(57)【要約】電気アイロンなどの蒸気発生器具は、ベースユニット（９１）と、当該ベースユニットに着脱可能に結合させることができる手持ち型移動式ユニット（１）とを備える。ベースユニットは、貯水容器と、移動式ユニットがベースユニットに結合されているときに貯水容器から移動式ユニットに送水するためのポンプとを備える。移動式ユニットは、ボイラ（５２）と内蔵貯水容器（３６）とを備え、内蔵貯水容器（３６）は、ベースユニット（９１）から受け取った水を加圧下で蓄え、ユーザ操作可能な弁（４６）の制御の下でボイラ（５２）へ水を送るように適合されている。
2012516746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースユニットと、前記ベースユニットに着脱可能に結合させることができる手持ち型移動式ユニットとを備える蒸気発生器具であって、前記ベースユニットが、
ベース貯水容器と、
前記移動式ユニットが前記ベースユニットに結合されているときに前記ベース貯水容器から前記移動式ユニットに送水するためのポンプとを備え、
前記移動式ユニットが、
ボイラと、
前記ベースユニットから受け取った水を加圧下で蓄え、ユーザ操作可能な弁の制御の下で前記ボイラへ水を送るように適合された内蔵貯水容器とを備える、蒸気発生器具。
【請求項２】
電気アイロンを含む、請求項１に記載の器具。
【請求項３】
前記移動式ユニットが、前記ボイラから独立した電気ヒータによって加熱される底板を備える、請求項２に記載の器具。
【請求項４】
前記ボイラが、水の流れがないときにより高い動作温度に達することができるように構成された、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項５】
前記内蔵貯水容器が加圧される、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項６】
前記内蔵貯水容器が弾性的に充填(elastically-charged)される、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項７】
前記内蔵貯水容器が、弾力的に装着されたピストン(resiliently mounted piston)によって作用される、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項８】
前記内蔵貯水容器が１つ以上の膨張可能な壁を有する、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項９】
前記内蔵貯水容器がブラダ(bladder)を含む、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項１０】
前記内蔵貯水容器の容量が、１０秒、１５秒、２０秒、または３０秒間より長く蒸気を発生させるために水を提供するのに十分な容量である、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項１１】
前記ポンプが、前記器具がスイッチオンにされている間連続的に動作するように構成された、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項１２】
前記移動式ユニットに水を送る必要がないときに、送水される水の流れを変えて前記ベース貯水容器に戻すための手段を備える、請求項１１に記載の器具。
【請求項１３】
前記ボイラが、水入口と、電気ヒータと、蒸気出口と、前記ヒータと熱接触する少なくとも１つの表面によって境界が定められた蒸発空間とを備え、前記蒸発空間が、前記水入口から遠ざかる方向に拡大する断面積を呈するように構成された、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項１４】
前記蒸発空間の高さが、滴(drops)の形成を防止するのに十分なだけ低い、請求項１３に記載の器具。
【請求項１５】
前記蒸発空間の高さが一定である、請求項１３または１４に記載の器具。
【請求項１６】
前記蒸発空間の境界を定める前記加熱表面が非平面である、請求項１３から１５のいずれかに記載の器具。
【請求項１７】
前記蒸発空間内に格子構造またはメッシュ構造が設けられた、請求項１３から１６のいずれかに記載の器具。
【請求項１８】
前記ボイラが、その表面積を増加させるテクスチャ(texture)、構造(structure)、またはコーティングが設けられた蒸発表面を備える、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項１９】
前記ボイラが、その正常動作温度において親水性である蒸発表面を備える、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項２０】
前記正常動作温度が１６０℃よりも高い、請求項１９に記載の器具。
【請求項２１】
前記ボイラが、ゼオライト微粒子を含むコーティングで被覆された蒸発表面を備える、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項２２】
前記ボイラが、中断された流路(interrupted flow path)を呈するように構成された蒸発表面を備える、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項２３】
前記ボイラが、蒸気を回収するための手段を備える、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項２４】
前記蒸気を回収するための手段が、未蒸発の水滴を捕集するための手段を含む、請求項２３に記載の器具。
【請求項２５】
前記ボイラが、中間部材によって蒸発空間と蒸気回収空間とに分割される、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項２６】
前記中間部材が加熱される、請求項２５に記載の器具。
【請求項２７】
前記ベースユニットおよび／または前記移動式ユニットが、それらの間の接続の望ましくない切断を防止するように構成された、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項２８】
前記ベースユニットと前記移動式ユニットとが、前記接続の軸と実質的に平行な方向における分離を防止するが、前記軸に平行でない方向における前記器具の取り外しを可能にする手段を備える、請求項２７に記載の器具。
【請求項２９】
ベースユニットと前記移動式ユニットとが、電力および水の両方のための相互のコードレスコネクタ構成を有し、前記電力および水の接続が、嵌合部品を相互に位置合わせすることで提供される、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項３０】
前記電力および水の接続が、一方のコネクタ対を物理的に接触させ、次いでそれらが完全に位置合わせされる軸へ近づけた後、他方のコネクタ対を物理的に接触させるように構成された、請求項２９に記載の器具。
【請求項３１】
前記電力および水のコネクタが、前記移動式ユニットが前記ベースユニット上にあるときに一方が他方よりも高くなるように配置された、請求項２９または３０に記載の器具。
【請求項３２】
電力および水の両方のための相互のコードレスコネクタ構成を有し、前記ベースユニットに、ユーザが前記移動式器具を前記ベースユニットに接続している間加圧水供給の圧力を低下させるための手段が設けられた、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項３３】
前記ベースユニットは、前記移動式ユニットが前記ベースユニットに係合されるとそれを検出するように構成された、請求項３２に記載の器具。
【請求項３４】
前記移動式ユニットに電力を供給するためのアダプタを備え、前記アダプタは、前記移動式ユニットが使用されている間の電力の供給を可能にするために前記移動式ユニットに固定された第１のモードつまりコード付きモード、または、前記アダプタと前記移動式ユニットとの間の電気接続が前記移動式ユニットを前記アダプタ上にもしくは前記アダプタに当接させて置くことによって接続可能であり、前記移動式ユニットを前記アダプタから持ち上げるかもしくは離すことによって遮断可能である第２のモードつまりコードレスモードで動作可能である、先行する請求項のいずれかに記載の器具。
【請求項３５】
前記アダプタが、前記ベースユニットまたはさらなるベースユニットに固定されるように設計された、請求項３４に記載の器具。
【請求項３６】
前記アダプタが前記ベースユニットに接続された、請求項３４または３５に記載の器具。
【請求項３７】
前記アダプタが、前記移動式ユニットに水を供給するようにも構成された、請求項に記載の器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用アイロン、スチームクリーナ、壁紙はがし器、および他の手持ち型(hand-held)蒸気発生器具に用いられる蒸気の電気による発生に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用スチームアイロンは以前から存在している。それらは底板を備えており、底板は、平らで、アイロンを掛けられるものと接触するように意図され、通常、底板の上側に取り付けられるかまたは埋め込まれた電気抵抗式シーズヒータによって加熱される。従来、アイロン掛けをしやすくするために蒸気を発生させるように設計されたこのようなアイロンは、底板の上面に形成された半密閉空洞を有し、内蔵の貯水容器からこの空洞内に水を滴下して蒸気を発生させ、底板に形成された一連の穴によってこの蒸気を布地上へ漏れ出させる。これらは通気口付き（vented）スチームアイロンとして一般に知られている。通気口付きスチームアイロンは比較的簡単で安価に実現されることから非常に広く普及している。しかしながら、発生させる蒸気が非常に低圧（基本的に大気圧）であってあまり迅速に発生させられず、そのため、比較的非効率である。
【０００３】
市場ではその対極に、大型の貯水容器を内蔵した静止ベースステーションにおいて高圧蒸気（例えば３〜５バール程度）を連続的に発生させ、発生させた蒸気を導管コードによって、要求に応じて、ユーザの手持ち型ユニットへ送ることができる職業用または半職業用のスチームアイロン掛けシステムがある。これらは加圧蒸気発生装置付きアイロン（pressurised steam generator iron）として一般に知られている。それらは非常に高性能であるが、非常に高価であり、それゆえ市場で占める割合はほんのわずかである。
【０００４】
最近になって、上記の両極端の間のギャップを埋めようとする提案がなされており、そのいくつかが商品化されているが、これらは独自の欠点を持つ傾向がある。例えば、アイロンとは別のベースユニット内に当該ベースステーション内の貯水容器からポンプによって給水されるボイラを設けることが提案されている。瞬間蒸気発生装置付きアイロンとして一般に知られているこれらの構成の主な短所は、実際は、ユーザがボタンを押して蒸気を要求してから蒸気が実際に発生してアイロンへ送られるまでの間に大きなタイムラグ（１０秒程度）があることである。このことにより、最終的に蒸気が送達されたときには通気口付きスチームアイロンよりも高い蒸気流量を達成可能であるにもかかわらず、ユーザにはほとんど受け入れられていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、スチームアイロンにおいて、しかし、スチームクリーナ、壁紙はがし器、他の手持ち型蒸気発生器具などのような蒸気を用いる他の装置においても用いることができる、要求に応じて蒸気を発生させるための改良された構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の局面から見ると、本発明は、ベースユニットと、当該ベースユニットに着脱可能に結合させることができる手持ち型移動式ユニットとを備える蒸気発生器具であって、ベースユニットが、
ベース貯水容器と、
移動式ユニットがベースユニットに結合されているときにベース貯水容器から移動式ユニットへ送水するためのポンプとを備え、
移動式ユニットが、
ボイラと、
ベースユニットから受け取った水を加圧下で蓄え、ユーザ操作可能な弁の制御の下でボイラへ水を送るように適合された内蔵貯水容器とを備える蒸気発生器具を提供する。
【０００７】
これにより、当業者には、本発明によると、ユーザが弁を開けてボイラへ水を進入可能にすることによって移動式ユニット内で蒸気を「要求に応じて」発生させることができ、水が移動式ユニットに、すなわちボイラの非常に近くに蓄えられ、かつ加圧下で蓄えられるので、弁が開けられると水は迅速にボイラに流入するため、タイムラグが非常に少ないことが分かるであろう。
【０００８】
上記器具は、スチームアイロン、スチームクリーナ、壁紙はがし器などのような、蒸気を発生させるためのいかなる可搬式器具であってもよい。上記器具がアイロンである場合、器具は、ボイラから独立した電気ヒータによって加熱される底板を備えることが好ましい。
【０００９】
ポンプは、必要なとき、すなわち、水圧が閾値レベルよりも低くなったときまたは移動式ユニットがベースユニットに結合されたときにのみ動作させられるように構成され得る。しかしながら、１組の実施形態においては、ポンプは、器具がスイッチオンにされている間連続的に動作するように構成され得る。このことにより、内蔵貯水容器を補充する（コードレス器具またはコードレスモードで動作中の器具の場合）かまたは水をボイラへ送る（コード付きモードで動作中の器具の場合）のにかかる時間を最小化するために圧力が維持されることが確実になる。好ましくは、ポンプが停止したり過剰の流れを吸い込んだりすることを防止するために、移動式ユニットへ水を送る必要がないときにポンプで送水される水の流れを変えてベース貯水容器へ戻すための手段が設けられる。
【００１０】
ボイラは、典型的にはサーモスタットで制御されるが、移動式ユニットがベースユニットに結合されているとき、ボイラは、水の流れがないとき（すなわち、弁が閉じられているとき）は弁が開かれて水が流れているときよりも高い温度に達することが可能なように構成されることが好ましい。つまり、ボイラは、追加の熱エネルギーをその熱容量に蓄えることができ、その場合水のサージ(surge)がより急速に加熱され得るので、弁が開かれた後の初回の蒸気を発生させるまでの時間がさらに削減され、また、加熱されていないときにベースから切り離された状態で動作できる時間も最大化される。
【００１１】
内蔵貯水容器は、いくつかの異なる方法で水を供給するように構成され得る。例えば、水が流体静力学的な力によって供給されるように、内蔵貯水容器はただ単に器具の上部（器具が普通使用されることになっている向きに関して）に配置されるだけかもしれない。別の方法は、エネルギー源を必要とするという短所を明らかに伴うものであるが、何らかの形態のポンプを設けることである。好適な１組の実施形態においては、内蔵貯水容器が加圧される。これは、例えば、圧縮空気チャンバによって達成されてもよいが、好ましくは、内蔵貯水容器は弾性的に充填(elastically charged)される。１組の実施形態において、内蔵貯水容器は、弾力的に装着されたピストン(resiliently mounted piston)によって作用される。別の１組の実施形態において、内蔵貯水容器は、１つ以上の膨張可能な壁を有する。壁自体が弾性的に膨張可能であってもよく、かつ／または弾性的に圧縮可能な周囲媒体中に膨張してもよい。１組の実施形態において、内蔵貯水容器は、器具内部に配置されて器具内部の空間に膨張するブラダ(bladder)、好ましくは弾性的に膨張可能なブラダを含む。このことは、ブラダが不定形な形状の空間内に膨張でき、それにより、外部設計を損なうことなく器具内部に収容することがより容易になるため、特に有益である。
【００１２】
実際、この概念はそれ自体新規性および進歩性があると考えられ、そのため、第２の局面から見ると、本発明は、水を加圧下で蓄えるための貯水容器を備え、当該水貯水容器が、膨張時に内部の水に圧力がかかるように構成された膨張可能なブラダを含む、コードレスの移動式電気器具を提供する。
【００１３】
上記の本発明の第１の局面の本質的または好適な特徴のいずれもがこの発明に適用され得る。このため、１組の実施形態において、上記器具はボイラを備え、それゆえ、スチームアイロン、スチームクリーナ、壁紙はがし器、またはその他の手持ち型蒸気発生器具であり得る。同様に、好適な１組の実施形態において、上記器具は、内蔵貯水容器が対応するベースステーションから補充されうるように構成される。
【００１４】
内蔵貯水容器、すなわち移動式ユニット上に設けられる貯水容器の容量は、ベースから離して使用される場合に補給が必要になる前に一定期間使用できるように設計され得る。便利には、この時間は、ボイラおよび／またはアイロンの場合には底板が有用な動作のためのある最低温度よりも低くなるのにかかる時間に関連している。好ましくは、内蔵貯水容器の容量は、蒸気を１０秒間より長く、好ましくは１５秒間より長く、好ましくは２０秒間より長く発生させるために水を提供するのに十分な容量である。いくつかの実施形態においては、３０秒間以上の蒸気に足りるだけの水が蓄えられる。
【００１５】
好ましくは、ボイラは、水入口と、電気ヒータと、蒸気出口と、ヒータと熱接触する少なくとも１つの表面によって境界が定められた蒸発空間とを備え、上記蒸発空間は、上記水入口から遠ざかる方向に拡大する断面積を呈するように構成される。これは、進んで行く間の蒸発空間内の漸増する内部容積とそれに対応する表面積の増加、ならびに、対応する水および蒸気の温度上昇に対応する。このような構成によると、蒸発空間は、比較的小さく始まり、水と蒸発空間の加熱表面とを良好に密接させて効率的に水を蒸発させることができ、その一方で同時に、そうして生じた蒸気が、水入口から遠ざかる、すなわち出口へと流れるにつれて、漸増する容積内に膨張していくことを可能にする。
【００１６】
いくつかの実施形態において、蒸発空間は、水が広がる表面積を最大化して蒸気発生効率を高めるために、非常に浅い。例示的な１組の実施形態において、蒸発空間の高さは滴(drop)の形成を防止するのに十分なだけ低い高さ、例えば３ｍｍ未満である。いくつかの実施形態において、蒸発空間は一定の好ましくは浅い高さを有する。ボイラのいくつかの考えられ得る実施において、蒸発空間は、互いに近接した２つの類似形状の表面間に形成される。これら２つの表面の間隔が蒸発空間の高さとなり、このため、１組の好適な実施形態において、２つの表面は３ｍｍ未満の隙間によって離隔される。
【００１７】
蒸発空間の高さが一定であるとき、拡大する断面は、漸増する幅によって提供され、前述の水入口から遠ざかる方向において蒸発空間の断面積の増加が得られることが明らかである。いくつかの例示的実施形態において、蒸発表面は凸状、凹状、または円錐状である。扇、三角、半球、放物線、角柱、角錐、および他の適切な形状のような、他の実質的に二次元または三次元の形状を採用して所要の漸増する容積および表面積を提供してもよい。当然ながら、同じ効果を得るために、つまり、内部的に表面積そして蒸発効率を増すためにも、外部的に器具内のボイラに必要な空間を最小化するためにも、他のより複雑な形状を採用してもよい。しかしながら、それと同じように、蒸発空間はただ単に開いたチャンバを備えるだけであってもよい。言い換えれば、狭いことは必須ではない。
【００１８】
蒸発空間の境界を定める加熱表面（以下、「蒸発表面」と呼ぶ）は好ましくは非平面である。これにより、器具内部でボイラが占める所与の容積内で利用可能な表面積の最大化が容易になる。１組の好適な実施形態においては、蒸発表面の表面積（表面増大コーティングを施す前に測定される）は、上記表面の最大平面投影（すなわちフットプリント）の１．５倍よりも大きく、より好ましくは１．７５倍よりも大きく、より好ましくは２倍よりも大きい。
【００１９】
蒸発空間は、水／蒸気が満たされるまでは空であってもよいが、１組の実施形態においては格子構造またはメッシュ構造が設けられる。状況によっては、このことは、加熱される有効面積を増加させることによって蒸気発生効率を高めることができ、ライデンフロスト効果(Leidenfrost effect)（水が非常に高温の表面と接触するときに蒸気の断熱層に囲まれた小さい水滴が形成される）を低減するのに役立つこともできる。例示的な１組の実施形態においては、蒸発空間内部に編組み状の金属メッシュが設置される。メッシュ構造は、例えば、先に述べたように２つの対面する表面間に閉じ込め、それにより、メッシュの編組み状要素の交互に上下になる関係によってできるメッシュの主表面の先端部が蒸発表面とそれに対面する表面とに対応する交互配置で接触するようにすることによって、蒸発表面に軽く押し付けられ得る。蒸発空間を格子またはメッシュで塞ぐことは、水粒子の流れを制限するのに役立ちながらも蒸気をより自由に通過させることができ、したがってボイラの蒸発効率を向上させる。１組の実施形態においては、耐食性に有利である１つまたは複数の編組み状ステンレス鋼メッシュが採用される。しかしながら、他の構成、例えばエキスパンドメッシュ(expanded mesh)、穴あき材料、繊維状材料なども同様の有利な効果を提供できる。
【００２０】
さらにまたはもしくは、蒸発表面には、顕微鏡レベルでその表面積を増加させかつ／またはライデンフロスト効果を軽減させるテクスチャ(texture)、構造(structure)、またはコーティングが設けられ得る。例えば、当該表面は、表面積と蒸発空間内部を流れる乱流とを増加させるための無数の溝または小構造を作り出す段差、モザイク、またはテクスチャを備え得る。
【００２１】
蒸発表面は少なくともその正常動作温度において親水性であることが好ましい。例示的な１組の実施形態において、上記正常動作温度は１８０℃よりも高い。これは、蒸発表面に用いられる材料の自然な性質であるかもしれず、適切な表面処理によって達成されるかもしくは高められるかもしれず、かつ／または適切な耐熱コーティング材料によって達成されるかもしくは高められるかもしれない。表面処理またはコーティングによって蒸発表面を親水性にする場合、処理またはコーティング後の表面は、処理またはコーティングされていない表面ではライデンフロスト効果が起こるであろう温度において親水性であるべきである。
【００２２】
１組の実施形態において、蒸発表面はゼオライト微粒子を含むコーティングで被覆される。好ましくは、上記ゼオライト粒子はナノおよびマイクロ規模の粒子である。１組の実施形態において、コーティングはアルミノケイ酸塩粒子を含む。例示的な１組の実施形態において、粒子はＣＡＳ番号１３１８−０２−０１または類似の番号を有する。好ましくは、このようなコーティングは、３ミクロン〜１００ミクロンの厚さ、しかしより好ましくは３ミクロン〜５０ミクロンの厚さの薄膜として施すことを容易にするためにキャリア媒体として作用する結合剤を含む。結合剤は、ゼオライト粒子の構造を飽和させないように、かつ、微孔性の機能性膜層が表面ぬれを改善し水と接触しているときに最小限の表面張力を示すのを容易にするように配合されるのが好ましい。
【００２３】
機能性コーティングを形成するための乾燥または硬化前に、ゼオライト微粒子は結合剤中に懸濁させておかれる。機能性コーティングを形成するために固化させると、ゼオライト粒子は結合剤によってカプセル化または部分的にカプセル化され、ゼオライト微粒子が足場として作用し、相互に連結するナノ規模およびまたはマイクロ規模の空隙が部分的に開き部分的に閉じたセル構造を作る、ナノ規模およびまたはマイクロ規模の構造のオープンセルシンタクチックマトリクス(open cell syntactic matrix)を作り出す。機能性コーティングを施す前に、ボイラの内部表面を粗面化処理および脱脂によって準備してもよく、その場合には表面が磨削されて定められたテクスチャが生じ、準備された表面への機能性コーティングの機械的結合の助けとなるが、テクスチャをさらに付与することにもなる。このようなテクスチャは機能性コーティングの伝熱表面に影響を及ぼし得る。好適な粗面化処理方法は、高圧グリットブラスト(high pressure grit blasting)または好適な仕上げを作るのに適切なその他の母材でのブラスチングであるが、他の適切な方法を採用してもよい。
【００２４】
１組の実施形態において、蒸発空間の少なくとも一部が、中断された流路(interrupted flow path)を呈するように構成される。有利には、このような構造は、少なくとも蒸発空間の出口に最も近い、すなわち、水入口から最も遠い部分に設けられ得る。このような構成は、蒸発しなかった水の蒸発を高めること、また、未蒸発の水滴を蒸気から物理的に分離することも分かっている。本出願人は、蒸気の流れを絞るかまたはその他の方法で制限することによって同様の効果が得られることを見出した。
【００２５】
蒸発空間は当然ながら２つ以上の蒸発表面を有し得る。これは、加熱素子の分布や多数の加熱素子を設けることの結果、またはただ単に、直接加熱される表面と別の表面との間の密接な熱接続によるものであり得る。
【００２６】
１組の好適な実施形態において、ボイラは過熱蒸気を発生させるように構成される。いくつかの好適な実施形態において、ボイラの温度は１００〜５００℃、より好ましくは１０５〜３８０℃である。ボイラ内部で生じる内部蒸気圧は流入する水圧を上回るものではないことが好ましく、そうでなければ、水が装置に流入することが妨げられ、結果としてその後に蒸気流量が降下し蒸気出力に望ましくない変動が生じることになる。
【００２７】
蒸気は、いったん蒸発空間を通過すると、ただ単にボイラから出て行かされるだけでもよい。しかしながら、１組の好適な実施形態においては、ボイラは、蒸気を回収するための手段を備える。このことによって、例えば、ボイラが設けられた器具の蒸気出口に蒸気を送るための１つ以上のパイプに蒸気を運ぶことが可能になる。好ましくは、蒸気を回収するための手段は、未蒸発の水滴を捕集するための手段を含み得る。例えば、これは、チャンバの壁によって運ばれる蒸気の進路を変えさせ、同伴された滴を結果的に排除する、突出する出口管であるかもしれない。
【００２８】
１組の好適な実施形態において、ボイラは、蒸発空間と蒸気回収空間とに分割される。１組の実施形態において、ボイラは、ボイラのチャンバの中に設けられた中間部材によって分割される。好ましくは、中間部材は蒸発空間を規定する表面の１つになる。
【００２９】
上記の本発明の局面に係るボイラは、蒸気を連続的に発生させるために有用に用いられ得る。しかしながら、蒸気が「要求に応じて」必要とされる器具にとって特に有益である。これは上記に説明した特徴が、少なくともそれらの好適な実施形態において、例えば、ひとかたまりの水を加熱するために加熱素子が用いられるより従来型のボイラと比較すると、水が最初に水入口に流入してからの非常に急速な蒸気発生を可能にするからである。この効果を達成する上での重要な因子は、加圧下で水をボイラに供給することであり、このため、特に好適な１組の実施形態は、上記の種類のボイラ、または実際には、拡大する断面積という特徴を含むかもしれない上記の特徴のうちのいくつかのみを有するボイラを、加圧水をボイラの水入口に供給するための手段を備える器具内に有する。先に述べたように、このような器具は、例えば電気アイロン、スチームクリーナ、壁紙はがし器、またはその他の手持ち型蒸気発生器具を含み得る。水を加圧するための手段は、上記の手段やその他の手段のいずれであってもよい。水供給の圧力は、好ましくは０．５バールよりも高く、例えば１バールよりも高く、最大で３バールまたはそれ以上であるかもしれない。
【００３０】
ボイラを「要求に応じて」蒸気を発生させるために用いる場合、ボイラに水が満たされてから蒸気を発生させるまでの初期遅延を最小化するためには、ボイラに水が入っていないときに、ボイラの温度を上昇させ、したがって、最初に充填される水を加熱して可能な限り急速に沸騰させるために用いることが可能な熱エネルギーを蓄えさせることが有用である。１組の好適な実施形態において、ボイラが蓄えるようになっている使用可能エネルギー、つまり蒸気を発生させるために利用可能な熱エネルギーの量は、２０キロジュールを超え、より好ましくは３５キロジュールを超え、より好ましくは５０キロジュールを超える。
【００３１】
本発明によると、移動式器具とベースユニットとが提供される。多くの電気器具にとって、移動式ユニットがベースユニットへのコードレス電気接続を有すると便利である。これは、例えば、移動式ユニットが、ベースユニット上に置かれているときに定期的に再充電するだけでよい電池を含むからであり得、または、例えばやかんもしくはコーヒーメーカーの場合に、電力が必要なのは短時間だけであり、コードレス接続によって器具を必要な場所へ移動させることが可能になるということであり得る。
【００３２】
アイロンの場合、入手可能なコードレスアイロンが多くあり、これらは明白な便利な長所を有しているが、市場のかなりの部分に、コードレスアイロン、特にコードレススチームアイロンは、定義上アイロンを使用している間は熱を供給できないためコード付きのものと比較すると性能が大幅に劣る、という認識がある。本出願人はどちらの方法にも長所と短所があると認めていた。したがって、両構成の長所のうちのいくつかの達成を図る構成を考案した。したがって、本発明のいくつかの実施形態によると、移動式電気器具に電力を供給するためのアダプタであって、当該器具が使用されている間の電力および水の供給を可能にするために器具に固定された第１のモードつまりコード付きモード、または、ベースユニットに固定され、アダプタと器具との間の電気および水の接続が、器具をベースユニット上にもしくはベースユニットに当接させて置くことによって接続可能であり、器具をベースユニットから持ち上げるかもしくは離すことによって遮断可能であるようになっている第２のモードつまりコードレスモードで動作可能なアダプタが提供される。
【００３３】
このため、本発明のこれらの実施形態によると、移動式器具をユーザの要求に応じてコード付きモードまたはコードレスモードのどちらかで動作させ得ることが分かるであろう。例えば、電気アイロンに関連して、ユーザは、一連の軽いアイロン掛け作業を行いたい場合には、便利にはコードレスモードでアイロンを使用し、衣服と衣服との間でアイロンを加熱し内蔵貯水容器を補給するためにアイロンをアダプタ上に戻し得る。あるいは、おそらく多くの蒸気を必要とする、重いアイロン掛け作業が発生した場合、ユーザは、アダプタをアイロンに取り付け、アイロンを実際に使用している間に電力および水が供給される機能の利益を享受することができる。
【００３４】
アダプタは、器具に固定されていないときはある表面に直接置かれるように設計され得るが、１組の好適な実施形態においては、代わりにベースユニットに固定されるように設計される。
【００３５】
アダプタは、電力を提供するのに適切なコンセントに直接接続可能であってもよいが、好ましくはベースユニットに接続され、ベースユニットがコンセントに接続される。水は、ベースユニット内の貯水容器から移動式ユニットに供給される。
【００３６】
水の供給を提供することにより、アダプタが結合されていないときの、移動式ユニット内の貯水容器が使用され器具がアダプタ上に戻されると補給されるコードレスモード、または、水および電気を供給でき、より長くかつ／もしくはより高性能の使用を可能にするコード付きモードでの動作が可能になる。いくつかの実施形態において、アダプタから移動式ユニットへ水を供給するための手段は、アダプタと器具とが接続されていないとき、接続の作業中、または接続されているときに、アダプタからまたは器具からの漏れを防止するために接続の両側に弁手段を備える。
【００３７】
移動式ユニットとベースユニットとは、意図されずに互いの接続が切断されることがないように設計されることが必要である。電気の接続のみが行われているときは、電気接点間に良好な電気接続を維持するために必要なばね力よりも典型的にははるかに大きいであろう器具の重量のみによってこれを達成することは比較的容易である。しかしながら、水の接続も提供されるので、特に水がかなりの圧力で供給されている場合は、器具の重量だけでは、強固な接続の維持を確保するのに十分ではないことがある。これは、電気接点のばね力だけでなく、それぞれの弁を開いた状態に保持するのに必要な力と水圧による力とが、コネクタを分離させるように作用しやすいからである。
【００３８】
したがって、本発明のいくつかの実施形態において、ベースユニットおよび／または移動式ユニットは、それらの間の接続の望ましくない切断を防止するように構成される。いくつかの実施形態において、このような構成は移動式ユニットをベースユニットに固定する手段によって提供することができる。実際には、これは単に、コード付きモードでの使用のためにアダプタを移動式ユニットに固定できる手段と同じ手段であり得る。しかしながら、これは、クリップまたは他の締結手段を確実に切り離してからでないと移動式ユニットをベースステーションから持ち上げるかまたは離すことができず、そのことはコードレス器具に関連付けられる便利な長所のいくつかを無にするため、ユーザにとって比較的不便であると考えられる。
【００３９】
従って、１組の実施形態において、ベースユニットと移動式ユニットとは、接続の軸に実質的に平行な方向における分離を防止するが、上記軸に平行でない方向における器具の取り外しを可能にする手段を備える。このような実施形態においては、ベースおよび移動式ユニットの構成は、コネクタを分離させようとする加圧水供給の力および／または電気コネクタの接触力を受けて接続が切断されることを防止し、その一方でなお、ユーザがただ移動式ユニットを適切な方向に持ち上げるだけで移動式ユニットをベースから取り外すことを可能にする。これを実施する１つの考えられ得る方法は、傾動または回転操作によって器具を着座させ得る凹部をベースユニット上に設けることであり、当該凹部の先端壁、またはその他の機械的構成がコネクタ軸、すなわち移動式ユニットを置いたり取り外したりするのに必要な上記傾動操作の接線に沿った移動を防止する。別の例は、移動式ユニットまたはベースユニットの一方に設けられ、他方における対応する機能と協働するフックまたは隆起部である。
【００４０】
上述のように、このような構成は、コネクタを分離させようとする比較的強い力が存在する場合、例えば、コネクタが加圧水コネクタを含む場合に、特に有益である。例示的な１組の実施形態においては、コネクタを分離させようとする力は移動式ユニットの重量の４分の１よりも大きい。このような応用例においては、コネクタを閉じる力を提供するために移動式ユニットの重量だけに頼ることは勧められない。これは、比較的大きな反発力が確実な接続を困難にしうるからであり、ちょっとした衝突または振動に対して接続が不安定になり得るからである。
【００４１】
上記の構成によると、コネクタ上に閉じる力を提供するために移動式ユニットの重量に頼る必要がもはやないので、システム設計者には器具をベースユニットに載置する向きに関してより大きい自由が与えられる。このため、コードレスの水コネクタおよびもしかすると電気コネクタは、器具が立つようになっている移動式ユニットの面に設けられることが必要とされるのではなく、違う表面に施され得る。電気アイロンに関連して一例を挙げると、コードレスコネクタはアイロンを使用中に休ませるときに立たせるアイロンの後端に設けられるかもしれないが、アイロンは、ベース上に置かれているときは、水平に近い角度や完全に水平に置かれ得る。よって、１組の実施形態においては、垂直に対して４５°未満の角度を有する表面上に電力および水の接続を有するコードレスベースユニットが提供される。
【００４２】
電力および水のための完全に独立したコネクタを設けてもよい。しかしながら、移動式ユニットをベースユニットに嵌合させるのに２つの別個のコネクタを同時に位置合わせすることが必要になるかもしれないので、独立したコネクタを設けることにより、移動式ユニットとベースユニットとの嵌合がより困難になり得る。好適な実施形態において、電力および水の接続は、当該技術分野においてしばしば共通コーニング構成(common coning arrangement)と呼ばれる、嵌合部品の相互の位置合わせで提供される。言い換えれば、係合または係合解除の際に器具のベースユニットへの接近方向を制御する単一の案内位置合わせシステムがある。１組の好適な実施形態において、接続は、一方のコネクタ対を物理的に接触させ、次いで完全に位置合わせされる軸に近づけた後で、他方のコネクタ対を物理的に接触させるように構成される。このように順次接触させることは、一方のコネクタ対が最初に接触するときの初期角度に対する許容誤差が他方のコネクタ対よりも大きい場合に有益である。例えば、しばしばコーニング角(coning angle)として知られている、初期角度に対する許容誤差は、水コネクタよりも電気コネクタの方が大きい傾向がある。
【００４３】
水コネクタと電気コネクタとを横に並んで配置させてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態においては、これらは、アイロンまたは他の移動式ユニットがベースユニット上にあるときに上下につまり一方が他方よりも高い位置に配置される。このことは、ベースユニットによって垂直面内の位置合わせがなされるため、ユーザが行わなければならない位置合わせの程度を限定するので有益である。
【００４４】
１組の実施形態においては、各コネクタの半分が移動式ユニットおよびベース部分の一方に凹状に設けられ、コネクタの残り半分がベースユニットおよび移動式ユニットの他方に、対応する凸状に設けられ得る。
【００４５】
本発明の様々な局面の、いくつかの組の実施形態においては、ベースユニットは、ベース上にコードレス移動式ユニットが置かれているときに当該コードレス移動式ユニットへ加圧水の供給を提供するために用いられる。いくつかのこのような実施形態においては、ベースの水供給が常に加圧される。これは、これらの好適な実施形態によると、このことによって器具内の加圧された内蔵貯水容器を再充填することが可能になるからである。先に言及したように、ベースと移動式ユニットとが、移動式ユニットがベースに完全に係合したときに水圧によるコネクタの分離を防止するようになっている構成においても、それでもなお、水圧の存在とそれぞれの弁を開いた状態に保持するために必要な力とにより、ユーザがコネクタをつなぐことがより困難になり得る。これらはどちらも電気コネクタ内のばね接点が及ぼす力に追加されるものである。
【００４６】
１組の実施形態において、ベースユニットには、ユーザがコードレス器具をベースユニットに接続および場合によってはベースユニットから切断している間、加圧水供給の圧力を低下させるための手段が設けられる。当然ながらこれを実現し得る多くの方法が存在する。例えば、ユーザによる手動の介入、例えばボタンを押すことを用いてもよい。しかしながら、ベースユニットは、移動式ユニットがベースユニットに係合されたときにそれを検出するように構成されることが好ましい。
【００４７】
光学センサ、磁気センサ、静電容量センサなどを用いてこれを実現することはどのようにしてもできるが、好ましくは、簡単なマイクロスイッチが、器具が係合されると動作させられるように構成される。これは、例えばポンプを減速させるかもしくはスイッチオフにすることによって圧力を低下させる電気マイクロスイッチ、または、例えば弁または絞り弁を閉じて水の流れを制限するかもしくは止める直接的な機械構成であってもよい。
【００４８】
以上の説明から理解されるように、ベースと移動式ユニットとの結合は、上記の種類の着脱可能なアダプタを取り付けること、またはただ単に、移動式ユニットをベースユニット上に適切に置くことによって達成され得る。
【００４９】
本発明のすべての実施形態によると、移動式ユニットに供給されるかまたは蓄えられる加圧水の圧力は、好ましくは少なくとも０．５バール、好ましくは少なくとも１バールであり、場合によっては３バールよりも高い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
ここで、添付の図面を参照しながら、本発明のいくつかの好適な実施形態を単なる例示として説明する。図面において、
図１は、本発明の一実施形態に係るアイロンの斜視図であり、
図２は、図１に示すアイロンに電力および水を供給するためのアダプタの図であり、
図３は、アダプタが装着されたアイロンの内部構成要素を示す切り欠き図であり、
図４は、明瞭化のために内部構成要素のいくつかが取り除かれた、図３と同様の図であり、
図５は、水および蒸気システムを構成する内部構成要素の図であり、
図６は、２つの蓄圧器の拡大断面図であり、
図７は、小型の蒸気発生装置モジュールの拡大図であり、
図８は、外側カバーが取り外された蒸気発生装置の分解図であり、
図９は、蒸気発生装置の断面図であり、
図１０は、蒸気発生装置の別の断面図であり、
図１１は、コード付きモードで動作する図１〜図１０を参照しながら説明したアイロンおよびベースステーションの斜視図であり、
図１２は、コードレスモードでアイロンを使用するために構成されたベースの図であり、
図１３は、ベースに着座させたアイロンの図であり、
図１４ａ〜図１４ｅは、蓄圧器のどちらかまたは両方の様々な代替の実施形態を模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１は、本発明のいくつかの局面を具体化するスチームアイロン１の外観図である。図１には、本体２と、電気加熱される底板４と、ハンドル６とが示されている。本体２上、ハンドル６の下に、温度選択つまみ８が設けられている。ハンドル６の前部にさらなるつまみ１０が設けられ、ユーザがアイロンによって供給される蒸気の量を制御できるようになっている（あるいは、蒸気のスイッチをオンまたはオフできるようにするだけということもあり得る）。アイロンの後部に、コードレス電気コネクタ２４（ここでは本出願人のＰ７５コードレス電気コネクタセットの雄部であるが、当然ながらその他の適切なコネクタを用い得る）および水コネクタ２６がある。
【００５２】
図２は、アイロンに電力および水を供給するための、アイロンの後部に接続されるアダプタユニット１２を示す。アダプタは外側本体１４を備える。本体１４の一面から、本出願人のＰ７５コードレスコネクタセットの雌部１６が突出している。電気コネクタ１６の上方に、弁２０を備える水コネクタ１８がある。導管コード２２が、アダプタ１２をベースユニット（図示せず）に接続し、個別に絶縁された電線と水を移送するための管とを内部に担持している。これらはそれぞれ電気コネクタ１６と水コネクタ１８に接続される。
【００５３】
図３および図４は、アダプタ１２が接続されたアイロンの切り欠き図を示す。このため、アイロンの後部において、電気コネクタ１６、２４が嵌合しており、水コネクタ１８、２６も同様に嵌合している。水コネクタ部品１８、２６は、互いに密封接続されると弁２０とそれに対応するアイロン側コネクタ部品２６の弁（図示せず）とに圧力がかかって水を流れさせるように構成されている。各水コネクタ１８、２６の弁は、アダプタ１２がアイロンから分離されているときの水漏れを防止する。
【００５４】
アイロンの底板４の内面には、従来のように、底板４を加熱するための抵抗加熱素子が内部に設けられた素子ブロック２８がある。底板素子は、図４においてより明瞭に示されるが底板素子と良好に熱接触しているサーモスタット構成３０によって、電力入口２４に接続される。温度制御つまみ８は、電源をオンオフするため、かつ、底板４を所望の温度範囲にするようにサーモスタットを設定するために、サーモスタット構成３０に接続される。ボイラモジュール５２も見えている。
【００５５】
ここで、アイロン内部の水および蒸気システムについて、明瞭化のためにアイロンの残りの部品が取り除かれた図５を参照しながら説明する。短い可撓管３２が水入口コネクタ２６をＴ字形コネクタ３４に接続し、当該Ｔ字形コネクタの幹部が、さらに以下でより詳細に説明するように使用時に内蔵貯水容器を形成する蓄圧器３６に接続される。さらなる短管３８が、Ｔ字形コネクタ３４を、さらに以下でより詳細に説明するように使用時にサージ水貯留部として作用する第２の蓄圧器４２上の第２のＴ字形コネクタ４０に連結する。
【００５６】
図６は、２つの蓄圧器３６、４２の断面図をより詳細に示す。本図から分かり得るように、各蓄圧器３６、４２の内部にそれぞればね付きピストン３７、４３がある。これらのピストン３７、４３は各蓄圧器の内部に溜められている水に圧力をかける。かけられる圧力は、対応するばねのばね力に依存する。本実施形態では、サージ蓄圧器４２内のピストン４３のばね力の方が内蔵貯水容器蓄圧器３６内のピストン３７のばね力よりも大きい。つまり、サージ蓄圧器４２は、水の供給の初期にいったん空になると、内蔵貯水容器蓄圧器３６によって補充されることはない。
【００５７】
より長い可撓管４４が、サージ蓄圧器４２上のＴ字形コネクタ４０を、ユーザ操作可能な蒸気つまみ１０によって操作される可変弁４６に接続する。あるいは、簡単なオンオフ弁が用いられ得る。弁４６の下流にはさらなる管４８があり、その他端はボイラモジュール５２の入口５０に接続する。ボイラモジュール５２については、図７〜図１０を参照しながら以下でより詳細に説明する。ボイラモジュールからの蒸気出口５４は、さらなる管５６に接続される。管５６は、ボイラモジュール５２から出る蒸気を底板４（図３参照）の上側に形成された素子ブロック２８内のプレナムへ送り込み、そして、プレナムから底板の複数の穴を通して外へ送る。
【００５８】
ここで、この新規なボイラモジュール５２について、図７〜図１０を参照しながらより詳細に説明する。図７は、ボイラモジュール５２の外観を示す。ボイラ５２は、例えば雲母の１つ以上の層からなるがいかなる適切な物質からなるものであってよい耐熱カバー５８によって、大部分が覆われている。モジュールの右下の領域（図７から見たとき）に、水入口５０と、被覆された電気抵抗加熱素子６０の端部とが示されている。素子６０への電気接続を可能にするために、突出金属コネクタ６２（当該技術分野ではコールドテール（cold tail）として知られている）が設けられている。同様のコールドテール６４が、図７の左側に見える上記素子の他端に設けられている。高温調節器６６が、ボイラの下側本体部材７０上のフランジ６８（図８参照）に当接して設けられている。
【００５９】
蒸気出口５４は、図７の左上部分に見えている。
【００６０】
ここで特に図８を参照すると、ボイラの主要部は４つの主要部分、つまり、すべてダイカスト非鉄金属製または他の適切な材料製であり得る下側本体部材７０、それに対応する上側本体部材７２、および中間の円錐形部材７４、ならびに、例えばステンレス鋼製の円錐形メッシュ層７６からなる。
【００６１】
組み立て時、上側および下側の本体部材７０、７２は、適切な手段により締め合わせられ、このことにより、中間の円錐形部材７４とメッシュ円錐７６とが両部材間に保持される。明瞭化のために省略されているが、上側本体部材７２と下側本体部材７０との間に適切な耐熱シールが設けられる。
【００６２】
下側本体部材７０が中間の円錐形部材７４を受け入れる円錐形のチャンバ７８を内部に規定していることが分かり得る。このチャンバ７８の内壁は一連の同心状の環状段差を有して形成されており、この目的については後述する。円錐形部材７４は、その表面全体にわたってチャンバ７８の壁から一定の距離だけ離間され、狭い蒸発空間を形成する。蒸発空間は、この狭い隙間の両側の表面に触れるほどの厚みを有するメッシュ７６によって満たされる。
【００６３】
図９は、組み立て後のモジュール５２の断面を示す。本図は、下側本体部材７０の壁が、埋込み加熱素子６０を収容するため、上側本体部材７２の壁よりもはるかに厚いことを示している。図９では埋込み加熱素子が形成する通路８０だけが見えるように省略されているが、この埋込み加熱素子は製造時に下側本体部材に鋳込まれる。加熱素子６０が下側本体部材７０の壁に埋め込まれていることは、図１０に示されている。この素子は、下側本体部材７０によって形成される円錐形のキャビティの周りに巻き付くように、ほぼ螺旋状である。このことにより、チャンバ７８の下側に先細になっている壁全体にわたって均一な熱分布が確保される。
【００６４】
蒸気チャンバ７８の最も低い位置に、下側本体部材７０の壁の中を通り、水入口５０と流体連通する別の通路の開口部８２がある。チャンバ７８の最上部には、チャンバ７８の内部へ下向きに突出し、上側本体部材７２の中を通る狭い通路８６と流体連通し、蒸気出口５４と連通する短い管８４によって形成される蒸気出口がある。
【００６５】
図８、図９、および図１０から分かるように、中間の円錐形部材７４は、中実の下部８８を備え、その上部の周りに一連の穴９０を有する。明瞭化のために、メッシュ円錐は本図では省略されている。メッシュ円錐も中間の円錐形部材も必須ではないことが理解される。
【００６６】
内部の伝熱表面、すなわちチャンバ７８および中間の円錐形部材７４の壁は、水への伝熱を高める機能性熱弾性表面コーティング(functional heat resilient surface coating)で被覆される。このコーティングは、特に１６０℃よりも高く３８０℃よりも低い動作温度で、水による熱吸収速度を向上させる。機能性コーティングは、代わりに、チャンバ壁７８の下側の先細部分と上記中間部材の中実部分８８との間の蒸発空間の内部のみに選択的に施され得る。チャンバの設計により、組み立て前にこのように簡単に選択的に施すことが容易になる。コーティングは、一回塗りで施すことができる。しかしながら、耐久性を確保するために、その後で高温で硬化させることが必要な場合がある。コーティングを施す方法は、必ずしも複雑なものである必要はなく、高性能な設備なしで、例えばスプレー、ブラシ、ローラ、またはその他の適切な方法で行うことができる。しかしながら、電解、静電、プラズマ、熱スプレー、真空蒸着、スピンコート、ゾル−ゲル法、蒸着などのような他の方法を採用することも可能である。
【００６７】
機能性コーティングは、親水性表面を提供し、蒸発空間の被覆された表面に微細構造を与えることによって蒸発空間の利用可能な伝熱表面積を大幅に増加させる。コーティングが表面マトリクスおよび微細なテクスチャの表面を作るため、コーティングによって微細表面および部分的に表面下の構造(sub-surface structure)が付与される。その上、コーティングは熱的に衝撃弾性を有し、内部表面に強力に付着し、好ましくは腐食を抑制する。
【００６８】
ボイラの内部構成が、ナノ規模(nano scale)からマイクロ規模(micro scale)の範囲で伝熱効率を向上させるように働く機能性コーティングなどの使用により、異なる規模で作用するように構成された伝熱表面を有することが分かるであろう。コーティングが施される表面は、マイクロ規模からナノ規模で作用するコーティングにテクスチャを付与するように構成される。他方で、段差が付けられた表面構造がマクロ規模(macro scale)での伝熱を高めるように作用する。したがって、蒸発空間は、マイクロおよびナノ規模のさらなる複合伝熱表面／マトリクス相互作用が機能性コーティングによって提供された複合伝熱表面／マトリクスとして作用する。段差構造はコーティング付着の助けにもなり得る。
【００６９】
ボイラの様々な内部区画、キャビティ、および開口部は、水／蒸気の内部流れに対する所定の様々な抵抗を生じさせるように、また、優先的な流れ方向も提供するように、配置される。ここで、概して上記区画は流体の温度および性質に対応して容積が順次増加するように構成される。したがって、流体がチャンバを通過して出口へと進むにつれて、チャンバの内部の流れに対する障害物および抵抗が減少していく。この構成は、ボイラ装置内で生じる内部蒸気圧が当該装置に流入する水圧よりも大きくならないようになっている。このことにより、水の装置への流入が妨げられ、それに伴って蒸気流量の降下と望ましくない蒸気出力の変動とが起こることが回避される。
【００７０】
図１１は、コード付きモードで使用されるように構成されたアイロン１とそれに対応するベースステーション９１とを示す。ベースユニット９１の容積のほとんどは、注入口９２から満たされ得る内部貯水容器によって占められる。水吐出パイプが貯水容器内へ延び、ナトリウム、カリウム、または水素型の脱塩フィルタ(a sodium, potassium or hydrogen form demineralising filter)によって終端する。吐出パイプは、貯水容器から導管コード２２内のパイプに沿ってアダプタ１２の水出口１８（図２参照）へと送水することができる電気作動式ポンプ（図示せず）に接続される。この構成は、水位よりも上または下のどちらかで貯水容器内に開くことができる圧力開放弁を含む。圧力開放弁は、万が一システムのいずれかの部分が閉塞した場合に、危険な圧力上昇を防止する。ポンプを連続作動させる場合は、ポンプが過熱してその信頼性を低下させることになるポンプの停止も防止する。上記フィルタは貯水容器とポンプとの間に設けられるが、これは必須ではない。このような弁の使用に特有の水の再循環も水の濾過を向上させるのに有益である。
【００７１】
ベースユニットの最上部に、緩やかに傾斜し湾曲したベース部１０６と当該ベース部１０６と直角をなす直立部１０８とを備えるアイロン用スタンドがある。使用時には、ベース部１０６はアイロンの底板と対向し、アイロンの後部が直立部１０８にもたせかけられる。直立部１０８は、アダプタ１２をぴったり受け入れられる形状になっている。直立部の後部には、図１２を参照して以下で説明するようにアイロンをコードレスモードで使用中にアダプタ１２を直立部１０８に係止するための係止ピン９６を進退移動させることができる、ユーザ操作可能なつまみ９４がある。
【００７２】
ベースユニット９１の他端に、Ｃ字形の断面を有する回転クリップ９８がある。図１３を参照して後述するように、このクリップはアイロンの底板４の先端を受ける。この少し下にベース部１０６から突出しているのは、アイロンがスタンドに置かれるとそれを検出することができるマイクロスイッチ１１０である。当然ながら、その他の接触式または非接触式センサ構成を代わりに用いてもよい。
【００７３】
図１１では見えないが、ベースユニットを電源コンセントに接続するための電気コードも設けられる。これは、ポンプ用の電力を提供し、導管コード２２を介してアダプタ１２への電力供給も提供する。
【００７４】
図１１において、アイロンはコード付きの構成で用いられている。この構成では、アイロンが使用されている間ベースユニット９１から水および電気を供給できるように、アイロン１の後部にアダプタ１２が固定されている。
【００７５】
図１２においては、アダプタ１２は、代わりにベースの直立部１０８に係止ピン９６を用いて固定されており、アイロンをコードレスモードで使用可能にしている。このモードでは、水および電気は、アイロンがベースユニット９１に置かれているときのみアイロンに供給される。
【００７６】
図１３は、ベースに着座させたアイロン１を示す。ここでは、底板４の先端が回転クリップ９８に受け入れられると、クリップは回転し、コードレスコネクタ１８、２４を含むベースユニット直立部１０８に固定されたアダプタ１２から遠ざかる軸方向の動きを防止するように底板を係止することが示されている。このことにより、ポンプからの水圧、弁圧、および電気接触力によってもたらされる分離力を受けてアイロン１およびアダプタそれぞれのコードレスコネクタが分離することが防止される。Ｃ字形断面を有するクリップ９８は、底板４の平面に平行な方向、すなわち水および電気のコードレスコネクタの軸に平行な方向において、直立部１０８に対するアイロン１の相対移動を防止する。したがって、これらのコネクタが分離しようとするのが防止される。しかしながら、アイロンの着脱は、アイロン１をクリップ９８から外れるように傾けて取り外すことと、アイロンをクリップ９８に嵌まるように回転させて元に戻すこととによって、簡単に行うことができる。当然ながら、その他の多くの構成がこの効果を得るために用いられ得る。
【００７７】
図１４ａ〜図１４ｅは、アイロンに設けられた蓄圧器（図６参照）の一方または両方のさらなる考えられ得る実施形態を模式的に示す。図１４ａおよび図１４ｂは、蓄圧器内部空間を水収容空間１２０と圧縮性媒体１２２、例えば圧縮永久ひずみの低いエラストマ材料とに分割する可撓性内膜１１８を有する蓄圧器１１６を示す。すなわち、水が空間１２０を満たすにつれて、媒体１２２は圧縮されるが水に対して反動の圧力をかけ、水を加圧する。
【００７８】
図１４ｃはこの変形例を示し、この例は、蓄圧器１１６’の壁の形状が必ずしも定形でなくてよく、したがって器具内部の不定形な空間に合うように設計することができ、それにより空間を最大限に利用できることを例示している。図１４ｄおよび図１４ｅは、ブラダ(bladder)１２４が水が満たされるにつれて圧縮性媒体１２２中に膨張することができる、同様の構成を示す。ブラダ１２４自体が弾性的に膨張可能で、水が満たされたときに水にかかる圧力を高めるものであってもよい。
【００７９】
ここで、アイロンの動作について図１〜図１２を参照しながら説明する。
【００８０】
まず、コードレスモードでの動作について説明する。図１２を参照すると、アダプタ１２は係止ピン９６（見えていない）によってベースユニットの直立部１０８に固定されている。動作を開始させるには、アダプタの電力および水それぞれのコードレスコネクタ１６、１８がアイロンの対応するコネクタ部品２４、２６に係合するように、アイロン１をベースユニットに置く。本実施形態では、アイロンがスタンドに置かれると、マイクロスイッチ１１０がアイロンの存在を感知し、ポンプをスイッチオンにしてアイロンへの送水を開始させる。あるいは、ポンプは連続作動することが可能である（この場合、マイクロスイッチは省略され得る）。水は、導管コード２２内の水管を通り、コードレス水コネクタ１８、２６の開かれた弁を通り、アイロン内部の水システムへ送り込まれる。アイロンがベース上にある間はユーザによって操作される可変弁４６が閉じられていなければならないため、ポンプによって生じる水圧は、各ばね付きピストン３７、４３が及ぼす力に逆らって内蔵貯水容器蓄圧器３６とサージ蓄圧器４２とを満たす。蓄圧器３６、４２および様々なパイプ３２、３８、４４が水で満たされると、システムは完全に加圧された状態となり、ベース内のタンク９２からの水の流れが止まる。圧力開放弁が設けられている場合、この弁は水の流れを変えて貯水容器内を再循環させるように作用する。
【００８１】
アイロン１がベース９１上にある間、導管コードとコードレスコネクタ部品１６、２４とを介して電力が供給され、底板素子（図示せず）を加熱する。当該技術分野においてよく知られているように、この加熱は、サーモスタット３０によって、温度制御つまみ８の設定に応じて調節される。底板素子の加熱とは別に、ボイラの下側本体部材７０に埋め込まれた被覆された抵抗加熱素子６０にも電力が供給される。これはボイラをはるかに高い温度、例えば１６０℃〜３８０℃に到達させる別個の高温調節器６６によって制御される。
【００８２】
図示しないが、１つ以上の表示灯または他の形態の表示がユーザに対して提供され、水システムが充填されたこと、底板が設定温度に達したこと、および／またはボイラが所定温度に達したことが示されるかもしれない。その場合、ユーザは、コードレスベースからアイロンを持ち上げるかまたは離すことにより両者間の電気および水の接続を遮断することができる。ベースユニット上に残っているアダプタ１２のコードレスコネクタ１８の弁２０は、導管コード内の加圧水の漏出を防止する。アイロン側コネクタ２６内の同様の弁は、アイロン内の加圧されたシステムからの漏出を防止する。ベースからアイロンを持ち上げるかまたは離すことにより、マイクロスイッチ１１０も再び開き、ポンプが連続作動するように構成されている場合以外はポンプをスイッチオフにする。
【００８３】
底板４およびその素子の有効熱容量とは、底板４の温度が適当な時間にわたって有効なアイロン掛けを行うのに十分に高い温度のままであることを意味する。ユーザは、アイロン使用中に蒸気を必要とする場合は、以下に説明するように、つまみ１０を操作して弁４６を開くことでボイラ５２に水を流入させるだけでよい。
【００８４】
まず弁４６が開けられると、主にサージ蓄圧器４２からの圧力下で水のサージが発生する。この水の初期サージがボイラ５２を急速に満たし、蒸気を非常に迅速に発生させる。これは、ボイラ、特に、調節器６６が到達可能にする高温の結果としてかなりの量の熱エネルギーが蓄えられる下側本体部分７０の高い熱容量によって、さらに高められる。このサージの結果、ボイラはほぼ最大限まで満たされ、このことが、下側本体部分の初期温度が高いことと相まって、定常状態の蒸気発生速度よりも速い速度で蒸気の「シューッという音」を発生させる。
【００８５】
ここで、ボイラモジュール５２の動作について図８〜図１０を参照しながらより詳細に説明する。水はまず入口５０からボイラに流入する。水はボイラの下側本体部分７０の内部導管（図示せず）を通過する。水はこの導管を通過しながら予熱され、その結果、沸騰チャンバに流入するときには水温度は周囲温度よりもかなり高くなっている（但し、沸点未満である）。水は、円錐形沸騰チャンバ７８の頂点の開口部８２から当該沸騰チャンバに流入する。水は、最初はサージ蓄圧器４２、次いで内蔵貯水容器蓄圧器３６によって与えられる圧力を受けて押し込まれる。水は、加圧されながら、チャンバ７８の段差が付けられた壁と中間部材７４の中実の中央部分８８との間の狭い隙間に押し込まれる。このことにより、比較的小さいボイラ容積から比較的大量の水を蒸発させて蒸気にすることを可能にする極めて高効率の表面積対容積比が提供される。チャンバ７８の円錐形壁とそれに対応する円錐形部材８８との間に規定される蒸発空間の形状は、蒸発空間の断面積が、水が円錐を上方へ移動するにつれて入口８２から遠ざかる方向に増加することを意味している。この漸増する容積は、蒸発過程で生じる蒸気の膨張を可能にし、したがって、圧力の上昇が水の流入流量を低下させようとする傾向を制限する。この非常に狭い蒸発空間と、段差が付けられた形態のチャンバ壁と、チャンバ壁と中間部材７４とに施されたゼオライトコーティングとが一緒になって作用し、ライデンフロスト効果(Leidenfrost effect)を軽減して同効果が蒸発速度に重大な影響を及ぼすことがないようにする。
【００８６】
発生した蒸気は、チャンバ７８の下部と中間部材７４との間の蒸発空間から中間部材に形成された一連の穴９０を通って漏れ出る。この蒸気の圧力によって、蒸気はチャンバ７８の最上部の吐出パイプ８４から押し出される。吐出パイプ８４はチャンバ７８の内部に少し突出しているため、蒸気に同伴されたいかなる小さい残留水滴をも捕集し、その結果、これらの水滴が中間部材７４の中央部分８８に落下して蒸発させられるようにするのに役立つ。蒸気チャンバ７８から出る蒸気は過熱されている。蒸気は、内部導管８６を通って蒸気出口５４に達し、そこから蒸気パイプ５６に入り、底板（図示せず）の適切な穴を通って逃される。明らかに、ユーザは、つまみ１０を操作して可変弁４６の開口度合いを変え、それによりボイラ５２に流入する水の流量を変えることによって、蒸気の発生速度を調節できる。
【００８７】
上述のように、サージ蓄圧器４２は、水の初期サージを提供してボイラ５２内の蒸発空間を可能な限り迅速に満たし、ユーザがつまみ１０によって弁４６を開けた後非常に迅速に（数秒足らずで）蒸気を発生させることを可能にする。その後、内蔵貯水容器蓄圧器３６によって水が供給される。これにより、内蔵貯水容器が弾性的に充填されなくなるまで加圧下で水の供給が続けられる。一例では、この内蔵貯水容器３６の容量は、蒸気が約３０秒間最大速度（すなわち弁４６が全開）で得られるように設計される。ボイラ内に蓄積できる熱エネルギーは蓄圧器３６、４２に蓄えられた水をすべて蒸発させるのに十分でなければならないので、当然ながらこれも重要な要因である。サージ蓄圧器４２内のピストン４３のばね力は内蔵貯水容器蓄圧器３６内の対応するピストン３７のばね力よりも高いため、サージ蓄圧器４２がいったん空になると、内蔵貯水容器蓄圧器３６によって補充されることはない。
【００８８】
ユーザがすべての蒸気を使い切ったかまたは底板温度が下がり過ぎた場合は、蓄圧器３６、４２を補給し底板素子とボイラ素子６０とを再加熱して次の使用サイクルを可能にするために、アイロンをベースユニット９１に戻すだけでよい。
【００８９】
コードレス使用は、特に比較的軽いアイロン掛け作業を終わらせる場合または蒸気に対する要求が比較的低い場合、明らかに便利である。しかしながら、状況によっては、ユーザが頻繁にアイロンをスタンドに戻す必要なく、特に蒸気を用いて、アイロン掛けを続けることができると、より便利である。この目的を達成するためには、アダプタ１２を係止ピン解除つまみ９４を用いてベースユニットの直立部１０８から解放し、代わりに図３、図４、および図１１に示すようにアイロンの後部に留めるだけでよい。このモードでは、内蔵貯水容器蓄圧器３６は必要なく、ただ単に部分的または完全に充填されたままである。アダプタ内のマイクロスイッチ（図示せず）は、システムを所要圧力に維持できるようにベースユニット内のポンプを連続作動させる。サージ蓄圧器４２はやはり、弁４６が開けられたときに追加の水の流れを提供して蒸気発生の遅れを最小限に抑えるのに重要な役割を果たす。電気および水が継続的に接続されているため、もしユーザが所望すれば、蒸気を連続的に発生させることができる。同様に、底板温度を温度調節つまみ８によって設定された範囲に維持することができる。
【００９０】
このため、当業者には、上記の本発明の様々な局面の実施形態が、高い蒸気圧の性能を発揮しながらも従来の加圧蒸気発生装置付きアイロン掛けシステムよりもかなり低コストで製造可能な、極めて有効で多用途のスチームアイロンを提供することが分かるであろう。また、目の前にある仕事に応じてコード付きモードとコードレスモードとを切り替える融通性は特に有利である。
【００９１】
本発明をスチームアイロンの実施形態の観点から説明したが、本発明の多くの局面および特徴は、多くの異なる種類の器具、特に、スチームクリーナ、壁紙はがし器および他の手持ち型蒸気発生器具のような、蒸気を発生させる他の器具に適用され得る。上記で詳細に説明した実施形態や本明細書中に述べたその他の実施形態に関連して記載された特徴は、その他のいかなる実施形態にも等しく適用され得、本出願人は、このような特徴の組み合わせを具体的に想定している。したがって、本発明のいかなる特徴も、独立して適用可能であり、その適用は他に指定のある場合を除き当該特徴が言及されたこの特定の実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１４ｅ】
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【国際調査報告】
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