JP2007175528A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒートポンプを用いて洗濯物を乾燥する構成において、大形化を極力抑えるようにする。
【解決手段】 洗濯乾燥機１は、略矩形箱状の洗濯機本体２と、洗濯機本体２の下部に設けられた機械室３とを有している。洗濯機本体２内には水槽４がサスペンション５を介して配設されており、前記水槽４内には回転槽６が配設されている。機械室３には矩形筒状の空気通路８が配置されており、その内部には左から順に蒸発器９、圧縮機１０、凝縮器１１、送風ファン１２ａが配置されている。前記空気通路８と水槽４とは給気ダクト１５及び排気ダクト１６により接続されている。そして、洗濯物の乾燥又は脱水のためのヒートポンプの運転のうち、初期運転時の設定が、安定運転時での設定で初期設定し運転したときの冷媒流量よりも多い冷媒流量となる設定とされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヒートポンプ式の乾燥装置を備えた洗濯乾燥機に関する。

ヒートポンプは、冷凍サイクルの低温側から高温側に運ばれる熱流量を利用して加熱を行うシステムであり、石油などの化石燃料を燃やして熱エネルギーを得る従来のシステムに比べて効率が良く、環境への負荷が少ないといわれている。そこで、例えば特開２００３−２６５８７９号公報に示すように、ヒートポンプを利用して加熱した空気を洗濯槽内に供給することにより洗濯槽内の洗濯物を乾燥する洗濯乾燥機が考えられている。
特開２００３−２６５８７９号公報

しかし、ヒータを用いて空気を加熱した場合は、空気温度を１４０〜１５０℃程度にすることができるのに対して、ヒートポンプを用いた場合の空気温度は、せいぜい６０℃程度にしかならない。従って、十分な乾燥性能を確保するためには、ヒートポンプを構成する圧縮機や熱交換器（凝縮器及び蒸発器）を大形化して熱交換能力を上げたり、ヒートポンプで加熱された空気を洗濯槽内へ送風する送風機を大形化して送風量を上げたりする必要があり、その分、洗濯乾燥機が大形化するという問題がある。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒートポンプを用いて洗濯物を乾燥する構成において、大形化を極力抑えることができる洗濯乾燥機を提供することである。

本発明の洗濯乾燥機は、外箱と、前記外箱内に配置された洗濯槽と、前記洗濯槽に設けられた吸込口及び吐出口と、前記吸込口及び吐出口に両端部がそれぞれ接続された循環風路と、前記循環風路内に設けられ前記洗濯槽内の空気を前記吸込口から前記循環風路内に吸い込んだ後、前記吐出口から前記洗濯槽内に戻すための送風機と、前記循環風路内に配置された蒸発器と、前記循環風路内のうち前記蒸発器よりも吐出口側に配置された凝縮器と、前記蒸発器及び凝縮器と共にヒートポンプを構成する圧縮機及び減圧手段とを備えており、洗濯物の乾燥又は脱水のための前記ヒートポンプの運転のうち、初期運転時の設定を、安定運転時での設定で初期設定し運転したときの冷媒流量よりも多い冷媒流量となる設定としたものである。

上記構成によれば、圧縮機が駆動されることにより高温高圧の冷媒が凝縮器に流れ、循環風路内の空気と熱交換する。これにより冷媒の温度は低下して液化し、減圧手段を通過する際に減圧されて低温低圧の気液混合状態で蒸発器に流入する。そして、蒸発器で循環風路内の空気と熱交換することにより冷媒は温度上昇して圧縮機に戻る。一方、送風機の送風作用により循環風路内に流入した洗濯槽内の湿った空気は、前記蒸発器と熱交換することにより除湿される。そして、凝縮器と熱交換することにより加熱され、洗濯槽内に戻される。これにより、洗濯槽内に洗濯物は乾燥される。

本発明によれば、洗濯物の乾燥又は脱水のための前記ヒートポンプの運転のうち、初期運転時の設定を、安定運転時での設定で初期設定し運転したときの冷媒流量よりも多い冷媒流量となる設定としたので、圧縮機の駆動初期における凝縮器の温度上昇を早めることができ、その分、除湿性能の向上を図ることができる。そして、その除湿性能の向上により、圧縮機のシリンダ関連の容積を小さくしても所期の除湿性能を確保することができるため、その分、ヒートポンプ、ひいては洗濯乾燥機の小形化を図ることができる。

本発明の洗濯乾燥機は、ヒートポンプを利用して加熱した空気を洗濯槽内に供給すると共に洗濯槽から排出された高温多湿な空気を冷却して除湿した後、再び温風化して洗濯槽内に戻すことにより洗濯槽内の洗濯物を除湿、乾燥するものである。このとき、ヒートポンプ内の冷媒循環量を適宜調節することにより除湿性能を向上させ、以って、ヒートポンプの小形化、特には圧縮機の小形化を図っている。以下、本発明の具体的な基本構成から実施例及び参考例について図面を参照しながら説明する。

（基本構成）
図１ないし図４は本発明の基本構成を示している。まず、図１及び図２を参照して洗濯乾燥機の全体的構成を説明する。即ち、洗濯乾燥機１は、略矩形箱状の洗濯機本体２と、洗濯機本体２の下部に設けられた機械室３とを有している。洗濯機本体２内には水槽４がサスペンション５を介して配設されており、前記水槽４内には回転槽６が配設されている。回転槽４には、通気孔及び通水孔として機能する多数の孔（図示せず）が形成されている。前記水槽４及び回転槽６の前面には洗濯物投入口７が設けられている。水槽４及び回転槽６から本発明の洗濯槽が構成される。

前記機械室３には矩形筒状の空気通路８が配置されており、その内部には左から順に蒸発器９、圧縮機１０、凝縮器１１が配置されている。また、空気通路８のうち前記蒸発器９の下部にはドレン口が形成されている。更に、空気通路８内のうち前記凝縮器１１の右部には送風機１２の送風ファン１２ａが配置されている。送風機１２は、前記送風ファン１２ａ及びファンモータ１２ｂ（図３参照）から構成される。一方、前記水槽４の前面部の上部には吐出口１３が設けられていると共に後面部の下部には吸込口１４が設けられている。空気通路８の右端部と吐出口１３とは給気ダクト１５により接続されており、空気通路８の左端部と吸込口１４とは排気ダクト１６により接続されている。空気通路８、給気ダクト１５、排気ダクト１６から循環風路が構成される。

図３に示すように、蒸発器９、圧縮機１０、凝縮器１１は、減圧手段であるキャピラリーチューブ１７と共にヒートポンプ（冷凍サイクル）を構成している。蒸発器９、圧縮機１０、凝縮器１１、キャピラリーチューブ１７は冷媒流通パイプ１８を介して接続されており、冷媒が循環するように構成されている。
前記圧縮機１０は圧縮機構部とモータ部（いずれも図示せず）とから構成されており、前記モータ部にはインバータ電源１９（圧縮機駆動手段に相当）により設定周波数の駆動電源が供給されるようになっている。これにより、モータ部は供給された周波数に応じた回転数で回転する。
尚、図示しないが、前記洗濯乾燥機１は、回転槽６を回転駆動するモータ、水槽４内に給水する給水装置、水槽４内の水を排出する排水弁等を備えている。

次に、上記構成の作用を説明する。まず、洗濯乾燥機１の概略的な動作について説明する。図示しない操作パネルが操作されて運転コースが設定され、運転の開始が指示されると、洗濯乾燥機１は、設定された運転コースに応じた洗濯運転、乾燥運転、或いは洗濯運転及び乾燥運転を続けて行う洗濯乾燥運転が実行される。例えば、洗濯乾燥運転の実行が開始された場合は、洗濯工程、脱水工程、乾燥工程が順に実行される。

洗濯工程では、水槽４内に給水した後、回転槽６を低速で回転させる動作が行われる。脱水工程では、水槽４内の水を排出した後、回転槽６を高速で回転させる動作が行われる。乾燥工程では、回転槽６を低速で回転させつつ、回転槽６内に温風を供給して洗濯物を乾燥する動作が行われる。
洗濯物の乾燥動作は次のように行われる。即ち、送風機１１の駆動が開始され、水槽４内の空気が吸込口１４から排気ダクト１６を経て空気通路８内に流入した後、給気ダクト１５を通って吐出口１３から水槽４内に戻される。

一方、ヒートポンプを構成する圧縮機１０の駆動が開始される。これにより高温高圧の冷媒が凝縮器１１に流れ、空気通路８内の空気と熱交換する。これにより、冷媒の温度は低下して液化され、キャピラリーチューブ１７を通過した後、蒸発器９に流入する。キャピラリーチューブ１７を通過する際に冷媒は減圧され、低温低圧の気液混合状態となる。また、凝縮器１１と熱交換して加熱された空気は給気ダクト１５を通って水槽４内に流入する。

蒸発器９に流入した冷媒は空気通路８内の空気と熱交換する。これにより、排気ダクトを通して空気通路８内に流入した湿った空気は冷却され、空気中の水分が蒸発器９の表面に凝縮する。蒸発器９の表面に凝縮した水分はドレン口から排出される。また、蒸発器９を通過した冷媒は温度上昇して圧縮機１０に戻る。
このように空気通路８と回転槽６との間を空気が循環することにより、回転槽６内の洗濯物は乾燥される。

ここで、ヒートポンプの除湿性能（乾燥性能）について説明する。図４は圧縮機１０の回転数と乾燥熱効率（除湿熱量／全入力）、乾燥時間の関係を概略的に示すものであり、横軸は圧縮機１０の回転数（周波数）、縦軸は乾燥熱効率及び乾燥時間を示している。また、曲線Ａ１，Ａ２は洗濯物量が３ｋｇのときの乾燥熱効率及び乾燥時間を、曲線Ｂ１，Ｂ２は洗濯物量が６ｋｇのときの乾燥熱効率及び乾燥時間を示している。

図４の曲線Ａ１，Ｂ１に示すように、回転数と乾燥熱効率は比例し、回転数が低いほど乾燥熱効率が大きくなる。一方、曲線Ａ２，Ｂ２に示すように、乾燥時間と回転数とは比例せず、回転数が特定範囲にあるときに乾燥時間が最も短くなる（図４に回転数の特定範囲を矢印Ａ３，Ｂ３で示す）。また、特定範囲は負荷（洗濯物量）によって異なる。
従って、乾燥時間を短縮するためには、洗濯物量に応じた適切な回転数で圧縮機１０を駆動する必要がある。言い換えると、洗濯物量に応じた適切な周波数の電源を圧縮機１０に供給することにより、乾燥効率の向上を図ることができる。

そこで、本構成では、回転槽６内の洗濯物量に応じた周波数の電源がインバータ電源１９によりを圧縮機１０に供給されるように構成している。回転槽６内の洗濯物量は、例えば回転槽６の駆動モータに所定の入力電流を供給して駆動したときの前記駆動モータの回転数に基づいて検知され、前記検知動作は洗濯乾燥運転の開始時に行われる。

上記構成によれば、次の効果を奏する。
洗濯物量に応じた回転数（周波数）で圧縮機１０を駆動したため、乾燥効率の向上、乾燥時間の短縮化を図ることができる。
また、洗濯物量に応じた除湿性能が得られるように圧縮機１０を駆動したため、除湿負荷が小さいために蒸発器９で液冷媒が余ってしまい、その余った液冷媒が無駄に外気に捨てられることがない。従って、ヒートポンプのうち圧縮機１０の手前部に余った液冷媒を溜めておくための液だめ部を設ける必要がなく、その分、圧縮機１０を小形化することができる。

ところで、シリンダの容量を変えなくても圧縮機の回転数（周波数）を２倍にすれば、圧縮機の圧縮能力は２倍になる。言い換えると、圧縮機の回転数を２倍にすれば、シリンダの容量を２分の１にしても圧縮機１０の圧縮能力は変化しない。
洗濯乾燥機では、回転槽に収容可能な洗濯物の最大量に基づき圧縮機の能力を設定する必要がある。従って、圧縮機の回転数が一定であれば、洗濯物の最大量に応じた容量のシリンダを備える圧縮機を用いる必要がある。これに対して、本構成では圧縮機１０の回転数が変化可能であるため、シリンダの容量を小さくしても、回転数を上げることにより最大洗濯物量に対応する圧縮能力を得ることができる。このため、圧縮機１０の小形化を図ることができる。

ちなみに、圧縮機全体に占めるシリンダ部（圧縮機構部）の容積の割合は約２０％である。従って、圧縮機の回転数を２倍に変化させるように構成すれば、圧縮機全体の容積を約１０％小さくすることができる。例えば高さ寸法が２４０ｍｍｍ、重量が１０ｋｇの圧縮機の場合は、約２４ｍｍ小さく、また１ｋｇ軽くすることができる。
高さ寸法が約８５０〜１０００ｍｍの洗濯機全体からみると圧縮機の高さ寸法を約２４ｍｍ小さくすることは約３％の小形化に過ぎない。しかし、洗濯機の高さ寸法が少しでも大きくなると、洗濯機の設置場所に設けられている水道の蛇口と洗濯機の給水口との接続が困難になったり、接続できなくなったりする場合があり、約３％の小形化でも効果は十分である。

（実施例）
図５ないし図７は本発明の一実施例を示しており、上記基本構成と異なるところを説明する。本実施例では、ヒートポンプの構成が基本構成と異なっている。即ち、図５に示すように、冷媒流通パイプ１８のうちキャピラリーチューブ１７の両端部には、別のキャピラリーチューブ２１を備えた冷媒流通パイプ２２が接続されている。前記キャピラリーチューブ２１は、キャピラリーチューブ１７よりも内径寸法が約０．０５ｍｍ大きく、通過した冷媒の圧力低下量が小さくなるように構成されている。そして、冷媒流通パイプ１８，２２の分岐部分には電磁三方弁２３が設けられている。前記三方弁２３は、凝縮器１１を通過してきた冷媒をキャピラリーチューブ１７を経て蒸発器９に流入させる第１経路（図５に矢印Ｒ１で示す）、キャピラリーチューブ２１を経て蒸発器９に流入させる第２経路（図５に矢印Ｒ２で示す）のいずれかに切り替えるものである。三方弁２３の切替えタイミングは予め設定されている。本実施例では、キャピラリーチューブ１７，２１及び電磁三方弁２３から減圧手段が構成される。

また、蒸発器９には、前記蒸発器９の温度を検出するための温度センサ２４が取付けられている。更に、前記圧縮機１０には、商用電源２５から商用周波数の駆動電源が供給されるようになっている。従って、本実施例では、圧縮機１０のモータ部は一定の回転数で駆動される。

ここで、乾燥工程における各部の温度変化について説明する。図６は第１経路で冷媒を循環させたときの乾燥工程における各部の温度変化を示すものであり、横軸は乾燥工程開始からの経過時間（分）、縦軸は温度（℃）を示している。曲線Ｔ１〜Ｔ６は、空気通路８のうち蒸発器９の入口部の空気温度、蒸発器９の出口部（凝縮器１１の入口部）の空気温度、吐出口１３の空気温度、凝縮器１１の温度、蒸発器９の温度、室温を示している。尚、曲線Ｔ５′は冷媒を第２経路で循環させたときの蒸発器９の温度（推定値）を示している。

図６に示すように、乾燥工程開始時は各部の温度は室温と同じであり、蒸発器９を除く各部の温度は時間の経過と共に上昇する。一方、蒸発器９の温度は大きく低下した後、上昇する。そして、乾燥工程の開始から３０〜４０分経過することによりヒートポンプの運転状態が安定状態に達する。
これは、起動時にヒートポンプの冷却性能が低下することが主な原因であると考えられる。つまり、ヒートポンプの起動時は、キャピラリーチューブ１７の入口部に至る気液混合状態の冷媒に含まれるガス成分が多いため冷媒密度が低下する。このため、キャピラリーチューブ１７の絞り量が増加し、蒸発器９の温度が低下する。この結果、冷媒循環量が低下傾向となり、凝縮器温度の上昇が遅れ、乾燥能力（除湿能力）が低下する。

キャピラリーチューブの内径寸法（ｍｍ）と圧力損失（ｋＰａ）及びキャピラリーチューブの出口部圧力（ｋＰａ）との間には図７に示すような関係がある。図７は、キャピラリーチューブの入口部における冷媒圧力（１２２０ｋＰａ）、冷媒密度（１１５０ｋｇ／ｍ３）、冷媒流量（１２ｋｇ／ｈ）、キャピラリーチューブの長さ寸法（１ｍ）が一定の条件下で行った圧力損失Ｐ０及び出口部圧力Ｐ１の実験結果である。図７から明らかなように、キャピラリーチューブの内径寸法を大きくすると、圧力損失が減り、その分、キャピラリーチューブの出口部圧力が上昇する。このため、蒸発器９の温度が上昇し、これに伴い凝縮器１１の温度が上昇する。従って、乾燥工程の開始時に冷媒が通過するキャピラリーチューブの内径寸法を通常よりも大きくして圧力低下を小さくすれば、乾燥能力を高めることができる。

そこで、本実施例では次のように乾燥工程が実行される。即ち、乾燥工程の初期は、冷媒が第２経路を通過する状態に電磁三方弁２３が切り替えられる。このため、圧縮機１０から吐出され凝縮器１１を通過してきた冷媒は、キャピラリーチューブ２１を通過した後、蒸発器９に向かう。このとき、キャピラリーチューブ２１における圧力低下量は通常よりも少ないため、冷媒液量が比較的多い状態で蒸発器９に達する。

蒸発器９では、空気通路８内の空気と熱交換する。これにより、水槽４内から排気ダクト１６を介して排出された空気は冷却され、空気中の水分が蒸発器９の表面に凝縮する。蒸発器９の表面に凝縮した水分はドレン口から排出される。また、蒸発器９を通過した冷媒は温度上昇して気化状態で圧縮機１０に戻る。このとき、冷媒の圧力が通常よりも高いため、冷媒流量が増える。従って、圧縮機１０の負荷が増加し、圧縮機１０のモータ部が温度上昇する。このため、圧縮機１０の温度上昇が通常よりも早くなる。
一方、温度センサ２４の検出結果に基づき蒸発器９の温度が約１５℃に達したと判断されると、冷媒が第１経路を通過する状態に三方弁２３は切り替えられる。「１５℃」は、ヒートポンプの運転状態は安定状態に達したときの蒸発器９の温度に相当する。

このように本実施例によれば、ヒートポンプが安定状態に達するまでは第２経路で冷媒を循環させ、安定状態に達すると第１経路で冷媒を循環させるように構成した。従って、蒸発器９の温度を早期に温度上昇させることができ、乾燥能力が向上する。
尚、発明者の推算によると、乾燥工程の初期のヒートポンプが安定状態に達するまでの期間を第２経路で冷媒を循環させたときの乾燥能力は、第１経路で冷媒を循環させたときの乾燥能力よりも約３０％増加する。乾燥工程全体に占める乾燥工程初期の乾燥能力の割合は約４０％であることから、乾燥工程全体としては乾燥能力が約１２％増加することになる。

ちなみに、ヒートポンプの乾燥能力を１２％上げることができれば、その分、圧縮機１０全体の容積を約３％低減しても、圧縮機１０の能力を維持することができる。また、圧縮機１０の容積を３％低減することにより、洗濯乾燥機全体の高さ寸法を約１％小さくすることができる。

（第１の参考例）
図８ないし図１０は第１の参考例を示すものであり、前記基本構成と異なるところを説明する。本参考例では、空気通路８内には蒸発器９、凝縮器１１、送風ファン１２ａが左から順に配置されており、機械室３内の例えば右部に配置された矩形筒状の冷却ダクト３１（外気流通管路に相当）に圧縮機１０は収容されている。また、前記圧縮機１０には商用電源２５から商用周波数の駆動電源が供給されるようになっている。

前記冷却ダクト３１は前後方向に長く延びており、その前端部及び後端部が開口している。冷却ダクト３１の前部開口及び後部開口は機械室３の前面部及び後面部付近にそれぞれ位置している。機械室３の前面部及び後面部には冷却ダクト３１の前部開口及び後部開口と対向する吸気口３２及び排気口３３が形成されている。また、冷却ダクト３１内のうち前記圧縮機１０の前部には冷却ファン３４が配置されている。前記冷却ファン３４のファンモータ３４ａが駆動されると吸気口３２を介して冷却ダクト３１内に外気が流入する。そして、冷却ダクト３１内を後方に向かって流通した後、排気口３３から機外に排出される。このような冷却ダクト３１内の外気の流通により圧縮機１０は冷却される。前記冷却ファン３４及びファンモータ３４ａから冷却用送風機が構成される。

また、本参考例では凝縮器１１には、前記凝縮器１１の温度を検出するための温度センサ３５が取付けられている。
前述したように、乾燥工程開始時は凝縮器１１の温度が低い（前記実施例の図３参照）。このため、圧縮機１０を常時冷却すると、乾燥工程開始後の凝縮器１１の温度上昇が遅れる。一方、圧縮機１０の温度が過度に上昇すると、圧縮機１０は動作不良を来たしたり故障したりするおそれがある。

そこで、本参考例では、乾燥工程が開始されると、温度センサ３５により検出された凝縮器１１の温度が設定値Ｔ℃に達するまでは冷却ファン３４は停止され、凝縮器１１の温度が設定値Ｔ℃に達すると冷却ファン３４は駆動される。設定値Ｔ℃は、回転槽６内に供給される空気の温度が洗濯物を乾燥させるに十分な温度に達したと判断される温度であり、例えば６５℃である。

このような構成により、乾燥工程初期における凝縮器１１の温度上昇を早めることができ、しかも、圧縮機１０を適当な温度に維持することができる。これにより、乾燥能力を向上することができ、圧縮機１０の容積低減、洗濯乾燥機全体の高さ寸法の低減を図ることができる。
尚、上記した以外の乾燥工程時の動作は基本構成と同じである。

（第２の参考例）
図１１及び図１２は第２の参考例を示しており、前記基本構成と異なるところを説明する。本参考例では、送風ファン１２ａのファンモータ１２ａをＤＣインバータモータから構成し、送風ファン１２ａの回転数を変化させることができるように構成している。また、前記圧縮機１０には商用電源２５から商用周波数の駆動電源が供給されるようになっている。更に、蒸発器９には、前記蒸発器９の温度を検出する温度センサ２４が取付けられている。

図１２は、回転槽６と空気通路８との間を循環する風量と乾燥熱効率及び乾燥時間との関係を概略的に示す図である。図１２の横軸は循環風量を、縦軸は乾燥熱効率（除湿熱量／全入力）及び乾燥時間を示している。また、図１２中、曲線Ｃ１，Ｃ２は洗濯物量が３ｋｇのときの乾燥熱効率及び乾燥時間を、曲線Ｄ１，Ｄ２は洗濯物量が６ｋｇのときの乾燥熱効率及び乾燥時間を示している。

図１２に矢印Ｃ３，Ｄ３で示す範囲は、洗濯物量が３ｋｇ、６ｋｇのときに乾燥時間が短く且つ乾燥熱効率が高くなる最適な送風量の範囲をそれぞれ示すものである。図１２から明らかなように、送風量の最適範囲は、洗濯物量に応じて異なる。
そこで、本参考例では、乾燥工程における送風ファン１２ａの回転数を洗濯物量に応じて変化させ、最適な送風量が得られるようにしている。洗濯物量に応じた送風ファン１２ａの回転数は予め設定されている。

また、本参考例では、吐出口１３と吸込口１４の絶対湿度差が小さく、洗濯物の除湿量が少ないときは、送風ファン１２ａの回転数を上げて送風量を増大させるように構成されている。具体的には、温度センサ２４により検出された蒸発器９の温度が約１５℃に達するまでは洗濯物の除湿量が少ないと判断し、送風ファン１２ａの送風量が３０％増加するように送風ファン１２ａの回転数を上げる。これにより、除湿量が約３０％増加する。

このように、洗濯物量に応じて送風ファン１２ａの送風量を調節することにより、空気通路８内を流通する空気が無駄になることがなく、洗濯物を乾燥するために有効に利用することができる。
また、蒸発器９の温度が１５℃に達するまでは、送風ファン１２ａの送風量を３０％増加させた。これは、特に乾燥工程初期の循環風量を３０％増加することに相当する。従って、前記実施例と同様に、乾燥工程全体の乾燥能力（除湿能力）を約１２％増加させることができ、圧縮機１０の容積の３％低減、洗濯乾燥機全体の高さ寸法の約１％の小形化を図ることができる。

更に、送風ファン１２ａの送風量を一定にすると、最大洗濯物量に対応できるように送風ファン１２ａを設計する必要があり、送風ファン１２ａが大形化する。これに対して、本参考例では、回転数を変化させて送風量を調節するように構成したため送風ファン１２ａの小形化を図ることができる。

（第３の参考例）
図１３ないし図１５は第３の参考例を示すものであり、前記基本構成と異なるところを説明する。本参考例では、空気通路８内の例えば後部に寄せて圧縮機１０を配置すると共に、前記空気通路８内の圧縮機１０の前部にダンパ４１を設けている。前記ダンパ４１は駆動モータ４２によって開閉される。ダンパ４１及び駆動モータ４２は切替手段を構成する。また、圧縮機１０には、圧縮機１０の温度を検出する温度センサ４３が設けられている。更に、空気通路８内のうち蒸発器９の下流側には、蒸発器９の出口部における空気温度を検出する温度センサ４４が設けられている。

ダンパ４１が開状態にあるときは、空気通路８に流入し圧縮機１０付近に至った空気の大部分は、矢印Ｑ１で示すように空気抵抗が少ない圧縮機１０の前部の空間を通過し、圧縮機１０の近傍を通過する空気は僅かである。つまり、空気通路８内の空気は、圧縮機１０を避けるようにして流通する。一方、ダンパ４１が閉状態にあるときは、空気通路８に流入し圧縮機１０付近に至った空気は、矢印Ｑ２で示すように圧縮機１０の近傍を通過する。

空気通路８内の空気が圧縮機１０の近傍を通過するときは、圧縮機１０と空気との熱交換が効率良く行われる。従って、圧縮機１０からの放熱量が増加し、圧縮機１０の温度上昇が抑えられる。一方、空気通路８内の空気が圧縮機１０を避けて通過するときは、圧縮機１０からの放熱が進まず、圧縮機１０は温度上昇する。

そこで、本参考例では、圧縮機１０の温度が十分に上昇していない乾燥工程初期は、ダンパ４１を開状態にして圧縮機１０からの放熱を抑え、圧縮機１０の温度が十分に上昇するとダンパ４１を閉状態にして圧縮機１０の温度上昇を抑えるようにしている。具体的には、圧縮機１０の温度と蒸発器９の出口部付近の空気温度との差を検出し、前記温度差が設定値に達するまではダンパ４１を開状態にし、前記温度差が設定値に達するとダンパ４１を閉状態にする。また、圧縮機１０の温度が設定温度を下回るときは、ダンパ４１の開度を徐々に大きくして圧縮機１０からの放熱量を調節する。

上記構成によれば、乾燥工程初期における圧縮機１０の温度上昇を促進することができるため、ヒートポンプの乾燥能力を増大させることができる。従って、前記実施例と同様に、乾燥工程開始時における乾燥能力を約３０％増加させることができ、乾燥工程全体の冷却能力を約１２％増加させることができる。このため、圧縮機１０の容積を３％低減し、洗濯乾燥機１の全体の高さ寸法を約１％小さくすることができる。

（第４の参考例）
図１６と図１７Ａ及び図１７Ｂは第４の参考例を示しており、前記基本構成と異なるところを説明する。本参考例では、給気ダクト１５の外周全体を断熱材５１で覆っている。また、給気ダクト１５及び排気ダクト１６を、その断面積が全体に亘って均一になるように構成している。更に、給気ダクト１５の水槽４入口部分における開口面積、即ち吐出口１３の開口面積が、排気ダクト１６の水槽４出口部分における開口面積、即ち吸込口１４の開口面積の約２倍になるように構成している。尚、給気ダクト１５及び排気ダクト１６の断面積は、例えば２０００ｍｍ^２に設定すると良い。

給気ダクト１５を断熱材５１で覆うことにより、回転槽６内に供給される空気温度を高くすることができる。給気ダクト１５及び排気ダクト１６の断面積を全体にわたって均一にすることにより、風損を少なくすることができ、十分な風量を確保できる。また、吐出口１３の開口面積を大きくすることにより、回転槽６内の洗濯物に対して広い範囲にわたって温風を吹きつけることができる。

また、本参考例では、凝縮器１１のうち凝縮器１１内に空気が流入する部分（入口部）とは反対の部分（出口部）に冷媒の入口部が位置するように構成している。具体的には、図１７Ａに矢印Ｒ１で示す向きに空気は流れて凝縮器１１内に流入する。一方、凝縮器１１における冷媒入口１１ａは図１７中右上部に位置し、冷媒出口１１ｂは左上部に位置している。そして、冷媒入口１１ａから凝縮器１１に流入した冷媒は、矢印Ｒ２に示す向きに流れる。

凝縮器１１内を空気が流通することにより冷媒と空気との間で熱交換が行われ、その結果、冷媒温度が低下し、空気温度が上昇する。従って、凝縮器１１を通過する空気の温度は冷媒の温度を越えることはない。つまり、凝縮器１１を通過してキャピラリーチューブ１７に向かう空気温度は、凝縮器１１の空気出口部における冷媒温度に依存する。本参考例では、凝縮器１１の空気出口部に冷媒入口部１１ａを設けたため、空気出口部における冷媒温度が高くなる。このため、凝縮器１１を通過して回転槽６に向かう空気温度を高めることができる。

図１７Ｂは、凝縮器１１を通過する空気温度（Ｅ１）と凝縮器１１内を流れる冷媒温度（Ｅ２）との関係を示す図である。図１７Ｂに示すように、圧縮機１０から吐出された高温高圧の冷媒が凝縮器１１に流入するため、凝縮器１１の冷媒入口部１１ａにおける冷媒温度が最も高く、冷媒出口部１１ｂに向かうにつれて冷媒温度は低下する。従って、凝縮器１１を通過し、回転槽６内に供給される空気の温度を、高く引き上げることができる。

尚、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が可能である。
乾燥工程だけでなく脱水工程においても圧縮機１０及び送風ファン１２ａを駆動するようにしても良い。この場合、圧縮機１０の温度が設定値以下の時は送風ファン１２ａを停止し、設定値を上回ると送風ファン１２ａを駆動するように構成すると良い。従って、ファンモータ１２ｂ及びインバータ電源１９は駆動手段として機能する。上記構成によれば、脱水工程時における脱水率が上昇し、その分、乾燥工程時の負荷が低減するため、乾燥効率の向上を図ることができる。

発明者の推算によると、通常の脱水工程では脱水率は約５７％であるところ、脱水工程時に圧縮機１０及び送風ファン１２ａを駆動することにより脱水率を６５〜６９％に引き上げることができる。この結果、乾燥時の負荷が約２０％低減し、その分、ヒートポンプの部品を約２０％小形化することができる。

回転槽６内の洗濯物量を検知する動作を実行することに代えて、使用者が回転槽６内に投入した洗濯物量を入力するように構成しても良い。
前記実施例では、蒸発器９の温度に基づきヒートポンプの安定状態を検出したが、吐出口１３や吸込口１４における空気温度や、回転槽６内の湿度に基づきヒートポンプの安定状態を検出するようにしても良い。
また、２個のキャピラリーチューブに代えて１個の電子膨張弁を用いても良い。この場合は、電子膨張弁の開度を制御することにより冷媒の圧力低下量を調節することができる。
前記実施例に、基本構成の制御や第１ないし第４の参考例を適宜組み合わせて構成することが可能である。

本発明の基本構成を示す洗濯乾燥機を概略的に示す正面図 洗濯乾燥機を概略的に示す上面図 ヒートポンプの構成を空気ダクトと共に示す図 圧縮機の回転数と乾燥効率及び乾燥時間の関係を示す図 本発明の一実施例を示す図３相当図 乾燥工程における循環空気及びヒートポンプの各部の温度変化を示す図 キャピラリーチューブの内径寸法と圧力損失及びキャピラリーチューブの出口部圧力との関係を示す図 第１の参考例を示す図１相当図 図２相当図 図３相当図 第２の参考例を示す図３相当図 循環風量と乾燥時間及び乾燥熱効率との関係を示す図 第３の参考例を示す図３相当図 ダンパが開状態にあるときの圧縮機周辺部分の空気通路の縦断面図 ダンパが閉状態にあるときの圧縮機周辺部分の空気通路の縦断面図 第４の参考例を示す図１相当図 凝縮器の概略的な斜視図 凝縮器を通過する空気温度と冷媒温度との関係を示す図

符号の説明

図面中、１は洗濯乾燥機、４は水槽（洗濯槽）、６は回転槽（洗濯槽）、８は空気通路（循環風路）、９は蒸発器、１０は圧縮機、１１は凝縮器、１２は送風機、１２ｂはファンモータ（送風機駆動手段、駆動手段）、１３は吐出口、１４は吸込口、１５は給気ダクト（循環風路）、１６は排気ダクト（循環風路）、１７，２１はキャピラリーチューブ（減圧手段）、１９はインバータ電源（圧縮機駆動手段、駆動手段）、２３は電磁三方弁（減圧手段）、３１は冷却ダクト（外気流通管路）、３４は冷却ファン（冷却用送風機）、３２ａファンモータ（冷却用送風機）、４１はダンパ（切換手段）、４２は駆動モータ（切替手段）を示す。

Claims (1)

1. 外箱と、
   前記外箱内に配置された洗濯槽と、
   前記洗濯槽に設けられた吸込口及び吐出口と、
   前記吸込口及び吐出口に両端部がそれぞれ接続された循環風路と、
   前記循環風路内に設けられ前記洗濯槽内の空気を前記吸込口から前記循環風路内に吸い込んだ後、前記吐出口から前記洗濯槽内に戻すための送風機と、
   前記循環風路内に配置された蒸発器と、
   前記循環風路内のうち前記蒸発器よりも吐出口側に配置された凝縮器と、
   前記蒸発器及び凝縮器と共にヒートポンプを構成する圧縮機及び減圧手段とを備え、
   洗濯物の乾燥又は脱水のための前記ヒートポンプの運転のうち、初期運転時の設定を、安定運転時での設定で初期設定し運転したときの冷媒流量よりも多い冷媒流量となる設定としたことを特徴とする洗濯乾燥機。

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