喷淋式洗碗机旋转喷臂专利技术分析

姜海霞

国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 光电技术发明审查部，江苏苏州，215163

0 引言

洗碗机是自动清洗碗、筷、盘、碟、刀、叉等餐具的设备，近年来随着中国经济的明显增长和消费者健康防护意识的不断增强，家用洗碗机由于其解放双手的优点和健康消毒功能，越来越受到年轻人的喜欢。家用洗碗机按照洗涤方式分为喷淋式、涡流式、蒸汽式、超声波式等等[1]，目前，研究最早的喷淋式洗碗机依然是市场上的主流洗碗机机型，其包括了多种专利技术，如喷臂、碗篮架、水循环结构、烘干结构、排水结构等等。本文对喷淋式洗碗机的旋转喷臂专利技术进行分析。

1 洗碗机旋转喷臂重要技术分析

喷淋式洗碗机是洗碗机中增量较为迅速的一种，起步早、发展成熟、部件结构相对明确。早期常见的旋转喷臂表面具有多个喷射孔，喷射孔表面具有大于喷射孔的凸起，这样的结构使得水流向外喷射时压力提高，有利于提高清洗效果，如JPS6336770B2、US9032980B2。这样的喷臂可以设置在内胆底层、中层、顶层，可根据洗碗机尺寸灵活设置。

本领域申请人主要围绕着以下几个方面对旋转喷射臂进行研究：

（1）解决喷射不均和存在喷射死角的问题，喷臂的形状除了常规的一字型外，还有很多其他的形状和结构，如US9635994B2公开了喷洒臂包括彼此连接并围绕中心点排列的多个分支，所述多个分支中的每一个都限定穿过其中的通道以及与所述通道流体连通的孔，这样的喷洒臂组件设计向洗碗机设备的外周区域，尤其是其角落提供足够的洗涤液流。

（2）提高清洗效率、减少用水量，如US9737190B2公开了洗碗机设备包括第一喷雾组件和第二喷雾组件的两层喷臂，通过变速泵和压力制动阀，使得第二喷雾组件处于关闭和开启的两种工作模式，避免第二喷雾组件的不必要操作，提高清洗效率。

（3）节省空间，如CN208973736U公开了喷臂与喷臂座之间通过滚珠组件相连，由此可以减小喷臂与喷臂座之间的摩擦力，从而有利于减小水动力损失，此外，还可以减小喷臂组件的高度尺寸，从而为待清洗件的摆放留出了更多的空间，提升了洗涤电器的容量。

（4）保证喷臂稳定性，通过对旋转喷臂与底座安装结构进行改进，可以提高旋转稳定性，如KR100194151B1公开了一种旋转连接器，其通过螺纹结构和锁定结构保证喷臂可以平稳地旋转[2-3]。

2 洗碗机旋转喷臂专利技术全球申请量和申请区域分析

图1给出了从2001年到2021年的家用洗碗机旋转喷淋臂技术领域的全球申请量年代趋势，可以看出，2014年前基本处于稳中上升趋势，2014专利申请量成井喷式发展并且申请量在2018年达到峰值，2019年以后申请量有所回落。

美国、日本、韩国、德国、意大利、瑞典等经济发达国家，洗碗机技术发展较早。早在1941年，国外就有申请人对洗碗机可移动的喷射装置技术进行了专利申请（公开号DE919199C）。经历了这些年的发展，国外在洗碗机专利技术已达到了比较完善的程度。

随着改革开放的发展，我国相关企业开始关注对洗碗机技术，我国最早的关于洗碗机喷臂技术的专利申请在1988年的一件个人申请（公开号CN2057845U）。从图2可以看出，中国在本领域申请量已经占据了总量的近半，然而，虽然中国申请量较大，但从申请类型来看，实用新型数量明显高于发明专利申请数量，这体现了中国申请在本领域的基础专利和核心专利较少，申请的创造性高度也有待提高。中国在本领域84%以上为工矿企业申请，13%以上为个人申请，这也与洗碗机结构复杂，需要投入较大的研发成本相适配。宁波、佛山、青岛、苏州是中国申请旋转喷臂专利技术的主要地区，这也和地方经济以及地方产业发展情况相适配。

3 洗碗机旋转喷臂专利技术国内外重要申请人分析

在洗碗机领域，全球主要的专利申请人包括美的、海尔、方太、三星、LG、松下、惠而浦、伊莱克斯、博世和西门子等。笔者选取几个代表性申请人，对其专利技术进行分析。

3.1 三星

三星是较早进入洗碗机行业的韩国企业，其市场分布较广，主要涉及韩国、中国、美国、德国等。三星在本领域的专利包括自主研发和转让专利，其主要围绕减少喷射死角（JP3009641B2、KR101860717B1、US9918608B2、CN104173010B）、均匀洗涤水喷射路线（KR101138883B1、US9462927B2）、调节旋转速度（KR101764293B1）和减少噪音（KR101998571B1）等方面进行技术创新。

其中，早期专利JP3009641B2为了解决常规旋转臂形成圆形喷射区域不能完全洗涤洗碗机矩形空间的问题，公开了喷臂包括具有固定长度并旋转的主喷嘴构件，并且辅助喷嘴构件可以连接到主喷嘴构件的一端或两端。辅助喷嘴构件可以被设计为根据主喷嘴构件的旋转位置当其接触壁时可伸缩地收缩，结果，辅助喷嘴构件展开或伸展，从而将水喷射到角部，即形成矩形喷射区域。

3.2 LG

LG同样是较早进入洗碗机行业的韩国企业，主要市场为韩国、美国、中国、德国、澳大利亚和欧洲其他一些国家。LG在本领域专利申请量上相对比较大，其从多方面对旋转喷臂技术进行了技术创新：优化结构增加空间（KR100378710B1、KR101890623B1），防止堵塞（AU768976B2），减少噪音（KR100457594B1、US9962058B2），减少喷射死角（KR100698270B1、KR101241873B1、KR101268821B1、KR101269740B1、KR101964646B1、KR101669972B1），均匀洗涤水喷射路线（KR101713334B1、KR101300919B1），减少能耗（EP2522268B1、KR102068151B1）。

其中，KR101669972B1公开了一种由主臂和辅助臂组成的X形旋转喷臂，设置各种不同喷嘴结构，喷射臂通过从形成在所述主臂或每个所述辅助臂中的喷射孔喷射洗涤水时产生的排斥力而旋转。这种形状的喷臂运用于LG目前的主流洗碗机产品中，其在此基础上在各国申请了多件相关技术改进专利。

3.3 惠而浦

惠而浦是一家美国的家用电器制造商，其主要市场为美国本土，同时也涉及中国、德国以及欧洲其他一些国家，其在本领域主要在以下几方面申请布局了专利：区域增强洗涤（EP1488730B1），减少喷射死角（KR101764293B1），均匀洗涤水喷射路线（US8578954B2、US8287660B2、US10349805B2、US8834648B2、US9655496B2），改变液体流向、流量（US9492055B2、US10052010B2）。

其中，EP1488730B1具体公开了洗碗机除了包括下部喷洒臂组件、中部喷洒臂组件、顶部喷洒臂组件，还包括垂向且可以向上移动的喷雾歧管；下部喷洒臂组件为十字形喷臂；喷雾歧管被配置为具有两个对称的对置的半部，喷雾歧管的每个半部可以包括两个基本圆形的喷嘴，该喷嘴具有以基本圆形的图案布置的多个孔，可以对重度污染的餐具进行增强清洗。这个包括侧面喷嘴的喷臂，是惠而浦的核心基础专利，其围绕着这一点进行了多件专利技术改进申请。

3.4 松下

松下电器是进入洗碗机市场的日本企业之一，其着重于在洗碗机内设置多个不同方向、位置的喷臂来提高洗涤水喷射范围，如：JP2782943B2公开了在洗碗机底部设置两个旋转喷臂，第二臂喷嘴在与第一臂喷嘴的旋转相关联的同时通过齿轮传动机构互锁地运动，并且绕其自身的轴线沿相反方向旋转；JP3147404B2公开了第一喷臂的一侧上端设置一个较短的旋转喷臂，进而提高清洗效率；JP3832175B2公开了可在洗碗机内胆中设置多个角度的旋转喷臂，增加洗涤水喷射范围。

3.5 伊莱克斯

伊莱克斯是世界最大的电器生产商，也是全球最早进行洗碗机技术研发的瑞典企业，其主要市场是美国、欧洲以及韩国、中国。伊莱克斯从1940年就开始对洗碗机喷臂技术进行了专利申请，后续对喷臂技术进行了改进性创新，其在本领域的专利包括自主研发和转让专利，其主要围绕着减少喷射死角（SE304585B、DE202004013786U1、AU2014388132B2）和均匀喷射路线（IT248022Y1、EP1634526B1）两方面对旋转喷臂技术进行改进。

其中，EP1634526B1公开了旋转臂位于轴线的一侧，且旋转臂位于可绕中心轴旋转的支撑臂上。此专利为伊莱克斯的重要专利，伊莱克斯围绕此技术申请了多件专利。

上述国外申请人由于较早进入洗碗机领域，其技术经过几十年的发展已经较为成熟。我国在21世纪80年代才开始进行洗碗机专利技术申请，随着我国知识产权制度的不断推进，以美的、海尔、方太、老板等为代表的国内企业认识到知识产权的重要性，组建自己的知识产权部门，分析洗碗机产业环境，进行市场定位，通过收购专利等手段结合产品自主研发，为其提高市场竞争力奠定了基础。下面主要分析美的和海尔的旋转喷臂专利技术。

3.6 美的

美的作为我国在洗碗机领域的重要申请人，十分注重专利布局，从其申请国和地区来看，主要涉及中国、美国、欧洲及韩国。由于喷淋臂式家用洗碗机的技术已经很成熟，美的针对喷臂的多个方面技术细节进行改进型创新并进行相关专利申请与布局：减少喷射死角（CN104706293B、CN104757922B、CN204839400U、CN105615808B、US10531781B2），减少能耗（CN203987929U、CN104545744B、CN109700406B），保证喷臂平稳（CN104523208B），优化结构增加空间（CN208973736U、CN215227356U），均匀洗涤水喷射路线（EP3384821B1、CN106308716B）。

其中，US10531781B2公开了离散地设置多个可绕其纵向轴线旋转的管状喷雾元件。此专利为美的的重要涉外专利，其围绕此相关技术申请多件涉外专利。

虽然美的在本领域申请量较大（截至2022年4月申请量达到了314件），但是，从其专利类型、专利使用和专利运营结果来看，其实用新型专利占据了将近申请总量的一半，且主要是将专利运用到自己的产品上，专利转让、许可也都是在美的集团内部的分公司/子公司之间，相对来说，美的的自主专利技术主要是改进型专利，较少涉及洗碗机领域的基础技术[4-5]。

3.7 海尔

重要市场主体通常会在目标市场进行专利布局以提高自身在目标市场的占有率和竞争力。近些年，海尔进军洗碗机市场，其不仅注重国内市场，还注重全球其他市场（主要为美国和德国），2016年海尔在美国成立公司，并收购了通用电气旗下的电器部门，也继受取得了其相关专利权，海尔通过收购转让等方式主动进行海外专利布局，并可应对可能的国际专利纠纷。海尔在本领域的重要专利如下：减少喷射死角（US9635994B2、US9801523B2、CN106606341B），便于拆卸（CN106137075B），增加喷臂稳定性（CN208598334U）。

4 结语

通过上述分析可以看出，家用喷淋式洗碗机的旋转喷臂技术，早期只是简单的可旋转含喷嘴的喷臂结构，随着大家对清洗效率的要求提高，通过改进喷臂安装结构、改型喷臂形状、增加各种副臂等手段以提高洗涤水均匀性、避免清洗盲区、增加喷臂稳定性、减少能耗，成为了重点研究方向。同时，我国的家用洗碗机行业目前正处于市场成长期，且顺应年轻消费群体的消费观念，市场前景可观。由于国外在洗碗机领域起步早发展完善，中国在洗碗机领域起步比较晚，中国企业可以做的技术突破空间较小，尽管如此，中国相关企业还是十分重视知识产权保护和风险应对，通过进行专利收购、对国外申请人没有关注到的技术细节改进创新等多种方式提高自己的竞争力，提升在中国乃至国外市场的占有率。