洗碗机水流系统结构的优化设计研究

洗碗机水流系统结构的优化设计研究

赵洪图

佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司

摘要：随着社会的发展，消费群体结构及消费者认知逐渐发生变化，这就要求家电制造企业对产品、技术持续不断的进行优化和迭代升级。作为中国家电市场增长迅速的洗碗机，自2015年以来出现了爆发式增长，市场出现了嵌入式、独立式、水槽式、Mini台式等多种不同安装方式的洗碗机产品，显示出市场对洗碗机的需求越来越旺盛。作为起源于西方国家的洗碗机，因用餐习惯、餐具类型等不同，消费者对洗碗机各个方面提出了新的要求。有文献做过在已购洗碗机的消费者对洗碗机的负面看法的数据统计，餐具烘干不透问题占比达到53%，因此在满足餐具洗刷的同时对餐具干燥程度及效果提出更高的要求。

关键词：洗碗机；水流系统结构；优化设计

引言

洗碗机做为家用厨房电器，与用户的日常生活息息相关。《2020洗碗机市场发展白皮书》指出目前洗碗机用户痛点主要体现为“洗净能力不足”“无法真正消毒”“成本高且不能替代消毒柜具有消毒功能”。因此同时具备消毒和除菌功能的洗碗机已经成为当前的主要发展趋势，如何选择合适的消毒除菌方式也成为洗碗机的主要课题之一。通过近几年的技术发展，洗碗机产品在除菌技术已经积累了充足的经验，达成99.9%以上除菌率已经成为技术入门门槛和行业共识；但对于更高层次的“消毒”技术，受限于洗碗机自身的特点和结构，业内仍迟迟未能攻克，无法真正进行应用实施。

1洗碗机的水流系统

洗碗机内部主体是一个洗涤腔，洗涤腔底部设有水杯，水杯之前为若干级的过滤系统；在水杯侧壁的中部靠下位置开有吸水口，连向循环水泵，循环水泵为离心泵，水通过循环水泵后获得足够的压力和流速，之后经由内水管输送到各个喷臂处，水从喷射孔喷出形成对于碗篮中摆放的餐具的喷淋清洗；另外，在水杯的最低位置开有排水口，连向排水泵，排水时排水泵的叶轮旋转产生离心作用，将水往外周抛甩进而从出水口流出，最后经由排水管排放到下水道。

对于排水阶段，目前常规使用的排水泵是离心式叶轮泵，结构上来看主要由叶轮、转轴、泵壳以及密封件等组成。正常工作条件时，排水泵的泵壳内要灌满水，此时电机带动转轴连同叶轮旋转起来，在其作用下水随叶轮做圆周运动，并且由于水之间作用力达不到保持圆周运动的向心力，水同时会自叶轮中心向外周甩出，因此水从叶轮得到了压力能和动能。当水被最终压到出水口时，部分动能将转变为静压力能，这静压力能就能推动水沿排水管流走，并且可以越过一定的高度。排水过程中，水不断甩出排走，叶轮中心区域形成低压区，水就会不断地被吸入排水泵，最后以一定的压力和流速排出。此外，排水泵的出水口会开设在泵壳的中间高度位置，这是为了不管叶轮朝哪个方向旋转，都能产生基本同等的排水效果。

2洗碗机行业未来发展的着力点

2.1持续宣传和加强产品体验

受我国传统观念和使用习惯的影响，绝大多数家庭仍然习惯于自己动手清洗餐具。同时，一部分消费者对于洗碗机产品的认知程度还不高，认为洗碗机是“电老虎”“水老虎”，单次使用成本必然高昂，可能买得起却用不起。根据权威检测机构的实际测试，用洗碗机洗一次碗，用电约0.8千瓦时，折合用电成本约0.5元，用水约10升，折合用水成本约0.04元，总成本为0.54元。数据可见，洗碗机单次使用成本并不高，在绝大多数家庭的消费能力之内。上文提到的《洗碗机国家能效标准》，对洗碗机的周期耗电量、周期耗水量都严格进行了规定，从而对消费者节约使用成本已经进行了较好的规范保障。这些利好，多数消费者还并不了解，需要生产企业加强对洗碗机能效标准的宣传，让消费者买得放心，舍得使用。还有一部分消费者对洗碗机的洗涤效果存有顾虑，比如质疑洗净不彻底、除菌率是否达标等。这就需要生产企业在零售终端进行实物化和可视化的演示，将洗涤的效果直观地展现出来。可以借鉴干衣机曾经的推广方式，让消费者带衣物来店内试用，实际体验完整的操作流程，并现场检验是否达到期望的效果。此外，有零售企业开展过“洗碗机先试后买”的活动，让消费者先免费在家试用洗碗机一个月，到期后决定是否购买，试用过程中随时可无理由退回。这种产品体验活动，让很多对洗碗机存疑的消费者有了切身的体验，也彰显了企业对洗碗机产品功效的信心，销售成果十分理想，也值得行业借鉴。

2.2持续创新，解决痛点

当下，洗碗机市场发展快速，产品是否能够真正的满足用户需求，是进一步打开市场的关键所在。不少已经购买了洗碗机的消费者在实际使用中感到一些不满意的细节，比如洗碗时间较长，全过程至少一个半小时；再比如预处理繁琐，需要把骨头，鱼刺，菜梗等从碗盘里手动剔除，这些不便之处都给消费者带来了不佳的使用体验。存量用户反映出的这些使用痛点，也会影响到增量用户的购买决策，值得生产企业关注，成为下一代产品的功能改进重点。此外，家庭对洗碗机所期望的适用范围已不局限于餐具，范围已拓展至如清洗母婴用品，清洗烘焙工具，甚至清洗果蔬，清洗海鲜。这就要求产品设计上要打破“洗碗”的思维壁垒，增加新的洗涤模式以应对不同的清洁对象。从厨房角色的角度看，洗碗机的应用场景将从单一的餐后清洗，拓展至餐前准备及后期存储。洗碗机的未来形态不仅只是停留在清洁工具上，而是作为一个厨房餐具管理空间。目前国内的洗碗机品牌正在有意识地将洗碗机打造成为一个多功能集成化的厨房重要角色，不断通过功能叠加和迭代来延展洗碗机的综合能力。

3风机干燥阶段主要影响因素分析

3.1洗碗机风机工作参数

风机干燥系统主要受进排风风机的风速（风量）、进出风口位置及几何尺寸大小影响。排风除湿风机将内胆中的水蒸气抽出，排风风机风速越大单位时间内排出的水蒸气会越多，但同时造成干燥阶段噪声较大、排出的水蒸气未在风道内部充分冷凝直接排出到厨房，所以排风风机的风速不能太高，根据排风除湿风机仿真结果，如图2所示，流体最大流速为18.7m/s，此速度位于风扇扇叶旋转末端，风道内流速在26m/s速度区间内较为适宜。进风风机将外部干燥空气送入洗碗机内胆，进风风机也需要考虑运行噪音及进风风量太大造成的洗碗机内部压力较高，造成洗碗机内部水蒸气除了通过排风除湿风机排出洗碗机外，还会通过洗碗机门体下部或呼吸器排入整机内门与外门缝隙或内胆与侧板之前缝隙，并形成水滴造成整机出现故障风险，影响整机运行的可靠性。

3.2最终热漂阶段洗涤水温度

洗碗机在最终漂洗阶段增加热漂温度能够提升餐具表面温度，从而使餐具表面具有更高的蒸发水分的能力，提升餐具的干燥效果。热漂温度提高这种方式是将干燥阶段洗碗机内部的水汽冷凝进行重新分布，干燥结束后内胆内部依然处于高湿状态。内胆漂洗阶段温度的增加同时意味着能量消耗的增加，导致用户洗碗机使用费用的增加。风机干燥方式与热漂温度进行结合组合，在保证干燥效果的前提下，可以有效的降低热漂温度。一般洗碗机的最终热漂阶段的温度在70℃以上，风机干燥方式可以将最终热漂阶段水温降低至60℃左右，从而有效降低能量消耗。

结语

洗碗机作为一款高价位的单品，消费者动辄花费近万元，对产品和服务必然抱有很高期望，希望物有所值，售后服务不应成为消费体验过程中的短板。一台洗碗机在零售终端的成交，不是买卖双方互动的结束，而应是服务的开始。品牌售后部门应主动了解每个消费者的实际使用情况，对一些复杂的功能进行详细指导，以及定期提醒消费者对机器进行清理和维护。

参考文献

[1]喻永康,何雪明.洗碗机喷淋结构的优化设计研究[J].湖南工业职业技术学院学报,2012.12(05):10-11.