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Die Erfindung betrifft eine Spülmaschine mit einem einen Spülraum zur Aufnahme von zu reinigendem Spülgut bereitstellenden Spülbehälter, einem dem Spülbehälter nebengeordneten Frischwasserbehälter sowie mit einer Rohrleitung zur Führung von dem Spülbehälter entnommener Spülflotte, welche zumindest abschnittsweise durch den Frischwasserbehälter hindurchgeführt ist.
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Spülmaschinen sind aus dem Stand der Technik an sich gut bekannt. Eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises bedarf es insofern nicht. Spülmaschinen verfügen typischerweise über einen Spülbehälter. Dieser stellt einen Spülraum bereit, der im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall der Aufnahme von zu reinigendem Spülgut dient. Innerhalb des Spülraums ist eine Sprüheinrichtung angeordnet. Diese dient der Beschickung von zu reinigendem Spülgut mit Spülflotte. Die Sprüheinrichtung verfügt zu diesem Zweck über Sprüharme, die bevorzugterweise verdrehbar boden- und/oder deckenseitig des Spülraums oder an etwaigen Spülkörben angeordnet sind.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Spülmaschinen mit einem Frischwasserbehälter auszurüsten, der dem Spülbehälter beispielsweise nebengeordnet ist. Eine solche Ausgestaltung ist etwa aus der
EP 2 543 305 A1 bekannt.
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Die Konstruktion nach der
EP 2 543 305 A1 sieht eine Abflussrohrleitung zur Abführung von Abwasser aus dem Spülbehälter vor, die durch den Frischwasserbehälter hindurchgeführt ist. Nach Abschluss eines Spülprogramms wird die nicht mehr benötigte Spülflotte als Abwasser abgepumpt und dabei durch die im Frischwasserbehälter angeordnete Abflussrohrleitung geführt. Es kann so zu einem Wärmeübertrag vom noch vergleichsweise warmen Abwasser auf das noch vergleichsweise kalte Frischwasser kommen.
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Dabei kann jedoch nur ein Bruchteil der Wärmeenergie der abgeführten Spülflotte auf das Frischwasser übertragen werden. Der Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Spülmaschine bereitzustellen, bei dem der Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung erhöht ist bei gleichzeitig einfacher Konstruktion und Verfahrensführung.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Spülmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die erfindungsgemäße Spülmaschine weist einen einen Spülraum zur Aufnahme von zu reinigendem Spülgut bereitstellenden Spülbehälter auf, einen dem Spülbehälter nebengeordneten Frischwasserbehälter sowie eine Rohrleitung zur Führung von dem Spülbehälter entnommener Spülflotte, welche zumindest abschnittsweise durch den Frischwasserbehälter hindurchgeführt ist. Der Frischwasserbehälter dient zur Bevorratung von Frischwasser für ein nachfolgendes Spülprogramm bzw. einen nachfolgenden Spülprogrammabschnitt. Die erfindungsgemäße Spülmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass innerhalb des Frischwasserbehälters eine Strömungsleitanordnung für im Frischwasserbehälter bevorratetes Frischwasser in Höhenrichtung oberhalb der Rohrleitung angeordnet ist.
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Die Strömungsleitanordnung ermöglicht einen verbesserten Wärmeübergang von der Spülflotte auf das Frischwasser, so dass eine effizientere Wärmerückgewinnung erreicht wird. Der Frischwasserbehälter umfasst dabei insbesondere einen ersten und einen zweiten Bereich. Während die innerhalb des Frischwasserbehälters gelegenen Abschnitte der zur Führung von dem Spülbehälter entnommener Spülflotte dienenden Rohrleitung in einem ersten Bereich des Frischwasserbehälters angeordnet sind, ist die Strömungsleitanordnung insbesondere in einem zweiten Bereich des Frischwasserbehälters angeordnet, welcher sich – bei bestimmungsgemäßer Aufstellung der Spülmaschine – oberhalb des ersten Bereichs befindet. Das an der Rohrleitung erwärmte Frischwasser steigt dadurch innerhalb des Frischwasserbehälters nicht ungerichtet auf, sondern wird durch die oberhalb der Rohrleitung angeordnete Strömungsleitanordnung zielgerichtet geleitet. Somit lässt sich mittels der Strömungsleitanordnung eine gezielte Konvektionsströmung erreichen, wodurch eine verbesserte Abführung von warmem Frischwasser von der Rohrleitung weg und Zuführung von kaltem Frischwasser zu der Rohrleitung erzielbar ist. Dadurch kann eine größere Wärmemenge von der Spülflotte auf das Frischwasser übertragen werden und/oder ein schnellerer Wärmeübertrag von der Spülflotte auf das Frischwasser stattfinden.
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Dabei weist die Strömungsleitanordnung vorzugsweise einen in Höhenrichtung oder zumindest annähernd in Höhenrichtung gerichteten Kanal auf. Hierdurch wird das erwärmte Frischwasser unter Ausnutzung der Konvektion gezielt und schnell nach oben abgeführt. Die Strömungsleitanordnung ist dabei insbesondere so angeordnet und ausgebildet, dass bei Vorhandensein von Spülflotte in der Rohrleitung mit gegenüber dem Frischwasser erhöhter Temperatur sich innerhalb des Kanals eine Strömung des Frischwassers mit im Wesentlichen in Höhenrichtung gerichteter Strömungsrichtung einstellt.
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Das nach oben aufsteigende, durch den Kanal geführte erwärmte Frischwasser, welches an einem höher gelegenem Niveau des Frischwasserbehälters aus dem Kanal wieder austritt, verdrängt dort kühleres Frischwasser, welches außerhalb des Kanals entsprechend seiner Temperatur langsam nach unten absinkt. Außerhalb des Kanals entsteht in dem im Frischwasserbehälter befindlichen Frischwasser eine Temperaturschichtung, in der die Temperatur des Frischwassers von oben nach unten abfällt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Strömungsleitanordnung ist diese Temperaturschichtung vergleichsweise geordnet, d.h. weist eine weitgehend stetig abfallende Temperatur auf. Die Strömungsleitanordnung trennt somit innerhalb des Frischwasserbehälters einen Aufstiegsbereich, in dem erwärmtes Frischwasser nach oben steigt, von einem Schichtbereich, in dem Frischwasser nach unten absinkt. Insgesamt ist die Strömungsleitanordnung somit vorzugsweise so beschaffen, dass sich bei Vorhandensein von erwärmter Spülflotte in der Rohrleitung im Frischwasserbehälter ein thermischer Konvektionsströmungskreislauf des Frischwassers ausbildet, wobei Frischwasser im Frischwasserbehälter innerhalb des Kanals nach oben steigt und außerhalb des Kanals nach unten absinkt. Auf diese Weise ermöglicht der durch die Strömungsleitanordnung entstehende Konvektionsströmungskreislauf, dass dem ersten Bereich des Frischwasserbehälters, insbesondere der Außenfläche der Rohrleitung stets das kälteste Frischwasser des Frischwasserbehälters zum Wärmetausch zugeführt wird, insbesondere erfolgt diese Zuführung zuverlässig und schnell.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Kanalwandung des Kanals eine Vielzahl von Öffnungen aufweist. Die Öffnungen sind dabei insbesondere über die Kanallänge vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet und verbinden den Kanal mit dem Schichtbereich des Frischwasserbehälters, d.h. dem Bereich des Frischwasserbehälters außerhalb, insbesondere seitlich des Kanals, in dem sich die Temperaturschichtung ausbildet. Somit kann das Frischwasser an verschiedenen Stellen, insbesondere auf verschiedenen Höhenniveaus aus dem Kanal hinaustreten und in den Schichtbereich des Frischwasserbehälters einströmen. Andererseits sind die Öffnungen senkrecht zur Hauptbewegungsrichtung der Frischwasserströmung im Kanal ausgerichtet und haben jeweils einen Querschnitt, der so gering bemessen ist, dass das Einströmen des Frischwassers in den Schichtbereich langsam und kontrolliert erfolgt. Vorzugsweise sind in der seitlichen Kanalwandung 20 bis 200 Öffnungen, die vorzugsweise gleichmäßig in Höhenrichtung voneinander beabstandet sind, vorhanden. Die Öffnungen können dabei insbesondere jeweils einen Querschnitt von 1 bis 15 mm2 aufweisen, beispielsweise kann es sich um runde Öffnungen mit einem Durchmesser von 1 bis 4 mm handeln. Andere Formen der Öffnungen, wie ovale Öffnungen oder Schlitze sind jedoch ebenfalls möglich. Insgesamt weisen die Öffnungen vorzugsweise eine aufaddierte Öffnungsfläche, also einen Gesamtquerschnitt von 100 bis 400 mm2 auf. Durch das Vorhandensein, Anordnung und Ausgestaltung der Öffnungen wird erreicht, dass eine Verwirbelung des Frischwassers im Schichtbereich weitgehend vermieden wird. Es hat sich gezeigt, dass sich auf diese Weise eine Temperaturschichtung mit einer von oben nach unten stetig oder nahezu stetig abfallenden Temperatur im Schichtbereich des Frischwasserbehälters einstellt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Strömungsleitanordnung mindestens ein Ablenkmittel auf, durch das aufsteigendes erwärmtes Frischwasser zum Kanal hin geleitet wird. Hierdurch wird die sich bei Vorhandensein von erwärmter Spülflotte in der Rohrleitung mit gegenüber dem Frischwasser erhöhter Temperatur ausbildende thermische Konvektionsströmung um- oder abgelenkt und dem Kanal zugeführt. Das mindestens eine Ablenkmittel erstreckt sich dabei mit seiner horizontalen Richtungskomponente über einen wesentlichen Bereich des Frischwasserbehälters, so dass im Wärmetauschbetrieb das gesamte oder zumindest nahezu das gesamte aus dem Bereich der Rohrleitung aufsteigende erwärmte Frischwasser vom Ablenkmittel erfasst und zum Kanal hin geleitet wird. Dabei kann das Ablenkmittel beispielsweise trichterförmig ausgebildet sein mit einer trichterförmigen Aufweitung, die der Rohrleitung zugewandt ist. Der Trichter mündet nach oben hin in den Kanal. Alternativ kann das Ablenkmittel auch Teil des Kanals sein, insbesondere kann der Kanal auch mindestens an seinem unteren Ende oder vollständig trichterförmig ausgebildet sein. Die Strömungsleitanordnung, insbesondere das Ablenkmittel bildet mit der Seitenwand des Frischwasserbehälters eine Engstelle aus. Durch diese Engstelle hindurch erfolgt bei sich einstellendem thermischen Konvektionsströmungskreislauf die Zuführung des kältesten Teils des Frischwassers aus dem zweiten Bereich, d.h. Schichtbereich zum ersten Bereich des Frischwasserbehälters und der darin befindlichen Rohrleitung.
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Die zur Führung von dem Spülbehälter entnommener Spülflotte dienende Rohrleitung ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise mäanderförmig innerhalb des Frischwasserbehälters geführt. Darüber hinaus ist die Rohrleitung bevorzugterweise wellenförmig ausgebildet. Beide Maßnahmen dienen dazu, eine möglichst große Wärmetauscherfläche bereitzustellen. Um einen verbesserten Wärmeübergang zu ermöglichen, kann ferner vorgesehen sein, die Oberfläche der Rohrleitung aufzurauen und/oder eine Oberflächenbeschichtung für die Rohrleitung vorzusehen. Es können auch Rohrleitungen aus Kunststoff mit innenliegenden Metallrohren vorgesehen sein.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Rohrleitung ausgangsseitig an den Spülbehälter strömungstechnisch angeschlossen. Hierdurch wird ein wiederholtes Hindurchführen der Spülflotte durch die Rohrleitung ermöglicht, das heißt ein Umwälzen der Spülflotte, was in vorteilhafter Weise dazu führt, dass ein Mehr an Wärme der Spülflotte entzogen und dem Frischwasser zugeführt werden kann. Es wird mithin eine im Vergleich zum Stand der Technik gesteigerter Wärmeübertrag und damit eine gesteigerte Wärmerückgewinnung erreicht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
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1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Spülmaschine,
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2 eine schematische Darstellung des Frischwasserbehälters und der sich im Betrieb darin einstellenden Konvektionsströmung
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1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Spülmaschine 1. Diese weist einen mehrere Sprüheinrichtungen 3 enthaltenden Spülbehälter 2 und einen dazu nebengeordneten Frischwasserbehälter 4 auf. Im unteren ersten Bereich des Frischwasserbehälters 4 befindet sich ein Abschnitt einer Rohrleitung 5, die zwischen einer Einlassstelle 6 und einer Auslassstelle 7 durch den Frischwasserbehälter 4 hindurchgeführt ist. Die Rohrleitung 5 ist dabei mäanderförmig ausgebildet, so dass eine große Kontaktfläche zu dem Frischwasser im Frischwasserbehälter 4 bereitgestellt wird. Einlassstellenseitig ist die Rohrleitung 5 mit einer Leitung 8 verbunden, die zu einer Förderpumpe 20 führt, mittels der Spülflotte aus dem Spülbehälter 2 in die Rohrleitung 5 gefördert werden kann. Auslassstellenseitig ist die Rohrleitung 5 an eine Leitung 9 angeschlossen, die durch eine Öffnung im Spülbehälter 2 in den Spülraum 10 geführt ist. Vorzugsweise wird die Spülflotte mittels der Förderpumpe 20 in einem Kreislauf somit mehrfach durch die Rohrleitung 5 geleitet, so dass ein vergleichsweise großer Anteil der Wärmeenergie auf das Frischwasser übertragen werden kann. Gemäß einer nicht dargestellten Alternative ist es aber auch denkbar, dass die Rohrleitung 5 auslassstellenseitig stattdessen an eine Abflussleitung angeschlossen ist, über die Spülflotte nach einmaligem Durchfluss direkt aus der Spülmaschine 1 abgeführt wird.
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Der Frischwasserbehälter 4 weist eingangsseitig einen an sich bekannten Frischwassereinlass auf, der mit dem Wasseranschluss der Spülmaschine 1 verbunden ist, sowie ausgangsseitig einen Frischwasserauslass, über den das Frischwasser aus dem Frischwasserbehälter 4 in den Spülbehälter 2 gelangen kann. Frischwassereinlass und – auslass sind in 1 der Übersichtlichkeit halber jedoch nicht dargestellt.
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Am Ende eines Programmabschnitts wird die in diesem Abschnitt erwärmte Spülflotte mittels der Förderpumpe 20 durch die Rohrleitung 5 geleitet. Dabei findet innerhalb des Frischwasserbehälters 4 ein Wärmetausch statt, bei dem die Spülflotte Wärme an das im Frischwasserbehälter 4 bevorratete Frischwasser abgibt. Nach Abführen der Spülflotte aus der Spülmaschine 1 wird das erwärmte Frischwasser in den Spülbehälter 2 geleitet und für einen nachfolgenden Programmabschnitt zum Spülen des Reinigungsguts genutzt.
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Wie insbesondere in 2 dargestellt steigt das an der Rohrleitung 5 erhitzte Frischwasser aufgrund seiner geringeren Dichte nach oben. Oberhalb des ersten Bereichs 11 des Frischwasserbehälters 4, in dem die Rohrleitung 5 hindurchgeführt ist, befindet sich ein zweiter Bereich 12 des Frischwasserbehälters 4, der eine Strömungsleitanordnung 13 für im Frischwasserbehälter 4 bevorratetes Frischwasser aufweist. Die Strömungsleitanordnung 13 weist einen in Höhenrichtung 14 gerichteten Kanal 15 sowie mindestens ein Ablenkmittel 16 auf, durch das aufsteigendes erwärmtes Wasser zum Kanal 15 hin geleitet wird. Das mindestens eine Ablenkmittel 16 ist hierfür vorliegend als, insbesondere vom unteren Ende des Kanals 15 ausgehender Trichter mit einer der Rohrleitung 5 zugewandten Trichteröffnung ausgebildet. Der Kanal 15 erstreckt sich bis zur oberen Begrenzung des Frischwasserbehälters 4, insbesondere entlang einer zentralen vertikalen Achse des Frischwasserbehälters 4. Durch die Strömungsleitanordnung 13 wird das erhitzte Wasser durch den Kanal 15 nach oben geführt. Die den Kanal 15 seitlich begrenzende Kanalwandung enthält eine Vielzahl kleiner Öffnungen 17, durch die das erwärmte Frischwasser langsam und kontrolliert in den seitlich des Kanals 15 befindlichen Schichtbereich 18 einströmen kann. In diesem Schichtbereich 18 bildet sich eine stabile und geordnete Temperaturschichtung mit einer von oben nach unten weitgehend stetig abfallenden Temperatur. Das aus dem Kanal 15 in den Schichtbereich 18 einströmende Warmwasser verdrängt naturgemäß das gleiche Volumen an anderer Stelle aus diesem Bereich. Oberhalb der schrägen Flächen des trichterförmigen Ablenkmittels 16 sammelt sich der kälteste Teil des Frischwassers. Durch eine Engstelle 19 zwischen Ablenkmittel 16 und Seitenwand des Frischwasserbehälters 4 erfolgt schließlich der Rückfluss in den ersten Bereich 11 des Frischwasserbehälters 4. Es wird somit stets das kälteste Frischwasser, welches sich oberhalb des Ablenkmittels 16 gesammelt hat, durch die Engstelle 19 gedrängt und somit in Richtung der unterhalb der Strömungsleitanordnung 13 befindlichen Rohrleitung 5 geleitet. Insgesamt bildet sich ein thermischer Konvektionsströmungskreislauf des Frischwassers aus entsprechend der in 2 dargestellten Pfeile, wobei Frischwasser im Frischwasserbehälter 4 innerhalb des Kanals 15 nach oben steigt und außerhalb des Kanals 15 im Schichtbereich 18 nach unten absinkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2543305 A1 [0003, 0004]
