NO151670B - Automatisk vaskemaskin eller oppvaskmaskin - Google Patents

Abstract

Vaskemaskin med en elektrokjemisk celle (4) med et opplsningsreservoar (9) med et målestempel (16a,16b) betjent av en elektromagnet. (21) og forbundet med magnetventil (14) som styrer en forbindelsesledning (3) fra en vanntilførsels-ledning (1). Innløpsåpningen fra forbindelses-ldningen til cellen (4) er styrt av en flottør-ventil (11)• Magnetventilen er en toveisventil (14,14a) og styrer samtidig en utløpsledning (13). som munner ut i maskinens vaskekar. Krafil-førselen til cellen (4) styres av maskinens programvelger (8).

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en automatisk vaskemaskin eller oppvaskmaskin av den art som er nevnt i innled-ningen til krav 1 og hvor det er ønskelig å tilføre natriumhypokloritt til vaskevæsken for bleking, desinfisering eller for å oppnå begge virkningene samtidig. t

Det er allerede i EP-søknad nr. 0.002.423 foreslått

å forsyne en tøyvasker med en elektrokjemisk celle for å fremstille hydrogenperoksyd, omfattende en katodebeholder og en anodebeholder for fremstilling av natriumhypoklorid sammen med hydrogenperoksyd . Kombinasjonen av de to substanser gir singlet oksygen som er et meget kraftfullt blekemiddel. En slik blanding er imidlertid ikke egnet for anvendelse hvor bare en baktericid og fungicid virkning er tilstrebet, den er heller ikke egnet for anvendelse i oppvaskmaskiner .

Det er også i U.S.-patentskrift nr. 4.118.307 foreslått en natriumhypoklorittproduserende celle som omfatter hjelpemidler for levering av relativt konsentrerte tilmålte mengder av hypokloritt.

En slik celle er imidlertid særlig egnet for svømmebassenger eller for enhver anvendelse hvor anvendelsen av hypokloritt er forholdsvis konstant. Det er riktignok kjent at hypokloritt som dannes i en slik celle ikke er lagringsstabil fordi det ikke er stabilisert. Det må der-for anvendes umiddelbart. Vaskemaskiner og oppvaskmaskiner for husholdningsbruk arbeider bare periodisk og en slik celle er ikke egnet for denne anvendelse. Videre kan anvendelsen av konsentrert hypoklorittbevirke ødelegg-else av klær,fordi dets oppløsning i et vaskebad ikke er øyeblikkelig. I tillegg er nøyaktig tilmåling av små

kvanta konsentrert hypokloritt vanskelig.

I tillegg hertil er det ikke mulig å anvende industrielle typer av hypoklorittproduserende celler for dannelse av konsentrert oppløsning i meget små kvanta.

På den annen side er det allerede foreslått i

DOS 2-134.850 en oppvaskmaskinprosess i hvilken det dannes

et vaskebad med et vaskemiddel som inneholder et enzymtil-slag og oppvarming til 55°C, hvoretter et vaskemiddel med

en aktiv klorininneholdende komponent innføres og badet opp-varmes til 65°C. Uheldigvis er det vanskelig å anvende denne metode med markedsført Javel-vann som følge av lagringsproblemer under tilstedeværelse av en varmekilde i nærheten av vaskebeholderen. Da de nødvendige kvanta NaOCl for hver vaskeoperasjon er liten, er det ikke mulig

at brukeren selv ved hver operasjon innfører tilmålte kvanta som er så små med nødvendig nøyaktighet. Hjelpemidler for å utføre en metode som der er foreslått, er således fremdeles et problem.

I tillegg til disse problemer skal det bemerkes at den nødvendige hypoklorittkonsentrasjon kan variere vesentlig avhengig av den ønskede virkning, hvilket betyr at hjelpe-midlene for å levere hypokloritt til vaskevæsken må kunne variere konsentrasjonen av denne mellom forholdsvis vide grenser.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å løse problemet med tilmålt tilførsel av hypoklorittkvanta til automatiske vaskemaskiner og oppvaskmaskiner.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en maskin av den innledningsvis nevnte art og hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av undefkravene.

Den elektrokjemiske celle som vaskemaskinen ifølge oppfinnelsen er utstyrt med, gir stor anvendbarhet og muliggjør lett tilpasning til forskjellig bruk hvor fremstilling av hypokloritt er ønskelig. Frembringelse av lavkonsentrert hypokloritt muliggjør at cellen gis riktige dimensjoner for å fremstille det nødvendige kvantum hypokloritt innenfor en periode som er sammenlignbar med vaskeperiodens varighet. Kontrollerende samplingsinnretning muliggjør tilpasning av konsentrasjonen til kravene. Ikke mere enn det nødvendige kvantum for en vaskeoperasjon kan avgis og derved unngås problemer med dekomponering av hypokloritt under lagring.

To utførelseseksempler på oppfinnelsen skal be-skrives nedenfor under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser skjematisk en første utførelsesform av oppfinnelsen i forbindelse med en vaskemaskin. Fig. 2 viser skjematisk en andre utførelsesform av oppfinnelsen i forbindelse med en oppvaskmaskin.

Vaskemaskinen på fig. 1 forsynes med vann gjennom en tilførselsledning 1, og en utløpsledning 2 anvendes for å føre bort brukt vann. Tilførselsledningen 1 er gjennom en forbindelsesledning 3 forbundet med et innløp i en elektrokjemisk celle 4. Cellen omfatter en beholder 5 av rustfritt stål. De indre sidevegger av beholderen er forsynt med en rørformet elektrode 6 av grafitt, platinabelagt titan eller rustfritt stål forbundet med den negative klemme av en strømkilde og danner således en katode. En andre elektrode 7 består av grafitt, platinabelagt titan eller titan belagt med edle metalloksyder, og denne elektrode er forbundet med den positive klemme av strøm-kilden og danner således anoden i den elektrokjemiske celle, og er anordnet aksialt-i beholderen 5. Strømstyrken gjennom elektrodene 6 og 7 bestemmes av en funksjon i vaskeprogrammet og har den ønskede konsentrasjon av natriumhypokloritt. Følgelig ved hjelp av en programvelger 8 som alle automatiske vaskemaskiner vanligvis er utstyrt med, tilføres cellen strøm justert til den ønskede verdi. Den elektrokjemiske celle 4 er ikke forsynt med noen skillevegg slik at klor og natriumhydroksyd fra elektrolysen av oppløsningen skal reagere med hverandre og danne natriumhypokloritt. Natriumklorid som er nødvendig for oppløs-ningen er anordnet i et reservoar 9 med en samplingsinnretning som omfatter et målestempel med to segmenter 16a og 16b i et utporsjoneringsrør 17 forsynt med en innløpsåpning 17a. Stempelet danner et kammer 18 mellom de to segmenter 16a og 16b. Volumet av dette kammer 18 er valgt slik at det svarer til minste kvantumoppløsning som er nødvendig for mating av den elektrokjemiske celle 4. Målestempelet 16a,16b er anordnet på en stang 19 som strekker seg opp over reservoaret 9 og ender i en ferromagnetisk skive som befinner seg i gapet for en elektromagnet 21. Antallet doser som leveres av målestempelet bestemmes av natrium-kloridkonsentrasjonen i elektrolytten. En dobbelt flottør-ventil 11 styrer innløpet av forbindelsesledningen 3 til den kjemiske celle 4 og samtidig en åpning 12 som kommuniserer med atmosfæren. En utløpsledning 13 forbinder den elektrokjemiske celle 4 med vaskebeholderen i vaskemaskinen. Denne utløpsledning 13 og forbindelsesledningen 3 styres samtidig fra en toveis magnetventil 14,14a, den ene vei åpen og den andre vei lukket og omvendt.

Den elektrokjemiske celle er videre forsynt med en kjøleinnretning bestående av en rørvikling 15 som omgir ytterveggen av beholderen 5 og den ene ende av rørviklingen er forbundet med forbindelsesledningen 3 foran ventilen 14, mens den andre ende er forbundet med tilførselsledningen 1 foran forbindelsesledningen 3 eller med utløpsledningen 2 avhengig av om man ønsker å anvende kjølevannet for vasking eller skylling. Når rørviklingen 15 er forbundet med til- ° førselsledningen er en magnetventil 10 anordnet mellom forbindelsespunktet mellom ledningene 3 og 13 med til-førselsledningen. Kjølingen av den elektrokjemiske celle er for å holde temperaturen av elektrolytten lav nok til å sikre at dannelsen av hypokloritt er god.

Det kvantum natriumhypokloritt som vanligvis anvendes for desinfeksjon av klær ligger mellom 1,4 og 6 g/l', unntagelsesvis opp til 14 g/l. Molekylarvekten for NaOCl er 74,4. Fremstilling av et moll krever således 53,6 Ah. For å frembringe 1,4 g NaCOl med 100% virkningsgrad, krever 1 Ah. Med en Faraday virkningsgrad på 80%, er den nød-vendige elektrisitet således 1,2 Ah, og hvis fremstillings-perioden bare er 24 minutter, er 3 ampere nødvendig, idet cellespenningen ligger mellom 3,5 og 9 volt avhengig av elektrolyttens konsentrasjon. Strømtettheten er fra 5-10 ampere pr. dm 2, slik at hver elektrode har en overflate på 0,25 til 0,5 dm 2. Avhengig av det ønskede kvantum hypokloritt, kan konsentrasjonen av elektrolytten variere fra 1 til 30 gram pr. liter for total kapasitet av cellen, inne-holdende mellom 0,8 og 1,5 dm 2 med en fyllingsgrad på 70 til 80%. Kvantumet på 1,4 gram NaOCl kan modifiseres ved enten å variere fremstillingstiden eller strømmen eller begge parametere.

Fylling av den elektrokjemiske celle utføres ved at det i det ønskede øyeblikk innføres de ønskede antall tilmålte kvanta ved hjelp av målestempelet 16a, 16b drevet av elektromagneten 21. Når disse kvanta er innført som funksjon av den ønskede NaCl konsentrasjon for elektrolytten, innføres vann ved åpning av magnetventilen 14 som styrer forbindelsesledningen 3, inntil flottørventilen 11 lukker utløpet for ledningen 3 i den elektrokjemiske celle 4. Etter den nødvendige tid for fremstillingen av natriumhypokloritt er forløpt, brytes strømmen til elektrodene 6 og 7 og posisjonen av toveisventilen reverseres slik at innholdet i den elektrokjemiske celle tømmes ut i maskinen.

Naturligvis kan tilmålingen av kvanta natriumklorid, av elektrolysetiden for oppløsningen og strøm-styrken styres av et generelt programmeringssystem for maskinen for tilpasning av kvantumet hypokloritt for hver spart vaskeoperasjon.

De tilmålte kvanta kan også tilpasses som funksjon av den ønskede anvendelse av natriumhypokloritt.

Som nevnt ovenfor krever vanlig definfisering generelt et kvantum NaOCl i størrelsesorden 1,4 gram til 2 0 liter vann. Avhengig av volumet 'vaskevann, arten tøy, farger, graden av ønsket desinfeksjon og om tøyet har normal opprinnelse eller er særlig forurenset eller båret av smittefarlige pasienter, kan kvantumet NaOCl variere fra 0,35 til-14 gram, imen fortrinnsvis anvendes 1,4 til 2,1 gram i de fleste tilfeller.

Fremstilling av 14 gram NaOCl kan skje under følgende forhold: 2

Strømtettheten økes til 2 5 A/dm og elektrode-overflaten til 1,5 dm 2 som kan fordeles på tre elektroder av 0,5 dm 2. Med en slik strømtetthet kan NaOCl konsentrasjonen være av størrelsesorden 10 gram pr. liter slik at volumet elektrolytt for dannelse av 14 gram NaOCl vil være ca.3 liter. Dette medfører at 12 Ah er nødvendig for fremstilling av 14 gram NaOCl med en Faraday virkningsgrad på 80%, og det er nødvendig med ca. 20 minutter for å fremstille 14 gram med 1,5 dm 2 elektrodeoverflate med en strømtetthet på 2 5 A/dm 2. Selv om dette er et grensetil-felle, viser beregning at forskjellige parametere som inn-går i dette eksempel er sammenlignbar med ønsket anvendelse.

Natriumhypokloritt kan ytterligere anvendes for en blekeprosess som inneholder desinfeksjon og ekstra bleking og kan fortrinnsvis anvendes under en andre skylleoperasjon. I det tilfellet og avhengig av de nødvendige tilstander

av tøyet som skal behandles og arten av maskin, kan det utmålte kvantum NaOCl variere fra 3,5 til 7 gram.

Hvis hypokloritt anvendes som blekemiddel i stedet for perborat eller hydrogenperoksyd i vaskevann, vil de utmålte kvanta variere som funksjon av de forskjellige parametere, fra 5 til 14 gram pr. 20 liter vaskevæske.

Oppvaskmaskinen på fig. 2 omfatter en vanntil-førselsledning 31 og en vannutløpsledning 32. Maskinen omfatter videre et oppløsningsreservoar 33 og en elektrokjemisk celle 34. Proporsjonene som er vist for maskinen og cellen 34 svarer ikke til virkeligheten. Cellen 34 har en anode 35 av grafitt eller platinabelagt titan og en rørformet jernkatode 36 inne i en sylindrisk beholder 37

av rustfritt stål uten -noen skillevegg mellom anode og katode. Beholderen er omgitt av en kjølevikling hvis ene ende er forbundet med vanntilførselsledningen 31 og den andre ende er forbundet enten med utløpsledningen 32 eller med tilførselsledningen 31 på et punkt nedenfor det sted hvor den første ende av kjøleviklingen er forbundet med samme tilførselsledning 31. I det siste tilfellet må en magnetventil 39 anordnes i tilførselsledningen 31 mellom de to tilknytningspunkter for kjøleviklingen 38, slik at når ventilen 39 er lukket, danner kjøleviklingen 38 en shunt for tilførselsledningen 31.

Den elektrokjemiske celle 34 tilføres innstillbar strømstyrke av grunner som skal forklares nedenfor, og denne strømstyrke innstilles fortrinnsvis som funksjon av vaskeprogrammet for maskinen og innstillingen skjer ved hjelp av en manuell velgeknapp 40. Den elektrokjemiske celle omfatter en mateledning 41 som er forbundet med opp-løsningsreservoaret 33 som også er forbundet med vanntil-førselsledningen 31 via en magnetventil 43 som styrer en shuntledning 44. Cellen 34 er en del av en kombinert toveis ventil hvis andre del 4 3a styrer ledningen 4 5 som forbinder utløpet fra den elektrokjemiske celle 34 med vaskebeholderen i oppvaskmaskinen.

Tilførsel til den elektrokjemiske celle 34 av

den ønskede konsentrasjon av natriumklorid som er tilpasset de ønskede kvanta hypokloritt avhengig av vaskeperioden, oppnås ved hjelp av et utmålingssystem omfattende et stempel 51 med en vinkelboring 52 anordnet i et utmatnings-rør 5 3 som er forbundet med forbindelsespunktet med til-førselsrøret 41 og shuntrøret 44. Utmatningsrøret 53 er styrt av en tilbakeslagsventil 54 som normalt er lukket av vanntrykket i ledningene 41 og 44. Stempelet 51 er forbundet med en stang 55 som strekker seg opp over reservoaret 33 og ender i en plate 56 som befinner seg i luftgapet for en styrt elektromagnet 58. Når stempelet 51 befinner seg i en stilling lengst fra tilbakeslagsventilen dannes et utmålingskammer mellom ventilen og stempelet.

Da ventilen 54 er lukket når stempelet beveges bort fra ventilen, står kammeret under minsket trykk. Så snart boringen 52 i stempelets sidevegg frigjøres fra røret 53, vil et tilmålt kvantum oppløsning suges inn i kammeret 57. Ved tilbakeføring av stempelet 51 vil boringen 52 bli lukket av røret 53. Væsken i tilmålingskammeret 57 er da under trykk og åpner ventilen 54. Det tilmålte kvantum sprøytes inn i vannet som sirkulerer fra shuntledningen 44 til tilførselsledningen 41.

Enden av tilførselsledningen 41 er ført til den elektrokjemiske celle 34,og en åpning 42 til atmosfæren styres av to ventiler som er forbundet med en flottør 48. En sikkerhetsventil 49 står under belastning av en fjær 50 og bevirker avgassing av cellen 34 når trykket overskrider en gitt verdi. Ventilen 49 kan forbindes med en ledning 45 for å hindre at klorgass slippes ut i atmosfæren.

Som et eksempel kan den elektrokjemiske celle 34

ha en kapasitet på 1 til 2 dm ved et fyllingsforhold av elektrolytt i en størrelsesorden av 60 til 80% og NaCl-konsentrasjonen er fra 1 til 30 g/l. Et kvantum pulver for én vaskeoperasjon ligger vanligvis i størrelsesorden 30 g til maksimum 60 g og en egnet sammensetning for et slikt kvantum tilsvarer aktivt klorfrigjørende organiske forbindelser 0,2 til 1,5 g NaOCl. De elektriske egenskaper ved cellen for fremstilling av NaOCl kvanta av samme størrelsesorden er lik de som er angitt for cellen i vaskemaskinen når disse kvanta NaOCl som fremstilles er ekvivalente. Varmen som frembringes av den elektrokjemiske reaksjon føres bort av vannet som sirkulerer i kjølevik-lingen 38 som hindrer dannelse av klor når vaskevæske-temperaturen øker. Denne varme kan gjenvinnes f.eks. i løpet av den første skylling hvis hypokloritt frembringes på dette tidspunkt for å dempe varmesjokket på det som skal vaskes opp.

De tilmålte kvanta av hypokloritt som fremstilles kan naturligvis være vesentlig forskjellig fra det som gjelder for vaskeprodukter. F.eks. fordi det er mulig å minske tiden for virkningen av den aktive klorforbindelse, kan det anvendes øket tilmålt kvantum for å øke baktericid-og fungicid virkning. For fremstilling av det nødvendige kvantum hypokloritt for en gitt vaskeperiode, blir ventilen 43a lukket og ventilen 43 åpnet. Samtidig betjenes stempelet 51 av elektromagneten 58 for innføring av ett eller flere tilmålte kvanta svarende til volumet av kammeret 57, inn i vannstrømmen i ledningen 41 til den elektrokjemiske celle 34, slik at vannet tilføres det ønskede kvantum natriumklorid. Når cellen er fylt til ønsket nivå, lukker ventilene 46,47 vanninnløpet og forbinder cellen med atmosfæren. Elektrodene 35 og 36 tilføres den ønskede strøm. Når tiden som er nødvendig for å fremstille det ønskede kvantum hypokloritt er forløpt, blir ventilene 4 3 og 4 3a betjent på omvendt måte for å tømme innholdet i den elektrokjemiske celle inn i maskinens vaskebeholder.

Fremstillingen av hypokloritt med ønsket konsentrasjon kan innstilles i samsvar med forskjellige vaske-programmer. Innføringen av det ønskede kvantum hypokloritt i vaskevÆsken eller i skyllevæsken kan velges på det beste tidspunkt og med en gitt varighet. Vanntemperaturen kan også fastlegges. Generelt blir disse operasjoner valgt for alle nødvendige tilstander for å oppnå maksimal fungicid og baktericid virkning samtidig som det søkes å unngå ødeleggende virkning på det som skal vaskes. Fortrinnsvis blir innføringen av natriumhypokloritt utført ved slutten av vaskeperioden eller under den første skylleperiode etter vaskeperioden. Vaskeproduktet for dannelse av vaskevæsken i vasketrinnet har naturligvis en forenklet formulering,og særlig er den fri for enhver aktiv klorforbindelse. Det er allerede nevnt at mangelen på slik forbindelse mulig-gjør anvendelse av andre vaskemidler og særlig forbindelser som inneholder et enzymatisk system i form av bare ett enzym eller en kombinasjon av bestemte enzymer. Det er også mulig å anvende vannoppløst vaskemiddel hvilket mulig-gjør lagring av vaskemiddelet i forholdsvis lang tid i reservoaret på selve vaskemaskinen, slik at utmåtningen av dette kan automatiseres, idet etterfylling av reservoaret kan foretas etter flere etter hverandre følgende vaske-operas joner .

Fordelene ved foreliggende oppfinnelse er hoved-sakelig fremstillingen av et oksydasjonsmiddel i selve

vaskemaskinen for særskilt innføring i det ønskede øyeblikk og med den ønskede konsentrasjon. Ved hver operasjon fremstilles bare det ønskede tilmålte kvantum slik at lagringsproblemer unngås. Det kvantum som fremstilles kan tilpasses fra tilfelle til tilfelle til typen av vask, og den ønskede virkning. Den elektrokjemiske celle i forbindelse

med maskinen gir denne en bred selvtilpasning slik at det som kreves.av betjening er den periodiske fylling av opp-løsningsreservoaret. Alle moderne oppvaskmaskiner, i det minste i Europa, er allerede forsynt med et oppløsnings-reservoar for regenerering av ioneutvekslingsharpiks for mykgjøring av vannet, og i dette tilfellet vil fremstilling av hypokloritt i maskinen ikke kreve særlig årvåkenhet fra brukerens side, idet samme reservoar kan anvendes for begge formål. . Vaskemaskinen ifølge oppfinnelsen,muliggjør i tillegg løsning av forskjellige problemer når det gjelder vaskemaskiner. Den nøyaktige tilmåling av den meget for-tynnede hypoklorittoppløsning muliggjør utførelse av desinfeksjon av fargede stoffer uten noen direkte innblanding, fra brukerens side, dvs. uten risiko for menneskelige feil som kan opptre ved maskiner som betjenes av alle.

Claims (4)

1. Automatisk vaskemaskin eller oppvaskmaskin innbefattende en elektrokjemisk celle (4, 34) med to elektroder for fremstilling av NaOCl for behandling av overflaten til en gjenstand anbrakt i en behandlingsbeholder og innretning for å tilføre til cellen en vandig oppløsning for elek-trolyseproduksjon av NaOCl, karakterisert ved at cellen (4, 34) innbefatter en beholder (5) som inneholder en katode (6, 36) og en anode (7, 35) i et felles kammer i beholderen (5), idet katoden og anoden er forbundet med hhv. negative og positive terminaler til en strømforsyningsinnretning ved hjelp av en programmeringsanordning (8, 40) for maskinens vaskesyklus for å bestemme intensiteten og varigheten av denne strømforsyningen, innretninger (13, 14a, 45, 43a) for overføring av cellens (4, 34) hele innhold til behandlingsbeholderen, og et reservoar (9, 33) med NaCl forbundet med en målingsavgiver (16, 17, 51 - 54, 57) med NaCl i tanken, idet utgang (41) til avgiveren er forbundet med den elektrokjemiske cellen (4, 34).

2. Maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at måleavgiveren (16, 17, 51 - 54, 57) for NaCl er forbundet med en arbeidsmekanisme (20, 21, 56, 58) forbundet med en programmeringsanordning (8, 40) for vaskesyklusen til maskinen for å bestemme dosen med NaCl som en funksjon av vaskesyklusen.

3. Maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at NaCl-reservoaret (33) er felles med nevnte celle (34) og med en bløtgjører av ioneutvekslerharpikstypen, idet utløpet (54) til måleavgiveren vender mot en kanal (41, 44) som forbinder cellen (34) med en vannforsyning (31).

4. Maskin «*lge krav i k a at nevnte celle (a. rakteriSer.;(15 ( ' 34) ^nbefatter *n V e d (15' 38) anbrakt . tter en vannavkj01in — til maskinen (1. 3^ for ti!^ ^