喷淋式洗碗机洗涤性能影响因素研究

喷淋式洗碗机洗涤性能影响因素研究

金万石

佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 广东 佛山 528311

摘要：洗碗机集洗净、烘干、存储功能于一体，不仅替代了传统的手工劳作，更因其洁净卫生、节能环保、外形美观、使用方便、省时省力等优点，受到越来越多消费者的青睐。洗碗机的工作原理，是通过电机驱动洗涤泵使洗涤液在一定压力下从喷淋器喷出，形成三维方向的密集热水流，喷淋器受到水的反作用力而旋转，使洗涤液均匀喷射到洗碗机内的餐具上，对餐具进行立体式喷射冲洗和淋刷。

关键词：喷淋式洗碗机洗涤性能；影响因素；

前言：洗碗机的基础性能指标主要包含：洗净率、干燥率、耗电量、耗水量、噪音和无故障运行。各性能指标间互相辅助又互相制约。在保证洗净的情况下如何降低洗碗机的水耗和能耗成为各洗碗机企业竞相研究的课题。

1. 洗碗机的水路系统构建及耗水量制约分析

普通落地式洗碗机内部都设有两层餐具架，每层餐具架都设置有洗涤喷淋器。在洗涤的过程中，洗碗机的洗涤泵输出两条洗涤水路，每条水路分别连接着一层喷淋器，两个喷淋器中喷射出的水流分别对上下层餐具架上的餐具进行强力冲刷。因此，餐具的洗净率，很大程度上与洗涤用水量，喷淋器的水流喷射强度息息相关。一般情况下，在其他因素恒定的情况下，水量越大，喷淋器的水流喷射强度越大，喷淋器的合理转速能够保证，洗净率就越高。而水量越大，相应的耗电量也就越大。要降低耗水量和耗电量，成为一项研究课题。

二、喷淋式洗碗机洗涤性能影响因素

1.洗碗机洗涤性能的评价方法。洗涤性能的评价方法对洗涤性能的一般要求和目的、负载、污染物、污染物的制备和使用、装载和运行及评估等进行了详细描述及规定，采用标准的评价方法的优点是能较全面的评价洗碗机的洗涤性能，缺点是结果会受测试评价人员主观因素影响、并且测试周期较长、污染物制备相对复杂并需要使用专门设备和仪器。应用流体动力学软件 Fluent 对洗碗机的清洗系统的结构进行仿真分析的方法也可对洗碗机的洗涤性能进行初步评价，该方法比较快捷但需要大量的测试准备工作。刘任先提出了平板冲洗法，平板冲洗法将一块涂刷墨汁（或其它颜料）且干后的平板放置在洗碗机腔内定高度处，这一高度值可根据餐具在洗碗机内的洗涤位置来确定。然后打开洗碗机按规定程序冲洗，冲洗后将在平板上留下一道道冲出的发白的同心圆。由这些冲洗出的一道道发白的同心圆明亮度及分布，即可直观清楚地判定洗碗机的洗净度及其洗净死区，该方法对评价洗碗机的水流机械作用有一定的参考意义。以上几种方法各有优缺点，在实际设计时可以先使用仿真的方法初步确定方案，然后通过平板冲洗法进行对比验证，最后按标准测试方法进行综合测试评价。

2.洗涤性能的产品设计影响因素。1）喷淋系统。喷淋系统作为洗碗机的主要功能组件，其设计水平直接影响着洗碗机的洗涤性能。喷淋系统一般由喷臂、内水管、分水阀、水杯、洗涤泵组成。喷臂类型有旋转喷臂、局部加强喷臂、固定位置喷臂等，其中旋转喷臂使用为广泛，旋转喷臂是通过水流反作用力驱动喷臂旋转，从而实现水流在洗碗机内部的全覆盖。实验表明流量q 与流速v2 对洗碗机的洗净度的影响大致等价，喷臂设计时，需要综合考虑喷孔角度、形状、及大小。喷孔的角度主要影响水流喷射残渣的方向及喷臂的旋转速度，喷孔的形状主要影响水流的覆盖范围，喷孔的大小影响着洗涤泵运行时的实际压力，决定着洗涤泵在流量特性曲线上的实际工作点，从而影响水流流量及流速。2）碗篮搁架（装载系统）。碗篮搁架是为餐具提供摆放和支撑并容纳餐具的组件，碗篮搁架设计上的缺陷会使餐具与碗篮不匹配，导致餐具清洗不彻底。碗篮搁架影响洗涤性能的主要因素有餐具固定架间距、角度、高度、摆放位置。饭碗、面碗、盘子等不同类型餐具的间隙、角度、高度等要求不同。3）过滤系统。过滤系统主要有平面过滤器、粗过滤器、微过滤器组成，过滤系统主要是通过减少二次污染对洗涤性能产生影响的。二次污染即污染物通过过滤系统进入喷淋系统，并随着洗涤水喷到其他餐具上。过滤系统影响洗涤性能主要有微过滤器网孔大小及通流面积、平面过滤器表面光滑程度、过滤网清洁方式。4）进排水系统。进排水系统包括进水阀、呼吸器、提供干净的洗涤水及排出污水。自来水通过进水阀、呼吸器、软水器进入洗碗机内部，软水器内部树脂与钙镁离子产生置换反应，改善水质的同时降低水的硬度，对洗涤性能提升提供基础条件；洗涤后的污水在排水泵的作用下排出洗碗机，在排水管道上设置单向阀可防止污水倒流进入喷淋系统从而造成二次污染影响洗涤性能。5）洗涤程序（时序）。洗涤程序包括洗涤阶段的设置及划分、加热温度高低、洗涤剂投放时间等。影响洗涤性能的洗涤程序因素主要包括洗涤阶段的设置，洗涤阶段一般分预洗、主洗、漂洗（冷漂、热漂）、干燥阶段，增加洗涤阶段一般能提高洗涤性能，但同时水耗或能耗会增加；洗涤温度的设置要根据污染物的溶解温度及洗涤剂活性的最佳温度综合确定。6）洗涤剂。洗涤剂主要形式有洗碗粉、洗碗液、洗碗块等，影响洗涤性能的主要是洗涤的添加量及洗涤剂的成分，洗涤剂作用的充分发挥需要洗涤程序的配合。洗涤程序主要为洗碗机在洗碗过程中， 通过多样的洗涤方式将放置在碗篮中的餐具清洗干净，而又与清洗干净密切相关的是相应喷射方式的发展，从最初的固定式喷淋到旋转式喷淋，都是各个公司研究和发展的着力点、热点。

三、我国喷淋式洗碗机的研发趋势

喷淋式洗碗机是厨房家电中增量较为迅速的一类产品，起步早、发展成熟、部件结构相对明确，解放了人们的双手。喷淋式洗碗机诞生于欧美，在全球各地得到发展。中国的洗碗机已经取得了巨大进步，从美的到方太、老板、九阳等，都为洗碗机的发展做出了重大贡献，中国已经成为洗碗机行业的巨大支撑，但其在发展中还有巨大的提升空间。①清洗水的选择。随着生活方式的改变，软水已经成为人们生活中一种主要的水源，而利用软水洗碗可以使清洁更加彻底，现有很多洗碗机不仅可以清洗餐具，而且可以清洗果蔬。而对于餐具、果蔬的清洁是否可以按照相同的水源、相同的模式进行，研发出更加智能、更加符合人们生活习惯的洗碗机将是研发的重点。②喷臂的改进。目前，我国对喷淋式洗碗机的研发已经达到了相对停滞的情况，基本处于瓶颈期。在后续研发过程中，如何在目前喷臂的基础上提升喷射水流的性能，提高相应的冲洗度，同时节约水源，能最大限度地冲洗并节约水资源，进而提高清洗效果，也是今后研究的热点。③烘干消毒的彻底性。对于洗碗机的杀菌消毒，通常采用热水清洗方式冲掉残留的同时杀灭细菌，或通过紫外线、高温等方式，而杀菌方式也是人们最关心的问题，仍是未来研究的重点。

结束语：对影响洗涤性能的水流机械作用、化学作用、热能作用进行了详细分析；同时对不同洗涤性能评价方法的优缺点进行了对比分析，分析了喷淋系统、碗篮搁架、过滤系统、进排水系统、洗涤时序、洗涤剂等设计因素对洗净性能的影响，为洗碗机洗净性能的提升提供参考。本文对洗碗机产品的开发具有一定的参考意义，同时对洗涤性能的提升提供了改善途径及方向。

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