DE60206490T2

DE60206490T2 - Geschirrspülmaschine mit durch den Spülwasserstrom rotierbarer Filter- und Zerkleinerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60206490T2
Application number: DE2002606490
Authority: DE
Inventors: Silvano Fumagalli
Original assignee: Candy SpA
Current assignee: Candy SpA
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: EP1386575A1; EP1386575B1; DE60206490D1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Geschirrspülmaschine mit Mazerierfilter, welcher aufgrund der Strömung der Waschflüssigkeit rotiert. Es ist bekannt, dass man sich bei Geschirrspülmaschinen verschiedenen Problemen stellen muss und verschiedene Probleme gelöst werden müssen, während mannigfaltige Anforderungen erfüllt werden müssen. Die letzteren werden soweit wie möglich hierin nachfolgend rational dargestellt.
Die erste Anforderung ist ein verringerter Verbrauch von Wasser und Detergenz, folglich der Heizleistung, bei den Warmwasserstadien.
Um dieser Anforderung gerecht zu werden, wird das Wasser, welches in den verschiedenen Stadien eines Waschzyklus verwendet wird (dies kann in dieser Reihenfolge umfassen: aufeinanderfolgende Stadien einer Vorwäsche, einer Wäsche, einer ersten Spülung, einer zweiten Spülung) wieder in Umlauf gebracht.
Die Waschwanne wird mit einem bestimmten Flüssigkeitsvolumen gefüllt, im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 1,5 Liter, danach wird letzteres durch eine Pumpe zu einem oder mehreren Sprüharmen befördert, welche in der Waschkammer angebracht sind.
Die aus den Armen ausfließenden Strahlen sprühen über die gesamten Teller, das Wasser fällt innerhalb der Wanne und wird in einer Pfanne oder einem Sammelbehälter gesammelt. Von dort wird es erneut durch die Umwälzpumpe herausgesaugt.
Am Ende eines jeden Stadiums des Waschzyklus wird Wasser durch die Abflusspumpe abgeführt.
Das in jedem Stadium verwendete Wasservolumen kann nicht weniger als eine bestimmte Menge sein: Tatsächlich muss sichergestellt werden, dass der Umlaufkreislauf vollständig aufgefüllt ist (dieser Kreislauf besitzt eine bemerkenswerte Kapazität, hauptsächlich aufgrund der Größe der Sammelpfanne), um eine Pumpenkavitation zu verhindern.
Der Wasserumlauf ermöglicht, dass durch Besprühen der Teller die Speisereste, welche auf diesen vorhanden ist, entfernt wird. Andererseits ist die Verwendung von Filtern erforderlich, um zu verhindern, dass der Schmutz auch wieder in Umlauf gebracht wird, wie beispielsweise in CH 169 630 A gezeigt wird. Dies kann die Umwälzpumpe beschädigen und die Teller wieder verschmutzen.
Im Allgemeinen werden zwei Kaskadenfilter verwendet: ein großmaschiges, welches die größeren (> 1–2 mm) Speiserestepartikel zurückhält, das andere feinmaschige, das sogenannte Mikrofilter, hält die feineren Partikel (im Bereich von 0,2 bis 0,3 mm) zurück. Normalerweise macht das großmaschige Filter, wenn es entsprechend mit einem kleinen Filterbecken verbunden ist, den oberen Verschluss des Sammelbehälters aus, wohingegen das Mikrofilter im Inneren des Sammelbehälters untergebracht ist, stromaufwärts der Umwälzpumpe. Sowohl das großmaschige Filter als auch das Mikrofilter sind für eine Reinigung von Hand herausnehmbar, auch wenn Mikrofilter-Selbstreinigungssysteme entwickelt worden sind, wie noch gezeigt werden wird.
Der in den Umlaufkreislauf eingebaute Mikrofilter erzeugt einen beträchtlichen Druckverlust und er kann sogar verstopft werden. Dies kann die Umlaufströmung blockieren oder wesentlich einschränken.
Diesem Problem wurde sich auf unterschiedliche Arten angenähert. Die am häufigsten angewandte Lösung sieht eine Teilung der Umlaufströmung vor: Nur ein Teil der Strömung fließt durch das Mikrofilter, der Rest wird direkt von der Umwälzpumpe angesaugt und fließt nur durch das großmaschige Filter.
Während des Umlaufs fließt schließlich das gesamte Flüssigkeitsvolumen durch den Mikrofilter. Entsprechend werden die feinsten Partikel schrittweise aus der Flüssigkeit entfernt. Ein anderer Ansatz wird beispielsweise in den US-Patenten Nr. 3,310,243; 4,350,306; 3,434,671 und in EP-1,057,445 offenbart. Dieser Ansatz sieht eine Entfernung des Mikrofilters vor, und dessen Ersatz durch eine Mazerieranordnung, d.h. ein Rotationsblatt, getrieben durch den Pumpenmotor, zusammenwirkend mit einem stationären Element (großmaschiger Filter), um die Speisereste zu zerbröckeln, sie in kleinere Partikel umzuwandeln.
Aber es taucht das Problem auf, die Rückführung des zerbröckelten Schmutzes zwischen die Teller zu vermeiden. Um das Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen, eine unter Druck stehende Absetzkammer zu verwenden, welche stromabwärts der Pumpe montiert ist (US-Patent Nr. 4,350,306) oder als eine Alternative zum Mazerator einfache Werfer zu verwenden, angetrieben durch die Umwälzpumpe, montiert stromaufwärts der Umwälzpumpe, um die teilchenförmigen Feststoffe in einer Sammelkammer auf eine höhere Dichte aufzukonzentrieren als die der Flüssigkeit (US-Patente Nr. 4,168,715; 4,243,431 und 4,150,680).
Aber diese Lösungen erfordern ein größeres Fassungsvermögen des Umlaufkreislaufs und entsprechend einen erhöhten Wasserverbrauch, ebenso wie Erschwerungen bei der Konstruktion, welche eine regelmäßige Prüfung und Reinigung der Mazerieranordnung und der Absetzkammern von Hand erschweren. Deswegen scheint die Verwendung eines Mikrofilters bevorzugt zu sein.
Um die regelmäßige Reinigung des Mikrofilters von Hand auf ein Minimum zu reduzieren oder vollständig zu eliminieren, wurde früher vorgeschlagen, ihn automatisch gegenläufig zur Umlaufströmung zu waschen, mittels eines Strahls klaren Wassers, welcher durch eine Drehdüse zugeführt wird. Letztere wird durch den gleichen Schub des Strahls zur Rotation gebracht und schrittweise auf unterschiedliche Teile eines im Wesentlichen zylindrischen Mikrofilters gerichtet, wie beispielsweise in DE-A-1,428,358 skizziert wird. Als eine Alternative wurde vorgeschlagen, wie in IT 1,197,983 skizziert, einen stationären Strahl sauberen Wassers zu verwenden, welcher tangential zum Mikrofilter ausgeworfen wird, gegenläufig zur Umlaufströmung, um den Mikrofilter in Rotation zu versetzen, ihn somit überall zu reinigen.
Die Lösung, welche in der letzteren Ausführungsform vorgeschlagen wird, löst wirksam das Problem der automatischen Säuberung des Filters, aber sie löst nicht das Problem der Drehung des Filters während der Wasch- und Spülstadien, wenn die Umwälzpumpe in Betrieb ist, und keine neue Flüssigkeit eingelassen wird.
Dies ist erwünscht, um sicherzustellen, dass sich die Speisereste während des Betriebs gleichmäßig auf dem Mikrofilter absetzen, was entsprechend die Filtrationseffizienz steigert.
Wie in EP-752,231 offenbart ist, wird dieses Problem ohne den Bedarf einer mechanischen Anpassung des Filters mit Antriebseinheiten teilweise gelöst, wobei von dem Wirbel Gebrauch gemacht wird, welcher in einem mit Flüssigkeit gefüllten Sammelbehälter erzeugt wird, als Ergebnis einer Ansaugöffnung, tangierend orientiert zum peripheren Abschnitt des Sammelbehälters und mit der Umwälzpumpe verbunden.
Durch Platzieren eines rotierbar gehaltenen Filters in dem Sammelbehälter an einer exzentrischen Position und Ausstatten des Filters mit außen befindlichen Blättern wird bewirkt, dass sich der Filter durch den in der Flüssigkeit verursachten Wirbel – zumindest in der Theorie – dreht.
Dieses Systemfunktionskonzept ist das Gegenteil des Konzepts, welches durch eine Zentrifugalpumpe gekennzeichnet ist.
In der Praxis ist das entwickelte Drehmoment klein und dadurch beschränkt, dass ein relativ großer Sammelbehälter verwendet werden muss. Dies hat einen Anstieg des Fassungsvermögens des Umlaufkreislaufs zur Folge.
Auf jeden Fall kann das kleine entwickelte Drehmoment alles andere als eine Rotation des Filters bewirken. Bei den praktischen Bedingungen wurde experimentell bestätigt, dass das betroffene Drehmoment sich sogar nur für diesen Zweck als unzureichend erweisen kann.
Diese Erfindung löst all die oben erwähnten Probleme und stellt eine Geschirrspülmaschine bereit mit einem extrem verringerten Fassungsvermögen des Umlaufkreislaufs, einem herausnehmbaren Mikrofilter, welcher automatisch im Gegenstrom der Umlaufströmung gereinigt wird und welcher durch die Umlaufströmung während der Dauer der Wasch- und Spülstadien in Rotation versetzt wird wird, um so die Schmutzablagerung auf dem Mikrofilter gleichmäßig zu verteilen.
Als ein weiterer Vorteil ist das auf den Filter wirkende Drehmoment groß genug, um zu ermöglichen, dass letzterer die Schmutzpartikel, welche das großmaschige Filter passieren, mazeriert und emulgiert, die Schmutzpartikelgröße wird somit beträchtlich verringert.
Auf diese Art und Weise entwickeln die in der Größe verringerten Partikel, wenn sie einmal durch den Mikrofilter zurückgehalten werden, weniger wahrscheinlich Klumpen und können leichter von den Filternetzen gelöst und in der Flüssigkeit, welche abfließt, in Suspension gehalten werden, ohne Filme, insbesondere Fettfilme zu bilden, welche an den Wänden haften. Eine Verringerung der Partikelgröße betrifft auch die Verringerung der Partikelgrößenverteilung, hervorgerufen durch die unterschiedliche Dichte der suspendierten Partikel und folglich die Agglomeration von mehreren Partikeln der gleichen Art. Schließlich hat das Mazerieren einen synergistischen Effekt auf die Ver wendung eines Mikrofilters, dadurch dass es die Selbstreinigung begünstigt, was eine geringere mechanische Wirkung erfordert, um Schmutzpartikel vom Filter zu entfernen.
Obwohl die mechanische Wirkung, ausgeübt durch eine gegenläufige Strömung bevorzugt ist, wird sie unnötig, und es ist ausreichend, den Filter mit einer Strömung zu fluten, selbst wenn eine geringe relative Geschwindigkeit im Hinblick auf die Filterwand aufgewiesen wird. Diese Ziele werden erreicht durch eine Geschirrspülmaschine, welche die Merkmale integriert, welche durch die beigefügten Ansprüche definiert werden.
Die Merkmale und die Vorteile dieser Erfindung werden durch die hierin nachfolgend bereitgestellte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und von Variationen davon geklärt, umgesetzt durch Rückbezug auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
1 eine allgemeine schematische Querschnittsansicht einer Geschirrspülmaschine ist;
2 eine perspektivische Einzelteildarstellung eines Querschnitts ausschließlich der innovaten Einzelheiten der in 1 gezeigten Maschine ist;
3 im Querschnitt eine ersten Variation der in 2 gezeigten Einzelheiten zeigt,
4 im Querschnitt eine zweite Variation der in 2 gezeigten Einzelheiten zeigt.
Um ein besseres Verständnis der Erfindung zu erzielen zeigt 1 eine schematische Gesamtskizze einer Geschirrspülmaschine, welche mit Ausnahme der speziellen Merkmale, welche dargelegt werden, als bekannter Stand der Technik betrachtet werden kann, wie etwa beispielsweise die Geschirrspülmaschine, welche in IT-1,197,983 und in EP-752,231 offenbart ist.
Die Maschine umfasst eine Waschkammer 1, welche im unteren Teil mit einer Wanne 2 endet, welche sich unterhalb ausdehnt unter Bildung eines Sammelbehälters 3, im Allgemeinen von zylindrischer Form, mit einem Durchmesser ⌀B im Bereich von 100 bis 120 mm und einer Tiefe im Bereich von 80 bis 100 mm.
Ein bestimmtes Wasservolumen (ungefähr 1,2 bis 1,5 Liter) wird in den Sammelbehälter eingelassen durch ein Einlassventil 4, einen schrittweisen Luftabscheider 5, erforderlich, um die Sicherheitsregeln zu erfüllen, einen Harz-Wasserweichmacher 6 und eine Zuleitung 7. Dieses Wasser füllt den Sammelbehälter und die Waschwanne bis zu einem Niveau L1.
Die Umwälzpumpe 8 mit der Ansaugöffnung, welche im unteren Teil oder, wie gezeigt, an der Sammelbehälterseite in deren unteren Abschnitt offen ist, saugt Wasser vom Sammelbehälter an, führt es einem (oder mehreren) Sprüharmen 9 zu, welche in der Waschkammer untergebracht sind. Das durch die Düsen des Sprüharms 9 gesprühte Wasser umgibt die Teller und fällt in die Wanne 2, von wo es durch die Pumpe 8 wieder in Umlauf gebracht wird.
Unter diesen Betriebsbedingungen fällt das Flüssigkeitsniveau in der Wanne als Ergebnis der Kapazität des Umlaufkreislaufs. Es wird durch das Niveau L2 angezeigt.
Während der Waschstadien, welche keine Spülstadien sind, werden Detergenzien dem Waschwasser automatisch zugegeben. Nach Beendigung eines jeden Stadiums des Waschzyklus wird die in der Wanne enthaltene Flüssigkeit durch eine Abflusspumpe 10 angesaugt. Um zu verhindern, dass während der verschiedenen Stadien des Zyklus der von den Tellern entfernte Schmutz wieder in Umlauf gebracht wird, wobei Schäden der Umwälzpumpe und danach der Abflusspumpe möglich sind, wird in der Wanne 2 eine großmaschige Filterplatte 11 platziert, wobei erstere eine Trennung des Sammelbehälters von der Waschkammer bezweckt.
Die Filterplatte 11 kann am Sammelbehälter mit einer Vertiefung in Form eines Beckens ausgestattet werden, im Allgemeinen herausnehmbar, in welchem sich die gröbere Fraktion der festen Rückstände absetzt.
Neben der Filterplatte 11 wird ein feinmaschiger Filter 12 oder Mikrofilter bereitgestellt, im Allgemeinen von zylindrischer Form, untergebracht im Sammelbehälter 3. Dieser Mikrofilter unterteilt das Sammelbehältervolumen in einen mittleren zylindrischen Abschnitt und in einen zylindrischen ringförmigen Kranz.
Die Umlaufströmung, welche durch die Filterplatte 11 fließt, gelangt teilweise in den ringförmigen Kranz und fließt teilweise in den mittleren zylindrischen Abschnitt. Dann wird sie durch die Ansaugpumpe angesaugt.
Die Flüssigkeit, welche in den mittleren Abschnitt gelangt und durch die Pumpe angesaugt wird, fließt durch den Mikrofilter 12 von der Innenseite zur Außenseite und durchläuft eine zusätzliche Filtration, wohingegen die Flüssigkeit, welche in den ringförmigen Kranz gelangt, nicht weiter filtriert wird, und in sich die feinsten Feststoffpartikel befördert. Aber während dem nachfolgenden Umlauf landet diese Flüssigkeit ebenso, gemischt mit weiter filtrierter Flüssigkeit, beim Durchströmen durch den Mikrofilter, so dass die gesamte Umlaufströmung durch den Mikrofilter filtriert wird, wobei die feinsten Schmutzpartikel an der Wand des Mikrofilters abgelagert werden. Die gröbsten Partikel, falls vorhanden, werden im Becken der Filterplatte 11 gesammelt.
Es sollte angemerkt werden, dass in 1 die Ansaugöffnung der Abflusspumpe 10 sich an der Innenseite des Mikrofilters 12 öffnet. Wenn die Wasch- oder Spülflüssigkeit, welche im Sammelbehälter 3 enthalten ist, abgelassen wird, wird so der an der inneren Wand des Mikrofilters vorhandene Schmutz zusammen mit der Flüssigkeit entfernt. Tatsächlich muss in diesem Stadium die in dem ringförmigen Kranz des Sammelbehälters vorhandene Flüssigkeit durch die Filterwand des Mikrofilters von der Außenseite zu dessen Innenseite strömen, ehe sie abgelassen wird, d.h. gegenläufig zu der Richtung der Umlaufströmung. Diese gegenläufige Strömung begünstigt die Entfernung von Feststoffpartikeln von dem Mikrofilter.
Wie im Patent IT-1,197,983 offenbart ist, wird diese Wirkung dadurch verstärkt, dass während dem Waschzyklus der Eintritt von sauberem Wasser in den Sammelbehälter über einen Einlasskanal 7 vorgesehen ist.
Die Düse für sauberes Wasser aus dem Kanal 7 ist zweckentsprechend orientiert, um die Filterwand zu treffen. Weiterhin ist der Filter rotierbar innerhalb des Sammelbehälters angebracht, und die Rotation des Filters wird durch die gleiche Sprühdüse verursacht. Entsprechend wird die gesamte Filterwand besprüht und gegenläufig durch die Düse passiert.
Sogar wenn die Abflusspumpe 10 nicht in Betrieb ist, um das Innenvolumen des Mikrofilters zu füllen, muss die in dem Sammelbehälter vorhandene Flüssigkeit ihn gegenläufig passieren, somit neigt sie dazu, Schmutz von dem Mikrofilter zu entfernen und ihn in Suspension zu bringen.
Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn die Abflusspumpe gleich nach dem Aufüllen des Sammelbehälters betätigt wird: Die in dem ringförmigen Kranz vorhandene Flüssigkeit außen am Filter muss unbedingt den Filter gegenläufig durchdringen. Dieser Betrieb der Wasserbeladung und des unmittelbar nachfolgenden Ableitens mit einer Reinigungswirkung am Mikrofilter findet normalerweise während des speziellen Stadiums des Waschzyklus statt, wenn Wasserweichmacherharze gewaschen und durch die Regenerationslauge gereinigt werden.
Die Verwendung eines rotierbar gehaltenen Filters stellt auch einen weiteren Vorteil bereit: Wann immer der Filter während eines Waschzyklus eine verschobene Position einnehmen kann, welche sich von den nachfolgenden Stadien des Zyklus unterscheidet, kann eine gleichmäßigere Verteilung der Schmutzpartikel an der Filterwand erreicht werden. Noch eine bessere Wirkung wird erreicht, wenn der Filter fortlaufend während der Wasch- und Spülstadien rotiert.
Für diesen Zweck schlägt das Patent EP 752,231 vor, den Wirbel auszunutzen, welcher innerhalb des Sammelbehälters 3 induziert wird durch die Umlaufströmung, angesaugt durch eine Öffnung, welche tangierend zur Umfangswand des Sammelbehälters platziert ist. Zu diesem Zweck wird Filter 3 mit Umfangsschaufeln 13 ausgestattet, wobei der Mikrofilter durch den Wirbel in eine Rotation gezogen wird.
Aber wie zuvor erwähnt, erweist sich die Wirkung des Wirbels als unzureichend, um diesen Effekt beständig zu erzeugen. Es ist für den zu erzeugenden Wirbel auch erforderlich, einen Sammelbehälter mit geeigneter Größe zu verwenden, welcher das Fassungsvermögen des Umlaufkreislaufs erhöht, was ein größeres Volumen an zugeführtem Wasser erfordert und folglich einen größeren Verbrauch.
Basierend auf diesen Betrachtungen stellt diese Erfindung eine wesentliche Verbesserung bereit: Es kann nicht bestritten werden, dass neben einem möglichen Wirbeleffekt in dem Sammelbehälter eine axiale Strömung vom oberen Teil zum unteren Teil auftritt, wobei eine durchschnittliche Geschwindigkeit durch die Durchflussmenge der Umwälzpumpe und durch den Querschnitt des Sammelbehälters bestimmt wird.
Um ein effektives Waschen zu erreichen, liegt die Pumpendurchflussmenge normalerweise im Bereich von 80 bis 120 l/min. Für praktische Zwecke sei der Wert von 90 l/min, gleich 1,5 l/sek angenommen.
Es ist dann klar, dass die durchschnittliche Rate der axialen Strömung, welche durch die Umwälzpumpe hervorgerufen wird, ungefähr gleich 0,15 m/sek ist, vorausgesetzt, dass der Durchmesser ⌀B des Sammelbehälters gleich 120 mm ist. Trotzdem steigt sie auf ungefähr 0,3 m/sek, wenn der Durchmesser ⌀B auf 80 mm verringert wird, und sogar auf über 0,5 m/sek, wenn der Durchmesser auf 60 mm verringert wird.
Wenn wir außerdem berücksichtigen, dass als Ergebnis des Druckverlusts, welcher beim Passieren des Mikrofilters stattfindet, sich die axiale Strömung hauptsächlich in dem ringförmigen Kranz an der Außenseite des Filters konzentriert, ist klar, dass sogar bei einem Durchmesser des Sammelbehälters gleich 80 mm und einem Durchmesser des Mikrofilters, welcher auf einen Wert gleich 60 mm hinweist, die axiale Geschwindigkeit der Strömung in dem ringförmigen Kranz im Bereich von 0,3 m/sek bis 0,54 m/sek liegen muss, und je näher an der oberen Grenze, umso größer ist der Mikrofilterwiderstand beim Passieren des Mikrofilters.
In der Praxis wurde experimentell bestätigt, dass die durchschnittliche axiale Geschwindigkeit der Strömung in den ringförmigen Kranz mit den oben genannten Größen ungefähr gleich 0,4 m/sek ist. Dieser Wert steigt an, überdies mit dem Ausmaß der Verstopfung des Mikrofilters, entlang der axialen Richtung des Sammelbehälters, vom oberen Teil zum unteren Teil, mit der Ausnahme, dass in dem unteren Bereich, wo sich die Ansaugöffnung öffnet, wo die durchschnittliche axiale Geschwindigkeit weniger bedeutend wird und wo übrigens die durchschnittliche Geschwindigkeit der angesaugten Strömung viel größer ist, und eine Funktion des Durchmessers der Ansaugöffnung ist.
Bei einem Öffnungsdurchmesser gleich 30 mm beträgt die durchschnittliche Rate der angesaugten Strömung tatsächlich 2,15 m/sek. Diese Betrachtung ist überaus wichtig wegen der Gründe, welche hierin nachfolgend genannt werden.
Mit axialen Geschwindigkeiten dieser Einheit, nur anscheinend klein, kann folglich die Energie, welche von der Flüssigkeit gehalten wird (auf die Flüssigkeit durch die Pumpe übertragen) ausgenutzt werden, um eine Rotation des Mikrofilters zu bewirken, was bewirkt, dass letzterer als ein Kaplan-Propeller agiert.
Diese Entwicklung stellt eine hohe Umwandlungseffizienz und ein beträchtliches Drehmoment bereit, welches auf den Mikrofilter ausgeübt wird. Es wird bewirkt, dass letzterer mit einer relativ hohen Geschwindigkeit rotiert und er ist zwischenzeitlich in der Lage, gegenwirkenden Drehmomenten zu widerstehen, welche die Bewegung des Mikrofilters behindern könnten. Solange eine Umlaufströmung in Betrieb ist, ist folglich die Rotation des Mikrofilters sichergestellt.
Als ein weiterer Vorteil kann somit der rotierende Mikrofilter als ein emulgierender Mazerator der Speisereste agieren.
2, eine perspektivische Einzelteildarstellung, teilweise im Durchmesserprofil, welche nur für die betroffenen Maschinenbestandteile relevant ist, die durch die bereits in 1 verwendeten Bezugszeichen identifiziert werden, zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung 1. In 2 liegt die Waschwanne in Form eines großen kegelförmigen Trichters vor, welcher an seinem unteren Teil einen zylindrischen Sammelbehälter 3 bildet, wobei der Durchmesser kleiner ist als herkömmliche Durchmesser, bevorzugt ungefähr gleich 80 mm.
Die Tiefe H des Sammelbehälters ist ungefähr gleich, bevorzugt etwas größer, beispielsweise 100 mm.
Im Sammelbehälter ist ein zylindrischer Mikrofilter 12 untergebracht, welcher einen starren Rahmen umfasst, gebildet durch zwei Endringe 121, 122, verbunden mit vertikalen Ständern 123. Der Rahmen stützt ein zylindrisches feinmaschiges Drahtgeflecht 124.
Der Rahmen kann leicht durch Formen von Kunststoffmaterial gebildet werden. Das Filterdrahtgeflecht, hergestellt aus Metall oder Kunststoff, ist mit dem Rahmen durch Kleben oder Warmversiegeln befestigt. Zwei oder mehrere schraubenförmige Schaufelblätter 125, welche bevorzugt aus Metall (oder auch aus Kunststoff) hergestellt sind, mit einem Außendurchmesser, welcher bevorzugt etwas geringer ist als der Sammelbehälter, um mit den Sammelbehälterwänden einen festgelegten Spalt zu bilden, bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 0,3 mm und auf jeden Fall nicht mehr als 0,5 mm, sind um den Außenumfang des Rahmens montiert.
Auch die Schaufelblätter 125 können durch Kleben, Warmversiegeln oder gesteuerte Montage in speziellen Spalten, welche in die Ständer 123 eingearbeitet sind, befestigt werden. Bezogen auf die erwarteten Betriebsbedingungen sind die Schaufelblätter angemessen mit einer solchen Form gestaltet, dass eine maximale Effizienz und eine maximale Rotationsgeschwindigkeit bereitgestellt wird.
Mit einem Winkel von ungefähr 20° bis 25°, abnehmend von der Vorderkante bis zum Auslass, kann beispielsweise ein peripherer Geschwindigkeitskoeffizient von mehr als 2 erreicht werden und folglich eine Rotationsgeschwindigkeit, welche sogar bis zu 300 rpm beträgt. Der Außendurchmesser des Mikrofilterrahmens kann, nur zum Zweck eines Beispiels, 60 mm betragen.
Der untere Teil des Sammelbehälters 3 weist eine runde Vertiefung 14 auf, wobei der Durchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des Rahmens, vorgesehen für eine freie Anordnung des Rahmenbodenrings 12, welcher mit letzterem eine Labyrinthdichtung bildet.
Außerhalb des Vertiefungsschritts 14 erstreckt sich der Sammelbehälter unterhalb unter Bildung einer Wanne 15, in welcher ein Abflussloch 16 für eine Verbindung mit der Abflusspumpe vorgesehen ist.
Die Wanne 15 kann zylindrisch sein und am unteren Teil geschlossen sein, wie gezeigt, oder auch halbkugelförmig sein. Das Abflussloch 16 kann am Umfang des Behälters, wie gezeigt, oder auf dem unteren Teil oder auch an einer beliebigen Position dazwischen platziert sein.
Eine ähnliche Umlaufverbindung 17 mit der Umwälzpumpe wird am unteren Teil der Sammelbehälterumfangswand bereitgestellt. Die Verbindungsachse ist tangierend zum Sammelbehälter orientiert. Wenn der Mikrofilter 12 in dem Sammelbehälter untergebracht ist, nimmt auf diese Art die Umlaufströmung, welche – in einem gewissen Ausmaß durch die Mikrofilterschaufelblätter abgelenkt – eine Wirbelbewegung auf (wobei die Durchschnittsgeschwindigkeit höher ist als die Einlassgeschwindigkeit, erreicht dank eines Druckabfalls), wird in die Verbindung 17 ohne wesentliche Veränderungen der Richtung und mit einem minimalen Druckabfall eingesaugt.
Da der Mikrofilter einer axialen Umlaufströmung ausgesetzt ist, aufgrund der Einwirkung der Schaufelblätter 125 auf die Strömung, unterliegt er einem relativ hohen axialen Druck im Bereich von mehreren Hundert Gramm. Gleichzeitig unterliegt der Mikrofilter auch einem tangentialen Druck der gleichen Größenordnung, welcher verursacht, dass der Mikrofilter rotiert (wobei die Schaufelblätter wie in 2 in der Richtung, welche durch den Pfeil 30 gezeigt ist, angeordnet sind). Um zu verhindern, dass der axiale Druck aufgrund von Reibung den Mikrofilter in der kreisförmigen Rille 14 sperrt, bleibt der Mikrofilter nicht in der Rille. Stattdessen wird er innerhalb des Sammelbehälters durch einen Haltestift 18 gehalten und zentriert, an dessen Ende er in einen passenden Sitz 19 einer Speichenhalterung 20 eingepasst ist, welche integral mit dem unteren Ring 122 des Mikrofilters ausgebildet ist und mit letzterem durch gesteuerte Montage oder Warmversiegeln verbunden ist.
Es werden Vorkehrungen getroffen für eine ähnliche Halterung 21 mit einem Antriebsstift 22, welche integral mit dem oberen Ring 121 ausgebildet ist. Die Halterung 21 sollte bevorzugt aus einem harten Metall, d.h. Edelstahl gebildet sein, aus Gründen, welche hierin nachfolgend in Erwägung gezogen werden.
Der Antriebsstift 22 wird in eine Antriebsvertiefung 23 eines Filterbeckens 24 montiert, wobei eine Ausstattung mit einem Paar Arme 25, 26 in unterschiedlicher Richtung vorgesehen ist für einen entfernbaren Sicherungsschnappverschluss des Filterbeckens 24 zu der Öffnung des Sammelbehälters 3.
Zu diesem Zweck weist die Sammelbehälteröffnung geeignete Vertiefungen zum Montieren der vorgesehenen Enden der Arme 25, 26 auf. Das Ineinandergreifen des Schnappverschlusses der vorgesehenen Arme in die geeigneten Vertiefungen stellt eine genaue Positionierung des Beckens auf dem Sammelbehälter und entsprechend dem Mikrofilter innerhalb des Sammelbehälters sicher, sowohl in Bezug zur Achse als auch zur Mitte. Für eine präzisere Positionierung in Bezug zur Mitte und zur Achse kann das Becken 24 mit weiteren am Umfang verteilten Armen versehen sein, teilweise ineinandergreifend mit dem Sammelbehälter, wobei eine perfekte Zentrierung sichergestellt wird. Die letzteren Arme sind vervollständigt mit einer Schulter zum Aufliegen auf die Kante der Wanne 2.
Die Anordnung wird vervollständigt durch eine Filterplatte 11, welche auf dem unteren Teil der Waschwanne 2 aufliegt, wobei ein Raum dazwischen entsteht. Die Filterplatte weist eine zentrale Öffnung auf, welche angeflanscht ist, um das Filterbecken 24 unterzubringen, welches mit der Platte abgestimmt ist, über letztere gelegt und wobei mit dieser eine Labyrinthdichtung ausgebildet wird.
Ein Schnappverschluss 27, integral mit dem Filterbecken 24 ausgebildet, stellt ein leichtes Entfernen und nachfolgendes Herausnehmen des Mikrofilters aus dem Sammelbehälter für eine eventuelle Kontrolle und Reinigung bereit, wobei die Platte 11 nicht entfernt werden muss. Nichtsdestotrotz kann das Filterbecken 24 mit der Filterplatte 11 sogar ein einziges Stück bilden.
Wenn das Filterbecken 24 auf dem Sammelbehälter 3 platziert wird, passt dessen flacher Unterteil 28 perfekt auf die Halterung 21, deren Speichen angemessen messerprofilförmig ausgebildet sind, damit während der Rotation des Mikrofilters 12 Speiserestepartikel, welche die Öffnungen des flachen unteren Teils 28, welche eine geeignete Größe aufweisen, passieren, zerkleinert und mazeriert werden.
Um die Effektivität dieses Arbeitsvorgangs zu verbessern, ebenso wie um zu verhindern, dass der flache untere Teil 28 abgenützt wird, kann letzterer auch aus einem harten Metall gebildet sein, wie etwa Edelstahl. Ein ähnlicher Effekt wird erreicht durch Mikrofilterschaufelblätter 125, wenn der Mikrofilter durch die Umlaufströmung in Rotation gebracht wird: Grobe Speiserestpartikel, welche die Filterplatte 11 und den peripheren Abschnitt 29 des Filterbeckens 24 passieren und durch die Umlaufströmung in den Sammelbehälter 3 befördert werden, und zwar in den zylindrischen ringförmigen Kranz, der zwischen der Sammelbehälterwand und der Filterwand 124 des Mikrofilters eingeschlossen ist, werden durch die Vorderkante der Schaufelblätter 125 etwas zerkleinert.
Wenn etwas Flüssigkeit durch den Spalt zwischen dem peripheren Schaufelblattumriss und der Sammelbehälterwand fließt, üben die Schaufelblattenden ferner diese Wirkung auf Speiserestpartikel aus, welche zerkleinert und emulgiert werden in der Waschflüssigkeit, durch diese Strömung befördert. Diese Wirkung wird ausgeübt während der gesamten Wasch- und Spülstadien, daher wird sie mehrere Male auf das gleiche Flüssigkeitsvolumen ausgeübt. Dabei wird schließlich eine effektive Mazerierwirkung erreicht, auch wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Mazerierelemente im Vergleich mit derjenigen von konventionellen Mazeratoren, welche direkt durch einen Motor angetrieben werden, geringer ist.
Es sollte angemerkt werden, dass die gleiche Mazerierwirkung bis zu einem gewissen Ausmaß auch mit einer statischen Struktur erreicht wird, in welcher ein Mikrofilter, welcher mit Schaufelblättern mit spiralförmigem Profil, angepasst an die periphere Wand des Sammelbehälters ausgestattet ist, nicht rotiert, da er keine rotierbar montierten Halterungen besitzt.
Eigentlich wird in diesem Fall die Umlaufströmung, welche durch die Motorpumpe induziert wird, teilweise gezwungen wird, um die äußere Fläche des Mikrofilters herumzuwirbeln, sich um diese zu winden, wobei sie teilweise in eine laminare Strömung umgewandelt wird, die zwischen den Schaufelblättern und der Umfangswand des Sammelbehälters fließt. Auf jeden Fall erreicht die Strömung eine tatsächliche Geschwindigkeit, welche viel höher ist als die typische Geschwindigkeit einer axialen Strömung. Sogar in dem Fall eines statischen Filters wird dann eine Mazerierwirkung erreicht.
Die hohe Geschwindigkeit der Strömung außerhalb des Mikrofilters begünstigt weiterhin auch das Anziehen einer Strömung, welche den Mikrofilter von innen nach außen passiert. Somit weisen die Speiserestpartikel, welche sich stufenweise auf der Mikrofilterfilterwand ansammeln, im Durchschnitt eine sehr kleine Größe auf und können leichter entfernt werden, in Suspension gebracht werden und durch die gegenläufige Strömung entfernt werden, welche sich während des Abfließens des Wasch- und Spülwassers bildet.
Auch wenn die Speiserestmazerierung ein spezielles Reinigen des Filters mittels eines Strahls einer gegenläufigen Flüssigkeit überflüssig macht, wie in IT-1,197,983 offenbart, hindert nichts daran, beide Effekte ohne zusätzliche Kosten zu kombinieren. Tatsächlich wurde bereits angemerkt, dass während eines Waschzyklus, im Allgemeinen am Ende des Waschzyklus, ein Arbeitsgang der Regeneration und des Waschens der Wasserweichmacherharze vorgesehen ist.
Als ein Ergebnis dieses Arbeitsgangs wird ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen in einer oder mehreren Stufen in den Sammelbehälter eingelassen, welches aus sauberem Wasser besteht, auch wenn es gelöste Salze enthält. Dieses Wasser wird sofort abgeführt. Das Abführen der Salzlösung kann gleichzeitig mit dem Flüssigkeitseintritt (in diesem Fall bezieht sich das eingelassene Volumen auf die Messung der Eintrittsdauer) oder sofort danach (in diesem Fall bezieht sich das eingelassene Volumen auf die Messung des Füllungsgrads) stattfinden. Dieses Flüssigkeitsvolumen kann für eine weitere Reinigung des Mikrofilters verwendet werden.
Es wird eine Vorkehrung getroffen, dass der Einlasskanal 7 im Behälter 3 offen ist und tangierend zum Mikrofilter orientiert ist, wobei bewirkt werden kann, dass letzterer durch den Druck des einfallenden Strahls in Rotation gebracht wird (in der gleichen Richtung der Rotation, welche durch die axiale Strömung erzwungen wird oder bevorzugt in der Richtung entgegengesetzt dazu), um stufenweise unterschiedliche Teile der Filterwand dem einfallenden Strahl auszusetzen, welcher gegenläufig die Wand passiert, und ihn somit gleichmäßig zu reinigen.
Selbst in dem Fall, in dem die Flüssigkeitsabführung nicht gleichzeitig mit dem Eintritt, sondern sofort danach erfolgt, erzeugt der einfallende Strahl, auch wenn er "geflutet" ist, bei jeder Geschwindigkeit einen Flüssigkeitswirbel, welcher den Mikrofilter in Rotation versetzt und teilweise gegenläufig durch ihn fließt, um ihn aufzufüllen.
Zu der gegenläufigen Strömung kommt der Wirbeleffekt dazu, hervorgerufen durch die Rotation des Filters, an dem Flüssigkeitsvolumen innen am Mikrofilter. Diese Turbulenz löst die Speiserestpartikel von der Filterwand ab und bringt sie in Suspension, so dass sie mit dem sofort anschließenden Abführen entfernt werden.
Es sollte angemerkt werden, dass auch wenn der Einlasskanal 7 nicht tangierend zum Behälter angeordnet ist, und sogar wenn der Kanal im Hinblick auf den Behälter versetzt ist und sich beispielsweise in die Waschkammer öffnet, ist in den Stadien der Flüssigkeitsauffüllung und Abführung bei jeder Geschwindigkeit eine Strömung mit einer bestimmten axialen Komponente vorhanden, welche den Filter in eine langsame Rotation versetzt, in einer Richtung während des Füllstadiums und in der entgegengesetzten Richtung während des Abführungsstadiums.
Diese Rotation, auch wenn sie langsam und begrenzt ist, ermöglicht den Wechsel der Filteroberfläche in jedem Stadium des Waschzyklus und stellt eine gleichmäßige Verteilung der Speiseresteablagerung auf dem Mikrofilter bereit, wobei Ansammlungen in bestimmten Bereichen verhindert werden und eine maximale Filtereffizienz sichergestellt wird.
Die vorausgegangene Beschreibung umfasst eine bevorzugte Ausführungsform, aber selbstverständlich können viele Veränderungen daran bewirkt werden. Beispielsweise kann der Behälter 3 anstelle einer zylindrischen Gestalt eine kegelstumpfförmige Gestalt aufweisen, mit einem kleineren Durchmesser am unteren Teil und entsprechend gestalteten Mikrofilterschaufelblättern. Auch die Filterwand des Mikrofilters kann kegelstumpfförmig sein.
Auf diese Weise wird neben einer weiteren Verringerung des Volumens des Behälters 3 eine schrittweise Steigerung der durchschnittlichen Flüssigkeitsgeschwindigkeit er reicht. Diese Geschwindigkeit kommt näher heran an die Geschwindigkeit, welche durch die Ansaugöffnung vorgegeben ist. Der Mikrofilterhaltestift 18 kann durch einen Stift ersetzt werden, welcher durch die volle Länge des Mikrofilters oder einen Teil davon läuft, wobei der Mikrofilter mittels einer Schulter gehalten wird, platziert entweder an der Basis, am oberen Teil oder an beiden Positionen. Das Filterbecken 24 kann sich mit seiner Umfangswand 29 und seinem unteren Teil 28 in den Mikrofilter 12 erstrecken. Diese Lösung ist in dem Querschnitt beschrieben, welcher in 3 gezeigt ist, welcher auch eine weitere Variation darbietet: Der Stift 18, welcher den Mikrofilter 12 hält, ist hohl und mit Sprühdüsen 31, 32 ergänzt. Er agiert als Einlasskanal des Waschwassers, welches in diesem Fall den Mikrofilter in der gleichen Richtung ansprüht wie die Strömung des Umlaufwassers.
Es sind auch andere Variationen möglich: Beispielsweise ist in dem diametralen Querschnitt, welcher in 4 gezeigt ist, das Filterbecken 24 durch eine zylindrische oder kegelstumpfförmige Erweiterung 33 der Filterplatte 11 ersetzt, welche teilweise in den Mikrofilter 12 vorspringt, hinunter zu einer großmaschigen Filterplatte 34, welche integral mit dem Mikrofilter ausgebildet ist. Die Platte 34 ersetzt die Speichenhalterung. Oberhalb von Platte 34 ist ein Schaufelblatt 35 angeordnet, integral ausgebildet und rotierend mit dem Mikrofilter. Mit dieser Rotation zerdrückt letzteres die Schmutzpartikel, welche in der zylindrischen Erweiterung gesammelt werden. Dies ermöglicht, dass Partikel die Platte 34 passieren und sich innerhalb des Behälters 15 sammeln (oder durch den Mikrofilter abgefangen werden).
Um Partikel zu entfernen, welche möglicherweise nicht zerdrückt wurden, und welche beim Waschende durch die Platte 34 zurückgehalten werden, müssen die Filterplatte ebenso wie ihre Erweiterung 33 entfernt und der Mikrofilter aus dem Behälter entnommen werden: In diesem Fall wirkt der obere Abschnitt des Mikrofilters als Sammelfilterbecken. Das Schaufelblatt 35 kann, anstatt integral mit der Platte 34 ausgebildet zu sein, integral mit der Erweiterung 33 ausgebildet sein: In diesem Fall wird die relative Bewegung zwischen den festen Partikeln und dem Zerkleinerungsschaufelblatt hervorgerufen durch die Rotation der Platte und dem Wirbel, welcher durch letztere induziert wird.

Claims

Geschirrspülmaschine, umfassend einen Sammelbehälter (3) mit einer im Allgemeinen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Umfangswand und einer Zentralachse, einer Einlassöffnung zu einer Umlaufpumpe im unteren Teil des Sammelbehälters, wobei die Einlassöffnung im unteren Teil der Sammelbehälterumfangswand vorgesehen ist, einer Ablassöffnung (16) im unteren Teil des Sammelbehälters (3), gekennzeichnet durch einen Mikrofilter (12) mit einer Filterwand (124), welche im Allgemeinen zylindrisch oder kegelstumpfförmig ist, welcher in dem Sammelbehälter (3) koaxial zu diesem untergebracht ist, wobei der Mikrofilter (12) zumindest an einem axialen Teil, außen an der Filterwand (124) eine Reihe von schraubenförmigen Schaufelblättern (125) umfasst, deren Mantelprofil dem Sammelbehälterprofil angeglichen ist.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 1, worin das Mantelprofil der schraubenförmigen Schaufelblätter dem Sammelbehälterprofil so angeglichen ist, dass der Abstand nicht mehr als 0,5 mm beträgt.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 1 oder 2, umfassend Mittel (18) zum Haltern des Mikrofilters und zum Ermöglichen einer freien Rotation des Mikrofilters in dem Sammelbehälter, wobei die Rotation durch eine axiale Flüssigkeitsströmung in dem Sammelbehälter induziert wird.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 3, worin der Mikrofilter, welcher rotierbar gehalten ist, mit einer Halterung mit Trennspeichen (21) versehen ist, wobei ersterer mit einer stationären großmaschigen Filterwand (28) zusammenwirkt, um die festen Schmutzpartikel, welche die stationäre Filterwand (28) passieren, zu mazerieren.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 4, worin die stationäre Filterwand (28) den unteren Teil eines herausnehmbaren Filterbeckens (24) zum Sammeln von festen Schmutzpartikeln bildet.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 3, worin der Mikrofilter (12) eine großmaschige Filterplatte (34) umfasst, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse des Mikrofilters (12) ist und welche im Innern der Filterwand (124) angeordnet ist.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 6, umfassend ein Rotationsschaufelblatt (35), welches auf der großmaschigen Filterplatte (34) aufgebracht ist und mit dieser integral ausgebildet ist.
Geschirrspülmaschine nach Anspruch 6, umfassend ein stationäres Schaufelblatt (35), welches auf der großmaschigen Filterplatte (34) aufgebracht ist.
Geschirrspülmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Sammelbehälter (3) einen Durchmesser aufweist, welcher nicht mehr als 80 mm beträgt.
Geschirrspülmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 9, umfassend einen Stift (18) zur drehbaren Halterung des Mikrofilters (12), wobei dieser Stift hohl ist und mit mindestens einer Ausstromdüse (31, 32) versehen ist, welche als Wassereinlasskanal (7) in die Waschwanne (2) der Maschine fungieren soll.