JP2018187391A - 手乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】改善されたエアナイフ手乾燥機、特に、改善されたエアナイフ出口デザインを有する手乾燥機を提供する。【解決手段】本発明による手乾燥機(1)は、細長いエアナイフ排出口(11,13)を備えたノズルを(10,12)有する。細長いエアナイフ排出口は、その前方で平らに保持されたユーザの手の幅を横切るようにエアナイフを排出し、それにより、手をエアナイフに対して長さ方向に移動させながら、水を手から機械的に掻き取る。ノズルは、ユーザの手のひら又は手の甲に面する直線部(10a,12a)と、ユーザの手の側面の周りに少なくとも部分的に延びる巻き形態の湾曲端部(10b,12b)を含む。細長いエアナイフ排出口は、ノズルの直線部に沿って且つノズルの巻き形態の湾曲端部の周りに延びる。【選択図】図５

Description

本発明は、手乾燥機に関する。

手乾燥機は、多くの場合、ペーパータオルの代替品として公共トイレに設置される。
３つの主な種類の手乾燥機が市場にあり、かかる種類は、「温風」手乾燥機、「高速」手乾燥機、及び「エアナイフ」手乾燥機である。

温風手乾燥機は良く知られている。これは、常に、空気を加熱することに依存する低流量且つ低速の機械であり、手の表面における蒸発乾燥効果を促進させる。この例は、ワールド・ドライヤー社によって製造され且つ販売されている手乾燥機のモデルＡシリーズを含み、これを図１に示す。典型的には、加熱された空気流が、単一のノズルαから排出され、乾燥動作は、「手を交互に動かす」動作であり、ユーザは、蒸発乾燥効果を促進させるために、両手をノズルαの下で互いに擦り合わせることを必要とする。

高速手乾燥機は、その名前が示唆するように、高速空気流（＞８０ｍ／ｓ）を使用して、手の表面における運動量乾燥効果を提供する。この例は、エクセル・ドライヤー社によって製造され且つ販売されているＸｌｅｒａｔｏｒ（登録商標）手乾燥機、及び、ワールド・ドライヤー社によって製造されているＡｉｒｆｏｒｃｅを含む。この場合も典型的には、空気流が、単一の比較的大きいノズル又は比較的小さなノズル群から排出され、使用法は、温風乾燥機の「手を交互に動かす」動作に幾分類似し、両手を乾燥させるために、両手をノズルの下で一緒に保持し又はカップ形にする。しかしながら、水を蒸発させる代わりに、手の表面上の大部分の水を高運動量空気流によって手から押しやり又は吹き飛ばす。空気流を加熱する傾向はないが、いくつかの場合には、モータからの廃熱を使用して、空気流をある程度まで加熱することがある。

第３の一般的な種類の手乾燥機は、エアナイフ手乾燥機であり、この例は、ダイソン（ＵＫ）社によって製造されている手乾燥機のＤｙｓｏｎ Ａｉｒｂｌａｄｅの範囲、及び、三菱電機株式会社によって製造されている手乾燥機のＪｅｔ Ｔｏｗｅｌの範囲を含む。

エアナイフ手乾燥機は、高速移動する空気のシート又はカーテンである「エアナイフ」を使用し、エアナイフは、手の表面を横切るように移動し、そのように移動しながら、水を手の表面から掻き取る又ははぎ取ることによって、水を機械的に除去する。

Ｄｙｓｏｎ Ａｉｒｂｌａｄｅ手乾燥機の特定のモデル、及び、三菱電機株式会社の手乾燥機のＪｅｔ Ｔｏｗｅｌの範囲において、２つの対向する静止エアナイフが、ユーザの手の両側に１つずつ使用される。両手を２つのエアナイフの間に挿入し、次いで、両手をゆっくり引いて、手とエアナイフの間に必要とされる相対移動を与える。

図２に示す三菱電機株式会社製の構成において、エアナイフは、個別の排出孔の対向する列から排出され（図２では後方の列ｂだけが見える）、この場合、個別の噴流が組合されて、エアナイフを排出孔の下流に生成する。

これに対して、特許文献１に記載され且つそれを図３に再現したダイソン社製の構成において、エアナイフは、狭い連続スロット（図３に後側のスロットａだけが見える）から排出され、連続スロットの各々は、１ｍｍ未満の幅を有する。スロットは、ユーザの手の解剖学的形状を反映するように人間工学的に設計されている。かくして、前方のスロットは、ユーザの手の比較的平らな手のひらを反映させるために真直ぐであり、後側のスロットａは、ユーザの手の僅かに丸みを帯びた手の甲により良く一致させることを意図した一対の凹部を含む。

特許文献２に記載され且つそれを図４に再現した新型のＤｙｓｏｎ Ａｉｒｂｌａｄｅ手乾燥機は、片側のエアナイフ乾燥作用を提供し、ユーザは、一回で手の片側を乾燥させる。ここでもまた、両方のエアナイフ（両方の手に１つずつ）は、狭い連続スロットｅから排出され、連続スロットの幅は、１ｍｍ未満である。

英国特許第２４２８５６９号公報 欧州特許第２７４４３８０号公報

本発明は、改良されたエアナイフ手乾燥機、特に、改良されたエアナイフ出口設計を有する手乾燥機を提供することを目的とする。

本発明によれば、手乾燥機であって、細長いエアナイフ排出口を備えたノズルを有し、細長いエアナイフ排出口は、その前方で平らに保持されたユーザの手の幅を横切るようにエアナイフを排出し、それにより、手をエアナイフに対して長さ方向に移動させながら、水を手から機械的に掻き取り、ノズルは、ユーザの手のひら又は手の甲に面する直線部と、ユーザの手の側面の周りに少なくとも部分的に延びる巻き形態の湾曲端部を含み、細長いエアナイフ排出口は、ノズルの直線部に沿って延び且つノズルの巻き形態の湾曲端部に沿って延びる、手乾燥機を提供する。

本発明によるエアナイフ排出口の幾何学的形状は、手の側面をターゲット又は目標位置にする比較的高速の空気噴流の流れプロファイルを生成するように見つけられた。直線部から流出する空気と湾曲端部から流出する空気との相互作用によって生じるこの高速空気噴流は、ユーザの親指の周りの領域を乾燥させるのに特に有効であり、かかる領域は、従来のエアナイフ手乾燥機、例えば、人間工学的にデザインされたノズルを利用する特許文献１に記載された手乾燥機でさえも、しばしば問題となっていた領域である。

ノズルは、その直線部の両端部に１つずつ設けられた２つの巻き形態の湾曲端部を有するのがよい。この構成において、排出口は、ノズルの両方の湾曲端部に沿って（の周りに）延びる。これにより、ユーザの手の優先的な一方の側面だけでなく、ユーザの手の両方の測面で良好な乾燥を行う。いずれにしても、湾曲端部の間で測定されたノズルの全長は、好ましくは、ユーザが手の指を開いて広げないで近くに一緒に保持することを促進させるために、１００〜１５０ｍｍの間である。かくして、排出口の巻き形態の湾曲端部と直線部の長さとが組合わされて、より近い手の位置を促進させ、これにより、より短い乾燥時間の利点をもたらす。

湾曲端部の曲率半径は、好ましくは、５〜５０ｍｍの範囲内にある。

湾曲端部によって包囲される角度は、好ましくは、４５〜９０度の範囲内にある。

好ましい実施形態において、２つのエアナイフ排出口が、両手に１つずつ設けられる。エアナイフ排出口は、手乾燥機の前方から見たときにＶ字形態に配置されるのがよい。

細長い排出口は、幅が１ｍｍ未満の連続したスロットであるのがよい。

添付図面を参照して、本発明の実施形態を以下に説明する。

従来の手乾燥機の斜視図である。 従来の手乾燥機の斜視図である。 従来の手乾燥機の斜視図である。 従来の手乾燥機の斜視図である。 本発明による手乾燥機の斜視図である。 幾つかの内部要素を概略的に示す、図５に示す手乾燥機の正面図である。 本発明による排出口と、それによって生成される流れプロファイルを一緒に示す写真画像である。 従来のエアナイフノズルと、それによって生成される流れプロファイルを一緒に示す写真画像である。 本発明による排出口の一方の端部を、排出口の湾曲端部から流出した空気流と排出口の直線部から流出した空気流との間の相互作用と共に示す概略図である。 本発明による排出口の一方の端部を、湾曲端部の異なる部分から流出した空気流の間の相互作用と共に示す概略図である。 本発明による排出口の一方の端部を、湾曲端部の異なる部分から流出した空気流の間の相互作用と、その結果として生じた空気流と排出口の直線部から流出した空気流との相互作用と共に示す概略図である。 図９〜図１１に示す排出口の端部を組込んだ排出口を、図９〜図１１に示した相互作用の最終的な効果と共に示す概略図である。 空気流がユーザの手の後方の点に収束する従来のエアナイフノズルの概略図である。 焦点距離Ｆ₁を有する本発明による排出ノズルの一方の端部の概略図である。 焦点距離Ｆ₂を有する本発明による排出ノズルの一方の端部の概略図である。 湾曲端部が角度θ₁を包囲する本発明による排出ノズルの一方の端部の概略図である。 湾曲端部が角度θ₂を包囲する本発明による排出ノズルの一方の端部の概略図である。

図５は、壁に取付け可能な手乾燥機１を示し、ここでは、通常の壁取付け方向で図示されている。図６は、前方から見た乾燥機１の極めて概略的な形態で、主たる内部要素を示す。

手乾燥機１の基本形態は、特許文献２に記載された手乾燥機に類似する。手乾燥機１は、ダクトに配置されたファン５を収容する主ケーシング３を有する。ファン５を駆動するモータ７が、主ケーシング３の内部に設けられ、ファン５は、主ケーシング３の両側の吸気口９から空気を引き（図５では１つの吸気口９だけが見える）、空気を２つのノズルから高速で（＞１００ｍ／ｓ）押出し、２つのノズルは、乾燥機の左側の左ノズル１０と、乾燥機の右側の右ノズル１２である。

各ノズルは、手乾燥機１の下側に位置決めされた排出口１１、１３を有する。排出口１１、１３は、主ケーシング３の前方の下縁に沿って延び、壁から離間している。

排出口１１、１３の各々は、（幅１ｍｍ未満）の連続スロットを含み、連続スロットは、壁の面とほぼ平行に延びるように配置される。排出口１１、１３が非常に細いので、乾燥空気は、空気の薄いシート又はカーテンの形態（いわゆる「エアナイフ」）で高速で排出される。

使用時、両手を排出口１１、１３の下に長さ方向に前から後ろに挿入し、エアナイフを手の上に下方に差し向け、引き続いて、両手を排出口１１、１３の下から引きながら、水を手から「掻き取る」。

両手は、特許文献２の手乾燥機と同様の仕方で、一回で片側が乾燥され、最初、ユーザは、手のひらを排出口に向かって上向きにした状態で、手を排出口１１、１３の下で前後に通過させる（標準的な通過）。次いで、手を裏返した後、ユーザは、手の甲を排出口に向かって上向きにした状態で、手を排出口１１、１３の下で前後に通過させる（裏返しの通過）。「標準的な通過」及び「裏返しの通過」の各々は、必要に応じ繰返すこと及び任意の順番で行うことができる。

従来のセンサ構成（図示せず）を使用して、ユーザの手の検出に応答して、モータ７を起動させてもよい。同じセンサ構成を使用して、引続いて、検出しなくなったことに応答して、モータ７を停止させてもよいし、モータ７をタイマーで作動させてもよい。センサ構成の使用は、本質的ではなく、変形例では、乾燥機１は、手動式に構成されてもよい。

エアナイフ排出口１１、１３は、手乾燥機の前方から見たときにＶ字形態に配置される。これにより、特許文献２に記載された方法と同様、ユーザが「標準的な通過」及び「裏返しの通過」の両方の間両手を傾けることを可能にすることによって、手乾燥機の使い心地をよりよくすることが意図されている。

手乾燥機は、エアナイフ排出口１１、１３の幾何学的プロファイルに関して、特許文献２に記載されたものと異なる。

特許文献２に記載の手乾燥機では、排出口は真直ぐである。しかしながら、手乾燥機１では、排出口１１、１３は真直ぐではない。その代わりに、ノズル１０、１２の各々は、直線部１０ａ、１２ａと、巻き形態の２つの湾曲端部１０ｂ、１２ｂを有し、同様に、排出口１１、１３はそれぞれ、ノズル１０、１２の直線部１０ａ、１２ａに沿って延びる直線部１１ａ、１３ａと、ノズル１０、１２の湾曲端部１０ｂ、１２ｂに沿って延びる巻き形態の２つの湾曲端部１１ｂ、１３ｂを含む。

排出口１１、１３の直線部１１ａ、１３ａの各々は、ユーザの片手の手のひら又は手の甲に面するように配置される（これは、ユーザが「標準的な通過」を行うか、「裏返しの通過」を行うかによる）。巻き形態の湾曲端部１１ｂ、１３ｂは、手の両方の側面の周りに少なくとも途中まで延びるように配置される。

エアナイフ排出口１１、１３の各々の幾何学的形状は、手の側面をターゲットにする比較的高速の空気噴流の流れプロファイルを生じさせる。これを図７及び図８に示す。

図７及び図８に示す画像の各々を、油ベースの煙発生機を用いて、煙を排出口から吹出させるようにして作成した。排出口を暗室内に配置し、スロットから出る空気と煙を、ハロゲン球を用いて照明した。この画像を、従来のデジタルカメラを用いて撮影した。

図７の画像は、排出口１１の画像である。この画像は、Ａ及びＢでラベル表示された２つの別個の高速空気噴流を示し、それぞれ、排出口１１の２つの湾曲端部に関連する。これらの局所的な高速領域は、排出口の前方の中央領域Ｃに収束する。

比較のために、図８の画像は、ユーザの手の甲に従うように解剖学的に形状決めされた従来の湾曲ノズルの画像であり、かかる湾曲ノズルは、特許文献１に記載された手乾燥機のような従来の手乾燥機に見られる。この場合、空気流の中に顕著な局所高速領域は存在せず、その代わりに、空気流の速度は均一であり、空気流はノズルの曲率半径によって決定される単一の焦点Ｄに収束する。

図７で観察される高速空気噴流は、湾曲端部の領域内の排出口の複数の異なる部分から流出する空気流の局所的な相互作用によって少なくとも部分的に生じると考えられる。

実際には、相互作用は複雑であるが、相互作用を、成分空気流のベクトル加法のような簡単化された関係を用いて可視化することができる。

図９〜図１２はこの点を説明するのに役立つ。

図９〜図１１は、排出口１１の同じ（単一の）湾曲端部１１ｂを示す。図９では、湾曲端部１１ｂから流出した第１の空気流Ａ₁を示す。この第１の空気流Ａ₁は、湾曲端部の領域の真直ぐな中間部から流出した第２の空気流Ｂ₁と相互作用する。２つの空気流Ａ₁、Ｂ₁は組合されて、高速の合成空気流Ｃ₁を形成し、ここで、Ｃ₁＝（Ａ₁ ²＋Ｂ₁ ²＋２Ａ₁Ｂ₁ｃｏｓθ₁）^1/2である。図１０では、湾曲端部の第１の部分から流出した空気流Ａ₂を示す。この空気流は、同じ湾曲端部の第２の部分から流出した空気流Ｂ₂と相互作用する。この場合も、２つの空気流Ａ₂、Ｂ₂は組合されて、高速の合成空気流Ｃ₂を形成する。図１１では、湾曲端部の異なる部分から流出した２つの空気流Ａ₃、Ａ₄を示し、これらの空気流は組合されて、空気流Ａ₃₊₄を生じさせる。この空気流Ａ₃₊₄は、スロットの真直ぐな中間部から流出した空気流Ｂ₃と相互作用して、高速の合成空気流Ｃ₃を形成する。これらの相互作用の各々の最終結果は、比較的高速の空気流の局所領域を結果的に形成することであり、局所領域は、図１２に示すように、これはユーザの手１５の側面に向かって差し向けられる。これは、図７で観察された高速空気噴流Ａを表し、高速空気噴流Ａは、ユーザの手の側面をターゲットにしている。

これとは対照的に、湾曲端部から離れた排出口の直線部分の領域では、空気流Ｄがユーザの手１５に対して直角に且つ真直ぐに一様に排出され、空気流Ｄの隣接した領域の間において、図９〜図１１で説明したような著しい相互作用は存在しない。その結果、この領域における流れプロファイルは、ほぼ一様であり、局所空気速度は、手の側面をターゲットにする高速空気噴流よりも全体的に低い。事実として、排出口１１の幾何学的形状は、排出口１１全体にわたってではなく、増大させた乾燥作用を提供することが必要とされる領域にだけ、局所的な高速空気流領域を形成する。

図１３は、湾曲したエアナイフノズルの比較例を示し、かかる例は、特許文献１に記載されているような従来の手乾燥機に見られるようなものである。ここで、ユーザの手１５がノズルに隣接して配置されるとき、空気流Ｅ₁、…、Ｅ_nは、ユーザの手１５の後方の焦点に収束する。その結果、空気流が手に衝突する前のエアナイフの領域の間において、図９〜図１２に図示したような相互作用は存在せず、かくして、手の側面に重点をおいた乾燥作用はない。これは、図８で観察された局所高速空気噴流が存在しない理由を説明している。その代わりに、ノズルの周りの空気流速は、ユーザの手の表面を横切る衝突箇所において全体的に一様である。

図１３に示す排出口において、手の両方の側面に向けられる空気流の速度を、スロットの後側の圧力を増大させることによって明らかに増大させることができるが、このことは、スロット全体に沿う空気流速度を必然的に増大させ、エネルギーコストを生じさせる。図１３の排出口の幾何学的形状は、本発明による手の両方の側面をターゲットにする高速局所空気噴流を伴う種類の流れプロファイルを提供しない。

本発明による排出スロットの流れプロファイルは、湾曲端部の曲率半径、すなわち、焦点距離と、湾曲端部によって包囲される角度の両方に依存する。これを、図１４〜図１７に示す。

図１４及び図１５は、焦点距離の効果を示す。図１４では、焦点距離Ｆ₁は比較的短い。図１５では、焦点距離Ｆ₂は比較的長い。図１４及び図１５において、湾曲端部によって包囲される角度θは、ほぼ同じである。この場合、これらの図は、所定の角度θにおいて、焦点距離が、ユーザの手の表面と排出口との間の最小作動距離Ｘを決定することを示す。簡単に言えば、焦点距離Ｆが増大するにしたがって、最小作動距離Ｘは増大する。

非常に長い焦点距離（その結果として長い作動距離Ｘ）であれば、ユーザの手を乾燥させるエアナイフの有効性の広範囲の低下があり、エアナイフは、かかる距離にわたって発散する。それにもかかわらず、本発明によれば、短い焦点距離でもたらされる流れプロファイル特性と同じ本質的な流れプロファイル特性が残り、手の側面をターゲットにした比較的高速の空気流と手の表面をターゲットにした比較的低速の空気流が依然として存在する。

好ましい曲率半径／焦点距離は、５〜５０ｍｍの範囲内にあり、好ましくは、１５〜３０ｍｍの範囲内にあると考えられる。

図１６及び図１７は、湾曲端部によって包囲される角度θの効果を示す。図１６では、角度θ₁は比較的大きい。図１７では、角度θ₂は比較的小さい。図１６及び図１７において、湾曲端部の焦点距離はほぼ同じである。この場合、これらの図は、所定の焦点距離Ｆにおいて、湾曲端部１１ｂによって包囲される角度が、高速空気噴流の迎え角βを決定することを示す。比較的大きな角度は、浅い迎え角を生成する。好ましい角度θは、４５〜９０度の範囲にあると考えられる。

湾曲端部１１ｂ、１３ｂは、使用時のユーザの手の両方の側面の周りに少なくとも途中まで延び、一方は、親指が位置する側の手の側面の周りに延び、他方は、その反対側の手の側面の周りに延びる。ノズルの全長は、湾曲端部１１ｂ、１３ｂの間の距離Ｙ（図６参照）であり、使用時にユーザが自身の手を保持する箇所に係わる効果を有する。かくして、ノズルの全長を１００ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲であるように制御すれば、ユーザが両手をより近い位置に（指を広げるのではなく、一緒にして）保持することが促進され、これにより、いっそう効率的な乾燥作用を促進させることが分かった。

本発明を、片側式エアナイフ乾燥機の内容で説明しているけれども、本発明は、特許文献１に記載されているような両側式エアナイフ手乾燥機にも適用可能である。これに関して、排出口は、片側だけに（従って、反対側の従来式ノズルと組合せて）用いられてもよいが、好ましくは、両側に用いられるのがよい。

排出口は、連続したスロットである必要はない。その代わりに例えば、排出口は、従来から知られているような、近接して離間した一連の孔で形成されてもよい。本質的なことは、排出口が、本明細書の意味のエアナイフ、すなわち、空気の高速移動（＞８０ｍ／ｓ）シート又はカーテン、を排出することが可能であることである。

１ 手乾燥機
３ 主ケーシング
９ 吸気口
１０、１２ ノズル
１１、１３ 排出口
１０ａ、１２ａ 直線部
１３ 排出口

Claims (9)

1. 手乾燥機であって、
   細長いエアナイフ排出口を備えたノズルを有し、前記細長いエアナイフ排出口は、その前方で平らに保持されたユーザの手の幅を横切るようにエアナイフを排出し、それにより、手をエアナイフに対して長さ方向に移動させながら、水を手から機械的に掻き取り、
   前記ノズルは、ユーザの手のひら又は手の甲に面する直線部と、ユーザの手の側面の周りに少なくとも部分的に延びる巻き形態の湾曲端部を含み、前記細長いエアナイフ排出口は、前記ノズルの直線部に沿って且つ前記ノズルの巻き形態の湾曲端部の周りに延びる、手乾燥機。
2. 前記ノズルは、巻き形態の２つの湾曲端部を前記ノズルの直線部の両端部に１つずつ備える、請求項１に記載の手乾燥機。
3. 前記エアナイフ排出口は、前記ノズルの両方の湾曲端部の周りに延びる、請求項２に記載の手乾燥機。
4. 前記巻き形態の湾曲端部の間で測定された前記ノズルの全長は、１００〜１５０ｍｍの間にあり、ユーザが手の指を、開いて広げるのではなく、互いに近づけて保持することを促進させる、請求項２又は３に記載の手乾燥機。
5. 前記エアナイフ排出口は、幅１ｍｍ未満の連続したスロットである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の手乾燥機。
6. 前記ノズルの巻き形態の湾曲端部の曲率半径は、５〜５０ｍｍの範囲内にある、請求項１〜５のいずれか１項に記載の手乾燥機。
7. 前記ノズルの巻き形態の湾曲端部によって包囲される角度は、４５〜９０度の範囲内にある、請求項１〜６のいずれか１項に記載の手乾燥機。
8. ２つの前記ノズルが、両手に１つずつ設けられる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の手乾燥機。
9. 前記排出口は、前記手乾燥機の前方から見たときにＶ字形態に配置される、請求項８に記載の手乾燥機。