CN106400421B - 床上晒被机 - Google Patents

Abstract

一种床上晒被机，具体说是一种利用暖风机将高压高温热风吹入暖风垫，热风再透过暖风垫表面出风孔给被褥床垫加热烘干，使被褥床垫快速干燥的装置，本发明针对现有技术烘干速度慢、烘干效果差的难题，设计出一种可以把棉被快速加热并维持在100℃以上，把现有技术从“蒸发模式”提升到“沸腾模式”，使烘干速度提高2倍以上的全新技术方案，本发明通过实验找出暖风机和暖风垫参数之间相互作用关系，并对参数边界值做出明确界定，同时首次将“压差”“平均热覆盖面积”概念引入到床上晒被机的参数中，床上晒被机应用范围以家庭被褥床垫烘干除潮为主，也适合宾馆酒店客房床铺的快速烘干消毒杀菌除异味。

Description

床上晒被机

技术领域

本发明涉及一种床上晒被机，具体说是一种利用暖风机送入的高压高温热风，透过暖风垫表面出风孔给被褥床垫加热烘干，使被褥床垫快速干燥的装置。

背景技术

本发明申请的技术方案是在对比文件1(专利号：ZL 2004 1 0085370.6)技术方案的基础上进行的再创造。对比技术方案的实质性贡献在于实现了烘干加热方式由热传导向以强制对流方式为主的热传递方式的转变，热量传递由依靠接触面的平面传导转变到突破接触面的障碍，直接向棉被内纤维组织间的立体的全方位加热，加热过程完全摆脱空气热传导系数过低的限制，加热效果的提升也由热传导时的线性递增，转变成以几何级数倍增。

对比文件1技术方案是申请人在当时的技术背景下，以试验数据为基础提出的，今天回头看，对比文件1技术方案存在以下几个缺陷：首先、对比文件1技术方案中给出的暖风垫参数只是表象特征，从理论上讲发生这种实质性转变的决定性因素是分布于暖风垫表面的出风孔的风压，具体说当分布于暖风垫表面的出风孔的风压足够大，在被烘干被褥内外两侧形成持续的、稳定可测的压力差时，强制对流即可实现，压力差越大，以强制对流方式传递热量的效果越明显。阻碍强制对流实现的是来自被烘干物自身的阻力，如来自被套面料的阻力、来自被褥内胎纤维的阻力，特别是当被褥内胎纤维受潮后会产生较大的膨润，例如棉纤维的膨润度达20％，而羊毛可达25％，这样的澎润度足以堵塞干燥状态纤维间原有的间隙孔道，排空蓬松状态下纤维间的空气，使纤维吸附板结在一起，蓬松柔软的新被褥变得湿哒哒硬邦邦密不透风。如果分布于暖风垫表面的出风孔的风压不足以让热风钻透棉被内胎，强制对流不仅无法实现，还会出现因产生的热量无法及时排出造成暖风机内部温度瞬间急剧升高，导致热保护装置频繁动作、直至机器出现故障无法继续工作。另外这种非正常使用情况，也加大了电机的运转阻力，电机长时间超负荷运转，会导致电机温升超过设计等级标准，绕组温度快速升高，对电机造成不可逆转的损害。其次、实际生产中在暖风垫参数限定的范围内如何优中选优，对比文件1技术方案完全是凭经验进行实际测试，这种测试不仅试验成本高，结果也充满不确定性。第三、对比文件1技术方案仅对暖风垫参数做出了明确限定，对与暖风垫配套使用的暖风机的参数没有涉及，而在实际使用中，暖风机是热风源、暖风垫是散热体，暖风机和暖风垫必须配套使用，二者的重要性是同等重要的。对比文件1技术方案的电机在当时的技术背景下仅有罩极电机一种可选方案，今天则有更多种类的技术先进、性能更优、价格适中的替代产品可供选择。第四、对比文件1技术方案中的暖风垫由双层具有不透气性能的纺织面料缝制而成，具备不透气性能的纺织面料需要经过涂层处理，涂层工艺属于纺织后整理技术，作用是改善面料性能，对涂层效果要求不同，加工成本差别巨大，成本低的涂层加工费占到暖风垫总成本的比例可以忽略不计，要求高的涂层加工费用甚至要高过暖风垫面料的成本，对比文件1技术方案中对面料的不透气性能的检测没有给出量化指标。第五、从对比文件1技术方案实际应用层面看，当时已经把罩极电机的功率在符合设计等级安全标准的前提下做到了接近极限值，这就意味着暖风机输出的风量和风速已经没有提升空间，由于暖风机壳体及内部元器件多是塑料材质，被加热的床垫被褥也是易燃的纺织品，因此暖风机吹出的热风的温度要受到严格限制，这些因素导致暖风机的发热功率受到制约，也接近安全极限值，没有提升空间。第六、根据对比文件1技术方案设计生产的产品，实际测试数据为：室内气温在25℃以上时连续加热棉被2小时，被子内部最高温度可以达到90℃，室内气温在20℃以下时连续加热2小时，被子内部最高温度可以达到80℃上下。水的蒸发速度与温度正相关，温度越高蒸发速度越快，晒被子时气温越高晾晒效果越好，干燥速度越快。在对比文件1技术方案中，被子干燥速度与被子的温度正相关，被子温度越高，干燥速度越快，被褥床垫中的水汽蒸发需要吸收大量热量，在暖风机发热功率接近极限值的情况下，要达到满意烘干效果就只能靠延长加热时间，特别是南方湿冷的冬季，加热时间要比平时加倍延长才能将棉被彻底烘干：当环境温度在10℃以下，单人床完全烘干时间需要90-120分钟；1米5宽床垫完全烘干时间需要120-180分钟；1米8宽和2米宽床垫完全烘干时间需要180分钟以上。这个道理就好比是冬天烧开一壶水的时间比夏天要成倍增加一样。要对被褥床垫进行一次彻底烘干除潮，对大多数用户来讲，就只能期盼双休日节假日了。

发明内容

本发明的目的是设计一种可以把棉被快速加热并维持在100℃以上的床上晒被机，将对比文件1技术方案的烘干方式从“蒸发模式”提升到“沸腾模式”，使烘干速度成倍提高。

为了实现上述发明目的，申请人给出下述制造床上晒被机的技术方案。

床上晒被机由暖风机和暖风垫组成，暖风机是热风源，暖风垫是散热体，暖风机与暖风垫配套使用，所述暖风机主要由电机、风轮、发热架、风道、开关控制版、出风口、壳体等部件组成，发热架由发热丝、云母板支架和外框及其上安装的温控器和保险丝组成，所述暖风垫由经过涂层处理的纺织面料缝制而成，其形状与被套相似，暖风垫边角处有一进风口，用于与暖风机套接输入热风，暖风垫表面有后期加工的若干出风孔和用于固定暖风垫双层面料的缝合点，所述暖风机发热体额定功率不低于1500W，暖风机出风口横截面积不小于38cm²，暖风机出风口平均风速不低于9m/s，所述暖风垫使用的涂层面料耐静水压实测值不低于600mmH₂O，暖风垫表面出风孔测量到的压差值不低于0.6hPa，出风孔的“平均热覆盖面积”不大于625cm²。

为保证暖风机出风口输出热风符合安全使用要求，选用与发热功率匹配的大功率电机及与大功率电机相适应的大尺寸风轮，使暖风机出风口外截面测得的平均温度升幅在60℃-100℃之间。

为了确保所述大功率暖风机在非正常使用或者意外情况发生时仍能确保不出现安全事故，暖风机风道外部设计有温控开关，该温控开关可以是手动复位式温度控制开关。

制作暖风垫首先选取耐静水压实测值不低于600mmH₂O的涂层面料，确定暖风垫尺寸之后计算打孔参数组合并对暖风垫面料进行打孔加工，通过缝合点将暖风垫上下层面固定，缝合四边及进风口，完成暖风垫的制造。

暖风垫面料的打孔加工也可在整匹纺织品上连续进行，打孔之后，按需要尺寸裁剪，对齐叠放，按一定间距选择缝合点并在缝合点将暖风垫上下层面固定，最后缝合成型，完成暖风垫的制造。

为了准确描述暖风机透过暖风垫表面出风孔产生的风压的检测依据或者说判断标准，本发明申请首次引入管道气体压力检测的概念“压差”，在正常工作状态下从分布于暖风垫表面出风孔测量到的压差值应不低于0.6hPa。

由于本发明申请的技术方案是透过分布于暖风垫表面的出风孔以强制对流方式向被褥床垫传递热量，每个出风孔都是一个独立的热源，因此在保证暖风垫出风孔的压差符合本发明申请技术方案的压差值的前提下，出风孔的大小、数量及分布也对烘干速度和烘干效果产生直接影响。作为独立热源的出风孔，在有限时间内其热传递的范围是有限度的，其传递热量的能力随距离的增加而衰减。本发明申请的技术方案中把出风孔数据加以综合分析后自创一个“平均热覆盖面积”的概念用来概括其技术特征：平均热覆盖面积＝暖风垫表面积/出风孔数量。减少出风孔的“平均热覆盖面积”与提高出风孔的风压、增加发热功率，对实现本发明的目的有着同等重要的作用。风压越大，单位时间内钻透被子的风量越多；发热功率越大风温越高所传递热量就越多；风压和风温一定的情况下，达到出风孔压差值要求的小孔数量越多，分布越密集，传递给棉被的热量也越多。在正常工作状态下，从暖风垫出风孔测量到的压差值不低于0.6hPa，出风孔的“平均热覆盖面积”不大于625cm²。

所述暖风垫出风孔压差值不低于1hPa，“平均热覆盖面积”不大于136cm²。

所述暖风垫暖风机出风口的横截面积不小于48cm²，平均风速不低于12m/s，制作暖风垫的涂层面料耐静水压不低于1000mmH₂O，暖风垫出风孔压差值不低于1.5hPa，“平均热覆盖面积”不大于125cm²。

所述暖风机出风口的横截面积不小于64cm²，平均风速不低于14m/s，制作暖风垫的涂层面料耐静水压不低于1200mmH₂O，暖风垫出风孔压差值不低于1.8hPa“平均热覆盖面积”不大于64cm²。

所述暖风机发热体额定功率不低于2000W。

所述暖风机电机可以是交流单相异步电机，也可以是直流电机。

床上晒被机应用范围以家庭被褥床垫烘干除潮为主，也适合宾馆酒店客房床铺的快速烘干消毒杀菌除异味。

床上晒被机的正确使用方法为：暖风机放置在与床垫同一水平高度的硬质台面(如床头柜)上，保证加热时暖风机出风口与暖风垫进风口处于同一水平高度，让暖风垫进风口充分伸展开，确保出风顺畅。暖风垫的铺放位置与电热毯类似，平铺在床垫或垫被上，暖风垫上面覆盖棉被，暖风垫上下面都有加热烘干功能，上面加热烘干棉被，下面同时加热烘干垫被(棉絮)、床垫。暖风垫上、下面可分别铺盖2-4套厚棉被或棉絮垫被。暖风垫不分正反面，进风口位置可根据摆放暖风机的位置调节，上下左右都可以。

本发明申请技术方案的有益效果是把对比文件1技术方案的烘干方式从“蒸发模式”提升到“沸腾模式”，大幅提升烘干速度，烘干效果更彻底。棉被潮湿的原因是吸附了大量水分，“蒸发模式”中，棉被里的水分透过棉被表面挥发到空气，蒸发速度受到棉被的温度、棉被外表面积、空气流速以及空气相对湿度等因素影响，温度越高、棉被外表面积越大、空气流速越快、空气相对湿度越低，蒸发速度就越快，反之蒸发速度越慢。“沸腾模式”则不受上述因素影响，沸腾从水分的内部和表面同时进行，在标准气压下，水的沸点是100℃，在100℃持续加热，水就会气化，变成水蒸气，水变成水蒸气，体积要增大1700倍，由此可知，水是不可能以气体形式继续存留在棉被中的。水沸腾气化的速度远远高于蒸发的速度，本发明申请技术方案真正实现了不受气候条件影响、不受空间时间限制，随时随地、即用即烘，即使在南方湿冷的冬季，也能实现加热5分钟达到舒适睡眠温度，加热60分钟棉被蓬松如新的效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

图1是床上晒被机结构示意图；

图2、图3是暖风机结构示意图；

图4是发热架云母板结构图；

图5是发热架组装示意图；

图6、图7、图8是暖风垫结构示意图。

具体实施方式

实施方式一，暖风机主要由电机3、风轮6、发热架8、风道4、温控开关7、开关控制版5、出风口2、壳体1等部件组成，发热架8由发热丝12、云母板支架和外框9及其上安装的温控器11和保险丝10组成。电机3选用单相异步电机AC 220V 50Hz 60W 2600r/min；风轮6直径130mm、高度70mm、叶片数量为43片；发热丝12的额定功率1500W，温控器11动作温度为105℃、保险丝10最大过载温度142℃；开关控制版5有开机及模式(冷风/热风)选择按键、定时按键、关机按键；温控开关7选择手动复位式AC 250V/5A 45℃常闭温度控制开关；暖风机出风口2的截面积为38cm²，平均风速为9m/s。暖风垫选用涤纶涂层面料，耐静水压实测值为600mmH₂O，裁剪两块面料，纵向1905mm，横向1505mm，将两块面料对齐叠放，边沿做临时固定，下一步确定打孔参数，纵向5列(列间距相同)，横向7行(行间距相同)，行列平均分布，确定35个缝合点13，再以缝合点13为中心的正六边形的顶角处分别确定6个出风孔14，出风孔14为圆形，直径2mm，出风孔14到中心缝合点13的距离是60mm，暖风垫上下层出风孔总数为5×7×6×2＝420个，按此参数对面料打孔，在缝合点13处将双层面料固定，暖风垫上设计有与暖风机出风口2对接的进风口15，然后把边沿缝合，即完成暖风垫图6的制作。出风孔14压差实测值为1hPa，“平均热覆盖面积”为136cm²，室内温度为17℃时，连续加热1小时测得棉被内部温度在103℃-105℃之间。

实施方式二，暖风机主要由电机3、风轮6、发热架8、风道4、温控开关7、开关控制版5、出风口2、壳体1等部件组成，发热架8由发热丝12、云母板支架和外框9及其上安装的温控器11和保险丝10组成。电机3选用单相异步电机AC 220V 50Hz 80W 2600r/min；风轮6直径130mm、高度70mm、叶片数量为43片；发热丝12的额定功率2000W，温控器11动作温度为105℃、保险丝10最大过载温度142℃；开关控制版5有开机及模式(冷风/热风)选择按键、定时按键、关机按键；温控开关7选择手动复位式AC 250V/5A 55℃常闭温度控制开关；暖风机出风口2的截面积为48cm²，平均风速为12m/s。为方便洗涤，将暖风垫设计成外套18和内胆19组合结构，外套18和内胆19为可拆解的活动连接，内胆19选用涤纶涂层面料，耐静水压实测值为1000mmH₂O，外套18选用纯棉印花布，按1805mm宽、2005mm长的尺寸裁剪纯棉印花布和涤纶涂层布，缝合点13及出风孔14均在内胆19上制作完成，纵向6列(列间距相同)，横向8行(行间距相同)，行列平均分布，确定48个缝合点13，再以缝合点13为中心的正六边形的顶角处分别确定6个出风孔14，出风孔14为圆形，直径1.6mm，出风孔14到中心缝合点13的距离是60mm，暖风垫上下层出风孔总数为8×6×6×2＝576个，用纯棉印花布制成尺寸匹配的外套18套在内胆19外层，外套18内侧扎带16与内胆外部边缘扎带17系紧固定，内胆19和外套18组合一体后的进风口15用于与暖风机进风口2套接，完成图7暖风垫的制作。出风孔14压差实测值为1.5hPa，“平均热覆盖面积”为125cm²，室内温度为20℃时，连续加热1小时测得棉被内部温度在106℃-110℃之间。

实施方式三，暖风机主要由电机3、风轮6、发热架8、风道4、温控开关7、开关控制版5、出风口2、壳体1等部件组成，发热架8由发热丝12、云母板支架和外框9及其上安装的温控器11和保险丝10组成。电机3选用单相异步电机AC 220V 50Hz 120W 2600r/min；风轮6直径160mm、高度90mm、叶片数量为48片；发热丝12的发热功率分为3档(低温档用于不耐热纺织品的烘干除潮)，分别为3500W/2000W/1500W；温控器11动作温度为110℃、保险丝10最大过载温度150℃；开关控制版5有开机及模式(3500W/2000W/1500W/冷风)选择按键、定时按键、关机按键；温控开关7选择手动复位式AC 250V/5A 65℃常闭温度控制开关；暖风机出风口2的截面积为64cm²，平均风速为14m/s。暖风垫选用纯棉面料做外层，涂层涤纶面料做内衬，涂层涤纶面料耐静水压实测值1200mmH₂O，按1900mm宽、2100mm长的尺寸裁剪纯棉面料和涤纶涂层面料，仅在用作内衬的涂层面料上打孔制成若干出风孔14，出风孔14为纵横等间距排列，相邻两个出风孔14的间距为75mm，出风孔14为圆形，直径1.2mm，总数为24×26×2＝1248个，将两层打孔后的涂层面料的非涂层面紧密贴合，再将涂层面料的涂层面与用作外套的纯棉面料紧密贴合临时固定，对齐内衬和外套四边，按200mm间距在纵横方向选定缝合点13，缝合点13在暖风垫表面平均分布，在缝合点13处对暖风垫外套和内衬进行缝合固定，暖风垫上设计有与暖风机出风口2对接的进风口15，最后缝边成型完成图8暖风垫的制作。出风孔14实测压差为1.8hPa；“平均热覆盖面积”为64cm²，室内温度为20℃时，用3500W高温连续加热1小时测得棉被内部温度在106℃-109℃，用1500W低温连续加热1小时测得棉被内部温度在70℃-73℃之间。

Claims (6)

1.一种床上晒被机，由暖风机和暖风垫组成，暖风机是热风源，暖风垫是散热体，暖风机与暖风垫配套使用，所述暖风机主要由电机、风轮、发热架、风道、开关控制板、出风口、壳体部件组成，发热架由发热丝、云母板支架、外框及安装在外框上的温控器和保险丝组成，所述暖风垫由经过涂层处理的纺织面料缝制而成，其形状与被套相似，暖风垫边角处有一进风口，用于与暖风机套接输入热风，暖风垫表面有后期加工的若干出风孔和用于固定暖风垫双层面料的缝合点，其特征是所述暖风机发热体额定功率不低于1500W，暖风机出风口横截面积不小于38cm²，暖风机出风口平均风速不低于9m/s，所述暖风垫使用的涂层面料耐静水压实测值不低于600mmH₂O，暖风垫表面出风孔测量到的压差值不低于0.6hPa，出风孔的“平均热覆盖面积”不大于625cm²。

2.根据权利要求1所述床上晒被机，其特征是暖风垫出风孔压差值不低于1hPa，“平均热覆盖面积”不大于136cm²。

3.根据权利要求2所述床上晒被机，其特征是所述暖风机出风口的横截面积不小于48cm²，平均风速不低于12m/s，制作暖风垫的涂层面料耐静水压不低于1000mmH₂O，暖风垫出风孔压差值不低于1.5hPa，“平均热覆盖面积”不大于125cm²。

4.根据权利要求3所述床上晒被机，其特征是所述暖风机出风口的横截面积不小于64cm²，平均风速不低于14m/s，制作暖风垫的涂层面料耐静水压不低于1200mmH₂O，暖风垫出风孔压差值不低于1.8hPa“平均热覆盖面积”不大于64cm²。

5.根据权利要求4所述床上晒被机，其特征是暖风机发热体额定功率不低于2000W。

6.根据权利要求5所述床上晒被机，其特征是暖风机电机可以是交流单相异步电机，也可以是直流电机。