CN114164602A - 一种具有等离子风发生器的洗衣机及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有等离子风发生器的洗衣机及其控制方法，具有等离子风发生器的洗衣机，其包括：箱体、等离子风发生器、风道和内筒，内筒位于箱体中，风道的一端与等离子风发生器连接、另一端与内筒连接，等离子风发生器能够产生等离子风并经由风道进入内筒中；等离子风发生器包括发生极和收集极，发生极与收集极之间产生等离子，发生极包括碳纤维螺旋丝棒耦合电极，发生极接入交流电源，对其施加交流电压，收集极接入直流电源，使得发生极与收集极间构成交直流耦合系统。根据本发明可以在不采用风机的条件下，实现等离子净化、清新空气和分解有机污染物等功能，提高对洗衣机衣物的杀菌效果，解决原有风机噪音大、占空间大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及洗衣机技术领域，具体涉及一种具有等离子风发生器的洗衣机及其控制方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，大家对洗衣服不仅是保证表面的干净，也同样对微层面的杀菌消毒和洗后气味有了较高的要求，针对室内固态污染物、气态污染物以及微生物污染物的空气净化技术应运而生，目前市场上出现了各式各样的空气净化器、杀菌消毒机，其原理同样可运用在洗衣机的风道中，其中最常见的有过滤、吸附、静电除尘、负离子净化、臭氧杀菌消毒和等离子体净化等。但由于过滤只能滤除掉固态颗粒物，无法去除有机污染物，也无法杀灭细菌等微生物，净化性能单一；活性炭吸附污染物的过程为物理变化，需要更换吸附层，不能循环使用。这不仅造成了材料的浪费，也增加了吸附层的处理难度；电晕放电产生的负离子对人体有很大的益处，但电晕放电产生的负离子浓度低、能量小，不足以分解有机污染物并且负离子技术的性能不够稳定，容易产生高浓度的臭氧，世界卫生组织规定，人体所能承受的臭氧浓度应当不高于0.1ppm，所以十分受限。
由于现有技术中的洗衣机存在风机噪声大，占空间大，洗衣机反复洗涤细菌滋生，烘干后有衣物有异味等技术问题，因此本发明研究设计出一种具有等离子风发生器的洗衣机及其控制方法。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的洗衣机存在有机物去污效果不佳以及杀菌效果不佳的缺陷，从而提供一种具有等离子风发生器的洗衣机及其控制方法。
为了解决上述问题，本发明提供一种具有等离子风发生器的洗衣机，其包括：
箱体、等离子风发生器、风道和内筒，所述内筒位于所述箱体中，所述风道的一端与所述等离子风发生器连接、另一端与所述内筒连接，所述等离子风发生器能够产生等离子风并经由所述风道进入所述内筒中；
所述等离子风发生器包括发生极和收集极，所述发生极与所述收集极之间产生等离子，所述发生极包括碳纤维螺旋丝棒耦合电极，所述发生极接入交流电源，对其施加交流电压，所述收集极接入直流电源，使得所述发生极与所述收集极间构成交直流耦合系统。
在一些实施方式中，所述碳纤维螺旋丝棒耦合电极包括金属电极和碳纤维电极，所述金属电极为柱状结构以形成为丝棒耦合电极，所述碳纤维电极成螺旋形地缠绕在所述金属电极的外周。
在一些实施方式中，所述碳纤维电极接地，所述收集极被施加正压直流电；所述收集极为金属片状板电极。
在一些实施方式中，所述碳纤维螺旋丝棒耦合电极还包括绝缘层，所述绝缘层包裹设置在所述金属电极的外表面，所述碳纤维电极缠绕在所述绝缘层的外周上。
在一些实施方式中，所述等离子风发生器还包括壳体、过滤装置和臭氧吸收部，所述发生极和所述收集极均设置于所述壳体的内部，所述发生极与所述收集极之间间隔预设距离，所述过滤装置和所述臭氧吸收部也均设置于所述壳体的内部，且沿着气流流动的方向，所述过滤装置设置在所述发生极的上游，所述臭氧吸收部设置于所述收集极的下游。
在一些实施方式中，还包括烘干加热部，所述烘干加热部设置于所述等离子风发生器的吸气端，能够对进入所述等离子风发生器之前的风进行加热。
在一些实施方式中，所述烘干加热部处设置有限温器，所述内筒的出风口设置有温度传感器，所述限温器能够根据所述内筒的出风口的温度来控制所述烘干加热部的加热温度的高低。
在一些实施方式中，所述限温器包括自动限温器和手动限温器。
在一些实施方式中，还包括蒸汽护理装置，能够对所述等离子风发生器和所述烘干加热部进行蒸汽护理作用。
在一些实施方式中，所述等离子风发生器还能在所述洗衣机的脱水阶段对衣物释放出等离子风，以对其杀菌消毒。
本发明还提供一种如前任一项所述的具有等离子风发生器的洗衣机的控制方法，其包括：
检测步骤，检测选择的程序是否具有烘干功能；
判断步骤，当具备烘干功能时，判断是否开始进入烘干程序；当不具备烘干功能时，判断是否开始进入脱水程序；
控制步骤，当已经进入烘干程序时，控制开启所述等离子风发生器，当包括烘干加热部时，同时开启烘干加热部，在烘干的同时还进行等离子杀菌消毒；当进入所述脱水程序时，控制开启所述等离子风发生器，在脱水过程中进行等离子杀菌消毒。
在一些实施方式中，所述检测步骤，还能检测所述内筒出口处的温度；
所述控制步骤，当该温度与冷凝风道感温包的空气温度差值在预设温度范围以内，则控制关闭所述烘干加热部，并且在关闭所述烘干加热部第一预设时间后关闭所述等离子风发生器。
在一些实施方式中，所述控制步骤，控制在脱水过程中开启所述等离子风发生器第二预设时间后关闭。
本发明提供的一种具有等离子风发生器的洗衣机及其控制方法具有如下有益效果：
本发明在洗衣机上设置等离子风发生器，并且等离子风发生器包括碳纤维螺旋电极和丝-棒耦合电极结构，并采用交直流耦合的电场叠加方式形成了以大气压辉光放电等离子体为载体的离子风发生器，用以提供等离子风给筒内衣物杀菌消毒，除臭除味，并取消风机自供应循环风，由于该离子风发生器同时具有生成大气压辉光放电等离子体和形成离子风的能力，可以在不采用风机的条件下，实现等离子净化、清新空气和分解有机污染物等功能，以有效提高对洗衣机衣物的杀菌效果，并且解决原有风机噪音大、占空间大的问题，使用时噪音很小，占用空间很小。本发明的设计方案使用对人体有益，有杀菌消毒能力，除味除臭的离子风替代风机，在达到离子风净化需求的同时，省去了提供风循环动力的风机，并消除了风机带来的噪音。
附图说明
图1为本发明的具有等离子风发生器的洗衣机的整机结构图；
图2为本发明的等离子风发生器的内部结构图；
图3为本发明的碳纤维螺旋丝棒耦合电极的结构图；
图4为本发明的具有等离子风发生器的洗衣机控制方法流程图。
附图标记表示为：
1、箱体；2、烘干加热部；3、等离子风发生器；31、壳体；4、风道；5、内筒；6、过滤装置；7、发生极；8、收集极；9、臭氧吸收部；10、碳纤维电极；11、绝缘层；12、金属电极。
具体实施方式
如图1-3，本发明提供一种具有等离子风发生器的洗衣机，其包括：
箱体1、等离子风发生器3、风道4和内筒5，所述内筒5位于所述箱体1中，所述风道4的一端与所述等离子风发生器3连接、另一端与所述内筒5连接，所述等离子风发生器3能够产生等离子风并经由所述风道4进入所述内筒5中；
所述等离子风发生器3包括发生极7和收集极8，所述发生极7与所述收集极8之间产生等离子，所述发生极7包括碳纤维螺旋丝棒耦合电极，所述发生极7接入交流电源，对其施加交流电压，所述收集极8接入直流电源，使得所述发生极与所述收集极间构成交直流耦合系统。
本发明在洗衣机上设置等离子风发生器，并且等离子风发生器包括碳纤维螺旋电极和丝-棒耦合电极结构，并采用交直流耦合的电场叠加方式形成了以大气压辉光放电等离子体为载体的离子风发生器，用以提供等离子风给筒内衣物杀菌消毒，除臭除味，并取消风机自供应循环风，由于该离子风发生器同时具有生成大气压辉光放电等离子体和形成离子风的能力，可以在不采用风机的条件下，实现等离子净化、清新空气和分解有机污染物等功能，以有效提高对洗衣机衣物的杀菌效果，并且解决原有风机噪音大、占空间大的问题，使用时噪音很小，占用空间很小。本发明的设计方案使用对人体有益，有杀菌消毒能力，除味除臭的离子风替代风机，在达到离子风净化需求的同时，省去了提供风循环动力的风机，并消除了风机带来的噪音。
本发明采用通过碳纤维螺旋电极和丝-棒耦合电极结构，并采用交直流耦合的电场叠加方式形成了以大气压辉光放电等离子体为载体的离子风发生器。纤维材料的螺旋接触式电极结构可实现稳定的大气压辉光放电，并能形成以大气压辉光放电等离子体为载体的离子风。
基于碳纤维螺旋电极的辉光放电特性和丝-棒电极的直流离子风特性，使用一种耦合电极结构，即碳纤维螺旋电极作耦合电极结构的发生极，由金属片状板电极作耦合电极结构的收集极，并在发生极与收集极之间构成交直流耦合电场。在施加直流电压后，气体碰撞电离越剧烈，产生离子风风速越大。
本发明的等离子体形成过程中产生的大量高能粒子在电场作用下高速运动，运动过程中与空气中污染物气体分子碰撞，当高能粒子的能量高于气体分子的键能时，高能粒子将直接打破气体分子的化学键，使大分子有机污染物降解。实现以等离子风发生器替代风机给风循环提供动力，有效的提高洗衣机的消毒杀菌能力，并解决了风机噪声大的问题及烘干后异味的问题。
本发明的等离子体净化的原理是：由电子、离子、激发态原子、分子、光子和自由基组成的等离子体，既能在空气净化过程中发挥其物理沉降作用，也能发挥其化学分解作用。等离子体空气净化结合了静电除尘、负离子净化、臭氧杀菌消毒的特点，同时形成的离子风还可替代风机，达到杀菌消毒的目的的同时减少噪音和降低成本，特提出此发明。
图1为本发明的整机示意图，其中整机的箱体1；烘干加热管(烘干加热部2)，在烘干模式中加热吹向筒内的等离子风；等离子风发生器3，提供等离子体的同时也为筒内提供风循环；等离子风经由风道4的进风口通入内筒5，再由后风道循环。
图2为等离子风发生器内部原理图，该装置由进风口滤网(过滤装置6)、碳纤维螺旋电极和丝-棒耦合电极组成的发生极7、金属板状电极(收集极8)和臭氧吸收部9几个模块组成。气流从左侧流入，在发生极与收集极间产生等离子风从右侧流出，箱体上方为开盖式，方便更换、清洗模块。发生极接入高频交流电源，收集极接入高压直流电源，发生极与收集极间构成交直流耦合系统，可产生高能量高密度的等离子体，同时产生较大流速的离子风，因产生离子风的同时会伴生一定的对人体有害的臭氧，所以需经过臭氧吸收层再吹入筒内。
图3为碳纤维螺旋电极，碳纤维细丝电极(碳纤维电极10)为微放电电极，可降低放电电压，绝缘层11，金属电极12，碳纤维电极作为阴极利用微放电电极结构，形成局部强电场，为大气压辉光放电提供条件；而对耦合电极施加交直流耦合电压，能有效提升离子风风速。
如图3所示，在一些实施方式中，所述碳纤维螺旋丝棒耦合电极包括金属电极12和碳纤维电极10，所述金属电极12为柱状结构以形成为丝棒耦合电极，所述碳纤维电极10成螺旋形地缠绕在所述金属电极12的外周。这是本发明的碳纤维螺旋丝棒耦合电极的优选结构形式，即内部为柱状结构的金属电极，形成为丝棒电极，外周缠绕有碳纤维电极，从而形成螺旋耦合电极。
以碳纤维螺旋电极作离子风发生器的发生极，金属棒电极作收集极，将辉光放电等离子体与离子风结合，以形成大风速的离子风。金属内电极直径的增大将使得耦合电极结构的空间畸变性增加，从而有利于离子风的形成。
在一些实施方式中，所述碳纤维电极10接地，所述收集极8被施加正压直流电；所述收集极8为金属片状板电极。交直流耦合电场为发生极的金属电极施加交流电压，碳纤维接地，接收极施加正高压直流电。相对仅施加直流，这是一种多方向电场强度叠加的结果可以使交直流耦合时碳纤维螺旋形电极接触点处的电场强度大大增强，有利于促进碳纤维周边气体分子碰撞电离的发展，能够有效地增加带电粒子数量，进而增大离子风风速。
耦合电极结构的交直流耦合电场，交直流耦合后，碳纤维螺旋电极螺圈上的电场强度大大提升，这对形成大风速的离子风机为有利，而交流电压的周期性的变化也能避免碳纤维周边气体分子碰撞电离的剧烈发展。
在一些实施方式中，所述碳纤维螺旋丝棒耦合电极还包括绝缘层11，所述绝缘层11包裹设置在所述金属电极12的外表面，所述碳纤维电极10缠绕在所述绝缘层11的外周上。本发明还通过金属电极外表面缠绕的绝缘层结构，能够使得金属电极与碳纤维电极之间形成绝缘，防止漏电。
在一些实施方式中，所述等离子风发生器3还包括壳体31、过滤装置6和臭氧吸收部9，所述发生极7和所述收集极8均设置于所述壳体31的内部，所述发生极7与所述收集极8之间间隔预设距离，所述过滤装置6和所述臭氧吸收部9也均设置于所述壳体31的内部，且沿着气流流动的方向，所述过滤装置6设置在所述发生极7的上游，所述臭氧吸收部9设置于所述收集极8的下游。这是本发明的等离子风发生器的进一步优选结构形式，即发生极与收集极在壳体内部形成电离成等离子，并且通过交直流耦合电场形成等离子风；位于上游的过滤装置能够对气流进行过滤作用，位于下游的臭氧吸收部能够有效地吸附去除臭氧，保证吹入内筒中的等离子风的安全可靠。
在一些实施方式中，还包括烘干加热部2，所述烘干加热部2设置于所述等离子风发生器3的吸气端，能够对进入所述等离子风发生器3之前的风进行加热。本发明还通过烘干加热部的设置能够对洗衣机内筒中的衣物进行烘干加热，并且将进入等离子风发生器之前的空气进行先加热，然后再进入等离子风发生器中，从而形成温度较高的等离子风，在对衣物烘干的同时对其进行杀菌消毒作用，并且噪音小，占用空间小。
在一些实施方式中，所述烘干加热部2处设置有限温器，所述内筒5的出风口设置有温度传感器，所述限温器能够根据所述内筒5的出风口的温度来控制所述烘干加热部2的加热温度的高低。
在一些实施方式中，所述限温器包括自动限温器和手动限温器。
在一些实施方式中，还包括蒸汽护理装置，能够对所述等离子风发生器和所述烘干加热部2进行蒸汽护理作用。
当结束主洗、漂洗、脱水程序后，进入烘干模式，主控板控制烘干加热管和等离子发生器工作，烘干管处分别有一个自动限温器(105℃)和手动限温器(135℃)来保护烘干管风道内的温度避免过热发生着火，加热管对离子风加热，经过风道从进风口进入内筒。根据内筒出风口和冷凝风道感温包的空气温度差值在10℃以内，判定筒内衣物已干，程序控制烘干结束，进入护理模式。护理模式首先关闭烘干管，因平时烘干结束后，烘干管常因毛屑附着燃烧产生烧焦味，根据衣物重量，离子风发生器继续工作一段时间5-10min，关闭离子风发生器，开启蒸汽护理。
在一些实施方式中，所述等离子风发生器3还能在所述洗衣机的脱水阶段对衣物释放出等离子风，以对其杀菌消毒。
另一种情况，在非烘干模式中，当结束主洗、漂洗程序后，在洗涤模式中的脱水阶段根据衣物重量开启等离子风发生器工作一段时间5-10min，在甩干衣物的同时给衣物杀菌消毒，除味除臭。
如图4，本发明还提供一种如前任一项所述的具有等离子风发生器的洗衣机的控制方法，其包括：
检测步骤，检测选择的程序是否具有烘干功能；
判断步骤，当具备烘干功能时，判断是否开始进入烘干程序；当不具备烘干功能时，判断是否开始进入脱水程序；
控制步骤，当已经进入烘干程序时，控制开启所述等离子风发生器3，当包括烘干加热部时，同时开启烘干加热部2，在烘干的同时还进行等离子杀菌消毒；当进入所述脱水程序时，控制开启所述等离子风发生器3，在脱水过程中进行等离子杀菌消毒。
本发明的等离子体形成过程中产生的大量高能粒子在电场作用下高速运动，运动过程中与空气中污染物气体分子碰撞，当高能粒子的能量高于气体分子的键能时，高能粒子将直接打破气体分子的化学键，使大分子有机污染物降解。实现以等离子风发生器替代风机给风循环提供动力，有效的提高洗衣机的消毒杀菌能力，并解决了风机噪声大的问题及烘干后异味的问题。
在一些实施方式中，所述检测步骤，还能检测所述内筒5出口处的温度；
所述控制步骤，当该温度与冷凝风道感温包的空气温度差值在预设温度范围以内，则控制关闭所述烘干加热部，并且在关闭所述烘干加热部第一预设时间后关闭所述等离子风发生器。
在一些实施方式中，所述控制步骤，控制在脱水过程中开启所述等离子风发生器第二预设时间后关闭。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种具有等离子风发生器的洗衣机，其特征在于：包括：
箱体(1)、等离子风发生器(3)、风道(4)和内筒(5)，所述内筒(5)位于所述箱体(1)中，所述风道(4)的一端与所述等离子风发生器(3)连接、另一端与所述内筒(5)连接，所述等离子风发生器(3)能够产生等离子风并经由所述风道(4)进入所述内筒(5)中；
所述等离子风发生器(3)包括发生极(7)和收集极(8)，所述发生极(7)与所述收集极(8)之间产生等离子，所述发生极(7)包括碳纤维螺旋丝棒耦合电极，所述发生极(7)接入交流电源，对其施加交流电压，所述收集极(8)接入直流电源，使得所述发生极与所述收集极间构成交直流耦合系统。
2.根据权利要求1所述的具有等离子风发生器的洗衣机，其特征在于：
所述碳纤维螺旋丝棒耦合电极包括金属电极(12)和碳纤维电极(10)，所述金属电极(12)为柱状结构以形成为丝棒耦合电极，所述碳纤维电极(10)成螺旋形地缠绕在所述金属电极(12)的外周。
3.根据权利要求2所述的具有等离子风发生器的洗衣机，其特征在于：
所述碳纤维电极(10)接地，所述收集极(8)被施加正压直流电；所述收集极(8)为金属片状板电极。
4.根据权利要求2所述的具有等离子风发生器的洗衣机，其特征在于：
所述碳纤维螺旋丝棒耦合电极还包括绝缘层(11)，所述绝缘层(11)包裹设置在所述金属电极(12)的外表面，所述碳纤维电极(10)缠绕在所述绝缘层(11)的外周上。
5.根据权利要求1所述的具有等离子风发生器的洗衣机，其特征在于：
所述等离子风发生器(3)还包括壳体(31)、过滤装置(6)和臭氧吸收部(9)，所述发生极(7)和所述收集极(8)均设置于所述壳体(31)的内部，所述发生极(7)与所述收集极(8)之间间隔预设距离，所述过滤装置(6)和所述臭氧吸收部(9)也均设置于所述壳体(31)的内部，且沿着气流流动的方向，所述过滤装置(6)设置在所述发生极(7)的上游，所述臭氧吸收部(9)设置于所述收集极(8)的下游。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的具有等离子风发生器的洗衣机，其特征在于：
还包括烘干加热部(2)，所述烘干加热部(2)设置于所述等离子风发生器(3)的吸气端，能够对进入所述等离子风发生器(3)之前的风进行加热。
7.根据权利要求6所述的具有等离子风发生器的洗衣机，其特征在于：
所述烘干加热部(2)处设置有限温器，所述内筒(5)的出风口设置有温度传感器，所述限温器能够根据所述内筒(5)的出风口的温度来控制所述烘干加热部(2)的加热温度的高低。
8.根据权利要求7所述的具有等离子风发生器的洗衣机，其特征在于：
所述限温器包括自动限温器和手动限温器。
9.根据权利要求6所述的具有等离子风发生器的洗衣机，其特征在于：
还包括蒸汽护理装置，能够对所述等离子风发生器和所述烘干加热部(2)进行蒸汽护理作用。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的具有等离子风发生器的洗衣机，其特征在于：
所述等离子风发生器(3)还能在所述洗衣机的脱水阶段对衣物释放出等离子风，以对其杀菌消毒。
11.一种如权利要求1-10中任一项所述的具有等离子风发生器的洗衣机的控制方法，其特征在于：包括：
检测步骤，检测选择的程序是否具有烘干功能；
判断步骤，当具备烘干功能时，判断是否开始进入烘干程序；当不具备烘干功能时，判断是否开始进入脱水程序；
控制步骤，当已经进入烘干程序时，控制开启所述等离子风发生器(3)，当包括烘干加热部时，同时开启烘干加热部(2)，在烘干的同时还进行等离子杀菌消毒；当进入所述脱水程序时，控制开启所述等离子风发生器(3)，在脱水过程中进行等离子杀菌消毒。
12.根据权利要求11所述的具有等离子风发生器的洗衣机的控制方法，其特征在于：
所述检测步骤，还能检测所述内筒(5)出口处的温度；
所述控制步骤，当该温度与冷凝风道感温包的空气温度差值在预设温度范围以内，则控制关闭所述烘干加热部，并且在关闭所述烘干加热部第一预设时间后关闭所述等离子风发生器。
13.根据权利要求11所述的具有等离子风发生器的洗衣机的控制方法，其特征在于：
所述控制步骤，控制在脱水过程中开启所述等离子风发生器第二预设时间后关闭。
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| CN202111507966.0A CN114164602A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 一种具有等离子风发生器的洗衣机及其控制方法 |
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