熨斗装置和/或与底板成一体的蒸汽室 本发明涉及到包括无线熨斗和支架的熨斗装置，所述熨斗具有底板，所述支架从能源接收能量，当熨斗连接到底板时，所述包括传送装置的装置把所述能量传送到熨斗，以加热所述熨斗。
在本无线熨斗装置中，熨斗包括用于加热底板的电加热元件。支架连接到作为能源的总电源。当熨斗附接在支架时，加热元件是电气连接到电源，以加热底板，在底板中积蓄热能。底板被认为是蓄热器的一种类型。这样就能使用户使用熨斗一定时间，而不用电线将熨斗连接到电源。这种已知装置的缺点是，熨斗附接在支架用以再加热底板的时间期间(称做空闲时间)太短，除此之外，从电源接收的最大有效功率是有限的。最大熨烫时间大约为15秒。用于重整织物的空闲时间等于再加热底板的时间，仅仅只有几秒钟。往往这个时间不足以再充分加热底板。通常用户不能等到达到选定的熨斗底板的温度，因此熨烫在很低的温度进行，这样导致很差的熨烫性能。此外，15秒钟的最大熨烫时间往往太短。用户非常希望有可能熨烫较长的时间期间。
本发明的目的是提供一种无绳熨烫装置，其中无绳熨斗能使用相对长地时间期间，在熨烫操作期间，底板保持足够高的温度，底板再加热需要的时间最小。
本发明提供了一种包括无绳熨斗和支架的熨斗装置，所述熨斗具有底板，所述支架从能源接收能量，所述装置包括传送装置，用于在熨斗附接在支架时，把所述能量传送到熨斗以加热所述底板，其特征在于，支架包括用于积蓄所述能量的装置，当熨斗附接在支架时，所述传送装置传送所述积蓄的能量。
优点是在支架中连续积蓄能量，就是说，在实际熨烫时间和熨斗的空闲时间都积蓄能量，因此在每次熨斗附接到支架时，总是在支架中积蓄有足够的能量，用以把能量传送到熨斗，以便再把底板加热到所需要的温度。就是说，当熨斗附接在支架时，积蓄的能量在相当短的时间就能送到熨斗。为传送积蓄的能量，仅仅需要很短的时间就足够再加热底板，而在已知的无绳熨斗中，需要很长时间把底板再加热到大约相同的温度，因为比如在已知无绳熨斗中的情况，熨斗直接从电源接收能量，在每单位时间有更多的能量传送至熨斗。这样就不依赖于电源的最大有效功率。
在本发明的实施例中，用于积蓄能量的装置包括包含液体的存储容器，所述支架包括加热存储容器中液体的加热装置，所述熨斗具有底板和从存储容器接收所述加热的液体的储存器，所述在储存器中加热的液体与底板热传导接触，用以加热所述底板，两个所述储存器和所述存储容器包括液体的入口和出口管，当熨斗附接在支架时，储存器的存储容器的各自入口和出口可互相连接，所述支架包括泵，用于把液体从存储容器抽到储存器，或者反过来也一样。
由热液体加热底板，而不是用通常的电加热元件来加热底板。每当熨斗附接在支架时，在熨斗中的冷却液体被从支架来的热液体代替。为对所有种类的织物都使用熨斗，就应当可以把底板加热到储存器中的液体需要有的最小温度，即200℃-220℃温度。可以使用多种液体，例如油状液体(例如甘油)。当熨斗附接到支架并已经连接时，热液体从存储容器抽到熨斗中的储存器，而冷却下来的液体从储存器抽回到存储容器。在熨斗附接到支架的较短的空闲时间中就充分与液体交换。在储存器中的液体很快地加热底板，因此熨斗就可直接准备好再使用。在储存器中的液体用作底板的热缓冲剂。在通常较长的熨烫时间期间和空闲时间内，在存储容器中的液体再被加热。
在本发明的优选实施例中，用于积蓄能量的装置包括都包含液体的第一和第二存储室，所述支架包括加热第一或第二存储室中液体的加热装置，所述熨斗具有从存储室中之一接收所述加热的液体的底板和存储器，所述在储存器中加热的液体与底板热传导接触，用以加热所述底板，所述储存器包括用于液体的入口和出口管，所述存储室都具有用于液体的一个连接管，当熨斗放置在支架上时，储存器的入口和出口管可连接到存储室各自的连接管。
在本实施例中不需要泵。存储容器充满液体，在水上面留有空气空间。在蒸汽/空气压力下系统连续地工作。由于在存储容器之间的压力差，就可能使液体从支架到熨斗交换，反过来也一样。在第一存储容器中的液体加热之后，第一存储容器中的压力高于熨斗储存器中的压力，还高于第二存储容器中的压力。由于熨烫过程，在熨斗储存器中的温度降低。当熨斗附连到支架而且已经连接时，使液体从第一存储容器流到储存器，同时使液体从储存器流到第二存储容器。非常迅速地发生交换。在液体交换之后，液体在存储室中瞬间就到达最低温度，液体被加热，直到达到选择的温度为止。下一次熨斗再附连到支架时，液体将被强迫到相反的方向。
当无绳熨斗附连到支架时，熨斗的入口和出口管必需连接到支架的管子。特别是因为液体承受压力，所以，总有可能液体会漏出来。因此，最好是水用作为液体。因为水不污染织物。此外，当水的微滴从系统漏出时，因为水是远超过100℃，所以立刻就蒸发。另外的优点是，水具有优良的热性能。水具有很好的热传导性，与许多其它液体相比，水有较大的比热容量。
在另一个实施例中，积蓄能量的装置包括具有多个磁铁的电机驱动飞轮，所述熨斗具有与底板热传导接触的可磁化板，当熨斗附连到支架时，飞轮的积蓄的旋转能量由于感应被传送到可磁化板，以加热底板。
旋转飞轮包含一定的旋转能量。可以把这种旋转能量传送到熨斗，并转换成热。借助于发生器把旋转能变换成电能并应用电能加热底板来进行。然而，这种解决办法相当昂贵和笨重。较好的解决办法是利用飞轮和底板之间的感应耦合直接把旋转能量变换成熨斗底板中的热。
在另一个实施例中，积蓄能量的装置包括电容器，所述无绳熨斗包括底板和电加热电阻器，电加热电阻器与底板热接触，当熨斗附连到支架时，在电容器积累的电荷经过电导体传送到电阻器加热底板。
在电容器中，可以以电荷形式存储一定的能量。这种电荷非常快地传送到熨斗的电阻器以加热底板，结果使熨斗的充电时间缩短。
在另外的实施例中，熨斗装置的特征在于，当熨斗附连到支架时，积蓄的能量传送到熨斗以加热蒸汽室，而底板是利用通过支架直接从电源接收的电能加热。
熨斗的加热由两个来源产生。蒸汽室利用积蓄的能量加热，而底板利用从电源来的非积蓄的电能加热。对这种实施例，能够大大地减小积蓄的能量容量和尺寸。此外，还能够增加平均蒸汽率。
现在将参考附图，借助几个例子来描述本发明，其中：
图1是表示无绳熨斗附连到支架的熨斗装置的示意图，
图2是图1装置的顶视图，示出了一个实施例，其中支架包括用于以热液体形式积蓄能量的存储容器和用于在存储容器和储存器之间交换液体的泵，
图3-4是图1装置的顶视图，示出了一个实施例，其中支架包括两个以热液体形式积蓄能量的存储容器，使用蒸汽压力进行在存储容器和储存器之间的液体交换，
图5-6表示一个实施例，其中飞轮用作积累能量和感应耦合，把能量传送到熨斗，和
图7表示一个实施例，其中电容器用作积蓄能量。
图1的熨斗装置包括无绳熨斗1和支架2。无绳熨斗能够从支架上取下，也可附连到支架。在支架和熨斗之间的能量传送是通过具有把熨斗连接到支架的耦合片5、6的连接导管3、4进行的。熨斗包括从支架接收积蓄能量的底板7。
在图2所示的第一实施例中，支架包括存储容器8，熨斗包括储存器9，二者充满例如甘油的液体。储存器9包括带有耦合片5a的入口管4a和带有耦合片5b的出口管4b。存储容器8包括带有耦合片6a的出口管3a和带有耦合片6b的入口管3b。每个耦合片具有阀门(未示出)。当熨斗附连到支架时，阀门自动打开。在出口管3a中装有泵11。在存储容器8中液体被电加热元件12加热。电热元件利用电流从电源13接收能量。存储容器8装备有温度自动调节器14。用旋钮15调节存储容器中的液体的温度。
装置的工作如下：
假设将熨斗连到支架，且存储容器8中的温度与储存器9的温度相等。用户想熨烫织物并且从支架上取下熨斗。在熨烫期间，热被传送到织物，因此，底板的温度以及储存器中液体的温度降低。同时，在存储容器8中的液体被加热到由旋钮15设定的预先温度。通常，熨烫时间比加热液体达到要求的温度需要的时间长。一当熨斗由各自的耦合片附连到支架时，热液体就从存储容器8抽到储存器9，而冷液体从储存器被抽回到存储容器。在此抽取期间，仅用去几秒钟，在储存器中的温度是在要求的值上，熨斗准备为下一次熨烫操作。
在加热期间，能利用在泵11和容器的入口管3b之间的小管17来获得存储容器8中液体的循环。在这种小管中流动的限制要比另外的连接管大得多，因此，当熨斗附连到支架时，几乎没有液体流过小管，而当熨斗从支架上取下时，液体就从容器的一侧经过小管循环到容器的另一侧。泵连续地工作。结果，在容器中液体的温度更均匀。
在该实施例中，可能提供带有包含冷液体的另一个存储容器的支架。由于冷存储容器，使熨斗能够冷却得非常快。
图3表示上述实施例的改进型。有两个存储容器8a和8b，每一个都具有由恒温器14a和14b控制的加热元件12a和12b。连接管3c和3d分别用作容器8a和8b中液体的入口和出口管。对使用水的液体，就意味着水在容器中可得到例如大约220℃的温度，在储存器中水压力大约为24巴(bar)。因为可利用在容器中的蒸汽压力差使水从容器到储存器交换，反过来也一样，所以不需要泵。现在，参考简化的图4说明该装置的工作。
假设熨斗1附连到支架2，并且在储存器9中的水大约在熨烫温度，因此，熨斗就准备好使用。容器部分地充满水，在水上方留有一定的空气量。
在两个容器中空气量大约相同，并在操作期间保持相同。只要熨斗附连到支架，容器就借助于储存器互相交换。假定在容器8a中的温度高于容器8b中的温度。熨斗从支架取下，用以熨烫。在一定的熨烫时间之后，由于熨烫过程而使得储存器中的水已经冷却下降，因此，储存器中的压力也已降低。然后，熨斗再附连到支架。在容器8a中的压力高于储存器9中的压力，也高于容器8b中的压力。压力差使水从容器8a流到储存器9，同时冷水从储存器被强迫流进容器8b。所以，在储存器中的冷水被从容器8a来的热水代替。一当水开始流动，蒸汽18的容积和容器8a中的空气就增加，这样就导致压力下降。蒸汽不再饱和，并且水开始沸腾。水就蒸发，直到蒸汽再达到饱和为止。蒸发所需的能量取自在容器8a中的水，这样就导致温度下降。当压力在两个容器中再相等时，水就停止流动。熨斗底板具有所要求的温度，并能再从支架上取下，用以熨烫。现在接通容器8b的加热元件12b。加热容器8b，直到由恒温器1 4b控制的水具有所要求的温度为止。容器8b现在就变成‘热容器’。同时在容器8b中的压力已增加。在容器8b中的水加热之后，在容器8b中的温度和压力高于容器8a的温度和压力。容器8a现在是‘冷容器’。在两个容器中的蒸汽处于饱和。熨斗再附连到支架。当在容器8b中的压力高于容器8a中压力时，水开始从容器8b流进储存器9，并从储存器9再流进容器8a。所以，现在水是反向流动。
如果用户想熨烫并将熨斗附连到支架，而在容器和储存器中的水是室温或总是远低于熨烫温度，容器之一的加热元件(比方说容器8a)就接通。在容器8a中压力和温度就增加，由于压力差，水开始从容器8a流到储存器9，同时冷下来的水从储存器被强迫流到容器8b。在一定时间之后，容器8b被充满(除空气空间外)，但要求的底板温度还未达到。于是，加热元件12a断开而容器8b的加热元件12b接通。容器8b中的水加热并且压力上升。在容器8b中的压力高于容器8a中压力时，水向相反方向流动。这样重复几次，直到达到要求的底板温度为止。因为用户需要更多的时间用于重整被熨烫的织物，所以，如果熨斗离开支架一定时间，也发生加热元件的接通和断开。
在图5所示的第二实施例中，在支架2中容纳飞轮21。飞轮被电机22驱动，从电源23接收能量。旋转的飞轮能够积蓄相当的旋转能量。为把这种能量传送到熨斗，飞轮包括有多个磁铁24，熨斗包括可磁化板25。可磁化板可以是与底板热传导接触的分离板或者是底板本身。磁铁最好排列在飞轮的边缘。利用飞轮和可磁化板之间的感应耦合来传送能量(见图6)。当熨斗附连到支架时，底板正好位于飞轮的上方。在板中感应产生局部振荡磁场。结果是，被感应的涡旋电流抵消在磁场中的强制变化。由于涡旋电流引起的欧姆(电阻)损耗而在底板中产生热。由给出的数据计算表明，基于从飞轮到无绳熨斗的底板的积蓄能量的传送的熨斗装置是可行的。
假设飞轮具有如下数据：
-半径r＝0.06m
-厚度t＝0.02m
材料钢ρ＝8000kg/m3
-速度n＝40,000r.p.m.
-飞轮装有14SmCo磁铁，每个在有效半径reff＝0.045m上具有1cm2
的面积
-磁铁和熨斗板之间的空气间隙：1mm。
从上述数据，能够计算出飞轮的能量容量是：
E＝J*1/2w2＝1/2ρπr4t*1/2w→E≈28KJ
可计算磁铁的速度为：V＝π/60*2πreff≈188m/s
在能量传送到熨斗期间，飞轮速度减少。对飞轮，按惯例不允许速度降低到最大速度的一半以下。如果飞轮的速度从最大速度降低到最大速度的一半，则能量容量就将减少为最大能量的1/4。所以，能传送21KJ。使用麦克斯韦(Max Well)方程式和有限元计算，可计算出，在188m/s速度时，功率传送大约是60KW。在94m/s速度时(最大速度的一半)，传送功率大约是27KW。
从上面计算，很显然，可能将例如至少为20KW的功率传送到熨斗。传送20KW的时间仅仅2秒钟。大多数已知的无绳熨斗具有大约1.4KW功率的加热元件。这就意味着，在15秒的空闲时间期间，有21KJ能传送到熨斗。所以，在非常短的时间期间利用飞轮来传送能量是可能的。
在图7所示本发明的第三实施例中，积蓄能量的装置包括电容器31，当熨斗从支架取下时，该电容器经过整流桥路32从电源33充电。熨斗包括加热底板的电加热电阻器34。当熨斗附连到支架时，电容器通过加热电阻器放电，并且底板被加热，用于下一次熨烫操作。
通常能量供给是电源供给，但是可用任何其它电能供给或集中供给来替换，比如可考虑使用蒸汽供给作为能量供给。
根据本发明，利用从支架来的积蓄能量和使用现在已知的无绳熨斗中的常规加热的组合对底板再加热也是可能的。