CN114901601A - 可移除的水垢收集器和抑制剂过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有蒸汽功能的装置(1000)，其中装置(1000)包括供水口(101)、水垢抑制剂定量给料元件(200)、流量控制装置(300)、加热单元(400)、水垢收集器元件(500)和水处理单元(600)，其中(i)流量控制装置(300)被配置用于提供包括水(10)的流体(19)以从供水口(101)经由加热单元(400)流到水处理单元(600)；(ii)水垢抑制剂定量给料元件(200)被配置用于在加热单元(400)中和/加热单元(400)上游的位置处向水(10)提供水垢抑制剂(250)；(iii)加热单元(400)被配置用于在加热模式下加热水(10)并且用于在蒸汽形成模式下将水(10)转化为蒸汽(11)；并且(iv)水垢收集器元件(500)布置在加热单元(400)的下游和限流件(650)的上游，其中水垢收集器元件(500)被配置用于从流过水垢收集器元件(500)的流体(19)中收集水垢颗粒(21)。

Description

可移除的水垢收集器和抑制剂过滤器

技术领域

本发明涉及蒸汽装置中的水垢的领域，并且更特别地涉及具有蒸汽功能的装置，其中可以收集水垢以减少装置中的不受控制的水垢沉积。本发明还涉及一种水垢处置单元以及一种在具有蒸汽功能的装置中收集水垢的方法。

背景技术

在其中水被加热的装置中，水垢形成问题在本领域中是已知的。例如，WO2005/108311描述了一种减少表面上和加热元件中的石灰石水垢沉积物的方法，特别是用于食品服务售卖和分配机器中的饮用水而不影响水质。该方法包括使水通过金属颗粒和多磷酸盐以从其中去除矿物质，并且因此减少在这样的机器的水接触部分上的水垢沉积物。

发明内容

许多家用器具处理(饮用)水。该过程通常涉及加热步骤，其中将水加热到高温或甚至达到沸腾。在该热处理期间，Ca和Mg离子将通过形成如碳酸盐、硫酸盐、氢氧化物等的微溶性盐而开始从水中沉淀。这种不可逆沉淀可以沉降在管道、阀、文丘里管、孔口和存在于水流动路径中的其他部件或零件的内部上。

水垢形成或钙化可能造成流体管线被堵塞和/或加热元件变得隔热。这又可能导致更长的处理时间、降低的功能性能并且最终甚至导致装置的故障。它还可能导致视觉污染。例如，在蒸汽熨斗中，结垢(scaling)可能导致呈褐色的水溅到衣服上。

为了避免这种降低的功能性和/或故障，需要定期清洁，例如用(酸)溶液冲洗。这种清洁，也称为除垢、脱钙或脱钙作用，被大多数用户认为是不方便且麻烦的。

可以通过使用离子交换树脂(IEX)来减少水垢的形成和/或沉积。使水与这些树脂接触可以通过从水中去除钙离子和镁离子并用钠和/或钾离子交换这些离子来软化水。

WO2016/180647公开了一种装置，其中将少量水垢抑制剂加入水中，以防止形成大的水垢颗粒。该装置还包括水垢抑制剂吸收剂，用于在抑制剂离开出口之前吸收抑制剂，以防止(不希望的)水中的水垢抑制剂流出。吸收剂可以基于例如物理吸附、毛细管冷凝和/或化学吸附来吸收抑制剂。

水垢抑制剂的使用不能完全防止水垢形成，但有助于防止其生长，使得所得的水垢颗粒保持非常小(“水垢微晶体”)。这些水垢微晶体可以容易地输送到装置的出口，由水运载或悬浮在水中。然而，在具有蒸汽功能的装置中，呈液态的大部分水可能会将水垢颗粒和晶体运载通过装置，在蒸汽模式下会蒸发。结果，至少部分水垢晶体的输送可能阻碍，并且这些晶体可能沉降在加热器的内表面上或在加热器更远下游的位置处。随时间的推移，水垢的沉积可能生长并且可能开始阻挡水或蒸汽的流动。此外，在这期间，水垢碎片可能再次脱落，并最终可能阻塞阀和/或其他下游限流件。

在其中温度波动的装置中，水垢形成和(小)片的沉积水垢的释放的过程可能更快。在加热期间，水垢可以在例如加热器的内表面处形成并堆积为层。在冷却和再次加热期间，热应力可以冲击该层，这可能导致水垢的小片或碎片(“水垢颗粒”)的释放。在用于交替地提供热水和蒸汽的系统或装置中，诸如在浓咖啡机中，特别地可以加速水垢形成和释放的过程，其中蒸汽可以用于使用于卡布奇诺等的牛奶起泡，而热水可以用于冲泡咖啡。已经发现，特别地在这样的系统中，如果在汽蒸期间水垢沉积在系统中，则当加热水时，水垢碎片可能由于热应力而释放，导致相对大尺寸的水垢颗粒。这些颗粒将被水运载并可能在它们遇到的第一个限流件中沉降。

因此，本发明的一方面是提供一种替代装置，特别是一种替代家用器具，其优选地进一步至少部分地消除了上述缺点中的一个或多个。然而，本发明的另一方面是提供一种用于在装置中，特别是在家用器具中收集水垢的替代方法，其优选地进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个。

根据本发明，装置设有蒸汽功能(“装置”或“蒸汽装置”)。该装置包括供水口、水垢抑制剂定量给料元件、加热单元、水垢收集器元件和水处理单元。

该装置可以被配置用于交替地产生热水和蒸汽。更具体地，加热单元可以被配置用于在加热模式下加热水(特别地加热到低于沸腾温度的温度，其中基本上没有蒸发水)并且用于在蒸汽形成模式下将水转化为蒸汽(其中蒸发了至少部分的水)。加热单元可以包括能够加热水并将水转化为蒸汽的任何种类的加热元件。加热单元可以例如包括选自流通式加热器、热块、加热板和锅炉的组的一个或多个加热元件。

该装置还包括或可连接到流量控制装置。流量控制装置可以布置在加热单元的上游。流量控制装置被配置用于提供流体以从供水口经由加热单元流到水处理单元(在操作期间)。流体包括呈液态和/或蒸气态或气态(“蒸汽”)的水。流量控制装置可以例如包括泵和/或阀。该装置还可以包括例如在水处理单元中和/或其上游的限流件。

水垢抑制剂定量给料元件被配置用于在加热单元上游的位置处和/或在加热单元中的位置处向流体，具体地向水提供水垢抑制剂。

水垢收集器元件被配置用于从流经或流过水垢收集器元件的流体(呈液态或气态)中收集水垢颗粒。因此，水垢收集器单元防止至少部分的水垢颗粒积聚在加热单元下游的限流件中，具体地在水垢敏感限流件中。优选地，水垢收集器元件布置在加热单元下游的所有水垢敏感限流件的上游。如将在下面进一步更详细地解释的，当限流件的窄尺寸和/或其他限流元件的存在促进水垢沉积时，限流件可以被认为是水垢敏感的。

利用这样的装置，可以控制装置中的水垢形成。此外，可以防止水垢颗粒在装置中沿着流体或水流动路径(或在“液压回路”中，参见下文)不受控制的积聚或沉积。此外，可以控制可能形成的水垢颗粒的尺度。因此，还可以控制装置中水垢颗粒的输送。可以减少或防止流体流动的堵塞。与已知系统相比，装置的功能性能(例如在故障前的处理的水的升数或操作小时数方面)可以大大增加。可以在装置中形成的基本上所有大的水垢颗粒(例如，最大尺度为1mm或更大，进一步参见下文)可以被捕获在装置中，并且从任何水垢敏感限流件(诸如阀、接头、(T形)接合部、(尖锐的)弯折、粗糙内壁以及孔口)上游、水处理单元上游或水处理单元中(以及加热单元下游，如在“另外的(水垢敏感)限流件”中的“另外的”所指示的)的流体中去除。这样，防止了水处理单元中水垢的形成或沉积。此外，离开水处理单元的产品可能没有水垢。例如，在蒸汽熨斗中，可以避免可能的呈褐色的水溅到衣服上；在咖啡机中，可以改善所制作的咖啡的味道。

此外，在装置的实施例中，可以从装置上物理地去除(当需要时)水垢，以进一步促进防止流动路径的堵塞并增加装置性能和任选地寿命。

该装置可以例如经由水龙头可连接到供水网络或总水管，或者可以是独立的装置，诸如例如独立的蒸汽产生装置、水炊具等。特别地，该装置是其中应用水的加热步骤的装置，甚至更特别地包括其中将水转化成蒸汽的加热步骤，因为，如上所说明，特别地随后的结垢和水垢颗粒形成可能是问题。

在本文中，该装置可以是具有蒸汽功能的家用器具(“器具”)或其一部分。该器具可以例如选自蒸汽清洁器、食品蒸锅、水壶、煮咖啡器、浓咖啡机、泡茶机、热巧克力制作器、饮料分配器、煮汤器、水炊具、蒸汽产生装置、蒸汽熨斗和空气加湿器的群组。

家用器具可以是电子家用器具，其包括例如电子加热单元和可选地其他功能件。家用器具可以被定义为在家庭中，特别是在厨房中使用的一件(电气)设备。然而，家用器具也可以在办公室中使用。一般地，家用器具不是工业器具，但是可以包括相对小的单元，包括例如便携式单元。因此，术语“家用器具”还涉及作为煮咖啡器的实施例的咖啡机、作为煮汤器的实施例的汤机等。此外，家用器具可以是诸如包括(可再充电)电池的无线家用器具和/或可以是有线家用器具。

在本文中，术语“水”可用于指液态水、气态水(也称为“蒸汽”或“汽化水”)或液态水和气态水的混合物。术语“流体”也可用于指(液态和/或气态)水。根据上下文，技术人员将清楚水或流体是指液态水、气态水或液态水和气态水的混合物。

特别地，由于水的加热，矿物质(如钙和镁)可以结晶以形成最终可能沉积的水垢(颗粒)。在结晶过程中，小晶体可以逐渐生长成较大的晶体并形成水垢(颗粒)。这样的沉积物可以(逐渐地)至少部分地堵塞通过装置的流体路径。当存在于加热单元中时，水垢可以进一步减少向要加热的流体(水)的任何热传递。为了使晶体生长最小化，可以向水提供水垢抑制剂。水垢抑制剂可以减少水垢的形成。具体地，水垢抑制剂可以限制水垢成核和生长。因此，水垢抑制剂有时也可表示为“除垢剂”或“脱垢剂”或“抑制剂”。如多磷酸盐和膦酸盐的水垢抑制剂由于它们的水垢抑制特性而众所周知。它们广泛应用于食品加工和饮用水行业。存在许多不同类型的水垢抑制剂。最常见的类型含有无机磷酸盐或有机磷酸酯。有机磷酸酯，一种合成抑制剂，通常表示为膦酸酯，在宽的温度和水质范围内显示出优异的抗结垢性能。典型的示例是羟基-亚乙基-1,1－二膦酸或其对应的盐。该膦酸酯抑制剂在(甚至)高于100℃的温度下是稳定且有效的。

在具体实施例中，水垢抑制剂包括HEDP(1－羟基(乙烷－二膦酸))、NTMP(次氮基三(亚甲基－膦酸))、DTPMP(二乙三胺五(亚甲基－膦酸))和前述物质中的一种或多种的盐中的一种或多种。术语“水垢抑制剂”还可以指多种不同的水垢抑制剂。特别地，至少应用HEDP。在又一个实施例中，备选地或附加地，水垢抑制剂包括氨基三(亚甲基膦酸)(ATMP)。

水垢抑制剂可以是食品级(食品认可的)水垢抑制剂，特别地包括多磷酸盐化合物。如果该装置旨在用于制备食物或饮料，诸如例如浓咖啡机、煮汤器或食品蒸锅，则这是特别有利的。

水垢抑制剂定量给料元件可以例如被配置为容纳片剂、球丸或任何其他水垢抑制剂类型，包括固体，诸如细粒等。备选地，水垢抑制剂定量给料元件可以被配置为容纳包括水垢抑制剂的液体。因此，特别地至少在装置的使用期间，水垢抑制剂定量给料元件容纳水垢抑制剂。在一些实施例中，水垢抑制剂可以在装置的生产期间设置在定量给料元件中。

水垢抑制剂定量给料元件可以被配置为流通式元件。一般地，有两种可用于引入水垢抑制剂的选择：一个单独的元件可以基本上独立于水通过该装置的流量(或速度)，特别地以恒定的量或通量向水提供水垢抑制剂；备选地，水垢抑制剂定量给料元件可以基于水通过装置的流量，提供水垢抑制剂(的量)(参见下文)。

在具体实施例中，该装置被配置为使得水垢抑制剂定量给料元件(和/或离子交换元件，参见下文)在该装置或器具的寿命期间仅需要填充或提供一次。家用器具的寿命例如可以在5至7年的范围内。因此，本发明可以有助于免维护的家用器具(至少在水垢形成减少和/或抑制方面)，其中可以不必再填充水垢抑制剂定量给料元件(和/或离子交换元件)，或者可选地在器具的寿命期间仅再填充几次，如2至10次。

水垢抑制剂定量给料元件可以可移除地布置在装置中。因此，水垢抑制剂定量给料元件可以容易地用另一个(新鲜的)水垢抑制剂定量给料元件替换。在这样的情况下，水垢抑制剂定量给料元件可以是一次性水垢抑制剂定量给料元件。在其他实施例中，水垢抑制剂定量给料元件或其一部分可以集成在装置中。在这样的情况下，水垢抑制剂定量给料元件可以是例如可用新的或附加的水垢抑制剂(再)填充的。

水垢抑制剂定量给料元件可以被配置为例如具有用于引入水的入口和与加热单元流体连通的出口的流通式元件。水垢抑制剂定量给料元件还可以被配置为在与水接触时释放水垢抑制剂。在具体实施例中，水垢抑制剂定量给料元件因此可以被配置为在加热单元中的位置处向水提供水垢抑制剂。换句话说，水垢抑制剂可以提供在加热单元内部。

水垢抑制剂定量给料元件可以包括(固定的)缓释元件，该缓释元件包括所述水垢抑制剂并且被配置为在与水接触时释放水垢抑制剂。例如，可以使用缓释片剂或球丸。然而，也可以应用水垢抑制剂可释放地包埋在其中的聚合物。实施例可以包括基本上任何多孔或无孔材料(无机或有机)，其包括例如空隙体积以容纳抑制剂或可以与任何其他材料混合以提供抑制剂的受控释放。因此，例如多孔陶瓷、多孔塑料、多孔金属在这方面也是可以的，但掺入抑制剂作为添加剂的材料也是可以的。还可以使用两种或更多种剂型的水垢抑制剂的组合，诸如包括水垢抑制剂的液体和包括水垢抑制剂的细粒。

水垢抑制剂可以作为粗粒粉末存在于水垢抑制剂定量给料元件中，可选地存在于细网封套中。该细网封套一方面允许水和粉末之间令人满意的相互作用，并且另一方面防止粉末本身可能会阻塞流动路径。然而，优选地，抑制剂以压缩球丸的形式提供在抑制剂定量给料元件中。在具体实施例中，这样的球丸可以容纳在部分或完全由细网材料组成的封套中。这在流通式抑制剂定量给料元件的情况下特别相关。

备选地或附加地，水垢抑制剂定量给料元件包括计量单元，该计量单元被配置为向水提供受控量的水垢抑制剂或包括这样的水垢抑制剂的除垢液体。当应用液体水垢抑制剂时，这样的实施例可能特别相关。

特别地，水垢抑制剂定量给料元件可以被配置为维持(水垢抑制剂定量给料单元下游的)水中水垢抑制剂的预定最小和/或最大浓度，例如在0.1ppm至10ppm的范围内(特别是对于加热单元中的液体)。

该装置还可以包括控制单元或控制器，该控制单元或控制器被配置为控制流量控制装置(例如泵和/或阀)、加热单元、水垢抑制剂定量给料元件等中的一个或多个。控制单元可以例如被配置为提供水中水垢抑制剂的预定最小浓度和/或预定最大浓度，例如在0.1ppm－10ppm的范围内(在液体上游和/或在加热单元中)。为此，控制单元可以控制水垢抑制剂从水垢抑制剂定量给料元件的输出。这可以例如包括控制计量系统和/或控制水的流入和输出(在流通式水垢抑制剂定量给料元件的情况下)等。该装置可以例如包括(可控制的)分流器或旁路，该分流器或旁路被配置为控制水的流入和输出，并且特别地控制水中抑制剂的浓度。

如上所指示，水垢抑制剂可以作为包括水垢抑制剂的液体或作为包括水垢抑制剂的固体材料(包括片剂)(用于其缓慢释放)提供。在具体实施例中，这样的片剂可以布置在加热单元中。

似乎仅使用几ppm的水垢抑制剂已经可以实现大的除垢。例如，利用本发明，煮咖啡器可以提供有包括5克至30克、更具体地5克至10克水垢抑制剂的片剂，该片剂在器具的整个寿命期间都是活性的。

在另外的实施例中，水垢抑制剂定量给料元件可以被配置为为水(在水垢抑制剂定量给料元件的位置处)提供在1ppm至10ppm范围内的水垢抑制剂(在加热单元上游和/或加热单元中的位置处)。

术语“水垢抑制剂定量给料元件”可以涉及多个(不同的)水垢抑制剂定量给料元件。例如，在一实施例中，该装置可以包括第一水垢抑制剂定量给料元件和第二水垢抑制剂定量给料元件，该第一水垢抑制剂定量给料元件包括包括水垢抑制剂的液体，该第二水垢抑制剂定量给料元件包括包括水垢抑制剂的球丸。同样，术语“水垢抑制剂”可以涉及多种(不同的)水垢抑制剂(被包括在一个或多个水垢抑制剂定量给料元件中)。

在另外的实施例中，该装置可以包括被配置为从水中去除钙离子的离子交换元件。离子交换元件可以另外被配置为从水中去除镁离子。因此，离子交换元件可以软化水，并且因此(进一步)减少水垢的形成。离子交换元件可以包括离子交换树脂。离子交换树脂可以被配置为在与水接触时从水中去除钙(和镁)离子。离子交换树脂可以包括本质上充当离子交换的介质的不溶性结构或基质。离子交换树脂可以通过用诸如钠或钾离子的其他离子取代钙和镁离子而使水脱钙。树脂可以将这些其他离子保持在其活性位点处，并且当与包括钙和/或镁离子的水接触时，离子中的一个或多个可以替换活性位点处的离子(的至少一部分)。在实施例中，树脂可以通过使其与包括高浓度的其他离子的溶液接触而再生(再充填或再活化)(其中，例如钙和/或镁离子再次至少部分地被其他离子替换)。树脂可以分为在其官能团方面不同的四种主要类型：强酸性树脂，通常包括磺酸基团；强碱性树脂，通常包括季氨基团；弱酸性树脂，通常包括羧酸基团；和弱碱性，通常包括伯氨基、仲氨基和/或叔氨基。对于软化水，酸性树脂可能特别相关。

离子交换树脂特别地可以包括弱酸性树脂。在另外的实施例中，离子交换树脂可以包括不同树脂类型的组合。离子交换树脂可以例如包括弱酸树脂和强酸树脂，或，例如离子交换树脂可以包括具有不同活性位点的树脂的组合(组合的，或例如以流体方式串联配置的)。术语“离子交换元件”和“离子交换树脂”可以分别涉及多个离子交换元件和/或多种离子交换树脂。

离子交换元件可以被配置为具有流体入口和流体出口的流通式元件，其中从出口离开的水包括相对于进入入口的水减少量的钙(和可选的镁)离子。离子交换元件可以布置在加热单元的上游或加热单元中。

离子交换元件可以可移除地布置在装置中。离子交换元件例如可以是可以用新鲜的元件替换的一次性离子交换元件。备选地，离子交换树脂可以用新鲜的离子交换树脂替换。在其他实施例中，离子交换元件可以再生。

水垢抑制剂定量给料元件可以包括水垢抑制剂的总抑制剂体积(Vi)，并且离子交换元件可以包括离子交换树脂，该离子交换树脂包括总树脂体积(Vr)。树脂体积可以等于或小于500ml，诸如等于或小于200ml、诸如等于或小于100ml，特别地等于或小于50ml，诸如等于或小于20ml、诸如等于或小于10ml。在具体实施例中，树脂体积可以是至少5ml。如上所述，可能仅需要非常少量的水垢抑制剂来防止水垢晶体生长。总抑制剂体积可以例如在毫升范围内，诸如0.1－10ml，特别地0.5－5ml，甚至更特别地1－2ml。在具体实施例中，总树脂体积(Vr)与总抑制剂体积(Vi)的比率因此可以选自500:1－50:1的范围。

优选地，离子交换元件或至少其出口布置在水垢抑制剂定量给料元件或至少其入口的上游。

离子交换元件影响水的pH。更具体地，离子交换元件向水赋予相当恒定的pH。水的更恒定的pH可以提供水垢抑制剂在水中的更恒定的溶解量，并因此可有助于水垢抑制剂的更准确的定量给料。

在另外的实施例中，离子交换元件和水垢抑制剂定量给料元件可以布置在基本上相同的位置。离子交换树脂和水垢抑制剂定量给料元件可以例如布置在一个水垢处置单元中。例如，包括水垢抑制剂的球丸或细粒可以在水垢处置单元中与离子交换树脂混合或组合。备选地，离子交换树脂可以布置在水垢处置单元内的水垢抑制剂定量给料元件的上游。

更一般地，水垢处置单元可以被配置为包括与减少水垢相关的元件的组合。这些元件(在下文中也称为“水垢减少元件”)可以例如包括水垢抑制剂定量给料元件、离子交换元件和水垢收集器元件。水垢处置单元可以包括这些水垢减少元件中的两个或三个的组合件。为此，水垢处置单元可以例如包括多个区段，其中每个区段包括水垢减少元件中的一个或多个。

水垢抑制剂和离子交换元件在其中水被加热的家用器具中的使用可以提供在没有故障的情况下的操作小时数或加热的水升数的相当大的延长。术语“故障”特别地涉及装置的运转的不希望的变化。在实施例中，故障可以被定义为水流的完全堵塞。然而，故障还可能涉及每杯咖啡(或其他饮料)的制备时间的预定增加。水垢减少措施的效率/有效性可能特别地与直到发生故障为止的操作时间的增加或处理的水的体积的增加(相对于没有水垢减少措施的装置)有关。

已经通过实验发现，水垢抑制剂和离子交换树脂的使用可以增加直到发生故障为止可在咖啡机中处理(加热)的水的量，六倍或更多倍。水垢抑制剂和/或离子交换元件可以显著地减少这样的装置中的水垢形成/沉积。然而，在除了热水之外还产生蒸汽的装置中，这种效果不太显著。通过实验发现，在可用性测试期间，可以在具有蒸汽功能(以及交替地加热和蒸发水)的器具(包括离子交换元件和水垢抑制剂)中处理的水量可能比在不具有蒸汽功能的器具中低六倍或更多倍(然而与其中不应用离子交换元件和抑制剂的参照物相比仍然显著更高)。因此，发现当在热水/蒸汽组合中测试时，与仅热水相比，离子交换元件和水垢抑制剂元件的组合的效率或有效性降低至少六倍。另外的分析表明，在蒸汽产生期间，水垢颗粒已经积聚在对钙化敏感的阀中。相反，当仅加热水时，在所述阀中没有发现积聚。

不受理论的约束，假设在汽蒸期间，通过蒸发去除了溶解固体(例如水垢颗粒或晶体)周围的所有水。一些水垢固体可以与蒸汽一起输送，但是大多数固体可以沉降在加热单元的热表面上并形成固体水垢层。该固体层可能仅微弱地附着到加热单元的表面并且可能非常脆。如果装置随后在加热模式下使用，则固体层可能由于热应力而破碎成更小的水垢颗粒。这些颗粒可以随热水被冲走，并在它们遇到的第一限流件中的加热单元的更远下游积聚。如果在加热单元中没有发生蒸发/汽蒸(并且因此在加热单元中不存在水垢层)，则水可以基本上仅包括小水垢晶体，这些小水垢晶体可以容易地被夹带在水中并且可以流过该装置及其限流件而不会积聚。

因此，根据本发明的装置包括水垢收集器元件(或“水垢收集器”)，以在这样的限流件的上游收集水垢颗粒，否则颗粒可能在该限流件中积聚。水垢收集器元件布置在加热单元的下游。水垢收集器元件可以例如被配置在加热单元的出口处并且可以例如物理地接触加热单元。在其他实施例中，水垢收集器元件可以布置在加热单元的更远下游。具体地，水垢收集器元件布置在任何(水垢敏感)限流件的上游。

因此，本发明尤其提供了一种水垢减少措施的组合，从而为具有蒸汽功能的装置，特别地家用电器提供有效的防垢解决方案。

在本文中，术语“水垢敏感限流件”涉及一种限流件，在该限流件中水垢颗粒可以相对于输送所述水垢颗粒的流体减速。限流件不一定限制流体本身的流动。例如，限流件可以限制水垢颗粒的流动，而基本上不限制流体的流动。颗粒可以至少部分地被限流件阻挡并且因此可以积聚在限流件中。限流件可以包括颗粒可积聚在其中的“死区”。限流件可以包括流动通道，该流动通道的横截面对于颗粒来说太小而无法流过。水垢颗粒的主尺度可以为例如1mm或更大，并且所述横截面的横截面尺度也可以在1或2mm的范围内，或更小。这样，水垢颗粒可能开始积聚在限流件中。而且，如果限流件的横截面尺度大于水垢颗粒的主尺度，则水垢颗粒仍然可能被阻挡，或者水垢颗粒簇可能被阻挡。这样的限流件也可以表示为水垢敏感限流件。此外，限流件可以例如包括水垢敏感表面，例如弯曲壁、锐弯折、粗糙表面和/或促进水垢附着的表面。水垢敏感限流件可以例如包括阀、孔口、接头和/或接合部。水垢敏感限流件可以包括前述限流件的组合。

因此，水垢敏感限流件中的术语“水垢敏感”涉及一种限流件，(由水或蒸汽输送的)水垢颗粒可以容易地积聚在该限流件中或在该限流件的上游。在本文中，这样的水垢敏感限流件也可以称为只是“限流件”。特别地，限流件可以包括对一种或多种水垢颗粒的流动的限流件，特别是对于颗粒尺寸>0.1mm，诸如>0.3mm，特别地>0.5mm，诸如>1mm的水垢颗粒。

术语“限流件”可以例如涉及阀、管道或管，其具有诸如减小的横截面积的变化，或具有弯曲、弯折、接合部或交叉点、或液压系统的不同元件彼此连接的位置等。限流件还可以包括过滤器、纱布、孔口等。限流件特别地可以包括这样的元件或位置，在该元件或位置处流动路径的横截面积改变，特别是减小(如阀、孔口等)和/或其中流动方向可以(急剧地)改变(诸如接合部、交叉点和/或接头)和/或其中水垢颗粒的流动至少部分地被抑制(诸如通过附着到元件和/或与元件摩擦)。

水垢收集器元件可以有利地布置在加热单元下游的任一个(即所有)限流件的上游。优选地，水垢收集器元件布置在第一(水垢敏感)限流件的上游。根据限流件的位置，水垢收集器元件可以布置在水处理单元中或其上游。

水垢收集器元件特别地被配置用于从来自加热单元的流体(水和/或蒸汽)中收集水垢颗粒。在本文中，术语“捕获”也可以与“收集”(水垢颗粒)相关地使用。水垢收集器元件可能不需要捕获流体中的每个和任何颗粒或固体。例如，非常小的水垢晶体可能不会积聚在(水垢敏感)限流件中。这些小晶体可以输送通过装置而不会引起故障，因此不需要捕获。

特别地，颗粒尺寸为1mm或更大的水垢颗粒可能造成装置的故障(随时间的推移)。因此，水垢收集器元件可以被配置用于捕获颗粒尺寸等于或大于1mm的水垢颗粒。在另外的实施例中，水垢收集器元件被配置用于捕获颗粒尺寸≥0.5mm，或甚至≥0.3mm，特别地≥0.1mm的水垢颗粒。

水垢颗粒大部分不是球形的，而是相对扁平的。此外，水垢颗粒可以是细长的或圆形的或具有任何另外的任意形状。例如，水垢颗粒在第一方向上可为2mm，在第二方向上0.5mm，而在第三方向上仅10μm(所有方向彼此垂直)。可能造成颗粒积聚的颗粒的最相关尺寸特别地可以由颗粒的最大尺寸限定，特别是沿直线从颗粒边缘的一个位置到边缘的另一位置的最大距离。因此，术语“颗粒尺寸”中或“水垢颗粒的(最大)尺度”中的“尺寸”或“尺度”可特别地指相关(最大)尺寸。

可以通过机械筛分出颗粒来收集水垢颗粒。水垢收集器可以例如包括流通式元件，其中水垢颗粒被该元件阻挡，但是流体可以流过。水垢收集器可以包括用于从流体中分离水垢颗粒的机械分离器，例如滤网、限流件和/或屏障。可以例如通过直接拦截流过水垢收集器的颗粒而从流体中去除颗粒。另外或备选地，可以通过惯性冲击从流体中去除颗粒。在这样的情况下，水垢收集器元件可以例如包括旋风器。备选地，可以在流动路径中提供(确定的)方向变化，例如弯曲，其中颗粒(由于惯性力)继续沿直线(它们被收集的地方)移动，而流体可以跟随方向变化。

水垢收集器可以包括网、滤网、纱布、筛网、过滤器或穿孔板。这样的网、滤网、纱布、筛网、过滤器或穿孔板可以包括具有最小(网或孔)尺寸的通孔，该最小尺寸等于或小于(要捕获的)水垢颗粒的尺寸。通孔本质上可以具有任何几何形状。例如，它们可以是圆形、细长的、矩形或正方形。在另外的实施例中，水垢收集器元件可以包括具有网目尺寸(d)的滤网，其中网目尺寸(d)等于或小于2mm，特别地等于或小于1mm，诸如等于或小于0.5mm，特别地等于或小于≤0.3mm。与网目尺寸和通孔的尺寸等相关的术语“尺寸”特别地可以涉及网、通孔等的最小尺度，特别是与阻挡水垢颗粒最相关的尺度。此外，与开口、(通)孔、孔隙等相关的术语“网目尺寸”、“贯通开口尺寸”、“孔隙尺寸”或甚至“尺寸”可以互换使用。

水垢收集器元件中的通孔可以大于10μm，诸如至少50μm，以防止水垢收集器堵塞。网目尺寸(或水垢收集器元件中的通孔的最小尺寸)特别地可以等于或至少为0.1mm，诸如等于或至少0.2mm。在实施例中，水垢收集器元件中的网目尺寸和/或贯通开口(通孔)的尺寸可以为至少0.5mm。在实施例中，网目尺寸选自0.05mm－2mm，特别地0.05mm－1mm，诸如0.1mm－1mm的范围内。

滤网(或网、纱布、过滤器等)可具有三维滤网轮廓。这可以提高总水垢(颗粒)保持容量，同时维持(最佳的)操作性能，诸如通过水垢收集器的流量和在水垢收集器上的压降。三维轮廓可以包括三维流动通道。这样的包括三维滤网轮廓的水垢收集器也可以称为“深度过滤器”或“深度滤网”，并且其特征在于增加的水垢保持容量。“扁平的”滤网、筛网或过滤器可在过滤器或滤网的表面收集水垢，而深度过滤器或深度滤网可以在过滤器或滤网的深度上将水垢颗粒收集在过滤器的主体中。水垢收集器可以例如包括被配置捕获颗粒的多孔或海绵状结构或层状结构。深度过滤器可以包括从过滤器的上游端到下游端的通孔，特别是孔隙。

水垢收集器元件，特别是深度滤网或深度过滤器，可以包括通孔或孔隙，该通孔或孔隙的横截面积可以逐渐改变，例如在流动方向上(即从上游侧到下游侧)减小。而且，通孔的纵向轴线的方向可以沿着轴线的长度改变。例如，它可以是弯曲的。孔隙可以具有如上针对通孔所述的尺寸。

水垢收集器，特别是滤网，可以包括多层结构。这样的多层结构可以包括多个层，每个层包括通孔，其中这些层彼此连接，使得相邻层的通孔彼此流体地连接并且一起限定通孔(从上游侧到下游侧)。

因此，在实施例中，术语“通孔”可以涉及孔隙。这样，多层结构的层可以布置成形成梯度密度孔隙结构，其特别地在上游侧具有较大的孔隙且在下游侧具有较小的孔隙。上游侧的孔隙或通孔的尺寸与下游侧的孔隙或通孔的尺寸的比率可以例如等于或小于100，诸如等于或小于50，特别地等于或小于10，并且特别地等于或大于1。在实施例中，上游侧的通孔或孔隙的尺寸可以在1mm－3mm的范围内。在本文中，孔隙或通孔的尺寸特别地与垂直于(通孔或孔隙的)流动方向或轴线的(局部)横截面积(的最小尺度)相关。

水垢收集器元件还可以被配置为阻挡和筛选水垢颗粒并且允许颗粒沉降而基本上不阻挡流体流动。特别地，如果扁平的水垢颗粒被捕获在三维滤网轮廓中，则可以在水垢颗粒之间形成流动通道，从而防止流体的(完全)堵塞。在水垢收集器元件的第一侧的通孔的尺寸可以小于相对侧的尺寸。例如滤网、筛网或过滤器的水垢收集器元件有利地布置成使得来自加热单元的所有流体必须流过水垢收集器，而不绕过水垢收集器。为此，水垢收集器元件可以例如密封地布置在流体的流动路径中。

例如滤网或穿孔板的水垢收集器元件可以包括疏水材料或由疏水材料制成，以减少水垢颗粒的可能附着并促进水垢收集器元件的清洁。水垢收集器元件可以包括疏水涂层，该疏水涂层包括疏水材料。疏水材料的示例是例如聚乙烯、聚丙稀、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷和聚对苯二甲酸乙二醇酯。

水垢收集器元件可以可移除地布置在装置中。因此，可以从水垢收集器元件中去除所收集的水垢颗粒。在清洁之后，水垢收集器元件可以重新布置在装置中。备选地，水垢收集器元件可以是一次性水垢收集器元件。在去除之后，可以使用新的水垢收集器元件来替换使用过的水垢收集器元件

在又一个实施例中，水垢收集器元件以及水垢抑制剂定量供给元件和离子交换元件中的一个或多个可以布置在单个单元中，例如前述水垢处置单元。离子交换元件、水垢抑制剂定量给料单元和水垢收集器元件中的一个或多个可以可移除地布置在水垢处置单元中。

术语“水垢处置单元”特别地可以涉及多个(不同的)水垢处置单元。水垢处置单元或其一部分可以集成在装置中。备选地，水垢处置单元可以是可移除的。该装置可以包括一个或多个水垢处置单元。水垢处置单元可以是一次性水垢处置单元。水垢处置单元可以再生、清洁和/或再填充。备选地，它可以被另一个(新鲜的/新的)水垢处置单元替换。它可以在装置的确定操作时间之后替换。在另外的实施例中，该装置可以被配置为指示何时需要替换和/或清洁水垢处置单元(或离子交换元件和/或水垢抑制剂定量给料元件和/或水垢收集器元件)。

术语“水垢处置单元”可以指具有如上所述的不同功能的单元。水垢处置单元的一个实施例可以例如包括水垢抑制剂定量给料单元和离子交换元件，而水垢处置单元的另一个实施例可以包括水垢抑制剂定量给料元件和水垢收集器元件。这些不同的水垢减少元件可以功能性地布置在相对于通过装置的流体流动路径的不同位置。例如，水垢抑制剂定量给料元件可以布置在加热单元的上游或加热单元中，而水垢抑制剂收集器元件可以布置在加热单元的下游。然而，在物理上，水垢抑制剂定量给料元件和水垢收集器元件可以都布置在同一水垢处置单元中。流体流动路径可以布置成使得它穿过水垢处置单元两次：首先沿着水垢抑制剂定量给料元件，然后例如沿着加热器，并且然后返回通过水垢处置单元，但这次沿着水垢收集器元件。

因此，水垢处置单元可以包括多个水垢减少元件，该多个水垢减少元件可以布置在水垢处置单元的区段中并且不一定彼此直接流体连接(即，没有布置在水垢减少元件之间的另外的功能元件)。水垢处置单元的水垢减少元件中的每一个(或水垢处置单元的区段中的每一个)可以包括相应元件或区段的流体入口和流体出口。因此，水垢处置单元可以包括多个流体入口和/或流体出口。流体入口可以流体地连接到相应的水垢减少元件的上游端。同样，流体出口可以流体地连接到相应的水垢减少元件的下游端。流体入口和出口的总数不一定对应于水垢处置单元的水垢减少元件的总数。例如，水垢减少元件中的两个可以被配置在水垢减少单元的一个区段中，并且因此可以共享入口和/或出口。在例如仅包括离子交换元件和水垢抑制剂定量给料元件的另外的具体实施例中，水垢处置单元可以仅包括一个水垢处置单元流体入口和一个流体出口，其中例如进入水垢处置单元的流体可以首先流过离子交换元件，并且接着流过水垢抑制剂定量给料元件。应当理解，另外的实施例可以包括关于流体入口和出口的数量、水垢减少元件的数量以及水垢处置单元的区段的数量的其他配置。

该装置可以被配置用于提供从供水口(或从供水口上游的位置)到或穿过水处理单元并且到水处理单元的一个或多个流体出口的流体流动路径。

该装置可以包括或可连接到供水元件，例如水容器。供水元件可以流体地连接到供水口。水垢抑制剂定量给料元件可以布置在供水元件中。可选地，离子交换元件和/或水垢处置单元也可以布置在供水元件中。

水处理单元可以包括任何类型的单元，其中水进行功能性地使用或处理，特别是以液态和/或气态。水处理单元的类型可以取决于装置的类型，特别是家用器具的类型。如上所讨论，该装置可以例如包括选自由以下组成的群组的家用器具：煮咖啡器、浓咖啡机(或煮浓咖啡器)、泡茶机、水壶、卡布奇诺制作器、蒸汽熨斗、蒸汽产生装置、食品蒸锅和蒸汽清洁器。因此，例如在卡布奇诺制作器中，水处理单元可以包括冲泡单元和用于使牛奶起泡的蒸汽管；在蒸汽熨斗中，水处理单元可以包括熨斗板和/或用于提供蒸汽的开口；在蒸汽清洁器中，水处理单元可以包括蒸汽施加器等。

该装置可以包括控制器或控制系统或单元。控制单元或控制器可以例如被配置为控制流量控制装置(例如泵或阀)、加热单元、水垢抑制剂定量给料元件或装置的其他(功能)部件中的一个或多个。

本发明还提供一种特别地用于布置在本文所述的装置中的水垢处置单元。(一次性)水垢处置单元因此可以包括水垢抑制剂定量给料元件，该水垢抑制剂定量给料元件被配置用于在操作期间(当布置在该装置中时)在该装置的加热单元的上游(或加热单元中)的位置处向流体提供水垢抑制剂。(一次性)水垢处置单元还可以包括离子交换元件，该离子交换元件被配置用于从与离子交换元件接触的水中去除钙离子。另外或备选地，(一次性)水垢处置可以包括水垢收集器元件，该水垢收集器元件被配置用于从在(该装置的)操作期间从加热单元通过水垢收集器元件流到限流件的流体(特别是水)中收集水垢颗粒。

可以根据本文所述的水垢处置单元的实施例来配置一次性水垢处置单元。

在具体实施例中，例如，一次性水垢处置单元包括(至少)水垢抑制剂定量给料元件和离子交换元件，其中水垢抑制剂定量给料元件包括水垢抑制剂的总抑制剂体积(Vi)，其中离子交换元件包括离子交换树脂，该离子交换树脂包括总树脂体积(Vr)，特别地其中树脂体积(Vr)与抑制剂体积(Vi)的比率选自500:1－50:1的范围。

在又一个方面，本发明还提供一种用于在本文所述的具有蒸汽功能的装置中收集水垢的方法，特别地其中该装置包括加热单元，该加热单元被配置用于在加热模式下加热水并且用于在蒸汽形成模式下将水转化为蒸汽。

在具体实施例中，该方法包括(i)控制包括水的流体从供水口经由加热单元流到装置的水处理单元，并且在加热单元的上游和/或加热单元中的位置处向水提供水垢抑制剂；(ii)在加热模式下通过加热单元加热水以释放在蒸汽形成模式下(可能已经)沉积在加热单元中的位置和/或加热单元下游的位置处的水垢颗粒，并且水朝向水处理单元运载释放的水垢颗粒；以及(iii)通过水垢收集器元件从水中收集水垢颗粒，该水垢收集器元件布置在加热单元的下游和限流件的上游，更优选地布置在装置的任何限流件的上游(在加热单元的下游的位置处)。

附图说明

现在将仅通过示例的方式，参考所附示意图来描述本发明的实施例，在所附示意图中对应的参考符号指示对应的部分，并且在所附示意图中：

图1示意性地描绘了装置的实施例；

图2示意性地描绘了装置的另一个实施例；

图3示意性地描绘了水垢收集器的实施例的各个方面；以及

图4示意性地描述了筛网收集器元件的一些另外的方面。

示意图不一定按比例绘制。

具体实施方式

在图1中，描绘了装置1000的实施例。该实施例包括供水口101、流量控制装置300、加热单元400和水处理单元600。装置1000包括蒸汽功能，意味着它可以将水10转化为蒸汽11。加热单元400被配置用于在加热模式下加热水10并且用于在蒸汽形成模式下将水10转化为蒸汽11。模式的选择和模式之间的切换等可以手动完成。备选地或附加地，它可以由控制系统900控制。

当加热水10时，可能形成水垢20，特别是在加热单元400中和其下游。为了减少水垢形成和/或水垢沉积，所示装置1000包括三个水垢减少元件：离子交换元件700、水垢抑制剂定量给料元件200和水垢收集器元件500。水垢减少元件，每个单独地以及一起地，有助于防止水垢颗粒21积聚在加热单元400下游的任何限流件650中，并且这样可以有助于实现通过水处理单元600的期望的恒定流体19流动。水垢抑制剂定量给料元件200、水垢收集器元件500和/或离子交换元件700可以可移除地布置在装置1000中，单独地或组合地，例如在单个可移除水垢处置单元800中，如下面将参照图2描述的。

水垢抑制剂定量给料元件200被配置用于在使用期间在加热单元400的上游(如图所示)或加热单元400(未示出)中的位置处向水10提供水垢抑制剂250。水垢抑制剂定量给料元件200可以向水10提供在例如1ppm－10ppm范围内的水垢抑制剂250。离子交换元件700被配置为从水10中去除钙离子。它可以布置在加热单元400的上游(如图所示)或布置在加热单元400中(未示出)。水垢收集器元件500被配置用于从流过其中的流体19中收集水垢颗粒21。它布置在加热单元400的下游的限流件650的上游，更一般地，布置在加热单元400下游的任何限流件650的上游。水垢收集器元件可以是可移除的，因此允许所收集的水垢颗粒21容易地从装置中移除。

流量控制装置300被配置用于提供包括水10(液态水10和/或蒸汽11)的流体19以从供水口101经由加热单元400流到水处理单元600。在所示实施例中，流量控制装置300布置在装置1000中，即它形成装置1000的一部分。在备选实施例(未示出)中，流量控制装置300可以是供水口101可与其流体地连接的单独部件。流量控制装置300可以例如包括泵301，如图所描绘。备选地或附加地，它可以例如包括阀302(如图2所描绘)。

在所示实施例中，装置1000的供水口101流体地连接到供水元件100，这里是水容器。在具体实施例(未示出)中，供水元件100可以包括水垢抑制剂定量给料元件200，可选地与例如水垢处置单元800中的离子交换元件700组合。

从供水元件100的上游开始直到水处理单元600的所有(功能)元件限定了液压回路110，其具有从上游侧到下游侧的连续流体流动路径。

控制系统900可以例如控制流量控制装置300、水处理单元600等。如果水垢减少元件200、500、700中的一个或多个没有或未正确地布置在装置1000中，则可以进一步禁用加热单元和/或流量控制装置。

如上所述，水垢20特别地可以在蒸汽形成模式下形成。在蒸汽形成模式下，一层水垢20可以沉积在加热单元400中和/或加热单元400的下游。在加热模式下，该层沉积的水垢20可以破碎成水垢颗粒21。这些水垢颗粒21，特别是当具有1mm或更大的颗粒尺寸时，可以积聚在限流件650中。因此，水垢收集器元件500可以特别地被配置用于至少捕获颗粒尺寸等于或大于1mm的水垢颗粒21。

装置1000可以是家用器具或其一部分，诸如煮咖啡器、浓咖啡机、泡茶机、水壶、卡布奇诺制作器、蒸汽熨斗、蒸汽产生装置、食品蒸锅和蒸汽清洁器。因此，家用器具可以用于制备食品或饮料。在这样的情况下，水垢抑制剂250优选地包括食品认可的水垢抑制剂250，特别地包括多磷酸盐化合物255。

在所示实施例中，水垢抑制剂定量给料元件200可以被配置为经由包括水垢抑制剂的水垢抑制剂液体向水10提供水垢抑制剂250。在其他实施例中，水垢抑制剂定量给料单元200可以例如被配置为流通式单元，其中当水流过水垢抑制剂定量给料单元时，向水提供流动水垢抑制剂。水垢抑制剂250可以被提供在离子交换元件700下游的位置，如图所示。在其他实施例中，离子交换元件700和水垢抑制剂定量给料元件200相对于彼此和/或加热单元400的布置可以不同。

在图2中，描绘了装置1000的另一实施例。在该实施例中，液压回路110的配置在结构上不同于图1的配置。在图1中，所有结构/物理元件串联配置，而这些结构元件在图2中以更复杂的方式布置。然而，液压回路110的功能部件的布置(流动方向由箭头指示)没有显著改变。图2的实施例包括水垢处置单元800，该水垢处置单元包括水垢抑制剂定量给料元件200、水垢收集器元件500和离子交换元件700。特别地，离子交换元件700和水垢抑制剂定量给料元件200被布置在水垢处置单元800的第一区段801中。水垢收集器元件500被布置在第二区段802中。两个区段801、802彼此不直接流体连接。水10首先流过第一区段801，然后流过加热单元400，并且然后流过第二区段802，更具体地流过水垢收集器元件500。

水垢处置单元800可以包括水垢减少元件(即，水垢抑制剂定量给料元件200、水垢收集器元件500和离子交换元件700)中的两个或更多个。这样，水垢处置单元800的布置可以取决于其所包括的水垢减少元件。优选地，水垢处置单元800或其至少一部分可移除地布置在装置1000中。水垢处置单元800特别地可以是一次性水垢处置单元800。

为了提供期望的功能，总离子交换体积Vr可以显著大于总水垢抑制剂体积Vi。例如，在图2中的水垢处置单元800中，总树脂体积Vr与总抑制剂体积Vi的比率可以在500:1至50:1的范围内(因为离子交换树脂750和水垢抑制剂250是混合的，所以在图2中仅示出了组合体积Vi+Vr)。

在图2的实施例中，装置1000的供水口101流体地连接到供水元件100，这里是水龙头。因为供水元件100可以迫使水10通过供水口101，所以该实施例中的流量控制装置300可以包括简单的阀302以控制流体流量。

在图2的实施例中，在加热单元400的出口和水处理单元600的入口之间没有限流件650。相反，限流件650可以被包括在水处理单元600中。

图1和图2还示出了用于在装置1000中收集水垢20的方法的实施例。在该方法中，控制包括水10的流体19以从供水口101经由加热单元400流到水处理单元600，同时在加热单元400上游的位置处向流体19提供水垢抑制剂250。在加热单元400中，水10在加热模式下被加热，并且可以导致在蒸汽形成模式期间已经沉积在加热单元400中和/或加热单元400下游的水垢颗粒21释放。水10沿水处理单元600的方向运载释放的颗粒21，并由布置在加热单元400的下游和限流件650的上游的水垢收集器元件500从水10中收集。

图3示出了具有通孔560的水垢收集器元件500，更具体地可以形成这样的水垢收集器500的一部分的滤网550的两个实施例。滤网550可以例如包括具有或多或少随机图案(如在左手侧所示)或较对称的图案(如在右手侧所示)的随机穿孔板。在这两个实施例中，描绘了具有网目尺寸d的滤网550。在本文中，这也可以表示为包括具有通孔尺寸d(或孔隙尺寸d)的通孔560(或孔隙)。在另外的实施例中，(例如矩形和/或正方形)通孔560的对角线可以表示为通孔或网目尺寸d。

在图4中，描绘了水垢收集器元件500的一些方面。在左手侧，描绘了扁平筛网或滤网550的一个区段。扁平滤网550包括尺寸为d的通孔560。水垢颗粒21可以被滤网阻挡并积聚在表面处。在右手侧，描述了深度滤网550，其包括三维(滤网)轮廓，包括通孔560，该通孔具有沿着所述通孔560的纵向轴线的变化尺寸d。在图中，所有通孔560都是直孔，这样，通孔560的纵向轴线平行于滤网550的深度方向570。在其他实施例中，通孔560可以不是直的，而是例如弯曲的或弯折的。通孔560的尺寸d在上游侧(参见指示流体10、11、19的流动方向的箭头)比下游侧大。基于深度滤网550的这种三维轮廓，水垢颗粒21可以被捕获在滤网550内部，而不会阻碍流体19流动，如非常示意性地描绘的。在所描绘的实施例中，深度滤网550包括彼此连接的三层。然而，对于根据本发明的深度滤网而言，不同的配置也是可能的。本质上，深度滤网可以具有比扁平滤网550高的灰尘保持容量。

本文中的术语“基本上”或“本质上”以及类似术语将为本领域技术人员所理解。术语“基本上”或“本质上”还可以包括具有“完整地”、“完全地”、“全部”等的实施例。因此，在实施例中，形容词基本上或本质上也可以移除。在适用情况下，术语“基本上”或术语“本质上”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，特别地99％或更高，甚至更特别地99.5％或更高，包括100％。

这些装置、设备或系统在本文中尤其可以在操作期间进行描述。本领域技术人员将清楚，本发明不限于操作方法、或操作中的装置、设备或系统。

应当注意，上述实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多替代实施例。

元件之前的冠词“一个(a)”或“一种(an)”并不排除多个这样的元件的存在。

在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

本发明还提供了一种控制系统，其可以控制装置、设备或系统，或者可以执行本文所述的方法或过程。

本专利中讨论的各个方面可以组合以提供附加的优点。此外，本领域技术人员将理解，可以组合实施例，并且也可以组合多于两个实施例。此外，一些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。

Claims (15)

1.一种具有蒸汽功能的装置(1000)，其中所述装置(1000)包括供水口(101)、水垢抑制剂定量给料元件(200)、加热单元(400)、水垢收集器元件(500)和水处理单元(600)，其中：

-流量控制装置(300)被配置用于提供包括水(10)的流体(19)，以从所述供水口(101)经由所述加热单元(400)流到所述水处理单元(600)；

-所述水垢抑制剂定量给料元件(200)被配置用于在所述加热单元(400)中和/或所述加热单元(400)上游的位置处向所述流体提供水垢抑制剂(250)；

-所述装置(1000)被配置用于交替地产生热水(10)和蒸汽(11)；

-所述加热单元(400)被配置用于在加热模式下加热所述水(10)并且用于在蒸汽形成模式下将所述水(10)转化为蒸汽(11)；并且

-所述水垢收集器元件(500)被布置在所述加热单元(400)的下游和任一个水垢敏感限流件(650)的上游，其中所述水垢收集器元件(500)被配置用于从流过所述水垢收集器元件(500)的所述流体(19)中收集水垢颗粒(21)。

2.根据权利要求1所述的装置(1000)，其中所述水垢收集器元件(500)被配置用于捕获颗粒尺寸等于或大于1mm的水垢颗粒(21)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1000)，其中所述水垢收集器元件(500)包括具有网目尺寸(d)的滤网(550)，其中所述网目尺寸(d)选自0.1mm－1mm的范围。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1000)，其中所述限流件(650)包括以下一项或多项：阀(302)、孔口、接头和接合部。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1000)，其中所述水垢抑制剂(250)包括食品认可的水垢抑制剂(250)，所述食品认可的水垢抑制剂(250)包括多磷酸盐化合物(255)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1000)，其中所述水垢抑制剂定量给料元件(200)被配置为向所述水(10)提供在1ppm－10ppm的范围内的所述水垢抑制剂(250)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1000)，还包括离子交换元件(700)，所述离子交换元件(700)被配置为从所述水(10)中去除钙离子。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述离子交换元件(700)被布置在所述水垢抑制剂定量给料元件(200)的上游或第一位置的上游，在所述第一位置处所述水垢抑制剂定量给料元件(200)向所述水(10)提供水垢抑制剂(250)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1000)，其中所述水垢抑制剂定量给料元件(200)、所述水垢收集器元件(500)和所述离子交换元件(700)中的一项或多项被可移除地布置在所述装置(1000)中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1000)，其中所述滤网(550)具有三维滤网轮廓。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1000)，其中所述装置(1000)包括煮咖啡器或浓咖啡机。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置(1000)，其中所述水垢抑制剂定量给料元件(200)包括总抑制剂体积(Vi)的水垢抑制剂(250)，其中所述离子交换元件(700)包括离子交换树脂(750)，所述离子交换树脂(750)包括总树脂体积(Vr)，其中所述总树脂体积(Vr)与所述总抑制剂体积(Vi)的比率选自500:1-50:1的范围。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1000)，其中所述装置(1000)包括水垢处置单元(800)，其中所述水垢处置单元(800)包括(i)所述水垢抑制剂定量给料元件(200)、(ii)所述水垢收集器元件(500)和(iii)所述离子交换元件(700)中的两项或更多项，并且其中所述水垢处置单元(800)是一次性水垢处置单元。

14.一种用于布置在根据权利要求1至13中任一项所述的装置(1000)中的一次性水垢处置单元(800)，其中所述水垢处置单元(800)包括：水垢抑制剂定量给料元件(200)，被配置用于在操作期间在所述装置(1000)的所述加热单元(400)上游和/或所述加热单元(400)中的位置处向水提供水垢抑制剂(250)；以及(i)离子交换元件(700)，被配置用于从接触所述离子交换元件(700)的水中去除钙离子；和/或(ii)水垢收集器元件(500)，被配置用于从流过所述水垢收集器元件(500)的流体(19)中收集水垢颗粒(21)。

15.一种用于在具有蒸汽功能的装置(1000)中收集水垢(20)的方法，其中所述装置(1000)包括加热单元(400)，所述加热单元(400)被配置用于在加热模式下将水(10)加热到低于所述水(10)的沸腾温度的温度，其中基本上没有水被蒸发(10)，并且用于在蒸汽形成模式下将水(10)转化为蒸汽(11)，所述方法包括：

-控制包括水(10)的流体(19)从供水口(101)经由所述加热单元(400)流到所述装置(1000)的水处理单元(600)，并且在所述加热单元(400)上游和/或所述加热单元(400)中的位置处向所述水(10)提供水垢抑制剂(250)；

-在所述加热模式下通过所述加热单元(400)加热所述水(10)，以释放在所述蒸汽形成模式下沉积在所述加热单元(400)中的位置处和/或在所述加热单元(400)下游的位置处的水垢颗粒(21)，并且利用所述水(10)朝向所述水处理单元(600)运载所释放的所述水垢颗粒(21)；以及

-通过水垢收集器元件(500)从所述水(10)中收集所述水垢颗粒(21)，所述水垢收集器元件(500)被布置在所述加热单元(400)的下游和所述装置(1000)的限流件(650)的上游。

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