CN101232835B - 干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种干燥装置(10)，其具有外壳(12)、形成在外壳(12)内用于容纳目标物的空腔(30)、位于外壳(12)内且能够产生气流的风扇(40)、设置在外壳(12)内用于驱动风扇(40)的马达、和用于从风扇(40)输送气流到至少一个设置为将气流喷射到空腔(30)中的开口(60，62)的管道系统(90)，其中所述管道系统(90)包括至少一个设置有至少一个叶片(100a，100b)的空气管道(50，52)，所述叶片或每一个叶片(100a，100b)沿气流方向延伸，并将所述空气管道(50，52)分为多个气流部分。

Description

干燥装置

技术领域

本发明涉及一种干燥装置，其使用高速高压空气的窄喷射来干燥目标物，目标物包括人体的一部分。特别地但非排它地，本发明涉及一种干手器，其中空气射流穿过干手器的外壳内的槽状开口喷射出。

背景技术

使用空气射流来干燥双手已广为人知。穿过槽状开口喷射至少一股空气射流的干手器的例子在GB2249026A、JP2002034835A和JP2002306370A中已示出。然而，实际上很难获得均匀分布的足够大动量的气流，以在可接受的短时间内有效地干燥使用者的双手。此外，适于产生足以干燥使用者的双手的足够大动量的气流的马达发出的噪声量可能会高到无法接受。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种干燥装置，其中可产生足够大动量的气流以有效的干燥使用者的双手，且与现有技术的装置相比其中由马达发出的噪声得到了改善。本发明的再一目的是提供一种干燥装置，其中所述装置发出的噪声相对较低。

本发明的第一方面提供了一种干燥装置，其具有外壳、形成在所述外壳内用于容纳目标物的空腔、位于所述外壳内且能够产生气流的风扇、设置在外壳中用于驱动风扇的马达、和用于从风扇输送气流到至少一个开口的管道系统(ducting)，所述开口设置为将气流喷射到空腔中，其中所述管道系统包括至少一个设置有至少一个叶片的空气管道，所述叶片或每一个叶片都沿气流方向延伸，并将空气管道分为多个气流部分。

优选地，所述叶片或每一个叶片都定位在空气管道中，使得所述叶片和空气管道的任意相邻壁或其它的叶片之间的距离不大于预定值。该预定值以不大于马达发出的噪声的半波长的方式被确定。用此方式，可以防止在空气管道中建立驻波，而允许平面波沿空气管道通过。这大体上降低了由机器发出的噪声，因此提高了使用者使用干燥装置的舒适度。

由此，所述预定值作为马达的操作速度和沿空气管道通过的气流中的声速的函数来计算。马达的速度随着产品的不同而不同，且气流中的声速依赖于装置的预期操作温度。然而，可以计算最佳预定值。使用的公式如下：

如果装置的正常操作温度是55℃，该公式可简化为：

在优选实施例中，马达的操作速度大致为90000rpm，这使得该预定值为120mm，然而预定值优选范围在100mm到150mm之间。在该实施例中，所述叶片或每一个叶片上的任意点和空气管道的壁或相邻叶片之间的距离(沿垂直于气流方向测量)足够小以防止驻波能够形成。由此，与没有叶片的情况下发出的噪声相比，所述干手器的噪声得到了改善。

优选地，在所述空气管道或每一个空气管道中设置多于一个的叶片，且所述叶片成排地布置，更优选的是这些排相互重叠。如果每一个空气管道的宽度沿气流方向增大，则叶片的每一连续排比前一排具有更多数量的叶片。

空气管道中叶片的提供有助于增强空气管道的结构，且它们的方向有助于保持管道中气流的方向，尤其是在所述管道变宽时。

附图说明

参考附图，对以干手器形式的本发明的实施例进行描述，其中：

图1示出了根据本发明以干手器形式的干燥装置的侧视图；

图2示出了图1中的干手器的透视图；

图3示出了图1中的干手器的侧截面图；

图4示出了空气管道上端的以放大比例显示的侧截面图，所述空气管道形成图1中的干手器的一部分；

图5示出了位于图1中的干手器空腔的前壁内的槽状开口的进一步放大比例的示意性截面侧视图；

图6示出了位于图1中的干手器空腔的后壁内的槽状开口的同样进一步放大比例的示意性截面侧视图；

图7示出了形成图1中的干手器的一部分的管道系统的等比例视图，其中该管道系统示出为与装置的其它组件分离；和

图8示出了图7中的空气道中的一个的截面图，其中图示出了多个叶片的位置。

具体实施方式

首先参考图1和图2，图中示出的干手器10包括外壳12，该外壳12具有前壁14、后壁16、上表面18和侧壁20、22。后壁16可合并固定装置(未示出)，用于在使用前将干手器10安装到壁或其它结构上。电连接件(未示出)也设置在后壁上或外壳12上的其它地方。从图1和图2可看到，空腔30在外壳12的上部分内形成。空腔30在其上端开放，并且于该处由前壁14的顶部和上表面18的前部划界。前壁14的顶部和上表面18的前部之间的空间形成空腔入口32，该入口32足够宽以允许使用者双手穿过空腔入口32进入到空腔30。通过侧壁20、22的合适成形，空腔30还开放到干手器10的侧部。

空腔30具有前壁34和后壁36，所述前壁34和后壁36分别界定了空腔30的前面和后面。排水沟38位于空腔30的最下端，其与位于外壳12的下部中的贮液器(未示出)相通。排水沟和贮液器的目的将在下面描述。

如图3所示，马达(未示出)位于外壳12内，并且由马达驱动的风扇40也位于外壳12内。马达连接到电连接件并且由控制器41控制。风扇40的入口42与在外壳12内形成的空气入口44相通。过滤器46位于将空气入口44连接到风扇入口42的空气通道内，以防止可能导致马达或风扇40损坏的任何碎物的进入。风扇40的出口与位于外壳12内的一对空气管道50、52相通。前空气管道50主要位于外壳12的前壁14和空腔30的前壁34之间，并且后空气管道52主要位于外壳12的后壁16和空腔30的后壁36之间。

空气管道50、52被配置为将来自风扇40的空气引导到一对相对的槽状开口60、62，所述开口60、62分别位于空腔30的前壁34和后壁36内。槽状开口60、62配置在空腔30的上端邻近空腔入口32。每个槽状开口60、62被构造为基本横跨空腔入口32、朝向空腔30的相对壁来引导气流。槽状开口60、62沿垂直方向偏置，并且朝向空腔30的最下端成角度。

图4更详细地示出了空气管道50、52的上端和槽状开口60、62。可以看到，空气管道50的壁54a、54b汇聚，以形成槽状开口60，并且空气管道52的壁56a、56b汇聚，以形成槽状开口62。更详细的细节在图5和图6中可见。图5示出了具有宽度W1的槽状开口60，图6示出了具有宽度W2的槽状开口62。槽状开口60的宽度W1小于槽状开口62的宽度W2。宽度W1为0.3mm并且宽度W2为0.4mm。

壁54a，54b，56a，56b中的每一对都设置为：当它们靠近相应的槽状开口60，62时，相应的壁彼此靠近。如果假想的轴线70位于每一对壁的中间位置，如图5和6中所示，则每一个壁54a，54b，56a，56b都位于与相应的轴线70成大致7°的角度处。由此，壁54a，54b，56a，56b中的每一对之间形成的角度为大致14°。已经发现该角度是有利的，但它也可以变化几度。可以使用10°和20°之间的角度。

传感器64定位在空腔30的前壁34和后壁36内，在槽状开口60、62的紧下方。这些传感器64检测经由空腔入口32插入到空腔30内的使用者双手的存在，并且配置成在使用者双手进入到空腔30时发送信号给马达。如从图1和图3中可见，管道50、52的壁54a，54b，56a，56b突出，稍微超过空腔30的前壁34和后壁36的表面。管道50、52的壁54a，54b，56a，56b的向内突出部减小了使用者双手被吸向空腔的壁34、36中的一个或另一个的倾向，这增加了使用干手器10的轻松性。传感器64定位在管道50、52的壁54a、54b、56a、56b的向内凸出部的紧下方，这还减小了传感器64变脏和不运转的风险。

如从图2中可见，空腔入口32的形状使得前边缘32a大致笔直，并且跨过干手器10的宽度横向延伸。然而，后边缘32b具有包括两弯曲部33的形状，所述两弯曲部33大致符合人双手在穿过空腔入口32向下插入到空腔30时手背的形状。空腔入口32的后边缘32b大致关于干手器10的中心线对称。空腔入口32的前边缘32a和后边缘32b的形状和尺寸的意图在于，当使用者双手穿过空腔入口32插入到空腔30时，从使用者的双手上的任何点到最近的槽状开口的距离大致一致。

空气管道50，52形成了管道系统90位于风扇40和槽状开口60，62之间的部分。图7中示出了管道系统90的透视图。该管道系统90包括位于风扇40附近并接收风扇40产生的气流的卷形物92。该卷形物92与第一室94连通，虽然第一室94的截面为一般的矩形，但其也可容易地为一般的圆形。其意图是室94的截面应该在两个方向上具有大致相同的尺度。室94的下游紧接的是Y形汇流部96，空气管道50，52位于Y形汇流部96的下游。如上文所述，空气管道50，52通向外壳12的上端，其中前空气管道50位于外壳12的前壁14和空腔30的前壁34之间，而后管道52位于外壳12的后壁16和空腔30的后壁36之间。空气管道50，52与空腔30的上端处的槽状开口60，62连通。

管道系统90设计为管道系统90的截面从室94的一般的矩形(或圆形)以平滑和渐进的方式逐步地变化为开口的槽状形状。在室94的紧接下游，管道系统分为空气管道50，52，空气管道50，52的上游端在截面区域的形状还是一般的方形，即截面的宽度和深度基本相似。然而，该截面随着与室94的距离的变化逐渐变化，使得每一个管道50，52的宽度随着深度的减小而增加。所有的改变都是平滑和渐进的，以使任何摩擦损失最小化。

在槽状开口60，62中的每一个的紧接上游的点98处，空气管道50，52中的每一个的截面面积开始减小，以使朝向槽状开口60，62行进的气流的速度显著地增大。然而，在每一个空气管道50，52内室94和点98之间，管道系统的总截面面积(即空气管道50，52的结合截面面积)保持基本恒定。

图8示出了空气管道50沿其中心线获得的截面。从图中可以看出，管道50的下端50a具有大致伸长的截面，且适于与Y形汇流部96的分支中的一个连通。空气管道50的上端50b与槽状开口60的紧接上游的点98连通。随着空气管道50接近上端50b空气管道50变宽。

在空气管道50内部，设置了3个叶片100。叶片100具有伸长的形状且设置为沿着气流通过空气管道50的方向延伸。在此端，单个上游叶片100a被定位为沿着管道50的中心轴线设置，而下游叶片100b稍微地向管道50的侧壁倾斜、以便于与通过管道50的气流的流线保持一致。每一个叶片100都具有上游缘102和下游缘104，且每一个缘102，104都倒圆角、以使由于它们的存在而在气流中引起的紊乱最小化。

叶片100a，100b在管道50中的位置被确定，使得任意一个叶片100a，100b与空气管道50的壁或相邻叶片100b之间的距离不超过由马达发出的噪声的波长的一半。这是根据马达的操作速度以及沿空气管道50行进的气流中的声速来确定的。应意识到该距离可根据下式计算：

还应意识到气流中的声速将根据气流的温度和压力而变化。为了简化计算，已发现在本方程中使用槽状开口处的气流中的声速是有效的，该处是温度可能最低的点。在实施例中所示的干手器的正常操作条件下，我们预计在槽状开口处的气流温度约为55℃，在这个温度下空气中声速约为360m/s。从而，预定值可通过简化公式来计算：

在本实施例中，马达设计为以约90000rpm的速度操作。于是计算得到该预定值为120mm。马达的其他速度导致预定值在100mm到150mm之间选择。

已计算好该预定值，叶片100a，100b定位在空气管道50中，使得所有相关距离都不超过这个值-且可以远小于这个值。图8示出了不大于该预定值的距离V1-V4。

当空气管道50的宽度增大时，还增加了设置更多数量的叶片的需求。由此，叶片100被成排地设置，其中单个叶片100a设置在第一、上游排中，而两个叶片100b设置在下一排中。如果空气管道50在下游区域的宽度足够的大，或如果该预定值更小一些，使得仅仅两个叶片100b是不够的，那么可以容易地设置三个叶片100b。

成排的叶片100被定位使得叶片100b的上游缘102与叶片100a的下游缘104重叠。这确保了空气管道50中没有一处剩余不受限于叶片100和管道50的壁之间的距离。

应意识到叶片100以与设置在空气管道50中相同的方式设置在空气管道52中，其中使用相同方法计算预定值。

上述的干手器10按下面的方式操作。当使用者双手首先穿过空腔入口32插入到空腔30时，传感器64检测到使用者双手的存在并且发送信号给马达以驱动风扇40。由此，风扇40被起动，并且空气经由空气入口44以约每秒20至40升的流量并且优选地以至少每秒25至27升的流量抽到干手器10中，更优选的是空气以每秒31至35升的流量抽到干手器10中。空气穿过过滤器46并沿风扇入口42流到风扇40。离开风扇40的气流被分为两股分离的气流，一股气流沿前空气管道50流到槽状开口60，并且另一股气流沿后空气管道52流到槽状开口62。

当气流沿空气管道50，52通过时，气流分为多股气流部分，并流过定位在每一个空气管道50，52中的叶片100。由于叶片100和管道50、52的壁之间以及叶片100自身之间的距离限定为不超过噪声音波的半波长这个事实，因此削弱了由马达发出的噪声。

气流从槽状开口60、62以高速高压空气的非常薄的分层片(stratifiedsheet)的形式喷射出。在气流离开槽状开口60、62时，气压至少为15kPa且优选的为大约20至23kPa。此外，离开槽状开口60、62的气流的流速至少80m/s，并且优选的是至少100或150m/s，更优选的是大约180m/s。因为位于后管道52的端部的槽状开口62的尺寸大于位于前管道50的端部的槽状开口60的尺寸，所以相比于从管道50，从管道52喷射的空气的体积更大。这提供了更大的空气量，用于干燥使用者双手的手背，这是有利的。

分层的高速高压空气的两层薄片被导向使用者双手的表面，使用期间使用者双手完全插入到空腔30内，并且接着经由空腔入口32从空腔30收回。随着使用者双手进入然后离开空腔30，空气层片从使用者双手上吹离任何存在的水。由于离开槽状开口60、62的空气的大动量，并且因为气流均匀地沿每个槽状开口60、62的长度分布，所以可以可靠地且有效地实现这一点。

每个空气分层片被导向远离槽状开口的空腔30的壁，空气的各个层片穿过所述槽状开口而喷射。因为槽状开口60、62还朝向空腔30的最下端倾斜，因此喷射出的气流导入空腔30内。这减小了湍流(turbulent)空气运动被外壳以外的使用者--例如使用者的面部--感觉到的风险。

可设想，只需采取少次“穿过”上述的干手器，就能干燥使用者双手以达满意的程度。(就“穿过”而言，其意味着双手以对于一般使用者来说可接受的速度单次插入到空腔且随后从其中抽出。我们设想单次穿过具有不超过3秒的持续时间。)在单次穿过期间，通过气流得到的动量足够去除洗手后留在使用者双手表面上的大部分水。

由气流去除的水收集在空腔30内。一旦气流经过使用者双手，每股气流将快速地失去其动量，并且水滴将在重力作用下滴入空腔30的下端，同时空气经过空腔入口32或经由空腔30的开放侧离开空腔30。然而，水由排水沟38收集，并到达贮液器(未示出)，在该处水被收集而用于处理。如果需要贮液器可手动清空。替换地，干手器10可合并一些形式的水耗散系统(water dispersal system)，例如包括加热器，用于将收集的水蒸发到大气中。使收集到的水耗散的装置不构成本发明的一部分。

在替换实施例中，槽状开口60a、62a可配置为使得从所述开口喷射的空气层片基本沿大致彼此平行的平面而被引导。这使得在干燥装置使用中的同时在空腔30内存在的湍流的量最小化。

本发明不期望受限到上述实施例的精确细节。不改变本发明范围的细节的修改和变化对于本领域读者是显而易见的。例如，在不脱离本发明的本质的情况下，空腔30和其入口32的形状可改变。此外，马达的操作速度也不局限于上述给定的值，而可选择以在干燥器中提供空气的最合适的流速。

Claims (15)

1.一种干燥装置，其具有外壳、形成在所述外壳内用于容纳目标物的空腔、位于所述外壳内且能够产生气流的风扇、设置在外壳内用于驱动所述风扇的马达、和用于从所述风扇输送气流到至少一个、设置为将气流喷射到所述空腔中的开口的管道系统，其中所述管道系统包括至少一个设置有至少一个叶片的空气管道，所述叶片或每一个叶片沿气流方向延伸，并将所述空气管道分为多个气流部分，

其中所述叶片或每一个叶片定位在所述空气管道中，使得所述叶片与所述空气管道的任意相邻的壁或其它的叶片之间的距离不大于预定值，其中所述预定值根据下式计算：

2.如权利要求1所述的干燥装置，其中所述预定值根据下式计算：

3.如权利要求1或2所述的干燥装置，其中所述预定值在100mm到150mm范围内。

4.如权利要求3所述的干燥装置，其中所述预定值为120mm。

5.如权利要求1所述的干燥装置，其中多于一个的叶片设置在所述空气管道或每个空气管道中。

6.如权利要求5所述的干燥装置，其中所述叶片设置成多排。

7.如权利要求6所述的干燥装置，其中相邻排的叶片沿气流方向重叠。

8.如权利要求6或7所述的干燥装置，其中每一排中叶片的数量多于前一排中叶片的数量。

9.如权利要求1所述的干燥装置，其中所述空气管道或每一个空气管道的宽度在所述风扇和所述开口之间增大。

10.如权利要求1所述的干燥装置，其中所述开口或每一个开口是越过所述空腔的宽度延伸的槽状开口。

11.如权利要求10所述的干燥装置，其中所述槽状开口或每一个槽状开口的宽度不大于0.8mm。

12.如权利要求10或11所述的干燥装置，其中所述风扇适于使气流穿过所述槽状开口或每一个槽状开口以至少100m/s的速度喷射出。

13.如权利要求12所述的干燥装置，其中所述风扇适于使气流穿过所述槽状开口或每一个槽状开口以至少12kPa的压力喷射出。

14.如权利要求1所述的干燥装置，其中所述干燥装置是干手器。

15.一种干燥装置，其具有外壳、形成在所述外壳内用于容纳目标物的空腔、位于所述外壳内且能够产生气流的风扇、设置在外壳内用于驱动所述风扇的马达、和用于从所述风扇输送气流到至少一个、设置为将气流喷射到所述空腔中的开口的管道系统，其中所述管道系统包括至少一个设置有至少一个叶片的空气管道，所述叶片或每一个叶片沿气流方向延伸，并将所述空气管道分为多个气流部分，

其中所述叶片或每一个叶片定位在所述空气管道中，使得所述叶片与所述空气管道的任意相邻的壁或其它的叶片之间的距离不大于预定值，其中所述预定值为由马达发出的噪声的波长的一半。

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