床上曬被機的制作方法

本發明涉及一種床上曬被機，具體說是一種利用暖風機送入的高壓高溫熱風，透過暖風墊表面出風孔給被褥床墊加熱烘干，使被褥床墊快速干燥的裝置。

背景技術：

本發明申請的技術方案是在對比文件1(專利號：ZL 2004 1 0085370.6)技術方案的基礎上進行的再創造。對比技術方案的實質性貢獻在于實現了烘干加熱方式由熱傳導向以強制對流方式為主的熱傳遞方式的轉變，熱量傳遞由依靠接觸面的平面傳導轉變到突破接觸面的障礙，直接向棉被內纖維組織間的立體的全方位加熱，加熱過程完全擺脫空氣熱傳導系數過低的限制，加熱效果的提升也由熱傳導時的線性遞增，轉變成以幾何級數倍增。

對比文件1技術方案是申請人在當時的技術背景下，以試驗數據為基礎提出的，今天回頭看，對比文件1技術方案存在以下幾個缺陷：首先、對比文件1技術方案中給出的暖風墊參數只是表象特征，從理論上講發生這種實質性轉變的決定性因素是分布于暖風墊表面的出風孔的風壓，具體說當分布于暖風墊表面的出風孔的風壓足夠大，在被烘干被褥內外兩側形成持續的、穩定可測的壓力差時，強制對流即可實現，壓力差越大，以強制對流方式傳遞熱量的效果越明顯。阻礙強制對流實現的是來自被烘干物自身的阻力，如來自被套面料的阻力、來自被褥內胎纖維的阻力，特別是當被褥內胎纖維受潮后會產生較大的膨潤，例如棉纖維的膨潤度達20％，而羊毛可達25％，這樣的澎潤度足以堵塞干燥狀態纖維間原有的間隙孔道，排空蓬松狀態下纖維間的空氣，使纖維吸附板結在一起，蓬松柔軟的新被褥變得濕噠噠硬邦邦密不透風。如果分布于暖風墊表面的出風孔的風壓不足以讓熱風鉆透棉被內胎，強制對流不僅無法實現，還會出現因產生的熱量無法及時排出造成暖風機內部溫度瞬間急劇升高，導致熱保護裝置頻繁動作、直至機器出現故障無法繼續工作。另外這種非正常使用情況，也加大了電機的運轉阻力，電機長時間超負荷運轉，會導致電機溫升超過設計等級標準，繞組溫度快速升高，對電機造成不可逆轉的損害。其次、實際生產中在暖風墊參數限定的范圍內如何優中選優，對比文件1技術方案完全是憑經驗進行實際測試，這種測試不僅試驗成本高，結果也充滿不確定性。第三、對比文件1技術方案僅對暖風墊參數做出了明確限定，對與暖風墊配套使用的暖風機的參數沒有涉及，而在實際使用中，暖風機是熱風源、暖風墊是散熱體，暖風機和暖風墊必須配套使用，二者的重要性是同等重要的。對比文件1技術方案的電機在當時的技術背景下僅有罩極電機一種可選方案，今天則有更多種類的技術先進、性能更優、價格適中的替代產品可供選擇。第四、對比文件1技術方案中的暖風墊由雙層具有不透氣性能的紡織面料縫制而成，具備不透氣性能的紡織面料需要經過涂層處理，涂層工藝屬于紡織后整理技術，作用是改善面料性能，對涂層效果要求不同，加工成本差別巨大，成本低的涂層加工費占到暖風墊總成本的比例可以忽略不計，要求高的涂層加工費用甚至要高過暖風墊面料的成本，對比文件1技術方案中對面料的不透氣性能的檢測沒有給出量化指標。第五、從對比文件1技術方案實際應用層面看，當時已經把罩極電機的功率在符合設計等級安全標 準的前提下做到了接近極限值，這就意味著暖風機輸出的風量和風速已經沒有提升空間，由于暖風機殼體及內部元器件多是塑料材質，被加熱的床墊被褥也是易燃的紡織品，因此暖風機吹出的熱風的溫度要受到嚴格限制，這些因素導致暖風機的發熱功率受到制約，也接近安全極限值，沒有提升空間。第六、根據對比文件1技術方案設計生產的產品，實際測試數據為：室內氣溫在25℃以上時連續加熱棉被2小時，被子內部最高溫度可以達到90℃，室內氣溫在20℃以下時連續加熱2小時，被子內部最高溫度可以達到80℃上下。水的蒸發速度與溫度正相關，溫度越高蒸發速度越快，曬被子時氣溫越高晾曬效果越好，干燥速度越快。在對比文件1技術方案中，被子干燥速度與被子的溫度正相關，被子溫度越高，干燥速度越快，被褥床墊中的水汽蒸發需要吸收大量熱量，在暖風機發熱功率接近極限值的情況下，要達到滿意烘干效果就只能靠延長加熱時間，特別是南方濕冷的冬季，加熱時間要比平時加倍延長才能將棉被徹底烘干：當環境溫度在10℃以下，單人床完全烘干時間需要90-120分鐘；1米5寬床墊完全烘干時間需要120-180分鐘；1米8寬和2米寬床墊完全烘干時間需要180分鐘以上。這個道理就好比是冬天燒開一壺水的時間比夏天要成倍增加一樣。要對被褥床墊進行一次徹底烘干除潮，對大多數用戶來講，就只能期盼雙休日節假日了。

技術實現要素：

本發明的目的是設計一種可以把棉被快速加熱并維持在100℃以上的床上曬被機，將對比文件1技術方案的烘干方式從“蒸發模式”提升到“沸騰模式”，使烘干速度成倍提高。

為了實現上述發明目的，申請人給出下述制造床上曬被機的技術方案。

床上曬被機由暖風機和暖風墊組成，暖風機是熱風源，暖風墊是散熱體，暖風機與暖風墊配套使用，所述暖風機主要由電機、風輪、發熱架、風道、開關控制版、出風口、殼體等部件組成，發熱架由發熱絲、云母板支架和外框及其上安裝的溫控器和保險絲組成，所述暖風墊由經過涂層處理的紡織面料縫制而成，其形狀與被套相似，暖風墊邊角處有一進風口，用于與暖風機套接輸入熱風，暖風墊表面有后期加工的若干出風孔和用于固定暖風墊雙層面料的縫合點，所述暖風機發熱體額定功率不低于1500W，暖風機出風口橫截面積不小于38cm²，暖風機出風口平均風速不低于9m/s，所述暖風墊使用的涂層面料耐靜水壓實測值不低于600mmH₂O，暖風墊表面出風孔測量到的壓差值不低于0.6hPa，出風孔的“平均熱覆蓋面積”不大于625cm²。

為保證暖風機出風口輸出熱風符合安全使用要求，選用與發熱功率匹配的大功率電機及與大功率電機相適應的大尺寸風輪，使暖風機出風口外截面測得的平均溫度升幅在60℃-100℃之間。

為了確保所述大功率暖風機在非正常使用或者意外情況發生時仍能確保不出現安全事故，暖風機風道外部設計有溫控開關，該溫控開關可以是手動復位式溫度控制開關。

制作暖風墊首先選取耐靜水壓實測值不低于600mmH₂O的涂層面料，確定暖風墊尺寸之后計算打孔參數組合并對暖風墊面料進行打孔加工，通過縫合點將暖風墊上下層面固定，縫合四邊及進風口，完成暖風墊的制造。

暖風墊面料的打孔加工也可在整匹紡織品上連續進行，打孔之后，按需要尺寸裁剪，對 齊疊放，按一定間距選擇縫合點并在縫合點將暖風墊上下層面固定，最后縫合成型，完成暖風墊的制造。

為了準確描述暖風機透過暖風墊表面出風孔產生的風壓的檢測依據或者說判斷標準，本發明申請首次引入管道氣體壓力檢測的概念“壓差”，在正常工作狀態下從分布于暖風墊表面出風孔測量到的壓差值應不低于0.6hPa。

由于本發明申請的技術方案是透過分布于暖風墊表面的出風孔以強制對流方式向被褥床墊傳遞熱量，每個出風孔都是一個獨立的熱源，因此在保證暖風墊出風孔的壓差符合本發明申請技術方案的壓差值的前提下，出風孔的大小、數量及分布也對烘干速度和烘干效果產生直接影響。作為獨立熱源的出風孔，在有限時間內其熱傳遞的范圍是有限度的，其傳遞熱量的能力隨距離的增加而衰減。本發明申請的技術方案中把出風孔數據加以綜合分析后自創一個“平均熱覆蓋面積”的概念用來概括其技術特征：平均熱覆蓋面積＝暖風墊表面積/出風孔數量。減少出風孔的“平均熱覆蓋面積”與提高出風孔的風壓、增加發熱功率，對實現本發明的目的有著同等重要的作用。風壓越大，單位時間內鉆透被子的風量越多；發熱功率越大風溫越高所傳遞熱量就越多；風壓和風溫一定的情況下，達到出風孔壓差值要求的小孔數量越多，分布越密集，傳遞給棉被的熱量也越多。在正常工作狀態下，從暖風墊出風孔測量到的壓差值不低于0.6hPa，出風孔的“平均熱覆蓋面積”不大于625cm²。

所述暖風墊出風孔壓差值不低于1hPa，“平均熱覆蓋面積”不大于136cm²。

所述暖風墊暖風機出風口的橫截面積不小于48cm²，平均風速不低于12m/s，制作暖風墊的涂層面料耐靜水壓不低于1000mmH₂O，暖風墊出風孔壓差值不低于1.5hPa，“平均熱覆蓋面積”不大于125cm²。

所述暖風機出風口的橫截面積不小于64cm²，平均風速不低于14m/s，制作暖風墊的涂層面料耐靜水壓不低于1200mmH₂O，暖風墊出風孔壓差值不低于1.8hPa“平均熱覆蓋面積”不大于64cm²。

所述暖風機發熱體額定功率不低于2000W。

所述暖風機電機可以是交流單相異步電機，也可以是直流電機。

床上曬被機應用范圍以家庭被褥床墊烘干除潮為主，也適合賓館酒店客房床鋪的快速烘干消毒殺菌除異味。

床上曬被機的正確使用方法為：暖風機放置在與床墊同一水平高度的硬質臺面(如床頭柜)上，保證加熱時暖風機出風口與暖風墊進風口處于同一水平高度，讓暖風墊進風口充分伸展開，確保出風順暢。暖風墊的鋪放位置與電熱毯類似，平鋪在床墊或墊被上，暖風墊上面覆蓋棉被，暖風墊上下面都有加熱烘干功能，上面加熱烘干棉被，下面同時加熱烘干墊被(棉絮)、床墊。暖風墊上、下面可分別鋪蓋2-4套厚棉被或棉絮墊被。暖風墊不分正反面，進風口位置可根據擺放暖風機的位置調節，上下左右都可以。

本發明申請技術方案的有益效果是把對比文件1技術方案的烘干方式從“蒸發模式”提升到“沸騰模式”，大幅提升烘干速度，烘干效果更徹底。棉被潮濕的原因是吸附了大量水分，“蒸發模式”中，棉被里的水分透過棉被表面揮發到空氣，蒸發速度受到棉被的溫度、棉被外表面積、空氣流速以及空氣相對濕度等因素影響，溫度越高、棉被外表面積越大、空氣流速越快、空氣相對濕度越低，蒸發速度就越快，反之蒸發速度越慢。“沸騰模式”則不受上述因素影響，沸騰從水分的內部和表面同時進行，在標準氣壓下，水的沸點是100℃，在100℃持續加熱，水就會氣化，變成水蒸氣，水變成水蒸氣，體積要增大1700倍，由此可知，水是不可能以氣體形式繼續存留在棉被中的。水沸騰氣化的速度遠遠高于蒸發的速度，本發明申請技術方案真正實現了不受氣候條件影響、不受空間時間限制，隨時隨地、即用即烘，即使在南方濕冷的冬季，也能實現加熱5分鐘達到舒適睡眠溫度，加熱60分鐘棉被蓬松如新的效果。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例，對本發明進行詳細說明。

圖1、圖2是床上曬被機結構示意圖；

圖3、圖4是暖風機結構示意圖；

圖5、圖6、圖7、圖8、圖9是發熱架云母板結構圖；

圖10是發熱架組裝示意圖；

圖11、圖12、圖13、圖14是暖風墊結構示意圖。

具體實施方式

實施方式一，暖風機主要由電機3、風輪6、發熱架8、風道4、溫控開關7、開關控制版5、出風口2、殼體1等部件組成，發熱架8由發熱絲12、云母板支架和外框9及其上安裝的溫控器11和保險絲10組成。電機3選用單相異步電機AC 220V 50Hz 60W 2600r/min；風輪6直徑130mm、高度70mm、葉片數量為43片；發熱絲12的額定功率1500W，溫控器11動作溫度為105℃、保險絲10最大過載溫度142℃；開關控制版5有開機及模式(冷風/熱風)選擇按鍵、定時按鍵、關機按鍵；溫控開關7選擇手動復位式AC 250V/5A 45℃常閉溫度控制開關；暖風機出風口2的截面積為38cm²，平均風速為9m/s。暖風墊選用滌綸涂層面料，耐靜水壓實測值為600mmH₂O，裁剪兩塊面料，縱向1905mm，橫向1505mm，將兩塊面料對齊疊放，邊沿做臨時固定，下一步確定打孔參數，縱向5列(列間距相同)，橫向7行(行間距相同)，行列平均分布，確定35個縫合點13，再以縫合點13為中心的正六邊形的頂角處分別確定6個出風孔14，出風孔14為圓形，直徑2mm，出風孔14到中心縫合點13的距離是60mm，暖風墊上下層出風孔總數為5×7×6×2＝420個，按此參數對面料打孔，在縫合點13處將雙層面料固定，暖風墊上設計有與暖風機出風口2對接的進風口15，然后把邊沿縫合，即完成暖風墊圖11的制作。出風孔14壓差實測值為1hPa，“平均熱覆蓋面積”為136cm²，室內溫度為17℃時，連續加熱1小時測得棉被內部溫度在103℃-105℃之間。

實施方式二，暖風機主要由電機3、風輪6、發熱架8、風道4、溫控開關7、開關控制版5、出風口2、殼體1等部件組成，發熱架8由發熱絲12、云母板支架和外框9及其上安裝的溫控器11和保險絲10組成。電機3選用單相異步電機AC 220V 50Hz 80W 2600r/min；風輪6直徑130mm、高度70mm、葉片數量為43片；發熱絲12的額定功率2000W，溫控器11動作溫度為105℃、保險絲10最大過載溫度142℃；開關控制版5有開機及模式(冷風/熱風) 選擇按鍵、定時按鍵、關機按鍵；溫控開關7選擇手動復位式AC 250V/5A 55℃常閉溫度控制開關；暖風機出風口2的截面積為48cm²，平均風速為12m/s。為方便洗滌，將暖風墊設計成外套18和內膽19組合結構，外套18和內膽19為可拆解的活動連接，內膽19選用滌綸涂層面料，耐靜水壓實測值為1000mmH₂O，外套18選用純棉印花布，按1805mm寬、2005mm長的尺寸裁剪純棉印花布和滌綸涂層布，縫合點13及出風孔14均在內膽19上制作完成，縱向6列(列間距相同)，橫向8行(行間距相同)，行列平均分布，確定48個縫合點13，再以縫合點13為中心的正六邊形的頂角處分別確定6個出風孔14，出風孔14為圓形，直徑1.6mm，出風孔14到中心縫合點13的距離是60mm，暖風墊上下層出風孔總數為8×6×6×2＝576個，用純棉印花布制成尺寸匹配的外套18套在內膽19外層，外套18內側扎帶16與內膽外部邊緣扎帶17系緊固定，內膽19和外套18組合一體后的進風口15用于與暖風機進風口2套接，完成圖13外套和圖12內膽組合型暖風墊的制作。出風孔14壓差實測值為1.5hPa，“平均熱覆蓋面積”為125cm²，室內溫度為20℃時，連續加熱1小時測得棉被內部溫度在106℃-110℃之間。

實施方式三，暖風機主要由電機3、風輪6、發熱架8、風道4、溫控開關7、開關控制版5、出風口2、殼體1等部件組成，發熱架8由發熱絲12、云母板支架和外框9及其上安裝的溫控器11和保險絲10組成。電機3選用單相異步電機AC 220V 50Hz 120W 2600r/min；風輪6直徑160mm、高度90mm、葉片數量為48片；發熱絲12的發熱功率分為3檔(低溫檔用于不耐熱紡織品的烘干除潮)，分別為3500W/2000W/1500W；溫控器11動作溫度為110℃、保險絲10最大過載溫度150℃；開關控制版5有開機及模式(3500W/2000W/1500W/冷風)選擇按鍵、定時按鍵、關機按鍵；溫控開關7選擇手動復位式AC 250V/5A 65℃常閉溫度控制開關；暖風機出風口2的截面積為64cm²，平均風速為14m/s。暖風墊選用純棉面料做外層，涂層滌綸面料做內襯，涂層滌綸面料耐靜水壓實測值1200mmH₂O，按1900mm寬、2100mm長的尺寸裁剪純棉面料和滌綸涂層面料，僅在用作內襯的涂層面料上打孔制成若干出風孔14，出風孔14為縱橫等間距排列，相鄰兩個出風孔14的間距為75mm，出風孔14為圓形，直徑1.2mm，總數為24×26×2＝1248個，將兩層打孔后的涂層面料的非涂層面緊密貼合，再將涂層面料的涂層面與用作外套的純棉面料緊密貼合臨時固定，對齊內襯和外套四邊，按200mm間距在縱橫方向選定縫合點13，縫合點13在暖風墊表面平均分布，在縫合點13處對暖風墊外套和內襯進行縫合固定，暖風墊上設計有與暖風機出風口2對接的進風口15，最后縫邊成型完成圖14暖風墊的制作。出風孔14實測壓差為1.8hPa；“平均熱覆蓋面積”為64cm²，室內溫度為20℃時，用3500W高溫連續加熱1小時測得棉被內部溫度在106℃-109℃，用1500W低溫連續加熱1小時測得棉被內部溫度在70℃-73℃之間。