DE102013213359B3

DE102013213359B3 - Verfahren zum Betreiben einer Spülmaschine sowie Spülmaschine

Info

Publication number: DE102013213359B3
Application number: DE201310213359
Authority: DE
Inventors: Harald Disch; Dietrich Berner; Peter Maier-Laxhuber; Ralf Schmidt; Reiner Wörz
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2033-07-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spülmaschine (1) sowie ein Verfahren zum Betreiben einer als Programmautomat ausgebildeten Spülmaschine (1), welche eine Behandlungskammer (2) zur Aufnahme von zu reinigendem Spülgut aufweist. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass während einer Adsorptionsphase Luft aus der Behandlungskammer (2) durch eine ein reversibel dehydrierbares Trockenmaterial aufweisende Sorptionseinheit (41) derart geleitet wird, dass das Trockenmaterial Feuchtigkeit aus dem Luftstrom aufnimmt, wobei anschließend die Luft wieder der Behandlungskammer (2) zugeführt wird. Ferner ist vorgesehen, dass während einer Desorptionsphase das Trockenmaterial der Sorptionseinheit (41) erhitzt wird derart, dass aus dem Trockenmaterial Feuchtigkeit als Wasserdampf desorbiert wird. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass während der Desorptionsphase die Sorptionseinheit (41) nur soweit zwangsbelüftet wird, dass eine Rückkondensation von desorbiertem Wasserdampf in der Sorptionseinheit (41) selbst wirksam verhindert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer als Programmautomat ausgebildeten Spülmaschine sowie eine entsprechende Spülmaschine, welche als Programmautomat ausgebildet ist und eine Behandlungskammer zur Aufnahme von zu reinigendem Spülgut aufweist.
Programmautomaten sind manuell beladbare und entladbare Spülmaschinen. Die Programmautomaten (auch als „box-type warewashers” oder als „batch dishwashers” bezeichnet) können Geschirrkorbdurchschubspülmaschinen, auch Haubenspülmaschinen („hood-type warewashers”) genannt oder Frontlader („front loader warewashers”) sein. Frontlader können Untertischmaschinen („undercounter machines”), Auftischmaschinen („top counter machines”) oder freistehende Spülmaschinen mit Frontbeschickung („free standing front loaders”) sein.
Eine als Programmautomat ausgebildete Spülmaschine weist üblicherweise eine Behandlungskammer zum Reinigen von Spülgut auf. In der Regel ist unter der Behandlungskammer ein Waschtank angeordnet, in welchem Flüssigkeit aus der Behandlungskammer durch Schwerkraft zurückfließen kann. Im Waschtank befindet sich Waschflüssigkeit, welche üblicherweise Wasser ist, dem gegebenenfalls Reiniger zugeführt werden kann.
Eine als Programmautomat ausgebildete Spülmaschine weist üblicherweise ferner ein Waschsystem mit einer Waschpumpe, einem mit der Waschpumpe verbundenen Leitungssystem und mit einer Vielzahl von in mindestens einem Wascharm ausgebildeten Sprühdüsen auf. Die sich im Waschtank befindliche Waschflüssigkeit kann von der Waschpumpe über das Leitungssystem zu den Waschdüsen gefördert und durch die Waschdüsen in der Behandlungskammer auf das zu reinigende Spülgut gesprüht werden. Die versprühte Waschflüssigkeit fließt anschließend in den Waschtank zurück.
Eine solche als Programmautomat ausgebildete Spülmaschine ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2005 023 429 A1 bekannt.
Unter dem hierin verwendeten Begriff „Spülgut” ist insbesondere Geschirr, Gläser, Besteck, Kochutensilien, Backutensilien und Servier-Tabletts zu verstehen.
Eine als Programmautomat ausgebildete gewerbliche Spülmaschine unterscheidet sich von einer Haushaltsspülmaschine insbesondere dadurch, dass eine gewerbliche Spülmaschine derart konzipiert sein muss, dass – abhängig von dem gewählten Reinigungsprogramm – Programmlaufzeiten zwischen einer und fünf Minuten realisiert werden können, während Haushaltsspülmaschinen in der Regel Laufzeiten von bis zu 2,5 Stunden oder darüber haben. Aufgrund der bei gewerblichen Spülmaschinen geforderten kurzen Programmdauer sind bei Haushaltsspülmaschinen eingesetzte Techniken in der Regel nicht ohne weiteres auf gewerbliche Spülmaschinen übertragbar.
Gewerbliche Spülmaschinen, welche als Programmautomat ausgebildet sind, arbeiten üblicherweise in zwei Hauptprozessschritten: einem ersten Schritt, welcher Waschen mit einer Waschflüssigkeit beinhaltet, und einem zweiten Schritt, welcher das Klarspülen mit erwärmtem Frischwasser und dosiertem Klarspüler beinhaltet.
Um diese Prozessschritte durchführen zu können, ist eine als Programmautomat ausgebildete gewerbliche Spülmaschine in der Regel mit zwei unabhängigen Flüssigkeitssystemen ausgestattet, die vollständig voneinander getrennt sind. Das eine Flüssigkeitssystem ist ein Waschwasserkreislauf, welcher für die Waschung des Spülgutes zuständig ist, wobei die Waschung mit rezirkuliertem Wasser aus dem Waschtank der Spülmaschine durchgeführt wird. Das andere Flüssigkeitssystem ist ein Frischwassersystem, das für die Klarspülung zuständig ist. Die Klarspülung wird mit Frischwasser, vorzugsweise mit Frischwasser aus einem Wassererhitzer (engl. „boiler”), durchgeführt. Das Frischwasser wird nach dem Versprühen ebenfalls vom Waschtank der Spülmaschine aufgenommen.
Die Hauptaufgabe der Klarspülung ist es, auf dem Spülgut befindliche Lauge zu entfernen. Zusätzlich dient das während des Klarspülschrittes in den Waschtank fließende Klarspülwasser zur Regeneration des im Waschtank vorhandenen Waschwassers.
Bevor durch die Klarspülung Frischwasser als Klarspülflüssigkeit versprüht und dadurch in den Waschtank der Spülmaschine geleitet wird, wird eine der Frischwassermenge gleiche Menge an Waschflüssigkeit aus dem Waschtank abgepumpt.
Üblicherweise sind gewerbliche Spülmaschinen, die als Programmautomat ausgebildet sind, mit mehreren Programmen ausgestattet. Diese Programme unterscheiden sich hauptsächlich durch verschieden lange Programmlaufzeiten des Waschprozesses. Die Bedienperson hat die Möglichkeit, bei leicht verschmutztem Spülgut ein kurzes Waschprogramm zu wählen oder bei stark verschmutztem Spülgut ein entsprechend längeres Waschprogramm zu wählen.
Gewerbliche Spülmaschinen, welche als Programmautomat und zum chargenweisen Beladen und Entladen der Behandlungskammer mit Spülgut ausgebildet sind, sind insbesondere Fronttür-Maschinen oder Korbdurchschub-Maschinen. Bei Fronttür-Maschinen wird das Spülgut in einen Korb gestellt, und der mit Spülgut beladene Korb wird durch eine Fronttür in die Behandlungskammer der Spülmaschine gestellt und nach dem Reinigen wieder durch die Fronttür entnommen. Bei Korbdurchschub-Maschinen werden die mit Spülgut beladenen Geschirrkörbe von einer Eingangsseite manuell in die Behandlungskammer geschoben und nach Beendigung eines Spülprogramms von einer Ausgangsseite aus der Behandlungskammer manuell entnommen. Fronttür-Maschinen und Korbdurchschub-Maschinen enthalten nur eine einzige Behandlungskammer zum Behandeln des Spülguts. Die Fronttür-Maschinen können Untertisch-Maschinen oder Übertisch-Maschinen sein.
Bei gewerblichen Spülmaschinen, die als Programmautomat ausgebildet sind, kommen in der Hauptsache zwei Trocknungsverfahren zum Einsatz. Beim ersten Verfahren wird das nach dem Klarspülprozess noch heiße Spülgut aus der Maschine entnommen, wo es dann an der Umgebungsluft in vier bis zehn Minuten trocknet. Zum Trocknen des Spülguts wird dieses bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren üblicherweise in den Körben belassen, in welchen es zur Reinigung in der Spülmaschine angeordnet wurde.
Gemäß dem zweiten Verfahren erfolgt eine Lufttrocknung innerhalb der Behandlungskammer der Spülmaschine. Hierbei kommen Frischlufttrocknungssysteme zum Einsatz. Derartige Frischlufttrocknungssysteme für gewerbliche Fronttür- bzw. Untertischspülmaschinen arbeiten stets mit einem hohen Luftvolumenstrom im Bereich von 25 bis 100 m³ pro Stunde, um das in der Behandlungskammer verbleibende Spülgut in einer sehr kurzen Zeit trocknen zu können. Die hohen Luftvolumenströme sind durch die Kürze des Trocknungsvorgangs im gewerblichen Bereich bedingt. Im Vergleich zu einer konventionellen Trocknung einer Haushaltsgeschirrspülmaschine ist die aktive Trocknungszeit einer gewerblichen Geschirrspülmaschine um ein Vielfaches kürzer. Während die Programmlaufzeittrocknung in einer Haushaltsspülmaschine ca. 30 Minuten bis 2,5 Stunden beträgt, beträgt die Programmlaufzeittrocknung im gewerblichen Einsatz zwischen 1,5 und 5 Minuten.
Bei einer Lufttrocknung in einer als Programmautomat ausgebildeten gewerblichen Spülmaschine wird Frischluft von außen angesaugt und durch die Behandlungskammer der Spülmaschine geleitet, um Feuchtigkeit von dem zu trocknenden Spülgut aufzunehmen. In der Regel wird anschließend die mit Feuchtigkeit beladene Trocknungsluft als Abluft in den Aufstellraum der Spülmaschine ausgeblasen.
Insbesondere in Spülküchen, in denen mehrere als Programmautomat ausgebildete Spülmaschinen zum Teil gleichzeitig betrieben werden, führt das Ausblasen der Trocknungsluft in den Aufstellraum zu einer negativen Beeinflussung des Raumklimas, da durch das Ausblasen der mit Feuchtigkeit beladenen und im Vergleich zu der Luft im Aufstellraum warmen Trocknungsluft der Feuchtegehalt der Luft im Aufstellraum (Umgebungsluft) zwangsläufig erhöht wird. Insbesondere besteht dabei die Gefahr, dass der Feuchtegehalt der Luft im Aufstellraum so weit erhöht wird, dass unerwünschte Kondensation von Wasserdampf insbesondere an kühlen Grenzflächen im Aufstellraum auftritt.
Um diesem Problem zu begegnen, ist es aus dem Fachgebiet des gewerblichen Geschirrspülens bekannt, die während der Trocknungsphase aus der Behandlungskammer der Spülmaschine abzuführende Abluft zunächst durch einen Trocknungskanal zu leiten, in welchem zumindest ein Teil der in der Abluft enthaltenen Feuchtigkeit durch Kondensation von der Abluft abgetrennt wird, bevor die danach abgekühlte Abluft, deren Feuchtegehalt entsprechend reduziert ist, anschließend über eine Ausblasöffnung der Spülmaschine nach außen, d. h. in die Raumatmosphäre des Abstellraums abgegeben wird. Im Einzelnen kondensiert in dem Trocknungskanal zumindest ein Teil der mit der Abluft aus der Behandlungskammer abgeführten Feuchtigkeit.
Durch den bei gewerblichen Spülmaschinen geforderten, im Vergleich zu Haushaltsspülmaschinen massiv verkürzten Trocknungsvorgang, besteht die nicht zu vernachlässigende Gefahr, dass – insbesondere aufgrund des während der Trocknungsphase durch die Behandlungskammer der Spülmaschine geleiteten hohen Luftvolumenstroms – auch das sich im Trocknungskanal ansammelnde Kondenswasser durch die Ausblasöffnung der Spülmaschine hinausgeblasen wird. Ferner besteht die Gefahr, dass auch kleinere Mengen an Wasch- und Klarspülflüssigkeit in den Trocknungskanal gelangen, da in der Regel der Trocknungskanal mit dem Innenraum der Spülmaschine verbunden ist. In Stand-by-Phasen und beim täglichen Erstanfahren bzw. Aufheizen der Maschine können sich ebenso Kondensattropfen im Trocknungskanal bilden.
Wird nun der Trocknungsvorgang gestartet, werden durch die hohen Luftgeschwindigkeiten die sich im Trocknungskanal befindlichen bzw. hängenden Wassertropfen mitgerissen und aus der Ausblasöffnung der Geschirrspülmaschine befördert bzw. herausgeblasen. Weiterhin wird durch den Luftstrom ein sich am Boden des Trocknungskanals bildender Wasserfilm teilweise durch die Ausblasöffnung ausgetragen. Dies führt zum einen dazu, dass einzelne Tropfen aus der Spülmaschine in die Umgebung geschleudert werden, und zum anderen dazu, dass abtropfendes Wasser aus dem Kanalauslass an beispielsweise der Maschinenfrontseite abläuft. Die Gesamtmenge des so ausgetragenen Wassers, welches je nach Betriebsart bzw. Zyklenabfolge variiert, kann bis zu etwa 10 ml während einer einzelnen Trocknungsphase betragen.
Darüber hinaus ist bei als Programmautomat ausgebildeten gewerblichen Spülmaschinen der Trocknungskanal in der Regel nicht hinreichend groß dimensioniert, um den Feuchtegehalt der aus der Behandlungskammer der Spülmaschine abzuführenden Abluft soweit zu reduzieren, dass dieser dem Feuchtegehalt der Luft (Umgebungsluft) im Aufstellraum der Spülmaschine entspricht. Bei herkömmlichen Spülmaschinen führt somit das Ausblasen der Abluft in den Aufstellraum der Spülmaschine unweigerlich zu einer Erhöhung der Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft, d. h. der Luft im Aufstellraum der Spülmaschine.
Ein Problem bei den aus dem Stand der Technik bekannten und als Programmautomat ausgebildeten gewerblichen Spülmaschinen ist demzufolge darin zu sehen, dass trotz des Vorsehens eines Trocknungskanals beim Trocknungsvorgang (Trocknungsphase) während des Programmablaufs der Spülmaschine nach wie vor ein unerwünschter Wasseraustrag aus der Spülmaschine auftritt.
Die Druckschrift DE 10 2011 087 322 A1 betrifft eine als Programmautomat ausgeführte gewerbliche Spülmaschine mit einem Trocknungssystem, welches eine Sorptionseinheit aufweist.
Die Druckschrift DE 10 2012 000 013 A1 betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Desorbieren eines Sorptionsmittels.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Möglichkeit zu schaffen, durch welche ein Wasseraustrag aus einer gewerblichen Geschirrspülmaschine weiter reduziert werden kann, wobei insbesondere sichergestellt sein soll, dass die Spülmaschine in einer möglichst einfach zu realisierenden Weise auch ohne ein aufwändiges Trocknungskanalsystem im Aufstellraum betrieben werden kann. Ferner soll ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer solchen als Programmautomat ausgebildeten gewerblichen Spülmaschine angegeben werden.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Verfahren durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 1 und im Hinblick auf die Spülmaschine durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Demgemäß wird eine gewerbliche Spülmaschine vorgeschlagen, welche als Programmautomat ausgebildet ist und eine Behandlungskammer zur Aufnahme von zu reinigendem Spülgut aufweist. Erfindungsgemäß ist ein Trocknungssystem vorgesehen zum Ausbilden eines Luftkreislaufes in der Behandlungskammer und zum Trocknen des in der Behandlungskammer aufgenommenen Spülguts während einer Trocknungsphase. Das Trocknungssystem weist eine Trocknungseinrichtung zum kontinuierlichen oder bedarfsweisen Entziehen von Feuchtigkeit aus der in der Behandlungskammer zirkulierenden Trocknungsluft auf. Hierzu umfasst die Trocknungseinrichtung eine Sorptionseinheit mit einem reversibel dehydrierbaren Trockenmaterial und ein der Sorptionseinheit zugeordnetes Gebläse zum bedarfsweisen Ausbilden eines Luftkreislaufes derart, dass ein Teil der in der Behandlungskammer zirkulierenden Trocknungsluft durch die Sorptionseinheit geführt wird.
Die Sorptionseinheit wird abwechselnd in einer Adsorptionsphase und in einer Desorptionsphase betrieben. Während der Adsorptionsphase wird Luft aus der Behandlungskammer der Spülmaschine durch das reversibel dehydrierbare Trockenmaterial der Sorptionseinheit derart geleitet, dass das Trockenmaterial Feuchtigkeit aus dem Luftstrom aufnimmt, wobei anschließend die Luft wieder der Behandlungskammer der Spülmaschine zugeführt wird. Während der Desorptionsphase wird das Trockenmaterial der Sorptionseinheit erhitzt und gleichzeitig Luft aus der Behandlungskammer durch die Sorptionseinheit derart zwangsgeführt, dass aus dem Trockenmaterial Feuchtigkeit desorbiert und zumindest ein Teil der in das Trockenmaterial eingebrachten thermischen Energie sowie zumindest ein Teil der aus dem Trockenmaterial desorbierten Feuchtigkeit als Wasserdampf mit Hilfe des durch die Sorptionseinheit zwangsgeführten Luftstroms aus der Sorptionseinheit ausgetragen wird. Erfindungswesentlich ist dabei, dass während der Desorptionsphase vorzugsweise kontinuierlich Luft durch die Sorptionseinheit geblasen wird.
Im Hinblick auf die als Programmautomat ausgebildete Spülmaschine hat es sich als besonders effizient gezeigt, wenn während der Desorptionsphase beispielsweise mit einem der Sorptionseinheit zugeordneten Gebläse die Sorptionseinheit zwangsbelüftet wird. Um Ressourcen (insbesondere Energie) zu sparen und um möglichst wenig thermische Energie aus der Sorptionseinheit auszutragen, sollte vorzugsweise die Zwangsbelüftung nur derart vorgenommen werden, dass gerade noch eine Rückkondensation von desorbiertem Wasserdampf in der Sorptionseinheit wirksam verhindert wird. Mit anderen Worten, gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird während der Desorptionsphase durch die Sorptionseinheit gerade so viel Luft geleitet, dass der aus dem Trockenmaterial desorbierte Wasserdampf aus der Sorptionseinheit ausgetragen wird, um eine Rückkondensation in der Sorptionseinheit zu verhindern, was nachteilig für den Betrieb der Spülmaschine wäre.
Es wurde festgestellt, dass es bereits ausreicht, wenn während der Desorptionsphase insgesamt 10 Liter Luft durch die Sorptionseinheit geblasen wird, um eine Rückkondensation von desorbiertem Wasserdampf in der Sorptionseinheit zu verhindern. Denkbar hierbei ist es insbesondere, zur Zwangsbelüftung der Sorptionseinheit ein Gebläse vorzusehen, mit welchem während einer jeden Desorptionsphase kontinuierlich oder zweitweise Luft, insbesondere Luft aus der Behandlungskammer der Spülmaschine geblasen wird.
Erfindungsgemäß wird während der Desorptionsphase das Trockenmaterial der Sorptionseinheit mit Hilfe einer innerhalb der Sorptionseinheit eingebauten Heizeinrichtung, insbesondere elektrischen Heizeinrichtung in Gestalt beispielsweise einer Heizwendel, auf die notwendige Desorptionstemperatur angehoben bzw. erhitzt. Kommt als dehydrierbares Trockenmaterial ein Zeolit-Material zum Einsatz, liegt die Desorptionstemperatur je nach angestrebtem Entfeuchtungsgrad zwischen 150°C und 280°C. Im Hinblick auf einen besonders effizienten Betrieb der Sorptionseinheit während der Desorptionsphase ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, wenn während einer jeden Desorptionsphase in der Sorptionseinheit kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeiten oder Ereignissen die Temperatur des erhitzten Trockenmaterials gemessen wird, wobei die Förderleistung eines der Sorptionseinheit zugeordneten Gebläses in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des erhitzten Trockenmaterials derart gesteuert wird, dass das Trockenmaterial eine Temperatur von weniger als 300°C und vorzugsweise von weniger als 250°C annimmt.
Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch denkbar, dass während einer jeden Desorptionsphase kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeiten oder Ereignissen die Temperatur der durch das erhitzte Trockenmaterial geführten Luft gemessen wird, wobei nun allerdings die Heizleistung einer in der Sorptionseinheit angeordneten Heizeinheit in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des erhitzten Trockenmaterials derart gesteuert wird, dass in der Desorptionsphase das Trockenmaterial eine Temperatur von weniger als 300°C und vorzugsweise von weniger als 250°C annimmt.
Um eine möglichst kurze Desorptionszeit zu erreichen, was insbesondere bei gewerblichen Spülmaschinen wünschenswert ist, muss während der Desorptionsphase eine relative hohe Heizleistung in das Trockenmaterial eingebracht werden. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn eine Heizeinrichtung mit einer Vielzahl von Heizelementen zum Einsatz kommt, die vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen innerhalb des reversierbaren dehydrierbaren Trockenmaterials angeordnet sind. Hierbei hat sich gezeigt, dass ein Abstand von 5 mm bis maximal 25 mm, vorzugsweise bis maximal 15 mm, zwischen den einzelnen Heizelementen besonders bevorzugt ist, da bei diesem Abstand eine spezifische Heizleistung von über 6.000 Watt pro Kilogramm Trockenmaterial (Zeolith) anwendbar ist. Erhöht sich der Abstand zwischen benachbarten Heizelementen auf über 25 Millimeter, reduziert sich die spezifische Heizleistung auf 2.000 Watt pro Kilogramm Trockenmaterial.
Die Flächenbelastungen der jeweiligen Heizelemente können zu 6 Watt pro Quadratzentimeter betragen. Der bei der Desorptionsphase kontinuierlich durch die Sorptionseinheit geführte Luftstrom verhindert dabei ein Überschreiten der zulässigen maximalen Kontakttemperaturen beim Desorbieren. Für Zeolithe liegt die zulässige maximale Kontakttemperatur beim Desorbieren bei etwa 550°C. Bei höheren Temperaturen zeigen Zeolithe eine beginnende Degeneration.
Insbesondere ist es somit möglich, dass die zur Desorption nötige Wärmeenergie mit hoher Leistung sowie mit aktiver Luftbewegung in die Sorptionsmittel-Schüttung eingeleitet wird. Das dabei entstehende Temperaturprofil ist dann sehr homogen. Insbesondere wird verhindert, dass innerhalb der Sorptionseinheit relativ kühle Bereiche, beispielsweise im Wandbereich des Sorberbehälters, vorliegen, während wenige Millimeter daneben in Kontakt mit den Heizelementen deutlich höhere Temperaturen vorliegen. Somit ist es möglich, dass das Trockenmaterial während der Desorptionsphase besonders schnell regeneriert und somit getrocknet werden kann. Der durch das Trockenmaterial zwangsgeführte Luft Strom dient gleicherweise dazu, den desorbierten Wasserdampf aus der Sorptionseinheit auszutragen.
Gemäß einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeiten oder Ereignissen die Temperatur des während der Desorptionsphase erhitzten Trockenmaterials gemessen wird, wobei die Förderleistung eines Gebläses zum Ausbilden des durch die Sorptionseinheit zwangsgeführten Luftstromes in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des erhitzten Trockenmaterials derart gesteuert wird, dass das Trockenmaterial grundsätzlich nicht die kritische maximale Kontakttemperatur überschreitet. Wie bereits angedeutet, liegt die maximale kritische Kontakttemperatur beim Desorbieren für Zeolithe bei 550°C.
In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass die Förderleistung des Gebläses derart eingestellt wird, dass das Trockenmaterial eine Temperatur zwischen 150°C bis 280°C aufweist. Bei dieser Desorptionstemperatur ist das Trocknen des Trockenmaterials besonders effizient.
Andererseits ist Sorge zu tragen, dass nach dem Passieren des erhitzen Trockenmaterials der Luftstrom nicht zu heiß ist, damit der Luftstrom unmittelbar in die Behandlungskammer der Spülmaschine eingeleitet werden kann, ohne dass hierbei eine Beschädigung des Spülguts zu befürchten ist. Aus diesem Grund ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeiten oder Ereignissen während einer jeden Desorptionsphase die Temperatur der durch das erhitzte Trockenmaterial zwangsgeführten Luft gemessen wird, wobei die Förderleistung des Gebläses in der Abhängigkeit der gemessenen Temperatur der durch das erhitzte Trockenmaterial zwangsgeführten Luft derart gesteuert wird, dass die durch das Trockenmaterial zwangsgeführte Luft eine Temperatur von weniger als 200°C und vorzugsweise von weniger als 150°C annimmt.
Bei dem Trockenmaterial handelt es sich insbesondere um ein Sorptionsmittel, welches Zeolith aufweist. Zeolith ist ein kristallines Mineral, das in der Gerüststruktur Silizium- und Aluminiumoxide enthält. Die regelmäßige Gerüststruktur enthält Hohlräume, in welchen Wassermoleküle unter Wärmefreisetzung adsorbiert werden können. Innerhalb der Gerüststruktur sind die Wassermoleküle starken Feldkräften ausgesetzt, deren Stärke u. a. von der bereits in der Gitterstruktur enthaltenen Wassermenge und der Temperatur des Zeolith-Materials abhängt. Als Trockenmaterial eignet sich vorliegend insbesondere Zeolith vom Typ Y, da dieses Material auch unter extremen hydrothermalen Bedingungen besonders stabil ist.
Bei der erfindungsgemäßen Spülmaschine ist mindestens ein Gebläse vorgesehen, um bedarfsweise einen Luftkreislauf derart auszubilden, dass zumindest ein Teil der Luft aus der Behandlungskammer der Spülmaschine durch die Sorptionseinheit geleitet und anschließend wieder der Behandlungskammer zugeführt wird. Der Luftstrom durch die das erhitzte Trockenmaterial aufweisende Sorptionseinheit wird also vorzugsweise mit Hilfe des genannten Gebläses erzeugt, wobei dieses Gebläse bereits während der Adsorptionsphase Luft aus der Behandlungskammer der Spülmaschine durch die Sorptionseinheit leiten kann. Selbstverständlich ist hierbei aber auch denkbar, dass ein weiteres (zusätzliches) Gebläse zum Einsatz kommt.
Unter dem hierin verwendeten Begriff „reversibel dehydrierbares Trockenmaterial” ist allgemein ein Sorptionsmittel bzw. Sorbent zu verstehen, das bzw. der ausgelegt ist, während einer Adsorptionsphase Feuchtigkeit einzulagern, wobei zumindest ein Teil der während der Adsorptionshase eingelagerten Feuchtigkeit in einer sogenannten Regenerationsphase wieder ausgelagert bzw. freigegeben wird. Wie bereits ausgeführt, wird der Luft während der Adsorptionsphase Feuchtigkeit entzogen. Gleichzeitig wird durch die Aufnahme von Wasser durch das Trockenmaterial Energie frei, welche folglich die getrocknete Luft erwärmt.
Um die Regenerationsphase einzuleiten, muss dem Trockenmaterial Energie (insbesondere in Form von Wärme) zugeführt werden, worauf hin dieses das gebundene Wasser wieder freigibt.
Durch das Vorsehen einer ein reversibel dehydrierbares Trockenmaterial aufweisenden Sorptionseinheit ist somit eine Lufttrocknung in der Behandlungskammer der Spülmaschine mit Trocknungsluft möglich, ohne dass die Trocknungsluft anschließend nach außen in die Raumatmosphäre des Aufstellraums der Spülmaschine aufgeblasen werden muss, da aufgrund Vorsehens der Sorptionseinheit die Trocknungsluft in der Behandlungskammer kontinuierlich umgesetzt werden kann.
Das reversibel dehydrierbare Trocknungsmittel besteht insbesondere aus 0,3 bis 3,0 kg, vorzugsweise aus 1,0 bis 1,5 kg zeolithhaltigem Material. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, dass bei einer handelsüblichen gewerblichen Spülmaschine, die als Programmautomat aufgeführt ist, eine Menge von 0,3 bis 3,3 kg, vorzugsweise 1,0 bis 1,5 kg, zeolithhaltiges Material auf eine Dicke von 2 bis 100 Millimetern ausreichend ist, um die gewünschten Trocknungseigenschaften zu erreichen. Im Einzelnen ist es dabei von Vorteil, wenn das zeolithhaltige Trockenmaterial in Form eines Granulats mit einem Teilchendurchmesser von 0.5 bis 10 Millimeter ausgebildet ist. Selbstverständlich ist auch die Größe und Form des Granulats entscheidend, da dicht gepacktes Trockenmaterial offensichtlich den Strömungswiderstand stark erhöht, während Trockenmaterial mit einem relativ großen Durchmesser sehr leicht für die zwangsgeführte Luft zu durchströmen ist.
Zur Regeneration des dehydrierbaren Trockenmaterials während der Desorptionsphase wird das Trockenmaterial erwärmt, um die zuvor in das Trockenmaterial eingebrachte Feuchtigkeit wieder auszutragen. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass die Trocknungseinrichtung eine Heizeinrichtung zum bedarfsweisen Erwärmen reversiblen dehydrierbaren Trockenmaterials aufweist, wobei die Heizeinrichtung eine Leistung von 1 bis 14 kW, vorzugsweise 4 bis 8 kW aufweist. Die Heizleistung von 1 bis 14 kW ist insbesondere auf die Menge des Trockenmaterials angepasst, so dass eine Desorptionszeit von wenigen Minuten erreichbar ist. Ferner sollte bei der Wahl der Heizleistung beachtet werden, dass das umliegende Gehäuse der Trocknungseinheit nicht beschädigt wird.
Die Heizeinrichtung weist vorzugsweise eine Vielzahl von Heizelementen auf, welche in gleichmäßigen Abständen innerhalb des reversiblen dehydrierbaren Trockenmaterials angeordnet sind. Durch die Anordnung einer Vielzahl von Heizelementen innerhalb des reversiblen dehydrierbaren Trockenmaterials kann in kürzester Zeit die zur Desorption erforderliche Heizenergie in das Trockenmaterial eingebracht werden. Darüber hinaus sorgt die Verteilung der Heizelemente in gleichmäßigen Abständen dafür, dass das dehydrierbare Trockenmaterial besonders homogen erwärmt werden kann. Die Heizelemente können dabei beispielsweise als Platten oder Wicklungen einer Spule ausgebildet sein, welche sich über das gesamte Volumen des Trockenmaterials erstrecken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Trocknungseinrichtung ferner eine wärmetauschende Einheit auf, welche derart mit der Sorptionseinheit in Verbindung steht, dass beim Ausbilden eines Luftkreislaufes zumindest ein Teil des durch die Sorptionseinheit geführten Luftstroms anschließend die wärmetauschende Einheit passiert. Diese wärmetauschende Einheit kann bei beispielsweise einen mit Wasser, insbesondere Frischwasser gekühlten Wärmetauscher sowie einen mit einer Frischwasser-Zufuhrleitung verbunden oder verbindbaren Einlass und eine mit dem Waschdüsensystem der Spülmaschine und/oder mit dem Klarspülsystem der Spülmaschine verbundenen oder verbindbaren Auslass aufweisen. Auf diese Weise kann während der Sorptionsphase die aus der Sorptionseinheit abgeführte Wärme zumindest teilweise dazu verwendet werden, das anschließend als Waschflüssigkeit oder Klarspülflüssigkeit verwendete Frischwasser aufzuwärmen.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen exemplarische Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung näher beschrieben.
Es zeigen:
1 schematisch eine Spülmaschine, insbesondere eine gewerbliche Spülmaschine, in Gestalt eines Programmautomaten gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 schematisch eine Spülmaschine, insbesondere eine gewerbliche Spülmaschine, in Gestalt eines Programmautomaten gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 schematisch eine erste Ausführungsform einer Trocknungseinheit der erfindungsgemäßen Spülmaschine; und
4 schematisch eine zweite Ausführungsform einer Trocknungseinheit für eine erfindungsgemäße Spülmaschine.
Die Erfindung betrifft gewerbliche Spülmaschinen, insbesondere Geschirrspülmaschinen oder Utensilienspülmaschinen, in Form eines Programmautomaten. Sie enthalten für gewöhnlich Programmsteuereinrichtungen zur Steuerung von mindestens einem Reinigungsprogramm und eine durch eine Tür (nicht gezeigt) oder eine Haube (nicht gezeigt) verschließbare Behandlungskammer 2 in einem Maschinengehäuse zur Aufnahme von zu reinigenden Spülgut (nicht gezeigt), wie beispielsweise Geschirr, Besteck, Töpfe, Pfannen und Tabletts.
Unter der Behandlungskammer 2 befindet sich ein Waschtank 12 zur Aufnahme von versprühter Flüssigkeit aus der Behandlungskammer 2. Eine Waschpumpe 13 ist zum Fördern von Waschflüssigkeit aus dem Waschtank 12 durch ein Waschflüssigkeitsleitungssystem 16 zu Waschdüsen 11a, 11b vorgesehen, welche in der Behandlungskammer 2 auf den Bereich des zu reinigenden Spülguts gerichtet sind und die Waschflüssigkeit auf das zu reinigende Spülgut sprühen. Die versprühte Waschflüssigkeit fällt durch Schwerkraft in den Waschtank 12 zurück. Dadurch bilden der Waschtank 12, die Waschpumpe 13, das Waschflüssigkeitssystem 16 und die Waschdüsen 11 zusammen mit der Behandlungskammer 2 einen Waschflüssigkeitskreislauf. Das Waschflüssigkeitsleitungssystem 16 verbindet die Druckseite der Waschpumpe 13 mit den Waschdüsen 11a, 11b.
Ferner ist ein Klarspülsystem zum Fördern von Klarspülflüssigkeit mittels einer Klarspülpumpe 14 durch ein Klarspülleitungssystem 17 zu Klarspüldüsen 15a, 15b vorgesehen, welche in der Behandlungskammer 2 auf den Bereich des zu reinigenden Spülguts gerichtet sind. Die versprühte Klarspülflüssigkeit fällt durch Schwerkraft von der Behandlungskammer 2 in den Waschtank 12. Das Klarspülflüssigkeitssystem 17 verbindet die Druckseite der Klarspülpumpe 14 mit den Klarspüldüsen 15a, 15b.
Die Waschdüsen 11a, 11b und die Klarspüldüsen 15a, 15b können in den Bereichen oberhalb und/oder unterhalb und falls gewünscht auch seitlich von dem Spülgutbereich innerhalb der Behandlungskammer angeordnet und jeweils gegen den Bereich gerichtet sein, in welchem das Spülgut positioniert wird.
Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Waschdüsen 11a an mindestens einem oberen Wascharm, eine Vielzahl von Waschdüsen 11b an einem unteren Wascharm, eine Vielzahl von Klarspüldüsen 15a an mindestens einem oberen Klarspülarm und eine Vielzahl von Klarspülendüsen 15b an mindestens einem unteren Klarspülarm vorgesehen.
Bevor während der Klarspülphase Klarspülflüssigkeit versprüht wird, wird jeweils eine der Klarspülflüssigkeit entsprechende Menge an Waschflüssigkeit aus dem Waschtank 12 mittels einer Ablaufpumpe 5 abgepumpt, deren Saugseite über eine Ableitung an einen Sumpf des Waschtanks angeschlossen ist. Wenn vor einem ersten Start der als Programmautomat ausgebildeten Spülmaschine 1 der Waschtank 12 leer ist, muss er zuerst mit Frischwasser über eine Frischwasserleitung (nicht gezeigt) oder mittels des Klarspülsystems und dessen Klarspülpumpe 14 mit Frischwasser oder einer anderen Klarspülflüssigkeit oder Waschflüssigkeit gefüllt werden.
Die Klarspülflüssigkeit kann Frischwasser oder mit Klarspüler vermischtes Frischwasser sein. Die Waschflüssigkeit hingegen enthält Reiniger (detergent), welcher der im Waschtank 12 enthaltenen Flüssigkeit von einer Reinigerzudosiervorrichtung (nicht gezeigt) vorzugsweise automatisch zudosiert wird. Die oben erwähnte Programmsteuereinrichtung steuert die Waschpumpen 13, die Klarspülpumpe 14, die Abflusspumpe 5 und die Reinigerlösungspumpe (nicht gezeigt) in Abhängigkeit von dem jeweils an der Programmsteuereinrichtung von einer Bedienperson gewählten Reinigungsprogramm. Es ist mindestens ein Reinigungsprogramm vorgesehen, vorzugsweise sind mehrere wahlweise auswählbare Reinigungsprogramme vorgesehen.
Aus der in 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spülmaschine 1 ist ferner eine Klarspülpumpe 14 mit ihrer Saugseite an einem Auslass eines Boilers 22 angeschlossen. Der Boiler 22 weist des Weiteren einen mit einer Frischwasserzuleitung 30 verbundenen Einlass auf, über welchen dem Boiler 22 entweder Frischwasser oder Frischwasser mit zudosiertem Klarspüler zugeführt wird. In dem Boiler 22 wird die über den Einlass zugeführte Flüssigkeit (reines Frischwasser oder Frischwasser mit zudosiertem Klarspüler) nach Vorgabe eines Prozessablaufs aufgeheizt. Über die mit ihrer Saugseite am Boilerauslauf angeschlossene Klarspülpumpe 14 kann die in dem Boiler 22 aufgeheizte Klarspülflüssigkeit beispielsweise während einer Frischwasser-Klarspülphase über das Klarspülleitungssystem 17 zu den Klarspüldüsen 15a bzw. 15b zugeführt werden. Die Klarspüldüsen 15a bzw. 15b sind in der Behandlungskammer 2 angeordnet, um die in den Boiler 22 aufgeheizte Klarspülflüssigkeit in der Behandlungskammer 2 auf das Spülgut zu sprühen. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass dem Boiler über den Einlass in die Frischwasserzufuhrleitung 30 reines Frischwasser zugeführt wird, welchem nach Erwärmung in dem Boiler ein Klarspüler zudosiert wird.
Bei der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spülmaschine 1 weist das Klarspülsystem einen vorzugsweise elektrisch betriebenen Dampferzeuger 39 auf, der – wie in den Figuren dargestellt – beispielsweise in den Boiler 22 integriert sein kann. In diesem Fall ist am oberen Bereich des Boilers 22 ein entsprechender Dampfauslass 46 des Dampferzeugers 39 ausgebildet. Der Dampfauslass 46 des Dampferzeugers 39 ist über eine Dampfleitung 46a an einer oberhalb des Waschtanks 12 gelegenen Stelle mit der Behandlungskammer 2 verbunden, um in diese bei Bedarf den in den Dampferzeuger 39 erzeugten Dampf einzuleiten. Die Auslassöffnung der Dampfleitung 46a befindet sich vorzugsweise zwischen den oberen Düsen 11a, 15a des Waschsystems bzw. Frischwasser-Klarspülsystems und den unteren Düsen 11b, 15b. Selbstverständlich sind aber auch andere Positionen möglich.
In dem Boiler 22, welcher gemäß den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen nicht nur zum Erwärmen der Klarspülflüssigkeit, sondern auch zum bedarfsweisen Erzeugen von Dampf dient, befindet sich eine Heizung 47. Ferner kann in bzw. an den Boiler 22 ein Niveausensor 48 angeordnet sein, welcher beispielsweise ein Ventil 49 der Frischwasserleitung 30 steuert.
Die erfindungsgemäße Spülmaschine 1 weist ferner eine Trocknungseinrichtung 40 zum kontinuierlichen oder bedarfsweisen Entziehen von Feuchtigkeit aus der in der Behandlungskammer 2 zirkulierenden Trocknungsluft auf. Die Trocknungseinrichtung 40 weist mindestens eine ein reversibel dehydrierbares Trockenmaterial aufweisende Sorptionseinheit auf. Diese Sorptionseinheit 41 ist üblicherweise ein Behälter, in welchem ein reversibel dehydrierbares Trockenmaterial gefüllt ist. Bei diesem Trockenmaterial handelt es sich vorzugsweise um ein Sorptionsmittel, welches Zeolith aufweist. Als Trockenmaterial eignet sich insbesondere Zeolith von Typ Y, da dieses Material auch unter extremen hydrothermalen Bedingungen besonders stabil ist. Die Trocknungseinrichtung beinhaltet ferner mindestens ein Gebläse 44 zum bedarfsweisen Ausbilden eines Luftkreislaufes derart, dass zumindest ein Teil der Luft aus der Behandlungskammer 2 über einen Lufteinlass 40a durch die Sorptionseinheit 41 geleitet und anschließend wieder der Behandlungskammer 2 über einen Luftauslass 40b zugeführt wird.
Wie es insbesondere in den 1 und 2 zu entnehmen ist, ist die Trocknungseinrichtung 40 oberhalb der Behandlungskammer 2 angeordnet. Mit anderen Worten, die Trocknungseinrichtung 40 mit dem Gebläse 44 und der Sorptionseinheit 41 ist vorzugsweise auf dem Maschinendach der Spülmaschine 1 montiert. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise die oben bereits erwähnte Waschflüssigkeit nur schwer in das Innere der Trocknungseinrichtung 40 gelangen kann und somit unter Einfluss der Schwerkraft ausschließlich in den Waschtank 12 zurückfließt. Somit ist das in der Sorptionseinheit 41 befindliche Trockenmaterial effektiv gegen Spritzwasser und Kondenswasser geschützt.
Der Lufteinlass 40a der Trocknungseinrichtung 40 ist vorzugsweise über eine Einlassleitung 42 mit der Behandlungskammer 2 verbunden, wobei die Einlassleitung 42 seitlich (2) oder oben (1) mit der Behandlungskammer 2 verbunden ist. Äquivalent dazu ist der Luftauslass 40b der Trocknungseinrichtung vorzugsweise über eine Auslassleitung 43 mit der Behandlungskammer 2 verbunden, wobei die Auslassleitung 43 seitlich (2) oder oben (1) mit der Behandlungskammer 2 verbunden ist. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die Einlass- bzw. Auslassleitungen 42, 43 jeweils ein Ventil zum bedarfsweisen Schließen der Verbindung zwischen Behandlungskammer und Trocknungseinrichtung 40 aufweisen können. Über die Einlass bzw. Auslassleitungen 42, 43 kann mit Hilfe des zugeordneten Gebläses 44 bei Bedarf ein Luftkreislauf derart ausgebildet werden, so dass zumindest ein Teil der Luft aus der Behandlungskammer 2 angesaugt und über die Einlassleitung 42 der Sorptionseinheit 41 zugeführt wird. Diese aus der Behandlungskammer 2 angesaugt Luft wird anschließend durch die Sorptionseinheit 41 und das Trockenmaterial geleitet und danach über den Auslass 40b der Trocknungseinheit 40 und der Auslassleitung 43 wieder der Behandlungskammer 2 zugeführt.
Um das Trockenmaterial der Sorptionseinheit 41 während der Desorptionsphase regenerieren zu können, ist es – wie bereits ausgeführt – erforderlich, das Trockenmaterial entsprechend zu erhitzen. Zu diesem Zweck ist bei den in den Zeichnungen 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spülmaschine 1 der Sorptionseinheit 41 eine beispielsweise elektrisch betriebene Heizeinrichtung 45 zugeordnet, welche ausgelegt ist, um bedarfsweise das Trockenmaterial der Sorptionseinheit 41 während einer Desorptionsphase oder unmittelbar vor dem Initiieren der Desorptionsphase zu erhitzen. Der Teilprozess der Desorption wird im Anschluss an die Adsorptionsphase durchgeführt, und zwar indem der Sorptionseinheit 41 Wärme, z. B. in Form von elektrischer Energie, Wasserdampf, Gas oder Heißwasser, zugeführt wird. Gleichzeitig oder zeitlich versetzt wird durch die sich in der Desorptionsphase befindliche Sorptionseinheit 41 mit Hilfe des Gebläses 44 über die Einlassleitung 43 Luft aus der Behandlungskammer 2 der Spülmaschine 1 geblasen, welche das als Wasserdampf aus dem Trockenmaterial desorbierte Wasser aufnimmt.
Die lediglich schematisch dargestellte Heizeinheit 45 kann eine Vielzahl an Heizelementen aufweisen, welche im gleichen Abstand innerhalb des reversibel dehydrierbaren Materials angeordnet sind. Dabei kann es sich beispielsweise um Heizstäbe oder Heizplatten handeln, welche über das gesamte Volumen der Sorptionseinheit 41 verteilt sind. Wegen der starken Bindungskräfte gegenüber. Wasser sollte das Trockenmaterial vorzugsweise auf 150°C bis über 300°C erhitzt werden, um einen möglichst geringen Restfeuchtegehalt innerhalb des Trockenmaterials zu erhalten. Die Vielzahl an Heizelementen (nicht dargstellt) sollte deshalb insbesondere weit genug von den Gehäusewänden der Trocknungseinrichtung 40 beabstandet sein, so dass diese nicht durch die hohen Temperaturen von bis zu 400° beschädigt werden.
In den 3 und 4 sind schematische Ansichten von zwei verschiedenen Ausführungsformen der Trocknungseinrichtung 40 dargestellt. Die Trocknungseinrichtungen sind dabei über einen Lufteinlass 40a, sowie über einen Luftauslass 40b mit der Behandlungskammer 2 verbunden. Um die Sorptionseinheit 41 effektiv gegen Spritzwasser aus der Behandlungskammer 2 zu schützen, weist die Trocknungseinrichtung 40 der Spülmaschine 1 eine erste Spritzwasserschutzvorrichtung 50a zwischen dem Lufteinlass 40a und der Behandlungskammer 2 auf. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Spülmaschine eine zweite Spritzwasserschutzvorrichtung 50b zwischen dem Luftauslass 40b und der Behandlungskammer 2 aufweisen. Bei den in den 3 und 4 schematisch dargestellten Spritzwasserschutzvorrichtungen handelt es sich beispielsweise um gekrümmte Leitungen, Schutzdeckel oder Leitungen mit einem Hindernis. Selbstverständlich sind die Spritzwasservorrichtungen nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Im Inneren der Trocknungseinheit 40 befindet sich eine Sorptionseinheit 41, welche aus einem reversibel dehydrierbaren Trockenmaterial besteht, das von einer nicht dargestellten Gehäusestruktur (beispielsweise Lochbleche) gehalten wird. Die Sorptionseinheit 41 ist dabei insbesondere derart ausgebildet, dass diese eine Dicke D von 2 bis 100 mm, vorzugsweise 10 bis 50 mm und besonders bevorzugt 15 bis 40 mm, entlang der Strömungsrichtung des aus der Behandlungskammer 2 geleiteten Luftstromes aufweist. Durch die Dicke von 2 bis 100 mm wird gewährleistet, dass eine ausreichende Trocknung der feuchten Maschinenluft erfolgt, ohne einen zu hohen Strömungswiderstand in Kauf nehmen zu müssen.
Die Trocknungseinrichtung 40 weist vorteilhafterweise einen ersten Luftverteiler 51 auf, welcher zwischen dem Gebläse 44 und der Sorptionseinheit 41 angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, den Luftstrom senkrecht zu einer Eingangsoberfläche der Sorptionseinheit 41 auszurichten. In der Ausführungsform gemäß 3 weist der erste Luftverteiler 51 dementsprechend eine Vielzahl von Luftlamellen auf, welche derart gebogen sind, so dass die von dem Gebläse 44 geförderte Luftströmung in einem Winkel von etwa 90° auf die Sorptionseinheit 41 abgelenkt wird. Die einzelnen Luftlamellen weisen dabei mit zunehmendem Abstand vom Gebläse 44 ein sich vergrößerndes Ausmaß auf, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Luftstromes über die gesamte Länge der Sorptionseinheit 41 gewährleistet wird. Ähnlich verhält es sich bei dem in der 4 dargestellten Luftverteiler 51, welcher als Gitter ausgebildet ist. Mit zunehmendem Abstand vom Gebläse 44 verringert sich die Dicke des Gitters, welche vom Luftstrom durchdrungen werden muss, um die Sorptionseinheit 41 zu erreichen. Somit wird wiederum gewährleistet, dass auch die hinteren Bereiche (in der Darstellung rechts) zu gleichen Teilen von Luft durchströmt werden. Mit anderen Worten, nimmt der Strömungswiderstand des in 4 dargestellten ersten Luftverteilers mit zunehmendem Abstand vom Gebläse 44 ab, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Luftstromes innerhalb der Sorptionseinheit 41 gewährleistet wird.
Die Trocknungseinrichtung 40 kann ferner einen zweiten Luftverteiler 52 aufweisen, wie dieser beispielsweise in 3 dargstellt ist. Der zweite Luftverteiler 52 ist vorzugsweise zwischen der Sorptionseinheit 41 und er Behandlungskammer 2 angeordnet. Dabei ist der zweite Luftverteiler 52 derart gegenüber dem ersten Luftverteiler 51 angeordnet, so dass der Luftstrom über das gesamte Trockenmaterial der Sorptionseinheit 41 gleichmäßig verteilt wird. Im Einzelnen kann durch den zweiten Luftverteiler 52 vorzugsweise die Luftströmung innerhalb des Sorptionsmaterials 41 beeinflusst werden. Zu diesem Zweck ist der zweite Luftverteiler vorzugsweise als Lochblech oder Schlitzblech ausgebildet, wobei dieses eine inhomogene Verteilung von Öffnungen aufweist. Demnach kann an Stellen mit mehreren bzw. größeren Öffnungen ein erhöhter Luftstrom durch die Sorptionseinheit 41 erzwungen werden, während durch den erhöhten Strömungswiderstand an Stellen mit weniger bzw. kleineren Öffnungen bzw. Schlitzen eine verringerte Strömung in der Sorptionseinheit 41 erfolgt. Durch geschickte Kombination der ersten und zweiten Luftverteiler 51, 52 kann eine besonders homogene Verteilung des Luftstroms über das gesamte Trockenmaterial der Sorptionseinheit 41 erreicht werden.
Im Folgenden soll anhand der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer als Programmautomat ausgebildeten Spülmaschine 1 näher erläutert werden:
In einem ersten Verfahrensschritt wird während einer Adsorptionsphase Luft aus der Behandlungskammer 2 durch eine ein reversibel dehydrierbares Trockenmaterial aufweisende Sorptionseinheit 41 derart geleitet, dass das Trockenmaterial Feuchtigkeit aus dem Luftstrom aufnimmt, wobei anschließend die Luft wieder der Behandlungskammer 2 zugeführt wird. Während dieser sogenannten Adsorptionsphase, in welcher Feuchtigkeit aus der Behandlungskammer 2 entnommenen Luft von dem Trockenmaterial der Sorptionseinheit 41 adsorbiert wird, wird auch Adsorptionswärme freigegeben, in Folge dessen die Luft, welche durch die Sorptionseinheit 41 geleitet wurde, entsprechend erwärmt wird. Die nach dem Passieren der Sorptionseinheit 41 getrocknete, heiße Luft wird in die Behandlungskammer 2 der Spülmaschine 1 zurückgeführt und kann zur Trocknung des in der Behandlungskammer 2 aufgenommenen Spülguts verwendet werden. Insofern ist es bevorzugt, wenn zeitgleich oder zeitlich überlappend mit der Trocknungsphase der Spülmaschine 1 die Adsorptionsphase der Sorptionseinheit 41 stattfindet, um die beim Adsorbieren von Feuchtigkeit von dem Trockenmaterial der Sorptionseinheit 41 freigesetzte Wärme zur Trocknung des Spülguts verwenden zu können. Durch die höhere Lufttemperatur ist dabei eine signifikante Verbesserung der Trocknungsqualität speziell für Spülgut aus Kunststoffmaterial möglich. Insbesondere kann auch damit die Trocknungszeit unter Umständen erheblich reduziert werden. Dies ist insbesondere beim gewerblichen Spülen ein wesentlicher Faktor.
Einen zweiten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt die Desorptionsphase dar, während der das Trockenmaterial der Sorptionseinheit 41 erhitzt wird und Luft aus der Behandlungskammer 2 durch die das erhitzte Trockenmaterial aufweisende Sorptionseinheit 41 geleitet wird. Dabei wird aus dem Trockenmaterial Feuchtigkeit desorbiert und zumindest ein Teil der in das Trockenmaterial zuvor eingebrachten thermischen Energie sowie zumindest ein Teil der aus dem Trockenmaterial desorbierten Feuchtigkeit als Wasserdampf mit Hilfe des durch die Sorptionseinheit 41 geleiteten Luftstroms aus der Sorptionseinheit 41 ausgetragen. Der dabei entstehende Wasserdampf kann beispielsweise zur Dampfreinigung des Spülguts während der Klarspülphase verwendet werden. Insofern ist es bevorzugt, wenn der zweite Verfahrensschritt, d. h. die Desorptionsphase, zumindest teilweise während der Waschphase und/oder zumindest teilweise während der Klarspülphase stattfindet, um den beim Desorbieren entstehenden Wasserdampf zur weiteren Reinigung des Spülguts verwenden zu können. Durch die Verwendung des Wasserdampfs ist es insbesondere denkbar, dass auf umweltschädliche Chemikalien, welche beispielsweise während des Klarspülprozesses Anwendung finden, teilweise oder ganz verzichtet werden kann.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Menge an Feuchtigkeit in dem Trockenmaterial der Sorptionseinheit 41 während der Adsorptionsphase und/oder der Desorptionsphase kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeiten oder Ereignissen ermittelt Werden kann. Dies geschieht insbesondere durch eine Sensoreinheit, welche beispielsweise das Gewicht des Trockenmaterials, die Zeitdauer der Desorptionsphase, den Feuchtegehalt oder die Temperatur der Luft am Luftauslass der Trocknungseinrichtung misst. Somit kann die Sensoreinheit (nicht dargestellt) zusammen mit der Programmsteuereinheit dazu verwendet werden, die unterschiedlichen Programmabläufe auf Grundlage des Feuchtegehalts des Trockenmaterials einzuleiten.
Es ist ferner bevorzugt, wenn die Adsorptionsphase 30 sec. bis 5 min., vorzugsweise 1 min. bis 3 min., in Anspruch nimmt. Dagegen kann die Desorptionsphase innerhalb von 5 sec. bis 5 min., vorzugsweise 20 sec. bis 3 min. und besonders bevorzugt 1 min. bis 2 min., erfolgen.
Bei gewerblichen Spülmaschinen ist es insbesondere essentiell, dass die Desorptionsphase möglichst effizient arbeitet und kurz ist. Hierzu ist es erforderlich, innerhalb möglichst kurzer Zeit eine möglichst große Wärmemenge in das Sorptionsmaterial einzubringen, wobei gleichzeitig dafür zu sorgen ist, dass das Sorptionsmaterial nicht überhitzt. Zu diesem Zweck ist bei der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass in der Sorptionseinheit elektrische Heizwendel angeordnet sind, um in der Desorptionsphase die zum Regenerieren des Trockenmaterials notwendige thermische Energie direkt und unmittelbar in das Sorptionsmaterial einzubringen. Zusätzlich hierzu ist Sorge zu tragen, dass während einer jeden Desorptionsphase die Sorptionseinheit 41 zumindest derart zwangsbelüftet wird, dass eine Rückkondensation von desorbiertem Wasserdampf in der Sorptionseinheit 41 wirksam verhindert wird. Insbesondere ist Sorge zu tragen, dass sich kein Kondensat im Inneren der Sorptionseinheit bilden kann, welches zu einer Beschädigung beispielsweise der in der Sorptionseinheit integrierten Heizeinheit 45 führen könnte.
Hierbei hat es sich gezeigt, dass bereits 10 Liter Luft ausreichen, um während einer Desorptionsphase den desorbierten Wasserdampf wirksam aus der Sorptionseinheit abzuführen. Selbstverständlich sind allerdings auch höhere Luftmengen möglich, die während der Desorptionsphase beispielweise mit dem Gebläse 44 durch die Sorptionseinheit 41 geblasen werden.
Vorzugsweise wird dabei während einer jeden Desorptionsphase die Luft kontinuierlich oder zeitweise durch die Sorptionseinheit 41 geblasen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass während einer jeden Desorptionsphase in der Sorptionseinheit 41 kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeiten oder Ereignissen die Temperatur des erhitzten Trockenmaterials gemessen wird, und wobei die Förderleistung des Gebläses 44 in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des erhitzten Trockenmaterials derart gesteuert wird, dass das Trockenmaterial eine Temperatur von 150°C bis 300°C und vorzugsweise stets weniger als 500°C annimmt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass während einer jeden Desorptionsphase kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeiten oder Ereignissen die Temperatur der durch das erhitzte Trockenmaterial zwangsgeführten Luft gemessen wird, und wobei die Förderleistung des Gebläses 44 in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur der durch das erhitzte Trockenmaterial zwangsgeführten Luft derart gesteuert wird, dass die durch das Trockenmaterial zwangsgeführte Luft eine Temperatur von weniger als 200°C und vorzugsweise von weniger als 150°C annimmt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass eine jede Desorptionsphase insgesamt innerhalb einer Zeitperiode von 20 bis 150 Sekunden, und vorzugsweise innerhalb einer Zeitperiode von 40 bis 90 Sekunden stattfindet.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass während einer jeden Desorptionsphase dem Trockenmaterial insgesamt 60 bis 1000 kJ und vorzugsweise insgesamt 150 bis 500 kJ thermische Energie zugeführt wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gebläse 44 derart angesteuert wird, dass der während einer jeden Desorptionsphase durch das Trockenmaterial zwangsgeführte Luftvolumenstrom in einem Bereich zwischen 0,5 bis 200 m³/h und bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,10 bis 40 m³/h liegt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass eine jede Desorptionsphase zeitlich unterteilt ist in eine anfängliche erste Zeitperiode und eine daran anschließende zweite Zeitperiode, und wobei das Gebläse 44 derart angesteuert wird, dass eine während der ersten Zeitperiode pro Zeiteinheit durch das Trockenmaterial zwangsgeführte Luftmenge geringer ist als eine während der anschließenden zweiten Zeitperiode pro Zeiteinheit durch das Trockenmaterial zwangsgeführte Luftmenge. Auf diese Weise kann das Trockenmaterial noch schneller erhitzt werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass eine jede Desorptionsphase zeitlich unterteilt ist in eine anfängliche Heizphase, während welcher bei gleichzeitiger Zwangsbelüftung dem Trockenmaterial mit Hilfe einer Heizeinrichtung thermische Energie zugeführt wird, und in eine daran anschließende Nachlaufphase, während welcher nur eine Zwangsbelüftung stattfindet und dem Trockenmaterial über die Heizeinrichtung keine thermische Energie zugeführt wird.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Spülmaschine beschränkt, sondern ergibt sich anhand einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarten Merkmale. Insbesondere ist die Erfindung äquivalent auch auf das technische Gebiet von Wäschetrocknern anwendbar. Ferner sei erwähnt, dass die Trocknungseinrichtung 40 nicht darauf beschränkt ist, ein einzelnes Gebläse 44 sowie eine einzelne Sorptionseinheit 41 aufzuweisen, sondern kann durchaus zwei oder mehr dieser Komponenten beinhalten. Wie es oben bereits erwähnt wurde, kann die Trocknungseinrichtung 40 beispielsweise auch einen nicht dargestellten Wärmetauscher aufweisen, welcher zur weiteren Reduzierung des Energieverbrauchs dient.
Bezugszeichenliste

1: Spülmaschine
2: Behandlungskammer
3: Waschwasser
4: Ableitung
5: Ablaufpumpe
11a, 11b: Waschdüsen
12: Waschtank
13: Waschpumpe
14: Klarspülpumpe
15a, 15b: Klarspüldüsen
16: Waschflüssigkeitsleitungssystem
17: Klarspülflüssigkeitsleitungssystem
22: Boiler
30: Frischwasserzufuhrleitung
39: Dampferzeuger
40: Trocknungseinheit
40a: Lufteinlass
40b: Luftauslass
41: Sorptionseinheit
42: Einlassleitung
43: Auslassleitung
44: Gebläse
45: Heizeinheit
46: Dampfauslass
46a: Dampfleitung
47: Heizung
48: Niveausensor
49: Ventil
50a: erste Spritzwasserschutzvorrichtung
50b: zweite Spritzwasserschutzvorrichtung
51: erster Luftverteiler
52: zweiter Luftverteiler

Claims

Verfahren zum Betreiben einer als Programmautomat ausgebildeten Spülmaschine (1), welche eine Behandlungskammer (2) zur Aufnahme von zu reinigendem Spülgut aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: i) während einer Adsorptionsphase wird Luft aus der Behandlungskammer (2) durch eine ein reversibel dehydrierbares Trockenmaterial aufweisende Sorptionseinheit (41) derart geleitet, dass das Trockenmaterial Feuchtigkeit aus dem Luftstrom aufnimmt, wobei anschließend die Luft wieder der Behandlungskammer (2) zugeführt wird; und ii) während einer Desorptionsphase wird das Trockenmaterial der Sorptionseinheit (41) erhitzt derart, dass aus dem Trockenmaterial Feuchtigkeit als Wasserdampf desorbiert wird, wobei während der Desorptionsphase die Sorptionseinheit (41) derart zwangsbelüftet wird, dass so viel aus dem Trockenmaterial desorbierte Feuchtigkeit als Wasserdampf aus der Sorptionseinheit (41) ausgetragen wird, dass eine Rückkondensation in der Sorptionseinheit (41) gerade wirksam verhindert wird, wobei während einer jeden Desorptionsphase mit einem Gebläse (44) Luft kontinuierlich oder zeitweise durch die Sorptionseinheit (41) geblasen wird, wobei während einer jeden Desorptionsphase kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeiten oder Ereignissen die Temperatur der durch das erhitzte Trockenmaterial zwangsgeführten Luft gemessen wird, und wobei die Förderleistung des Gebläses (44) in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur der durch das erhitzte Trockenmaterial zwangsgeführten Luft derart gesteuert wird, dass die durch das Trockenmaterial zwangsgeführte Luft eine Temperatur von weniger als 200°C und vorzugsweise von weniger als 150°C annimmt, wobei eine jede Desorptionsphase insgesamt innerhalb einer Zeitperiode von 20 bis 150 Sekunden, und vorzugsweise innerhalb einer Zeitperiode von 40 bis 90 Sekunden stattfindet, und wobei zur Zwangsbelüftung der Sorptionseinheit (41) ein Gebläse (44) derart angesteuert wird, dass ein während einer jeden Desorptionsphase durch das Trockenmaterial zwangsgeführter Luftvolumenstrom in einem Bereich zwischen 0,05 bis 200 m³/h und bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,10 bis 40 m³/h liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei während der Desorptionsphase insgesamt mindestens 10 Liter Luft durch die Sorptionseinheit (41) geblasen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei während einer jeden Desorptionsphase in der Sorptionseinheit (41) kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeiten oder Ereignissen die Temperatur des erhitzten Trockenmaterials gemessen wird, und wobei die Förderleistung des Gebläses (44) in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des erhitzten Trockenmaterials derart gesteuert wird, dass das Trockenmaterial eine Temperatur von weniger als 300°C und vorzugsweise von weniger als 250°C annimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei während einer jeden Desorptionsphase in der Sorptionseinheit (41) kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeiten oder Ereignissen die Temperatur des erhitzten Trockenmaterials gemessen wird, und wobei die Heizleistung einer in der Sorptionseinheit (41) angeordneten Heizeinheit (45) in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des erhitzten Trockenmaterials derart gesteuert wird, dass in der Desorptionsphase das Trockenmaterial eine Temperatur von weniger als 300°C und vorzugsweise von weniger als 250°C annimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei während einer jeden Desorptionsphase dem Trockenmaterial insgesamt 60 bis 1000 kJ und vorzugsweise insgesamt 150 bis 500 kJ thermische Energie zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die thermische Energie während der Desorptionsphase durch eine Heizleistung von insgesamt 3 bis 7 kW und vorzugsweise insgesamt 4 bis 6 kW zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine jede Desorptionsphase zeitlich unterteilt ist in eine anfängliche erste Zeitperiode und eine daran anschließende zweite Zeitperiode, und wobei ein Gebläse (44) derart angesteuert wird, dass eine während der ersten Zeitperiode pro Zeiteinheit durch das Trockenmaterial zwangsgeführte Luftmenge geringer ist als eine während der anschließenden zweiten Zeitperiode pro Zeiteinheit durch das Trockenmaterial zwangsgeführte Luftmenge.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine jede Desorptionsphase zeitlich unterteilt ist in eine anfängliche Heizphase, während welcher bei gleichzeitiger Zwangsbelüftung dem Trockenmaterial mit Hilfe einer Heizeinrichtung thermische Energie zugeführt wird, und in eine daran anschließende Nachlaufphase, während welcher nur eine Zwangsbelüftung stattfindet und dem Trockenmaterial über die Heizeinrichtung keine thermische Energie zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren ferner die folgenden nacheinander auszuführenden und vorzugsweise programmgesteuerten Verfahrensschritte aufweist: a) während einer Waschphase wird Waschflüssigkeit aus einem Tank (12) mit Hilfe einer Waschpumpe (13) über ein Waschleitungssystem (16) durch Waschdüsen (11a, 11b) in die Behandlungskammer (2) gesprüht, wobei zumindest ein Teil der versprühten Waschflüssigkeit von der Behandlungskammer (2) durch Schwerkraft in den Tank (12) zurückfließt; und b) während einer Klarspülphase wird Klarspülfluid in die Behandlungskammer (2) geleitet, wobei der Verfahrensschritt ii) zumindest teilweise während der Waschphase und/oder zumindest teilweise während der Klarspülphase stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Verfahrensschritt i) zeitgleich oder zeitlich überlappend mit einer im Anschluss an die Klarspülphase stattfindenden Trocknungsphase durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Verfahrensschritt i) insgesamt 5 Sekunden bis 360 Sekunden und vorzugsweise 60 Sekunden bis 300 Sekunden dauert.
Spülmaschine (1), insbesondere gewerbliche Spülmaschine (1), welche als Programmautomat ausgebildet ist und folgendes aufweist: – eine Behandlungskammer (2), in welche Spülgut manuell einsetzbar und herausnehmbar ist; – einen Tank (12), in welchen Flüssigkeit aus der Behandlungskammer (2) durch Schwerkraft abfließen kann; – ein Waschsystem mit einer Waschpumpe (13) und einem Waschleitungssystem (16) zum Fördern von Waschflüssigkeit während einer Waschphase aus dem Tank (12) und zum Versprühen der Waschflüssigkeit durch Waschdüsen (11a, 11b) in der Behandlungskammer (2); – ein Frischwasser-Klarspülsystem mit wenigstens einer Klarspülpumpe (14) und wenigstens einem Klarspülleitungssystem (17) zum Fördern von Klarspülflüssigkeit während einer Frischwasser-Klarspülphase aus einer Frischwasser-Zufuhreinrichtung und zum Versprühen der Klarspülflüssigkeit durch Klarspüldüsen (15a, 15b) in der Behandlungskammer (2); – eine Trocknungseinrichtung (40) zum kontinuierlichen oder bedarfsweisen Entziehen von Feuchtigkeit aus in der Behandlungskammer (2) zirkulierender Trocknungsluft, wobei die Trocknungseinrichtung (40) mindestens eine ein reversibel dehydrierbares Trockenmaterial aufweisende Sorptionseinheit (41) sowie mindestens ein Gebläse (44) aufweist zum bedarfsweisen Ausbilden eines Luftkreislaufes derart, dass Luft durch die Sorptionseinheit (41) geleitet und anschließend der Behandlungskammer (2) zugeführt wird; und – eine Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Spülmaschine (1) nach Anspruch 12, wobei das reversibel dehydrierbare Trockenmaterial 0,3 bis 3,0 kg und vorzugsweise 1,0 bis 1,5 kg zeolithhaltiges Material vorzugsweise Trockenmaterials in Form eines Granulats mit einem Teilchendurchmesser von 0,5 bis 10,0 mm aufweist.
Spülmaschine (1) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Trocknungseinrichtung (40) ferner eine Heizeinheit (45) zum bedarfsweisen Erwärmen des reversibel dehydrierbaren Trockenmaterials aufweist, wobei die Heizeinheit (45) eine Vielzahl von Heizelementen aufweist, welche vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen innerhalb des reversibel dehydrierbaren Trockenmaterials angeordnet sind.
Spülmaschine (1) nach Anspruch 14, wobei die Trocknungseinrichtung (40) ferner eine Wärmetauschereinheit aufweist, welche derart mit der Sorptionseinheit (41) in Verbindung steht, dass beim Ausbilden eines Luftkreislaufes zumindest ein Teil des durch die Sorptionseinheit (41) geführten Luftstromes auch die Wärmetauschereinheit passiert.