JP2007209526A - 衣類乾燥機 - Google Patents

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Abstract

【課題】衣類の乾燥用にヒートポンプを具えたもので、乾燥性能が高く得られると共に、洗濯乾燥機が設置されたスペースの冷房が効果的にでき、しかも、それを構造巧みに実現できるようにする。
【解決手段】回転槽3内の空気を、ヒートポンプの蒸発器、凝縮器43を配設した通風路39を通して循環させることにより衣類を乾燥させ、切換ダンパ52により、通風路39から機外に通じた吐風路51の開放をし、通風路39に設けた吸気口55から通風路39外の空気を蒸発器42を通し吐風路51から機外に吐出するように切換えるものにおいて、通風路39の蒸発器42を配設した部分より回転槽3側の部分に通風路39外に通じる排気口54を設け、この排気口54を吐風路51の開放をするときの切換ダンパ52により閉鎖するようにした。
【選択図】図1

Description

本発明は、衣類の乾燥用にヒートポンプを具えた衣類乾燥機に関する。
従来より、衣類乾燥機において、衣類の乾燥用にヒートポンプを具えたものは、乾燥性能が良く、エネルギーの省減に効果があるものとして注目されている。このヒートポンプを具えた衣類乾燥機においては、衣類を収容する乾燥室の空気を、ヒートポンプの蒸発器と凝縮器とを配設した通風路を通して循環させ、そのうちの蒸発器で空気の冷却除湿をし、凝縮器で空気の加熱をして、乾燥室に逐次送り込み、そして又、衣類から水分を奪った空気を通風路に通すということを繰り返すことにより、衣類を漸次乾燥させるようにしている。
従って、衣類を乾燥させる際に発生する水分を蒸発器で回収し、その折りに吸収した潜熱を圧縮機により高温の冷媒状態に変換し、凝縮器で空気を加熱するエネルギーとして再使用する。このようにすることで、外部には僅かな放熱ロスがある以外、ほとんどエネルギーを逃がさず再利用できる。従って、効率の良い乾燥を実現できるのである。
しかしながら、乾燥運転時のヒートポンプには、蒸発器で吸収する空気の熱量が加わる上に、圧縮機で冷媒を圧縮することで冷媒に与えられる仕事分の熱量が加わる。家屋における通常の部屋冷房を行うエアコンディショナー(ルームエアコン)では、凝縮器が屋外機に設けられ、屋外の空気で冷却されることで熱バランスをとるが、衣類乾燥機の場合、凝縮器は機内の更に通風路中にあり、屋外の空気よりも温度の高い循環空気の加熱に供しているため、熱量が蓄積する。これにより、凝縮器の温度や冷媒の高圧側圧力が設定値以上となり、結果として圧縮機の仕事を下げる(熱交換量を抑える)必要が生じ、乾燥運転時の入力を上げられずに、乾燥性能が高く得られない状態となってしまう。
これに対して、通風路の蒸発器を配設した部分より乾燥室側の部分に通風路外に通じる排気口を設けるように考えられたものがある(例えば特許文献1参照)。このものでは、乾燥室から通風路を通る循環空気の一部を排気口から通風路外に排出することで、循環空気が保有した熱をも一部放出することになり、熱量が蓄積することが避けられる。その結果、凝縮器の温度や冷媒の高圧側圧力が設定値以上となることもなくなるので、圧縮機の仕事を下げる必要がなくなって、乾燥運転時の入力を上げることができ、乾燥性能を高く得ることができる。
又、この場合、乾燥室から通風路を通る循環空気の一部を排気口から通風路外に排出することで、循環空気が衣類から奪って保有した水分をも一部放出することになり、それによって、循環空気が保有する水分を少なくできることから、乾燥性能を一層高く得ることができる。
一方、衣類の乾燥用にヒートポンプを具えた衣類乾燥機においては、通風路を蒸発器と凝縮器との間の部分で閉鎖し、そして、通風路外の空気を蒸発器(冷却器)に通して機外に吐出させることにより、衣類乾燥機が設置された洗面室等のスペースの冷房をするように考えられたものもある(例えば特許文献2参照)。
特開2004−215943号公報 特開平9−56992号公報
しかしながら、上述の衣類乾燥機が設置された洗面室等のスペースの冷房をするように考えられたもので、前述のように通風路の蒸発器を配設した部分より乾燥室側の部分に通風路外に通じる排気口を設けると、その排気口を通ることで通風路外から蒸発器を通らず(冷却されず)に機外に吐出される空気流ができ、衣類乾燥機が設置された洗面室等のスペースの冷房が効果的にできないという問題点を呈する。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、衣類の乾燥用にヒートポンプを具えたもので、乾燥性能が高く得られると共に、洗濯乾燥機が設置されたスペースの冷房が効果的にでき、しかも、それを構造巧みに実現できる衣類乾燥機を提供するにある。
上記目的を達成するために、本発明の衣類乾燥機においては、乾燥室の空気を、ヒートポンプの蒸発器、凝縮器を配設した通風路を通して循環させることにより衣類を乾燥させ、切換ダンパにより、前記通風路から機外に通じた吐風路の開放をし、通風路外の空気を通風路に設けた吸気口から前記蒸発器を通し前記吐風路から機外に吐出するように切換えるものにおいて、前記通風路の蒸発器を配設した部分より乾燥室側の部分に通風路外に通じる排気口を設け、この排気口を前記吐風路の開放をするときの前記切換ダンパにより閉鎖するようにしたことを特徴とする(請求項1の発明)。
上記手段によれば、通風路の蒸発器を配設した部分より乾燥室側の部分に通風路外に通じる排気口を設けたことにより、前述のように循環空気が保有した熱を一部放出できると共に、循環空気が保有した水分をも一部放出できるので、乾燥性能が高く得られ、又、切換ダンパにより、吸気口から通風路外の空気を蒸発器を通し吐風路から機外に吐出するように切換えると共に、前記排気口を閉鎖することにより、洗濯乾燥機が設置されたスペースの冷房が効果的にでき、しかも、それを切換ダンパ1つで構造巧みに実現することができる。
以下、本発明を洗濯乾燥機に適用して、その第1実施例(第1の実施形態)につき、図1ないし図5を参照して説明する。
まず、図2には、洗濯乾燥機、中でもドラム式(横軸形)洗濯乾燥機の全体構成を示しており、外箱1の内部に、水槽2を配設し、水槽2の内部に回転槽(ドラム)3を配設している。
上記水槽2及び回転槽3は、ともに円筒状を成すもので、前側(図中、左側)の端面部にそれぞれの開口部4,5を有している。このうち、回転槽3の開口部5は洗濯物(衣類)出し入れ用であり、それを水槽2の開口部4が囲繞している。又、水槽2の開口部4は、外箱1の前面部に形成した洗濯物出し入れ用の開口部6にベローズ7で連ねており、外箱1の開口部6には扉8を開閉可能に設けている。
回転槽3には又、周側部(胴部)のほゞ全域に孔9を形成しており(一部のみ図示)、この孔9は、洗濯時及び脱水時に通水孔として機能し、乾燥時には通風孔として機能するようになっている。水槽2には、前側の端面部の上部(前記開口部4より上方の部分)に温風出口10を形成し、後側の端面部の上部に温風入口11を形成している。このほか、水槽2の底部の最後部には、排水口12を形成しており、この排水口12に水槽2外で排水弁13を接続し、更に、排水弁13に排水ホース14を接続して、これらにより水槽2内の水を機外に排出するようにしている。
回転槽3の後側の端面部の後面(背面)には、補強部材15を取付けており、この補強部材15を介して、回転槽3の後側の端面部の中心部に回転軸16を取付け、この回転軸16を補強部材15から後方へ突出させている。回転槽3の後側の端面部の中心部周りには、多数の温風導入孔17を形成している。
これに対して、水槽2の後側の端面部の中心部には、軸受ハウジング18を取付けており、この軸受ハウジング18の中心部に上記回転軸16を挿通して軸受19,20により回転可能に支承している。又、それにより、回転槽3を水槽2に同軸状で回転可能に支持している。なお、水槽2は、図示しないサスペンションにより前記外箱1に弾性支持しており、その支持形態は、水槽2の軸方向が前後となる横軸状で、しかも前上がりの傾斜状であり、従って、この水槽2に上述のように支持された回転槽3も、同形態となっている。
前記軸受ハウジング18には、外周に、モータ21のステータ22を取付けており、このステータ22に、回転軸16の後端部に取付けたロータ23を外側から対向させている。従って、モータ21はアウターロータ形であり、更に、この場合、ブラシレスDCモータであって、回転槽3を回転軸16を中心に回転させる駆動装置として機能するようになっている。
水槽2の後側の端面部の内側には、温風カバー24を装着している。一方、前記補強部材15には、前記回転軸16を取付けた中心部の周囲部分に複数の比較的大きな温風導入口25を形成しており、この部分の外周部にシール部材26を装着し、このシール部材26の先端縁部を温風カバー24の前面に圧接させることによって、前記温風入口11から上記温風導入口25へと気密に通じる温風通路27を構成している。
水槽2の下方(外箱1の底面上)には、複数個のクッション28を介して台板29を配置し、この台板29上に通風ダクト30を配置している。この通風ダクト30は、前端部の上部に吸風口31を有しており、この吸風口31に、前記水槽2の温風出口10を還風ダクト32及び接続ホース33を介して接続している。なお、還風ダクト32は前記ベローズ7の左側を迂回するように配管している。
一方、通風ダクト30の後端部には循環用送風機34のケーシング35を接続しており、このケーシング35の出口部36を、接続ホース37及び給風ダクト38を介して、前記水槽2の温風入口11に接続している。なお、給風ダクト38は前記モータ21の左側を迂回するように配管している。
これらの結果、還風ダクト32、接続ホース33、通風ダクト30、循環用送風機34のケーシング35、接続ホース37、給風ダクト38により、前記水槽2の温風出口10と温風入口11とを接続して通風路39が設けられている。
なお、前記循環用送風機34は、ケーシング35の内部に送風ファン40を有しており、この送風ファン40を回転させるモータ41をケーシング35の外部に有している。
しかして、通風路39中、通風ダクト30の内部には、前部に蒸発器42を配置しており、後部に凝縮器43を配置している。これらの蒸発器42及び凝縮器43は、いずれも詳しくは図示しないが、冷媒流通パイプに伝熱フィンを細かいピッチで多数配設して成るフィン付きチューブ形のもので、熱交換性に優れており、それらの伝熱フィンの各間を、前記通風ダクト30を後述のように流れる風が通るようになっている。
そして更に、蒸発器42及び凝縮器43は、図3に示す圧縮機44及び絞り弁(特には電子式の絞り弁)45と共にヒートポンプ46を構成するもので、このヒートポンプ46においては、接続パイプ47によって、圧縮機44、凝縮器43、絞り弁45、蒸発器42の順にこれらをサイクル接続しており(冷凍サイクル)、圧縮機44が作動することによって冷媒を循環させるようになっている。なお、圧縮機44は、図2に示すように、通風ダクト30外に並設している。
角筒状、特には四角筒状を成す通風ダクト30の側面部中、前記吸風口31と蒸発器42との間における通風ダクト30底面部の最低部30aに臨む部分には、除湿水排出口48を形成しており、この除湿水排出口48は、前記外箱1の側面下部に形成した排水口49に接続パイプ50によって接続している。なお、通風ダクト30は、底面部中の、蒸発器42の直下に位置する部分30bを上記除湿水排出口48に向け下降する傾斜面としている。
更に、前記通風路39における前記回転槽3と前記蒸発器42との間の部分である吸風口31が位置した通風ダクト30の前端部から、機外である前方へは、吐風路51を設けている。この吐風路51は吸風口31と連通しており、その連通部分には、切換ダンパ52を設けている。
上記切換ダンパ52は、詳細には図4に示すように、吐風路51側に位置して、上端部を支軸53により前後に回動可能に支持され、図示を省略したモータや電磁石など駆動源の動力により回動されて、図1にも示すように、上記通風ダクト30の吸風口31(通風路39における前記回転槽3と前記蒸発器42との間の部分)の閉鎖、開放の切換えをし、同時に吐風路51の開放、閉鎖の切換えをするようになっている。又、この切換ダンパ52に対して、通風ダクト30の吐風路51入口部下方の部分には、段部30cを形成していて、これにより、吐風路51の閉鎖をするときの切換ダンパ52の受けをするようにしている。
そして、通風路39の蒸発器42を配設した部分より回転槽3側の部分であって且つ通風ダクト30の吸風口31と隣り合う上面の部分には、通風路39外に通じる排気口54を設けている。この排気口54は、吸風口31を閉鎖するとき(吐風路51を開放するとき)の切換ダンパ52が届く位置にあり、従って、その吸風口31を閉鎖するときの切換ダンパ52により閉鎖され、吸風口31を開放するとき(吐風路51を閉鎖するとき)の切換ダンパ52により開放されるようになっている。
一方、通風路39における蒸発器42と凝縮器43との間の部分である通風ダクト30の中間部上壁には、吸気口55を形成しており、又、吐風路51の内部には、吐出用送風機56を設けていて、それより前方の吐風路51の出口部は斜め上方を指向して機外に通じ、内部に同方向に傾斜するルーバ57を有している。
このほか、前記外箱1内の後上部には、給水弁58を設けており、この給水弁58は出口部を複数有し、それらを前記外箱1内の前側の上部に配置した給水ボックス59に接続パイプ60によって接続している。更に、給水ボックス59は、詳しくは図示しないが、洗剤投入部並びに柔軟仕上剤投入部を有していて、上記給水弁58は、出口部の開放の選択により、洗い時に給水ボックス59の洗剤投入部を経て前記水槽2内に給水し、最終すすぎ時に給水ボックス59の柔軟仕上剤投入部を経て同じく水槽2内に給水するようにしている。
更に、外箱1の背面部の上部には、空気出入口61を形成しており、一方、外箱1の前面部の上部の裏側には、制御装置62を設けている。この制御装置62は、例えばマイクロコンピュータから成るものであり、洗濯乾燥機の作動全般を制御する制御手段として機能するようになっている。
次に、上記構成の洗濯乾燥機の作用を述べる。
上記構成の洗濯乾燥機では、標準的な運転コースが開始されると、最初に洗濯(洗い及びすすぎ)運転が開始される。この洗濯運転では、給水弁58にて水槽2内に給水する動作が行われ、続いて、モータ21が作動されることにより、回転槽3が低速で正逆両方向に交互に回転される。
洗濯運転が終了すると、次に、脱水運転が開始される。この脱水運転では、水槽2内の水を排出した後、回転槽3を高速で一方向に回転させる動作が行われる。これにより、回転槽3内の洗濯物は遠心脱水される。
脱水運転が終了すると、次に、乾燥運転が実行される。この乾燥運転では、図2及び図4に示すように、切換ダンパ52が、通風ダクト30の吸風口31及び排気口54の開放をし、吐風路51の閉鎖をするようにセットされる。この状態で、回転槽3を低速で正逆両方向に回転させつつ、循環用送風機34のモータ41を作動させる。すると、送風ファン40の送風作用で、図2及び図4に矢印で示すように、水槽2内の空気が温風出口10から通風路39の還風ダクト32及び接続ホース33を経て通風ダクト30内に流入される。
又、このときには、ヒートポンプ46の圧縮機44の作動が開始される。これにより、ヒートポンプ46に封入した冷媒が圧縮されて高温高圧の冷媒となり、その高温高圧の冷媒が凝縮器43に流れて、通風ダクト30内の空気と熱交換する。その結果、通風ダクト30内の空気が加熱され、反対に、冷媒の温度は低下して液化される。この液化された冷媒が、次に、絞り弁45を通過して減圧された後、蒸発器42に流入し、気化する。それにより、蒸発器42は通風ダクト30内の空気を冷却する。蒸発器42を通過した冷媒は圧縮機44に戻る。
これらにより、前記水槽2内から通風ダクト30内に流入した空気は、蒸発器42で冷却されて除湿され、その後に凝縮器43で加熱されて温風化される。そして、その温風が接続ホース37、給風ダクト38を経て、温風入口11から水槽2内に供給され、更に、温風通路27、温風導入口25を経て、温風導入孔17から回転槽3内に供給される。
回転槽3内に供給された温風は洗濯物の水分を奪った後、前記温風出口10から還風ダクト32及び接続ホース33を経て通風ダクト30内に流入する。
かくして、蒸発器42と凝縮器43を有する通風ダクト30と回転槽3との間を空気が循環することにより、回転槽3内の洗濯物が乾燥される。従って、この場合、回転槽3内は乾燥室として機能する。又、この乾燥運転中、回転槽3内から通風路39を通る循環空気の一部は、排気口54から通風路39外に排出される。それにより、循環空気が保有した熱をも一部放出することになり、ヒートポンプ46のサイクル中に熱量が蓄積することが避けられる。この結果、凝縮器43の温度や冷媒の高圧側圧力が設定値以上となることもなくなるので、圧縮機44の仕事を下げる必要がなくなって、乾燥運転時の入力を上げることができ、乾燥性能を高く得ることができる。
又、この場合、回転槽3内から通風路39を通る循環空気の一部を排気口54から通風路外に排出することで、循環空気が衣類から奪って保有した水分をも一部放出することになり、それによって、循環空気が保有する水分を少なくできることから、乾燥性能を一層高く得ることができる。
併せて、乾燥運転中、蒸発器42では、前述の通風ダクト30内を通る空気の冷却除湿が行われることに伴い、表面に結露が生じ、その露が蒸発器42から滴下して直下の通風ダクト30における傾斜面30bを流下し、除湿水排出口48から接続パイプ50及び排水口49を通って機外に排出される。
以上に対して、洗濯乾燥機が設置されたスペースの冷房を行うときには、図5及び図1に示すように、切換ダンパ52が、吐風路51の開放をし、通風ダクト30の吸風口31と排気口54の閉鎖をするように切換えられ、この状態で、ヒートポンプ46の圧縮機44の作動が開始されると共に、吐出用送風機56が作動される。
これらにより、図5及び図1に矢印で示すように、通風ダクト30外の空気が吸気口55から通風ダクト30内に吸入されて蒸発器42を通り冷却される。そして、その冷却された空気が吐風路51を通って機外の前方に吐出され、洗濯乾燥機が設置されたスペースの冷房を行う。
又、この場合、切換ダンパ52が排気口54の閉鎖をしていることにより、通風路39外から蒸発器42を通らず(冷却されず)に機外に吐出される空気流ができることが避けられ、衣類乾燥機が設置された洗面室等のスペースの冷房が効果的にできる。しかも、それを吐風路51の開放をする切換ダンパ52で同時にできるから、別途排気口54の閉鎖をする構造を要することなく、巧みに実現することができる。
なお、このとき、外箱1の空気出入口61からは、機外の空気が外箱1内(通風ダクト30外)に吸い込まれる。
又、このとき、凝縮器43を通る空気の流れを積極的に閉鎖してはいない。しかし、乾燥運転時に凝縮器43を通る風路は、給風ダクト38等を介して回転槽3に繋がり、更に回転槽3から還風ダクト32に繋がっており、このような構成では、風路はほゞ密閉に近い。従って、冷房時に、吸風口31を切換ダンパ52で塞ぐことにより、凝縮器43側の風路は実質的に塞がれることになり、蒸発器42と凝縮器43との間に吸気口55が存していても、凝縮器43を通る空気流が実際には生じない。よって、切換ダンパ52はそれ1つを要するのみで冷房ができるという効果を有する。
又、乾燥運転時においても、吸気口55は開いたままで良い。これは、上述のように風路が全体的に閉じられていて、1箇所に開口があっても、空気の流れに大きな影響を与えないためである。これは、缶入り等の液体が、缶の1箇所に孔があっても、出難いことと同様のことである。それよりも、通風ダクト30の吸気口55を形成した部分は、循環用送風機34が生成する循環風の流れの風下側に位置するもので、負圧となる場所であり、そこで若干の圧力逃がしができることにより、むしろ乾燥運転時の蒸発器42における除湿をしやすくできるという効果すらある。
このように本構成のものでは、回転槽3内(乾燥室)の空気を、ヒートポンプ46の蒸発器42、凝縮器43を配設した通風路39を通して循環させることにより衣類を乾燥させ、切換ダンパ52により、通風路39から機外に通じた吐風路51の開放をし、通風路39外の空気を通風路39に設けた吸気口55から蒸発器42を通し吐風路51から機外に吐出するように切換えるものにおいて、通風路39の蒸発器42を配設した部分より回転槽3側(乾燥室側)の部分に通風路39外に通じる排気口54を設け、この排気口54を吐風路51の開放をするときの切換ダンパ52により閉鎖するようにしたものであり、それによって、乾燥性能が高く得られると共に、洗濯乾燥機が設置されたスペースの冷房が効果的にでき、しかも、それを構造巧みに実現できる。
又、本構成のものの場合、排気口54は、吐風路51の閉鎖をするときの切換ダンパ52が通風路39の開放をする部分(吸風口31)と隣り合うものとしており、それによって、切換ダンパ52には小さく且つ簡単なものを使用するに留めることができ、コストを低く押えることができる。更に、この場合、吐風路51の開放をするときの切換ダンパ52で通風路39の閉鎖をもすることがてきるので、冷房時における回転槽3内から還風ダクト32を通じての吸気を避けることができて、冷房効果を確実に高く得ることができる。
以上に対して、図6及び図7は本発明の第2実施例(第2の実施形態)を示すもので、第1実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
このものの場合、排気口71を、前記排気口54に代えて、通風路39の蒸発器42を配設した部分より回転槽3側(乾燥室側)の部分のうちでも、通風路39の吸気口55を設けた面とは異なる面に設けており、特には、通風路39の吸気口55を設けた上面部からは最も遠い下面部に設けている。
このように、排気口71を、通風路39の吸気口55を設けた面とは異なる面に設けたことにより、乾燥運転時に排気口71から排出された循環空気(熱及び湿気)の一部が吸気口55から吸入されることの極力ないようにできて、乾燥性能をより高く得ることができる。
なお、排気口71は、通風路39の吸気口55を設けた上面部からは最も遠い下面部に設けたことにより、乾燥運転時に排気口71から排出された循環空気の一部が吸気口55から吸入されることの最もないようにできるが、側面部に設けてもそれなりの効果を得ることができる。
又、この場合、切換ダンパ52は、下端部を支軸72により前後に回動可能に支持しており、その回動(この場合も、図示を省略したモータや電磁石など駆動源の動力による)により、吐風路51の閉鎖、開放の切換えをし、同時に排気口71の開放、閉鎖の切換えをする(吐風路51の開放をするときの切換ダンパ52により排気口71を閉鎖する)ようになっている。
更に、この場合、切換ダンパ52に対しては、通風ダクト30の吐風路51入口部上方の部分に段部30dを形成していて、これにより、吐風路51の閉鎖をするときの切換ダンパ52の受けをするようにしている。
このほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、特に洗濯乾燥機全体としては、上述の横軸形に限られず、水槽及び回転槽を横軸状に有する横軸形であっても良いし、又、本来的には洗濯と乾燥の両機能を有する洗濯乾燥機に限られず、乾燥機能のみを有する衣類乾燥機に適用できるなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
本発明の第1実施例を示す主要部分の冷房運転時状態の縦断側面図 全体の乾燥運転時状態の縦断側面図 ヒートポンプのサイクル構成図 主要部分の乾燥運転時状態の縦断側面図 全体の冷房運転時状態の縦断側面図 本発明の第2実施例を示す図4相当図 図1相当図
符号の説明
図面中、3は回転槽(乾燥室)、39は通風路、42は蒸発器、43は凝縮器、46はヒートポンプ、51は吐風路、52は切換ダンパ、54は排気口、55は吸気口、71は排気口を示す。

Claims (3)

  1. 乾燥室の空気を、ヒートポンプの蒸発器、凝縮器を配設した通風路を通して循環させることにより衣類を乾燥させ、切換ダンパにより、前記通風路から機外に通じた吐風路の開放をし、通風路外の空気を通風路に設けた吸気口から前記蒸発器を通し前記吐風路から機外に吐出するように切換えるものにおいて、
    前記通風路の蒸発器を配設した部分より乾燥室側の部分に通風路外に通じる排気口を設け、この排気口を前記吐風路の開放をするときの前記切換ダンパにより閉鎖するようにしたことを特徴とする衣類乾燥機。
  2. 排気口が、吐風路の閉鎖をするときの切換ダンパが通風路の開放をする部分と隣り合っていることを特徴とする請求項1記載の衣類乾燥機。
  3. 排気口が、通風路の吸気口を設けた面とは異なる面に設けられていることを特徴とする請求項1記載の衣類乾燥機。
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