专利名称：洗衣机波轮使洗涤物翻转洗涤的方法目前，波轮洗衣机的洗涤方式是通过波轮转动或者波轮和内桶同时转动形成的特 殊水流来翻动洗涤物运动，并在翻动的过程中对其施加作用力，使其通过自身摩擦、与波轮 和内桶壁的摩擦，反复进行洗涤达到洗净的目的。这种洗涤方式由于衣物是在水流的作用 下进行翻转，所以对水流的需求量大，整个洗涤过程中耗水量大。而且这种洗涤方法，在水 足够的情况下，要求波轮的转速高，转动角度大，这样才可以形成足够的水流使衣物翻动。 在这种情况下，一方面耗水量大，洗涤剂用量多，洗涤时间长；另外一方面衣物容易缠绕打 结，且由于水流在冲击过程中受力不均勻，导致衣物洗涤不均勻。为了提高洗涤效果，需要在减少用水量的同时，增加洗涤的均勻度和洗涤频率。申请号为00121919. 7的中国专利公开了一种用于在包含有洗涤滚筒和叶轮的自 动洗衣机内洗涤织物的方法和装置。该方法包括将织物装入到洗涤腔内；将足以浸湿该 织物、但又不会在叶轮摆动期间使织物脱离与叶轮间的摩擦接合的洗涤液加入到洗涤腔 内；并使叶轮摆动，以便以摆动方式来拖动位于叶轮正上方的织物，其中该织物在洗涤腔内 沿反向环形路径翻转，该反向环形翻转模式是通过摆动叶轮与支承在该叶轮上方的织物之 间的直接接触所形成的。上述洗涤方式的改进，虽然做了改进，但是还存在洗涤耗水量大，导致洗涤用洗涤 剂量多，衣物洗涤不均勻、时间长、洗净度不高等的缺陷。有鉴于此特提供本发明。
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能够节省洗涤用 水、提高洗涤效率、避免洗涤物缠绕，全面、充分、反复、高效且不缠绕的洗涤方法。为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是一种洗衣机波轮使洗 涤物翻转洗涤的方法，所述的波轮在径向上设有波轮叶片，在中心轴位置设有向上凸起的 波轮颈部，洗涤物翻转洗涤运动包括前、后运动过程当洗涤物在内桶底部向波轮中心运动 时，洗涤物运动方式为，绕着中心轴公转运动的同时沿着波轮叶片向上的螺旋式上升运动； 洗涤物按此运动方式沿着波轮叶片向上运动至波轮中心的波轮颈部；当洗涤物运动到波轮 颈部顶部的时候，洗涤物运动方式为，洗涤物沿着惯性向上运动，短暂上抛后在离心力和底 层洗涤物的作用下做外翻转公转运动直至到达内桶壁远离波轮中心的位置，然后洗涤物在 内桶转动产生的向心力及在其下层的洗涤物向下的拉力、上层洗涤物向下的压力的共同作 用下，运动至内桶底部，此过程运动方式呈反螺旋下降运动；前、后运动周期性的交替作用 在洗涤物上的同时，洗涤物自身做翻转运动。当洗涤物在内桶底部并向波轮中心运动时，洗涤物在波轮转动形成的水流冲击作 用下、波轮叶片本身的摩擦力、推动力和波轮转动中产生对洗涤物的离心力共同作用下形 成三种运动结合，分别为公转运动和公转运动的同时沿着波轮叶片向上运动至波轮颈部的 运动，该两种运动方式组合在一起呈螺旋式上升且向中心聚合的运动轨迹，同时洗涤物自 身的运动方式为自翻转运动。在洗涤物运动到波轮颈部顶部的过程中，其受到下面将要向上运动的洗涤物给予 的向上的推力作用和水流的冲击作用；在洗涤物运动到波轮颈部顶部时，其由于惯性继续 向上运动，同时其受到自身的重力作用和下面已经落下的洗涤物给予的拉力和扭力及随波 轮转动中产生的离心力，洗涤物在短暂上抛后做向外翻转公转运动直至到达内桶底部远离 波轮中心的位置，同时，洗涤物做自翻转运动。所述洗涤桶底部结构为在洗涤桶底与洗涤桶壁的圆周连接部设置有回水导向槽。所述回水导向槽深度低于洗涤桶底的水平面，所述回水导向槽的凹面弧度在 90° -160° 之间。所述回水导向槽的深度在5-15mm，宽度为15mm-20mm。所述回水导向槽最低点起靠近洗涤桶中心一侧的凹面顶部的直线距离等于其最 低点起靠近洗涤桶壁一面顶部的直线距离。所述洗涤桶底部结构可以为一个以上的回水导向槽顺序排布在洗涤桶的边缘。所述一个以上的回水导向槽之间的间隔最小为洗涤桶底波轮上叶片的最窄的宽度。当洗涤物在内桶底部波轮的外面时，其受力为使洗涤物随着波轮运动的来自波 轮的静摩擦力、使其向上运动的来自于波轮上面洗涤物的作用力、使洗涤物有向桶底和桶 边沿运动的来自被波轮搅拌的溢到波轮和内桶之间的水流的作用力、阻止洗涤物运动的来 自洗涤物和内桶之间的摩擦力，洗涤物自身及其垂直上方的洗涤物的合重力作用，洗涤物 运动轨迹为，洗涤物随波轮转动的同时沿着波轮向上运动。当洗涤物在两个波轮叶片之间时，其所受力为垂直高度较低的洗涤物给予的摩 擦力、波轮在转动的过程形成的离心力、波轮叶片对洗涤物的推力、波轮在启动的过程中给 予洗涤物的静摩擦力、在波轮推动下形成的水流的作用力、垂直高度较高的洗涤物给予的 扭力和阻力、垂直度比其高的洗涤物及其自身重力的共同作用力，该过程中，波轮不停的停 止、启动，波轮的静摩擦力不停的对洗涤物作用，使其持续向上运动。在这个运动过程，洗涤 物同时做自翻转运动。当洗涤物顺着波轮叶片由外向中心往上爬行时，其受力为在上升过程中与周围 洗涤物的摩擦力、洗涤物自身和垂直高度比其高的并压在其上的洗涤物的合重力、靠下面 的洗涤物给予的向上的推力、波轮在启动过中的静摩擦力、水流的作用力、垂直高度较高的 洗涤物给予的扭力和阻力、随着波轮转动产生的离心力和波轮叶片给予的推力的合力；这 个过程，洗涤物同时做自翻转运动。当洗涤物顺着波轮叶片向波轮颈部最顶端运动时，其受力为波轮对洗涤物的摩 擦力、下面洗涤物给予的向上的推力、自身的重力及波轮的推力、随波轮叶片转动的离心力 和水流冲击力的合力。当洗涤物落下后，顺着内桶底部倒角处往下落，洗涤物受到垂直高度低于其的洗5涤物的拉力、垂直高度高于其的洗涤物的压力、自身重力和内桶转动过程中向心力的共同 作用力使其有趋向内桶中心移动的趋势。本发明还有另外一种特殊情况在水量很多洗涤物很少的情况下，此时洗涤物之 间的作用力、洗涤物与波轮之间的作用力远小于水的作用力，内桶中水的浮力足以把洗涤 物托起，洗涤物在水面做从四周向中心的翻动，在水下做从中心向四周的翻动运动。这个运 动方向即为此洗涤方法的水流的整体运动方向。采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。本发明洗涤方式，在尽量利用水的冲击作用力的基础上，依靠洗涤物自身的相互 作用力，波轮和洗涤物的作用力，洗涤物与桶壁的作用力和波轮转动作用的离心力，最大化 的利用这些力不但使洗涤物在洗涤过程中不会缠绕在一起，而且全面、充分、反复、高效的 进行洗涤，同时不需要高水位洗涤，节省了大量的水资源；另外，该洗涤过程，在整个运动中 洗涤物的每个部位都进行受力和运动，受力频率较高且比较均勻。在洗涤物翻转的一个洗 涤过程中，各作用力周期性的进行作用，磨损力小，而对污垢的去除效果好，提高了洗涤的 效率，避免了洗涤物缠绕在一起对其造成变形。下面结合附图对本发明的作进一步详细的描述。
图1是本方明洗衣机洗涤衣物翻转运动轨迹示意图；图2是本发明所述的实现该洗涤方法的波轮结构示意图；图3是本发明所述波轮叶片底部轮廓曲线示意图；图4是本发明所述波轮转动时波轮叶片带动水流运动方向示意图；图5是本发明所述波轮基座结构和颈部的基本轮廓曲线示意图；图6是本发明所述洗涤方法洗涤物在内桶底部波轮外面的受力示意图；图7是本发明所述洗涤方法洗涤物在两个波轮叶片之间区域时受力示意图；图8是本发明所述洗涤方法洗涤物顺着波轮叶片向中心往上运动时受力示意图；图9是本发明所述洗涤方法洗涤物顺着波轮叶片向波轮颈部最顶端运动时受力 示意图；图10是本发明所述洗涤方法洗涤物顺着内桶底部倒角处往下运动时受力示意 图；图11是本发明洗衣机中水的浮力足于托起洗涤物时，洗涤物的翻转运动轨迹示意图。图12是本发明的衣物运转原理图；图13是本发明回水导向槽实施例图；图14为本发明回水导向槽原理
此时洗涤物的运动轨迹为，洗涤物随波轮2转动的同时沿着波轮2向上运动。B、当洗涤物在两个波轮叶片3之间区域时，其所受力为八！^合=八！^摩擦力+八！^离+八！^推+八！^静摩擦+八！^水+八！^洗潘物+(；+八！^浮 A F力为垂直高度较低的洗涤物给予的摩擦力，A Fs为波轮2在转动的过程形成 的离心力，A为波轮叶片3对洗涤物的推力，A为波轮2在启动的过程中给予洗涤 物的静摩擦力，为在波轮2推动下形成的水流的作用力，为垂直高度较高的洗 涤物给予的扭力和阻力，G为垂直高度比其高的洗涤物和自身的合重力。洗涤过程中波轮2 在不停的停止又启动，来自波轮2的静摩擦力不停的作用给洗涤物，使其持续向上运动，受 力情况如图7所示，该状态为波轮顺时针转动。 C、当洗涤物顺着波轮叶片3由外向中心往上运动时，其受力为 AF合=AF摩擦力+ AF静摩擦+ AF水+ AF洗潘物+G+AF离+ AF推+ AF波论叶A 力为在上升过程中来自周围洗涤物的摩擦力，G为其自身和垂直高度比其高 的并压在其上的洗涤物的合重力，该过程中靠下面的洗涤物给予的向上的推力AF-和波 轮2在启动过中的静摩擦力AF_S，水流的作用力AF&为垂直高度较高的洗涤 物给予的扭力和阻力，AFS为随着波轮转动产生的离心力，为波轮叶片给予的推 力，受这些力的作用使洗涤物往上运动，受力情况如图8所示，该状态为波轮逆时针转动。D、当洗涤物顺着波轮叶片3向波轮颈部4最顶端运动时，其受力为AF合=AF摩擦力+G+AF推+ AF离+ AF洗潘物+ AF水此处摩擦力为波轮2给洗涤物的摩擦力，由于洗涤物将要脱离波轮2，摩 擦力很小，洗涤物主要受下面洗涤物给予的向上的推力AFffiftft，随波轮转动产生的 波轮叶片给予的推力AF, 为水流的冲击力，洗涤物保持这个运动趋势，直至脱离波 轮2 ；当运动到最顶端时洗涤物脱离波轮，由于自身的重力作用，洗涤物做短暂的类似抛物 运动；然后在下面洗涤物的作用和随着波路转动产生的离心力作用下运动到远离波轮中心 的内桶壁处，受力情况如图9所示，该状态为波轮逆时针转动。E、当洗涤物落下后，其顺着内桶1底部倒角处往下运动，洗涤物受到垂直高度低 于其的洗涤物的拉力AFe、垂直高度高于其的洗涤物的压力AF^^n内桶转动过程中的向 心力A F…此处洗涤物受到斜向下的合力AF&的作用，直至内桶1底部，受力情况如图10 所示，该状态为波轮逆时针转动。通过上述A-E五个过程的描述，可以得出洗涤物的一个完整的运动轨迹，如图1所
示 o如图5所示，为实现上述洗涤方式的波轮基座20和颈部4示意图。在洗涤过程中 为了使波轮叶片3作用下水流强度满足洗涤物翻转运动的要求，使其势能最大限度的转化 为动能。需要波轮基座20圆周部分的弧面k与水平面形成的角度a控制在15°之内，这 样才能使得两波轮叶片3之间蓄水足够多，波轮叶片3搅拌水流足够大，形成的水势也会比 较大，转化的动能才能足够提供洗涤物的翻转运动。另外，在波轮中心位置波轮颈部4的坡面L2与垂直方向的角度3控制在 30° 士5°范围之内，这样洗涤物在上升翻转过程中受到的摩擦力和水流的冲击力以及来 自波轮叶片3的作用力大小合适，洗涤物不容易缠绕在一起，而且洗涤物可以进行全方位 的翻转运动。
在水流冲击洗涤物的同时，波轮2对洗涤物也发生作用力，协助水流完成对洗涤 物的洗涤。这些力的共同作用形成一种区别于普通水流的使洗涤物在水中做上下滚动翻转 的运动在绕着波轮2中心公转的同时，自身进行旋转并且沿着波轮上升并在达到最高点 后在周围洗涤物的作用下顺着洗涤物表层达到内桶1底部的闭合运动(参阅图1)。洗涤物 在洗涤过程中重复着这样的周期运动。这种洗涤方式避免了衣物的缠绕、局部洗涤不干净、 洗涤不均勻等缺陷，进行了全方位的均勻洗涤。上述波轮基座20的结构保证最基础的动力，其上的波轮叶片3对水流方向进行控 制。如图4所示，水流在波轮叶片3的作用下运动方向沿图中箭头方向运动，同时带动洗涤 物也沿着此方向向上运动，要保证水流的方向，必须保证波轮叶片3底部轮廓线6有一定的 弧度(参阅图3)，且波轮基座20中间凸起的波轮颈部4与波轮基座20底部连接处7有一 定的弧度(参阅图5)，如此设置能保证水流对洗涤物的冲击使其沿着波轮叶片3正好爬上 去而且不容易缠绕。对水流方向的控制，波轮叶片3底部轮廓线是关键因素之一，另外一个重要的因 素是波轮叶片3侧壁的倾斜角度，由图4看出为保证水流强度最大化的合理利用，靠近波轮 2边沿和中心处的波轮叶片3侧壁倾斜角度最小，波轮叶片3中间段的侧壁倾斜角度最大。还有一个重要的因素是当衣物沿CB线向下滑行到B点时。衣物在洗涤桶底边缘 产生堆积，而水流无法流到衣物底部。而衣物上部水流的压力单向对衣物进行挤压，将衣物 压在洗涤桶角落而无法移动，降低了衣物在桶内的翻转频率。普通的洗涤桶底，桶壁和桶底连接处基本为直角，桶底的高度基本和洗涤波轮的 高度是相同的，洗涤物除了受相互平衡的重力G和桶底的支持力F外，只受桶的水平方向的 向心力作用。当洗涤物到达桶底的时候由于只受水平方向的向心力，在竖直方向没有可以 使其运动的力的作用。本专利洗涤桶底增加滑道和圆弧，并且其高度低于洗涤波轮的高度。如图13所 示衣水流在洗涤桶底可很容易的流到洗涤桶边缘部分，将原本堆积在桶底部分的物 托起，使其顺水流重新回到洗涤桶中央并随水流搅动上升。如图14所示，当洗涤物从最高点落到桶底的同时绕着桶中心轴转动，受向心力作 用F = mv"2/r当碰到桶壁后，受到桶的摩擦力作用，转速降低，向心力变小。洗涤物朝着 半径小的地方运动，逐渐滑到B点。在这个过程中上面的洗涤物随着也下来，由于重力的作 用，洗涤物从A滑到B的过程中，有一定的速度。洗涤物由于惯性，再上升到靠近C的位置。 此时，洗涤物随着洗涤波轮边沿的洗涤物参与到上升的过程中。此处凹槽的高度以5-15mm 最为合适，宽度以15mm-2mm最合适。同时凹槽部分要低于洗涤波轮的表面最低处高度。只 有这样凹槽的作用才能体现出来。本发明中洗涤桶底结构还可以制作成一个以上的回水导向槽顺序排布，这样设计 的好处在于可以使洗涤桶底部边缘形成波浪形的起伏结构。而使水在沿着洗涤桶边缘环流 的同时产生向上的冲力，将衣物带离洗涤桶底部。使其重新回到洗涤桶中部的循环过程中。本专利洗涤桶底结构加强了洗涤物的从上往下的翻动效果，使从洗涤波轮上方下 降的洗涤物很容易翻动到洗涤波轮上。参与下一个循环运动。本发明中的波轮跟普通波轮的区别是波轮叶片3起到翻转衣物的效果，而不是间接的主要靠水流对衣物进行翻转，但是如果仅仅单纯的把波轮叶片3加高以对洗涤物直接 作用，则对洗涤物的磨损比较大，对水流的无效阻力也会比较大，而且该情况下洗涤物与波 轮叶片3的接触面积比较小，洗涤效率不高。为此本发明波轮增加了波轮叶片3与洗涤物 接触部分即波轮叶片上面的坡度5 (如图2)，把竖直面更改为倾斜面，对水流的阻力相应减 小，即水流冲刷力尽量的作用给洗涤物，同时洗涤波轮对洗涤物的摩擦力相应变弱，如图2 所示，波轮叶片在靠近中心处更改为倾斜设置。在洗涤过程中，波轮2上方的洗涤物在转动过程上升到最高处，在重力、离心力和 下面洗涤物的摩擦力的共同作用力下回落到最外围的内桶底处，然后继续在波轮、水流、内 桶壁、上方的洗涤物作用下翻转上升到波轮2上方进行第二次洗涤。在整个周期中，波轮2 的半径控制在一定范围之内，其半径与内桶1半径的比值在0. 65-0. 75之间。如图11所示，本发明还有另外一种特殊情况在水量很多洗涤物很少的情况下， 此时洗涤物之间的作用力、洗涤物与波轮之间的作用力远小于水的作用力，内桶中水的浮 力足以把洗涤物托起，洗涤物在水面做从四周向中心的翻动，在水下做从中心向四周的翻 动运动。这个运动方向即为此洗涤方法的水流的整体运动方向。本发明的洗涤方式，在尽量利用水的冲击作用力的基础上，利用洗涤物自身的相 互作用力、波轮对洗涤物的作用力、洗涤物跟桶壁的作用力及波轮转动作用的离心力，使洗 涤物进行有规律的翻转洗涤，在洗涤过程中不会缠绕在一起，而且全面、充分、反复、高效的 进行洗涤，同时不需要高水位洗涤，也节省了大量的水资源；另外，该洗涤过程中，洗涤物的 每个部位都进行受力和运动，受力频率较高且比较均勻，对洗涤物也起到保护的效果；再 者，在洗涤物翻转的一个洗涤过程中，各作用力周期性的进行作用，磨损力小，而对污垢的 去除效果好，提高了洗涤的效率，避免了洗涤物缠绕在一起对其造成变形。
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本发明公开了一种洗衣机波轮使洗涤物翻转洗涤的方法，波轮在径向上设有波轮叶片，在中心轴位置设有向上凸起的波轮颈部，洗涤物翻转洗涤包括前、后运动过程当洗涤物在内桶底部并向波轮中心运动时，洗涤物运动方式为，绕着中心轴公转运动的同时沿着波轮叶片向上的螺旋式上升运动，沿着波轮叶片向上运动至波轮中心的波轮颈部；当洗涤物运动到波轮颈部顶部的时候，洗涤物沿着惯性向上运动，短暂上抛后，在离心力和底层洗涤物的作用下做外翻转公转运动直至到达内桶壁远离波轮中心的位置，然后洗涤物被底层与波轮有接触的洗涤物往下拉，直至桶底部，上述洗涤物运动的同时，洗涤物自身做翻转运动。该洗涤方法具有全面、充分、反复、高效的特点。