CN100336961C - 一种波轮式洗衣机及其洗涤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波轮式洗衣机，包括一洗涤桶、两个套装在一起且同轴线的置于洗涤桶桶底的内波轮和外波轮、以及使内、外波轮反向转动的驱动装置，该驱动机构包括动力源和一能够产生双向驱动的传动机构，该传动机构包括两个动力输出端，其一端通过内波轮轴与内波轮固定连接，另一端通过外波轮轴与外波轮连接，外波轮轴可转动的套装在内波轮轴上，所述内、外波轮与洗涤桶同为水平设置，且内波轮与外波轮之间、外波轮与洗涤桶内壁之间均为盈配合，洗涤时内波轮转速大于外波轮转速。本发明还涉及一种波轮式洗衣机的洗涤方法，其通过套装在洗涤桶底部的两个动力波轮的反向转动实现对衣物的洗涤，洗涤时，内波轮转速大于外波轮转速且两个波轮的转动方向进行周期性的交替变化。采用上述波轮式洗衣机及其洗涤方法，不但使洗涤桶内水流对衣物的手搓效果更好，还通过加强衣物的翻转，极大降低了缠绕，洗净比高。

Description

一种波轮式洗衣机及其洗涤方法

技术领域

本发明涉及一种波轮式洗衣机，尤其涉及一种波轮式的单、双桶洗衣机。

本发明还涉及一种波轮式洗衣机的洗涤方法，尤其涉及一种上述波轮洗衣机的洗涤方法。

背景技术

传统的波轮式洗衣机的洗涤通常是利用一搅拌装置(如波轮)带动水流进行周期性的正反转实现的，但这种只有一个搅拌装置单方向转动的洗涤方式由于水流形式单一、桶中衣物在涡流的作用下很容易缠绕在一起，不但洗净比低还易造成缠绕部位的磨损。

为了解决上述问题，中国发明专利申请公开说明书CN2636539Y针对套桶式洗衣机公开了一种双动力洗衣机。该发明中，洗衣机的内桶也配置了动力传动机构，洗涤时，内桶和搅拌装置在各自动力的带动下作相反方向转动。这样，在内桶中，内侧有波轮产生的涡流，外侧有内桶产生的反方向的另一个涡流，两个涡流因方向不同而对洗涤物产生了犹如手搓的揉搓效果。不但提高了洗净比，还减少了衣物缠绕。但这种由双动力驱动装置分别驱动内桶和搅拌装置反方向旋转的洗涤方式却不适合在普通的单、双桶洗衣机中使用。因为目前的此两种洗衣机的洗涤桶多采用制造工艺简单、成本低、震动小的单层结构，这种单层结构的洗涤桶与壳体做成一体，是无法旋转的。所以目前此种洗衣机仍然采用单动力、单波轮的洗涤方式，也就无法克服较低的洗净比和较为严重的缠绕、磨损问题。作为此两种洗衣机的主要消费市场的农村，消费者的衣物比较脏，经常有衣物机洗不干净的抱怨。

针对上述问题，中国发明专利申请公开说明书CN1182814A公开了一种“波轮式连续工作洗衣机”。该洗衣机的主要特征是：在洗涤桶底部设有波纹和搅拌装置，其搅拌装置包括两个大小不同的波轮并斜置在洗衣桶底部，两波轮轴分别固定在波轮轴上，其波轮轴的下端各固定一个槽轮与电机连接，其中一个槽轮与电机之间加装了换向器。该洗衣机的洗涤方式是：当电机旋转时，由于换向器的作用，两槽轮相对转动，进而形成两波轮的反向转动；此时波轮上方的水受波轮下反水及离心力的作用向下运动，随着水流的运动，衣物不断接触洗涤桶底部的波纹进行揉擦洗涤，从而达到洗涤的目的。

该发明虽然通过双波轮的反向旋转设置使衣物的缠绕问题得到了一定的解决，并使洗净比有所提高，但依然存在如下问题：

1.由于两波轮是斜置在洗涤桶底部，犹如混凝土的搅拌一样其洗涤过程主要通过从洗涤桶一侧到另一侧的斜向翻转水流来实现揉擦洗涤，所以本发明的两波轮斜向设置更多的是通过加强衣物的翻转与增大波轮的面积来提高水流对衣物的洗涤效果，并没能使洗涤桶内的整个高度上有效的形成一个洗涤效果更好的手搓水流区，洗涤效果的提高有限。

2.波轮的偏置使洗衣机洗涤时，容易造成洗衣机的震动，所以洗衣机需要较好的平衡设置。

3.本发明中没有对整个波轮的面积与洗涤桶底部的面积加以限定，而当整个波轮的面积占桶底的面积很小时，其搅拌能力会明显不足，根本无法实现其很好的洗涤效果。

4、本发明中没有对内、外波轮的转速大小加以限制，而假若内波轮转速小、外波轮转速大，虽然桶内也会由于内、外波轮的反向旋转形成一定的手搓效果，但由于内波轮转速小、外波轮转速大，洗涤桶的近壁侧水流会在外波轮的作用下，沿桶壁上升，然后进入中间区，并由上到下流向内波轮。由于外波轮使近壁侧的外围水流沿桶壁向上流动，其提供给水流的力需要同时克服桶壁的摩擦力和内部水流的粘制力；另外，由于桶中央从上向下的回流，内波轮转动时所受的阻力大，另外也容易造成衣物在桶中央形成缠绕。所以当内、外波轮以这样的方式旋转时，洗净比并没有什麽提高甚至还会降低，对防止衣物缠绕的能力非常有限。

5.换向器仅可理论上可行，当用来控制波轮周期性的正反转时，可靠性很差，且传动机构复杂，占用空间大，很难安装。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够真正实现手搓效果好、缠绕轻、洗净比高、震动小的波轮式洗衣机及其洗涤方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种波轮式洗衣机，其包括洗涤桶、两个套装在一起且同轴线的置于洗涤桶桶底的内波轮和外波轮、以及使内、外波轮反向转动的驱动装置，该驱动机构包括动力源和一能够产生双向驱动的传动机构，该传动机构包括两个动力输出端，其一端通过内波轮轴与内波轮固定连接，另一端通过外波轮轴与外波轮连接，其特征在于：所述内、外波轮与洗涤桶同为水平设置，且内波轮与外波轮之间、外波轮与洗涤桶内壁之间均为盈配合，洗涤时内波轮转速大于外波轮转速。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种波轮式洗衣机的洗涤方法，其通过套装在洗涤桶内底部的两个动力波轮的反向转动实现对衣物的洗涤，洗涤时，内波轮转速大于外波轮转速，且两个波轮的转动方向进行周期性的交替变化。

当两波轮与洗涤桶底部同为水平布置，内波轮在洗涤桶内部高速旋转、外波轮在近洗涤桶的外围低速反方向旋转时，外波轮会在近壁侧产生V形水流，而中间的内波轮可在洗涤桶中央产生与V形水流方向不同的上鼓水流，由于两个旋转水流的方向不同，这样不但在洗涤桶中产生一个具有手搓效果的手搓水流区外，还可在洗涤桶中央产生一个上鼓水流。这样洗涤衣物不但在水平方向上有被手搓的效果，还能使衣物在洗涤桶中形成沿洗涤桶中心由下向上、由内向外最后再沿桶壁侧由上向下的翻腾效果，这样不但提高了洗净比，还利用洗涤桶中间的向上翻腾水流很好的解除洗涤桶中间处的衣物缠绕；另外内、外波轮之间、外波轮与洗涤桶内壁之间的盈配合既保证了转动部件的安全，又能使波轮与水流的接触面积更大，作用力更强，洗涤效果更好。

为了获得更好的洗涤效果，可对本发明波轮式洗衣机再进行如下的改进：

使内、外波轮的转速比在10∶1到1∶1之间，如果这个转速比过小，在洗涤桶中间难以形成对衣物如手搓般的手搓水流区；

使内、外波轮的外径比进一步限定在1∶2到1∶5之间，如果这个比例太大，搓洗区偏离桶心太远，桶中心的衣物搓洗效果弱；如果这个比例太小，搓洗区离桶中心太近，搓洗区域太小，靠近桶壁侧的衣物的搓洗效果差，这两种结果都会使洗净比降低；

作为上述方案的进一步改进，外波轮外表面与内波轮外表面在其结合处平滑过渡。

作为内、外波轮的一种实施例，内、外波轮都为盆形。

作为内、外波轮的另一种实施例，外波轮为桶形，内波轮为盘形。

作为内、外波轮的再一种实施例，外波轮为桶形，内波轮为一搅拌式波轮，内波轮的中央突起高度比洗涤桶的最大水位最少低20cm。

对于上述形式的内、外波轮，其裸露于水侧的外表面分别均匀的设有至少3个的矩形凸肋，该凸肋沿着径向方向形成在两个波轮的内沿于外沿之间。该凸肋高度在8mm到20mm之间。

作为本发明传动机构的进一步优化，该传动机构为一减速器，该减速器内具有使内波轮转速大于外波轮转速的齿轮结构。

作为本发明的洗涤方法进一步改进，内、外波轮的转速比在10∶1到1∶1之间。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1是本发明一双桶洗衣机的主剖视图；

图2是本发明一双桶洗衣机的俯视图；

图3是本发明的内、外波轮的转速比与洗净比的关系曲线；

图4是本发明的内、外波轮的外径比与洗净比的关系曲线；

图5是本发明的内、外波轮的凸肋高度比与洗净比的关系曲线；

图6是本发明的减速器的齿轮结构的工作原理图；

图7是本发明的减速器的剖视图；

图8是CN1182814A对比文件中波轮式连续工作洗衣机的洗涤桶部分的剖视图。

具体实施方式

在现有技术中公开号为CN1182814A的申请文件中，虽然已经提出了一种采用双波轮的洗衣机及其利用双波轮反向转动的洗涤方法，但是本发明没有给出对洗衣机洗涤效果影响非常大的双波轮尺寸关系、位置关系、转速关系，而这些关系对洗衣机采用双波轮能否实现好的洗涤效果是至关重要的，如果这些参数没有在合理的范围内，很难实现发明所期望的效果。本发明在现有技术的基础上，通过实验分析与研究发现，从双波轮与洗涤桶之间的相对关系以及两个双波轮之间的转速关系、尺寸关系、形式配合等方面提出实现洗涤效果好、缠绕小、洗净比高的波轮式洗衣机及其洗涤方法。

如图1，图2所示，本发明波轮式洗衣机，包括洗涤桶1、两个套装在一起且同轴线的置于洗涤桶桶底的内波轮2和外波轮3、以及使内、外波轮反向转动的驱动装置4，该驱动装置包括动力源5和一能够产生双向驱动的传动机构6，该传动机构6包括两个动力输出端，其一端通过内波轮轴7与内波轮2固定连接，另一端通过外波轮轴8与外波轮3连接，所述内、外波轮2、3与洗涤桶1同为水平设置，且内波轮2与外波轮3之间、外波轮3与洗涤桶内壁之间均为盈配合，洗涤时内波轮转速大于外波轮转速。

所谓盈配合，是指两部件之间的配合既可保证相对自由转动，又不致衣物、钮扣等物夹进其配合间隙。当内波轮2与外波轮3之间、外波轮3与洗涤桶1之间采用这样的配合方式后，波轮的外表面积达到最大，且能保证转动部件的安全。

如图1所示，当采用上述方案的波轮式洗衣机洗涤时，外波轮3在洗涤桶1的外围产生V形水流，而内波轮在洗涤桶1的内部产生与V形水流方向不同的上鼓水流，这样由于内、外波轮的旋转方向不同，会使洗涤桶中央沿着桶高度方向产生一个具有手搓效果的手搓水流区外。同时由于内波轮产生的上鼓水流，还使衣物在洗涤桶中形成于再洗涤桶中心由下向上、由内向外最后再沿桶壁侧由上向下的翻腾效果，这样不但利用手搓水流区对衣物实现很好的手搓效果，还可利用洗涤桶中间的向上翻腾水流有效的解除了洗涤桶中间处的衣物缠绕；另外，内、外波轮之间、外波轮与洗涤桶内壁之间的盈配合既保证了转动部件的安全，又能使波轮与水流的接触面积更大，作用力更强，洗涤效果更好。通过我们研究发现，本发明与CN1182814A对比文件中波轮式连续工作洗衣机在同等条件下，洗净比会提高3％到7％，而缠绕问题基本解决。

另外，通过我们的进一步研究还发现：

如图3所示，内、外波轮的定转速比在10∶1到1∶1之间时，其洗净比较高；

如图4所示，内、外波轮的外径比在1∶2到1∶5之间时，其洗净比较高。

作为上述方案的进一步优化，外波轮外表面与内波轮外表面在其结合处平滑过渡，即外波轮的内周边与内波轮的外周边处于同一水平面。

为进一步增强双波轮对衣物的洗涤效果，内、外波轮的形状可采用现有技术中的以下形式配合：

一种实施例为：内、外波轮同为盆形，内波轮置于外波轮盆形凹腔内；

另一种实施例为：外波轮为桶形，内波轮为盘形，内波轮嵌入在外波轮的桶形凹腔内。

再一实施例是外波轮为桶形、内波轮为一搅拌式波轮。该搅拌式波轮可为一帽式波轮或手搓式波轮。为避免突起过高对衣物产生缠绕，内波轮2的中央突起高度最好低于洗涤桶的最高水位20cm-50cm。

为增大波轮对水流的搅拌力，在内、外波轮裸露于水侧的外表面还可进一步均匀的设置至少3个矩形凸肋，该凸肋由波轮内沿沿着波轮外表面径向的延伸到波轮外沿，径向的形成在两个波轮的内沿与外沿之间。当然，类似的波轮凸肋也可以在本领域技术人员可以理解的范围内进行变化，这些变化都不脱离本发明的主旨。如图5所示，当凸肋的高度在8mm到20mm之间，洗净比较高。

当内、外波轮采用这样的方式组合时，我们发现相对普通式的波轮组合，该洗衣机的洗净比会有1％到2％的提高。

当然内、外波轮还可采用其他的形式、结构来提高洗涤效果，但无论采用何种形式与结构，只要内、外波轮采用盈配合的方式套装在一起，不论内、外波轮的具体构造如何，都属于我们的保护范围之内。

实际设计中，我们经常把内、外波轮的形状、内、外波轮的相对转速大小及内、外波轮的相对尺寸放在一起综合考虑，来获得一个较佳的洗净比。下面我们利用图表给出上述三种波轮形式下的转速关系、尺寸关系的几种最佳实施例。

表1：当内、外波轮同为盆形时：

表2：当外波轮为桶形，内波轮为盘形时：

表3：当外波轮为桶形，内波轮为搅拌式：

使内、外波轮在洗涤时反向转动的驱动装置包括动力源和一能够产生两个相反动力的传动机构。该动力源通常采用电机，该传动机构可是一种利用换向器产生双动力的传动机构，也可是一种是利用减速器产生双动力的传动机构。但前一种设置由于现有技术中换向器的自身特点，工作可靠性差，且难以布置，所以本发明给出一种利用减速器产生双动力的传动机构。其与电机配合的方式，可采用二电机配一减速器的方式，也可采用一电机配一减速器的配合方式。我们认为一电机和一减速器配合的驱动装置简单节能，控制方便、工作可靠，是一种较佳的配合方式。下面我们给出一种具体实施例：

如图1所示，该洗衣机的驱动装置包括：一电机9、一减速器10。该减速器10具有一个动力输入端和两个动力输出端，其动力输入端为动力输入轴，通过一散热传动轮14和皮带11与电机9连接，其动力输出端为内波轮轴7和外波轮轴8，这两个波轮轴的另一端又分别与内、外波轮固定在一起，即内波轮轴7与内波轮2连接，外波轮轴8与外波轮3连接。与内波轮2和外波轮3的同轴线设置相适应的是，内波轮轴7和外波轮轴8也为同轴设置，其中外波轮轴8为空心结构，内波轮轴7可转动的设置在外波轮轴8内。两波轮与波轮轴的连接可采用现有技术中的十字形法兰连接。这样它与波轮连接紧固后，会使波轮刚性增强，提高抗变形的能力，内法兰的中间空腔，还可用作线屑过滤器腔的腔室。

为使洗涤时内波轮的转速大于外波轮的转速，该驱动装置的减速器10的内部进行了能够使洗涤时内波轮2的转速大于外波轮3的转速的齿轮结构设置。这种结构设置是通过一定的齿轮啮合来实现的。如图6所示，该减速器10主要包括A、B、C、D总计4个齿轮，这4个齿轮都为一端大、另端小的塔式齿轮。其中，A、B齿轮是为实现向内、外波轮输出双动力设置的；而C、D齿轮是为内、外波轮轴转动时保持轴系平衡设置的。如图6，7所示，动力输入轴12的轴尾固定有一齿轮E，内波轮轴7的轴尾固定有齿轮F，外波轮轴8的轴尾固定有一齿轮G。如图6、图7所示，当电机9通过散热传动轮14和传动皮带11将动力传输给动力输入轴12时，通过该轴尾的齿轮E与齿轮A的大端啮合以及齿轮A的小端与齿轮F的啮合把动力传递给内波轮轴7；另一方面，由于齿轮A的小端与齿轮B的大端啮合在一起，而齿轮B的小端又与外轮轴8上的齿轮G啮合在一起，这样便使外波轮轴8到了一个与内波轮轴7方向相反的传动力。从减速器10的传动过程看，由于A、B两个齿轮的大、小端直径相同，且传递到内波轮2上的驱动力比传递到外波轮3上的驱动力少经历了一次减速，所以，实现了内波轮2转速大于外波轮3转速的效果。

当电机9输入给动力输入轴12的方向周期性变化时，内、外波轮的转动方向也会随之周期性的交替变化。洗涤时，若想改变洗涤方案，通过定时器控制电机9的通断电时间改变电机的转停比就可，电机停转，波轮就停转。

由于齿轮C大端与齿轮A小端啮合在一起，齿轮D小端与齿轮B啮合在一起，且C、D齿轮尺寸大小相同又与固定装置固定在一起，所以很容易消除对内、外波轮轴不同力矩的传动过程中所产生的轴系不平衡，避免了震动与噪音，也使系统的工作更安全稳定。

实际上，基于本发明同样的原理，在洗涤桶内还可设置更多的搅拌装置(如波轮)，通过减速箱不同的齿轮转换，同时输出三个或三个以上的动力，以实现多动力洗涤。

最后需要说明的是，本申请中的内、外波轮均指动力波轮，不包括装饰性的无动力驱动的小波轮。

Claims (12)

1.一种双波轮洗衣机，包括一洗涤桶、两个套装在一起且同轴线的置于洗涤桶桶底的内波轮和外波轮、以及使内、外波轮反向转动的驱动装置，其特征在于：所述内、外波轮与洗涤桶同为水平设置，洗涤时内波轮转速大于或等于外波轮转速。

2.如权利要求1所述的双波轮洗衣机，其特征在于所述的驱动机构包括动力源和一能够产生双向驱动的传动机构，该传动机构包括两个动力输出端，其一端通过内波轮轴与内波轮固定连接，另一端通过外波轮轴与外波轮固定连接。

3.如权利要求1所述的双波轮洗衣机，其特征在于：所述内、外波轮的定转速比在10-1∶1，优选定转速比在7-1∶1，最好是定转速比在5-1∶1。

4.如权利要求2所述的双波轮洗衣机，其特征在于：所述内、外波轮的外径比在1∶2-6之间，优选1∶2-5之间，最好1∶2-4之间。

5.如权利要求4所述的双波轮洗衣机，其特征在于所述内、外波轮都为盆形，或者外波轮为桶形而内波轮为盘形，或者外波轮为桶形而内波轮为一搅拌式波轮。

6.如权利要求5所述的双波轮洗衣机，其特征在于：所述内、外波轮裸露于水侧的外表面分别均匀的设有至少3个矩形凸肋，该凸肋沿着径向方向形成在两个波轮的内沿与外沿之间。

7.如权利要求5所述的双波轮洗衣机，其特征在于：外波轮外表面与内波轮外表面在其结合处平滑过渡，即外波轮的内周边与内波轮的外周边处于同一水平面。

8.一种双波轮洗衣机的洗涤方法，通过设置在洗涤桶内底部的两个同轴线动力波轮的反向转动实现对衣物的洗涤，其特征在于：洗涤时，内波轮转速大于或等于外波轮转速，且两个波轮的转动方向进行周期性的交替变化。

9.如权利要求8所述的洗涤方法，其特征在于：所述外波轮的转速与内波轮的定转速比在1∶1到1∶10之间。

10.一种双波轮洗衣机的减速器，其特征在于：所述传动机构采用一减速器，该减速器内具有使内波轮转速大于或等于外波轮转速的齿轮结构。

11.如权利要求10所述的减速器，其特征在于所述的减速器可使内、外波轮的转速比在10∶1到1∶1之间。

12.如权利要求10所述的减速器，其特征在于所述该减速器具有一个动力输入端和两个动力输出端，其动力输出端为内波轮轴和外波轮轴，这两个波轮轴分别与内、外波轮固定在一起，且传递到内波轮上的驱动力比传递到外波轮上的驱动力少经历了一次减速。

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