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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Spülmaschine für den gewerblichen
Einsatz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer
Spülmaschine für den gewerblichen Einsatz gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 18.
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Stand der Technik
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Gewerbliche
Spülmaschinen werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt,
in welchen größere Mengen an Spülgut
innerhalb kurzer Zeit gereinigt werden müssen. Insbesondere
kann es sich bei derartigem Spülgut um Gläser,
Bestecke, Essgeschirre, Behälter, Tabletts, Kochgeschirr,
Küchenutensilien oder ähnliche Gegenstände
handeln. Auch die Reinigung anderer Arten von Spülgut,
insbesondere auch aus anderen Bereichen als dem Bereich der Großküchen,
sind denkbar. Insbesondere werden derartige Maschinen jedoch im
Bereich industrieller Großküchen, wie beispielsweise
in Krankenhäusern, Betriebskantinen, Schulkantinen oder
Restaurants eingesetzt.
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Im
Gegensatz zu Haushaltsmaschinen zeichnen sich industrielle Spülmaschinen
für den gewerblichen Einsatz dadurch aus, dass hohe Taktzeiten
erreicht werden. Neben sogenannten Durchlauf-Geschirrspülmaschinen
sind zu diesem Zwecke auch sogenannte Programmautomaten im Einsatz, bei
welchen das Spülgut im zyklischen Betrieb in einer Spülkammer
gereinigt wird.
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Um
den geforderten hohen Durchsatz an Spülgut zu erreichen,
ist bei derartigen Programmautomat-Spülmaschinen für
den gewerblichen Einsatz ein besonderes Augenmerk auf eine Optimierung
der erforderlichen Dauer der einzelnen Programmschritte zu richten.
So muss beispielsweise, um eine ausreichende Reinigung zu erzielen,
mit einer vorgegebenen Solltemperatur gearbeitet werden. Ähnliches gilt
auch für das Nachspülen, welches ebenfalls eine vorgegebene
Solltemperatur erforderlich macht.
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Um
die kurzen Zykluszeiten zu erreichen, welche für Spülmaschinen
für den gewerblichen Einsatz gefordert werden, wird bei
derartigen Spülmaschinen häufig, im Gegensatz
zu Haushaltsgeräten, mit zwei oder mehr Tanks gearbeitet,
welche vorzugsweise voneinander getrennt angeordnet sind und für
die einzelnen Programmschritte verwendet werden können.
Auf diese Weise können beispielsweise Aufheizzeiten der
einzelnen, für die Spülung und/oder Nachspülung
verwendeten Spülflüssigkeiten getrennt optimiert
werden. Dabei wird vorzugsweise versucht, die Aufheizzeit auf das
erforderliche Minimum zur Erreichung der vorgegebenen Zieltemperatur
zu minimieren. Gleichzeitig muss jedoch sichergestellt werden, dass
diese Temperatur tatsächlich erreicht wird.
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Zur
Lösung dieser Problematik beschreibt
EP 1 415 586 A2 ein Verfahren
und eine Vorrichtung, bei welcher gezielt eine Waschzeit verlängert
werden kann. Während eines Waschzyklus wird im Umwälzbetrieb
das Spülgut gereinigt, während zeitlich parallel
für eine vorgegebene Minimalzeit eine Nachspülflüssigkeit
aufgeheizt wird. Nach Verstreichen der Minimalzeit wird gemessen,
ob die Nachspülflüssigkeit bereits die erforderliche
Zieltemperatur erreicht hat, und falls dies nicht der Fall sein
sollte, wird der Waschzyklus entsprechend verlängert.
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In
vielen Fällen ist das Ergebnis eines derartigen Verfahrens
jedoch unbefriedigend. So ist die Minimalzeit nach wie vor eine
unbekannte Größe, welche im Wesentlichen auf Erfahrungswerten
beruht. Ist diese Vorgabe unzutreffend, so kann beispielsweise Heizleistung
verschwendet werden, wodurch sich wiederum der Waschzyklus verlängert,
oder es kann andererseits im ungünstigsten Fall bereits
kurz nach dem Start des Umwälzschritts mit einer regelmäßigen
Temperaturkontrolle begonnen werden, was im Endeffekt nichts anderes
darstellt als eine Temperaturkontrolle ab Beginn dieses Umwälzschrittes.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Spülmaschine
sowie ein Verfahren zum Steuern dieser Spülmaschine vorzuschlagen,
welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik
vermeiden und welche ausgestaltet sind, um möglichst geringe
Zykluszeiten zu erreichen und gleichzeitig den Einsatz von Heizenergie
zu minimieren.
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Beschreibung der Erfindung
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der vorgeschlagenen Spülmaschine,
welche eine Steuerung aufweist, beschrieben. Sämtliche
in der Steuerung umgesetzten Verfahrensmerkmale können
jedoch auch unabhängig von dieser Spülmaschine
und der Steuerung zum Einsatz kommen.
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Die
vorgeschlagene Spülmaschine ist ausgestaltet, um im zyklischen
Betrieb Spülgut in einer Spülkammer zu reinigen.
Bei dem Spülgut kann es sich beispielsweise um die oben
beschriebenen Arten von Spülgut handeln. Die Spülmaschine
weist mindestens einen Tank zur Aufnahme einer Spülflüssigkeit
auf sowie mindestens eine Heizvorrichtung zum Aufheizen dieser Spülflüssigkeit
und mindestens einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur
der Spülflüssigkeit.
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Weiterhin
umfasst die Spülmaschine, wie oben beschrieben, eine Steuerung,
welche ausgestaltet ist, um ein Spülprogramm durchzuführen
beziehungsweise zu steuern. Beispielsweise kann diese Steuerung
eine oder mehrere elektronische Komponenten umfassen, beispielsweise
einen entsprechend programmtechnisch eingerichteten Computer (zum
Beispiel einen Mikrocomputer). Auch weitere Elemente können
vorgesehen sein, wie beispielsweise Ein- und Ausgabemittel (zum
Beispiel ein Display, eine Tastatur, eine Schnittstelle) sowie ein
oder mehrere flüchtige und/oder nicht flüchtige
Datenspeicher.
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In
mindestens einem Programmschritt steuert die Steuerung ein Aufheizen
der Spülflüssigkeit. Dieses Aufheizen wird mindestens
so lange durchgeführt, bis eine vorgegebene Zieltemperatur
erreicht ist.
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Im
Gegensatz zum Stand der Technik wird vorgeschlagen, zu Anfang (d.
h. vor Beginn des Aufheizens und/oder in einer Anfangsphase des
Aufheizens) eine Starttemperatur der Spülflüssigkeit
zu erfassen. Zu diesem Zweck kann die Spülmaschine beispielsweise
ein oder mehrere Temperatursensoren vorsehen.
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Aus
dieser Starttemperatur wird dann eine Mindestdauer des Aufheizens
bestimmt. Das Aufheizen erfolgt dann entsprechend mit dieser Mindestdauer.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird somit keine willkürliche,
auf einem Erfahrungswert beruhende Mindestdauer vorgegeben, sondern
die Mindestdauer wird ausgehend von der Starttemperatur bestimmt.
Diese Bestimmung kann analytisch oder semi-empirisch erfolgen, wobei
als Ausgangsgrößen dieser Bestimmung insbesondere
eine Flüssigkeitsmenge M der aufzuheizenden Spülflüssigkeit
(angegeben beispielsweise in kg), eine spezifische Wärmekapazität
c der aufzuheizenden Spülflüssigkeit (angegeben
beispielsweise in J/(kg K)), eine Temperaturdifferenz zwischen Zieltemperatur
T
Z und der Starttemperatur T
S (angegeben
beispielsweise in K) und eine Heizleistung P (angegeben beispielsweise in
W) der Heizvorrichtung verwendet werden können. Beispielsweise
kann die Mindestdauer t
min (angegeben beispielsweise
in s) nach folgender Formel berechnet werden:
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Die
oben beschriebene Formel zur Bestimmung der Mindestdauer kann weiter
optimiert werden, indem Wärmeverluste berücksichtigt
werden. Diese Wärmeverluste können durch Wärmeabstrahlung,
Dampfaustritt oder auch durch andere Verlustmechanismen empirisch,
semi-empirisch oder analytisch bestimmt werden, beispielsweise indem
bekannte Materialeigenschaften berücksichtigt werden oder
indem nach der idealisierten oben angegebenen Formel berechnete
Aufheizzeiten mit gemessenen Aufheizdauern verglichen werden. Analytisch würde
die minimale Aufheizzeit beispielsweise als Lösung einer
Differentialgleichung berechnet werden, bei welcher der gesamte
Wärmeeintrag pro Zeiteinheit als Differenz des Wärmeeintrags
durch die Heizvorrichtung minus des Wärmeaustrags pro Zeiteinheit
durch Wärmeverluste (abhängig beispielsweise von
der Differenz zwischen aktueller Temperatur der Spülflüssigkeit
und der Umgebungstemperatur sowie eines Wärmeleitkoeffizienten)
angesetzt würde.
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Alternativ
oder zusätzlich wird als einfache Methode zur Berücksichtigung
von Wärmeverlusten die Verwendung von Korrekturgrößen
vorgeschlagen. Beispielsweise kann es sich dabei um einen Korrekturfaktor
zur oben angegebenen Formel handeln, eine Korrekturfunktion, eine
Korrekturkennlinie oder einen ähnlichen Korrekturalgorithmus.
Beispielsweise können entsprechende Korrekturkennlinien
in einem elektronischen Datenspeicher hinterlegt sein. Diese Korrekturfaktoren
können auch entsprechend temperaturabhängig sein,
um beispielsweise die Temperaturabhängigkeit von Wärmeverlusten
zu berücksichtigen.
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Die
Steuerung kann weiterhin eingerichtet sein, um nach Ablauf der Mindestdauer
erneut eine Temperatur der Spülflüssigkeit zu
erfassen. In einem anschließenden Entscheidungsschritt
kann dann, wenn die Temperatur unterhalb der Zieltemperatur oder
um mehr als eine Toleranzschwelle unterhalb dieser Zieltemperatur
liegt, das Aufheizen verlängert werden. Hat die Temperatur
die Zieltemperatur erreicht oder überschritten, so kann
das Aufheizen beendet werden.
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Diese
Abfrage der Temperatur der Spülflüssigkeit kann
insbesondere auch wiederholt durchgeführt werden, wenn
die Zieltemperatur noch nicht erreicht ist. Auch der beschriebene
Entscheidungsschritt kann dann wiederholt werden, was so lange erfolgen
kann, bis die Zieltemperatur erreicht ist oder die Temperatur innerhalb
einer Toleranzschwelle unterhalb der Zieltemperatur liegt.
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Die
beschriebene Spülmaschine und das beschriebene Programm
in einer der beschriebenen Ausgestaltungen hat gegenüber
den aus dem Stand der Technik bekannten Spülmaschinen und
Verfahren den Vorteil, dass eine vorgegebene Zieltemperatur sicher
und schnell erreicht werden kann. Auf diese Weise können
beispielsweise Hygieneparameter entsprechend einschlägiger
Normen und Vorschriften sicher erreicht werden. Beispiele derartiger
Normen sind: DIN 10511: Lebensmittelhygiene, Gewerbliches Geschirrspülen
mit Gläserspülmaschinen; DIN 10512: Gewerbliches
Geschirrspülen mit Eintank-Geschirrspülmaschinen;
DIN 10522: Lebensmittelhygiene, Gewerbliches maschinelles Spülen von
Mehrwegkästen und Mehrwegbehältnissen für unverpackte
Lebensmittel; EN ISO 15883-1: Reinigungs und Desinfektionsgeräte;
NSF/ANSI Standanrd 3: Commercial Warewashing Equipment (USA), Hygienetest
mit Thermolabel. Weiterhin kann insgesamt mit der vorgeschlagenen
Spülmaschine das Wasch- und Nachspülergebnis stark
verbessert und sogar optimiert werden. Dabei wird das Spülgut
schonend behandelt.
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Wie
oben beschrieben, kann die Spülmaschine vorteilhafterweise
insbesondere mindestens einen Waschtank und eine Umwälzeinrichtung
zum Grobreinigers des Spülguts sowie weiterhin mindestens
einen Nachspültank zum Nachspülen des Spülguts
umfassen. Dies hat, wie eingangs erwähnt, den Vorteil,
dass (im Gegensatz zu Haushaltsgeräten) Aufheizvorgänge
parallel durchgeführt werden können.
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Das
oben beschriebene Prinzip der Bestimmung einer Mindestdauer kann
in diesem Fall sowohl für ein Aufheizen des Waschtanks,
als auch – alternativ oder zusätzlich – für
ein Aufheizen des Nachspültanks eingesetzt werden.
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So
hat ein Einsatz im Nachspültank den Vorteil, dass das beste
Nachspülergebnis bei einer hohen Temperatur erreicht wird.
Weiterhin wird eine anschließende Trocknung des Spülguts
stark verbessert. Zudem wird, da in vielen Fällen Nachspülwasser nach
Benutzung in den Waschtank eingeleitet wird, eine Abkühlung
des Waschtanks durch zu kaltes Nachspülwasser vermieden.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Nachspülflüssigkeit
in vielen Fällen Zusätze beigemischt werden, welche
beispielsweise eine bessere Benetzung des Spülguts ermöglichen. Die
Wirkung dieser Zusätze ist jedoch temperaturabhängig.
Ist die Temperatur der Nachspülflüssigkeit zu niedrig
gewählt, so bewirkt dies eine schlechtere Benetzung des
Spülguts und gegebenenfalls eine Schaumbildung.
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Eine
Verwendung des beschriebenen Prinzips für eine Aufheizung
des Waschtanks hat den Vorteil, dass eine Waschwirkung beziehungsweise ein
Waschergebnis, welches in der Regel nur bei korrekter Temperatur
gewährleistet ist, optimiert werden kann. Insbesondere
werden der Waschflüssigkeit zumeist Reiniger beigemischt.
Die Wirkung dieser Reiniger ist jedoch wiederum von der Temperatur
abhängig, und es kann beispielsweise bei einer Untertemperatur
eine Verseifung der Reiniger eintreten, mit entsprechender Verschlechterung
des Reinigungsergebnisses. Durch das beschriebene Verfahren und die
vorgeschlagene Spülmaschine lassen sich derartige Effekte
wirkungsvoll vermeiden.
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Bei
der beschriebenen Zwei- oder Mehrtank-Spülmaschine kann
beispielsweise der mindestens eine Programmschritt einen Umwälzschritt
umfassen, wobei die Steuerung derart eingerichtet sein kann, dass
das Aufheizen der umgewälzten Spülflüssigkeit
mindestens so lange durchgeführt wird, bis die vorgegebene
Zieltemperatur im Waschtank erreicht ist. In diesem Umwälzbetrieb
hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Starttemperatur nicht
unmittelbar zu Beginn des Umwälzschritts erfasst wird,
sondern mit einer vorgegebenen Startverzögerung. Vorzugsweise
wird die Starttemperatur nach einer Startverzögerung von
5 bis 60 Sekunden, insbesondere zwischen 10 und 20 Sekunden, gemessen.
Dies hat den Vorteil, dass zunächst eine Durchmischung
einer Spülflüssigkeit in dem Waschtank, in welchem
beispielsweise anfänglich ein Temperaturgefälle
von oben nach unten herrschen kann, ermöglicht werden kann,
um eine Durchschnittstemperatur einzustellen. Auch kann sich innerhalb
der Startverzögerung eine Temperaturanpassung der Geschirrtemperatur
an die Tankwassertemperatur einstellen, so dass insgesamt die Startverzögerung
die Messung einer Gleichgewichtstemperatur ermöglicht,
anstelle einer lokalen Nicht-Gleichgewichtstemperatur. Dadurch werden das
Verfahren und die Genauigkeit stark verbessert.
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Eine
weitere Verbesserung der Spülmaschine und des vorgeschlagenen
Verfahrens kann darin bestehen, dass der Umwälzschritt
nicht unmittelbar nach Erreichen der Zieltemperatur abgeschaltet
wird, sondern für eine vorgegebene Einwirkzeit fortgesetzt wird.
Diese Verbesserung ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn bestimmten
Hygienestandards Genüge geleistet werden muss (siehe z.
B. die oben angegebenen Standards). Derartige Standards sind beispielsweise
dadurch definiert, dass für eine vorgegebene Zeitdauer
mit einer vorgegebenen Mindesttemperatur auf das Spülgut
eingewirkt wird.
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Die
vorangehenden Weiterbildungen der Erfindung betreffen die Anwendung
der Idee der Erfindung im Umwälzschritt beziehungsweise
auf den Waschtank. Wie oben beschrieben, kann die Erfindungsidee
jedoch alternativ oder zusätzlich auch auf eine Nachspülflüssigkeit
angewandt werden. So kann beispielsweise die Steuerung derart eingerichtet
sein, dass während eines Umwälzschritts, also während
einer Grobreinigung mit Waschflüssigkeit, eine Nachspülflüssigkeit
im Nachspültank aufgeheizt wird. In diesem Fall kann insbesondere
die Dauer des Umwälzschritts entsprechend der bestimmten Mindestdauer
des Aufheizens der Nachspülflüssigkeit festgelegt
werden. Dies bedeutet, dass die Grobreinigung beispielsweise so
lange erfolgt, bis die Nachspülflüssigkeit nach
der oben beschriebenen theoretischen Betrachtung die vorgegebene
Zieltemperatur für die Nachspülflüssigkeit
erreicht hat. Wird dann nach Erreichen dieser Mindestdauer festgestellt,
dass die Nachspülflüssigkeit noch nicht ihre Zieltemperatur
erreicht hat oder um mehr als eine Toleranzschwelle unterhalb der
Zieltemperatur liegt, so kann die Dauer des Umwälzschrittes
verlängert werden. Auch dies kann wiederholt durchgeführt
werden, so lange bis die Zieltemperatur erreicht oder eine Toleranzschwelle überschritten
ist.
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Wird
ein Nachspültank verwendet, so kann in einem Nachspülschritt
die Nachspülflüssigkeit auf verschiedene Weisen
auf das Spülgut aufgebracht werden. Zum einen kann eine
Drucksteigerungspumpe vorgesehen sein, um den Druck der Nachspülflüssigkeit
zu steigern und die Nachspülflüssigkeit somit auf
das Spülgut aufzubringen. Alternativ oder zusätzlich
kann jedoch auch mit Druck beaufschlagtes Frischwasser über
einen Frischwasseranschluss auf den Nachspültank aufgebracht
werden, um durch diesen Druck die Nachspülflüssigkeit
auf das Spülgut aufzubringen. In letzterem Falle bleibt
der Nachspültank gefüllt, da die Nachspülflüssigkeit
durch das zulaufende Frischwasser verdrängt wird. Im ersteren Falle
kann beispielsweise eine vollständige oder teilweise Entleerung
des Nachspülflüssigtanks erfolgen, beispielsweise
im Rahmen einer 2-Niveauregelung. Anschließend kann eine
Neubefüllung über eine Zeitsteuerung oder eine
Niveauregelung erfolgen.
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen
Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination
miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele
beschränkt.
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Die
Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt.
Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei
gleiche oder funktionsgleiche beziehungsweise hinsichtlich ihrer
Funktionen einander entsprechende Elemente.
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Im
Einzelnen zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Spülmaschine;
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2 eine
zur Ausführung in 1 alternative
Ausgestaltung eines Nachspültanks mit einer Frischwasserbeaufschlagung
unter Druck;
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3 ein
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Steuerung einer Spülmaschine, bei welchem
eine Temperatur in einem Waschtank gesteuert wird und
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4 ein
weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens, bei welchem eine Temperatur in einem Nachspültank
gesteuert wird.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Spülmaschine 110 für
den gewerblichen Einsatz dargestellt.
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Die
Spülmaschine 110 weist eine Spülkammer 112 auf,
in welcher Spülgut 114 aufgenommen werden kann.
Weiterhin ist in der Spülkammer 112 ein Düsensystem
aufgenommen, welches Waschdüsen 116 und Nachspüldüsen 118 umfasst.
Dieses Düsensystem ist hier beispielhaft als System von oberhalb
und unterhalb des Spülguts 114 angeordneten Sprüharmen
dargestellt. Alternativ oder zusätzlich können
jedoch auch andere Arten von Düsen vorhanden sein.
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Weiterhin
umfasst die Spülmaschine 110 einen Waschtank 120,
welcher eingerichtet ist, um eine Waschflüssigkeit 122 aufzunehmen.
Der Waschtank 120 kann beispielsweise mit einer oder mehreren
Zuleitungen 124 ausgestattet sein, beispielsweise um den
Waschtank 120 mit Frischwasser zu füllen, und/oder
um dem Waschtank 120 Reinigungsmittel beziehungsweise Spülmittel
zuzuführen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Waschtank 120 als separater Waschtank ausgestaltet,
wobei jedoch auch Ausführungsformen denkbar sind, bei welchen
dieser Waschtank 120 Teil der Spülkammer 112 bildet
und beispielsweise als Vertiefung in einem Bodenbereich der Spülkammer 112 ausgebildet
ist.
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Zum
Aufheizen der Waschflüssigkeit 122 im Waschtank 120 ist
weiterhin eine Heizvorrichtung 126 vorgesehen. Die Temperatur
im Waschtank 120 kann durch einen Temperatursensor 128 erfasst
werden.
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Der
Waschtank 120 ist über ein System von Umwälzleitungen 130 mit
den Waschdüsen 116 verbunden. Diese Umwälzleitungen 130 sind
hier lediglich schematisch angedeutet, wobei zusätzliche Pumpen
und/oder Ventile vorhanden sein können, welche in 1 nicht
abgebildet sind.
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In
dem System der Umwälzleitungen 130 ist eine Umwälzpumpe 132 aufgenommen.
Diese Umwälzpumpe 132 gewährleistet,
dass den Waschdüsen 116 Waschflüssigkeit 122 unter
Druck zugeführt wird. In der Spülkammer 112 ist
ein Ablauf 134 aufgenommen, welcher hier lediglich symbolisch
angedeutet ist. Über diesen Ablauf 134 kann Waschflüssigkeit 122 aus
der Spülkammer 112 in den Waschtank 120 rückgeführt
werden. Über dieses System von Umwälzleitungen 130 und
die Umwälzpumpe 132 kann somit das Spülgut 114 im
Umwälzbetrieb gewaschen werden.
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Weiterhin
weist die Spülmaschine 110 gemäß dem
schematischen Ausführungsbeispiel in 1 einen
Nachspültank 136 auf. In diesem Nachspültank 136 ist
Nachspülflüssigkeit 138 aufgenommen.
Beispielsweise kann es sich dabei um Frischwasser handeln, welches über
einen Frischwasserzulauf 140 dem Nachspültank 136 zugeführt
wird. Über ein System von Nachspülleitungen 142 kann die
Nachspülflüssigkeit 138 an die Nachspüldüsen 118 geleitet
werden, um dort – vorzugsweise nach Beendigung des vorangehend
beschriebenen Umwälzbetriebes – das Spülgut 114 nachzuspülen.
Zu diesem Zweck können der Nachspülflüssigkeit 138 beispielsweise
weitere Zusätze beigemischt sein, zum Beispiel ein Klarspüler.
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Um
die Nachspülflüssigkeit 138 unter Druck den
Nachspüldüsen 118 zuzuführen,
bestehen mehrere Möglichkeiten. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
wird Frischwasser über den Frischwasserzulauf 140 und
ein Frischwasserventil 144 über eine Freilaufstrecke 146 in
den Nachspültank 136 eingeleitet. Der Nachspültank 136 kann
beispielsweise mit Niveausensoren ausgestattet sein (in 1 nicht
dargestellt), beispielsweise um eine 2-Niveauregelung zu realisieren.
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Während
der Nachspülphase wird der Nachspültank 136 zumindest
teilweise entleert. Die erforderliche Drucksteigerung, um die Nachspülflüssigkeit 138 den
Nachspüldüsen 118 zuführen zu
können, wird dabei durch eine Drucksteigerungspumpe 150 bewirkt.
Die Drucksteigerungspumpe 150 kann, wie auch das Frischwasserventil 144,
durch eine Steuerung 152 angesteuert werden.
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Alternativ
zu der in 1 dargestellten Ausführung
mit einem Nachspültank 136, welcher während
des Nachspülvorgangs teilweise entleert wird und welcher über
eine Freilaufstrecke 146 drucklos befüllt wird,
kann auch der in 2 dargestellte Nachspültank 136 im
Rahmen der Spülmaschine 110 gemäß 1 eingesetzt
werden. Hierbei wird über den Frischwasserzulauf 140 und
das Frischwasserventil 144 mit Druck beaufschlagtes Frischwasser
in den Nachspültank 136 nachgeführt,
wodurch die Nachspülflüssigkeit 138 in
diesem Nachspültank 136 teilweise verdrängt
wird. In diesem Fall ist keine Drucksteigerungspumpe 150 erforderlich,
sondern der Leitungsdruck des Frischwasserzulaufs 140 genügt,
um die Nachspülflüssigkeit 138 zu den
Nachspüldüsen 118 zu leiten und dort
die entsprechende Sprühwirkung zu erzielen. Der Nachspültank 136 bleibt
bei diesem Verfahren fortwährend gefüllt. Wiederum
kann die Steuerung 152 eingesetzt werden, um das Frischwasserventil 144 (und
damit den Nachspülvorgang) anzusteuern.
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Wie
auch der Waschtank 120 ist auch der Nachspültank 136 mit
einer Heizvorrichtung 148 ausgestattet. Weiterhin ist mindestens
ein Temperatursensor 154 im Nachspültank 136 vorgesehen,
welcher Temperatursignale an die Steuerung 152 liefert. Die
Steuerung 152 kann auch ausgestaltet sein, um die Heizvorrichtung 148 anzusteuern.
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Ein
normales Programm, welches in der Spülmaschine 110 abläuft,
kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass zunächst
Waschflüssigkeit 122 aus dem Waschtank 120 in
einem Umwalzbetrieb umgewälzt wird, um das Spülgut 114 grob
zu reinigen. Dabei kann der Waschtank 120, anstatt (wie
in 1 dargestellt) als separater Waschtank 120 ausgestaltet
zu sein, auch als Teil der Spülkammer 112 ausgebildet
sein. Die Steuerung 152 kann eingerichtet sein, um sämtliche
Ventile, die Heizvorrichtung 126 des Waschtanks 120 und
die Umwälzpumpe 132 anzusteuern.
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Nach
Beendigung des Umwälzbetriebes kann die Waschflüssigkeit 122 über
einen Abfluss 156 entsorgt werden. Hierfür können
beispielsweise zwei Ventile 158, 160 vorgesehen
sein, mittels derer von einem Umwälzen durch die Umwälzleitungen 130 auf
ein Ablaufen durch den Abfluss 156 umgeschaltet werden
kann. Weiterhin kann auch die Temperatur der Waschflüssigkeit 122 durch
einen innerhalb der Spülkammer 112 angeordneten
Temperatursensor 162 überwacht werden.
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Nach
Beendigung des Umwälzbetriebes kann dann auf den Nachspülbetrieb
umgeschaltet werden. Zu diesem Zweck wird beispielsweise mittels der
Steuerung 152 die Drucksteigerungspumpe 150 gestartet,
oder es kann – gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 2 – der Nachspülvorgang durch Öffnen
des Frischwasserventils 144 gestartet werden.
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Die
Steuerung 152 kann, wie oben beschrieben, beispielsweise
als Mikrocomputer ausgestaltet sein, in welchem ein entsprechendes
Programm ablaufen kann. Mittels der Steuerung können vorzugsweise
sämtliche durch die Spülmaschine 110 zur
Verfügung gestellten Informationen (zum Beispiel Signale
der Temperatursensoren 128, 154 und 162)
abgefragt werden, und es können vorzugsweise sämtliche Ventile
(zum Beispiel die Ventile 144, 158, 160)
durch die Steuerung 152 gesteuert werden.
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In
den 3 und 4 sind im Rahmen eines schematischen
Ablaufplans bevorzugte Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen
Programmabläufen dargestellt, welche mittels der Steuerung 152 durchgeführt
werden können. Dabei zeigt 3 eine Ausgestaltung
eines Programms, bei welcher die Aufheizung der Waschflüssigkeit 122 überwacht beziehungsweise
gesteuert wird, wohingegen 4 ein Ausführungsbeispiel
zeigt, bei welchem die Temperatur der Nachspülflüssigkeit 138 im
Nachspültank 136 überwacht beziehungsweise
gesteuert wird. Beide Ausführungsbeispiele sind auch kombinierbar,
um ein Aufheizen sowohl der Waschflüssigkeit 122 als auch
der Nachspülflüssigkeit 138 zu überwachen
beziehungsweise zu steuern.
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In
einem ersten Verfahrensschritt des Ausführungsbeispiels
gemäß 3 wird zunächst der Umwälzbetrieb
gestartet (Schritt 310). Dies kann beispielsweise – wie
oben beschrieben – durch ein entsprechendes Ansteuern der
Umwälzpumpe 132 geschehen. Weitere, mit dem Umwälzbetrieb
verbundene Verfahrensschritte, wie beispielsweise ein Auffüllen
des Waschtanks 120 über die Zuleitungen 124 oder
eine Zugabe entsprechender Spülmittel sind in dem vereinfachten
Verfahrensschema gemäß 3 nicht
dargestellt.
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In
Verfahrensschritt 312 erfolgt eine Abfrage, ob eine vorgegebene
Startverzögerung erreicht ist. Wie oben beschrieben dient
diese Startverzögerung beispielsweise dazu, ein Temperaturgleichgewicht
in der Spülkammer 112 herzustellen, so dass eine
Temperatur erst nach gründlicher Durchmischung der Waschflüssigkeit 122 und
Temperaturangleich des Spülguts 114 erfolgt.
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Ist
die Startverzögerung noch nicht erreicht (Zweig 314),
so wird nach einer Verzögerung um ein Zeitintervall 316 erneut
nachgefragt, ob die Startverzögerung erreicht ist. Ist
die Startverzögerung dann erreicht (Zweig 318 in 3),
so wird in Schritt 320 eine Starttemperatur der Waschflüssigkeit 122 gemessen.
Diese Messung kann beispielsweise mittels des Temperatursensors 128 im
Waschtank 120 und/oder über den Temperatursensor 162 in
der Spülkammer 112 erfolgen.
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Anhand
dieser Starttemperatur 320 wird dann in Verfahrensschritt 322 eine
Mindestdauer eines Aufheizvorgangs der Waschflüssigkeit 122 über die
Heizvorrichtung 126 bestimmt. Zu diesem Zweck können
verschiedene Ausgangsgrößen und Korrekturgrößen
eingelesen werden, was in 3 symbolisch
mit der Bezugsziffer 324 bezeichnet ist. Wie oben beschrieben,
kann diese Bestimmung der Mindestdauer des Aufheizens beispielsweise über
die Heizleistung der Heizvorrichtung 126, die Wärmekapazität
der Waschflüssigkeit 122, die Menge der Waschflüssigkeit 122 und
die – Temperaturdifferenz zwischen der zu erreichenden
Zieltemperatur und der Starttemperatur berechnet werden, vorzugsweise
unter Berücksichtigung von Wärmeverlusten mittels
entsprechender Korrekturgrößen (beispielsweise Korrekturfaktoren).
Das Einlesen 324 der Ausgangs- und Korrekturgrößen
kann beispielsweise aus einem Datenspeicher der Steuerung 152 erfolgen,
und/oder es können einzelne Größen auch
unmittelbar eingelesen werden, wie beispielsweise die Starttemperatur,
welche mittels des Temperatursensors 128 und/oder des Temperatursensors 162 bestimmt
wurde.
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Anschließend
erfolgt in Verfahrensschritt 326 ein Aufheizen der Waschflüssigkeit 122 über
die Heizvorrichtung 126. Dieses Aufheizen 326 kann,
anstelle der sequentiellen Darstellung in 3, jedoch bereits
vorher gestartet werden, beispielsweise unmittelbar mit dem Start 310 des
Umwälzbetriebes. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass
das Aufheizen 326 zu einem frühestmöglichen
Zeitpunkt gestartet wird, was den Aufheizvorgang beschleunigen kann.
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In
Verfahrensschritt 328 erfolgt wiederum eine Abfrage, ob
die in Schritt 322 bestimmte Mindestdauer erreicht ist.
Ist dies nicht der Fall (Zweig 330 in 3),
so erfolgt nach Verstreichen eines Verzögerungsintervalls 332,
innerhalb dessen weiter aufgeheizt wird, eine erneute Abfrage 328.
Ist die Mindestdauer erreicht (Zweig 334 in 3),
so erfolgt in Verfahrensschritt 336 eine erneute Messung der
Temperatur der Waschflüssigkeit 122 mittels des Temperatursensors 128 und/oder
des Temperatursensors 162.
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In
Verfahrensschritt 338 wird abgefragt, ob die in Schritt 336 gemessene
Temperatur eine Zieltemperatur erreicht hat. Alternativ können
auch Zieltemperaturen mit einer Toleranzschwelle vorgegeben werden,
welche nicht unterschritten werden sollte. Ist die Zieltemperatur
nicht erreicht (Zweig 340 in 3), so wird
nach einer vorgegebenen Verzögerung 342 (welche
auch dynamisch angepasst werden könnte, beispielsweise
um bei lediglich kleinen Abweichungen diese Verzögerung
zu reduzieren), während der die Waschflüssigkeit 122 weiter
geheizt wird, eine erneute Temperaturmessung gemäß Schritt 336 vorgenommen.
Anschließend erfolgt wieder die Abfrage in Schritt 338.
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Ist
die Zieltemperatur erreicht (Zweig 344 in 3),
so kann diese Zieltemperatur optional während einer Einwirkzeit 346 gehalten
werden, beispielsweise um einen bestimmten Hygienestandard zu erreichen.
Anschließend kann dann der Umwälzbetrieb in Schritt 348 beendet
werden. Daran kann sich dann ein entsprechender Nachspülprogrammschritt
anschließen.
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In 4 ist
ein Ausführungsbeispiel mit Kontrolle/Steuerung der Aufheizung
der Nachspülflüssigkeit 138 im Nachspültank 136 dargestellt.
Nach dem Start des Programms in Schritt 410 wird der Umwälzbetrieb 412 der
Waschflüssigkeit 122 gestartet (siehe oben). Parallel
hierzu wird in Schritt 414 mittels des Temperatursensors 154 eine
Starttemperatur der Nachspülflüssigkeit 138 bestimmt.
Hieraus wird dann, analog zum Verfahrensschritt 322 in 3, eine
Mindestdauer der Aufheizung der Nachspülflüssigkeit
bestimmt (Schritt 416). Zu diesem Zweck können
wiederum, analog zu Verfahrensschritt 324 in 3,
in Schritt 418 Ausgangs- und Korrekturgrößen eingelesen
werden.
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Anschließend
wird in Schritt 420 das Aufheizen der Nachspülflüssigkeit 138 gestartet.
Analog zu Verfahrensschritt 326 in 3 kann dieses
Aufheizen jedoch auch, um jegliche Zeitverzögerung zu vermeiden,
bereits mit dem Start 410 gestartet werden.
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In
Verfahrensschritt 422 erfolgt dann, analog zu Verfahrensschritt 328 in 3,
eine Abfrage, ob die in Schritt 416 bestimmte Mindestdauer
erreicht ist. Ist dies nicht der Fall (Zweig 424), so kann
dann nach einer Verzögerung 426 eine erneute Abfrage
erfolgen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Verfahrensschritte 422, 424 und 426 wie
auch die Verfahrensschritte 328, 330 und 332 in 3,
auch durch eine vergleichsweise einfache "Wait-Funktion" ersetzt
werden können.
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Ist
die Mindestdauer erreicht (Zweig 428), so erfolgt in Verfahrensschritt 430 eine
Messung der Temperatur der Nachspülflüssigkeit 138 mittels
des Temperatursensors 154. Anschließend erfolgt
in Verfahrensschritt 432 – analog zu Verfahrensschritt 338 in 3 – eine
Abfrage, ob die Zieltemperatur der Nachspülflüssigkeit 138 erreicht
ist. Ist dies nicht der Fall (Zweig 434 in 4),
so kann nach einer Verzögerung 436 (welche beispielsweise
auch wieder dynamisch angepasst werden kann, um den tatsächlichen
Abstand der aktuellen Temperatur von der Zieltemperatur zu berücksichtigen)
wiederum die Messung 430 der Temperatur der Nachspülflüssigkeit 138 durchgeführt
werden. Ist die Zieltemperatur dann erreicht (Zweig 438),
so kann in Verfahrensschritt 440 der Umwälzbetrieb
beendet werden. Unmittelbar anschließend kann dann beispielsweise
in Verfahrensschritt 442 der Nachspülschritt gestartet
werden.
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Wie
oben beschrieben, können die in den 3 und 4 dargestellten
Verfahrensschritte beispielsweise programmtechnisch in der Steuerung 152 umgesetzt
werden. Die Verfahrensvarianten können auch kombiniert
durchgeführt werden. Auch eine gegenüber der Schrittreihenfolge
gemäß der 3 und 4 dargestellte
Reihenfolge ist prinzipiell möglich sowie ein wiederholtes
und/oder zeitlich paralleles Durchführen einzelner beziehungsweise mehrerer
Verfahrensschritte.
-
- 110
- Spülmaschine
- 112
- Spülkammer
- 114
- Spülgut
- 116
- Waschdüsen
- 118
- Nachspüldüsen
- 120
- Waschtank
- 122
- Waschflüssigkeit
- 124
- Zuleitungen
- 126
- Heizvorrichtung
- 128
- Temperatursensor
- 130
- Umwälzleitungen
- 132
- Umwälzpumpe
- 134
- Ablauf
- 136
- Nachspültank
- 138
- Nachspülflüssigkeit
- 140
- Frischwasserzulauf
- 142
- Nachspülleitungen
- 144
- Frischwasserventil
- 146
- Freilaufstrecke
- 148
- Heizvorrichtung
- 150
- Drucksteigerungspumpe
- 152
- Steuerung
- 154
- Temperatursensor
- 156
- Abfluss
- 158
- Ventil
- 160
- Ventil
- 310
- Start
Umwälzbetrieb
- 312
- Startverzögerung
erreicht?
- 314
- Startverzögerung
nicht erreicht
- 316
- Verzögerung
- 318
- Startverzögerung
erreicht
- 320
- Starttemperatur
messen
- 322
- Mindestdauer
bestimmen
- 324
- Einlesen
Ausgangs- und Korrekturgrößen
- 326
- Aufheizen
Waschflüssigkeit
- 328
- Mindestdauer
erreicht?
- 330
- Mindestdauer
nicht erreicht
- 332
- Verzögerung
- 334
- Mindestdauer
erreicht
- 336
- Messung
Temperatur
- 338
- Zieltemperatur
erreicht?
- 340
- Zieltemperatur
nicht erreicht
- 342
- Verzögerung
- 344
- Zieltemperatur
erreicht
- 346
- Einwirkzeit
- 348
- Umwälzbetrieb
beenden
- 410
- Start
- 412
- Umwälzbetrieb
- 414
- Messung
Starttemperatur Nachspülflüssigkeit
- 416
- Mindestdauer
bestimmen
- 418
- Einlesen
Ausgangs- und Korrekturgrößen
- 420
- Aufheizen
Nachspülflüssigkeit
- 422
- Mindestdauer
erreicht?
- 424
- Mindestdauer
nicht erreicht
- 426
- Verzögerung
- 428
- Mindestdauer
erreicht
- 430
- Messung
Temperatur
- 432
- Zieltemperatur
erreicht
- 434
- Zieltemperatur
nicht erreicht
- 436
- Verzögerung
- 438
- Zieltemperatur
erreicht
- 440
- Umwälzbetrieb
beenden
- 442
- Nachspülschritt
starten
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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