[發明專利]定點超聲微氣泡聯合洗衣干衣機及其方法

在審

• 申請號: 201711105537.4
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107700143A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 劉柏辰;鄭仕達;張劍鋒;王貞利
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: D06F29/00
• 分類號: D06F29/00;D06F19/00;D06F35/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 傅朝棟,張法高

技術領域

本發明屬于家用電器領域，具體涉及一種便攜式定點超聲微氣泡聯合洗衣干衣機及其方法。

背景技術

洗衣機現已成為城市家庭的必備家居品，然而傳統洗衣機主要存在以下缺點。第一，高能耗是不容忽視的問題。我國約有13.68億人口，以四口家庭為單位，估算得中國傳統洗衣機保有量約3.42億臺。按照每五天洗衣機工作一次，則每年洗衣機耗水量為27億噸、耗電量為249億千瓦時，相當于267個西湖的水量。第二，部分洗滌劑中的含磷成分會誘發水體富營養化，這是水體污染的來源之一。第三，我們也會因為衣物上不小心沾上的局部污漬而不得不將整件衣物進行清洗，這是欠環保、高成本的做法。

目前市場上最常見的是波輪洗衣機。它的清洗原理是通過化學反應由洗衣粉的主要成分生物酶在浸泡過程中將高分子污漬生物分解。再通過物理反應原理，使衣物在洗滌液中浸泡時，動力系統帶動洗滌波輪轉動，使衣物與衣物，衣物與洗滌液，衣物與桶壁進行摩擦、沖擊，以物理力的作用，使被洗滌液包圍的污垢徹底分離于洗滌物，從而達到去污徹底，洗滌干凈的效果。而根據數據顯示，一般的波輪洗衣機每洗一次衣服，耗水150升，洗衣時長約40分鐘，而且一般二級波輪洗衣機的洗凈比在0.8左右。(波輪式全自動洗衣機的原理及構造,李曉霞Gansu Science and Technology,2012.09)

因而傳統的波輪洗衣機存在耗水多、時間長、污染水體的特點。除此之外，傳統洗衣機需要用洗滌劑來分解衣物上的污漬，而洗滌劑的存在會對水體造成一定影響，尤其是含磷洗滌劑會造成水體的富營養化。以上都是其不足之處。

超聲波洗衣機清洗的機理則為，超聲空化及伴隨產生的沖擊波、微聲流、微射流以及清洗液超聲振動本身的機械效應。且水中的空氣含量會對超聲波空化有一定的影響，氣體含量越高，空化閾值越低，空化越容易發生。

然而目前市場上的超聲波洗衣機只是單純在普通洗衣機的基礎上，增加的超聲波的發生源，其主體仍為波輪洗衣機，且兩種模塊的加和，使得成本上升，無疑市場反應冷淡。

單純使用超聲波的洗衣機，存在干衣困難的問題。例如市面上的一些定點清洗衣物的產品，假使洗凈效果達標，但其無法實現在洗完衣物之后對其迅速干燥的功能，產品的使用體驗欠佳，有繼續完善的空間。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中存在的問題，并提出一種定點超聲微氣泡聯合洗衣干衣一體機及其方法，當衣物上有局部污漬時，實現對其定點快速清洗并干燥。

本發明的洗衣干衣機是基于超聲波微氣泡聯合清洗技術、超聲波霧化技術和紅外加熱技術而發明設計的。本發明的幾個相關原理如下：

1.超聲波微氣泡聯合清潔：當足夠強的超聲波作用于液體媒介時，當交變聲壓的幅值大于液體中的靜壓力，則在液體中形成局部性的負壓作用區，當這一負壓足以克服液體分子之間的結合力時(也稱液體強度)，液體將被拉斷而形成空腔，即產生空化氣泡。接著在聲壓的正壓相到來時，空化氣泡產生閉合和崩塌。

由于產生實測中液體的實際強度遠低于理論值的矛盾，提出“空化核”理論。即液體中早已存在的微小氣泡，這些氣泡成為液體中的薄弱環節，液體將于這些地方優先被拉開。

空化的基本效應包括高溫、發光、發電以及壓力效應。壓力效應描述空化氣泡閉合時，在氣泡附近將產生局部的高壓。氣泡內氣體壓強Q愈小，閉合速度愈高，且最大壓強產生在臨近氣泡壁的距離上。在液體中這種局部性極高壓力，正是形成以氣泡中心向外傳播的沖擊波的原因。利用這種液體中局部高壓可做到物體的清潔。

其次，在水中的氣泡存在一個以50微米臨界點，此刻氣泡內壓與表面張力平衡，在水中的上升速度很慢，表面帶有負電荷，并且最終在水中收縮破裂，最后完全溶解于水中。而這種直徑為微米級或納米級的微氣泡能在超聲波的聲場中充當“空化核”的作用，相當于使能閉合崩塌的空化氣泡的數量大幅增加，從而降低空化閾值，提高空化效率及剝離污漬的效果。超聲波微氣泡聯合清潔具有比超聲波單獨清洗更好的效果。

2.超聲霧化器利用電子高頻震蕩(振蕩頻率為1.7MHz或2.4MHz，超過人的聽覺范圍，該電子振蕩對人體及動物無傷害)，通過陶瓷霧化片的高頻諧振，將液態水分子結構打散而產生自然飄逸的水霧，不需加熱或添加任何化學試劑。與加熱霧化方式比較，能源節省了90％。

利用這樣的原理，我們可以避開水在氣化時吸收大量熱量的過程，直接將水以水滴的形式，傳播到空氣中，起到對衣物一定的干燥作用。