一種便攜式洗衣機(jī)的研發(fā)

王建華

摘要:筆者通過(guò)幾年的研究,如今發(fā)明了一種便于攜帶的、大小僅似鼠標(biāo)的超聲波洗衣機(jī),較好的補(bǔ)充了傳統(tǒng)洗衣機(jī)的市場(chǎng)盲區(qū)。而且,這是一款同時(shí)具備除菌和軟化衣物功能的洗衣機(jī),功能卓著。以下就此作一個(gè)簡(jiǎn)單敘述。

關(guān)鍵詞:便攜式洗衣機(jī);清洗;供電電路

自從有了洗衣機(jī),人們的生活變得五彩多了,特別是家庭主婦們把需要花費(fèi)上一兩個(gè)小時(shí)的洗衣時(shí)間騰出來(lái),可以做自己喜歡的事,陪陪童趣盎然的孩子,逗逗調(diào)皮可愛(ài)的寵物,對(duì)丈夫的抱怨也少了,可以說(shuō)這是科技造福于人類的一個(gè)典型事例。但是如今的洗衣機(jī)其設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)大多集中在家庭固定擺放式使用上,而對(duì)那些類似單身公寓內(nèi)住所空間局促人士、喜歡挎包旅游的驢友、常年商務(wù)出差的人員考慮不多,所以其存在市場(chǎng)開發(fā)的盲區(qū)。換句話說(shuō),如今傳統(tǒng)意義上的洗衣機(jī)對(duì)以上這些人群"造福"程度還不夠。

1傳統(tǒng)洗衣機(jī)的研究現(xiàn)狀和市場(chǎng)情況

傳統(tǒng)的洗衣機(jī)目前主要是兩個(gè)大類。一類是利用波輪或滾筒等旋轉(zhuǎn)方式機(jī)械洗滌原理清洗衣物的洗衣機(jī),目前在中國(guó)市場(chǎng)上百分之九十五以上是這類洗衣機(jī)。但這類洗衣機(jī)的不足是:一、摩擦過(guò)程中對(duì)衣物的損傷較大;二、水電用量較大;三、洗衣機(jī)內(nèi)的細(xì)菌對(duì)衣物的再污染。特別是第三個(gè)問(wèn)題,上海市疾病控制中心去年10月專門就此對(duì)市內(nèi)128臺(tái)使用一年以上的家用洗衣機(jī)進(jìn)行抽樣調(diào)查和檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)內(nèi)大腸菌群超標(biāo)平均竟達(dá)81%以上,該結(jié)果在媒體上公布后曾引起一片嘩然。第二類是大型超聲波或負(fù)離子洗衣機(jī),目前,部分科研實(shí)力較強(qiáng)的企業(yè)已經(jīng)著手開始生產(chǎn)這類洗衣機(jī),它克服了前一類洗衣機(jī)的一些弱點(diǎn),比方說(shuō)具有節(jié)能功效,也能除菌等。但這些負(fù)離子、超聲波洗衣機(jī)在外行上還是沒(méi)有擺脫傳統(tǒng)洗衣機(jī)的模式,大多體積龐大,甚至其洗衣桶的體積要超過(guò)傳統(tǒng)的洗衣機(jī),加上產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)高些,市場(chǎng)認(rèn)同度反而不如第一類高。當(dāng)然,洗衣機(jī)的外形龐大倒不一定廠家設(shè)計(jì)缺陷,因?yàn)樵谥袊?guó)很多家庭,特別是農(nóng)村家庭,洗衣機(jī)不僅是一個(gè)洗衣設(shè)備,同時(shí)它也是家庭擺設(shè)品,外形龐大、色彩艷麗的造型有時(shí)候更能得到市場(chǎng)的認(rèn)可。另一個(gè)原因是,目前國(guó)內(nèi)的洗衣機(jī)普及率仍不高,城鎮(zhèn)為94%左右,農(nóng)村不足4成。而據(jù)相關(guān)部門提供的數(shù)據(jù),國(guó)內(nèi)年需求量下限為2500萬(wàn)臺(tái)左右。可以看出出,洗衣機(jī)行業(yè)在國(guó)內(nèi)仍是個(gè)黃金行業(yè)。該行業(yè)內(nèi)的企業(yè)仍在獲取不菲的市場(chǎng)利潤(rùn),可能也正因?yàn)榇?較少有廠家考慮改進(jìn)其設(shè)計(jì)。比方說(shuō)象筆者在前文中提到的,去考慮為商務(wù)人士、旅行者開發(fā)便攜式洗衣機(jī)。

2便攜式洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)

便攜式洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是盡量小巧,最好能放進(jìn)口袋,當(dāng)然,這是在不損害洗衣功能和效果的前提下需要達(dá)到的。它的誕生是為了流動(dòng)人群服務(wù)的,這個(gè)流動(dòng)人群除了筆者前面提到的驢友、單身公寓住戶、商務(wù)人士外,也可以擴(kuò)展到大量的農(nóng)村進(jìn)城務(wù)工人員和學(xué)生等,這些人遷移頻率較高,因此不愿花更多的錢置辦新的機(jī)器,寧可去二手市場(chǎng)淘帶危險(xiǎn)、過(guò)期的舊機(jī)器。而在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天,這一人口流動(dòng)相當(dāng)于總?cè)丝诘?8%左右。

筆者在考慮如何減小洗衣機(jī)的體積時(shí),首先想到的是洗衣桶,傳統(tǒng)洗衣機(jī)中最占體積的非洗衣桶莫屬,它是儲(chǔ)水、漂洗的所在地,似乎是必不可少的。但筆者大膽想象,是否能把它去掉,容器能否就地取材,因?yàn)椴还苣愕侥睦?哪怕是旅游或者求學(xué)務(wù)工,總找得到容器,比如臉盆、比如浴缸等等。是否可以把自然中存在的容器變成洗衣桶呢?答案是肯定的。最終筆者設(shè)計(jì)出了洗衣機(jī)的外形。

在敘述它的原理之前,先來(lái)說(shuō)說(shuō)這個(gè)小東西它是怎樣工作的,這樣便于理解。用筆者發(fā)明的洗衣機(jī)清洗衣物,首先得就地取材,找個(gè)容器,下圖找的是一般私家車后備箱都配備的塑料收納箱(其實(shí),這不是最好的,如果能找個(gè)硬度更高的,比如搪瓷臉盆、浴缸等,洗衣效果會(huì)更好,洗衣時(shí)間也會(huì)適當(dāng)縮短,因?yàn)檫@款洗衣機(jī)運(yùn)用的是超聲波在水中震蕩滲透,把污作物從織物上分離的原理,而硬物能將超聲波部分反射)→在容器里裝上水,水量的多少根據(jù)衣物的大小和數(shù)量來(lái)定→然后適量加入洗衣粉→把衣物完全浸泡在水中-這一點(diǎn)非常重要,因?yàn)槌暡ǖ恼鹗帩B透只在水中發(fā)生,超出水面那部分將不會(huì)被聲波震蕩到,所以無(wú)法達(dá)到清洗目的→洗衣器的圓盤部位(超聲波發(fā)射組件)放入衣物底部→插上電源,圓盤部位發(fā)出超聲波訊息,帶動(dòng)水快速震動(dòng)→調(diào)整衣物的放置,盡量把沒(méi)洗干凈的部位靠近圓盤→不低于40分鐘后,拔下插座,把圓盤從水中取出→衣物用清水漂凈并曬。

從最終曬干衣物可以發(fā)現(xiàn),這款洗衣機(jī)不僅洗衣效果不錯(cuò),而且,衣物變得松軟,而且除菌。

織物被放入洗衣盆,加洗衣粉后,把洗衣器圓盤部位放入盆底,另一頭插電。確保衣物完全浸泡在水中。

3這款便攜式洗衣機(jī)的工作原理

下面我們來(lái)闡述一下便攜式洗衣機(jī)它的工作原理。即它是如何完成洗衣、軟化、除菌的呢?結(jié)合下面的結(jié)構(gòu)分解圖我們可以看到,這種便攜式洗衣器,包括將電能轉(zhuǎn)化為高頻電脈沖的能量轉(zhuǎn)換部件組和清洗軟化除菌部件組。

能量轉(zhuǎn)換部件組通過(guò)雙重絕緣的線纜7連接到清洗部件組的超聲波換能器6上,超聲波換能器6和波形片1相連(能量轉(zhuǎn)換裝置包括將電能轉(zhuǎn)化為高頻電脈沖的電路板10和機(jī)殼9、11。超聲波換能器6通過(guò)扣盤3、4設(shè)置在波形片1和多孔盤2之間)。

清洗部件組內(nèi)設(shè)有鋁鐵硼磁鋼5。清洗裝置外層設(shè)有納米銀粒子層。

電路板的電路包括供電電路和由三極管、電阻、電容和變壓器組成的變壓器反饋振蕩電路。其中供電電路將市電220V,通過(guò)濾波電容,保險(xiǎn)絲后,再通過(guò)電容,電感,共膜扼流圈組成的電源濾波器,濾波后經(jīng)電阻,電容的限流電路后,經(jīng)整流橋后輸出電壓信號(hào)V+。電壓信號(hào)V+ 給由三極管,電阻,電容,變壓器組成的變壓器反饋振蕩電路提供電源,最后又由變壓器的輸出端接超聲波換能器6。超聲波換能器6產(chǎn)生超聲波,在水中產(chǎn)生空化作用,并結(jié)合四個(gè)鋁鐵硼磁鋼5對(duì)水和衣物進(jìn)行軟化,使清洗速度加快,效果更佳。外殼有一層納米銀離子,殺菌效果明顯,值得一提的是,納米銀離子殺菌效果是一般殺菌劑的100倍以上,可有效殺死超過(guò)600種病原菌,而且不會(huì)產(chǎn)生其他有害物質(zhì)。

簡(jiǎn)單的說(shuō),這個(gè)發(fā)明是運(yùn)用了超聲波和磁場(chǎng)共振原理以及銀粒子在水中分解后的高效殺菌技術(shù)。超聲波在水中的振動(dòng)形成一種機(jī)械震蕩波,這種機(jī)械震蕩波可以在交互區(qū)內(nèi)隨著壓力的大小變化改變震蕩波的方向 。而液體中溶解的氣體從低壓帶中釋放出來(lái)會(huì)形成大量的細(xì)小泡沫,隨著壓力上升泡沫會(huì)逐漸減少但不會(huì)完全消失。當(dāng)超聲波與這種泡沫表面接觸時(shí),隨著壓力大小的變化,超聲波的振動(dòng)頻率對(duì)其表面的影響,每一次擴(kuò)張和收縮都會(huì)相應(yīng)地改變他們自身的大小。這些震蕩波作用于浸泡在水中的衣物,通過(guò)結(jié)合超聲波的物理振動(dòng)和洗衣粉的化學(xué)處理,加速對(duì)污漬的分解,從而提高洗衣效果。因?yàn)橛糜谙匆潞推渌猛镜纳钣盟卸己械V物質(zhì),而且大多數(shù)礦物質(zhì)中都含有水溶鈣鹽或鎂鹽。含水溶鈣鹽量高的水叫硬水, 由于衣物表面的有效成分和水溶鈣鹽的化學(xué)反應(yīng),用這種水清洗衣物會(huì)降低清潔效果。該項(xiàng)技術(shù)另一重要的特征是無(wú)需高溫浸泡就能達(dá)到殺菌功效,因?yàn)楫?dāng)本產(chǎn)品運(yùn)作時(shí)分離出來(lái)的銀離子具有高效的殺菌效果。該產(chǎn)品添加的一種特殊材料-納米銀粒子(單體納米銀抗菌塑料母粒)。這種材料在水中分解成10-100nm(1nm=1.10-9m)納米大小的微小粒子,并且允許銀粒子在洗滌液中自由游走,銀粒子得到釋放后分裂成具有高效殺菌作用的銀離子,溫度越高,銀粒子游走的速度越快。當(dāng)溫度達(dá)到40℃時(shí),粒子游動(dòng)到達(dá)一定的速度后會(huì)將銀離子濃縮在tl.10-7to 2.10-8gion/l,此時(shí)的殺菌效果是最初的3到4倍。而且由于納米銀緊鎖著織物的纖維 ,從而可以避免衣服變形褪色。

4發(fā)明的意義

這款洗衣機(jī)的研發(fā)成功意義是很大的,至少有以下幾點(diǎn):

一是普通的洗衣模式只是注重對(duì)污垢的清除,而忽視衣物的軟化和除菌,而這款洗衣機(jī)利用磁場(chǎng)軟化水質(zhì)、納米銀高效除菌和超聲波在水中的高強(qiáng)度震蕩,同步實(shí)現(xiàn)對(duì)衣物清洗、除菌和軟化。

二是節(jié)約能源。由于設(shè)計(jì)使用電流只有4瓦,所以它的用電量非常省,只相當(dāng)于普通洗衣機(jī)的百分之幾。

三是安全性高。因?yàn)橥ㄟ^(guò)電流低,十分安全。

四是具有其它衍生功能,比如可以清洗其它物品。超聲波的超強(qiáng)去污能力早已廣為人知,可以用它清洗眼鏡片、戒指及飾物等;比如可以進(jìn)行餐具、蔬菜、瓜果等的除菌。

在研發(fā)結(jié)束后筆者把這是一個(gè)僅為168克、象鼠標(biāo)大小的洗衣機(jī)通過(guò)快速成型裝配了若干個(gè),交由不同的用戶試用,他們的身份各不相同,有喜歡旅游的驢友、常年出差的商人、擔(dān)心洗滌液損傷皮膚的時(shí)尚MM、注重內(nèi)衣消毒的年輕媽媽等。事實(shí)證明基本達(dá)到設(shè)計(jì)效果。筆者還攜該產(chǎn)品參加了由北京市科委、北京發(fā)明協(xié)會(huì)主辦的北京發(fā)明創(chuàng)新大賽,獲得了優(yōu)秀獎(jiǎng);參加了由上海市總工會(huì)、上海市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、上海市知識(shí)產(chǎn)權(quán)局等部門主辦的上海優(yōu)秀發(fā)明選拔賽,獲得銅獎(jiǎng)。事實(shí)證明,這項(xiàng)發(fā)明是有成效的,而假以時(shí)日,加以生產(chǎn)推廣,相信它也將受到市場(chǎng)的歡迎。