RU2672846C1 - Аппарат, содержащий анод и катод для осаждения карбоната кальция - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к прибору, содержащему главную емкость (4) для вмещения воды и промежуточную емкость (7), выполненную с возможностью подачи в нее воды из упомянутой главной емкости (4), при этом промежуточная емкость (7) содержит катод (10) и анод (11; 211) для осаждения карбоната кальция, а также фильтр (8), образующий фильтрующую перегородку, разделяющую внутренний объем промежуточной емкости (7) на вмещающую катод (10) первичную камеру (71), выполненную с возможностью подачи в нее воды из главной емкости (4), и вмещающую анод (11; 211) вторичную камеру (72), выполненную с возможностью забора из нее воды для использования в устройстве (5), причем упомянутый анод (11; 211) имеет два продольных конца (11А, 11В; 211А, 211В), между которыми он проходит в продольном направлении вдоль оси X, отличающийся тем, что предусмотрена возможность забора воды из вторичной камеры (72) на уровне по меньшей мере одного заборного отверстия (92; 92А, 92В; 292), расположенного в ортогональной к оси X проекции между двумя концами (11А, 11В; 211А, 211В) анода. 16 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к области приборов в целом, в частности, области бытовых электрических приборов, содержащих главную емкость для вмещения воды и промежуточную емкость, выполненную с возможностью подачи в нее воды из главной емкости, при этом промежуточная емкость содержит систему обработки воды для осаждения карбоната кальция.

Из заявки на патент FR 1354412, также поданной настоящим заявителем, известен гладильный прибор, содержащий вмещающую воду основную емкость и парогенератор, соединенный с главной емкостью посредством системы подачи воды, содержащей анод и катод, размещенные в промежуточной емкости для осаждения карбоната кальция и других ионных частиц, присутствующих в этой промежуточной емкости. В упомянутом документе раскрыто техническое решение, в котором промежуточная емкость содержит фильтр, образующий фильтрующую перегородку, разделяющую внутренний объем промежуточной емкости на вмещающую катод первичную камеру, выполненную с возможностью подачи в нее воды из главной емкости, и вмещающую анод вторичную камеру, выполненную с возможностью забора из нее воды для направления в парогенератор.

Преимущество такого бытового электрического прибора заключается в наличии эффективной системы обработки воды, ограничивающей образование накипи и позволяющей, таким образом, увеличить срок службы прибора.

Задача настоящего изобретения заключается в улучшении рабочих характеристик системы обработки воды, которой оснащен прибор, описанный в заявке на патент FR 1354412.

Для этого в настоящем изобретении раскрыт прибор, в частности бытовой электрический прибор, содержащий главную емкость для вмещения воды и промежуточную емкость, выполненную с возможностью подачи в нее воды из главной емкости, при этом промежуточная емкость содержит катод и анод для осаждения карбоната кальция и прочих присутствующих ионных частиц, и содержит фильтр, образующий фильтрующую перегородку, разделяющую внутренний объем промежуточной емкости на вмещающую катод первичную камеру, выполненную с возможностью подачи в нее воды из главной емкости, и вмещающую анод вторичную камеру, выполненную с возможностью забора из нее воды для использования в устройстве, причем анод имеет два продольных конца, между которыми он проходит в продольном направлении вдоль оси X, и упомянутый прибор отличается тем, что предусмотрена возможность забора воды из вторичной камеры на уровне по меньшей мере одного заборного отверстия, которое в ортогональной к оси X проекции расположено между двумя концами анода.

Преимущество такого прибора заключается в наличии заборного отверстия, расположенного в области генерации силовых линий электрического поля и, следовательно, где главным образом осуществляется процесс удаления накипи с применением электричества и, таким образом, смягчения воды.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, анод проходит в продольном направлении на длину L, при этом заборное отверстие в ортогональной к оси X проекции расположено между двумя контактами, соответственно размещенными на 10% и на 90% длины L анода, и предпочтительно расположено между двумя контактами, соответственно размещенными на 30% и на 70% длины L анода.

Такой признак обеспечивает возможность забора воды, по существу, из центральной области анода, где плотность силовых линий является наибольшей.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, расстояние между заборным отверстием и анодом составляет от 0 до 1 см.

Такой признак обеспечивает возможность забора воды в непосредственной близости от анода, где деминерализация воды может быть осуществлена наиболее быстро.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, промежуточная емкость имеет плоское дно, причем заборное отверстие находится на расстоянии по меньшей мере 1 см от дна промежуточной емкости.

Такой признак обеспечивает возможность предотвращения всасывания через заборное отверстие частиц, лежащих на дне промежуточной емкости частиц.

Согласно еще одному признаку настоящего изобретения, предусмотрена возможность забора воды из вторичной камеры на уровне множества заборных отверстий, распределенных вдоль анода.

Такой признак обеспечивает возможность снижения скорости течения воды через заборные отверстия и, следовательно, ослабления всасывающего эффекта вблизи заборных отверстий. Забираемая таким образом вода увлекает меньшее число частиц накипи, способных пройти через фильтр. Кроме того, распределение заборных отверстий вдоль анода позволяет дополнительно снизить жесткость воды, направляемой к устройству, за счет забора воды в нескольких точках вдоль анода, где деминерализация воды осуществляется наиболее интенсивно.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, по периферии анода распределено множество заборных отверстий.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, фильтр имеет поры, выполненные с возможностью пропускать только частицы с размером менее 50 мкм и предпочтительно не более 20 мкм.

Такой признак обеспечивает возможность удержания в первичной камере наиболее крупных частиц накипи, являющихся наиболее вредными в случае, когда устройство представляет собой парогенератор для производства пара гладильного прибора и/или прибора для расправления складок. Такой признак также обеспечивает возможность качественной фильтрации кристаллов накипи и других осаждений со сниженной скоростью засорения фильтра.

Согласно еще одному другому признаку настоящего изобретения, фильтр имеет цилиндрическую форму.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, промежуточная емкость содержит центральный электрод, расположенный внутри фильтра, и периферийный электрод цилиндрической формы, проходящий вокруг фильтра и центрального электрода, причем центральный и периферийный электроды соединены с цепью электропитания для образования анода или катода.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, между анодом и катодом приложено постоянное напряжение от 20В до 50В, предпочтительно порядка 40В, при максимальной силе тока 1А.

Эти признаки обеспечивают возможность смягчения воды, в частности, хорошо подходящей для использования в электрическом бытовом приборе.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, анод образован центральным электродом, выполненным из титана и преимущественно покрытым оксидом рутения или иридия, а катод образован периферийным графитовым электродом, преимущественно выполненным из крупнозернистого или среднезернистого графита.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, анод является полым, и внутри полого анода расположено заборное отверстие.

Такой признак обеспечивает возможность улучшения эффективности деминерализации воды за счет того, что обеспечена возможность принудительного протекания воды вдоль анода (то есть там, где процесс удаления накипи с применением электричества наиболее экстенсивен) до момента вытекания из заборного отверстия. Кроме того, такой признак обеспечивает возможность увеличения площади взаимодействующей с водой поверхности анода и достижения близкого к 1 соотношения площадей поверхностей анода и катода для наибольшей эффективности работы.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, анод образован периферийным электродом из графита, или никеля, или титана, преимущественно покрытым рутением или иридием, а катод образован центральным электродом из нержавеющей стали, преимущественно плетеной.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, промежуточная емкость имеет сливное отверстие для выпуска содержимого первичной камеры, вмещающей анод.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, прибор имеет накопитель воды, выполненный с возможность подачи в него воды под действием силы тяжести через заборное отверстие, и насос, выполненный с возможностью забирать воду из этого накопителя для направления ее к устройству.

Этот накопитель преимущественно образует буферный объем деминерализованной воды, выполненный с возможностью забора из него воды насосом для направления в устройство. В частности, этот буферный объем деминерализованной воды обеспечивает возможность периодической подачи в устройство воды с расходом, превышающим производительность системы обработки воды промежуточной емкости. Поскольку система обработки воды выполнена с возможностью непрерывной работы при включенном приборе, за счет накопителя обеспечивается возможность периодической подачи воды в насос с расходом, превосходящим средний расход деминерализованной воды, обеспечиваемый системой очистки, причем насос применяется для подачи воды в устройство на этапах, длящихся лишь несколько секунд.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, заборное отверстие образовано верхним концом выпускной трубки, соединяющей промежуточную емкость с накопителем для воды.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, предусмотрена возможность забора из вторичной камеры с максимальным расходом от 10 г/мин до 75 г/мин, преимущественно порядка 50 г/мин.

Такой признак обеспечивает возможность избегания слишком быстрого забора воды из вторичной камеры и предотвращения забора воды до того, как посредством процесса удаления накипи с применением электричества будет обеспечено снижение жесткости воды в промежуточной емкости в степени, достаточной для получения существенного полезного воздействия на срок службы прибора.

Согласно другому признаку настоящего изобретения, подача воды из промежуточной емкости регулируется так, чтобы обеспечивалось постоянство уровня Н воды в промежуточной емкости, когда упомянутая емкость для воды не пуста.

Такой признак обеспечивает возможность получения управляемого расхода воды, вытекающей под действием силы тяжести через заборное отверстие или заборные отверстия.

Согласно еще одному признаку настоящего изобретения, главная емкость содержит герметичную камеру, имеющую выходное отверстие, открывающееся в промежуточную емкость, при этом выходное отверстие образует единственный выход из главной емкости так, чтобы вода могла течь под действием силы тяжести из главной емкости в промежуточную емкость до тех пор, пока уровень воды в промежуточной емкости не достигнет уровня выходного отверстия главной емкости.

Преимущество такой конструкции главной емкости заключается в том, что она представляет собой простое и экономичное решение, обеспечивающее возможность достижения постоянства уровня воды в промежуточной емкости.

Согласно еще одному признаку настоящего изобретения, фильтр выполнен из нержавеющей стали, предпочтительно из нержавеющей стали, легированной титаном.

Согласно еще одному признаку настоящего изобретения, фильтр покрыт рутением или платиной.

Такой признак обеспечивает возможность предотвращения коррозии фильтра.

Согласно еще одному признаку настоящего изобретения, упомянутое устройство представляет собой устройство для нагревания воды, например, нагревательный элемент кофеварки или парогенератор гладильного прибора или прибора для расправления складок.

Согласно еще одному признаку настоящего изобретения, прибор содержит парогенерирующую базу, соединенную проводом с утюгом, при этом база включает в себя парогенератор и главную емкость для воды, причем главная емкость для воды преимущественно съемно установлена на базе.

Объекты, разновидности и преимущества настоящего изобретения более ясны из нижеследующего описания конкретного варианта осуществления настоящего изобретения, приведенного в качестве неограничивающего примера со ссылками на приложенные чертежи, где:

- на фиг. 1 схематично показан гладильный прибор согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

- на фиг. 2 показано продольное сечение парогенерирующей базы гладильного прибора, схематически показанного на фиг. 1;

- на фиг. 3 схематично показана одна из разновидностей варианта осуществления гладильного прибора согласно первому варианту осуществления;

- на фиг. 4 схематично показан гладильный прибор согласно второму варианту осуществления изобретения;

- на фиг. 5 показан продольное сечение парогенерирующей базы гладильного прибора, схематически показанного на фиг. 4.

На чертежах показаны только необходимые для понимания настоящего изобретения элементы. Для облегчения чтения чертежей одинаковые элементы имеют одинаковые ссылочные обозначения в различных вариантах осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 1 схематически показан электрический бытовой гладильный прибор согласно первому варианту осуществления изобретения, причем прибор содержит базу 1 для производства пара и утюг 2, содержащий подошву, снабженную отверстиями для выхода пара, при этом утюг 2 соединен с базой 1 проводом 3.

Как показано на фиг. 1 и 2, база содержит съемную главную емкость 4, вместимостью порядка 1,5 литра, для вмещения воды и парогенератор, образованный бачком 5, содержащим нагревательный резистор 50 с мощностью порядка 1400 Вт, что обеспечивает возможность производства пара под давлением от 4 бар до 6 бар, при этом бачок 5 содержит электромагнитный клапан 51, соединенный с проводом утюга и управляемый посредством кнопки 20, расположенной на утюге 2.

Бачок 5 выполнен с возможностью подачи в нее воды из главной емкости 4 посредством подающей системы, содержащей циркуляционный насос 6, расположенный непосредственно выше по потоку от бачка 5, причем работой упомянутого насоса 6 можно управлять посредством платы управления (не показанной на чертежах), что обеспечивает возможность впрыскивать воду в бачок 5 под давлением 15 бар или менее.

Питающая система бачка 5 содержит, выше по потоку от насоса 6, систему обработки воды, содержащую промежуточную емкость 7, имеющую плоское дно 70 и периферийную цилиндрическую стенку круглого сечения, проходящую в вертикальном направлении. Промежуточная емкость 7 вмещает фильтр 8, проходящий в продольном направлении по вертикальной оси X от дна 70 вдоль, по существу, всей высоты промежуточной емкости 7, причем фильтр 8, имеющий форму цилиндра круглого сечения, образует фильтрующую перегородку между кольцеобразной наружной первичной камерой 71, в которую открывается выходное отверстие 40 главной емкости 4, и расположенной внутри фильтра 8 вторичной камерой 72.

Промежуточная емкость 7, например, имеет внутренний диаметр порядка 8 см и высоту порядка 12 см и объем порядка 600 см³. Фильтр 8 преимущественно изготовлен из нержавеющей стали, предпочтительно легированной титаном и покрытой рутением или платиной, и имеет диаметр порядка 3 см, высоту порядка 12 см и размер пор порядка 20 мкм.

Промежуточная емкость 7 содержит средства осаждения накипи, содержащие катод 10 и анод 11, к которым посредством блока 12 управления приложено постоянное напряжение 40В при максимальной силе тока 1А.

Катод 10 преимущественно соединен с блоком 12 управления посредством соединителя, выходящего за пределы промежуточной емкости 7 и имеющего поперечное сечение, ширина которого постепенно увеличивается по мере приближения к катоду 10. Такой признак обеспечивает возможность предотвращения нарастания тока на уровне соединения с катодом, способствующее постепенному разрушению катода 10, если он выполнен из графита.

Катод 10 предпочтительно образован расположенным в первичной камере 71 периферийным электродом, выполненным из крупнозернистого или среднезернистого графита, и имеет цилиндрическую форму, совпадающую по форме с периферийной стенкой промежуточной емкости 7. Например, катод 10 проходит в продольном направлении по оси X вдоль всей высоту промежуточной емкости 7 и имеет наружный диаметр 8 см и толщину порядка 5 мм.

Анод 11 образован стержнеобразным электродом, погруженным в центр вторичной камеры 72 так, чтобы оказаться вписанным в объем, ограниченный цилиндрическим корпусом катода 10. Анод 11 проходит в продольном направлении по оси X на длину L и имеет нижний конец 11А, входящий в контакте с дном 70, и верхний конец 11В, достигающий верхней части промежуточной емкости 7.

Анод 11 предпочтительно выполнен из титана и преимущественно покрыт рутением или иридием для предотвращения его окисления, и при этом имеет форму стержня диаметром 10 мм.

Через периферийную стенку промежуточной емкости 7 и через периферийный корпус катода 10 преимущественно проходит отверстие 73А, расположенное вблизи дна 70 промежуточной емкости, причем это отверстие 73А соединяет первичную камеру 71 со сливным патрубком 73, конец которого снабжен сливным отверстием 73В, закрытым съемной пробкой 74, доступной снаружи базы 1. Например, сливной патрубок 73 и отверстие 73А могут иметь диаметр порядка 2 см для обеспечения возможности быстрого вытекания содержащейся в первичной камере 71 жидкости через сливной патрубок 73.

Вторичная камера 72 соединена с накопителем 9, расположенным под дном 70 промежуточной емкости 7, посредством выпускной трубки 91, проходящей через дно емкости 70 и выступающей во вторичную камеру 72, причем выпускная трубка 91 содержит открытый верхний конец, образующий заборное отверстие 92, расположенное в ортогональной к оси X проекции между двумя концами 11А, 11В анода.

Выпускная трубка 91 предпочтительно расположена ближе к аноду 11, чем к фильтру 8, чтобы вода могла забираться вблизи анода 11, в области, где вода наиболее деминерализована.

Выпускная трубка 91 преимущественно проходит вертикально внутри промежуточной емкости 7 на высоту не менее 1 см, и предпочтительно порядка от 3 см до 5 см, так, чтобы заборное отверстие 92 в ортогональной к оси X проекции оказалось между двумя контактами, размещенными соответственно на 10% и 90% длины L анода 11, и предпочтительно между двумя контактами, размещенными соответственно на 30% и 70% длины L анода 11, то есть в зоне вторичной камеры, где плотность генерируемых между катодом 10 и анодом 11 силовых линий является наибольшей.

Подача воды в промежуточной емкости 7 преимущественно регулируется так, чтобы обеспечивалось постоянство уровня Н воды в промежуточной емкости 7, когда в главной емкости 4 присутствует вода. Для этого главная емкость 4 имеет форму герметичной камеры, в которой выходное отверстие 40 образует единственный выход из главной емкости 4. Главная емкость 4 имеет также наливное отверстие, герметизированное влагонепроницаемой пробкой 41, как показано на фиг. 1, и обеспечивающее простоту заполнения главной емкости 4 в перевернутом положении.

Выпускная трубка 91 предпочтительно откалибрована так, чтобы обеспечить возможность течения воды под действием силы тяжести с расходом порядка 50 г/мин, когда уровень воды в промежуточной емкости 7 равен уровню Н воды, при этом выпускная трубка 91 преимущественно имеет постоянное круглое поперечное сечение с диаметром порядка 2 мм.

Как показано на фиг. 1 и 2, накопитель 9 содержит выпускной канал 90, проходящий вдоль промежуточной емкости 7 до высоты, превосходящей уровень Н воды в промежуточной емкости 7, при этом насос 6 содержит подводящую трубку 60 для забора воды из накопителя 9. Нижний конец подводящей трубки 60 предпочтительно находится на расстоянии нескольких сантиметров от дна накопителя 9, чтобы избежать забора частиц, расположенных вследствие осаждения на дне накопителя 9. Например, нижний конец подводящей трубки 60 находится на расстоянии не менее 1 см от дна накопителя 9, имеющего объем порядка 150 см³.

Далее описаны преимущества и принцип работы осуществленного таким образом прибора.

При использовании прибора пользователь заполняет съемную главную емкость 4, затем помещает ее на базу 1 так, чтобы содержащаяся в главной емкости 4 вода текла под действием силы тяжести в промежуточную емкость 7 до достижения уровня выходного отверстия 40, начиная с которого вода в промежуточной емкости 7 препятствует проникновению воздуха в главную емкость 4, что автоматически останавливает течение воды из главной емкости 4 в промежуточную емкость 7.

Затем пользователь включает прибор, в результате чего обеспечивается подача электроэнергии на нагревательный резистор 50 бачка 5 под управлением модуля электронного управления, соединенного с температурным датчиком, не показанным на фигурах, и приложение постоянного напряжения 40В к контактам анода 11 и катода 10.

Это инициирует фазу предварительного нагрева в течение порядка 2 минут, в течение которой прибор не может использоваться пользователем. В течение этой фазы предварительного нагрева температура бачка 5 постепенно повышается для производства пара под давлением, а подошва утюга 2 достигает требуемой температуры.

Напряжение, приложенное между анодом 11 и катодом 10 при работе прибора, и, в частности, в фазе предварительного нагрева, обеспечивает известным способом перемещение положительно заряженных ионов Са²⁺и Мg²⁺и других присутствующих катионов к катоду, с прохождением при необходимости через поры фильтра 8, и затем осаждение карбоната кальция в форме кристаллов кальцита или фатерита размером от 5 до 100 мкм в первичной камере 71, где образование ионов ОН^- обеспечивает формирование щелочной среды.

Образующаяся во вторичной камере 72 вблизи анода 11 деминерализованная вода под действием силы тяжести втекает в выпускную трубку 91 и попадает в накопитель 9. Кристаллы накипи размером более 20 мкм, постепенно образующиеся в первичной камере 71, удерживаются фильтром 8. Преимуществом небольшого расхода воды через выпускную трубку 91 является снижение риска засорения фильтра 8, поскольку при этом создается очень слабое всасывание в области вблизи фильтра 8.

Для предотвращения слишком быстрого отложения накипи на катоде 10, в приборе регулярно осуществляется фаза эксплуатации, длящаяся несколько секунд, в течение которых полярности катода 10 и анода 11 изменяются на противоположные, причем такое изменение полярности на противоположную может происходить, например, через каждые десять минут.

Засорение фильтра 8 также может быть замедлено за счет цикличной поляризации фильтра 8, изготовленного из электропроводного материала, причем такая поляризация осуществляется временной подачей на фильтр 8 электрического потенциала анода 11 так, чтобы электрическое поле, образованное между фильтром 8 и катодом 10, отталкивало частицы накипи в направлении катода 10. Например, через каждые 40 секунд может происходить присоединение фильтра к потенциалу анода 11 на 10 секунд.

Большая часть кристаллов накипи размером менее 20 мкм также остаются уловленными в первичной камере 71 вследствие эффекта микродегазирования вокруг фильтра, присутствия электрического тока, притягивающего ионы кальция к катоду 10, и очень слабого всасывания, вызванного низким расходом течения деминерализованной воды через выпускную трубку 91. При этом любые проходящие через фильтр 8 кристаллы, оседают под действием силы тяжести на дне накопителя 9.

Когда в бачок 5 необходимо подать воду для производства пара, плата управления активирует работу насоса 6, который забирает деминерализованную воду из накопителя 9 через подводящую трубку 60, расположенную на некотором расстоянии от дна для того, чтобы избежать всасывания кристаллов накипи, которые могут быть расположены на дне накопителя 9.

Такое движение воды к бачку 5 осуществляется на последовательных фазах работы насоса 6, даже в том случае, когда пользователь непрерывно жмет на кнопку 20 пара утюга 2, насос 6 работает, например, в течение 3 секунд с расходом 300 г/мин каждые 12 секунд. Такая последовательная работа насоса 6 позволяет избежать холостой работы насоса 6 за счет установки фаз отключения насоса 6, в течение которых снижение уровня воды в накопителе может быть компенсировано притоком деминерализованной воды через выпускную трубку 91 под действием силы тяжести.

Вытекание деминерализованной воды из промежуточной емкости 7 в накопитель 9 автоматически компенсируется за счет автоматического наполнения первичной камеры 71 водой из главной емкости 4, когда уровень в промежуточной емкости 7 опускается ниже уровня Н воды. Прибор преимущественно снабжен датчиком (не показанным на фигурах) для определения того, пуста ли главная емкость 4, выполненным с возможностью останавливать работу насоса 6, когда главная емкость 4 пуста. Такая остановка работы насоса 6 позволяет гарантировать наличие воды в промежуточной емкости 7, а, следовательно, обеспечивает возможность непрерывного производства деминерализованной воды, когда прибор включен.

После нескольких часов использования прибора пользователю рекомендуется осуществить операцию удаления образовавшихся в первичной камере 71 промежуточной емкости 7 кристаллов накипи, например, следующим образом. Прибор удерживают над раковиной или размещают под сливным отверстием некоторую емкость, затем открывают пробку 74 для того, чтобы содержащаяся в первичной камере 71 вода вытекла под действием силы тяжести через сливное отверстие 73В, увлекая образовавшиеся там кристаллы карбоната кальция.

Разумеется, прибор может содержать световой или звуковой индикатор, выполненный с возможностью предупреждать пользователя о необходимости осуществления такой операции слива, причем упомянутый индикатор может быть активирован, например, в зависимости от числа часов работы прибора или в зависимости от числа литров воды, протекшей через систему подачи воды в бачок.

Преимуществом такого варианта осуществления прибора является образование простой и дешевой в производстве системы обработки воды, выполненной с возможностью производить деминерализованную воду, которая может быть использована в парогенераторе, для увеличения срока службы прибора. В частности, размещение заборного отверстия 92 рядом с анодом 11, в области между двумя продольными концами 11А, 11В анода, обеспечивают возможность забора воды в том месте, где образующиеся между анодом 11 и катодом 10 силовые линии является наиболее мощными, то есть, там, где эффект деминерализации воды анодом 11 является наиболее сильным. Таким образом, в накопителе может быть получена вода с большей степенью деминерализации, чем в системе обработки воды, известной из предшествующего уровня техники.

В нижеследующей таблице 1 приведены в качестве примера характеристики снижения жесткости воды, которые могут быть получены при использовании такого прибора.

Испытания были проведены с применением расположенного в центре промежуточной емкости титанового анода, покрытого рутением, и периферийного катода, изготовленного из среднезернистого графита.

Первое испытание было проведено при выпускании воды из накопителя 9 с постоянным расходом 50 г/мин для симуляции сеанса глажения с интенсивным использованием пара.

Из таблицы ясно, что этот вариант осуществления прибора позволяет снизить жесткость направляемой к бачку парогенератора воды с первоначального значения 29°F до среднего значения ниже 10°F всего за несколько минут работы.

Второе испытание, результаты которого приведены в таблице 2, было проведено при выпускании воды из накопителя 9 с постоянным расходом 25 г/мин для симуляции сеанса глажения с менее интенсивным использованием пара.

При течении воды с расходом 25 г/мин между вторичной камерой 72 и накопителем 9 эффективность возросла еще сильнее. Причем воздействие анода 11 и катода 10 в промежуточной емкости 7 позволило снизить жесткость вытекающей из главной емкости 4 воды, изменив ее с первоначального значения 29°F до среднего значения ниже 7°F при ее перемещении в накопитель 9.

Таким образом, преимущество этого варианта осуществления прибора заключается в наличии независимого от главной емкости 4 накопителя 9 деминерализованной воды, из которого насос 6 может забирать воду для подачи ее в парогенератор. В частности преимущество такого накопителя деминерализованной воды заключается в возможности ее непрерывного производства при включенном приборе, а также возможности ее хранения в приборе в месте, отдельном от главной емкости прибора так, что она является доступной непосредственно при запуске прибора, начиная со второго использования прибора. Таким образом, если пользователь опустошает главную емкость прибора после каждого его использования или если главная емкость оказалась пустой после продолжительного использования прибора, пользователь может снова наполнить главную емкость и использовать прибор, не ожидая, пока система обработки воды произведет обработку всего объема воды, содержащегося в главной емкости.

Таким образом, преимуществом такого варианта осуществления прибора является наличие парогенератора, непрерывно снабжаемого водой, прошедшей через систему обработки воды, что позволяет гарантировать больший срок службы прибора.

Наконец, преимуществом такого прибора является легкость его обслуживания, поскольку промежуточная емкость может быть очищена в любой момент посредством удаления пробки со сливного отверстия. К тому же, пользователь может следить за эффективностью системы обработки воды и необходимостью выполнения регулярного опорожнения промежуточной емкости, наблюдая за количеством кристаллов карбоната кальция, выпускаемых через сливное отверстие, поскольку преимуществом данных кристаллов является то, что они хорошо видны пользователю.

В одном из вариантов осуществления (не показан) электрическое подключение к контактам электродов может быть изменено так, чтобы анод был образован периферийным электродом, а катод был образован центральным электродом, при этом вмещающая анод вторичная камера в этом случае расположена снаружи фильтра, а вмещающая катод первичная камера расположена внутри фильтра. В этом варианте осуществления образующий катод центральный электрод предпочтительно выполнен из тонколистовой нержавеющей стали, преимущественно плетеной, для увеличения площади контакта, а образующий анод периферийный электрод выполнен из среднезернистого и крупнозернистого графита, никеля или титана, преимущественно покрытого рутением или иридием. Очевидно, что в этом варианте осуществления выпускная трубка оказывается перемещена наружу из фильтра во вторичную камеру к краю периферийного анода для того, чтобы заборное отверстие по-прежнему находилось как можно ближе к аноду, а сливная трубка проходит так, что пересекает фильтр и выходит в первичную камеру.

Такой вариант осуществления позволяет получить рабочие характеристики, подобные рабочим характеристикам, описанным в случае первого варианта осуществления.

На фиг. 3 схематически показана одна из разновидностей первого варианта осуществления, показанного на фиг. 1. Эта разновидность варианта осуществления отличается от первого варианта осуществления только наличием двух выпускных трубок 91А, 91В, соединяющих вторичную камеру 72 с накопителем 9 смягченной воды, вместо одной выпускной трубки 91 в первом варианте осуществления. В такой разновидности каждая из выпускных трубок 91А, 91В имеет открытый верхний конец, определяющий заборное отверстие 92А, 92В, через которые вода может течь к накопителю 9. Причем эти заборные отверстия 92А, 92В преимущественно расположены по обе стороны от анода 11 и смещены по вертикали относительно друг друга, например, так, что расположены на уровнях 1/3 и 2/3 высоты анода 11 для того, чтобы можно было забирать воду из двух различных областей вдоль анода 11.

Разумеется, в этой разновидности варианта осуществления поперечное сечение выпускных трубок 91А, 91В выполнено так, чтобы суммарный расход воды, вытекающей из вторичной камеры в накопитель 9, оставался равен порядка 50 г/мин, когда уровень воды в промежуточной емкости 7 равен уровню Н воды.

Такая разновидность позволяет дополнительно оптимизировать степень смягчения накапливаемой в накопителе 9 воды, поскольку забор воды осуществляется вблизи анода 11 в двух различных областях, где деминерализация воды происходит максимально быстро при очень небольших распределенных расходах и, следовательно, с минимальным всасыванием возможного осадка, который смог пройти через фильтр 8.

На фиг. 4 и 5 показан второй конкретный вариант осуществления настоящего изобретения. Как показано на этих чертежах, второй вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления только формой анода и размещением выпускной трубки. Поэтому в нижеследующем описании более детально будут описаны только эти отличающиеся элементы, поскольку прочие элементы идентичны тем, что описаны в отношении первого варианта осуществления.

Во втором варианте осуществления анод образован полым электродом 211 трубчатой формы, погруженным во вторичную камеру 72, расположенную в центре промежуточной емкости 7, при этом анод 211 проходит в продольном направлении по оси X на длину L, которая несколько меньше высоты промежуточной емкости 7.

Анод 211 предпочтительно выполнен из титана, и преимущественно покрыт оксидом рутения или иридия, а также имеет наружный диаметр 1,5 см и толщину 1 мм.

Анод 211 имеет верхний конец 211В, прикрепленный к показанной на фиг. 5 крышке 75, закрывающей промежуточную емкость 7, и нижний конец 211А, немного приподнятый относительно дна 70 промежуточной емкости так, чтобы вода могла свободно циркулировать под нижним концом 211А анода.

Вторичная камера 72 соединена с накопителем 9 посредством выпускной трубки 291, расположенной в полой части трубчатого тела анода 211. Причем выпускная трубка 291 проходит вертикально на высоту порядка 11 см и имеет на своем верхнем конце заборное отверстие 292, несколько отодвинутое от верхнего конца анода 211В, например, на расстояние порядка 1 см.

Преимуществом такого варианта осуществления является дополнительное улучшение рабочих характеристик системы обработки воды за счет снижения степени жесткости направляемой к накопителю 9 воды благодаря тому, что вода вынуждена пройти путь внутри анода 211, показанный стрелками F на фиг. 4. Действительно, при такой конструкции вода может течь вдоль анода 211 почти по всей его высоте до вхождения в выпускную трубку 291 так, что вода перемещается с небольшой скоростью в области, где деминерализирующий эффект является наиболее сильным, после чего направляется в накопитель 9. Дополнительное преимущество заключается том, что контактирующая с водой поверхность анода 211 больше поверхностью анода 11 первого варианте осуществления, что повышает рабочие характеристики системы обработки воды.

Например, такая конструкция позволяет получить среднюю жесткость воды порядка 5°F через несколько минут работы при условии того, что расход в выпускной трубке составляет 50 г/мин.

Разумеется, изобретение ни в коей мере не ограничено описанными и показанными вариантами осуществления, которые приведены исключительно в качестве примеров. Возможно внесение изменений, в частности изменений в отношении состава различных элементов или изменений посредством замены элементов их техническими эквивалентами, не выходя при этом за пределы правовой охраны изобретения.

Таким образом, изобретение может быть применено к прибору любого типа, в котором необходима система обработки воды для снижения вреда от накипи.

Таким образом, в одной из разновидностей варианта осуществления (не показанной) изобретение может быть применено к электробытовому прибору для домашнего использования типа кофеварки, посудомоечной машины, смягчителя воды и так далее.

Таким образом, в одной из разновидностей варианта осуществления (не показанной) очищенная вода может забираться на уровне множества заборных отверстий, распределенных одновременно вдоль и вокруг анода для дополнительного улучшения эффективности смягчения воды, обеспечиваемой системой обработки воды прибора.

Таким образом, в одной из разновидностей варианта осуществления (не показанной) дно накопителя может иметь сливное отверстие, закрытое съемной пробкой, доступной, например, снизу базы, при этом такое сливное отверстие обеспечивает возможность удаления возможных кристаллов накипи, осевших в накопителе.

Таким образом, в другой разновидности варианта осуществления (не показанной) подача воды в промежуточную емкость может осуществляться из главной емкости посредством насоса.

Claims (17)

1. Прибор, содержащий главную емкость (4) для вмещения воды и промежуточную емкость (7), выполненную с возможностью подачи в нее воды из упомянутой главной емкости (4), при этом промежуточная емкость (7) содержит катод (10) и анод (11; 211) для осаждения карбоната кальция, а также фильтр (8), образующий фильтрующую перегородку, разделяющую внутренний объем промежуточной емкости (7) на вмещающую катод (10) первичную камеру (71), выполненную с возможностью подачи в нее воды из главной емкости (4), и вмещающую анод (11; 211) вторичную камеру (72), выполненную с возможностью забора из нее воды для использования в устройстве (5), причем упомянутый анод (11; 211) имеет два продольных конца (11А, 11В; 211А, 211В), между которыми он проходит в продольном направлении вдоль оси X, отличающийся тем, что предусмотрена возможность забора воды из вторичной камеры (72) на уровне по меньшей мере одного заборного отверстия (92; 92А, 92В; 292), расположенного в ортогональной к оси X проекции между двумя концами (11А, 11В; 211А, 211В) анода.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что анод (11; 211) проходит в продольном направлении на длину L, причем заборное отверстие (92; 92А, 92В; 292) в ортогональной к оси X проекции расположено между двумя контактами, размещенными на 10% и на 90% длины L анода (11; 211), и предпочтительно расположено между двумя контактами, размещенными соответственно на 30% и на 70% длины L анода (11; 211).

3. Прибор по любому из пп. 1-2, отличающийся тем, что расстояние между заборным отверстием (92; 92А, 92В; 292) и анодом (11; 211) составляет от 0 до 1 см.

4. Прибор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что промежуточная емкость (7) имеет плоское дно (70), причем заборное отверстие (92; 92А, 92В; 292) находится на расстоянии по меньшей мере 1 см от дна (70) промежуточной емкости (7).

5. Прибор по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что предусмотрена возможность забора воды из вторичной камеры (72) на уровне множества заборных отверстий (92А, 92В), распределенных вдоль анода (11).

6. Прибор по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что фильтр (8) имеет поры, выполненные с возможностью пропускать только частицы с размером менее 50 мкм и предпочтительно не более 20 мкм.

7. Прибор по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что фильтр (8) имеет цилиндрическую форму, при этом промежуточная емкость (7) содержит центральный электрод (11; 211), расположенный внутри фильтра (8), и цилиндрический периферийный электрод (10), проходящий вокруг фильтра (8) и центрального электрода (11; 211), при этом упомянутый центральный электрод (11; 211) и периферийный электрод (10) соединены с цепью электропитания для образования анода или катода.

8. Прибор по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что между анодом и катодом приложено постоянное напряжение от 20 до 50В, предпочтительно порядка 40В, при максимальной силе тока 1А.

9. Прибор по любому из пп. 7-8, отличающийся тем, что анод (11; 211) образован центральным титановым электродом, преимущественно покрытым оксидом рутения или иридия, при этом катод (10) образован периферийным электродом, выполненным из графита, преимущественно из крупнозернистого или среднезернистого графита.

10. Прибор по любому из пп. 7-9, отличающийся тем, что анод (211) является полым, причем внутри полого анода (211) расположено заборное отверстие (292).

11. Прибор по любому из пп. 7-8, отличающийся тем, что анод образован периферийным электродом, выполненным из графита, никеля или титана, преимущественно покрытым рутением или иридием, при этом катод образован центральным электродом из нержавеющей стали, преимущественно плетеной.

12. Прибор по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что промежуточная емкость (7) имеет сливное отверстие (73В) для выпуска содержимого первичной камеры (71), вмещающей анод (11; 211).

13. Прибор по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что содержит накопитель (9) воды, выполненный с возможностью подачи в него воды под действием силы тяжести через по меньшей мере одно заборное отверстие (92; 292), и насос (6), выполненный с возможностью забирать воду из накопителя (9) для направления ее к устройству (5).

14. Прибор по п. 13, отличающийся тем, что указанное заборное отверстие (92; 292) образовано верхним концом выпускной трубки (91, 291), соединяющей промежуточную емкость (7) с накопителем (9) воды.

15. Прибор по п. 14, отличающийся тем, что предусмотрена возможность забора воды из вторичной камеры (72) с максимальным расходом от 10 до 75 г/мин, преимущественно порядка 50 г/мин.

16. Прибор по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что упомянутое устройство (5) представляет собой устройство для нагревания воды, например, нагревательный элемент кофеварки или парогенератор гладильного прибора или прибора для расправления складок.

17. Прибор по п. 16, отличающийся тем, что содержит парогенерирующую базу (1), соединенную проводом (3) с утюгом (2), при этом база (1) включает в себя парогенератор (5) и главную емкость (4) для воды.

Images