УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ
DRYING DEVICE

Настоящее изобретение относится к устройству для сушки, в котором для сушки части тела человека используется узкая струя воздуха, имеющая высокую скорость и высокое давление. В частности, изобретение относится к сушилке для рук, в которой струя воздуха выдувается через щелевидное отверстие, выполненное в ее корпусе.
Использование воздушных струй для высушивания рук хорошо известно. Примеры сушилок для рук, которые выпускают по меньшей мере одну струю воздуха для высушивания рук, описаны в GB 2249026А, JP 2002034835А и JP 2002306370А. Однако на практике очень трудно равномерно распределять поток воздуха с достаточно высоким количеством движения для эффективного и быстрого высушивания рук пользователя. Известные сушилки не решают указанную проблему.
Задача настоящего изобретения заключается в создании такого устройства для сушки с выдуванием струи воздуха через щелевидное отверстие, которое способно высушить объект быстрее, чем известные устройства. Другая задача изобретения заключается в создании улучшенной сушилки для рук, в которой эффективность сушки выше по сравнению с известными сушилками.
Устройство для сушки согласно изобретению содержит корпус, образованную внутри него камеру для размещения объекта сушки, вентилятор, установленный в корпусе с возможностью создания воздушного потока, электродвигатель, установленный для привода в действие вентилятора, и два оппозитно расположенных щелевидных отверстия, сообщенных с вентилятором и выполненных в корпусе так, чтобы направлять поток воздуха в поперечном направлении по всей длине камеры, при этом давление воздуха, выпускаемого через отверстие при работе устройства, составляет более 8 кПа.
Установка вентилятора или системы вентиляторов, выполненных с возможностью создания воздушного потока высокого давления, позволяет значительно увеличить количество движения воздушного потока, выпускаемого через отверстие по сравнению с известными устройствами. Таким образом, во время каждого прохода объекта сушки через выпускаемый щелевидными отверстиями поток воздуха с него сдувается большее количество воды, что повышает эффективность работы сушилки.
Предпочтительно воздушный поток высокого давления создается вентилятором, приводимым в действие высокооборотным электродвигателем, предпочтительно электродвигателем со скоростью вращения более 80000 об/мин и более предпочтительно со скоростью вращения более 100000 об/мин. Предпочтительно электродвигатель представляет собой реактивный переключаемый электродвигатель, который может создать воздушный поток с требуемой величиной количества движения.
В качестве альтернативы устройство включает в себя первый и второй электродвигатели, при этом первый электродвигатель выполнен с возможностью привода первого вентилятора, а второй - второго вентилятора. При этом первый и второй вентиляторы установлены параллельно. Согласно другому альтернативному варианту осуществления изобретения вентилятор выполнен двухступенчатым, а электродвигатель установлен с возможностью привода первой и второй ступеней вентилятора, расположенных последовательно.
Сушилка для рук согласно изобретению содержит два оппозитно расположенных щелевидных отверстия, выполненных с возможностью направления потока воздуха по всей длине камеры. Предпочтительная ширина щелевидных отверстий составляет не более 0,5 мм. Установлено, что такие размеры отверстий позволяют быстро и эффективно высушивать руки пользователя.
Далее будут раскрыты варианты осуществления изобретения со ссылкой на приложенные чертежи.
На фиг.1 показан вид сбоку сушилки для рук согласно настоящему изобретению;
на фиг.2 - вид в перспективе сушилки для рук, показанной на фиг.1;
на фиг.3 - вид сбоку в разрезе сушилки для рук, показанной на фиг.1;
на фиг.4 - вид сбоку в разрезе в увеличенном масштабе верхних концов воздушных каналов, представляющих собой часть сушилки для рук, показанной на фиг.1;
на фиг.5 схематически показан вид сбоку в разрезе в увеличенном масштабе щелевидного отверстия, выполненного в передней стенке камеры сушилки для рук, показанной на фиг.1;
на фиг.6 схематически показан вид сбоку в разрезе в увеличенном масштабе щелевидного отверстия, выполненного в задней стенке камеры сушилки для рук, показанной на фиг.1;
на фиг.7а - вид сверху входа в камеру сушилки для рук согласно второму варианту осуществления изобретения;
на фиг.7b - вид спереди щелевидного отверстия, выполненного в задней стенке камеры сушилки для рук, показанной на фиг.7а;
на фиг.8а схематически изображен вид спереди в разрезе в направлении Y, показанном на фиг.3, системы вентиляторов для сушилки согласно третьему варианту осуществления изобретения;
на фиг.8b схематически изображен вид сбоку в разрезе системы вентиляторов, показанной на фиг.8а;
на фиг.9а схематически изображен вид спереди в разрезе в направлении Y, показанном на фиг.3, системы вентиляторов для сушилки согласно четвертому варианту осуществления изобретения;
на фиг.9b схематически изображен вид сбоку в разрезе системы вентиляторов, показанной на фиг.9а.
На фиг.1 и 2 показана сушилка 10, содержащая внешний корпус 12, включающий в себя переднюю 14 и заднюю 16 стенки, верхнюю панель 18 и боковые стенки 20, 22. Задняя стенка 16 может быть снабжена средствами фиксации (не показаны) для крепления сушилки 10 к стене или другой конструкции. На задней стенке или в другом месте корпуса 12 имеется электрическая проводка (не показано). В верхней части корпуса 12 образована камера 30, как показано на фиг.1 и 2. Камера 30 открыта сверху и ограничена верхними участками передней стенки 14 и передней стороной верхней панели 18. Промежуток между верхним участком передней стенки 14 и передней стороной верхней панели 18 представляет собой вход 32 в камеру, длина которого достаточна для того, чтобы пользователь через него смог ввести руки в камеру 30. Боковые стороны сушилки 10 выполнены так, что камера 30 открыта со стороны ее боковых стенок 20, 22.
Камера 30 образована передней 34 и задней 36 стенками, которые ограничивают камеру 30 с передней и задней сторон, соответственно. В самом низу камеры 30 выполнено дренажное отверстие 38, которое сообщено с резервуаром (не показан), расположенным в нижней части корпуса 12. Функции дренажного отверстия и резервуара будут раскрыты ниже.
Как показано на фиг.3, внутри корпуса 12 установлен вентилятор 40, приводимый в действие электродвигателем 39, который выполнен в виде бесщеточного реактивного переключаемого электродвигателя, подключенного к электрической сети и регулируемого с помощью блока управления 41. Входной патрубок 42 вентилятора сообщен с выполненным в корпусе 12 воздухозаборным отверстием 44. В воздушном канале, соединяющем воздухозаборное отверстие 44 с входным патрубком 42 вентилятора, расположен фильтр 46 для предотвращения проникновения в сушилку каких-либо загрязнений, которые могли бы представлять опасность для электродвигателя или вентилятора 40. Выход вентилятора 40 сообщен с двумя воздушными каналами 50 и 52, расположенными внутри корпуса 12. Передний воздушный канал 50 расположен в основном между передней стенкой 14 корпуса 12 и передней стенкой 34 камеры 30, а задний воздушный канал 52 расположен в основном между задней стенкой 16 корпуса 12 и задней стенкой 36 камеры 30.
Воздушные каналы 50 и 52 выполнены с возможностью направления потока воздуха от вентилятора 40 к двум оппозитно расположенным щелевидным отверстиям 60 и 62, выполненным в передней и задней стенках 34, 36 камеры 30, соответственно. Щелевидные отверстия 60 и 62 расположены в верхней части камеры 30 в непосредственной близости от входа 32 камеры. Каждое из щелевидных отверстий 60 и 62 выполнено так, чтобы направлять поток воздуха по существу поперек входа 32 в камеру в направлении противоположной стенки камеры 30. Щелевидные отверстия 60 и 62 смещены одно относительно другого по вертикали и направлены под углом в сторону нижней поверхности камеры 30.
На фиг.4 более детально показаны верхние концы воздушных каналов 50 и 52 и щелевидные отверстия 60 и 62. Стенки 54а и 54b воздушного канала 50 сближаются друг с другом с образованием щелевидного отверстия 60, а стенки 56а и 54b воздушного канала 52 сближаются с образованием щелевидного отверстия 62. Более детально верхние концы воздушных каналов и щелевидные отверстия показаны на фиг.5 и 6. На фиг.5 изображено щелевидное отверстие 60 шириной W1, а на фиг.6 - щелевидное отверстие 62 шириной W2. Ширина W1 щелевидного отверстия 60 меньше ширины W2 щелевидного отверстия 62. При этом ширина W1 составляет 0,3 мм, а W2 - 0,4 мм.
В передней и задней стенках 34 и 36 камеры 30 непосредственно ниже щелевидных отверстий 60 и 62 установлены датчики 64. Эти датчики 64 регистрируют наличие рук пользователя, введенных в камеру 30 через вход 32, и подают сигнал на электродвигатель. Как показано на фиг.1 и 3, стенки 54а, 54b, 56а, 56b каналов 50 и 52 немного выступают за пределы поверхности передней и задней стенок 34 и 36 камеры 30. Выступающие внутрь камеры стенки 54а, 54b, 56а, 56b каналов 50 и 52 снижают вероятность касания рук пользователя одной или другой стенки 34, 36 камеры, что могло бы уменьшить удобство пользования сушилкой. Кроме того, размещение датчиков 64 непосредственно под выступающими внутрь стенками 54а, 54b, 56а, 56b каналов 50 и 52 снижает опасность их загрязнения и нарушения работы.
Как показано на фиг.2, вход 32 в камеру имеет такую форму, что передняя кромка 32а по существу прямолинейна и проходит в боковом направлении по всей длине сушилки 10. В то же время форма задней кромки 32b входа в камеру имеет два криволинейных участка 32, которые в основном повторяют форму тыльной стороны двух рук человека, когда они введены сверху вниз в камеру 30 через вход 32. Профиль задней кромки 32b входа 32 в камеру по существу симметричен относительно центральной линии сушилки 10. Форма и размеры передней и задней кромок 32а, 32b входа 32 в камеру выбраны из условия, чтобы при введении рук пользователя в камеру 30 через вход 32 расстояние от любой точки на руках пользователя до ближайшего щелевидного отверстия было по существу одинаково.
Сушилка 10 для рук, описанная выше, работает следующим образом.
При начальном введении рук пользователя в камеру 30 через вход 32 датчики 64 регистрируют наличие в ней рук пользователя и подают сигнал на электродвигатель 39 для приведения в действие вентилятора 40. Электродвигатель содержит ротор, который приводится в действие с очень высокой скоростью вращения, а именно, скоростью вращения более 80000 об/мин, а предпочтительно более 100000 об/мин. Соответственно, вентилятор 40 приводится в действие, и воздух всасывается в сушилку 10 через воздухозаборное отверстие 44 с расходом примерно 20-40 л/с, предпочтительно, по меньшей мере, от 25 до 27 л/с, более предпочтительно - от 31 до 35 л/с. Воздух проходит через фильтр 46 и по входному патрубку 42 поступает к вентилятору 40. Выходящий из вентилятора поток воздуха разделяется на два отдельных потока, один из которых проходит по переднему воздушному каналу 50 к щелевидному отверстию 60, а другой - по заднему воздушному каналу 52 к щелевидному отверстию 62.
Воздушный поток выходит из щелевидных отверстий 60 и 62 в виде очень тонких плоских струй воздуха, имеющих высокие скорость и давление. На выходе из щелевидных отверстий 60 и 62 давление воздуха составляет не менее 15 кПа, а предпочтительно - приблизительно от 20 до 23 кПа. Кроме того, скорость выходящего из щелевидных отверстий 60 и 62 воздушного потока составляет не менее 80 м/с, предпочтительно не менее 100-150 м/с, а более предпочтительно - около 180 м/с. Поскольку характерный размер щелевидного отверстия 62, расположенного в торце заднего канала 52, превышает размер щелевидного отверстия 60, расположенного в торце переднего канала 50, из канала 52 истекает больший объем воздуха, чем из канала 50. Таким образом, для высушивания тыльной (обратной ладоням) поверхности рук подается большее количество воздуха, что является выгодным.
Две тонкие плоские струи воздуха, имеющие высокие скорость и давление, направлены к поверхностям рук пользователя, которые при использовании сушилки полностью вводятся в камеру 30, после чего извлекаются из нее через вход 32. Когда руки пользователя проходят внутрь камеры 30 и извлекаются из нее, тонкие плоские струи воздуха сдувают воду с рук пользователя. Высушивание производится надежно и эффективно благодаря большому количеству движения воздуха, выдуваемого из щелевидных отверстий 60 и 62.
Каждая тонкая плоская струя воздуха направлена к той стенке камеры 30, которая расположена на удалении от щелевидного отверстия, через которое она выходит. Поскольку щелевидные отверстия 60 и 62 наклонены в сторону самой нижней точки камеры 30, выходящие из отверстий потоки воздуха направлены внутрь камеры 30. Это снижает вероятность возникновения турбулентного движения воздуха, ощущаемого пользователем, например, лицом вне корпуса сушилки.
Предполагается, что для высушивания рук до удовлетворительного состояния необходимо произвести лишь небольшое количество "проходов" в сушилку, описанную выше. Под термином "проход" здесь подразумевается однократный ввод рук в камеру и последующее их извлечение из камеры с приемлемой для среднего пользователя скоростью. Количество движения воздушного потока достаточно для удаления большей части воды, находящейся на поверхности рук пользователя, за время однократного прохода в сушилку после мытья рук.
Удаленная воздушным потоком вода собирается внутри камеры 30. Каждая из воздушных струй будет быстро терять свое количество движения сразу после прохождения рук пользователя, и капли воды будут падать на дно камеры 30 под действием сил тяжести, в то время как воздух будет выходить из камеры 30 через вход 32 или через открытые боковые стороны камеры 30. Вода собирается с помощью дренажного отверстия 38 и стекает в резервуар (не показан), где накапливается для последующего удаления. При желании этот резервуар может быть опорожнен вручную. В качестве альтернативы сушилка 10 может быть снабжена каким-либо средством удаления воды, например нагревателем для испарения собранной воды в атмосферу. Следует отметить, что средства, с помощью которых осуществляется удаление накопленной воды, не входят в объем настоящего изобретения.
Согласно альтернативному варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.7а и 7b, щелевидные отверстия имеют переменную ширину по длине L камеры сушилки для рук. На фиг.7а показан вид сверху на вход 32 в камеру, имеющий длину L. Штрихпунктирными линиями обозначены руки пользователя при их обычном размещении в камере 30 между передней и задней кромками 32а и 32b. Стрелками 80 на фиг.7а показано направление потока воздуха, выходящего из щелевидных отверстий 60 и 62, выполненных в кромках 32а, 32b входа 32 в камеру. В этом варианте осуществления изобретения криволинейные участки 33 задней кромки 32b симметричны относительно центральной линии А-А входа 32 в камеру, при этом расстояние между центральной частью задней кромки 32b и передней кромкой 32а, измеренное вдоль центральной линии, меньше, чем в каком-либо месте, удаленном от этой центральной линии. Расстояние d между передней и задней кромками 32а и 32b, измеренное вдоль центральной линии, является минимальным. В средней части каждого из указанных криволинейных участков расстояние между передней и задней кромками максимально и равно D. На фиг.7b показан профиль щелевидного отверстия, выполненного в задней стенке камеры.
Предпочтительно высота выполненного в задней стенке щелевидного отверстия постепенно изменяется, увеличиваясь в направлении расположенной на центральной линии А-А средней точки отверстия входа 32 в камеру.
В этом альтернативном варианте осуществления изобретения предпочтительно, чтобы изменение ширины отверстия достигалось путем изменения расстояния от верхней стенки щелевидного отверстия до нижней стенки с образованием криволинейного профиля, предпочтительно плавно изменяющегося. Более предпочтительно эта кривая симметрична относительно центральной линии А-А входа 32 в камеру. Предпочтительно вдоль центральной линии А-А отверстие имеет максимальную ширину R 0,7 мм.
Предпочтительно ширина r, по существу постоянна в зонах F и G и изменяется в зоне Е (фиг.7а и 7b), составляющей не менее половины общей длины L входа в камеру, наиболее предпочтительно центральную его половину. Предпочтительно величина r составляет 0,4 мм.
Ширина щелевидного отверстия 62 в зоне Е больше, чем в зонах F и G. Увеличение размера щелевидного отверстия 62 обеспечивает подачу большего количества воздуха 80 из заднего канала 52 для сушки тыльных поверхностей рук пользователя на участках размещения большого и указательного пальцев, что является выгодным. Увеличенные количество воздуха и количество движения воздушного потока в зоне Е достаточны для удаления большей части воды с тыльных поверхностей рук после их мытья за один проход рук в сушилку.
Согласно другому альтернативному варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.8а и 8b, воздушные потоки с высоким давлением создаются с помощью системы электродвигателей и вентиляторов. Стрелки, показанные на фиг.8а и фиг.8b, изображают потоки воздуха, проходящие через систему электродвигателей и вентиляторов. Электродвигатели 90, 92 и приводимые ими в действие вентиляторы 91, 93 расположены в корпусе 12. Как показано на фиг.8а, вентилятор 91 приводится во вращение электродвигателем 90, а вентилятор 93 - электродвигателем 92. Электродвигатели представляют собой электродвигатели переменного тока, причем каждый из них подключен к электрической сети и регулируется с помощью блока управления. Вход 94, 95 каждого вентилятора 91, 93 сообщен с воздухозаборным отверстием 44, выполненным в корпусе 12 (не показано). Выходной патрубок 96, 97 каждого вентилятора 91, 93 выполнен в виде улитки или коллектора и сообщен с общим коллектором 98. Для повышения давления воздушного потока в выходных улитках 96, 97 установлен диффузор 99. Общий коллектор 98 сообщен с двумя воздушными каналами 50, 52, которые расположены в корпусе 12.
Описанная выше система, включающая в себя электродвигатели 90, 92 и вентиляторы 91, 93, работает следующим образом. Как и в первом варианте осуществления изобретения, при первоначальном вводе пользователем рук в камеру 30 через вход 32 датчики 64 регистрируют наличие рук и подают сигнал на электродвигатели 90, 92 для привода в действие вентиляторов 91, 93. Каждый электродвигатель 90, 92 содержит ротор, который приводится во вращение со скоростью по меньшей мере от 30000 об/мин до 40000 об/мин. Каждый вентилятор 91, 93 также приводится во вращение с одинаковой скоростью, и воздух всасывается в сушилку для рук 10 через воздухозаборное отверстие 44 с расходом, составляющим приблизительно от 20 до 40 л/с. Система параллельно установленных вентиляторов создает большой объемный расход воздуха. Воздух поступает в вентилятор 91 через вход 94 вентилятора, а в вентилятор 93 - через вход 95. Воздушный поток, выходящий из вентилятора 91, собирается в улитке 96, а воздушный поток, выходящий из вентилятора 93, собирается в улитке 97. Оба воздушных потока объединяются в общем коллекторе 98. Воздушный поток, выходящий из общего коллектора 98, разделяется на два отдельных воздушных потока, один из которых проходит по переднему воздушному каналу 50 к щелевидному отверстию 60, а другой - по заднему воздушному каналу 52 к щелевидному отверстию 62.
Согласно еще одному альтернативному варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.9а и фиг.9b, воздушные потоки с высоким давлением создаются с помощью альтернативной системы электродвигателей и вентиляторов. Стрелками на фиг.9а и фиг.9b показаны воздушные потоки, проходящие через систему. Электродвигатель 100 и вентиляторы 101 и 103, приводимые им в действие, расположены в корпусе 12 устройства. Как показано на фиг.9а, вентиляторы 101 и 103 установлены последовательно и приводятся в действие электродвигателем 100, который подключен к электрической сети и регулируется посредством блока управления. Электродвигатель 100 может представлять собой электродвигатель переменного тока или бесщеточный реактивный переключаемый электродвигатель. Вход 104, 105 каждого вентилятора 101, 103 сообщен с впускным отверстием 44 (не показано) в корпусе 12. Выходные элементы 106, 107 каждого вентилятора 101, 103 выполнены в виде улитки или коллектора. Выходной элемент 106 сообщен с U-образным коленом или улиткой 108, которые, в свою очередь, сообщены с входом 105. Выходной элемент 107 сообщен с двумя воздушными каналами 50, 52, которые расположены внутри корпуса 12. Выходные улитки 106, 107 снабжены диффузором 99 для повышения давления воздушного потока.
Описанная выше система, включающая в себя электродвигатель 100 и вентиляторы 101, 103, работает следующим образом. Как и в первом варианте осуществления изобретения, при первоначальном вводе пользователем рук в камеру 30 через вход 32 датчики 64 регистрируют наличие рук в камере и подают сигнал на электродвигатель 100 для привода в действие вентиляторов 101 и 103. Электродвигатель 100 содержит ротор, который приводится во вращение со скоростью приблизительно от 30000 об/мин до 40000 об/мин, или в качестве альтернативы, со скоростью до 80000 или 100000 об/мин. Каждый вентилятор 101, 103 вращается, таким образом, с одинаковой скоростью, и воздух всасывается в сушилку 10 для рук через воздухозаборное отверстие 44 с расходом, приблизительно составляющим от 20 до 40 л/с. Система последовательно установленных вентиляторов создает высокое давление воздушного потока даже при низких оборотах электродвигателя. Воздух проходит через вход 104 в вентилятор 101, а воздух, выходящий из вентилятора 101, собирается в выходном элементе 106. Воздух, отводимый из выходного элемента 106, возвращается на вход 105 по U-образному колену 108. Воздушный поток из колена 108 направляется к входу 105 вентилятора 103 и затем в вентилятор 103. Выходные элементы - улитки 106, 107 снабжены диффузором 109 для повышения давления воздушного потока. Воздушный поток, выходящий из улитки 107, разделяется на два отдельных воздушных потока, один из которых проходит по переднему воздушному каналу 50 к щелевидному отверстию 60, а другой - по заднему воздушному каналу 52 к щелевидному отверстию 62.
Альтернативные системы, показанные на фиг.8а, 8b и 9а, 9b, позволяют формировать воздушный поток с высоким давлением при наиболее эффективном уровне количества движения, выходящего через отверстие потока. В системах электродвигателей и вентиляторов могут быть использованы различные типы вентиляторов, например, могут быть использованы видоизмененные крыльчатка компрессора и одно или более лопастных колес без выхода за пределы сущности настоящего изобретения. Могут быть также изменены и другие элементы, например, количество вентиляторов, их форма, а также выходные элементы вентиляторов и форма коллекторов.
Настоящее изобретение не ограничено раскрытым выше конструктивным выполнением. Специалистам понятны модификации и варианты конструктивного выполнения, которые не изменяют объем изобретения. Например, форма камеры 30 и ее входа 32 могут быть изменены без выхода за пределы сущности настоящего изобретения.