JP2006314503A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプ装置を有効に用いて洗浄性能に優れた洗濯乾燥機を提供する。
【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機２６と、圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器２３と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段２７と、減圧されて低圧となった冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器２１とを冷媒が循環するように管路２８で連結して構成したヒートポンプ装置４０と、筐体（図示せず）内に弾性支持された水槽３と、水槽３内に回転自在に設けられ衣類４を収容する回転槽（図示せず）と、水槽３内の空気を吸熱器２１から放熱器２３へと流した後水槽３内へ送る送風機１２と、水槽３内の洗浄水を放熱器２３へ循環させる洗浄水循環手段４１とを具備したもので、洗濯工程や濯ぎ工程においても温水及び温風を効率良く水槽３内に供給すると共に、放熱器２３に洗浄水を循環させて衣類４や洗浄水の温度を高く一定に保つことができ、洗浄性能に優れた洗濯乾燥機を提供できる。
【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。

従来のこの種の洗濯乾燥機について、図７を用いて説明する。

図７に示すように、従来の洗濯乾燥機の筐体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、衣類など洗濯または乾燥の対象となるいわゆる乾燥対象物４（以下、衣類４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４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。

筐体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の前面側にもそれぞれ同様の開口部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、その排水口９は、排水弁１０を介して排水ホース１１に連結され、その先端部は洗濯乾燥機の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。

上記のように構成された従来の洗濯乾燥機の動作は、以下の通りである。

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（図示せず）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を介して洗濯乾燥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・濯ぎ運転が終了すると、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、ヒータ１３で加熱された空気は温風となり、送風機１２により矢印ａの方向に送風され、送風路２０を通って給気口１４から矢印ｂの方向の回転槽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を介して洗濯乾燥機外へ排水される。このように、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。

しかしながら、上記従来の洗濯乾燥機の構成では、衣類４の乾燥に使用された熱は、循環ダクト１５の冷却水もしくは筐体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で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したヒートポンプ装置を洗濯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と共に、衣類からの水分を含んだ温風の熱が吸熱器で吸収され、それが冷媒を介して圧縮機に送られ、圧縮器で暖められた冷媒の熱が放熱器で放熱されて前記温風を再加熱することで、熱を有効に活用することができる。
特公平６−７５６２８号公報

しかしながら、従来の洗濯乾燥機に用いられた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て効率よく衣類乾燥を行うが、乾燥工程のみに使用されるものであり、洗浄工程における温水供給には、電気ヒータによる水加熱方式が使用されていた。しかしこのような方式は熱変換効率が１以下であるためヒートポンプ装置の効率的使用が不可欠であった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、乾燥工程に限らず洗濯工程や濯ぎ工程においても温水及び温風を効率良く水槽内に供給し、衣類や洗浄水の温度を高く一定に保って、洗浄性能に優れた洗濯乾燥機を提供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、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ための絞り手段と、減圧されて低圧となった前記冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器とを前記冷媒が循環するように管路で連結して構成したヒートポンプ装置と、筐体内に弾性支持された水槽と、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、前記回転槽内の空気を前記吸熱器から前記放熱器へと流した後前記回転槽内へ送る送風手段と、前記水槽内の洗浄水を前記放熱器へ循環させる洗浄水循環手段とを具備したもので、乾燥工程に限らず洗濯工程や濯ぎ工程においても温水及び温風を効率良く水槽内に供給すると共に、放熱器に洗浄水を循環させて衣類や洗浄水の温度を高く一定に保つことができるため、洗浄性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。また、熱交換器などから構成される放熱器に、冷媒と洗浄水の両方を流すことから熱交換効率が高くしかもコンパクト性に優れた洗濯乾燥機を提供することができる。

本発明の洗濯乾燥機は、乾燥工程に限らず洗濯工程や濯ぎ工程においてもヒートポンプ装置により温水及び温風を効率良く水槽内に供給し、さらに洗浄水を循環させて衣類や洗浄水の温度を高く一定に保つことができるため、洗浄性能に優れたものである。

第１の発明は、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ための絞り手段と、減圧されて低圧となった前記冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器とを前記冷媒が循環するように管路で連結して構成したヒートポンプ装置と、筐体内に弾性支持された水槽と、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、前記回転槽内の空気を前記吸熱器から前記放熱器へと流した後前記回転槽内へ送る送風手段と、前記水槽内の洗浄水を前記放熱器へ循環させる洗浄水循環手段とを具備したもので、乾燥工程に限らず洗濯工程や濯ぎ工程においても温水及び温風を効率良く水槽内に供給すると共に、放熱器に洗浄水を循環させて衣類や洗浄水の温度を高く一定に保つことができるため、洗浄性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。また、熱交換器などから構成される放熱器に、冷媒と洗浄水の両方を流すことから熱交換効率が高くしかもコンパクト性に優れた洗濯乾燥機を提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の水槽内の洗浄水を放熱器に供給する循環水路の断面積を、冷媒が流れる管路のそれより大に設定したもので、洗浄水の通水抵抗が小さく抑えられ、それにより洗浄水の循環量が増加し、循環水路の内壁にリント（糸くず）が蓄積し難くするため信頼性に優れた洗濯乾燥機を提供することができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の洗濯乾燥機の濯ぎ運転時に水槽内の洗浄水を放熱器へ循環させるようにしたもので、温水で濯ぎを行うことにより濯ぎ性能に優れた洗濯乾燥機を提供することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の放熱器で加熱された洗浄水を貯留する貯水槽を設け、前記貯水槽に貯留された洗浄水を水槽に供給可能にしたもので、洗濯工程及び濯ぎ工程の初期より温水を供給することができるため洗濯及び濯ぎ性能に優れた洗濯乾燥機を提供することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の衣類の乾燥運転時に水道水を放熱器に供給するようにしたもので、水道水の供給量を制御することにより圧縮機の圧力及び温度を制御することができるため、圧縮機の信頼耐久性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放熱器を水槽の外壁に取り付けたもので、水槽と放熱器を同一振動系に設置することになり、水槽と放熱器間の配管長を短く構成できしかも断熱性に優れているので、高温の温水供給が可能となり、それにより洗濯及び濯ぎ性能及び信頼性に優れた洗濯乾燥機を提供することができる。

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を水槽の外壁に取り付けたもので、水槽と圧縮機を同一振動系に設置することにより水槽と圧縮機間の配管長を短く構成でき、また断熱性に優れているので高温の温水供給が可能となり、それにより洗濯及び濯ぎ性能及び信頼性に優れた洗濯乾燥機を提供することができる。

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り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、図２は、筐体１の側面１ｂ方向から見た断面図、図３は、筐体１の背面１ｃ方向から見た断面図、図４は、同洗濯乾燥機に搭載されたヒートポンプ装置の構成と洗浄水の流れを示すシステム概念図、図５は、同洗濯乾燥機の洗浄水循環に関する主要部品の制御パターン図、図６は、同ヒートポンプ装置の圧縮機の制御パターン図である。なお、従来例における洗濯乾燥機と同一部分に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。

図１〜４に示すように、本実施の形態における洗濯乾燥機の筐体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。

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。筐体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の前面側にもそれぞれ同様の開口部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、排水ホース１１に連結されている。

送風手段を構成する送風機１２は、筐体１の上面１ｄと水槽３が成す隅部空間に位置するように、水槽３の外周面に設けられている。送風機１２は、水槽３の背面に設けた送風路２０と連通し、送風路２０から入った空気を矢印ｂの方向に送風して給気口１４から回転槽５内に供給する。そして回転槽５を通過し水槽３の排気口１６から出てきた空気は送風機１２により吸入される。

水槽３の背面部には、後述のヒートポンプ装置４０を構成する熱交換器からなる吸熱器２１に矢印ｅの方向に空気を流す吸熱器風路２２と、同様に熱交換器からなる放熱器２３に矢印ｆの方向に空気を流す放熱器風路２４とが湾曲状に並べて配設され、この吸熱器風路２２と放熱器風路２４とは循環ダクト２５で連通して吸熱器２１および放熱器２３を通過する空気が曲線的に流れるようになっている。この吸熱器風路２２と放熱器風路２４と循環ダクト２５は一体に構成され、水槽３の背面部に固定されている。

送風機１２で送風される乾燥用空気は、図２の矢印ｂに示すように、送風路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、送風機１２を通って吸熱器風路２２の吸熱器２１を通過し、循環ダクト２５を介して放熱器風路２４の放熱器２３を通過して送風路２０へ戻り、循環するようになっている。

ヒートポンプ装置４０は、冷媒を圧縮する横型の圧縮機２６と、圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器２３と、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２７と、減圧されて低圧となった冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器２１とを冷媒が循環するように管路２８で連結して構成され、冷媒は矢印ｈ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。

次に、図４を用いて、水道水、洗浄水の流れについて説明する。

給水ホース１８は、給水弁１７を介して放熱器２３に接続されており、給水ホース１８から供給される水道水は、放熱器２３内で熱交換を行うことができる。さらに放熱器２３の出口から二方弁ａ２９を介して水槽３の上部へ接続され水槽３内へ水道水を供給する。

また前記放熱器２３には、ヒートポンプサイクルを循環する管路２８が通っているため放熱フィン３０を介して水道水と冷媒の熱交換を効率良く行うことができる。さらに二方弁ａ２９の前後にはＴ字型の分岐路をそれぞれ有し二方弁ｂ３１及び二方弁ｃ３２を介して貯水槽３３へ接続されている。貯水槽３３の外周は真空断熱材等の高断熱性の材料で被われているため高い保温性能を有する。

水槽３の下部には循環ポンプ３４を有し、水槽３下部より洗浄水を吸入し循環水路３６、二方弁ｄ３５及びＴ字型の分岐路を介して放熱器２３へ洗浄水を供給して、洗浄水を循環させる洗浄水循環手段４１が設けられている。循環水路３６の断面積は、冷媒の管路２８の断面積より大に設定しており、通水抵抗を小さく抑えることにより洗浄水の循環量を増加させ循環水路３６の内壁にリント（糸くず）が蓄積し難くしている。

また、圧縮機２６、吸熱器２１、放熱器２３等のヒートポンプサイクルを構成する主要部品は水槽３の外周面に設置されている。

以上のように構成された洗濯乾燥機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。

また、洗浄後の濯ぎ工程でも、洗浄工程と同様に水槽３内に給水し、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を開いて洗濯乾燥機の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４０の圧縮機２６を作動させると、冷媒が圧縮され、この圧力により放熱器２３、絞り手段２７、吸熱器２１を循環する。放熱器２３では冷媒の圧縮で熱が放出され、吸熱器２１では、絞り手段２７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２３及び圧縮機２６の放熱により加熱された温風が送風路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を経て送風機１２を通り、吸熱器風路２２に至る。この湿った温風は、吸熱器２１を通過する際に顕熱と潜熱が奪われて除湿され、乾いた空気と結露水に分離される。この乾いた空気は、循環ダクト２５を通って放熱器風路２４に入り、放熱器２３で再び加熱され温風となって、送風路２０へと循環する。

前記の基本的な洗濯乾燥工程に追加して、温水供給及び洗浄水循環に関する制御パターン例を、図５、６を用いて以下に説明する。

洗濯モードの「初期」においては、給水弁１７より供給された水道水は、放熱器２３にてヒートポンプサイクルの高温高圧の冷媒と熱交換を効率良く行い熱を授受して温水となり水槽３内に供給される。また風路内の空気も放熱器２３により加熱されることから、温風を衣類４や洗浄水に接触させることにより衣類４や洗浄水の温度を上昇させることができる。温水が一定量供給された後は洗濯モードの「中間〜終了」に移行し、水槽３内の洗浄水は循環ポンプ３４にて水槽３の下部より吸入され循環水路３６を経て放熱器２３へ供給され熱を授受し水槽３内へと供給される。

以上のように、ヒートポンプサイクルの稼働を制御することにより洗浄水の温度を高く一定に保つことができるため高い洗浄能力を保持することができ、短時間で洗濯を終了することができる。尚、本モードは濯ぎ工程においても同様に作動し、高い濯ぎ能力を得ることができるため短時間で濯ぎを終了することができる。

貯水槽３３に水道水又は洗浄水を溜める貯水モードは、特に洗濯モードの初期において主に作動される。洗濯に必要な温水量が水槽３に供給された後、二方弁ａ２９が閉じられ二方弁ｂ３１及び二方弁ｃ３２が開けられることにより貯水槽３３に温水が貯水される。貯水された温水は例えば次工程である濯ぎモードの初期に水槽３に供給可能となるため濯ぎ能力の向上や濯ぎ時間の短縮が図られる。

さらに、高断熱材で覆われて保温性能に優れた貯水槽３３を有しているため、高い温度の温水を供給することができるのでさらなる濯ぎ能力の向上や濯ぎ時間の短縮が図られる。

乾燥モードにおいては、ヒートポンプ装置４０が稼働時に給水弁１７と二方弁ａ２９の開度を制御し、水量を調整することにより、放熱器２３内の冷媒の圧力及び温度を使用制限値内に抑え圧縮機２６を駆動するモータ（図示せず）を連続使用することができるため、高い信頼性を保ちながらヒートポンプ装置４０の効率的な稼働が可能となり、高い乾燥性能を得ることができる。

またヒートポンプ装置４０を構成する主要部品である吸熱器２１と放熱器２３及び圧縮機２６とを水槽３の外周面に直接に同一振動系に設置しているため、水槽３と放熱器２３及び圧縮機２６間の配管長を短く構成でき断熱性に優れているので高温の温水供給が行え、洗濯及び濯ぎ性能及び信頼性に優れた洗濯乾燥機を提供することができる。

また風路を短く構成でき通風抵抗が小さくなるため、風量を向上することができるので乾燥効率が向上し、また、送風機１２、吸熱器２１、放熱器２３を水槽３の上部に設置できるため洗濯中の泡や洗浄水の侵入を防止することができることから吸熱器２１、放熱器２３の信頼耐久性、結露水の排水性に優れた洗濯乾燥機を提供することができる。

また本実施の形態では、回転槽５の駆動モータ６を有する水槽３の面と相反する面に衣類４を出し入れする開口部１ａを有しているが、開口部は前記場所に限定されず水槽３及び回転槽５の如何なる位置に設定されても良い。

また、本実施の形態では、ドラム式の洗濯乾燥機を例に説明したが、パルセータ方式の縦型の洗濯乾燥機に使用しても良い。また、ヒートポンプ装置４０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。また本実施の形態では横型の圧縮機２６を使用しているが、縦型の圧縮機を使用しても良い。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、乾燥工程に限らず洗濯工程や濯ぎ工程においてもヒートポンプ装置により温水及び温風を効率良く水槽内に供給し、さらに洗浄水を循環させて衣類や洗浄水の温度を高く一定に保つことができるもので、家庭用、業務用、工業の各種洗濯乾燥機等に適用できる。

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 同洗濯乾燥機の側面方向から見た断面図 同洗濯乾燥機の背面方向から見た断面図 同洗濯乾燥機に搭載されたヒートポンプ装置の構成と洗浄水の流れを示すシステム概念図 同洗濯乾燥機の洗浄水循環に関する主要部品の制御パターン図 同ヒートポンプ装置の圧縮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
３ 水槽
４ 衣類
５ 回転槽
１２ 送風機（送風手段）
１４ 給気口
２０ 送風路
２１ 吸熱器
２２ 吸熱器風路
２３ 放熱器
２４ 放熱器風路
２６ 圧縮機
２７ 絞り手段
２８ 管路
３３ 貯水槽
３４ 循環ポンプ
３６ 循環水路
４０ ヒートポンプ装置
４１ 洗浄水循環手段

Claims (7)

1. 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ための絞り手段と、減圧されて低圧となった前記冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器とを前記冷媒が循環するように管路で連結して構成したヒートポンプ装置と、筐体内に弾性支持された水槽と、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、前記回転槽内の空気を前記吸熱器から前記放熱器へと流した後前記回転槽内へ送る送風手段と、前記水槽内の洗浄水を前記放熱器へ循環させる洗浄水循環手段とを具備した洗濯乾燥機。
2. 水槽内の洗浄水を放熱器に供給する循環水路の断面積を、冷媒が流れる管路のそれより大に設定した請求項１に記載の洗濯乾燥機。
3. 濯ぎ運転時に水槽内の洗浄水を放熱器へ循環させるようにした請求項１又は２に記載の洗濯乾燥機。
4. 放熱器で加熱された洗浄水を貯留する貯水槽を設け、前記貯水槽に貯留された洗浄水を水槽に供給可能にした請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
5. 衣類の乾燥運転時に水道水を放熱器に供給するようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
6. 放熱器を水槽の外壁に取り付けた請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
7. 圧縮機を水槽の外壁に取り付けた請求項１〜６のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。

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