JP2005046354A - 乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】 乾燥機において、被乾燥物の乾燥時間を短縮することを目的とする。
【解決手段】 被洗濯物（被乾燥物）を収容する収容室１０を備え、この収容室１０内において被洗濯物の乾燥運転を実行する洗濯乾燥機１００において、コンプレッサ２１、ガスクーラ２２、膨張弁２３及び蒸発器２４等を順次環状に配管接続してなる冷媒回路２０と、送風機７５により、ガスクーラ２２から収容室１０内を経て蒸発器２４に空気を循環させるための空気循環経路７２と、冷媒回路２０のガスクーラ２２から出た冷媒を蒸発器２４から出た冷媒によって冷却するための過冷却器１６０とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、被乾燥物を収容する収容室を備え、該収容室内において前記被乾燥物の乾燥運転を実行する乾燥機に関するものである。

従来、係る乾燥機は電気ヒータやガス燃焼ヒータを熱源とし、外気をこれらの電気ヒータや燃焼ヒータによって加熱して高温空気とした後、被乾燥物が収容された収容室内に吹き出して、収容室内の被乾燥物を乾燥させるものであった。そして、被乾燥物を乾燥させた収容室内の高温空気は外部に排出されていた。

しかしながら、このような電気ヒータやガス燃焼ヒータなどを使用している乾燥機においては、収容室内に送出される高温空気は、収容室外の温度が低く湿度を含む外気が使用されるため、被乾燥物が乾燥するまでに長時間を要する。従って、被乾燥物を乾燥させるためのエネルギー消費量も多くなり、電気代やガス代等のエネルギーコストが高騰してしまう問題があった。

そこで、衣類乾燥機では圧縮機、加熱コイル、膨張弁及び冷却コイルから成り、熱交換媒体を循環可能としたヒートポンプを利用し、前記加熱コイルにて加熱された高温空気にて被乾燥物を乾燥させ、当該被乾燥物から蒸発した湿気は冷却コイルに凝結させて除湿し、この凝結した水分は廃棄するものも開発されている（特許文献１参照）。
特開平１１−９９２９９号公報

このようなヒートポンプを用いることで、被乾燥物の乾燥に要する時間を短縮し、エネルギー効率を改善することが期待できるが、更なる乾燥時間の短縮が切望されていた。

一方、ヒートポンプを用いることで、放熱コイルにて空気を加熱する箇所と冷却コイルにて空気を冷却する箇所とが存在することとなるが、圧縮機を運転することで、運転のための電気入力が熱としてこもる現象が発生し、この熱のこもりが進行すると圧縮機の温度が次第に上昇し耐久性に悪影響を及ぼすことになる。他方、圧縮機を保護して運転周波数（回転数）を低く抑えたり、圧縮機を停止させたりする保護動作を行うと冷却部分の冷凍能力（冷却能力）が低下し、水分の除去能力が低下すると云う問題が生じる。

更に、上記に加えて、被乾燥物の乾燥が進むと、水の蒸発潜熱が少なくなるので、この状態で収容室に乾燥運転開始時の高温空気を吐出すると、乾燥機内に熱がこもってしまい、乾燥機の耐久性や信頼性が低下するという問題も生じていた。

請求項１の発明は、被乾燥物を収容する収容室を備え、この収容室内において被乾燥物の乾燥運転を実行する乾燥機において、コンプレッサ、放熱器、減圧装置及び蒸発器等を順次環状に配管接続してなる冷媒回路と、送風手段により、放熱器から収容室内を経て蒸発器に空気を循環させるための空気循環経路と、冷媒回路の放熱器から出た冷媒を前記蒸発器から出た冷媒によって冷却するための過冷却器とを備えるものである。

請求項２の発明は、被乾燥物を収容する収容室を備え、この収容室内において被乾燥物の乾燥運転を実行する乾燥機において、コンプレッサ、放熱器、減圧装置及び蒸発器等を順次環状に配管接続してなる冷媒回路と、送風手段により、放熱器から収容室内を経て蒸発器に空気を循環させるための空気循環経路と、冷媒回路の放熱器から出た冷媒を空冷、又は、水冷するための過冷却器とを備えるものである。

請求項３の発明は、請求項２の発明において過冷却器における冷媒の空冷、又は、水冷を制御する制御手段を備えるものである。

請求項４の発明は、請求項３の発明において制御手段は、蒸発器を出た空気温度に基づいて過冷却器を空冷するための風量、又は、当該過冷却器を水冷するための水量を制御するものである。

請求項５の発明は、請求項３の発明において制御手段は、収容室に入る空気温度に基づいて過冷却器を空冷するための風量、又は、当該過冷却器を水冷するための水量を制御するものである。

請求項６の発明は、請求項３、請求項４又は請求項５の発明において制御手段は、コンプレッサの吐出冷媒温度が所定の温度に上昇した場合に、過冷却器における冷媒の空冷、又は、水冷を実行するようにしたものである。

請求項１の発明の乾燥機は、被乾燥物を収容する収容室を備え、この収容室内において被乾燥物の乾燥運転を実行するものであって、コンプレッサ、放熱器、減圧装置及び蒸発器等を順次環状に配管接続してなる冷媒回路と、送風手段により、放熱器から収容室内を経て蒸発器に空気を循環させるための空気循環経路と、冷媒回路の放熱器から出た冷媒を前記蒸発器から出た冷媒によって冷却するための過冷却器とを備えているので、放熱器から出た冷媒の温度を下げることができるようになる。

これにより、蒸発器において、更に低温にて冷媒を蒸発させることができるようになり、冷却能力を改善して除湿能力の向上を図ることができるようになる。

また、蒸発器から出た低圧側の冷媒は、放熱器から出た高圧側の冷媒により加熱され、コンプレッサに吸い込まれるので、コンプレッサで圧縮されて吐出される冷媒温度も上昇する。これにより、放熱器において収容室に吐出される空気を更に高温にし、乾燥能力を向上させることができるようになる。

総じて、冷媒回路内の冷媒循環量を増加させることなく冷却による除湿能力及び加熱による乾燥能力を向上させることができるので、乾燥性能とエネルギー効率の改善を図ることができるようになる。

請求項２の発明の乾燥機は、被乾燥物を収容する収容室を備え、この収容室内において被乾燥物の乾燥運転を実行するものであって、コンプレッサ、放熱器、減圧装置及び蒸発器等を順次環状に配管接続してなる冷媒回路と、送風手段により、放熱器から収容室内を経て蒸発器に空気を循環させるための空気循環経路と、冷媒回路の放熱器から出た冷媒を空冷、又は、水冷するための過冷却器とを備えているので、放熱器から出た冷媒が過冷却器で放熱するので、冷媒の温度を下げることができるようになる。

これにより、蒸発器において更に低温にて冷媒を蒸発させることができるようになり、冷却能力を改善して除湿能力の向上を図ることができるようになる。

特に、当該過冷却器にて冷媒は放熱し、その熱を捨てることができるので、乾燥機内における熱のこもりを解消することができるようになり、乾燥機の耐久性及び信頼性の向上を図ることができるようになる。

請求項３の発明の乾燥機は、請求項２の発明に加えて過冷却器における冷媒の空冷、又は、水冷を制御する制御手段を備えているので、請求項４乃至請求項６の如く過冷却器における冷媒の放熱を制御することが可能となる。

即ち、請求項４の発明の乾燥機は、請求項３の発明に加えて制御手段は、蒸発器を出た空気温度に基づいて過冷却器を空冷するための風量、又は、当該過冷却器を水冷するための水量を制御するので、例えば、蒸発器を出た空気温度を当該空気の露点温度より低い温度とすれば、蒸発器における空気の除湿能力を更に改善することができるようになる。

請求項５の発明の乾燥機は、請求項３の発明に加えて制御手段は、収容室に入る空気温度に基づいて過冷却器を空冷するための風量、又は、当該過冷却器を水冷するための水量を制御するので、収容室に吐出される空気温度を最適なものとして乾燥能力を向上させることができるようになる。

請求項６の発明の乾燥機は、請求項３、請求項４又は請求項５の発明に加えて制御手段は、コンプレッサの吐出冷媒温度が所定の温度に上昇した場合に、過冷却器における冷媒の空冷、又は、水冷を実行するようにしたので、運転開始からの放熱器の温度上昇を促進しながら、被乾燥物の乾燥が進んだ後の乾燥機内の熱のこもりを効果的に解消して、乾燥機の耐久性及び信頼性の向上を図ることができるようになる。

本発明は、係る技術的課題を解決するために、被乾燥物の乾燥時間を短縮することができる乾燥機を提供する。以下に図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。

図１は本発明を適用した乾燥機の一実施例として、例えば、洗濯運転と洗濯運転終了後の乾燥運転を実行する洗濯乾燥機１００の側面から見た内部構成図、図２は洗濯乾燥機１００の概略構成図をそれぞれ示している。洗濯乾燥機１００は、衣類等の被洗濯物（被乾燥物）を洗濯、及び、乾燥するために使用するもので、外郭を形成する本体１の上面中央部には被洗濯物を納出するための開閉扉３が取り付けられており、開閉扉３の側方の本体１上面には各種の操作スイッチや表示部が配設された図示しない操作パネルが設けられている。

前記本体１内には、貯水可能な円筒状樹脂製の外槽ドラム２が設けられ、この外槽ドラム２は円筒の軸を左右方向として配設されている。そして、この外槽ドラム２の内側には、洗濯槽と脱水槽を兼ねる円筒状ステンレス製の内槽ドラム５が設けられている。この内槽ドラム５の内部は被洗濯物を収容する収容室１０とされ、これも円筒の軸を左右方向として配設されると共に、この軸が本体１の側壁（図１の奥側）に装着された駆動モータＭの軸８に連結され、当該軸８を中心とし、外槽ドラム２内で回転可能に保持されている。

前記外槽ドラム２の上部には、前記開閉扉３に対応して被洗濯物を納出するための図示しない水密性の開閉蓋が設けられている。また、内槽ドラム５の全周壁には、空気及び水が流通可能な多数の透孔７・・が形成されている。また、当該内層ドラム５の停止位置は規定されており、この停止時に前記外槽ドラム２の開閉蓋に対応する位置（上面）には被洗濯物を納出するための図示しない開閉蓋を有している。

前述した駆動モータＭは、洗濯運転及び当該洗濯運転終了後の乾燥運転において、左右水平方向の軸８を中心として内槽ドラム５を回転させるためのモータである。この駆動モータＭは、前記軸８の一端に取り付けられ、後述する制御手段としての制御装置１１０により、乾燥運転時においては洗濯運転時に比して低速にて内槽ドラム５を回転させるように制御される。前記軸８の他端内には内部中空の中空部９が形成されており、この中空部９を介して後述する空気循環経路７２と内槽ドラム５内とが連通されている。

一方、前記本体１の上部には、内槽ドラム５内に給水するための給水手段としての給水通路１５が設けられており、この給水通路１５の一端はこれも給水手段を構成する給水バルブ３５を介して水道水などの給水源に接続されている。この給水バルブ３５は前記制御装置１１０にて開閉が制御される。また、給水通路１５の他端は、前記外槽ドラム２に接続されて内部と連通しており、制御装置１１０にて前記給水バルブ３５が開放されると、外槽ドラム２内に設けられた内槽ドラム５内の収容室１０に給水源から水（水道水）が供給されるように構成されている。

また、前記本体１の下部には、内槽ドラム５内の収容室１０の水を排出するための排水手段としての排水通路１２が設けられており、この排水通路１２の一端は、制御装置１１０にて開閉を制御される排水バルブ１３（これも排水手段を構成する）を介して外槽ドラム２の最底部と連通している。また、排水通路１２の他端は、洗濯乾燥機１００の外部に導出され、排水溝等に至る。

他方、洗濯乾燥機１００には、本体１内の外槽ドラム２の下側及び／又は後側から側方に渡って機械室７０が構成されており、この機械室７０内に前述した空気循環経路７２が構成されている。

この空気循環経路７２の一端には入口７３が形成され、空気循環経路７２の入口７３の近傍の空気循環経路７２内には後述する冷媒回路２０の蒸発器２４が設置されている。そして、この空気循環経路７２の入口７３は外槽ドラム２内の後部と連通している。また、空気循環経路７２の他端には出口７４が形成され、この出口７４近傍の空気循環経路７２内には後述する冷媒回路２０の放熱器としてのガスクーラ２２が設置されている。この空気循環経路７２の出口７４は前記軸８の他端に形成された中空部９にて開口している。

また、空気循環経路７２内には、送風手段としての送風機７５が設けられており、空気循環経路７２の出口７４から軸８の中空部９を経て内槽ドラム５内の収容室１０内に送風する。即ち、洗濯乾燥機１００は、乾燥運転時に内槽ドラム５内の空気を送風機７５により空気循環経路７２内に循環させることにより、空気循環経路７２の出口７４側に設けられたガスクーラ２２との熱交換にて空気を加熱した後、内槽ドラム５内の収容室１０に吐出する。そして、収容室１０内を循環し、被洗濯物を乾燥させた後の空気は、入口７３から空気循環経路７２内に吸い込まれ、この入口７３側に設けられた蒸発器２４と熱交換して冷却され、除湿された後、再び送風機７５に吸い込まれてガスクーラ２２に送られ、収容室１０内に吐出される構成とされている。

次に、図２において、２０は前述した冷媒回路である。尚、２１はコンプレッサ（圧縮機）、２３は減圧装置としての膨張弁、１６０は後述する過冷却器である。ここで、本実施例で使用するコンプレッサ２１は内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサであり、図示しない密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される第１の回転圧縮要素（１段目）及び第２の回転圧縮要素（２段目）が設けられている。

そして、冷媒導入管３０からコンプレッサ２１の第１の回転圧縮要素に低圧冷媒が導入され、冷媒吐出管３２から第２の回転圧縮要素で圧縮された高温高圧の冷媒がコンプレッサ２１外に吐出される構成とされている。即ち、コンプレッサ２１の冷媒吐出管３２はガスクーラ２２の入口に接続される。そして、このガスクーラ２２を出た配管は前述した過冷却器１６０を通過する。この過冷却器１６０は冷媒回路２０のガスクーラ２２から出た冷媒を蒸発器２４から出た冷媒によって冷却するためのものである。

過冷却器１６０を通過した配管は膨張弁２３に至る。そして、膨張弁２３の出口は蒸発器２４の入口に接続され、蒸発器２４を出た配管は過冷却器１６０を経て冷媒導入管３０に接続され、コンプレッサ２１に至る。冷媒回路２０内には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ₂）が所定量封入されている。また、コンプレッサ２１の運転及び膨張弁２３は前記制御装置１１０により制御される。

尚、上述した制御装置１１０は洗濯乾燥機１００の制御を司る制御手段であり、駆動モータＭの運転、給水通路１５の給水バルブ３５の開閉、排水通路１２の排水バルブ１３の開閉、コンプレッサ２１の運転、膨張弁２３の絞り調整及び送風機７５の運転を制御している。更に、制御装置１１０は内槽ドラム５内に収容された被洗濯物が変色及び損傷しないようにガスクーラ２２を経た空気の温度も制御する。

以上の構成で次に洗濯乾燥機１００の動作を説明する。内槽ドラム５内の収容室１０に被洗濯物と当該被洗濯物の量に応じた所定量の洗剤が投入され、前述した操作スイッチのうちの電源スイッチ及びスタートスイッチが操作されると、制御装置１１０は洗濯運転を開始する。そして、制御装置１１０は給水通路１５の給水バルブ３５を開いて給水通路１５を開放する。これにより、給水源から外槽ドラム２内の内層ドラム５の収容室１０内に水が供給される。尚、このとき排水通路１２の排水バルブ１３は制御装置１１０により閉じられている。

内槽ドラム５内の収容室１０に所定量の水が溜まると、制御装置１１０は給水バルブ３５を閉じて給水通路１５を閉塞する。これにより、給水源からの水の供給が停止される。

次に、制御装置１１０により本体１の側面に形成された駆動モータＭが通電起動されて軸８が回転し、これにより、軸８に取り付けられた内槽ドラム５が外槽ドラム２内で回転し始め、洗濯運転の洗濯行程が開始される。

洗濯行程の開始から所定時間経過すると、制御装置１１０により駆動モータＭが停止され、排水通路１２の排水バルブ１３が開放されて内槽ドラム２の収容室１０内（即ち、外槽ドラム５内）の水（洗濯水）が排出されていく。

そして、内槽ドラム５の収容室１０内の水が排出されると、制御装置１１０は再び駆動モータＭを作動し、被洗濯物の脱水を行う。この脱水を所定時間実行した後、制御装置１１０は排水通路１２の排水バルブ１３を閉じる。

次に、制御装置１１０はすすぎ行程に移行し、給水通路１５の給水バルブ３５を開いて給水通路１５を開放する。これにより、給水源から内槽ドラム５内の収容室１０に再び水が供給される。

内槽ドラム５内の収容室１０に所定量の給水が行われると、制御装置１１０は給水バルブ３５を閉じ、給水通路１５を閉塞する。これにより、給水源からの水の供給が停止される。

そして、前記駆動モータＭの回転動作を所定時間繰り返してすすぎを行った後、制御装置１１０は駆動モータＭを停止し、排水通路１２の排水バルブ１３を開いて収容室１０内のすすぎ水を排水通路１２に排出する。収容室１０内のすすぎ水が排出されると、制御装置１１０は再び駆動モータＭを作動し、前述同様に内槽ドラム５を回転させて、被洗濯物の脱水を行う脱水行程に移行する。

そして、この脱水行程を所定時間実行した後、制御装置１１０は排水バルブ１３を閉じて、乾燥運転に入る。この場合の動作を図３のｐ−ｈ線図（モリエル線図）を参照しながら説明する。制御装置１１０は、乾燥運転に入ると、送風機７５の運転を開始すると共に、コンプレッサ２１の前記電動要素を起動する。これにより、コンプレッサ２１の前記第１の回転圧縮要素に冷媒（ＣＯ₂）が吸い込まれ（図３のＡの状態）、圧縮される。第１の回転圧縮要素で圧縮されて中間圧となった冷媒は密閉容器内に吐出され、この密閉容器内に吐出された冷媒は第２の回転圧縮要素に吸入され、２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管３２より外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている（図３のＢの状態）。

冷媒吐出管３２から吐出された冷媒ガスはガスクーラ２２に流入する。ここで、コンプレッサ２１で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮せず、超臨界状態で運転される。また、ガスクーラ２２に流入したときの冷媒は例えば＋１３０℃程まで上昇しており、係る高温高圧の冷媒ガスはガスクーラ２２で放熱する（図３のＣの状態）。

尚、前記送風機７５の運転により、ガスクーラ２２における高温高圧の冷媒の放熱によって加熱され、高温となった空気は空気循環経路７２の出口７４から中空部９内に出て内槽ドラム５の収容室１０内に吐出される。

収容室１０に吐出された加熱空気（この時点で＋８０℃〜＋１１０℃）は内槽ドラム５内（収容室１０）に収容された被洗濯物を暖めて湿気を蒸発させ、被洗濯物を乾燥させる。被洗濯物を乾燥させて湿気を含んだ空気（空気温度は＋５０℃〜＋９０℃程度）は、収容室１０を経て透孔７から内槽ドラム５外に出て入口７３から空気循環経路７２内に吸い込まれ、そこに設けられた蒸発器２４を通過する。この蒸発器２４の温度は冷媒の蒸発により０℃〜＋３０℃程度に低下しているので、空気中の湿気は蒸発器２４を通過する過程で当該蒸発器２４の表面に凝結し、水滴となって落下する。落下した水滴は図示しないドレンパイプを介して、前記排水通路１２から外部の排水溝などに排出される。

一方、ガスクーラ２２を出た冷媒は、次に、過冷却器１６０を通過する。冷媒はそこで低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される（図３のＤの状態）。この状態を図３で説明する。即ち、過冷却器１６０が無い場合、膨張弁２３入口における冷媒のエンタルピーはＣで示す状態となる。この場合には蒸発器２４における冷媒の蒸発温度が高くなり、蒸発器２４において湿気を含んだ空気を充分に除湿することができない。

しかしながら、本発明の如く過冷却器１６０にて高圧側の冷媒を低圧側の冷媒によって冷却した場合には、冷媒のエンタルピーがΔｈ（Ｃ−Ｄ）だけ下がり、図３のＤで示す状態となるため、図３のＣのエンタルピーより蒸発器２４における冷媒の蒸発温度が低くなる。そのため、過冷却器１６０を設けた方が蒸発器２４における冷却能力が向上する。

従って、冷媒循環量を増やすこと無く蒸発器２４の温度を所望の低温とすることができるようになり、コンプレッサ２１の消費電力の低減を図ることができるようになる。特に、コンプレッサ２１の運転開始時には、蒸発器２４にて蒸発する冷媒温度は高く収容室１０にて被洗濯物を乾燥させて湿気を含んだ空気を冷却して充分に除湿することができず、所定の能力を発揮するまでにかなりの時間を要していた。

しかしながら、過冷却器１６０にてガスクーラ２２からの冷媒を冷却することで、蒸発器２４における冷媒の蒸発温度を早期に低温とすることができ、除湿能力の向上を図ることができるようになる。また、除湿能力が向上することで、被洗濯物の乾燥時間を短縮することができるようになる。

尚、過冷却器１６０で冷却された高圧側の冷媒ガスは膨張弁２３に至る。この膨張弁２３の入口では冷媒はまだ気体の状態である。冷媒は膨張弁２３における圧力低下により、ガス／液体の二相混合状態とされ（図３のＥの状態）、その状態で蒸発器２４に流入する。そこで前述した如く収容室１０にて加熱された冷媒から吸熱し、蒸発した後（図３のＦの状態）、過冷却器１６０に至る。そして、過冷却器１６０で前記ガスクーラ２２から出た高圧側の冷媒から熱を奪い、更に加熱作用を受ける（図３のＡの状態）。

これにより、過冷却器１６０にて蒸発器２４から出た低圧側の冷媒は、ガスクーラ２２から出た高圧側の冷媒により加熱されるので、コンプレッサ２１に吸い込まれる冷媒温度がΔｈだけ上昇する。このため、コンプレッサ２１にて圧縮され、吐出される冷媒温度がその分上昇する。従って、ガスクーラ２２を通過する冷媒温度が高くなるので、当該ガスクーラ２２にて循環空気をより高温とすることができるようになる。これにより、被洗濯物の乾燥能力が向上し、被洗濯物の乾燥時間を更に短縮することができるようになる。

総じて、冷媒回路２０内の冷媒循環量を増加させることなく冷却能力及び加熱能力を向上させることができるので、エネルギー効率の改善を図ることができるようになる。

前記過冷却器１６０にて高圧側の冷媒に過熱された低圧側の冷媒は、冷媒導入管３０からコンプレッサ２１内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。

一方、蒸発器２４で湿気が取り除かれて除湿・乾燥した空気（温度は０℃〜＋４５℃まで低下する）は送風機７５に吸い込まれ、空気循環経路７２の出口７４側に送風される。空気循環経路７２の出口７４側には前述の如くガスクーラ２２が設けられているので、乾燥した空気は再度ガスクーラ２２にて加熱された後、軸８の中空部９を経て内槽ドラム５内の収容室１０に吐出され、内槽ドラム５内の被洗濯物から湿気を奪って乾燥させる循環を繰り返す。

このような乾燥運転が制御装置１１０にて所定時間実行されることにより、内槽ドラム５内の収容室１０の被洗濯物は完全に乾燥される。

次に、図４を参照して本発明の乾燥機の他の実施例について詳述する。図４はこの場合の洗濯乾燥機１００の側面から見た内部構成図を示している。尚、図４において図１及び図２と同一の符号が付されているものは同一、若しくは、同様の効果を奏するものとする。

図４において、７３Ａは収容室１０から出た空気温度を検出するための温度センサであり、空気循環経路７２の入口７３に取り付けられている。２４Ａは蒸発器２４から出た空気温度を検出するための温度センサであり、空気循環経路７２の蒸発器２４の出口側に取り付けられている。また、１５０は過冷却器であり、この過冷却器１５０は冷媒回路１２０のガスクーラ２２から出た冷媒を水冷するためのもので、ガスクーラ２２を出た配管は過冷却器１５０を通過するように設けられている。また、この過冷却器１５０における水冷は後述する制御装置２１０にて制御されている。即ち、過冷却器１５０を通過する冷媒配管は当該冷媒配管を水冷するための給水配管１５１内を通過するように配設されており、ガスクーラ２２からの冷媒は過冷却器１５０を通過する過程で給水配管１５１内の水により熱を奪われ、冷却される。

前記給水配管１５１の上端は水道水などの給水源に接続されており、弁装置１５２にて給水配管１５１内を通過する水（水道水）の量が制御されている。給水配管１５１の下端は図示しない排水溝などに接続されている。また、前記弁装置１５２の開閉は制御装置２１０にて制御されている。尚、図４において、内槽ドラム５内に給水するための給水通路とこの給水通路の一端に設けられた給水バルブ及び内槽ドラム５内の収容室１０の水を排水するための排水通路と排水バルブは図示しないものとする。

前記制御装置２１０は洗濯乾燥機１００の制御を司る制御手段であり、駆動モータＭの運転、給水通路の給水バルブの開閉、排水通路の排水バルブの開閉、コンプレッサ２１の運転、膨張弁２３の絞り調整及び送風機７５の運転を制御している。

更に、制御装置２１０は蒸発器２４を出た空気循環経路７２の空気温度に基づいて前記過冷却器１５０を水冷するための水量を制御している。即ち、制御装置２１０は、前記温度センサ７３Ａ及び２４Ａにて検出される空気温度に基づき、当該温度センサ７３Ａにて検出される収容室１０から出た空気の露点温度より前記温度センサ２４Ａにて検出される蒸発器２４出口の空気温度が５ｄｅｇ以上低い温度（＋５℃〜＋２０℃）となるように前記弁装置１５２の開度を調整している。

例えば、前記温度センサ７３Ａ及び２４Ａにて検出される空気の温度差が５ｄｅｇ未満の場合、制御装置２１０は弁装置１５２の開度を大きくして、給水配管１５１に多量の水が流れるようにし、ガスクーラ２２からの冷媒を過冷却器１５０にて更に冷却する。これにより、蒸発器２４における冷媒の蒸発温度が低くなるので、蒸発器２４の入口側と出口側の冷媒温度の差が更に大きくなり、係る温度差（温度センサ７３Ａ及び温度センサ２４Ａにて検出される空気温度の差が５ｄｅｇ以上）にすることができるようになる。

次に、この場合における動作を説明する。前記実施例の如く脱水行程が終了すると制御装置２１０は乾燥運転に入る。そして、制御装置２１０は送風機７５及び前記過冷却器１５０の弁装置１５２を開いて給水配管１５１に水（水道水）が流れるようにすると共に、コンプレッサ２１の前記電動要素を起動する。ここで、制御装置２１０は前述の如く過冷却器１５０の弁装置１５２の開度を調節して、温度センサ７３Ａにて検出される空気温度と温度センサ２４Ａにて検出される空気温度との差が５ｄｅｇ以上となるように過冷却器１５０の給水配管１５１に流れる水量を制御している。

これにより、過冷却器１５０において、ガスクーラ２２から出た冷媒を更に冷却することができるので、蒸発器２４にて冷媒がより低温で蒸発するようになり、当該蒸発器２４における除湿能力を促進することができるようになる。従って、被洗濯物の乾燥時間を短縮することができ、洗濯乾燥機１００の消費電力を削減することができるようになる。

また、前記コンプレッサ２１の電動要素の起動により、前記第１の回転圧縮要素に冷媒（ＣＯ₂）が吸い込まれ、圧縮される。第１の回転圧縮要素で圧縮されて中間圧となった冷媒は密閉容器内に吐出され、この密閉容器内に吐出された冷媒は第２の回転圧縮要素に吸入され、２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管３２より外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。

冷媒吐出管３２から吐出された冷媒ガスはガスクーラ２２に流入する。ここで、コンプレッサ２１で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮せず、超臨界状態で運転される。係る高温高圧の冷媒ガスはガスクーラ２２で放熱した後、過冷却器１５０を通過する過程で水冷される。

また、送風機７５の運転により、ガスクーラ２２における高温高圧の冷媒の放熱によって加熱され、高温となった空気（＋８０℃〜＋１１０℃）は空気循環経路７２の出口７４から中空部９内に出て内槽ドラム５の収容室１０内に吐出される。

過冷却器１５０で冷却された高圧側の冷媒ガスは膨張弁２３に至る。尚、膨張弁２３の入口では冷媒はまだ気体の状態である。冷媒は膨張弁２３における圧力低下により、ガス／液体のに二相混合状態とされ、その状態で蒸発器２４に流入する。そこで前述の如く収容室１０にて加熱された冷媒から吸熱し、蒸発した後、冷媒導入管３０からコンプレッサ２１内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。

他方、蒸発器２４で湿気が取り除かれて乾燥した空気（温度は０℃〜＋４５℃まで低下する）は送風機７５に吸い込まれ、空気循環経路７２の出口７４側に送風される。空気循環経路７２の出口７４側には前述の如くガスクーラ２２が設けられているので、乾燥した空気は再度ガスクーラ２２にて加熱された後、軸８の中空部９を経て内槽ドラム５内の収容室１０に吐出され、内槽ドラム５内の被洗濯物から湿気を奪って乾燥させる循環を繰り返す。

ここで、上記実施例では過冷却器１５０において冷媒回路１２０のガスクーラ２２から出た冷媒を水冷するようにしたが、それに限らず、図５に示す如くファン２２３によって空冷するようにしてもよい。この場合の過冷却器１５０における空冷も前述同様に制御装置２１０にて制御する。即ち、この場合にはガスクーラ２２からの冷媒は過冷却器１５０を通過する過程でファン２２３により過冷却器１５０に吹き付けられる風（空気）により熱を奪われ、冷却されることになる。その他の動作を前述と同様であり、この場合には制御装置２１０により、前述した実施例における水量の代わりにファン２２３の回転数制御による風量の制御が行われることになる。

尚、上記実施例２及び実施例３では温度センサ７３Ａ及び温度センサ２４Ａを設け、当該温度センサ７３Ａと温度センサ２４Ａにて検出される空気温度の差が５ｄｅｇ以上となるよう弁装置１５２の開度（水量）、又は、ファン２２３の回転数（風量）を制御するようにしたが、これらに限らず、例えば収容室１０に入る空気温度を検出する温度センサ７４Ａを出口７４に設けて、当該温度センサ７４Ａにて検出される空気温度が所定温度（＋６０℃〜＋１２０℃）となるように弁装置１５２の開度やファン２２３の回転数を調節して給水配管１５１を流れる水量や過冷却器１５０に吹き付けられる風量を制御しても良い。この場合にも、収容室１０内の被洗濯物の除湿能力を促進することができ、乾燥時間の短縮を図ることができるようになる。

特に、過冷却器１５０にて冷媒が冷却される放熱量が多すぎると、蒸発器２４における冷媒の蒸発温度を低くすることができるので、空気循環経路７２内の蒸発器２４を通過する空気を冷却し、除湿する能力は向上するが、その分、ガスクーラ２２に流入する冷媒温度も低くなるため、ガスクーラ２２を通過する空気を充分に加熱することができない。従って、収容室１０に吐出される空気温度が低いため、収容室１０内の被洗濯物から水分を奪う能力が低下してしまう。

一方、過冷却器１５０における冷媒の放熱量が少なすぎると、ガスクーラ２２における冷媒の温度は高くなるので、収容室１０に高温の空気を送ることができるが、その分、蒸発器２４での冷媒の空気温度が高いため、収容室１０から出た空気を充分に冷却して、除湿することができない。

しかしながら、空気温度が所定温度となるように弁装置１５２の開度やファン２２３の回転数を制御して、過冷却器１５０における放熱量を最適なものとすることで、被洗濯物の乾燥時間を著しく短縮することができ、洗濯乾燥機１００の消費電力を削減することができるようになる。

更に、その場合には温度センサを一箇所に取り付けるだけで、過冷却器１５０の水冷や空冷を最適なものに制御することができるので、生産コストの削減を図りながら、エネルギー効率の改善も図ることができるようになる。

ここで、実施例２や実施例３では乾燥運転において常時過冷却器１５０における水冷や空冷を実行するようにしたが、それに限らず、コンプレッサ２１の吐出冷媒温度を検出する温度センサ２１Ａを設けて、吐出冷媒温度が上昇した場合に、過冷却器１５０における水冷や空冷を開始するようにしてもよい。即ち、被乾燥物の乾燥が進行して水の蒸発による潜熱が減少してくると、洗濯乾燥機１００内部に熱がこもるようになってくる。このような状況となると、コンプレッサ２１の吐出冷媒温度も上昇してくるが、制御装置２１０は温度センサ２１Ａにて検出される冷媒温度が例えば＋１１０℃〜＋１３０℃の間の何れかの温度に上昇すると、弁装置１５２を開き、又はファン２２３の運転を開始する。そして、例えば吐出冷媒温度が例えば＋１００℃に低下した段階で弁装置１５２を閉じ、ファン２２３を停止する。尚、過冷却器１５０を水冷又は空冷している間の水量や風量の制御は前述と同様である。

このように、コンプレッサ２１の吐出冷媒温度が所定の温度に上昇した段階で、過冷却器１５０における冷媒の水冷、又は、空冷を実行するようにすれば、乾燥運転開始からのガスクーラ２２の温度上昇を促進しながら、被乾燥物の乾燥が進んだ後の洗濯乾燥機１００内の熱のこもりを効果的に解消して、洗濯乾燥機１００の耐久性及び信頼性の向上を図ることができるようになる。

尚、上記実施例２、実施例３では減圧装置として膨張弁２３を使用し、開度を制御装置２１０にて制御するものとしたが、これに限らず、本発明では、減圧装置としてキャピラリチューブを使用しても良い。この場合であっても過冷却器１５０における水冷や空冷の制御により、蒸発器２４における冷媒の蒸発温度を制御することができる。

また、上記各実施例において冷媒として二酸化炭素を使用したが、本発明に使用可能な冷媒はこれにかかわらず、炭化フッ素（ＨＦＣ）系の冷媒を用いた場合であっても有効である。更に、上記各実施例では、コンプレッサとして内部中間圧多段圧縮式ロータリコンプレッサを使用するものとしたが、本発明に使用可能なコンプレッサはこれに限定されるものでなく、単段式のコンプレッサやスクロール型のコンプレッサなど冷媒として、二酸化炭素若しくはフッ化水素を使用することができるコンプレッサであれば圧縮形式や段数は問わない。

更にまた、上記各実施例では洗濯機能と乾燥機能の双方を有した洗濯乾燥機に本発明を適用したが、それに限らず、乾燥機能のみの乾燥機であってもよいことは云うまでもない。

本発明の一実施例の洗濯乾燥機の内部構成図である。 図１の洗濯乾燥機の概略構成図である。 図１の洗濯乾燥機の冷媒のｐ−ｈ線図（モリエル線図）である。 本発明の他の実施例の洗濯乾燥機の概略構成図である。 本発明のもう一つの他の実施例の洗濯乾燥機の概略構成図である。

符号の説明

１ 本体
２ 外槽ドラム
５ 内槽ドラム
７ 透孔
８ 軸
９ 中空部
１０ 収容室
１２ 排水通路
１３ 排水バルブ
１５ 給水通路
２０、１２０ 冷媒回路
２１ コンプレッサ
２２ ガスクーラ
２３ 膨張弁
２４ 蒸発器
２１Ａ、２４Ａ、７３Ａ、７４Ａ 温度センサ
３０ 冷媒導入管
３２ 冷媒吐出管
３５ 給水バルブ
７０ 機械室
７２ 空気循環経路
７３ 入口
７４ 出口
７５ 送風機
１００ 洗濯乾燥機
１１０、２１０ 制御装置
１５０、１６０ 過冷却器
１５１ 給水配管
１５２ 弁装置
２２３ ファン

Claims (6)

1. 被乾燥物を収容する収容室を備え、該収容室内において前記被乾燥物の乾燥運転を実行する乾燥機において、
   コンプレッサ、放熱器、減圧装置及び蒸発器等を順次環状に配管接続してなる冷媒回路と、
   送風手段により、前記放熱器から前記収容室内を経て前記蒸発器に空気を循環させるための空気循環経路と、
   前記冷媒回路の放熱器から出た冷媒を前記蒸発器から出た冷媒によって冷却するための過冷却器とを備えることを特徴とする乾燥機。
2. 被乾燥物を収容する収容室を備え、該収容室内において前記被乾燥物の乾燥運転を実行する乾燥機において、
   コンプレッサ、放熱器、減圧装置及び蒸発器等を順次環状に配管接続してなる冷媒回路と、
   送風手段により、前記放熱器から前記収容室内を経て前記蒸発器に空気を循環させるための空気循環経路と、
   前記冷媒回路の放熱器から出た冷媒を空冷、又は、水冷するための過冷却器とを備えることを特徴とする乾燥機。
3. 前記過冷却器における冷媒の空冷、又は、水冷を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項２の乾燥機。
4. 前記制御手段は、前記蒸発器を出た空気温度に基づいて前記過冷却器を空冷するための風量、又は、当該過冷却器を水冷するための水量を制御することを特徴とする請求項３の乾燥機。
5. 前記制御手段は、前記収容室に入る空気温度に基づいて前記過冷却器を空冷するための風量、又は、当該過冷却器を水冷するための水量を制御することを特徴とする請求項３の乾燥機。
6. 前記制御手段は、前記コンプレッサの吐出冷媒温度が所定の温度に上昇した場合に、前記過冷却器における冷媒の空冷、又は、水冷を実行することを特徴とする請求項３、請求項４又は請求項５の乾燥機。

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