CN102970913B - 具有等离子体发生器的家用器具及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家用器具（1），其具有容器（4，11，18，22，24）和等离子体发生器（3），所述容器在所述家用器具工作时遭受湿气并且倾向于在家用器具的内表面（29）上形成生物膜，其中，所述等离子体发生器（3）能够产生冷的大气压-等离子体并且距离所述容器（4，11，18，22，24）的倾向于形成生物膜的内表面（29）以小于5cm的间距设置。本发明还涉及一种用于运行所述家用器具的方法。

Description

具有等离子体发生器的家用器具及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种洗碗机、干衣机、洗衣机或洗衣烘干机形式的具有等离子体发生器的家用器具及其运行方法。所述家用器具包括容器，所述容器在所述家用器具运行时遭受湿气并且倾向于在其内表面上形成生物膜。

背景技术

在家用器具、特别是那些里面相对湿的家用器具中存在形成所谓的生物膜、也就是湿覆层的倾向，所述生物膜包含细菌、霉菌或其他微生物。在洗衣机的情况下——所述洗衣机具有用于输入洗涤介质或其他衣物处理介质的冲洗壳——常常产生生物膜，所述生物膜通过其颜色和/或由于臭味形成而让人觉得不卫生。因此应避免或至少这样程度地降低生物膜的形成，使得相应于卫生要求。

为了避免所述问题，用于冲洗壳的材料偶尔配备有灭菌剂。尽管如此，如果不是有规律地机械清洁所述表面，随着时间的推移仍会形成生物膜，因为新细菌会在已经被杀死的细菌上繁殖。另一方法是用杀灭细菌的银离子处理流入的水。但是银离子会与水内物质发生反应。此外，微生物还会从环境空气进入到冲洗壳中。

将臭氧添加到流入的水中可以杀灭存在于冲洗壳中的微生物。析出的臭氧为此可在冲洗壳中分配。但是因为臭氧添加只能在水输入时进行，所以在水中需要相对高的臭氧浓度。但是臭氧在水中的溶解度非常小，因此臭氧的绝大部分气态地进入到冲洗壳中。因为呼吸空气中的臭氧的极限值非常小，所以需要采取大量的安全预防措施，以避免通过排出的臭氧导致健康危险。

此外，在洗碗机或衣物处理器具如洗衣机或干衣机中会出现水性液体，其不能被废物处理掉或者不能马上被废物处理掉，从而使得在此也存在微生物形成和增生的危险。所述水性液体例如可以是在干衣机中出现的冷凝液。

为了进行表面处理并且特别是也为了对表面进行消毒，公开了利用通过高电压产生的等离子体进行处理的方法。

大气压-等离子体是这样一种等离子体，其大致可在大气压力下产生。优点是，可放弃费事的真空技术例泵、室等。这种大气压-等离子体例如用来处理物质的表面，例如用于清洁、活化、涂层或其他改性。大气压-等离子体可分为所谓的冷等离子体、也就是具有典型地小于100℃的气体温度的非热等离子体以及具有更高气体温度的热等离子体。冷等离子体具有的优点是，气体的温度大致等于房间温度或稍高，从而等离子体也被允许较长时间地作用在物质上，而不会损坏所述物质以及特别是所述物质的表面。

例如US 5,637,279 A描述了一种具有介电阻挡放电装置的非热大气压-等离子体，其中，在电极之间存在介电阻挡。通过这种方式产生的等离子体用来为了净化水的目的或者为了对塑料箔进行表面改性的目的产生臭氧。

在文献资料DE 10 2005 032 890 B4、DE 10 2008 018 827 A1和EP2 141 968 A2中描述了所述类型的用于产生等离子体的等离子体发生器。

由CN 2 564 606 Y、JP 2004 065 877 A、EP 1 469 119 A1和KR 20070066334 A公开了具有等离子体的家用器具。在此，CN 2 564 606 Y和EP 1 469 119 A1分别涉及洗衣机，其中，在洗涤水中产生等离子体，以便引起或改善衣物的清洁。在按照KR 2007 0066334 A的干衣机中，等离子体发生器设置在空气导向装置的进入通道中，其中，利用等离子体发生器给流入的空气消毒，以便给衣物消毒。按照JP 2004 065877A的家用器具是洗碗机，在该洗碗机中设置等离子体发生器以便给洗碗机消毒或以便消除细菌。

发明内容

在所述背景下，本发明的任务在于提供一种洗碗机、干衣机、洗衣机或洗衣烘干机形式的家用器具，其更好地杀灭微生物并且提供避免或尽可能消除生物膜的可能性。

本发明的任务通过根据相应独立权利要求的家用器具及其运行方法解决。本发明的优选构型在相应的从属权利要求中给出。本发明方法的优选构型相应于本发明家用器具的优选构型，尽管在其中没有分别单独指出。

由此，本发明的主题是洗碗机、干衣机、洗衣机或洗衣烘干机形式的家用器具，其具有容器和至少一个等离子体发生器，所述容器在所述家用器具工作时遭受湿气并且倾向于在家用器具的内表面上形成生物膜，其中，所述等离子体发生器可产生冷的大气压-等离子体并且距离所述容器的倾向于形成生物膜的内表面以小于5cm、优选小于2cm的间距设置。所述等离子体发生器可设置在一表面上，所述表面位于所述倾向于形成生物膜的内表面对面。这种布置结构的特别的优点在于，直接在应消除生物膜的地方产生等离子体。由此，在待清洁表面的紧附近使空气分子电离。例如在等离子体发生器工作时产生臭氧、氮氧化物、过氧化氢、自由基和UV光。

因为所产生的等离子体由于这个等离子体发生器或这些等离子体发生器的按照本发明的布置已经可在其直接的周围环境中起作用，所以一般没有必要导出所产生的反应性生物杀灭微粒。因此，也没有必要将（必要时通过风扇产生的）空气流引导经过等离子体发生器。

优选这个或这些等离子体发生器面状地构成。替代地也可以的是，多个等离子体发生器并排地设置在一表面上。由此可以的是，在较大的区域上提供连续的生物杀灭气氛，所述生物杀灭气氛可使处于该区域中的表面上的生物膜降低。

在所述家用器具的一个优选的实施方式中，所述等离子体发生器设置在洗衣机或洗衣烘干机的冲洗壳或洗液容器中。

在所述家用器具的另一个优选的实施方式中，所述等离子体发生器设置在用于水性液体的储存容器中。

所述储存容器在此可特别是冷凝液收集容器、软水容器、硬水容器和/或冲洗水储存器。

在干衣机或洗衣烘干机的情况下，所述储存容器优选是用于在干燥湿润空气时出现的冷凝液的冷凝液收集容器。在此，该冷凝液收集容器可以是设置在热交换器下面的冷凝液碗和/或冷凝液储存容器，收集在冷凝液碗中的冷凝液例如可通过泵送而转移到该冷凝液储存容器中。

在洗碗机、洗衣机或以及烘干机的情况下，所述储存容器优选是冲洗水储存器。

因此，在本发明的一个特别优选的实施方式中，所述家用器具是包括洗液容器、衣物滚筒、水输入***和具有洗液泵、程序控制装置和冲洗水储存器的洗液排放***以及在本文中描述的等离子体发生器的洗衣机，所述等离子体发生器距离所述容器的内表面以小于5cm的间距设置。

在一个优选的实施方式中，所述家用器具是洗衣机，该洗衣机优选也具有用于产生除盐水的除盐装置，例如反向渗透计-装置，在其工作时产生除盐水（软水）和加盐水（硬水）。

因此本发明特别是也适合于具有软水容器和/或硬水容器的家用器具。软水容器优选通过除盐装置与水输入***连接。

在洗衣机或洗碗机中消耗的冲洗水暂时储存在冲洗水储存器中，以便然后例如在随后的洗涤过程中使用。特别是来自洗衣机最后一个冲洗过程的消耗水是如此干净，以至于可以毫无问题地代替新鲜水来润湿和洗涤衣物。此外，已经除盐后的、消耗的冲洗水具有的优点是，洗涤剂浓度不必在硬度方面进行适配，因为除盐后的水即使经历了冲洗过程也已经“软”了。由此，消耗的、除盐后的冲洗水作为洗涤水甚至可有利地作为新鲜水。

在软水容器、硬水容器和/或冲洗水容器中可出现微生物并且特别是会形成生物膜，因此安置这里所述的等离子体发生器是非常有利的。

只要等离子体发生器可产生冷的大气压-等离子体，则该等离子体发生器按照本发明就不受限制。此外，术语“等离子体发生器”如本文所使用的那样还包括一个或多个的等离子体发生器。

在一个优选的实施方式中，所述等离子体发生器包括压电陶瓷元件，在所述压电陶瓷元件上能够产生冷的大气压-等离子体。这种类型的适当等离子体发生器在已经提及的文献资料DE 10 2005 032 890B4、DE 10 2008 018 827 A1和EP 2 141 968 A2中已经有所描述。

优选在该实施方式的等离子体发生器中，所述压电陶瓷元件包括初级区域和次级区域，其中，初级区域具有电极，在所述电极上施加交流电压并且由此在次级区域中产生电场，从而使得次级区域周围环境中的气体、特别是空气转化为等离子体。

在所述家用器具的另一优选的实施方式中，所述等离子体发生器包括一第一电极、一电介质和一第二电极。在此，所述电介质优选包括塑料。更优选的是，所述电介质由塑料构成。合适的塑料例如是氟化聚乙烯或聚丙烯。特别合适的是聚四氟乙烯（PTFE）。

所述第二电极优选构造为金属网，其中，在所述等离子体发生器工作时一般在所述网的孔眼中形成等离子体。

在本发明的家用器具的一个优选的实施方式中，所述第一电极和/或第二电极包含铜或由铜构成。

在本发明的家用器具中使用的等离子体发生器可以较小。此外，能耗一般很小。由此常常可将家用器具或蓄电池例如12伏蓄电池的供电网用作所述等离子体发生器的供电装置。此外，所述家用器具可具有用于将电网电压或蓄电池电压转换为所述等离子体发生器的工作电压的附加器件。蓄电池的使用允许即使在家用器具停机时也采用所述等离子体发生器。对于停机时间特别是应理解为下述时间，在所述时间中，家用器具静止、不运行或者没有处于符合规定的运行状态中。

由等离子体发生器产生的等离子体一般包含反应性生物杀灭微粒的复杂混合物，其特别是也包括氧基团。例如，强电场在在17至20kV的电压下在铜质第一电极与作为金属丝格栅存在的第二电极之间（在第一电极与第二电极之间设置聚四氟乙烯构成的电介质）引起大量一般仅仅持续微秒或纳秒的放电，所述放电使得一些空气分子电离。

在一些实施方式中，所述家用器具允许自动消除家用器具内部的微生物以及特别是生物膜。对于此的特别信息对于家用器具的使用者来说是不必要的。

然而所述家用器具也可以包含一显示装置，其显示所述等离子体发生器的运行。所述显示装置可以是视觉和/或听觉的显示装置。

在一个本发明的家用器具例如洗衣机中，一般存在一控制装置，其除了控制清洁程序之外还在等离子体产生的开始和持续时间方面实施等离子体发生器的控制。等离子体发生器一般当没有水在该等离子体发生器旁边经过时工作。控制装置可以在等离子体发生器工作时在显示装置上引起相应的听觉和/或视觉显示。

如果本发明的家用器具是洗衣机，则在其洗液容器中优选设置压力传感器和/或温度传感器。如果存在压力传感器和温度传感器，则它们优选设在洗液容器的下部区域中，从而可测量存在于洗液容器中的水性液体的压力和/或温度。

此外，本发明的主题还包括用于运行洗碗机、干衣机、洗衣机或洗衣烘干机形式的家用器具的方法，所述家用器具具有容器和至少一个等离子体发生器，所述容器在所述家用器具工作时遭受湿气并且倾向于在家用器具的内表面上形成生物膜，所述等离子体发生器能够产生冷的大气压-等离子体并且距离所述容器的倾向于形成生物膜的内表面以小于5cm、优选小于2cm的间距设置，在该方法中，所述等离子体发生器产生冷的大气压-等离子体，所述大气压-等离子体以生物杀灭方式作用在所述容器的倾向于形成生物膜的内表面上，其中，进行所述等离子体的产生和对于所述内表面的作用，而包围所述表面的空气保持稳定。也就是说，在本发明的方法中，等离子体的产生直接在应消除生物膜的地方进行并且不存在用于产生空气流或使包围所述表面的介质流动以分配等离子体或将等离子体输送至待清洁表面的器件。在实施所述方法期间一般不将水性液体导入到容器中。

在所述方法的一个优选的实施方式中，当在本发明方法的框架内产生等离子体时，在显示装置上进行显示。

本发明具有的优点是，能够以简单和非常有效的方式对抗家用器具中的微生物并且特别是可避免或降低生物膜的产生。可避免或消除由此导致的颜色改变和臭味形成。总体上实现了卫生状况的改善。

附图说明

下面借助于附图1和2示出本发明的实施例，在所述实施例中，家用器具是洗衣机。

图1是家用器具、在此构造为洗衣机的第一实施方式的示意性前剖视图，其具有一个软水容器、一个用于加盐后的水的容器（“硬水容器”）和一个用于冲洗水的容器（“冲洗水容器”），这些容器分别具有等离子体发生器。

图2是家用器具、在此构造为洗衣机的第二实施方式的具有等离子体发生器的冲洗壳的放大图。

具体实施方式

在图1的示意图中示出洗衣机的对于本发明重要的部件，在所述洗衣机中可实施下面将要提到的方法。也可考虑其他的实施方式。洗衣机具有洗液容器4，衣物滚筒2可旋转地支承在所述洗液容器中并且可通过驱动马达14驱动，衣物7位于所述衣物滚筒中。特别地成形的衣物携动件34和用于洗液6的汲取装置5有助于用洗液6或用冲洗水6强化地灌涌所述衣物7。洗衣机包括洗液输入***，所述洗液输入***具有用于家用水网8的水接头、可电控的阀9、水输入装置33和通往洗液容器4的输入管路10，所述输入管路通过冲洗壳11进行引导，输入水（新鲜水）可从所述冲洗壳中将处理介质输送到洗液容器4中。在洗液容器4中具有加热装置13。所述阀9以及加热装置13可通过程序控制装置12根据程序运行框图进行控制。为了测量静液压压力p，在洗液容器4中设置压力传感器15。

设置反向渗透计-装置作为用于给水除盐的除盐装置17，其设置在输入阀9与洗液容器4之间、特别是设置在阀9与软水容器24或硬水容器18之间，但是在此通过一个管路在冲洗壳11旁边与洗液容器4连接。在图1所示的第一实施方式中，由于反向渗透计得到部分除盐的水（在本例中称为“软水”），所述部分除盐的水在软水容器24中收集。为此，除盐装置17通过第一软水管路25与所述软水容器24连接。所述软水容器24又通过第二软水管路27与所述洗液容器4连接，从而使得除盐后的水（软水）可如期望的那样输入到洗液容器4中并且从而输入到衣物滚筒2中。在除盐装置17与软水容器24之间设置传导能力传感器19作为用于确定被引导通过除盐装置17的水的盐含量的第一传感器。此外，在该第一实施方式中设置一个通过用于加盐后的水的管路26连接在除盐装置17上的储存容器18，其用于具有较高盐浓度的水。因为在该实施方式中使用的除盐装置17是反向渗透计-装置，所以在此收集除盐时产生的加盐水并且保存起来用于随后的应用，例如用于初始的冲洗过程。

此外，在所示的实施方式中还设置一个冲洗水储存器22，其可储存冲洗衣物时使用的水。所述水（所谓的“冲洗水”）特别是当其涉及的是之前除盐后的并且在冲洗时使用的水的话可被用于随后的洗涤过程。为此，该冲洗水储存器22通过一个管路23（“用于加盐后的水的第一输入管路”）与所述阀9连接，所述阀也控制新鲜水的输入。16表示用于将冲洗水输送到冲洗水储存器22中的泵。

在软水容器24、冲洗水储存器22、硬水容器18、冲洗壳11和洗液容器4中分别设置一个用于在空气中产生冷的大气压-等离子体的等离子体发生器3（为了清楚简明起见没有示出洗液容器4中的等离子体发生器3），由此，由于这些水性液体可能多达几天的存放或者由于湿润空气以及有机化合物例如除垢剂和软化剂不会形成或散播微生物。等离子体发生器3分别与前面提到的容器或冲洗壳的内表面29相距0.5至1.5cm。等离子体发生器3在该实施方式中包括这里未详细示出的铜质第一电极、聚四氟乙烯制造的电介质以及铜质第二电极。

在洗液容器4的下部区域中具有第二传导能力传感器20，利用其可在冲洗后求得冲洗水中的无机和有机物质的含量。为此，可以将寄存在程序控制装置12的存储器中的数据来确定盐或无机和有机物质的类型和浓度与传导能力之间的关系。

为了听觉地和/或视觉地显示正在进行的等离子体产生，在这里所示的特殊实施方式的洗衣机1上具有显示装置21。在该实施方式中，如果不向容器中进行水输入，则等离子体发生器3工作。

图2示出冲洗壳11的放大图，其具有按照本发明的家用器具的第二实施方式的多个等离子体发生器3，所述家用器具在此也构造为洗衣机。在此，等离子体发生器分别包括（这里未详细示出的）一个压电陶瓷元件或第一电极、一个电介质和一个第二电极。等离子体发生器3在此距离冲洗壳11的内表面29分别为约5至10mm，由此可在其上有效地抑制生物膜的形成。水经由一个水输入装置33和多个开口（喷淋装置）32从这里未示出的水供应装置进入到冲洗壳11中并且从该冲洗壳经由一个输入管路10进入到洗衣机的这里未示出的洗液容器中。在将本发明使用在冲洗壳中时的特别的优点是，等离子体发生器3可设置在相对小的空间中，从而使得例如具有多个开口32的壁也可处于通过所述等离子体发生器3产生的无菌气氛中并且在那里产生的生物膜可被消除。也就是说，在这种实施方式中，具有多个开口32的壁也可以距离等离子体发生器3仅仅约10mm。当不进行水输入时，等离子体发生器工作。

附图标记表

1    家用器具

2    衣物滚筒

3    等离子体发生器

4    洗液容器

5    汲取装置

6    洗液

7    衣物

8    家用水网

9    阀

10   输入管路

11   冲洗壳

12   程序控制装置

13   加热装置

14   驱动马达

15   压力传感器

16  泵

17  除盐装置

18  用于加盐后的水的储存容器，硬水容器

19  第一传导能力传感器

20  第二传导能力传感器

21  显示装置

22  冲洗水储存器

23  用于加盐后的水或冲洗水的第一输入管路

24  软水容器

25  第一软水管路

26  用于加盐后的水的第一管路

27  第二软水管路

28  用于加盐后的水的第二管路

29  容器的内表面

30  滚筒的旋转轴线

31  冲洗壳的壳体

32  喷淋装置

33  水输入装置

34  衣物携动件

Claims (17)

1.家用器具(1)，其具有容器(4，11，18，22，24)和等离子体发生器(3)，所述容器在所述家用器具工作时遭受湿气并且具有需清洁掉生物膜的内表面(29)，所述等离子体发生器(3)被构造用于产生冷的大气压-等离子体、也就是大致在大气压力下产生的气体温度小于100℃的非热等离子体，其中，所述家用器具(1)是洗碗机、干衣机、洗衣机或洗衣烘干机，其特征在于，所述等离子体发生器(3)距离所述容器(4，11，18，22，24)的需清洁掉生物膜的内表面(29)以小于5cm的间距设置。

2.根据权利要求1所述的家用器具(1)，其特征在于，所述等离子体发生器面状地构成或者多个等离子体发生器并排地设置在一表面上。

3.根据权利要求2所述的家用器具(1)，其特征在于，所述等离子体发生器(3)设置在洗衣机(1)或洗衣烘干机的冲洗壳(11)或洗液容器(4)中。

4.根据权利要求1所述的家用器具(1)，其特征在于，所述等离子体发生器(3)设置在用于水性液体的储存容器(18，22，24)中。

5.根据权利要求4所述的家用器具(1)，其特征在于，所述储存容器(18，22，24)是冷凝液收集容器、被构造用于接收软水的容器(24)、被构造用于接收硬水的容器(18)和/或冲洗水储存器(22)。

6.根据权利要求2所述的家用器具(1)，其特征在于，所述等离子体发生器(3)设置在用于水性液体的储存容器(18，22，24)中。

7.根据权利要求2所述的家用器具(1)，其特征在于，所述等离子体发生器(3)设置在用于水性液体的储存容器(18，22，24)中，所述储存容器(18，22，24)是冷凝液收集容器、被构造用于接收软水的容器(24)、被构造用于接收硬水的容器(18)和/或冲洗水储存器(22)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的家用器具(1)，其特征在于，所述等离子体发生器(3)包括压电陶瓷元件，在所述压电陶瓷元件上能够产生冷的大气压-等离子体。

9.根据权利要求8所述的家用器具(1)，其特征在于，所述压电陶瓷元件包括初级区域和次级区域，其中，初级区域具有电极，在所述电极上施加交流电压并且由此在次级区域中产生电场，从而使得次级区域周围环境中的气体转化为等离子体。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的家用器具(1)，其特征在于，所述等离子体发生器(3)包括一第一电极、一电介质和一第二电极。

11.根据权利要求10所述的家用器具(1)，其特征在于，所述电介质包括塑料。

12.根据权利要求10所述的家用器具(1)，其特征在于，所述第二电极构造为金属网。

13.根据权利要求10所述的家用器具(1)，其特征在于，所述第一电极和/或第二电极包含铜或由铜构成。

14.根据权利要求1至7中任一项所述的家用器具(1)，其特征在于，所述家用器具(1)具有用于给所述等离子体发生器(3)供电的蓄电池。

15.用于运行家用器具(1)的方法，所述家用器具具有容器(4，11，18，22，24)和等离子体发生器(3)，所述容器在所述家用器具工作时遭受湿气并且具有需清洁掉生物膜的内表面(29)，在该方法中利用所述等离子体发生器产生冷的大气压-等离子体、也就是大致在大气压力下产生的气体温度小于100℃的非热等离子体，其中，所述家用器具(1)是洗碗机、干衣机、洗衣机或洗衣烘干机，其特征在于，所述等离子体发生器(3)距离所述容器(4，11，18，22，24)的需清洁掉生物膜的内表面(29)以小于5cm的间距设置，并且由所述等离子体发生器(3)产生的冷的大气压-等离子体以生物杀灭方式作用在所述容器(4，11，18，22，24)的需清洁掉生物膜的内表面(29)上，其中，进行所述等离子体的产生和对于所述内表面(29)的作用，而包围所述表面的空气保持稳定。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在没有水性液体导入到所述容器(4，11，18，22，24)中时进行等离子体的产生。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在所述家用器具(1)停止运行时进行等离子体的产生。