JP2005270263A - Clothes dryer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、業務用や一般家庭用や業務用として洗濯作業などに使用される衣類乾燥機に関するものである。 The present invention relates to a clothes dryer used for washing work for business use, general household use, and business use.
従来、この種の衣類乾燥機は、蒸発器で除湿された空気を凝縮器を通し、乾燥空気として回転ドラムに循環させて乾燥を行う(例えば、特許文献1参照)。図4は、特許文献1に記載された従来の衣類乾燥機の断面図を示すものである。図4に示すように、本体1内に、回転ドラム2、モータ3、送風機22、循環ダクト18、蒸発器23、凝縮器24、圧縮機25、絞り装置26、インバータ回路32を設け、インバータ回路32によって圧縮機25を駆動しつつ、回転ドラム2内に入れられた洗濯物などの被乾燥物21に送風機22により矢印で示したような風を当て、蒸発器23で除湿された空気を、凝縮器24へ導き、乾燥空気として再び回転ドラム2内に循環させ、乾燥空気の一部は排気口28から外部に排出する構成のものであった。
しかしながら、前記従来の構成では、圧縮機25を駆動する駆動回路であるインバータ回路32、および回転ドラム2を回転駆動するモータ3に電力を供給する駆動回路についての記述は特になく、家庭用としては、一般に使用される100V50Hzあるいは60Hzの交流電源から、独立してモータ3とインバータ回路32が接続されているものと考えられ、モータ3に電流を供給する駆動回路から発生する損失熱と、圧縮機25を駆動する駆動回路であるインバータ回路32から発生する損失熱については、例えば、それぞれの損失パワーに応じて必要となる放熱器などを、それぞれ独立して設けて損失熱を処理した場合には、別々に設けるための形状がかさばること、およびコストが高くなるという課題を有していた。
However, in the conventional configuration, there is no particular description of the inverter circuit 32 that is a drive circuit that drives the compressor 25 and the drive circuit that supplies electric power to the
本発明は上記課題を解決するもので、衣類を入れて回転する回転庫モータ、および、圧縮機の駆動を行う駆動回路が発生する損失熱を、共通の放熱器で処理することにより、脱水時と乾燥時における熱を合理的に処理し、形状が小さく、コストの低い衣類乾燥機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problem, and by processing heat loss generated by a rotary storage motor that rotates by putting clothes and a drive circuit that drives a compressor with a common radiator, An object of the present invention is to provide a clothes dryer that can reasonably process heat during drying, has a small shape, and is low in cost.
前記課題を解決するために、本発明の衣類乾燥機は、衣類を収納する回転庫と、前記回転庫を回転する回転庫モータと、圧縮機を有するヒートポンプサイクルと、第1の制御素子を有し脱水時に前記回転庫モータを駆動する第1の駆動回路と、第2の制御素子を有し乾燥時に前記圧縮機を駆動する第2の駆動回路と、前記第1の制御素子と前記第2の制御素子を取り付けた共通の放熱器を有するものである。 In order to solve the above-described problems, a clothes dryer of the present invention includes a rotating cabinet that stores clothing, a rotating cabinet motor that rotates the rotating cabinet, a heat pump cycle that includes a compressor, and a first control element. A first drive circuit that drives the rotary motor during dehydration, a second drive circuit that has a second control element and drives the compressor during drying, the first control element, and the second It has a common radiator to which the control element is attached.
これによって、第1の駆動回路と第2の駆動回路のそれぞれから発せられる損失熱は、共通の放熱器から放熱され、脱水中および乾燥中のいずれにおいても共通の放熱器が有効に利用され、形状が小で、低コストでありながら第1の制御素子と第2の制御素子の温度を効果的に抑えることができるものとなる。 Thereby, the heat loss generated from each of the first drive circuit and the second drive circuit is dissipated from the common radiator, and the common radiator is effectively used both during dehydration and drying, Although the shape is small and the cost is low, the temperatures of the first control element and the second control element can be effectively suppressed.
本発明の衣類乾燥機は、第1の駆動回路と第2の駆動回路のそれぞれから発せられる損失熱を共通の放熱器から放熱させることにより、小型で低コストの装置を実現することができるものとなる。 The clothes dryer of the present invention can realize a small and low-cost device by dissipating the heat lost from each of the first drive circuit and the second drive circuit from a common radiator. It becomes.
第1の発明は、衣類を収納する回転庫と、前記回転庫を回転する回転庫モータと、圧縮機を有するヒートポンプサイクルと、第1の制御素子を有し脱水時に前記回転庫モータを駆動する第1の駆動回路と、第2の制御素子を有し乾燥時に前記圧縮機を駆動する第2の駆動回路と、前記第1の制御素子と前記第2の制御素子を取り付けた共通の放熱器を有する構成とすることにより、第1の駆動回路と第2の駆動回路のそれぞれから発せられる損失熱を共通の放熱器から放熱させることにより、小型、低コストとすることができるものとなる。 1st invention has a rotary warehouse which stores clothes, a rotary warehouse motor which rotates the rotary warehouse, a heat pump cycle which has a compressor, has the 1st control element, and drives the rotary warehouse motor at the time of dehydration A first drive circuit, a second drive circuit having a second control element and driving the compressor during drying, and a common radiator having the first control element and the second control element attached thereto With this configuration, the heat loss generated from each of the first drive circuit and the second drive circuit is dissipated from a common radiator, so that the size and cost can be reduced.
第2の発明は、特に請求項1に記載の第1の駆動回路に直流電圧を供給する第1の整流素子を含む第1の整流回路と、第2の駆動回路に直流電圧を供給する第2の整流素子を含む第2の整流回路を有する構成とすることにより、第1の駆動回路と第2の駆動回路が相互に直流電圧の変動によって影響を及ぼし合うことなしとした上で、第1の駆動回路と第2の駆動回路のそれぞれから発せられる損失熱を共通の放熱器から放熱させることにより、小型、低コストとすることができるものとなる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a first rectifier circuit including a first rectifier element that supplies a DC voltage to the first drive circuit according to
第3の発明は、特に請求項1または請求項2に記載の放熱器に第1の整流素子と第2の整流素子を取り付けたことにより、整流素子の損失熱も効果的に放熱器から放熱されるため、さらに小型で低価格の装置の実現が可能となるものとなる。
According to the third aspect of the invention, in particular, the first rectifying element and the second rectifying element are attached to the radiator according to
第4の発明は、特に請求項1〜3のいずれか1項に記載の第1の制御素子および第2の制御素子の温度を検知する温度検知手段を有し、前記温度検知手段の出力が所定値に達した場合、圧縮機の速度を低下させる構成とすることにより、第1の駆動回路と第2の駆動回路のそれぞれから発せられる損失熱を共通の放熱器から放熱させることにより、小型、低コストとすることができる上、乾燥中に何らかの事情により第1の制御素子や第2の制御素子の温度上昇が大きくなった場合でも、圧縮機の能力は多少低下させても引き続き乾燥動作を継続させることができるので、装置の信頼性を保ちつつ運転を続けることができるものとなる。
The fourth invention has temperature detection means for detecting the temperature of the first control element and the second control element according to any one of
第5の発明は、特に請求項1〜4のいずれか1項に記載の構成に加えて給水手段を有し、前記給水手段から供給された水で、回転庫内で衣類の洗濯を行う構成とすることにより、洗濯から乾燥までを1台で行うことができる極めて便利なものとすることができる。 5th invention has the water supply means in addition to the structure of any one of Claims 1-4 especially, The structure which wash | cleans clothes in the rotary store with the water supplied from the said water supply means By doing so, it is possible to make it very convenient to perform from washing to drying with one unit.
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(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衣類乾燥機の回路図を示すものである。図1において、衣類41を収納する回転庫42、この回転庫42の回転軸に直軸に接続され回転庫を回転する回転庫モータ43、圧縮機44と熱交換器45、46とキャピラリチューブ47を有するヒートポンプサイクル48が設けられている。さらに、熱交換器45、46と回転庫42の間の空気を通風路50内に循環して移動させる送風手段51を有している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a circuit diagram of a clothes dryer according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
なお、熱交換器45は冷媒を蒸発させることにより、空気から冷媒に熱を吸い込ませる作用から蒸発器などとも呼ばれ、一方熱交換器46は逆に冷媒から空気に熱を与える作用をするもので、凝縮器と言われることもあるが、特に使用する冷媒は各種のフロンなどに限定されるものではなく、例えば二酸化炭素(CO2)を超臨界状態として使用するものなどでも良く、ガスクーラーなどであってもかまわない。
The
そして、回転庫モータ43を駆動する第1の駆動回路55と、圧縮機44を駆動する第2の駆動回路56が接続されており、共通の放熱器57が設けられている。第1の整流回路58は、倍電圧形であって第1の駆動回路55に約250Vの直流電圧を供給し、第2の整流回路59も、やはり倍電圧形であるが第2の駆動回路56の方に230Vの直流電圧を供給するものとなっている。
And the
本実施の形態においては、2つの整流回路、すなわち第1の整流回路58と第2の整流回路59を設け、それぞれ第1の駆動回路55と第2の駆動回路56に直流電圧を供給させる構成としていることから、後述するような乾燥中における圧縮機44の運転中に回転庫モータ43を起動させるというような第1の駆動回路55と第2の駆動回路56の同時運転を行っても、それぞれの駆動回路に入力される直流電圧は相互の影響がほとんどないので、回転速度が不安定になったり、唸ったりすることがなく、高品位な装置の実現がなされるという効果を上げているものである。
In the present embodiment, two rectifier circuits, that is, a
ただし、本実施の形態のように別々に整流回路を設ける構成でなく、単一の整流回路からの出力電圧を第1の駆動回路55と第2の駆動回路56に並列に接続して供給してもよく、その場合の整流回路が共通の放熱器57に取り付けられている構成であれば、損失熱が放熱器57から放熱させることができる。
However, the rectifier circuit is not provided separately as in the present embodiment, and the output voltage from a single rectifier circuit is connected to the
また、本実施の形態のような第1の整流回路58と第2の整流回路59の一方あるいは両方が共通の放熱器57に取り付けられていない構成や、単一の整流回路としていて、それを共通の放熱器57に取り付けていない構成であったとしても、第1の駆動回路55と第2の駆動回路56については、損失熱が共通の放熱器57から放熱させることができるものとなり、合理的な放熱効果が得られるものとなる。
In addition, a configuration in which one or both of the
さらに、本実施の形態においては、フィルタ回路60と電源プラグ61が設けられており、電源高調波と端子雑音を抑えつつ、第1の整流回路58と第2の整流回路59に交流電源を供給する構成となっている。
Further, in the present embodiment, a
サーミスタを用いた温度検知手段62は、放熱器57に取り付けられており、検知した温度信号を第2の駆動回路56に出力していて、90℃に達した場合には、第2の駆動回路56は、圧縮機44の速度を低下させて圧縮機44への供給電気パワーを低下させるものとなっている。これにより、何らかの原因で、放熱器57の温度が上昇した場合、圧縮機44の運転周波数が低下することで、第2の駆動回路56の損失パワーも減少し、放熱器57の温度は90℃程度に保たれるものとなる。
The temperature detection means 62 using the thermistor is attached to the
よって、放熱器57に取り付けられた各構成要素の温度過昇による破壊などを防ぐことができ、高い信頼性を確保するとともに、多少の乾燥性能の低下はあるものの引き続き乾燥動作を継続させることができるものとなる。
Therefore, it is possible to prevent damage to each component attached to the
また、給水手段63が、水道管64および開閉により水道管64からの水を入れたり止めたりする給水弁65によって構成され、給水手段63から水が回転庫42に供給され、回転庫42内で衣類41の洗濯および脱水も行うものとなっている。排水68は、回転庫42の下部に設けられていて、閉状態では回転庫42内に水を蓄えて洗濯や濯ぎが行われ、開状態になった場合には、回転庫42の内部から水を配水管69に捨て去るものとなっている。
Further, the water supply means 63 is constituted by a water supply pipe 65 and a water supply valve 65 that puts and stops the water from the
図2は、本実施の形態の衣類乾燥機の詳細回路図を示している。100Vの50Hzまたは60Hzを受ける電源プラグ61が接続されるフィルタ回路60は、10アンペアのヒューズ80、コンデンサ81、82、83、珪素鋼板のコアを用いたノーマルチョークコイル85、フェライトコアを用いたコモンチョークコイル86を有していて、コモンチョークコイル86からの出力は、第1の整流回路58に接続されている。なお、コンデンサ82、83の接続点からは大地にアース線84を接続するための端子Eが設けられている。
FIG. 2 shows a detailed circuit diagram of the clothes dryer of the present embodiment. The
また、フィルタ回路60は、フェライトコアを用いたコモンチョークコイル87、EI形の積層珪素鋼板コアに1本のエナメル線を巻いて構成したチョークコイル88も有していて、その出力が第2の整流回路59に接続されている。このように、本実施の形態では第1の整流回路58と第2の整流回路59のそれぞれの入力に接続するためのチョークコイルが別々に設けられていることから、相互のノイズによる悪影響をなくし、極めて安定性の高い運転が行えるものとなっている。
The
第1の整流回路58は、4本のダイオードをブリッジ接続で組んだ全波の整流素子90と、整流素子90の出力に接続した電解式のコンデンサ99、92で構成され、倍電圧整流動作をすることにより、第1の駆動回路55に直流電圧を供給するものとなっている。一方、第2の整流回路59についても同様に、4本のダイオードをブリッジ接続で組んだ全波の整流素子93と、整流素子93の出力に接続した電解式のコンデンサ94、95で構成され、倍電圧整流動作をすることにより、第2の駆動回路56に直流電圧を供給するものとなっている。
The
6個の第1の制御素子101、102、103、104、105、106が第1の駆動回路55に用いられているが、これは絶縁ゲート形のトランジスタ(IGBT)およびコレクタ・エミッタ間に逆並列接続したダイオードを有する一種の半導体スイッチング素子であって、これらの第1の制御素子は、ドライブ107によってオンオフされる構成となっており、一般に3相6石形のインバータ回路などと称される構成を用いている。
Six
第2の駆動回路56についても同様であって、6個の第2の制御素子111、112、113、114、115、116が用いられ、ドライブ117によってオンオフされる構成となっている。
The same applies to the
ただし、それぞれの第1の制御素子101〜106、および第2の制御素子111〜116は、特にIGBTに限定されるものではなく、バイポーラ・トランジスタ、MOSFETなどであってもよく、半導体の材料についてもシリコン、炭化珪素(SiC)などであってよく、第1の駆動回路55および第2の駆動56として直流を入力して、回転庫モータ43および圧縮機44を駆動するものであればどのような構成でもかまわず、例えば単相交流など3相出力以外のものや、インバータ回路の構成以外のチョッパ回路で構成したものであってもかまわず、要は、回転庫モータ43および圧縮機44の運転を制御し、同時に損失熱を発生するものであれば、どのような構成のものであってもかまわない。
However, each of the
本実施の形態では、共通の放熱器57には、第1の制御素子101〜106、第2の制御素子111〜116、第1の整流素子90、第2の整流素子93が取り付けられており、これらの素子において発生する損失による熱が、放熱器57から大気中に放熱される構成となっている。
In the present embodiment, the
サーミスタを用いて構成した温度検知手段62は、放熱器57に取り付けられていることから、第1の制御素子101〜106、および第2の制御素子111〜116の温度を検知することができるものとなっている。温度検知手段62の出力が所定値である90℃に達した場合には、温度信号を受けた第2のドライブ回路117は、圧縮機の速度を低下させる動作を行うものとなる。
Since the temperature detection means 62 configured using a thermistor is attached to the
これによって圧縮機44に供給される電気パワーが減少し、第2の駆動回路56を構成する第2の制御素子111〜116の損失熱が減少し、温度検知手段62の出力信号が90℃程度に収まるように運転が継続され、乾燥動作が続くものとなる。
As a result, the electric power supplied to the
本実施の形態においては、送風手段51は第1の整流回路58からの直流電圧が供給される第3の駆動回路120と、その出力に接続された3相のファンモータ121によって構成されたものを使用しているが、第3の駆動回路もまた3相6石のインバータ回路の構成となっている。
In the present embodiment, the air blowing means 51 is constituted by a
制御回路125、126は、それぞれ第1の駆動回路55と、第2の駆動回路56の制御回路であって、運転周波数などをコントロールするものとなっている。また、制御回路125は、第3の駆動回路120のコントロールと、制御回路126との通信により、洗濯と乾燥の一連の動作を実現させるものとなっている。
The
電源回路127、128は、それぞれコンデンサ92、93の両端から直流電圧を受けて動作するスイッチング式のもので、15Vおよび5Vの直流電源を、それぞれ第1の駆動回路55、第2の駆動回路56、制御回路125、126のおのおのへと供給しているものである。
The
本実施の形態では、第1の駆動回路55と第2の駆動回路56とはマイナス端子側の電位に差が生じているので、制御回路125、126間の通信は電気的な絶縁を確保できるように、発光素子と受光素子を内蔵したフォトカプラ130、131を用いた通信経路が設けられていて、制御回路125からは圧縮機44の速度設定値が制御回路126へと送られ、また、実際の回転速度やエラー情報などが制御回路126から逆に制御回路125へという方向に戻されて送信されるものとなっている。
In the present embodiment, the
図3は、脱水乾燥機の制御素子の損失波形図である。図3(ア)は、第1の駆動回路55を構成する第1の制御素子101〜106での損失熱P1の変化を示し、図3(イ)では、第2の駆動回路56を構成する第2の制御素子111〜116での損失熱P2の変化を示したものとなっている。
FIG. 3 is a loss waveform diagram of the control element of the dehydration dryer. 3A shows a change in the heat loss P1 in the
本実施の形態の衣類乾燥機では、基本的に第1の駆動回路55は、洗濯時には毎分60回転で、回転庫42を時計回り、反時計回り、また時計回りといったように交互に反対方向に駆動し、脱水時においては、毎分1000回転まで回転庫42を時計方向に回転駆動するものである。なお、洗濯時の期間中にはすすぎを行うため、やはり脱水時と同様に毎分1000回転で回転庫42を駆動する期間を有している。また、第2の駆動回路は、乾燥時に圧縮機44を駆動するものである。
In the clothes dryer of the present embodiment, the
図3に見られるように、脱水時においては、回転庫42の速度が毎分1000回転程度というかなりの高速回転となる状況で、最高で第1の駆動回路55は約10Wの損失となる。なお、この時の第1の駆動回路55の入力パワーとしては、最大時でおよそ300W程度となる。
As can be seen from FIG. 3, at the time of dehydration, the
一方、乾燥時においては、回転庫42が洗濯時と同様に左右交互の回転で速度としては、毎分60回転程度での駆動となることから、第1の駆動回路55の損失は、2W程度と乾燥時と比較して、ぐっと小さい値となる。
On the other hand, at the time of drying, since the
乾燥時においては、圧縮機44が第2の駆動回路56によって駆動されるが、乾燥に要する時間を例えば2時間以内というように短くするためには、第2の駆動回路56の入力パワーを800W程度という、かなり大きな値まで入れることが必要となり、その際の第2の制御素子111〜116の損失P2が16Wとなる。
During drying, the
放熱器57は、常温の室温条件下において、90℃まで上がった状態で、22Wまでの熱を大気中に有効に逃がすことができる性能を有しており、本実施の形態では、乾燥時には第1の駆動回路55と第2の駆動回路56の損失計は、18Wとなり、これに第1の整流素子90と第2の整流素子93からの損失を加えても、22W以下となる。つまり、放熱器57の放熱量は、乾燥時における第1の制御素子101〜106と第2の制御素子111〜116の放熱量以下としているので、温度が過剰に上昇することなく、合理的に放熱器57からの放熱がなされるものとなる。
The
もし、共通の放熱器57を使用しない場合であれば、第1の制御素子101〜106には10W、第2の制御素子111〜116には16Wの放熱器をそれぞれ取り付ける必要があり、さらに第1の整流素子90、第2の整流素子93の放熱も必要となれば、さらにこれらにも放熱器が必要となり、部品点数が増えて形状も大となり、コストも高いものとなるところであるが、本実施例では共通の放熱器57による合理的な放熱がなされるため、その分小形、低コストとなり、部品点数も削減することができるものとなる。
If the
また、本実施の形態においては、給水手段63も設けていて洗濯も可能となっているが、洗濯時に第1の制御素子101〜106から発生する損失熱についても、10W程度以下であるため、問題ない温度に抑えることが可能である。
Further, in the present embodiment, the water supply means 63 is also provided and washing is possible, but the heat loss generated from the
また本実施の形態においては、回転庫42は回転軸を水平としているが、必ずしも水平の回転軸に限定されるものではなく、例えば、一般に縦形と呼ばれるような垂直軸で脱水時に回転する回転庫を有するものや、回転軸を水平に対して、20〜30度程度傾斜して設け、衣類の出し入れが行いやすいようにしたものなどであってもかまわず、回転庫内に例えばパルセータなどの他の機構部品などの構成要素をさらに設けて洗濯時に効果的な洗濯ができるような構成にしたものであってもよい。
In this embodiment, the
以上のように、本発明にかかる衣類乾燥機は、脱水時と乾燥時における熱を合理的に処理することができ、形状が小さく、低コストを実現するために有用である。 As described above, the clothes dryer according to the present invention can reasonably process heat during dehydration and drying, and is useful for realizing a small shape and low cost.
42 回転庫
43 回転庫モータ
48 ヒートポンプサイクル
101〜106 第1の制御素子
55 第1の駆動回路
111〜116 第2の制御素子
56 第2の駆動回路
57 放熱器
90 第1の整流素子
58 第1の整流回路
93 第2の整流素子
59 第2の整流回路
62 温度検知手段
63 給水手段
42
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