Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРОБЫТОВОЙ ПРИБОР, СОДЕРЖАЩИЙ СРЕДСТВА ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСВОБОЖДЕНИЯ В ВОДУ СРЕДСТВА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ НАКИПИ

Настоящее изобретение относится к электробытовому прибору, содержащему средство для нагрева воды и устройство для высвобождения в подлежащую нагреву воду средства для удаления накипи.

Из заявки на патент ЕР 1146164 известен утюг, содержащий парогенератор, в который подается вода из резервуара, снабженного устройством для высвобождения средства для удаления накипи. Как описано в этом документе, в качестве высвобождаемого средства для удаления накипи использован гексаметафосфат натрия (ГМФН), достоинство которого состоит в замедлении роста кристаллов СаСО₃, являющихся основным компонентом накипи. Однако у этого соединения ГМФН есть и недостаток: оно очень быстро растворяется в воде. Поэтому в цитированном документе предлагается заключать его в герметичную мембрану, с тем чтобы снизить скорость его разбавления и тем самым увеличить срок службы.

В документе ЕР 0610997 также раскрыт утюг, содержащий парогенератор, в который подается вода из резервуара, снабженного устройством для высвобождения средства для удаления накипи. Как описано в этом документе, в качестве высвобождаемого средства для удаления накипи использовано фосфонатное соединение с низкой скоростью разбавления.

В таких приборах предусмотрено устройство для высвобождения средства для удаления накипи с медленной диффузией, обладающее тем преимуществом, что оно имеет большой срок службы, позволяющий сохранять эффективность в течение практически всего срока службы прибора.

Однако обратная сторона указанной медленной диффузии заключается в том, что устройству необходимо находиться в контакте с водой в течение довольно длительного времени, чтобы обеспечивалась диффузия достаточного количества средства для удаления накипи в воде, содержащейся в резервуаре. Вследствие этого, в случае интенсивной работы прибора, то есть с очень быстрым возобновлением воды в резервуаре, такие устройства для удаления накипи оказываются неэффективными, так как средство для удаления накипи не успевает диффундировать в воду резервуара до того, как вода испарится в парогенераторе.

Таким образом, одной из технических проблем, решаемых настоящим изобретением, является разработка электробытового прибора, снабженного устройством

для удаления накипи, в котором были бы устранены указанные выше недостатки. Так, в частности, одна из технических проблем, решаемых изобретением, состоит в разработке электробытового прибора, содержащего средство для нагрева воды и устройство для удаления накипи, которое демонстрировало бы свою эффективность в более широком диапазоне частот применения прибора, то есть так, чтобы вода надолго задерживалась в приборе до того момента, когда она нагреется, или чтобы она нагревалась достаточно быстро после её заливки в прибор.

Для решения указанных технических проблем изобретением предложен электробытовой прибор, содержащий средство для нагрева воды и первое устройство для высвобождения средства для удаления накипи в подлежащую нагреву воду, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, одно второе устройство для высвобождения средства для удаления накипи в воду, причем второе устройство для высвобождения средства для удаления накипи обеспечивает диффузию указанного средства для удаления накипи с большей скоростью высвобождения, чем скорость высвобождения средства для удаления накипи, диффундирующего посредством первого устройства для высвобождения, при этом первое устройство для высвобождения и второе устройство для высвобождения расположены в двух разных местах прибора.

Под скоростью высвобождения средства для удаления накипи здесь понимается количество действующего вещества, высвобождаемого в воду за данное время, когда устройство находится в контакте с водой.

Благодаря такому сочетанию устройств для высвобождения средства для удаления накипи, обеспечивающих высвобождение действующих веществ с разными скоростями, удается создать устройство для полной обработки с эффективностью, которая будет в меньшей степени зависеть от частоты использования прибора.

В соответствии с другим признаком изобретения, первое устройство для высвобождения представляет собой устройство для так называемого «медленного» снижения растворимости, которое обеспечивает разбавление средства для удаления накипи в воде со скоростью высвобождения менее 0,1 мг/ч, а предпочтительнее в пределах от 0,005 мг/ч до 0,05 мг/ч.

Преимущество такого устройства для медленного снижения растворимости состоит в том, что оно изнашивается медленно, так что может функционировать в течение значительного времени, порядка срока службы прибора, с сохранением при этом небольших габаритов. Оно демонстрирует свою эффективность в том случае, если вода остается в приборе в течение времени, достаточно длительного для того, чтобы количество вещества, высвобождающегося в воду, было достаточным для эффективной борьбы с формированием накипи.

В соответствии с еще одним признаком изобретения, второе устройство для высвобождения представляет собой устройство для так называемого «быстрого» снижения растворимости, которое обеспечивает разбавление средства для удаления накипи в воде со скоростью высвобождения более 0,1 мг/ч, предпочтительнее в пределах от 0,2 мг/ч до 1 мг/ч, еще предпочтительнее - порядка 0,5 мг/ч.

Преимущество такого устройства для быстрого снижения растворимости состоит в том, что оно обеспечивает быструю диффузию действующего вещества в воде, так что его действие остается эффективным даже тогда, когда вода находится в контакте с устройством для снижения растворимости только в данный момент времени.

В соответствии со следующим признаком изобретения, первое устройство для высвобождения включает в себя матрицу из гидрофильного силикона, содержащую гексаметафосфат натрия, которая находится в герметичной трубке, имеющей, по меньшей мере, один открытый конец, и/или содержит фосфонатное соединение.

В соответствии со следующим признаком изобретения, второе устройство для высвобождения включает в себя матрицу из гидрофильного силикона, содержащую гексаметафосфат натрия, которая не заключена в герметичную трубку, с тем чтобы она контактировала с водой по всей своей поверхности, и/или содержит кристалл гексаметафосфата натрия, и/или содержит полиаспартовую кислоту.

В соответствии со следующим признаком изобретения, первое и второе устройства для высвобождения расположены в двух разных местах прибора.

Благодаря этому удается подобрать размещение устройств для высвобождения таким образом, чтобы оптимизировать их эффективность и срок службы.

В соответствии со следующим признаком изобретения, первое устройство для высвобождения расположено в месте, где имеется тенденция скапливания остаточной вода прибора, при этом второе устройство для высвобождения расположено в том месте прибора, которое омывается водой, но в котором вода не застаивается, так что это второе устройство для высвобождения находится в контакте с водой лишь в данный момент времени.

В соответствии со следующим признаком изобретения, вода поступает в средство для нагрева воды от водяного контура, содержащего резервуар с водой.

В соответствии со следующим признаком изобретения, первое и второе устройства для высвобождения средства для удаления накипи расположены в двух разных местах прибора.

В соответствии со следующим признаком изобретения, второе устройство для высвобождения расположено в той части водяного контура, которая омывается залитой в резервуар водой, но не погружена в неё постоянно, когда резервуар заполнен до максимального уровня, рекомендуемого для нормального функционирования прибора.

В соответствии со следующим признаком изобретения, в резервуаре выполнено заливочное отверстие, а второе устройство для высвобождения расположено рядом с заливочным отверстием.

В соответствии со следующим признаком изобретения, первое устройство для высвобождения расположено в днище резервуара.

В соответствии со следующим признаком изобретения, второе устройство для высвобождения обеспечивает высвобождение средства для удаления накипи, химический состав которого отличается от состава средства для удаления накипи, высвобождаемого первым устройством для высвобождения.

В соответствии со следующим признаком изобретения, средство для нагрева воды представляет собой парогенератор.

В соответствии со следующим признаком изобретения, электробытовой прибор представляет собой прибор для парового глажения.

В соответствии со следующим признаком изобретения, электробытовой прибор представляет собой утюг, имеющий нагревательную подошву с поверхностью глажения и содержащий корпус, установленный на подошве, причем этот корпус имеет захватную ручку и заднюю пятку, на которую утюг можно ставить, располагая подошву, по существу, вертикально.

В соответствии со следующим признаком изобретения, первое устройство для высвобождения расположено в зоне резервуара, которая погружена в остаточную воду этого резервуара, когда утюг находится в вертикальном положении, будучи поставленным на свою заднюю пятку.

Наконец, в соответствии с еще одним признаком изобретения, второе устройство для высвобождения расположено в зоне резервуара, которая выступает из воды, когда утюг находится в вертикальном положении, будучи поставленным на свою заднюю пятку.

Задачи, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из приводимого ниже описания двух отдельных вариантов его осуществления, которые рассматриваются в качестве примеров, не имеющих ограничительного характера, со ссылками на приложенные чертежи, где:

- фиг. 1 представляет собой упрощенный продольный разрез утюга согласно первому варианту осуществления изобретения;

- фиг. 2 представляет собой упрощенный продольный разрез утюга согласно второму варианту осуществления изобретения.

На чертежах представлены только те компоненты, сведения о которых необходимо для понимания сущности изобретения. Для облегчения чтения чертежей одни и те же компоненты обозначены на обеих фигурах этих чертежей одинаковыми буквенно-цифровыми позициями.

Следует иметь в виду, что в данном документе такие употребляемые для описания утюга выражения, как «горизонтальный», «вертикальный», «нижний», «верхний», «передний» и «задний», относятся к ситуации, когда этот прибор стоит на подошве в горизонтальном положении.

На фиг. 1 показан паровой утюг 1, имеющий нагревательную подошву 2, выполняемую предпочтительно литьем из алюминия, в которую утоплено электрическое сопротивление. В эту подошву 2 помещена также, как во всех традиционных конструкциях, испарительная камера 3, пар из которой подается в паровыпускные отверстия 4, выполненные на нижней поверхности подошвы 2, соприкасающейся с проглаживаемым материалом.

Утюг 1 снабжен контуром подачи в испарительную камеру 3, в состав которого входят резервуар 5 с подлежащей испарению водой, который встроен в корпус 10, установленный на подошве 2, и система 6 покапельной подачи, обеспечивающая подачу воды из резервуара 5 в испарительную камеру 3.

Корпус 10 имеет захватную ручку 11, которая располагается вдоль утюга 1 и задний конец которой имеет продолжение в виде пятки 12, на которую утюг можно ставить, по существу, вертикально во время перерывов в глажении. Эта задняя пятка 12 снабжена съемной пробкой 13А, которая обеспечивает доступ к заливочному отверстию 13 резервуара.

В резервуаре 5 находится первое устройство 7 для высвобождения средства для удаления накипи в воду этого резервуара 5 (его называют еще «устройством для медленного снижения растворимости») и второе устройство 8 для высвобождения средства для удаления накипи (так называемое «устройство для быстрого снижения растворимости»).

Устройство 7 для медленного снижения растворимости выполнено предпочтительно аналогично тому, которое описано в заявке на патент, поданной от имени заявителей по настоящей заявке и опубликованной как WO 98/28485.

Устройство для медленного снижения растворимости может быть образовано, например, трубкой 7 постоянного сечения с внутренним диаметром 7 мм и длиной 15 см, выполняемой из герметичного силикона, в которую заделана эластомерная матрица из гидрофильного силикона, содержащая гексаметафосфат натрия (ГМФН) в виде твердой дисперсии. Эта трубка 7 располагается в днище резервуара 5, предпочтительно рядом с задним концом этого резервуара 5, таким образом, что при хранении утюга в вертикальном положении на его задней пятке 12 трубка 7 оказывается погруженной в остаточную воду резервуара 5.

Как и во всех известных конструкциях, трубка 7 имеет в своем продольном направлении два разомкнутых конца, в зоне которых матрица из гидрофильного силикона находится в контакте с содержащейся в резервуаре 5 водой, при этом периферийная поверхность матрицы изолирована от воды трубкой из герметичного силикона, охватывающей эту матрицу.

При погружении её в воду такая трубка 7 снижает по концам растворимость ГМФН со скоростью примерно 0,05 мг/ч. Это объясняется тем, что очень гидрофильные зерна ГМФН в зоне разомкнутых концов трубки 7 насыщаются водой, в результате чего они разбухают, разрушая при этом решетку силикона. Фронт диффузии ГМФН медленно продвигается в матрице по оси трубки 7, благодаря чему обеспечивается эффективный контроль диффузии.

Совершенно очевидно, что скорость снижения растворимости, обеспечиваемую таким устройством, можно увеличить путем увеличения диаметра трубки 7, вследствие чего увеличивается и поверхность прямого контакта с водой в зоне расположения концов трубки 7, при этом длина указанной трубки 7 будет определять срок службы устройства.

Таким образом, заявители обнаружили, что при длине трубки 7, равной 15 см, удается добиться контролируемого высвобождения действующего вещества для удаления накипи в течение времени, соответствующего эксплуатации утюга на протяжении 5-ти лет.

Устройство 8 для быстрого снижения растворимости образовано предпочтительно бруском 8 гексаметафосфата натрия (ГМФН), отформованным поверх гидрофильного силикона и располагающимся в днище резервуара 5. Брусок 8 помещают предпочтительно в переднюю зону резервуара, так чтобы при нахождении утюга 1 в вертикальном положении на его задней пятке 12 этот брусок 8 не был погружен в воду резервуара 5.

В отличие от матрицы ГМФН, используемой в устройстве 7 для медленного снижения растворимости, брусок 8 ГМФН не покрыт герметичным силиконом по периферии, так что он снижает растворимость противонакипного действующего вещества по всей своей поверхности. Благодаря такому бруску 8 происходит высвобождение действующего вещества со скоростью примерно 0,5 мг/ч. Диаметр бруска 8 составляет предпочтительно 5 мм, длина 15 см, а срок службы - порядка 250 часов.

Предпочтительно, чтобы в резервуаре 5 было выполнено прозрачное окно 50 (на фиг. 1 показано пунктиром), обеспечивающее возможность одновременного визуального контроля уровня воды в резервуаре 5, а также работы устройств для быстрого 8 и для медленного 7 снижения растворимости, благодаря чему пользователь может, всего лишь посмотрев в это окно, получить представление о степени износа обоих этих устройств.

В процессе эксплуатации, когда пользователю надо выполнить операцию глажения, он берет утюг 1 и проверяет уровень воды в резервуаре 5.

Если пользователь привык опорожнять резервуар 5 перед установкой утюга 1 на хранение, то, поскольку резервуар 5 пуст, ему придется заполнить его перед тем, как приступать к следующему сеансу парового глажения.

После заливки воды в резервуар 5 она приходит в контакт одновременно с устройством 7 для медленного снижения растворимости и устройством 8 для быстрого снижения растворимости. При этом вода взаимодействует с бруском ГМФН устройства 7 для быстрого снижения растворимости, быстро насыщаясь этим соединением ГМФН.

Таким образом, пользователь может сразу начинать работу с утюгом 1, при этом вода, насыщенная ГМФН, направляется с помощью системы 6 покапельной подачи в испарительную камеру 3, где происходит её испарение. Пар, генерируемый в испарительной камере 3, отводится в направлении проглаживаемого материала, проходя через паровыпускные отверстия 4 подошвы 2. Накипь, остающаяся после испарения, присутствует в подавляющем большинстве в порошкообразной форме благодаря действию ГМФН, который замедляет рост кристаллов СаСО₃, вследствие чего она удаляется в виде мелкодисперсного порошка, невидимого невооруженным глазом, увлекаемая потоком пара через паровыпускные отверстия 4 подошвы.

По окончании сеанса глажения, если в резервуаре 5 остается вода, пользователь должен опорожнить его, с тем чтобы можно было поставить утюг 1 на хранение до следующего сеанса. В течение этих периодов хранения брусок 8, образующий собой устройство для быстрого снижения растворимости, не контактирует с водой. Срок службы бруска 8, составляющий, если он остается погруженным в воду, порядка нескольких недель, будет соответствовать нескольким годам пользования утюгом.

И наоборот, если пользователь не привык опорожнять резервуар 5 перед установкой утюга на хранение, то в этом резервуаре 5 может регулярно оставаться вода на время порядка нескольких часов или дней. Если утюг хранится в вертикальном положении на задней пятке 12, то брусок 8 будет выступать за пределы уровня воды в резервуаре 5 и, следовательно, не будет изнашиваться.

Если же утюг 1 хранится на подошве 2 в горизонтальном положении, то брусок 8 ГМФН будет оставаться погруженным в воду резервуара 5 в течение всего периода хранения, будет приводить к его быстрому износу, в результате чего срок его службы сократится всего до нескольких недель. Тем не менее, вода, скопившаяся в резервуаре 5, будет быстро насыщаться соединением ГМФН даже после износа бруска 8 ГМФН благодаря действию устройства 7 для медленного снижения растворимости.

Использование утюга 1 с водой, надолго остающейся в резервуаре 5 и, соответственно, насыщенной соединением ГМФН благодаря действию устройства 7 для медленного снижения растворимости, приводит к тем же последствиям, что и описанные выше при рассмотрении ситуации с пользователями, привыкшими к опорожнению резервуара 5 после каждого сеанса глажения.

Таким образом, описанный выше утюг, снабженный обоими устройствами - и устройством 7 для медленного снижения растворимости, и устройством 8 для быстрого снижения растворимости средства для удаления накипи, - обладает тем достоинством, что обеспечивается эффективное удаление накипи вне зависимости от частоты эксплуатации прибора и/или вне зависимости от привычек пользователя по оставлению воды и/или заполнению резервуара.

На фиг. 2 проиллюстрирован второй вариант осуществления изобретения, в соответствии с которым прибор для обработки белья содержит утюг 1, соединенный с внешней подставкой 100 трубой 102. В указанной внешней подставке 100 находятся резервуар 5 и электронасос 106, обеспечивающий подачу воды из резервуара 5 в утюг 1.

Как и в конструкции согласно первому варианту осуществления, нагревательная подошва 2 выполнена предпочтительно из алюминиевой отливки, в которую утоплено электрическое сопротивление; в неё встроена также испарительная камера 3, пар из которой подается в паровыпускные отверстия 4, выполненные на нижней поверхности подошвы 2, выполненной с возможностью контакта с проглаживаемым материалом.

Резервуар 5, насос 106 и труба 102 образуют собой водяной контур, обеспечивающий подачу в испарительную камеру 3, при этом управление работой насоса 106 осуществляется предпочтительно с помощью рычажка 106А, находящегося под ручкой утюга 1.

Как и в конструкции согласно первому варианту осуществления, резервуар 105 включает в себя первое устройство 7 для высвобождения в воду средства для удаления накипи, называемое «устройством для медленного снижения растворимости», которое расположено в днище резервуара 5 и образовано трубкой 7 постоянного сечения с внутренним диаметром 7 мм и длиной 15 см, выполняемой из герметичного силикона, в которую заделана эластомерная матрица из гидрофильного силикона, содержащая гексаметафосфат натрия (ГМФН) в виде твердой дисперсии.

В резервуаре 105 выполнено заливочное отверстие 113, расположенное в верхней стенке этого резервуара 5 и закрывающееся заслонкой 113А, которая установлена с возможностью поворота.

В резервуаре 105, на линии продолжения заливочного отверстия 113 и вблизи от него, имеется решетка 109, через которую течет вода, залитая в резервуар 5. Эта решетка 109 образует собой емкость для хранения, в которой располагается второе устройство 108 для высвобождения в воду средства для удаления накипи, называемое «устройством для быстрого снижения растворимости».

Это устройство для быстрого снижения растворимости образовано предпочтительно одним или несколькими кристаллами 108 гексаметафосфата натрия (ГМФН), которые контактируют с водой исключительно при заполнении резервуара 5. Подобные кристаллы имеют большую поверхность контакта с водой, когда пользователь заливает её в резервуар 5, в результате чего они снижают растворимость ГМФН со скоростью порядка 0,5 мг/ч.

Преимущество такого прибора состоит в том, что он позволяет добиться эффективного противонакипного действия, так как кристаллы 108 обеспечивают возможность высвобождения значительного количества ГМФН в воду резервуара 5 при его заполнении. Кроме того, поскольку кристаллы 108 не находятся в зоне резервуара 5, которая погружена при работе или хранении утюга 1, удается предотвратить слишком быстрый износ этих кристаллов 108 ГМФН. Благодаря этому увеличивается срок службы устройства для быстрого снижения растворимости.

Следует также отметить, что еще одно преимущество кристаллов 108 ГМФН, расположенных в зоне заливочного отверстия резервуара 5, заключается в том, что они легко видны пользователю, когда он выполняет операцию по заливке этого резервуара 5. Поэтому пользователь в состоянии определять износ кристаллов 108 ГМФН, что позволяет ему пополнять запас этих кристаллов, когда их количество становится слишком малым (такие кристаллы 108 могут, в частности, продаваться в качестве расходных компонентов для данного прибора).

Наконец, даже если пользователь не пополняет запас кристаллов 108, остаточная вода, скапливающаяся в резервуаре 105 в интервале времени между двумя сеансами глажения, дает устройству 7 для медленного снижения растворимости возможность постепенного высвобождения значительного количества ГМФН, благодаря чему обеспечивается очень эффективное предотвращение формирования частиц накипи на стенках испарительной камеры 3.

Таким образом, преимущество описанного прибора заключается в наличии в нем противонакипного устройства 7, 108, которое позволяет одинаково успешно бороться с формированием накипи, какой бы ни была частота эксплуатации прибора. Действительно, в случае очень интенсивного использования прибора, например в течение нескольких часов в день, устройство 108 для быстрого снижения растворимости обеспечивает эффективную обработку воды, содержащейся в данный момент времени в резервуаре 5. В случае же менее частой эксплуатации прибора, например всего по нескольку часов в месяц, устройство 7 для медленного снижения растворимости обеспечивает эффективную обработку воды, остающейся в резервуаре во время между двумя сеансами глажения.

Должно быть совершенно понятно, что изобретение никоим образом не ограничивается описанными выше и проиллюстрированными на чертежах вариантами его осуществления, которые были приведены лишь в качестве примеров. Возможны их разнообразные модификации, в частности, в отношении состава различных компонентов или их замены техническими эквивалентами, при условии сохранения объема правовой охраны изобретения.

Кроме того, хотя рассмотренные выше примеры осуществления относятся к гладильному прибору, изобретение распространяется также на любые электробытовые приборы со средствами для нагрева воды, при работе которых приходится сталкиваться с проблемой отложения накипи. В качестве примеров можно назвать применение изобретения в кофеварках, чайниках, паровых выпрямителях волос, пароочистителях и пр.

Так, в частности, в соответствии с одной из модификаций осуществления, первое устройство для высвобождения средства для удаления накипи может обеспечивать диффузию средства для удаления накипи, химический состав которого отличается от состава средства для удаления накипи, высвобождаемого вторым устройством для высвобождения. В качестве примера укажем, что первое устройство для высвобождения средства для удаления накипи может содержать действующее вещество, очень медленно растворяющееся в воде, тогда как второе устройство для высвобождения средства для удаления накипи будет при этом содержать быстрорастворимое в воде действующее вещество, например, типа полиаспартовой кислоты.

В соответствии с другой модификацией осуществления, в качестве устройств для высвобождения средства для удаления накипи можно использовать устройства, обеспечивающие введение средства для удаления накипи в жидком виде. В качестве примера укажем, что второе устройство для высвобождения может включать в себя сосуд со средством для удаления накипи в жидком виде и насос, приводимый в действие при каждом извлечении пробки резервуара с водой с целью закачки в этот резервуар требуемого количества средства для удаления накипи.