CH694495A5

CH694495A5 - Geschirrspueler.

Info

Publication number: CH694495A5
Application number: CH134099A
Authority: CH
Inventors: Juerg Gisler
Original assignee: V Zug Ag
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2005-02-28

Description

Die Erfindung betrifft einen Geschirrspüler gemäss Oberbegriff von Anspruch 1.

Zur Optimierung des Betriebs eines Geschirrspülers sollte dessen hydraulisches System überwacht werden. Es sollte z.B. geprüft werden, ob sich ausreichend Wasser im System befindet. So kann bei einer Fehlbeladung (beispielsweise wegen einer grossen Schüssel, die mit dem Boden nach unten im Bottich liegt) das Spülgut eine grosse Menge von Wasser binden, so dass wegen des fehlenden Wassers im Spülkreislauf eine einwandfreie Bespülung nicht gewährt ist. Auch sollte überwacht werden, ob die Pumpe defekt ist oder ob Düsen bzw. Leitungen verstopft sind.

In konventionellen Lösungen wird zu diesem Zweck z.B. der Wasserstand oder Wasserdruck überwacht, was jedoch apparativ aufwendig ist und nicht immer befriedigende Resultate bringt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Geschirrspüler der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher eine Überwachung des hydraulischen Systems in einfacher Weise ermöglicht. Diese Aufgabe wird vom Geschirrspüler gemäss Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäss werden also der Strom und/ oder die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung an der Pumpe gemessen. Aus dem Verlauf dieses bzw. dieser Werte kann sodann Information über den Zustand des hydraulischen Systems gewonnen werden. Diese Information kann verwendet werden, um den Betrieb des hydraulischen Systems bedarfsgerecht zu steuern.

Wenn die Pumpe Luft ansaugt, macht sich dies z.B. in einem "Schnorcheln" bemerkbar, welches zu einer starken Streuung der Messwerte führt. Ein Blockieren der Pumpe und Verstopfungen in Leitungen oder Düsen führen zu einer hohen Leistungsaufnahme der Pumpe, d.h. zu einer Veränderung des Phasenwinkels bzw. einer Erhöhung des Stroms. Andererseits führt ein Leerlauf der Pumpen (wenn kein oder nicht genügend Wasser vorhanden ist) zu einer Veränderung des Phasenwinkels bzw. zu einer Reduktion des Stroms.

Um ein Fehlverhalten des hydraulischen Systems zu detektieren, kann der Messwert bzw. die Streuung des Messwerts mit geeigneten Grenzwerten verglichen werden.

Der erfindungsgemässe Geschirrspüler kann auch verwendet werden, um die Umlauffrequenz des bzw. der Sprüharme zu bestimmen. Diese macht sich in periodischen Schwankungen des Stroms bzw. der Phasenverschiebung bemerkbar.

Weitere Ausführungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figur. Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der wichtigsten Teile eines Geschirrspülers und Fig. 2 ein einfaches Verfahren zur Bestimmung des Schnorchelns.

Die erste Figur zeigt einen Geschirrspüler mit einem Spülraum bzw. Bottich 1, in welchem das Spülgut angeordnet wird. Am Boden des Bottichs 1 ist ein Sumpf 2 angeordnet, welcher zwei Abflüsse besitzt.

Der erste Abfluss 3 führt zu einer elektrisch betriebenen Umwälzpumpe 4, mit welcher die Spüllauge über Zuleitungen 5, 6 und drehbare Sprüharme 7, 8 zurück in den Bottich 1 gepumpt wird. Im Umwälzkreislauf 3-6 ist ferner eine (nicht dargestellte) Heizung angeordnet.

Der zweite Abfluss 9 des Sumpfs 2 führt zu einer elektrisch betriebenen Ablaufpumpe 10, mit welcher gebrauchte Spüllauge (gegebenenfalls unter Wärmerückgewinnung) abgeführt wird.

In den Sumpf 2 mündet ferner eine Zuflussleitung 11, die in an sich bekannter Weise über einen Ionentauscher (nicht gezeigt) Frischwasser zuführt.

Beim Motor der Umwälzpumpe 4 handelt es sich in der vorliegenden Ausführung um einen einphasigen Asynchronmotor, bei jener der Ablaufpumpe 10 um einen Synchron- oder Spaltpolmotor.

Der Betrieb der elektrischen Motoren der Pumpen 4 und 10 wird von einer Steuerung 12 gesteuert und überwacht. Diese Steuerung ist mit einer Messelektronik ausgestattet, die es erlaubt, für mindestens einen der Motoren, vorzugsweise beide Motoren, eine oder beide der folgenden Grössen zu messen: - Die Phasenverschiebung ? zwischen dem Strom und der Spannung - Die Amplitude I 0 des Stroms

Beide diese Grössen sind abhängig von der Belastung des Motors und erlauben somit Rückschlüsse auf die momentane Pumpleistung.

In einer bevorzugten Ausführung wird die Phasenverschiebung ? zwischen Strom und Spannung der Umwälzpumpe 4 gemessen, da sich aus diesem Wert die aussagekräftigsten Informationen über den Zustand des hydraulischen Systems gewinnen lassen und da die Messung der Phasenverschiebung in einfacher Weise durchgeführt werden kann, z.B. indem die Zeitdifferenz zwischen den Nulldurchgängen von Strom und Spannung gemessen wird.

Im Folgenden wird beschrieben, was für Aussagen auf Grund der Messwerte an einem oder beiden Motoren möglich sind. 1. Schnorcheln

Befindet sich nicht genug Wasser im Sumpf 1, so saugt die Umwälzpumpe 4 Luft an, was sich in einem sog. "Schnorcheln" bemerkbar macht. Dies führt zu Druck schlägen in der Umwälzpumpe 4 im Bereich 1-100 Hz, welche zu Streuungen bzw. einem "Jitter" der Werte der Phasenverschiebung ? bzw. der Stromamplitude I 0 führen.

Fig. 2 zeigt ein einfaches Verfahren zur Bestimmung des Schnorchelns und zu dessen Eliminierung. In einem ersten Schritt 20 wird ein Schnorchelzähler auf 0 gesetzt. Sodann werden in Schritt 22 z.B. in Abständen von 20 ms insgesamt 50 Messwerte aufgenommen. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um die Phasenverschiebung ? zwischen Strom und Spannung der Umwälzpumpe 4. In den Schritten 24 bzw. 26 werden sodann die vier grössten und die vier kleinsten Messwerte bestimmt und je deren Mittelwerte m1 bzw. m2 berechnet. In Schritt 28 wird die Differenz m1-m2 mit einem Grenzwert G verglichen.

Ist m1-m2 ≤ G, so wird der Wert des Zählers in Schritt 30 um 1 reduziert (sofern er grösser als 0 ist). Es liegt kein Schnorcheln vor und das Verfahren wird mit Schritt 22 fortgesetzt.

Ist m1-m2 > G, so ist die Streuung der Messwerte relativ stark und der Zähler wird in Schritt 30 um 1 erhöht. In Schritt 32 wird er mit einem Grenzwert X (z.B. X = 5) verglichen. Ist m1-m2 ≤ X, so werden keine weiteren Massnahmen ergriffen und die Messung wird mit Schritt 22 fortgesetzt. Übersteigt m1-m2 jedoch den Wert von X, so wird gefolgert, dass die Pumpe stark und andauernd schnorchelt. In diesem Fall wird in Schritt 34 über die Zuleitung 11 eine vorgegebene Menge Wasser dem hydraulischen System zugeführt. Sodann wird von neuem geprüft, ob die Pumpe schnorchelt, indem mit Schritt 20 fortgefahren wird.

Das Verfahren gemäss Fig. 2 kann in verschiedenster Weise abgeändert werden. So ist es z.B. auch denkbar, anstelle der Werte m1, m2 die Standardabweichung oder Varianz der Messwerte zu bestimmen. 2. Leerlauf

Wenn sich sehr wenig Wasser im hydraulischen System befindet (z.B. wegen einem Defekt), so kann dies ebenfalls über die Phasenverschiebung ? bzw. die Stromamplitude I 0 festgestellt werden. Da in diesem Fall die Pumpe leer läuft und wenig Leistung aufnimmt, nimmt der Strom bzw. die Phasenverschiebung einen von der Motorcharakteristik abhängigen, eindeutigen Wert an. Somit kann ein Leerlauf detektiert werden.

Es zeigt sich, dass die Stromamplitude I 0 besser zur Detektion des Leerlaufs geeignet ist, da sie weniger von der Speisespannung abhängt. Es ist jedoch auch denkbar, sowohl I 0 als auch ? zu messen, was es erlaubt, eine redundante Messung durchzuführen. 3. Verstopfen, Blockieren

Wenn die Leitungen, das Sieb oder die Düsenarme verstopfen, oder wenn die Pumpe blockiert, so erhöht sich die Leistungsaufnahme des Motors, d.h. die Stromamplitude steigt bzw. die Phasenverschiebung ? verändert sich in vorbekannter Weise. Somit kann ein Verstopfen oder Blockieren detektiert werden.

Auch in diesem Fall zeigt es sich, dass die Stromamplitude I 0 besser zur Detektion geeignet ist, da sie weniger von der Speisespannung abhängt. 4. Drehzahlmessung der Sprüharme

Auf Grund kleiner Asymmetrien erzeugen die Sprüharme 7, 8 während ihrer Drehung kleine, periodische Druckschwankungen in den Leitungen 5 und 6, die zu entsprechenden Schwankungen in der Stromamplitude I 0 bzw. der Phasenverschiebung ? führen. Für eine gute Messung empfiehlt es sich jedoch, die Druckschwankungen durch geeignete Massnahmen künstlich zu verstärken, z.B. indem die Sprüharme mit Blenden gekoppelt werden, die durch ihre Drehung bewegt werden und zu periodischen Verengungen in den Leitungen 5 bzw. 6 führen.

Zum Unterscheiden der Druckschwankungen der beiden Sprüharme kann der Umstand ausgenutzt werden, dass sich die Sprüharme mit unterschiedlicher Frequenz drehen. Sind beide Sprüharme in Betrieb, erzeugen sie im Fourierspektrum der Messsignale zwei Spitzen, die den jeweiligen Umlauffrequenzen entsprechen. Fehlt eine oder beide dieser Spitzen, so muss gefolgert werden, dass sich mindestens ein Arm nicht dreht.

In den soweit beschriebenen Beispielen wurde der Strom und oder die Phasenverschiebung der Pumpenmotoren gemessen. Zusätzlich kann auch noch die Versorgungsspannung U gemessen werden, so dass die Leistungsaufnahme der Motoren aus dem Wert I 0 x U x cos( ? ) genau ermittelt werden kann, was eine von der Versorgungsspannung unabhängigere Messung erlaubt.

Dank der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das hydraulische System des Geschirrspülers in einfacher Weise zu überwachen. Insbesondere kann in der oben beschriebenen Weise ein Schnorcheln oder ein Leerlauf der Pumpe und somit ein Wassermangel erkannt und neues Wasser bedarfsweise zugegeben werden, was den Wasserverbrauch reduziert. Auch kann ein Wasserzähler in der Zuflussleitung entfallen.

Auch beim Abpumpen des Bottichs kann die Pumpe auf Schnorcheln oder Leerlauf überwacht werden, um zu ermitteln, wann alles Wasser abgepumpt ist.

Claims

1. Geschirrspüler mit mindestens einer Pumpe zum Bewegen von Wasser in einem hydraulischen System (1-11) und mit einer Steuerung (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) ausgestaltet ist zum Messen des Stroms (I 0 ) und/oder der Phasenverschiebung ( ? ) zwischen Strom und Spannung an der Pumpe (4, 10) im Betrieb zum Gewinnen von Information über den Zustand des hyd-raulischen Systems aus dem Verlauf des Stroms bzw. der Phasenverschiebung.

2. Geschirrspüler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) ausgestaltet ist zum Messen des Stroms (I 0 ).

3. Geschirrspüler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) ausgestaltet ist zum Messen der Phasenverschiebung ( ? ) zwischen Strom und Spannung.

4. Geschirrspüler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) ausgestaltet ist zum Messen eines Streuwerts (m1-m2), welcher ein Mass ist für die Streuung des Stroms bzw. der Phasenverschiebung.

5. Geschirrspüler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) ausgestaltet ist um aus dem Streuwert (m1-m2) zu ermitteln, ob die Pumpe (4, 10) Luft ansaugt.

6. Geschirrspüler nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) ausgestaltet ist zum Vergleichen des Streuwerts (m1-m2) mit einem Schwellwert (G), und insbesondere dass die Steuerung (12) ausgestaltet ist um bei zu hohem Streuwert dem hydraulischen System Wasser zuzuführen.

7. Geschirrspüler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) ausgestaltet ist, um auf Grund des Stroms (I 0 ) bzw. der Phasenverschiebung ( ? ) zu ermitteln, ob Wasser in ausreichender Menge gepumpt wird.

8. Geschirrspüler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) ausgestaltet ist, um auf Grund des Stroms (I 0 ) bzw. der Phasenverschiebung ( ? ) eine Verstopfung des hydraulischen Systems zu ermitteln.

9. Geschirrspüler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) ausgestaltet ist, um auf Grund des Stroms (I 0 ) bzw. der Phasenverschiebung ( ? ) zu ermitteln, ob sich ausreichend Wasser im hydraulischen System befindet.

10. Geschirrspüler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine Umwälzpumpe (4) ist, mit welcher Wasser im hydraulischen System umwälzbar wird.

11. Geschirrspüler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) ausgestaltet ist, um auf Grund periodischer Schwankungen des Stroms (I 0 ) bzw. der Phasenverschiebung ( ? ) eine Umlauffrequenz mindestens eines Sprüharms (7, 8) im Geschirrspüler zu ermitteln, und insbesondere dass der Sprüharm (7, 8) derart ausgestaltet ist, dass er bei seinem Umlauf mittels einer Blende eine periodische Verengung im hydraulischen System erzeugt, welche ihrerseits eine periodische Druckerhöhung bewirkt.