专利名称：转滚式来复洗衣机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种洗衣机，特别是涉及一种转滚式来复洗衣机。
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式采用XY轴向的能量传递，形成翻滚状的水流，但洗涤物缺少Z轴向的运动；其它类型的洗衣机均采用XZ轴向的能量传递，形成旋涡状的水流，虽然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。目前虽然大部分类型的洗衣机都称其为立体水流，但与均衡的三维水流相比，还是有较大差距的。滚桶型和含有波轮的转桶型具有较大的能量传递面积，并有较好的分布均匀性。波轮型能量传递面积最小，分布均匀性最差。能量在传递方位、传递面积和分布均匀性方面存在的不足，是造成易缠绕和磨损率高的主要原因。
二是在转动方向方面目前各种类型的洗衣机为提高洗涤物的翻滚性和降低缠绕的程度，普遍采取频繁的电机换向转动或增加新水流的方法，结果造成更多问题的产生。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，本说明只能是定性的划分)，电机在高效率转速范围内的占有比例也受到影响，再加上有效洗涤时间占有比例不高，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。由于电机的起动过于频繁，洗涤与脱水对电机转速的要求又有很大的不同，因此使目前绝大部分类型的洗衣机处于较低效率的状态下工作。
三是在洗涤时间方面滚桶型比较差，原因在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。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。
四是在洗涤物的翻滚性和动态分布的均匀性方面洗涤物的翻滚性和动态分布的均匀性对于洗涤效果有着重要的影响。滚桶式由于只具有XY轴向的翻滚状水流，洗涤物缺少Z轴向的运动，因此必须采用不断的换向转动以避免洗涤物的卷绕；滚桶式由于转速受到限制，致使洗涤物动态分布的均匀性比较差。其它类型的洗衣机由于只具有XZ轴向的旋涡状水流，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；另外，由于在Z轴向缺少足够的能量以克服重力，致使洗涤物的动态分布均匀性受水量的影响比较大。总体上滚桶型较好一点，其它类型的洗衣机均比较差，尤其是对于羽绒服之类或较大的洗涤物。
五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。
六是在结构的复杂程度和成本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。由于脱水与洗涤的速比大约在五倍左右，采用简单的调速方法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。
七是申请号为99109198.1的《来复式转桶洗衣机》和申请号为99127160.2的《转滚式洗衣机》，虽然在解决上述问题方面具有原理上的优势，但还存在着洗涤物在内桶轴向的运动幅度不够大及还需要一定换向次数的不足。在保证洗涤效果的前提下，提高能效比、简化结构和降低成本，应该是新型洗衣机研发的基本方向。
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，提供一种高效率的转滚式来复洗衣机。
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、来复线凸肋2、双速比调速装置和水路转换电磁阀组3、自动清洗型过滤器4。
转滚式来复洗衣机的工作原理和技术特征一是借鉴滚筒洗衣机能量传递面积大、分布性较好和具有翻滚状水流的特点，借鉴其它类型洗衣机转速高、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。
二是倾斜的内桶1采用坛子形状，可在洗衣机占有空间内获得利用率的最大值。内桶1倾斜45度旋转，可获得均衡的三维水流，但会使洗衣机占有空间的利用率出现最小值。选择倾斜30度主要是为了兼顾三维水流的均衡度和洗衣机占有空间及材料的利用率等几方面因素。
三是倾斜的内桶1的内壁固定有来复线凸肋2，来复线凸肋2在内桶轴7所在平面的投影与内桶轴7的夹角为45度。当来复线凸肋2的某一点转至内桶轴7垂面之前与之后时，在内桶轴7方向上分别有作用洗涤物向前与向后方向运动的分力。来复线凸肋2与对称型的直线凸肋相比，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在最大半径的中间部位产生的离心力，成为作用衣物运动方向的主导因素，使衣物不会被甩出桶外。
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控制速比的转换，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。
六是在漂洗过程中，利用排水泵10的动力进行较大流量的双重精细过滤，提高漂洗后的洁净度，并改变排水泵10在绝大部分时间内处于闲置的状态。被过滤的水流以瀑布状从上部注入内桶1。洗衣机最后一个程序是对过滤器4自动进行清洗，使被过滤物直接排出机外。在过滤器入水口设置的压力传感器，可输出反映过滤网被堵塞程度的信号，在需要更换过滤网时予以提示。自动清洗型过滤器4的结构设计，可保证更换过滤网的方便和快捷。
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是自动清洗型过滤器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中部外侧与洗衣机壳体29上部弹性连接，套桶5侧下部与电机8壳体固定连接，套桶8底部有出水口11，并与洗衣机壳体29底部的固定架采用缓冲杆连接，套桶5与内桶轴7密封活动连接。排水泵10、自动清洗型过滤器4和水路电磁转换阀组3固定在洗衣机壳体29下部。图2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的上沿33、内桶1的底面34和内桶轴7。
内桶1与来复线凸肋2的结构关系和作用内桶1为轴线对称的坛子形状，桶壁16均布透水孔，底部有轴，桶内均布三条右旋的来复线凸肋2。来复线凸肋2的前坡面14和后坡面15与桶壁16垂线的夹角分别为15度和30度。内桶1倾斜30度反时针转动时，来复线凸肋2作用洗涤物进行三维运动，既在XYZ轴向能够产生比较均衡的立体水流。
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，采用梯形凹槽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。
自动清洗型过滤器4的结构关系和作用过滤系统由过滤器4、电磁阀组3和排水泵10组成。过滤器4上壳体17的端部有凸边，下壳体18的端部有螺纹，两部分用螺套19连接，便于过滤网长期使用后的更换。上下壳体中间放置带有密封圈20的粗21、细22双重过滤网。在过滤出水端有压力传感器，提供更换过滤网的信号。在洗衣的漂洗阶段利用排水泵10进行过滤。洗衣机工作程序的最后一个步骤是对过滤器4进行5秒钟的清洗。具体工作过程是注水阶段，常开的清洗电磁阀23和常闭的排水电磁阀24均不工作，常闭的注水电磁阀25工作，完成注水；排水阶段，常开的清洗电磁阀23和常闭的排水电磁阀24工作，完成排水；进入漂洗程序后，排水泵10工作，三个电磁阀均不工作，内桶1里的水经过排水泵10、过滤器4和常开的清洗电磁阀23返回内桶1；过滤器4清洗阶段，三个电磁阀都工作，自来水经过注水电磁阀25、过滤器4和排水电磁阀24后，由排水管排出。单向阀35阻止清洗水流进入内桶1。
本发明在内桶1倾斜15-45度角范围内的数据计算及试验结果当内桶1倾斜45度角时，内桶1容积的最大静态利用率是60％，可获得完全均衡的三维水流，既XYZ轴向水流的比值为33∶33∶33。
当内桶1倾斜30度角时，内桶1容积的最大静态利用率是88％，XZ轴向的水流相等，Y轴向的水流是X轴向水流的58％，既XYZ的比值为39∶22∶39。
当内桶1倾斜15度角时，内桶1容积的最大静态利用率是96％，XZ轴向的水流相等，Y轴向的水流是X轴向水流的27％，既XYZ的比值为44∶12∶44。
本发明选择内桶1倾斜30度主要是为了兼顾三维水流的均衡度和洗衣机占有空间及材料的利用率等几方面因素，较大流量的过滤水流，可补充Y轴向水流的不足，使XYZ轴向水流基本均衡。产品设计中，在内桶1倾斜15-45度角的范围内，可根据侧重点的不同，选择与其相适应的倾斜角度。
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，虽然翻滚状水流的幅度减小不明显，但洗涤物在内桶轴线方向的运动幅度只约为翻滚状水流幅度的一半，洗涤物大部分位于接近内桶轴7的一端，影响动态分布的均匀性，内桶1提高转速的余地也不大。
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大于翻滚状水流的幅度，洗涤物大部分位于另一端，也影响动态分布的均匀性。翻滚状水流幅度的减小明显，虽然有利于洗涤转速的进一步提高，可增加翻滚状水流的幅度，但洗涤物在内桶轴线方向运动幅度的再增加，将使动态分布的均匀性进一步下降。
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、翻滚状水流幅度及内桶1转速三者之间的大致协调，以保证动态分布的均匀性，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倾斜角度、转速和对时间性、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，采用机械变速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与内桶轴7套装，由楔块式单向离合器30传递扭矩，两者的速比为5∶1。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与内桶轴7固定连接，两者的速比为1∶1。洗涤时，电磁离合器9不工作，摩擦盘28与大主动轮27分离，实现5∶1的转动速比。此时，小被动轮26和大主动轮27与内桶轴7同转速；脱水时，先以5∶1的速比使内桶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，实现1∶1的转动速比。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与内桶轴7脱离不传递扭矩。该项改进的作用在于使电机8总是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向前倾斜改为向对角线方向倾斜，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的作用。
本发明与现有技术相比，因其能够较好地兼顾各项性能指标，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的优点，从基本原理上保证了均衡三维水流的实现。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。新增加的双速比转换及自动清洗型的双重过滤器，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。由于衣物在桶内的动态分布均匀性和翻滚性的提高，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式来复洗衣机的全部功能，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。
权利要求
1.一种转滚式来复洗衣机，由洗衣机壳体31、定轴旋转的内桶1、电机调速装置、排水泵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，桶壁以来复线的方式均布三条凸肋2，内桶1以不改变转向的连续转动方式工作；所述的转滚式来复洗衣机还包括用于洗涤和脱水的双速比转换装置。
2.根据权利要求1所述的转滚式来复洗衣机的特征在于其中的内桶1为坛子形状，根据产品设计时侧重点的不同，其倾斜角度可在15-45度的范围内选择，通常其倾斜角度以30度为宜。
3.根据权利要求1所述的转滚式来复洗衣机的特征在于其中内桶1桶壁以来复线方式均布的三条凸肋2，其在内桶轴线上的投影角度可在30-60度的范围内选择，通常以45度为宜。
4.根据权利要求1所述的转滚式来复洗衣机的特征在于其中的电机调速装置还可包括变比电磁离合器9，共同控制转速的转换，既在脱水时，当电机以5∶1的传动比使转速基本达到稳定值后，再转换到1∶1的传动比。
5.根据权利要求1所述的转滚式来复洗衣机的特征在于其中的过滤装置还可采用排水泵10作用下的双重过滤，并且可以自动进行过滤网的反向清洗，还可在需要更换过滤网时给予信号提示。
6.根据权利要求1所述的转滚式来复洗衣机的特征在于其中的内桶1还可向对角线方向倾斜，该方式可提高洗衣机占有空间利用率约8％。
7.根据权利要求1所述的转滚式来复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。
全文摘要
本发明公开了一种高效率的全自动转滚式来复洗衣机。其区别于现有洗衣机的主要部件有:倾斜定轴旋转的内桶1、来复线方式的凸肋2、双速比转换装置和自动清洗型过滤器4。其工作原理是内桶1的凸肋2在XYZ轴向均可传递能量,并增加了洗涤物在内桶轴向上的运动幅度,内桶1以不改变转向的连续转动方式进行洗涤。排水泵10作用下的双重过滤,尤其适合全棉衣物的洗涤。转滚式来复洗衣机的特点在于基本实现了均衡的三维水流,取消了内桶1的换向,能效比和费效比明显提高,并且基本结构还有所简化。
文档编号D06F39/00GK1261114SQ0010034
公开日2000年7月26日 申请日期2000年1月18日 优先权日1999年6月23日
发明者王运 申请人:王运