噴淋式洗碗機旋轉噴臂專利技術分析

姜海霞

國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心 光電技術發明審查部，江蘇蘇州，215163

0 引言

洗碗機是自動清洗碗、筷、盤、碟、刀、叉等餐具的設備，近年來隨著中國經濟的明顯增長和消費者健康防護意識的不斷增強，家用洗碗機由于其解放雙手的優點和健康消毒功能，越來越受到年輕人的喜歡。家用洗碗機按照洗滌方式分為噴淋式、渦流式、蒸汽式、超聲波式等等[1]，目前，研究最早的噴淋式洗碗機依然是市場上的主流洗碗機機型，其包括了多種專利技術，如噴臂、碗籃架、水循環結構、烘干結構、排水結構等等。本文對噴淋式洗碗機的旋轉噴臂專利技術進行分析。

1 洗碗機旋轉噴臂重要技術分析

噴淋式洗碗機是洗碗機中增量較為迅速的一種，起步早、發展成熟、部件結構相對明確。早期常見的旋轉噴臂表面具有多個噴射孔，噴射孔表面具有大于噴射孔的凸起，這樣的結構使得水流向外噴射時壓力提高，有利于提高清洗效果，如JPS6336770B2、US9032980B2。這樣的噴臂可以設置在內膽底層、中層、頂層，可根據洗碗機尺寸靈活設置。

本領域申請人主要圍繞著以下幾個方面對旋轉噴射臂進行研究：

（1）解決噴射不均和存在噴射死角的問題，噴臂的形狀除了常規的一字型外，還有很多其他的形狀和結構，如US9635994B2公開了噴灑臂包括彼此連接并圍繞中心點排列的多個分支，所述多個分支中的每一個都限定穿過其中的通道以及與所述通道流體連通的孔，這樣的噴灑臂組件設計向洗碗機設備的外周區域，尤其是其角落提供足夠的洗滌液流。

（2）提高清洗效率、減少用水量，如US9737190B2公開了洗碗機設備包括第一噴霧組件和第二噴霧組件的兩層噴臂，通過變速泵和壓力制動閥，使得第二噴霧組件處于關閉和開啟的兩種工作模式，避免第二噴霧組件的不必要操作，提高清洗效率。

（3）節省空間，如CN208973736U公開了噴臂與噴臂座之間通過滾珠組件相連，由此可以減小噴臂與噴臂座之間的摩擦力，從而有利于減小水動力損失，此外，還可以減小噴臂組件的高度尺寸，從而為待清洗件的擺放留出了更多的空間，提升了洗滌電器的容量。

（4）保證噴臂穩定性，通過對旋轉噴臂與底座安裝結構進行改進，可以提高旋轉穩定性，如KR100194151B1公開了一種旋轉連接器，其通過螺紋結構和鎖定結構保證噴臂可以平穩地旋轉[2-3]。

2 洗碗機旋轉噴臂專利技術全球申請量和申請區域分析

圖1給出了從2001年到2021年的家用洗碗機旋轉噴淋臂技術領域的全球申請量年代趨勢，可以看出，2014年前基本處于穩中上升趨勢，2014專利申請量成井噴式發展并且申請量在2018年達到峰值，2019年以后申請量有所回落。

美國、日本、韓國、德國、意大利、瑞典等經濟發達國家，洗碗機技術發展較早。早在1941年，國外就有申請人對洗碗機可移動的噴射裝置技術進行了專利申請（公開號DE919199C）。經歷了這些年的發展，國外在洗碗機專利技術已達到了比較完善的程度。

隨著改革開放的發展，我國相關企業開始關注對洗碗機技術，我國最早的關于洗碗機噴臂技術的專利申請在1988年的一件個人申請（公開號CN2057845U）。從圖2可以看出，中國在本領域申請量已經占據了總量的近半，然而，雖然中國申請量較大，但從申請類型來看，實用新型數量明顯高于發明專利申請數量，這體現了中國申請在本領域的基礎專利和核心專利較少，申請的創造性高度也有待提高。中國在本領域84%以上為工礦企業申請，13%以上為個人申請，這也與洗碗機結構復雜，需要投入較大的研發成本相適配。寧波、佛山、青島、蘇州是中國申請旋轉噴臂專利技術的主要地區，這也和地方經濟以及地方產業發展情況相適配。

3 洗碗機旋轉噴臂專利技術國內外重要申請人分析

在洗碗機領域，全球主要的專利申請人包括美的、海爾、方太、三星、LG、松下、惠而浦、伊萊克斯、博世和西門子等。筆者選取幾個代表性申請人，對其專利技術進行分析。

3.1 三星

三星是較早進入洗碗機行業的韓國企業，其市場分布較廣，主要涉及韓國、中國、美國、德國等。三星在本領域的專利包括自主研發和轉讓專利，其主要圍繞減少噴射死角（JP3009641B2、KR101860717B1、US9918608B2、CN104173010B）、均勻洗滌水噴射路線（KR101138883B1、US9462927B2）、調節旋轉速度（KR101764293B1）和減少噪音（KR101998571B1）等方面進行技術創新。

其中，早期專利JP3009641B2為了解決常規旋轉臂形成圓形噴射區域不能完全洗滌洗碗機矩形空間的問題，公開了噴臂包括具有固定長度并旋轉的主噴嘴構件，并且輔助噴嘴構件可以連接到主噴嘴構件的一端或兩端。輔助噴嘴構件可以被設計為根據主噴嘴構件的旋轉位置當其接觸壁時可伸縮地收縮，結果，輔助噴嘴構件展開或伸展，從而將水噴射到角部，即形成矩形噴射區域。

3.2 LG

LG同樣是較早進入洗碗機行業的韓國企業，主要市場為韓國、美國、中國、德國、澳大利亞和歐洲其他一些國家。LG在本領域專利申請量上相對比較大，其從多方面對旋轉噴臂技術進行了技術創新：優化結構增加空間（KR100378710B1、KR101890623B1），防止堵塞（AU768976B2），減少噪音（KR100457594B1、US9962058B2），減少噴射死角（KR100698270B1、KR101241873B1、KR101268821B1、KR101269740B1、KR101964646B1、KR101669972B1），均勻洗滌水噴射路線（KR101713334B1、KR101300919B1），減少能耗（EP2522268B1、KR102068151B1）。

其中，KR101669972B1公開了一種由主臂和輔助臂組成的X形旋轉噴臂，設置各種不同噴嘴結構，噴射臂通過從形成在所述主臂或每個所述輔助臂中的噴射孔噴射洗滌水時產生的排斥力而旋轉。這種形狀的噴臂運用于LG目前的主流洗碗機產品中，其在此基礎上在各國申請了多件相關技術改進專利。

3.3 惠而浦

惠而浦是一家美國的家用電器制造商，其主要市場為美國本土，同時也涉及中國、德國以及歐洲其他一些國家，其在本領域主要在以下幾方面申請布局了專利：區域增強洗滌（EP1488730B1），減少噴射死角（KR101764293B1），均勻洗滌水噴射路線（US8578954B2、US8287660B2、US10349805B2、US8834648B2、US9655496B2），改變液體流向、流量（US9492055B2、US10052010B2）。

其中，EP1488730B1具體公開了洗碗機除了包括下部噴灑臂組件、中部噴灑臂組件、頂部噴灑臂組件，還包括垂向且可以向上移動的噴霧歧管；下部噴灑臂組件為十字形噴臂；噴霧歧管被配置為具有兩個對稱的對置的半部，噴霧歧管的每個半部可以包括兩個基本圓形的噴嘴，該噴嘴具有以基本圓形的圖案布置的多個孔，可以對重度污染的餐具進行增強清洗。這個包括側面噴嘴的噴臂，是惠而浦的核心基礎專利，其圍繞著這一點進行了多件專利技術改進申請。

3.4 松下

松下電器是進入洗碗機市場的日本企業之一，其著重于在洗碗機內設置多個不同方向、位置的噴臂來提高洗滌水噴射范圍，如：JP2782943B2公開了在洗碗機底部設置兩個旋轉噴臂，第二臂噴嘴在與第一臂噴嘴的旋轉相關聯的同時通過齒輪傳動機構互鎖地運動，并且繞其自身的軸線沿相反方向旋轉；JP3147404B2公開了第一噴臂的一側上端設置一個較短的旋轉噴臂，進而提高清洗效率；JP3832175B2公開了可在洗碗機內膽中設置多個角度的旋轉噴臂，增加洗滌水噴射范圍。

3.5 伊萊克斯

伊萊克斯是世界最大的電器生產商，也是全球最早進行洗碗機技術研發的瑞典企業，其主要市場是美國、歐洲以及韓國、中國。伊萊克斯從1940年就開始對洗碗機噴臂技術進行了專利申請，后續對噴臂技術進行了改進性創新，其在本領域的專利包括自主研發和轉讓專利，其主要圍繞著減少噴射死角（SE304585B、DE202004013786U1、AU2014388132B2）和均勻噴射路線（IT248022Y1、EP1634526B1）兩方面對旋轉噴臂技術進行改進。

其中，EP1634526B1公開了旋轉臂位于軸線的一側，且旋轉臂位于可繞中心軸旋轉的支撐臂上。此專利為伊萊克斯的重要專利，伊萊克斯圍繞此技術申請了多件專利。

上述國外申請人由于較早進入洗碗機領域，其技術經過幾十年的發展已經較為成熟。我國在21世紀80年代才開始進行洗碗機專利技術申請，隨著我國知識產權制度的不斷推進，以美的、海爾、方太、老板等為代表的國內企業認識到知識產權的重要性，組建自己的知識產權部門，分析洗碗機產業環境，進行市場定位，通過收購專利等手段結合產品自主研發，為其提高市場競爭力奠定了基礎。下面主要分析美的和海爾的旋轉噴臂專利技術。

3.6 美的

美的作為我國在洗碗機領域的重要申請人，十分注重專利布局，從其申請國和地區來看，主要涉及中國、美國、歐洲及韓國。由于噴淋臂式家用洗碗機的技術已經很成熟，美的針對噴臂的多個方面技術細節進行改進型創新并進行相關專利申請與布局：減少噴射死角（CN104706293B、CN104757922B、CN204839400U、CN105615808B、US10531781B2），減少能耗（CN203987929U、CN104545744B、CN109700406B），保證噴臂平穩（CN104523208B），優化結構增加空間（CN208973736U、CN215227356U），均勻洗滌水噴射路線（EP3384821B1、CN106308716B）。

其中，US10531781B2公開了離散地設置多個可繞其縱向軸線旋轉的管狀噴霧元件。此專利為美的的重要涉外專利，其圍繞此相關技術申請多件涉外專利。

雖然美的在本領域申請量較大（截至2022年4月申請量達到了314件），但是，從其專利類型、專利使用和專利運營結果來看，其實用新型專利占據了將近申請總量的一半，且主要是將專利運用到自己的產品上，專利轉讓、許可也都是在美的集團內部的分公司/子公司之間，相對來說，美的的自主專利技術主要是改進型專利，較少涉及洗碗機領域的基礎技術[4-5]。

3.7 海爾

重要市場主體通常會在目標市場進行專利布局以提高自身在目標市場的占有率和競爭力。近些年，海爾進軍洗碗機市場，其不僅注重國內市場，還注重全球其他市場（主要為美國和德國），2016年海爾在美國成立公司，并收購了通用電氣旗下的電器部門，也繼受取得了其相關專利權，海爾通過收購轉讓等方式主動進行海外專利布局，并可應對可能的國際專利糾紛。海爾在本領域的重要專利如下：減少噴射死角（US9635994B2、US9801523B2、CN106606341B），便于拆卸（CN106137075B），增加噴臂穩定性（CN208598334U）。

4 結語

通過上述分析可以看出，家用噴淋式洗碗機的旋轉噴臂技術，早期只是簡單的可旋轉含噴嘴的噴臂結構，隨著大家對清洗效率的要求提高，通過改進噴臂安裝結構、改型噴臂形狀、增加各種副臂等手段以提高洗滌水均勻性、避免清洗盲區、增加噴臂穩定性、減少能耗，成為了重點研究方向。同時，我國的家用洗碗機行業目前正處于市場成長期，且順應年輕消費群體的消費觀念，市場前景可觀。由于國外在洗碗機領域起步早發展完善，中國在洗碗機領域起步比較晚，中國企業可以做的技術突破空間較小，盡管如此，中國相關企業還是十分重視知識產權保護和風險應對，通過進行專利收購、對國外申請人沒有關注到的技術細節改進創新等多種方式提高自己的競爭力，提升在中國乃至國外市場的占有率。