JP2005265402A5 - - Google Patents

Description

乾燥装置

本発明は、衣類乾燥や浴室乾燥、あるいは自動販売機などに用いる乾燥装置に関する。

従来の乾燥装置としては、ヒートポンプを熱源として用い、乾燥用空気を循環させているヒートポンプ式乾燥装置がある（例えば特許文献１参照）。図１０は、特許文献１に記載された従来のヒートポンプ式乾燥装置を示す構成図である。
図１０の衣類乾燥機においては、衣類乾燥機の本体１内にて回転自在に設けられた乾燥室として使用される回転ドラム２が、モータ３によってドラムベルト４を介して駆動される。そして、乾燥用空気を回転ドラム２からフィルタ１１と回転ドラム側吸気口１０とを通して循環ダクト１８へ送るための送風機２２が、モータ３によってファンベルト８を介して駆動される構成となっている。
また、冷媒を蒸発させて乾燥用空気を除湿する蒸発器２３と、冷媒を凝縮させて乾燥用空気を加熱する凝縮器２４と、冷媒に圧力差を生じさせる圧縮機２５と、冷媒の圧力差を維持するためのキャピラリチューブ等の膨張機構２６と、冷媒が通る配管２７とで、ヒートポンプ装置を構成している。なお、排気口２８は凝縮器２４で加熱された乾燥用空気の一部を本体１外へ排出する。矢印Ｂ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２１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２２が回転して乾燥用空気の流れＢが生じる。乾燥用空気は回転ドラム２内の衣類２１から水分を奪った結果多湿となった後、送風機２２により循環ダクト１８内を通ってヒートポンプ装置の蒸発器２３へ運ばれる。蒸発器２３に熱を奪われた乾燥用空気は除湿され、更に凝縮器２４へ運ばれて加熱された後、再び回転ドラム２内へ循環される。排水口１９は循環ダクト１８の途中に設けてあり、蒸発器２３で除湿されて生じたドレン水を排出する。以上の結果、衣類２１は乾燥していく仕組みになっている。
特開平７−１７８２８９号公報

しかしながら、従来のヒートポンプ式乾燥装置の構成では、高温雰囲気下のヒートポンプ運転時に圧縮機吐出圧力が上昇するという課題を有していた。
ここで、高温雰囲気下でのヒートポンプ運転時に圧縮機吐出圧力が上昇する原理について説明する。循環ダクトを有するヒートポンプ式乾燥装置においては定常状態では、圧縮機への外部電源からの入力と、ダクト内循環空気から外気への放熱量は等しくなる。つまり、圧縮機への入力が一定であれば、雰囲気温度と循環ダクト内空気平均温度の差は常に一定となる。したがって、雰囲気温度が上昇すれば、循環ダクト内空気の平均温度が上昇する。これに起因して、圧縮機が吸入、吐出する冷媒圧力が上昇し、圧縮機の許容圧力を超過する危険が生じる。
また、従来の構成では、高温雰囲気下のヒートポンプ運転時にヒートポンプのＣＯＰ（成績係数）が低下し、乾燥に必要な電力量が増加するという課題を有していた。
ここで、高温雰囲気下のヒートポンプ運転時にヒートポンプのＣＯＰ（成績係数）が低下する原理について説明する。前述の通り、雰囲気温度が上昇すれば、循環ダクト内の空気平均温度が上昇し、圧縮機が吸入する冷媒圧力が上昇する。これにより、圧縮機が吸入する冷媒密度が増加し、ヒートポンプサイクルにおける冷媒循環量が増加する。よって、ヒートポンプサイクルは、図１１に示すようにシフトし、放熱器における冷媒のエンタルピー差が減少し、ヒートポンプサイクルのＣＯＰが低下する。
また、従来の構成では、乾燥過程において、乾燥が進行するにつれて、乾燥速度が著しく低下し、乾燥時間が増大するという課題を有していた。
ここで、乾燥が進行するにつれ、乾燥速度が著しく低下する要因について説明する。一般的に温風を用いて、固体を乾燥する場合、乾燥が進行するにつれ、乾燥対象表面の含水率低下により乾燥速度が低下することが知られている。これに加えて、回転ドラム等で衣類を乾燥する場合、乾燥進行に伴い、回転ドラム内での衣類の偏りが顕著になり、衣類表面から衣類内部に残存する水分への伝熱抵抗が増大する。したがって、従来の構成においては、衣類内部への伝熱量が減少し、一般的な乾燥特性以上に乾燥速度が低下し、乾燥に要する消費電力の増大を招いている。
また、ヒートポンプ装置の冷媒として現在使われているＨＦＣ冷媒（分子中に水素、フッ素、炭素の各原子を含む冷媒）が、地球温暖化に直接的に影響するとして、これらの代替として自然界に存在する二酸化炭素（以下、ＣＯ₂）などの自然冷媒への転換が提案されている。しかし、ＣＯ₂冷媒を用いた場合は、ＨＦＣ冷媒と比較して、ヒートポンプシステムの理論効率が低く、ヒートポンプ式乾燥装置の運転効率が低下する。そこで、地球温暖化に直接的に影響しないＣＯ₂などの自然冷媒を用いて、さらに地球温暖化への間接的な影響を小さくするための省エネルギー化、高効率化を実現しなくてはならないという課題を有していた。

従って本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、冷媒としてＣＯ₂等のヒートポンプサイクルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を用いた場合に、高外気温条件下においても、圧縮機の吐出圧力の過昇を回避し、さらなる高効率化を実現する乾燥装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の乾燥装置は、圧縮機、放熱器、第１の絞り装置、熱交換器、第２の絞り装置、及び蒸発器の順に、冷媒が循環するヒートポンプと、乾燥用空気が内部を循環するとともに、前記蒸発器と前記熱交換器と前記放熱器とを前記乾燥用空気の上流側から順に内部に配設した循環ダクトと、前記循環ダクト内の乾燥用空気を強制的に循環させるための送風ファンと、前記放熱器の通過後かつ前記蒸発器の通過前の乾燥用空気が送り込まれるように、前記循環ダクトに接続された乾燥室と、を備え、前記熱交換器は、前記第１の絞り装置と前記第２の絞り装置の流路抵抗を制御することによって、第２の蒸発器または第２の放熱器に切り換えられる、ことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の乾燥装置において、前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記吐出圧力検出手段からの検出値を用いて前記第１の絞り装置及び前記第２の絞り装置を制御する絞り装置制御手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の乾燥装置において、前記吐出圧力検出手段からの検出値が所定圧力の値より大きい場合、前記熱交換器が前記第２の放熱器になるように、第１の絞り装置と第２の絞り装置の流路抵抗を制御する、ことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１に記載の乾燥装置において、前記圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記吐出温度検出手段からの検出値を用いて前記第１の絞り装置及び前記第２の絞り装置を制御する絞り装置制御手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の乾燥装置において、前記吐出温度検出手段からの検出値が所定温度の値より大きい場合、前記熱交換器が前記第２の放熱器になるように、第１の絞り装置と第２の絞り装置の流路抵抗を制御する、ことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１に記載の乾燥装置において、前記蒸発器の入口空気温度を検出する空気温度検出手段と、前記空気温度検出手段からの検出値を用いて前記第１の絞り装置及び前記第２の絞り装置を制御する絞り装置制御手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の乾燥装置において、前記空気温度検出手段からの検出値が所定温度の値より小さい場合、前記熱交換器が前記第２の放熱器になるように、第１の絞り装置と第２の絞り装置の流路抵抗を制御する、ことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の乾燥装置において、前記冷媒として二酸化炭酸を用いた、ことを特徴とする。

本発明の乾燥装置によれば、熱交換器を放熱器としても蒸発器としても利用できるので、高外気温時に圧縮機の吐出圧力や吸入圧力が過度に上昇することなく、冷凍サイクルが安定し、また、冷凍サイクルの効率が向上することで、乾燥に要する消費電力を低減することができる。
また、ヒートポンプ装置を乾燥用途に用いた場合は、乾燥過程において、熱交換器の利用を蒸発器から放熱器へと切り換えることができるので、常に衣類内部に残存する水分への伝熱量を確保し、乾燥時間の増加を抑止することができ、乾燥に要する消費電力を削減できる。

本発明の第１の実施の形態による乾燥装置は、圧縮機、放熱器、第１の絞り装置、熱交換器、第２の絞り装置、及び蒸発器の順に、冷媒が循環するヒートポンプと、乾燥用空気が内部を循環するとともに、蒸発器と熱交換器と放熱器とを乾燥用空気の上流側から順に内部に配設した循環ダクトと、循環ダクト内の乾燥用空気を強制的に循環させるための送風ファンと、放熱器の通過後かつ蒸発器の通過前の乾燥用空気が送り込まれるように、循環ダクトに接続された乾燥室と、を備え、熱交換器は、第１の絞り装置と第２の絞り装置の流路抵抗を制御することによって、第２の蒸発器または第２の放熱器に切り換えられるものである。本実施の形態によれば、第１の絞り装置及び第２の絞り装置の切り換え操作を行うことにより、熱交換器を第２の放熱器として、または第２の蒸発器として利用できるので、高外気温時に圧縮機の吐出圧力及び吸入圧力が過度に上昇することなく、冷凍サイクルが安定する乾燥装置が提供される。即ち、冷凍サイクルを安定化してその効率を向上させることができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による乾燥装置において、圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、吐出圧力検出手段からの検出値を用いて第１の絞り装置及び第２の絞り装置を制御する絞り装置制御手段と、をさらに備えたものである。本実施の形態によれば、圧縮機の吐出圧力に応じて熱交換器を放熱器として利用することができ、吐出圧力の過昇を回避し、圧縮機等の信頼性をより確実に確保しつつ、安定かつ高効率な冷凍サイクル運転を行うことができる。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による乾燥装置において、吐出圧力検出手段からの検出値が所定圧力の値より大きい場合、熱交換器が第２の放熱器になるように、第１の絞り装置と第２の絞り装置の流路抵抗を制御するものである。本実施の形態によれば、吐出圧力の過昇を回避することができ、圧縮機やヒートポンプ装置の信頼性をより確実に確保しつつ、安定かつ高効率な冷凍サイクル運転を行うことで、圧縮機への入力を低下させて省エネルギー化を図ることができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態による乾燥装置において、圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、吐出温度検出手段からの検出値を用いて第１の絞り装置及び第２の絞り装置を制御する絞り装置制御手段と、をさらに備えたものである。本実施の形態によれば、圧縮機の吐出温度に応じて熱交換器を放熱器として利用することができ、吐出圧力の過昇を回避し、圧縮機等の信頼性をより確実に確保しつつ、安定かつ高効率な冷凍サイクル運転を行うことができる。
本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態による乾燥装置において、吐出温度検出手段からの検出値が所定温度の値より大きい場合、熱交換器が第２の放熱器になるように、第１の絞り装置と第２の絞り装置の流路抵抗を制御するものである。本実施の形態によれば、吐出圧力の過昇を回避することができ、圧縮機やヒートポンプ装置の信頼性をより確実に確保しつつ、安定かつ高効率な冷凍サイクル運転を行うことで、圧縮機への入力を低下させて省エネルギー化を図ることができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態による乾燥装置において、蒸発器の入口空気温度を検出する空気温度検出手段と、空気温度検出手段からの検出値を用いて第１の絞り装置及び第２の絞り装置を制御する絞り装置制御手段と、をさらに備えたものである。本実施の形態によれば、蒸発器の入口空気温度に応じて熱交換器を放熱器として利用することができ、乾燥終了間際に放熱量を増加させ、乾燥時間の増加を抑止することができる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による乾燥装置において、空気温度検出手段からの検出値が所定温度の値より小さい場合、熱交換器が第２の放熱器になるように、第１の絞り装置と第２の絞り装置の流路抵抗を制御するものである。本実施の形態によれば、衣類内部に残存する水分への伝熱量が低下する乾燥終了間際においても、熱交換器を放熱器として利用することで、従来例よりも放熱量を増加させ、乾燥時間の増加を抑止することができ、乾燥に要する消費電力を削減できる。
本発明の第８の実施の形態は、第１から第７の実施の形態による乾燥装置において、冷媒として二酸化炭酸を用いたものである。本実施の形態によれば、乾燥用空気をより高温にして短時間で乾燥を行うことができるとともに、地球温暖化への影響を少なくすることができる。

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。図１は、本発明による第１実施例の乾燥装置の構成図であり、図２は、本第１実施例における第１の絞り装置の流路抵抗と第１の絞り装置の出口冷媒温度の関係図である。
図１において、第１実施例の乾燥装置は、ヒートポンプ装置と、このヒートポンプ装置を乾燥の熱源として用いるとともに乾燥用空気を循環させて再利用する構成とを備えている。即ち、冷媒を圧縮する圧縮機３１と、放熱作用で冷媒を凝縮して乾燥用空気を加熱する放熱器３２と、冷媒を減圧する第１の絞り装置３３と、第１の絞り装置３３及び第２の絞り装置３５の切り換え制御によって吸熱作用または放熱作用をさせる熱交換器３４と、冷媒を減圧する第２の絞り装置３５と、吸熱作用で冷媒を蒸発させて乾燥用空気を除湿する蒸発器３６とを順に配管３７を介して接続し、冷媒を封入することにより、ヒートポンプ装置を構成している。冷媒としては、放熱側で超臨界となりうる冷媒、例えば二酸化炭素等が封入されている。
また、乾燥装置の循環ダクト４１内に、放熱器３２、熱交換器３４及び蒸発器３６を配設して、これらの放熱器３２、熱交換器３４及び蒸発器３６を用いて、乾燥室４２に置いた衣類等の乾燥対象３９から水分を奪った乾燥用空気の除湿及び加熱を行い、送風ファン３８で乾燥用空気を循環させ再利用する構成となっている。なお、図１中の実線矢印は冷媒流れを、また白抜き矢印は乾燥用空気の流れを示す。

次に、乾燥装置のヒートポンプ動作について説明する。
冷媒は圧縮機３１で圧縮されて高温高圧の状態となり、放熱器３２で乾燥用空気に放熱することで冷媒は冷却される。次に、冷媒は第１の絞り装置３３を通過するが、この流路抵抗により熱交換器３４の入口冷媒圧力が決定され、図２に示すように第１の絞り装置３３の出口冷媒温度（＝熱交換器３４の入口冷媒温度）が決定される。つまり、第１の絞り装置３３の流路抵抗を制御すれば、任意に熱交換器３４の入口冷媒温度を設定可能であり、熱交換器３４は乾燥用空気の加熱にも、冷却除湿にも利用できる。

すなわち、第１の絞り装置３３により熱交換器３４の入口冷媒圧力をある値（ｐ１）以下に減圧すれば、熱交換器３４は第２の蒸発器（以下、単に蒸発器と略す）として作用し、乾燥用空気から吸熱する。そして、熱交換器３４において乾燥用空気の冷却除湿を行う場合（第１の絞り装置３３の流路抵抗を大きくすることにより、熱交換器３４の入口冷媒圧力がｐ１以下まで減圧されている場合）、冷媒は、第２の絞り装置３５を通過後（第２の絞り装置３５の流路抵抗値に依らず）に、蒸発器３６で乾燥対象３９を経た乾燥用空気からさらに吸熱することにより加熱され、再び圧縮機３１に吸入されるという動作が行われる。

一方、熱交換器３４の入口冷媒圧力がある値（ｐ１）以上であれば、熱交換器３４は第２の放熱器（以下、単に放熱器と略す）として作用し、乾燥用空気に放熱する。そして、熱交換器３４において乾燥用空気の加熱を行う場合（第１の絞り装置３３の流路抵抗を小さくし且つ第２の絞り装置３５の流路抵抗を大きくすることにより、熱交換器３４の入口冷媒圧力がｐ１以上とされている場合）、冷媒は、第２の絞り装置３５で減圧され、低温低圧の状態となり、蒸発器３６で乾燥対象３９を経た乾燥用空気から吸熱することにより加熱され、再び圧縮機３１に吸入されるという動作が行われる。

次に、乾燥装置の乾燥動作の原理について説明する。
乾燥用空気は送風ファン３８によって乾燥対象３９に強制的に接触させられた際に、乾燥対象３９から水分を奪って多湿状態となる。その後、乾燥用空気は蒸発器３６、熱交換器３４及び放熱器３２によって、冷却除湿及び加熱され、放熱器３２を通過後には高温低湿状態となる。そして、再び乾燥対象３９に強制接触させられ、乾燥対象３９から水分を奪う。以上が乾燥用空気を循環させて再利用して乾燥対象３９から水分を奪う乾燥動作の原理である。
かかる構成では、第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５を操作し、熱交換器３４を蒸発器または放熱器に切り換えて利用することが可能となる。これにより、例えば夏場の高外気温条件下等の、圧縮機吐出圧力や吸入圧力が上昇する条件下においては、熱交換器３４を放熱器として利用すれば、蒸発器として利用した場合と比較して、圧縮機吐出圧力や吸入圧力を減少させることが可能となり、冷凍サイクルが安定し、冷凍サイクルの効率が向上する。

ここで、熱交換器３４を放熱器として利用した場合、熱交換器３４を蒸発器として利用した場合と比較して、圧縮機吐出圧力や吸入圧力が減少する原理について説明する。これは、以下の関係より説明できる。
Ｑ＝Ｋ・Ａ・ΔＴ（Ｑ：熱量、Ｋ：熱通過率、Ａ：伝熱面積、ΔＴ：空気−冷媒温度差）
熱交換器３４を放熱器として利用した場合、熱交換器３４を蒸発器として利用した場合と比較して、冷媒が乾燥用空気に放熱するために利用される伝熱面積が増加し、乾燥用空気から吸熱するために利用される伝熱面積が減少する。放熱に利用される伝熱面積が増加すれば、熱通過率Ｋ、放熱量Ｑが一定条件下では、空気と冷媒の温度差ΔＴが減少し、高圧側冷媒温度はより空気温度に近づく。高圧側では、冷媒温度は常に乾燥用空気温度以上であるから、冷媒温度は低下する方向へシフトする。つまり高圧側冷媒圧力が低下する。
一方、吸熱に利用させる伝熱面積が減少すれば、熱通過率Ｋ、吸熱量Ｑが一定条件下では、空気と冷媒の温度差ΔＴが増加する。低圧側では、冷媒温度は常に乾燥空気温度以下であるから、冷媒温度は低下する方向へシフトする。つまり低圧側冷媒圧力が低下する。
以上が熱交換器３４を放熱器として利用した場合、熱交換器３４を蒸発器として利用した場合と比較して、圧縮機の吐出圧力や吸入圧力が減少する原理である。

このように本実施例の乾燥装置では、熱交換器３４を放熱器、または蒸発器として使い分けることで、外気条件等に依らず、常に安定した状態でヒートポンプ装置を運転することが可能となる。さらに、従来例に見られた圧縮機の吐出圧力や吸入圧力上昇による冷凍サイクルの効率（ＣＯＰ）低下を抑制でき、乾燥に要する消費電力を削減でき、省エネを実現する。

ところで、本実施例の乾燥装置では、ＣＯ₂冷媒を用いた遷臨界冷凍サイクルとしたため、従来のＨＦＣ冷媒を用いた亜臨界冷凍サイクルの場合と比較して、放熱器３２におけるＣＯ₂冷媒と乾燥用空気の熱交換効率を高くすることができ、乾燥用空気を高温に昇温することが可能となる。したがって、乾燥対象３９から水分を奪う能力が増大し、短時間で乾燥を行うことが可能となる。
また、本実施例では、放熱側で超臨界となるＣＯ₂冷媒を用いたが、従来のＨＦＣ冷媒を用いた場合にも同様の効果が得られる。

図３は、本発明による第２実施例の乾燥装置の構成図であり、図４は、本第２実施例における乾燥装置の制御フローチャートである。
なお、以下の実施例の説明において、第１実施例と同一構成には同一符号を付して説明を省略し、第１実施例と異なる構成について説明する。
第２実施例の乾燥装置は、第１実施例の構成に、圧縮機３１の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段４５と、この吐出圧力検出手段４５からの検出値を用いて第１の絞り装置３３及び第２の絞り装置３４を制御する絞り装置制御手段（図示せず）とを備えている。

以下にこの乾燥装置の動作について説明する。
図４に示すように、ステップ５１で、吐出圧力検出手段４５にて検出した吐出圧力Ｐｄと、狙いの設定圧力Ｐｍ（例えば１０ＭＰａ）を比較する。そして、ＰｄがＰｍより大きい場合には、熱交換器３４を放熱器として利用すると判定し、第１の絞り装置３３の流路抵抗を小さく、第２の絞り装置３５の流路抵抗を大きくする制御を実行した後、ステップ５１に戻る。
なお、熱交換器３４を放熱器として利用する際の、第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５の、それぞれの流路抵抗値ΔＰ１ａ，ΔＰ２ａをあらかじめ設定しておき、ＰｄがＰｍより大きい場合には、第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５の流路抵抗値をΔＰ１ａとΔＰ２ａに変更する制御でもよい。

このように第２実施例の乾燥装置において、圧縮機３１の吐出圧力を検出し、検出した吐出圧力に基づいて第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５の流路抵抗を制御することによって、熱交換器３４を放熱器として利用し、吐出圧力の過昇を回避することができる。即ち、圧縮機３１やヒートポンプ装置の信頼性をより確実に確保しつつ、安定かつ高効率な冷凍サイクル運転を行うことで、圧縮機３１への入力を低下させて省エネルギー化を図ることができる。

図５は、本発明による第３実施例の乾燥装置の構成図であり、図６は、本第３実施例における乾燥装置の制御フローチャートである。
第３実施例の乾燥装置は、第１実施例の構成に、圧縮機３１の吐出温度を検出する吐出温度検出手段４６と、この吐出温度検出手段４６からの検出値を用いて第１の絞り装置３３及び第２の絞り装置３５を制御する絞り装置制御手段（図示せず）とを備えている。

以下にこの乾燥装置の動作について説明する。
図６に示すように、ステップ６１で、吐出温度検出手段４６にて検出した吐出温度Ｔｄと、狙いの設定温度Ｔｍ（例えば１００℃）を比較する。そして、ＴｄがＴｍより大きい場合には、熱交換器３４を放熱器として利用すると判定し、第１の絞り装置３３の流路抵抗を小さく、第２の絞り装置３５の流路抵抗を大きくする制御を実行した後、ステップ６１に戻る。
なお、熱交換器３４を放熱器として利用する際の、第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５の、それぞれの流路抵抗値ΔＰ１ｂ，ΔＰ２ｂをあらかじめ設定しておき、ＰｄがＰｍより大きい場合には、第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５の流路抵抗値をΔＰ１ｂとΔＰ２ｂに変更する制御でもよい。

このように第３実施例の乾燥装置において、圧縮機３１の吐出温度を検出し、検出した吐出温度に基づいて第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５の流路抵抗を制御することによって、熱交換器３４を放熱器として利用し、吐出圧力の過昇を回避することができる。即ち、圧縮機３１やヒートポンプ装置の信頼性をより確実に確保しつつ、安定かつ高効率な冷凍サイクル運転を行うことで、圧縮機３１への入力を低下させて省エネルギー化を図ることができる。

図７は、本発明による第４実施例の乾燥装置の構成図であり、図８は、本第４実施例における乾燥装置の制御フローチャートであり、図９は、本第４実施例における蒸発器の入口空気温度と乾燥対象の乾燥率の関係図である。
第４実施例の乾燥装置は、第１実施例の構成に、蒸発器３６の入口空気温度を検出する空気温度検出手段４７と、この空気温度検出手段４７からの検出値を用いて第１の絞り装置３３及び第２の絞り装置３５を制御する絞り装置制御手段（図示せず）とを備えている。
なお、蒸発器３６の入口空気温度と乾燥対象３９の乾燥率の間には図９に示す関係があり、入口空気温度を検出すれば、乾燥進行度を把握することが可能である。これは、乾燥が進行するにつれ、蒸発器３６における乾燥用空気からの除湿水量が低下するため、冷媒が乾燥用空気から吸熱する熱量の内、潜熱として吸熱する熱量が低下し、顕熱として吸熱する熱量が増加するためである。よって、蒸発器３６の入口空気温度を検出することで、乾燥進行度に応じた第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５の制御が可能となる。

以下にこの乾燥装置の動作について説明する。
図８に示すように、ステップ７１で空気温度検出手段４７にて検出した入口空気温度Ｔｉと、狙いの設定温度Ｔｃ（例えば４０℃）を比較する。そして、ＴｉがＴｃより小さい場合には、熱交換器３４を放熱器として利用すると判定し、第１の絞り装置３３の流路抵抗を小さく、第２の絞り装置３５の流路抵抗を大きくする制御を実行した後、ステップ７１に戻る。
なお、熱交換器３４を放熱器として利用する際の、第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５の、それぞれの流路抵抗値ΔＰ１ｃ，ΔＰ２ｃをあらかじめ設定しておき、ＴｉがＴｃより小さい場合には、第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５の流路抵抗値をΔＰ１ｃとΔＰ２ｃに変更する制御でも同様の効果が得られる。
また、第２実施例の吐出圧力検出手段４５と本実施例の空気温度検出手段４７とを組み合わせた構成や、第３実施例の吐出温度検出手段４６と本実施例の空気温度検出手段４７とを組み合わせた構成でも良く、相乗の効果が得られる。

このように第４実施例の乾燥装置において、蒸発器３６の入口空気温度を検出し、検出した入口空気温度に基づいて第１の絞り装置３３と第２の絞り装置３５の流路抵抗を制御することによって、従来例では衣類内部に残存する水分への伝熱量が低下する乾燥終了間際においても、熱交換器３４を放熱器として利用することで、従来例よりも放熱量を増加させ、乾燥時間の増加を抑止することができ、乾燥に要する消費電力を削減できる。
なお、本発明は、衣類乾燥用途のみならず、浴室乾燥、食器乾燥等の乾燥用途、さらに、自動販売機等のヒートポンプ装置にも効果がある。

本発明にかかる乾燥装置は、衣類乾燥、浴室乾燥等の用途に有用である。また、食器乾燥や、生ゴミ処理乾燥等の用途にも応用できる。さらに、自動販売機等にも応用可能である。

本発明による第１実施例の乾燥装置の構成図 本第１実施例における第１の絞り装置の流路抵抗と第１の絞り装置の出口冷媒温度の関係図 本発明による第２実施例の乾燥装置の構成図 本第２実施例におけ乾燥装置の制御フローチャート 本発明による第３実施例の乾燥装置の構成図 本第３実施例における乾燥装置の制御フローチャート 本発明による第４実施例の乾燥装置の構成図 本第４実施例における乾燥装置の制御フローチャート 本第４実施例における蒸発器の入口空気温度と乾燥対象の乾燥率の関係図 従来の乾燥装置の構成図 従来の乾燥装置における高温運転時の冷凍サイクルを示すモリエル線図

符号の説明

３１ 圧縮機
３２ 放熱器
３３ 第１の絞り装置
３４ 熱交換器
３５ 第２の絞り装置
３６ 蒸発器
３７ 配管
３８ 送風ファン
３９ 乾燥対象
４１ 循環ダクト
４２ 乾燥室
４５ 吐出圧力検出手段
４６ 吐出温度検出手段
４７ 空気温度検出手段

Claims (8)

1. 圧縮機、放熱器、第１の絞り装置、熱交換器、第２の絞り装置、及び蒸発器の順に、冷媒が循環するヒートポンプと、
   乾燥用空気が内部を循環するとともに、前記蒸発器と前記熱交換器と前記放熱器とを前記乾燥用空気の上流側から順に内部に配設した循環ダクトと、
   前記循環ダクト内の乾燥用空気を強制的に循環させるための送風ファンと、
   前記放熱器の通過後かつ前記蒸発器の通過前の乾燥用空気が送り込まれるように、前記循環ダクトに接続された乾燥室と、
   を備え、
   前記熱交換器は、前記第１の絞り装置と前記第２の絞り装置の流路抵抗を制御することによって、第２の蒸発器または第２の放熱器に切り換えられる、ことを特徴とする乾燥装置。
2. 前記圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記吐出圧力検出手段からの検出値を用いて前記第１の絞り装置及び前記第２の絞り装置を制御する絞り装置制御手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
3. 前記吐出圧力検出手段からの検出値が所定圧力の値より大きい場合、前記熱交換器が前記第２の放熱器になるように、第１の絞り装置と第２の絞り装置の流路抵抗を制御する、ことを特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。
4. 前記圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出手段と、前記吐出温度検出手段からの検出値を用いて前記第１の絞り装置及び前記第２の絞り装置を制御する絞り装置制御手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
5. 前記吐出温度検出手段からの検出値が所定温度の値より大きい場合、前記熱交換器が前記第２の放熱器になるように、第１の絞り装置と第２の絞り装置の流路抵抗を制御する、ことを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。
6. 前記蒸発器の入口空気温度を検出する空気温度検出手段と、前記空気温度検出手段からの検出値を用いて前記第１の絞り装置及び前記第２の絞り装置を制御する絞り装置制御手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
7. 前記空気温度検出手段からの検出値が所定温度の値より小さい場合、前記熱交換器が前記第２の放熱器になるように、第１の絞り装置と第２の絞り装置の流路抵抗を制御する、ことを特徴とする請求項６に記載の乾燥装置。
8. 前記冷媒として二酸化炭酸を用いた、ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の乾燥装置。