JP2014500106A - 均等動力の洗濯機及びその洗濯方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本発明に述べられる洗濯機は水を入れる外槽、外槽内に設けられて衣服を入れる内槽1、回転可能なインペラ2および内槽とインペラの回転を制御する駆動装置を含むが、図1、図2及び図4の通り、上記のインペラ2は周りが低くて、次第に中心に隆起する円盤状の構造で、その上に衣服を中心に移動するように導く突起3を設けているが、衣服がインペラの中心4に移動して、インペラの中心4で隆起に沿って上昇して、層ごとに外に反転する方式で外周に反転して、そして内槽の壁部に沿って内槽の底部に落ちる。突起3はインペラの中心4から外へ輻射状に分布して、インペラの中心4から外へ階段状を呈して、隣り合っている階段の間にアーチ形で接して移行する方式で低くなって、最後にアーチ形でインペラの周りの低い所で交差して、インペラの縁までの距離Lが3mm−10mm(図7の参照)である。突起の幅は中心から外へ、突起の上表面から底部へだんだん広くする。内槽の底周壁の円周には衣服を止めてインペラに従って完全に回転して、衣服の移動方向を変える多数の突起ブロック5を均一に分布して、インペラ2の直径と内槽1の直径の比が0.6−0.8である。インペラの直径と内槽の直径の比が0.6−0.8のことは、衣服が内槽の底部に落ちて、インペラに従う回転速度を緩め、同時に衣服の落下とインペラへの緩衝を増えて、衣服の反転周期を連続にさせるためであるが、本発明ではインペラの直径と内槽の直径の比は0.65−0.75で好ましい。
△F合=△F摩擦力+△F静止摩擦+△F水+△F衣服+G
この時に衣服の移動軌跡は、衣服がインペラ2に従って回転する同時にインペラ2に沿って上に移動する。
△F合=△F摩擦力+△F離+△F押+△F静止摩擦+△F水+△F衣服+G+△F浮
△F摩擦力は垂直高度がわりに低い衣服による摩擦力で、△F離はインペラ2の回転中に形成した遠心力、△F押は突起3が衣服に対する押し力で、△F静止摩擦はインペラ2の起動中に衣服に与えた静止摩擦力で、△F水はインペラ2の押しで形成した水の流れの作用力で、△F衣服は垂直高度がわりに高い衣服によるねじり力と抵抗力で、Gは垂直高度がそれより高い衣服と自身の合計重力である。選択中に、インペラ2は停止と自動を繰り返して、インペラ2からの静止摩擦力が絶えずに衣服に与えて、それを上に移動し続ける。受力の状況は図10の通りであるが、当該状態はインペラが時計回り方向に回転する。
△F合=△F摩擦力△F静止摩擦+△F水+△F衣服+G+△F離+△F押++△Fインペラ羽根
△F摩擦力は上昇中に周りの衣服からの摩擦力で、Gはその自身と垂直高度がそれより高くてその上に押された衣服との合計重力で、この過程に下の衣服から上へ押された押し力△F押とインペラ2の起動中の静止摩擦力△F静止摩擦、水の流れの作用力△F水による。△F衣服は垂直高度がわりに高い衣服によるねじり力と抵抗力で、△F離はインペラの回転に従って出た遠心力で、△Fインペラ羽根は突起よる押し力で、これらの力の作用を受けて衣服が上に移動する。受力の状況は図11の通りであるが、当該状態はインペラが反時計方向に回転する。
△F合=△F摩擦力+G+△F押+△F離+△F衣服+△F水
ただし、摩擦力△F摩擦力はインペラ2が衣服に与える摩擦力で、衣服がインペラ2を離れるところなので、摩擦力がとても小さくて、衣服が主に下の衣服より上への押し力△F衣服、インペラの回転に従って出た△F離と突起による押し力△F押しを受けている。△F水は水の流れの衝撃力で、衣服がインペラ2を離れるまでこの移動の成り行きを維持している。トップに移動した時に、インペラ2を離れて、自身の重力の作用で、衣服が一時に物を投げる移動を行う。衣服同士の間の押し力と引っ張り力の作用で、外の衣服は外に反転して、まだ内槽の壁部にぶつかっていないが、ほかの衣服は中心から力を受けて外へ反転して、その外の衣服を更に外に押して、このように類推する。最後に中心から外へ層ごとに振動して反転する。最も外側の衣服はその作用とインペラの回転による遠心力の作用でインペラの中心を離れた内槽の壁部に移動する。その受力の状況は図12の通りであるが、当該状態はインペラが反時計方向に回転する。
V2=π(D/2)2=3.14*(472/2)*(472/2)*98−302070=16836703mm3
実際のV2空間内の最適負荷量が2kgで、kgあたりの負荷と水の混合後の最適容量がV3=V2/2=8418351mm3である。
Claims (14)
- 水を入れる外槽、外槽内に設けられて衣服を入れる内槽、回転可能なインペラと内槽とインペラを制御する駆動装置を含んで、上記のインペラは周りが低くて、少しずつ中心に隆起する円盤状構造で、インペラに衣服を中心に移動する突起を設けて、衣服がインペラの中心で隆起に沿って上がるようにして、突起がインペラの中心から外へ階段状を呈して、隣り合った階段の間にアーチ形で接して移行する方式で低くなって、突起の幅が中心から周りへ、突起の上表面から底部へ少しずつ広くし、
衣服が内槽の壁に沿って落ちる時の摩擦面積を増えるように、上記の内槽の周りの壁には内に向かう多くの環状の押し型を設けて、二つの環状押し型の間には均一に外に向かう環状の縁と脱水孔を設け、
上記の内槽の底部と壁の接続部に円周に沿って均一に多数の衣服の移動軌跡を変える突起ブロックが分布し、
洗濯機の内槽とインペラは、洗濯時に洗濯機に入れられる水の量が衣服を湿らせて、しかも衣服の浮きがインペラの表面との接触に離れないことを満たし、衣服とインペラとの接触が完全に浮かないように、洗濯機に1kgごとの負荷を増えるのに追加する必要な衣服と水との混合高さの差がh1=(πD2h−4V1)/(KπD2)を満たす、ただし、Dが内槽の直径で、hがインペラの高さで、V1がインペラの体積で、Kがインペラの高さの範囲内にインパラと内槽の間に入れられる衣服の最適な負荷量であることを特徴とする均等動力の洗濯機。 - 上記の突起の両側がインペラの表面で構成する輪郭は多段の連続して互いに接する円弧曲線で構成される、径方向で延伸する「八」状の構造で、突起の両側がインペラの表面と平らで移行する斜面で、斜面とインペラの表面の間の角が90°〜120°で、その中にインペラの中心より1/4−2/3の斜面の角が110°〜120°であることを特徴とする請求項1に述べられた均等動力の洗濯機。
- 上記の突起の高さがインペラの直径の1/10−1/9で、突起がインペラの総面積の1/5−1/2を占めていることを特徴とする請求項1に述べられた均等動力の洗濯機。
- 上記の脱水孔が直径の1mm−5mmの円孔や幅が1mm−3mmで、長幅比が2−3の長い円孔であることを特徴とする請求項1に述べられた均等動力の洗濯機。
- インペラの直径と内槽の底部の直径の比が0.6−0.8であることを特徴とする請求項1に述べられた均等動力の洗濯機。
- 上記の内槽の下に水充填後に内槽を浮かべるフロートを設けて、インペラがインペラ軸に固定されて、インペラ軸の別の端が内槽を通して、フロートが駆動装置と伝動して接続して、インペラ軸にクラッチの外歯を設けて、フロートにクラッチの外歯とかみ合っているクラッチの内歯を設けて、フロートが内槽を動かして、クラッチの外歯とクラッチの内歯が離れて、内槽とインペラ軸の相対運動を形成して、排水後に重力作用で落ちて、クラッチの外歯とクラッチの内歯のかみ合い中に衣服の振動の均一な分布を実現して、最後にインペラと内槽が一緒に高速に回転して脱水するように駆動することを特徴とする請求項1に述べられた均等動力の洗濯機。
- 上記のフロートが多数のプラスチック部品から形成される中空の環状構造で、当該環状構造が内外のリングから構成されて、内外のリングの間に放射状の筋で接続されて、筋同士の間に扇形の空室を形成し、内リングが中心が高くて周りが低い隆起状を形成して、クラッチの内歯が内リングのトップに設けられていることを特徴とする請求項1に述べられた均等動力の洗濯機。
- 洗濯機の洗濯中に、衣服がインペラの遠心力、衣服とインペラの作用力、衣服と水の作用力、水が衣服に対する浮力、衣服の自身の重力と衣服同士の作用力の合力の影響で、インペラに従って回転する同時に、衣服がインペラの中心に移動して頂点に到着した後に、層ごとに反転する方式で外周に逆巻いて内槽の壁に沿って内槽の底部に落ちる、具体的にいうと、衣服が反転中にインペラの揺れ動きに従って、一定の頻度で中心から均一に振動して外側に反転されて、更に均一に外側に反転されて、層ごとに均一に振動反転されて、内槽の壁部に到着した後に、内槽の壁部に沿って槽の底部に落ちて、更に各力の影響でインペラの中心に移動して、洗濯機が衣服の負荷の変化によって、水位、回転速度と洗濯時間に変化して衣服を繰り返して循環して洗濯を完成することを特徴とする請求項1−7のいずれに述べられた均等動力の洗濯機に用いられる選択方法。
- 衣服の反転頻度として、衣服が定格負荷の60%以下の場合、一回の反転時間が1min以下で、定格負荷の60%以上で満載以下の場合、一回の反転時間が1min−3minで、フル負荷の場合、一回の反転時間が4min−5minであることを特徴とする請求項8に述べられた洗濯方法。
- 衣服の負荷量の変化によって、衣服のインペラの中心への合力がインペラに従って回転する力より大きくなるように、インペラの回転の目標速度、加速時間と均等速度時間はそれに応じて小さい幅で増えて、継続的な反転を保持するために、回転中の停止時間が不変で、目標速度の増幅が10−20回転/分で、加速時間の増幅が0ms −10msで、均等速度の時間の増幅が0 ms −100msであることを特徴とする請求項8に述べられた洗濯方法。
- 揺れ動き角度の大きさが衣服の負荷量的変化によって衣服の受力方向がそれぞれ反転軌跡移動の方向に対応するようにする、具体的にいうと、低負荷の衣服の場合、インペラの揺れ動き角度が150°−200°で、中負荷の衣服の場合、インペラの揺れ動き角度が200°−250°で、重負荷の衣服の場合、インペラの揺れ動き角度が250°−300°であることを特徴とする請求項8に述べられた洗濯方法。
- 入れられる水の量が衣服の負荷によって、低負荷の衣服の場合、入れられる水の量が洗濯機のインペラの中心の高さより80mm−150mm高くして、中負荷の衣服の場合、入れられる水の量が洗濯機のインペラの中心の高さより150mm−220mm高くして、重負荷の衣服の場合、入れられる水の量が洗濯機のインペラの中心の高さより220mm−300mm高くすることを特徴とする請求項8に述べられた洗濯方法。
- 低負荷の衣服の場合、水位の高さと内槽の直径の比が0.2〜0.4で、回転速度が60−100回転/分で、洗濯時間が8min〜12minで、衣服の反転時間が30s〜1minであり、中負荷の衣服の場合、水位の高さと内槽の直径の比が0.3〜0.7で、回転速度が70−120回転/分で、洗濯時間が9min〜15minで、衣服の反転時間が1min〜2minであり、重負荷の衣服の場合、水位の高さと内槽の直径の比が0.5〜0.9で、回転速度が80−140回転/分で、洗濯時間が10min〜25minで、衣服の反転時間が2min〜5minであることを特徴とする請求項8に述べられた洗濯方法。
- 洗濯機の低負荷の衣服の重量が0kg〜2kgで、中負荷の衣服の重量が3kg〜5kgで、重負荷の衣服の重量が6kg〜8kgであることを特徴とする請求項11−13のいずれに述べられた洗濯方法。
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