专利名称：超声波洗碗机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于自动洗涤碗、碟、盘、瓶、筷、勺等各种餐具的机电类日用电器产品超声波洗碗机。
现有洗碗机主要有喷射冲淋式洗碗机，如专利号为ZL95226548．6的《超高压移动喷射式多功能洗碗机》、专利号为ZL95247057．8的《卧式洗碗机》、专利号为ZL96227413．6的《餐具消毒清洗机》、专利号为ZL95210597．7的《洗碗机》和《电机工程手册》第6册<工业电气设备>，机械工程手册、电机工程手册编辑委员会编，机械工业出版社出版，1982年11月上海第一版本，第38-82页图38．8-18自动洗碟机结构所介绍的叶轮搅水冲洗碟机两种洗涤形式。实际产品有青岛澳柯玛电器公司生产的WQP系列家用全自动洗碗机，采用强力喷淋式洗涤，每次耗水量约22升，常温洗涤温度55-65℃，清洗需要时间为55-65分钟，一次耗电约0．4度。
碗是我国的主要餐具，碗的凹度大，碗壁油腻重，用喷淋式的水流冲到凹度大的碗壁，其力量大大地减弱，而且冲刷点不能遍布碗壁碗底各处。无论是延长洗涤时间，还是提高水温，均较难达到洗涤效果，且费时费电。
本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种洗涤效率高，洗净度好的超声波洗碗机。
为了达到上述目的，本实用新型所设计的超声波洗碗机是通过振荡电路产生20KHz以上的振荡波经功率放大后用复合压电换能器使高频电能转化为超声波，利用超声波在水中传播时吸收衰减(主要由内部磨擦的粘滞吸收和热传导吸收)和产生空化作用，使水形成空穴，并在汽泡消失时出现冲击波，同时水的强烈振动作用于被清洗餐具表面和污物之间的空隙内，使污物与被清洗物表面的结合被破坏，以达到喷淋式和叶轮搅水式洗碗机无法产生的洗涤效果。本实用新型所述的超声波洗碗机，包括机箱壳体、洗涤槽、控制面板、复合压电换能器、超声波发生器，复合压电换能器通过导线与超声波发生器相连接，复合压电换能器的机械能辐射而浸于洗涤槽的水浴内。机箱壳体起支承和造型作用；洗涤槽是在进行超声波清洗时蓄水用，对碗碟等餐具起水浴作用；控制面板安装有电源开关控制按钮；复合压电换能器的作用是把从超声波发生器输出的电能转化机械能(超声波)；超声波发生器的作用是产生具有适当功率和所需频率信号的电能发生器；由复合压电换能器和超声波发生器通过导线相连产生超声波。
为了保证超声波洗碗机达到较高洗净度水平，在洗涤槽内设有使碗碟等餐具与复合压电换能器辐射面的距商大于10mm的碗碟框架，即使碗碟等和复合压电换能器辐射面的距离大于超声波声场的近场量，使超声波在水浴中分布较均匀。否则会影响洗净度，当碗碟与复合压电换能器相接触会引起碗碟和复合压电换能器的损坏。
为了达到自动控制进水量和洗涤过程的全自动控制，在超声波洗碗机的机箱壳体内还设有水位传感器、水位控制器、进水电磁阀、排水电磁阀、洗涤程序控制器和电源。水位传感器与水位控制器通过导线相联。水位传感器用压阻式传感器，其作用是把通过水位变化所引起的压力变化转变为电阻变化，水位控制器是把由水位传感器电阻变化引起的电压、电流变化放大后去控制进水电磁阀的关闭，从而达到自动控制进水量；进水电磁阀是受洗涤程序控制器和水位控制器控制，控制进水管路的开关；排水电磁阀受洗涤程序控制器控制，控制排水管路的开关；洗涤程序控制器类似于洗衣机洗涤程序控制器，其作用是控制洗涤过程顺序和洗涤时间；电源给洗涤程序控制器、超声波发生器、水位控制器、进水电磁阀、排水电磁阀提供电源。
为了使超声波洗碗机可能产生的高频噪音降到允许范围甚至更低水平，在洗涤槽的外围还设有吸音屏罩。高频噪音产生的原因是超声波频率越高，发射能量越集中，指向性越好，在水中传播能量衰减越大，穿透性越差，而复合压电换能器的谐振频率决定于晶片的厚度，为了使复合压电换能器有较大的功率转换能力，为了使清洗槽内的超声波分布均匀，为了方便地解决功率放大管放大功率和工作频率性能的矛盾，所以宜用低频超声波即频率为20KHz以上的低频超声波如21KHz±1．5KHz的超声波，由于低频超声波的低频谐波到了音频范围，所以有可能产生高频噪音(不锈钢清洗槽对低频超声波吸收衰减存在弹性迟滞效应，会产生高频嗓音塑料清洗槽弹性迟滞效应小，阻尼吸收衰减大，无高频噪音)。吸音屏罩的作用是阻尼吸收高频噪音。吸音屏罩可采用单独在复合压电换能器外部非超声波辐射面部分安装吸音屏罩的形式，也可采用在洗涤槽外围包括复合压电换能器外部非超声波辐射面部分整体安装吸音屏罩的形式来吸收高频嗓音。
为了保证超声波洗碗机的使用安全，机箱壳体可由互相隔离的电路区和洗涤区。电路区顶面为控制面板，电路区中部(即在控制面板下部)，安装洗涤程序控制器、水位控制器、超声波发生器和电源，电路区底部(最下面)安装电热器。电热器在无热水源时加热洗涤水，提高洗涤水温。洗涤区安装有进水管、进水电磁阀、排水管、排水电磁阀、水位传感器、复合压电换能器、吸音频罩、隔音垫、喷淋管、机盖、洗涤槽、和洗涤槽内的碗碟框架。进水管是清洁水的进水管路，它从机箱壳体外进入，通过进水电磁阀到电热器，后接到喷淋管。进水电磁阀控制进水，它安装在洗涤区空隙区域，它宜安装在安装排水电磁阀的支架上；排水管是洗后污水的出口管路，排水电磁阀控制排水，它安装在洗涤槽排水口下部；水位传感器安装在洗涤槽底部区域；复合压电换能器安装在洗涤槽水浴区域；吸音屏罩安装在洗涤槽外围区域；隔音垫安装在洗涤槽和机箱壳体之间，以隔断洗涤槽高频机械振动传到机箱壳体和机盖上去；喷淋管是对超声波清洗后的餐具进行清水喷淋，除去残留污水的作用，它安装在洗涤槽上面；机盖使整个洗涤过程水不溅出，保持四周环境干燥卫生，保护电路绝缘性能要求，机盖安装在机箱壳体洗涤区的上面(即顶部)；洗涤槽是在进行超声波清洗时蓄水用(起水浴作用)，它安装在洗涤区中部；碗碟框架可采用放入洗涤槽内的活动形式，也可采用安装在洗涤槽内的固定形式，它起隔离餐具和复合压电换能器辐射面的作用。
超声波沈碗机的使用工作过程超声波洗碗机开始工作前，先将待清洗的碗、碟等餐具除去残留食物后竖立放入碗碟框架内，并将碗碟框架放入洗涤槽里盖好机盖，即可开机工作，其洗涤过程与全自动洗衣机很相似，典型的自动洗涤过程首先，通过喷淋管进水，到调定的水位时停止进水；其次，进水停止后超声波开始对餐具进行清洗，经过超声波洗涤调定时间后，超声波停止工作；然后，超声波洗涤停止后排水；再后，脏水排完后，喷淋管进水对餐具进行喷淋，用清水冲去餐具上的残留脏水，此时排水阀继续打开排水，直至淋净餐具，排尽脏水为止；最后，洗涤结束讯响提示。一般洗涤水温为40～50℃，对残留粘附力强的餐具可选择延长超声波清洗时间来达到洗净度的要求。
本实用新型所获得的超声波洗碗机与现有的喷淋式和叶轮搅水式洗碗机相比，有下述特点省时，仅超声波清洗一次时间为5～8分钟，一次洗涤全过程时间约15-20分。用强烈水波冲击洗碗，并可波及碗面各处，洗净度好。结构简单不易损坏，不必经常清洗洗碗机本身，如以热水器为热水源还省电，性能价格比优，较适合国情。
图1是实施例1的结构示意图；图2是实施例2的结构示意图；图3是实施例2中的复合压电换能器结构示意图；图4是超声波发生器方框图；图5是实施例2中的超声波发生器电路原理图。
下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步描述。实施例1如
图1所示本实施例所提供的超声波洗碗机由机箱壳体1、洗涤槽2、控制面板3、复合压电换能器4、超声波发生器5和碗碟框架6组成，机箱壳体1由互相隔离的电路区7和洗涤区8组成。机箱壳体1的电路区7顶面安装控制面板3，在控制面板3的下部安装超声波发生器5，电源插头导线连接控制面板3上的开关上，再用导线把开关和超声波发生器5相连接，最后用导线把超声波发生器5和复合压电换能器4相连接。机箱壳体1的洗涤区8内安装洗涤槽2，在洗涤槽2内放有碗碟框架6。本实施例的使用过程在超声波洗碗机开机首先把洗涤槽2的排水口塞好塞子，蓄水至洗涤槽2容量的2／3水量，然后把碗碟餐具除去残留食物放入洗涤槽2内的碗碟框架6上，此时插上电源插头，打开控制面板3上的开关，超声波洗碗机对碗碟餐具进行洗涤，经3-5分钟后，关上开关，停止超声波洗涤，此时拔起洗涤槽2排水口上的塞子，排净脏水后，再用清水冲淋碗碟餐具上的残留污水并排净，此时完成了本实施例超声波洗碗机的工作。实施例2如图2所示，本实施例所提供的超声波洗碗机的机箱壳体1由互相隔离的电路区7和洗涤区8构成；在机箱壳体1的洗涤区8内安装有洗涤槽2；在洗涤槽2内放有碗碟框架6；在洗涤槽2和机箱壳体1顶面之间装有隔音垫9；在洗涤槽2的底面上安装有复合压电换能器4，复合压电换能器4的辐射面朝槽内；在复合压电换能器4的外部装有吸音屏罩10；在洗涤槽2的底部还安装有水位传感器11；在洗涤槽2的底部排水口上装有排水电磁阀12；在洗涤槽2的最上部和排水电磁阀12后装有排水管13，洗涤槽2最上部的排水管13和排水电磁阀12后的排水管13相联通，在有关控制失效时，可把多余进水直接排出，以免失控水满外溢；进水管14进入机箱壳体1的洗涤区8内，联接到进水电磁阀15上再接到安装在机箱壳体1的电路区7内的电热器16上，最后接到安装在机盖17上的喷淋管18上，使清洁水在进水管14内通过进水电磁阀15、电热器16、喷淋管18进入洗涤槽2内；在机箱壳体1的电路区7的顶面安装有控制面板3，控制面板3上装有电源开关和控制按钮；在控制面板3的下部(即电路区7中部)安装有超声波发生器5、洗涤程序控制器19、水位控制器20和电源21；插头导线进入机箱壳体1的电路区7后连接到控制面板3上的电源开关上，再接到电源21上；电源21分别用适当容量的导线和超声波发生器5、洗涤程序控制器19、水位控制器20相连接；用适当容量的导线分别把洗涤程序控制器19与超声波发生器5、洗涤程序控制器19与进水电磁阀15、洗涤程序控制19与排水电磁阀12、水位控制器20与洗涤程序控制器19、水位传感器11与水位控制器20、超声波发生器5与复合压电换能器4、洗涤程序控制器19与电热器16相连接。本实施例的使用过程；在开机工作前先把碗碟餐具的残留食物除去，竖直放入碗碟框架6内，盖好机盖17，插上电源插头，接妥进水管14和排水管13，选择好洗涤水温的高中低要求和超声波洗涤时间长短后即可开机清洗，经过全自动清洗后可讯响提示清洗结束。
如图3所示，本实施例中的复合压电换能器4由外壳22、换能器23、密封圈24、阻尼吸音块25、卡簧26组成。外壳22超支承总成作用；密封圈24超密封防水和隔离作用；换能器23把电能转换成超声波机械能的作用；阻尼吸音块25把换能器23背面的超声波阻尼吸收掉，防止高频噪音和减少超声污染；卡簧26起组装定位稳定的作用。
如图4所示，本实施例中的超声波发生器5的方框图由整流电源27、电子振荡级28、电压放大级29、推动放大级30、功率放大级31和输出变压器32组成。整流电源27给电子振荡级28、电压放大级29、推动放大级30、功率放大级31提供直流电源；电子振荡级28是产生具有超声波频率的振荡波形；电压放大级29是把振荡波形的电压幅度进行放大；推动放大级30是把经电压放大后的振荡波形进行适当的功率放大，以便推动功率放大时的输入要求；功率放大级31是把振荡波形的电能功率放大，以达到复合压电换能器4所需的功率要求；输出变压器32是为了满足复合压电换能器4工作电压的要求。
如图5所示，本实施例中的超声波发生器5的电路原理振荡和电压放大由集成电路IC1完成，振荡频率由RT和CT的时间常数决定，推动放大由晶体管Q3-Q6组成桥式放大器，功率放大由Q1和Q2连接成半桥式结构，输出电压决定于变压器T3的匝比，输出功率可达几百瓦，改变一些元件参数，可使输出功率更大。其中IC1可选用SG3524硅通用集成组件，Q1、Q2可选用1RF300晶体管，Q3、Q5可选用MPS3694晶体管，Q4、Q6可选用2N9249晶体管。
权利要求1.一种超声波洗碗机，它包括机箱壳体、洗涤槽、控制面板，其特征是在机箱壳体内设有复合压电换能器、超声波发生器，复合压电换能器通过导线与超声波发生器相连接，复合压电换能器的机械辐射面浸于洗涤槽的水浴内。
2.根据权利要求1所述的超声波洗碗机，其特征是在所述的洗涤槽内还设有碗碟框架。
3.根据权利要求1或2所述的超声波洗碗机，其特征是在机箱壳体内还设有水位传感器和水位控制器，水位传感器与水位控制器通过导线相连接。
4.根据权利要求1或2所述的超声波洗碗机，其特征是在洗涤槽的外围还设有吸音屏罩。
5.根据权利要求3所述的超声波洗碗机，其特征是在洗涤槽的外围还设有吸音屏罩。
专利摘要本实用新型公开一种用于自动洗涤餐具的机电类日用电器产品超声波洗碗机。它由机箱壳体、洗涤槽、控制面板、复合压电换能器、超声波发生器组成,复合压电换能器通过导线与超声波发生器相连接,复合压电换能器的机械辐射面浸于洗涤槽的水浴内。它解决了喷射冲淋式和叶轮搅水式洗碗机洗净度低,洗涤时间长等问题。超声波洗碗机具有结构简单、洗净度高、省时、性价比优等特点,可满足家庭、酒店等对碗碟等餐具的洗涤要求。
文档编号A47L15/00GK2303578SQ9723486
公开日1999年1月13日 申请日期1997年6月23日 优先权日1997年6月23日
发明者周国祥 申请人:周国祥