DE69706105T2

DE69706105T2 - Dampferzeuger für Bügeleisen oder dergleichen

Info

Publication number: DE69706105T2
Application number: DE69706105T
Authority: DE
Inventors: Gino Barazza
Original assignee: ESSE85 Srl
Current assignee: ESSE85 Srl
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1997-04-17
Publication date: 2002-03-21
Anticipated expiration: 2017-04-18
Also published as: GR3036914T3; EP0821096B1; ES2162150T3; ITUD960143A0; ITUD960143A1; EP0821096A1; ATE204346T1; IT1288957B1; DE69706105D1; SI0821096T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dampferzeuger, dazu bestimmt, mit Bügeleisen, Reinigungsanlagen, Kaffeemaschinen, Saunen oder dergleichen verwendet zu werden.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Dampferzeuger, bestehend aus einem Wassertank, verbunden mit einem Kessel durch eine Leitung, in welche eine elektrische Förderpumpe eingesetzt ist, welche, falls notwendig, die Wasserzufuhr von dem Tank zu dem Kessel steuert. Der Kessel enthält ausserdem elektrische Heizmittel.
Diese Kessel haben zusätzlich dazu, dass sie die Nachfüllvorgänge vereinfachen und eine vollkommene Sicherheit gewähren, noch den Vorteil, dass sie kein Ausschalten des Erzeugers erfordern, um in der Lage zu sein, das Nachfüllen des Wasser in den Tank vornehmen zu können.
Bei den bekannten Dampferzeugern des oben erwähnten Typs hat der Kessel in seinem Inneren eine elektrische Heizserpentine, die in das aufzuheizende Wasser eingetaucht ist. Dieser Serpentine ist ausserdem ein Thermostatschalter zugeordnet, welcher die Zufuhr von frischem Wasser steuert, wenn der Füllstand unter einen eingestellten Mindestwert absinkt.
Die Lösung hat jedoch den schwerwiegenden Nachteil der kontinuierlichen Belastung der Heizserpentine durch Thermoschocks, was auf den Wechsel von extrem hohen Temperaturen - erreicht, wenn das verdampfende Wasser teilweise den Widerstand freilegt, der sich so in den Dampf eingetaucht befindet - auf andere, verhältnismässig niedrige Temperaturen durch die Zufuhr von kaltem Wasser zurückzuführen ist, was mit der Zeit zu einem Bruch derselben führt. Insbesondere sind die Bereiche, in denen die Serpentine an die Buchsen zur Befestigung an dem Kessel angeschweisst ist, häufigen Brüchen unterzogen.
Ein weiterer Nachteil bei dieser bekannten Lösung ist auf die wohlbekannte Bildung von Ablagerungen an der Serpentine zurückzuführen, welche die technischen Eigenschaften derselben verändern und diese mit der Zeit unbrauchbar machen. Ebenfalls ist eine Lösung bekannt, bei welcher die elektrische Serpentine durch zwei Heizplatten ersetzt ist, die im Inneren des Kessels angebracht sind, und zwar eine in vertikaler Position und die andere in horizontaler Position. Diese Lösung ist jedoch nicht geeignet, die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden, da diese Platten ebenfalls nicht nur dem Phänomen der Ablagerung des im Wasser vorhandenen Kalks ausgesetzt sind, sondern auch der Wirkung des Thermoschocks.
Es ist ebenfalls ein Dampferzeuger bekannt, enthaltend einen Kessel, der aus einem langen vertikalen Rohr besteht, bei welchem die elektrischen Heizmittel aus einer an der Aussenseite des Kessels durch Verschweissen angebrachten elektrischen Serpentine bestehen.
Die Lösung behebt zu einem Teil die vorgenannten Nachteile, ist jedoch nicht direkt an Bügeleisen anbringbar, deren begrenzte vertikale Abmessungen nicht mit der gezeigten Form kompatibel sind. Ausserdem ist diese Lösung, die zusätzlich ausgesprochen teuer in bezug auf deren praktische Verwirklichung ist, leichten Verzögerungen in der Dampfproduktion unterzogen, nachdem erneut kaltes Wasser zugeführt worden ist, zurückzuführen auf die Verzögerung, mit welcher das neue kalte Wasser auf die richtige Temperatur gebracht wird.
Schliesslich ist ein Dampferzeuger bekannt (beschrieben in dem Europäischen Patent Nr. EP 0438112), enthaltend einen Kessel mit einem Druckschalter und Thermostaten, welcher an ein Bügeleisen angeschlossen ist, und einen getrennten Wassertank zum Auffüllen, über eine Pumpe an den Kessel angeschlossen. Die Aktiviermittel der Pumpe bestehen (nach einer vorgezogenen Lösung der Erfindung) aus einem Temperaturfühler, gebildet aus einem Wärmeumwandler, der einem Heizmittel und einem an den Wärmeumwandler angeschlossenen Thermostatschalter zugeordnet ist.
Keine der Lösungen von bekannter Art ist schliesslich in der Lage, ohne Unterbrechung gleichbleibend Dampf zu erzeugen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher der, die von den Vorrichtungen des bekannten Typs aufgezeigten Nachteile zu vermeiden, indem ein Dampferzeuger für Bügeleisen oder dergleichen vorgesehen wird, welcher die Dauer des Aufheizens von frisch zugeführtem kalten Wasser in dem Kessel während der Benutzung reduziert, so dass keinerlei Unterbrechung bei der Zufuhr von Dampf entsteht.
Ein weiterer erreichter Zweck ist der, dass auf bestmögliche Weise der geringe Platz genutzt wird, der in Bügeleisen oder dergleichen vorhanden ist, indem ein Dampferzeuger vorgesehen ist, in der Lage, innerhalb einer kurzen Zeit nach dem Einschalten für eine reichliche und kontinuierliche Dampfzufuhr zu sorgen.
Ein anderer Zweck ist der, einen Dampferzeuger vorzusehen, welcher zusätzlich zu seiner Funktionstüchtigkeit auch noch wirtschaftlich im Hinblick auf Produktion und Betrieb ist. Ausserdem besteht noch der Zweck, die Reaktionszeiten des Thermostatschalters zu beschleunigen, wobei gleichzeitig die Temperaturschwankungen der Heizplatte begrenzt werden.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist der zu verhindern, dass während des normalen Betriebszustandes des Dampferzeugers letzterer zusammen mit dem Dampf auch Wasser ausstösst, welches noch nicht verdampft ist.
Ein anderer Zweck des betreffenden Dampferzeugers ist der, dass das Bilden von Feststoffablagerungen im Inneren des Kessels eingeschränkt wird.
Nicht zuletzt ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung den Kessel so auszubilden, dass die Dampferzeugung niemals unterbrochen wird, auch wenn unter besonders kritischen Arbeitsbedingungen die Zufuhr von frischem kalten Wasser mit einer gewissen Verzögerung erfolgen sollte.
Diese und noch andere Zwecke werden alle erreicht durch einen Dampferzeuger für Bügeleisen oder dergleichen, wie er in dem Anspruch 1 beschrieben ist.
Insbesondere ist ein Kessel mit einem geneigten Boden vorgesehen, an welchem aussen die Heizplatte montiert ist. Ein Thermostatschalter, welcher die Zufuhr von neuem kalten Wasser in den Kessel steuert, ist in einem oberen Bereich der Platte montiert. Die Öffnung, durch welche das Wasser zufliesst, ist entsprechend zu dem Bereich angeordnet, in welchem der Thermostatschalter montiert ist, um den doppelten Vorteil des schnellen Aufheizens des Wasser zu erhalten, das in den direkten Kontakt mit der überhitzten Oberfläche des Kessels gebracht wird, die sich oberhalb des Wasserstandes befindet, und des ebenfalls schnellen Kühlens der Heizplatte, so dass es sehr schnell möglich ist, den Zufluss von frischem Wässer zu steuern.
Als Ergebnis dieser besonderen gegenseitigen Anordnung des Thermostatschalters im Verhältnis zu der Öffnung für den Wasserzufluss, ist der Dampferzeuger ausgesprochen empfindlich gegenüber Temperaturschwankungen und somit in der Lage, Dampf mit einem gleichmässig hohen Druck zu liefern.
Auf diese Weise können die Temperaturen im Inneren des Kessels niedriger gehalten werden, was auch das Bilden von Kalkablagerungen begrenzt.
Als Ergebnis der geneigten Ausbildung des Kessels wird schliesslich gesichert, dass letzterer immer eine kleine Wassermenge enthält, um die Kontinuität der Dampferzeugung zu gewährleisten, so dass diese keinen Unterbrechungen unterliegt, auch wenn der Wasserstand unter den eingestellten Mindeststand absinken sollte.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer vorgezogenen Ausführung hervor, die rein als ein nicht begrenzendes Beispiel in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, von denen
- Abb. 1 die schematische Ansicht eines Dampferzeugers für Bügeleisen oder dergleichen nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
- Abb. 2 zeigt eine Konstruktionsvariante des Kessels aus der Abb. 1.
Unter Bezugnahme auf die Abb. 1 ist mit 1 schematisch in seiner Gesamtheit ein Dampferzeuger bezeichnet, dazu bestimmt, zum Beispiel einem Bügeleisen 8, einem Dampfreinigungsgerät oder auch einer Kaffeemaschine oder einer ähnlichen Vorrichtung zugeordnet zu werden.
Der Dampferzeuger 1, der normalerweise in einem hier nicht gezeigten Gehäuse angeordnet ist, enthält einen Wassertank 2, der oben mit einem Füllstutzen 19 versehen ist, und einen Kessel 3 zur Dampferzeugung unter Druck, angeschlossen an den Tank 2 durch eine Wasserzulaufleitung 5, welche eine Förderpumpe 6 enthält, normalerweise eine elektromagnetische Pumpe oder von einem gleichwertigen Typ.
Der Tank 2 und der Kessel 3 sind ebenfalls durch eine Rücklaufleitung 20 miteinander verbunden, welcher auf eine an und für sich bekannte Weise ein Überdruckventil 21 zugeordnet ist.
Zwischen der Förderpumpe 6 und dem Kessel 3 befindet sich ein Rückschlagventil 9, welcher über eine Rücklaufleitung 24 mit dem Tank 2 in Verbindung steht.
Der Boden 11 des Kessels 3 weist einen geneigten Bereich 14 auf, wie deutlich in der Abb. 1 gesehen werden kann. Der Kessel 3 ist mit diesem zugeordneten elektrischen Heizmitteln 4 versehen. Diese enthalten eine Heizplatte 18, die aussen montiert und auf dicht abschliessende Weise an den Kessel 3 selbst angeschlossen ist, um die Wärmeübertragung in beiden Richtungen zu optimieren, das heisst von der Platte 18 auf das Wasser und umgekehrt. Dieser Anschluss kann zum Beispiel in der Praxis mit Hilfe von Bolzen erhalten werden, wobei eine wärmeleitende Paste (hier nicht gezeigt) dazwischen eingefüllt wird.
Der geneigte Boden 11 hat zwei Abschnitte, einen unteren Abschnitt 12 und einen oberen Abschnitt 13, wobei einer an dem tiefsten Punkt im Inneren des Kessels 3 angeordnet ist und der andere in der Nähe des höchstliegenden Innenbereiches, der sich noch mit der Heizplatte 4 im Kontakt befindet. Die Heizplatte 4, die einzig ist, erstreckt sich im wesentlichen über den gesamten Boden 11 und ist mit einer Thermostatsonde versehen, die im Bereich des oberen Abschnittes 13 angeordnet ist.
Dieser Thermostatschalter 16 unterbricht die Stromzufuhr, wenn die Heizplatte 18 die eingestellte Betriebstemperatur erreicht oder überschreitet, und aktiviert sie erneut, sobald die Temperatur unter diese Grenze abfällt.
Der Boden 11, welcher so geneigt ist, weist eine beachtliche Heizfläche auf, die mit dem Wasser in Berührung kommt und mit Gewissheit grösser ist als die eines gewöhnlichen flachen Bodens.
Der Kessel 3 hat eine Öffnung 15 im wesentlichen entlang der Vertikalen des Thermostatschalters 16 und angeschlossen an die Wasserzulaufleitung S.
Der einzige vorhandene Thermostatschalter 16 ist von einem zweiwertigen Typ: tatsächlich ist er in der Lage, zwei verschiedene Betriebstemperaturen zu steuern. Die erste ist die erfasste, wenn das Wasser beim Verdampfen teilweise die Oberfläche des oberen Abschnittes 13 freilegt, wodurch deren Temperatur ansteigt. Der zweite Temperaturwert, welchen der Thermostatschalter 16 in der Lage ist zu erfassen, ist die Grenztemperatur, welche die Heizplatte 18 niemals überschreiten sollte. Es handelt sich daher um eine Sicherheitstemperatur, über welche hinaus der Thermostatschalter 16 eingreift und die Stromzufuhr zu der Platte 18 unterbricht, welcher immer auch der Betriebszustand des Dampferzeugers in dem bestimmten Augenblick sein sollte.
Der Thermostatschalter 16 wirkt daher als ein Fühler des Wasserstandes im Inneren des Kessels. Tatsächlich ist letzterer, wenn der Wasserstand fällt, wobei teilweise der obere Abschnitt 13 freigegeben wird, von Dampf umgeben. Infolge des veränderten Wärmeaustauscher-Koeffizienten, welcher drastisch verschlechtert wurde, steigt die Temperatur an der Platte 18 sehr schnell an, und dieses Ansteigen der Temperatur bewirkt das Auslösen des Thermostatschalters 16. Der Kessel 3 hat ausserdem noch eine Dampfzuführleitung 7 angeschlossen, welche in dem Bügeleisen 8 endet, und in welche ein Dampfventil 10 eingesetzt ist, das betätigt werden kann, so dass, wenn immer nötig, der Dampf heraus und in Richtung des Bügeleisens 8 strömt.
Der Kessel 3 hat ausserdem einen Ablaßstöpsel 23, der in der Nähe des unteren Abschnittes 12 angeordnet ist, um von diesem die Ablagerungen zu entfernen, die sich mit der Zeit unvermeidbar im Inneren bilden.
Abb. 2 zeigt eine Konstruktionsvariante des Kessels 3'. In diesem ist der geneigte Boden durch einen flachen Boden ersetzt, von welchem aus sich ein oberer Abschnitt 13' erhebt, der in der Art eines umgestülpten "U" ausgebildet ist. In diesem Falle ist auch die Heizplatte 18' so geformt, dass sie sich genau der Form des Bodens des Kessels anpasst, so dass sie die gesamte Oberfläche des Bodens selbst aufheizt.
Es muss bemerkt werden, dass die Wasserzulaufleitungen 5' und die Dampfleitungen 7' im Verhältnis zu der in Abb. 1 gezeigten Ausführung umgekehrt angeordnet sind. Dies wurde gemacht, um die Wasserzulaufleitung 5' entlang der Vertikalen des oberen Abschnittes 13' anzuordnen.
Mit 16' ist der Thermostatschalter bezeichnet, der sich auch in diesem Falle im Bereich des oberen Abschnittes 13' befindet. Aufgrund der vorstehenden Hauptbeschreibung der Struktur betrachten wir nun die Arbeitsweise des Gerätes nach der vorliegenden Erfindung.
Nach dem Einschalten wird die Heizplatte 18, 18' über Steuermittel (hier nicht gezeigt, da diese zu der bekannten Technik gehören) mit Strom versorgt, unabhängig von dem Vorhandensein oder nicht von Wasser im Inneren des Kessels 3, 3'. An diesem Punkt stellen sich drei Grenzsituationen ein:
- der Kessel ist leer;
- der Kessel enthält Wasser;
- der Kessel ist voll mit Wasser.
In dem ersten Falle, das heisst in welchem der Kessel leer ist, erhöht sich die Temperatur sehr schnell, da kein Wasser zum Aufheizen vorhanden ist, und löst den Thermostatschalter 16 aus, welcher durch Aktivierung der Pumpe 6 den Zulauf des Wassers durch die Öffnung 15 bewirkt. Das Wasser fällt direkt auf den oberen Abschnitt 13, 13', welcher sehr heiss ist und sehr schnell aufheizt und gleichzeitig den Bereich abkühlt, der von dem Thermostatschalter 16 gesteuert ist. Letzterer wird dann wieder ausgelöst und bewirkt das Abschalten der Förderpumpe 6. Dieser Vorgang wird automatisch mehrere Male solange wiederholt, bis der Wasserstand auf den eingestellten Füllstand gebracht ist.
Der Thermostatschalter 16 bewirkt diesen automatischen Ablauf als Ergebnis seiner wohlbekannten Eigenschaft des Öffnens der Kontakte bei einer bestimmten Temperatur, jedoch das Schliessen derselben bei einer leicht unterschiedlichen Temperatur.
Sobald das im Inneren des Kessels 3, 3' enthaltene Wasser die Siedetemperatur erreicht, wird der Dampf in der gewünschten Menge erzeugt.
Wenn andererseits der Kessel 3, 3' bereits während der Einschaltphase Wasser enthalten sollte, so dauert die Auslösezeit des Thermostatschalters 16 etwas länger, da die von der Platte 18 erzeugte Wärmeenergie zunächst von dem Wasser aufgenommen wird. Sobald der Wasserstand bis unterhalb des oberen Abschnittes 13, 13' abfällt, wird der Thermostatschalter 16 auf die bereits beschriebene Weise ausgelöst.
Der letzte Fall ist der, in dem der Kessel 3, 3' im Moment des Einschaltens bereits voll mit Wasser ist. Ähnlich dem was bisher gesehen werden konnte, ist es auch in diesem Falle der Thermostatschalter 16, welcher den Zulauf von frischem Wasser bewirkt, jedoch wird er erst dann ausgelöst, wenn ein Teil des erzeugten Dampfes durch Öffnen des Dampfventils 10 zu dem Bügeleisen 8 hin ausgeströmt ist.
Mit der Auslegung des in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Dampferzeugers ist es daher möglich, den gewünschten Dampf schnell und kontinuierlich zu erzeugen. Insbesondere ist es möglich, ausgesprochen kurze Zeiten zum Aufheizen des frischen Wassers zu erreichen, was sich positiv auf den gesamten Betrieb des Dampferzeugers auswirkt. Da der obere, extrem heisse Abschnitt 13, 13' des Kessels 3, 3' direkt von dem Wasser getroffen wird, sind tatsächlich die Zeiten für den Wärmeaustausch und die Reaktion des Thermostatschalters erheblich verkürzt. Der Kessel reagiert daher ausgesprochen empfindlich auf die Veränderungen des Füllstandes und die Temperatur in seinem Inneren. Im wesentlichen ergibt sich daraus, dass in diesen eine kleine Menge Wasser, jedoch mit häufigen Unterbrechungen geladen wird.
Die konstruktionsmässige Besonderheit verhindert ausserdem, dass die Temperatur des Kessels über längere Zeiten auf sehr hohen Werten verbleibt. Dies hat eine positive Auswirkung auf die Menge von Kalk, der sich im Inneren des Kessels ablagert, da sich, wie bekannt ist, die Kalkbildung bei einer Temperaturverringerung reduziert.
Die Tatsache, dass der Kessel 3 geneigt ist, gewährleistet ausserdem, dass immer eine kleine Menge Wasser in seinem Inneren verbleibt, wodurch die nicht gerade wirtschaftlichen Unterbrechungen bei der Erzeugung des Dampfstromes verhindert werden. Die gleichen Vorteile sind natürlich aus mit der in Abb. 2 gezeigten alternativen Ausführung erhalten, deren Betrieb vollkommen gleichartig ist.

Claims

1. Dampferzeuger für Bügeleisen oder dergleichen, enthaltend:

- einen Wassertank (2);

- einen Kessel (3);

- eine Wasserzulaufleitung (5, 5'), welche den Tank (2) mit dem Kessel (3) verbindet, und in welche eine Förderpumpe (6) und ein Rückschlagventil (9) eingebaut ist;

- elektrische Heizmittel (4), die an die Aussenseite des Kessels (3, 3') angeschlossen sind und wenigstens eine Heizplatte (18, 18') enthalten, die auf eine dicht anliegende Weise mit einem Boden (11, 11') des Kessels (3) verbunden ist, sowie einen Thermostatschalter (16) zum Aktivieren der genannten Pumpe (6), wobei der genannte Kessel (3, 3') eine Öffnung (15) zum Anschliessen der Wasserzulaufleitung (5) aufweist;

- eine Dampfzuführleitung (7, 7'), welche den Kessel (3) mit dem Verbrauchergerät (8) verbindet, und in welche ein steuerbares Dampfventil (10) eingebaut ist;

dadurch gekennzeichnet,

- dass der genannte Böden (11, 11') des Kessels (3) wenigstens zwei Abschnitte aufweist, einen unteren Abschnitt (12, 12') und einen oberen Abschnitt (13, 13'), angeordnet auf unterschiedlichen Höhen und beide durch die genannte Heizplatte (18, 18') beheizt;

- dass der Thermostatschalter (16) im Bereich des genannten oberen Abschnittes (13, 13') angeordnet ist;

- dass die genannte Öffnung (15) des Kessels (3, 3') im Bereich des genannten oberen Abschnittes (13, 13') angeordnet ist.

2. Dampferzeuger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Heizplatte (18, 18') sich im wesentlichen über die gesamte Fläche des Bodens (11, 11') erstreckt.

3. Dampferzeuger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Boden (11) einen geneigten Bereich (14) enthält.

4. Dampferzeuger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte untere Abschnitt (12') in Form eines im wesentlichen horizontalen flachen Bereiches dargestellt ist, und dass der genannte obere Abschnitt (13') in der Weise eines angehobenen Bereiches dargestellt ist, der oberhalb des genannten unteren Abschnittes (12') angeordnet ist.

5. Dampferzeuger nach den vorstehenden Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Heizplatte (18, 18') auf dicht anliegende Weise mit dem Boden (11, 11') verbunden ist, und zwar mit Hilfe von Bolzen und mit einer Zwischenlage aus einer thermisch leitenden Paste.

6. Dampferzeuger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Öffnung (15) so angeordnet und ausgelegt ist, dass das von der Zulaufleitung (5, 5') kommende Wasser direkt auf den genannte oberen Abschnitt (13, 13') trifft.

7. Dampferzeuger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Öffnung (15) im wesentlichen entlang der Vertikalen des Thermostatschalters (16) angeordnet ist.

8. Dampferzeuger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten und an die Aussenseite des Kessels (3') angeschlossenen elektrischen Heizmittel (4) eine einzige Heizplatte (18') enthalten.

9. Dampferzeuger nach den vorstehenden Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kessel (3) einen Ablaßstöpsel (23) enthält.