СУШИЛКА ДЛЯ РУК
HAND DRYER

Настоящее изобретение относится к области сушилок для рук.
На ранке имеются различные конструкции сушилок для рук, которые обычно устанавливают в общественных уборных в качестве альтернативы бумажным полотенцам.
Сушилки для рук основаны на использовании потока воздуха для сушки рук пользователя. Поток воздуха обычно выходит через одно или несколько воздуховыпускных отверстий в сушке для рук, а пользователь держит руки вблизи от воздуховыпускного(ых) отверстия(й) так, чтобы поток воздуха был направлен на руки пользователя для обеспечения эффекта сушки.
Основной механизм сушки различных типов сушилок для рук может отличаться. Механизм сушки может быть испаряющим, в этом случае поток воздуха предпочтительно нагревают. Как вариант, механизм сушки может быть основан в основном на импульсном эффекте сушки поверхности рук, в этом случае поток воздуха предпочтительно выходит с высокой скоростью (свыше 80 м/с, обычно свыше 140 м/с).
В каждом случае поток воздуха зачастую создают с помощью вентиляторного блока, приводимого в действие мотором, который расположен внутри сушилки для рук.
Вентиляторный блок часто является сравнительно тяжелым и подвергается при использовании колебаниям (вызванным дисбалансом ротора и т.д.). Это может вызывать излишний шум в уборной, что нежелательно.
В соответствии с настоящим изобретением предложена сушилка для рук, предназначенная для сушки рук пользователя с помощью потока воздуха, выпускаемого через воздуховыпускное отверстие в сушилке для рук, причем воздушный поток создается с помощью вентиляторного блока, приводимого в действие мотором, при этом воздушный поток выходит из вентиляторного блока через выход вентиляторного блока, при этом вентиляторный блок установлен на неподвижной части сушилки для рук с помощью надувной опоры, прикрепленной к неподвижной части, при этом опора содержит по меньшей мере один надувной канал, соединяющий выход вентиляторного блока с воздуховыпускным отверстием, причем при использовании этот надувной канал надувается потоком воздуха, проходящим от выхода вентиляторного блока к воздуховыпускному отверстию, чтобы обеспечить пневматическую опору для вентиляторного блока.
Таким образом, при использовании надувная опора действует как пневматический демпфер для вентиляторного блока. Это снижает внешнюю передачу вибрации через опору по сравнению с обычными схемами жесткого крепления.
Основной поток используют для надувания надувного канала, подсоединяя надувной канал между выходом вентиляторного блока и воздуховыпускным отверстием. Следовательно, внутреннее давление в надувном канале при использовании эффективно регулируется площадью воздуховыпускного отверстия. Это простое, дешевое устройство для обеспечения пневматической опоры для вентиляторного блока - не требуется путей утечки, клапанов или отдельного пневматического контура.
Воздушный поток может выпускаться через воздуховыпускное отверстие в неподвижной части сушилки для рук, при этом надувной канал устроен так, чтобы соединять выход вентиляторного блока с отверстием, причем площадь отверстия меньше, чем площадь поперечного сечения надувного канала возле выхода вентиляторного блока. Это эффективно ограничивает поток воздуха по потоку перед воздуховыпускным отверстием для более быстрого создания давления в надувной опоре при запуске. Кроме того, это помогает сокращению силы давления, оказываемой непосредственно на надувную опору.
Вентиляторный блок может находиться сверху надувной опоры, так что надувная опора помогает поддерживать вес вентиляторного блока.
Надувная опора может содержать более одного надувного канала.
Как вариант, опора может содержать всего один канал. В этом случае опора может иметь форму одного надувного канала для воздушного потока, так что надувной канал сам по себе составляет надувную опору. Это очень простое устройство. В этом устройстве вентиляторный блок может быть расположен на надувном канале, причем этот канал расположен снизу впритык к вентиляторному блоку, образуя пневматическую несущую колонну. Таким образом, надувной канал помогает поддерживать вес вентиляторного блока. Канал предпочтительно является по существу вертикальным. Выход вентиляторного блока может быть расположен снизу вентиляторного блока для выпуска воздуха непосредственно вниз в надувной канал; такой вид непосредственного выходного пути помогает снизить потери давления, связанные с изогнутым выходным путем.
Надувной канал предпочтительно представляет собой эластомерный канал, хотя это не существенно. Например, надувной канал может содержать сочетание жестких участков и гибких участков, которые, тем не менее, позволяют надувать канал, чтобы обеспечить пневматическую опору.
Надувной канал может быть насажен снаружи на вентиляторный блок как рукав, причем конец канала удерживают на месте с помощью хомута, который механически прижимает конец канала к внешней части вентиляторного блока. Это компактное, низкопрофильное устройство для крепления вентиляторного блока к опоре.
Канал может сужаться от выходного патрубка вентиляторного блока к воздуховыпускному отверстию, чтобы обеспечить плавный переход между выходом вентиляторного блока и воздуховыпускным отверстием. Это способствует снижению потерь давления внутри канала. Например, в отдельном варианте осуществления надувной канал имеет воронкообразную форму. Воронкообразная форма - в силу ее круговой симметрии - также помогает гарантировать, что опора обеспечивает равномерный, симметричный отклик демпфирования.
Сушилка для рук может представлять собой сушилку для рук высокого давления такого типа, который основан на высокоимпульсном эффекте сушки поверхности рук. Таким образом, поток воздуха может выходить через воздуховыпускное отверстие со скоростью свыше 80 м/с, предпочтительно свыше 140 м/с. Значение давления воздушного потока по потоку перед воздуховыпускным отверстием может быть до 40 кПа. Изобретение находит применение в этих сушилках для рук высокого давления, где вентиляторный блок может подвергаться воздействию значительной подъемной силы при запуске. Эта высокая подъемная сила, действующая на вентиляторный блок, приводит к быстрому созданию давления в надувном канале, который, в свою очередь, пропорционально реагирует на смещение вверх вентиляторного блока и сопротивляется этому смещению.
Сушилка для рук может представлять собой сушилку для рук типа воздушного ножа, в которой воздуховыпускное отверстие представляет собой выпускное отверстие для воздушного ножа. Выпускное отверстие для воздушного ножа может содержать одно или несколько щелевых выпускных отверстий. Это выпускное отверстие для воздушного ножа предпочтительно устроено так, чтобы охватывать руку пользователя; например, выпускное отверстие может иметь размах, размером 80 мм или больше.
Неподвижная часть может образовывать часть наружного корпуса сушилки для рук или может быть прикреплена к нему.
Сушилка для рук может представлять собой сушилку для рук, устанавливаемую на стену. В таких сушилках особенно предпочтительно снижать внешнюю передачу вибраций на вентиляторный блок, потому что при использовании вибрации могут передаваться на стену.
Теперь на примере будут описаны варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показана параллельная проекция, показывающая сушилку для рук в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 2 - параллельная проекция той же сушилки для рук с обратного угла;
на фиг. 3 - вид спереди сушилки для рук, показывающий выход воздушного потока через воздуховыпускное отверстие в сушилке для рук при ее использовании;
на фиг. 4 - вид спереди сушилки для рук, но при этом внешний корпус показан в разрезе, чтобы сделать видимыми внутренние компоненты сушилки для рук;
на фиг. 5 - параллельная проекция вида, соответствующего фиг. 4;
на фиг. 6 - параллельная проекция сушилки для рук с удаленным бортом, показывающая установку различных внутренних компонентов на заднем щитке сушилки для рук;
на фиг. 7 - параллельная проекция, показывающая различные внутренние компоненты сушилки для рук, в частности воздушный фильтр на пути основного воздушного потока;
на фиг. 8 - вид, соответствующий фиг. 7, но с удаленным фильтром;
на фиг. 9 - параллельная проекция, соответствующая фиг. 8, но частично в разрезе, чтобы показать вентиляторный блок и надувную опору внутри моторного отсека;
на фиг. 10 - параллельная проекция, соответствующая фиг. 9, но с обратного угла;
на фиг. 11 - параллельная проекция, соответствующая фиг. 9, но при этом моторный отсек удален полностью, чтобы показать несколько точек крепления вентиляторного блока;
на фиг. 12 - параллельная проекция некоторых внутренних компонентов сушилки для рук, в частности, вентиляторного блока и сечения надувной опоры;
на фиг. 13 - вид вентиляторного блока с пространственным разделением деталей, показывающий крыльчатку, установленную вдоль оси вентилятора, и диффузор, ограничивающий кольцеобразный выход вентиляторного блока;
на фиг. 14 - параллельная проекция компонента внутри сушилки для рук, используемого для установки вентиляторного блока;
на фиг. 15а - схематичная иллюстрация реактивной тяги, оказывающей воздействие непосредственно на вентиляторный блок;
на фиг. 15b - схематичная иллюстрация результирующей силы давления, оказывающей воздействие непосредственно на вентиляторный блок;
на фиг. 16а - схематичная иллюстрация реактивной тяги, оказывающей воздействие непосредственно на надувную опору, поддерживающую вентиляторный блок;
на фиг. 16b - схематическая иллюстрация результирующей силы давления, оказывающей воздействие непосредственно на надувную опору; и
ΔP
ΔM
на фиг. 17 - графическая иллюстрация силы F(Duct) давления и реактивной тяги F(Duct) как функции площади а отверстия на фиг. 16b.
Сушилка для рук
На фиг. 1-3 показана устанавливаемая на стену сушилка 1 для рук в соответствии с изобретением.
Сушилка 1 для рук выпускает воздушный поток, чтобы высушить руки пользователя. Воздушный поток выпускают с высокой скоростью (>80 м/с) через два воздуховыпускных отверстия 3, 5 в сушилке 1 для рук. Каждое воздуховыпускное отверстие 3, 5 имеет форму выпускного отверстия для воздушного ножа: в данном случае форму узкой щели, менее 2 мм шириной, которую выполняют непосредственно во внешнем корпусе 7 сушилки 1 для рук. Таким образом, воздушный поток выпускают в виде двух тонких, имеющих высокую скорость полос воздуха (фиг. 3) или "воздушных ножей" 3а, 5а.
Режим работы сушилки 1 для рук аналогичен устоявшемуся применению воздушных ножей в промышленности для удаления частиц или жидкости с поверхности продукта (см., например, ЕР 2394123 А1, в котором описано удаление частиц с листа стекла с использованием воздушных ножей): каждый воздушный нож перемещается по поверхности соответствующей руки и, по мере продвижения, убирает или счищает воду с поверхности руки.
Руки с открытыми ладонями помещают под выпускные отверстия 3, 5 для воздушных ножей - по одной руке к каждому выпускному отверстию - а затем медленно убирают, чтобы произвести эффект требуемого относительного перемещения рук относительно воздушных ножей. Этот процесс повторяют для обеих сторон рук. Чтобы сделать сушилку 1 для рук более удобной в использовании, выпускные отверстия 3, 5 для воздушных ножей расположены в виде V-образной конфигурации, если смотреть спереди сушилки 1 (фиг. 3). Это помогает предотвратить излишний изгиб предплечья при использовании.
Воздушный поток получают с помощью вентиляторного блока, приводимого в действие мотором, в виде центробежного вентилятора (или компрессора) 9. Центробежный вентилятор 9 расположен внутри моторного отсека 11, расположенного внутри внешнего корпуса 7 сушилки 1 для рук. Центробежный вентилятор 9 и моторный отсек 11 можно увидеть на фиг. 9.
Двойные воздухозаборники с фильтрами
Центробежный вентилятор 9 затягивает воздушный поток через воздухозаборники 13, 15 во внешнем корпусе 7 сушилки 1 для рук. Один из этих воздухозаборников 15 можно увидеть на фиг. 1, а другой воздухозаборник 13 - на фиг. 2. Оба воздухозаборника видны на фиг. 4, на которой также показан ряд защитных створок 17 на внутренней стороне каждого воздухозаборника: предназначенных для того, чтобы предотвратить попадание посторонних объектов через воздухозаборники 13, 15.
Воздухозаборники 13, 15 подают воздух в моторный отсек 11 через два планарных НЕРА фильтра 19, расположенных с каждой стороны моторного отсека 11. Каждый фильтр 19 расположен между соответствующей внутренней крышкой 21 фильтра и внешней крышкой 23 фильтра. Фильтры 19, таким образом, расположены в плоскопараллельной конфигурации с каждой стороны моторного отсека 11.
В каждом случае внутренняя крышка 21 фильтра представляет собой прямоугольную крышку, которая образует часть моторного отсека 11. У фильтра 19 имеется жесткая рама, которая защелкивается на эту внутреннюю крышку (на фиг. 4 можно увидеть скобы 25). На внутренней крышке 21 фильтра выполнены два отверстия: верхнее круглое отверстие 27 и нижнее в целом прямоугольное отверстие 29. Эти два отверстия 27, 29 фактически образуют выход фильтра, через который воздух, выходящий из соответствующего фильтра 19, может проходить в моторный отсек 11.
Внешняя крышка 23 представляет собой отдельную прямоугольную крышку, которая сдвигается на наружную часть рамы соответствующего фильтра 19. Два параллельных прямоугольных паза 31 выполнены во внешней крышке 23. Эти два паза 31 эффективно образуют вход фильтра, через который воздух из воздухозаборников 13, 15 может попасть в соответствующий фильтр 19.
Фильтр 19 и внешняя крышка 23 расположены так, что между передней стороной фильтра 19 и внешней крышкой 23 имеется пространство, или канал. Это помогает предотвратить неравномерную нагрузку на фильтр 19 при использовании. Внутренняя крышка 21 может аналогично образовывать пространство, или канал, у задней поверхности фильтра 19.
Вход фильтра и выход фильтра в каждом случае объединяются, чтобы образовать входной путь к вентилятору 9 внутри моторного отсека 11. Таким образом, имеется два параллельных пути: по одному через каждый из двух воздушных фильтров 19.
В каждом случае вход фильтра смещен относительно выхода фильтра так, что нет линии прямой видимости через выход фильтра и соответствующий вход фильтра: нижнее прямоугольное отверстие 29 во внутренней крышке 21 расположено немного ниже вертикальных пазов 31, образующих соответствующий вход фильтра, в то время как верхнее круглое отверстие 27 расположено между вертикальными пазами 31, образующими соответствующий вход фильтра. Фактически, каждый входной путь воздуха к вентилятору 9 следует по изогнутому пути через соответствующий фильтр 19.
Фильтры 19 могут заменяться по отдельности: каждый можно удалить, просто открепив его от внутренней крышки 21, а после удаления затем к внутренней крышке 21 на его место можно прикрепить новый фильтр (внешнюю крышку 23 также можно открепить и использовать заново, либо она может быть одноразовой).
Устройство упругого крепления для вентиляторного блока
На фиг. 13 показан вид центробежного вентилятора 9 с пространственным разделением деталей. Он содержит приводной блок 33, содержащий электромотор (не показан), крыльчатку 35 центробежного вентилятора, которая присоединена к выходному валу мотора, и диффузор 37. Диффузор содержит диффузорное кольцо 39, содержащее множество закручивающих лопаток для восстановления статического давления, и диффузорную крышку 41, которую насаживают на диффузорное кольцо 39 и которая проводит воздушный поток от крыльчатки 35 наружу через кольцеобразный выход 41а вентилятора, как показано стрелками (при использовании будет иметь место некоторая степень остаточного закручивания воздушного потока, когда он выходит через выход вентилятора 41а, что не показано на фиг. 13).
Центробежный вентилятор 9 упруго установлен вертикально внутри моторного отсека 11, при этом выход 41а вентилятора направлен вниз, а ось А вращения крыльчатки 35 проходит вертикально.
Устройство упругого крепления центробежного вентилятора 9 содержит верхний узел упругого крепления и нижний узел упругого крепления.
Нижний узел упругого крепления имеет форму эластомерного канала 43, который проходит впритык к центробежному вентилятору 9. Канал 43 имеет воронкообразную форму, у которой имеется сравнительно большое поперечное сечение сверху (возле выхода 41а вентиляторного блока), но сужающуюся до сравнительно малого поперечного сечения внизу.
Верхний конец канала 43 насажен на диффузор 37 как рукав и зажат на месте с использованием стяжки (не показана).
Нижний конец надувного канала 43 прикреплен к основанию 45, которое жестко установлено на основном заднем щитке 48 сушилки (фиг. 6) для обеспечения опоры, несущей нагрузку.
Основание можно увидеть на фиг. 14. Оно содержит центральный соединительный канал 47, окруженный монтажной платформой 49. Нижний конец надувного канала 43 сажают на вход соединительного канала 47 и прикрепляют к монтажной платформе 49 с помощью зажимного кольца 51. Это зажимное кольцо 51 привинчивают к монтажной платформе 49 (выступы для винтов можно увидеть на фиг. 14), и оно прижимает фланец 43а, образующий часть нижнего конца надувного канала, который затем выступает также в качестве компрессионного уплотнения между зажимным кольцом 51 и монтажной платформой 49.
Верхний узел упругого крепления содержит четыре "точки крепления", имеющие вид эластомерных конических опорных элементов 55.
Каждый из опорных элементов 55 своим основанием установлен на моторном отсеке 11 и расположен так, чтобы проходить радиально внутрь - относительно оси А вращения крыльчатки - так что коническая вершина опорного элемента 55 контактирует с внешним корпусом центробежного вентилятора 9. Верхний узел упругого крепления, таким образом, имеет четыре "точки контакта" с внешним корпусом центробежного вентилятора 9, по одной для каждого из четырех опорных элементов 55.
V-образный канал 57 предназначен для распределения воздушного потока по двум выпускным отверстиям 3, 5 для воздушных ножей. Канал 57 привинчивают к внутренней стороне корпуса 7 над верхом выпускных отверстий 3, 5 для воздушных ножей. Чтобы получить компрессионное уплотнение между каналом 57 и корпусом сушилки для рук, используют упругую уплотнительную прокладку 59.
Канал 57 соединен с нижним концом соединительного канала 47 на основании 45 гибким шлангом 61, который предназначен для того, чтобы компенсировать монтажные допуски между основанием 45 и каналом 57. Один конец гибкого шланга 61 плотно посажен на нижний конец соединительного канала 47, а другой конец шланга 61 аналогично плотно посажен на входной канал 61а, образующий часть канала 57. На каждом конце гибкого канала 61 могут использоваться стяжки (не показаны), чтобы удерживать гибкий канал 61 на месте.
Объединенная площадь выпускных отверстий 3, 5 для воздушных ножей сравнительно мала по сравнению с площадью выхода 41а вентиляторного блока. Следовательно, выпускные отверстия 3, 5 для воздушных ножей представляют собой значительное ограничение потока в основном пути воздушного потока после выхода 41а вентиляторного блока. Поэтому при запуске центробежного вентилятора 9 имеет место значительное повышение статического давления по потоку после вентилятора 9. В результате этого происходит создание давления в надувном канале 43, который, соответственно, выступает в качестве пневматической несущей опоры для центробежного вентилятора 9, помогая ограничить смещение вентилятора 9 и демпфировать вибрации мотора, вызванные дисбалансом ротора и т.д.
Так как для создания давления в надувном канале 43 при запуске вентилятора 9 используется основной воздушный поток, то устройство сравнительно простое: не требуется путей утечки, клапанов или отдельного пневматического контура.
Для заданной спецификации вентилятора скорость создания давления в надувном канале 43 будет зависеть от эффективного объема между выходом 41а вентиляторного блока и воздуховыпускными отверстиями 3, 5 ("рабочего объема"), а также от объединенной площади воздуховыпускных отверстий 13, 15 ("выходной площади"). Следовательно, создание давления в надувной опоре 43 будет в целом более быстрым в сушилках типа воздушного ножа, у которых в целом сравнительно небольшая выходная площадь. Здесь, надувание опоры будет очень быстрым для заданного рабочего объема, обеспечивая очень быстрый начальный отклик демпфирования.
При использовании опорные элементы 55 обеспечивают эффективную боковую опору для центробежного вентилятора 9 (опора, противодействующая осевому смещению вентилятора 9, почти полностью обеспечивается надувной опорой 43). В то же время, опорные элементы 55 снижают внешнюю передачу вибрации, значительно ограничивая площадь контакта между приводным блоком 33 и моторным отсеком 11.
В сочетании, опорные элементы 55 и надувная опора 43 вместе образуют эффективное устройство упругого крепления вентилятора 9, которое снижает передачу шума на внешние части сушилки 1 для рук.
Надувная опора
Blower
Blower
Blower
При использовании будет иметь место разность ΔM импульсов через вентилятор 9 между входом 33а вентилятора на приводном блоке 33 (фиг. 10) и выходом 41а вентиляторного блока. Это схематично показано на фиг. 15а. В дополнение к этой разнице ΔM импульсов, будет иметь место значительная разность ΔP статических давлений между входом и выходом вентиляторного блока после создания давления в рабочем объеме по потоку после выхода вентиляторного блока. Это схематично показано на фиг. 15b.
Blower
Разность ΔM импульсов приводит к повышению "реактивной тяги" (Blower), которая стремится подать вентилятор 9 вертикально вверх.
Blower
Разность ΔP давлений действует на вектор площади  диффузорной крышки 41, фактически соответствующий вектору площади надувного канала 43 возле выхода 41а вентиляторного блока, и, следовательно, воздействует на вентилятор 9 направленной вверх результирующей силой давления (Blower)=. Эта сила давления также стремится подать вентилятор 9 вертикально вверх.
И реактивная тяга (Blower), и сила давления (Blower), воздействующие на вентилятор 9 ограничены надувным каналом 43 под давлением, который прикрепляет вентилятор 9 к основанию 45. В свою очередь, это дает нагрузку на зажимное кольцо 51, которое прикрепляет надувной канал 43 к основанию 45.
Duct
Duct
Между входом вентилятора и нижним концом надувного канала 43 также будет иметь место разность ΔM импульсов и разность ΔP давлений. Это показано на фиг. 16а и 16b.
Duct
Duct
В этом случае разность ΔM импульсов и разность ΔP давлений оказывают усилие непосредственно на надувной канал 43, а не непосредственно на вентилятор 9.
Duct
Со ссылкой на фиг. 16а, разность ΔM импульсов приводит к повышению реактивной тяги (Duct), которая стремится толкать надувной канал 43 вверх к зажимному кольцу 51.
Duct
Со ссылкой на фиг. 16b, разность ΔM давлений воздействует на вектор площади а соединительного канала 47 и, следовательно, воздействует направленной вверх результирующей силой давления (Duct)= на надувной канал 43. Она также стремится толкать надувной канал 43 вверх к зажимному кольцу 51, оказывая дополнительную нагрузку на зажимное кольцо 51.
Если бы соединительный канал 47 имел вектор площади , соответствующий вектору площади диффузорной крышки 41, то сила давления (Duct), действующая непосредственно на надувной канал 43, была бы по существу такой же величины, что и сила давления (Blower), воздействующая на вентилятор 9, и результирующая нагрузка на зажимное кольцо 51 была бы значительной. Для решения этой задачи диаметр соединительного канала 47 устанавливают таким, чтобы величина вектора площади а соединительного канала 47 была меньше, чем величина вектора площади  диффузорной крышки 41. Соединительный канал 47, таким образом, фактически ограничивает фиксированное отверстие 47а, имеющее уменьшенную площадь по сравнению с площадью диффузорной крышки 41 (по сути, преднамеренное ограничение воздушного потока). Это дает преимущество снижения величины силы давления (Duct), действующей непосредственно на надувной канал 43, по сравнению с силой давления (Blower), действующей непосредственно на вентилятор 9. Этого снижения достигают независимо от площади А диффузора, которую, следовательно, можно оптимизировать как часть спецификации вентилятора.
Реактивная тяга (Duct) также будет стремиться толкать надувной канал 43 вверх. Тем не менее, величина реактивной тяги (Duct) в целом сравнительно мала и фактически остается постоянной для широкого диапазона площадей отверстия. Следовательно, снижения силы давления (Duct), действующей на надувную опору 43, в целом можно достичь без какого-либо соответствующего увеличения реактивной тяги (Duct), действующей на надувную опору 43. Это видно на фиг. 17, на которой показаны (Duct) и (Duct) как функции площади а отверстия.
1
При очень малых площадях отверстия (а<a), реактивная тяга (Duct) может стать значительной. Если единственной целью является снизить нагрузку на зажимное кольцо 51, то следует позаботиться, чтобы не компенсировать какое-либо снижение силы давления (Duct) увеличением соответствующей реактивной тяги (Duct). Тем не менее, все еще можно преимущественно достичь снижения силы давления (Duct) самой по себе, даже при таких малых площадях отверстия.