专利名称：防止或者减少热水器的加热器元件上的水垢化的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用热水器的方法和一种可以用于这样的方法的热水器装置。本发明也涉及一种包括这样的热水器装置的电子设备。
背景技术：
热水设备应用于诸如蒸汽熨斗、电水壶、热饮贩卖机等各种应用中。这样的设备的问题是水垢可能形成于与水接触的加热元件上。在例如蒸汽生成设备的操作期间，向水基础结构的加热水的部分(比如在系统熨斗的(外部的)烧水器中)供应水，因此可能形成水垢。如果未(定期)去除水垢，则堵塞可能出现，因此蒸汽生成设备的性能可能降低，并且蒸汽生成设备最终可能不再适合使用。W02007007241例如描述一种蒸汽熨烫系统，该系统包括蒸汽熨斗和具有用于生成蒸汽的烧水器的烧水器系统，其中蒸汽熨斗和烧水器通过蒸汽软管相互连接。在烧水器系统的操作期间，水垢形成于烧水器中。为了从烧水器去除水垢，定期对烧水器系统执行清洗过程。在清洗过程期间，打开连接到位于烧水器底部的出水口的清洗阀，并且从烧水器向清洗容器排放水。在该过程中，与水流一起带走水垢粒子。优选地，在打开清洗阀之前在烧水器内形成压强，从而从烧水器强行喷射水，由此增强清洗过程的有效性。在清洗过程期间或者在清洗过程结束时，可以向烧水器中弓I入水垢溶剂。US 2003192436描述一种用于生成蒸汽的方法(尤其用于烹饪设备)，由此通过对蒸汽生成器容器的至少一个可加热壁表面进行加热将蒸汽生成器容器内的流体带到烧水器。通过加热将所述流体设置于旋转中并且因此由于旋转所产生的离心力而将流体与可加热壁表面相抵按压。由于至少部分流体的蒸发而生成的蒸汽通过蒸汽出口从蒸汽生成器容器逃逸，并且由可旋转地装配于蒸汽生成器容器中的至少一个第一转子分离出蒸汽中夹带的流体小滴，由此所述转子将流体设置于旋转中。本发明还涉及一种使用上述方法的设备。US 2001018866描述一种用于指示流动加热器的钙化状态的装置(尤其在浓咖啡机中)，而流动加热器具有冷水流入线和热水流出线并且该装置旨在精确指示钙化状态而又具有不复杂的设计。出于这一目的，提供差压流体量具，而该量具具有由隔膜分离的两个压强室，其中一个压强室与冷水流入线流体导通连接而另一压强室与热水流出线流体导通连接。被两个室之间的压强差所作用的隔膜耦合到指示器元件。包含大量Ca2+和HC03_ (重碳酸盐)的硬水可能经由以下化学反应在温度增加时形成水垢(CaCO3)Ca (HCO3) 2 — CaC03+H20+C02尤其是沸水将分离水垢，水垢将形成于水中而且在加热元件具有最高温度时形成于加热元件本身上。最后,水垢将生长于加热元件上,并且当内部应力增加时,它将从元件松脱。已经在文献中要求保护了用于防止水垢化的若干水处理。一种公知方法是使用离子交换器，其中Ca2+与Na+或者H+交换。第二种公知方法是使用磷酸盐，该磷酸盐被少量添加到水中并且抑制硬水中籽晶的形成，从而有效防止晶体的生长并且因此防止水垢的形成(也参见上文引用的文献)。在前一种情况中，盒需要与内部的离子交换树脂一起使用。在耗尽之后，盒需要被再生或者用新盒来更换。在后一种情况下，需要连续添加磷酸盐，因为磷酸盐在PH 7-8.5具有有限稳定性。可以例如通过使用非常缓慢地将磷酸盐释放进水中的硬压药片来实施连续添加。这一种工作方式已经用于现有技术的蒸汽熨斗中。然而，向水中添加化学制剂，这可能是个缺点(例如当水(还)打算用来饮用时)。也已经提出用于防止水垢形成的物理方法，但是这些方法可能具有尚未弄清楚的工作原理并且在一些情况下功效有时可能甚至是不确定的。例如放置于水管上用于防止水垢的(电)磁体的使用是一种知之甚少的并且不可重复的水垢防止方法的例子。
发明内容
因此，本发明的一个方面是提供一种用于防止或者减少热水器中的水垢化的替代方法和/或一种替代热水器装置，该方法和装置优选地防止或者至少部分回避上文描述的缺点的一个或多个和/或相对较复杂的现有技术的构造或者解决方案。本发明的目的尤其是防止或者减少加热器具中的加热元件(比如可加热壁或者浸没加热器)上的水垢的形成和/或使这样的加热元件的钙化表面脱钙。这里提出电化学垢的防止和/或从诸如水等含水液体中的去除。原理可以是在水中具有与DC电源连接的两个电极。在阳极(+电极)发生氧化反应。在阴极(_电极)发生还原反应；在实践中，这意味着在阴极还原水2H20+02+4e — 4 OHor的形成将局部地增加pH值并且将HC03_转换成C03_。C03_将与Ca2+反应并且钙将沉淀于阴极上。在阳极发生氧化反应。当阳极材料是抗氧化性的时，然后水被朝着氧和酸氧化。酸将溶解已经沉积于电极上的钙，并且电极将在用于加热的(硬的)水中时保持清洁2H20 — 02+4H++4e当阳极是活性的时，其可以被氧化。例如除非使用很稳定的金属(Pt)、某些过渡金属氧化物或者碳阳极，则金属阳极将溶解。可以通过施加正电压使钙化钢脱钙，但是它的效果受金属的抗腐蚀性限制从而仅使小电压/电流可行。概括而言，这样的简单设置可以通过在阴极上沉积水垢并且保持(抗氧化性的)阳极干净而从水中去除水垢。除了需要抗腐蚀阳极材料之外，缺点可能是需要定期清洁阴极。因此本发明尤其提供还可以解决这一问题的解决方案。下文更具体地描述了一些优选实施例。已经令人惊讶地发现一种方法，其中施加具有不同频率的两个AC信号，可以减少、防止或者去除水垢化。因此，本发明尤其提供一种使用热水器的方法，该热水器被布置用于加热含水液体，其中热水器包括加热元件以用于加热热水器中的含水液体，该方法包括a.使用加热元件加热热水器中的含水液体，其中加热元件与含水液体接触；以及b.在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压并且在加热元件与反电极之间施加第二 AC电压(或者更多的AC电压)，其中第二 AC电压具有选自O. 02Hz-5Hz的范围的第二AC频率，并且其中第一 AC频率与第二 AC频率之间的比值为2或更大。可选地，可以添加DC分量。下文分别更具体地讨论两个或者更多AC分量和可选DC分量。AC当向电极提供交变电流(AC)时，交替的酸和碱将形成于电极。尽管在沸腾期间形成水垢，但是它将基本上不粘附到电极壁，因为它被持续地溶解并且重新沉淀于电极表面。该方法也可以用来使已经钙化的表面脱钙。尤其在更低的频率降低水垢粘合性如此之多以至于从表面自发地释放它。越好地释放水垢，在生成酸时钙化表面就越久地处于正模式中。有可能金属的腐蚀也可能在这一时段期间出现。对金属电极的腐蚀的敏感性可能如同它在DC去水垢中一样是用于可以被使用的电流和频率的选择的限制因素。然而总体上，已经发现，水垢的松散在使用AC而不是DC时比氧化金属更容易出现。进一步，在AC中可以使用比在DC中更高的电压和更大的电流，从而使在AC中的电化学处理的脱钙效果比在DC中更有效得多。因此，本发明提供一种使用热水器的方法，该热水器被布置用于加热含水液体(进一步表示为“加热器”)，其中加热器包括金属加热元件以用于加热加热器中的含水液体，该方法包括a.使用加热元件加热加热器中的含水液体，其中加热元件与含水液体接触；以及b.在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压(和第二 AC电压)。这一方法可以有利地用来在使用这样的加热器时(基本上)防止加热元件(的表面)上的水垢形成，但是这一方法也可以用来去除加热元件(的表面)上的已经形成的水垢。水垢可以既不粘附于加热元件(的表面)上也不粘附于反电极上并且将基本上保持漂浮于水中。
因此，本发明进一步提供一种用于防止或者减少热水器的金属加热元件上的水垢形成的方法，该热水器被布置用于加热含水液体(“加热器”)，该方法包括a.在优选地加热含水液体(优选地使用加热元件)时，使加热元件与含水液体接触；以及b.在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压(和第二 AC电压)。在一个尤其有利的实施例中，第一 AC电压具有的第一 AC频率选自O.1Hz或者更高的范围，比如至少IHz,比如上至10000Hz，尤其例如在l-ΙΟΟΟΟΗζ (即ΙΗζ-ΙΟΚΗζ)的范围，尤其为5-5000HZ，比如5-lOOOHz。施加的第一 AC电压可以依赖于加热元件和反电极的配置，但是可以例如在约1-100V、比如5-50V的范围中。尤其有益的是使用具有三角形形状的AC信号。在该情况下，电流处于它的峰值的时间与例如正弦或者块形波相比更短从而减少腐蚀风险。在一个具体实施例中，第一 AC电压具有三角波形状。第一 AC电压的施加可以在加热含水液体之前、期间或者之后。优选地，在加热含水液体期间施加第一 AC电压。措词“在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压”和类似措词涉及加热元件和反电极均与含水液体接触的实施例。因此，措词“在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压”指的是“在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压，与此同时加热元件和反电极与含水液体接触”。措词“接触”包括其中物品的至少一部分相接触的实施例。例如，加热元件的至少一部分或者反电极的至少一部分可以分别与含水液体接触。本发明也提供一种可以用来应用本发明的方法的装置。本发明因此在一个实施例中提供一种热水器装置，该热水器装置包括热水器，布置用于加热含水液体，热水器包括加热元件以用于加热热水器中的含水液体，加热元件被布置成与含水液体接触；以及电源，布置成在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压。AC/AC如上文提到的那样，已经令人惊讶地发现通过向第一 AC施加附加的AC可以实现通过第一 AC去水垢的效率的进一步增加。当同时施加两个(或者更多个)AC电压时，使用更低频率信号和更高频率信号。一般而言，已经发现，频率越低，电流的去水垢效果就可以越好。然而当频率降低太多时，腐蚀也可能开始。在更高频率，可以抑制腐蚀但是也可以限制去水垢效果。令人惊讶地已经发现，当将高频AC信号叠加到低频AC信号上时，抑制了低频信号的腐蚀效果而低频AC信号的去水垢效果仍然起作用。因此，在又一方面，本发明提供一种使用热水器(“加热器”)的方法，该热水器被布置用于加热含水液体，其中加热器包括金属加热元件以用于加热加热器中的含水液体，该方法包括a.使用加热元件加热加热器中的含水液体，其中加热元件与含水液体接触；以及b.在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压，并且在加热元件与反电极之间施加第二 AC电压(以及可选地一个或者多个另外的AC电压)，其中第二 AC电压具有的第二AC频率优选地选自O. 02Hz-5Hz、尤其是O. lHz-2. 5Hz的范围，并且其中第一 AC频率与第二 AC频率之间的比值优选地为2或更大，比如在2-1000的范围中，尤其至少为5，比如在5-1000的范围中。
这一方法可以有利地用来在使用这样的加热器时(基本上)防止加热元件(的表面)上的水垢形成，但是这一方法也可以用来去除加热元件(的表面)上的已经形成的水垢。水垢可以既不粘附于加热元件(的表面)上也不粘附于反电极上并且将基本上保持漂浮于水中。本发明因此也提供一种用于防止或者减少加热器的金属加热元件上的水垢形成的方法，该加热器被布置用于加热含水液体，该方法包括a.在优选地加热含水液体(优选地使用加热元件)时，使加热元件与含水液体接触；以及b.在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压并且在加热元件与反电极之间施加第二 AC电压(以及可选地一个或者多个另外的AC电压)，其中第二 AC电压具有的第二 AC频率优选地选自O. 02Hz-5Hz、尤其是O. 1Ηζ-2Ηζ的范围，并且其中第一AC频率与第二AC频率之间的比值优选地为2或更大，比如在2-1000的范围中，尤其至少为5，比如在5-1000的范围中，如上至500。如上文提到的那样，有利地并且令人惊讶地，叠加到低频AC信号上的高频AC信号抑制了低频信号的腐蚀效果而低频AC信号的去水垢效果仍然起作用。另外，如上文所限定的，第一 AC电压优选地具有从O.1Hz或者更高的范围中选择的第一AC频率，比如至少1Hz，比如上至10000Hz，比如在l-ΙΟΟΟΟΗζ、尤其是5-lOOOHz的范围中。因此，第一 AC电压和第二 AC电压具有不同的频率。措词“施加第二 AC电压”和类似措词不排除施加另外的(第三、...)AC电压。因此，在一个另外的实施例中，可以施加如本文所限定的第一 AC电压和第二 AC电压以及可选地一个或者多个另外的AC电压。因此，在一个具体实施例中，本发明也包括一种如上文所限定的方法，该方法进一步包括在加热元件与反电极之间施加附加的AC电压(除了第一和第二 AC电压之外)。因此使用措词“施加第二 AC电压(以及可选地一个或者多个另外的AC电压)”。为了理解，这里经常将它称为“第二 AC电压”。施加的第二电压可以依赖于加热元件和反电极的配置，但是也可以例如在约1-100V、比如5-50V的范围中。第二和可选的另外的AC电压的频率优选地互不相同并且可以可选地(独立地)都分别符合第一 AC电压的频率与第二和另外的AC电压的频率的优选比值2或更大。然而，另外的AC电压也可以具有从O.1Hz或者更高的范围中选择的频率，尤其为IHz或者更高、比如上至10000Hz的范围，比如在l-10000Hz、尤其为5-1000Hz的范围。然而，两个AC电压中的至少一组符合所表示的至少为2的比值范围，比如在2-1000的范围中，尤其是至少为5，比如在5-1000的范围中。在另一个具体实施例中，其中施加至少两个AC电压，优选地，第一 AC电压和第二AC电压都具有三角波形状。可选地，一个或者多个另外的AC电压也可以具有三角波形状。第一和第二 AC电压的施加可以在加热含水液体之前、期间或者之后。优选地，在加热含水液体期间施加第一和第二 AC电压。本发明也提供一种可以用来实施本发明的方法的装置。本发明因此在一个实施例中提供一种热水器装置，该热水器装置包括热水器，布置用于加热含水液体，热水器包括加热元件以用于加热热水器中的含水液体，加热元件被布置成与含水液体接触；以及电源，布置成在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压，其中电源进一步被布置成在加热元件与反电极之间施加第二 AC电压(以及可选地一个或多个另外的AC电压)，其中第二 AC电压具有的第二 AC频率选自O. 02Hz-5Hz的范围，并且其中第一 AC频率与第二 AC频率之间的比值为2或更大。附加DC已经令人惊讶地发现通过向AC施加附加DC偏移可以实现通过AC去水垢的效率的进一步增加。这意味着将钙化表面(例如通流型加热器的壁或者浸没的卷曲的加热元件)设置于正电压而反电极为负。现在，可以在与AC组合时比单独DC施加高得多的(DC)电压。现在可以使用通常由于腐蚀而不可用来使表面脱钙的DC电压。AC电流调和DC的腐蚀效果而水垢松散效果等于是AC脱钙。因此，在又一方面，本发明提供一种进一步包括在加热元件与反电极之间施加DC电压的方法，其中DC电压优选地至少为O. 5V，更优选地至少为1. 0V,尤其至少为1. 2V，并且其中加热元件被选择为正电极。一般而言，DC电压将在约1. 0-10V的范围中，比如1. 5-10V,尤其为1. 5-6V。另外，如上文限定的那样，第一 AC电压优选地具有从IHz或者更高的范围选择的第一 AC频率，比如在1-1OOOHz，尤其为5-lOOOHz的范围中。AC电压的DC偏移的另一益处如下。当向其中电极为不同尺寸的系统施加AC时，最小电极的抗腐蚀性可以确定整个设置的抗腐蚀性，因为它具有最高电流密度从而使它对腐蚀最敏感。当例如在通流型加热器中插入小的反电极以使壁脱钙(假设壁连接到加热元件)时，小电极将确定可以施加的电流和频率。当用恰当极性施加DC偏移时，壁(+)将受益于附加脱钙而小电极因为其连接到负(_)而被保护免受腐蚀。第一 AC电压(和第二 AC电压)以及DC电压的施加可以在加热含水液体之前、期间或者之后。优选地，在加热含水液体期间施加第一 AC电压和DC电压。本发明也提供一种可以用来实施本发明的方法的装置。本发明因此在一个实施例中提供一种热水器装置，该热水器装置包括热水器，布置用于加热含水液体，热水器包括加热元件以用于加热热水器中的含水液体，加热元件被布置成与含水液体接触；以及电源，布置成在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压(和第二 AC电压)，并且其中电源进一步被布置成在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压至少为O. 5V，更优选地至少为1.0V,并且其中加热元件被布置为正电极。也已经令人惊讶地发现，高频AC信号在低频AC信号上的叠加使得能够使用低频AC信号(也见上文)。由于甚低频信号尤其可以在脱钙中有效，所以可以降低辅助DC偏移。总体而言，对含水液体传导率变化的敏感度变得更低从而使这一设置在处理不同含水液体类型中比单个AC/DC组合更有能力。因此，尤其优选的是第一 AC、第二(慢速)AC和DC电压的组合。本发明因此也提供一种使用热水器(“加热器”)的方法，该热水器被布置用于加热含水液体，其中加热器包括金属加热元件以用于加热加热器中的含水液体的，该方法包括a.使用加热元件加热加热器中的含水液体；以及b.在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压，在加热元件与反电极之间施加第二 AC电压(以及可选地一个或者多个另外的AC电压)，其中第二 AC电压具有的第二 AC频率优选地选自O. 02Hz-5Hz，尤其为O. lHz-2. 5Hz的范围，其中第一 AC频率与第二 AC频率之间的比值优选地为2或更大，比如在2-1000的范围中，尤其至少为5，比如在5-1000的范围中，并且在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压优选地至少为O. 5V，更优选地至少为1. 0V，尤其至少为1. 2V，并且其中加热元件被选择为正电极。这一方法可以有利地用来在使用这样的加热器时(基本上)防止加热元件(的表面)上的水垢形成，但是这一方法也可以用来去除加热元件(的表面)上的已经形成的水垢。水垢可以既不粘附于加热元件(的表面)上也不粘附于反电极上并且将基本上保持漂浮于水中。本发明因此也提供一种用于防止或者减少加热器的金属加热元件上的水垢形成的方法，该加热器被布置用于加热含水液体，该方法包括a.在优选地加热含水液体(优选地使用加热元件)之时，使加热元件与含水液体接触；以及b.在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压，在加热元件与反电极之间施加第二 AC电压(以及可选地一个或者多个另外的 AC电压)，其中第二 AC电压具有的第二 AC频率优选地选自O. 02Hz-5Hz、尤其为O. 1Ηζ-2Ηζ的范围，其中第一AC频率与第二AC频率之间的比值优选地为2或更大，比如在2-1000的范围中，尤其至少为5，比如在5-1000的范围中，并且在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压优选地至少为O. 5V，更优选地至少为1. 0V，尤其至少为1. 2V，并且其中加热元件被选择为正电极。上述关于AC和AC/AC的实施例也适用于AC/AC/DC实施例。
第一和第二 AC电压以及DC电压的施加可以在加热含水液体的之前、期间或者之后。优选地，在加热含水液体期间施加第一和第二 AC电压以及DC电压。本发明也提供一种可以用来应用本发明的方法的装置。本发明因此在一个实施例中提供一种热水器装置，该热水器装置包括热水器，布置用于加热含水液体，热水器包括加热元件以用于加热热水器中的含水液体，加热器元件被布置成与含水液体接触；以及电源，布置成在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压，其中电源进一步被布置成在加热元件与反电极之间施加第二 AC电压(以及可选地一个或者多个另外的AC电压)，其中第二AC电压具有的第二 AC频率选自O. 02Hz-5Hz的范围，并且其中第一 AC频率与第二 AC频率之间的比值为2或更大，并且其中电源进一步被布置成在加热元件与反电极之间施加DC电压，其中DC电压至少为O. 5V，并且其中加热元件被布置为正电极。另外的实施例 这里，含水液体尤其是水。该方法可以用于硬水和软水，尤其用于具有优选地至少100 μ S/cm的水传导率的水。加热元件可以直接浸没于水中或者布置为加热器的壁(的一部分)。在两种情况下，加热器元件(壁)充当电极并且电连接到反电极。加热元件(的表面)因此与加热器中的含水液体接触。这一点在本文也由措词“其中加热元件与含水液体接触”表示。注意，措词加热元件因此指代与含水液体接触并且(在使用加热器以加热含水液体时)从加热器向含水液体提供热的该部分(元件)。正是在加热元件(或者更特别地是在其与含水液体接触的表面(的一部分))上水垢可以沉积。术语“加热元件”因此可以未必指代生成热的实际热生成设备而是指代向含水液体传送热的该部分/元件。在一个实施例中，术语“加热元件”也可以指代多个加热元件。用于加热含水液体的加热元件在这里优选地包括用于加热液体的一个或者多个金属部分或者实质上为金属，比如钢壁或者钢浸没加热器。因此，加热元件在这里也表示为金属加热元件。在加热元件的与含水液体接触的该金属上，水垢可以沉积。优选地，用于加热含水液体的加热元件在这里优选地包括用于加热液体的一个或者多个钢部分或者实质上为钢。因此，加热元件或者加热元件的与水接触的部分优选地由钢制成。在一个具体实施例中，加热元件是钢加热元件。术语“反电极”在一个实施例中也可以指代多个反电极。例如当施加一个以上的信号时，原则上可以应用不同的反电极。在一个实施例中，在单独的反电极上施加所施加的信号，其中因此反电极包括多个反电极，并且其中在加热元件与第一反电极之间施加第一 AC电压，并且其中在加热元件与一个另外的反电极之间施加第二 AC电压，和/或其中在加热元件与一个另外的反电极之间施加DC电压。再次，用于一个信号的另外的反电极可以是用于另一个信号的另一个另外的反电极。尤其在施加两个或者更多AC信号时，一种选择是对于每个AC信号使用不同的反电极。优选地，向每组加热元件和反电极施加DC电压。因此，本发明也提供热水器装置的实施例，其中反电极包括多个反电极，并且其中电源和多个反电极被布置成在加热元件与第一反电极之间施加第一 AC电压，并且在加热元件与一个另外的反电极之间施加第二 AC电压或者在加热元件与一个另外的反电极之间施加DC电压。当第二 AC电压和DC电压均被施加时，可以应用不同或者相同的另外的反电极。在又一实施例中，当使用两个或者多个AC电压和DC电压时，向每组反电极和加热元件施加DC电压，并且向反电极和加热元件的各自组合施加两个或者多个AC电压。反电极可以例如是不锈钢或者混合金属氧化物(MMO)、基于碳的电极或者钼电极。当加热器的壁用作反电极时，反电极优选地为金属，更优选地为钢。术语“钢”这里特别指代不锈钢。可以应用任何等级的不锈钢。优选地，钢包含Cr和Ni (例如等级304)，而少量Mo的附加存在是特别有益的(例如等级316或者更高)。可替换地，可以使用更有抗性的金属(合金)，比如Inconel (Cr/Ni合金)。钢的抗腐蚀性越高，AC的频率就越低，或者DC偏移或者可以被用以改善水垢的去除的AC的电压就越高。术语“热水器”用来表示布置成加热诸如水等含水液体的设备。术语“热水器”(这里用“加热器”来简短地表示)可以例如指代蒸汽生成室(基于加热含水液体)。加热器可以是通流型加热器类型。加热器可以在一个实施例中例如经由连接到加热器壁的热生成设备加热含水液体，其中(与含水液体接触的)壁是(用于加热含水液体的)加热元件，或者比如在浸没型加热器(其中加热元件与含水液体接触)的情况下可以在一个实施例中例如经由诸如水等含水液体中的元件加热等。可以(同时)应用不同类型的加热元件。术语“热水器”也可以指代布置成产生蒸汽的(封闭的)烧水器、布置成产生加热的水的(封闭的)烧水器、通流型加热器或者蒸汽机。在一个具体实施例中，布置用于加热含水液体的加热器选自由通流型加热器、通流型蒸汽机、用于加热水的加热器和用于产生蒸汽的加热器构成的组。也包括加热器块，其中加热元件和例如输送水的管嵌入铝块中。加热可以是在室温以上的温度的任何加热，但是特别指代(含水液体)在50°C以上的加热，比如特别地将加热器中的含水液体加热到至少85°C的温度。术语加热因此可以包括带到提升的温度、沸腾和/或产生蒸汽。加热器可以是任何加热器，比如用于提供蒸汽的蒸汽生成设备(例如如用于加压蒸汽生成器(有时也表示为系统熨斗))的加热器、用于比如在热液体贩卖机中提供热饮用水(例如用于制作咖啡、茶、热牛奶咖啡或者热巧克力等)的热水器、电水壶、咖啡制作机(点滴过滤器)、热咖啡机、袋装咖啡机、烧水器(用于房屋的(家用烧水器)或者公寓、办公大楼的内部加热、工业烧水器等)、布置于洗衣机中或者洗碗机中的热水器或者(布置成提供热水以除草的)基于热水的除草设备(或者洒水机)。因此，在另一个方面，本发明提供一种包括加热器装置的电子设备，其中电子设备被布置成产生加热的水和/或蒸汽。特别地，电子设备选自由熨斗、加压蒸汽生成器、非加压蒸汽生成器(有时也表示为衣物蒸汽机)、热液体贩卖机、电水壶、咖啡制作机(点滴过滤器)、热咖啡机、袋装咖啡机、洗衣机、洗碗机和基于热水的除草设备(洒水机)构成的组。如上文提到的，优选地在用加热元件加热加热器中的含水液体期间施加这里所限定的电压(第一 AC和在第二 AC和DC中的一个或者多个电压)。这可以在防止和/或减少加热元件上的水垢化时具有最大影响。AC电压可以(独立地)具有正弦波形状或者三角波形状。波形状可以是对称的或者不对称的。不对称的三角波形状有时也表示为锯齿波形状。优选地，波形状是对称的。另外，如上文所示，优选地施加(对称的)三角波形状。在加热元件和反电极与含水液体接触之时在加热元件与反电极之间施加第一 AC电压、DC电压和可选的另外的AC电压。在施加电压之时，可以(如上文所示)(优选地用加热元件)加热含水液体。
在一个实施例中，该方法进一步包括测量含水液体的传导率以及可选地其它参数；以及可选地根据测量以及在传导率(和可选的其它参数)与第一 AC电压和在第二 AC电压与DC电压中的一个或者多个电压之间的预定义关系来控制第一 AC电压和在第二 AC电压与DC电压中的一个或者多个电压。可以测量的一个或者多个可选的其它参数可以选自由以下各项构成的组含水液体的温度、含水液体的PH值、(在加热元件与反电极之间)运行的电流、当连接两个电极(即加热元件和反电极)时的电压降。通常，当在烧水器系统中使用平坦加热元件或者螺旋形加热元件时，电流密度(即在加热元件与反电极之间的)在O. 1-lOmA/cm2的范围中，尤其为O. l-5mA/cm2,比如尤其为O. 2-0. 6mA/cm2，或者对于通流型加热器而言在尤其为O. 2-5mA/cm2的范围中。电源可以是能够生成第一 AC电压和在第二 AC电压和DC电压偏移中的一个或者多个电压的任何系统。可选地，第一 AC的频率、第一 AC的峰峰电压、第二 AC(如果适用)的频率、第二 AC的峰峰电压和DC(如果适用)的电压中的一项或者多项是可变和可控的，例如可以相对于比如液体的电传导率和/或液体的温度或者运行的电流等参数来控制一项或者多项。术语电源在一个实施例中也可以指代多个电源。原则上，每个电压可以由不同电源生成。因此，本发明尤其向布置用于加热含水液体(并且布置成与含水液体接触)的加热器的金属加热元件提供第一 AC电 压与第二 AC电压(和可选地一个或者另外的AC电压)和DC电压中的一个或者多个电压的组合的使用，以尤其在使用加热器中的加热元件加热含水液体期间防止或者减少金属加热元件上的水垢化。在一个具体实施例中，AC电压和DC电压都被施加。
可以优选地在含水液体处于提升的温度的时间期间持久地但是也可以在一个实施例中定期地应用电压的施加。可选地，在加热含水液体之前或者之后施加电压。然而，当至少在加热含水液体期间施加电压时获得最好结果。在下表中指出了关于电压和频率的优选条件
权利要求
1.ー种使用热水器(100)的方法，所述热水器(100)被布置用于加热含水液体(20)，其中所述热水器(100)包括加热元件(110)以用于加热所述热水器(100)中的含水液体(20),所述方法包括 a.使用所述加热元件(110)加热所述热水器(100)中的含水液体(20)，其中所述加热元件(110)与所述含水液体(20)接触；以及 b.在所述加热元件(110)与反电极(120)之间施加第一AC电压并且在所述加热元件(110)与所述反电极(120)之间施加第二 AC电压，其中所述第二 AC电压具有选自0.02Hz-5Hz的范围的第二 AC频率，并且其中所述第一 AC频率与所述第二 AC频率之间的比值为2或更大。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一AC电压具有至少IHz的第一 AC频率。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进ー步包括在所述加热元件(110)与所述反电极(120)之间施加DC电压，其中所述DC电压至少为0. 5V，并且其中所述加热元件(110)被选择作为正电极。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反电极(120)包括多个反电扱，并且其中在所述加热元件(110)与第一反电极(120a)之间施加所述第一 AC电压，并且其中在所述加热元件(110)与ー个另外的反电极(120b)之间施加所述第二 AC电压，或者其中在所述加热元件(110)与ー个另外的反电极(120b)之间施加根据权利要求3所述的DC电压。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在使用所述加热元件(110)加热所述热水器(100)中的所述含水液体期间施加上述限定的电压。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括将所述热水器(100)中的含水液体(20)加热到至少85°C的温度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一AC电压和/或所述第二 AC电压具有三角波形状，并且其中所述第一 AC电压和所述第二 AC电压中的至少ー个AC电压具有対称的三角波形状。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进ー步包括測量所述含水液体(20)的传导率；以及根据所述测量以及在所述传导率与所述第一 AC电压和在所述第ニ AC电压和可选的根据权利要求3所述的DC电压中的一个或者多个电压之间的预定义关系来控制所述第一 AC电压和在所述第二 AC电压和所述可选的DC电压中的ー个或者多个电压。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进ー步包括測量所述含水液体(20)的传导率和其它參数，所述其它參数选自由以下各项构成的组所述含水液体的温度、所述含水液体的PH值、在所述加热元件与所述反电极之间运行的电流、当连接所述加热元件和所述反电极时的电压降；并且根据所述测量以及在所述传导率和所述其它參数与所述第一 AC电压和在所述第二 AC电压和可选的根据权利要求3所述的DC电压中的一个或者多个电压之间的预定义关系来控制所述第一AC电压和在所述第二AC电压和所述可选的DC电压中的ー个或者多个电压。
10.一种热水器装置(I)，包括热水器(100)，布置用于加热含水液体(20)，包括加热元件(110)以用于加热所述热水器(100)中的所述含水液体(20)，所述加热元件(110)被布置成与所述含水液体(20)接触；以及电源(200)，布置成在所述加热元件(110)与反电极(120)之间施加第一 AC电压，并且其中所述电源(200)进ー步被布置成在所述加热元件(110)与所述反电极(120)之间施加第二 AC电压，其中所述第二 AC电压具有选自.0.02Hz-5Hz的范围的第二 AC频率，并且其中所述第一 AC频率与所述第二 AC频率之间的比值为2或更大。
11.根据权利要求10所述的热水器装置(1)，其中所述第一AC电压具有至少IHz的第一 AC频率。
12.根据权利要求10-11中任一项所述的热水器装置(1)，其中所述电源(200)进ー步被布置成在所述加热元件(110)与所述反电极(120)之间施加DC电压，其中所述DC电压至少为0. 5V,并且其中所述加热元件(110)被布置为正电极。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的热水器装置(1)，其中所述反电极(120)包括多个反电极(120a，120b)，并且其中所述电源(200)和所述多个反电极被布置成在所述加热元件(110)与第一反电极(120a)之间施加所述第一AC电压，并且在所述加热元件(110)与ー个另外的反电极(120b)之间施加所述第二 AC电压或者在所述加热元件(110)与ー个另外的反电极(120b)之间施加根据权利要求12所述的DC电压。
14.将第一AC电压和在第二 AC电压和DC电压中的一个或者多个电压的组合用于热水器(100)的加热元件(110)的使用，所述热水器被布置成加热含水液体以防止或者减少所述热水器(110)的水垢化。
15.一种电子设备(2)，包括根据权利要求10-13中任一项所述的热水器装置，其中所述电子设备(2)被布置成产生加热的水和/或蒸汽。
全文摘要
本发明提供一种使用热水器的方法，该热水器被布置用于加热含水液体，其中热水器包括加热元件以用于加热热水器中的含水液体。该方法包括(a)使用加热元件加热热水器中的含水液体，其中加热元件与含水液体接触；以及(b)在加热元件与反电极之间施加第一AC电压并且在加热元件与反电极之间施加第二AC电压，其中第二AC电压具有选自0.02Hz-5Hz的范围的第二AC频率，并且其中第一AC频率与第二AC频率之间的比值为2或更大。
文档编号F22B1/30GK103052847SQ201180035799
公开日2013年4月17日 申请日期2011年7月13日 优先权日2010年7月22日
发明者Y·威施特拉 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司