CN103957946A - 用于光催化除味的洗衣干衣机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家用器具(10)，其具有用于从所述家用器具(10)的过程介质中除去产生气味的分子的除味系统(16)，其中，所述除味系统(16)布置在家用器具(10)的至少在除去产生气味的分子期间封闭的过程室(14)中并且包括下组中至少两个不同的、能够施加以过程介质的除味装置(17)，所述组包括：过滤装置(20)、吸附装置、吸收装置、提取装置(18)、热除味装置、催化除味装置、氧化除味装置(22)和/或生物除味装置。本发明还涉及从家用器具(10)的过程介质中除去产生气味的分子的方法。

Description

用于光催化除味的洗衣干衣机

本发明涉及一种具有用于除去产生气味的分子的除味系统的家用器具以及一种用于从家用器具的过程介质中除去产生气味的分子的方法。

家用器具在其使用期间以不同的方式被污染。因此，例如在餐具冲洗器具中积聚食物残留并且在洗衣机或干衣机中积聚来自待清洁的洗涤物的污物。但是不仅水运行的家用器具而且还有如微波炉或烤炉的家用器具在其使用期间被污染。由此，根据家用器具的类型，在所涉及的家用器具的液态和/或气态的过程介质中出现脏污的问题。基本上由有机化合物构成的这种污物通常包括多种不同的、产生气味的分子。产生气味的分子一般为化学化合物，其原则上具有充分的挥发性、一定的亲油性以及足够的水溶性，以便能够穿过处于人类鼻子的嗅觉上皮上的含水粘膜。在芳香剂中，最大的分子重量为大约300g/mol。该极限一方面是物理上决定的，因为更大的分子几乎不可挥发或不再是可挥发的。在此，另一方面也涉及生物上的极限，因为太大的分子不再能够与生物的气味接收体交互作用。

为了消除家用器具中的气味，已知各种方法，如对过程室通风或者说稀释过程介质，通过水蒸气吸收产生气味的分子，在活性炭上吸附产生气味的分子、例如洗涤物干衣机的过程气流中的活性炭过滤垫，或者臭氧分解产生气味的分子。由文献JP2005118209A已知具有臭氧分解除味装置的餐具冲洗器具。

然而，除了特定的优点之外，这些方法中的每个也具有一系列缺点。对过程室通风或者说稀释过程介质导致长的过程时间。除此之外，存在产生气味的分子积聚在封闭的过程回路中的危险，从而该方法仅适用于具有敞开的过程室的家用器具。相应地，在通过水蒸气吸收的情况下，产生气味的分子不被分解，而是仅被运送到另一个地方，从而在此也存在在家用器具的流通静止的区域中积聚气味的危险。在使用活性炭的情况下，随着时间的推移必然导致弄脏活性炭表面进而导致清洁能力的降低。此外，在所有吸附和吸收方法中不利的是，不是所有产生气味的分子种类被拉到吸附表面上或者持久地保持结合在吸收体上，并且通常仅改变气味的地点，但气味自身并未被持久地消除。

虽然利用反应、例如利用臭氧以清洁过程介质能够持久地消除气味，然而具有的缺点在于，臭氧的产生和使用不能够或难以限制于较小的反应空间。因此，应该确保家用器具防止气体漏出以避免臭氧泄露到环境中。然而，根据臭氧浓度和存在的反应对象的浓度，衰减时间可以为数小时，这通常对于家用器具是不期望的。

本发明的任务在于，实现一种家用器具，该家用器具使得能够尽可能快速并完全地将产生气味的分子从家用器具的过程介质中除去。本发明的另一任务在于，提供一种方法，借助于该方法使得能够尽可能快速并完全地将产生气味的分子从家用器具的过程介质中除去。

按照本发明，这些任务通过根据对应的独立权利要求的、具有用于从家用器具的过程介质中除去产生气味的分子的除味系统的家用器具以及用于从家用器具的过程介质中除去产生气味的分子的方法来解决。具有本发明的符合目的的改进方案的有利构型在从属权利要求以及以下说明和所附附图中提出，其中，可将家用器具的有利构型视为所述方法的有利构型并且反之亦然，并且即使在此对其没有明确地指示也是如此。

按照本发明，家用器具(该家用器具使得能够尽可能快速和完全地将产生气味的分子从家用器具的过程介质中除去)由此实现，即，该家用器具具有除味系统，所述除味系统布置在家用器具的至少在除去产生气味的分子期间封闭的过程室中并且包括下组中至少两个不同的、能够以过程介质加载的除味装置，所述组包括：过滤装置、吸附装置、吸收装置、提取装置、热除味装置、催化除味装置、氧化除味装置和/或生物除味装置。换言之，设置：按照本发明的家用器具包括除味系统，该除味系统构造为，为了消除气味，在封闭的过程室中实施至少两个不同除味方法的组合。在此，家用器具的过程室例如可以是用于过程介质的、自身封闭的回路。此外可以设置，过程室永久地或者仅在除去产生气味的分子期间是封闭的。除味系统优选构造为，同时或相互分开地激活或解除至少两个不同的除味方法或实施这些除味方法的除味装置。本发明意义中的过程介质是任何液态的或固态的介质，所述介质在涉及的家用器具中被使用或聚集。例如，可将过程介质理解为干衣机中或烤炉中的加热的空气、洗衣机中或餐具冲洗器具中的洗涤碱液、但也可理解为洗衣机的或餐具冲洗器具的废气。通过不同的除味装置的组合，结合封闭的过程室，得出不同的定量和定性的优点。例如，为了避免长的衰减时间，可以替代或附加于臭氧分解的除味装置而设置光催化除味装置。光催化除味装置的应用提供的优点在于所产生的原子团的、尤其起作用的氧气的半衰期非常短，从而相比于臭氧分解能够显著地缩短衰减时间并且能够较快地又释放家用器具。替代地或附加地，也可以通过将臭氧分解除味装置与提供适合的反应对象的除味装置相组合来缩短衰减时间。在此，适合的反应对象例如可以是包括活性炭过滤器的过滤装置或吸附装置，其能够结合臭氧分解除味装置协同地既用于吸附产生气味的分子而且也用于与臭氧反应。替代或附加地，可以设置有不与臭氧反应的过滤装置，其中，沉积在这些过滤装置上的、产生气味的分子用作臭氧的或起作用的氧气的反应对象并且被消除。在此，过滤材料中被沉积物封闭的开口和通道可以同时通过与臭氧的反应又被“烧除(freigebrannt)”。相应地，借助于臭氧分解除味装置使过滤装置再生，由此，该过滤装置的原有过滤作用保留得显著更长。此外，可以设置，被雾化和/或被蒸发的水在吸收装置中被用于吸收产生气味的分子和/或用作运送到使产生气味的分子降解的除味装置的运送介质。此外，产生气味的分子可以借助于进行降解的除味装置(尤其热的、催化的、氧化的和/或生物的除味装置)被分解。在此，原则上由长链的并且难以在水中溶解的碳水化合物构成较短链的并且更易溶解的分子，所述分子能够相应更容易地被除味系统的布置在下游或者说连接在后面的吸附装置或吸收装置所吸收。总而言之，按照本发明的家用器具可以由此特别简单地与大量可能的、产生气味的分子相匹配。此外，除味系统可以特别简单并灵活地与家用器具涉及的构型相匹配。此外，可以更好地控制能够通过所述至少两个不同的除味装置来实施的各个除味步骤。此外，可能的过滤元件例如活性炭过滤器或膜式过滤器的自清洁能够通过分离的、产生气味的分子与臭氧反应来实现。此外，为了避免臭氧，可以设置有光催化除味装置。由此，家用器具的被气味加载的过程室可以在产生气味的分子被除去之后又特别快速地被释放。例如，在家用器具构造为洗衣机的情况下，在除味结束之后的短时间已经能够打开洗衣机门。优选地，除味系统构造为，过程介质中所包含的产生气味的分子的平均至少60％重量百分比、优选至少80％重量百分比、并且特别优选至少90％重量百分比被从过程介质中除去。

如果该家用器具构造为冰箱、炉灶和/或微波器具和/或构造为水运行的家用器具、尤其构造为餐具冲洗器具和/或洗涤物处理器具、优选下组中的洗涤物处理器具，所述组包括洗衣机、干衣机和洗衣干衣机，则得到另外的优点。家用器具优选为下组中的洗涤物处理器具，所述组包括洗衣机、干衣机和洗衣干衣机。一般地，洗涤物处理器具具有可旋转地支承的滚筒、用于滚筒的驱动马达以及加热装置。此外，通常存在用于使滚筒旋转和停止的转换器件和驱动器件。干衣机一般包括过程空气通道，在该过程空气通道中存在用于待干燥的物品的干燥腔以及一般地用于加热过程空气的加热装置和用于输送过程空气的鼓风机。在干衣机中，为了干燥如洗涤物的物品，引导过程空气通过具有待干燥的物品的过程室。从干燥腔流出的湿热的过程空气在适合的热交换器(空气-空气热交换器，热泵的热沉)中被冷却以冷凝来源于湿的物品的湿气并且在所产生的冷凝水被分离之后又借助于加热装置(电加热装置、气体加热装置或热泵的热源)被加热并且被导回到干燥腔中。相对地，在废气干衣机中存在进气通道和排气通道，从而从废气干衣机的环境(尤其安装空间)中吸入到进气通道中的过程空气在穿通干燥腔之后经由排气通道被引导到排气出口进而又被引导到安装空间中，或者通过相应的排气管路从安装空间中导出。除了作为用于待处理的洗涤物件的接收容器的滚筒之外，洗衣机一般还包括碱液容器、供水系统和布置在碱液容器的底上的、具有碱液泵的碱液排出系统。洗衣干衣机自身统一了干衣机和洗衣机的特征并且能够用于两个相应的用途。然而，按照本发明的家用器具在其按照规定的用途方面原则上是不受限的。

如果所述除味系统包括下组中的至少三个除味装置，所述组包括过滤装置、吸附装置、吸收装置、提取装置、热除味装置、催化除味装置、氧化除味装置和/或生物除味装置，则得出另外的优点。由此，能够通过所述至少三个除味装置的组合至少使绝大部分数量的、产生气味的分子至少基本上从家用器具的过程介质中除去，由此使得能够特别快速并且全面地除去气味。在此，可以根据对应的家用器具设置：设置有四个、五个或六个不同的除味装置。替代或附加地，可以设置，相同类型的两个或更多除味装置并列地和/或前后相继布置在过程介质流中。

在本发明的另一有利构型中设置：所述过滤装置包括微过滤器和/或膜式过滤器，和/或，所述吸附装置包括活性炭和/或沸石，和/或，所述吸收装置包括超级吸收器，和/或，所述提取装置包括水蒸气生成装置和/或水雾化装置。替代地或附加地，可以设置：所述热除味装置包括加热装置，和/或，所述催化除味装置包括金属催化器和/或酶，和/或，所述氧化除味装置包括光解装置和/或臭氧分解装置，和/或，所述生物除味装置包括生物反应器，所述生物反应器包含动物细胞、植物细胞、微生物和/或原生动物。由此，能够使所述除味系统的除味作用优化地与家用器具的对应类型、与积聚的产生气味的分子的种类和规模相匹配以及与待清洁的过程介质的特性相匹配。

得到另外的优点，其方式是，所述除味系统配属有封闭装置，所述封闭装置能够在将所述家用器具的过程室封闭的封闭位置和释放所述家用器具的过程室的打开位置之间转换。由此，过程室(待清洁的过程介质的产生气味的分子处于该过程室中)可以至少在除味的持续期间或者说在起作用的除味系统中借助于所述封闭装置被封闭并且随后或者说在不起作用的除味系统的情况下又被释放。封闭装置可以为此包括例如活门，借助于该活门，过程介质的流动路径是可封闭和可打开的。

在本发明的另一有利构型中设置，所述除味系统构造为用于消除液态和/或气态的过程介质中的产生气味的分子。这使得能够特别好地匹配除味系统进而使得可实现的清洁效果特别好地匹配家用器具的对应构型。

在本发明的另一有利构型中设置，除味系统构造为，同时和/或先后以过程介质加载所述至少两个除味装置。由此，能够使清洁过程优化地与待除去的产生气味的分子的种类和浓度相匹配。

本发明的另一方面涉及一种用于从家用器具的过程介质中除去产生气味的分子的方法。在此，按照本发明这样实现尽可能快速并且完全地从家用器具的过程介质中除去产生气味的分子，使得过程介质在家用器具的封闭的过程室中被供入除味系统，其中，产生气味的分子借助于除味系统通过下组中至少两个不同的方法从所述过程介质中除去，所述组包括过滤、吸附、吸收、热分离、热降解、催化降解、氧化降解和/或生物降解。由此产生的特征及其优点可从对按照本发明的家用器具的前述描述中获知。优选地，借助于根据上述实施例中之一的家用器具实施按照本发明的方法。

在本发明的一有利构型中设置，家用器具的过程室至少在除去产生气味的分子的期间借助于封闭装置封闭和/或在除去产生气味的分子之后借助于封闭装置打开。通过封闭过程室确保：在除味期间没有产生气味的分子流出到环境中，从而不由于家用器具而导致气味干扰。此外，由此简化了至少很大程度上将产生气味的分子从过程介质中除去，因为与环境的物质交换是不可能的。例如，在构造为干衣机的家用器具中，加载有产生气味的分子的过程介质在封闭的回路中被除去期间被引导通过具有待干燥的物品的干燥腔而到达除味系统处，借助于该除味系统将产生气味的分子完全或部分地从过程空气中除去。随后将被除味的过程空气又导回到该干燥腔中。

在本发明的另一有利构型中设置，过程介质中的产生气味的分子借助于除味系统：借助于通过蒸发和/或雾化产生的水蒸气运送到过滤装置处、尤其活性炭过滤器处；沉积在过滤装置的过滤材料上；并且被以光解的方式和/或以臭氧分解的方式被降解。通过这种方式实现了特别有效、快速并且至少很大程度上完全地将产生气味的分子从过程介质中除去，其中，各个方法步骤协同地共同作用。这样，雾或蒸气不仅作为用于气味分子的吸收器起作用，而且附加地将气味分子运送到过滤装置处。在此，构造为活性炭过滤器的过滤器装置不仅降低过程介质中的产生气味的分子的浓度，而且附加地作为用于臭氧的反应对象来起作用。替代或附加地，也可以使用不与臭氧起反应的过滤器，其中，在该过滤器上分离的碳水合物用作用于臭氧或其他起反应的氧同素异形体的反应对象。在此，在过滤器中有可能被沉积物封闭的开口通过与臭氧的反应又被“烧除”。此外，在光解和/或臭氧分解的反应中，由长链的、难以溶解的碳水合物构成短链的进而更容易溶解的分子，所述分子能够相应更简单地由吸附器或吸收器从过程介质中除去。最后，臭氧分解的和/或光解的降解和适合的过滤器相组合使得能够可观地降低衰减时间，从而能够又相应快速地释放家用器具的过程室。然而，原则上也可以设置有其他附加的或替代的方法步骤。

本发明的另外的特征由权利要求、实施例以及根据附图得知。前面在描述中所述的特征和特征组合以及以下在实施例中所提及的特征和特征组合不仅能够以分别提出的组合方式来应用，而且也能够以其他组合方式来应用，而不脱离本发明的范围。

优选实施例在以下根据其在附图中的图示进一步阐明。在此，附图中的唯一的图示意地示出了构造为干衣机的家用器具的竖直剖面。

唯一的图示示意地示出了构造为干衣机的家用器具10的竖直剖面。家用器具10包括壳体12，在该壳体中设置有用于干燥洗涤物或其他干燥物品的过程室14。过程室14例如可以具有可旋转地支承的滚筒(未示出)，该滚筒以自身已知并且因此不再进一步示出的方式被配属有用于该滚筒的驱动马达和加热装置。此外，家用器具10可以以自身已知的方式具有控制器、用于使滚筒旋转和停止的驱动器件和转换器件。在家用器具10中，为了干燥物品如洗涤物，引导作为过程介质的过程空气通过具有待干燥的物品的过程室14。为了从家用器具10的过程介质中除去产生气味的分子，该家用器具具有除味系统16，该除味系统本身包括三个不同的除味装置17，亦即在此存在提取装置18、过滤装置20以及氧化除味装置22。除味系统16布置在与过程室14在流体方面耦合的通道24中，过程空气按照箭头I被引导通过该通道。在除味系统16的下游布置有具有活门28的封闭装置26。活门28可以按照双箭头II在示出的、将过程室14封闭的封闭位置和释放家用器具10的过程室14的打开位置之间运动。优选地，借助于家用器具10的中央控制器(未示出)进行除味系统16和封闭装置26的控制。在活门28被打开的情况下，过程空气可以通过排气通道30从过程室14中并且从家用器具10中被导出。一旦除味系统16起作用，活门28运动到封闭位置中，从而过程空气在闭合的回路过程中按照箭头III被导回到过程室14中。在除味方法终止之后，可以打开活门28并且按照箭头IV使过程室14排气。

在示出的实施例中，提取装置18构造为水雾化装置，借助于该水雾化装置产生冷的水雾。水雾从过程空气提取产生气味的分子并且将产生气味的分子进一步运送到构造为活性炭过滤器的过滤装置20处，在该过滤装置中，过程空气被过滤并且产生气味的分子被吸附。由此，示出的过滤装置20同时起过滤器和吸附器的作用。氧化除味装置22本身构造为光解氧化装置。例如，氧化除味装置22可以包含矿物质，所述矿物质的表面在以可见光或紫外光照射下能够这样激活氧气的分子，使得显著提高氧气分子产生化学反应的准备。该效应以名称“光解”或“光催化”所熟悉。这些矿物质中的每个是具有能带间隙(Bandluecke)的半导体，所述能带间隙允许通过量子可见的光或紫外光在该半导体中产生电子-空穴对。附加地，可以认为，这样的矿物质具有与亲氧性，所述亲氧性允许通过从半导体传递能量来激活氧气。属于已知的矿物质的有二氧化钛、硫化镉、三氧化钨和氧化锌。附加地，已知的是，这样的半导体通过掺杂以元素如碳、硼、氮、磷、硫、氯、砷、硒、溴、锑、碲和碘或类似方式这样变化，使得延长了对于引起光催化而必要的光的波长。作为例子提及二氧化钛：为了在纯二氧化钛上引起光催化，需要以波长在380nm到400nm之间、相应于UV-A范围的紫外光来照射。此外，例如可能的是，产生呈粉末形式的、以碳调整的二氧化钛，在其上已经在以可见光照射时出现光催化。然而，原则上也可以设置有其他的除味装置例如臭氧分解装置，其中，通过电晕放电产生含臭氧的空气流。通过使用光催化有利地实现所产生的原子团的非常短的半衰期。此外，通过与构造为活性炭过滤器的过滤装置20组合，给起反应的氧同素异形体提供适合的反应对象，由此进一步减少该方法的衰减时间。由此，活性炭过滤器满足双重功能，其方法是，该活性炭过滤器一方面吸收气味分子并且另一方面用于与起反应的氧气的反应。在此，有可能由于沉积物而封闭的、过滤装置20中的开口通过与起反应的氧气的反应又被“烧除”并且由此使过滤装置20再生。可以设置，过滤装置20和氧化除味装置22并列地或者沿流动方向前后相继地布置在通道24中并且相应地同时或先后作用于过程空气。

由此，家用器具10提供各种优点。重要的优点在于，大量可能出现的气味可以通过不同的除味子方法的组合有目的地并且简单可控地从过程介质中除去。此外，参与的活性炭过滤器或膜式过滤器的有利的自清洁通过被分离的层与臭氧或其反应的氧气反应来实现。在此，根据需求，能够在不释放臭氧地对过程空气进行光催化清洁。最后，在进行光催化处理之后，衰减时间处于几秒或几分钟的范围内，从而又可以非常快速地释放过程室14，例如其方式是打开干衣机门(未示出)的封闭机构。

参考标记列表：

10  家用器具

12  壳体

14  过程室

16  除味系统

17  除味装置

18  提取装置

20  过滤装置

22  氧化除味装置

24  通道

26  封闭装置

28  活门

30  排气通道

I   箭头

II  双箭头

III 箭头

IV  箭头

Claims (11)

1.家用器具(10)，其具有用于从所述家用器具(10)的过程介质中除去产生气味的分子的除味系统(16)，其中，所述除味系统(16)布置在该家用器具(10)的至少在除去产生气味的分子期间封闭的过程室(14)中并且包括下组中至少两个不同的、能够以所述过程介质加载的除味装置(17)，所述组包括：过滤装置(20)、吸附装置、吸收装置、提取装置(18)、热除味装置、催化除味装置、氧化除味装置(22)和/或生物除味装置。

2.根据权利要求1所述的家用器具(10)，其特征在于，该家用器具构造为冰箱、炉灶和/或微波器具和/或构造为水运行的家用器具、尤其构造为餐具冲洗器具和/或洗涤物处理器具，优选为洗衣机、干衣机和洗衣干衣机中的器具。

3.根据权利要求1或2所述的家用器具(10)，其特征在于，所述除味系统(16)包括下组中至少三个除味装置(17)，所述组包括：过滤装置(20)、吸附装置、吸收装置、提取装置(18)、热除味装置、催化除味装置、氧化除味装置(22)和/或生物除味装置。

4.根据权利要求1至3之一所述的家用器具(10)，其特征在于，所述过滤装置(20)包括微过滤器和/或膜式过滤器，和/或，所述吸附装置包括活性炭和/或沸石，和/或，所述吸收装置包括超级吸收器，和/或，所述提取装置(18)包括水蒸气生成装置和/或水雾化装置。

5.根据权利要求1至4之一所述的家用器具(10)，其特征在于，所述热除味装置包括加热装置，和/或，所述催化除味装置包括金属催化器和/或酶，和/或，所述氧化除味装置(20)包括光解装置和/或臭氧分解装置，和/或，所述生物除味装置包括生物反应器，该生物反应器包含动物细胞、植物细胞、微生物和/或原生动物。

6.根据权利要求1至5之一所述的家用器具(10)，其特征在于，所述除味系统(16)配属有封闭装置(26)，所述封闭装置能够在将所述家用器具(10)的过程室(14)封闭的封闭位置和释放所述家用器具(10)的过程室(14)的打开位置之间转换。

7.根据权利要求1至6之一所述的家用器具(10)，其特征在于，所述除味系统(16)构造为用于消除液态和/或气态的过程介质中的产生气味的分子。

8.根据权利要求1至7之一所述的家用器具(10)，其特征在于，所述除味系统(16)构造为用于同时和/或先后以所述过程介质加载所述至少两个除味装置(17)。

9.用于从家用器具(10)的过程介质中除去产生气味的分子的方法，其中，所述过程介质在所述家用器具(10)的封闭的过程室(14)中被供入除味系统(16)，其中，所述产生气味的分子借助于该除味系统(16)通过下组中至少两个不同的方法从所述过程介质中除去，所述组包括：过滤、吸附、吸收、热分离、热降解、催化降解、氧化降解和/或生物降解。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述家用器具(10)的过程室(14)至少在除去所述产生气味的分子期间借助于封闭装置(26)封闭和/或在除去所述产生气味的分子之后借助于该封闭装置(26)打开。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述过程介质中的所述产生气味的分子借助于所述除味系统(16)：

-借助于通过蒸发和/或雾化产生的水蒸气运送给过滤装置(20)、尤其

活性炭过滤器；

-沉积在所述过滤装置(20)的过滤材料上；和

-以光解方式和/或以臭氧分解方式被降解。