CN117552220A - 一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置 - Google Patents

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孙民政
丁彭博
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Abstract

本发明提供一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,通过臭氧生成单元生成臭氧,并利用臭氧的杀菌消毒作用,无需化学洗涤剂,且不会对后续水处理造成负担;并通过超声雾化单元产生的水雾作为洗涤介质,避免了液态洗涤介质在微重力下难以充分与衣物混合的问题,还大量减少了耗水量;通过水雾的浸润作用,还可以提高衣物的平整度,避免了旋转、搅拌等传统洗衣过程中衣物产生卷曲、褶皱的问题;同时通过空气循环单元进行通风,还通过传感器单元和启停控制单元实现装置的自动洗衣,解决了航天员长期在轨驻留的洗衣需求,地面洗衣设备难以适应空间微重力环境、洗涤废水难以在轨处理的问题。

Description

一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置
技术领域
本发明涉及航天员在轨生活保障的技术领域,具体涉及一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置。
背景技术
随着载人航天工程进入空间站时代,航天员的在轨驻留周期日益延长、工作任务日益繁重,其在轨期间的衣物清洁问题也日益凸显。目前,国内外尚无成熟的、适用于微重力环境的在轨洗衣装置;航天员穿着的衣物主要以消耗品形式保障,无法实现在轨清洁。
家用洗衣机等地面洗衣设备通常采用水、四氯乙烯等液态介质用于衣物洗涤,通过搅拌、旋转等运动形式将衣物与液态介质充分混合,并通过溶解于介质中的化学洗涤剂实现衣物的杀菌消毒。然而,这种基于液态介质和化学洗涤剂的洗衣原理无法应用于在轨微重力环境,洗涤废水的排放也难以通过现有的空间站再生式水处理系统直接处理,其原因主要有以下几个方面:
首先,在微重力环境下,液态介质会在表面张力作用下积聚成团,难以与衣物充分混合;其次,现有的洗涤剂在洗衣过程中通过产生大量泡沫,微重力环境下洗衣废水中的泡沫会阻塞水处理系统的循环泵;最后,洗衣废水中的化学洗涤剂通常难以分解,超出了现有水处理系统的净化能力。
发明内容
为了解决航天员长期在轨驻留的洗衣需求,地面洗衣设备难以适应空间微重力环境、洗涤废水难以在轨处理的问题,本发明提供一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,包括用于洗衣的矩形腔体,以及安装于所述矩形腔体内的臭氧生成单元、超声雾化单元、传感器单元和空气循环单元;
所述矩形腔体为密封腔体,且其正视侧面上开设有取放衣入口;
所述臭氧生成单元安装于所述矩形腔体的顶部;
所述超声雾化单元和所述空气循环单元均安装于所述矩形腔体的底部;
所述传感器单元安装于所述矩形腔体的侧壁,且与所述臭氧生成单元和所述超声雾化单元电连接;
所述矩形腔体外部安装有启停控制单元,且所述臭氧生成单元、超声雾化单元、传感器单元和空气循环单元均与所述启停控制单元通过信号传输连接。
优选的,所述传感器单元包括温湿度传感器和臭氧浓度传感器;
所述温湿度传感器与所述超声雾化单元电连接;
和所述臭氧浓度传感器与所述臭氧生成单元电连接。
优选的,所述空气循环单元包括内循环风扇和外循环风扇;
所述内循环风扇位于所述超声雾化单元一侧;
所述外循环风扇具有加热结构。
优选的,所述外循环风扇的加热结构包括电热丝。
优选的,所述外循环风扇设置为两组,安装于所述内循环风扇和所述超声雾化单元的两侧。
优选的,所述臭氧生成单元包括紫外线消毒灯。
优选的,所述超声雾化单元包括多个集成的超声雾化结构;
所述多个集成的超声雾化结构均匀分布于所述矩形腔体的底部。
优选的,每个所述集成的超声雾化结构均包括多个超声波振子。
优选的,所述启停控制单元包括手持遥控器或外置控制面板。
优选的,所述矩形腔体的侧壁顶部还开设有气体出口;
所述气体出口内安装有气体过滤器。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明提供一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,包括用于洗衣的矩形腔体,以及安装于所述矩形腔体内的臭氧生成单元、超声雾化单元、传感器单元和空气循环单元;所述矩形腔体为密封腔体,且其正视侧面上开设有取放衣入口;所述臭氧生成单元安装于所述矩形腔体的顶部;所述超声雾化单元和所述空气循环单元均安装于所述矩形腔体的底部;所述传感器单元安装于所述矩形腔体的侧壁,且与所述臭氧生成单元和所述超声雾化单元电连接;所述矩形腔体外部安装有启停控制单元,且所述臭氧生成单元、超声雾化单元、传感器单元和空气循环单元均与所述启停控制单元通过信号传输连接。本申请提供的装置通过臭氧生成单元生成臭氧,并利用臭氧的杀菌消毒作用,无需化学洗涤剂,且不会对后续水处理造成负担;并通过超声雾化单元产生的水雾作为洗涤介质,避免了液态洗涤介质在微重力下难以充分与衣物混合的问题,还大量减少了耗水量;通过水雾的浸润作用,还可以提高衣物的平整度,避免了旋转、搅拌等传统洗衣过程中衣物产生卷曲、褶皱的问题;同时通过空气循环单元进行通风,还通过传感器单元和启停控制单元实现装置的自动洗衣,解决了航天员长期在轨驻留的洗衣需求,地面洗衣设备难以适应空间微重力环境、洗涤废水难以在轨处理的问题。
附图说明
图1为本发明的基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置的整体结构示意图;
图2为本发明的基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置的平面示意图。
其中,1、矩形腔体;2、温湿度传感器;3、臭氧浓度传感器;4、内循环风扇;5、外循环风扇;6、臭氧生成单元;7、超声雾化单元;8、气体过滤器;9、供水水囊。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
本发明提供一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,通过臭氧生成单元生成臭氧,并利用臭氧的杀菌消毒作用,无需化学洗涤剂,且不会对后续水处理造成负担;并通过超声雾化单元产生的水雾作为洗涤介质,避免了液态洗涤介质在微重力下难以充分与衣物混合的问题,还大量减少了耗水量;通过水雾的浸润作用,还可以提高衣物的平整度,避免了旋转、搅拌等传统洗衣过程中衣物产生卷曲、褶皱的问题;同时通过空气循环单元进行通风,还通过传感器单元和启停控制单元实现装置的自动洗衣,解决了航天员长期在轨驻留的洗衣需求,地面洗衣设备难以适应空间微重力环境、洗涤废水难以在轨处理的问题。
实施例:
一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,如图1和图2所示,包括用于洗衣的矩形腔体1,以及安装于矩形腔体1内的臭氧生成单元6、超声雾化单元7、传感器单元和空气循环单元;矩形腔体1为密封腔体,且其正视侧面上开设有取放衣入口;臭氧生成单元6安装于矩形腔体1的顶部;超声雾化单元7和空气循环单元均安装于矩形腔体1的底部;传感器单元安装于矩形腔体1的侧壁,且与臭氧生成单元6和超声雾化单元7电连接;矩形腔体1外部安装有启停控制单元,且臭氧生成单元6、超声雾化单元7、传感器单元和空气循环单元均与启停控制单元通过信号传输连接。本实施例中,矩形腔体1的顶壁设有挂钩,当清洗衣物时,将衣物挂设于挂钩上。
传感器单元包括温湿度传感器2和臭氧浓度传感器3;温湿度传感器2与超声雾化单元7电连接;和臭氧浓度传感器3与臭氧生成单元6电连接。温湿度传感器2和臭氧浓度传感器3分布于装置腔体侧壁,用于实时监测矩形腔体1内温湿度指标变化和臭氧浓度指标变化,并分别控制臭氧生成单元6、超声雾化单元7的启停。温湿度传感器2和臭氧浓度传感器3内分别预设有臭氧阈值和雾化阈值,当超过雾化阈值,启动臭氧生成单元6;当超过臭氧阈值和雾化阈值,通过控制信号使臭氧生成单元6和超声雾化单元7维持洗衣腔体内的臭氧浓度和湿度。
空气循环单元包括内循环风扇4和外循环风扇5;内循环风扇4位于超声雾化单元7一侧;外循环风扇5具有加热结构。外循环风扇5的加热结构包括电热丝。外循环风扇5设置为两组,安装于内循环风扇4和超声雾化单元7的两侧。本实施例中内循环风扇4位于矩形腔体1底部超声雾化单元7的一侧,用于将超声雾化单元7产生的水雾吹散,使水雾在矩形腔体1内均分布并实现循环。外循环风扇5分为两组,位于矩形腔体1侧壁底部,用于洗涤后的通风干燥,外循环风扇5上集成电热丝,用于为通风气流的加热。
臭氧生成单元6包括紫外线消毒灯。紫外线臭氧发生器位于箱体顶部,由两盏紫外线消毒灯构成。
超声雾化单元7包括多个集成的超声雾化结构;多个集成的超声雾化结构均匀分布于矩形腔体1的底部。每个集成的超声雾化结构均包括多个超声波振子,超声波振子冲击液态水,将液态水变化为气态水雾。本实施例中超声雾化单元7分布于矩形腔体1底部,包括6个集成的超声雾化结构,每个集成的超声雾化结构包含4个超声波振子,从而保证腔体的均匀雾化。每个集成的超声雾化结构均连接有供水水囊9。
启停控制单元包括手持遥控器或外置控制面板。本实施例选用手持遥控器,手持遥控器独立于矩形腔体1之外,用于开启和关闭本申请提供的洗衣装置,设置和调节洗衣参数。手持遥控器内设置有参数设置程序,包括时间设定、臭氧浓度阈值设定、温湿度阈值设定、空气循环单元工作时间设定,还包括臭氧生成单元6、超声雾化单元7、传感器单元和空气循环单元的启停控制信号发送模块,手持遥控器上设置有臭氧浓度显示结构和温湿度显示结构。
矩形腔体1的侧壁顶部还开设有气体出口;气体出口内安装有气体过滤器8。气体出口位于矩形腔体1侧壁顶部,气体出口内安装气体过滤器8,用于防止通风气流中的臭氧溢出。
装置的洗涤过程如下:首先将待洗涤衣物通过取放衣入口放入矩形腔体1内,随后通过手持遥控器进行参数设定并开始洗涤。开始洗涤后开启超声雾化单元7和内循环风扇4,达到雾化阈值后,开启臭氧生成单元6,当矩形腔体1内臭氧浓度达到设定臭氧阈值后,开始计时并通过手持遥控器维持矩形腔体1内的臭氧浓度和温湿度。臭氧杀菌结束后,依次关闭臭氧生成单元6和超声雾化单元7,开启外循环风扇5加热,烘干衣物并通过气体过滤器8完成臭氧分解。
相比于现有的国内外技术路线,本方案一方面利用了臭氧的杀菌消毒作用,无需化学洗涤剂,且不会对下游水处理造成负担;还采用超声雾化单元7产生的水雾作为洗涤介质,避免了液态洗涤介质在微重力下难以充分与衣物混合的问题,还大量减少了耗水量;通过水雾的浸润作用,还可以提高衣物的平整度,避免了旋转、搅拌等传统洗衣过程中衣物产生卷曲、褶皱的问题;采用热空气通风方案,同步满足了臭氧分解和衣物干燥的双重需求。综上,本发明解决了现有地面洗衣设备难以适用于在轨微重力环境的问题,减少了洗衣过程中水的消耗,也避免了在轨洗衣废水处理的问题。
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它实施例,都属于本发明保护的范围。
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,其特征在于,包括用于洗衣的矩形腔体(1),以及安装于所述矩形腔体(1)内的臭氧生成单元(6)、超声雾化单元(7)、传感器单元和空气循环单元;
所述矩形腔体(1)为密封腔体,且其正视侧面上开设有取放衣入口;
所述臭氧生成单元(6)安装于所述矩形腔体(1)的顶部;
所述超声雾化单元(7)和所述空气循环单元均安装于所述矩形腔体(1)的底部;
所述传感器单元安装于所述矩形腔体(1)的侧壁,且与所述臭氧生成单元(6)和所述超声雾化单元(7)电连接;
所述矩形腔体(1)外部安装有启停控制单元,且所述臭氧生成单元(6)、超声雾化单元(7)、传感器单元和空气循环单元均与所述启停控制单元通过信号传输连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,其特征在于,所述传感器单元包括温湿度传感器(2)和臭氧浓度传感器(3);
所述温湿度传感器(2)与所述超声雾化单元(7)电连接;
和所述臭氧浓度传感器(3)与所述臭氧生成单元(6)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,其特征在于,所述空气循环单元包括内循环风扇(4)和外循环风扇(5);
所述内循环风扇(4)位于所述超声雾化单元(7)一侧;
所述外循环风扇(5)具有加热结构。
4.根据权利要求3所述的一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,其特征在于,所述外循环风扇(5)的加热结构包括电热丝。
5.根据权利要求3所述的一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,其特征在于,所述外循环风扇(5)设置为两组,安装于所述内循环风扇(4)和所述超声雾化单元(7)的两侧。
6.根据权利要求1所述的一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,其特征在于,所述臭氧生成单元(6)包括紫外线消毒灯。
7.根据权利要求1所述的一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,其特征在于,所述超声雾化单元(7)包括多个集成的超声雾化结构;
所述多个集成的超声雾化结构均匀分布于所述矩形腔体(1)的底部。
8.根据权利要求7所述的一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,其特征在于,每个所述集成的超声雾化结构均包括多个超声波振子。
9.根据权利要求1所述的一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,其特征在于,所述启停控制单元包括手持遥控器或外置控制面板。
10.根据权利要求1所述的一种基于雾化臭氧原理的微重力洗衣装置,其特征在于,所述矩形腔体(1)的侧壁顶部还开设有气体出口;
所述气体出口内安装有气体过滤器(8)。
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