmigen Rotationsfilter 56 verläuft. Der untere Rand der Umfangswand 88 ist als über den Befestigungsring 60 betrieblich mit dem Flügelrad 54 verbunden gezeigt. Weiterhin ist das scheibenförmige Rotationsfilter 56 als an den unteren Rand der Umfangswand 88 angrenzend und so bis zu diesem verlaufend dargestellt, dass vom drehenden Vorfilter 58 gefilterte Flüssigkeit dann vom scheibenförmigen Rotationsfilter 56 gefiltert werden muss, bevor sie in das Flüssigkeit-Einspritzsystem eingespeist wird.
Das drehende Vorfilter 58 und das scheibenförmige Rotationsfilter 56 können sich konstruktiv unterscheiden, aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt und mit unterschiedlichen Eigenschaften ausgestattet sein. Bspw. kann das drehende Vorfilter 58 gröber sein als das scheibenförmige Rotationsfilter 56. Sowohl das drehende Vorfilter 58 als auch das scheibenförmige Rotationsfilter 56 können perforiert sein, und die Lochung des drehenden Vorfilters 58 kann sich von der des scheibenförmigen Rotationsfilter 56 unterscheiden, wobei die Lochgrößen die unterschiedliche Filterung bewirken. Bspw. ist erwogen, dass die Lochung des drehenden Vorfilters 58 größer sein kann als die des scheibenförmigen Rotationsfilters 56, so dass das Vorfilter 58 ein Grobsieb und das scheibenförmige Filter 56 ein Feinsieb darstellt. Auch kann das drehende Vorfilter 58 mehrere Lochgrößen aufweisen, so dass u. a. die Öffnungen des scheibenförmigen Deckels 87 kleiner sind als die der Umfangswand 88.
Erwogen ist auch, dass das drehende Vorfilter 58 gegenüber Schäden durch Fremdkörper widerstandsfähiger ist als das scheibenförmige Rotationsfilter 56. Widerstandsfähigkeit gegen Fremdkörperschäden lässt sich auf unterschiedliche Weise erreichen. Das drehende Vorfilter 58 kann aus einem anderen oder festeren Werkstoff gefertigt ein als das scheibenförmige Rotationsfilter 56. Auch kann das drehende Vorfilter 58 aus dem gleichen Werkstoff wie das scheibenförmige Rotationsfilter 56 gefertigt, aber dicker als dieses sein. Die Lochverteilung kann ebenfalls zu einem festeren Vorfilter 58 beitragen. Seine Perforation kann für einen gegebenen Flächeninhalt weniger dicht sein als die des scheibenförmigen Rotationsfilters 56, was dem drehenden Vorfilter 58 eine höhere Festigkeit erteilt. Erwogen ist auch, die Perforation des drehenden Vorfilters 58 so anzuordnen, dass auf diesem nichtperforierte Bänder (nicht gezeigt) verbleiben und als Verstärkungsrippen wirken.
Das Lager 70 kann mittig im scheibenförmigen Rotationsfilter 56 angeordnet sein und die ortsfeste Welle 68 drehend aufnehmen. Auf diese Weise wird die Filteranordnung 61 drehbar auf der ortsfesten Welle 68 im Lager 70 gelagert. Die ortsfeste Welle 68 ist mit der Sicherungsmutter 72 an die dritte Umlenkeinrichtung 66 angesetzt. Insbesondere ist die zweite Kupplung 75 als mit einer Zahnung 47 auf dem Innenteil 45 der Einlassöffnung 44 kämmend dargestellt, während die Welle 68 betrieblich mit der ersten Kupplung 73 des hohlen Kopplers 71 gekuppelt sein kann. Die erste und die zweite Umlenkeinrichtung 62, 64 ist ebenfalls auf die Welle 68 aufgesetzt und daher ebenfalls ortsfest gehalten. Die Welle 68 kann sechseckig sein und die Umlenkeinrichtungen 62, 64 können sechseckige Öffnungen enthalten, mit denen sie auf die Welle 68 aufgesetzt sind, so dass sie auf dieser ortsfest gehaltert sind. Die Flügelradkupplung 77B dreht in der ortsfesten Welle 68 wie eine Welle in einem Achslager und erlaubt, die Umlenkeinrichtungen 6, 6, 66 auf der gleichen Achse 78 anzuordnen wie das drehende Vorfilter 58 und das scheibenförmige Rotationsfilter 56. Im montierten Zustand kann die erste Umlenkeinrichtung 62 einen Teil der stromaufwärtigen Fläche 83 und die zweite Umlenkeinrichtung 64 einen Teil der stromabwärtigen Fläche 84 überragen. Die erste und die zweite Umlenkeinrichtung 62, 64 lassen sich übereinstimmend orientiert auf entgegengesetzten Seiten des scheibenförmigen Rotationsfilter 56 anordnen. Die dritte Umlenkeinrichtung 66 kann von der stromaufwärtigen Fläche 85 des drehenden Vorfilters 58 beabstandet liegen und so angeordnet sein, dass der S-förmige erste Teil 69 mit der zweiten Umlenkeinrichtung 64 übereinstimmend orientiert ist.
Im Betrieb tritt Spülflüssigkeit – bspw. Wasser und/oder Spülhilfschemie (d. h. Wasser und/oder Detergenzien, Enzyme, Tenside und andere Reinigungs- oder Konditionierungschemie) in den Bottich 12 ein und strömt in den Sumpf 32, zur Einlassöffnung 44 und durch den hohlen Koppler 71 zur Filterkammer 42. Während diese sich füllt, tritt die Flüssigkeit durch die Perforationen im drehenden Vorfilter 58 und scheibenförmigen Rotationsfilter 56. Ist die Filterkammer 42 vollständig und der Sumpf 32 teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, aktiviert der Geschirrspüler 10 den Motor 52. Während eines Arbeitsprogramms kann ein Gemisch aus Flüssigkeit und Schmutzteilchen aus dem Sumpf 32 in die Filterkammer 42 gelangen und sie füllen.
Durch Aktivieren des Motors 52 wird das Flügelrad 54 und die Filteranordnung 61 in Drehung versetzt. Die Drehung des Flügelrads 54 um die Achse 78 saugt Flüssigkeit aus der Filterkammer 42 in den Einlass 80, wo sie durch die Drehung des Flügelrads 54 entlang den Flügeln 81 auswärts gedrückt wird; vom Flügelrad 54 abströmende Flüssigkeit verlässt die Flügelradkammer 50 durch den Rückführanschluss 48 zu den Einspritzarmen 30. An die Einspritzarme 30 abgegebene Flüssigkeit wird von diesen auf das Spülgut in der Behandlungskammer 14 ausgeworfen. Die Flüssigkeit hebt Schmutzteilchen vom Spülgut ab und das Flüssigkeits-Schmutzteilchen-Gemisch sinkt auf den Boden 28 des Bottichs 12 hinab. Die Schräge des Bodens 28 leitet dieses Gemisch in den Sumpf 32.
Dabei wirkt der Trennring 74, indem er die gefilterte Flüssigkeit in der Flügelradkammer 50 vom Flüssigkeits-Schmutz-Gemisch in der Filterkammer 42 trennt. Die Rückführpumpe 39 ist stromabwärts des scheibenförmigen Rotationsfilters 56 und des drehenden Vorfilters 58 angeschlossen; wird die Rückführpumpe 39 abgeschaltet, setzt sich nicht ausgeworfene Flüssigkeit in der Filterkammer 42 ab. Zwischen dem Vor- und dem Rotationsfilter 58, 56 verbleibender Schmutz kann die Filteranordnung 61 durch die größeren Filteröffnungen in der Umfangswand 88 verlassen.
Die 5 ist eine deutlichere Darstellung eines Teils des mit dem Pfeil 90 gezeigten Rückführ-Strömungswegs und eines Teils des Ablasswegs, den der Pfeil 91 zeigt. Die Flüssigkeit ist als entlang des Rückführwegs vom Einlass 44 her in die Filterkammer 42 strömend dargestellt. Die – im Gegenuhrzeigersinn dargestellte – Drehung der Filteranordnung 61 bewirkt einen Umlauf der Flüssigkeit und des Schmutzes in der gleichen Richtung in der Filterkammer 42. Der Rückführ-Strömungsweg ist also als mindestens einen Teil der dritten Umlenkeinrichtung 66 und der Filteranordnung 61 umschreibend dargestellt. Höchstwahrscheinlich führt ein Teil der Flüssigkeit auf dem Rückführ-Strömungsweg einen oder mehrere vollständige Umläufe um die dritte Umlenkeinrichtung 66 und die Filteranordnung 61 aus, bevor sie gefiltert wird. Die Anzahl der Umläufe hängt in einem gewissen Ausmaß ab von der Saugkraft der Rückführpumpe 39 und der Drehung der Filteranordnung 61.
Die 6 zeigt ausführlicher den Zusammenhang zwischen dem scheibenförmigen Rotationsfilter 56, dem drehenden Vorfilter 58, der ersten, zweiten und dritten Strömungs-Umlenkeinrichtung 62, 64 bzw. 66 und der Flüssigkeitsströmung auf dem Rückführpfad, der von der stromauf- zum stromabwärtigen Fläche 85, 86 durch das drehende Vorfilter 58 und durch das scheibenförmige Rotationsfilter 56 von der stromauf- zur stromabwärtigen Fläche 83, 84 in den Einlass 80 des Flügelrads 54 verläuft. Einzusehen ist, dass das drehende Vorfilter 58 den Einlass 44 vom scheibenförmigen Rotationsfilter 56 fluidisch so trennt, das vom Einlass 44 zum Rotationsfilter 56 strömende Flüssigkeit das Vorfilter 58 von der stromauf- zur stromabwärtigen Fläche 85, 86 durchströmen muss. Während Flüssigkeit das drehende Vorfilter 58 durchströmen kann, verhindert die Größe der Perforationen, dass einige Schmutzteilchen zum scheibenförmigen Rotationsfilter 56 gelangen. Diese Schmutzteilchen sammeln sich an der stromaufwärtigen Fläche 85 des Vorfilters 58 und decken deren Öffnungen ab, so dass Flüssigkeit durch das drehende Vorfilter 58 abgesperrt wird. Das Gleiche gilt für das scheibenförmige Rotationsfilter 56, da die Öffnungsgröße in diesem einige Schmutzteilchen daran hindert, zum Einlass 80 zu gelangen. Folglich sammeln diese Schmutzteilchen sich an der stromaufwärtigen Fläche 83 des scheibenförmigen Rotationsfilters 56.
Mit mehreren Pfeilen 90 ist generell die Flüssigkeitsströmung entlang des Rückführpfads durch das drehende Vorfilter und das scheibenförmige Rotationsfilter 58, 56 gezeigt. Es sind verschiedene Zonen dargestellt, die sich im Betrieb in der Filterkammer 42 bilden, d. h. u. a. eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Scherkraftzone 92, 93, 94 bzw. 95 sowie eine erste und eine zweite Überdruckzone 96, 98. Diese Zonen beeinflussen die Flüssigkeitsströmung auf dem Rückführpfad. Es ist einzusehen, dass derartige Zonen von der über die erste, zweite und dritte Umlenkeinrichtung 62, 63, 64 sowie durch das drehende Vor- und das scheibenförmige Rotationsfilter 58, 56 strömende Flüssigkeit erzeugt werden können.
Insbesondere ist die erste Strömungs-Umlenkeinrichtung 62 von der stromaufwärtigen Fläche 83 des scheibenförmigen Rotationsfilters 56 beabstandet und Flüssigkeit, die zwischen der ersten Umlenkeinrichtung 62 und der stromaufwärtigen Fläche 83 strömt, beaufschlagt letztere mit einer höheren Scherkraft als beim Fehlen der ersten Umlenkeinrichtung 62, so dass die erste Scherkraftzone 92 entsteht. Da die erste Umlenkeinrichtung 62 auch von der stromabwärtigen Fläche 86 des drehenden Vorfilters 58 beabstandet liegt, beaufschlagt zwischen der ersten Umlenkeinrichtung 62 und der stromabwärtigen Fläche 86 strömende Flüssigkeit eine höhere Scherkraft auf letztere als beim Fehlen der ersten Umlenkeinrichtung 62, so dass die zweite Scherkraftzone 63 entsteht. Entsprechend überragt die zweite Umlenkeinrichtung 84 einen Teil der stromabwärtigen Fläche 84 des scheibenförmigen Rotationsfilter 56, so dass zwischen der zweiten Umlenkeinrichtung 64 und der stromabwärtigen Fläche 84 strömende Flüssigkeit auf letztere eine höhere Scherkraft aufbringt als bei fehlender zweiter Umlenkeinrichtung; es entsteht so die dritte Scherkraftzone 94. Schließlich liegt die dritte Umlenkeinrichtung 66 beabstandet von der stromaufwärtigen Fläche 85 des drehenden Vorfilters 58 und wirkt auf dessen stromaufwärtige Fläche 85 eine höhere Scherkraft als bei fehlender dritter Umlenkeinrichtung 66, so dass die vierte Scherkraftzone 95 entsteht. Auf diese Weise wirken die Strömungs-Umlenkeinrichtungen 62, 64, 66 auf Teile der Filteranordnung 61 als erste künstliche Grenzflächen.
Jede Scherkraftzone 92, 93, 94 und 95 wird gebildet von einem signifikanten Anstieg der Winkelgeschwindigkeit der Flüssigkeit über die verhältnismäßig kurze Distanz zwischen der ersten, zweiten und dritten Umlenkeinrichtung 62, 64, 66 und dem drehenden Vorfilter bzw. dem scheibenförmigen Rotationsfilter 58, 56. Diese Zonen steigender Scherkraft entstehen, da der Verlauf der Winkelgeschwindigkeit der Flüssigkeit in ihnen von null, wo sie von der entsprechenden Umlenkeinrichtung rückgehalten wird, auf etwa 3000 U/min an der Oberfläche des drehenden Vor- oder des scheibenförmigen Rotationsfilters 58, 56 ansteigt, was eine erhebliche Winkelbeschleunigung erfordert, die auf der entsprechenden Oberfläche des drehenden Vor- bzw. des scheibenförmigen Rotationsfilters 58 bzw. 56 örtlich die erhöhten Scherkräfte hervorruft. Folglich bewirkt die Nähe der Umlenkeinrichtungen 62, 64, 66 zum drehenden Vor- bzw. scheibenförmigen Rotationsfilter 58, 56 eine Zunahme der Winkelgeschwindigkeit der Flüssigkeit und damit das Beaufschlagen der entsprechenden Flächen derselben mit einer Scherkraft. Die so wirkende Scherkraft unterstützt das Abheben von Schmutz vom drehenden Vorfilter und scheibenförmigen Rotationsfilter 58, 56 und lässt sich der Wechselwirkung zwischen der Flüssigkeit und dem Vor- bzw. dem Rotationsfilter 58, 56 zuschreiben. Die Zonen 92, 93, 94, 95 erhöhter Scherkraft bewirken ein Abheben des Schmutzes und/oder verhindern sein Anhaften an den Oberflächen des Vorfilter und des Rotationsfilters 58, 56. Die von der zunehmenden Winkelgeschwindigkeit erzeugten, auf die Oberflächen des Vor- und des Rotationsfilters 58, 56 wirkenden Scherkräfte sind höher als bei fehlenden Umlenkeinrichtungen 62, 64, 66.
Weiterhin überragt die erste Umlenkeinrichtung 62 einen Teil der stromabwärtigen Fläche 86 des drehenden Vorfilters 58, um dort eine druckbeaufschlagte Zone 96 zu bilden, in der ansprechend auf die druckbeaufschlagte Zone 96 Flüssigkeit von der stromabwärtigen zur stromaufwärtigen Fläche 86 des drehenden Vorfilters 58 als Rückstrom rückwärts strömt, wie mit den Pfeilen 97 angedeutet. Im Wesentlichen entsteht die Rückströmung in Folge des Druckgefälles in der Filterkammer 42, das die Flüssigkeit von der stromab- zur stromaufwärtigen Fläche 86, 85 durch das drehende Vorfilter 58 zurück treibt. Insbesondere bewirkt der breite Körperbereich 63 der ersten Umlenkeinrichtung 62 einen konvergierenden Flüssigkeitskeil, der die druckbeaufschlagte Zone 96 bildet und die Flüssigkeit durch das Vorfilter 58 zurücktreibt, um es zu reinigen. Die Rückströmung unterstützt das Entfernen von Schmutz von der stromaufwärtigen Fläche 85, während sie angesammelte Schmutzteilchen von dieser in mindestens einem Teil des Vorfilters 58 abhebt. Entsprechend hat die zweite Umlenkeinrichtung 84 einen breiteren Körperteil 65, der die stromabwärtige Fläche 84 des Rotationsfilters 56 teilweise überragt und dort eine unter Druck stehende Zone zu bilden, in der ansprechend auf die Druckzone 98 Flüssigkeit von der stromab- zur stromaufwärtigen Fläche 84 bzw. 83 zurück strömt und eine Rückströmung bildet, wie mit den Pfeilen 99 angedeutet ist.
Erwogen ist auch, die Kanten der ersten und zweiten Umlenkeinrichtungen 62, 64 so zu versetzen, dass die Vorderkante der zweiten Umlenkeinrichtung 64 der der ersten Umlenkeinrichtung 62 vorangeht, so dass Flüssigkeit über das scheibenförmige Rotationsfilter 56 unmittelbar vor der ersten Umlenkeinrichtung 62 rückgespült werden kann. Ein entsprechender Versatz kann zwischen der ersten und der dritten Umlenkeinrichtung 62, 66 vorgesehen sein. Diese Ausführung unterstützt die Bildung von Niederdruckzonen (nicht gezeigt) den Hochdruckzonen gegenüber, was das Druckgefälle und damit den Rückfluss von Flüssigkeit weiter verstärkt.
Die Umlenkeinrichtungen 62, 64, 66 können unterschiedlich gestaltet sein, um verschiedene Eigenschaften zu erreichen. Bspw. ist die erste Umlenkeinrichtung 62 mit einem schaufelartig gekrümmten Teil 67 ausgeführt, der der stromaufwärtigen Fläche 83 zugewandt ist. Im Betrieb kann der Teil 67 Schmutzteilchen, die größer sind als der Raum zwischen der stromaufwärtigen Fläche 83 und der ersten Umlenkeinrichtung 62, von ersterer abheben, um sie zu reinigen. Weiterhin sind die Umlenkeinrichtungen 62, 64 und 66 mit einer Gestalt dargestellt, die eine Bewegung von Schmutzteilchen zum Rand der Rückführpumpe 39 unterstützt. Das scheibenförmige Rotationsfilter 56 bewirkt auch eine gewisse Zentrifugalkraft, die zusammen mit der Gestalt der Umlenkeinrichtungen 62, 64, 66 Schmutz zum Rand der Rückführpumpe 39 drückt. Die von der ersten Umlenkeinrichtung 62 und dem scheibenförmigen Rotationsfilter 56 bewirkte Flüssigkeitsströmung drängt folglich Schmutz von der Mitte des Rotationsfilter 56 weg auswärts, wie mit den Pfeilen 102 angedeutet. Entsprechend drängt die von der dritten Umlenkeinrichtung 66 und dem drehenden Vorfilter 58 verursachte Flüssigkeitsströmung Schmutz von der Mitte des Vorfilters auswärts, wie mit den Pfeilen 104 angedeutet. Sowohl die dritte Umlenkeinrichtung 66 als auch das drehende Vorfilter 58 kann harte Objekte vom scheibenförmigen Rotationsfilter 56 weg ablenken. Auf das drehende Vorfilter 58 treffende Objekte werden dabei tendenziell unter der Führung der dritten Umlenkeinrichtung 66 radial auswärts geschoben.
Auf diese Weise entsteht vor dem drehenden Vorfilter 58 und zwischen diesem und dem scheibenförmigen Rotationsfilter 56 eine radial auswärts gerichtete Strömung, die die Reinigung des Rotations- und des Vorfilters 56, 58 unterstützt. Diese Strömung verläuft dann auswärts bis zur Außenwand des Filtergehäuses 40 und von dort in die Filterkammer 42. Im Einlass 44 kann ein geringfügig niedrigerer Druck vorliegen, so dass Flüssigkeit von der Filterkammer 42 in den Einlass 44 strömen kann und der Vorgang sich wiederholt.
Aus den diversen Merkmalen des Verfahrens, der Vorrichtungen und des Systems, wie sie hier beschrieben sind, ergeben sich verschiedene Vorteile der vorliegenden Offenbarung. Bspw. ermöglichen die oben beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung eine verbesserte Filterwirkung derart, dass Schmutz aus der Flüssigkeit ausgefiltert, aber nicht erneut auf dem Spülgut abgelagert wird. Weiterhin ermöglichen die oben beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung das Reinigen des Filters über die gesamte Nutzungsdauer des Geschirrspülers, was dessen Leistung maximiert. Diese Ausführungsformen erfordern so weniger Wartung durch den Benutzer als typische Geschirrspüler. Weiterhin liegen die umlaufenden Filterelemente auf der gleichen Achse wie die ortsfesten, so dass die Impedanzsperren sehr nahe an den Filtern liegen können, was die Wirkung der ersteren verbessert. Eine solche Ausführung erlaubt auch das Zerlegen und erneute Montieren der Strömungs-Umlenkeinrichtungen und der umlaufenden Filter. Auch erzeugt die von der Filteranordnung angetriebene Flüssigkeit kein Druckgefälle entgegen der Flüssigkeitsströmung durch das Filter, was die Leistungsaufnahme zum Drehen der Filteranordnung verringert. Schließlich ermöglichen die oben beschriebenen Ausführungsformen eine Zwangsbewegung auswärts zum Rand der Rückführpumpe, was die Fähigkeit der Filteranordnung, mit harten Objekten umzugehen, verbessert.
Während die Erfindung oben in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen derselben beschrieben ist, ist einzusehen, dass dies lediglich beschreibend, nicht aber einschränkend erfolgte. Die vorgehende Offenbarung lässt sinnvolle Varianten und Modifikationen zu, ohne den Grundgedanken der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7594513 [0013]

Claims

Geschirrspüler, gekennzeichnet durch: einen Bottich, der eine Behandlungskammer mindestens teilweise definiert; ein Flüssigkeits-Einspritzsystem, das Flüssigkeit in die Behandlungskammer einspritzt; eine Rückführpumpe mit einem Flügelrad und einem Einlass, der fluidisch mit dem Bottich verbunden ist, sowie einem Auslass, der fluidisch mit dem Flüssigkeits-Einspritzsystem verbunden ist, um Flüssigkeit aus dem Bottich zurück zur Behandlungskammer zu führen; ein scheibenförmiges Filter, das an das Flügelrad zur gemeinsamen Drehung mit diesem angesetzt ist und fluidisch den Einlass vom Auslass trennt derart, das vom Einlass zum Auslass strömende Flüssigkeit von einer stromaufwärtigen zu einer stromabwärtigen Fläche des scheibenförmigen Filters durch dieses hindurch strömen muss; und eine erste Strömungs-Umlenkeinrichtung; die von der stromaufwärtigen Fläche beabstandet liegt, um Schmutz von der Mitte des scheibenförmigen Filters weg zum Umfang der Pumpe zu drängen; wobei zwischen der ersten Umlenkeinrichtung und der stromaufwärtigen Fläche hindurch strömende Flüssigkeit auf letztere eine höhere Scherkraft aufbringt als die Flüssigkeit bei fehlender erster Umlenkeinrichtung.
Geschirrspüler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine zweite Strömungs-Umlenkeinrichtung vorgesehen ist, die einen Teil der stromabwärtigen Fläche überragt, um zwischen diesen eine druckbeaufschlagte Zone auszubilden, wobei Flüssigkeit ansprechend auf die druckbeaufschlagte Zone von der stromabwärtigen zur stromaufwärtigen Fläche zurück strömt und eine Rückströmung entsteht.
Geschirrspüler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Umlenkeinrichtung S-förmig sind.
Geschirrspüler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Umlenkeinrichtung so angeordnet sind, dass sie auf gegenüberliegenden Seiten des scheibenförmigen Filters übereinstimmend orientiert sind.
Geschirrspüler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Vorfilter beabstandet vom scheibenförmigen Filter und der ersten Umlenkeinrichtung angeordnet ist derart, dass das Vorfilter den Einlass fluidisch vom scheibenförmigen Filter trennt, so dass vom Einlass zum scheibenförmigen Filter strömende Flüssigkeit durch das Vorfilter von einer stromaufwärtigen zu einer stromabwärtigen Fläche hindurchtreten muss.
Geschirrspüler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorfilter ein scheibenförmiges Oberteil und eine Umfangswand aufweist, die vom scheibenförmigen Oberteil zum scheibenförmigen Filter hin verläuft und mit ihrem unteren Rand an das Flügelrad angesetzt ist.
Geschirrspüler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungen in der Umfangswand des Vorfilters größer sind als die im scheibenförmigen Oberteil des Vorfilters.
Geschirrspüler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorfilter ein Grobsieb und das scheibenförmige Filter ein Feinsieb ist.
Geschirrspüler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine dritte Strömungs-Umlenkeinrichtung vorgesehen ist, die von der stromaufwärtigen Fläche des Vorfilters beabstandet liegt derart, dass eine von der dritten Umlenkeinrichtung verursachte Flüssigkeitsströmung Schmutz von der Mitte des Vorfilters auswärts drängt.
Geschirrspüler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Umlenkeinrichtung auf die stromaufwärtige Fläche des Vorfilters eine höhere Scherkraft aufbringt als Flüssigkeit bei fehlender dritter Umlenkeinrichtung.
Geschirrspüler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strömung-Umlenkeinrichtung einen Teil der stromabwärtigen Fläche des Vorfilters überragt, um zwischen ihnen eine druckbeaufschlagte Zone zu bilden, wobei unter dem Einfluss der druckbeaufschlagten Zone Flüssigkeit von der stromabwärtigen zur stromaufwärtigen Fläche des Vorfilters zurück fließt, um einen Rückfluss zu bilden.
Geschirrspüler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Umlenkeinrichtung S-förmig ist und die erste und die dritte Umlenkeinrichtung so angeordnet sind, dass sie auf gegenüberliegenden Seiten des Vorfilters übereinstimmend orientiert sind.
Geschirrspüler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Strömung-Umlenkeinrichtung S-förmig sind.
Geschirrspüler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Umlenkeinrichtung so angeordnet sind, dass sie auf gegenüber liegenden Seiten des scheibenförmigen Filters übereinstimmend orientiert sind.
Geschirrspüler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Strömungs-Umlenkeinrichtung einen hohlen Koppler aufweist, der auf dem Pumpeneinlass montiert werden kann.
Geschirrspüler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Welle betrieblich mit dem hohlen Koppler verbunden ist und die erste und die zweite Umlenkeinrichtung trägt.
Geschirrspüler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umlenkeinrichtung einen schaufelartigen Teil hat, der der stromaufwärtigen Fläche zugewandt ist und Schmutzteilchen, die größer sind als der Raum zwischen der stromaufwärtigen Fläche und der ersten Umlenkeinrichtung, von ersterer abhebt, um die stromaufwärtige Fläche zu reinigen.