模块洗衣龙技术在中国的应用

1，洗衣龙的技术发展

1.1 洗衣龙的发展历史

隧道式连续批量洗衣机组（Tunnel Continuous Batch Washer，简称CBW）诞生于德国，由于其看似像中国人心目中的龙（机组有头有尾，也有较长的身段），在本世纪初引进中国时被一些行业人士俗称为“洗衣龙”。追溯洗衣龙的发展已经有五、六十年的历史了，早在1957年欧洲人就在尝试把多台洗衣机串接安放在一个旋转平台上，并把管路进行集中布置来实现更高效的连续洗涤作业（见图1所示）。1965年德国人又利用人力水车的阿基米德螺旋传送原理发明了连续隧道洗涤和传送方式，脱水过程则是通过平行的两个辊轴之间的缝隙挤压来实现的。具有商业应用意义的洗衣龙出现在70年代，开始采用外部圆周驱动，水和皂液通过中间的一根主管来传送。之后的20年通过不断地发展演变至90年代基本稳定成型为现代通行的“连体多舱+压榨机”的主流结构。早期的洗衣龙品牌大都集中在德国，典型品牌如Passat（后被凯尼基莎收购），Senking（后被简森收购），Lavatec，Transtfron等，之后美国和日本也涌现出了不少品牌（如Milnor，Braun，Tonsen，Asahi等），在全世界快速普及应用。近年来，国内外企业通过不断的优胜劣汰和兼并重组，单一洗衣龙品牌的归属也随之发生着演变，包含洗衣龙在内的洗衣设备系统集成能力开始逐步得到强化并趋于相对垄断，强者越强。

随着经济的高速发展，国内洗涤行业的资源成本压力越来越大，加之国家的节能、环保限制措施的陆续出台，国内洗涤行业也面临着一波新的转型与整合。自从2010年国产洗衣龙面世以来，洗衣龙的生产和使用大有“遍地开花”的势头，至2022年国内累计市场保有量已超过了1500台套（含部分进口洗衣龙），并将逐步发展成为全球洗衣龙的主要制造基地之一。

图1，洗衣龙的发展历史图示

1.2 洗衣龙的技术特点

洗衣龙相比单机洗涤方式的首要特点是单位时间产出能力高，作业效率的提高可以实现节省人工70-80%的主要效果。其次是采用内部循环用水和压榨脱水的方式，水耗量也较大降低，可节省用水60-70％左右。早期的如70年代的Voss洗衣龙，水耗量为15L/kg左右（注：单机一般为22-25L/kg），而现代的普通洗衣龙已经可以轻松实现7-8 L/kg的水耗量，更先进的设备甚至可达到4 L/kg以内的耗水指标。随着水消耗和含水率的降低，自然会导致相应的蒸汽、化剂消耗以及相应排放的降低，实现30-50％左右的成本节省。以一个国内日产15吨的洗衣工厂为例，洗衣龙相比单机每年可节约成本125万以上，平均降耗50%，综合效益明显。

当代洗衣龙除了具有“按节拍批量连续传送”和“循环用水”等共性以外，其细分种类也多种多样，具有各不相同的特性。比如，按照洗涤转动方式分为180度-280度间断左右旋转的摇摆型洗衣龙和360度连续旋转的圆周型洗衣龙；按照物料传送方式分为底部传送型（或称下传送型，物料从靠近壁边的孔传送）和顶部传送型（或称上传送型，物料从中间孔传送）；按照驱动方式分为整体式（各舱连成一体，整体驱动）和模块式（各舱或各组单独，分别驱动）；按照水流形式分为逆流分段进排水型和不逆流单独进排水型；等等。目前经过不断的演化和发展，又出现了一些诸如德国凯尼基莎的脱干漂洗型洗衣龙，简森的医疗器械研发洗衣龙，美国美罗的脉冲式洗衣龙，西班牙卡博纳尔的模块式洗衣龙等新的结构形式，各具特点。

2，模块洗衣龙的技术特点

2.1 洗衣龙的应用瓶颈分析

洗衣龙具有洗涤速度快，节省人工和能耗的主要特点，但也存在着洗净度相对弱，使用机动能力不强等缺点。国外之所以能得到大量普及，也与其市场环境中布草租赁业务已经成熟，洗涤批量较大和布草单一等因素密切相关。虽然布草洗涤租赁服务模式是行业发展的大势所趋，但涉及到较大的资金保障和使用习惯的改变，在国内发展起来还有一个过程。

大型洗衣厂可以配置多套洗涤龙分别处理不同的布草，但数量众多的中小型洗衣厂每家都会有客户数多，布草品种多，脏污度也参差不齐的困扰，采用洗衣龙作业就面临着频繁的调整洗涤工艺程序的问题，尤其是医疗布草的洗涤，还需要经常进行隔舱与换水作业，甚至会遇到难以洗干净的麻烦，这将会使其节能提效大打折扣。此外，准备使用洗衣龙的大部分都是日产10-15吨的客户，也就是说暂时都只能有一套洗衣龙系统，万一出现设备故障将会严重影响生产交货。这也是为什么一些中小型洗衣龙工厂在配置洗衣龙的同时也配置了不少的备份单机，造成不必要重复投资浪费的原因所在。

针对以上问题，西班牙卡博纳尔的模块式洗涤系统（Module Washer System，以下简称模块龙）具有独特的设计结构，能够较好地解决国内客户这些特定的瓶颈问题，实现了“自动化”与“机动型”的完美结合，为我们提供了一个新的思路和方案。

2.2  模块式洗衣龙的技术特点

所谓“模块式”就是在保留洗衣龙批量连续传送特点的基础上，将普通整体洗衣龙按照隔舱进行拆分出来，每舱单独驱动，单独进排水，单独传送，单独洗涤工艺，就像一串连起来的洗脱机，由客户象使用单机一样自由发挥，从而实现整体运作效率的更大化，其主要特点如下。

2.2.1 圆周洗涤，洗净度更高，洗涤速度更快

（1）洗净度高。模块龙采用360度圆周连续旋转洗涤，织物经由高处“自由跌落冲刷”和上升后的“反向回落压缩”双作用过程。为了进一步增强洗涤机械力和留出顺畅的传送空间，模块龙还特别采用了2010mm的更大内胆直径和高达40:1的更大容积载荷比，转速8-13转/分钟变频可调，洗涤力可达0.3G（注： 普通洗衣龙洗涤力0.2G左右）。国外专业洗涤教材中公认这种结构的洗衣龙比常规摇摆式洗衣龙具有更大的机械力和更好的洗净效果（见图2所示）。此外，由于减少了晃动洗涤布草之间的互相摩擦作用，圆周洗涤方式对布草的损伤也可以降低到较低程度，减少了织物的摩擦起球和变形损坏。

图2，国外教材对两种洗涤方式比较图示

（2）洗涤周期短。影响洗涤效果主要由化剂（CH）、温度（T）、时间（t）和机械力（M）四个主要因素构成，而且它们之间具有“此消彼长”变化关系。对洗衣龙本身来说，制造厂商能够主动掌握的只有设计更强的洗涤机械力这一个特定环节，而其它环节主要由客户条件和使用方法来达成。在化剂Ch和温度T恒定的情况下，如果洗涤设备具有更大的机械力M，就可以减少洗涤过程时间t，实现更快速的作业（见图3所示）。由于模块龙的特殊洗涤原理使其具备了更大的洗涤机械力，其洗涤周期（注：布草从进料到出料的时间）就可以较大缩短，约为20-25分钟左右，而普通龙则需要30-35分钟。这也是模块龙在采用更少舱数的情况下也可以实现更大布草处理能力的主要原因，例如，7舱65-75公斤级别的模块龙即可实现普通龙13舱的处理能力（1440kg/h）。

图3，机械力和时间要素变化示意图

2.2.2 模块式结构，洗涤更机动，维护更方便

（1）洗涤机动灵活。为了适应布草种类变换或布草脏污程度的不同，模块龙设计了单独驱动系统和单独进排水系统，每舱就象单机一样可以执行任意功能，洗涤程序设定后控制系统会根据配置情况自动分配洗涤流程的工艺分离面（注：程序内的预洗、主洗、漂洗等切换变化节点），而不必考虑程序节点时间是否是舱数的倍数关系。每舱可以进行多个不同的洗涤工艺，如在一舱中间位置完成主洗后可以直接排放和进水进行漂洗，或在同一舱前一程序执行的是主洗，在下一程序可以执行漂洗，等等，工艺过程控制更加机动。

举例如下（见图4所示）：预先编制好需要洗涤的餐饮布草洗涤程序（周期18分钟，见A图）。如果使用7舱龙，系统将会自动根据程序要求在模块龙上直接应用设定好的洗涤工艺分离面，而不必担心每一舱执行什么样的功能（见B图）。如果下一舱需要洗涤的是酒店布草（见C图），系统会根据酒店布草洗涤程序要求自动调整洗涤程序和工艺分离面，比如原餐饮布草漂洗从第6舱开始，洗涤酒店布草可以在第5舱开始，洗涤周期也由18分钟改为了13分钟。

普通洗衣龙是连体驱动，每舱完成一个特定的洗涤工艺，其各种洗涤工艺环节互相之间的时间比率是相对固定的（比如3个舱预洗，5个舱主洗，4个舱漂洗，1个舱中和）。如果前后舱布草洗涤工艺不同，调整某一环节布草的洗涤时间，就要调整整条龙的洗涤时间。如果是同时洗涤三种以上不同的布草，或者各洗涤工艺环节的时间与设计舱数的分配比率不匹配，调整就会更加困难。所以，整体式洗衣龙更适用于同一品类布草的连续洗涤。

图4，模块龙洗涤程序变换示意图

（2）维护调整方便。再好的设备，长期使用过程中不出现问题是很难做到的事情。由于模块龙传动副相对更多，所以把维护和维修的方便性设计放在了重要位置。为了方便客户掌控安装、移动、维护和维修，模块龙尽量采用通用的标准器件，简化结构和系统，其设计理念是“出现任何问题客户也可以快速自己搞定”，而不强调必须依靠厂家专业的维修支持。比如，如果出现堵舱、泄露、阀件或驱动件等故障时，客户可以在十分钟内打开并在轨道上移动模组，在开敞的空间内进行快速维修和维护（见图5所示）。

图5，模块龙移舱检修图示

2.2.3单独循环，窄体外缸，消耗更少

（1）单独循环供水系统。模块龙没有采用普通洗衣龙的逆流漂洗和分段进排水技术，而是在每舱都配置单独的进排水、加剂和加热接口。每个模块单元相当于一台洗脱机，都具备齐全的接口，包括5个皂液口，1个清洁水入口，1个回用水入口， 1个蒸汽入口，1个排水口，1个溢流口等。当前洗涤工艺还没有完成时，布草与洗涤液一起传送至下一舱，这样可以避免洗涤液与不同布草的混合影响，实现与洗脱机一样的洗净效果。模块龙设计有3个水箱，包括1个325升的清洁水箱，1个325升的压榨回水箱，和1个450升漂洗回水箱，以及相应的过滤装置和多级循环泵，实现准确地定量控制用水，避免管路系统水压波动造成的影响（见图6所示）。

图6，模块龙水循环系统示意图

（2）双腔窄体外缸。普通洗衣龙一般均采用分段双腔设计，即部分舱段是单腔结构（无外缸），部分需要进排水、加热或加剂的舱段是双腔结构。模块龙每舱均为双腔结构，其外缸是小容积的窄体软性连接设计结构（见图7所示），既留出了液体进出通道，方便了洗涤工艺应用，又节省了水的消耗，实际耗水量为4-6L/kg。

图7，模块龙窄体外缸结构

 2.2.4 模块龙与普通龙的比较

由上所述，模块龙与其它类型的洗衣龙相比具有非常明显的差异化特性，以下列表进行了对比分析（见表1所示）。

表1，模块龙与普通龙的特性比较表

3．模块洗衣龙在中国的拓展和应用

上海柔龙与西班牙卡博纳尔合作引进了模块式洗衣龙技术以来，实现了常规压榨型模块龙在国内酒店及医疗洗涤市场的众多客户应用，市场保有量已经增加到数十套（见图8，图9）。在此基础上，上海柔龙结合模块龙的结构特点和国内医疗洗涤市场的特殊需求，二次创新开发了几款新的洗衣龙应用形式（见表2），拓展和丰富了模块龙的应用场景。

  图8，模块压榨龙客户应用（济南朗洁，医洗工厂）

图9，模块压榨龙客户应用（上海绿地酒店洗衣房，地下室）

表2，模块龙在医疗洗涤的应用方案

3.1 离心型模块龙。

常规整体摇摆式洗衣龙具有批量处理能力大，压榨剩余含水率低的特点，但也有对洗涤条件适用性不足的缺点。比如，对医疗布草需要频繁变更洗涤程序和排水方式的适应问题，对服装类布草（如纽扣或拉链），特殊布草（如被褥，化纤桌布，软器械等）不能采用压榨脱水方式的适应问题，对需要上楼层（压榨机地板负载大）或进入地下室（拆分搬运）工作环境的适应问题等，都或多或少地限制了洗衣龙的使用。

针对这些问题，上海柔龙在国内率先开发出了高速离心机，可以实现短时间（4分钟左右），低含水率（50%-55%左右）的高速脱干和连续自动装卸料。模块舱体与高速离心机的完美结合是一个创新应用，既保持了模块龙和离心机的洗涤工艺高度机动性特点，也完全可以克服上述使用条件的限制，几乎可以连续洗涤任何类型的布草（如床品类，服装类，掉色类，重污类，被褥类，软器械类，巾类，毛毯类等），也可以适应各类使用环境（如楼上，地下室，空间狭小场地等），使得洗涤龙的应用场景更加丰富。

图10，模块离心龙结构示意图

图11，模块离心龙典型客户应用（广州施柏丽，四楼）

3.2组合型模块龙。

医疗布草具有品类繁多，洗涤工艺相对复杂多变的特点，往往需要采取压榨龙与离心龙组合配置方案才能真正实现高效生产的目的。对于小型医洗工厂（15吨以内）配置1套5-7舱的离心龙即可处理所有类型的布草。对大型医洗工厂（30吨以上），往往采用1-2套压榨龙加上1套离心龙的配置方案，实现对不同类型布草的分类处理。对于中型医洗工厂（20吨左右），也可以采取“一拖二”的模式，即用1套产能相对较大的8-10舱模块龙（或16-18舱整体龙），后部通过1台翻斗穿梭车分别衔接1台压榨机和1台离心机，减少单机的配置数量，从而实现对不同类型布草的连续处理。

图12，8舱压榨龙与7舱离心龙的组合应用（新疆国药，医洗工厂）

图13，一拖二模式的组合应用（上海翎铠，医洗工厂，16舱+压榨机+离心机）

3.3 软器械型模块龙

自从国家卫健委2018年的“国卫医发11号文件”下发以来，医疗软器械行业在国内开始兴起。虽然近几年的传染性疾病防控间接地影响了医疗系统的正常变革步伐，但学习应用国外先进经验，用软器械替代有感控风险的棉织手术品是行业大势所趋，只是时间早晚而已。

当前国内软器械处理都是用的普通隔离式洗衣机，但这种原始洗涤方式已经无法满足社会化的第三方消毒供应中心高效生产的需要。上海柔龙结合软器械特殊使用要求和模块龙的独有技术特点，开发出了软器械研发洗衣龙并在2019年率先在软器械消毒供应中心获得应用（见图12）。软器械洗衣龙除了保持原有的模块龙优势外，重点在生物污染，感控和信息追溯系统方面有所突破，有效解决了感控，效率，破损，追溯，安装环境等难题，在高水平医疗洗消领域又一次实现了创新应用。

 图14，软器械龙的主要特性图示（新款）

图15，软器械龙在软器械消毒供应中心的应用（石家庄创科）

3.4模块小龙

国内数量众多的使用单机的小型洗涤工厂都要升级换代，更需要使用机动性强，性价比更高的自动洗涤系统。模块小龙可以很好的解决这个问题，4-5个洗涤舱加上高速离心机，日产能可以达到10吨左右，可以极大地降低劳动强度，节省能耗。

贯通式烘干机是洗衣龙配置中的能耗“大户”（存在较大的蒸汽和电力消耗），小型客户配置模块小龙可以不配置贯通式烘干机，而是采用普通烘干机或轴进风快速烘干机即可。虽然多了一个人工给烘干机装卸料的过程，但采购成本和设备能耗却可以大幅度降低，综合使用成本反而更小。如果在用一段时间后需要增加产能，比如从原来购买的5舱增加到7舱，还可增加配置穿梭车和贯通式烘干机，在几天内快速完成升级改造工作，不必重新再购买一套新系统，非常经济、实用（见下图所示）。

  图16，模块小龙的应用客户（江苏东台，酒洗工厂）

  图17，模块小龙的应用客户（江西吉安，医洗工厂）

图18 小型医疗洗涤工厂布置方案

图19 小型酒店洗涤工厂布置方案

4．小结

在自动化洗涤发展的浪潮中，模块龙以其独特的设计结构和应用理念，在一些功能和性能方面是对当前洗涤升级市场需求的一种优化和补充，尤其更适合医疗和中小型升级市场的需求，具有较好的性价比。任何事情唯有专注和坚持才能长远，所谓“条条大路通罗马”，模块龙技术的创新与应用将与其它各种新技术和新产品一起构建和丰富我们自动化洗涤的未来。