ПАРОГЕНЕРАТОР С ФУНКЦИЕЙ ПРОМЫВКИ Российский патент 2013 года по МПК F22B33/18 

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к парогенератору, и в частности к промывке парогенератора.

Предпосылки к созданию изобретения

Во время работы парогенератора в котел парогенератора подается вода, которая в нем нагревается для генерирования пара. Вследствие нагревания обычно в котле образуется накипь. Это образование накипи создает проблемы, поскольку частицы накипи могут отделиться от котла и попасть на объект, в котором используется пар. Это может привести к загрязнению объекта. Кроме того, с течением времени вода в котле постепенно загрязняется ионами. Это происходит потому, что во время генерирования пара испаряется только вода, а большая часть остальных компонентов, присутствующих в воде, остаются. В котле, содержащем загрязненную воду, во время нагрева воды возникает пена, которая нарушает непрерывную подачу пара, генерируемого котлом. При этом вместе с паром может выходить вода, что приводит к вылету брызг из котла. Если накипь не удаляется периодически из котла, отверстия для впуска воды и выпуска пара могут закупориться, что приведет к снижению производительности котла. В итоге котел может стать непригодным к дальнейшей эксплуатации.

Для решения этой проблемы создан котел с дренажным отверстием для ручной промывки. При выполнении процесса промывки пользователю приходится заливать воду в котел, встряхивать котел и наклонять или переворачивать котел для получения приемлемых результатов очистки. Этот процесс является трудоемким, в результате чего только примерно 50% пользователей осуществляют регулярную промывку.

В WO 2007007241 A1 раскрывается система глажения паром, содержащая паровой утюг и систему котла, содержащую котел для генерирования пара, при этом паровой утюг и котел соединены друг с другом паропроводным шлангом. Во время работы системы котла в котле образуется накипь. Для удаления накипи из котла с регулярными интервалами выполняется процесс автоматической промывки системы котла. Во время процесса промывки промывочный клапан, соединенный с отверстием выпуска воды, расположенным на дне котла, открыт, и вода выходит из котла для промывки контейнера. В этом процессе частицы накипи уносятся потоком воды. Предпочтительно, перед тем, как открыть промывочный клапан, давление в котле повышают, чтобы вода принудительно выбрасывалась из котла, благодаря чему повышается эффективность процесса промывки. В этой системе применяется закачивание при закрытом промывочном клапане, благодаря чему в котле создается значительное давление, после чего клапан открывают для выпуска воды под давлением. Использование промывочного клапана может быть дорогим и ненадежным, поскольку этот клапан может зыбиться частицами накипи. В таком процессе автоматической промывки и в других подобных процессах очень трудно сделать так, чтобы пользователь понимал ограничения (например, время ожидания и ограничения на использование прибора во время этого периода), налагаемые на него во время процесса промывки. Кроме того, последовательные операции повышения давления и промывки котла увеличивают время промывки.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание парогенератора с существенно улучшенной функцией промывки в терминах простоты использования.

Для достижения этой цели предлагается парогенератор, содержащий котел, выполненный с возможностью нагрева воды до состояния пара, в котором имеется управляющее устройство для регулирования потока воды в котел, при этом котел снабжен промывочным дренажным отверстием для выпуска промывочной воды; а также заглушку, закрывающую промывочное отверстие и для активации управляющего устройства, при этом заглушка имеет первое положение для начала процесса промывки, в котором промывочное отверстие открыто, и заглушка выполнена с возможностью активировать управляющее устройство, при этом заглушка имеет второе положение для прекращения процесса промывки, в котором промывочное отверстие закрыто заглушкой и заглушка выполнена с возможностью деактивировать управляющее устройство. Двойная функция заглушки существенно облегчает использование функции промывки.

Согласно варианту настоящего изобретения, заглушка выполнена в форме колпачка, шарового клапана и т.п.Термин "заглушка" используется для обозначения устройства, состояние которого можно регулировать, путем открывания/снятия или закрывания/установки. В открытом, или "снятом", состоянии заглушка позволяет пропускать поток жидкости или смеси жидкостей. В закрытом, или "установленном" состоянии заглушка блокирует такой поток.

Согласно другому варианту настоящего изобретения управляющее устройство содержит клапан. Термин "клапан" используется для обозначения устройства, состояние которого можно регулировать. В открытом состоянии клапан может пропускать поток жидкости или смеси жидкостей. В закрытом состоянии клапан блокирует такой поток.

Когда заглушка находится в первом положении, процесс промывки начинается путем открывания клапана. Вода течет в котел и вытекает наружу через промывочное отверстие за счет потока поступающей воды из бака.

Помимо обеспечения легкого процесса промывки, клапан между баком с водой и котлом имеет преимущество, позволяя легко заполнять котел. Обычные (ограниченно автономные) парогенераторы не имеют насоса, и пользователю приходится заливать воду непосредственно в котел. В таких случаях для заполнения котла пользователю приходится открывать предохранительную крышку, расположенную на верхней части котла, чтобы выпустить из котла пар. При этом возникают две проблемы. Пользователю приходится ждать, пока котел остынет перед тем, как он сможет снять предохранительную крышку. Существует вероятность травмирования пользователя горячим паром, выходящим из отверстия при снятии предохранительной крышки. Использование бака для воды и установка между баком для воды и котлом клапана улучшает способ заполнения котла. Для заполнения котла пользователь, предпочтительно, может слега сдвинуть заглушку, чтобы открыть клапан, соединяющий бак для воды и котел, но оставляя закрытым сливное отверстие. Следует отметить, что в таком состоянии (т.е., после использования котла для генерирования пара) в котле нет воздуха, а присутствуют по существу пар и вода. При открывании клапана оставшийся пар выходит из котла через клапан и бак для воды в атмосферу. После выхода пара давление в котле падает и вода из бака всасывается созданным разрежением, тем самым заполняя котел.

Согласно еще одному варианту настоящего изобретения, управляющее устройство содержит насос. Термин "насос" используется для обозначения устройства, состояние которого можно регулировать. Во включенном состоянии насос способен перекачивать жидкость или смесь жидкостей. В выключенном состоянии насос блокирует такой поток.

Парогенератор может содержать бак для воды, выполненный с возможностью хранения воды, котел, выполненный с возможностью нагревания воды до состояния пара, насос для подачи воды из бака в котел, и заглушку для перекрытия промывочного отверстия. Заглушка имеет одно положение для начала процесса промывки, в котором промывочное отверстие открыто и заглушка посылает первый сигнал для активации насоса для подачи воды в котел, и второе положение для прекращения процесса промывки, в котором промывочное отверстие закрыто заглушкой и заглушка посылает второй сигнал для деактивации насоса.

Предпочтительно, промывочное отверстие расположено в дне котла так, чтобы можно было слить практически всю воду из котла. Во время процесса вода вытекает из котла через промывочное отверстие главным образом под действием силы тяжести и под действием поступающей из бака воды. Таким способом реализуется эффективное удаление из котла частиц накипи и, возможно, других примесей.

Согласно другому варианту настоящего изобретения парогенератор далее содержит индикатор промывки, выполненный с возможностью индикации пользователю о необходимости промывки. Индикатор может быть любого типа и может быть механическим, электрическим, электронным или электромеханическим индикатором. Индикация может быть основана на времени или степени использования парогенератора. Парогенератор может быть снабжен соответствующим контроллером, например, микроконтроллером или микросхемой памяти для мониторинга работы парогенератора. На основе входного сигнала от контроллера индикатор промывки указывает пользователю на необходимость промывки. Индикатор может быть адаптирован для индикации пользователю любым способом, например, звуковым сигналом, или визуальным сигналом. Предпочтительно, индикатор включается только тогда, когда температура котла ниже заданной величины.

Согласно еще одному варианту настоящего изобретения котел выполнен с возможностью выпускания пара, когда заглушка находится в положении между первым и вторым положениями. Выпущенный пар направляется в бак для воды. Когда заглушка частично открыта, клапан между котлом и баком для воды частично открывается и выпускает пар из котла в атмосферу через бак. Таким образом, пользователь не подвергается воздействию горячего пара при открывании заглушки на горячем котле, поскольку, к тому времени, когда пользователь полностью откроет заглушку, пар уже выйдет через клапан.

Согласно еще одному варианту настоящего изобретения устройство далее содержит промывочный контейнер для приема воды из котла и содержания воды, при этом промывочный контейнер съемно установлен снаружи от заглушки. Когда в парогенераторе с промывочным контейнером проходит процесс промывки, вода, используемая в процессе, попадает в промывочный контейнер и остается в нем, пока пользователь не удалит контейнер от котла и не выльет воду. Преимущество промывочного контейнера заключается в том, что отсутствует необходимость в позиционировании выпускного отверстия или выпускного элемента котла, соединенного с выпускным отверстием для промывки над отдельным контейнером или раковиной или подобным приемным устройством, когда осуществляется процесс промывки.

Согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения система глажения содержит вышеописанный парогенератор. Первичной функцией системы глажения является генерирование пара из воды. Вода оставляет содержащиеся в ней соли и другие примеси или компоненты. Со временем эти примеси и соли (как растворенные, так и осажденные) создают различные проблемы - из утюга выбрасывается накипь, из утюга выбрасывается грязная горячая вода (из-за вспенивания), загрязняется объект, который гладят. Промывка котла важна для безотказной работы системы утюга.

Далее следует более подробное описание изобретения со ссылками на чертежи, где на разных фигурах одинаковые детали обозначены одинаковыми позициями.

Краткое описание чертежей

Фиг.1a - парогенератор согласно варианту настоящего изобретения с заглушкой в первом положении.

Фиг.1b - парогенератор согласно фиг.1 с заглушкой во втором положении.

Фиг.2a - парогенератор согласно другому варианту настоящего изобретения с заглушкой в первом положении.

Фиг.2b - парогенератор согласно фиг.2а с заглушкой во втором положении.

Фиг.3a - парогенератор согласно еще одному варианту настоящего изобретения с заглушкой в первом положении.

Фиг.3b - парогенератор согласно фиг.3a с заглушкой во втором положении.

Фиг.4 - система утюга с парогенератором.

Подробное описание вариантов настоящего изобретения

Далее следует описание конкретных вариантов изобретения со ссылками на определенные чертежи, однако настоящее изобретение ими не ограничивается. Позиции в формуле изобретения не должны толковаться как ограничивающие ее объем. Приложенные чертежи являются лишь схематичными и неограничивающими. На чертежах размеры некоторых элементов могут быть преувеличены и для иллюстративных целей некоторые элементы могут быть показаны не в масштабе. В настоящем описании и формуле изобретения термин "содержащий не исключает наличия других элементов или этапов. При использовании единственного числа подразумевается также и множественное число существительного, если специально не указано иное.

Кроме того термины "первый", "второй" и т.п., используемые в описании и формуле изобретения, используются для проведения отличий между одинаковыми элементами и не обязательно описывают последовательность или хронологический порядок. Следует понимать, что используемые таким образом термины являются взаимозаменяемыми в соответствующих обстоятельствах, и что описанные варианты изобретения могут работать в иных последовательностях, отличающихся от описанных или показанных в описании.

Кроме того, термины "верх", "низ", "над", "под" и т.п. в настоящем описании и формуле изобретения используются для описательных целей и не обязательно для описания относительного расположения. Следует понимать, что используемые таким образом термины являются взаимозаменяемыми в соответствующих обстоятельствах и описанные варианты настоящего изобретения могут работать в других ориентациях, отличающихся от описанных или показанных в описании.

Как показано на фиг.1a и 1b, парогенератор 100 содержит бак 200 для воды и котел 300. Бак 200 для воды снабжен впускным отверстием 210, выпускным отверстием 220 и клапаном 230. Пружина 232 выталкивает клапан 230 в открытое положение при освобождении. Котел 300 снабжен впускным отверстием 310 и соединен с выпускным отверстием 220 бака 200 для воды через канал 240. Котел 300 имеет промывочное отверстие 320, закрытое заглушкой 330. Котел имеет выпускное отверстие 340 для пара, соединенное с паровым выпускным клапаном 350, который может быть, например, клапаном с электрическим приводом.

На фиг.2a, 2b показан парогенератор 100, содержащий насос 400, соединяющий котел 300 и бак 200 для воды. Заглушка 330 также соединена с выключателем 410. Этот выключатель соединен с насосом 400 через контроллер 420.

Фиг.3a и 3b подобны фиг.2a и 2b, за исключением того, что выключатель 410 не соединен с заглушкой.

Фиг.4 подобна любому из вышеприведенных чертежей за исключением того, что парогенератор 100 соединен с системой 500 глажения через паровое выпускное отверстие 340 и паровой выпускной клапан 350. Система глажения содержит триггер 502 подачи пара. Микроконтроллер 510 выполнен с возможностью мониторинга работы или использования парогенератора 100. Микроконтроллер подает эту информацию на индикатор 595 промывки, который расположен на системе 500 глажения или на стойке, в которой расположен котел.

Принцип, используемый во всех вариантах, заключается в промывке и ополаскивании котла 300, что позволяет удалить частицы накипи и вытеснить воду, содержащую большое количество растворенных солей через заглушку, которая управляет и входящим, и выходящим потоками промывочной воды.

Можно создать полностью механический вариант без использования электричества для функции промывки, как показано на фиг.1a и 1b. Клапан 230 позволяет воде из бака 200 стекать в котел 300, когда заглушка 330 находится в первом положении. Процесс промывки делится на следующие этапы. Когда пользователь видит индикатор промывки (не показан) (например, мигающую лампу или сообщение на текстовом или графическом дисплее) и открывает заглушку 330, закрывающую промывочное отверстие 320, как показано на фиг.1a. Когда заглушка открыта и находится в первом положении, пружина выталкивает клапан 230 так, что вода может попасть в котел 300 и промыть его. Вода сливается через промывочное отверстие 320. Пользователь для сбора промывочной воды использует поддон (внешний), раковину или внутренний поддон системы (не показан). По завершении промывки пользователь возвращает заглушку 300 на место, как показано на фиг.1b. Когда заглушка 330 находится во втором положении, клапан 230 удерживается закрытым так, что через клапан не может пройти ни вода в котел 300, ни пар из котла 300.

Когда заглушка 330 открыта, и когда котел 300 еще горячий, существует риск ожога выходящей горячей водой или паром. В обычном котле заглушку 330 открывают только после того, как котел 300 достаточно остынет. В этом парогенераторе 100, когда заглушка находится в положении между первым и вторым положениями, т.е., когда заглушка 330 частично открыта, клапан 230 сбрасывает пар из котла 300 в бак 200 для воды через клапан 230. Это позволяет существенно снизить давление в котле 300. Эта особенность имеет и другое преимущество. Она позволяет легко заполнять котел 300. Чтобы иметь возможность заполнить котел 300 водой, пользователь может предпочтительно частично открыть или отвинтить заглушку 330, чтобы открыть клапан 320 между баком 200 для воды и котлом 300. Следует отметить, что в таком состоянии (т.е. после использования котла для генерирования пара), в котле отсутствует воздух, и присутствуют по существу пар и вода. При открывании клапана 230 и после того, как пар выйдет в атмосферу через клапан 230 и бак 200 для воды, вода из бака 200 будет засасываться в котел 300 под действием разрежения, тем самым заполняя этот котел. Таким образом, можно облегчить заполнение котла водой даже не используя насос. При наличии клапана 230 между баком 200 для воды и котлом 300, бак 200 можно разместить где угодно, а не только поверх котла 300, поскольку вода течет в котел 300 из бака 200 для воды за счет разрежения, созданного в котле, а не обязательно под действием силы тяжести.

Дополнительно, можно установить средство, предотвращающее активацию клапана 230, когда в баке 200 нет воды. Можно использовать узел поплавка, который блокирует активацию клапана 230 при изменении положения заглушки 330, когда бак 200 для воды пуст.

Процесс промывки можно также осуществлять с помощью электрических средств, как показано на фиг.2а, 2b, и фиг.3a, 3b, когда пользователь осуществляет промывку устройства, подключенного к сети. При этом для прогона воды через котел 300 используется насос 400. Включение насоса осуществляется разными способами. Включение насоса может осуществляться путем удаления заглушки 330, как показано на фиг.2a. С другой стороны, пользователь может удалить заглушку 300, а затем включит насос, нажав выключатель 410, как показано на фиг.3a. Парогенератор согласно фиг.3a и 3b снабжен средством 335 для определения факта удаления заглушки.

Процесс промывки согласно фиг.2a делится на следующие этапы. Пользователь видит индикацию необходимости промывки на индикаторе (не показан) (мигающая лампа/другой дисплей) и открывает заглушку 330. Выключатель 410, соединенный с заглушкой, включается, и сигнал посылается на контроллер 420, который в свою очередь включает насос 400. Пользователь помещает поддон для сбора воды, если в устройстве отсутствует встроенный поддон. После промывки пользователь возвращает заглушку 330 на место, как показано на фиг.2b и этим автоматически выключает насос 400. В другом варианте при приеме сигнала от контроллера 420 насос включается на заданный период времени и может остановиться без необходимости устанавливать заглушку на место, чтобы прекратить работу насоса.

Процесс промывки может также осуществляться, как показано на фиг.3a. Пользователь видит мигающий/отображающий сообщение индикатор промывки и открывает заглушку 330. Это обнаруживается средством 335 обнаружения извлечения заглушки. Пользователь нажимает выключатель 410, расположенный рядом с заглушкой. При нажатии выключателя 410, через контроллер 420 включается насос 400. Насос 400 начинает промывку и ополаскивание котла 300 водой. Это продолжается в течение времени, определенного пользователем, после чего пользователь отпускает выключатель 410 и устанавливает на место заглушку 330, как показано на фиг.3b. На этом процесс промывки завершается. Пользователь может отпустить выключатель 410 в любое время во время процесса (например, для смены контейнера сбора воды). Предпочтительно, когда извлечение заглушки не обнаруживается средством 335, нажатие кнопки 410 не приведет к включению насоса 400. Это является функцией безопасности, позволяющей не допустить закачку воды в результате случайного нажатия выключателя 410 в нормальных условиях эксплуатации. Факультативно, можно использовать сигнал (звуковой или визуальный), напоминающий пользователю о необходимости установить заглушку 330 на место. Дополнительно, можно установить средство, предотвращающее включение насоса 400, когда в баке 200 нет воды. Это легко достигается путем блокирования сигнала от выключателя 410 на контроллер 420, когда бак 200 пуст, что определяется другим датчиком (например, магнитным поплавковым датчиком), который измеряет уровень воды в баке. В другом варианте насос 400 может оставаться включенным заданное время после получения сигнала от пользователя. Далее, можно использовать средство для непрерывного определения наличия промывочного контейнера и останавливать насос, когда промывочный контейнер отсутствует.

Парогенератор 100 может быть соединен с системой 500 глажения, как показано на фиг.4. Когда пользователь нажимает на триггер 502 пара, пар из парогенератора 100 подается на систему 500 глажения. Микроконтроллер 510 может отслеживать время, в течение которого нажат триггер 502. Когда триггер 502 нажат, открывается клапан 350 выпуска пара. Индикатор промывки 505 может мигать (или издавать звуковой сигнал) или выводить на дисплей сообщение через заданные интервалы подачи пара или времени использования, например, через каждые 10 часов открытия клапана 350 выпуска пара. В этом случае парогенератор 100 содержит измерительное средство (не показано), измеряющее время, в течение которого открыт клапан 350 выпуска пара, и микроконтроллер 510 выполнен с возможностью регистрировать суммарную продолжительность открытого состояния клапана 350 выпуска пара. Микроконтроллер 510 сравнивает суммарную продолжительность открытого состояния клапана 350 выпуска пара с заданной величиной (например, 10 часов). Если суммарная продолжительность открытого состояния клапана 350 выпуска пара достигла заданной величины, срабатывает индикатор промывки. Это является точным способом определения времени, когда следует осуществить процесс промывки.

Другой способ определения нужного момента для запуска процесса промывки, применимый к парогенераторам согласно фиг.2a и 3a, содержащим насос 400 для подачи воды в котел 300, содержит этапы, на которых определяют суммарное время работы насоса 400, и сравнивают эти суммарное время с заданной величиной.

Можно также использовать способ косвенного определения момента, в который следует начать процесс промывки. Например, подсчитывают количество включений котла 300 и начинают процесс промывки, когда количество включений достигает заданной величины. Для повышения точности при использовании такого косвенного способа температуру котла 300 измеряют в нескольких положениях. По мере накопления накипи в котле, она начинает действовать как тепловой барьер, в результате чего нарушается распределение температуры. Таким образом, измеряя температуру в разных положениях, можно определить, находится ли распределение температур в нормальных пределах, или нет. Если нет, это является указанием на необходимость начала процесса промывки.

В одном из множества возможных вариантов парогенератор может иметь вычислительное устройство, которое получает информацию о количестве подключений и отключений бака 200 для воды.

На основе любых из вышеописанных входных данных срабатывает индикатор 505 и пользователь выполняет процесс промывки, удаляя заглушку 330. На основе этих входных данных микроконтроллер 510 зажигает индикатор 505 промывки, например, светоизлучающий диод, расположенный на передней части системы 500 глажения или корпуса котла. Индикатор 505 промывки сбрасывается после обнаружения начала процесса промывки (определив факт извлечения заглушки 330 или нажатия выключателя 410).

Следует понимать, что хотя выше были описаны предпочтительные варианты, конкретные конструкции и конфигурации настоящего изобретения, в их форму и состав могут быть внесены различные изменения и модификации, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения, определенного формулой изобретения. Например, тот факт, что в формуле изобретения указаны первое и второе положение заглушки, не запрещает заглушке иметь третье положение, например, позволяющее воде течь в котел для нагрева и перехода в пар при нормальной работе парогенератора, в то время как промывочное отверстие остается закрытым. Описанное в формуле единственное устройство может выполнять функции нескольких устройств. Тот факт, что определенные признаки описаны в разных зависимых пунктах, не препятствует использованию комбинации этих признаков.

Изобретение относится к парогенератору, в частности к промывке парогенератора. Технический результат заключается в улучшении и упрощении промывки парогенератора. Технический результат достигается в парогенераторе, содержащем котел, выполненный с возможностью нагрева воды до состояния пара, в котором имеется управляющее устройство для регулирования потока воды в котел, при этом котел снабжен промывочным отверстием для выпуска промывочной воды, и имеет заглушку для закрывания промывочного отверстия и для активации управляющего устройства. Заглушка имеет первое положение для запуска процесса промывки, в котором промывочное отверстие открыто. Заглушка активирует управляющее устройство и имеет второе положение для завершения процесса промывки, в котором промывочное отверстие закрыто заглушкой. Заглушка деактивирует управляющее устройство. 2 н. и 8 з.п. ф-лы. 4 ил.

1. Парогенератор (100), содержащий:
котел (300), выполненный с возможностью нагрева воды до состояния пара, в котором имеется управляющее устройство (230, 400) для регулирования потока воды в котел (300), при этом котел (300) снабжен промывочным отверстием (320) для выпуска промывочной воды, и
заглушку (330) для закрывания промывочного отверстия (320) и для активации управляющего устройства (230, 400), при этом заглушка (330) имеет первое положение для запуска процесса промывки, в котором промывочное отверстие (320) открыто, и заглушка (330) активирует управляющее устройство (230, 400), и второе положение для завершения процесса промывки, в котором промывочное отверстие (320) закрыто заглушкой (330) и заглушка (330) деактивирует управляющее устройство (230, 400).

2. Парогенератор по п.1, в котором заглушка является крышкой, шаровым клапаном или подобным устройством.

3. Парогенератор по п.1, в котором управляющее устройство содержит клапан (230).

4. Парогенератор по п.1, в котором управляющее устройство содержит насос (400).

5. Парогенератор по п.1, в котором промывочное отверстие (32) выполнено в нижней части котла (300).

6. Парогенератор по любому из пп.1-5, далее содержащий индикатор (505) промывки, при этом индикатор (505) промывки выполнен с возможностью индикации пользователю на необходимость промывки.

7. Парогенератор по любому из пп.1-5, в котором котел (300) выполнен с возможностью выпускать пар, когда заглушка (330) находится в положении между первым и вторым положениями.

8. Парогенератор по п.7, в котором выпущенный пар направляется в бак (200) для воды.

9. Парогенератор по п.1, далее содержащий промывочный контейнер для приема воды из котла (300) и содержащий воду, при этом промывочный контейнер съемно расположен снаружи от промывочного отверстия (320).

10. Система (500) глажения, содержащая парогенератор (100) по любому из пп.1-9.