JP2006296449A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥時間が短く使用勝手の良い洗濯乾燥機を提供する。
【解決手段】水槽（図示せず）に回転自在に設けられ衣類３４を収容する回転槽３５と、空気の除湿及び加熱を行うヒートポンプ装置５９と、回転槽３５とヒートポンプ装置５９間で空気を循環させる送風機４２と、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥などの一連の工程を制御する制御手段７５とを備え、ヒートポンプ装置５９は、冷媒圧縮用の圧縮機７１と、冷媒の熱を放熱する放熱器６２と、冷媒を減圧する絞り手段７２と、減圧された冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器６０とを冷媒が循環するように管路７３で連結して構成され、制御手段７５で、乾燥工程の前より圧縮機７１の駆動を開始すると共に、工程毎に定められたそれぞれの所定の入力電流量を上限として圧縮機７１の圧縮能力を制御するもので、乾燥工程の前より空気の加熱が始まり、乾燥工程時の空気の温度上昇が早く乾燥時間を短縮できる。
【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。

従来の洗濯乾燥機において、衣類を乾燥させる熱源としてヒータを用いたものや、ヒートポンプ装置を熱源に用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下に、上記特許文献に記載された従来の洗濯乾燥機について、図６を用いて説明する。図６は、従来の洗濯乾燥機の側断面図である。

図６において、洗濯乾燥機１は、筐体２を持ち、同筐体２の中央に衣類６を出し入れするためのドア１２が取付けられており、内部には回転ドラム３が収納されている。同回転ドラム３の所定の部位には、衣類６を回転ドラム３の回転と共に持ち上げ落下させるためのビータ５と、洗濯水７及び乾燥のための循環エア９が出入りするパンチング孔４が開口させてある。

回転ドラム３のシャフト１１は図示されない駆動用モータから回転のための動力を受けるようになっている。また、筐体２内の回転ドラム３の背面は、空気入口２４及び空気出口２３を除き隔壁２２によって仕切られ、循環エア９が通るダクト１０、及び１３が形成されている。前記隔壁２２の前面下部は洗濯槽１４を構成し、同洗濯槽１４の部分に回転ドラム３の下部が臨んでいる。

前記各エアダクト１０、１３にはコンプレッサ１９、コンデンサ（凝縮器）１８、ファン１７、膨脹弁２０、エバポレータ（蒸発器）１５等が内蔵されており、いわゆるヒートポンプサイクルが形成されている。また、コンデンサ１８の一部は筐体２の外背面に延長され、放熱器１６を形成している。２１はドレン排水用配管、８は洗濯排水用配管である。

次に、上記従来の洗濯乾燥機の各工程における動作と作用について説明する。

洗濯、すすぎ工程は、ドア１２を開け、回転ドラム３内に衣類６及び適量の洗剤を投入し、ドア１２を閉め、以下の工程を実行する。水供給バルブ（図示せず）から洗濯槽１４に水位Ａの位置まで規定量の水７が供給される。回転ドラム３がプログラムされた回転数で連続または間欠的に回転し、洗浄が行なわれる。この間、衣類６はビータ５によって持ち上げられ落下する。洗濯終了後、よごれた水７が、洗濯槽１４の洗濯排水用配管８から機外に排水される。

続いて、すすぎ工程が同様の工程で実行される。すすぎ水も洗濯排水として洗濯排水用配管８から機外に排水される。脱水工程は、回転ドラム３がプログラムされた回転数で回転し、衣類６中の水分を脱水する。脱水された水は、洗濯排水として洗濯排水用配管８から機外に排水される。乾燥工程は、コンプレッサ１９、ファン１７及び回転ドラム３が運転されて循環エア９がダクト１０、１３及び回転ドラム３の内部を循環する。

衣類６から蒸発した水蒸気は、循環エア９と共に、空気出口２３、ダクト１０を通ってエバポレータ１５に接触し、冷却されて凝縮水（結露水）となって除湿される。除湿された循環エア９は、ファン１７によってコンデンサ１８に送られ、ここで加熱されて熱風となってダクト１３、空気入口２４を経て回転ドラム３内に流入し、再び衣類６から水分を蒸発させる。エバポレータ１５で除湿されて生じた結露水はドレン排水用配管２１から機外に排水される。

この間、回転ドラム３は洗濯工程と同様にあらかじめ設定された回転数で連続又は間欠的に回転する。以上、洗濯から乾燥までを連続して行う工程について説明した。
特公平６−７５６２８号公報

しかしながら、上記従来の洗濯乾燥機に設けられたヒートポンプ装置は、コンプレッサ１９、冷媒、コンデンサ１８、エバポレータ１５等の構成要素が多く熱容量が大きいため、通常の電気ヒータと比較すると温度上昇がおそい。したがって、コンプレッサ１９のモータへ通電してから回転ドラム３内へ供給する乾燥用空気が所定の温度になるまで時間がかかり、結果的に乾燥時間が長くな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、乾燥時間の短い洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯乾燥機は、筐体内に支持された水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ衣類を収容する回転槽と、空気の除湿及び加熱を行うヒートポンプ装置と、前記回転槽と前記ヒートポンプ装置との間で空気を循環させる送風手段と、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥などの一連の工程を制御する制御手段とを備え、前記ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記冷媒の熱を放熱する放熱器と、高圧の前記冷媒の圧力を減圧する絞り手段と、減圧されて低圧となった前記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て構成され、前記制御手段は、乾燥工程に入る前より前記圧縮機の駆動を開始すると共に、工程毎に定められたそれぞれの所定の入力電流量を上限として前記圧縮機の圧縮能力を制御するようにしたもので、乾燥工程の前より圧縮機の駆動が開始し、入力電流の制限に応じて乾燥用空気を加熱することができるので、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮できる。

また、本発明の洗濯乾燥機は、筐体内に支持された水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ衣類を収容する回転槽と、空気の除湿及び加熱を行うヒートポンプ装置と、前記回転槽と前記ヒートポンプ装置との間で空気を循環させる送風手段と、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥などの一連の工程を制御する制御手段と、交流電源から流入する電流量を検知する電流量検知手段とを備え、前記ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記冷媒の熱を放熱する放熱器と、高圧の前記冷媒の圧力を減圧する絞り手段と、減圧されて低圧となった前記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て構成され、前記制御手段は、乾燥工程に入る前より前記圧縮機の駆動を開始すると共に前記電流量検知手段が検知する電流量が所定の値を超えないように前記圧縮機を制御するようにしたもので、入力電流の制限に応じて他の負荷の動作状態に合わせて圧縮機の圧縮能力を制御して乾燥用空気を加熱することにより、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮できる。

本発明の洗濯乾燥機は、乾燥工程の前より圧縮機の駆動が開始して乾燥用空気の加熱が始まっているので、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥工程での乾燥時間を短縮することができる。

第１の発明は、筐体内に支持された水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ衣類を収容する回転槽と、空気の除湿及び加熱を行うヒートポンプ装置と、前記回転槽と前記ヒートポンプ装置との間で空気を循環させる送風手段と、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥などの一連の工程を制御する制御手段とを備え、前記ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記冷媒の熱を放熱する放熱器と、高圧の前記冷媒の圧力を減圧する絞り手段と、減圧されて低圧となった前記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て構成され、前記制御手段は、乾燥工程に入る前より前記圧縮機の駆動を開始すると共に、工程毎に定められたそれぞれの所定の入力電流量を上限として前記圧縮機の圧縮能力を制御するようにしたもので、乾燥工程の前より圧縮機の駆動が開始し、入力電流の制限に応じて乾燥用空気を加熱することができるので、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮できる。

第２の発明は、筐体内に支持された水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ衣類を収容する回転槽と、空気の除湿及び加熱を行うヒートポンプ装置と、前記回転槽と前記ヒートポンプ装置との間で空気を循環させる送風手段と、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥などの一連の工程を制御する制御手段と、交流電源から流入する電流量を検知する電流量検知手段とを備え、前記ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記冷媒の熱を放熱する放熱器と、高圧の前記冷媒の圧力を減圧する絞り手段と、減圧されて低圧となった前記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て構成され、前記制御手段は、乾燥工程に入る前より前記圧縮機の駆動を開始すると共に前記電流量検知手段が検知する電流量が所定の値を超えないように前記圧縮機を制御するようにしたもので、入力電流の制限に応じて他の負荷の動作状態に合わせて圧縮機の圧縮能力を制御して乾燥用空気を加熱することにより、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮できる。

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、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。

（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、筐体の背面方向から見た断面図、図３は、図２のＺ−Ｚ断面図、図４は、同洗濯乾燥機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１〜４において、筐体３１の内部には、複数のサスペンション３２によって弾性的に支持された円筒状の水槽３３を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション３２によって吸収する。水槽３３の内部には、衣類３４を収容する円筒状で横軸型の回転槽３５を回転自在に設け、駆動モータ３６により回転駆動される。筐体３１の前面には衣類３４を出し入れする開口部３１ａと、これを開閉する扉３７が設けられている。水槽３３および回転槽３５の前面側にも同様の開口部３３ａ、３５ｂを有し、この水槽３３の開口部３３ａはベローズ３８によって筐体３１の開口部３１ａと水密に連結されている。水槽３３の底部には洗濯水を排出する排水口３９を有し排水弁４０に連結されている。

４２は、空気を循環させる送風手段となる送風機で、筐体３１の上面３１ｃと側面３１ｄが成す隅部空間に位置するように、水槽３３の上部に設けられている。送風機４２は水槽３３の外面に設けた給気ダクト５０と連通し、給気ダクト５０の給気ダクト入口５１から入った空気を矢印ｃの方向に送風して給気口４４から回転槽３５内に供給する。また、水槽３３の外面には、水槽３３の背面部に設けた排気口４６と連通する排気ダクト５２を設け、回転槽３５および水槽３３を通過して排気口４６から出てきた空気を矢印ｄのように排気ダクト出口５３へ導出する。

水槽３３の下部には、空気の除湿と加熱を行うヒートポンプ装置５９が配されている。ヒートポンプ装置５９を構成する熱交換器からなる吸熱器６０に矢印ａの方向に空気を流す吸熱器風路６１と、同様に熱交換器からなる放熱器６２に矢印ｂの方向に空気を流す放熱器風路６３とが水平方向に並べて配設され、この吸熱器風路６１と放熱器風路６３とは循環ダクト６４で連通して吸熱器６０および放熱器６２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６１と放熱器風路６３と循環ダクト６４は一体に構成され、筐体３１内の取り付けベース６５に固定されている。そして、吸熱器風路６１の入口と排気ダクト出口５３とは蛇腹状の伸縮可能なフレキシブルホース６６を介して連通している。放熱器風路６３の出口と給気ダクト入口５１も同様に蛇腹状の伸縮可能なフレキシブルホース６７を介して連通している。また、吸熱器風路６１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６８を着脱可能に設けている。さらに、吸熱器風路６１の下流側の下部には、吸熱器６０で発生した除湿水を排出する排出口６９を設けている。

上記構成により、送風機４２で送風される乾燥用空気は、図４の矢印７０に示すように、給気ダクト５０を通り給気口４４から回転槽３５内に入り、回転槽３５内の衣類３４を通過した後、排気口４６から出て、排気ダクト５２を通って吸熱器風路６１の吸熱器６０を通過し、循環ダクト６４を介して放熱器風路６３の放熱器６２を通過して送風機４２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５９は、圧縮機７１、および圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器６２、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７２、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６０とを冷媒が循環するように管路７３で連結されており、冷媒は矢印７４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。この冷媒にはエアコンや冷蔵庫で使用されるフロン系のものを用いても良いが、炭酸ガスを冷媒とすればさらに高温の熱を放出することが可能となり、衣類の乾燥に適する。

制御手段７５は、駆動モータ３６、送風機４２、圧縮機７１等と電気的に接続されこれらの動作を制御し、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥などの洗濯乾燥機としての一連の工程を制御する。

上記構成による洗濯乾燥機の動作、作用について説明する。

洗濯工程では、排水弁４０を閉じた状態で水槽３３内に所定の水位に達するまで給水を行い、駆動モータ３６により衣類３４と水の入った回転槽３５を回転させて洗浄、すすぎを行う。

洗濯工程終了後の脱水工程では、排水弁４０を開いて機外へ水を排水した後、駆動モータ３６により衣類３４の入った回転槽３５を高速回転して脱水を行うが、その際に圧縮機７１と送風機４２を動作させる。圧縮機７１が動作すると、冷媒が圧縮され、この圧力により冷媒は放熱器６１、絞り手段７２、吸熱器６０を循環する。放熱器６２では冷媒の圧縮で熱が放出され、吸熱器６０では絞り手段７２で減圧されて低圧となった冷媒により熱が吸収される。送風機４２が動作すると、放熱器６２の放熱により加熱された温風が給気ダクト５０を通って給気口４４から回転槽３５内に送風される。

このとき、制御手段７５に対して、予め圧縮機７１と送風機４２を停止した場合における脱水工程の最大電流量を測定しておき、その値に対して使用が想定される状況での電流量の上限（一般家庭であれば１５アンペア、等）を超えない程度の圧縮機７１と送風機４２のそれぞれの所定の入力電流を設定しておき、工程毎にそれぞれの所定の入力電流を超えないように圧縮機７１と送風機４２を能力制御する。これにより、脱水の機能性を低下させることなく圧縮機７１を運転させることができ、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮できる。

次に乾燥工程では、制御手段７５は、圧縮機７１と送風機４２を動作させる。このとき、圧縮機７１はすでに脱水工程中から通電され予熱されているので圧縮加熱された冷媒の熱が圧縮機７１に奪われることがなく冷媒の温度上昇が早くなる。回転槽３５は駆動モータ３６により回転駆動され衣類３４は上下に撹拌される。

回転槽３５内に送風された温風は、この衣類３４の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で水槽３３の排気口４６を経て排気ダクト５２、フレキシブルホース６６を通り、エアフィルター６６を通過してリント等の異物が除去され、吸熱器風路６１に至る。この湿った温風は、吸熱器６０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６４を通って放熱器風路６３に入り、放熱器６２で再び加熱され温風となってフレキシブルホース６７、給気ダクト５０を通り、送風機４２へと循環する。

一方、吸熱器６０で結露した除湿水は、底部の排出口６９から機外へ排出される。このようにヒートポンプ装置５９を用いることにより、吸熱器６０で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器６２で放熱して、圧縮機７１に入力したエネルギー以上の熱量を衣類３４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、乾燥工程の前の脱水工程において、制御手段７５は圧縮機７１の駆動を開始し、入力電流の制限に応じて圧縮機７１の圧縮能力を制御することができ、乾燥より前の工程にて入力電流の制限に応じて乾燥用空気を加熱することとなり、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮される。

なお、上記実施の形態では、脱水工程に入ると圧縮機７１と送風機４２を運転するものとしたが、洗い工程やすすぎ工程から運転するようにしても良い。この場合は、それぞれの工程毎に圧縮機７１と送風機４２を停止した場合における最大電流量を測定し、工程毎に圧縮機７１と送風機４２のそれぞれの所定の入力電流を設定しておくことが望ましい。

また、圧縮機７１と送風機４２のそれぞれの能力を制御することとしているが、どちらか一方のみ能力制御するようにしてもよい。

また、家庭用の交流電源を例に挙げたが、業務用であっても電流に制限がある場合は同様の制御を行うことにより乾燥時間を短縮することができる。

（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。なお、上記第１の実施の形態と同じ構成のものは同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、図５に示すように、交流電源から流入する電流量を検知する電流量検知手段７６を設け、その電流量検知手段７６で検知された電流に応じて圧縮機７１の動作を制御するようにしたもので、他の構成は、上記第１の実施の形態と同じである。

洗濯工程終了後の脱水工程では、排水弁４０を開いて機外へ水を排水した後、駆動モータ３６により衣類３４の入った回転槽３５を高速回転して脱水を行うが、その際に圧縮機７１と送風機４２を動作させる。圧縮機７１が動作すると、冷媒が圧縮され、この圧力により冷媒は放熱器６１、絞り手段７２、吸熱器６０を循環する。放熱器６２では冷媒の圧縮で熱が放出され、吸熱器６０では絞り手段７２で減圧されて低圧となった冷媒により熱が吸収される。送風機４２が動作すると、放熱器６２の放熱により加熱された温風が給気ダクト５０を通って給気口４４から回転槽３５内に送風される。

このとき、電流量検知手段７６により交流電源から流入する電流量を検知する。家庭用の交流電源では、例えば１５アンペアといったような電流の上限値が設定されているため、電流量検知手段７６による電流値が電流の上限値に近づいた場合、例えば１４アンペアを超えた場合、制御手段７５は圧縮機７１の圧縮能力を低下させ、圧縮機７１への入力電流を低下させることにより、交流電源から流入する電流値を低下させる。これにより、脱水の機能性を低下させることなく、効率的に圧縮機７１を運転させることができ、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮できる。

以上のように、脱水工程において制御手段７５は圧縮機７１の駆動を開始し、入力電流の制限に応じて、電流検知手段７６により検知した電流値に従って圧縮機７１の圧縮能力を制御することができ、乾燥より前の工程にて他の負荷の動作状態によって変動する入力電流量に応じて乾燥用空気を加熱することとなり、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮できる。

なお、本実施の形態では脱水工程に入ると圧縮機７１と送風機４２を運転するようにしたが、洗い工程やすすぎ工程から運転するようにしても良い。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、乾燥工程の前より圧縮機の駆動を開始して乾燥用空気の加熱を始めることにより、乾燥工程での乾燥時間が短縮できるもので、ヒートポンプ装置を搭載して乾燥、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における洗濯乾燥機の外観斜視図 同洗濯乾燥機の筐体の背面側から見た断面図 図２のＺ−Ｚ断面図 同洗濯乾燥機のヒートポンプ装置の構成と乾燥空気の流れを示すシステム概念図 本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機のヒートポンプ装置の構成と乾燥空気の流れを示すシステム概念図 従来の洗濯乾燥機の断面図

符号の説明

３１ 筐体
３３ 水槽
３４ 衣類
３５ 回転槽
４２ 送風機（送風手段）
５９ ヒートポンプ装置
６０ 吸熱器
６２ 放熱器
７１ 圧縮機
７２ 絞り手段
７３ 管路
７５ 制御手段
７６ 電流検知手段

Claims (2)

1. 筐体内に支持された水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ衣類を収容する回転槽と、空気の除湿及び加熱を行うヒートポンプ装置と、前記回転槽と前記ヒートポンプ装置との間で空気を循環させる送風手段と、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥などの一連の工程を制御する制御手段とを備え、前記ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記冷媒の熱を放熱する放熱器と、高圧の前記冷媒の圧力を減圧する絞り手段と、減圧されて低圧となった前記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て構成され、前記制御手段は、乾燥工程に入る前より前記圧縮機の駆動を開始すると共に、工程毎に定められたそれぞれの所定の入力電流量を上限として前記圧縮機の圧縮能力を制御するようにした洗濯乾燥機。
2. 筐体内に支持された水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ衣類を収容する回転槽と、空気の除湿及び加熱を行うヒートポンプ装置と、前記回転槽と前記ヒートポンプ装置との間で空気を循環させる送風手段と、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥などの一連の工程を制御する制御手段と、交流電源から流入する電流量を検知する電流量検知手段とを備え、前記ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された前記冷媒の熱を放熱する放熱器と、高圧の前記冷媒の圧力を減圧する絞り手段と、減圧されて低圧となった前記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て構成され、前記制御手段は、乾燥工程に入る前より前記圧縮機の駆動を開始すると共に前記電流量検知手段が検知する電流量が所定の値を超えないように前記圧縮機を制御するようにした洗濯乾燥機。