JP2005130892A - 衣類乾燥装置及び同装置を備えた乾燥機能付き洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】衣類乾燥装置において、未乾燥や過乾燥が起こらないようにしたものを提供することを目的とする。
【解決手段】衣類に当たる前後の空気の温度差を検知する温度差検知手段２７と、周囲温度を検知する周囲温度検知手段２８と、周囲温度に応じて基準温度差を決定する演算手段２９と、温度差が基準温度差以下になった時点をもって乾燥終了と判定する判定手段３０と、判定手段３０の判定に基づき乾燥動作を制御する制御手段３１を有するもので、これによって、排気温度が一定状態に安定することなく減率乾燥期間に入ってしまう場合でも、適切な乾燥状態で乾燥を終了して、未乾燥や過乾燥が起こらないようにすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、衣類乾燥機、もしくは洗濯と乾燥を同一槽で行う乾燥機能付き洗濯機に関するものである。

従来、この種の衣類乾燥装置は、排気の温度を基に恒率乾燥期間から減率乾燥期間への移行に伴う温度上昇があることを前提に乾燥終了判断のためのシーケンスを行っていた（例えば、特許文献１参照）。

図９は、特許文献１に記載された従来の衣類乾燥装置を示すものである。図９に示すように、外装体１内に配設した乾燥室である回転ドラム２の背面に乾燥用空気Ａの排気口３を形成し、この排気口３の背後にファンケース４を設け、このファンケース４内に熱交換機能を有する両翼ファン５を設けている。

排気口３の近傍に排気温度センサ６を設け、周囲空気Ｂを吸入する吸気口７の近傍には外気温度センサ８を配設し、乾燥用空気を加熱する熱源となるヒータ９を設けた衣類乾燥装置において、前記排気温度センサ６で検知される乾燥室内の温度が一定値で安定した後、上昇を始めたときに乾燥室への供給熱量を減らして乾燥室内の温度の上昇を防ぎ、供給熱量が所定値まで低下したことをもって乾燥終了とするものである。乾燥終了とみなす前記供給熱量の所定値は、外気温度センサ８で検知された周囲温度により設定されるものである。このように、衣類に当たった後の空気の排気温度とヒータ９からの供給熱量は乾燥経過時間に伴い変化する。

図１０は乾燥経過時間と排気温度センサ６で検知される排気温度と供給熱量の関係を示すグラフである。曲線ａは排気温度であり、曲線ｂはヒータ９から空気への供給熱量である。乾燥運転が進行するに従い乾燥が進み、排気温度は上昇し（予備加熱期間）、その後ヒータ９からの供給熱量と衣類からの水分蒸発に要する熱量とが均衡して、ある一定の排気温度のところで安定した状態を保ち（恒率乾燥期間）、さらに蒸発が進んで水分が少なくなると、供給熱量が一定の場合は図中の破線のように排気温度は上昇する（減率乾燥期間）。排気温度が一定温度に安定した後さらに排気温度が上昇したときにヒータ９から空気への供給熱量を減らし、図中の実線のように排気温度が一定になるようにする。そして供給熱量が所定値を下回れば乾燥終了とする。
特開平６−１４２３９９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、生乾きの状態の衣類が投入された場合、図１１のように排気温度が一定状態に安定する恒率乾燥期間が明確ではなく、予備加熱期間から減率乾燥期間に入ってしまうため、従来のような乾燥終了の検知の判断が困難であり、未乾燥や過乾燥が起こる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、衣類の前後の空気の温度差を検知することにより未乾燥や過乾燥が起こらないようにすることを目的とする。

前記課題を解決するために本発明の衣類乾燥装置は、衣類に当たる前後の空気の温度差を検知する温度差検知手段と、周囲温度を検知する周囲温度検知手段と、周囲温度に応じて基準温度差を決定する演算手段と、温度差が基準温度差以下になった時点をもって乾燥終了と判定する判定手段と、判定手段の判定に基づき乾燥動作を制御する制御手段を有するものである。この構成とすることにより、衣類に当たる前の空気の顕熱が、衣類の水分を蒸発させるために使用されることによりその温度が低下し、乾燥が進むと衣類の水分が少なくなり、水分蒸発量も減少するため乾燥用空気の顕熱の減少も少なく温度低下が少なくなる。従って、衣類に当たる前後の空気の温度差は小さくなり、周囲への放熱量で決まる所定の基準温度差でほぼ安定する。

これによって、排気温度が恒率乾燥期間の定常状態で安定することがなくて減率乾燥期間に入ってしまう場合でも、周囲への放熱量で決まる所定の基準温度差で乾燥終了を判定できる。

本発明の衣類乾燥装置は、排気温度が恒率乾燥期間の定常状態で安定することがなくて減率乾燥期間に入ってしまう場合でも、未乾燥や過乾燥が起こらないようすることができる。

第１の発明は、衣類に当たる前後の空気の温度差を検知する温度差検知手段と、周囲温度を検知する周囲温度検知手段と、周囲温度に応じて基準温度差を決定する演算手段と、温度差が基準温度差以下になった時点をもって乾燥終了と判定する判定手段と、判定手段の判定に基づき乾燥動作を制御する制御手段を有する衣類乾燥装置である。この構成とすることにより、乾燥が進むと衣類に当たる前後の乾燥用空気の温度差は小さくなり、周囲への放熱量で決まる所定の基準温度差でほぼ安定し、この基準温度差以下になった時点をもって乾燥終了と判定することによって、排気温度が恒率乾燥期間の定常状態で安定することがなくて減率乾燥期間に入ってしまう場合でも未乾燥や過乾燥が起こらないようになる。なお、この衣類乾燥装置は乾燥用空気を除湿と加熱で循環させる乾燥方式だけでなく、乾燥用空気を排気口から乾燥装置外へ排出する乾燥方式をとる場合も含まれる。

第２の発明は、温度差検知手段により検知した温度差の値を記憶する記憶手段を有し、乾燥動作中に所定時間毎に前記記憶手段中の温度差の値の最大値を算出する機能を演算手段に付加し、最大値を記録した以降に温度差が基準温度差以下になった時点をもって乾燥終了と判定する機能を判定手段に付加した。乾燥初期の予備加熱期間での衣類に当たる前の乾燥用空気の温度がまだ上昇していない時点では、衣類への熱移動が少なくて衣類に当たる前後の乾燥用空気の温度差が基準温度差以下になり、乾燥終了条件を満足する場合があるが、温度差が最大値を記録した以降に乾燥終了と判定することによって、予備加熱期間に乾燥終了と誤判断することがなく適切な時間で乾燥を終了させることにより未乾燥が起こらないようになる。

第３の発明は、制御手段が判定手段の乾燥終了の判定の時より所定の遅延時間経過した後に乾燥機能を停止させるように構成することにより、乾燥終了判定時では衣類の表面が乾燥状態でも内部の一部が未乾燥になってしまっている場合でも、衣類が十分撹拌されて未乾燥部分が表面に現れて衣類全体を乾燥させることができる。これにより、信頼性が高い乾燥終了検知性能を実現することができ、未乾燥が起こらないようになる。

第４の発明は、乾燥動作時間に応じて遅延時間を可変する制御手段にする。つまり、衣類が少量の場合、乾燥動作時間が短ければ遅延時間を短く、多量の場合、乾燥動作時間が長ければ遅延時間を長くすることで、衣類の量等により遅延時間を設定することができ、最適な時間に乾燥を終了することができる。

第５の発明は、演算手段によって算出された温度差の最大値を記録した時点からの乾燥動作時間に応じて遅延時間を可変する制御手段にする。つまり、その経過時間が短ければ遅延時間を短く、経過時間が長ければ遅延時間を長くすることで、投入時の衣類の乾燥状態や温度等に影響を受けることなく遅延時間を設定することができ、遅延時間の設定がより精度よくでき、より最適な時間に乾燥を終了することができる。

第６の発明は、乾燥用空気を乾燥装置内で循環させる為の送風手段、衣類に当たった後の湿った空気を除湿する除湿手段、除湿手段により除湿された空気を加熱する加熱手段とからなる空気循環式乾燥手段を有する構成にした。つまり、乾燥方式を乾燥用空気を除湿と加熱で循環させる方式にすることにより、居住空間の環境に影響を与えないという利点が得られる。

なお、上記の内容は衣類乾燥機についてのみでなく、乾燥機能付き洗濯機にも応用することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１において、外装体１０の内部にはモータなどの駆動源１１と連携して回転する回転ドラム１２が支軸１３を介して配置されている。そして前記回転ドラム１２の内部空間で区画された乾燥室１４を含む空気循環路１５が形成してある。前記空気循環路１５内の空気循環動作は熱交換ファン１６で行われるようにしてあり、更に詳述すると、乾燥室１４で乾燥に供された後の高温多湿空気は前記回転ドラム１２の背面に形成した排気口１７から熱交換ファン１６に吸引流出する。

前記熱交換ファン１６は両面に翼片を有し、２系統の空気流動を同時に行う構成を採用しており、前記空気循環路１５の空気流がその１系統に、外部の空気流が他の１系統に設定してある。したがって、乾燥に供された後の高温多湿空気は熱交換ファン１６で外部空気と熱交換されて冷却されるようになっている。乾燥用空気は前記冷却によってその中の湿気が結露して排水口１８から廃棄され、その後、乾燥した空気がヒータなどの加熱手段１９で加熱され、温風として給気口２０から乾燥室１４に再度循環流入することとなる。

回転ドラム１２の前面には、扉２１によって開閉される衣類投入口２２が設けてあり、外装体１０の背部には前記熱交換ファン１６に対する外気吸入口２３と外気排出口２４が形成してある。

排気口１７の近傍にサーミスタなどからなる排気温度センサ２５を設け、加熱手段１９の下流の回転ドラム１２への給気口２０の近傍にサーミスタなどからなる給気温度センサ２６を設け、排気温度センサ２５と給気温度センサ２６により衣類に当たる前後の空気の温度差を検知する温度差検知手段２７を形成している。周囲空気Ｂを吸入する外気吸入口２３の近傍には周囲温度を検知するサーミスタなどからなる周囲温度検知手段２８と、周囲温度に応じて基準温度差を決定する演算手段２９と、温度差が基準温度差以下になった時点をもって乾燥終了と判定する判定手段３０と、判定手段３０の判定に基づき乾燥動作を制御する制御手段３１を有している。

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。

図２において、ステップＳ１で運転を開始すると、ステップＳ２で乾燥動作時間の計時を始め、ステップＳ３で制御手段３１が作動して乾燥を開始する。ステップＳ４では、温度差検知手段２７によって給気と排気の温度差を検知する。そして、ステップＳ５で周囲温度検知手段２８によって周囲温度を検知し、ステップＳ６で周囲温度に応じて演算手段２９で基準温度差を決定する。ステップＳ７では、温度差検知手段２７によって検知した温度差がステップＳ８で決定した基準温度差以下になったかどうかを判定手段３０で判定する。基準温度差以下でなければステップＳ４に戻り検知を続ける。ステップＳ７で基準温度差以下になれば、ステップＳ８に進み、制御手段３１が乾燥を停止させる。

図３において、曲線ｃは給気温度、曲線ｄは排気温度、曲線ｅは給排気の温度差を示している。乾燥が進むと、衣類に当たる前後の乾燥用空気の温度差は小さくなり、周囲への放熱量で決まる所定の温度差でほぼ安定する。この値で判定することによって、排気温度が恒率乾燥期間の定常状態で安定することがなくて減率乾燥期間に入ってしまう場合でも、適切な時間で乾燥を終了させることにより未乾燥や過乾燥が起こらないようにしている。

（実施の形態２）
図１において、実施の形態１と共通の箇所は説明を省略する。温度差検知手段２７により検知した温度差の値を記憶する記憶手段３２を備え、演算手段２９は乾燥動作中に所定時間毎に前記記憶手段３２中の温度差の値の最大値を算出する機能を付加する。また、判定手段３０は、最大値を記録した以降に温度差が基準温度差以下になった時点をもって乾燥終了と判定するように構成されたものである。

乾燥初期の予備加熱期間での衣類に当たる前の乾燥用空気の温度がまだ上昇していない時点では、衣類への熱移動が少なくて衣類に当たる前後の乾燥用空気の温度差が基準温度差以下になり、乾燥終了条件を満足する場合があるが、温度差が最大値を記録した以降に乾燥終了と判定することによって、予備加熱期間に乾燥終了と誤判断することがなく適切な時間で乾燥を終了させることにより未乾燥が起こらないようになる。

以下図４において、その動作、作用を説明するが、ここでも実施の形態１と共通の部分は同一の番号を付けて詳しい説明を省略する。

ステップＳ４−１では、温度差が最大値になったかどうかを判定し、温度差が増加しているならステップＳ４−２で所定時間をおいた後に再度ステップＳ４で温度差を検知する。ステップＳ４−１で温度差が最大値になったと判定すると、ステップＳ５に進む。

ステップ５以降は実施の形態１と同様である。

図３において、乾燥初期の予備加熱期間での衣類に当たる前の乾燥用空気の温度がまだ上昇していない時点では、衣類への熱移動が少なくて衣類に当たる前後の乾燥用空気の温度差が基準温度差ｇ以下になり、乾燥終了条件を満足する場合がある。温度差が最大値ｆ点を記録した以降に判定する様に構成することによって、誤判断により乾燥が終了しないようにした。

（実施の形態３）
図１において、前述と共通の箇所は説明を省略する。制御手段３１は、判定手段３０が乾燥終了と判定した時から所定の遅延時間が経過した後に乾燥機能を停止させるものである。乾燥終了時点以降に遅延時間を設けた理由は、実施の形態１においての乾燥終了時点では衣類全体が均一に乾燥せず乾燥ムラが発生しているおそれがあるため、表面が乾燥状態でも内部の一部が未乾燥の場合があり、衣類が十分撹拌されて未乾燥部分が表面に現れて衣類全体が乾燥するまで、乾燥を継続する必要があるからである。

以下図５において、その動作、作用を説明するが、ここでも前述と共通の箇所は同一の番号を付けて説明を省略する。

ステップＳ７で基準温度差以下になれば、ステップＳ７−１で遅延時間が経過したかを判定して、まだならば、ステップＳ７−２とＳ７−３で温度差を所定時間毎に検知して、ステップＳ５に戻る。なお、戻り方として、ステップＳ７−１をもう一回繰り返すのみの場合も考えられる。そして、ステップＳ７−１で遅延時間が経過したと判定すれば、ステップＳ８に進み、制御手段３１が乾燥を停止させる。

図６において、乾燥工程の終了のタイミングに遅延を持たせ、温度差が基準温度差ｇ以下になった以降に所定時間だけ遅延させて乾燥を終了する。実際の乾燥終了時点ｈよりも事前に終了の時期を判定する。温度差が基準温度差ｇ以下になって以降実際の乾燥終了までの間は、温度差の値は衣類の撹拌状態によって増減しながら推移する。乾燥工程の終了のタイミングに遅延を持たせることによって、未乾燥が起こらないようにしている。

（実施の形態４）
図７において、前述と共通の箇所は説明を省略する。ステップＳ７−０では、乾燥開始からの乾燥動作時間によって制御手段３１が遅延時間を決定している。衣類の量などで遅延時間を可変することにより、最適な時間に乾燥を終了することができる。例えば、衣類の量が少量の場合は乾燥動作時間が短いので遅延時間も短く、多量の場合は乾燥動作時間が長いので遅延時間も長くなるように制御手段を構成したもので、遅延時間の設定がより精度よくでき、最適な時間に乾燥を終了することができる。

（実施の形態５）
図８において、前述と共通の箇所は説明を省略する。ステップＳ７−０では、演算手段２９が最大の温度差を算出した時点からの乾燥動作時間に応じて遅延時間が決定している。乾燥を始めた時点での衣類の乾燥状態などの要因で温度差が最大値となるまでの時間が左右される。例えば、衣類の量に関わらず乾燥が進んだ衣類を投入した場合は、温度差が最大値となる時間が短い。演算手段２９によって算出された温度差の最大値を記録した時点からの乾燥動作時間に応じて遅延時間を決定することによって、温度差が最大値となるまでの時間に左右されずに、それ以降の経過時間によって遅延時間を決定することができる。経過時間が短ければ遅延を短く、経過時間が長ければ遅延を長くするもので、投入時の衣類の温度や乾燥状態等に影響を受けることなく衣類の量などによって遅延時間を設定することができ、遅延時間の設定がより精度よくでき、より最適な時間に乾燥を終了することができる。

なお、前記実施の形態１〜５では衣類乾燥機を例に記載したが、乾燥機能付き洗濯機においても同様である。また、加熱手段としてヒータだけでなくガスや石油の燃焼を利用したものやヒートポンプ方式で加熱や除湿をする場合にも適用されるものである。

また、乾燥用空気を除湿と加熱で循環させる乾燥方式の形態で記載したが、乾燥用空気を排気口から乾燥装置外へ排出する乾燥方式をとる場合でも同様の効果を得ることができる。

以上のように本発明にかかる衣類乾燥装置は、未乾燥や過乾燥が起こらないように乾燥を終了することができ、衣類乾燥装置だけでなく乾燥機能付き洗濯機としても有用である。

本発明の実施の形態１〜５における衣類乾燥装置の構成図 本発明の実施の形態１における衣類乾燥装置の動作を表すフローチャート 同衣類乾燥装置の給排気の温度差を示すグラフ 本発明の実施の形態２における衣類乾燥装置の動作を表すフローチャート 本発明の実施の形態３における衣類乾燥装置の動作を表すフローチャート 同衣類乾燥装置の給排気の温度差を示すグラフ 本発明の実施の形態４における衣類乾燥装置の動作を表すフローチャート 本発明の実施の形態５における衣類乾燥装置の動作を表すフローチャート 従来の衣類乾燥装置の構成図 従来の衣類乾燥装置の乾燥における排気温度と供給熱量の関係を示すグラフ 恒率乾燥期間がない場合の排気温度の変化を示すグラフ

符号の説明

２５ 排気温度センサ
２６ 給気温度センサ
２７ 温度差検知手段
２８ 周囲温度検知手段
２９ 演算手段
３０ 判定手段
３１ 制御手段
３２ 記憶手段

Claims (7)

1. 衣類に当たる前後の空気の温度差を検知する温度差検知手段と、周囲温度を検知する周囲温度検知手段と、周囲温度に応じて基準温度差を決定する演算手段と、温度差が基準温度差以下になった時点をもって乾燥終了と判定する判定手段と、判定手段の判定に基づき乾燥動作を制御する制御手段を有する衣類乾燥装置。
2. 温度差検知手段により検知した温度差の値を記憶する記憶手段を有し、乾燥動作中に所定時間毎に前記記憶手段中の温度差の値の最大値を算出する機能を演算手段に付加し、最大値を記録した以降に温度差が基準温度差以下になった時点をもって乾燥終了と判定する機能を判定手段に付加した請求項１に記載の衣類乾燥装置。
3. 制御手段が判定手段の乾燥終了の判定の時より所定の遅延時間経過した後に乾燥機能を停止させるように構成した請求項１または２に記載の衣類乾燥装置。
4. 制御手段が乾燥動作時間に応じて遅延時間を可変するよう構成された請求項３に記載の衣類乾燥装置。
5. 制御手段が演算手段によって算出された温度差の最大値を記録した時点からの乾燥動作時間に応じて遅延時間を可変するように構成された請求項３に記載の衣類乾燥装置。
6. 乾燥用空気を装置内で循環させる為の送風手段、衣類に当たった後の湿った空気を除湿する除湿手段、除湿手段により除湿された空気を加熱する加熱手段とからなる空気循環式乾燥手段を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の衣類乾燥装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の衣類乾燥装置を備えた乾燥機能付き洗濯機。

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