CN111910392A

CN111910392A - 电磁式交电洗衣机

Info

Publication number: CN111910392A
Application number: CN202010822642.5A
Authority: CN
Inventors: 李云强; 张驰; 张金慧; 赵天翔; 黄宪通
Original assignee: Nanyang Institute of Technology
Current assignee: Nanyang Institute of Technology
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2020-08-05
Publication date: 2020-11-10

Abstract

本发明属于家用电器领域，具体发明了一种电磁式交电洗衣机，包括壳体，所述壳体上设有进水口和出水口，壳体内设有多个衣物悬挂架，所述壳体上设有与壳体相连接的洗衣液起电装置，所述壳体的外侧还设有向壳体内施加交变磁场的交变磁场发生体。本发明使用交变的磁场产生电场，以电场的冲击使带电污渍团脱离衣物，实现了衣物清洁的目的，通过该洗衣机方式，避免了洗涤过程中对衣物的摩擦，降低衣物的损伤程度；另外，本发明采用电磁场清洗衣服的工作方式还避免了洗衣过程中出现噪音。

Description

电磁式交电洗衣机

技术领域

本发明涉及家用电器领域，特别涉及一种电磁式交电洗衣机。

背景技术

洗衣机是普及率极高的家用电器，它给人们的生活带来了很大的方便。家用洗衣机从工作方式来看，有波轮式、滚筒式、搅拌式等若干种类。在此基础上，各厂商也推出了多种具体方案，设计了不同的几何及运转参数，诸如波轮的外形、内筒的内壁形状、旋转方式和转速等。不同设计方案的净衣效能和对衣物的损伤程度各不相同。

用户总是希望洗衣机能尽量提高净衣效能，而且能够尽量减小洗涤过程对衣物的机械损伤。传统的洗衣机都是依靠机械力作用下水流冲击的方式，配合洗衣液一起实现高效洗衣。但净衣效能和损伤程度之间相互制约的关系本质上阻碍了洗衣机工作效果的提升。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种电磁式交电洗衣机，使用交变的磁场产生电场，以电场的冲击使带电污渍团脱离衣物，实现了衣物清洁的目的，通过该洗衣机方式，避免了洗涤过程中对衣物的摩擦，降低衣物的损伤程度。

本发明提供了一种电磁式交电洗衣机，其技术方案是：电磁式交电洗衣机，包括壳体，所述壳体上设有进水口和出水口，壳体内设有多个衣物悬挂架，所述壳体上设有与壳体相连接的洗衣液起电装置，所述壳体的外侧还设有向壳体内施加交变磁场的交变磁场发生体。

较佳地，所述洗衣液起电装置为范德格拉夫起电机。

较佳地，所述洗衣液起电装置为对衣物及洗衣液放射射线，以使与污渍融合的洗衣液带上电荷的射电层。

较佳地，所述交变磁场发生体是覆盖于壳体上表面的磁层一和覆盖于壳体下表面的磁层二，所述磁层一和磁层二均为电磁层；磁层一、磁层二均采用电磁铁。

较佳地，所述交变磁场发生体是套接于壳体外侧面的用于向壳体内施加交变磁场的螺线管。

较佳地，该电磁式交电洗衣机还包括设置于壳体外侧的烘干系统。

较佳地，所述烘干系统为环绕于壳体外侧的电加热丝。

较佳地，所述的多个衣物悬挂架均与壳体上端的内表面连接，并悬挂于壳体内。

较佳地，该电磁式交电洗衣机还包括一罩在其外部起防护作用的外箱体。

较佳地，所述进水口设于壳体的上端，所述出水口设于壳体的下端。

本发明提供的电磁式交电洗衣机，其利用洗衣液带电，而洗衣液又与污渍团相互结合，从而实现使污渍团带电。进一步，再使用交变的磁场产生电场，以电场的冲击使带电污渍团脱离衣物，实现了衣物清洁的目的。在该洗衣方式中，几乎不会涉及到任何对衣物的摩擦，降低衣物的损伤程度。尤其是对偏贵重的衣物，该新型洗衣方式的优势更是无法取代。本发明根据其设计原理，只需要调整合适的参数，其净衣效能和对衣物的损伤完全优于传统洗衣机。另外，本发明采用的电磁场清洗衣服的工作方式还避免了洗衣过程中出现噪音。

附图说明

图1为典型范德格拉夫起电机原理示意图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的左视图；

图5为本发明的磁层一、磁层二的结构示意图；

图6为本发明的交变磁场发生体为环绕在壳体外侧面的线圈的示意图；

图7(a)为本发明的交变磁场发生体为环绕在壳体外侧面的线圈的示意图的正视图；

图7(b)为本发明的交变磁场发生体为环绕在壳体外侧面的线圈的示意图的俯视图；

附图标记说明：

1、磁层一；2、磁层二；3、衣物；4、进水口；5、出水口；6、外箱体；7、衣物悬挂架；8、壳体；9、螺线管。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图2、图3及图4所示，本发明实施例提供一种电磁式交电洗衣机，包括壳体8，所述壳体8上设有进水口4和出水口5，壳体8内设有多个用于悬挂衣物3的衣物悬挂架7，所述壳体8上设有与壳体8内部相联接的洗衣液起电装置，所述壳体8的外侧还设有向壳体8内施加交变磁场的交变磁场发生体。本实施例使用交变的磁场产生电场，以电场的冲击使带电污渍团脱离衣物，实现了衣物清洁的目的；本实施例几乎不会涉及到任何对衣物的摩擦，降低衣物的损伤程度。尤其是对偏贵重的衣物，该新型洗衣方式的优势更是无法取代。

进一步地，所述洗衣液起电装置为范德格拉夫起电机。该起电机技术成熟，能够很方便的使用到本实施例中，其具体结构就不再赘述了，其工作原理如图1所示。

进一步地，所述洗衣液起电装置为对衣物及洗衣液放射射线，以使与污渍融合的洗衣液带上电荷的射电层。

进一步地，所述交变磁场发生体是覆盖于壳体8上表面的磁层一1和覆盖于壳体8下表面的磁层二2，所述磁层一1和磁层二2均为电磁层；磁层一1、磁层二2均为电磁铁。所述磁层一、二接入反相的交流电，可以使得磁场加倍。

进一步地，所述交变磁场发生体是套接于壳体8外侧面的用于向壳体8内施加交变磁场的螺线管9。

进一步地，该电磁式交电洗衣机还包括设置于壳体8外侧的烘干系统。

进一步地，所述烘干系统为环绕于壳体8外侧的电加热丝。

进一步地，所述的多个衣物悬挂架7均与壳体8上端的内表面连接，并悬挂于壳体8内。

进一步地，该电磁式交电洗衣机还包括一罩在其外部起防护作用的外箱体6。

进一步地，所述进水口4设于壳体8的上端，所述出水口5设于壳体8的下端。

本发明的洗衣原理简述如下：

1)使用范德格拉夫起电机式改进喷射法使洗衣液带上纯种电荷(如：只带正电荷)；

2)浸泡衣物，使带电洗衣液与衣物充分混合，使洗衣液液滴与污渍单元充分融合；

3)开通交变磁层，产生变化磁场，使洗衣液与污渍分子结合形成的带电污渍团与衣物分离。

对这一过程，我们有以下六个主要方程：

(1)-(2)式说明了净衣效能与系统的关系；(3)-(6)式说明了电磁交变洗衣机洗衣的物理过程。

本发明的工作方法：

(1)将衣物放入洗衣机内，衣物之间隔开些许距离，且要使衣物悬挂于各个衣物悬挂架上；

(2)使用范德格拉夫起电机使洗衣液带电，或者使用喷射法使洗衣液带电；

(3)洗衣液与衣物混合；

(4)打开电源，启动洗衣机自动程序；

(5)洗衣机入水，水与洗衣液混合形成混合液；

(6)浸泡一段时间，使混合液与衣物充分接触；

(7)电磁层通电、断电不断往复，此时在变化磁场形成的电场下，带电污渍团从衣物中逃离，从而达到洁净衣物的目的；

(8)磁层断电，污水排除，可根据用户设定的程序执行下列选项中的一步：

<I>重新入水，重复清洗；

<II>执行烘干程序。

本发明的设计保证了衣物几乎无损伤，在电场吸引力大于传统水洗冲击力情况下，净衣效能也将超出传统工作方式。

下面建立数学模型，对上述工作方式进行原理分析。

本发明的工作原理的具体分析：

1.磁层一、二均采用电磁铁，所以也叫做电磁层，其特点是在通入交流电的变化下，引起快速的磁场变化：

2.因此产生的电场将会使带电污渍分离，实现净衣目的。

磁层设计细图(磁层一、二均如图5所示)：

对磁层一、二接入反相的交流电，以翻倍磁场变化的速度。使用密集型线圈，以产生更大磁场变化。

3.由于洗衣液带电后与污渍单元结合形成带电污渍单元。我们把这叫做带电污渍团。

我们近似认为磁层一、二之间形成的是垂直平行磁场，且认为带电洗衣液滴与污渍分子充分混合。则在衣物表面变化的磁场将激励起一个电场，且电场方向也在不断改变，从而使带电污渍团脱离。当然，电流的变化频率是可以人为控制的。

4.从以上设计与工作方式可知，电磁式交变洗衣机对衣物的磨损率几乎是不用考虑的，可认为其磨损率近似为零。所以我们着重对净衣效能做数学模型的建立。

对于一个处于d₀深，带电量为q₀的污渍分子团来说

关键的几何与运转参数：

a)几何参数

d₀就是一个污渍分子团离衣物表面的距离。

d₁是污渍团的平均深度。

d₂、d₃、d₄分别为洗衣机侧视图中洗衣箱高度、长度和宽度。

d₅、d₁₀分别为衣物悬挂架高度、宽度。

d₆、d₇分别为磁层一、二厚度。

d₈、d₉分别为螺线管螺线高度、宽度。

b)运转参数

f为交流电频率；t₀为一次洗衣的工作时长。各公式中字母的含义详见表1。

在本发明的实施例中，我们还可以使用大型螺线管，包围整个洗衣箱。在洗衣箱中部建立铁芯，配合高频率交流电，击出衣物中带电污渍团。示意图如图6、图7所示。

由图6，将带磁层的电磁式交电洗衣机的顶、底的磁层去掉，变为环绕在其侧面的线圈。图6为环绕线圈的电磁式交电洗衣机的结构示意图。

对于环绕线圈的电磁式交电洗衣机(下面简称交变机)进行分析：

我们先假定不考虑外部磁层，也不考虑

则

令n为

即单位长度螺线管匝数，则

又由

其中μ为相对磁导率，n为匝数，I为线圈中电流大小。

取50cm宽的衣物

则带电污渍团受力为

1.洗衣液与污渍的结合方式

表面活性剂包括亲水端和亲油端，其中亲油端与污渍结合，然后通过物理运动(如手搓，机器运动)使污渍和织物分离。同时表面活性剂降低水的张力，使水能够达到织物表面，使有效成分发挥作用。

2.更好的带电方式：在顶层设计一个“射电层”。在正常洗衣液与污渍充分混合之后，对整个洗衣液放射能量较高的射线，以使与污渍融合的洗衣液带上电荷。

3.洗衣机烘干功能装备相应烘干系统。

本发明还可以在电场力

的计算模型中，

作为二级近似可以考虑到计算中；我们使用范德格拉夫起电机使洗衣液带电，但可能存在更好的带电方式：例如在顶层设计一个“射电层”。在正常洗衣液与污渍充分混合之后，对整个洗衣放射能量较高的射线，以使与污渍融合的洗衣液带上电荷。

表1符号说明及名词意义

综上所述，本发明提供的电磁式交电洗衣机，其利用洗衣液带电，而洗衣液又与污渍团相互结合，从而实现使污渍团带电。进一步，再使用交变的磁场产生电场，以电场的冲击使带电污渍团脱离衣物，实现了衣物清洁的目的。在该洗衣方式中，几乎不会涉及到任何对衣物的摩擦，降低衣物的损伤程度。尤其是对偏贵重的衣物，该新型洗衣方式的优势更是无法取代。本发明根据其设计原理，只需要调整合适的参数，其净衣效能和对衣物的损伤完全优于传统洗衣机。另外，本发明采用的电磁场清洗衣服的工作方式还避免了洗衣过程中出现噪音。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.电磁式交电洗衣机，其特征在于，包括壳体(8)，所述壳体(8)上设有进水口(4)和出水口(5)，壳体(8)内设有多个衣物悬挂架(7)，所述壳体(8)上设有与壳体(8)内部相联接的洗衣液起电装置，所述壳体(8)的外侧还设有向壳体(8)内施加交变磁场的交变磁场发生体。

2.如权利要求1所述的电磁式交电洗衣机，其特征在于，所述洗衣液起电装置为范德格拉夫起电机。

3.如权利要求1所述的电磁式交电洗衣机，其特征在于，所述洗衣液起电装置为对衣物及洗衣液放射射线，以使与污渍融合的洗衣液带上电荷的射电层。

4.如权利要求1所述的电磁式交电洗衣机，其特征在于，所述交变磁场发生体是覆盖于壳体(8)上表面的磁层一(1)和覆盖于壳体(8)下表面的磁层二(2)，所述磁层一(1)和磁层二(2)均为电磁层；磁层一(1)、磁层二(2)均为电磁铁。

5.如权利要求1所述的电磁式交电洗衣机，其特征在于，所述交变磁场发生体是套接于壳体(8)外侧面的用于向壳体(8)内施加交变磁场的螺线管(9)。

6.如权利要求1所述的电磁式交电洗衣机，其特征在于，该电磁式交电洗衣机还包括设置于壳体(8)外侧的烘干系统。

7.如权利要求6所述的电磁式交电洗衣机，其特征在于，所述烘干系统为环绕于壳体(8)外侧的电加热丝。

8.如权利要求1所述的电磁式交电洗衣机，其特征在于，所述的多个衣物悬挂架(7)均与壳体(8)上端的内表面连接，并悬挂于壳体(8)内。

9.如权利要求1所述的电磁式交电洗衣机，其特征在于，该电磁式交电洗衣机还包括一罩在其外部起防护作用的外箱体(6)。

10.如权利要求1所述的电磁式交电洗衣机，其特征在于，所述进水口(4)设于壳体(8)的上端，所述出水口(5)设于壳体(8)的下端。