ES2345168T3 - Generador de vapor electrolitico y lavadora que lo usa. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de generación de vapor electrolítico que comprende: una célula electrolítica; partes de electrodo en las que un par de polo positivo y polo negativo están dispuestos en paralelo y opuestos entre sí en la célula electrolítica; un elemento piezoeléctrico que genera vapor de agua electrolítica generado dentro de la célula electrolítica; un dispositivo de suministro de agua que suministra agua a la célula electrolítica; un dispositivo de descarga que descarga el vapor de la célula electrolítica y un circuito de control que controla las etapas, en el que en una etapa de electrolisis, para generar una columna de agua, se aplica al elemento piezoeléctrico una tensión que no permite que se genere el vapor.
Description
Generador de vapor electrolítico y lavadora que
lo usa.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de generación de vapor electrolítico, para desinfección
y efectos antibacterianos, y a una lavadora que usa el mismo.
En los últimos años, se han propuesto técnicas
para someter la ropa para lavar a un tratamiento antibacteriano
durante el lavado. Por ejemplo, en el Documento de Patente 1 se
describe una lavadora eléctrica con un generador de iones que
genera un ión metálico que tiene capacidad bactericida. En el
Documento de Patente 2 se describe una lavadora con una unidad de
adición de iones de Ag que añade un ión de Ag al agua de lavado. En
el Documento de Patente 3 se describe una lavadora en la que se
pulveriza agua con un ión de Ag eluido sobre la ropa a modo de
ducha. En el Documento de Patente 4 se describe una secadora que
rocía, sobre la ropa para lavar, vapor de agua con un ión de Ag
eluido.
Normalmente, la elución de un ión metálico se
lleva a cabo mediante electrolisis. La aplicación de una tensión
entre electrodos para electrolisis permite que el ión metálico se
eluya del electrodo anódico según la ley de Faraday.
No obstante, en los Documentos de Patente 1 y 2,
el agua con el ión metálico eluido se usa en el aclarado y, por
consiguiente, el ión metálico no acoplado a la ropa se descarga a
modo de desagüe. Por consiguiente, se desperdicia la mayor parte
del ión metálico. Además, en los Documentos de Patente 3 y 4, la
elución del ión de Ag se lleva a cabo mediante un procedimiento de
flujo usando una vía de flujo de la acometida de agua y, por
consiguiente, sólo se crea agua electrolítica de ión de Ag de baja
concentración. Por lo tanto, se necesita una gran cantidad de agua
electrolítica para obtener el ión de Ag que produce el efecto
antibacteriano en la ropa lavada. En este caso, dado que un
elemento piezoeléctrico no puede generar tanto vapor por unidad de
tiempo, el tiempo de procesamiento es muy largo.
[Documento de Patente 1] Publicación de modelo
de utilidad japonés, sin examinar, Nº H05-74487.
[Documento de Patente 2] Publicación de patente
japonesa, sin examinar, Nº 2001-276484.
[Documento de Patente 3] Publicación de patente
japonesa, sin examinar, Nº 2005-87712.
[Documento de Patente 4] Publicación de patente
japonesa, sin examinar, Nº 2006-141579.
Un aspecto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de generación de vapor electrolítico que
incluye una célula electrolítica, partes de electrodo en las que un
par de polo positivo y polo negativo están dispuestos en paralelo y
opuestos entre sí en la célula electrolítica, un elemento
piezoeléctrico que genera vapor de agua electrolítica generado
dentro de la célula electrolítica, un dispositivo de suministro de
agua que suministra agua a la célula electrolítica, un dispositivo
de descarga que descarga el vapor de la célula electrolítica y un
circuito de control que controla la etapas de funcionamiento de la
célula electrolítica, en el que en una etapa de electrolisis, para
generar una columna de agua, se aplica al elemento piezoeléctrico
una tensión que no permite que se genere el vapor. Dado que en la
etapa de electrolisis, aplicando al elemento piezoeléctrico la
tensión que no permite que se genere vapor, para generar la columna
de agua, la electrolisis de las partes de electrodo se lleva a cabo
mediante un procedimiento de lotes, se puede obtener, de manera
estable y continua, el agua con alta concentración de iones
metálicos deseada de acuerdo con un valor de corriente
electrolítica y a un tiempo de electrolisis. Aplicando al elemento
piezoeléctrico la tensión que no permite que se genere el vapor,
para generar la columna de agua, durante la etapa de electrolisis se
puede hacer circular de manera eficaz una solución acuosa, de
manera que se puede evitar un efecto perjudicial, tal como la no
uniformidad de la solución asociada al procedimiento de lotes y
similares. El elemento piezoeléctrico puede tener tanto la función
de generación del vapor como la función de circulación del agua en
la célula electrolítica.
Preferentemente, el circuito de control ejecuta
una etapa de desagüe para descargar agua electrolítica de la célula
electrolítica. Con esta configuración, descargando la solución
acuosa con un ión metálico eluido, mediante electrolisis, tras el
suministro de vapor, se puede evitar que la solución acuosa que
queda hasta el siguiente uso cambie de calidad, se sedimente y se
acumule dañando el dispositivo.
Preferentemente, el circuito de control ejecuta
una etapa de suministro de agua para suministrar agua a la célula
electrolítica tras la etapa de desagüe. Con esta configuración, dado
que una serie de etapas asociadas a la generación de vapor
electrolítico siempre terminan en una condición en la que se
suministra el agua, el interior de la célula electrolítica no está
seco y se puede mantener en una condición en la que apenas se
forman materiales sólidos.
Preferentemente, el circuito de control ejecuta
una etapa de limpieza para limpiar el interior de la célula
electrolítica tras la etapa de desagüe. Añadiendo la etapa de
limpieza, se pueden limpiar las partes de electrodo y el interior
de la célula electrolítica y se puede impedir que se formen
depósitos y similares dentro de la célula electrolítica durante un
tiempo prolongado, de manera que se puede mantener una condición
estable para la electrolisis.
Preferentemente, el circuito de control ejecuta
una etapa de suministro de agua para suministrar agua a la célula
electrolítica tras la etapa de limpieza. Con esta configuración,
dado que la serie de etapas asociadas a la generación de vapor
electrolítico siempre terminan en una condición en la que se
suministra el agua, el interior de la célula electrolítica no está
seco y se puede mantener en una condición en la que apenas se
forman materiales sólidos.
Preferentemente, la tensión que no permite que
se genere el vapor y que se aplica al elemento piezoeléctrico puede
ser 1/3 o más y 1/2 o menos de una tensión nominal que permite que
se genere el vapor. Con esta configuración, si bien la columna de
agua generada desde el elemento piezoeléctrico se extiende por
encima de una superficie de agua, está en una condición en la que
no se llega a la generación de vapor por colisión del agua. Por
consiguiente, se puede formar una vía de circulación del agua desde
el elemento piezoeléctrico hacia una dirección de caída de la
columna de agua, de manera que se puede hacer que la condición
electrolítica sea uniforme desde las partes de electrodo hasta toda
la solución acuosa del interior de la célula electrolítica.
Preferentemente, la columna de agua generada
desde el elemento piezoeléctrico se puede formar por medio de un
flujo que pasa a través de las partes de electrodo. Con esta
configuración, la circulación de agua de la etapa de electrolisis
se puede llevar a cabo uniformemente y se pueden evitar efectos
perjudiciales, tales como la no uniformidad de la solución asociada
al procedimiento de lotes.
Preferentemente, la célula electrolítica puede
tener una parte hendida que tiene una profundidad predeterminada en
una parte inferior de la misma y el elemento piezoeléctrico puede
estar dispuesto en la parte hendida a fin de que esté inclinado.
Con esta configuración, se puede reducir al mínimo posible un
volumen de agua almacenada a un nivel necesario para proteger el
elemento piezoeléctrico y se puede reducir un volumen de la solución
acuosa con el ion metálico eludido que se desperdicia
involuntariamente a modo de desagüe tras la etapa de procesamiento
con vapor.
Preferentemente, la etapa de electrolisis se
puede controlar por medio de un circuito de corriente constante.
Con esta configuración, incluso si las propiedades del agua de
servicio cambian en cierta medida, se puede obtener la solución
acuosa electrolítica que contiene una cantidad determinada de Ag y
se pueden producir efectos uniformes en la ropa.
Otro aspecto de la presente invención es
proporcionar una lavadora que incluye el dispositivo de generación
de vapor electrolítico que se ha descrito anteriormente, un tambor
de lavado que contiene la ropa para lavar, un tambor exterior en el
que está montado internamente el tambor de lavado de manera que
puede rotar y un dispositivo de suministro de agua que suministra
agua de lavado al tambor exterior, en la que vapor de agua
electrolítica generado por medio del dispositivo de generación de
vapor electrolítico se suministra al tambor de lavado. Esto puede
producir acciones de desinfección y antibacterianas en la ropa, así
como una acción antimoho en el tambor de lavado. Estableciendo una
posición de acoplamiento del dispositivo de generación de vapor
electrolítico en una parte superior del lateral de superficie
delantera del tambor de lavado de tipo horizontal u oblicuo, un
usuario también puede observar el contacto del vapor generado, que
tiene un diámetro medio de partícula de 10 \mum, con la ropa
lavada del interior del tambor de lavado, de manera que el usuario
puede comprobar visualmente la etapa de procesamiento de la ropa con
el vapor para obtener un efecto visual del procesamiento con
vapor.
Preferentemente, una superficie interior de una
parte de introducción desde el dispositivo de generación de vapor
electrolítico hasta el tambor de lavado se puede someter a un
tratamiento hidrófugo. Esto permite que el vapor generado llegue a
la ropa lavada, a la vez que impide, al máximo, la pérdida del vapor
debido al acoplamiento a una superficie de pared hasta que se
introduce en el tambor de lavado.
Preferentemente, el dispositivo de generación de
vapor electrolítico puede suministrar, a la lavadora, vapor de agua
electrolítica de iones de Ag de 20 ppm o más y 200 ppm o menos. Con
esta configuración, la solución acuosa electrolítica con alta
concentración de iones puede reducir un volumen de líquido necesario
para la ropa, lo que tiene como resultado una reducción del tiempo
de procesamiento con vapor.
Preferentemente, el suministro del vapor al
tambor de lavado se puede llevar a cabo mientras gira la ropa tras
una etapa final de secado por centrifugación. Con esta
configuración, dado que, una vez acoplada la solución acuosa
electrolítica con alta concentración de iones a la ropa lavada, ésta
se vuelve a mojar y a extender utilizando el agua contenida en la
ropa, se podría corregir la no uniformidad del acoplamiento de
vapor.
La Fig. 1 es una vista de configuración de un
dispositivo de generación de vapor electrolítico de la forma de
realización 1;
la Fig. 2 es una vista transversal de la Fig.
1;
la Fig. 3 es una vista desde arriba que muestra
una disposición de partes de electrodo y de un elemento
piezoeléctrico dentro de una célula electrolítica;
la Fig. 4 es una vista transversal de una
lavadora y secadora que tiene montado el dispositivo de generación
de vapor electrolítico;
la Fig. 5 es una vista desde atrás de la Fig.
4
la Fig. 6 es un diagrama de flujo de sistemas
del dispositivo de generación de vapor electrolítico de la forma de
realización 1;
la Fig. 7 es una vista de configuración de un
dispositivo de generación de vapor electrolítico de la forma de
realización 2;
la Fig. 8 es un diagrama de flujo de sistemas de
un dispositivo de generación de vapor electrolítico de la forma de
realización 3;
la Fig. 9 es un diagrama de flujo de sistemas de
un dispositivo de generación de vapor electrolítico de la forma de
realización 4.
- 1
- célula electrolítica
- 2
- parte de electrodo
- 4
- elemento piezoeléctrico
- 5
- parte hendida
- 6
- rectificador
- 7
- ventilador giratorio
- 8
- salida de vapor
- 9
- orifico de desagüe y suministro de agua
- 10
- cuerpo
- 12
- tambor exterior cilíndrico
- 13
- ropa
- 14
- tambor interior cilíndrico
- 15
- motor de accionamiento
- 40
- dispositivo de generación de vapor electrolítico
- 41
- vía de introducción de vapor
- 50
- dispositivo de suministro de agua
- 70
- dispositivo de descarga
- 80
- circuito de control
A continuación, se describen formas de
realización de la presente invención en relación con los dibujos. No
obstante, estas formas de realización no limitan la presente
invención.
Forma de realización
1
La Fig. 1 es una vista de configuración
esquemática de un dispositivo de generación de vapor electrolítico
según la forma de realización 1 de la presente invención, la Fig. 2
es una vista transversal de la Fig. 1 y la Fig. 3 es una vista
desde arriba de partes de electrodo y de un elemento
piezoeléctrico.
Dos láminas de partes de electrodo 2 están
dispuestas en paralelo respecto a una superficie inferior de la
célula electrolítica 1. Las partes de electrodo 2 son,
específicamente, placas de Ag de 2 cm x 5 cm que tienen un grosor
de 1,2 mm y separadas entre sí una distancia de 8 mm. La parte de
extremo 2a, para aplicar una tensión a través de una empaquetadura
de caucho 3 de cada una de las partes de electrodo 2, está fuera de
la célula electrolítica 1. Cada una de las partes de electrodo 2
está fijada a la superficie inferior de la célula electrolítica 1
por medio de una empaquetadura de caucho 3.
El elemento piezoeléctrico 4 está dispuesto
adyacente a una posición en la que se forma una columna de agua
generada por medio de un flujo de agua que pasa entre dos láminas de
partes de electrodo 2. En una parte inferior, se proporciona una
parte hendida 5 que tiene una profundidad predeterminada de 15 mm
desde la superficie inferior de la célula electrolítica 1, en la
que está dispuesto el elemento piezoeléctrico 4 a fin de mantener
una inclinación de, aproximadamente, 10 grados. Por consiguiente,
la columna de agua generada desde el elemento piezoeléctrico 4 se
forma con un ángulo en una dirección oblicua y se forma por el flujo
de agua que pasa entre las partes de electrodo 2 separadas entre sí
una distancia de 8 mm, de manera que se puede formar una vía de
circulación del agua desde el elemento piezoeléctrico 4 hacia una
dirección de caída de columna de agua. Específicamente, se usa un
elemento piezoeléctrico 4 de 20 mm de \phi y 1,6 MHz para 48 V de
CA nominal.
Además, encima de las partes de electrodo 2,
está dispuesto un rectificador 6 que tiene una forma sustancialmente
semicilíndrica en una parte a una distancia determinada de una
posición de superficie superior de la célula electrolítica 1, a fin
de que esté fijado a una parte de superficie superior.
Específicamente, tiene una forma semicilíndrica de 35 mm x 60 mm de
\phi y está hecho de vidrio que tiene un grosor de 1 mm. El
rectificador 6 está colocado de tal manera que, durante el
suministro de vapor, la columna de agua generada desde el elemento
piezoeléctrico 4 choca contra el rectificador 6, que tiene forma
sustancialmente semicilíndrica, mientras lleva a cabo la colisión
del agua y de manera que el agua cae entre dos láminas de partes de
electrodos 2 para que retorne.
En la superficie superior de la célula
electrolítica 1, aproximadamente, 10 mm por encima del rectificador
6, que tiene forma sustancialmente semicilíndrica, está dispuesto un
ventilador giratorio 7 como dispositivo de descarga 70 que descarga
vapor generado dentro de la célula electrolítica 1. El ventilador
giratorio 7 está hecho de un ventilador de flujo axial que tiene un
diámetro de 30 mm. Una configuración está hecha de tal manera que
el viento del ventilador giratorio 7 es bloqueado por el
rectificador 6, que tiene forma sustancialmente semicilíndrica,
pasa a través de espacios de, aproximadamente, 5 mm entre una
superficie de pared interior de la célula electrolítica 1 y el
rectificador 6 y fluye en una dirección hacia dentro, de manera que
el viento se suministra a la columna de agua generada desde el
elemento piezoeléctrico 4 desde una dirección de superficie
lateral. Una salida de vapor 8 está dispuesta en una parte superior
de superficie lateral de la célula electrolítica 1.
Además, en la parte hendida 5 de la célula
electrolítica 1, en la que está dispuesto el elemento piezoeléctrico
4, está provisto un orificio de desagüe y suministro de agua 9. Una
válvula de conmutación 60 conecta el orificio de desagüe y
suministro de agua 9 a un dispositivo de suministro de agua 50
durante el suministro de agua y a una tubería de desagüe 61 durante
el desagüe. Una tubería de acometida de agua 51 está conectada al
dispositivo de suministro de agua 50. Un circuito de control 80
dispuesto cerca de la célula electrolítica 1 controla las etapas de
funcionamiento de la célula electrolítica 1 mediante un acoplamiento
que no se muestra. Un detector de nivel de agua (no se muestra)
está provisto en la célula electrolítica 1 para llevar a cabo el
control del nivel máximo de suministro de agua a la célula
electrolítica 1 y el control del nivel mínimo cuando se genera el
vapor.
La Fig. 4 es una vista transversal de una
lavadora y secadora con el dispositivo de generación de vapor
electrolítico de la forma de realización 1 de la presente invención
instalado y la Fig. 5 es una vista desde atrás de la Fig. 4.
Un tambor exterior cilíndrico 12, sujeto
elásticamente por medio de una pluralidad de piezas de suspensión
11, está provisto dentro del cuerpo 10 y las piezas de suspensión 11
absorben las vibraciones durante el lavado y el secado por
centrifugación. Dentro del tambor exterior 12 está provisto, de
manera que puede rotar, un tambor interior cilíndrico 14 para
contener la ropa 13 y se acciona de manera giratoria por medio de un
motor de accionamiento 15, tal como un dispositivo de
accionamiento. El tambor exterior 12 sirve de cámara de lavado de
la ropa 13 en una etapa de lavado y de cámara de secado de la ropa
13 en una etapa de secado.
En una superficie delantera del cuerpo 10 están
provistas una parte de abertura 10a, para meter y sacar la ropa 13,
y una puerta 16 para abrir y cerrar la misma. La puerta 16 es de
vidrio transparente de manera que se puede observar la ropa del
interior del tambor de lavado. Asimismo, el tambor exterior 12 y el
tambor interior 14 tienen partes de abertura similares en el
lateral de superficie delantera de los mismos y dicha parte de
abertura del tambor exterior 12 está unida, de manera estanca, a la
parte de abertura 10a del cuerpo 10 por medio de un fuelle. En una
parte inferior del tambor exterior 12 está provisto un orifico de
desagüe 17 para descargar el agua de lavado y está unido a la
válvula de desagüe 18 que abre y cierra una vía de desagüe. Durante
el lavado, la válvula de desagüe 18 está cerrada de manera que un
volumen predeterminado de agua de lavado se puede almacenar en el
tambor exterior 12. Un ventilador impelente 19, tal como un
dispositivo de ventilación, está provisto en una parte superior del
cuerpo 10.
El ventilador impelente 19 succiona aire de
secado, que ha pasado a través del tambor interior 14 y del tambor
exterior 12, de la salida del tambor exterior 20 provista encima del
tambor exterior 12 e introduce aire en una vía de circulación del
aire ascendente 21 provista en una superficie trasera del tambor
exterior 12 para conducir el aire de la entrada de la vía de
circulación del aire ascendente 22 a la salida de la vía de
circulación del aire ascendente 23, como se indica con la flecha a.
Además, una vía de circulación del aire descendente 24 está
provista en una superficie exterior del tambor exterior 12 y el aire
de secado que entra a través de la entrada de la vía de circulación
del aire descendente 25 se introduce en una dirección de la flecha
b para suministrarlo al tambor exterior 12 y al tambor interior 14 a
través de un orificio de ventilación 26.
En una parte inferior de la superficie trasera
del tambor exterior 12 está dispuesto un dispositivo de bombeo de
calor 30 en el que un compresor 27, un radiador 28, que irradia
calor de un refrigerante comprimido, un dispositivo de reducción de
presión (no se muestra), para reducir una presión del refrigerante a
alta presión, y un absorbedor de calor 29, en el que el
refrigerante a baja presión que resulta de la reducción de presión
elimina el calor de alrededor, están unidos entre sí por medio de
una tubería, a fin de que el refrigerante circule a través de los
mismos y un espacio vacío del interior del cuerpo 10 se utiliza de
manera eficaz para alojar el dispositivo de bombeo de calor 30. Una
vía de intercambio térmico del aire 31 sirve para hacer que el aire
del ventilador impelente 19 fluya desde el absorbedor de calor 29
hasta el radiador térmico 28 en una dirección de la flecha c y
contiene el compresor 27 al lado del absorbedor de calor 29 y del
radiador térmico 28 en una dirección lateral del cuerpo 10 dentro
de la vía de intercambio térmico del aire 31. Un lateral de entrada
de la vía de intercambio térmico del aire 31 está comunicado con una
salida de la vía de circulación del aire ascendente 23 y un lateral
de salida de la misma está comunicado con una entrada de la vía de
circulación del aire descendente 25.
En la vía de circulación del aire ascendente 21
desde el tambor exterior 12 hasta el absorbedor de calor 29, en una
superficie superior del cuerpo 10 está provisto un orificio de
salida 32 para que el aire que fluye en la misma salga del cuerpo
10. Una rejilla de ventilación de apertura y cierre libre 33 está
provista en el orificio de salida 32, a fin de poder seleccionar si
se lleva a cabo o no la salida de aire desde el orificio de salida
32 y el ajuste de una dirección de salida.
Además, un orificio de entrada 34 para que entre
aire externo está provisto hacia abajo del orificio de salida 32 en
la vía de circulación del aire ascendente 21. El orificio de entrada
34 está situado entre el orificio de salida 32 y el ventilador
impelente 19 y un dispositivo de apertura y cierre del orificio de
entrada 34 está hecho de una válvula de entrada 35 constituida por
un válvula de apertura y cierre, tal como una válvula
electromagnética, a fin de poder seleccionar si se lleva a cabo o no
la entrada de aire.
Una entrada de la vía de circulación del aire
descendente 25 y una salida de la vía de transferencia térmica del
aire 31a están comunicadas a través de una manguera de suministro 36
hecha de un material flexible, que se puede extender y contraer a
modo de fuelle, y una salida del tambor exterior 20 y una entrada de
la vía de comunicación del aire ascendente 22 están comunicadas a
través de una manguera de salida 37 hecha de un material flexible,
que se puede extender y contraer a modo de fuelle, que impide que
las vibraciones del tambor exterior 12 se transmitan al dispositivo
de bombeo de calor 30. Además, en una parte inferior de la vía de
transferencia térmica del aire 31, está provisto un recipiente de
agua de desagüe 38 para recoger agua deshumidificada del absorbedor
de calor 29 y el agua recogida en el recipiente de agua de desagüe
38 se descarga fuera de la máquina desde la bomba de desagüe
39.
En el dispositivo de bombeo de calor 30, el
compresor 27, el radiador 28, que irradia calor del refrigerante
comprimido, el dispositivo de reducción de calor, para reducir la
presión del refrigerante a alta presión y formado por una válvula
de mariposa, un capilar y similar, y el absorbedor de calor 29, en
el que el refrigerante a baja presión que resulta de la reducción
de presión elimina el calor de alrededor, están unidos entre sí por
medio de una tubería, a fin de que el refrigerante circule a través
de los mismos, de manera que se realiza un ciclo de bombeo de
calor.
El dispositivo de generación de vapor
electrolítico 40 está dispuesto en una parte superior delantera del
cuerpo 10. La vía de introducción de vapor 41 une el dispositivo de
generación de vapor electrolítico 40 y el tambor exterior 12 para
conducir el vapor generado al tambor interior 14, permitiendo de ese
modo el procesamiento con vapor de la ropa 13. La vía de
introducción de vapor 41 se somete a un tratamiento hidrófugo para
impedir al máximo el acoplamiento del vapor a una superficie de
pared de la vía. Específicamente, se aplica a la misma un
recubrimiento de resina de flúor.
A continuación, se describe el funcionamiento
del dispositivo de generación de vapor electrolítico. La Fig. 6 es
un diagrama de flujo de sistemas que muestra el funcionamiento del
dispositivo de generación de vapor electrolítico.
En primer lugar, se lleva a cabo una etapa de
suministro de agua para suministrar agua a la célula electrolítica
1 hasta un nivel de agua predeterminado. El dispositivo de
suministro de agua 50 suministra agua a la célula electrolítica 1 a
través de la válvula de conmutación 60 y del orificio de desagüe y
suministro de agua 9 y detiene el suministro de agua cuando el
detector de nivel de agua detecta el nivel de agua predeterminado.
Por ejemplo, se suministran, aproximadamente, 100 ml de agua de
servicio que tiene una dureza de, aproximadamente, 40 y una
conductividad eléctrica de 150 \mus/cm, de manera que el nivel de
agua en la célula electrolítica 1 es de 30 mm desde la superficie
inferior.
A continuación, como etapa de electrolisis, se
aplican 24 V de CA al elemento piezoeléctrico 4 como una tensión
que no permite que se genere el vapor, permitiendo de ese modo que
el agua del interior de la célula electrolítica 1 circule a través
del mismo. Prácticamente a la vez, se aplica una tensión utilizando
un circuito de corriente constante a fin de pasar 30 mA de CC a
través de las partes de electrodo 2. La columna de agua generada
desde el elemento piezoeléctrico 4 está formada por un flujo de
agua que pasa entre las partes de electrodo 2 y el agua de retorno,
tras formar la columna de agua en una dirección ascendente oblicua,
también cae entre las partes de electrodo 2, aumentando de ese modo
el efecto de que el agua electrolítica esté en una condición
uniforme. La electrolisis se lleva a cabo durante 200 segundos
mientras una polaridad de los electrodos a los que se aplica la
tensión se invierte, aproximadamente, cada 20 segundos. En ese
momento, se aplican 15 V como tensión de CC. Por consiguiente, se
obtiene una solución acuosa de, aproximadamente, 50 ppm que contiene
un ión de Ag y AgCl, que, en cierta medida, está turbia.
A continuación, como etapa de suministro de
vapor, se aplican 48 V de CA al elemento piezoeléctrico 4 para
producir una condición capaz de generar el vapor. A la vez, se
activa el ventilador giratorio 7 y el motor de accionamiento 15. Si
bien la columna de agua generada desde el elemento piezoeléctrico 4
choca contra el rectificador 6, mientras lleva a cabo la colisión
de agua, no pierde la energía retenida tras chocar contra el
rectificador 6 y, por lo tanto, el ventilador giratorio 7 crea una
separación del agua. Por consiguiente, el ventilador giratorio 7
descarga el vapor generado por el elemento piezoeléctrico 4 desde la
salida de vapor 8 y el vapor llega a la ropa lavada 13 del tambor
interior 14 a través de la vía de introducción de vapor 41.
El ventilador giratorio 7 introduce,
aproximadamente, 50 L/min de viento en el tambor interior 14. En ese
momento, la ropa 13 pesa, aproximadamente, 4 kg, peso en seco, y,
aproximadamente, 5,6 kg en una condición en la que contiene agua.
El elemento piezoeléctrico 4 puede generar vapor electrolítico a un
nivel de, aproximadamente, 12 ml/min, y se produce una variación
del volumen de vapor generado dependiendo, en cierta medida, del
nivel de agua. La etapa de suministro de vapor continúa hasta que
el detector de nivel de agua detecta el nivel de agua
predeterminado y, cuando se detecta, se detienen el elemento
piezoeléctrico 4 y el ventilador giratorio 7. Por ejemplo,
detectando el momento en que el nivel de agua llega a la parte
hendida 5 de la superficie inferior de la célula electrolítica 1,
se puede reducir el volumen del agua electrolítica de iones que se
va a descargar posteriormente.
El vapor se acoplará a toda la ropa 13 por medio
del motor de accionamiento 15 durante, aproximadamente, 10 minutos
mientras la ropa 13 gira dentro del tambor interior 14. En cierta
medida la concentración de Ag del agua electrolítica de iones es
alta y el agua contenida en la ropa permite que el agua
electrolítica de iones, tras el acoplamiento a la ropa, moje una
parte a la que no se ha acoplado el vapor y se extienda hasta la
misma y, por consiguiente, el giro durante, aproximadamente, 10
minutos deja los 4 kg de ropa en una condición en la que el agua
electrolítica de iones se acopla casi uniformemente a la misma.
El vapor generado por el elemento piezoeléctrico
está formado por partículas muy pequeñas que tienen un diámetro
medio de partícula de 10 \mum, que está en una condición similar a
humo blanco. Por lo tanto, un usuario puede observar la etapa de
procesamiento con vapor a través de la puerta de la lavadora y
secadora. Además, dado que el vapor se introduce entre el tambor
interior 14 y el tambor exterior 12 para acoplarse, en cierta
medida, utilizando periódicamente la función de procesamiento con
vapor se producen de manera eficaz la desinfección y los efectos
antibacterianos en el tambor interior 14 y en el tambor exterior 12
y la utilización del dispositivo de generación de vapor
electrolítico permite que el tambor de lavado se mantenga
continuamente en una condición sin moho.
Además, como valor adicional mejorado de la
lavadora de tipo bomba de calor, incluso en caso de que se lleve a
cabo la deshumidificación de una habitación en la que está instalada
la lavadora, dado que la función de procesamiento con vapor
mantiene la condición de desinfección y sin moho dentro de la
lavadora, se impide que se produzca mal olor cuando la lavadora del
interior se utiliza como circuito de ventilación.
A continuación, como etapa de desagüe, el agua
electrolítica de iones que queda en la parte hendida 5 se descarga
de la tubería de desagüe 61 a través del orificio de desagüe y
suministro de agua 9 y de la válvula de conmutación 60 para
terminar una serie de operaciones.
Dado que la etapa de suministro de vapor a la
ropa 13 se lleva a cabo tras la operación de secado por
centrifugación de la lavadora y secadora, la etapa de suministro de
agua y la etapa de electrolisis se llevan a cabo antes de la etapa
de suministro de vapor.
Se valoró el efecto antibacteriano respecto a la
ropa sometida al procesamiento con vapor. Para las valoraciones, se
tomó como referencia un procedimiento de pruebas cuantitativas según
la norma JIS L1902. Las valoraciones se realizaron cosiendo telas
de prueba, sin apresto, en 4 kg de ropa con hilo en diez posiciones.
Por consiguiente, en todas las telas, se podía obtener un valor de
actividad bacteriostática de 2 o más.
\vskip1.000000\baselineskip
Forma de realización
2
En la presente forma de realización, un
dispositivo de generación de vapor electrolítico se asemeja al de
la primera forma de realización y, por lo tanto, se omite una
descripción detallada de todo el dispositivo. La Fig. 7 es una
vista de configuración esquemática del dispositivo de generación de
vapor electrolítico de una segunda forma de realización de la
presente invención.
El dispositivo de descarga 70 no está provisto
de un ventilador giratorio, pero sí de un orificio de entrada 42.
Una configuración está adaptada de tal manera que el interior de la
célula electrolítica 1 está en una condición de presión negativa,
para recoger aire del orificio de entrada 42, y que el vapor
generado se descarga de la célula electrolítica 1. En la
descripción de la lavadora que se muestra en la Fig. 4, accionando
el ventilador impelente 19, una fuerza de presión negativa actúa
sobre el lateral de la salida de vapor 8 del dispositivo de
generación de vapor electrolítico 40 de manera que el vapor generado
dentro de la célula electrolítica 1 se dirige hacia el lateral del
tambor interior 14.
\vskip1.000000\baselineskip
Forma de realización
3
Asimismo, en la presente forma de realización,
un dispositivo de generación de vapor electrolítico se asemeja al
de la primera forma de realización y, por lo tanto, se omite una
descripción detallada de todo el dispositivo. Como aspecto
diferente de la primera forma de realización, se describe el
funcionamiento del dispositivo de generación de vapor
electrolítico. La Fig. 8 es un diagrama de flujo de sistemas que
muestra el funcionamiento del dispositivo de generación de vapor
electrolítico.
En este caso, tras la etapa de desagüe, se añade
una etapa de limpieza. Específicamente, tras la etapa de desagüe,
desde el orificio de desagüe y suministro de agua 9 se suministra
agua de servicio hasta un nivel de agua predeterminado. Una vez que
el detector de nivel de agua detecta el nivel de agua
predeterminado, la válvula de conmutación se gira a una dirección
de desagüe para, a la vez, descargar el agua almacenada. Esto
permite que, en cada uso, se limpien las superficies de la parte de
electrodo 2 usada en la electrolisis, una superficie interior de la
célula electrolítica 1 o una superficie del elemento piezoeléctrico
4. Por consiguiente, incluso cuando se prolonga el intervalo de uso
del dispositivo de generación de vapor electrolítico, se puede
impedir la acumulación de depósitos, durante un uso prolongado,
debido a que se ha limpiado el interior del dispositivo de
generación de vapor electrolítico. Incluso si se acumulan depósitos,
la etapa de limpieza permite descargar los depósitos.
\vskip1.000000\baselineskip
Forma de realización
4
Asimismo, en la presente forma de realización,
un dispositivo de generación de vapor electrolítico se asemeja al
de la primera forma de realización y, por lo tanto, se omite una
descripción detallada de todo el dispositivo. Como aspecto
diferente de la primera forma de realización, se describe el
funcionamiento del dispositivo de generación de vapor
electrolítico. La Fig. 9 es un diagrama de flujo de sistemas que
muestra el funcionamiento del dispositivo de generación de vapor
electrolítico.
En este caso, una vez terminada la operación de
generación de vapor electrolítico, la célula electrolítica 1 está
en una condición en la que el agua se almacena para estar preparada
para el siguiente uso. Por consiguiente, como primera etapa, el
proceso se inicia con una etapa de rellenado de agua para rellenar
la falta de volumen de agua respecto al nivel de agua
predeterminado. A continuación, la operación se desarrolla al igual
que en la segunda forma de realización y, tras la etapa de
limpieza, se añade una etapa de suministro de agua. Esto permite
que, en cada uso, se limpien las superficies de la parte de
electrodo 2 usada en la electrolisis, la superficie interior de la
célula electrolítica 1 o la superficie del elemento piezoeléctrico
4.
Por último, dado que la célula electrolítica 1
está en la condición en la que el agua se almacena para estar
preparada para el siguiente uso, el interior del dispositivo de
generación de vapor electrolítico no está seco, aunque se prolongue
el intervalo de uso del dispositivo de generación de vapor
electrolítico. Por consiguiente, el dispositivo se puede mantener
en una condición en la que apenas se forman materiales sólidos
incluso durante un uso prolongado. Incluso si se forman depósitos,
se pueden descargar en la etapa de limpieza.
Si bien en la presente forma de realización, la
etapa de suministro de agua se lleva a cabo tras la etapa de
limpieza, de manera similar, en un flujo de sistemas en el que la
etapa de suministro de agua se añade tras la etapa de desagüe el
interior del dispositivo de generación de vapor electrolítico no
está seco aunque se prolongue el intervalo de uso del dispositivo
de generación de vapor electrolítico y, por consiguiente, el
dispositivo se puede mantener en una condición en la que apenas se
forman materiales sólidos incluso durante un uso prolongado.
Si bien en las formas de realización de la
presente invención se usa el elemento piezoeléctrico de 1,6 MHz, la
presente invención no se limita al uso de este tipo de elemento
piezoeléctrico. 1,6 MHz es común en un elemento piezoeléctrico para
uso en un humidificador o similar y produce un diámetro medio de
partícula de vapor de, aproximadamente, 4 \mum. Además de esto,
se pueden usar 2,4 MHz o 1 MHz. No obstante, con 2,4 MHz, el
intervalo del nivel de agua que permite que se genere el vapor es
menor en comparación con 1,6 MHz. Además, con 1 MHz, el nivel de
agua necesario para evitar que el elemento piezoeléctrico se
estropee debido a la marcha en vacío es mayor y, por consiguiente,
es necesario ampliar la profundidad de la parte hendida.
Si bien en las presentes formas de realización
de la presente invención el elemento piezoeléctrico está dispuesto
proporcionando la parte hendida, que tiene la profundidad de 15 mm,
desde la superficie inferior de la célula de generación de vapor
electrolítico, la presente invención no se limita al uso de esta
disposición. Un aspecto a destacar en la generación de vapor desde
el elemento piezoeléctrico es que, en funcionamiento, una superficie
superior del elemento piezoeléctrico no debería estar en una
condición de calentamiento sin agua dentro. En consecuencia, es
necesario un determinado nivel de agua de superficie inferior que
permita el uso y, por consiguiente, del agua electrolítica que
queda cada vez que se usa el dispositivo de generación de vapor
electrolítico. Es aconsejable eliminar el agua electrolítica que
queda en lugar de dejarla tal cual. Por lo tanto, proporcionando la
parte hendida en la parte de elemento piezoeléctrico de la célula de
generación de vapor electrolítico se puede reducir al máximo el
volumen de agua electrolítica eliminada. Además, optimizando la
profundidad de la parte hendida en un intervalo de 10 mm o más y 30
mm o menos, se puede generar vapor por debajo de una línea de
límite entre la superficie inferior de la célula de generación de
vapor electrolítico y la parte hendida.
Si bien en las formas de realización de la
presente invención, el elemento piezoeléctrico mantiene la
inclinación de 10 grados respecto a la superficie inferior de la
célula electrolítica, la presente invención no se limita al uso de
esta inclinación. Se considera que es aconsejable que el elemento
piezoeléctrico tenga una inclinación de al menos 5 grados o más
inclinación para que el vapor se separe de manera eficaz de la
columna de agua generada desde el elemento piezoeléctrico. Además,
si bien se prefiere que la inclinación sea mayor, en cierta medida,
para dirigir el agua en circulación en una dirección de la parte de
electrodo adyacente al elemento piezoeléctrico, una inclinación
excesiva reduce un intervalo de nivel de agua eficaz que permite la
generación de vapor y, por consiguiente, se considera que es
aconsejable establecer la inclinación en, aproximadamente, 30
grados.
Si bien en las formas de realización de la
presente invención, en la etapa de suministro de vapor, el nivel de
agua predeterminado de superficie inferior se establece en el límite
respecto a la parte hendida provista en la superficie inferior de
la célula electrolítica, no se limita a esto. No obstante, tras la
generación de vapor, el eliminar el agua electrolítica que queda en
lugar de dejar la misma hasta el siguiente uso, de manera
ventajosa, no crea ningún problema. Por consiguiente, es aconsejable
establecer el nivel del agua hasta la superficie inferior de la
célula electrolítica o por debajo debido a que se desperdicia menos
agua con el ión metálico eluido.
Si bien en las formas de realización de la
presente invención, se usa el rectificador sustancialmente
semicilíndrico de vidrio, la presente invención no se limita al uso
de este tipo de rectificador. Se puede hacer uso de cualquier
material que no atenúe en gran medida la energía que posee la
columna de agua. No se prefiere un material de resina porque atenúa
y absorbe considerablemente la energía que posee la columna de agua.
Además de vidrio, se puede usar aluminio, acero inoxidable,
cerámica y similares.
Si bien en las formas de realización de la
presente invención, se utiliza, como tensión que no permite que el
elemento piezoeléctrico genere el vapor, 1/2 de la tensión nominal
para uso en la generación de vapor, la tensión no se limita a este
valor. Una vez que la tensión excede de 1/2, el volumen de vapor
generado es cada vez mayor, lo que, en algunos casos, da lugar a la
necesidad de regulación para impedir que salga el vapor generado.
Menos de 3/1 no produce la columna de agua desde la superficie de
agua, lo que resulta en un deterioro considerable de una condición
de circulación del agua. Por consiguiente, con la tensión que no
permite que se genere el vapor, se prefiere un intervalo de 1/3 o
más y 1/2 o menos de la tensión nominal.
Si bien en las formas de realización de la
presente invención el circuito de corriente constante controla la
etapa de electrolisis, la etapa no se limita a esto. Como ocurre en
Japón, donde el agua de servicio es agua blanda y sus
características son, en cierta media, constantes, el circuito de
corriente constante puede hacer que los efectos del procesamiento
con Ag sean más uniformes, mientras que cuando la dureza del agua
es mayor, como ocurre con frecuencia en otros países, la
electrolisis a una tensión constante puede hacer que los efectos
del procesamiento con Ag sean más uniformes.
Si bien en las formas de realización de la
presente invención el dispositivo de generación de vapor
electrolítico está dispuesto en la parte superior del lateral de
superficie delantera del tambor de lavado oblicuo, la posición no
se limita a esto. No obstante, dado que la disposición del
dispositivo de generación de vapor electrolítico en la parte
superior del lateral de superficie delantera permite al usuario
observar el contacto del vapor, que tiene un diámetro medio de
partícula de 10 \mum o menos, con la ropa lavada del interior del
tambor de lavado, el usuario puede comprobar visualmente la etapa
de procesamiento de la ropa con el vapor.
Si bien en las formas de realización de la
presente invención, como etapa de electrolisis, se usa el agua de
iones de Ag de 50 ppm, la concentración no se limita a esto. Es
necesario que 1 kg de ropa contenga 1 mg de Ag para obtener de
manera estable el efecto antibacteriano en la ropa y, por
consiguiente, para 4 kg de ropa normal son necesarios 4 mg de Ag.
Además, el volumen de vapor que se puede generar por medio del
elemento piezoeléctrico es de, aproximadamente, 15 g/min o menos.
Si bien se prefiere agua de iones de Ag diluidos para que la ropa
contenga Ag uniformemente, el tiempo de procesamiento es mayor. Si
el agua de iones de Ag está excesivamente concentrada, de turbia
pasa a estar oscura, lo que crea el problema del efecto perjudicial
en la ropa. Por consiguiente, en vista del volumen del vapor
generado, del tiempo de procesamiento y del efecto perjudicial en
la ropa, como concentración de iones de Ag, se considera preferente
el uso a un nivel de 20 ppm o más y 200 ppm o menos en 250 ml o
menos y 25 ml o más para los 4 kg de ropa normal.
Si bien en las formas de realización de la
presente invención, la etapa de suministro de vapor se lleva a cabo
a la vez que se lleva a cabo el giro tras la etapa final de secado
por centrifugación, la etapa no se limita a esto. No obstante, una
vez acoplada la solución acuosa electrolítica de iones a la ropa
lavada, la solución acuosa electrolítica de iones moja y se
extiende aún más utilizando el agua contenida en la ropa e incluso
si no hay uniformidad en el acoplamiento del vapor, se puede
corregir. Por consiguiente, se puede logar una reducción del tiempo
de procesamiento utilizando agua con alta concentración de iones de
Ag.
Como se ha descrito anteriormente, el
dispositivo de generación de vapor electrolítico de la presente
invención, que es un dispositivo capaz de producir de manera
estable y continua agua con alta concentración de iones metálicos,
se puede aplicar a una gran variedad de aplicaciones, tales como un
purificador de aire, un acondicionador de aire o maquinaria que use
agua que requiera desinfección.
Claims (13)
1. Un dispositivo de generación de vapor
electrolítico que comprende:
- una célula electrolítica;
- partes de electrodo en las que un par de polo positivo y polo negativo están dispuestos en paralelo y opuestos entre sí en la célula electrolítica;
- un elemento piezoeléctrico que genera vapor de agua electrolítica generado dentro de la célula electrolítica;
- un dispositivo de suministro de agua que suministra agua a la célula electrolítica;
- un dispositivo de descarga que descarga el vapor de la célula electrolítica y
- un circuito de control que controla las etapas,
en el que en una etapa de electrolisis, para
generar una columna de agua, se aplica al elemento piezoeléctrico
una tensión que no permite que se genere el vapor.
2. El dispositivo de generación de vapor
electrolítico según la reivindicación 1, en el que el circuito de
control ejecuta una etapa de desagüe para descargar agua
electrolítica de la célula electrolítica.
3. El dispositivo de generación de vapor
electrolítico según la reivindicación 2, en el que el circuito de
control ejecuta una etapa de suministro de agua para suministrar
agua a la célula electrolítica tras la etapa de desagüe.
4. El dispositivo de generación de vapor
electrolítico según la reivindicación 2, en el que el circuito de
control ejecuta una etapa de limpieza para limpiar el interior de la
célula electrolítica tras la etapa de desagüe.
5. El dispositivo de generación de vapor
electrolítico según la reivindicación 4, en el que el circuito de
control ejecuta una etapa de suministro de agua para suministrar
agua a la célula electrolítica tras la etapa de limpieza.
6. El dispositivo de generación de vapor
electrolítico según la reivindicación 1, en el que la tensión que
no permite que se genere el vapor y que se aplica al elemento
piezoeléctrico es 1/3 o más y 1/2 o menos de una tensión nominal
que permite que se genere el vapor.
7. El dispositivo de generación de vapor
electrolítico según la reivindicación 1, en el que la columna de
agua generada desde el elemento piezoeléctrico está formada por un
flujo de agua que pasa a través de las partes de electrodo.
8. El dispositivo de generación de vapor
electrolítico según la reivindicación 1, en el que la célula
electrolítica tiene una parte hendida que tiene una profundidad
predeterminada en una parte inferior de la misma y el elemento
piezoeléctrico está dispuesto a fin de que esté inclinado en la
parte hendida.
9. El dispositivo de generación de vapor
electrolítico según la reivindicación 1, en el que la etapa de
electrolisis se controla por medio de un circuito de corriente
constante.
10. Una lavadora que comprende:
- el dispositivo de generación de vapor electrolítico según la reivindicación 1,
- un tambor de lavado que contiene la ropa para lavar;
- un tambor exterior en el que está montado internamente el tambor de lavado de manera que puede rotar y
- un dispositivo de suministro de agua que suministra agua de lavado al tambor exterior,
en la que vapor de agua electrolítica generado
por medio del dispositivo de generación de vapor electrolítico se
suministra al tambor de lavado.
11. La lavadora según la reivindicación 10, en
la que una superficie interior de una vía de introducción desde el
dispositivo de generación de vapor electrolítico hasta el tambor de
lavado se ha sometido a un tratamiento hidrófugo.
12. La lavadora según la reivindicación 10, en
la que el dispositivo de generación de vapor electrolítico
suministra vapor de agua electrolítica de iones de Ag de 20 ppm o
más y 200 ppm o menos.
13. La lavadora según la reivindicación 10, en
la que el suministro de vapor al tambor de lavado se lleva a cabo
mientras gira la ropa para lavar tras una etapa final de secado por
centrifugación.
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