ПОСУДОМОЕЧНАЯ МАШИНА С СОРБЦИОННЫМ СУШИЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ
DISHWASHING MACHINE WITH SORPTION DRYING DEVICE

Область техники
Изобретение касается посудомоечной машины с моечной камерой и устройствами для мытья посуды моющим раствором, а также с сорбционным сушильным устройством, которое связано с моечной камерой с возможностью прохождения циркулирующего воздуха и имеет нагреватель, а также сорбционную колонну с обратимо обезвоживаемым материалом, причем сорбционная колонна расположена в корпусе, имеющем впуск для воздуха и выпуск для воздуха.
Уровень техники
Согласно патентным документам DE 10353774 и/или DE 10353775 Заявителя обратимо обезвоживаемый материал для десорбции нагревается до очень высоких температур. При этом накопленная в нем жидкость выделяется в виде горячего водяного пара. В результате прохождения воздуха через сорбционную колонну и трубопровод, если таковой имеется, водяной пар поступает в моечную камеру, нагревая также воздух в моечной камере. Поступления горячего водяного пара и нагретого воздуха в моечную камеру во время выполнения подпрограммы с нагреванием моющего раствора хватает для того, чтобы достаточно сильно нагреть обрабатывающую жидкость и/или посуду. Таким образом, можно в значительной степени отказаться от дополнительного нагревания, если таковое имеется, и энергия, примененная для десорбции, может почти полностью использоваться для нагревания моющего раствора и/или посуды, за исключением той энергии, которая требуется для преодоления сил, связывающих воду с обратимо обезвоживаемым материалом. При этом наряду с экономией энергии обеспечивается эффективное мытье посуды.
Из патентного документа ЕР 0358279 В1 известно устройство для сушки посуды в бытовой посудомоечной машине, в которой моющий раствор нагревается нагревателем, расположенным вне моечной камеры, предпочтительно электрическим проточным нагревателем, причем предусмотрена в значительной мере закрытая система сушки, при которой воздух циркулирует из моечной камеры через сушильное устройство, регенерируемое путем нагревания, и от него назад в моечную камеру. При этом сушильное устройство состоит из сушильного контейнера, наполненного сушильным агентом, адсорбирующим влагу, находящегося в теплопроводном контакте с нагревателем. Вследствие связи сушильного контейнера с нагревателем, так или иначе имеющимся для нагревания моющего раствора, сушильное устройство оказывается готовым к работе немедленно по окончании процесса мытья. При этом сушильный агент выкладывается, по меньшей мере частично, в виде оболочки вокруг нагревательных элементов нагревателя, так что в сушильном контейнере сушильный агент может нагреваться, и вместе с тем просушиваться, во время каждого процесса нагрева.
Сушильный контейнер выполнен в форме двустенного полого цилиндра, в который помещен сушильный агент. Впускное и выпускное отверстия для присоединения к закрытой системе воздушной циркуляции расположены по диагонали друг напротив друга. Из-за этого недостатком становится относительно высокое сопротивление потоку, так что вентилятор, предусмотренный для создания потока воздуха, должен работать на очень высокой мощности. Это отрицательно отражается на уровне шума и на потреблении энергии.
В результате конструктивного варианта осуществления сорбционного сушильного устройства, которое обуславливает неоднородный подвод тепла к сушильному агенту, десорбция требует больших затрат времени и, кроме того, может привести к локальным перегревам сушильного агента и, тем самым, к его необратимому повреждению. Десорбция затруднена также потому, что нагреватель расположен в центре двустенного полого цилиндра, и радиальное распространение тепла к слоям сушильного агента, расположенным вблизи внешней стенки полого цилиндра, едва возможно вследствие аксиально направленного потока воздуха.
Раскрытие изобретения
Поэтому задачей данного изобретения является разработка такой посудомоечной машины, в которой сушильный агент, содержащийся в сорбционном сушильном устройстве, подвергается равномерному нагреванию.
Эта задача решена в посудомоечной машине согласно изобретению с признаками согласно пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
В посудомоечной машине согласно изобретению с моечной камерой и устройствами для мытья посуды моющим раствором, а также с сорбционным сушильным устройством, которое связано с моечной камерой с возможностью прохождения циркулирующего воздуха и имеет нагреватель, а также сорбционную колонну с обратимо обезвоживаемым материалом, сорбционная колонна расположена в корпусе, имеющем впуск для воздуха и выпуск для воздуха, причем нагреватель расположен перед впуском для воздуха, по направлению движения воздуха. Благодаря этому в сорбционную колонну поступает воздух, нагретый равномерно.
В предпочтительном варианте реализации изобретения нагреватель расположен в области впуска для воздуха сорбционной колонны, т.е. в непосредственной близости от впуска для воздуха. Преимущество такого расположения состоит в том, что нагревание воздуха происходит у входа в сорбционную колонну, предпочтительно вне ее, вследствие чего к ней подводится равномерно нагретый воздух, и этот нагретый воздух проходит сквозь сорбционную колонну. При этом перегрев обратимо обезвоживаемого материала сорбционной колонны во время десорбции исключен. Это относится в особенности к тому случаю, когда нагреватель расположен вне корпуса. Кроме того, вследствие непосредственной пространственной близости нагревателя ко впуску для воздуха сорбционной колонны, далее обеспечивается оптимальный КПД передачи энергии, расходуемой на нагревание потока воздуха, обратимо обезвоживаемому материалу, так как благодаря непосредственной пространственной близости не происходит охлаждение потока воздуха.
В предпочтительном варианте реализации изобретения корпус имеет основание, в котором имеется впуск для воздуха, и крышку, в которой имеется выпуск для воздуха. Таким образом обеспечивается преимущество низкого сопротивления потоку в пределах сорбционной колонны, так как воздух направляется через корпус сорбционной колонны "напрямую".
В следующем целесообразном варианте реализации изобретения основание и/или крышка, по меньшей мере, местами выполнены в виде сита, так что впуск для воздуха и/или выпуск для воздуха образован или образованы сетчатой поверхностью. В результате этого наряду с фиксацией обратимо обезвоживаемого материала в пределах сорбционной колонны может поддерживаться низкий уровень сопротивления потоку воздуха, проходящему через сорбционную колонну.
В следующем целесообразном варианте реализации изобретения нагреватель и впуск для воздуха расположены так, что они по меньшей мере частично перекрывают друг друга. При этом степень перекрывания между нагревателем и впуском для воздуха корпуса сорбционной колонны определяется по существу конструкцией, а также мощностью, выдаваемой нагревателем.
Согласно другому варианту реализации изобретения может предусматриваться размещение нагревателя в непосредственной пространственной близости от впуска для воздуха в сорбционную колонну внутри корпуса сорбционной колонны. При этом для предотвращения локальных перегревов предпочтительно помещать в пределах сорбционной колонны нагреватель по возможности с большей поверхностью, что позволяет сохранить удельную мощность на единицу площади настолько незначительной, что локальные перегревы обратимо обезвоживаемого материала не могут возникнуть.
В следующем целесообразном варианте реализации изобретения корпус имеет облицовку, выполненную теплоизолированной. Она может быть выполнена, например, в виде двойной стенки. Альтернативно или дополнительно на внешнюю сторону облицовки корпуса может быть нанесена, например, теплоизоляция. Далее возможно образовать вакуум в пространстве, возникшем между частями двойной стенки, чтобы получить оптимальную изоляцию от внешней среды. Путем применения теплоизоляции, предусматриваемой на облицовке корпуса, которая (облицовка) предпочтительно образует большую часть поверхности сорбционной колонны, обеспечивается возможность оптимального использования энергии, выделяемой нагревателем, для десорбции обратимо обезвоживаемого материала.
В следующем целесообразном варианте реализации изобретения высота облицовки корпуса меньше, чем ширина или диаметр основания и крышки. В целом это означает, что путь, проходимый потоком воздуха, меньше, чем максимальная ширина или диаметр основания и крышки. В результате этого сопротивление потока получается незначительным, давая то преимущество, что производительность вентилятора или число оборотов вентилятора могут быть невысокими. Особенно предпочтительным при этом является цилиндрическая компоновка корпуса сорбционной колонны, поскольку такая геометрическая форма обеспечивает прохождение особенно однородного потока воздуха.
В следующем целесообразном варианте реализации изобретения сорбционное сушильное устройство имеет вентилятор с корпусом, предназначенный для образования воздушного потока, расположенный в пространственной близости перед впуском для воздуха корпуса сорбционной колонны. Таким образом, имеется возможность выполнить корпус вентилятора единым с корпусом сорбционной колонны, так что в целом образуется компактный блок, для которого в посудомоечной машине требуется совсем немного места.
В одном из вариантов вентилятор может быть выполнен как осевой вентилятор перед впуском в корпус сорбционной колонны. В другом варианте вентилятор выполнен как радиальный вентилятор, расположенный сбоку от впуска в корпус сорбционной колонны. Какой вариант выбирается в качестве предпочтительного, зависит по существу от пространственного расположения сорбционного сушильного устройства в посудомоечной машине и от возникающих при этом условий компоновки.
Нагреватель, применяемый для десорбции, может быть выполнен в виде проволочного нагревателя, в виде трубчатого нагревателя, в виде керамического нагревателя либо с применением технологии ПТК (положительного температурного коэффициента, РТС - Positive Temperature Coefficient).
При этом в предпочтительном варианте реализации изобретения нагреватель интегрирован в корпус вентилятора. Это особенно легко можно реализовать прежде всего при использовании нагревателя с применением технологии ПТК, так как резистивный слой или слои могут наноситься на внутреннюю поверхность стенки корпуса. Еще одно преимущество использования нагревателя с применением технологии ПТК состоит в простоте его изготовления, так как слои могут наноситься в процессе печати. В дальнейшем тепловая производительность регулируется автоматически, в зависимости от температур, имеющих место во время различных периодов нагрева, так что перегрев в принципе исключен. Кроме того, путем соответствующего расположения или переключения отдельных частей слоя можно реализовать нагреватель с несколькими ступенями тепловой производительности.
В следующем целесообразном варианте реализации изобретения вентилятор, нагреватель и корпус сорбционной колонны выполнены как единый блок, так что в целом сорбционное сушильное устройство получается компактным.
В следующей форме реализации изобретения сорбционная колонна, с одной стороны, используется для сушки посуды и, с другой стороны, тепловая энергия, применяемая для десорбции сорбционной колонны, по меньшей мере частично используется для нагревания находящегося в моечной камере моющего раствора и/или посуды. Наряду с этим признаком в дальнейших вариантах исполнения могут содержаться и все дальнейшие признаки из патентных документов DE 10353774 и/или DE 10353775 Заявителя.
В следующей посудомоечной машине согласно изобретению с моечной камерой и устройствами для мытья посуды моющим раствором, а также с сорбционным сушильным устройством, которое связано с моечной камерой с возможностью прохождения циркулирующего воздуха и имеет нагреватель, а также сорбционную колонну с обратимо обезвоживаемым материалом, сорбционная колонна расположена в корпусе, имеющем впуск для воздуха и выпуск для воздуха, причем нагреватель расположен внутри вентилятора или на его корпусе.
Краткий перечень чертежей
Ниже изобретение более подробно поясняется на основе нескольких примеров осуществления.
На фигурах показаны:
фиг.1а, b - первый пример реализации сорбционного сушильного устройства, применяемого в посудомоечной машине согласно изобретению;
фиг.2а, b - второй пример реализации сорбционного сушильного устройства, применяемого в посудомоечной машине согласно изобретению;
фиг.3а, b - третий пример реализации сорбционного сушильного устройства, применяемого в посудомоечной машине согласно изобретению;
фиг.4 - четвертый пример реализации сорбционного сушильного устройства, применяемого в посудомоечной машине согласно изобретению;
фиг.5 - пятый пример реализации сорбционного сушильного устройства, применяемого в посудомоечной машине согласно изобретению;
фиг.6 - шестой пример реализации сорбционного сушильного устройства, применяемого в посудомоечной машине согласно изобретению.
Не показанная на фигурах более детально посудомоечная машина согласно изобретению имеет, как правило, моечную камеру, в которой расположены корзины для размещения посуды. Во всех примерах реализации посудомоечной машины согласно изобретению сушка посуды происходит предпочтительно так, как описано в патентных документах DE 10353774 и/или DE 10353775 Заявителя. Содержание патентных заявок DE 10353774 и/или DE 10353775 Заявителя включается в данную заявку. Далее, предусмотрено сорбционное сушильное устройство 1, связанное с моечной камерой с возможностью прохождения воздуха и имеющее нагреватель 6, вентилятор 2, а также сорбционную колонну 3 с обратимо обезвоживаемым материалом, например, цеолитом. Сорбционная колонна, как разъяснено в начале, используется как для высушивания, так и для нагревания проходящего воздуха.
Осуществление изобретения
На чертежах, поясняемых в последующем более подробно, представлены различные примеры осуществления таких сорбционных сушильных устройств.
На фиг.1 показан первый пример реализации, который представляет сорбционное сушильное устройство 1, вид сбоку, в разрезе (фиг.1а), а также вид снизу (фиг.1b). Сорбционное сушильное устройство 1 для имеет радиальный вентилятор 2 с рабочим колесом 11 в корпусе 8, через впуск 12 которого воздух всасывается, нагнетается и через нагреватель 6, выполненный в виде проволочного нагревателя, подводится к сорбционной колонне 3. Сорбционная колонна 3 выполнена в корпусе 9, который имеет цилиндрическую форму. Стенка 10, называемая также облицовкой корпуса, снабжена изоляцией, которая выполняется, например, в форме теплоизоляции или двойной стенки, с вакуумом или без вакуума.
Поверхность основания, обращенная к нагревателю 6, образует впуск 13 сорбционной колонны 3 и предпочтительно выполнена в виде сита для фиксации обратимо обезвоживаемого материала 4 сорбционной колонны 3, расположенного в корпусе 9. В то время как впуск 13 для воздуха в примере реализации занимает все основание, выпуск 7 для воздуха из сорбционной колонны, расположенный в центре основания, занимает только малую часть площади. Размером выпуска 7 для воздуха определяется, с одной стороны, сопротивление потоку воздуха, идущему через сорбционную колонну, а также скорость его поступления в моечную камеру. Путь прохождения воздуха представлен стрелками А, В и С.
Нагреватель 6, выполненный в виде проволочного нагревателя, расположен вне впуска для воздуха в сорбционную колонну так, что он по меньшей мере частично перекрывает впуск 13 для воздуха. В отличие от изображения на фигуре, проволочный нагреватель может быть выполнен также под впуском 13 для воздуха, полностью перекрывая его. Насколько большим выполняется проволочный нагреватель и какую часть входа для воздуха он покрывает, зависит по существу от мощности проволочного нагревателя. Вследствие расположения нагревателя 6 вне впуска 13 для воздуха, однако в непосредственной близости от него, получается, что воздух, проходя от нагревателя до входа в сорбционную колонну 3, не может охладиться или, по меньшей мере, не может существенно охладиться, так что обеспечивается эффективный подвод тепла и десорбция обратимо обезвоживаемого материала. С другой стороны, даже в случае слишком высокой мощности нагревателя не наступает локальный перегрев обратимо обезвоживаемого материала.
Наряду с геометрическими размерами корпуса 9 сорбционной колонны 3 сопротивление потоку воздуха, проходящему через нее, определяется диаметром шарообразных частиц обратимо обезвоживаемого материала 4. При определении диаметра гранул обратимо обезвоживаемого материала приходится находить компромисс между желаемой величиной поверхности этого материала и сопротивлением потоку, непосредственно зависящим от этого. Предпочтительно выполнение обратимо обезвоживаемого материала в виде шарообразных гранул диаметром от 2,5 до 5 мм.
На фиг.2 показан второй пример реализации сорбционного сушильного устройства 1, применяемого в посудомоечной машине согласно изобретению. Фиг.2а показывает вид сбоку в разрезе, фиг.2b - вид снизу. При этом относительное расположение корпуса вентилятора 8, нагревателя 6 и корпуса 9 сорбционной колонны соответствует примеру осуществления, описанному в связи с фиг.1. В отличие от предшествующего примера нагреватель предпочтительно выполнен в форме трубчатого нагревателя (например, в виде проволочного или ленточного нагревателя), который полностью перекрывает всю площадь впуска 13 для воздуха. Недостатком трубчатого нагревателя является необходимость очень высокой тепловой мощности или очень высокого числа оборотов вентилятора. Если сорбционное сушильное устройство одновременно используется для нагревания обрабатывающей жидкости внутри моечной камеры путем подачи в моечную камеру горячего воздуха или горячего водяного пара, то такой тип нагревателя при определенных обстоятельствах не подходит по временным причинам.
На фиг.3 показан третий пример реализации, конструктивное оформление которой также соответствует примеру, описанному в связи с фиг.1. Фиг.3а показывает вид сбоку в разрезе, фиг.3b - вид снизу. В отличие от предыдущих примеров, здесь нагреватель выполнен как керамический нагреватель (так называемый ячеистый нагреватель - Honeycomb), который имеет бóльшую прочность по сравнению с проволочным нагревателем. Тем не менее, недостатком такого типа нагревателя является большее падение давления при прохождении потока через нагреватель 6, так что вентилятор 2 приходится эксплуатировать с более высоким числом оборотов.
Фиг.4 и 5 демонстрируют следующие примеры реализации, при которых нагреватель выполнен внутри сорбционной колонны 3. Во избежание очень высокой концентрации мощности нагреватель предпочтительно имеет большую длину, проходя через все внутреннее пространство сорбционной колонны 3. Такой вариант исполнения имеет то преимущество, что вентилятор 2 может выполняться и как радиальный вентилятор (фиг.4), и как осевой вентилятор (фиг.5). При этом, в частности, в варианте, показанном на фиг.4, возможно выполнение воздуховода, обозначенного цифрой 14, с очень незначительной высотой h, вследствие чего установка получается более компактной. Вариант, показанный на фиг.5, разумеется, можно реализовать также и с другими типами нагревателей, упомянутыми в предшествовавших примерах осуществления, при этом придется считаться с большим объемом конструкции.
В шестом примере реализации, изображенном на фиг.6, в качестве нагревателя представлен ПТК-нагреватель, который расположен внутри корпуса 8 вентилятора 2. Таким образом, ПТК-слой может наноситься на внутреннюю сторону корпуса 8, например, методом печати. Преимущество ПТК-нагревателя типа состоит в том, что тепловая мощность регулируется сама собой в зависимости от преобладающей в ПТК-слое температуры. Соответственно воздуховод 14 может быть выполнен очень небольшим, вследствие чего сорбционное сушильное устройство также получается компактным.
При всех выше описанных вариантах особенно предпочтительно возможное объединение вентилятора 2, нагревателя 6 и сорбционной колонны 3 в один интегральный блок, в частности, выполнение их в одном корпусе. Благодаря этому, с одной стороны, становится возможным очень простой монтаж сорбционного сушильного устройства в посудомоечной машине, а с другой стороны, его конструктивные размеры могут оставаться незначительными.
Данное изобретение представляет посудомоечную машину, с помощью которой возможны эффективные с экономической точки зрения мытье и сушка посуды, находящейся в моечной камере, а также поддержание связанных с этим затрат энергии на минимальном уровне. Далее, обеспечивается простой монтаж, который позволяет удешевить процесс изготовления.
Список обозначений
1 Сорбционное сушильное устройство
2 Вентилятор
3 Сорбционная колонна
4 Обратимо обезвоживаемый материал
6 Нагреватель
7 Выпуск
8 Корпус
9 Корпус
10 Стенка корпуса
11 Рабочее колесо
12 Впуск
13 Впуск
14 Воздуховод
А.В.С Путь прохождения воздуха
h Высота