智能坐便器高速烘干裝置的設計研究

摘 要：市面上的一些智能坐便器烘干性能不足，用戶在使用暖風烘干功能時，往往需要等待4～5min才能將皮膚上的水完全烘干，甚至無法完全烘干，等待時間長，導致用戶體驗感差。鑒于此類問題，設計了一款高速烘干裝置，安裝在智能坐便器上可以大幅提高烘干效率，將烘干完成時間縮短到2min，可以極大提升用戶體驗，增強了產品市場競爭力。

關鍵詞：智能坐便器；烘干功能；烘干效率

1 引 言

隨著消費者的生活水平的提高和消費理念的轉變，智能坐便器產品作為品質型消費品，已逐步走進廣大消費者的家庭，智能坐便器能帶給消費者更便捷、舒適的如廁體驗，受到年輕人、中老年人各個消費群體的認可。既然是一款智能產品，消費者定然對智能坐便器的功能有很高的要求，例如產品外觀要時尚、陶瓷釉面要好，不能掛污、能自動感應翻蓋翻圈、能進行私處自動清洗、能自動沖水、能殺死水路細菌、能自動加熱座圈、能遙控控制等，烘干功能也同樣是其中重要的一項指標。所謂的烘干功能就是噴槍對私處進行清洗完成后，系統自動開啟烘干功能，將肌膚上殘留的水珠烘干，保證肌膚干爽。目前市面上的智能馬桶都有暖風烘干的功能，但暖風烘干的效果往往不能令消費者滿意，往往需要等待4～5min才能將皮膚上的水珠完全烘干，有的產品甚至無法完全烘干，等待時間長。產生這類現象的主要原因主要有以下幾點：（1）風機的轉速較低；（2）風道設計不合理；（3）風腔漏風。鑒于此類痛點，本文設計了一款高速烘干裝置，該裝置出風口風速高、風量大、結構緊湊、風道呈流線型、安裝在智能馬桶機芯內可以大幅提高烘干效率，可以將烘干時間縮短到2min，增加了產品賣點，增強了產品市場競爭力。

2高速烘干風機的選型

風機是高速烘干裝置的核心部件，一款性能優越的風機是決定該裝置是否能解決行業痛點的關鍵。風機在選型時要考慮以下幾點：（1）額定轉速高；（2）額定風量大；（3）噪音小。本文選擇了1款12V的直流風機作為核心部件，該風機有以下優點：

（1）損耗小、效率高：因為采用了永磁體勵磁，消除了感應電機勵磁電流產生的損耗；同時永磁無刷直流電動機工作于同步運行方式，消除了感應電機轉子鐵心的轉頻損耗，電機的效率明顯提高。

（2）調速性能好、控制簡單。

（3）功率因數高：由于無刷直流電機的勵磁磁場不需要電網的無功電流，因此其可以運行于1功率因數，這對小功率電機極為有利且在輕載時更具有優勢。該高速風機的基本參數如表1。

從表1中可以看出，該風機的額定轉速為15300r/min，遠高于普通風機常用的5000r/min，最大風量0.65m3/min，遠高于普通風機常用的0.48 m3/min該風機能在高速運轉的情況下，保證性能穩定。圖1為該風機的外形輪廓。

3 高速烘干裝置的設計

高速烘干裝置為模塊化設計，需要整體安裝在馬桶機芯內，設計時需要考慮小型化、減震、降噪等因素。

3.1高速烘干裝置的組成及安裝

圖2所示，該高速烘干模塊包括1.導風罩上殼2.頂部隔音棉3.高速烘干機4.底部隔音棉5.風溫探測器6.風門8.發熱絲9.出風口密封圈11.導風罩底殼。

其中，頂部隔音棉2和底部隔音棉4分別粘貼在高速烘干機3的頂部和底部；出風口密封圈9同高速烘干機出風口粘貼；高速烘干機3靠上殼1、底殼11的限位筋條結構及頂部隔音棉2、底部隔音棉4可以緊緊的固定在導風罩上殼1與導風罩底殼11之間。發熱絲8也同樣靠導風罩上殼1、導風罩底殼11的限位筋條固定在上殼與下殼之間。風門6通過卡槽扣入導風罩上殼1中，風溫探測器5通過卡扣扣入導風罩上殼1中。導風罩上殼1同導風罩底殼11通過卡扣合緊。通過上述步驟，可以將這些零件組裝成一個高速烘干裝置。

3.2高速烘干裝置的工作原理

當用戶啟動烘干指令后，高速烘干機3高速運轉產生強勁的風流進入烘干風道，風流經過發熱絲8并帶走發熱絲產生的熱量，形成暖風，進而出風口可以吹出35°～45°暖風對私處進行烘干，另外風溫探測器5可以測出風口溫度，例如出風溫度高于設定值，監測系統可以自動調節出風溫度，穩定溫升。最后，強勁的風流吹開風門，暖風吹到用戶私處。馬桶的主控板可以設定高—中—低3個擋位的風機轉速和暖風溫度，用戶可以根據自身需求，通過遙控器進行風速調節和風溫調節，使產品更加的人性化。

3.3 高速烘干裝置的技術優勢

如圖3所示，頂部隔音棉2和底部隔音棉4分別粘貼在高速烘干機的上下兩側，不僅能對風機進行降噪還能對風機進行減震，增強了風機使用性能。出風口密封圈9為硅膠材質，安裝在風機出風口，同導風罩上下殼緊配密封，一方面可以避免氣體回流，造成風量損失，另一方面還起到一定的減震作用。發熱絲8采用的材質為鋁箔，優勢為節能、環保、無污染，價格便宜、宜加工，發熱效率高。在導風罩下殼上開有出水口12，可以防止出風部留有水，影響烘干效果。導風罩上下殼的出風部向下傾斜設計，整體呈現流線型設計，可有效地降低風能損耗，提高出風量。出風口呈扁平狀設置，出風口截面尺寸為35×3mm，風道截面面積由大逐漸減小，這樣可有效的增大風壓，從而提高烘干力度，用戶可以明顯感受到強有力的暖風。

3.4高速烘干裝置的安裝

如圖4所示，高速烘干裝置安裝在馬桶機芯內，由于該裝置的出風口向上傾斜，當用戶落座使用烘干功能時，暖風可以正對用戶私處進行強力烘干，烘干完成時間在兩分鐘內。

4 高速烘干裝置的測試

4.1高速烘干裝置的噪音測試

由于風機高速運轉，風機自身的噪音為66dB。前文已介紹通過加隔音棉及減震墊對風機進行了降噪處理。行業規范，烘干噪音最大不能超過55dB ，如圖5所示，需通過專業的噪音測試設備進行測試，

將裝有高速烘干裝置的馬桶置于靜音房中，前后左右均安裝測音麥克風。

風機設置了高—中—低3個擋位，需要依次對其進行噪音測試。圖6～圖8為各個擋位，各個測音麥克風測的噪音數據。其中低檔噪音平均值40dB，中檔噪音平均值46dB，高檔噪音平均值52dB。經過降噪處理，該高速烘干裝置完全滿足行業要求。

4.2高速烘干裝置的性能測試

高速烘干裝置的性能測試十分重要，因為這切實關系到用戶的體驗，是這個裝置研制是否成功的關鍵。

烘干功能需要測試的關鍵指標見表2。

通過專業測試儀器測得的數據如下：

通過測試數據表明，該高速烘干裝置的各項性能指標滿足行業要求，相比于傳統的低速風機，該高速烘干裝置可以帶給客戶更好的烘干體驗。

5結論

本文研究設計了一款用于智能馬桶上的高速烘干裝置，縮短了烘干時間，提升了烘干效率。所得主要成果如下。

（1）運用一款風量大、轉速高的直流風機是關鍵，本文選用的風機轉速能達到15300r/min、風量能達到0.65m3/min，且各項性能指標都有優勢，完全符合設計要求。

（2）運用3D設計軟件設計了該高速烘干裝置，通過對內部風道和減震降噪的合理設計，可以讓烘干效果能達到最佳狀態。

（3）運用專業的測試儀器，對該高速烘干裝置進行噪音及性能測試，測試結果表明該裝置完全符合行業標準，且能給用戶帶來更快捷、更舒適的烘干體驗。

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