РАБОЧАЯ ЧАСТЬ ПАРОВОГО УТЮГА
WORKING PART OF STEAM IRON

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к рабочей части парового утюга. Настоящее изобретение также относится к бытовому утюгу с системой парогенератора, имеющему рабочую часть парового утюга.
Предпосылки создания изобретения
Паровые утюги используются для удаления складок с ткани, такой как одежда и постельное белье. Паровые утюги содержат корпус с ручкой, таким образом, пользователь может маневрировать паровым утюгом, и подошву, которая расположена в контакте с тканью, подлежащей глажке. Подошва нагревается с целью удаления складок при глажке ткани.
Обычно, бойлер в базовом блоке подает пар в подошву через шланг, и подошва содержит встроенный нагревательный элемент. Пар может конденсироваться при прохождении через шланг, и, следовательно, нагревательный элемент нагревает и поддерживает подошву при заданной температуре для удаления складок, испаряет водоконденсат и предотвращает конденсацию пара, подаваемого через шланг.
Однако паровые утюги являются обычно тяжелыми, вследствие, например, включения нагревательного элемента для генерации пара. Для повышения эффективности генерации пара масса подошвы является обычно большой, так что она может сохранять больше тепла. Это делает сложным маневрирование пользователем парового утюга в течение длительных периодов времени. Потребление электроэнергии нагревательным элементом также ограничивает паропроизводительность, создаваемую бойлером отпаривателя, которая уменьшает эффективность парового утюга.
Как известно, в химчистках и прачечных имеются паровые утюги, которые используются только для удаления складок с ткани. Сжатый пар непрерывно циркулирует в камере давления для поддержания высокой температуры парового утюга. Однако известно, что это является неэффективным и вызывает конденсацию.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является создание рабочей части парового утюга, которая значительноуменьшает или устраняет проблемы, упомянутые выше.
Настоящее изобретение определено независимыми пунктами формулы изобретения, а зависимые пункты формулы изобретения определяют преимущественные варианты осуществления.
В соответствии с настоящим изобретением описана рабочая часть парового утюга, содержащая подошву с поверхностью контакта с тканью, паровпускное отверстие, через которое пар проходит в рабочую часть парового утюга, по меньшей мере одно отверстие для выхода пара, и паровой канал между паровпускным отверстием и по меньшей мере одним отверстием для выхода пара. Рабочая часть парового утюга также содержит сепаратор для текучей среды между паровым каналом и указанным по меньшей мере одним отверстием для выхода пара, выполненный с возможностью ограничения прохождения потока конденсата, образуемого в паровом канале, через указанное по меньшей мере одно отверстие для выхода пара. Подошва имеет панель, образующую поверхность контакта с тканью, и основание парового канала, и панель подошвы выполнена с возможностью первоначального нагрева паром, проходящим по паровому каналу в указанное по меньшей мере одно отверстие для выхода пара.
В случае такой конструкции, можно исключить необходимость в нагревателе для нагрева поверхности контакта с тканью до достаточной рабочей температуры. Это означает то, что вес рабочей части парового утюга может быть значительно минимизирован. Это содействует в минимизации потребления энергии рабочей частью парового утюга. Скрытая теплота, выделяемая во время конденсации пара в подошве, является такой большой, что температура поверхности контакта с тканью может поддерживаться относительно постоянной даже во время процесса глажки. Следовательно, результативность и эффективность рабочей части парового утюга максимизированы.
Температура панели подошвы может быть выбрана с возможностью уменьшения, когда пар не проходит по паровому каналу.
Это означает то, что перегрев панели подошвы может быть ограничен.
Площадь основания парового канала может составлять, по меньшей мере, 70% от площади поверхности контакта с тканью.
Следовательно, можно обеспечивать равномерное распределение тепла по панели подошвы, так как по существу вся панель подошвы подвергается воздействию пара, проходящего через паровой канал. Кроме того, необходимость в нагревателе для нагрева подошвы исключена, и вес рабочей части парового утюга может быть минимизирован, обеспечивая более длительное использование пользователем утюга без утомления.
Паровой канал может иметь лабиринтную конфигурацию.
Лабиринтная конфигурация парового канала направляет пар по заданному каналу, обеспечивая то, что пар проходит по каналу, проходящему по существу по всей панели подошвы. Лабиринтная конфигурация также принудительно изменяет направление пара, что вызывает столкновение между поверхностями, образующими паровой канал, и частицами потока пара. Во время этих столкновений тепло передается по меньшей мере одной стенки от пара. Это способствует теплообмену и равномерному распределению пара. В лабиринтной конфигурации любой конденсат перемещается паром к отверстиям для выхода пара, что минимизирует скопление воды в паровом канале. Это способствует предотвращению образования холодных областей на панели подошвы вследствие скопления воды и дальнейшей конденсации.
Паровой канал может проходить по спирали вокруг формы панели подошвы.
За счет прохождения по спирали вокруг формы панели подошвы непрерывный канал может быть образован для закрытия панели подошвы. Следовательно, эффективность панели подошвы может быть максимизирована. Спиральная конфигурация способствует уменьшению сопротивления потоку в паровом канале.
Паровой канал может быть образован по меньшей мере одной стенкой, выступающей вверх от панели подошвы.
В случае такой конструкции тепловая энергия, передаваемая стенкам, может отводиться к панели подошвы. Кроме того, конденсация в паровом канале может быть минимизирована.
Толщина панели подошвы между основанием и поверхностью контакта с тканью может быть меньше (или равна) 2 мм.
За счет минимизации толщины панели подошвы масса подошвы может быть минимизирована. Количество энергии, необходимой для поддержания температуры панели подошвы, также может быть уменьшено. Следовательно, пользователь может использовать рабочую часть парового утюга в течение более длительных периодов, и конденсация пара внутри парового канала минимизирована.
Сепаратор для текучей среды ограничивает конденсат, выходящий из отверстий для выхода пара на ткань, подлежащую обработке. Следовательно, мокрые пятна на ткани могут быть предотвращены. Сепаратор для текучей среды способствует обеспечению того, чтобы только сухой пар выходил из указанного по меньшей мере одного отверстия для выхода пара. Это способствует уменьшению степени 'разбрызгивания', которое происходит во время использования рабочей части парового утюга.
Так как сепаратор для текучей среды расположен между паровым каналом и указанным по меньшей мере одним отверстием для выхода пара, любой конденсат, образованный в паровом канале, будет проходить через сепаратор для текучей среды. Было установлено, что за счет нагрева панели подошвы паром в случае использования вышеупомянутой конструкции, возможно, чтобы конденсат образовывался в паровом канале вследствие изменений температуры в течение времени панели подошвы. За счет наличия сепаратора для текучей среды можно обеспечивать то, чтобы эффект конденсации, например, 'разбрызгивание', был минимизирован.
Сепаратор для текучей среды содержит циклонную камеру.
Следовательно, сепаратор для текучей среды может быть простым и иметь легкий вес. Циклонная камера также обеспечивает пассивное решение, которое является действующим в случаях, когда существует паровой поток. Циклонная камера также может разделять текучие среды с большой скоростью.
Рабочая часть парового утюга может дополнительно содержать устройство для удаления жидкости, выполненное с возможностью удаления жидкости, отделенной от пара сепаратором для текучей среды.
Следовательно, сепаратор для текучей среды не заполняется полностью водой, когда паровой утюг используется в течение длинных периодов. Отделенная жидкость предотвращена от заполнения сепаратора для текучей среды и выхода на ткань, подлежащую обработке. Кроме того, устройство для удаления жидкости ограничивает сбор и охлаждение воды, что может вызывать возникновение дополнительной конденсации пара, входящего в сепаратор для текучей среды.
Устройство для удаления жидкости может содержать обратный канал к емкости для жидкости.
Отработанная вода может повторно использоваться посредством возврата ее в емкость для воды в парогенераторе. Следовательно, емкость для жидкости не должна заполняться каждый раз, что продлевает использование рабочей части парового утюга между заполнениями емкости для воды.
Устройство для удаления жидкости может содержать нагреватель для испарения жидкости, отделенной от пара сепаратором для текучей среды.
Сконденсированный пар может повторно испаряться и использоваться для обработки ткани. Следовательно, нет отработанной воды, которую нужно возвращать в емкость для жидкости. Кроме того, так как количество сконденсированного пара является небольшим, требуется только небольшой маломощный нагреватель, и, таким образом, вес рабочей части парового утюга может быть минимизирован.
Рабочая часть парового утюга может дополнительно содержать устройство ввода пользователя, соединенное с паровым клапаном, выполненный с возможностью управления потоком пара через паровой канал.
Это означает то, что пользователь может управлять, когда пар проходит через подошву, который используется для нагрева подошвы или обработки ткани. Кроме того, тепловая энергия пара не расходуется для непрерывного нагревания подошвы, когда она не используется и/или не нужна.
Паровой клапан может быть расположен между паровпускным отверстием и парогенератором.
В случае этой конструкции пар ограничен от удержания в паровом канале и охлаждении, когда предотвращен поток пара. Это ограничивает конденсацию пара в паровом канале.
Настоящее изобретение также относится к утюгу с системой парогенератора, содержащему рабочую часть парового утюга, как описано выше.
Утюг с системой парогенератора может содержать парогенератор, выполненный с возможностью генерации сжатого пара.
Следовательно, парогенератор может иметь высокую скорость пара. Это обеспечивает генерацию системой утюга с парогенератором больше пара для более эффективной глажки. Высокое давление пара способствует прохождению пара через рабочую часть парового утюга.
Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут понятны и объяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные ниже.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны, только в качестве примера, со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых
фиг.1 - схематичный перспективный вид утюга с системой парогенератора в соответствии с настоящим изобретением, имеющего рабочую часть парового утюга;
фиг.2 - схематичный перспективный вид части рабочей части парового утюга на фиг.1 с вырезанным передним участком рабочей части парового утюга для изображения внутренней конструкции и с вырезанной частью крышки;
фиг.3 - схематичный внутренний перспективный вид части рабочей части парового утюга на фиг.1 с удаленной крышкой; и
фиг.4 - схематичный вид в разрезе сбоку сепаратора для текучей среды рабочей части парового утюга на фиг.1.
Подробное описание вариантов осуществления
На фиг.1 изображен утюг 1 с системой парогенератора в соответствии с настоящим изобретением. Он содержит рабочую часть 2 и парогенератор 3. Рабочая часть 2 парового утюга и парогенератор 3 соединены по текучей среде шлангом 4. Шланг 4 является гибким для обеспечения легкого маневрирования пользователем рабочей частью 2 парового утюга. Шланг 4 может быть оплеткой, которая может обертывать вместе по меньшей мере одну трубку или провода, которые проходят от рабочей части 2 парового утюга к парогенератору 3. Рабочая часть 2 парового утюга содержит корпус 5 и подошву 6. Подошва 6 содержит панель 7. Панель 7 подошвы образует нижний конец рабочей части 2 парового утюга.
Корпус 5 содержит ручку 8. Ручка 8 дает возможность пользователю удерживать и маневрировать рабочей частью 2 парового утюга. Рабочая часть 2 парового утюга также содержит устройство 9 ввода пользователя. Устройство 9 ввода пользователя используется для управления работой парового клапана (не показан), который открывается для подачи пара в рабочую часть 2 парового утюга из генератора 3.
Подошва 6 содержит поверхность 10 контакта с тканью. Поверхность 10 контакта с тканью выполнена с возможностью расположения на ткани, подлежащей обработке. Нижняя сторона панели 7 подошвы образует поверхность 10 контакта с тканью. В альтернативном варианте осуществления, подошва 6 может дополнительно содержать пластину для контакта с тканью (не показана). Пластина для контакта с тканью имеет поверхность контакта с тканью (не показана) и поверхность контакта с панелью подошвы (не показана). Пластина для контакта с тканью может быть слоем из материала, например, но не ограничиваясь этим, из алюминия или нержавеющей стали, которая имеет хороший тепловой контакт с панелью 7 подошвы.
Подошва 6 имеет передний конец 11 и задний конец 12. Подошва 6 сходится к переднему концу 11. Следовательно, поверхность 10 контакта с тканью подошвы 6 имеет обычно треугольный профиль. Однако следует понимать, что подошва 6 может иметь альтернативные конфигурации. Шланг 4 соединяется с рабочей частью 2 парового утюга рядом с задним концом 12 подошвы 6.
Парогенератор 3 содержит емкость 14 для воды и бойлер (не показан). Вода подается в бойлер из емкости 14 для воды. Вода, поданная в бойлер, превращается в пар. Пар, генерируемый бойлером, затем подается в рабочую часть 2 парового утюга через шланг 4. Парогенератор 3 также может быть быстродействующим парогенератором. Пар выходит из подошвы 6 рабочей части 2 парового утюга через по меньшей мере одно отверстие 49 для выхода пара, изображенное на фиг.2, на ткань, подлежащую обработке. Пар способствует повышению эффективности рабочей части 2 парового утюга.
Как показано на фиг.2, рабочая часть 2 парового утюга изображена без корпуса 5 (см. фиг.1) и с удаленным передним концом рабочей части 2 парового утюга. Часть рабочей части 2 парового утюга, изображенная на фиг.2, содержит подошву 6. Верхняя сторона панели 7 подошвы 6 содержит верхнюю поверхность 15. Верхняя поверхность 15 удалена от поверхности 10 контакта с тканью. Панель 7 подошвы содержит поверхность 10 контакта с тканью и верхнюю поверхность 15. Панель 7 подошвы имеет толщину менее (или равную) 2 мм. Толщина панели 7 подошвы может быть больше или равна 0,5 мм. Толщина панели 7 подошвы может быть меньше (или равна) 0,8 мм.
Периферийная стенка 16 проходит вертикально от периферийной кромки верхней поверхности 15 панели 7 подошвы. Периферийная стенка 16 проходит вокруг периметра панели 7 подошвы. В настоящем варианте осуществления периферийная стенка 16 выступает перпендикулярно от кромки верхней поверхности 15. Однако следует понимать, что в альтернативном варианте осуществления периферийная стенка 16 может выступать от панели 7 подошвы под другим углом. Периферийная стенка 16 выполнена как одно целое с панелью 7 подошвы.
Рабочая часть 2 парового утюга дополнительно содержит внутреннюю стенку 17, которая проходит вертикально от верхней поверхности 15 панели 7 подошвы. Внутренняя стенка 17 выполнена как одно целое с панелью 7 подошвы. Крышка 18, изображенная на фиг.2, проходит от верхних концов периферийной стенки 16 и внутренней стенки 17. Крышка 18 является частью подошвы 6. В качестве альтернативы, крышка 18 может быть нижней стенкой (не показана) корпуса 5 рабочей части 2 парового утюга. Паровой канал 19 проходит по подошве 6. Паровой канал 19 образует паровой тракт, по которому может проходить пар. Паровой канал 19 образован с помощью панели 7 подошвы, периферийной стенки 16, внутренней стенки 17 и крышки 18. Паровой канал 19 проходит по панели 7 подошвы.
Верхняя поверхность 15 панели 7 подошвы образует основание 20 парового канала 19. Периферийная стенка 16 и внутренняя стенка 17 образуют боковые стенки парового канала 19. Крышка 18 образует верхнюю стенку парового канала 19. Панель 7 подошвы, периферийная и внутренняя стенки 16, 17 и крышка 18 образуют стенки для контакта с паром подошвы 6. Поверхность периферийной стенки 16, внутренней стенки 17, крышки 18 и основания 20 образуют поверхности контакта с паром.
В настоящем варианте осуществления пар проходит в паровой канал 19 в рабочей части 2 парового утюга через впускное отверстие 21 парового канала. Затем, пар проходит по паровому каналу 19 в сепаратор 25 для текучей среды. Сепаратор 25 для текучей среды отделяет воду от пара. Затем, пар выходит из сепаратора 25 для текучей среды и проходит через отверстия 49 для выпуска пара на ткань, подлежащую глажке.
В настоящем варианте осуществления внутренняя стенка 17 является единственной стенкой. Однако следует понимать, что внутренняя стенка 17 имеет множество частей, расположенных на расстоянии друг от друга. Внутренняя стенка 17 проходит от панели 7 подошвы. Паровой канал 19 имеет спиральную конфигурацию. В данной конфигурации это образовано за счет внутренней стенки 17, проходящей в спиральной конфигурации. Траектория парового канала 19 проходит от периферийной стенки 16 к центру верхней поверхности 15 подошвы 6. Площадь основания 20 парового канала 19 по существу соответствует площади поверхности 10 контакта с тканью. То есть, основание 20 и поверхность 10 контакта с тканью имеют по существу одинаковую площадь поверхности.
Как показано на фиг.3, паровой канал 19 имеет лабиринтную конфигурацию. То есть, пар не выходит из впускного отверстия 21 парового канала по прямой линии непосредственно в выпускное отверстие 23 парового канала. Паровой канал 19 изменяет направление по меньшей мере один раз таким образом, что направление потока пара изменяется по меньшей мере один раз. Это обеспечивает прохождение пара по большей площади верхней поверхности 15 панели 7 подошвы. Лабиринтная конфигурация также вызывает столкновение пара с поверхностями 16, 17, 18, 20 контакта с паром, нагревая подошву 6. Лабиринт может быть однонаправленным, т.е., иметь единственную траекторию, или многонаправленным, имеющим множество траекторий или ответвлений. В настоящем варианте осуществления лабиринтная конфигурация парового канала 19 имеет вид спирального рисунка вокруг формы панели 7 подошвы.
Например, лабиринтная конфигурация парового канала 19 может быть единственным каналом, по которому пар проходит от заднего конца 12 рабочей части 2 парового утюга к переднему концу 11 и обратно много раз, при этом перемещаясь от правой стороны рабочей части 2 парового утюга к левой стороне.
В настоящем варианте осуществления, как показано на фиг.2 и 3, паровой канал 19 выполнен с возможностью прохождения по всей верхней поверхности 15 панели 7 подошвы. Следовательно, пар из парогенератора 3 проходит по существу по всей панели 7 подошвы. Это способствует равномерному распределению тепла по верхней поверхности 15 панели 7 подошвы, которая выполняет функцию основания 20 парового канала 19.
Равномерное распределение пара способствует предотвращению локализации холодных пятен на основании 20 парового канала 19, которые конденсировали бы пар, проходящий по паровому каналу 19.
Лабиринт со спиральным рисунком согласно настоящему вариантуа осуществления, изображенный на фиг.2 и 3, способствует уменьшению сопротивления потоку в паровом канале 19. Единичный канал способствует предотвращению скопления конденсата в паровом канале 19.
Паровой канал 19 имеет обычно прямоугольное поперечное сечение, хотя следует понимать, что поперечное сечение парового канала 19 может иметь другую форму, например, но не ограничиваясь этим, круглую, эллиптическую или треугольную. В настоящем варианте осуществления паровой канал 19 образует единственную траекторию, которую пар должен выбирать при прохождении через подошву 6 рабочей части 2 парового утюга.
Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается наличием единственной внутренней стенки 17, выступающей от верхней поверхности 15 панели 7 подошвы. Кроме того, следует понимать, что за счет использования более одной внутренней стенки 17, единственный паровой тракт может быть образован с использованием единственного парового канала 19. В качестве альтернативы, более одного парового тракта через множество паровых каналов 19 может быть образовано в рабочей части 2 парового утюга от впускного отверстия 21 парового канала до указанного по меньшей мере одного отверстия 49 для выхода пара. Можно определить подходящее число паровых трактов и соответствующих стенок, необходимых для конкретного варианта осуществления. В альтернативном варианте осуществления, подошва 6 может дополнительно содержать распределительный канал пара (не показан), выполненный с возможностью обеспечения распределения пара во множество отверстий 49 для выхода пара.
Подошва 6 содержит впускное отверстие 21 парового канала. Впускное отверстие 21 парового канала расположено рядом с задним концом 12 подошвы 6. Трубка 22 для подачи пара подает пар из парогенератора 3 через впускное отверстие 21 парового канала в паровой канал 19. Трубка 22 для подачи пара проходит через шланг 4 от выпускного отверстия парогенератора (не показано). Трубка 22 для подачи пара является гибкой для обеспечения легкого маневрирования пользователем рабочей части 2 парового утюга.
Подошва 6 содержит выпускное отверстие 23 парового канала. Как показано на фиг.3, выпускное отверстие 23 парового канала образовано в крышке 18. Выпускное отверстие 23 парового канала расположено в центре крышки 18 подошвы 6. Трубка 24 для передачи пара передает пар из парового канала 19 в подошве 6 в сепаратор 25 для текучей среды.
Подошва 6 нагревается за счет скрытой теплоты пара. Когда пар контактирует с поверхностями контакта с паром, т.е., основанием парового канала 19, периферийной стенкой 16, внутренней стенкой 17 и крышкой 18, он передает некоторое количество своей тепловой энергии подошве 6. Верхняя поверхность 15 панели 7 подошвы передает тепло через панель 7 подошвы поверхности 10 контакта с тканью. Таким образом, пар нагревает подошву 6 до температуры пара. Кроме того, поскольку паровой канал 19 распределяет пар по существу по всей подошве 6, подошва 6 нагревается равномерно. Однако, так как пар контактирует с поверхностями 16, 17, 18, 20 контакта с паром, энергия пара передается поверхностям 16, 17, 18, 20 контакта с паром, что может вызвать конденсацию некоторого количества пара в паровом канале 19.
Следовательно, для уменьшения скорости конденсации, возникающей в паровом канале 19, стенки 7, 16, 17, 18 для контакта с паром, имеющие поверхности 16, 17, 18, 20 контакта с паром, которые образуют паровой канал 19, имеют общую массу менее 0,4 кг в обычном варианте осуществления. Стенки 7, 16, 17, 18 для контакта с паром могут, например, иметь общую массу менее 0,3 кг. В частности, панель 7 подошвы и периферийная и внутренняя стенки 16, 17 имеют массу, выбранную с возможностью минимизации количества тепловой энергии, необходимой для нагрева их до температуры пара. Однако, так как материал, из которого выполнены стенки 7, 16, 17, 18 для контакта с паром, имеет установленную плотность для минимизации массы стенок 7, 16, 17, 18 для контакта с паром, количество материала, используемого для выполнения их, минимизировано.
Следовательно, панель 7 подошвы и периферийная и внутренняя стенки 16, 17 имеют толщину только 0,5 мм для минимизации массы. Посредством минимизации массы стенок 7, 16, 17, 18 для контакта с паром количество энергии, необходимой для нагрева подошвы 6 до желаемой температуры, также минимизировано. Поверхности 16, 17, 18, 20 контакта с паром будут быстро нагреваться до той же температуры, что и пар, и, таким образом, количество времени, в течение которого может возникнуть конденсация в паровом канале 19, уменьшено. Следовательно, теплоемкость рабочей части 2 парового утюга уменьшена.
Это является пригодным, поскольку пар не рециркулирует непрерывно вокруг подошвы 6 и обратно в парогенератор 3. Нерециркулирующий непрерывно через подошву 6 пар способствует сохранению энергии и делает утюг 1 с системой парогенератора более эффективным.
В настоящем варианте осуществления панель 7 подошвы, периферийная стенка 16 и внутренняя стенка 17 выполнены с возможностью нагрева до температуры пара и передачи тепла через подошву 6. Панель 7 подошвы, периферийная стенка 16 и внутренняя стенка 17 выполнены, например, но не ограничиваясь этим, из алюминия или магниевых сплавов.
Хотя крышка 18 выполнена с возможностью нагрева для предотвращения конденсации и передачи тепла через подошву 6, в качестве альтернативы, она может быть выполнена с возможностью предотвращения утечки тепла из парового канала 19 в корпус 5 парового утюга 2. Таким образом, крышка 18 выполняет функцию изолятора. Следовательно, крышка 18 может быть выполнена из материала с низкой удельной теплопроводностью и плотностью. Крышка 18 может быть выполнена, например, но не ограничиваясь этим, из полипропилена или полиамида. В одном варианте осуществления крышка 18 может иметь изолирующий слой (не показан), образованный из материала, имеющего низкую удельную теплопроводность, такого как, но не ограничиваясь этим, вспененного полипропилена. Это способствует предотвращению утечки тепла в корпус 5.
В настоящем варианте осуществления пользователь приводит в действие устройство 9 ввода, см. фиг.1, для открытия парового клапана (не показан) и обеспечения прохождения пара по паровому каналу 19. Следовательно, подошва 6 рабочей части 2 парового утюга и пар будут подвергаться наибольшей разности температур в момент, когда открывается паровой клапан, и пар сначала проходит в паровой канал 19. Небольшая масса, полученная посредством изготовления стенок 7, 16, 17, 18 для контакта с паром парового канала 19 тонкими, обеспечивает быстрое уменьшение разности температур, предотвращая образование конденсата и увеличивая эффективность утюга 1 с системой парогенератора.
Чем дальше пар перемещается по паровому каналу 19, тем больше тепловой энергии пар теряет на поверхностях 16, 17, 18, 20 контакта с паром. Следовательно, за счет высокого коэффициента теплопередачи, площади подошвы 6, которые расположены далеко от парового канала 19, могут эффективно нагреваться.
Пар проходит по паровому каналу 19 из впускного отверстия 21 парового канала по траектории вокруг периферии панели 7 подошвы рядом с периферийной стенкой 16. Паровой клапан (не показан) расположен между впускным отверстием 21 парового канала и выпускным отверстием парогенератора 3. Паровой клапан может быть расположен во впускном отверстии 21 парового канала. Следовательно, пар не содержится в паровом канале 19. В альтернативном варианте осуществления, паровой клапан расположен на выходном отверстии парогенератора 3, так что пар не содержится в шланге 4, дополнительно уменьшая количество конденсата в потоке пара.
Пар проходит вокруг периметра панели 7 подошвы до того уровня, когда внутренняя стенка 17 проходит от периферийной стенки 16. Затем, пар проходит по траектории вокруг подошвы 6, образованной внутренней стенкой 17, через внутренние участки парового канала 19, циркулируя ближе к центру панели 7 подошвы до тех пор, пока пар не достигнет выпускного отверстия 23 парового канала, которое расположено в центре крышки 18.
Часть рабочей части 2 парового утюга, изображенной на фиг.2 и 3, содержит сепаратор 25 для текучей среды. Сепаратор 25 для текучей среды расположен сверху крышки 18 на продольной оси рабочей части 2 парового утюга. Сепаратор 25 для текучей среды расположен между выпускным отверстием 23 парового канала крышки 18 и передним концом 11 подошвы 6. Однако следует понимать, что в альтернативном варианте осуществления сепаратор 25 для текучей среды может быть расположен в альтернативном положении на крышке 18 подошвы 6. В качестве альтернативы, сепаратор 25 для текучей среды может быть расположен в подошве 6.
Сепаратор 25 для текучей среды содержит кожух, состоящий из верхнего кожуха 26 и нижнего кожуха 27. Верхний и нижний кожухи 26, 27 являются обычно цилиндрическими. Верхний и нижний кожухи 26, 27 закреплены друг с другом с помощью винтов (не показаны), или некоторого другого крепежного средства, которые проходят через крепежные отверстия 28 в боковой стенке 29 верхнего кожуха и боковой стенке 30 нижнего кожуха на наружной кромке верхнего и нижнего кожухов 26, 27, соответственно. Винты также закрепляют сепаратор 25 для текучей среды с крышкой 18 подошвы 6. В альтернативном варианте осуществления, верхний и нижний кожухи 26, 27 могут быть выполнены как одно целое.
Как показано на виде в поперечном разрезе сепаратора 25 для текучей среды на фиг.4, верхний кожух 26 содержит часть 31 в форме усеченного конуса. Часть 31 в форме усеченного конуса выступает от верхней цилиндрической части 32, образованной боковой стенкой 29 верхнего кожуха. Верхний кожух является полым. Следовательно, часть 31 в форме усеченного конуса содержит боковую стенку 33 и верхнюю стенку 34. Цилиндрическая часть 32 содержит боковую стенку 29 верхнего кожуха. Нижний кожух 27 содержит полую нижнюю цилиндрическую часть, которая выполняет функцию части 35 для сбора воды. Часть 35 для сбора воды содержит боковую стенку 30 нижнего кожуха и нижнюю стенку 36. При закреплении верхний и нижний кожухи 26, 27 образуют внутреннюю камеру 37 для отделения текучей среды. В настоящем варианте осуществления камера 37 для отделения текучей среды является циклонной камерой.
Как показано на фиг.3, верхний кожух 26 дополнительно содержит отверстие 38 для впуска текучей среды. Отверстие 38 для впуска текучей среды расположено в боковой стенке 33 рядом с верхней стенкой 34 верхнего кожуха 26. Отверстие 38 для впуска текучей среды соединено с трубкой 24 для передачи пара. Смесь текучей среды из пара и конденсата проходит в сепаратор 25 для текучей среды из парового канала 19 в подошве 6 через трубку 24 для передачи пара и отверстие 38 для впуска текучей среды. Отверстие 38 для впуска текучей среды расположено таким образом, что пар и конденсат проходят в камеру 37 для отделения текучей среды, изображенную на фиг.4, по касательной относительно кольцеобразной боковой стенки 33, как будет объяснено более подробно ниже.
Нижний кожух 27 сепаратора 25 для текучей среды дополнительно содержит отверстие 39 для выпуска воды. Отверстие 39 для выпуска воды расположено в боковой стенке 30 нижнего кожуха рядом с нижней стенкой 36. Отверстие 39 для выпуска воды соединено с трубкой 40 для возврата воды. Трубка 40 для возврата воды является гибкой. Это облегчает маневрирование пользователем рабочей части 2 парового утюга. Трубка 40 для возврата воды передает воду в емкость 14 для воды парогенератора 3 через шланг 4, как будет описано более подробно ниже.
Фиг.4 показывает, что сепаратор 25 для текучей среды содержит дополнительное выпускное отверстие. Нижний кожух 27 содержит отверстие 41 для выпуска сухого пара в нижней стенке 36. Отверстие 41 для выпуска сухого пара образовано за счет отверстия в нижней стенке 36. Отверстие расположено в центре нижней стенки 36.
Отверстие 41 для выпуска сухого пара выполнено с возможностью предотвращения выхода сконденсированного пара из камеры 37 для отделения текучей среды через отверстие 41 для выпуска сухого пара и выпуска на ткань, подлежащую глажке.
Для достижения этого, цилиндрическая трубка 42 с открытым концом выступает перпендикулярно от нижней стенки 36 к верхней стенке 34 верхнего кожуха 26. Цилиндрическая трубка 42 с открытым концом образует тракт 43 для выхода сухого пара через отверстие 41 для выпуска сухого пара. Цилиндрическая трубка 42 с открытым концом также выступает перпендикулярно вниз от нижней стенки 36. Зазор 44 имеется между верхним концом 45 цилиндрической трубки 42 с открытым концом и верхней стенкой 34 верхнего кожуха 26, так что пар может выходить из камеры 37 для отделения текучей среды через отверстие 41 для выпуска сухого пара. Такой пар известен как «сухой пар», поскольку он содержит минимальное количество конденсата.
В настоящем варианте осуществления сепаратор 25 для текучей среды является циклонной камерой. Сепаратор 25 для текучей среды может отделять пар от конденсата под действием центробежной силы. Центробежная сила обусловлена инерцией тела, его сопротивлением изменению движения. Текучая среда, которая является смесью пара и конденсата, проходит в камеру 37 для отделения текучей среды через трубку 24 для передачи пара, см. фиг.3, и отверстие 38 для впуска текучей среды из парового канала 19 подошвы 6.
Текучая среда, проходящая в камеру 37 для отделения текучей среды, является смесью пара и конденсата, поскольку некоторое количество пара нагревает подошву 6, используя свою скрытую энергию, и, следовательно, конденсируется. Тепловая энергия передается, когда частицы пара сталкиваются с поверхностями 16, 17, 18, 20 контакта с паром, по паровому каналу 19. Так как пар передается в подошву 6, некоторое количество пара будет конденсироваться и образовывать капельки воды.
Отверстие 38 для впуска текучей среды подает текучую среду в камеру 37 для отделения текучей среды через боковую стенку 33 части 31 в форме усеченного конуса верхнего кожуха 26. Отверстие 38 для впуска текучей среды подает текучую среду в часть 31 в форме усеченного конуса по касательной. То есть, поток текучей среды направлен по касательной к боковой стенке 33. Следовательно, требуется, чтобы текучая среда сразу изменяла направление, когда она проходит в камеру 37 для отделения текучей среды, поскольку часть 31 в форме усеченного конуса имеет круглое поперечное сечение.
Так как текучая среда изменяет направление посредством прохождения по внутренней поверхности 46 боковой стенки 33, это препятствует ее состоянию движения. Частицы с большей массой препятствуют изменению их состоянию движения по сравнению с частицами с малой массой. Следовательно, более тяжелый сконденсированный пар (капельки воды) оказывает сопротивление изменению направления потока текучей среды больше, чем более легкий пар. Следовательно, более тяжелый сконденсированный пар (капельки воды) проходит по внутренней поверхности 46 боковой стенки 33, и пар проходит ближе к центру камеры 37 для отделения текучей среды.
Так как более тяжелые частицы отбрасываются к боковой стенке 33 и проходят вокруг ее внутренней поверхности 46, они сталкиваются и образуют большие капельки воды. Так как капельки воды становятся больше, они начинают перемещаться вниз по боковой стенке 33 к нижней стенке 36 нижнего кожуха 27 под действием силы тяжести. Капельки воды собираются в нижнем кожухе 27 сепаратора 25 для текучей среды.
Верхний кожух 26 дополнительно содержит по меньшей мере одно ребро 47, выступающее от внутренней поверхности 46 боковой стенки 33. Ребра 47 проходят под углом в направлении потока текучей среды. Ребра 47 выполнены с возможностью направления прохождения текучей среды по винтовой траектории вниз. Верхний кожух 26 также содержит перегородку 48. Перегородка 48 выступает перпендикулярно от верхней стенки 34. Перегородка 48 выступает вниз к нижнему кожуху 27. Перегородка 48 является кольцевой. Перегородка 48 выполнена с возможностью предотвращения выхода текучей среды, которая проходит в камеру 37 для отделения текучей среды, непосредственно из камеры 37 для отделения текучей среды. Перегородка 48 не обязательно перекрывает верхний конец 45 цилиндрической трубки 42 с открытым концом, но она имеет большой радиус кривизны. Текучая среда предотвращена от непосредственного прохождения в верхний конец 45 цилиндрической трубки 42 с открытым концом и по каналу 43 для выхода пара в отверстие 41 для выпуска сухого пара. Ребра 47 и перегородка 48 способствуют обеспечению того, чтобы текучая среда отделялась и выходила из камеры 37 для отделения текучей среды через разные выпускные отверстия.
Кроме того, площадь поперечного сечения части 31 в форме усеченного конуса увеличивается к цилиндрической части 32 верхнего кожуха 26. Смесь текучей среды из пара и конденсата проходит в камеру 37 для отделения текучей среды под высоким давлением, которое создается в парогенераторе 3, и понижается, когда паровой клапан (не показан) открыт.
Любая текучая среда, которая осуществляет один поворот вокруг камеры 37 для отделения текучей среды, сталкивается с потоком текучей среды с высоким давлением, все еще входящим в камеру 37 для отделения текучей среды и вытесняется вниз. Увеличивающаяся площадь поперечного сечения части 31 в форме усеченного конуса создает низкое давление, которое всасывает смесь текучей среды вниз. Текучая среда проходит вниз к нижней стенке 36 нижнего кожуха 27 по спирали.
Так как текучая среда проходит через большую площадь к области низкого давления, ее скорость также падает. Следовательно, большие капельки воды имеют меньшую энергию и не способны оставаться смешанными с потоком пара, таким образом, они объединяются на боковой стенке 33 и падают для сбора на нижней стенке 36. Однако пар все еще имеет достаточную энергию для прохождения обратно к верхней стенке 34 верхнего кожуха 26. Преимущество наличия отверстия канала 43 для выхода сухого пара рядом с верхней стенкой 34 камеры 37 для отделения текучей среды состоит в том, что пар не может переносить воду, слитую на нижнюю стенку 36, в отверстие 41 для выпуска сухого пара. Перегородка 48 предотвращает выход воды из камеры 37 для отделения текучей среды непосредственно из отверстия 38 для впуска текучей среды.
Повышение давления в камере 37 для отделения текучей среды заставляет пар проходить к верхнему концу 45 цилиндрической трубки 42 с открытым концом. Давление в отверстии 41 для выпуска сухого пара, расположенном на противоположном конце цилиндрической трубки 42 с открытым концом относительно верхнего конца 45, близко к атмосферному давлению. В настоящем варианте осуществления давление в отверстии 41 для выпуска сухого пара будет равно атмосферному давлению. В варианте осуществления, содержащем канал для распределения пара (не показан), давление в отверстии 41 для выпуска сухого пара незначительно выше атмосферного давления. Следовательно, пар перемещается вниз по каналу 43 для выхода сухого пара. Такой пар известен как сухой пар, поскольку вся вода находится в газообразном состоянии. То есть, имеется минимальное количество капелек воды, присутствующих в текучей среде.
Капельки воды, которые были отделены от пара, собираются на нижней стенке 36 нижнего кожуха 27. Сепаратор 25 для текучей среды содержит устройство для удаления жидкости для удаления воды из камеры 37 для отделения текучей среды. Вода удаляется из камеры 37 для отделения текучей среды через отверстие 39 для выпуска воды, расположенное в боковой стенке 30 нижнего кожуха. Вода перемещается по трубке 40 для возврата воды в емкость 14 для воды в парогенераторе 3. Вода возвращается в парогенератор 3 посредством использования высокого давления пара, присутствующего в камере 37 для отделения текучей среды. Затем, вода может повторно быть использована.
Как показано на фиг.2, сепаратор 25 для текучей среды расположен сверху крышки 18 подошвы 6. Подошва 6 дополнительно содержит отверстие 49 для выхода пара. Отверстие 49 для выхода пара является отверстием, через которое пар выходит из рабочей части 2 парового утюга, расположенным непосредственно под центром сепаратора 25 для текучей среды. Отверстие 49 для выхода пара сообщается по текучей среде с сепаратором 25 для текучей среды. Следовательно, отверстие 49 для выхода пара сообщается по текучей среде с паровым каналом 19 через сепаратор 25 для текучей среды.
Отверстие 49 для выхода пара выполнено с возможностью вмещения нижнего конца цилиндрической трубки 42 с открытым концом, которая образует отверстие 41 для выпуска сухого пара. Отверстие 49 для выхода пара передает сухой пар из канала 43 для выхода сухого пара через отверстие 41 для выпуска сухого пара сепаратора 25 для текучей среды через подошву на ткань, подлежащую глажке.
Способ использования рабочей части 2 парового утюга будет описан со ссылкой на чертежи. Пользователь включает утюг 1 с системой парогенератора. Затем, парогенератор 3 нагревает воду в емкости 14 для воды. Пользователь ждет до тех пор, пока нагреватель (не показан) в парогенераторе 3 не испарит достаточное количество воды для создания достаточного давления. Это может быть указано посредством включения или выключения света (не показан) на утюге 1, генерирующим пар. Затем, пользователь захватывает рабочую часть 2 парового утюга за ручку 8 и размещает поверхность 10 контакта с тканью подошвы 6 на ткани, подлежащей глажке.
Когда пользователь готов, устройство 9 ввода пользователя приводится в действие, которое открывает паровой клапан (не показан), обеспечивая прохождение пара от высокого давления в парогенераторе к атмосферному давлению в отверстии 41 для выпуска сухого пара из отверстия 49 для выпуска пара. Пар проходит через трубку 22 для подачи пара в паровой канал 19 в подошве 6. Когда пар проходит через трубку 22 для подачи пара, он отдает тепло окружающей среде и начинает конденсироваться.
Высокое давление пара вытесняет его по паровому каналу 19 лабиринтного типа. Пар проходит по паровому каналу 19, который закручивается в спираль внутрь к центру подошвы 6. Во время прохождения пара по паровому каналу 19 частицы пара сталкиваются со стенкой 20 основания парового канала 19, периферийной стенкой 16, внутренней стенкой 17 и крышкой 18 подошвы 6. При каждом столкновении частица пара передает некоторое количество своего тепла поверхностям 16, 17, 18, 20 контакта с паром. Стенки 7, 16, 17, 18 контакта с паром являются тонкими для уменьшения массы подошвы 6 и тепловой энергии, необходимой для повышения ее температуры. Следовательно, поверхности 16, 17, 18, 20 контакта с паром быстро достигают той же температуры, что и пар, проходящий через паровой канал 19, таким образом, уменьшая степень конденсации, которая возникает в паровом канале 19.
Кроме того, высокий коэффициент теплопередачи обеспечивает передачу тепла вокруг подошвы 6 для обеспечения нагрева частей парового канала, которые еще не вместили пар. Это уменьшает степень конденсации, происходящей дальше по паровому каналу 19. Кроме того, подошва 6 получает равномерное распределение тепла, поскольку пар проходит через паровой канал 19, который проходит по всей верхней поверхности 15 подошвы 6. Тепло передается через панель 7 подошвы от верхней поверхности 15 поверхности 10 контакта с тканью. Нагретая поверхность 10 контакта с тканью предотвращает конденсацию пара, используемого для обработки ткани, подлежащей глажке, на ее поверхности, и появления мокрых пятен на ткани.
Посредством использования пара для нагрева подошвы 6 вместо нагревательного элемента подошва 6 не потребляет электроэнергию. Преимущество этого состоит в том, что большее количество электроэнергии может подаваться на парогенератор 3. Парогенератор 3 может использовать электроэнергию для получения скорости пара в диапазоне 60-200 г/мин. Парогенератор 3 выполнен с возможностью снабжения рабочей части 2 парового утюга сжатым паром. Сжатый пар обеспечивает то, что пар имеет достаточную скорость для обеспечения разделения пара и сконденсированного пара в циклонной камере. Следовательно, эффективность рабочей части 2 парового утюга может быть повышена. Кроме того, подошва 6 не будет перегреваться, так как максимальная температура, которую она может достигать, является температурой пара. Следовательно, рабочая часть 2 парового утюга с меньшей долей вероятности повредит ткань, подлежащую глажке. Панель 7 подошвы также выполнена с возможностью охлаждения, когда пар больше не проходит по паровому каналу 19.
Смесь пара и конденсата затем проходит в сепаратор 25 для текучей среды. Смесь текучей среды разделяется, используя принцип инерции, как описано подробно выше. Более тяжелые капли воды отбрасываются к внутренней поверхности 46 камеры 37 для отделения текучей среды, где они объединяются и проходят вниз в часть 35 для сбора воды в нижнем кожухе 27. Устройство для удаления воды удаляет воду и передает ее обратно в емкость 14 для воды для повторного использования.
Более легкие частицы пара вытесняются из камеры 37 для отделения текучей среды паром высокого давления, входящим в сепаратор 25 для текучей среды. Так как смесь текучей среды должна подниматься к верхней стенке 34, после направления вниз ребрами 47 только пар имеет достаточную энергию для выхода из камеры 37 для отделения текучей среды через канал 43 для выхода сухого пара. Сухой пар без капелек воды затем выпускается через отверстие 49 для выхода пара в подошве на ткань, подлежащей очистке. Пользователь маневрирует рабочей частью 2 парового утюга по ткани для распределения пара и разглаживания складок.
Пользователь может повторять этот процесс посредством приведения в действие устройства 9 ввода пользователя, когда необходимо больше пара или для нагрева подошвы 6 или для обработки ткани.
В альтернативном варианте осуществления, устройство для удаления жидкости может отличаться. Конденсат может не направляться через трубку 40 для возврата воды в емкость 14 для воды в парогенераторе 3. В альтернативном варианте осуществления (не показан), конденсат может выходить из камеры 37 для отделения текучей среды через отверстие 39 для выпуска воды и передаваться в отдельную испарительную камеру (не показана).
Испарительная камера может содержать маломощный нагреватель (не показан). Маломощный нагреватель может требовать меньше (или равно) 300 Вт для приведения в действие. Следовательно, рабочая часть 2 парового утюга может оставаться легкой, поскольку нагреватель будет небольшим. Вода может испаряться в испарительной камере маломощным нагревателем и затем подаваться обратно в камеру 37 для отделения текучей среды или непосредственно на ткань через отверстие для выхода пара. В качестве альтернативы, маломощный нагреватель может быть встроен в нижнем кожухе 27 сепаратора 25 текучей среды.
В результате отличительных особенностей, раскрытых выше, масса рабочей части 2 парового утюга может быть минимизирована. Масса рабочей части 2 парового утюга может быть меньше 800 г. Предусмотрено, что рабочая часть 2 парового утюга будет иметь массу 400-800 г включительно. Следовательно, рабочая часть 2 парового утюга может весить не больше 8 Н. Преимущество легкой рабочей части 2 парового утюга состоит в том, что маневренность рабочей части 2 парового утюга увеличена.
Следует понимать, что термин «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, и слова в единственном числе не исключает множество. Единственный процессор может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Сам по себе тот факт, что конкретные меры перечислены во взаимно разных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает того, что сочетание этих мер не может быть использовано для получения преимущества. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны истолковываться как ограничивающие объем формулы изобретения.