洗碗機的制作方法

專利名稱：洗碗機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及洗碗機。
技術背景1927年世界上第一臺由電動機直接驅動的洗碟機在美國問世。它利用攪拌葉片攪 起洗槽中的高溫水進行洗滌，并靠人工注水。由于高溫水需要淹沒餐具，因此用水量很大。1940年，美國通用電氣公司制造的噴射式機型為現代洗碟機奠定了基礎。它的核 心洗滌原理是通過電機驅動洗滌泵使洗滌液在一定的壓力下從噴臂噴出，形成密集的熱水 流；噴臂由于受到噴水的反作用而旋轉，使洗滌液來回地噴射到各式餐具上，對餐具進行噴 射沖洗和淋刷。噴射水流對碗碟表面起機械沖洗作用，洗碗機專用洗滌劑對碗碟表面油污 起乳化清洗作用，熱水起浸泡軟化作用。三者聯合作用，使碗碟表面油污和殘漬分解和脫 落，從而達到清潔的目的。1978年米勒公司又在噴射式機型的基礎上制造出了世界上第一臺微電腦控制型 洗碗機。該洗碗機應用微電腦模糊控制技術，通過各項傳感技術，可自動監測出1)水和空 氣的溫度。以防洗碗機加熱過度或損壞碗碟。2)水位。一旦發現水位過高，它會啟動排水 功能來防止水從洗碗機里溢出。3)清洗碗碟之后水的骯臟程度。4)機內有多少碗、碟，以 及何種油污，并以此自動選擇洗滌劑的種類、用水量和洗滌時間。這期間，洗碗機的技術進 步主要體現在由于微電腦的引入，控制更精準，用戶使用更方便，家用洗碟機已向省水、省 電、省洗滌劑、多功能、自動化和小型化方向發展，使人機關系更為密切，洗碗機的家用性得 到了更好的體現。現代洗碗機仍然沿用噴射式機型的洗滌原理和方法，該洗碗機的具體結構包括機 體和設置在機體內的噴水系統，所述機體中具有至少一個帶餐具容置區域的容腔，所述噴 水系統的噴口位于該容腔內并相對于餐具容置區域設置。其具體洗滌步驟為(1)將要洗的餐具以合理的方式擺放在碗架上，要求需要清洗的面都能面對噴管 (有的資料稱噴臂)，餐具不能相互擠靠，不能有死角，以抽斗的方式推入洗碗機內，蓋上門
至
ΓΤΠ ο(2)將水注入水箱內，對其電加熱至50-70°C (根據污漬頑固程度選擇溫度，越頑 固溫度越高)，加熱功率根據餐具容量選擇，一般是1000-2000W。(3)將被加熱后的水由水泵加壓并混入適量的洗碗機專用洗滌劑再通過噴水系統 的上下噴管噴射到餐具表面上，噴射壓力一般能夠保證水流射高達到2米，這中間，噴射水 流對碗碟表面起機械沖洗作用，洗碗機專用洗滌劑對碗碟表面油污起乳化清洗作用，熱水 起浸泡軟化作用。三者聯合作用，使碗碟表面油污和殘漬分解和脫落。在沖刷過程中，水會 被循環使用，這樣可節約用水和能源。(4)完成污漬清洗后，進入清水漂洗由水泵將不加熱的清水通過噴水系統的上下 噴管噴射到餐具表面上，完成對餐具的清洗，除去餐具上殘留的洗滌劑。此過程的用水也是 循環使用的。[0010](5)烘干，烘干方式目前市面上不同的機型，加熱方式也有多種，如1)機內注入熱 風將餐具上水分吹干；2)利用機內剩下的余熱，直接加入未加熱風將餐具吹干，速度可能
要稍慢一些。(6)餐具消毒，洗碗 機內注入臭氧，對餐具進行消毒。隨著控制技術的不斷發展，采用上述洗滌方法的洗碗機其各項功能日益完善，洗 碗機開始大量進入家庭。目前，據統計美國家庭的洗碗機使用率已超過70%，歐洲和日本等 發達國家和地區也有較高的家庭使用率。但中國市場并不是想象的那么好。據有關采訪報 告，2001年洗碗機制造商美的的年產量近20萬臺，出口與內銷各占半壁江山；小天鵝2001 年接到的訂單需求超過8萬臺，但外銷訂單很多。號稱在人類歷史上有著“第二次解放人類 雙手”的洗碗機，并不像想象的那樣，在13億中國人的生活中引起廣泛而深刻的震動，究其 原因主要如下1)洗碗機最先誕生于歐美國家，是以西方餐具-盤子度身定做的，而對中國餐具 碗、罐、盆等，由于其深度大，中餐油膩重而水流沖刷不能到位和存在沖刷不到的死角，無法 洗干凈。2)洗碗時間長，耗水耗電大，使用不方便。以洗碗機制造商西門子SE25M850EU型 洗碗機，可洗9套餐具，標準洗滌程序是140分鐘，耗電1. 35度，耗水18升。再加上洗碗機 不能使用普通洗滌劑，要使用專門洗滌劑(消費者對此很反感)，再加上漂白劑和軟化鹽， 日積月累的使用成本對于普通消費者來說是一筆不少的開支。3)售價偏高。由于技術水平和先期投入較高，而企業又沒形成足夠的市場規模，導 致了洗碗機價格居高不下。目前國內的企業為解決上述問題，一直在積極探索和改進，工程師們為此做了大 量的工作，改善了許多的技術性能并獲得相關專利，但由于使用的核心技術即洗滌原理和 方法仍沿用噴射式機型的洗滌原理和方法，均是來自國外早期的實用新型，已經延續數十 年，在這個框架下洗碗機洗滌效果很難有大的突破，其細節構也無太大改變。國外洗碗機存 在的問題也原封不動的帶進來了，如洗滌耗時耗能，同時還有因國情原因，如餐具油漬多又 產生了新的清洗問題。因此要讓洗碗機規模化的進入家庭，擺在國內洗碗機業者面前的任 務十分艱巨，我們必須創新，用新的技術解決這些技術問題。

實用新型內容本實用新型所解決的技術問題是提供一種既能夠節省能源消耗，又能夠快速洗滌 的洗碗機。為解決上述技術問題，本實用新型所提供的這種洗碗機包括機體和設置在機體內 的噴水系統，所述機體中具有至少一個帶餐具容置區域的容腔，所述噴水系統的噴口位于 該容腔內并相對于餐具容置區域設置，所述機體內還設置有當噴水系統噴灑洗滌液時或/ 和噴灑后，對餐具容置區域內附著在餐具上的洗滌液進行加熱的加熱裝置。本實用新型的有益效果是現有洗碗機是通過將水加熱至60°C左右后，再通過混 有適量的洗碗機專用洗滌劑的熱水將熱量帶給餐具(在此過程中還會降溫)從而完成浸 泡、軟化污漬的作用，最后再利用水流對碗碟表面起機械沖洗作用帶走油污和污漬。而本 申請的這種洗碗機可實現先將洗滌液噴灑在餐具上再通過加熱裝置直接對附著在餐具上的洗滌液進行加熱，其中，洗滌液的作用仍是對碗碟表面油污乳化清洗；而通過加熱裝置對 附著在餐具上的洗滌液進行加熱，作用是浸泡軟化污漬同時進一步乳化分解油污。由于該 洗碗機是直接對附著在餐具上的洗滌液進行加熱，因此能量消耗和時間消耗得到極大的減 少。此外，現有技術是將洗滌劑混入沖洗熱水中的，其中相當一部分沒有接觸到餐具表面而 被發揮實際作用，而本實用新型的則直接將洗滌液噴灑到餐具的表面，消耗量不大，還可保 證洗滌液的使用效果，并可減少洗滌液的使用量，既減少用戶的費用負擔，還可有利于環境 的保護。

圖1為本實用新型洗碗機的結構示意圖。圖中標記為機體1、容腔101、噴水系統2、旋轉噴管201、旋轉噴管202、餐具3、微
波發射窗口 4、餐具容置區域5。說明圖1僅為示意圖。在將微波加熱裝置運用到實際的柜式洗碗機中時，微波發 射窗口最好在頂部；在將微波加熱裝置運用到實際的臺式洗碗機中時，微波發射窗口可放 在側面也可在頂面。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。如圖1所示的洗碗機，包括機體1和設置在機體1內的噴水系統2，所述機體1中 具有至少一個帶餐具容置區域5的容腔101，所述噴水系統2的噴口位于該容腔101內并相 對于餐具容置區域5設置，所述機體1內還設置有當噴水系統2噴灑洗滌液時或/和噴灑 后，對餐具容置區域5內附著在餐具3上的洗滌液進行加熱的加熱裝置。如圖1所示，使用 時餐具3放置在餐具容置區域5內。采用上述結構的洗碗機可以實現洗碗機的下述洗滌方法，即將置于洗碗機內的餐 具3按如下步驟進行清潔(1)在餐具3的表面噴灑洗滌液；(2)對附著在餐具上的洗滌液進行加熱；(3)對餐具3進行沖洗。其中，步驟(1)在餐具的表面噴灑洗滌液的作用是對碗碟表面油污乳化清洗；步 驟(2)對附著在餐具上的洗滌液進行加熱的作用是浸泡軟化污漬同時進一步乳化分解油 污；步驟(3)對餐具進行沖洗的作用是對碗碟表面污漬起機械沖洗作用并帶走油污和污 漬。步驟(3)中使用不加熱的常溫清水噴射進行沖洗。雖然本實用新型的這種洗碗機的洗 滌方法同樣是通過洗滌液乳化、加熱軟化以及機械沖洗三者聯合作用，使碗碟表面的油污 和殘漬分解和脫落，從而達到清潔的目的，但由于該方法直接對附著在餐具上的洗滌液進 行加熱，因此具有能耗小、加熱速度快的優點，既節能又高效。此外，現有技術是將洗滌劑混 入沖洗熱水中的，其中相當一部分沒有接觸到餐具表面而被發揮實際作用，而本實用新型 的則直接將洗滌液噴灑到餐具的表面，消耗量不大，還可保證洗滌液的使用效果，并可減少 洗滌液的使用量，既減少用戶的費用負擔，還可有利于環境的保護。可見，本實用新型的洗碗機實現了節省能源消耗，提高洗滌效率的目的。[0031]在步驟(2)中選擇加熱方式至關重要。根據洗碗機的環境條件及要達到的目的， 需對加熱方式提出下述要求1)餐具上洗滌液不能被無控制的蒸發；2)加熱裝置的工作 要求適應水環境；3)所有餐具要求基本均勻地被加熱，不能使各個位置的餐具有明顯的溫 差；4)餐具不能被加熱到過高的溫度，防止塑料制品融化，玻璃餐具爆裂。根據上述要求， 可以列出以下方式1)遠紅外加熱；2)蒸汽加熱；3)熱風加熱；4)微波加熱。遠紅外和熱 風加熱由于其溫度不易控制，對餐具易造成損害，并且熱風加熱還有能耗較大，溫度高時損 壞餐具，用時很多，還易風干餐具上的洗滌液，而且外遠紅外還有只對照射面產生作用，易 產生加熱死角的缺點。蒸汽加熱損壞餐具，能耗大，用時較多。因此最好選用微波加熱方式 對附著在餐具上的洗滌液進行加熱。 如圖1所示，為了實現用微波加熱方式對附著在餐具上的洗滌液進行加熱，所述 加熱裝置為微波加熱裝置，所述容腔101的周邊設置有防微波輻射層。防微波輻射層的作 用是防止微波輻射到機體1外部造成輻射污染。防微波輻射層可直接采用與微波爐相同的 結構和材料，在此不再贅述。微波加熱裝置的加熱原理為微波是頻率在300兆赫的電磁波。被加熱介質物料 中的水分子是極性分子。它在快速變化的高頻電磁場作用下，其極性取向將隨著外電場的 變化而變化，造成分子的運動和相互摩擦效應。此時微波場的場能轉化為介質內的熱能，使 物料溫度升高，產生熱化和膨化等一系列物化過程而達到微波加熱干燥的目的。同時具有 如下特性1)穿透性微波能夠穿透玻璃、瓷器、陶器、塑料等絕緣體。2)反射性微波在傳播中遇到銅、鐵、鋁、不銹鋼等導電金屬，如同光束投向鏡子 一樣，會被反射到另一方向。3)吸收性微波能被含有水分的物質吸收，并立即轉化成熱能對其進行加熱。微波用于加熱時的有如下特點1)加熱迅速。微波加熱與傳統加熱方式完全不同。它是使被加熱物料本身成為發 熱體，不需要熱傳導的過程。因此，盡管是熱傳導性較差的物料，也可以在極短的時間內達 到加熱溫度。2)加熱均勻。無論物體各部位形狀如何，微波加熱均可使物體表里同時均勻滲透 電磁波而產生熱能。所以加熱均勻性好，不會出現外焦內生的現象。3)節能高效。由于含有水分的物質容易吸收微波而發熱，因此除少量的傳輸損耗 夕卜，幾乎無其它損耗。故熱效率高、節能。它比紅外加熱節能1/3以上，和蒸汽加熱和熱風 加熱比較優勢更大。4)工藝先進。只要控制微波功率即可實現立即加熱和終止。應用人機界面和PLC 可進行加熱過程和加熱.工藝規范的可編程自動化控制。5)安全無害。由于微波能是控制在金屬制成的加熱室內和波導管中工作，所以微 波泄漏極少，沒有放射線危害及有害氣體排放，不產生余熱。利用微波加熱方式對附著在餐具上的洗滌液進行加熱，微波輻射到餐具上的洗 滌液后會迅速轉換成熱量，微波對餐具本身也有少量加熱作用，使得餐具和上面附著的 洗滌液溫度升高，由于微波能轉換成熱能的效率很高，理論上超過90%，實驗表明，采用 800W的微波磁控管，微波加熱反應很快，啟動即開始加熱，2分鐘后即可使15個陶瓷碗達到80-100°C，而且由于微波能對陶瓷的穿透性，無論怎么擺放餐具各個餐具的溫差都很小。此加熱溫度還可通過溫度傳感器或時間進行控制，在此溫度下，同時由于熱量從內部產生， 對污漬有膨化作用，餐具上的污漬被迅速軟化，油漬被乳化，如果需要，利用微波加熱時，可 連續或間斷地在餐具的表面補充噴灑洗滌液，保證對污漬的濕潤和滲透，這樣就達到了去 油和軟化污漬的目的，為下一步冷水噴射餐具清洗污漬做好了準備。由于有一定的溫度 存在，這時的碗上的油污和碗的親和力還不大易乳化，同時污漬也未干結，如果將碗加熱至 SO-IOO0C (當前技術的洗碗機清洗熱水的溫度一般在60°C左右)，同時上附洗滌液滲透，浸 泡，清洗效果很好。在餐具被微波加熱的過程中，餐具上任何一點的所獲得的熱量來自2個途徑1) 餐具上覆蓋的洗滌液從微波能轉化獲得；2)餐具上不同點的熱量傳遞。由于微波能的均 勻無障礙加熱特性，同時每個餐具自身不同點的熱傳遞，餐具將被均勻加熱，實驗表明，以 現有微波加熱技術加熱10個餐具后，用紅外溫度計測試，將餐具加熱80°C時到其溫差是 +/-5°C。微波加熱裝置應用于洗碗機中，對餐具及附在其上面的清洗液的加熱，從洗碗機 技術上講是可以實現的1)從洗碗機結構上講，現有的洗碗機中，主流機型是采用雙層結構，即外殼+不銹 鋼內膽(塑料內膽吸附油漬后不易脫落)，使用不銹鋼內膽也是微波加熱時防微波所需要 的，這非常有利于在現有結構變化不大的情況下，只需要將門和內膽按照防微波輻射的要 求，適當改變設計，就能夠實現防微波輻射的功能。如圖1所示，所述微波加熱裝置的微波 發射窗口 4位于容腔101的頂部或側面，以便在現有的洗碗機進行加裝。2)從餐具洗滌工藝來講，因在沖洗餐具的過程中，濺出較多水花，對加熱裝置有一 定的密封要求，以防加熱裝置進水損壞。而在對餐具加熱所有方式中，微波防水密封是最易 實現的。具體如圖1所示，所述微波加熱裝置的微波發射窗口 4的表面覆蓋有可透微波的 防水層。比如作為密封材料的聚四氟乙烯就具有對微波的高透過率，可安裝在微波發射窗 口 4上作防水層使用，既不影響微波的透射，也阻擋了水對微波發生器影響，還有我們也可 使用現有的無轉盤微波爐的擱板材料或結構，也可阻擋水，同時讓微波通過。在上述方案的基礎上，為使洗滌液能夠更加均勻的覆蓋到餐具表面上，進一步提 高清洗效果，所述步驟(1)中，先將洗滌液霧化后再噴灑到餐具的表面。如圖1所示，為了 既能夠實現洗滌液的霧化噴灑，又能夠實現對餐具進行沖洗，要求噴水系統2包括洗滌液 噴灑系統和清水噴射系統組成，所述洗滌液噴灑系統的噴口采用霧化噴頭。其中，利用霧化 噴頭將洗滌液霧化后噴灑在餐具的所有表面上，噴灑力應適中，應該比噴射沖洗力小。由于 餐具是固定的，可用兩種方式達到目的1)多點設置專用霧化噴頭；2)利用用旋轉噴管進 行旋轉噴灑。當然，也可將上述兩種噴灑方式結合使用。將洗滌液霧化噴灑在餐具所使用的 噴頭和清水噴射到餐具上沖洗餐具所使用的噴頭，功能上是不一樣的，前者有霧化功能，比 噴射沖洗水的壓力小，后者直接噴射不霧化，噴射沖洗力較大，射高可達2米。洗滌液噴灑 系統和清水噴射系統在洗碗機中有可各自獨立的管道，也可通過換向閥實現。如圖1所示， 為提高洗滌液噴灑系統和清水噴射系統結合的緊湊性，所述霧化噴頭以及清水噴射系統的 噴頭均設置在旋轉噴管201、202上。此外，同樣為了使洗滌液能夠更加均勻的覆蓋到餐具表面上，所述洗[0050]滌液由洗滌劑與水混合稀釋后制成。水遇油污時會產生很大的張力而產生水珠，不利于水均勻覆蓋餐具，但當水加入清洗劑后，水的張力大大減小，沒有水珠，水將會均勻的覆蓋在餐具上，從而也就使得洗滌液更加均勻的覆蓋到餐具表面上。實施例采用了上述結構的洗碗機，使用時將置于洗碗機內的餐具按如下步驟進行清潔(1)在待洗餐具上噴灑稀釋后呈霧化狀態的洗滌液，餐具所有外表面被洗滌液完 全覆蓋，作用是洗滌劑對碗碟表面油污乳化清洗；(2)采用微波加熱方式，對附著在餐具上的洗滌液進行加熱，作用是浸泡軟化污漬 同時進一步乳化分解油污，如有必要，對難于清洗的餐具，在加熱過程中，可多次噴灑清洗 液；(3)用清水對餐具噴射沖洗，作用是對碗碟表面污漬起機械沖洗作用并帶走油污 和污漬；(4)采用微波加熱方式對餐具進行烘干和消毒。其中，將餐具置于洗碗機時，應將要洗的餐具以合理的方式擺放在碗架上，要求需 要清洗的面都能面對噴管(有的資料稱噴臂)，不能相互擠靠，不能有死角，以抽斗的方式 推入洗碗機內，蓋上門蓋。一個600g的中碗，其上面覆蓋的清洗液為IOg左右，一個250g的小碗，其上覆蓋的 清洗液為5g左右，水的比熱是1，搪瓷碗的比熱是0. 12。如按上述方法清洗12個小碗、6個中 碗，假如將其溫度從10°C加熱90°C，將碗加熱轉化為水當量可近似地等同為950g水，理論上 耗能為0. 094度電，考慮碗架和內膽壁的吸熱，耗電在0. 15度內，電轉為微波能在轉化為熱能 的轉化效率可達60%，即0.25度電即可。同時，泵水功率為60W，工作15分鐘耗電不過0.015 度電，烘干時水的汽化潛熱為540千卡/公斤=2. 26xl03kJ/公斤；12個小碗、6個中碗餐具 上的水重不超過120g，因此耗電為0. 075度電，考慮到烘干時餐具同時升溫至KKTC，烘干耗 能為0. 225度電，如果配合抽風機，可以降低加熱溫度。上述共耗能0. 39度，考慮到清洗時要 增加噴灑清洗液次數，但由于覆蓋在餐具上的清洗液量小熱容小，碗重熱容大，由于碗已升溫 到位，在補充噴液后，再次加熱耗能有限，清洗12個小碗、6個中碗在0. 5度電以內。此外，根據測試，通過微波加熱方式加熱12個小碗、6個中碗及上面的清洗液至 90°C，用800W的微波加熱功率3-4分鐘即可完成，并且采用微波加熱方式烘干12個小碗、6 個中碗，用800W的微波加熱功率8分鐘即可完成，由于微波的照射和加熱過程具有消毒作 用，因而該方法無需再加入臭氧進行消毒。目前德國西門子公司的SE25M850EU型洗碗機，按照其標準洗滌模式，洗滌容量9 套，加熱水至65°C，用水18升，加熱器功率1500W，耗電1. 35度，用時140分鐘(包括烘干)。 水的使用是其中一部分被加熱并加入洗滌劑用于軟化沖洗污漬，另外一部分不被加熱，用 于最后的漂洗。如是余熱烘干，最好全部水都被加熱。可見，采用上述洗滌方法，耗電量和洗滌耗時大為降低。除此以外，在洗碗機洗碗 的后期的消毒、烘干的工作中，微波還將繼續發揮作用。大通過微波對餐具的照射、加熱再 配合抽風扇，微波能夠輕易的完成消毒和烘干，由于在洗碗機中利用了微波的多項功能，在 某種情況下，還可簡化洗碗機的結構和元器件，比如不再需臭氧發生器消毒殺菌等。
權利要求洗碗機，包括機體(1)和設置在機體(1)內的噴水系統(2)，所述機體(1)中具有至少一個帶餐具容置區域(5)的容腔(101)，所述噴水系統(2)的噴口位于該容腔(101)內并相對于餐具容置區域(5)設置，其特征是所述機體(1)內還設置有當噴水系統(2)噴灑洗滌液時或/和噴灑后，對餐具容置區域(5)內附著在餐具(3)上的洗滌液進行加熱的加熱裝置。
2.如權利要求1所述的洗碗機，其特征是所述加熱裝置為微波加熱裝置，所述容腔 (101)的周邊設置有防微波輻射層。
3.如權利要求2所述的洗碗機，其特征是所述微波加熱裝置的微波發射窗口(4)位 于容腔(101)的頂部或側面。
4.如權利要求2或3所述的洗碗機，其特征是所述微波加熱裝置的微波發射窗口(4) 的表面覆蓋有可透微波的防水層。
5.如權利要求4所述的洗碗機，其特征是所述噴水系統(2)包括洗滌液噴灑系統和 清水噴射系統。
6.如權利要求5所述的洗碗機，其特征是所述洗滌液噴灑系統的噴口采用霧化噴頭。
7.如權利要求6所述的洗碗機，其特征是所述霧化噴頭以及清水噴射系統的噴頭均 設置在旋轉噴管(201、202)上。
8.如權利要求1 3中任意一項權利要求所述的洗碗機，其特征是所述噴水系統(2) 包括洗滌液噴灑系統和清水噴射系統。
9.如權利要求8所述的洗碗機，其特征是所述洗滌液噴灑系統的噴口采用霧化噴頭。
10.如權利要求9所述的洗碗機，其特征是所述霧化噴頭以及清水噴射系統的噴頭均 設置在旋轉噴管(201、202)上。
專利摘要本實用新型公開了一種既能夠節省能源消耗，又能夠快速洗滌的洗碗機。該洗碗機包括機體和設置在機體內的噴水系統，所述機體中具有至少一個帶餐具容置區域的容腔，所述噴水系統的噴口位于該容腔內并相對于餐具容置區域設置，所述機體內還設置有當噴水系統噴灑洗滌液時或/和噴灑后，對餐具容置區域內附著在餐具上的洗滌液進行加熱的加熱裝置。本申請的這種洗碗機可實現先將洗滌液噴灑在餐具上再通過加熱裝置直接對附著在餐具上的洗滌液進行加熱，因此能量消耗和時間消耗將得到極大的減少，此外還可保證洗滌液的使用效果，并可減少洗滌液的使用量，既減少用戶的費用負擔，還可有利于環境的保護。
文檔編號A47L15/14GK201609345SQ20092031046
公開日2010年10月20日 申請日期2009年9月15日 優先權日2009年9月15日
發明者劉慶 申請人:劉慶