DE10302972A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserdampf für die Wäschepflege - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf für die Wäschepflege mit folgenden Schritten: DOLLAR A a) Erzeugen eines Messsignals (d), welches zu einer in einem Verdampfer herrschenden Arbeitstemperatur korrespondiert, DOLLAR A b) Erzeugen einer Abfolge von Steuerimpulsen (g) unter Verwendung des Messsignals (d), wobei eine Impulsbreite der Steuerimpulse (g) zur Arbeitstemperatur korrespondiert, und DOLLAR A c) Ansteuern einer Wasserzuführvorrichtung (9) mittels der Steuerimpulse (g), so dass dem Verdampfer mit zunehmender Arbeitstemperatur eine zunehmende Menge an Wasser pro Zeiteinheit zugeführt wird.

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.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. 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 11 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 10 und 12 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 aufgenom men. 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:
• 1 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Dosierung von Wasser und
• 2 die an den in Ziff. 1 gezeigten Messpunkten abfallenden Spannungen.
• 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 2 lit. d) wird dem ersten Komparator 2 zugeführt. Der Wechselspannungsgenerator 3 erzeugt eine Wechselspannung von z.B. 10 Hz, die im nachgeschalteten Pegelregler 5 in eine Sägezahnspannung (siehe 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 in 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 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 (2). Im Ergebnis werden die in 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)

1. 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, und c) Ansteuern einer Wasserzuführvorrichtung (9) mittels der Steuerimpulse (g), so dass dem Verdampfer mit zunehmender Arbeitstemperatur eine zunehmende Menge an Wasser pro Zeiteinheit zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Steuerimpulse (g) mit konstanter Frequenz erzeugt werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei unterhalb einer vorgegebenen Arbeitstemperatur keine Steuerimpulse (g) erzeugt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messsignal (d) unter Verwendung eines temperaturabhängigen Widerstands oder eines Thermoelements erzeugt wird.
5. Anspruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Messsignal eine mit zunehmender Arbeitstemperatur zunehmende Gleichspannung erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Zuführen des Wassers zum Verdampfer ein elektromagnetisches Ventil (g) geöffnet oder eine Pumpe angesteuert wird.
7. 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) und cc2) Umwandeln der erfassten Signale in die Steuerimpulse (g).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Frequenzen der ersten (c) und der zweiten Impulsfolge (b) etwa 20:1 ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Frequenz der ersten Impulsfolge (c) 10 Hz ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste (c) und die zweite Impulsfolge (b) aus Sägezahnimpulsen gebildet sind.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abfolge der Steuerimpulse (g) aus Rechteckimpulsen gebildet ist.
12. 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 zunehmender Arbeitstemperatur eine zunehmende Menge an Wasser pro Zeiteinheit zugeführt wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung zum Erzeugen eines Messsignals (d) einen temperaturabhängigen Widerstand oder eine Thermoelement aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Einrichtung zur Erzeugung der Steuerimpulse (g) eine speicherprogrammierbare Steuerschaltung umfasst.
15. 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.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die speicherprogrammierte Steuerschaltung so programmiert ist, dass als Steuerimpulse (g) mit konstanter Frequenz erzeugt werden.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Steuerschaltung eine Einrichtung zum Einstellen eines für die Erzeugung von Steuerimpulsen (g) zu berücksichtigenden Arbeitstemperaturbereichs aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei die Wasserzuführvorrichtung (9) ein elektromagnetisches Ventil oder eine elektrische Wasserpumpe aufweist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei der Verdampfer, die Wasserzuführvorrichtung (9) und die speicherprogrammierte Steuerschaltung im Gehäuse eines Haushaltswäschetrockners aufgenommen sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei eine, vorzugsweise als Steigleitung ausgebildete, Dampfversorgungsleitung vom Verdampfer zu einem von einer rotierbaren Wäschetrommel umgebenen Wäschebehandlungsraum vorgesehen ist.