CN101849810B - 一种厨用超声波臭氧组合清洗设备及其清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种厨用清洗设备，具体的说是一种厨用超声波臭氧组合清洗设备及其清洗方法，设备包括设置在清洗槽底部的和超声波发生器相连的超声波换能器、设置在清洗槽侧壁的和臭氧发生器相连的臭氧分布器和设置在清洗槽底部的排水口，清洗槽侧壁上位于臭氧分布器上方还设有喷头，喷头通过进水电磁阀与进水口相连，由进水电磁阀控制间隔喷水。清洗方法分为喷淋漂洗、超声臭氧清洗、二次喷淋漂洗三个清洗过程。本发明在超声波换能器和臭氧分布器上方设置了喷头，因此有效的找到了臭氧杀菌与超声波去污的平衡点，巧妙解决了臭氧杀菌与超声波去污相互影响的问题，使本发明的厨用超声波臭氧组合清洗设备不仅能有效清油去污，还能去除果蔬表面的残留农药，杀灭细菌，而且效果显著。

Description

一种厨用超声波臭氧组合清洗设备及其清洗方法

技术领域

本发明涉及一种厨用清洗设备，具体的说是一种厨用超声波臭氧组合清洗设备及其清洗方法。

背景技术

果蔬、碗碟等清洗是较为繁重的厨房劳动，目前仍主要靠手工完成。常用的厨用洗碗机和洗菜机多采用反复喷淋清洗的方式，存在问题：耗水量大；洗菜和洗碗不能兼用，适应性差；须添加洗涤剂，容易造成环境污染；且不能去除果蔬表面的农药和细菌。单一超声波清洗功能的清洗设备比较常见，其利用超声波能很好的清油和去污，但无法灭菌和去农残效果有限。

臭氧除菌是比较常用的除菌技术，将臭氧与超声波组合的清洗设备不仅能有效清油去污，还能去除果蔬表面的残留农药，杀灭细菌。专利号为00106015.5的中国专利提出了将臭氧与超声波组合进行消毒去污的方法。

专利号为200580021771.8、00248623.7、02271263.1、02273975.0、99214449.3、200520113407.1、200620031211.2、200720032398.2、200720190340.0、200820131930.0、200820232524.3和200920155147.2的中国专利都披露了将臭氧与超声波组合的清洗设备。

专利号为02264056.8，专利名称为“超声臭氧餐具清洗机”的中国专利提出了一种臭氧与超声波组合的清洗设备，该技术设有两个清洗槽，通过将臭氧水输到清洗槽内来完成清洗，结构较为复杂。

专利号为200820205996.X，专利名称为“水池式家用清洗机”的中国专利和专利号为200920022715.1，专利名称为“多功能超声波清洗机”的中国专利都提出了臭氧与超声波组合的清洗设备，但它们只是将臭氧与超声波简单的组合，并没有解决如何使两者都可以发挥最大效果的问题。

对于本领域技术人员而言，使用臭氧进行清毒时，希望清洗液具有流动性，这样才能提高臭氧在水中的溶解度，从而达到更好的杀菌效果；然而在使用超声波进行清油和去污时，超声波在清洗液中的辐射，使液体震动而产生数以万计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区产生，生长，而在正压区迅速闭合，在这种被称为空化效应的过程中，微小气泡闭合时可产生超过1000个大气压的瞬间高压，连续不断产生的瞬间高压，就像一连串小爆炸一样不断冲击物件表面，是物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到清洗物体的目的，因此，超声波清洗过程中则希望清洗液处于静态，如果水的流动性过大，势必影响超声波的清油和去污效果。由此可见，臭氧与超声波组合的清洗设备如何兼顾清洗液的动态需求和静态需求，从而在保证臭氧杀菌效果的同时，又能保证超声波清油和去污效果，是设计此类清洗设备需要妥善解决的关键问题。

据申请人了解，以上现有技术中公开的臭氧与超声波组合清洗装置和方法没有很好解决上述关键技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在缺点，提出一种厨用超声波臭氧组合清洗设备及其清洗方法，从而有效将臭氧杀菌与超声波除污结合，使其各尽其能，不仅能有效清油去污，还能去除果蔬表面的残留农药、杀灭细菌。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种厨用超声波臭氧组合清洗设备，包括设置在清洗槽底部与超声波发生器相连的超声波换能器、设置在清洗槽侧壁与臭氧发生器相连的臭氧分布器，以及设置在清洗槽底部的排水口和设置在清洗槽侧壁上的溢流口；清洗槽侧壁上位于溢流口之上还设有至少两个喷头，喷头分别位于清洗槽相对的两个侧壁上，且错位设置；喷头的进水端通过控制水流间隔通断的进水电磁阀与压力水源相连。

这样，超声波换能器、臭氧分布器和喷头从低到高合理分层设置，位于最上端的喷头在电磁阀的控制下按需喷水，在清洗液表面形成喷淋区，且由于喷头错位设置，因此可以使清洗液上层形成旋流，从而有效溶解臭氧，提高臭氧在清洗液中的溶解度，达到更好的杀菌效果；同时，喷头受控间隔喷水，并不会对清洗液下层产生过大的流动，因此对超声波清油和去污效果影响甚小；两者共同作用，互相合作，既能保证臭氧的杀菌效果，又能保证超声波清油和去污效果，十分合理。此外，喷头喷出的水流还使清洗槽内的果蔬在清洗过程中自动沉浮翻转，所有表面均有机会朝向超声波源，因此避免了洗涤死角，增强了洗净度，取得了一举多得的效果。

由此可见，由于本发明科学的在超声波换能器和臭氧分布器上方设置了喷头，因此有效的找到了臭氧杀菌与超声波去污的平衡点，巧妙解决了臭氧杀菌与超声波去污相互影响的问题，使本发明的厨用超声波臭氧组合清洗设备不仅能有效清油去污，还能去除果蔬表面的残留农药，杀灭细菌，而且效果显著。

本发明的厨用超声波臭氧组合清洗设备的清洗方法，设有喷淋漂洗、超声臭氧清洗和二次喷淋三个清洗过程，设定喷淋漂洗时间为t1，超声臭氧清洗时间为t2，二次喷淋时间为t3，按以下步骤进行：

(1)喷淋漂洗：进水电磁阀开启，出水电磁阀开启，去除被清洗物表面杂物，超声波、臭氧不开启，持续时间为t1；

(2)超声臭氧清洗：关闭出水电磁阀，待液面上升到低水位传感器时，启动超声波和臭氧，待液面达到高水位传感器时，关闭进水电磁阀，并维持该状态t2/n，t2/n后间歇式开启进水电磁阀，分别开启时间为S秒，各开启一次后关闭进水电磁阀，t2/n后再次交替开启进水电磁阀各S秒，如此循环作业n次，在这个过程中，由于进水电磁阀间歇性地向水槽中通入干净水源，液面升高后会将多余的水从溢流口溢出，有利于排出漂浮在清洗液表面的污物，同时搅动物料，使物料在水中翻滚，保证清洗均匀；(3)排水和二次喷淋：关闭进水电磁阀，打开出水电磁阀，待液面降到低水位传感器时，停止超声波和臭氧，同时开启进水电磁阀，进行二次喷淋漂洗，二次喷淋漂洗时间为t3，防止污物再次沉积到被清洗物表面；

(4)第二次喷淋漂洗结束后，关闭进水电磁阀，清洗完毕。

n为5～15，所述S为4～6，所述t1为30～60秒，所述t2为600～900秒，所述t3为30～60秒。通过以上步骤的清洗，可以使清洗效果更为显著，不仅能有效清油去污，还能去除果蔬表面的残留农药，杀灭细菌。

作为本发明进一步限定的技术方案：

臭氧分布器设有四个，分别布置在清洗槽侧壁四底角。可以分散排出臭氧，与2个进水喷头相配合，喷水时充分搅动臭氧和水使其混合均匀，提高水中臭氧浓度。

超声波换能器设有六个，分布在清洗槽底部排水口周围。可以增加声场分布的均匀性，增加超声波的清洗效果。

超声波发生器为电解水臭氧发生器。采用电解水方式产生臭氧，不会产生氮氧化物，而其它臭氧清洗设备上采用高压电离空气方法，会产生致癌物(氮氧化物)。

排水口通过一个出水电磁阀与出水口相连。由出水电磁阀控制自动出水。

清洗槽侧壁上还设有一个高位传感器和一个低位传感器，清洗槽外还设有一个控制器，高位传感器和低位传感器与控制器的通信连接，控制器的对应控制输出端分别与臭氧发生器、超声波发生器、进水电磁阀和出水电磁阀的受控端连接。由高位传感器和低位传感器将液位信号传给控制器，由控制器来控制臭氧发生器、超声波发生器、进水电磁阀和出水电磁阀的开启或关闭，来实现喷淋漂洗、超声臭氧清洗、二次喷淋漂洗三个清洗过程。

另外，溢流口的设置一方面可以排出过多的水，不至于水漫出，另一方面也有利于排出漂浮在清洗液表面的污物。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明清洗方法的流程图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的结构如图1所示，一种厨用超声波臭氧组合清洗设备，包括清洗槽1、臭氧分布器2、臭氧发生器3、超声波换能器4、超声波发生器5、第一喷头6、第二喷头7、第一进水电磁阀8、第二进水电磁阀9、进水口10、出水电磁阀11、出水口12、高位传感器13、低位传感器14、柜体15、台面16、控制器17、隔水板18、溢流口19和溢流管20。控制器17设置在柜体15外的台面16上，其它部件设置在柜体15内，清洗槽1其及下方的部件与臭氧发生器3及超声波发生器5用隔水板18隔开。

超声波换能器4设置在清洗槽1底部，和超声波发生器5相连，超声波换能器4设有六个，分布在清洗槽1底部排水口周围，可以增加声场分布的均匀性，增加超声波的清洗效果。超声波发生器5为电解水臭氧发生器，采用电解水方式产生臭氧，不会产生氮氧化物，而其它臭氧清洗设备上采用高压电离空气方法，会产生致癌物(氮氧化物)。

臭氧分布器2设置在清洗槽1侧壁，和臭氧发生器3相连。排水口设置在清洗槽1的底部，通过一根管子接出水电磁阀11，出水电磁阀11通过一根管子接出水口12。臭氧分布器2设有四个，分别布置在清洗槽1侧壁四底角，可以分散排出臭氧，与两个进水喷头相配合，喷水时充分搅动臭氧和水使其混合均匀，提高水中臭氧浓度。

清洗槽1侧壁上位于臭氧分布器2上方设有喷头，喷头设有两个，第一喷头6和第二喷头7分别位于清洗槽1相对的两个侧壁上，且错位设置。第一喷头6通过一根管子接第一进水电磁阀8，第二喷头7通过一根管子接第二进水电磁阀9，由两个进水电磁阀控制喷水。这样两个喷头可以实现错位对喷，可以相对增加臭氧浓度，错位配置的两个喷头清洗过程中间断性的喷水，使水扰动和翻滚，又不至于使水的流动性过大，不影响超声波的清洗效果，可以使超声波对果蔬表面清洗均匀。两喷头通过进水电磁阀与进水口相连，由进水电磁阀控制间隔喷水。

排水口通过一个出水电磁阀11与出水口12相连，由出水电磁阀11控制自动出水。

清洗槽1侧壁上设有一个高位传感器13和一个低位传感器14，高位传感器13和低位传感器14与控制器17通信，控制器17与臭氧发生器3、超声波发生器5、第一进水电磁阀8、第二进水电磁阀9和出水电磁阀11通信。由高位传感器13和低位传感器14将液位信号传给控制器17，由控制器17来控制臭氧发生器3、超声波发生器5、第一进水电磁阀8、第二进水电磁阀9和出水电磁阀11的开启或关闭，来实现喷淋漂洗、超声臭氧清洗、二次喷淋漂洗三个清洗过程。待液面上升到低水位传感器14时，启动超声波和臭氧，待液面达到高水位传感器时，关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，并维持，之后间歇式开启第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，之后关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，之后再次交替开启第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，如此循环作业几次。

清洗槽1侧壁上方还设有一个溢流口19，溢流口19通过一根溢流管20接出水口12。由于进水阀间歇性地向水槽中通入干净水源，液面升高后会将多余的水从溢流口19溢出，有利于排出漂浮在清洗液表面的污物，同时搅动物料，使物料在水中翻滚，保证清洗均匀。

主要部件选择如下：

清洗槽：选择市场上质量较好的不锈钢水槽，水槽壁厚约为1mm。

进水电磁阀：选用2分常闭电磁阀2只，并有两只分别与之相对应的喷头安装于清洗槽槽壁上，实现对被清洗物的喷淋和冲洗，喷头正向错位配置。

出水电磁阀：选用4分常开电磁阀1只，该电磁阀处于常开状态，以保证即使不使用超声波和臭氧功能，也不会影响到清洗槽的日常使用。

超声波系统：超声波发生器功率300W，相应的与之配置了6个超声波换能器，换能器频率为40kHz、每个功率为50W。利用高分子树脂胶将换能器与水槽底部直接粘结。臭氧系统：臭氧发生装置采用电解水式臭氧发生模块，把二次蒸馏水(市售的纯净水亦可)经电解产生臭氧，通过连接管路接入水中，产生具有杀菌、降解农药残留效果的臭氧水，避免了氮氧化物等危害物的产生，臭氧产气量为8g/h。所涉部件有：臭氧发生器(带降温风扇)、水箱阴极、玻璃管阳极、气泵、继电器、质子交换模块以及软管、安装固定托架和臭氧分布器(曝气石)等。

水位传感器：选用两个液位继电器(排水型)，实现高低水位感应，并提取信号控制其他功能部件的动作，如超声波系统、臭氧系统、进、出水阀的开启和关闭。

本实施例的厨用超声波臭氧组合清洗设备的清洗方法：首先需要设定喷淋漂洗时间t1为30秒、超声臭氧清洗时间t2为600秒以及二次喷淋时间t3为30秒，设定完毕后，清洗过程如下：

第一步：喷淋漂洗；第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9开启，出水电磁阀11开启，去除被清洗物表面杂物，超声波发生器5和臭氧发生器3不开启，持续时间为t1(30秒)。

第二步：超声臭氧清洗；关闭出水电磁阀11，待液面上升到低位传感器14时，启动超声波发生器5和臭氧发生器3，待液面达到高位传感器13时，关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，并维持该状态t2/5(120秒)；t2/5(120秒)后间歇式开启第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，分别开启时间为4秒，各开启一次后关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9；t2/5(120秒)后再次交替开启第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9各4秒，如此循环作业5次。在这个过程中，由于第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9间歇性地向清洗槽1中通入干净水源，液面升高后会将多余的水从溢流口19溢出，有利于排出漂浮在清洗液表面的污物，同时搅动物料，使物料在水中翻滚，保证清洗均匀。

第三步：排水和二次喷淋；关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，打开出水电磁阀11，待液面降到低位传感器14时，停止超声波发生器5和臭氧发生器3。同时开启第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，进行二次喷淋漂洗，二次喷淋漂洗时间为t3(30秒)，防止污物再次沉积到被清洗物表面。

第四步：第二次喷淋漂洗结束后，关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，并提示清洗完毕，然后自动断电。

安全保护措施：“低水位保护”；当液面在低水位以下时，超声波和臭氧将无法开启或将自动关闭，以防止超声波在水位过低情况下启动，损坏超声波换能器。

实施例二

本实施例的厨用超声波臭氧组合清洗设备与实施例一相同，本实施例的厨用超声波臭氧组合清洗设备的清洗方法：首先需要设定喷淋漂洗时间t1为40秒、超声臭氧清洗时间t2为800秒以及二次喷淋时间t3为50秒，设定完毕后，清洗过程如下：

第一步：喷淋漂洗；第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9开启，出水电磁阀11开启，去除被清洗物表面杂物，超声波发生器5和臭氧发生器3不开启，持续时间为t1(40秒)。

第二步：超声臭氧清洗；关闭出水电磁阀11，待液面上升到低位传感器14时，启动超声波发生器5和臭氧发生器3，待液面达到高位传感器13时，关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，并维持该状态t2/10(80秒)；t2/10(80秒)后间歇式开启第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，分别开启时间为5秒，各开启一次后关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9；t2/10(80秒)后再次交替开启第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9各5秒，如此循环作业10次。在这个过程中，由于第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9间歇性地向清洗槽1中通入干净水源，液面升高后会将多余的水从溢流口19溢出，有利于排出漂浮在清洗液表面的污物，同时搅动物料，使物料在水中翻滚，保证清洗均匀。

第三步：排水和二次喷淋；关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，打开出水电磁阀11，待液面降到低位传感器14时，停止超声波发生器5和臭氧发生器3。同时开启第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，进行二次喷淋漂洗，二次喷淋漂洗时间为t3(50秒)，防止污物再次沉积到被清洗物表面。

第四步：第二次喷淋漂洗结束后，关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，并提示清洗完毕，然后自动断电。

实施例三

本实施例的厨用超声波臭氧组合清洗设备与实施例一相同，本实施例的厨用超声波臭氧组合清洗设备的清洗方法：首先需要设定喷淋漂洗时间t1为60秒、超声臭氧清洗时间t2为900秒以及二次喷淋时间t3为60秒，设定完毕后，清洗过程如下：

第一步：喷淋漂洗；第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9开启，出水电磁阀11开启，去除被清洗物表面杂物，超声波发生器5和臭氧发生器3不开启，持续时间为t1(60秒)。

第二步：超声臭氧清洗；关闭出水电磁阀11，待液面上升到低位传感器14时，启动超声波发生器5和臭氧发生器3，待液面达到高位传感器13时，关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，并维持该状态t2/15(60秒)；t2/15(60秒)后间歇式开启第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，分别开启时间为6秒，各开启一次后关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9；t2/15(60秒)后再次交替开启第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9各6秒，如此循环作业15次。在这个过程中，由于第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9间歇性地向清洗槽1中通入干净水源，液面升高后会将多余的水从溢流口19溢出，有利于排出漂浮在清洗液表面的污物，同时搅动物料，使物料在水中翻滚，保证清洗均匀。

第三步：排水和二次喷淋；关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，打开出水电磁阀11，待液面降到低位传感器14时，停止超声波发生器5和臭氧发生器3。同时开启第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，进行二次喷淋漂洗，二次喷淋漂洗时间为t3(60秒)，防止污物再次沉积到被清洗物表面。

第四步：第二次喷淋漂洗结束后，关闭第一进水电磁阀8和第二进水电磁阀9，并提示清洗完毕，然后自动断电。

本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种厨用超声波臭氧组合清洗设备，包括设置在清洗槽底部与超声波发生器相连的超声波换能器、设置在清洗槽侧壁与臭氧发生器相连的臭氧分布器，以及设置在清洗槽底部的排水口和设置在清洗槽侧壁上的溢流口；所述清洗槽侧壁上位于溢流口之上还设有至少两个喷头；其特征在于：所述喷头分别位于清洗槽相对的两个侧壁上，且错位设置；所述喷头的进水端通过控制水流间隔通断的进水电磁阀与压力水源相连。

2.如权利要求1所述的厨用超声波臭氧组合清洗设备，其特征在于：所述臭氧分布器设有四个，分别布置在所述清洗槽侧壁四底角。

3.如权利要求1所述的厨用超声波臭氧组合清洗设备，其特征在于：所述超声波换能器设有六个，分布在所述清洗槽底部排水口周围。

4.如权利要求1所述的厨用超声波臭氧组合清洗设备，其特征在于：所述臭氧发生器为电解水臭氧发生器。

5.如权利要求1所述的厨用超声波臭氧组合清洗设备，其特征在于：所述排水口通过一个出水电磁阀与出水口相连。

6.如权利要求5所述的厨用超声波臭氧组合清洗设备，其特征在于：在所述清洗槽侧壁上还设有一个高位传感器和一个低位传感器，所述清洗槽外还设有一个控制器，所述高位传感器和低位传感器与所述控制器通信连接，所述控制器的对应控制输出端分别与所述臭氧发生器、超声波发生器、进水电磁阀和出水电磁阀的受控端连接。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的厨用超声波臭氧组合清洗设备的清洗方法，其特征在于：具有喷淋漂洗、超声臭氧清洗和二次喷淋三个清洗过程，设定喷淋漂洗时间为t1，超声臭氧清洗时间为t2，二次喷淋时间为t3，按以下步骤进行：

(1)喷淋漂洗：进水电磁阀开启，出水电磁阀开启，去除被清洗物表面杂物，超声波发生器和臭氧发生器不开启，持续时间为t1；

(2)超声臭氧清洗：关闭出水电磁阀，待液面上升到低水位传感器时，启动超声波发生器和臭氧发生器，待液面达到高水位传感器时，关闭进水电磁阀，并维持该状态t2/n，t2/n后间歇式开启进水电磁阀，分别开启时间为S秒，各开启一次后关闭进水电磁阀，t2/n后再次交替开启进水电磁阀各S秒，如此循环作业n次，在这个过程中，由于进水电磁阀间歇性地向清洗槽中通入干净水源，液面升高后会将多余的水从溢流口溢出，有利于排出漂浮在清洗液表面的污物，同时搅动物料，使物料在水中翻滚，保证清洗均匀；

(3)排水和二次喷淋：关闭进水电磁阀，打开出水电磁阀，待液面降到低水位传感器时，停止超声波发生器和臭氧发生器，同时开启进水电磁阀，进行二次喷淋漂洗，二次喷淋漂洗时间为t3，防止污物再次沉积到被清洗物表面；

(4)第二次喷淋漂洗结束后，关闭进水电磁阀，清洗完毕。

8.如权利要求7所述的厨用超声波臭氧组合清洗设备的清洗方法，其特征在于：所述n为5～15，所述S为4～6，所述t1为30～60秒，所述t2为600～900秒，所述t3为30～60秒。

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