JP2008220814A

JP2008220814A - 乾燥機

Info

Publication number: JP2008220814A
Application number: JP2007066548A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kuwabara; 修桑原
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2027-03-15
Also published as: JP4986662B2

Abstract

【課題】乾燥機の乾燥効率を改善する。
【解決手段】少なくとも圧縮機２１、放熱器２２、膨張弁２３（減圧装置）及び蒸発器３４が順次環状に配管接続されてなる冷媒回路２０と、ファン５５（送風手段）により放熱器２２と熱交換した空気を収容室１０内に送り、この収容室１０内を経た空気を蒸発器２４に送った後、再び放熱器２２に戻す空気循環を構成するための空気循環経路５０と、空気循環経路５０に設けられ、循環空気が蒸発器２４を通過せずに放熱器２２に至るバイパス経路４０と、蒸発器２３を通過する空気量とバイパス経路４０を通過する空気量との比率を調整するダンパー７０（流路調整手段）と、このダンパー７０を制御するコントローラＣ（制御手段）とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、衣類等の被乾燥物を収容する収容室内において被乾燥物の乾燥運転を実行する乾燥機に関するものである。

従来、この種の乾燥機は、本体内に回転自在に取り付けられた回転ドラム内に衣類等の被乾燥物を収容する収容室が構成され、当該収容室には乾燥用の空気を送風するための循環空気経路が接続されている。そして、ファン（送風手段）により循環空気経路内に設けられた放熱器にて加熱された空気を収容室に送風して、当該収容室内に収容された被被乾燥を暖めて湿気を蒸発させ、被乾燥物を乾燥させる。被乾燥物から蒸発した湿気（水分）は蒸発器にて凝結させて除湿し、再び放熱器にて加熱し、収容室に送風するサイクルを繰り返すものであった。そして、このようなサイクルを繰り返すことで、収容室内に収容された被乾燥物が徐々に乾燥されるものであった（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−７５３１６号公報

ところで、このような乾燥機では、乾燥運転の開始直後は、被乾燥物に多量の水分が含まれているため、放熱器にて加熱された高温の空気を収容室に吐出させて、被乾燥物と接触させることで、被乾燥物と空気とが充分に熱交換して、被乾燥物からの水分の蒸発と、空気の温度低下が生じる。その結果、収容室を出て空気循環経路に戻る空気の相対湿度は８０％程と飽和状態、或いは、それに近い状態となるため、蒸発器における除湿効率も良好であるが、被乾燥物の乾燥が進行するに伴い、被乾燥物と高温空気とが接触しても当該被乾燥物からの水分蒸発が起こり難くなる。その結果、空気循環経路に戻る空気は湿度を充分に含まない比較的乾いた空気となり、乾燥運転終盤には、その相対湿度が２０％程まで低下することもあった。

このような状況では、収容室から出る空気は、放熱器と熱交換して収容室に吐出された時の状態と殆ど変わらず、収容室に吐出される空気と比較して、温度低下が少なく、絶対湿度の増加も少ないものであった。即ち、この場合、収容室から出る空気は、未だ被乾燥物から水分を蒸発させる能力を充分に保持する空気となる。

また、この湿度の低い空気は露点温度も低下するため、蒸発器にてかなり冷やさなければ、空気中の水分を凝縮除去することができない。従って、空気の冷却と再加熱に必要な熱量に対して、空気から除去できる水分量は少なく、乾燥機の乾燥効率の悪化を招いていた。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、乾燥機の乾燥効率を改善することを目的とする。

本発明の乾燥機は、被乾燥物を収容する収容室を備え、この収容室内において被乾燥物の乾燥運転を実行するものであって、少なくとも圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器が順次環状に配管接続されてなる冷媒回路と、送風手段により放熱器と熱交換した空気を収容室内に送り、この収容室内を経た空気を蒸発器に送った後、再び放熱器に戻す空気循環を構成するための空気循環経路と、空気循環経路に設けられ、循環空気が前記蒸発器を通過せずに放熱器に至るバイパス経路と、蒸発器を通過する空気量とバイパス経路を通過する空気量との比率を調整する流路調整手段と、この流路調整手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明の乾燥機は、上記発明において制御手段は、収容室に入る循環空気の温度を検出する入口温度検出手段及び該収容室から出た循環空気の温度を検出する出口温度検出手段を備え、乾燥運転の進行によって変化する両温度検出手段の出力に基づき、流路調整手段を制御することを特徴とする。

請求項３の発明の乾燥機は、請求項１に記載の発明において制御手段は時限手段を備え、この時限手段によりカウントされる乾燥運転の進行に応じて流路調整手段を制御することを特徴とする。

請求項４の発明の乾燥機は、請求項２又は請求項３に記載の発明において制御手段は、温度検出手段の出力に基づき、又は、時限手段によりカウントされる乾燥運転の進行に応じて送風手段の風量を制御することを特徴とする。

本発明によれば、被乾燥物を収容する収容室を備え、この収容室内において被乾燥物の乾燥運転を実行する乾燥機において、少なくとも圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器が順次環状に配管接続されてなる冷媒回路と、送風手段により放熱器と熱交換した空気を収容室内に送り、この収容室内を経た空気を蒸発器に送った後、再び放熱器に戻す空気循環を構成するための空気循環経路と、空気循環経路に設けられ、循環空気が前記蒸発器を通過せずに放熱器に至るバイパス経路と、蒸発器を通過する空気量とバイパス経路を通過する空気量との比率を調整する流路調整手段と、この流路調整手段を制御する制御手段とを備えたので、例えば、請求項２の発明の如く収容室に入る循環空気の温度を検出する入口温度検出手段及び該収容室から出た循環空気の温度を検出する出口温度検出手段を備え、乾燥運転の進行によって変化する両温度検出手段の出力に基づき、流路調整手段を制御するものとすれば、収容室内を経た空気の絶対湿度を増加させることができる。

これにより、空気の露点温度が上昇し、蒸発器にて水分を凝縮除去するために必要な熱量を減らすことができるので、乾燥機の乾燥効率を改善することができるようになる。

また、請求項１に記載の発明において、請求項３の発明の如く制御手段は時限手段を備え、この時限手段によりカウントされる乾燥運転の進行に応じて流路調整手段を制御するものとすれば、収容室内を経た空気の絶対湿度を増加させることができる。これにより、空気の露点温度が上昇し、蒸発器にて水分を凝縮除去するために必要な熱量を減らすことができる。従って、乾燥機の乾燥効率を改善することができるようになる。

特に、請求項２又は請求項３に記載の発明において、請求項４の発明の如く制御手段は、温度検出手段の出力に基づき、又は、時限手段によりカウントされる乾燥運転の進行に応じて送風手段の風量を制御するものとすれば、乾燥時間を短縮することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を詳述する。

図１は本発明を適用した乾燥機の一実施例として、洗濯運転と洗濯運転終了後の乾燥運転を実行する洗濯乾燥機Ｗの概略構成図、図２は洗濯乾燥機Ｗの空気循環経路５０を模式図をそれぞれ示している。本実施例の洗濯乾燥機Ｗは、衣類等の被洗濯物（この被洗濯物が乾燥運転における被乾燥物となる）を洗濯、乾燥するために使用するもので、外郭を形成する本体１の側面上方には被洗濯物を出し入れするための取出口６を開閉するための開閉扉３が取り付けられており、開閉扉３の側方、或いは上方の本体１には各種の操作スイッチや表示部が配設された図示しない操作パネルが設けられている。

前記本体１内には、貯水可能な円筒状樹脂製の外層ドラム２が設けられ、この外層ドラム２は円筒の軸を斜め方向として配設されている。そして、この外層ドラム２の内側には、洗濯槽と脱水槽を兼ねる略円筒状のステンレス製内層ドラム５が設けられている。この内層ドラム５の内部は被洗濯物を収容する収容室１０とされ、これも円筒の軸を斜め方向として配設されると共に、この軸が本体１の側壁（図１の右側）に装着された駆動モータＭの軸８に連結され、当該軸８を中心とし、外層ドラム２内で回転可能に保持されている。

更に、内層ドラム５の一端面５Ａ（図１の左上方の面）には、前記取出口６が形成されており、内層ドラム５は、フエルト１１及び支持部材９を介してこの取出口６に回転自在に支持されている。この取出口６の下方に位置する支持部材９には後述する空気循環経路５０の吹出口５４が形成されている。また、内層ドラム５の円筒の側面５Ｓ周囲及び軸方向における他端面５Ｂ（図１の右下方の面）には空気及び水が流通可能な複数の透孔７・・が形成されている。この透孔７・・は、洗濯運転においては水が流出すると共に、乾燥運転においては乾燥用の空気（循環空気）が流通するための孔となる。

前述した駆動モータＭは、洗濯運転及び当該洗濯運転終了後の乾燥運転において、外層ドラム２及び内層ドラム５の軸と同一の斜め方向の軸８を中心として内層ドラム５を回転させるためのモータである。この駆動モータＭは、前記軸８の一端に取り付けられ、後述するコントローラＣにより、洗濯運転の脱水工程時には、高速にて内層ドラム５を回転させると共に、乾燥運転時においては洗濯運転時に比して低速にて内層ドラム５を回転させるよう制御されている。

一方、前記本体１の外層ドラム２上方には、外層ドラム２内に給水するための図示しない給水通路が設けられており、この給水通路の一端は給水バルブを介して水道水などの給水源に接続されている。給水バルブは前記コントローラＣにて開閉が制御される。また、給水通路の他端は、前記外層ドラム２に接続されて外層ドラム２内の内層ドラム５の上方にて開口しており、コントローラＣにて前記給水バルブが開放されると、給水源から水（水道水）が外層ドラム２内に供給されると共に、この水が内層ドラム５の側面５Ｓ周囲の透孔７・・を介して収容室１０にも供給されるように構成されている。

また、前記本体１の下部には、外層ドラム２内（収容室１０も含む）の水を排出するための排水手段としての図示しない排水通路が設けられており、この排水通路の一端は、洗濯乾燥機Ｗの外部に導出され、排水溝等に開口している。そして、排水通路の他端はコントローラＣにて開閉が制御される排水バルブを介して内層ドラム５の他端面５Ｂより外層ドラム２の他端２Ｂ側となる外層ドラム２の最低部と連通している。また、外層ドラム２の他端２Ｂ上方には前記空気循環経路５０の吸込口５２が形成されている。

他方、本体１内の外層ドラム２の前側から下側及び後側に渡って機械室６０が構成され、この機械室６０内に前述した空気循環経路５０が構成されている。この空気循環経路５０は、外層ドラム２の他端２Ｂ上方に形成された前記吸込口５２にて一端が開口すると共に、当該一端から外層ドラム２の下側を通過し、他端は前記支持部材９の取出口６下方に形成された吹出口５４にて開口している。この空気循環経路５０内には後述する冷媒回路２０の放熱器２２、蒸発器２４が設けられている。放熱器２２は、本実施例の加熱手段であり、空気循環経路５０内の前記吹出口５４側に設置されている。蒸発器２４は空気循環経路５０内の吸込口５２側に配置されている。

また、空気循環経路５０内には、ファン５５が設けられている。このファン５５は、乾燥運転において放熱器２２で加熱された空気を空気循環経路５０の吹出口５４から内層ドラム５内の収容室１０に送り、収容室１０を経た空気を蒸発器２４に送った後、再び、放熱器２２に戻すことにより、空気循環経路５０内の空気循環を行うための送風手段である。本実施例では、ファン５５は空気循環経路５０内の蒸発器２４の空気上流側となる吸込口５２側に配設されている。

即ち、洗濯乾燥機Ｗは、乾燥運転において収容室１０内の空気をファン５５により空気循環経路５０内に循環させることにより、被洗濯物を蒸発させて、湿気を含む空気を吸込口５２から空気循環経路５０内に吸い込んで、蒸発器２４に送風し、蒸発器２４にて冷媒と熱交換して空気中の水分を凝結除去した後、放熱器２２に送風する。そして、放熱器２２に送風された循環空気を当該放熱器２２にて冷媒と熱交換して加熱した後、吹出口５４から内層ドラム５内の収容室１０に吐出し、収容室１０内を循環して、被洗濯物を乾燥させた後、吸込口５２から空気循環経路５０内に再び吸い込む構成とされている。

次に、図１において、２０は前述した冷媒回路（冷凍サイクル）であり、当該冷媒回路２０は圧縮機２１、放熱器２２、減圧装置としての膨張弁２３及び蒸発器２４等を順次環状に配管接続して構成されている。また、冷媒回路２０内には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ₂）が所定量封入されている。ここで、本実施例で使用する圧縮機２１は多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサであり、図示しない密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される第１の回転圧縮要素（１段目）及び第２の回転圧縮要素（２段目）が設けられている。

そして、冷媒導入管２５から圧縮機２１の第１の回転圧縮要素に低圧冷媒が導入され、冷媒吐出管２６から第２の回転圧縮要素で圧縮された高温高圧の冷媒が圧縮機２１外に吐出される構成とされている。尚、本発明で使用可能な圧縮機２１は実施例の多段圧縮式ロータリコンプレッサに限定されるものでなく、スクロール型、レシプロ型のコンプレッサなど、その他種々の圧縮機も適用可能である。また、冷媒回路２０内に封入する冷媒も二酸化炭素に限らず、該存の他の冷媒を用いるものとしても差し支えない。

前記圧縮機２１の冷媒吐出管２６は、空気循環経路５０内の吹出口５４側に設けられた空気加熱用の放熱器２２の入口に接続される。そして、放熱器２２を出た配管２７は膨張弁２３に至り、膨張弁２３の出口に接続された配管２８は空気循環経路５０のファン５５の空気吐出側（空気下流側）に設けられた蒸発器２４の入口に接続され、蒸発器２４の出口には上記圧縮機２１の冷媒導入管２５が接続されて、係る環状の冷媒回路２０を構成している。

尚、本実施例の洗濯乾燥機Ｗは、前述したコントローラＣにより運転が制御されている。このコントローラＣは洗濯乾燥機Ｗの制御を司る制御手段であり、駆動モータＭの運転、給水通路及び排水通路の各バルブの開閉、圧縮機２１の運転、膨張弁２３の絞り調整、ファン５５の風量等を制御している。更に、コントローラＣは収容室１０内に収容された被洗濯物が変色及び損傷しないように放熱器２２を経た空気温度も制御している。具体的に、コントローラＣは、入口温度検出手段により、放熱器２２にて加熱されて、収容室１０に入る循環空気の温度を検出し、当該空気温度が、所定の温度となるように圧縮機２１の運転や膨張弁２３の絞り量等を制御している。本実施例では、上記入口温度検出手段を温度センサＳ１により構成し、この温度センサＳ１を図２に示すように吹出口５４の近傍の空気循環経路５０内に設置するものとする。

ところで、このような洗濯乾燥機Ｗでは、乾燥運転の開始直後（乾燥運転の初期）は、収容室１０内の被洗濯物に多量の水分が含まれているため、放熱器２２にて加熱された高温の空気を収容室１０に吐出させて、被洗濯物と接触させることで、被洗濯物と空気とが充分に熱交換して、被洗濯物からの水分の蒸発と、空気の温度低下が生じる。その結果、収容室１０を出て空気循環経路に戻る空気の相対湿度は８０％程と飽和状態、或いは、それに近い状態となるため、蒸発器２２における除湿効率も良好となり、この空気を蒸発器２２で除湿し、放熱器２２で加熱することで被洗濯物の乾燥を効率よく行うことが可能である。

しかしながら、被洗濯物の乾燥が進行するに伴い、被洗濯物と高温空気とが接触しても被洗濯物からの水分蒸発が起こり難くなる。その結果、空気循環経路５０に戻る空気は湿度を充分に含まない比較的乾いた空気となり、従来では乾燥運転終盤には、その相対湿度が２０％程まで低下することもあった。

このような状況では、収容室１０から出る空気は、放熱器２２と熱交換して収容室１０に入った時の状態と殆ど変わらず、収容室１０に吐出される空気と比較して、温度低下が少なく、絶対湿度の増加も少ないものであった。即ち、収容室１０から出る空気は、未だ被乾燥物から水分を蒸発させる能力を充分に保持する空気であった。

また、かかる空気は露点温度も低下するため、蒸発器２２にてかなり冷やさなければ、空気中の水分を凝縮除去することができない。従って、空気の冷却と再加熱に必要な熱量に対して、空気から除去できる水分量は少なく、乾燥効率の悪化を招いていた。

このような乾燥運転における上述した問題を解消するためには、収容室１０から戻る空気の湿度を増加することができれば、空気の露点温度が上昇し、空気の冷却と再加熱に必要な熱量を抑えて、乾燥効率を改善することができるようになるものと考えられる。

そこで、本発明では空気循環経路５０内に、循環空気が蒸発器２２を通過せずに放熱器２２に至るバイパス経路と、蒸発器２４を通過する空気量とバイパス経路を通過する空気量との比率を調整する流路調整手段を設けて、当該流路調整手段を制御するものとする。

本実施例では、仕切壁７５にて空気循環経路５０内を蒸発器２４が設置される経路と、それをバイパスする経路とに仕切ることで、バイパス経路４０を構成するものとする。この場合、仕切壁７５は、該仕切壁７５により空気循環経路５０内の空気の循環に支障を来さないように図２に示すように空気循環経路５０内の空気の循環方向に対して平行となるように配置される。そして、流路調整手段をダンパー７０により構成し、このダンパー７０を、仕切壁７５の空気上流側となる一端側（蒸発器２４の空気上流側）に取り付けるものとした。

そして、当該ダンパー７０を前記コントローラＣ（制御手段）により制御することで、コントローラＣはダンパー７０により蒸発器２４を通過する空気量と、バイパス経路４０を流れる空気量との比率を調節するものとする。この場合、コントローラＣは収容室１０内の被洗濯物の乾燥の状態に応じて、蒸発器２４を通過する空気量の比率を、蒸発器２４を通過する空気量とバイパス経路を通過する空気量の和、即ち、収容室１０から出た全空気量の３０％〜１００％となるように制御する。

具体的に、コントローラＣは、上述した被洗濯物の乾燥状態を収容室１０の出入口の空気温度差や乾燥運転の経過時間等を変数として目標とする蒸発器２４を通過する空気量を演算し、前記ダンパー７０を作動する。本実施例では、収容室１０の出入口の空気温度差に基づき、前記ダンパー７０を制御するものとする。そこで、収容室１０に入る循環温度を検出する入口温度検出手段として、前述した温度センサＳ１を用いると共に、新たに、収容室１０から出た循環空気の温度を検出する出口温度検出手段として、吸込口５２の近傍の空気循環経路５０内に温度センサＳ２を設置する。

そして、コントローラＣは、温度センサＳ１にて検出される収容室１０に入る循環温度が上述したように収容室１０内に収容された被洗濯物が変色及び損傷しないような所定の高温（例えば、＋７５℃）で一定となるように圧縮機２１の運転を制御しながら、温度センサＳ２にて検出される収容室１０を出た循環空気の温度との差により水分蒸発量を推定して、乾燥運転の進行状況（即ち、被洗濯物の乾燥状態）を把握する。この場合、乾燥運転が進行し、被洗濯物の乾燥が進むと、空気が水分を蒸発し難くなるので、蒸発潜熱の吸収による温度低下が小さくなるので、温度センサＳ１にて検出される収容室１０に入る空気温度と温度センサＳ２にて検出される収容室１０を出た空気温度との差が小さくなる。

即ち、本実施例では温度センサＳ１にて検出される収容室１０に入る循環温度が所定の高温（例えば、＋７５℃）で一定となるように制御されるので、温度センサＳ２にて検出される収容室１０を出た空気温度の上昇（即ち、両温度差の縮小度合い）に応じて、蒸発器２４をバイパスして、バイパス経路４０に流れる空気量が増大するようにダンパー７０の開度を段階的に拡大する。即ち、本実施例のコントローラＣは収容室１０の出入り口の温度差に応じて、ダンパー７０の開度をステップ制御するものとする。尚、具体的な制御動作については次の動作説明にて詳述する。

以上の構成で、次に、洗濯乾燥機Ｗの動作を説明する。取出口６から内層ドラム５内の収容室１０に被洗濯物と当該被洗濯物の量に応じた所定量の洗剤が投入され、開閉蓋３が閉じられて、前述した操作スイッチのうちの電源スイッチ及びスタートスイッチが操作されると、前記コントローラＣにより洗濯運転が開始される。これにより、前記給水通路の給水バルブが開かれ、給水通路が開放される。これにより、給水源から外層ドラム２及び内層ドラム５の透孔７・・を介して水が供給される。外層ドラム２に供給された水は内層ドラム５に形成された複数の透孔７・・を介しても収容室１０に流入する。尚、このとき前記排水通路の排水バルブは閉じられている。

そして、内層ドラム５内の収容室１０に所定量の水が溜まると、コントローラＣにより給水バルブが閉じられて給水通路が閉塞される。これにより、給水源からの水の供給が停止される。

次に、コントローラＣにより駆動モータＭが通電起動される。これにより、軸８が回転し、この軸８に取り付けられた内層ドラム５が外層ドラム２内で回転し始めて、洗濯運転の洗濯行程が開始される。そして、この洗濯行程の開始から所定時間経過すると、コントローラＣにより駆動モータＭが停止され、排水通路の排水バルブが開放されて内層ドラム５の収容室１０内（即ち、外層ドラム２内）の水（洗濯水）が排出されていく。

そして、収容室１０（外層ドラム２内）の水が排出されると、コントローラＣにより再び駆動モータＭが作動され、被洗濯物の脱水が行われる。この脱水が所定時間実行されると、排水バルブが閉じられ排水通路が閉塞されて、すすぎ工程に移行する。

このすすぎ行程では、先ず、給水通路の給水バルブが開かれ、給水通路が開放される。これにより、給水源から外層ドラム２内及び収容室１０に再び水が供給される。そして、内層ドラム５内の収容室１０に所定量の給水が行われると、コントローラＣにより給水バルブが閉じられ、給水通路が閉塞される。これにより、給水源からの水の供給が停止される。

そして、前記駆動モータＭの回転動作が所定時間繰り返されてすすぎが行われた後、駆動モータＭが停止され、排水通路の排水バルブが開かれて、収容室１０（外層ドラム２内）のすすぎ水が排水通路に排出されていく。収容室１０（外層ドラム２内）のすすぎ水が排出されると、コントローラＣにより駆動モータＭが作動され、前述同様に内層ドラム５が回転されて、被洗濯物の脱水を行う脱水行程に移行する。

この脱水行程が所定時間実行されると、コントローラＣにより排水通路の排水バルブが閉じられ、排水通路が閉塞される。更に、コントローラＣにより圧縮機２１が起動され、ファン５５の運転が開始されると共に、前記駆動モータＭにより内層ドラム５を回転させて乾燥運転に移行する。尚、本実施例ではコントローラＣによりファン５５は定速にて回転され、従って、乾燥運転において空気循環経路５０内を流れる循環空気量は被洗濯物（被乾燥物）の乾燥状態によって変化するものの、略一定となる。

当該乾燥運転では上述したようにコントローラＣにより温度センサＳ１にて検出される収容室１０に入る温度が所定の高温（＋７５℃）で一定となるように温度センサＳ１の出力に基づき、圧縮機２１の回転数が制御される。更に、コントローラＣは、乾燥運転の進行に応じて変化する温度センサＳ１、Ｓ２の出力に基づき、ダンパー７０の開度を制御する。尚、本実施例では、上述の如く温度センサＳ１にて検出される収容室１０に入る温度は＋７５℃で一定となるように制御されるため、乾燥運転の進行に応じて変化するのは、温度センサＳ２にて検出される収容室１０を出た温度となる。即ち、本実施例のコントローラＣは、温度センサＳ１にて検出される温度が一定となるように圧縮機２１の回転数を制御しながら、温度センサＳ２にて検出される収容室１０を出た温度との温度差を算出し、当該収容室１０内の被洗濯物の水分蒸発量を推定し、それに応じてダンパー７０の開度をステップ制御する。

先ず、温度センサＳ２にて検出される温度が予め設定された所定の低温Ｔ１以下、例えば、本実施例では＋４０℃以下である場合（主に、乾燥運転の開始直後や乾燥運転の初期等）、コントローラＣは、図３に示すようにダンパー７０を閉じて、バイパス経路４０を閉塞する。これにより、収容室１０から出た空気はバイパス経路４０に流れることなく、全て蒸発器２４を通過することとなる。即ち、蒸発器２４を通過する空気量の比率が１００％となる。一方、上記圧縮機２１の起動により、冷媒導入管２５から圧縮機２１の前記第１の回転圧縮要素に冷媒（ＣＯ₂）が吸い込まれて圧縮される。第１の回転圧縮要素で圧縮されて中間圧となった冷媒は、第２の回転圧縮要素に吸入され、２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管２６より外部に吐出される。

冷媒吐出管２６から吐出された冷媒ガスは空気循環経路５０内に設けられた放熱器２２に流入する。このとき、放熱器２２に流入する冷媒温度は約＋８５℃程まで上昇しており、係る高温高圧の冷媒ガスはここで、空気循環経路５０内を循環する空気と熱交換して放熱し、約＋５０℃程まで冷却される。

放熱器２２にて冷却された冷媒はその後、膨張弁２３にて減圧された後、空気循環経路５０内に設けられた蒸発器２４にて循環空気（収容室１０からの湿気を含んだ空気）と熱交換して蒸発する。即ち、冷媒回路２０は、蒸発器２４にて収容室１０からの湿気を含んだ空気を凝結させ、当該空気内の水分を除去させると共に、当該蒸発器２４において冷媒により循環空気から熱を汲み上げて、放熱器２２に搬送して、収容室１０に吐出される循環空気を加熱するヒートポンプとして機能する。

このように、冷媒回路２０を備えて、収容室１０からの空気の水分を蒸発器２４にて凝結除去し、このとき、空気から汲み上げた熱を、冷媒により放熱器２２に搬送し、収容室１０に吐出する循環空気の加熱に利用することで、エネルギー効率の改善を図ることができるようになる。特に、放熱器２２により電気ヒータなどの格別な加熱手段を用いること無く循環空気を高温に加熱することができるので、電気エネルギー等のエネルギーコストを削減して、より効率の良い乾燥運転を実現することができる。

そして、蒸発器２４にて蒸発した冷媒はその後、冷媒導入管２５を経て、再び、圧縮機２１に吸い込まれる循環を行う。

また、前記ファン５５の運転により、収容室１０内の被洗濯物を乾燥させて湿気を含んだ空気（循環空気）は、収容室１０を経て他端面５Ｂに形成された透孔７・・から収容室１０を流出する。そして、この空気は、外層ドラム２の他端２Ｂの上方に形成された吸込口５２から空気循環経路５０内に入り、ファン５５に吸い込まれる。その後、ファン５５に吸い込まれた空気は、ファン５５の空気吐出側に設けられた蒸発器２４に向かって吐出される。このファン５５から吐出される空気（収容室１０を経て湿気を含んだ空気）は、前述したようにダンパー７０によりバイパス経路４０が閉塞されているので、バイパス経路４０に流れることなく、全て蒸発器２４を通過する。

このとき、収容室１０内の被洗濯物を乾燥させて湿気を含んだ空気は、当該蒸発器２４を通過する過程で、蒸発器２４を流れる冷媒と熱交換し、冷媒に熱を奪われて、空気中の水分が蒸発器２４の表面に凝結する。これにより、当該蒸発器２４にて被洗濯物を乾燥させて湿気を含んだ空気から水分を凝結除去し、再び乾燥した空気とすることができる。

尚、蒸発器２４の表面にて凝結した水分は、その後、水滴となって蒸発器２４の下部に設けられた図示しないドレンパン上に落下し、図示しないドレンパイプ、排水通路等を介して外部に排出される。

一方、蒸発器２４で湿気が取り除かれて乾燥した空気は、当該蒸発器２４を流れる冷媒により熱を奪われて、約＋３０℃程まで冷却される。その後、放熱器２２の周囲を通過し、当該放熱器２２を流れる高温高圧の冷媒ガスと熱交換して約＋７５℃に加熱され、内層ドラム５の一端面５Ａの取出口６の外周に設けられた支持部材９の下方に形成された吹出口５４から収容室１０内に吐出される。

この収容室１０に吐出された循環空気は、当該収容室１０を一端５Ａ側から他端５Ｂ側に流れる過程で被洗濯物と接触し、被洗濯物を暖めて水分を蒸発させて、被洗濯物を乾燥させる。

そして、収容室１０にて被洗濯物を乾燥させて水分を含んだ空気は、内層ドラム５の他端面５Ｂに形成された透孔７・・から流出し、外層ドラム２の前記吸込口５２から空気循環経路５０内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。

このように、温度センサＳ２にて検出される収容室１０を出た空気の温度が＋４０℃以下である場合には、収容室１０に入る空気（この空気温度は、＋７５℃）との温度差が大きくなる。これは、収容室１０に吐出された空気が、被洗濯物と接触することで、被洗濯物に多量に含まれる水分を蒸発させて、温度が大幅に低下するためである。このとき、放熱器にて加熱された高温の空気を収容室１０に吐出させて、被乾燥物と接触させることで、被洗濯物と空気とが充分に熱交換して、収容室１０から出る空気の相対湿度が高くなり、空気は飽和湿度に近い状態となる。従って、当該空気をバイパス経路４０に流して放熱器２２にて再加熱し、収容室１０に戻しても被洗濯物から蒸発した水蒸気を吸収できないので、圧縮機２１の入力の低減を図り難く、乾燥時間を長期化するなど、乾燥効率の悪化を招くこととなる。

そこで、本発明の如く収容室１０の出入り口の空気の温度差が大きい場合には、即ち、本実施例では温度センサＳ２にて検出される空気温度が所定温度Ｔ１以下（本実施例では、＋４０℃以下）である場合には、ダンパー７０によりバイパス経路４０を閉塞し、収容室１０からの全ての空気を蒸発器２４に通過させることで、蒸発器２４にて被洗濯物から効率よく水分を蒸発させることができる。

一方、被洗濯物の乾燥が進行して、被洗濯物からの水分蒸発量が減る、即ち、空気から被洗濯物中の水分に対して熱が移動して空気の温度が低下することが減るので、収容室１０に入る循環空気と収容室１０から出る循環空気との温度差が小さくなる。従って、被洗濯物の蒸発が起こり難くなって、温度差が或る値まで小さくなったら、ダンパー７０を開いて、循環空気の一部が蒸発器２４をバイパスして流れるようにする。具体的に、本実施例では、温度センサＳ２にて検出される温度が前記Ｔ１より高く予め設定された所定の温度範囲Ｔ２、例えば、本実施例では＋４０℃より高く、＋５０℃以下となると、コントローラＣは図４に示すようにダンパー７０を１ステップ開く。これにより、収容室１０から出た全空気量の２０％がバイパス経路４０を通過するようになる。尚、残りの空気（前記全空気量の８０％）は蒸発器２４を通過する。

その後、更に温度差が或る値まで小さくなったら更にダンパー７０の開度を拡大する。即ち、コントローラＣは、温度センサＳ２にて検出される温度が前記Ｔ２より高く予め設定された所定の温度範囲Ｔ３、例えば、本実施例では＋５０℃より高く、＋５５℃以下となると、図５に示すようにダンパー７０を更に１ステップ開く。これにより、収容室１０から出た全空気量の５０％がバイパス経路４０を通過し、その他の空気（前記全空気量の５０％）が蒸発器２４を通過する。

そして、上記より更にまた温度差が或る値まで小さくなったらダンパー７０の開度を更に拡大する。即ち、コントローラＣは、温度センサＳ２にて検出される温度がＴ３より高く予め設定された所定の温度Ｔ４を超えると、例えば、本実施例では＋５５℃を超えて上昇すると、図６に示すようにダンパー７０を図５の状態から更に１ステップ開く（本実施例の最大の開度）。これにより、収容室１０から出た全空気量の７０％がバイパス経路４０を通過し、その他の空気（前記全空気量の３０％）が蒸発器２４を通過する。

そして、バイパス経路４０を経た空気（温度変化無し）は前述したように蒸発器２４にて冷媒と熱交換し、冷媒に熱を奪われて、水分が除去された空気（温度は＋３０℃程）と放熱器２２の空気上流側で合流する。尚、収容室１０から出た全空気量の５０％がバイパス経路４０に流れ、残りの空気（前記全空気量の５０％）が蒸発器２４に流れた場合（図５の場合）には、放熱器２２の空気上流側で両空気が合流することで、空気温度が約＋４２．５℃となる。

合流した空気は、放熱器２２のを通過し、当該放熱器２２を流れる高温高圧の冷媒ガスと熱交換して約＋７５℃に加熱される。そして、内層ドラム５の一端面５Ａの取出口６の外周に設けられた支持部材９の下方に形成された吹出口５４から収容室１０内に吐出される。この収容室１０に吐出された循環空気は、被洗濯物と接触し、被洗濯物を暖めて水分を蒸発させて、被洗濯物を乾燥させた後、内層ドラム５の他端面５Ｂに形成された透孔７・・から流出し、外層ドラム２の前記吸込口５２から空気循環経路５０内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。

このように、放熱器２２にて加熱され、収容室１０に入る空気と収容室１０にて被洗濯物から水分を蒸発させて収容室１０を出る空気との温度差が小さくなるほど、ダンパー７０の開度を拡大して、蒸発器２４をバイパスする空気量を増やすことで、収容室１０に入る空気の絶対湿度が増加し、それに伴い、収容室１０から出る空気の絶対湿度が増加する。これにより、当該空気の露点温度が上がるため、蒸発器２４において空気から水分を凝縮除去するために必要な熱量を減らすことができるようになる。これにより、乾燥効率の改善を図ることができるようになる。

特に、本実施例の如く圧縮機２１の回転数を制御して温度センサＳ１にて検出される収容室１０に入る温度を一定とした場合には、蒸発器２４をバイパスする空気量を増やすことで、蒸発器２４を通過する空気量が減る分、圧縮機２１の入力を少なくすることができる。これにより、消費電力の削減を図ることができるようになる。

尚、本実施例では図１乃至図６に示すようにダンパー７０を、仕切壁７５の空気上流側となる一端側（蒸発器２４の空気上流側）に取り付けるものとしたが、図７に示すように仕切壁７５の空気下流側となる他端側（蒸発器２４の空気下流側）にダンパー７０を取り付けても同様の効果を得ることができる。また、２つ以上のダンパーを取り付けて、各ダンパーの開閉をそれぞれ制御することで、蒸発器２４を通過する空気量とバイパス経路４０を通過する空気量との比率を調整することも可能である。また、本発明の流路調整手段はダンパー７０に限定されるものでなく、蒸発器２４を通過する空気量とバイパス経路４０を通過する空気量との比率を調整することができるものであれば他の構成であっても有効である。

更に、本実施例ではファン５５を空気循環経路５０内の蒸発器２４の空気上流側となる吸込口５２側に配設するものとしたが、ファン５５の設置位置はこれに限定されるものでなく、乾燥運転において放熱器２２で加熱された空気を空気循環経路５０の吹出口５４から内層ドラム５内の収容室１０に送り、収容室１０を経た空気を蒸発器２４に送った後、再び、放熱器２２に戻すことができるものであれば、何処に設置しても構わない。例えば、図８に示すように空気循環経路５０内の放熱器２２の空気下流側となる吹出口５４側に配設しても差し支えない。

上記実施例１ではファン５５を定速にて回転させて、空気循環経路５０内を流れる循環空気量を一定としたが、収容室１０に入る空気と収容室１０を出る空気との温度差が小さくなるに伴い、ファン５５の回転数を増大するものとすれば、乾燥時間の短縮を図ることができる。この場合、上記の如く圧縮機２１の入力の低減による消費電力の削減されるので、例えば、圧縮機２１の入力の低減に応じた電力分、ファン５５の回転数を増大させることで、従来の消費電力を維持しながら、乾燥運転の迅速化を図ることが可能となる。この場合、ダンパー７０の開度制御に同期して、ファン５５の回転数を、増大させるよう制御することも可能である。

また、上記実施例１において、圧縮機２１の回転数を一定とすれば、ダンパー７０の開度の拡大に応じて、温度センサＳ１にて検出される収容室１０に入る温度が上昇するため、乾燥運転の迅速化を図ることが可能となる。

更に、上記実施例１では、収容室１０の出入口の空気温度差に基づき、前記ダンパー７０を制御するものとするものとしたが、経過時間等を変数として目標とする蒸発器２４を通過する空気量を演算し、ダンパー７０を制御するものとしても良い。この場合、コントローラＣがタイマー機能（時限手段）を備えるものとし、そのコントローラＣにて乾燥時間の開始と共にカウントを開始し、乾燥運転を開始して、所定の時間経過したらダンパーを１ステップ開き、更に、所定の時間経過したらダンパー７０を更に１ステップ開くよう制御することで、上記実施例同様に収容室１０に入る空気の絶対湿度が増加し、それに伴い、収容室１０から出る空気の絶対湿度が増加する。これにより、当該空気の露点温度が上がるため、蒸発器２４において空気から水分を凝縮除去するために必要な熱量を減らすことができるようになる。これにより、乾燥効率の改善を図ることができるようになる。

本発明を適用した乾燥機の一実施例の洗濯乾燥機の概略構成図である。図１の洗濯乾燥機の空気循環経路の模式図である。図２の洗濯乾燥機の乾燥運転における空気循環経路を流れる循環空気の流れを示す第１の図である。図２の洗濯乾燥機の乾燥運転における空気循環経路を流れる循環空気の流れを示す第２の図である。図２の洗濯乾燥機の乾燥運転における空気循環経路を流れる循環空気の流れを示す第３の図である。図２の洗濯乾燥機の乾燥運転における空気循環経路を流れる循環空気の流れを示す第４の図である。本発明を適用した乾燥機の一実施例の洗濯乾燥機の他の概略構成を示す図である。本発明を適用した乾燥機の一実施例の洗濯乾燥機のもう一つの他の概略構成を示す図である。

符号の説明

Ｃコントローラ（制御手段）
Ｗ洗濯乾燥機
Ｓ１温度センサ（入口温度検出手段）
Ｓ２温度センサ（出口温度検出手段）
１本体
２外層ドラム
５内層ドラム
７透孔
１０収容室
２０冷媒回路
２１圧縮機
２２放熱器
２３膨張弁（減圧装置）
２４蒸発器
４０バイパス経路
５０空気循環経路
５２吸込口
５４吹出口
５５ファン（送風手段）
７０ダンパー（流路調整手段）
７５仕切壁

Claims

被乾燥物を収容する収容室を備え、該収容室内において前記被乾燥物の乾燥運転を実行する乾燥機において、
少なくとも圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器が順次環状に配管接続されてなる冷媒回路と、
送風手段により前記放熱器と熱交換した空気を前記収容室内に送り、該収容室内を経た空気を前記蒸発器に送った後、再び前記放熱器に戻す空気循環を構成するための空気循環経路と、
該空気循環経路に設けられ、循環空気が前記蒸発器を通過せずに前記放熱器に至るバイパス経路と、
前記蒸発器を通過する空気量と前記バイパス経路を通過する空気量との比率を調整する流路調整手段と、
該流路調整手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする乾燥機。
前記制御手段は、前記収容室に入る循環空気の温度を検出する入口温度検出手段及び該収容室から出た循環空気の温度を検出する出口温度検出手段を備え、乾燥運転の進行によって変化する両温度検出手段の出力に基づき、前記流路調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
前記制御手段は時限手段を備え、該時限手段によりカウントされる乾燥運転の進行に応じて前記流路調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
前記制御手段は、前記温度検出手段の出力に基づき、又は、前記時限手段によりカウントされる乾燥運転の進行に応じて前記送風手段の風量を制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の乾燥機。