許伯勇

一種噴淋式全自動家用柜式洗碗機

許伯勇

（江西生物科技職業(yè)學院，江西 南昌 330200）

目前，中國家電產(chǎn)品普及率很高，而家用洗碗機卻還是一塊有待開發(fā)的市場。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，家用洗碗機必將走進千家萬戶。先從家用洗碗機的標準、工作原理等方面進行了簡單介紹，并對噴淋式全自動家用柜式洗碗機的主要結構（水杯、內膽、呼吸器、軟水器、噴臂、溫控器及溫度保護器、壓力開關和排水泵）及其功能進行了重點說明，使該類洗碗機以一個全新的形象展現(xiàn)在讀者面前，讀者可以從中學習到噴淋式全自動家用柜式洗碗機相關的知識。

洗碗機；餐具；茶具；家用電器

1 前言

全自動家用洗碗機是一種對餐具、茶具等進行自動清洗、干燥的家用電器，具有操作方便、使用安全、省電省水等諸多優(yōu)點，而且餐具洗滌后完全去除油膩、手感爽滑、光潔如新，能消滅大腸桿菌等細菌和清除乙肝等病毒。

20世紀20年代出現(xiàn)了洗碗機，走過了渦流式洗滌到噴淋式洗滌的發(fā)展歷程，其功能越來越強大。特別是在20世紀90年代，其在歐美等發(fā)達國家普及程度越來越高，生產(chǎn)和消費總量達1 000萬臺以上，且每年在以15%～20%的速度遞增。20世紀80年代中國有企業(yè)進入臺式洗碗機生產(chǎn)領域，進口及國產(chǎn)品牌達到了十幾個，但銷量一直不樂觀，但到目前，已開始進入一個良好的導入期。有關統(tǒng)計部門在中國22個大中城市做了一次聯(lián)合抽樣調查，結果顯示，國內洗碗機市場增長率不斷提高，受訪者購買愿望不斷增強，洗碗機的需求量達千萬臺。這些信息表明，家用洗碗機將是家電領域的增長熱點，市場前景廣闊。

2 家用洗碗機的相關標準

經(jīng)過多年的努力，中國已經(jīng)建立了以GB/T 20290、GB 4706.25、GB/T 4214.3、QB/T 1520為代表的完整的洗碗機的標準體系。

GB/T 20290、GB 4706.25和GB/T 4214.3等與國際接軌，采用了國際電工委員會（簡稱IEC）標準，具有世界先進水平。QB/T 1520是根據(jù)中國家用洗碗機的特點而制定的使用性能標準，其分等分級和除菌性能均處于國際領先水平。以上標準詳細地規(guī)范了洗碗機性能和安全要求，為生產(chǎn)廠家在性能和安全上提出了要求和指引。

國外較為權威的是歐盟洗碗機標準EN 50242—2008在洗滌性能、能耗等方面綜合考慮了綠色環(huán)保因素，針對洗碗機性能有了更高的要求。

3 柜式洗碗機的工作原理

概括地說，該噴淋式柜式全自動家用洗碗機主要有機械裝置和電器裝置兩大部分。機械裝置由結構零件和功能零件組成，是洗碗機不可缺少的硬件環(huán)境；電器裝置主要完成整機的各種控制功能，由程控器或單片機通過洗滌程序控制各種執(zhí)行元件，使洗碗機順利完成洗滌工作。

通過電器控制與機械結構兩部分的有機結合，使得洗碗機在經(jīng)濟的耗水耗電條件下洗凈、干燥餐具，滿足家庭使用需要。

工作時，自來水經(jīng)過濾網(wǎng)、進水管、進水閥及內水管進入洗碗機內膽外側的呼吸器。在呼吸器中，一部分水保留在呼吸器中，另一部分水經(jīng)內水管與軟水器的樹脂腔連接進行離子交換。經(jīng)過軟化的水通過軟水器的出水口經(jīng)水杯流進內膽，當水量達到設定值時，水杯外側的壓力開關動作，進水閥關閉。與此同時，電機驅動洗滌泵，從水杯及過濾器組件吸入洗滌液，并進入上噴臂、頂噴嘴及下噴臂，以一定的壓力和流量噴出。上噴臂逆時針轉動，下噴臂順時針轉動，噴射的滌洗液沖刷整個內膽，使洗滌均勻全面。洗滌后的水通過過濾組件回流到水杯里，實現(xiàn)重復使用。洗滌結束后，殘液經(jīng)排水泵排出機外。以上是洗碗機從進水到排水的基本過程，在一個完整洗滌過程中有多次該過程，只是在不同的過程中，因洗滌時間、溫度、加入洗滌劑或漂洗劑的不同而有了洗滌、漂洗等概念。

當軟水器上電磁閥動作，呼吸器中水在重力作用下進入軟水器的氯化鈉液室中，同時，氯化鈉液室中的等量氯化鈉溶液經(jīng)電磁閥進入樹脂交換室，以使樹脂再生。

4 柜式洗碗機主要結構和功能

為了能達到良好的洗滌效果，該柜式洗碗機從結構到電器件及工作方式都有獨到之處，以下具體說明。

4.1 水杯

水杯安裝在洗碗機內膽底板上，經(jīng)密封件與內膽連成一體。水杯與洗滌泵、排水泵、壓力開關、過濾器、進水管等與性能相關的器件相連，其獨特的結構及與其他器件有機配合，實現(xiàn)多項功能。

當水杯積水時，因氣室開口于底部，內部存留空氣，水位越高，氣室內壓力越大，該壓力經(jīng)壓力開關管至壓力開關，當水位到達設定值時，壓力使壓力開關動作，通過電路控制進水閥關閉。該氣室開口于水位的最底端，同時，洗滌泵的入水口也遠離該開口，有效避免了水面波動及洗滌泵工作對水位控制影響。

在洗滌過程中，水杯與提杯、平面過濾器、柱面過濾器、微過濾器（實際零件提杯、平面過濾器、柱面過濾器三者是裝配在一起的，稱為過濾器組件）結合在一起，有效實現(xiàn)了濾渣、集渣功能，確保洗滌高效、連續(xù)進行。體積大的洗滌殘渣先被提杯截留，待洗滌結束后可取出過濾器組件清除到機外；中等大小的洗滌殘渣（如飯粒等）穿過提杯后被柱面過濾器截留，集中在水杯底部；細小的洗滌殘渣因微過濾器的阻擋也無法進入洗滌泵入水口，可確保洗滌殘渣無法進入洗滌泵、流道及噴臂。同時，洗滌泵入水口是沿水杯壁切線反向，使得洗滌泵工作時水杯中的水是旋轉的，可有效防止細小洗滌殘渣在微過濾器上集結，即使長時間運轉，微過濾器也不致堵塞。集結在水杯下部中等大小洗滌殘渣由排水泵排出機外。

4.2 內膽

柜式洗碗機內膽是一面開口的長方形腔體，是由高光潔表面不銹鋼材料制成的，在洗碗工作環(huán)境下保證不銹蝕，確保達到衛(wèi)生標準。同時，高光潔表面使得油污及洗滌殘渣無法附著，擺脫了塑料及其他材料內膽出現(xiàn)“機器洗碗，人洗機器”的尷尬局面。內膽由頂板、U形中板和底板組成，U形中板與頂板、底板之間接縫采用咬邊結構，且在拼接處均勻涂有硅膠，確保牢固不漏水。此外，頂板、U形中板和底板均經(jīng)沖壓和拉深成型，并在成型過程中適當增加了其剛度，因此在整個洗絳過程中減弱了振動及噪聲。內膽外均粘有阻尼材料，可有效隔絕噪聲和防止熱量損失。

4.3 呼吸器

呼吸器由兩片透明塑料焊接而成。該零件安裝在內膽左邊的后上側，當進水閥開啟時，自來水經(jīng)呼吸器的主水路連通軟水器，并通過水杯進入內膽。在洗滌階段，因軟水器電磁閥未開啟，再生水路無法流動，這部分水得以保留在呼吸器內，把洗碗機內膽與外部通道隔絕開來，大大減少了蒸氣外流及熱量損失，同時起到良好的隔音效果。在干燥階段，軟水器電磁閥動作，這部分水流入軟水器，洗碗機內膽與外部連接，內膽內的蒸汽通過呼吸器排出。該零件有一防虹吸機構，也即當供水系統(tǒng)出現(xiàn)異常產(chǎn)生負壓時，機器內部水不可回流至供水系統(tǒng)。完成該功能的主要是虹吸口結構。當進水時，水經(jīng)噴射越過虹吸口；當主水路出現(xiàn)負壓時，因有虹吸口可通過內膽吸及空氣，有效防止了機器內部水的回流。該項功能是國內外有關洗碗機標準都強制要求的功能。

4.4 軟水器

為了使洗碗機適用于不同地區(qū)的不同硬度的水，特別配備了可改善洗滌效果的軟水器。當硬度較高的自來水通過軟水器的離子交換室時，水中的鈣、鎂離子會被交換樹脂中的鈉離子置換出，并吸附在樹脂果顆粒表面，使進入洗碗機內的洗滌水為軟水。當整個洗滌循環(huán)即將結束時，軟水器中的氯化鈉溶液進入交換樹脂室。其鈉離子又置換出樹脂顆粒表面的鈣、鎂離子，而鈣、鎂離子又隨洗滌水進入機內，并由排水泵排出機外。這時，離子交換室的樹脂又恢復了原先的交換能力，為下一次洗滌做好準備。

當軟水器上的電磁閥動作時，存留在呼吸器中的水經(jīng)再生水路進入軟水器，到達耗鹽量調節(jié)機構。該機構主要目的是根據(jù)水硬度，合理調節(jié)用鹽量，即當水硬度很高時，樹脂中吸附的鈣、鎂離子多，再生時需要飽和鹽水；當水硬度很低時，鹽水濃度可相應降低，即可減少耗鹽量。當用戶使用處水硬度高時，調節(jié)機構調至圖示位置，水全部通過下方通道進入裝有鹽及飽和鹽溶液的鹽腔，同時因鹽腔是密閉的，因而等量的飽和鹽水從右邊水路通過電磁閥到達樹脂腔，使樹脂再生。當調節(jié)機構位于其他位置時，有部分水是直通樹脂腔的，使得出來的飽和鹽水量減少。在實際使用中要按要求調至相應位置。在水硬度很低的地方，可不用加鹽，或部分機型可以不配置軟水器。

軟水器整個工作過程較復雜，這一切都是在電路控制下自動完成的，用戶只需在缺鹽時加入夠量專用鹽即可。為了顯示鹽腔內是否有鹽，軟水器鹽腔內有一缺鹽指示機構。該機構主要是由一浮子完成的，該浮子在飽和鹽溶液中可正常浮起，如果鹽溶液不飽和或是清水時，浮子則下沉。浮子下部有一永磁體，當鹽腔內部無鹽或鹽不足致溶液不飽和時，浮子下沉到底，此時浮子磁體位置正好與裝在鹽腔外壁的干簧管觸點位于同一位置，干簧管觸點閉合，相應的缺鹽指示燈亮。當鹽腔內是飽和鹽溶液時，浮子浮起，磁體離開干簧管位置，干簧途觸點斷開，缺鹽指示燈熄滅。

4.5 噴臂

洗碗機內裝有可旋轉的上下噴臂。上下噴臂中心區(qū)球形設計可以保持噴臂內壓力恒定，并使洗滌液均勻地分配給兩側的噴嘴。兩側不對稱布置的8個噴嘴有6個噴射角度，確保工作時噴臂能自動旋轉，保證洗滌效果。噴嘴的數(shù)量，開口大小都經(jīng)計算、實驗與整個洗滌流道箱區(qū)配。

4.6 溫控器及溫度保護器

洗碗機在洗滌過程中需加熱，為了控制溫度及考慮安全因素，機器均裝有溫控器和溫度保護器。其結構原理類似，溫控器為常開型，溫度保護器為常閉型。器件中起關鍵作用的是形狀呈碟型的熱變應片，當應變片受熱到設置溫度時，其形狀發(fā)生突變，突起方向變?yōu)榉聪?。利用該特性，通過頂桿控制有彈性恢復能力的動觸點，達到溫度保護或控制溫度的目的。

4.7 壓力開關

柜式洗碗機設有一個壓力開關用于控制水位，其進氣口通過管道接至水杯氣室。當水位增高時，氣室內壓力加大，橡膠隔板推動頂桿下移，控制觸點的通斷。通過其原理可知，洗碗機是通過控制水位高度來控制水量的。當洗碗機出水位超過極限值時，水會通過管道溢流至底盤，底盤裝有泡沫浮子開關，通過該開關同樣可避免水溢流出機外。

4.8 排水泵

該洗碗機排水與國內常用的洗碗機（渦流式）不同，是采取強排式的，即有專門的排水泵，這有利于多變的排水管位置，同時也滿足了排渣的需要。

5 結束語

該洗碗機充分吸取了歐美先進的洗碗機設計制造技術，是一種既符合中國餐具特點，又符合國際標準且產(chǎn)品技術及質量水平與世界同步的新型的全自動家用洗碗機，使洗碗機以一個全新的形象展現(xiàn)在消費者面前，這無疑給中國正在發(fā)展的洗碗機市場注入一股活力。

［1］魯建國.家用洗碗機已建立較為完整的質量標準評價體系［J］.家電科技，2017（10）：14.

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TM925

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.17.065

2095－6835（2019）17－0139－02

許伯勇（1974—），男，江西玉山人，工程師，技師，主要從事模具、數(shù)控、農(nóng)機等方面的教學和科研工作。

〔編輯：張思楠〕