БЫТОВОЙ ПРИБОР С ГЕНЕРАТОРОМ КАПЕЛЬ
HOUSEHOLD APPLIANCE WITH DROP GENERATOR

Область техники
Данное изобретение относится к бытовому прибору с генератором капель для получения жидкостного капельного тумана.
Уровень техники
В современных бытовых приборах, таких как стиральные машины, для повышения эффективности очистки возможно применение жидкостного капельного тумана. При применении жидкостного капельного тумана в бытовых приборах решающее значение имеет распределение капель в создаваемом жидкостном капельном тумане по их размеру. Обычно устройства для получения жидкостного капельного тумана или обыкновенные генераторы тумана производят капли в широком диапазоне размеров. В частности, крупные капли при эксплуатации бытового прибора оседают на смотровых стеклах и на обрабатываемых предметах, где они оставляют пятна.
В публикации JP 2008194261 A раскрыт блок распыления для получения тумана. Туман состоит преимущественно из влажного тумана и имеет размер частиц от 10 до 50 микрон. Он вносится во вращаемый барабан через вентиляционное отверстие посредством введения капель тумана в трубу.
Публикация JP 2009082643 A раскрывает стирально-сушильную машину барабанного типа, которая включает в себя блок распыления, генерирующий туман, и отверстия, проделанные в днище барабана. На задней стороне днища барабана в концентрическом круге расположены одно или несколько радиальных ребер и круговых ребер и в случае повышенного генерирования тумана отверстия днища барабана улавливают излишний туман и позволяют улавливаемой и собранной воде стекать в направлении резервуара для воды по задней стороне днища барабана вдоль радиальных и круговых ребер.
Публикация ЕР 2462954 А2 раскрывает прибор для получения плазмы и способ стерилизации и дезодорирования в бытовых приборах. Предусматривается пара электродов, и посредством приложения определенного напряжения между электродами пары достигается получение плазмы.
Раскрытие изобретения
Задача, лежащая в основе изобретения, - создание эффективной концепции для сокращения количества крупных капель жидкостного капельного тумана в бытовом приборе.
Эта задача решена предметом изобретения, имеющим признаки по независимому пункту формулы. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом фигур, описания и зависимых пунктов.
Изобретение основывается на знании того, что при продлении участка пути до выхода капель жидкости крупные капли жидкости не достигают места выхода капель, так как из-за гравитации они падают раньше. Вследствие этого выхода капель жидкости достигают только капли определенного размера или имеющие определенный максимальный радиус, так как они дополнительно дольше удерживаются в воздухе за счет эффекта стоксовского трения, в то время как крупные капли остаются в резервуаре для потока. Вследствие этого из резервуара для потока выходит особенно мелкодисперсный жидкостный капельный туман.
Согласно аспекту изобретения задача решена бытовым прибором с резервуаром для потока, с расположенным в резервуаре для потока генератором капель для получения капель из жидкости в определенной области резервуара для потока, с выходом для капель жидкости и с расположенным напротив выхода для капель жидкости генератором потока для создания потока воздуха, переносящего капли жидкости к выходу для капель, причем расстояние между областью резервуара для потока и выходом для капель жидкости выбрано таким образом, что первый отрезок времени переноса капель жидкости между областью резервуара для потока и выходом для капель жидкости, больше второго отрезка времени падения капли жидкости заданного размера вдоль заданного пути падения, или равен этому второму отрезку времени. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что имеется возможность сокращать размер капель жидкости в уже произведенном жидкостном капельном тумане.
Под бытовым прибором понимается, в частности, бытовой прибор, который применяется для ведения домашнего хозяйства в домовладениях и, в частности, для стирки или очистки текстильных изделий, служащих в качестве белья и одежды, или также посуды и кухонных принадлежностей. Это может быть такой бытовой прибор, как, например, стиральная машина, стирально-сушильная машина, сушильная машина для белья или посудомоечная машина.
В следующем предпочтительном варианте осуществления заданный путь падения соответствует расстоянию между верхней стороной резервуара для потока и поверхностью жидкости в резервуаре для потока. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в простоте определения размеров резервуара для потока, в зависимости от расположения области резервуара для потока, и в легкости его изготовления.
В следующем предпочтительном варианте осуществления заданный размер капель жидкости находится в области от 1 микрон до 10 микрон и предпочтительно составляет 5 микрон. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что жидкостный капельный туман имеет большую гомогенность и улучшенную видимость, что отражается на более однородном увлажнении обрабатываемых предметов. В частности, жидкостный капельный туман сохраняется в течение времени, за которое он попадает от места его возникновения до места нахождения обрабатываемых предметов.
В следующем предпочтительном варианте осуществления генератор капель расположен в области резервуара для потока, в частности, в днище или на днище резервуара для потока. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что имеется возможность задавать точное место возникновения капель жидкости в резервуаре для потока.
В следующем предпочтительном варианте осуществления генератор капель представляет собой пьезовибратор с частотой колебаний в диапазоне от 1 МГц до 2 МГц, причем частота колебаний предпочтительно составляет 1,6 МГц. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что для получения жидкостного капельного тумана пьезовибратор использует такую частоту высокочастотных колебаний, при которой особенно высока доля капель жидкости предпочтительного размера.
В следующем предпочтительном варианте осуществления генератор потока включает в себя вентилятор или насос. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что необходимый поток воздуха в резервуаре для потока реализуется посредством простых или экономичных стандартных конструктивных элементов.
В следующем предпочтительном варианте осуществления расстояние между областью резервуара для потока и местом выхода капель жидкости при заданном размере капли пропорционально отношению первого отрезка времени переноса капель жидкости, ко второму отрезку времени падения капли жидкости, вдоль заданного пути падения. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что возможно изготовление резервуара для потока любого размера. Если указанные пропорциональные соотношения размеров сохраняются, то таким образом возможна реализация любого желаемого размера резервуара для потока.
В следующем предпочтительном варианте осуществления имеется возможность регулирования заданного размера капли жидкости посредством изменения расхода воздуха от генератора потока или изменения частоты генератора капель. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что получение тумана из капель жидкости не настроено на один определенный размер капли жидкости, а изменяемо посредством параметров "расход воздуха от генератора потока" и "частота колебаний генератора капель".
В следующем предпочтительном варианте осуществления резервуар для потока на его верхней стороне над областью резервуара для потока выполнен вогнутым, чтобы возвращать капли жидкости, попадающие на верхнюю сторону, в жидкость, находящуюся в резервуаре. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что те капли жидкости, которые генератор капель добрасывает до верхней стороны резервуара для потока, не остаются там. В результате этого сокращается потребление жидкости и продлеваются интервалы между регулярными доливаниями жидкости, которые необходимы вследствие расходования жидкости, вызванного уносимыми каплями.
В следующем предпочтительном варианте осуществления к выходу для капель жидкости подключен механический фильтр капель для отбора капель жидкости заданного размера. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что производится дополнительная селекция крупных капель жидкости, когда капли жидкости уже покинули резервуар для потока.
В следующем предпочтительном варианте осуществления механический фильтр для капель включает в себя структуру стенки с элементами, отклоняющими поток воздуха, такими, как ребра или складки. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что простыми и экономичными средствами осуществляется дополнительная селекция, так как элементы, отклоняющие поток воздуха, такие как ребра или складки, просто интегрируются в структуру стенки. В результате слишком крупные капли жидкости, попадающие с потоком воздуха в выход для капель жидкости, прилипают к элементам, отклоняющим поток воздуха, механического фильтра капли.
В следующем предпочтительном варианте осуществления механический фильтр капли имеет структуру, предназначенную для того, чтобы возвращать оседающие капли жидкости в жидкость резервуара для потока. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что те капли жидкости, которые пристают к стенке механического фильтра, не остаются там. В результате этого сокращается потребление жидкости и продлеваются интервалы между регулярными доливаниями жидкости, которые необходимы вследствие расходования жидкости, вызванного уносимыми каплями.
В следующем предпочтительном варианте осуществления в резервуаре для потока имеется препятствие, которое огибается потоком воздуха и каплями жидкости, причем препятствие предназначено для возврата капель жидкости, задерживающихся на препятствии, в жидкость резервуара. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что внутри резервуара для потока происходит дальнейшая селекция, и жидкостный капельный туман дополнительно гомогенизируется, внося таким образом дополнительный вклад в более однородное увлажнение обрабатываемых предметов. В результате слишком крупные капли жидкости удаляются из потока воздуха посредством использования их собственной инерции за счет того, что они задерживаются на препятствии и стекают назад в жидкость резервуара для потока.
В следующем предпочтительном варианте осуществления препятствие включает в себя цилиндрическую шторку или решетчатую структуру. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что препятствие реализуется просто и при необходимости включает в себя несколько последовательных ступеней.
В следующем предпочтительном варианте осуществления значение расхода воздуха, создаваемого генератором потока, находится в области от 1 до 30 литров в минуту и предпочтительно составляет 20 литров в минуту. Благодаря этому достигается, например, техническое преимущество, состоящее в том, что возможно использование в качестве генератора потока простых и экономичных стандартных вентиляторов или стандартных насосов.
Краткое описание чертежей
Дальнейшие варианты осуществления изобретения представлены на чертежах и в дальнейшем описываются более подробно.
Показаны:
фиг. 1 - схематичный вид резервуара для потока в поперечном разрезе,
фиг. 2 - схематичный вид поперечного сечения резервуара для потока с увеличенным горизонтальным расстоянием между областью резервуара для потока и выходом для капель жидкости,
фиг. 3а - схематичный вид резервуара для потока с препятствием в горизонтальной проекции, и
фиг. 3b - схематичный вид резервуара для потока с препятствием в поперечном разрезе.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан схематичный вид в поперечном разрезе резервуара 103 для потока. В резервуаре 103 для потока находится жидкость 109, а на днище 119 резервуара 103 для потока расположен генератор 105 капель, например пьезовибратор. Генератор 105 капель производит высокочастотное механическое колебание, которое распространяется в жидкости 109 в виде продольного колебания до поверхности 117 жидкости 109 и там выбивает из поверхности 117 мелкие капли 107 жидкости в определенной области 121 резервуара для потока.
Капли 107 жидкости, например, выбрасываются в воздушную прослойку между поверхностью 117 и верхней стороной 115 резервуара 103 для потока и попадают в область 121 резервуара для потока. Резервуар 103 для потока включает в себя выход 111 для капель жидкости и расположенный напротив выхода 111 для капель жидкости генератор 113 потока. Генератор 113 потока создает поток воздуха, проходящий по существу параллельно поверхности 117 жидкости 109 в направлении выхода 111 капель жидкости. Произведенный поток воздуха переносит часть находящихся в воздушном пространстве капель 107 жидкости к выходу 111 для капель жидкости, где они после этого транспортируются дальше к желаемому месту их применения в бытовом приборе 100. Произведенный жидкостный капельный туман обычно включает в себя капли жидкости в широком диапазоне размеров. Крупные капли жидкости из этого диапазона, которые имеют, в частности, размер от 10 микрон в диаметре, осаждаются на обрабатываемых предметах и на смотровых стеклах бытового прибора 100.
На фиг. 2 показан в схематичном виде поперечный разрез резервуара 103 для потока с увеличенным горизонтальным расстоянием 201 между областью 121 резервуара для потока и выходом 111 для капель жидкости. Повторное описание идентичных признаков с предшествующей фигуры опущено. Расстояние 201 между областью 121 резервуара для потока и выходом 111 для капель жидкости выбрано таким образом, что обусловленное потоком воздуха от генератора 113 потока время переноса капель 107 жидкости между областью 121 резервуара для потока и выходом 111 для капель жидкости больше или равно времени падения капли 107 жидкости определенного размера от верхней стороны 115 резервуара 103 для потока назад в жидкость 109. Чем больше диаметр капель 107 жидкости, тем короче время их падения, вследствие более быстрого попадания в жидкость 109 резервуара 103 для потока.
Поэтому выхода 111 для капель жидкости достигают только капли 107 жидкости определенного размера, или до определенного максимального диаметра, в то время как начиная с определенного диаметра капли 107 жидкости падают в жидкость 109 прежде, чем они достигают выхода 111 для капель жидкости. Этот эффект явным образом поддерживается стоксовским трением, вследствие которого меньшие капли 107 жидкости могут оставаться в воздухе непропорционально дольше, чем крупные капли 107 жидкости. В основе эффекта стоксовского трения лежит предположение о сферической форме капель 107 жидкости. Таким образом для капель 107 жидкости получается, что скорость их оседания в воздухе пропорциональна квадратам их радиусов.
На фиг. 3а схематично показан вид в горизонтальной проекции резервуара 103 для потока с препятствием 301. Повторное описание идентичных признаков с предшествующей фигуры опущено. Генератор 113 потока, расположенный в резервуаре 103 для потока, создает поток воздуха, проходящий, по существу, параллельно поверхности 117 жидкости 109 в направлении выхода 111 капель жидкости. Производимый поток воздуха переносит часть находящихся в воздушной прослойке капель 107 жидкости к выходу 111 для капель жидкости, где они после этого транспортируются дальше к желаемому месту их применения в бытовом приборе 100. Дополнительно резервуар 103 для потока включает в себя препятствие 301, например, в форме цилиндрической шторки, которое огибается потоком воздуха и каплями 107 жидкости. Вследствие того, что поток воздуха, включая капли 107 жидкости, должен в некоторых случаях проходить через очень узкие радиусы препятствия 301, капли 107 жидкости с большим весом или большим диаметром по сравнению с каплей 107 жидкости с более незначительным весом подвергаются действию более значительной центробежной силы и поэтому при обтекании препятствия 301 переносятся дальше наружу. Если они вследствие этого наталкиваются на препятствие 301, они задерживаются на нем вследствие адгезии, в результате чего капли 107 жидкости снова стекают назад, в жидкость 109 резервуара 103 для потока. В альтернативном варианте возможно также выполнение препятствия 301 в виде решетчатой структуры или изогнутых поверхностей для прохождения потока.
На фиг. 3b показан в схематичном виде поперечный разрез резервуара 103 для потока с препятствием 301 с фиг. 3а. Повторное описание идентичных признаков с предшествующей фигуры опущено.
Все вышеуказанные варианты осуществления включают в себя генератор 105 капель в форме пьезовибратора. Частота колебаний пьезовибратора предпочтительно составляет 1,6 МГц, однако возможен также пьезовибратор с переменной частотой колебаний. В сочетании с изменяемым расходом потока от генератора 113 потока это давало бы преимущество, состоящее в возможности регулирования размера производимых капель жидкости в соответствии с различными требованиями. Так, например, повышение частоты колебаний пьезовибратора при постоянном расходе от генератора 113 потока вызывало бы сокращение размера капель жидкости в произведенном жидкостном капельном тумане. В альтернативном случае, например, повышение нормы потока генератора 113 потока при постоянной частоте колебаний пьезовибратора приводило бы к увеличению размера капель жидкости в произведенном жидкостном капельном тумане.
Для каждого из указанных выше вариантов осуществления возможно подключение на выходе 111 капель жидкости механического фильтра для капель, предназначенного для дополнительной селекции капель 107 жидкости. Такая механическая селекция капель 107 жидкости может осуществляться посредством структуры стенки с элементами, отклоняющими поток воздуха, такими как ребра или складки. Допустима, в частности, структура в виде рукава, сформированного соответствующим образом, или трубы соответствующей формы, в результате чего жидкостный капельный туман впоследствии проводится к желаемому месту его применения в бытовом приборе. Оно может представлять собой, например, рабочее пространство, или бак для моющего раствора стиральной машины. В качестве дополнения или альтернативы механический фильтр для капель включает в себя структуру, предназначенную для возврата оседающих на структуре стенки капель 107 жидкости в жидкость 109 резервуара 103 для потока.
Все признаки, разъясненные и показанные в сочетании с отдельными вариантами осуществления изобретения, могут быть предусмотрены в предмете согласно изобретению в различных комбинациях, чтобы одновременно реализовать их предпочтительные воздействия.
Обозначения
100 бытовой прибор
103 резервуар для потока
105 генератор капель
107 капли жидкости
109 жидкость
111 выход для капель жидкости
113 генератор потока
115 верхняя сторона резервуара для потока
117 поверхность жидкости
119 днище резервуара для потока
121 область резервуара для потока
201 расстояние между областью резервуара для потока и выходом для капель жидкости
301 препятствие