МАШИНА ДЛЯ СУШКИ БЕЛЬЯ
MACHINE FOR DRYING CLOTHES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к машине для белья и может быть использовано преимущественно в машине для сушки белья с беспроводным датчиком влажности белья, к которой нижеследующее описание относится исключительно в качестве примера.
Уровень техники
Стандартная бытовая барабанная машина для сушки белья осуществляет конденсацию потока горячего воздуха, который вдувается в сушильный барабан и удаляет влагу из белья. Доступ спереди к барабану закрывается установленной на шарнире передней дверцей панельного типа. Более конкретно, известная машина для сушки белья содержит систему вентиляции (то есть обычно воздуходувку, содержащую вентилятор и электрический двигатель) и нагревательное приспособление, которые затягивают воздух снаружи и через соответствующее трубопроводное приспособление нагревают и направляют этот воздух в сушильный барабан для белья. Горячий сушильный воздух, пройдя через барабан, затем либо напрямую выпускается из сушильной машины, либо подается к средству для конденсации влаги из горячего воздуха.
В прошлом продолжительность цикла сушки была постоянной и заранее заданной. Однако вес и начальная влажность подлежащего сушке белья не постоянны, следовательно, цикл сушки постоянной продолжительности может быть либо слишком коротким (то есть, в конце цикла сушки белье по-прежнему слишком сырое, и цикл сушки поэтому неэффективен), либо слишком долгим (то есть, цикл сушки использовал слишком много энергии и поэтому неэффективен).
Современная барабанная сушильная машина обычно использует датчик для измерения относительной влажности белья во время цикла сушки и остановки цикла сушки тогда, когда влажность белья достигнет заданного значения, зависящего от выбранного пользователем режима сушки. Самым эффективным способом измерения влажности является прямое измерение проводимости белья. На рынке уже имеются различные решения, которые измеряют проводимость между барабаном и поднимающими элементами или прикрепленными к выходу барабана металлическими вкладышами. Также проводимость измеряется между двумя половинами, на которые разделен барабан.
Недостаток вышеупомянутых известных способов заключается в ограничениях, налагаемых на барабан, который, являясь компонентом измерительной системы, должен быть изготовлен из какого-либо проводящего материала (например, из нержавеющей стали), и не может быть изготовлен из пластмассы, или покрыт мягкими материалами (такими как тонкие силиконовые пленки), которые являются изоляционными материалами. Таким образом, вышеупомянутые известные способы не могут использоваться в сушильной машине, в которой для осуществления «нежной» обработки белья барабан покрыт мягкими материалами.
Кроме того, когда барабан является компонентом измерительной системы, электрический сигнал для измерения проводимости белья должен быть передан от вращающегося барабана внешнему неподвижному блоку управления посредством щеток, скользящих по металлическому кольцу. Однако щетки имеют относительно короткий срок службы и поэтому должны часто заменяться. Кроме того, они являются потенциально шумными из-за их скольжения. Металлическое кольцо также может иметь относительно короткий срок службы из-за окисления.
Для устранения вышеупомянутых недостатков было предложено определять влажность белья, измеряя температуру и/или влажность сушильного воздуха, выходящего из барабана. Однако косвенное измерение влажности белья не очень стабильно и точно, поскольку подвержено воздействию многочисленных внешних параметров (например, температуры окружающей среды, тяжести белья и направления движения воздуха).
Чтобы частично устранять вышеупомянутые недостатки и тем самым снять ограничения с конструкции барабана, была предложена новая так называемая «Ограниченная кондуктометрическая система», основанная на паре малых электродов, прикрепленных к неподвижной части машины, например, внутри дверцы. Однако "Ограниченная кондуктометрическая система" имеет ряд неудобств: из-за ограниченной поверхности контакта между электродами и бельем эта система довольно ненадежна с точки зрения своевременной остановки цикла сушки, особенно при малых загрузках (например, меньше чем 1 кг) и при использовании "влажных" циклов (например, с конечной влажностью более чем 3-4%). Даже при стандартных загрузках и "сухих" циклах в некоторых случаях могут возникнуть проблемы, поскольку условие окончания цикла не является полностью воспроизводимым. Испытания показывают, что барабанная сушильная машина, использующая "Ограниченную кондуктометрическую систему", редко вовремя останавливает цикл сушки при загрузке менее чем 1 кг, а для "влажных" циклов проблема может возникнуть даже при загрузке в 2 кг.
В документе WO 2004/022836 описана стиральная машина с сушкой, включающая в себя барабан, снабженный датчиком, имеющим чувствительный элемент для определения степени влажности стираемого белья. Датчик выполнен с возможностью бесконтактной передачи сигнала в блок управления машины. Передача сигнала может происходить направленно, например, с помощью световых сигналов. Передача сигнала может также происходить ненаправленно, например по радио. Передача мощности может осуществляться бесконтактно, подобно вышеуказанной передачи сигнала.
В документе ЕР 1321563 представлена сушильная машина, содержащая корпус, в котором установлен вращающийся барабан и средство измерения по меньшей мере одного параметра белья или осушающего воздуха во вращающемся барабане. Средство измерения включает в себя датчик, установленный на вращающемся барабане и взаимодействующий с неподвижным считывателем. Измеренные величины, например влажность белья, передаются от датчика к считывателю посредством беспроводной связи между передатчиком и приемником.
В документе US 3710138 описана система управления сушильной машины, содержащая цепь датчика сухости ткани, включающую в себя электроды или измерительные наконечники, установленные внутри барабана. Электроды представляют собой пару продолговатых проводников, установленных на вершине каждого отбойного элемента для образования контактной поверхности в пределах досягаемости ее в барабане. На один электрод подается электрическая энергия, например, посредством провода, который подключен к щетке, которая скользит по неподвижному кольцу при вращении барабана. Кольцо электрически изолировано от машины и подключено к выводу, соединенному с блоком управления. Второй электрод связан с вращающимся барабаном и через барабан, ведущий вал и корпус вентилятора соединен с заземленным шасси, так что второй электрод подключен к заземлению.
Ближайшим аналогом настоящего изобретения является представленная в документе FR 2685575 машина для сушки белья, содержащая вращающийся барабан для белья, прикрепленные к барабану электрическое устройство и электрический генератор, выполненный с возможностью выработки электрической энергии при вращении барабана для приведения в действие электрического устройства и включающий в себя по меньшей мере одну катушку, неподвижно соединенную с указанным барабаном, и магнитную массу, установленную внутри катушки с возможностью перемещения относительно катушки при вращении барабана. В частности, магнитная масса установлена или шарнирно с возможностью свободного вращения, или на упругой опоре с возможностью колебания.
Задачей изобретения является создание машины для белья, которая устраняет вышеупомянутые недостатки и при этом является недорогой и несложной в производстве. В частности, задачей изобретения является разработка генератора, имеющего более простую конструкцию по сравнению с известным.
Раскрытие изобретения
Указанная задача решена в машине для белья, содержащей вращающийся барабан для белья, имеющий переднее отверстие для доступа, прикрепленные к барабану электрическое устройство и электрический генератор, выполненный с возможностью выработки электрической энергии при вращении барабана для приведения в действие электрического устройства и включающий в себя по меньшей мере одну катушку и магнитную массу, установленную внутри катушки. Согласно изобретению катушка содержит два механических упора, каждый из которых ограничивает перемещение магнитной массы и определяет соответствующее предельное положение, причем магнитная масса установлена с возможностью свободного циклического перемещения внутри катушки между двумя предельными положениями при вращении барабана.
Такое выполнение машины позволяет упростить конструкцию электрогенератора за счет свободной установки магнитной массы внутри катушки.
Предпочтительно электрический генератор содержит по меньшей мере одно устройство для аккумулирования электрической энергии, соединенное с концами катушки, для накопления вырабатываемой ею электрической энергии, катушкой.
Предпочтительно устройство для аккумулирования электрической энергии представляет собой конденсатор.
Предпочтительно прикрепленное к барабану электрическое устройство представляет собой датчик влажности для измерения влажности белья в барабане.
Предпочтительно машина для белья содержит электронный блок для управления работой машины и приема данных измерения влажности белья от датчика влажности, причем датчик влажности содержит беспроводный передатчик для передачи данных измерения влажности белья беспроводному приемнику, соединенному с электронным блоком управления.
Предпочтительно датчик влажности содержит два расположенные на барабане электрода и соединенный с ними измерительный блок для измерения сопротивления/проводимости между этими двумя электродами.
Указанные два электрода могут быть образованы соответствующими электрически изолированными участками барабана или проводящими корпусными деталями, прикрепленными к внутренней стороне барабана.
Предпочтительно прикрепленное к барабану электрическое устройство представляет собой источник света для освещения барабана.
Предпочтительно барабан содержит множество поднимающих элементов, а источник света встроен в по меньшей мере один из поднимающих элементов.
Изобретение будет описано в виде неограничивающего варианта его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 схематически показана машина для сушки белья с беспроводным датчиком влажности в соответствии с настоящим изобретением, вид сбоку;
на фиг.2 и 3 схематически показан датчик влажности белья, изображенный на фиг.1, в двух различных рабочих положениях.
Осуществление изобретения
Изображенная на фиг.1 машина для сушки белья, обозначенная в целом позицией 1, содержит корпус 2, установленный на нескольких ножках 4 на полу 3. Корпус 2 поддерживает вращающийся барабан 5 для белья, который вращается вокруг горизонтальной оси 6 (в альтернативных вариантах осуществления изобретения, не показанных на чертежах, ось 6 вращения может быть наклонной или вертикальной). Доступ к вращающемуся барабану спереди закрыт дверцей 7, шарнирно установленной на передней стенке корпуса 2. Барабан 5 приводится во вращение электродвигателем 8. Через барабан 5 подается поток сушильного воздуха, подаваемого в барабан 5 центробежным вентилятором 9 и нагреваемого нагревательными элементами 10.
Влага из белья в барабане 5 удаляется за счет испарения в потоке горячего сушильного воздуха. Сырой горячий воздух из барабана 5 подается по трубопроводу к конденсатору 11, который охлаждается потоком относительно холодного воздуха, втягиваемого извне центробежным вытяжным вентилятором 12.
В конденсаторе 11 поток горячего воздуха охлаждается, и содержащийся в нем пар конденсируется. Жидкость собирается в резервуаре 13 конденсатора, а сухой воздух из конденсатора 11 увлекается вентилятором 9 и возвращается в барабан 5, подвергаясь повторному нагреву нагревательными элементами 10. Внешний воздух, использованный для конденсации, выпускается.
Конденсат, собранный в резервуаре 13 конденсатора, перекачивается насосом 14 в бачок 15 для конденсата, который прикреплен к дверце 7, закрывающей загрузочное отверстие барабана 5, и расположен на более высоком уровне, чем резервуар 13 конденсатора. Когда бачок 15 для конденсата заполняется, активируется известный датчик уровня (не показанный на чертежах), останавливающий сушильную машину 1. Работой сушильной машины управляет электронный блок управления (или программирующее устройство) 16, управляемый кнопками или ручками 17 на переднем пульте 18 управления.
Электронный блок 16 управления принимает во время цикла сушки данные измерения влажности находящегося внутри барабана 5 белья от датчика 19 влажности, прикрепленного к барабану 5. Датчик 19 влажности содержит беспроводной передатчик 20, который передает данные измерения влажности белья беспроводному приемнику 21, соединенному с электронным блоком 16 управления. В различных вариантах осуществления изобретения беспроводные передатчик 20 и приемник 21 поддерживают связь, например, посредством радиоволн или оптических (инфракрасных) сигналов.
Машина 1 для сушки белья содержит прикрепленный к барабану 5 электрический генератор 22, который использует вращение барабана 5 для выработки электрической энергии, необходимой для приведения в действие датчика 19 влажности. Предпочтительно электрический генератор 22 представляет собой электромагнитный генератор и содержит катушку 23 и магнитную массу 24, расположенную внутри катушки 23 и способную перемещаться вдоль катушки 23 между двумя предельными положениями (показанными на фиг.2 и 3, определенными двумя механическими упорами 25 и 26. Магнитная масса 24 циклически свободно перемещается внутри катушки 23 между двумя предельными положениями под действием силы тяжести и вращения барабана 5.
В первом угловом положении барабана 5, показанном на фиг.2, катушка 23 находится в вертикальном положении, механический упор 25 находится выше механического упора 26, а магнитная масса 24 под действием силы тяжести опирается на механический упор 26. Во втором угловом положении барабана 5, повернутом на угол 180° относительно первого углового положения и показанном на фиг.3, катушка 23 также находится в вертикальном положении, механический упор 25 находится ниже механического упора 26, а магнитная масса 24 падает под действием силы тяжести на механический упор 25. Вращение барабана 5 вызывает циклическое изменение ориентации электрического генератора 22, так что катушка 23 циклически перемещается между вертикальными положениями, показанными на фиг.2 и 3, а магнитная масса 24 под действием силы тяжести периодически перемещается внутри катушки 23 между двумя предельными положениями.
Когда магнитная масса 24 перемещается внутри катушки 23, на концах катушки 23 возникает электрическое напряжение, питающее датчик 19 влажности. В предпочтительном варианте осуществления изобретения к концам катушки 23 подсоединен по меньшей мере один конденсатор 27 (или любое другое устройство для аккумулирования электрической энергии), который накапливает вырабатываемую катушкой 23 электрическую энергию и стабилизирует напряжение.
Как показано на фиг.1, датчик 19 влажности содержит измерительный блок 28 и пару электродов 29, электрически соединенных с измерительным блоком 28. Между этими двумя электродами 29 измеряется сопротивление или проводимость белья внутри барабана 5, которое используется для определения известным способом влажности белья. В других вариантах осуществления изобретения эти два электрода 29 образованы или соответствующими электрически изолированными участками барабана 5 (в этом случае барабан 5 должен быть изготовлен из любого проводящего материала и не может быть покрыт мягкими материалами), или проводящими (обычно круглыми или имеющими форму дуги) корпусными деталями, прикрепленными к внутренней стороне барабана 5 (в этом случае барабан 5 может быть изготовлен из пластмассы или покрыт мягкими материалами).
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, показанном на чертежах, электрическое устройство (датчик 19 влажности) прикреплено к барабану 5 и получает электрическую энергию от электрического генератора 22. Согласно другим вариантам осуществления изобретения, к барабану 5 могут быть прикреплены другие виды электрических устройств. Например, к барабану 5 может быть прикреплен источник света (например, один или более светоизлучающих диодных устройств) для освещения барабана 5. Предпочтительно барабан (5) содержит ряд поднимающих элементов (осевые ребра для перемещения и подъема белья при вращении барабана 5), и источник света встроен в по меньшей мере один из них.
Конечно, электрический генератор 22 может быть использован в любой машине для белья, имеющей вращающийся барабан и прикрепленное к нему электрическое устройство.
Описанная выше машина 1 для сушки белья обладает многими преимуществами, поскольку является дешевой и легкой в производстве, точно и эффективно определяет влажность белья прямым измерением его электрической проводимости, не налагая никаких ограничений на конструкцию барабана, который может быть изготовлен из любого материала, включая пластмассу, и может быть покрыт мягкими материалами (такими как тонкие силиконовые пленки). Кроме того, такая машина 1 для сушки белья не имеет щеток (отсутствует износ щеток, не производится никакого шума, порождаемого скольжением щеток, нет проблем окисления контактов). На барабан 5 не подается внешнее напряжение, следовательно, такая машина безопасна для пользователей. Наконец, описанный выше беспроводной датчик 19 влажности белья сам снабжает себя электрическим питанием и поэтому не имеет никакой электрической батареи (не требуется замена батареи).