CN116601353A - 载水电气设备和操作载水电气设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种载水电气设备，该载水电气设备具有水接收装置(1)、电化学电池(3)、泵和控制单元(18)，该电化学电池(3)具有电极，其被设计为当其含有含盐溶液并且其电极被施以DC电压时产生漂白剂，泵被设计为将电化学电池(3)中的液体从电化学电池(3)中输送到水接收装置(1)中，控制单元被设计为将DC电压和AC电压选择性地施加到电化学电池(3)的电极上。此外，本发明还涉及一种用于操作载水电气设备的方法，该方法包括以下步骤：a)将含盐溶液进料到电化学电池(3)中，b)在步骤a)之后，将DC电压以预定的时间段施加到电化学电池(3)的电极上，以在电化学电池(3)中产生漂白剂，c)在步骤b)之后，将AC电压以预定的时间段施加到电化学电池(3)的电极上，以加热位于电化学电池(3)中的液体，以及d)将所述液体从电化学电池(3)中输送到水接收装置(1)中。

Description

载水电气设备和操作载水电气设备的方法

技术领域

本发明涉及一种载水电气设备和操作载水电气设备的方法。特别地，本发明涉及一种具有电化学电池的载水电气设备以及操作载水电气设备的方法，其被设计为原位生产漂白剂。为了方便起见，该载水电气设备在下文中也被称为设备。

背景技术

过氧化氢等漂白剂具有良好的清洁效果，但在溶液中的稳定性和可储存性有限。因此，如果需要清洁载水电气设备中包含的物体，则需要在使用载水电气设备之前原位产生这种漂白剂。

从书面记载的现有技术中已知一种洗衣机形式的载水电气设备，其包含电化学电池，以在清洗过程中原位产生所需的漂白剂。然而，问题在于，电化学电池的集成需要安装空间，其在载水电气设备中仅在有限空间内可用，并且还增加了制造成本。因此，节省安装空间和成本将构成优势。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种载水电气设备和操作载水电气设备的方法，其具有成本效益且只需要很少的安装空间。

根据本发明，该目的是通过一种具有权利要求1特征的载水电气设备和一种具有权利要求9特征的方法来实现的。本发明的优选实施例和进一步扩展可以在下面的从属权利要求中找到。

本发明可实现的优点除了成本效益之外，还在于电化学电池不仅用于产生漂白剂，而且还用于加热。因此，电化学电池具有多个功能。因此，该装置不需要单独的和额外的加热部件，从而节省了通常存在于这种装置中的部件。这节省了安装空间和成本。

本发明涉及一种载水电气设备，其具有

-水接收装置，

-具有电极的电化学电池，其被设计成在含有含盐溶液并且其电极被施以DC电压时产生漂白剂，

-泵，其被设计成将所述电化学电池中的液体从所述电化学电池传送到所述水接收装置中，以及

-控制单元，所述控制单元被配置为选择性地向所述电化学电池施加DC电压和AC电压。

该设备具有相对较低的复杂性，并且所使用的安装空间相对较小，因为电化学电池除了在施加DC电压时生产漂白剂之外，其还同时在施加AC电压时执行加热部件的应用或功能。这意味着通过一个装置，即所述电化学电池，实现了诸如过氧化氢等漂白剂的生产和位于其中的液体的加热以及从水溶液中产生蒸汽的功能。所述电化学电池的加热功率可以通过其组成来确定，并且可能通过进一步添加到其中的水量来控制，而标准加热装置具有固定的加热功率。例如，所述装置可以针对不同的电源进行重新编程。根据电网中的电量进行调整也是可能的。因此，所述设备可以是电网(也称为智能电网)的一部分。此外，载水电气设备中的加热装置随着时间的推移而钙化，同时可通过冲洗防止或至少最小化电化学电池的钙化。

在优选的实施例中，所述控制单元具有继电器，所述继电器被设计为从DC电压切换到AC电压，反之亦然。所述控制单元优选地具有5个电子控制器件。优选地，所述DC或AC电压的施加通过所述控制单元的电子控制器件来控制。电子控制器件具有的不同几何形状进一步减小了安装空间和成本。

优选地，所述控制单元还具有旋转继电器，所述旋转继电器被设计为将接地N导体连接到所述电化学电池的电极，所述电极被布置在所述电化学电池的入口和出口处。所述旋转继电器可以优选地由所述电子控制器件控制，使得具有低对地电压(N电势)的线路可以连接到电化学电池的电极，该电极布置在所述电化学电池的入口和出口处。这确保了在操作期间只有低泄漏电流可以流过水。这提高了设备的操作安全性。布置在所述电化学电池的入口和出口处的电极优选为阳极。

所述控制单元优选地具有保护接地，所述保护接地被设计为可以确定所述电源电压的极性。所述电源电压的极性可以优选地由所述电子控制器件来确定。优选地，通常为AC电压的电源电压被提供给所述电子控制器件并且用于电源。为了生产所述漂白剂，从所述电源电压产生DC电压，优选地为低DC电压，其可以由所述电子控制器件施加到作为所述电化学电池的电极的阴极和阳极。

所述电子控制器件优选地被设计为适当地控制旋转继电器，通过继电器以提供AC电压，并开始加热所述电化学电池中的液体。在这种情况下，所述阳极电势被反馈到所述电子控制器件。所述电子控制器件还被设计为当在阳极处出现相对于所述保护导体的接地电势的临界电压时关闭加热。

所述含盐溶液可以包含一种或多种盐，其被设计为增加水的电导率。在优选的实施例中，所述设备包含计量单元，所述计量单元被设计为将所述含盐溶液计量到所述电化学电池中。所述计量单元还可以被设计为将洗涤剂计量到所述电化学电池中。如果所述漂白剂不仅用于清洁设备内部，而且用于清洁位于所述设备内部中的物体，则这是特别有利的。例如，所述设备是洗衣机，并且所述物体是待洗衣物形式的纺织品。所述洗涤剂可以是通常用于洗涤或待处理衣物的洗涤剂，例如强效洗涤剂、温和洗涤剂、织物柔软剂、去污剂、清洁剂等。所述计量单元可以具有多个腔室，以便同时或间隔地将各种洗涤剂计量到所述电化学电池中。所述计量单元优选地配置有计量泵，所述计量泵被设计为将所述含盐溶液和/或所述洗涤剂从所述计量单元泵送到所述电化学电池中。所述洗涤剂可以是含盐溶液，所述含盐溶液还进一步包含除所述盐之外的洗涤物质。

在优选的实施例中，所述设备还具有循环系统，所述循环系统用于将水从所述水接收装置的第一区域引导到所述水接收装置的第二区域中，其中所述循环系统具有循环泵，所述循环泵被设计为将水从第一区域经由电化学电池泵送到第二区域中。因此，在电化学电池中产生的漂白剂可以通过水接收装置和电化学电池在回路中输送。

位置和方向信息是指所述设备的操作安装位置。水接收装置的第一区域优选为下部区域，并且水接收装置的第二区域优选为上部区域。

优选地，电化学电池的入口和出口布置在电化学电池的上部，其中入口连接到泵，并且出口连接到管线，该管线被设计为通过其将液体供给到水接收装置，例如水接收装置的第二区域。

在优选的实施例中，所述电化学电池通过排水阀连接到水路系统的一个点，所述水路系统按流动方式布置在排水泵的上游，该排水泵被设计成将水从设备中排出。

这提供了一种清洁电化学电池的简单方法。这使得电化学电池是可冲洗的，并且通过电化学电池冲洗的水可以从水路系统和设备中去除。这使得电化学电池没有石灰污泥和污垢。为此，打开排水阀，并且借助于排水泵将从电化学电池排出的水抽出。优选情况下，在由该设备执行的清洁过程中，泵送与泵出相结合。水路系统可以是循环系统。

所述载水电气设备可以优选地连接到供水件，并且优选的，所述控制单元被配置为自动控制从供水件到水接收装置的第一区域中的供水。在所述供水件和所述水接收装置之间，所述设备优选地具有可控阀和进料管线。所述载水电气设备可以是用于商业或私人的家用电器。所述设备优选是洗衣机、洗碗机、咖啡机或蒸锅。根据设备的类型，所生产的漂白剂可以专门用于清洁设备内部，或者替代地或附加地用于清洁设备内的物体。

在优选的实施例中，所述载水电气设备被设计为洗衣机，并且所述水接收装置被设计为碱容器。

所生产的漂白剂优选地是过乙酸或过氧化氢。更优选地，所生产的漂白剂是过氧化氢。优选地，所述电化学电池的电池尺寸被设计为用于清洁过程中所需的漂白剂的量。例如，所述阴极和阳极表面各自为10至200cm²。

优选地，所述供水件，并且更优选地，所述电化学电池的入口和出口由金属形成并且接地。这进一步提高了所述设备的操作安全性。

此外，本发明涉及一种用于操作载水电气设备的方法，所述载水电气设备具有水接收装置、电化学电池、泵和控制单元，所述电化学电池具有电极并且被设计为当所述电化学电池含有含盐溶液并且DC电压被施加到所述电极上时产生漂白剂，所述泵被设计为将位于所述电化学电池中的液体从所述电化学电池输送到所述水接收装置中，其中所述方法具有以下步骤：

a)将含盐溶液供给到所述电化学电池中；

b)在步骤a)之后，将直流电压施加到所述电化学电池的所述电极预定的时间段以便在所述电化学电池中产生所述漂白剂；

c)在步骤b)之后，将交流电压施加到所述电化学电池的所述电极预定的时间段以便加热所述液体，

d)将所述电化学电池中的液体从所述电化学电池输送到所述水接收装置中。

在步骤a)中，所述计量单元优选地将所述含盐溶液和任选的洗涤剂以预定的量加入到所述电化学电池中。所述盐可以是洗涤剂的一部分。

在步骤b)中，向步骤b)中提供的含盐溶液施加直流电压，例如在1到50V范围内，该DC电压施加到电极，即阳极和阴极，使得电流优选地从1到20A流动。从而发生化学反应或电解的发生，并产生漂白剂，例如H₂O₂。

步骤c)在化学反应结束后即步骤b)完成后进行。步骤c)用于在电化学电池中加热位于电化学电池中的液体。因此，可以进一步提高在步骤b)中产生的漂白剂的清洁效果。优选地，AC电压例如230V被施加到电化学电池的阳极和阴极。为此，继电器优选地从DC电压，特别是低DC电压，切换到交流电压。优选地，可对电源插头的插入方式进行评估，通过旋转继电器确保接地N导体连接到布置在电化学电池入口和出口处的电极上，例如阳极。这确保了只有低泄露电流才能流过水，以满足所有安全要求。

在步骤d)中，将液体从电化学电池输送到水接收装置中。这就对水接收装置和/或位于其中的物体进行了清洁处理。步骤c)和d)可以同时进行。任选的，步骤c)在步骤d)之前进行。

优选地，继续向所述电化学电池中供水。这一步骤特别地用于添加清洁过程所需的水量和/或稀释在所述电化学电池中产生的漂白剂浓缩物。例如，如果所述设备是洗衣机，则所需水量取决于例如衣物的量，即由所述设备确定的衣物加载量。通过将电化学电池中的浓缩物与水混合，溶液的电导率降低，使得当将来自电源的AC电压施加到电化学电池的阳极和阴极时，产生所需的加热功率。例如，所需的加热功率可以大约为1至3kW，这取决于设备和电源的类型。根据步骤a)中的电化学电池的电池尺寸提供的含盐溶液在应用浓度中提供所需的电导率。这高于所述饮用水的最大电导率，因此所用水的个别特性无关紧要。

例如，电化学电池可以在步骤a)之前和/或期间用水填充。如果所述设备具有循环系统，则优选地经由循环系统将水供给到电化学电池中。例如，通过打开阀门将水经由供水管路从所述供水件供给到所述水接收装置，并且，通过启动循环泵，将预定量的水输送到电化学电池中。优选地，电化学电池的入口和出口布置在电化学电池的上部，使得在关闭循环泵之后，在电化学电池中保留有限定量的水。

优选地，在步骤c)中，借助于具有泵的回路循环水，使得其流过电化学电池和水接收装置。通过流动，电化学电池中的水被旋流，并且漂白剂以及任选地洗涤剂与水混合。

附图说明

本发明的示例性实施例在附图中仅示意性的示出，并且在下文中更详细地描述。其是示意性的，并且不按比例显示：

图1是根据本发明的载水电气设备的示意性截面图；和

图2是图1中所示设备的控制单元的电路图。

符号参照表

A阳极

AC交流

K阴极

1水接收装置

2滚筒

3电化学电池

4循环系统

5排水泵

6排水管

7管线

8衣物

9循环泵

10排水阀

11管线

12计量单元

13计量泵

14供水管路

15阀门

16供水件

18控制单元

19旋转继电器

20继电器

21保护接地

22直流输出插座

23接地N导体

24电源接口

具体实施方式

图1显示了根据本发明的一种载水电气设备的简略截面图。图1所示的设备是一个带有水接收装置1的洗衣机，该水接收装置被设计成碱容器，用于接收水。用于接收衣物8的滚筒2，其可旋转地安装在水接收装置1中。该设备还包括电化学电池3，该电化学电池3具有阳极A和阴极K形式的电极，其被设计为当含有含盐溶液并在阳极A和阴极K上被施加直流电压时，其产生漂白剂。

此外，该设备具有循环系统4，用于将水从水接收装置1的第一区域引导入水接收装置1的第二区域。循环系统4具有循环泵9，旨在将水从第一区域通过电化学电池3泵送到第二区域。此外，来自第一区域的水可以由设备的排水泵5泵送到排水管6中，该排水管连接到下水道(未示出)，以从洗衣机中移除或排放水。所述循环泵9经由管线7连接到所述水接收装置1的下部区域。电化学电池3的入口和出口布置在电化学电池3的上部，其中入口连接到循环泵9，并且出口连接到管线11，管线11被设计为将通过其引导的水供给到水接收装置1的第二区域。

电化学电池3通过排水阀10连接到循环系统4设置在排水泵5上游的点。此外，该设备具有计量单元12，它被设计为通过计量泵13将含盐溶液，如有必要时还含有洗涤剂，计量到电化学电池3中。此外，该设备具有控制单元18，其被配置为有选择性地将直流和交流电压施加到电化学电池3上。该设备通过供水管路14和阀门15连接到供水件16。控制单元18被配置为自动控制从供水件16到水接收装置1的水供应。

所述排水阀10被布置在所述管线7和所述电化学电池3之间。所述排水阀10能够冲洗所述电化学电池3。为了冲洗所述电化学电池3，打开所述排水阀10，并且借助于所述排水泵5将流出的水排出。

在操作期间，用于洗涤衣物的方法具有以下步骤：

水从所述供水件16经由所述阀门15和所述供水管路14供给到所述水接收装置1中，并且经由所述循环泵9将所述水供给到所述电化学电池3中，使得将预定量的水供给到所述电化学电池3中。随后或同时，将含盐溶液和(在适用的情况下)洗涤剂从所述计量单元12经由所述计量泵计量到所述电化学电池3中。在前述步骤之后，将DC电压施加到所述电化学电池3的所述阳极A和所述阴极K达预定的时间段。结果，化学反应以电解的形式发生，并且产生诸如H₂O₂的漂白剂。此后，将另一预定量的水从所述供水件16经由所述阀门15和所述供水管路14供给到所述水接收装置件1中。随后，启动所述循环系统4，使得所述水从所述第一区域被引导到所述第二区域中，通过所述电化学电池3，其中将交流电压施加到所述电化学电池3以加热通过所述电化学电池3的所述液体。通过将所述含盐溶液和(在适用的情况下)浓缩物形式的洗涤剂与水混合，所述溶液的电导率降低，使得当将所述AC电压施加到所述电极时产生所需的加热功率。为此，控制单元18的继电器(未显示)将直流电压切换到交流电压。

图2显示了图1中所示设备的控制单元的电路图。控制单元18具有用于提供交流电压的电源接口24、用于从DC电压切换到AC电压并且反之亦然的继电器20，以及直流输出插座22。控制单元18的电子控制器件(未显示)被设计用来评估电源插头(未显示)的插入方式，并通过控制单元18的旋转继电器19确保接地N导体23总是连接到设置在电化学电池3的入口和出口处的电极。综合图1和图2，该电极为阳极A。

在操作过程中，控制和监测是通过电子控制器件进行的。电源电压被提供给电子控制器件。这可以作为电源。此外，控制单元18具有保护接地21，以便电子控制器件可以确定电源电压的极性。旋转继电器19被控制，以便低对地电压(N电位)的线路总是连接到电化学电池3的阳极A。为了产生漂白剂，通过继电器20从交流电压产生直流电压，特别是直流低电压，由电子控制器件施加到电极，即阳极A和阴极K。对于加热，首先对旋转继电器19进行适当的控制，然后通过继电器20对阳极A和阴极K施加交流电压并开始加热。在这个过程中，阳极电位被反馈给电子控制器件。如果阳极A对接地N导体23的接地电位出现临界电压，电子控制器件就会关闭加热。

Claims (10)

1.一种载水电气设备，所述载水电气设备具有

-水接收装置(1)，

-电化学电池(3)，所述电化学电池(3)具有电极，并且被设计成当其含有含盐溶液且其电极被施以直流电压时产生漂白剂，

-泵，所述泵被设计成将所述电化学电池(3)中的液体从所述电化学电池(3)输送到所述水接收装置(1)，以及

-控制单元(18)，所述控制单元被配置为选择性地向所述电化学电池(3)的电极施加直流电压和交流电压。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制单元(18)具有继电器(20)，所述继电器被设计成从直流电压切换到交流电压，反之亦然。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制单元(18)具有旋转继电器(19)，所述旋转继电器被设计成将接地N导体(23)连接到电化学电池(3)的电极，所述电极设置在所述电化学电池(3)的入口和出口，和/或所述控制单元(18)具有保护接地(21)，所述保护接地(21)被设计成能够确定所述供电电压的极性。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，具有循环系统(4)，所述循环系统(4)用于将水从水接收装置(1)的第一区域引导至第二区域中，其中，所述循环系统(4)具有循环泵(9)，所述循环泵(9)被设计成将水从所述第一区域经由所述电化学电池(3)泵送到所述第二区域中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述电化学电池(3)的入口和出口相对于所述设备的操作位置布置在所述电化学电池(3)的上部，其中，所述入口连接到循环泵，所述出口连接到管线(11)，所述管线(11)被设计成将通过所述管线(11)引导的液体供给至所述水接收装置(1)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，电化学电池(3)通过排水阀(10)与设备的水路系统的一个点相连接，该水路系统被安排在排水泵(5)的上游，以将水从该设备中排出。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，它可与一个供水件(16)连接，控制单元(18)被配置为自动控制从供水件(16)到水接收装置(1)的供水。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，具有计量单元(12)，其被设计成将所述含盐溶液计量至所述电化学电池(3)。

9.一种操作载水电气设备的方法，该设备包括水接收装置(1)、电化学电池(3)，该电化学电池在含有含盐溶液时具有适于被施加直流电压产生漂白剂的电极、适于将电化学电池(3)中的液体从电化学电池(3)输送到水接收装置(1)的泵，以及控制单元(18)，该方法包括以下步骤：

a)向电化学电池(3)中提供含盐溶液；

b)在步骤a)之后，对电化学电池(3)的电极施加直流电压，持续一段预定的时间，以在电化学电池(3)中产生漂白剂；

c)在步骤b)之后，向电化学电池(3)的电极施加交流电压，持续一段预定的时间，以加热电化学电池(3)中的液体；并且

d)将液体从电化学电池(3)中输送到水接收装置(1)中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将水以预定的水量连续引入所述电化学电池(3)。