CN112796079B - 一种衣物灭菌装置、方法及衣物处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种衣物灭菌装置、方法及衣物处理装置，衣物灭菌装置包括外筒、用于盛放衣物的内筒，所述外筒套设在所述内筒上，电机控制所述内筒旋转或摆动，其特征在于，还包括设置在所述外筒上的紫外发生部件、风机部件、加热部件，所述内筒上设置有孔，所述紫外发生部件产生的紫外线可以透过孔照射衣物上。通过加热部件和紫外发生部件进行联合杀菌，能够对衣物杀菌更彻底，并提高杀菌效率。
Description
技术领域
本发明属于衣物消毒处理技术领域，具体涉及一种衣物灭菌装置、方法及衣物处理装置。
背景技术
近年在洗衣机市场的持续发展过程中，由品质生活需求催生的消费升级大潮使得洗衣机行业针对健康洗护需求进行不断的技术创新和开发。根据文献记载及相关调查显示，对于使用年限超过半年以上的洗衣机存在比较严重的细菌病毒污染现象，特别是细菌超标85％以上、霉菌超标72.5％以上、大肠杆菌99.9％以上、病毒超标76％以上，采用洗衣机清洗衣物对消费者的健康存在较大的隐患。特别是对于婴幼儿的衣物健康，更是消费者关注的重点。
目前市场上洗衣机除菌的主要方式有高温除菌、臭氧除菌、银离子除菌、紫外线除菌等。臭氧除菌技术的除菌率低，且臭氧本身味道过重，高浓度时对人体会造成伤害；银离子除菌技术的除菌效果较好，但研究发现银离子对人体DNA有损害且在欧美发达国家已经被禁止作为抗菌剂使用，单一的高温除菌的除菌效果并不理想。紫外线除菌无味，也不产生有害的的物质，是很好的除菌方式，但单独应用紫外除菌其效果不好，而且现有的紫外除菌方式光照不均匀，不能满足用户的除菌要求，当前，高效除菌、健康洗衣的消费者需求亟待解决。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种衣物灭菌装置、方法及衣物处理装置，以解决上述技术问题。
本发明提供一种衣物灭菌装置，包括外筒、用于盛放衣物的内筒，外筒套设在内筒上，电机控制内筒旋转或摆动，还包括设置在外筒上的紫外发生部件、风机部件、加热部件，内筒上设置有孔，紫外发生部件产生的紫外线可以透过孔照射衣物上。
进一步，外筒上还设置有温度控制部件和温度监测部件，温度控制部件与加热部件、风机部件和温度监测部件电连接；温度监测部件将检测到的温度信号传输给温度控制部件，温度控制部件对加热部件的功率和风机部件的转速进行控制。
进一步，外筒上设置有风道，风道的出风口位于内筒上方，风机部件、加热部件和温度监测部件均设置在风道内，温度监测部件设置靠近出风口处，加热部件设置在风机部件与温度监测部件之间的位置。
本发明还提供一种衣物灭菌方法，应用于如上述任一技术方案所述的衣物灭菌装置的衣物灭菌方法，具体包括如下步骤：
S1：将衣物灭菌装置的电源接通，并将待处理衣物放置在内筒中；
S2：用户根据需求选择是否进行灭菌程序；
S3：若用户选择不进行灭菌程序，则直接进入洗涤程序；若用户选择进行灭菌程序，则在洗涤程序开始前或洗涤程序结束后进行灭菌程序；
灭菌程序包括如下步骤，先进行加热程序，加热部件和风机部件启动，对内筒周围的空气进行加热；当温度达到设定温度时，启动UV灭菌程序，开启紫外发生部件，对衣物进行紫外消毒处理。
进一步，洗涤程序为第一洗涤程序或第二洗涤程序，第一洗涤程序包括依次进行洗涤、脱水的步骤，第二洗涤程序包括依次进行洗涤、脱水、烘干的步骤。
进一步，在用户选择灭菌程序前，先对洗涤程序进行选择。
进一步，加热程序中，加热时长和加热温度根据用户需求进行选择或根据待处理衣物的种类和总质量进行选择，设定温度的取值范围为60-130摄氏度。
进一步，UV灭菌程序中，根据待处理衣物的种类和总质量选择光照强度和光照时间。
进一步，灭菌程序中，内筒在电机的带动下保持旋转的状态。
进一步，在灭菌程序中，温度控制部件控制加热部件和风机部件使内筒周围的空气一直维持在设定温度；当温度高于设定温度时，温度控制部件控制加热部件的功率降低并控制风机部件的转速提升；当温度低于设定温度时，温度控制部件控制加热部件的功率提高并控制风机部件的转速降低。
本发明还提供一种衣物处理装置，其特征在于，包括如权利要求1-2任一项的衣物灭菌装置或包括如权利要求3-9的衣物灭菌方法，衣物处理装置为洗衣机或洗干一体机。
本发明提出一种衣物灭菌装置、方法及衣物处理装置，通过高温和紫外线联合进行消毒灭菌，能够实现高效的灭菌，工作时间减短，效率高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种衣物灭菌装置的结构示意图；
图2为本发明优选的一种衣物灭菌方法流程图；
图3为本发明一种衣物灭菌方法替代方案的流程图；
图4为本发明一种衣物灭菌方法替代方案的流程图；
图5为本发明紫外发生部件照射发光区域示意图；
图6为本发明紫外发生部件位置的示意图；
图中：1、外筒；2、内筒；3、风机部件；4、温度控制部件；5、加热部件；6、温度监控部件；7、紫外发生部件；8、风道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种衣物灭菌装置，包括外筒1、用于盛放衣物的内筒2，外筒1套设在内筒2上，电机控制内筒2旋转或摆动，灭菌装置还包括设置在外筒1上的紫外发生部件7、风机部件3、加热部件5，内筒1上设置有孔，紫外发生部件7产生的紫外线可以透过孔照射衣物上。紫外发生部件7优选为LED紫外灯，也可以是紫外汞灯等其他可以发出紫外光的部件。
优选的，外筒1上还设置有温度控制部件4和温度监测部件6，温度控制部件4、温度监测部件6与加热部件5电连接，温度控制部件4与风机部件3电连接；温度控制部件4对加热部件5的功率和风机部件3的转速进行控制，
外筒1上还设置有温度控制部件4和温度监测部件6，温度控制部件4与加热部件5、风机部件3和温度监测部件6电连接；温度监测部件6将检测到的温度信号传输给温度控制部件4，温度控制部件4对加热部件5的功率和风机部件3的转速进行控制。
外筒1上设置有风道8，风道8的出风口位于内筒2上方，风机部件3、加热部件5和温度监测部件6均设置在风道8内，温度监测部件6设置靠近出风口处，加热部件5设置在风机部件3与温度监测部件6之间的位置。温度监测部件6可以部分位于风道8内，即温度监测部件6的感温探头位于风道8内；温度控制部件4可以是限温器也可以是温控器。通过设置风道8，将热量直接送入内筒中，减小热量损失。
优选的，紫外发生部件7位于内筒2与外筒1之间且不与内筒2接触。进一步优选的位置是，紫外发生部件7与内筒2之间的距离L大于等于0.5a+R且小于等于a+R，即0.5a+R≤L≤a+R，其中a为内筒与外筒之间的距离，R为紫外发生部件的理论发射体的当量半径，这样进行设置可以使更多的紫外线照射进内筒2。为使杀菌消毒的效果更好，紫外发生部件7至少有2个，且其均匀的分布在内筒2的周围。紫外发生部件7为紫外汞灯或LED紫外光源。
如图1-4所示，一种衣物灭菌方法，应用于上述任一实施例中的衣物灭菌装置的衣物灭菌方法，具体包括如下步骤：
S1：将衣物灭菌装置的电源接通，并将待处理衣物放置在内筒2中；
S2：用户根据需求选择是否进行灭菌程序；
S3：若用户选择不进行灭菌程序，则直接进入洗涤程序；若用户选择进行灭菌程序，则在洗涤程序开始前或洗涤程序结束后进行灭菌程序；
灭菌程序包括如下步骤，先进行加热程序，加热部件和风机部件启动，对内筒周围的空气进行加热；当温度达到设定温度时，启动UV灭菌程序，开启所述紫外发生部件，对衣物进行紫外消毒处理。
优选的，灭菌程序中，内筒2在电机的带动下保持旋转的状态，衣物在内筒2内不断旋转，使衣物得到更均匀的加热和紫外光的照射，从而使灭菌更加全面和彻底。
在灭菌程序的全过程中，温度控制部件4控制加热部件5的输出功率和风机部件3的转速，使内筒2周围的空气一直维持在60-130摄氏度，也可以是温度控制部件4仅控制加热部件5的输出功率，使内筒2周围的控制一直维持在60-130摄氏度，风机部件3一直保持设定的转速工作。当温度监测部件6监测到的温度高于设定温度时，温度控制部件4控制加热部件5的功率降低，使温度下降，同时也可以进一步控制风机部件6的风机转速升高；当温度监测部件6监测到的温度低于设定温度时，温度控制部件4控制加热部件5的功率升高，使温度上升，同时也可以进一步控制风机部件6的风机转速降低。若风机部件3的转速不可调节时，将维持风机部件3的额定转速工作。
还可以是在灭菌程序中，先进行加热程序，加热部件和风机部件启动，对内筒周围的空气进行加热；当温度达到设定温度时，关闭加热部件和风机部件，启动UV灭菌程序，开启所述紫外发生部件，对衣物进行紫外消毒处理。
优选的，在灭菌程序中，设定温度t的范围是60-130摄氏度区间中的任意一个温度点或任意温度段，如t＝100摄氏度、60≤t≤130或80＜t＜120。设定温度t可以根据需求用户自行选择或根据待处理衣物的种类和总质量进行选择。
优选的UV灭菌程序中，根据待处理衣物的种类和总质量选择光照强度和光照时间。衣物种类材质可以通过在衣物处理装置上设置RFID系统，AI摄像头采样、光谱分析技术、三轴加速度传感器分析衣物运动状态、吸水率(量)锦等方式进行判断，衣物质量可以通过重量传感器对衣物总质量进行秤重。
光照强度和光照时间可以按照如下方法进行选择和计算。紫外线剂量为紫外光强度和接触时间的乘积。
如图5所示，根据直接照射孔和紧邻的两个临近孔，其可以照射面积区域分别为直接照射区域I和临近照射区域II，面积分别为SI、SII。则理论照射系数kS为
其中kl为SI区域的照射系数，kII为SII区域的照射系数，S0内筒截面区域面积。
紫外线剂量为紫外光强度和接触时间的乘积，考虑内筒2上孔的影响，实际的紫外计量为M＝M0*kS，M0为理论紫外线剂量，理论紫外线剂量根据细菌种类、衣物种类、质量等因素确定，结合孔大小和照射面积的考虑，使所设置的紫外剂量更加准确。
紫外光强度E预设范围：1～15W/m2，并且按照衣物的种类和质量在预设范围内进行光照强度初选E，光照强度初选E需要根据具体的洗涤程序决定，例如在标准洗中，建议取中位数7～10W/m2。实际光照时间可以通过如下方式进行计算：
理论光照时间t0为：
实际光照时间t为：
其中，α为UV光照补量；δ为UV光照余量；α和δ的取值与衣物的种类、质量、转速、内筒上孔洞的密度有关，0.7≤α≤6.46，0＜＜δ≤40。
光照时间也可以按照如下简化的方法进行选择和计算。
首先进行衣物种类选择设定衣物紫外杀菌所需要单位质量的合适剂量λ0；
然后按照衣物重量进行质量分段烘干，称重后衣物重量为M1，则衣物所需要的紫外线总剂量为M＝M1×λ0×Ks
假设桶内紫外发生装置的初选紫外强度为E0，则理论光照时间为
由于内筒2的孔洞的实际透光量的限制，需要进行消毒时间附加△t，则实际光照时间为：
其中△t优选0～600s。
优选的，洗涤程序为第一洗涤程序或第二洗涤程序，第一洗涤程序包括依次进行洗涤、脱水的步骤，第二洗涤程序包括依次进行洗涤、脱水、烘干的步骤。用户根据需求选择第一洗涤程序或第二洗涤程序。
为了使衣物灭菌装置更智能的为用户匹配适应的灭菌模式；优选的实施例是，在用户选择第二洗涤程序且选择进行灭菌程序时，将自动进入干式杀菌程序，即在衣物为干燥状态下进行灭菌程序；如图2所示，干式杀菌程序可以是，S2步骤后，将直接进行灭菌程序，灭菌程序完成后，再进入第二洗涤程序；如图3所示，另一种干式灭菌程序是在S2步骤后，将直接进入第二洗涤程序，第二洗涤程序完成后，再进入灭菌程序。
在用户选择第一洗涤程序时，将自动进入湿式杀菌程序，即衣物中含有较多水分的状态下，进行灭菌程序；如图4所示，湿式杀菌程序是在S2步骤后，将进入第一洗涤程序，完成第一洗涤程序后，再进入灭菌程序。进一步优选的，当用户选择第一洗涤程序后，将提醒用户是否需要烘干，如用户选择烘干，则将完成灭菌程序后，再进行烘干。
另一优选的实施例是，在S2步骤中提供三个选项，用户可以根据需求在干式杀菌程序、湿式杀菌程序或不进行杀菌程序中选择任一项。衣物灭菌装置将根据用户的选择自动进行干式杀菌程序或湿式杀菌程序；另一种方式是，在S2步骤中，用户选择进行灭菌程序后，用户根据需求在干式杀菌程序或湿式杀菌程序中选择任一项。
另一具体实施例是一种衣物处理装置，包括如上述任一实施例所述的衣物灭菌装置或包括上述任一实施例所述的衣物灭菌方法，衣物处理装置为洗衣机或洗干一体机。在洗干一体机中，加热部件5可以利用烘干部件代替，无需新增加热部件5。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种衣物灭菌装置，包括外筒、用于盛放衣物的内筒，所述外筒套设在所述内筒上，电机控制所述内筒旋转或摆动，其特征在于，还包括设置在所述外筒上的紫外发生部件、风机部件、加热部件，所述内筒上设置有孔，所述紫外发生部件产生的紫外线可以透过孔照射衣物上；在进行衣物灭菌时，加热部件和风机部件启动，对内筒的空气进行加热；当温度达到设定温度时，开启所述紫外发生部件，对衣物进行紫外消毒处理；
所述衣物灭菌装置还包括控制器，所述控制器被设计为：当温度达到设定温度时，启动UV灭菌程序；所述UV灭菌程序中，根据待处理衣物的种类和总质量选择光照强度和光照时间；光照时间按照如下方法进行选择和计算：
按照衣物的种类和质量在预设范围内进行光照强度初选；
根据紫外线剂量和初选的所述光照强度确定理论光照时间；
根据所述理论光照时间确定实际光照时间t=α×t0+δ；
其中，α为UV光照补量，δ为UV光照余量，t0为理论光照时间，α和δ的取值与衣物的种类、质量、转速、内筒上孔洞的密度有关。
2.根据权利要求1所述的衣物灭菌装置，其特征在于，所述外筒上还设置有温度控制部件和温度监测部件，所述温度控制部件与所述加热部件、所述风机部件和所述温度监测部件电连接；所述温度监测部件将检测到的温度信号传输给所述温度控制部件，所述温度控制部件对所述加热部件的功率和所述风机部件的转速进行控制；或
0.7≤α≤6.46，0≤δ≤40。
3.根据权利要求2所述的衣物灭菌装置，其特征在于，所述外筒上设置有风道，所述风道的出风口位于所述内筒上方，所述风机部件、所述加热部件和所述温度监测部件均设置在所述风道内，所述温度监测部件设置靠近所述出风口处，所述加热部件设置在所述风机部件与所述温度监测部件之间的位置。
4.一种衣物灭菌方法，其特征在于，应用于如权利要求1或2所述的衣物灭菌装置的衣物灭菌方法，具体包括如下步骤：
S1：将所述衣物灭菌装置的电源接通，并将待处理衣物放置在所述内筒中；
S2：用户根据需求选择是否进行灭菌程序；
S3：若用户选择不进行灭菌程序，则直接进入洗涤程序；若用户选择进行灭菌程序，则在洗涤程序开始前或洗涤程序结束后进行灭菌程序；
所述灭菌程序包括如下步骤，先进行加热程序，加热部件和风机部件启动，对内筒周围的空气进行加热；当温度达到设定温度时，启动UV灭菌程序，开启所述紫外发生部件，对衣物进行紫外消毒处理；
所述UV灭菌程序中，根据待处理衣物的种类和总质量选择光照强度和光照时间；所述光照强度和所述光照时间按照如下方法进行选择和计算：
按照衣物的种类和质量在预设范围内进行光照强度初选；
根据紫外线剂量和初选的所述光照强度确定理论光照时间；
根据所述理论光照时间确定实际光照时间t=α×t0+δ；
其中，α为UV光照补量，δ为UV光照余量，t0为理论光照时间，α和δ的取值与衣物的种类、质量、转速、内筒上孔洞的密度有关。
5.根据权利要求4所述的衣物灭菌方法，其特征在于：所述洗涤程序为第一洗涤程序或第二洗涤程序，所述第一洗涤程序包括依次进行洗涤、脱水的步骤，所述第二洗涤程序包括依次进行洗涤、脱水、烘干的步骤；或
0.7≤α≤6.46，0≤δ≤40。
6.根据权利要求5所述的衣物灭菌方法，其特征在于，在用户选择灭菌程序前，先对洗涤程序进行选择。
7.根据权利要求6所述的衣物灭菌方法，其特征在于，所述加热程序中，加热时长和加热温度根据用户需求进行选择或根据待处理衣物的种类和总质量进行选择，所述设定温度的取值范围为60至130摄氏度。
8.根据权利要求6所述的衣物灭菌方法，其特征在于，所述灭菌程序中，所述内筒在所述电机的带动下保持旋转的状态。
9.根据权利要求6所述的衣物灭菌方法，其特征在于，在所述灭菌程序中，所述温度控制部件控制所述加热部件和所述风机部件使所述内筒周围的空气一直维持在设定温度；当温度高于设定温度时，温度控制部件控制加热部件的功率降低并控制风机部件的转速提升；当温度低于设定温度时，温度控制部件控制加热部件的功率提高并控制风机部件的转速降低。
10.一种衣物处理装置，其特征在于，包括如权利要求1至3中任一项所述的衣物灭菌装置。
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