WO2010031667A2 - Steam boiler for a domestic appliance with a refillable steam boiler and method for operating a steam boiler - Google Patents

Steam boiler for a domestic appliance with a refillable steam boiler and method for operating a steam boiler Download PDF

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WO2010031667A2
WO2010031667A2 PCT/EP2009/061062 EP2009061062W WO2010031667A2 WO 2010031667 A2 WO2010031667 A2 WO 2010031667A2 EP 2009061062 W EP2009061062 W EP 2009061062W WO 2010031667 A2 WO2010031667 A2 WO 2010031667A2
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steam boiler
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boiler
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David Diaz De Durana Aramendi
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/28—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically
    • F22B1/284—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically with water in reservoirs
    • F22B1/285—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically with water in reservoirs the water being fed by a pump to the reservoirs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F75/00—Hand irons
    • D06F75/08—Hand irons internally heated by electricity
    • D06F75/10—Hand irons internally heated by electricity with means for supplying steam to the article being ironed
    • D06F75/12—Hand irons internally heated by electricity with means for supplying steam to the article being ironed the steam being produced from water supplied to the iron from an external source

Definitions

  • the invention relates to a steam boiler for a domestic appliance with a fillable steam boiler and a method for operating a steam boiler according to the preambles of the independent claims.
  • the pressure in the steam boiler decreases.
  • the pressure of the exiting steam should be kept as stable as possible to allow a comfortable ironing. If the liquid level in the boiler drops, liquid must be added. Refilling cools down the boiler so that the pressure inside the boiler drops.
  • the invention has for its object to provide a steam boiler for a household appliance with a refillable steam boiler, which can provide more stable pressure conditions. Another object is to provide a method for operating a steam boiler with more stable pressure ratios.
  • a steam boiler is proposed for a household appliance with a fillable steam boiler with an enclosure enclosed by boundary walls, wherein an inlet for a liquid is provided in at least one boundary wall, and in which a first sensor for detecting a steam temperature and a second sensor for detecting a steam quantity is provided in the boiler.
  • the pressure in the steam boiler is adjustable via a first control loop taking into account a sensor signal of the first sensor and the amount of steam in the steam boiler via a second control loop taking into account at least one sensor signal of the second sensor.
  • the amount of steam can be adjusted independently of the steam pressure in the steam boiler.
  • a unit with the first and / or second sensor for processing the sensor signals and for driving a
  • Heating element and a liquid supply to the boiler to be coupled Preferably, a valve for removing steam from the steam boiler can be coupled to the unit, wherein an operating state of the valve of the first and / or second control loop can be fed.
  • the unit may be a control unit or a control unit. The fact that an operating state of the valve can be taken into account when adjusting the amount of steam and / or the pressure, a further improvement of the
  • a pressure in the steam boiler can be derived from the first sensor signal. From the temperature detected by the sensor in the steam zone of the steam boiler, the pressure of the steam, which is proportional to the steam temperature, can be deduced.
  • a liquid level in the steam boiler can be derived from a first sensor signal and the second sensor signal.
  • the temperatures detected by the first and second sensors can be compared and from this a signal for adjusting a liquid level in the steam boiler can be formed.
  • the first sensor can be coupled to a steam space of the steam boiler. The installation is easy to accomplish.
  • the second sensor can be coupled adjacent to a heating element of the steam boiler. As a result, a level of liquid in the boiler can be reliably detected.
  • the senor and / or the second sensor may be a temperature sensor.
  • the temperature in the vapor space and the temperature in the region of the heating element can be detected in a simple manner with sufficient accuracy.
  • the senor and / or the second sensor may comprise an NTC resistance element.
  • An NTC resistance element has an advantageous temperature-dependent electrical resistance, which is lower at high temperatures than at low temperatures.
  • the steam boiler may preferably be used for a household appliance designed as a steam ironing station with a steam iron coupled to the steam boiler.
  • the steam boiler may be a separate component to which the steam iron is coupled.
  • the steam boiler can also be integrated in the steam iron. The invention allows a comfortable ironing.
  • the steam boiler can furthermore preferably be used for a household appliance, which is designed as a steam cleaning station with a steam cleaning device coupled to the steam boiler.
  • the invention allows a comfortable cleaning with the household appliance.
  • a method for operating a steam boiler in which a pressure in the steam boiler via a first control loop taking into account a sensor signal of a first sensor and a steam quantity in the boiler via a second control loop at least Considering a sensor signal of a second sensor is adjustable.
  • the two control loops can be operated independently of each other, so that the amount of steam and pressure of the steam in the boiler can be set independently.
  • a steam temperature can be detected for the first control loop, from which a pressure in the steam boiler is derived.
  • a liquid temperature can be detected for the second control loop, from which a quantity of liquid and / or a quantity of steam in the steam boiler is discharged.
  • an operating state of a valve for the removal of steam from the steam boiler of the first and / or second control loop can be supplied.
  • Figure 1 is a schematic view of a preferred domestic appliance with a preferred steam boiler according to the invention with a first and second control loop.
  • FIG. 2 shows in section a preferred steam boiler with a first sensor for detecting the steam temperature and a second sensor for detecting a liquid level.
  • FIG. 1 shows by way of example a preferred household appliance 10 designed as a steam ironing station with a steam boiler 20 and an associated consumer 12, which is designed eg as a steam iron.
  • the trained as a steam iron Consumer 12 is connected with a hose 14 to an outlet 44 of the boiler 20 and is supplied via this with steam.
  • the steam boiler 20 is shown in section in Fig. 2, which will be described in connection with Fig. 1.
  • the boiler 20 has boundary walls 22, 24, 26, 28, 30, 32 enclosing an interior space 46 in which liquid 76, e.g. Water can be evaporated, which is supplied via a supply line 16 from a pump device 18 or a reservoir (not shown).
  • the liquid 76 passes through an opening 42 of an inlet 40 in the boiler 20.
  • a heating element 60 is provided, which is provided with electrical connections 62, 64 and in the filled state in the liquid 76 in the liquid space 72 of the boiler 20 dips.
  • the heating element 60 heats the liquid 76 to a temperature near the boiling point of the liquid 76 and vaporizes a certain amount which collects as steam in the steam space 48 of the steam boiler 20. If the liquid level 74 drops too far, liquid 76 is replenished, preferably automatically.
  • a first sensor 50 is arranged on a boundary wall 26 and a second sensor 52 on another boundary wall 24.
  • the sensors 50, 52 are mounted at different heights on the steam boiler 20.
  • the upper sensor 50 e.g. an NTC resistance element, is arranged in the region of a steam space 48 in the upper region of the steam boiler 20, which is located geodetically above the liquid 76 in the steam boiler 20.
  • the first sensor 50 may e.g. measure the temperature T1 of the steam in the steam room. From the temperature t1 of the steam, the vapor pressure can be determined.
  • the lower sensor 52 may preferably be disposed in a region adjacent to the heating element 60.
  • the temperature T2 in this area depends on the amount of liquid 76, eg water, which is present in the steam boiler 20, in each case with the same heating time. If this temperature T2 is compared with the steam temperature, the liquid quantity or the level of the liquid 76 in the steam boiler 20 can be derived therefrom become. At constant pressure can be concluded from the amount of water to the amount of steam.
  • the sensor signals of the sensors 50, 52 can be fed to a unit 80.
  • the unit 80 may be a control and / or control unit which adjusts the steam pressure and the amount of steam in the steam boiler 20 based on the sensor signals of the first and second sensors 50, 52.
  • the unit 80 controls the heater 60 and the pumping device 18 in accordance with the sensor signals of the sensors 50, 52.
  • the sensors 50, 52 are two independent control loops 100, 200 are available with which the pressure and the amount of steam can be adjusted.
  • the first sensor 50 determines the steam temperature T1, which is proportional to the vapor pressure. This can be used in the first control loop 100 to adjust the amount of steam. If the vapor pressure is less than a predetermined target pressure A, a pressure adjustment 102 is made and activation 104 of the heating element 60 is effected by e.g. a relay is switched.
  • the amount of steam in the vapor space 48 is equivalent to the level of the liquid 76.
  • the temperature detected by the second sensor 52 is dependent on the liquid level 74 in the steam boiler 20.
  • the temperature T2 of the second sensor 52 is fed and compared with the temperature of the first sensor 50.
  • the liquid level 74 should have a setpoint B.
  • the level adjustment 202 can be made and a switch for activation 204 of the pumping device 18 can be controlled accordingly, e.g. a transistor is driven.
  • a valve for steam extraction from the steam boiler 20 may be coupled to the unit 80, or serve as input for the two control loops 100 and 200.
  • the valve may be connected to an actuator 12a on the consumer 12, e.g. a push button, a slide valve or the like, are operated.
  • valve open or "valve closed” is included in the control loops 100, 200
  • the unit 80 can respond in different ways, depending of whether the valve is open or closed. When closed, no vapor will escape and pressure and fluid levels 74 will vary less than when the valve is open. If the valve is open, the pressure in the boiler drops, and it can be applied according to a higher heat output and / or more liquid 76 are supplied.
  • the pressure of the exiting steam and the amount (dosage) of the exiting steam depend on the amount of steam in the interior 46 of the boiler and its pressure.
  • the operation of the boiler 20 is improved according to the invention, and the pressure of the steam varies for equal operations to a lesser extent than in known systems.
  • the steam boiler according to the invention is inexpensive and effective to manufacture.

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Abstract

The invention relates to a steam boiler (20) for a domestic appliance(10) with a refillable steam boiler (20), comprising an interior (46) enclosed by defining walls (22, 24, 26, 28, 30), wherein at least one limiting wall (22) is provided with an inlet (40) for a liquid (74). A first sensor (50) is provided for recording a steam temperature and a second sensor (52) is provided for recording a steam amount (20) in the steam boiler (20), wherein the pressure in the steam boiler (20) may be adjusted by means of a first control loop using a sensor signal from the first sensor (50) and the steam amount in the steam boiler (20) may be adjusted using a second control loop using a sensor signal from thee second sensor (52).

Description

Dampfkessel für ein Haushaltsgerät mit einem befüll baren Dampfkessel und Verfahren zum Betreiben eines Dampfkessels Steam boiler for a household appliance with a filling steam boiler and method for operating a steam boiler
Die Erfindung betrifft einen Dampfkessel für ein Haushaltsgerät mit einem befüllbaren Dampfkessel und ein Verfahren zum Betreiben eines Dampfkessels nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a steam boiler for a domestic appliance with a fillable steam boiler and a method for operating a steam boiler according to the preambles of the independent claims.
Haushaltsgeräte mit Dampferzeugung werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt. So wird zunehmend in Haushalten Dampf zur Reinigung von Fenstern, Böden und Einrichtungsgegenständen verwendet und insbesondere zum Bügeln eingesetzt. So ist aus der DE 697 27 211 T2 eine Dampfbügeleisenstation mit einem Dampfkessel bekannt. Üblicherweise wird Dampf in einem Dampfkessel erzeugt, indem Flüssigkeit zugeführt und mit einem elektrischen Widerstandserhitzer verkocht wird, bis Dampf entsteht, der vorzugsweise in einem bestimmten Druckbereich einem angeschlossenen Verbraucher, z.B. einem Bügeleisen, zu Verfügung gestellt wird. Im Dampfkessel ist ein NTC- Widerstandselement als Temperatursensor angeordnet, der bei ausreichender Flüssigkeitszufuhr im Dampfkessel die Flüssigkeitszufuhr zum Dampfkessel ein Signal ausgibt, dass die Flüssigkeitszufuhr in den Dampfkessel stoppt. Ein Problem bei kontinuierlich nachfüllbaren Dampfkesseln ist die Kontrolle des Drucks des Dampfes und des Flüssigkeitspegels innerhalb des Dampfkessels. Mit jeder Dampfentnahme durch einen Anwender sinkt der Druck im Dampfkessel. Der Druck des austretenden Dampfes soll so stabil wie möglich gehalten werden, um ein komfortables Bügeln zu ermöglichen. Sinkt der Flüssigkeitspegel im Dampfkessel ab, muss Flüssigkeit nachgefüllt werden. Das Nachfüllen kühlt den Dampfkessel ab, so dass der Druck innerhalb des Dampfkessels absinkt.Domestic appliances with steam generation are used in various areas. For example, steam is increasingly used in households for cleaning windows, floors and furnishings, and is used in particular for ironing. Thus, from DE 697 27 211 T2 a steam iron station with a steam boiler known. Typically, steam is generated in a steam boiler by supplying liquid and cooking with an electric resistance heater until steam is generated, which is preferably present in a certain pressure range to a connected consumer, e.g. an iron, is provided. In the boiler, an NTC resistance element is arranged as a temperature sensor, which, when there is sufficient liquid in the boiler, the liquid supply to the boiler outputs a signal that stops the supply of liquid to the boiler. One problem with continuously refillable boilers is the control of the pressure of the steam and liquid level within the boiler. With each steam extraction by a user, the pressure in the steam boiler decreases. The pressure of the exiting steam should be kept as stable as possible to allow a comfortable ironing. If the liquid level in the boiler drops, liquid must be added. Refilling cools down the boiler so that the pressure inside the boiler drops.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampfkessel für ein Haushaltsgerät mit einem befüllbaren Dampfkessel zu schaffen, der stabilere Druckverhältnisse bereitstellen kann. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben eines Dampfkessels mit stabileren Druckverhältnissen anzugeben.The invention has for its object to provide a steam boiler for a household appliance with a refillable steam boiler, which can provide more stable pressure conditions. Another object is to provide a method for operating a steam boiler with more stable pressure ratios.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Es wird ein Dampfkessel für ein Haushaltsgerät mit einem befüllbaren Dampfkessel mit einem von Begrenzungswänden umschlossenen Innenraum vorgeschlagen, wobei in wenigstens einer Begrenzungswand ein Einlass für eine Flüssigkeit vorgesehen ist, und bei dem ein erster Sensor zur Erfassung einer Dampftemperatur und ein zweiter Sensor zur Erfassung einer Dampfmenge im Dampfkessel vorgesehen ist. Der Druck im Dampfkessel ist über eine erste Regelschleife unter Berücksichtigung eines Sensorsignals des ersten Sensors und die Dampfmenge im Dampfkessel über eine zweite Regelschleife unter Berücksichtigung wenigstens eines Sensorsignals des zweiten Sensors einstellbar.These objects are achieved according to the invention with the features of the independent claims. A steam boiler is proposed for a household appliance with a fillable steam boiler with an enclosure enclosed by boundary walls, wherein an inlet for a liquid is provided in at least one boundary wall, and in which a first sensor for detecting a steam temperature and a second sensor for detecting a steam quantity is provided in the boiler. The pressure in the steam boiler is adjustable via a first control loop taking into account a sensor signal of the first sensor and the amount of steam in the steam boiler via a second control loop taking into account at least one sensor signal of the second sensor.
Vorteilhaft kann mit dem erfindungsgemäßen Dampfkessel die Dampfmenge unabhängig vom Dampfdruck im Dampfkessel eingestellt werden.Advantageously, with the steam boiler according to the invention the amount of steam can be adjusted independently of the steam pressure in the steam boiler.
Es kann gemäß einer günstigen Weiterbildung der Erfindung eine Einheit mit dem ersten und/oder zweiten Sensor zur Verarbeitung der Sensorsignale und zum Ansteuern einesIt may according to a favorable development of the invention, a unit with the first and / or second sensor for processing the sensor signals and for driving a
Heizelements und einer Flüssigkeitszufuhr zum Dampfkessel gekoppelt sein. Bevorzugt kann auch ein Ventil zur Dampfentnahme aus dem Dampfkessel mit der Einheit gekoppelt sein, wobei ein Betriebszustand des Ventils der ersten und/oder zweiten Regelschleife zuführbar sein kann. Die Einheit kann eine Regeleinheit oder eine Steuereinheit sein. Dadurch, dass ein Betriebszustand des Ventils bei der Einstellung der Dampfmenge und/oder des Drucks berücksichtigt werden kann, kann eine weitere Verbesserung desHeating element and a liquid supply to the boiler to be coupled. Preferably, a valve for removing steam from the steam boiler can be coupled to the unit, wherein an operating state of the valve of the first and / or second control loop can be fed. The unit may be a control unit or a control unit. The fact that an operating state of the valve can be taken into account when adjusting the amount of steam and / or the pressure, a further improvement of the
Betriebsverhaltens des Haushaltsgeräts erreicht werden.Operating behavior of the household appliance can be achieved.
Gemäß einer weiteren günstigen Weiterbildung der Erfindung kann aus dem ersten Sensorsignal ein Druck im Dampfkessel ableitbar sein. Aus der von dem Sensor erfassten Temperatur im Dampfbereich des Dampfkessels kann der Druck des Dampfes abgeleitet werden, der proportional zur Dampftemperatur ist.According to a further favorable development of the invention, a pressure in the steam boiler can be derived from the first sensor signal. From the temperature detected by the sensor in the steam zone of the steam boiler, the pressure of the steam, which is proportional to the steam temperature, can be deduced.
Gemäß einer weiteren günstigen Weiterbildung der Erfindung kann aus einem ersten Sensorsignal und dem zweiten Sensorsignal ein Flüssigkeitspegel im Dampfkessel ableitbar sein. Vorteilhaft können die vom ersten und zweiten Sensor erfassten Temperaturen verglichen und daraus ein Signal zum Einstellen eines Flüssigkeitspegels im Dampfkessel gebildet werden. Gemäß einer weiteren günstigen Weiterbildung der Erfindung kann der erste Sensor an einen Dampfraum des Dampfkessels gekoppelt sein. Die Montage lässt sich einfach bewerkstelligen.According to a further favorable development of the invention, a liquid level in the steam boiler can be derived from a first sensor signal and the second sensor signal. Advantageously, the temperatures detected by the first and second sensors can be compared and from this a signal for adjusting a liquid level in the steam boiler can be formed. According to a further favorable development of the invention, the first sensor can be coupled to a steam space of the steam boiler. The installation is easy to accomplish.
Gemäß einer weiteren günstigen Weiterbildung der Erfindung kann der zweite Sensor benachbart zu einem Heizelement des Dampfkessels gekoppelt sein. Dadurch kann zuverlässig ein Füllstand der Flüssigkeit im Dampfkessel erfasst werden.According to a further favorable development of the invention, the second sensor can be coupled adjacent to a heating element of the steam boiler. As a result, a level of liquid in the boiler can be reliably detected.
Gemäß einer weiteren günstigen Weiterbildung der Erfindung können der Sensor und/oder der zweite Sensor ein Temperatursensor sein. Die Temperatur im Dampfraum und die Temperatur im Bereich des Heizelements können auf einfache Weise mit hinreichender Genauigkeit erfasst werden.According to a further favorable development of the invention, the sensor and / or the second sensor may be a temperature sensor. The temperature in the vapor space and the temperature in the region of the heating element can be detected in a simple manner with sufficient accuracy.
Gemäß einer weiteren günstigen Weiterbildung der Erfindung kann der Sensor und oder der zweite Sensor ein NTC-Widerstandselement umfassen. Ein NTC-Widerstandselement weist einen vorteilhaften temperaturabhängigen elektrischen Widerstand auf, der bei hohen Temperaturen geringer ist als bei niedrigen Temperaturen.According to a further favorable development of the invention, the sensor and / or the second sensor may comprise an NTC resistance element. An NTC resistance element has an advantageous temperature-dependent electrical resistance, which is lower at high temperatures than at low temperatures.
Der Dampfkessel kann bevorzugt für ein Haushaltsgerät verwendet werden, das als Dampfbügeleisenstation mit einem an den Dampfkessel angekoppelten Dampfbügeleisen ausgestaltet ist. Der Dampfkessel kann ein separates Bauteil sein, an welches das Dampfbügeleisen angekoppelt ist. Der Dampfkessel kann jedoch auch in das Dampfbügeleisen integriert sein. Die Erfindung erlaubt ein komfortables Bügeln.The steam boiler may preferably be used for a household appliance designed as a steam ironing station with a steam iron coupled to the steam boiler. The steam boiler may be a separate component to which the steam iron is coupled. However, the steam boiler can also be integrated in the steam iron. The invention allows a comfortable ironing.
Der Dampfkessel kann weiterhin bevorzugt für ein Haushaltsgerät verwendet werden, das als Dampfreinigungsstation mit einem an den Dampfkessel angekoppelten Dampfreinigungsgerät ausgestaltet ist. Die Erfindung erlaubt ein komfortables Reinigen mit dem Haushaltsgerät.The steam boiler can furthermore preferably be used for a household appliance, which is designed as a steam cleaning station with a steam cleaning device coupled to the steam boiler. The invention allows a comfortable cleaning with the household appliance.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Dampfkessels vorgeschlagen, bei dem ein Druck im Dampfkessel über eine erste Regelschleife unter Berücksichtigung eines Sensorsignals eines ersten Sensors und eine Dampfmenge im Dampfkessel über eine zweite Regelschleife wenigstens unter Berücksichtigung eines Sensorsignals eines zweiten Sensors einstellbar ist. Die beiden Regelschleifen können unabhängig voneinander betrieben werden, so dass Dampfmenge und Druck des Dampfes im Dampfkessel unabhängig voneinander eingestellt werden können.According to a further aspect of the invention, a method for operating a steam boiler is proposed in which a pressure in the steam boiler via a first control loop taking into account a sensor signal of a first sensor and a steam quantity in the boiler via a second control loop at least Considering a sensor signal of a second sensor is adjustable. The two control loops can be operated independently of each other, so that the amount of steam and pressure of the steam in the boiler can be set independently.
Gemäß einer weiteren günstigen Weiterbildung der Erfindung kann für die erste Regelschleife eine Dampftemperatur erfasst werden, aus der ein Druck im Dampfkessel abgeleitet wird.According to a further favorable development of the invention, a steam temperature can be detected for the first control loop, from which a pressure in the steam boiler is derived.
Gemäß einer weiteren günstigen Weiterbildung der Erfindung kann für die zweite Regelschleife eine Flüssigkeitstemperatur erfasst werden, aus der eine Flüssigkeitsmenge und/oder eine Dampfmenge im Dampfkessel abgeleitet wird.According to a further favorable development of the invention, a liquid temperature can be detected for the second control loop, from which a quantity of liquid and / or a quantity of steam in the steam boiler is discharged.
Gemäß einer weiteren günstigen Weiterbildung der Erfindung kann ein Betriebszustand eines Ventils zur Entnahme von Dampf aus dem Dampfkessel der ersten und/oder zweiten Regelschleife zugeführt werden.According to a further favorable development of the invention, an operating state of a valve for the removal of steam from the steam boiler of the first and / or second control loop can be supplied.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigenReference to an embodiment shown in the drawing, the invention will be described in more detail below. Show
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines bevorzugten Haushaltsgeräts mit einem bevorzugten Dampfkessel nach der Erfindung mit einer ersten und zweiten Regelschleife; undFigure 1 is a schematic view of a preferred domestic appliance with a preferred steam boiler according to the invention with a first and second control loop. and
Fig. 2 im Schnitt einen bevorzugten Dampfkessel mit einem ersten Sensor zur Erfassung der Dampftemperatur und einem zweiten Sensor zur Erfassung eines Flüssigkeitsfüllstands.2 shows in section a preferred steam boiler with a first sensor for detecting the steam temperature and a second sensor for detecting a liquid level.
In den Figuren werden gleiche oder im Wesentlichen gleich bleibende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or substantially the same elements are provided with the same reference numerals.
Fig. 1 zeigt beispielhaft ein als Dampfbügeleisenstation ausgebildetes bevorzugtes Haushaltsgerät 10 mit einem Dampfkessel 20 und einem damit verbundenen Verbraucher 12, der z.B. als Dampfbügeleisen ausgebildet ist. Der als Dampfbügeleisen ausgebildete Verbraucher 12 ist mit einem Schlauch 14 an einen Auslass 44 des Dampfkessels 20 angeschlossen und wird über diesen mit Dampf versorgt.1 shows by way of example a preferred household appliance 10 designed as a steam ironing station with a steam boiler 20 and an associated consumer 12, which is designed eg as a steam iron. The trained as a steam iron Consumer 12 is connected with a hose 14 to an outlet 44 of the boiler 20 and is supplied via this with steam.
Der Dampfkessel 20 ist im Schnitt in Fig. 2 dargestellt, die in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wird. Der Dampfkessel 20 weist Begrenzungswände 22, 24, 26, 28, 30, 32 auf, die einen Innenraum 46 umschließen, in welchem Flüssigkeit 76, z.B. Wasser, verdampft werden kann, welches über eine Zuleitung 16 von einer Pumpeneinrichtung 18 oder einem Reservoir (nicht dargestellt) zugeführt wird. Die Flüssigkeit 76 gelangt über eine Öffnung 42 eines Einlasses 40 in den Dampfkessel 20. Zum Erhitzen der Flüssigkeit 76 ist ein Heizelement 60 vorgesehen, das mit elektrischen Anschlüssen 62, 64 versehen ist und das im befüllten Zustand in die Flüssigkeit 76 im Flüssigkeitsraum 72 des Dampfkessels 20 eintaucht.The steam boiler 20 is shown in section in Fig. 2, which will be described in connection with Fig. 1. The boiler 20 has boundary walls 22, 24, 26, 28, 30, 32 enclosing an interior space 46 in which liquid 76, e.g. Water can be evaporated, which is supplied via a supply line 16 from a pump device 18 or a reservoir (not shown). The liquid 76 passes through an opening 42 of an inlet 40 in the boiler 20. For heating the liquid 76, a heating element 60 is provided, which is provided with electrical connections 62, 64 and in the filled state in the liquid 76 in the liquid space 72 of the boiler 20 dips.
Das Heizelement 60 erhitzt die Flüssigkeit 76 auf eine Temperatur nahe des Siedepunkts der Flüssigkeit 76 und verdampft eine gewisse Menge, die sich als Dampf im Dampfraum 48 des Dampfkessels 20 sammelt. Sinkt der Flüssigkeitspegel 74 zu weit ab, wird Flüssigkeit 76, vorzugsweise automatisch, nachgefüllt.The heating element 60 heats the liquid 76 to a temperature near the boiling point of the liquid 76 and vaporizes a certain amount which collects as steam in the steam space 48 of the steam boiler 20. If the liquid level 74 drops too far, liquid 76 is replenished, preferably automatically.
An der Außenseite des Dampfkessels 20 ist ein erster Sensor 50 an einer Begrenzungswand 26 und ein zweiter Sensor 52 an einer anderen Begrenzungswand 24 angeordnet. Die Sensoren 50, 52 sind auf unterschiedlicher Höhe am Dampfkessel 20 angebracht.On the outside of the steam boiler 20, a first sensor 50 is arranged on a boundary wall 26 and a second sensor 52 on another boundary wall 24. The sensors 50, 52 are mounted at different heights on the steam boiler 20.
Der obere Sensor 50, z.B. ein NTC-Widerstandselement, ist im Bereich eines Dampfraums 48 im oberen Bereich des Dampfkessels 20 angeordnet, der sich geodätisch oberhalb der Flüssigkeit 76 im Dampfkessel 20 befindet. Der erste Sensor 50 kann z.B. die Temperatur T1 des Dampfes im Dampfraum messen. Aus der Temperatur t1 des Dampfes kann der Dampfdruck bestimmt werden.The upper sensor 50, e.g. an NTC resistance element, is arranged in the region of a steam space 48 in the upper region of the steam boiler 20, which is located geodetically above the liquid 76 in the steam boiler 20. The first sensor 50 may e.g. measure the temperature T1 of the steam in the steam room. From the temperature t1 of the steam, the vapor pressure can be determined.
Der untere Sensor 52 kann vorzugsweise in einem Bereich benachbart zum Heizelement 60 angeordnet sein. Die Temperatur T2 in diesem Bereich hängt, bei jeweils gleicher Aufheizzeit, von der Menge der Flüssigkeit 76, z.B. Wasser, ab, die im Dampfkessel 20 vorhanden ist. Wird diese Temperatur T2 mit Dampftemperatur verglichen, kann daraus die Flüssigkeitsmenge bzw. der Füllstand der Flüssigkeit 76 im Dampfkessel 20 abgeleitet werden. Bei konstantem Druck kann aus der Wassermenge auf die Dampfmenge geschlossen werden.The lower sensor 52 may preferably be disposed in a region adjacent to the heating element 60. The temperature T2 in this area depends on the amount of liquid 76, eg water, which is present in the steam boiler 20, in each case with the same heating time. If this temperature T2 is compared with the steam temperature, the liquid quantity or the level of the liquid 76 in the steam boiler 20 can be derived therefrom become. At constant pressure can be concluded from the amount of water to the amount of steam.
Die Sensorsignale der Sensoren 50, 52 sind einer Einheit 80 zuführbar. Die Einheit 80 kann eine Regel und/oder Steuereinheit sein, welche den Dampfdruck und die Dampfmenge im Dampfkessel 20 anhand der Sensorsignale des ersten und zweiten Sensors 50, 52 einstellt. Die Einheit 80 steuert den Heizer 60 und die Pumpeinrichtung 18 entsprechend den Sensorsignalen der Sensoren 50, 52 an. Durch die Sensoren 50, 52 stehen zwei unabhängige Regelschleifen 100, 200 zur Verfügung, mit denen der Druck und die Dampfmenge eingestellt werden können.The sensor signals of the sensors 50, 52 can be fed to a unit 80. The unit 80 may be a control and / or control unit which adjusts the steam pressure and the amount of steam in the steam boiler 20 based on the sensor signals of the first and second sensors 50, 52. The unit 80 controls the heater 60 and the pumping device 18 in accordance with the sensor signals of the sensors 50, 52. By the sensors 50, 52 are two independent control loops 100, 200 are available with which the pressure and the amount of steam can be adjusted.
Der erste Sensor 50, z.B. ein NTC-Widerstandselement, bestimmt die Dampftemperatur T1 , der proportional zum Dampfdruck ist. Dies kann in der ersten Regelschleife 100 zur Einstellung der Dampfmenge verwendet werden. Ist der Dampfdruck geringer als ein vorgegebener Solldruck A wird eine Druckeinstellung 102 vorgenommen und eine Aktivierung 104 des Heizelements 60 erfolgt, indem z.B. ein Relais geschaltet wird.The first sensor 50, e.g. an NTC resistance element, determines the steam temperature T1, which is proportional to the vapor pressure. This can be used in the first control loop 100 to adjust the amount of steam. If the vapor pressure is less than a predetermined target pressure A, a pressure adjustment 102 is made and activation 104 of the heating element 60 is effected by e.g. a relay is switched.
Bei konstantem Druck ist die Dampfmenge im Dampfraum 48 äquivalent zum Füllstand der Flüssigkeit 76. Die Temperatur, welche vom zweiten Sensor 52 erfasst wird, ist abhängig vom Flüssigkeitspegel 74 im Dampfkessel 20. Für die zweite Regelschleife 200 zur Einstellung des Flüssigkeitspegels bzw. der Dampfmenge wird die Temperatur T2 des zweiten Sensors 52 eingespeist und mit der Temperatur des ersten Sensors 50 verglichen. Der Flüssigkeitspegel 74 soll einen Sollwert B aufweisen. Entsprechend der aktuellen Temperaturen T1 , T2 kann die Pegeleinstellung 202 erfolgen und ein Schalter zur Aktivierung 204 der Pumpeinrichtung 18 entsprechend angesteuert werden, indem z.B. ein Transistor angesteuert wird.At constant pressure, the amount of steam in the vapor space 48 is equivalent to the level of the liquid 76. The temperature detected by the second sensor 52 is dependent on the liquid level 74 in the steam boiler 20. For the second control loop 200 for adjusting the liquid level or the amount of steam the temperature T2 of the second sensor 52 is fed and compared with the temperature of the first sensor 50. The liquid level 74 should have a setpoint B. In accordance with the current temperatures T1, T2, the level adjustment 202 can be made and a switch for activation 204 of the pumping device 18 can be controlled accordingly, e.g. a transistor is driven.
Weiterhin kann ein Ventil (nicht dargestellt) zur Dampfentnahme aus dem Dampfkessel 20 mit der Einheit 80 gekoppelt sein, bzw. als Eingangsgröße für die beiden Regelschleifen 100 und 200 dienen. Das Ventil kann mit einem Betätigungsmittel 12a am Verbraucher 12, z.B. einem Druckknopf, einem Schiebeventil oder dergleichen, betätigt werden.Furthermore, a valve (not shown) for steam extraction from the steam boiler 20 may be coupled to the unit 80, or serve as input for the two control loops 100 and 200. The valve may be connected to an actuator 12a on the consumer 12, e.g. a push button, a slide valve or the like, are operated.
Wird dieses Signal, z.B. „Ventil offen" oder „Ventil geschlossen" mit in die Regelschleifen 100, 200 einbezogen, kann die Einheit 80 auf verschiedene Weise reagieren, abhängig davon, ob das Ventil geöffnet oder geschlossen ist. Im geschlossenen Zustand tritt kein Dampf aus, und Druck und Flüssigkeitspegel 74 variieren weniger als wenn das Ventil geöffnet ist. Ist das Ventil geöffnet, sinkt der Druck im Dampfkessel, und es kann entsprechend eine höhere Heizleistung aufgebracht werden und/oder mehr Flüssigkeit 76 zugeführt werden.If this signal, eg "valve open" or "valve closed" is included in the control loops 100, 200, the unit 80 can respond in different ways, depending of whether the valve is open or closed. When closed, no vapor will escape and pressure and fluid levels 74 will vary less than when the valve is open. If the valve is open, the pressure in the boiler drops, and it can be applied according to a higher heat output and / or more liquid 76 are supplied.
Der Druck des austretenden Dampfes und die Menge (Dosierung) des austretenden Dampfes hängen von der Dampfmenge im Innenraum 46 des Dampfkessels und dessen Druck ab.The pressure of the exiting steam and the amount (dosage) of the exiting steam depend on the amount of steam in the interior 46 of the boiler and its pressure.
Mit konventionellen Regelsystemen sind Druck und Dosierung eng verknüpft. Die einzige Methode, mit der die Dosierung in bekannten Systemen beeinflusst werden kann, besteht darin, den Druck im Dampfkessel 20 zu erhöhen. Damit ist der Dampfkessel 20 im Verhältnis zwischen Volumen und Leistung in engen Grenzen festgelegt. Die Erfindung erlaubt hier eine erhöhte mehr Flexibilität.With conventional control systems, pressure and dosage are closely linked. The only way to control the dosage in known systems is to increase the pressure in the boiler. Thus, the steam boiler 20 is set in the ratio between volume and power within narrow limits. The invention allows increased flexibility.
Die Funktionsweise des Dampfkessels 20 ist gemäß der Erfindung verbessert, und der Druck des Dampfes variiert für gleiche Arbeitsabläufe in geringerem Maße als in bekannten Systemen. Der erfindungsgemäße Dampfkessel ist preiswert und effektiv in der Herstellung. The operation of the boiler 20 is improved according to the invention, and the pressure of the steam varies for equal operations to a lesser extent than in known systems. The steam boiler according to the invention is inexpensive and effective to manufacture.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Haushaltsgerät10 home appliance
12 Verbraucher 14 Verbindung12 consumers 14 connection
16 Verbindung16 connection
18 Pumpeinrichtung18 pumping device
20 Dampfkessel20 steam boilers
22 Begrenzungswand 24 Begrenzungswand22 boundary wall 24 boundary wall
26 Begrenzungswand26 boundary wall
28 Begrenzungswand28 boundary wall
30 Begrenzungswand30 boundary wall
32 Begrenzungswand 40 Einlass32 boundary wall 40 inlet
42 Öffnung42 opening
44 Auslass44 outlet
46 Innenraum46 interior
48 Dampfraum 50 Sensor48 steam room 50 sensor
52 Sensor52 sensor
60 Heizer60 heaters
62 Anschluss62 connection
64 Anschluss 72 Flüssigkeitsraum64 Connection 72 Fluid space
74 Pegel74 levels
76 Flüssigkeit76 liquid
80 Steuergerät80 control unit
T1 Dampftemperatur T2 Temperatur T1 steam temperature T2 temperature

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Dampfkessel (20) für ein Haushaltsgerät (10) mit einem befüllbaren Dampfkessel (20) mit einem von Begrenzungswänden (22, 24, 26, 28, 30) umschlossenen InnenraumA steam boiler (20) for a domestic appliance (10) having a refillable steam boiler (20) with an enclosure enclosed by boundary walls (22, 24, 26, 28, 30)
(46), wobei in wenigstens einer Begrenzungswand (22) ein Einlass (40) für eine(46), wherein in at least one boundary wall (22) has an inlet (40) for a
Flüssigkeit (76) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster SensorLiquid (76) is provided, characterized in that a first sensor
(50) zur Erfassung einer Dampftemperatur und ein zweiter Sensor (52) zur Erfassung einer Dampfmenge im Dampfkessel (20) vorgesehen ist, wobei der Druck im Dampfkessel (20) über eine erste Regelschleife unter Berücksichtigung eines(50) is provided for detecting a steam temperature and a second sensor (52) for detecting a quantity of steam in the steam boiler (20), wherein the pressure in the steam boiler (20) via a first control loop taking into account
Sensorsignals des ersten Sensors (50) einstellbar ist und die Dampfmenge imSensor signal of the first sensor (50) is adjustable and the amount of steam in
Dampfkessel (20) über eine zweite Regelschleife wenigstens unter Berücksichtigung eines Sensorsignals des zweiten Sensors (52) einstellbar ist.Steam boiler (20) via a second control loop at least taking into account a sensor signal of the second sensor (52) is adjustable.
2. Dampfkessel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit (80) mit dem ersten und/oder zweiten Sensor (50, 52) zur Verarbeitung der Sensorsignale und zum Ansteuern eines Heizelements (60) und einer Flüssigkeitszufuhr zum Dampfkessel (20) gekoppelt ist2. Steam boiler according to claim 1, characterized in that a unit (80) with the first and / or second sensor (50, 52) for processing the sensor signals and for driving a heating element (60) and a liquid supply to the steam boiler (20) coupled is
3. Dampfkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil zur Dampfentnahme aus dem Dampfkessel (20) mit der Einheit (80) gekoppelt ist, wobei ein Betriebszustand des Ventils der ersten und/oder zweiten Regelschleife zuführbar ist.3. Steam boiler according to claim 2, characterized in that a valve for the removal of steam from the steam boiler (20) is coupled to the unit (80), wherein an operating state of the valve of the first and / or second control loop can be fed.
4. Dampfkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem ersten Sensorsignal ein Druck im Dampfkessel (20) ableitbar ist.4. Steam boiler according to one of the preceding claims, characterized in that from the first sensor signal, a pressure in the steam boiler (20) can be derived.
5. Dampfkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem ersten Sensorsignal und dem zweiten Sensorsignal ein Flüssigkeitspegel im Dampfkessel (20) ableitbar ist. 5. Steam boiler according to one of the preceding claims, characterized in that from the first sensor signal and the second sensor signal, a liquid level in the steam boiler (20) can be derived.
6. Dampfkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (50) an einen Dampfraum des Dampfkessels (20) gekoppelt ist.6. Steam boiler according to one of the preceding claims, characterized in that the first sensor (50) is coupled to a steam space of the steam boiler (20).
7. Dampfkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (52) benachbart zu einem Heizelement (60) des Dampfkessels (20) gekoppelt ist.7. Steam boiler according to one of the preceding claims, characterized in that the second sensor (52) adjacent to a heating element (60) of the steam boiler (20) is coupled.
8. Dampfkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (50) und/oder der zweite Sensor (52) ein Temperatursensor ist.8. Steam boiler according to one of the preceding claims, characterized in that the first sensor (50) and / or the second sensor (52) is a temperature sensor.
9. Dampfkessel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (50) und oder der zweite Sensor (52) ein NTC-Widerstandselement umfasst.9. Steam boiler according to claim 8, characterized in that the first sensor (50) and or the second sensor (52) comprises an NTC resistance element.
10. Verwendung eines Dampfkessels (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einer Dampfbügeleisenstation mit einem an den Dampfkessel (20) angekoppelten Dampfbügeleisen (12).10. Use of a steam boiler (20) according to one of claims 1 to 9 in a steam iron station with a steam boiler (20) coupled steam iron (12).
11. Verwendung eines Dampfkessels (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einer Dampfreinigungsstation mit einem an den Dampfkessel (20) angekoppelten Dampfreinigungsgerät.11. Use of a steam boiler (20) according to any one of claims 1 to 9 in a steam cleaning station with a to the steam boiler (20) coupled steam cleaning device.
12. Verfahren zum Betreiben eines Dampfkessels (20) für ein Haushaltsgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck im Dampfkessel (20) über eine erste Regelschleife unter Berücksichtigung eines Sensorsignals eines ersten Sensors (50) und eine Dampfmenge im Dampfkessel (20) über eine zweite Regelschleife wenigstens unter Berücksichtigung eines12. A method for operating a steam boiler (20) for a household appliance (10) according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that a pressure in the steam boiler (20) via a first control loop taking into account a sensor signal of a first sensor (50) and a quantity of steam in the steam boiler (20) via a second control loop at least taking into account a
Sensorsignals eines zweiten Sensors (52) einstellbar ist.Sensor signal of a second sensor (52) is adjustable.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste Regelschleife eine Dampftemperatur erfasst wird, aus der ein Druck im Dampfkessel (20) abgeleitet wird. 13. The method according to claim 12, characterized in that for the first control loop, a steam temperature is detected, from which a pressure in the steam boiler (20) is derived.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die zweite Regelschleife eine Flüssigkeitstemperatur erfasst wird, aus der eine Flüssigkeitsmenge und/oder eine Dampfmenge im Dampfkessel (20) abgeleitet wird.14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that for the second control loop, a liquid temperature is detected, from which an amount of liquid and / or a quantity of steam in the steam boiler (20) is derived.
15. Verfahren nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebszustand eines Ventils zur Entnahme von Dampf aus dem Dampfkessel (20) der ersten und/oder zweiten Regelschleife zugeführt wird. 15. The method of claim 12 to 14, characterized in that an operating state of a valve for removing steam from the steam boiler (20) of the first and / or second control loop is supplied.
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