JP2005040316A - 衣類乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸熱器手前での乾燥用空気の加熱で除湿効果を妨げることがなく、また、送風機での加熱効果を有効的に衣類に与え、さらに、熱を外部に放出して安全で安定したヒートポンプ装置の運転を実現する。
【解決手段】 風路２５の放熱器２１と乾燥庫２６の間、または吸熱器２３と放熱器２１の間、または乾燥庫２６と吸熱器２３の間に乾燥用空気を送る送風機２７を設け、吸熱器２３の手前に乾燥用空気を風路２５外に排気する排気口３４を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般家庭で使用される洗濯と乾燥を同一槽で行う乾燥機能付き洗濯機、もしくは、乾燥のみを行う衣類乾燥機に具備される衣類乾燥装置に関するものである。

従来、衣類を乾燥する機器としてはヒータを熱源にするもの以外に、ヒートポンプ装置を熱源に用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。図８は、前記公報に記載された従来の衣類乾燥装置の構成を示すものである。以下、その構成について説明する。

図８において、１は衣類乾燥機本体、２は本体１内にて回転自在に設けられた乾燥庫として使用される回転ドラムで、モータ３によってドラムベルト４を介して駆動される。５は本体１の前面に設けた衣類投入口、６は循環ダクトで乾燥用空気を導く通路である。７は乾燥用空気を回転ドラム２から循環ダクト６へ送るための送風機であり、モータ３によってファンベルト８を介して駆動される。９は送風機７のケーシングであり、回転ドラム２の後面に設けられ、中央部には吸気口１０を有している。１１は回転ドラム２及び送風機７を回転自在に支持する軸である。

１２は冷媒を蒸発させ乾燥用空気を冷却除湿する吸熱器、１３は冷媒を凝縮させ乾燥用空気を加熱する放熱器、１４は冷媒を圧縮する圧縮機、１５は冷媒の圧力を減圧して冷媒の圧力差を維持するためのキャピラリーチューブ等の絞り手段、１６は冷媒が通る配管であり、上記吸熱器１２、放熱器１３、圧縮機１４、絞り手段１５、これらを連結する配管１６でヒートポンプ装置を構成している。

１７は放熱器１３で加熱された乾燥用空気の一部を本体１外へ排出するための排気口である。１８はこの循環ダクト６の途中の吸熱器１２の近くに設けた排水口であり、吸熱器１２での熱交換で発生した乾燥用空気の結露水を排出する。１９は乾燥すべき衣類である。

ヒートポンプ装置を用いることによって、衣類１９に当たった後の乾燥用空気から顕熱および潜熱を吸熱器１２で回収し、放熱器１３において再び乾燥用空気を加熱するための熱量に利用できるため、電熱ヒータによる加熱よりも少ない入力で同量の衣類を同じ時間で乾燥することが可能となる。さらに、家庭用コンセントの電流容量から、電熱ヒータでの出力可能な熱量は限界があるが、ヒートポンプ装置を用いれば、より少ない入力でより多くの出力が得られるため、より多くの加熱量で乾燥して時間短縮も実現できる。なお、矢印Ａは乾燥用空気の流れを示している。

次に、その動作を説明する。まず、乾燥すべき衣類１９を回転ドラム２内に置く。次に、モータ３を回転させると、回転ドラム２及び送風機７が回転して乾燥用空気の流れＡが生じる。乾燥用空気は、回転ドラム２内の衣類１９から水分を奪って多湿となった後、送風機７により循環ダクト６内を通ってヒートポンプ装置の吸熱器１２へ運ばれる。

吸熱器１２で低温の冷媒に熱を奪われた乾燥用空気は除湿され、更に放熱器１３へ運ばれ、前記吸熱器１２で吸熱された熱量に、圧縮機１４からの熱量が加わって高温となった冷媒からの放熱で加熱され、再び回転ドラム２内へと循環される。以上の繰り返しで衣類１９は乾燥していく。

ここで、ヒートポンプ装置における冷媒の冷凍サイクルを考えると、放熱器１３から乾燥用空気へ放出される熱量は、吸熱器１２にて乾燥用空気から奪う熱量に、圧縮機１４が消費する電力にほぼ相当する分だけ多くなるため、乾燥用空気をそのまま循環すると、乾燥用空気全体の持つ熱量が増えるとともに、ヒートポンプ装置内の冷媒の持つ熱量が増え、その圧力が高くなる。

より高温高圧となった冷媒を圧縮するため、圧縮機１４のモータ負荷が増えて、やがて限度を超える恐れがあり、通常は過負荷防止装置（図示せず）が作動して圧縮機１４が停止する。過負荷防止装置が復帰するには時間がかかるため、その間ヒートポンプ装置が作動せず、乾燥が進まない。

したがって、ヒートポンプ装置を安全に安定して運転するには、乾燥用空気の熱量の一部を本体１外へ排出しつつ乾燥を行わなくてはならない。従来例によれば、放熱器１３から出た高温低湿の乾燥用空気の一部を排気口１７から本体１の外へ排出することで、外部に最小限の水分しか漏らさずに熱を逃がすことで、安全で安定したヒートポンプ装置の運転を実現している。
特開平７−１７８２８９号公報

一般に、送風機において空気の流れと圧力差に比例した圧縮熱が発生し、送風機による空気加熱が行われる。しかしながら、前記従来構成では、この加熱が吸熱器における冷却による除湿の直前で行われ、吸熱器手前での加熱は除湿にとっては逆効果であり、また、送風機で発生する熱を有効に利用できていない。さらに、前記従来の構成では、放熱器１３で加熱した高温低湿の乾燥用空気の一部を衣類に当てる前に外部に排気する構成のため、捨てるための熱を放熱器でわざわざ放熱しており、本来乾燥に必要な熱量以上の熱交換を放熱器で行っていたという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、吸熱器手前での乾燥用空気の加熱で除湿効果を妨げることがなく、また、送風機での加熱効果を有効に衣類に与え、さらに、熱を外部に放出して安全で安定したヒートポンプ装置の運転を実現することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために本発明は、放熱器と乾燥庫との間の風路に乾燥用空気を送る送風機を設けたものである。

これによって、送風機での加熱を乾燥庫の前で行い、その熱を有効に衣類に与えることができるとともに、吸熱器での冷却除湿効果を妨げないものである。

以上のように本発明の請求項１〜７に記載の発明によれば、吸熱器手前での乾燥用空気の加熱で除湿効果を妨げることがなく、また、送風機での加熱効果を有効的に衣類に与え、さらに、熱を外部に放出して安全で安定したヒートポンプ装置の運転を実現することができるものである。

請求項１に記載の発明は、圧縮機と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となっ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、乾燥用空気を前記吸熱器と前記放熱器を経て衣類を入れた乾燥庫から再び吸熱器へと導く風路と、前記風路の前記放熱器と前記乾燥庫との間に乾燥用空気を送る送風機を設けたものであり、これによって、送風機での加熱を乾燥庫の前で行い、その熱を有効的に衣類に与えることができるとともに、吸熱器での冷却除湿効果を妨げないものである。

請求項２に記載の発明は、圧縮機と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となっ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、乾燥用空気を前記吸熱器と前記放熱器を経て衣類を入れた乾燥庫から再び吸熱器へと導く風路と、前記風路の前記吸熱器と前記放熱器との間に乾燥用空気を送る送風機を設けたものであり、これによって、送風機での加熱を放熱器の前で行い、予め加熱して、さらにその後放熱器で加熱するもので、送風機での熱を有効的に衣類に与えるとができるものである。

請求項３に記載の発明は、特に、請求項２に記載の送風機は、吸気口を吸熱器側に向けるとともに、吹出口を前記吸熱器と略直角方向に設けた放熱器側に向けた遠心式ファンで構成したものであり、遠心式ファンを使用することによって、循環風路が構成し易く、吸熱器と放熱器の間に送風機を入れ易いため、送風機での加熱を放熱器の前で行い、予め加熱して、さらにその後放熱器で加熱するもので、送風機での熱を有効的に衣類に与えるとができるものである。

請求項４に記載の発明は、特に、請求項２に記載の送風機は、吸熱器の略直下で、吸気口を前記吸熱器側に向けるとともに、吹出口を略水平方向に向けて配設された遠心式ファンで構成するとともに、前記吸熱器は、乾燥空気の流れ方向に対して斜めに傾斜して設置され、その下端部に結露水を受ける樋を設けたものであり、遠心式ファンを使用することによって、循環風路が構成し易く、斜めに傾斜して設置された吸熱器の下側端面に樋を設けて結露水の略直下の送風機への滴下を防止でき、吸熱器と放熱器の間に送風機を入れ易いため、送風機での加熱を放熱器の前で行い、予め加熱して、さらにその後放熱器で加熱するもので、送風機での熱を有効的に衣類に与えるとができるものである。

請求項５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、乾燥庫と吸熱器の間に乾燥用空気を風路外に排気する排気口を設けたものであり、乾燥庫にて衣類と接触して乾燥に寄与した後で、吸熱器で吸熱冷却する前の乾燥空気の一部を外部に排気することができるため、熱を外部に放出し、安全で安定したヒートポンプ装置の運転を実現することができるものである。

請求項６に記載の発明は、圧縮機と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となっ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、乾燥用空気を前記吸熱器と前記放熱器を経て衣類を入れた乾燥庫から再び吸熱器へと導く風路と、前記風路の前記乾燥庫と前記吸熱器との間に乾燥用空気を送る送風機を設け、前記送風機と吸熱器の間に乾燥用空気を風路外に排気する排気口を設けたものであり、送風機によって加熱されたものを吸熱器手前で、乾燥用空気の一部を外部に排気するので、送風機での加熱によって除湿効果を妨げることがないとともに、内部の熱量を外部に放出することで、安全で安定したヒートポンプ装置の運転を実現することができるものである。

請求項７に記載の発明は、請求項１、２、６に記載の発明において、送風機のファンを駆動する電動機を風路の外に設けたものであり、乾燥後や冷却後の多湿の雰囲気内に電動機を設けることがなく、また、放熱後の高温空気内に電動機を設けることがないため、電動機の湿気対策や耐熱性の向上を所定以上に施す必要がなく、送風機のファンを容易に、乾燥庫と吸熱器の間や、吸熱器と放熱器の間や、放熱器と乾燥庫の間に設置することができるものである。

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。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して詳細な説明は省略する。

（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例の衣類乾燥装置を示す系統図である。図１において、２０は圧縮機、２１は圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器、２２は高圧の冷媒の圧力を減圧するための膨張弁、もしくは、キャピラリーチューブからなる絞り手段、２３は減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器であり、圧縮機２０、放熱器２１、絞り手段２２、吸熱器２３を順に接続して再び圧縮機２０に冷媒が循環するように管路２４で連結したヒートポンプ装置を具備している。

２５は乾燥用空気を流す風路で、乾燥用空気を加熱する放熱器２１と、衣類１９を入れた乾燥庫２６と、乾燥用空気から吸熱する吸熱器２３とを連結するように構成している。２７は、放熱器２１と乾燥庫２６の間の風路２５に設けた送風機、２８は乾燥用空気の冷却によって発生した結露水の排水手段としての排水口である。なお、矢印Ｂは乾燥用空気の流れを、矢印Ｃは冷媒の流れを示している。

以上のように構成された衣類乾燥装置について、以下、その動作、作用を説明する。まず、乾燥を開始すると、送風機２７と圧縮機２０が作動する。送風機２７によって乾燥用空気が放熱器２１を通過して、放熱器２１からの放熱で加熱されて温風になり、さらに、送風機２７で圧縮加熱され、温度上昇して乾燥庫２６に送られる。乾燥庫２６内で衣類１９と接触した乾燥用空気は衣類１９から水分を奪って衣類１９を乾燥する。

乾燥用空気は、蒸発のための熱量として顕熱をあたえるため温度が低下するが、衣類１９から放出されたほぼ同等の潜熱を有する水蒸気を含んで高湿の空気となる。衣類１９と接触する前後の乾燥用空気のエンタルピはほぼ一定である。高湿となった乾燥用空気は、吸熱器２３において冷却され、潜熱を奪われ結露して除湿される。除湿されて絶対湿度が低下した乾燥用空気は、再び放熱器２１で加熱される。

なお、放熱器２１および吸熱器２３は、フィンチューブ型の熱交換器やその他チューブ管同士を連続接続した形状の熱交換器などもあり、熱交換器の形状を限定するものではない。

以上のように、送風機２７での加熱を乾燥庫２６の前で行い、その熱を有効的に衣類１９に与えるとができるものである。また、吸熱器２３手前で加熱することがなく、吸熱器２３での冷却除湿効果を妨げないものである。

（実施例２）
図２は本発明の第２の実施例の衣類乾燥装置の系統図である。実施例１と同じ構成のものは同一符号を付して詳細な説明は省略する。

風路２５の吸熱器２３と放熱器２１との間に乾燥用空気を送る送風機２９を設けたものであり、これによって、送風機２９での加熱を放熱器２１の前で行い、さらにその後放熱器２１で加熱するもので、送風機２９での熱を有効的に衣類１９に与えるとができるものである。また、吸熱器２３を通過後の乾燥用空気は冷却されて低温になっているため、送風機２９に使用する電動機の耐熱温度を所定以上に高くする必要がない。

（実施例３）
図３は本発明の第３の実施例の衣類乾燥装置の系統図である。実施例１、２と同じ構成のものは同一符号を付して詳細な説明は省略する。

送風機３０を、遠心式ファンとして、その吸気口ａを吸熱器２３側に、吹出口ｂを略直角方向に設けた放熱器２１側に向けて配設されたものであり、遠心式ファンを使用することによって、略直角方向に風向きを変更することができ、乾燥用空気を循環させる風路２５のコーナ部に設けることによって循環構成がし易く、吸熱器２３から滴下する結露水が送風機３０にかかる心配もないので吸熱器２３と放熱器２１の間に送風機３０を入れ易い。送風機３０での加熱を放熱器２１の前で行い、予め加熱して、さらにその後、放熱器２１で加熱するもので、送風機３０での熱を有効的に衣類１９に与えることができるものである。

（実施例４）
図４は本発明の第４の実施例の衣類乾燥装置の系統図である。実施例１〜３と同じ構成のものは同一符号を付して詳細な説明は省略する。

送風機３１を、遠心式ファンとして、吸熱器３２の略直下で、吸気口ａを上方に、吹出口ｂを略水平方向に向けて配設され、吸熱器３２は乾燥空気の流れ方向に対して斜めに傾斜して設置され、下側端面に結露水を受ける樋３３を設けたものである。

上記構成によれば、遠心式ファンを使用することによって略直角方向に風向きを変更することができ、循環風路のコーナ部に設けることによって循環構成がし易く、斜めに傾斜して設置された吸熱器３２の下側端面に樋３３を設けて結露水の略直下の送風機３１への滴下を防止できる。吸熱器３２と放熱器２１の間に送風機３１を入れ易いため、送風機３１での加熱を放熱器２１の前で行い、予め加熱して、さらにその後放熱器２１で加熱するもので、送風機３１での熱を有効的に衣類１９に与えることができるものである。

（実施例５）
図５は本発明の第５の実施例の衣類乾燥装置の系統図である。実施例１〜４と同じ構成のものは同一符号を付して詳細な説明は省略する。

乾燥庫２６と吸熱器２３の間に乾燥用空気を風路２５外に排気する排気口３４を設けたもので、乾燥庫２６にて衣類１９と接触して乾燥に寄与した後で、吸熱器２３で吸熱冷却する前の乾燥空気の一部を外部に排気することができるため、熱を外部に放出し、安全で安定したヒートポンプ装置の運転を実現することができるものである。

（実施例６）
図６は本発明の第６の実施例の衣類乾燥装置の系統図である。実施例１〜５と同じ構成のものは同一符号を付して詳細な説明は省略する。

乾燥庫２６と吸熱器２３との間に乾燥用空気を送る送風機３５を設け、送風機３５と吸熱器２３の間に乾燥用空気を風路２５外に排気する排気口３４を設けたもので、送風機３５によって加熱された乾燥用空気を吸熱器２３手前で、その一部を外部に排気するので、送風機３５での加熱によって除湿効果を妨げることがないとともに、内部の熱量を外部に放出することで、安全で安定したヒートポンプ装置の運転を実現することができるものである。

（実施例７）
図７は本発明の第７の実施例の衣類乾燥装置の系統図である。実施例１〜６と同じ構成のものは同一符号を付して詳細な説明は省略する。

送風機３０のファンを駆動する電動機３６を風路２５の外に設けたもので、乾燥庫２６の下流側や吸熱器２３の下流側に送風機３０を設置した場合に比較して、多湿の雰囲気内に電動機３６を設けることがない。また、図７に示すように放熱器２１の下流側に送風機３０を設置した場合に、電動機３６が風路外にあるため、放熱後の高温空気内に電動機３６がさらされることがないため、電動機３６の湿気対策や耐熱性の向上を所定以上に施す必要がなく、送風機３０のファンを容易に、乾燥庫２６と吸熱器２３の間や、吸熱器２３と放熱器２１の間や、放熱器２１と乾燥庫２６の間に設置することができるものである。

本発明の実施例１の衣類乾燥装置の系統図 本発明の実施例２の衣類乾燥装置の系統図 本発明の実施例３の衣類乾燥装置の系統図 本発明の実施例４の衣類乾燥装置の系統図 本発明の実施例５の衣類乾燥装置の系統図 本発明の実施例６の衣類乾燥装置の系統図 本発明の実施例７の衣類乾燥装置の系統図 従来の衣類乾燥装置の系統図

符号の説明

２０ 圧縮機
２１ 放熱器
２２ 絞り手段
２３、３２ 吸熱器
２４ 管路
２５ 風路
２６ 乾燥庫
２７、２９、３０、３１、３５ 送風機
３３ 樋
３４ 排気口
３６ 電動機

Claims (7)

1. 圧縮機と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となっ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、乾燥用空気を前記吸熱器と前記放熱器を経て衣類を入れた乾燥庫から再び吸熱器へと導く風路と、前記風路の前記放熱器と前記乾燥庫との間に乾燥用空気を送る送風機を設けた衣類乾燥装置。
2. 圧縮機と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となっ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、乾燥用空気を前記吸熱器と前記放熱器を経て衣類を入れた乾燥庫から再び吸熱器へと導く風路と、前記風路の前記吸熱器と前記放熱器との間に乾燥用空気を送る送風機を設けた衣類乾燥装置。
3. 送風機は、吸気口を吸熱器側に向けるとともに、吹出口を前記吸熱器と略直角方向に設けた放熱器側に向けた遠心式ファンで構成した請求項２記載の衣類乾燥装置。
4. 送風機は、吸熱器の略直下で、吸気口を前記吸熱器側に向けるとともに、吹出口を略水平方向に向けて配設された遠心式ファンで構成するとともに、前記吸熱器は、乾燥空気の流れ方向に対して斜めに傾斜して設置され、その下端部に結露水を受ける樋を設けた請求項２記載の衣類乾燥装置。
5. 乾燥庫と吸熱器の間に乾燥用空気を風路外に排気する排気口を設けた請求項１または２記載の衣類乾燥装置。
6. 圧縮機と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となっ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、乾燥用空気を前記吸熱器と前記放熱器を経て衣類を入れた乾燥庫から再び吸熱器へと導く風路と、前記風路の前記乾燥庫と前記吸熱器との間に乾燥用空気を送る送風機を設け、前記送風機と吸熱器の間に乾燥用空気を風路外に排気する排気口を設けた衣類乾燥装置。
7. 送風機のファンを駆動する電動機を風路の外に設けた請求項１、２、６のいずれか１項に記載の衣類乾燥装置。

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