ПАРОВОЙ УТЮГ
STEAM IRON

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к паровым утюгам, и более конкретно, к управлению функциями отпаривания таких утюгов.
Предпосылки к созданию изобретения
Бытовой паровой утюг обладает способностью генерировать пар и затем выпускать данный пар через выпускные отверстия, предусмотренные в подошве утюга. Пар, который прикладывается непосредственно к разглаживаемой одежде, помогает уменьшить усилие для разглаживания и улучшить результат глажения.
Современные паровые утюги могут быть оснащены средством управления расходом пара, например, в виде поворотной ручки или ползунка, предусмотренного на корпусе утюга. Если для эффективного разглаживания несильно смятой одежды (или ее клочков) может быть достаточно установки низкого расхода пара, то для облегчения удаления сильных морщин может быть выбрана установка высокого расхода пара. Средство управления позволяет пользователю в любое время выбирать установку расхода пара, который является необходимым для (клочка) одежды под рукой. Однако практика показывает, что некоторые, если не большинство пользователей не утруждают себя регулировкой расхода пара, когда они начали процесс глажения. Следовательно, если первоначально был выбран максимальный расход пара, то утюг может оставаться установленным на производство больших объемов пара, чем необходимо для достижения надлежащего результата глажения. Кроме того, многие пользователи склонны оставлять утюг горизонтально между различными движениями при глажении, например, во время смены или изменения расположения одежды, что приводит к продолжению максимального парообразования во время перерыва в работе.
В попытке резко ограничить потери энергии, которые связаны с таким использованием парового утюга, было предложено снабдить утюг интуитивно приводимой в действие ручкой, которая управляет расходом пара. В качестве примера см. такой утюг в FR602293. Работа интуитивной ручки может быть основана на направленном вниз усилии, которое прикладывается рукой пользователя, когда он проводит утюгом по одежде. Обычно пользователь интуитивно прикладывает к ручке большее направленное вниз усилие, когда степень измятости в одежде увеличивается. Таким образом, приложенное усилие может быть принято в качестве меры требуемого парообразования. Если усилие не прикладывают, например, когда утюг постановили на подставку для утюга, парообразование и/или выпуск пара может быть прекращен.
Хотя интуитивная ручка, по-видимому, обеспечивает решение проблемы потери энергии вследствие бесполезного парообразования, исследования показании, что диапазон усилий, прикладываемых пользователем к ручке во время глажения, изменяется в зависимости от человека. Это означает, помимо прочего, что минимальное усилие, которое прикладывается во время процесса глажения, зависит от человека. Кроме того, отдельные пользователи также не проявляют стабильных характеристик при приложении усилия в разные периоды глажения. Поскольку интуитивная ручка имеет порог минимального усилия, который должен быть превышен, для того чтобы привести ее в действие, пользователи утюга с такой ручкой не могут, или не всегда могут, автоматически прикладывать к ручке достаточное усилие для осуществления выпуска пара. Кроме того, хоть ручка и может работать неудовлетворительно, может быть невозможно вывести ручку из действия или переключить ее, и установить требуемый расход пара другим способом.
Краткая сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является создание парового утюга, который устраняет или уменьшает одну или более вышеупомянутых проблем.
С этой целью создан паровой утюг, который включает в себя ручку, выполненную с возможностью перемещения между первым положением ручки и вторым положением ручки, при этом предусмотрен механизм смещения для смещения ручки в первое положение ручки. Паровой утюг также включает в себя пользовательское средство управления, выполненное с возможностью регулирования между первым состоянием и вторым состоянием, и узел управления расходом пара, функционально соединенный с ручкой и пользовательским средством управления и выполненный с возможностью управления расходом пара парового утюга. Узел управления расходом пара выполнен так, что расход пара устанавливается на основе пользовательского средства управления, независимо от положения ручки, когда пользовательское средство управления находится в первом состоянии; и так, что расход пара устанавливается на основе, по меньшей мере, положения ручки, когда пользовательское средство управления находится во втором состоянии.
Паровой утюг в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает двойное управление расходом пара на основе синергетического соединения двух вышеупомянутых средств управления: пользовательского средства управления, которое позволяет пользователю осознанно устанавливать требуемый расход пара, и интуитивно приводимой в действие ручки, которая может при определенных условиях снабжать узел управления расходом пара корректирующим энергосберегающим входным сигналом. Предпочтительно, пользовательское средство управления позволяет пользователю выводить интуитивную ручку из действия в случае, если она не функционирует удовлетворительно, например, при глажении только слегка измятого белья, или в том случае, если ее действие не требуется, например, когда отпаривание вообще не требуется. В зависимости от требуемой функции, первое состояние пользовательского средства управления может содержать два или более выбираемых положений пользовательского средства управления, каждое из которых может быть связано его собственным расходом пара. Чем больше положений пользовательского средства управления в первом состоянии, тем шире имеющийся у пользователя выбор для однозначного выбора требуемого расхода пара, независимо от положения ручки.
В предпочтительном варианте осуществления, узел управления расходом пара выполнен так, что расход пара, который устанавливается, когда пользовательское средство управления находится в его первом состоянии, меньше, чем расход пара, который устанавливается, когда пользовательское средство управления находится в его втором состоянии.
Другими словами, первое состояние пользовательского средства управления соответствует одному или более относительно низким расходам пара, а второе состояние пользовательского средства управления соответствует одному или более средним или высоким расходам пара. Поскольку пользовательское средство управления приводится в действие осознанно, пользователь может определять, требуется ли ему низкий или высокий расход пара. Если выбирают низкий расход пара, то энергопотребление утюга является средним, и существует малая потребность в корректирующем энергосберегающем входном сигнале из интуитивной ручки. Кроме того, выбор низкого расхода пара означает, что осуществляется глажение только слегка измятой одежды, так что усилие, которое интуитивно прикладывается к ручке, вполне может быть очень малым, чтобы приводить ее в действие как бы то ни было. Однако когда возникает потребность в энергосберегающем действии, т.е. если выбирают средний или высокий расход пара, узел управления расходом пара будет автоматически предусматривать входной сигнал из интуитивной ручки при установке расхода пара. Поскольку осознанный выбор высокого расхода пара означает, что осуществляется глажение более сильно помятой одежды, усилие, прикладываемое к интуитивной ручке, будет обычно достаточным для приведения ее в действие.
Устройство может быть таким, что пользовательское средство управления преимущественно участвует в выборе требуемого исходного расхода пара. Если же расход пара, установленный посредством пользовательского средства управления, превышает некоторый порог, в результате чего пользовательское средство управления переходит в его второе состояние, то исходный расход пара может быть зафиксирован на пороговом уровне, и интуитивная ручка может быть приведена в действие, чтобы обеспечить дополнительное количество пара в зависимости от усилия, приложенного к ней. В этом случае высвобождение ручки будет гарантировать возврат к исходному расходу пара для экономии энергии.
Эти и другими признаки и преимущества изобретения станут более понятными из приведенного ниже подробного описания некоторых вариантов осуществления изобретения, рассматриваемого совместно с прилагаемыми чертежами, которые предназначены для иллюстрации, но не для ограничения изобретения.
Необходимо отметить, что патент США 2418511 раскрывает электрический паровой утюг с ручкой, соединенной с клапанным устройством для управления выпуском пара из парового утюга. Когда к ручке прикладывают усилие для перемещения утюга в заданном направлении, ручка будет также перемещаться относительно корпуса в данном направлении и приводить в действие клапан. Благодаря конструкции утюга в соответствии с US 2418511 пар будет выходить из различных участков подошвы, когда утюг перемещают в зависимости от перемещения ручки. US 2418511 раскрывает кнопку управления, предусмотренную на верхней стороне ручки, для регулирования количества воды, подаваемой через клапан в парогенератор, и таким образом регулирования расхода пара. Количество пара выпускаемого из подошвы в соответствии с US 2418511, зависит от положения ручки для любого расхода пара, когда положение ручки включает или выключает парообразование для любого выбранного расхода пара.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой схематичный вид сбоку примерного парового утюга в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 представляет собой схематичный вид сбоку узла управления расходом пара, показанного на фиг.1;
Фиг.3 и 4 изображают работу примерного механического узла управления расходом пара, показанного на фиг.2, когда пользовательское средство управления находится в своем первом состоянии; и
Фиг.5 и 6 изображают работу примерного механического узла управления расходом пара, показанного на фиг.2, когда пользовательское средство управления находится в своем втором состоянии.
Подробное описание
На фиг.1 схематично показан примерный вариант осуществления парового утюга 1 в соответствии с настоящим изобретением. Необходимо понимать, что некоторые элементы утюга, которые хорошо известны и не имеют конкретного отношения к настоящему изобретению, не показаны для упрощения.
Паровой утюг 1 содержит корпус 2, который снабжен интуитивно приводимой в действие ручкой 4. Ручка 4 выполнена с возможностью поворота между первым, высоким положением и вторым, низким положением вокруг шарнира 6, который соединяет ручку 4 с корпусом 2. На фиг.1 ручка 4 шарнирно прикреплена около ее переднего конца, хотя в других вариантах осуществления она может быть шарнирно прикреплена в других точках, например в ее середине или в ее заднем конце. Благодаря действию механизма 8 смещения, ручка 4 находится в своем первом положении, если к ней не приложено внешнее, направленное вниз усилие. Механизм смещения, например, может быть встроенным в шарнир 6 в виде пружинного шарнира, как показано на фиг.1. В качестве альтернативы, он может быть предусмотрен в оси 38 поворота рычага 34 (который будет рассмотрен ниже), который подсоединен к ручке. Ручка 4 функционально соединена с узлом 30 управления расходом пара. Узел 30 управления расходом пара включает в себя клапан 32, который расположен в водяном канале 10, который ведет от пополняемой емкости 12 для воды к выпускным отверстиям 14 в нагреваемой подошве 16 утюга. Когда клапан 32 находится в открытом положении, вода может перемещаться из емкости 12, через клапан 32, в нагреваемую паровую камеру 18. В паровой камере 18 вода превращается из ее жидкого состояния в пар, после чего она выпускается через выпускные отверстия 14 в подошве 16 утюга. Соответственно, когда клапан 32 находится в закрытом положении, вода не перемещается из емкости для воды в паровую камеру 28, и пар не образуется или не выпускается.
Хотя на фиг.1 показан паровой утюг 1 с встроенной емкостью 12 для воды, т.е. емкостью для воды, встроенной в корпус 2, который выполнен с возможностью целенаправленного перемещения пользователем во время глажения, отмечается, что в другом варианте осуществления парового утюга емкость для воды может быть расположена за пределами упомянутого корпуса 2 в неподвижном корпусе. Данное расположение обычно встречается в так называемом системном утюге, который, как правило, отличается относительно большой емкостью для воды и паровой камерой, находящейся под давлением, расположенной впереди по потоку от клапана 32, приводимого в действие рукояткой. В отличие от варианта осуществления, показанного на фиг.1, в котором клапан 32 управляет перемещением жидкой воды, клапан в таких системах паровых утюгов управляет перемещением пара. Это приводит к тому, что нагревание воды в первом варианте осуществления происходит позади по потоку от клапана 32, в паровой камере 18 рядом с подошвой 16 утюга 1, тогда как в последнем варианте осуществления нагревание предусмотрено в вышеупомянутой внешней паровой камере, находящейся под давлением.
Ниже будет рассмотрена конструкция и работа узла 30 управления расходом пара. Сначала будет описана конструкция узла 30 управления расходом пара со ссылкой на фиг.2. Затем будет описана его работа со ссылкой на фиг.3-6.
Ссылаясь преимущественно на фиг.2, примерный узел 20 управления расходом пара содержит опорную конструкцию 31, к которой подсоединены с возможностью перемещения паровая ось 58, переключатель 42 и рычаг 34. Нижний конец паровой оси 58 совмещается с вышеупомянутым клапаном 32. Упомянутый нижний конец обычно проходит через отверстие 33 клапана (см. фиг.1) и сходит на конус. Когда паровая ось 58 находится в своем самом нижнем положении, ее нижний конец может полностью перекрывать отверстие 33 клапана. А когда паровую ось 58 поднимают, отверстие 33 клапана постепенно высвобождается, поскольку заостренный конец 32 отходит от него. Это обеспечивает увеличивающийся поток воды из емкости 12 для воды в паровую камеру 18. Верхний конец паровой оси 58 образован посредством кронштейна 56 паровой оси, который выполнен с возможностью скользящего перемещения в преимущественно вертикальном направлении в пределах опорной конструкции 31. Кронштейн 56 паровой оси подпружинен пружиной 60, которая поджимает кронштейн 56 паровой оси и, следовательно, паровую ось 58 в целом, вверх. Самое высокое положение, которое может занимать кронштейн 56 паровой оси в любой момент времени, ограничено одним из переключателя 42 и рычага 34.
Переключатель 42 содержит селекторную ось 44, направляющую щель 46 и подпружиненный переключающий элемент 48. Селекторная ось 44 может быть функционально соединена с пользовательским средством управления, которое выполнено с возможностью доступа с внешней стороны корпуса 2 парового утюга 1. Упомянутое пользовательское средство управление может быть выполнено в любом пригодном виде, например, в виде поворотной головки, диска, ползунка и др. В качестве альтернативы, когда селекторная ось 44 сама соответственно выполнена и размещена, селекторная ось 44 может быть соединена с пользовательским средством управления. Селекторная ось 44 выполнена с возможностью скользящего перемещения в пределах направляющей щели 46, которая предусмотрена в опорной конструкции 31. Направляющая щель 46 расположена под углом вверх, как лучше всего видно на фиг.3. Переключающий элемент 48 также выполнен с возможностью скользящего перемещения в пределах опорной конструкции 31, в преимущественно вертикальном направлении. Необходимо отметить, что данное направление имеет составляющую, которая перпендикулярна направлению, в котором проходит направляющая щель 46. Переключающий элемент 48 подпружинен пружиной 54 и служит, помимо прочего, для определения количества выбираемых положений селекторной оси, каждое из которых связано с ее собственным расходом пара. Для этой цели верхняя поверхность переключающего элемента 48 содержит зубцы 50, между любыми двумя из которых может быть частично расположена селекторная ось 44. Пружинное действие пружины 54 поджимает переключающий элемент 48 вверх, фиксируя селекторную ось 44 на месте между выбранной парой зубцов 50 и верхним краем направляющей щели 46. Выбранное положение селекторной оси 44 определяет вертикальное положение переключающего элемента 48. В зависимости от его вертикального положения, консоль 49 переключающего элемента 48 может контактировать с верхним концом подпружиненного кронштейна 56 паровой оси, ограничивая его перемещение вверх. Такой ограничивающий контакт обычно появляется только тогда, когда селекторная ось 44 занимает одно из более левых положений селекторной оси, которые соответствуют относительно низкому вертикальному положению переключающего элемента 48. Когда перемещение вверх подпружиненного кронштейна 56 паровой оси не ограничено консолью 49 переключающего элемента 48, оно может быть ограничено посредством контакта с рычагом 34.
Рычаг 34 содержит воздействующий конец 36 рычага, нагрузочный конец 40 рычага и ось 38 поворота рычага. Воздействующий конец 36 рычага функционально соединен с интуитивной ручкой 4, либо непосредственно, либо посредством необязательного рычажного механизма. Соединение является таким, что перемещение вниз ручки по направлению к ее второму, нижнему положению соответствует вращению рычага 34 вокруг оси 38 поворота по часовой стрелке. Необходимо понимать, что вращение рычага 34 по часовой стрелке предусматривает подъем нагрузочного конца 40 рычага. Когда к ручке 4 прикладывают усилие, направленное вниз, механизм 8 смещения будет поджимать ручку 4 в ее первое, высокое положение так, что рычаг 34 поворачивается в направлении против часовой стрелки, и нагрузочный конец 40 рычага опускается. Вращение рычага 34 против часовой стрелки может быть остановлено, когда ручка 4 достигает своего первого положения или когда воздействующий конец 36 рычага входит в контакт с ограничителем 62, предусмотренным в опорной конструкции 31. Нагрузочный конец 40 рычага может взаимодействовать с кронштейном 56 паровой оси у ограничителя 57, предусмотренного на нем. Однако контакт с ограничителем 57 не будет останавливать вращение рычага против часовой стрелки, поскольку механизм 8 смещения выполнен с возможностью преодоления пружинного действия пружины 60.
Что касается терминологии, необходимо отметить, что положения селекторной оси 44, которые создают ситуацию, в которой перемещение вверх кронштейна 56 паровой оси ограничено переключающим элементом 48, а не нагрузочным концом 36 рычага в его самом нижнем положении, может характеризовать первое состояние пользовательского средства управления. С другой стороны, любое положение селекторной оси 44, которое образует ситуацию, в которой нагрузочный конец 36 рычага в его самом нижнем положении ограничивает перемещение вверх кронштейна 56 паровой оси, соответствует пользовательскому средству управления в его втором состоянии.
Фиг.3-6 иллюстрируют работу узла 30 управления расходом пара, показанного на фиг.2. На фиг.3 и 5 показан узел 30 управления расходом пара с рычагом 34 в его исходном положении, а на фиг.4 и 6 показан узел 30 с рычагом 34 в повернутом положении, которое соответствует прижатой вниз интуитивной ручки 4.
На фиг.3 и 4 узел 30 управления расходом пара показан при установке низкого расхода пара. Селекторная ось 44 занимает положение между двумя самыми левыми зубцами 50 переключающего элемента 48, каковое положение соответствует пользовательскому средству управления в его первом состоянии. Как можно видеть, нагрузочный конец 40 рычага не контактирует с ограничителем 57, и перемещение вверх кронштейна 56 паровой оси ограничено контактом между верхним концом и консолью 49 переключающего элемента 48. Как показано на фиг.4, вращение рычага 34 по часовой стрелке только увеличивает зазор между нагрузочным концом 40 рычага и ограничителем 57. Данное вращение не влияет на положение паровой оси 58. Следовательно, расход пара утюга определяется только положением селекторной оси 44. В варианте осуществления парового утюга, ручка 4 может быть заблокирована на месте, когда пользовательское средство управления находится в первом состоянии. Это предохраняет ручку 4 от поворота вхолостую, т.е. без управления положением паровой оси 58, который может навести пользователя на мысль, что пользовательское средство управления в данный момент находится во втором состоянии и не функционирует. Блокировка ручки может быть осуществлена различными способами, которые будут очевидны для специалиста в данной области техники.
Отходя от ситуации, показанной на фиг.3 и 4, расход пара утюга может быть увеличен посредством перемещения селекторной оси 44 в наклонном, прямолинейном направлении вверх по направляющей щели 46. Селекторная ось 44 может последовательно фиксироваться на месте между различными зубцами 50 переключающего элемента 48, что одновременно вызывает перемещение вверх подпружиненного переключающего элемента 48. Перемещение вверх переключающего элемента 48, и в частности его консоли 49, позволяет также подниматься подпружиненной паровой оси 58. Поскольку поднятие паровой оси 58 поднимает ее заостренный конец 32 из отверстия 33 клапана, прямолинейное перемещение вверх селекторной оси 44 приводит к увеличенному отверстию клапана и, следовательно, к увеличенному расходу пара утюга 1.
В какой-то момент времени скользящая селекторная ось 44 будет создавать ситуацию, в которой кронштейн 56 паровой оси входит в контакт с нагрузочным концом 40 рычага у ограничителя 57 и теряет контакт с консолью 49 в его верхнем конце. С этого момента перемещение вверх паровой оси 58 уже не ограничено переключающим элементом 48, а ограничено рычагом 34. Следовательно, это то самое положение интуитивной ручки 4, функционально соединенной с рычагом 34, которое определяет, будет ли дальше увеличиваться расход пара или нет. Данная ситуация, которая показана на фиг.5 и 6, соответствует пользовательскому средству управления в его втором состоянии.
Узел 30 управления расходом пара, показанный на фиг.1-3, является полностью механическим, т.е. не содержит никаких элементов с электрическим управлением. Хотя в альтернативных вариантах осуществления может быть использован (частично) электрический узел управления расходом пара, обычно предпочтительно механическое исполнение, поскольку оно более экономичное с точки зрения стоимости изготовления.
В качестве примера будут кратко описаны несколько вариантов осуществления узла управления расходом пара. В одном варианте осуществления узел управления расходом пара может содержать электрический насос, посредством которого можно регулировать скорость перемещения воды в водяном канале 10 (см. фиг.1). Преимущество электрического насоса состоит в том, что он обеспечивает конфигурации, в которых перемещение воды из емкости 12 для воды в выпускные отверстия 14 в подошве 16 утюга не определяется гравитацией. Кроме того, насос может обеспечить значительно более высокие расходы пара по сравнению с расходами пара, получаемыми при использовании только механического узла управления расходом пара. По сравнению с механическими вариантами осуществления, описанными выше, электрический насос может эффективно заменять клапан 32. В остальном описанный узел 30 управления расходом пара может быть использован без модификаций, если производительность насоса может быть механически регулируемой, имея в виду, что паровая ось 58 теперь регулирует установку производительности электрического насоса, а не положение клапана.
В качестве альтернативы, установка производительности электрического насоса может быть электрически управляемой, например, посредством некоторого электрического сигнала с переменным напряжением или частотой. В этом случае узел управления расходом пара может содержать электронный блок управления, например, процессор. Кроме того, пользовательское средство управления может представлять собой электронное устройство управления, например, электронный переключатель, а ручка 4 может содержать датчик перемещения или датчик усилия, чтобы регистрировать перемещение или усилие, прикладываемое к ручке. В предпочтительном варианте осуществления, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью перепрограммирования пользователем, так что пользователь при желании может, например, точно устанавливать расходы пара, связанные с различными положениями пользовательского средства управления. Отмечается, что электронный насос, как и емкость 12 для воды, необязательно должен быть встроенным в корпус 2 утюга, и может быть расположен за его пределами.
Хотя описаны примерные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, необходимо понимать, что изобретение не ограничено данными вариантами осуществления. При практическом осуществлении заявленного изобретения изменения в описанных вариантах осуществления могут быть придуманы и осуществлены специалистами в данной области техники на основании изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. Имеющаяся в описании ссылка на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанная в связи с вариантом осуществления, предусмотрена в, по меньшей мере, одном варианте осуществления настоящего изобретения. Соответственно, встречающиеся в различных местах данного описания выражения «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления» необязательно все относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, отмечается, что конкретные признаки, конструкции или характеристики могут быть соединены любым пригодным способом в одном или более вариантах осуществления.