Результат интеллектуальной деятельности: МОЕЧНЫЙ АППАРАТ, ТАКОЙ КАК ПОСУДОМОЕЧНАЯ МАШИНА ИЛИ СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА, И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОЕЧНОГО АППАРАТА

Настоящее изобретение относится к моечному аппарату, такому как посудомоечная машина или стиральная машина, содержащему моечную камеру, предназначенную для вмещения предназначенных для мытья предметов и имеющую на своем нижнем участке накопительную емкость для сбора воды во время работы моечного аппарата; впуск для воды, который предпочтительно может быть соединен с баком для воды; циркуляционный насос, предназначенный для обеспечения циркуляции воды через моечную камеру; и блок управления, предназначенный для управления моечным циклом, выполняемым моечным аппаратом. Настоящее изобретение, кроме того, относится к способу эксплуатации такого моечного аппарата.

В данной области техники имеется постоянное стремление к улучшению эффективности моечных аппаратов с тем, чтобы, с одной стороны, улучшить удобство эксплуатации для пользователя и, с другой стороны, снизить количества энергии и воды, которые потребляются во время каждого моечного цикла. Принимая во внимание, что последнее относится к моечным аппаратам любого типа, контроль и регулирование количества воды имеет особое значение для случаев, когда снабжение моечного аппарата водой оказывается ограниченным.

Таким образом, в то время как большинство представленных в настоящее время на рынке посудомоечных машин и стиральных машин выполнены таким образом, чтобы быть постоянно соединенными с источником водоснабжения, в бытовом секторе, например, с водопроводным краном, который после открытия подает воду в непрерывном режиме, в последние годы были разработаны моечные аппараты, которые снабжаются водой из содержащего воду резервуара, такого как относительно небольшой бак, предназначенный для наполнения перед каждым программным циклом, автоматически выполняемым в моечном аппарате под контролем блока управления моечного аппарата, и который встроен в моечный аппарат или выполнен в виде внешнего бака, с которым соединяется моечный аппарат. Такие моечные аппараты, таким образом, особенно хорошо подходят для небольших домашних хозяйств, в которых требуется мытье лишь небольшого количества изделий, для мобильных устройств, таких как дома на колесах, жилые автофургоны, яхты и тому подобные, или для домохозяйств, которые не имеют постоянного водопроводного снабжения.

При том, что настоящее изобретение может быть применено к моечным аппаратам любого типа, таким как посудомоечные машины или стиральные машины для мытья одежды, далее оно будет описано в применении к посудомоечным машинам.

Пример такого моечного аппарата показан в документе DE 102004057019 A1, который описывает снабжаемый водой бытовой прибор, в частности, посудомоечную машину, соединенную со встроенным баком, заполняемым таким количеством воды, которое требуется для моечного цикла. Вода из бака подается в накопительную емкость в моечной камере посудомоечной машины либо с помощью подающего насоса, который связан с системой водоснабжения посудомоечной машины, либо направляется к накопительной емкости под действием гидростатического давления в баке.

Основной задачей настоящего изобретения является создание моечного аппарата вышеупомянутого типа и способа эксплуатации такого моечного аппарата, посредством которого может быть улучшена эффективность данного моечного аппарата.

Указанная задача решена в моечном аппарате вышеупомянутого типа, в котором бак для воды является встроенным, предпочтительно съемным образом, в моечный аппарат, при этом бак выполнен с возможностью подачи воды в накопительную емкость через впуск для воды под действием гидростатического давления в баке, при этом моечный аппарат оснащен датчиком давления, расположенным внутри впускного или выпускного трубопровода циркуляционного насоса, содержащегося в моечном аппарате, выход которого связан с блоком управления моечного аппарата, выполненным с возможностью изменения или завершения цикла программы моечного аппарата и/или подачи индикаторных сигналов пользователю моечного аппарата, которые основаны на сигналах, поступающих от датчика давления.

Предпочтительно встроенный бак приспособлен принимать такое количество воды, которое по существу ограничивается количеством воды, необходимым для выполнения одного цикла программы. Последнее является преимуществом для небольшого переносного моечного аппарата. Встроенный бак моечного аппарата может быть образован в виде единого целого с моечным аппаратом, однако предпочтительно цельный бак соединяется с моечным аппаратом съемным образом; при этом предпочтительно съемный бак приспособлен принимать такое количество воды, которое по существу ограничивается количеством воды, необходимым для выполнения одного цикла программы. Съемный бак обладает тем преимуществом, что он может быть снят с моечного аппарата и легко перенесен к водопроводному крану для повторного наполнения. Последнее особенно удобно в случае небольшого бака, который приспособлен для вмещения такого количества воды, которое по существу ограничивается количеством воды, необходимым для выполнения одного цикла программы.

В моечном аппарате обеспечивается по меньшей мере один датчик давления. Датчик давления может быть установлен так, чтобы измерять давление воды на стороне всасывания, предпочтительно внутри впускного трубопровода циркуляционного насоса, и/или на стороне нагнетания, предпочтительно внутри выпускного трубопровода циркуляционного насоса моечного аппарата. Предпочтительно датчик давления устанавливается на стороне всасывания циркуляционного насоса, в частности внутри впускного трубопровода циркуляционного насоса, что обеспечивает преимущество того, что датчик давления устанавливается в непосредственной связи с накопительной емкостью, что является наиболее подходящим для измерения уровней воды в накопительной емкости во время начального заполнения накопительной емкости водой в начале цикла программы.

Может быть успешно применен аналоговый датчик давления, такой как описан, например, в документе DE20 2006 00256 U1, поскольку он способен обеспечивать повторяющиеся показания, которые близко следуют за изменениями величины давления воды внутри накопительной емкости во время цикла программы, в частности во время начального заполнения накопительной емкости водой и/или во время работы циркуляционного насоса.

В соответствии с настоящим изобретением, датчик давления, который расположен внутри впускного или выпускного трубопровода циркуляционного насоса, может использоваться несколькими способами.

В первом предпочтительном воплощении способа настоящего изобретения датчик давления используется для определения направления вращения рабочего колеса циркуляционного насоса в моечном аппарате, в котором двигатель насоса вращается только в одном направлении. По экономическим причинам было бы предпочтительным применение двигателей насосов, у которых направление вращения связанного с двигателем рабочего колеса не ограничивается, то есть такие двигатели насосов могут запускаться в обоих направлениях.

В то время, как последние способные вращаться в двух направлениях насосы обычно оборудуются рабочими колесами симметричного вращения, эффективность создания давления и скорость потока этих рабочих колес может быть улучшена при использовании рабочих колес несимметричного вращения. Однако, так как в этом случае рабочее колесо будет иметь высокую производительность, только если оно будет вращаться в том направлении вращения, для которого было сконструировано, необходимо будет убедиться, что насос запущен так, что рабочее колесо вращается в правильном направлении вращения.

С этой целью в первом воплощении способа настоящего изобретения при запуске циркуляционного насоса измеряется давление внутри впускного трубопровода циркуляционного насоса и сравнивается с заданной величиной. Если измеренная величина превышает заданную величину, циркуляционный насос останавливается и запускается повторно до тех пор, пока не достигается другое направление вращения рабочего колеса. Таким образом, этот способ использует то, что на выпуске циркуляционного насоса, из которого подается вода, например, к разбрызгивающему коромыслу посудомоечной машины, более высокое давление соответствует более низкому давлению на стороне всасывания насоса. Таким образом, отрицательное давление, обнаруживаемое датчиком давления, размещенным внутри впускного трубопровода циркуляционного насоса, показывает, вращается ли насос в правильном направлении. Если измеренная величина оказывается слишком высокой, предполагается, что рабочее колесо циркуляционного насоса вращается в неправильном направлении. Поэтому циркуляционный насос останавливается и запускается повторно. Если рабочее колесо при повторном запуске начинает вращаться в правильном направлении, давление внутри впускного трубопровода циркуляционного насоса падает, и, следовательно, работа циркуляционного насоса больше не останавливается, а продолжается. Напротив, если циркуляционный насос при повторном запуске снова вращается в неправильном направлении, выполняется по меньшей мере один следующий повторный запуск до тех пор, пока циркуляционный насос не начинает вращаться в правильном направлении. В одном дополнительном воплощении такого первого способа настоящего изобретения давление внутри выпускного трубопровода циркуляционного насоса измеряется в момент запуска циркуляционного насоса. Так как в этом случае высокая величина давления указывает, что импеллер вращается в правильном направлении, действие циркуляционного насоса останавливается, если измеренная величина оказывается ниже заданной величины, с последующим повторным запуском насоса для достижения другого направления вращения импеллера.

Вышеуказанные способы в соответствии с первым воплощением способа настоящего изобретения, таким образом, позволяют использовать более дешевые и более простые циркуляционные насосы, которые посредством применения рабочих колес несимметричного вращения могут, тем не менее, обеспечивать скорость подачи, подобную достигаемой с помощью более дорогих и более сложных нереверсивных двигателей насосов, при этом данный способ простым и эффективным образом обеспечивает вращение рабочего колеса насоса в правильном направлении.

Принимая во внимание, что в первом воплощении способа настоящего изобретения бак водоснабжения моечного аппарата и/или моечного аппарата, который применяется при способе согласно изобретению, в принципе, может иметь любой размер и может являться большим центральным баком, снабжающим нескольких пользователей и их соответствующие моечные аппараты, предпочтительно, чтобы данный моечный аппарат содержал встроенный бак и, в частности, встроенный бак, приспособленный для того, чтобы принимать такое количество воды, которое по существу ограничивается количеством воды, необходимым для выполнения одного цикла программы.

Второе предпочтительное воплощение способа настоящего изобретения, в частности, приспособлено для моечного аппарата, в котором впуск воды к накопительной емкости соединен с баком для воды, который предпочтительно является встроенным, при этом предпочтительно съемным образом, в моечный аппарат. При этом способе вода подается из бака в накопительную емкость через впуск для воды под действием гидростатического давления внутри бака для воды, то есть выполняется начальное заполнение накопительной емкости водой в то время, когда циркуляционный насос еще остается выключенным. Процесс начального заполнения контролируется посредством выполнения множества, по меньшей мере двух, предпочтительно большего количества, последовательных измерений давления внутри впускного или выпускного трубопровода циркуляционного насоса. Измеренные величины запоминаются для выполнения сравнения с показателями последующих измерений с тем, чтобы получить дифференциальную величину и сгенерировать предупредительное сообщение, если эта дифференциальная величина оказывается меньше заданной величины. Способ этого воплощения использует то, что при заполнении накопительной емкости водой из бака величина давления в накопительной емкости должна непрерывно изменяться. Таким образом, на стороне впуска циркуляционного насоса, которая соединена с накопительной емкостью моечной камеры, соответствующий величине давления сигнал будет пропорционален высоте уровня воды внутри накопительной емкости, то есть будет являться прямым критерием уровня заполнения моечной камеры. Разумеется, также возможно выполнение измерений во время начального заполнения накопительной емкости водой, если датчик давления устанавливается на стороне нагнетания циркуляционного насоса. Однако в этом случае вода, чтобы достигнуть датчика давления, должна иметь возможность сначала пройти через циркуляционный насос, что, однако, с большинством насосов является вполне возможным.

Во втором предпочтительном воплощении способа согласно изобретению блок управления моечного аппарата предпочтительно продолжает в начале цикла программы этап начального заполнения, в течение которого вода подается в накопительную емкость до тех пор, пока от датчика давления не поступит сигнал, указывающий, что заданный уровень воды внутри накопительной емкости достигнут. Тем не менее циркуляционный насос во время указанного начального этапа заполнения предпочтительно не работает.

Также предпочтительно блок управления моечного аппарата измеряет время начального заполнения, которое требуется от момента начала указанного этапа начального заполнения и до тех пор, пока датчик давления не выдаст указанный сигнал, сообщающий, что заданный уровень воды внутри накопительной емкости достигнут, при этом указанное время начального заполнения пропорционально количеству воды, которая присутствует в баке. В ситуации дефицита воды, когда бак оказывается пустым или не содержащим необходимого количества воды, нужного для завершения цикла программы, указанное время начального заполнения будет более длительным по сравнению с ситуацией, при которой бак содержит количество воды, достаточное для выполнения полного цикла программы, при этом блок управления моечного аппарата может обнаружить указанную ситуацию дефицита воды, подходящим образом сравнивая указанное время начального заполнения с заранее установленным или сохраненным предыдущим значением времени начального заполнения. Предпочтительно блок управления моечного аппарата при обнаружении указанной ситуации дефицита волы выдает пользователю оповещающий сигнал.

В случае, когда давление, измеренное датчиком давления, не изменяется или эти изменения недостаточны, может быть предположено, что имеется сбой в системе подачи, например, бак мог быть по неосмотрительности не заполнен или же не присоединен должным образом. Таким образом, в случае, если дифференциальная величина оказывается меньше заданной величины, генерируется оповещающее пользователя предупредительное сообщение, которое может являться оптическим или акустическим сигналом.

В дополнение к генерированию предупреждающего сообщения данный способ может также приостановить работу моечного аппарата, если дифференциальная величина оказывается ниже заданной величины, то есть если уровень воды внутри моечной камеры не изменяется так, как это ожидается.

Для предотвращения того, чтобы такие предупреждающие сообщения генерировались вследствие моментных изменений в подаче воды, дифференциальная величина может быть получена сравнением значений измерений, между которыми прошел заданный промежуток времени, или посредством отслеживания изменений давления в некотором интервале времени, например, интегрированием измеренных величин.

При генерировании предупреждающего сообщения предпочтительно проверяется, имело ли место взаимодействие с пользователем машины, например, проверкой датчика, прикрепленного к дверце или баку посудомоечной машины, при этом после установления факта такого взаимодействия выполняется еще один цикл проверки с тем, чтобы определить, была ли проблема решена. В этом последнем воплощении способа настоящего изобретения таким образом предотвращается выполнение цикла программы со слишком малым количеством воды, что, помимо прочего, может привести к неудовлетворительным результатам мытья и сокращению срока службы циркуляционного насоса. К тому же это предупреждает ситуации, когда из-за недостаточного заполнения накопительной емкости цикл программы не инициируется, поскольку программа ждет соответствующего сигнала о заполнении, а пользователь машины извещения об этом не получает.

Как отмечалось выше, применение датчика давления представляет особое преимущество, когда доступный для моечного аппарата источник водоснабжения оказывается ограниченным, как, например, в моечном аппарате, имеющем встроенный бак, приспособленный для вмещения такого количества воды, которое по существу ограничивается количеством воды, необходимым для выполнения одного цикла программы.

В еще более предпочтительном воплощении способа настоящего изобретения измеряется давление, когда циркуляционный насос находится в режиме действия, предпочтительно на впуске для воды циркуляционного насоса, то есть на стороне всасывания насоса, и измеренная величина сохраняется и сравнивается с заданной величиной. Если устанавливается, что в пределах заданного интервала времени заданное количество величин измерений превышает заданную величину, это является для блока управления моечного аппарата показателем того, что в циркуляционном насосе происходит нежелательная кавитация. Датчик давления устанавливается на стороне всасывания, предпочтительно внутри впускного трубопровода циркуляционного насоса. В таком положении датчик давления во время циркуляции обеспечивает сигнал, соответствующий отрицательному давлению, что указывает на работу насоса. При этом в соответствии с изобретением было найдено, что, если кавитация происходит, как описано здесь ниже, она может быть обнаружена по тому, что датчик давления, установленный на стороне всасывания насоса, выдает сигнал, указывающий на то, что давление оказывается не столь отрицательным, как ожидается. В ходе непрерывного контроля давления кавитация обычно обнаруживается в виде небольших периодических возрастаний давления. Для обнаружения кавитации предпочтительно применение аналогового датчика давления.

В вышеупомянутом воплощении способа настоящего изобретения, в котором применяется сигнал датчика давления, указывающий блоку управления моечного аппарата, что происходит нежелательная кавитация в циркуляционном насосе, используется тот факт, что в ходе нормального режима эксплуатации насоса ожидается постоянная величина соответствующего давлению сигнала, тогда как кавитация обычно вызывает небольшие периодические возрастания давления. Согласно настоящему воплощению, такое небольшое периодическое увеличение давления может быть обнаружено датчиком давления и оценено блоком управления моечного аппарата, когда во время работы циркуляционного насоса в пределах заданного интервала времени заданное количество измеряемых величин превышает заданную величину. В частности, склонными к возникновению кавитации являются циркуляционные насосы посудомоечной машины в моечных аппаратах, которые не присоединены к источнику постоянного водоснабжения и в которых накопительная емкость снабжается водой из бака, объем которого заведомо ограничивается так, чтобы посудомоечная машина обычно работала с минимально возможным количеством воды.

Кавитация вызывается образованием пузырьков водяного пара в тех областях циркуляционного насоса, где давление технологической воды падает ниже ее давления пара, что может происходить, когда высота столба воды на впуске циркуляционного насоса оказывается слишком низкой. Такой низкий уровень воды может быть вызван находящимися внутри моечного аппарата предметами, вместившими в себя слишком большое количество воды, такими как стаканы или чашки, которые во время моечного цикла случайно перевернулись кверху и затем заполнились водой, объем которой, таким образом, оказывается выведенным из доступного для циркуляции через моечный аппарат. Кавитация оказывает отрицательное воздействие на поток и давление в цикле и, таким образом, ухудшает эффективность работы насоса и, следовательно, эксплуатационные характеристики моечного аппарата. Помимо этого, кавитация вызывает шум и вибрацию и может стать причиной повреждения соответствующих частей, таким образом сокращая срок службы насоса.

Принимая во внимание, что кавитация обычно вызывает небольшие периодические увеличения давления, в следующем предпочтительном воплощении способа настоящего изобретения проверяется, не превышает ли давление, измеренное в пределах заданного интервала времени, например, 5-15 с, предпочтительно около 10 с, заданной величины, то есть заданного давления. В случаях, когда это наблюдается, предполагается, что в циркуляционном насосе происходит кавитация. Если датчиком давления обнаруживается кавитация, блок управления моечного аппарата предпринимает соответствующие меры противодействия.

Первый вариант противодействия состоит в том, что блок управления моечного аппарата инициирует подачу в накопительную емкость расчетного количества воды. Указанная первая мера противодействия, однако, предпочтительно выполняется в моечном аппарате, который имеет бак с объемом, достаточным для обеспечения подвода такой дополнительной воды и при этом способным вмещать воду в количествах, достаточных для выполнения оставшейся части инициированного цикла программы.

Во втором варианте мер противодействия, который является особенно предпочтительной в случае моечного аппарата с небольшим баком для воды, блок управления моечного аппарата останавливает цикл программы и подает сигнал оповещения пользователю. Обеспечивая особое преимущество, моечный аппарат может, помимо этого, содержать датчик, способный отслеживать взаимодействия с пользователем, такие как открытие дверцы моечного аппарата или извлечение бака, сопровождаемое возвращением бака в исходное положение, которые могут быть показательными в отношении пополнения бака пользователем, и блок управления может возобновить остановленный цикл программы после получения от указанного датчика соответствующего сигнала.

В дальнейшем, более усложненном варианте следующего воплощения способа в зависимости от количества последовательно измеренных значений, превышающих заданную величину, принимается некоторый уровень кавитации, и в котором количество воды, вводимой затем в накопительную емкость, рассчитывается в зависимости от этого уровня кавитации. Такой способ может иллюстрироваться, например, посредством задания уровня кавитации 1, если определяется, что в пределах интервала времени, например в 10 с, две из измеренных величин превышают заданное контрольное значение. Если в течение следующих 10 с снова обнаруживаются две величины, превышающие контрольное значение, то такое состояние относится к уровню кавитации 2. Если и в течение следующих 10 с вновь обнаруживаются две величины, превышающие контрольное значение, принимается уровень кавитации 3. Основываясь на определенном таким образом уровне кавитации, затем дозируется некоторое количество воды, при этом такое количество является тем большим, чем более высокий уровень кавитации устанавливается. При введении расчетного количества воды в накопительную емкость уровень кавитации сбрасывается на ноль и отслеживание продолжается.

В случае, если обнаруживается кавитация более низкого уровня, или меньшее количество воды может быть введено в накопительную емкость, или если обнаруживается низкий уровень кавитации, в качестве варианта может быть проверено, обнаруживается ли опять сигнал кавитации в последующий период времени, и только в случае повторного обнаружения кавитации расчетное количество воды затем вводится в накопительную емкость.

Таким способом кавитация в циркуляционном насосе может эффективно предотвращаться без внесения в накопительную емкость воды в количествах, превышающих абсолютно необходимые.

Следует понимать, что в то время как способ согласно изобретению мог предназначаться для осуществления действий, описанных выше в любом одном из приведенных иллюстративных воплощений, данный моечный аппарат и способ его эксплуатации предпочтительно предназначаются для осуществления порядка действий из нескольких или всех этих воплощений.

Пример моечного аппарата, изготовленного в соответствии с идеями настоящего изобретения, описан ниже с обращением к чертежам.

На фиг.1 показана посудомоечная машина в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе;

на фиг.2 - посудомоечная машина, представленная на фиг.1, вид в сечении.

На фиг.1 показана посудомоечная машина 10, которая может размещаться на верхней части кухонной столешницы 11 или же может также применяться в качестве переносного устройства, предназначенного для использования, например, в домах на колесах или яхтах.

Посудомоечная машина 10, которая предназначается для размещения на кухонной столешнице 11, содержит корпус 12 и бак 16, который заполняется таким объемом воды, который требуется для планируемой операции мытья. Для доступа к моечной камере корпус 12 снабжен дверцей 18, которая является откидной относительно вертикальной оси и которая при обычном способе действий в открытом состоянии представляет собой опорную поверхность, на которой может размещаться корзина 20, в которую помещаются все предназначенные для мыться предметы. Внутри нижней части моечной камеры 14 расположена накопительная емкость 22, в которой собирается вода, которая с помощью вращающегося разбрызгивающего коромысла 24 распыляется на предназначенные для мытья предметы, при этом накопительная емкость обеспечивает возможность того, чтобы вода могла снова распыляться на предназначенные для мытья предметы.

Вода перетекает в накопительную емкость из бака 16 через впуск 42 для воды (показан только на фиг.2), который расположен ниже дна бака так, чтобы вода проходила из бака в накопительную емкость исключительно под действием гидростатического давления внутри бака 16. Накопительная емкость 22 соединена с входным отверстием 46 циркуляционного насоса 44 (см. фиг.2), выпуск 48 которого подает воду к вращающемуся разбрызгивающему коромыслу 24. Вода, которая больше не требуется для моечного цикла, может направляться на сброс через отводной трубопровод 26, свободный конец которого может временно размещаться внутри раковины 28 или же может быть постоянно присоединен, например, к отводной трубе раковины 28.

Как показано на фиг.1, бак 16 может быть оснащен окном 30, через которое виден уровень наполнения бака 16 даже тогда, когда крышка 32 бака 16 находится в закрытом состоянии. На передней стороне закрытой дверцы или, как показано на чертеже, на лицевой панели 38, представленной на передней стороне корпуса 12, расположен ряд индикаторных ламп 34, с помощью которых пользователю стиральной машины могут выдаваться различные предупреждающие или информирующие о рабочем состоянии сообщения. В качестве варианта или в виде дополнения с помощью встроенного в лицевой панели 38 динамика 40 может обеспечиваться подача звуковых сигналов.

Эксплуатация посудомоечной машины выполняется с помощью блока 50 управления (см. фиг.2), который приспособлен для осуществления различных описанных выше способов и который управляет посудомоечной машиной в зависимости от задаваемых пользователем входных данных, таких как установки, задаваемые с помощью селекторных переключателей 52, а также сигналов датчиков, таких как сигналы, поступающие от датчика 54 давления, который расположен на впускном трубопроводе циркуляционного насоса 44, или от датчика 56 давления, расположенного на выпускном трубопроводе циркуляционного насоса 44, или же сигналов, генерируемых датчиком 36 дверцы (см. фиг.1), который устанавливается на внутренней стороне дверцы 18 и который обеспечивает подачу к блоку управления посудомоечной машины сигнала открытия дверцы с тем, чтобы извещать, действительно ли дверца 18 посудомоечной машины была открыта.

Перечень номеров позиций

10 - посудомоечная машина

11 - кухонная столешница

12 - корпус

14 - моечная камера

16 - бак

18 - дверца

20 - корзина

22 - накопительная емкость

24 - разбрызгивающее коромысло

26 - отводной трубопровод

28 - раковина

30 - окошко

32 - крышка

34 - индикаторные лампы

36 - датчик дверцы

38 - лицевая панель

40 - динамик

42 - впуск воды

44 - циркуляционный насос

46 - впускное отверстие

48 - выпуск

50 - блок управления

52 - селекторный переключатель

54 - датчик давления

56 - датчик давления