CN103844984B - 干手器 - Google Patents

Abstract

一种干手器，用于通过穿过干手器上的出气口排出的气流烘干使用者的手。由电机驱动的风扇单元产生气流，所述风扇单元通过多个螺旋弹簧安装到干手器的固定部分。

Description

干手器

技术领域

本发明涉及干手器领域。

背景技术

在市场上存在各种设计的干手器，其通常安装在公共洗手间作为纸巾的替代。

干手器依靠气流来烘干使用者的手。气流通常从干手器上的一个或多个出气口排出，同时使用者将手保持在靠近出气口的位置，使得气流被引导到使用者的手上以提供烘干效果。

不同类型干手器之间的主要烘干机理可能不同。烘干机理可能是蒸发，在这种情况下气流会被加热。另外，烘干机理可能主要依靠手表面的烘干冲劲效果，在这种情况下气流会被高流速排出(超过80m／s，并且通常超过140m／s)。

在每种情况下，通常使用电机驱动风扇单元产生气流，所述电机驱动风扇单元设置于干手器的内部。

风扇单元往往是比较重的，并且在使用中会受到振动(由转子不平衡等所引起)。这会在洗手间环境中产生过多的噪音，这是不可取的。

发明内容

根据本发明，提出了一种干手器，其用于通过穿过干手器上的出气口排出的气流烘干使用者的手，所述气流由电机驱动的风扇单元产生，所述风扇单元通过多个螺旋弹簧弹簧安装到干手器的固定部分。

使用螺旋弹簧来安装风扇单元提供风扇单元从干手器的固定部分的良好振动隔离，减少在使用中通过固定部分传播的噪音

干手器的固定部分可以是外壳，所述外壳容纳风扇单元。

使用螺旋弹簧允许方便地“调整”阻尼响应。这可以通过设置弹簧相对的弹性系数来实现所述调整。这比调整弹性体软安装更简单，所述弹性体软安装需要复杂成形安装件自身。

在干手器中，螺旋弹簧可以需要特别的调整以适应气流施加在风扇单元上的“反冲”力。所述反冲力朝向与气流相反的方向，并且可以在启动时显著。通过设置弹簧各自的弹性系数来实现适当的调整，使得在反冲力方向上的等效弹性系数大于与反冲力相反方向上的等效弹性系数。

多个螺旋弹簧可以设置为与风扇的旋转轴线(“风扇轴线”)成角度，以便为风扇单元同时提供轴向和径向支撑。

多个螺旋弹簧可以包括两组螺旋弹簧，其沿着风扇轴线轴向隔开。每组中弹簧的数量可以相同，虽然这不是必须的。

第一组中的弹簧每个可以以第一角度延伸，使得它们形成截头锥形弹簧结构，以提供一致的阻尼响应。

第二组中的至少一些弹簧也可以以相同的第一角度延伸，以形成相应的截头锥形弹簧结构。所述相应的截头锥形弹簧结构相对于第一组弹簧的截头锥形结构是倒置的，为风扇单元提供双向轴向支撑。

螺旋弹簧可以是抵抗张力载荷的拉伸弹簧。与可执行的相当的压缩弹簧相比，这提供了弹簧的相对短的卸载长度的优点。这有助于提供紧凑的安装结构。

每个拉伸弹簧的最小长度可以是螺旋绑定的长度。这优选对应于它的卸载长度，以最小化弹簧的卸载长度。

螺旋绑定弹簧可以在压缩时传输过度的振动。可以通过将弹簧的一端可枢转地安装到固定部分，而将弹簧的另一端可枢转地安装到风扇单元，来减少弹簧上的压缩载荷。因此通过弹簧的枢转运动来处理风扇单元和固定部分之间的压缩载荷，减少通过弹簧传输的力。在简单结构中，弹簧的两端设置有钩或环。这些钩或环装到风扇单元和固定部分上对应的眼或钩上。这种钩和环的连接允许弹簧一定程度的枢转运动。

在特定结构中，第二组弹簧可以分为两类：第一类中的弹簧以第一角度延伸，与第一组弹簧一致，以形成第一截头锥形结构，同时第二类中的弹簧相对风扇轴线以第二角度延伸，以形成第二截头锥形结构。

第一类中的弹簧每个具有第一弹性系数，而第二类中的弹簧每个具有第二弹性系数，第二弹性系数不同于第一弹性系数。

第一类弹簧可以定位在风扇单元的一侧上，同时第二类弹簧可以定位在风扇的相对侧上。因此，第二组弹簧提供非对称的径向阻尼响应。通过风扇单元一侧的弹簧拉伸以及风扇单元相对侧的弹簧压缩来确定净反应。如果使用拉伸弹簧，那么通过上面描述的方式枢转安装拉伸弹簧，可以明显地减少处于螺旋绑定状态中的弹簧的压缩阻力。在这种情况下，仅通过风扇单元相关侧上的弹簧的伸长有效地确定阻尼响应：因此，在一个方向上，非常硬的弹簧可以用来抵抗施加在风扇单元上的较大的力，但是在相反方向上，风扇单元相对侧上的阻尼力可以通过弱很多的弹簧来控制。

如果排出的气流具有径向分量，那么这种非对称结构对于抑制施加在风扇单元上的反冲力具有特定的应用。因此，在一种结构中，风扇单元可以包括在风扇单元一侧的排出喷嘴，其用于向外排出气流远离风扇轴线，同时排出喷嘴可以与第二类弹簧位于风扇单元的同一侧上。第二类中各个弹簧中的至少一个(且优选全部)比第一类中各个弹簧中的至少一个(且优选全部)更硬。

所述排出喷嘴可以设置为轴向上更靠近第二组弹簧。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的实施例，其中：

图1是洗手间中组合式清洗／烘干台的透视图；

图2是图1中组合式清洗／烘干台的剖视图；

图3是在图1中组合式清洗／烘干台使用的装置的透视图；

图4是吹风机或压缩机的分解图；

图5是风扇单元的局部剖切透视图；

图6是吹风机模块的局部剖切透视图，其形成图3中装置的一部分；

图7是示出了在电动机桶内部弹簧安装风扇单元的局部剖切透视图；

图8是处于分离状态的风扇单元的透视图，示出了弹簧安装装置的构造；

图9是对应于图8的平面图；

图10是用于图8和9中示出的一个弹簧的安装装置的特写视图；

图11是图3中示出的装置中使用的过滤器模块的剖切透视图；

图12是示出了过滤器模块到吹风机模块的连接的局部剖切透视图；

图13是图3中的装置中使用的连接器单元的透视图；

图14是图13中的连接器单元的剖切透视图；

图15是背板的透视图，其形成连接器单元的一部分，包括安装在背板上的一些部件；

图16是前盖的透视图，其形成连接器单元的一部分，示出了前盖的内部；以及

图17是图15中的背板的正视图，但是为了清楚起见，拆下了一些安装的部件。

具体实施方式

组合式清洗／烘干台

图1和2示出了洗手间中的组合式清洗／烘干台1。

所述清洗／烘干台1包括用于清洗使用者的手的水龙头或龙头，以及用于随后烘干使用者的手的干手器。

水龙头作为固定装置3的一部分被结合，所述固定装置安装在水槽5的盆5a旁边。

所述固定装置3包括主体7和喷口9，所述主体7位于邻近水槽5的盆5a的位置，所述水管9从主体7伸出到水槽5的盆5a的上方。

根据需要，通过供水管11(图2)从主供应线(未示出)提供用于清洗的水，所述供水管11在主体7和喷口9内部延伸到设置在喷口9的前端的面向下的出水口13(图2)。

水龙头配置为使用传统传感器和控制回路(未示出)的“免手动”操作：响应于在清洗位置检测到使用者的手，通过出水口13排出水。替代地，水龙头可以配置为手动操作。

所述固定装置3还包括干手器的出气口，同时所述干手器利用主体7和喷口9的内部作为空气管道以输送空气到这个出气口。在这种情况下，在固定装置上设有两个气刀出口15一每只手一个。所述气刀出口设置在喷口9的两侧，沿着供应管道17延伸，所述供应管道17是喷口9的分支。

所述干手器配置为使用传统传感器和控制回路(未示出)的“免手动”操作，所述干手器响应于在烘干位置(不同于前述的清洗位置)检测到使用者的手，自动地打开风扇单元。然后所述风扇单元驱动气流穿过固定装置3并从所述气刀出口15输出，以烘干使用者的手。替代地，干手器可以配置为手动操作。

在图5中示出了处于分离状态的风扇单元24，其形成为下部组件的一部分，所述下部组件隐藏在图1和2中的台面下面。在图3中你可以看到下部组件16。其包括三个模块化部件：连接器单元19，过滤器模块21和吹风机模块23，所述吹风机模块23包括风扇单元。

风扇单元

风扇单元24包括离心吹风机或压缩机25。

在图4中示出了离心吹风机25的分解视图。其包括具有电动机(未示出)的驱动单元27，连接到电动机输出轴的离心风扇叶轮29，以及扩散器33。

空气由风扇叶轮29通过驱动单元27上的进气口27a轴向地吸入到吹风机25(所述进气口27a在图4中是不可见的，仅在图6中是可见的)。

扩散器33包括扩散器环31和扩散器盖35，所述扩散环具有多个用于静压恢复的旋流叶片，所述扩散器盖35安装在所述扩散器环31上，并引导风扇叶轮29形成的气流通过环形风扇出口35a输出，如箭头所示的(在使用中，在气流离开风扇出口35a时气流将会有一定程度的残余旋转，在图4中未示出)。

风扇单元24还包括歧管37，所述歧管37安装在扩散器盖35上。在图5中可以看见这个。所述歧管37收集气流并通过歧管37侧面上的喷嘴39径向地排出气流(也参见图7)。

风扇单元24垂直地弹簧安装在电动机桶41内部，所述电动机桶41固定到吹风机模块23的外部壳体43，其中风扇出口35a面向上(参见图7)，进气口27a面向下(图6)，且叶轮的旋转轴线A(以下简称风扇轴线)垂直地延伸。

弹簧安装装置包括一组上部弹簧45和一组下部弹簧47，所述下部弹簧47与上部弹簧45轴向地(沿着风扇轴线)隔开。在图8中可以清晰地看见这些组弹簧。

该组下部弹簧47包括绕着风扇轴线A等角度地隔开的四个螺旋拉伸弹簧47a(在图8中三个是可见的)。每个弹簧47a沿着风扇轴线A延伸，与风扇轴线A成平面角θ，在该情况下是30°。因此该组下部弹簧被布置为锥角θ=30°的截头锥形结构。所述截头锥形结构允许弹簧47a抵抗具有轴向和径向分量两者的载荷。弹簧47a具有相同的弹性系数k=1.1N／mm，以及相同的长度l=12.7mm，以便提供一致的承载响应。

该组上部弹簧45同样包括绕着风扇轴线A等角度地隔开的四个螺旋拉伸弹簧。所述弹簧设置为两两一组：两个相对较硬的弹簧45a(k=7.5N／mm，l＝12.7mm)和两个相对较弱的弹簧45b(k=1.1N／mm，l=12.7mm)。在图9中可以看见两组弹簧。

两个相对较弱的弹簧45b设置为第一截头锥形结构，具有锥角θ=30°，所述结构相对于第一组弹簧的截头锥形结构是倒置的，以便为风扇单元24提供双向轴向支撑。

两个相对较硬的弹簧45a设置为第二截头锥形结构。这个第二截头锥形结构的锥角α，对应于弹簧45a与风扇轴线A成的平面角α，与第一截头锥形结构的锥角θ是不同的。在这种情况下α=50°。

硬弹簧45a与歧管37的排出喷嘴39设置在风扇单元24的同一侧。弱弹簧45b设置在风扇单元24的另一侧。这给该组上部弹簧45提供了双向非对称响应特性：刚性弹簧45a提供“硬”响应特性，以便在从喷嘴39排出气流时抵抗风扇单元24上的侧向反冲力，特别是控制风扇单元34在启动时的“反冲”，而相对较弱的弹簧45b在相对的方向上提供更柔顺的“软”响应特性，更适合抑制在吹风机25的启动阶段后的稳定状态中发生的小振幅振动。

压缩弹簧可以用来替换拉伸弹簧，但是拉伸弹簧提供相对短的卸载长度的优点。

弹簧45a，45b，47在它们的卸载状态中是螺旋绑定的(coil-bound)，以最小化弹簧的卸载长度。为了减少弹簧上的压缩载荷，每个弹簧45a，45b，47a在两端枢转安装。在图7和10中示出了在这种情况下对于其中一个刚性弹簧45a的安装装置。同样的装置也用于每个其他弹簧45a，47a。弹簧45a具有环端，并且在一端通过向下拧紧到风扇单元24上的垫圈51来固定，在另一端则通过卡环53来固定，所述卡环卡扣配合到在电动机桶41壁中形成的通道。这个装置允许弹簧45a一定程度的枢转运动，从而允许电动机桶41和风扇单元24的相对位移，而没有在弹簧45a上施加过大的压缩载荷。

电动机桶41被容纳在吹风机模块23的外部壳体43内部。格栅55(图6)设置在电动机桶41的底部上，靠近风扇单元24的进气口27a，所述格栅55作为吹风机模块23的进气口。

过滤器模块

在图11中示出了分离状态下的过滤器模块21，并在图12中连接到吹风机模块2３。

过滤器模块21包括过滤器壳体59，所述过滤器壳体容纳过滤器61。

过滤器壳体59包括腔室63。在腔室63的一端是气流入口，形成在壳体59的下端面59a中。在腔室63的另一端是气流出口，形成在壳体59的上端面59b中。

过滤器外壳59的气流入口是“百叶窗”入口，包括一系列进气口65。气流出口是形成在上端面59b的中心处的圆形出口67。

上端面59b围绕其周边形成槽口，以在使用中与吹风机模块23的下端配合(在图11中可以看见槽口69)。围绕栅格55的密封件71在出口67周围密封过滤器外壳59的上端面59b。因此气流通过过滤器外壳59内部的腔室63被吸入吹风机模块23，通过气流出口67和栅格55进入吹风机模块23。过滤器模块21设置有卡扣73(图3)，其扣住吹风机模块23上的卡扣表面，将过滤器模块21固定到吹风机模块23。

过滤器61设置在过滤器壳体59的内部，从而过滤器分割腔室63，所述过滤器61不仅仅形成腔室63的内衬。因此，通过腔室63的气流一定会通过过滤器61。

过滤器61是HEPA过滤器，包括一层绒布61a和一层HEPA介质61b，例如Technostat^TM。过滤器61的精确结构可以改变。

腔室63作为膨胀室，其有助于消除来自风扇单元24并通过栅格55返回的声音传播(声音将沿与气流相反的方向传播)。

初步测试表明，过滤器61的声阻抗通过降低膨胀室的低通截止频率而对声学性能是有好处的，使得膨胀室63和过滤器61的声阻抗相互作用以提供更好表现的低通声滤波器。这种截止频率的降低有助于抑制低频率噪音通过进气槽65向外部传输。

通过利用干手器内的过滤器61的固有声阻抗而实现降低截止频率，不影响在气刀出口15的出口空速，并且不必增加膨胀室63的整个长度L。

连接器单元

连接器单元19设置为使用传统的墙体固定件安装在墙壁上。一般来说，连接器单元19将位于台面下方，并且因此从使用者隐藏。

连接器单元19作为各种连接的枢纽。首先，连接器单元19将固定装置3上的出水口13连接到主供水系统(未示出)。其次，连接器单元19将吹风机模块23(以及各种其他部件)连接到主电源(未示出)。第三，连接器单元19将固定装置3上的气刀出口15连接到风扇单元24上的排出喷嘴39。

气路连接

气刀出口15通过弯头管73连接到风扇单元24上的排出喷嘴39，所述弯头管73穿过连接器单元19的顶部延伸。在图14中可以看见这个弯头管。气刀出口15通过空气软管75连接到弯头管73的一端(图3)。这个空气软管75在其上端处连接到固定装置3的主体7(在图1中台面的下方)，同时在其下端连接到弯头管73的端73a。在吹风机模块23上的排出喷嘴39通过柔性密封件密封弯头管73的相对端73b。

在使用中，空气从吹风机模块23排出后进入弯头管73，然后沿空气软管75向上输送进入中空主体7，最终通过气刀出口15迫出。

弹性滑动卡扣77设置在连接器单元19的前盖79上。所述卡扣77被弹簧偏压以与吹风机模块23上的卡扣突起(未示出)锁定接合，从而将吹风机模块23固定在连接器单元19上。所述卡扣77保持排出喷嘴与弯头管73目应的端73b密封接合。

推杆79设置用来手动释放所述卡扣；所述推杆79在使用中被隐藏在吹风机模块23和过滤器模块21后面以阻止乱碰，但是可以从连接器单元19下方接近，以根据需要释放卡扣77以拆下吹风机模块23。

水路连接

通过电致动的流量阀连接到主供水系统，在这种情况下该流量阀是电磁阀81，其容纳在连接器单元19的内部。电磁阀81的入口端口81b设置为通过管道连接到主供水系统，一旦被管道连接，电磁阀81作为流量阀在连接器单元19处隔离主供水系统。

出水口13通过柔性供水管11连接到电磁阀81的输出端口81a(图2)，所述柔性供水管11穿过空气软管75的内部向下延伸，并外部地引导穿过弯头管壁中的孔(在图15中实际上没有示出柔性供水管)。密封垫圈用于提供弯头管73的壁和柔性供水管11之间的有效气密密封。

柔性供水管11以传统的推入配合方法接合电磁阀81的输出端口81a。

电源连接

通过装在连接器单元19内部的PCB83进行电源连接。

PCB83容纳在连接器单元19内部的密封的“干燥隔间”85内。这个结构从电磁阀81隔离PCB83。因此，如果电磁阀81发生故障，那么水不能轻易地泄漏到PCB83。

隔间85是由两部分组成的组件。隔间85的第一部分包括矩形内周壁87a，其设置在连接器单元19的背板87上。PCB83和其他电子部件安装在背板87上，在这个周壁87a的界限内。隔间85的第二部分设置在连接器单元19的前盖79的内部上(图16)，所述前盖79装配在背板87上。隔间的第二部分包括周壁79a，其绕背板87上的周壁87a的外侧安装，使得两个周壁79a，87a形成周界迷宫密封。这有效地密封隔间85防止进水。

作为防止进水的额外预防措施，外周壁87b设置在背板87上。该外周壁87b沿着前盖79上的周壁79a的外侧延伸，使得三个周壁79a，87a，87b一起在隔间85的周围形成双迷宫密封。在这种特定的结构中，外周壁87b仅在内周壁87a的三侧延伸，因为中间周壁79a的第四侧形成连接器单元19的外壁的一部分，但是适当时，外周壁可以替代地设置为自始至终沿着相应的内周壁延伸。

垫圈91设置在背板87上(图17)，在内周壁87a和外周壁87b之间的通道中延伸。这个垫圈91抵靠中间周壁79a形成密封，以进一步减少通过迷宫密封进水的机会。垫圈91可以沿着隔间85的周边一直延伸，但是在本情况下仅部分地沿着周边延伸以允许在内周壁和外周壁87a，87b之间定位排水口93。这些排水口93作为溢流口，在隔间85的周围某处出现密封故障的情况下，其防止隔间85充满水。排水口93被定位为使得在连接器单元在使用中处于其正常取向时(图14-17示出的取向)，它们位于隔间85的底部。

PCB83的高电压侧通过主电源接线器95硬接线到主电源，所述电源接线器95通过隔间85的周壁(一个或多个)上的电缆密封套97向外延伸。所述电缆密封套97在电源接线器周围密封，以防止水流进隔间85。

在本说明书中，术语“硬接线”意为泛指覆盖任何永久性或半永久性的电气连接。具体地说所述连接不需要布线。

电磁阀81，以及固定装置3上的传感器，通过相应接线器99、101连接到隔间85内部PCB83的低电压侧，所述电源接线器99、101通过密封垫圈99a、101a向外延伸，以防止水流进隔间85。通过设置在接线器99、101一端上相应的插头连接器99b、101b连接到电磁阀81和传感器，电磁阀81和传感器都不是硬接线到PCB83。这允许轻易地断开传感器和电磁阀81以便维护和更换。

类似地，吹风机模块23不是硬接线到PCB83。相反，通过引脚插座103来连接，所述引脚插座103硬接线到PCB83的高电压侧。互补的引脚连接器105(仅在图12中可见)设置在吹风机模块23上，其插入该引脚插座103。这种结构允许轻易地从主电源断开吹风机模块23，以便于维修和更换。

引脚插座103是被遮挡的。护罩103a，在这情况下是橡胶罩，有助于在电磁阀81出现故障的情况下防止进水，并且还有助于在没有吹风机模块23的情况下防止意外接触引脚插座103的高电压带电端子。

安装／维修

安装连接器单元19需要将PCB83的高电压侧连接到主电源，且将电磁阀81连接到主供水系统。

将PCB83的高电压侧连接到主电源需要拆下连接器单元19的前盖79，以进入隔间85的内部。因此这最好是在将电磁阀81连接到主供水系统之前进行，以防止水接触带电部件的风险。

一旦前盖79被放回，隔间85被密封以防止进水，随后到主供水系统的连接可以安全进行，而无需关闭连接器单元19的电源。在大型商业建筑中这可能是特别有利的，在大型商业建筑中需要许可才能关闭电源；这里，有时在主电源初始连接之后才连接主供水系统是可取的，使用合格的水暖工而不是合格的电工，同时寻求多个关闭电源的许可的成本可能是难以负担的。

安装连接器单元19可以形成初始安装阶段的一部分，例如在新建筑的施工阶段。在这样的情况下延迟安装固定装置3直到“装修”房屋时是可取的。同时，电磁阀81有效地从主供水系统隔离连接器单元，同时被遮挡的引脚插座103减少物理接触带电端子的风险。

在连接器单元19的前盖上设置入口107，以提供对电磁阀81的访问，无需拆下前盖79。在随后固定装置3的安装期间，这个入口107提供访问口以将供水管11推入配合到电磁阀81的出口端口81a上。

低电压插头连接器99b、101b也可通过入口107访问，且可以连接到电磁阀81和传感器电缆(未示出)，同样无需拆下连接器单元19的前盖79。

空气软管75外部地连接到弯头管73，所以无需访问连接器单元19的内部来安装空气软管。空气软管75可以简单地使用一个或多个线缆扎带(未示出)简单地固定。

吹风机模块23和过滤器模块21通过与连接器单元19对接而简单地安装。引脚连接器105接合引脚插头103以向风扇单元24提供电源。排出喷嘴39接合弯头管73的一端以将风扇单元24连接到固定装置3上的气刀出口15。通过连接器单元19上的弹性锁扣77将吹风机模块23固定在位置上。

吹风机模块23优选在固定装置3之后安装，使得吹风机模块23不妨碍访问入口107，但是在吹风机模块23已经安装的情况下，其可以通过简单地释放连接器单元19上的卡扣77而被轻易地拆下以允许安装固定装置3。

在安装之后，入口107提供访问口用于维护，维修或修理电磁阀81，而无需拆下前盖79。

Claims (8)

1.一种干手器，用于通过穿过干手器上的出气口排出的气流烘干使用者的手，所述气流由电机驱动的风扇单元产生，其中所述风扇单元包括风扇，所述风扇单元通过两组螺旋弹簧弹簧安装到干手器的固定部分上，所述两组弹簧沿着风扇的旋转轴线轴向地隔开；其中第一组中的弹簧每个以第一角度延伸，以形成相应的截头锥形弹簧结构，以及第二组中的至少一些弹簧也以相同的第一角度延伸，以形成相应的截头锥形弹簧结构。

2.根据权利要求1所述的干手器，其中第二组弹簧中的第一类弹簧以第一角度延伸以形成第一截头锥形弹簧结构，且第二组弹簧中的第二类弹簧以第二角度延伸以形成第二截头锥形弹簧结构。

3.根据权利要求2所述的干手器，其中第一类中的弹簧每个具有第一弹性系数，且第二类中的弹簧每个具有第二弹性系数，第二弹性系数不同于第一弹性系数。

4.根据权利要求3所述的干手器，其中第一类弹簧定位在风扇单元的一侧上，同时第二类弹簧定位在风扇单元的相对侧上。

5.根据权利要求4所述的干手器，进一步包括排出喷嘴，所述排出喷嘴在风扇单元的一侧，其用于向外排出气流远离风扇轴线，其中排出喷嘴与第二类弹簧位于风扇单元的同一侧上。

6.根据权利要求5所述的干手器，其中所述排出喷嘴定位为轴向更靠近第二组弹簧。

7.根据前述权利要求中任一项所述的干手器，其中所述弹簧是拉伸弹簧。

8.根据权利要求7所述的干手器，其中每个弹簧在一端处可枢转地安装到风扇单元，且在其另一端处可枢转地安装到干手器的固定部分。