Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung
von Wasserdampf für die Wäschepflege.
Nach dem Stand der Technik kommen Vorrichtungen zum Erzeugen von Wasserdampf
z. B. in Espresso-Maschinen zum Einsatz. Dabei ,ist ein Verdampfer vorgesehen, dessen
Arbeitstemperatur mit einem Thermostat geregelt wird. Dem Verdampfer wird entweder
manuell oder automatisch Wasser zugeführt. Der erzeugte Heißdampf ist nicht
tropfenfrei; er eignet sich nicht zur Behandlung von Wäsche.
Des Weiteren ist es auch bekannt, die dem Verdampfer zugeführte Menge
an Wasser mittels eines Schwimmerschalters zu regeln. Eine solche mechanische Regelung
ist insbesondere bei Wasser mit einem hohem Kalkgehalt störanfällig. Es kann durch
Kalkablagerungen zum Verklemmen des Schwimmers kommen. Außerdem kann auch
mit einer solchen Regelung kein zur Behandlung von Wäsche geeigneter tropfenfreier
Heißdampf erzeugt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik
zu beseitigen. Es sollen insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben
werden, mit denen zuverlässig tropfenfreier Heißdampf zur Behandlung von Wäsche
erzeugt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2
bis 10 und 12 bis 20.
Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung von
Wasserdampf für die Wäschepflege mit folgenden Schritten vorgesehen:
- a) Erzeugen eines Messsignals, welches zu einer in einem Verdampfer herrschenden
Arbeitstemperatur korrespondiert,
- b) Erzeugen einer Abfolge von Steuerimpulsen unter Verwendung des Messsignals,
wobei eine Impulsbreite der Steuerimpulse zur Arbeitstemperatur korrespondiert,
und
- c) Ansteuern einer Wasserzuführvorrichtung mittels der Steuerimpulse, so dass
dem Verdampfer mit zunehmender Arbeitstemperatur eine zunehmende Menge an Wasser
pro Zeiteinheit zugeführt wird.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren wird dem Verdampfer taktweise jeweils
so viel Wasser zugeführt, dass in Abhängigkeit von dessen Arbeitstemperatur das
Wasser vollständig verdampft und damit ein tropfenfreier Heißdampf zur Verfügung
gestellt werden kann. Das vorgeschlagene Verfahren ist unanfällig gegenüber Störungen.
Zur Steuerung der Menge des dem Verdampfer zugeführten Wassers werden keine mit
dem Wasser in Kontakt befindlichen mechanischen Elemente benötigt..Das vorgeschlagene
Verfahren ist universell. Es lässt sich ohne großen Aufwand an die jeweilige
Leistung eines Verdampfers anpassen.
Nach einer Ausgestaltung werden die Steuerimpulse mit konstanter Frequenz
erzeugt. Das vereinfacht die technische Umsetzung des Verfahrens. Weiter ist es
zweckmäßig, dass unterhalb einer vorgegebenen Arbeitstemperatur keine Steuerimpulse
erzeugt werden. Das gewährleistet stets die Erzeugung eines tropfenfreien Heißdampfs.
Weiter hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass das Messsignal
unter Verwendung eines temperaturabhängigen Widerstands oder eines Thermoelements
erzeugt wird. In diesem Fall kann als Messsignal eine mit zunehmender Arbeitstemperatur
zunehmende Gleichspannung erzeugt werden. Eine solche Gleichspannung lässt sich
technisch ohne großen Aufwand in die gewünschten Steuerimpulse umsetzen.
Zum Zuführen des Wassers zum Verdampfer kann ein elektromagnetisches
Ventil geöffnet oder eine Pumpe angesteuert werden. Damit ist eine besonders einfache
Wasserzuführung möglich.
Zur Erzeugung der Steuerimpulse werden zweckmäßigerweise folgende
Schritte durchgeführt:
- aa1) Erfassen des Messsignals und einer ersten vorgegebenen Impulsfolge mittels
eines ersten Komparators,
- aa2) Umwandeln der erfassten Signale in eine Wechselspannung mit einem zur Arbeitstemperatur
korrespondierenden Taktverhältnis,
- bb) Umwandeln der Wechselspannung mittels eines Integrators in eine zweite Gleichspannung,
deren Größe umgekehrt proportional zur gemessenen Arbeitstemperatur ist,
- cc1) Erfassen der zweiten Gleichspannung und einer zweiten Impulsfolge mittels
eines zweiten Komparators und
- cc2) Umwandeln der erfassten Signale in die Steuerimpulse.
Die vorgenannten Verfahrensschritte lassen sich ohne großen
Aufwand mit einer herkömmlichen speicherprogrammierbaren Steuerung realisieren.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass das Verhältnis der
Frequenzen der ersten und der zweiten Impulsfolge etwa 20:1 ist. Dabei kann die
Frequenz der ersten Impulsfolge vorteilhafter Weise 10 Hz sein. Die erste und die
zweite Impulsfolge kann aus Sägezahnimpulsen gebildet sein. Zweckmäßigerweise
ist die Abfolge der Steuerimpulse aus Rechteckimpulsen gebildet. Das ermöglicht
eine präzise Ansteuerung der Wasserzuführvorrichtung.
Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur
Erzeugung von Wasserdampf für die Wäschepflege vorgesehen mit
einem Verdampfer und einer damit verbundenen Wasserzuführvorrichtung,
einer Einrichtung zum Erzeugen eines Messsignals, welches zu einer im Verdampfer
herrschenden Arbeitstemperatur korrespondiert,
einer Einrichtung zum Erzeugen einer Abfolge von Steuerimpulsen mit einer zur Arbeitstemperatur
korrespondierenden Impulsbreite,
einer Einrichtung zum Ansteuern der Wasserzuführvorrichtung mittels der Steuerimpulse,
so dass dem Verdampfer mit zunehmender Arbeitstemperatur eine zunehmende Menge an
Wasser pro Zeiteinheit zugeführt wird.
Die vorgeschlagene Vorrichtung besteht aus wenigen Teilen. Sie ist
einfach herzustellen, relativ robust und störunanfällig.
Die Einrichtung zum Erzeugen eines Messsignals kann zweckmäßigerweise
einen temperaturabhängigen Widerstand oder ein Thermoelement aufweisen. Damit ist
es auf einfache Weise möglich, eine zur Arbeitstemperatur korrespondierende Gleichspannung
bereitzustellen. Die Einrichtung zur Erzeugung der Steuerimpulse umfasst zweckmäßigerweise
eine speicherprogrammierbare Steuerschaltung. Die speicherprogrammierbare Steuerschaltung
ist vorteilhafterweise so programmiert, dass als Steuerimpulse Rechteckimpulse erzeugt
werden, deren Impulsbreite zur Arbeitstemperatur korrespondiert. Ferner ist es zweckmäßig,
dass die Steuerimpulse mit konstanter Frequenz erzeugt werden. Die Steuerschaltung
kann eine Einrichtung zum Einstellen des für die Erzeugung von Steuerimpulsen zu
berücksichtigenden Arbeitstemperaturbereichs aufweisen. Die vorgeschlagene Steuerschaltung
ist relativ einfach realisierbar. Sie kann preiswert zur Verfügung gestellt werden.
Die Wasserzuführvorrichtung weist zweckmäßigerweise ein elektromagnetisches
Ventil oder eine elektrische Wasserpumpe auf. Derartige elektromechanische Bauelemente
sind zuverlässig und können mittels Steuerimpulsen einfach angesteuert werden. Nach
einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal sind der Verdampfer, die Wasserzuführvorrichtung
und die speicherprogrammierte Steuerschaltung im Gehäuse eines Haushaltswäschetrockners
aufgenommen. Es kann eine, vorzugsweise als Steigleitung ausgebildete, Dampfversorgungsleitung
vom Verdampfer zu einem von einer rotierbaren Wäschetrommel umgebenen Wäschebehandlungsraum
vorgesehen sein. Ein solcher Haushaltswäschetrockner eignet sich nicht nur zum Trocknen
sondern auch zum Behandeln von Wäsche mit Heißdampf. Es kann damit insbesondere
geruchsbelastete Wäsche gereinigt werden, ohne dass sie gesondert gewaschen werden
muss.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Dosierung von Wasser und
- Fig. 2
- die an den in Ziff. 1 gezeigten Messpunkten abfallenden Spannungen.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Regelung einer einem Verdampfer zuzuführenden Menge an Wasser. Die pro Zeiteinheit
zugeführte Menge an Wasser wird in Abhängigkeit der Arbeitstemperatur des Verdampfers
geregelt.
Zur Messung der Arbeitstemperatur eines herkömmlichen (hier nicht
gezeigten) Verdampfers ist ein Thermoelement 1 vorgesehen, welches mit einem ersten
Komparator 2 verbunden ist. Einem Wechselspannungsgenerator 3 ist ein Pegelregler
4 nachgeschaltet, der ausgangsseitig mit dem anderen Eingang des ersten Komparators
2 verbunden ist. Ausgangsseitig ist der erste Komparator 2 unter Zwischenschaltung
eines Integrators 5 mit einem Eingang eines zweiten Komparators 6 verbunden.
Ein Taktgenerator 7 ist unter Zwischenschaltung eines Differenzierglieds
8 mit dem anderen Eingang des zweiten Komparators 6 verbunden. Am Ausgang des zweiten
Komparators 6 ist ein Schaltgerät 9, z.B. ein Relais, ein elektromagnetisches Ventil,
eine Wasserpumpe oder dgl. angeschlossen.
Die Funktion der Vorrichtung ist folgende:
Die mit dem Thermoelement 1 erzeugte Thermospannung (siehe Fig. 2
lit. d) wird dem ersten Komparator 2 zugeführt. Der Wechselspannungsgenerator 3
erzeugt eine Wechselspannung von z.B. 10 Hz, die im nachgeschalteten Pegelregler
5 in eine Sägezahnspannung (siehe Fig. 2 lit. c) einer Frequenz von ebenfalls 10
Hz umgewandelt und dann ebenfalls dem ersten Komparator 2 zugeführt wird. Mittels
des ersten Komparators 2 wird die in Fig. 2 lit. e schematisch angedeutete Wechselspannung
mit einem Taktverhältnis erzeugt, das zur gemessenen Arbeitstemperatur korrespondiert.
Mit dem Integrator 5 wird die Wechselspannung in eine Gleichspannung
umgewandelt, die umgekehrt proportional zur gemessenen Arbeitstemperatur ist (siehe
Fig. 2 lit. f). Diese Gleichspannung wird im zweiten Komparator 6 verglichen mit
der vom Taktgenerator 7 und dem nachgeschalteten Differenzierglied 8 erzeugten Sägezahnspannung
lit. b (Fig. 2). Im Ergebnis werden die in Fig. 2 unter lit. g dargestellten Steuerimpulse
am Ausgang des zweiten Komparators 6 ausgegeben. Es handelt sich bei den Steuerimpulsen
um Rechteckimpulse.
Bezugszeichenliste
- 1
- Thermoelement
- 2
- erster Komparator
- 3
- Wechselspannungsgenerator
- 4
- Pegelregler
- 5
- Integrator
- 6
- zweiter Komparator
- 7
- Taktgenerator
- 8
- Differenzierglied
- 9
- Schaltgerät