一种内置电磁感应供电式超声洗衣球的洗衣机

1.本实用新型涉及衣物洗涤用具技术领域，特别是涉及能灭菌阻垢、电磁感应供电的超声波洗衣装置。


背景技术：

2.众所周知，现有的洗衣机无论是波轮洗衣机还是滚筒洗衣机一般都是洗衣桶内的水中加入用洗衣粉或洗衣液后，通过洗衣机内的波轮或滚筒的正反向旋转产生的摩擦、翻滚来进行洗涤，但是这种洗涤方式易使洗衣粉或洗衣液残留在衣物上，特别是贴身衣物，容易引起皮肤过敏，且洗涤完成后还会产生大量含洗衣粉的废水而对环境造成污染，显然减少甚至不用洗衣粉或洗衣液是好的解决方法，为此实用新型cn205603880、cn209873386等专利实用新型了超声洗衣球，洗衣时将超声洗衣球放入洗衣桶内，利用超声波等手段加强洗涤效果，实用新型专利cn110485102通过安装在洗衣球内的电机驱动揉搓部件，增强对衣物的清洗。但上述洗衣球内部都需要安装（可充电）电池，电池电量用尽后需将洗衣球从洗衣桶内拿出充电，使用比较麻烦，电池也存在使用寿命有限等问题。
3.另外洗衣机洗衣内、外桶之间的夹层槽内因洗衣机的长期使用会沉积大量的顽垢污渍，由于环境潮湿，这些顽垢污渍中易滋生霉菌、大肠菌群等一般致病菌，甚至滋生绿脓杆菌、腐败菌、发酵菌和隐球菌等致病菌，因而洗衣机洗衣内、外桶之间的夹层槽需定期清洗，若清洁不当易导致衣物二次污染，造成皮肤过敏，甚至能引起各种健康问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种内置电磁感应供电式超声洗衣球的洗衣机，以解决现有超声洗衣球需电池供电及洗衣机洗衣内、外桶之间的夹层槽内易结垢滋生细菌的问题。
5.为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案具体如下：
6.一种内置电磁感应供电式超声洗衣球的洗衣机，包括洗衣外桶、洗衣内桶、电动机、洗衣机控制器，超声波洗衣球位于洗衣内桶中，其特征在于洗衣外桶的外壁上缠绕线圈，所述线圈与高频电源相连，所述高频电源与洗衣机控制器相连；超声波洗衣球包括弹性外壳和中空的硬质内壳，硬质内壳上密封安装有超声发生器，所述的超声发生器位于靠近硬质内壳内壁处的空腔中，硬质内壳的空腔内置有电磁感应器和超声控制器，所述的超声控制器连接两根金属探针，两根金属探针间隔密封安装于硬质内壳上，露出硬质内壳的金属探针通过位于弹性外壳的适配通孔与外界连通，电磁感应器通过整流电路依次与直流可调稳压模块、超声控制器及由超声控制器控制的超声发生器连接。
7.当洗衣机通电后，洗衣机控制器控制洗衣状态，当洗衣机处于进水或有水状态时，洗衣机的电源电路接通高频电源，高频电源通过绕在洗衣外桶外壁上的线圈产生高频电流，高频电流在洗衣桶内产生高频交变磁场，洗衣桶内的水就会受到高频电磁场作用，高频电磁场的存在能阻止污垢在洗衣机洗衣内、外桶之间的夹层槽沉积，并有效杀灭水中的病
菌，免除普通洗涤方式易产生污垢并滋生病菌对衣物的二次污染而引起各种健康问题。
8.超声洗衣球内的电磁感应器根据电磁感应原理感应产生高频交流电并转换成稳定的直流电，可为超声控制器和超声发生器提供电源。当洗衣机内进水达到一定量后，超声波洗衣球被水浸没，其两根金属探针间充满可导电的水，超声控制器输出控制信号使超声发生器电源接通，产生超声波，通过超声洗衣球产生的超声波及洗衣球与衣物的摩擦、冲撞，增强洗衣效果，洗衣过程中可减少甚至不用洗衣粉或洗衣液；同时，由于洗衣球通过电磁感应无线供电，内部无需安装电池，既免除从洗衣桶内取出洗衣球充电的麻烦，也不受电池使用寿命限制而极大延长洗衣球的使用寿命；超声波也同时能阻止污垢在洗衣机洗衣内、外桶之间的夹层槽沉积，杀灭水中的病菌。
9.如果洗衣机内水量不足，超声洗衣球未被水浸没，两根金属探针没有导电介质，超声控制器停止输出控制信号使超声发生器电源断电，停止超声发生器工作，防止电路和器件的损坏。
10.进一步地，洗衣外桶外壁上的线圈与高频电源的相连电路上串联或并联有补偿电容，补偿电容是为对线圈进行有效的容抗补偿，可以抵消或降低线圈的感抗，使无功功率大大减小。
11.进一步地，超声发生器由超声震动电机和不锈钢钢片组成，超声震动电机焊接在不锈钢片上，不锈钢片密封固定在硬质内壳上，与不锈钢片相对的弹性外壳上开设有适配通孔，有利于产生的超声波有效传输。
12.进一步地，不锈钢片、金属探针与硬质内壳之间用ab胶密封固定。
13.进一步地，电磁感应器由磁芯和绕在磁芯表面的线圈组成，线圈与整流电路连接，实现把电磁感应产生的高频交流电并转换成直流电。
14.进一步地，磁芯表面的线圈为三组，三组线圈相互垂直，三组线圈连通整流电路后串联与直流可调稳压模块连接。由于洗衣桶内交变磁场方向与洗衣桶的轴线方向平行，这样可确保洗衣球无论姿态如何改变，至少一个线圈轴线方向与磁场方向之间的夹角不会超过45
°
，三个线圈产生的电能合成后仍可以维持在一个相对稳定的范围。
15.进一步地，磁芯为方形磁芯，更适配三组相互垂直的线圈。
16.进一步的，硬质内壳内部封填有防水导热绝缘材料，超声发生器与防水导热绝缘材料间留有间隙，间隙是给超声震动电机正常震动留有空间。
17.进一步的，所述弹性外壳是由弹性材料制成，弹性外壳的表面具有凸凹纹路。
18.进一步的，所述弹性材料是硅橡胶。
19.进一步的，所述硬质内壳由ppa塑料制成。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：
21.本实用新型通过超声洗衣球产生的超声波及洗衣球与衣物的摩擦、冲撞，可增强洗衣效果，洗衣过程中可减少甚至不用洗衣粉或洗衣液，具有良好的环境效益；由于洗衣球通过电磁感应无线供电，内部无需安装电池，既免除从洗衣桶内取出洗衣球充电的麻烦，也因不受电池使用寿命限制而极大延长洗衣球的使用寿命；由于洗衣过程中洗衣桶内的水一直受到高频电磁场及超声波的双重作用，阻止了污垢在洗衣机洗衣内、外桶之间的夹层槽沉积，并有效杀灭水中的病菌，免除普通洗涤方式易产生污垢并滋生病菌对衣物的二次污染而引起各种健康问题。
附图说明
22.图1是本实用新型的结构示意图。
23.图2是洗衣球内部结构剖面图。
24.图3是电磁感应器的电路连接示意图。
25.图4是电磁感应器结构示意图。
26.图5是超声震动电机的连接结构示意图。
27.图6是有无洗衣粉对杀菌效果的影响测试结果。
28.图7是洗衣温度对除菌效果的影响测试结果。
29.图中：1.超声洗衣球；2.洗衣外桶；3.洗衣内桶；4.电动机；5.线圈；6.补偿电容；7.高频电源；8. 洗衣机控制器；9.无线通讯模块；11. 电磁感应器；111.线圈一；112.线圈二；113.线圈三；114.磁芯；12.电路板；13.超声发生器；131.超声震动电机；132.不锈钢片；14.弹性外壳；15.硬质内壳；16.金属探针；17.防水导热绝缘材料。
具体实施方式
30.如图1～5所示，一种内置电磁感应供电式超声洗衣球的洗衣机，包括洗衣外桶2、洗衣内桶3、电动机4、洗衣机控制器8，超声波洗衣球1位于洗衣内桶3中，波轮洗衣机或滚筒洗衣机的洗衣外桶2的外壁上用利兹线缠绕形成线圈5，线圈5与高频电源7相连，线圈5与高频电源7的相连电路上串联或并联有补偿电容6，所述高频电源7与洗衣机控制器8相连，高频电源7工作状况由洗衣机控制电路8控制，可根据洗衣机工作状态控制高频电源7的工作，洗衣机控制电路8还可与无线通信模块9相连，通过手机等无线设备（手机等设备可安装app）控制高频电源7的工作。
31.超声波洗衣球1包括弹性外壳14和中空的硬质内壳15，弹性外壳14由弹性材料如硅橡胶等制成，表面具有凸凹纹路；硬质内壳15由硬质材料如ppa塑料制成。硬质内壳15上密封安装有若干个超声发生器13，超声发生器13由超声震动电机132和不锈钢钢片131组成，超声震动电机132焊接在不锈钢片131上，不锈钢片131密封固定在硬质内壳15上，与不锈钢片131相对的弹性外壳14上开设有适配通孔。超声震动电机132位于靠近硬质内壳15内壁处的空腔中，硬质内壳15的空腔内置有电磁感应器11和超声控制器，超声控制器连接两根金属探针16，两根金属探针16间隔密封安装于硬质内壳15上，露出硬质内壳15的金属探针16通过位于弹性外壳14的适配通孔与外界连通，电磁感应器11通过整流电路依次与dc-dc直流可调稳压模块、超声控制器及由超声控制器控制的超声发生器13连接，不锈钢片131、金属探针16与硬质内壳15之间用ab胶密封固定。
32.电磁感应器11由磁芯114和绕在磁芯114表面的线圈组成，线圈由线圈一111、线圈二112、线圈三113组成，三组线圈相互垂直，三组线圈连通整流电路后串联与dc-dc直流可调稳压模块连接，整流电路、dc-dc直流可调稳压模块和超声控制器设计在同一块电路板12上。
33.超声波洗衣球1的硬质内壳15内部封填防水导热绝缘材料17，超声震动电机132与防水导热绝缘材料17间留有其正常震动的间隙空间。
34.本实用新型的内置电磁感应供电式超声洗衣球的洗衣机，工作原理是高频电源通过绕在洗衣桶外的线圈产生高频电流，高频电流在洗衣桶内产生高频交变磁场，线圈串联
或并联补偿电容是为对线圈进行有效的容抗补偿，可以抵消或降低线圈的感抗，使无功功率大大减小；洗衣球内电磁感应器的三组线圈根据电磁感应原理感应产生高频交流电，通过整流电路变成直流电，该三组直流电串联后，经过dc-dc直流可调稳压模块输出3.7v稳定直流电，为超声控制器及超声控制器管控下的超声震动电机提供电能，超声震动电机与不锈钢片组成的超声发生器产生超声波，若金属探针检测到洗衣球未浸入水中，通过超声控制器停止超声震动电机工作，防止超声控制器及超声震动电机损坏。
35.选用0.1
×
40规格的利兹线在波轮洗衣机外桶绕成40圈的线圈，高频电源频率为13khz，串联0.42μf补偿电容，洗衣球只安装一个超声发生器的条件下，按标准状况在洗衣桶中加入自来水，并将适量含细菌污水投放到洗衣桶水中，不加入衣物情况下洗涤1小时，水温25℃，考察洗衣过程是否加入洗衣粉对杀菌效果的影响（图6）。由图6可以看出，尽管加入洗衣粉后对总细菌数及大肠肝菌数杀菌率都有所提高，但即使不加洗衣粉洗衣1小时候对总细菌数及大肠肝菌数的杀菌率都高于80%
36.选用0.1
×
40 规格的利兹线在波轮洗衣机外桶绕成40圈的线圈，高频电源频率为13khz，串联0.42 μf补偿电容，洗衣球只安装一个超声换能器的条件下，按标准状况在洗衣桶中加入自来水，并将适量含细菌污水投放到洗衣桶水中，水温25℃，不放入衣物情况下洗涤，考察不加洗衣粉情况下洗衣时间对杀菌效果的影响（表1），显然洗衣时间超过30分钟，无论对总细菌数还是大肠肝菌数杀菌率都超过60%。
37.表1 洗衣时间对杀菌效果的影响
[0038][0039]
选用0.1
×
40 规格的利兹线在波轮洗衣机外桶绕成40圈的线圈，高频电源频率为13khz，串联0.42 μf补偿电容，洗衣球只安装一个超声换能器的条件下，按标准状况在洗衣桶中加入自来水，并将适量含细菌污水投放到洗衣桶水中，不放入衣物情况下洗涤1小时，考察水温对杀菌效果的影响（图7），图7表明提高水温有利于杀灭细菌，即使常温下也有较高的杀菌率。