СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА С ФИЛЬТРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЫ
WASHING MACHINE WITH FILTRATION DEVICE AND METHOD OF OPERATION OF WASHING MACHINE

Область техники
Изобретение относится к стиральной машине с фильтрующим устройством, а также к способу ее эксплуатации. В частности, изобретение относится к стиральной машине с баком для моющего раствора, барабаном для белья, системой подвода воды, насосом для моющего раствора, устройством программного управления и по меньшей мере одним фильтрующим устройством, а также к способу обработки белья в такой стиральной машине.
Уровень техники
В настоящее время обычные процессы обработки белья в стиральных машинах состоят из нескольких операций обработки (фаза смачивания, предварительная стирка, основная стирка, полоскание), каждая из которых связана с более или менее полной заменой водосодержащей жидкости в баке для моющего раствора. Каждая операция обработки белья в общем случае начинается с подвода свежей воды, которая в конце соответствующей операции по обработке удаляется в виде сточных вод. Для минимизации переноса остатков обрабатывающих средств (например, моющих средств, кондиционеров-ополаскивателей) в дальнейшие операции по обработке с остатками водосодержащей жидкости, использованной в баке для моющего раствора, включаются так называемые циклы отжима-полоскания, в которых барабан вращают с высоким числом оборотов.
Расход воды - это важная рабочая характеристика для эксплуатации стиральной машины. При этом из экономических и экологических соображений желательно удерживать расход воды по возможности небольшим, причем исходя из конструктивных особенностей машины и всасывающих свойств обрабатываемого белья задается минимальный расход воды.
При обработке загрязненного белья в стиральной машине за операцией собственно стирки с применением соответствующих моющих средств в общем случае следует фаза полоскания с одной или несколькими операциями полоскания водой. В этой фазе полоскания предметы одежды освобождают от моющего раствора, содержащего загрязнения и моющие средства, а также от остатков загрязнений и моющих средств, возможно, еще находящихся на предметах одежды. Следы таких субстанций, остающиеся на волокнах предметов одежды после фазы полоскания, тем незначительнее, чем большее количество воды используется при полоскании и/или чем чаще производится полоскание водой. Однако время, расходуемое на полоскание, и расход воды необходимо сокращать на основе требований, предъявляемых пользователями к стиральным машинам, а также принимая во внимание в принципе желательное экономное обращение с водой при сохранении высокой эффективности полоскания.
Патентный документ DE 102009055276 А1 описывает стиральную машину, имеющую бак для моющего раствора, барабан для белья, систему подвода воды и систему подачи моющего раствора с насосом для моющего раствора, программное управление, опреснительное устройство для получения опресненной воды, а также резервуар для воды, предназначенной для полоскания, причем стиральная машина имеет резервуар для мягкой воды, который соединен с системой подвода воды через опреснительное устройство. Опреснительное устройство представляет собой, в частности, установку обратного осмоса, устройство нанофильтрации, оборудование для электродиализа и/или ионообменное устройство.
Патентный документ DE 1944397 А описывает стиральную машину или посудомоечную машину с устройством для смягчения воды, которое работает по принципу обратного осмоса, с по меньшей мере одной полупроницаемой пленкой, которая одной своей поверхностью присоединена к подводящему трубопроводу воды, а другой поверхностью - к отводящему трубопроводу воды. На чертеже представлена посудомоечная машина, в которой предусматривается ресивер для смягченной воды, оборудованный сливным краном.
Патентный документ DE 19709085 А описывает способ стирки белья, в частности, в стиральной машине, при котором во время периода стирки белье обрабатывают в баке для моющего раствора моющей жидкостью, а во время последующих периодов полоскания - жидкостью для полоскания. По окончании каждого из соответствующих периодов стирки и полоскания бак для моющего раствора опорожняют, причем моющую жидкость и/или жидкость для полоскания после по меньшей мере одного периодов полоскания при опорожнении сливают в приемный резервуар и используют повторно после ее очистки методом обратного осмоса, микро-, ультра- или нанофильтрации с промежуточным накапливанием ее в накопительном резервуаре. Подготовленная моющая жидкость или жидкость для полоскания подводится в более позднем периоде полоскания, включенном в ту же самую программную последовательность.
Патентный документ DE 3805565 А1 описывает способ и устройство для очистки загрязненных элементов при помощи раствора для мытья или для полоскания, содержащего средство для мытья или для полоскания, при повышенной температуре, в которых после процесса стирки или полоскания моющий раствор или раствор для полоскания проводится через фильтр, удаляющий жир и/или грязь из раствора для мытья или для полоскания, и затем такой отфильтрованный раствор для мытья или полоскания с содержащимся в нем средством для мытья или полоскания аккумулируется с целью его использования в дальнейшем процессе стирки или полоскания.
Патентный документ ЕР 0578006 А1 описывает способ стирки одежды или мытья посуды, включающий в себя по меньшей мере одну фазу мойки и множество последующих фаз полоскания, причем этим фазам предшествуют фазы заполнения водой, во время которых жидкость впускается в соответствующий резервуар, содержащий обрабатываемые предметы. За ними следуют фазы, в которых жидкость, использованная для отдельного этапа обработки, выводится из резервуара. Жидкость, применяемая для фаз полоскания, предварительно подвергают фазе очистки, которая состоит из по меньшей мере одного процесса обработки методом обратного осмоса или ультрафильтрацией либо нанофильтрацией или их комбинацией.
Патентный документ ЕР 0467028 А1 описывает способ обработки белья или посуды, включающий в себя предварительную фазу водоочистки, по меньшей мере одну фазу заполнения водой, во время которой эта вода вводится в приемный бак, по меньшей мере одну фазу мойки и по меньшей мере одну фазу полоскания, причем фаза водоочистки проводится путем подачи воды для фазы мойки на по меньшей мере одну установку для обратного осмоса или для ультрафильтрации или на их комбинацию.
Патентный документ ЕР 0845555 А1 описывает способ и систему для стирки текстильных изделий, при которой в рамках одной технологической операции проводятся один или несколько циклов стирки и полоскания, и после этой операции вода проводится в установку обратного осмоса, чтобы удалить из воды загрязнения. Затем вода возвращается в стиральную машину.
Патентный документ WO 02/057531 А1 описывает систему и способ для экономичной и экологичной обработки белья, выполняемой централизованно, при которой вода, использованная для стирки или для полоскания, после этого фильтруется посредством по меньшей мере одного фильтра.
Опубликованный позднее патентный документ ЕР 2455533 А1 описывает способ эксплуатации стиральной машины и стиральную машину, причем стиральную машину эксплуатируют в т.н. режиме рециркуляционной стирки, при котором отслеживается состояние непроходимости фильтра для моющей жидкости. При этом способе в случае установления критического состояния непроходимости фильтра режим рециркуляционной стирки деактивируется и заменяется невозвратным способом стирки. При рециркуляции водосодержащая жидкость проводится через фильтр для моющей жидкости ("washing liquid filter 13"). Отводной фильтрующий элемент ("draining filter element 8") расположен таким образом, что удаление моющей жидкости производится через этот отводной фильтрующий элемент.
Патентный документ WO 02/48445 А1 описывает стиральную машину с моющей камерой для приема предметов, подвергаемых стирке, и рециркуляционный контур, посредством которого возможно возвращение моющей жидкости к моющей камере через фильтр с порами, имеющими средний размер <1 мкм. В одном из вариантов исполнения имеются два фильтра, причем второй фильтр имеет средний размер пор>1 мкм.
Патентный документ DE 3713238 А1 описывает стиральную машину для обработки одежды, предназначенной для чистой комнаты, с моющим барабаном в баке для моющего раствора, с устройством подвода чистой воды, с дозатором для добавления средства обработки и с системой циркуляции моющего раствора посредством насоса проводящей свободную часть моющего раствора из бака для моющего раствора по замкнутому контуру через фильтрующее устройство. В стиральной машине, показанной на фиг. 1, холодная опресненная чистая вода подводится к баку для моющего раствора через трубопровод с промежуточным включением отдельного фильтра для взвешенных частиц. Кроме того, моющий раствор или раствор для полоскания проводится из бака для моющего раствора и обратно в него через фильтрующее устройство, которое отбирает ворс и взвеси.
Патентный документ DE 2543946 А1 описывает устройство для осуществления способа машинной стирки и очистки от твердых материалов с применением средств для стирки и очистки, не содержащих фосфатов или содержащих малое количество фосфатов, в присутствии не растворимых в воде катионообменных веществ, которые в состоянии связывать примеси, повышающие жесткость воды и увеличивающие твердость загрязнений, причем устройство включает в себя кольцевой трубопровод, оборудованный циркуляционным насосом, и по меньшей мере одно расположенное на нем устройство для адсорбции применяемого катионообменного вещества.
Патентный документ US 4833900 А описывает цельный фильтр для моющей жидкости в ресивере стиральной машины, имеющий мелкоячеистую и крупноячеистую фильтрующие поверхности. В процессе эксплуатации стиральной машины моющую жидкость прокачивают насосом по циркуляционному контуру через ресивер и фильтр и назад в бак для моющего раствора.
Патентный документ ЕР-А-1688529 описывает стиральную машину с дозирующим устройством для моющего средства, в частности, имеющим вид выдвижного ящика, в которой в цикле очистки моющий раствор под контролем блока управления для программной последовательности подают посредством циркуляционного насоса из барабана и проводят через дозирующее устройство для моющего средства. Благодаря этому отпадает необходимость в производимой вручную очистке выдвижного ящика.
Раскрытие изобретения
На этом фоне задачей данного изобретения является разработка стиральной машины, а также способа ее эксплуатации, с сокращенным расходом воды. Этот способ предпочтительно должен требовать малых затрат времени для проведения обработки белья.
Задача, лежащая в основе изобретения, решена стиральной машиной, а также способом обработки белья в стиральной машине, представленными в каждом из соответствующих независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы, а также в нижеследующем описании и прилагаемом чертеже. Предпочтительным вариантам осуществления стиральной машины соответствуют предпочтительные вариантам осуществления способа и, наоборот, даже если здесь это отдельно не указано.
Таким образом, изобретение относится к стиральной машине с баком для моющего раствора с барабаном для белья, системой подвода воды, насосом для моющего раствора, программным управлением и по меньшей мере одним фильтрующим устройством, причем по меньшей мере одно фильтрующее устройство расположено между баком для моющего раствора и трубопроводом, идущим к баку для моющего раствора, при этом стиральная машина выполнена таким образом, что обеспечена по меньше мере временная фильтрация водосодержащей жидкости, имеющейся в баке для моющего раствора, во время операции обработки белья с прохождением ее через по меньшей мере одно фильтрующее устройство и возвратом в бак для моющего раствора, причем предусмотрены по меньшей мере два фильтрующих устройства с разным средним размером пор. Это означает, в частности, что стиральная машина выполнена таким образом, что во время операции обработки белья по меньшей мере временами возможна фильтрация водосодержащей жидкости, имеющейся в баке для моющего раствора, путем ее пропускания через по меньшей мере два фильтрующих устройства с разным средним размером пор и обратной подачи ее в бак для моющего раствора.
Возможно также подсоединение системы подвода воды к фильтрующему устройству, чтобы, например, иметь возможность производить опреснение используемой водопроводной воды.
В предпочтительном варианте исполнения стиральная машина выполнена таким образом, что водосодержащая жидкость, имеющаяся в баке для моющего раствора, во время операции обработки белья по меньшей мере временами фильтруется путем прохождения через по меньшей мере одно фильтрующее устройство и снова подается в бак для моющего раствора. Однако это не исключает подачи водосодержащей жидкости при недостаточной функциональной пригодности фильтрующего устройства, например, вследствие его непроходимости обратно в бак для моющего раствора через байпасный трубопровод фильтра, минуя фильтрующие устройства. В качестве альтернативы этому возможно прерывание прохождения водосодержащей жидкости через по меньшей мере одно фильтрующее устройство при зафиксированном функциональном нарушении одного или нескольких используемых фильтрующих устройств. В общем случае пропускание водосодержащей жидкости через фильтрующее устройство осуществляется с использованием насоса. Возможно использование для этого, например, насоса, обычно имеющегося в стиральной машине в качестве составной части системы отвода моющего раствора. Тогда возможно прерывание фильтрования, вызываемое, например, остановкой насоса.
Поэтому стиральная машина предпочтительно имеет первый датчик для установления работоспособности фильтрующего устройства. Согласно изобретению предпочтителен такой первый датчик, который целесообразно расположен ниже по потоку относительно фильтрующего устройства, предпочтительно между фильтрующим устройством и накопительным резервуаром, и измеряет состав воды, выходящей из фильтрующего устройства, в части содержания в ней примесей, включая частицы загрязнений, реагентов для обработки белья и/или солей.
Датчик может представлять собой, например, по существу известный датчик помутнения. Однако возможен, например, также предусмотренный датчик для регистрации наличия фильтра в фильтрующем устройстве или же наличия в стиральной машине мембраны фильтра или патрона ионообменника.
При помощи датчика помутнения возможно, в частности, также качественное и количественное определение наличия в водосодержащей жидкости нерастворимых частиц, например частиц загрязнений.
Возможно также использование в качестве первого датчика для непосредственного или косвенного обнаружения ионов, например, ионоселективного электрода или датчика проводимости. Датчик проводимости обычно включает в себя два расположенных в исследуемой жидкости электрода, которые позволяют на основании измеренной проводимости между ними судить о качественном и количественном присутствии различных субстанций, таких как соли, чистящие средства или кондиционеры.
Первый датчик предпочтительно соединен с устройством программного управления и, таким образом, возможно его использование для слежения за функциональной пригодностью фильтрующего устройства, т.е. его фильтрационной способностью. При этом первый датчик предпочтительно измеряет содержание Lp примесей в воде, выходящей из фильтрующего устройства, и сравнивает измеренное содержание Lp с верхним предельным значением Lp(max), заданным и записанным, например, в памяти устройства программного управления. При этом возможна индикация исчерпанной фильтрационной способности фильтрующего устройства, предпочтительно при достижении или превышении Lp(max). Когда фильтрационная способность фильтрующего устройства подходит к концу, регистрируемое датчиком помутнения значение помутнения или регистрируемое датчиком проводимости как первым датчиком значение проводимости воды, выходящей из фильтрующего устройства, поднимается.
Тогда посредством устройства индикации, опционально имеющегося в стиральной машине, возможно показание необходимости замены фильтра или очистки фильтрующего устройства.
Поэтому предпочтительно наличие в стиральной машине дополнительного устройства индикации для показания работоспособности по меньшей мере одного фильтрующего устройства. Если фиксируется неработоспособность фильтрующего устройства, например, вследствие недостаточной степени фильтрации или даже непроходимости имеется возможность при помощи акустической и/или оптической индикации указать на необходимость очистки или даже необходимость замены фильтрующего устройства. Возможно использование для этого в качестве устройства акустической индикации, например, одного или нескольких генераторов акустических сигналов с разными звуками или шумами или синтезатора речи с сообщениями типа "замените фильтр" или „очистить фильтрующее устройство". Соответствующие качественные и количественные сведения о присутствии в воде примесей, таких как частицы загрязнений, жир или соли, или о наличии в воде для полоскания прочих неорганических и/или органических субстанций могут быть сообщены также посредством устройства оптической индикации (светодиода или ЖК-дисплея).
Согласно изобретению возможно также предусмотренное осуществление способа обработки белья вопреки недостаточной фильтрационной способности.
Возможно наличие дополнительно предусмотренного второго датчика, который расположен в баке для моющего раствора стиральной машины и измеряет содержание S растворенных и/или нерастворенных неорганических и органических субстанций в имеющейся там жидкости и сравнивает с заданным значением S(min). Тогда программное управление позволяет обеспечивать при достижении или непревышении S(min) не только окончание подачи воды и/или невыполнение дальнейшей операции полоскания. Оно, в частности, в состоянии также дать указание о том, что дальнейшее фильтрование водосодержащей жидкости, имеющейся в баке для моющего раствора, больше не требуется. После этого при необходимости возможно сохранение водосодержащей жидкости, которая представляет собой, в частности, жидкость для полоскания, в накопительном резервуаре для повторного применения.
Второй датчик предпочтительно представляет собой оптический датчик, датчик помутнения, тензиометр или датчик проводимости. Оптический датчик измеряет оптические качества жидкости, которые отличаются для чистой воды и для воды, содержащей неорганические и/или органические субстанции. Соответственно, возможно качественное и количественное определение присутствия неорганических и/или органических субстанций в водном растворе. Тензиометр в общем случае представляет собой динамическую измерительную систему для определения содержания поверхностно-активных веществ в жидкости. Посредством тензиометра при помощи метода измерения пузырькового давления часто получают сигнал, пропорциональный поверхностному натяжению жидкости, который соответствует концентрации поверхностно-активных веществ. Особенно предпочтительно применение в качестве второго датчика оптического датчика или датчика проводимости. Второй датчик предпочтительно находится в нижней области бака для моющего раствора.
Если для управления по меньшей мере одним фильтрующим устройством желательно количественное определение содержания соли или неорганических и органических субстанций, то возможно привлечение при необходимости записываемой в памяти устройства программного управления информации о связи между видом и концентрацией солей или неорганических и органических субстанций, с одной стороны, и сигналом соответствующего датчика (например, проводимости, поверхностного натяжения, оптических характеристик), с другой стороны.
Опыт показал, что фильтрация водосодержащей жидкости в баке для моющего раствора позволяет производить более качественную и более быструю обработку, в частности очистку, предметов одежды. Поэтому в общем случае предпочтительно такое выполнение стиральной машины, которое позволяет на всем протяжении по меньшей мере одной операции по обработке белья пропускать водосодержащую жидкость, имеющуюся в баке для моющего раствора, через по меньшей мере одно фильтрующее устройство.
В особенно предпочтительном варианте исполнения стиральная машина согласно изобретению выполнена таким образом, что на всем протяжении всех совокупных операции по обработке белья в рамках программы стирки обеспечено пропускание водосодержащей жидкости, имеющейся в баке для моющего раствора, через по меньшей мере одно фильтрующее устройство.
Стиральная машина предпочтительно имеет первый накопительный резервуар для отфильтрованной водосодержащей жидкости, т.е. воды, который обычно включен после фильтрующего устройства и может быть обозначен, например, как резервуар для мягкой воды.
Для дополнительной экономии воды возможно повторное использование уже использованной воды, предназначенной для полоскания. Поэтому в качестве альтернативы или дополнения к первому накопительному резервуару стиральная машина согласно изобретению предпочтительно содержит второй накопительный резервуар для водосодержащей жидкости из бака для моющего раствора, который может быть обозначен, например, как резервуар для промывочной воды. Возможно промежуточное сохранение в нем воды для полоскания, уже бывшей в употреблении, для ее последующего использования, например при следующем прохождении стирки. В результате фильтрации воды для полоскания, предусмотренной в варианте исполнения изобретения, она настолько чиста, что вполне возможно ее использование вместо природной воды для смачивания и стирки белья. В дополнение к этому использованная вода для полоскания, уже очищенная и, в частности, опресненная, имеет то преимущество, что не требуется приспосабливание концентрации моющего средства к ее жесткости, поскольку опресненная вода уже "мягкая", даже когда она согласно изобретению уже прошла через процесс полоскания. Таким образом, в качестве воды для стирки использованная вода для полоскания даже предпочтительнее, чем природная вода. Наиболее предпочтительно использование воды, предназначенной для полоскания, отфильтрованной согласно изобретению, при прохождении стирки во время следующего процесса стирки.
Под названиями "первый" и "второй" накопительный резервуар здесь понимаются только разные обозначения и не подразумевается, что при наличии "второго" накопительного резервуара имеются действительно именно два накопительных резервуара. Кроме того, и первый, и второй накопительные резервуары могут принимать в себя очищенную/смягченную воду или водосодержащую жидкость из бака для моющего раствора, когда она достаточно чиста, например воду для полоскания.
Таким образом, стиральная машина согласно изобретению предпочтительно содержит первый и/или второй накопительный резервуар для очищенной и/или смягченной воды.
Размер накопительных резервуаров может варьироваться в широких пределах. В общем случае их емкость для вмещения водосодержащей жидкости составляет примерно от 70 до 90% количества воды, предусмотренного в стиральной машине для стирки от 6 до 8 кг белья. Если например, для стирки от 6 до 8 кг белья предусмотрены от 14 до 18 литров воды, то емкость накопительных резервуаров в предпочтительном варианте исполнения составляет от 10 до 16 литров.
Согласно изобретению фильтрующее устройство ничем не ограничено, если только в одной или нескольких выбранных операциях обработки белья достигается желаемое фильтрационное воздействие. В предпочтительном случае фильтрующее устройство представляет собой установку обратного осмоса, нанофильтрационное устройство, оборудование электродиализа и/или ионообменное устройство.
В стиральной машине согласно изобретению имеются по меньшей мере два фильтрующих устройства с различным средним размером пор, а в более предпочтительном варианте по меньшей мере три фильтрующих устройства с различным средним размером пор. Это означает, в частности, что возможно применение по меньшей мере двух фильтрующих устройств для фильтрации водосодержащей жидкости из бака для моющего раствора, прежде чем она снова возвратится после этого в бак для моющего раствора. При этом опыт показал, что особенное преимущество достигается, если по меньшей мере одно фильтрующее устройство имеет средний размер пор ≥1 мкм, ≤0,1 мкм или ≤0,01 мкм, или ≤0,001 мкм.
В особенно предпочтительном варианте исполнения в стиральной машине имеются три фильтрующих устройства, из которых первое имеет средний размер пор ≥1 мкм, второе фильтрующее устройство имеет средний размер пор ≤0,1 мкм, а третье фильтрующее устройство - средний размер пор ≤0,01 мкм.
В наиболее предпочтительном варианте исполнения стиральная машина имеет четыре фильтрующих устройства, причем дополнительно имеется четвертое фильтрующее устройство со средним размером пор ≤0,001 мкм.
Стиральная машина по данному изобретению представляет собой собственно стиральную машину в строгом смысле или стиральную машину с функцией сушки. В дальнейшем для обоих устройств используется термин "стиральная машина".
Стиральная машина согласно изобретению включает в себя устройство программного управления, посредством которого производится управление выполняемыми программами. Устройство программного управления предпочтительно соединено с устройством индикации, которое дополнительно может включать в себя также устройства ввода для задания информации пользователем.
В качестве ионообменного устройства предпочтительно используется ионообменная синтетическая смола, в частности ионообменник со смешанным слоем. Возможно выполнение ионообменного устройства в соответствующем патроне ("патроне ионообменника"), который имеет входное и отводное соединения. Вставка этого патрона в стиральную машину, а также изъятие патрона возможно посредством соответствующего отверстия, а также устройства крепления в стиральной машине. Например, этот патрон может защелкиваться в соответствующие входное и отводное соединения стиральной машины.
Устройство обратного осмоса - это устройство, позволяющее достигать повышения концентрации растворенных в жидкости материалов при помощи физического метода мембранной фильтрации, называемого "обратный осмос", при котором в результате применения давления естественный процесс осмоса проходит в обратном направлении. Таким образом вода освобождается от растворенных в ней составляющих, например, опресняется, причем для этого не требуется практически никакого обслуживания. Замена или регенерация не нужны. В результате обратного осмоса получается, с одной стороны, очищенная, например опресненная вода ("мягкая вода"), и, с другой стороны, более сильно загрязненная примесями, например, соленая вода ("жесткая вода"), которые разделяются с возможностью их дальнейшего использования или утилизации по отдельности.
Если при очистке в качестве побочного продукта получают воду с более высокой концентрацией примесей (нерастворимые частицы загрязнений; неорганические или органические молекулы или ионы), то ее дальнейшее использование зависит от вида и концентрации примеси. Если, например, в качестве побочного продукта произведена вода с более высокой концентрацией соли (например, при осуществлении обратного осмоса), то имеется возможность аккумулировать ее и использовать ее в более позднем процессе стирки в одном из первых прохождений полоскания, предпочтительно в первом. Преимущество такого использования состоит в том, что становится возможным более сильное связывание активных моющих субстанций солью и их выполаскивание в форме твердых частиц. Для этого возможно предпочтительное включение в стиральную машину согласно изобретению накопительного резервуара для воды с высоким содержанием немешающих или не слишком мешающих примесей и/или солей, например резервуар для жесткой воды. Тогда от него аккумулируемая в нем вода, например, с повышенной концентрацией соли может снова подводиться через соответствующие трубопроводы к баку для моющего раствора. Подводом также управляют при помощи устройства программного управления.
Кроме того, предметом изобретения является способ обработки белья в стиральной машине с баком для моющего раствора, с барабаном для белья, системой подвода воды, насосом для моющего раствора, устройством программного управления и по меньшей мере одним фильтрующим устройством, причем по меньшей мере одно фильтрующее устройство расположено между баком для моющего раствора и трубопроводом, идущим к баку для моющего раствора, при этом стиральная машина выполнена таким образом, что обеспечена по меньшей мере временная фильтрация водосодержащей жидкости, имеющейся в баке для моющего раствора, во время операции обработки белья с прохождением ее через по меньшей мере одно фильтрующее устройство и возвратом в бак для моющего раствора. При этом согласно способу водосодержащую жидкость, имеющуюся в баке для моющего раствора, во время операции обработки белья по меньшей мере время от времени фильтруют, пропуская через по меньшей мере одно фильтрующее устройство, и снова подают в бак для моющего раствора, причем предусмотрено по меньшей мере два фильтрующих устройства с разным средним размером пор.
Это означает, в частности, что используемая в способе согласно изобретению стиральная машина выполнена таким образом, что во время операции обработки белья возможна по меньшей мере временная фильтрация водосодержащей жидкости, имеющейся в баке для моющего раствора, путем пропускания ее через по меньшей мере два фильтрующих устройства с разным средним размером пор и обратной подачи ее в бак для моющего раствора.
В предпочтительном варианте осуществления этого способа водосодержащую жидкость, использованную в операции обработки белья, пропускают через по меньшей мере одно фильтрующее устройство, предусмотренное согласно изобретению, и снова подают в бак для моющего раствора в зависимости от вида операции обработки белья и/или установленной степени содержания в водосодержащей жидкости примесей и средств для обработки белья.
Кроме того, в этом способе предпочтительно пропускание водосодержащей жидкости в зависимости от вида операции обработки белья и/или установленной степени содержания в водосодержащей жидкости примесей и средств для обработки белья через одно из по меньшей мере трех фильтрующих устройств, из которых первое фильтрующее устройство имеет средний размер пор ≥1 мкм, второе фильтрующее устройство имеет средний размер пор ≤0,1 мкм, а третье фильтрующее устройство - средний размер пор ≤0,01 мкм.
При среднем размере пор примерно 1 мкм возможно удаление, например, волос, пыльцы и песка. При среднем размере пор примерно 0,1 мкм возможно удаление наиболее крупных бактерий и пыли, а при среднем размере пор примерно 0,01 мкм - удаление вирусов, красящих веществ и сажи. Наконец, при еще более тонких фильтрах, например, со средним размером пор примерно 0,001 мкм возможно удаление, например, поверхностно-активных веществ.
Если, например, запланировано удаление грязи, вирусов и бактерий, но не удаление активных моющих субстанций и других средств обработки белья, тогда применяются фильтры с размером пор в диапазоне от 0,005 до 5 мкм.
Эти фильтрующее устройства предпочтительно эксплуатируют в оптимальный момент процесса обработки белья. Возможно фиксированное задание этого момента в устройстве программного управления, базирующееся на эмпирических величинах. При этом возможен также учет в программном управлении различных данных, введенных пользователем стиральной машины. Например, для этого возможен учет пользователем вида и/или степени загрязнения, а также качества и количества загрузки барабана для белья предметами одежды. В альтернативном варианте в способе согласно изобретению выбор одного или нескольких фильтрующих устройств и момента их эксплуатации и продолжительности их работы возможен также на основании результатов измерения одного или нескольких датчиков вида и количества загрязнений или примесей средств обработки белья.
В общем случае фильтрующие устройства расположены в стиральной машине согласно изобретению параллельно, так что возможно целенаправленное подведение к ним потока водосодержащей жидкости из бака для моющего раствора. Однако принципиально возможно было бы и последовательное подключение. Для этого в стиральной машине обычно имеются регулируемые подводы к фильтрующим устройствам, чтобы имелась возможность подключать их независимо друг от друга.
Фильтрат из по меньшей мере одного фильтрующего устройства в общем случае подают обратно в бак для моющего раствора непрерывно.
В способе согласно изобретению имеется возможность по меньшей мере сократить перерывы, обусловленные заменой воды или циклами интенсивного сброса воды (отжим при высоких числах оборотов), если даже не вовсе избежать их. Поскольку параллельно с процессом стрики и/или полоскания возможна очистка воды все более тонкая, соответствующими процессами фильтрации ее ингредиентов, это позволяет именно обходиться без замены воды. Однако в общем случае в зависимости от возможных утечек воды дозаполнение водой допускается и производится.
Способ обработки белья, осуществляемый в стиральной машине согласно изобретению, в общем случае начинается со смачивания предметов одежды, помещенных в моечный барабан, водой и с приведения предметов одежды в соприкосновения с моющим средством. Далее процесс очистки, как и процесс полоскания, обычно происходит при постоянном реверсировании барабана с параметрами времени, подходящими для соответствующих видов текстиля, и с периодическим увеличением числа оборотов барабана для белья (<200 об/мин; как представлено в патентном документе DE 10326551 А).
После стирки с определенной продолжительностью, соответствующей степени загрязненности белья, которая (продолжительность) устанавливается и задается вручную или автоматически по выявлению релевантных параметров загрязнения соответствующими датчиками, часть моющего раствора, например, непрерывно прокачивается насосом через фильтрующее устройство со средним размером пор (например, ≥1 мкм, микрофильтрация) и в результате этого очищается от наиболее крупных частиц. При этом возможно освобождение составляющих моющего средства, несущих грязь, от крупной грязи и их повторное предоставление в распоряжение для очистки предметов одежды. Растворенные составляющие моющего средства сохраняются и могут участвовать в дальнейшем процессе стирки. Благодаря непрерывному удалению составных частей грязи активные моющие субстанции моющего раствора высвобождаются и процесс стирки снова располагает ими. Это позволяет улучшать результат стирки. В общем возможно также сокращение процесса стирки при сохранении его прежней производительности.
По прошествии соответствующего времени водосодержащая жидкость, например моющий раствор, предпочтительно пропускают через более тонкое фильтрующее устройство (средний размер пор, например,<0,1 мкм, ультрафильтрация), чтобы удалять также большие молекулы (например, поверхностно-активные вещества, жиры/парафины, продукты расщепления из ферментных реакций). Таким образом, в результате этого возможен запуск процесса полоскания без необходимости производить замену воды.
Затем этот процесс полоскания предпочтительно завершается применением еще более тонкой техники фильтрации (например, ≤0,01 мкм, нанофильтрация, удаление двухвалентных ионов) или, в заключение, процессом обратного осмоса (удаление из воды всех растворенных составных частей).
В обычных способах обработки белья после фазы собственно стирки, как правило, проводится фаза полоскания, которая состоит из одного или нескольких этапов полоскания водой, в общем от двух до трех полосканий. В процессе полоскания должно происходить как можно более полное удаление составляющих моющего средства. До сих пор для достижения быстрого и эффективного полоскания при каждом прохождении полоскания на белье, из которого предварительно удалена вода, подается свежая вода. Вследствие разницы концентрации растворенных материалов в свежей воде, с другой стороны, происходит обмен/выравнивание содержания веществ в белье и воде. Процесс обмена тем лучше и быстрее, чем больше разница концентраций веществ между бельем и водой.
Согласно изобретению возможен отказ от этих частичных операций, так как в вариантах исполнения способа согласно изобретению вода для полоскания благодаря фильтрации в по меньшей мере двух фильтрующих устройствах становится все чище, и, таким образом, на прополаскиваемые предметы одежды попадает очищенная вода. Постоянно существует высокий градиент концентрации между бельем и водой для полоскания. Вследствие этого белье может быстрее и эффективнее освобождаться от составляющих средства для обработки белья - например, моющего средства. Тем самым улучшается результат стирки или же при сохранении прежнего результата стирки сокращается время процесса полоскания.
Последней водой для полоскания и водой, отводимой при конечном отжиме белья, предпочтительно промываются фильтрующие устройства и/или проводящие воду компоненты стиральной машины. В результате этого удаляются составные части грязи, накопленные в процессе фильтрации (концентраты), которые, в частности, могли бы также приводить к эффектам, нежелательным с точки зрения гигиеничности.
В вариантах исполнения изобретения возможно, в частности, аккумулирование воды для полоскания после очистки и ее повторное использование в следующем процессе стирки, чтобы достигать дальнейшей экономии воды.
Количество воды, применяемой в способе обработки белья, в общем случае зависит от степени загрузки стиральной машины бельем. Степень загрузки определяется по существу известным приемом. Обычно в одной операции полоскания для бельевой массы 5 кг требуется расход воды примерно от 15 до 18 л. При осуществлении способа согласно изобретению этот расход воды сокращается, так как имеется принципиальная возможность применять водосодержащую жидкость, использованную в фазе стирки, подвергнутую по меньшей мере однократной фильтрации.
Изобретение дает многочисленные преимущества. Так, на основе в целом уменьшенного количества циклов отжима достигается уменьшение нагрузки на конструктивные элементы стиральной машины.
Способ согласно изобретению имеет то преимущество, что при сохранении эффекта, достигаемого обыкновенным полосканием, он позволяет значительно сокращать количество воды, необходимое для фазы полоскания в целом. Это предпочтительным образом становится возможным без увеличения продолжительности всей обработки белья в стиральной машине. Потребность в воде зависит исключительно от впитывающей способности белья и от "мертвого" объема водопроводящих частей стиральной машины. При дополнительном хранении отфильтрованной воды для полоскания, имеющейся в конце процесса, потребление свежей воды еще больше сокращается. Требуется только компенсация потерь воды (повышенная впитывающая способность, например, у махровых тканей, отвод концентрата или фракции, остающейся на фильтре, обратная промывка системы).
Кроме того, изобретение в определенных вариантах исполнения делает возможным сокращение воздействия на белье нежелательными солями, а также прочими неорганическими и/или органическими субстанциями, что позволяет сокращать применение кондиционера или избегать его.
Сверх того, изобретение выгодно, если приходится производить стирку белья при пониженной температуре, например при температуре от 15 до 20°C. При этом иногда опасаются того, что такие низкие температуры недостаточны для уничтожения микроорганизмов. Данное изобретение способствует, в частности, также улучшению гигиены при таких способах стирки, позволяя в вариантах исполнения изобретения при помощи, например, обратного осмоса или диализа отделять микроорганизмы от воды, предназначенной для стирки или для полоскания.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления изобретения представлены на прилагаемом чертеже и в дальнейшем разъясняются более подробно со ссылками на фигю 1 и 2 чертежа, причем первый вариант исполнения уже не является объектом формулы изобретения.
Это:
фиг. 1 - схематичное изображение в разрезе фронтального вида первого варианта исполнения стиральной машины, имеющей первый и второй накопительные резервуары для относительно чистой водосодержащей жидкости, причем имеется только одно фильтрующее устройство; и
фиг. 2 - схематичное изображение в разрезе фронтального вида второго варианта исполнения стиральной машины, имеющей три фильтрующих устройства и второй накопительный резервуар.
Осуществление изобретения
В схематичном изображении фиг. 1 представлены релевантные для данной темы части стиральной машины, в которой возможно осуществление описываемого ниже способа. Допустимы и другие варианты исполнения. Стиральная машина имеет бак 1 для моющего раствора, в котором помещается с возможностью поворота и приводится в движение двигателем 14 барабан 2 для белья с находящимся в нем предметами 7 одежды. Обозначение 3 относится к оси вращения барабана. Взаимодействие с бельевыми захватами 4, имеющими особую форму, и с черпающими приспособлениями 5 для моющего раствора или раствора 6 для полоскания интенсифицирует протекания сквозь предметы 7 одежды моющего раствора или воды 6 для полоскания. Стиральная машина имеет систему подвода моющего раствора, которая включает в себя подвод воды для домашней водопроводной сети 8, электрически управляемый клапан 9 и трубопровод 10 к баку 1 для моющего раствора, проведенный через лоток 11 для вымывания, из которого подводимая свежая вода транспортирует средство для обработки в бак 1 для моющего раствора. В баке 1 для моющего раствора находится нагревательное устройство 13. Клапан 9 и нагревательное устройство 13 управляются устройством 12 программного управления в зависимости от схемы выполнения программы. Для измерения гидростатического давления p в баке 1 для моющего раствора предусмотрен датчик 15 давления.
Для очистки воды от сравнительно мелких органических и неорганических субстанций, а также для опреснения воды предусмотрено первое фильтрующее устройство 17, в этом варианте исполнения представляющее собой устройство обратного осмоса, которое расположено в первом фильтрационном трубопроводе 31, отходящем от центрального фильтрационного трубопровода 23, и перед подводом 10 между лотком 11 для вымывания и баком 1 для моющего раствора.
При показанном на фиг. 1 первом варианте исполнения из устройства обратного осмоса выходит часть очищенной или опресненной воды (здесь называемой также "смягченной" водой или "мягкой водой"), которая собирается в первом накопительном резервуаре 24 для очищенной и/или смягченной воды. Для этого первое фильтрующее устройство 17 соединено с первым накопительным резервуаром 24 посредством первого трубопровода 25 фильтрата. Первый накопительный резервуар 24 в свою очередь посредством второго трубопровода фильтрата 27 соединен с баком 1 для моющего раствора, так что имеется возможность требуемым образом подавать отфильтрованную водосодержащую жидкость (например, мягкую воду) в бак 1 для моющего раствора и вместе с тем в барабан 2 для белья.
Между первым фильтрующим устройством 17 и первым накопительным резервуаром 24 находится первый датчик 19 (например, датчик помутнения или датчик проводимости) для установления содержания в воде, проведенной через первое фильтрующее устройство 17, примесей и/или солей.
В показанном на фиг. 1 первом варианте исполнения дополнительно предусмотрен накопительный резервуар 18, присоединенный к первому фильтрующему устройству 17 посредством первого трубопровода 26 для воды, обогащенной примесями и/или солями. Поскольку под первым фильтрующим устройством 17, используемым в этом варианте исполнения, подразумевается устройство обратного осмоса, здесь собирается получаемая при фильтрации вода, имеющая более высокую концентрацию примесей и/или солей, и сохраняется для позднейшего применения, например для первоначальных этапов полоскания. Для этого накопительный резервуар 18 посредством второго трубопровода 28 для воды, обогащенной примесями и/или солями, и подвода 10 соединен с баком 1 для моющего раствора.
В представленном варианте исполнения предусмотрен дополнительно еще второй накопительный резервуар 22 для жидкости из бака для моющего раствора, который может аккумулировать воду, использованную при полоскании белья. Эта вода может применяться, в частности, когда речь идет о воде, ранее опресненной и затем использованной при полоскании, для последующей операции стирки. Для этого второй накопительный резервуар 22 посредством накопительного трубопровода 34 соединен с центральным фильтрационным трубопроводом 23, который в конечном счете соединен с баком для моющего раствора выводом 10.
В нижней области бака 1 для моющего раствора находится второй датчик 20 (датчик проводимости, датчик помутнения), при помощи которого возможно определение содержания растворимых и нерастворимых неорганических и органических субстанций в водосодержащей жидкости, помещенной в бак 1 для моющего раствора. Для этого привлекаются заложенные в память устройства 12 программного управления данные о связях между видом и концентрацией примесей в форме частиц, солей и т.д. и проводимостью или помутнением. Обозначение 21 относится к индикаторному устройству для индикации наличия условия "L больше/равно L(max)" в применяемой воде или условия "S меньше/равно S(min)" в воде для полоскания в баке 1 для моющего раствора. После сравнения измеренного содержания S неорганических и органических субстанций с нижним заданным значением S(min) и при установлении достижения или непревышения S(min) фильтрация водосодержащей жидкости заканчивается.
Насос 16 транспортирует водосодержащую жидкость 6 из бака 1 для моющего раствора, чтобы имелась возможность проводить ее через первое фильтрующее устройство 17. Насос 16 при этом варианте исполнения представляет собой составную часть системы отвода раствора из стиральной машины. Через канализационный трубопровод 36 посредством насоса 16 возможно отведение сточных вод.
Фиг. 2 представляет собой схематичное изображение фронтального разреза второго варианта исполнения стиральной машины, который имеет три фильтрующих устройства и второй накопительный резервуар.
Показанный на фиг. 2 второй вариант исполнения отличается от показанного на фиг. 1 первого варианта исполнения, больше не являющегося объектом формулы изобретения, тем, что в нем имеются три фильтрующих устройства 17, 29 и 30. Второе фильтрующее устройство 30 на втором фильтрационном трубопроводе 33 имеет средний размер пор ≥1 мкм, третье фильтрующее устройство 29 на третьем фильтрационном трубопроводе 32 - средний размер пор ≤0,1 мкм, а первое фильтрующее устройство 17 на первом фильтрационном трубопроводе 31 - средний размер пор ≤0,01 мкм. При этом в варианте исполнения способа, осуществляемого в этой стиральной машине, водосодержащая жидкость 6 из бака 1 для моющего раствора фильтруется при прохождении через фильтрующие устройства 17, 29 и 30 с возрастающей тонкостью. На фиг. 2 показан только для третьего фильтрующее устройства 29 первый датчик 19, при помощи которого определяется чистота фильтрата, попадающего на него из третьего фильтрующего устройства 29.
При втором варианте исполнения, показанном на фиг. 2, имеется байпасный трубопровод 35 фильтрации, посредством которого водосодержащая жидкость, транспортируемая насосом 16, имеет возможность попадать через лоток 11 для вымывания назад в бак 1 для моющего раствора в случае помех на фильтрующих устройствах.
В остальном для второго варианта исполнения, показанного на фиг. 2, используются те же самые компоненты стиральной машины, что и для показанного на фиг. 1, причем для одних и тех же деталей служат одни и те же обозначения.
Обозначения
1 - бак для моющего раствора
2 - барабан для белья
3 - ось вращения барабана
4 - захват для белья
5 - приспособления для зачерпывания
6 - моющий раствор, вода для полоскания
7 - предметы одежды
8 - домашняя водопроводная сеть
9 - клапан
10 - подвод (между лотком для вымывания и баком для моющего раствора)
11 - лоток для вымывания
12 - устройство программного управления
13 - нагревательное устройство
14 - двигатель
15 - датчик давления
16 - насос
17 - первое фильтрующее устройство
18 - накопительный резервуар для воды, обогащенной примесями/солями, например резервуар для жесткой воды
19 - первый датчик (датчик помутнения; датчик проводимости)
20 - второй датчик (датчик помутнения; датчик проводимости)
21 - индикаторное устройство
22 - второй накопительный резервуар для очищенной и/или смягченной воды из бака для моющего раствора, например резервуар воды для полоскания
23 - центральный фильтрационный трубопровод
24 - первый накопительный резервуар для очищенной и/или смягченной воды, например резервуар для мягкой воды
25 - первый трубопровод фильтрата
26 - первый трубопровод для воды, обогащенной примесями и/или солями
27 - второй трубопровод фильтрата
28 - второй трубопровод для воды, обогащенной примесями и/или солями
29 - третье фильтрующее устройство
30 - второе фильтрующее устройство
31 - первый фильтрационный трубопровод
32 - третий фильтрационный трубопровод
33 - второй фильтрационный трубопровод
34 - накопительный трубопровод
35 - байпасный трубопровод фильтрации
36 - канализационный трубопровод