带有喷嘴的固定的织物干燥设备的制作方法

专利名称：带有喷嘴的固定的织物干燥设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及固定的干燥设备，例如织物干燥设备，尤其涉及包括对着待干燥的织物流动的一空气流的一固定的干燥设备。
背景技术：
在一滚筒干燥机中显著百分比部分的已洗过的物品是没有被干燥过的。估计该百分比高达40％。这些物品通常挂在环气中进行干燥，如果存在伸长的危险，平放在环境空气中进行干燥。当以这方式进行干燥时，自由对流是传热的主要机理。在必要的物质交换下自由对流还带走了蒸发的水分。
当使用普通风扇或鼓风机时，提供了普通的平行的强制对流热交换，与自由对流比较干燥速率可为两倍三倍。对于普通的对流热交换，也可以显著增加热交换速率，但是风扇/鼓风机成本通常与增加的热交换速率成指数关系上升。
对于某些织物，在最初干燥得较快，由于需要打破限制可用于蒸发的“自由”水份的数量的机械的和化学的结合，后来干燥可以变得较慢。通常随着温度的升高这类结合是较容易打破的。
在过去已建造了许多干燥装置，其中可以将物品放置在通常被加热的一强制对流的空气流中进行干燥。例如，EP 0933465揭示了一固定的织物干燥机，它有用于接收要被干燥的一层织物制品的一穿孔板。这些干燥装置包括一些固定的支承体以及一些可动的抽屉。例如美国专利5,870,836揭示了使用在诸水平狭槽内滑动的诸多孔的架子插入件。这些装置与环境干燥相比在降低干燥时间方面是有效的，但是这些设计没有达到它们的最高潜在的效率。在现有技术设计中存在限制性的主要原因是对优化热交换和空气流设计考虑不周。在某些设计中，空气流由被干燥的一织物转向，从而有效地阻挡了对其它物品的干燥。

发明内容
本发明通过使用喷射撞击(jet impingement)提供在固定的干燥装置中的改进性能，相对于相同的风扇/鼓风机功率它比普通的平行对流提高了热交换速率(例如加倍)。本发明提供了改进自由水份蒸发速率的增加的和均匀的热交换。本发明提供了用于悬挂和平放物品的结构，使空气流对这两种状态的物品是有效的。
在普通的平行对流中产生的热边界层(thermal boundary layer)阻止热和物质交换。喷射撞击显著地降低了射流附近的该边界层和增加了总的热和物质交换速率。此外，在用于干燥的普通的平行对流发生在一很长的长度上的情况下，由于在主体流中的较高的蒸汽浓度物质交换受到限制。在喷射撞击的情况下，在要被干燥的物体的一大面积上能够提供用于蒸发的相同容量的流量。虽然在水蒸汽容量方面可以限制在喷射撞击情况下的已用过的气流，但是在织物内水份的横向转送通常将使这已用过的气流的影响降至最小。
在本发明的一实施例中设置了一固定的织物干燥机，它包括包围一空间的一壳体和位于该空间内的一织物支承体。在干燥工作期间该织物支承体保持静止，但会是可动的，例如一抽屉，从而更加便于装入和取出待被干燥的织物制品。还提供了一空气运动装置，用于产生通过从一空气入口至一空气出口的空间的一空气流。设置了一空气分布机构(air distributor mechanism)，它包括位于空气入口与织物支承体之间的一分布通风结构(distribution plenum)，并带有其中具有许多穿孔的一通风结构壁(plenum wall)，诸穿孔的尺寸、形状和布置的确定使能提供对着织物支承体的空气射流，并使所述织物支承体上的一空气流得以均匀分布。


图1是位于一干燥室内和体现本发明原理的一固定的织物干燥机的立体图。
图2是图1的织物干燥机的侧剖视图。
图3是一固定的织物干燥机的立体示意图。
图4是图3的固定的织物干燥机的侧视图。
具体实施例方式
可以在许多不同的实施例中实现带有本发明的原理的一固定的干燥机。在本文中示出和叙述了这些实施例中的某些实施例，但是，本发明不局限于在这叙述中所包含的特定的实施例。
术语“固定的干燥机”意味着复盖其中在干燥加工期间待被干燥的物品保持相对静止的干燥装置。干燥机自身可以移动到不同位置和干燥机的许多构件是可移动的，尤其是在待被干燥的物品放入干燥机和从其中取出时。虽然能够使用这样一装置干燥广泛不同的物品，为了揭示本发明的最佳方式的目的，以下叙述用于干燥织物或其它织物制品，但是，本发明不局限这些特定用途。
在图1中，总地以标号″20″示出了可用于干燥织物的一固定的干燥机，它包括包围一空间24的一壳体22。示出了位于空间24内的许多不同类型的织物支承体。一第一织物支承装置包括一悬挂杆26，该杆延伸横越该空间的宽度，以接受用于支承织物制品的许多衣架。一第二类型的织物支承体包括一(占有空间24的宽度的一半的)半宽度架子28，在图1示出了一个位于另一个之上的三个该架子。一第三类型的织物支承体是一(占有空间24的整个宽度的)全宽度架子30。半宽度架子28和全宽度架子30可以是实心的架子或可以是穿孔的或开放的支承架子。
以标号32示出了一第四类型的织物支承体，在其中利用了本发明的原理，可以将它使用和定位在壳体32中或可以单独地使用，后面将参照图3和4对其叙述，其中将详细叙述这织物支承体/干燥机。
在壳体22中的空间24在一后侧由一后壁34限定，如图1所示，该后壁设置有许多穿孔36。对这些穿孔确定尺寸、形状和布置，从而提供通过内部空间24的一空气流。
如图2所示，在后壁34之后是一空气分布通风结构38。设置一空气运动装置40，它产生了通过从一空气入口42至一空气出口44的空间24的一空气流。可以设置一加热元件，用于提高该空气流中空气的温度。
空气出口44位于壳体22的一门46内。该门46包括设置有许多排气出口穿孔50的一内壁48，空气流通过这些穿孔进入通至空气出口44的一排气通风结构52。由此，一旦风扇40工作，通过入口42抽入空气，推动空气通过分布通风结构38(同时可选择地被加热)和许多穿孔336后进入空间24，其中空气流过织物支承体26、28、30。然后空气通过门46中的许多穿孔50离开空间24，流入排气通风结构52和通过空气出口44流出。织物支承体28和30包括平放于与通过空间24的空气流相平行的一平面中的诸平直表面。可以将织物支承体28、30固定于空间24中的适当位置处，或可以将它们设置在一可动的滑动件上，以允许支承体滑入和滑出该壳体，以便将织物物品装载于支承体上和从其中取出。
在图3和4中更详细地示出了体现本发明原理的织物支承体/织物干燥机32。如以上所述，这织物支承体32可以与固定的织物干燥机20相连接地起作用，因此能够放置在图1和2的织物干燥机的空间24内或可单独地安装，以及它自身能够起到一单独的织物干燥机的作用，其中它具有包围一内部空间124的一壳体122，该内部空间包括一干燥室。在这织物支承体/织物干燥机32中，诸通风结构和喷嘴的设计提供了在被干燥的物体上的喷射撞击热交换的均匀性。在空间124内有一织物支承体126，该支承体可以包括一基本水平表面，在一较佳实施例中该表面是一多孔表面，例如网织品或筛面，或可以是带有许多穿孔的一实心板。术语“多孔”意味着包括允许空气通过的任何表面和可以具有显著的开通面积。或者，可以围绕一水平轴线将整个壳体122转动90°，从而织物支承体126被垂直地重新构造和设置，例如用于悬挂织物的一挂架。使用可以是一风扇形式的一空气运动装置140，用于产生通过从一空气入口142至一空气出口144的空间124的一空气流动。如果这装置与图1和2的织物干燥机20一起使用，空气运动装置和空气入口可以是这两图中以标号″40″和″42″所示的部分。虽然将风扇140示出为位于在空气入口中，以及从而推动空气通过织物干燥机32，也可以将它与空气出口144相关联，用于抽吸空气通过织物干燥机。
设置一空气分布机构，它可以包括两个分布通风结构，一个位于水平支承表面126之上和另一个位于其之下(如果支承表面是垂直的，一个在前方和另一个在后方)。这些分布通风结构138与在空气入口142和分布通风结构138之间延伸的一供应通风结构(supply plenum)145连通。可以在通风结构的一个或多个之内设置一加热元件147，用于提高流过织物干燥装置的空气的温度。
各分布通风结构138设置有一分布通风结构壁134，以及各通风结构壁在其中具有许多穿孔136(包括孔和喷嘴孔)。许多穿孔可以是圆形的、椭圆形的、方形的、矩形的、狭槽形的、弯曲形的或被构造成按需提供所需空气流的其它形状。确定许多穿孔136的尺寸、形状和布置的确定使能提供基本垂直于和对着织物支承体126的空气射流和使织物支承体126上的空气流分布均匀和热交换系数均匀。虽然一较佳结构具有对着待被干燥的物品基本垂直撞击的许多射流，但还可以按各种角度将射流引向物品。按照本发明不要求离开许多穿孔136的空气流基本平行于物品表面。事实上许多穿孔136可以包括细长通道，如图4所示，尤其是在孔的直径大于通风结构壁的厚度的位置处。如果穿孔使用一较小的孔(例如小孔136d)，通风结构的厚度可以是足够的，但是，如果孔有一较大直径，孔的长度应等于或大于该直径，以便保持在待被干燥的物体上的一优化的喷射撞击。
设计喷嘴位置、直径和到达目标的距离，用于实现均匀的热交换。喷射撞击设计通常基于局部热交换系数或代表整个目标面积上的一平均值的热交换系数的推算。这些数值、局部的和平均的、由于消耗流量(即离开其它喷嘴的排气)的作用而变化。
从图4可以注意到靠近干燥室124的一排气出口150的一喷嘴136a的形状与孔或喷嘴136的不同。设计这喷嘴136a以与其它喷嘴比较来改变它的限制性的作用。通过改变这喷嘴的限制作用、或这些喷嘴的数量和位置，对于所有喷嘴的流动能够均衡。这特定喷嘴136a具有一锥形进入孔137。这与就在图4中它的左边的喷嘴136b上的尖锐边缘入口相比较减少了对流动的限制。通过这方法、例如尺寸(孔径)、密度(某一单位面积的孔数)或以喷嘴136a所示、通过产生入口限制的变化，希望能够改变对流动的限制。如图4中所示，左边远方处的诸喷嘴136d与在它们左边的喷嘴相比，其直径最小并相互之间分得更开。喷嘴136c的直径和长度小于就在它右边的喷嘴136b的直径和长度。相邻喷嘴136b之间的距离小于相邻喷嘴136c之间的距离。较佳地，在下通风结构壁134中的诸喷嘴136的尺寸、结构和位置与在上通风结构壁中的反应情况相同。在这结构中均匀分布的诸相同的喷嘴没有提供均匀的流动。
可以提供来自干燥室126的三个侧面的通风，以试图使已用过的气流的影响减至最小。但是，这将减小可用于干燥的面积和将增加制造复杂性和费用。由此，织物支承体126包括平放在大体垂直于通过空间124的、在支承体区域中的空气流的一平面中的一平直表面。该多孔表面126可以安装在一可动的滑动件上，以允许该表面滑入和滑出壳体122，或者可以枢转地安装上通风结构壁134、以提供对表面126的进出通道，用于将织物制品装载于该表面和从其中取出。
在操作中，风扇140使空气通过空气入口142流入，到达供应通风结构145，以及从那里进入诸分布通风结构138，在那里空气将通过诸喷嘴穿孔136流动，撞击由多孔表面126支承的待被干燥的物品。然后，空气将流动经过排气出口150，进入排气通风结构152和通过空气出口孔144流出。
在一实施例中，能够相对通风结构壁134将织物支承体126放置在诸不同位置。这可以调节待被干燥的物体离开喷嘴136的位置，以提供均匀的顶部和底部加热。在形状变化的、例如一胸罩170的较薄材料的情况中，支承体126可以安装在一滑动件上和在一导轨171上滑动，到达它的底部位置(如虚线126a所示)，以提供合理地均匀的喷嘴至目标的距离。在一薄物品例如一丝绸服装的情况中，顶部(和中心的)位置(如虚线126b所示)提供了均匀的顶部和底部加热。在一厚而均匀的物体例如一拆叠的毯子174的情况下，可以使用中间位置(如实线126所示)。应该理解不需要将位置的数量限制为三个，可以较多，可以较少，包括仅一个位置。
在所示的实施例中，使用一加热器147增加蒸发速率。另一工作方式是仅用一风扇142。不用加热器干燥时间将较长，但加工成本低。还可以产生本发明的不同结构的不同实施例，例如没有加热器，或具有不同结构的喷嘴，或带有关于织物支承体的位置的不同的数量。关键的特征是使用喷射撞击和改变从通风结构室138到干燥室124的喷嘴/孔的流动限制，从而产生在正被干燥的材料上的基本均匀的流动和热传送。
如从上述说明书可明显理解的，本发明易于进行尤其与在以上说明书和叙述中已经描述的内容可不同的各种变化和修改。应该理解因为所有这些修改合理地和恰当地落入我们对该技术的贡献范围内，所以我们愿望所有这些修改都体现在所批准的本专利范围内。
权利要求
1.一种固定的干燥机包括包围一空间的一壳体；位于所述空间内的至少一固定的物品支承体；用于产生通过从一空气入口至一空气出口的所述空间的一空气流的一空气运动装置；一空气分布机构，它包括位于所述空气入口与所述固定的物品支承体之间的一分布通风结构，并带有在其中具有许多穿孔的一通风结构壁，确定所述许多穿孔的尺寸、形状和布置的确定使能提供对着所述物品支承体的空气射流，并使所述物品支承体上的一空气流得以均匀分布。
2.按照权利要求1的固定的干燥机，其特征在于所述固定的物品支承体包括一水平的多孔表面。
3.按照权利要求2的固定的干燥机，其特征在于所述空气分布机构包括位于所述多孔表面之上的一第一分布通风结构和位于所述多孔表面之下的一第二分布通风结构，每个分布通风结构都带有其中具有许多穿孔的一通风结构壁。
4.按照权利要求1的固定的干燥机，其特征在于所述空气分布机构包括设置在所述空气入口与所述分布通风结构之间的一供应通风结构，用于将所述空气流从所述空气入口引到所述分布通风结构。
5.按照权利要求1的固定的干燥机，其特征在于所述分布通风结构的所述通风结构壁在所述物品支承体之上方和之下方延伸，由此，由所述分布通风结构将所述空气流引导到所述物品支承体之上方和之下方。
6.按照权利要求1的固定的干燥机，其特征在于所述许多穿孔包括具有大于所述通风结构壁的一厚度的一长度的诸喷嘴。
7.按照权利要求6的固定的干燥机，其特征在于所述许多喷嘴在其结构、间距和通过所述通风结构壁的尺寸中的至少一个方面变化。
8.按照权利要求1的固定的干燥机，其特征在于所述壳体位于由另一固定的干燥机的一壳体所包围的一空间内。
全文摘要
本发明提供了一种用作为一织物干燥机的固定的干燥机，它包括包围一空间的一壳体和位于该空间内的一固定的织物支承体。还提供了一空气运动装置，用于产生通过从一空气入口至一空气出口的该空间的一空气流。一空气分布机构包括位于空气入口与织物支承体之间的一分布通风结构，并带有其中具有许多穿孔的一通风结构壁。许多穿孔的尺寸、形状和布置的确定使能提供对着织物支承体的空气射流，并使织物支承体之上的空气流得以均匀分布。
文档编号D06F58/10GK1517482SQ200410002229
公开日2004年8月4日 申请日期2004年1月14日 优先权日2003年1月14日
发明者R·W·梅厄, R W 梅厄 申请人:惠尔普尔公司