CN1260415A - 转滚桶型顶开来复式洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转滚桶型顶开来复式全自动洗衣机。主要区别部件有:倾斜的内桶1、空心定位轴16、来复线凸肋2、双速比装置和增压型过滤器4。原理是内桶凸肋2在XYZ轴向均可传递能量,提高了洗涤物的翻滚性和动态分布的均匀性。水泵10作用下的高密度过滤,尤其适合全棉衣物,并可进行喷淋。该洗衣机的特点在于能量的三维传递和不换向转动,实现了均衡的立体水流,能效比和费效比明显提高,并且基本结构还有所简化。

Description

转滚桶型顶开来复式全自动洗衣机

本发明涉及一种桶型全自动洗衣机。

目前洗衣机的类型主要有波轮型、搅拌型和桶型，其中桶型包括滚桶型和含有波轮的转桶型。现有技术存在的不足主要体现在如下的几个方面。

一是在能量的传递方位、传递面积和分布均匀性方面：滚桶型采用XY轴向的能量传递，形成翻滚状的水流，能量具有较多的传递面积和较好的分布均匀性，但洗涤物缺少YZ轴向的翻滚和Z轴向的运动，必须采用换向转动以降低洗涤物的卷绕程度；其它类型的洗衣机均采用XZ轴向的能量传递，以旋涡状的水流为主，但洗涤物缺少Y轴向的运动及翻滚性差，尤其不适用羽绒服之类或较大的洗涤物。由于能量的传递面积较小、分布的均匀性较差及洗涤物除了公转还有自转，因此也必须采用不断的换向转动以避免洗涤物极易产生的缠绕。尽管目前大部分洗衣机增加了瀑布和拳击棒之类的Y轴向水流，但其能量的占有比例和传递面积较小，并且是在基本的能量传递部件，例如在波轮的基础上，再增加其它装置实现的，所以虽然都称其为立体水流，但由于基本结构在能量传递方位上的局限，与均衡的三维水流相比，还是有较大差距的。能量在传递方位、传递面积和分布均匀性方面存在的不足，是造成洗净度低、易缠绕和磨损率高的主要原因。

二是在换向转动和能效比方面：目前各种类型的洗衣机为弥补能量在传递方位、传递面积和分布均匀性方面的不足，普遍采取频繁的电机换向转动的方法。由于电机在频繁的换向过程中，普遍不同程度地存在着无效相对运动速度占有比例过多的问题(有效与无效没有确定的划分界限，本说明只是定性的划分)，电机在高效率转速范围内的占有比例也受到影响，所以造成总的能效比不高，尤其转动惯量大的洗衣机就更差一些。由于洗涤或脱水对电机转速的要求有很大的差距，而对应的转速又是相对稳定的，采用单一的传动比，会使能量或电机的利用效率比较低，采用变频电机会使中、低档洗衣机增加的成本比例过高。由于电机的起动过于频繁，又要满足洗涤与脱水对转速的不同要求，因此目前各种类型的洗衣机基本上都是处于较低效率的工作状态。

三是在结构的复杂程度方面：滚桶型虽然只需一套动力传递既可完成洗涤和脱水，但需要有密封的门结构；其它类型则需要两套动力传递共同或单独工作才能完成洗涤和脱水。在基本结构上增加的新水流，实质上是对洗衣机先天不足的弥补，使结构的复杂程度进一步增加。

四是在用水量方面：滚桶型的节水性能比较好，其它类型的洗衣机因为在Y轴向缺少足够的能量以克服重力，需要足够的水量以减少洗涤物受重力的影响，因而用水量约为滚桶型的两倍。

五是在洗涤时间方面：目前各种类型洗衣机的频繁换向，是导致洗涤时间长的主要原因。滚桶型洗衣机由于洗涤过程中衣物所受到的重力必须要大于离心力，因此使其转速受到限制，导致洗涤时间的进一步延长。

六是在过滤性能方面：除不具备过滤功能的以外，普遍存在着用于过滤的能量过少的问题，影响过滤效果，尤其在全棉衣物的洗涤上体现的更明显。

本发明的目的在于改进上述现有技术的不足，主要解决能量在传递、分配和利用效率方面存在的问题，实现不改变转向的连续洗涤，提供一种双支点的转滚筒型顶开来复式全自动洗衣机。

为实现上述目的，本发明采用套桶结构，与现有技术有较大区别的主要部件是，倾斜定轴旋转的内桶1、内桶定位轴16、来复线凸肋2、双传动比调速装置和增压型过滤器4。

转滚桶型顶开来复式全自动洗衣机的工作原理和技术特征。

一是借鉴滚桶洗衣机在能量的传递方位、传递面积、分布均匀性、节水性方面和具有翻滚状水流的优点，借鉴其它类型洗衣机在转速高、洗涤快捷和具有湍急的旋涡状水流的特点。将二者的优点结合为一体，使内桶1倾斜旋转，形成翻滚和旋涡的均衡三维水流。为防止水流产生飞溅，在套桶5的上边沿环周设置柔性防溅屏6。

二是倾斜的双支点内桶1采用灯笼形状和顶开门22。内桶1倾斜45度旋转，可获得均衡的三维水流；内桶1采用内桶传动轴7和空心的内桶定位轴10，可降低对内桶1与套桶5之间的间隙要求，有利于减小内桶1的振幅，并将振动传递到减振装置；内桶1采用灯笼形状和顶开门22，可在内桶1倾斜45度的情况下，获得内桶1容积的最大值；内桶1的顶开门22采用钮簧作用下的外翻双门及搭钩锁定的方式；洗衣机壳体盖板3下限到位时，解除对电路的联锁。

三是内桶1的内壁固定有来复线凸肋2，来复线凸肋2在内桶轴线所在平面的投影与内桶轴线的夹角为45度。来复线凸肋2在旋转中，有作用洗涤物向内桶定位轴16方向运动的分力。来复线凸肋2与直线凸肋相比，主要是增加了洗涤物在轴线方向的运动幅度，使洗涤物在桶内动态分布的均匀性得到改善，并增加了洗涤物的翻滚方位，进一步降低了洗涤物的卷绕程度。这些特征为实现不改变转向的连续转动洗涤和适当提高内桶1的转速创造了必要的条件。洗涤物在内桶轴线方向运动幅度的增加，只是在具有水流和较低的洗涤转速条件下才能明显地体现。脱水状态下，高转速的内桶1在最大半径32部位产生的离心力，成为作用洗涤物运动方向的主导因素。

四是为了使电机8在高效率的转速范围内占有较高的比例，提高能效比，并能满足洗涤和脱水对转速的不同要求，可选用电磁离合器9控制传动比的转换，既在脱水阶段，当低速传动比使转速基本达到稳定值后，再转换到高速传动比。

五是时间与转速设定的多种组合，分别使不同的洗涤要求和脱水程度得到更大程度的满足。

六是在洗涤和漂洗过程中，利用水泵10进行较大流量的增压精细过滤，提高漂洗的洁净度，并改变水泵10在绝大部分时间内处于闲置的状态。被过滤的水流从空心定位轴16注入内桶1。过滤器4采用快卸方式以便于清洗。

七是在进入烘干程序后，气泵和加热器工作，被加热的气体经过单向活门、空心定位轴进入内桶1，再从套桶5返回气泵和加热器，循环往复。

下面结合附图对本发明的结构和相互关系作进一步的说明。

图1是内桶1向正面倾斜的洗衣机侧视横剖面视图。

图2是内桶1向对角线方向倾斜的洗衣机俯视图。

图3是内桶1俯视图。

图4是来复线凸肋2截面图。

图5是来复线凸肋2在内桶轴线各平面的各点合并图。

图6是过滤器4结构关系图。

图7是水路转换关系图。

图8是双速比装置结构关系图。

总体结构关系：如图1所示。套桶5的侧部与洗衣机壳体31吊簧连接，底部与洗衣机壳体31采用缓冲杆连接并有出水口11，出水口11与水泵10相连，电机8壳体与套桶5底部固定连接；内桶传动轴7与套桶5密封活动连接；内桶空心定位轴16与内桶1活动连接，与套桶5和过滤管路固定连接，内桶空心定位轴16的桶内端有喷头；顶开门22装在内桶1的桶壁上；增压型过滤器4固定在洗衣机壳体31正面的侧下部。图2和图3所示的位置关系：洗衣机壳体31，内桶1的最大直径圈32、内桶1的顶面33、内桶1的底面34、内桶传动轴7和内桶空心定位轴16。

内桶1与来复线凸肋2的结构关系和作用：内桶1为双支点的灯笼形状，采用外翻的搭钩双顶开门22，桶壁均布透水孔，底部有内桶传动轴7，上部有内桶定位轴16，桶内均布三条来复线凸肋2。来复线凸肋2的前坡面14和后坡面15与桶壁垂线的夹角分别为15度和30度。内桶1倾斜45度转动时，由于来复线凸肋2的作用，在XYZ轴向能够产生比较均衡的立体水流，使洗涤物进行三维方向的翻转和运动。

套桶5的构造关系和作用：套桶5的形状与内桶1基本对应，在最大半径处分为上下两部分并有梯形凸边24，采用梯形凹槽25的锁紧箍将两部分结合，中间有密封垫圈，其作用是便于套桶5的成型和内桶1的装配。为防止运动水流产生飞溅，在套桶5的上边沿环周设置柔性防溅屏6。

增压型过滤器4的结构关系和作用：增压型过滤器4由壳体17、过滤网18、过滤网架19、密封圈20、斜面蝶形快卸钮21、排水与过滤的转换电磁阀23和水泵10组成。具体工作过程是：进入洗涤和漂洗程序后，水泵10工作，排水与过滤的转换电磁阀23不工作，过滤管路处于接通状态，套桶5里的水经过出水口11、水泵10、过滤器4、排水与过滤的转换电磁阀23和内桶空心定位轴16返回内桶1；排水阶段，水泵10和排水与过滤的转换电磁阀23工作，过滤管路处于关闭状态，排水管路处于接通状态，完成排水。

烘干装置的构造关系和作用：烘干装置由气泵、加热器、单向活门、内桶空心定位轴16和气体管路组成。单向活门将气体与过滤管路进行隔离。在进入烘干程序后，气泵和加热器工作，被加热的气体经过单向活门、空心定位轴进入内桶1，再从套桶5返回气泵和加热器，循环往复。

本发明在内桶1倾斜30-60度角范围内的数据计算及试验结果：

当内桶1倾斜30度角时，XZ轴向的水流相等，Y轴向水流是X轴向水流的58％，既XYZ的比值为39∶22∶39。被动皮带轮的可用直径为洗衣机壳体厚度的52％，顶开门22的可用宽度为洗衣机壳体厚度的32％，在30-60度的倾斜范围内，适用的转速最高。

当内桶1倾斜45度角时，XYZ轴向的水流均等。被动皮带轮的可用直径为洗衣机壳体厚度的38％，顶开门22的可用宽度为洗衣机壳体厚度的48％，在30-60度的倾斜范围内，适用的转速中等。

当内桶1倾斜60度角时，XZ轴向的水流相等，Y轴向的水流是X轴向水流的170％，既XYZ的比值为27∶46∶27。被动皮带轮的可用直径为洗衣机壳体厚度的22％，顶开门22的可用宽度为洗衣机壳体厚度的68％，在30-60度的倾斜范围内，适用的转速最低。

本发明选择内桶1倾斜45度角，主要是为了兼顾三维水流的均衡度和洗衣机占有空间的有效利用率及保证顶开门22的可用宽度。产品设计中，在30-60度的倾斜范围内，可根据设定的转速和对时间性、翻滚性要求的不同，选择与其相适应的内桶1倾斜角度。

本发明的来复线凸肋2在内桶轴线所在平面的投影与内桶轴线的夹角为30-60度范围内的试验结果：

当来复线凸肋2的投影夹角为30度时，洗涤物在内桶轴线方向的运动幅度比较小，洗涤物大部分位于接近内桶传动轴7的一端，影响动态分布的均匀性。

当来复线凸肋2的投影夹角为60度时，洗涤物在内桶轴线方向的运动幅度比较大，洗涤物大部分位于接近内桶定位轴16的一端，也影响动态分布的均匀性。

本发明选择来复线凸肋2的投影夹角为45度，主要是为了兼顾洗涤物在内桶轴线方向的运动幅度、动态分布的均匀性及内桶1转速三者之间的大致协调，以保证洗涤物动态分布的均匀和翻滚的全方位，满足不改变转向连续转动洗涤的需要。产品设计中，在来复线凸肋2的投影夹角为30-60度的范围内，可根据设定的内桶1的倾斜角度、动态分布的均匀性和翻滚性要求的不同，选择与其相适应的来复线凸肋2的投影夹角。

对本发明的改进：为使电机8在高效率的转速范围内占有较高的比例，提高能效比，采用辅助的双传动比来满足洗涤与脱水转速差大的需要，其结构关系如图8所示。小主动轮13与电机轴29固定连接，大被动轮12与内桶传动轴7套装，由楔块式单向离合器30传递扭矩。大主动轮27与电机轴29套装，由电磁离合器9的摩擦盘28控制其与电机轴29的离或合，小被动轮26与内桶传动轴7固定连接。洗涤时，电磁离合器9不工作，摩擦盘28与大主动轮27分离，采用低速传动比。此时，小被动轮26和大主动轮27与内桶传动轴7同转速；脱水时，先以低速传动比使内桶1的转速基本达到稳定值后，电磁离合器9工作，摩擦盘28与大主动轮27结合，再转换到高速传动比。此时，大被动轮12和小主动轮13仍保持原转速，但楔块式单向离合器30使大被动轮12与内桶传动轴7脱离不传递扭矩。该项改进的作用在于使电机8总是尽量工作在额定转速范围内，在低档洗衣机上可单独使用，使成本降低。该项改进也可与电机调速系统配套使用，大大缩小调速范围。

对本发明的进一步改进：将内桶1向前的倾斜改为向对角线方向的倾斜，图2所示为向右的倾斜。该项改进可提高洗衣机占有空间利用率约8％。对于洗衣机壳体所有的面剖视均不对称的布局，还可选择与其大致对应的不对称的异型洗衣机壳体。以大熊猫的造型为例，形体的走势与内桶1的倾斜方向基本一致，合抱的上肢，可为内桶1倾斜方向的上沿留出空间，头部向侧面的转动，可发挥洗衣机壳体盖板3的作用。

本发明与现有技术相比，因其从基本原理上保证了均衡三维水流的实现，因而具有综合性能突出的特征。基本保持了各种类型洗衣机分别具有的转速快、能量传递面积大和能量分布性好及节水的优点。特别是连续不换向转动的洗涤，明显提高能效比，具有重要的经济意义；空心的内桶定位轴16既可对洗涤物进行喷淋又有利于振幅的传递；内桶1向对角线方向倾斜的方式，可提高容积的利用率；双传动比转换及增压型过滤器4，可使普遍存在的电机能效比低和过滤不精细得以明显的改进。由于洗涤物在桶内的翻滚性和动态分布均匀性的提高，为烘干功能的充分发挥创造了必要的条件。

实施方案一：低档的简易适用型  只具有基本的洗涤和脱水功能，采用普通电机、机械程控器、配重平衡和下排水方式。

实施方案二：高档的全功能型  实施本说明书关于转滚筒型顶开来复式全自动洗衣机的全部功能，选用现有技术中包括变频电机等的高新成果。

实施方案三：中档的普通型  在方案一与方案二之间进行功能的选配。

Claims (7)

1、一种转滚桶型顶开来复式全自动洗衣机，由洗衣机壳体(31)、壳体盖板(3)、定轴旋转的内桶(1)、内桶凸肋(2)、内桶顶开门(22)、调速装置、水泵(10)和过滤器(4)等组成，其特征在于：所述的定轴旋转的内桶(1)倾斜放置，并有空心的内桶定位轴(16)；所述的内桶凸肋(2)采用来复线的方式均布；所述的调速装置可选用双传动比转换装置；所述的转滚桶型顶开来复式全自动洗衣机还包括内桶(1)不改变转向的连续转动和利用内桶空心定位轴(16)循环进行的烘干装置。

2、根据权利要求1所述的转滚桶型顶开来复式全自动洗衣机的特征在于：其中的内桶(1)为灯笼形状，其倾斜角度可在30-60度的范围内选择，通常以45度为宜。

3、根据权利要求1所述的转滚桶型顶开来复式全自动洗衣机的特征在于：其中的内桶(1)的桶壁以来复线的方式均布三条凸肋(2)，其在内桶轴线所在平面上的投影与内桶轴线的夹角可在30-60度的范围内选择，通常以45度为宜。

4、根据权利要求1所述的转滚桶型顶开来复式全自动洗衣机的特征在于：其中的过滤装置采用水泵(10)作用下的增压过滤，过滤后的水流通过空心的内桶定位轴(16)进行喷淋。

5、根据权利要求1所述的转滚桶型顶开来复式全自动洗衣机的特征在于：其中的调速装置还可包括变比电磁离合器(9)和双传动比装置，共同控制转速的转换，既在脱水时，当以低速传动比使内桶转速基本达到稳定值后，再转换到高速传动比。

6、根据权利要求1所述的转滚桶型顶开来复式全自动洗衣机的特征在于：其中的内桶(1)还可向洗衣机壳体(31)对角线方向倾斜。

7、根据权利要求1所述的转滚桶型顶开来复式全自动洗衣机的特征在于：其中的洗衣机壳体(31)还可选择如大熊猫等异体造型。

Images