JP2005224492A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

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Abstract

【課題】ヒートポンプ装置を搭載した洗濯乾燥機において、乾燥の立ち上がり性を向上させる。
【解決手段】送風機12で送風される乾燥用空気は、給気ダクト20を通り給気口14から回転槽5内に入り、回転槽5内の衣類4を通過した後、排気口16から出て、排気ダクト22を通って吸熱器風路31の吸熱器30を通過し、循環ダクト34を介して放熱器風路33の放熱器32及び圧縮機41の周囲を通過して送風機12へ戻る。そのため、衣類4へ吹き付ける空気の温度を高くすることができ、乾燥の立ち上がり性が向上した乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
【選択図】図4

Description

本発明は、洗濯・脱水と乾燥を同一回転槽内で行う洗濯乾燥機に関するものである。
従来のドラム式の洗濯乾燥機は、図9に示すような構成であった。以下、その構成について説明する。
図に示すように、筐体1の内部には、複数のサスペンション2によって弾性的に支持された円筒状の水槽3を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション2によって吸収する構成としている。水槽3の内部には、洗濯または乾燥対象物4(以下、衣類という)を収容する円筒状で横軸型の回転槽5を回転可能に配設し、駆動モータ6により回転軸6aを回転させて回転駆動する。回転槽5の内壁には衣類を撹拌する複数のバッフル(図示せず)が設けられ、回転槽5の周壁には小孔5aを多数設けている。
筺体1の前面には、衣類4を出し入れする開口部1aと、これを開閉する扉7が設けられている。水槽3および回転槽5の前面側にも同様の開口部3a,5bを有し、この水槽3の開口部3aはベローズ8によって筐体1の開口部1aと水密に連結されている。水槽3の底部には洗濯水を排出する排水口9を有し、排水弁10を介して排水ホース11に連結され、その先端部は機外に導出されている。
送風機12は、ヒータ13によって加熱された温風を給気口14から回転槽5内に送風供給するものである。循環ダクト15は、回転槽5および水槽3を通過した湿った乾燥用空気の除湿を行うもので、一端を水槽3の下部の排気口16に接続し、他端を送風機12に接続している。給水弁17は、水道の蛇口等に接続された給水ホース18からの給水を制御する。
上記構成において、洗濯運転を行う場合は、扉7を開いて回転槽5内へ衣類4および洗剤を入れて運転を開始する。まず、給水弁17が洗濯水側の給水口を開き、水槽3および回転槽5内に所定量の水が供給されると、駆動モータ6が作動し回転槽5が回転駆動され洗浄動作を行う。所定時間後、駆動モータ6が停止して排水弁10が開き、汚れた水が回転槽5および水槽3から排水され、排水ホース11を介して機外の排水場所へ排水される。
次に、上記と同様に水槽3および回転槽5に水が供給され、すすぎ動作を行う。すすぎが終了すると排水弁10が開いて排水された後、回転槽5が駆動モータ6により高速で回転駆動されることにより、衣類4の脱水が行われる。
以上のように洗濯運転が終了すると、乾燥運転が開始する。乾燥工程では駆動モータ6により低速で回転槽5を回転駆動させ衣類4を撹拌しながら、送風機12により矢印19の方向に送風された空気は、ヒータ13で加熱されて温風となり、給気口14から回転槽5内へ送り込まれる。この温風は、衣類4の水分を奪った後、回転槽5の小孔5aから水槽3内を通過して排気口16を経て循環ダクト15へ至る。
このとき給水弁17が冷却水側の給水口を開いており、循環ダクト15内には冷却水が注水されている。衣類4の水分を奪って湿気を含んだ温風がこの循環ダクト15内を通過するとき、冷却水により冷却されて水分の結露が起こり、湿った温風は除湿されて矢印に示すように再び送風機12へ戻る。この冷却水および結露水は排水弁10を介して機外へ排水される。
この送風機12、ヒータ13、給気口14、回転槽5、水槽3、排気口16、循環ダクト15の循環経路で温風を循環させることにより、回転槽5内の衣類4を乾燥させることができる。
上記従来の構成では、衣類4の乾燥に使用された熱は、循環ダクト15の冷却水もしくは筺体1からの放熱によって全て外部に捨てられるものであり、再利用されることがなかった。
そこで、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された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を衣類乾燥機に設けることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この構成によれば、衣類より蒸発させた水分を吸熱器に結露させることにより効率よく衣類の乾燥が行えることが分かっている。
特開平7−178289号公報
しかしながら、ヒートポンプ装置は、上述したように圧縮機と放熱器と絞り手段と吸熱器とを銅管などの管路で連結して高圧の冷媒を循環させるが、圧縮機からの発熱は外気と熱交換させているため、乾燥の立ち上がりが遅くなるという課題があり、この乾燥の立ち上がり性向上が不可欠であった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、圧縮機からの発熱分を外気と熱交換させず、乾燥の立ち上がり性を向上させ乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯乾燥機は、筐体内に弾性支持された水槽と、水槽内に回転可能に設けられ衣類を収容する回転槽と、圧縮機と圧縮された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、送風手段によって前記放熱器で加熱した空気を前記回転槽内へ供給する給気口ホースと、送風手段によって前記回転槽内へ供給された空気を前記水槽外へ排出する排気口ホースとを具備し、前記ヒートポンプ装置を構成する冷凍サイクルを構成する主部品である圧縮機、放熱器、吸熱器、絞り手段、配管を風回路内に収納するものである。
これにより、圧縮機からの発熱分を外気と熱交換させず、乾燥の立ち上がり性を向上させ優れた乾燥性能を実現することができるものである。
本発明の洗濯乾燥機は、ヒートポンプ装置において、圧縮機からの発熱分を外気と熱交換させず、風回路内を循環する空気と熱交換させて、洗濯物へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
第1の発明は、筺体内に弾性支持された水槽と、水槽内に回転可能に設けられ衣類を収容する回転槽と、圧縮機と圧縮された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、送風手段によって前記放熱器で加熱した空気を前記回転槽内へ供給する給気口ホースと、送風手段によって前記回転槽内へ供給された空気を前記水槽外へ排出する排気口ホースとを具備し、前記給気口ホースおよび排気口ホースは可撓性筒状部材で構成されるとともに前記水槽に対して同方向に導出し、給気口ホースは前記放熱器に空気を流す放熱器風路の出口と、排気口ホースは前記吸熱器に空気を流す吸熱器風路の入口とそれぞれ連結し、前記ヒートポンプ装置を構成する冷凍サイクルを構成する主部品である圧縮機、放熱器、吸熱器、絞り手段、配管を同一風回路内に収納するものであり、圧縮機からの発熱分を外気と熱交換させず、風回路内を循環する空気と熱交換させて、衣類へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
第2の発明は、特に、第1の発明の放熱器の風下側に圧縮機を具備するもので、放熱器にて加熱された空気を圧縮機にてさらに加熱し、衣類へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
第3の発明は、特に、第1の発明の放熱器と吸熱器の間に圧縮機を具備するものであり、吸熱器にて除湿された空気はアキュームレータにてさらに除湿され、圧縮機にて加熱されてさらに放熱器にて加熱されて衣類へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
第4の発明は、特に、第1の発明の吸熱器の風上側に圧縮機を具備するものであり、低外気温度においても吸熱器への侵入空気の温度を上昇させることができ、放熱器からの衣類へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
第5の発明は、特に、第1の発明の圧縮機の高圧側を放熱器の風下側に、低圧側であるアキュームレータを吸熱器の風上側に具備するものであり、吸熱器へ侵入する空気を除湿し、放熱器から出る空気を加熱させ衣類へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
第6の発明は、特に、第1〜5のいずれか一つの発明の冷凍サイクルにおいて絞り手段と平行して二方弁を具備するものであり、乾燥開始時に一定時間二方弁を開にすることにより冷媒循環量を増大させて圧縮機の入力を上げて冷媒の温度を上げることにより乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
第7の発明は、特に、第1〜6のいずれか一つの発明の圧縮機の運転立ち上げ途中で周波数を一定時間固定する制御手段を有するものであり、圧縮機の安定したオイル供給能力を得ることができるため、ヒートポンプ装置の信頼性、耐久性が向上できる。
第8の発明は、特に、第1〜7のいずれか一つの発明の送風機の回転数と連動制御手段を有するものであり、乾燥開始時に一定時間二方弁を開にし、送風機の回転を停止することにより冷媒循環量を増大させて圧縮機の入力を上げて冷媒の温度を上げることにより、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
第9の発明は、特に、第1〜8のいずれか一つの発明の外気温度センサーと連動制御手段を有するものであり、外気温度を検知するにより乾燥時の立ち上がり仕様を選択することが可能となり、あらゆる外気温度において乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
第10の発明は、特に、第1〜9のいずれか一つの発明の風回路を構成する箱体は断熱材よりなるものであり、ヒートポンプ装置からその周囲部品への不用意な熱移動とそれによる弊害を防止するため乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における洗濯乾燥機の外観斜視図で、図2は筐体1の背面1b方向から見た断面図を示す。図3は図2のA−A線に沿って切断した断面図である。また、図4は本実施の形態のヒートポンプ装置の構成と乾燥用空気の流れを示すシステム概念図である。
図に示すように、筺体1の内部には、複数のサスペンション2によって弾性的に支持された円筒状の水槽3を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション2によって吸収する。水槽3の内部には、衣類4を収容する円筒状で横軸型の回転槽5を回転可能に設け、駆動モータ6により回転駆動される。
筺体1の前面には衣類4を出し入れする開口部1aと、これを開閉する扉7が設けられている。水槽3および回転槽5の前面側にも同様の開口部3a,5bを有し、この水槽3の開口部3aはベ口ーズ8によって管体1の開口部1aと水密に連結されている。水槽3の底部には洗濯水を排出する排水口9を有し排水弁10に連結されている。
送風手段を構成する送風機12は、笛体1の上面1cと側面1dが成す隅部空間に位置するように、水槽3の上部に設けられている。送風機12は水槽3の外面に設けた給気ダクト20と連通し、給気ダクト20の給気ダクト入口21から入った空気を矢印cの方向に送風して給気口14から回転槽5内に供給する。
また、水槽3の外面には、水槽3の背面部の排気口16と連通する排気ダクト22を設け、回転槽5および水槽3を通過して排気口16から出てきた空気を矢印dのように排気ダクト出口23へ導出する。
水槽3の下部には、ヒートポンプ装置を構成する熱交換器からなる吸熱器30に矢印aの方向に空気を流す吸熱器風路31と、同様に熱交換器からなる放熱器32に矢印bの方向に空気を流す放熱器風路33とが水平方向に並べて配設され、この吸熱器風路31と放熱器風路33とは循環ダクト34で連通して吸熱器30および放熱器32を通過する空気が直線的に流れるようになっている。
この吸熱器風路31と放熱器風路33と循環ダクト34は一体に構成され、筺体1内の取り付けべ一ス35に固定されている。吸熱器風路31の入口と排気ダクト出口23とは、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる排気口ホース36を介して連通している。放熱器風路33の出口と給気ダクト入口21も同様に、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる給気口ホース37を介して連通している。
また、吸熱器風路31の入口部には、空気中の異物を除去するフィルター手段として合繊ネット等からなるエアフィルター38を着脱可能に設けている。さらに、吸熱器風路31の下流側の下部には、除湿水を排出する排出口39を設けている。
送風機12で送風される乾燥用空気は、図4の矢印40に示すように、給気ダクト20を通り給気口14から回転槽5内に入り、回転槽5内の衣類4を通過した後、排気口16から出て、排気ダクト22を通って吸熱器風路31の吸熱器30を通過し、循環ダクト34を介して放熱器風路33の放熱器32及び圧縮機41の周囲を通過して送風機12へ戻り、循環するようになっている。
また、ヒートポンプ装置は、圧縮機41、および圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器32、および高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り弁や毛細管等からなる絞り手段42、絞り手段42と並列に二方弁44、および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30とを冷媒が循環するように管路43で連結されており、冷媒は矢印44の方向に流れて循環し、ヒートポンプサイクルを実現する。
以上のような構成において、次に、この動作について説明する。
洗浄工程では、排水弁10を閉じた状態で水槽3内に所定の水位45に達するまで給水を行い、駆動モータ6により衣類4と洗浄水の入った回転槽5を回転させて洗浄を行う。このとき、排気ダクト22内には一部の洗浄水が入るが、排気ダクト22は途中経路を上方に持ち上げた形状にして吸熱器30に洗浄水が浸入しにくいようになっている。
また、洗浄後の濯ぎ工程でも、洗浄工程と同様に水槽3内に給水され、回転槽5を回転させて衣類4の濯ぎを行う。脱水工程では、排水弁10を開いて機外へ水を排水した後、駆動モータ6により衣類4の入った回転槽5を高速回転して脱水する。
乾燥工程では、ヒートポンプ装置の圧縮機41を作動させると、冷媒が圧縮され、この圧力により放熱器32、絞り手段42、吸熱器30を循環する。放熱器32では冷媒の圧縮で熱が放出され、吸熱器30では絞り手段42で減圧されて低圧となった冷媒により熱が吸収される。このとき送風機12が作動し、放熱器32及び圧縮機41の放熱により加熱された温風が給気ダクト20を通って給気口14から回転槽5内に送風される。回転槽5は駆動モータ6により回転駆動され衣類4は上下に撹拌される。
回転槽5内に送風された温風は、この衣類4の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で水槽3の排気口16を経て排気ダクト22、排気口ホース36を通り、エアフィルター38を通過して’リント等の異物が除去され、吸熱器風路31に至る。
この湿った温風は、吸熱器30を通過する際に顕熱と潜熱が奪われて除湿され、乾いた空気と除湿水に分離される。この乾いた空気は、循環ダクト34を通って放熱器風路33に入り、放熱器32及び圧縮機41で再び加熱され温風となって給気口ホース37、給気ダクト20を通り、送風機12へと循環する。
一方、吸熱器30で結露した除湿水は、底部の排出口39から機外へ排出される。このようにヒートポンプ装置を用いることにより、吸熱器30で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器32で放熱して、圧縮機41に入力したエネルギー以上の熱量を衣類4に与えることができるので、乾燥時間の短縮と省エネを実現することが可能になる。
以上のように、ヒートポンプ装置は、圧縮機41からの発熱分を外気と熱交換させず、風回路内を循環する空気と熱交換させて、衣類4へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができるものである。
なお、本実施の形態では圧縮機41は縦型密閉タイプを使用したが、横型タイプを使用しても良い。また、熱交換器の方式及びレイアウトとしてフィンチューブタイプを前後にレイアウトしているが、熱交換器の方式としてはパラレルフロー、サーペンタイン、ドロンカップタイプを使用しても良く、ヒートポンプ装置のレイアウトによっては略上下に並べて配設しても良い。
また、ヒートポンプ装置に使用する冷媒は、フロン系に限らず自然冷媒である二酸化炭素やイソブタン、プロパンを使用しても良い。
(実施の形態2)
図5は本発明の第2の実施の形態における洗濯乾燥機を示すものであり、第1の実施の形態と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
放熱器32と吸熱器30の間に圧縮機41を具備するものである。これにより吸熱器にて除湿された空気はアキュームレータ45を含む低圧配管にてさらに除湿される。そして除湿された空気は圧縮機41にて加熱され、さらに放熱器32にて加熱されて衣類4へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
(実施の形態3)
図6は本発明の第3の実施の形態における洗濯乾燥機を示すものであり、第1の実施の形態と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
吸熱器30の風上側に圧縮機41を具備するものである。これにより吸熱器風路31を通過する空気は圧縮機41にて加熱される。吸熱器30への侵入空気が加熱されることから低外気温度においても吸熱器30の圧力を上昇させることができ、さらに放熱器32の圧力を上昇させる。すなわち衣類4へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
(実施の形態4)
図7は本発明の第4の実施の形態における洗濯乾燥機を示すものであり、第1の実施の形態と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
圧縮機41の高圧側を放熱器32の風下側に、低圧側であるアキュームレータ45を吸熱器30の風上側に具備するものである。これにより吸熱器風路31を通過する空気はアキュームレータ45を含む低圧側の配管と吸熱器30により除湿される。そして放熱器32及び圧縮機41により加熱された空気は、衣類4へ吹き付ける温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
(実施の形態5)
図2と図4及び図8は本発明の第5の実施の形態における洗濯乾燥機を示すものであり、第1の実施の形態と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
乾燥運転開始時において外気温度センサー46からの信号により、二方弁44、送風機12、圧縮機41を制御する制御手段を有している。これにより、外気温度が低い場合、乾燥開始時に一定時間(△T1)二方弁を開にすることにより冷媒循環量を増大させ、さらに送風機12を一定時間(△T2)停止させて圧縮機の入力を上げ、冷媒の温度を上げることにより、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
また圧縮機41の運転立ち上げ途中で周波数を一定時間(△T3)固定することにより一旦圧縮機41より吐出した油が冷凍サイクル内を循環して圧縮機41内に戻るまで油面を確保し、安定した潤滑性能を得ることができるため、ヒートポンプ装置の信頼性、耐久性を向上することができる。
また風回路を構成する吸熱風路31、循環ダクト34、放熱風路33は断熱材よりなるものである。断熱材の材料としては発泡樹脂、グラスウールやその他の断熱材を充填したパネルやシート、さらに内部を真空にしたパネルやシートなど各種のものを採用することができる。
これによりヒートポンプ装置からその周囲部品への不用意な熱移動とそれによる弊害を防止するため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。
以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、ヒートポンプ装置において、圧縮機からの発熱分を外気と熱交換させず、風回路内を循環する空気と熱交換させるため、衣類へ吹き付ける空気の温度を高くすることができ、乾燥の立ち上がり性を向上させて乾燥時間を短縮することができるので乾燥、除湿を行う洗濯機等に有用である。
本発明の実施の形態1の洗濯乾燥機の外観斜視図 本発明の実施の形態1及び5の洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の実施の形態1の要部断面図 本発明の実施の形態1及び5の洗濯乾燥機のシステム概念図 本発明の実施の形態2の洗濯乾燥機のシステム概念図 本発明の実施の形態3の洗濯乾燥機のシステム概念図 本発明の実施の形態4の洗濯乾燥機のシステム概念図 本発明の実施の形態5の洗濯乾燥機の制御パターン図 従来の洗濯乾燥機の断面図
符号の説明
1 筐体
2 サスペンション
3 水槽
5 回転槽
12 送風機
30 吸熱器
31 吸熱器風路
32 放熱器
33 放熱器風路
36 排気口ホース
37 給気口ホース
38 エアフィルター
39 排出口
41 圧縮機
42 絞り手段
43 管路
44 二方弁
45 アキュームレータ
46 外気温度センサー

Claims (10)

  1. 筺体内に弾性支持された水槽と、水槽内に回転可能に設けられ衣類を収容する回転槽と、圧縮機と圧縮された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、送風手段によって前記放熱器で加熱した空気を前記回転槽内へ供給する給気口ホースと、送風手段によって前記回転槽内へ供給された空気を前記水槽外へ排出する排気口ホースとを具備し、前記給気口ホースおよび排気口ホースは可撓性筒状部材で構成されるとともに前記水槽に対して同方向に導出し、給気口ホースは前記放熱器に空気を流す放熱器風路の出口と、排気口ホースは前記吸熱器に空気を流す吸熱器風路の入口とそれぞれ連結し、前記ヒートポンプ装置を構成する冷凍サイクルを構成する主部品である圧縮機、放熱器、吸熱器、絞り手段、配管を同一風回路内に収納する洗濯乾燥機。
  2. 放熱器の風下側に圧縮機を具備する請求項1に記載の洗濯乾燥機。
  3. 放熱器と吸熱器の間に圧縮機を具備する請求項1に記載の洗濯乾燥機。
  4. 吸熱器の風上側に圧縮機を具備する請求項1に記載の洗濯乾燥機。
  5. 圧縮機の高圧側を放熱器の風下側に、低圧側であるアキュームレータを吸熱器の風上側に具備する請求項1に記載の洗濯乾燥機。
  6. 冷凍サイクルにおいて絞り手段と平行して二方弁を具備する請求項1〜5のいずれか一項に記載の洗濯乾燥機。
  7. 圧縮機の運転立ち上げ途中で周波数を一定時間固定する制御手段を有する請求項1〜6のいずれか一項に記載の洗濯乾燥機。
  8. 送風機の回転数連動制御手段を有する請求項1〜7のいずれか一項に記載の洗濯乾燥機。
  9. 外気温度センサーと連動制御手段を有する請求項1〜8のいずれか一項に記載の洗濯乾燥機。
  10. 風回路を構成する箱体は断熱材よりなる請求項1〜9のいずれか一項に記載の洗濯乾燥機。
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