DE10228641A1

DE10228641A1 - Sprühvorrichtung und -verfahren, insbesondere für Geschirrspülmaschinen

Info

Publication number: DE10228641A1
Application number: DE10228641A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Nannt
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: AU2003242769A8; WO2004002286A2; ATE390883T1; DE50309542D1; DE10228641B4; EP1526799A2; ES2303906T3; WO2004002286A3; EP1526799B1; AU2003242769A1

Abstract

Die Aufgabe, eine Sprühvorrichtung und -verfahren bereitzustellen, welche es erlauben, die knapp bemessenen Raumressourcen im Spülbehälter einer Geschirrspülmaschine optimal zu nutzen und ebenfalls ein Sprühverhalten bzw. Sprühmuster bereitzustellen, welche es erlauben, eingeordnetes Spülgut in eimem Geschirrkorb im Wesentlichen vollständig zu benetzen, wird durch die erfindungsgemäße Sprühvorrichtung, bestehend aus wenigstens einer zwei Enden aufweisenden rohrartigen Leitung mit Sprühöffnungen zum Versprühen einer Flüssigkeit, gelöst, wobei erfindungsgemäß die beiden Enden der rohrartigen Leitung mit Mitteln verbunden sind, sie so ausgebildet sind, dass die Flüssigkeit unter einem vorbestimmten Druck wahlweise durch das erste und/oder zweite Ende in die rohrartige Leitung ein- und durch die Sprühöffnungen ausströmt.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Sprühvorrichtung und ein Sprühverfahren, welches insbesondere in Geschirrspülmaschinen zu verwenden ist.
Bekannte Sprühvorrichtungen, z.B. für Geschirrspülmaschinen, weisen Rotationsarme auf, durch die Sprühflüssigkeit gepumpt wird und die Rotationsbewegung durch die Rückschlagskraft der austretenden Flüssigkeit erzeugt wird. Diese sogenannten Sprüharme werden über eine Pumpe mit Spülflüssigkeit versorgt. Da herkömmlicherweise der Spülbehälter einen rechteckigen Grundriss aufweist, werden die Eckbereiche des Spülbehälters von den, eine im wesentlichen Kreisbahn beschreitenden, Sprüharmen nur ungenügend erreicht. Dieser Nachteil wird beispielsweise durch sogenannte Sprühböden vermieden, wobei diese den Nachteil aufweisen, lediglich punktartige Bereiche besprühen zu können und somit das zu reinigende Spülgut nicht an allen Stellen ausreichend mit der Spülflüssigkeit benetzt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sprühvorrichtung und -verfahren bereitzustellen, welche es erlauben, die knapp bemessenen Raumressourcen im Spülbehälter einer Geschirrspülmaschine optimal zu nutzen und ebenfalls ein Sprühverhalten bzw. Sprühmuster bereitzustellen, welche es erlauben, in einem Geschirrkorb eingeordnetes Spülgut im wesentlichen vollständig zu benetzen.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Sprühvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, sowie durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 15 und durch die Geschirrspülmaschine gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Sprühvorrichtung besteht aus wenigstens einer zwei Enden aufweisenden rohrartigen Leitung mit Sprühöffnungen zum Versprühen einer Flüssigkeit, wobei erfindungsgemäß die beiden Enden der rohrartigen Leitung mit Mitteln verbunden sind, die so ausgebildet sind, dass die Flüssigkeit unter einem vorbestimmten Druck wahlweise durch das erste und/oder zweite Ende in die rohrartige Leitung ein- und durch die Sprühöffnungen ausströmt.
Vorteilhafterweise sind die Mittel als Pumpen ausgebildet, die mit den Enden der rohrartigen Leitung jeweils verbunden sind. Zweckmäßigerweise sind die Pumpen über eine Programmsteuereinheit miteinander verbunden und werden entsprechend in der Programmsteuereinheit hinterlegter Programmabläufe angesteuert.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung sind die Mittel als eine Pumpe und eine Steuerungseinheit ausgebildet, wobei diese Steuereinheit über ein Rotationselement die jeweiligen Flüssigkeitsanteile zu den beiden Enden der rohrartigen Leitung aufteilt.
Zweckmäßigerweise ist das Rotationselement als Drehverteiler ausgebildet, so dass über die Rotationsgeschwindigkeit des Drehverteilers das Sprühverhalten der Flüssigkeit beeinflussbar und somit steuerbar ist.
Die erfindungsgemäße Sprühvorrichtung macht sich das physikalische Gesetz zu nutze, dass gemäß der Kontinuitätsgleichung: A1*√1 = A2*√2 und der daraus folgenden, vereinfachten Bernoulli-Gleichung:
der Druck und die Geschwindigkeit einer Flüssigkeit in einem Leitungssystem voneinander abhängen, so dass bei Veränderung des einen Parameter, der andere Parameter ebenfalls eine Änderung erfährt.
Übertragen auf die erfindungsgemäße Sprühvorrichtung bedeutet dies, dass der in den Zuleitungen der Enden vorliegende totale Druck (statischer Druck plus dynamischer Druck (Fluidgeschwindigkeit)), welcher durch entsprechende Pumpleistung aufgebaut wird, sich in der Leitung mit Querschnittsfläche A₁ zu geringem dynamischen Druck und hohem statischem Druck und in der rohrartigen Leitung mit den entsprechenden Sprühöffnungen und der wesentlich geringeren Querschnittsfläche A₂ zu relativ geringem statischen Druck aber hohen Fluidgeschwindigkeiten (dynamischer Druck) aufteilt.
Dieses Verhältnis wird gemäß 1 anschaulich dargestellt. Unter Zugrundelegen dieser physikalischen Beziehungen wirken sich in den Rohrabschnitt II angebrachte Sprühöffnungen insofern nicht als Austrittsöffnung aus, als bei entsprechend hoher Geschwindigkeit v₂ der Druck p₂ so gering ist, dass für die Flüssigkeit keine Bestrebung besteht, den Rohrabschnitt II durch die Sprühöffnung bzw. Sprühöffnungen zu verlassen.
Wird nun gemäß der vorliegenden Erfindung die Geschwindigkeit v₂ im Rohrabschnitt II reduziert, baut sich der Druck p₂ entsprechend der Kontinuitätsgleichung auf und die entsprechend mit Druck beaufschlagte Flüssigkeitsanteile sind bestrebt, den Rohrabschnitt II durch Sprühöffnungen zu verlassen. Die Austrittsrichtung der druckbeaufschlagten Flüssigkeitsanteile richtet sich im wesentlichen nach den Kräfteverhältnissen von v₁ und v₂ in den jeweiligen Flüssigkeitsabschnitten, wobei gemäß Vektorgleichungen der Austrittswinkel bestimmbar ist.
Mit der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung kann beispielsweise durch entsprechende Programmabläufe, die in der Programmsteuereinheit hinterlegt sind, spezifische Sprühmuster erstellt werden. Beispielsweise ist es möglich, ein gemäß 2 ausgebildetes Sprühmuster zu erzeugen, in dem an beiden Enden der rohrartigen Leitung entsprechende Flüssigkeitsmengen mit gleichen Druckwerten anliegen, so dass sich ungefähr in der Mitte der rohrartigen Leitung die Geschwindigkeitsvektoren der im Rohr befindlichen Flüssigkeit vom Wert her aufheben und lediglich ein entsprechender Druckwert anliegt, so dass der aus der rohrartigen Leitung austretende Wasserstrahl im wesentlichen rechtwinklig die Sprühöffnung verlässt.
Die Sprühwinkel der zu den jeweiligen Enden der rohrartigen Leitung austretenden Sprühstrahlen wird gemessen an der Fließrichtung stets geringer, da die jeweiligen Vektorkomponenten der Flüssigkeitsgeschwindigkeit zunehmend geringeren Einfluss nehmen. Ein solches Sprühmuster ist 3 zu entnehmen.
Erfindungsgemäß sind in der Steuereinheit unterschiedliche Druckverlaufsprogramme hinterlegt, um entsprechend der Wahl der Spülprogramme unterschiedliche Sprühverläufe und Sprühmuster, beispielsweise Zonenspülen ermöglichen.
Wird beispielsweise durch die Bereitstellung von zwei Pumpen, die beide über eine zentrale Steuereinheit angesteuert werden, ein bestimmter Druckverlauf auf die Flüssigkeit aufgebracht, ist es erfindungsgemäß möglich, impulsartige Sprühstöße zu erzeugen, welche in der Lage sind, auch hartnäckige Anschmutzungen am Spülgut wirkungsvoll zu entfernen.
Erfindungsgemäß sind in einer Geschirrspülmaschine eine Vielzahl von den erfindungsgemäßen rohrartigen Leitungen mit Sprühöffnungen vorgesehen, so dass eine entsprechende Querschnittsfläche im Spülbehälter zuverlässig mit entsprechenden Sprühstrahlen beaufschlagt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäße Sprühvorrichtung führt folgende Schritte aus:

– Auswählen eines in einem Programmspeicher hinterlegten Sprühprogramms;
– Aufbau der jeweiligen, dem Spülprogramm entsprechenden Druckprofile auf die Enden der rohrartigen Leitung
– Regelung der jeweiligen Druckprofile und der entsprechenden Flüssigkeitsmengen.

Die erfindungsgemäße Sprühvorrichtung weist folgende Vorteile auf:
Die Austrittswinkel und der Ort des maximalen aus Öffnungen austretenden Volumenstromes der einzelnen Sprühstrahlen ist über die Druck und Geschwindigkeitsregelung der Flüssigkeit präzise steuerbar, so dass einzelne Bereiche (Zonenspülen) mit einem spezifischen Sprühmuster intensiv mit Spülflüssigkeit beaufschlagt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung benötigt keine beweglichen Teile, wie beispielsweise drehbare Düsenköpfe, so dass sowohl die Fertigung als auch die Montage gegenüber herkömmlichen Sprühsystemen kostengünstiger bzw. effizienter ist.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der physikalischen Zusammenhänge der einzelnen Rohrabschnitte;
2A, B eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung in zwei unterschiedlichen Druckstadien;
3 eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Druckansteuerung mittels Drehverteiler vorgenommen wird.
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine rohrartige Leitung 1 einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung mit den jeweiligen Abschnitten I, I*, II, III* und III, wobei Sprühöffnungen 2 lediglich im Abschnitt II vorgesehen sind. Die Abschnitte I und III dienen lediglich dem Transport der Flüssigkeit 3, wobei die Dicke der Pfeile den jeweiligen statischen Druckzustand wiedergibt und die Länge der Pfeile den Geschwindigkeitsvektor.
Im Abschnitt I weist die Flüssigkeit einen relativ hohen Druck auf, so dass gemäß der Bernoulli-Gleichung die Geschwindigkeit der Flüssigkeit 3 relativ gering ist. Der Übergangsbereich I*, der einer Drossel entspricht, bewirkt eine Verjüngung der Querschnittsfläche, so dass im Bereich II eine relativ hohe Geschwindigkeit vorliegt, jedoch der Flüssigkeitsdruck gering ist. Durch diesen Zustand wird erreicht, dass keine Flüssigkeit aus den Sprühöffnungen 2 austritt. Nach Erreichen des Rohrabschnitts III über die Drossel III* wird die Geschwindigkeit gemäß der Bernoulli-Gleichung erneut reduziert und ein höherer Druck baut sich in der Flüssigkeit 3 auf.
Wird, wie in 2A dargestellt, das Rohr 1 im Bereich III verschlossen, so führt dies dazu, dass die Geschwindigkeit im Endbereich des Rohrs II fällt, somit der Druck ansteigt und die Flüssigkeit durch die Sprühöffnungen 2 aus dem Rohr austritt. Wie in 2B dargestellt, kann durch den Druckaufbau einer zweiten Flüssigkeitsmenge diese Geschwindigkeitsreduktion in jedem Bereich des Abschnitts II des Rohres 1 bewirkt werden, wobei der Ort der Geschwindigkeitsreduktion über entsprechende Mittel, beispielsweise Pumpen geregelt werden kann.
Gemäß 2B treffen die beiden Flüssigkeitsmengen 3 ungefähr in der Mitte des Rohres 1 aufeinander, so dass in diesem Bereich keine wesentliche Flüssigkeitsgeschwindigkeit zu messen ist, folglich der Flüssigkeitsdruck ansteigt und die Flüssigkeit das Rohr 1 durch entsprechende Öffnungen 2 verlässt. Gemäß der jeweiligen Geschwindigkeitsvektoren bzw. deren Richtungsanteile strömt Flüssigkeit bzw. Flüssigkeitsanteile entsprechend der Geschwindigkeitsverteilung unter unterschiedlichen Winkeln durch jeweilige Sprühöffnungen 2.
In 3 wird eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung gezeigt, wobei schematisch Spülgut 7 dargestellt wird, welches von Flüssigkeitsstrahlen (dargestellt durch Pfeile) benetzt wird. Die jeweilige Sprührichtung bzw. Sprühmuster lassen sich beispielsweise durch einen Drehverteiler 4 regeln, wobei die Rotationsgeschwindigkeit des Rotationselements maßgeblich das Sprühmuster beeinflusst.
Die Sprühöffnungen 2 der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung sind in den erläuterten Ausführungsbeispielen als Düsenöffnungen ausgebildet, können aber auch alternativ als wenigstens ein Längsschlitz ausgebildet sein.
Bei der oben erläuterten, erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung in allen Ausführungsformen sind die Austrittswinkel und der Ort des maximalen aus Öffnungen austretenden Volumenstromes der einzelnen Sprühstrahlen über die Druck und Geschwindigkeitsregelung der Flüssigkeit präzise steuerbar, so dass einzelne Bereiche (Zonenspülen) mit einem spezifischen Sprühmuster intensiv mit Spülflüssigkeit beaufschlagt werden kann. Die erfindungsgemäße Sprühvorrichtung benötigt keine beweglichen Teile, wie beispielsweise drehbare Düsenköpfe, so dass sowohl die Fertigung als auch die Montage gegenüber herkömmlichen Sprühsystemen kostengünstiger bzw. effizienter ist.
Eine nicht näher beschriebene Geschirrspülmaschine weist wenigstens eine der oben erläuterten erfindungsgemäßen Sprühvorrichtungen auf. Diese Sprühvorrichtungen können unterhalb wenigstens eines Geschirrkorb alternativ aber auch in wenigstens einem Geschirrkorb oder an einem Boden eines Spülbehälters der Geschirrspülmaschine oder in dem Boden integriert angeordnet sein. Natürlich sind auch Kombinationen dieser Anordnungsmöglichkeiten möglich.
Die oben erläuterten erfindungsgemäßen Sprühvorrichtungen werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäße Sprühvorrichtung wie folgt betrieben:

– Auswählen eines in einem Programmspeicher hinterlegten Sprühprogramms;
– Aufbau der jeweiligen, dem Spülprogramm entsprechenden Druckprofile auf die Enden der rohrartigen Leitung und
– Regelung der jeweiligen Druckprofile und der entsprechenden Flüssigkeitsmengen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtungen findet natürlich mit den geschilderten Vorteilen in der erfindungsgemäßen Geschirrspülmaschine Anwendung.

Claims

Sprühvorrichtung bestehend aus wenigstens einer zwei Enden (5, 6) aufweisenden rohrartigen Leitung (1) mit Sprühöffnungen (2) zum Versprühen einer Flüssigkeit (3), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden der rohrartigen Leitung (1) mit Mitteln verbunden sind, die so ausgebildet sind, dass die Flüssigkeit unter einem vorbestimmten Druck wahlweise durch das erste und/oder zweite Ende (5, 6) in die rohrartige Leitung (1) ein- und durch die Sprühöffnungen (2) ausströmt.
Sprühvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zwei Pumpen sind, die mit den Enden (5, 6) der rohrartigen Leitung (1) verbunden sind.
Sprühvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Pumpe und eine Steuerungseinheit sind.
Sprühvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit über ein Rotationselement die jeweiligen Flüssigkeitsanteile zu den beiden Enden (5, 6) der rohrartigen Leitung (1) aufteilt.
Sprühvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement als Drehverteiler (4) ausgebildet ist und über die Rotationsgeschwindigkeit das Sprühverhalten der Flüssigkeit beeinflussbar ist.
Sprühvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Pumpen von einer Programmsteuereinheit angesteuert werden.
Sprühvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Programmsteuereinheit spezifische Programmabläufe hinterlegt sind, die ein bestimmtes Sprühmuster erzeugen.
Sprühvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühöffnungen (2) als wenigstens eine Düsenöffnung oder als wenigstens ein Längsschlitz ausgebildet sind.
Geschirrspülmaschine mit wenigstens einer Sprühvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Sprühvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 unterhalb wenigstens eines Geschirrkorb angeordnet sind.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Sprühvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in wenigstens einem Geschirrkorb angeordnet sind.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Sprühvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 an einem Boden eines Spülbehälters der Geschirrspülmaschine angeordnet sind.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Sprühvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in dem Boden des Spülbehälters der Geschirrspülmaschine integriert sind.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Sprühvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 unterhalb wenigstens eines Geschirrkorbs oder in wenigstens einem Geschirrkorb und/oder an einem Boden eines Spülbehälters der Geschirrspülmaschine oder in dem Boden integriert angeordnet sind.
Verfahren zum Betreiben einer Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit den Schritten: – Auswählen eines in einem Programmspeicher hinterlegten Sprühprogramms; – Aufbau der jeweiligen, dem Spülprogramm entsprechenden Druckprofile auf die Enden der rohrartigen Leitung – Regelung der jeweiligen Druckprofile und der entsprechenden Flüssigkeitsmengen.