包括一体化过滤器模块和充气机的洗涤机.pdf

提供一种清洗器皿或衣物物品的洗涤机器和对应方法。所述机器包含：洗涤桶(12)；与所述洗涤桶处于流体连通的进水口(14)和废水出口(16)；从所述废水出口延伸到所述进水口的流体通道(18)；使水沿着所述流体通道移动的泵(20)；沿着所述流体通道定位的过滤器模块(22)；以及与所述过滤器模块处于流体连通的充气机(24)。

1.  一种洗涤机，其包含以下组件：
i)洗涤桶，
ii)与所述洗涤桶处于流体连通的进水口和废水出口，
iii)从所述废水出口延伸到所述进水口的流体通道，
iv)使水沿着所述流体通道移动的泵，
v)沿着所述流体通道定位的过滤器模块，以及
vi)与所述过滤器模块处于流体连通的充气机。

2.  如权利要求1所述的洗涤机，其中所述组件容纳在机柜内。

3.  如权利要求2所述的洗涤机，其中所述过滤器模块与所述机柜的体积比是1∶20到1∶1000。

4.  如权利要求1所述的洗涤机，其中所述过滤器模块包含多个中空纤维膜。

5.  如权利要求1所述的洗涤机，其中所述充气机与所述泵处于流体连通。

6.  如权利要求1所述的洗涤机，其中所述充气机与鼓风机处于流体连通。

7.  一种用于洗涤器皿或衣物物品的方法，其使用包含以下组件的洗涤机：
i)洗涤桶，
ii)与所述洗涤桶处于流体连通的进水口和废水出口，
iii)从所述废水出口延伸到所述进水口的流体通道，
iv)使水沿着所述流体通道移动的泵，
v)沿着所述流体通道定位的过滤器模块，以及
vi)与所述过滤器模块处于流体连通的充气机；
其中所述方法包含包括多个阶段的洗涤循环，其中由一个阶段产生的废水通过所述过滤器模块并再使用。

8.  如权利要求7所述的方法，其中所述过滤器模块充以气泡。

9.  如权利要求7所述的方法，其中所述洗涤循环包含至少一个洗涤阶段，其包含水和清洁剂引入所述洗涤桶中；接着至少一个冲洗阶段，其中已经通过所述过滤器模块的废水在不添加清洁剂下引入所述洗涤桶中。

10.  如权利要求7所述的方法，其中所述洗涤循环包含洗涤阶段，接着冲洗阶段，并且其中由所述冲洗阶段产生的废水不断地通过所述过滤器模块并在所述冲洗阶段期间再使用。

包括一体化过滤器模块和充气机的洗涤机
技术领域
本发明是针对用于洗涤衣物物品或例如玻璃器皿、餐具、扁平餐具、碗碟、炊具等“器皿”物品的洗涤机。
背景技术
用于清洗衣物和器皿物品的洗涤机是本领域中众所周知的。典型的洗涤机包括洗涤桶和电动泵，它们被容纳在机柜中。桶可以借助于可密封的门进入。在典型的洗涤循环期间，水与清洁剂进行组合并在洗涤阶段期间围绕洗涤桶操纵，此后排出所产生的废水。随后在一或多个冲洗阶段，将桶再填充新鲜进料水。洗涤桶的重复填充和排水耗费时间并使用大量的水。
发明内容
在一个主要实施例中，本发明减少了与洗涤衣物和器皿物品相关的耗水量和再填充时间。本发明包括一种洗涤机，其包含以下组件：
i)洗涤桶，
ii)与所述洗涤桶处于流体连通的进水口和废水出口，
iii)从所述废水出口延伸到所述进水口的流体通道，
iv)使水沿着所述流体通道移动的泵，
v)沿着所述流体通道定位的过滤器模块，以及
vi)与所述过滤器模块处于流体连通的充气机。
在另一个实施例中，本发明包括一种使用此类洗涤机清洗物品的方法，其包括包含多个阶段的洗涤循环，其中由一个阶段产生的废水通过所述过滤器模块并在同一阶段中或在后续阶段中再使用。举例来说，在一个实施例中，所述洗涤循环包含洗涤阶段，接着第一和第二冲洗阶段，并且由所述第一冲洗阶段产生的废水不断地通过所述过滤器模块并在所述第一冲洗阶段中再使用或分开用于所述第二冲洗阶段。在再使用前，将包括细菌、病毒、原生动物和表面活性剂在内的残渣至少部分地从废水去除。
附图说明
图1是根据本发明的洗涤机的一个实施例的示意图。
具体实施方式
如本文中所使用，术语“器皿”是指例如玻璃器皿(例如瓶子)、餐具、扁平餐具(例如刀叉餐具、用具)、碗碟(例如碟)、炊具(例如罐、平底锅)等物品和在食品和饮料制备、储存或食用期间所用到的其它物品。术语“衣物”是指由纺织品或织物制成的物品，包括例如服装和亚麻制品(例如桌布、被褥、毛巾等)等物品在内。在一个实施例中，本发明包括一种洗涤机，其被设计成用于清洗器皿物品。在另一个实施例中，本发明包括一种洗涤机，其被设计成用于清洗衣物物品。
图1中提供了本发明的通用实施例的示意图，其中洗涤机一股以10展示，其包括被适配用于临时容纳有待清洗的物品的洗涤桶(12)。虽然不受特定限制，但洗涤桶(12)优选地包括可密封的门，所述可密封的门令进入内部腔室便利。在被设计成用于清洗器皿物品的一个实施例中，洗涤桶(12)可以包括用于在清洗期间固定器皿物品的架子和隔室。在被设计成用于清洗衣物的一个实施例中，洗涤桶(12)可以包括能够绕轴旋转的圆筒形滚筒。洗涤桶(12)与至少一个进水口(14)和废水出口(16)处于流体连通。进水口(14)被适配用于为液体提供一条流入洗涤桶(12)的路径，而废水出口(16)为废水提供了一条从桶(12)流出的路径。入口(14)和出口(16)可以包括阀(14′、16′)或连接到阀(14′、16′)，所述阀选择性地控制进出桶(12)的液体的进入和流出。出于本说明书的目的，术语“废水”是指已经用于洗涤或冲洗桶(12)内的物品的水。包含一或多个管道的流体通道(18)从废水出口(16)延伸到进水口(14)。泵(20)提供了使水沿着流体通道(18)移动的动力。如下文将描述，可以利用一或多个泵。
过滤器模块(22)沿着流体通道(18)定位。虽然呈单一单元形式展示，但可以使用呈平行的系列配置的多个过滤器模块。过滤器模块(22)可以包括多种分离介质，包括膜基模块(例如缠绕式、中空纤维、毛细管、平坦圆盘和管状膜模块或“元件”)。代表性半渗透膜包括由以下材料制成的膜：各种陶瓷、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚烯烃等。膜可以适于各种应用，包括(但不限于)微过滤(MF)、超过滤(UF)、纳米过滤(NF)和逆渗透(RO)。在优选实施例中，模块包括多个位于外壳的内部腔室内的半渗透膜。可以选择在过滤器模块(22)内利用的中空纤维膜的平均孔径，以便优先去除例如食物、油脂、蛋白质、油等残渣，例如在微过滤范围内的平均孔径(即0.1到5微米)。在一个优选实施例中，膜的平均孔径在超过滤范围内(即0.01到0.10微米)，使得原生动物、细菌和病毒被至少部分地去除。意外地观测到，通过用平均流动孔径低于0.05微米的超过滤，可以额外去除实质量的表面活性剂(例如实例)。在一个实施例中，多个半渗透性中空纤维膜轴向定向在内部腔室内。借助于众所周知的“封装”技术，从内部腔室将中空纤维的末端密封，其中中空纤维的一个或两个 末端保持开口并且与在端盖组合件内形成的一或多个外部腔室处于流体连通。在一个优选实施例中，过滤器模块(22)包含管状外壳(例如长度超过宽度的细长外壳)，其沿着两个相对末端之间的轴延伸并界定内部腔室。过滤器模块的外围是圆筒状，具有圆形横截面。外壳可以由各种材料建构，例如塑料、陶瓷、金属等，但是，在一组优选实施例中，外壳由例如聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)等可注射成型的塑料制成。代表性实例包括Dow^TM UF模块SFX 2660和SFX 2680的小型化型式。
洗涤机(10)进一步包括与过滤器模块(22)处于流体连通的充气机(24)。充气机将气泡来源(例如空气泡)提供给过滤器模块的内部腔室，这些气泡将残渣从膜的表面去除。在一个实施例中，充气机包含一或多个与例如环境空气等气体来源处于流体连通的气体喷嘴。气体压力可以由独立的泵或鼓风机(未示出)产生。或者，可以使用用于使水沿着流体通道(18)移动的相同泵(20)产生气泡。举例来说，充气机(24)可以包括沿着流体通道(18)定位的阀，所述阀选择性地打开以在水通过通道时允许空气被抽到流体通道中，即经由文丘里效应(Venturi effect)。虽然未展示，但是充气机也可以与洗涤桶(12)处于直接流体连通，以在清洗或冲洗阶段期间将气泡提供给桶。
洗涤机包括被适配用于连接到水来源(例如自来水)的进料水端口(26)、被适配用于与外部排水管连接的废料排出端口(28)以及被适配于外部排水管的过滤器排出端口(30)。废料排出端口(28)和过滤器排出端口(30)可以组合到单一端口中。每个端口都可以包括在操作期间可以选择性地打开或关闭的阀。
在一个优选实施例中，以上提及的洗涤机(10)的组件一体式容纳于机柜(32)内。在一个优选的商业实施例中，相比于洗涤机，过滤器模块(22)的尺寸相对较小，例如过滤器模块(22)与机柜(32)的体积比优选地是1∶20到1∶1000。
优选的清洗方法包括洗涤循环，其包含至少一个洗涤阶段，接着至少一个并且优选地两个冲洗阶段。所述方法的特征在于至少一个阶段将来自先前阶段的已经通过过滤器模块(22)的水再使用。洗涤阶段的特征在于水与清洁剂或其它清洁组合物组合，而冲洗阶段一股不包括清洁剂(不过可以使用阻垢剂)。也就是说，在一个优选实施例中，洗涤循环包含至少一个洗涤阶段，其包含水和清洁剂引入洗涤桶中；接着至少一个冲洗阶段，其中已经通过过滤器模块的废水在不添加清洁剂下再引入洗涤桶中。
在操作中，有待清洗的物品安置在洗涤桶(12)内并且进料水借助于进料水端口(26)选择性地进入洗涤桶(12)。自动化阀和泵可以促进此过程，从而实现最佳化的水位。还可以提供清洁剂或其它清洗化合物并且喷洒所产生的洗涤水，搅拌或以其它方式围绕桶(12)操纵，以从物品去除残渣。此后，即通常10到30分钟，洗涤阶段结束并且所 产生的废水借助于废水出口(16)从桶(12)排出。再一次，自动化阀和泵(20)可以促进此过程。废水可以通过打开废料排出端口(28)从洗涤机(10)去除，或废水(或其部分)可以利用通过过滤器模块(22)来再循环。
在洗涤阶段后，开始一或多个冲洗阶段。包含来自进料水端口(26)的进料水或通过过滤器模块(22)的膜的渗透物或两种水来源的组合的水用作冲洗水并通过进水口(14)引入洗涤桶(12)中。优选的混合比率是至少3∶1渗透物比新鲜进料水。当以交叉流动模式操作时，不能通过膜的浓缩的废水可以借助于过滤器排出端口(30)排出。当以死端流动模式操作时，残渣被收集在模块(22)内，其可以周期性地替换掉。在一个优选实施例中，来自洗涤阶段的废水经由废料排出端口(28)处理掉，但来自第一冲洗阶段的废水穿过过滤器模块(22)再循环并再使用。
通过借助于充气机(24)将气泡引入过滤器模块(22)中来清洗膜。气泡朝上流动，穿过模块(22)，并且将收集在膜表面上的残渣移走。随后气泡可以借助于过滤器排出端口(30)选择性地离开模块(22)。另外，进料水可以周期性地穿过膜反向冲洗并借助于过滤器排出端口(30)从模块(22)去除。可以在洗涤或冲洗阶段后进行充气，或可以贯穿一或多个阶段连续充气。类似地，废水的过滤可以不断地在洗涤或冲洗阶段期间发生，或脱机进行并储存在内部或外部储料槽内以供后续洗涤或冲洗阶段使用。在一个优选实施例中，过滤在第一冲洗阶段期间不断地发生。集成电路或类似方式可以用于控制循环期间的阶段时间选择和阀启动。
除洗涤和冲洗阶段外，集成电路还可以适合于执行分开的清洗阶段。在此清洗阶段中，可以在不渗透模块(22)下进行充气。或者，清洗阶段还可以包括充气和通过模块(22)的反向洗涤(与正常操作反向的渗透)和/或正向洗涤。举例来说，此可以通过将阀重新定向以从进料水端口(26)、洗涤桶(12)或泵(20)提供加压水到模块的内部腔室来实现。此清洗阶段可以包括残渣穿过排出端口(30)从模块(22)连续或分批去除。清洗阶段的循环时间可以长于洗涤或冲洗阶段。
以下是本发明的非限制性实例。应了解在实例中计算的减少的总耗水量取决于在所述阶段期间的耗水量，并且不应视为限制本发明。
实例
实例1：如图1中配置的洗涤机(8kg洗涤桶容量)可以操作有洗涤阶段，接着是每个阶段利用大约20升水的两个连续冲洗阶段。与洗涤阶段相关的废水经由排水端口排出。与第一冲洗阶段相关的废水不断地通过以死段模式操作的过滤模块(UF中空纤维)过滤。所产生的渗透物与新鲜进料水组合并再使用于第二冲洗阶段。优选的混合比 率是至少3∶1渗透物比新鲜进料水。过滤器模块的充气优选地在冲洗阶段期间进行。本发明的此实施例使每个循环的总耗水量减少了大约1/3并且进一步减少了循环的总时间。过滤器模块(22)从废水去除了残渣、细菌和病毒，使得洗涤桶(12)中的物品不被弄脏或污染。
实例2：如图1中配置的洗涤机(8kg洗涤桶容量)可以操作有洗涤阶段，接着是利用大约20升水的连续冲洗阶段。与洗涤阶段相关的废水经由排水端口排出。与第一冲洗阶段相关的废水不断地通过以死段模式操作的过滤模块(UF中空纤维)过滤。所产生的渗透物再使用于冲洗阶段。过滤器模块的充气优选地在冲洗阶段期间进行。本发明的此实施例使每个循环的总耗水量减少了大约1/3并且进一步减少了循环的总时间。过滤器模块(22)从废水去除了残渣、细菌和病毒，使得洗涤桶(12)中的物品不被弄脏或污染。