JP2004329755A - 衣類乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプを安全な状態に安定させるとともに、乾燥時間の短縮を達成することを目的とする。
【解決手段】ヒートポンプ装置と、空気循環路３８と、空気循環路３８内で空気を送風する送風手段４９と、空気循環路内から空気を一部排出する排気口４７と、送風手段４９による空気の送風量を可変に制御する風量制御手段５０を備えたものである。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般家庭にて使用される衣類乾燥機及び洗濯機能付衣類乾燥機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例の構成及びその動作を図１１に基づいて説明する。図１１はドラム式の衣類乾燥機を示すもので、外装ケース１内に水平軸２を中心軸として回転する回転ドラム３が配置してある。上記回転ドラム３の前面に形成された衣類投入口４は外装ケース１の前面に開口しており、扉５で開閉されるようにしてある。
【０００３】
外装ケース１内には、回転ドラム３の内部に設定される乾燥室６を含む空気循環路７が構成してある。空気循環路７は、途中に乾燥室６、送風室８、熱交換室９などを有し、乾燥室６の空気がその背壁の回転ドラム側排気口１０から送風室８に流れ、次いで熱交換室９を通って乾燥室６の前方に設けた給気口１１から再度この乾燥室６に循環するようにしてある。
【０００４】
送風室８にはファン１２が、熱交換室９には上流側に吸熱器１３、下流側に放熱器１４がそれぞれ配置してあり、これら吸熱器１３、放熱器１４、圧縮機１５、キャピラリーチューブ等の膨張機構１６などでヒートポンプを構成しており、乾燥室６からの高湿空気が前記吸熱器１３で冷却されて除湿され、その後乾燥空気となって放熱器１４に至り、加熱されて高温空気となる。
【０００５】
そして、この高温空気は給気口１１から乾燥室６に供給され、その中の衣類Ａの乾燥に供される。１７はモータで、その回転はベルト１８、１９を介して回転ドラム３及びファン１２に伝達される。
【０００６】
ところで、空気循環路７内の空気をそのまま循環すると、その空気全体の持つ熱量が増えるとともにヒートポンプサイクル内の冷媒の持つ熱量が増え、その圧力が高くなり、やがて圧縮機１５に過負荷がかかる。そこで、放熱器１４で加熱された高温空気の一部を放熱器１４から乾燥室６に至る空気循環路７に設けた排気口２０から排出し、空気循環路７の外へと放熱することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１７８２８９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、排気口から排出される高温空気の量を制御することができないため、排気口から排出される高温空気の量が多すぎる場合には、空気循環路外への放熱量が大きすぎて、冷媒及び空気の温度がなかなか上昇せず、乾燥に時間がかかるといった不具合がある。
【０００９】
逆に、排気口から排出される高温空気の量が少なすぎる場合には、空気循環路外への放熱量が小さすぎて冷媒及び空気の温度が過昇してしまうため、圧縮機を断続運転するか、あるいは、圧縮能力を落として運転させる必要があり、乾燥に時間がかかるといった不具合がある。つまり、空気循環路外への放熱量が適正量とすることが困難で、乾燥に時間がかかるといった課題を有していた。
【００１０】
本発明はこのような従来の構成の課題を解決しようとするもので、ヒートポンプを安全な状態に安定させるとともに、乾燥時間を短縮することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、乾燥室と、圧縮機及び圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器及び高圧の冷媒の圧力を減圧する絞り手段及び減圧された冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置と、放熱器、乾燥室、吸熱器の順に空気が循環する空気循環路と、前記空気循環路内で空気を送風する送風手段と、前記空気循環路内から空気を一部排出する排気口と、前記送風手段による空気の送風量を可変に制御する風量制御手段とを備えたものである。
【００１２】
これにより、空気循環路外への放熱量を適正量に制御することができるので、ヒートポンプ装置を安全な状態に安定させ、かつ、乾燥時間を短縮することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、乾燥室と、圧縮機及び圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器及び高圧の冷媒の圧力を減圧する絞り手段及び減圧された冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置と、放熱器、乾燥室、吸熱器の順に空気が循環する空気循環路と、前記空気循環路内で空気を送風する送風手段と、前記空気循環路内から空気を一部排出する排気口と、前記送風手段による空気の送風量を可変に制御する風量制御手段とを備えたものであり、送風手段の送風量を制御することにより、排気口から排出される空気量を調整し、空気循環路外への放熱量を適正量に制御することができるので、ヒートポンプ装置を安全な状態に安定させ、かつ、乾燥時間を短縮することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、風量制御手段は、乾燥初期において空気の送風量を少なくするように制御したものであり、乾燥初期は、空気循環路外への放熱量を小さく抑えることができるので、空気及び冷媒の温度を早く立ち上げることができ、乾燥時間を短縮することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、風量制御手段は、雰囲気温度に応じて送風量を制御するものであり、空気循環路外への放熱量を適正量に制御することができるので、雰囲気温度によらず乾燥時間を安定させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３に記載の発明において、風量制御手段は、ヒートポンプ装置の状態を検知する状態検知手段の検知結果に応じて送風量を制御するものであり、ヒートポンプ装置が最適な状態となるように送風量を調整し、空気循環路外への放熱量を制御することができるので、乾燥時間を短縮することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、上記請求項４に記載の発明において、状態検知手段は、空気の温度を検知するものであり、ヒートポンプ装置が最適な状態となるように送風量を制御することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、上記請求項４に記載の発明において、状態検知手段は、冷媒の温度を検知するものであり、ヒートポンプ装置が最適な状態となるように送風量を制御することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、上記請求項４に記載の発明において、状態検知手段は、冷媒の圧力を検知するものであり、ヒートポンプ装置が最適な状態となるように送風量を制御することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１〜図３に示すように、外装ケース３１内に複数のサスペンション３２によって弾性的に支持された円筒状の水槽３３が配置してある。前記水槽３３の内部には、衣類３４を収容する円筒状の回転槽３５を回転可能に設け、モータ３６により回転駆動される。前記回転槽３５は、水槽３３と連通する複数の脱水孔３５ａを有し、洗濯動作時は洗濯室、乾燥動作時は乾燥室として機能する。水槽３３の下部には、排水弁５２が設けられており、洗濯動作時に水槽３３内に給水された洗濯水の貯水と排水を切り換えられるように構成されている。外装ケース３１の前面には衣類３４を出し入れする開口部３１ａと、これを開閉する扉３７が設けられてある。
【００２２】
また、外装ケース３１内には回転槽３５を含む空気循環路３８が構成してある。空気循環路３８は、途中に回転槽３５、往路ダクト３９、熱交換部４０、復路ダクト４１などを有する。前記回転槽３５の空気は、空気循環路３８の途中に設けられた送風手段４９により、往路ダクト３９から熱交換部４０に流れ、次いで、復路ダクト４１により前記回転槽３５の前方まで導かれ、給気口４２から再度この回転槽３５に循環するように構成している。前記送風手段４９は、例えばインバータ制御できるファンモータであり、モータの回転数を制御する風量制御手段５０により、送風量を可変に制御される。
【００２３】
空気循環路３８において、熱交換部４０には上流側に吸熱器４３、下流側に放熱器４４が配置してある。これら吸熱器４３、放熱器４４は、冷媒を圧縮する圧縮機４５、高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段４６、これらを冷媒が循環するように連結する管路５４とともに、ヒートポンプを構成している。回転槽３５内の濡れた衣類３４から水分を奪った後の多湿空気は、前記吸熱器４３で吸熱されることにより冷却除湿された後、放熱器４４に至り、放熱器４４で加熱され、高温空気化する。
【００２４】
そして、この高温空気は給気口４２から回転槽３５内に供給され、その中の衣類３４の乾燥に供される。なお、矢印Ｂは空気の流れ、矢印Ｃは管路を循環する冷媒の流れを示している。
【００２５】
ところで、放熱器４４により空気が加熱される熱量は、圧縮機４５の消費電力相当分と吸熱器４３で空気から吸熱される熱量の和にほぼ等しい。このため、放熱器４４は圧縮機４５に入力した電力以上の出力を得て、空気を加熱することができる。
【００２６】
しかし、空気循環路３８内の空気をそのまま循環すると、その空気全体の持つ熱量は、圧縮機の消費電力相当分から自然放熱された熱量を差し引いた分だけ、蓄積し続けることになる。これとともに、ヒートポンプサイクル内の冷媒の持つ熱量も増え続け、冷媒の温度及び圧力が過昇し、やがて圧縮機４５に過負荷がかかる可能性がある。これを回避するために、前記空気循環路３８において、回転槽３５と吸熱器４３の間に前記空気循環路３８内の空気を一部排出することにより前記空気循環路３８外へと放熱する排気口４７を設けている。また、空気循環路３８には、前記排気口４７から排出された分の空気を補うために、外気を吸入する吸気口４８を設けている。
【００２７】
また、外装ケース３１には、雰囲気温度検知手段５１が設けられており、外装ケース３１周囲の雰囲気温度を検知することができる。
【００２８】
次に、上記構成において動作を説明する。洗濯工程では、水槽３３内に洗濯水の給水を所定の水位に達するまで行い、モータ３６を駆動させることにより、衣類３４と洗濯水の入った回転槽３５を回転させ、衣類３４を洗濯する。このとき、排水弁５２は閉じている。
【００２９】
その後、洗濯工程と同様にして衣類をすすぐすすぎ工程を経て、脱水工程では、排水弁５２を開くことにより排水し、衣類３４が入った回転槽３５を高速で回転させる。これにより生じる遠心力により、衣類３４は回転槽３５の内壁に押しつけられ、この遠心力で水分が衣類から分離されて脱水孔３５ａから水槽３３へと抜け、排水弁５２から外部へと排水され、脱水工程が進行する。
【００３０】
乾燥工程では、ヒートポンプ装置の圧縮機４５を作動させることにより、冷媒を圧縮機４５、放熱器４４、絞り手段４６、吸熱器４３の順に循環させる。そして、送風手段４９を駆動させ、空気循環路３８内で空気を循環させる。同時に、モータ３６を駆動させることにより、回転槽３５を回転させ、衣類３４を攪拌する。これにより、湿った衣類３４は攪拌されながら、放熱器４４により加熱された高温低湿空気と接触し、水分を奪われる。
【００３１】
衣類３４から水分を奪った後の湿った空気は、回転槽３５を通過した後、吸熱器４３に至り、これを通過するときに、顕熱と潜熱を吸熱され、冷却除湿される。除湿された後の空気は再び放熱器４４により加熱される。これを繰り返すことにより、回転槽３５内の衣類３４の乾燥を進行させるのであるが、図４に示すように、風量制御手段５０は送風手段４９による送風量を制御しており、乾燥初期における送風量Ｑ１が乾燥初期以外のときの送風量Ｑ２よりも少なくなるようにしている。
【００３２】
これにより、乾燥初期においては、排気口４７から排出される空気量を少なくし、空気循環路３８外への放熱量を小さく抑え、空気及び冷媒の温度を素早く立ち上げることができる。所定の時間を経た後、風量制御手段５０は送風量をＱ２まで上げる。これにより、排気口４７から排出される空気量を多くし、空気循環路３８外への放熱量を大きくして、冷媒の温度及び圧力が過昇しないようにする。表１に示すようにＱ１、Ｑ２は、空気循環路３８外への放熱量が小さくなりすぎて、冷媒の温度及び圧力が過昇することがないように、また、放熱量が大きくなりすぎて、空気温度が低下し、乾燥時間が長くなることがないように、最適な送風量にあらかじめ設定されている。
【００３３】
【表１】

【００３４】
ここで、空気循環路３８外への放熱には、排気口４７から空気を排出することによるもの以外に、空気循環路３８内の空気と外気との温度差により、空気循環路３８の壁面を介して放熱する自然放熱がある。空気循環路３８外への自然放熱量は、外装ケース３１周囲の雰囲気温度により変化し、雰囲気温度が低いときには、自然放熱量が大きく、雰囲気温度が高いときには、自然放熱量が小さくなる。このため、排気口４７から空気を排出することによる放熱量は、逆に雰囲気温度が低いときには小さく、雰囲気温度が高いときには大きくする必要がある。
【００３５】
そこで、風量制御手段５０は、雰囲気温度検知手段５１が検知した雰囲気温度に応じて、送風量を表１に示すように変化させ、雰囲気温度が低いときには送風量を小さくして、排気口４７から排出される空気量を減らし、雰囲気温度が高いときには送風量を大きくして、排気口４７から排出される空気量を増やす。これにより、空気循環路３８外へのトータルの放熱量を雰囲気温度によらず、ほぼ安定させることができるので、乾燥時間を雰囲気温度によらず安定させることができる。
【００３６】
以上述べたように、ヒートポンプ装置と、放熱器、乾燥室、吸熱器の順に空気が循環する空気循環路と、空気循環路内で空気を送風する送風手段と、空気循環路内から空気を一部排出する排気口と、送風手段による空気の送風量を可変に制御する風量制御手段とを備えたので、送風量を制御することにより、排気口から排出される空気量を調整し、空気循環路外への放熱量を適正量に制御することができるので、放熱量が小さすぎて冷媒の温度及び圧力が過昇することもなく、またこれを防止するために圧縮機を断続運転又は圧縮能力を落として運転させ、乾燥時間が長くなってしまうようなこともなく、また、放熱量が大きすぎて空気温度が低下し、乾燥時間が長くなるようなこともない。つまり、ヒートポンプ装置を安全な状態に安定させ、かつ、乾燥時間を短縮することができる。
【００３７】
また、風量制御手段は、乾燥初期において空気の送風量を少なくするように制御するので、乾燥初期は、空気循環路外への放熱量を小さく抑えることができるので、空気及び冷媒の温度を素早く立ち上げることができ、乾燥時間を短縮することができる。
【００３８】
また、風量制御手段は、雰囲気温度に応じて送風量を制御するので、空気循環路外への放熱量を適正量に制御することができ、雰囲気温度によらず乾燥時間を安定させることができる。
【００３９】
なお、本実施例では洗濯機能付乾燥機としたが、洗濯水を排水する排水口等の洗濯する際に必要な構成を持たない衣類乾燥機であっても、同様の効果が得られる。また、吸気口４８を設けているが、どこか吸気される箇所さえあれば、意図的に設けていない場合でも、同様の効果が得られる。
【００４０】
（実施例２）
図５において特徴とする構成は、ヒートポンプ装置の状態を検知する状態検知手段５３を設けたことである。状態検知手段５３は、例えば、空気循環路３８内において、放熱器４４の下流側に設けられており、空気の温度を検知することができる。放熱器４４を通過した後の空気温度と、放熱器４４を流れる冷媒の温度との相関関係は、実機での検討により予測できるため、空気の温度を検知することで、冷媒の温度やヒートポンプ装置の状態が予測できる。
【００４１】
図６に示すように、風量制御手段５０は、状態検知手段５３の検知した空気温度が所定の温度範囲に収まるように、送風手段４９による送風量を調整する。これにより、空気循環路３８外への放熱量を適正量とすることができ、ヒートポンプ装置が最適状態となるように、細かい制御ができる。その結果、乾燥時間を短縮することができる。
【００４２】
以上述べたように、風量制御手段は、ヒートポンプ装置の状態を検知する状態検知手段の検知結果に応じて送風量を制御するので、ヒートポンプ装置が最適な状態となるように送風量を調整し、空気循環路外への放熱量を制御することができるので、乾燥時間を短縮することができる。
【００４３】
また、状態検知手段は、空気の温度を検知するので、ヒートポンプ装置が最適な状態となるように送風量を制御することができる。
【００４４】
（実施例３）
図７において特徴とする構成は、状態検知手段５３は冷媒の温度を検知するものであり、例えば、放熱器４４を通る銅管に取り付けられており、銅管の中を流れる冷媒の温度を検知することができる。図８に示すように、風量制御手段５０は、状態検知手段５３の検知した冷媒温度が所定の温度範囲に収まるように、送風手段４９による送風量を調整する。これにより、空気循環路３８外への放熱量を適正量とすることができ、ヒートポンプ装置が最適状態となるように、細かい制御ができる。
【００４５】
以上述べたように、状態検知手段は、冷媒の温度を検知するので、ヒートポンプ装置が最適な状態となるように送風量を制御することができる。
【００４６】
（実施例４）
図９において特徴とする構成は、状態検知手段５３は冷媒の圧力を検知するものであり、例えば、圧縮機４５から放熱器４４に至る銅管に設けられており、銅管の中を流れる冷媒の圧力を検知することができる。図１０に示すように、風量制御手段５０は、状態検知手段５３の検知した冷媒圧力が所定の圧力範囲に収まるように、送風手段４９による送風量を調整する。これにより、空気循環路３８外への放熱量を適正量とすることができ、ヒートポンプ装置が最適状態となるように、細かい制御ができる。
【００４７】
以上述べたように、状態検知手段は、冷媒の圧力を検知するので、ヒートポンプ装置が最適な状態となるように送風量を制御することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、空気循環路内で空気を送風する送風手段の送風量を制御することにより、排気口から排出される空気量を調整し、空気循環路外への放熱量を適正量に制御することができるので、ヒートポンプ装置を安全な状態に安定させ、かつ、乾燥時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の洗濯機能付乾燥機の断面図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図
【図３】同実施例１の乾燥サイクルを示す模式図
【図４】同実施例１の風量制御手段による送風量の制御状態を示す図
【図５】同実施例２の空気温度を検知する状態検知手段を有する乾燥サイクルを示す図
【図６】同実施例２の風量制御手段による送風量の制御状態を示す図
【図７】同実施例３の冷媒温度を検知する状態検知手段を有する乾燥サイクルを示す図
【図８】同実施例３の風量制御手段による送風量の制御状態を示す図
【図９】同実施例４の冷媒圧力を検知する状態検知手段を有する乾燥サイクルを示す図
【図１０】同実施例４の風量制御手段による送風量の制御状態を示す図
【図１１】従来例を示す衣類乾燥機の概略構成図
【符号の説明】
３５ 回転槽（乾燥室）
３８ 空気循環路
４３ 吸熱器
４４ 放熱器
４５ 圧縮機
４６ 絞り手段
４７ 排気口
４９ 送風手段
５０ 風量制御手段
５３ 状態検知手段
５４ 管路

Claims (7)

1. 乾燥室と、圧縮機及び圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器及び高圧の冷媒の圧力を減圧する絞り手段及び減圧された冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置と、放熱器、乾燥室、吸熱器の順に空気が循環する空気循環路と、前記空気循環路内で空気を送風する送風手段と、前記空気循環路内から空気を一部排出する排気口と、前記送風手段による空気の送風量を可変に制御する風量制御手段とを備えた衣類乾燥機。
2. 風量制御手段は、乾燥初期において送風量を少なくするように制御する請求項１記載の衣類乾燥機。
3. 風量制御手段は、雰囲気温度に応じて送風量を制御する請求項１または２記載の衣類乾燥機。
4. 風量制御手段は、ヒートポンプ装置の状態を検知する状態検知手段の検知結果に応じて送風量を制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。
5. 状態検知手段は、空気の温度を検知する請求項４記載の衣類乾燥機。
6. 状態検知手段は、冷媒の温度を検知する請求項４記載の衣類乾燥機。
7. 状態検知手段は、冷媒の圧力を検知する請求項４記載の衣類乾燥機。

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