Устройство для генерации пара

Устройство для генерации пара

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Это изобретение относится к устройству для генерации пара, в частности, но не исключительно, к устройству для генерации пара, которое может быть встроено в устройство для приложения пара к изделию такому, как одежда или полотно.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Многие устройства используют пар для обработки одежды и других предметов для удаления складок, для очистки или для других целей. Например, паровой утюг выпускает пар из подошвы на одежду для помощи в удалении складок. В другом примере, пароочиститель может содержать шланг с устройством для применения пара, которое пользователь перемещает для направления пара на ткань такую, как занавески или обивку. Обычно эти устройства содержат генератор пара, который нагревает и испаряет воду для создания требуемого пара. Множество других применений также требуют пар такие, как пароварочный аппарат для нагревания пищи или паровая камера для стерилизации предметов. Такие устройства обычно функционируют в течение периодов использования, следующих за периодами бездействия, и это обуславливает регулярное нагревание и затем охлаждение устройства.

В таких устройствах для создания пара существуют два способа испарения воды: первый, вода может быть собрана и нагрета выше точки кипения для создания пара; второй, вода может быть распылена или сброшена каплями на нагретую поверхности испарения, которая испаряет водяные капли, по мере того, как вода контактирует с поверхностью испарения и создает пленку, которая состоит из воды на поверхности испарения. В обоих случаях, испарение воды приводит к образованию накипи, накапливающейся на поверхностях испарения, где происходит испарение. Накипь образуется при испарении воды, и примеси и другие вещества, которые были растворены в воде, остаются и образуют твердые соединения. Вся неионизированная вода будет иметь такие примеси, но накипь является наиболее распространенной в областях, где подача водопроводной воды обеспечивает жесткую воду, т.е. вода содержит относительно высокий уровень примесей таких, как кальций и магний.

В настоящий момент, накипь может удаляться из устройств для поддержания рабочих характеристик и безопасности работы. Накопление накипи на поверхностях испарения внутри устройства будет вредно влиять на нагревательные характеристики устройства, поскольку накипь будет способствовать изоляции нагревательных элементов и может также блокировать каналы. Во многих случаях накипь будет накапливаться на нагревательном элементе, поскольку здесь происходит испарение. Накипь может удерживаться на нагревательном элементе или поверхности испарения или она может отслаиваться и открепляться внутри устройства.

Кроме того, поскольку вода нагревается, она может вступать в реакцию с любой накопленной накипью и это может приводить к тому, что образуется вспененное вещество, и нагретая вода и пар также могут содержать примеси такие, как небольшие кусочки накипи. Эта пена и/или примеси, которые могут переноситься паром, могут помечать и пачкать любую одежду или другой материал, который подлежит обработке, а также вызывать засорения в других частях устройства.

В настоящий момент, накипь должна удаляться путем использования чистящего агента такого, как слабая кислота, или с помощью физического соскребывания накипи с поверхностей испарения. В качестве альтернативы, вода может обрабатываться перед размещением в устройстве, с возможностью удаления примесей и других растворенных веществ и, тем самым, уменьшения или устранения проблем накипи. Однако все из этих способов предусматривают усилие и затраты и являются только частично эффективными. Накипь сильно снижает срок службы и рабочие характеристики парогенерирующих устройств.

Известный уровень техники, опубликованный со ссылкой на WO0017439, раскрывает паровой утюг с индикатором для указания кальцификации. Известный уровень техники, опубликованный со ссылкой на EP 1 865 100 A1, раскрывает способ для удаления накипи из нагревательного элемента стиральной машины.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание устройства для генерации пара, устройства с устройством для генерации пара и способа генерации пара, который, по существу, облегчает или преодолевает проблемы, упомянутые выше. Настоящее изобретение определено независимыми пунктами формулы изобретения; зависимые пункты формулы изобретения определяют предпочтительные варианты осуществления.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, создано устройство для генерации пара, содержащее входное отверстие для воды, поверхность испарения и нагреватель, размещенный смежно с поверхностью испарения для нагревания упомянутой поверхности испарения до такой заданной температуры, что вода, подаваемая на поверхность испарения через входное отверстие для воды, образует пленку на поверхности испарения и испаряется, при этом устройство выполнено с возможностью подачи воды на один или несколько участков поверхности испарения, и температура воды, подаваемой на поверхность испарения, ниже заданной температуры, для того, чтобы накипь на одном или каждом участке упомянутой поверхности испарения, на который подается вода, охлаждалась с другой скоростью, чем скорость, с которой охлаждается вода на оставшейся части поверхности испарения, тем самым вызывая разрушение накипи на упомянутой поверхности испарения и удаление с упомянутой поверхности испарения.

Испарение пленки воды с поверхности испарения означает, что вода быстрее превращается в пар. Поскольку пленка воды, подаваемая на поверхность испарения, является холодной относительно нагретой поверхности испарения, любая накипь на поверхности испарения будет подвергаться термическому удару. То есть, эффект охлаждения воды (по меньшей мере, до тех пор, пока не испарится) и эффект нагревания поверхности испарения будут создавать термические напряжения и деформации в любой накипи, которая образована на поверхности испарения и вызывает ее разрушение и отсоединение от поверхности испарения. По существу, накипь будет подвергаться 'термическому удару', заставляющему ее разрушаться и отсоединяться. Нагретая поверхность испарения и входное отверстие для воды предпочтительно выполнены с возможностью нагревания поверхности испарения и подачи воды на поверхность испарения, соответственно, для того, чтобы накипь отсоединялась от поверхности испарения после того, как она достигла заданной минимальную толщину, и до того, как она достигла заданную максимальную толщину, для обеспечения того, что накипь не накапливается на поверхности испарения. Относительно толстый слой накипи будет больше подвергаться термическому удару, поскольку температурный градиент вдоль слоя накипи, вызванный нагретой поверхностью испарения и водой, будут больше, и слой накипи будет иметь меньшую гибкость. Более тонкий слой накипи будет иметь меньший температурный градиент и большую гибкость, т.е. меньшее термическое напряжение. Однако величина термического напряжения может быть увеличена за счет обеспечения того, что нагретая поверхность испарения поддерживается при постоянно высокой температуре. Следовательно, нагретая поверхность испарения и входное отверстие для воды могут быть выполнены таким образом, чтобы накипь отсоединялась от поверхности испарения после того, как она достигнет заранее заданной минимальной толщины, и до того, как она достигнет заранее заданную максимальную толщину, обеспечивая то, что накипь не накапливается на поверхности испарения.

В предпочтительном варианте осуществления, устройство включает в себя контроллер для управления потока воды через входное отверстие для воды на поверхность испарения. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления потоком воды через входное отверстие для воды на поверхность испарения в зависимости от температуры упомянутой поверхности испарения. В некоторых вариантах осуществления, контроллер может быть выполнен с возможностью управления скоростью потока воды через входное отверстие для воды таким образом, чтобы, по существу, вся вода, подаваемая на поверхность испарения, испарялась с упомянутой поверхности испарения.

В некоторых вариантах осуществления, контроллер и/или входное отверстие для воды выполнено(ы) с возможностью направления потока воды через входное отверстие для воды на один или несколько участков поверхности испарения. Если вода подается в дискретные или отдельные места поверхности испарения, то вода, подаваемая на поверхность испарения, будет охлаждать поверхность испарения в этих местах и будет также охлаждать любую накипь, которая образовалась на поверхности испарения в этих местах. Следовательно, накипь будет охлаждаться с разными скоростями, что будет помогать при наведении термического удара, который будет способствовать разрушению накипи таким образом, чтобы она могла упасть в область накопления накипи.

Контроллер может быть выполнен с возможностью направления потока воды через входное отверстие для воды на отдельные участки поверхности испарения, одновременно или поочередно. Поочередная подача воды на две или более частей поверхности испарения обеспечивает повышение температуры поверхности испарения в период, когда вода не подается на одну часть поверхности испарения. Таким образом, температура этой части поверхности испарения будет увеличиваться с возможностью наведения термического удара на любой накипи, когда вода далее подается на эту часть поверхности испарения. Следовательно, входное отверстие для воды может непрерывно подавать воду на поверхность испарения, поскольку всегда имеется, по меньшей мере, одна часть поверхности испарения, которая находится при достаточно высокой температуре для создания термического удара в любой накипи. Такой вариант осуществления будет предусматривать то, что термический удар, определенный температурой поверхности испарения, всегда будет иметь место в пределах заранее заданных минимальных и максимальных величин, независимо от любого изменения в использовании устройства.

Предпочтительно, устройство содержит область накопления накипи, размещенную смежно с поверхностью испарения для накопления от открепленной накипи, которая упала с упомянутой поверхности испарения. Любая накипь, образованная в результате процесса испарения, будет падать далеко от поверхности испарения, что означает то, что открепленная накипь перемещается на некоторое расстояние от места, где испаряется вода. Следовательно, накипь перемещается на некоторое расстояние от поверхности испарения к месту, которое отделено от процесса испарения. Это значит, что пар, который образован, будет иметь меньше примесей и проблема пенообразования, обусловленная накипью, также избегается. Кроме того, поверхность испарения не будет становиться изолированной или разрушенной накипью, и нагревательные характеристики устройства будут поддерживаться в течение более долгого срока. Область накопления накипи может быть выполнена с возможностью удержания определенного объема открепленной накипи, который соответствует определенному сроку службы или интервалу между техническими обслуживаниями изделия. Поскольку вся или, по существу, вся вода испаряется с поверхности испарения, нисколько, или очень мало воды будет входить в область накопления накипи, где накапливается открепленная накипь. Это поддерживает испарение воды отдельно в отношении накопления накипи, и недостатки, связанные с испарением воды при наличии накипи, исключаются.

Поверхность испарения и область накопления накипи могут быть размещены так, чтобы поверхность испарения была размещена под углом к области накопления накипи. Наклон будет позволять открепленной накипи легче отпадать от поверхности испарения в область накопления накипи. Накипь будет перемещаться в область накопления накипи под действием силы тяготения, посредством пленки воды, которая будет стекать вниз по наклону до тех пор, пока не испариться, и под действием пара, создаваемого путем испарения воды.

В предпочтительном варианте осуществления, устройство содержит корпус, который образует паровую камеру, при этом поверхность испарения выполнена на испаряющем элементе, который выступает в паровую камеру из одной стороны корпуса, и область накопления накипи выполнена внутри паровой камеры, смежной с испаряющим элементом. Таким образом, область накопления накипи и поверхность испарения выполнены внутри корпуса, что может быть использовано для удержания пара под давлением или направить его к устройству применения или подобному применению. Накипь будет накапливаться в области накопления накипи внутри камеры и эта область может быть предусмотрена с объемом, достаточным для позволения накопления накипи без угрозы для процесса испарения.

Поверхность испарения может иметь конфигурированный, предпочтительно, криволинейный профиль. В частности, поверхность испарения может содержать куполообразный профиль. Криволинейный профиль поверхности испарения будет усложнять присоединение накипи к поверхности испарения и будет также облегчать открепление накипи с возможностью отпадания ее от поверхности испарения. Криволинейный профиль будет означать, что накипь более подвержена термическому удару, вызванному холодной водой и нагретой поверхностью испарения. Кривизна поверхности испарения является функцией площади пленки воды, которая зависит от требуемой паропроизводительность устройства. Слой накипи будет образовываться на участке поверхности испарения, на котором образуется пленка воды, и меньший участок поверхности испарения для испарения воды будет требовать меньшую кривизну, хотя больший участок поверхности испарения для испарения воды будет требовать большую кривизну для обеспечения эффекта разрушения накипи. Кроме того, открепленная накипь может легче перемещаться по криволинейной поверхности испарения для падания далеко от поверхности испарения. Профиль куполообразной формы означает, что вода, подаваемая на поверхность испарения, будет течь, по существу, равномерно по всем частям поверхности испарения таким образом, чтобы образовывалась и испарялась равномерная пленка воды. Более того, профиль куполообразной формы означает, что открепленная накипь будет подталкиваться вниз купола пленкой воды и любым паром, образуемым поверхностью испарения, по мере того, как пар перемещается далее от поверхности испарения. Следовательно, куполообразная форма поверхности испарения, вода и пар будут способствовать подталкиванию любой открепленной накипи таким образом, чтобы она падала далеко от поверхности испарения.

Поверхность испарения может содержать один или более участков с углубленными элементами. Поверхность испарения может быть снабжена углубленными участками такими, как желобки или лунки, которые будут действовать с возможностью нарушения любого отклонения направления, в котором протекает вода по поверхности испарения. Это является благоприятным в отношении образования пленки воды настолько много на поверхности испарения, насколько возможно, поскольку это будет обеспечивать то, что вода быстро испаряется, наводится максимальный термический удар в любой накипи на поверхности испарения, и предотвращает попадание воды в область накопления накипи. За счет снабжения поверхности испарения одним или более углубленными участками, поток воды будет больше растекаться, и любой доминирующий поток будет распределяться и распространяться более равномерно.

Поверхность испарения может содержать стенку, имеющую переменную толщину такую, чтобы при нагревании или охлаждении поверхности испарения во время использования, тепловое расширение будет приводить к изменению размера и/или формы поверхности испарения регулярным образом для дополнительного содействия в откреплении накипи от поверхности испарения. Таким образом, расширение и сжатие поверхности испарения будет заставлять любую накипь, образованную на поверхности испарения, разрушаться и становиться открепленной для того, чтобы она могла упасть далеко от поверхности испарения.

В некоторых вариантах осуществления, устройство может дополнительно содержать камеру для накопления накипи и канал, размещенный таким образом, чтобы при повороте устройства из рабочего положения, в котором вода подается на поверхность испарения, в исходное положение, в котором вода не подается на поверхность испарения, накипь, открепленная от поверхности испарения, будет проходить вдоль упомянутого канала в упомянутую камеру для накопления накипи, которая выполнена с возможностью удерживания упомянутой накипи. Таким образом, открепленная накипь может перемещаться из окрестности поверхности испарения и собираться в камере для накопления накипи, которая может быть дальше от поверхности испарения, где имеет место испарение. Накипь может перемещаться во время использования устройства, и перемещение накипи будет дополнительно снижать взаимодействие между водой, и паром и накопленной накипью. Канал может дополнительно содержать наклонный элемент, расположенный таким образом, чтобы накипь, перемещающаяся по каналу, могла перемещаться в направлении от поверхности испарения к камере для накопления накипи вдоль первой поверхности испарения наклонного элемента, и накипь предупреждается от перемещения из камеры для накопления накипи обратно к поверхности испарения с помощью второй поверхности испарения наклонного элемента.

Наклонный элемент будет удерживать накопленную накипь в камере для накопления накипи и, следовательно, отделять ее от поверхности испарения и процесса испарения. Таким образом, взаимодействие между водой и паром и накопленной накипью уменьшается и ранее описанные проблемы дополнительно преодолеваются.

Камера для накопления накипи может быть выполнена с возможностью открывания для позволения пользователю удалять накипь из камеры для накопления накипи. Таким образом, пользователь может удалять накопленную накипь из камеры для накопления накипи и дополнительно увеличивать срок службы устройства и уменьшать взаимодействие между паром и накопленной накипью.

Нагревательный элемент может быть встроен в испаряющий элемент вблизи поверхности испарения. За счет введения нагревательного элемента близко к поверхности испарения, уменьшается запаздывание по времени между включением нагревателя и достижением требуемой температуры, что позволяет устройству быстро реагировать на охлаждение поверхности испарения и поддерживать достаточно высокую температуру. Кроме того, близость встроенного нагревателя к поверхности испарения будет увеличивать термический удар, наведенный на любую накипь, которая находится на поверхности испарения. Это будет помогать в разрушении и удалении этой накипи для того, чтобы она могла упасть далеко от поверхности испарения.

Устройство может дополнительно содержать датчик для определения температуры поверхности испарения и котроллер, выполненный с возможностью управления нагревательного элемента в зависимости от заранее заданной температуры поверхности испарения. Таким образом, устройство может поддерживать постоянно высокую температуру на поверхности испарения и испарять воду с желательной скоростью, а также наводить термический удар в любой накипи на поверхности испарения. Кроме того, поддержание постоянно высокой температуры будет обеспечивать то, что, по существу, вся вода, подаваемая на поверхности испарения, испаряется на поверхности испарения и не достигает области накопления накипи, где накапливается накипь.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, может быть создан паровой утюг, содержащий устройство для генерации пара в соответствии с настоящим изобретением.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, может быть обеспечен способ для открепления накипи от поверхности испарения в приспособлении для генерации пара, которое содержит входное отверстие для воды, поверхность испарения и нагреватель, размещенный смежно с поверхностью испарения, при этом способ включает в себя этапы нагревания упомянутой поверхности испарения до заранее заданной температуры, и подачу воды, имеющей температуру, более низкую, чем упомянутая заранее заданная температура, на один или несколько участков поверхности испарения, таким образом, чтобы накипь на одном или каждом участке упомянутой поверхности испарения, на которую подается вода, охлаждалась с другой скоростью по отношению к скорости, с которой охлаждается накипь на остальной части поверхности испарения, тем самым включая в себя тепловое напряжение и/или деформацию в накипи, находящейся на упомянутой поверхности испарения, что приводит к разрушению накипи и откреплению от упомянутой поверхности испарения.

Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны и объяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные в дальнейшем в данном документе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения, только в качестве примера, со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых:

Фиг.1 изображает устройство для генерации пара, которое известно из US5613309;

Фиг.2 изображает разрез устройства для генерации пара согласно настоящему изобретению;

Фиг.3 изображает вид сверху части устройства согласно фиг.3;

Фиг.4a изображает разрез варианта осуществления устройства для генерации пара, имеющего поверхность испарения с углубленным участком;

Фиг.4b изображает разрез варианта осуществления устройства для генерации пара, имеющего поверхность испарения с множеством углубленных участков;

Фиг.5a изображает разрез парового утюга, имеющего устройство согласно фиг.2 и 3, находящийся в рабочем положении;

Фиг.5b изображает паровой утюг согласно фиг.4, находящийся в исходном положении.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг.1 изображает паровой утюг 1, который известен из патентного документа US5613309. Паровой утюг 1 содержит подошву 2 с рядом отверстий 3, через которые может проходить пар, который должен применяться к разглаживаемой одежде. Паровой утюг 1 имеет камеру 4 парообразования, размещенную центрально над подошвой 2, и паровой канал 5, который продолжается вокруг подошвы 2 и соединяет камеру 4 парообразования с отверстиями 3. Нагревательный элемент 6 продолжается вокруг бокового края 7 камеры 4 парообразования для испарения воды в камере 4 парообразования.

Камера 4 парообразования содержит устройство 8 для выдачи водяных капель, которое подает капли воды из резервуара для воды в камеру 4 парообразования, где происходит испарение воды. Камера 4 парообразования также включает в себя дефлекторное устройство 9, которое, для ясности, показано размещенным внутри камеры 4 парообразования, а также удаленным из парового утюга 1. Дефлекторное устройство 9 имеет две противоположные наклонные поверхности 10, 11 испарения, соединенные на гребне 12, который размещен под устройством 8 для выдачи водяных капель. Дефлекторное устройство 9 действует с возможностью разделения водяных капель по существу поровну, для того, чтобы вода стекала вниз по обеим наклонным поверхностям 10, 11 испарения дефлекторного устройства 9, и накапливалась внутри камеры 4 парообразования на нижней части дефлекторного устройства 9, рядом с боковым краем 7 камеры 4 парообразования, где размещен нагреватель 6. Таким образом, вода превращается в пар на наклонных поверхностях 10, 11 испарения дефлекторного устройства 9 и из емкостей, образованных на нижней части наклонных поверхностей 10, 11 испарения, рядом с боковым краем 7 камеры 4 парообразования и нагревательным элементом 6.

Однако, из-за того, что вода испаряется на наклонных поверхностях 10, 11 испарения дефлекторного устройства 9 и в емкостях, образованных на нижней части камеры 4 парообразования, рядом с нагревательным элементом 6, на этих участках будет образовываться и накапливаться накипь. По мере того как накапливается накипь, скорость испарения устройства будет падать, поскольку накипь способствует изолированию нагревательного элемента и уменьшению скорости теплопередачи от нагревательного элемента 6 к наклонным поверхностям 10, 11 испарения и, следовательно, воде. Со временем, без очистки и без технического обслуживания, устройство прекратит работу, поскольку нагревательный элемент 6 будет перегреваться или не сможет переносить достаточное количество тепловой энергии для испарения воды и создания пара. Кроме того, поскольку накипь будет накапливаться в том же месте, где закипает и испаряется вода, испаренный пар будет переносить частицы, и будет образовываться пена за счет реакции воды и пара с накопленной накипью, как объяснялось ранее.

Срок службы устройства со ссылкой на фиг.1 будет ограничиваться накипью, которая будет накапливаться на нагретых поверхностях испарения внутри камеры 4 парообразования.

Фиг.2 изображает пример устройства 13 для генерации пара согласно настоящему изобретению. Устройство 13 содержит корпус, образованный из первой части 14 и второй части 15, которые прикреплены друг к другу с помощью болтов, которые продолжаются через фланец 16 на внешнем крае каждой части 14, 15 для образования внутренней камеры 17. В этом примере, первая и вторая части 14, 15 корпуса являются круглыми по форме и присоединенными около периферийного фланца 16, хотя следует понимать, что корпус 14, 15 и паровая камера 17 могут иметь любую форму, например, корпус может быть квадратным, треугольным или любой другой формы. Соединение между первой и второй частями 14, 15 корпуса может включать в себя резиновое уплотнение 18 или прокладку, которая размещена между фланцами 16 каждой первой и второй частей 14, 15 таким образом, чтобы паровая камера 17 была уплотнена. Пар генерируется внутри паровой камеры 17 и это может приводить к образованию пара среднего и высокого давления в зависимости от применения устройства. Следовательно, корпус должен быть выполнен из подходящего материала и соответствующим образом спроектирован. Например, первая и вторая части 14, 15 корпуса могут быть выполнены из полимерного материала или металла такого, как алюминий. В качестве альтернативы, первая и вторая части 14, 15 корпуса могут быть выполнены из разных материалов, например, первая часть 14 может содержать литой или механически обработанный алюминий и вторая часть 15 может быть выполнена из полимерного материала. В любом случае, материалы должны быть подходящими для безопасного взаимодействия с температурой и давлением, в соответствии с применением паронегерирующего устройства.

Как показано на фиг.2, вторая часть 15 корпуса, которая по существу является покрывным элементом или крышкой, содержит входное отверстие 19 для воды, которое подает воду в паровую камеру 17, как будет более подробно описано далее в этом документе. Вторая часть 15 корпуса также может содержать клапан 20 сброса давления и выходное отверстие 21 для пара. Клапан 20 сброса давления является важным элементом безопасности и выполнен с возможностью открывания, когда давление внутри паровой камеры 17 превышает заранее заданный безопасный уровень. Следует понимать, что клапан 20 сброса давления может, в качестве альтернативы, быть встроенным в выходном отверстии 21 для пара или размещенным в первой части 14 корпуса.

Выходное отверстие 21 для пара может быть присоединено к любому устройству, шлангу, трубке, трубе или другому средству для применения, использования или подаче пара. Например, выходное отверстие 21 для пара может подавать пар изнутри паровой камеры 17 в паровой канал подошвы парового утюга подобно тому, как это описано со ссылкой на фиг.1. В качестве альтернативы, выходное отверстие 21 для пара может подавать пар из паровой камеры 17 в шланг, присоединенный к устройству применения пара такому, как головка для выдачи пара, для применения пара к одежде или другим предметам. Следует понимать, что выходное отверстие 21 для пара, в качестве альтернативы, может быть предусмотрено в первой части 14 корпуса. Также устройство, если требуется, может содержать множество выходных отверстий для пара для обеспечения пара на множество приспособлений или исполнительных устройств.

Первая часть 14 корпуса содержит испаряющий элемент 22, который действует с возможностью нагревания и испарения воды, которая должна подаваться в паровую камеру 17, и область 23 накопления накипи, как будет описано более подробно далее со ссылкой на фиг.2.

Как показано на фиг.2, первая часть 14 корпуса содержит испаряющий элемент 22, который окружен областью 23 накопления накипи. В частности, первая часть 14 корпуса содержит центральный выступ, который продолжается внутрь паровой камеры 17, к входному отверстию 19 для воды, выполненному во второй части 15 корпуса. Этот выступ образует испаряющий элемент 22 и выполнен с возможностью испарения воды, которая должна подаваться в паровую камеру 17 посредством входного отверстия 19 для воды. Остаток первой части 14 корпуса образует кольцевой участок вокруг выступающего испаряющего элемента 22, который представляет собой область 23 накопления накипи. В этом примере, входное отверстие 19 для воды выполнено центрально в круглой второй части 15 корпуса, и испаряющий элемент 22 выполнен по центру внутри первой части 14 корпуса, с областью 23 накопления накипи, являющейся кольцевой областью, которая размещена смежно и окружает испаряющий элемент 22. Однако следует понимать, что входное отверстие 19 для воды и испаряющий элемент 22 могут быть выполнены в любом положении в пределах паровой камеры 17, и область 23 накопления накипи будет занимать пространство, смежное и/или окружающее испаряющий элемент 22 на любой стороне.

Испаряющий элемент 22, который выступает из первой части 14 корпуса внутрь паровой камеры 17, содержит криволинейную поверхность 24 испарения, которая направлена к входному отверстию 19 для воды таким образом, чтобы вода 25, подающаяся внутрь паровой камеры 17, попадала на поверхность 24 испарения. Таким образом, поверхность 24 испарения размещена на другом уровне по отношению к области 23 накопления накипи. Поверхность 24 испарения нагревается, и вода 25 образует пленку на этой нагретой поверхности 24 испарения, которая испаряется с возможностью образования пара. В частности, входное отверстие 19 для воды размещено непосредственно над поверхностью 24 испарения с тем, чтобы вода падала, под действием силы тяготения и/или давления, из входного отверстия 19 для воды на поверхность 24 испарения.

Входное отверстие 19 для воды может быть выполнено с возможностью капанья воды 25 на поверхность 24 испарения с постоянной скоростью. В качестве альтернативы, входное отверстие 19 для воды может быть выполнено с возможностью подачи постоянного потока воды 25 на поверхность 24 испарения. В качестве альтернативы, входное отверстие 19 для воды может быть выполнено с возможностью распыления воды 25 на поверхность 24 испарения испаряющего элемента 22 для того, чтобы вода 25 обеспечивалась на поверхность 24 испарения одновременно во многих местах. В качестве альтернативы, здесь может быть предусмотрено более одного входного отверстия для введения воды 25 во множество мест на поверхности 24 испарения. В качестве альтернативы, здесь может находиться одно входное отверстие, которое выполнено с возможностью перемещения таким образом, чтобы оно могло переустанавливаться для введения воды 25 в разные места на поверхности 24 испарения. В любом случае, вода 25 размещена в отношении паровой камеры 17 таким образом, чтобы на поверхности 24 испарения испаряющего элемента 22 образовывалась пленка воды, и чтобы пленка воды нагревалась и испарялась. Таким образом, по существу вся вода 25, подаваемая внутрь паровой камеры 17, испаряется на поверхности 24 испарения испаряющего элемента 22 и не втекает в смежную область 23 накопления накипи. Следовательно, по существу никакая вода не входит в область 23 накопления накипи и поэтому вода не может вступать в реакцию с накопленной накипью для создания пены и пара с содержанием примеси.

В некоторых из вышеописанных примеров, вода 25 подается на поверхность 24 испарения во множество мест на поверхности 24 испарения. То есть, множество водяных капель или множество потоков воды контактируют с поверхностью испарения в разных местах. Это может быть достигнуто посредством действия распыления или за счет наличия множества входных отверстий для воды. Это может происходить одновременно, например, если входное отверстие 19 для воды распыляет воду на поверхность 24 испарения, тогда водяные капли будут одновременно обеспечиваться на поверхность 24 испарения. С другой стороны, вода 25 может быть обеспечена во множество мест на поверхности 24 испарения последовательным образом. Так или иначе, вода 25 будет способствовать охлаждению разных участков поверхности 24 испарения, и накипи на поверхности 24 испарения, с разными скоростями и в разных количествах. То есть, участки поверхности 24 испарения, которые непосредственно обеспечены водой, будут охлаждаться быстрее, чем другие участки поверхности 24 испарения, что будет заставлять накипь на поверхности 24 испарения охлаждаться с разными скоростями. Это дифференциальное охлаждение и нагревание будет приводить к напряжениям и деформациям внутри накипи, что будет заставлять накипь разрушаться, становиться открепленной от поверхности 24 испарения и падать в область 23 накопления накипи.

Входное отверстие 19 для воды присоединено к резервуару 39 для воды, которая обеспечивает воду для генерации пара. Входное отверстие 19 для воды может быть выполнено внутри резервуара 39 для воды, которая размещена непосредственно над второй частью 15 корпуса. В качестве альтернативы, как показано на фиг.2, резервуар 39 для воды может быть удален из корпуса и рукав или трубка 40 может присоединять резервуар 39 для воды к входному отверстию 19 для воды. По желанию, может быть предусмотрен насос 41, для перемещения воды из резервуара 39 для воды к входному отверстию 19 для воды. Насос 41 также может быть выполнен с возможностью дозирования или поддержания давления воды так, чтобы скорость потока воды через входное отверстие 19 для воды была стабильной в отношении устройства. Если требуется, в трубке 40 или во входном отверстии 19 для воды, или в резервуаре 39 для воды или в любом другом подходящем месте может быть предусмотрен клапан или другое средство управления скорости потока воды через входное отверстие 19 для воды.

Согласно любому варианту осуществления настоящего изобретения, устройство снабжено контроллером 50. Контроллер 50 может управлять насосом 41 и/или клапаном с возможностью управления скоростью и/или количеством воды, подаваемой через входное отверстие 19 на поверхность испарения в зависимости от температуры поверхности испарения, с целью доведения до максимума эффекта термического удара. Поток также может регулироваться для обеспечения того, что вся вода, которая контактирует с поверхностью испарения, испаряется и никакая вода, или, по существу, никакая вода, не течет от поверхности 24 испарения в область 23 накопления накипи. Например, для управления эффектом термического удара и/или для обеспечения того, что вся вода испаряется на поверхности испарения, клапан может управляться тепловым переключателем, чувствительным к температуре поверхности испарения и который изменяет скорость потока через клапан в зависимости от температуры на упомянутой поверхности испарения. Количество и/или скорость потока воды, которая будет испаряться на поверхности испарения, когда поверхность испарения находится при заданной температуре, могут быть заранее заданы, и клапан и тепловой переключатель могут быть спроектированы соответствующим образом.

Размер и площадь поверхности 24 испарения на испаряющем элементе 22 выбирают с возможностью обеспечения надлежащей скорости генерации пара. Требуемая скорость генерации пара будет зависеть от применения устройства, ограничения давления в отношении корпуса, максимальной скорости подачи воды и размера устройства. Однако, в качестве указания, эксперименты показали, что для генера