烘干衣物的设备和方法

专利名称：烘干衣物的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种烘干机，具体说是衣物烘干机，例如用于家庭、 自助洗衣店和其他场所的衣物烘干机。
背景技术：
衣物烘干机是最常用的节省劳动力的电器之一，用于个人住房、 公寓、自助洗衣店及各种各样的其他商业场所，例如酒店和医院。通 常使用的衣物烘干机是电动或气体的(虽然太阳能烘干机也已经得到
研发)，在美国大约占80%或着说有8000万家庭使用。
气体烘干机使用电能驱动各种电气部件(例如电动机，计时器， 蜂鸣器，灯和其他在面板上的电气装置)，被称做气体烘干机是因为 其使用气阀或其他气动部件来使用于烘干过程中的热量得以产生。相 反，电动烘干机不需要借助任何气动部件，而是采用空气对空气(air to air)的热电阻元件线圈来使用于烘干进程的热量得以产生。
尽管常用的衣物烘干机很普及，却有许多的缺点。其中，第一， 这种烘干机消耗大量(可以说过量的)的能源。平均240伏，衣物烘 干机消耗的能量在4000至7000瓦的量级，在家庭中，除了家用冰箱， 这种衣物烘干机一般消耗的能源大于其他家电。常用的气动或电动衣 物烘干机消耗如此多的能源，带来成本和环境的影响是我们特别不愿 看到的。另外，常用的衣物烘干机不但需要大量的能量，而且其能量利用 率很低。为了为烘干衣物的目的而加热，这些电器依靠或者以气体为 基础，或者以电为基础的热源。而美国政府自身(如能源部)显然不 认为这在能源方面是特别有利的。实际上，衣物烘干机效率很低，市 场上目前在册的衣物烘干机没有到达美国政府的能源之星的合格标
准(见www. energystar.gov )。
常用衣物烘干机的效率差主要是由于衣物烘干机其实并不将输 入烘干机的大量能源完全用尽。大多数常用衣物烘干机通过使干燥的 且加热了的空气流过待干燥衣物周围和其内来运行，以加热衣物，从 而使衣物中的湿气蒸发，然后将湿热空气排出到烘干机外面的环境中 (典型的是排到烘干机设备壳体外)。这种设计的衣物烘干机在工作 中持续地随着水一同排出大量的热能。实际上，烘干机工作过程直接 提供给衣物的热气中的大部分仅仅是经过衣物，没有对衣物的烘干作 出任何贡献就排放到机器外。
衣物烘干机在其他方面也浪费热能。例如，由于辐射、传导和对 流的综合作用，衣物烘干机产生的热能中的很多在到达衣物之前就已 经从烘干机中散发出去。而且到了这样的程度，既便衣物烘干机产生 的热量到达并烘干衣物，依然经常浪费能源。特别是， 一旦衣物烘干 循环完成，由于衣物在衣物烘干机中停留，储存在衣物中的热能再一 次浪费。因此，衣物烘干机工作中不仅需要大量无用的能量，而且浪 费了这些能源中的很大部分。
尽管存在一些这样的冷凝烘干机，其衣物中用完的空气通过一个冷凝盘管或热交换器除去湿气，进入烘干机的空气再循环。然而这些 烘干机仍然效率很低。冷凝烘干机的低效率是由于大多数这种烘干 机，象前面所述的烘干机一样依靠气体或电能加热衣物烘干机内的空 气。因此，冷凝烘干机象其他普通的烘干机一样使用高耗能装置。
另外，某些款式的冷凝烘干机不使用任何热源(使用室温空气烘 干)，因此可能比需要热源的烘干机能效高，但是这种烘干机运行效 率低，因为这种烘干机花费太长时间烘干衣物(尤其是大量衣物)。 实际上，这种冷凝烘干机在烘干机少量衣物时效率最高。此外，某些 款式的冷凝烘干机每个烘干循环消耗多达5加仑的冷水。累计一年， 用水量很大。
应该注意，烘干机的"能效高"并不等于烘干机节能。尽管如今 制造和市售的许多常用烘干机在某种意义上是节省能源的，但这并不 是说，这些烘干机也是能效高的。烘干机的节约源于装置的安装和性 能，例如湿度传感器、定时烘干性能和变速风扇/排风机，所有这些 都监视和影响待烘干衣物的内部烘干程度和烘干机的热源以及操作 进程。这与烘干机实际上的能效是完全不同的问题，因为烘干机节约 一些能源并不保证总体上高效。
另一种形式的常用烘干机稍微不同于上面所讨论的烘干机，是太 阳能烘干机，其产生的一些热量是基于接收的太阳能源。由于产生的 一些热能来源于太阳光，这种烘干机与常用的烘干机相比，使用较少 的购买能源(如，来自公共设施的能源)。然而，这种太阳能烘干机 依然没有考虑到能效，因为其不得不很依赖一个或多个备用热源，如电阻加热元件。当设备不能经常从太阳光获得足够的热量，如夜晚/ 黄昏、通宵的大雪、多云天气、冬天的日子或天气不允许的情况下， 这个备用热源是必须的。这就是说，在设备不能吸收足够的太阳能期 间，转换回常用的烘干机。
太阳能烘干机的另一个缺点是必须依赖于它们的物理分布。早期 的太阳能烘干机缺少在保温储存箱中储存太阳能热水的能力。随着其 改进，增加了保温储存箱。不过，箱沿着建筑物布置和安装成本仍然 无法得到公众的认可。
还有，尽管常用的衣物烘干机一般很安全，但这种衣物烘干机仍 然存在潜在的损害和伤害的隐患，特别是偶尔衣物烘干机会着火。例
如，根据2002年一月的美国家用电器产品报道，1994至1998年间， 每年衣物烘干机牵涉到估计14800户美国家庭的建筑火灾和7.58千 万直接财产损失。常用烘干机引起火灾的主要原因是干燥的棉绒/粉 尘堆积在烘干机内，最后返回到加热元件，存在被点燃的潜在危险。 这会在许多不同类型的常用衣物烘干机上发生，特别是那些使用加热 元件的，如常用的电动或气体烘干机以及使用类似加热元件的冷凝和 太阳能烘干机。
另外，当常用的衣物烘干机成功烘干衣物时，在衣物烘干机内吹 到衣物上的干燥且加热了的空气不总是使烘干衣物具有理想的特性。 特别是当烘干机工作时间稍微长，烘干的衣物会过分干燥，甚至燃烧 或烧焦。不仅这种过分干燥和所引起的烧焦潜在地威胁着衣物，而且 从烘干机内取出的衣物具有一点讨厌的烧糊的味道。某些产品例如织物柔软品(如，能同衣物一起放入烘干机的片料)可用于改善烘干衣 物(辅助减少这些衣物的静电)的柔软性和气味，这些织物柔软品不 能完全解决过度烘干所导致的问题。
所需要的是能减轻或完全避免这些问题中的一个或多个的衣物 烘干机。特别是，所需要的是一种衣物烘干机，其比常用的衣物烘干 机使用的能量少并/或能效高，而烘干性能却相似(如，在可比的时 间内，烘干大量的衣物)。还需要一种烘干机，其至少和常用的衣物 烘干机一样节约能源，如果不能节约更多的能源。
除此之外，还需要一种烘干机，其运转时能减少烘干机内的干燥 棉绒着火的可能性，从而增加烘干机的可靠性和安全性。还需要的是 一种衣物烘干机，其过热或烧焦衣物的倾向较小，因此，所干燥的衣 物比常用烘干机干燥的衣物更清新和更好闻。

发明内容
具体地说，本发明涉及一种烘干机，其具有一壳体、 一容纳待烘 干衣物的腔室、 一使用点加热装置和一连接在使用点加热元件上的盘 管。使用点加热元件构造成可加热流体，这些流体通过盘管循环，并 返回使用点加热元件。而且，每个部件、使用点加热元件和盘管都装 在所述壳体内。另外，空气沿盘管流动，以便加热，然后流过腔室。
因此，在本发明的至少一些实施例中，热不是通过气体或电装置 产生，而是通过安装在内部或(也可选择)外部的水基热源，这样整 体被称为液体循环烘干机。
本发明进一步涉及一种烘干设备，其具有一壳体、 一在壳体内输送加热流体的流体通道、 一能容纳至少一件待烘干物的腔室和一连接 所述腔室的空气通道。该烘干设备还具有除去湿气的装置，以及驱动 空气通过空气通道的装置，该装置使空气沿装有加热流体的流体通道 前行，穿过腔室，并流过除去湿气的装置。另外，流体通道、腔室、 空气通道、除去湿气的装置和驱动空气的装置的每个装置都支撑在壳 体内部。而且，空气流过流体通道时被加热，流过除去湿气的装置时 被干燥，并循环着反复流过腔室。
本发明还涉及一种烘干衣物的方法。该方法包括，(a)提供一种加 热了的流体，使其流过一盘管；(b)使空气沿该盘管流过，随后进入 容纳湿衣服的腔室；(C)利用进入腔室的空气加热湿衣服。该方法还 包括(d)加热湿衣服时，使水份从湿衣服传递到所述空气中，从而 该空气中带有水份；(e)使该带有水份的空气经过一除湿装置，从而 干燥至少一些带水份的空气；(f)使空气返回盘管，重复(b)至(e)。 本发明的一个目的是提供一种改进了的烘干衣物设备。 从下面对优选实施例的描述，很明显看出本发明的其他目的和优势。


图1为本发明的一个实施例的液体循环加热衣物烘干机10的前 透视图。
图2为图1所示的液体循环加热衣物烘干机10的部件的示意框图。
图3为图1所示液体循环加热衣物烘干机10沿3—3线截取并从箭头的方向看去的侧视图。
图3a为图3所示的衣物烘干机10的置入背板51内的烘干筒31
的放大视图。
图4为常用的电动衣物烘干机50的后侧正视图，图中除去后面 板109示出烘干机50的内部部件。
图5为图1所示的衣物烘干机10的后侧正视图，图中除去后面 板109示出烘干机10的内部部件。
图6为图1所示的衣物烘干机10的加热装置15的热交换器77 的侧视图。
图7为图6所示的热交换器77的侧视图，示出了依照本发明另 一个实施例的过滤元件51的一部分。
图8为衣物烘干机10的后面板109的后视图。
图9为依照本发明的另一个实施例的衣物烘干机120的后侧正视 图，图中除去了后面板，示出烘干机120的内部部件，包括在闭环和 开环气流循环间调节的分流阀和冷凝单元121。
图10为依照本发明的另一个实施例的盘管式交换器135的平面图。
图11为依照本发明的另一个实施例的用于改装现有烘干机50的 替换套件140的前视图。
图12为图11所示的替换套件140的侧视图。
图13为常用的电动衣物烘干机50的后视图，图中除去了后面板， 以示出图4的烘干机50的内部部件，而且为了准备使用图ll所示的替换套件140而卸下了一些部件。
图14为依照本发明的另一个实施例的替换套件150的侧视图。
图15为依照本发明的另一个实施例的替换套件156的侧视图。
图16为依照本发明的另一个实施例的液体循环加热衣物烘干系 统170的一局部图解侧视图。
图17为依照本发明的另一个实施例的衣物烘干机210的后视图， 包括在闭环和开环气流循环间调节的分流阔，图中除去了后面板，示 出烘干机120的内部部件。
图18为依照本发明的另一个实施例的液体循环加热炉替换套件 220的侧视图。
具体实施例方式
为了增强对本发明原理的理解，现参考附图中的实施例，用特定 的语言描述本发明。这不应理解为是对本发明保护范围的限制。对图 示设备的替换和修改以及在此说明的本发明原理的进一步应用，本领 域的技术人员应该可以预见的。
图l一3所示为按照本发明的一个实施例的用于烘干衣物的设 备，在此也称为烘干机和衣物烘干机10。本实施例涉及烘干衣服， 但是，这里衣服这个词应理解为覆盖任何和所有适于放入衣物烘干机 中的物品，如毯子、帘、床单、床罩和任何全部或部分由织物制成的 物品，但不限于这些物品。衣物烘干机10应定义为液体循环加热衣 物烘干机，衣物烘干机IO利用加热了的水(或其他任何合适的加热 了的流体)来烘干放在烘干机内的衣物，这在下面将更详细的描述。衣物烘干机10总体包括一壳体11; 一烘干腔室组件12; —在通道里 引导空气的引导装置13; —驱动空气通过引导装置13的空气驱动装 置14; 一用于加热通过引导装置13的空气的加热装置15;用于通过
合适的电线18给烘干腔室组件12、引导装置13 (必要的，如在文中 提到的用于阀门133和134上的)、空气驱动装置14、加热装置15、 控制装置17和烘干机10的任何其他需要动力的组件提供动力的动力 装置16和一用于通过电线18控制烘干腔室组件12、引导装置13、 空气驱动装置14、加热装置15、动力装置16和烘干机10的需要控 制的其他任何部件中的任一或所有部件的控制装置17。烘干机10还 可以包括其他部件，这些部件包括但不限于一个用于除去穿过导向装 置13的空气中的水份的冷凝装置19和一个或多个过滤元件20。应 该理解为，图2中所示的衣物烘干机10的内部部件12至17、 19和 20以任何合适的结构安装在烘干机壳体11内，从空间优化和操作着 想，这些结构对烘干机10的特定用途是必要的和/或理想的，这样的 设计和布置对本领域的技术人员来说是公知的。
壳体11总体形状类似箱子，由任何适于罩住在此描述的部件的 材料制成，包括但不限于金属薄板、铝或塑料。壳体11还包括各种 各样的其他连接和/或容纳在其内或其上的元件，包括但不限于支架、 螺钉、减震元件、电线和水平尺，例如便于衣物烘干机平稳、安静且 可靠地运行所必要的和/或理想的。这些元件在本领域是公知的，在 进一步的描述中被省略了。对于本发明的其他应用，可以建议或规定 其他材料用于烘干机10的壳体和/或其他任何部件。例如而非限制，用于繁重的商业应用的烘千机10可包括由高强度钢合金制成的壳体 和/或其他部件，或用于船舶的烘干机可有耐腐蚀材料，例如但不限 于不锈钢的壳体和其他部件。
与许多常用的烘干机一样，衣物烘干机IO还包括一位于壳体11 顶部的控制面板21，控制面板21控制控制装置17的大多数元件。
控制装置17包括一些必要的和理想的控制器(如22和23)，使使用 者能选择烘干机10所提供的不同功能，包括但并不限于一个或多个 拨盘、按钮、触摸屏和/或麦克风24，麦克风可控制地连接在具有声 音识别软件的电脑30上，从而使烘干机10可以通过声音控制。控制 装置17还包括一个或多个指示元件(如25)，这些元件对于提供给 使用者烘干机10的运转状态的信息是必要的和/或理想的。这些指示 元件包括但不限于一个或多个灯、LED读出器、声音扬声器和/或视 频显示器，后者包括如LCD显示屏29、控制烘干机循环的部件、当 泵正常运转或故障时起到一个泵指示灯功能的部件、指示加热器工作 正常的使用点指示器和计时器选择拨盘22。还可以设置其他的控制 器。在图l所示的实施例中，控制器和指示器22、 23、 24、 25和29 包括一个在泵74运转时显示的指示灯、 一个当使用点加热器76加热 水(或内装的任何流体)时显示的使用点加热器指示灯、 一个允许使 用者确定烘干机的操作时间和加热器设定的定时选择拨盘。根据具体 实施例，可以在图示的基础上附加或替代以其他的控制器和指示器。 例如，在图15所示的通过太阳能加热水的衣物烘干机170中，烘干 机170有一个指示器，其在烘干机170从太阳能加热系统171接受加热了的水的时候发出指示。电脑30是控制装置17的一个部分，其与 不同的控制器和指示器操作联接，用于处理用户的输入，在指示器上 显示适当的操作信息，发送和接受给烘干机10的不同联接部件的电 子指令和信息，也就是，根据情况向如下部件发送和从这些部件接收:
烘干腔室组件12、引导装置13、空气驱动装置14、加热装置15、动 力装置16、冷凝装置19和过滤元件20。在替换实施例中，控制装置 17位于壳体11上和/或内的其它板上或壳体11外部。例如，取代设 置在顶部的控制面板21，可以将控制装置17的一部分或全部设置在 壳体11的里面、壳体11的顶部、前部或前部与顶部的角上，但不限 于此。壳体ll可以带有一个或多个适合尺寸的开口，以接近控制装 置17。另一个选择是，控制装置17设置在远离壳体11的自己的面 板上，例如但不限于插入最接近壳体ll的壁上。
在壳体11的前侧板26上还形成了一个开口 27，用于进入烘干 腔室组件12的衣物烘干筒31 (见图3)，且包括枢接到前侧板26上 用于封闭开口 27和烘干筒31的门28。替换实施例设计的开口 27和 其门28位于壳体11上任何其他方便或理想的位置。例如但不限于此， 替换的实施例设计的开口 27和门28位于壳体11的顶部，烘干筒31 带有一个面朝上的开口。 一种替换的实施例为实现了洗衣/烘干组合 的烘干机IO，其中，烘干机10位于洗衣机的上方、下方或与洗衣机 并排，基本独立于洗衣机运行或与其结合运行。例如，但不限于这里 附带描述的，烘干机10可以设计成与离其最近的洗衣机共用一个或 多个部件，且共用一些壳体部件或不共用。例如但不限于，结合了本发明的洗衣和烘干组合一体机具有一个唯一的筒(如31)，该筒上有 一开口，该开口或水平或竖直或与水平面和竖直面间有一定的角度， 在烘干阶段，通过合适的阀和管道引导烘干衣物的空气进入这样的筒
内。参照图2、 3和5，烘干腔室组件12总体包括一烘干筒31、用于 旋转烘干筒31的驱动装置32和用于旋转时支撑烘干筒31的支撑装 置33。烘干筒31通常是圆筒形的，带有空气入口和出口 34和35， 通过入口和出口，空气流过引导装置13和一些用于旋转时翻动或混 合烘干筒31内的衣物的搅动装置36。烘干筒31还带有一个开口 37， 衣物通过该开口放入烘干筒31并从中取出。烘干筒31安装在壳体 11内，开口 37与壳体11的开口 27对齐。支撑装置33包括任何合适 的和公知的用于在烘干机内支撑旋转的烘干筒的装置，如四个尼龙导 向装置和滚轮，其相对位置见39。这些滚轮通过支架(图中未示出) 与壳体11或其他合适的装置连接，烘干筒31带有前、后圆周槽40 和41，使烘干筒31放置在尼龙导向装置上绕自身的轴旋转。搅动装 置36包括一个或多个向内伸出的鳍状物42或能在烘干筒31旋转时 便于混合和搅动烘干筒内衣物的任何其他结构。
驱动装置32包括任何合适的和公知的用于使烘干筒31在其支撑 装置上或内旋转的装置，如带有一输出轴44的马达43，其输出轴驱 动绕在轴42和烘干筒31上的皮带45，大体如图所示。本发明中可 以使用本领域公知的用于支撑和旋转烘干筒31的其他装置，包括但 不限于那些支撑烘干筒31绕水平轴、竖直轴或两者之间一个轴旋转 的装置。替换的实施例的烘干筒31设计成非圆筒形的。例如但不限于，烘干筒31可以是圆锥形或截头圆锥形，且/或安装成在同轴连接 的心轴上旋转。替换实施例中，烘干筒31的运动不是旋转运动，例 如但不限于或随机或沿部分或全部预设的线路，如直线、曲线或两者 的组合运动。例如但不限于，烘干筒31具有向上的开口，且可通过 任何合适的致动装置沿竖直轴线往复搅动烘干筒31。还有一些实施
例，烘干筒31是静止的，其内部有一个衣物搅动元件，在烘干循环
中搅动衣物。这种结构在洗衣烘干组合的一体机上特别有用，这种搅
动器对于清洗、漂净和烘千循环是相同的。总之，只要烘干筒31有 一空气进口和出口与引导装置13联通，烘干筒31的形状、搅动方法 及路线和/或装在烘干筒中的衣物几乎可以无限制的变化。
至此，图2和5所示的衣物烘干机10的部件与已知的衣物烘干 机(例如图4所示的烘干机50)的部件没有什么不同。在图4和5 所示的烘干机结构中，烘干腔室组件12还包括一个静止的背板51， 其带有一个圆形通道或凹槽52，其内嵌入烘干筒31的朝后的环形边 缘53。 一个环形尼龙圈或类似合适的耐磨环54安装在环形边缘53 和背板51之间，将热空气从烘干筒31的散出以及烘干筒31和背板 51之间的摩擦减到最小。背板51通过连接在壳体11上的背板55保 持在位。空气入口 34和出口 35都在背板51上形成，如图所示。烘 干筒31、背板51和门28—起基本构成了烘干机10的烘干腔室。如 图4所示，已知的烘干机50和与其类似的烘干机包括一个在衣物烘 千通道中引导空气的引导装置，该引导装置包括一个入流导箱57和 一个出流导箱58。入流导箱57是一个管道，其相对的下端62和上端63分别形成空气进口59和出口60。空气进口59通向大气，空气 出口 60与烘干筒31的空气进口 34联通。本文所用的大气是指烘干 机壳体11外部或烘干机壳体11内部的空气和空气流，而不是那种试 图阻止空气流出壳体11或引导空气进入或离开壳体11内的特定位置 的结构的主题。加热装置64位于入流导箱57内，空气进口59和出 口 60之间。烘干机50是一个标准的电烘干机，其加热装置64具有 一个通电的电阻式加热元件。另一种公知的烘干机是气体烘干机，其 使用一个气体燃烧器燃烧天然气、丙烷或丁烷来加热流过入流导箱 57的空气。在这些电动或气体烘干机中，导箱57的尺寸、形状和位 置是可变的，但是其功能依然是引导空气从进口进入，经加热源加热， 然后进入衣物烘干机的烘干筒31。
本发明的烘干机10与公知的烘干机50的出流导箱58是相同的。 出流导箱58的相对的上端69和下端70分别带有空气进口 67和出口 68。空气出口68通向大气，而空气进口 67与烘干筒31的空气出口 35联通。 一个空气驱动装置14位于出流导箱58内、空气进口 67和 出口 68之间。空气驱动装置14是一个由风扇电机72供电的风扇71。 替换实施例中，风扇可以安装在空气引导装置13的入流侧的任何合 适的位置上，就是说，将空气吹进热交换器。这种吹风的风扇系统可 以代替风扇71或附加在风扇71上。在电动或气体或现有的烘干机 10中，出流导箱58的尺寸、形状和位置可以变化，但是其功能依然 是将空气从烘干筒31的出口 35引导到大气中。这里讨论的替换实施 例中，引导装置具有强大的空气循环功能可以除去冷凝器中的湿气而不是将其排放到大气中。
按照本发明的衣物烘干机10，在引导装置13内流动并流过烘干 腔室组件12的烘干筒31的空气由加热装置15加热，该加热装置用
加热了的流体在空气导入烘干筒31之前将其加热。参见图2、 4和5， 现有烘干机50的空气入流导箱57和加热装置64由本发明的加热装 置15替代，形成了衣物烘干机10。如下面将描述的，加热装置15 的一部分形成了引导装置13的一部分。总的来说，加热装置15是一 个闭环液体循环加热组件，包括一个液体循环加热器76、 一个热交 换器77、 一个泵78和各种必要的管道79，管道将液体循环加热器 76、热交换器77和泵78相互连接形成一个容纳热交换液体的闭环液 体循环加热器的流体通道(如在80的箭头所示)。液体循环加热器 76包括加热器壳体83，其限定一个电加热元件84布置的空腔。通过 管道79提供一个闭环系统，液体从泵78泵到液体循环加热器76， 在这里通过加热元件84加热后，流出液体循环加热器76 (在85处)， 然后进入热交换器77的进口 86，经过过热交换器77返回到泵78。 加热装置15还包括一个用来给闭环加热装置15注入液体的液体添料 口 87和一个位于液体循环加热器76和热交换器77之间的温度传感 器88。温度传感器88可以安装在闭环通路的其他位置，可以使用不 止一个温度传感器88来提供沿闭环通路所需的任何位置的温度读 数。这些温度信息(通过合适的连接，图中未示出)传输后，或者直 接与液体循环加热器76结合，或与控制装置17结合来控制加热装置 15的任一部件的加热操作。温度传感器88可以是任何已知的适用型号，其适合于测量流经管件的加热液体的温度，并可提供电脑可读和 /或显示在温度表上的电子输出。
加热元件84延伸进加热器壳体83内，以便与闭环通路80内流 动的流体交流。响应于控制装置17接受传感器88和/或位于引导装 置13内的空气通路上的一个或多个其他传感器的温度读数，加热元 件84适时地通电加热在闭环通路80内流动的液体，使其达到一特殊 的使用点温度Tp，这由传感器88测量。使用点温度Tp设定在大约 125。F和250。F之间。在一个实施例中，使用点温度Tp优选为大约 135。F和18(TF之间。在一个实施例中，液体循环加热器84 (也称浸 泡加热器)在110伏，1500瓦到2000瓦之间工作，保持标准的衣物 烘干率。
在一个实施例中采用按照图5所示的烘干机10是一个液体热循 环衣物烘干机。这种烘干机具有容积为7.0ft3 (立方英尺)的烘干筒， 在1.6KWH (千瓦时)运转能充分烘干已洗的衣物。这样，估计一年 的KWH为1.6KWHX8次每周X52周/年二665.6KWH/年(按照现行
的美国政府标准)。能量因子由公式获得烘干循环因子(工业常数
392) X烘干筒容积(7.0ft3) /估计的每年的千瓦数=392乂7/665.6 = 4.12。另一个实施例中也使用本发明的烘干机IO，可获得4.2的能量 因子。在替换的实施例中使用较低电压和/或较低电流的浸泡加热器， 仍然获得高的烘干效率。在一个实施例中，浸泡加热器84在烘干循 环过程中运转，保持不变的、理想的使用点温度Tp。其他实施例中， 使用点温度Tp可以通过控制装置17来改变。例如但不限于，在烘干循环启动期间，使用点温度Tp可以设为一个高值，以便迅速提高热 交换器77的热输出。然后，使用点温度Tp可以(通过电脑控制的控 制装置)降低到一个稳定状态的值或适于获得一个或多个理想的衣物 烘干率的可变的值。这种理想的比率包括快(快速烘干循环)、慢(成 本非常低)、标准(成本和速度的折衷)或其他(例如但不限于，变 化，轻柔，精细等)。
参见图5和6，热交换器77可以是任何合适的热交换器，用于 为从闭环液体循环通路80内流动的液体到引导通道13内运动的气流 提供高的热传输率。这种热交换器77包括一个带散热片的管阵89， 其具有一种或多种长度的盘形或蛇形铜管90和多个热传输散热片。 带散热片的管阵89的进口 86通过管道79连接到液体循环加热器76 的出口，而其出口 92通过管道79连接到泵78。在图5 (和图6)所 示的实施例中，热交换器77包括前板93和背板94，带散热片的管 阵89在前板和背板之间延伸。前板93带有了一个喇叭形开口 97， 其大小和形状适合于与烘干筒31的空气进口 34对正并配合。外边缘 98位于前板93和背板94之间，围绕着热交换器77，大部分或全部 开放，允许空气在带散热片的管阵89上方自由流入前板93和背板 94之间，且能通过喇叭形开口 97流出。替换实施例的热交换器77 具有任何合适的尺寸、材料和几何形状，只要可获得高的热交换率， 且便于可靠和有效的操作容纳流经闭环通路80的液体的加热装置 15。带散热片的管阵89的材料选择和结构类似于空调和汽车散热器 的设计。泵78是任何适用的液体泵，只要能推动水或其他的热交换液体 流过液体循环加热器的流体通道80。在液体循环加热器的流体通路 80内流动的是液体，在一个实施例中是水。替换实施例中，在液体
循环加热器的流流通道80内流动的是非水液体，如Paratherm NF。 Paratherm NF是一种无毒无污染的食用液体，可从Paratherm公司购 得。Paratherm公司地址为4 Portland Road, West Conshohocken PA 19428 USA。 Paratherm NF具有大约0.475 Btu/lb-°F (相比之下，水的 比热值大约为1.0 Btu/lb-°F)的比热，因此，加热到使用点温度Tp 的时间比水快。尽管在此优选水作为液体循环加热器7内使用的主要 液体，但应理解为，所有具有类似的，优选更好的操作性能的液体都 可以作为替换液体，特别是Paratherm NF，这里的术语水的意思是指 水和所有的这些替换物。替换实施例中，在加热装置15中可以使用 其他流体。例如但不限于，在烘干循环中，水和Paratherm NF都呈液 态。替换实施例中，工作中液体在气态和液态间变换。替换实施例中， 液体循环加热器液体通路80内使用的液体包括部分的水和部分的非 水液体，就像用于很多汽车散热系统中那样。
加热装置15还配有一个扩展箱100，该箱包括一个气压封闭的 圆筒101，其上有至少一个通过管103与热交换器77的管90流体联 通的口 102。当液体循环加热器的液体通路80中瞬间阻塞或压力达 到峰值的情况下，液体通路80中的过量液体能溢流到圆筒101内。 圆筒101的气压设定为液体循环加热器的流体通路80的希望的液体 释放压力。 一旦压力峰值缓解，圆筒101中的溢流液体通过同一管103返回液体循环加热器的流体通道80中。替换实施例中，扩展箱 100配有一个机械装置，如一个液压或气压活塞来不断的调整扩展箱
100内的释放压力的值。替换实施例中，在口 102和管103处设置一 个单向减压阀(图中未示出)，只有当超过卸压极限时，起到圆筒101 进口的功能，圆筒IOI也配有一个带有自己的单向减压阀(未示出) 的出口和管105，仅允许在压力峰值缓解后，液体从圆筒101流回液 体循环加热器的流体通道80内。
空气驱动装置14包括电风扇71和用于引导通道(该通道在图2 中也以13表示)内的空气引导装置13，该装置包括一些对于在通道 里引导空气来说是必要的且在本领域中公知的软管、配件和空腔。引 导装置13包括热交换器77的一些部分，这些部分允许并引导在带散 热片的管阵89周围的空气进入，空气在那里被加热且导入烘干筒31。 引导装置13还包括带有空气进口 34和出口 35的烘干腔室组件12的 背板51和出流导箱58，其引导加热了的空气从烘干筒31和空气出 口 68流到大气中。
过滤元件20 (见图1和2)是一个穿过烘干机壳体11顶部的窄 槽107延伸的筛网，其横跨空气通道13，流经此通道的空气流出烘 干筒31，进入并向下流经出流导箱58的里面。替换实施例提供辅助 的过滤元件来捕获棉绒或其他碎片，避免其进入空气引导通道13。 例如但不限于一个或多个棉绒筛网108 (见图7)形式的过滤元件围 绕着热交换器77安装，从而阻止棉绒或其他微粒进入热交换器77。 替换实施例中，辅助的过滤元件20沿路线13安装在任何希望的位置上。烘干机10的后面板109 (见图3和8)有开口为烘干机内部提供
充足的通风。替换实施例中，这些开口如IIO和111装有过滤元件20， 过滤元件包括筛网112和113，希望能过滤出会阻塞任何烘干机内部 部件如热交换器77的微粒。筛网112和113通过相应的U形滑动支 架114和115可滑动地置入相应的开口 IIO和111上合适的位置，筛 网112和113在各自的支架内可滑动定位。这种开口 IIO和111可以 多于或少于两个，可以安装在烘干机壳体11的前方、侧面、顶部或 底部，且可以是任何希望的形状或尺寸。
动力装置(16)以适当的方式与烘干腔室组件12、引导装置13、 空气驱动装置14、加热装置15、控制装置17、冷凝装置19和其他 任何需要动力的部件连接(在111处)，必要时为这些装置提供动力。 常用的电动烘干机如烘干机50需要220伏的动力，烘干机10使用 110伏的动力运转可以达到相当或较好的性能，消耗较少的瓦特数。 总之，动力装置16包括必要的电线和插头以便于与可迅速获得的动 力源连接，例如但不限于提供110伏15安培电流的墙壁电源插座。 替换实施例中，动力装置16包括一些太阳能。例如但不限于一个或 多个标准热水太阳能板流体连接到液体循环加热器流体通道80，为 液体循环加热器的流体通道80内流动的流体提供大量的热量，这将 会更详细的描述。另一个例子中， 一个或多个太阳能光电板可以与动 力装置16连接，为烘干机19的运转提供一部分或全部的电能。这些 热水太阳能板和太阳能光电板是公知的。任何适合于在任何理想气候 或条件下运行烘干机10的变化及其组合都是本发明的一部分。替换实施例包括为烘干机10的其余部件提供电流的任何其他可获得的能 源。替换实施例中，烘干机10在低于110伏15安培的电流下运转。 替换实施例中，引导装置13包括一个或多个分流阀117，用于 直通或节制空气流，来获得理想的流速和/或热传输率。例如但不限
于，阀117可以安装在空气流通道13的任何位置，当温度传感器指 示烘干筒31内的温度超过了一定的值的情况下增加气流流速。这种 阀117是可变开启的，通过连接在其上的电动机来打开和关闭这种 阀，阀与动力装置16连接并由其提供动力，与控制装置17连接并受 其控制。这种阀是公知的，很容易获得。
参见图2和9，图中示出了按照本发明的另一个实施例的衣物烘 干机120。烘干机120除了附加了冷凝装置19夕卜，基本上与图5中 的烘干机10是相同的，冷凝装置串联在气流通道13中烘干腔室组件 12后方，来自烘干腔室组件12的充满湿气的空气经过冷凝装置19， 从而除去湿气。这些冷凝装置是公知的(例如用于脱水或类似的)， 包括一个动力驱动的整装冷凝单元121，该单元带有充有制冻剂(图 中未示出)的内部冷凝盘管，充满湿气的热空气流过冷凝管，这些湿 气冷凝与空气分离，被收集在定期清空的滴水容器或盘122中。可替 换的是，用一个软管或其他合适的水管取代滴水盘，连接在冷凝出口 (图中以虚线126示出)，将冷凝物引导到外部排水沟或收集容器(图 中未示出)。图9的实施例是一个封闭的烘干机，其空气流引导装置 13包括一个将空气流从出流导箱58引导到冷凝单元121的导管127 和一个导引空气流从冷凝单元121返回到热交换器77的导管128。在烘干机120内，空气流引导装置13还包括一个保护罩129或其他
壳体结构，包围着热交换器安装并与其连接，形成从导管128到带散 热片的管阵89周围和进入烘干筒31的气流通道。保护罩129与前板 93和背板94 一起构成一个及基本封闭的盒，仅有的几个开口是导管 128的进口、喇叭口 97的出口和加热装置15的进出管79。替换的实 施例是一个封闭混合烘干机，其空气流引导装置13还包括一个在导 管128上的大气进口 131，用于为热交换器77提供外部空气(大气)， 以及一个在导管127上的大气出口 132，用于将充满水份的空气从出 流导箱58排入大气。每个口 131和132都配有一个电控分流阀133 和134，每个阀133和134均与电脑控制的控制装置17相连。操作 时，响应于气流通道中的一个或多个含水量的数据、冷凝单元121内 的冷凝标准、大气温度、大气湿度、通道13内的气流温度和/或任何 输入的其他数据，控制装置17按照程序选择开启和关闭阀133和134， 从而在单纯的闭环气流通道和开环气流通道之间选择气流输入和输 出。后者，开环气流通道通过冷凝单元121预先排除气流，所有进气 和排气都是通向空气。阀133和134和它们的管道128和127各自的 尺寸和结构能可选择地在全闭环(没有外部气流)和全开环(从出流 导箱58到热交换器77没有定向的气流量)之间切换。在一个实施例 中，电脑控制的控制装置17有三个预设程序的选项封闭(阀133 和134关闭的闭环，通过冷凝单元121在循环中引导气流)，通风(阀 133和134开启的开环，不使用冷凝单元121，引导所有气流在大气 间来回)和部分通风(阀133和134设置75%的气流通向大气，引导25%的出口气流通过冷凝单元121除去湿气，然后流回热交换器
77)。
参见图16，该图示出了依照本发明的另一个实施例的衣物烘干 机210。烘干机210除了冷凝装置不是现有的，与图9的烘干机120 基本是相同的。代替的是，在通道内引导空气的引导装置B包括导 管127和128，两者在211处汇合，形成将空气流直接从出流导箱58 引导到具有罩着的热交换器77的气流进口 212的连续导管。在没有 任何泄露的情况下，烘干机210内的气流将无限循环。具有电机控制 的分流阀133和134的大气进口和出口 131和132允许可选择地改变 来自引导装置13的引导通道的空气流。在烘干机210的实施例中， 优选的设置是75。％的气体通向大气，25%的气流引导回热交换器77。
参见图10，替换的实施例的加热装置18包括一具有如图10所 示的外螺旋盘管136的热交换器135。盘管136为管状，其内部可以 导流液体，因此，加热了的水或这里披露的其他液体经过盘管136的 内部，使得盘管的外表面变热。空气经过盘管136的周围、沿线和附 近(如通过螺旋盘管间的开口通道137)变热。这里示出和描述的热 交换器是壳形和管形的。在替换的实施例中，加热装置15的热交换 器包括任何一种或多种壳形和管形的热交换器、盘式交换器和/或交 流热交换器。
形成热交换器77、 135或其他装置的盘管或液体输送结构的水 管，软管和/其他液体通道部件可以由各种不同材料制成，具有各种 不同的特性。例如，在一些实施例中，盘管为3/8"直径的管，在其他实施例中，管直径到处是从5/16"至U3/4"(或各种其他尺寸)。另外，
在一些实施例中，加热装置15包括不止一种盘管或类似装置。如， 加热装置包括如IO所示的两个盘管135，如图IO所示， 一个在另一 个的前方。
借助于加热装置15内的盘管或其他部件的特别布置和加热的水 或加热的其他液体的加热程度，通过加热装置的空气能被加热到不同 的温度。优选的是，加热装置15中与空气相互作用的可用的表面积 相对较大，以增加从加热装置15到沿其表面经过的空气的热交换率。 为此，通常优选增加如图IO所示的实施例的盘管135的环路数量， 同时减少所用管的直径，尽管图10所示的特定的实施例使用3/8"直 径的管，足以加热沿盘管流动或穿过盘管的空气。
还要说明的是，在一些实施例中(未示出)，在加热装置15 (或 部分)里和/或加热装置周围可使用各种各样的空气引导部件，会控 制或至少影响与加热装置有关和通过加热装置的气流的方式。例如， 在一些实施例中， 一个或多个空气叶片或散热片设置在盘管135或带 散热片的管阵89的旁边，甚至贯穿其向外凸出，使空气以特定的方 式通过盘管135或带散热片的管阵89。另外例如，在这些实施例中 的某一些中，引导空气使其以基本垂直盘管所确定的平面(如从图 IO看时向外)的方式被处理。
液体循环加热器76也称之为使用点水加热器，可以是尺寸和结 构适合安装在衣物烘干器10的壳体11内的各种通用小型水加热器的 任何一种，例如，由Racine, Wisconsin的InSinkErator公司制造的某种使用点水加热器，如型号为W1544-gallon的使用点水加热器或型 号为W152 21/2-gallon的使用点水加热器。在图5所示的实施例中， 作为家用的烘干机，其闭环液流通道80容纳少于一加仑的Paratherm NF。应理解，本发明的大的和/或更多的工业应用将为大容量的负载 设计，其闭环液流通道80设计容纳更大量的液体。
尽管图2所示的衣物烘干机10使用的使用点水加热器76 (或这 里描述的其他合适液体的加热器)容纳在烘干机10的壳体11的内部， 使得液体循环加热器的流体通道80通常容纳在烘干机10内(一个"无 箱"加热器)，然而，在替换的实施例中，加热液体(可能也抽取液 体)的装置可以安装在烘干机壳体11的外部，并通过合适的部件， 如管、软管或其他合适的连接件与烘干机IO连接。加热装置15可采 用各种涉及外部加热液体的方式。例如但不限于通过一个远离烘干机 的外部热水器，如常用的家用热水器或一个或多个标准的热水太阳能 板来提供热水。在替换的实施例中，烘干机10的每一侧都有一个内 部热交换器77，但是，通过一个共用的外水箱和液体循环加热器为 每个热交换器提供液体。可选的是，这种外部共用水箱的烘干机只共 用外部的水箱但分别具有自己的液体循环加热器。
图5所示的衣物烘干机10可以考虑制成整体的、随时可用的形 式和结构，如前面已经示出并描述过的。在替换的实施例中，改装一 个如烘干机50的已有的公知烘干机来制造一个类似或基本类似的液 体循环衣物烘干机10的烘干机。如图11和12所示的替换套件140 正是用于这种改装的。替换套件140基本包括一个后壳体部分141、加热装置15、替换引导装置142和扩展箱100，如果需要的话。需要
改装的烘干机的烘干筒31的相对位置在图中以虚线154示出。替换 套件140还包括用于接入需改装的烘干机50的电系统(动力装置和 控制装置)的必要的电连接元件143。例如但不限于，加热装置15 的液体循环加热器76使用100伏动力，但需改装的烘干机150希望 在220伏电压下运转。几乎所有电烘干机在220伏电压下工作，然而， 气体烘干机通常在110伏电压下工作。替换套件140的电连接元件 143还包括一组电线和适用于110伏插座的插头，这些电线可与需改 装的烘干机的220伏电线转换。在替换的实施例中，替换套件140包 括一个自带的冷凝单元121，这种情况下，烘干机可以使用原来的220 伏电压。在替换的实施例中，替换套件140的电连接元件143包括一 个降压变压器，从而可以使用原来烘干机的220伏的电线和插头。在 替换的实施例中，替换套件140包括一个冷凝单元121和一个附加的 降压变压器，该变压器以适当的方式接线，为液体循环加热器76提 供合适的IIO伏动力。替换的实施例用于海运应用或无IIO伏供电的 国家使用，这种烘干机10和替换套件140、 150和156带有必要的部 件和/或变压器，以具有很好的兼容性。这种电连接元件143也包括 任何必要的电线，用于连接加热元件84、泵78和其他阀、信号、传 感器和可包括在替换套件140中的其他元件，还连接需改装的烘干机 50的动力源和控制装置。替换套件140的热交换器77的前板93的 喇叭口 147从前板93向前延伸一预设的距离，这样，在替换套件140 安装在已有的烘干机50的后方之后，喇叭口 147的前部边缘148座靠在背板51上，与空气进口34联通。不同型号的已有烘干机50需
要变换预设的距离，因此，喇叭口 147也必须随替换套件140的不同 而改变。在替换的实施例中，具有短喇叭口 149的替换套件150和适 配器套管151 (见图15)的尺寸和结构适于将短喇叭口 149与替换套 件140适用的特定的背板的空气进口 34联接。这种适配器套管151 与喇叭口 149可以以任何合适的方式连接，例如但不限卡箍、螺纹连 接、胶粘、皮带、过盈配合、螺钉、销、带子、搭扣和胶带。
替换套件140的各种操作部件和支撑元件一加热装置15、替换 引导装置142、扩展箱100 (.如果需要)和合适的电连接元件143 — 通过合适的手段，例如但不限于卡箍、带子、销、搭扣、螺钉、支架 螺栓和/或粘合剂连接在后壳体部分141内。这样，后壳体部分141 能施加到需改装的烘干机50的后部。替换套件140的上述部件相对 原来烘干机50中的保留部件嵌入到恰当的理想位置。参见图15，在 替换实施例中，替换套件156的部件将制作得足够小，且/或其结构 和分布适合于安装在已准备好改装的烘干机壳体内的可用空间里(例 如，部分在凹槽153内)，使后壳体部件144没有深度或基本没深度。 这种后壳体部件144与烘干机原有的后盘109几乎相同，不增加改装 后的烘干机的深度。后壳体部件141 (或144，例如)设计有一个或 多个具有合适的过滤元件146的通风口，如在145，如同已描述的筛 网112禾卩113处的口 110禾口 111。
使用中，用替换套件140改装已有的烘干机50，将烘干机50的 后面板109暴露出来，除去入流导箱57或类似结构和电加热装置64。在电烘干器中，加热装置64通常位于入流导箱57内，导箱57和其 加热装置64可以作为一个单元一起卸下。在气体烘干机中，加热装 置64是一个气体燃烧器，位于相应的入流导箱57内或与其连接，这 两者可作为一个整体卸下。或者，气体加热装置64可以位于烘干筒 31下的凹槽153内，必须单独卸下。卸下入流导箱57和加热装置64 (和它们相应的连接件)后，就将替换套件140的各种合适的电连接 元件143连接到已有的烘干机50的适合的连接位置上。首先是动力 源连接。已有的烘干机50包括一个电脑控制的控制装置17，该控制 装置具有基础的或精密的读数器、用户输入元件和接收温度，并且可 以接收温度和其他传感器数据，这种连接也都要进行。替换套件140 包括任何或所有这些包括在图5的烘干机10内的传感器，以及以后 也许会公知的包括在需改装的的烘干机中的传感器。如果没有在工厂 或事先这样做，则需从填料口 87向液体循环加热器76内注入所需的 液体(水，Paratherm NF或其他液体)。如果有一个f展箱100，并 且其没有加压到所需的压力，则对扩展箱100加压，使其达到理想压 力。扩展箱100的填料口和排放口图中未示出，但这种箱是公知的， 且填料口和排放口可以在这种箱上的任何方便的位置上。然后将包括 剩下的替换套件140部件一加热装置15、替换引导装置142、扩展箱 100 (如果需要)和适合的电连接元件143在内的后壳体部分141定 位，使其抵靠烘干机50的后部且两者对正，喇叭口147或者适用于 短的喇叭口 149的适配器套筒151与背板51和烘干筒31的空气进口 34对正并嵌入其内。然后，利用适当的零件将后壳体部分141固定在烘干机50的壳体上的适当的位置上，优选利用固定原有的烘干机
50后面板109的螺钉或其他紧固件。现在，替换套件140已经安装 好，而且在其它方面已改装的烘干机50也可以备用了。
图16示出了依照本发明的另一个实施例的液体循环加热衣物烘 干系统170。液体循环加热衣物烘干系统170包括液体循环加热衣物 烘干机171、太阳能加热系统172和泵173。液体循环加热衣物烘干 机171与图5的烘干机10基本相同，只是泵(这里为173)移到烘 干机171外部，且太阳能预热系统172在热交换器77的输出部分与 泵173之间。太阳能预热系统172指的是用于烘干机171的加热装置 15的水(或这里描述的其他合适的液体)的太阳能加热。太阳能加 热系统172包括一个储存箱175、太阳能板热水箱176、太阳能驱动 泵177、太阳能输入和输出管线178和179和一个温度传感器/恒温器 181。水借助于太阳能驱动泵177从储存箱173泵到太阳能板箱或阵 列176，在这借助理想的天气加热后返回储存箱175。通过输入和输 出太阳能预热管185和186和泵173，来自储存箱175的太阳能加热 的水在以前的闭环通路80内循环，现在该通路开放到与太阳能板阵 列176的环路182共用循环水的程度。在最适宜的气候条件下，这种 预热足够用来完全烘干衣物而无需使用液体循环加热器76。太阳能 预热系统172还包括在所需位置处的温度传感器，例如但不限测储存 箱175内的水温的传感器187、测量泵173处的水温的传感器188(在 导线189的末端)、测量太阳能板阵列176的水温的传感器190 (图 中未示出，但在导线191末端指示了)和测量泵177的温度的传感器192 (在导线193末端)。泵173和177的运转至少部分基于传感器 187、 188、 190和192的读书的控制，除了烘干机171可能带有的在 此针对烘干机10描述的任何其他传感器。
只有当足够的阳光提供给太阳能板阵列176的太阳能单元时，太 阳能板阵列的太阳能单元才使太阳能加热系统增加能量。因此，太阳 能加热系统172还可以包括一个附加的热存储组件197，该热存储组 件包括一个辅助的储存箱198、一个位于储存箱175内的热交换器199 和一个辅助的加热器泵199。如图16—样连接，当储存箱175中的 水被加热到一定温度时，泵199致动，使热水通过管200和201循环 来增加或保持储存箱198内的水温，储存箱保温良好。当烘干机171 不使用时，储存箱198保持在能从太阳能板阵列176获得的最高温度。 以后只要需要时，就可以通过手动或烘干机171的电脑启用泵199， 将这些热水中的热量取出。所有的太阳能加热系统172和热存储组件 197的部件的传感器和马达控制器与电脑控制的控制装置17连接， 以便系统操作和获得最多的能量。尽管图16示出的太阳能加热系统 172的实施例用于为衣物烘干机的加热装置，如烘干机171的加热装 置15提供热水，但是，本实施例可作为各种使用太阳能能源的衣物 烘干系统的范例，包括全部或部分使用太阳能(如附加其他能源)的。
图16还示出了一个光电池阵列202。当热水太阳能板吸收热能 时，阵列202将阳光转换成电能，转换盒203又将电能转换成适合的 电压，然后供给烘干机171。烘干机171可以在光电阵列的IIO伏电 压下运转，或者单独使用光电阵列，或者结合太阳能加热系统172的预热帮助。
优选的是，冷凝单元121设置在露点温度，相当于过热的充满湿 气的空气流经冷凝单元121的最大冷凝温度。这样，流出冷凝单元 121的热空气基本不低于湿热空气进入冷凝单元121的温度。也就是 说，优选的是，通过冷凝单元121从湿热空气中吸收的热量就是与衣 物中的湿气加热并将其从液态转换成气态相关的热量。
优选的是这样来操作冷凝单元121， S卩，使得只完成相位的变化
(气流湿气的冷凝)，而基本没有降低相应的气流温度。基于流体介
质或水蒸汽(如来自烘干筒31的湿热空气散发的)内含热量的原理，
可以发生使气流中的水蒸气转化成水的相位，其热函(从水蒸气转化 为水的相位改变过程中释放的贮存能量)直接储存在发生冷凝的冷凝 器的盘管上，从气流到盘管没有热量损失。借助于温湿度图绘出一种 己知流体介质的露点的特性曲线，综合合成的测量值，从而获得最佳 的效果，除去湿气基本不降低相应气流的温度。
在至少一些实施例中，温湿度图的信息能从(如计算，借助于)
烘干机120的电脑30或控制器(或其他电脑类的装置，如可编程逻 辑装置或微处理器)自动获得，这在烘干机内(如在冷凝器内)实现。 一些实施例中的温湿度图的数据能储存在查询表或电脑或类似装置 的其他记忆装置内，冷凝单元的盘管的温度能自动调整以适应气流通 过湿衣服时烘干机的液体介质(如空气)的温度改变而带来的温度变 化。
举例说明，当烘干机最初开始加热或烘干循环时，烘干机的烘干筒31内的衣服基本是冷的，含有大量水分。 一个与电脑30连接的温 度/湿度传感器监视从烘干筒31散发出的冷空气。这种传感器将信息
传给电脑30，电脑处理这些信息，然后自动调整冷凝单元121的盘
管的冷凝表面的温度。
随着烘干循环的继续，衣物吸收额外的热量，但是仍含有很少水 蒸汽。这一信息被检测从滚筒散发出的热的干燥空气的温湿度传感器
收集，然后传给电脑30处理，使得冷凝室温度改变。继续监视流体 介质(如烘干筒31散发出的空气)，直到温湿度传感器感到衣服已经 到达了与干的衣物一样的湿度水平。在一些实施例中，温度湿度传感 器能检测烘干筒31内完全干燥的物质的某种程度，这些信息结合到 传感器中。
在替换的实施例中，可以使用各种其他的冷凝装置、热交换器或 类似装置来实现从烘干筒31散发出的湿热空气中去除湿气的功能。
参见图3，至少使用了三个电动机43和72以及一台驱动泵78。 在优选的实施例中，电动机43和72合并，只有一个电动机既驱动风 扇71又驱动皮带42。另外，在某些实施例中，使空气循环通道13 的一个或多个通道部分绝热，以减少空气循环通道13的热散出，从 而节省能量。在某些实施例中，这些绝热包括保温材料或一个或多个 真空密封(或部分真空密封)的空腔，这些空腔位于一个或多个通道 部分周围。
在此示出并描述的烘干机10、 120和具有替换套件140的改装烘 干机与常用的烘干机如烘干机50相比，在很多方面具有优势。首先，测试显示，使用ParathermNF、热水或其他液体来加热烘干机内的空 气是一个相当有效的加热空气的方式。保持水在合适的高温(如华氏 190度)但不要太高，通过辐射/对流/传导方式从烘干机损失的以及 没有用于烘干衣物的热量比许多常用的烘干机少。
特别是使用使用点水加热器的实施例，烘干机的效率的提高仅仅 是由于烘干机产生的热量只需要将烘干机内的空气加热到在一个特 定的水平。尤其是外装水箱时，热水从外部的保温箱(后一种情况 2.5杯来自一个2.5加仑的蓄水池)中泵送。因此，即使使用点水加 热器达到了其预设温度设定且终止了其能量输出，也有可能继续提供 持续的热量。测试显示使用点加热器每30分钟需要的能量，来自使 用点加热器产出的30分钟热量无需其他辅助能量损耗，实验结果产 生了有效能效的概念。
另夕卜，实验显示，就已烘干衣物的特性而言，使用ParathermNF、 热水(或其他流体)来加热烘干机内的空气，对于改善的衣物烘干是 有优势的。特别是与使用常用的气体或电动衣物烘干机相比，常用的 烘干机经常导致衣物过热/过干，使用热水(或其他流体)进行烘干 的衣物不会产生过热且有一种清新的感觉，闻起来没有焦味/糊味， 甚至不需使用任何织物柔软剂。还有，使用热水(或其他流体)加热 空气进一步减少烘干机内引燃棉绒的危险，因此增加了烘干机的安全 性。
此外，在图8所示的实施例中，热空气在空气循环通道中再循环， 热量不会作为废物从烘干机中放出去。因此，烘干机工作期间， 一旦烘干机内空气加热到正常的工作阶段，不需要使用点水加热器的很多 辅助能量来保持热水的热度。尽管，图1一16所示的和这里描述的实 施例是用于烘干衣物，本发明也可用于其他目的的烘干机，包括烘干 其他材料和非衣物的物质。
参见图l，所示的是本发明的一种替换应用，即， 一种液体循环 加热炉替换套件220，其适用于带有用于在通道内弓I导空气的引导装
置221、用于驱动空气通过引导装置221的空气驱动装置222 (如一 个风扇鼓风机)、通过合适的电线为需要动力的电炉的其他部件或替 换套件220提供动力的动力装置(图中未示出)的已有的电炉。替换 套件220—般包括部分地插入炉的引导装置221内的壳体225、 一热 交换器226、 一液体循环加热器227、 一泵228、将泵228、热交换器 226和液体循环加热器227形成闭环液体回路的管道229、温度和/或 环境感应元件230和一个控制装置231，该控制装置用于控制热交换 器226、液体循环加热器227、泵228和炉替换套件220的任何其他 受控制的部件中的任一或所有，所有部件通过导线(图中未示出)连 接。替换套件220还可以包括其他元件，包括但不限于， 一个或多个 过滤元件(图中未示出，但应理解为与烘干机IO、 20和图7的交换 器所用的是相同或类似样式)和/或扩展箱232。与烘干机10和120 一样，泵228推动水或优选类似于Paratherm NF的一种液体经过管 道229进入液体循环加热器，该加热器加热液体，被加热的液体然后 流经管道229进入热交换器226。当空气流过带有散热片的热交换器 (盘管为234，散热片为237)时被加热，炉用这些加热了的空气为自身提供强制通风。液体返回泵228继续循环。
尽管相信本发明的这种使用加热的流体来加热空气的烘干机比 许多常用的烘干机增加了安全性，但这并不意味着可以说本发明的烘 干机绝对安全或其他烘干机会操作不安全。安全取决于很多本发明范 围外的因素，如，各种不同设计、安装和维护因素。尽管本发明的烘 干机具有高的可靠性，但所有物理系统对故障都很敏感。
尽管通过附图和前面的说明对本发明进行了详细描述，但应认为 是说明性而非限制性的，应理解为，只描述了优选的有限的实施例， 在本发明的实质范围内的所有修改和改变都落入需保护的范围。需要 明确，本发明并不限于这里所述的实施例和图示，当落入权利要求范 围中，本发明还包括对这些实施例的某部分和其他实施例以及这些不 同实施例的元件的组合的改变形式。
权利要求
1、一种衣物烘干机，包括一壳体、一容纳待干燥衣物的腔室、一液体循环加热装置和一连接在液体循环加热装置上的盘管，其特征在于，液体循环加热装置适于加热经盘管循环并返回液体循环加热装置的循环流体；腔室、液体循环加热装置和盘管支撑在壳体内；空气沿盘管流动被加热，然后穿过腔室。
2、 如权利要求1所述的衣物烘干机，其特征在于，还包括一支 撑在壳体内的风扇，风扇运转引起空气沿所述盘管流动且穿过所述腔 室。
3、 如权利要求2所述的衣物烘干机，其特征在于，还包括一冷 凝单元，所述风扇推动空气离开腔室，沿冷凝单元流过，含在离开腔 室的空气中的水份通过冷凝单元凝结。
4、 如权利要求3所述的衣物烘干机，其特征在于，经过冷凝单 元的空气再一次沿盘管流动，该冷凝单元运转时的设定点相当于变化 的空气露点。
5、 如权利要求4所述的衣物烘干机，其特征在于，还包括一空 气循环通道，在通道中，空气在该通道内在烘干机内循环和再循环， 经过盘管、风扇和冷凝单元，在烘干机内循环和再循环，且所述腔室 形成所述通道的一部分。
6、 如权利要求5所述的衣物烘干机，其特征在于，还包括至少 一个安装在空气循环通道内的空气过滤器，该至少一个空气过滤器除 去在空气循环通道内循环的空气中的棉绒。
7、 如权利要求1所述的衣物烘干机，其特征在于，所述盘管是 螺旋盘管。
8、 如权利要求1所述的衣物烘干机，其特征在于，所述盘管是 带散热片的管阵。
9、 如权利要求1所述的衣物烘干机，其特征在于，所述流体为 一种液体，其比热远低于水。
10.干腔室组件的空气入口；空气驱动装置，用于 驱动空气通过上述引导装置且包括一风扇； 一加热流经上述引导装置 的液体循环加热装置；至少为上述空气驱动装置和上述液体循环加热 装置提供动力的动力装置；至少控制上述空气驱动装置和上述液体循 环加热装置的控制装置。
11、 如权利要求10所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 上述液体循环加热装置是一个带有液体循环加热器的闭环系统。
12、 如权利要求11所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 上述液体循环加热装置还包括一泵、 一热交换器和与液体循环加热器 连接以形成闭环液体循环加热器的流体通道来循环流体的管道。
13、 如权利要求12所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 在液体循环加热器的流体通道内循环的流体是一种液体。
14、 如权利要求13所述的用于烘干衣物的设备，考特征在于， 还包括一与所述液体循环加热装置连接的扩展箱。
15、 如权利要求12所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 在液体循环加热器流体通道内循环的流体是水。
16、 如权利要求12所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于，在液体循环加热器流体通道内循环的流体是Paratherm NF。
17、 如权利要求12所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 在液体循环加热器流体通道内循环的流体是比热远低于水的液体。
18、 如权利要求12所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 所述热交换器包括一带散热片的管阵。
19、 如权利要求12所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 所述热交换器在引导通道内加热引导通道内循环的空气。
20、 如权利要求13所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 所述液体循环加热器工作电压为110伏。
21、 如权利要求13所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 所述液体循环加热器设计功率大约1500瓦到2000瓦之间，将在液体 循环加热器流体通道内的液体加热到大约125°F到250。F之间。
22、 如权利要求21所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 所述液体循环加热器设定为将在液体循环加热器流体通道内的液体 加热到大约135°F到180。F之间。
23、 如权利要求21所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 还包括一大于4.0的能量因子。
24、 如权利要求21所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于，
25、 如权利要求24所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于，所述烘干腔室组件包括一容积约为7.0 ft3的烘干筒。
26、 如权利要求14所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 还包括一与上述液体循环加热装置连接的扩展箱。
27、 如权利要求10所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 所述液体循环加热装置还包括一液体循环加热器、 一泵、 一热交换器 和管道，该管道接入来循环闭环液体循环加热器的流体通道中的液 体，该流体通道安装在上述引导装置的引导通道内，所述用于烘干衣 物的设备还包括设置在引导通道中的过滤件，用于过滤出颗粒。
28、 如权利要求27所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 所述热交换器安装在最靠近空气入口处。
29、 如权利要求27所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 上述过滤件包括一个至少部分围绕所述热交换器的筛网。
30、 如权利要求13所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 还包括至少一个位于液体循环加热器流体通道内的传感器，用于感应 液体循环加热器的流体通道内移动的液体的温度且将这个信息传送 给上述控制装置。
31、 如权利要求13所述的用于烘干衣物的设备，其特征在于， 还包括至少一个位于引导通道内的传感器，用于感应流过所述引导通 道的液体的温度，且将此信息传送给所述控制装置。
32、 用于改装衣物烘干机的套件，该衣物烘干机具有一壳体、一 壳体板、 一烘干腔室组件、 一在引导通道内引导空气的引导装置、驱动空气通过所述引导装置的空气驱动装置、加热组件、控制装置和动 力装置，其特征在于，该套件包括一可连接到烘干器壳体上的壳体部 件、 一连接于所述壳体部件以及所述控制装置的液体循环加热装置， 该加热装置的尺寸和结构适于安装在加热组件的位置，位于引导通道 内，并由所述动力装置供电。
33、 如权利要求32所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，所述液体循环加热装置是一个带有液体循环加热器的闭环系
34、 如权利要求33所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，所述液体循环加热装置还包括一泵、 一热交换器和管道，该管 道与液体循环加热器连接，以循环闭环液体循环加热流体通道内的流 体。
35、 如权利要求34所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，在液体循环加热器的流体通道内循环的流体是液体。
36、 如权利要求35所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，还包括一个与所述液体循环加热装置相连的扩展箱。
37、 如权利要求34所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，在液体循环加热器的流体通道内循环的流体是水。
38、 如权利要求35所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，在液体循环加热器的流体通道内循环的流体是Paratherm NF。
39、 如权利要求35所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，在液体循环加热器的流体通道内循环的流体是一种比热远低于水的液体。
40、 如权利要求35所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，所述热交换器包括一个带散热片的管阵。
41、 如权利要求35所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，所述热交换器定位在引导通道内，用于加热引导通道内的循环 空气。
42、 如权利要求35所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，所述液体循环加热器的工作电压为110伏。
43、 如权利要求35所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，所述液体循环加热器设计功率大约在1500瓦到2000瓦之间， 将在液体循环加热器的流体通道内的液体加热到大约125°F到250。F 之间。
44、 如权利要求43所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，所述液体循环加热器设定将在液体循环加热器的流体通道内的 液体加热到大约135。F到180。F之间。
45、 如权利要求43所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，还包括具有能量因子大于4.0的衣物烘干机，所述套件至少取 代加热组件，与该衣物烘干机连接。
46、 如权利要求45所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，还包括具有能量因子大约为4.12的衣物烘干机，所述套件至 少取代加热组件，与该衣物烘干机连接。
47、 如权利要求46所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征在于，所述衣物烘干机的烘干腔室组件具有一容积大约为7.0 ft3的烘 干筒。
48、 如权利要求32所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征在于，所述液体循环加热装置包括一液体循环加热器、 一泵、 一热交 换器和管道，该管道连接入来循环闭环液体循环加热器的流体通道内 的液体，所述流体通道可定位在所述引导装置的引导通道内，改装衣 物烘干机的套件还包括定位在引导通道内的过滤件，用于当上述壳体 部件与烘干机后部连接时过滤出颗粒。
49、 如权利要求47所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，用于在烘干机引导通道内引导空气的所述引导装置包括一进入 烘干腔室的进口，且当所述壳体部件与烘干机的后部连接时，所述热 交换器最靠近该进口。
50、 如权利要求49所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，所述过滤件包括一至少部分围绕热交换器的筛网。
51、 如权利要求35所述的用于改装衣物烘干机的套件，其特征 在于，在液体循环加热器的流体通道内循环的流体是比热大约为0.5 Btu/lb-。F的液体。
52、 一种改装衣物烘干机的方法，该衣物烘干机包括一壳体、一 壳体板、 一烘干腔室组件、 一在引导通道内引导空气的引导装置、用 于驱动空气穿过所述引导装置的空气驱动装置、加热组件、控制装置 和动力装置，其特征在于包括以下步骤提供一个替换套件，该套件 具有一可连接到烘干机壳体上的壳体部件和一连接在上述壳体部件上的液体循环加热装置，该加热装置由所述动力装置供电，位于引导 通道内，其尺寸和结构适于安装在加热组件的位置；卸下壳体上的壳 体板；卸下壳体内的加热组件和与加热组件相关的引导装置的任何不 必要的部分；将动力装置和控制装置连接于所述液体循环加热装置； 然后，将壳体部件连接到烘干机壳体上，加热组件安装在引导通道内 用于加热引导通道内的移动空气。
53、 如权利要求52所述的改装衣物烘干机的方法，其特征在于， 提供替换套件的步骤包括液体循环加热装置，该液体循环加热装置包 括一泵、 一热交换器和与所述液体循环加热器连接的管道，该管道用 于循环在闭环液体循环加热器的流体通道内的流体。
54、 如权利要求53所述的改装衣物烘干机的方法，其特征在于， 提供替换套件的步骤包括，所述液体是比热低于水的液体。
55、 如权利要求54所述的改装衣物烘干机的方法，其特征在于， 提供替换套件的步骤包括，所述流体是比热大约为0.5 Btu/lb-。F的液 体。
56、 如权利要求54所述的改装衣物烘干机的方法，其特征在于， 提供替换套件的步骤包括，所述流体是Paratherm NF。
全文摘要
本发明披露了一种烘干设备和方法。所述烘干设备包括一烘干腔室和一加热供给腔室的空气的加热装置。该加热装置包括一个盘管，盘管引导热的液体，当空气沿该盘管前进时被加热。热的液体来源于烘干设备的内部或外部，至少在一些实施例中，热水来源于位于烘干设备内的液体循环加热装置。至少一些实施例中，通过烘干腔室的热空气返回加热装置且通过腔室再循环。至少一些实施例中，烘干腔室散发的热空气在返回加热装置前，通过冷凝装置，除去空气中的湿气。
文档编号F26B21/06GK101416012SQ200680054129
公开日2009年4月22日 申请日期2006年2月6日 优先权日2006年2月1日
发明者迈克尔·E·布朗 申请人:Meb Ip有限责任公司