JP2006181219A - 乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】 乾燥工程開始時における乾燥用空気の加熱能力を改善して、乾燥時間の短縮を図る。
【解決手段】 膨張手段としてのキャピラリーチューブ１０に入る冷媒の熱を奪うための水冷式熱交換器１３と、この水冷式熱交換器１３に冷却水を流通させるか、当該水冷式熱交換器１３に冷却水を貯留するかを制御する制御手段としての制御装置２０を備え、制御装置２０は、洗浄、脱液工程において、圧縮機５から吐出された冷媒を水冷式熱交換器１３に流し、且つ、水冷式熱交換器１３に冷却水を貯留することによって当該水冷式熱交換器１３に蓄熱する蓄熱運転を行う。
【選択図】図８

Description

本発明は、膨張手段に入る冷媒の熱を奪うための水冷式熱交換器を備えた乾燥機に関するものである。

従来、乾燥機に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、電気ヒータを使用している乾燥機においては発熱効率（投入電力に対する発熱量の比率）が１と低く、また、ガス燃焼ヒータを使用している乾燥機においては装置の設置時にガス配管や排気ダクトなどの設備工事が必要となる問題があった。

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（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−９９２９９号公報

しかしながら、このようなヒートポンプを用いた乾燥機では、従来の電気ヒータやガス燃焼ヒータを用いたと比べて加熱能力が小さく、被洗濯物から湿気をとることができるまでの立ち上がり時間がかかると言う問題が生じていた。

本発明は、係る従来技術の技術的課題を解決するために成されたものであり、乾燥工程開始時における乾燥用空気の加熱能力を改善して、乾燥時間の短縮を図ることを目的とする。

本発明は、被乾燥物を収容する収容室と、圧縮機、放熱器、膨張手段及び蒸発器等から冷媒回路が構成されたヒートポンプとを備え、収容室内において被乾燥物の洗浄、脱液及び乾燥の各工程を実行すると共に、この乾燥工程において圧縮機から吐出された冷媒を放熱器、膨張手段、蒸発器へと流し、放熱器から収容室内を経て蒸発器に空気を循環させることにより、収容室内において被乾燥物を乾燥させる乾燥機において、膨張手段に入る冷媒の熱を奪うための水冷式熱交換器と、この水冷式熱交換器に冷却水を流通させるか、当該水冷式熱交換器に冷却水を貯留するかを制御する制御手段とを備え、制御手段は、洗浄、脱液工程において、圧縮機から吐出された冷媒を水冷式熱交換器に流し、且つ、水冷式熱交換器に冷却水を貯留することによって当該水冷式熱交換器に蓄熱する蓄熱運転を行うものである。

請求項２の発明は、上記発明において放熱器を迂回して冷媒を流すためのバイパス配管を備え、制御手段は、水冷式熱交換器に冷却水を貯留する蓄熱運転においてバイパス配管に冷媒を流すものである。

請求項３の発明は、上記各発明において冷媒回路の冷媒として二酸化炭素を用いるものである。

請求項４の発明は、上記各発明において制御手段は、蓄熱運転中、水冷式熱交換器に貯留された冷却水の温度が所定の上限温度に上昇した場合、当該水冷式熱交換器に冷却水を流通させるものである。

請求項５の発明では、上記各発明において制御手段は、乾燥工程の開始から収容室を経た空気の温度が所定の上限温度に上昇するまで水冷式熱交換器への冷却水の流通を停止するものである。

本発明では、被乾燥物を収容する収容室と、圧縮機、放熱器、膨張手段及び蒸発器等から冷媒回路が構成されたヒートポンプとを備え、収容室内において被乾燥物の洗浄、脱液及び乾燥の各工程を実行すると共に、乾燥工程において圧縮機から吐出された冷媒を放熱器、膨張手段、蒸発器へと流し、放熱器から収容室内を経て蒸発器に空気を循環させることにより、収容室内において被乾燥物を乾燥させる乾燥機において、膨張手段に入る冷媒の熱を奪うための水冷式熱交換器と、水冷式熱交換器に冷却水を流通させるか、当該水冷式熱交換器に冷却水を貯留するかを制御する制御手段とを備え、制御手段は、洗浄、脱液工程において、圧縮機から吐出された冷媒を水冷式熱交換器に流し、且つ、水冷式熱交換器に冷却水を貯留することによって当該水冷式熱交換器に蓄熱する蓄熱運転を行うようにしたので、例えば、請求項２の如く制御手段は蓄熱運転において放熱器を迂回するバイパス配管に冷媒を流すことで、乾燥工程に入る前に水冷式熱交換器に貯留された冷却水を加熱し、蓄熱しておくことができるようになる。

これにより、その後開始される乾燥工程においては、水冷式熱交換器に蓄えられた熱を冷媒によって放熱器に搬送することができるようになり、乾燥工程開始時における乾燥用空気の温度上昇を迅速に行わせて乾燥時間を短縮することができるようになる。

特に、請求項３の如く冷媒として二酸化炭素を用いて、高圧側の冷媒を超臨界とすることで、放熱器にて冷媒は凝縮せずに、超臨界の状態のまま空気と熱交換させることができるので、熱交換能力が高いため、乾燥時間を更に短縮することができるようになる。

また、請求項４の如く蓄熱運転中、水冷式熱交換器に貯留された冷却水の温度が所定の上限温度に上昇した場合に、当該水冷式熱交換器に冷却水を流通させるようにすれば、水冷式熱交換器中の冷却水の沸騰による機器の破損や、圧縮機の過熱を未然に回避することができるようになる。

更に、請求項５の如く乾燥工程の開始から収容室を経た空気の温度が所定の上限温度に上昇するまで水冷式熱交換器への冷却水の流通を停止するようにすれば、乾燥工程開始時の乾燥用空気の温度上昇をより一層迅速化することができる。

本発明は、従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、被乾燥物の乾燥時間の短縮を図ることができる乾燥機を提供するものである。以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。

図１は本発明のヒートポンプ装置３を適用した乾燥機の一実施例として、例えば洗浄液として石油系溶剤を使用するドライクリーナ１の概略構成図を示している。図において、２は周壁に多数の透孔を形成した円筒形のドラムであり、このドラム２内の収容室２Ａに被洗濯物（回収・乾燥工程における被乾燥物）としての衣類等を収容して、当該収容室２Ａ内において洗浄液により衣類の洗濯、脱液及び乾燥の各工程を実行するものである。即ち、ドライクリーナ１は、収容室２Ａにおいて洗浄から、その後の乾燥も行うものである。このドラム２は図示しないドラムモータによって例えば３０〜５０ｒｐｍの速度で回転される。

また、このドラム２には、収容室２Ａ内への洗浄液の供給・排出を行う図示しない洗浄液循環路が接続されており、この洗浄液循環路中には図示しない洗浄液タンク、洗浄液ポンプ、フィルタ、洗浄液冷却槽６等が接続されている。洗浄液ポンプが運転されると、洗浄液タンク内から洗浄液がドラム２に供給され、ドラム２内の洗浄液は洗浄液ポンプを経てフィルタを通り、洗浄液冷却槽６に送られる。そして、この洗浄液冷却槽６を経た洗浄液は洗浄液タンクに戻る循環を繰り返す。また、洗浄液冷却槽６には、当該洗浄液冷却槽６内の洗浄液の温度を検出するための冷却槽温度センサ３７が設置され、後述する制御装置２０に接続されている。

一方、３は本発明のヒートポンプ装置であり、圧縮機５、電磁弁７、８、２３、２４、放熱器としてのガスクーラ９、膨張手段としてのキャピラリーチューブ１０、蒸発器１１等から冷媒回路４が構成されている。ここで、本実施例で使用する圧縮機５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１６から圧縮機５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１７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圧縮機５外に吐出される構成とされている。

そして、圧縮機５の冷媒吐出管１７は、ガスクーラ９を介して電磁弁７に接続されている。また、ガスクーラ９の入口側の冷媒吐出管１７にはバイパス配管１９が接続されている。このバイパス配管１９はガスクーラ９を迂回して冷媒を流すための配管であり、バイパス配管１９は電磁弁８に接続されている。電磁弁７の出口は配管１２に接続され、該配管１２は水冷式熱交換器１３内を経てキャピラリーチューブ１０に接続されている。また、電磁弁８の出口は電磁弁７の出口に接続された配管１２（水冷式熱交換器１３の入口側）に接続されている。

前記水冷式熱交換器１３は、キャピラリーチューブ１０に入る冷媒の熱を奪うための排熱手段であり、この水冷式熱交換器１３には水道配管１４からの冷却水（水道水）が供給されて配管１２内を通過する冷媒を冷却した後、排水配管３０から排出される。水道配管１４には水冷式熱交換器１３に入る冷却水の通水量を制御する水量調節弁１５が設けられている。そして、排水配管３０には、水冷式熱交換器１３からの排水量を制御する排水弁３２が設けられている。これら水量調節弁１５及び排水弁３２は、例えばステップモータ弁などにより構成される。また、水冷式熱交換器１３には水冷式熱交換器１３内の冷却水の温度を検出するための熱交換器温度センサ２５が設置されており、制御装置２０に接続されている。

また、水冷式熱交換器１３を経た配管１２には、膨張前冷媒温度を検出するための冷媒温度センサ２７が設けられている。他方、前記ガスクーラ９は後述する空気循環経路１８と交熱的に配設されている。

そして、キャピラリーチューブ１０の出口側は、二方に分岐し、一方が電磁弁２３に接続して、他方が電磁弁２４に接続されている。電磁弁２３の出口は、蒸発器１１に接続され、蒸発器１１の出口側には、冷媒導入管１６を介して圧縮機５の吸込側に接続されている。また、電磁弁２４の出口は、前記洗浄液冷却槽６内に配設される配管２８を介して蒸発器１１を出た冷媒導入管１６に接続されている。また、係る蒸発器１１は前記空気循環経路１８と交熱的に配設されている。

そして、この冷媒回路４内には二酸化炭素（ＣＯ₂）が冷媒として所定量封入されている。

一方、前述した空気循環経路１８は、ドラム２内に乾燥用の空気を循環するためのものであり、ドラム２からファン３５、蒸発器１１、ガスクーラ９を順次経てドラム２に帰還する空気経路を構成している。そして、ファン３５が運転されると、ドラム２内の空気が吸引されて蒸発器１１に至り、そこで熱交換した後、ガスクーラ９と熱交換してドラム２内に吹き出される循環を繰り返す。蒸発器１１を出た空気循環経路１８にはトラップ１８Ａが構成され、このトラップ１８Ａは前記洗浄液タンク内に連通されている。前記ドラム２の出入口付近の空気循環経路１８内には空気温度センサ３８、３９が設けられており、これら空気温度センサ３８、３９によりドラム２内に吹き出される空気の温度及びドラム２内から出た空気の温度を検出することができる。

尚、上述した制御装置２０はドライクリーナ１の制御を司る制御手段であり、前記熱交換器温度センサ２５、冷媒温度センサ２７、冷却槽温度センサ３７、空気温度センサ３８、３９と、各機器が収容されるケースの温度及び圧縮機５から吐出される冷媒圧力が入力側に接続されている。そして、制御装置２０は、上記入力情報に基づき、洗浄液ポンプの運転、圧縮機５の運転、電磁弁７、８、２３、２４の開閉を制御する。更に、制御装置２０は、水冷式熱交換器１３に冷却水を流通させるか、水冷式熱交換器１３に冷却水を貯留するかを制御している。即ち、制御装置２０は、前記水量調節弁１５及び排水弁３２を制御することにより、水冷式熱交換器１３への冷却水の流通及び貯留を行う。

以上の構成で、次に図２乃至図８を参照して実施例のドライクリーナ１の動作を説明する。ドライクリーナ１の制御装置２０は図２に示すように運転開始後、洗浄工程（洗浄工程１及び洗浄工程２）−脱液工程−回収・乾燥工程−クールダウン工程の各運転工程を所定の時間プログラムに沿って順次実行する。そして、各運転工程の進行に従ってヒートポンプ装置３を、溶剤冷却モード−回収・乾燥モード−クールダウンモードの各モードで順次運転する。尚、図２の吸熱部は各運転工程において冷媒の吸熱する箇所を示している。即ち、洗浄工程１、洗浄工程２及び脱液工程では、冷媒は洗浄液冷却槽の洗浄液と熱交換して、当該洗浄液から吸熱する。また、回収・乾燥工程では蒸発器１１にて空気循環経路１８を循環する循環空気と熱交換して、吸熱作用を発揮する。図２の放熱部は各運転工程において冷媒の放熱する箇所を示している。即ち、洗浄工程１では冷媒は水冷式熱交換器１３にて当該水冷式熱交換器１３を流通する冷却水に放熱する。また、洗浄工程２から脱液工程の脱液工程終了直前までは水冷式熱交換器１３に貯留された冷却水に放熱し、その後は、ガスクーラ９にて空気循環経路１８を循環する循環空気と熱交換して放熱する。

（１）洗浄工程１（０分〜４分間の洗浄工程）
先ず、洗浄工程１では制御装置２０はドラム２を前記３０〜５０ｒｐｍの速度で回転（正転・反転を繰り返す）させ、洗浄液ポンプを運転して洗浄液循環路を介し、ドラム２内に洗浄液を循環させる。このドラム２の回転と洗浄液によってドラム２内に投入された衣類を洗浄していく。この洗浄工程の開始から制御装置２０はヒートポンプ装置３を溶剤冷却モードとする。即ち、制御装置２０は図３に示すように電磁弁７、２３を閉じ、電磁弁８、２４を開いて、冷媒回路４の圧縮機５を運転する。また、制御装置２０により、水量調節弁１５及び排水弁３２が開かれ、水冷式熱交換器１３に冷却水が流通される。

圧縮機５が運転されると、圧縮されて超臨界状態とされた高温・高圧の二酸化炭素冷媒は、圧縮機５の吐出側から冷媒吐出管１７、バイパス配管１９を通過し、電磁弁８を経て配管１２に流入する。冷媒はこの配管１２内を通過する過程で水冷式熱交換器１３に流通されている冷却水によって冷却され、超臨界状態のままキャピラリーチューブ１０に流入し、そこで減圧される過程で液化していく。

次に、冷媒は電磁弁２４を経て洗浄液冷却槽６と交熱的に設けられた配管２８に流入し、そこで蒸発して洗浄液冷却槽６から吸熱してそれを冷却する。このとき、洗浄液冷却槽６内の洗浄液は＋２５℃程度にまで冷却される。その後、配管２８から流出した冷媒は冷媒導入管１６に流入して、圧縮機５の吸込側に吸い込まれることになる。制御装置２０は洗浄液冷却槽６の温度が所定の温度以上の場合には配管２８に入る冷媒温度を所定の温度とするように圧縮機５の運転周波数を制御する。洗浄液冷却槽６の温度が前記所定の温度以下となったら圧縮機５の運転周波数を低下させ、洗浄液冷却槽６の温度が更に低下するようであれば圧縮機５を停止する。また、冷媒温度センサ２７にて検出されるキャピラリーチューブ１０の入口冷媒温度を水量調節弁１５によって所定の温度とするように水冷式熱交換器１３への通水量を制御する。尚、当該洗浄工程１では、水冷式熱交換器１３の排水弁３２は全開とする。

（２）洗浄工程２（４分〜６分の洗浄工程）
上記洗浄工程１が開始されて、所定時間経過すると（本実施例では４分経過すると）、制御装置２０は図４に示すように前記水冷式熱交換器１３の水量調節弁１５及び排水弁３２を閉じて、水冷式熱交換器１３への冷却水の流通を停止し、当該水冷式熱交換器１３に冷却水を貯留する。即ち、水冷式熱交換器１３にて冷媒と熱交換して加熱された冷却水が排水されることなく、当該水冷式熱交換器１３に貯留されることとなり、＋７０℃程度まで上昇する。

尚、制御装置２０は熱交換器温度センサ２５にて検出される水冷式熱交換器１３に貯留された冷却水の温度が所定の上限値に上昇した場合には、前記水量調節弁１５、若しくは、水量調節弁１５及び排水弁３２を開いて、冷却水を流通させる。これにより、水冷式熱交換器１３中の冷却水の温度が所定の上限値を超えて上昇する不都合を防ぐことができる。従って、水冷式熱交換器１３中の冷却水の沸騰による機器の損傷や、圧縮機５の加熱を未然に回避することができるようになる。

（３）脱液工程
制御装置２０は所定の時間（例えば、本実施例では６分）プログラムの洗浄工程（洗浄工程１及び２）を終了すると、次に脱液工程に移行する。この脱液工程では、洗浄液ポンプの運転を停止して、洗浄液の循環を停止すると共に、図示しない排液弁を開いてドラム２内の洗浄液を排出する。そして、ドラム２を例えば６００〜７００ｒｐｍの高速で回転（正転）させ、衣類からの脱液を行う。尚、本実施例では、脱液工程では洗浄液ポンプの運転を停止して、洗浄液の循環を停止するものとしたが、例えば、ドラム２を迂回する経路に洗浄液循環路を切り換えて洗浄液ポンプを運転するものとしても構わない。

そして、制御装置２０は上記各洗浄工程と同様に冷媒回路４の電磁弁７、２３を閉じ、電磁弁８、２４を開く（図５）。更に、上記洗浄工程２に継続して、前記水冷式熱交換器１３の水量調節弁１５及び排水弁３２を閉じた状態を維持する。

冷媒回路４の圧縮機５を運転すると、圧縮されて超臨界状態とされた高温・高圧の二酸化炭素冷媒は、圧縮機５の吐出側から冷媒吐出管１７に吐出され、バイパス配管１９、電磁弁８を経て配管１２に流入する。冷媒はこの配管１２内を通過する過程で水冷式熱交換器１３に貯留された冷却水によって冷却され、超臨界状態のままキャピラリーチューブ１０に流入し、そこで減圧される過程で液化していく。

次に、冷媒は電磁弁２４を経て洗浄液冷却槽６と交熱的に設けられた配管２８に流入し、そこで蒸発して洗浄液冷却槽６から吸熱する。その後、配管２８から流出した冷媒は冷媒導入管１６に流入して、圧縮機５の吸込側に吸い込まれるサイクルを繰り返す。そして、制御装置２０は洗浄液冷却槽６の温度が所定の温度以上の場合には配管２８に入る冷媒温度を所定の温度とするように圧縮機５の運転周波数を制御する。洗浄液冷却槽６の温度が前記所定の温度以下となったら圧縮機５の運転周波数を低下させ、洗浄液冷却槽６の温度が更に低下するようであれば圧縮機５を停止する。尚、制御装置２０は熱交換器温度センサ２５にて検出される水冷式熱交換器１３に貯留された冷却水の温度が所定の上限値に上昇した場合には、上記洗浄工程２と同様に前記水量調節弁１５、若しくは、水量調節弁１５及び排水弁３２を開いて、冷却水を流通させるものとする。

そして、脱液工程を所定時間（本実施例では６分間）行い、当該脱液工程を終了する直前（本実施例では１分前）に制御装置２０は図６に示す如く冷媒回路４の電磁弁８を閉じ、電磁弁７を開く。尚、電磁弁２３は閉じ、電磁弁２４は開いた状態のままである。

この状態で冷媒回路４の圧縮機５を運転すると、圧縮されて超臨界状態とされた高温・高圧の二酸化炭素冷媒は、圧縮機５の吐出側から冷媒吐出管１７に吐出され、ガスクーラ９に流入する。冷媒はそこで放熱し、当該ガスクーラ９周囲の空気循環経路１８内の空気を加熱する。このように、脱液工程の終了直前に、ガスクーラ９に冷媒を流して、当該ガスクーラ９を加熱することで、後段の回収・乾燥工程の開始時（立ち上がり）における加熱能力を改善することができるようになる。

（４）回収・乾燥工程
脱液工程が終了すると、制御装置２０は次に回収・乾燥工程に移行する。この回収・乾燥工程で、制御装置２０はファン３５を運転すると共に、ドラム２を回転する。ファン３５が運転されると、空気循環経路１８内の空気が前述の如く蒸発器１１を経てガスクーラ９に順次送られる。このガスクーラ９には、前述の如く冷媒回路４の高温・高圧冷媒が循環されるので、空気はここで熱交換して加熱され、温度が上昇した後、ドラム２内に吹き出される。この高温の空気によってドラム２内の衣類から洗浄液を蒸発させる。

ドラム２内で洗浄液を蒸発させた空気はドラム２内からファン３５により吸引され、蒸発器１１に送られる循環を繰り返す。そして、制御装置２０はヒートポンプ装置３を乾燥モードとする。当該乾燥モードでは、制御装置２０は冷媒回路４の電磁弁２３を開き、電磁弁２４を閉じる（図７）。また、制御装置２０は回収・乾燥工程の開始から前記空気温度センサ３９にて検出されるドラム２内の収容室２Ａを経た空気の温度が所定の上限温度、例えば、＋６０℃に上昇するまで、水量調節弁１５及び排水弁３２を閉じて、水冷式熱交換器１３への冷却水の流通を停止する。

そして、冷媒回路４の圧縮機５を運転すると、圧縮されて超臨界状態とされた高温・高圧の二酸化炭素冷媒は、圧縮機５の吐出側から冷媒吐出管１７に吐出され、ガスクーラ９に流入する。冷媒はそこで放熱し、当該ガスクーラ９周囲の空気循環経路１８内を循環する空気を加熱する。そして、この加熱された空気が前述の如くドラム２内に吐出されて衣類を乾燥させる。

一方、冷媒はそこで冷却され、超臨界状態のままガスクーラ９から電磁弁７を経て配管１２に流入し、水冷式熱交換器１３を通過して貯留されている冷却水と熱交換するが、前段工程からの水冷式熱交換器１３の蓄熱により、水冷式熱交換器１３に貯留された冷却水は加熱されているため、水冷式熱交換器１３で、回収・乾燥工程の開始時から蓄熱した熱量が排出されるまでのしばらくの間、冷媒は加熱される。

その後、配管１２から出た冷媒は、キャピラリーチューブ１０に流入し、そこで減圧される過程で液化していく。そして、次に冷媒は電磁弁２３を経て蒸発器１１に流入し、そこで蒸発して当該蒸発器１１周囲の空気循環経路１８内を循環する空気から吸熱して冷却する。この冷却によって空気中に蒸発した洗浄液は蒸発器１１表面に凝結する。そして、この蒸発器１１の表面にて液化した洗浄液はトラップ１８Ａから洗浄液タンク内に回収されることになる。このような、衣類の加熱と洗浄液の回収によってドラム２内の衣類は効率的に乾燥されていく。

他方、前記空気温度センサ３９にて検出されるドラム２内の収容室２Ａを経た空気の温度が＋６０℃に上昇すると、制御装置２０は、水量調節弁１５及び排水弁３２を開いて、前記空気温度センサ３９にて検出されるドラム２の出口温度が＋６０℃となるように流水量を制御する。このように、ドラム２内の収容室２Ａを経た空気の温度が所定の上限温度（＋６０℃）に上昇するまで、水冷式熱交換器１３への冷却水の流通を停止することで、回収・乾燥工程開始時の乾燥用空気の温度上昇をより一層迅速化することができるようになる。

ここで、当該回収・乾燥工程における循環空気経路１８内の循環空気温度変化（乾燥用空気温度変化）について図９を用いて説明する。回収・乾燥工程が開始されると、前段の工程で行われた水冷式熱交換器１３の蓄熱と、直前にガスクーラ９に冷媒を流して、ガスクーラ９を加熱する効果により、開始時における蒸発器１１出口（図９のクーラ出口温度）の急激な温度低下が生じない。これにより、空気温度センサ３８にて検出される収容室２Ａ入口の空気温度（ドラム２入口温度）が急速に上昇して、回収・乾燥工程開始から所定時間（図９のＡ）経過後には、設定温度Ｂ（例えば、本実施例では＋６５℃）に到達する。そして、収容室２Ａ入口温度の上昇に伴い、空気温度センサ３９にて検出される収容室２Ａ出口の空気温度（ドラム２出口温度）も上昇し、ドラム２や循環空気経路１８等などが充分に暖まると（図９のＣ）、循環空気が安定して、その後は温度上昇が緩やかになる。

そして、収容室２Ａ出口の空気温度が所定の上限温度（本実施例では＋６０℃）に達すると、制御装置２０により水量調節弁１５及び排水弁３２が開かて、水冷式熱交換器１３の冷却水の流通が開始される。このとき、制御装置２０は前記空気温度センサ３９にて検出されるドラム２の出口温度が＋６０℃となるように水量調節弁１５及び排水弁３２を調節して流水量を制御する。

上述の冷却式熱交換器１３の排熱動作（即ち、実施例では洗浄工程２の開始から収容室２Ａ出口の空気温度が＋６０℃に達するまでが蓄熱運転に相当する）の開始により、ガスクーラ９にて加熱される乾燥用空気の温度が徐々に低下する。即ち、収容室２Ａ入口の空気温度が徐々に低下する。同様に、蒸発器１１の出口温度も徐々に低下する。

そして、上記水冷式熱交換器１３への冷却水の流通が開始されて所定時間（図９のＦ）経過すると、回収・乾燥工程が終了する。この時点で、空気温度センサ３８にて検出される収容室２Ａ入口温度と空気温度センサ３９にて検出される収容室２Ａ出口温度との差がＧとなる。

一方、従来のドライクリーナの運転では、水冷式熱交換器１３の蓄熱を行っておらず（図１１）、この場合、図１０に示すように、回収・乾燥工程開始時にガスクーラ９が充分に加熱されていないため、蒸発器１１出口での急激な温度低下が見られる。尚、図１０において、実線が本発明における回収・乾燥工程の循環空気温度の変化で、破線が従来の回収・乾燥工程の循環空気温度の温度変化を示している。

このように、従来では回収・乾燥工程開始時にガスクーラ９が充分に加熱されていないため、ガスクーラ９が充分に加熱されるまでの立ち上がりに時間がかかり、収容室２Ａ出入口の各空気温度上昇は本発明と比べて緩慢となる。また、回収・乾燥工程開始から所定時間（図９のＣ＋Ｄ）経過後の収容室２Ａ入口と収容室２Ａ出口との温度差Ｂも本発明と比べて大きい。従って、同じ時間回収・乾燥工程を実行した場合には、本発明の方がより乾燥が進行していることがわかる。

このように、回収・乾燥工程に入る前に水冷式熱交換器１３に冷却水を貯留して、貯留された冷却水を加熱して蓄熱することで、水冷式熱交換器１３に蓄えられた熱を冷媒によってガスクーラ９に搬送することができ、回収・乾燥工程開始時における乾燥用空気の温度上昇を迅速に行わせて、乾燥時間を短縮することができるようになる。

特に、本実施例では、水冷式熱交換器１３に冷却水を貯留する蓄熱運転において、制御装置２０は、電磁弁８を開いて、電磁弁７を閉じる制御を行い、圧縮機５にて圧縮された高温高圧の冷媒ガスをバイパス配管１９に流すものとしている。即ち、蓄熱運転中の当該蓄熱運転開始時から脱液工程終了直前までの間、冷媒をガスクーラ９に流すことなく、水冷式熱交換器１３に流入させることで、水冷式熱交換器１３における蓄熱を効果的に行うことができるようになる。

更にまた、本実施例の如く冷媒として二酸化炭素を使用することで、冷媒回路４の高圧側の冷媒が超臨界状態となり、ガスクーラ９にて冷媒は凝縮せずに超臨界状態のまま空気と熱交換させることが可能となる。これにより、ガスクーラ９における熱交換能力が高くなるため、ガスクーラ９において、循環空気（乾燥用空気）を効率よく加熱することができるようになり、乾燥時間を更に短縮することができるようになる。

尚、回収・乾燥工程を開始してから収容室２Ａ入口の空気温度が＋６５℃（設定温度Ｂ）に達するまでの時間Ａは、前段の水冷式熱交換器１３への蓄熱量が大きくなるほど短縮することができる。同様に、回収・乾燥工程を開始してから収容室２Ａ出口の空気温度が＋５７℃（所定温度Ｅ）に達するまでの時間Ｃも前段の水冷式熱交換器１３への蓄熱量が大きくなるほど短縮することができる。

その後、冷媒は圧縮機５の吸込側に吸い込まれることになる。制御装置２０は吐出冷媒圧力とケース温度制限内で圧縮機５の最大周波数とする。

（５）クールダウン工程
上記回収・乾燥工程を所定の時間（例えば、本実施例では２６分間）プログラムで実行した後、制御装置２０はクールダウン工程に移行し、ヒートポンプ装置３をクールダウンモードとする。このクールダウンモードでは、制御装置２０は、ファン３５及び圧縮機５は、前段の乾燥モードと継続して運転を行うと共に、水量調節弁１５を開き、排水弁３２を全開として水道配管１４から水冷式熱交換器１３に通水する。更に、制御装置２０は図８に示すように冷媒回路４の電磁弁７を閉じ、電磁弁８を開く。尚、電磁弁２３は開かれ、電磁弁２４は閉じられたままの状態である。

そして、冷媒回路４の圧縮機５を運転すると、圧縮されて超臨界状態とされた高温・高圧の二酸化炭素冷媒は、圧縮機５の吐出側から冷媒吐出管１７に吐出され、電磁弁８を経て配管１２に流入する。冷媒はこの配管１２を通過する過程で、水冷式熱交換器１３に流通されている冷却水によって冷却され、排熱を廃棄して超臨界状態のままキャピラリーチューブ１０に流入し、そこで減圧される過程で液化していく。このように水冷式熱交換器１３で冷媒を冷却することで、ヒートポンプ装置３内でこもる熱を廃棄して空気冷却能力を向上させることができるようになる。

そして、次に冷媒は電磁弁２３を通過して、蒸発器１１に流入し、当該蒸発器１１に通風されている空気循環経路１８内の空気から吸熱してそれを冷却する。その後、冷媒は圧縮機５の吸込側に吸い込まれることになる。制御装置２０は、吐出冷媒圧力とケース温度制限内で圧縮機５を最大周波数とする。

空気循環経路１８内を循環される空気は蒸発器１１と熱交換して冷却される。一方、ガスクーラ９には冷媒が流れないので加熱能力は無くなる。これにより、空気循環経路１８内を循環される空気の温度は低下していき、ドラム２内の衣類の温度を下げていく。そして、このクールダウンモードを所定の時間（例えば、本実施例では２分間）プログラムで実行した後、制御装置２０は運転を停止するものである。

尚、制御装置２０は洗浄液の温度に基づき、前記水冷式熱交換器１３の蓄熱時間を変更することも可能である。即ち、制御装置２０は、図示しない洗浄液タンク内の洗浄液温度を検出して、例えば、洗浄液の温度が＋３０℃以上では、蓄熱の開始時間を遅くすると共に、蓄熱が開始されると圧縮機５の回転数を最大として運転する。これにより、洗浄液の冷却時間を長くとることができるようになる。

一方、洗浄液の温度が＋３０℃より低い場合には、蓄熱の開始時間を早めると共に、蓄熱時における圧縮機５の回転数を中程度の最も効率のよい回転数とすることで、消費電力を抑えることが可能となる。

また、本実施例では石油系溶剤を洗浄液（溶剤）として用いたが、それに限らず、環境に優しいシリコンを用いた場合にも本発明は有効である。尚、この場合には、実施例中の設定温度等はシリコン溶剤の特性に合わせて変更するものとする。

なお、本実施例では、ドライクリーナ１を例として説明しているが、これ以外にも、ヒートポンプ装置３を用いた通常の洗濯乾燥機にも有効である。

更にまた、本実施例では、ヒートポンプ装置３を構成する冷媒回路には、冷媒として二酸化炭素を用いているが、請求項１の発明ではこれ以外の冷媒を使用する場合であっても有効である。

ドライクリーナの概略構成図である。 図１のドライクリーナの運転工程を説明する図である。 図１のドライクリーナの洗濯工程１の冷媒の流れを示す模式図である。 図１のドライクリーナの洗濯工程２の冷媒の流れを示す模式図である。 図１のドライクリーナの脱液工程の冷媒の流れを示す模式図である。 図１のドライクリーナの脱液工程終了直前の冷媒の流れを示す図である。 図１のドライクリーナの回収・乾燥工程の通常乾燥モードにおける冷媒の流れ及び空気の流れを示す模式図である。 図１のドライクリーナの回収・乾燥工程のクールダウンモードにおける冷媒の流れ及び空気の流れを示す模式図である。 図１のドライクリーナの回収・乾燥工程の通常乾燥モードにおけるドラム出入口及びガスクーラの出口の温度変化を示す図である。 本発明と従来の回収・乾燥工程の通常乾燥モードにおけるドラム出入口及びガスクーラの出口の温度変化を示す図である。 従来のドライクリーナの運転工程を説明する図である。

符号の説明

１ ドライクリーナ
２ ドラム
２Ａ 収容室
３ ヒートポンプ装置
４ 冷媒回路
５ 圧縮機
６ 洗浄液冷却槽
７、８、２３、２４ 電磁弁
９ ガスクーラ
１０ キャピラリーチューブ
１１ 蒸発器
１２、２８ 配管
１３ 水冷式熱交換器
１４ 水道配管
１５ 水量調節弁
１６ 冷媒導入管
１７ 冷媒吐出管
１８ 空気循環経路
１９ バイパス配管
２０ 制御装置
２５ 熱交換器温度センサ
２７ 冷媒温度センサ
３０ 排水配管
３２ 排水弁
３５ ファン
３７ 冷却槽温度センサ
３８、３９ 空気温度センサ

Claims (5)

1. 被乾燥物を収容する収容室と、圧縮機、放熱器、膨張手段及び蒸発器等から冷媒回路が構成されたヒートポンプとを備え、前記収容室内において前記被乾燥物の洗浄、脱液及び乾燥の各工程を実行すると共に、該乾燥工程において前記圧縮機から吐出された冷媒を前記放熱器、膨張手段、蒸発器へと流し、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ことにより、前記収容室内において被乾燥物を乾燥させる乾燥機において、
   前記膨張手段に入る冷媒の熱を奪うための水冷式熱交換器と、該水冷式熱交換器に冷却水を流通させるか、当該水冷式熱交換器に冷却水を貯留するかを制御する制御手段とを備え、
   該制御手段は、前記洗浄、脱液工程において、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記水冷式熱交換器に流し、且つ、該水冷式熱交換器に冷却水を貯留することによって当該水冷式熱交換器に蓄熱する蓄熱運転を行うことを特徴とする乾燥機。
2. 前記放熱器を迂回して冷媒を流すためのバイパス配管を備え、
   前記制御手段は、前記水冷式熱交換器に冷却水を貯留する蓄熱運転において前記バイパス配管に冷媒を流すことを特徴とする請求項１の乾燥機。
3. 前記冷媒回路の冷媒として二酸化炭素を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２の乾燥機。
4. 前記制御手段は、前記蓄熱運転中、前記水冷式熱交換器に貯留された冷却水の温度が所定の上限温度に上昇した場合、当該水冷式熱交換器に冷却水を流通させることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の乾燥機。
5. 前記制御手段は、前記乾燥工程の開始から前記収容室を経た空気の温度が所定の上限温度に上昇するまで前記水冷式熱交換器への冷却水の流通を停止することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の乾燥機。

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