[发明专利]一种定点真空超声无损洗衣机及其方法

说明书

技术领域

本发明属于家用电器领域，具体涉及一种定点真空超声无损洗衣机机器及其方法。

背景技术

洗衣机现已成为城市家庭的必备家居品，然而传统洗衣机主要存在以下缺点。第一，高能耗是不容忽视的问题。以下表格为传统洗衣机的能耗数据统计。

我国约有13.68亿人口，以四口家庭为单位，估算得中国传统洗衣机保有量约3.42亿台。按照每五天洗衣机工作一次，则每年洗衣机耗水量为27.5亿吨、耗电量为249.66亿千瓦时，相当于267个西湖的水量，1个100W电灯泡工作104.03亿天。

第二，洗涤剂中的含磷成分会诱发水体富营养化，这是水体污染的来源之一。第三，我们也会因为衣物上一块小污渍而不得不将整件衣物进行清洗，这是欠环保、高成本的做法。

目前市场上最常见的是波轮洗衣机。它的清洗原理是通过化学反应由洗衣粉的主要成分生物酶在浸泡过程中将高分子污渍生物分解。再通过物理反应原理，使衣物在洗涤液中浸泡时，动力系统带动洗涤波轮转动，使衣物与衣物，衣物与洗涤液，衣物与桶壁进行摩擦、冲击，以物理力的作用，使被洗涤液包围的污垢彻底分离于洗涤物，从而达到去污彻底，洗涤干净的效果。而根据数据显示，一般的波轮洗衣机每洗一次衣服，耗水150升，洗衣时长约40分钟，而且一般二级波轮洗衣机的洗净比在0.8左右。(波轮式全自动洗衣机的原理及构造,李晓霞Gansu Science and Technology,2012.09)

因而传统的波轮洗衣机存在耗水多、时间长、污染水体的特点。除此之外，传统洗衣机需要用洗涤剂来分解衣物上的污渍，而洗涤剂的存在会对水体造成一定影响，尤其是含磷洗涤剂会造成水体的富营养化。以上都是其不足之处。

超声波洗衣机清洗的机理则为，超声空化及伴随产生的冲击波、微声流、微射流以及清洗液超声振动本身的机械效应。超声波洗衣机与普通洗衣机的主要区别是洗涤系统。故目前市场上所用的超声波清洗机一般没有对洗涤水进行真空脱气的工序，也没有对洗涤水恒温加热的装置，因此目前市场上的超声波洗衣机的清洗效果反映普遍不佳，这也是目前超声波洗衣机的局限所在。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种定点真空超声无损洗衣机机器及其方法，使当衣物上有局部污渍使，无需对整件衣物进行洗涤。

本发明的洗衣机是基于超声波清洗技术而设计的。本发明的所采用的几个相关技术原理如下：

1.超声波清洁：当足够强的超声波作用于液体媒介时，若交变声压的幅值p_m大于液体中的静压力p₀，则在液体中形成局部性的负压作用区，当这一负压足以克服液体分子之间的结合力时(也称液体强度)，液体将被拉断而形成空腔，即产生空化气泡。接着在声压的正压相到来时，空化气泡产生闭合和崩塌。

由于产生实测中液体的实际强度远低于理论值的矛盾，提出“空化核”理论。即液体中早已存在的微小气泡，这些气泡成为液体中的薄弱环节，液体将于这些地方优先被拉开。

空化的基本效应包括高温、发光、发电以及压力效应。压力效应描述空化气泡闭合时，在气泡附近将产生局部的高压。瑞利通过计算得到结论并绘制如下曲线。结论为气泡内气体压强Q愈小，闭合速度也愈高，且最大压强产生在临近气泡壁的距离上。在液体中这种局部性极高压力，正是形成以气泡中心向外传播的冲击波的原因。利用这种液体中局部高压可做到物体的清洁。

2.真空除气：液体中空气的溶解量随着液体表面气压的下降而减小。

以海水作为实验对象进行利用低压条件释放水中气体的实验，并通过实验获得了以下几点结论：

a.根据亨利定律的阐述，气体在海水中的溶解度随着气体分压的增加而增大。盐度与温度也是两个重要的影响因素，随着温度和盐度的增加，气体亨利常数将增大，而使得气体再水中的溶解度减小。

b.通过减压装置的不断吸抽减压，气液表面气体的分压逐渐减小，溶解在水中的气体不断从液相向气相中释放，而且压强越低，释放的气体量越多。当温度盐度以及减压前水中气体溶解度一定时，释放的气体量与最终压强有关，而与初始压力无关。

3.除气强化：溶解气体量明显减少的液体中超声波空化效应得到强化。

液体中溶解的空气在声压的正压负压交替过程中会产生相应的空气气泡，使得液体中空气气泡与真空核群泡共存。空气气泡的存在会减弱甚至抵消超声波空化气泡的冲击波，减弱空化效应，降低超声清洗效率。