DE102007025245A1 - Tank content e.g. cleaning fluid, heating device for use in e.g. dishwasher, has microwave source providing microwave input for heating tank content stored in tank of flow dishwasher, where source is formed as vacuum drift tube - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of technology
Aus
Aus
Allen vorstehend beschriebenen Reinigungsautomaten, seien es Durchlaufgeschirrspülmaschinen, seien es eine Reinigungskammer aufweisende Programmautomaten, seien es Reinigungs- und Desinfektionsautomaten für Behältnisse, wie sie zum Beispiel im Pflegebereich eingesetzt werden, ist gemeinsam, dass eine Aufheizung des in den unterschiedlichsten Prozessschritten benötigten Reinigungsfluides beziehungsweise Klarspülwassers beziehungsweise Heißdampfes durch Boiler, elektrische Heizelemente oder dergleichen erfolgt. Dies bedeutet, dass an den vorstehend skizzierten Reinigungsautomaten, seien es Durchlaufgeschirrspülmaschinen, seien es Ein-Kammer-Automaten, seien es Reinigungsautomaten zur Reinigung und Desinfektion von Geschirr und Ausscheidungen aufnehmenden Behältern, enorme Heizleistungen benötigt werden, die Heizinstallationen in der Größenordnung von mehreren kWs erforderlich machen. Die installierten Heizleistungen haben einen sehr großen Einfluss auf die sich im Betrieb einstellenden Betriebskosten derartiger Reinigungs- und Desinfektionsautomaten. Je geringer die installierte Heizleistung gehalten werden kann und je geringer der Verbrauch von Reinigungsfluid, chemischen Zusätzen zum Reinigungsfluid, wie zum Beispiel Klarspüler, oder von erwärmtem und erhitztem Frischwasser ist, desto günstiger gestalten sich die Betriebskosten derartiger Reinigungs- beziehungsweise Desinfektionsautomaten für den Anwender. Bei bisher gegebenen Geschirrspülautomaten, seien es Durchlaufgeschirrspülmaschinen, seien es Ein-Kammer-Automaten, sowie auch bei Reinigungs- und Desinfektionsautomaten, die im Pflegebereich eingesetzt werden, wird benötigtes heißes Wasser auf die Größenordnung von ca. 80 °C beziehungsweise 85 °C erhitzt und dann in den Prozess eingebracht. Die dazu in der Regel verwendeten Boiler nehmen jedoch aus Sicherheitsgründen ein größeres Wasservolumen auf als dasjenige, was schließlich im Desinfektionsschritt in Reinigungs- und Desinfektionsautomaten benötigt wird beziehungsweise im Klarspülschritt an Durch laufgeschirrspülmaschinen oder Ein-Kammer-Automaten. Dies bedeutet, dass die Boiler einen größeren Wasservorrat erhitzen als derjenige, der schlussendlich im Behandlungsschritt beziehungsweise im Prozessschritt benötigt wird. Diese aus Sicherheitsgründen jedoch bisher erforderliche Erwärmung eines anschließend im nachfolgenden Prozessschritt nicht benötigten Wasservorrates auf ein Temperaturniveau in der Größenordnung von 80 °C beziehungsweise 85 °C stellt ein nicht unerhebliches Energiesparpotenzial dar, welches die Betriebskosten der obenstehend skizzierten Geschirrspülautomaten, seien es Durchlaufgeschirrspülmaschinen beziehungsweise Ein-Kammer-Geschirrspülautomaten oder auch in Krankenhäusern und Pflegeheimen aufgestellte Reinigungs- und Desinfektionsautomaten, in hohem Maße günstig beeinflusst.All cleaning machines described above, be it continuous dishwashers, be it a cleaning chamber having program machines, be it cleaning and disinfecting machines for containers, as used for example in the care sector, have in common that heating of the required cleaning process in the various process steps or rinse water or Superheated steam through boiler, electrical heating elements or the like. This means that in the above-outlined cleaning machines, be it continuous dishwashers, be it single-chamber machines, cleaning machines for cleaning and disinfecting dishes and waste containers, enormous heating capacities are required, the heating installations on the order of several kWs required do. The installed heating capacities have a great influence on the operating costs of such cleaning and disinfecting machines. The lower the installed heating power can be maintained and the lower the consumption of cleaning fluid, chemical additives to the cleaning fluid, such as rinse aid, or heated and heated fresh water, the cheaper the operating costs of such cleaning or disinfecting machine designed for the user. In previously given automatic dishwashers, whether it be continuous dishwashers, be it single-chamber machines, as well as in cleaning and disinfecting machines that are used in the care sector, hot water is heated to the order of about 80 ° C and 85 ° C and then introduced to the process. For safety reasons, however, the boilers generally used for this purpose take up a larger volume of water than what is finally needed in the disinfection step in washer-disinfectors or in the final-rinse step on through-dishwashers or single-chamber automatic machines. This means that the boilers heat a larger supply of water than the one that is ultimately needed in the treatment step or in the process step. However, for reasons of safety so far required heating of a subsequently unnecessary in the subsequent process step water supply to a temperature level in the order of 80 ° C or 85 ° C represents a significant energy savings potential, which is the operating costs of the above dishwashers, be it Continuous dishwashers or single-chamber automatic dishwashers or even in hospitals and nursing homes set up cleaning and disinfection machines, highly favorably influenced.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Reinigungsautomaten, seien es Durchlaufgeschirrspülmaschinen, Durchlaufspülmaschinen, Ein-Kammer-Spülmaschinen, Ein-Kammer-Programmautomaten und Reinigungs- und Desinfektionsautomaten, so zu verbessern und weiterzuentwickeln, dass deren Energiebilanz verbessert wird.Of the present invention is based on the object cleaning machines, be it through-flow dishwashers, Run dishwashers, Single-chamber dishwashers, Single-chamber automatic programmers and washer-disinfectors, so improve and develop their energy balance is improved.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens eine Vakuum-Laufzeitröhre, welche auch als Magnetron bezeichnet wird, zur Schwingungserzeugung im Mikrowellenbereich von 0,3 bis 300 GHz als Heizeinrichtung eingesetzt wird. Die erzielbare Leistung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen und preiswert herzustellenden Hochfrequenzgenerators liegt in der Größenordnung von einigen kW. Dies gilt für den so genannten Dauerstrichbetrieb; im Impulsbetrieb können punktuell weitaus höhere Heizleistungen erzielt werden.According to the invention this Task solved by that at least one vacuum runtime tube, which Also referred to as magnetron, for vibration generation in Microwave range from 0.3 to 300 GHz used as a heater becomes. The achievable performance of the invention proposed and inexpensive to be manufactured high frequency generator is of the order of a few kW. This applies to the so-called continuous wave operation; in impulse mode can selectively far higher Heat outputs can be achieved.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vakuum-Laufzeitröhre, welche auch als Magnetron bezeichnet wird, umfasst eine walzenförmige Glühkathode (Oxid- oder Vorratskathode) im Zentrum. Die Kathode ist von einem im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildeten Anodenblock, der bevorzugt aus Kupfer hergestellt wird, umschlossen. Kühlrippen am Anodenblock ermöglichen die Kühlung und eine freie Konvektion. An der Innenseite des Ano denblockes befinden sich Hohlraumresonatoren. Dabei handelt es sich um strahlenförmige, zum Heizdraht parallel verlaufende Schlitze, die in Richtung der zentralen Bohrung des Anodenblockes, des so genannten Wechselwirkungsraums, offen sind. Die Hohlraumresonatoren können des Weiteren als Lochresonatoren, Segmentresonatoren oder Mehrfrequenzresonatoren ausgebildet sein. Die Vakuum-Laufzeitröhre (Magnetron) benötigt zur Funktion ein sich axial erstreckendes Magnetfeld, welches meist mit Dauermagneten erzeugt wird. Einer der Hohlraumresonatoren ist mit einer Kopplungsschleife oder mit einem Hohlleiter verbunden und dient der Leistungsaufnahme.The proposed according to the invention Vacuum drift tube, which is also referred to as a magnetron, comprises a cylindrical hot cathode (Oxide or storage cathode) in the center. The cathode is of one essentially cylindrical formed anode block, which is preferably made of copper is enclosed. cooling fins allow at the anode block the cooling and a free convection. Located on the inside of the Ano denblockes cavity resonators. These are radial, for Heating wire parallel slits, which are in the direction of the central bore of the anode block, the so-called interaction space, open are. The cavity resonators can furthermore as hole resonators, segment resonators or multi-frequency resonators be educated. The vacuum runtime tube (magnetron) needed for Function an axially extending magnetic field, which usually is generated with permanent magnets. One of the cavity resonators is connected to a coupling loop or to a waveguide and serves the power consumption.
Im Wechselwirkungsraum des Magnetrons wirken elektrische und magnetische Felder gleichzeitig. Die Magnetfeldlinien verlaufen parallel zur Kathodenachse und durchsetzen den Wechselwirkungsraum. Liegt Spannung zwischen Anode und Kathode an, werden aufgrund des elektrischen Feldes Elektronen hin zur Anode beschleunigt. Das elektrische Feld bildet jedoch mit dem Magnetfeld einen rechten Winkel, daher werden die Elektronen aufgrund der Lorenzkraft von ihrer radialen Bahn spiralförmig abgelenkt. Aufgrunddessen bewegen sie sich im Wechselwirkungsraum um die Kathode herum. Erst ab einer recht hohen Anodenspannung kommt es zum Stromfluss.in the Magnetron interaction space act both electrical and magnetic Fields at the same time. The magnetic field lines run parallel to the Cathode axis and enforce the interaction space. Is tension between anode and cathode are due to the electrical Field electrons accelerated towards the anode. The electric field However, with the magnetic field forms a right angle, therefore the electrons due to the Lorenz force from their radial path spirally distracted. Because of this, they move in the interaction space around the cathode. Only comes from a fairly high anode voltage it to the current flow.
Die Schlitze im Magnetron bilden eine ringförmig geschlossene Verzögerungsleitung. Elektromagnetische Schwingungen in einem der Hohlraumresonatoren breiten sich über den Wechselwirkungsraum und die Schlitze in die anderen Hohlraumresonatoren aus. Dadurch entsteht ein ringförmig geschlossener mehrpoliger elektromagnetischer Schwingkreis. In diesem treten Wechselspannungen zwischen den Enden der Anodensegmente und auch Wechselströme an den inneren Oberflächen der Schlitzwände auf. Das Hochfrequenzfeld in diesem Ringresonator tritt mit den Elektronen in Wechselwirkung. Die resultierenden Felder beeinflussen Bahn und Geschwindigkeit der Elektronen. Die Folge davon ist, dass die Elektronen gebremst oder beschleunigt werden und sich dadurch während ihres Umlaufes Bereiche höherer und niedriger Elektronendichte bilden.The Slits in the magnetron form a ring-shaped closed delay line. Electromagnetic oscillations in one of the cavity resonators spread over the interaction space and the slots in the other cavity resonators out. This creates a ring-shaped Closed multipole electromagnetic resonant circuit. In this AC voltages occur between the ends of the anode segments and also alternating currents on the inner surfaces the slot walls on. The high frequency field in this ring resonator occurs with the Electrons interact. The resulting fields influence Path and speed of the electrons. The consequence of this is that the electrons are braked or accelerated and thereby while their circulation areas higher and form low electron density.
Mit Hilfe des Magnetrons werden Mikrowellen erzeugt, beispielsweise mit einem Frequenzbereich um 2,455 GHz. Der Effekt, der durch eine Einstrahlung von Mikrowellen auf ein Gut oder ein Fluid erzielbar ist, d.h. zum Beispiel der Effekt der Wassererwärmung, beruht nicht auf der Resonanz der Wassermoleküle. Wasser hat seine niedrigste Resonanzfrequenz im flüssigen Zustand erst bei 22,23508 GHz. Die Eindringtiefe von Mikrowellen bei Wasser bei einer Frequenz von 2,455 GHz liegt im Bereich weniger cm.With Help the magnetron microwaves are generated, for example with a frequency range around 2.455 GHz. The effect of a Radiation of microwaves on a good or a fluid achievable is, i. for example, the effect of water heating is not based on the Resonance of the water molecules. Water has its lowest resonance frequency in the liquid state only at 22.23508 GHz. The penetration depth of microwaves with water at a frequency of 2.455 GHz is in the range of a few cm.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, werden an dem in einer Durchlaufgeschirrspülmaschine vorgesehenen mindestens einen Tank ein oder mehrere Vakuum-Laufzeitröhren (Magnetrons) installiert, um den im Tank bevorrateten Fluidvorrat, sei es Reinigungsfluid, sei es Klarspülwasser oder dergleichen, zu erwärmen. Somit können bisher eingesetzte Boiler, die in der Regel über eine Heizspirale oder dergleichen verfügen, über die wirkungsgradtechnisch wesentlich effektivere Vakuum-Laufzeitröhre im Dauerstrichbetrieb, d.h. kontinuierlich beheizt werden. Die damit einhergehenden Energiekosten sind aufgrund des verbesserten Wirkungsgrades der wie erfindungsgemäß vorgeschlagen eingesetzten Vakuum-Laufzeitröhren wesentlich günstiger. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich außer an den den Reinigungs- beziehungsweise Frischwasservorrat bevorratenden Tanks einer Durchlaufgeschirrspülmaschine auch im Wassertank eines Ein-Kammer-Reinigungsautomaten oder eines Programmautomaten oder auch eines Reinigungs- und Desinfektionsautomaten, der bevorzugt in Krankenhäusern oder im Pflegebereich eingesetzt wird, verwirklichen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Erwärmung des Reinigungsfluides über mindestens eine Vakuum-Laufzeitröhre (Magnetron) kann eine wesentlich günstigere Energiebilanz eines Reinigungsautomaten erreicht werden.Following the solution proposed by the invention, one or more vacuum runtime tubes (magnetrons) are installed on the provided in a continuous dishwasher at least one tank to heat the stockpiled in the tank fluid supply, be it cleaning fluid, be it rinse water or the like. Thus, previously used boilers, which usually have a heating coil or the like, on the efficiency technically much more effective vacuum runtime tube in the continuous wave mode, that are continuously heated. The associated Energy costs are much cheaper due to the improved efficiency of the vacuum runtime tubes proposed as proposed by the invention. The proposed solution according to the invention can be except in the cleaning or fresh water supply-stocking tanks of a continuous dishwasher in the water tank of a single-chamber cleaning machine or a programmer or even a washer-disinfector, which is preferably used in hospitals or in the care sector, realize. By inventively proposed heating of the cleaning fluid via at least one vacuum runtime tube (magnetron), a much more favorable energy balance of a cleaning machine can be achieved.
Ein weiterer Vorteil der direkten Erwärmung des Reinigungsfluids durch Mikrowellen liegt darin, dass es keine lokal sehr heißen Oberflächen wie an konventionellen Heizkörpern gibt. An diesen konventionellen Heizkörpern lagern sich sehr oft Verschmutzungen ab. Diese brennen aufgrund der hohen Oberflächentemperatur fest, was zu einer Zerstörung der Heizkörper führen kann.One Another advantage of the direct heating of the cleaning fluid Microwaves is that there are no locally very hot surfaces like on conventional radiators gives. Very often these conventional radiators are stored Pollution. These burn due to the high surface temperature fixed, resulting in destruction the radiator to lead can.
Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung der Mikrowellenheizung im Dampferzeuger liegt darin, dass nur genau die Menge Flüssigkeit erwärmt werden muss, die als Dampf benötigt wird. Konventionelle Heizkörper erfordern, dass sie immer komplett mit Flüssigkeit bedeckt sind, und haben dadurch ein relativ großes Totvolumen (höherer Energieverbrauch).One Another advantage of using the microwave heating in the steam generator This is because only the amount of liquid is heated that needs to be used as steam becomes. Conventional radiators require that they are always completely covered with liquid, and have a relatively large Dead volume (higher Power consumption).
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.Based In the drawings, the invention will be described in more detail below.
Es zeigt:It shows:
Ausführungsformenembodiments
Der
Darstellung gemäß
Die
Frischwasserstrahlen, die innerhalb der Frischwasserklarspülzone
In
Transportrichtung
Der
Darstellung gemäß
Der
Darstellung gemäß
Aus
der Darstellung gemäß
Die
Kammer der Ein-Kammer-Geschirrspülmaschine
Aus
der Darstellung gemäß
Wird
die als Vakuum-Laufzeitröhre
beschaffene Heizeinrichtung
Der
Darstellung gemäß
Im
oberen Bereich der Darstellung gemäß
Zur
Erhitzung des entsprechend des Wasserspiegels
Über die
Leitung
Aus
Sicherheitsgründen
ist ein Überlauf
Wie
aus der Darstellung gemäß
Die
Heizeinrichtung
Der
Darstellung gemäß
Wie
aus der Darstellung gemäß
Im
Tankboden
Wie
aus
Der
Darstellung gemäß
Die
Darstellung gemäß
Aus
dem durch die Bruchlinie getrennt dargestellten Bereich des Spülzonentanks
Die
Hohlleiter
Die
in der Darstellung gemäß der
- 11
- DurchlaufspülmaschinePass-through dishwasher
- 22
- Transportrichtungtransport direction
- 33
- FördereinrichtungConveyor
- 44
- Spülzonerinse zone
- 55
- erstes Spülsystemfirst flushing system
- 66
- zweites Spülsystemsecond flushing system
- 77
- Reinigungsfluidcleaning fluid
- 88th
- erste Pumpefirst pump
- 99
- SpülzonentankSpülzonentank
- 1010
- Pumpengehäusepump housing
- 1111
- TankabdecksiebTank strainer
- 1212
- Trennwandpartition wall
- 1313
- Trennvorhangcurtain
- 1414
- Pumpenklarspülzonepump-action
- 1515
- zweite Pumpesecond pump
- 1616
- erstes Sprührohrfirst lance
- 1717
- zweites Sprührohrsecond lance
- 1818
- Frischwasserklarspülzoneclean-water
- 1919
- SprührohrverlaufSprührohrverlauf
- 2020
- oberes Sprührohrupper lance
- 2121
- unteres Sprührohrlower lance
- 2222
- FrischwasserstrahlFresh water jet
- 2323
- WärmerückgewinnungHeat recovery
- 2424
- Abluftgebläseexhaust fan
- 2525
- Trocknungszonedrying zone
- 2626
- Gebläsefan
- 2727
- Heizeinrichtung (Vakuum-heater (Vacuum-
- Laufzeitröhre = Magnetron)Runtime tube = magnetron)
- 2828
- Tankinhalttank capacity
- 2929
- Fluidspiegelfluid level
- 3030
- Mikrowelleneintragmicrowave entry
- 3131
- Ein-Kammer-ReinigungsautomatSingle-chamber cleaning machine
- 3232
- zu reinigendes Gutto cleansing good
- 3333
- Wascharmwash arm
- 3434
- Tanktank
- 3535
- Türdoor
- 3636
- LaugenpumpeDrain pump
- 3737
- Siphonsiphon
- 3838
- Gebläse (Abluft)Blower (exhaust air)
- 3939
- Abluftkanalexhaust duct
- 4040
- Zuluftleitungair supply
- 4141
- Filterfilter
- 4242
- Kammerwandchamber wall
- 4343
- Kammerdachchamber roof
- 5151
- Reinigungs- und Desinfektionscleaning and disinfectants
- gerätdevice
- 5252
- Kammerchamber
- 5353
- Ablaufprocedure
- 5454
- Siphonbodensiphon trap
- 5555
- Sprühdüsespray nozzle
- 5656
- Türdoor
- 5757
- Abluftleitungexhaust duct
- 5858
- Zuluftleitungair supply
- 5959
- Mündung Zuluftleitung in KamMouth of supply air line in Kam
-
mer
52 mer52 - 6060
- Kaltwasser/WarmwasserzulaufCold water / hot water supply
- 6161
- Pumpepump
- 6262
- Wasser/Dampf-EinheitWater / steam unit
- 6363
- Topfpot
- 6464
- Öffnungopening
- 6565
- Bodenground
- 6666
- Wasserbehälterwater tank
- 6767
- Wasserspiegel im Wasserbehälwater level in the water tank
-
ter
66 ter66 - 6868
- Dampferzeugersteam generator
- 6969
- Wasserspiegel im Wasserbehälwater level in the water tank
-
ter
66 ter66 - 7070
- Trennwandpartition wall
- 7171
- Überlaufoverflow
- 7373
- Leitungmanagement
- 7474
- SicherheitsüberlaufSafety overflow
- 8080
- Gebläsefan
- 8181
- Hohlleiterwaveguide
- 8282
- Querschnittcross-section
- 8383
- Gebläsekanalfan duct
- 8585
- Umlenkabschnittdeflecting
- 8686
- Tankwandtank wall
- 8787
- Tankbodentank bottom
- 8888
- Flanschverbindungflange
- 8989
- Anodeanode
Claims (12)
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Publication Number | Publication Date |
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DE102007025245A1 true DE102007025245A1 (en) | 2007-10-25 |
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DE102007025245A Ceased DE102007025245A1 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Tank content e.g. cleaning fluid, heating device for use in e.g. dishwasher, has microwave source providing microwave input for heating tank content stored in tank of flow dishwasher, where source is formed as vacuum drift tube |
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