Anwendungsgebiet und Stand der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für ein wasserführendes Haushaltsgerät
sowie ein solches wasserführendes Haushaltsgerät.
[0002] Aus der
DE 102014206592 A1 ist eine Heizeinrichtung bekannt, mit der Wasser erhitzt werden kann. Eine geschlossene
Wasserleitung verläuft dabei in Schraubenlinienform um einen Heizer herum, so dass
das Wasser im Durchlauf vom Heizer erhitzt wird.
Aufgabe und Lösung
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung für ein wasserführendes
Haushaltsgerät sowie ein solches wasserführendes Haushaltsgerät zu schaffen, mit denen
Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und es insbesondere möglich
ist, die Heizeinrichtung im Betrieb des Haushaltsgeräts effizient nutzen zu können
und sie auch gut reinigen zu können.
[0004] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Heizeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie durch ein wasserführendes Haushaltsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren
Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale
nur für die Heizeinrichtung oder nur für das Haushaltsgerät beschrieben. Sie sollen
jedoch unabhängig davon sowohl für die Heizeinrichtung als auch für das Haushaltsgerät
selbständig und unabhängig voneinander gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird
durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
[0005] Es ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung zum Erhitzen von Flüssigkeit und insbesondere
zum Erzeugen von Dampf eine innen angeordnete Durchlauf-Wasserleitung aufweist, die
vorzugsweise als gerades Rohr ausgebildet ist. Diese innere Durchlauf-Wasserleitung
weist induktiv beheizbares Material auf oder besteht zumindest teilweise aus induktiv
beheizbarem Material. Sie weist auch eine ringförmige äußere Wasserkammer mit einem
Abstand um die innere Durchlauf-Wasserleitung herum auf, die eine Innenwandung und
eine Außenwandung aufweist. Diese ringförmige äußere Wasserkammer kann direkt an der
inneren Durchlauf-Wasserleitung anliegen, insbesondere für eine möglichst gute Wärmeübertragung,
was nachfolgend noch näher erläutert wird. Sie weist eine Umlauf-Flüssigkeitsleitung
in der äußeren Wasserkammer auf, die in dieser und mehrfach um die innere Durchlauf-Wasserleitung
herum in Schraubenlinienform verläuft. Dabei liegt sie an der Durchlauf-Wasserleitung
an.
[0006] Erfindungsgemäß ist eine Induktionsheizspule radial außerhalb der Umlauf-Flüssigkeitsleitung
und vorzugsweise außerhalb der äußeren Wasserkammer vorgesehen. Diese liefert die
Energie, um Flüssigkeit und bevorzugt Wasser mit der Heizeinrichtung zu erhitzen,
insbesondere auch um Dampf zu erzeugen. Die Induktionsheizspule verläuft in Schraubenlinienform
über mindestens 50% der Länge der Heizeinrichtung. Dabei sind die äußere Wasserkammer
bzw. deren Innenwandung gegen die innere Durchlauf-Wasserleitung abgedichtet und thermisch
leitend miteinander verbunden. So kann ein Erhitzen der Flüssigkeit bzw. des Wassers
induktiv erfolgen und somit sehr schnell und sehr gut steuerbar. Durch das induktive
Beheizen können potenziell hohe Temperaturen wie bei Widerstandsheizern vermieden
werden. Des Weiteren können eine Energieübertragung und somit ein Wärmeeintrag auch
über etwas größere Entfernung erfolgen, ggf. auch sozusagen durch andere Bauteile
hindurch. Die Ausgestaltung der Induktionsspule folgt vorteilhaft derjenigen des Verlaufs
der inneren Durchlauf-Wasserleitung in Längsrichtung.
[0007] In Weiterbildung der Erfindung kann die Durchlauf-Wasserleitung zweiteilig ausgebildet
sein mit einem Innenrohr und einem darum herum verlaufenden Außenrohr, die direkt
aneinanderliegen. So kann eines der Rohre induktiv beheizbar sein, während das andere
Rohr für den Wassertransport optimiert sein kann. Vorteilhaft kann das Innenrohr aus
temperaturbeständigem Kunststoff oder Edelstahl bestehen, insbesondere damit es lebensmittelecht
ist bzw. unbedenklich. Insbesondere sollte es temperaturbeständiges und korrosionsbeständiges
Material sein. Das Außenrohr kann vorteilhaft aus einer Nickel-Eisen-Legierung oder
aus anderem Material bestehen, das induktiv beheizt werden kann. Es ist durch das
Innenrohr von der durchfließenden Flüssigkeit getrennt. Es kann des Weiteren durch
eine Wandung von der Wasserkammer getrennt sein, so dass auch hier keine Probleme
mit Korrosion entstehen.
[0008] In Weiterbildung der Erfindung kann das induktiv beheizbare Material der Durchlauf-Wasserleitung
einen Curie-Punkt aufweisen mit einer vorbestimmten Temperatur zwischen 90°C und 200°C,
insbesondere zwischen 98°C und 150°C, für diesen Curie-Punkt. Ab dem Curie-Punkt nimmt
die Eigenschaft der induktiven Beheizbarkeit stark ab, so dass damit eine Art Temperaturbegrenzung
geschaffen werden kann. Dies kann sonstige Temperatursicherungen überflüssig machen,
beispielsweise teure Klixons, was den Aufbau günstiger und einfacher macht. Bevorzugt
kann das Material Eisen und Nickel aufweisen, hiermit kann eine vorgenannte Temperatur
für den Curie-Punkt eingestellt werden.
[0009] In einer möglichen Ausbildung der Erfindung kann die Umlauf-Flüssigkeitsleitung direkt
an der Durchlauf-Wasserleitung anliegen, insbesondere an einem vorgenannten Außenrohr.
Damit sollte dann auch die Wasserkammer nach innen direkt durch die Durchlauf-Wasserleitung
begrenzt werden. In einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann die
Umlauf-Flüssigkeitsleitung durch eine Wandung von der Durchlauf-Wasserleitung getrennt
sein, insbesondere durch eine radial innere Wasserkammer. Dann ist zwar die Wärmeübertragung
von der beheizten Durchlauf-Wasserleitung zu der Umlauf-Flüssigkeitsleitung etwas
schlechter, aber nicht viel. Dafür kann das Material einer solchen Wandung gut wärmeleitend
ausgebildet sein, sie kann auch vorteilhaft relativ dünn sein.
[0010] In Weiterbildung der Erfindung kann die Durchlauf-Wasserleitung einen Wasser-Leitungseinlass
aufweisen, der vorzugsweise an einem Ende der Heizeinrichtung, insbesondere am in
vertikaler Richtung gesehen unteren Ende. Sie kann auch einen Wasser-Leitungsauslass
aufweisen, insbesondere am anderen gegenüberliegenden Ende der Heizeinrichtung, insbesondere
am in vertikaler Richtung gesehen oberen Ende. Bevorzugt können der Wasser-Leitungseinlass
und/oder der Wasser-Leitungsauslass an gegenüberliegenden äußeren Enden der Heizeinrichtung
angeordnet sein, wodurch eine maximale Länge möglich ist. Dadurch kann Wasser in der
Durchlauf-Wasserleitung möglichst gut erwärmt werden.
[0011] In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung können ein Flüssigkeitseinlass in die
Umlauf-Flüssigkeitsleitung und/oder ein Flüssigkeitsauslass aus der Umlauf-Flüssigkeitsleitung
vorgesehen sein, die an gegenüberliegenden Endbereichen der Heizeinrichtung angeordnet
sind. Vorteilhaft können sie seitlich an der Heizeinrichtung herausgehend angeordnet
sein. Dies kann radial außerhalb der Durchlauf-Wasserleitung sein, bevorzugt axial
oberhalb eines Anfangs und/oder axial unterhalb eines Endes der Durchlauf-Wasserleitung
bzw. der Heizeinrichtung. Durch einen seitlichen Zugang kann ein vorhandener Bauraum
möglichst gut genutzt werden.
[0012] Vorteilhaft kann die Durchlauf-Wasserleitung zylindrisch und länglich bzw. gerade
ausgebildet sein. Insbesondere kann sie rundzylindrisch bzw. kreisrundzylindrisch
sein, so dass sie beispielsweise aus einem runden Rohr gebogen sein kann. Alternativ
kann sie durch Kunststoffspritzguß oder durch 3D-Druck hergestellt sein.
[0013] Die Umlauf-Flüssigkeitsleitung kann in Windungen in Schraubenlinienform mit gleichbleibendem
Windungsdurchmesser verlaufen, vorzugsweise zumindest in zwei Längsabschnitten als
gleichmäßige Schraubenlinie. Innerhalb dieser Längsabschnitte können die Windungen
aneinander anliegen, um den vertikalen Bauraum zu verringern. Insbesondere können
die Windungen direkt aneinander liegen bzw. einander berühren.
[0014] In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann die Umlauf-Flüssigkeitsleitung zwischen
zwei Längsabschnitten von einem Freibereich unterbrochen sein. Eine axiale Länge eines
solchen Freibereichs kann zwischen 50% und 200% einer Steigungshöhe des schraubenlinienförmigen
Verlaufs der Umlauf-Flüssigkeitsleitung entsprechen, also relativ kurz sein. Es kann
aber ausreichen, dass hier von unten aufsteigendes Wasser aus dem unteren Längsabschnitt
austritt und erhitztes Wasser aus der Wasserkammer in den oberen Längsabschnitt eintritt.
[0015] Besonders vorteilhaft kann der eine Längsabschnitt zweimal bis fünfmal länger sein
als der andere Längsabschnitt. Ein unterer Längsabschnitt kann dabei bevorzugt länger
sein als ein oberer Längsabschnitt.
[0016] In möglicher Weiterbildung der Erfindung kann die Induktionsheizspule an der Außenwandung
der Wasserkammer anliegen, insbesondere auf diese aufgewickelt ein. Alternativ kann
die Induktionsheizspule separat hergestellt sein, insbesondere nach Art eines Rohres,
und auf die Wasserkammer aufgeschoben werden.
[0017] Vorzugsweise verläuft radial innerhalb jeder Windung der Induktionsheizspule ein
Längsabschnitt der Umlauf-Flüssigkeitsleitung, so dass diese besonders gut von innen
von der Durchlauf-Wasserleitung beheizt werden kann.
[0018] In einer möglichen Ausbildung der Erfindung kann in einem unteren Bereich der Heizeinrichtung,
der bei dem Flüssigkeitseinlass beginnt, ein längerer erster Heizungsabschnitt mit
der Umlauf-Flüssigkeitsleitung und der Induktionsheizspule vorgesehen sein. Mit einem
Zwischenabstand dazwischen kann hin zu einem oberen Bereich der Heizeinrichtung bzw.
dem Flüssigkeitsauslass ein kürzerer zweiter Heizungsabschnitt mit der Umlauf-Flüssigkeitsleitung
und der Induktionsheizspule vorgesehen sein. Vorteilhaft kann der Flüssigkeitseinlass
am unteren Beginn des ersten Heizungsabschnitts vorgesehen sein, während der Flüssigkeitsauslass
am oberen Ende des zweiten oberen Heizungsabschnitts vorgesehen ist.
[0019] Bevorzugt kann die Induktionsheizspule in zwei Teil-Induktionsheizspulen unterteilt
sein, wobei eine erste Teil-Induktionsheizspule unten im ersten Heizungsabschnitt
vorgesehen sein kann. Eine zweite Teil-Induktionsheizspule kann oben im zweiten Heizungsabschnitt
vorgesehen sein. Dabei kann die erste Teil-Induktionsheizspule zwischen 50% und 150%
länger als die zweite Teil-Induktionsheizspule sein, insbesondere zwischen 75% und
125%. Die beiden Teil-Induktionsheizspulen können entweder unabhängig voneinander
ausgebildet sein, so dass sie unabhängig voneinander beheizen können. Alternativ können
sie direkt miteinander verbunden sein und als einzige Induktionsheizspule, nur eben
mit räumlicher Unterbrechung, betrieben werden.
[0020] In Weiterbildung kann nahe einem unteren Ende der Heizeinrichtung, vorteilhaft beim
Einlass in die Durchlauf-Wasserleitung, ein weiterer zusätzlicher Auslass aus der
äußeren Wasserkammer vorgesehen sein. Ein zweiter Einlass bzw. Auslass der äußeren
Wasserkammer kann nahe dem oberen Ende der Heizeinrichtung vorgesehen sein. So können
beispielsweise Zusatzstoffe wie Reinigungsmittel odgl. oben eingebracht werden und
unten ausgelassen werden, um die gesamte Wasserkammer zu reinigen, beispielsweise
auch zu entkalken.
[0021] In vorteilhafter Weiterbildung kann um die Induktionsheizspule herum ein Mantelgehäuse
vorgesehen sein, so dass diese herum geschützt ist. Dieses Mantelgehäuse kann aus
Kunststoff bestehen und so einfach hergestellt sein.
[0022] Ein wasserführendes Haushaltsgerät gemäß der Erfindung weist eine vorgenannte Heizeinrichtung
auf sowie eine Leistungsversorgung für die Induktionsheizspule der Heizeinrichtung
aufweist. Dafür weist es auch eine Steuerung auf, und diese Steuerung ist dazu ausgebildet,
einen Leistungsabfall an der Induktionsheizspule zu erkennen, sobald diese eine vorbestimmte
Temperatur überschritten hat. So kann die Erwärmung nicht nur selbsttätig beendet
bzw. begrenzt werden, sondern dies kann auch erkannt werden. Das kann im Betrieb des
Haushaltsgeräts verwendet werden, beispielsweise um eine Leistungszufuhr zu begrenzen.
[0023] In möglicher Weiterbildung kann die Induktionsheizspule aus einem Leitermaterial
mit PTC-Effekt bestehen und/oder kann bei einer möglichen vorgenannten Heizeinrichtung
das induktiv beheizbare Material der Durchlauf-Wasserleitung einen Curie-Punkt bei
einer vorbestimmten Temperatur aufweisen, also etwas über 100°C. So erfolgt bei einer
Temperatur über der vorbestimmten Temperatur keine induktive Beheizung mehr.
[0024] Es kann vorgesehen sein, dass das Haushaltsgerät einen Dosierkreislauf aufweist mit
Wasserleitungen, Ventilen und einer Dosiereinrichtung für Reinigungsmittel odgl. in
eine der Wasserleitungen des Dosierkreislaufs hinein. Die Heizeinrichtung bzw. die
Durchlauf-Wasserleitung oder die Umlauf-Flüssigkeitsleitung können mit einer der Wasserleitungen
verbunden sein bzw. in diese Wasserleitung eingeschleift sein.
[0025] Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung
und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder
zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung
und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige
Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung
der Anmeldung in einzelne Abschnitte und Zwischen-Überschriften beschränkt die unter
diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
[0026] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt
und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Waschmaschine gemäß der Erfindung, in der eine
erfindungsgemäße Heizeinrichtung eingebaut ist, und
- Fig. 2
- eine Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Heizeinrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[0027] In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Waschmaschine 11 dargestellt mit einem Gehäuse
12 sowie einem Trommelaufnahmebehälter 14, in dem auf übliche Art und Weise eine drehbare
Trommel mit Wäsche darin zum Waschen angeordnet ist. In der Waschmaschine 11 bzw.
im Gehäuse 12 ist eine Wasserführung 16 angeordnet mit mehreren Wasserleitungen sowie
einem Zulauf von außen und einem Ablauf nach außen. Dies entspricht dem Stand der
Technik. Oberhalb des Trommelaufnahmebehälters 14 ist eine Dosiereinrichtung 18 angeordnet,
die Waschmittel enthält bzw. die mit Waschmittel befüllt werden kann und dieses in
Wasser eindosiert. Dieses Wasser wird dann mit einer entsprechenden Düsenvorrichtung
19 in die Trommel bzw. auf die darin angeordnete Wäsche aufgebracht. Auch dies ist
Stand der Technik und muss hier nicht näher erläutert werden. Vor der Düsenvorrichtung
19 ist eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung 20 angeordnet, welche nachfolgend noch
im Detail erläutert wird.
[0028] Vom Trommelaufnahmebehälter 14 geht ein Ablauf 40 zu einem Filter 41, wobei ein Ventil
dazwischengeschaltet ist. Damit kann gesteuert werden, wie viel Wasser im Trommelaufnahmebehälter
14 verbleibt. Hinter dem Filter 41 ist eine Pumpe 43 mit weiteren Wasserleitungen
und einem Ventil vorgesehen, die ausgebildet sein kann wie bekannt. Da die Heizeinrichtung
20 vorgesehen ist, braucht die Pumpe 43 nicht selbst beheizt zu sein, wie es an sich
aus dem Stand der Technik bekannt ist. Weitere Wasserleitungen mit Ventilen führen
als Teil der Wasserführung 16 wieder zu der Dosiereinrichtung 18.
[0029] Von dem Zulauf in die Waschmaschine 11 geht eine Wasserleitung L1 auch zu der Heizeinrichtung
20. In dieser Wasserleitung L1 ist eine Drossel 45 angeordnet, um den Wasserdruck
für die Heizeinrichtung 20 einzustellen.
[0030] Die Heizeinrichtung 20 ist mit einer Waschmaschinensteuerung 47 verbunden, die weitere
und vorteilhaft sämtliche Steuerfunktionen der Waschmaschine 11 übernimmt. Sie ist
des Weiteren mit einer Leistungsversorgung 49 verbunden, welche die Leistung für die
Heizeinrichtung 20 bereitstellt, insbesondere ausgebildet als Inverter. Diese Leistungsversorgung
49 kann von der Waschmaschinensteuerung 47 gesteuert werden.
[0031] In der Fig. 2 ist die Heizeinrichtung 20 in Vergrößerung im Schnitt dargestellt.
Sie weist ein Außengehäuse 22 auf, vorteilhaft in runder Rohrform, das außen eine
Außenwandung aufweist. In dem Außengehäuse 22 ist eine innere Durchlauf-Wasserleitung
24 angeordnet, die geradlinig verläuft und vorteilhaft auch runden bzw. kreisrunden
Querschnitt aufweist. Die Durchlauf-Wasserleitung ist sozusagen zweiteilig ausgebildet
und weist einerseits ein Innenrohr 25 auf, das beispielsweise aus Kunststoff, alternativ
aus Edelstahl besteht, und hygienische Anforderungen in einer Waschmaschine erfüllt.
Dieses Innenrohr 25 ist mit einem Außenrohr 26 umhüllt bzw. darin angeordnet, beispielsweise
im Fall von Kunststoff auch eingespritzt. Das Außenrohr 26 besteht aus einer Nickel-Eisen-Legierung
und kann demzufolge induktiv beheizt werden. Wie zuvor erläutert worden ist, kann
die Legierung des Außenrohrs 26 so ausgebildet bzw. zusammengestellt sein, dass sie
einen Curie-Punkt mit einer vorbestimmten Temperatur zwischen etwas unterhalb von
100°C und 150°C aufweist, beispielsweise etwa 130°C. Wird das Außenrohr 26 heißer
als diese Temperatur, so ordnen sich dessen Weißsche Bezirke neu an, und das Außenrohr
26 verliert seine Eigenschaft, induktiv beheizt zu werden. Somit kann es nicht mehr
das durch die Durchlauf-Wasserleitung 24 bzw. das Innenrohr 25 strömende Wasser beheizen,
weil es selbst nicht weiter induktiv erhitzt werden kann.
[0032] Für diese induktive Erhitzung verlaufen im Außengehäuse 22, und zwar relativ nahe
an einer Außenwandung, eine induktive Beheizung bzw. eine untere Induktionsheizspule
27 mit entsprechenden Windungen und eine obere Induktionsheizspule 28 mit entsprechenden
Windungen. Beide Induktionsheizspulen 27 und 28 weisen jeweils nach außen geführte
elektrische Anschlüsse auf, die an die zuvor genannte Leistungsversorgung 49 angeschlossen
sind. Somit kann die Waschmaschinensteuerung 47 die induktive Beheizung der Durchlauf-Wasserleitung
24 steuern. Überschreitet die Temperatur die vorgenannten Werte bzw. wird der Curie-Punkt
überschritten, so wird das Außenrohr 26 nicht mehr erhitzt. Dies wiederum wird sofort
in der Leistungsversorgung 49 festgestellt, was für die Waschmaschinensteuerung 47
bedeuten kann, dass sie aufgrund dieser Temperaturinformation die Induktionsheizspulen
27 und 28 nicht mehr betreibt bzw. deren Betrieb kurz oder für längere Zeit aussetzt.
Nach beispielsweise einer oder zwei Minuten kann versucht werden, die induktive Beheizung
wieder fortzuführen, um keine zu lange Unterbrechung bzw. keine zu langsame Beheizung
des Wassers zu haben.
[0033] Die Induktionsheizspulen 27 und 28 können direkt auf die Außenwandung des Außengehäuses
bzw. die dadurch gebildete Wasserkammer aufgewickelt werden, alternativ können sie
selbstständig hergestellt werden und als eine Baueinheit übergeschoben werden. Sie
können nach außen mit einem Schutzgehäuse 29 umgeben sein, sowohl als elektrische
Isolation als auch gegen Verschmutzung odgl..
[0034] In der Wasserkammer 23 innerhalb des Außengehäuses 22 verläuft eine Umlauf-Flüssigkeitsleitung
in Schraubenlinienform, und zwar mit eng aneinander anliegenden Windungen, die auch
eng auf die Innenseite der Wasserkammer 23 aufgewickelt sind oder daran anliegen.
Sie kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen, insbesondere hergestellt durch 3D-Druck.
Die Umlauf-Flüssigkeitsleitung ist in eine untere Umlauf-Leitung 31 und eine obere
Umlauf-Leitung 32 unterteilt. Die untere Umlauf-Leitung weist etwa achtzehn Windungen
auf, die obere Umlauf-Leitung 32 nur knapp zwei Windungen. Die untere Umlauf-Leitung
31 ist mit einem unteren Ende nach außen geführt und kann beispielsweise an die Wasserführung
16 der Waschmaschine 11, möglicherweise sogar an die Wasserleitung L1, angeschlossen
sein. Ihr oberer Auslass geht in den oberen Bereich der Wasserkammer 23. Etwas oberhalb
davon ist ein unterer Einlass in die obere Umlauf-Leitung 32 angeordnet. Deren oberer
Auslass geht wiederum aus der Heizeinrichtung 20 heraus bzw. aus dem Außengehäuse
22 heraus und kann beispielsweise in den Trommelaufnahmebehälter 14 geführt sein.
Entsprechende Anschlüsse sind hier nicht dargestellt, für den Fachmann sind sie aber
leicht zu realisieren.
[0035] Im Betrieb ist grundsätzlich vorgesehen, dass Wasser, welches durch die Durchlauf-Wasserleitung
24 bzw. durch das Innenrohr 25 strömt, erhitzt wird und als hauptsächliches Waschwasser
für einen Waschvorgang in der Waschmaschine 11 verwendet wird. Hier reichen heutzutage
in vielen Fällen Temperaturen von 30°C oder 40°C aus. Dafür kann aufgrund des erkennbar
großen Querschnitts des Innenrohrs 25 eine relativ große Wassermenge im Durchlauf
erhitzt werden. Dies ist auch möglich durch mehrfaches Hindurchleiten, bevor das Wasser
in den Trommelaufnahmebehälter 14 gebracht wird, beispielsweise mittels der Düsenvorrichtung
19. Erhitzt wird dieses Wasser in der Durchlauf-Wasserleitung 24 sozusagen indirekt
über das induktiv beheizte Außenrohr 26, welches von mindestens der unteren Induktionsheizspule
27, vorteilhaft auch von der oberen Induktionsheizspule 28 beheizt wird. Durch deren
Zweiteilung kann die Leistung besser variiert werden. Eine selbstregelnde Temperaturregelung
mittels des Curie-Punkts ist ja vorstehend erläutert worden. Zusätzlich können natürlich
auch noch Temperatursensoren vorgesehen sein, entweder in der Heizeinrichtung 20 selbst
oder hinter einem Auslass daraus. Vorteilhaft strömt das Wasser in der Fig. 2 von
unten nach oben, so dass unten am unteren Ende der unteren Induktionsheizspule 27
ein vorgenannter Wasser-Leitungseinlass ist. Der Wasser-Leitungsauslass ist dann am
gegenüberliegenden Ende der Durchlauf-Wasserleitung 24.
[0036] In der Wasserkammer 23 befindet sich Wasser, das von unten in die untere Umlauf-Leitung
31 einströmt, beispielsweise auch von der Pumpe 43 hineingepumpt wird. Am oberen Ende
der unteren Umlauf-Leitung 31 strömt das erhitzte Wasser aus und füllt sozusagen die
Wasserkammer 23 voll auf. Darin wird es von der Durchlauf-Wasserleitung 24 bzw. dem
induktiv erhitzten Außenrohr 26 beheizt bzw. nochmals hochgeheizt. Aufgrund des entstehenden
Drucks, insbesondere auch wegen beginnender Dampfbildung, tritt eine Mischung aus
Dampf und heißem Wasser in das untere Ende der oberen Umlauf-Leitung 32 ein. Dort
wird es noch einmal in knapp zwei Windungen geführt, bevor es nach weiterer Erhitzung
hauptsächlich als Dampf aus der Heizeinrichtung 20 austritt. Dieser Dampf kann ebenfalls
in den Trommelaufnahmebehälter 14 bzw. in die darin angeordnete Trommel und auf dortige
Wäsche gebracht werden, beispielsweise für eine Behandlung von Wäsche ausschließlich
mit Dampf. Alternativ können damit Hygiene-Anforderungen erfüllt werden bzw. kann
eine Reinigung der Waschmaschine 11 zumindest im Bereich des Trommelaufnahmebehälters
14 und der Trommel mit heißem Dampf erfolgen.
[0037] Das Wasser in der Wasserkammer 23 und somit auch in den Umlauf-Leitungen 31 und 32
wird ebenfalls durch das induktiv erhitzte Außenrohr 26 beheizt. Somit geht dessen
Wärme sowohl radial nach innen in Wasser in der Durchlauf-Wasserleitung 24 als auch
radial nach außen in Wasser in der Wasserkammer 23 und in Umlauf-Leitungen 31 und
32.
[0038] Aus der Fig. 2 ist auch gut zu erkennen, dass sich die untere Induktionsheizspule
27 und die untere Umlauf-Leitung 31 in etwa auf axialer gleicher Höhe erstrecken,
ebenso die obere Induktionsheizspule 28 und die obere Umlauf-Leitung 32. Somit dient
die Aufteilung der Induktionsheizspule in zwei Teil-Induktionsheizspulen hauptsächlich
der gezielteren Beheizung des so erhitzten Wassers bzw. des erzeugten Dampfs. In einem
Zwischenraum 34 zwischen den beiden Umlauf-Leitungen 31 und 32 befindet sich ebenfalls
Wasser, das von dem heißen Außenrohr 26 erhitzt wird und nach oben in die obere Umlauf-Leitung
32 hineindrückt. Dieser Zwischenraum 34 entspricht also dem eingangs genannten Freibereich.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass aus der Wasserkammer
23 ein Ablauf herausführt, insbesondere im unteren Ende oder an einem niedrigsten
Punkt der Wasserkammer 23. Dort können Verunreinigungen, insbesondere Verkalkungen
oder Partikel, gesammelt und dann so entfernt werden, beispielsweise auch aus der
gesamten Waschmaschine 11 herausgespült werden. So kann auch ein vorgenanntes Entkalken
erfolgen.
[0039] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, nicht nur das Außenrohr
26 aus einem Material mit einem bestimmten Curie-Punkt herzustellen, so dass eine
Art Übertemperatursicherung automatisch gegeben ist. Auch die Induktionsheizspulen
27 und 28 können aus einem entsprechenden Material ausgebildet sein, das ab einer
entsprechenden Temperatur seine elektrischen oder sonstigen Eigenschaften stark ändert.
Hierfür bietet sich vor allem ein Leitermaterial mit PTC-Effekt an. Ein bei einer
Temperatur von beispielsweise 100°C bis 120°C stark ansteigender elektrischer Widerstand
der Induktionsheizspulen 27 und/oder 28 könnte von der Leistungsversorgung 49 sehr
schnell bemerkt werden und von der Waschmaschinensteuerung 47 zum Anlass genommen
werden, die Heizleistung zu reduzieren oder den Heizbetrieb zu stoppen. Das kann unabhängig
von dem Effekt des Curie-Punkts des Außenrohrs 26 sein.
[0040] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest durch
die Durchlauf-Wasserleitung 24 nicht nur reines bzw. klares Wasser geführt wird, sondern
möglicherweise auch bereits mit Waschmittel oder sonstigen Zusatzstoffen vermischtes
Wasser. So kann deren Wirkung möglicherweise beeinflusst bzw. gezielt erhöht werden.
Dies ist eine Frage davon, ob und gegebenenfalls wie die Heizeinrichtung 20 in die
Wasserführung 16 in der Waschmaschine 11 integriert wird bzw. an deren Dosiereinrichtung
18 angeschlossen wird.
[0041] In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in der Fig. 2 ein unterer Auslass
36 sowie ein oberer Auslass 37 gestrichelt dargestellt. Hier kann nochmals Wasser
im Durchlaufverfahren erhitzt werden, beispielsweise wiederum für die Dosiereinrichtung
18. Alternativ kann eine Reinigungslösung, insbesondere ein Entkalker, in die Wasserkammer
23 eingebracht werden, beispielsweise am oberen Auslass 37. Nach einer gewissen Wirkungszeit
kann die Flüssigkeit mit gelöstem Kalk am unteren Auslass 36 ausgelassen werden und
insbesondere aus der Waschmaschine 11 nach außen gespült werden.
1. Heizeinrichtung zum Erhitzen von Flüssigkeit und insbesondere zum Erzeugen von Dampf,
wobei die Heizeinrichtung aufweist:
- eine innen angeordnete Durchlauf-Wasserleitung, vorzugsweise als gerades Rohr, die
induktiv beheizbares Material aufweist oder die zumindest teilweise aus induktiv beheizbarem
Material besteht,
- eine ringförmige äußere Wasserkammer mit einem Abstand um die innere Durchlauf-Wasserleitung
herum, die eine Innenwandung und eine Außenwandung aufweist,
- eine Umlauf-Flüssigkeitsleitung in der äußeren Wasserkammer, die mehrfach um die
innere Durchlauf-Wasserleitung herum verläuft in Schraubenlinienform und an der Durchlauf-Wasserleitung
anliegt,
dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Induktionsheizspule radial außerhalb der Umlauf-Flüssigkeitsleitung und vorzugsweise
außerhalb der äußeren Wasserkammer vorgesehen ist,
- die Induktionsheizspule schraubenlinienförmig verläuft über mindestens 50% der Länge
der Heizeinrichtung,
- die äußere Wasserkammer bzw. deren Innenwandung gegen die innere Durchlauf-Wasserleitung
abgedichtet sind und thermisch leitend miteinander verbunden sind.
2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlauf-Wasserleitung zweiteilig ist mit einem Innenrohr und einem darum herum
verlaufenden Außenrohr, die direkt aneinanderliegen.
3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr aus temperaturbeständigem Kunststoff oder Edelstahl besteht und/oder
dass das Außenrohr aus einer Nickel-Eisen-Legierung besteht.
4. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das induktiv beheizbare Material der Durchlauf-Wasserleitung einen Curie-Punkt aufweist
mit einer vorbestimmten Temperatur zwischen 90°C und 200°C, insbesondere zwischen
98°C und 150°C, wobei vorzugsweise das Material Eisen und Nickel aufweist.
5. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlauf-Flüssigkeitsleitung direkt an der Durchlauf-Wasserleitung anliegt, insbesondere
an einem Außenrohr nach Anspruch 2.
6. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlauf-Wasserleitung einen Wasser-Leitungseinlass aufweist, vorzugsweise an
einem Ende der Heizeinrichtung, und einen Wasser-Leitungsauslass aufweist, insbesondere
am anderen gegenüberliegenden Ende der Heizeinrichtung, wobei vorzugsweise Wasser-Leitungseinlass
und/oder Wasser-Leitungsauslass an gegenüberliegenden äußeren Enden der Heizeinrichtung
angeordnet sind.
7. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flüssigkeitseinlass in die Umlauf-Flüssigkeitsleitung und/oder ein Flüssigkeitsauslass
aus der Umlauf-Flüssigkeitsleitung an gegenüberliegenden Endbereichen der Heizeinrichtung
angeordnet sind, insbesondere seitlich an der Heizeinrichtung heraus vorgesehen sind,
vorzugsweise radial außerhalb der Durchlauf-Wasserleitung und axial oberhalb eines
Anfangs und/oder axial unterhalb eines Endes der Durchlauf-Wasserleitung bzw. der
Heizeinrichtung.
8. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlauf-Flüssigkeitsleitung von einem Freibereich unterbrochen ist zwischen zwei
Längsabschnitten, wobei vorzugsweise eine axiale Länge eines solchen Freibereichs
zwischen 50% und 200% einer Steigungshöhe des schraubenlinienförmigen Verlaufs der
Umlauf-Flüssigkeitsleitung entspricht, wobei insbesondere der eine Längsabschnitt
zweimal bis fünfmal länger ist als der andere Längsabschnitt, wobei vorzugsweise ein
unterer Längsabschnitt länger ist als ein oberer Längsabschnitt.
9. Heizeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in den zwei Längsabschnitten die Windungen der Umlauf-Flüssigkeitsleitung
aneinanderliegen, insbesondere direkt aneinander bzw. einander berührend.
10. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizspule an der Außenwandung der Wasserkammer anliegt, insbesondere
auf diese aufgewickelt ist, wobei vorzugsweise radial innerhalb jeder Windung der
Induktionsheizspule ein Längsabschnitt der Umlauf-Flüssigkeitsleitung verläuft.
11. Heizeinrichtung nach Anspruch 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem unteren Bereich der Heizeinrichtung beginnend bei dem Flüssigkeitseinlass
ein längerer erster Heizungsabschnitt mit der Umlauf-Flüssigkeitsleitung und der Induktionsheizspule
vorgesehen ist und mit einem Zwischenabstand dazwischen hin zu einem oberen Bereich
der Heizeinrichtung bzw. dem Flüssigkeitsauslass ein kürzerer zweiter Heizungsabschnitt
mit der Umlauf-Flüssigkeitsleitung und der Induktionsheizspule vorgesehen ist, wobei
der Flüssigkeitseinlass am unteren Beginn des ersten Heizungsabschnitts vorgesehen
ist und der Flüssigkeitsauslass am oberen Ende des zweiten Heizungsabschnitts vorgesehen
ist, wobei vorzugsweise die Induktionsheizspule in zwei Teil-Induktionsheizspulen
unterteilt ist und eine erste Teil-Induktionsheizspule unten im ersten Heizungsabschnitt
vorgesehen ist und eine zweite Teil-Induktionsheizspule oben im zweiten Heizungsabschnitt
vorgesehen ist, wobei insbesondere die erste Teil-Induktionsheizspule zwischen 50%
und 150% länger ist als die zweite Teil-Induktionsheizspule.
12. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nahe einem unteren Ende der Heizeinrichtung ein Auslass aus der äußeren Wasserkammer
vorgesehen ist, wobei vorzugsweise ein zweiter Auslass aus der äußeren Wasserkammer
nahe dem oberen Ende der Heizeinrichtung vorgesehen ist.
13. Wasserführendes Haushaltsgerät mit einer Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät eine Leistungsversorgung für die Induktionsheizspule der Heizeinrichtung
aufweist mit einer Steuerung, wobei die Steuerung dazu ausgebildet ist, einen Leistungsabfall
an der Induktionsheizspule zu erkennen, sobald diese eine vorbestimmte Temperatur
überschritten hat.
14. Haushaltsgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizspule aus einem Leitermaterial mit PTC-Effekt besteht, und/oder
dass bei einer Heiz-einrichtung nach Anspruch 4 das induktiv beheizbare Material der
Durchlauf-Wasserleitung einen Curie-Punkt bei einer vorbestimmten Temperatur aufweist
und bei einer Temperatur über der vorbestimmten Temperatur nicht mehr induktiv beheizbar
ist.
15. Haushaltsgerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltsgerät einen Dosierkreislauf aufweist mit Wasserleitungen, Ventilen und
einer Dosiereinrichtung für Reinigungsmittel odgl. in eine der Wasserleitungen des
Dosierkreislaufs hinein, wobei die Heizeinrichtung bzw. die Durchlauf-Wasserleitung
oder die Umlauf-Flüssigkeitsleitung mit einer der Wasserleitungen verbunden ist bzw.
in diese Wasserleitung eingeschleift ist.