เครื่องซักผ้า

เครื่อง ซักผ้า (Washing Machine) คือเครื่องจักรที่ใช้สำหรับทำความสะอาดหรือขจัด แยกสิ่งสกปรกออกจากเนื้อผ้า โดยใช้องค์ประกอบร่วมในการทำงาน เช่น น้ำ ความร้อน เคมีเครื่อง ซักในปัจจุบันมีหลากหลายรูปแบบ ซึ่งถ้าเราแบ่งออกเป็นกลุ่มๆ ได้หลายลักษณะ เช่น แยกตามขนาดของเครื่อง แยกตามลักษณะของเครื่อง แยกตามลักษณะการใช้งาน

ตั้งแต่มนุษย์เราเริ่มใส่เสื้อผ้ากันมา สตรีก็มีหน้าที่จะต้องซักทำความสะอาดเสื้อผ้าโดยการฟาดตีกับก้อนหินตามริมฝั่งแม่น้ำซึ่งนับเป็นงานหนักสำหรับตี และยังไม่เป็นผลดีต่อเสื้อผ้าด้วย ดังนั้น เมื่อล่วงมาถึงราวคริสต์ศรรษที่ 18 จึงได้ มีการประดิษฐ์เครื่องช่วยซักผ้าขึ้นในประเทศอังกฤษ เครื่องดังกล่าวนี้ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นอย่างง่าย ๆ พื้น ๆ และยังคงต้องใช้มนุษย์ในการทำให้เครื่องทำงานซึ่งเป็นเพียงช่วยบรรเทางานของการซักผ้าไว้เท่านั้น มิได้ปฏิบัติการซักผ้าเองทั้งหมด

ในช่วงเวลาต่อมาได้มีการพัฒนาการประดิษฐ์เครื่องซักผ้าให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น จนเครื่องซักผ้าได้วิวัฒนาการมาเป็นเครื่องจักรที่มีความซับซ้อนถึงขั้นที่เริ่มทำงานจากการปล่อยน้ำเข้าสู่เครื่อง จนกระทั่งถ่ายน้ำออก ซึ่งจะรวมถึงการซัก ปั่นผ้าให้แห้งหมาด ๆ ควบคุมอุณหภูมิของน้ำ ใส่ผงซักฟอง ฯลฯ  และทั้งหมดนี้จะกระทำโดยอัตโนมัติ

เครื่องซักผ้าแบบเปิดฝาด้านหน้า

แต่ในบทเรียนนี้เราจะอธิบายเครื่องซักผ้าแบบเปิดด้านบน

เครื่องซักผ้าแบบเปิดฝาด้านบน

ขณะเครื่องซักผ้าทำงาน

เมื่อหมุนหน้าปัดของตัวตั้งเวลาการทำงาน (บางแบบอาจใช้กดปุ่ม)  กระบวนการก็เริ่มต้นขึ้นด้วยการปล่อยน้ำร้อนหรือน้ำเย็น  อย่างใดอย่างหนึ่ง  หรือปล่อยเข้ามาพร้อมกันเพื่อผสมให้ได้น้ำอุ่นตามที่ตั้งไว้  ทั้งนี้จะควบคุมได้โดยลิ้นผสมน้ำ  น้ำที่ถูกปล่อยเข้ามาจะบรรจุลงในถังน้ำภายในเครื่องซักผ้าซึ่งสามารถควบคุมระดับน้ำภายในถังน้ำได้โดยผ่านตัวตรวจจับความดัน  และเมื่อระดับน้ำภายในถังน้ำสูงถึงระดับที่ตั้งไว้ตัวตรวจจับความดันก็จะส่งสัญญาณไปยังสวิตช์ความดัน  เพื่อทำการปิดวาล์วมิให้น้ำเข้ามาได้  นอกจากนั้นตัวตั้งเวลาการทำงานยังควบคุมจังหวะและวัฏจักรการทำงานของมอเตอร์ที่หมุนใบตีผ้าและหมุนตะกร้ารับผ้าเพื่อเหวี่ยงน้ำออกจากผ้าด้วย

ปั๊มซึ่งถูกขับด้วยมอเตอร์จะทำหน้าที่หมุนเวียนน้ำในถังในขณะที่เครื่องทำการซักผ้า  โดยน้ำหมุนเวียนนี้จะถูกนำมาผ่านตัวกรองเพื่อกรองเศษขุยผ้าและสิ่งสกปรกออกจากน้ำ  แล้วจึงส่งน้ำสะอาดกลับเข้าไปในถังน้ำเพื่อใช้ซักต่อไปส่วนจังหวะที่ตะกร้ารับผ้าหมุนเหวี่ยงนั้น  ปั๊มจะดูดน้ำออกจากเครื่องทิ้งสู่ภายนอก  (ซึ่งในกระบวนการนี้จะเป็นการทำความสะอาดตัวกรองไปด้วยพร้อมกัน)  สวิตช์คุมสภาพสมดุลขชองเครื่องจะหยุดเครื่องทันที  เมื่อตรวจสอบพบว่าถังน้ำมีการแกว่งตัวมากเกินกำหนด   อันเนื่องจากการกระจายตัวไม่สม่ำเสมอของผ้าภายในตระกร้ารับผ้าในนจังหวะที่กำลังปั่นอยู่

ลิ้นผสมน้ำทำงานอย่างไร

ลิ้นผสมน้ำจะเป็นตัวควบคุมการเติมน้ำ (ร้อนหรือเย็นหรืออุ่น)  เข้าสู่เครื่องซักผ้าได้ตามความต้องการของผู้ใช้

รูปที่ 2  ลิ้นควบคุมน้ำเย็นอยู่ในสภาวะปิด  ในสภาวะนี้ลูกสูบเล็ก ( ซึ่งถูกควบคุมการทำงานด้วยขดลวดเหนี่ยวนำโซลินอยด์)  จะเลื่อนลงมาปิดช่องเล็ก ๆ ในแผ่นไดอะแฟรม  ซึ่งจะมีผลทำให้ความดันของน้ำบนทั้งสองหน้าของแผ่นไดอะแฟรมมากกว่าพื้นที่รับความดันทางด้านล่างจึงทำให้แรงกดลงบนไดอะแฟรมขึ้น  ผลก็คือไดอะแฟรม (ซึ่งทำหน้าที่เป็นลิ้นปิดเปิด) จะปิดกั้นมิให้น้ำไหลเข้าสู่เครื่องได้

ส่วนลิ้นควบคุมน้ำร้อนซึ่งอยู่ในสภาวะเปิด  จะทำให้ลูกสูบเล็กถูกขดลวดเหนี่ยวนำโซลินอยด์ดูดให้ยกตัวขึ้นมาเปิดช่องเล็ก ๆ ในแผ่นไดอะแฟรมให้เป็นอิสระ  น้ำที่กักตัวเองอยู่ในที่ว่างเหนือแผ่นไดอะแฟรมจะไหลออกมา  ทำให้แรงกดเหนือแผ่นไดอะแฟรมลดลงดังนั้น  น้ำจากท่อน้ำจึงสามารถดันไดอะแฟรมขึ้นและเปิดช่องทางให้น้ำจากท่อน้ำไหลเข้าสู่ถังน้ำได้

ใบตีผ้าหมุนไปมาได้อย่างไร

เมื่อมอเตอร์ของเครื่องซักผ้าทำงาน มันจะขับสายพานวิ่งไป  โดยสายพานนี้จะไปขับลูกรอกสองตัว  ตัวหนึ่งอยู่บนแกนเพลาของตระกร้ารับผ้า  อีกตัวหนึ่งเรียกว่า  “ ลูกรอกหลัก “ อยู่บนปลายด้านหนึ่งของแกนเพลาซึ่งมีเฟืองตัวเล็กนี้จะขับเฟืองตามให้หมุน  และบนเฟืองตามหมุนไปจะทำให้ก้านต่อเคลื่อนที่กลับไปมามีผลให้เฟืองรูปลิ่มซึ่งติดอยู่บนปลายอีกด้านหนึ่งของก้านต่อหมุนpตัวกลับไปกลับมาตามไปด้วย  ส่วนเฟืองรูปลิ่มวิ่งขบอยู่กับเฟืองของใบตีผ้า จะมีผลทำให้เฟืองของใบตีผ้าตัวนี้กลับไปกลับมาด้วยเช่นกัน

แต่อย่างไรก็ตามการที่จะควบคุมให้เครื่องซักผ้าทำการปั่นเหวี่ยงน้ำออกหรือให้ใบตีผ้าทำการปัดผ้านั้นขึ้นอยู่กับว่าได้มีการบังคับให้เฟืองของใบตีเข้ามายึดจับแกนเพลาของใบตีผ้าหรือไม่ ในรูปที่ 3  เป็นสภาวะที่มีการบังคับให้เฟืองของใบตีผ้าเลื่อนลงมาจับยึดอยู่บนสลักซึ่งยื่นออกมาจากแกนเพลาของใบตีผ้า ซึ่งมีผลให้แกนเพลาของใบตีผ้ามีการเคลื่อนไหวตามการหมุนกลับไปกลับมาของเฟืองของใบตีผ้า

ตระกร้ารับผ้าเหวี่ยงน้ำออกได้อย่างไร

ในการเปลี่ยนสภาวะจากการปั่นตีผ้าเป็นการหมุนเหวี่ยงน้ำออกจากตระกร้ารับผ้านั้น  จะเริ่มต้นกระบวนการโดยตัวตั้งเวลาการทำงานส่งสัญญาณไปหยุดการทำงานของขดลวดเหนี่ยวนำโซลินอยด์  ซึ่งจะมีผลทำให้กระเดื่องดันของใบตีผ้าเลื่อนขึ้นและไปทางซ้ายพร้อม ๆ กัน การเคลื่อนที่นี้จะมีผลให้เฟืองของใบตีผ้าถูกยกขึ้นมาพ้นจากการจับยึดกับสลักบนแกนเพลาของใบตีผ้า  พร้อมกันนั้นด้วยสัญญาณจากตัวตั้งเวลาทำงานเดียวกันนี้จะทำให้เครื่องปั๊มซึ่งทำหน้าที่ถ่ายน้ำออกจากเครื่องซักผ้าเริ่มทำงาน  และในเวลาเดียวกัน  ขดลวดเหนี่ยวนำโซลินอยด์อีกตัวหนึ่งจะเริ่มทำงานเพื่อดึงใหกระเดื่องดันตระกร้ารับผ้าเคลื่อนที่ไปทางซ้าย  ซึ่งจะมีผลให้สปริงก้านกดหดตัวดึงเอาก้านกดลงมาการเคลื่อนที่ลงมาก้านกดนี้จะพาเอาแผ่นคลัตช์ของตะกร้ารับผ้าลงมาจับกับลูกรอกของตะกร้ารับผ้าซึ่งกำลังหมุนอยู่จึงทำให้สามารถถ่ายทอดการหมุนจากลูกรอกของตะกร้ารับผ้าสู่ตะกร้ารับผ้าได้โดย (รูปที่ 4)  และเมื่อเสร็จสิ้นกระบวนการหมุนเหวี่ยนน้ำออกจากตะกร้ารับผ้าแล้ว  ตัวตั้งเวลาการทำงานจะควบคุมให้กระเดื่องดันตะกร้ารับผ้าเคลื่อนที่กลับไปทางเดิม  มีผลทำให้ก้านกดยกตัวขึ้นปลดแผ่นคลัตช์ออกจากสภาพจับตัวอยู่กับลูกรอกของตะกร้ารับผ้า และขณะเดียวกัน ก็ดันให้กลไกของชุดเบรกซึ่งอยู่เหนือตัวก้านรับผ้า  เพื่อกลับเข้าสู่สภาพปกติ  และพร้อมที่จะรับสัญญาณควบคุมจากตัวตั้งเวลาการทำงานเพื่อให้ใบตีผ้าเริ่มทำงานอีก  หลังจากที่มีการเติมน้ำเข้าสู่เครื่องใหม่ครั้งต่อไป