JP2007143599A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ヒートポンプ装置の放熱器で洗濯水を加熱でき、加熱するための構成が簡単な洗濯乾燥機を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、外枠筐体内に設けられた水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ洗濯物を収納する洗濯乾燥槽と、冷媒を圧縮する圧縮機，圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器，圧縮された冷媒の圧力を減圧する調整弁，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を備えるヒートポンプ装置とを有し、ヒートポンプ装置は水槽に取り付け支持し、ヒートポンプ装置の放熱器は、水槽の下部に配置したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ装置を搭載したドラム式の洗濯乾燥機にあって、ヒートポンプ装置を利用して洗たく水を加熱できる洗濯乾燥機に関するものである。

ヒートポンプ装置を搭載した洗濯乾燥機は、特開昭６４−３２８９３号公報（特許文献１）に記載されているが、圧縮機及びその他の関連部品は外槽ではなく外枠筐体に配置されている。

特開昭６４−３２８９３号公報

特許文献１に示される洗濯乾燥機は、乾燥運転工程でヒートポンプ装置を運転して乾燥を行う。洗濯運転工程ではヒートポンプ装置の運転が行われない。

ヒートポンプ装置は、放熱器を有する。この放熱器を利用して洗濯運転工程で洗濯水を加熱することは行なわれていない。また、特許文献１に示される洗濯乾燥機は、ヒートポンプ装置が外枠筐体側に取り付けられているので、放熱器の発熱を水槽に溜まる洗濯水に伝えて洗濯水を加熱することは難しい。

本発明は、ヒートポンプ装置を備えた洗濯機にあって、放熱器の発熱を利用して洗濯水を加熱する洗濯乾燥機を提供することに目的とする。併せて洗濯水を加熱する構成が簡単で、しかも配管や風路ダクトの構成が簡単な洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

本発明は、外枠筐体内に設けられた水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ洗濯物を収納する洗濯乾燥槽と、冷媒を圧縮する圧縮機，圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器，圧縮された冷媒の圧力を減圧する調整弁，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を備えるヒートポンプ装置とを有し、ヒートポンプ装置は水槽に取り付け支持し、ヒートポンプ装置の放熱器は、水槽の下部に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、ヒートポンプ装置の放熱器で洗濯水を加熱でき、さらに加熱するための構成が簡単な洗濯乾燥機を提供することができる。

本発明の実施例について、図面を引用して説明する。

図１に示すように、ドラム式の洗濯乾燥機は、外枠筐体１の内側に外槽２が置かれる。外槽２は、前後の中央が複数個のサスペンション３により下方から支持される。また外槽２はその上部から引きバネ４により吊り下げ支持される。

サスペンション３は、外槽２を含む全重量を支持するものであり、強固な弾性支持構成を有し、外枠筐体１の外枠ベース２０に固定されている。特に脱水運転時に生じる外槽２の強い上下振動を吸収し、脱水起動時に発生する外槽２の異常振動を防止するための減衰機構などが設けられている。

サスペンション３の取付け位置は外槽２のほぼ重心位置に設けられる。後方に位置するほど斜めの洗濯乾燥槽（ドラム）１１の場合は、サスペンション３の高さが低くなるので、ストロークがとれなくなる。

このため、サスペンションでの減衰機構部が製作し難いので、重心位置は外槽２のほぼ中心側に位置した方が、後方に位置するよりもサスペンションの高さを高くとることができるのでよい。

また、外槽２の上部から吊り下げ支持する引きバネ４は、外槽２の倒れ防止を兼ねた支持や脱水時の上下・左右振動を低減するために設けられている。

外枠筐体１の上側内部には、給水電磁弁６、洗剤投入ケース８が設けられる。洗剤投入ケース８は、注水ホース７により給水電磁弁６と連通接続される。給水電磁弁６には、給水ホース５が接続される。給水ホース５の先端は水道の蛇口（図示せず）に接続される。

洗濯やすすぎ時には、給水電磁弁６が開放操作され、注水ホース７から洗剤投入ケース８に洗濯やすすぎに必要な水が供給される。

洗剤投入ケース８には、洗濯に必要な洗剤が投入される。また、すすぎ時に、洗濯物９の仕上がりを良くするための柔軟仕上げ剤が洗剤投入ケース８に設けられた仕上げ剤を溜めるケース部に投入され、必要な時に外槽２に自動的に投入される。

すなわち、洗濯時に、注水ホース７から供給された水により、洗剤投入ケース８内で洗剤が溶かされ、フレキシブルホース１０を流れて外槽２の上部から内部に投入される。

洗濯乾燥槽（ドラム）１１は、外槽２に回動自在に内置される。前側に投入口が設けられた有底円筒形を有する洗濯乾燥槽（ドラム）１１は、投入口１１ａが斜め上向きになるように回転軸心線を傾斜させて置かれる。

回転軸心線は、水平線に対する傾き角度θを１５度にとっている。洗濯乾燥槽１１の傾斜は、洗濯物の取り出しなどから１５度程度が望ましいが、（５〜３０）度程度の範囲内で傾き角度θを選択できる。

外槽２は、洗濯乾燥槽１１と同じように前側に投入口１１ｂが設けられた有底円筒形を有し、投入口が斜め上向きになるように中心（中央）を通る中心軸線を傾斜させて置かれる。

外槽２の中心軸線は、洗濯乾燥槽１１の回転軸心線と同じ傾斜角度で、かつ同心上に重なるように置かれる。

外枠筐体１は、前側に投入口１１ｃを有する。外枠筐体１の投入口１１ｃは、洗濯乾燥槽１１、および外槽２の投入口と同じ向きに揃えて設けられ、開閉自在なる外蓋１２が備わる。洗濯物の出し入れは、外蓋１２を開けて行う。

ベローズ２１は、外枠筐体１の投入口１１ｃの口縁部と、外槽２の投入口１１ｂの内縁部に水密的に取付けられる。外枠筐体１と外槽２の間の水密は弾性体で出来ているベローズ２１により保たれる。外蓋１２は、内側がベローズ２１に密着するので、外枠筐体１の投入口１１ｃから外部への漏水は生じない。

洗濯乾燥槽１１は、投入口１１ａの外周にバランサー１３を有する。このバランサー１３により、脱水時の振動が低減される。また、洗濯乾燥槽１１は、円筒部に複数の脱水穴１４を有する。脱水時に、洗濯物９に含まれている水分が脱水穴１４により遠心力で外槽２内に脱水される。

洗濯乾燥槽１１の円筒部には、複数（３本）のリフター１６が設けられる。このリフター１６は、回転軸心線の方向に沿って延在する。リフター１６の高さは、通常は長手方向に亘ってほぼ同じ高さである。奥側に位置する洗濯物９の動きを良くするため、リフター１６は洗濯乾燥槽１１の回転軸心に対してほぼ水平（下側に位置した際での水平）とすることもある。複数（３本）のリフター１６は３本の場合、１２０度の等間隔で配置される。

ＤＣブラシレスモータ１９は、外槽２の後部外面に取付け固定される。このＤＣブラシレスモータ１９は、洗濯乾燥槽１１を回転駆動する駆動源である。

洗濯乾燥槽１１は、円筒部の底側である後端にフランジ１７を有する。フランジ１７に設けた主軸１８は、ＤＣブラシレスモータ１９のロータ側に結合される。こうして、洗濯乾燥槽１１は、駆動源のＤＣブラシレスモータ１９を介して外槽２に回転自在に支持される。

排水電磁弁２２は、外槽２の後下部に設けられ、排水ホース２３が接続される。排水電磁弁２２を開放操作することにより、外槽２に溜まっていた洗濯水やすすぎ水は、排水ホース２３を通じて機外に排水される。

次にヒートポンプ装置、及び関連するところを含めて、図１、図２、図３、図４を引用して説明する。

ヒートポンプ装置は、圧縮機１５、吸熱器５２、放熱器５３、減圧用の調整弁２６、冷媒が流れる管路２５等を有する。このヒートポンプ装置は、外槽２に取り付け支持されるように設けられる。

圧縮機１５は、出力が４００Ｗ程度である。圧縮された冷媒は圧縮機１５の出力の約３〜６倍の熱エネルギーが得られる。

また、圧縮機の種類としてはレシプロ方式、ロータリ方式及びリニヤー方式がある。いずれの方式を使用してもよい。

しかし、ヒートポンプ装置の全体サイズをコンパクトにする必要から圧縮機用駆動用モータはネオジマグネットを使用した希土類の磁石を使用したＤＣブラシレスモータを使用したリニヤー方式にすることにより、騒音、振動が小さく、効率の良い圧縮機用のモータにすることができる。

圧縮機１５は、外槽２の外側下面の前端側に取り付け支持される。吸熱器５２は、外槽２の外側後面の上側寄りに取り付け支持される。放熱器５３は、外槽２の下部内側に配置される。

吸熱器５２の内部には、冷媒が流れる吸熱用の冷媒管５２ａ（図２に図示）が備わる。放熱器５３の内部には、放熱用の冷媒管５３ａ（図４に図示）が備わる。吸熱器５２の冷媒管５２ａ、放熱器５３の冷媒管、圧縮機１５は、連通管２５で連通される。

放熱器５３の冷媒管と吸熱器５２の冷媒管５２ａを連通する連通管２５には、減圧用の調整弁２６が介在される。圧縮機１５で圧縮された冷媒は、放熱器５３に流れる。さらに放熱器５３から調整弁２６を経て吸熱器５２に流れ、連通管２５を経て圧縮機１５に戻る循環が行われる。冷媒は二酸化炭素等が使用される。

この冷媒の循環サイクルにより、放熱器５３は放熱作用を行い、吸熱器５２は吸熱作用を行う。

循環ダクト６４は、乾燥用空気が流通する乾燥用空気循環路を構成する。循環ダクト６４の吹出口６３は、外槽２の前側上部に内部に向けて設けられる。循環ダクト６４の流入口側は吸熱器５２の流出部に連通するように接続される。

吸熱器５２の吸気部２ａは、外槽２の後部に連通するように接続される。乾燥用空気循環路は、外槽２の内部、洗濯乾燥槽１１の内外、循環ダクト６４、吸熱器５２を含めて構成される。循環ダクト６４には、送風ファンが設けられる。

乾燥用空気は、吹出口６３から外槽２内に吹き込まれ、洗濯乾燥槽１１を流れ、吸気部２ａから吸熱器５２に流れ、循環ダクト６４を経て吹出口６３に流れる循環が行われる。

放熱器５３の構成について説明を加える。

図４に示すように放熱器５３は、内部に設けられる放熱用の冷媒管５３ａと、冷媒管５３ａを内置する外郭部材５３ｂを有する。冷媒管５３ａは銅材を含む熱伝導性の金属材で形成される。

外郭部材５３ｂは合成樹脂で形成され、冷媒管５３ａを一体にモールドする。

外郭部材５３ｂは、上下二つ合わせにし、接合面を接着で接合または高周波加熱で接合する構成にしてもよい。合成樹脂は、カーボン、シリコンを含む熱伝導性の良好な材料を用いる。

さて、乾燥運転工程について図３に沿って説明する。

洗濯乾燥槽１１内を流れる乾燥用空気は、洗濯物に含まれる水分を吸収する。洗濯乾燥槽１１内は、放熱器５３から放熱される熱で暖められているので、水分の吸収が良く行われる。水分を吸収した高温多湿の乾燥空気は、送風ファン２４に引かれて吸熱器５２内を流れ、循環ダクト６４を経て洗濯乾燥槽１１内に戻る。

高温多湿の乾燥用空気が吸熱器５２内を通過する際に冷却されるので、乾燥空気に含まれる水分は凝縮水となって奪取される。奪取された凝縮水は、結露水用排水ホース２７、排水電磁弁２２、排水ホース２３を流れて機外に排出される。

吸熱器５２内で水分の抜けた乾燥空気は、低湿度になって再び洗濯乾燥槽１１に流入して洗濯物に含まれる水分を吸収する。この乾燥用空気の循環が繰り返されて洗濯物の乾燥が行われる。

洗濯運転工程について、図２に沿って説明する。

この洗濯乾燥機は、所謂、ドラム式の洗濯乾燥機である。このため、縦型の洗濯機に比べ、洗濯水が少なくて済む。洗濯水６２の水位は、洗濯乾燥槽１１の下部側に達する程度である。

この少ない洗濯水のもとで、洗濯乾燥槽１１を回して洗濯やすすぎが行なわれる。洗濯乾燥槽１１は、毎分約５０回転程度のゆっくりした速度で回わされ、掻き揚げた洗濯物が落下して叩きつけられる叩き洗いが行われる。

この洗濯運転に併せてホートポンプ装置の運転も行われる。洗濯水６２は放熱器５３から放熱される熱で暖められる。温水による洗濯が行われるので良く洗浄される。縦型の洗濯機と違って洗濯水の量が少ないので、温まり易く、洗濯時間が早く済む。洗濯運転の前からホートポンプ装置の運転して予熱することにより、温水状態から洗濯が行われる野で更に良く洗われる。

また、図示されていないが、循環ダクト６４には、送風ファン２４の下流側に送風切り替えバルブを設け、送風切り替えバルブを切り替えセットして循環ダクト６４を流れる乾燥用空気をダクトが循環ダクト６４の外に排気されるようにする。これにより、吸熱器５２で冷やされた乾燥用空気が洗濯乾燥槽１１に送り込まれなくなるので、洗濯水の温まりが更に良くなる。

このように、ヒートポンプ装置を洗濯運転に際にも運転することにより、放熱器により洗濯水を加熱した洗い落ちの良い温水洗浄をすることができる。乾燥運転に使用するヒートポンプ装置の放熱器を利用するので、水を加熱する専用のヒータを設けるものに比べ、構成を簡単にすることができる。

また、ヒートポンプ装置やヒートポンプ装置に関連する循環ダクト６４、送風ファン２４が外槽２に取り付け支持されているので、ヒートポンプ装置を外枠筐体１に取り付け支持するものに比べ、連通管２５や循環ダクト６４の風路が簡単な構成になる。

すなわち、圧縮機１５を外枠筐体１に取り付け支持し、放熱器５３と吸熱器５２を外槽２に支持するようにすると、外槽２の振動振幅に追従できるように連通管２５にフレキシブル連通管を設ける複雑ない構成が必要になる。また、ヒートポンプ装置をそっくり外枠筐体１に取り付け支持するようにすると、放熱器５３と外槽２とを連通する循環ダクトの通風路や吸熱器５２と外槽２とを連通する循環ダクトの通風路にフレキシブル連通路を設ける複雑ない構成が必要になる。

しかし、外槽２に、ヒートポンプ装置やヒートポンプ装置に関連する循環ダクト６４、送風ファン２４をそっくり取り付け支持することにより、複雑な構成を一掃できるのである。

図５に示す他の実施例について説明する。

ここに示す放熱器５３は、外槽２の下部に設けた放熱器用開口１００に取り付けられる。放熱器５３の上面が外槽２の内側に臨む。放熱器５３の上面より、洗濯水に放熱器５３の熱が伝わる。

放熱器５３は、冷媒管５３ａと、冷媒管５３ａを内置する外郭部材を有する。外郭部材は、ステンレス、アルミを含む熱伝導性の良い金属材で形成される。

また、外郭部材は、二つの外郭部材片５３ｂ１、５３ｂ２を有する。二つの外郭部材片５３ａ１、５３ａ２は接合面が溶接を含む結合手段で結合されている。

放熱器５３は、外槽２にネジ１０１で締結される。放熱器５３と外槽２の合わせ部には、シール部材１０２を介在して水封を保つ。

放熱器５３の外郭部材が熱伝導性の良い金属材で出来ているので、熱の伝わりがよく、洗濯水の加熱が更によく行なわれる。また、放熱器５３はネジ止めされているので、取り外して容易に掃除することができる。

図６に示す他の実施例について説明する。

図５に示した実施例と違うところを説明する。

二つの外郭部材片５３ａ１、５３ａ２は、ネジ１０３で締結され、接合面にはシールパッキング１０４が介在される。

二つの外郭部材片５３ａ１、５３ａ２は、ネジ止めされているので、分解して内部のメンテナンスを容易に行うことができる。

次に図７を引用してドラム式の洗濯乾燥機の運転工程について説明する。

この運転工程は、洗濯物９に付着した汚れを落したり、またすすぎで洗剤分をすすいだり、また洗濯物９に含まれた水分を洗濯乾燥槽１１の回転により脱水穴１４から遠心力で脱水したり、それらの水分を排水することを自動的に行う一般的な自動洗濯コースを示すブロック図である。

先ず、給水電磁弁６の操作により給水２８が行われる。

洗い２９では洗濯に必要な水が外槽２内に給水されると、ＤＣブラシレスモータ１９が回転して洗濯乾燥槽１１を駆動回転する。

この時、洗濯乾燥槽１１の回転速度は毎分４０〜５０回転くらいで、休止を間において右回転、左回転を数分間行い、洗濯物９が洗濯乾燥槽１１内のリフター１６によりかき上げられながら、叩き洗いにより洗濯される。この洗濯運転中に放熱器５３に放熱により洗濯水が加熱され、洗浄が促進される。

洗い２９が終了すると、洗濯物９から流出た汚れを含む洗濯水を洗濯乾燥機の機外に排出する排水３０へ移行する。

排水が終了した後、洗濯物９に含まれている洗剤分を脱水する脱水３１へ移行する。脱水３１では、洗濯乾燥槽１１を高速回転して洗濯物９を遠心力により洗濯乾燥槽１１の内壁に複数個設けられた脱水穴１４より洗濯物に含まれる水が脱水される。

脱水３１が終了すると、洗濯物９に含まれた洗剤分をすすぐ、すすぎ３３へと移行する。

すすぎ３３の運転に入る前に、洗い時２９と同じように清水を給水する給水３２にて必要な清水を外槽２内に給水する。

一般的に、すすぎに必要な清水は洗い時と同じく、約３０Ｌ程度の給水が行われる。

規定量の清水が給水されると、すすぎ３３に自動的に進行し、洗い時２９と同じように洗濯乾燥槽１１が低速で反転しながら回転し、洗濯物９にふくまれた洗剤分を除去する。

すすぎ終了後の排水−脱水−すすぎ（２）−排水は前述した動作と同じように行われ、最後に洗濯物９に含まれる水分を十分に脱水する最終脱水３８へ移行する。

最終脱水３８の脱水時間は一般的に５分以上で洗濯乾燥槽１１を高速にて回転させ洗濯物９の水分を除去するものであり、この時の脱水率は６０〜６５％に至る。

なお、ドラム式の洗濯乾燥機にヒートポンプ装置を設けて、洗いから乾燥まで自動的に進行するドラム式の洗濯乾燥機の場合などは、最終脱水３８が終了した後、自動的に乾燥工程３９へ移行する。

乾燥工程３９では、洗濯物９の水分が脱水工程で十分に除去された後、図２で説明したヒートポンプ装置により放熱器５３で熱交換された温風の乾燥用空気を洗濯物９に吹き付けながら洗濯乾燥槽１１を毎分約５０回転くらいの速度で反転もしくは一方向に回転させて洗濯物９の水分を除去し乾燥させるものである。

乾燥工程では、洗濯物９の乾燥が行なわれる。洗濯乾燥槽１１内で洗濯物の水分が乾燥用空気に吸収され、送風ファン２４に吸われて吸熱器５２へ送られた乾燥用空気より水分が凝縮水をして奪取される。奪取された結露水（凝縮水）は結露水排水ホース２７を通して排水される。

除湿された乾燥用空気は、循環ダクト６４を流れて吹出口６３から洗濯乾燥槽１１内に洗濯乾燥槽１１内へ送り込まれる。

放熱器５３は洗濯乾燥槽１１および外槽２を加熱して洗濯物９の乾燥を促進する。乾燥終了後は、自動的に終了４０へ移行して洗濯乾燥コースを終了する。

次に図８の回路ブロック図を引用してドラム式の洗濯乾燥機の駆動について説明する。

電源４１はＡＣ１００Ｖ５０／６０Ｈｚに接続され、先ず電源スイッチ４２を投入する。

通電された電源は、電源ラインノイズや空中電波ノイズをカットするフルター回路４３を介在して、ＤＣブラシレスモータ１９の駆動電源である整流回路４４で交流電源から高圧の直流電源に変換し、ＤＣブラシレスモータ駆動回路であるＤＣインバータ駆動回路４５に供給する。

ＤＣインバータ駆動回路４５はＤＣブラシレスモータＵ相４６、Ｖ相４７、Ｗ相４８の各相コイルにマイコン４９の制御指令により、電気角１２０度もしくは１８０度で電源を供給するＩＧＰＴ素子回路から構成されており運転制御される。

ＤＣブラシレスモータ１９の回転制御は、複数個の磁石を有したロータ（図省略）の回転により、ＤＣブラシレスモータ１９の外周部に固定して設置されているＩＣホール素子５０からの信号をマイコン４９に取り込み回転数を制御して洗濯乾燥槽１１の回転速度を調整している。

また、洗い時に洗濯物９に付着した汚れや洗剤分を除去するすすぎ時に必要な清水はマイコン４９の指令により、駆動回路部５１に接続された給水電磁弁６に通電されて給水される。また排水時においては、排水電磁弁２２の開放操作を行い、洗濯乾燥機の機外に汚れた水を排水する。

また、乾燥時には、ヒートポンプ装置の圧縮機１５や、減圧調整弁２６、送風ファン２４の運転制御が行われる。

本発明の実施例に係わるもので、洗濯乾燥機の縦断面図を示す。 本発明の実施例に係わるもので、洗濯運転工程での洗濯乾燥機の内部拡大図である。 本発明の実施例に係わるもので、乾燥運転工程での洗濯乾燥機の内部拡大図である。 本発明の実施例に係わるもので、放熱器の拡大斜視図である。 本発明の他の実施例に係わるもので、図４とは異なる放熱器の拡大斜視図である。 本発明の他の実施例に係わるもので、図５とは異なる放熱器の拡大斜視図である。 本発明の実施例に係わるもので、運転工程をブロック図である。 本発明の実施例に係わるもので、駆動回路図を示す。

符号の説明

１…外枠筐体、２…水槽、９…洗濯物、１１…洗濯乾燥槽、１５…圧縮機、１６…放熱器、２６…調整弁、５２…吸熱器。

Claims (7)

1. 外枠筐体内に設けられた水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ洗濯物を収納する洗濯乾燥槽と、冷媒を圧縮する圧縮機，圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器，圧縮された冷媒の圧力を減圧する調整弁，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を備えるヒートポンプ装置とを有し、
   前記ヒートポンプ装置は前記水槽に取り付け支持し、
   前記ヒートポンプ装置の放熱器は、前記水槽の下部に配置したことを特徴とする洗濯乾燥機。
2. 請求項１記載の洗濯乾燥機において、
   前記放熱器は、冷媒が流通する放熱管と、前記放熱管を内置する外郭部材とを有することを特徴とする洗濯乾燥機。
3. 請求項２記載の洗濯乾燥機において、
   前記外郭部材は、カーボン、シリコンを含む熱伝導性の良好な合成樹脂で形成されていることを特徴とする洗濯乾燥機。
4. 請求項２記載の洗濯乾燥機において、
   前記外郭部材は、少なくとも周縁側が接合する二つの外郭部材片を有し、
   前記二つの外郭部材片の接合面に介在するシールパッキングを有することを特徴とする洗濯乾燥機。
5. 請求項４記載の洗濯乾燥機において、
   前記二つの外郭部材片は、アルミ、ステンレスを含む熱伝導性の良好な金属で形成されていることを特徴とする洗濯乾燥機。
6. 請求項１記載の洗濯乾燥機において、
   前記水槽の下部に放熱器用開口を設け、
   前記放熱器用開口に前記放熱器を臨ませたことを特徴とする洗濯乾燥機。
7. 請求項６記載の洗濯乾燥機において、
   前記放熱器と前記水槽の合わせ部分にシール部材を介在したことを特徴とする洗濯乾燥機。

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