滚筒洗衣机高洗净性能的开发

林一斌 陈英 楼武雷 吕钢 闵敏

松下家电研究开发（杭州）有限公司 浙江杭州 310018

图1 洗净率强化要素

1 引言

洗衣机作为代替人手洗衣的一种家用电器，目前已经广泛普及开来。目前市场上较主流的洗衣有波轮式、滚筒式等，波轮式洗衣机在国内普及较早，主要在亚洲区域比较流行，它通过电动机带动内筒正、反转，从而搅动水流旋转，进而带动衣物来回旋转、摩擦，实现去污的效果。滚筒洗衣机在国内属于生力军，由于中国城镇化建设速度加快、城市内人均占地面积逐渐减少，导致国内消费者对空间节约需求逐年增加，因此滚筒市场占有率逐年上升并超过波轮洗衣机，滚筒洗衣机主要通过电动机带动内筒，通过提升筋带动衣物举至最高点后跌落，不断反复摔打衣物，从而实现去污的效果。

通过上述洗涤原理得知两种洗衣机具有各自特点，波轮洗衣机对衣物损伤率较高，而滚筒洗衣机要达到相同洗净率需要花更长的时间，但滚筒使用水量为波轮的40%～50%，且由于用水量较少，大部分滚筒洗衣机具有加热功能，使得滚筒功能选择方面较丰富，对地域适用性也较高，可以适用于较寒冷的地域。

当然滚筒由于功能较丰富也带来了一系列的问题，如耗电量高、洗涤时间长、噪音高等，其中最主要因素是为了提升洗净率，目前大部分厂家比较多采用的手段是加长洗涤及加热时间、提升加热温度、提升洗涤及脱水转速等，从而提升洗净率。如何从其他方面着手提升洗净率是目前各个厂家不断研究的方向。

本文主要在不增加洗涤时间和温度的前提下，对洗净率提升进行研究。

2 高洗净性能的系统开发

首先从滚筒洗衣机对衣物处理的原理出发，根据洗衣机对衣物处理步骤提取各个与洗净率提升的相关要素（见图1），其中针对加热温度及加热时间、浸泡时间、普通搅拌为滚筒洗衣机最基础的手段，本文主要针对强化洗衣粉预溶解、洗涤水循环喷淋及清洗、强化喷淋方面进行设计说明。

2.1 洗衣粉溶解效果的提升

目前大部分滚筒洗衣机的进水方式分为前进水和后进水。我们对市场上这两种进水方式的洗衣机进行了洗衣粉溶解效果的确认，发现了洗衣粉都有未溶解充分的现象，主要残留位置如图2所示。如果洗衣粉一直残留在衣物或是底部未被利用的话，会导致洗净性能低下。我们对比了前进水、后进水和手动溶解洗衣粉方式的洗净性能[1]，发现手动溶解的洗净率高出8%左右（见表1）。

图2 洗衣粉残留示意图

图3 洗衣粉预溶解结构简易图

图4 各进水装置的洗衣粉溶解性与洗净率对比

图5 内循环喷淋简视图

图6 强力搅拌设计原理

表1 不同溶解程度的IEC洗衣粉洗净率对比

表2 有无循环喷淋性能对比

如何达到和手动溶解相当的性能，就需要解决洗衣粉残留的课题，一是如何减少残留量，二是如何使残留的洗衣粉在洗涤过程中继续发挥作用。针对洗衣粉溶解，现有国内各大厂家具有各式各样的技术方案，本文主要从洗衣粉进入内筒前的预溶解和进入内筒后的再溶解率提升进行设计[2]。

2.1.1 洗衣粉预溶解提升

进入内筒前洗衣粉预溶解的设计方向：在洗涤剂盒处，设计预溶解结构（见图3），通过多次反复对洗衣粉冲击以实现洗衣粉最大溶解，从而提升浸泡液浓度,以达到高浓度洗涤的目的。通过该结构及对双阀交替进水方式时序设计，从而洗衣粉溶解率提升53%以上，洗净率提升5.2%（见图4）。

2.1.2 洗衣粉再溶解提升

进入内筒后洗衣粉再溶解设计方向：洗衣粉通过洗衣粉预溶解装置进水后，洗涤剂大部分被溶解，但是还有少部分的进入到桶内或是残留在衣物表面，如何让这部分洗衣粉能够快速的溶解，我们设计了五项喷淋结构（见图5），洗涤过程中不断的循环利用盛水桶内的溶液，使得未被溶解的洗涤剂快速的溶解掉，从而进一步提升洗净性能。

通过循环喷淋结构搭载和循环喷淋的时序设计[3]，有循环喷淋的洗净率比无循环喷淋的洗净率提升8.6%，洗净均匀度提升3%。如表2所示。

2.2 强化衣物摔打强度

通过上述洗衣粉预溶解及后续循环喷淋技术，使衣物更加充分的得到化学作用，为了进一步提升洗净率，本文特提出通过强化洗涤机械摔打力来提升洗净率的设计。

目前主要的搅拌方式是通过正常的正反旋转来进行衣物摔打，但这种搅拌方式摔打力度不强。为进一步强化摔打力度，本文提出另一种搅拌方式，其主要设计原理是通过对内筒的突然高加速度后，使衣物获得较高的加速度，然后进行内筒急速制动，使衣物具有较高的冲击力和冲击速度，从而提升摔打力，并不断的反复进行摔打来实现洗净率的提升。如图6所示。目前该技术对马达需求较高，所以只能通过同步电机的搭载进行实现，并对马达温升具有较高要求。通过上述技术搭载，可实现洗净率5%和洗净均匀度1.5%提升。

3 总结

本文通过设计洗涤剂预溶解装置及再溶解的五向喷淋结构，配合时序的动作，结合舞蹈搅拌，最终洗净率提升10%～20%。随着GB/T 4288-2018版《家用和类似用途电动洗衣机》标准的实施，洗净性能也达到了A+等级标准。除了洗衣粉的溶解性、衣物的润湿性、搅拌力以外影响洗净性能的因素还有很多，我们今后将进一步探讨，以求做到更加的节能和高洗净性能。