Гладильный аппарат, содержащий устройство обработки воды с фильтром - RU2648349C2

Чертежи

Описание

Данное изобретение относится к гладильному аппарату, содержащему резервуар для воды, парогенератор, соединенный с резервуаром посредством подающего контура, и устройство обработки воды, снабженное средствами для осаждения содержащегося в воде карбоната кальция.

Из патентной публикации WO 01/44116 известен гладильный аппарат, содержащий резервуар для воды и парогенератор, соединенный с резервуаром посредством подающего контура. Подаваемая в парогенератор вода подвергается обработке с помощью соответствующего устройства, имеющего катод и анод, подключенные к источнику электроэнергии, причем указанные катод и анод помещены непосредственно в резервуар и разделены катионной мембраной.

Преимущество данного гладильного аппарата состоит в том, что в нем предусмотрено устройство обработки находящейся в резервуаре воды, позволяющее уменьшить вероятность возникновения явлений отложения накипи в генераторе и в утюге. Однако этот аппарат обладает и недостатком, который заключается в том, что приходится использовать ионообменные мембраны, которые представляют собой исключительно непрочные и довольно дорогостоящие элементы. Другим его недостатком является использование устройства обработки воды, действующего непосредственно в основном резервуаре, из-за чего время, необходимое для обработки всей находящейся в резервуаре воды, является довольно продолжительным. Поэтому пользователю приходится довольно долго ждать, когда можно будет работать с гладильным аппаратом, с тем, чтобы добиться максимальной эффективности очистного устройства и избежать подачи насыщенной минералами воды в парогенератор.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание такого гладильного аппарата, который имеет устройство обработки воды, позволяющее предотвратить образование накипи в парогенераторе, причем данный аппарат является простым, надежным и недорогим при изготовлении. Другая задача изобретения заключается в создании гладильного аппарата, снабженного устройством обработки воды, при использовании которого пользователю не придется ждать, когда он сможет использовать гладильный аппарат, чтобы добиться эффективной работы устройства обработки воды.

Для достижения указанных задач предложен гладильный аппарат, содержащий резервуар для воды, парогенератор, соединенный с резервуаром для воды посредством подающего контура, и устройство обработки воды, снабженное средствами для осаждения карбоната кальция, отличающийся тем, что устройство обработки воды расположено в подающем контуре, соединяющем резервуар с парогенератором, и содержит емкость, имеющую фильтр, который пропускает воду и удерживает находящиеся в воде частицы в зависимости от их размера, причем фильтр образует фильтрующий барьер между основной камерой, куда подается вода из резервуара, в которой под действием средств для осаждения карбоната кальция образуются кристаллы накипи, и вспомогательной камерой, в которой выполнено выпускное отверстие, откуда вода подается в парогенератор.

Преимущество данного гладильного аппарата состоит в том, что в нем предусмотрено устройство обработки воды, находящееся в емкости, независимой от резервуара, благодаря чему работа устройства обработки не зависит от количества находящейся в резервуаре воды. Еще одно преимущество данного гладильного аппарата заключается в том, что он имеет прочный фильтр, для которого не требуется сложного обслуживания.

В соответствии с другим признаком изобретения фильтр имеет пористость, обеспечивающую пропускание только частиц с размером менее 50 мкм, а предпочтительнее менее или равным 30 мкм.

Благодаря этому удается обеспечить удержание в основной камере тех частиц накипи, которые оказывают на работу генератора самое неблагоприятное воздействие. Кроме того, благодаря этому признаку удается добиться эффективной фильтрации кристаллов накипи с очень незначительной скоростью засорения фильтра.

В соответствии с еще одним признаком изобретения фильтр установлен таким образом, что его можно снять с емкости без применения какого-либо инструмента.

Благодаря этому обеспечивается возможность беспрепятственного извлечения фильтра для целей очистки.

В соответствии со следующим признаком изобретения устройство обработки воды содержит катод и анод.

В соответствии со следующим признаком изобретения катод помещен в основную камеру, а анод помещен во вспомогательную камеру.

В соответствии со следующим признаком изобретения фильтр имеет цилиндрическую форму.

В соответствии со следующим признаком изобретения фильтр вытянут в вертикальном направлении вокруг анода, при этом на его нижнем конце закреплен сосуд для сбора кристаллов накипи, отходящий вбок наружу от фильтра.

Благодаря этому удается извлекать кристаллы накипи одновременно с фильтром, когда этот фильтр вынимают из емкости для очистки.

В соответствии со следующим признаком изобретения анод занимает центральное положение в емкости, а катод прикреплен к периферийной стенке емкости.

В соответствии со следующим признаком изобретения, выпускное отверстие расположено по вертикали анода.

Благодаря этому удается отбирать воду максимально близко к аноду, то есть в зоне, где вода деминерализуется быстрее всего.

В соответствии со следующим признаком изобретения размеры выпускного отверстия выбраны такими, чтобы обеспечить расход воды порядка 50 г/мин.

Благодаря этому удается добиться уменьшения расхода на выходе емкости посредством ограничения расхода в зоне выпускного отверстия фильтра.

В соответствии со следующим признаком изобретения в подающем контуре имеется резервный бак для деминерализованной воды, которая подается через отверстие в емкости, причем подающий контур содержит насос, откачивающий воду из резервного бака с ее последующей подачей в парогенератор.

Благодаря наличию такого резервного бака достигается преимущество, состоящее в формировании буферного объема деминерализованной воды, которая может откачиваться насосом. Этот буферный объем деминерализованной воды обеспечивает, в частности, если необходимо, подачу воды в парогенератор с расходом, превышающим производительность устройства обработки воды, находящегося в емкости. Когда гладильный аппарат подключен к электропитанию, устройство обработки воды работает в непрерывном режиме, однако насос используется для подачи воды в парогенератор только когда это необходимо, периодами по несколько секунд, поэтому наличие резервного бака обеспечивает возможность осуществлять подачу воды в насос с расходом, превышающим выход деминерализованной воды, обеспечиваемый устройством обработки.

В соответствии со следующим признаком изобретения подача воды в емкость отрегулирована таким образом, чтобы иметь постоянный уровень Н воды в емкости, когда резервуар для воды не является пустым.

Благодаря этому удается добиться контролируемого расхода воды, поступающей под действием силы тяжести через отверстие емкости.

В соответствии со следующим признаком изобретения резервуар содержит замкнутую камеру, в которой выполнено выходное отверстие, переходящее в емкость, причем выходное отверстие представляет собой единственный выпуск резервуара, так что вода из резервуара переливается под действием силы тяжести в емкость до тех пор, пока уровень воды в емкости не достигнет уровня выходного отверстия резервуара.

Преимуществом такого резервуара является то, что он дает простое и экономичное в реализации техническое решение, позволяющее получить постоянный уровень воды в резервуаре.

В соответствии со следующим признаком изобретения фильтр выполнен из нержавеющей стали, а предпочтительнее - из нержавеющей стали с титановой добавкой.

В соответствии со следующим признаком изобретения фильтр имеет рутениевое или платиновое покрытие.

В соответствии со следующим признаком изобретения фильтр выполнен из тканых нитей с диаметром порядка 25 мкм, покрытых золотом.

В соответствии со следующим признаком изобретения гладильный аппарат имеет парогенераторную подставку, соединенную шнуром с утюгом, причем в подставку встроены парогенератор и резервуар для воды, установленный съемным образом на подставке.

Задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения будут более понятными из нижеследующего описания одного из конкретных вариантов его осуществления, который дается в качестве примера, не имеющего ограничительного характера, со ссылками на чертежи, где:

- фиг. 1 представляет собой схематический вид гладильного аппарата в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, когда фильтр установлен в емкость для обработки воды;

- фиг. 2 представляет собой вид в разрезе, иллюстрирующий парогенераторную подставку гладильного аппарата согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

- фиг. 3 представляет собой вид в аксонометрии, иллюстрирующий фильтр, входящий в состав гладильного аппарата по фиг. 2;

- фиг. 4 представляет собой вид в продольном разрезе, иллюстрирующий фильтр по фиг. 3;

- фиг. 5 представляет собой схематический вид гладильного аппарата по фиг. 1, когда фильтр извлечен из емкости для обработки воды.

На чертежах изображены только те компоненты, рассмотрение которых необходимо для понимания сущности изобретения. Для облегчения чтения чертежей одни и те же компоненты обозначены на разных чертежах одинаковыми цифровыми позициями.

На фиг. 1 схематически показан гладильный аппарат, имеющий подставку 1 для генерации пара и содержащий утюг 2, который имеет подошву с паровыпускными отверстиями. Указанный утюг 2 соединен с подставкой 1 шнуром 3.

Как видно на фиг. 1 и 2, в подставку 1 помещены съемный резервуар 4 для воды вместимостью порядка 1,5 литра и парогенератор, образованный баком 5, в котором находится нагревательный резистор 50 мощностью порядка 1400 Вт, обеспечивающий генерацию пара под давлением порядка 4-5 бар. В баке 5 находится также электроклапан 51 (его видно только на фиг. 1), соединенный со шнуром утюга и управляемый кнопкой 20, находящейся на утюге 2.

Вода подается в бак 5 из резервуара 4 с помощью специального подающего контура, содержащего циркуляционный насос 6, расположенный непосредственно перед баком 5. Управление работой этого насоса осуществляется специальной управляющей схемой (на чертежах не показана). Насос обеспечивает закачку воды в бак 5 под давлением, которое может достигать 25 бар.

В подающем контуре бака 5 расположено находящееся перед насосом 6 устройство обработки воды, включающее в себя емкость 7, в которую помещены средства для осаждения карбоната кальция и съемный фильтр 8, который вставляется в емкость 7 через открытый верхний конец этой емкости 7.

Расположенный таким образом фильтр 8 представляет собой фильтрующий барьер между наружной основной камерой 71 кольцевой формы, в которую переходит выходное отверстие 40 резервуара 4, и вспомогательной камерой 72, находящейся внутри фильтра 8. Указанная вспомогательная камера 72 проходит над центральной зоной дна емкости 7, в котором выполнено отверстие 70, переходящее в резервный бак 9, помещенный под дном емкости 7.

В качестве примера укажем, что емкость 7 имеет форму цилиндра круглого сечения диаметром порядка 55 мм и высотой порядка 100 мм при объеме порядка 200 см³. Фильтр 8 выполнен из нержавеющей стали, предпочтительно с титановой добавкой. Его диаметр составляет порядка 35 мм, высота порядка 100 мм, а поры - порядка 30 мкм.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления изобретения подача воды в емкость 7 отрегулирована таким образом, что в емкости 7 обеспечивается постоянный уровень Н воды, когда в резервуаре 4 есть вода. Для этого резервуар 4 выполнен в виде замкнутой камеры, выходное отверстие 40 которой представляет собой единственный выпуск резервуара 4. В этом резервуаре 4 выполнено также заливочное отверстие, закрывающееся герметичной пробкой 41 (см. фиг. 1), с помощью которого обеспечивается беспрепятственное заполнение резервуара 4 в перевернутом положении.

Как показано на фиг. 3 и 4, на нижнем конце фильтра 8 закреплена чаша 80 в форме диска диаметром несколько меньше диаметра емкости 7. Эта чаша 80 имеет часть, отходящую в радиальном направлении наружу от фильтра 8 и заканчивающуюся приподнятой периферийной кромкой 81, которая ограничивает собой сосуд 82 для сбора кристаллов накипи.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, в чаше 80 выполнено центральное отверстие 83, откалиброванное таким образом, чтобы вода под действием силы тяжести протекала через него с расходом порядка 50 г/мин, когда уровень воды в емкости 7 равен уровню Н воды. Это центральное отверстие 83 располагается напротив отверстия 70, выполненного в дне емкости 7, и имеет диаметр порядка 2 мм.

Как можно видеть на фиг. 1 и 2, резервный бак 9 имеет выпускную трубу 90, которая проходит вдоль емкости 7 до уровня, превышающего уровень Н воды в емкости 7, при этом насос 6 имеет впускную трубу 60, с помощью которой вода отбирается из резервного бака 9. В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления изобретения нижний конец впускной трубы 60 отстоит на несколько сантиметров от дна резервного бака 9 с тем, чтобы предотвратить захват частиц, которые могут осаждаться в результате отстаивания на дне резервного бака 9. В качестве примера можно указать, что нижний конец впускной трубы 60 может отстоять от дна резервного бака 9 по меньшей мере на 1 см при объеме указанного бака порядка 150 см³.

Средства для осаждения карбоната кальция состоят предпочтительно из катода 10, помещенного в основную камеру 71, и анода 11, помещенного во вспомогательную камеру 72. Анод 11 и катод 10 подаются током от блока 13 контроля напряжения, вырабатывающего постоянное напряжение 30 В с максимальной силой тока 1 А.

Катод 10 предпочтительно выполнен из графита или нержавеющей стали с титановой добавкой и имеет цилиндрическую форму, соответствующую форме внутренней стенки емкости 7, располагаясь по высоте на расстоянии порядка 100 мм.

Катод 10 подключен к блоку 13 контроля напряжения с помощью соединительной линии, проходящей за пределами емкости 7 и предпочтительно имеющей постепенно увеличивающееся сечение, которое становится максимальным при соприкосновении с катодом 10. Благодаря этому признаку достигается преимущество, состоящее в предотвращении концентрации тока в зоне соединения с катодом 10, что привело бы к постепенному разрушению катода 10 в случае его изготовления из графита.

Анод 11 предпочтительно выполнен из нержавеющей стали с титановой добавкой или из нержавеющей стали с рутениевым или платиновым покрытием с целью предотвращения коррозии. Он имеет форму стержня диаметром 10 мм и высотой 90 мм, проходящего в вертикальном направлении посередине емкости 7, при этом нижний конец анода 11 отстоит от дна емкости 7 на расстояние порядка 10 мм.

Ниже приводится описание работы и преимуществ выполненного таким образом гладильного аппарата.

При эксплуатации гладильного аппарата пользователь заполняет съемный резервуар 4, после чего ставит его на подставку 1 таким образом, чтобы находящаяся в резервуаре 3 вода переливалась под действием силы тяжести в емкость 7 до достижения уровня Н выходного отверстия 40 резервуара 4, при котором вода будет препятствовать поступлению воздуха в резервуар 4, вследствие чего автоматически прекращается слив воды из резервуара 4 в емкость 7.

Затем пользователь включает гладильный аппарат, в результате чего на нагревательный резистор 50 в баке 5 поступает питание под контролем регулирующей электронной схемы, связанной с температурным датчиком (на чертежах не показаны), и происходит непрерывная подача постоянного напряжения 30 В на зажимы анода 11 и катода 10.

В результате подачи напряжения на анод 11 и катод 10 происходит, как во всех подобных известных системах, перемещение положительных ионов Са²⁺ и Ма²⁺ к катоду 10 с их прохождением, если потребуется, через поры фильтра 8, а затем осаждение с течением времени карбоната кальция в форме кристаллов кальцитов или фатеритов размером 5-50 мкм в основной камере 71, где благодаря формированию ионов ОН образуется щелочная среда.

Для предотвращения слишком быстрого образования накипи на катоде 10 целесообразно предусмотреть в работе гладильного аппарата занимающий несколько секунд этап, в течение которого производится реверсирование полярности катода 10 и анода 11, которое может иметь место через каждые десять минут.

Деминерализованная вода, получаемая во вспомогательной камере 72 рядом с анодом 11, сливается под действием силы тяжести через центральное отверстие 83, а затем через отверстие 70 в дне емкости 7 и попадает в резервный бак 9. Кристаллы накипи размером более 30 мкм, постепенно образующиеся в основной камере 71, задерживаются фильтром 8, при этом благодаря незначительному расходу воды через центральное отверстие 83 уменьшается опасность забивания фильтра 8, поскольку имеет место лишь слабое всасывание в зоне рядом с этим фильтром 8.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления изобретения забиванию фильтра 8 препятствует также циклическая поляризация этого фильтра 8, который выполнен из электропроводящего материала. Эту поляризацию осуществляют подавая в течение некоторого времени на фильтр 8 электрический потенциал анода 11, в результате чего электрическое поле, создающееся между фильтром 8 и катодом 10, отталкивает частицы накипи в направлении катода 10. В качестве примера укажем, что фильтр 8 может подключаться к потенциалу анода 11 на 10 секунд с интервалами в 40 секунд.

Кристаллы накипи с размером менее 30 мкм также задерживаются по большей части в основной камере 71 благодаря наличию электрического тока, который притягивает их к катоду 10, и исключительно слабому всасыванию, создаваемому вследствие циркуляции деминерализованной воды с незначительным расходом через центральное отверстие 83. Те кристаллы, которые смогли пройти через фильтр 8, осаждаются под действием силы тяжести на дне резервного бака 9.

Если требуется подача воды в бак 5 для генерации пара, управляющая карта дает команду на включение насоса 6, который откачивает деминерализованную воду из резервного бака 9 по впускной трубе 60 на некотором расстоянии от дна, чтобы предотвратить всасывание кристаллов накипи, которые могут осаждаться на дне резервного бака 9.

Указанное прохождение воды в сторону бака 9 осуществляется благодаря последовательным рабочим этапам насоса 6 даже тогда, когда пользователь непрерывно воздействует на кнопку 20 пара утюга 2, при этом насос работает, например, в течение 3 секунд с интервалами через каждые 12 секунд. Благодаря такой последовательной работе насоса 6 удается предотвратить холостой ход насоса 6, создавая этапы выключения насоса 6, в течение которых понижение уровня воды в резервном баке 9 может быть компенсировано поступлением деминерализованной воды, которое происходит под действием силы тяжести через отверстие 7 в дне емкости 7.

Прохождение деминерализованной воды из емкости 7 в резервный бак 9 автоматически компенсируется заполнением основной камеры 71 водой, автоматически поступающей из резервуара 4, когда уровень в емкости 7 ниже уровня Н воды, причем гладильный аппарат предпочтительно имеет датчик выявления незаполненного состояния резервуара (на чертежах он не показан), который при пустом резервуаре 4 прерывает работу насоса 6. Этот останов насоса 6 позволяет гарантировать наличие воды в емкости 7 и, следовательно, непрерывное производство деминерализованной воды, когда гладильный аппарат находится во включенном состоянии.

После опустошения резервуара 5 пользователь снимает его с подставки 1 для наполнения и может также воспользоваться этой операцией для извлечения фильтра 8 (см. фиг. 5), поступательно перемещая его в вертикальном направлении через верхнее отверстие емкости 7.

В процессе этого вертикального перемещения фильтра 8 все кристаллы карбоната кальция, имеющиеся в основной камере 71, оказываются собранными в сборный сосуд 82 чаши 80, находящейся в основании фильтра 8. При этом пользователь может произвести полоскание фильтра 8 и сборного сосуда 82 под краном, после чего можно будет снова установить фильтр 8 на место в емкости 7. Разумеется, гладильный аппарат можно также снабдить специальным устройством для обнаружения наличия фильтра 8 и предусмотреть меры для предотвращения работы гладильного аппарата в случае отсутствия фильтра 8 в емкости 7.

Преимуществом выполненного таким образом гладильного аппарата является тот факт, что он снабжен простым и экономичным в изготовлении устройством обработки воды, позволяющим вырабатывать деминерализованную воду, которую можно использовать в парогенераторе для обеспечения более длительного срока службы гладильного аппарата.

Еще одно преимущество этого гладильного аппарата состоит в том, что в нем предусмотрен не зависящий от резервуара резервный бак для деминерализованной воды, из которого можно насосом откачивать воду для подачи в парогенератор. В частности, преимуществом этого резервного бака является то, что запас деминерализованной воды может создаваться непрерывно в течение всего времени, пока гладильный аппарат подключен к электропитанию, и содержаться в гладильном аппарате, но не основном резервуаре гладильного аппарата, благодаря чему им можно воспользоваться сразу же после включения гладильного аппарата, уже во время второго его использования. Таким образом, если пользователь опорожняет основной резервуар гладильного аппарата после каждого цикла эксплуатации или если резервуар становится пустым после длительной эксплуатации гладильного аппарата, пользователь сможет снова заполнить основной резервуар и начать эксплуатировать гладильный аппарат, не ожидая, когда устройство обработки воды выполнит свою функцию по отношению ко всему объему имеющейся в резервуаре воды.

Таким образом, следующее преимущество выполненного таким образом гладильного аппарата состоит в том, что он снабжен парогенератором, в который постоянно подается вода, прошедшая обработку в соответствующем устройстве, что позволяет гарантировать больший срок службы гладильного аппарата.

Наконец, еще одно преимущество гладильного аппарата заключается в том, что его техобслуживание не представляет особого труда, поскольку фильтр легко извлекается из емкости при необходимости его очистки и удаления кристаллов накипи.

Следует понимать, что изобретение никоим образом не ограничивается описанными выше и проиллюстрированными на чертежах вариантами его осуществления. Возможны их разнообразные модификации, в частности, в отношении состава различных компонентов или замены их техническими эквивалентами при условии сохранения заявленного объема охраны изобретения.

Так, например, в соответствии с одной из модификаций, которая здесь не показана, ограничение расхода между вспомогательной камерой и резервным баком можно осуществить посредством уменьшения проходного сечения отверстия в дне емкости, а не в зоне центрального отверстия, причем в этом случае указанное центральное отверстие может иметь более значительное проходное сечение.

В соответствии с другой не показанной модификацией в дне резервного бака можно выполнить сливное отверстие, закрываемое съемной пробкой, доступ к которому будет возможен, например, через низ подставки, и благодаря которому можно обеспечить удаление кристаллов накипи в случае, если таковые будут осаждаться в резервном баке.

В соответствии с еще одной не показанной модификацией воду в емкость можно подавать из резервуара с помощью насоса.

Наконец, в соответствии со следующей не показанной модификацией средства для осаждения накипи могут представлять собой устройство нагрева воды, находящейся в основной части емкости.

Реферат

Гладильный аппарат содержит резервуар (4) для воды, парогенератор (5), соединенный с резервуаром для воды посредством подающего контура, и устройство обработки воды, снабженное средствами (10, 11) для осаждения карбоната кальция, при этом устройство обработки воды расположено в подающем контуре, соединяющем резервуар (4) с парогенератором (5), и содержит емкость (7), имеющую фильтр (8), который выполнен с возможностью пропускания воды и удержания находящихся в воде частиц в зависимости от их размера, причем фильтр (8) образует фильтрующий барьер между основной камерой (71), которая предназначена для подачи воды из резервуара (4) и в которой под действием указанных средств (10, 11) для осаждения карбоната кальция образуются кристаллы накипи, и вспомогательной камерой (72), в которой выполнено выпускное отверстие (83), предназначенное для подачи воды в парогенератор. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула