EP1441175B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserdampf für die Wäschepflege - Google Patents
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- EP1441175B1 EP1441175B1 EP20030027669 EP03027669A EP1441175B1 EP 1441175 B1 EP1441175 B1 EP 1441175B1 EP 20030027669 EP20030027669 EP 20030027669 EP 03027669 A EP03027669 A EP 03027669A EP 1441175 B1 EP1441175 B1 EP 1441175B1
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- F22D5/00—Controlling water feed or water level; Automatic water feeding or water-level regulators
- F22D5/26—Automatic feed-control systems
Definitions
- the invention relates to a method and a device for generating steam for laundry care.
- an evaporator which operates according to the so-called boiler method and has a tank for liquid to be evaporated. There is provided a means for automatically supplying liquid into the tank. In order to keep the liquid to be evaporated at the lowest possible level and still have an uninterrupted flow Ensuring steam generation includes a level control which controls replenishment of liquid to be evaporated into the tank as a function of the temperature of the liquid in the tank.
- the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art mentioned above, which occur in particular in steam generators, which operates on the water heater principle.
- a method and a device are to be specified with which reliably droplet-free superheated steam can be produced for the treatment of laundry.
- the evaporator is cyclically fed in each case so much water that, depending on the operating temperature of the water completely evaporated and thus a drip-free superheated steam can be made available.
- the proposed method is not susceptible to interference. To control the amount of water supplied to the evaporator, no mechanical elements in contact with the water are needed.
- the proposed method is universal. It can be easily adapted to the particular performance of an evaporator.
- control pulses are generated at a constant frequency. This simplifies the technical implementation of the procedure. Furthermore, it is expedient that no control pulses are generated below a predetermined operating temperature. This always ensures the generation of a drip-free superheated steam.
- the measurement signal is generated using a temperature-dependent resistor or a thermocouple.
- a DC voltage increasing with increasing working temperature can be generated as the measuring signal.
- Such a DC voltage can be implemented technically without great effort in the desired control pulses.
- an electromagnetic valve can be opened or a pump can be controlled. For a particularly simple water supply is possible.
- the ratio of the frequencies of the first and the second pulse sequence is about 20: 1.
- the frequency of the first pulse sequence may advantageously be 10 Hz.
- the first and second pulse trains may be formed by sawtooth pulses.
- the sequence of control pulses is formed by rectangular pulses. This allows precise control of the water supply device.
- a device for generating steam for laundry care is provided with an evaporator and an associated water supply device, a device for generating a measuring signal which corresponds to a working temperature prevailing in the evaporator, a device for generating a sequence of control pulses having a pulse width corresponding to the working temperature, a device for controlling the water supply device by means of the control pulses, so that the evaporator with increasing working temperature an increasing amount of water per unit time is supplied.
- the proposed device consists of few parts. It is easy to produce, relatively robust and prone to interference.
- the device for generating a measurement signal may expediently have a temperature-dependent resistor or a thermocouple. This makes it possible in a simple manner to provide a DC voltage corresponding to the working temperature.
- the device for generating the control pulses expediently comprises a programmable logic control circuit.
- the programmable logic control circuit is advantageously programmed so that rectangular pulses are generated as control pulses whose pulse width corresponds to the working temperature. Furthermore, it is expedient that the control pulses are generated at a constant frequency.
- the control circuit may include means for adjusting the operating temperature range to be considered for the generation of control pulses.
- the proposed control circuit is relatively easy to implement. It can be provided cheaply.
- the water supply device expediently has an electromagnetic valve or an electric water pump.
- electromechanical components are reliable and can be easily controlled by means of control pulses.
- the evaporator, the water supply device and the stored-program control circuit are accommodated in the housing of a household laundry drier. It can be provided, preferably designed as a riser, steam supply line from the evaporator to a laundry room surrounded by a rotatable laundry drum.
- a household tumble dryer is not only suitable for drying but also for treating laundry with superheated steam. It can thus be cleaned in particular odorous laundry without having to be washed separately.
- Fig. 1 shows a block diagram of a device according to the invention for controlling an amount of water to be supplied to an evaporator.
- the amount of water supplied per unit time is regulated as a function of the operating temperature of the evaporator.
- thermocouple 1 For measuring the working temperature of a conventional (not shown here) evaporator, a thermocouple 1 is provided, which is connected to a first comparator 2. An AC voltage generator 3 is followed by a level regulator 4, which is connected on the output side to the other input of the first comparator 2. On the output side, the first comparator 2 is connected to an input of a second comparator 6 with the interposition of an integrator 5.
- a clock generator 7 is connected to the other input of the second comparator 6 with the interposition of a differentiating element 8.
- a switching device 9 e.g. a relay, an electromagnetic valve, a water pump or the like connected.
- the function of the device is as follows:
- the thermal voltage generated by the thermocouple 1 (see Fig. 2 lit. d) is supplied to the first comparator 2.
- the AC voltage generator 3 generates an AC voltage of eg 10 Hz, which in the downstream level controller 4 in a sawtooth (see Fig. 2 lit. c) is also converted to a frequency of 10 Hz and then also the first comparator 2 is supplied.
- the in Fig. 2 lit. e schematically indicated alternating voltage generated with a duty cycle that corresponds to the measured operating temperature.
- the AC voltage is converted into a DC voltage, which is inversely proportional to the measured operating temperature (see Fig. 2 lit. f).
- This DC voltage is compared in the second comparator 6 with the sawtooth voltage generated by the clock generator 7 and the downstream differentiator 8 lit. b ( Fig. 2 ).
- the in Fig. 2 under lit. g shown control pulses output at the output of the second comparator 6.
- the control pulses are rectangular pulses.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserdampf für die Wäschepflege.
- Nach dem Stand der Technik kommen Vorrichtungen zum Erzeugen von Wasserdampf z. B. in Espresso-Maschinen zum Einsatz. Dabei ist ein Verdampfer vorgesehen, dessen Arbeitstemperatur mit einem Thermostat geregelt wird. Dem Verdampfer wird entweder manuell oder automatisch Wasser zugeführt. Der erzeugte Heißdampf ist nicht tropfenfrei; er eignet sich nicht zur Behandlung von Wäsche.
- Des Weiteren ist es auch bekannt, die dem Verdampfer zugeführte Menge an Wasser mittels eines Schwimmerschalters zu regeln. Eine solche mechanische Regelung ist insbesondere bei Wasser mit einem hohem Kalkgehalt störanfällig. Es kann durch Kalkablagerungen zum Verklemmen des Schwimmers kommen. Außerdem kann auch mit einer solchen Regelung kein zur Behandlung von Wäsche geeigneter tropfenfreier Heißdampf erzeugt werden.
- Aus der
WO96/32607 A1 - Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs erwähnten Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen, die insbesondere bei Dampferzeugern auftreten, die nach dem Durchlauferhitzerprinzip arbeitet. Es sollen insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, mit denen zuverlässig tropfenfreier Heißdampf zur Behandlung von Wäsche erzeugt werden kann.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 11 und 13 bis 20.
- Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf für die Wäschepflege mit folgenden Schritten vorgesehen:
- a) Erzeugen eines Messsignals, welches zu einer in einem Verdampfer herrschenden Arbeitstemperatur korrespondiert,
- b) Erzeugen einer Abfolge von Steuerimpulsen unter Verwendung des Messsignals, wobei eine Impulsbreite der Steuerimpulse zur Arbeitstemperatur korrespondiert, und
- c) Ansteuern einer Wasserzuführvorrichtung mittels der Steuerimpulse, so dass dem Verdampfer mit zunehmender Arbeitstemperatur eine zunehmende Menge an Wasser pro Zeiteinheit zugeführt wird.
- Mit dem vorgeschlagenen Verfahren wird dem Verdampfer taktweise jeweils so viel Wasser zugeführt, dass in Abhängigkeit von dessen Arbeitstemperatur das Wasser vollständig verdampft und damit ein tropfenfreier Heißdampf zur Verfügung gestellt werden kann. Das vorgeschlagene Verfahren ist unanfällig gegenüber Störungen. Zur Steuerung der Menge des dem Verdampfer zugeführten Wassers werden keine mit dem Wasser in Kontakt befindlichen mechanischen Elemente benötigt..Das vorgeschlagene Verfahren ist universell. Es lässt sich ohne großen Aufwand an die jeweilige Leistung eines Verdampfers anpassen.
- Nach einer Ausgestaltung werden die Steuerimpulse mit konstanter Frequenz erzeugt. Das vereinfacht die technische Umsetzung des Verfahrens. Weiter ist es zweckmäßig, dass unterhalb einer vorgegebenen Arbeitstemperatur keine Steuerimpulse erzeugt werden. Das gewährleistet stets die Erzeugung eines tropfenfreien Heißdampfs.
- Weiter hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass das Messsignal unter Verwendung eines temperaturabhängigen Widerstands oder eines Thermoelements erzeugt wird. In diesem Fall kann als Messsignal eine mit zunehmender Arbeitstemperatur zunehmende Gleichspannung erzeugt werden. Eine solche Gleichspannung lässt sich technisch ohne großen Aufwand in die gewünschten Steuerimpulse umsetzen.
- Zum Zuführen des Wassers zum Verdampfer kann ein elektromagnetisches Ventil geöffnet oder eine Pumpe angesteuert werden. Damit ist eine besonders einfache Wasserzuführung möglich.
- Zur Erzeugung der Steuerimpulse werden zweckmäßigerweise folgende Schritte durchgeführt:
- aa1) Erfassen des Messsignals und einer ersten vorgegebenen Impulsfolge mittels eines ersten Komparators,
- aa2) Umwandeln der erfassten Signale in eine Wechselspannung mit einem zur Arbeitstemperatur korrespondierenden Taktverhältnis,
- bb) Umwandeln der Wechselspannung mittels eines Integrators in eine zweite Gleichspannung, deren Größe umgekehrt proportional zur gemessenen Arbeitstemperatur ist,
- cc1) Erfassen der zweiten Gleichspannung und einer zweiten Impulsfolge mittels eines zweiten Komparators und
- cc2) Umwandeln der erfassten Signale in die Steuerimpulse.
- Die vorgenannten Verfahrensschritte lassen sich ohne großen Aufwand mit einer herkömmlichen speicherprogrammierbaren Steuerung realisieren.
- Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass das Verhältnis der Frequenzen der ersten und der zweiten Impulsfolge etwa 20:1 ist. Dabei kann die Frequenz der ersten Impulsfolge vorteilhafter Weise 10 Hz sein. Die erste und die zweite Impulsfolge kann aus Sägezahnimpulsen gebildet sein. Zweckmäßigerweise ist die Abfolge der Steuerimpulse aus Rechteckimpulsen gebildet. Das ermöglicht eine präzise Ansteuerung der Wasserzuführvorrichtung.
- Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserdampf für die Wäschepflege vorgesehen mit
einem Verdampfer und einer damit verbundenen Wasserzuführvorrichtung,
einer Einrichtung zum Erzeugen eines Messsignals, welches zu einer im Verdampfer herrschenden Arbeitstemperatur korrespondiert,
einer Einrichtung zum Erzeugen einer Abfolge von Steuerimpulsen mit einer zur Arbeitstemperatur korrespondierenden Impulsbreite,
einer Einrichtung zum Ansteuern der Wasserzuführvorrichtung mittels der Steuerimpulse, so dass dem Verdampfer mit zunehmender Arbeitstemperatur eine zunehmende Menge an Wasser pro Zeiteinheit zugeführt wird. - Die vorgeschlagene Vorrichtung besteht aus wenigen Teilen. Sie ist einfach herzustellen, relativ robust und störunanfällig.
- Die Einrichtung zum Erzeugen eines Messsignals kann zweckmäßigerweise einen temperaturabhängigen Widerstand oder ein Thermoelement aufweisen. Damit ist es auf einfache Weise möglich, eine zur Arbeitstemperatur korrespondierende Gleichspannung bereitzustellen. Die Einrichtung zur Erzeugung der Steuerimpulse umfasst zweckmäßigerweise eine speicherprogrammierbare Steuerschaltung. Die speicherprogrammierbare Steuerschaltung ist vorteilhafterweise so programmiert, dass als Steuerimpulse Rechteckimpulse erzeugt werden, deren Impulsbreite zur Arbeitstemperatur korrespondiert. Ferner ist es zweckmäßig, dass die Steuerimpulse mit konstanter Frequenz erzeugt werden. Die Steuerschaltung kann eine Einrichtung zum Einstellen des für die Erzeugung von Steuerimpulsen zu berücksichtigenden Arbeitstemperaturbereichs aufweisen. Die vorgeschlagene Steuerschaltung ist relativ einfach realisierbar. Sie kann preiswert zur Verfügung gestellt werden.
- Die Wasserzuführvorrichtung weist zweckmäßigerweise ein elektromagnetisches Ventil oder eine elektrische Wasserpumpe auf. Derartige elektromechanische Bauelemente sind zuverlässig und können mittels Steuerimpulsen einfach angesteuert werden. Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal sind der Verdampfer, die Wasserzuführvorrichtung und die speicherprogrammierte Steuerschaltung im Gehäuse eines Haushaltswäschetrockners aufgenommen. Es kann eine, vorzugsweise als Steigleitung ausgebildete, Dampfversorgungsleitung vom Verdampfer zu einem von einer rotierbaren Wäschetrommel umgebenen Wäschebehandlungsraum vorgesehen sein. Ein solcher Haushaltswäschetrockner eignet sich nicht nur zum Trocknen sondern auch zum Behandeln von Wäsche mit Heißdampf. Es kann damit insbesondere geruchsbelastete Wäsche gereinigt werden, ohne dass sie gesondert gewaschen werden muss.
- Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Dosierung von Wasser und
- Fig. 2
- die an den in Ziff. 1 gezeigten Messpunkten abfallenden Spannungen.
-
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung einer einem Verdampfer zuzuführenden Menge an Wasser. Die pro Zeiteinheit zugeführte Menge an Wasser wird in Abhängigkeit der Arbeitstemperatur des Verdampfers geregelt. - Zur Messung der Arbeitstemperatur eines herkömmlichen (hier nicht gezeigten) Verdampfers ist ein Thermoelement 1 vorgesehen, welches mit einem ersten Komparator 2 verbunden ist. Einem Wechselspannungsgenerator 3 ist ein Pegelregler 4 nachgeschaltet, der ausgangsseitig mit dem anderen Eingang des ersten Komparators 2 verbunden ist. Ausgangsseitig ist der erste Komparator 2 unter Zwischenschaltung eines Integrators 5 mit einem Eingang eines zweiten Komparators 6 verbunden.
- Ein Taktgenerator 7 ist unter Zwischenschaltung eines Differenzierglieds 8 mit dem anderen Eingang des zweiten Komparators 6 verbunden. Am Ausgang des zweiten Komparators 6 ist ein Schaltgerät 9, z.B. ein Relais, ein elektromagnetisches Ventil, eine Wasserpumpe oder dgl. angeschlossen.
- Die Funktion der Vorrichtung ist folgende:
- Die mit dem Thermoelement 1 erzeugte Thermospannung (siehe
Fig. 2 lit. d) wird dem ersten Komparator 2 zugeführt. Der Wechselspannungsgenerator 3 erzeugt eine Wechselspannung von z.B. 10 Hz, die im nachgeschalteten Pegelregler 4 in eine Sägezahnspannung (sieheFig. 2 lit. c) einer Frequenz von ebenfalls 10 Hz umgewandelt und dann ebenfalls dem ersten Komparator 2 zugeführt wird. Mittels des ersten Komparators 2 wird die inFig. 2 lit. e schematisch angedeutete Wechselspannung mit einem Taktverhältnis erzeugt, das zur gemessenen Arbeitstemperatur korrespondiert. - Mit dem Integrator 5 wird die Wechselspannung in eine Gleichspannung umgewandelt, die umgekehrt proportional zur gemessenen Arbeitstemperatur ist (siehe
Fig. 2 lit. f). Diese Gleichspannung wird im zweiten Komparator 6 verglichen mit der vom Taktgenerator 7 und dem nachgeschalteten Differenzierglied 8 erzeugten Sägezahnspannung lit. b (Fig. 2 ). Im Ergebnis werden die inFig. 2 unter lit. g dargestellten Steuerimpulse am Ausgang des zweiten Komparators 6 ausgegeben. Es handelt sich bei den Steuerimpulsen um Rechteckimpulse. -
- 1
- Thermoelement
- 2
- erster Komparator
- 3
- Wechselspannungsgenerator
- 4
- Pegelregler
- 5
- Integrator
- 6
- zweiter Komparator
- 7
- Taktgenerator
- 8
- Differenzierglied
- 9
- Schaltgerät
Claims (20)
- Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf für die Wäschepflege mit folgenden Schritten:a) Erzeugen eines Messsignals (d), welches zu einer in einem Verdampfer herrschenden Arbeitstemperatur korrespondiert,b) Erzeugen einer Abfolge von Steuerimpulsen (g) unter Verwendung des Messsignals (d), wobei eine Impulsbreite der Steuerimpulse (g) zur Arbeitstemperatur korrespondiert, undc) Ansteuern einer Wasserzuführvorrichtung (9) mittels der Steuerimpulse (g), so dass dem Verdampfer mit zunehmender Arbeitstemperatur eine zunehmende Menge an Wasser pro Zeiteinheit zugeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Steuerimpulse (g) mit konstanter Frequenz erzeugt werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Steuerimpulse (g) nur oberhalb einer vorgegebenen Arbeitstemperatur erzeugt werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messsignal (d) unter Verwendung eines temperaturabhängigen Widerstands oder eines Thermoelements erzeugt wird.
- Anspruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Messsignal eine mit zunehmender.Arbeitstemperatur zunehmende Gleichspannung erzeugt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Zuführen des Wassers zum Verdampfer ein elektromagnetisches Ventil (g) geöffnet oder eine Pumpe angesteuert wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Erzeugung der Steuerimpulse (g) folgende Schritte durchgeführt werden:aa1) Erfassen des Messsignals (d) und einer ersten vorgegebenen Impulsfolge (c) mittels eines ersten Komparators,aa2) Umwandeln der erfassten Signale in eine Wechselspannung (e) mit einem zur Arbeitstemperatur korrespondierenden Taktverhältnis,bb) Umwandeln der Wechselspannung (e) mittels eines Integrators (5) in eine zweite Gleichspannung (f), deren Größe umgekehrt proportional zur gemessenen Arbeitstemperatur ist,cc1) Erfassen der zweiten Gleichspannung (f) und einer zweiten Impulsfolge (b) mittels eines zweiten Komparators (6) undcc2) Umwandeln der erfassten Signale in die Steuerimpulse (g).
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Frequenzen der ersten (c) und der zweiten Impulsfolge (b) etwa 20:1 ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Frequenz der ersten Impulsfolge (c) 10 Hz ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste (c) und die zweite Impulsfolge (b) aus Sägezahnimpulsen gebildet sind.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abfolge der Steuerimpulse (g) aus Rechteckimpulsen gebildet ist.
- Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserdampf für die Wäschepflege mit
einem Verdampfer und einer damit verbundenen Wasserzuführvorrichtung (9),
einer Einrichtung (1) zum Erzeugen eines Messsignals (d), welches zu einer im Verdampfer herrschenden Arbeitstemperatur korrespondiert,
einer Einrichtung zum Erzeugen einer Abfolge von Steuerimpulsen (g) mit einer zur Arbeitstemperatur korrespondierenden Impulsbreite,
einer Einrichtung zum Ansteuern der Wasserzuführvorrichtung (9) mittels der Steuerimpulse (g), so dass dem Verdampfer mit zunehmende Arbeitstemperatur eine zunehmende Menge an Wasser pro Zeiteinheit zugeführt wird. - Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung zum Erzeugen eines Messsignals (d) einen temperaturabhängigen Widerstand oder eine Thermoelement aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Einrichtung zur Erzeugung der Steuerimpulse (g) eine speicherprogrammierbare Steuerschaltung umfasst.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die speicherprogrammierte Steuerschaltung so programmiert ist, dass als Steuerimpulse (g) Rechteckimpulse erzeugt werden, deren Impulsbreite zur Arbeitstemperatur korrespondiert.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die speicherprogrammierte Steuerschaltung so programmiert ist, dass als Steuerimpulse (g) mit konstanter Frequenz erzeugt werden.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Steuerschaltung eine Einrichtung zum Einstellen eines für die Erzeugung von Steuerimpulsen (g) zu berücksichtigenden Arbeitstemperaturbereichs aufweist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die Wasserzuführvorrichtung (9) ein elektromagnetisches Ventil oder eine elektrische Wasserpumpe aufweist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei der Verdampfer, die Wasserzuführvorrichtung (9) und die speicher-programmierte Steuerschaltung im Gehäuse eines Haushaltswäschetrockners aufgenommen sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei eine, vorzugsweise als Steigleitung ausgebildete, Dampfversorgungsleitung vom Verdampfer zu einem von einer rotierbaren Wäschetrommel umgebenen Wäschebehandlungsraum vorgesehen ist.
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