JP3959546B2 - 手乾燥装置 - Google Patents

Description

この発明は、洗浄後の濡れた手を空気の運動エネルギーによって吹飛ばし、衛生的に乾燥させる手乾燥装置に関するものである。

洗浄後の濡れた手を空気の運動エネルギーによって吹飛ばし、手拭いやハンカチを使うことなく乾燥させる手乾燥装置は、広く普及している。高速空気流を得るための高圧空気流発生装置は、運転騒音が高く使用感が良くないため、運転騒音の低減を構造的側面から推進したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２１２０２５号公報（第１頁〜第５頁、図３，図５）

上記した従来の手乾燥装置においては、高圧空気流発生装置の吹出し方向の線上からずらした位置に、手挿入部へ高速空気流を噴出する噴出口を設けたり、高圧空気流発生装置の吹出口を除く外周部に吸音材を貼設して騒音の低減を図っているが、装置が複雑で大型化するうえ、吸音材を貼付ける箇所も多くコストが嵩むといった問題点がある。

本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、コンパクトで低騒音、低コストの手乾燥装置を得ることである。

前記課題を達成するために本発明は、高圧空気流発生装置による高圧空気流を高速空気流に変換して噴出し、手に付着した水分を高速空気流の運動エネルギーにより吹飛ばす手乾燥装置について、高速空気流を噴出する噴出ノズルを、その幅寸法を１００ｍｍ〜１４０ｍｍに構成して長手方向に一対、吹出し角度を持って対向させ、この両噴出ノズルからの高速空気流を衝突させて作動気流を生成し、この作動気流に濡れた手をかざすことにより手に付着した水分を吹飛ばすようにする手段を採用する。

前記課題を達成するために他の発明は、高圧空気流発生装置による高圧空気流を高速空気流に変換して噴出し、手に付着した水分を高速空気流の運動エネルギーにより吹飛ばす手乾燥装置について、高速空気流を噴出する噴出ノズルを手挿入方向に対して前後方向に一対設け、その前側の噴出ノズルを手挿入方向に対して該噴出ノズルの送風方向を斜め後方とし、後側の噴出ノズルを手挿入方向に対して該噴出ノズルの送風方向を斜め前方とし、その両噴出ノズルからの高速空気流を下方で衝突させて作動気流を生成し、この作動気流に濡れた手をかざすことにより手に付着した水分を吹飛ばすようにする手段を採用する。

本発明によれば、コンパクトで低騒音、低コストの手乾燥装置を得が得られる。

本発明の手乾燥装置は、高圧空気流発生装置による高圧空気流を高速空気流に変換して噴出し、手に付着した水分を高速空気流の運動エネルギーにより吹飛ばすものである。高速空気流を噴出する噴出ノズルは、その幅寸法を１００ｍｍ〜１４０ｍｍに構成して長手方向に一対、吹出し角を鉛直方向に対して２０度から４０度程度に角度を持って対向させている。この各噴出ノズルからの高速空気流を衝突させて手の水分を吹飛ばす作動気流を生成する。

また、高速空気流を噴出する噴出ノズルを手挿入方向に一対設ける。前側の噴出ノズルは手挿入方向に対して該噴出ノズルの送風方向を斜め後方とし、後側の噴出ノズルは手挿入方向に対して該噴出ノズルの送風方向を斜め前方とする。これらの各噴出ノズルからの高速空気流を下方で衝突させて手の水分を吹飛ばす作動気流を生成する。

実施の形態１．
図１〜図８によって示す本実施の形態は、洗浄後の濡れた手を空気の運動エネルギーによって吹飛ばし、衛生的に乾燥させる手乾燥装置に関するものであり、図１は縦断側面図、図２は縦断正面図、図３は横断平面図、図４は全体を示す透視斜視図、図５は単独の噴出ノズルでの風量・風速の分布を示す説明図、図６は対構成の噴出ノズルでの風量・風速の分布を示す説明図、図７は噴出ノズルを示す縦断側面図、図８は他の噴出ノズルを示す縦断正面図である。この手乾燥装置は、図４に示すようにかまぼこ形の箱体１に機能部品が組込まれて構成されている。箱体１は、円弧面を正面に、平面を取付面として背面に、小口を上面及び底面として構成され、内部が上下方向に仕切部材２により大きく三区画に区切られ、最上段には回路スペース３が画成されている。

三区画の内の最上段は吸込空気室４、中段は高圧空気流発生装置５を組込む送風機室６、最下段は高圧空気流をためるチャンバー室７となっている。吸込空気室４と送風機室６とは仕切部材２の中央に開設された吸込開口８により連絡しており、チャンバー室７と送風機室６とも仕切部材２に開設された送風孔９により連絡している。箱体１の底面には、図１に示すようにチャンバー室７の高圧空気流を高速空気流として吹出す噴出ノズル１０が設けられている。噴出ノズル１０は、手挿入方向（正面側から背面側の方向）に対し、前後方向に一対が設けられている。前側の噴出ノズル１０は、手挿入方向に対し噴出ノズル１０の送風方向を斜め後方に向けられ、後側の噴出ノズル１０は、手挿入方向に対し噴出ノズル１０の送風方向を斜め前方に向けられ、両噴出ノズル１０からの気流が噴出ノズル１０の下方において衝突して手の水分を吹飛ばすほぼ真下に向う作動気流１１となる（図１参照）。

高圧空気流発生装置５は、電気掃除機に使われる電動送風機で構成され、吸込口を上方に、回転軸を鉛直方向にして送風機室６内に組込まれている。吸込口に面して配置されたターボファン１２の回転で吸込まれる空気は、図２に示すように円周方向に噴出され、ターボファン１２の下部に設けられた戻り流路１３で、外周方向から中心方向へ流れの向きを変えられ、その下部に配置された駆動モーター１４の外周部のモーター送風孔１５から外周方向へ吹出される。

駆動モーター１４の軸受部は、円筒形の凸形状をしており、ゴムブッシュ１６が図２に示すように嵌装されている。ゴムブッシュ１６は、送風機室６とチャンバー室７とを仕切る仕切部材２の略中央に開けられた穴部に、外周に設けられた溝が嵌込まれていて、駆動モーター１４を防振状態に支持している。仕切部材２には送風機室６とチャンバー室７とを連絡する送風孔９が、ゴムブッシュ１６を囲むように円周上に四個開設されている。この四個の送風孔９の合計面積は、駆動モーター１４のモーター送風孔１５の面積と同等かそれ以上に設定されている。

高圧空気流発生装置５の吸込口側は、送風機室６と吸込空気室４を仕切る仕切部材２の略中央に開けられた吸込開口８にドーナツリング状のクッション材１７が貼着され、このクッション材１７に押当てられて防振状態に固定されている。吸込空気室４と回路スペース３を仕切っている仕切部材２の吸込空気室４側には吸音材１８が貼設され、回路スペース３には、制御回路１９が組込まれている。

吸込空気室４に通じる吸込風路２０は、図３及び図４に示すように高圧空気流発生装置５と箱体１の間の奥側の左右隅部に上下方向に設けられていて、箱体１底面の吸込口２１から吸込まれた室内空気は、左右の吸込風路２０を経て吸込空気室４へ向かう。吸込風路２０の出口端は、吸込空気室４の天井を構成する仕切部材２の吸音材１８に対面している。

高圧空気流発生装置５が運転されると、吸込口２１から室内空気が左右の吸込風路２０に吸込まれる。吸込風路２０の出口端から吸音材１８に当り、略９０度方向を変えられて吸込空気室４に入った室内空気は、吸込開口８を通ってファン吸込口に吸込まれる。さらに、ファン吸込口の下部において回転しているターボファン１２により円周方向に噴出され、ターボファン１２の下部に設けられた戻り流路１３で、外周方向から中心方向へ流れの向きを変えられ、その下部に配置された駆動モーター１４の外周部のモーター送風孔１５から外周方向へ吹出される。駆動モーター１４は、小型で高出力であるため発熱量が大きく、冷却は空気流が駆動モーター１４内部を通過することによって行われるため、モーター送風孔１５から噴出される高圧空気流は昇温され、送風機室６は高静圧になる。

送風機室６の高圧空気流は、仕切部材２の送風孔９からチャンバー室７に入り、噴出ノズル１０により高速空気流に変換されて箱体１の底面から下方に噴出される。前側の噴出ノズル１０からは、手挿入方向に対し斜め後方に高速空気流が噴出され、後側の噴出ノズル１０からは、手挿入方向に対し斜め前方に高速空気流が噴出され、両噴出ノズル１０からの高速空気流が噴出ノズル１０の下方において衝突して手の水分を吹飛ばす作動気流１１が形成される。この作動気流１１に濡れた手をかざすことにより手に付着した水分は吹飛ばされ、濡れた手は速やかに乾燥される。

高圧空気流発生装置５から発生するファン吸込側騒音は、ファン吸込口から放射されるが、ファン吸込口に対向した吸込空気室４に貼設されている吸音材１８により吸音される。また、騒音の伝播する方向がファン吸込口から吸込空気室４へ略９０度曲がり、吸込空気室４からさらに吸込風路２０へと略９０度曲がるため騒音の減衰は大きく、吸込風路２０の先端部分の吸込口２１から下方に放射される騒音は、使用者の耳から最も離れる方向へと放射されるので、実使用での騒音は小さなものになる。

本実施の形態では、仕切部材２と吸音材１８の間隔は、１０ｍｍ程度と狭く、吸音材１８は、厚さが２０ｍｍ程度のウレタンホーム材としてあるため、非常に効率良く吸音することができる。また、ファン吹出側騒音は、駆動モーター１４の外周部のモーター送風孔１５から外周方向に放射される。送風機室６内の送風騒音は、仕切部材２の送風孔９よりチャンバー室７内に放射されるが、伝播方向が略９０度変ることと、チャンバー室７に伝播することにより減音され、噴出ノズル１０においてさらに減音されて箱体１下方の、使用者の耳から最も離れる方向へと放射される。高圧空気流発生装置５は、上下がともに防振状態に支持されているため振動騒音も低い。吸込風路２０は、角型の箱体１と円筒形の高圧空気流発生装置５の接する隅部であるデットスペースに配設され、装置の小型化に寄与している。

手乾燥装置の高圧空気流発生装置５を、大量生産されている安価な電気掃除機に用いられている次のような仕様の電気送風機で構成したものを示す。即ち、高圧空気流発生装置５の外径寸法は概ねφ１２０、軸方向長さ８０ｍｍ、質量７８０ｇである。羽根形状は、外径φ９０で、羽根幅１０ｍｍ、風量が１．２ｍ^３／ｍｉｎ時で、静圧１００００Ｐａ、回転数３００００ｒ／ｍ、騒音８０ｄＢである。駆動モーター１４は交流整流子モーターであり、小型で高出力で発熱量が大きく、吹出ノズル１０から噴出される高速空気流も昇温され乾燥感は良好である。

これに対し、従来の手乾燥装置に使われてきた高圧空気流発生装置の仕様は、外径寸法が概ねφ１４０、軸方向長さ１１５ｍｍ、質量１２５０ｇである。羽根形状は、外径φ１２０で、羽根幅１５ｍｍ、風量が１．８ｍ^３／ｍｉｎ時で、静圧８０００Ｐａ、回転数２００００ｒ／ｍ、騒音８５ｄＢである。駆動モーターは交流整流子モーターであり、本実施の形態のものに比べ、回転数が低く大型で騒音も高い。騒音については、本例のものでは、ターボファン及び戻り流路１３の最適化などの技術により大幅に低減されている。

大きさが比例的な高圧空気流発生装置５では、回転数が同一の場合、風量は羽根外径の２乗に、羽根幅の１乗に比例し、静圧は羽根外径の２乗に比例する。また、回転数を変更すると、風量は回転数の１乗に、静圧は回転数の２乗に比例する。このため、羽根形状が、外径φ９０で、羽根幅１０ｍｍ、回転数３００００ｒ／ｍの風量は、羽根形状が、外径φ１２０で、羽根幅１５ｍｍ、回転数２００００ｒ／ｍの風量の５６％になり、静圧は１．２７倍になる。

さらには、羽根に加わる応力は、羽根外径比の２乗、羽根幅比の２乗に比例し、回転数の２乗に比例する。このため、羽根形状が、外径φ９０で、羽根幅１０ｍｍ、回転数３００００ｒ／ｍの羽根の応力は、羽根形状が、外径φ１２０で、羽根幅１５ｍｍ、回転数２００００ｒ／ｍの羽根の応力の５６％になる。また、騒音は、羽根外径比の８乗に比例し、回転数比の６乗に比例するため同等となるが、先にも述べたとおり、ターボファン１２及び戻り流路１３の最適化などの技術革新により約５ｄＢ低騒音化されている。

即ち、駆動モーター１４である交流整流子モーターの高速回転化による技術革新により、高圧空気流発生装置５の大幅な小型化、軽量化がなされたが、送風機としての特性は風量が低下し、静圧が高いものとなり、騒音は低いものとなった。風量が少なく、静圧が高いということは、風路面積が低減でき小型化できるばかりでなく、風路面積が小さくなれば、吸音効果も高まり、吸音構造による低騒音化も容易になる。ただし、噴出ノズル１０から噴出する風量が少なくなり、乾燥性能を向上させるためには、風量が低下した分、噴出ノズル１０から噴出する風速を上げるか、高圧空気流発生装置５を二台使用して、風量を上げることしかない。

ここで、高速空気流が手に衝突することにより発生する騒音は、噴出ノズル１０から噴出する風速が速くなればなるほど増加する。従って、手乾燥装置の低騒音化を図っても実際の使用状態では騒音が高くなってしまう。通常、この種の手乾燥装置における単独の噴出ノズル１０のものでは図５に示すような風速・風量分布（図の矢印の幅が風量を、矢印の長さが風速を示している）となり、手を挿入しない状態での騒音が７０ｄＢ程度に対し、手を挿入した状態での騒音は８０ｄＢ程度と、１０ｄＢ程も高くなってしまう。これに対する対策案としては、風量を多くし、静圧を低くして噴出ノズル１０から噴出する風速を低減することが考えられるが、高圧空気流発生装置５の小型化には逆行するものである。

本実施の形態では、手への高速空気流の衝突による衝突音の低減を図るために、噴出ノズル１０から噴出する風速をある程度低下させ、風量を増加させるために噴出ノズル１０をツインノズルとして、手挿入方向に対し、前後方向に一対を設けている。前側の噴出ノズル１０は、手挿入方向に対し斜め後方に向けられ、後側の噴出ノズル１０は、手挿入方向に対し斜め前方に向けられ、両噴出ノズル１０からの気流が噴出ノズル１０の下方において衝突して手の水分を吹飛ばす図６に示すような風速・風量（図の矢印の幅が風量を、矢印の長さが風速を示している）の作動気流１１を形成する。

噴出ノズル１０の噴出口は小孔列で構成されている。小孔２２の軸方向寸法は、１０ｍｍで、内径φ３の小孔２２がピッチ間隔１０ｍｍ程度で１３個開けられている。両端の小孔２２間の距離は、１２０ｍｍ程度である。対向する一対の噴出ノズル１０の小孔２２の間隔は１６ｍｍで、その送風方向は、鉛直方向に対して約２０度〜４０度である。この小孔２２から風速１３０ｍ／ｓ程度（小孔２２の静圧１００００Ｐａ）の高速空気流を噴出させる。この場合には、手を挿入した実際の騒音は、手を挿入していない場合の騒音の５ｄＢ程度上昇したにすぎない。手に当る部分の作動気流１１の風量は、二つの噴出ノズル１０の高速空気流の衝突後であり、誘引により増加している。小孔２２の列幅は１２０ｍｍ程度にしているが、この列幅が１００ｍｍ以下では、手に作動気流１１が有効に当らないため乾燥性能が悪く、これとは逆に１４０ｍｍ以上になると、さほど乾燥性能が上がるわけでもなく、装置の大型化につながってしまう。

対向する噴出ノズル１０の間隔は、１５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下とし、送風方向は、鉛直方向に対して約２０度〜４０度程度であるが、この角度については乾燥性能を重視するか、手への衝突音を低減し低騒音化を推進するかにより、最適な角度を試験により確認すれば良いが、概ねこの範囲の角度が乾燥性能及び騒音の低減ともに良好な結果が得られた。このように本例の手乾燥装置は、高圧空気流発生装置５自体が低騒音で、小型で軽量なため、コンパクトな構成となるうえ、簡単な吸音構造で低騒音化が実現でき、使い勝手の良いものとなる。

噴出ノズル１０については、図７に示すように箱体１の底面とともに樹脂で一体成形しても良い。各小孔２２の入口部分を面取りし開先形状２３にすることにより高圧空気流との衝突がなくスムーズに気流を導き込むことができ、この部分での騒音も低減できる。噴出ノズル１０は、１０ｍｍ程度の厚みの樹脂にφ３の穴開けを施し、入口部分に面取り加工を施すことによって構成できるが大量生産には不向きである。この点、図８に示すように内径がφ３程度の小孔２２を有し、外径がφ７程度で長さが１０ｍｍ程度の噴出リング２４を樹脂で一体に成形し、小孔２２の入口に面取りにより開先形状２３を設ければ、一対の噴出ノズル１０を一体化でき、箱体１の底面と一体化することで生産性の向上と低コスト化を実現でき、また、箱体１の底面の清掃性も向上する。

なお、この噴出ノズル１０の形態は、箱体１の下面に配置する仕方にかぎらず、例えば、特願平０６―２８１９１０号に示されているような両吹出し式の手乾燥装置にも適用することができる。また、手乾燥装置に応用した例を示したが、空気の運動エネルギーによって例えば水分等を飛ばす用途であれば他のものにも応用できる。

実施の形態の手乾燥装置の縦断側面図である。 実施の形態の手乾燥装置の縦断正面図である。 実施の形態の手乾燥装置の横断平面図である。 実施の形態の手乾燥装置の透視斜視図である。 実施の形態における単独の噴出ノズルでの風量・風速の分布を示す説明図である。 実施の形態における対構成の噴出ノズルでの風量・風速の分布を示す説明図である。 実施の形態の噴出ノズルを示す縦断側面図である。 他の噴出ノズルを示す縦断正面図である。

符号の説明

１ 箱体、 ２ 仕切部材、 ４ 吸込空気室、 ５ 高圧空気流発生装置、 ６ 送風機室、 ７ チャンバー室、 １０ 噴出ノズル、 １１ 作動気流、 １６ ゴムブッシュ、 １８ 吸音材、 ２０ 吸込風路、 ２２ 小孔、 ２３ 開先形状。

Claims (2)

1. 高圧空気流発生装置による高圧空気流を高速空気流に変換して噴出し、手に付着した水分を高速空気流の運動エネルギーにより吹飛ばす手乾燥装置であって、高速空気流を噴出する噴出ノズルを、その幅寸法を１００ｍｍ〜１４０ｍｍに構成して長手方向に一対、吹出し角度を持って対向させ、この両噴出ノズルからの高速空気流を衝突させて作動気流を生成し、この作動気流に濡れた手をかざすことにより手に付着した水分を吹飛ばすようにした手乾燥装置。
2. 高圧空気流発生装置による高圧空気流を高速空気流に変換して噴出し、手に付着した水分を高速空気流の運動エネルギーにより吹飛ばす手乾燥装置であって、高速空気流を噴出する噴出ノズルを手挿入方向に対して前後方向に一対設け、その前側の前記噴出ノズルを手挿入方向に対して該噴出ノズルの送風方向を斜め後方とし、後側の前記噴出ノズルを手挿入方向に対して該噴出ノズルの送風方向を斜め前方とし、その両噴出ノズルからの高速空気流を下方で衝突させて作動気流を生成し、この作動気流に濡れた手をかざすことにより手に付着した水分を吹飛ばすようにした手乾燥装置。

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