EP2390398A1 - Haushaltsgerät mit Wasserbehandlungsvorrichtung zur Behandlung von zu lagerndem Prozesswasser - Google Patents

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EP2390398A1
EP2390398A1 EP11005674A EP11005674A EP2390398A1 EP 2390398 A1 EP2390398 A1 EP 2390398A1 EP 11005674 A EP11005674 A EP 11005674A EP 11005674 A EP11005674 A EP 11005674A EP 2390398 A1 EP2390398 A1 EP 2390398A1
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EP
European Patent Office
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tank
water
tub
process water
treatment device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11005674A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Gau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
V-Zug AG
Original Assignee
V-Zug AG
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Filing date
Publication date
Application filed by V-Zug AG filed Critical V-Zug AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D06F39/08—Liquid supply or discharge arrangements
    • D06F39/083—Liquid discharge or recirculation arrangements

Definitions

  • the invention relates to a household appliance, in particular a dishwasher or a washing machine.
  • the domestic appliance has a tub for cleaning a material to be cleaned, a tank for temporarily storing process water discharged from the tub, and a controller.
  • the controller is designed to pump process water from the tub into the tank and to pump the process water from the tank back to the tub in a later cleaning cycle with new material to be cleaned.
  • WO 2005/051157 describes a dishwasher with a tank to store a portion of the process water between two washes. To clean the water in the tank, a biological water treatment device is provided. In order to make the thereby acting microorganisms ineffective, it is further proposed to treat the process water with UV light, ozone or the like.
  • EP 909 848 describes a washing machine, which is also equipped with a tank for intermediate storage of process water between two washes.
  • the water in the tank of such devices is contaminated with impurities. Prolonged storage time leads to uncontrolled germ growth, be it due to controlled cleaning bacteria, or due to other, accidentally introduced germs. This will affect the water quality. Therefore the permissible storage time of the water is comparatively short.
  • the device is thus equipped with a water treatment device comprising an electrolytic cell with at least one diamond electrode for treating the process water to be stored in the tank.
  • the control of the device is designed to treat the process water before and / or during storage in the tank with the water treatment device. It has been found that the use of a diamond electrode in the water treatment device in this context brings important benefits by forming highly active molecules (ozone, hydrogen peroxide, hydroxyl radicals,%) That kill bacteria and degrade contaminants without in significant quantities dangerous hydrogen is produced.
  • the water treatment device may, for example, be arranged at the path of the process water between the tub and the tank and / or at the tank and / or at a circulation line arranged on the tank so that it can be connected to the process water.
  • a tank circulation line is provided on the tank to guide the process water from the tank through the circulation line back to the tank.
  • the water treatment device is arranged on the tank circulation line, so that the process water to be stored can be treated while circulating.
  • the water treatment device can also be arranged on a tub circulation line.
  • the household appliance may further be equipped with a Dektetor for detecting the radical concentration of the process water.
  • a detector for measuring the redox potential of the process water is suitable for this purpose. This makes it possible to control the water treatment device depending on the signal of this detector.
  • the water treatment device can be used not only for processing the process water to be stored, but also additionally for treating the process water during the cleaning cycle. This can assist the cleaning process.
  • the household appliance is a dishwasher or a washing machine.
  • a household appliance is shown with a tub 1 for cleaning a Guts to be cleaned.
  • This may be, for example, the tub of a washing machine or a dishwasher, in which the laundry or dishes during cleaning is arranged.
  • the device is designed to clean the material to be cleaned in a cleaning cycle.
  • a cleaning cycle has several phases, such as a main wash phase, in which using chemical washing reagents most of the dirt is removed from the estate, and at least one rinsing phase (in dishwashers often referred to as rinse phase), in which in the main wash phase already substantially cleaned good is still rinsed. Between these phases, the process water is replaced at least for the most part.
  • the device is now equipped in a conventional manner with a tank 2 to store process water from a cleaning cycle and returned in a later cleaning cycle back to the tub to reduce in this way the water consumption of the device.
  • the process water is transferred at the end of the rinsing phase in the tank 2, since this water has a relatively low pollution and therefore is particularly well suited for storage and reuse.
  • the process water from the tank 2 is then fed back to the tub 1 in a subsequent wash cycle, in particular the next wash cycle.
  • the recycled process water is preferably used for the main wash phase or one of the main wash phase preceded pre-wash phase.
  • the processes required for this purpose are controlled by a controller 3 of the device.
  • the controller 3 includes, for example, a microprocessor with a control program that performs the above steps automatically. It is also conceivable, however, the design of the controller in a purely mechanical manner.
  • the controller 3 is connected to the actuators and Detectors connected to the device, as well as with a control and display unit, not shown. In the following, when it is said that the controller or device is configured to perform certain steps, it should be understood that the controller is programmed or mechanically configured and connected to the components of the device to perform these steps.
  • a tub circulation line 4 is provided at the tub 1, with which process water from the tub 1 via a tub circulation pump 5 and a water diverter 6 can be performed.
  • the process water from the tub circulation pump 5 can optionally be conveyed back to the tub 1 or to the tank 2.
  • a separate pump may be provided to direct the water from the tub 1 into the tank 2, eg, before the valve 10 described below.
  • a turbidity sensor 15 is further provided, with which the contamination state of the process water can be detected.
  • a tank circulation line 7 is provided on the tank 2, with which process water from the tank 2 via a tank circulation pump 8 and a water treatment device 9 can be guided back into the tank 2.
  • the device comprises according to Fig. 1 a valve 10 which connects the drain of the tank 2 with the tub 1. If this valve 10 is opened, then The water flows from the tank 2 due to its gravity in the tub 1.
  • the water treatment device 9 comprises an electrolysis cell with two electrodes, at least one of which is formed by a diamond electrode.
  • a diamond electrode is to be understood as meaning an electrode whose surface is formed by diamond rendered conductive by doping.
  • the diamond is doped with boron, but other dopants may be used.
  • Such electrodes are e.g. prepared by depositing from the gases methane and hydrogen at 2500 ° C a thin crystalline diamond layer only a few thousandths of a millimeter thick on a conductive support material (e.g., titanium). The doping can be done later or during the gas phase deposition.
  • At least the anode should be formed by a diamond electrode, so that the generation of hydrogen is suppressed.
  • the cathode may also be formed by a diamond electrode, but other electrode materials, such as e.g. Stainless steel.
  • both electrodes are formed by diamond electrodes.
  • the device can be designed so that a voltage of alternating sign is applied over the two electrodes, whereby deposits on the electrodes can be avoided.
  • the device is equipped with a redox detector 11, which allows to measure the redox potential of the process water in the tank circulation line 7 or in the tank 2. Detectors of this type are known in the art.
  • a quality sensor 12 is provided to measure the quality of the process water in the tank 2.
  • This is preferably a gas sensor which is arranged in an upper, not filled with process water part of the tank 2, and in the It is able to detect gases escaping from the water, which indicate a bacterial metabolism, in particular an anaerobic bacterial metabolism, such as methane, but also other organic gases or ammonia or hydrogen sulfide.
  • Sensors of this type are also known to the person skilled in the art.
  • the sensors TGS 2602 or TGS 842 from Figaro USA Inc., Arlington Heights can be used.
  • the controller 3 checks whether process water from a previous wash cycle is in the tank 2 and (optionally) whether its quality is sufficient.
  • the quality can be measured for this purpose with the quality sensor 12, or e.g. also be derived from the storage time of the water in the tank.
  • the course of the redox potential during the water treatment can, as described in more detail below, be used as a measure of the water quality.
  • the quality of the process water in the tank 2 is sufficient, it will be fed through the valve 10 into the tub 1 during the prewash or main wash phase, where it will at most be supplemented with fresh water. Otherwise fresh water will be used during the pre- and main wash phase.
  • the process water in the tub 1 in the tub circulation line 4 can be pumped around, wherein the water switch 6 is set so that the process water is fed back into the tub 1 and not into the tank 2.
  • the process water is led out of the device via a sewer line, not shown.
  • the water diverter 6 is changed over and the process water is conveyed into the tank 2. In tank 2 it can be stored for the next wash cycle.
  • the process water Before storing the process water in the tank 2, the process water is passed through the water treatment device 9, and even during storage, the process water from the tank 2 through the pump 8 through the water treatment device 9 can be performed.
  • a voltage is applied to the electrolysis cell, so that, as already mentioned, highly active molecules and in particular radicals are formed which kill germs and degrade organic contaminants.
  • the water treatment device is only operated at intervals during storage of the process water, wherein the controller 3 determines the time of a treatment interval.
  • the controller determines the time of a treatment interval.
  • This can for example be purely time-controlled, i. the controller is designed to treat the process water stored in the tank 2 after a certain time with the water treatment device, e.g. once a day.
  • the controller may use the signal from the quality sensor 12 to initiate the water treatment upon detection of some contamination.
  • the duration of a treatment depends on the amount of water to be treated, the current flowing through the water treatment device 9 and the interval between two treatments.
  • a typical treatment time is about 10 - 40 minutes with a tank volume of about 4 - 10 liters, an interval interval of 24 hours and a current of about 1 A. It shows that in this way an odor formation in the process water over weeks can be avoided.
  • the current through the electrolysis cell depends on the applied voltage and the composition of the process water.
  • a control loop is provided to control the flow through the electrolytic cell by varying the voltage across the electrolytic cell.
  • the voltage is limited to 50 volts.
  • the conductivity can be increased by supplying the regeneration salt (NaCl) present in the dishwasher.
  • the household appliance is advantageously designed to supply regenerating salt to the water to be stored in the tank, in particular if the conductivity of the water falls below a threshold conductivity.
  • the area of the diamond electrode is preferably at least 10 cm 2 , in particular approximately 20 cm 2 .
  • the redox detector 11 may be used to monitor the function of the water treatment device 9 and / or to optimize the duration of a treatment and the interval between successive treatments by controlling the water treatment device according to the course of the redox detector 11 signal.
  • Fig. 3 shows the redox potential traces of clean and average polluted water to be stored, which has been treated with the diamond electrode.
  • the starting potential depends on the water quality and can be in the range of 100 ... 300mV, but the waste depends on the pollution.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a household appliance. It differs from that according to Fig. 1 in that no circulation circuit is provided on the tank 2, which simplifies the device in terms of apparatus.
  • the water treatment device 9 is arranged on the tub circulation line 4 in this case.
  • the process water is treated before storage in the tank 2 with the water treatment device 9.
  • the water is circulated during a certain treatment period in the tank circulation line 4 and the water treatment device 9 is activated, so that germs are killed. This is preferably done at the end of the wash phase. Then, the process water is transferred via the water switch 6 in the tank 2.
  • the water can not be treated during its storage, unless it is conveyed back into the tub 1 and the tub circulation line 4, which is not favorable for many applications.
  • the storage time can already be greatly increased. Experiments show that the maximum storage time of average polluted process water increases from a maximum of 1.5 days to around 3 days.
  • the controller 3 may be configured to treat the process water with the water treatment device 9 during a cleaning cycle, in particular during the main wash phase, thereby improving the cleaning process due to the resulting radicals. (In the execution after Fig. 1 this is also possible if, for example, suitable changeover valves are provided in order to optionally also insert the water treatment device 9 into the tub circulation line.)
  • a filter may also be provided, e.g. with a mesh size of 0.5 mm to filter the water before feeding into the tank 2, thus reducing soiling of the tank 2.
  • the tank 2 has a level sensor, which detects any leaks of the valve and the controller responds to the extent that when filling the first cleaning bath, the missing amount is added.
  • the level sensor can be realized via a conductivity measurement or an optical signal in the tank or via a flow water meter in the outlet of the tank.
  • the use of the water treatment makes it possible to avoid odors in the stored water for several days. In addition, pathogenic germs can be killed.
  • the tank 2 is freely selectable, which process water is supplied to the tank 2.
  • the last rinse water is supplied to the tank 2.
  • the penultimate rinse water is introduced, possibly controlled in time.
  • the controller 20 offers the user the possibility, e.g. by selecting one or more specific programs to turn on or off the use of tank 2. In particular, he can disable the use of the tank 2 as well.
  • the device can, as already mentioned, be equipped with a contamination sensor 15, in particular an optical turbidity sensor, and the controller can suppress the temporary storage of process water in the tank 2, depending on the signal of the turbidity sensor 15. In this way it can be prevented that heavily polluted water is stored intermediately.
  • the fouling threshold above which interim storage is suppressed may depend on the program that the user selects, and e.g. higher for a particularly ecological program than for other programs.
  • the tank 2 can be flooded with hot water regularly or at the user's request for cleaning and sanitation.
  • an automatic flooding can be initiated after 15 tank fillings in the next main wash phase.
  • this can be the water of the last bath, for example at 72 ° C heated and passed through the tank. The temperature is kept at about 70 ° C, until the expiration of eg 10 minutes.
  • the hygiene effect can be supported by adding detergent or chlorine tablets.

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Abstract

Ein Haushaltsgerät, insbesondere ein Geschirrspüler oder eine Waschmaschine, besitzt einen Tank (2) zum Zwischenlagern von Prozesswasser zwischen Reinigungsgängen. Es ist eine Wasseraufbereitungsvorrichtung (9) mit einer Elektrolysezelle mit Diamantelektrode vorgesehen, um das Wasser im Tank zu behandeln und so Geruchs- und Keimbildung zu unterdrücken. Ein Redox-Detektor (11) kann dazu verwendet werden, die Ansteuerung der Wasseraufbereitungsvorrichtung (9) zu optimieren.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, insbesondere einen Geschirrspüler oder eine Waschmaschine. Das Haushaltsgerät besitzt einen Bottich zur Reinigung eines zu reinigenden Guts, einen Tank zum Zwischenspeichern von aus dem Bottich abgelassenem Prozesswasser sowie eine Steuerung. Die Steuerung ist dazu ausgestaltet, Prozesswasser vom Bottich in den Tank zu fördern und in einem späteren Reinigungsgang mit neuem zu reinigendem Gut das Prozesswasser vom Tank wieder zurück zum Bottich zu fördern.
    • Hintergrund
  • WO 2005/051157 beschreibt einen Geschirrspüler mit einem Tank, um einen Teil des Prozesswassers zwischen zwei Waschgängen zu speichern. Zur Reinigung des Wassers im Tank ist eine biologische Wasseraufbereitungsvorrichtung vorgesehen. Um die dabei wirkenden Mikroorganismen wieder unwirksam zu machen, wird weiter vorgeschlagen, das Prozesswasser mit UV-Licht, Ozon oder dergleichen zu behandeln.
  • EP 909 848 beschreibt eine Waschmaschine, welche ebenfalls mit einem Tank zur Zwischenspeicherung von Prozesswasser zwischen zwei Waschgängen ausgestattet ist.
  • Das Wasser im Tank solcher Geräte ist mit Verunreinigungen belastet. Bei längerer Lagerzeit kommt es zu einem unkontrollierten Keimwachstum, sei es aufgrund kontrolliert zugeführter Reinigungsbakterien, oder aufgrund von anderen, zufällig eingeschleppten Keimen. Dadurch wird die Wasserqualität beeinträchtigt. Deshalb ist die zulässige Lagerzeit des Wassers verhältnismässig kurz.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es stellt sich die Aufgabe, ein Haushaltsgerät der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, bei welchem das Prozesswasser im Tank in einfacher und verlässlicher Weise relativ lange gelagert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird vom Gerät gemäss Anspruch 1 gelöst. Dementsprechend ist das Gerät also mit einer Wasserbehandlungsvorrichtung umfassend eine Elektrolysezelle mit mindestens einer Diamantelektrode zur Behandlung des im Tank zu lagernden Prozesswassers ausgestattet. Die Steuerung des Geräts ist dabei dazu ausgestaltet, dass Prozesswasser vor und/oder während der Lagerung im Tank mit der Wasserbehandlungsvorrichtung zu behandeln. Es zeigt sich, dass der Einsatz einer Diamantelektrode in der Wasserbehandlungsvorrichtung in diesem Zusammenhang wichtige Vorteile bringt, indem hochaktive Moleküle (Ozon, Wasserstoffperoxid, Hydroxyl-Radikale, ...) gebildet werden, mit denen Bakterien abgetötet und Verunreinigungen abgebaut werden können, ohne dass in signifikanten Mengen gefährlicher Wasserstoff erzeugt wird.
  • Die Wasserbehandlungsvorrichtung kann beispielsweise am Pfad des Prozesswassers zwischen dem Bottich und dem Tank und/oder am Tank und/oder an einer am Tank angeordneten Zirkulationsleitung angeordnet sein, so dass es mit dem Prozesswasser in Verbindung gebracht werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist am Tank eine Tank-Zirkulationsleitung vorgesehen, um das Prozesswasser vom Tank durch die Zirkulationsleitung zurück zum Tank zu führen. Dabei ist die Wasserbehandlungsvorrichtung an der Tank-Zirkulationsleitung angeordnet, so dass das zu lagernde Prozesswasser beim Zirkulieren behandelt werden kann.
  • In einer weiteren Ausführung kann jedoch die Wasserbehandlungsvorrichtung auch an einer Bottich-Zirkulationsleitung angeordnet sein.
  • Das Haushaltsgerät kann weiter mit einem Dektetor zur Detektion der Radikalkonzentration des Prozesswassers ausgestattet sein. Insbesondere bietet sich hierzu ein Detektor zur Messung des Redox-Potenzials des Prozesswassers an. Dies erlaubt es, die Wasserbehandlungsvorrichtung abhängig vom Signal dieses Detektors zu steuern.
  • Die Wasserbehandlungsvorrichtung kann nicht nur zum Aufbereiten des zu lagernden Prozesswassers eingesetzt werden, sondern auch zusätzlich noch zur Behandlung des Prozesswassers während des Reinigungsgangs. Dadurch kann der Reinigungsprozess unterstützt werden.
  • Vorzugsweise ist das Haushaltsgerät ein Geschirrspüler oder eine Waschmaschine.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
    • Fig. 1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführung eines Haushaltsgeräts,
    • Fig. 2 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführung eines Haushaltsgeräts und
    • Fig. 3 das Redox-Potential bei Behandlung von sauberem und verschmutztem Wasser.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • In Fig. 1 wird schematisch ein Haushaltgerät mit einem Bottich 1 zur Reinigung eines zu reinigenden Guts dargestellt. Dabei kann es sich z.B. um den Bottich einer Waschmaschine oder eines Geschirrspülers handeln, in welchem die Wäsche bzw. das Geschirr während der Reinigung angeordnet wird. Das Gerät ist dazu ausgestaltet, das zu reinigende Gut in einem Reinigungsgang zu reinigen. Typisch weist ein derartiger Reinigungsgang mehrere Phasen auf, so z.B. eine Hauptwaschphase, in welcher unter Einsatz chemischer Waschreagenzien der grösste Teil des Schmutzes aus dem Gut entfernt wird, sowie mindestens eine Spülphase(bei Geschirrspülern oft als Klarspülphase bezeichnet), in welcher das in der Hauptwaschphase bereits im Wesentlichen gereinigte Gut noch nachgespült wird. Zwischen diesen Phasen wird das Prozesswasser zumindest zu einem überwiegenden Teil ausgewechselt.
  • Das Gerät ist nun in an sich bekannter Weise mit einem Tank 2 ausgestattet, um Prozesswasser aus einem Reinigungsgang zu lagern und in einem späteren Reinigungsgang wieder zum Bottich zurückzuführen, um auf diese Weise den Wasserverbrauch des Geräts zu reduzieren. Vorzugsweise, nicht aber notwendigerweise, wird dabei das Prozesswasser am Schluss der Spülphase in den Tank 2 übergeführt, da dieses Wasser eine relativ geringe Verschmutzung aufweist und sich deshalb besonders gut zur Lagerung und Wiederverwendung eignet. Das Prozesswasser vom Tank 2 wird dann in einem späteren Waschgang, insbesondere dem nächsten Waschgang, zurück zum Bottich 1 geführt. Das zurückgeführte Prozesswasser wird dabei vorzugsweise für die Hauptwaschphase oder eine der Hauptwaschphase voran gestellte Vorspülphase eingesetzt.
  • Die hierzu nötigen Abläufe werden von einer Steuerung 3 des Geräts gesteuert. Die Steuerung 3 umfasst z.B. einen Mikroprozessor mit Steuerprogramm, der die genannten Schritte automatisch durchführt. Denkbar ist jedoch auch die Ausgestaltung der Steuerung in rein mechanischer Weise. Die Steuerung 3 ist mit den Aktoren und Detektoren des Geräts verbunden, sowie auch mit einer nicht dargestellten Bedien- und Anzeigeeinheit. Wenn im Folgenden davon gesprochen wird, dass die Steuerung oder das Gerät zur Durchführung gewisser Schritte ausgestaltet ist, soll dies so zu verstehen sein, dass die Steuerung derart programmiert oder mechanisch ausgestaltet und mit dem Komponenten des Geräts verbunden ist, dass sie diese Schritte ausführt.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist am Bottich 1 eine Bottich-Zirkulationsleitung 4 vorgesehen, mit welcher Prozesswasser vom Bottich 1 über eine Bottich-Zirkulationspumpe 5 und eine Wasserweiche 6 geführt werden kann. Je nach Einstellung der Wasserweiche 6 kann das Prozesswasser von der Bottich-Zirkulationspumpe 5 wahlweise zurück zum Bottich 1 oder zum Tank 2 gefördert werden. (Alternativ hierzu kann eine separate Pumpe vorgesehen sein, um das Wasser vom Bottich 1 in den Tank 2 zu leiten, z.B. vor dem weiter unten beschriebenen Ventil 10.) In der Zirkulationsleitung 4 ist weiter ein Trübungs- bzw. Verschmutzungssensor 15 vorgesehen, mit welchem der Verschmutzungszustand des Prozesswassers detektiert werden kann.
  • Wie weiter aus Fig. 1 ersichtlich, ist am Tank 2 eine Tank-Zirkulationsleitung 7 vorgesehen, mit welcher Prozesswasser vom Tank 2 über eine Tank-Zirkulationspumpe 8 und eine Wasserbehandlungsvorrichtung 9 wieder zurück in den Tank 2 geführt werden kann.
  • In der Ausführung nach Fig. 1 fliesst das vom Bottich 1 über die die Tank-Zirkulationspumpe 5 und die Wasserweiche 6 kommende Prozesswasser durch die Wasserbehandlungsvorrichtung 9, bevor es zum Tank 2 gelangt, so dass es auf seinem Weg zum Tank 2 bereits behandelt werden kann.
  • Weiter umfasst das Gerät gemäss Fig. 1 ein Ventil 10, welches den Abfluss des Tanks 2 mit dem Bottich 1 verbindet. Wird dieses Ventil 10 geöffnet, so fliesst das Wasser vom Tank 2 aufgrund seiner Schwerkraft in den Bottich 1.
  • Die Wasseraufbereitungsvorrichtung 9 umfasst eine Elektrolysezelle mit zwei Elektroden, von denen mindestens die Eine von einer Diamantelektrode gebildet wird. Unter Diamantelektrode ist dabei eine Elektrode zu verstehen, deren Oberfläche von durch Dotierung leitfähig gemachtem Diamant gebildet wird. Vorzugsweise ist der Diamant mit Bor dotiert, aber es kommen auch andere Dotierungsmaterialien in Frage. Derartige Elektroden werden z.B. hergestellt, indem bei 2500°C aus den Gasen Methan und Wasserstoff eine dünne, nur wenige Tausendstel Millimeter dicke kristalline Diamantschicht auf ein leitfähiges Trägermaterial (z.B. Titan) abgelagert wird. Die Dotierung kann nachträglich oder während der Gasphasenablagerung erfolgen.
  • Zumindest die Anode sollte von einer Diamantelektrode gebildet sein, so dass die Erzeugung von Wasserstoff unterdrückt wird. Die Kathode kann ebenfalls von einer Diamantelektrode gebildet werden, denkbar sind aber auch andere Elektrodenmaterialien, wie z.B. Edelstahl. Vorzugsweise werden jedoch beide Elektroden von Diamantelektroden gebildet. In diesem Falle kann das Gerät so ausgestaltet werden, dass eine Spannung mit wechselndem Vorzeichen über den beiden Elektroden angelegt wird, wodurch Ablagerungen an den Elektroden vermieden werden können.
  • Weiter ist das Gerät mit einem Redox-Detektor 11 ausgestattet, welcher es erlaubt, das Redox-Potenzial des Prozesswassers in der Tank-Zirkulationsleitung 7 oder im Tank 2 zu messen. Detektoren dieser Art sind dem Fachmann bekannt.
  • Als weiterer Sensor ist ein Qualitätssensor 12 vorgesehen, um die Qualität des Prozesswassers im Tank 2 zu messen. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen Gassensor, der in einem oberen, nicht mit Prozesswasser gefüllten Teil des Tanks 2 angeordnet ist, und der in der Lage ist, aus dem Wasser austretende Gase zu detektieren, die auf einen Bakterienstoffwechsel, insbesondere einen anaeroben Bakterienstoffwechsel, hinweisen, wie z.B. Methan, aber auch andere organische Gase oder Ammoniak oder Schwefelwasserstoff. Auch Sensoren dieser Art sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise können die Sensoren TGS 2602 oder TGS 842 der Firma Figaro USA Inc., Arlington Heights, eingesetzt werden.
  • Die Funktion des Geräts nach Fig. 1 wird nun im Detail beschrieben.
  • Zu Beginn einer Vor- oder Hauptwaschphase prüft die Steuerung 3, ob sich Prozesswasser aus einem vorherigen Waschgang im Tank 2 befindet und (optional) ob dessen Qualität ausreichend ist. Die Qualität kann hierzu mit dem Qualitätssensor 12 gemessen werden, oder z.B. auch aus der Lagerzeit des Wassers im Tank abgeleitet werden. Auch der Verlauf des Redoxpotentials während der Wasserbehandlung kann, wie weiter unten näher beschrieben, als Mass für die Wasserqualität verwendet werden.
  • Ist die Qualität des Prozesswassers im Tank 2 ausreichend, so wird es während der Vor- oder Hauptwaschphase über Ventil 10 in den Bottich 1 geführt, wo es allenfalls mit Frischwasser ergänzt wird. Ansonsten wird während der Vor- und Hauptwaschphase jeweils Frischwasser verwendet.
  • Während der Vor- und Hauptwaschphase kann das Prozesswasser im Bottich 1 in der Bottich-Zirkulationsleitung 4 umgepumpt werden, wobei die Wasserweiche 6 so eingestellt ist, dass das Prozesswasser jeweils zurück in den Bottich 1 und nicht in den Tank 2 geführt wird. Am Schluss der jeweiligen Phase wird das Prozesswasser über eine nicht gezeigte Abwasserleitung aus dem Gerät geführt.
  • Zu Beginn der Spühlphase wird dem Bottich 1 Frischwasser zuführt und das Gut wird gespült. Wiederum kann das Prozesswasser dabei in der Bottich-Zirkulationsleitung 4 umgepumpt werden, wobei die Wasserweiche 6 wiederum so eingestellt ist, dass das Prozesswasser jeweils zurück in den Bottich 1 und nicht in den Tank 2 geführt wird.
  • Am Schluss der Spühlphase wird die Wasserweiche 6 umgestellt und das Prozesswasser wird in den Tank 2 gefördert. Im Tank 2 kann es für den nächsten Waschgang gelagert werden.
  • Vor der Lagerung des Prozesswassers im Tank 2 wird das Prozesswasser durch die Wasserbehandlungsvorrichtung 9 geführt, und auch während der Lagerung kann das Prozesswasser vom Tank 2 über die Pumpe 8 durch die Wasserbehandlungsvorrichtung 9 geführt werden. Um das Wasser dabei zu behandeln, wird an die Elektrolysezelle eine Spannung angelegt, so dass, wie bereits erwähnt, hochaktive Moleküle und insbesondere Radikale entstehen, welche Keime abtöten und organische Verschmutzungen abbauen können.
  • Um Strom zu sparen, wird die Wasserbehandlungsvorrichtung während der Lagerung des Prozesswassers nur intervallweise betrieben, wobei die Steuerung 3 den Zeitpunkt eines Behandlungsintervalls festlegt. Dies kann beispielsweise rein zeitgesteuert erfolgen, d.h. die Steuerung ist dazu ausgestaltet, das im Tank 2 gelagerte Prozesswasser nach Ablauf einer gewissen Zeit mit der Wasserbehandlungsvorrichtung zu behandeln, z.B. einmal pro Tag. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Steuerung das Signal des Qualitätssensors 12 verwenden, um die Wasserbehandlung bei Detektion einer gewissen Verschmutzung einzuleiten.
  • Die Dauer einer Behandlung ist abhängig von der zu behandelnden Wassermenge, des durch die Wasserbehandlungsvorrichtung 9 fliessenden Stroms sowie die Intervalldauer zwischen zwei Behandlungen. Eine typische Behandlungsdauer liegt bei ca. 10 - 40 Minuten bei einem Tankvolumen von ca. 4 - 10 Litern, einem Intervallabstand von 24 Stunden und einem Strom von ca. 1 A. Es zeigt sich, dass auf diese Weise eine Geruchsbildung im Prozesswasser über Wochen vermieden werden kann.
  • Der Strom durch die Elektrolysezelle hängt von der angelegten Spannung und der Zusammensetzung des Prozesswassers ab. Vorzugsweise ist deshalb ein Regelkreis vorgesehen, um dem Strom durch die Elektrolysezelle durch Variieren der Spannung über der Elektrolysezelle zu regeln. Um die Erzeugung von Wasserstoff zu vermeiden, wird die Spannung dabei jedoch auf 50 Volt limitiert.
  • Um bei Wasser mit geringer Leitfähigkeit die Spannung gering zu halten, kann durch Zuführung des im Geschirrspüler vorhandenem Regeneriersalzes (NaCl) die Leitfähigkeit erhöht werden.
  • Dazu wird aus dem Solebehälter eine geringe Menge Salz über die vorhandene Pumpe in den Speichertank geführt.
  • Aus den Chloridionen wird des weiteren durch die Diamantelektroden stark bleichendes und Bakterien abbauendes Hypochlorit (HClO) gebildet (wie Javelwasser), das die Hygienewirkung stark unterstützt.
  • Eine Zugabe von 0.5 - 1.5 g NaCl/l zu speicherndes Wasser ist i.A. völlig ausreichend.
  • Somit ist das Haushaltgerät vorteilhaft dazu ausgestaltet, dem im Tank zu speichernden Wasser Regeneriersalz zuzuführen, insbesondere wenn die Leitfähigkeit des Wassers eine Schwellleitfähigkeit unterschreitet.
  • Um zu hohe Stromdichten zu vermeiden, beträgt die Fläche der Diamantelektrode vorzugsweise mindestens 10 cm2, insbesondere ca. 20 cm2.
  • Der Redox-Detektor 11 kann dazu verwendet werden, die Funktion der Wasserbehandlungsvorrichtung 9 zu überwachen und/oder die Dauer einer Behandlung und den Abstand zwischen aufeinander folgenden Behandlungen zu optimieren, indem die Wasserbehandlungsvorrichtung abhängig vom Verlauf des Signals des Redox-Detektors 11 gesteuert wird.
  • Fig. 3 zeigt die Redoxpotentialverläufe von sauberem und durchschnittlich verschmutztem zu speichernden Wasser, welches mit der Diamantelektrode behandelt worden ist.
  • Beim verschmutzten Wasser fällt das Redoxpotential stärker, auch wird das Ausgangssignal erst nach einer erheblich längeren Behandlungsdauer wieder erreicht.
  • Durch die Fremdsubstanzen im verschmutzen Wasser werden Radikale gebildet, welche das Redoxpotential beeinflussen, die Fläche steht proportional zur erzeugten Radikalmenge.
  • Die Behandlungsdauer sollte nun so lange gewählt werden, bis das Ausgangspotential wieder erreicht wird.
  • Das Startpotential ist von der Wasserqualität abhängig und kann in einem Bereich von 100 ... 300mV liegen, der Abfall ist jedoch von der Verschmutzung abhängig.
  • Somit:
    • Insbesondere kann die Steuerung 3 dazu ausgestaltet sein, die Behandlung des Prozesswassers mit der Wasserbehandlungsvorrichtung 9 abhängig vom Verlauf des Redox-Potenzials zu beenden.
    • Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die Steuerung 3 dazu ausgestaltet sein, eine nächste Aktivierungszeit der Wasserbehandlungsvorrichtung (9) abhängig vom Verlauf des Redox-Potenzials während der vorangehenden Behandlung festzulegen. Indem die Steuerung 3 dazu ausgestaltet ist, die nächste Aktivierungszeit (d.h. den Startzeitpunkt der nächsten Behandlung) abhängig vom Verlauf während der letzten Behandlung festzulegen, kann einer besonders hohen Verschmutzung durch kürzere Abstände zwischen aufeinander folgenden Behandlungen Rechnung getragen werden. Vorzugsweise wird also bei einer höheren Behandlungsdauer während der letzten Behandlung ein kürzerer zeitlicher Abstand bis zur nächsten Behandlung des Prozesswassers mit der Wasserbehandlungsvorrichtung 9 gewählt.
  • Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführung eines Haushaltsgeräts. Es unterscheidet sich von jener gemäss Fig. 1 dadurch, dass am Tank 2 kein Zirkulationskreislauf vorgesehen ist, was das Gerät apparativ vereinfacht. Die Wasserbehandlungsvorrichtung 9 ist in diesem Fall an der Bottich-Zirkulationsleitung 4 angeordnet.
  • In dieser Ausführung wird das Prozesswasser vor der Lagerung im Tank 2 mit der Wasserbehandlungsvorrichtung 9 behandelt. Hierzu wird das Wasser während einer gewissen Behandlungsdauer in der Tank-Zirkulationsleitung 4 umgepumpt und die Wasserbehandlungsvorrichtung 9 dabei aktiviert, so dass Keime abgetötet werden. Dies geschieht vorzugsweise am Schluss der Spühlphase. Dann wird das Prozesswasser über die Wasserweiche 6 in den Tank 2 übergeführt.
  • Bei dieser Ausführung kann das Wasser während seiner Lagerung nicht mehr behandelt werden, es sei denn, es werde zurück in den Bottich 1 und die Bottich-Zirkulationsleitung 4 gefördert, was jedoch für viele Anwendungen nicht günstig ist. Mit der Behandlung des Prozesswassers vor der Lagerung kann die Lagerzeit jedoch bereits stark erhöht werden. Versuche zeigen, dass sich die maximale Lagerdauer von durchschnittlich verschmutztem Prozesswasser von maximal 1.5 Tage auf rund 3 Tage erhöht.
  • In der Ausführung nach Fig. 2 kann die Steuerung 3 dazu ausgestaltet sein, das Prozesswasser auch während eines Reinigungsgangs, insbesondere während der Hauptwaschphase, mit der Wasserbehandlungsvorrichtung 9 zu behandeln, wodurch der Reinigungsprozess aufgrund der entstehenden Radikale verbessert wird. (Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist dies ebenfalls möglich, falls z.B. geeignete Umschaltventile vorgesehen werden, um die Wasserbehandlungsvorrichtung 9 wahlweise auch in die Bottich-Zirkulationsleitung einzufügen.)
  • In beiden der beschriebenen Ausführungsformen kann auch ein Filter vorgesehen sein, z.B. mit einer Maschenweite von 0.5 mm, um das Wasser vor dem Zuführen in den Tank 2 zu filtern und so eine Verschmutzung des Tanks 2 zu reduzieren.
  • Des weiteren verfügt der Tank 2 über einen Füllstandssensor, der allfällige Undichtigkeiten des Ventils erkennt und die Steuerung insofern darauf reagiert, dass beim Füllen des ersten Reinigungsbades die fehlende Menge dazugegeben wird.
  • Der Füllstandssensor kann über eine Leitwertmessung oder ein optisches Signal im Tank oder über einen Durchflusswasserzähler im Ausgang des Tanks realisiert werden.
  • Die Verwendung der Wasserbehandlung erlaubt es, eine Geruchsbildung im gelagerten Wasser über mehrere Tage zu vermeiden. Zudem können pathogene Keime abgetötet werden.
  • Nebst einer Elektrolysezelle mit Diamantelektrode kann die Wasserbehandlungsvorrichtung 9 noch weitere Teile aufweisen, insbesondere:
    • Eine UV-Lichtquelle zur Behandlung des Prozesswassers kann ebenfalls dazu verwendet werden, Gerüche zu vermeiden und Keime abzutöten.
    • Ein Ozongenerator kann ebenfalls dazu verwendet werden, Gerüche zu vermeiden und Keime abzutöten. Dem Ozongenerator wird Luft zugeführt, der diese in Ozon umwandelt und das Ozon in das Prozesswasser bläst.
    • Ein Bioreaktor kann dazu verwendet werden, organische Substanzen abzubauen. Um einen aeroben Abbau sicherzustellen, wird dem Bioreaktor Luft zugeführt. Der aerobe Abbau führt im Vergleich zu einem anaeroben Abbau zu keinen Geruchsbelästigungen. Im Bioreaktor sind zur Oberflächenvergrösserung Kleinteile eingebracht, an denen die Mirkoorganismen kultiviert werden können.
  • Grundsätzlich ist frei wählbar, welches Prozesswasser dem Tank 2 zugeführt wird. Vorzugsweise handelt es sich, wie erwähnt, um das letzte Spülwasser. Bei geringen Badmengen bzw. grossem Tank kann auch z.B. ein Teil des vorletzten Spülwassers eingeleitet werden, eventuell zeitlich gesteuert.
  • Die Steuerung 20 bietet dem Benutzer die Möglichkeit, z.B. über die Anwahl eines oder mehrerer bestimmter Programme, die Verwendung des Tanks 2 ein- oder auszuschalten. Insbesondere kann er die Verwendung des Tanks 2 so auch deaktivieren.
  • Das Gerät kann, wie bereits erwähnt, mit einem Verschmutzungssensor 15, insbesondere einem optischen Trübungssensor, ausgestattet sein, und die Steuerung kann abhängig vom Signal des Trübungssensors 15 die Zwischenlagerung von Prozesswasser im Tank 2 unterdrücken. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass stark verschmutztes Wasser zwischengelagert wird. Die Verschmutzungsschwelle, ab welcher eine Zwischenlagerung unterdrückt wird, kann vom Programm abhängen, das der Benutzer anwählt, und z.B. bei einem besonders ökologischen Programm höher liegen als bei anderen Programmen.
  • Während dem Lagern des Prozesswassers im Tank 2 kann dieses unter gewissen Bedingungen von der Steuerung 3 abgelassen werden, so z.B. in den folgenden Fällen:
    • Nach einem Netzunterbruch.
    • Wenn die Lagerdauer eine Schwelle überschreitet (z.B. drei Tage).
    • Bei expliziter Instruktion durch den Benutzer. Hierzu kann der Benutzer der Steuerung 3 mitteilen, dass sie den Tank 2 leeren soll, z.B. wenn er eine längere Abwesenheit plant.
  • Der Tank 2 kann zur Reinigung und Hygienisierung regelmässig oder auf Befehl des Benutzers mit heissem Wasser geflutet werden. Eine automatische Flutung kann z.B. nach 15 Tankfüllungen in der nächsten Hauptwaschphase eingeleitet werden. Bei einem Geschirrspüler kann hierzu das Wasser des letzten Bades z.B. auf 72 °C aufgeheizt und durch den Tank geleitet werden. Dabei wird die Temperatur weiterhin auf ca. 70°C gehalten, bis zum Ablauf von z.B. 10 Minuten.
  • Durch Zugabe von Reinigungsmittel oder Chlortabletten kann die Hygienewirkung unterstützt werden.
  • Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims (16)

  1. Haushaltsgerät umfassend
    einen Bottich (1) zur Reinigung eines zu reinigenden Guts,
    einen Tank (2) zum Zwischenspeichern von aus dem Bottich (1) abgelassenem Prozesswasser,
    eine Steuerung (3), welche dazu ausgestaltet ist, Prozesswasser vom Bottich (1) in den Tank (2) zu fördern und in einem späteren Reinigungsgang mit neuem Gut das Prozesswasser vom Tank (2) zurück zu Bottich (1) zu befördern,
    gekennzeichnet durch eine Wasserbehandlungsvorrichtung (9) mit einer Elektrolysezelle mit mindestens einer Diamantelektrode zur Behandlung des im Tank (2) zu lagernden Prozesswassers, wobei die Steuerung (3) dazu ausgestaltet ist, das Prozesswasser vor und/oder während der Lagerung im Tank (2) mit der Wasserbehandlungsvorrichtung (9) zu behandeln.
  2. Haushaltsgerät nach Anspruch 1, wobei die Wasserbehandlungsvorrichtung (9) an einer am Tank (2) angeordneten Tank-Zirkulationsleitung (7) angeordnet ist und wobei das Haushaltsgerät eine Tank-Zirkulationspumpe (8) aufweist, um das Prozesswasser vom Tank (2) durch die Tank-Zirkulationsleitung (7) wieder zum Tank (2) zu führen.
  3. Haushaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das vom Bottich (1) in den Tank (2) fliessende Prozesswasser durch die Wasserbehandlungsvorrichtung (9) fliesst.
  4. Haushaltsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Haushaltsgerät eine Bottich-Zirkulationsleitung (4) aufweist, wobei an der Bottich-Zirkulationsleitung eine Bottich-Zirkulationspumpe (5) sowie eine Wasserweiche (6) angeordnet sind, wobei mit der Bottich-Zirkulationsleitung (4) das Prozesswasser über die Wasserweiche (6) wahlweise zurück in den Bottich (1) oder in den Tank (2) führbar ist.
  5. Haushaltsgerät nach Anspruch 4, wobei die Wasserbehandlungsvorrichtung (9) an der Bottich-Zirkulationsleitung (4) angeordnet ist.
  6. Haushaltsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (3) dazu ausgestaltet ist, das im Tank (2) gelagerte Prozesswasser nach Ablauf einer gewissen Zeit und/oder bei Detektion einer gewissen Verschmutzung mit der Wasserbehandlungsvorrichtung (9) zu behandeln.
  7. Haushaltsgerät nach Anspruch 6, wobei das Haushaltsgerät einen Qualitätssensor (12), insbesondere einen Gasdetektor, zur Messung eines Verschmutzungsgrads des Prozesswassers im Tank (2) aufweist.
  8. Haushaltsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Detektor zur Detektion einer Radikalkonzentration des Prozesswassers, insbesondere mit einem Detektor (11) zur Detektion des Redox-Potenzials des Prozesswassers, wobei die Wasserbehandlungsvorrichtung (9) abhängig von einem Signal des Detektors (11) gesteuert ist.
  9. Haushaltsgerät nach Anspruch 8, wobei die Steuerung (3) dazu ausgestaltet ist, die Behandlung des Prozesswassers mit der Wasserbehandlungsvorrichtung (9) abhängig von einem Verlauf des Redox-Potenzials zu beenden.
  10. Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Steuerung (3) dazu ausgestaltet ist, eine nächste Aktivierungszeit der Wasserbehandlungsvorrichtung (9) abhängig vom Verlauf des Redox-Potenzials während einer vorangehenden Behandlung festzulegen.
  11. Haushaltsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Regelkreis vorgesehen ist, um einen Strom durch die Elektrolysezelle durch Variieren einer Spannung über der Elektrolysezelle zu regeln, wobei aber die Spannung auf höchstens 50 V limitiert ist.
  12. Haushaltsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (3) dazu ausgestaltet ist, das Prozesswasser während eines Reinigungsgangs mit der Wasserbehandlungsvorrichtung (9) zu behandeln.
  13. Haushaltsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elektrolysezelle zwei Diamantelektroden aufweist, wobei das Haushaltgerät dazu ausgestaltet ist, zwischen den beiden Diamantelektroden eine Spannung mit wechselndem Vorzeichen anzulegen.
  14. Haushaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Haushaltgerät dazu ausgestaltet ist, dem zu speichernden Wasser Regeneriersalz zuzuführen, insbesondere wenn die Leitfähigkeit des Wassers eine Schwellleitfähigkeit unterschreitet.
  15. Haushaltsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Haushaltsgerät ein Geschirrspüler ist.
  16. Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Haushaltsgerät eine Waschmaschine ist.
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