CN112647246A - 微气泡发生器及具有该微气泡发生器的洗涤设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微气泡发生器及具有其的洗涤设备。微气泡发生器包括一体式喷管、吸气通道和起泡器。在一体式喷管内沿着水流方向设置有至少一级直径变小锥形部和至少一级直径变大锥形部。至少一级直径变小锥形部的下游端形成有第一最小直径开口，至少一级直径变大锥形部位于第一最小直径开口的下游并且其上游端形成有第二最小直径开口，第二最小直径开口与第一最小直径开口连通，使得水流从第一最小直径开口喷出后可在一体式喷管内产生负压；吸气通道配置成使得外界的空气可借助负压被吸入一体式喷管中并与水混合产生气泡水；起泡器固定在一体式喷管的下游端并且配置成可在气泡水流过其时形成微气泡水。该微气泡发生器结构大大简化，成本显著降低。

Description

微气泡发生器及具有该微气泡发生器的洗涤设备

优先权说明

本申请要求2019年10月10日提交的、发明名称为“微气泡喷头及具有该微气泡喷头的洗涤设备”、申请号为“201910960312.X”的中国发明专利申请的优先权，通过引用其全部内容被结合到本文中。

技术领域

本发明涉及微气泡产生装置，具体地涉及微气泡发生器及具有该微气泡发生器的洗涤设备。

背景技术

微气泡(micro-bubble)通常是指气泡发生时直径在五十微米(μm)以下的微小气泡。微气泡根据其直径范围也可以称为微纳气泡(micro-/nano-bubble)、微米气泡或纳米气泡(nano-bubble)。微气泡由于其在液体中的浮力小，因此在液体中滞留的时间比较长。而且，微气泡在液体中会发生收缩直到最后破碎，生成更小的纳米气泡。在这个过程中，气泡因为变小所以其上升速度变得缓慢，导致融化效率高。微气泡在破碎的时候局部会产生高压和高温的热，由此能够破坏漂浮在液体中或附着在物体上的有机物等异物。另外，微气泡的收缩过程还伴随负电荷的增加，负电荷的高峰状态通常是在微气泡的直径处于1-30微米的时候，因此容易吸附漂浮在液体中的带正电荷的异物。结果就是异物在其由于微气泡的破碎而被破坏之后会被微气泡吸附，然后慢慢浮到液体表面。这些特性使得微气泡具备很强的清洗和净化能力。目前，微气泡已经被广泛应用于洗衣机等洗涤设备中。

为了制造微气泡，不同结构的微气泡产生装置已经被开发出来。例如，中国发明专利申请CN107321204A公开了一种微气泡产生器。该微气泡产生器包括两端为开口状的外壳，外壳的第一端连接有进水管，在外壳内沿着水流方向依次设置有涡柱、涡柱壳、气液混合管以及定位在外壳的第二端的孔网。气液混合管从头部到尾部依次形成有连通的容置腔、气流部、加速部和流通部。涡柱壳及位于其内的涡柱定位在容置腔内；气流部的管壁上设有进气口；气流部的内壁朝向容置腔的方向凸出，形成呈漏斗状的凸出部，在漏斗状凸出部的大口端与锥形的涡柱壳之间形成供由进气口进入的空气进入气流部的缝隙；加速部的内径朝向尾部方向逐渐增大。水流流经涡柱在涡柱壳内部形成高速旋转水流，高速旋转水流从涡柱壳的出口流出后进入凸出部围成的漏斗状空间内，在水流周围形成的负压将空气从进气口吸入并与水流混合后进入加速部，由于涡柱壳的锥形面以及加速部的内径朝向尾部方向逐渐增大而形成压差，使混合大量空气的水流(形成“气泡水”)加速流动，气泡水经由流通部流向孔网，气泡水被孔网中的细孔切割并混合而产生含有大量微气泡的微气泡水。

中国发明专利申请(CN107583480A)也公开了一种微气泡产生器。该微气泡产生器包括两端为开口状的外壳，外壳的第一端连接有进水管，在外壳内沿着水流方向依次设置有增压管、气泡产生管以及定位在外壳的第二端的孔网。气泡产生管从第一端到第二端依次形成有容置腔、气液混合部、扩张引导部。在容置腔内接纳增压管，增压管具有面向容置腔的锥形端；在气液混合部内形成有沿着第一端到第二端的方向尺寸逐渐减小的锥形的气液混合空间；扩张引导部内形成有沿着第一端到第二端的方向尺寸增大的扩张引导空间。气泡产生管的管壁上设有进气通道，气液混合部的内壁与增压管的外壁之间形成间隙以便与气泡产生管的管壁上的进气通道连通，增压管的出水口置于气液混合部的进水口内。水流流经增压管被增压形成高速水流，高速水流从增压管的出水口流出后进入气液混合腔并且在气液混合腔内产生负压，借助该负压，大量空气通过进气通道被吸入水流中并且与水混合形成气泡水，气泡水从扩张引导部流向孔网，气泡水被孔网的细孔混合和切割形成微气泡水。

上述两种微气泡产生器均具有至少五种独立的部件：外壳，进水管，涡柱和涡壳或增压管，气液混合管或气泡产生管，以及孔网。这些部件都需要设计特定的配合或连接结构，以便所有部件能够组装在一起并且保证组装好的微气泡产生器能够可靠地工作。另外，为了允许将空气从外界吸入到微气泡产生器内，外壳以及气液混合管或气泡产生管上均需要设置进气通道。因此，这样的微气泡产生器的部件和结构都比较复杂，并且制造成本也很高。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有微气泡产生器结构复杂、制造成本高的技术问题，本发明提供了一种微气泡发生器，该微气泡发生器包括：一体式喷管，在所述一体式喷管内沿着水流方向设有至少一级直径变小锥形部和至少一级直径变大锥形部，所述至少一级直径变小锥形部的下游端形成有第一最小直径开口，所述至少一级直径变大锥形部位于所述第一最小直径开口的下游并且其上游端形成有第二最小直径开口，所述第二最小直径开口与所述第一最小直径开口连通，从而使得水流从所述第一最小直径开口喷出后可在所述一体式喷管内产生负压；吸气通道，所述吸气通道配置成使得外界的空气可借助所述负压被吸入所述一体式喷管中并与水混合产生气泡水；以及起泡器，所述起泡器固定在所述一体式喷管的下游端并且配置成可在所述气泡水流过其时形成微气泡水。

在上述微气泡发生器的优选技术方案中，所述吸气通道配置为形成在所述一体式喷管的管壁上的吸气孔。

在上述微气泡发生器的优选技术方案中，在所述吸气孔上配有单向阀，所述吸气孔定位成使得外界的空气可借助所述负压通过所述单向阀被吸入所述一体式喷管中并与水混合产生气泡水。

在上述微气泡发生器的优选技术方案中，所述第一最小直径开口与所述第二最小直径开口沿着所述水流方向相距预定距离。

在上述微气泡发生器的优选技术方案中，所述第一最小直径开口与所述第二最小直径开口通过节流孔连通。

在上述微气泡发生器的优选技术方案中，所述吸气孔定位成沿着所述水流方向位于所述第一最小直径开口与所述第二最小直径开口之间或者靠近所述至少一级直径变大锥形部的下游端。

在上述微气泡发生器的优选技术方案中，所述第一最小直径开口与所述第二最小直径开口彼此重合，并且所述吸气孔定位成靠近所述至少一级直径变大锥形部的下游端。

在上述微气泡发生器的优选技术方案中，所述至少一级直径变小锥形部和所述至少一级直径变大锥形部定位成靠近所述一体式喷管的下游端，并且所述吸气通道配置为形成在所述起泡器的偏离其中心的部分中。

在上述微气泡发生器的优选技术方案中，所述至少一级直径变小锥形部为独立于所述一体式喷管的中空锥形变径件，所述中空锥形变径件配置成可从所述一体式喷管的上游端插入所述一体式喷管，并且其上游端抵靠在所述一体式喷管的上游端的内壁上，所述第一最小直径开口形成在所述中空锥形变径件的下游端上。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的技术方案中，所述微气泡发生器包括一体式喷管、吸气通道和安装在一体式喷管的下游端的起泡器。在一体式喷管内沿着水流方向设置有至少一级直径变小锥形部和至少一级直径变大锥形部。该至少一级直径变小锥形部的下游端形成有第一最小直径开口。至少一级直径变大锥形部位于第一最小直径开口的下游并且其上游端形成有第二最小直径开口。第一最小直径开口与第二最小直径开口连通。通过至少一级直径变小锥形部和至少一级直径变大锥形部的上述配置在一体式喷管内形成了类似文丘里管的结构。水流在至少一级直径变小锥形部内由于流动通道的逐渐收窄而被加速；加速的水流从第一最小直径开口喷出并膨胀(由于流道截面的急剧增加)，从而在一体式喷管内产生负压，并且经过第二最小直径开口流入一体式喷管内的下游通道。吸气通道配置成使得在负压的作用下大量空气从外界被吸入到一体式喷管内并在其中与水混合而产生含有大量气泡的气泡水。位于第一最小直径开口下游的至少一级直径变大锥形部帮助增加空气与水的混合；气泡水然后流过位于下游端的起泡器并被起泡器切割和混合从而产生含有大量微气泡的微气泡水。因此，与现有技术的具有很多部件的微气泡产生器相比，本发明微气泡发生器不仅具有良好的产生微气泡的性能，而且该微气泡发生器的部件数量大大减少，也因此省去了设计和制造部件之间连接结构的需求，使得整个微气泡发生器的制造成本显著地降低。

优选地，在一体式喷管的吸气孔上配有单向阀使得本发明微气泡发生器不仅可用作微气泡喷头或喷嘴，而且还可用作能够产生微气泡的管路连接件。该单向阀在正常工作状态下通过负压产生的吸力保持打开以允许外界的空气通过单向阀流入一体式喷管。然而，在低水压或起泡器堵塞情况下，由于一体式喷管内缺少吸力或吸力不足，该单向阀能够自动关闭吸气孔，避免从吸气孔向外喷水的情形，从而保证该微气泡发生器不仅可以用作微气泡喷头，而且还可以用作能够产生微气泡的管路连接件。作为管路连接件，该微气泡发生器可布置在管路的任何合适位置上，从而扩大了本发明微气泡发生器的用途。

优选地，通过在一体式喷管内设置相互平行的多个至少一级直径变小锥形部和位于每一个至少一级直径变小锥形部下游的至少一级直径变大锥形部，在一体式喷管内可形成多个平行的文丘里管结构，由此可进一步提高空气吸入量并增加水与空气的混合程度，从而产生更多的微气泡。

优选地，至少一级直径变小锥形部和至少一级直径变大锥形部定位成靠近一体式喷管的下游端，并且吸气通道可以不用单独设计，而是利用起泡器的孔网结构的偏离其中心的部分来提供吸气通道。外界空气经由起泡器从一体式喷管的下游端直接吸入到一体式喷管内。更优选地，起泡器的孔网结构的径向直径可以大于一体式喷管的下游端的外直径，以便增加起泡器的孔网结构的面积，避免出现从起泡器流出的微气泡水堵住网孔的绝大部分甚至全部的情况，从而允许经由起泡器吸入更多的空气。

本发明还提供一种洗涤设备，所述洗涤设备包括如上所述的任一种微气泡发生器，所述微气泡发生器布置在所述洗涤设备内以便为所述洗涤设备产生微气泡水。根据实际需要，该微气泡发生器在洗涤设备内既可充当微气泡喷头或喷嘴，又可以充当管路连接件。作为管路连接件，该微气泡发生器可布置在洗涤设备内的任何合适管路位置上。通过微气泡发生器产生的含有大量微气泡的微气泡水，不仅能够提高洗涤设备的洗净能力，而且能够减少洗涤剂的用量并降低洗涤剂在例如衣物中的残留量。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明具有微气泡喷头的洗涤设备的第一种实施例的结构示意图；

图2是本发明具有微气泡喷头的洗涤设备的第二种实施例的结构示意图；

图3是本发明具有可产生微气泡的管路连接件的洗涤设备的第三种实施例的结构示意图；

图4是本发明微气泡发生器的实施例的立体示意图；

图5是图4所示的本发明微气泡发生器的实施例的正视图；

图6是图4所示的本发明微气泡发生器的实施例的俯视图；

图7是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第一种实施例的剖视图；

图8是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第二种实施例的剖视图；

图9是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第三种实施例的剖视图；

图10是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第四种实施例的剖视图；

图11是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第五种实施例的剖视图；

图12是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第六种实施例的剖视图；

图13是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第七种实施例的剖视图；

图14是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第八种实施例的剖视图；

图15是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第九种实施例的剖视图。

附图标记列表:

1、波轮洗衣机；11、箱体；12、盘座；13；上盖；14、波轮洗衣机的地脚；21、外桶；31、内桶；311、脱水孔；32、波轮；33、波轮洗衣机的传动轴；34、波轮洗衣机的电机；35、平衡环；41、排水阀；42、排水管；51、进水阀；52、微气泡发生器；52a、微气泡喷头；52b、管路连接件；521、一体式喷管；522、起泡器；523a、第一固定安装部；523b、第二固定安装部；524、定位部；525a、吸气孔；525b、起泡器上的吸气通道；526、单向阀；211、一体式喷管的上游端；212、一体式喷管的下游端；213、止脱筋；214、连接部；215、至少一级直径变小锥形部；215’、中空锥形变径件；216、至少一级直径变大锥形部；217、第一最小直径开口；218、第二最小直径开口；219、圆筒部；251、吸气孔的出口；261、阀座；262、密封面；263、密封圈；264、阀芯；265、弹簧；300、节流孔；301、环形间隙；302、轴向间隙；9、滚筒洗衣机；91、外壳；92、外筒；93、内筒；931、滚筒洗衣机的电机；932、滚筒洗衣机的传动轴；933、轴承；94、上台面板；95、控制面板；96、观察窗；97、门体；98、滚筒洗衣机的地脚。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了解决现有微气泡产生器的结构复杂、制造成本高的问题，本发明提供一种微气泡发生器。该微气泡发生器包括：一体式喷管521，在一体式喷管521内沿着水流方向C设有至少一级直径变小锥形部215和至少一级直径变大锥形部216，至少一级直径变小锥形部215的下游端形成有第一最小直径开口217，至少一级直径变大锥形部216位于第一最小直径开口217的下游并且其上游端形成有第二最小直径开口218，第二最小直径开口218与第一最小直径开口217连通，从而使得水流从第一最小直径开口217喷出后可在一体式喷管521内产生负压；吸气通道(525a、525b)，吸气通道配置成使得外界的空气可借助负压被吸入一体式喷管521中并与水混合产生气泡水；以及起泡器522，起泡器522固定在一体式喷管521的下游端并且配置成可在气泡水流过其时形成微气泡水。相比于现有技术的微气泡发生器，本发明微气泡发生器结构被显著地简化，而且微气泡产生性能良好。

进一步，在吸气孔525a上可配有单向阀526。该单向阀526在低水压或起泡器堵塞情况下能够自动关闭吸气孔525a，避免从吸气孔525a向外喷水的情形，从而保证该微气泡发生器不仅可以用作微气泡喷头，而且还可以用作能够产生微气泡水的管路连接件。

本文中所提及的“上游”和“下游”，除非有明确的相反说明，是相对于一体式喷管521内的水流方向C而言。本文中所提及的“直径变小锥形部”是指内部通道沿着水流方向C直径逐渐变小而形成锥形通道的部分，并且本文中所提及的“直径变大锥形部”是指内部通道沿着水流方向C直径逐渐变大而形成锥形通道的部分。本文中所提及的“中空锥形变径件”是指内部沿着水流方向形成直径逐渐变小的锥形通道的零件。

本发明微气泡发生器可以应用在洗涤领域，杀菌领域，或者其它需要微气泡的领域。例如，本发明微气泡发生器既能够应用到洗涤设备中，也能够结合到卫浴水龙头或花洒等装置中。

因此，本发明还提供一种洗涤设备，该洗涤设备包括本发明的微气泡发生器52，该微气泡发生器52布置在洗涤设备内以便为洗涤设备产生微气泡水。通过微气泡发生器在洗涤设备内产生含有大量微气泡的微气泡水，不仅能够提高洗涤设备的洗净能力，而且能够减少洗涤剂的用量并降低洗涤剂在例如衣物中的残留量，从而有利于用户的健康。该微气泡发生器52在洗涤设备内可用作微气泡喷头。进一步地，当微气泡发生器52的吸气孔上配置单向阀时，微气泡发生器52在洗涤设备内还可用作能够产生微气泡的管路连接件52b，从而大大扩展微气泡发生器52的用途和安装位置。

参见图1，图1是本发明具有微气泡喷头的洗涤设备的一种实施例的结构示意图。在该实施例中，洗涤设备为一种波轮洗衣机1。替代地，在其它实施例中，洗涤设备可以是滚筒洗衣机或烘干一体机等。

如图1所示，波轮洗衣机1包括箱体11。在箱体11的底部设有地脚14。箱体11的上部设置有盘座12，盘座12枢转连接有上盖13。在箱体11内设置有作为盛水桶的外桶21。在外桶21内设置有内桶31，内桶31的底部设置有波轮32，外桶21的下部固定有电机34，电机34通过传动轴33与波轮32驱动连接，在内桶31的侧壁上靠近顶端设有脱水孔311。排水阀41设置在排水管42上，排水管42的上游端与外桶21的底部连通。该波轮洗衣机还包括进水阀51和与进水阀51连通的微气泡喷头52a，微气泡喷头52a被安装在外桶21的顶部上。该微气泡喷头52a由本发明的微气泡发生器52构成。水经由进水阀51进入微气泡喷头52a以产生包含大量微气泡的微气泡水，微气泡喷头52a将微气泡水先喷入洗涤剂盒(图中未示出)以与洗涤剂混合，然后经由洗涤剂盒进入内桶31，用于衣物清洗。水中的微气泡在破碎过程中对洗涤剂产生撞击，并且微气泡通过携带的负电荷也能够吸附洗涤剂，因此微气泡能够增加洗涤剂与水的混合程度，从而降低洗涤剂的用量并减少洗涤剂在衣物上的残留量。另外，微气泡在内桶31内也会撞击衣物上的污渍，并且会吸附产生污渍的异物。因此，微气泡还增强了洗衣机的去污性能。可选地，微气泡喷头52a还可以直接将携带大量微气泡的微气泡水喷入洗衣机的外桶21或内桶31，以进一步降低洗涤剂的用量并增强该波轮洗衣机的清洁能力。

图2是本发明具有微气泡喷头的洗涤设备的第二种实施例的结构示意图。在该实施例中，洗涤设备为一种滚筒洗衣机9。如图2所示，滚筒洗衣机9包括外壳91和位于外壳底部的地脚98。在外壳91的顶部设有上台面板94。外壳91的前侧(面对用户的操作侧)上设有允许用户向滚筒洗衣机内装填衣物等的门体97，而门体97上还设有能够看到洗衣机内部的观察窗96。在观察窗96与外壳91之间还设置密封窗垫961，并且该密封窗垫961固定在外壳91上。滚筒洗衣机9的控制面板95布置在外壳91的前侧的上部，以便于用户的操作。在外壳91的内部则布置有外筒92和内筒93。内筒93定位在外筒92的内部。内筒93通过传动轴932和轴承933连接到电机931(例如直驱电机)。在外壳91的后侧的上部上设有进水阀51，该进水阀51通过水管连接到微气泡喷头52a。该微气泡喷头52a由本发明的微气泡发生器52构成。如图2所示，微气泡喷头52a定位靠近外壳91的前侧上部，并且位于控制面板95的下方。类似于洗涤设备的上述实施例，水经由进水阀51通过水管进入微气泡喷头52a以产生包含大量微气泡的微气泡水，微气泡喷头52a将微气泡水先喷入洗涤剂盒(图中未示出)以与洗涤剂混合，然后经由洗涤剂盒进入内筒93，用于衣物清洗。可选地，微气泡喷头52a还可以直接将携带大量微气泡的微气泡水喷入洗衣机的外筒92或内筒93，以进一步降低洗涤剂的用量并增强滚筒洗衣机的清洁能力。

图3是本发明具有能够产生微气泡的管路连接件的洗涤设备的第三种实施例的结构示意图。在该实施例中，洗涤设备也为一种滚筒洗衣机9。如图3所示，该滚筒洗衣机9设有能够产生微气泡的管路连接件52b。该管路连接件52b由本发明的微气泡发生器52构成，其中，该微气泡发生器52的一体式喷管521上设有吸气孔525a，并且该吸气孔525a上配有单向阀526(参见图8)。该微气泡管路连接件52b被置于位于进水阀51下游的管路上，不仅充当管路连接件，而且还能为该滚筒洗衣机9提供需要的微气泡水，以便增强该滚筒洗衣机的清洁能力。在该实施例中未提及的部分同上述实施例。

参见图4-图6，图4是本发明微气泡发生器的实施例的立体示意图，图5是图4所示的本发明微气泡发生器的实施例的正视图，而图6是图4所示的本发明微气泡发生器的实施例的俯视图。如图4-6所示，本发明微气泡发生器52包括一体式喷管521和起泡器522。

在一种或多种实施例中，起泡器522为孔网结构并且被设置成能够在气泡水流过其时切割和混合气泡水而产生含有大量微气泡的微气泡水。可选地，起泡器522的孔网结构具有至少一道细孔的直径达微米级，优选地，细孔的直径在0～1000微米之间；更优选地，细孔的直径在5～500微米之间。起泡器522的孔网结构可以是塑料栅栏，金属网，高分子材料网，或者其它合适的孔网结构。塑料栅栏通常是指高分子栅栏，其由高分子材料一体注塑成型，或者先将高分子材料制成板，再在该板上通过机加工产生微孔结构而形成塑料栅栏。高分子材料网通常是指通过先将高分子材料制成丝，再用这丝编织成的具有微孔结构的网。高分子材料网可以包括尼龙网，棉纶网，涤纶网，丙纶网等。替代地，起泡器522可以是能够产生微气泡的其它孔网结构，例如由两个非微米级的蜂窝状结构组成的孔网结构。

在一种或多种实施例中，在一体式喷管521的外壁上设有第一固定安装部523a，第二固定安装部523b，以及定位部524，用于将微气泡发生器52定位和固定到预定位置。替代地，一体式喷管521不设置固定安装部或只设置一个合适的固定安装部。

参见图5和图6，第一固定安装部523a和第二固定安装部523b对称地定位在一体式喷管521的外壁上，并且位于一体式喷管521的中部。定位部524为长条肋，从一体式喷管521的外壁径向向外突出，并且沿着一体式喷管521的轴向延伸。第一固定安装部523a和第二固定安装部523b分布在定位部524的两侧。可选地，定位部524也可以采用其它合适的形式，或者一体式喷管521上没有定位部。如图6所示，在一种实施例中，第一和第二固定安装部523a，523b为螺钉孔结构，以通过螺钉将微气泡发生器52固定到目标位置。然而，固定安装部可采用任何合适的连接结构，例如卡扣连接结构、焊接连接结构等。

图7是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第一种实施例的剖视图。如图7所示，微气泡发生器52包括一体式喷管521、吸气孔525a、和起泡器522。沿着水流方向C，一体式喷管521具有上游端211和下游端212。上游端211配置成可连接到能够提供水源的外部管路或其它合适装置。可选地，在上游端211上设有止脱筋213，该止脱筋213围绕上游端211的外壁径向向外隆起，能够防止微气泡发生器从其所固定的位置上脱落。在下游端212上固定有起泡器522。起泡器522可以是任何适合产生微气泡的孔网结构，如在上述实施例中所列出的。在一种或多种实施例中，起泡器522可通过下游端212上的连接部214固定到下游端212上。该连接部214可以是卡扣结构，焊接结构，或其它合适的连接结构。

如图7所示，在一体式喷管521内，沿着水流方向C形成有至少一级直径变小锥形部215和至少一级直径变大锥形部216。在一种或多种实施例中，至少一级直径变小锥形部215和至少一级直径变大锥形部216定位靠近一体式喷管521的上游端211。可选地，在至少一级直径变大锥形部216下游形成了水流通道直径基本不变的圆筒部219。该圆筒部219一直延伸到一体式喷管521的下游端212，并且该圆筒部219的内直径与至少一级直径变大锥形部216的最大内直径相同。在该至少一级直径变小锥形部215的下游端上形成有第一最小直径开口217。至少一级直径变大锥形部216位于第一最小直径开口217的下游，并且该至少一级直径变大锥形部216的上游端上形成有第二最小直径开口218。第一最小直径开口217与第二最小直径开口218连通。参见图7，在一种或多种实施例中，第一最小直径开口217与第二最小直径开口218重合，从而在至少一级直径变小锥形部215和至少一级直径变大锥形部216之间形成直径大大缩小的喉部。在至少一级直径变小锥形部215内经受加速的水流从第一最小直径开口217直接喷到至少一级直径变大锥形部216内，由于水流的突然膨胀，因此在至少一级直径变大锥形部216内及其下游的通道内产生负压。

在一种或多种实施例中，至少一级直径变小锥形部215为一级直径变小锥形部，而至少一级直径变大锥形部216为一级直径变大锥形部。替代地，在一体式喷管521内能够设置二级或更多级的直径变小锥形部，第一最小直径开口217沿水流方向C形成在最下游一级直径变小锥形部的下游端(即至少一级直径变小锥形部的“最小直径处”)。多级的直径变小锥形部能够进一步提高水流的速度，有助于提高空气与水的混合程度并且在水中产生更多的微气泡。另外，在一体式喷管521内也能够设置二级或更多级的直径变大锥形部，第二最小直径开口218位于最上游一级直径变大锥形部的上游端(即至少一级直径变大锥形部的“最小直径处”)。多级直径变大锥形部能够进一步增加空气与水的混合程度。

在一种或多种实施例中，在一体式喷管521内可并排地设置多个至少一级直径变小锥形部215和多个至少一级直径变大锥形部216(图中未示出)。多个至少一级直径变小锥形部215在水流方向C上相互平行，并且在每个至少一级直径变小锥形部215的下游都设置一个至少一级直径变大锥形部216。因此，多个至少一级直径变大锥形部216在水流方向C上也相互平行。每个至少一级直径变小锥形部215的下游端形成有第一最小直径开口217，并且每个至少一级直径变大锥形部216的上游端形成有第二最小直径开口218。因此，在一体式喷管521内沿着水流方向C可形成并排的多个文丘里管结构，从而大大提高外界空气的吸入量，并且增加空气与水流的混合程度。

继续参加图7，在一种或多种实施例中，吸气孔525a设置在一体式喷管521的管壁上。该吸气孔525a贯穿一体式喷管521的管壁，并且吸气孔525a的出口251连通一体式喷管521的内部通道，从而外界的空气可通过该吸气孔525a被吸入到一体式喷管521内。如图7所示，在一种或多种实施例中，吸气孔525a定位靠近至少一级直径变大锥形部216的下游端。

当上述微气泡发生器52工作时，水流从一体式喷管521的上游端211进入，先流过至少一级直径变小锥形部215。水流在至少一级直径变小锥形部215中由于其流道逐渐收窄而被加速。加速后的水流经由喉部(由第一最小直径开口217和第二最小直径开口218形成)被喷入到至少一级直径变大锥形部216内，由于水流的突然膨胀，因此在该至少一级直径变大锥形部216内及其下游产生负压。因为吸气孔525a靠近该至少一级直径变大锥形部216的下游端，所以膨胀水流所引起的负压在吸气孔525a内产生吸力。在该吸力的作用下，一体式喷管521外部的空气从吸气孔525a沿着方向f被吸入到一体式喷管521内并在其中与水混合而产生气泡水。至少一级直径变大锥形部216由于其内部通道逐渐增大的直径，造成水流在其中逐渐膨胀，从而提高空气和水的混合程度。气泡水然后先经过圆筒部219再流过起泡器522。气泡水流过起泡器522时被其切割和混合，从而产生含有大量微气泡的微气泡水。

图8是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第二种实施例的剖视图。如图8所示，在一种或多种实施例中，在一体式喷管521的吸气孔525a上配有单向阀526。如图8所示，在一种或多种实施例中，单向阀526包括阀座261、密封圈263、阀芯264、和弹簧265。在一种或多种实施例中，阀座261被固定在一体式喷管521的管壁上并且延伸到吸气孔525a中。在阀座261中形成有可容纳密封圈263、阀芯264和弹簧265的阀孔(图中未标示)。该阀孔具有靠近一体式喷管521的径向管壁外侧的外端部和靠近一体式喷管521的径向管壁内侧的内端部。在一种或多种实施例中，阀芯264配置成具有一个径向扩大端部的阀杆。如图8所示，在组装状态下，阀杆在阀孔中从阀孔的外端部向其内端部延伸，并且阀杆的径向扩大端部被置于阀孔的外端部中；密封圈263被套在阀杆的径向扩大端部上并可抵靠在该径向扩大端部上；可弹性形变的弹簧265从与径向扩大端部相对的一端套到阀杆上，并且朝向径向扩大端部施加预定的弹性形变压力。在阀座261的靠近阀孔外端部的内壁上形成有围绕阀孔的密封面262。在一种或多种实施例中，该密封面262配置为沿着朝向阀孔外端部的方向直径逐渐变小的锥形面。密封圈263在弹簧265所施加的弹性形变压力的作用下可被挤压抵靠在该密封面262上。替代地，单向阀526可采用任何其它合适的配置。本实施例中未提及的部分同上述实施例。该实施例中的微气泡发生器52既可充当微气泡喷头52a，又可充当能够产生微气泡的管路连接件52b。在充当微气泡喷头52a的情形下，一体式喷管521的下游端212上通常不需要设置其它连接结构。相反地，在充当管路连接件52b(参见图3)的情形下，在下游端212上可设置任何合适与待连接管路相配的连接结构(图中未示出)，例如设置在起泡器522上的连接结构或设置在下游端212的管壁上的连接结构，包括但不限于螺纹结构和卡扣结构。

参加图8，当该微气泡发生器52工作时，水流从一体式喷管521的上游端211进入，先流过至少一级直径变小锥形部215。经过至少一级直径变小锥形部215加速的水流经由喉部(由第一最小直径开口217和第二最小直径开口218形成)被喷入到至少一级直径变大锥形部216内，由于水流的突然膨胀，因此在该至少一级直径变大锥形部216内及其下游产生负压。因为吸气孔525a靠近该至少一级直径变大锥形部216的下游端，所以膨胀水流所引起的负压在吸气孔525a内产生与弹簧265的弹性形变压力相反的吸力，并且该吸力大于该弹性形变压力。在吸力的作用下，密封圈263与密封面262脱离并在二者之间形成间隙，使得单向阀526处于“打开”状态。在单向阀526处于“打开”状态下，一体式喷管521外部的空气从吸气孔525a沿着方向f被吸入到一体式喷管521内并在其中与水混合而产生气泡水。气泡水最后流过起泡器522时被其切割和混合，从而产生含有大量微气泡的微气泡水。当一体式喷管521内的水流压力不足或者起泡器522被堵塞等状况发生时，可能导致一体式喷管521内的负压强度不够并且不足以克服弹簧265的弹性形变压力，单向阀526因此就会保持“关闭”状态，从而避免水从吸气孔525a流出或渗出。

图9是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第三种实施例的剖视图。如图9所示，至少一级直径变小锥形部215配置成从一体式喷管521的上游端211向下游延伸。在一种或多种实施例中，第一最小直径开口217与第二最小直径开口218沿着水流方向C相距预定距离L(其可根据实际尺寸要求确定)，并且第一最小直径开口217与第二最小直径开口218通过节流孔300连通。节流孔300从第一最小直径开口217延伸到第二最小直径开口218，并且具有与第一最小直径开口217和第二最小直径开口218相同的直径。节流孔300能够加强水流的膨胀效果。吸气孔525a定位靠近至少一级直径变大锥形部216的下游端。本实施例中未提及的部分同上述实施例。

图10是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第四种实施例的剖视图。如图10所示，至少一级直径变小锥形部215也配置成从一体式喷管521的上游端211向下游延伸。在一种或多种实施例中，第一最小直径开口217与第二最小直径开口218沿着水流方向C相距预定距离L(其可根据实际尺寸要求确定)，并且第一最小直径开口217与第二最小直径开口218通过节流孔300连通。节流孔300从第一最小直径开口217延伸到第二最小直径开口218，并且具有与第一最小直径开口217和第二最小直径开口218相同的直径。吸气孔525a定位靠近至少一级直径变大锥形部216的下游端，并且在吸气孔525a上配有单向阀526。该单向阀526的配置可同前述实施例。本实施例的其它未提及部分同前述实施例。

图11是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第五种实施例的剖视图。如图11所示，在一种或多种实施例中，至少一级直径变小锥形部为独立于一体式喷管521形成的中空锥形变径件215’。在该中空锥形变径件215’内，沿着水流方向C形成直径逐渐缩小的锥形通道。该中空锥形变径件215’能从一体式喷管521的上游端211插入到一体式喷管521中。在组装状态下，中空锥形变径件215’的上游端与一体式喷管521的上游端211平齐并轴向地抵靠形成在上游端211的内壁上的环形台阶(图中未标出)。因此，中空锥形变径件215’被嵌在一体式喷管521的通道中。第一最小直径开口217形成在中空锥形变径件215的下游端上。如图11所示，在一种或多种实施例中，中空锥形变径件215’的径向外壁可配置成沿着水流方向C直径逐渐缩小的锥形外壁(图中未标出)。因此，在中空锥形变径件215’的锥形外壁与一体式喷管521的内壁之间形成环形间隙301。该环形间隙301有助于增加空气与水流的混合程度。替代地，该中空锥形变径件215’的径向外壁可为圆柱形外壁，并且在组装状态下该圆柱形外壁抵靠在一体式喷管521的径向内壁上。继续参见图11，在一种或多种实施例中，第一最小直径开口217与第二最小直径开口218沿着水流方向C相距预定距离L，并且在中空锥形变径件215’与至少一级直径变大锥形部216之间形成直径突然变大的轴向间隙302。该轴向间隙302与环形间隙301一起可进一步增加空气与水流的混合程度。吸气孔525a沿着水流方向C定位在第一最小直径开口217与第二最小直径开口218之间或者靠近第一最小直径开口217。

可选地，在中空锥形变径件215’内沿着水流方向C也可形成多个相互平行的直径变小锥形通道。在这种情形下，一体式喷管521内也需要设置多个相互平行的至少一级直径变大锥形部216，并且其数量需要与直径变小锥形通道的数量相同。

图12是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第六种实施例的剖视图。如图12所示，在一种或多种实施例中，至少一级直径变小锥形部也为独立于一体式喷管521的中空锥形变径件215’，并且该中空锥形变径件215’的径向外壁配置为圆柱形外壁，因此在组装状态下该圆柱形外壁抵靠在一体式喷管521的径向内壁上。在组装状态下，中空锥形变径件215’的上游端与一体式喷管521的上游端211平齐并轴向地抵靠形成在上游端211的内壁上的环形台阶。如图12所示，在一种或多种实施例中，第一最小直径开口217与第二最小直径开口218之间沿水流方向C也间隔预定距离L，并且在中空锥形变径件215’与至少一级直径变大锥形部216之间形成了直径突然变大的轴向间隙302。该轴向间隙302有助于增加空气与水流的混合。吸气孔525a沿着水流方向C定位在第一最小直径开口217与第二最小直径开口218之间或者靠近第一最小直径开口217。如图12所示，在吸气孔525a上配有单向阀526。该单向阀526的配置可同前述实施例。本实施例的其它未提及部分同前述实施例。

图13是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第七种实施例的剖视图。如图13所示，在一种或多种实施例中，至少一级直径变小锥形部也为独立于一体式喷管521的中空锥形变径件215’。在组装状态下，中空锥形变径件215’的上游端与一体式喷管521的上游端211平齐并轴向地抵靠形成在上游端211的内壁上的环形台阶。该中空锥形变径件215’的径向外壁为沿着水流方向C直径逐渐缩小的锥形外壁。因此，在组装状态下，在中空锥形变径件215’的锥形外壁与一体式喷管521的内壁之间形成环形间隙301。如图13所示，在一种或多种实施例中，第一最小直径开口217与第二最小直径开口218之间沿水流方向C也间隔预定距离L，并且在中空锥形变径件215’与至少一级直径变大锥形部216之间形成了直径突然变大的轴向间隙302。该轴向间隙302与环形间隙301一起形成空气混合空间。吸气孔525a沿着水流方向C定位在第一最小直径开口217与第二最小直径开口218之间或者靠近第一最小直径开口217。在吸气孔525a上配有单向阀526。该单向阀526的配置可同前述实施例。本实施例的其它未提及部分同前述实施例。

图14是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第八种实施例的剖视图。如图14所示，在一体式喷管521内，沿着水流方向C，在从其上游端211到下游端212之间依次形成圆筒部219，至少一级直径变小锥形部215，形成在至少一级直径变小锥形部215的下游端的第一最小直径开口217，至少一级直径变大锥形部216，以及形成在该至少一级直径变大锥形部216的上游端的第二最小直径开口218。第一最小直径开口217与第二最小直径开口218相邻并且连通，以在至少一级直径变小锥形部215和至少一级直径变大锥形部216之间形成喉部。圆筒部219从上游端211延伸到至少一级直径变小锥形部215，并且圆筒部219的内直径等于至少一级直径变小锥形部215的最大内直径。至少一级直径变小锥形部215和至少一级直径变大锥形部216定位靠近一体式喷管521的下游端212，并且至少一级直径变大锥形部216与起泡器522相邻。吸气通道525b(如图中的箭头所示)直接由起泡器522的偏离其中心的部分(即径向外部部分)提供，因此能够将吸气通道525b看作是形成在起泡器522的径向外部部分中。水流沿着水流方向C从上游端211进入，先流过圆筒部219再流过至少一级直径变小锥形部215，在至少一级直径变小锥形部215中水流由于其流道收窄而被加速，加速后的水流经过由第一最小直径开口217和第二最小直径开口218一起形成的喉部被膨胀喷入至少一级直径变大锥形部216，并因此在至少一级直径变大锥形部216中产生负压。由于至少一级直径变大锥形部216靠近起泡器522，因此在负压的作用下，外界空气通过起泡器522的外围部分被吸入至少一级直径变大锥形部216中并在其中与水混合而产生气泡水。至少一级直径变大锥形部216由于其逐渐增大的内直径，造成水流在其中逐渐膨胀，从而提高空气和水的混合程度。气泡水流过起泡器522时被其切割和混合，从而产生含有大量微气泡的微气泡水。本实施例的其它未提及部分同前述实施例。

图15是沿着图6的截面线E-E截取的本发明微气泡发生器的第九种实施例的剖视图。如图15所示，在该实施例中，吸气通道525b也形成在起泡器522的径向外部部分中。在一种或多种实施例中，该起泡器522的外直径增大超出一体式喷管521的下游端212的外直径，因此，起泡器的孔网结构的面积被显著增大。该设计能够避免出现从起泡器522流出的微气泡水堵住网孔的绝大部分甚至全部的情况，从而允许更多的空气能够经由起泡器522吸入，从而增加水中的气泡数量。本实施例的其它未提及部分同前述实施例。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以将来自不同实施例的技术特征重新组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微气泡发生器，其特征在于，包括：

一体式喷管，在所述一体式喷管内沿着水流方向设有至少一级直径变小锥形部和至少一级直径变大锥形部，所述至少一级直径变小锥形部的下游端形成有第一最小直径开口，所述至少一级直径变大锥形部位于所述第一最小直径开口的下游并且其上游端形成有第二最小直径开口，所述第二最小直径开口与所述第一最小直径开口连通，从而使得水流从所述第一最小直径开口喷出后可在所述一体式喷管内产生负压；

吸气通道，所述吸气通道配置成使得外界的空气可借助所述负压被吸入所述一体式喷管中并与水混合产生气泡水；以及

起泡器，所述起泡器固定在所述一体式喷管的下游端并且配置成可在所述气泡水流过其时形成微气泡水。

2.根据权利要求1所述的微气泡发生器，其特征在于，所述吸气通道配置为形成在所述一体式喷管的管壁上的吸气孔。

3.根据权利要求2所述的微气泡发生器，其特征在于，在所述吸气孔上配有单向阀，所述吸气孔定位成使得外界的空气可借助所述负压通过所述单向阀被吸入所述一体式喷管中并与水混合产生气泡水。

4.根据权利要求2或3所述的微气泡发生器，其特征在于，所述第一最小直径开口与所述第二最小直径开口沿着所述水流方向相距预定距离。

5.根据权利要求4所述的微气泡发生器，其特征在于，所述第一最小直径开口与所述第二最小直径开口通过节流孔连通。

6.根据权利要求4所述的微气泡发生器，其特征在于，所述吸气孔定位成沿着所述水流方向位于所述第一最小直径开口与所述第二最小直径开口之间或者靠近所述至少一级直径变大锥形部的下游端。

7.根据权利要求2或3所述的微气泡发生器，其特征在于，所述第一最小直径开口与所述第二最小直径开口彼此重合，并且所述吸气孔定位成靠近所述至少一级直径变大锥形部的下游端。

8.根据权利要求1所述的微气泡发生器，其特征在于，所述至少一级直径变小锥形部和所述至少一级直径变大锥形部定位成靠近所述一体式喷管的下游端，并且所述吸气通道配置为形成在所述起泡器的偏离其中心的部分中。

9.根据权利要求4所述的微气泡发生器，其特征在于，所述至少一级直径变小锥形部为独立于所述一体式喷管的中空锥形变径件，所述中空锥形变径件配置成可从所述一体式喷管的上游端插入所述一体式喷管，并且其上游端抵靠在所述一体式喷管的上游端的内壁上，所述第一最小直径开口形成在所述中空锥形变径件的下游端上。

10.一种洗涤设备，其特征在于，所述洗涤设备包括根据权利要求1-9任一项所述的微气泡发生器，所述微气泡发生器布置在所述洗涤设备内以便为所述洗涤设备产生微气泡水。

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