DE69525758T2

DE69525758T2 - Geschirrspüler mit infrarotbrenner

Info

Publication number: DE69525758T2
Application number: DE69525758T
Authority: DE
Inventors: Doug Noren; T. Noren
Original assignee: Stero Co
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2015-09-12
Also published as: WO1996011754A1; DE69525758D1; US5794634A; EP0785829B1; US5642742A; TW331516B; AU3585895A; US5511570B1; EP0785829A1; AU685682B2; CN1160366A; US5511570A; CA2202069C; CN1093007C; US5794634B1; JPH10507130A; EP0785829A4; MX9702668A; CA2202069A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Industrieporzellanspüler oder -geschirrspüler und insbesondere einen gasbetriebenen Geschirrspüler, in dem ein Wärmeaustauschrohr oder - rohre in den Waschbehälter eingetaucht ist/sind und der Behälter von einem gasbeheizten Infrarotbrenner erwärmt wird.

Hinterrund der Erfindung

Haus- und Industriegeschirrspüler variieren wesentlich in deren Gestaltung und Gebrauchsart. In der industriellen Umgebung werden Gestelle mit Tellern und anderen Waren auf schnelle Weise über einen sehr kurzen Zeitzyklus, typischerweise zwei oder drei Minuten, aufeinanderfolgend gewaschen und abgespült. Es gibt zahlreiche Typen von Industriegeschirrspülern, die mit Fördervorrichtungen (Gestellfördermaschinen und gestellose Fördermaschinen) versehene Spüler und Spüler mit stationären Gestellen (Türmaschinen) einschließen. In Wassertemperatur ausgedrückt, sind Industriegeschirrspüler als Niedrigtemperaturmaschinen, die chemische Reinigungsmittel benutzen und Spülwasser mit 130ºF (54ºC) verwenden, und Hochtemperaturmaschinen erhältlich, die Spülwasser mit 180 ºF (82ºC) verwenden.
Die Industrie hat eine Anzahl von Lösungen zum Verringern der Energieanforderungen von Industriegeschirrspülern aufgegriffen. Jedoch überschreiten die mit diesen Lösungen verbundenen Kosten und Nachteile häufig den Betrag der Energieeinsparungen bzw. verringern sie diesen unerwünschterweise. Die primäre Industrielösung bestand in den vergangenen Jahren darin, Niedrigtemperaturmaschinen mit chemischen Zusätzen zu bevorzugen. Die Verkäufe von Niedrigtemperaturmaschinen haben wesentlich zugenommen; aber diese Niedrigtemperaturmaschinen sind nicht ohne Mängel. Ein Hauptnachteil besteht darin, daß die niedrige Temperatur der Nahrungsmittelgegenstände zum Zeitpunkt des Entfernens aus dem Geschirrspüler es diesen wesentlich schwerer als beim Spülen bei 180º F (82ºC) macht, bei Luft zu trocknen. Eine größere Wärme in den Gegenständen von einer Heißwasserdesinfiziermaschine neigt dazu, Restfeuchtigkeit viel schneller auszutreiben.
Die US-A 3,625,233 offenbart einen Porzellanspüler (bzw. Geschirrspüler), der dafür vorgesehen ist, von all seinen vier Seiten zugänglich zu sein. Die Maschine ist mit separaten und unterschiedlichen vertikal beabstandeten Kammern versehen, die von rohrförmigen Pfosten gehalten werden. Es ist eine kastenartige Tür vorgesehen, die den Raum zwischen den beabstandeten Kammern umschließt und auf den rohrförmigen Pfosten vertikal beweglich ist, um einen Zugriff auf die Maschine von allen vier Seiten zu liefern. Die Maschine der US-A 3,625,233 ist so beschrieben, daß sie elektrische Eintauchheizelemente und auch Infrarotbrenner verwendet, die so beschrieben sind, daß sie eine nahezu vollständige Verbrennung liefern, wodurch Rohgasdüfte und die Notwendigkeit des Lüftens beseitigt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung liefert eine neue Lösung zum Verringern des Energieverbrauchs von Industriegeschirrspülern, die auf Geschirrspüler von jedem oben genannten Typ, aber speziell auf Umlauf oder Behältergeschirrspüler anwendbar ist. Entsprechend der Erfindung wird ein hocheffizienter Industriegeschirrspüler bereitgestellt, der einen gasbeheizten Infrarotbrenner benutzt, um das Innere eines Wärmeaustauschrohres zu erwärmen, das in den Waschwasserbehälter eingetaucht ist.
Eine Erscheinungsform der Erfindung ist ein Geschirrspüler mit einer Waschkammer, einem Behälter an der Unterseite besagter Waschkammer zum Zuführen von erwärmtem Wasser zu besagter Waschkammer und einem Infrarotbrenner, gekennzeichnet durch ein Wärmeaustauschrohr, das durch eine erste Öffnung in besagtem Behälter in besagten Behälter eintritt, die Basis besagten Behälters durchquert und besagten Behälter durch eine zweite Öffnung verläßt, wobei besagtes Rohr sich auf einer Höhe befindet, daß besagtes Rohr überflutet wird, wenn besagter Behälter mit Wasser gefüllt ist, ferner besagtes Rohr ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, die sich außerhalb besagten Behälters befinden, wobei der Infrarotbrenner gasbeheizt ist und in besagtem Rohr benachbart zu besagtem ersten Ende angeordnet ist, zu dem brennbarer Heizstoff geliefert und von besagtem Brenner verbrannt wird, wobei die Verbrennungsprodukte besagtem Heizstoffes in besagtem Rohr aufgenommen und an besagtem zweiten Ende in einen Ablenkkasten abgelassen werden, der unter besagtem Behälter liegt; worin Wasser in besagtem Behälter durch Verbrennen von Heizstoff zum Emittieren von Infrarotstrahlung von dem Brenner in dem Rohr und Leiten der Verbrennungsprodukte durch besagtes Rohr und in besagten Ablenkkasten erwärmt wird.

Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine Vorderseite eines Geschirrspülers gemäß der Erfindung.
Fig. 2(A) ist eine Querschnittansicht des Geschirrspülers, die das Wärmeaustauschrohr zeigt.
Fig. 2(B) ist eine Seitenansicht des Behälters und des Wärmeumlaufkastens in dem Geschirrspüler von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Explosionsansicht des Wärmerohres und des Wärmeumlaufkastens, die die Wärmeströmung für den Geschirrspüler von Fig. 1 zeigt, wodurch Wärme erzeugt wird.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Infrarotbrenners.
Fig. 5 ist eine Seitenschnittansicht des Geschirrspülers von Fig. 1.

Beschreibung der Erfindung

In "Umlauf-bzw. "Behälter"-Geschirrspülern ist der Behälter ein relativ großes Reservoir, das ursprünglich mit 45 Gallonen (170 l) Wasser gefüllt ist, das beim Waschen von aufeinanderfolgenden Gestellen mit Tellern wiederverwendet wird. Ein primärer Zweck für die Verwendung des Behältersystems besteht darin, ein großes Waschwasservolumen auf den Tellern bereitzustellen. In einem typischen Umlauf bzw. Behältergeschirrspüler wird das Wasser von einem Heizgerät erwärmt und wirkt es wie eine Wärmesenke zum Aufrechterhalten der Wassertemperatur. Für eine "Endspülung" bestimmtes frisches Wasser wird zugeführt, um ein Spülen durchzuführen, während die Waschumlaufpumpe ausgeschaltet ist und/oder die Teller an den "Leistungswasch"- und/oder "Leistungsspül"- Abschnitten und in den "Endspül"-Abschnitt vorbeigeleitet worden sind. Das Endspülsystem wird verwendet, um nur frisches Wasser zu führen und nicht verschmutztes Waschwasser zu transportieren. Ein Ablassventil befindet sich an der Unterseite des Behälters. (Mehrere Ablaßventile können in Mehrfachbehältermaschinen verwendet werden.) Das Ventil ist gewöhnlich ein Teil eines offenen vertikalen Standrohres, das einen Überlaufpegel in der Nähe der Oberseite des Behälters liefert. Ein Frischwassersprühsystem spült das Gestell mit Geschirr zum geeigneten Zeitpunkt in einem Zyklus, nachdem es durch gepumpten Umlauf des großen Volumens von Waschwasser und Spülwasser gewaschen worden ist. Das Endspülwasser geht zur Oberseite des Waschwassers herunter, und ein Prozentsatz des Endspülwassers läuft durch das Standrohr über und zum Ablaß heraus. Der Behälter selbst wird gewöhnlich nur alle paar Stunden abgelassen, wobei zu diesem Zeitpunkt das Wasser in dem Reservoir gewöhnlich recht verschmutzt ist. Es sind Siebwannen zum Abfangen von großen Teilchen aus Nahrung oder anderem Material, das von den Tellern gewaschen wird, und zum Abhalten derselben vom Umlaufen durch das Pumpsystem vorgesehen. Wenn nötig, wird Reinigungsmittel nachgefüllt. Zum Ablassen des Behälters wird der Ablaß geöffnet und dadurch wird der gesamte großvolumige Behälter durch Schwerkraft in wenigstens einen Bodenablaß abgelassen.
Mit gewissen Ausnahmen, die bemerkt werden, sind die Grundkomponenten eines Geschirrspülers gemäß der vorliegenden Erfindung bekannt. Die Fig. 1 und 5 stellen eine Vorder- und Seitenansicht einer Geschirrspülmaschine mit Fördereinrichtung dar, die eine Wasch/Spülkammer 10 enthält, die von einer Haube 6 definiert wird, die gewöhnlich aus Edelstahlplatten und komponenten gebildet ist, und eine obere Wand 11, Seitenwände und eine vordere Schauklappe enthält. Die Haube ist mit einem Behälter verbunden, der auf Beinen 17 gehalten wird. An der Unterseite der Haube 6 befindet sich ein Waschbehälter 20 mit einem Wärmeaustauschrohr 50, das unten ausführlicher beschrieben ist.
Über dem Behälter 20 stellen "Bahnen" 24 eine Halterung für Standardgeschirrgestelle bereit. Die Gestelle werden auf einer Seite mit dem Geschirr beladen, befördert, gewaschen, gespült und desinfiziert und dann auf der anderen Seite entladen. Erwärmtes Wachwasser und Spülwasser (in Mehrfachbehältergeschirrspülern) wird an der Unterseite des Behälters durch das Pumpeneinlassieb 32 in die Pumpe 22 gesaugt und über das Querrohr 33 in den Aufbau 37 aus unterem Krümmer und T-förmigem Teil gepumpt. Vom Aufbau 37 wird Wasser heraus und über wenigstens einen unteren stationären Wascharm 30 auf die durch den Geschirrspüler geförderte Ware und das Standrohr 38 hoch und aus wenigstens einem oberen stationären Wascharm 34 gepumpt. Die Leitung zur Versorgung mit frischem heißem Spülwasser erstreckt sich von einer Quelle mit heißem Wasser (nicht gezeigt) und ist mit den Endspülarmen 42 verbunden, die Spülsprühköpfe 36 enthalten. Der Haupttank ist typischerweise mit 40º F (4, 5ºC) warmem Wasser gefüllt. Die Spülleitung wird mit 80º F (27ºC) warmem Wasser versorgt. In gewissen Fällen können die Hauptbehälter mit 80º F (27ºC) warmem Wasser aus der selben Heißwasserleitung gefüllt werden, die die Spülleitung versorgt.
Ein Überlauf 39 befindet sich in dem Behälter, um einen konstanten Wasserpegel in dem Behälter aufrechtzuerhalten und zu ermöglichen, daß Fette und Öle von der Oberfläche des Wassers in den Behältern abgeschöpft werden. Ein Ablaß 40 ist an der Unterseite des Behälters zum Entfernen des verschmutzten Wasch- und Spülwassers vorgesehen. Eine Wasserstandmeßeinrichtung ist in dem Behälter angeordnet, um den für einen geeigneten Betrieb geeigneten Wasserstand und eine Niedrigwasserdetektion bereitzustellen.
Das Wärmeaustauschrohr 50 befindet sich, wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt, in dem Behälter 20 derart, daß es überflutet ist, wenn der Behälter mit Waschwasser gefüllt ist. Das Rohr 50 durchläuft den Behälter 20. Das Rohr 50 kann irgendeine einer Zahl von Gestaltungen aufweisen. In Abhängigkeit vom Fassungsvermögen des Behälters 20 kann das Rohr den Behälter ein oder mehrere Male durchlaufen. Fig. 2 stellt ein Rohr 50 dar, das den Behälter einmal kreuzt. Fig. 3 stellt die Gasströmungswege für eine alternative U-förmige Rohrgestaltung 50A, in der das Rohr den Behälter zweimal kreuzt, und eine alternative Einzelrohrgestaltung 50B dar. Andere Gestaltungen, die Serpentinenkonfigurationen einschließen, können auch nützlich sein.
Das Rohr 50 tritt durch eine Behälterwand 52 in die Behälterseite und wird durch die Unterseite 54 des Behälters 20 über ein vertikales Rohr 55 entlüftet. Von der Unterseite des Behälters 54 treten die Abgase durch einen unteren Wärmeumlaufkasten 56, der Ablenkbleche 57 enthält, und in einen seitlichen Wärmeumlaufkasten 58, bevor sie über einen kleinen Abgaskamin 59 an ein Standardlüftungssystem abgelassen werden. Vorzugsweise sind die Wärmeumlaufkästen derart gestaltet, daß die Gase auf eine Temperatur von ungefähr 200 (93ºC) bis 300º F (149ºC) abgekühlt werden, bevor sie zur Außenatmosphäre über den Abgaskamin 59 abgelassen werden.
Die Wärmequelle für den Geschirrspüler dieser Erfindung ist ein einzelner Infrarotbrenner. Diese Brenner erwärmen das Waschwasser primär durch Infrarotstrahlung und Konvektionströme statt Leitung von einem brennenden Heizstoff. Unter Beachtung von Fig. 4 ist ein Brenner 60 in einem Ende eines Brennerrohres 56 montiert. Die Heizstoffquelle ist vorzugsweise Erdgas oder Propan und wird durch eine Rohrleitung 64 eingelassen. Die Rohrleitung 64 wird durch ein Rohr 66 gespeist, das sowohl mit einer Gasquelle an einem Einlaß 68 als auch mit strömender Luft von einem Gebläse 70 verbunden ist. Der bevorzugte Luftdruck ist moderat und typischerweise wird ein 1/25 PS-Gebläse ausreichen. Das Luftgasgemisch läuft durch die durchlässige Oberfläche des Brennerzylinders 60 und wird gezündet, vorzugsweise durch einen Zünder 74 mit heißer Oberfläche. Ein Anzünder 74 mit heißer Oberfläche ist ein widerstandartiges Element, das eine sehr hohe Temperatur in einer sehr kurzen Zeitdauer erzielen kann. Derartige Einrichtungen sind z. B. über Channel Products of Chesterland, Ohio, erhältlich. Die Anzünder arbeiten bei einer relativ niedrigen Leistung und können die Brenner ohne Erzeugung von Funken zünden. Es hat sich herausgestellt, das die Erzeugung von Funken Steuervorrichtungen stört, wie es allgemein bekannt ist.
Wenn das Heizstoffluftgemisch gezündet ist, brennt es an der Oberfläche des porösen Netzzylinders 62, wodurch die Oberfläche zum Emittieren von Infrarotstrahlung in jedem Brennerrohr 50 erwärmt wird. Wie oben bemerkt, ergibt sich dann die primäre Wärmequelle über Infrarotstrahlung sowie Konvektionsströme.
In der Erfindung nützliche gasbeheizte Infrarotbrenner sind kommerziell erhältlich. Es können rohrförmige Drahtnetz-, Keramikgewebe und Keramikplattenbrenner verwendet werden. Nützliche Brenner sind von Solaronics, Inc. of Rochester, Michigan, erhältlich. Der Brenner wird auf der Grundlage der Tankgröße und der umlaufengelassenen Gallonenmenge ausgewählt. Der 621622 SC-Brenner von Solaronics ist besonders nützlich zum Erwärmen von Behältern mit näherungsweise 20 Gallonen beim Umlaufenlassen mit 300 Gallonen/Minute.
Während die Erfindung ausführlich beschrieben worden ist, werden Fachleute auf dem Gebiet anerkennen, daß zahlreiche Modifikationen und Variationen möglich sind, ohne aus dem Schutzumfang der folgenden Ansprüche zu gelangen.

Claims

1. Geschirrspüler mit einer Waschkammer (10), einem Behälter (20) an der Unterseite besagter Waschkammer (10) zum Zuführen von erwärmtem Wasser zu besagter Waschkammer (10) und einem Infrarotbrenner (60), gekennzeichnet durch ein Wärmeaustauschrohr (50), das durch eine erste Öffnung (52) in besagtem Behälter (20) in besagten Behälter (20) eintritt, die Basis besagten Behälters (20) durchquert und besagten Behälter (20) durch eine zweite Öffnung (54) verläßt, wobei besagtes Rohr (50) sich auf einer Höhe befindet, daß besagtes Rohr (50) überflutet wird, wenn besagter Behälter (20) mit Wasser gefüllt ist, ferner besagtes Rohr (50) ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, die sich außerhalb besagten Behälters (20) befinden, wobei der Infrarotbrenner (60) gasbeheizt ist und in besagtem Rohr (50) benachbart zu besagtem ersten Ende angeordnet ist, zu dem brennbarer Heizstoff geliefert und von besagtem Brenner (60) verbrannt wird, wobei die Verbrennungsprodukte besagtem Heizstoffes in besagtem Rohr (50) aufgenommen und an besagtem zweiten Ende in einen Ablenkkasten (56) abgelassen werden, der unter besagtem Behälter (20) liegt; worin Wasser in besagtem Behälter (20) durch Verbrennen von Heizstoff zum Emittieren von Infrarotstrahlung von dem Brenner (60) in dem Rohr (50) und Leiten der Verbrennungsprodukte durch besagtes Rohr (50) und in besagten Ablenkkasten (56) erwärmt wird.

2. Geschirrspüler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser in besagtem Tank (20) in aufeinanderfolgenden Waschzyklen wiederverwendet wird.

3. Geschirrspüler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Rohr (50) U- förmig ist.

4. Geschirrspüler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagter Infrarotbrenner (60) ein Keramikgewebebrenner ist.

5. Geschirrspüler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkkasten (56) einen Bereich benachbart zu einer Seite des Behälters (20) enthält.