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Die Erfindung betrifft eine Spülmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben eine Spülmaschine. Die Spülmaschine ist eine gewerbliche Geschirr- oder Utensilienspülmaschine, welche als Programmautomat oder als Transportspülmaschine ausgebildet ist.
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Demgemäß betrifft die Erfindung eine Spülmaschine mit mindestens einem Behandlungssystem mit einem Düsensystem mit mindestens einer Düse zum Versprühen von Behandlungsflüssigkeit auf das zu reinigende Spülgut innerhalb mindestens einer Behandlungszone.
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Derartige erfindungsgemäße Geschirr- oder Utensilienspülmaschinen sind entweder als Programmautomaten („box-type warewashers“) oder als Transportspülmaschinen („conveyer warewashers“) ausgebildet.
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Transportspülmaschinen sind insbesondere Bandtransportspülmaschinen („flight-type warewahers“) oder Korbtransportspülmaschinen („rack conveyer warewashers“) im Gegensatz zu Programmautomaten, bei welchen das zu reinigende Spülgut während der Reinigung ortsfest in einer einzigen Behandlungszone des Programmautomaten verbleibt, findet bei Transportspülmaschinen ein Transport des Spülgutes durch verschiedene Behandlungszonen der Transportspülmaschine statt.
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Eine Transportspülmaschine weist üblicherweise mindestens eine Vorwaschzone und mindestens eine Hauptwaschzone auf, welche in der Transportrichtung des Spülgutes gesehen nach der Vorwaschzone bzw. den Vorwaschzonen angeordnet ist. In Transportrichtung gesehen nach der Hauptwaschzone bzw. den Hauptwaschzonen ist in der Regel mindestens eine Nachwaschzone und mindestens eine der Nachwaschzone nach geschaltete Klarspülzone angeordnet. In Transportrichtung gesehen durchläuft das entweder unmittelbar auf dem Transportband aufgenommene Spülgut oder durch Körbe gehaltene Spülgut demnach üblicherweise nach Passieren eines Einlauftunnels eine oder mehrere Vorwaschzonen, eine oder mehrere Hauptwaschzonen, eine oder mehrere Nachwaschzonen sowie eine oder mehrere Klarspülzonen, eine Trocknungszone sowie eine Auslaufstecke.
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Den genannten Waschzonen der Transportspülmaschine ist jeweils ein Behandlungssystem zugeordnet, welches eine Waschpumpe und ein mit der Waschpumpe verbundenes Leitungssystem aufweist, über welches dem Düsensystem bzw. der : Düse des Düsensystems Waschflüssigkeit zugeführt I wird. Die der mindestens einen Waschdüse des Düsensystems zugeführte Waschflüssigkeit bzw. Behandlungsflüssigkeit wird in den jeweiligen Waschzonen der Transportspülmaschinen auf das Spülgut gesprüht, welches von einer Transportvorrichtung der Transportspülmaschine durch die jeweiligen Waschzonen transportiert wird. Jeder Waschzone ist ein Tank zugeordnet, in welchen die von der Waschdüse versprühte Flüssigkeit aufgenommen wird und/oder in welchem Flüssigkeit für die Düsensystem der betreffenden Behandlungszonen bereit gestellt wird.
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Bei den üblicherweise aus dem Stand der Technik bekannten Transportspülmaschinen wird Klarspülflüssigkeit in Form von Frischwasser über die Sprühdüsen der Klarspülzone auf das Spülgut gesprüht. Zumindest ein Teil der versprühten Klarspülflüssigkeit wird über ein Kaskadensystem entgegen der Transportrichtung des Spülgutes von Zone zu Zone transportiert.
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Die versprühte Klarspülflüssigkeit wird in einem Tank der Nachwaschzone aufgefangen, von welchem sie über die Waschpumpe des zur Nachwaschzone gehörenden Waschsystems zu den Sprühdüsen der Nachwaschzone gefördert wird. In der Nachwaschzone wird Waschflüssigkeit von dem Spülgut abgespült. Die hierbei anfallende Flüssigkeit fließt in den Waschtank der mindestens einen Hauptwaschzone, welche in Transportrichtung des Spülgutes gesehen der Nachwaschzone vorgeschaltet ist. Hier wird die Flüssigkeit üblicherweise mit einem Reiniger versehen und durch ein zu dem Waschsystem der Hauptwaschzone gehörendes Pumpsystem über die Düsen der Hauptwaschzone auf das Spülgut gesprüht. Von dem Waschtank der Hauptwaschzone fließt die Flüssigkeit anschließend in den Vorwaschtank der Vorwaschzone. Die Flüssigkeit in dem Vorwaschtank wird über ein zu dem Waschsystem der Vorwaschzone gehörendes Pumpsystem mittels der Vorwaschdüsen der Vorwaschzone auf das Spülgut gesprüht, um grobe Verunreinigungen von dem Spülgut zu entfernen.
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Programmautomaten sind manuell be- und entladbare Spülmaschinen. Hierunterfallen Geschirrkorb-Durchschubspülmaschinen, welche auch Haubenspülmaschinen („hood-type warewashers“) genannt werden, oder Frontlader („front loader warewashers“). Frontlader können Untertischmaschinen („undercounter machines“), auch Tischmaschinen („topcounter machines“) oder freistehende Spülmaschinen mit Frontbeschickung („free standing front loaders“) sein.
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Eine als Programmautomat ausgebildete Spülmaschine weist üblicherweise eine Behandlungszone (Behandlungskammer) zum Reinigen von Spülgut auf. In dieser Behandlungszone ist in der Regel ein als Rezirklulationskreislauf ausgebildetes Waschsystem angeordnet. Üblicherweise ist unter der Behandlungskammer ein Waschtank angeordnet in welchem Flüssigkeit aus der Behandlungszone durch Schwerkraft zurückfließen kann. Im Waschtank befindet sich Waschflüssigkeit, welche üblicherweise Wasser ist, dem gegebenenfalls Reiniger zugesetzt werden kann.
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Die sich im Waschtank befindliche Waschflüssigkeit kann von einer Waschpumpe über ein Leitungssystem zu der mindestens einen Waschdüse gefördert und durch diese mindestens eine Waschdüse in der Behandlungskammer auf das zu reinigende Spülgut gesprüht werden.
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Bei als Programmautomat ausgebildeten Spülmaschinen kann über einen Frischwassereinlass Frischwasser in die Behandlungskammer, in der Regel in das Düsen- und Leitungssystem der Behandlungskammer, eingeleitet werden. Dies ist beispielsweise zu Beginn des Reinigungsprogramms nötig, um eine erforderliche Rezirkulationsmenge an Wasser zur Verfügung zu stellen. Im Anschluss an eine Reinigungsprogrammphase der als Programmautomat ausgebildeten Spülmaschine kann eingeleitetes Frischwasser jedoch auch als Klarspülflüssigkeit dienen.
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Bevor neues Frischwasser für die Klarspülung zugeführt wird, wird in der Regel die gleiche Menge an Waschflüssigkeit aus dem Waschtank in das bauseitige Abwassernetz abgepumpt.
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Es ist bereits bekannt, dass die Wasserqualität des eingeleiteten Wassers eine entscheidende Voraussetzung für ein einwandfreies Spülergebnis ist. Da das einzuleitende Wasser üblicherweise dem örtlichen Trinkwassernetz entnommen wird, sind in der Regel nicht alle Anforderungen an eine unter spültechnischen Gesichtspunkten einwandfreie Wasserqualität gegeben. In die Bewertung der Wasserqualität werden unter anderem die Gesamthärte des einzuleitenden Wassers, der Chloridgehalt, Schwermetallkonzentrationen sowie der Gesamt-Salzgehalt herangezogen.
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Branchenübliche Richtwerte für den maximalen Chloridgehalt zur Vermeidung von Lochkorrosion bei niedriger legierten Besteckstielen sind beispielsweise 50 mg/l Wasser.
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Bei Schwermetallen werden circa 0,1 mg Eisen und 0,05 mg Mangan/I Wasser als Maximalwerte angesehen, da eine Überschreitung dieser Grenzwerte bereits zu einer Verfärbung des Spülgutes und der Spülmaschine führen können.
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Ähnliche Überlegungen gelten für den Gesamt-Salzgehalt des einzuleitenden Wassers.
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Um derartige Grenzwerte einzuhalten, ist es bekannt, Umkehrosmosesysteme in gewerblichen Spülmaschinen einzusetzen. Derartige herkömmliche Spülmaschinen mit herkömmlichen Systemen zum Einhalten derartiger Wasserqualitäts-Grenzwerte weisen hierbei den Nachteil auf, dass sie sehr wartungs- und energieintensiv sind sowie viel Verlustwasser produzieren, welches nicht mehr zu Spülzwecken eingesetzt werden kann. So benötigen herkömmliche Umkehrosmoseanlagen Pumpen mit vergleichsweise hohem Druck und dadurch mit hoher Anschlussleistung, so dass der Energieverbrauch signifikant steigt. Zudem verblocken die Membranfiltersysteme derartiger Umkehrosmoseanlagen schnell, was die Wartungskosten in die Höhe treibt. Außerdem steht die Spülmaschine in den Wartungsintervallen, d. h. insbesondere während der Tauschzeiten der Membranfiltersysteme, nicht für den Spülbetrieb zur Verfügung.
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Die
US 2005/02525321 A1 betrifft eine kapazitive Deionisationseinheit, welche bedarfsweise zu regenerieren ist, und zwar dann, wenn die Deionisationswirkung der Deionisationseinheit nachlässt.
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Die
DE 100 11 692 A1 betrifft ein Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine oder eine Waschmaschine, die eine Steuervorrichtung zur Einstellung der Wasserhärte für den Reinigungsvorgang umfasst. Die Einstellungsmöglichkeit der Wasserhärte und infolge dessen auch das Reinigungsergebnis werden dadurch optimiert. Dies wird dadurch erreicht, dass wenigstens ein Sensor zur Bestimmung des Beitrages zur Wasserhärte im Spülwasser von Seiten der zu entfernenden Schmutzfracht vorgesehen ist.
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Die
DE 103 52 120 A1 betrifft eine Spülmaschine, bei welcher zur Wasserenthärtung eine auf dem Umkehr-Osmose-Prinzip basierende Einheit zum Einsatz kommt.
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Die Durchschrift
EP 1383 71181 betrifft eine Haushaltspülmaschine mit einer Kapazitiven Deionisationseinheit.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spülgutdurchlaufkapazität sowie die Zuverlässigkeit einer Spülmaschine der eingangs genannten Art zu erhöhen. Insbesondere sollen eine Spülmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Spülmaschine angegeben werden, durch welche bei gleichzeitiger Reduzierung der Kosten und bei gleichzeitiger Absenkung des Energie- und Wasserverbrauches die Zuverlässigkeit der Spülmaschine erhöht sowie die Stillstandzeiten vermindert werden, wobei für die Wasserqualität oben genannte Grenzwerte nicht überschritten werden.
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Dieser Aufgabe wird im Hinblick auf die Spülmaschine erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst.
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Im Hinblick auf das Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 13 gelöst.
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Demgemäß wird insbesondere eine Spülmaschine vorgeschlagen, welche mindestens ein Behandlungssystem mit einem Düsensystem mit mindestens einer Düse zum Versprühen von Behandlungsflüssigkeit auf das zu reinigende Spülgut innerhalb mindestens einer Behandlungszone, ein Frischwassersystem sowie eine Steuereinrichtung aufweist. Das Frischwassersystem weist hierbei mindestens eine Wasserzufuhr, mindestens einen Frischwassereinlass zum Einleiten von Frischwasser in die mindestens eine Behandlungszone, vorzugsweise in das mindestens eine Behandlungssystem der mindestens einen Behandlungszone sowie eine eingangsseitig mit der mindestens einen Wasserzufuhr und ausgangseitig mit dem mindestens einen Frischwassereinlass verbundene, ansteuerbar ausgebildete kapazitive Deionisationseinheit auf. Die kapazitive Deionisationseinheit weist mindestens eine Zelle auf, wobei die mindestens eine Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit dazu ausgelegt ist, in einem Deionisationsmodus und in mindestens einem weiteren Betriebsmodus betrieben zu werden. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, in Abhängigkeit von mindestens einer Betriebsgröße der Spülmaschine den Betriebsmodus der mindestens einen Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit zu verändern.
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Eine derartige kapazitiven Deionisationseinheit bzw. deren mindestens eine Zelle weist in der Regel einen Plattenkondensator mit einer positiven und einer negativen Elektrode auf, wobei sich „positiv“ und „negativ“ auf den Deionisationsmodus der kapazitiven Deionisationseinheit beziehen. Derartige kapazitive Deionisationseinheiten werden auch als FTC-Einheiten („flow through capacitor cell“) bezeichnet.
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Die positive und die negative Elektrode werden durch einen Abstandhalter auf Distanz gehalten und definieren in ihrem Zwischenraum einen Durchflussweg für das zu entmineralisierende Wasser. Während eines Entmineralisierungsprozesses, d. h. dann, wenn an der positiven Elektrode ein positives elektrisches Potenzial und an der negativen Elektrode ein negatives elektrisches Potenzial anliegt, wird zwischen den Kondensatorplatten durchfließendes Wasser (Permeat) wirksam entmineralisiert.
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Im Bereich der Platten werden Mineralien des durchströmenden Wassers entsprechend zurückgehalten (Retentat). Um die kapazitive Deionisationseinheit nach einer erfolgten Entmineralisierungphase von dem aufkonzentrierten Retentat zu befreien, erfolgt eine Umpolung der Kondensatorplatten der kapazitiven Deionisationseinheit, d. h. an die im Entmineralisierungsbetrieb positiv gepolte Kondensatorplatte wird ein negatives elektrisches Potenzial angelegt; entsprechend wird an die im Entmineralisierungbetrieb negativ gepolte Kondensatorplatte ein positives elektrisches Potenzial angelegt. Um zu verhindern, dass eine umgekehrte Aufkonzentration der Mineralien, d. h. an der jeweils der gegenüberliegenden Kondensatorplatte stattfindet, ist zur Seite des durchströmten Zwischenraumes gelegen an der positiven Elektrode eine Anionen-Membran vorgesehen; in entsprechender Weise ist an der negativen Elektrode zwischenraumseitig eine Kadionen-Membran vorgesehen.
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In Folge der Umpolung der Kondensatorplatten konzentriert sich das Retentat, welches während der Entmineralisierungsphase entstanden ist, im Laufe dieser Regenerationsphase der kapazitiven Deionisationseinheit in dem (stehenden oder nur langsam strömenden) Wasser im Zwischenraum zwischen den Kondensatorplatten auf. Dieses aufkonzentrierte Retentat in dem verhältnismäßig kleinen Wasservolumen kann anschließend als Abwasser aus der kapazitiven Deionisationseinheit ausgespült werden.
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Da erfindungsgemäß nun vorgesehen ist, zumindest eine Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit in Abhängigkeit von mindestens einer Betriebsgröße der Spülmaschine in unterschiendlichen Betriebsmodi zu betreiben, können Warte- bzw. Stillstandszeiten der Spülmaschine vermieden werden, so dass sich ein weitestgehend kontinuierlicher Betrieb der Spülmaschine gewährleisten lässt. Da zudem auf wartungs- und energieintensive Aufbereitungssysteme wie beispielsweise Umkehrosmosesysteme verzichtet werden kann, ergibt sich ein erheblicher Energievorteil. Da außerdem zum Ausspülen des Retentats nur sehr geringe Wassermengen nötigt sind, wird der Anteil an Verlustwasser drastisch reduziert.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Betreiben einer gewerblichen Geschirr- oder Utensilienspülmaschine, welche als Programmautomat oder als Transportspülmaschine ausgebildet ist, gelöst, wobei die Spülmaschine mindestens ein Behandlungssystem mit einem Düsensystem mit mindestens einer Düse zum Versprühen von Behandlungsflüssigkeit auf das zu reinigende Spülgut innerhalb der mindestens einen Behandlungszone und ein Frischwassersystem aufweist. Das Frischwassersystem weist mindestens eine Wasserzufuhr, mindestens einen Frischwassereinlass zum Einleiten von Frischwasser in die mindestens eine Behandlungszone, vorzugsweise in das mindestens eine Behandlungssystem der mindestens einen Behandlungszone .sowie eine eingangsseitig mit der mindestens einen Wasserzufuhr und ausgangsseitig mit dem mindestens einen Frischwassereinlass verbundene, ansteuerbar ausgebildete kapazitive Deionisationseinheit auf. Die kapazitive Deionisationseinheit weist mindestens eine Zelle auf, wobei die mindestens eine Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit dazu ausgelegt ist, in einem Deionisationsmodus und in mindestens einem weiteren Betriebsmodus betrieben zu werden. Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren in Abhängigkeit von mindestens einer Betriebsgröße der Spülmaschine der Betriebsmodus der mindestens einen Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit verändert.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Spülmaschine sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 12 und des erfindungsgemäßen Verfahrens in den abhängigen Patentansprüchen 14 bis 16 angegeben.
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So ist vorgesehen, dass das Frischwassersystem ferner mindestens einen Pufferspeicher und mindestens eine Frischwasserpumpe zwischen der kapazitiven Deionisationseinheit und dem mindestens einen Frischwassereinlass aufweist.
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Durch das Vorsehen eines separaten Pufferspeichers ergibt sich ein nochmals verbesserter kontinuierlicher Betrieb der Spülmaschine. Da durch das Vorsehen der ansteuerbar ausgebildeten kapazitiven Deionisationseinheit zur Wasseraufbereitung Stillstandszeiten weitestgehend vermieden werden, ist insbesondere ein kleiner Pufferspeicher ausreichend.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Behandlungssystem als Rezirkulationssystem ausgebildet ist, wobei die Spülmaschine weiterhin einen Waschtank zum Auffangen von zumindest einem Teil der versprühten Behandlungsflüssigkeit und eine Waschpumpe zum Zuführen von in dem Waschtank gesammelter Behandlungsflüssigkeit zu der mindestens einen Düse aufweist.
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Durch einen Umwälzbetrieb der gesamten Flüssigkeit oder eines Teils davon durch das Rezirkulationssystem lässt sich die einzuleitende Menge an aufbereitetem Frischwasser reduzieren. Solange die gesamte Wassermenge - und nicht nur ein Teil der Wassermenge - innerhalb des Rezirkulationssystems umgewälzt wird, oder auch, wenn ein ggf. vorhandener Pufferspeicher einen ausreichenden Füllstand aufweist, können zeitliche Phasen notwendigen Regenerations- und Ausspülbetriebs der kapazitiven Deionisationseinheit noch besser vom zeitlichen Ablauf des Spülvorganges entkoppelt werden. Durch die reduzierten Warte- oder Stillstandszeiten ergibt sich hierdurch eine höhere Durchlaufkapazität der Spülmaschine.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die kapazitive Deionisationseinheit mindestens zwei Zellen aufweist, wobei jede der Zellen dazu ausgelegt ist, jeweils in einem Deionisationsmodus und in mindestens einem weiteren Betriebsmodus betrieben zu werden. Durch die Verwendung einer derartigen mehrzelligen kapazitiven Deionisationseinheit (mehrzellige FTC) ergibt sich eine höhere Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Spülmaschine. Zudem können Lastspitzen, beispielsweise in Folgen extremer Verschmutzung des zu spülenden Spülgutes, besser abgefangen werden.
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Denkbar ist es, die mindestens zwei Zellen derart auszulegen, dass sie jeweils wechselweise in ihrem jeweiligen Deionisationsmodus und ihrem jeweiligen mindestens einen weiteren Betriebsmodus betrieben werden. Neben einer verbesserten Zuverlässigkeit ergibt sich hierbei dann der besondere Vorteil, dass jeweils eine der beiden Zellen in einem Entmineraliserungsmodus betrieben werden kann, während die andere der beiden Zellen in einem Regenerations- oder Ausspülmodus betrieben wird. Hierdurch ist ein abermals verbesserter kontinuierlicherer Betrieb möglich.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine weitere Betriebsmodus der mindestens einen Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit ein Regenerationsmodus ist. Durch die entsprechende Ansteuerung der kapazitiven Deionisationseinheit in Abhängigkeit von mindestens einer Betriebsgröße der Spülmaschine ist es somit möglich, die kapazitive Deionisationseinheit zu einem günstigen Zeitpunkt im Programmablauf in Regenerationsmodus zu betreiben, so dass die mindestens eine Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit anschließend wieder zur Entmineralisierung zur Verfügung steht. In diesem Zusammenhang ist es gleichfalls denkbar, dass ein weiterer Betriebsmodus der mindestens einen Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit ein Ausspülmodus ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass die mindestens eine Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit im Anschluss an ihre Regeneration weitgehend vollständig von aufkonzentriertem Retentat befreit wird und anschließend wieder für eine Entmineralisierungsphase zur Verfügung steht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Betriebsgröße ein Spülprogramm der Spülmaschine, insbesondere ein Gläserspülprogramm, ein Besteckspülprogramm oder ein Topfspülprogramm ist. Hierbei kommt insbesondere in Betracht, dass dann, wenn ein vergleichsweise sensibel auf bestimmte Arten von Innenkonzentrationen im Wasser reagierendes Spülgut wie beispielsweise Besteck oder Gläser gespült werden soll, die mindestens eine Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit zeitlich solange in ihrem Deionisationsmodus betrieben wird, dass die für das dem jeweiligen Spülgut zugeordnete Spülprogramm festgelegten Grenzwerte für die lonenkonzentration unterschritten werden. Bei weniger empfindlichem Spülgut, wie beispielsweise bei zu spülenden Töpfen während eines Topfspülprogramms, kann die mindestens eine Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit dann über einen kürzeren Zeitraum im Deionisationsmodus betrieben werden, was einerseits Energie spart und andererseits einen größeren zeitlichen Spielraum für einen sich möglicherweise anschließenden Regenerations- und/oder Ausspülmodus der mindestens einen Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit ergibt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens einen Betriebsgröße eine Spülgutdetektion, insbesondere eine Geschirrarterfassung mittels einer Eingangserkennungseinrichtung am Einlauf einer Transportspülmaschine ist. Eine derartige Geschirrarterfassung meldet dann beispielsweise an die Steuereinheit die Art des in Kürze zu spülenden Spülgutes, beispielsweise Gläser, Bestecke oder Töpfe. In Analogie zu den Vorteilen, welche sich oben beschrieben für ein Spülprogramm ergeben, das die mindestens eine Betriebsgröße der Spülmaschine darstellt, lässt sich auch in diesem Fall, d. h. im Falle einer Spülgutdetektion, ein zeitoptimaler Ablauf der einzelnen Betriebsmodi der mindestens einen Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit erzielen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Betriebsgröße ein Füllstand in der mindestens einen Behandlungszone und/oder ein Füllstand in dem mindestens einen Pufferspeicher ist. Der Füllstand wird vorzugsweise mittels eines Füllstandsensors erfasst und der Steuereinrichtung zugeführt. In Abhängigkeit von dem jeweiligen Füllstand und gegebenenfalls in Kombination mit einer anderen Betriebsgröße wie dem Spülprogramm der Spülmaschine oder einer Spülgutdetektion kann dann der zeitliche Ablauf der einzelnen Betriebsmodi der mindestens einen Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit weiter optimiert werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass dann, wenn ein vergleichsweise viel Frischwasser erforderndes Spülprogramm ablaufen soll, unter Berücksichtigung des momentanen Füllstandes innerhalb der Behandlungszone bzw. des Pufferspeichers im Verhältnis mehr deionisiertes Wasser produziert wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Betriebsgröße ein Zeitverlauf eines Spülprogramms der Spülmaschine, insbesondere einer als Programmautomat ausgebildeten Spülmaschine ist. Ein Zeitverlauf eines Spülprogramms kann beispielsweise aus einer Vorwaschphase, einer Waschphase, einer Abpumpphase, einer Klarspülphase und einer sich gegebenenfalls anschließenden Standby-Phase bestehen.
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Hierdurch ist es möglich, den Deionisationsmodus sowie den mindestens einen weiteren Betriebsmodus der mindestens einen Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit der jeweiligen Spülphase des Spülprogramms entsprechend anzupassen.
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Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass zumindest während der Waschphase die mindestens eine Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit in ihrem Deionisationsmodus betrieben wird, und zumindest während einer weiteren Phase (beispielsweise Vorwasch-, Abpump-, Klarspül-, und/oder Standby-Phase) im Regenerations- oder im Ausspülmodus zu betreiben. Auf diese Weise kann beispielsweise während Maschinenphasen, in welchen nur eine geringe bzw. kein Frischwasser gefordert wird, dazu benutzt werden, die kapazitive Deionisationseinheit zu regenerieren. Während einer Maschinen-Standby-Phase kann zum Beispiel eine Regeneration stattfinden, was eine verbesserte zeitliche Entkopplung der Maschinenphasen von den Betriebsmodi der kapazitiven Deionisationseinheit ergibt.
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Je nachdem, ob und in welcher Kapazität ein Pufferspeicher vorgesehen wird, ist jedoch auch die umgekehrte Variante denkbar, d. h. dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, zumindest während der Waschphase die mindestens eine Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit in einen Regeneration- oder Ausspülmodus zu betreiben und zumindest während einer der weiteren Phasen (d. h. Vorwasch-, Abpump-, Klarspül-, und/oder Standby-Phase die mindestens eine Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit in ihrem Deionisationsmodus zu betreiben. Durch die vergleichsweise lange Zeitdauer der Waschphase ist es auf diese Weise einfach möglich, eine weitestgehend vollständige Regeneration der kapazitiven Deionisationseinheit zu gewährleisten. Hierdurch steht anschließend wieder die volle Leistung der kapazitiven Deionisationseinheit zur Verfügung.
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Den Bezug auf den Zeitverlauf des Spülprogramms sind jedoch auch andere Kombinationen denkbar. So kann beispielsweise während einer Maschinen-Standby-Phase die kapazitive Deionisationseinheit in ihren Deionisationsmodus betrieben werden und während anderer Phasen dann die Regeneration bzw. das Ausspülen stattfinden.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Betriebsgröße eine lonenkonzentration in der mindestens einen Behandlungszone ist. Hierbei wird die lonenkonzentration mittels eines Konzentrationssensors, vorzugsweise mittels eines Leitfähigkeitssensors, erfasst und der Steuereinrichtung zugeführt.
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Hierdurch ist es möglich, eine definierte Ionenkonzentration für das einzuleitende Frischwasser zu erhalten und dieses beispielsweise auf das gewählte Spülprogramm oder das erkannte Spülgut anzupassen. Gleichzeitig ist so ein optimaler, kontinuierlicher Betrieb der Spülmaschine dadurch gewährleistet, dass beispielsweise eine Regeneration bzw. ein Ausspülen der kapazitiven Deionisationseinheit dann stattfinden kann, wenn die lonenkonzentration niedrig genug liegt Dadurch ergibt sich abermals ein optimierter Zeitablauf, wodurch sich die Zuverlässigkeit und die Kontinuität der Spülmaschine erhöht.
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In diesem Zusammenhang ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, den Deionisationsmodus der mindestens einen Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit dann auszuwählen, wenn die Leitfähigkeit der Flüssigkeit in der mindestens einen Behandlungszone einen oberen Schwellwert überschreitet. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, den Regenerations- oder den Ausspülmodus der mindestens einen Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit zu wählen, wenn die Leitfähigkeit der Flüssigkeit in der mindestens einen Behandlungszone einen unteren Schwellwert unterschreitet. Insbesondere ist denkbar, dass der obere Schwellwert und/ oder der untere Schwellwert vorab festgelegt oder während des Spülvorganges festlegbar sind. Vorzugsweise ist der obere Schwellwert oder der untere Schwellwert bzw. sind die Schwellwerte durch das Spülprogramm oder die Spülgutdetektion festgelegt oder festlegbar.
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Besonders vorzugsweise beträgt der obere Schwellwert dann, wenn ein Besteckspülprogramm ausgewählt wird oder als Besteck erkanntes Spülgut von der Spülgutdetektionsvorrichtung detektiert wird, etwa 80 µS/cm. Weiterhin beträgt der obere Schwellwert besonders vorzugsweise dann, wenn ein Gläserspülprogramm ausgewählt wird oder als Gläser erkanntes Spülgut von der Spülgutdetektionseinrichtung detektiert wird, etwa 100 µS/cm.
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Hierdurch ist ein optimaler Betrieb bezogen auf die Frischwasserqualität des einzuleitenden Frischwassers bei gleichzeitigem optimierten Zeitablauf der Betriebsmodi der kapazitiven Deionisationseinrichtung gewährleistet. Durch die hierdurch mögliche zeitliche Entkopplung des Betriebsablaufes der Spülmaschine von den Modi der kapazitiven Deionisationseinheit ist ein kontinuierlicher Betrieb der Spülmaschine gewährleistet.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1: schematisch eine in Gestalt einer Transportspülmaschine ausgebildete Spülmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform:
- 2: schematisch eine in Gestalt eines Programmautomaten ausgebildete Spülmaschine gemäß einer zweiten nicht beanspruchten Ausführungsform;
- 3: schematisch im Querschnitt eine Zelle einer kapazitiven Deionisationseinheit zur Verwendung in einer Spülmaschine gemäß den Ausführungsformen, während eines Dionisationsvorganges;
- 4: die Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit aus 3, während eines Regenerationsvorganges;
- 5: die Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit nach 3, während eines Ausspülvorganges;
- 6: tabellarisch einen Programmablauf einer als Programmautomat ausgebildeten Spülmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform mit einer ersten möglichen Zuordnung von Betriebsmodi der kapazitiven Deionisationseinheit zu den einzelnen Programmschritten;
- 7: tabellarisch einen Programmablauf ähnlich 6 gemäß einer zweiten Zuordnungsmöglichkeit; und
- 8 tabellarisch einen Programmablauf ähnlich den 6 und 7 gemäß einer dritten möglichen Zuordnung.
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In 1 ist in einer schematischen Längsansicht ein Beispiel für eine nicht beanspruchte Ausführungsform einer Transportspülmaschine 100 gezeigt. Die Transportspülmaschine 100 gemäß der Darstellung in 1 weist eine Vorwaschzone 30, eine Hauptwaschzone 31, eine Nachwaschzone 32, eine Klarspülzone 33 sowie eine Trocknungszone 34 auf. In Transportrichtung T werden die vorgenannten Zonen nach passieren eines Einlauftunnels 36a von dem (in 1 nicht dargestellten) Spülgut nacheinander durchlaufen.
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Das entweder unmittelbar auf einem Transportband 35 aufgenommene Spülgut oder durch Körbe gehaltene Spülgut läuft in der Transportrichtung T demnach zunächst durch einen Einlauftunnel 36a, die sich daran anschließende Vorwaschzone 30, die sich daran anschließende Hauptwaschzone 31, die sich daran anschließende Nachwaschzone 32, die sich daran anschließende Klarspülzone 33 sowie die sich daran anschließende Trocknungszone 34.
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Den Behandlungszonen 30, 31, 32, 33 der Transportspülmaschine 100 ist jeweils ein Behandlungssystem mit einem Düsensystem (60, 61, 62, 63) zugeordnet, wobei jedes Düsensystem mindestens eine Düse zum Versprühen von Behandlungsflüssigkeit auf das vorbei transportierte Spülgut aufweist. Zumindest der Vorwaschzone 30, der Hauptwaschzone 31 sowie der Nachwaschzone 32 ist jeweils ein Waschtank (80, 81, 82) zugeordnet, in welchem versprühte Waschflüssigkeit aufgenommen und/oder Waschflüssigkeit für die Düsensysteme der betreffenden Behandlungszonen 30, 31, 32) bereitgestellt wird.
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Zum Umwälzen der versprühten Behandlungsflüssigkeit zumindest in der Vorwaschzone 30, der Hauptwaschzone 31 sowie der Nachwaschzone 32 sind jeweils Pumpen vorgesehen, welche über ein damit verbundenes Leitungssystem die Flüssigkeit aus den Waschtanks (80, 81, 82) den jeweiligen Düsensystemen 60, 61, 62 zumindest teilweise wieder zuführt.
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Des Weiteren ist eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Spülmaschinensteuerung vorgesehen, welche bei der als Transportspülmaschine 100 ausgebildeten Ausführungsform der Erfindung unter anderem dazu dient, die jeweiligen Waschpumpen der Behandlungssysteme während eines Waschprozesses geeignet anzusteuern, um zumindest zeitweise über das zugehörige Leitungssystem Waschflüssigkeit zu den Düsensystemen 60, 61, 62 der jeweiligen Behandlungssysteme zuzuführen.
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Bei der in 1 dargestellten Transportspülmaschine 100 wird das Düsensystem 63 der Klarspülzone 33 über einen Frischwassereinlass 70, durch welchen mittels einer Klarspülpumpe 43 Frischwasser aus einem Pufferspeicher 53 gepumpt wird, mit Klarspülflüssigkeit versorgt. Die Klarspülflüssigkeit wird über die Düsen des Düsensystems 63, die oberhalb und unterhalb des Transportbandes 35 angeordnet sind, innerhalb der Klarspülzone 33 auf das in 1 nicht dargestellte Spülgut gesprüht. Wie in 1 angedeutet, kann das Düsensystem 63 der Klarspülzone 33 auch seitlich angeordnete Sprühdüsen aufweisen.
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Ein Teil der in der Klarspülzone versprühten Klarspülflüssigkeit wird über ein Kaskadensystem entgegen der Transportrichtung T des Spülgutes von Zone zu Zone transportiert. Die in der Klarspülzone 33 versprühte Klarspülflüssigkeit wird in dem Tank (Nachwaschtank 82) der Nachwaschzone 32 aufgefangen, von welchen sie über die zu dem Waschsystem der Nachwaschzone 32 gehörende Waschpumpe zu dem Düsensystem 62, d. h. den Nachwaschdüsen 62 der Nachwaschzone 32 gefördert wird. In der Nachwaschzone 32 wird Waschflüssigkeit von dem Spülgut abgespült.
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Die hierbei anfallende Flüssigkeit fließt in den Hauptwaschtank 81 der Hauptwaschzone 31, wird üblicherweise mit einem Reiniger versehen und mit Hilfe einer zu dem Waschsystem 61 der Hauptwaschzone 31 gehörenden Waschpumpe über die Waschdüsen des zur Hauptwaschzone 31 gehörenden Waschsystems auf das Spülgut gesprüht.
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Von dem Waschtank 81 der Hauptwaschzone 31 fließt die Waschflüssigkeit anschließend in den Vorwaschtank 80 der Vorwaschzone 30. Die in dem Vorwaschtank 80 gesammelte Waschflüssigkeit wird in der Vorwaschzone 30 mit Hilfe einer zu dem Waschsystem 60 der Vorwaschzone 30 gehörenden Waschpumpe über die Vorwaschdüsen des zu der Vorwaschzone 30 gehörenden Düsensystems 60 auf das Spülgut gesprüht, um grobe Verunreinigungen von dem Spülgut zu entfernen.
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Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist ein Frischwassersystem vorgesehen, welches eine zwischen eine Wasserzufuhr 71 und den Frischwassereinlass 70 geschaltete, ansteuerbar ausgebildete kapazitive Deionisationseinheit 50 aufweist, die ihrerseits wiederum zwei Zellen 50a, 50b aufweist.
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Die kapazitive Deionisationseinheit 50 ist hierbei derart ausgebildet, dass sie (bzw. ihre Zellen 50a, 50b) ansteuerbar in einen Deionisationsmodus, einen Regenerationsmodus sowie einen Ausspülmodus versetzt werden kann (bzw. können). Diese einzelnen Betriebsmodi werden weiter unten im Zusammenhang mit den 3 bis 5 näher erläutert.
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Während des Deionisationsbetriebes der kapazitiven Deionisationseinheit 50 (bzw. der Zellen 50a, 50b) wird deionisiertes Frischwasser über einen Permeatauslass 51 der kapazitiven Deionisationseinheit 50 in den Pufferspeicher 53 überführt.
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Von hieraus kann es mittels der (ebenfalls ansteuerbar ausgebildeten) Klarspülpumpe 43 über den Frischwassereinlass 70 den Behandlungszonen, insbesondere dem Düsensystem 63 der Klarspülzone 33 zugeführt werden.
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Während eines Ausspülmodus der kapazitiven Deionisationseinheit 50 kann das aufkonzentrierte Retentat über einen Retentatauslass 52 aus der kapazitiven Deionisationseinheit 50 bzw. deren Zellen 50a, 50b entfernt werden.
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Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist zudem eine Steuereinrichtung 10 vorgesehen, welche als separate Steuereinrichtung 10 bzw. als mit der Spülmaschinensteuerung integrierte Steuereinrichtung 10 ausgebildet sein kann.
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Die Steuereinrichtung ist in der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform dazu ausgelegt, den Betriebsmodus der Zellen 50a, 50b der kapazitiven Deionisationseinheit 50 dahingehend zu verändern, dass ein Umschalten zwischen dem Deionisationsmodus der kapazitiven Deionisationseinheit 50, dem Regenerationsmodus sowie dem Ausspülmodus möglich ist. Ein derartiges Umschalten des Betriebsmodus der kapazitiven Deionisationseinheit 50 erfolgt hierbei in Abhängigkeit von mindestens einer Betriebsgröße.
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Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 anhand der Transportspülmaschine 100 gezeigt, erhält die Steuereinrichtung 10 ein Leitfähigkeitssignal der Leitfähigkeit der Flüssigkeit im Pufferspeicher 53 über einen Leitfähigkeitssensor 11, einen Füllstand innerhalb des Pufferspeichers 53 mittels eines Füllstandsensors 12 sowie Informationen über erkanntes Spülgut am Einlauf 35 der Transportspülmaschine 100 mittels einer Eingangserkennungseinrichtung 20. Zudem ist es denkbar, dass die Steuereinrichtung 10 Informationen über den Zustand, beispielsweise die Retentataufkonzentration an den Elektroden bzw. den Membranen der Zellen 50a, 50b der kapazitiven Deionisationseinheit 50 erhält.
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Anhand einer oder mehrerer dieser Betriebsgrößen, also anhand einer Information über die Art des mittels der Eingangserkennungseinrichtung 20 erkannten Spülgutes, einer Leitfähigkeit und damit einer lonenkonzentration in dem Pufferspeicher 53, eines Füllstandes des Pufferspeichers 53 und/oder einer Information über den Retentat-Aufsättigungsstatus der kapazitiven Deionisationseinheit 50, nimmt die Steuereinrichtung 10 eine Umschaltung zwischen den einzelnen Betriebsmodi der kapazitiven Deionisationseinheit 50 vor.
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Hierbei ist es insbesondere denkbar, dass die zwei Zellen 50a, 50b der kapazitiven Deionisationseinheit 50 jeweils wechselweise in ihrem jeweiligen Deionisationsmodus, ihrem jeweiligen Regenerationsmodus sowie ihrem jeweiligen Ausspülmodus betrieben werden.
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Selbstverständlich kann bei sich im Zeitverlauf ändernden Betriebsgrößen zu einem späteren Zeitpunkt eine erneute Umschaltung zwischen den einzelnen Betriebsmodi der kapazitiven Deionisationseinheit 50 erfolgen.
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In Bezug auf den mittels des Füllstandssensors 12 erfassten Füllstand innerhalb des Pufferspeichers 53 kann gemäß der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform die kapazitive Deionisationseinheit 50 bzw. mindestens eine Zelle 50a, 50b der kapazitiven Deionisationseinheit 50 dann in ihren Deionisationsmodus betrieben werden, wenn der Füllstand innerhalb des Pufferspeichers 53 unter einen festgelegten oder festlegbaren Schwellwert gesunken ist.
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Im Gegensatz dazu ist bei ausreichendem Frischwasserfüllstand innerhalb des Pufferspeichers 53, d. h. wenn mittels des Füllstandsensors 12 ermittelt wird, dass ein festgelegter oder festlegbarer oberer Grenzwert für den Frischwasserfüllstand innerhalb des Pufferspeichers 53 überschritten wird, vorgesehen, die kapazitive Deionisations-einheit 50 bzw. mindestens eine der Zellen 50a, 50b der kapazitiven Deionisa-tionseinheit 50 in ihren Regenerationsmodus oder in ihrem Ausspülmodus zu betreiben.
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Hierdurch ist es möglich, die Regenerations- bzw. die Ausspülphase, d. h. also diejenigen Phasen, während derer kein deionisertes Frischwasser aus dem Permeatauslass 51 in den Pufferspeicher 53 ausgelassen wird, zeitlich so zu verschieben, dass diese (unproduktiven) Betriebszeiten der kapazitiven Deionisationseinheit 50 in Zeiträume verschoben werden, zu welchen der Pufferspeicher 53 ausreichend gefüllt ist. Dadurch ist wiederum ein verbesserter, kontinuierlicherer Betrieb der Transportspülmaschine 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in 1 ohne unerwünschte Stillstandzeiten gewährleistet.
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Gleichzeitig ist dadurch, dass je Zellen 50a, 50b der kapazitiven Deionisationseinheit 50 auf einfache Weise durch Ansteuerung regeneriert und für die nächste zeitliche Phase von Deionisationsbetrieb vorbereitet werden können, der Wartungsaufwand vermindert sowie die Zuverlässigkeit erhöht.
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In ähnlicher Weise, alternativ oder zusätzlich zu der Füllstandsmessung, kann auch eine Messung der Leitfähigkeit mittels des Leitfähigkeitssensors 11 innerhalb des Pufferspeichers 53 durchgeführt werden und der Messwert an die Steuereinrichtung 10 übermittelt werden. Eine derartige Leitfähigkeitsmessung über einen als Leitfähigkeitssensor 11 ausgebildeten Konzentrationssensor stellt ein Maß für die lonenkonzentration des aufbereiteten Frischwassers innerhalb des Pufferspeichers 53 dar. Dementsprechend ist es möglich, durch entsprechende Ansteuerung der kapazitiven Deionisationseinheit 50 bzw. der Zellen 50a, 50b eine Zielionenkonzentration des aufbereiteten Frischwassers, welches in den Pufferspeicher 53 ausgegeben wird, einzustellen. Insbesondere in Kombination mit einer Spülgutarterkennung mittels der Eingangserkennungseinrichtung 20 ist eine solche gewünschte lonenkonzentration (max. lonenkonzentration) des aufbereiteten Frischwassers, welches in den Pufferspeicher 53 ausgegeben wird, einfach zu erzielen.
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In diesem Zusammenhang ist es beispielweise denkbar, dass dann, wenn mittels der Eingangserkennungseinrichtung 20 am Einlauf 35 der Transportspülmaschine 100 Besteck erkannt wird, eine maximale Zielionenkonzentration automatisch vorgegeben wird, welche sich bei einer Leitfähigkeit des aufbereiteten Frischwassers innerhalb des Pufferspeichers 53 von etwa 80 µS/cm einstellt.
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Entsprechend ist es bei als Gläsern erkanntem Spülgut sinnvoll, eine lonenkonzentration automatisch vorzugeben, welche sich bei einer gemessenen Leitfähigkeit von etwa 100 µS/cm, bezogen auf das aufbereitete Frischwasser innerhalb des Pufferspeichers 53, einstellt. Selbstverständlich ist es möglich, für andere Spülgutarten andere Konzentrationen bzw. mit den Konzentrationen direkt zusammenhängenden Leitfähigkeiten vorzugeben.
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Da also insbesondere bei als Gläsern erkanntem Spülgut eine höhere lonenkonzentration toleriert werden kann als beispielsweise als Besteck erkanntem Spülgut, ist es dann z. B. möglich, die Steuereinrichtung 10 die kapazitive Deionisationseinheit auch über einen Zeitraum weiter zu betreiben, in welchem die Qualität des aufbereiteten Frischwassers, welches über den Permeautauslass 51 in den Pufferspeicher 53 ausgelassen wird, bereits nachgelassen hat. Ein derartiger Qualitätsnachlass ergibt sich insbesondere bei einer Aufsättigung der Elektroden der kapazitiven Deionisationseinheit 50 mit zurückerhaltenen Materialen (Retentat). Da in diesem Fall die über den Leitfähigkeitssensor 11 ermittelte Qualität des ausgegebenen Frischwassers für die erkannte Spülgutart (in diesem Fall: Gläser) weiterhin ausreicht, wird die Regenerations- sowie Ausspülphase der Zellen 50a, 50b der kapazitiven Deionisationseinheit 50 von der Steuereinrichtung 10 zu einem späteren, zeitlich günstigeren Zeitpunkt gewählt, beispielsweise dann, wenn der Pufferspeicher 53 ausreichend befüllt ist.
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Zusätzlich ist in der Wasserzufuhr 71, vor dem Permeatauslass 51 sowie vor dem Retentatauslass 52 jeweils ein ansteuerbar ausgebildetes Ventil (V2, V4, V5) vorgesehen, wobei die Ventile V2, V4, V5 ebenfalls mittels der Steuereinrichtung 10 angesteuert werden können. Diese Ventile V2, V4, V5 dienen dazu, die Umschaltung der kapazitiven Deionisationseinheit 50 bzw. deren Zellen 50a, 50b zwischen ihren jeweiligen Deionisationsmodus und im Regenerations- bzw. dem Ausspülmodus zu unterstützen.
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Wie in 2 dargstellt, ist es alternativ zu der in 1 dargestellten Ausführungsform auch denkbar, die Spülmaschine als Programmautomaten 200 auszubilden. Der Programmautomat 200 weist eine einzige Behandlungszone 201 (Behandlungskammer) auf, in welcher ein Düsensystem 202, bestehend aus oberen und unteren Düsen, zum Besprühen des Spülgutes (in 2 nicht dargestellt) mit Behandlungsflüssigkeit ausgebildet ist.
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Zudem weist eine derartige als Programmautomat 200 ausgebildete Spülmaschine eine Programmsteuereinrichtung (in 2 nicht dargestellt) zur Steuerung von mindestens einem Spülprogramm auf.
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Die Behandlungskammer (Behandlungszone 201) ist durch eine Tür (nicht gezeigt) oder eine Haube (nicht gezeigt) verschließbar ausgebildet und dient der Aufnahme von zu reinigendem Spülgut wie beispielsweise Geschirr, Besteck, Töpfen, Pfannen und/ oder Tabletts.
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Unter der Behandlungszone 201 des Programmautomaten 200 befindet sich ein Waschtank 203 zur Aufnahme von versprühter Flüssigkeit aus der Behandlungszone 201. Eine Waschpumpe ist zum Fördern von Waschflüssigkeit aus dem Waschtank durch ein Waschflüssigkeitsleitungssystem zu dem Düsenssystem 202 des Programmautomaten 200 vorgesehen. Die innerhalb der Behandlungszone 201 versprühte Waschflüssigkeit strömt durch Schwerkraft in den Waschtank 203 zurück. Dabei bilden der Waschtank 203, die Waschpumpe, das Waschflüssigkeitsleitungssystem und das Düsensystem 202 zusammen mit der Behandlungszone 201 einen Waschflüssigkeitskreislauf.
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Zum Zuführen von Frischwasser in einen Frischwassereinlass 70, welcher seinerseits Wasser in das Düsensystem 202 bzw. in die Behandlungszone 201 des Programmautomaten 200 einleitet, ist eine Frischwasserpumpe 43 vorgesehen, die eingangsseitig mit einem Pufferspeicher 53 verbunden ist. Analog zu der im Zusammenhang mit 1 beschriebenen ersten Ausführungsform weist eine als Programmautomat 200 ausgebildete Spülmaschine gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform wiederum ein Frischwassersystem auf, welche unter anderem durch eine kapazitive Deionisationseinheit gebildet wird, die eingangsseitig mit einer Wasserzufuhr 71 und ausgangsseitig unter Zwischenschaltung des Pufferspeichers 53 und der Frischwasserpumpe 43 mit dem Frischwassereinlass 70 verbunden ist.
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Wiederum kann auch bei einem Programmautomaten 200 eine kapazitive Deionisationseinheit 50 zum Einsatz kommen, welche mehrere Zellen 50a, 50b aufweist. Auch in diesem Fall ist eine Steuereinrichtung 10 vorgesehen, welche dazu ausgelegt ist, die kapazitive Deionisationseinheit 50 bzw. deren Zellen 50a, 50b abhängig von einer Betriebsgröße der Spülmaschine anzusteuern, insbesondere zwischen einem Deionisationsmodus, einem Regenerationsmodus sowie einem Ausspülmodus der kapazitiven Deionisationseinheit 50 bzw. der Zellen 50a, 50b zu wählen.
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Bei der als Programmautomat 200 ausgebildeten Spülmaschine gemäß der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform kommt als eine der Betriebsgrößen, von welcher eine Umschaltung des Betriebsmodus der kapazitiven Deionisationseinheit mittels der Steuereinrichtung abhängig gemacht wird, insbesondere ein Spülprogramm der Spülmaschine, wie z. B. ein Gläserspülprogramm, ein Besteckspülprogramm oder ein Topfspülprogramm in Frage.
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Insbesondere dann, wenn zusätzlich beispielsweise wiederum ein Leitfähigkeitssensor 11 vorgesehen ist, welcher über eine Messung der Leitfähigkeit Rückschlüsse auf die lonenkonzentration innerhalb des Pufferspeichers liefert, ist ein Abstimmen der einzelnen Betriebsmodi der kapazitiven Deionisationseinheit 50 auf die Erfodernisse des gewählten Spülprogramms vorteilhaft. So kann z. B. dann kann, wenn ein Besteck- oder ein Glasspülprogramm gewählt wird, der Entmineralisierungsprogrammschritt (also der Zeitraum), während welchem die kapazitive Deionisationseinheit 50 bzw. mindestens eine ihrer Zellen 50a, 50b im Deionisationsmodus betrieben wird verlängert werden, um dadurch eine geringere lonenkonzentration des ausgegebenen Permeats zu erzielen.
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Wenn ein Besteckprogramm gewählt wird, kann somit ein oberer Grenzwert für die Leitfähigkeit des aufbereiteten Frischwassers innerhalb des Pufferspeichers 53, welcher Rückschlüsse auf die lonenkonzentration liefert, als etwa 80 µS/cm gewählt werden. Wenn andererseits ein Gläserspülprogramm gewählt wird, kann dieser obere Grenzwert etwa 100 µS/cm betragen.
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Zudem kann wiederum in Analogie zu der im Zusammenhang mit 1 beschriebenen ersten Ausführungsform ein Füllstandssensor am Pufferspeicher 53 zum Einsatz kommen, welcher eine alternative oder eine zusätzliche Betriebsgröße der Spülmaschine darstellt, in Abhängigkeit derer die Steuereinrichtung eine entsprechende Ansteuerung der Betriebsmodi der kapazitiven Deionisationseinheit 50 bzw. deren Zellen 50a, 50b vornimmt.
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Mit anderen Worten, die erforderlichen Frischwassermengen und das gewählte Spülprogramm bestimmen die zeitlichen Grenzen sowie die gelieferte Permeatqualität der kapazitiven Deionisationseinheit (FTC-Einheit) durch Einflussnahme auf die Start- bzw. Endzeitpunkte bzw. auf die Zeitdauer der einzelnen Betriebsmodi der kapazitiven Deionisationseinheit (deionisieren/regenerieren/ausspülen).
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Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den 3 bis 5 diese Betriebsmodi der kapazitiven Deionisationseinheit 50 näher erläutert.
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3 zeigt in schematischer Schnittansicht eine Zelle 50a, 50b einer kapazitiven Deionisationseinheit 50, welche eine positive Elektrode 54a und eine negative Elektrode 54b aufweist. Es ist in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen, dass die Ausdrücke „positiv“ sowie „negativ“ die Polarität dieser Elektroden 54a, 54b während eines Deionisationsbetriebes angeben. Wie weiter unten beschrieben wird, ist es in anderen Betriebsmodi vorgesehen, die Polarität der Elektroden 54a, 54b auch umzupolen.
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Zwischen der positiven Elektrode 54a und der negativen Elektrode 54b ist ein Durchströmweg für durchströmendes Wasser vorgesehen, dessen Strömungsrichtung mit den Bezugszeichen 57 angedeutet ist. In der Nähe der positiven Elektrode 54a ist zum Durchströmweg hin gelegen eine Anionenmembran 55 vorgesehen; analog ist der Nähe der negativen Elektrode 54b eine Kationenmembran 56 vorgesehen. Die Anionenmembran 55 ist nur für Anionen durchlässig, wohingegen die Kationenmembran 56 in analoger Weise nur für Kationen passierbar ist.
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In dem in 3 dargestellten Deionisationsbetrieb wird also eine positive Spannung an die positive Elektrode 54a angelegt und eine negative Spannung an die negative Elektrode 54b. Die Zelle 50a, 50b durchströmendes Wasser wird dann in einem Deionisationsbetrieb, wie er in 3 dargestellt ist, dadurch deionisiert, dass Anionen 58 innerhalb des Wasserstroms in Richtung der positiven Elektrode 54a gezogen werden und Kationen 59 in Richtung der negativen Elektrode 54b. Die Zelle verlassendes Wasser weist somit nur noch eine sehr geringe lonenkonzentration auf.
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In 4 ist ein Regenerationsbetrieb der Zelle 50a, 50b aus 3 gezeigt. Wie in 4 dargestellt ist, wird im Regenerationsbetrieb an die positive Elektrode 54a eine negative elektrische Spannung angelegt; analog dazu wird in diesem Regenerationsbetrieb an die negative Elektrode 54b eine positive Spannung angelegt.
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Während des Regenerationsbetriebes steht das Wasser innerhalb der Zelle für gewöhnlich still, so dass sich die während des Deionisationsbetriebes der Zelle 50a, 50b an den Elektroden angesammelten Mineralionen im Wasser aufkonzentrieren. Hierbei ist zu beachten, dass durch die Anionenmembran 55 und die Kationenmembran 56 gewährleistet ist, dass keine Anreicherung der entgegengesetzt geladenen Ionen 55, 59 an den Elektroden 54a, 54b stattfindet.
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Während eines in 5 dargestellten Ausspülvorganges wird im Anschluss keine elektrische Spannung an die positive Elektrode 54a oder die negative Elektrode 54b angelegt. Das innerhalb der Zelle aufkonzentrierte Retentat im Wasser kann dann in Strömungsrichtung 57 aus der Zelle 50a, 50b ausgespült werden.
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In den 6 bis 8 sind tabellarisch unterschiedliche Zuordnungen der unterschiedlichen Betriebsmodi der kapazitiven Deionisationseinheit 50 bzw. deren Zellen 50a, 50b zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines Spülprogramms einer als Programmautomat 200 ausgebildeten Spülmaschine gezeigt.
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Gemäß dem Programmablauf in 6 ist vorgesehen, dass die kapazitive Deionisationseinheit 50 während einer Vorwaschphase und während einer Waschphase eines Spülprogramms im Deionisationsmodus betrieben wird. Während eines Abpumpvorganges wird die kapazitive Deionisationseinheit 50 dann in einem Regenerationsmodus betrieben. Während eines Klarspülvorganges erfolgt ein Ausspülmodus der kapazitiven Deionisationseinheit 50. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Wasseraufbereitung und der Einlass des aufbereiteten Frischwassers in einen Pufferspeicher 53 zu Zeitpunkten des Spülprogramms des Programmautomaten 200 stattfinden, während welchen vorwiegend ein Umwälzbetrieb innerhalb der Behandlungszone 201 des Programmautomaten 200 stattfindet, wenn also vergleichsweise wenig aufbereitetes Frischwasser in die Behandlungszone 201 zugeführt werden muss.
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Alternativ dazu kann jedoch auch der in 7 dargestellte Zeitverlauf zum Einsatz kommen, gemäß welchem eine Standbyphase, d. h. eine Nichtbetriebsphase des Programmautomaten 200 dazu genutzt wird, das Wasser aufzubereiten, so dass jederzeit Frischwasser für ein neu zu startendes Spülprogramm zur Verfügung steht.
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Gemäß dem Zeitablauf aus 8 ist ersichtlich, dass jedoch auch während der Waschphase und der Abpumpphase des Spülprogramms eine Frischwasseraufbereitung mittels Deionisation stattfinden kann, wohingegen die Regeneration während der Klarspülphase und der Ausspülvorgang der kapazitiven Deionisationseinheit 50 während einer Vorwaschphase stattfindet.
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An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Steuereinrichtung
- 11
- Leitfähigkeitssensor
- 12
- Füllstandsensor
- 20
- Eingangserkennungseinrichtung
- 30
- Vorwaschzone
- 31
- Hauptwaschzone
- 32
- Nachwaschzone
- 33
- Klarspülzone
- 34
- Trocknungszone
- 35
- Transportvorrichtung
- 36
- Einlauf
- 36a
- Einlauftunnel
- 37
- Trennvorhang
- 38
- Wärmerückgewinnungseinrichtung
- 39
- Gebläse
- 40
- Hauptleitungssystem
- 41
- Warmwasserbereiter
- 42
- Bypassleitung
- 43
- Klarspülpumpe, Frischwasserpumpe
- 50
- kapazitive Deionisationseinheit
- 50a
- erste Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit
- 50b
- zweite Zelle der kapazitiven Deionisationseinheit
- 51
- Permeatauslass
- 52
- Retentatauslass
- 53
- Pufferspeicher
- 54a
- positive Elektrode
- 54b
- negative Elektrode
- 55
- Anionenmembran
- 56
- Kationenmembran
- 57
- Strömungsrichtung
- 58
- Anion
- 59
- Kation
- 60
- Vorwaschdüsen
- 61
- Hauptwaschdüsen
- 62
- Nachwaschdüsen
- 63
- Klarspüldüsen
- 70
- Frischwassereinlass
- 71
- Wasserzufuhr
- 80
- Vorwaschtank
- 81
- Hauptwaschtank
- 82
- Nachwaschtank
- 100
- Transportspülmaschine
- 200
- Programmautomat
- 201
- Behandlungszone des Programmautomaten
- 202
- Düsensystem des Programmautomaten
- 203
- Waschtank des Programmautomaten
- T
- Transportrichtung
