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Die
Erfindung betrifft eine Haushaltsmaschine, wie einen Geschirrspüler oder
dergleichen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In
herkömmlichen
Geschirrspülmaschinen wird
ein Enthärter
vorgesehen, der das von einem öffentlichen
Leitungsnetz bezogene Rohwasser so weit enthärtet, bis ein gewünschter
Härtegrad
erreicht ist. Diese Enthärtung
geschieht in der Regel über
ein Ionentauschermaterial, dessen Kapazität naturgemäß begrenzt ist. In regelmäßigen Zeitabständen muss der
Ionentauscher dementsprechend regeneriert werden. Dies geschieht über die
Zufuhr von Salzlösung
oder Sole, die zu diesem Zweck in der Geschirrspülmaschine bereitgestellt werden
muss.
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In
herkömmlichen
Geschirrspülmaschinen befindet
sich ein Salzbehälter
im Bodenbereich, der stets mit einer gewissen Menge von Sole befällt ist. Eine
Regeneriereinheit zur Dosierung eines bestimmten vorgegebenen Volumens
von Wasser wird üblicherweise
in der Wassereinlauftasche an einer Seitenwand der Geschirrspülmaschine
vorgesehen. Zur Regeneration des Enthärters wird dieses Volumen der
Regenerierdosierung über
ein Ventil mit dem Solebehälter
verbunden, wodurch mittels Schwerkraft das in der Regenerierdosierung
befindliche Wasser in den Solebehälter abläuft und dort eine entsprechende
Menge Sole in den Enthärter
verdrängt.
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Bei
einem solchen Salzbehälter
ist das Volumen des Salzbehälters
insbesondere im Bereich eines sogenannten Salzgrabens im Bodenbereich
so groß ausgebildet,
dass stets eine ausreichende Solemenge in den vorgesehenen Ansteuerzeiten
verdrängt
wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ausgehend von einer Haushaltsmaschine in der
beschriebenen Art, eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei der kurze
Ansteuerzeiten für
den Regenerationsvorgang möglich sind.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch
die in den Unteransprüchen
genannten Maßnahmen
sind vorteilhafte Ausführungen
und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Dementsprechend
wird bei einer Haushaltsmaschine gemäß der Erfindung eine von der
Salzkammer des Salzbehälters
getrennte Solekamer zur Aufnahme von Sole vorgesehen.
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Hierdurch
ist es möglich,
in einer kurzen Öffnungszeit
des Ventils zur Wasserzufuhr aus dem Regeneriervolumen der Regeneriereinheit
die erforderliche Wassermenge in den Salzbehälter einzubringen und anschließend das
Ventil wieder zu verschließen, das
bevorzugt im geschlossenen Zustand stromlos ist.
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Nach
dem Durchtritt des Wassers durch das Salz unter Aufnahme von gelöstem Salz
und dementsprechend unter Bildung der gewünschten Sole füllt sich
anschließend über einen
längeren
Zeitraum die Solekammer mit der erforderlichen Solemenge.
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Dieser
Vorgang kann vergleichsweise lange dauern, beispielsweise eine Programmdauer
des Spülvorgangs
von ca. 20 Minuten in Anspruch nehmen. Die genaue Zeit, bis ausreichend
Sole im Solebehälter
zur Verfügung
steht, hängt
von den konstruktiven Gegebenheiten, d.h. von Strömungsquerschnitten,
der Salzkörnung,
der Salzart, der Temperatur, usw. ab.
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Wesentlich
ist, dass in jedem Fall während des
Betriebs der Haushaltsmaschine eine ausreichende Zeit für die Bildung
der Sole zur Verfügung steht.
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Anschließend kann
durch eine wiederum vergleichsweise kurze Öffnung der Verbindung zwischen
der Solekammer und dem Enthärter über ein entsprechendes
Ventil schnell die gewünschte
Solemenge in den Enthärter
eingebracht werden und das entsprechende Ventil nach kurzer Einschaltzeit
wieder in den bevorzugt stromlos geschlossenen Zustand geschaltet
werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die Solekammer innerhalb des Salzbehälters angeordnet.
Dies vereinfacht die Fertigung und insbesondere auch die Montage
der erfindungsgemäßen Haushaltsmaschine
und verhindert darüber
hinaus zusätzliche
Dichtprobleme, die durch eine separate Bauweise der Solekammer entstehen
könnten.
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Bei
einer Maschine gemäß der Erfindung kann
die Solekammer und/oder der Salzbehälter problemlos in der Tür der Geschirrspülmaschine
untergebracht werden, da eine flache Bauweise mit verhältnismäßig kleinem
Volumen des Salzbehälters und
insbesondere eine flache Ausbildung des Salzgrabens möglich ist.
Insbesondere bei der Anordnung in der Geschirrspülmaschinentür empfiehlt sich dabei die
Integration der Solekammer in den Salzbehälter.
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In
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung wird eine im Bodenbereich der Salzkammer im Salzbehälter abgehende
Steigleitung zur Befüllung
der Solekammer vorgesehen. Hierdurch kann die Solekammer auf einem
höheren
Niveau angeordnet werden, wobei stets gewährleistet bleibt, dass nur gesättigte Sole
in die Solekammer eintritt, die am Boden in der Salzkammer abgezogen
wird. Die Sole sammelt sich aufgrund der im Vergleich zu Wasser größeren Dichte
im Bodenbereich des Salzbehälters.
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In
einer Weiterbildung dieser Ausführungsform
erstreckt sich diese Steigleitung bis zu einem Überlauf in die Solekammer.
Dieser Überlauf
stellt sicher, dass die Solekammer bis zu dem Überlauf mit Sole gefüllt wird.
Darüber
hinaus bestimmt dieser Überlauf
die Höhe
des Füllstandes,
mit der die Salzkammer gefüllt
bleibt, nachdem die Solekammer in den Enthärter entleert wurde. Dieser Überlauf
ist demnach in seiner Höhe
so anzuordnen, dass sich der gewünschte,
dauerhafte Füllstand
in der Salzkammer ergibt.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird eine Steigleitung zur Füllung der Salzkammer vorgesehen,
die mit dem Wasserzufluss des Salzbehälters und somit mit einer Anschlussleitung zur
Verbindung der Regeneriereinheit verbunden ist. Die Höhe dieser
Steigleitung gibt die Eintrittshöhe des
Wassers vor, mit dem die Salzkammer befüllt wird.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform erstreckt sich diese
Steigleitung im Wasserbehälter
für den
Wasserzufluss bis zu einem Wasserüberlauf, der oberhalb des Soleüberlaufs
zur Befüllung
der Solekammer liegt. Hierdurch ist eine Trennung des in der Steigleitung
befindlichen Wassers von der in der Salzkammer befindlichen Sole
gewährleistet,
da deren Füllstand
durch den Soleüberlauf
zur Solekammer vorgegeben ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird
in Strömungsrichtung
hinter dem Wasserüberlauf
eine Fallleitung für
das Wasser in den Bodenbereich des Salzbehälters vorgesehen. Durch diese
Wasserführung
ist eine schnellere Solebildung und somit eine schnellere Füllung der
Solekammer möglich.
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Im
Bodenbereich der Salzkammer ist bevorzugt ein Trennsieb zur Trennung
der Sole zum Salz vorgesehen. Um einen Durchtritt des in der Fallleitung
in den Bodenbereich geführten
Wassers in die Steigleitung zur Füllung der Solekammer zu verbinden,
wird in diesem Trennsieb bevorzugt ein Salzgraben angeordnet, der
als Barriere für
dieses unten zugeführte
Wasser dient. Dieses Wasser kann demnach nicht unmittelbar in die
Solekammer übertreten, sondern
es muss zumindest den Salzgraben oder einen Bereich der darüber liegenden
Salzkammer passieren. Dabei wird Salz gelöst und die so entstandene Sole
der Solekammer zugeführt.
Auf diesem Strömungsweg
ist die Fließstrecke
des Wassers durch das Salz auch bei voll gefüllter Salzkammer vergleichsweise
kurz, so dass sich eine schnelle Füllung der Solekammer ergibt.
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In
Strömungsrichtung
hinter dem Wasserüberlauf
gesehen wird vorzugsweise eine Staukammer angeordnet, in der sich
das zugeführte
Wasser bis hin zur Behälteroberseite
hin aufstauen kann. Dies ermöglicht
die schnelle Zuführung
des gewünschten
Regeneriervolumens an Wasser unter Sicherstellung, dass das aufgestaute
Wasser aus der Staukammer den oben beschriebenen Strömungspfad über die
Fallleitung nach unten zur schnellen Befüllung der Solekammer nimmt.
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Bevorzugt
wird die Staukammer mit einer oberen Abflussöffnung versehen, so dass ein
Wasserübertritt
in die Salzkammer möglich
ist. Dies ermöglicht
den Abfluss in die Salzkammer von oben her, wenn der oben beschriebene
Strömungspfad
durch die Fallleitung nicht schnell genug fließt und somit ein zu großer Rückstau entsteht.
Das durch die obere Öffnung
in die Salzkammer abfließende
Wasser steht später,
d.h. nach einem Durchtritt durch das Salzbett in der Salzkammer
ebenfalls als Sole zur Verfügung.
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Damit
die Befüllung
und die Entleerung der Solekammer, der Salzkammer und der Staukammer ungestört ablaufen
kann, wird vorzugsweise eine Be- und Entlüftung der Solekammer, der Salzkammer und/oder
der Staukammer vorgesehen.
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Diese
Be- und Entlüftung
kann in einer bevorzugten Ausführungsform
dadurch realisiert werden, dass die Füllöffnung zur Füllung der
Salzkammer mit Salz einen Verschlussdeckel aufweist, in den die
Be- bzw. Entlüftung
integriert ist. Die Be- bzw. Entlüftung der Solekammer kann durch
eine obere Verbindungsöffnung
zur Salzkammer hergestellt werden. Die Be- und Entlüftung der
Staukammer kann durch die obere Abflussöffnung für den Zufluss von Wasser in
die Salzkammer gewährleistet
werden.
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Um
die Salzkammer zu füllen,
wird in einer bestimmten Ausführungsform
eine schräge
Füllstellung
der Spülmaschinentür vorgesehen.
Eine solche schräge
Füllstellung
ermöglicht
einerseits das einfache Einfüllen
von Salz und andererseits ein Abfallen oder Abgleiten des eingefüllten Salzes
nach unten in die Salzkammer.
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Eine
solche Füllstellung
wird bevorzugt so ausgestaltet, dass der Winkel der Spülmaschinentür zum Boden ≥ 25°, bevorzugt
ca. 30° ist.
Bei einem solchen Winkel ist ein ausreichendes Abfallen oder Abgleiten
des eingefüllten
Salzes nach unten in die Salzkammer gewährleistet.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird
nur eine Anschlussleitung für
den Salzbehälter vorgesehen,
die mit dem Wasserzufluss und zugleich mit dem Soleabfluss verbunden
ist. Diese Ausbildung ist möglich,
da erfindungsgemäß der Soleabfluss
und der Wasserzufluss des Salzbehälters nicht gleichzeitig stattfindet.
Somit kann in einem ersten Arbeitsgang die Regeneriereinheit über die
Anschlussleitung in den Wasserzufluss des Salzbehälters entleert
werden und anschließend nach
einer gewissen Verweildauer der Soleabfluss der Solekammer über die
gleiche Verbindungsleitung vorgenommen werden. Dies ist insbesondere
dann von Vorteil, wenn der Salzbehälter in der Spülmaschinentür angeordnet
ist, da somit nur eine Anschlussleitung den Scharnierbereich der
Spülmaschinentür überbrücken muss.
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In
der oben angeführten
Ausführungsform wird
bevorzugt ein Rückschlagventil
zwischen der Anschlussleitung und dem Soleabfluss vorgesehen. Dieses
Rückschlagventil
verhindert den Eintritt von zugeführtem Wasser in den Bereich
des Soleabflusses.
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Bevorzugt
wird ein Sperrventil zwischen dem Wasserzufluss in den Wasserenthärter und
der Regeneriereinheit mit dem Regeneriervolumen vorgesehen. Durch Öffnen dieses
Sperrventils wird der Wasserzufluss aus dem Regeneriervolumen in
den Salzbehälter
ausgelöst.
Nach dem Sperren dieses Sperrventils ist von diesem Sperrventil
ab ein Soledurchtritt in Richtung der Regeneriereinheit beim Abfluss
der Sole unterbunden.
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Bevorzugt
wird weiterhin, bezogen auf die Strömungsrichtung des Wasserzuflusses,
hinter dem ersten Sperrventil zur Entleerung des Regeneriervolumens
ein Abzweig zum Enthärter
vorgesehen. Über
diesen Abzweig kann die gemeinsame Anschlussleitung Sole beim Soleabfluss
aus dem Solebehälter
in den Enthärter
führen.
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Weiterhin
wird bevorzugt in diesem Abzweig ein zweites Sperrventil angebracht.
Dieses Sperrventil ermöglicht
im geöffneten
Zustand den Abfluss der Sole aus der Solekammer und verhindert im
gesperrt Zustand den Eintritt von Wasser aus der Regeneriereinheit
in den Enthärter
bzw. Ionentauscher.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der
Figur nachfolgend näher
erläutert.
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Die
einzige Figur zeigt
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eine
schematische Darstellung der Schaltungsanordnung zwischen Regeneriereinheit,
Ionentauscher und Salzbehälter.
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Die
einzige Figur zeigt einen Salzbehälter 1, der beispielsweise
in der Tür
einer Geschirrspülmaschine
angeordnet ist und dementsprechend eine flache Bauform aufweisen
kann. Eine Regeneriereinheit 2 mit einem Regeneriervolumen 3 wird
beispielsweise in einer seitlich in der Geschirrspülmaschine untergebrachten
Wassereinlauftasche vorgesehen.
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Ein
Enthärter
oder Ionentauscher 4 wiederum wird beispielsweise im Bodenbereich
der Geschirrspülmaschine
angebracht und auf nicht näher dargestellte
Weise mit dem Wasserzufluss verbunden.
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Die
Regeneriereinheit ist über
eine Leitung 5 mit der einzigen Anschlussleitung 6 zum
Salzbehälter 1 verbunden.
Ein Sperrventil 7 ermöglicht
die Verbindung bzw. die Trennung zwischen der Leitung 5 und
der Anschlussleitung 6.
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Die
Anschlussleitung 6 ist im Salzbehälter 2 mit einem Wasserzufluss 8 verbunden,
der als Steigleitung mit einem Wasserüberlauf 9 ausgebildet
ist.
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Hinter
dem Wasserüberlauf 9 ist
eine Fallleitung 10 mit einer darüber befindlichen Staukammer 11 angeordnet.
Die Fallleitung 10 führt
in den von der Salzkammer 12 durch ein Trennsieb 13 getrennten Abschnitt 14 im
Bodenbereich des Salzbehälters 1. Das
Trennsieb 13 ist mit einem Salzgraben 15 versehen,
in dem sich das Trennsieb 13 bis zum Boden 16 erstreckt.
Der auf der anderen Seite des Salzgrabens 15 liegende Abschnitt 17 ist
mit einer Steigleitung 18 verbunden, die sich nach oben
bis zu einem Soleüberlauf 19 erstreckt.
Unterhalb des Soleüberlaufs 19 befindet
sich die Solekammer 20. Aus der Solekammer 20 verläuft ein
Soleabfluss 21 über
ein Rückschlagventil 22 hin
zur Verbindungsleitung 6.
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Eine
Luftleitung 22 verbindet die Solekammer 20 durch
eine Luftöffnung 23 mit
der Salzkammer 12.
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Die
Staukammer 11 ist über
eine kleine obere Durchflussöffnung 24 ebenfalls
mit der Salzkammer 12 verbunden. Die Salzkammer 12 weist
eine Füllöffnung auf,
die mit einem Deckel 25 verschließbar ist. Der Deckel 25 umfasst
in der vorliegenden Ausführungsform
eine Be- und Entlüftung
der Salzkammer 12. Ein Regenerierventil 26 verbindet
bzw. trennt über
eine Abzweigung 27 den Ionenaustauscher 4 von
der Anschlussleitung 6.
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Die
beschriebene Anordnung wird auf die folgende Weise betrieben.
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Zu
Beginn eines Regeneriervorgangs wird über das Sperrventil 7 das
in dem Regeneriervolumen 3 der Regeneriereinheit 2 befindliche,
vordosierte Wasser dem Salzbehälter 1 zugeführt. Dies
vollzieht sich aufgrund der Schwerkraft über die Verbindungsleitung 6 und
die Steigleitung 8.
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Über den Überlauf 9 gelangt
das zugeführte Wasser
in die Fallleitung 10 und somit in den zuflussseitigen
Abschnitt 14 des Bodenbereichs. Am Trennsieb 13 vor
dem Salzgraben 15 tritt das Wasser in das Salz über, wobei
es sich hierbei durch den Strömungswiderstand
des Salzes in der Fallleitung 10 staut. Das Wasser kann
sich bis in den Bereich der Staukammer 11 hochstauen und
gegebenenfalls durch die obere Durchflussöffnung 24 unmittelbar
in die Salzkammer 12 abfließen.
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Somit
ist gewährleistet,
dass die gesamte Wassermenge des Regeneriervolumens 3 schnell
in den Salzbehälter 1 abgeführt werden
kann. Anschließend
wird nach einer entsprechend kurzen Einschaltzeit des Sperrventils 7 dieses
wieder gesperrt.
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In
einem nachfolgenden Zeitabschnitt, beispielsweise während eines
Spülprogramms
der Geschirrspülmaschine,
kann das Wasser aus der Staukammer 11 langsam in das Salz
durch das Trennsieb 13 eintreten. Dabei wird Salz im Wasser
gelöst.
Gesättigte
Sole tritt hierdurch in den Abschnitt 17 des Bodenbereichs
ein. Es ist hierbei unerheblich, ob diese Sole durch Salzaufnahme
des zugeflossenen Wassers gebildet wird oder durch das zugeflossene Wasser
aus dem in der Salzkammer 12 befindlichen Solevorrat verdrängt wurde.
Durch die Dichteunterschiede zwischen dem zugeführten Wasser und der in der
Salzkammer 12 befindlichen gesättigten Sole wird zumindest
teilweise die in den Abschnitt 17 im Bodenbereich einfließende Sole
aus verdrängter,
gesättigter
Sole bestehen. Durch die Gravitation des in der Staukammer 11 befindlichen
oder über
die Durchflussöffnung 24 in
die Salzkammer 12 eingeflossenen Wassers wird die Sole über die
Steigleitung 18 und den Überfluss 19 in die
Solekammer 20 gedrückt.
Auf diese Weise wird die Solekammer 20 langsam gefüllt. Zu
einem geeigneten Zeitpunkt, z.B. nach Beendigung eines Spülprogramms,
kann nunmehr das Regenerierventil 26 in der Abzweigung 27, die
von der Anschlussleitung 6 abzweigt und diese mit dem Enthärter 4 verbindet,
geöffnet
werden. Dabei ergibt sich aufgrund der verschiedenen Höhenniveaus
der Solekammer 20 und des Ionentauschers 4 ein
Abfließen
der Sole durch den Soleabfluss 21 über das Rückschlagventil 22 in
die Verbindungsleitung 6 und somit über die Abzweigung 27 in
den Ionentauscher 4. Das kleine in der Steigleitung 8 befindliche Wasservolumen,
das dabei mit abfließen
kann, stört aufgrund
der geringen Menge nicht. Im Anschluss an die Entleerung der Solekammer 20 wird
das Regenerierventil 26 wieder geschlossen. Nach dem erneuten Befüllen des
Regeneriervolumens 3 der Regeneriereinheit 2 ist
demnach die Ausgangssituation wieder hergestellt.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel
stellt eine Möglichkeit
für einen
zeitlichen Versatz zwischen der Entleerung des Regeneriervolumens 3 in den
Salzbehälter 1 und
der Solezufuhr in den Ionentauscher 4 mit sehr kurzen Einschaltzeiten
des Sperrventils 7 bzw. des Regenerierventils 26 dar.
Erfindungsgemäß wird dies
durch die Solekammer 20 ermöglicht, die die vergleichsweise
langsam gebildete bzw. aus der Salzkammer 12 verdrängte Sole
aufnimmt und für
eine schnelle Entleerung in den Ionentauscher 4 bereitstellt.
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- 1
- Salzbehälter
- 2
- Regeneriereinheit
- 3
- Regeneriereinheit
- 4
- Ionentauscher
- 5
- Leitung
- 6
- Anschlussleitung
- 7
- Sperrventil
- 8
- Wasserzufluss
- 9
- Wasserüberlauf
- 10
- Fallleitung
- 11
- Staukammer
- 12
- Salzkammer
- 13
- Trennsieb
- 14
- Bodenbereich
- 15
- Salzgraben
- 16
- Boden
- 17
- Abschnitt
- 18
- Steigleitung
- 19
- Soleüberlauf
- 20
- Solekammer
- 21
- Soleabfluss
- 22
- Luftleitung
- 23
- Luftöffnung
- 24
- Durchflussöffnung
- 25
- Deckel
- 26
- Regenerierventil
- 27
- Abzweigung