色彩画面的干燥装置设计研究*

郎超男 ， 陈洪峰

（江苏师范大学，江苏 徐州 221116）

使用水粉或水彩作画的色彩画面含有一定量的水分。未干透的画面叠压在一起就会出现粘连现象，容易造成画面污损等问题，进而影响画面的质量与艺术效果。这就要求色彩画面能够尽快干燥，且画面不受污损。目前，美术专业考试或比赛中，色彩画面的干燥方式主要有两种：一是自然吹干，二是使用干燥工具。就方式一来说，自然吹干过程缓慢，且受限于温度、湿度、风力等气候条件，容易造成考生延迟交卷的情况，从而扰乱考场秩序[1-2]。就方式二来说，部分考生会自带手持小风扇或电吹风来加快色彩卷面的干燥速度。然而，手持小风扇电量有限、风量小且没有加热功能，因而不能持续吹风干燥，冷风干燥缓慢且效果不明显。而使用电吹风热风吹干容易导致画面起皱、颜料过干而开裂脱落，甚至吹焦卷面。另外，考场内大量使用电吹风会造成噪声污染，还存在着严重的用电安全隐患。针对上述问题，课题组研究了一种专门用于色彩画面的快速干燥装置，该装置对美术专业考试和比赛有着重要意义。

1 研究背景与现状

干燥是利用热能使物品中的水分被吸走或气化，使物品干燥，其目的是使物品便于运输、贮藏和使用，或维护物品的稳定性、保证物品质量。目前，干燥方法主要分为两类：自然干燥法与人工干燥法。自然干燥法是将物品存放于露天或通风的室内，借助阳光、风力等自然条件去除水分，使物品得以干燥。如晒干、晾干等，就属于自然干燥法。这种干燥方法与空气中的温度、湿度、风速等气候条件息息相关。人工干燥法则是将物品放在专门设备中进行加热，使物品中的水分蒸发或被抽走，从而使物品得以干燥，如电吹风、烘干机、工业烘箱、干燥箱等。这一方法突破了气候条件的限制，干燥速率得到大大提升。

目前，许多人员就如何利用人工干燥法加速色彩画面干燥展开了探讨与研究。有人提出以导热快的铝合金画板代替原来的木质画板，画板背面添加风扇装置，正面添加出风口，画板上布置多个微小孔。利用充电电池为风扇提供电源并加热，自由选择对画面的正面与背面吹风，加快画面周围空气的对流，以达到快速干燥的目的[3-4]。还有人提出在画板中空位置添加干燥剂，中间隔板设置多个孔，便于吸收画面中的水分。以上方法可以在一定程度上加快画面干燥，但同时也带来一些新的问题，例如，材质不合理且存在危险性，风扇运行会产生一定的噪声，装置损坏无法及时恢复或更换，干燥剂使用需谨慎、时效较短、不易更换等。针对存在的问题和现有的研究，课题组旨在研究一种操作安全方便、噪声污染小的快速干燥装置，该装置能够适用于美术专业考试或比赛等场合，便于考生或工作人员随时、快速、有序地进行画面干燥。

2 结构设计

色彩画面的干燥装置整体设计为三层式干燥箱结构，其外壳采用1.2 mm优质冷轧钢，经防锈处理后喷塑，也可采用不锈钢。内部则由控制系统、干燥系统、加热系统、循环风系统、外吹风系统五个部分组成[5-6]。加热室与干燥室之间设置了夹层，一方面，夹层中填充了保温材料，起到了隔热保温的效果；另一方面，夹层将加热室与干燥室分离，避免画纸离热源太近而出现烤焦、烧损等现象，从而确保色彩画面干燥的质量和安全性。

2.1 干燥箱的控制系统

干燥箱的控制系统位于箱体的最上层，主要由电源控制、温度控制、时间控制、风机控制组成[7]。首先，操作控制面板上的电源开关并观察指示灯来开启或关闭干燥箱。其次，通过手动设置温度值、点击加热开关或循环风开关，观察指示灯，精准控制与显示加热室、干燥室的温度。此外，定时器是确保画面干燥安全进行的又一保障。用户可以根据需要精准设置所需时长，设定时间到达时，加热器电源自动切断，停止加热。

2.2 干燥箱的加热系统

加热系统位于箱体的底层，由加热器、温度控制器、温度传感器来实现加热室温度的精准控制。开启开关，加热器开始通电加热。绿色指示灯表示温度在设定的正常范围内。当温度达到设定的上限值，红色指示灯亮，加热器断电并停止加热。当温度值下降至设定的下限值时，绿色指示灯亮，加热器继续加热。

2.3 干燥箱的干燥系统

干燥系统位于箱体的上层，由干燥室、温度控制器、温度传感器来实现干燥室温度的精准控制。干燥室中的热风来源于循环风机从加热室向干燥室输送的热风。干燥室对应的绿色指示灯亮表示温度处于正常范围内[8-9]。当干燥室温度值达到设定的上限值时，红色指示灯亮，循环风机将自动断电并停止运转，也将停止向干燥室内输送热风。当温度值下降至所设最低下限温度值时，绿色指示灯亮，循环风机继续运转并向干燥室输送热风。关闭加热开关，并点击循环风按钮时，循环风机运转并向干燥室输送常温冷风，这时就是常温冷风的干燥模式。另外，干燥室中设置了15个网格状置物架，可逐层水平放入画纸进行干燥，既避免了画面的相互污染，也达到了集中、快速干燥的目的。

2.4 干燥箱的循环风系统

循环风系统主要由循环风机、管道、抽风管、分流罩、导风罩、导风孔、回风口等组成。点击开关，循环风机开始运转，加热室内的热空气由吸风口吸入，经抽风管至分流罩，分别流入左、右、前、下四个方向的导风罩内，再由多个导风孔吹入干燥室。此外，一部分的风则由回风口再进入到加热室，其目的是缩短加热时间。

2.5 干燥箱的外吹风系统

外吹风系统主要由外吹风风机、环形风道、吹风口、外吹风软管等组成。点击按钮，外吹风风机开始运转，并将干燥室内的热风从外吸风口吸至环形风道，再经吹风口吹出。吹风口安装阀门，并连接外吹风软管。考生可手持外吹风软管对色彩画面实施吹风干燥，并通过阀门来调节所需风量的大小，或关闭吹风。同时，外吹风系统可弥补干燥室排湿不足的缺点。

3 运行方式

课题组所设计的色彩画面的干燥箱适用于美术专业考试或比赛，即需求量较大的集中式干燥场合。为了进一步方便考生与工作人员的操作，此干燥箱设计了三种使用模式：集中干燥模式、外接吹干模式、冷风干燥模式，具体使用过程如下所述。

3.1 集中干燥模式

干燥箱的集中干燥模式主要适用于考试或比赛过程中或结束后多个考生画纸的集中干燥，可有效缩短干燥时长，提高干燥效率。该模式一般情况下由工作人员操作或协作考生进行。具体使用流程如下所述：

首先，启动、预热。点击电源按钮，电源指示灯亮。按下加热开关，并手动设置加热室上限和下限温度值[10]。为了保证色彩画面干燥的质量与安全性，并且考虑到用电安全与节约电能，一般温度值在90 ℃~130 ℃之间。设置完后，加热器开始加热，加热室内空气将持续升温，加热室温控器显示当前温度值。

其次，输送热风。按下循环开关，绿色温控指示灯亮。手动设置干燥室温控器的上限温度值至40 ℃，下限温度值至38 ℃。干燥室温控器启动并显示干燥室的当前温度值，同时循环风机运转，把加热室的热风输送至干燥室各个方向上的导风罩内，经导风面板上的数个导风孔吹出。

最后，集中干燥。打开干燥室门，把需要干燥的色彩画面以正面向上的方式逐份放置在每一层置物架上，关闭干燥室门。启动定时器，设置定时时间（约3 min~5 min），进而对色彩画面进行集中热风干燥。

3.2 外接吹干模式

在美术专业考试或比赛过程中，当考生需要对自己画板上的色彩画面随时进行吹风干燥，或者绘制完成后交卷前需要吹风干燥时，可以使用外接吹干模式。干燥箱共设置有5个外接吹风口，可同时供5名使用者进行吹风干燥，改变了以往5台电吹风同时运转的情形。这一功能大大减小了考场内的用电负载，保证了用电安全，节约了大量电能。同时也提升了整体的干燥速率，有利于考试顺利有序进行。具体使用过程如下所述：

首先，启动、预热，并按下循环开关，输送热风。

其次，打开外吹风开关，选择5个外接吹风口中的任意一个。通过手动调节阀门控制风量大小，然后手持吹风软管，将风口对准色彩画面进行吹风干燥。干燥完成后，关闭外吹风开关。

3.3 冷风干燥模式

在美术专业考试或比赛过程中，当考生不需要热风干燥时，可以使用冷风干燥模式。具体使用过程如下所述：

首先，关闭加热开关，启动循环开关，循环风机运转，并向干燥室输送常温冷风。

其次，可以对干燥室内的色彩画面进行冷风循环干燥。同样，在加热开关关闭时，打开外吹风开关，外吹风风机输出的也是常温冷风，手持吹风软管可对色彩画面进行冷风吹干干燥。

4 结论

设计制造源于社会生产生活，同时又服务于社会生产生活。每一个良好设计的提出和实现，都意味某些现实问题的有效解决以及社会生活的又一大进步。课题组提出的三层式干燥箱可有效解决美术专业考试或比赛中存在的许多问题。首先，它可对美术考试或比赛中的色彩画面进行集中、快速的干燥，有效解决色彩画面干燥缓慢而导致的交卷不及时等问题。多个外接吹风口，可实现多人多用。其次，干燥箱总功率设定在1.5 kW左右，大大减小了整个考场的用电负荷，保证了用电安全。此外，干燥箱设置了三种干燥模式，使用者可根据需要自由选择，有效提升色彩画面的干燥质量。总体来说，此干燥箱可实现快速干燥的目的，并且能提升色彩画面干燥的质量和安全性，操作简单、安全。