DE60108254T2

DE60108254T2 - Druckregelung für haushaltsdampferzeuger

Info

Publication number: DE60108254T2
Application number: DE60108254T
Authority: DE
Inventors: Arturo Morgandi; Diego Pietra
Original assignee: Imetec SpA
Current assignee: Imetec SpA
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2021-07-28
Also published as: US20040040185A1; WO2003012337A1; PT1311786E; EP1311786A1; EP1311786B1; DE60108254D1; ES2236286T3; US6786182B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät zum Erzeugen von Dampf gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Einstellen des Dampfdrucks in einem Kessel eines Haushaltsgeräts zum Erzeugen von Dampf gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9. Ein solches Gerät und ein solches Verfahren sind aus dem Dokument EP-A-0478508 bekannt.
Typischerweise umfassen derartige Haushaltsgeräte eine Heizquelle zum Verdampfen von Kesselwasser und ein Mittel zum Aufrechterhalten eines gewünschten Druckwerts und eines gewünschten Wasserstands in dem Kessel.
Das Dokument DE 37 20 583 beschreibt ein Gerät zum Erzeugen von Dampf, das einen Kessel zum Verdampfen von Wasser, eine Pumpe zum Zuführen von Wasser zu dem Kessel, eine als Spirale um den Kessel gewundene Heizquelle, zwei Temperatursensoren, die ebenfalls als Spirale um den Kessel gewunden sind, ein Manometer und einen Druckregler umfaßt. Einer der zwei Sensoren wird benutzt, um die Temperatur der Heizquelle zu ermitteln und Wasser in den Kessel zu füllen, wenn die ermittelte Temperatur einen ersten Grenzwert überschreitet. Der zweite Sensor wird benutzt, um die Temperatur der Heizquelle zu ermitteln und sie auszuschalten, wenn die ermittelte Temperatur einen zweiten Grenzwert überschreitet, der höher als der erste Grenzwert ist. Andererseits werden das Manometer und der Druckregler benutzt, um für den Dampfdruck einen gewünschten wert in dem Kessel aufrecht zu erhalten.
Die Patentanmeldung PCT/IT00/00112 beschreibt eine Vorrichtung zum Erzeugen von Dampf, die einen Wasserdampfkessel, eine Pumpe zum Speisen des Kessels mit Wasser, eine Heizquelle, die einen erhöhten Teil hat, einen Temperatursensor in Kontakt mit dem erhöhten Teil und ein Manometer mit zugehörigen entsprechenden Steuermitteln umfaßt. Der Sensor wird verwendet, um die Temperatur der Heizquelle zu ermitteln und dem Kessel Wasser zuzuführen, wenn die ermittelte Temperatur einen Grenzwert überschreitet. Wiederum wird das Manometer verwendet, um den Dampfdruck in dem Kessel zu ermitteln, und die Steuermittel werden verwendet, um die Heizquelle in Abhängigkeit von dem durch das Manometer ermittelten Dampfdruck ein- und auszuschalten, um dadurch einen gewünschten Dampfdruck in dem Kessel aufrecht zu erhalten.
Allerdings hat die Verwendung des Manometers zum Einstellen des Dampfdrucks in dem Kessel bei den in den obigen Dokumenten beschriebenen Geräten den Nachteil, daß dadurch hohe Kosten bedingt werden. Außerdem weist das Manometer den Nachteil auf, daß es relativ hinderlich ist.
Der Anmelder hat sich daher das Problem gestellt, ein Haushaltsgerät zum Erzeugen von Dampf mit geringeren Kosten und weniger Hindernissen zu realisieren.
Daher bezieht sich die vorliegende Erfindung in einem ersten ihrer Aspekte auf ein Haushaltsgerät zum Erzeugen von Dampf, umfassend

– einen Kessel, der wiederum eine Heizquelle zum Verdampfen von Wasser umfaßt, wobei die Heizquelle dazu vorgesehen ist, wenigstens teilweise in Wasser eingetaucht zu werden,
– ein Steuermittel, das wiederum ein Einstellmittel zum Einstellen des Dampfdrucks in dem Kessel umfaßt, wobei das Einstellmittel mit der Heizquelle zusammenwirkt, um sie ein- und auszuschalten, um dadurch den Dampfdruck auf einem gewünschten Wert zu halten,
– ein Dampfzufuhrmittel,

Das Einstellmittel zum Einstellen des Drucks des erfindungsgemäßen Geräts reguliert den Druck in dem Kessel durch eine einfache Kontrolle des Zustands (offen/geschlossen) des Dampfzufuhrmittels.
Diese Funktion kann von einfachen Schaltschemen durchgeführt werden, die es in Bezug auf die Verwendung eines Manometers ermöglichen, die Kosten und Hindernisse des Geräts zu verringern.
In der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen wird der Ausdruck "Bereitschaftszustand" verwendet, um die Situation zu beschreiben, in der die Heizquelle in Wasser eingetaucht ist, der Dampfdruck in dem Kessel im wesentlichen den gewünschten Wert hat, der Kessel bereit ist, Dampf abzugeben und das Dampfzufuhrmittel geschlossen ist. Umgekehrt wird der Ausdruck "Dampfabgabezustand" verwendet, um die Situation zu beschreiben, in der der Kessel Dampf liefert, beispielsweise an ein Gerät eines Benutzers, und das Dampfzufuhrmittel geöffnet ist oder sich in seinem Übergangsvorgang des Öffnens oder Schließens befindet.
Typischerweise umfaßt der Kessel auch einen Temperatursensor, der zum Ermitteln de r, Temperatur der Heizquelle geeignet ist.
Vorzugsweise befindet sich der Sensor im Kontakt mit der Heizquelle.
Vorteilhafterweise wirkt das Einstellmittel zum Einstellen des Drucks in dem Kessel mit dem Temperatursensor zusammen, um dadurch die Heizquelle in Abhängigkeit von der von dem Sensor (12) ermittelten Temperatur ein- und auszuschalten, wenn das Dampfzufuhrmittel im geschlossenen Zustand ist.
Der Anmelder merkt an, daß sich hierzu das in dem Kessel befindliche Wasser im Sättigungszustand befindet, wenn sich der Kessel im Bereitschaftszustand befindet, so daß Druck und Temperatur durch eine eineindeutige Beziehung miteinander verknüpft sind. Weiterhin ist die von dem Temperatursensor ermittelte Temperatur im wesentlichen gleich der Wassertemperatur. Es ist daher möglich, den gewünschten Druckwert in Abhängigkeit von dem von dem Sensor ermittelten Temperaturwert aufrecht zu erhalten.
Andererseits ermittelt der Sensor während des anfänglichen Aufheizens des Geräts eine höhere Temperatur als die aktuelle Wassertemperatur, wenn die Temperatur des in dem Kessel vorhandenen Wassers kleiner als die Temperatur ist, die von dem Temperatursensor ermittelt wird. Aufgrund dessen wird die Heizquelle für eine bestimmte Anzahl ein- und ausgeschaltet, bevor der gewünschte Bereitschaftsdruckwert erreicht wird. Dies stellt jedoch kein Problem dar, da das Einstellmittel zum Einstellen des Drucks die Heizquelle während einer bestimmten Öff nungsdauer des Dampfzufuhrmittels (siehe unten) eingeschaltet lassen würde, wenn ein Benutzer die Dampfabgabe anfordert, wenn der Druck in dem Kessel noch nicht den gewünschten Wert erreicht hat, wodurch der Druck auf den gewünschten Wert gebracht wird.
Vorteilhafterweise ist das Einstellmittel zum Einstellen des Drucks in dem Kessel geeignet, die Heizquelle auszuschalten, wenn der Sensor eine höhere Temperatur als eine erste Temperaturschwelle S₁ ermittelt, und die Heizquelle einzuschalten, wenn der Sensor eine niedrigere Temperatur als den ersten Temperaturschwellwert S₁ ermittelt.
Vorzugsweise entspricht der Wert der ersten Temperaturschwelle S₁ dem von dem Temperatursensor im Bereitschaftszustand ermittelten Wert, wenn der Dampf in dem Kessel den gewünschten Druckwert erreicht (z.B. 2 bar).
Vorzugsweise ist das Einstellmittel zum Einstellen des Drucks in dem Kessel zum Einschalten der Heizquelle geeignet, wenn das Dampfzufuhrmittel von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand schaltet.
Dies ermöglicht, daß der durch die Dampfabgabe in dem Kessel verursachte Druckverlust sofort behoben wird.
In der Tat weist der Anmelder darauf hin, daß beim Öffnen des Dampfzufuhrmittels der Kessel einen sofortigen Druckverlust erleidet. Ein solcher Druckverlust verursacht eine entsprechende Abkühlung des Wassers und der Heizquelle und somit eine Abnahme der von dem Temperatursensor ermittelten Temperatur in Bezug auf den Wert der ersten Schwelle S₁. Die von dem Fühler ermittelte Temperatur nimmt jedoch mit einer viel kleineren Rate ab als diejenige, mit der der Druck abnimmt. Daher würde ohne das Einschalten der Heizquelle während des Öffnens des Dampfzufuhrmittels die Heizquelle zeitlich später in Bezug auf den Druckverlust eingeschaltet werden, wodurch sich die Wiederherstellung des gewünschten Druckwerts verspäten würde.
Vorzugsweise wird die Heizquelle mit einer vorgegebenen Verzögerung relativ zu dem Öffnen des Dampfzufuhrmittels eingeschaltet, wenn das Dampfzufuhrmittel von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand schaltet. Dadurch wird verhindert, daß die Heizquelle unnötigerweise eingeschaltet wird, wenn während einer unwesentlichen Dauer Dampf abgegeben wird.
Vorzugsweise ist das Einstellmittel zum Einstellen des Drucks in dem Kessel geeignet, die Heizquelle eingeschaltet zu lassen, wenn das Dampfzufuhrmittel geöffnet ist.
Dies ermöglicht, den durch die Dampfabgabe verursachten Druckverlust in dem Kessel zu beheben.
Hierzu weist der Anmelder darauf hin, daß im Dampfabgabezustand der Druck und die Temperatur nicht mehr durch eine eineindeutige Beziehung verknüpft sind; daher ist es nicht mehr vorteilhaft, den Druck in dem Kessel in Abhängigkeit von der von dem Sensor ermittelten Temperatur einzustellen.
Vorteilhafterweise ist das Einstellmittel zum Einstellen des Drucks in dem Kessel geeignet, die Heizquelle während einer vorgegebenen Zeitdauer eingeschaltet zu lassen, wenn das Dampfzufuhrmittel von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand schaltet.
Beim Schließen des Dampfzufuhrmittels ermöglicht dies ein schnelles Wiederherstellen des Drucks auf den im Bereitschaftszustand gewünschten Wert.
In der Tat merkt der Anmelder an, daß in dem Dampfabgabeschritt, in dem die Heizquelle durch das Einstellmittel zum Einstellen des Drucks eingeschaltet gelassen wird, die Temperatur des in dem Kessel vorhandenen Wassers kleiner ist als diejenige, die von dem Temperatursensor ermittelt wird. Daher ermittelt der Temperatursensor am Ende des Dampfabgabeschritts eine höhere Temperatur als der effektiven des Wassers. Wenn die Heizquelle nicht während einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Schließen des Dampfzufuhrmittels eingeschaltet gelassen würde, würde daher die Heizquelle eine bestimmte Anzahl ein- und ausgeschaltet werden, bevor der Kessel in den Bereitschaftszustand zurückgekehrt ist (in dem die Wassertemperatur ungefähr gleich der von dem Sensor ermittelten Temperatur ist), mit einer entsprechenden Verzögerung bei der Wiederherstellung des gewünschten Drucks.
Vorteilhafterweise wird diese vorgegebene Zeitdauer in Abhängigkeit von der Zeitdauer gewählt, während der das Dampfzufuhrmittel geöffnet war.
Vorzugsweise wird diese vorgegebene Zeitdauer in Abhängigkeit von der Kesselgröße, der darin enthaltenen Wassermenge und der Heizleistung ausgewählt.
Beispielsweise ist die Zeitdauer etwa drei mal so groß wie die Zeit des geöffneten Zustands des Dampfzufuhrmittels und hat einen Maximalwert von etwa 10 Sekunden.
Vorteilhafterweise ist im Dampfabgabezustand das Steuermittel geeignet, die Heizquelle auszuschalten, wenn die von dem Temperatursensor ermittelte Temperatur größer ist als eine zweite Temperaturschwelle S₂.
Dies ermöglicht dem Steuermittel, eine Schutzfunktion für die Heizquelle durchzuführen. Wenn die Temperatur der Heizquelle über den Wert der zweiten Schwelle S₂ steigt, beispielsweise durch einen Fehler des unten beschriebenen Wasserzufuhrmittels, hat es in der Tat die Funktion, die Heizquelle auszuschalten.
Die zweite Schwelle S₂ ist vorteilhafterweise höher als die erste Schwelle S₁. S₂ beträgt beispielsweise etwa 165–170°C.
Vorteilhafterweise ist das Steuermittel des erfindungsgemäßen Geräts im Dampfabgabezustand auch dazu geeignet, die Heizquelle wieder einzuschalten, wenn die von dem Temperatursensor ermittelte Temperatur wieder einmal kleiner als die zweite Schwelle S₂ ist.
In einer Abwandlung ist das Steuermittel geeignet, die Heizquelle einzuschalten/auszuschalten, wenn die von dem Sensor ermittelte Temperatur größer/kleiner als die zweite Temperaturschwelle S₂ ist, auch wenn sich das Dampfzufuhrmittel in dem geschlossenen Zustand befindet. Dies ermöglicht es, die Schutzfunktion für die Heizquelle auch dann durchzuführen, wenn sich das Dampfzufuhrmittel im geschlossenen Zustand befindet. Dies kann nützlich sein, beispielsweise wenn wegen eines Fehlers das Einstellmittel zum Einstellen des Drucks die von dem Sensor ermittelte Temperatur nicht mehr mit dem ersten Schwellwert S₁ vergleicht.
Typischerweise umfaßt das Gerät einen Wassertank mit Atmosphärendruck.
Vorteilhafterweise umfaßt das Gerät auch ein Mittel zum Zuführen von Wasser von dem Tank zu dem Kessel.
Typischerweise umfaßt das Steuermittel des erfindungsgemäßen Geräts auch ein Mittel zum Einstellen des Wasserstands in dem Kessel.
Vorzugsweise wirkt das Einstellmittel zum Einstellen des Wasserstands in dem Kessel mit dem Temperatursensor und dem Wasserzufuhrmittel zusammen, so daß das Wasserzufuhrmittel dem Kessel Wasser zuführt, wenn der Temperatursensor eine höhere Temperatur als einen dritten Temperaturschwellwert S₃ ermittelt.
Darüber hinaus unterbricht das Wasserzufuhrmittel vorteilhafterweise das Einfließen von Wasser in den Kessel, wenn der Temperatursensor eine niedrigere Temperatur als den dritten Temperaturschwellwert S₃ ermittelt.
Typischerweise umfaßt das Mittel zum Zuführen von Wasser von dem Tank zu dem Kessel eine elektrische Mikropumpe. Vorteilhafterweise ist diese elektrische Mikropumpe vom Vibrationstyp.
Vorzugsweise, wenn das erfindungsgemäße Gerät eingeschaltet wird, ist das Mittel zum Einstellen des Wasserstands zum Ansteuern des Wasserzufuhrmittels geeignet, so daß es dem Kessel eine Wassermenge zuführt. Weiterhin bevorzugt ist es, wenn das Mittel zum Einstellen des Wasserstands geeignet ist, das Wasserzufuhrmittel anzusteuern, wenn das erfindungsgemäße Gerät während einer langen Zeitdauer ausgeschaltet war. Dieser Aspekt der Erfindung ist vorteilhaft, weil er während des Schritts des Einschaltens, wenn das Wasservolumen in dem Kessel kleiner als im Bereitschaftszustand ist, verhindert, daß die Heizquelle an die Wasseroberfläche kommt und dadurch überhitzt. Tatsächlich macht das Wasser in dem Kessel eine Volumenausdehnung (im allgemeinen mindestens 6%) durch, wenn sich beim Einschalten die Temperatur von Umgebungstemperatur zu einer Bereitschaftstemperatur (z.B. 140–145°C) ändert.
Darüber hinaus ermöglicht das obige Merkmal, daß die elektrische Mikropumpe ausgelöst wird, bevor in dem Kessel Dampf erzeugt wird. Dies ist für Vibrationspumpen vorteilhaft, weil solche Pumpen Auslöseprobleme aufweisen können, wenn der Kessel bereits unter Druck steht.
Vorteilhafterweise umfaßt der Wassertank einen Sensor, der dazu geeignet ist, den darin enthaltenen Wasserstand zu ermitteln.
Vorzugsweise schaltet das Steuermittel ein Warnlicht für den Benutzer an und deaktiviert das Wasserzufuhrmittel und die Heizquelle, wenn der von einem solchen Sensor ermittelte Wasserstand kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert. Dies ermöglicht vorteilhafterweise, daß das Erfordernis, den Wassertank zu füllen, dem Benutzer angezeigt wird, und daß verhindert wird, daß das Wasserzufuhrmittel und die Heizquelle weiterhin arbeiten, wenn das Wasser in dem Tank zu Ende geht.
Wenn der von dem Sensor ermittelte Wasserstand kleiner als der vorgegebene Schwellwert ist, sorgt das Steuermittel vorteilhafterweise auch für das Schließen des Dampfzufuhrmittels. Dies ermöglicht, daß der Kessel zum Abgeben von Dampf bereitgehalten wird, wobei der Benutzer – der das signalisierende Warnlicht des Wasserstands des Tanks nicht bemerkt hat – daran gehindert wird, eine Dampfabgabe anzufordern, wodurch der Kessel entleert wird. In der Tat würde das Entleeren des Kessels eine Verzögerung beim Rückversetzen des Geräts in dem Betriebszustand bedingen, nachdem der Wassertank gefüllt wurde, aufgrund der Zeit, die von dem Kessel benötigt wird, um wieder mit Wasser gefüllt zu werden und aufgrund der Zeit, die für Wasser zum Wiederverdampfen bei den gewünschten Bedingungen erforderlich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Heizquelle ein erhöhtes Teil.
Vorteilhafterweise ist der Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur des erhöhten Teils der Heizquelle geeignet.
Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, weil beim Sinken des Wasserstands in dem Kessel nur der erhöhte Teil der Heizquelle aus dem Wasser ragt, wodurch der verbleibende Teil der Heizquelle so verbleiben kann, daß er im wesentlichen in Wasser eingetaucht ist, wodurch ein häufiges Erhöhen der Temperatur der gesamten Heizquelle vermieden wird, was ihren korrekten Betrieb und die Lebensdauer beeinträchtigen könnte.
Vorzugsweise erstreckt sich der erhöhte Teil der Heizquelle entlang einer vorgegebenen Richtung.
Typischerweise befindet sich der Temperatursensor in einer Schutzhülle.
Vorzugsweise steht die Schutzhülle des Temperatursensors in Kontakt mit dem erhöhten Teil der Heizquelle entlang einem Kontaktabschnitt, der sich entlang der vorgegebenen Richtung erstreckt, um dadurch den Kontaktabschnitt relativ groß zu machen.
Dies ermöglicht, den Sensor in zuverlässigerer Weise in Bezug auf den erhöhten Teil zu positionieren. In der Tat muß zum korrekten Betrieb des Geräts der exakte Teil der Schutzhülle, in der sich der Sensor befindet, an den erhöhten Teil der Heizquelle angeschweißt werden. Ein kleiner Fehler beim Positionieren der Schutzhülle auf dem erhöhten Teil kann ein falsches Positionieren des Sensor in Bezug auf die Heizquelle zur Folge haben.
Darüber hinaus ermöglicht der relativ große Kontaktabschnitt zwischen der Schutzhülle und dem erhöhten Teil vorteilhafterweise ein erleichtertes Positionieren des Sensors in der Schutzhülle und der Schutzhülle relativ zu dem erhöhten Teil der Heizquelle, wenn das erfindungsgemäße Gerät zusammengebaut wird. In der Tat ermöglicht ein relativ großer Kontaktabschnitt, daß die Toleranzen dieser Positionierungen größer gestaltet werden.
Vorzugsweise hat der Kontaktabschnitt zwischen der Schutzhülle und dem erhöhten Teil eine Ausdehnung von mindestens 5 mm. Vorzugsweise beträgt diese Ausdehnung zwischen 5 und 30 mm. Dies ermöglicht einen guten Spielraum für das Anordnen der Schutzhülle des Sensors in Bezug auf den erhöhten Teil.
Vorteilhafterweise erstreckt sich der erhöhte Teil in einer im wesentlichen geradlinigen Weise.
Gemäß einer Alternative erstreckt sich der erhöhte Teil im wesentlichen gemäß einem Kreisbogen.
Typischerweise ist die Heizquelle im wesentlichen U-förmig, umfaßt zwei im wesentlichen geradlinige und parallele gegenüberliegende Abschnitte und einen gebogenen Abschnitt, der die zwei geradlinigen Abschnitte verbindet.
In diesem Fall ist der erhöhte Teil vorzugsweise an einem der zwei geradlinigen Abschnitte der U-Form angeordnet.
Gemäß einer Alternative ist der erhöhte Teil an dem gekrümmten Abschnitt der U-Form angeordnet.
Gemäß einer Alternative kann die Heizquelle beispielsweise als ein auf sich selbst gefaltetes U oder als Spirale geformt sein.
Die Größe der Heizquelle wird vorteilhafterweise in Abhängigkeit von der gewünschten Leistung und der Größe des Kessels, der dazu vorgesehen ist, sie aufzunehmen, ausgewählt.
Vorzugsweise ist die Schutzhülle entlang des erhöhten Teils geschweißt. Weiter bevorzugt ist die Schutzhülle entlang eines oberen Teils des erhöhten Teils geschweißt. Auf diese Weise wird verhindert, daß der erhöhte Teil vor dem Temperatursensor in Wasser taucht und somit, daß sich seine Temperatur erhöht, ohne daß der Sensor dies korrekt ermittelt.
Bevorzugt wird das Schweißen als Hartlöten ausgeführt. Dies ermöglicht vorteilhafterweise zu verhindern, daß sich im Laufe der Zeit entlang des Kontaktabschnitts zwischen der Heizquelle und der Schutzhülle Kalkablagerungen bilden, und verhindert somit eine Abnahme in der Empfindlichkeit des Sensors.
Vorteilhafterweise hat die Schutzhülle einen länglichen Körper. Typischerweise ist die Hülle ein Rohr aus rostfreiem Stahl.
Typischerweise ist die Heizquelle ein elektrischer Widerstand.
Vorteilhafterweise umfaßt der Kessel auch eine Sicherung. Vorzugsweise ist die Sicherung auf den erhöhten Teil geschweißt, in einer gegenüberliegenden Position in Bezug auf den Temperatursensor. Die Sicherung ist dazu geeignet, durchzubrennen und daher die Heizquelle zu deaktivieren, wenn sie eine vorgegebene gefährliche Temperatur (z.B. etwa gleich 190°C) erreicht. Dies ermöglicht es, daß das Gerät gemäß der Erfindung davor geschützt wird, daß sich die Temperatur der Heizquelle übermäßig erhöht, beispielsweise aufgrund eines Fehlers des Temperatursensors oder des Wasserzufuhrmittels, was gefährlich sein kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt derselben bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Einstellen des Dampfdrucks in einem Kessel, umfassend eine Heizquelle, die dazu vorgesehen ist, zum Verdampfen von Wasser wenigstens teilweise in Wasser eingetaucht zu werden, wobei der Kessel mit einem Dampfzufuhrmittel verbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

a) Versorgen der Heizquelle mit Energie beim Einschalten des Geräts;
b) ein- und ausschalten der Heizquelle, um dadurch den Dampfdruck in dem Kessel auf einem gewünschten Wert zu halten,

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Dampfdruck in dem Kessel dadurch auf einem gewünschten Wert gehalten, daß das Ein- und Ausschalten der Heizquelle in Abhängigkeit von dem geöffneten und geschlossenen Zustand des Dampfzufuhrmittels durchgeführt wird.
Dies ermöglicht es, den Druck eines Kessels einzustellen, ohne den Druck direkt zu ermitteln, wodurch die teure und relativ sperrige Verwendung eines Manometers vermieden wird.
Vorzugsweise wird, wenn der in Schritt c) ermittelte Zustand geschlossen ist, der Schritt b) gemäß einem Schritt b2) des Ermittelns der Temperatur der Heizquelle und des Ein- und Ausschaltens der Heizquelle in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur durchgeführt.
Typischerweise wird der Schritt b2) durchgeführt und die Heizquelle ausgeschaltet, wenn der ermittelte Temperaturwert größer als eine erste Schwelltemperatur S₁ ist.
Typischerweise wird der Schritt b2) ferner ausgeführt und die Heizquelle eingeschaltet, wenn der ermittelte Temperaturwert kleiner als ein erster Temperaturschwellwert S₁ ist.
Vorteilhafterweise wird der Schritt b) gemäß einem Schritt b3) des Einschaltens der Heizquelle durchgeführt, wenn in dem Schritt c) ein Wechsel von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand ermittelt wird.
Vorzugsweise wird in Schritt b3) die Heizquelle mit einer vorgegebenen Verzögerung in Bezug auf den Wechsel des Dampfzufuhrmittels von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand eingeschaltet.
Vorzugsweise wird der Schritt b) durch einen Schritt b4) ausgeführt, gemäß dem die Heizquelle eingeschaltet gelassen wird, wenn der in Schritt c) ermittelte Zustand geöffnet ist.
Vorteilhafterweise wird der Schritt b) durch einen Schritt b5) ausgeführt, gemäß dem die Heizquelle während einer vorgegebenen Zeitdauer eingeschaltet gelassen wird, wenn in Schritt c) ein Wechsel des Dampfzufuhrmittels von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand ermittelt wird.
Vorteilhafterweise umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren, wenn der in Schritt c) ermittelte Zustand geöffnet ist oder wenn in Schritt c) ein Wechsel des Dampfzufuhrmittels von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand ermittelt wird, auch den Schritt d), in dem die Temperatur der Heizquelle ermittelt und die Heizquelle ausgeschaltet wird, wenn der ermittelte Temperaturwert größer als eine vorgegebene Temperaturschwelle S₂ ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Schritt d) auch ausgeführt, wenn der in Schritt c) ermittelte Zustand des Dampfzufuhrmittels geschlossen ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlich werden, die in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt. Es zeigt:
1 eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform eines Geräts gemäß der Erfindung.
2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Kessels des Geräts von 1.
3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erhöhten Teils einer Heizquelle des Kessels von 2, mit einem Temperatursensor und einer Sicherung, die darauf geschweißt sind.
4 eine Prinzipdarstellung eines Steuermittels des Geräts von 1.
5 eine Prinzipdarstellung eines Einstellmittels zum Einstellen des Drucks, das in dem Steuermittel von 4 enthalten ist.
6 ein Flußdiagramm, das den Betrieb des Mittels von 5 veranschaulicht.
Die 1 zeigt eine Ausführungsform eines Haushaltsgeräts 100 zum Erzeugen von Dampf gemäß der Erfindung. Es umfaßt einen Wassertank 1 mit atmosphärischem Druck, einen Kessel 5, Wasserzufuhrmittel 4, 3 von dem Tank 1 zu dem Kessel 5, Dampfzufuhrmittel 9, 10 von dem Kessel 5 zu einer dampfverbrauchenden Vorrichtung 8 und Steuermittel 13.
Ein typisches Beispiel einer dampfverbrauchenden Vorrichtung 8 ist ein Bügeleisen oder ein Gerät zum Reinigen von Böden, Sofas, Badezimmern, Vorhängen und Spiegeln.
Typischerweise ist die dampfverbrauchende Vorrichtung 8 mit einer (nicht dargestellten) Anzeigelampe ausgestattet, die dazu geeignet ist, dem Benutzer zu signalisieren, wenn sich der Kessel 5 im Bereitschaftszustand befindet und daher bereit ist, Dampf zu liefern.
Ferner ist die Benutzervorrichtung 8 mit einem Dampfabgabeknopf 2 ausgestattet, der es dem Benutzer ermöglicht, die Dampfabgabe anzufordern und die Dampfzufuhrmittel 9, 10 auszulösen, so daß sie den Durchtritt von Dampf von dem Kessel 5 zu der Benutzervorrichtung 8 freigeben.
Die Wasserzufuhrmittel 4, 3 umfassen eine Mikropumpe 3 und zwei Wasserleitungen 4, eine zum Verbinden des Tanks 1 mit der Pumpe 3 und eine zum Verbinden der Pumpe 3 mit dem Kessel 5. In dem veranschaulichten Beispiel ist die Pumpe 3 vom Vibrationstyp.
Die Dampfzufuhrmittel 9, 10 umfassen ein Magnetventil 10 und zwei Wasserleitungen 9, eine zum Verbinden des Kessels 5 mit dem Magnetventil 10 und eine zum Verbinden des Magnetventils 10 mit der dampfverbrauchenden Vorrichtung 8.
Der Wassertank 1 ist beispielsweise ein Plastikbehälter, der dazu geeignet ist, kaltes Wasser bei Raumtemperatur zu beinhalten. Er umfaßt vorteilhafterweise einen gebräuchlichen Wasserstandssensor 11, der dazu geeignet ist, den Wasserstand in dem Tank 1 zu bestimmen.
Wie in 2 dargestellt ist, besteht der Kessel 5 aus einem zylindrischen Behälter, der eine longitudinale Symmetrieachse xx hat, mit zwei (nicht dargestellten) Böden, die an seine zwei Enden geschraubt oder geschweißt sind.
Der Kessel 5 umfaßt eine Heizquelle 7 zum Verdampfen von Wasser, einen Temperatursensor 12, der geeignet ist, die Temperatur der Heizquelle 7 zu ermitteln, und eine Schutzsicherung 16.
Der Temperatursensor 12 und die Sicherung 16 sind in zwei entsprechenden Schutzhüllen 14 und 17 enthalten, zusammen mit elektrischen Drähten 20 zum Anschließen an das Steuermittel 13. Solche Hüllen 14 und 17 sind zwei Rohre aus rostfreiem Stahl, die es ermöglichen, den Sensor 12 und die Sicherung 16 gegen das Eindringen von Wasser zu schützen. An einem Ende sind sie durch Quetschen oder Schweißen geschlossen, und an dem gegenüberliegenden Ende sind sie zum Anschließen an einen der zwei Böden des Kessels 5 an einen Flansch 18 geschweißt.
Die Heizquelle 7 ist ein gepanzerter elektrischer Widerstand.
Die zwei Enden eines solchen elektrischen Widerstands sind, wie in 2 dargestellt ist, ebenfalls an den Flansch 18 geschweißt.
Gemäß der Ausführungsform von 2 ist der Widerstand 7 als ein auf sich selbst gefaltetes U geformt, das sich hauptsächlich entlang einer longitudinalen Richtung parallel zu der Achse xx des Kessels 5 erstreckt. Weiterhin hat der elektrische Widerstand 7 in der Nähe des Flanschs 18 einen erhöhten Teil 15, der sich in Bezug auf die Symmetrieachse xx im wesentlichen in paralleler Weise erstreckt.
Insbesondere hat der erhöhte Teil, wie in 2 dargestellt ist, einen geradlinigen Abschnitt 28 und einen gekrümmten Abschnitt 29 in der Nähe des Flanschs 18. Der gekrümmte Abschnitt ermöglicht vorteilhafterweise, daß das Verbinden der zwei Enden der Hüllen 14 und 17 und des Endes des zwischen ihnen enthaltenen elektrischen Widerstands 17 mit dem Flansch 18 erleichtert ist.
Die Hülle 14 des Sensors 12 und die Hülle 17 der Sicherung 16 sind entlang des größten Teils des geradlinigen Abschnitts 28 des erhöhten Teils 15 geschweißt (vorzugsweise durch Hartlöten), um dadurch einen relativ großen Kontaktabschnitt zu erzielen, der eine Länge aufweist, die zwischen etwa 5 und 30 mm beträgt.
Wie bereits oben erläutert wurde, ermöglicht ein relativ großer Kontaktabschnitt, daß das Positionieren des Sensors in Bezug auf den erhöhten Teil zuverlässiger ist und erleichtert beim Zusammenbau des Geräts gemäß der Erfindung das Positionieren des Sensors in der Schutzhülle und das Positionieren der Schutzhülle auf dem erhöhten Teil der Heizquelle.
Insbesondere ist die Hülle 14 des Temperatursensors 12 auf den geradlinigen Abschnitt 28 des erhöhten Teils 15 geschweißt und die Hülle 17 der Sicherung 16 darunter (in entgegengesetzter Richtung in Bezug auf die Hülle 14), so daß der Sensor 12 und die Sicherung 16 in Bezug auf den Kontaktabschnitt zwischen den Schutzhüllen 14 und 17 und dem erhöhten Teil 15 (3) korrespondieren.
Die 4 zeigt schematisch das Steuermittel 13, das einen dritten Schaltungsblock 23, vierten Schaltungsblock 24 und fünften Schaltungsblock 25 und ein Einstellmittel 30 zum Einstellen des Drucks in den Kessel 5 umfaßt.
Die 5 zeigt wiederum schematisch ein Einstellmittel 30 zum Einstellen des Drucks in den Kessel 5, umfassend erste 21, zweite 22, sechste 26 und siebte 27 Schaltungsblöcke.
Der siebte Schaltungsblock 27 aktiviert oder deaktiviert die Schaltungsblöcke 21, 22 und 26 in Abhängigkeit von dem geöffneten und geschlossenen Zustand des Magnetventils 10.
Insbesondere aktiviert der siebte Schaltungsblock 27 den ersten Schaltungsblock 21 und den sechsten Schaltungsblock 26 und deaktiviert den zweiten Schaltungsblock 22, wenn das Magnetventil 10 geschlossen ist, wogegen der siebte Schaltungsblock 27 den sechsten Schaltungsblock 26 und den zweiten Schaltungsblock 22 aktiviert und den ersten Schaltungsblock 21 deaktiviert, wenn das Magnetventil 10 geöffnet ist oder sich in einem Übergangszustand zum Öffnen oder Schließen befindet.
Der erste Schaltungsblock 21, der in Betrieb ist, wenn das Magnetventil 10 geschlossen ist, ist dazu geeignet, die ab und zu von dem Temperatursensor 12 ermittelte Temperatur mit einem ersten Temperaturschwellwert S₁ zu vergleichen. Wenn die ermittelte Temperatur höher ist als der Schwellwert S₁ schaltet er den Widerstand 7 aus (oder behält den ausgeschalteten Zustand bei), wogegen wenn die ermittelte Temperatur kleiner ist als S₁, schaltet er ihn ein (oder behält ihn im eingeschalteten Zustand).
Die Schwelle S₁ entspricht dem Temperaturwert, der im Bereitschaftszustand ermittelt wird, wenn der Dampf in dem Kessel den gewünschten Nominalwert des Drucks (z.B. 2 bar) erreicht. Beispielsweise ist die Schwelle S₁ ungefähr gleich 145°C.
Der erste Schaltungsblock 21 ist somit dazu geeignet, den Widerstand 7 in Abhängigkeit von dem von dem Sensor 12 ermittelten Temperaturwert ein- und auszuschalten, um dadurch den in dem Kessel 5 erzeugten Dampf mittels des Heizwiderstands 7 bei dem gewünschten Druckwert P zu halten.
Typischerweise wird der Vergleich der von dem Temperatursensor 12 ermittelten Temperatur mittels eines gebräuchlichen Hysterese-Kreises oder Schmitt-Triggers durchgeführt, wobei zwei Schwellen S₁ und S'₁ verwendet werden, wobei S₁ > S'₁ ist (z.B. jeweils ungefähr gleich 145 und 143°C). Die erste Schwelle wird verwendet, um den Widerstand 7 auszuschalten (oder ihn im ausgeschalteten Zustand zu lassen), wenn die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur höher oder gleich der Schwelle ist; die zweite Schwelle wird verwendet, um den Widerstand 7 einzuschalten (oder ihn im eingeschalteten Zustand zu lassen), wenn die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur kleiner oder gleich der Schwelle ist.
Wenn die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur größer oder gleich der Schwelle S₁ ist, wird die Anzeigeleuchte, die geeignet ist, dem Benutzer anzuzeigen, daß sich der Kessel im Bereitschaftszustand befindet (d.h., daß er bereit zum Abgeben von Dampf ist), eingeschaltet.
In Bezug auf den Betrieb des ersten Schaltungsblocks 21 weist der Anmelder darauf hin, daß im Bereitschaftszustand die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur gleich der Temperatur des Wassers ist, da das System das Gleichgewicht erreicht hat und der Widerstand 7, während der Zeitdauern, in denen er ausgeschaltet ist, die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur nicht beeinflußt. Somit ist es, wie bereits oben erläutert wurde, möglich, den gewünschten Druckwert in Abhängigkeit von dem von dem Sensor 12 ermittelten Temperaturwert aufrecht zu erhalten.
Andererseits ermittelt der Sensor 12 während der anfänglichen Aufheizphase des Geräts 100 eine Temperatur, die das Ergebnis der Temperatur des Wassers und der (höheren) Temperatur des Widerstands ist. Die Wassertemperatur ist somit niedriger als die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur. Infolge dessen wird beim Einschalten des Geräts 100 folgendes durchgeführt:

1) Der Widerstand 7 wird eingeschaltet.
2) Wenn der Sensor 12 eine höhere Temperatur als die der Schwelle S₁ ermittelt, schaltet der erste Schaltungsblock 21 den Widerstand 7 aus (an diesem Punkt hat Wasser eine niedrigere Temperatur und einen niedrigeren Druck als das Wasser im nominalen Bereitschaftszustand).
3) Der Widerstand 7 kühlt ab, wobei Wärme an das Wasser übertragen wird, und wenn der Sensor 12 wieder eine Temperatur ermittelt, die kleiner als die Schwelle S₁ ist, schaltet der erste Schaltungsblock 21 den Widerstand 7 wieder ein.
4) Die Schritte 2 und 3 werden mit einem EIN-Zyklus (Widerstand 7 eingeschaltet), der nach und nach kürzer wird, und einem AUS-Zyklus (Widerstand 7 ausgeschaltet), der nach und nach länger wird, wiederholt, bis der nominale Druckwert für den Bereitschaftszustand (asymptotisch) erreicht wird.

Wenn während eines der oben beschriebenen Schritte ein Benutzer die Abgabe von Dampf anfordern sollte, wenn der Druck in dem Kessel 5 noch nicht seinen nominalen Wert erreicht hat, würde der sechste Schaltungsblock 26 auf jeden Fall den Dampfdruck auf den gewünschten Nominalwert bringen, da er dazu geeignet ist – wie weiter unten beschrieben wird – den Widerstand 7 während der Öffnungsdauer des Magnetventils 10 eingeschaltet zu lassen.
Der sechste Schaltungsblock 26, der in Betrieb ist, wenn das Magnetventil 10 geöffnet ist oder sich in einem Übergangszustand zum Öffnen oder Schließen befindet, ist geeignet zum

– Einschalten des Widerstands 7 beim Öffnen des Magnetventils 10,
– eingeschaltet lassen des Widerstands 7 während der Öffnungsdauer des Magnetventils 10,
– eingeschaltet lassen des Widerstands 7 während einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Schließen des Magnetventils 10.

Diese Schritte ermöglichen es, den Druck des Kessels 5 einzustellen, wenn er sich im Dampfabgabezustand befindet.
In der Tat weist der Anmelder darauf hin, daß der Widerstand 7 im Dampfabgabezustand die von dem Sensor 12 in direktem Kontakt mit ihm ermittelte Temperatur beeinflußt; daher ist es nicht mehr vorteilhaft, den Druck in Abhängigkeit von der von dem Sensor 12 ermittelten Temperatur einzustellen, wie im Bereitschaftszustand.
Bevorzugt wird beim Öffnen des Magnetventils 10 der Widerstand 7 mit einer vorgegebenen Verzögerung (von z.B. 0,5 Sekunden) eingeschaltet, um dadurch ein unnötiges Einschalten des Widerstands 7 in Fällen zu verhindern, in denen die Dampfabgabe eine unwesentliche Zeit dauert.
Die vorgegebene Zeitdauer, während der der Widerstand 7 nach dem Schließen des Magnetventils 10 eingeschaltet gelassen wird, ist beispielsweise ungefähr dreimal so groß wie die Zeit der Dampfabgabe und kleiner oder gleich ungefähr 10 Sekunden.
Der zweite Schaltungsblock 22, der in Betrieb ist, wenn das Magnetventil 10 geöffnet ist oder sich in einem Übergangszustand zum Öffnen oder Schließen befindet, ist geeignet, um die ab und zu von dem Temperatursensor 12 ermittelte Temperatur mit einem zweiten vorgegebenen Temperaturschwellwert S₂ zu vergleichen und den Widerstand 7 auszuschalten (oder ihn ausgeschaltet zu lassen), wenn die von dem Temperatursensor 12 ermittelte Temperatur die Schwelle S₂ überschreitet, und ist geeignet, den Widerstand 7 wieder einzuschalten, wenn die von dem Temperatursensor 12 ermittelte Temperatur wieder kleiner als die Schwelle S₂ ist.
Die Schwelle S₂ ist höher als die oben genannte erste Schwelle S₁. Beispielsweise ist S₂ ungefähr gleich 165–170°C.
Der zweite Schaltungsblock 22 hat eine Schutzfunktion für den Widerstand. Wenn der Temperaturwert des Widerstands 7 über den Wert der zweiten Schwelle S₂ steigt, beispielsweise aufgrund eines Fehlers des Wasserzufuhrmittels 3, 4, hat er in der Tat die Funktion, den Widerstand 7 auszuschalten.
In einer Abwandlung ist der zweite Schaltungsblock 22 auch in Betrieb, wenn das Magnetventil 10 geschlossen ist, um dadurch seine Schutzfunktion für den Widerstand auch in Fällen auszuüben, in denen der erste Schaltungsblock 21 defekt ist und die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur nicht mehr mit der ersten Schwelle S₁ vergleicht.
Typischerweise, ähnlich zu dem, was oben für den ersten Schaltungsblock 21 gesagt wurde, wird der Vergleich mit der von dem Temperatursensor 12 ermittelten Temperatur durch einen gebräuchlichen Hysterese-Zyklus oder Schmitt-Trigger realisiert, wobei zwei Schwellen S₂ und S'₂ verwendet werden, mit S₂ > S'₂ (z.B. jeweils ungefähr gleich 165 und 163°C). Die erste Schwelle wird verwendet, um den Widerstand 7 auszuschalten, wenn die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur größer oder gleich der Schwelle ist; die zweite Schwelle wird verwendet, um den Widerstand 7 wieder einzuschalten, wenn die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur wieder kleiner oder gleich der Schwelle ist.
Die 6 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb eines Einstellmittels 30 zum Einstellen des Drucks in dem Kessel 5 beschreibt.
Wenn das Haushaltsgerät 100 eingeschaltet wird (Block 50), wird der Widerstand 7 eingeschaltet (Block 51) und der geöffnete und geschlossene Zustand des Magnetventils 10 wird kontrolliert (Block 52).
Wenn das Magnetventil geschlossen wird, aktiviert der siebte Schaltungsblock 27 den ersten Schaltungsblock 21 und veranlaßt ihn, die von dem Sensor 12 ermittelte Tem peratur mit der ersten Schwelle S₁ zu vergleichen (Block 53).
Wenn die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur kleiner als die erste Schwelle S₁ ist, schaltet der erste Schaltungsblock 21 den Widerstand 7 ein (oder behält ihn im eingeschalteten Zustand, Block 51).
Wenn die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur höher als die erste Schwelle S₁ ist, schaltet der erste Schaltungsblock 21 den Widerstand 7 aus (oder behält ihn im ausgeschalteten Zustand, Block 54), und kehrt dann zu Block 52 zurück.
Wenn die in Block 52 durchgeführte Kontrolle ergibt, daß das Magnetventil geöffnet ist oder sich in einem Übergangszustand zum Öffnen oder Schließen befindet, führt der zweite Schaltungsblock 22 den Vergleich zwischen der von dem Sensor 12 ermittelten Temperatur und der zweiten Schwelle S₂ durch (Block 55).
Wenn die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur höher als die zweite Schwelle S₂ ist, schaltet der zweite Schaltungsblock 22 den Widerstand 7 aus (oder behält ihn im ausgeschalteten Zustand, Bock 54) und kehrt zu Block 52 zurück.
Wenn die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur kleiner als die zweite Schwelle S2 ist,

– schaltet der sechste Schaltungsblock 26 den Widerstand 7 ein (oder behält ihn im eingeschalteten Zustand, Block 51), wenn die in Block 52 durchgeführte Kontrolle ergeben hat, daß das Magnetventil 10 geöffnet ist,
– schaltet der sechste Schaltungsblock 26 den Widerstand 7 mit einer vorgegebenen Verzögerung ein (Block 56 und 51), wenn die in Block 52 durchgeführte Kontrolle ergeben hat, daß sich das Magnetventil 10 in einem Übergangszustand zum Öffnen befindet,
– behält der sechste Schaltungsblock 26 den Widerstand 7 während einer vorgegebenen Zeitdauer im eingeschalteten Zustand, nachdem das Magnetventil 10 geschlossen wurde (Block 57), und kehrt zu Block 52 zurück, wenn die in Block 52 durchgeführte Kontrolle ergeben hat, daß sich das Magnetventil 10 in einem Übergangszustand zum Schließen befindet.

Der Betrieb des Einstellmittels 30 zum Einstellen des Drucks in dem Kessel 5 endet, an jedem Punkt des Flußdiagramms von 6, wenn das Haushaltsgerät 100 ausgeschaltet wird (mit der Folge, daß der Widerstand 7 ausgeschaltet wird).
Die Beschreibung des Steuermittels 13 der 4 zusammenfassend ist der dritte Schaltungsblock 23 geeignet, die ab und zu von dem Temperatursensor 12 ermittelte Temperatur mit einem dritten Temperaturschwellwert S₃ zu vergleichen und die Pumpe 3 anzusteuern, um dadurch dem Kessel 5 eine Wassermenge zuzuführen, wenn die von dem Temperatursensor 12 ermittelte Temperatur höher als der Schwellwert S₃ ist. Eine solche Wassermenge wird dem Kessel 5 zugeführt, um den Widerstand 7 zu kühlen, bis die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur wieder kleiner als die Schwelle S₃ ist.
Die dritte Schwelle S₃ ist höher als die erste Schwelle S₁.
Zum Beispiel ist S₃ ungefähr gleich 155°C.
Der dritte Schaltungsblock 23 ist somit geeignet, die Pumpe 3 jedes Mal dann anzusteuern, wenn aufgrund einer Dampfabgabe der Wasserstand in dem Kessel 5 abnimmt, die Schutzhülle 14 des Sensors 12 und der erhöhte Teil 15 an die Wasseroberfläche kommen und der Sensor 12 eine höhere Temperatur ermittelt als den dritten Schwellwert S₃.
Wenn der erhöhte Teil 15 an die Wasseroberfläche kommt, ermittelt der in direktem Kontakt mit ihm angeordnete Sensor 12 in der Tat seine Erhöhung der Temperatur aufgrund der Änderung des thermischen Übergangskoeffizienten (der, sich von Metall zu Wasser in Metall zu Dampf ändert).
Typischerweise wird der Vergleich mit der von dem Sensor 12 ermittelten Temperatur mittels eines gebräuchlichen Hysterese-Zyklus oder Schmitt-Triggers durchgeführt, wobei zwei Temperaturschwellen S₃ und S'₃ verwendet werden, mit S₃ > S'₃ (z.B. jeweils ungefähr gleich 155 und 153°C). Wenn die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur größer oder gleich der Schwelle S₃ ist, ist der dritte Schaltungsblock 23 geeignet, die Pumpe 3 anzusteuern, um dadurch dem Kessel 5 Wasser zuzuführen. Wenn die von dem Sensor 12 ermittelte Temperatur wiederum kleiner oder gleich der Schwelle S'₃ ist, ist der dritte Schaltungsblock 23 geeignet, die Pumpe 3 anzusteuern, um dadurch die Wasserzufuhr zu dem Kessel 5 zu unterbrechen.
Der vierte Schaltungsblock 24 umfaßt einen Zeitschalter und ist dazu geeignet, die Pumpe 3 während einer vorgegebenen Zeit zu aktivieren, wenn das Haushaltsgerät 100 eingeschaltet wird, nachdem es für eine vorgegebene Zeitdauer ausgeschaltet gewesen ist.
Der vierte Block 24 ermöglicht es daher, zu verhindern, daß beim Einschalten des Geräts 100, wenn das Wasservolumen in dem Kessel 5 kleiner als im Bereitschaftszustand ist, der Widerstand 7 aus dem Wasser austritt und dabei überhitzt.
Darüber hinaus ermöglicht er es, die elektrische Mikropumpe 3 auszulösen, wenn der Kessel 5 noch nicht unter Druck steht. Dies ist ein vorteilhafter Aspekt, weil die Pumpe 3 dazu tendiert, sich zu deaktivieren, wenn das Gerät 100 während einer vorgegebenen Zeitdauer ausgeschaltet war, und weil Vibrationspumpen Auslöseprobleme aufweisen können, wenn der Kessel 5 bereits unter Druck steht.
Der fünfte Schaltungsblock 25 ist dazu geeignet, den von dem Wasserstandssensor 11 ermittelten Wasserstand des Tanks 1 mit einer vorgegebenen Schwelle zu vergleichen. Wenn der Wasserstand niedriger als die Schwelle ist, ist der fünfte Block 25 geeignet, ein (nicht dargestelltes) Warnlicht einzuschalten, um dem Benutzer anzuzeigen, daß der Tank 1 gefüllt werden muß, und um die Zufuhr zu dem dritten Schaltungsblock 23 und zu dem Einstellmittel 30 zum Einstellen des Drucks (Schaltungsblöcke 21, 22 und 26) zu unterbrechen, um dadurch sowohl die Pumpe 3 als auch den Widerstand 7 auszuschalten. Darüber hinaus ist in dem veranschaulichten Beispiel der fünfte Block 25 auch dazu geeignet, das Magnetventil 10 auszuschalten.
Wenn der Benutzer den Tank 1 mit Wasser gefüllt hat und der Wasserstand im Tank 1 wieder höher als die oben genannte Schwelle ist, ist der fünfte Block 25 geeignet, das Benutzerwarnlicht auszuschalten, die Schaltungsblöcke 21, 22, 23 und 26 wieder in Betrieb zu nehmen und das Magnetventil 10 wieder einzuschalten.
Durch das gleichzeitige Ausschalten des Magnetventils 10 hindert der fünfte Block 25 den Benutzer daran, weiterhin den Dampf zu nutzen und dadurch den Kessel 5 zu leeren, falls er das Einschalten des Warnlichts nicht bemerkt.
Wenn der Wassertank 1 innerhalb weniger Minuten gefüllt wird, sorgt der fünfte Block 25 somit dafür, daß der Dampf in dem Kessel 5 bei dem gewünschten Druck bleibt und daß der Kessel wieder betriebsbereit ist, sobald der Tank 1 mit Wasser gefüllt ist und der fünfte Block 25 die Blöcke 21, 22 und 23, 26 und das Magnetventil 10 einschaltet.
Wenn andererseits das Magnetventil 10 nicht ausgeschaltet würde und der Benutzer weiterhin Dampf anfordern würde, würde bei der Wiederinbetriebnahme des Geräts 100 der Kessel 5 mit einer relativ großen Menge an kaltem Wasser gefüllt werden müssen, was eine Verzögerung beim Erreichen des Bereitschaftszustands verursachen würde, aufgrund der Zeit, die für Wasser zum Erreichen des gewünschten Dampfdrucks erforderlich ist.

Claims

Haushaltsgerät (100) zum Erzeugen von Dampf, umfassend – einen Kessel (5), der wiederum eine Heizquelle (7) zum Verdampfen von Wasser umfaßt, wobei die Heizquelle dazu vorgesehen ist, wenigstens teilweise in Wasser eingetaucht zu werden, – ein Steuermittel (13), das wiederum ein Einstellmittel zum Einstellen des Dampfdrucks in dem Kessel (5) umfaßt, wobei das Einstellmittel (30) mit der Heizquelle (7) zusammenwirkt, um sie ein- und auszuschalten, um dadurch den Dampfdruck auf einem gewünschten Wert zu halten, – ein Dampfzufuhrmittel (9, 10), dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel (30) zum Einstellen des Drucks in dem Kessel (5) mit dem Dampfzufuhrmittel (9, 10) zusammenwirkt, um dadurch die Heizquelle (7) in Abhängigkeit von dem geöffneten und geschlossenen Zustand des Dampfzufuhrmittels (9, 10) ein- und auszuschalten.
Haushaltsgerät (100) nach Anspruch 1, wobei der Kessel (5) auch einen Temperatursensor (12) umfaßt, der zum Ermitteln der Temperatur der Heizquelle (7) geeignet ist.
Haushaltsgerät (100) nach Anspruch 2, wobei das Einstellmittel (30) zum Einstellen des Drucks in dem Kessel (5) mit dem Temperatursensor (12) zusammenwirkt, um dadurch die Heizquelle in Abhängigkeit von der von dem Sensor (12) ermittelten Temperatur ein- und auszuschalten, wenn das Dampfzufuhrmittel (9, 10) im geschlossenen Zustand ist.
Haushaltsgerät (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Einstellmittel (30) zum Einstellen des Drucks in dem Kessel (5) zum Einschalten der Heizquelle (7) geeignet ist, wenn das Dampfzufuhrmittel (9, 10) von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand schaltet.
Haushaltsgerät (100) nach Anspruch 4, wobei die Heizquelle (7) mit einer vorgegebenen Verzögerung relativ zu dem Öffnen des Dampfzufuhrmittels (9, 10) eingeschaltet wird.
Haushaltsgerät (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Einstellmittel (30) zum Einstellen des Drucks in dem Kessel (5) geeignet ist, die Heizquelle (7) eingeschaltet zu lassen, wenn das Dampfzufuhrmittel (9, 10) geöffnet ist.
Haushaltsgerät (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Einstellmittel (30) zum Einstellen des Drucks in dem Kessel (5) geeignet ist, die Heizquelle (7) während einer vorgegebenen Zeitdauer eingeschaltet zu lassen, wenn das Dampfzufuhrmittel (9, 10) von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand schaltet.
Haushaltsgerät (100) nach Anspruch 7, wobei die vorgegebene Zeitdauer in Abhängigkeit von der Zeitdauer, während der das Dampfzufuhrmittel (9, 10) geöffnet war, gewählt wird.
Haushaltsgerät nach Anspruch 2 und nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei das Steuermittel (13) geeignet ist, die Heizquelle auszuschalten, wenn die von dem Temperatursensor (12) ermittelte Temperatur größer ist als eine vorgegebene Temperaturschwelle (S₂).
Verfahren zum Einstellen des Dampfdrucks in einem Kessel (5) eines Haushaltsgeräts, umfassend eine Heizquelle (7), die dazu vorgesehen ist, zum Verdampfen von Wasser wenigstens teilweise in Wasser eingetaucht zu werden, wobei der Kessel (5) mit einem Dampfzufuhrmittel (9, 10) verbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: a) Versorgen der Heizquelle (7) mit Energie beim Einschalten des Haushaltsgeräts (100); b) ein- und ausschalten der Heizquelle (7), um dadurch den Dampfdruck in dem Kessel (5) auf einem gewünschten Wert zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß es auch den Schritt c) umfaßt, in dem der geöffnete und geschlossene Zustand des Dampfzufuhrmittels (9, 10) überprüft wird, und dadurch, daß der Schritt b) in Abhängigkeit von dem in Schritt c) ermittelten. geöffneten und geschlossenen Zustand durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt b) gemäß einem Schritt b2) des Ermittelns der Temperatur der Heizquelle (7) und des Ein- und Ausschaltens der Heizquelle (7) in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur durchgeführt wird, wenn der in Schritt c) ermittelte Zustand geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Schritt b) gemäß einem Schritt b3) des Einschaltens der Heizquelle (7) durchgeführt wird, wenn in dem Schritt c) ein Wechsel des Dampfzufuhrmittels (9, 10) von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei in Schritt b3) die Heizquelle (7) mit einer vorgegebenen Verzögerung in Bezug auf den Wechsel des Dampfzufuhrmittels (9, 10) von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand eingeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der Schritt b) durch einen Schritt b4), gemäß dem die Heizquelle (7) eingeschaltet gelassen wird, ausgeführt wird, wenn der in Schritt c) ermittelte Zustand geöffnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der Schritt b) durch einen Schritt b5), gemäß dem die Heizquelle (7) während einer vorgegebenen Zeitdauer eingeschaltet gelassen wird, ausgeführt wird, wenn in Schritt c) ein Wechsel des Dampfzufuhrmittels von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, ferner umfassend den Schritt d), in dem die Temperatur der Heizquelle (7) ermittelt und die Heizquelle (7) ausgeschaltet wird, wenn der ermittelte Temperaturwert größer als eine vorgegebene Temperaturschwelle S2 ist.