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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweis einer flüchtigen,
entzündlichen Substanz in einem Trockner und einen hierzu
geeigneten Trockner. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren
zum Nachweis einer flüchtigen, entzündlichen Substanz
in einem Trockner, welches elektromagnetische Strahlung im IR-Wellenlängenbereich
benutzt, sowie einen hierzu geeigneten Trockner.
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In
einen Trockner insbesondere zur Verwendung in einem gewöhnlichen
Haushalt dürfen keine flüchtigen, leicht entzündlichen
Substanzen geraten. Dies sind häufig Kohlenwasserstoffe
wie z. B. Reinigungsbenzin, Alkohole usw. Zwar wird die Verwendung
solcher Substanzen im Trockner mittels eines Warnhinweises in der
Gebrauchsanweisung verboten. Es kommt jedoch immer wieder vor, dass
durch Unvorsichtigkeit mit brennbarem Lösemittel, insbesondere
Reinigungsbenzin, gesäuberte Textilien oder aus einem anderen
Grund flüchtige, leicht entzündliche Substanzen
enthaltende Textilien zum Trocknen in einen Trockner gegeben werden.
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Die
Verwendung eines IR-Sensors zur Erkennung von Textilart, Füllstand
und Wassermenge in der Trommel einer Waschmaschine oder eines Trockners
ist bekannt.
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Die
EP 0 816 551 B1 offenbart
die infrarote Temperaturerfassung für eine Steuerung eines Trockners,
insbesondere eines Trockners mit einer Rotationstrommel zum Aufnehmen
und zum Schleudern von feuchten, zu trocknenden Artikeln, einer Heizvorrichtung
zum Aufheizen der Artikel, einer Gebläseeinheit zum Durchführen
von Luft über die Artikel in der Trommel und einer Infraroterfassungsvorrichtung,
die ein der Temperatur der Artikel in der Trommel entsprechendes
Steuersignal zur Verfügung stellt. Es wird auch ein Verfahren
zur Erfassung der Vollständigkeit eines Trocknungsdurchganges
in einem Trockner mit einer rotierenden Trommel und einer Infraroterfassungsvorrichtung
offenbart, die eine Messung der Temperatur der Artikel in der Trommel
zur Verfügung stellt.
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Die
EP 1242665 B1 offenbart
ein Gerät zur Behandlung von Textilien mit einer Auswerteschaltung
zur Erkennung der Textilart und/oder der Feuchte eines Wäschestücks.
Das Gerät verwendet Sende- und Empfangselemente zum Senden
bzw. Empfangen elektromagnetischer Strahlung sowie eine mit dem
Empfangselement verbundene Auswerteschaltung. Beschrieben ist auch
ein Verfahren zur Erkennung von Eigenschaften eines Textilstückes
beispielsweise in einer Waschmaschine oder einem Trockner.
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Das
US-Patent 5,739,534 beschreibt
Methoden und Geräte zum Nachweis von Flüssigkeiten, wobei
die Wasserstandsmessung mit einem IR-Sensor erfolgt.
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Das
US-Patent 5,396,715 beschreibt
einen Mikrowellen-Wäschetrockner und eine Methode mit Feuerschutz,
bei der mittels eines IR-Sensors die Temperatur innerhalb der Trommel
registriert und bei Erreichen eines vorbestimmten Wertes, der das Brennen
von Wäsche anzeigt, die Operation des Wäschetrockners
unterbrochen wird.
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Trommeln
mit IR-Sensor-Vorrichtungen zur Messung der Temperatur in Wäschetrocknern
sind außerdem aus der
JP-A-06-126099 ,
JP-A-07-178293 und
JP-A-05-200194 bekannt.
Die Verwendung eines IR-Trübungssensors ist in der
JP-A-06-039189 beschrieben.
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Die
US 2002/000495 A1 betrifft
Systeme zur Kontrolle von Trocknungszyklen in einem Trockengerät,
das den Dampf einer lipophilen Flüssigkeit enthält,
wobei ein Gassensor zu deren Konzentrationsbestimmung verwendet
wird.
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Die
EP 0 929 803 B1 beschreibt
einen optischen Sensor zum Nachweis von in Wasser gelösten oder
dispergierten chemischen Substanzen, der als Sensorelement ein optisch
transparentes Substrat und eine Polymerdünnschicht umfasst.
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Verschiedene
Gewebe und flüchtige, entzündliche Substanzen
lassen sich durch eine Analyse von einander unterscheiden, wie sie
beispielsweise aus dem Buch „Erkennen von Kunststoffen-Qualitative
Kunststoffanalyse mit einfachen Mitteln" von Dietrich Braun, 1998,
3. Auflage, bekannt ist. Der Wellenlängenbereich
von 1500 nm bis 1800 nm ist wegen der Unabhängigkeit von
Feuchte besonders geeignet.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Nachweis einer flüchtigen,
entzündlichen Substanz in einem Trockner sowie einen hierzu
geeigneten Trockner bereitzustellen.
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Gegenstand
der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Nachweis einer flüchtigen,
entzündlichen Substanz in einem Trockner mit einer Trommel
zur Aufnahme von Textilien und einem Sendeelement, welches die Textilien
und/oder deren Umgebung mit IR-Strahlung bestrahlt, wobei ein Empfangselement die
von den Textilien und/oder den Wandungen der Trommel reflektierte
und/oder die transmittierte IR-Strahlung im Bereich von 600 bis
4000 cm–1 empfängt und hinsichtlich der Anwesenheit
einer flüchtigen, entzündlichen Substanz auswertet.
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Gegenstand
der Erfindung ist außerdem ein Trockner mit einer Trommel
zur Aufnahme von Textilien und einem Sendeelement und einem Empfangselement
zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Flüchtige,
entzündliche Substanzen im Sinne der Erfindung sind z.
B. Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise. Alkane; Alkene; Alkine
und Aromaten; Alkohole wie Ethanol, Methanol, Propanol, Isopropanol;
Ether wie Dimethylether, Diethylether; Carbonsäuren wie
Essigsäure, Buttersäure; Ester wie Essigsäureethylester,
Aldehyde wie Formaldehyd und Ketone wie Aceton; sowie Amine; Nitrile;
Nitroverbindungen; heterocyclische Verbindungen; Schwefelverbindungen;
etc., die bei Temperaturen von 50°C und Normaldruck zumindest
teilweise in gasförmiger Form vorliegen können.
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Gemäß der
Erfindung wird elektromagnetische Strahlung im IR-Bereich (Wellenzahlen
von 600 bis 4000 cm–1) eingesetzt, um das Vorhandensein von
flüchtigen brennbaren Substanzen in einem Trockner zu ermitteln.
Werden Substanzen einer Strahlungsquelle ausgesetzt, die Strahlung
in diesem Wellenzahlenbereich abstrahlt, werden für die
jeweilige Substanz charakteristische Spektren erzeugt. Diese können
durch eine geeignete Analyse detektiert und den verschiedenen Substanzen
zugeordnet werden. Durch Vergleich der aufgenommenen Spektren kann
somit das Vorhandensein flüchtiger, entzündlicher
Substanzen festgestellt werden.
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Sendeelement
und Empfangselement bilden zusammen einen IR-Sensor. Diese Teile
können im Trockner mehr oder weniger voneinander entfernt angeordnet
sein und beispielsweise so nahe angeordnet sein, dass sie eine IR-Sensoreinheit
bilden.
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Die
IR-Sensoreinheit (oder seine Bestandteile Sendeeinheit und Empfangseinheit)
ist vorzugsweise so angeordnet, dass ihr Sichtfeld eine maximale
Oberfläche der im Trockner vorhandenen Textilien erfasst.
Beispielsweise kann die IR-Sensoreinheit entlang der Drehachse der
Trommel angebracht sein. Bei einer solchen Ausführungsform
kann der die IR-Sensoreinheit direkt auf der Tür des Trockners, durch
welche die Textilien in den Trockner eingebracht werden, angebracht
sein, indem beispielsweise ein Teil der Tür des Trockners
durch ein Panel ersetzt ist, welches den IR-Sensor enthält.
Es ist allerdings auch möglich, dass der Sensor entlang
anderer Regionen eines Trockners angebracht ist, die eine Sicht
in das Innere der Trommel und auf die darin vorhandenen Textilien
ermöglichen.
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Der
verwendete IR-Sensor hat vorzugsweise eine hohe Widerstandsfähigkeit
gegenüber Schwingungen und hohen Temperaturen.
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Ein
Sendeelement im Sinne der Erfindung ist jeglicher Strahler, der
elektromagnetische Strahlung im IR-Bereich aussendet, also beispielsweise
eine Glühlampe, Halogenlampe, Quecksilberdampflampe, Leucht-
oder Laserdiode. Besonders geeignet sind Sendeelemente, die ein
schmalbandiges Spektrum oder IR-Strahlung einer Wellenlänge
erzeugen. Geeignet sind monochromatische oder schmalbandige Sendeelemente
in Verbindung mit einem oder mehreren Empfangselementen, wobei diese
breitbandig sein können, sofern sie nur die Bandbreite
der von dem Sendeelement gesendeten Strahlung umfassen. Alternativ
lassen sich breitbandige Sendeelemente und zugeordnete wellenlängenselektive
Empfangselemente einsetzen. Statt wellenlängenselektiver
Empfangselemente können auch breitbandige Sendeelemente
und/oder Empfangselemente eingesetzt werden, wenn entweder den Sendeelementen oder
den Empfangselementen schmalbandige Filter zugeordnet sind. Vorzugsweise
wird eine Mehrzahl von IR-Sendeelementen eingesetzt, wobei diese
entweder verschiedene Spektren oder monochromatisches Licht verschiedener
IR-Wellenzahlen erzeugen. Entsprechend sind die (IR)-Empfangselemente an
die Sendeelemente angepasst, wobei diese entweder ein gewisses Band
innerhalb der von dem Sendeelement ausgestrahlten Sendestrahlung
erfassen, oder genau die Wellenlänge erfassen, die das Sendeelement
aussendet, sofern dieses monochromatische IR-Strahlungsquellen sind.
Als Empfangselement, das in Ein- oder Mehrzahl eingesetzt werden kann,
eignen sich somit insbesondere Fotodioden oder Fototransistoren.
Sofern das Sendeelement IR-Strahlung in mehreren Wellenzahlenbereichen emittiert,
wird vorzugsweise eine Mehrzahl von IR-Empfangselementen, insbesondere
Fotodioden mit einem vorgeschalteten Filter oder Gitter, oder ein Fotodiodenarray
oder CCD's („Charge Coupled Devices") eingesetzt, die Strahlung
absorbieren und entsprechende Signale erzeugen, die vorzugsweise verstärkt
und einer Auswerteschaltung zugeführt werden. Die empfangene
Strahlung wird vorzugsweise nach Wellenzahlen selektiert, was wahlweise
mittels eines Filters, eines Prismas oder eines Beugungsgitters
geschieht.
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In
Anwesenheit flüchtiger, entzündlicher Substanzen
wird die vom Sendeelement ausgesandte Strahlung zum Teil absorbiert,
zum anderen Teil jedoch reflektiert oder transmittiert. Dabei ist
vornehmlich das reflektierte IR-Licht zur Detektion geeignet.
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Aufgrund
der von einem gesendeten Spektrum von den mit flüchtigen,
entzündlichen Substanzen benetzten Textilien reflektierten
Spektren oder Wellenlängen lässt sich auf die
Art dieser Substanzen schließen. Dies gilt ebenso für
die Transmissionsspektren. Dabei werden die Spektren entweder über
einen bestimmten spektralen Bereich ausgewertet oder nur bei bestimmten
Frequenzen oder Wellenzahlen im IR-Bereich.
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Beim
erfindungsgemäßen Verfahren ist es bevorzugt,
dass die im Bereich von 600 bis 4000 cm–1 empfangene IR-Strahlung
einer Auswerteschaltung zugeführt wird. Die Auswerteschaltung
gewinnt aus den empfangenen Messwerten der IR-Strahlung ein Signal,
das den Bediener vorzugsweise optisch oder akustisch vor der Anwesenheit von
flüchtigen, entzündlichen Substanzen warnt. Es wird
hierbei vorzugsweise anhand der Auswerteschaltung aus der empfangenen
IR-Strahlung eine Information über die Art der brennbaren
Substanz, beispielsweise eine Kohlenwasserstoffverbindung wie Butan,
Pentan oder ein Alkohol wie Ethanol, n-Propanol und Isopropanol,
bereitgestellt. Vorzugsweise ist die Auswerteschaltung hierbei so
eingestellt, dass oberhalb einer bestimmten, voreingestellten Konzentration
das optische oder akustische Signal gegeben wird. Erfindungsgemäß ist
es somit bevorzugt, dass beim Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes
für die Konzentration einer oder mehrer flüchtiger
entzündlicher Substanzen ein akustisches und oder optisches
Signal gegeben wird.
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Im
Ergebnis kann dann der Beginn eines Heizprogramms verhindert oder
ein bereits begonnenes Heizprogramm beendet werden.
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Für
das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich elektromagnetische
Strahlung mit Wellenzahlen von 600 bis 4000 cm–1. Innerhalb
dieses Wellenzahlenbereichs lassen sich flüchtige, entzündliche
Substanzen mittels externer Energie in Molekularschwingungen versetzen.
In Abhängigkeit von ihrer chemischen Zusammensetzung absorbiert
diese (in der Regel organische) Substanz entsprechende spektrale
Komponenten aus der sie bestrahlenden elektromagnetischen IR-Strahlung
oder reflektiert diese und/oder transmittiert diese. Die Energieeinkopplung in
die Substanzen geschieht vorzugsweise mittels eines Breitbandstrahlers,
beispielsweise einer Glühlampe, einer Halogenlampe oder
einer Leuchtdiode, geeignet sind jedoch auch andere, schmalbandige Strahler.
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Erfindungsgemäß wird
bevorzugt der Wellenzahlenbereich von 1080 bis 1300 cm–1
zum Nachweis von Alkoholen, Ethern, Carbonsäuren und/oder
Estern benutzt. Auf ähnliche Weise wird der Wellenzahlenbereich
von 1350 bis 1470 cm–1 und der Wellenzahlenbereich von
2850 bis 2960 cm–1 vorzugsweise zum Nachweis von Alkanen
benutzt. Zum Nachweis von Aldehyden, Ketonen, Carbonsäuren
und/oder Estern wird bevorzugt der Wellenzahlenbereich von 1690
bis 1760 cm–1 benutzt.
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Sende-
und Empfangselemente lassen sich in verschiedenen Positionen innerhalb
oder außerhalb der Trommel einsetzen. Vorteilhaft ist in
einem Trockner das Empfangselement im Deckenbereich der Füllöffnung
angeordnet. Ebenso kann dort auch ein Sendeelement angeordnet sein,
wobei sich insbesondere auch eine zur Beleuchtung des Inneren der
Trommel des Trockners vorgesehene Lampe als Sendeelement eignet.
Wenn diese Lampe eine Halogenlampe oder ein anderer breitbandiger
Strahler ist, eignet sie sich bereits als Sendeelement. Um eventuelle
Fremdlichteinflüsse auszuschalten, kann das von dem Sendeelement
ausgestrahlte Licht in einer bestimmten Weise moduliert und das
reflektierte oder emittierte Licht nur dann verwendet werden, wenn
es dieselbe Modulation aufweist.
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Sende-
und Empfangselemente werden vorzugsweise in Verbindung mit optischen
Einrichtungen, insbesondere Fokussierlinsen, Lichtwellenleitern
sowie optischen und/oder elektrischen Anordnungen zur Verstärkung
optischer oder elektrischer Signale eingesetzt. Vorteilhaft können
Filter eingesetzt werden, um schmale Spektralbereiche auszuwählen.
Als Filter eignen sich beispielsweise Beugungsgitter, die unter
verschiedenen Winkeln für verschiedene IR-Wellenzahlen
durchlässig sind, Prismen, holografische Filter, Gitter
und dergleichen. Besonders geeignet sind auch Verlaufsfilter, aus
denen eingestrahltes breitbandiges Licht an verschiedenen Stellen
ausgekoppelt wird. Vorzugsweise werden auch Lichtwellenleiter eingesetzt,
die es erlauben, Sende- und Empfangselemente an einem nur geringen
mechanischen Belastungen ausgesetzten Ort innerhalb des Trockners
anzuordnen und die IR-Strahlung in den Bereich, in dem die Textilien
vorhanden sind, über einen Lichtwellenleiter auszukoppeln und/oder
aus diesem Bereich über einen Lichtwellenleiter zum Empfangselement
zu leiten.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren wird im Allgemeinen
zum Nachweis von flüchtigen, entzündlichen Substanzen
vor dem Beginn eines Aufheizprogramms oder in einer Anfangsphase
eines Aufheizprogramms durchgeführt, in der die Temperatur
noch relativ niedrig ist.
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Allerdings
hat der Einsatz von Lichtwellenleitern den Vorteil, dass hohe Temperaturen,
die bei der Trocknung von Textilien eingesetzt werden, die optischen
Elemente, wie z. B. die Sende- und Empfangselemente sowie die ihnen
zugeordneten optischen Mittel nicht beeinflussen, so dass keine
Maßnahmen notwendig sind, um Temperaturschwankungen an den
Sende- und/oder Empfangselementen zu kompensieren. Vorteilhaft hieran
ist auch, dass sich kostengünstige Sende- und/oder Empfangselemente verwenden
lassen, die geringere Anforderungen an die Temperaturstabilität
stellen. Derselbe Vorteil betrifft auch den Einsatz einer den jeweiligen
Sende- und Empfangselementen zugeordneten Steuer- oder Auswerteelektronik.
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Jedoch
ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht ausgeschlossen,
dass die Auswerteschaltungen einschließlich der Sende-
und Empfangselemente unmittelbar im Trocknungsbereich der Textilien
angeordnet werden.
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Vorzugsweise
werden die Sende- und Empfangselemente vor innerhalb des Trockners
anfallender Verschmutzung in Form von Fusseln und Stäuben
geschützt, indem ein Luftstrom an den Sende- oder Empfangselementen
vorbeigeführt wird. Innerhalb eines Trockners eignet sich
hierfür die Prozessluft oder ein von außen zugeführter
Luftstrom, der die Prozessluft beispielsweise im Gegenstromverfahren umspült.
Dabei wird vorzugsweise durch ein Filter gereinigte Umgebungsluft
oder Prozessluft zunächst an den Sende- und Empfangselementen
vorbei und dann in die Trommel hinein geblasen.
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Vorzugsweise
wird auch ein Schutzglas vorgesehen, das Sende- und/oder Empfangselemente gegenüber
dem Innenraum des Trockners abschirmt und vorzugsweise von dem Benutzer
zur Reinigung entnommen werden kann.
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Vorzugsweise
findet auch ein automatischer Abgleich zwischen einem Sendesignal
und einem Empfangssignal in Abwesenheit von zu trocknenden Textilien
statt, so dass Fehler infolge von Verunreinigungen im Trocknerinnern,
d. h. insbesondere auf einem Sende- und Empfangselemente abschirmenden Glas,
bei der nachfolgenden Messung in Gegenwart von Textilien als Differenzsignale
von den dann gemessenen Signalen abgezogen werden können.
Die Sende- und/oder Empfangselemente lassen sich beispielsweise
jeweils beim Einschalten des Trockners kalibrieren.
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Die
Textilien sowie darin enthaltenes Wasser und flüchtige,
entzündbare Substanzen absorbieren über den gesamten
eingestrahlten IR-Bereich Energie aus der elektromagnetischen Strahlung.
Das nicht absorbierte Licht wird reflektiert und/oder transmittiert,
wobei ein Teil dieses Lichts mittels des Empfangselementes zu der
Auswerteschaltung übertragen wird. Dort wird vorzugsweise
eine spektrale Zerlegung des empfangenen Spektrums durchgeführt, beispielsweise
durch Fourier-Transformation der Spektren (FTIR). Bei dieser Zerlegung
werden mittels eines oder mehrerer Filter die elektromagnetischen Signale
auf die Empfangselemente eingestrahlt, die beispielsweise durch
einzelne Empfangsdioden oder einzelne Fototransistoren gebildet
werden oder durch in Form eines CCD-Arrays angeordnete Empfangselemente.
Anstelle der den Empfangselementen vorgeordneten Filter lassen sich
auch Beugungsgitter vorsehen.
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Vorzugsweise
ist eine Einkoppeloptik vorgesehen, die außer einem Gitter
oder einem Filter auch ein Linsensystem umfasst, beispielsweise
eine Sammellinse.
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Von
den zu detektierenden flüchtigen, entzündlichen
Substanzen hängt es ab, welche IR-Wellenzahlenbereiche
tatsächlich für die Empfangselemente verwendet
werden oder ausgeblendet werden müssen. Dementsprechend
lassen sich schmalbandige Empfangselemente vorsehen, die spezifisch
in für diese entzündlichen Substanzen relevanten
Wellenzahlenbereichen absorbieren, um somit eine Analyse der chemischen
Zusammensetzung und der Konzentration der Substanzen zu erlauben.
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Da
der Feuchtigkeitsgehalt eines Textilstückes dessen Absorption
und/oder Transmissionsspektrum in einem bestimmten Wellenzahlenbereich beeinflusst,
werden für die Messung der Feuchte, der evtl. zu berücksichtigenden
Textilart und der Art der flüchtigen, entzündlichen
Substanzen vorzugsweise solche Wellenzahlenbereiche ausgewählt,
in denen entweder keine derartige Beeinflussung vorhanden ist oder
der Einfluss auf die gegenseitige Unterscheidbarkeit von flüchtigen,
entzündlichen Substanzen und Textilien gering ist.
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Alternativ
werden auch Informationen, die die Abhängigkeit des Spektrums
eines Textilstückes von der aufgenommenen Feuchtigkeit
berücksichtigen, in einer der Auswerteschaltung zugeordneten Speichereinheit
abgespeichert, um spektrale Messungen entsprechend den gewünschten
Daten (über die Art der Textilien oder über deren
Feuchtigkeitsgehalt) zu korrigieren.
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Bei
der Auswertung der Spektren können beispielsweise Steigung
und Höhen von Peaks, das Höhenverhältnis
verschiedener Peaks und Ableitungsfunktionen aus den Spektren herangezogen werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
umfasst die Auswerteeinheit eine Speichereinheit mit den Spektren
für verschiedene entzündliche Substanzen.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
eines für die Durchführung des Verfahrens ausgerüsteten
Trockners illustriert.
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Der
in 1 dargestellte Trockner 1 ist ein Kondensationswäschetrockner 1 mit
einer drehbar gelagerten Trommel 2 zur Aufnahme von zu
trocknenden Textilien 3. Die Trommel 2 weist einen
Boden 4 mit einer zentralen Lochung 5 auf, welche
der Filterung eines Prozessluftstromes dient. Auf der dem Boden 4 gegenüber
liegenden Seite ist eine durch eine Tür 6 verschließbare Öffnung
vorhanden. Während des Betriebes wird von einem Gebläse 7 der
Prozessluftstrom erzeugt, der durch einen Kreislauf 8 zu einer
Heizeinrichtung 9 zum Aufheizen der Prozessluft und anschließend
durch die zentrale Lochung 5 des Bodens 4 in die
Trommel 2 strömt.
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Nach
Kontakt mit den Textilien 3 strömt die Prozessluft
durch die Tür 6, die an der Innenseite und der
Unterseite Öffnungen aufweist, durch einen weiteren Abschnitt
des Umluftkreislaufes 8 zu einem Kondensator 10,
in dem die Prozessluft zur Kondensation von Feuchtigkeit abgekühlt
wird. Der Kondensator 10 wird hierzu von Kühlluft
durchströmt, die aus der Umgebung des Trockners 1 angesaugt
wird. Hinter dem Kondensator 10 wird die Prozessluft wieder vom
Gebläse 7 angesaugt. Im Bereich der Tür 6 ist eine
Lampe 11 vorgesehen, die beispielsweise ein breitbandiger
Strahler, insbesondere eine Glühbirne, eine Halogenlampe
oder eine Licht emittierende Diode ist. Diese gibt IR-Strahlung
in Richtung auf die zu trocknenden Textilien 3 innerhalb
der Trommel 2 ab. Entsprechend der Art der Textilien 3,
der Feuchte der Wäsche 3 sowie eventuell vorhandener
flüchtiger, entzündlicher Substanzen wird ein
Teil der Strahlung reflektiert, wobei ein gewisser Teil der reflektierten Strahlung
auf Empfangselemente 12, 13 gelangt, die in verschiedenen
IR-Wellenzahlbereichen empfindlich sind. Durch Anordnung eines Filters
auf der Strahleneingangsseite der Empfangselemente 12, 13 lässt
sich erreichen, dass nur ein bestimmtes schmales Band oder nur eine
bestimmte Wellenzahl durch das jeweilige Sendeelement 12, 13 empfangen werden
kann. Dabei lassen sich die Wellenzahlenbereiche, in denen die Empfangselemente 12, 13 empfindlich
sind, geeignet wählen, dass beispielsweise das Empfangselement 12 in
einem bestimmten Wellenzahlenbereich empfindlich ist und verschiedene chemische
Substanzen detektiert.
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In
einer Auswerteschaltung 15 lassen sich aus den empfangenen
IR-Spektren weitere Funktionen wie beispielsweise die Ableitungsfunktion
dA/dk (K = Absorption, k = Wellenzahl) oder höhere Ableitungen
ermitteln, wodurch sich Maxima, Minima, Steigungen und Wendepunkte
der IR-Spektren gewinnen lassen.
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Verschiedene
Gewebe und flüchtige, entzündliche Substanzen
lassen sich durch eine Analyse von einander unterscheiden, wie sie
beispielsweise aus dem Buch „Erkennen von Kunststoffen-Qualitative
Kunststoffanalyse mit einfachen Mitteln" von Dietrich Braun, 1998,
3. Auflage, bekannt ist. Der Wellenlängenbereich
von 1500 nm bis 1800 nm ist wegen der Unabhängigkeit von
Feuchte besonders geeignet.
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Transmissionsspektren
lassen sich durchführen mit einem Empfangselement, das
unterhalb der in die Trommel 2 eingebrachten Textilien
oder auf der unteren Seite der Füllöffnung angeordnet
wird, so dass dieses, wenn das Sendeelement 11 IR-Strahlung
abgibt, die von den Textilien 3 durchgelassene IR-Strahlung
empfängt.
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Die
Empfangselemente 12, 13 sind über Leitungen 14 mit
der Auswerteschaltung 15 verbunden. Die Auswerteschaltung 15 enthält
eine Auswerteelektronik, aufgrund deren die Spektren der Textilien, der
flüchtigen, entzündlichen Substanzen oder besonders
relevante Teile in den Spektren erkennbar sind. Vorzugsweise ist
der Auswerteschaltung 15 auch ein Speicher zugeordnet,
in dem bekannte Spektren abgelegt sind, so dass die Auswerteeinheit 15 durch
einen Vergleich der empfangenen Spektren mit den gespeicherten Spektren
Textilien und flüchtige, entzündbare Substanzen
sicher detektieren und unterscheiden kann. Die Auswerteschaltung 15 hat somit
Zugriff auf den Speicher der Steuerschaltung 16, um Spektren
zu vergleichen und auszuwerten.
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Wenn
die Auswerteschaltung 15 ein Spektrum einer flüchtigen,
entzündbaren Substanz erkennt, kann sie den weiteren Programmablauf
beeinflussen und beispielsweise ein optisch oder akustisch wahrnehmbares
Signal erzeugen. Dieses kann so geregelt sein, dass oberhalb einer
bestimmten Konzentration ein Alarmsignal ausgelöst wird.
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Um
während des Betriebs des Trockners 1 stets eine
gute Lichteinkopplung zu den Empfangselementen 12, 13 sowie
auch eine einwandfreie Ausstrahlung von Licht aus dem Sendeelement 10 zu
gewährleisten, wird ein Teil des Luftstroms über
einen hierfür gesondert vorgesehenen Strömungskanal 17 umgelenkt,
so dass er an den Empfangselementen 12, 13 sowie
dem Sendeelement 10 vorbei streicht und es frei von Verschmutzungen
hält. Alternativ lässt sich auch Luft von außen
zur Reinigung verwenden. Ebenso lässt sich die Umluft,
insbesondere auch im Gegenstromverfahren einsetzen. Dabei wird nach
dem Passieren eines Filters die gereinigte Umgebungsluft oder Prozessluft
aus der Richtung der Empfangselemente 12, 13 und
des Sendeelementes 10 in die Trommel 2 eingeblasen.
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Gemäß der
Erfindung wird ein Verfahren zum Nachweis von flüchtigen,
entzündlichen Substanzen bereitgestellt. Bei drohender
Gefahr kann das Gerät ein Warnsignal – optisch
oder akustisch – abgeben oder das Gerät führt
selbstständig eine Programmkorrektur durch, indem es ein
ausgewähltes Programm nicht startet oder es abbricht. Dadurch kann
eine Überhitzung, ein Brand oder eine Beschädigung
von Textilien durch Einwirkung der flüchtigen, entzündlichen
Substanz bei erhöhten Temperaturen vermieden werden.
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Die
Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Die Erkennung von brennbaren
und gesundheitsschädlichen Stoffen ist vom Benutzer unabhängig.
Außerdem wird eine erhöhte Sicherheit gegen Brand
und Explosionen bei Beladungen mit kontaminierten Textilien realisiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0816551
B1 [0004]
- - EP 1242665 B1 [0005]
- - US 5739534 [0006]
- - US 5396715 [0007]
- - JP 06-126099 A [0008]
- - JP 07-178293 A [0008]
- - JP 05-200194 A [0008]
- - JP 06-039189 A [0008]
- - US 2002/000495 A1 [0009]
- - EP 0929803 B1 [0010]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - „Erkennen
von Kunststoffen-Qualitative Kunststoffanalyse mit einfachen Mitteln"
von Dietrich Braun, 1998, 3. Auflage [0011]
- - „Erkennen von Kunststoffen-Qualitative Kunststoffanalyse
mit einfachen Mitteln" von Dietrich Braun, 1998, 3. Auflage [0046]