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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Trocknen von Wäsche mit
einem Wäschetrockner.
Insbesondere betrifft die Erfindung das Ausrüsten eines Wäschetrockners
mit einem Temperatursensor in Kombination mit einem elektromechanischen
Thermostat zum Messen der Zulauf-Lufttemperatur und zum Steuern
einer Wärmequelle.
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Das
Trocknen von Wäsche
mit Heißluft
in einem herkömmlichen
Wäschetrockner
ist bekannt. In solchen Trocknern erfolgt die Regelung der Wärmezufuhr
mittels Thermostaten und Thermistoren mit zugehöriger Elektronik, so dass Wäschetemperaturen
verhinderbar sind, die die Wäsche
beschädigen könnten. Einige
Trockner arbeiten mit sowohl einem Zulauf- als auch einem Ablaufthermistor
zur Überwachung
der Lufttemperatur sowie einem Bimetall-Thermostat zum Begrenzen der Wärmezufuhr. Diese
bekannte Konfiguration ist jedoch mängelbehaftet.
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Zunächst tritt
im genannten System nach dem Stand der Technik zwischen dem Zeitpunkt
der Erfassung der Zulauflufttemperatur durch den Thermistor und
dem Zeitpunkt der Reaktion des Thermostats auf eine Temperaturanstieg
eine Verzögerung auf.
Diese Ansprechverzögerung
kann zu überlangen
Trocknungszeiten führen,
da der Thermostat das Heizelement zu früh abschaltet. Dieser Zustand,
bekannt als Fehl-Schaltspiele, verlängert die Gesamtdauer der bis
zum vollständigen
Trocknen des Trocknerinhalts notwendigen Trocknungszeit.
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Ein
weiterer Mangel des Standes der Technik ist das Fehlen eines engen
Zusammenhangs der Lufttemperatur in Folge des Abstands und der Ausrichtung
des Zulaufthermistors und des Thermostats. Dieser Abstand und die
Ausrichtung können
zu einer Differenz zwischen den von diesen Komponenten jeweils erfassten
Temperaturen führen.
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Weiterhin
arbeitet der Stand der Technik mit einem Zuluftthermistor, der vom
Thermostat getrennt angeordnet ist. So müssen zwei separate Komponenten
hergestellt und im Trockner angeordnet werden, was den Arbeits-
und Material-Gesamtaufwand erhöht.
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Folglich
ist ein System erwünscht,
das die Wärmezufuhr
in einem Wäschetrockner
effizienter regelt, während
es eine minimale Anzahl Bauteile einsetzt, um den Gesamtaufwand
gering zu halten.
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Die
US-A-4 649 654 offenbart
eine Vorrichtung zum Regeln eines elektrischen Wäschetrockners mit einer elektrischen
Heizeinrichtung, die mit elektrischem Strom gespeist wird, um Wärme zu erzeugen
und mit der von der Heizeinrichtung erwärmten Luft Wäsche zu
trocknen, wobei die Vorrichtung eine Schalteinrichtung zum Öffnen/Schließen einer elektrischen
Verbindung zwischen der Stromquelle und der Heizeinrichtung ansprechend
auf ein Steuersignal aufweist. Mit einem Thermostat wird verhindert,
dass die Temperatur der Heizeinrichtung anormal ansteigt.
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Die
GB-A-2154 721 offenbart
einen Wäschetrockner
mit einem Temperatursensor zum Messen der Abluftemperatur am Auslass
eines Trockenraums und einem Temperatursensor zum Messen der Ablufttemperatur
nach dem Wärmeaustausch
mit Außen-
oder Abluft.
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Die
US-A-4 397 101 offenbart
eine mit einem Mikrocontroller arbeitende Steuerung, die eine im Wesentlichen
konstante Trommel-Luftzulauftemperatur auf recht erhalten und eine
Ablufttemperatur erfassen soll. Die in die Trommel des Wäschetrockners gefüllten Wäschestücke werden
mit einer Kombination aus von den Heizelementen gelieferter Luftstromwärme und
der Umwälzwirkung
getrocknet, die von der Trommeldrehung erzeugt wird.
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Die
US-B1-6 373 032 offenbart
einen Wäschetrockner,
bei dem die Lufttemperatur mit einem Bimetall-Thermostat geregelt
wird.
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Nach
einem Aspekt der Erfindung stellt diese einen Wäschetrockner nach Anspruch
1 bereit.
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Es
kann eine Thermistor/Thermostat-Kombination im Zulauf der Wärmekastens
eines Wäschetrockners
vorgesehen sein. Diese kombinierte Einrichtung misst die Leitungs-,
Konvektions- und/oder Strahlungswärme der Wärmequelle im Wäschetrockner
und regelt die Zulauflufttemperatur zum Trockengut, so dass sich
eine eher echtzeitliche Regelung der Gesamt-Trocknertemperatur ergibt und die Lufttemperatur
nicht zu hoch werden kann. In einer Ausführungsform ist ein schnell
ansprechender Thermistor zur Überwachung
der Zulufttemperatur mit einem Bimetall-Thermostat kombiniert, der
direkt mit der Wärmequelle
verdrahtet ist. Der Nutzen einer Kombinationseinrichtung ist die
enge gegenseitige Nähe der
beiden Bauteile. Diese Nähe
verbessert die Reaktionszeit der Regelung auf Temperaturänderungen und
verhindert so Übertemperaturen
des Trockenguts. Der erfindungsgemäße Kombinationssensor stellt
alle oben genannten Vorteil zu geringeren Kosten bereit als die
bekannten Sensoren, da der Thermistor und der Thermostat als einziges
Bauteil zusammengesetzt sind, nicht zu zwei Komponenten getrennt.
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Die
Erfindung wird nun an Hand eines Beispiels unter Bezug der beigefügten Zeichnungen
weiter erläutert.
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1 zeigt
schaubildlich ein System, das mit dem erfindungsgemäßen Thermistor/Thermostat-Kombinationssensor
arbeitet;
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2A und 2B zeigen
den erfindungsgemäßen Thermistor/Thermostat-Kombinationssensor
als Perspektiven;
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3 zeigt
als Blockschaltbild das System, das mit dem erfindungsgemäßen Thermistor/Thermostat-Kombinationssensor
arbeitet; und
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4 zeigt
schaubildlich ein alternatives System, das mit dem erfindungsgemäßen Thermistor/Thermostat-Kombinationssensor
arbeitet.
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Die 1 zeigt
schaubildlich einen elektrischen Wäschetrockner 10 nach
vorliegender Erfindung mit einem Heizgehäuse 30, einer Trommel 60, einem
Gebläse 80 und
einem Luftablauf 90. Das Heizgehäuse 30 hat einen Zulaufkanal 32,
durch den Zulaufluft 20 einströmt, und ein Trommelzulaufgitter 34,
durch das erwärmte
Luft aus dem Heizgehäuse 30 in
die Trommel 60 des Trockners 10 einströmt. Die Luft
wird im Heizgehäuse 30 mit
einem Heizelement 36 – vorzugsweise
einer Doppelausführung – erwärmt. Das
Gebläse 80 saugt
die Luft als Abluftstrom 120 aus der Trommel 60 durch
ein Flusensieb 70 und schließlich durch den Luftablauf 90 des
Trockners. Der Trockner 10 weist weiterhin einen Übertemperaturabschalter 50 und
eine Wärmesicherung 110 auf. Der Übertemperaturabschalter 50 gewährleistet
die Sicherheit beim Ausfall eines Heizelements. Die Wärmesicherung 110 schaltet
die Stromzufuhr vom Trommelmotor ab, so dass der Luftstrom abbricht und
evtl. vorhandenes brennbares Material nicht aus dem Trockner geblasen
wird.
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Der
Wäschetrockner 10 ist
mit einer Anzahl Sensoren zur Erfassung der Temperatur des Luftstroms
im Trockner ausgerüstet.
Eine Thermistor/Thermostat-Kombinationseinheit 40 ist
im Zulaufkanal 32 des Heizgehäuses 30 angeordnet,
ein Thermistor-Ablufttemperatursensor 100 im Abluftkanal 90 des
Trockners 10. Wie die 2A, 2B zeigen, weist
die Thermistor/Thermostat-Kombinationseinheit 40 einen
Thermistor-Temperatursensor 41 und einen elektromechanischen
Bimetall-Thermostaten 42 auf. Der Thermistor 41 misst
die Zulufttem peratur des Trockners, der Abluft-Thermistor 100 die
Temperatur des Abluftstroms 120. Der Thermostat 42 öffnet den
Heizstromkreis, wenn die Temperatur einen vorbestimmten Auslösepunkt übersteigt,
und schließt ihn,
wenn die Temperatur unter einen vorbestimmten Rücksetzpunkt abfällt.
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Der
Thermistor 41 der Kombinationssensoreinheit 40 kann
ein teilgekapselter Halbleiter mit negativem Temperaturkoeffizienten
(NTC-Halbleiter) sein, der in eine hochtemperaturfeste Kunststoffsonde
eingeformt ist. Alternativ kann es sich um ein vollständig oder
ein in Metall gekapseltes Bauelement handeln. Der Thermistor 41 ist
auf den Bimetall-Thermostaten 42 montiert, der seinerseits
in das Heizgehäuse
hinein vorsteht. Der Thermostat 42 kann ein einpoliger
Bimetall-Kontakt sein, der öffnet,
wenn das Metall auf den vorgegebenen Auslösepunkt erwärmt wird. Die Kombinationseinheit 40 liefert
also in einem einzigen Bauteil das rasche Ansprechverhalten eines Thermistor
gleichzeitig mit der Sicherheit und Zuverlässigkeit eines Bimetall-Thermostaten.
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Die 2A, 2B zeigen
die Sensor-Kombinationseinheit 40 ausführlicher. Zusätzlich zum
Thermistor 41 und Thermostat 42 ist die Einheit mit
Hochspannungsanschlüssen 44,
die in Reihe mit dem Heizelement 36 liegen, sowie mit Anschlüssen 46 zur
Verbindung mit einer Steuerung versehen. Weiterhin weist die Einheit
eine Halterung 48 zum Anbau der Einheit am Sollort auf
dem Heizgehäuse 30 auf.
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Wie
die 3 zeigt, ist der Kombinationssensor 40 mit
sowohl dem Heizelement 36 als auch einer Steuerung 40 verschaltet.
Insbesondere reagiert der Thermostat 42 auf die Zulufttemperatur,
um die Wärmeabgabe
des Systems zu begrenzen. Wird die Auslösetemperatur des Thermostaten 42 erreicht,
würde dieser
den Stromkreis zum Heizelement 36 öffnen und es vollständig abschalten.
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Zusätzlich steht
der Thermistor 41 über
einen Kabelbaum 130 mit der Steuerung 140 in Verbindung.
Der Thermistor 41 misst die Temperatur im Zulauf des Heizgehäuses 30 und
gibt das Temperatursignal an die Steuerung 140. Erfasst
der Thermistor 41, dass die Temperatur zu hoch wird, lässt die
Steuerung 140 das Heizelement 36 mit halber Leistung arbeiten,
bis ein Zulauf-Rücksetzpunkt
erreicht ist. Es bleibt also eines der Heizelemente 36 aktiv
und erwärmt
den Luftstrom weiter. Ist die Rücksetztemperatur
erreicht, schaltet die Steuerung 140 das Heizelement 36 zurück auf volle
Leistung. Alternativ kann man die Thermistor/Thermostat-Kombination 40 mit einem
einstufigen Heizelement realisieren. Im Ergebnis der Thermistorfunktion
kann der Thermostat seine Auslösetemperatur
nicht erreichen, so dass lange Trockenzeiten in Folge der Schaltspiele
des Thermostaten vermieden sind.
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Die 4 zeigt
die oben beschriebene Sensorkombination in einem Gastrockner 10'. Der Gastrockner 10' ist allgemein
mit einem Heizgehäuse 30', einer Trommel 60', einem Gebläse 80' und einem Abluftkanal 90' versehen. Das
Heizgehäuse 30' hat einen Zulaufkanal 32', durch den
der Zuluftstrom 20' läuft, sowie
einen Trommelzulaufgitter 34',
durch das erwärmte
Luft das Heizgehäuse 30' verlässt und
in die Trommel 60' des
Trockners 10' einströmt. Die
Luft wird im Heizgehäuse 30' vom Brenner 38' erwärmt, das
von einem 2-Pegel-Gasventil gesteuert wird. Das Gebläse 80' saugt die Luft
aus der Trommel 60' durch ein
Flusensieb 70' und
schließlich
als Abluftstrom 120' durch
den Abluftkanal 90' des
Trockners. Der Trockner 10' weist
weiterhin einen Temperaturabschalter 50' und eine Wärmesicherung 110' auf. Der Temperaturabschalter 50' gewährleistet
einen sichereren Zustand bei Brenner- oder Gasventilausfall. Die
Wärmesicherung 110' schaltet den
Strom vom Trommelmotor ab, so dass der Luftstrom unterbrochen wird
und keine brennbaren Materialien aus dem Trockner geblasen werden
können.
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Der
Gastrockner 10' ist
mit einer Anzahl Sensoren zum Erfassen der Luftstromtemperatur im Trockner
versehen. Eine Thermistor/Thermostat-Kombinationseinheit 40 ist
im Zulaufkanal 32' des Heizgehäuses 30' angeordnet,
ein Thermistor-Ablufttemperatursensor 100' im Abluftkanal 90' des Trockners 10'. Wie die 2A, 2B zeigen,
weist die Thermistor/Thermostat-Kombinationseinheit 40 einen
Thermistor-Temperatursensor 41 und einen elektromechanischen
Bimetall-Thermostaten 42 auf. Der Thermistor 41 misst
die Zulufttemperatur des Trockners, der Abluftthermistor 100' die Temperatur des
Abluftstroms 120'.
Der Thermostat 42 öffnet
das Gasventil, wenn die Temperatur einen vorbestimmten Auslösepunkt übersteigt,
und schließt
es, wenn sie unter einen vorbestimmten Rücksetzpunkt abfällt.
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Die
Arbeitsweise der Sensorkombination 40 im Gastrockner 10' ist generell
die gleiche wie oben für
einen elektrischen Trockner 10 angegeben. Wie wiederum
die 3 zeigt, steht der Thermistor 41 über einen
Kabelbaum 130 in Verbindung mit der Steuerung 140.
Der Thermistor 41 misst die Temperatur im Zulauf des Heizgehäuses 30' und liefert
ein Temperatursignal an die Steuerung 140. Erfasst der Thermistor 41 eine
zu hohe Temperatur, lässt
die Steuerung 140 den Brenner 38' mit halber Leistung arbeiten,
bis der Zulauf-Rücksetzpunkt
erreicht ist. Ist die Rücksetztemperatur
erreicht, schaltet die Steuerung 140 den Brenner 38' auf volle Leistung
zurück. Als
Ergebnis dieser Arbeitsweise des Thermistors kann der Thermostat
seine Auslösetemperatur
nicht erreichen, so dass lange Trockenzeiten durch die Schaltspiele
des Thermostaten verhindert sind.
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Die
vorliegende Erfindung stellt also eine verbesserte Echtzeit-Steuerung
der Trocknertemperatur insgesamt bereit und verhindert so, dass
die Temperatur zu hoch wird und das Trockengut beschädigt; auch
werden Fehl-Schaltspiele im Trockner verhindert. Auch die Genauigkeit
der Trocknung sowie der Energiewirkungsgrad des Trockners insgesamt
werden verbessert.
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Die
erfindungsgemäße Sensorkombination lässt sich
kostengünstiger
herstellen als die bekannten Sensoren, da der Thermistor und der
Thermostat als einheitliches Teil zusammen aufgebaut sind, nicht zu
zwei Bauteilen getrennt.
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Während oben
bestimmte Besonderheiten und Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ausführlich
beschrieben sind, sollte klar sein, dass die Erfin dung sämtliche
Modifikationen und Verbesserungen umfasst, die in den Umfang der
folgenden Ansprüche
fallen.
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3
- 30
- Heizgehäuse
- 40
- Thermistor/Thermostat-Kombination
im Zulauf
- 130
- Kabelbaum
- 140
- Steuerung/Mikroprozessor