Машина для обработки белья со стадией обучения
Изобретение может быть использовано в области бытовых стиральных и сушильных машин. Способ определения предпочтительной скорости вращения содержащего белье барабана машины для обработки белья, вращаемого мотором, включает этап, на котором: производят последовательные стадии измерения по меньшей мере одного характеристического рабочего параметра указанного мотора при различных скоростях вращения барабана. Затем сравнивают значения указанного рабочего параметра с соответствующими опорными значениями, хранящимися в энергонезависимом блоке памяти машины для обработки белья, и определяют предпочтительную скорость вращения путем указанного сравнения. Заявленная группа изобретений позволяет оптимизировать процесс стирки. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.
Настоящее изобретение относится к способу определения предпочтительной скорости вращения барабана внутри стиральной или стиральной/сушильной машины в соответствии с преамбулой пункта 1 формулы изобретения, а также к машине для обработки белья, предназначенной для осуществления указанного способа.
В частности, настоящее изобретение может быть использовано в бытовых стиральных и стиральных/сушильных машинах, а именно для решения проблемы оптимизации стирки.
Оптимизация стирки как в отношении эффективности стирки, так и в отношении потребления энергии является проблемой, которая осознается и с которой сталкиваются все крупные производители бытовых электроприборов.
В настоящее время известны некоторые критерии, которые позволяют добиться такой оптимизации, например критерии, относящиеся к вращению барабана или к выбору температуры и этапов стирки/полоскания.
Для снижения как потребления энергии, так и воздействия на окружающую среду в настоящее время используются специальные системы регулирования количеством подаваемой воды так, чтобы количество потребляемой воды было пропорционально загрузке белья.
Оптимизация подачи воды позволяет сократить как потребление воды, так и электрическую энергию, необходимую для подогрева воды до температуры стирки.
Кроме того, в некоторых известных решениях, таких как в патенте ЕР 0143685, определяют вес белья, загружаемого для обработки в стиральную или стиральную/сушильную машину с вращающимся барабаном. Эта система измеряет несколько параметров, среди которых ускорение барабана и вращающий момент, требуемый для поддержания его вращения, по которым определяется точный вес бельевой загрузки и таким образом появляется возможность определения количества воды, которая должна быть подана, а также другие параметры программы стирки.
Однако эта система слишком сложна и не может быть использована в товарной продукции, поскольку параметры, принимаемые в расчет для определения момента инерции бельевой загрузки, слишком многочисленны и подвержены значительной погрешности. Ошибки измерения всех параметров суммируются, вследствие чего результат, полученный этим способом, оказывается ненадежным.
Задачей настоящего изобретения является разработка такого способа оптимизации стирки в стиральной или стиральной/сушильной машине, который позволит преодолеть недостатки вышеупомянутых способов.
Настоящее изобретение принимает за точку отсчета тот факт, что в известных стиральных и стиральных/сушильных машинах белье для стирки помещено внутрь барабана, который приводится в движение мотором со скоростью вращения, оптимизированной в соответствии с международными стандартами для максимальной загрузки, например, в 5 кг.
Также установлено, что эффективность стирки, то есть способность к удалению грязи из стираемого белья, ограничена скоростью вращения барабана и также зависит, при условии использования одинаковых моющих средств, от эффективности механического воздействия на белье. Указанное механическое воздействие также зависит от скорости вращения барабана. Поэтому при одной и той же скорости вращения барабана грязь удаляется в различных процентных отношениях, зависящих, в частности, от веса и/или момента инерции белья, находящегося внутри стиральной машины.
Поэтому задачей настоящего изобретения также является обеспечение оптимизации стирки при соблюдении ограничений, налагаемых международными стандартами, без ограничения для этого скорости вращения барабана до заданного значения в процессе эксплуатации.
Кроме того, следует отметить, что стирка белья или, в более общем смысле, обработка белья, рассчитанная на загрузку в 5 кг, может оказаться излишне напряженной для более легкой загрузки. Действительно, эта загрузка подвергается механическому воздействию, которое, с одной стороны, позволяет удалить грязь, но, с другой стороны, может повредить ткани или вызвать их преждевременный износ; поэтому необходимо найти наилучший компромисс между заботой об обрабатываемой ткани и эффективностью стирки.
Таким образом, настоящее изобретение также направлено на обеспечение обработки белья из ткани, требующей особого ухода.
Эти и дополнительные задачи решаются посредством способа обработки белья и машины для обработки белья, имеющих характерные особенности в соответствии с прилагаемой формулой изобретения, являющейся неотъемлемой частью настоящего описания.
Дополнительные цели и преимущества станут более наглядными благодаря следующему подробному описанию и прилагаемым чертежам, которые представлены в качестве неограничивающего примера.
На фиг.1 показана машина для обработки белья в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг.2 схематически показано изменение по времени скорости вращения барабана в стиральной машине при использовании способа в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.3 показана зависимость вращающего момента от скорости вращения и загрузки;
на фиг.4 показано процентное отношение удаленной грязи в зависимости от скорости вращения для 1 кг белья из хлопковой ткани.
На фиг.1 показана машина 1 для обработки белья, которая в предпочтительном варианте выполнения, описанном ниже, является стиральной машиной.
Очевидно, что изобретение в соответствии с последующим описанием может также быть легко применено для других типов машин для обработки белья, в частности для стиральных/сушильных машин, сушильных машин для одежды или машин для крашения белья.
Машина 1 для обработки белья имеет загрузочное отверстие 2, которое обеспечивает доступ к барабану 3, в который помещается белье для обработки. Это загрузочное отверстие может быть закрыто дверцей 4.
С помощью панели управления 5, которая в примере, изображенном на фиг.1, расположена на передней стороне машины, пользователь выбирает функции машины для обработки белья, например осторожную стирку, температуру стирки и т.д. Эти функции выбираются посредством устройств, известных специалистам в данной отрасли, например выпуклых кнопок 6, нажимных кнопок 7 и дисплея 8.
Блок управления 9, соединенный с панелью управления 5, обрабатывает выборы, произведенные пользователем, и управляет различными компонентами машины, что позволяет выполнить функции, выбранные пользователем.
В случае стиральной машины, показанной на фиг.1, блок управления 9 управляет известным способом целым рядом компонентов, таких как, например, переключатели, которые подают напряжение к сопротивлению для нагрева воды, или к дренажной системе. Эти компоненты машины или управление ими, выполняемое блоком управления, в дальнейшем не будут дополнительно описаны, поскольку они известны в этой отрасли и не являются существенными для понимания настоящего изобретения.
В соответствии с настоящим изобретением блок управления машины 1 способен обеспечить наиболее эффективное и интеллектуальное управление мотором 10, который запускает вращение барабана, осуществляя таким образом способ обработки белья, который позволяет улучшить эту обработку, то есть в данном случае стирку.
Машина 1 для обработки белья, в соответствии с изобретением, включает в себя следующее:
- барабан, предназначенный для вмещения белья,
- мотор, предназначенный для приведения в движение указанного барабана,
- блок управления, предназначенный для управления указанным мотором,
- устройство, предназначенное для измерения характеристического рабочего параметра указанного мотора и для предоставления измеренного значения указанному блоку управления.
В соответствии с настоящим изобретением машина 1 также включает в себя по меньшей мере один блок памяти 11, содержащий кодовые блоки, приспособленные для осуществления способа определения предпочтительной скорости вращения барабана внутри машины для обработки белья.
В соответствии с настоящим изобретением барабан, вмещающий белье для обработки, приводится в действие мотором в соответствии со способом, включающим в себя следующие этапы:
а) выполнение последовательных стадий измерения по меньшей мере одного характеристического рабочего параметра указанного мотора, причем на каждой стадии измерения барабан должен вращаться с различной и предпочтительно постоянной скоростью вращения,
б) сравнение значений указанного рабочего параметра с соответствующими опорными значениями, содержащимися в памяти машины для обработки белья,
с) определение предпочтительной скорости вращения путем указанного сравнения.
Последовательность стадий измерения может включать в себя между двумя последующими стадиями измерения промежуточные стадии, на которых, например, барабан останавливается или вращается без выполнения какого-либо измерения. Однако такое решение обладает тем недостатком, что требуется большее время для определения предпочтительной скорости вращения.
На фиг.2 схематически показано вращение барабана внутри стиральной машины с использованием предпочтительного варианта осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением. После выполнения замачивания загруженного белья (обозначенного I на фиг.2) блок управления вращает мотор в соответствии с последовательностью стадий измерения F1, F2, … Fn, на которых барабан вращается с постоянной скоростью в течение коротких интервалов времени, предпочтительно приблизительно в течение десяти секунд. Как будет подробнее описано ниже, сравнение значений этих измерений с опорными значениями позволяет определить предпочтительную скорость вращения для стадии стирки L.
В предпочтительном варианте осуществления способа в соответствии с изобретением указанные измерения выполняются при 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60 оборотах в минуту, то есть, начиная с первого измерения при относительно низкой скорости вращения (25 об/мин), до последнего измерения, выполняемого при относительно высокой скорости вращения (60 об/мин), несколько превышающей обычную скорость стирки в стиральной машине.
Разумеется, количество стадий измерения и соответствующие скорости вращения могут быть выбраны в соответствии с компромиссом между потребной точностью (например, в случае со стиральной машиной получение процентного отношения удаленной грязи более 45%) и временем, необходимым для выполнения измерения.
В предпочтительном варианте реализации на каждой стадии измерения измеряют величину вращающего момента, в частности электрического вращающего момента, необходимого для поддержания вращения барабана с постоянной скоростью, установленной для измерения. Предпочтительно, чтобы указанная величина вращающего момента являлась средней величиной вращающего момента, измеренного в процессе стадии измерения.
В соответствии с вышеуказанными измерениями одно значение вращающего момента замеряется при 25 об/мин, другое значение вращающего момента замеряется при 30 об/мин и так далее для всех стадий измерения.
На фиг.3 показан результат экспериментальных лабораторных измерений. В частности, изображены три кривые А, В, С, соответствующие линейной интерполяции значений вращающего момента, полученных во время различных стадий измерения для 1 кг, 3 кг и 5 кг загрузок, соответственно.
Как показано на фиг.3, различным загрузкам соответствуют различные кривые вращающего момента, эти кривые могут также изменяться в зависимости от веса и материала обрабатываемого белья.
Выполненные тесты показали, что оптимальная скорость вращения, которая оптимизирует обработку белья, является различной в соответствии с весом и типом загрузки.
Что касается стиральной машины, то эффективность стирки может, например, быть определена в соответствии с процентным отношением удаленной грязи, рассчитанным как соотношение между коэффициентом отражения бельевого изделия до и после стирки. В качестве альтернативы, например, указанное процентное отношение может также быть рассчитано как соотношение между коэффициентом отражения бельевого изделия до и после стирки и коэффициентом отражения исходного грязного изделия.
На фиг.4 показано экспериментальное измерение процентного отношения удаленной грязи R в зависимости от скорости вращения барабана, выраженной в об/мин; это измерение относится к 1 кг загрузки белья из хлопка. График на фиг.4 ясно показывает, что оптимальная скорость вращения для 1 кг загрузки белья из хлопка составляет приблизительно 47 об/мин, что является скоростью вращения барабана, позволяющей получить максимальное процентное отношение удаленной грязи (46%).
В соответствии с изобретением машина 1 включает в себя блок памяти, предпочтительно энергонезависимой, содержащей опорные значения, которые следует сравнивать с показаниями, полученными перед обработкой белья. Путем этого сравнения затем можно определить скорость вращения, которая улучшает обработку.
Если выполнены измерения величин вращающего момента, необходимого для сохранения вращения барабана, эти величины измерения и будут величинами вращающего момента.
Поэтому в соответствии с изобретением тесты для стирки с различными типами загрузки выполняются во время производства, а результаты измерений, выполненных во время соответствующих стадий измерения, хранятся в соответствующем блоке памяти, являясь доступными блоку управления.
Когда пользователь использует машину 1 для выполнения обработки белья, блок управления выполняет последовательность измерений F1, … Fn, как описано выше, обеспечивая таким образом определение величин, которые можно сравнить с опорными значениями, запомненными в блоке памяти 11 во время производства.
Путем этого сравнения машина 1 будет идентифицировать свойства загрузки белья для обработки, сравнивая их со свойствами заданной загрузки, которая была протестирована во время производства, и, таким образом, выберет соответствующую предпочтительную скорость вращения для оптимизации обработки белья.
В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления изобретения, скорость определяется путем выбора величины скорости среди нескольких заранее заданных величин скорости, имеющихся в памяти указанной машины. Этот выбор производится после получения результата сравнения между измеренными значениями и опорными значениями. В частности, указанное сравнение может включать в себя идентификацию минимальных различий между указанными измеренными значениями и указанными опорными значениями таким образом, чтобы определить, какая загрузка, протестированная во время производства, наиболее близка к подлежащей обработке загрузке белья. Предпочтительная скорость вращения, выбранная для подлежащей обработке загрузки белья, будет соответствовать оптимальной скорости вращения, измеренной в лаборатории и сохраненной в памяти машины.
Таким образом, настоящее изобретение предоставляет собой способ управления машиной для обработки белья, в которой стиральный барабан вращается мотором по меньшей мере с одной скоростью вращения и в которой по меньшей мере одна скорость вращения определена для каждой новой загрузки белья, помещенного в барабан.
В частности, определение предпочтительной скорости вращения барабана предпочтительно выполняется только единожды для каждой подлежащей обработке загрузки белья таким образом, чтобы время обработки не было долгим.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения определение предпочтительной скорости вращения барабана может быть выполнено несколько раз для одной и той же загрузки белья. В случае стиральной/сушильной машины первая скорость вращения может быть определена для процесса стирки, а вторая скорость вращения может быть определена для процесса сушки.
Для специалистов в этой области техники очевидно, что возможны многие другие вариации, без отхода от творческой идеи изобретения, изложенной в прилагаемой формуле изобретения и в описании предпочтительных вариантов осуществления изобретения.
В частности, в описанном выше примере осуществления изобретения указан один метод для сравнения измеренных значений с опорными значениями, сохраненными в памяти машины, однако ясно, что могут использоваться много других алгоритмов сравнения, если они соответственно разработаны.
Например, характеристическим рабочим параметром мотора 10 может быть потребление энергии вместо двигательного момента.
Измеряя потребление энергии (в качестве величины напряжения, тока или мощности), также можно проследить режим работы мотора в соответствии с загрузкой помещенного в барабан белья и в зависимости от скорости вращения.
Если сравнивать величину потребления энергии, содержащуюся в памяти 11 машины, с величиной потребления энергии или со средней величиной потребления энергии, показанной во время измерения, повторенного для каждой новой обработки белья, то можно определить предпочтительную скорость вращения для подлежащей обработке загрузки белья.
Способ в соответствии с этим изобретением может иметь особенное преимущество, когда он применяется к машине для обработки белья, снабженной трехфазным мотором, в котором напряжение каждой фазы подается через инвертор, контролируемый блоком управления.
В этом случае, действительно, специалисты в данной области могут использовать много известных решений, которые позволяют проследить режим работы мотора через информацию, возвращаемую в блок управления инвертором.
1. Способ определения предпочтительной скорости вращения содержащего белье барабана (3) машины (1) для обработки белья, вращаемого мотором (10), включающий этап, на котором:
а) производят последовательные стадии измерения по меньшей мере одного характеристического рабочего параметра указанного мотора при различных скоростях вращения барабана, отличающийся тем, что включает в себя этапы, на которых
б) сравнивают значения указанного рабочего параметра с соответствующими опорными значениями, хранящимися в энергонезависимом блоке памяти машины для обработки белья, и
в) определяют предпочтительную скорость вращения путем указанного сравнения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на в) величину скорости путем указанного сравнения выбирают среди нескольких заранее заданных величин скорости, хранящихся в памяти указанной машины.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе сравнения значений указанного рабочего параметра с соответствующими опорными значениями установлены минимальные значения различий между измеренными и опорными указанными значениями.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что на б) установлены минимальные значения различий между измеренными и опорными указанными значениями.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что характеристическим рабочим параметром мотора является вращающий момент.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанные значения измеренного вращающего момента соответствуют средней величине вращающего момента, измеренного на соответствующих стадиях измерения.
7. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что характеристическим рабочим параметром мотора является энергопотребление, предпочтительно средняя величина энергопотребления.
8. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что предпочтительная скорость вращения соответствует скорости вращения, позволяющая достигнуть лучшего удаления грязи из белья, чем фиксированная скорость, установленная во время производства.
9. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что последовательность стадий измерения выполняется после замачивания белья.
10. Способ по п.5, отличающийся тем, что последовательность стадий измерения выполняется после замачивания белья.
11. Способ по п.7, отличающийся тем, что последовательность стадий измерения выполняется после замачивания белья.
12. Способ по п.8, отличающийся тем, что последовательность стадий измерения выполняется после замачивания белья.
13. Способ управления машиной для обработки белья, в которой стиральный барабан вращается мотором с по меньшей мере одной скоростью вращения, которая определена для каждой новой загрузки белья, помещенного в указанный барабан, отличающийся тем, что указанная скорость вращения определяется способом по любому из пп.1-12.
14. Машина для обработки белья, содержащая средства, предназначенные для осуществления способа в соответствии с любым из пп.1-13.
15. Машина по п.14, содержащая барабан для помещения в него белья, мотор для вращения указанного барабана и блок управления для управления указанным мотором, характеризующаяся тем, что включает в себя средства для измерения характеристического рабочего параметра указанного мотора и для предоставления измеренного значения блоку управления, при этом блок управления включает в себя по меньшей мере один блок памяти, содержащей кодовые блоки и предназначенной для осуществления способа по пп.1-13.
16. Машина по п.15, характеризующаяся тем, что указанный мотор является трехфазным мотором, а указанные средства для измерения характеристического параметра мотора содержат инвертор.
17. Машина по п.15, характеризующаяся тем, что характеристическим параметром мотора является вращающий момент.
18. Машина по п.15, характеризующаяся тем, что характеристическим параметром мотора является энергопотребление.
