洗衣机、空调、吸尘器——夏普白色家电中的动物仿生学

2012-03-22 19:26:15来源: 互联网

    夏普推出了一款海豚仿生学特性的立式洗衣机

  这款洗衣机将在学会等发布的海豚高速游泳原理应用在了洗涤槽底面设置的波轮中。成功地纵向产生水流,即使使用少量的水也能实现手洗效果。由此可以将顽固污垢彻底清除。

  那么,夏普是怎么将海豚的生物学特性与洗衣机的波轮联系在一起的呢?

  海豚具有许多不可思议的生物学特性。其中就有动物学家詹姆斯?格雷(James Gray)发现的海豚高速游动时的悖论(违反定论的现象),在生物学上被称之为“格雷悖论”(Gray's Paradox)。

  海豚高速游动时的时速最快可达到50km,而在生物学上海豚的肌肉只能提供实现这一速度所需推动力的七分之一。这是到目前都未能解释清楚的“海豚之谜”中的一个。作为海豚可实现超出自身肌肉量的高速游动的“假说”,研究人员发表了若干项研究成果。

  其中之一是海豚在高速游动时,其腹部会形成多条与水流方向垂直的褶皱。

  一般来说,如果在与水流垂直的方向上形成褶皱就会产生阻力,不过根据褶皱产生的角度和褶皱的深度,在高速游泳时有时则会起到促进作用。

  应该还有读者记得曾在游泳比赛中风靡一时的那种全身泳衣吧。据说全身泳衣也运用了海豚的生物学特性。

  夏普将新开发的波轮起名为“海豚波轮”,在其表面上制作了被称为“Dolphin Scan pulsator”的模拟海豚表皮褶皱的突起,并且沿十字方向设置以消除水的摩擦阻力。另外,波轮上四叶草的形状的部分也制作了突起。通过这样的设计,无需改变马达就能产生较强的水流。

  另外,海豚的尾鳍形状如同弯月。夏普将这一形状应用到了波轮背面的叶片部分上。

  波轮背面的四个方向上配置了类似于海豚尾鳍的弯月形叶片。可以利用这些叶片将进入波轮背面的水给刮出来。

  通过采用海豚尾鳍的形状的叶片,实现了名为“Dolphin Kick水流”的强劲水流,与阻力较小的Dolphin Scan pulsator结合使用后,除水平方向的水流外,还产生了将上下运动与旋转运动相结合的复杂且强劲水流。

  据夏普介绍,通过上述措施可使清洗能力上升15%、清洗不均性下降30%。另外,清洗时间和耗电量均减少了18%。而且,即使洗涤时使用的水量削减15%、洗涤剂用量削减50%,也能实现相同的清洗能力。实验中发现,海豚波轮还具有在洗涤时减少衣料损伤的效果。

  如果无需增大马达即可增强水流的话,还能有利于实现节能。对波轮设计上的改进,以较少的成本就可以实现,因此对制造商而言有很大的好处。当然,这种好处最终会回馈给消费者。

 
运用了海豚生物学特性的Dolphin Pal。有沿十字方向和四叶草形状的突起。 原来的波轮。突起是沿着水流方向

背面。按照向四个方向延伸的模仿海豚尾鳍的叶片,由此可实现Dolphin Kick水流。这是原波轮的背面。无法一边形成水流,一边将进入底面的水刮出来 。

    其实,夏普不只在立式洗衣机这一款白色家电中运用了“仿生技术”。

    夏普在空调室外机的鼓风机中运用了可连续飞行数万公里的信天翁的翅膀形状,以及在强湍流中也能稳定飞翔的山鹰的翅膀形状,从而有效降低了空气阻力,以此实现了大幅的节能和低噪声。烤箱Healsio的冷却扇也运用了该技术。

  为了形成与风压顺向的气流,夏普将蜻蜓翅膀截面的锯齿形状应用到了空调室内机的横流风扇(Crossflow Fan)以及空气净化器的多叶风扇上。以此兼顾了低耗电量和低噪声。

  此外,旋风吸尘器中的将吸入旋风盒内的垃圾积攒并压缩、然后统一倒掉的构造,模仿了小猫和老虎等动物梳理皮毛时舌头的构造。通过设置大量棘状突起,提高了垃圾与空气分离的性能,增强了纤维类垃圾的压缩能力。

  这些仿生技术的开发,是以夏普健康环境系统业务本部核心技术开发中心第二开发室主任研究员大塚雅生为核心,由夏普的研究人员共同推进的。

  大塚的做法是经常参加生物学学会,从其中得到启发,然后自己反复进行实验,以最佳方式运用动物的生物学特性。

  夏普在白色家电中运用了海豚、信天翁、山鹰、蜻蜓和小猫这些生物的生物学特性。而且,今后还将继续致力于仿生技术的开发。大塚表示,“希望将来能将仿生等自然原理应用到所有的夏普产品中”。

  下一次,夏普会在白色家电中应用哪种动物的生物学特性呢?。

模仿信天翁和山鹰翅膀的室外机风扇叶片。 左侧是旋风吸尘器中设有突起的垃圾压缩用部件,运用了小猫等的舌头构造。右侧是原产品的部件。

关键字:洗衣机  空调  吸尘器  夏普

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/szds/2012/0322/article_3816.html
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