DE102015223583B4

DE102015223583B4 - Wasserführendes Haushaltsgerät mit einer elektrochemisch polarisierbaren inneren Oberfläche sowie Verfahren zu seinem Betrieb

Info

Publication number: DE102015223583B4
Application number: DE102015223583.1A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Schaub
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2035-11-28
Also published as: DE102015223583A1

Abstract

Wasserführendes Haushaltsgerät (1,2) mit einer Wasserzuleitung (8,9) und mindestens einem Bauteil (10,11,33,40,41) mit einer inneren Bauteiloberfläche (10,11,33,40,41), die eine Beschichtung (17) mit einem elektrisch leitfähigen organischen Polymer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserführende Haushaltsgerät (1,2) eine Vorrichtung zur elektrochemischen Polarisation der elektrisch leitfähigen Beschichtung (17) enthält und das elektrisch leitfähige Polymer als Salz von Kationen des elektrisch leitfähigen Polymeren mit Anionen vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einer elektrochemisch polarisierbaren inneren Oberfläche sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb. Die Erfindung betrifft insbesondere ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einer Wasserzuleitung und mindestens einem Bauteil mit einer inneren Bauteiloberfläche sowie ein Verfahren zum Betrieb dieses Haushaltsgerätes.
In wasserführenden Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen, Waschtrocknern, Trocknern, insbesondere Kondensationstrocknern, oder Geschirrspülmaschinen kommt es im Bereich der Bauteile mit dauerfeuchten Oberflächen häufig zu einer Ausbildung von Biofilmen. „Dauerfeuchte Oberflächen“ sind hierbei solche, die bei einem ordnungsgemäßen Betrieb des Haushaltsgerätes mit Wasser oder wässrigen Flüssigkeiten in Kontakt gelangen. Biofilme bilden sich überwiegend in wässrigen Systemen auf einer Grenzfläche, beispielsweise zu einer festen Phase, und bestehen aus einer dünnen Schleimschicht, in die Mikroorganismen eingebettet sind. Die Mikroorganismen umgeben sich zum Schutz gegen äußere Angriffe und zur Verbesserung ihrer Lebensbedingungen mit extrazellulären polymeren Substanzen (EPS). Die EPS bilden in Verbindung mit Wasser Hydrogele, so dass sich eine schleimartige Matrix bildet, in der Nährstoffe und andere Substanzen gelöst sind.
Dadurch kommt es neben dunklen Belägen auf den Oberflächen häufig auch zu einer unangenehmen Geruchsbildung. So kann es durch Biofilme, die sich beispielsweise in der Einspülschale und in Bereichen des Laugenbehälters von Haushaltsgeräten bilden, ein hygienisches, ästhetisches und/oder Geruchsproblem geben. Zudem kann die Hygiene bei Speicherwasser, das in manchen Haushaltsgeräten zur Wiederverwendung in späteren Prozessschritten gespeichert wird, mangelhaft sein, wenn die Gesamtkeimzahl im Wasser, die mit der Stärke des Biofilms korreliert, zu groß wird. Schließlich kann es auch aufgrund des Stoffwechsels der Mikroorganismen im Biofilm neben Geruchsproblemen zu Verfärbungen sowie Korrosion kommen.
Die Ausbildung von Biofilmen auf Oberflächen wasserführender Haushaltsgeräte sollte daher möglichst vermieden werden. Insbesondere sollten bereits vorhandene Biofilme bekämpft und möglichst beseitigt werden. Hierzu ist es bekannt, Oberflächen in Haushaltsgeräten beispielsweise biozid auszurüsten, insbesondere eine Einspülschale einer Waschmaschine. Biozid ausgerüstete Oberflächen verhindern aber nicht dauerhaft die Bildung eines Biofilms, weil immer nur die im direkten Kontakt mit der Oberfläche stehenden Keime das Biozid aufnehmen und absterben. Andere Keime, die sich auf den abgestorbenen Keimen ansiedeln, können häufig überleben und sich vermehren.
Andererseits werden durch biozid wirkende chemische Substanzen, die von außen auf einen Biofilm einwirken, im Allgemeinen nur die oberen Keimschichten abgetötet. Tiefer gelegene Schichten werden häufig nicht erreicht, da diese durch die EPS geschützt sind. Zudem müssen chemische Reiniger im Allgemeinen in einer hohen Konzentration sowie mit einer langen Einwirkzeit eingesetzt werden. Biozide bzw. Chemikalien oder deren Reaktionsprodukte sind schließlich häufig umweltschädlich und/oder gesundheitsgefährdend und können beispielsweise Allergien hervorrufen. Schließlich kann es beim wiederholten Einsatz von Bioziden bei den Mikroorganismen zu einer Resistenzbildung kommen, wodurch deren Bekämpfung erschwert wird.
Die bisherigen thermischen Abtötungsverfahren beseitigen den Biofilm selbst nicht, so dass sich auf den abgetöteten Keimen bzw. dem verbleibenden Biofilm neue Keime ansiedeln können. Diese finden häufig eine ideale Nährstoffsituation vor, welche die erneute Ansiedlung von Mikroorganismen begünstigt.
Zur Vermeidung und/oder Beseitigung von Biofilmen sind auch biologische Verfahren bekannt. Die DE 38 41 596 A1 beschreibt ein Verfahren zur Verringerung der Schleim- und Belagbildung in Anlagen, in denen Wasser zirkuliert. Dabei werden dem zirkulierenden Wasser nicht-sessile Mikroorganismen zugeführt, die mit Biofilm-bildenden Mikroorganismen in Nährstoffkonkurrenz treten und so die Ausbildung eines Biofilms verringern.
Die EP 1 350 575 B1 beschreibt eine Oberfläche mit schaltbarer Ultrahydrophobie sowie ein Verfahren zu deren Realisierung. Die Oberfläche ist insbesondere eine rauhe Oberfläche mit einer schaltbaren intrinsischen Benetzbarkeit, wobei im Rahmen des Schaltens ein reversibler Übergang zu einer Kompositoberfläche im Sinne der Cassie-Baxter-Theorie erfolgt. Hierzu ist ein Substrat mit einer Dünnschicht mit einer durch Temperaturvariation, pH-Variation, elektrische Felder oder Kontakt mit selektiven Lösungsmitteln schaltbaren Benetzbarkeit versehen. Die Dünnschicht besteht dabei vorzugsweise aus mindestens einer hydrophilen und einer hydrophoben Komponente, die durch Phasenseparation wechselseitig an der Oberfläche angereichert werden.
Die EP 0 985 639 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur elektrochemischen Bekämpfung von Ablagerungen von Organismen an Flächen von Unterwassereinrichtungen, die im Kontakt mit Wasser stehen. Die zu beschichtenden Strukturen können dabei metallisch, ein Polymer, anorganische Materialien oder natürliche Materialien sein, wobei die aufzubringende leitende Schicht immer metallisch ist.
Die EP 1 777 250 B1 beschreibt ein Verfahren zur Vermeidung oder Verminderung von Biofilmen auf Membranen, bei dem die Oberfläche von Membranen in wässrigen Lösungen durch eine leitfähige Beschichtung polarisierbar wird. Als leitfähige Schicht wird insbesondere ein elektrisch leitendes Material aus Metall oder leitfähigen organischen Polymeren eingesetzt. Ein solches Verfahren wird zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit von Membranen in wässriger Lösung vorgeschlagen. Eine Anwendung für anders Aufgebaute technische Einrichtungen ist nicht vorgesehen.
Die DE 10 2012 223 682 A1 beschreibt ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einem Behandlungsbehälter zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen, mindestens einer inneren Oberfläche und insbesondere einer Wasserzuleitung, wobei die innere Oberfläche eine Beschichtung mit einem schaltbaren Polymeren umfasst.
In der DE 10 2005 049 388 A1 ist ein Verfahren zur Vermeidung oder Verminderung von Biofilmen auf Oberflächen beschrieben, bei dem die Oberfläche durch eine leitfähige Beschichtung polarisiert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es vor diesem Hintergrund, ein wasserführendes Haushaltsgerät bereitzustellen, bei dem die Vermeidung der Ausbildung sowie die Bekämpfung von Biofilmen verbessert ist. Insbesondere soll die Entfernung von Biofilmen erleichtert durchgeführt werden können. Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Haushaltsgerätes bereitzustellen. Für die Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird hierin die Bezeichnung „Biofilm“ für einen Biofilm als solchen wie auch für eine mehr oder weniger große Ansammlung von Mikroorganismen auf einer inneren Oberfläche des wasserführenden Haushaltsgeräts, selbst wenn diese Ansammlung noch keinen Biofilm bildet, verwendet.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein wasserführendes Haushaltsgerät sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausgestaltungen des Verfahrens entsprechen bevorzugte Ausgestaltungen des Haushaltsgeräts und umgekehrt, selbst wenn hierin nicht jeweils gesondert darauf hingewiesen wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einer Wasserzuleitung und mindestens einem Bauteil mit einer inneren Bauteiloberfläche, wobei die innere Bauteiloberfläche eine Beschichtung mit einem elektrisch leitfähigen organischen Polymer aufweist und das Haushaltsgerät eine Vorrichtung zur elektrochemischen Polarisation der elektrisch leitfähigen Beschichtung enthält und das elektrisch leitfähige Polymer als Salz von Kationen des elektrisch leitfähigen Polymeren mit Anionen vorliegt. Bauteile sind im Allgemeinen Komponenten eines Haushaltsgerätes mit einer bestimmten Funktion, z.B. eine Trommel, eine Einspülschale, eine Rohrleitung usw.
Hierin bedeutet „elektrisch leitfähiges organisches Polymer“ ein Polymer, das bereits aufgrund seiner chemischen Struktur, insbesondere aufgrund eines konjugierten π-Elektronensystems entlang der Polymerkette, über eine elektrische Leitfähigkeit verfügt, also intrinsisch leitfähig ist. Bei diesen kann auf elektrochemischem oder chemischem Weg eine Änderung des Oxidationszustandes des Polymeren bewirkt werden, wobei sich die unterschiedlichen Oxidationszustände im Allgemeinen in ihrer Struktur und elektrischen Leitfähigkeit unterscheiden. Es können allerdings neben dem intrinsisch leitfähigen Polymer in der inneren Oberfläche zusätzlich auch Metalle und/oder andere intrinsisch leitfähige Materialien wie z.B. Kohlenstoffnanoröhren vorhanden sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform des wasserführenden Haushaltsgeräts ist das elektrisch leitfähige organische Polymer ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Polypyrrol, Polythiophen, Polyphenylen, Polyethylenphenylen, Polyanilin, Polyazulen, Polyfluoren, und deren Derivaten. Derivate sind hierbei insbesondere solche, bei denen ein oder mehrere Wasserstoffatome des aromatischen Rings durch einen oder mehrere Substituenten ersetzt sind. Derivate des Polypyrrols sind auch solche, bei denen das N-Wasserstoffatom durch einen niedrigen Alkylrest, insbesondere eine Methylgruppe oder Ethylgruppe ersetzt ist.
Vorzugsweise ist das Derivat im Falle von Polythiophen ausgewählt aus der Gruppe, die aus Poly-3-alkyl-thiophen, Polyethylendioxythiophen und Polydithiophen besteht. Hierbei ist der Alkylrest im Poly-3-alkyl-thiophen insbesondere ein n-Hexyl-, n-Oktyl- oder n-Dodezyl-Rest.
Die elektrisch leitfähigen Polymere sind insbesondere im oxidierten Zustand elektrisch leitfähig. Das elektrisch leitfähige Polymer liegt im oxidierten Zustand als Kation zusammen mit einem geeigneten Anion als Salz vor. Vorzugsweise liegt dabei das elektrisch leitfähige Polymer als Salz von Kationen des elektrisch leitfähigen Polymeren mit Sulfonatanionen vor.
Im Salz sind die Anionen für den Ladungsausgleich bedeutsam. Liegt das elektrisch leitfähige organische Polymer zu lange im neutralen Zustand vor, so können diese Anionen gegebenenfalls in ein umgebendes flüssiges Medium entweichen. Da eine in einem wasserführenden Haushaltsgerät eingesetzte wässrige Flüssigkeit möglicherweise die zum Ladungsausgleich erforderlichen Anionen in der gewünschten Art und Menge nicht enthält, werden in der Beschichtung bevorzugt relativ große und insbesondere lange Anionen eingesetzt, welche über eine vergleichsweise geringe Mobilität verfügen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt das elektrisch leitfähige Polymer daher als Salz von Kationen des elektrisch leitfähigen Polymeren mit polymeren Anionen vor.
Zahlreiche verschiedene Ionen kommen in Frage. Besonders bevorzugt sind die Anionen Polystyrolsulfonat-Anionen.
Das elektrisch leitfähige organische Polymer verändert seinen ursprünglichen Zustand durch die elektrochemische Polarisation hin zu einem neuen Zustand, der für einen Biofilm abträglich ist, wobei diese Zustände im Allgemeinen durch unterschiedliche innere oder oberflächliche Strukturen der beschichteten inneren Bauteiloberfläche gekennzeichnet sind. Vorzugsweise kann diese Polarisierung reversibel durchgeführt werden, so dass erfindungsgemäß vorzugsweise reversibel polarisierbare elektrisch leitfähige organische Polymere eingesetzt werden. Dies hängt insbesondere von der Art des elektrisch leitfähigen organischen Polymeren, insbesondere seinen Redoxpotentialen, sowie Vorzeichen und Stärke der elektrochemischen Polarisation ab.
In Ausführungsformen der Erfindung kann sich jedenfalls in Abhängigkeit vom eingesetzten elektrisch leitfähigen organischen Polymer und der angewandten elektrochemischen Polarisation insbesondere auch die Struktur der Beschichtung ändern, so dass darin stattfindende Transportprozesse, z.B. Diffusion, durch die elektrochemische Polarisation beeinflusst werden. Durch die elektrochemische Polarisation des elektrisch leitfähigen Polymers werden nicht nur die Struktur der Beschichtung, sondern auch ihr Volumen, ihr Oberflächenpotential und sogar der pH-Wert in der Nähe der Oberfläche verändert. Dieses Verhalten wird insbesondere durch Potentialänderungen an den leitfähigen Polymeren bewirkt.
Besonders bevorzugt wird die elektrochemische Polarisation derart bewirkt, dass die elektrochemischen Eigenschaften der elektrisch leitfähigen Beschichtung variieren. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die auf der Beschichtung vorhandenen Mikroorganismen sich nicht auf eine bestimmte Eigenschaft der Beschichtung einstellen können, wodurch ein Anhaften der Mikroorganismen vermieden oder zumindest erschwert wird. Somit wird auch eine Ausbildung eines Biofilms verzögert oder gar verhindert. Ferner wird eine deutlich verbesserte Reinigbarkeit der Oberflächen erreicht, da bei einer reduzierten Anhaftung der Mikrorganismen bzw. des Biofilms leichter entfernbar sind, bspw. mechanisch durch einfaches Abspülen der Oberfläche. Dieser Vorteil ist insbesondere dann gegeben, wenn sich die elektrochemischen Eigenschaften wiederholend und insbesondere schnell variieren. Unter „schnell“ wird insbesondere eine Variation der elektrochemischen Eigenschaften in einer Zeitdauer von kleiner 10 Sekunden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es insbesondere auch möglich, biozid wirkende Substanzen in der Beschichtung einzulagern, die nach oder während einer elektrochemischen Polarisation rascher an die Oberfläche und damit an einen zu beseitigenden Biofilm gelangen können. Dies wäre ein Beispiel für einen Controlled-Release-Vorgang durch die erfindungsgemäße Anwendung von elektrisch leitfähigen, polarisierbaren Polymeren.
Das wasserführende Haushaltsgerät ist erfindungsgemäß nicht besonders eingeschränkt. Jedes wasserführende Haushaltsgerät, in dem sich aufgrund der Anwesenheit von Wasser ein Biofilm ausbilden kann und bei dem daher eine Vermeidung, Verringerung und/oder Beseitigung von Biofilmen erwünscht ist, ist erfindungsgemäß geeignet. Vorzugsweise weist das wasserführende Haushaltsgerät einen Behandlungsbehälter zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen wie z.B. Wäsche oder Geschirr auf und ist ausgewählt aus einer Gruppe, die aus einer Geschirrspülmaschine, einer Waschmaschine, einem Waschtrockner oder einem Trockner besteht. Dabei ist der Trockner insbesondere ein Kondensationstrockner, also ein Trockner, in dem einer feuchtwarmen Prozessluft aus einer Trocknungskammer als Behandlungsbehälter, welche feuchte Wäschestücke enthält, durch Kondensation das in der feuchtwarmen Prozessluft enthaltende Wasser entzogen wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Haushaltsgerät eine Waschmaschine mit einem Laugenbehälter, einer Trommel, einem Wasserzulaufsystem und einem Laugenablaufsystem mit einer Laugenpumpe und einer Steuereinrichtung.
Vorzugsweise wird ein wasserführendes Haushaltsgerät eingesetzt, das einen Wasserspeicher für im Haushaltsgerät verwendetes Wasser aufweist. Bei einem solchen Haushaltsgerät wird eine verwendete wässrige Flüssigkeit für eine erneute Verwendung als Speicherwasser gespeichert und damit rezykliert. Bei einer Waschmaschine oder einem Waschtrockner eignet sich hierfür beispielsweise Wasser aus dem letzten Spülgang, das relativ sauber ist. Ein solcher Wasserspeicher kann mit Wasser aus verschiedenen Quellen gespeist werden und kann je nach ausschließlicher oder bevorzugter Wasserquelle beispielsweise ein Kondensatauffangbehälter, ein Weich- oder Hartwasserbehälter und/oder ein Spülwasserspeicher sein. Bei einer Geschirrspülmaschine, einer Waschmaschine oder einem Waschtrockner ist der Wasserspeicher vorzugsweise ein Spülwasserspeicher. In dem Spülwasserspeicher wird in der Regel gebrauchtes Spülwasser zwischengespeichert, um beispielsweise im nachfolgenden Waschgang wiederverwendet zu werden. Im Fall eines Trockners oder Waschtrockners ist der Wasserspeicher vorzugsweise ein Kondensatauffangbehälter für das bei der Trocknung feuchtwarmer Prozessluft anfallende Kondensat, beispielsweise eine unter einem Wärmetauscher angeordnete Kondensatwanne. Zudem kann der Wasserspeicher auch ein Weichwasserbehälter bzw. ein Hartwasserbehälter sein, beispielsweise wenn eine Waschmaschine eine Entsalzungsvorrichtung aufweist.
Die genannten Wasserspeicher sind anfällig für die Ausbildung von Biofilmen. Somit ist die Ausstattung einer inneren Bauteiloberfläche mit einer Beschichtung mit einem elektrisch leitfähigen Polymer, die elektrochemisch polarisiert werden kann, sehr vorteilhaft. Insbesondere bei der Speicherung von Spülwasser, das in späteren Prozessschritten wiederverwendet werden soll, können so die hygienischen Anforderungen gewährleistet werden.
Erfindungsgemäß ist eine innere Bauteiloberfläche in einem wasserführenden Haushaltsgerät nicht besonders eingeschränkt und kann jede innere Oberfläche sein, die sich innerhalb eines solchen Haushaltsgerätes befindet, wobei das Material des Bauteils nicht beschränkt ist, so dass beispielsweise Oberflächen aus Kunststoff, Metall, Gummi etc. umfasst sind.
Vorzugsweise ist die innere Bauteiloberfläche eine dauerfeuchte innere Oberfläche. Eine „dauerfeuchte innere Oberfläche“ ist hierbei insbesondere eine im Inneren des Haushaltsgerätes befindliche Oberfläche, die bei einem üblichen Betrieb des Haushaltsgerätes mit Wasser oder einer wässrigen Flüssigkeit in Kontakt gelangt.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die innere Bauteiloberfläche eine innere Laugenbehälterwand, eine innere Oberfläche einer Einspülschale, eines Wasserspeichers, einer Wasserführungsleitung und/oder einer Kondensatwanne und/oder eine Wärmetauscheroberfläche umfasst. Hierbei bedeutet innere Laugenbehälterwand vorzugsweise den zur Ausbildung von Biofilmen neigenden hinteren Bereich der Lagerung.
Die Beschichtung mit einem elektrisch leitfähigen organischen Polymer kann erfindungsgemäß relativ dünn sein. Vorzugsweise hat die Beschichtung eine Dicke von höchstens 50 µm, besonders bevorzugt von höchstens 20 µm und ganz besonders bevorzugt von höchstens 10 µm.
Wenn hierin von „Beschichtung mit einem elektrisch leitfähigen organischen Polymer“ die Rede ist, so sind hiervon auch Beschichtungen umfasst, die neben dem elektrisch leitfähigen organischen Polymer, das im Allgemeinen aufgrund seiner schlechten Löslichkeit und hohen Schmelzpunktes schlecht verarbeitbar ist, noch andere niedermolekulare oder hochmolekulare Komponenten enthalten. Diese können beispielsweise zu einer besseren Haftung bzw. Einbringung des elektrisch leitfähigen organischen Polymeren in der inneren Bauteiloberfläche dienen. Da allerdings die elektrochemische Polarisierbarkeit der inneren Bauteiloberfläche groß sein soll, ist im Allgemeinen der Anteil des elektrisch leitfähigen Polymeren möglichst hoch.
Im erfindungsgemäßen Haushaltsgerät befindet sich eine Vorrichtung zur elektrochemischen Polarisation einer elektrisch leitfähigen Beschichtung. Eine solche ist dem Fachmann gut bekannt und wird hier daher nicht weiter diskutiert. Die Vorrichtung ist über geeignete Leitungen mit dem elektrisch leitfähigen organischen Polymeren verbunden. Vorzugsweise erfolgt dabei die Kontaktierung des intrinsisch leitfähigen Polymeren über metallische Leitungen, welche sich auf der inneren Bauteiloberfläche befinden oder im Inneren des Bauteils angeordnet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das wasserführende Haushaltsgerät eine Steuereinrichtung, die derart eingerichtet ist, dass eine elektrochemische Polarisation automatisch oder durch einen Befehl eines Benutzers durchgeführt wird. Hierbei sind verschiedene Polarisationsprogramme möglich, welche sich in dem Vorzeichen und dem Ausmaß der elektrochemischen Polarisation sowie deren Zeitabhängigkeit unterscheiden können, wobei das Ausmaß der elektrochemischen Polarisation eine Abweichung des elektrischen Ruhepotentials der elektrisch leitenden Beschichtung gegenüber dem sich bei der Polarisation einstellenden elektrischen Potentials der Beschichtung angibt. Die elektrochemische Polarisation wird insbesondere durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die elektrisch leitfähige Beschichtung bewirkt, wodurch insbesondere ein Stromfluß in der Beschichtung bewirkt werden kann. So kann eine elektrochemische Polarisation ausgehend von einem Anfangswert kontinuierlich bis zu einem vorgegebenen Wert variiert werden oder aber ein vorgegebener Wert der elektrochemischen Polarisation kann sprunghaft eingestellt werden. Außerdem können unterschiedliche elektrochemische Polarisationen für unterschiedliche zeitliche Dauern eingestellt werden. Allgemein kann die Polarisation der elektrisch leitfähigen Beschichtung statisch oder dynamisch mit Potential- oder Strom-Kontrolle (potentiostatisch, potentiodynamisch, galvanostatisch oder galvanodynamisch) erfolgen. Es wird insbesondere zur Variation der elektrochemischen Polarisation die an der elektrisch leitfähigen Beschichtung anliegende Spannung und/oder der durch die elektrisch leitfähige Beschichtung fließende Strom variiert. Bevorzugt wird die elektrochemische Polarisation, die an der Beschichtung anliegende Spannung und/oder der durch die Beschichtung fließende Strom pulsförmig bewirkt, dass heißt, dass die Variation innerhalb eine Zeitdauer, die kleiner 10 Sekunden, insbesondere kleiner als 1 Sekunde, erfolgt.
Im Allgemeinen wird das Polarisationsprogramm vom Grad der Verunreinigung mit Mikroorganismen, insbesondere der Ausbildung eines Biofilmes abhängen. Vorzugsweise weist das wasserführende Haushaltsgerät daher einen Sensor für das Vorhandensein eines Biofilms auf einer inneren Bauteiloberfläche auf, insbesondere auf einer inneren Bauteiloberfläche, die mit einem elektrisch leitfähigen organischen Polymer beschichtet ist.
Ein solcher Sensor kann beispielsweise ein Geruchssensor oder ein optischer Sensor sein. Beispielsweise kann ein unten beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren dann eingeleitet werden, wenn ein Sensorsignal einen bestimmten vorgegebenen Wert für einen Geruch oder eine optische Eigenschaft wie Streuung oder Absorption erreicht oder überschreitet. Beim Sensor kann es sich auch um einen Trübungssensor handeln oder um einen Sensor zur Detektion eines Brechungsindex, einer Oberflächenspannung oder einer elektrischen Kapazität. Entsprechende Sensoren können sich beispielsweise in den besonders für die Ausbildung eines Biofilms anfälligen Bereichen des wasserführenden Haushaltsgeräts befinden.
Die Steuereinrichtung des wasserführenden Haushaltsgeräts ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise so eingerichtet, dass sie durch die vom Sensor erhaltenen Daten Vorhandensein oder Gefahr der Ausbildung eines Biofilms ermitteln kann. Dazu kann die Steuereinrichtung im Allgemeinen Signale vom Sensor empfangen, die dann mit in der Steuereinrichtung entsprechend hinterlegten Daten verglichen werden, so dass das Vorhandensein eines Biofilm oder die Gefahr der Ausbildung eines Biofilms erkannt werden kann. Daraufhin kann dann die erfindungsgemäß vorgesehene elektrochemische Polarisierung der elektrisch leitfähigen organischen Polymeren gezielt eingeleitet werden. Insbesondere ist dadurch die Auswahl eines Polarisationsprogrammes unter einer Anzahl von elektrochemischen Polarisationsprogrammen, die vorzugsweise in der Steuereinrichtung des wasserführenden Haushaltsgerätes hinterlegt sind, möglich.
Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. die darin vorgesehene Behandlung vorteilhaft durchgeführt werden, nachdem eine vorgegebene Betriebsdauer des Haushaltsgerätes erreicht oder überschritten ist. Hierzu kann im Haushaltsgerät eine geeignete Zeitmesseinrichtung vorhanden sein, welche das Alter des Haushaltsgeräts, die Dauer des tatsächlichen Betriebs und/oder beispielsweise die Menge von im Haushaltsgerät behandelten Gegenständen (Wäsche, Geschirr) ermittelt. Nach Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann diese Zeitmesseinrichtung vorzugsweise zurückgesetzt werden.
Schließlich umfasst das erfindungsgemäße Haushaltsgerät vorzugsweise einen Spülflüssigkeitsbehälter für eine Spülflüssigkeit. Über die Steuereinrichtung des Haushaltsgeräts gesteuert wird in Ausführungsformen der Erfindung dann im Allgemeinen die Spülflüssigkeit zugegeben, wenn aufgrund der elektrochemischen Polarisation eine Anlösung eines Biofilms eingetreten ist.
Auf diese Weise werden die Mikroorganismen und insbesondere Biofilme, deren Haftung aufgrund der Polarisation der elektrisch leitfähigen organischen Polymeren verschlechtert worden ist, mechanisch unterstützt abgelöst und entfernt. Solche Oberflächen finden sich beispielsweise im Bereich der Einspülschale und des Laugenbehälters einer Waschmaschine oder eines Waschtrockners. Da diese Bereiche sehr anfällig für eine Biofilmbildung sind, ist es besonders bevorzugt, wenn die Herabsetzung der Haftung durch eine solche anschließende mechanisch wirkende Spülbehandlung ergänzt wird.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgerätes mit einer Wasserzuleitung und mindestens einem Bauteils mit einer inneren Bauteiloberfläche, die eine Beschichtung mit einem elektrisch leitfähigen organischen Polymer aufweist, wobei das Haushaltsgerät eine Vorrichtung zur elektrochemischen Polarisation der elektrisch leitfähigen Beschichtung enthält und das elektrisch leitfähige Polymer als Salz von Kationen des elektrisch leitfähigen Polymeren mit Anionen vorliegt, umfassend einen Schritt

(a) einer elektrochemische Polarisation der elektrisch leitfähigen Beschichtung durch Anlegen einer elektrischen Spannung, welche kleiner als die für die Durchführung einer Elektrolyse eines die Beschichtung umgebenden Lösungsmittels erforderliche Zersetzungsspannung ist.

Der Begriff Zersetzungsspannung wurde von Max le Blanc eingeführt und wird vorliegend als diejenige elektrische Spannung (auch Polarisationsspannung genannt) verstanden, die mindestens zur Durchführung einer Elektrolyse eines die Beschichtung umgebenden Lösungsmittels erforderlich ist bzw. bei dem die elektrochemische Zersetzung des Lösungsmittels gerade beginnt.
Das umgebende Lösungsmittel ist hierbei insbesondere Wasser oder eine wässrige Flüssigkeit.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die elektrochemische Polarisation mit einer elektrischen Spannung vorbestimmter Größe und/oder für eine vorbestimmte Zeitdauer durchgeführt, so dass die Oberflächeneigenschaften des elektrisch leitfähigen organischen Polymeren derart geändert werden, welche eine Haftung eines Biofilmes herabzusetzen oder den Biofilm sogar vollständig abzulösen. Es können unterschiedliche elektrochemische Polarisationsprogramme zum Einsatz kommen. Die für die elektrochemische Polarisation erforderliche bzw. vorbestimmte Größe einer elektrischen Spannung (Polarisationsspannung), einer Spannungsänderung, eines elektrische Strom, einer Stromänderung und/oder einer Zeitdauer kann aus Vorversuchen bestimmt werden. Die Zeitdauer ist vorzugsweise kleiner als 10 Sekunden. Beispielsweise kann zwischen einem ersten angelegten Potential und einem zweiten angelegten Potential wiederholt hin und her geschaltet werden, wobei diese Potentiale für unterschiedliche Zeiträume bzw. Zeitdauern angelegt bleiben können. Es kann auch wiederholt die elektrochemische Polarisation an sich an- und ausgeschaltet werden. Das Polarisationsprogramm wird im Einzelfall so gewählt, dass die Oberflächeneigenschaften des polarisierbaren elektrisch leitfähigen organischen Polymeren durch die Polarisationsänderung derart geändert werden, dass eine Haftung von Biofilmen herabgesetzt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des wasserführenden Haushaltsgerätes wird eine Änderung der Polarisation der inneren Bauteiloberfläche durch eine vorzugsweise gleichzeitige Änderung der äußeren chemischen und/oder physikalischen Bedingungen unterstützt. Hierbei umfassen die physikalischen Bedingungen insbesondere die Temperatur, den pH-Wert, die lonenstärke und/oder den Druck.
So kann gleichzeitig oder anschließend an eine geeignete elektrochemische Polarisierung eine Änderung des pH-Wertes, z.B. von neutral nach basisch, erfolgen. Dies kann beispielsweise durch Einwirkung einer alkalischen Lösung, z.B. einer Waschlauge, auf das elektrisch leitfähige organische Polymer bzw. den Biofilm erreicht werden. Diese Maßnahme kann beispielsweise in einer Waschmaschine während eines Waschprogrammes stattfinden, wenn beispielsweise in einem Waschprogramm ein alkalisches Waschmittel eingesetzt wird. Hierbei wird im Allgemeinen die Einwirkzeit der alkalischen Lösung derart zeitgesteuert oder sensorgesteuert, dass die Alkalien einen einmal gebildeten Biofilm durchdringen und die polarisierbare Beschichtung erreichen. Ein während der Stillstandzeit der Waschmaschine als einem Beispiel für ein erfindungsgemäßes wasserführendes Haushaltsgerät darin gebildeter Biofilm würde dann bei einer erneuten Durchführung eines Waschprogrammes entfernt werden.
Für den Fall, dass das erfindungsgemäße Verfahren in einer Waschmaschine durchgeführt wird, kann beispielsweise eine ein elektrisch leitfähiges, polarisierbares organisches Polymer aufweisende innere Bauteiloberfläche, z.B. die einer Einspülschale, zusätzlich mit vorzugsweisen warmem Wasser gespült werden oder aber durch Einschalten von in das Bauteil eingelagerten Heizdrähten zusätzlich erwärmt werden. Eine Erwärmung mit warmem Wasser oder einer anderen mit einem reinigenden Agens versetzten wässrigen Flüssigkeit hat den Vorteil, dass die Ablösung eines schlechter haftenden Biofilmes unterstützt wird. Dies ist während einer erfindungsgemäß vorgesehenen elektrochemischen Polarisation möglich. Schließlich kann ein schlecht haftender Biofilm auch anschließend aufgrund der mechanischen Einwirkung einer strömenden Spülflüssigkeit abgelöst und schließlich weggespült werden.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäß vorgesehene elektrochemische Polarisierung mit anderen chemischen oder mechanischen Reinigungsschritten gekoppelt wird. Hierbei kann unter einem mechanischen Reinigungsschritt auch ein Abbürsten gemeint sein. Beispielsweise kann der Einsatz eines Oxidationsmittels wie Ozon oder Hypochlorit, z.B. Natriumhypochlorit, zu einer beschleunigten Entfernung eines Biofilms führen. Ein solcher Behandlungsschritt kann vor, gleichzeitig oder nach der elektrochemischen Polarisierung erfolgen.
Vorzugsweise wird anschließend an die Polarisierung und einen chemischen oder mechanischen Reinigungsschritt noch ein Spülschritt mit einer Spülflüssigkeit durchgeführt, um einen mehr oder weniger angelösten Biofilm oder Mikroorganismen von der inneren Oberfläche und vorzugsweise aus dem wasserführenden Haushaltsgerät zu entfernen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der angelöste Biofilm vorzugsweise mit Hilfe einer Spülflüssigkeit abgelöst und von der Oberfläche abtransportiert, vorzugsweise entsorgt. Als Spülflüssigkeit kann hierbei Wasser als solches oder eine wässrige Flüssigkeit, die Zusätze enthält, eingesetzt werden. Diese Zusätze können beispielsweise Detergentien oder Oxidationsmittel sein.
Die Spülflüssigkeit kann im wasserführenden Haushaltsgerät auf unterschiedliche Weise eingebracht werden, im Allgemeinen abhängig von der Art des Haushaltsgerätes und der mit einem Biofilm behafteten inneren Bauteiloberfläche. So kann die Spülflüssigkeit in einer Waschmaschine auf demselben Weg, d.h. insbesondere über die gleichen Leitungen, eingebracht werden wie eine zur Behandlung von Gegenständen wie Wäsche oder Geschirr eingesetzte Flüssigkeit.
In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Oberfläche unter Verwendung einer geeigneten Sprayvorrichtung mit der Spülflüssigkeit besprüht. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das wasserführende Haushaltsgerät daher auch eine Sprayvorrichtung für die Spülflüssigkeit.
In der Steuereinrichtung des Haushaltsgerätes ist vorzugsweise ein Zusammenhang zwischen einer Mindestpolarisationsdauer und Größe und Art eines Biofilms hinterlegt, so dass die Mindestpolarisationsdauer in Abhängigkeit von einem festgestellten Biofilm und sonstigen Maßnahmen (Änderung des pH-Wertes, Erwärmung, Spülflüssigkeit, usw.) eingestellt werden kann.
Es ist jedenfalls im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass während und/oder anschließend an die elektrochemische Polarisation ein Schritt
(b) einer Reinigung der eine Beschichtung mit dem elektrisch leitfähigen organischen Polymeren aufweisenden inneren Bauteiloberfläche durch Spülung mit einer wässrigen Flüssigkeit,
durchgeführt wird.
Dies eröffnet z.B. bei einer Waschmaschine als einem Beispiel für ein erfindungsgemäßes wasserführendes Haushaltsgerät die Möglichkeit, dass das erfindungsgemäße Verfahren als ein Reinigungsprogramm sowohl im Rahmen eines Waschprogramms, insbesondere in darin vorgesehenen Schleuderphasen, als auch im Rahmen eines gesonderten Reinigungsprogramms durchgeführt werden kann. Ein gesondertes Reinigungsprogramm wird dabei insbesondere nach Beendigung eines Waschprogramms durchgeführt, wenn also in einem Behandlungsbehälter vorhandene Wäschestücke entnommen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher eine Trommel einer Waschmaschine bei einem vorzugsweise erhöhten Wasserstand mit hohen Trommeldrehzahlen betrieben. Dadurch kann ein insbesondere im hinteren Laugenbehälterbereich vorhandener Biofilm wirksam beseitigt werden.
In Ausführungsformen der Erfindung, in welcher das Haushaltsgerät ein Trockner oder ein Waschtrockner mit einem Wärmetauscher für feuchtwarme Prozessluft ist, wird insbesondere der Wärmetauscher mit einem Biofilm besiedelt. Andererseits kann während eines Trocknungsprozesses die Polarisation eines ggf. geeignet beschichteten Wärmetauschers geeignet geändert werden, so dass die Haftung eines Biofilms verschlechtert wird. Dabei kann sich die Haftung des Biofilms derart verschlechtert haben, dass er mittels des anschließend im Wärmetauscher anfallenden Kondensats weggespült werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt werden, beispielsweise als von einem Behandlungsverfahren im wasserführenden Haushaltsgerät getrenntes Verfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei wasserführenden Haushaltsgeräten wie beispielsweise Geschirrspülgeräten, Waschmaschinen, Waschtrocknern oder Trocknern während eines gewöhnlichen Programmablaufs, insbesondere während eines Spül-, Wasch- und/oder Trockenvorgangs, durchgeführt werden. Dann ist ein separates „Reinigungsverfahren“ unnötig. Jedoch kann das erfindungsgemäße Verfahren auch als separates Teilprogramm in einem üblichen Spül-, Wasch- und/oder Trockenprogramm oder als vollständig separates Behandlungsprogramm durchgeführt werden.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Behandlung, oder bei bereits vorhandenem Biofilm der Biofilmbehandlungsschritt, vor und/oder nach längeren Stillstandzeiten des Haushaltsgeräts durchgeführt wird. Während längerer Stillstandzeiten kann es insbesondere zur Ausbildung von Biofilmen kommen, die erfindungsgemäß vermieden und/oder wieder beseitigt werden können. Besonders bevorzugt ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor längeren Stillstandzeiten des Haushaltsgerätes, da so bereits die Ausbildung des Biofilms vermieden werden kann und unangenehme Gerüche, Korrosion etc. gar nicht entstehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die elektrochemische Polarisation während eines im wasserführenden Haushaltsgerät mit den zu behandelnden Gegenständen im Behandlungsbehälter stattfindenden Behandlungsprogramms durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf verschiedene Weise eingeleitet werden, insbesondere automatisch oder auf Veranlassung durch einen Benutzer des wasserführenden Haushaltsgerätes.
Eine automatische Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann dabei sensorgesteuert oder zeitgesteuert erfolgen. So kann nach längerer Stillstandzeit oder bei häufiger Verwendung von Wasch- oder Spülgängen nach bestimmten Zeitintervallen automatisch ein erfindungsgemäßes Verfahren, das auch als Biofilmbehandlungsschritt bezeichnet werden kann, durchgeführt werden.
Alternativ kann vorteilhaft das erfindungsgemäße Verfahren manuell durch einen Benutzer des wasserführenden Haushaltsgerätes eingeleitet werden. So kann beispielsweise vor einem geplanten längeren Stillstand des Haushaltsgerätes ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden, um einen Biofilm zu beseitigen. Hier erfolgt eine vom Benutzer veranlasste elektrochemische Polarisierung vorzugsweise in Kombination mit einem entsprechenden Spülvorgang, bei einer Waschmaschine vorteilhaft beispielsweise durch Einspülen aus der Einspülschale, beispielsweise durch Einspülen einer Spülflüssigkeit aus einer speziellen Kammer, oder durch Freisetzung aus einem Spülflüssigkeitsbehälter.
Darüber hinaus ist die Einleitung der erfindungsgemäß vorgesehenen Behandlung durch den Benutzer auch mit entsprechenden Sensoren kombinierbar, beispielsweise, indem ein Benutzer über optische oder akustische Anzeigemittel über das Vorhandensein oder die Gefahr der Ausbildung eines Biofilms informiert wird. Dies kann, wie im Zusammenhang mit der sensorgesteuerten Einleitung beschrieben, über entsprechende Sensoren und eine entsprechend eingerichtete Programmsteuerung ermittelt werden. Jedoch wird bei dieser Ausführungsform das erfindungsgemäße Verfahren nicht automatisch eingeleitet, sondern dem Benutzer gegebenenfalls ein Vorschlag angezeigt, so dass der Benutzer den Schritt nach Wunsch manuell einleiten kann.
Erfindungsgemäßes Haushaltsgerät und erfindungsgemäßes Verfahren haben mehrere Vorteile. Sie ermöglichen insbesondere eine Vermeidung, Verringerung und/oder Beseitigung eines Biofilms auf einer inneren Bauteiloberfläche in einem wasserführenden Haushaltsgerät.
Die Haftung eines Biofilms wird bei der Anwendung der Erfindung im Allgemeinen herabgesetzt, so dass der Biofilm auf einfache Weise, beispielsweise durch Spülen mit Wasser oder einer anderen Spülflüssigkeit, entfernt werden kann und nicht wie bislang üblich lediglich abgetötet wird. Überdies ist die Bekämpfung eines Biofilms ohne Erzeugung von schädlichen Abbauprodukten möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Haushaltsgerät in Ausführungsformen der Erfindung auch Bereiche erreichen, die nicht direkt mit einer Spüllösung in Kontakt kommen, aber durch vorangegangene Prozesse feucht geblieben sind. Somit kann eine sehr gründliche „Reinigung“ erfolgen.
Durch eine Beschichtung von Oberflächen, auf denen sich leicht Biofilme ausbilden können, mit elektrochemisch polarisierbaren elektrisch leitfähigen organischen Polymeren kann die Entfernung gebildeter Biofilme verbessert und erleichtert werden. Die Haftung eines Biofilmes kann verschlechtert werden und der nicht mehr haftende Biofilm dann beispielsweise mit einer Spülflüssigkeit wie Wasser abgespült werden.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die in den 1 und 2 gezeigten beispielhaften Ausführungsformen näher erläutert.

1 ist eine schematische Darstellung der vorliegend relevanten Teile einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen wasserführenden Haushaltsgerätes, das hier eine Waschmaschine ist.
2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch ein wasserführendes Haushaltsgerät, welches gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung als Wäschetrockner ausgestaltet ist, bei dem mittels eines Luft-Luft-Wärmetauschers eine Wärmerückgewinnung stattfindet.

Die in 1 gezeigte Waschmaschine 1 weist einen Laugenbehälter 4 auf, in dem eine Trommel 3 als Behandlungsbehälter für Wäsche 7 als zu behandelnde Gegenstände um eine horizontal angeordnete Drehachse 35 der Trommel 3 drehbar gelagert ist und durch einen Antriebsmotor 14 betrieben werden kann. Die Drehrichtung der Trommel 3 wird durch einen langen Pfeil angezeigt. Wäschemitnehmer 36 und Schöpfeinrichtungen 37 an der Innenfläche des Trommelmantels dienen zur Intensivierung der Durchflutung mit Waschlauge 6.
Die Waschmaschine 1 weist eine Wasserzuleitung mit einer Wasseranschlussarmatur für das Hauswassernetz 8, einem elektrisch steuerbaren Ventil 9 und einer Zuleitung 10 mit einem Siphon 21 zum Laugenbehälter 4 auf, die über eine Einspülschale 11 geführt ist, aus der das zulaufende Wasser Waschmittelportionen in den Laugenbehälter 4 transportieren kann.
Bauteile im Sinne der Erfindung sind insbesondere die Einspülschale 11 und ein Wasserspeicher 33 für rezykliertes Wasser. Diese weisen innere Bauteiloberflächen mit einer Beschichtung 17 mit einem elektrisch leitfähigen organischen Polymer auf, welche durch eine hier nicht gezeigte Vorrichtung zur elektrochemischen Polarisation elektrochemisch polarisiert werden kann. Die Polarisation, d.h. die angelegte Spannung, kann hierbei fest für einen bestimmten Zeitraum (Zeitdauer) vorgegeben sein oder zeitlich variiert werden. Neben Potentialrampen können auch Potentialsprünge angewandt werden. Denkbar ist auch eine galvanostatische Verfahrensweise, bei der bestimmte Ströme vorgegeben sind. Vorzugsweise wird ein auf das verwendete elektrisch leitfähige organische Polymer sowie Art und Ausmaß der Belegung mit einem Biofilm abgestimmtes Polarisationsprogramm durchgeführt.
Die in 1 gezeigte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen wasserführenden Haushaltsgerätes ermöglicht durch die Anwesenheit von elektrisch leitfähigen organischen Polymeren in inneren Bauteiloberflächen somit die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Ergebnis der mehr oder weniger lang dauernden elektrochemischen Polarisation wird die Haftung eines Biofilms auf der inneren Bauteiloberfläche verringert. Dieser Prozess kann durch Anwendung einer Spülflüssigkeit mechanisch und/oder chemisch unterstützt werden, wobei die Anwendung einer Spülflüssigkeit auch den Abtransport eines abgelösten Biofilms ermöglicht.
Hierzu ist in 1 ein Spülflüssigkeitsbehälter 25 über eine Wasserzuleitung 16 mit einem elektrisch steuerbaren Ventil 9 verbunden, welches eine Verbindung zum Hauswassernetz 8 darstellt. Somit kann durch Einleitung von Wasser die Spülflüssigkeit im Spülflüssigkeitsbehälter 25 mit Wasser verdünnt oder nachgefüllt werden.
Bei der Waschmaschine 1 der 1 ist der Spülflüssigkeitsbehälter 25 über eine erste Spülflüssigkeitszufuhrleitung 20 mit der Einspülschale 11 verbunden. Außerdem zweigt von dem Spülflüssigkeitsbehälter 25 eine zweite Spülflüssigkeitszufuhrleitung 26 zum Laugenbehälter 4 bzw. zur Trommel 3 ab, welche über eine in der Ansicht von 1 nur angedeutete Manschette 24 an einer Beschickungsöffnung 23 der Trommel 3 eine Einleitung der Spülflüssigkeit ermöglicht.
Die Waschmaschine 1 der 1 weist noch weitere Möglichkeiten für den Einsatz einer Spülflüssigkeit auf. So zweigt von dem Spülflüssigkeitsbehälter 25 eine Zuleitung 18 ab, die zu einer Sprayvorrichtung 31 sowie zu einem Wasserspeicher 33 führt. In der Zuleitung 18 ist eine regelbare Verschlussvorrichtung 28 angeordnet, mit welcher die Zufuhr an Spülflüssigkeit gesteuert werden kann. Weitere Verschlussvorrichtungen können vorhanden sein.
Über die an einem hinteren Ausgang des Laugenbehälters 4 angeordnete Sprayvorrichtung 31 kann die Spülflüssigkeit beispielsweise in den hinteren, einer hier nicht näher gezeigten Beschickungsöffnung 23 gegenüberliegenden, Teil des Laugenbehälters 4 gesprüht werden. Die innere Laugenbehälterwand und insbesondere deren hinterer, der Beschickungsöffnung 23 abgewandte Teil, ist eine dauerfeuchte Oberfläche, die besonders zur Ausbildung eines Biofilms neigt.
Schließlich kann auch ein Wasserspeicher 33 anschließend an einen Polarisiervorgang mit einer Spülflüssigkeit versetzt werden, um den Wasserspeicher 33 von schädlichen Mikroorganismen und möglicherweise einem Biofilm zu reinigen und somit eine längere Aufbewahrungszeit des Speicherwassers unter hygienischen Bedingungen zu realisieren. Die Verbindung des Wasserspeichers 33 mit dem Laugenbehälter 4 ist in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform weist die Waschmaschine 1 für eine akustische und/oder optische Anzeige der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Anzeigevorrichtung 29 auf.
Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform befindet sich ein Sensor 5 für einen Biofilm in der Einspülschale 11. Sensor 5 ist beispielsweise ein Geruchssensor oder ein optischer Sensor, welcher das Auftreten von Ansammlungen von Mikroorganismen und insbesondere eines Biofilms anzeigen kann. Der Sensor 5 ist mit der Steuereinrichtung 12 der Waschmaschine 1 verbunden, so dass bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Sensorsignals die automatische Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranlasst werden kann.
Außerdem befinden sich bei dieser Ausführungsform im Laugenbehälter 4 eine Heizung 13, eine Pumpe 22 zum Abpumpen von wässriger Flüssigkeit aus dem Laugenbehälter 4 sowie ein Sensor 15 für die Messung der Konzentration an Waschmittel und/oder Waschhilfsmittel. Diese Komponenten sowie das Ventil 9, der Antriebsmotor 14, die regelbare Verschlussvorrichtung 28 und der Sensor 5 sind mit der Steuereinrichtung 12 verbunden. Die Steuereinrichtung 12 steuert die Waschmaschine 1 in Abhängigkeit von einem Ablaufplan, der auf einem Zeitprogramm und/oder auf dem Erreichen von vorgegebenen Messwerten von Programmparametern wie Laugenniveau, Laugentemperatur, Drehzahl der Trommel, Ermittlung der Anwesenheit von Mikroorganismen bzw. einem Biofilm, Konzentration an Waschmittel und/oder Waschhilfsmittel usw. innerhalb der Waschmaschine 1 basiert.
2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch ein wasserführendes Haushaltsgerät, welches gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ein Wäschetrockner („Trockner“) 2 ist, bei dem mit einem Luft-Luft-Wärmetauscher 40 eine Wärmerückgewinnung durchgeführt wird. Der Trockner 2 weist eine um eine horizontale Achse drehbare Trommel 3 zur Aufnahme von hier nicht gezeigter, insbesondere zu trocknender, Wäsche auf, innerhalb welcher Wäschemitnehmer 36 zur Bewegung der Wäsche während einer Trommeldrehung befestigt sind. Prozessluft wird mittels eines Prozessluftgebläses 19 über eine Heizung 13 durch die Trommel 3 in einem Zuluftkanal 38 geführt. Im Zuluftkanal 38 wird Raumluft durch das Prozessluftgebläse 19 von einem Zulufteingang 39 angesaugt. Die von der Heizung 13 erwärmte Luft wird von der einer Trocknertür 42 gegenüberliegenden Seite der Trommel 3 durch deren gelochten Boden in die Trommel 3 geleitet, kommt dort mit der zu trocknenden Wäsche in Berührung und strömt durch die Befüllöffnung der Trommel 3 zu einem Flusengitter 43 innerhalb der die Befüllöffnung verschließenden Trocknertür 42. Nach Durchgang durch die Trommel 3 wird der feuchtwarme Prozessluftstrom in der Trocknertür 42 nach unten umgelenkt und gelangt in einen Abluftkanal 33, in dem sich ein Luft-Luft-Wärmetauscher 40 befindet, welcher die feuchtwarme Prozessluft (hier: Abluft) abkühlt und nach Kondensation der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit zum Abluftausgang 27 führt. Die abgeschiedene Feuchtigkeit wird in einer Kondensatwanne 41 aufgefangen, von wo aus sie beispielsweise durch Abpumpen entsorgt werden kann.
Zur Abkühlung der feuchtwarmen Prozessluft wird im Luft-Luft-Wärmetauscher 40 dem Trockner 2 über den Zuluftkanal 38 zugeführte Raumluft verwendet. Diese Zuluft wird durch die feuchtwarme Prozessluft und anschließend vor dem Eintritt in Trommel 3 noch mittels Heizung 13 erwärmt.
Bei der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform sind die Kondensatwanne 41 und der Luft-Luft-Wärmetauscher 40 Bauteile mit einer inneren Bauteiloberfläche im Sinne der Erfindung, welche jeweils eine Beschichtung 17 mit einem elektrisch leitfähigen organischen Polymer aufweisen, die durch eine hier nicht gezeigte Vorrichtung zur elektrochemischen Polarisation polarisiert werden können. Durch Anwendung eines geeigneten elektrochemischen Polarisationsprogramms kann ein Biofilm angelöst oder abgelöst werden. Außerdem ist ein Spülflüssigkeitsbehälter 25 vorhanden, mit dem ein durch eine elektrochemische Polarisation angelöster Biofilm abgelöst und abtransportiert werden kann. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist hier die Wasserzufuhr zum Spülflüssigkeitsbehälter 25 nicht näher gezeigt. Der Spülflüssigkeitsbehälter 25 ist über eine dritte Spülflüssigkeitszufuhrleitung 30 mit dem Luft-Luft-Wärmetauscher 40 und schließlich der Kondensatwanne 41 verbunden. Ein Sensor 5 für einen Biofilm ist vorhanden, wodurch über die Auswertung eines Sensorsignals ein erfindungsgemäßes Verfahren eingeleitet werden kann.
Die Trommel 3 wird bei der in 2 gezeigten Ausführungsform am hinteren Boden mittels eines Drehlagers und vorne mittels eines Lagerschildes 44 gelagert, wobei die Trommel 3 mit einer Krempe auf einem Gleitstreifen 45 am Lagerschild 44 aufliegt und so am vorderen Ende gehalten wird. Die Steuerung des Kondensationstrockners erfolgt über die Steuereinrichtung 12, die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 34 geregelt werden kann.
Zur akustischen und/oder optischen Anzeige der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens befindet sich am Trockner eine Anzeigevorrichtung 29.
Bezugszeichenliste

1: Waschmaschine
2: Trockner
3: Behandlungsbehälter, Trommel
4: Laugenbehälter
5: Sensor für einen Biofilm, z.B. Geruchssensor, optischer Sensor
6: Waschlauge
7: Wäsche
8: Hauswassernetz
9: elektrisch steuerbares Ventil
10: Zuleitung zum Laugenbehälter
11: Einspülschale
12: Steuereinrichtung
13: Heizung
14: Antriebsmotor
15: Sensor zur Bestimmung von Eigenschaften einer wässrigen Flüssigkeit
16: Wasserzuleitung für Spülflüssigkeitsbehälter
17: Beschichtung mit elektrisch leitfähigem organischen Polymer
18: Zuleitung für Spülflüssigkeit, z.B. Wasser, zur Sprayvorrichtung sowie zum Wasserspeicher
19: Prozessluftgebläse
20: Erste Spülflüssigkeitszufuhrleitung zur Einspülschale
21: Siphon
22: Pumpe
23: Beschickungsöffnung
24: Manschette
25: Spülflüssigkeitsbehälter
26: Zweite Spülflüssigkeitszufuhrleitung für Laugenbehälter/Wäschetrommel
27: Prozessluftausgang; Abluftausgang
28: Regelbare Verschlussvorrichtung
29: Anzeigevorrichtung
30: Dritte Spülflüssigkeitszufuhrleitung für Wärmetauscher und Kondensatwanne
31: Sprayvorrichtung für eine Spülflüssigkeit
32: hinterer Ausgang des Laugenbehälters
33: Wasserspeicher (für rezykliertes Wasser)
34: Bedieneinheit
35: Drehachse
36: Wäschemitnehmer
37: Schöpfeinrichtung
38: Zuluftkanal
39: Zulufteingang
40: Luft-Luft-Wärmetauscher
41: Kondensatwanne
42: Trocknertür
43: Flusengitter
44: Lagerschild
45: Gleitstreifen

Claims

Wasserführendes Haushaltsgerät (1,2) mit einer Wasserzuleitung (8,9) und mindestens einem Bauteil (10,11,33,40,41) mit einer inneren Bauteiloberfläche (10,11,33,40,41), die eine Beschichtung (17) mit einem elektrisch leitfähigen organischen Polymer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserführende Haushaltsgerät (1,2) eine Vorrichtung zur elektrochemischen Polarisation der elektrisch leitfähigen Beschichtung (17) enthält und das elektrisch leitfähige Polymer als Salz von Kationen des elektrisch leitfähigen Polymeren mit Anionen vorliegt.
Wasserführendes Haushaltsgerät (1,2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige organische Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polypyrrol, Polythiophen, Polyphenylen, Polyethylenphenylen, Polyanilin, Polyazulen, Polyfluoren, und deren Derivaten.
Wasserführendes Haushaltsgerät (1,2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Derivat von Polythiophen ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Poly-3-alkyl-thiophen, Polyethylendioxythiophen und Polydithiophen besteht.
Wasserführendes Haushaltsgerät (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anionen Sulfonat-Anionen sind.
Wasserführendes Haushaltsgerät (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anionen polymere Anionen, insbesondere Polystyrolsulfonat-Anionen, sind.
Wasserführendes Haushaltsgerät (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserführende Haushaltsgerät (1,2) einen Behandlungsbehälter (3) zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen (7) aufweist und ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus einer Geschirrspülmaschine, einer Waschmaschine (1), einem Waschtrockner oder einem Trockner (2) besteht.
Wasserführendes Haushaltsgerät (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Bauteiloberfläche eine dauerfeuchte innere Oberfläche ist.
Wasserführendes Haushaltsgerät (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Bauteiloberfläche eine innere Laugenbehälterwand, eine innere Oberfläche einer Einspülschale (11), eines Wasserspeichers (33), einer Wasserführungsleitung (10), einer Kondensatwanne (41) und/oder eine Oberfläche eines Wärmetauschers (40) ist.
Wasserführendes Haushaltsgerät (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (17) eine Dicke von ≤ 50 µm hat.
Wasserführendes Haushaltsgerät (1,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung des elektrisch leitfähigen organischen Polymeren über metallische Leitungen erfolgt, welche sich auf der inneren Bauteiloberfläche befinden oder im Inneren des Bauteils (10,11,33,40,41) angeordnet sind.
Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgerätes (1,2) mit einer Wasserzuleitung (8,9) und mindestens einem Bauteil mit einer inneren Bauteiloberfläche, die eine Beschichtung mit einem elektrisch leitfähigen organischen Polymer aufweist, wobei das Haushaltsgerät eine Vorrichtung zur elektrochemischen Polarisation der elektrisch leitfähigen Beschichtung (17) enthält und das elektrisch leitfähige Polymer als Salz von Kationen des elektrisch leitfähigen Polymeren mit Anionen vorliegt, umfassend einen Schritt (a) einer elektrochemischen Polarisation der elektrisch leitfähigen Beschichtung durch Anlegen einer elektrischen Spannung, welche kleiner als die für die Durchführung einer Elektrolyse eines die Beschichtung umgebenden Lösungsmittels erforderliche Zersetzungsspannung ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Polarisation mit einer elektrischen Spannung, einer Spannungsänderung, einem elektrischen Strom und/oder einer Stromänderung vorbestimmter Größe und/oder für eine vorbestimmte Zeitdauer, insbesondere für eine Zeitdauer kleiner 10 Sekunden, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (a) wiederholt durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrittes (a) der elektrochemischen Polarisation und/oder anschließend an Schritt (a) der elektrochemischen Polarisation ein Schritt (b) einer Reinigung der eine Beschichtung (17) mit dem elektrisch leitfähigen organischen Polymeren aufweisenden inneren Bauteiloberfläche durch Spülung mit einer wässrigen Flüssigkeit, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Polarisation während eines im wasserführenden Haushaltsgerät (1,2) mit zu behandelnden Gegenständen (7) in einem Behandlungsbehälter (3) stattfindenden Behandlungsprogramms durchgeführt wird.