DE102021205716A1

DE102021205716A1 - Systeme zur wasserentkalkung

Info

Publication number: DE102021205716A1
Application number: DE102021205716.0A
Authority: DE
Inventors: Kaushal SAGAR; Mordechai Kornbluth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-06-10
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2021-12-16
Also published as: CN113770110A; US20210387869A1

Abstract

Ein Wasser-Entkalkungssystem schließt eine elektroaktive Polymer (EAP)-Schicht mit wenigstens einem EAP-Film, eine erste Elektrode, die mit der EAP-Schicht in Kontakt steht und so konfiguriert ist, um mit einer Oberfläche eines Geräts in Kontakt zu stehen, das wenigstens eine innere Oberfläche mit darauf abgeschiedenen Kalkablagerungen aufweisen kann, eine zweite Elektrode, die mit der EAP-Schicht in Kontakt steht, und einen elektrischen Steckverbinder, der so konfiguriert ist, um eine elektrische Quelle unter elektrischer Verbindung mit der ersten und der zweiten Elektrode anzuschließen, und der so konfiguriert ist, um eine elektrische Spannung an die erste und die zweite Elektrode anzulegen, ein. Der wenigstens eine EAP-Film verformt sich in Reaktion auf die elektrische Spannung zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien, die zum Entkalken der Kalkablagerungen übertragbar sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Systeme zur Wasserentkalkung, zum Beispiel Systeme zur Entkalkung von Kalkablagerung in einem Gerät.
HINTERGRUND
Hartes Wasser enthält gelöste Ionen, die ausfällen können und Ablagerungen, wie Calciumcarbonat, auf Oberflächen eines Geräts, das mit Wasser in Kontakt kommt, bilden können. Dieses Ablagerungsphänomen kann an Stellen, an denen Wasser erhitzt werden kann, zum Beispiel in Warmwassersystemen, noch akuter sein. Aufgrund von verschiedenen Konfigurationen und Komplexitäten von Warmwassersystemen kann das effiziente Entfernen der Ablagerungen auf Oberflächen der Warmwassersysteme schwierig sein.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Wasser-Entkalkungssystem offenbart. Das Wasser-Entkalkungssystem kann eine elektroaktive Polymer (EAP)-Schicht mit wenigstens einem EAP-Film einschließen. Das Wasser-Entkalkungssystem kann auch eine erste Elektrode einschließen, die mit der EAP-Schicht in Kontakt steht und die so konfiguriert ist, um mit einer Oberfläche eines Geräts in Kontakt zu stehen, das wenigstens eine innere Oberfläche mit darauf abgeschiedenen Kalkablagerungen aufweisen kann. Die erste Elektrode ist so konfiguriert, um zwischen der EAP-Schicht und der Oberfläche des Geräts zu liegen. Das Wasser-Entkalkungssystem kann ferner eine zweite Elektrode einschließen, die mit der EAP-Schicht in Kontakt steht, wobei die EAP-Schicht so konfiguriert ist, um zwischen der ersten und der zweiten Elektrode zu liegen. Das Wasser-Entkalkungssystem kann auch einen elektrischen Steckverbinder einschließen, der so konfiguriert ist, um den Anschluss an eine elektrische Quelle unter elektrischer Verbindung mit der ersten und der zweiten Elektrode herzustellen, und der so konfiguriert ist, um eine elektrische Spannung an die erste und die zweite Elektrode anzulegen. Der wenigstens eine EAP-Film kann sich in Reaktion auf die elektrische Spannung verformen zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien, die zum Entkalken der Kalkablagerungen übertragbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Wasser-Entkalkungssystem offenbart. Das Wasser-Entkalkungssystem kann eine elektroaktive Polymer (EAP)-Schicht mit wenigstens einem EAP-Film einschließen. Die EAP-Schicht ist so konfiguriert, um mit einer Oberfläche eines geerdeten Geräts in Kontakt zu sein, das wenigstens eine innere Oberfläche mit darauf abgeschiedenen Kalkablagerungen aufweisen kann, wobei das geerdete Gerät so konfiguriert ist, um als eine erste Elektrode zu fungieren. Das Wasser-Entkalkungssystem kann auch eine zweite Elektrode, die mit der EAP-Schicht in Kontakt steht, einschließen, wobei die EAP-Schicht so konfiguriert ist, um zwischen der Oberfläche des geerdeten Geräts und der zweiten Elektrode zu liegen. Das Wasser-Entkalkungssystem kann ferner einen elektrischen Steckverbinder einschließen, der so konfiguriert ist, um den Anschluss an eine elektrische Quelle unter elektrischer Verbindung mit der zweiten Elektrode herzustellen, und der so konfiguriert ist, um eine elektrische Spannung an die zweite Elektrode anzulegen. Der wenigstens eine EAP-Film kann sich in Reaktion auf die elektrische Spannung verformen zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien, die zum Entkalken der Kalkablagerungen übertragbar sind.
Gemäß doch noch einer anderen Ausführungsform wird ein Wasser-Entkalkungssystem offenbart. Das Wasser-Entkalkungssystem kann eine elektroaktive Polymer (EAP)-Schicht mit wenigstens einem EAP-Film einschließen. Die EAP-Schicht kann eine erste Seite und eine zweite Seite aufweisen. Die erste Seite kann mit einer ersten Überzugsschicht eines ersten elektrisch leitfähigen Materials überzogen sein. Das erste elektrisch leitfähige Material ist so konfiguriert, um mit einer inneren Oberfläche eines geerdeten Geräts in Kontakt zu stehen, das wenigstens eine innere Oberfläche mit darauf abgeschiedenen Kalkablagerungen aufweisen kann, wobei das geerdete Gerät so konfiguriert ist, um als eine erste Elektrode zu fungieren. Die zweite Seite kann mit einer zweiten Überzugsschicht eines zweiten, elektrisch leitfähigen Materials überzogen sein. Das zweite elektrisch leitfähige Material ist so konfiguriert, um mit Wasser in dem geerdeten Gerät in Kontakt zu sein, wobei das Wasser als eine zweite Elektrode konfiguriert ist. Der wenigstens eine EAP-Film kann sich in Reaktion auf eine elektrische Spannung, die an das geerdete Gerät angelegt wird, verformen zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien, die zum Entkalken der Kalkablagerungen übertragbar sind. Die elektrische Spannung durch eine elektrische Quelle in elektrischer Kommunikation mit dem geerdeten Gerät bereitgestellt werden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Perspektiv- und Querschnittsansicht einer EAP-Baueinheit.
2 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems.
3 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems.
4 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer dritten Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems.
5 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer vierten Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems.
6 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer fünften Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems.
7 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer sechsten Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems.
8 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm, welches ein Verfahren zum Entkalken von Wasser in einem eine EAP-Baueinheit verwendenden Gerät veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Details von Komponenten zu zeigen. Deshalb sind spezifische strukturelle und funktionale Details, die hierin offenbart werden, nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Basis für die Lehre eines Fachmanns, die Ausführungsformen auf verschiedene Weise anzuwenden. Wie der Durchschnuttsfachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren Figuren veranschaulicht werden zur Bereitstellung von Ausführungsformen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifizierungen der Merkmale in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung könnten jedoch für Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
Diese vorliegende Offenbarung ist nicht auf die unten beschriebenen spezifischen Ausführungsformen und Verfahren beschränkt, da spezifische Komponenten und/oder Bedingungen natürlich variieren können. Darüber hinaus wird die hierin verwendete Terminologie nur zum Zweck der Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet und soll in keiner Weise eine Einschränkung bedeuten.
Wie in der Patentschrift und den anhängigen Ansprüchen verwendet, umfassen die Singularform „ein“, „eine“ und „der, die, das“ Bezugwörter im Plural, es sei denn, der Kontext besagt eindeutig etwas Anderes. Zum Beispiel soll ein Bezug auf eine Komponente im Singular eine Vielzahl von Komponenten umfassen.
Die Beschreibung einer Gruppe oder Klasse von Materialien, wie für einen bestimmten Zweck in Verbindung mit einer oder mehreren Ausführungsformen geeignet, bedeutet, dass Mischungen von beliebigen zwei oder mehr der Vertreter der Gruppe oder Klasse geeignet sind. Die Beschreibung von Bestandteilen in chemischen Bezeichnungen bezieht sich auf die Bestandteile zum Zeitpunkt der Hinzufügung zu einer beliebigen Kombination, die in der Beschreibung spezifiziert wird, und schließt nicht notwendigerweise chemische Wechselwirkungen unter Bestandteilen der Mischung, nachdem sie gemischt wurden, aus.
Sofern nicht ausdrücklich anders erwähnt, sind alle nummerischen Größen in dieser Beschreibung, die Dimensionen oder Materialeigenschaften angeben, als durch das Wort „etwa“ modifiziert zu verstehen bei der Beschreibung des am weitesten gefassten Umfangs der vorliegenden Offenbarung.
Die erste Definition eines Akronyms oder einer anderen Abkürzung trifft auf alle nachfolgenden Verwendungen hierin der gleichen Abkürzung zu und ist entsprechend anwendbar auf normale grammatikalische Abwandlungen der zu Beginn definierten Abkürzung zu. Sofern nicht ausdrücklich etwas Gegenteiliges angegeben ist, erfolgt die Messung einer Eigenschaft durch dieselbe Technik wie zuvor oder später für die gleiche Eigenschaft erwähnt.
Im Detail wird Bezug genommen auf Zusammensetzungen, Ausführungsformen und Verfahren von den Erfindern bekannten Ausführungsformen. Allerdings versteht es sich, dass offenbarte Ausführungsformen lediglich Beispielcharakter für die vorliegende Offenbarung haben, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert werden können. Deshalb sind hierin offenbarte spezifische Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als repräsentative Grundlagen für die Lehre eines Fachmanns, die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Weise anzuwenden.
Calciumionen (Ca²⁺) und Magnesiumionen (Mg²⁺) sind übliche Kationen, die in hartem Wasser zu finden sind. Diese Ionen können Ablagerungen (z.B. Kalkablagerungen), wie Carbonate, bilden. Solche Ablagerungen können sich leichter in Warmwassersystemen, wie in Wärmetauschern oder Dampfgarern, bilden, wo Ca²⁺- oder Mg²⁺-Ionen mit Kohlendioxid bei hohen Temperaturen reagieren können unter Erzeugung der Ablagerungen. Weil die Ablagerungen thermisch isolierend sind, beeinflusst die Bildung der Ablagerungen nachteilig Wärmeflüsse, was zu einer schlechten Wärmeübertragung in den Warmwassersystemen führt.
Anstrengungen sind unternommen worden, um die Ablagerungen in Wasser zu reinigen oder zu entfernen. Allerdings fokussierten sich viele auf das Hinzusetzen von sauren chemischen Verbindungen zu dem Wasser, um die Ablagerungen aufzulösen. Ein Hauptnachteil dieser Lösung ist, dass die Hinzufügung der sauren chemischen Verbindungen unvermeidbar zusätzliche Schadstoffe in das Wasser einträgt.
Ultraschall kann genutzt werden, um Komplexe oder damit verbundene Einheiten durch Anwenden von Ultraschallvibrationsenergien auseinanderzubrechen. Die Ultraschallvibrationsenergien können durch die Komplexe oder damit verbundenen Einheiten absorbiert werden, so dass eine Komponente der Komplexe oder damit verbundenen Einheiten von der anderen Komponente davon losgelöst werden kann. Jedoch kann aufgrund der verschiedenen Konfigurationen von Warmwassersystemen das Anpassen einer herkömmlichen Ultraschallvorrichtung an ein solches Warmwassersystem zur Wasserentkalkung schwierig sein. Deshalb besteht eine Notwendigkeit des Entkalkens von Wasser auf eine effizientere Weise.
Aspekte der vorliegenden Offenbarung zielen auf die Nutzung von elektroaktiven Polymeren (EAPs) für die Entfernung von Ablagerungen (d.h. Kalkablagerungen) auf wenigstens einer inneren Oberfläche eines Geräts. In einer Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf das Anbringen einer EAP-Baueinheit an einer äußeren Oberfläche des Geräts. In einer anderen Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf das Anbringen einer EAP-Baueinheit an einer inneren Oberfläche des Geräts. In beiden Ausführungsformen schließt die EAP-Baueinheit wenigstens einen EAP-Film ein, der in Reaktion auf elektrische Stimulationen verformbar ist zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien zur Wasserentkalkung.
1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer EAP-Baueinheit. Wie in 1 gezeigt, schließt die EAP-Baueinheit 100 eine EAP-Schicht 130 ein, die zwischen einer ersten Elektrode 110 und einer zweiten Elektrode 120 liegt. Die EAP-Schicht 130 kann eine Dicke im Bereich von 10 µm bis 100 µm aufweisen. Darüber hinaus kann jede der ersten und zweiten Elektrode, 110 und 120, eine Dicke im Bereich von 100 nm bis 1 µm haben. Die Dimensionen (z.B. Größe und Dicke) und die kristallinen Strukturen der EAP-Schicht 130 können so angepasst werden, um Ultraschallvibrationsenergien entsprechend Anwendungen der EAP-Baueinheit 100 vorzusehen. Des Weiteren können die Dimensionen (z.B. Größe und Dicke) der ersten und zweiten Elektrode, 110 und 120, ebenfalls entsprechend auf der Basis der Anwendungen der EAP-Baueinheit 100 angepasst werden. Außerdem kann infolge der Hydrophobizität von EAPs die EAP-Baueinheit 100 in einer wässrigen Umgebung verwendet werden. Da die EAP-Baueinheit 100 keine sperrigen elektronischen Komponenten zur Erzeugung von Hochfrequenz-Vibrationsenergien erfordert, kann die EAP-Baueinheit 100 eine hervorragende Flexibilität bei verschiedenen Anwendungen bieten.
Bezugnehmend auf 1, können die erste und zweite Elektrode, 110 und 120, in elektrischer Kommunikation mit einer elektrischen Quelle (nicht gezeigt) stehen, so dass eine elektrische Spannung an die erste und zweite Elektrode, 110 und 120, angelegt werden kann. In einer Ausführungsform kann die elektrische Quelle ein elektrisches Stromnetz sein. In einer anderen Ausführungsform kann die elektrische Quelle eine Batterie sein. In noch einer anderen Ausführungsform kann die elektrische Quelle drahtlos mit der ersten und zweiten Elektrode, 110 und 120, gekoppelt sein.
Die erste und zweite Elektrode, 110 und 120, können aus leitfähigen Materialien bestehen. Beispiele für leitfähige Materialien können einschließen, sind aber nicht beschränkt auf, Graphit und Ruß.
In 1 kann die EAP-Schicht 130 der EAP-Baueinheit 100 wenigstens einen EAP-Film einschließen. Der wenigstens eine EAP-Film kann sich verformen (d.h. physikalische Veränderungen in Größe und/oder Gestalt) unter dem Einfluss einer elektrischen Spannung, die an die erste und zweite Elektrode, 110 und 120, angelegt wird. Die Verformung kann zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien führen. Das Entfernen der elektrischen Spannung kann anschließend ermöglichen, dass der wenigstens eine EAP-Film zu seinem ursprünglichen Zustand zurückkehrt (d.h. keine Verformung).
Darüber hinaus können die Frequenz und/oder Amplitude der Ultraschallvibrationsenergien fein abgestimmt werden durch Anpassen der elektrischen Spannung, die an die erste und zweite Elektrode, 110 und 120, angelegt wird, die letztendlich von einer spezifischen Anwendung der EAP-Baueinheit 100 abhängen kann. In einer Ausführungsform kann die Frequenz einer Vibrationsenergie im Bereich von 1 bis 1000 kHz liegen.
EAPs beziehen sich auf Polymere, die sich in Reaktion auf elektrische Stimulationen verformen können. Beispiele für EAPs, die zu der EAP-Baueinheit 100 gefertigt werden können, schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, Silikon, Polyurethan, Acrylat, Kohlenwasserstoffkautschuk, Olefincopolymer, Polyvinyliden-Fluorid-Copolymer, Fluorelastomer, Styrol-Copolymer und adhäsives Elastomer.
Ferner können nicht-einschränkende Verfahren zur Herstellung der EAP-Baueinheit 100 ein Stabbeschichtungsverfahren, ein Balkenbeschichtungsverfahren oder ein Siebdruckverfahren einschließen.
2 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems. Wie in 2 gezeigt, schließt das Wasser-Entkalkungssystem 200 ein Gerät 210 und eine EAP-Baueinheit 220, angebracht an der äußeren Oberfläche des Gerätes 210, ein. Das Gerät 210 kann jedes beliebige Warmwassersystem sein, einschließlich, eines Wärmetauschers, eines Warmwassertanks, eines Dampfgarers, eines Geschirrspülers oder einer Kaffeemaschine, aber ohne darauf beschränkt zu sein. In dieser Ausführungsform kommt die EAP-Baueinheit 220 nicht mit dem Wasser in dem Gerät 210 in Berührung. Ferner können sich, wie in 2 dargestellt, Kalkablagerungen (z.B. Carbonate) 230 bilden und auf den inneren Oberflächen des Geräts 210 mit der Zeit ablagern.
In dieser Ausführungsform schließt die EAP-Baueinheit 220 eine erste Elektrode 240, eine zweite Elektrode 250 und eine EAP-Schicht 260, zwischen der ersten und zweiten Elektrode, 240 und 250, liegend, ein, wie in 1 beschrieben. Die EAP-Schicht 260 kann ferner wenigstens einen EAP-Film einschließen, der sich in Reaktion auf elektrische Stimulationen verformen kann.
Um die Kalkablagerungen 230 auf den inneren Oberflächen des Geräts 210 zu entfernen, kann eine elektrische Spannung an die erste und zweite Elektrode, 240 und 250, der EAP-Baueinheit 220 angelegt werden. Die elektrische Spannung kann dann die Verformung der EAP-Schicht 260 herbeiführen, die anschließend Ultraschallvibrationsenergien erzeugt. Die Ultraschallvibrationsenergien können auf die inneren Oberflächen des Geräts 210 übertragen werden, wo die Ultraschallvibrationsenergien durch die Kalkablagerungen 230 für die Entkalkung absorbiert werden können. Nach Beendigung der Wasserentkalkung kann die elektrische Spannung weggenommen werden, so dass die EAP-Schicht 260 zu ihrem ursprünglichen Zustand zurückkehren kann.
Die elektrische Spannung kann durch eine elektrische Quelle (nicht gezeigt) in elektrischer Kommunikation mit der EAP-Baueinheit 220 bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die elektrische Quelle ein elektrisches Stromnetz sein. Zum Beispiel kann die elektrische Quelle eine Batterie sein.
Als noch ein weiteres Beispiel kann die elektrische Quelle drahtlos mit der ersten und zweiten Elektrode, 240 und 250, gekoppelt sein.
Immer noch Bezug nehmend auf 2 kann die EAP-Baueinheit 220 in entfernbarer Weise an der äußeren Oberfläche des Geräts 210 angebracht werden. Die Anbringung der EAP-Baueinheit 220 an das Gerät 210 kann auch von der äußeren Struktur des Geräts 210 abhängen. Zum Beispiel kann die EAP-Baueinheit 220 an der äußeren Oberfläche des Geräts 210 mit Hilfe von Schrauben oder Bolzen angebracht werden. Als ein weiteres Beispiel kann die EAP-Baueinheit 220 ein Snap-Fit-Merkmal einschließen, das so ausgelegt ist, um mit einer Komponente auf der äußeren Oberfläche des Geräts 210 ineinanderzugreifen. Als noch ein anderes Beispiel kann die EAP-Baueinheit 220 an der äußeren Oberfläche des Geräts 210 mit Hilfe von Klebstoffen angebracht werden. Darüber hinaus, obgleich 2 eine EAP-Baueinheit zeigt, die an der äußeren Oberfläche des Geräts 210 angebracht ist, kann mehr als eine EAP-Baueinheit an der äußeren Oberfläche des Geräts 210 zur Wasserentkalkung angebracht werden.
3 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems. Wie in 3 gezeigt, schließt das Wasser-Entkalkungssystem 300 ein Gerät 310 und eine EAP-Baueinheit 320, angebracht an der äußeren Oberfläche des Gerätes 310, ein. In dieser Ausführungsform kann das Gerät 310 jedes beliebige Warmwassersystem sein, einschließlich eines Wärmetauschers, eines Warmwassertanks, eines Dampfgarers, eines Geschirrspülers oder einer Kaffeemaschine, aber ohne darauf beschränkt zu sein. Ferner, wie in 3 dargestellt, ist die EAP-Baueinheit 320 nicht direkt mit dem Wasser in dem Gerät 310 in Kontakt, und Kalkablagerungen (z.B. Carbonate) 330 können sich bilden und auf den inneren Oberflächen des Geräts 310 mit der Zeit ablagern.
Bezugnehmend auf 3 kann die EAP-Baueinheit 320 in dieser Ausführungsform eine Elektrode 340 und eine an der Elektrode 340 angebrachte EAP-Schicht 350 einschließen. Die EAP-Schicht 350 kann wenigstens einen EAP-Film einschließen, der sich in Reaktion auf elektrische Stimulationen verformen kann. Für den Betrieb wird das Gerät 310 geerdet und fungiert als eine weitere Elektrode, und die EAP-Schicht 350 liegt somit zwischen dem Gerät 310 und der Elektrode 340 der EAP-Baueinheit 320.
Um die Kalkablagerungen 330 auf den inneren Oberflächen des Geräts 310 zu entfernen, kann eine elektrische Spannung an das Gerät 310 und an die Elektrode 340 der EAP-Baueinheit 320 angelegt werden. Die elektrische Spannung kann somit bewirken, dass sich die EAP-Schicht 350 verformt, was Ultraschallvibrationsenergien erzeugt. Die Ultraschallvibrationsenergien können dann auf die Kalkablagerungen 330 auf den inneren Oberflächen des Geräts 310 für die Entkalkung übertragen und durch diese absorbiert werden. Nach Beendigung der Wasserentkalkung kann die elektrische Spannung weggenommen werden, so dass die EAP-Schicht 350 zu ihrem ursprünglichen Zustand zurückkehren kann.
In dieser Ausführungsform kann die an das Gerät 310 angelegte elektrischen Spannung aus einem elektrischen Stromnetz stammen. Darüber hinaus kann die der Elektrode 340 der EAP-Baueinheit 320 bereitgestellte elektrische Spannung von einem elektrischen Stromnetz, einer Batterie oder einer elektrischen Quelle, die drahtlos mit der Elektrode 340 gekoppelt ist, stammen.
Ferner kann in dieser Ausführungsform die EAP-Baueinheit 320 in entfernbarer Weise an der äußeren Oberfläche des Geräts 310 angebracht sein. Die Anbringung der EAP-Baueinheit 320 kann von der äußeren Struktur des Geräts 310 abhängen. Zum Beispiel kann die EAP-Baueinheit 320 an der äußeren Oberfläche des Geräts 310 mit Hilfe von Schrauben oder Bolzen angebracht werden. Als ein weiteres Beispiel kann die EAP-Baueinheit 320 ein Snap-Fit-Merkmal einschließen, das so ausgelegt ist, um mit einer Komponente auf der äußeren Oberfläche des Geräts 310 ineinanderzugreifen. Als noch ein anderes Beispiel kann die EAP-Baueinheit 320 an der äußeren Oberfläche des Geräts 310 mit Hilfe von Klebstoffen angebracht werden. Darüber hinaus kann, obgleich 3 eine EAP-Baueinheit zeigt, die an der äußeren Oberfläche des Geräts 310 angebracht ist, mehr als eine EAP-Baueinheit an der äußeren Oberfläche des Geräts 310 zur Wasserentkalkung angebracht werden.
4 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer dritten Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems. Wie in 4 gezeigt, schließt das Wasser-Entkalkungssystem 400 ein Gerät 410 und eine EAP-Baueinheit 420, angebracht an einer inneren Oberfläche des Geräts 410, ein. Das Gerät 410 kann ein beliebiges Warmwassersystem sein, einschließlich eines Wärmetauschers, eines Warmwassertanks, eines Dampfgarers, eines Geschirrspülers oder einer Kaffeemaschine, aber ohne darauf beschränkt zu sein. In dieser Ausführungsform kommt die EAP-Baueinheit 420 mit dem Wasser in dem Gerät 410 direkt in Berührung. Ferner können sich, wie in 4 dargestellt, Kalkablagerungen (z.B. Carbonate) 430 bilden und auf den inneren Oberflächen des Geräts 410 mit der Zeit ablagern. Es ist ebenfalls möglich, dass Kalkablagerungen 430 gebildet und auf den Oberflächen der EAP-Baueinheit 420 abgelagert werden können.
In dieser Ausführungsform schließt die EAP-Baueinheit 420 eine erste Elektrode 440, eine zweite Elektrode 450 und eine EAP-Schicht 460, die zwischen der ersten und zweiten Elektrode, 440 und 450, liegt, ein, wie in 1 beschrieben. Die EAP-Schicht 460 kann ferner wenigstens einen EAP-Film einschließen, der sich in Reaktion auf elektrische Stimulationen verformen kann.
Um die Kalkablagerungen 430 auf den inneren Oberflächen des Geräts 410 und auf den Oberflächen der EAP-Baueinheit 420 zu entfernen, kann eine elektrische Spannung an die erste und zweite Elektrode, 440 und 450, der EAP-Baueinheit 420 angelegt werden. Die elektrische Spannung kann bewirken, dass sich die EAP-Schicht 460 verformt, um Ultraschallvibrationsenergien zu erzeugen, die dann durch die Kalkablagerungen 430 auf den inneren Oberflächen des Geräts 410 und auf den Oberflächen der EAP-Baueinheit 420 für die Entkalkung absorbiert werden können. Nach der Entfernung der Kalkablagerungen 430 kann die elektrische Spannung weggenommen werden, so dass die EAP-Schicht 460 zu ihrem ursprünglichen Zustand zurückkehren kann.
In dieser Ausführungsform kann die elektrische Spannung durch eine elektrische Quelle (nicht gezeigt) in elektrischer Kommunikation mit der ersten und zweiten Elektrode, 440 und 450, bereitgestellt werden. Als ein Beispiel kann die elektrische Quelle ein elektrisches Stromnetz sein. Als ein weiteres Beispiel kann die elektrische Quelle eine Batterie sein. Als noch ein weiteres Beispiel kann die elektrische Quelle drahtlos mit der ersten und zweiten Elektrode, 440 und 450, gekoppelt sein.
Immer noch unter Bezugnahme auf 4, kann die EAP-Baueinheit 420 in entfernbarer Weise an der inneren Oberfläche des Geräts 410 angebracht sein. Die Anbringung der EAP-Baueinheit 420 kann auch von einer inneren Struktur des Geräts 410 abhängen. Als ein Beispiel kann die EAP-Baueinheit 420 an der inneren Oberfläche des Geräts 410 mit Hilfe von Schrauben oder Bolzen angebracht werden. Als ein weiteres Beispiel kann die EAP-Baueinheit 420 ein Snap-Fit-Merkmal einschließen, das so ausgelegt ist, um mit einer Komponente auf der inneren Oberfläche des Geräts 410 ineinanderzugreifen. Als noch ein anderes Beispiel kann die EAP-Baueinheit 420 an der inneren Oberfläche des Geräts 410 mit Hilfe von Klebstoffen angebracht werden. Die obenstehenden Verfahren haben lediglich Beispielcharakter, und es können andere Verfahren zur Bewerkstelligung der Anbringung zur Anwendung kommen. Darüber hinaus kann, obgleich 4 eine EAP-Baueinheit zeigt, die an der inneren Oberfläche des Geräts 410 angebracht ist, mehr als eine EAP-Baueinheit an der inneren Oberfläche des Geräts 410 zur Wasserentkalkung angebracht werden.
5 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer vierten Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems. Wie in 5 gezeigt, schließt das Wasser-Entkalkungssystem 500 ein Gerät 510 und eine EAP-Baueinheit 520, angebracht an einer inneren Oberfläche des Geräts 510, ein. Das Gerät 510 kann jedes beliebige Warmwassersystem sein, einschließlich eines Wärmetauschers, eines Warmwassertanks, eines Dampfgarers, eines Geschirrspülers oder einer Kaffeemaschine, aber ohne darauf beschränkt zu sein. Ferner, wie in 5 dargestellt, ist die EAP-Baueinheit 520 direkt mit dem Wasser in dem Gerät 510 in Kontakt. Kalkablagerungen (z.B. Carbonate) 530 können sich bilden und auf den inneren Oberflächen des Geräts 510 und auf den Oberflächen der EAP-Baueinheit 520 mit der Zeit abgelagert werden.
In dieser Ausführungsform schließt die EAP-Baueinheit 520 eine Elektrode 540 und eine EAP-Schicht 550, angebracht an der Elektrode 540, ein. Die EAP-Schicht 550 kann wenigstens einen EAP-Film einschließen, der sich in Reaktion auf elektrische Stimulationen verformen kann. Für den Betrieb wird das Gerät 510 geerdet und fungiert als eine weitere Elektrode, und die EAP-Schicht 550 liegt somit zwischen der inneren Oberfläche des Geräts 510 und der Elektrode 540 der EAP-Baueinheit 520.
Anschließend, nach dem Bereitstellen einer elektrischen Spannung für das Gerät 510 und die Elektrode 540 der EAP-Baueinheit 520, kann sich die EAP-Schicht 550 verformen zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien. Die Ultraschallvibrationsenergien können dann durch die Kalkablagerungen 530 auf den inneren Oberflächen des Geräts 510 und auf den Oberflächen der EAP-Baueinheit 520 für die Entkalkung absorbiert werden. Nach Beendigung kann die elektrische Spannung weggenommen werden, so dass die EAP-Schicht 550 zu einem ursprünglichen Zustand zurückkehren kann.
In dieser Ausführungsform kann die dem Gerät 510 bereitgestellte elektrischen Spannung von einem elektrischen Stromnetz stammen. Darüber hinaus kann die der Elektrode 540 der EAP-Baueinheit 520 bereitgestellte elektrische Spannung von einem elektrischen Stromnetz, einer Batterie oder einer elektrischen Quelle, die drahtlos mit der Elektrode 540 gekoppelt ist, stammen.
Ferner kann in dieser Ausführungsform die EAP-Baueinheit 520 in entfernbarer Weise an der inneren Oberfläche des Geräts 510 angebracht sein. Die Anbringung der EAP-Baueinheit 520 kann von einer inneren Struktur des Geräts 510 abhängen. Als ein Beispiel kann die EAP-Baueinheit 520 an der inneren Oberfläche des Geräts 510 mit Hilfe von Schrauben oder Bolzen angebracht werden. Als ein weiteres Beispiel kann die EAP-Baueinheit 520 ein Snap-Fit-Merkmal einschließen, das so ausgelegt ist, um mit einer Komponente auf der inneren Oberfläche des Geräts 510 ineinanderzugreifen. Als noch ein anderes Beispiel kann die EAP-Baueinheit 520 an der inneren Oberfläche des Geräts 510 mit Hilfe von Klebstoffen angebracht werden. Es versteht sich jedoch, dass die obenstehenden Verfahren lediglich Beispielcharakter haben und dass andere Verfahren zur Bewerkstelligung der Anbringung zur Anwendung kommen können. Darüber hinaus kann, obgleich 5 eine EAP-Baueinheit zeigt, die an der inneren Oberfläche des Geräts 510 angebracht ist, mehr als eine EAP-Baueinheit an der inneren Oberfläche des Geräts 510 zur Wasserentkalkung angebracht werden.
6 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer fünften Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems. Wie in 6 gezeigt, schließt das Wasser-Entkalkungssystem 600 ein Gerät 610 und eine EAP-Baueinheit 620, angebracht an einer inneren Oberfläche des Geräts 610, ein. Das Gerät 610 kann jedes beliebige Warmwassersystem sein, einschließlich eines Wärmetauschers, eines Warmwassertanks, eines Dampfgarers, eines Geschirrspülers oder einer Kaffeemaschine, aber ohne darauf beschränkt zu sein. Wie in 6 dargestellt, kommt die EAP-Baueinheit 620 direkt mit dem Wasser in dem Gerät 610 in Berührung, und Kalkablagerungen (z.B. Carbonate) 630 können sich bilden und auf den inneren Oberflächen des Geräts 610 mit der Zeit abgelagert werden. Es ist ebenfalls möglich, dass sich Kalkablagerungen 630 bilden können und auf den Oberflächen der EAP-Baueinheit 620 abgelagert werden können.
In dieser Ausführungsform schließt die EAP-Baueinheit 620 eine Elektrode 640 und eine EAP-Schicht 650, angebracht an der Elektrode 640, ein. Die EAP-Schicht 650 kann wenigstens einen EAP-Film einschließen, der sich in Reaktion auf elektrische Stimulationen verformen kann. Für den Betrieb kann das Wasser in dem Gerät 610 als eine weitere Elektrode fungieren. Als solche kann die EAP-Schicht 650 zwischen der Elektrode 640 der EAP-Baueinheit 620 und dem Wasser in dem Gerät 610 liegen. Darüber hinaus kann zum Schutz der EAP-Schicht 650 und zur Erhöhung der elektrischen Leitung zwischen der Elektrode 640 und dem Wasser in dem Gerät 610 die EAP-Schicht 650 mit einer dünnen Schicht aus elektrisch leitfähigem Material 660 überzogen sein.
Insbesondere kann das elektrisch leitfähige Material 660 Polymere oder Metalle sein, ohne hierauf beschränkt zu sein. Beispiele für Polymere können einschließen, sind aber nicht beschränkt auf, Polyacetylen, Polyanilin, Polypyrrol, Polythiophen und Poly(p-phenylen). Jedes der Polymere kann mit Additiven gemischt werden, wie, aber nicht beschränkt auf, Bindemittel oder Kohlenstoff. Ferner können Beispiele für Metalle Kupfer, Graphit, Titan, Messing, Silber und Platin einschließen, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Anschließend, nach dem Bereitstellen einer elektrischen Spannung für die Elektrode 640 der EAP-Baueinheit 620 und für das Wasser in dem Gerät 610, kann sich die EAP-Schicht 650 verformen zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien, die dann durch die Kalkablagerungen 630 auf den inneren Oberflächen des Geräts 610 und auf den Oberflächen der EAP-Baueinheit 620 für die Entkalkung absorbiert werden können. Die elektrische Spannung kann dann nach dem Entfernen der Kalkablagerungen 630 weggenommen werden, so dass die EAP-Schicht 650 zu einem ursprünglichen Zustand zurückkehren kann.
Ferner kann die EAP-Baueinheit 620 in entfernbarer Weise an der inneren Oberfläche des Geräts 610 angebracht werden. Die Anbringung der EAP-Baueinheit 620 kann von der inneren Struktur des Geräts 610 abhängen. Als ein Beispiel kann die EAP-Baueinheit 620 an der inneren Oberfläche des Geräts 610 mit Hilfe von Schrauben oder Bolzen angebracht werden. Als ein weiteres Beispiel kann die EAP-Baueinheit 620 ein Snap-Fit-Merkmal einschließen, das so ausgelegt ist, um mit einer Komponente auf der inneren Oberfläche des Geräts 610 ineinanderzugreifen. Als noch ein anderes Beispiel kann die EAP-Baueinheit 620 an der inneren Oberfläche des Geräts 610 mit Hilfe von Klebstoffen angebracht werden. Darüber hinaus kann, obgleich 6 eine EAP-Baueinheit zeigt, die an der inneren Oberfläche des Geräts 610 angebracht ist, mehr als eine EAP-Baueinheit an der inneren Oberfläche des Geräts 610 zur Wasserentkalkung angebracht werden.
7 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer sechsten Ausführungsform eines Wasser-Entkalkungssystems. Wie in 7 gezeigt, schließt das Wasser-Entkalkungssystem 700 ein Gerät 710 und eine EAP-Baueinheit 720, die an einer inneren Oberfläche des Geräts 710 angebracht ist, ein. Das Gerät 710 kann ein beliebiges Warmwassersystem sein, einschließlich eines Wärmetauschers, eines Warmwassertanks, eines Dampfgarers, eines Geschirrspülers oder einer Kaffeemaschine, aber ohne darauf beschränkt zu sein. Wie in 7 gezeigt, kommt die EAP-Baueinheit 720 direkt mit dem Wasser in dem Gerät 710 in Berührung. Kalkablagerungen (z.B. Carbonate) 730 können sich bilden und auf den inneren Oberflächen des Geräts 710 mit der Zeit abgelagert werden. Es ist auch möglich, dass sich Kalkablagerungen 730 bilden und auf den Oberflächen der EAP-Baueinheit 720 abgelagert werden können.
In dieser Ausführungsform schließt die EAP-Baueinheit 720 eine EAP-Schicht 740 ein, die ferner wenigstens einen EAP-Film einschließen kann. Der wenigstens eine EAP-Film kann sich in Reaktion auf elektrische Stimulationen verformen. Für den Betrieb wird das Gerät 710 geerdet und fungiert als eine erste Elektrode, und das Wasser in dem Gerät 710 kann als eine zweite Elektrode fungieren. Darüber hinaus kann eine dünne Schicht aus elektrisch leitfähigem Material 750 auf zwei gegenüberliegende Seiten der EAP-Schicht 740 beschichtet werden zum Schutz der EAP-Schicht 740 und zur Erhöhung der elektrischen Leitung zwischen der inneren Oberfläche des Geräts 710 und dem Wasser in dem Gerät 710.
Insbesondere kann das elektrisch leitfähige Material 750 Polymere oder Metalle sein, ohne hierauf beschränkt zu sein. Beispiele für Polymere können einschließen, sind aber nicht beschränkt auf, Polyacetylen, Polyanilin, Polypyrrol, Polythiophen und Poly(p-phenylen). Jedes der Polymere kann mit Additiven gemischt werden, wie, aber nicht beschränkt auf, Bindemittel oder Kohlenstoff. Ferner können Beispiele für Metalle Kupfer, Graphit, Titan, Messing, Silber und Platin einschließen, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Um die Kalkablagerungen 730 auf den inneren Oberflächen des Geräts 710 zu entfernen, kann eine elektrische Spannung zwischen der inneren Oberfläche des Geräts 710 und dem Wasser in dem Gerät 710 bereitgestellt werden. Die elektrische Spannung kann bewirken, dass sich die EAP-Schicht 740 verformt, was Ultraschallvibrationsenergien erzeugt, die durch die Kalkablagerungen 730 für die Entkalkung absorbiert werden können. Nach Beendigung der Wasserentkalkung kann die elektrische Spannung weggenommen werden, so dass die EAP-Schicht 740 zu einem ursprünglichen Zustand zurückkehren kann.
In dieser Ausführungsform kann die EAP-Baueinheit 720 in entfernbarer Weise an der inneren Oberfläche des Geräts 710 angebracht werden. Die Anbringung der EAP-Baueinheit 720 kann von einer inneren Struktur des Geräts 710 abhängen. Als ein Beispiel kann die EAP-Baueinheit 720 an der inneren Oberfläche des Geräts 710 mit Hilfe von Schrauben und Bolzen angebracht werden. Als ein weiteres Beispiel kann die EAP-Baueinheit 720 ein Snap-Fit-Merkmal einschließen, das so ausgelegt ist, um mit einer Komponente auf der inneren Oberfläche des Geräts 210 ineinanderzugreifen. Als noch ein anderes Beispiel kann die EAP-Baueinheit 720 an der inneren Oberfläche des Geräts 710 mit Hilfe von Klebstoffen angebracht werden. Darüber hinaus kann, obgleich 7 eine EAP-Baueinheit zeigt, die an der inneren Oberfläche des Geräts 710 angebracht ist, mehr als eine EAP-Baueinheit an der inneren Oberfläche des Geräts 710 zur Wasserentkalkung angebracht werden.
Nunmehr wird ein Verfahren zum Entkalken von Wasser in einem Gerät beschrieben. 8 zeigt ein exemplarisches Blockdiagramm 800, das ein Verfahren zum Entkalken von Wasser in einem Gerät unter Verwendung einer EAP-Baueinheit veranschaulicht. Bezugnehmend auf 8 wird im Schritt 810 eine EAP-Baueinheit an einer äußeren oder inneren Oberfläche des Geräts angebracht. Die EAP-Baueinheit kann wenigstens einen EAP-Film einschließen, der sich in Reaktion auf elektrische Stimulationen verformen kann. Im Schritt 820 wird eine elektrische Spannung an die EAP-Baueinheit angelegt, so dass der wenigstens eine EAP-Film sich verformen kann zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien. Die Ultraschallvibrationsenergien können dann auf die Kalkablagerungen, die auf den inneren Oberflächen des Geräts abgelagert wurden, für die Entkalkung übertragen und durch diese absorbiert werden. Im Schritt 830 kann, wenn die Wasserentkalkung abgeschlossen ist, die an die EAP-Baueinheit angelegte elektrische Spannung im Schritt 840 weggenommen werden. Andernfalls kann die elektrische Spannung bis zur Vollendung an die EAP-Baueinheit angelegt bleiben. Des Weiteren wird im Schritt 850 die EAP-Baueinheit von der äußeren oder inneren Oberfläche des Geräts abgenommen.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen, durch die Ansprüche umfassten Formen beschreiben. Die in der Patentschrift verwendeten Begriffe sind Begriffe der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen als solche hätten beschrieben werden können, die Vorteile bieten oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Charakteristika bevorzugt sind, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass eines oder mehrere Merkmale oder Charakteristika beeinträchtigt werden können, um die gewünschten Systemgesamteigenschaften zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können einschließen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Vermarktbarkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Brauchbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit, etc. Als solche liegen in dem Maße, wie beliebige Ausführungsformen als weniger erwünscht als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik mit Bezug auf eine oder mehrere Charakteristika beschrieben werden, diese Ausführungsformen nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen erwünscht sein.

Claims

Wasser-Entkalkungssystem, umfassend: eine elektroaktive Polymer (EAP)-Schicht mit wenigstens einem EAP-Film; eine erste Elektrode, die mit der EAP-Schicht in Kontakt steht und so konfiguriert ist, um mit einer Oberfläche eines Geräts in Kontakt zu stehen, das wenigstens eine innere Oberfläche mit darauf abgeschiedenen Kalkablagerungen aufweisen kann, wobei die erste Elektrode so konfiguriert ist, um zwischen der EAP-Schicht und der Oberfläche des Geräts zu liegen; eine zweite Elektrode, die mit der EAP-Schicht in Kontakt steht, wobei die EAP-Schicht so konfiguriert ist, um zwischen der ersten und der zweiten Elektrode zu liegen; und einen elektrischen Steckverbinder, der so konfiguriert ist, um den Anschluss an eine elektrische Quelle unter elektrischer Verbindung mit der ersten und der zweiten Elektrode herzustellen, und so konfiguriert ist, um eine elektrische Spannung an die erste und die zweite Elektrode anzulegen, wobei der wenigstens eine EAP-Film in Reaktion auf die elektrische Spannung verformbar ist zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien, die zum Entkalken der Kalkablagerungen übertragbar sind.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 1, wobei die EAP-Schicht eine Dicke im Bereich von 10 µm bis 100 µm aufweist.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 1, wobei der wenigstens eine EAP-Film elektroaktive Polymere einschließt, die gewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Silikon, Polyurethan, Acrylat, Kohlenwasserstoffkautschuk, Olefincopolymer, Polyvinyliden-Fluorid-Copolymer, Fluorelastomer, Styrol-Copolymer und adhäsivem Elastomer.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 1, wobei die erste Elektrode eine Dicke im Bereich von 100 nm bis 1 µm aufweist, und die zweite Elektrode eine Dicke im Bereich von 100 nm bis 1 µm aufweist.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 1, wobei die erste Elektrode ein erstes leitfähiges Material einschließt, wobei das erste leitfähige Material Graphit oder Ruß ist, und die zweite Elektrode ein zweites leitfähiges Material einschließt, wobei das zweite leitfähige Material Graphit oder Ruß ist.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 1, wobei die elektrische Quelle ein Stromnetz oder eine Batterie ist.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 1, wobei die elektrische Quelle drahtlos mit der ersten und der zweiten Elektrode gekoppelt ist.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 1, wobei die UltraschallVibrationsenergien Frequenzen im Bereich von 1 bis 1000 kHz aufweisen.
Wasser-Entkalkungssystem, umfassend: eine elektroaktive Polymer (EAP)-Schicht mit wenigstens einem EAP-Film, wobei die EAP-Schicht so konfiguriert ist, um mit einer Oberfläche eines geerdeten Geräts in Kontakt zu stehen, das wenigstens eine innere Oberfläche mit darauf abgeschiedenen Kalkablagerungen aufweisen kann, wobei das geerdete Gerät so konfiguriert ist, um als eine erste Elektrode zu fungieren, eine zweite Elektrode, die mit der EAP-Schicht in Kontakt steht, wobei die EAP-Schicht so konfiguriert ist, um zwischen der Oberfläche des geerdeten Geräts und der zweiten Elektrode zu liegen; und einen elektrischen Steckverbinder, der so konfiguriert ist, um den Anschluss an eine elektrische Quelle unter elektrischer Verbindung mit der zweiten Elektrode herzustellen, und so konfiguriert ist, um eine elektrische Spannung an die zweite Elektrode anzulegen, wobei der wenigstens eine EAP-Film in Reaktion auf die elektrische Spannung verformbar ist zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien, die zum Entkalken der Kalkablagerungen übertragbar sind
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 9, wobei die EAP-Schicht eine Dicke im Bereich von 10 µm bis 100 µm aufweist.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 9, wobei der wenigstens eine EAP-Film elektroaktive Polymere einschließt, die aus der Gruppe gewählt sind, bestehend aus Silikon, Polyurethan, Acrylat, Kohlenwasserstoffkautschuk, Olefincopolymer, Polyvinyliden-Fluorid-Copolymer, Fluorelastomer, Styrol-Copolymer und adhäsivem Elastomer.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 9, wobei die zweite Elektrode eine Dicke im Bereich von 100 nm bis 1 µm aufweist.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 9, wobei die zweite Elektrode ein leitfähiges Material einschließt, wobei das leitfähige Material Graphit oder Ruß ist.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 9, wobei die elektrische Quelle ein Stromnetz oder eine Batterie ist.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 9, wobei die elektrische Quelle drahtlos mit der zweiten Elektrode gekoppelt ist.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 9, wobei die UltraschallVibrationsenergien Frequenzen im Bereich von 1 bis 1000 kHz aufweisen.
Wasser-Entkalkungssystem, umfassend: eine elektroaktives Polymer (EAP)-Schicht mit wenigstens einem EAP-Film, wobei die EAP-Schicht eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, wobei die erste Seite mit einer ersten Überzugschicht eines ersten, elektrisch leitfähigen Materials überzogen ist, wobei das erste elektrisch leitfähige Material so konfiguriert ist, um mit einer inneren Oberfläche eines geerdeten Geräts in Kontakt zu stehen, das wenigstens eine innere Oberfläche mit darauf abgeschiedenen Kalkablagerungen aufweisen kann, wobei das geerdete Gerät so konfiguriert ist, um als eine erste Elektrode zu fungieren, wobei die zweite Seite mit einer zweiten Überzugsschicht eines zweiten elektrisch leitfähigen Materials überzogen ist, wobei das zweite elektrisch leitfähige Material so konfiguriert ist, um mit Wasser in dem geerdeten Gerät in Kontakt zu sein, wobei das Wasser so konfiguriert ist, um als eine zweite Elektrode zu fungieren, wobei der wenigstens eine EAP-Film in Reaktion auf eine elektrische Spannung verformbar ist, die an das geerdete Gerät angelegt ist zur Erzeugung von Ultraschallvibrationsenergien, die zum Entkalken der Kalkablagerungen übertragbar sind, wobei die elektrische Spannung durch eine elektrische Quelle in elektrischer Kommunikation mit dem geerdeten Gerät bereitgestellt wird.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 17, wobei die EAP-Schicht eine Dicke im Bereich von 10 µm zu 100 µm aufweist.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 17, wobei das erste elektrisch leitfähige Material aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus Polyacetylen, Polyanilin, Polypyrrol, Polythiophen, Poly(p-phenylen), Kupfer, Graphit, Titan, Messing, Silber und Platin, und das zweite elektrisch leitfähige Material aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus Polyacetylen, Polyanilin, Polypyrrol, Polythiophen, Poly(p-phenylen), Kupfer, Graphit, Titan, Messing, Silber und Platin.
Wasser-Entkalkungssystem von Anspruch 17, wobei die elektrische Quelle ein elektrisches Stromnetz ist.