專利名稱：防止或者減少熱水器的加熱器元件上的水垢化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用熱水器的方法和一種可以用于這樣的方法的熱水器裝置。本發(fā)明也涉及一種包括這樣的熱水器裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
熱水設(shè)備應(yīng)用于諸如蒸汽熨斗、電水壺、熱飲販賣機等各種應(yīng)用中。這樣的設(shè)備的問題是水垢可能形成于與水接觸的加熱元件上。在例如蒸汽生成設(shè)備的操作期間，向水基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的加熱水的部分(比如在系統(tǒng)熨斗的(外部的)燒水器中)供應(yīng)水，因此可能形成水垢。如果未(定期)去除水垢，則堵塞可能出現(xiàn)，因此蒸汽生成設(shè)備的性能可能降低，并且蒸汽生成設(shè)備最終可能不再適合使用。W02007007241例如描述一種蒸汽熨燙系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括蒸汽熨斗和具有用于生成蒸汽的燒水器的燒水器系統(tǒng)，其中蒸汽熨斗和燒水器通過蒸汽軟管相互連接。在燒水器系統(tǒng)的操作期間，水垢形成于燒水器中。為了從燒水器去除水垢，定期對燒水器系統(tǒng)執(zhí)行清洗過程。在清洗過程期間，打開連接到位于燒水器底部的出水口的清洗閥，并且從燒水器向清洗容器排放水。在該過程中，與水流一起帶走水垢粒子。優(yōu)選地，在打開清洗閥之前在燒水器內(nèi)形成壓強，從而從燒水器強行噴射水，由此增強清洗過程的有效性。在清洗過程期間或者在清洗過程結(jié)束時，可以向燒水器中弓I入水垢溶劑。US 2003192436描述一種用于生成蒸汽的方法(尤其用于烹飪設(shè)備)，由此通過對蒸汽生成器容器的至少一個可加熱壁表面進行加熱將蒸汽生成器容器內(nèi)的流體帶到燒水器。通過加熱將所述流體設(shè)置于旋轉(zhuǎn)中并且因此由于旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力而將流體與可加熱壁表面相抵按壓。由于至少部分流體的蒸發(fā)而生成的蒸汽通過蒸汽出口從蒸汽生成器容器逃逸，并且由可旋轉(zhuǎn)地裝配于蒸汽生成器容器中的至少一個第一轉(zhuǎn)子分離出蒸汽中夾帶的流體小滴，由此所述轉(zhuǎn)子將流體設(shè)置于旋轉(zhuǎn)中。本發(fā)明還涉及一種使用上述方法的設(shè)備。US 2001018866描述一種用于指示流動加熱器的鈣化狀態(tài)的裝置(尤其在濃咖啡機中)，而流動加熱器具有冷水流入線和熱水流出線并且該裝置旨在精確指示鈣化狀態(tài)而又具有不復(fù)雜的設(shè)計。出于這一目的，提供差壓流體量具，而該量具具有由隔膜分離的兩個壓強室，其中一個壓強室與冷水流入線流體導(dǎo)通連接而另一壓強室與熱水流出線流體導(dǎo)通連接。被兩個室之間的壓強差所作用的隔膜耦合到指示器元件。包含大量Ca2+和HC03_ (重碳酸鹽)的硬水可能經(jīng)由以下化學(xué)反應(yīng)在溫度增加時形成水垢(CaCO3)Ca (HCO3) 2 — CaC03+H20+C02尤其是沸水將分離水垢，水垢將形成于水中而且在加熱元件具有最高溫度時形成于加熱元件本身上。最后,水垢將生長于加熱元件上,并且當(dāng)內(nèi)部應(yīng)力增加時,它將從元件松脫。已經(jīng)在文獻中要求保護了用于防止水垢化的若干水處理。一種公知方法是使用離子交換器，其中Ca2+與Na+或者H+交換。第二種公知方法是使用磷酸鹽，該磷酸鹽被少量添加到水中并且抑制硬水中籽晶的形成，從而有效防止晶體的生長并且因此防止水垢的形成(也參見上文引用的文獻)。在前一種情況中，盒需要與內(nèi)部的離子交換樹脂一起使用。在耗盡之后，盒需要被再生或者用新盒來更換。在后一種情況下，需要連續(xù)添加磷酸鹽，因為磷酸鹽在PH 7-8.5具有有限穩(wěn)定性。可以例如通過使用非常緩慢地將磷酸鹽釋放進水中的硬壓藥片來實施連續(xù)添加。這一種工作方式已經(jīng)用于現(xiàn)有技術(shù)的蒸汽熨斗中。然而，向水中添加化學(xué)制劑，這可能是個缺點(例如當(dāng)水(還)打算用來飲用時)。也已經(jīng)提出用于防止水垢形成的物理方法，但是這些方法可能具有尚未弄清楚的工作原理并且在一些情況下功效有時可能甚至是不確定的。例如放置于水管上用于防止水垢的(電)磁體的使用是一種知之甚少的并且不可重復(fù)的水垢防止方法的例子。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個方面是提供一種用于防止或者減少熱水器中的水垢化的替代方法和/或一種替代熱水器裝置，該方法和裝置優(yōu)選地防止或者至少部分回避上文描述的缺點的一個或多個和/或相對較復(fù)雜的現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)造或者解決方案。本發(fā)明的目的尤其是防止或者減少加熱器具中的加熱元件(比如可加熱壁或者浸沒加熱器)上的水垢的形成和/或使這樣的加熱元件的鈣化表面脫鈣。這里提出電化學(xué)垢的防止和/或從諸如水等含水液體中的去除。原理可以是在水中具有與DC電源連接的兩個電極。在陽極(+電極)發(fā)生氧化反應(yīng)。在陰極(_電極)發(fā)生還原反應(yīng)；在實踐中，這意味著在陰極還原水2H20+02+4e — 4 OHor的形成將局部地增加pH值并且將HC03_轉(zhuǎn)換成C03_。C03_將與Ca2+反應(yīng)并且鈣將沉淀于陰極上。在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)。當(dāng)陽極材料是抗氧化性的時，然后水被朝著氧和酸氧化。酸將溶解已經(jīng)沉積于電極上的鈣，并且電極將在用于加熱的(硬的)水中時保持清潔2H20 — 02+4H++4e當(dāng)陽極是活性的時，其可以被氧化。例如除非使用很穩(wěn)定的金屬(Pt)、某些過渡金屬氧化物或者碳陽極，則金屬陽極將溶解?？梢酝ㄟ^施加正電壓使鈣化鋼脫鈣，但是它的效果受金屬的抗腐蝕性限制從而僅使小電壓/電流可行。概括而言，這樣的簡單設(shè)置可以通過在陰極上沉積水垢并且保持(抗氧化性的)陽極干凈而從水中去除水垢。除了需要抗腐蝕陽極材料之外，缺點可能是需要定期清潔陰極。因此本發(fā)明尤其提供還可以解決這一問題的解決方案。下文更具體地描述了一些優(yōu)選實施例。已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)一種方法，其中施加具有不同頻率的兩個AC信號，可以減少、防止或者去除水垢化。因此，本發(fā)明尤其提供一種使用熱水器的方法，該熱水器被布置用于加熱含水液體，其中熱水器包括加熱元件以用于加熱熱水器中的含水液體，該方法包括a.使用加熱元件加熱熱水器中的含水液體，其中加熱元件與含水液體接觸；以及b.在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓并且在加熱元件與反電極之間施加第二 AC電壓(或者更多的AC電壓)，其中第二 AC電壓具有選自O(shè). 02Hz-5Hz的范圍的第二AC頻率，并且其中第一 AC頻率與第二 AC頻率之間的比值為2或更大?？蛇x地，可以添加DC分量。下文分別更具體地討論兩個或者更多AC分量和可選DC分量。AC當(dāng)向電極提供交變電流(AC)時，交替的酸和堿將形成于電極。盡管在沸騰期間形成水垢，但是它將基本上不粘附到電極壁，因為它被持續(xù)地溶解并且重新沉淀于電極表面。該方法也可以用來使已經(jīng)鈣化的表面脫鈣。尤其在更低的頻率降低水垢粘合性如此之多以至于從表面自發(fā)地釋放它。越好地釋放水垢，在生成酸時鈣化表面就越久地處于正模式中。有可能金屬的腐蝕也可能在這一時段期間出現(xiàn)。對金屬電極的腐蝕的敏感性可能如同它在DC去水垢中一樣是用于可以被使用的電流和頻率的選擇的限制因素。然而總體上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，水垢的松散在使用AC而不是DC時比氧化金屬更容易出現(xiàn)。進一步，在AC中可以使用比在DC中更高的電壓和更大的電流，從而使在AC中的電化學(xué)處理的脫鈣效果比在DC中更有效得多。因此，本發(fā)明提供一種使用熱水器的方法，該熱水器被布置用于加熱含水液體(進一步表示為“加熱器”)，其中加熱器包括金屬加熱元件以用于加熱加熱器中的含水液體，該方法包括a.使用加熱元件加熱加熱器中的含水液體，其中加熱元件與含水液體接觸；以及b.在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓(和第二 AC電壓)。這一方法可以有利地用來在使用這樣的加熱器時(基本上)防止加熱元件(的表面)上的水垢形成，但是這一方法也可以用來去除加熱元件(的表面)上的已經(jīng)形成的水垢。水垢可以既不粘附于加熱元件(的表面)上也不粘附于反電極上并且將基本上保持漂浮于水中。

因此，本發(fā)明進一步提供一種用于防止或者減少熱水器的金屬加熱元件上的水垢形成的方法，該熱水器被布置用于加熱含水液體(“加熱器”)，該方法包括a.在優(yōu)選地加熱含水液體(優(yōu)選地使用加熱元件)時，使加熱元件與含水液體接觸；以及b.在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓(和第二 AC電壓)。在一個尤其有利的實施例中，第一 AC電壓具有的第一 AC頻率選自O(shè).1Hz或者更高的范圍，比如至少IHz,比如上至10000Hz，尤其例如在l-ΙΟΟΟΟΗζ (即ΙΗζ-ΙΟΚΗζ)的范圍，尤其為5-5000HZ，比如5-lOOOHz。施加的第一 AC電壓可以依賴于加熱元件和反電極的配置，但是可以例如在約1-100V、比如5-50V的范圍中。尤其有益的是使用具有三角形形狀的AC信號。在該情況下，電流處于它的峰值的時間與例如正弦或者塊形波相比更短從而減少腐蝕風(fēng)險。在一個具體實施例中，第一 AC電壓具有三角波形狀。第一 AC電壓的施加可以在加熱含水液體之前、期間或者之后。優(yōu)選地，在加熱含水液體期間施加第一 AC電壓。措詞“在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓”和類似措詞涉及加熱元件和反電極均與含水液體接觸的實施例。因此，措詞“在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓”指的是“在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓，與此同時加熱元件和反電極與含水液體接觸”。措詞“接觸”包括其中物品的至少一部分相接觸的實施例。例如，加熱元件的至少一部分或者反電極的至少一部分可以分別與含水液體接觸。本發(fā)明也提供一種可以用來應(yīng)用本發(fā)明的方法的裝置。本發(fā)明因此在一個實施例中提供一種熱水器裝置，該熱水器裝置包括熱水器，布置用于加熱含水液體，熱水器包括加熱元件以用于加熱熱水器中的含水液體，加熱元件被布置成與含水液體接觸；以及電源，布置成在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓。AC/AC如上文提到的那樣，已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)通過向第一 AC施加附加的AC可以實現(xiàn)通過第一 AC去水垢的效率的進一步增加。當(dāng)同時施加兩個(或者更多個)AC電壓時，使用更低頻率信號和更高頻率信號。一般而言，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，頻率越低，電流的去水垢效果就可以越好。然而當(dāng)頻率降低太多時，腐蝕也可能開始。在更高頻率，可以抑制腐蝕但是也可以限制去水垢效果。令人驚訝地已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將高頻AC信號疊加到低頻AC信號上時，抑制了低頻信號的腐蝕效果而低頻AC信號的去水垢效果仍然起作用。因此，在又一方面，本發(fā)明提供一種使用熱水器(“加熱器”)的方法，該熱水器被布置用于加熱含水液體，其中加熱器包括金屬加熱元件以用于加熱加熱器中的含水液體，該方法包括a.使用加熱元件加熱加熱器中的含水液體，其中加熱元件與含水液體接觸；以及b.在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓，并且在加熱元件與反電極之間施加第二 AC電壓(以及可選地一個或者多個另外的AC電壓)，其中第二 AC電壓具有的第二AC頻率優(yōu)選地選自O(shè). 02Hz-5Hz、尤其是O. lHz-2. 5Hz的范圍，并且其中第一 AC頻率與第二 AC頻率之間的比值優(yōu)選地為2或更大，比如在2-1000的范圍中，尤其至少為5，比如在5-1000的范圍中。

這一方法可以有利地用來在使用這樣的加熱器時(基本上)防止加熱元件(的表面)上的水垢形成，但是這一方法也可以用來去除加熱元件(的表面)上的已經(jīng)形成的水垢。水垢可以既不粘附于加熱元件(的表面)上也不粘附于反電極上并且將基本上保持漂浮于水中。本發(fā)明因此也提供一種用于防止或者減少加熱器的金屬加熱元件上的水垢形成的方法，該加熱器被布置用于加熱含水液體，該方法包括a.在優(yōu)選地加熱含水液體(優(yōu)選地使用加熱元件)時，使加熱元件與含水液體接觸；以及b.在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓并且在加熱元件與反電極之間施加第二 AC電壓(以及可選地一個或者多個另外的AC電壓)，其中第二 AC電壓具有的第二 AC頻率優(yōu)選地選自O(shè). 02Hz-5Hz、尤其是O. 1Ηζ-2Ηζ的范圍，并且其中第一AC頻率與第二AC頻率之間的比值優(yōu)選地為2或更大，比如在2-1000的范圍中，尤其至少為5，比如在5-1000的范圍中，如上至500。如上文提到的那樣，有利地并且令人驚訝地，疊加到低頻AC信號上的高頻AC信號抑制了低頻信號的腐蝕效果而低頻AC信號的去水垢效果仍然起作用。另外，如上文所限定的，第一 AC電壓優(yōu)選地具有從O.1Hz或者更高的范圍中選擇的第一AC頻率，比如至少1Hz，比如上至10000Hz，比如在l-ΙΟΟΟΟΗζ、尤其是5-lOOOHz的范圍中。因此，第一 AC電壓和第二 AC電壓具有不同的頻率。措詞“施加第二 AC電壓”和類似措詞不排除施加另外的(第三、...)AC電壓。因此，在一個另外的實施例中，可以施加如本文所限定的第一 AC電壓和第二 AC電壓以及可選地一個或者多個另外的AC電壓。因此，在一個具體實施例中，本發(fā)明也包括一種如上文所限定的方法，該方法進一步包括在加熱元件與反電極之間施加附加的AC電壓(除了第一和第二 AC電壓之外)。因此使用措詞“施加第二 AC電壓(以及可選地一個或者多個另外的AC電壓)”。為了理解，這里經(jīng)常將它稱為“第二 AC電壓”。施加的第二電壓可以依賴于加熱元件和反電極的配置，但是也可以例如在約1-100V、比如5-50V的范圍中。第二和可選的另外的AC電壓的頻率優(yōu)選地互不相同并且可以可選地(獨立地)都分別符合第一 AC電壓的頻率與第二和另外的AC電壓的頻率的優(yōu)選比值2或更大。然而，另外的AC電壓也可以具有從O.1Hz或者更高的范圍中選擇的頻率，尤其為IHz或者更高、比如上至10000Hz的范圍，比如在l-10000Hz、尤其為5-1000Hz的范圍。然而，兩個AC電壓中的至少一組符合所表示的至少為2的比值范圍，比如在2-1000的范圍中，尤其是至少為5，比如在5-1000的范圍中。在另一個具體實施例中，其中施加至少兩個AC電壓，優(yōu)選地，第一 AC電壓和第二AC電壓都具有三角波形狀?？蛇x地，一個或者多個另外的AC電壓也可以具有三角波形狀。第一和第二 AC電壓的施加可以在加熱含水液體之前、期間或者之后。優(yōu)選地，在加熱含水液體期間施加第一和第二 AC電壓。本發(fā)明也提供一種可以用來實施本發(fā)明的方法的裝置。本發(fā)明因此在一個實施例中提供一種熱水器裝置，該熱水器裝置包括熱水器，布置用于加熱含水液體，熱水器包括加熱元件以用于加熱熱水器中的含水液體，加熱元件被布置成與含水液體接觸；以及電源，布置成在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓，其中電源進一步被布置成在加熱元件與反電極之間施加第二 AC電壓(以及可選地一個或多個另外的AC電壓)，其中第二 AC電壓具有的第二 AC頻率選自O(shè). 02Hz-5Hz的范圍，并且其中第一 AC頻率與第二 AC頻率之間的比值為2或更大。附加DC已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)通過向AC施加附加DC偏移可以實現(xiàn)通過AC去水垢的效率的進一步增加。這意味著將鈣化表面(例如通流型加熱器的壁或者浸沒的卷曲的加熱元件)設(shè)置于正電壓而反電極為負?，F(xiàn)在，可以在與AC組合時比單獨DC施加高得多的(DC)電壓?，F(xiàn)在可以使用通常由于腐蝕而不可用來使表面脫鈣的DC電壓。AC電流調(diào)和DC的腐蝕效果而水垢松散效果等于是AC脫鈣。因此，在又一方面，本發(fā)明提供一種進一步包括在加熱元件與反電極之間施加DC電壓的方法，其中DC電壓優(yōu)選地至少為O. 5V，更優(yōu)選地至少為1. 0V,尤其至少為1. 2V，并且其中加熱元件被選擇為正電極。一般而言，DC電壓將在約1. 0-10V的范圍中，比如1. 5-10V,尤其為1. 5-6V。另外，如上文限定的那樣，第一 AC電壓優(yōu)選地具有從IHz或者更高的范圍選擇的第一 AC頻率，比如在1-1OOOHz，尤其為5-lOOOHz的范圍中。AC電壓的DC偏移的另一益處如下。當(dāng)向其中電極為不同尺寸的系統(tǒng)施加AC時，最小電極的抗腐蝕性可以確定整個設(shè)置的抗腐蝕性，因為它具有最高電流密度從而使它對腐蝕最敏感。當(dāng)例如在通流型加熱器中插入小的反電極以使壁脫鈣(假設(shè)壁連接到加熱元件)時，小電極將確定可以施加的電流和頻率。當(dāng)用恰當(dāng)極性施加DC偏移時，壁(+)將受益于附加脫鈣而小電極因為其連接到負(_)而被保護免受腐蝕。第一 AC電壓(和第二 AC電壓)以及DC電壓的施加可以在加熱含水液體之前、期間或者之后。優(yōu)選地，在加熱含水液體期間施加第一 AC電壓和DC電壓。本發(fā)明也提供一種可以用來實施本發(fā)明的方法的裝置。本發(fā)明因此在一個實施例中提供一種熱水器裝置，該熱水器裝置包括熱水器，布置用于加熱含水液體，熱水器包括加熱元件以用于加熱熱水器中的含水液體，加熱元件被布置成與含水液體接觸；以及電源，布置成在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓(和第二 AC電壓)，并且其中電源進一步被布置成在加熱元件與反電極之間施加DC電壓，其中DC電壓至少為O. 5V，更優(yōu)選地至少為1.0V,并且其中加熱元件被布置為正電極。也已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，高頻AC信號在低頻AC信號上的疊加使得能夠使用低頻AC信號(也見上文)。由于甚低頻信號尤其可以在脫鈣中有效，所以可以降低輔助DC偏移。總體而言，對含水液體傳導(dǎo)率變化的敏感度變得更低從而使這一設(shè)置在處理不同含水液體類型中比單個AC/DC組合更有能力。因此，尤其優(yōu)選的是第一 AC、第二(慢速)AC和DC電壓的組合。本發(fā)明因此也提供一種使用熱水器(“加熱器”)的方法，該熱水器被布置用于加熱含水液體，其中加熱器包括金屬加熱元件以用于加熱加熱器中的含水液體的，該方法包括a.使用加熱元件加熱加熱器中的含水液體；以及b.在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓，在加熱元件與反電極之間施加第二 AC電壓(以及可選地一個或者多個另外的AC電壓)，其中第二 AC電壓具有的第二 AC頻率優(yōu)選地選自O(shè). 02Hz-5Hz，尤其為O. lHz-2. 5Hz的范圍，其中第一 AC頻率與第二 AC頻率之間的比值優(yōu)選地為2或更大，比如在2-1000的范圍中，尤其至少為5，比如在5-1000的范圍中，并且在加熱元件與反電極之間施加DC電壓，其中DC電壓優(yōu)選地至少為O. 5V，更優(yōu)選地至少為1. 0V，尤其至少為1. 2V，并且其中加熱元件被選擇為正電極。這一方法可以有利地用來在使用這樣的加熱器時(基本上)防止加熱元件(的表面)上的水垢形成，但是這一方法也可以用來去除加熱元件(的表面)上的已經(jīng)形成的水垢。水垢可以既不粘附于加熱元件(的表面)上也不粘附于反電極上并且將基本上保持漂浮于水中。本發(fā)明因此也提供一種用于防止或者減少加熱器的金屬加熱元件上的水垢形成的方法，該加熱器被布置用于加熱含水液體，該方法包括a.在優(yōu)選地加熱含水液體(優(yōu)選地使用加熱元件)之時，使加熱元件與含水液體接觸；以及b.在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓，在加熱元件與反電極之間施加第二 AC電壓(以及可選地一個或者多個另外的 AC電壓)，其中第二 AC電壓具有的第二 AC頻率優(yōu)選地選自O(shè). 02Hz-5Hz、尤其為O. 1Ηζ-2Ηζ的范圍，其中第一AC頻率與第二AC頻率之間的比值優(yōu)選地為2或更大，比如在2-1000的范圍中，尤其至少為5，比如在5-1000的范圍中，并且在加熱元件與反電極之間施加DC電壓，其中DC電壓優(yōu)選地至少為O. 5V，更優(yōu)選地至少為1. 0V，尤其至少為1. 2V，并且其中加熱元件被選擇為正電極。上述關(guān)于AC和AC/AC的實施例也適用于AC/AC/DC實施例。
第一和第二 AC電壓以及DC電壓的施加可以在加熱含水液體的之前、期間或者之后。優(yōu)選地，在加熱含水液體期間施加第一和第二 AC電壓以及DC電壓。本發(fā)明也提供一種可以用來應(yīng)用本發(fā)明的方法的裝置。本發(fā)明因此在一個實施例中提供一種熱水器裝置，該熱水器裝置包括熱水器，布置用于加熱含水液體，熱水器包括加熱元件以用于加熱熱水器中的含水液體，加熱器元件被布置成與含水液體接觸；以及電源，布置成在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓，其中電源進一步被布置成在加熱元件與反電極之間施加第二 AC電壓(以及可選地一個或者多個另外的AC電壓)，其中第二AC電壓具有的第二 AC頻率選自O(shè). 02Hz-5Hz的范圍，并且其中第一 AC頻率與第二 AC頻率之間的比值為2或更大，并且其中電源進一步被布置成在加熱元件與反電極之間施加DC電壓，其中DC電壓至少為O. 5V，并且其中加熱元件被布置為正電極。另外的實施例 這里，含水液體尤其是水。該方法可以用于硬水和軟水，尤其用于具有優(yōu)選地至少100 μ S/cm的水傳導(dǎo)率的水。加熱元件可以直接浸沒于水中或者布置為加熱器的壁(的一部分)。在兩種情況下，加熱器元件(壁)充當(dāng)電極并且電連接到反電極。加熱元件(的表面)因此與加熱器中的含水液體接觸。這一點在本文也由措詞“其中加熱元件與含水液體接觸”表示。注意，措詞加熱元件因此指代與含水液體接觸并且(在使用加熱器以加熱含水液體時)從加熱器向含水液體提供熱的該部分(元件)。正是在加熱元件(或者更特別地是在其與含水液體接觸的表面(的一部分))上水垢可以沉積。術(shù)語“加熱元件”因此可以未必指代生成熱的實際熱生成設(shè)備而是指代向含水液體傳送熱的該部分/元件。在一個實施例中，術(shù)語“加熱元件”也可以指代多個加熱元件。用于加熱含水液體的加熱元件在這里優(yōu)選地包括用于加熱液體的一個或者多個金屬部分或者實質(zhì)上為金屬，比如鋼壁或者鋼浸沒加熱器。因此，加熱元件在這里也表示為金屬加熱元件。在加熱元件的與含水液體接觸的該金屬上，水垢可以沉積。優(yōu)選地，用于加熱含水液體的加熱元件在這里優(yōu)選地包括用于加熱液體的一個或者多個鋼部分或者實質(zhì)上為鋼。因此，加熱元件或者加熱元件的與水接觸的部分優(yōu)選地由鋼制成。在一個具體實施例中，加熱元件是鋼加熱元件。術(shù)語“反電極”在一個實施例中也可以指代多個反電極。例如當(dāng)施加一個以上的信號時，原則上可以應(yīng)用不同的反電極。在一個實施例中，在單獨的反電極上施加所施加的信號，其中因此反電極包括多個反電極，并且其中在加熱元件與第一反電極之間施加第一 AC電壓，并且其中在加熱元件與一個另外的反電極之間施加第二 AC電壓，和/或其中在加熱元件與一個另外的反電極之間施加DC電壓。再次，用于一個信號的另外的反電極可以是用于另一個信號的另一個另外的反電極。尤其在施加兩個或者更多AC信號時，一種選擇是對于每個AC信號使用不同的反電極。優(yōu)選地，向每組加熱元件和反電極施加DC電壓。因此，本發(fā)明也提供熱水器裝置的實施例，其中反電極包括多個反電極，并且其中電源和多個反電極被布置成在加熱元件與第一反電極之間施加第一 AC電壓，并且在加熱元件與一個另外的反電極之間施加第二 AC電壓或者在加熱元件與一個另外的反電極之間施加DC電壓。當(dāng)?shù)诙?AC電壓和DC電壓均被施加時，可以應(yīng)用不同或者相同的另外的反電極。在又一實施例中，當(dāng)使用兩個或者多個AC電壓和DC電壓時，向每組反電極和加熱元件施加DC電壓，并且向反電極和加熱元件的各自組合施加兩個或者多個AC電壓。反電極可以例如是不銹鋼或者混合金屬氧化物(MMO)、基于碳的電極或者鉬電極。當(dāng)加熱器的壁用作反電極時，反電極優(yōu)選地為金屬，更優(yōu)選地為鋼。術(shù)語“鋼”這里特別指代不銹鋼?？梢詰?yīng)用任何等級的不銹鋼。優(yōu)選地，鋼包含Cr和Ni (例如等級304)，而少量Mo的附加存在是特別有益的(例如等級316或者更高)?？商鎿Q地，可以使用更有抗性的金屬(合金)，比如Inconel (Cr/Ni合金)。鋼的抗腐蝕性越高，AC的頻率就越低，或者DC偏移或者可以被用以改善水垢的去除的AC的電壓就越高。術(shù)語“熱水器”用來表示布置成加熱諸如水等含水液體的設(shè)備。術(shù)語“熱水器”(這里用“加熱器”來簡短地表示)可以例如指代蒸汽生成室(基于加熱含水液體)。加熱器可以是通流型加熱器類型。加熱器可以在一個實施例中例如經(jīng)由連接到加熱器壁的熱生成設(shè)備加熱含水液體，其中(與含水液體接觸的)壁是(用于加熱含水液體的)加熱元件，或者比如在浸沒型加熱器(其中加熱元件與含水液體接觸)的情況下可以在一個實施例中例如經(jīng)由諸如水等含水液體中的元件加熱等。可以(同時)應(yīng)用不同類型的加熱元件。術(shù)語“熱水器”也可以指代布置成產(chǎn)生蒸汽的(封閉的)燒水器、布置成產(chǎn)生加熱的水的(封閉的)燒水器、通流型加熱器或者蒸汽機。在一個具體實施例中，布置用于加熱含水液體的加熱器選自由通流型加熱器、通流型蒸汽機、用于加熱水的加熱器和用于產(chǎn)生蒸汽的加熱器構(gòu)成的組。也包括加熱器塊，其中加熱元件和例如輸送水的管嵌入鋁塊中。加熱可以是在室溫以上的溫度的任何加熱，但是特別指代(含水液體)在50°C以上的加熱，比如特別地將加熱器中的含水液體加熱到至少85°C的溫度。術(shù)語加熱因此可以包括帶到提升的溫度、沸騰和/或產(chǎn)生蒸汽。加熱器可以是任何加熱器，比如用于提供蒸汽的蒸汽生成設(shè)備(例如如用于加壓蒸汽生成器(有時也表示為系統(tǒng)熨斗))的加熱器、用于比如在熱液體販賣機中提供熱飲用水(例如用于制作咖啡、茶、熱牛奶咖啡或者熱巧克力等)的熱水器、電水壺、咖啡制作機(點滴過濾器)、熱咖啡機、袋裝咖啡機、燒水器(用于房屋的(家用燒水器)或者公寓、辦公大樓的內(nèi)部加熱、工業(yè)燒水器等)、布置于洗衣機中或者洗碗機中的熱水器或者(布置成提供熱水以除草的)基于熱水的除草設(shè)備(或者灑水機)。因此，在另一個方面，本發(fā)明提供一種包括加熱器裝置的電子設(shè)備，其中電子設(shè)備被布置成產(chǎn)生加熱的水和/或蒸汽。特別地，電子設(shè)備選自由熨斗、加壓蒸汽生成器、非加壓蒸汽生成器(有時也表示為衣物蒸汽機)、熱液體販賣機、電水壺、咖啡制作機(點滴過濾器)、熱咖啡機、袋裝咖啡機、洗衣機、洗碗機和基于熱水的除草設(shè)備(灑水機)構(gòu)成的組。如上文提到的，優(yōu)選地在用加熱元件加熱加熱器中的含水液體期間施加這里所限定的電壓(第一 AC和在第二 AC和DC中的一個或者多個電壓)。這可以在防止和/或減少加熱元件上的水垢化時具有最大影響。AC電壓可以(獨立地)具有正弦波形狀或者三角波形狀。波形狀可以是對稱的或者不對稱的。不對稱的三角波形狀有時也表示為鋸齒波形狀。優(yōu)選地，波形狀是對稱的。另外，如上文所示，優(yōu)選地施加(對稱的)三角波形狀。在加熱元件和反電極與含水液體接觸之時在加熱元件與反電極之間施加第一 AC電壓、DC電壓和可選的另外的AC電壓。在施加電壓之時，可以(如上文所示)(優(yōu)選地用加熱元件)加熱含水液體。
在一個實施例中，該方法進一步包括測量含水液體的傳導(dǎo)率以及可選地其它參數(shù)；以及可選地根據(jù)測量以及在傳導(dǎo)率(和可選的其它參數(shù))與第一 AC電壓和在第二 AC電壓與DC電壓中的一個或者多個電壓之間的預(yù)定義關(guān)系來控制第一 AC電壓和在第二 AC電壓與DC電壓中的一個或者多個電壓?？梢詼y量的一個或者多個可選的其它參數(shù)可以選自由以下各項構(gòu)成的組含水液體的溫度、含水液體的PH值、(在加熱元件與反電極之間)運行的電流、當(dāng)連接兩個電極(即加熱元件和反電極)時的電壓降。通常，當(dāng)在燒水器系統(tǒng)中使用平坦加熱元件或者螺旋形加熱元件時，電流密度(即在加熱元件與反電極之間的)在O. 1-lOmA/cm2的范圍中，尤其為O. l-5mA/cm2,比如尤其為O. 2-0. 6mA/cm2，或者對于通流型加熱器而言在尤其為O. 2-5mA/cm2的范圍中。電源可以是能夠生成第一 AC電壓和在第二 AC電壓和DC電壓偏移中的一個或者多個電壓的任何系統(tǒng)?？蛇x地，第一 AC的頻率、第一 AC的峰峰電壓、第二 AC(如果適用)的頻率、第二 AC的峰峰電壓和DC(如果適用)的電壓中的一項或者多項是可變和可控的，例如可以相對于比如液體的電傳導(dǎo)率和/或液體的溫度或者運行的電流等參數(shù)來控制一項或者多項。術(shù)語電源在一個實施例中也可以指代多個電源。原則上，每個電壓可以由不同電源生成。因此，本發(fā)明尤其向布置用于加熱含水液體(并且布置成與含水液體接觸)的加熱器的金屬加熱元件提供第一 AC電 壓與第二 AC電壓(和可選地一個或者另外的AC電壓)和DC電壓中的一個或者多個電壓的組合的使用，以尤其在使用加熱器中的加熱元件加熱含水液體期間防止或者減少金屬加熱元件上的水垢化。在一個具體實施例中，AC電壓和DC電壓都被施加。

可以優(yōu)選地在含水液體處于提升的溫度的時間期間持久地但是也可以在一個實施例中定期地應(yīng)用電壓的施加?？蛇x地，在加熱含水液體之前或者之后施加電壓。然而，當(dāng)至少在加熱含水液體期間施加電壓時獲得最好結(jié)果。在下表中指出了關(guān)于電壓和頻率的優(yōu)選條件
權(quán)利要求
1.ー種使用熱水器(100)的方法，所述熱水器(100)被布置用于加熱含水液體(20)，其中所述熱水器(100)包括加熱元件(110)以用于加熱所述熱水器(100)中的含水液體(20),所述方法包括 a.使用所述加熱元件(110)加熱所述熱水器(100)中的含水液體(20)，其中所述加熱元件(110)與所述含水液體(20)接觸；以及 b.在所述加熱元件(110)與反電極(120)之間施加第一AC電壓并且在所述加熱元件(110)與所述反電極(120)之間施加第二 AC電壓，其中所述第二 AC電壓具有選自0.02Hz-5Hz的范圍的第二 AC頻率，并且其中所述第一 AC頻率與所述第二 AC頻率之間的比值為2或更大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一AC電壓具有至少IHz的第一 AC頻率。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，進ー步包括在所述加熱元件(110)與所述反電極(120)之間施加DC電壓，其中所述DC電壓至少為0. 5V，并且其中所述加熱元件(110)被選擇作為正電極。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述反電極(120)包括多個反電扱，并且其中在所述加熱元件(110)與第一反電極(120a)之間施加所述第一 AC電壓，并且其中在所述加熱元件(110)與ー個另外的反電極(120b)之間施加所述第二 AC電壓，或者其中在所述加熱元件(110)與ー個另外的反電極(120b)之間施加根據(jù)權(quán)利要求3所述的DC電壓。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中在使用所述加熱元件(110)加熱所述熱水器(100)中的所述含水液體期間施加上述限定的電壓。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，包括將所述熱水器(100)中的含水液體(20)加熱到至少85°C的溫度。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述第一AC電壓和/或所述第二 AC電壓具有三角波形狀，并且其中所述第一 AC電壓和所述第二 AC電壓中的至少ー個AC電壓具有対稱的三角波形狀。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述方法進ー步包括測量所述含水液體(20)的傳導(dǎo)率；以及根據(jù)所述測量以及在所述傳導(dǎo)率與所述第一 AC電壓和在所述第ニ AC電壓和可選的根據(jù)權(quán)利要求3所述的DC電壓中的一個或者多個電壓之間的預(yù)定義關(guān)系來控制所述第一 AC電壓和在所述第二 AC電壓和所述可選的DC電壓中的ー個或者多個電壓。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述方法進ー步包括測量所述含水液體(20)的傳導(dǎo)率和其它參數(shù)，所述其它參數(shù)選自由以下各項構(gòu)成的組所述含水液體的溫度、所述含水液體的PH值、在所述加熱元件與所述反電極之間運行的電流、當(dāng)連接所述加熱元件和所述反電極時的電壓降；并且根據(jù)所述測量以及在所述傳導(dǎo)率和所述其它參數(shù)與所述第一 AC電壓和在所述第二 AC電壓和可選的根據(jù)權(quán)利要求3所述的DC電壓中的一個或者多個電壓之間的預(yù)定義關(guān)系來控制所述第一AC電壓和在所述第二AC電壓和所述可選的DC電壓中的ー個或者多個電壓。
10.一種熱水器裝置(I)，包括熱水器(100)，布置用于加熱含水液體(20)，包括加熱元件(110)以用于加熱所述熱水器(100)中的所述含水液體(20)，所述加熱元件(110)被布置成與所述含水液體(20)接觸；以及電源(200)，布置成在所述加熱元件(110)與反電極(120)之間施加第一 AC電壓，并且其中所述電源(200)進ー步被布置成在所述加熱元件(110)與所述反電極(120)之間施加第二 AC電壓，其中所述第二 AC電壓具有選自.0.02Hz-5Hz的范圍的第二 AC頻率，并且其中所述第一 AC頻率與所述第二 AC頻率之間的比值為2或更大。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱水器裝置(1)，其中所述第一AC電壓具有至少IHz的第一 AC頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求10-11中任一項所述的熱水器裝置(1)，其中所述電源(200)進ー步被布置成在所述加熱元件(110)與所述反電極(120)之間施加DC電壓，其中所述DC電壓至少為0. 5V,并且其中所述加熱元件(110)被布置為正電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項所述的熱水器裝置(1)，其中所述反電極(120)包括多個反電極(120a，120b)，并且其中所述電源(200)和所述多個反電極被布置成在所述加熱元件(110)與第一反電極(120a)之間施加所述第一AC電壓，并且在所述加熱元件(110)與ー個另外的反電極(120b)之間施加所述第二 AC電壓或者在所述加熱元件(110)與ー個另外的反電極(120b)之間施加根據(jù)權(quán)利要求12所述的DC電壓。
14.將第一AC電壓和在第二 AC電壓和DC電壓中的一個或者多個電壓的組合用于熱水器(100)的加熱元件(110)的使用，所述熱水器被布置成加熱含水液體以防止或者減少所述熱水器(110)的水垢化。
15.一種電子設(shè)備(2)，包括根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一項所述的熱水器裝置，其中所述電子設(shè)備(2)被布置成產(chǎn)生加熱的水和/或蒸汽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用熱水器的方法，該熱水器被布置用于加熱含水液體，其中熱水器包括加熱元件以用于加熱熱水器中的含水液體。該方法包括(a)使用加熱元件加熱熱水器中的含水液體，其中加熱元件與含水液體接觸；以及(b)在加熱元件與反電極之間施加第一AC電壓并且在加熱元件與反電極之間施加第二AC電壓，其中第二AC電壓具有選自0.02Hz-5Hz的范圍的第二AC頻率，并且其中第一AC頻率與第二AC頻率之間的比值為2或更大。
文檔編號F22B1/30GK103052847SQ201180035799
公開日2013年4月17日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者Y·威施特拉 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司