EP1519674B1 - Sprühvorrichtung und -verfahren - Google Patents
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- B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
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- A47L15/14—Washing or rinsing machines for crockery or tableware with stationary crockery baskets and spraying devices within the cleaning chamber
- A47L15/16—Washing or rinsing machines for crockery or tableware with stationary crockery baskets and spraying devices within the cleaning chamber with rigidly-mounted spraying devices
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- A47L15/4289—Spray-pressure measuring or regulating arrangements
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- B05B1/20—Arrangements of several outlets along elongated bodies, e.g. perforated pipes or troughs, e.g. spray booms; Outlet elements therefor
Definitions
- the subject of the present invention is a spraying device and a spraying method.
- a device for adjusting the height of the jet height of fountains is known.
- a piping system and auxiliary outlets and adjusting taps are provided.
- the jumping height of the fountain is controlled by controlling pumps and operating the control valves.
- the device comprises two supply lines which can be subjected to different pressures. As a result, an oscillating spray jet can be achieved
- JP 100 33451 A discloses a dishwasher according to the preamble of notes. 1
- the spraying device consists of at least one tubular pipe having two ends, the two ends of the pipe-like pipe being connected to means which are designed such that liquid flows into the pipe-like pipe at a predetermined pressure optionally through the first and / or second end ,
- the tube-like conduit has spray openings which are arranged in the longitudinal direction of the tubular conduit through which liquid for spraying flows.
- the means are designed as pumps, which are respectively connected to the ends of the tubular conduit.
- the pumps are connected to each other via a program control unit and are controlled accordingly in the program control unit stored program sequences.
- the means are formed as a pump and a control unit, said control unit divides the respective liquid portions to the two ends of the tubular conduit via a rotary member.
- the rotary element is designed as a rotary distributor, so that over the rotational speed of the rotary distributor, the spray behavior of the liquid can be influenced and thus controlled.
- the speed v 2 is reduced in the pipe section II, the pressure p 2 is based in accordance with the continuity equation and the corresponding pressurized liquid portions strive to leave the tubular portion II by spray orifices.
- the discharge direction of the pressurized liquid fractions depends essentially on the ratios of v 1 and v 2 in the respective liquid sections, wherein the exit angle can be determined according to vector equations.
- specific spray patterns can be created, for example, by corresponding program sequences which are stored in the program control unit.
- a FIG. 2 it is possible to use a FIG. 2 to produce trained spray pattern in which abut at both ends of the tubular conduit corresponding amounts of liquid at the same pressure values, so that approximately in the middle of the tube-like line, the speed vectors of the liquid in the tube cancel the value of value and only a corresponding pressure value is applied, so that the emerging from the tubular conduit water jet leaves the spray opening substantially at right angles.
- different pressure profile programs are stored in the control unit in order to allow different spray profiles and spray patterns, for example zone rinses, according to the choice of the rinse programs.
- FIG. 1 shows a schematic sectional view through a tubular conduit 1 of a spray device according to the invention with the respective sections I, I *, II, III * and III, wherein spray openings 2 are provided only in section II.
- the sections I and III serve only to transport the liquid 3, the thickness of the arrows representing the respective static pressure state and the length of the arrows representing the velocity vector.
- the liquid has a relatively high pressure, so that according to the Bernoulli equation, the velocity of the liquid 3 is relatively low.
- the transition region I * which corresponds to a throttle causes a tapering of the cross-sectional area, so that in the region II is a relatively high speed, but the fluid pressure is low. This state ensures that no liquid emerges from the spray openings 2.
- the speed is again reduced according to the Bernoulli equation and a higher pressure builds up in the liquid 3.
- this speed reduction can be effected in each region of the section II of the tube 1, wherein the location of the speed reduction can be controlled by appropriate means, such as pumps.
- FIG. 3 a schematic representation of the spray device according to the invention is shown, wherein wash ware 7 is shown schematically, which is wetted by liquid jets (shown by arrows).
- the respective spray direction or spray patterns can be controlled, for example, by a rotary distributor 4, wherein the rotational speed of the rotary element significantly influences the spray pattern.
- the spray openings 2 of the spray device according to the invention are formed in the illustrated embodiments as nozzle openings, but may alternatively be formed as at least one longitudinal slot.
- the outlet angle and the location of the maximum out of openings outlet flow of the individual spray jets on the pressure and speed control of the liquid are precisely controlled so that individual areas (zone rinsing) applied with a specific spray pattern intensively with rinsing liquid can be.
- the spraying device according to the invention does not require any moving parts, such as rotatable nozzle heads, so that both the manufacture and the assembly are less expensive or more efficient than conventional spraying systems.
Landscapes
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Description
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Sprühvorrichtung und ein Sprühverfahren.
- Bekannte Sprühvorrichtungen, z.B. für Apfelwaschanlagen, Autowaschanlagen, Rasensprenger und auch Geschirrspülmaschinen etc., weisen oft 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 Behandlungsräume von z.B. Apfelwaschanlagen, Autowaschanlagen und Geschirrspülmaschinen etc. aber auch Rasenflächen hauptsächlich einen rechteckigen Grundriss aufweisen, werden die Eckbereiche dieser Räume bzw. Flächen von den, eine im wesentlichen Kreisbahn beschreitenden, Sprüharmen nur ungenügend erreicht. Dieser Nachteil wird beispielsweise durch Rohre mit Düsenöffnungen etc. vermieden, wobei diese den Nachteil aufweisen, lediglich punktartige Bereiche besprühen zu können und somit die zu beaufschlagenden Räume bzw. Flächen nicht an allen Stellen ausreichend mit der zu versprühenden Flüssigkeit benetzt werden kann.
- Aus der
DE 1 177 564 B ist eine Vorrichtung zum Einstellen der Höhe der Strahlhöhe von Springbrunnen bekannt. Zur Steuerung der Fontäne sind ein Rohrleitungssystem sowie Nebenauslässe und Stellhähne vorgesehen. Die Springhöhe der Fontäne wird durch das Ansteuern von Pumpen und Betätigung der Stellhähne gesteuert. - Aus der
GB 949 954 A -
JP 100 33451 A - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine bereitzustellen, die es erlaubt, zu beaufschlagenden Räume bzw. Flächen 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 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Die erfindungsgemäße Sprühvorrichtung besteht aus wenigstens einer zwei Enden aufweisenden rohrartigen Leitung, wobei die beiden Enden der rohrartigen Leitung mit Mitteln verbunden sind, die so ausgebildet sind, dass Flüssigkeit unter einem vorbestimmten Druck wahlweise durch das erste und/oder zweite Ende in die rohrartige Leitung einströmt. Erfindungsgemäß weist die rohrartige Leitung Sprühöffnungen aufweist, die in Längsrichtung der rohrartigen Leitung angeordnet sind, durch die Flüssigkeit zum Versprühen 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:
- 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
Figur 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 Verhältnissen 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
Figur 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
Figur 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.
- 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:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung der physikalischen Zusammenhänge der einzelnen Rohrabschnitte;
- Figur 2A,B
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung in zwei unterschiedlichen Druckstadien;
- Figur 3
- eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Druckansteuerung mittels Drehverteiler vorgenommen wird.
-
Figur 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
Figur 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 inFigur 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
Figur 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
Figur 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.
- 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.
Claims (8)
- Geschirrspülmaschine umfassend eine Sprühvorrichtung, die Sprührorrichtung bestehend aus wenigstens einer zwei Enden (5, 6) aufweisenden rohrartigen Leitung (1), wobei die beiden Enden (5, 6) der rohrartigen Leitung (1) mit Mitteln verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mïtteln so ausgebildet sind, dass Flüssigkeit unter einem vorbestimmten Druck wahlweise durch das erste und/oder zweite Ende (5, 6) in die rohrartige Leitung (1) einströmt, wobei die rohrartige Leitung (1) Sprühöffnungen (2) aufweist, die in Längsrichtung der rohrartigen Leitung (1) angeordnet sind, durch die Flüssigkeit zum Versprühen ausströmt.
- Geschirrspülmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zwei Pumpen sind, die mit den Enden (5, 6) der rohrartigen Leitung (1) verbunden sind.
- Geschirrspülmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Pumpe und eine Steuerungseinheit sind.
- Geschirrspülmaschine 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.
- Geschirrspülmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement als Drehverteiler (4) ausgebildet ist und über die Rotationsgeschwindigkeit das Sprühverhalten der Flüssigkeit beeinflussbar ist.
- Geschirrspülmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Pumpen von einer Programmsteuereinheit angesteuert werden.
- Geschirrspülmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Programmsteuereinheit spezifische Programmabläufe hinterlegt sind, die ein bestimmtes Sprühmuster erzeugen.
- Verfahren zum Betreiben einer Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit den Schritten:- 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.
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