СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА
WASHING MACHINE

Настоящее изобретение относится к стиральной машине, которая обеспечивает экономию энергии.
Стиральным машинам требуется нагревать воду на различных циклах в соответствии с выполняющейся программой. Обычно, для того, чтобы нагреть воду используется электрический нагреватель, который требует высокой мощности. Энергия, израсходованная для нагрева воды, составляет в среднем 75% энергии, расходуемой для всего процесса стирки. Вот почему исследования, направленные на то, чтобы уменьшить потребление энергии, в последнее время были сконцентрированы на снижении энергии, используемой нагревателями.
На уровне техники патентная заявка Соединенных Штатов Америки № US4245488 описывает, как входящая холодная вода в стиральной машине нагревается теплом, рассеянным от полупроводника, используемого в схеме управления двигателем. Тепло постоянно обменивается между схемой и циркуляционным водяным насосом.
Целью настоящего изобретения является создание стиральной машины, в которой температура воды для стирки будет увеличиваться за счет использования тепла от двигательной схемы.
Стиральная машина, сконструированная для того, чтобы выполнять цель настоящего изобретения, описана в формуле изобретения, прилагаемой к данному документу. Стиральная машина, которая составляет цель этого изобретения, использует тепло, сгенерированное приводным двигателем барабана, для того, чтобы нагреть холодную воду в устройстве преобразования тепла. Вода, нагретая таким образом, используется в качестве воды для стирки в последующих циклах программы стирки. Исследования показали, что нагрев двигателя достигает 25°C в конце пятнадцатиминутного цикла вращения и 30°C в конце двадцати пятиминутного цикла вращения. Вода, поступающая внутрь устройства преобразования тепла, следовательно, может быть нагрета до 25°C-30°C посредством этого изобретения. Учитывая, что определенное число программ стирки выполняются при 30°C, вода, нагретая, как описано выше, будет означать, что нагреватель либо не работает вовсе, либо работает в гораздо меньшей степени.
В одном применении этого изобретения теплообменник является устройством, отдельным и свободным от двигателя, и расположен в некотором месте корпуса неподвижно. Теплообменник не имеет непосредственного соприкосновения с двигателем, и тепло, сгенерированное двигателем, передается в теплообменник с помощью вентилятора посредством принудительного перемещения. Вода в устройстве преобразования тепла нагревается, когда продолжается программа стирки, и стиральная машина готовится для более позднего цикла, когда потребуется горячая вода. Очевидно, что двигатель, соединенный с барабаном, будет вибрировать на протяжении всей своей активности, тогда как при применении настоящего изобретения трубки теплообменника не соприкасаются с двигателем, тепло передается на расстоянии. Следовательно, вибрации, исходящие от двигателя и барабана, не передаются этим устройствам, предохраняя их от износа и, в конечном счете, от поломки. Этот способ также избегает различных неудобств, которые могут быть вызваны установкой неподвижно закрепленных устройств на верхней поверхности вибрирующей конструкции. Одним дополнительным преимуществом применения настоящего изобретения является то, что оно не влечет за собой какой-либо модификации двигателя. Следовательно, оно может быть применено к уже существующим двигателям и стиральным машинам.
При применении настоящего изобретения вентилятор, двигатель и теплообменник могут быть расположены различными способами в зависимости от особенностей конструкции вентилятора (т.е. является он радиальным или осевым, в каком направлении он дует и т.д.).
В одном применении этого изобретения, чтобы иметь возможность более эффективного использования воздуха, который проходит мимо двигателя, может использоваться направляющая, установленная между двигателем и теплообменником. Рекомендуется использовать направляющую в форме призмы или конуса с постепенно увеличивающимся поперечным сечением в том же направлении, что и циркуляция воздуха. Таким образом, становится возможным использование теплообменника с площадью поверхности, большей, чем двигатель, и такое же количество воды будет нагреваться гораздо быстрее.
В одном применении настоящего изобретения вода циркулирует в теплообменнике посредством насоса. Это может быть особый насос с единственной функцией циркуляции воды внутри теплообменника. Но также возможно использовать либо циркуляционный, либо откачивающий насос, уже находящийся в машине.
Вентилятор, используемый при применении настоящего изобретения, является тем же вентилятором, который служит для того, чтобы охладить двигатель. Так как такие вентиляторы приводятся в движение выходным валом двигателя, нет необходимости в отдельном двигателе вентилятора.
Стиральная машина, сконструированная для того, чтобы выполнять цели настоящего изобретения, иллюстрирована на приложенных чертежах, где:
Фиг. 1 - схематический вид сбоку стиральной машины;
Фиг. 2 - схематический вид сбоку другого применения стиральной машины;
Фиг. 3 - схематический вид сверху другого применения стиральной машины.
Элементы, иллюстрированные на чертежах, пронумерованы следующим образом:
1. Стиральная машина
2. Вход для воды
3. Нагреватель
4. Насос
5. Корпус
6. Теплообменник
7. Ребро
8. Двигатель
9. Бак
10. Вентилятор
11. Клапан
12. Блок управления
13. Барабан
14. Направляющая
Стиральная машина (1) состоит из
- корпуса (5),
- бака (9) внутри корпуса (5),
- барабана (13), который вращается внутри бака (9) и где находятся вещи, которые должны быть постираны, и
- двигателя (8), который приводит в движение барабан (13).
Стиральная машина (1) настоящего изобретения также оборудована теплообменником (6), который обменивается теплом с двигателем (8) и предоставляет необходимую воду для любого одного из циклов программы стирки, которая должна быть взята на более раннем цикле и нагрета с помощью тепла, сгенерированного двигателем (8), и который соединен с баком (9) одним концом для передачи нагретой воды в бак (9) в соответствующем цикле.
При этом применении вода, требуемая в основном цикле стирки, может быть передана в теплообменник (6), например, в течение цикла предварительной стирки. Тепло, сгенерированное двигателем (8) во время цикла предварительной стирки, нагревает воду в теплообменнике (8). Когда начинается цикл основной стирки, горячая вода в теплообменнике (6) будет вливаться в бак (9) и использоваться в качестве воды для стирки.
В одном применении настоящего изобретения двигатель (8) прикреплен к баку (9), тогда как теплообменник (6) установлен независимо от двигателя (8) неподвижно в некотором месте внутри корпуса (5). В этом применении передача тепла выполняется посредством принудительного перемещения. На теплообменник (6) не влияют ни вибрации от бака (9), ни вибрации от двигателя (8), и, следовательно, он не изнашивается. В этом применении стиральная машина оборудована вентилятором (10), чтобы выполнять принудительное перемещение. Тепло, сгенерированное двигателем (8), нагревает воздух, который затем выдувается по направлению к теплообменнику (6).
В другом применении настоящего изобретения стиральная машина (1) оборудована в дополнение к вышеупомянутому:
- входом (2) для подачи воды из местной водопроводной сети,
- блоком (12) управления, который служит, чтобы выполнять различные функции,
- нагревателем (3), который нагревает воду до соответствующей температуры (Tp) согласно программе стирки, выбранной пользователем,
- насосом (4), который помогает в циркуляции воды внутри теплообменника (6), и
- клапаном (11), который передает воду из теплообменника (6) в бак (9).
В этом применении оба конца теплообменника (6) соединены с насосом (4). Рекомендуется использовать электромагнитный клапан с одним входом - двойным выходом. Насос, таким образом, будет наливать воду либо в бак (9), либо в теплообменник (6). В этом применении, на любом из этапов выбранной программы блок (12) управления разрешает воде втекать через вход (2) для воды. Втекающая вода естественно имеет ту же температуру, что и вода в местной водопроводной сети (Ts). Вода из местной сети, с учетом определенных изменений из-за климата и сезона, как правило, имеет температуру между 8°C и 15°C. Блок (12) управления выдает отдельный сигнал клапану (11), чтобы позволить воде, входящей через вход (2), собираться внутри теплообменника (6) вместо протекания в бак (9). Затем он запускает насос (4) и вентилятор (10), чтобы предоставить возможность воде, втекающей через вход (2), циркулировать внутри теплообменника (6). При запуске эта вода имеет низкую температуру (Ts). Насос (4) осуществляет ее рециркуляцию несколько раз внутри теплообменника (6). В это же самое время горячий воздух, перемешанный вентилятором (10), протекает мимо двигателя (8) и достигает теплообменника (6). Горячий воздух нагревает воду, циркулирующую внутри теплообменника (6) почти до такой же температуры, что и температура (Tm) двигателя (8). Когда выбранная программа доходит до цикла, использующего горячую воду, блок (12) управления открывает клапан (11) и предоставляет возможность нагретой воде в теплообменнике (6) выливаться в бак (9). Только после этого этапа и если выбранная программа требует более высокой температуры воды, тогда активируется нагреватель (3), и вода дополнительно нагревается до температуры, требуемой выбранной программой стирки (Tp). Это означает, что нагреватель (3) начинает нагревать воду не от температуры (Ts) местной воды, а от температуры (Tm) двигателя (8) и, следовательно, задействован в течение гораздо более короткого периода времени. Кроме того, определенные программы стирки, использующие горячую воду с температурой (Tp) в 30°С, не заставляют работать нагреватель (3) вообще, так как температура воды, циркулирующей в теплообменнике (6), является вполне достаточной. Следовательно, потребление энергии существенно снижается. Время, которое занимает циркуляция воды внутри теплообменника (6), является либо фиксированным периодом, предварительно определенным производителем, или является переменным периодом, управляемым датчиками (не показаны), которые измеряют температуру воды.
В другом применении настоящего изобретения стиральная машина (1) оборудована теплообменником (6), на вершине которого установлены ребра (7), чтобы увеличить передачу тепла (фиг. 1). Таким образом, время, необходимое, чтобы нагреть воду до температуры (Tm) двигателя (8), дополнительно уменьшается.
Несколько разных типов вентиляторов (10) могут использоваться в различных применениях этого изобретения. В одном примере, где используется осевой воздуходувный вентилятор (10), вентилятор (10), двигатель (8) и теплообменник (6) установлены один за другим в том же направлении, в котором циркулирует воздух после перемешивания вентилятором (10) (фиг. 2). В другом примере, где применяется осевой всасывающий воздух вентилятор (10), вентилятор (10) расположен между двигателем (8) и теплообменником (6). Вентилятор (10) всасывает воздух с верхней поверхности двигателя (8) и затем проталкивает его по направлению к теплообменнику (6) (фиг. 1). В случае, где используется радиальный вентилятор (10), вентилятор (6) всасывает воздух с верхней поверхности двигателя, расположенного впереди по оси вращения, и затем толкает его по направлению к теплообменнику (6), расположенному рядом в радиальном направлении (фиг. 3).
В одном применении настоящего изобретения стиральная машина (1) включает в себя направляющую (14), которая перемещает воздух, перемешанный вентилятором (10), и установлена либо между двигателем (8) и теплообменником (6), либо между вентилятором (10) и теплообменником (6), но без непосредственного соприкосновения с двигателем (8) (фиг. 2). Функцией направляющей (14) является обеспечение того, чтобы максимальное количество воздуха, проходящего над двигателем (8), достигало теплообменника (6) с наименьшей возможной потерей.
При применении настоящего изобретения рекомендуется активировать вентилятор (10) с помощью выходного вала двигателя (8), который также может служить для того, чтобы охлаждать двигатель (8) (фиг. 2). Что касается насоса (4), для этой цели может использоваться циркуляционный или откачивающий насос, уже присутствующий в стиральной машине.
Стиральная машина (1), составляющая цель настоящего изобретения, потребляет небольшую энергию, так как нагреватель (3) работает в меньшей степени. Кроме того, так как теплообменник (6) и направляющая (14) расположены независимо от двигателя (8), они менее подвержены вибрациям и, следовательно, менее подвержены износу.