WO2018166571A1 - Dampferzeugungsvorrichtung - Google Patents

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WO2018166571A1
WO2018166571A1 PCT/EP2017/055790 EP2017055790W WO2018166571A1 WO 2018166571 A1 WO2018166571 A1 WO 2018166571A1 EP 2017055790 W EP2017055790 W EP 2017055790W WO 2018166571 A1 WO2018166571 A1 WO 2018166571A1
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WO
WIPO (PCT)
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steam
steam generating
control
generating device
heater
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/055790
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael SCHÖNEWALD
Benjamin KUTZ
Tobias Dux
Stephan Knist
Christian Roßkopf
Original Assignee
Alfred Kärcher SE & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alfred Kärcher SE & Co. KG filed Critical Alfred Kärcher SE & Co. KG
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Priority to PCT/EP2017/055790 priority patent/WO2018166571A1/de
Priority to DE112017007233.6T priority patent/DE112017007233A5/de
Publication of WO2018166571A1 publication Critical patent/WO2018166571A1/de

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a steam generating device.
  • the invention has for its object to provide a steam generating device, which makes it possible to generate steam with different steam conditions in a simple manner.
  • a water heater is provided with a heater for generating steam
  • a pump for conveying liquid is provided to the water heater
  • at least one port to which a steam dispenser is connected or is connectable is provided
  • at least one temperature sensor device which is assigned to the instantaneous water heater
  • at least one pressure sensor device is provided for determining a system fluid pressure
  • a control and / or regulating device is provided, with which the temperature sensor device and the pressure sensor device are signal-effectively connected, which the pump for a power setting and the heater of the flow heater for power adjustment drives, and which comprises a drive unit, which on the basis of measured values of the temperature sensor means and the Drucksensoreinric provides drive data for the pump and heater.
  • control and / or regulating device which controls the pump and the heater as active components, provides sensor data relating to temperature readings and pressure readings.
  • the drive unit may then calculate and provide the necessary drive data to the pump and heater.
  • It can thereby provide a steam generating device which can provide, for example, cleaning steam or steam for an iron.
  • cleaning steam or steam for an iron For example, higher moisture content steam for cleaning purposes or lower moisture steam for ironing purposes can be provided.
  • This corresponding steam state or steam quality is effected by appropriate power setting on the pump and the heater.
  • a controllable valve and in particular a solenoid valve which is controlled by the control and / or regulating device, are arranged on a fluid flow path.
  • a steam output can be switched on or switched off via the controllable valve.
  • the controllable valve is open.
  • the control via the control and / or regulating device results in additional control options for the system. It is advantageous if the controllable valve is connected downstream of the water heater and in particular the connection is connected upstream. As a result, for example, can easily perform a fault monitoring.
  • controllable valve has a recognition device for its state, which is signal-effectively connected to the control and / or regulating device.
  • the control and / or regulating device at each time, whether the controllable valve is open or closed.
  • a separate operability of the controllable valve can then be provided by an operator via a corresponding lever or knob, and the control and / or regulating device knows the corresponding state of the controllable valve.
  • Liquid in particular water
  • steam can be stored at the at least one liquid tank.
  • a fill level sensor device is associated with the at least one liquid tank, which is signal-effectively connected to the control and / or regulating device, wherein in particular the control unit determines its control data using measurement data of the fill level sensor device.
  • the control unit determines its control data using measurement data of the fill level sensor device.
  • Flow heater is positioned and in particular the determined system fluid pressure is a fluid pressure. This makes it possible to easily determine a relevant system parameter which can be used for the control and / or regulation of the system.
  • a pressure storage device is provided which is disposed on a fluid flow path between the pump and the flow heater. This results in an optimized mode of operation.
  • the pressure storage device is for example a piece of tubing or comprises such. This results in a simple structural design.
  • a pressure relief valve device is provided, which is arranged on a fluid flow path between the pump and the at least one connection.
  • the pressure relief valve device is connected downstream, for example, the water heater. Preferably, it is located between the pump and the water heater. It can thus be prevented that an overpressure can occur in the system, which can damage, for example, hoses and connections.
  • a vacuum valve device which is arranged downstream of a fluid flow path of the pump and is arranged in particular between the pump and the water heater. For example, a negative pressure may occur during cooling after operation. This can cause the pump to suck liquid from a tank. On a next power up (especially if a controllable valve is closed) then there would be so much fluid in the system Pressure increase due to evaporation exceeds the trigger pressure of a safety valve of a pressure relief valve device.
  • the temperature sensor device expediently comprises at least one temperature sensor which measures the temperature at the instantaneous water heater.
  • the at least one temperature sensor can be arranged on a surface of the water heater or be positioned in a recess on the water heater. It is also advantageous if the pressure sensor device comprises at least one pressure sensor for direct determination of the system fluid pressure on fluid. This results in an optimized controllability or controllability of the system. It is advantageous if a steam dispensing device is connected or connectable to the at least one connection via a detachable coupling device. This results in extensive application possibilities. This results in an optimized adaptation of the steam (via adjustment by the control and / or regulating device) to the corresponding intended use.
  • the coupling device is associated with a recognition device for a type of steam dispenser.
  • the corresponding detection data may be used by the control and / or regulating means to adjust the corresponding steam state depending on the type of steam dispenser.
  • the liquid content in steam for an iron should be lower than in steam for cleaning purposes. Accordingly, it is advantageous if the detection device is signal-effectively connected to the control and / or regulating device in order to enable a corresponding control or regulation.
  • the coupling device comprises a plug and a mating connector, wherein a fluid-effective connection is provided via the coupling device and in particular additionally a signal-effective connection (wired or wireless) is provided.
  • a signal-effective connection wireless or wireless
  • a status determination device for a set state is provided on a steam dispensing device and / or on a main device. For example, different parameters or the like may be set on the steam generator on the main unit and / or on the steam dispenser, and the corresponding settings may in turn be used to calculate drive data for the pump and heater. It is advantageous if the state detection device is signal-effectively connected to the control and / or regulating device.
  • At least one of the following can be set via the control and / or regulating device by activating the active components pump and flow heater: steam state, moisture content of discharged steam, steam quality, steam quantity, steam pulse.
  • steam state moisture content of discharged steam
  • steam quality moisture content of discharged steam
  • steam quantity steam pulse.
  • an automatic setting by the control and / or regulating device is provided in particular by detecting a connected steam dispensing device and / or it is an adjustment by the control and / or regulating device (via corresponding control data) provided via operator input. The operator input can be done on a steam dispenser or on a main unit with the connection.
  • driving the heater of the water heater is provided as on-off control for a heater.
  • a power setting of the heater then takes place by how long an on-state or off-state exists.
  • the on-off control is in particular a wave packet control (oscillation packet control), in which a signal is switched only in zero crossings.
  • wave packet control oscillation packet control
  • there is a whole-wave control in which whole periods of the mains frequency are switched on or off, or a half-wave control takes place in which half-waves are switched.
  • an input device which is signal-effectively connected to the control and / or regulating device. Parameters set on the input device can then be taken into account in the calculation of activation data.
  • the steam generating device may include one or more steam dispensers (as "accessories").
  • the actuation unit comprises a calculation unit with stored accounting rules and / or calculation algorithms. For example, typical system states are recorded in the defined invoice rules.
  • a data transmission device is provided, which is in particular a radio module or comprises, and which is signal-effectively connected to the control and / or regulating device. Parameter settings or the like can then be transmitted to the control and / or regulating device via the data transmission device, as a result of which, in turn, in particular, control data can be influenced in a wireless manner.
  • a data transmission of the data transmission device can be unidirectional (input only) or bi-directional for data transmission and data reception.
  • At least one operator device with a data interface for data of the data transmission device is then provided.
  • the operator device can be proprietary. It can also be formed by a smartphone, for example.
  • an actuator of an electronic switching device for adjusting the power of the heater of the water heater is provided, wherein the actuator is controlled by the control and / or regulating device.
  • the actuator is in particular an electronic circuit breaker, which performs the power setting (controlled by the control and / or regulating device) on the heating device. This results in a simple structure with minimal control effort or control effort.
  • the actuator is at least partially heat transfer effective connected to a fluid flow path and in particular connected to a fluid flow path for liquid. It is thus possible in a simple manner to perform liquid cooling (water cooling) on an electronic power switching part of the actuator.
  • a heat exchanger is arranged on the fluid flow path and the actuator is at least partially heat transfer effective via the heat exchanger connected to the fluid flow path. It can thereby achieve effective cooling.
  • the actuator comprises one or more (in particular antiparallel connected) thyristors and in particular one or more TRIAC. It can thus be achieved in a simple manner an electrical energy to the heater, which is controllable (via a corresponding gate) by the control and / or regulating device.
  • an actuator can be supplied directly with mains current, and a power setting on the heating device can then be carried out, in particular via the setting of switching periods (based on half cycles or periods).
  • the heater of the water heater has a single heating element. Efficient controllable or controllable steam generation can also be achieved for different steam dispensing devices with little effort in terms of design and production engineering.
  • the steam generating device comprises a flow heater having a heater for generating steam and a pump for conveying liquid to the flow heater, and wherein one or more steam dispensers are connected or connectable, the method comprises:
  • Measuring one or more quantities which may affect a vapor state of steam generated at the flow heater Calculating drive data for a power setting of the pump and / or the heater to produce a defined steam condition; and - driving the pump and the heater with the corresponding drive data to generate steam with the defined vapor state.
  • the steam generating device can be formed with low weight and manufactured inexpensively.
  • steam may be made for an iron which has a lower moisture content than steam for cleaning purposes.
  • a temperature is determined at the instantaneous water heater. This results in an optimized adjustability, in particular for a power setting on the heater.
  • a temperature of steam at the steam dispensing device such as an iron or a cleaning gun is determined. It is also favorable if, as a further variable which influences the steam state, a system fluid and in particular a pressure of liquid which is supplied in the instantaneous heater (by the pump) is determined. It is particularly advantageous if both system fluid pressure measurement data and temperature data are determined and a corresponding control of the pump of the heating device is carried out on the basis of this determined data. It is advantageous if the defined vapor state is set by an operator and / or specified by the type of the connected steam dispenser or in particular automatically specified. There are so many possible uses.
  • the type of connected steam dispenser can be automatically detected, and it is then possible for the steam state to be automatically set by specifying performance data for the pump and heater. For example, if an iron is connected, then the appropriate steam condition for the steam provided to the iron can then be automatically adjusted.
  • a state of a connected steam dispenser is determined and taken into account in the calculation of the control data.
  • the state is, for example, an operating state and / or a setting state of the steam dispenser. This results in an optimized mode of operation.
  • a fill level of a tank for liquid is determined and when falling below a fill level or a fill level threshold range, a steam generation is stopped and / or a message is displayed. This results in a safe operation.
  • a valve for a steam dispenser and in particular a solenoid valve is actuated and in particular using measuring instruments. data of the size or sizes that may affect the steam generation is controlled. There are so many possible uses. It is advantageous if a temperature monitoring is carried out with respect to a minimum temperature and / or a maximum temperature at the instantaneous water heater. This results in a safe operation. If, for example, a too high temperature is detected, then an automatic shutdown can take place. If, for example, a too low temperature is detected, then the steam generation can be interrupted accordingly.
  • pressure monitoring is carried out with regard to a minimum system fluid pressure and / or a maximum system fluid pressure, wherein in particular one or more self-switching valves are provided for pressure monitoring.
  • the overpressure valve device can ensure that no excessive pressure is applied in the system, which can damage hoses and connections, for example.
  • a vacuum valve device can be ensured that do not prevail too low pressures in the system. If, for example, after operation during cooling, a negative pressure, then the pump can suck liquid from a tank. The next time it is turned on (especially when a controllable valve is closed) there is so much fluid in the system that a pressure increase due to evaporation can exceed a triggering pressure of a pressure relief valve device.
  • the service life of the ion exchanger is determined by running time.
  • the pump is in operation, then in principle also liquid is transported through the ion exchanger and this "ages".
  • an actuator is actuated, which is associated with the heating device and causes their power setting via the electrical energy supply to the heater.
  • the actuator comprises an electronic switching device, by means of which it is possible to controllably switch whether an electrical energy supply to the
  • Heating device is effected or not. It can then turn by the duration of switching perform a power setting.
  • a wave packet control (oscillation packet control) of the heating device then takes place.
  • a signal is switched only in zero crossings.
  • a full-wave control can be provided (switched on and off during the entire periods of a mains frequency), or a half-wave control can be provided in which only half-cycles are switched.
  • the actuator switches the electric power supply of the heater with respect to on and off.
  • wave packet control oscillation packet control
  • the actuator is connected to the mains current or to a derived current and a circuit device of the actuator to phases and off-phases controlled for the electrical power supply of the heater switches.
  • the grid current provides a time scale over the period of the grid current. It can then be set by selecting the number of half-waves or full waves with which on-phases or Aus-phases of the electrical power supply of the heater are set, defined a power adjustment.
  • the heater may have only a single heating element, which is supplied via the actuator with electrical energy. It results in minimized manufacturing complexity easy adjustability.
  • zero crossings are detected at a mains current and / or at a mains voltage.
  • This can be used to generate digital current pulses which can cause the electrical power supply to the heater.
  • it can then be set in a simple manner how many such current pulses are switched through to the heating device within a predetermined period of time.
  • a power adjustment of the heating device can be effected in a simple manner.
  • a pulsating direct current is generated from a mains current. It may be previously provided a transformation of a mains voltage to a lower (peak) voltage.
  • a single-throw rectifier causes the conversion of the mains voltage or the transformed voltage into the pulsating DC voltage.
  • a signal is generated (in particular via a detector device), which can be interpreted binary by a microcontroller.
  • the control and / or regulating device can use the binary signal as a clock input for the control of the actuator for switching on and off the heater, which control in turn is in particular a wave packet control (oscillation packet control).
  • the detector device converts the pulsating DC voltage into a signal which, as mentioned, is binary-interpolated. can be pretended.
  • Flanks in the binary signal that cause a state change correspond to zero crossings of a sine wave (the line voltage or the transformed voltage).
  • the heater with one or more half-waves or full waves of the electrical power supply (and in particular to digital current pulses) acted upon. This results in a simple way of setting the power.
  • a flow heater is provided with a heater for generating steam, a pump for conveying liquid to the flow heater is provided in a fluid flow path, an actuator for adjusting the power of the heater is provided, and a control and / or regulating means is provided. which controls the actuator, wherein the actuator comprises a switching device, which switches the heating or non-heating heating the heater, and wherein the power setting of the heater on setting of
  • the power setting on the heater can be realized in a simple manner via the setting of switching periods. This results in a simple controllability or controllability.
  • the power setting on the heater can be performed easily via a vibration packet controller (wave packet controller).
  • a signal is switched only at zero crossings. It can be done switching on and off of whole periods of a mains frequency (full wave control) or it can be switched half-waves (half-wave control).
  • half-waves can be detected from a mains voltage and the switching device then switches corresponding voltage signals to the heating device, the switching or non-switching being predetermined by the control and / or regulating device.
  • the power can be adjusted.
  • a certain number of voltage periods can be specified.
  • a period corresponds to a period of the mains voltage.
  • a period pack with twelve periods is specified.
  • the control and / or regulating device specifies how many full waves (in the case of full-wave control) or half-waves (in the case of half-wave control) in such a period package lead to a circuit of the electrical energy supply to the heating device. For example, if there is a low power requirement, then a larger number of full wave / halfwaves will not be switched. If there is a greater energy demand, then a larger number of whole waves / half-waves are switched.
  • the heating device has only a single heating element. This results in a simple controllability or controllability in a structurally simple design.
  • the actuator and in particular the switching device is connected to the mains. This results in a simple structure.
  • the period of the mains current provides a "time scale" which can be used for power adjustment.
  • the switching device comprises a switchable diode device. It can thus effect an effective heating.
  • a (sine) mains voltage is transformed into a lower voltage by a transformer.
  • the diode device generates a pulsating DC voltage from this transformed voltage.
  • a detector device detects, for example from sine half-waves (in a half-wave control), a signal that can be interpreted binary by a microcontroller.
  • the control and / or regulating device uses the binary signal as the clock input for the activation of the actuator for switching on and off the heater.
  • the switching device comprises one or more thyristors and in particular one or more TRIACs.
  • a gate of such a switching device which is a power switching device, is then controlled via the control and / or regulating device.
  • the heating device can then be switched (controlled) via the switching device to provide a corresponding current.
  • a cooling device for cooling the actuator is present. This allows a heater to be used effectively.
  • the cooling device is formed on the fluid flow path and / or is heat-effectively coupled to the fluid flow path. It is then possible to use the flowing fluid and in particular the flowing liquid for the cooling of at least a part of the actuator and in particular of a power circuit part.
  • a heat exchanger is arranged and / or formed on the fluid flow path, to which the actuator is at least partially thermally coupled. This results in an effective cooling and thus safe operation.
  • the heat exchanger is arranged on the fluid flow path between the pump and the flow heater and in particular a liquid cooling of the actuator is provided. It can be achieved as an effective cooling and heat dissipation.
  • the actuator is associated with a detector device for detecting zero crossings of a mains current or a mains voltage.
  • the detector device generates the clock with which the control and / or regulating device controls the actuator (the clock being the clock of the mains voltage or of the mains current).
  • a digital signal can be generated from a sine signal of the mains current or the mains voltage.
  • the detector device essentially converts a pulsating DC voltage, which is generated from the mains voltage, into a signal which can be interpreted in binary form. For example, a positive sine half-wave is assigned a voltage value of 3.3 V and a negative sine wave a voltage of 0 V. The edges that cause a state change correspond to zero crossings of the sine half-wave.
  • the detector device comprises or is a Schmitt trigger, in order to be able to provide power supply pulses in a simple manner.
  • a digital edge can be adjusted. (For zero-crossing detection without an explicit detector device, the zero-crossing detection depends on an internal edge detection of a microcontroller.) Thus, a detection of a zero crossing may be offset in time, which may be undesirable
  • the detector device comprises or is formed by a Zener diode.
  • the switching and non-switching of pulses of electrical energy supply can be predetermined by the control and / or regulating device.
  • the corresponding control is in particular a wave packet control (oscillation packet control).
  • a signal is switched only in zero crossings (of the mains current or the mains voltage).
  • whole periods of the mains frequency can be switched on or off (full wave control) or half periods (half wave control).
  • DC components can be avoided during half-wave control.
  • a pulse of the electrical energy supply is generated from a half-wave or period of a mains voltage or a mains current. This results in a simple structure.
  • a number of half-waves or full-waves are set controlled, which lead to an electrical power supply to the heating device.
  • a period pack with n periods is specified for the specific period of time.
  • the number of half-waves or full waves within this period package depends on the power requirement of the heater.
  • the flow heater is associated with a temperature sensor device, which provides the control and / or regulating device temperature measuring signals, wherein the actuator performs the power setting of the heater of the water heater based on determined temperature readings.
  • a temperature sensor device which provides the control and / or regulating device temperature measuring signals, wherein the actuator performs the power setting of the heater of the water heater based on determined temperature readings.
  • a pressure sensor device which provides pressure measuring signals of the control and / or regulating device and control signals for the actuator for setting the power of the heating device are determined on the basis of temperature measured values and pressure measured values. This results in an optimized adjustability and it can be adjusted in particular a vapor state. Different steam conditions can be controlled or regulated, for example for different steam dispensers.
  • a liquid tank is provided for the provision of liquid (in particular water). From this liquid provided can then generate steam. Furthermore, it is favorable if at least one connection is provided for the connection of a steam dispenser and is provided for detachable connection. There are so many possible uses.
  • the steam generating device includes at least one steam dispenser connected to the at least one port.
  • a set of steam dispensers is provided wherein one or more steam dispensers may be connected.
  • a method for operating a steam generating device comprising a pump and a flow heater with a heating device, in which the heating device is supplied with electrical energy via an actuator, wherein the actuator is connected to mains current, in which the actuator a switching device, which provides the heater with electrical energy switched, in which the actuator is controlled with respect to the circuit and non-switching, and in which a power setting of the heater over the duration of the switching and non-switching takes place.
  • the method according to the invention has the advantages already explained in connection with the device according to the invention. Further advantageous embodiments have already been explained in connection with the device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a steam generating device according to the invention
  • Figure 2 is a partial view of the steam generating device according to
  • FIG. 1 shows a heating device for a continuous flow heater
  • FIG. 3 shows a block diagram relating to a schematic process sequence for heating the instantaneous water heater
  • Figure 4 (a) shows schematically a mains voltage
  • Figure 4 (b) shows schematically the course of a voltage with which a
  • Heating device is acted upon (or can be acted upon);
  • FIG. 5 schematically shows various possibilities for the communication between the steam generating device and steam dispensing devices and / or operator devices.
  • An embodiment of a steam generating device according to the invention which is shown schematically in Figure 1 and designated 10, comprises a housing 12. In the housing 12, a water heater 14 is arranged to generate steam. The instantaneous water heater 14 has a heating device 16.
  • the heater 16 is powered by an actuator 18 with electrical energy to bring liquid (especially water) to evaporate.
  • the heating device 16 has in particular a single heating element 20.
  • a pump 22 is further arranged.
  • the pump 22 conveys liquid (in particular water) from a likewise arranged in the housing 12 tank 24 to the water heater 14th
  • the tank 14 is in particular a fresh water tank. It can be detachably mounted on the housing 12.
  • a coupling is formed on the housing such that connection of the tank 24 to a conduit 26 to the pump 28 is closed when the tank 24 is removed.
  • the closure to the conduit 26 is opened so that fluid communication with the pump 22 is established automatically upon proper insertion of the tank 24.
  • the tank 24 It is also possible in principle for the tank 24 to be positioned outside the housing 12.
  • an ion exchanger 28 in particular in the form of a cartridge, is positioned in the tank 24.
  • the ion exchanger 28 serves for the purification of liquid (especially water).
  • Fluid is delivered to the steam generating device 10 within the housing 12 through a fluid flow path 30.
  • the fluid flow path 30 comprises a fluid path 32 which leads from the pump 22 to the flow heater 14.
  • liquid especially water
  • a pressure relief valve device 34 is arranged with one or more pressure relief valves on the liquid path 32.
  • a pressure relief valve is connected upstream of the flow heater 14.
  • a vacuum valve device 36 which comprises one or more vacuum valves. This vacuum valve device 36 is assigned in particular to the fluid path 32. The vacuum valve device 36 closes the liquid path 32 from the pump 22 to the flow heater 14 when too low a pressure (in the liquid) is detected.
  • the vacuum valve device 36 and by the pressure relief valve device 34 is monitored on the fluid flow path 30 and in particular on the liquid path 32 that no too low pressures and too high pressures with respect to the supply of liquid to the water heater 14 are present.
  • the monitoring takes place in particular on the pressure relief valve device 34 itself and the vacuum valve device 36 itself by appropriate design of one or more pressure relief valves or vacuum valves.
  • an accumulator 38 is disposed on the fluid path 32. This pressure accumulator 38 is arranged in particular on the liquid path 32 between the pump 22 and the water heater 14 and thus the water heater 14 upstream.
  • the pressure accumulator 38 is formed by a (extended) piece of tubing in particular without metal mesh in the hose.
  • the steam generating device 10 comprises a connection 40, which is arranged downstream of the flow heater 14 and at which steam can be dispensed. To the port 40, a steam dispenser 42a, 42b can be connected.
  • the steam generating device 10 comprises a main unit with the housing 12 (the actual steam generator) to which steam dispensers 40a, 40b are connectable or connected.
  • a steam pistol 42a is connected to the connection 40.
  • an iron 42b which alternatively (or in addition to another terminal) can be connected.
  • the corresponding steam dispenser 42a, 42b uses the steam produced by the steam generating device 10 on the flow heater 14.
  • a steam dispensing device 42a, 42b can be connected to the steam generating device 10 or a plurality of steam dispensing devices 42a, 42b can be connected.
  • a steam dispensing device 42a, 42b is connected to the steam generating device 10 or several steam dispensing devices are connected.
  • a set of different steam dispensers may be provided as "accessories" for the corresponding steam dispenser.
  • the steam generating device 10 has a controllable valve 44, which in particular is a solenoid valve. Via this controllable valve 44, the steam output at the port 40 can be controlled.
  • the controllable valve 44 is connected downstream of the instantaneous water heater 14 and is arranged between the instantaneous water heater 14 and the connection 40. But it is also possible in principle that the controllable valve 44 is connected upstream of the water heater 14.
  • the terminal 40 is associated with a coupling device 46. Via this coupling device 46, a fluid-effective connection with a steam dispensing device 42a, 42b can be produced.
  • the coupling device 46 has a device for a signal-effective connection with a control and / or regulating device 48 and the corresponding steam dispensing device 42a, 42b. This allows unidirectional or bi-directional data exchange between the steam dispenser 42a, 42b and the control and / or regulating device 48.
  • the coupling device 46 it is possible for the coupling device 46 to have a device in order to enable an electrical power supply of the steam dispensing device 42a, 42b to the housing 12 via the "main device".
  • the coupling device 46 is designed as a plug-mating plug device in which, for example, a plug 50 is arranged on the steam output device 42a, 42b and a mating plug 52 is arranged on the main device.
  • the coupling device 46 is associated with a detection device 54, through which the type of a connected steam dispenser 42a, 42b can be seen.
  • This recognition device 54 is signal-effectively (indicated in Figure 1 by the reference numeral 56) connected to the control and / or regulating device 48.
  • the detection device 54 detects the type of the connected steam dispensing device 42a, 42b, for example, via an appropriate sensor, for example, whether an iron 42b is connected, or a handgun 42a is connected.
  • the corresponding detection can be done for example by mechanical means or via appropriate signal exchange.
  • the corresponding detection signals are provided via the signal-effective connection 56 of the control and / or regulating device 48.
  • the steam generating device 10 includes an input device 58 for operators on which an operator can make adjustments.
  • the input device 58 for the operator is signal-effectively (indicated by the reference numeral 60) connected to the control and / or regulating device 48.
  • the control and / or regulating device 48 controls the operation of the steam generating device 10.
  • the flow heater 14 is associated with a temperature sensor device 62 with one or more temperature sensors 64.
  • the temperature sensor device measures temperatures at the instantaneous water heater 14.
  • the corresponding measured value signals are transmitted to the control and / or regulating device 48.
  • the temperature sensor device 62 signal effective (indicated by the reference numeral 66) connected to the control and / or regulating device 48.
  • a temperature sensor 64 touches the continuous flow heater 14 on the surface or is inserted in a corresponding recess on the instantaneous water heater 14.
  • a temperature sensor 64 is as
  • a temperature sensor 64 may also include a fuse component.
  • the fuse component is designed in particular as a thermal fuse, which burns at an overtemperature.
  • a pressure sensor device 68 with one or more pressure sensors 70 is provided.
  • the pressure sensor device 68 is signal-effectively connected to the control and / or regulating device 48 (indicated by reference numeral 72 in FIG. 1).
  • the pressure sensor device 68 measures pressure values of a system fluid. The corresponding system fluid pressure values are then provided to the control and / or regulating device 48. In particular, the pressure sensor device 68 is arranged so that pressures in liquid are determined as system fluid. The pressure sensor device 68 is then connected to the fluid path 32.
  • the tank 24 is associated with a level sensor device 74 with one or more level sensors 76. Via a level sensor 76, the level of liquid in the tank 24 can be determined.
  • the fill level sensor device 74 outputs its measured values to the control and / or regulating device 48 via a signal-effective connection 78.
  • the control and / or regulating device 48 controls or regulates a power setting on the pump 22 and the heating device 16.
  • the Control and / or regulating device 48 signal-effectively connected to the pump 22 for the transmission of control data (indicated by the reference numeral 80).
  • a thyristor is arranged in an electrical line between the pump 22 and the control and / or regulating device 48.
  • control and / or regulating device 48 is connected to the heating device 16 and in particular to the actuator 18 in order to provide corresponding activation data. This is indicated in Figure 1 by the reference numeral 82nd
  • the control and / or regulating device 48 has a drive unit 84 which calculates drive data for the pump 22 and the actuator 18 and provides it corresponding to the pump 22 and the actuator 18.
  • the drive unit 84 is formed in particular by an electronic circuit which is arranged on a circuit board 86.
  • the drive unit 84 calculates its drive data in a calculation unit 92 based on the measurement data of the temperature sensor device 62 and the pressure sensor device 68.
  • pressure values required by the instantaneous water heater 14 can be adjusted via the pump 22 and temperature values at the instantaneous water heater 14.
  • the control and / or regulating device 48 controls the controllable valve 44 (a signal-effective connection is indicated in Figure 1 by the reference numeral 88).
  • a TRIAC is disposed on a respective line, or two antiparallel connected thyristors are arranged.
  • the "life" of the ion exchanger 28 can be monitored. For example, it can be registered and stored as the running times of the pump 22 are. This total running time (summed over corresponding operating periods) is a measure of the liquid flow rate through the ion exchanger 28 and thus it can be determined whether its service life has been reached.
  • a defined steam state for the steam generated by the water heater 14 can be set.
  • This steam state relates, for example, to the temperature or the moisture content of steam output. You can adjust the steam quality. Furthermore, the amount of steam or a steam pulse can be set defined.
  • the control and / or regulating device 48 with its control unit 84 has the calculation unit 92, which calculates the control data based on measured values of the temperature sensor device 62 and the pressure sensor device 68 on the basis of predetermined rules and / or algorithms. In principle, it is also possible that a separate sensor device is provided for measuring the quality of the steam.
  • the calculation unit 92 is, for example, part of the drive unit 84 or may be separate from it.
  • the control unit 84 forms the interface for controlling the pump 22 and the flow heater 14. It is also possible, for example, that when the level sensor device 74 indicates too low a level at the tank 24, the system is "shut down" and in particular the heater 16 and the pump 22 are not operated.
  • the actuator 18 comprises a switching device 94 and in particular an electronic switching device 94 for the connected provision of electrical energy to the heating device 16 and in particular to the heating element 20. (The actuator 18 may be considered as part of the heating device 16 or separate from it.)
  • the switching device is an electronic switching device which comprises one or more thyristors and in particular comprises one or more TRIACs.
  • the actuator 18 is in particular heat-efficaciously coupled to the fluid flow path 30 and in particular to the fluid path 32 with a partial region. As a result, cooling and in particular water cooling of at least part of the actuator 18 is possible.
  • the electronic power unit of the switching device 94 is thermally coupled to effect effective cooling.
  • a heat exchanger 96 is disposed on the liquid path 32. This heat exchanger 96 is in particular the pump 22 downstream of the pump 22 and the water heater 14 positioned. It is heat-effectively connected to at least a portion of the actuator 18 in order to effect effective cooling can.
  • the actuator 18 provides the heating element 20 electrical energy.
  • the actuator 18 is connected to mains voltage (indicated in Figure 2 by the reference numeral 98).
  • a detector device 100 which detects zero crossings and / or edges in the mains current or the mains voltage (or a voltage or current derived therefrom, for example by transformation).
  • the detector device 100 is, for example, a Schmitt trigger.
  • the line voltage is, as indicated in Figure 4 (a), periodic with the line period.
  • the detector device 100 detects periods. As a result, it is possible to provide 18 half-waves (in the case of a half-wave control) in digital form (reference symbol 102 according to FIG. 4 (b)) to the actuator 18.
  • the actuator 18 can pass both positive half-waves and negative half-waves.
  • the control and / or regulating device 48 determines via its control unit 84 which half-waves are transmitted by the actuator 18. In principle, as many positive and negative half-waves should be passed through in order to generate no load with a DC component.
  • these digital half-waves can then be provided as electrical energy supply signals via this actuator 18.
  • the number of set half-waves is given to the actuator 18 by the control and / or regulating device 48 via its control unit 84, so that a power setting on the heating device 16 is made possible accordingly.
  • the actuator 18 has a TRIAC circuit
  • a gate of the TRIAC is triggered via the drive unit 84 and it is determined whether digital half-waves 102 act on the heating element 20 or not.
  • the activation of the heating element 20 is an on-off control, that is, a defined voltage is applied or not.
  • the duration is determined by how many halfwaves are applied. This period in turn is determined by the drive unit 84.
  • Non-switched half-waves or periods in a package need not necessarily be adjacent. It is thus possible in a simple manner a power setting on the heater 16.
  • the detector device 100 is followed by a zero-crossing detection or an edge detection.
  • An edge detection is in the actual sense also a zero-crossing detection in which a digital signal is generated from a sine signal.
  • the digital edge can be adjusted.
  • a zero-crossing detection without an explicit detector unit there is a dependency on the internal edge detection of a microcontroller. This can be offset in time to a zero crossing detection; This leads to unnecessary heating of the actuator and more interference.
  • the control and / or regulating device 48 with its control unit 84 and its calculation unit 92 calculates, inter alia, on the basis of measurement data of the temperature sensor device 62, the corresponding control data to which the actuator 18 then acts , which again leads to a corresponding electrical Energysavingsbeetzschlagung of the heating element 20.
  • the mains voltage is transformed to a low voltage level.
  • the detector device 100 With regard to the detection of a zero crossing by the detector device 100, it may be provided that not exactly the zero crossing is detected, but a voltage which is adjacent to the zero crossing.
  • EMC compatibility be provided.
  • the actuator 18 and the flow heater 14 are connected in series.
  • a capacitor is connected in parallel to this series of actuator 18 and water heater 14th
  • the actuator 18 comprises a delay element in order to be able to compensate for a phase shift between current and voltage.
  • period packages a decision can be made for a fixed number of periods, such as six periods (or twelve half cycles). Only after expiry of these six periods is a new decision made (at the control and / or regulating device 48).
  • an electrical power supply of the heating element 20 can be switched off.
  • an electrical energy is applied to the heating element 20 by the actuator 18.
  • a packet control over a plurality of periods, in particular with a fixed period basically leads to a reduction of a DC component. This allows for more accurate adjustability of performance with different user inputs.
  • the actuator 18 is electrically coupled from the heat exchanger 96. In particular, a corresponding electrical insulation is provided.
  • a corresponding heat sink is thermally conductively connected to the actuator 18 for this purpose.
  • This heatsink accordingly has a large surface area.
  • controllable valve 44 has an identification device 104 for its state, this identification device 104 being connected to the control and / or regulating device in a signal-effective manner (indicated in FIG. 1 by reference numeral 106). As a result, the state of the controllable valve 44 can be transmitted to the control and / or regulating device 48.
  • controllable valve 44 it is possible for the controllable valve 44 to be actuated directly by an operator. About the detection device 104 can then monitor this operation.
  • the signal-effective connection 88 makes it possible, if, for example, certain parameters exist that make an output of steam appear to make no sense, keep the controllable valve 44 closed.
  • a state determination device 108 determines a state at a connected steam dispensing device 42a, 42b. This set state is set by an operator, for example. This state can be transmitted, for example, wirelessly (see below) or via the coupling device 46 to the control and / or regulating device 48.
  • the state determination device 108 is part of the control and / or regulating device 48 or connected to this signal effective. It can also be part of the input device 58.
  • a set state on a steam dispenser 42a, 42b may affect the calculation of the drive data in the driver 84.
  • the main unit (with the housing 12 of the steam generating device 10) comprises a data transmission device 110 (FIG. 5), which is arranged in particular on or in the housing 12 and forms part of the control and / or regulating device 48 is.
  • the data transmission device 110 in turn comprises a radio module in one embodiment.
  • the data transmission can be bidirectional or unidirectional.
  • the operator device 112 has a corresponding data interface 114 for the data transmission device 110.
  • the operator device 112 may be a separate "own” device, or be realized for example by a smartphone or the like.
  • the operator device 112 with its data interface 114 can form the input device 58 or it can be an alternative to the input device 58 done via the operator device 112 is a parameter input or made a setting.
  • the operator device 112 communicates directly with the data transmission device 110 unidirectionally or bidirectionally.
  • an operator device 112 may communicate with a server 116 (for example via cloud services), in which case the server 116 in turn communicates with the data transmission device 110 of the steam generating device 10.
  • the operator device 112 communicates with a router 118, which router 118 in turn communicates with the data transmission device 110.
  • the operator device 112 communicates with a bridge 120 (gateway), which then in turn communicates with the data transmission device 110.
  • the communication channels are preferably wireless. It can also be provided via the existing power grid a powerline transmission.
  • the router 118 may also communicate with the server 116, or the bridge 120 may communicate with the router 118 and / or the server 116.
  • the data transmission takes place for example via standard wireless standards such as Wi-Fi, Bluetooth, ZIGbee.
  • direct communication can take place between the operator device 112 and the data transmission device 110, or intermediate instances 116, 118, 120 can be provided.
  • the steam generating device 10 functions as follows:
  • Liquid (especially water) is provided from the tank 24. This liquid is filtered through the ion exchanger 28 or cleaned.
  • the pump 22 delivers the liquid in the fluid flow path 30 to the flow heater 14. There, steam is generated via the heating element 20. This is discharged at the port 40 to a steam dispenser 42a, 42b. An operator controls the controllable valve 44.
  • controllable valve 44 is opened when a steam dispensing device 42a, 42b is effectively connected to the port 40.
  • Control and / or regulating device 48 performs a power adjustment of both the pump 22 and the heater 16 by.
  • the power setting can be controlled and / or regulated.
  • temperature measured values of the temperature sensor device 62 and pressure measured values of the pressure sensor device 68 of the control and / or regulating device 48 are transmitted.
  • the calculation unit 92 calculates corresponding activation data, which are transmitted via the control unit 84 to the pump 22 and the heating device 16.
  • the vapor state of the generated steam for example with regard to moisture content, steam quality, etc.
  • the moisture content for an iron 42b can be set lower than for a gun 42a for cleaning purposes. It can be detected by the detection device 54, which accessory (which steam dispensing device 42a or 42b) is connected to according to the steam condition, which is then set specify.
  • a steam state or further operating parameters can also be set by the input device 58 or by corresponding set states on the steam dispensing devices 42a, 42b.
  • the control and / or regulating device 48 knows these settings via corresponding signal-effective connections and can take this into account in the calculation in the calculation unit 92 in order to provide corresponding activation data by the control unit 84.
  • the actuator 18 connected with a corresponding power electronics controlled causes an electrical energization of the heater 16 and in particular of the heating element 20.
  • the actuator 18 is controlled by the control unit 84.
  • the power setting is done by adjusting the time periods (with respect to the number of half periods or whole periods) of the energization of the heater 16. It is particularly provided that a transformer from the (sine) mains voltage a voltage with the same course but lesser Vertex voltage generated. This transformed AC voltage is then converted via a (one-way) rectifier into a pulsating DC voltage.
  • the detector device 100 generates from the mains voltage or the transformed mains voltage a signal which can be interpreted binary by a microcontroller.
  • a binary sine wave of 3.3 V is associated with a positive sine half wave, and a binary voltage value of 0 V with a negative sine half wave.
  • the edges in the binary signal that cause a state change correspond to zero crossings of the sine half-wave (the mains voltage or the transformed voltage).
  • the control and / or regulating device 48 uses the binary signal as a timing for the activation of the actuator 18 for switching on and off of the heating element 20.
  • the corresponding method for power control is a wave packet control (oscillation packet control), is switched at only in zero crossings.
  • a half-wave control or full-wave control is basically possible.
  • it is controlled by the drive unit 84 whether or not half-cycles of the energization of the heater 16 are turned on.
  • system data and in particular pressure data are continuously recorded by the pressure sensor device 68 and the temperature data by the temperature sensor device 62 and processed at the calculation unit 92.
  • the driver 84 then provides its corresponding control pulses.
  • the driven active components are essentially the pump 22 and the flow heater 14 with its heating device 16.
  • Measurement data of the fill level sensor device 74 can be detected in order to shut down these active components automatically in the event of a lack of liquid and, if appropriate, to visually and / or acoustically indicate an insufficient fill level.
  • the state of a connected steam dispenser 42a, 42b can be detected, wherein the corresponding recorded data can influence the control data of the control unit 84.
  • input data of the input device 58 and an operator device 112 are detected and taken into account.
  • a controllable valve 44 and in particular solenoid valve may be provided.
  • the calculation unit 92 calculates drive signals on the basis of sensor data. This calculation is based on certain control laws and / or regulatory laws that have been previously defined and, in particular, cover bandwidths of possible states.
  • a corresponding activation (start sequence) of the active components ensures a corresponding changed setting.
  • one or more temperature sensors are arranged on a steam dispenser 42a, 42b. Corresponding temperature measurement data can be used to determine the activation of active components.
  • monitoring takes place with respect to a minimum temperature and / or a maximum temperature at the instantaneous water heater 54. If, for example, a maximum temperature threshold is exceeded, the heating device 16 is switched off (in particular by the control and / or regulating device 48) in order to prevent overheating. If a lower temperature threshold is exceeded, then for example, the pump 22 is turned off or can not be operated.
  • corresponding temperature thresholds or threshold ranges are defined and stored in the control and / or regulating device 48, which require, for example, an activation of the instantaneous heater 14 with respect to operation or non-operation or activation of the pump 22 with regard to operation or non-operation. Require operation.
  • monitoring for minimum pressures and maximum pressures on the system may be performed. In principle, this monitoring can take place via the control and / or regulating device 48 or additionally or alternatively without explicit participation of the control and / or regulating device 48 via the overpressure valve device 34 and the vacuum valve device 36.
  • control and / or regulating device 48 for example, defined states are stored which, depending on a closed steam dispenser 42a, 42b or corresponding operator input, are aimed at by a corresponding algorithm.
  • the active components in particular the pump 22 and the heating device 16
  • the active components are then correspondingly driven with corresponding data of the temperature sensor device 62 and of the pressure sensor device 68 as input signals. It is possible, for example, for a predefined time voltage to be provided after initiation of a start sequence, before a new start sequence can again be started at all. During this predefined period of time, the system controls itself according to specifications of the control and / or regulating device 48, without, for example, a setting change by the operator being able to trigger a new start sequence.
  • a start sequence is aborted if an operator, during the execution of a start Sequence a switch or the like, for example, at the steam dispenser 42a, 42b let go.
  • controllable valve 44 is automatically opened when a corresponding steam dispensing device 42a, 42b is connected to the port 40 (which then in particular has its own valve). It may also be provided that the controllable valve 44 is only opened when a corresponding button or lever is operated by an operator.
  • controllable valve 44 remains permanently open (if, for example, an iron 42b is connected), or a defined temperature at the instantaneous water heater 14 has not yet been reached.
  • control and / or regulating device 48 can be a
  • a degree of water hardness may be predetermined at the steam generating device 10, for example via the input device 58, or it can be determined in the system itself. The corresponding information may then be used to control the system and also be used in determining the life of the ion exchange device 28.

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Abstract

Es wird eine Dampferzeugungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend einen Durchlauferhitzer (14) mit einer Heizeinrichtung (16) zur Dampferzeugung, eine Pumpe (22) zur Förderung von Flüssigkeit zu dem Durchlauferhitzer (14), mindestens einen Anschluss (40), an welchen ein Dampfausgabegerät (42a, 42b) angeschlossen ist oder anschließbar ist, mindestens eine Temperatursensoreinrichtung (62), welche dem Durchlauferhitzer (14) zugeordnet ist, mindestens eine Drucksensoreinrichtung (68) zur Ermittlung eines Systemfluid-Drucks, und eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (48), mit welcher die Temperatursensoreinrichtung (62) und die Drucksensoreinrichtung (68) signalwirksam verbunden sind, welche die Pumpe (22) für eine Leistungseinstellung und die Heizeinrichtung (16) des Durchlauferhitzers (14) für eine Leistungseinstellung ansteuert, und welche eine Ansteuerungseinheit (84) umfasst, welche auf Grundlage von gemessenen Werten der Temperatursensoreinrichtung (62) und der Drucksensoreinrichtung (68) Ansteuerungsdaten für die Pumpe (22) und die Heizeinrichtung (16) bereitstellt.

Description

Dampf erzeugungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Dampferzeugungsvorrichtung .
Aus der EP 2 738 305 AI ist eine Bügelstation und Regel- und/oder Steuereinheit bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dampferzeugungsvorrichtung bereitzustellen, welche es ermöglicht, Dampf mit unterschiedlichen Dampfzuständen auf einfache Weise zu erzeugen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Durchlauferhitzer mit einer Heizeinrichtung zur Dampferzeugung vorgesehen ist, eine Pumpe zur Förderung von Flüssigkeit zu dem Durchlauferhitzer vorgesehen ist, mindestens ein Anschluss, an welchen ein Dampfausgabegerät angeschlossen ist oder anschließbar ist, vorgesehen ist, mindestens eine Temperatursensoreinrichtung, welche dem Durchlauferhitzer zugeordnet ist, vorgesehen ist, mindestens eine Drucksensoreinrichtung zur Ermittlung eines Systemfluid- Drucks vorgesehen ist, und eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Temperatursensoreinrichtung und die Drucksensoreinrichtung signalwirksam verbunden sind, welche die Pumpe für eine Leistungseinstellung und die Heizeinrichtung des Durchlauferhitzers für eine Leistungseinstellung ansteuert, und welche eine Ansteuerungseinheit umfasst, welche auf Grundlage von gemessenen Werten der Temperatursensoreinrichtung und der Drucksensoreinrichtung Ansteuerungsdaten für die Pumpe und die Heizeinrichtung bereitstellt.
Durch das Vorsehen eines Durchlauferhitzers lässt sich eine Dampf- erzeugungsvorrichtung mit kurzen Aufheizzeiten, geringem Gewicht und einfacher Herstellbarkeit realisieren. Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung, welche als aktive Komponenten die Pumpe und die Heizeinrichtung ansteuert, Sensordaten bezüglich Temperaturmesswerten und Druckmesswerten bereitgestellt. Die Ansteuerungseinheit kann dann die er- forderlichen Ansteuerungsdaten berechnen und der Pumpe und der Heizeinrichtung bereitstellen.
Es lässt sich dadurch eine Dampferzeugungsvorrichtung bereitstellen, welche beispielsweise Reinigungsdampf oder Dampf für ein Bügeleisen bereitstellen kann. Beispielsweise lässt sich Dampf mit einem höheren Feuchtigkeitsgehalt für Reinigungszwecke oder Dampf mit niedrigerem Feuchtigkeitsgehalt für Bügelzwecke bereitstellen.
Dieser entsprechende Dampfzustand bzw. diese Dampfqualität wird dabei durch entsprechende Leistungseinstellung an der Pumpe und der Heizeinrichtung bewirkt.
Es kann beispielsweise automatisch erkannt werden, welches Dampfausgabegerät an dem Anschluss angeschlossen ist bzw. ein Bediener kann ent- sprechende Vorgaben machen .
Es ergeben sich umfangreiche Dampferzeugungsoptionen bei einfacher Be- dienbarkeit und einfacher Ausbildung der Dampferzeugungsvorrichtung . Insbesondere ist an einem Fluidströmungsweg ein steuerbares Ventil und insbesondere Magnetventil angeordnet, welches durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung angesteuert ist. Über das steuerbare Ventil kann beispielsweise eine Dampfausgabe angeschaltet werden bzw. abgeschaltet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass, wenn ein entsprechendes Dampf- ausgabegerät angeschlossen wird, welches ein eigenes Ventil aufweist, das steuerbare Ventil geöffnet ist. Durch die Ansteuerung über die Steuerungsund/oder Regelungseinrichtung ergeben sich zusätzliche Steuermöglichkeiten für das System. Es ist dann günstig, wenn das steuerbare Ventil dem Durchlauferhitzer nachgeschaltet ist und insbesondere dem Anschluss vorgeschaltet ist. Dadurch lässt sich beispielsweise auf einfache Weise eine Störungsüberwachung durchführen.
Günstig ist es, wenn das steuerbare Ventil eine Erkennungseinrichtung für seinen Zustand aufweist, welche signalwirksam mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden ist. Dadurch weist die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zu jedem Zeitpunkt, ob das steuerbare Ventil geöffnet ist oder geschlossen ist. Es kann dann beispielsweise eine getrennte Bedien- barkeit des steuerbaren Ventils durch einen Bediener über einen entsprechenden Hebel oder Knopf vorgesehen werden und die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung kennt den entsprechenden Zustand des steuerbaren Ventils.
Günstig ist es, wenn mindestens ein Flüssigkeitstank vorgesehen ist. An dem mindestens einen Flüssigkeitstank kann Flüssigkeit (insbesondere Wasser) für die Dampferzeugung gespeichert werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist dem mindestens einen Flüssigkeitstank eine Füllstandsensoreinrichtung zugeordnet, welche signalwirksam mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden ist, wobei insbesondere die Ansteuerungseinheit ihre Ansteuerungsdaten unter Verwendung von Mess- daten der Füllstandsensoreinrichtung ermittelt. Es ist dadurch beispielsweise möglich, wenn ein zu geringer Füllstand an dem mindestens einen Flüssigkeitstank ermittelt wird, das System abzuschalten. Insbesondere werden dann die aktiven Komponenten Pumpe und Heizeinrichtung abgeschaltet. Es kann auch vorgesehen sein, dass dem mindestens einen Flüssigkeitstank eine Ionentauschereinrichtung zugeordnet ist, und insbesondere an dem mindestens einen Flüssigkeitstank mindestens eine Ionentauscherkartusche an- geordnet ist. Dadurch lässt sich eine Reinigung bzw. Filterung der Flüssigkeit durchführen.
Günstig ist es, wenn die Drucksensoreinrichtung zur Ermittlung des System- fluid-Drucks an einem Fluidströmungsweg zwischen der Pumpe und dem
Durchlauferhitzer positioniert ist und insbesondere der ermittelte Systemfluid- Druck ein Flüssigkeitsdruck ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein relevanter Systemparameter ermitteln, welcher für die Steuerung und/oder Regelung des Systems verwendet werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Druckspeichereinrichtung vorgesehen, welche an einem Fluidströmungsweg zwischen der Pumpe und dem Durchlauferhitzer angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine optimierte Betriebsweise. Die Druckspeichereinrichtung ist beispielsweise ein Schlauchstück oder um- fasst ein solches. Es ergibt sich dadurch eine einfache konstruktive Ausbildung.
Günstig ist es, wenn eine Überdruckventileinrichtung vorgesehen ist, welche an einem Fluidströmungsweg zwischen der Pumpe und dem mindestens einen Anschluss angeordnet ist. Die Überdruckventileinrichtung ist beispielsweise dem Durchlauferhitzer nachgeschaltet. Vorzugsweise ist sie zwischen der Pumpe und dem Durchlauferhitzer angeordnet. Es lässt sich dadurch verhindern, dass ein Überdruck in dem System entstehen kann, welcher bei- spielsweise Schläuche und Verbindungen beschädigen kann.
Es ist ferner günstig, wenn eine Unterdruckventileinrichtung vorgesehen ist, welche an einem Fluidströmungsweg der Pumpe nachgeschaltet angeordnet ist und insbesondere zwischen der Pumpe und dem Durchlauferhitzer angeordnet ist. Beispielsweise kann beim Abkühlen nach einem Betrieb ein Unterdruck entstehen. Dieser kann dazu führen, dass die Pumpe Flüssigkeit aus einem Tank nachsaugt. Bei einem nächsten Einschalten (vor allem, wenn ein steuerbares Ventil geschlossen ist) wäre dann so viel Flüssigkeit im System, dass ein Druckanstieg durch das Verdampfen den Auslösedruck eines Sicherheitsventils einer Überdruckventileinrichtung übersteigt.
Günstigerweise umfasst die Temperatursensoreinrichtung mindestens einen Temperatursensor, welcher die Temperatur am Durchlauferhitzer misst.
Dadurch wird ein relevanter Parameter für einen Dampfzustand und insbesondere für eine Dampfqualität bereitgestellt. Es ist dadurch eine einfache
Steuerung bzw. Regelung an dem Durchlauferhitzer bezüglich Leistungseinstellung der Heizeinrichtung möglich.
Der mindestens eine Temperatursensor kann dabei an einer Oberfläche des Durchlauferhitzers angeordnet sein oder in einer Ausnehmung an dem Durchlauferhitzer positioniert sein. Es ist dann auch günstig, wenn die Drucksensoreinrichtung mindestens einen Drucksensor zur direkten Ermittlung des Systemfluid-Drucks an Flüssigkeit umfasst. Es ergibt sich dadurch eine optimierte Steuerbarkeit bzw. Regelbarkeit am System. Günstig ist es, wenn an dem mindestens einen Anschluss ein Dampfausgabegerät über eine lösbare Kupplungseinrichtung angeschlossen oder anschließbar ist. Dadurch ergeben sich umfangreiche Einsatzmöglichkeiten. Es ergibt sich eine optimierte Anpassung des Dampfes (über Einstellung durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung) an den entsprechenden Verwendungs- zweck.
Insbesondere ist der Kupplungseinrichtung eine Erkennungseinrichtung für einen Typ des Dampfausgabegeräts zugeordnet. Die entsprechenden Erkennungsdaten können durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verwendet werden, um den entsprechenden Dampfzustand in Abhängigkeit von dem Typ des Dampfausgabegeräts einzustellen. Beispielsweise sollte der Flüssigkeitsgehalt in Dampf für ein Bügeleisen geringer sein als in Dampf für Reinigungszwecke. Entsprechend ist es dann vorteilhaft, wenn die Erkennungseinrichtung signalwirksam mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden ist, um eine entsprechende Steuerung bzw. Regelung zu ermöglichen.
Es ist weiterhin günstig, wenn die Kupplungseinrichtung einen Stecker und einen Gegenstecker umfasst, wobei eine fluidwirksame Verbindung über die Kupplungseinrichtung vorgesehen ist und insbesondere zusätzlich eine signalwirksame Verbindung (kabelgebunden oder drahtlos) vorgesehen ist. Es lassen sich dadurch auf einfache Weise unterschiedliche Dampfausgabegeräte an dem Anschluss anschließen. Durch eine zusätzliche signalwirksame Verbindung können entsprechende Parameterdaten, welche an dem Dampfausgabegerät eingestellt sind oder vorliegen, an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung übertragen werden. Diese können dann wiederum zur Berechnung von Ansteuerungsdaten verwendet werden.
Es ist dann günstig, wenn eine Zustandsermittlungseinrichtung für einen eingestellten Zustand an einem Dampfausgabegerät und/oder an einem Hauptgerät vorgesehen ist. Es können so beispielsweise unterschiedliche Parameter oder dergleichen an der Dampferzeugungsvorrichtung am Hauptgerät und/oder am Dampfausgabegerät eingestellt werden und die entsprechenden Einstellungen können wiederum verwendet werden, um Ansteuerungsdaten für die Pumpe und die Heizeinrichtung zu berechnen. Es ist vorteilhaft, wenn die Zustandsermittlungseinrichtung signalwirksam mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden ist.
Insbesondere ist über die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung durch Ansteuerung der aktiven Komponenten Pumpe und Durchlauferhitzer min- destens eines der Folgenden einstellbar: Dampfzustand, Feuchtigkeitsgehalt von ausgegebenem Dampf, Dampfqualität, Dampfmenge, Dampfstoß. Es sind auch weitere Einstellungen möglich. Beispielsweise ist eine automatische Einstellung durch die Steuerungsund/oder Regelungseinrichtung insbesondere durch Erkennen eines angeschlossenen Dampfausgabegeräts vorgesehen und/oder es ist eine Einstellung durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (über ent- sprechende Ansteuerungsdaten) über Bedienereingabe vorgesehen. Die Bedienereingabe kann dabei an einem Dampfausgabegerät erfolgen oder an einem Hauptgerät mit dem Anschluss.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Ansteuerung der Heizeinrichtung des Durchlauferhitzers als Ein-Aus-Ansteuerung für eine Heizung vorgesehen. Eine Leistungseinstellung der Heizeinrichtung erfolgt dann dadurch, wie lange ein Ein-Zustand bzw. Aus-Zustand vorliegt. Es ergibt sich dadurch eine einfache Einstellbarkeit. Insbesondere ergibt sich eine einfache Einstellbarkeit in Verbindung mit einem Durchlauferhitzer, bei dem die Heizeinrichtung nur ein ein- ziges Heizelement aufweist. Die Ein-Aus-Ansteuerung ist insbesondere eine Wellenpaketsteuerung (Schwingungspaketsteuerung), bei der ein Signal nur in Nulldurchgängen geschaltet wird. Es erfolgt dabei beispielsweise eine Ganz- wellensteuerung, bei der ganze Perioden der Netzfrequenz eingeschaltet oder ausgeschaltet werden, oder es erfolgt eine Halbwellensteuerung, bei der Halb- wellen geschaltet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Eingabeeinrichtung vorgesehen, welche signalwirksam mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden ist. An der Eingabeeinrichtung eingestellte Parameter können dann bei der Berechnung von Ansteuerungsdaten berücksichtigt werden.
Die Dampferzeugungsvorrichtung kann ein oder mehrere Dampfausgabegeräte (als "Zubehör") umfassen .
Insbesondere umfasst die Ansteuerungseinheit eine Berechnungseinheit mit hinterlegten Rechnungsregeln und/oder Berechnungsalgorithmen. Beispielsweise sind in den definierten Rechnungsregeln typische Systemzustände er- fasst. Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Datenübertragungseinrichtung vorgesehen, welche insbesondere ein Funkmodul ist oder umfasst, und welche signalwirksam mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden ist. Über die Datenübertragungseinrichtung lassen sich dann Parametereinstellungen oder dergleichen an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung übertragen, wodurch wiederum insbesondere drahtlos Ansteue- rungsdaten beeinflussbar sind . Eine Datenübertragung der Datenübertragungseinrichtung kann dabei uni- direktional (nur Eingabe) oder bidirektional ausgebildet sein zum Datensenden und Datenempfangen.
Es ist dann insbesondere mindestens ein Bedienergerät mit einer Daten- schnittsteile für Daten der Datenübertragungseinrichtung vorgesehen. Das Bedienergerät kann proprietär sein. Es kann beispielsweise auch durch ein Smartphone gebildet sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Aktor einer elektronischen Schalteinrichtung zur Leistungseinstellung der Heizeinrichtung des Durchlauferhitzers vorgesehen, wobei der Aktor durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung angesteuert ist. Der Aktor ist insbesondere ein elektronischer Leistungsschalter, welcher die Leistungseinstellung (angesteuert durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung) an der Heizeinrichtung durch- führt. Es ergibt sich so ein einfacher Aufbau mit minimiertem Steuerungsaufwand bzw. Regelaufwand .
Günstig ist es, wenn der Aktor mindestens teilweise wärmeübertragungswirksam mit einem Fluidströmungsweg verbunden ist und insbesondere mit einem Fluidströmungsweg für Flüssigkeit verbunden ist. Es lässt sich so auf einfache Weise eine Flüssigkeitskühlung (Wasserkühlung) an einem elektronischen Leistungsschaltteil des Aktors durchführen. Beispielsweise ist an dem Fluidströmungsweg ein Wärmeübertrager angeordnet und der Aktor ist mindestens teilweise wärmeübertragungswirksam über den Wärmeübertrager mit dem Fluidströmungsweg verbunden. Es lässt sich dadurch eine effektive Kühlung erreichen.
Beispielsweise umfasst der Aktor einen oder mehrere (insbesondere antiparallel geschaltete) Thyristoren und insbesondere einen oder mehrere TRIAC. Es lässt sich so auf einfache Weise eine elektrische Energiebeaufschlagung an der Heizeinrichtung erreichen, welche (über ein entsprechendes Gate) durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung steuerbar ist. Ein solcher Aktor kann grundsätzlich direkt mit Netzstrom versorgt werden und es lässt sich dann insbesondere über die Einstellung von Schaltdauern (bezogen auf Halbwellen bzw. Perioden) eine Leistungseinstellung an der Heizeinrichtung durchführen.
Es ist dann besonders vorteilhaft, wenn die Heizeinrichtung des Durchlauferhitzers ein einziges Heizelement aufweist. Es lässt sich bei konstruktiv und fertigungstechnisch geringem Aufwand eine effektive steuerbare bzw. regelbare Dampferzeugung auch für unterschiedliche Dampfausgabegeräte er- reichen.
Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Dampferzeugungsvorrichtung, wobei die Dampferzeugungsvorrichtung einen Durchlauferhitzer mit einer Heizeinrichtung zur Dampferzeugung und eine Pumpe zur Förderung von Flüssig- keit zu dem Durchlauferhitzer umfasst, und wobei ein oder mehrere Dampfausgabegeräte angeschlossen sind oder anschließbar sind, umfasst das Verfahren :
Messen einer oder mehrerer Größen, welche einen Dampfzustand von an dem Durchlauferhitzer erzeugten Dampf beeinflussen können, Berechnung von Ansteuerungsdaten für eine Leistungseinstellung der Pumpe und/oder der Heizeinrichtung zur Erzeugung eines definierten Dampfzustands; und - Ansteuerung der Pumpe und der Heizeinrichtung mit den entsprechenden Ansteuerungsdaten zur Erzeugung von Dampf mit dem definierten Dampfzustand.
Durch die Verwendung eines Durchlauferhitzers lassen sich kurze Aufheiz- zeiten für die Dampferzeugung erreichen. Die Dampferzeugungsvorrichtung lässt sich mit geringem Gewicht ausbilden und kostengünstig herstellen.
Durch das Messen von einen oder mehreren Größen, welche den Dampfzustand des erzeugten Dampfs beeinflussen können, lässt sich eine optimierte Ansteuerung der Pumpe und der Heizeinrichtung bezüglich einer entsprechenden Leistungseinstellung erreichen. Es lässt sich dann der Dampfzustand für ein spezielles Dampfausgabegerät definiert einstellen und auch regeln.
Beispielsweise kann für ein Bügeleisen Dampf hergestellt werden, welcher einen niedrigeren Feuchtigkeitsgehalt aufweist als Dampf für Reinigungszwecke.
Insbesondere wird als Größe, welche den Dampfzustand beeinflusst, eine Temperatur an dem Durchlauferhitzer ermittelt. Es ergibt sich dadurch eine optimierte Einstellbarkeit insbesondere für eine Leistungseinstellung an der Heizeinrichtung.
Es kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass eine Temperatur von Dampf am Dampfausgabegerät wie beispielsweise an einem Bügeleisen oder an einer Reinigungspistole ermittelt wird. Es ist ferner günstig, wenn als weitere Größe, welche den Dampfzustand be- einflusst, ein Systemfluid- und insbesondere ein Druck von Flüssigkeit, welcher in dem Durchlauferhitzer (von der Pumpe) zugeführt wird, ermittelt wird . Es ist dabei insbesondere vorteilhaft, wenn sowohl Systemfluid-Druckmess- daten als auch Temperaturdaten ermittelt werden und eine entsprechende An- steuerung der Pumpe der Heizeinrichtung auf Grundlage dieser ermittelten Daten durchgeführt wird . Günstig ist es, wenn der definierte Dampfzustand durch einen Bediener eingestellt wird und/oder durch den Typ des angeschlossenen Dampfausgabegeräts vorgegeben oder insbesondere automatisch vorgegeben wird. Es ergeben sich so umfangreiche Einsatzmöglichkeiten . Beispielsweise kann der Typ eines angeschlossenen Dampfausgabegeräts automatisch erkannt werden und es ist dann möglich, dass der Dampfzustand durch Vorgabe von Leistungsdaten für die Pumpe und die Heizeinrichtung automatisch vorgegeben wird . Wenn beispielsweise ein Bügeleisen angeschlossen wird, dann kann dann automatisch der entsprechende Dampfzustand für den Dampf, welcher dem Bügeleisen bereitgestellt wird, eingestellt werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Zustand eines angeschlossenen Dampfausgabegeräts ermittelt wird und bei der Berechnung der Ansteue- rungsdaten berücksichtigt wird . Der Zustand ist beispielsweise ein Betriebszustand und/oder ein Einstellungszustand des Dampfausgabegeräts. Es ergibt sich dadurch eine optimierte Betriebsweise.
Günstig ist es, wenn ein Füllstand eines Tanks für Flüssigkeit ermittelt wird und bei Unterschreiten eines Füllstands oder eines Füllstandschwellenbereichs eine Dampferzeugung gestoppt wird und/oder eine Hinweisanzeige durch- geführt wird . Dadurch ergibt sich ein sicherer Betrieb.
Es ist ferner günstig, wenn ein Ventil für eine Dampfausgabe und insbesondere Magnetventil angesteuert wird und insbesondere unter Verwendung von Mess- daten der Größe oder der Größen, welche die Dampferzeugung beeinflussen können, angesteuert wird . Es ergeben sich so umfangreiche Einsatzmöglichkeiten. Günstig ist es, wenn eine Temperaturüberwachung bezüglich einer minimalen Temperatur und/oder einer maximalen Temperatur an dem Durchlauferhitzer durchgeführt wird . Dadurch ergibt sich eine sichere Betriebsweise. Wenn beispielsweise eine zu hohe Temperatur detektiert wird, dann kann eine automatische Abschaltung erfolgen. Wenn beispielsweise eine zu niedrige Tempe- ratur detektiert wird, dann kann die Dampferzeugung entsprechend unterbrochen werden.
Es ist ferner günstig, wenn eine Drucküberwachung bezüglich eines minimalen Systemfluid-Drucks und/oder eines maximalen Systemfluid-Drucks durch- geführt wird, wobei zur Drucküberwachung insbesondere ein oder mehrere selbstschaltende Ventile vorgesehen sind .
Durch die Überdruckventileinrichtung kann sichergestellt werden, dass kein zu hoher Druck im System anliegt, welcher beispielsweise Schläuche und Ver- bindungen beschädigen kann. Durch eine Unterdruckventileinrichtung kann sichergestellt werden, dass keine zu tiefen Drücke im System herrschen. Wenn beispielsweise nach Betrieb beim Abkühlen ein Unterdruck entsteht, dann kann die Pumpe Flüssigkeit aus einem Tank nachsaugen. Beim nächsten Anschalten (insbesondere wenn ein steuerbares Ventil geschlossen ist) ist dann so viel Flüssigkeit im System, dass ein Druckanstieg durch Verdampfen einen Auslösedruck einer Überdruckventileinrichtung übersteigen kann.
Es ist günstig, wenn einem Tank für Flüssigkeit ein Ionentauscher zugeordnet ist und die Einsatzdauer des Ionentauschers überwacht wird . Dadurch kann der Wartungsaufwand für die Dampferzeugungsvorrichtung gering gehalten werden. Insbesondere wird die Einsatzdauer des Ionentauschers durch Laufdauer ermittelt wird. Wenn die Pumpe in Betrieb ist, dann wird grundsätzlich auch Flüssigkeit durch den Ionentauscher transportiert und dieser "altert". Durch Aufsummation der Laufdauern der Pumpe hat man also ein Maß für die bis- herigen Einsatzzeiten und damit auch für die Lebensdauer des Ionentauschers.
Es ist günstig, wenn bei der Berechnung der Ansteuerungsdaten eine eingestellte oder ermittelte Wasserhärte berücksichtigt wird. Dadurch ergibt sich ein optimierter Betrieb unter Minimierung des Wartungsaufwands.
Bei einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass ein Aktor angesteuert wird, welcher der Heizeinrichtung zugeordnet ist und deren Leistungseinstellung über die elektrische Energiezuführung zu der Heizeinrichtung bewirkt. Der Aktor umfasst insbesondere eine elektronische Schalteinrichtung, durch wel- che steuerbar schaltbar ist, ob eine elektrische Energieversorgung an der
Heizeinrichtung bewirkt wird oder nicht. Es lässt sich dann wiederum durch die Zeitdauer des Schaltens eine Leistungseinstellung durchführen.
Insbesondere erfolgt dann eine Wellenpaketsteuerung (Schwingungspaket- Steuerung) der Heizeinrichtung. Es wird dabei ein Signal nur in Nulldurchgängen geschaltet. Es kann dabei eine Ganzwellensteuerung vorgesehen sein (bei der ganze Perioden einer Netzfrequenz ein- und ausgeschaltet werden), oder es kann eine Halbwellen-Steuerung vorgesehen sein, bei der nur Halbwellen geschaltet werden.
Insbesondere schaltet der Aktor die elektrische Energieversorgung der Heizeinrichtung bezüglich An und Aus. Insbesondere erfolgt eine Wellenpaketsteuerung (Schwingungspaketsteuerung) der Heizeinrichtung . Es ergibt sich dadurch ein einfacher Aufbau mit einer einfachen Steuerbarkeit und Regelbar- keit.
Günstig ist es, wenn der Aktor am Netzstrom oder an einem abgeleiteten Strom angeschlossen ist und eine Schaltungseinrichtung des Aktors An-Phasen und Aus-Phasen für die elektrische Energieversorgung der Heizeinrichtung gesteuert schaltet. Durch den Netzstrom wird ein Zeitmaßstab über die Periodendauer des Netzstroms bereitgestellt. Es kann dann durch Auswahl der Anzahl von Halbwellen oder Ganzwellen, mit welchen An-Phasen bzw. Aus- Phasen der elektrischen Energieversorgung der Heizeinrichtung eingestellt werden, definiert eine Leistungseinstellung erfolgen.
Insbesondere kann dann die Heizeinrichtung nur ein einziges Heizelement aufweisen, welches über den Aktor mit elektrischer Energie versorgt wird . Es ergibt sich bei minimiertem fertigungstechnischen Aufwand eine einfache Einstellbarkeit.
Günstig ist es dann, wenn an einem Netzstrom und/oder an einer Netzspannung Nulldurchgänge detektiert werden. Dies kann dazu verwendet wer- den, digitale Strompulse zu erzeugen, welche die elektrische Energieversorgung an der Heizeinrichtung bewirken können. Es kann dann wiederum auf einfache Weise eingestellt werden, wie viele solcher Strompulse innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums an die Heizeinrichtung durchgeschaltet werden Es lässt sich so auf einfache Weise eine Leistungseinstellung der Heizeinrich- tung bewirken.
Insbesondere wird aus einem Netzstrom ein pulsierender Gleichstrom erzeugt. Es kann dabei vorher eine Transformation einer Netzspannung auf eine niedrigere (Scheitel-)Spannung vorgesehen sein. Insbesondere bewirkt ein Ein- weg-Gleichrichter die Wandlung der Netzspannung bzw. der transformierten Spannung in die pulsierende Gleichspannung . Es wird ein Signal generiert (insbesondere über eine Detektoreinrichtung), welches von einem Mikro- controller binär interpretiert werden kann. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung kann das binäre Signal als Taktvorgabe für die Ansteuerung des Aktors zum Einschalten und Ausschalten der Heizung verwenden, wobei diese Steuerung wiederum insbesondere eine Wellenpaketsteuerung (Schwingungspaketsteuerung) ist. Die Detektoreinrichtung wandelt im Wesentlichen die pulsierende Gleichspannung in ein Signal, das wie erwähnt binär inter- pretiert werden kann. Flanken im binären Signal, die einen Zustandswechsel verursachen (die Änderung eines binären Werts) entsprechen Nulldurchgängen einer Sinus-Halbwelle (der Netzspannung oder der transformierten Spannung). Beispielsweise wird bei Schaltung des Aktors die Heizeinrichtung mit einer oder mehreren Halbwellen oder Ganzwellen der elektrischen Energieversorgung (und insbesondere an digitalen Strompulsen) beaufschlagt. Es ergibt sich so eine einfache Möglichkeit der Leistungseinstellung. Bei einer Dampferzeugungsvorrichtung ist ein Durchlauferhitzer mit einer Heizeinrichtung zur Dampferzeugung vorgesehen, ist eine Pumpe zur Förderung von Flüssigkeit zu dem Durchlauferhitzer in einem Fluidströmungsweg vorgesehen, ist ein Aktor zur Leistungseinstellung der Heizeinrichtung vorgesehen, und ist eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vor- gesehen, welche den Aktor ansteuert, wobei der Aktor eine Schalteinrichtung umfasst, welche die Heizeinrichtung heizend oder nicht-heizend schaltet, und wobei die Leistungseinstellung der Heizeinrichtung über Einstellung von
Schaltdauern erfolgt. Durch das Vorsehen eines Durchlauferhitzers ergibt sich ein schnelles Aufheizen und ein geringes Gewicht. Es ist eine kostengünstige Fertigung bzw. Herstellung der Dampferzeugungsvorrichtung möglich.
Durch die Verwendung eines Aktors mit einer (elektronischen) Schalt- einrichtung, welche die Heizeinrichtung steuert, lässt sich auf einfache Weise eine Leistungseinstellung durchführen .
Es ist dabei insbesondere möglich, eine Heizeinrichtung mit nur einem einzigen Heizelement zu verwenden, wobei dann eine einfache Leistungseinstellung möglich ist. Die Leistungseinstellung an der Heizeinrichtung lässt sich auf einfache Weise über die Einstellung von Schaltdauern realisieren. Es ergibt sich dadurch eine einfache Steuerbarkeit bzw. Regelbarkeit. Insbesondere lässt sich die Leistungseinstellung an der Heizeinrichtung über eine Schwingungspaketsteuerung (Wellenpaketsteuerung) auf einfache Weise durchführen. Bei einem solchen Steuerungsverfahren wird ein Signal nur in Nulldurchgängen geschaltet. Es kann dabei ein Einschalten und Ausschalten von ganzen Perioden einer Netzfrequenz erfolgen (Ganzwellensteuerung) oder es können Halbwellen geschaltet werden (Halbwellensteuerung).
Beispielsweise können aus einer Netzspannung Halbwellen erkannt werden und die Schalteinrichtung schaltet dann entsprechende Spannungssignale an die Heizeinrichtung, wobei das Schalten bzw. Nicht-Schalten durch die Steue- rungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgegeben wird .
Durch die Anzahl der durchgeschalteten Halbwellen in einem bestimmten vorgegebenen Zeitraum lässt sich die Leistung einstellen. Beispielsweise kann eine bestimmte Anzahl von Spannungsperioden vorgegeben werden. Eine Periodendauer entspricht einer Periodendauer der Netzspannung . Beispielsweise wird ein Periodenpaket mit zwölf Perioden vorgegeben. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung gibt vor, wie viele Ganzwellen (bei einer Ganzwellensteuerung) oder Halbwellen (bei einer Halb- wellensteuerung) in einem solchen Periodenpaket zu einer Schaltung der elektrischen Energieversorgung an der Heizeinrichtung führen. Wenn ein geringer Leistungsbedarf vorhanden ist, dann wird beispielsweise eine größere Anzahl von Ganzwellen/Halbwellen nicht geschaltet. Wenn ein größerer Energiebedarf vorhanden ist, dann wird eine größere Anzahl von Ganz- wellen/Halbwellen geschaltet. Bei maximalem Leistungsbedarf werden beispielsweise alle Ganzwellen/Halbwellen geschaltet, sodass insbesondere zu jeder Halbwelle ein entsprechender Puls der elektrischen Energieversorgung der Heizeinrichtung bereitgestellt wird. Im anderen Falle, dass kein Leistungs- bedarf vorhanden ist, wird keine Ganzwelle/Halbwelle innerhalb des Periodenpakets zu einer elektrischen Energieversorgung geschaltet.
Es ergeben sich bei einfachem Aufbau umfangreiche Steuerungsmöglichkeiten und Regelungsmöglichkeiten.
Es ist dann vorteilhaft, wenn die Heizeinrichtung nur ein einziges Heizelement aufweist. Es ergibt sich dadurch eine einfache Steuerbarkeit bzw. Regelbarkeit bei konstruktiv einfachem Aufbau.
Günstig ist es, wenn der Aktor und insbesondere die Schalteinrichtung an Netzstrom angeschlossen ist. Es ergibt sich dadurch ein einfacher Aufbau. Durch die Periode des Netzstroms wird ein "Zeitmaßstab" bereitgestellt, welcher zur Leistungseinstellung verwendet werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Schalteinrichtung eine schaltbare Diodeneinrichtung . Es lässt sich so eine effektive Heizung bewirken. Bei einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass durch einen Transformator eine (Sinus-)Netzspannung in eine geringere Spannung transformiert wird. Die Diodeneinrichtung erzeugt aus dieser transformierten Spannung eine pulsierende Gleichspannung . Eine Detektoreinrichtung detektiert beispielsweise aus Sinus-Halbwellen (bei einer Halbwellensteuerung) ein Signal, das von einem MikroController binär interpretiert werden kann. Die Steuerungsund/oder Regelungseinrichtung nutzt das binäre Signal als Taktvorgabe für die Ansteuerung des Aktors zum Einschalten und Ausschalten der Heizeinrichtung .
Beispielsweise umfasst die Schalteinrichtung einen oder mehrere Thyristoren und insbesondere einen oder mehrere TRIAC's. Beispielsweise ist dann ein Gate einer solchen Schalteinrichtung, welche eine Leistungsschalteinrichtung ist, über die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung angesteuert. Über die Schalteinrichtung lässt sich dann geschaltet (gesteuert) der Heizeinrichtung ein entsprechender Strom bereitstellen. Es lässt sich dadurch wiederum auf einfache Weise die Leistung einstellen. Günstig ist es, wenn eine Kühleinrichtung zur Kühlung des Aktors vorhanden ist. Dadurch lässt sich eine Heizung auf effektive Weise benutzen. Es ist dann besonders vorteilhaft, wenn die Kühleinrichtung an dem Fluid- strömungsweg gebildet ist und/oder an den Fluidströmungsweg wärmewirksam gekoppelt ist. Es lässt sich dann das strömende Fluid und insbesondere die strömende Flüssigkeit für die Kühlung mindestens eines Teils des Aktors und insbesondere eines Leistungsschaltungsteils verwenden.
Aus dem gleichen Grund ist es vorteilhaft, wenn an dem Fluidströmungsweg ein Wärmeübertrager angeordnet ist und/oder gebildet ist, an welchen der Aktor mindestens teilweise wärmewirksam gekoppelt ist. Es ergibt sich so eine effektive Kühlung und damit sichere Betriebsweise.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn der Wärmeübertrager an dem Fluidströmungsweg zwischen der Pumpe und dem Durchlauferhitzer angeordnet ist und insbesondere eine Flüssigkeitskühlung des Aktors vorgesehen ist. Es lässt sich so eine effektive Kühlung und Wärmeabführung erreichen.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist dem Aktor eine Detektoreinrichtung zur Erkennung von Nulldurchgängen eines Netzstroms oder einer Netzspannung zugeordnet. Die Detektoreinrichtung generiert den Takt, mit welchem die Steu- erungs- und/oder Regelungseinrichtung den Aktor ansteuert (wobei der Takt der Takt der Netzspannung bzw. des Netzstroms ist). Durch die Detektoreinrichtung kann aus einem Sinussignal des Netzstroms bzw. der Netzspannung ein digitales Signal erzeugt werden. Die Detektoreinrichtung wandelt im Wesentlichen eine pulsierende Gleichspannung, welche aus der Netzspannung generiert ist, in ein Signal um, welches binär interpretiert werden kann. Beispielsweise wird einer positiven Sinus-Halbwelle ein Spannungswert von 3,3 V und einer negativen Sinus-Welle eine Spannung 0 V zugeordnet. Die Flanken, die einen Zustandswechsel verursachen, entsprechen Nulldurchgängen der Sinus-Halbwelle. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Detektoreinrichtung einen Schmitt- Trigger, oder ist ein solcher, um entsprechend auf einfache Weise Energieversorgungsimpulse bereitstellen zu können.
Bei der Verwendung eines Schmitt-Triggers kann eine digitale Flanke justiert werden. (Bei einer Nulldurchgangserkennung ohne explizite Detektoreinrichtung hängt die Nulldurchgangserkennung von einer internen Flankenerkennung eines MikroControllers ab. Dadurch kann eine Erkennung eines Nulldurchgangs zeitlich versetzt sein; dies kann zu einer nicht gewünschten
Erhitzung eines Aktors und zu Störungen führen.) Durch die Verwendung einer Detektoreinrichtung insbesondere mit einem Schmitt-Trigger werden solche Probleme vermieden. Es ist alternativ auch möglich, dass eine zeitliche Verschiebung einer Nulldurchgangserkennung durch eine Software-Lösung kom- pensiert wird. Bei einer alternativen Ausführungsform umfasst die Detektoreinrichtung eine Zener-Diode bzw. ist durch diese gebildet.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Zeitsteuerung für die Leistungseinstellung der Heizeinrichtung mittels Schalten und Nicht-Schalten durch den Aktor an der Heizeinrichtung vorgesehen ist. Grundsätzlich sind Energieversorgungsimpulse bereitgestellt, wobei diese kontrolliert (gesteuert) der Heizeinrichtung bereitgestellt werden können. Die Anzahl der bereitgestellten Energieimpulse innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums bestimmt die
Leistung der Heizung durch die Heizeinrichtung. Das Schalten und Nicht- Schalten von Pulsen elektrischer Energieversorgung lässt sich durch die Steu- erungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgeben. Die entsprechende An- steuerung ist insbesondere eine Wellenpaketsteuerung (Schwingungspaketsteuerung). Ein Signal wird dabei nur in Nulldurchgängen (des Netzstroms bzw. der Netzspannung) geschaltet. Es können grundsätzlich ganze Perioden der Netzfrequenz ein- oder ausgeschaltet werden (Ganzwellensteuerung) oder halbe Perioden (Halbwellensteuerung). Durch Sicherstellen, dass negative und positive Halbwellen gleich häufig auftreten, können bei der Halbwellensteuerung Gleichstromanteile vermieden werden. Insbesondere ist ein Puls der elektrischen Energieversorgung aus einer Halbwelle oder Periode einer Netzspannung oder eines Netzstroms generiert. Es ergibt sich dadurch ein einfacher Aufbau.
Es kann dann vorgesehen sein, dass in einem Periodenpaket einer Mehrzahl von Perioden eine Anzahl von Halbwellen oder Ganzwellen gesteuert eingestellt, welche zu einer elektrischen Energieversorgung an der Heizeinrichtung führen. Es wird beispielsweise für die bestimmte Zeitdauer ein Periodenpaket mit n Perioden vorgegeben. Je nach Leistungseinstellung hängt dann die Anzahl der Halbwellen bzw. Ganzwellen innerhalb dieses Periodenpakets von dem Leistungsbedarf der Heizeinrichtung ab.
Günstig ist es, wenn dem Durchlauferhitzer eine Temperatursensoreinrichtung zugeordnet ist, welche der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung Temperaturmesssignale bereitstellt, wobei der Aktor basierend auf ermittelten Temperaturmesswerten die Leistungseinstellung der Heizeinrichtung des Durchlauferhitzers durchführt. Dadurch lässt sich eine optimierte Steuerung bzw. Regelung erreichen. Es lassen sich insbesondere definierte Dampf- zustände einstellen.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn eine Drucksensoreinrichtung vorgesehen, welche Druckmesssignale der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung bereitstellt und Ansteuerungssignale für den Aktor zur Leistungs- einstellung der Heizeinrichtung unter Grundlage von Temperaturmesswerten und Druckmesswerten ermittelt werden. Dadurch ergibt sich eine optimierte Einstellbarkeit und es lässt sich insbesondere ein Dampfzustand einstellen. Es lassen sich unterschiedliche Dampfzustände beispielsweise für unterschiedliche Dampfausgabegeräte definiert steuern bzw. einregeln.
Günstig ist es, wenn ein Flüssigkeitstank zur Bereitstellung von Flüssigkeit (insbesondere Wasser) vorgesehen ist. Aus dieser bereitgestellten Flüssigkeit lässt sich dann Dampf erzeugen. Ferner ist es günstig, wenn mindestens ein Anschluss zum Anschluss eines Dampfausgabegeräts vorgesehen ist und dabei zum lösbaren Anschluss vorgesehen ist. Es ergeben sich so umfangreiche Einsatzmöglichkeiten.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Dampferzeugungsvorrichtung mindestens ein Dampfausgabegerät, welches an dem mindestens einen Anschluss angeschlossen ist. Insbesondere ist ein Satz von Dampfausgabegeräten vorgesehen, wobei ein oder mehrere Dampfausgabegeräte angeschlossen sein können.
Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Dampferzeugungsvorrichtung bereitgestellt, wobei die Dampferzeugungsvorrichtung eine Pumpe und einen Durchlauferhitzer mit einer Heizeinrichtung umfasst, bei dem die Heizeinrich- tung über einen Aktor mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei der Aktor an Netzstrom angeschlossen ist, bei dem der Aktor eine Schalteinrichtung umfasst, welche der Heizeinrichtung elektrische Energie geschaltet bereitstellt, bei dem der Aktor bezüglich der Schaltung und Nicht-Schaltung gesteuert wird, und bei dem eine Leistungseinstellung der Heizeinrichtung über die Zeit- dauer des Schaltens und Nicht-Schaltens erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläuterten Vorteile auf. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wurden bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.
Insbesondere erfolgt die Leistungseinstellung dadurch, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums, welcher auch mehrere Perioden (insbesondere be- zogen auf eine Netzspannung) umfassen kann, ausgewählt wird, innerhalb wie vieler Halbwellen bzw. Perioden ein Schalten einer elektrischen Energieversorgung der Heizeinrichtung erfolgt. Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen : Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Dampferzeugungsvorrichtung ;
Figur 2 eine Teildarstellung der Dampferzeugungsvorrichtung gemäß
Figur 1 bezüglich einer Heizeinrichtung für einen Durchlauf- erhitzer;
Figur 3 ein Blockschaltbild bezüglich eines schematischen Verfahrensablaufs für eine Heizung des Durchlauferhitzers; Figur 4(a) schematisch eine Netzspannung;
Figur 4(b) schematisch den Verlauf einer Spannung, mit welcher eine
Heizeinrichtung beaufschlagt wird (oder beaufschlagbar ist); und
Figur 5 schematisch verschiedene Möglichkeiten für die Kommunikation zwischen der Dampferzeugungsvorrichtung und Dampfausgabegeräten und/oder Bedienergeräten. Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dampferzeugungsvorrichtung, welches in Figur 1 schematisch gezeigt und mit 10 bezeichnet ist, umfasst ein Gehäuse 12. In dem Gehäuse 12 ist ein Durchlauferhitzer 14 zur Dampferzeugung angeordnet. Der Durchlauferhitzer 14 weist eine Heizeinrichtung 16 auf.
Die Heizeinrichtung 16 ist durch einen Aktor 18 mit elektrischer Energie versorgt, um Flüssigkeit (insbesondere Wasser) zum Verdampfen zu bringen. Die Heizeinrichtung 16 weist insbesondere ein einziges Heizelement 20 auf.
In dem Gehäuse 12 ist ferner eine Pumpe 22 angeordnet. Die Pumpe 22 fördert Flüssigkeit (insbesondere Wasser) von einem ebenfalls in dem Gehäuse 12 angeordneten Tank 24 zu dem Durchlauferhitzer 14.
Der Tank 14 ist insbesondere ein Frischwassertank. Er kann abnehmbar an dem Gehäuse 12 angeordnet sein. Vorzugsweise ist eine Kupplung an das Gehäuse derart ausgebildet, dass ein Anschluss des Tanks 24 an eine Leitung 26 zu der Pumpe 28 geschlossen ist, wenn der Tank 24 entnommen ist. Wenn der Tank 24 an dem Gehäuse 12 in einer entsprechenden Aufnahme eingesetzt ist, dann ist der Verschluss zu der Leitung 26 geöffnet, sodass eine fluidwirksame Verbindung mit der Pumpe 22 bei korrektem Einsetzen des Tanks 24 automatisch hergestellt ist.
Es ist grundsätzlich auch möglich, dass der Tank 24 außerhalb des Gehäuses 12 positioniert ist.
Es ist ferner grundsätzlich möglich, dass eine Mehrzahl von Tanks 24 vor- gesehen ist.
Bei einer Ausführungsform ist in dem Tank 24 ein Ionentauscher 28 insbesondere in Form einer Kartusche positioniert. Der Ionentauscher 28 dient zur Reinigung von Flüssigkeit (insbesondere Wasser).
Fluid ist an der Dampferzeugungsvorrichtung 10 innerhalb des Gehäuses 12 durch einen Fluidströmungsweg 30 gefördert. Der Fluidströmungsweg 30 um- fasst einen Flüssigkeitspfad 32, welcher von der Pumpe 22 zu dem Durchlauferhitzer 14 führt. In dem Flüssigkeitspfad 32 wird Flüssigkeit (insbesondere Wasser) von dem Tank 24 durch die Pumpe 22 zu dem Durchlauferhitzer 14 zur Dampferzeugung befördert. Bei einer Ausführungsform ist an dem Flüssigkeitspfad 32 eine Überdruckventileinrichtung 34 mit einem oder mehreren Überdruckventilen angeordnet. Insbesondere ist ein Überdruckventil dem Durchlauferhitzer 14 vorgeschaltet.
Wenn ein Überdruck in dem Flüssigkeitspfad 32 detektiert wird, dann schließt das entsprechende Überdruckventil, sodass der Durchlauferhitzer 14 gegen Überdrücke bezüglich der Flüssigkeitsbereitstellung geschützt ist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Unterdruckventileinrichtung 36 vorgesehen, welche ein oder mehrere Unterdruckventile umfasst. Diese Unterdruckventileinrichtung 36 ist insbesondere dem Flüssigkeitspfad 32 zugeordnet. Die Unterdruckventileinrichtung 36 schließt den Flüssigkeitspfad 32 von der Pumpe 22 zu dem Durchlauferhitzer 14, wenn ein zu geringer Druck (in der Flüssigkeit) detektiert wird.
Durch die Unterdruckventileinrichtung 36 und durch die Überdruckventileinrichtung 34 wird an dem Fluidströmungsweg 30 und dabei insbesondere an dem Flüssigkeitspfad 32 überwacht, dass keine zu niedrigen Drücke und keine zu hohen Drücke bezüglich der Zuführung von Flüssigkeit zu dem Durchlauferhitzer 14 vorliegen. Die Überwachung erfolgt insbesondere an der Überdruckventileinrichtung 34 selber und der Unterdruckventileinrichtung 36 selber durch entsprechende Ausbildung eines oder mehrerer Überdruckventile bzw. Unterdruckventile.
Bei einer Ausführungsform ist an dem Flüssigkeitspfad 32 ein Druckspeicher 38 angeordnet. Dieser Druckspeicher 38 ist insbesondere an dem Flüssigkeitspfad 32 zwischen der Pumpe 22 und dem Durchlauferhitzer 14 und damit dem Durchlauferhitzer 14 vorgeschaltet angeordnet.
Bei einer Ausführungsform ist der Druckspeicher 38 durch ein (verlängertes) Schlauchstück insbesondere ohne Metallgewebe im Schlauch gebildet. Die Dampferzeugungsvorrichtung 10 umfasst einen Anschluss 40, welcher dem Durchlauferhitzer 14 nachgeordnet ist und an welchem Dampf ausgebbar ist. An den Anschluss 40 ist ein Dampfausgabegerät 42a, 42b anschließbar. Die Dampferzeugungsvorrichtung 10 umfasst ein Hauptgerät mit dem Gehäuse 12 (der eigentliche Dampferzeuger), an welchem Dampfausgabegeräte 40a, 40b anschließbar bzw. angeschlossen sind .
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist an dem Anschluss 40 eine Dampf- pistole 42a angeschlossen.
Weiterhin gezeigt ist ein Bügeleisen 42b, welches alternativ (oder zusätzlich an einem anderen Anschluss) anschließbar ist. Das entsprechende Dampfausgabegerät 42a, 42b verwendet den von der Dampferzeugungsvorrichtung 10 an dem Durchlauferhitzer 14 hergestellten Dampf.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist an die Dampferzeugungsvorrichtung 10 ein Dampfausgabegerät 42a, 42b anschließbar bzw. es sind mehrere Dampfausgabegeräte 42a, 42b anschließbar.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist an die Dampferzeugungsvorrichtung 10 ein Dampfausgabegerät 42a, 42b angeschlossen oder es sind mehrere Dampfausgabegeräte angeschlossen. Insbesondere kann für die entsprechende Dampfausgabevorrichtung ein Satz von unterschiedlichen Dampfausgabegeräten als "Zubehör" vorgesehen sein.
Die Dampferzeugungsvorrichtung 10 weist ein steuerbares Ventil 44 auf, wel- ches insbesondere ein Magnetventil ist. Über dieses steuerbare Ventil 44 kann die Dampfausgabe an dem Anschluss 40 gesteuert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das steuerbare Ventil 44 dem Durchlauferhitzer 14 nachgeschaltet und dabei zwischen dem Durchlauferhitzer 14 und dem Anschluss 40 angeordnet. Es ist aber auch grundsätzlich möglich, dass das steuerbare Ventil 44 dem Durchlauferhitzer 14 vorgeschaltet ist.
Dem Anschluss 40 ist eine Kupplungseinrichtung 46 zugeordnet. Über diese Kupplungseinrichtung 46 lässt sich eine fluidwirksame Verbindung mit einem Dampfausgabegerät 42a, 42b herstellen.
Es kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Kupplungseinrichtung 46 eine Einrichtung für eine signalwirksame Verbindung mit einer Steuerungsund/oder Regelungseinrichtung 48 und dem entsprechenden Dampfausgabe- gerät 42a, 42b aufweist. Dies ermöglicht einen unidirektionalen oder bidirektionalen Datenaustausch zwischen dem Dampfausgabegerät 42a, 42b und der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48.
Ferner ist es möglich, dass die Kupplungseinrichtung 46 eine Einrichtung auf- weist, um eine elektrische Energieversorgung des Dampfausgabegeräts 42a, 42b über das "Hauptgerät" mit dem Gehäuse 12 zu ermöglichen.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Kupplungseinrichtung 46 als Stecker- Gegenstecker-Einrichtung ausgebildet, bei der beispielsweise an dem Dampf- ausgabegerät 42a, 42b ein Stecker 50 und an dem Hauptgerät ein Gegenstecker 52 angeordnet ist.
Wenn der Stecker 50 korrekt an dem Gegenstecker 52 positioniert ist, dann ist eine entsprechende fluidwirksame Verbindung hergestellt und gegebenenfalls eine signalwirksame bzw. elektrische Verbindung hergestellt. Der Kupplungseinrichtung 46 ist eine Erkennungseinrichtung 54 zugeordnet, durch welche der Typ eines angeschlossenen Dampfausgabegeräts 42a, 42b erkennbar ist. Diese Erkennungseinrichtung 54 ist signalwirksam (in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 56 angedeutet) mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 verbunden.
Die Erkennungseinrichtung 54 erkennt über eine entsprechende Sensorik den Typ des angeschlossenen Dampfausgabegeräts 42a, 42b beispielsweise, ob ein Bügeleisen 42b angeschlossen ist, oder eine Handpistole 42a angeschlossen ist. Die entsprechende Erkennung kann beispielsweise auf mechanischem Wege erfolgen oder über entsprechenden Signalaustausch. Die entsprechenden Erkennungssignale werden über die signalwirksame Verbindung 56 der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 bereitgestellt.
Die Dampferzeugungsvorrichtung 10 umfasst eine Eingabeeinrichtung 58 für Bediener, an welcher ein Bediener Einstellungen vornehmen kann.
Die Eingabeeinrichtung 58 für Bediener ist signalwirksam (angedeutet durch das Bezugszeichen 60) mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 verbunden. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 steuert bzw. regelt den Betrieb der Dampferzeugungsvorrichtung 10.
Dem Durchlauferhitzer 14 ist eine Temperatursensoreinrichtung 62 mit einem oder mehreren Temperatursensoren 64 zugeordnet. Die Temperatursensor- einrichtung misst Temperaturen an dem Durchlauferhitzer 14. Die entsprechenden Messwertsignale werden an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 übertragen. Dazu ist die Temperatursensoreinrichtung 62 signalwirksam (angedeutet mit dem Bezugszeichen 66) mit der Steuerungsund/oder Regelungseinrichtung 48 verbunden.
Ein Temperatursensor 64 berührt beispielsweise oberflächlich den Durchlauf- erhitzer 14 oder ist in einer entsprechenden Ausnehmung am Durchlauferhitzer 14 eingesetzt. Beispielsweise ist ein Temperatursensor 64 als
NTC-Sensor ausgebildet. Ein Temperatursensor 64 kann auch ein Sicherungsbauteil aufweisen. Das Sicherungsbauteil ist insbesondere als Thermo- sicherung ausgebildet, welches bei einer Übertemperatur durchbrennt.
Es ist ferner eine Drucksensoreinrichtung 68 mit einem oder mehreren Drucksensoren 70 vorgesehen. Die Drucksensoreinrichtung 68 ist signalwirksam mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 verbunden (in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 72 angedeutet).
Die Drucksensoreinrichtung 68 misst Druckwerte eines Systemfluids. Die entsprechenden Systemfluid-Druckwerte werden dann an die Steuerungsund/oder Regelungseinrichtung 48 übergeben. Insbesondere ist die Drucksensoreinrichtung 68 so angeordnet, dass Drücke in Flüssigkeit als Systemfluid ermittelt werden. Die Drucksensoreinrichtung 68 ist dann an den Flüssigkeitspfad 32 angeschlossen.
Es kann vorgesehen sein, dass dem Tank 24 eine Füllstandsensoreinrichtung 74 mit einem oder mehreren Füllstandsensoren 76 zugeordnet ist. Über einen Füllstandsensor 76 lässt sich der Füllstand von Flüssigkeit in dem Tank 24 ermitteln.
Die Füllstandsensoreinrichtung 74 gibt über eine signalwirksame Verbindung 78 ihre Messwerte an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48.
Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 steuert bzw. regelt eine Leistungseinstellung an der Pumpe 22 und der Heizeinrichtung 16. Dazu ist die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 signalwirksam mit der Pumpe 22 zur Übermittlung von Ansteuerungsdaten verbunden (angedeutet durch das Bezugszeichen 80). Beispielsweise ist in einer elektrischen Leitung zwischen der Pumpe 22 und der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 ein Thyristor angeordnet.
Ferner ist die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 zur Bereitstellung von entsprechenden Ansteuerungsdaten mit der Heizeinrichtung 16 und dabei insbesondere mit dem Aktor 18 verbunden. Dies ist in Figur 1 angedeutet durch das Bezugszeichen 82.
Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 weist eine Ansteuerungs- einheit 84 auf, welche Ansteuerungsdaten für die Pumpe 22 und den Aktor 18 berechnet und entsprechend der Pumpe 22 und dem Aktor 18 bereitstellt.
Die Ansteuerungseinheit 84 ist insbesondere durch eine elektronische Schaltung gebildet, welche auf einer Platine 86 angeordnet ist. Die Ansteuerungseinheit 84 berechnet ihre Ansteuerungsdaten in einer Berechnungseinheit 92 auf Grundlage der Messdaten der Temperatursensoreinrichtung 62 und der Drucksensoreinrichtung 68.
Es lassen sich insbesondere für einen definierten Dampfzustand für von dem Durchlauferhitzer 14 erzeugten Dampf benötigten Druckwerte über die Pumpe 22 und Temperaturwerte an dem Durchlauferhitzer 14 einstellen.
Es lässt sich eine elektronische Regelung der Dampferzeugung an dem Durchlauferhitzer 14 durchführen, um beispielsweise für einen definierten Betriebs- bereich eine konstante Ausgangstemperatur für den Dampf bzw. eine konstante Dampfzusammensetzung zu erhalten. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 steuert das steuerbare Ventil 44 an (eine signalwirksame Verbindung ist in Figur 1 durch das Bezugszeichen 88 angedeutet). An einer entsprechenden Leitung ist bei einer Ausführungsform ein TRIAC angeordnet oder sind zwei antiparallel geschaltete Thyristoren angeordnet.
Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass nur dann Dampf an dem Anschluss 40 abgebbar ist, wenn er die erforderliche Qualität bzw. den erforderlichen Zustand hat.
An der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 ist beispielsweise auch die "Lebensdauer" des Ionentauschers 28 überwachbar. Es kann beispielsweise registriert und gespeichert werden, wie die Laufdauern der Pumpe 22 sind . Diese Gesamtlaufdauer (summiert über entsprechende Betriebslaufdauern) ist ein Maß für den Flüssigkeitsdurchsatz durch den lonentauscher 28 und damit kann ermittelt werden, ob seine Lebensdauer erreicht ist.
Wenn beispielsweise die Lebensdauer überschritten ist, erfolgt eine entspre- chende Anzeige 90, dass der lonentauscher 28 ausgetauscht werden muss.
Über die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 und dabei über ihre Ansteuerungseinheit 84 lässt sich ein definierter Dampfzustand für den vom Durchlauferhitzer 14 erzeugten Dampf einstellen . Dieser Dampfzustand be- zieht sich beispielsweise auf die Temperatur bzw. den Feuchtigkeitsgehalt von ausgegebenem Dampf. Es lässt sich die Dampfqualität einstellen. Ferner lässt sich die Dampfmenge oder auch ein Dampfstoß definiert einstellen.
Es ist möglich, diesen Dampfzustand bzw. weitere Einstellungen bezüglich der Dampferzeugung über Vorgaben des Bedieners an der Eingabeeinrichtung 58 für Bediener durchzuführen. Es ist alternativ oder zusätzlich möglich, dass die Einstellung durch die Ansteuerungseinheit 84 über den erkannten Typ des Dampfausgabegeräts 42a, 42b eingestellt wird und insbesondere automatisch eingestellt wird.
Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 mit ihrer Ansteuerungs- einheit 84 weist die Berechnungseinheit 92 auf, welche aufgrund von vorgegebenen Regeln und/oder Algorithmen auf Grundlage von Messwerten der Temperatursensoreinrichtung 62 und der Drucksensoreinrichtung 68 die An- steuerungsdaten berechnet. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass eine eigene Sensoreinrichtung zur Messung der Dampfqualität vorgesehen ist.
Diese ist dann insbesondere zwischen dem Durchlauferhitzer 14 und dem steuerbaren Ventil 44 angeordnet.
Die Berechnungseinheit 92 ist beispielsweise Teil der Ansteuerungseinheit 84 oder kann getrennt von dieser sein. Die Ansteuerungseinheit 84 bildet die Schnittstelle zur Ansteuerung der Pumpe 22 und des Durchlauferhitzers 14. Es ist beispielsweise auch möglich, dass, wenn die Füllstandsensoreinrichtung 74 einen zu geringen Füllstand an dem Tank 24 anzeigt, das System "stillgelegt" wird und dabei insbesondere die Heizeinrichtung 16 und die Pumpe 22 nicht betrieben werden. Der Aktor 18 umfasst eine Schalteinrichtung 94 und insbesondere elektronische Schalteinrichtung 94 zum geschalteten Bereitstellen von elektrischer Energie an der Heizeinrichtung 16 und insbesondere zu dem Heizelement 20. (Der Aktor 18 kann als Teil der Heizeinrichtung 16 angesehen werden oder getrennt von dieser.)
Insbesondere ist die Schalteinrichtung eine elektronische Schalteinrichtung, welche einen oder mehrere Thyristoren umfasst und insbesondere einen oder mehrere TRIAC's umfasst. Der Aktor 18 ist insbesondere mit einem Teilbereich wärmewirksam an den Fluidströmungsweg 30 und dabei insbesondere an den Flüssigkeitspfad 32 gekoppelt. Es ist dadurch eine Kühlung und insbesondere Wasserkühlung min- destens eines Teils des Aktors 18 möglich.
Insbesondere ist der elektronische Leistungsteil der Schalteinrichtung 94 wärmewirksam angekoppelt, um eine effektive Kühlung zu bewirken. Bei einem Ausführungsbeispiel ist an dem Flüssigkeitspfad 32 ein Wärmeübertrager 96 angeordnet. Dieser Wärmeübertrager 96 ist insbesondere der Pumpe 22 nachgeschaltet zwischen der Pumpe 22 und dem Durchlauferhitzer 14 positioniert. Er ist wärmewirksam mindestens mit einem Teilbereich des Aktors 18 verbunden, um eine effektive Kühlung bewirken zu können.
Der Aktor 18 stellt dem Heizelement 20 elektrische Energie bereit. Der Aktor 18 ist dabei an Netzspannung angeschlossen (in Figur 2 durch das Bezugszeichen 98 angedeutet).
Dem Aktor 18 ist eine Detektoreinrichtung 100 zugeordnet, welche Nulldurchgänge und/oder Flanken im Netzstrom bzw. der Netzspannung (oder einer da- von abgeleiteten Spannung bzw. abgeleitetem Strom beispielsweise durch Transformation) detektiert.
Die Detektoreinrichtung 100 ist beispielsweise ein Schmitt-Trigger. Die Netzspannung ist, wie in Figur 4(a) angedeutet, periodisch mit der Netzperiode.
Die Detektoreinrichtung 100 detektiert Perioden. Es lassen sich dadurch an dem Aktor 18 Halbwellen (bei einer Halbwellen- Steuerung) in digitaler Form (Bezugszeichen 102 gemäß Figur 4(b)) bereitstellen.
Es ist grundsätzlich vorgesehen, dass der Aktor 18 sowohl positive Halbwellen als auch negative Halbwellen durchlassen kann. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 bestimmt dabei über deren Ansteuerungseinheit 84, welche Halbwellen von dem Aktor 18 durchgelassen werden. Grundsätzlich sollten genauso viele positive wie negative Halbwellen durchgelassen werden, um keine Belastung mit einem Gleichspannungsanteil zu erzeugen.
Grundsätzlich lassen sich dann über diesen Aktor 18 diese digitalen Halbwellen als elektrische Energieversorgungssignale bereitstellen.
Die Anzahl gestellter Halbwellen wiederum wird dem Aktor 18 durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 über deren Ansteuerungseinheit 84 vorgegeben, sodass entsprechend eine Leistungseinstellung an der Heizeinrichtung 16 ermöglicht ist.
Wenn beispielsweise der Aktor 18 eine TRIAC-Schaltung aufweist, dann ist über die Ansteuerungseinheit 84 ein Gate des TRIAC's angesteuert und es wird bestimmt, ob digitale Halbwellen 102 das Heizelement 20 beaufschlagen oder nicht.
Grundsätzlich ist die Ansteuerung des Heizelements 20 eine An-Aus-Ansteue- rung, das heißt es liegt eine definierte Spannung an oder eben nicht.
Die Zeitdauer ist dadurch bestimmt, wie viele Halbwellen angelegt sind. Diese Zeitdauer wiederum wird über die Ansteuerungseinheit 84 bestimmt.
Es ist beispielsweise möglich, dass eine Entscheidung der Ansteuerungseinheit 84 bezüglich der Beaufschlagung des Heizelements 20 mit elektrischer Energie für einzelne Perioden (bezogen auf die Netzspannung 98) getroffen wird oder für ein Periodenpaket mit mehreren Perioden (bzw. Halbwellen) getroffen wird .
Es kann dann beispielsweise ein Periodenpaket komplett an das Heizelement 20 durchgeschaltet werden oder es können Teile eines Pakets durchgeschaltet werden (und die restlichen Teile nicht durchgeschaltet werden). Nicht durchgeschaltete Halbwellen bzw. Perioden in einem Paket müssen dabei nicht unbedingt aneinander grenzen. Es ist dadurch auf einfache Weise eine Leistungseinstellung an der Heizeinrichtung 16 möglich.
In Figur 3 ist dieses Verfahren schematisch angedeutet. Es wird Netzspannung bzw. ein Netzstrom (Bezugszeichen 98) bereitgestellt.
An der Detektoreinrichtung 100 folgt eine Nulldurchgangserkennung bzw. eine Flankenerkennung . Eine Flankendetektion ist im eigentlichen Sinne auch eine Nulldurchgangserkennung, bei der aus einem Sinussignal ein digitales Signal erzeugt wird . Bei der Verwendung eines Schmitt-Triggers als Detektor- einrichtung kann die digitale Flanke justiert werden. Bei einer Nulldurchgangserkennung ohne explizite Detektoreinheit besteht eine Abhängigkeit von der internen Flankenerkennung eines MikroControllers. Dies kann zu einer Nulldurchgangserkennung zeitlich versetzt sein; dies führt zu einer unnötigen Erhitzung des Aktors und mehr Störungen.
Es ist beispielsweise auch möglich, eine zeitlich verschobene Nulldurchgangserkennung mit entsprechendem Software-Aufwand zu kompensieren.
Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 mit ihrer Ansteuerungs- einheit 84 und ihrer Berechnungseinheit 92 berechnet unter anderem auf Grundlage von Messdaten der Temperatursensoreinrichtung 62 die entsprechenden Ansteuerungsdaten, mit welchen dann der Aktor 18 beaufschlagt wird, was wieder zu einer entsprechenden elektrischen Energieversorgungsbeaufschlagung des Heizelements 20 führt.
Es kann dabei grundsätzlich vorgesehen sein, dass die Netzspannung auf ein niedriges Spannungsniveau transformiert wird .
Bezüglich der Detektion eines Nulldurchgangs durch die Detektoreinrichtung 100 kann es vorgesehen sein, dass nicht genau der Nulldurchgang erkannt wird, sondern eine Spannung, welche neben dem Nulldurchgang liegt.
Durch eine Flankendetektion lässt sich die EMV-Verträglichkeit steigern.
Es können ein oder mehrere Kondensatoren für eine verbesserte
EMV-Verträglichkeit vorgesehen sein. Insbesondere sind der Aktor 18 und der Durchlauferhitzer 14 in Reihe geschaltet. Ein Kondensator ist parallel geschaltet zu dieser Reihenschaltung aus Aktor 18 und Durchlauferhitzer 14.
Es ist auch möglich, dass der Aktor 18 ein Verzögerungsglied umfasst, um eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung ausgleichen zu kön- nen.
Bezüglich Periodenpaketen kann eine Entscheidung für eine feste Anzahl an Perioden wie beispielsweise sechs Perioden (oder zwölf Halbwellen) getroffen werden. Erst nach Ablauf dieser sechs Perioden wird eine erneute Ent- Scheidung (an der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48) getroffen. Innerhalb eines solchen Periodenpakets können dann beispielsweise für eine definierte Leistungseinstellung in einem Bereich von zwei Halbwellen eine elektrische Energieversorgung des Heizelements 20 abgeschaltet werden. Für die restlichen zehn Halbwellen des entsprechenden Halbwellenpakets erfolgt eine elektrische Energiebeaufschlagung des Heizelements 20 durch den Aktor 18. Eine Paketsteuerung über eine Mehrzahl von Perioden insbesondere mit einer festen Periodendauer führt grundsätzlich zu einer Reduktion eines Gleichstromanteils. Dies ermöglicht eine genauere Einstellbarkeit der Leistung bei verschiedenen Nutzereingaben.
Der Aktor 18 ist elektrisch von dem Wärmeübertrager 96 gekoppelt. Insbesondere ist eine entsprechende elektrische Isolierung vorgesehen.
Es ist grundsätzlich auch möglich, dass eine Luftkühlung des Aktors 18 erfolgt. Beispielsweise ist dazu ein entsprechender Kühlkörper wärmeleitend mit dem Aktor 18 verbunden. Dieser Kühlkörper weist entsprechend eine große Oberfläche auf.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist das steuerbare Ventil 44 eine Er- kennungseinrichtung 104 für seinen Zustand auf, wobei diese Erkennungseinrichtung 104 signalwirksam (in Figur 1 angedeutet durch das Bezugszeichen 106) mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden ist. Dadurch lässt sich der Zustand des steuerbaren Ventils 44 der Steuerungsund/oder Regelungseinrichtung 48 übermitteln.
Es ist beispielsweise möglich, dass das steuerbare Ventil 44 direkt durch einen Bediener betätigbar ist. Über die Erkennungseinrichtung 104 lässt sich dann diese Betätigung überwachen. Durch die signalwirksame Verbindung 88 wiederum lässt sich, wenn beispielsweise gewisse Parameter vorliegen, die eine Ausgabe von Dampf als nicht sinnvoll erscheinen lassen, das steuerbare Ventil 44 geschlossen halten.
Bei einer Ausführungsform ist eine Zustandsermittlungseinrichtung 108 vor- gesehen, welche einen Zustand an einem angeschlossenen Dampfausgabegerät 42a, 42b ermittelt. Dieser eingestellte Zustand wird beispielsweise durch einen Bediener eingestellt. Dieser Zustand kann beispielsweise drahtlos (siehe unten) oder über die Kupplungseinrichtung 46 an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 übertragen werden. Die Zustandsermittlungseinrichtung 108 ist Teil der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 oder mit dieser signalwirksam verbunden. Sie kann auch Teil der Eingabeeinrichtung 58 sein.
Ein eingestellter Zustand an einem Dampfausgabegerät 42a, 42b kann die Berechnung der Ansteuerungsdaten in der Ansteuerungseinheit 84 beeinflussen.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Hauptgerät (mit dem Gehäuse 12 der Dampferzeugungsvorrichtung 10) eine Datenübertragungseinrichtung 110 (Figur 5), welche insbesondere an oder in dem Gehäuse 12 angeordnet ist und Teil der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 ist bzw. mit dieser signalwirksam verbunden ist. Die Datenübertragungseinrichtung 110 wiederum umfasst in einer Ausführungsform ein Funkmodul .
Es sind ein oder mehrere Bedienergeräte 112, 112' vorgesehen, wobei zwischen einem Bedienergerät 112 und der Datenübertragungseinrichtung 110 eine Datenübertragung möglich ist.
Grundsätzlich kann die Datenübertragung bidirektional oder unidirektional ausgebildet sein. Das Bedienergerät 112 weist eine entsprechende Datenschnittstelle 114 für die Datenübertragungseinrichtung 110 auf.
Das Bedienergerät 112 kann ein separates "eigenes" Gerät sein, oder beispielsweise durch ein Smartphone oder dergleichen realisiert sein.
Das Bedienergerät 112 mit seiner Datenschnittstelle 114 kann dabei die Eingabeeinrichtung 58 bilden oder es kann alternativ zu der Eingabeeinrichtung 58 über das Bedienergerät 112 eine Parametereingabe erfolgen bzw. eine Einstellung erfolgen.
Grundsätzlich ist es dabei möglich, dass das Bedienergerät 112 direkt mit der Datenübertragungseinrichtung 110 unidirektional oder bidirektional kommuniziert.
Es ist aber auch grundsätzlich möglich, dass ein Bedienergerät 112 mit einem Server 116 kommuniziert (beispielsweise über Cloud Services), wobei dann der Server 116 wiederum mit der Datenübertragungseinrichtung 110 der Dampferzeugungsvorrichtung 10 kommuniziert.
Es ist ferner möglich, dass das Bedienergerät 112 mit einem Router 118 kommuniziert, wobei dieser Router 118 wiederum mit der Datenübertragungs- einrichtung 110 kommuniziert.
Weiterhin ist es möglich, dass das Bedienergerät 112 mit einer Bridge 120 (Gateway) kommuniziert, welche dann wiederum mit der Datenübertragungseinrichtung 110 kommuniziert.
Die Kommunikationskanäle sind vorzugsweise drahtlos ausgebildet. Es kann auch eine Powerline-Übertragung über das vorhandene Stromnetz vorgesehen sein. Grundsätzlich kann der Router 118 auch mit dem Server 116 kommunizieren bzw. die Bridge 120 kann mit dem Router 118 und/oder dem Server 116 kommunizieren.
Die Datenübertragung erfolgt beispielsweise über übliche Funkstandards wie Wi-Fi, Bluetooth, ZIGbee. Wie oben erwähnt, kann eine direkte Kommunikation zwischen dem Bedienergerät 112 und der Datenübertragungseinrichtung 110 erfolgen, öder es können Zwischeninstanzen 116, 118, 120 vorgesehen sein. Die Dampferzeugungsvorrichtung 10 funktioniert wie folgt:
Flüssigkeit (insbesondere Wasser) wird aus dem Tank 24 bereitgestellt. Diese Flüssigkeit wird über den lonentauscher 28 gefiltert bzw. gereinigt. Die Pumpe 22 fördert die Flüssigkeit in dem Fluidströmungsweg 30 zu dem Durchlauferhitzer 14. Dort wird über das Heizelement 20 Dampf erzeugt. Dieser wird an dem Anschluss 40 an ein Dampfausgabegerät 42a, 42b abgegeben. Ein Be- diener steuert dabei das steuerbare Ventil 44.
Es ist grundsätzlich auch möglich, dass das steuerbare Ventil 44 geöffnet wird, wenn ein Dampfausgabegerät 42a, 42b an dem Anschluss 40 wirksam angeschlossen ist. Die Ansteuerungseinheit 84 zusammen mit der Berechnungseinheit 92 der
Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 führt eine Leistungseinstellung sowohl der Pumpe 22 als auch der Heizeinrichtung 16 durch.
Die Leistungseinstellung kann dabei gesteuert und/oder geregelt sein.
Dazu werden Temperaturmesswerte der Temperatursensoreinrichtung 62 und Druckmesswerte der Drucksensoreinrichtung 68 der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 übermittelt. Die Berechnungseinheit 92 berechnet dazu entsprechende Ansteuerungsdaten, welche über die Ansteuerungseinheit 84 an die Pumpe 22 und die Heizeinrichtung 16 übertragen werden.
Es lässt sich dadurch insbesondere der Dampfzustand des erzeugten Dampfes beispielsweise bezüglich Feuchtigkeitsgehalt, Dampfqualität usw. einstellen. Es lässt sich so beispielsweise der Feuchtigkeitsgehalt für ein Bügeleisen 42b geringer einstellen als für eine Pistole 42a für Reinigungszwecke. Durch die Erkennungseinrichtung 54 kann dabei erkannt werden, welches Zubehör (welches Dampfausgabegerät 42a bzw. 42b) angeschlossen ist, um entsprechend den Dampfzustand, welcher dann eingestellt wird, vorzugeben. Durch die Eingabeeinrichtung 58 oder durch entsprechende eingestellte Zustände an den Dampfausgabegeräten 42a, 42b kann beispielsweise auch ein Dampfzustand oder weitere Betriebsparameter eingestellt werden. Die Steue- rungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 kennt über entsprechende signalwirksame Verbindungen diese Einstellungen und kann dies bei der Berechnung in der Berechnungseinheit 92 berücksichtigen, um entsprechende Ansteue- rungsdaten durch die Ansteuerungseinheit 84 bereitzustellen.
Der Aktor 18 mit einer entsprechenden Leistungselektronik bewirkt gesteuert geschaltet eine elektrische Energiebeaufschlagung der Heizeinrichtung 16 und insbesondere des Heizelements 20. Der Aktor 18 ist dazu durch die Ansteuerungseinheit 84 angesteuert. Die Leistungseinstellung erfolgt durch Einstellung der Zeitdauern (bezüglich der Anzahl von halben Perioden bzw. ganzen Perioden) der Energiebeaufschlagung an der Heizeinrichtung 16. Es ist insbesondere vorgesehen, dass ein Transformator aus der (Sinus-)Netz- spannung eine Spannung mit gleichem Verlauf aber geringerer Scheitelspannung erzeugt. Diese transformierte Wechselspannung wird dann über einen (Einweg-)Gleichrichter in eine pulsierende Gleichspannung umgewandelt. Die Detektoreinrichtung 100 generiert aus der Netzspannung oder der transformierten Netzspannung ein Signal, das von einem MikroController binär interpretiert werden kann.
Beispielsweise wird einer positiven Sinus-Halbwelle ein binärer Spannungswert von 3,3 V und einer negativen Sinus-Halbwelle ein binärer Spannungswert von 0 V zugeordnet. Die Flanken im binären Signal, die einen Zustandswechsel verursachen, entsprechen Nulldurchgängen der Sinus-Halbwelle (der Netzspannung bzw. der transformierten Spannung). Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 nutzt das binäre Signal als Taktvorgabe für die Ansteuerung des Aktors 18 zum Einschalten und Ausschalten des Heizelements 20. Das entsprechende Verfahren zur Leistungsregelung ist eine Wellenpaketsteuerung (Schwingungspaketsteuerung), bei der nur in Nulldurchgängen geschaltet wird.
Bei einem solchen Verfahren lassen sich Strom- und Spannungs-Transienten weitgehend vermeiden.
Wie oben erwähnt ist dabei grundsätzlich eine Halbwellen-Steuerung oder Ganzwellen-Steuerung möglich. Insbesondere wird durch die Ansteuerungseinheit 84 gesteuert, ob Halbwellen der Energiebeaufschlagung für die Heizeinrichtung 16 angeschaltet sind oder nicht.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden Systemdaten und insbesondere Druckdaten durch die Drucksensoreinrichtung 68 und die Temperaturdaten durch die Temperatursensoreinrichtung 62 fortlaufend erfasst und an der Berechnungseinheit 92 verarbeitet. Die Ansteuerungseinheit 84 stellt dann ihre entsprechenden Steuerungsimpulse bereit. Die angesteuerten aktiven Komponenten sind im Wesentlichen die Pumpe 22 und der Durchlauferhitzer 14 mit seiner Heizeinrichtung 16.
Messdaten der Füllstandsensoreinrichtung 74 können erfasst werden, um bei einem Flüssigkeitsmangel diese aktiven Komponenten automatisch still- zulegen, und gegebenenfalls einen zu geringen Füllstand optisch und/oder akustisch anzuzeigen . Es kann der Zustand eines angeschlossenen Dampfausgabegeräts 42a, 42b erfasst werden, wobei die entsprechenden aufgenommenen Daten die Ansteu- erungsdaten der Ansteuerungseinheit 84 beeinflussen können. Auf ähnliche Weise werden Eingabedaten der Eingabeeinrichtung 58 bzw. eines Bedienergeräts 112 erfasst und berücksichtigt.
Als zusätzliche Komponente und insbesondere aktive Komponente kann ein steuerbares Ventil 44 und insbesondere Magnetventil vorgesehen sein.
Die Berechnungseinheit 92 berechnet auf Grundlage von Sensordaten Ansteu- erungssignale. Dieser Berechnung liegen bestimmte Steuerungsgesetze und/oder Regelungsgesetze zugrunde, die zuvor definiert wurden und insbesondere Bandbreiten von möglichen Zuständen abdecken.
Wenn beispielsweise nach dem Detektieren der Änderung einer Einstellung an einem Dampfausgabegerät 42a, 42b oder an der Eingabeeinrichtung 58 oder einem Bedienergerät 112 diese entsprechende Änderung detektiert wurde, dann sorgt eine entsprechende Ansteuerung (Startsequenz) der aktiven Kom- ponenten für eine entsprechende geänderte Einstellung.
Es ist auch möglich, dass an einem Dampfausgabegerät 42a, 42b ein oder mehrere Temperatursensoren angeordnet sind. Entsprechende Temperaturmessdaten können zur Ermittlung der Ansteuerung von aktiven Komponenten genutzt werden.
Es ist beispielsweise vorgesehen, dass eine Überwachung bezüglich einer minimalen Temperatur und/oder einer maximalen Temperatur an dem Durchlauferhitzer 54 erfolgt. Wenn beispielsweise eine maximale Temperatur- schwelle überschritten ist, dann wird ein Ausschalten der Heizeinrichtung 16 (insbesondere durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48) bewirkt, um eine Überhitzung zu verhindern. Wenn eine untere Temperaturschwelle unterschritten ist, dann wird beispielsweise die Pumpe 22 abgeschaltet bzw. kann nicht betätigt werden.
Beispielsweise sind in der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 ent- sprechende Temperaturschwellen bzw. Schwellenwertebereiche definiert und hinterlegt, die beispielsweise eine Ansteuerung des Durchlauferhitzers 14 bezüglich eines Betriebs oder Nicht-Betriebs erfordern bzw. eine Ansteuerung der Pumpe 22 bezüglich eines Betriebs oder Nicht-Betriebs erfordern. Auf ähnliche Weise kann eine Überwachung bezüglich minimalen Drücken und maximalen Drücken an dem System durchgeführt werden. Diese Überwachung kann dabei grundsätzlich über die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 erfolgen oder zusätzlich bzw. alternativ ohne explizite Beteiligung der Steuerung- und/oder Regelungseinrichtung 48 über die Überdruckventileinrichtung 34 und die Unterdruckventileinrichtung 36 erfolgen.
An der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 sind beispielsweise definierte Zustände gespeichert, die je nach einem geschlossenen Dampfausgabegerät 42a, 42b bzw. entsprechender Bedienereingabe durch einen entsprechenden Algorithmus angestrebt werden. Es werden dann entsprechend die aktiven Komponenten (insbesondere die Pumpe 22 und die Heizeinrichtung 16) angesteuert mit entsprechenden Daten der Temperatursensoreinrichtung 62 und der Drucksensoreinrichtung 68 als Eingangssignale. Es ist beispielsweise möglich, dass nach Initiieren einer Startsequenz eine vordefinierte Zeitspannung vorgesehen ist, bevor wieder eine neue Startsequenz überhaupt gestartet werden kann. Während dieser vordefinierten Zeitspanne steuert sich das System selbst nach Vorgaben der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48, ohne dass beispielsweise eine Einstellungsänderung durch den Bediener eine neue Startsequenz auslösen kann.
Es kann dann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Startsequenz abgebrochen wird, wenn ein Bediener während des Durchführens einer Start- sequenz einen Schalter oder dergleichen beispielsweise an dem Dampfausgabegerät 42a, 42b loslässt.
Wie oben bereits erwähnt, kann es vorgesehen sein, dass das steuerbare Ventil 44 automatisch geöffnet wird, wenn ein entsprechendes Dampfausgabegerät 42a, 42b an dem Anschluss 40 angeschlossen wird (welches dann insbesondere ein eigenes Ventil aufweist). Es kann auch vorgesehen sein, dass das steuerbare Ventil 44 nur dann geöffnet ist, wenn ein entsprechender Knopf oder Hebel durch einen Bediener betätigt wird .
Es kann auch vorgesehen sein, dass das steuerbare Ventil 44 ständig offen bleibt (wenn beispielsweise ein Bügeleisen 42b angeschlossen ist), oder eine definierte Temperatur an dem Durchlauferhitzer 14 noch nicht erreicht ist. Durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 48 lässt sich eine
Lebensdauer der lonentauschereinrichtung 28 insbesondere über Laufdauern der Pumpe 22 (kumuliert registriert) überwachen.
Es ist auch möglich, dass an der Dampferzeugungsvorrichtung 10 beispiels- weise über die Eingabeeinrichtung 58 ein Wasserhärtegrad vorgegeben wird oder dieser im System selber ermittelt wird . Die entsprechenden Informationen können dann zur Steuerung bzw. Regelung des Systems verwendet werden und auch bei der Bestimmung der Lebensdauer der lonentauschereinrichtung 28 verwendet werden .
Bezugszeichenliste
Dampferzeugungsvorrichtung
Gehäuse
Durchlauferhitzer
Heizeinrichtung
Aktor
Heizelement
Pumpe
Tank
Leitung
Ionentauscher
Fluidströmungsweg
Flüssigkeitspfad
Überdruckventileinrichtung
Unterdruckventileinrichtung
Druckspeicher
Anschluss
Hauptgerät
a Dampfausgabegerät
b Dampfausgabegerät
Steuerbares Ventil
Kupplungseinrichtung
Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung
Stecker
Gegenstecker
Erkennungseinrichtung
Signalwirksame Verbindung
Eingabeeinrichtung
Signalwirksame Verbindung
Temperatursensoreinrichtung
Temperatursensor Signalwirksame Verbindung
Drucksensoreinrichtung
Drucksensor
Signalwirksame Verbindung
Füllstandsensoreinrichtung
Füllstandsensor
Signalwirksame Verbindung
Signalwirksame Verbindung
Signalwirksame Verbindung
Ansteuerungseinheit
Platine
Signalwirksame Verbindung
Anzeige
Berechnungseinheit
Schalteinrichtung
Wärmeübertrager
Netzspannung
Detektoreinrichtung
Halbwellen
Erkennungseinrichtung
Signalwirksame Verbindung
Zustandsermittlungsbereich
Datenübertragungseinrichtung
Bedienergerät
Bedienergerät
Datenschnittstelle
Server
Router
Bridge

Claims

Patentansprüche
Dampferzeugungsvorrichtung, umfassend einen Durchlauferhitzer (14) mit einer Heizeinrichtung (16) zur Dampferzeugung, eine Pumpe (22) zur Förderung von Flüssigkeit zu dem Durchlauferhitzer (14), mindestens einen Anschluss (40), an welchen ein Dampfausgabegerät (42a, 42b) angeschlossen ist oder anschließbar ist, mindestens eine Temperatursensoreinrichtung (62), welche dem Durchlauferhitzer (14) zugeordnet ist, mindestens eine Drucksensoreinrichtung (68) zur Ermittlung eines Systemfluid-Drucks, und eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (48), mit welcher die Temperatursensoreinrichtung (62) und die Drucksensoreinrichtung (68) signalwirksam verbunden sind, welche die Pumpe (22) für eine Leistungseinstellung und die Heizeinrichtung (16) des Durchlauferhitzers (14) für eine Leistungseinstellung ansteuert, und welche eine Ansteuerungseinheit (84) umfasst, welche auf Grundlage von gemessenen Werten der Temperatursensoreinrichtung (62) und der Drucksensoreinrichtung (68) Ansteuerungsdaten für die Pumpe (22) und die Heizeinrichtung (16) bereitstellt.
Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Fluidströmungsweg (30) ein steuerbares Ventil (44) und insbesondere Magnetventil angeordnet ist, welches durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (48) angesteuert ist.
Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare Ventil (44) dem Durchlauferhitzer (14) nachgeschaltet ist und insbesondere dem Anschluss (40) vorgeschaltet ist.
Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare Ventil (44) eine Erkennungseinrichtung (104) für seinen Zustand aufweist, welche signalwirksam mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (48) verbunden ist.
5. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Flüssigkeitstank (24).
6. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Flüssigkeitstank (24) eine Füllstandsensoreinrichtung (74) zugeordnet ist, welche signalwirksam mit der Steue- rungs- und/oder Regelungseinrichtung (48) verbunden ist, wobei insbesondere die Ansteuerungseinheit (84) ihre Ansteuerungsdaten unter Verwendung von Messdaten der Füllstandsensoreinrichtung (74) ermittelt.
7. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Flüssigkeitstank (24) eine Ionen- tauschereinrichtung (28) zugeordnet ist, und insbesondere an dem mindestens einen Flüssigkeitstank (24) mindestens eine Ionentauscher- kartusche angeordnet ist.
8. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoreinrichtung (68) zur Ermittlung des Systemfluid-Drucks an einem Fluidströmungsweg (30) zwischen der Pumpe (22) und dem Durchlauferhitzer (14) positioniert ist und insbesondere der ermittelte Systemfluid-Druck ein Flüssigkeitsdruck ist.
9. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Druckspeichereinrichtung (38), welche an einem Fluidströmungsweg (30) zwischen der Pumpe (22) und dem Durchlauferhitzer (14) angeordnet ist.
10. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckspeichereinrichtung (38) ein Schlauchstück ist oder um- fasst.
11. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Überdruckventileinrichtung (34), welche an einem Fluidströmungsweg (30) zwischen der Pumpe (22) und dem mindestens einen Anschluss (40) angeordnet ist und insbesondere zwischen der Pumpe (22) und dem Durchlauferhitzer (14) angeordnet ist.
12. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Unterdruckventileinrichtung (36), welche an einem Fluidströmungsweg (30) der Pumpe (22) nachgeschaltet angeordnet ist und insbesondere zwischen der Pumpe (22) und dem Durchlauferhitzer (14) angeordnet ist.
13. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoreinrichtung (62) mindestens einen Temperatursensor (64) umfasst, welcher die Temperatur am Durchlauferhitzer (14) misst.
14. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Temperatursensor (64) an einer Oberfläche des Durchlauferhitzers (14) angeordnet ist oder in einer Ausnehmung an dem Durchlauferhitzer (14) positioniert ist.
15. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoreinrichtung (68) mindestens einen Drucksensor (70) zur direkten Ermittlung des System- fluid-Drucks an Flüssigkeit umfasst.
16. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem mindestens einen Anschluss (40) ein Dampfausgabegerät (42a, 42b) über eine lösbare Kupplungseinrichtung (46) angeschlossen oder anschließbar ist.
17. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungseinrichtung (46) eine Erkennungseinrichtung (54) für einen Typ des Dampfausgabegeräts (42a, 42b) zugeordnet ist.
18. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinrichtung (54) signalwirksam mit der Steue- rungs- und/oder Regelungseinrichtung (48) verbunden ist.
19. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (46) einen Stecker (50) und einen Gegenstecker (52) umfasst, wobei eine fluid- wirksame Verbindung über die Kupplungseinrichtung (46) vorgesehen ist und insbesondere zusätzlich eine signalwirksame Verbindung vorgesehen ist.
20. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zustandsermittlungseinrichtung (108) für einen eingestellten Zustand .
21. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsermittlungseinrichtung (108) signalwirksam mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (48) verbunden ist.
22. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (48) mindestens eines der Folgenden einstellbar ist: Dampfzustand, Feuchtigkeitsgehalt von ausgegebenem Dampf, Dampfqualität, Dampfmenge, Dampfstoß.
23. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine automatische Einstellung durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (48) insbesondere durch Erkennung eines angeschlossenen Dampfausgabegeräts (42a, 42b) und/oder durch eine Einstellung durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (48) über Bedienereingabe.
24. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ansteuerung der Heizeinrichtung (16) des Durchlauferhitzers (14) als Ein-/Aus-Ansteuerung für eine Heizung .
25. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinrichtung (58), welche signalwirksam mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (48) verbunden ist.
26. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend mindestens ein Dampfausgabegerät (42a; 42b) und insbesondere einen Satz von Dampfausgabegeräten (42a, 42b).
27. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungseinheit (84) eine Berechnungseinheit (92) mit hinterlegten Rechnungsregeln und/oder Berechnungsalgorithmen umfasst.
28. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Datenübertragungseinrichtung (110), welche insbesondere ein Funkmodul ist oder umfasst, und welches signalwirksam mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (48) verbunden ist.
29. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenübertragung der Datenübertragungseinrichtung bidirektional ausgebildet ist zum Datensenden und Datenempfangen.
30. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, gekennzeichnet durch mindestens ein Bedienergerät (112) mit einer Datenschnittstelle für Daten der Datenübertragungseinrichtung .
31. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Aktor (18) mit einer elektronischen Schalteinrichtung zur Leistungseinstellung der Heizeinrichtung (16) des Durchlauferhitzers (14), wobei der Aktor (18) durch die Steuerungsund/oder Regelungseinrichtung (48) angesteuert ist.
32. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (18) mindestens teilweise wärmeübertragungswirksam mit einem Fluidströmungsweg (30) verbunden ist und insbesondere mit einem Fluidströmungsweg (30) für Flüssigkeit verbunden ist.
33. Dampferzeugungsvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fluidströmungsweg (30) ein Wärmeübertrager (96) angeordnet ist, und dass der Aktor (18) mindestens teilweise wärmeübertragungswirksam über den Wärmeübertrager (96) mit dem Fluidströmungsweg (30) verbunden ist.
34. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33,
dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (18) einen oder mehrere
Thyristoren und insbesondere einen oder mehrere TRIAC umfasst. Dampferzeugungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (16) des Durchlauferhitzers ein einziges Heizelement (20) aufweist.
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