EP1526799B1 - Sprühvorrichtung und -verfahren, insbesondere für geschirrspülmaschinen - Google Patents
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Definitions
- the present invention is a dishwasher with a spray device and an associated method
- Known spraying devices e.g. for dishwashers, have rotary arms, is pumped through the spray liquid and the rotational movement is generated by the reaction force of the exiting liquid.
- These so-called spray arms are supplied with flushing fluid via a pump. Since, conventionally, the rinsing container has a rectangular outline, the corner regions of the rinsing container are insufficiently reached by the spray arms, which traverse a substantially circular path. This disadvantage is avoided for example by so-called spray floors, which have the disadvantage of being able to spray only point-like areas and thus the items to be cleaned can not be sufficiently wetted with the rinsing liquid at all points.
- FR 1 492 249 A discloses a dishwasher gem. the preamble of claim 1.
- the object of the present invention is therefore to provide a spraying apparatus and method which makes it possible to optimally utilize the scarcely dimensioned space resources in the washing container of a dishwasher and also to provide a spraying or spraying pattern which essentially permits items to be arranged in a dish rack completely wet.
- the spraying device consists of at least one tubular pipe having two ends with spray openings for spraying a liquid, wherein according to the invention the two ends of the pipe-like pipe are connected to means which are designed such that the liquid is under a predetermined pressure optionally through the first and / or second end in the tubular conduit and flows out through the spray openings.
- 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 pressure p 2 builds up according to the equation of continuity and the correspondingly pressurized liquid portions endeavor to leave the pipe section 11 through spray openings.
- the outlet direction of the pressurized fluid fractions depends essentially on the force ratios of v 1 and v 2 in the respective fluid sections, wherein the exit angle can be determined according to vector equations.
- specific spray patterns can be created, for example, by means of corresponding program sequences which are stored in the program control unit.
- 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 cancel approximately in the middle of the tubular conduit, the velocity vectors of the liquid in the tube of the value and only a corresponding pressure value is applied, so that the water jet emerging from the tube-like conduit leaves the spray opening substantially at right angles.
- Different pressure progression programs are stored in the control unit in order to allow different spray profiles and spray patterns, for example zone rinses, in accordance with the choice of the rinse programs.
- a multiplicity of the tube-like lines with spray openings are provided in a dishwashing machine, so that a corresponding cross-sectional area in the washing compartment can be reliably charged with appropriate spraying jets.
- the spray device has the following advantages:
- the outlet angles and the location of the maximum volume flow of the individual spray jets emerging from the openings can be precisely controlled by means of the pressure and speed control of the liquid, so that individual areas (zone rinses) can be intensively exposed to rinsing liquid with a specific spray pattern.
- the device according to the invention requires no moving parts, such as rotatable nozzle heads, so that both the production and the assembly over conventional spray systems is less expensive or more efficient.
- FIG. 1 shows a schematic sectional view through a tubular conduit 1 of a spray device with the respective sections I, I *, II, III * and III, wherein spray holes 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 spraying device is shown, wherein wash items 7 are shown schematically, which is wetted by liquid jets (represented 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 are formed in the illustrated embodiments as nozzle openings, but may alternatively be formed as at least one longitudinal slot.
- the exit angle and the location of the maximum outflows of the individual spray streams are precisely controllable via the pressure and speed control of the liquid, so that individual areas (zone rinsing) can be intensively charged with rinsing liquid with a specific spray pattern ,
- the sprayer does not require any moving parts, such as rotatable die heads, so that both fabrication and assembly are more cost effective and efficient over conventional spray systems.
- An unspecified dishwasher has at least one of the spraying devices explained above. These spraying devices can alternatively be arranged below at least one dish rack but also in at least one dish rack or at the bottom of a dishwashing container of the dishwasher or in the bottom. Of course, combinations of these arrangement options are possible.
Description
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Geschirrspülmaschine mit einer Sprühvorrichtung und ein dazugehöriges Verfahren
- Bekannte Sprühvorrichtungen, z.B. für Geschirrspülmaschinen, weisen 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 der Spülbehälter einen rechteckigen Grundriss aufweist, werden die Eckbereiche des Spülbehälters von den, eine im wesentlichen Kreisbahn beschreitenden, Sprüharmen nur ungenügend erreicht. Dieser Nachteil wird beispielsweise durch sogenannte Sprühböden vermieden, wobei diese den Nachteil aufweisen, lediglich punktartige Bereiche besprühen zu können und somit das zu reinigende Spülgut nicht an allen Stellen ausreichend mit der Spülflüssigkeit benetzt werden kann.
-
FR 1 492 249 A - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sprühvorrichtung und -verfahren bereitzustellen, welche es erlauben, die knapp bemessenen Raumressourcen im Spülbehälter einer Geschirrspülmaschine optimal zu nutzen und ebenfalls ein Sprühverhalten bzw. Sprühmuster bereitzustellen, welche es erlauben, in einem Geschirrkorb eingeordnetes Spülgut im wesentlichen vollständig zu benetzen.
- Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine mit einer Sprühvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, sowie durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 14, gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Die Sprühvorrichtung besteht aus wenigstens einer zwei Enden aufweisenden rohrartigen Leitung mit Sprühöffnungen zum Versprühen einer Flüssigkeit, wobei erfindungsgemäß die beiden Enden der rohrartigen Leitung mit Mitteln verbunden sind, die so ausgebildet sind, dass die Flüssigkeit unter einem vorbestimmten Druck wahlweise durch das erste und/oder zweite Ende in die rohrartige Leitung ein- und durch die Sprühöffnungen 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 Sprühvorrichtung macht sich das physikalische Gesetz zu nutze, dass gemäß der Kontinuitätsgleichung:
und der daraus folgenden, vereinfachten Bernoulli-Gleichung:
der Druck und die Geschwindigkeit einer Flüssigkeit in einem Leitungssystem voneinander abhängen, so dass bei Veränderung des einen Parameter, der andere Parameter ebenfalls eine Änderung erfährt. - 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 m it 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 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 11 durch Sprühöffnungen zu verlassen. Die Austrittsrichtung der druckbeaufschlagten Flüssigkeitsanteile richtet sich im wesentlichen nach den Kräfteverhältnissen von v1 und v2 in den jeweiligen Flüssigkeitsabschnitten, wobei gemäß Vektorgleichungen der Austrittswinkel bestimmbar ist.
- Mit der 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. - In der Steuereinheit sind 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 möglich, impulsartige Sprühstöße zu erzeugen, welche in der Lage sind, auch hartnäckige Anschmutzungen am Spülgut wirkungsvoll zu entfernen.
- Erfindungsgemäß sind in einer Geschirrspülmaschine eine Vielzahl von den rohrartigen Leitungen mit Sprühöffnungen vorgesehen, so dass eine entsprechende Querschnittsfläche im Spülbehälter zuverlässig mit entsprechenden Sprühstrahlen beaufschlagt werden kann.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine 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 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 Sprühvorrichtung in zwei unterschiedlichen Druckstadien;
- Figur 3
- eine bevorzugte Ausführungsform, wobei die Druckansteuerung mittels Drehverteiler vorgenommen wird.
-
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine rohrartige Leitung 1 einer 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 d er 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 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 Sprühvorrichtung sind in den erläuterten Ausführungsbeispielen als Düsenöffnungen ausgebildet, können aber auch alternativ als wenigstens ein Längsschlitz ausgebildet sein.
- Bei der oben erläuterten 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 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.
- Eine nicht näher beschriebene Geschirrspülmaschine weist wenigstens eine der oben erläuterten Sprühvorrichtungen auf. Diese Sprühvorrichtungen können unterhalb wenigstens eines Geschirrkorb alternativ aber auch in wenigstens einem Geschirrkorb oder an einem Boden eines Spülbehälters der Geschirrspülmaschine oder in dem Boden integriert angeordnet sein. Natürlich sind auch Kombinationen dieser Anordnungsmöglichkeiten möglich.
- Die oben erläuterten Sprühvorrichtungen werden mit dem Verfahren zum Betreiben einer 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.
- Das Verfahren zum Betreiben der Sprühvorrichtungen findet natürlich mit den geschilderten Vorteilen in der erfindungsgemäßen Geschirrspülmaschine Anwendung.
Claims (14)
- Geschirrspülmaschine mit einer Sprühvorrichtung bestehend aus wenigstens einer zwei Enden (5, 6) aufweisenden rohrartigen Leitung (1) mit Sprühöffnungen (2) zum dadurch gekennzeichnet, dass Versprühen einer Flüssigkeit (3), die beiden Enden der rohrartigen Leitung (1) mit Mitteln verbunden sind, die so ausgebildet sind, dass die Flüssigkeit unter einem vorbestimmten Druck wahlweise durch das erste und/oder zweite Ende (5, 6) in die rohrartige Leitung (1) ein- und durch die Sprühöffnungen (2) 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.
- Geschirrspülmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühöffnungen (2) als wenigstens eine Düsenöffnung oder als wenigstens ein Längsschlitz ausgebildet sind.
- Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Sprühvorrichtungen unterhalb wenigstens eines Geschirrkorb angeordnet sind.
- Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Sprühvorrichtungen in wenigstens einem Geschirrkorb angeordnet sind.
- Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Sprühvorrichtungen an einem Boden eines Spülbehälters der Geschirrspülmaschine angeordnet sind.
- Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Sprühvorrichtungen in dem Boden des Spülbehälters der Geschirrspülmaschine integriert sind.
- Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Sprühvorrichtungen unterhalb wenigstens eines Geschirrkorbs oder in wenigstens einem Geschirrkorb und/oder an einem Boden eines Spülbehälters der Geschirrspülmaschine oder in dem Boden integriert angeordnet sind.
- Verfahren zum Betreiben einer Geschirrspülmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten:- 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.
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