DE4401420A1 - Arbeitsbehälter für eine Geschirrspül- oder Waschmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Arbeitsbehälter gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Bei einem bekannten Arbeitsbehälter dieser Art (DE 32 37 825 A1) ist im Behälterboden an der tiefsten Stelle ein Durchbruch ausgeschnitten, in den ein waagerechter liegender Wandabschnitt mittels einer umlaufenden Dichtung flüssigkeitsdicht eingesetzt ist. Dieser Wandabschnitt trägt an seiner außerhalb des Behälterinnenraumes liegenden Fläche einen spiralig gewickelten Mantelrohrheizkörper, der an diese Fläche angelötet und so thermisch starr damit gekoppelt ist. Von Nachteil ist bei diesem Aufbau, daß sich aufgrund der in Geschirrspül- oder Waschmaschinen erforderlichen Heizleistung von bis zu 300 Watt der mit der zu beheizenden Flüssigkeit in Kontakt stehende direkt beheizte Wandungsabschnitt des Heizelements auch auf der der Flüssigkeit zugewandten Seite so weit erhitzt, daß daran ein erhöhter Kalkniederschlag und eine vermehrte Schmutzanlagerung eintritt. Dabei kommt hinzu, daß aus Platzgründen und auch wegen des erforderlichen hohen technischen Aufwandes das Heizelement möglichst klein gehalten werden muß, wodurch jedoch eine hohe thermische Oberflächenbelastung eintritt. Die auch darauf zurückzuführenden erhöhten Anlagerungen können neben einer Beeinflussung des Reinigungsergebnisses des zu spülenden oder zu waschenden Gutes auch zu einer Selbstzerstörung bzw. zum vorzeitigen Ausfall des Heizelements führen, weil die Ablagerungen sich insbesondere entlang der Linien aufbauen, an welchen der Rohrheizkörper mit dem entsprechenden Wandabschnitt verlötet ist. Dort bilden sich linienförmige Überhitzungsstellen, die zum thermisch bedingten farblichen Anlaufen führen und dem Nutzer einen Defekt suggerieren können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einen Arbeitsbehälter gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch welche eine gleichmäßige Wärmebeaufschlagung der Wandabschnitte erfolgt, der in Wärmeaustausch mit der zu beheizenden Flüssigkeit im Arbeitsbehälter tritt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei einer Ausgestaltung eines Arbeitsbehälters gemäß der Erfindung wird die über einen Heizkörper erzeugte Wärmeenergie zunächst an eine in einer Dampfkammer angeordnete Flüssigkeit abgegeben, deren Dampf als Wärmeübertragungsmittel in gleichmäßigen Wärmekontakt mit dem Wandabschnitt tritt, der in Wärmeaustausch mit der zu beheizenden Flüssigkeit im Spülbehälter gelangt. Ein linienförmiger Wärmeübergang ist dadurch vermieden, so daß über die gesamte Fläche dieses Wandabschnitts ein gleichmäßiger Wärmedurchgang gewährleistet ist. An diesem Wandabschnitt kondensierende Flüssigkeit läuft zurück in den vom Heizkörper beheizten Bereich der Dampfkammer. Die starre Kopplung zwischen dem Heizkörper und dem betreffenden Wandabschnitt ist somit aufgehoben. Das so ausgebildete Heizelement kann als Baueinheit hergestellt werden und mit einem den freien Dampfraum umschließenden Kammerwandteil durch eine angepaßte Öffnung im Boden oder Mantel des Arbeitsbehälters mit dessen Innenraum direkt thermisch gekoppelt sein. Vorzugsweise weist die Dampfkammer im Bereich der zu verdampfenden Flüssigkeitsfüllung einen waagerechten Querschnitt auf, dessen Fläche kleiner ist als die Fläche der Dampfkammer, die mit dem Behälterinnenraum in Wärmeaustausch tritt und einen entsprechenden Wandabschnitt bildet. Dabei kann die Dampfkammer an ihrer tiefsten Stelle eine als Vertiefung ausgebildete Einprägung aufweisen, die mit der Flüssigkeit gefüllt ist und auf welche die angrenzenden Wände mit einer für den selbsttätigen Rückfluß der Flüssigkeit ausreichenden Neigung zulaufen. Der insbesonders als Mantelrohrheizkörper ausgebildete Heizkörper wird vorzugsweise von der zu verdampfenden Flüssigkeit überflutet, so daß seine gesamte Mantelfläche am Wärmeübergang teilnimmt und eine gleichmäßige Oberflächenbelastung eintritt. Der mit dem Arbeitsbehälterinnenraum thermisch gekoppelte Kammerwandabschnitt kann selbstverständlich auch sowohl dem Boden wie dem Mantel des Arbeitsbehälters oder gleichzeitig beiden zugeordnet werden. Von im Arbeitsbehälter angeordneten Sprüheinrichtungen verspritzte Spül- oder Waschflüssigkeit sorgt dann jedenfalls für eine intensive Kühlung dieses Wandabschnitts.

Die Dampfkammer kann jedoch auch eine mit ihrer offenen Seite dicht an einen Behälterwandabschnitt angesetzte Wanne aufweisen, die durch den betreffenden Behälterwandabschnitt zur Dampfkammer ergänzt wird. Der Behälterwandabschnitt kann dann einstückig mit dem übrigen Arbeitsbehälter verbunden sein und bildet zugleich den Kammerwandabschnitt zur Übertragung der für die Aufheizung der Spül- oder Waschflüssigkeit erforderlichen Wärmeenergie. Die Wanne kann dann lösbar mittels einer Dichtung am Arbeitsbehälter festgesetzt sein, sie kann jedoch auch mit ihrem Rand daran verschweißt sein. Sie braucht dann lediglich eine dicht zu verschließende Einführöffnung für den Heizkörper und die verdampfbare Flüssigkeit, die vorzugsweise demineralisiert oder destilliert ist, um Ablagerungen am Heizkörper und in der Dampfkammer zuverlässig zu vermeiden.

Die Dampfkammer wird zweckmäßigerweise vor dem Befüllen mit einem verdampfenden Fluid evakuiert, damit ein optimaler Wärmeübergang sichergestellt ist. Der Dampfkammer oder dem zugeordneten Heizkörper kann eine Temperaturregeleinrichtung zugeordnet werden, welche die Heizleistung so steuert, daß kein übermäßiger Überdruck in der Dampfkammer entsteht. Um bei einem Versagen dieser Regeleinrichtung eine Beschädigung der Dampfkammer zu verhindern, ist derselben eine bei unzulässig hohem Überdruck auslösende Überdrucksicherung zugeordnet, die beispielsweise als Berstscheibe ausgebildet sein kann. Die nicht mit dem Arbeitsbehälter bzw. dessen Raum in Wärmeaustausch stehenden Wandungsteile der Dampfkammer werden zweckmäßigerweise mit einer Wärmeisolierung abgedeckt, um Wärmeverluste in die freie Atmosphäre zu vermeiden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine prinzipielle Querschnittsdarstellung eines Arbeitsbehälters im Bereich seines Bodens mit ausgesetztem Heizelement und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die oben geöffnete Anordnung nach Fig. 1.

Ein Arbeitsbehälter 1 einer Geschirrspül- oder Waschmaschine weist im Boden 2 eine Ablauföffnung 3 auf, an die eine Entleerungspumpe und ggf. auch eine Umwälzpumpe für in den Arbeitsbehälter 1 einzufüllende Spül- oder Waschflüssigkeit anzuschließen ist. Diese aufzuheizende Spül- oder Waschflüssigkeit dient zur Behandlung von in das Behälterinnere 4 einzubringendem Spül- oder Waschgut. An den Boden 2 ist ein Heizelement 5 thermisch angekoppelt, das einen vom Behälterinnenraum 4 getrennten Heizkörper 6 aufweist. Um eine starre Wärmekopplung des Heizkörpers 6 mit dem Wandabschnitt 7 des Heizelements 5 zu vermeiden, der unmittelbar mit der Wasch- oder Spülflüssigkeit in Wärmeaustausch tritt, ist das Heizelement 5 als eine geschlossene, teilweise mit einer verdampfbaren Flüssigkeit 8 als Wärmetransportmittel gefüllte Dampfkammer 9 ausgebildet, die über den Wandabschnitt 7 einerseits thermisch mit dem Behälterinnenraum 4 und andererseits mit dem Heizkörper 6 gekoppelt ist. Die Kopplung der Dampfkammer 9 mit dem Heizkörper 6 erfolgt dabei über das verdampfbare Fluid 8.

Das Heizelement 5 ist vorzugsweise als eigenständiges, geschlossenes Bauteil ausgebildet, das mit seinem Kammerwandabschnitt 7 einen Durchbruch 10 im Arbeitsbehälterboden 2 flüssigkeitsdicht durchgreift. Der Kammerwandabschnitt 7 kann jedoch auch in dem nach oben gerichteten Arbeitsbehältermantel 11 angeordnet sein, er kann sich jedoch auch vom Boden 2 bis in den Bereich des Behältermantels 11 erstrecken. Die Dampfkammer 9 weist im Bereich der Flüssigkeitsfüllung 8 einen waagerechten Kammerbodenabschnitt 12 auf, zu dem in einer parallelen Ebene die Schenkel des als Mantelrohrheizkörper ausgebildeten Heizkörpers 6 liegen. Der Kammerwandboden 12 bildet die tiefste Stelle einer als Vertiefung ausgebildeten Einprägung 13, deren waagerechter Querschnitt kleiner ist als die Fläche des Wandabschnitts 7. Diese Vertiefung ist mit der Flüssigkeit 6 ausgefüllt, wobei der Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegel bis zum Kammerwandabschnitt 7 weitgehend von Luft evakuiert ist.

Die übrigen Kammerwandungen sind so geneigt, daß verdampfte Flüssigkeit nach ihrer Kondensation am Kammerwandabschnitt 7 zurück in die Vertiefung 13 und damit zum Heizkörper 6 fließt.

Im Betrieb wird die Heizleistung des Heizkörpers 6 durch eine Temperaturregeleinrichtung so gesteuert, daß die Wärmeübertragung durch Verdampfen von Flüssigkeit für eine optimale Wärmeübertragung zum Kammerwandabschnitt 7 und damit in das Behälterinnere 4 bzw. die dort befindliche Spül- oder Waschflüssigkeit optimal gesteuert ist. Um bei Betriebsstörungen einen unzulässigen Druckanstieg in der Dampfkammer 9 zu vermeiden, ist ihr eine Überdrucksicherung zugeordnet. Diese Überdrucksicherung kann insbesondere als Berstscheibe ausgebildet sein, die oberhalb eines vorbestimmten Druckwertes zerbricht und den Dampf aus der Dampfkammer 9 in die freie Atmosphäre oder in den Behälterinnenraum 4 abströmen läßt. Es kann hierbei auch ein Überdruckventil zur Anwendung gelangen, so daß keine schlagartige Entspannung des Dampfraumes mit der daraus folgenden explosionsartigen Verdampfung des über den normalen Siedepunkt erhitzten Fluids 8 eintritt. Da nur eine sehr begrenzte Menge von verdampfbarer Flüssigkeit 8 in der Vertiefung 13 der Dampfkammer 9 vorhanden ist, bleibt die im Fehlerfalle austretende Dampfmenge in einem auch bei Haushaltsgeräten beherrschbaren Umfang.

Claims (15)

1. Arbeitsbehälter für eine Geschirrspül- oder Waschmaschine mit einem thermisch angekoppelten Heizelement, das einen vom Behälterinnenraum getrennten Heizkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (5) eine geschlossene, teilweise mit einer verdampfbaren Flüssigkeit (8) gefüllte Dampfkammer (9) aufweist, die thermisch mit dem Heizkörper (6) gekoppelt ist.

2. Arbeitsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein den freien Dampfraum (9) umschließender Kammerwandabschnitt (7) mit dem Arbeitsbehälterinnenraum (4) direkt thermisch gekoppelt ist.

3. Arbeitsbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammerwandabschnitt (7) einen angepaßten Durchbruch (10) im Arbeitsbehälterboden (2) oder -mantel flüssigkeitsdicht durchgreift.

4. Arbeitsbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfkammer (9) im Bereich der Flüssigkeitsfüllung (8) einen waagerechten Querschnitt aufweist, dessen Fläche kleiner als die des Wandabschnitts (7) ist.

5. Arbeitsbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfkammer (9) an ihrer tiefsten Stelle eine als Vertiefung ausgebildete Einprägung (13) aufweist, die mit der Flüssigkeit (8) gefüllt ist.

6. Arbeitsbehälter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (5) in der mit Flüssigkeit (8) zu füllenden Einprägung (13) angeordnet ist.

7. Arbeitsbehälter nach Anspruch 1, 2, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfkammer (9) eine mit ihrer offenen Seite dicht an einen Behälterwandabschnitt (7) angesetzte Wanne aufweist.

8. Arbeitsbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne lösbar am Wandabschnitt festgesetzt ist.

9. Arbeitsbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne an den Wandabschnitt angeschweißt ist.

10. Arbeitsbehälter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammerwandteil im unmittelbaren Sprühbereich einer im Behälterinnenraum angeordneten Sprühvorrichtung für aufzuheizende Spül- oder Waschflüssigkeit angeordnet ist.

11. Arbeitsbehälter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfkammer (9) eine bei unzulässig hohem Überdruck auslösende Überdrucksicherung zugeordnet ist.

12. Arbeitsbehälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdrucksicherung als Berstscheibe ausgebildet ist.

13. Arbeitsbehälter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfkammer (9) eine Temperaturregelvorrichtung zugeordnet ist, welche die Heizleistung des Heizkörpers steuert.

14. Arbeitsbehälter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfkammer (9) vor dem Befüllen mit dem Fluid evakuiert wird.

15. Arbeitsbehälter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (8) demineralisiert, vorzugsweise destilliert ist.