EP4031700A1 - Vorrichtung zur montage auf einer inneren umfangsfläche einer waschmaschinentrommel - Google Patents

Vorrichtung zur montage auf einer inneren umfangsfläche einer waschmaschinentrommel

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EP4031700A1
EP4031700A1 EP20761165.8A EP20761165A EP4031700A1 EP 4031700 A1 EP4031700 A1 EP 4031700A1 EP 20761165 A EP20761165 A EP 20761165A EP 4031700 A1 EP4031700 A1 EP 4031700A1
Authority
EP
European Patent Office
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washing machine
washing
machine drum
voltage source
inlet
Prior art date
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Granted
Application number
EP20761165.8A
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English (en)
French (fr)
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EP4031700B1 (de
Inventor
Boray TORUN
Peter Schmiedel
Bent Rogge
Guido Grundmeier
Markus Voigt
Christoph Ebbert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of EP4031700A1 publication Critical patent/EP4031700A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4031700B1 publication Critical patent/EP4031700B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F35/00—Washing machines, apparatus, or methods not otherwise provided for
    • D06F35/003—Washing machines, apparatus, or methods not otherwise provided for using electrochemical cells
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F39/00—Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/02—Devices for adding soap or other washing agents
    • D06F39/024—Devices for adding soap or other washing agents mounted on the agitator or the rotating drum; Free body dispensers

Definitions

  • the invention relates to a device for mounting on an inner circumferential surface of a washing machine drum, comprising a housing, a voltage source and at least one electrode connected to the positive pole of the voltage source and acting as an anode, the device being suitable for converting a mediator species into a bleach-active species by means of electrolysis to activate.
  • a mediator species is understood to mean a substance which is bleach-active in the activated, i.e. oxidized, state. In this state it is also known as a bleach-active species.
  • the invention is in the field of washing machine technology, in particular in the field of household washing machines.
  • a lot of soiling that is relevant to everyday life cannot be removed adequately from textiles using commercially available detergents.
  • Oxidation of the delocalized p-electron system causes the dye to lose its ability to absorb light in the visual spectral range and thus appears colorless. In addition, in some cases the dye can break down into smaller and more water-soluble species.
  • bleach systems are typically used for this purpose which contain a combination of tetraacetylethylenediamine (TAED) and bleaching agents such as sodium perborate or sodium perborate, with TAED acting as an activator of the bleaching agent.
  • TAED tetraacetylethylenediamine
  • bleaching agents such as sodium perborate or sodium perborate
  • Liquid detergents On the other hand, often contain ingredients such as enzymes, dyes and fragrances, which in turn can be attacked and damaged by bleach. This makes it difficult to develop a liquid detergent suitable for domestic use with a potent bleaching effect.
  • EP 31 34 500 B1 discloses the use of certain organic mediator compounds to enhance the cleaning performance of detergents and cleaning agents against soiling, washing or cleaning processes using bleach-active species produced from such mediator compounds, and detergents and cleaning agents which contain the mediator compound.
  • the device according to the invention comprises a housing, a voltage source and at least one electrode connected to the positive pole of the voltage source and acting as an anode, wherein the device can be flowed through by a wash liquor and at least one inlet for introducing wash liquor into the device and at least comprises an outlet for discharging washing liquor from the device.
  • the device is characterized in that the at least one inlet and the at least one outlet are arranged on the device in such a way that, when the device is in use, they lie directly above the inner circumferential surface of the washing machine drum and that the at least one inlet lies in a plane whose When the device is in use, the surface normal extends essentially orthogonally to the axis of rotation of the washing machine drum and that the at least one electrode is arranged within the device in such a way that its longitudinal extent extends essentially parallel to the surface normal of the plane in which the at least one inlet lies.
  • the invention is a device which is provided and suitable for being mounted on an inner peripheral surface of a washing machine drum.
  • it can be retrofitted in existing washing machines.
  • a normal household washing machine can thus be retrofitted in a simple manner with the device according to the invention without further modifications or adaptations.
  • the inner circumferential surface of a washing machine drum is understood to mean the circumferential surface of a washing machine drum facing the laundry to be washed.
  • the at least one electrode generally has a length, a width and a height extension.
  • the longitudinal extension of the at least one electrode is understood to mean the longest of these three dimensions.
  • the device according to the invention comprises its own voltage source and at least one electrode connected to the positive pole of the voltage source and acting as an anode.
  • the mediator molecules On the surface of this anode, when a washing liquor containing a mediator species flows through the device, the mediator molecules are oxidized.
  • the mediator molecules thus oxidized and thus activated are bleach-active and can now in turn oxidize a dye molecule. In doing so, they themselves are returned to the reduced species so that they are available for renewed oxidation on the anode surface.
  • the device according to the invention is characterized in that, due to its special design, it is able to scoop a particularly large amount of washing liquor when the washing machine is in use, which enables particularly efficient convection of the mediator species to the anode surface. In this way, sufficient activation and thus a bleaching effect can be ensured even with small amounts of mediator species.
  • the high efficiency is achieved in the device according to the invention in that the at least one inlet and the at least one outlet are arranged on the device in such a way that, when the device is in use, they are directly above the inner circumferential surface of the washing machine drum and that the at least one inlet for introduction of washing liquor into the device lies in a plane, the surface normal of which extends essentially orthogonally to the axis of rotation of the washing machine drum when the device is in use, the at least one electrode being arranged within the device in such a way that its longitudinal extension is essentially parallel to the surface normal of the Extends plane in which the at least one inlet is located.
  • the opening of the at least one inlet of the device or the surface normal of that surface in which the inlet opening is located always points in the direction of rotation when the washing machine drum rotates.
  • the device mounted on the inner circumferential surface of the washing machine drum can scoop a comparatively large amount of washing liquor from the sump, especially when passing through the sump of washing liquor that collects in the lower area of the washing machine drum during operation of the washing machine, and this scooped washing liquor can then scoop up immediately is guided along the anode extending as an extension of the inlet.
  • one embodiment of the invention provides that the at least one outlet also lies in a plane whose surface normal extends essentially orthogonally to the axis of rotation of the washing machine drum when the device is in use.
  • a device designed in this way makes it possible to ensure sufficient convection of the activated mediator to the textile to be cleaned or of the deactivated mediator to the anode of the device, regardless of the direction of rotation of the washing machine drum.
  • the housing encloses a first receiving space and a second receiving space, the at least one electrode being accommodated in the first receiving space and the voltage source being accommodated in the second receiving space, and the first receiving space being permeable for washing liquor and liquid-tight from the second receiving space is separated.
  • the housing is preferably designed as a dimensionally stable housing made of a non-electrically conductive material.
  • Advantageous materials are, for example, plastics with a low specific weight as well as high strength and impact resistance.
  • the side of the housing facing the inner circumferential surface of the washing machine drum in the inserted position of the device can be convex in order to fit optimally into the curvature of the washing machine drum.
  • the housing can be designed to be largely smooth and free of edges, in order to minimize damage to the item of laundry due to excessive mechanical stress during operation.
  • the device comprises two or more electrodes, each electrode being connected to a pole of the voltage source. At least one electrode of the device is always connected to the positive pole of the voltage source and accordingly acts as an anode.
  • further electrodes can be coated either as anodes or as cathodes.
  • each electrode of the device can be coated as an anode or a cathode.
  • the ratios (number of anodes) / (number of cathodes) and / or (anode surface) / (cathode surface) can in principle be freely selected and can be changed during the electrolysis process.
  • Electrodes connected as cathodes are necessary in order to enable a sufficient counter-reaction to the electrochemical activation reaction at the anode.
  • One or more electrodes of the device can be coated as cathodes. According to a proposal of the invention, however, it is also possible that all electrodes of the device are coated as anodes and the washing machine drum is coated as a cathode by means of appropriate electrical contact with the device according to the invention. In this way it is possible to maximize the anode surface required for the activation of the mediator, since the device according to the invention does not itself have to provide its own cathode surface. In addition, it has been shown that the skinning of the washing machine drum as a cathode has a positive effect on the corrosion resistance and the stability of the material of the washing machine drum.
  • the device according to the invention preferably comprises a mechanism for making electrical contact with the washing machine drum.
  • the electrodes connected as anodes can have various shapes and / or surface properties.
  • the anodes can be designed as flat shapes, for example sheets, or as molded bodies based on a machining or non-machining shape.
  • the surface of the anodes can be designed as a thin layer that is applied to a substrate for example by evaporation or by plasma deposition.
  • the surface of the anodes can be designed as a woolly structure, sponge-like structure and / or on a textile basis, for example as a woven or non-woven knitted fabric.
  • Known surface treatment methods such as roughening, grinding, etching and / or pickling, can be used to enlarge the anode surface.
  • an electrode of the device can be formed in a material identical to or different from the anode or anodes.
  • the size and / or the volume and / or the surface and / or the mass of the cathode can also be identical to or different from the design of the anodes.
  • the at least one electrode can, according to a further proposal of the invention, be designed as a tube through which washing liquor can flow.
  • a tubular configuration of the electrodes offers reaction surfaces both on the inside and on the outside of the tube, so that the activation of the mediator species can take place very efficiently.
  • the tubes can have a circular, elliptical or polygonal cross-section, with several tubes all tubes being able to have the same cross-sectional shape or also different cross-sectional shapes.
  • the tubes can be made of a metallic material.
  • the tubes are arranged such that, when the device is in use, the longest axis of the tubes is aligned essentially orthogonally to the axis of rotation of the washing machine drum. In this way it is possible to efficiently guide the amount of washing liquor scooped by the device when the washing machine drum rotates past the anode surface and thus to bring about sufficient activation of the mediator species.
  • the diameter of the tubes can vary over their length.
  • the diameter of the tubes can be widened in a funnel shape at their end facing the inlet and / or the outlet of the device. This effectively supports the efficient scooping of the washing liquor into the interior of the tubes.
  • a tubular electrode for the purposes of the invention, it is also possible for a tubular electrode to comprise two half-tubes which are connected to the tubular electrode in an electrically non-conductive manner.
  • one half-tube can be coated as an anode and the other half-tube that is electrically separated therefrom can be coated as a cathode.
  • the ion resistance can presumably be minimized.
  • a tubular electrode can be divided in the direction of its longitudinal axis into at least two tubular segments which are each separated from one another by a non-conductive material layer and which can be coated differently.
  • washing liquor In conjunction with an acceleration sensor and a suitable control unit, it can thus be ensured that the washing liquor always first flows through an anode and only then through a cathode, regardless of the direction of rotation of the washing machine drum and thus of the flow direction of the washing liquor through the tubular electrodes. In this way it is possible to maximize the concentration of bleach-active, activated mediator species in the wash liquor.
  • a further embodiment of the invention provides that the at least one electrode designed as a tube comprises an inner cavity or protuberance which is filled with washing liquor during the scooping process in which the device scoops washing liquor from the sump and only at a later point in time of the rotation when the device has clearly moved out of the sump again, it is emptied again.
  • the mean residence time of the scooped washing liquor containing the mediator species on the electrode surface of the device can be extended. This increases the efficiency of the electrochemical process, since the specific yield of activated mediator per rotation is maximized.
  • the device according to the invention comprises at least one sensor for detecting at least one variable selected from conductivity, temperature, state of motion, acceleration and sound.
  • the device preferably also includes control electronics and / or a control unit to which the signals from the at least one sensor are fed and which controls and / or regulates the voltage source as a function of the signals from the sensors.
  • control electronics and / or a control unit to which the signals from the at least one sensor are fed and which controls and / or regulates the voltage source as a function of the signals from the sensors.
  • the device according to the invention can be activated and / or regulated, for example activated and deactivated, via the control unit and / or the control electronics.
  • the device can comprise at least one interface for optical communication and / or acoustic communication and / or radio communication.
  • Operating parameters of the device can be read out and possibly influenced via these interfaces.
  • Optical communication can take place, for example, via infrared and acoustic communication via sound waves.
  • common radio protocols such as WiFi, Bluetooth, ZigBee or Z-Wave can be used.
  • the voltage source of the device is used to act on the electrodes with the potential required for the electrochemical reaction.
  • the amount of the potential difference between the electrodes is between 0V and 5V, preferably between 0.5V and 4.5V, particularly preferably between 1.5V and 3.5V.
  • the polarization can be freely selected.
  • the voltage source is designed in such a way that it can provide the current strength required for the selected potential.
  • the voltage source is designed as a battery or as a rechargeable battery. In the case of a rechargeable battery, this can be removed from the device and, for example, can be charged in a separate, external device, but a direct connection of the device to an external charger can also be provided. In principle, charging can take place via a cable or an inductive process. Alternative known loading mechanisms are also possible.
  • the device comprises a generator.
  • a generator can use the “energy harvesting” principle to convert part of the kinetic energy from the movement of the device with the washing machine drum into electrical energy and thus directly operate the device or charge an energy store.
  • the generator can absorb or pick up the energy by means of a pendulum, a flywheel or a turbine.
  • the device according to the invention comprises its own voltage source, it is intrinsically functional and thus compatible with a large number of commercially available washing machines without having to make certain structural modifications or adaptations to these.
  • the device can comprise control electronics by means of which the voltage can be controlled.
  • This regulation can take place as a function of sensor signals; it can also take place as a function of parameters that are stored in a memory unit or are received via communication interfaces.
  • the voltage can be controlled, e.g. depending on the degree of soiling of the laundry to be cleaned. It can also be regulated which electrodes are wired as anodes or cathodes at what point in time.
  • fastening means are provided with the aid of which the housing of the device can be releasably fastened on an inner circumferential surface of a washing machine drum.
  • the attachment can be done, for example, by gluing with glue, with the help of magnets or with the help of a mechanical tensioning mechanism.
  • An auxiliary element can also be provided, which is first fastened on the inner circumferential surface of the washing machine drum and to which the housing of the device according to the invention is then fastened.
  • any form of fastening can be reversible or irreversible, ie the device can be fastened permanently or only for a limited period of use on the inner circumferential surface of the washing machine drum. Due to the fastening mechanisms mentioned by way of example, the device according to the invention is compatible with a large number of commercially available washing machines and can easily be retrofitted in them.
  • the invention also comprises the use of a device according to one of claims 1 to 15 for activating a mediator species during a washing process on an inner peripheral surface of the washing machine drum of a washing machine.
  • the invention also relates to a method for activating a mediator species during the operation of a washing machine, comprising the steps
  • the device according to the invention and its use and the method provided according to the invention make it possible, due to the particularly simple assembly and applicability, to use the novel bleaching process using a mediator species in commercially available washing machines in a particularly efficient manner by a consumer.
  • FIG. 1 an embodiment of the device according to the invention in a schematic representation
  • FIG. 2 the device from FIG. 1 in a schematic exploded view
  • FIG. 3 a device according to the invention in the inserted position, mounted on an inner circumferential surface of a washing machine drum, in a schematic view.
  • FIGS 1 and 2 show a device according to the invention, designated as a whole by 1, in a schematic representation.
  • the device 1 comprises a housing 2 made of a plastic, which in turn comprises three housing components 2a, 2b and 2c.
  • the housing component 2b is arranged between the housing components 2a and 2c.
  • the device 1 comprises nine inlets 6 for introducing washing liquor into the device 1.
  • the inlets 6 lie in a common plane E formed by the end face 5.
  • the end face 5 is in the embodiment of the device 1 according to the figures 1 and 2 formed by the housing components 2b and 2c.
  • the device 1 has nine outlets, not visible here, for discharging washing liquor from the device 1, with one inlet 6 each being arranged in alignment with an outlet.
  • the housing 2 encloses a first receiving space 3 and a second receiving space 4, the first receiving space 3 and the second receiving space 4 being separated from one another in a liquid-tight manner.
  • the first receiving space 3 is delimited by the housing components 2b and 2c, while the second receiving space 4 is delimited by the housing components 2a and 2b.
  • the housing components 2b thus serve as a liquid-tight partition between the two receiving spaces 3 and 4.
  • the electrodes are designed as tubes with a circular cross-section through which washing liquor can flow and which extend with their longitudinal extent essentially parallel to the surface normal N of the plane E in which the inlets 6 are located.
  • the surface normal N stands orthogonally on the plane E.
  • the electrodes, which are designed as tubes, thus extend within the first receiving space 3 essentially in a direction which is indicated by the arrow R.
  • washing liquor can flow into the first receiving space 3 through the inlets 6.
  • the washing liquor flows along the electrodes at which an electrochemical activation reaction, described in more detail below, occurs.
  • the activated washing liquor is then passed out of the device 1 again from the outlets and is available for the further washing process. Due to the liquid-tight separation between the first receiving space 3 and the second receiving space 4 by the housing component 2b, no washing liquor can enter the second receiving space 4.
  • a voltage source which is also not shown for reasons of clarity, is arranged.
  • the voltage source is here as a battery with a positive pole and a negative pole formed.
  • the electrodes in the first receiving space 3 are connected to the negative or the positive pole of the voltage source via corresponding line connections, with essentially the same number of electrodes being connected to the positive pole as to the negative pole of the voltage source.
  • the line connections are guided through the housing component 2b, the bushings being designed in such a way that no liquid can get from the first receiving space 3 into the second receiving space 4.
  • the electrodes connected to the positive pole of the voltage source act as anodes, while the electrodes connected to the negative pole of the voltage source act as cathodes.
  • control electronics are also accommodated in the second receiving space 4, via which the voltage supplied by the voltage source can be regulated.
  • FIG. 3 shows a device 1 in the deployed position, mounted on an inner circumferential surface 7 of a washing machine drum 8 of a washing machine 9, in a merely schematic view.
  • the device 1 is convex on its outside in the area of the housing component 2a, so that it can be inserted into the curve of a washing machine drum 8 with this housing component 2a.
  • the inlets 6 and also the outlets of the device 1 are arranged in such a way that, when the device 1 is in use, they lie directly above the inner circumferential surface 7 of the washing machine drum 8.
  • the inlets 6 lie in a plane E, the surface normal N of which extends essentially orthogonally to the axis of rotation W of the washing machine drum 8 when the device 1 is in use, as can be seen from FIG.
  • the device 1 is fixedly but detachably fastened with the aid of a mechanical tensioning mechanism on the inner circumferential surface 7 of the washing machine drum 8 and thus moves with the washing machine drum 8 when the washing machine 9 is in operation.
  • the device 1 Due to the special structural design of the device 1, ie in particular due to the inlets 6 located directly above the inner circumferential surface 7 and their arrangement in a plane E, the surface normal N of which extends essentially orthogonally to the axis of rotation W of the washing machine drum 8 when the device 1 is in use
  • the electrodes extending with their longitudinal extension essentially parallel to the surface normal N
  • the device 1 mounted on the inner circumferential surface 7 of the washing machine drum 8 is located in the lower region of the washing machine drum 8 when the washing machine 9 is in operation in particular collecting sump of washing liquor can scoop a comparatively large amount of washing liquor from the sump and this scooped washing liquor is then guided directly along the anodes extending in the extension of the inlets 6.
  • the device 1 scoops a certain amount of washing liquor in a direction of rotation w assumed in FIG. 3, especially when passing through the sump collecting in the lower region of the washing machine drum 8.
  • the washing liquor passes through the inlets 6 into the first receiving space 3 of the device 1 and flows here along the anodes extending as an extension of the inlets 6.
  • the mediator molecules initially present in reduced form in the washing liquor are oxidized at the anodes of the device 1.
  • the washing liquor enriched in this way with oxidized mediator molecules emerges again from the outlets of the device 1.
  • the oxidized mediator molecules can in turn oxidize dye molecules in the wax liquor or on textiles, are therefore bleach-active, and are themselves returned to the reduced species so that they are available again for renewed oxidation.
  • the configuration of the device 1 according to the invention which in the operational position uses the rotation of the washing machine drum (8) to scoop up washing liquor, thus enables particularly efficient convection of the mediator species to the anode surfaces. In this way, sufficient activation of the mediator species and thus a corresponding bleaching effect can be ensured even with small amounts of mediator species.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Montage auf einer inneren Umfangsfläche (7) einer Waschmaschinentrommel (8), umfassend ein Gehäuse (2), eine Spannungsquelle und mindestens eine mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbundene und als Anode wirkende Elektrode, wobei die Vorrichtung (1) von einer Waschflotte durchströmbar ist und mindestens einen Einlass (6) zur Einleitung von Waschflotte in die Vorrichtung (1) und mindestens einen Auslass zur Ausleitung von Waschflotte aus der Vorrichtung (1) umfasst, wobei der mindestens eine Einlass (6) und der mindestens eine Auslass derart an der Vorrichtung (1) angeordnet sind, dass sie in Einsatzlage der Vorrichtung (1) unmittelbar oberhalb der inneren Umfangsfläche (7) der Waschmaschinentrommel (8) liegen und dass der mindestens eine Einlass (6) in einer Ebene (E) liegt, deren Flächennormale (N) sich in Einsatzlage der Vorrichtung (1) im Wesentlichen orthogonal zur Rotationsachse (W) der Waschmaschinentrommel (8) erstreckt und dass die mindestens eine Elektrode innerhalb der Vorrichtung (1) derart angeordnet ist, dass sie sich mit ihrer Längserstreckung im Wesentlichen parallel zur Flächennormalen (N) der Ebene (E) erstreckt, in der der mindestens eine Einlass (6) liegt. Die Erfindung betrifft darüber hinaus die Verwendung einer derartigen Vorrichtung (1) sowie ein Verfahren zur Aktivierung einer Mediatorspezies mittels einer derartigen Vorrichtung (1).

Description

Vorrichtung zur Montage auf einer inneren Umfangsfläche einer Waschmaschinentrommel
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Montage auf einer inneren Umfangsfläche einer Waschmaschinentrommel, umfassend ein Gehäuse, eine Spannungsquelle und mindestens eine mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbundene und als Anode wirkende Elektrode, wobei die Vorrichtung geeignet ist, eine Mediatorspezies mittels Elektrolyse in eine bleichaktive Spezies zu aktivieren.
Unter einer Mediatorspezies wird im Sinne der Erfindung eine Substanz verstanden, die im aktivierten, d.h. oxidierten Zustand bleichaktiv ist. In diesem Zustand wird sie auch als bleichaktive Spezies bezeichnet.
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Waschmaschinentechnik, insbesondere im Bereich der Haushaltswaschmaschinen. Viele alltagsrelevante Verschmutzungen können durch den Einsatz von handelsüblichem Waschmittel nur unzureichend aus Textilien entfernt werden. Hierzu zählen beispielsweise Verschmutzungen, die anthocyanhaltige Farbstoffe (z.B. aus Beeren) oder Farbstoffe der Carotinoid-Gruppe (z.B. aus Möhren und Tomaten), enthalten.
Dabei ist grundsätzlich bekannt, dass die Entfernung der genannten Verschmutzungen durch eine Oxidation des Chromophors der entsprechenden Farbstoffe bewirkt werden kann. Durch eine Oxidation des delokalisierten p-Elektronensystems verliert der Farbstoff die Fähigkeit, Licht im visuellen Spektralbereich zu absorbieren und erscheint somit farblos. Darüber hinaus kann es in einigen Fällen auch zu einer Abbaureaktion des Farbstoffes in kleinere und besser wasserlösliche Spezies kommen.
In festen Waschmitteln werden zu diesem Zweck typischerweise Bleichsysteme eingesetzt, die eine Kombination von Tetraacetylethylendiamin (TAED) und Bleichmitteln wie N atri u m pe rca rbo n at oder Natriumperborat enthalten, wobei TAED als Aktivator der Bleichmittel fungiert. Nachteilig ist hier, dass diese Bleichsysteme vergleichsweise hohe Waschtemperaturen erfordern, um ihre volle Wirkung zu entfalten.
Zudem ist bekannt, dass die Kundenakzeptanz für feste Waschmittel im Allgemeinen niedriger ist als für flüssige Waschmittel. Flüssige Waschmittel hingegen enthalten häufig Inhaltsstoffe wie Enzyme, Farbstoffe und Riechstoffe, die ihrerseits von Bleichmitteln angegriffen und beschädigt werden können. Hierdurch wird die Entwicklung eines für den Hausgebrauch geeigneten flüssigen Waschmittel mit einer potenten Bleichwirkung erschwert.
Im Stand der Technik ist bereits bekannt, dass durch eine elektrochemisch mediierte Bleichreaktion sowohl das Problem der hohen Waschtemperaturen bei festen Waschmitteln als auch die Inkompatibilität des Bleichmittels mit Enzymen und anderen Inhaltsstoffen in Flüssigprodukten umgangen werden kann. Das Prinzip dieses Bleichprozesses kann in der Übertragung einer Oxidationsreaktion an einer Anodenoberfläche einer elektrochemischen Zelle hin zum zu bleichenden Textil gesehen werden. Dabei wird mutmaßlich ein zunächst in reduzierter Form vorliegendes Mediatormolekül an der Anode der elektrochemischen Zelle oxidiert. Diese oxidierte und somit aktivierte Mediatorspezies kann ihrerseits ein Farbstoffmolekül oxidieren, ist also bleichaktiv, und wird dabei selber in die reduzierte Spezies zurückgeführt, so dass sie für eine erneute Oxidation (Aktivierung) zur Verfügung steht. Auf diese Weise ist es möglich, mit einer vergleichsweise geringen Menge an Mediator einen Bleicheffekt zu erzielen, da im Gegensatz zu einem traditionellen System keine dem zu bleichenden Substrat stöchiometrische Einsatzmenge gewählt werden muss. Zusätzlich vermag das Mediatormolekül nur in Verbindung mit einer elektrochemischen Zelle Substrate zu oxidieren. Aus diesem Grund ist keine ungewollte Reaktion an im Waschmittel enthaltenen und oxidationsempfindlichen Bestandteilen, wie beispielsweise den Enzymen, zu erwarten. Darüber hinaus bedarf es, anders als bei einem traditionellen Bleichesystem, beispielsweise auf Basis von TAED und Natriumpercarbonat, keiner erhöhten Waschtemperatur, um den elektrochemischen Prozess ablaufen zu lassen.
Die EP 31 34 500 B1 offenbart die Verwendung bestimmter organischer Mediatorverbindungen zur Verstärkung der Reinigungsleistung von Wasch- und Reinigungsmitteln gegenüber Anschmutzungen, Wasch- beziehungsweise Reinigungsverfahren unter Einsatz aus solchen Mediatorverbindungen erzeugter bleichaktiver Spezies sowie Wasch- und Reinigungsmittel, welche die Mediatorverbindung enthalten.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die geeignet ist, eine Mediatorspezies mittels Elektrolyse in eine bleichaktive Spezies zu aktivieren und die in handelsüblichen Waschmaschinen zum Einsatz kommen kann. Insbesondere ist es auch eine Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung so auszugestalten, dass der Prozess der Elektrolyse möglichst effizient abläuft und die Einsatzmenge an Waschmittel und Mediatorspezies möglichst geringgehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Verwendung gemäß Anspruch 16 und ein Verfahren gemäß Anspruch 17.
Konkrete Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß Patentanspruch 1 umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Gehäuse, eine Spannungsquelle und mindestens eine mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbundene und als Anode wirkende Elektrode, wobei die Vorrichtung von einer Waschflotte durchströmbar ist und mindestens einen Einlass zur Einleitung von Waschflotte in die Vorrichtung und mindestens einen Auslass zur Ausleitung von Waschflotte aus der Vorrichtung umfasst. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der mindestens eine Einlass und der mindestens eine Auslass derart an der Vorrichtung angeordnet sind, dass sie in Einsatzlage der Vorrichtung unmittelbar oberhalb der inneren Umfangsfläche der Waschmaschinentrommel liegen und dass der mindestens eine Einlass in einer Ebene liegt, deren Flächennormale sich in Einsatzlage der Vorrichtung im Wesentlichen orthogonal zur Rotationsachse der Waschmaschinentrommel erstreckt und dass die mindestens eine Elektrode innerhalb der Vorrichtung derart angeordnet ist, dass sie sich mit ihrer Längserstreckung im Wesentlichen parallel zur Flächennormalen der Ebene erstreckt, in der der mindestens eine Einlass liegt.
Mit anderen Worten handelt es sich bei der Erfindung um eine Vorrichtung, die dazu vorgesehen und geeignet ist, auf einer inneren Umfangsfläche einer Waschmaschinentrommel montiert zu werden. Sie kann insbesondere in bereits vorhandene Waschmaschinen nachträglich eingebaut werden. Eine haushaltsübliche Waschmaschine kann so ohne weitere Modifikationen oder Anpassungen auf einfache Weise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nachgerüstet werden.
Unter der inneren Umfangsfläche einer Waschmaschinentrommel wird dabei im Sinne der Erfindung die der zu waschenden Wäsche zugewandte Umfangsfläche einer Waschmaschinentrommel verstanden.
Die mindestens eine Elektrode weist im Allgemeinen eine Längen-, eine Breiten- und eine Höhenausdehnung auf. Unter der Längserstreckung der mindestens einen Elektrode wird die längste dieser drei Ausdehnungen verstanden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine eigene Spannungsquelle und mindestens eine mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbundene und als Anode wirkende Elektrode. An der Oberfläche dieser Anode kommt es bei Durchströmung der Vorrichtung von einer eine Mediatorspezies enthaltenden Waschflotte zur Oxidation der Mediatormoleküle. Die solchermaßen oxidierten und damit aktivierten Mediatormoleküle sind bleichaktiv und können nun ihrerseits ein Farbstoffmolekül oxidieren. Dabei werden sie selber wieder in die reduzierte Spezies zurückgeführt, so dass sie für eine erneute Oxidation an der Anodenoberfläche zur Verfügung stehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie aufgrund ihrer speziellen konstruktiven Ausgestaltung in der Lage ist, in Einsatzlage im Betrieb der Waschmaschine besonders viel Waschflotte zu schöpfen, wodurch eine besonders effiziente Konvektion der Mediatorspezies zur Anodenoberfläche ermöglicht wird. Auf diese Weise kann selbst bei geringen Mengen an Mediatorspezies eine ausreichende Aktivierung und damit Bleichwirkung sichergestellt werden. Die hohe Effizienz wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erreicht, dass der mindestens eine Einlass und der mindestens eine Auslass derart an der Vorrichtung angeordnet sind, dass sie in Einsatzlage der Vorrichtung unmittelbar oberhalb der inneren Umfangsfläche der Waschmaschinentrommel liegen und dass der mindestens eine Einlass zur Einleitung von Waschflotte in die Vorrichtung in einer Ebene liegt, deren Flächennormale sich in Einsatzlage der Vorrichtung im Wesentlichen orthogonal zur Rotationsachse der Waschmaschinentrommel erstreckt, wobei die mindestens eine Elektrode innerhalb der Vorrichtung derart angeordnet ist, dass sie sich mit ihrer Längserstreckung im Wesentlichen parallel zur Flächennormalen der Ebene erstreckt, in der der mindestens eine Einlass liegt. Mit anderen Worten zeigt die Öffnung des mindestens einen Einlasses der Vorrichtung bzw. die Flächennormale derjenigen Fläche, in der die Einlassöffnung liegt, bei Rotation der Waschmaschinentrommel stets in Rotationsrichtung. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die auf der inneren Umfangsfläche der Waschmaschinentrommel montierte Vorrichtung insbesondere beim Durchtritt durch den sich im Betrieb der Waschmaschine im unteren Bereich der Waschmaschinentrommel sammelnden Sumpf an Waschflotte vergleichsweise viel Waschflotte aus dem Sumpf schöpfen kann und diese geschöpfte Waschflotte sodann unmittelbar an der sich in Verlängerung des Einlasses erstreckenden Anode entlanggeführt wird.
Da eine Waschmaschinentrommel während des Betriebs einer Waschmaschine in der Regel mehrfach ihre Rotationsrichtung ändert, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass auch der mindestens eine Auslass in einer Ebene liegt, deren Flächennormale sich in Einsatzlage der Vorrichtung im Wesentlichen orthogonal zur Rotationsachse der Waschmaschinentrommel erstreckt. Durch eine solchermaßen ausgebildete Vorrichtung ist es möglich, unabhängig von der Rotationsrichtung der Waschmaschinentrommel eine ausreichende Konvektion des aktivierten Mediators zum zu reinigenden Textil bzw. des deaktivierten Mediators zur Anode der Vorrichtung sicherzustellen.
Gemäß einem Vorschlag der Erfindung umschließt das Gehäuse einen ersten Aufnahmeraum und einen zweiten Aufnahmeraum, wobei in dem ersten Aufnahmeraum die mindestens eine Elektrode aufgenommen ist und in dem zweiten Aufnahmeraum die Spannungsquelle aufgenommen ist und wobei der erste Aufnahmeraum von Waschflotte durchströmbar und von dem zweiten Aufnahmeraum flüssigkeitsdicht getrennt ist.
Das Gehäuse ist vorzugsweise als formstabiles Gehäuse aus einem nicht elektrisch leitfähigen Material ausgebildet. Vorteilhafte Materialien sind beispielsweise Kunststoffe mit niedrigem spezifischem Gewicht sowie hoher Festigkeit und Schlagfestigkeit.
Durch entsprechende Materialwahl und Größenabmessungen ist es möglich, die Gesamtmasse der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf maximal etwa 1 kg zu begrenzen. Auf diese Weise kann in Schleuderphasen die Entstehung einer Unwucht im Wesentlichen verhindert werden. Zu diesem Zweck ist es auch denkbar, zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen mit ähnlichem Gewicht und synergistischer Funktion auf einander gegenüberliegenden Bereichen der inneren Umfangsfläche der Waschmaschinentrommel zu montieren. Durch diese Maßnahme können Unwuchten weiter minimiert werden.
Die in Einsatzlage der Vorrichtung der inneren Umfangsfläche der Waschmaschinentrommel zugewandte Seite des Gehäuses kann konvex ausgebildet sein, um sich so optimal in die Krümmung der Waschmaschinentrommel einzupassen. Darüber hinaus kann das Gehäuse weitgehend glatt und frei von Kanten ausgebildet sein, um im Betrieb Schäden am Wäscheposten durch übermäßige mechanische Beanspruchung zu minimieren.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung zwei oder mehr Elektroden umfasst, wobei jede Elektrode mit einem Pol der Spannungsquelle verbunden ist. Dabei ist stets mindestens eine Elektrode der Vorrichtung mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden und wirkt dementsprechend als Anode. Darüber hinaus können weitere Elektroden entweder als Anoden oder als Kathoden beschältet sein. Grundsätzlich kann jede Elektrode der Vorrichtung als Anode oder als Kathode beschältet werden. Die Verhältnisse (Anzahl Anoden) / (Anzahl Kathoden) und/oder (Anodenoberfläche) / (Kathodenoberfläche) können grundsätzlich frei gewählt werden und sind während des Elektrolyseprozesses veränderbar.
Grundsätzlich ist das Vorhandensein von als Kathoden beschalteten Elektroden notwendig, um eine ausreichende Gegenreaktion zu der elektrochemischen Aktivierungsreaktion an der Anode zu ermöglichen. Dabei können eine oder mehrere Elektroden der Vorrichtung als Kathoden beschältet sein. Es ist gemäß einem Vorschlag der Erfindung jedoch auch möglich, dass alle Elektroden der Vorrichtung als Anoden beschältet sind und die Waschmaschinentrommel mittels entsprechender elektrischer Kontaktierung zur erfindungsgemäßen Vorrichtung als Kathode beschältet wird. Auf diese Weise ist es möglich, die für die Aktivierung des Mediators erforderliche Anodenoberfläche zu maximieren, da die erfindungsgemäße Vorrichtung selber keine eigene Kathodenfläche zur Verfügung stellen muss. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass sich das Beschälten der Waschmaschinentrommel als Kathode positiv auf die Korrosionsbeständigkeit und die Standfestigkeit des Materials der Waschmaschinentrommel auswirkt.
In demjenigen Fall, in dem die Waschmaschinentrommel als Kathode beschältet ist, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise einen Mechanismus zur elektrischen Kontaktierung der Waschmaschinentrommel.
Die als Anoden beschalteten Elektroden können diverse Formen und/oder Oberflächenbeschaffenheiten aufweisen. So können die Anoden als flächige Formen, z.B. Bleche, oder als Formkörper, basierend auf einer zerspanenden oder nicht zerspanenden Formgebung ausgebildet sein. Die Oberfläche der Anoden kann als Dünnschicht ausgebildet sein, die beispielsweise durch Verdampfen oder durch Plasmaabscheidung auf ein Substrat aufgebracht wird. Alternativ kann die Oberfläche der Anoden als wollige Struktur, schwammartige Struktur und/oder auf textiler Basis, beispielsweise als gewebtes oder nichtgewebtes Gewirke ausgebildet sein. Wesentlich ist in jedem Fall eine für den Prozess der Elektrolyse hinreichende elektrische Leitfähigkeit innerhalb des Materials sowie eine ausreichende Oberfläche für den intensiven Austausch mit der Waschflotte. Zur Vergrößerung der Anodenoberfläche können bekannte Verfahren zur Oberflächenbehandlung, wie beispielsweise Aufrauen, Schleifen, Ätzen und/oder Beizen, eingesetzt werden.
Sofern eine Elektrode der Vorrichtung als Kathode verwendet wird, kann diese in einem der Anode bzw. den Anoden identischen oder hiervon unterschiedlichen Material ausgebildet sein. Auch die Größe und/oder das Volumen und/oder die Oberfläche und/oder die Masse der Kathode kann identisch oder unterschiedlich zur Ausbildung der Anoden sein.
Um die für die Aktivierungsreaktion zur Verfügung stehende Anodenoberfläche zu maximieren kann die mindestens eine Elektrode gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung als von Waschflotte durchströmbare Röhre ausgebildet sein. Eine solche röhrenförmige Ausgestaltung der Elektroden bietet sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite der Röhre Reaktionsfläche, so dass die Aktivierung der Mediatorspezies sehr effizient ablaufen kann. Die Röhren können dabei einen kreisförmigen, elliptischen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen, wobei bei mehreren Röhren alle Röhren die gleiche Querschnittsform oder auch unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen können. Die Röhren können aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sein.
Innerhalb der Vorrichtung sind die Röhren so angeordnet, dass in Einsatzlage der Vorrichtung die längste Achse der Röhren jeweils im Wesentlichen orthogonal zur Rotationsachse der Waschmaschinentrommel ausgerichtet ist. Auf diese Weise ist es möglich, die von der Vorrichtung bei Rotation der Waschmaschinentrommel geschöpfte Menge an Waschflotte auf effiziente Weise an der Anodenoberfläche vorbeizuführen und so eine ausreichende Aktivierung der Mediatorspezies zu bewirken.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Durchmesser der Röhren über ihre Länge variieren. Insbesondere kann der Durchmesser der Röhren an ihrem dem Einlass und/oder dem Auslass der Vorrichtung zugewandten Ende trichterförmig aufgeweitet sein. Hierdurch wird das effiziente Schöpfen der Waschflotte in den Innenbereich der Röhren wirkungsvoll unterstützt.
Es ist im Sinne der Erfindung auch möglich, dass eine röhrenförmige Elektrode zwei Halbröhren umfasst, die elektrisch nicht-leitend zu der röhrenförmigen Elektrode verbunden sind. Dabei kann jeweils eine Halbröhre als Anode und die elektrisch davon getrennte andere Halbröhre als Kathode beschältet sein. Auf diese Weise kann mutmaßlich der lonenwiderstand minimiert werden. In einerweiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann eine röhrenförmige Elektrode in Richtung ihrer Längsachse in mindestens zwei röhrenförmige Segmente unterteilt sein, die jeweils durch eine nichtleitfähige Materialschicht voneinander getrennt sind und die unterschiedlich beschältet werden können. In Verbindung mit einem Beschleunigungssensor und einer geeigneten Steuereinheit kann so gewährleistet werden, dass die Waschflotte unabhängig von der Rotationsrichtung der Waschmaschinentrommel und damit von der Flussrichtung der Waschflotte durch die röhrenförmigen Elektroden immer zunächst durch eine Anode und erst im Anschluss durch eine Kathode strömt. Auf diese Weise ist es möglich, die Konzentration an bleichaktiver, aktivierter Mediatorspezies in der Waschflotte zu maximieren.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die mindestens eine als Röhre ausgebildete Elektrode eine innere Kavität oder Ausstülpung umfasst, welche während des Schöpfvorgangs, in dem die Vorrichtung Waschflotte aus dem Sumpf schöpft, mit Waschflotte befüllt wird und erst zu einem späteren Zeitpunkt der Rotation, wenn die Vorrichtung sich wieder deutlich aus dem Sumpf herausbewegt hat, wieder entleert wird. Auf diese Weise kann die mittlere Verweilzeit der die Mediatorspezies enthaltenden, geschöpften Waschflotte auf der Elektrodenoberfläche der Vorrichtung verlängert werden. Hierdurch wird die Effizienz des elektrochemischen Prozesses gesteigert, da die spezifische Ausbeute an aktiviertem Mediator pro Rotation maximiert wird.
In einer Ausführungsvariante umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens einen Sensor zur Erfassung mindestens einer Größe, ausgewählt aus Leitfähigkeit, Temperatur, Bewegungszustand, Beschleunigung und Klang. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung in diesem Fall auch eine Regelelektronik und/oder eine Steuereinheit, der die Signale des mindestens einen Sensors zugeführt werden und die die Spannungsquelle in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoren ansteuert und/oder regelt. Mit Hilfe derartiger Sensoren ist es möglich, den Beginn und/oder das Ende eines Waschzyklus und/oder weitere charakteristische Zustände während eines Waschzyklus, wie beispielsweise eine Aufheizphase, einen bestimmten Spülgang, die Zugabe von Waschmittel, die Rotationsrichtung der Waschmaschinentrommel etc., zu erkennen. Als Reaktion auf die Signale der Sensoren kann die erfindungsgemäße Vorrichtung über die Steuereinheit und/oder die Regelelektronik angesteuert und/oder geregelt werden, beispielsweise aktiviert und deaktiviert werden.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung mindestens eine Schnittstelle für eine optische Kommunikation und/oder akustische Kommunikation und/oder Funkkommunikation umfassen.
Über diese Schnittstellen können Betriebsparameter der Vorrichtung ausgelesen und gegebenenfalls beeinflusst werden. Dabei kann eine optische Kommunikation beispielsweise über Infrarot und eine akustische Kommunikation über Schallwellen erfolgen. Bei einer Funkkommunikation können gängige Funkprotokolle wie z.B. WiFi, Bluetooth, ZigBee oder Z-Wave zum Einsatz kommen.
Die Spannungsquelle der Vorrichtung dient der Beaufschlagung der Elektroden mit dem für die elektrochemische Reaktion erforderlichen Potential. Dabei beträgt der Betrag der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden zwischen 0V und 5V, vorzugsweise zwischen 0,5V und 4,5V, besonders bevorzugt zwischen 1 ,5V und 3,5V. Die Polarisation kann dabei frei wählbar sein. Die Spannungsquelle ist dabei so ausgebildet, dass sie die für das gewählte Potential erforderliche Stromstärke zur Verfügung stellen kann. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Spannungsquelle als Batterie oder als wiederaufladbarer Akku ausgebildet. Im Falle eines Akkus kann dieser aus der Vorrichtung entnehmbar und beispielsweise in einem separaten, externen Gerät aufladbar sein, es kann jedoch auch ein direkter Anschluss der Vorrichtung an ein externes Ladegerät vorgesehen sein. Grundsätzlich kann die Aufladung dabei jeweils kabelgebunden oder über einen induktiven Prozess erfolgen. Alternative bekannte Lademechanismen sind ebenfalls möglich.
In einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung einen Generator. Ein solcher Generator kann nach dem Prinzip des „Energy Harvesting“ einen Teil der kinetischen Energie aus der Bewegung der Vorrichtung mit der Waschmaschinentrommel in elektrische Energie umwandeln und hiermit unmittelbar die Vorrichtung betreiben oder einen Energiespeicher aufladen. Beispielsweise kann der Generator die Energie mittels eines Pendels, eines Schwungrades oder einer Turbine aufnehmen oder abgreifen.
Da die erfindungsgemäße Vorrichtung eine eigene Spannungsquelle umfasst, ist sie intrinsisch funktionsfähig und somit kompatibel mit einer Vielzahl von handelsüblichen Waschmaschinen, ohne dass an diesen bestimmte bauliche Modifikationen oder Anpassungen vorgenommen werden müssten.
Wie bereits ausgeführt, kann die Vorrichtung eine Regelelektronik umfassen, über welche die Spannung regelbar ist. Diese Regelung kann in Abhängigkeit von Sensorsignalen erfolgen, sie kann auch in Abhängigkeit von Parametern erfolgen, die in einer Speichereinheit hinterlegt sind oder über Kommunikationsschnittstellen empfangen werden. Durch eine Regelung der Spannung kann unter anderem die Aktivität des Bleich prozesses gesteuert werden, z.B. in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad der zu reinigenden Wäsche. Es kann weiterhin geregelt werden, welche Elektroden zu welchem Zeitpunkt als Anoden oder als Kathoden beschältet werden.
Die Umgebung der Spannungsquelle innerhalb des Gehäuses kann durch geeignete flexible Materialien abgepolstert sein, um die Spannungsquelle auf diese Weise vor Erschütterungen und/oder Stößen zu schützen. Gemäß einer Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Befestigungsmittel vorgesehen, mit Hilfe derer das Gehäuse der Vorrichtung auf einer inneren Umfangsfläche einer Waschmaschinentrommel lösbar befestigbar ist. Die Befestigung kann beispielsweise durch Verkleben mittels Kleber, mit Hilfe von Magneten oder mit Hilfe eines mechanischen Spannmechanismus erfolgen. Dabei kann auch ein Hilfselement vorgesehen sein, welches zunächst auf der inneren Umfangsfläche der Waschmaschinentrommel befestigt wird und an dem sodann das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung befestigt wird. Grundsätzlich kann jede Form der Befestigung reversibel oder irreversibel sein, d.h. die Vorrichtung kann dauerhaft oder nur für eine begrenzte Einsatzzeit auf der inneren Umfangsfläche der Waschmaschinentrommel befestigt sein. Durch die beispielhaft genannten Befestigungsmechanismen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer großen Anzahl an handelsüblichen Waschmaschinen kompatibel und kann ohne weiteres nachträglich in diesen montiert werden.
Gemäß Patentanspruch 16 umfasst die Erfindung auch die Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Aktivierung einer Mediatorspezies während eines Waschvorgangs auf einer inneren Umfangsfläche der Waschmaschinentrommel einer Waschmaschine.
Schließlich betrifft die Erfindung gemäß Patentanspruch 17 auch ein Verfahren zur Aktivierung einer Mediatorspezies während des Betriebs einer Waschmaschine, umfassend die Schritte
- Montage einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auf einer inneren Umfangsfläche einer Waschmaschinentrommel der Waschmaschine, derart, dass der mindestens eine Einlass der Vorrichtung in einer Ebene liegt, deren Flächennormale im Wesentlichen orthogonal zur Rotationsachse der Waschmaschinentrommel erstreckt;
- Bereitstellen der Mediatorspezies in der Waschflotte;
- Betreiben der Vorrichtung und der Waschmaschine.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie deren Verwendung und das erfindungsgemäß vorgesehene Verfahren ermöglichen es durch die besonders einfache Montage und Anwendbarkeit, den neuartigen Bleichprozess unter Verwendung einer Mediatorspezies in handelsüblichen Waschmaschinen auf besonders effiziente Weise durch einen Konsumenten anzuwenden.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung;
Figur 2: die Vorrichtung aus Figur 1 in schematischer Explosionsdarstellung; Figur 3: eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Einsatzlage montiert auf einer inneren Umfangsfläche einer Waschmaschinentrommel in schematischer Ansicht.
Figuren 1 und 2 zeigen eine im Ganzen mit 1 bezeichnete erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2 aus einem Kunststoff, welches seinerseits drei Gehäusekomponenten 2a, 2b und 2c umfasst. Die Gehäusekomponente 2b ist dabei zwischen den Gehäusekomponenten 2a und 2c angeordnet.
Die Vorrichtung 1 umfasst im Bereich einer Stirnseite 5 neun Einlässe 6 zur Einleitung von Waschflotte in die Vorrichtung 1. Die Einlässe 6 liegen in einer gemeinsamen, durch die Stirnseite 5 gebildeten Ebene E. Die Stirnseite 5 wird bei der Ausführung der Vorrichtung 1 gemäß den Figuren 1 und 2 von den Gehäusekomponenten 2b und 2c ausgebildet. Auf einer der Stirnseite 5 gegenüberliegenden, in der Darstellung der Figuren 1 und 2 abgewandten Seite weist die Vorrichtung 1 neun hier nicht sichtbare Auslässe zur Ausleitung von Waschflotte aus der Vorrichtung 1 auf, wobei jeweils ein Einlass 6 mit einem Auslass fluchtend angeordnet ist.
Das Gehäuse 2 umschließt einen ersten Aufnahmeraum 3 und einen zweiten Aufnahmeraum 4, wobei der erste Aufnahmeraum 3 und der zweite Aufnahmeraum 4 flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind. Der erste Aufnahmeraum 3 wird von den Gehäusekomponenten 2b und 2c begrenzt, während der zweite Aufnahmeraum 4 von den Gehäusekomponenten 2a und 2b begrenzt wird. Die Gehäusekomponenten 2b dient somit als flüssigkeitsdichte Abtrennung zwischen den beiden Aufnahmeräumen 3 und 4.
In dem ersten Aufnahmeraum 3 sind mehrere Elektroden aufgenommen, die in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Die Elektroden sind als von Waschflotte durchströmbare Röhren mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, die sich mit ihrer Längserstreckung im Wesentlichen parallel zur Flächennormalen N der Ebene E erstrecken, in der die Einlässe 6 liegen. Die Flächennormale N steht orthogonal auf der Ebene E. Die als Röhren ausgebildeten Elektroden erstrecken sich somit innerhalb des ersten Aufnahmeraums 3 im Wesentlichen in einer Richtung, die durch den Pfeil R angedeutet ist. Durch die Einlässe 6 kann im Betrieb der Vorrichtung 1 Waschflotte in den ersten Aufnahmeraum 3 einströmen. Innerhalb des Aufnahmeraums 3 strömt die Waschflotte entlang der Elektroden, an denen es zu einer im Folgenden noch näher beschriebenen elektrochemischen Aktivierungsreaktion kommt. Aus den Auslässen wird die aktivierte Waschflotte sodann wieder aus der Vorrichtung 1 herausgeleitet und steht für den weiteren Waschprozess zur Verfügung. Aufgrund der flüssigkeitsdichten Abtrennung zwischen dem ersten Aufnahmeraum 3 und dem zweiten Aufnahmeraum 4 durch die Gehäusekomponente 2b kann keine Waschflotte in den zweiten Aufnahmeraum 4 eintreten.
In dem zweiten Aufnahmeraum 4 ist eine aus Gründen der Übersichtlichkeit ebenfalls nicht dargestellte Spannungsquelle angeordnet. Die Spannungsquelle ist hier als Akku mit einem positiven Pol und einem negativen Pol ausgebildet. Die Elektroden in dem ersten Aufnahmeraum 3 sind über entsprechende Leitungsverbindungen mit dem negativen bzw. dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden, wobei im Wesentlichen gleichviele Elektroden mit dem positiven Pol wie mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden sind. Die Leitungsverbindungen sind dabei durch die Gehäusekomponente 2b hindurchgeführt, wobei die Durchführungen derart ausgebildet sind, dass keine Flüssigkeit aus dem ersten Aufnahmeraum 3 in den zweiten Aufnahmeraum 4 gelangen kann. Die mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbundenen Elektroden wirken als Anoden, während die mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbundenen Elektroden als Kathoden wirken.
Neben der Spannungsquelle ist in dem zweiten Aufnahmeraum 4 auch eine ebenfalls nicht dargestellte Regelelektronik aufgenommen, über welche die von der Spannungsquelle gelieferte Spannung regelbar ist.
Figur 3 zeigt eine Vorrichtung 1 in Einsatzlage montiert auf einer inneren Umfangsfläche 7 einer Waschmaschinentrommel 8 einer Waschmaschine 9 in lediglich schematischer Ansicht. Wie auch aus den Figuren 1 und 2 zu erkennen ist, ist die Vorrichtung 1 im Bereich der Gehäusekomponente 2a an ihrer Außenseite konvex ausgebildet, so dass sie sich mit dieser Gehäusekomponente 2a in die Rundung einer Waschmaschinentrommel 8 einsetzen lässt. Dabei sind die Einlässe 6 und auch die Auslässe der Vorrichtung 1 so angeordnet, dass sie in Einsatzlage der Vorrichtung 1 unmittelbar oberhalb der inneren Umfangsfläche 7 der Waschmaschinentrommel 8 liegen. Weiterhin liegen die Einlässe 6 in einer Ebene E, deren Flächennormale N sich in Einsatzlage der Vorrichtung 1 im Wesentlichen orthogonal zur Rotationsachse W der Waschmaschinentrommel 8 erstreckt, wie aus Figur 3 zu erkennen ist. Die Vorrichtung 1 ist fest, jedoch lösbar mit Hilfe eines mechanischen Spannmechanismus auf der inneren Umfangsfläche 7 der Waschmaschinentrommel 8 befestigt und bewegt sich somit im Betrieb der Waschmaschine 9 mit der Waschmaschinentrommel 8 mit.
Aufgrund der speziellen konstruktiven Ausgestaltung der Vorrichtung 1 , d.h. insbesondere aufgrund der unmittelbar oberhalb der inneren Umfangsfläche 7 liegenden Einlässe 6 sowie deren Anordnung in einer Ebene E, deren Flächennormale N sich in Einsatzlage der Vorrichtung 1 im Wesentlichen orthogonal zur Rotationsachse W der Waschmaschinentrommel 8 erstreckt und aufgrund der sich mit ihrer Längserstreckung im Wesentlichen parallel zu der Flächennormalen N erstreckenden Elektroden, kann erreicht werden, dass die auf der inneren Umfangsfläche 7 der Waschmaschinentrommel 8 montierte Vorrichtung 1 insbesondere beim Durchtritt durch den sich im Betrieb der Waschmaschine 9 im unteren Bereich der Waschmaschinentrommel 8 sammelnden Sumpf an Waschflotte vergleichsweise viel Waschflotte aus dem Sumpf schöpfen kann und diese geschöpfte Waschflotte sodann unmittelbar an den sich in Verlängerung der Einlässe 6 erstreckenden Anoden entlanggeführt wird. Wird nun die Waschmaschine 9 unter Verwendung einer eine Mediatorspezies enthaltende Waschflotte betrieben, so schöpft die Vorrichtung 1 bei einer in Figur 3 angenommenen Rotationsrichtung w insbesondere beim Durchgang durch den sich im unteren Bereich der Waschmaschinentrommel 8 sammelnden Sumpf eine gewisse Menge an Waschflotte. Die Waschflotte gelangt durch die Einlässe 6 in den ersten Aufnahmeraum 3 der Vorrichtung 1 und strömt hier entlang der sich in Verlängerung der Einlässe 6 erstreckenden Anoden. Die in der Waschflotte zunächst in reduzierter Form vorliegenden Mediatormoleküle werden an den Anoden der Vorrichtung 1 oxidiert. Die solchermaßen mit oxidierten Mediatormolekülen angereicherte Waschflotte tritt aus den Auslässen der Vorrichtung 1 wieder aus. Die oxidierten Mediatormoleküle können nun ihrerseits Farbstoffmoleküle in der Wachflotte oder auf Textilien oxidieren, sind also bleichaktiv, und werden dabei selber in die reduzierte Spezies zurückgeführt, so dass sie für eine erneute Oxidation wieder zur Verfügung steht.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung 1 , welche in Einsatzlage die Rotation der Waschmaschinentrommel (8) zum Schöpfen von Waschflotte ausnutzt, ermöglicht somit eine besonders effiziente Konvektion der Mediatorspezies zu den Anodenoberflächen. Auf diese Weise kann selbst bei geringen Mengen an Mediatorspezies eine ausreichende Aktivierung der Mediatorspezies und damit eine entsprechende Bleichwirkung sichergestellt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zur Montage auf einer inneren Umfangsfläche (7) einer Waschmaschinentrommel (8), umfassend ein Gehäuse (2), eine Spannungsquelle und mindestens eine mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbundene und als Anode wirkende Elektrode, wobei die Vorrichtung (1) von einer Waschflotte durchströmbar ist und mindestens einen Einlass (6) zur Einleitung von Waschflotte in die Vorrichtung (1) und mindestens einen Auslass zur Ausleitung von Waschflotte aus der Vorrichtung (1) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Einlass (6) und der mindestens eine Auslass derart an der Vorrichtung (1) angeordnet sind, dass sie in Einsatzlage der Vorrichtung (1) unmittelbar oberhalb der inneren Umfangsfläche (7) der Waschmaschinentrommel (8) liegen und dass der mindestens eine Einlass (6) in einer Ebene (E) liegt, deren Flächennormale (N) sich in Einsatzlage der Vorrichtung (1) im Wesentlichen orthogonal zur Rotationsachse (W) der Waschmaschinentrommel (8) erstreckt und dass die mindestens eine Elektrode innerhalb der Vorrichtung (1) derart angeordnet ist, dass sie sich mit ihrer Längserstreckung im Wesentlichen parallel zur Flächennormalen (N) der Ebene (E) erstreckt, in der der mindestens eine Einlass (6) liegt.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen ersten Aufnahmeraum (3) und einen zweiten Aufnahmeraum (4) umschließt, wobei in dem ersten Aufnahmeraum (3) die mindestens eine Elektrode aufgenommen ist und in dem zweiten Aufnahmeraum (4) die Spannungsquelle aufgenommen ist und wobei der erste Aufnahmeraum (3) von Waschflotte durchströmbar und von dem zweiten Aufnahmeraum (4) flüssigkeitsdicht getrennt ist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zwei oder mehr Elektroden umfasst, wobei jede Elektrode mit einem Pol der Spannungsquelle verbunden ist.
4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Elektroden der Vorrichtung (1) mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden sind und als Anoden wirken.
5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen Mechanismus zur elektrischen Kontaktierung der Waschmaschinentrommel (8) umfasst.
6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode als von Waschflotte durchströmbare Röhre ausgebildet ist.
7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre einen kreisförmigen, elliptischen oder vieleckigen Querschnitt aufweist.
8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Röhre über ihre Länge variiert.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Röhre an ihrem dem mindestens einen Einlass (6) und/oder dem mindestens einen Auslass zugewandten Ende trichterförmig aufgeweitet ist.
10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens einen Sensor zur Erfassung mindestens einer Größe, ausgewählt aus Leitfähigkeit, Temperatur, Bewegungszustand, Beschleunigung, Klang, umfasst.
11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Steuereinheit und/oder eine Regelelektronik umfasst, der die Signale des mindestens einen Sensors zugeführt werden und die die Spannungsquelle in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoren ansteuert und/oder regelt.
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle als Batterie oder Akku ausgebildet ist.
13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen Generator umfasst.
14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens eine Schnittstelle für eine optische Kommunikation und/oder akustische Kommunikation und/oder Funkkommunikation umfasst.
15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsmittel vorgesehen sind, mit Hilfe derer das Gehäuse (2) der Vorrichtung (1) auf einer inneren Umfangsfläche (7) einer Waschmaschinentrommel (8) lösbar befestigbar ist.
16. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auf einer inneren Umfangsfläche (7) der Waschmaschinentrommel (8) einer Waschmaschine (9) zur Aktivierung einer Mediatorspezies während eines Waschvorgangs.
17. Verfahren zur Aktivierung einer Mediatorspezies während des Betriebs einer Waschmaschine (9), umfassend die Schritte - Montage einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auf einer inneren Umfangsfläche (7) einer Waschmaschinentrommel (8) der Waschmaschine (9), derart, dass der mindestens eine Einlass (6) der Vorrichtung (1) in einer Ebene (E) liegt, deren Flächennormale (N) sich im Wesentlichen orthogonal zur Rotationsachse (W) der Waschmaschinentrommel (8) erstreckt;
- Bereitstellen der Mediatorspezies in der Waschflotte;
- Betreiben der Vorrichtung (1) und der Waschmaschine(9).
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