专利名称：蒸汽熨斗的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蒸汽熨斗，包括一个储水腔，一个蒸汽室和将水以储水腔输入蒸汽室的供水系统，所述的熨斗包括减少水垢在供水系统中沉积的装置。
这种已知的蒸汽熨斗可见美国专利US5063697。该专利说明书特别描述了一种蒸汽熨斗，包括一个可拆卸的过滤器，该过滤器具有一个离子交换器。当该熨斗工作时，储水腔中注入有自来水，该自来水视当地自来水的水质，或是硬水或为不太硬的水。自来水通过过滤器输入蒸汽室。利用离子交换器，将自来水软化(或不完全软化)，结果在熨斗使用过程中，减少水垢在供水系统和蒸汽室的沉积，水垢在供水系统中沉积成为一个特别重要的问题，因其会导致要被汽化的水的管道的堵塞，水管堵塞使蒸汽熨斗无法使用。
这种已知蒸汽熨斗的缺陷是具有离子交换器的可拆卸的过滤器在若干小时后，必须更换新的过滤器。导致必须更换过滤器的原因是通常的离子交换器软化自来水的能力较小。部分原因是储水腔的体积有限，实际上不可能在蒸汽熨斗中设置一个大的离子交换器，使其软化在装置的整个寿命期间所用的全部水。由于这种限制，目前只能使用可更换的具有离子交换器的过滤器。然而，这种解决沉积水垢的方法很不方便，并且由于更换过滤器可能引起泄漏，这种方案产生了结构性问题。
本发明的一个目的是克服上述的缺陷，本发明的具体目的是提供一种蒸汽熨斗，它具有减少水垢沉积的装置并减少供水系统的堵塞。所述的减少水垢沉积的装置在熨斗的使用寿命期间均有效。考虑到所用的材料和结构，本发明的进一步的目的是以较便宜的方法解决供水系统的水垢沉积问题。
利用上述类型的一种蒸汽熨斗可实现本发明的上述的和其它的目的，这种熨斗的特征在于用于减少水垢沉积的化学制剂是膦酸盐化合物。
已经发现这种化合物抑制水垢在供水系统中沉积非常有效。利用膦酸盐化合物，熨斗供水系统堵塞的缺陷可基本上消除。蒸汽室内确有水垢沉积，但水垢在蒸汽室的壁面上分布很均匀。由脱落的水垢碎片导致的位于蒸汽室底部的蒸汽出口的堵塞不再出现。
低浓度的膦酸盐在硬自来水中有抑制水垢生成的效果。例如，当使用含有1ppm的膦酸盐化合物的“标准硬水”时，水垢在供水装置中的沉积被有效地抑制。这里的“标准硬水”的含意是指其PH值约为8，含有4mmol/l的碳酸氢钠(NaHCO3)，0.77mmol/l的硫酸镁(MgSO4)和2.23mmol/l的氯化钙(CaCl2)，在膦酸盐化合物的浓度低于0.2ppm时没有抑制水垢生成的效果。膦酸盐的浓度在20ppm以下时，水垢生成的抑制程度与浓度近似成正比，浓度较高时，水垢生成的抑制能力几乎不再增加。实际上，已发现膦酸盐化合物的最大浓度为10ppm，可更为有效地抑制水垢的生成，实际上的最佳浓度为1ppm至5ppm。
膦酸盐的另一性质是其在水溶液中通常具有相当好的热稳定性。例如，这些化合物在相应温度达到100℃时并不分解，与此相关，注意到一种水垢生成抑制剂，例如多膦酸盐的缺点是在较高的温度下很快分解成无活性的单膦酸盐。
依据本发明的蒸汽熨斗的一个适当的实施例，其特征在于所用的膦酸盐化合物在水中易于溶解，并且该熨斗包括一个将该膦酸盐化合物导入储水腔的计量装置。
这里易于溶解的膦酸盐化合物的含义是指其在室温下在标准硬水中，其溶解度超过1000ppm。如上所述，小量的膦酸盐可获得有效的水垢生成抑制效果。只要小量的几毫升的易于溶解于水中的浓缩膦酸盐化合物溶液，置于单独的计量装置中，足以处理在熨斗的使用寿命期间所用的全部水。在该实施例中，在利用计量装置(如机械式的)将储水腔注满后，使用者必须在水中加入小量的膦酸盐化合物。
依据本发明的蒸汽熨斗的另一个合适的实施例，其特征在于所用的膦酸盐化合物在水中的溶解度适中，并且该熨斗包括一个将该膦酸盐化合物导入储水腔的计量设置。
这里可适度溶解的膦酸盐化合物的含义是指其在室温下在标准硬水中，其溶解度约为30ppm至1000ppm。这种适度溶解的化合物以固体形式置于一单独的计量装置中。该计量装置的操作是这样的，在对熨斗进行第一次注水操作以前，先从储水腔中抽取一定量的水。在将一部分可适度溶解的膦酸盐化合物溶于该有限量的水(通常为几毫升)中后，将这部分水计量输入储水腔，之后一部分新水被自动抽入单独的计量装置。在对熨斗进行注水操作后，将这新的饱和膦酸盐水计量输入待处理的新鲜水中。这一过程重复多次。单独的计量装置的容积，可适度溶解的膦酸盐的类型和储水腔的容积之间以这样一种方式相互匹配，使得在将饱和膦酸盐水注入储水腔后，在所述的储水腔中的膦酸盐的浓度约为1-5ppm。
依据本发明的蒸汽熨斗的另一合适的实施例，其特征在于所用的膦酸盐化合物在水中不易溶解，在储水腔中以固体形式存在。
这里不易溶解的膦酸盐化合物的含义是其在室温下在标准硬水中，其溶解度低于30ppm。这种不易溶解的膦酸盐化合物能够以固体形式置于储水腔中使它们直接与水接触。由于这些化合物在水中的溶解度低，在室温下这些膦酸盐化合物的最大溶解度最多不超过约30ppm。在本发明的这一实施例中，无需调节储水腔中的膦酸盐化合物的浓度。所以，如果使用这类膦酸盐化合物，不需要单独的计量装置。因此，本实施例较之上述的实施例为好。
原则上，该化合物能够以用细格网套包住的粗颗粒状的形式存在于储水腔中。一方面，这种细格网套使水和颗粒相互作用，另一方面，可防止颗粒本身堵塞供水系统。然而，最好将储水腔中的膦酸盐化合物压成球状。原则上，在储水腔中的化合物为松散的球状颗粒，然而最好将这种球状颗粒置于部分或全部用细格网的材料制成的套中。这样当该颗粒经过一段时间溶解成更小颗粒后，供水系统不被堵塞。
利用在水中不易溶解的膦酸盐化合物获得了非常满意的结果，该化合物的分子式为Ca2[PO3-C(OH)(CH3)-PO3](1-羟基-1，2-亚乙基(1，1-二膦酸)的二钙盐)。这种膦酸盐化合物在室温下不易溶于标准硬水中，同时该化合物的溶解速度相当高，这种相当高的溶解速度保证在注入新的水后，在水中可迅速达到膦酸盐化合物的最大浓度。
依据典型的实施例和附图详细描述本发明，其中
图1为按照本发明的蒸汽熨斗的一个实施例，它包括一个膦酸盐化合物计量装置。
图2分别表示使易溶解膦酸盐化合物和适度溶解膦酸盐化合物进入图1的熨斗的储水腔中的两个计量装置。
图3为按照本发明的蒸汽熨斗的另一实施例，它包括一容纳不易溶解的膦酸盐化合物的颗粒的套。
要注意的是，为清楚起见，图中不同的零件没有必要按标准的比例画出。
图1为按照本发明的蒸汽熨斗的一个实施例的示意剖视图。所述的蒸汽熨斗包括一储水腔1和一蒸汽室2，两者由隔板3隔开。通过可关闭的进口4可将硬自来水注入储水腔。利用供水装置5可将水从储水腔抽入蒸汽室。然后水与被加热元件(未画出)加热的蒸汽室的底板6接触。热底板将抽入的水汽化，之后蒸汽通过蒸汽口7逸出蒸汽熨斗。
该熨斗还包括一个将膦酸盐化合物导入储水腔的计量装置。易溶解的膦酸盐化合物的计量装置在图2-A中详细示出，适度溶解的膦酸盐化合物的计量装置在图2-B中示出。
图2-A表示计量易溶解膦酸盐化合物的装置。所述的计量装置包括壳体9。其有一装有弹簧的计量柱塞10和容积约为4毫升的空腔11。空腔中有易于溶于水的膦酸盐化合物的浓缩溶液。在本实施例中，用的是氨基三(亚甲基膦酸)的五钠盐。柱塞包括一塞杆12，塞杆上有槽沟13。在静止状态，槽沟位于空腔11内。柱塞的塞杆位于壳体内，安装橡胶导环14，使其保持不泄漏。
按照本发明的该实施例，在每次给蒸汽熨斗注水后，通过按压一次或多次柱塞，很小量膦酸盐化合物被计量输入储水腔。结果是小量的膦酸盐化合物被导入槽沟13内并送入储水腔内的水中。视导入槽沟内的膦酸盐化合物的量和膦酸盐的浓度而定，需要按压柱塞一次或多次。最后目的是使储水腔水中的膦酸盐化合物的浓度在1至5ppm之间。
图2-B表示另一计量装置，它非常适用于使用适度溶解的膦酸盐化合物的熨斗。该装置包括装有弹簧21的柱塞的壳体20，一个承重过滤器22和一个出口23。出口的表面端几乎达到储水腔的底部。橡胶环24用来防止装置的泄漏。密封的计量空间25的容积通常约为10毫升。计量空间部分地注入适度溶解的膦酸盐化合物26。在本实施例中，所述的化合物是氨基三(亚甲基膦酸)的三钙盐或二亚乙基三氨五(亚甲基膦酸)的五钙盐。
当具有如图2-B所示的计量装置的蒸汽熨斗第一次被注入水后，按压柱塞21接着放松。当柱塞回到静止状态，一定量的水被抽进计量空间25，一部分适度溶解的膦酸盐化合物26被溶解在水中直到被抽入的水达到饱和。随后在下一次注入操作时，这部分饱和的水被计量输入储水腔。当柱塞回到静止状态，一定量的新的水被抽入计量装置，被适度溶解的膦酸盐化合物饱和，在下次注入操作时，该饱和的水被计量输入待处理的新水中。
图3是按照本发明的蒸汽熨斗的另一优选实施例的示意剖视图。本图和图1中相应的部件具有相同的标号。在本实施例中，所用的膦酸盐化合物在水中不易溶解。将该化合物放在位于储水腔底部的壳体31中。该壳体包括合成树脂材料的壁面32(例如PMNA)和用合成树脂(例如聚脂)网制成的可渗透水的壁面33，在本实施中，网的网眼尺寸约为150微米，壳体内装有不易溶解于水的膦酸盐化合物的压制的球状颗粒34。利用膦酸盐化合物1-羟基-1，2-亚乙基(1，1-二膦酸)的二钙盐，可获得满意的效果。利用模具将2克左右的该化合物的粉状颗粒在轴向等压条件下压制成的膦酸盐球状颗粒。依据本实施例。在给熨斗注水后，该不易溶解的膦酸盐的一小部分(最多达30ppm)通过可渗透的网溶于水中。
上述三种类型的蒸汽熨斗并对比参考装置均作了大批量的寿命试验。所述的参考装置是不具有减少水垢在供水系统中沉积的装置的蒸汽熨斗，在这些熨斗中，最多进行了120升标准硬水的蒸发。
按照本发明的三种蒸汽熨斗的全部样品都通过了寿命试验。然而，参考装置在蒸发44升水后出现堵塞。对本发明的蒸汽熨斗的直观观察表明在供水系统中基本上没有水垢沉积，而参考装置的供水系统完全堵塞。
权利要求
1.一种蒸汽熨斗，包括一储水腔，一蒸汽室和一将水从储水腔输入蒸汽室的供水系统，所述的熨斗包括减少水垢在供水系统中沉积的装置，其特征在于用于减少水垢沉积的制剂是膦酸盐化合物。
2.如权利要求1所述的蒸汽熨斗，其特征在于所用的膦酸盐化合物在水中易于溶解，并且该熨斗包括一个将该膦酸盐化合物导入储水腔内的计量装置。
3.如权利要求1所述的蒸汽熨斗，其特征在于所用的膦酸盐化合物在水中的溶解度适中，并且该熨斗包括一个将该膦酸盐化合物导入储水腔的计量装置。
4.按权利要求1所述的蒸汽熨斗，其特征在于不易溶于水中的膦酸盐化合物以固体形式存在于储水腔中。
5.按权利要求4所述的蒸汽熨斗，其特征在于固体膦酸盐化合物置于一个具有细网格的网中。
6.按权利要求4或5所述的蒸汽熨斗，其特征在于膦酸盐化合物是一种1-羟基-1，2-亚乙基(1，1-二膦酸)类的化合物(二钙盐)。
全文摘要
描述了一种蒸汽熨斗，包括一储水腔，一蒸汽室和将水以储水腔导入蒸汽室的供水系统。利用膦酸盐化合物作为水垢生成抑制剂，供水系统的堵塞基本上被克服。发现特别是不易溶于水的膦酸盐化合物是最为合适的。
文档编号C02F5/00GK1099442SQ94102760
公开日1995年3月1日 申请日期1994年2月7日 优先权日1993年2月8日
发明者W·H·M·布鲁亨克, J·马拉, O·范德瓦尔, T·L·G·M·蒂森 申请人:菲利浦电子有限公司