CN103147258B - 洗衣方法及应用此类方法的洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明所述的洗衣方法及应用此类方法的洗衣机，采取滚筒式洗涤、波轮式漂洗的组合型洗衣模式，实现不同速度要求下对衣物的洗涤，从而兼顾高洗净度与低缠绕的洗衣要求。洗衣方法包括有以下步骤，衣物投入到内筒中，洗涤水注入盛水筒、内筒的内部；洗涤阶段，内筒在驱动电机的驱动下绕水平轴线旋转，衣物随水流在内筒中翻滚洗涤；漂洗阶段，内筒翻转90°后，在驱动电机的驱动下绕垂直轴线旋转，内筒中有洗涤水注入与排出，内筒在漂洗阶段的转速大于洗涤阶段的转速；脱水阶段，内筒在驱动电机的驱动下绕水平轴线或垂直轴线旋转，洗涤水从内筒中排出；内筒恢复至洗涤阶段时的定位状态。

Description

洗衣方法及应用此类方法的洗衣机

技术领域

本发明涉及一种新型洗衣方法和实现该类方法的洗衣机，具体地采用滚筒式洗涤、波轮式漂洗的组合型洗衣模式，属于机械制造与家电应用设计领域。

背景技术

目前家用或商用洗衣机的结构类型与洗衣方式有多种，主要可分为波轮式、滚筒式与搅拌式，此外还有日本松下推出的斜滚筒型洗衣机。其他类型的概念式洗衣机，诸如喷流式、电磁式、振动式、高压式洗衣机、以及真空洗衣机、振动式洗衣机、悬立式双波轮洗衣机等等，但基本没有形成市场规模销售。

上述现有洗衣机的洗涤方式包括有，采用新水流、斜滚筒洗涤、手搓式、双动力、离心三合一、或带有烘干功能的洗衣、不用洗衣粉的洗衣、全自动与模糊控制洗衣等，即使采用了纳米材料、新型电机、人工智能等新技术，但分析洗衣机的基本构架仍然是以波轮、滚筒为主，并未从主体结构、功能原理上有所重大突破和进一步地拓展。

所谓的波轮式洗衣机，电动机由传动带来驱动波轮旋转，波轮可定时正反旋转，从而搅动水形成翻滚水流，而衣物在水流的作用下旋转和接受水流冲击，实现洗涤的目的。波轮洗衣机由于结构简单、价格低、省电、洗涤效率高于滚筒式等因素而广受欢迎。从节水方面看，波轮洗衣机其用水量较多，衣物需要漂浮在水中，水量较少时无法形成衣物的洗涤运动。普通机型每洗涤5kg衣物大约用水为150升左右。另外，对衣物的磨损和缠绕大于滚筒式洗衣机。

所谓的滚筒式洗衣机，在洗涤和漂洗过程中转速较低，其工作原理为旋转的滚筒把衣物提升到滚筒的最高点，衣物在重力作用下坠落，形成摔打、揉搓、翻滚功效，达到洗衣目的。衣物缠绕差、磨损低，每洗涤5kg衣物大约用水为70升左右，较波轮式洗衣机省水。但滚筒由于转速不能太高，滚筒充满度不能太大，造成洗涤时间过长；衣物始终处在滚筒的偏心位置，引起滚筒偏心阻力矩大，电机功率大，致使滚筒洗衣机洗涤时间长、耗电量大。

利用离心分离原理在洗衣机上的应用，如在先申请的中国专利95225562.6，名称是一种梅花瓣式滚筒；

中国专利200610070622.7，名称为球形滚筒洗衣机，球形滚筒可以分两半球反向旋转；

日本公司研发的离心“三合一”洗衣机，也称为“三段洗涤”式洗衣机，主结构类似常规立式波轮洗衣机；其洗涤步骤分为第一段用高浓度洗涤剂在捎高速离心力下快速浸透洗涤；第二段由波轮使衣物进行上下运动的“揉搓洗”；第三段靠强离心力水流使洗涤液穿过被洗衣物，把污物从衣物中去掉。

另外，中国专利200510080134.X，名称为双球冠波轮洗衣机，其两个波轮安装夹角呈锐角，夹角为60°，二个球冠状波轮内表面有多条凸楞式叶片用于拨动水流，双波轮对衣物有翻转作用，具有波轮洗衣机的洗涤功效；该洗衣机电机输出轴经离合器、中心齿轮轴、换向齿轮、两对称齿轮、波轮外周背面传动齿轮啮合两球冠波轮旋转；不足之处在于结构复杂，对衣物同样产生缠绕，甩干功能不好，传动啮合齿轮在洗涤液中。

综上所述，现有洗衣机中由于结构特点与洗涤方式的不同而不可避免地存在各自的缺点，难以兼顾洗净度高与低缠绕的技术难题。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述的洗衣方法及应用此类方法的洗衣机，其目的在于解决上述现有技术存在的问题而采取滚筒式洗涤、波轮式漂洗的组合型洗衣模式，实现不同速度要求下对衣物的洗涤，从而兼顾高洗净度与低缠绕的洗衣要求。

另一发明目的在于，采用半球形内外筒的整体构造，在便于内筒翻转洗涤与机械传动的同时，进一步地降低用水量与省电效果。

为实现上述发明目的，所述的洗衣方法主要包括有以下操作步骤：

衣物投入到内筒中，洗涤水注入盛水筒、内筒的内部；

洗涤阶段，内筒在驱动电机的驱动下绕水平轴线旋转，衣物随水流在内筒中翻滚洗涤；

漂洗阶段，内筒翻转90°后，在驱动电机的驱动下绕垂直轴线旋转，内筒中有洗涤水注入与排出，内筒在漂洗阶段的转速大于洗涤阶段的转速；

脱水阶段，内筒在驱动电机的驱动下绕水平轴线或垂直轴线旋转，洗涤水从内筒中排出；

最后，内筒恢复至洗涤阶段时的定位状态。

如上述基本设计方案，洗衣原理上实现了波轮与滚筒两种洗涤方式的分步实现、有机结构。即先在洗涤阶段，采取滚筒式洗涤模式。此时内筒为水平定位状态且转速降低，内筒旋转时带动衣物翻滚到内筒顶部，在衣物自重的作用下坠落、摔打、反复洗涤；进入漂洗阶段后，内筒翻转90°而转为竖直定位状态，此阶段采取的是波轮式洗涤模式，即内筒旋转而带动洗涤水产生紊流而实现洗涤目的；在甩干阶段，内筒既可以处于水平定位状态，也可以采取竖直定位状态，通过内筒高速旋转而完成甩干功能。

依上述洗衣方法，可分别实现滚筒式洗衣机对衣物缠绕小、磨损度小的特点，同时借助于波轮洗较高速旋转状态下漂洗彻底、洗净度高的优点，因此在洗涤、漂洗与甩干的切换过程中实现自动控制、高效洗涤的设计目的。

为提高内筒转速与转向的控制自由度、以及有利于通过转速变化而在滚筒式与波轮式洗涤模式之间的切换，可采取如下针对内筒驱动方式的改进：

即主轴的一端固定装配于内筒，另一端直接连接于驱动电机的输出端。驱动电机提供变频功率而改变内筒的转速。

基于上述洗涤模式，内筒可以在盛水筒内部实施翻转，但为了简化洗衣机内部构造、实现洗涤水与传动机构等电气元件更有效的绝缘，可采取内筒与盛水筒同步翻转的控制方式，即在洗涤过程中，内筒伴随盛水筒一起沿顺时针或逆时针方向翻转90°；

在盛水筒外部连接一由翻转电机驱动的传动机构，以带动盛水筒沿顺时针或逆时针翻转90°并定位。

较为优选的传动机构是，包括有设置在盛水筒外部的涡轮、与涡轮啮合并在其端部设置摩擦离合器的涡杆，涡杆由翻转电机连接并驱动。

为进一步地减小洗衣机整机体积、同时也为了便于盛水筒在外壳内部的翻转操作，所述的内筒、盛水筒具有半球型的外部轮廓，涡轮的整体结构是90°圆弧。

在上述设计构思的启发下，本发明同时提出应用上述洗衣方法的洗衣机结构改进，具体地包括有：

外壳，

设置于外壳内部的内筒和盛水筒，

进水管与排水管分别连通于盛水筒，与现有技术的区别之处在于：

内筒一端装配于盛水筒，其另一端固定连接主轴；

主轴与内筒连接端相对的另一端直接连接于驱动电机的输出端；

在盛水筒外部连接一由翻转电机驱动的传动机构，以通过盛水筒带动内筒沿顺时针或逆时针翻转90°并定位。

在洗衣机结构的改进中，驱动电机可选择变频电动机以直接驱动内筒，内筒的转速由洗衣机控制系统根据洗衣程序各阶段的要求而实现分时段速度变化。

即速度分时段有低速下的滚筒式洗涤、中等速度下的波轮式漂洗、高速下的甩干脱水阶段，并且可以实现正反旋转功能。

内筒顶端连接的主轴与驱动电机成为一体，内筒依靠与盛水筒的连接端进行支撑，如内筒底部由短轴镶嵌在盛水筒的壳上，并用无油润滑轴瓦支持。

盛水筒用来容纳洗涤用水与装配内筒，在其中心安装有连接驱动电机的主轴，电机直接驱动内筒，电机的外壳与盛水筒相连以用来承受电机的反向扭矩。

较为优选的传动机构是，包括设置在盛水筒外部的涡轮、与涡轮啮合并在其端部设置摩擦离合器的涡杆，涡杆由翻转电机连接并驱动。

在本发明中结合洗衣阶段的不同，盛水筒的筒体定时依靠涡轮涡杆的传动而翻转90°，即经摩擦离合器带动涡杆转动，涡杆驱动涡轮转动，当涡轮转动到一侧端点时整个盛水筒(包括内筒)处于水平或垂直位置，翻转电机停止运转；反之，翻转电机反向旋转，涡杆通过涡轮反向地带动盛水筒翻转至另一端点，使之处于垂直或水平位置。

采用此类涡轮涡杆式传动机构，可使盛水筒翻转平稳、顺畅，并且有利于利用反向止推功能而实现盛水筒翻转至垂直或水平位置后的准确定位。

为提高针对传动机构控制的自动化水平，所述的摩擦离合器具有锥形的、其间套设有弹簧的主从动摩擦面结构；在摩擦离合器的侧部，套设一个在通电状态下用于吸附分离主从动摩擦面的电磁铁。

由锥形摩擦离合器带动涡杆转动，当转动到涡轮的一侧端点时(如整个盛水筒处于水平位置)，电磁铁通电而吸附从动摩擦面脱离主动摩擦面，翻转电机断电停止运转；当整个盛水筒依据洗衣需要而向垂直位置旋转时，翻转电机反向旋转，主动摩擦轮驱动涡杆并带动涡轮传动，当达到涡轮另一侧端点时，电磁铁再次通电而吸附从动摩擦面脱离主动摩擦面，翻转电机断电，盛水筒稳定地定位于垂直位置。

进一步地，所述的内筒、盛水筒具有半球型的外部轮廓，涡轮的整体结构是90°圆弧。

本发明可以实现常规波轮式与滚筒式两种洗衣机的洗涤模式，主体结构选择为半球型能够地有效根据洗涤原理而在水平与垂直位置之间切换，运动阻力较小且结构简单，也有利于洗涤用水量随洗涤方式的不同而变化。

衣物在少水量下的滚筒模式洗涤，大水量下的波轮模式漂洗，通过两个模式的重复转换及内筒正反向翻转，最后实施高速甩干。

为提高承载有配重块前提下的盛水筒翻转与旋转过程中的稳定性，可在外壳内部，盛水筒通过一对支腿安装于底板；

装配于盛水筒的销轴插接于支腿，在支腿内部安装有减震弹簧。

如上所述，本发明洗衣方法及应用此类方法的洗衣机具有以下优点：

1、具备滚筒式洗涤、波轮式漂洗的组合特点，可兼顾高洗净度与低缠绕的洗衣要求。

2、采用半球形内外筒的整体构造，既便于翻转洗涤与机械传动、又可进一步地降低运动阻力。

3、在提高洗涤效率的前提下，用水量较小且与省电效果明显。

附图说明

现结合以下附图对本发明做进一步地说明；

图1为所述洗衣机主体剖面结构图(内筒处于水平位置)；

图2为洗衣机另一主体剖面结构图(内筒处于垂直位置)；

图3为洗衣机内部的侧向结构图；

图4为半球型内筒结构示意图；

图5为摩擦离合器的结构示意图；

如图1至图5所示，排水管1，涡杆2，涡轮3，内筒4，盛水筒5，主轴6，驱动电机7，进水管8，外壳门9，内筒门10，盛水筒门11，摩擦离合器12，翻转电机13，外壳14，内筒配重块15，盛水筒配重块16，销轴17，减震弹簧18，支腿19，底板20，托板21，上部叶片22，下部叶片23，电磁铁24，弹簧25，水平轴线30，垂直轴线31。

具体实施方式

实施例1，所述的洗衣方法主要包括有以下操作步骤：

衣物投入到内筒4中，洗涤水注入盛水筒5、内筒4内部；

洗涤阶段，内筒4在驱动电机7的驱动下绕水平轴线30旋转，衣物随水流在内筒4中翻滚洗涤；

漂洗阶段，内筒4翻转90°后，在驱动电机7的驱动下绕垂直轴线31旋转，内筒4中有洗涤水注入与排出，内筒4在漂洗阶段的转速大于洗涤阶段的转速；

脱水阶段，内筒4在驱动电机7的驱动下绕垂直轴线31旋转，洗涤水从内筒4中排出；内筒4在脱水阶段的转速大于漂洗阶段的转速；

最后，内筒4反向翻转90°并恢复至洗涤阶段时的水平定位状态。

其中，在洗涤过程中，内筒4伴随盛水筒5一起沿顺时针或逆时针方向翻转90°；

在盛水筒5外部连接一由翻转电机13驱动的传动机构，以带动盛水筒5沿顺时针或逆时针翻转90°并定位。

传动机构包括有设置在盛水筒5外部的涡轮3、与涡轮3啮合并在其端部设置摩擦离合器12的涡杆2，涡杆2由翻转电机13连接并驱动。

应用上述洗衣方法的洗衣机，主要包括有外壳14、以及设置于外壳14内部的内筒4和盛水筒5，进水管8与排水管1分别连通于盛水筒5。

与现有技术的区别之处在于，内筒4一端装配于盛水筒5，其另一端固定连接主轴6；

主轴6与内筒4连接端相对的另一端直接连接于驱动电机7的输出端；

在盛水筒5外部连接一由翻转电机13驱动的传动机构，以通过盛水筒5带动内筒4沿顺时针或逆时针翻转90°并定位；

传动机构包括设置在盛水筒5外部的涡轮3、与涡轮3啮合并在其端部设置摩擦离合器12的涡杆2，涡杆2由翻转电机13连接并驱动。

其中，摩擦离合器12具有锥形的、其间套设有弹簧25的主从动摩擦面结构。

在摩擦离合器12的侧部，套设一个在通电状态下用于吸附分离主从动摩擦面的电磁铁24。

其他的洗衣机整体结构改进内容是，内筒4、盛水筒5具有半球型的外部轮廓，涡轮3的整体结构是90°圆弧。

在外壳14内部，盛水筒5通过一对支腿19安装于底板20；

装配于盛水筒5的销轴17插接于支腿19，在支腿19内部安装有减震弹簧18。

内筒4的筒壁上有通孔，内部设置有上部叶片22，下部叶片23。

主轴6与变频的驱动电机7直接连接，主轴6与盛水筒5之间用轴瓦配合，内筒4在盛水筒5中也采用轴瓦支撑，保证内筒不同转速的旋转要求，并且内筒4与盛水筒5配合而形成一个洗衣功能主体，此主体由两侧支腿15支撑，即可沿销轴17做1/4圆周翻转。

支腿15内部的减震弹簧16用来缓冲整个洗衣筒体所产生的震动。

在托板19上安装有涡轮涡杆的驱动机构，即翻转电机13与锥形摩擦离合器12。

依据洗涤程序控制，翻转电机13通电转动，经过摩擦离合器12带动涡杆2转动，涡杆2驱动涡轮3，带动整个盛水筒进行1/4圆周转动，实现内桶4水平或垂直位置的变化与定位。涡轮涡杆机构有自锁功能，到达转动位置后发挥定位作用。

翻转电机13与涡杆2之间有摩擦离合器12连接，摩擦离合器12为锥形摩擦面结构，摩擦离合器12由弹簧23作用使从动摩擦面与主动摩擦面接触，传递旋转扭矩。当涡杆2阻力较大时，即涡轮传动达到侧部端点时，两摩擦面之间允许打滑，翻转电机13断电，而电磁铁22通电，产生磁力吸附从动摩擦面移动，使摩擦离合器12断开，以切断翻转电机13的惯性旋转，反之亦然。

在整个洗衣过程中，内筒2在水平位置时放入衣物(如图1)，并进行一段时间的低速滚筒式洗涤，洗涤水量相对少，洗涤剂浓度可以提高，便于有效去除衣物上的污渍，内筒2具有使衣物下落摔打和翻转功能，实现滚筒式洗涤模式；

进入漂洗阶段，内筒2旋转为垂直位置(如图2)，速度提高，进水量增大，内筒2内部的上、下部叶片搅动水流，形成水波涡流，衣物在水波涡流的作用下，产生波轮式洗涤模式，水量的增加有利于水波涡流和漂洗效果，在控制程序的控制下，可以实现内筒2的正反转动；

甩干阶段，内筒2为垂直位置，旋转速度可达到800～1000转/每分钟，实现高速甩干。

在本实施例中，外壳14为上圆下柱型结构，一侧球面上为衣物取放开口，即上翻式外壳门9；而在盛水筒5上也有一个盛水筒门11，也是上翻式盖门，此门具有水密封要求，门扣关闭时，确保水密封；最内层为半球形内筒门10，内翻式结构，此盖门上有孔，方便衣物洗涤。

本实施例由于实现波轮和滚筒两种洗涤功能，可实现较高洗净比，节省时间，低磨损，同时节水节电效果明显。

如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据上述技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.洗衣机，包括有外壳(14)、以及设置于外壳(14)内部的内筒(4)和盛水筒(5)；

进水管(8)与排水管(1)分别连通于盛水筒(5)，其特征在于：所述的内筒(4)、盛水筒(5)具有半球型的外部轮廓，

内筒(4)一端装配于盛水筒(5)，其另一端固定连接主轴(6)；

主轴(6)与内筒(4)连接端相对的另一端直接连接于驱动电机(7)的输出端；

在盛水筒(5)外部连接一由翻转电机(13)驱动的传动机构，所述的传动机构，包括设置在盛水筒(5)外部的整体结构是90°圆弧的涡轮(3)、与涡轮(3)啮合并在其端部设置摩擦离合器(12)的涡杆(2)，涡杆(2)由翻转电机(13)连接并驱动，以通过盛水筒(5)带动内筒(4)沿顺时针或逆时针翻转90°并定位。

2.根据权利要求1所述的洗衣机，其特征在于：所述的摩擦离合器(12)具有锥形的、其间套设有弹簧的主从动摩擦面结构；

在摩擦离合器(12)的侧部，套设一个在通电状态下用于吸附分离主从动摩擦面的电磁铁。

3.根据权利要求1或2所述的洗衣机，其特征在于：在外壳(14)内部，盛水筒(5)通过一对支腿(19)安装于底板(20)；

装配于盛水筒(5)的销轴(17)插接于支腿(19)，在支腿(19)内部安装有减震弹簧(18)。