洗衣方法及應用此類方法的洗衣機的製作方法

2023-05-20 05:49:21 1

專利名稱：洗衣方法及應用此類方法的洗衣機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型洗衣方法和實現該類方法的洗衣機，具體地採用滾筒式洗滌、波輪式漂洗的組合型洗衣模式，屬於機械製造與家電應用設計領域。
背景技術：
目前家用或商用洗衣機的結構類型與洗衣方式有多種，主要可分為波輪式、滾筒式與攪拌式，此外還有日本松下推出的斜滾筒型洗衣機。其他類型的概念式洗衣機，諸如噴流式、電磁式、振動式、高壓式洗衣機、以及真空洗衣機、振動式洗衣機、懸立式雙波輪洗衣機等等，但基本沒有形成市場規模銷售。上述現有洗衣機的洗滌方式包括有，採用新水流、斜滾筒洗滌、手搓式、雙動力、離心三合一、或帶有烘乾功能的洗衣、不用洗衣粉的洗衣、全自動與模糊控制洗衣等，即使採用了納米材料、新型電機、人工智慧等新技術，但分析洗衣機的基本構架仍然是以波輪、滾筒為主，並未從主體結構、功能原理上有所重大突破和進一步地拓展。所謂的波輪式洗衣機，電動機由傳動帶來驅動波輪旋轉，波輪可定時正反旋轉，從而攪動水形成翻滾水流，而衣物在水流的作用下旋轉和接受水流衝擊，實現洗滌的目的。波輪洗衣機由於結構簡單、價格低、省電、洗滌效率高於滾筒式等因素而廣受歡迎。從節水方面看，波輪洗衣機其用水量較多，衣物需要漂浮在水中，水量較少時無法形成衣物的洗滌運動。普通機型每洗滌5kg衣物大約用水為150升左右。另外，對衣物的磨損和纏繞大於滾筒式洗衣機。所謂的滾筒式洗衣機，在洗滌和漂洗過程中轉速較低，其工作原理為旋轉的滾筒把衣物提升到滾筒的最高點，衣物在重力作用下墜落，形成摔打、揉搓、翻滾功效，達到洗衣目的。衣物纏繞差、磨損低，每洗滌5kg衣物大約用水為70升左右，較波輪式洗衣機省水。但滾筒由於轉速不能太高，滾筒充滿度不能太大，造成洗滌時間過長；衣物始終處在滾筒的偏心位置，引起滾筒偏心阻力矩大，電機功率大，致使滾筒洗衣機洗滌時間長、耗電量大。利用離心分離原理在洗衣機上的應用，如在先申請的中國專利95225562.6，名稱是一種梅花瓣式滾筒；中國專利200610070622.7，名稱為球形滾筒洗衣機，球形滾筒可以分兩半球反向
旋轉；日本公司研發的離心「三合一」洗衣機，也稱為「三段洗滌」式洗衣機，主結構類似常規立式波輪洗衣機；其洗滌步驟分為第一段用高濃度洗滌劑在捎高速離心力下快速浸透洗滌；第二段由波輪使衣物進行上下運動的「揉搓洗」;第三段靠強離心力水流使洗滌液穿過被洗衣物，把汙物從衣物中去掉。另外，中國專利200510080134.X，名稱為雙球冠波輪洗衣機，其兩個波輪安裝夾角呈銳角，夾角為60°，二個球冠狀波輪內表面有多條凸楞式葉片用於撥動水流，雙波輪對衣物有翻轉作用，具有波輪洗衣機的洗滌功效；該洗衣機電機輸出軸經離合器、中心齒輪軸、換向齒輪、兩對稱齒輪、波輪外周背面傳動齒輪嚙合兩球冠波輪旋轉；不足之處在於結構複雜，對衣物同樣產生纏繞，甩幹功能不好，傳動哨合齒輪在洗漆液中。綜上所述，現有洗衣機中由於結構特點與洗滌方式的不同而不可避免地存在各自的缺點，難以兼顧洗淨度高與低纏繞的技術難題。有鑑於此，特提出本專利申請。

發明內容
本發明所述的洗衣方法及應用此類方法的洗衣機，其目的在於解決上述現有技術存在的問題而採取滾筒式洗滌、波輪式漂洗的組合型洗衣模式，實現不同速度要求下對衣物的洗滌，從而兼顧高洗淨度與低纏繞的洗衣要求。另一發明目的在於，採用半球形內外筒的整體構造，在便於內筒翻轉洗滌與機械傳動的同時，進一步地降低用水量與省電效果。為實現上述發明目的，所述的洗衣方法主要包括有以下操作步驟:衣物投入到內筒中，洗滌水注入盛水筒、內筒的內部；洗滌階段，內筒在驅動電機的驅動下繞水平軸線旋轉，衣物隨水流在內筒中翻滾洗漆;漂洗階段，內筒翻轉90°後，在驅動電機的驅動下繞垂直軸線旋轉，內筒中有洗滌水注入與排出，內筒在漂洗階段的轉速大於洗滌階段的轉速；脫水階段，內筒在驅動電機的驅動下繞水平軸線或垂直軸線旋轉，洗滌水從內筒中排出；最後，內筒恢復至洗滌階段時的定位狀態。如上述基本設計方案，洗衣原理上實現了波輪與滾筒兩種洗滌方式的分步實現、有機結構。即先在洗滌階段，採取滾筒式洗滌模式。此時內筒為水平定位狀態且轉速降低，內筒旋轉時帶動衣物翻滾到內筒頂部，在衣物自重的作用下墜落、摔打、反覆洗滌；進入漂洗階段後，內筒翻轉90°而轉為豎直定位狀態，此階段採取的是波輪式洗滌模式，即內筒旋轉而帶動洗滌水產生紊流而實現洗滌目的；在甩幹階段，內筒既可以處於水平定位狀態，也可以採取豎直定位狀態，通過內筒高速旋轉而完成甩幹功能。依上述洗衣方法，可分別實現滾筒式洗衣機對衣物纏繞小、磨損度小的特點，同時藉助于波輪洗較高速旋轉狀態下漂洗徹底、洗淨度高的優點，因此在洗滌、漂洗與甩幹的切換過程中實現自動控制、高效洗滌的設計目的。為提高內筒轉速與轉向的控制自由度、以及有利於通過轉速變化而在滾筒式與波輪式洗滌模式之間的切換，可採取如下針對內筒驅動方式的改進:即主軸的一端固定裝配於內筒，另一端直接連接於驅動電機的輸出端。驅動電機提供變頻功率而改變內筒的轉速。基於上述洗滌模式，內筒可以在盛水筒內部實施翻轉，但為了簡化洗衣機內部構造、實現洗滌水與傳動機構等電氣元件更有效的絕緣，可採取內筒與盛水筒同步翻轉的控制方式，即在洗滌過程中，內筒伴隨盛水筒一起沿順時針或逆時針方向翻轉90° ;在盛水筒外部連接一由翻轉電機驅動的傳動機構，以帶動盛水筒沿順時針或逆時針翻轉90°並定位。較為優選的傳動機構是，包括有設置在盛水筒外部的渦輪、與渦輪嚙合並在其端部設置摩擦離合器的渦杆，渦杆由翻轉電機連接並驅動。為進一步地減小洗衣機整機體積、同時也為了便於盛水筒在外殼內部的翻轉操作，所述的內筒、盛水筒具有半球型的外部輪廓，渦輪的整體結構是90°圓弧。在上述設計構思的啟發下，本發明同時提出應用上述洗衣方法的洗衣機結構改進，具體地包括有:外殼，設置於外殼內部的內筒和盛水筒，進水管與排水管分別連通於盛水筒，與現有技術的區別之處在於:內筒一端裝配於盛水筒，其另一端固定連接主軸；主軸與內筒連接端相對的另一端直接連接於驅動電機的輸出端；在盛水筒外部連接一由翻轉電機驅動的傳動機構，以通過盛水筒帶動內筒沿順時針或逆時針翻轉90°並定位。在洗衣機結構的改進中，驅動電機可選擇變頻電動機以直接驅動內筒，內筒的轉速由洗衣機控制系統根據洗衣程序各階段的要求而實現分時段速度變化。即速度分時段有低速下的滾筒式洗滌、中等速度下的波輪式漂洗、高速下的甩幹脫水階段，並且可以實現正反旋轉功能。內筒頂端連接的主軸與驅動電機成為一體，內筒依靠與盛水筒的連接端進行支撐，如內筒底部由短軸鑲嵌在盛水筒的殼上，並用無油潤滑軸瓦支持。盛水筒用來容納洗滌用水與裝配內筒，在其中心安裝有連接驅動電機的主軸，電機直接驅動內筒，電機的外殼與盛水筒相連以用來承受電機的反向扭矩。較為優選的傳動機構是，包括設置在盛水筒外部的渦輪、與渦輪嚙合並在其端部設置摩擦離合器的渦杆，渦杆由翻轉電機連接並驅動。在本發明中結合洗衣階段的不同，盛水筒的筒體定時依靠渦輪渦杆的傳動而翻轉90°，即經摩擦離合器帶動渦杆轉動，渦杆驅動渦輪轉動，當渦輪轉動到一側端點時整個盛水筒(包括內筒)處於水平或垂直位置，翻轉電機停止運轉；反之，翻轉電機反向旋轉，渦杆通過渦輪反向地帶動盛水筒翻轉至另一端點，使之處於垂直或水平位置。採用此類渦輪渦杆式傳動機構，可使盛水筒翻轉平穩、順暢，並且有利於利用反向止推功能而實現盛水筒翻轉至垂直或水平位置後的準確定位。為提高針對傳動機構控制的自動化水平，所述的摩擦離合器具有錐形的、其間套設有彈簧的主從動摩擦面結構；在摩擦離合器的側部，套設一個在通電狀態下用於吸附分離主從動摩擦面的電磁鐵。由錐形摩擦離合器帶動渦杆轉動，當轉動到渦輪的一側端點時(如整個盛水筒處於水平位置)，電磁鐵通電而吸附從動摩擦面脫離主動摩擦面，翻轉電機斷電停止運轉；當整個盛水筒依據洗衣需要而向垂直位置旋轉時，翻轉電機反向旋轉，主動摩擦輪驅動渦杆並帶動渦輪傳動，當達到渦輪另一側端點時，電磁鐵再次通電而吸附從動摩擦面脫離主動摩擦面，翻轉電機斷電，盛水筒穩定地定位於垂直位置。進一步地，所述的內筒、盛水筒具有半球型的外部輪廓，渦輪的整體結構是90°圓弧。本發明可以實現常規波輪式與滾筒式兩種洗衣機的洗滌模式，主體結構選擇為半球型能夠地有效根據洗滌原理而在水平與垂直位置之間切換，運動阻力較小且結構簡單，也有利於洗滌用水量隨洗滌方式的不同而變化。衣物在少水量下的滾筒模式洗滌，大水量下的波輪模式漂洗，通過兩個模式的重複轉換及內筒正反向翻轉，最後實施高速甩幹。為提高承載有配重塊前提下的盛水筒翻轉與旋轉過程中的穩定性，可在外殼內部，盛水筒通過一對支腿安裝於底板；裝配於盛水筒的銷軸插接於支腿，在支腿內部安裝有減震彈簧。如上所述，本發明洗衣方法及應用此類方法的洗衣機具有以下優點:1、具備滾筒式洗滌、波輪式漂洗的組合特點，可兼顧高洗淨度與低纏繞的洗衣要求。2、採用半球形內外筒的整體構造，既便於翻轉洗滌與機械傳動、又可進一步地降低運動阻力。3、在提高洗滌效率的前提下，用水量較小且與省電效果明顯。


現結合以下附圖對本發明做進一步地說明；圖1為所述洗衣機主體剖面結構圖(內筒處於水平位置)；圖2為洗衣機另一主體剖面結構圖(內筒處於垂直位置)；圖3為洗衣機內部的側向結構圖；圖4為半球型內筒結構示意圖；圖5為摩擦離合器的結構示意圖；如圖1至圖5所示，排水管I，渦杆2，渦輪3，內筒4，盛水筒5，主軸6，驅動電機7，進水管8，外殼門9，內筒門10，盛水筒門11，摩擦離合器12，翻轉電機13，外殼14，內筒配重塊15，盛水筒配重塊16，銷軸17，減震彈簧18，支腿19，底板20，託板21，上部葉片22，下部葉片23，電磁鐵24，彈簧25，水平軸線30，垂直軸線31。
具體實施例方式實施例1，所述的洗衣方法主要包括有以下操作步驟:衣物投入到內筒4中，洗滌水注入盛水筒5、內筒4內部；洗滌階段，內筒4在驅動電機7的驅動下繞水平軸線30旋轉，衣物隨水流在內筒4中翻滾洗滌；漂洗階段，內筒4翻轉90°後，在驅動電機7的驅動下繞垂直軸線31旋轉，內筒4中有洗滌水注入與排出，內筒4在漂洗階段的轉速大於洗滌階段的轉速；脫水階段，內筒4在驅動電機7的驅動下繞垂直軸線31旋轉，洗滌水從內筒4中排出；內筒4在脫水階段的轉速大於漂洗階段的轉速；最後，內筒4反向翻轉90°並恢復至洗滌階段時的水平定位狀態。其中，在洗滌過程中，內筒4伴隨盛水筒5—起沿順時針或逆時針方向翻轉90° ;在盛水筒5外部連接一由翻轉電機13驅動的傳動機構，以帶動盛水筒5沿順時針或逆時針翻轉90°並定位。
傳動機構包括有設置在盛水筒5外部的渦輪3、與渦輪3嚙合並在其端部設置摩擦離合器12的渦杆2，渦杆2由翻轉電機13連接並驅動。應用上述洗衣方法的洗衣機，主要包括有外殼14、以及設置於外殼14內部的內筒4和盛水筒5,進水管8與排水管I分別連通於盛水筒5。與現有技術的區別之處在於，內筒4 一端裝配於盛水筒5，其另一端固定連接主軸6 ；主軸6與內筒4連接端相對的另一端直接連接於驅動電機7的輸出端；在盛水筒5外部連接一由翻轉電機13驅動的傳動機構，以通過盛水筒5帶動內筒4沿順時針或逆時針翻轉90°並定位；傳動機構包括設置在盛水筒5外部的渦輪3、與渦輪3嚙合並在其端部設置摩擦離合器12的渦杆2，渦杆2由翻轉電機13連接並驅動。其中，摩擦離合器12具有錐形的、其間套設有彈簧25的主從動摩擦面結構。在摩擦離合器12的側部，套設一個在通電狀態下用於吸附分離主從動摩擦面的電磁鐵24。其他的洗衣機整體結構改進內容是，內筒4、盛水筒5具有半球型的外部輪廓，渦輪3的整體結構是90°圓弧。在外殼14內部，盛水筒5通過一對支腿19安裝於底板20 ；裝配於盛水筒5的銷軸17插接於支腿19，在支腿19內部安裝有減震彈簧18。內筒4的筒壁上有通孔，內部設置有上部葉片22，下部葉片23。主軸6與變頻的驅動電機7直接連接，主軸6與盛水筒5之間用軸瓦配合，內筒4在盛水筒5中也採用軸瓦支撐，保證內筒不同轉速的旋轉要求，並且內筒4與盛水筒5配合而形成一個洗衣功能主體，此主體由兩側支腿15支撐，即可沿銷軸17做1/4圓周翻轉。支腿15內部的減震彈簧16用來緩衝整個洗衣筒體所產生的震動。在託板19上安裝有渦輪渦杆的驅動機構，即翻轉電機13與錐形摩擦離合器12。依據洗滌程序控制，翻轉電機13通電轉動，經過摩擦離合器12帶動渦杆2轉動，渦杆2驅動渦輪3，帶動整個盛水筒進行1/4圓周轉動，實現內桶4水平或垂直位置的變化與定位。渦輪渦杆機構有自鎖功能，到達轉動位置後發揮定位作用。翻轉電機13與渦杆2之間有摩擦離合器12連接，摩擦離合器12為錐形摩擦面結構，摩擦離合器12由彈簧23作用使從動摩擦面與主動摩擦面接觸，傳遞旋轉扭矩。當渦杆2阻力較大時，即渦輪傳動達到側部端點時，兩摩擦面之間允許打滑，翻轉電機13斷電，而電磁鐵22通電，產生磁力吸附從動摩擦面移動，使摩擦離合器12斷開，以切斷翻轉電機13的慣性旋轉，反之亦然。在整個洗衣過程中，內筒2在水平位置時放入衣物(如圖1)，並進行一段時間的低速滾筒式洗滌，洗滌水量相對少，洗滌劑濃度可以提高，便於有效去除衣物上的汙潰，內筒2具有使衣物下落摔打和翻轉功能，實現滾筒式洗滌模式；進入漂洗階段，內筒2旋轉為垂直位置(如圖2)，速度提高，進水量增大，內筒2內部的上、下部葉片攪動水流，形成水波渦流，衣物在水波渦流的作用下，產生波輪式洗滌模式，水量的增加有利於水波渦流和漂洗效果，在控制程序的控制下，可以實現內筒2的正反轉動；
甩幹階段，內筒2為垂直位置，旋轉速度可達到800 1000轉/每分鐘，實現高速甩幹。在本實施例中，外殼14為上圓下柱型結構，一側球面上為衣物取放開口，即上翻式外殼門9 ;而在盛水筒5上也有一個盛水筒門11，也是上翻式蓋門，此門具有水密封要求，門扣關閉時，確保水密封；最內層為半球形內筒門10，內翻式結構，此蓋門上有孔，方便衣物洗漆。本實施例由於實現波輪和滾筒兩種洗滌功能，可實現較高洗淨比，節省時間，低磨損，同時節水節電效果明顯。如上所述，結合附圖和實施例所給出的方案內容，可以衍生出類似的技術方案。但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據上述技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍。
權利要求
1.一種洗衣方法，其特徵在於:包括有以下操作步驟， 衣物投入到內筒(4)中，洗滌水注入盛水筒(5)、內筒(4)內部； 洗滌階段，內筒(4)在驅動電機(7)的驅動下繞水平軸線(30)旋轉，衣物隨水流在內筒⑷中翻滾洗滌； 漂洗階段，內筒(4)翻轉90°後，在驅動電機(7)的驅動下繞垂直軸線(31)旋轉，內筒(4)中有洗滌水注入與排出，內筒(4)在漂洗階段的轉速大於洗滌階段的轉速； 脫水階段，內筒(4)在驅動電機(7)的驅動下繞水平軸線(30)或垂直軸線(31)旋轉，洗滌水從內筒⑷中排出； 最後，內筒(4)恢復至洗滌階段時的定位狀態。
2.根據權利要求1所述的洗衣方法，其特徵在於:主軸￠)的一端固定裝配於內筒 (4)，另一端直接連接於驅動電機(7)的輸出端； 驅動電機(7)提供變頻功率而改變內筒(4)的轉速。
3.根據權利要求1所述的洗衣方法，其特徵在於:在洗滌過程中，內筒(4)伴隨盛水筒(5)—起沿順時針或逆時針方向翻轉90° ; 在盛水筒(5)外部連接一由翻轉電機(13)驅動的傳動機構，以帶動盛水筒(5)沿順時針或逆時針翻轉90°並定位。
4.根據權利要求3所述的洗衣方法，其特徵在於:所述的傳動機構包括有，設置在盛水筒(5)外部的渦輪(3)、與渦輪(3)嚙合並在其端部設置摩擦離合器(12)的渦杆(2)，渦杆(2)由翻轉電機(13)連接並驅動。
5.根據權利要求2、3或4所述的洗衣方法，其特徵在於:所述的內筒(4)、盛水筒(5)具有半球型的外部輪廓，渦輪(3)的整體結構是90°圓弧。
6.應用如權利要求1至5所述洗衣方法的洗衣機，包括有外殼(14)、以及設置於外殼(14)內部的內筒⑷和盛水筒(5)； 進水管(8)與排水管(I)分別連通於盛水筒(5)，其特徵在於: 內筒(4) 一端裝配於盛水筒(5)，其另一端固定連接主軸(6)； 主軸(6)與內筒(4)連接端相對的另一端直接連接於驅動電機(7)的輸出端； 在盛水筒(5)外部連接一由翻轉電機(13)驅動的傳動機構，以通過盛水筒(5)帶動內筒(4)沿順時針或逆時針翻轉90°並定位。
7.根據權利要求6所述的洗衣機，其特徵在於:所述的傳動機構，包括設置在盛水筒(5)外部的渦輪(3)、與渦輪(3)嚙合並在其端部設置摩擦離合器(12)的渦杆(2)，渦杆(2)由翻轉電機(13)連接並驅動。
8.根據權利要求7所述的洗衣機，其特徵在於:所述的摩擦離合器(12)具有錐形的、其間套設有彈簧(25)的主從動摩擦面結構； 在摩擦離合器(12)的側部，套設一個在通電狀態下用於吸附分離主從動摩擦面的電磁鐵(24)。
9.根據權利要求6、7或8所述的洗衣機，其特徵在於:所述的內筒(4)、盛水筒(5)具有半球型的外部輪廓，渦輪(3)的整體結構是90°圓弧。
10.根據權利要求9所述的洗衣機，其特徵在於:在外殼(14)內部，盛水筒(5)通過一對支腿(19)安裝於底板(20)；裝配於盛水筒(5)的銷軸(17)插接於支腿(19)，在支腿(19)內部安裝有減震彈簧 (18)。
全文摘要
本發明所述的洗衣方法及應用此類方法的洗衣機，採取滾筒式洗滌、波輪式漂洗的組合型洗衣模式，實現不同速度要求下對衣物的洗滌，從而兼顧高洗淨度與低纏繞的洗衣要求。洗衣方法包括有以下步驟，衣物投入到內筒中，洗滌水注入盛水筒、內筒的內部；洗滌階段，內筒在驅動電機的驅動下繞水平軸線旋轉，衣物隨水流在內筒中翻滾洗滌；漂洗階段，內筒翻轉90°後，在驅動電機的驅動下繞垂直軸線旋轉，內筒中有洗滌水注入與排出，內筒在漂洗階段的轉速大於洗滌階段的轉速；脫水階段，內筒在驅動電機的驅動下繞水平軸線或垂直軸線旋轉，洗滌水從內筒中排出；內筒恢復至洗滌階段時的定位狀態。
文檔編號D06F37/02GK103147258SQ20121053346
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者陳建國 申請人:青島科技大學