JP2009039535A - 衣類乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムから排気される空気中の水分を水冷式熱交器で除去する衣類乾燥機において、熱交換器の冬季の凍結破裂を防止する。
【解決手段】衣類乾燥機は、本体１１０と、本体１１０に回転可能に設置されるドラム１２０と、ドラム１２０の内部に熱い空気を提供する熱風供給部１４０と、ドラム１２０から排気される空気を除湿する熱交換器２００と、熱交換器２００に水を供給し、熱交換器２００から水を回収する配管部３００と、配管部３００上に設置される凍結破裂防止部３５０とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、衣類乾燥機に関し、より詳しくは、ドラムから排気される空気中の水分を水冷式で除去する熱交換器を備えた衣類乾燥機に関する。

一般に、衣類乾燥機は、熱風をドラム内に送風して被乾燥物の水分を吸収して被乾燥物を乾燥する機器であり、水分を吸収して被乾燥物を乾燥するときに発生する空気の処理方式によって、排気式乾燥機、凝縮式乾燥機、及びダクトレス乾燥機に大別される。

前述した凝縮式乾燥機及びダクトレス乾燥機は、ドラムから排気される空気中の水分を除去するために熱交換器を備える。このような熱交換器には、熱交換器を通過する空気中の水分を水冷式で除去するために水が供給される。このように、前記熱交換器は、熱交換器に供給される水と熱交換器を通過する空気との熱交換により、空気中の水分を除去する。このような熱交換器を水冷式熱交換器という。

一方、冬季の場合、凝縮式乾燥機又はダクトレス乾燥機の運転が停止すると、熱交換器に供給された水が前記熱交換器の内部にそのまま残留する。

この残留した水は、低温に冷却されて氷になると、約２０％体積が増える。このように、水が氷になって増える体積に耐えるためには、運転が終わる度に熱交換器の内部空間の水を全部又は少なくとも３０％排出する必要がある。

しかしながら、従来の水冷式熱交換器を備えた凝縮式乾燥機又はダクトレス乾燥機は、運転が終わったとき、熱交換器に残留する水を排出せずにそのまま熱交換器の内部に残す。従って、熱交換器は、水が氷になって増える体積に耐えるための余裕空間を確保することができないため、水が氷になって体積が増えると破裂して故障する。結果として、故障が頻繁に発生することにより水冷式衣類乾燥機の信頼性が低下し、消費者の不満が高くなるという問題があった。

本発明は、前述したような問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ドラムから排気される空気中の水分を水冷式熱交器で除去する衣類乾燥機において、熱交換器の冬季の凍結破裂を防止することにある。

このような目的を達成するために、本発明による衣類乾燥機は、本体と、前記本体に回転可能に設置されるドラムと、前記ドラムの内部に熱い空気を提供する熱風供給部と、前記ドラムから排気される空気を除湿する熱交換器と、前記熱交換器に水を供給し、前記熱交換器から水を回収する配管部と、前記配管部上に設置される凍結破裂防止部とを含む。

前記配管部は、前記熱交換器に水を供給する水供給管と、前記熱交換器から水を回収する水回収管と、前記水供給管を開閉する供給バルブとを含み、前記凍結破裂防止部は、前記水供給管から分岐された第１排水管と、前記第１排水管を開閉する第１バルブとを含むことが好ましい。ここで、前記第１排水管は、水の排水が円滑に行われるように、前記水供給管の重力方向下側に連結されることが好ましい。これにより、衣類乾燥機の運転が停止すると、熱交換器の内部に残留する水が第１排水管を介して重力により排出される。このように水が排水されると、熱交換器の内部には水の体積膨張に備えるための余裕空間が確保される。

従って、冬季の水の体積膨張による熱交換器の凍結破裂が防止される。

又は、前記凍結破裂防止部は、前記水回収管から分岐された第２排水管と、前記第２排水管を開閉する第２バルブとを含むことが好ましい。ここで、前記第２排水管は、水の排水が円滑に行われるように、前記水回収管の重力方向下側に連結されることが好ましい。これにより、衣類乾燥機の運転が停止すると、熱交換器の内部に残留する水の大部分が第２排水管を介して重力により排出される。このように水が排水されると、熱交換器の内部に水の体積膨張のための余裕空間が確保される。従って、冬季の水の体積膨張による熱交換器の凍結破裂が防止される。

又は、前記凍結破裂防止部は、前記水供給管から分岐された第１排水管と、前記第１排水管を開閉する第１バルブと、前記水回収管から分岐された第２排水管と、前記第２排水管を開閉する第２バルブとを含むことが好ましい。ここで、前記第１排水管及び前記第２排水管は、水の排水が円滑に行われるように、前記水供給管及び前記水回収管の重力方向下側にそれぞれ連結されることが好ましい。これにより、衣類乾燥機の運転が停止すると、熱交換器の内部に残留する水が第１排水管及び第２排水管を介して重力により排出される。このように、水が排水されると、熱交換器の内部には水の体積膨張のための余裕空間が確保される。従って、冬季の水の体積膨張による熱交換器の凍結破裂が防止される。

一方、前述した衣類乾燥機は、前記第１排水管又は前記第２排水管から排水された水を貯蔵する水槽と、前記水槽に溜まった水を外部にポンピングして排水する排水ポンプとをさらに含むことが好ましい。ここで、前記水槽が熱交換器で発生した凝縮水を貯蔵し、この凝縮水と同一の経路で前記第１排水管又は前記第２排水管から排水される水が排水ポンプにより排水される。

前述した第１バルブ又は第２バルブは、衣類乾燥機の運転が停止すると自動で開くバルブ（常開弁（Normally Open Valve））であることが好ましい。これにより、衣類乾燥機の運転が停止すると、別途の制御動作を行うことなく、自動でバルブが開いて熱交換器の内部に残留する水が排水されるため、熱交換器の凍結破裂が防止される。

一方、前記凍結破裂防止部は、前記水供給管に設置された空気圧縮機で構成することもできる。ここで、前記空気圧縮機は、衣類乾燥機の運転が停止すると、圧縮空気を送り込むことが好ましい。すなわち、前記空気圧縮機は、衣類乾燥機の運転が停止すると、熱交換器の内部に残留する水を送り出して水回収管を介して排水させることにより、熱交換器の凍結破裂を防止する。

また、このような目的は、水冷式熱交換器と、前記水冷式熱交換器の内部に残留する水を排水する凍結破裂防止部とを含む衣類乾燥機により達成される。

前記凍結破裂防止部は、前記水冷式熱交換器の内部に残留する水が重力により落下して排出されるように前記水冷式熱交換器の重力方向下側に連結された排水管と、前記排水管に設置され、該排水管を選択的に開閉するバルブとを含み、前記バルブは、運転が停止すると自動で開放されるバルブ（常開弁）であることが好ましい。

又は、前記凍結破裂防止部は、前記水冷式熱交換器に水を供給する水供給管に設置され、前記水冷式熱交換器の内部に残留する水を空気で送り出して除去する空気圧縮機であることが好ましい。

一方、前記凍結破裂防止部は、冬季に動作するものであり、運転の停止後、前記水冷式熱交換器の内部に残留する水の一部又は全部を排水することが好ましい。

一方、前述した衣類乾燥機には複数の水冷式熱交換器が設置され、前記衣類乾燥機のタイプは、凝縮式乾燥機又はダクトレス乾燥機であることが好ましい。

本発明の一実施形態による衣類乾燥機は、衣類乾燥機の運転が停止した後、熱交換器の内部に残留する水の一部又は全部を排出する凍結破裂防止部を備えることにより、熱交換器の冬季の凍結破裂を防止することができる。

以下、本発明の一実施形態による衣類乾燥機について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による衣類乾燥機の概略図であり、図２は、図１の衣類乾燥機の平面図であり、図３は、図２の熱交換器、配管部、及び凍結破裂防止部を示す平面図であり、図４は、図２の熱交換器、配管部、及び凍結破裂防止部を示す斜視図である。図において、実線の矢印は、空気の流れを示し、破線の矢印は、水の流れを示す。

図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施形態による衣類乾燥機は、本体１１０と、本体１１０に回転可能に設置されるドラム１２０と、ドラム１２０の内部に熱い空気を提供する熱風供給部１４０と、ドラム１２０から排気される空気を除湿する熱交換器２００と、熱交換器２００に水を供給し、熱交換器２００から水を回収する配管部３００と、配管部３００上に設置される凍結破裂防止部３５０とを含む。

本体１１０の前面には、衣類をドラム１２０に投入するためのドア１１１が設置され、下側には本体１１０を支持するフット１１３が設置される。本体１１０の内部にはドラム１２０を回転させるベルト１３１と、衣類乾燥機内の空気の送風力を提供する循環ダクト１１４内に設置されたファン１３３と、ベルト１３１とファン１３３に駆動力を提供するモータ１３５とが設置される。モータ１３５の回転軸には、ベルト１３１が巻き掛けられるプーリー１３７が設置される。ここで、複数のモータ１３５を備えてベルト１３１とファン１３３にそれぞれ駆動力を提供することもできる。一方、循環ダクト１１４には、ドラム１２０から排気される高温高湿の空気中の毛や糸くずなどのリントを濾過するためのフィルタ（図示せず）が設置される。

ドラム１２０は、被乾燥物である衣類などを投入できるように内部空間を備えた筒であり、内部には衣類を持ち上げる複数のリフター１２１が設置される。

熱風供給部１４０は、ガスを供給及び遮断するガスバルブ１４１と、ガスバルブ１４１から排気されたガスを外部から提供された空気と混合した後、点火して熱風を発生するガス燃焼器１４３と、発生した熱風がドラム１２０に供給されるようにガス燃焼器１４３とドラム１２０とを連結する熱風供給ダクト１４５と、ドラム１２０に流入する熱風の温度を測定する熱風温度センサ１４７とを含む。

さらに、熱風供給部１４０には、火炎電流を検出し、前記火炎電流の数値により一酸化炭素（ＣＯ）の発生量を間接的に判断するために、火炎の縁部に延設されるフレームロッド（flame rod）が設置される。

制御部（図示せず）は、前記フレームロッドにより測定された火炎電流から一酸化炭素（ＣＯ）の発生量を判断する。ここで、一酸化炭素の発生量が人体に有害な程度に増加すると、ガスの供給を遮断して警告音を鳴らす。

ガス燃焼器１４３は、ガスバルブ１４１に連結されてガスバルブ１４１から排気されたガスと外部空気とを混合して燃焼させ、前記燃焼時に発生する熱で空気を加熱する。

このように加熱して発生した熱風は、熱風供給ダクト１４５を介してドラム１２０に提供される。

熱風温度センサ１４７は、熱風供給ダクト１４５とドラム１２０との連結部１４５ａに設置される。熱風温度センサ１４７は、必要によって複数個使用することもでき、熱風供給ダクト１４５内に設置することもできる。

熱風温度センサ１４７により測定される温度値は、乾燥機の内部を流れる空気の風量が減少する場合、例えば、フィルタにリントが溜まって空気の流れを妨害する場合、ドラム内の被乾燥物が多すぎて空気の流れが円滑でない場合、及び外部に連結されるダクトが詰まって乾燥機内の風量が減少する場合は、ドラム１２０に流入する空気の温度が適正温度帯（被乾燥物の損傷や火災の防止のために管理される温度）を超えて被乾燥物が損傷する。

これを防止するために、熱風供給部１４０は、空気の風量によってガスバルブ１４１を調節してガス燃焼器１４３に供給されるガスの量を調節する。すなわち、風量が減少して熱風温度センサ１４７により測定される温度値が適正温度帯を超えると、ガスバルブ１４１の一部又は全部を閉鎖してガス燃焼器１４３に流入するガスの量を減らすか、遮断する。このために、ガスバルブ１４１は、ガス噴射量を敏感に調節できるようにソレノイドバルブを使用することが好ましい。

結果として、ガスの燃焼を中断することなく、ドラム１２０に流入する空気に供給される熱の供給量を低減して空気の温度を低くすることができる。これにより、被乾燥物の損傷が防止でき、乾燥機の安全性が向上する。

図２及び図３を参照すれば、熱交換器２００は、ケース２１０内に収納される第１熱交換器２２０と第２熱交換器２３０とを含む。熱交換器は、必要によって、１つの熱交換器で構成することもでき、３つ以上の熱交換器で構成することもできる。

第１熱交換器２２０は、フィン２２１とチューブ２２３とから構成され、空気対水の熱交換方式で、ドラム１２０から排気された高温多湿な空気を低温の水により凝縮して、乾いた状態にする。この第１熱交換器２２０は、ドラム１２０に連結された循環ダクト１１４の出口端に位置するようにケース２１０の左側に設置される。一方、高温多湿な空気中に含まれる水は、凝縮されて水槽３５５に落下して貯蔵された後、排水ポンプ３５６により外部に排水される。

フィン２２１は、導電率に優れた金属製の薄板からなり、複数の薄板が微細な間隔で積層され、高温多湿な空気がフィン２２１に垂直に接触して通過する。

チューブ２２３は、内部に低温（２２℃）の水が循環し、フィン２２１を往復して貫通する。

第２熱交換器２３０は、第１熱交換器２２０と同様に、フィン２３１とチューブ２３３とから構成され、空気対水の熱交換方式で、第１熱交換器２２０を通過した除湿された空気をもう一度低温の水により凝縮して、乾いた状態にする。

この第２熱交換器２３０は、排気ダクト１６１（図１を参照）の入口端に位置するように、ケース２１０の右側に設置される。一方、高温多湿な空気中に含まれる水は、凝縮して水槽３５５に落下して貯蔵された後、排水ポンプ３５６により外部に排水される。

フィン２３１は、導電率に優れた金属製の薄板からなり、複数の薄板が微細な間隔で積層され、高温多湿な空気がフィン２３１に垂直に接触して通過する。

チューブ２３３は、内部に低温（２２℃）の水が循環し、フィン２３１を往復して貫通する。

また、第１熱交換器２２０のチューブ２２３と第２熱交換器２３０のチューブ２３３は、第１熱交換器２２０と第２熱交換器２３０の中間地点で連結される。

また、第２熱交換器２３０のチューブ２３３の入口２３３ａに供給された水は、第２熱交換器２３０及び第１熱交換器２２０を通過した後、第１熱交換器２２０のチューブ２２３の出口２２３ａから排出される。より詳しくは、第２熱交換器２３０のチューブ２３３の入口２３３ａに流入した水は、供給バルブ３３０及びチューブ２３３、２２３を経て第２熱交換器２３０のフィン２３１と第１熱交換器２２０のフィン２２１を冷却した後、第１熱交換器２２０のチューブ２２３の出口２２３ａから外部に排出される。

配管部３００は、熱交換器２００に水を供給する水供給管３１０と、熱交換器２００から水を回収する水回収管３２０と、水供給管３１０を開閉する供給バルブ３３０とを含む。

水供給管３１０は、第２熱交換器２３０のチューブ２３３の入口２３３ａに連結され、第１熱交換器２２０及び第２熱交換器２３０に水を供給する。

水回収管３２０は、第１熱交換器２２０のチューブ２２３の出口２２３ａに連結され、第１熱交換器２２０及び第２熱交換器２３０から排水された水を外部に排出する。

供給バルブ３３０は、水供給管３１０上に設置され、衣類乾燥機の運転時には水供給管３１０を開いて第１熱交換器２２０及び第２熱交換器２３０に水を供給し、衣類乾燥機の停止時には水供給管３１０を閉じて第１熱交換器２２０及び第２熱交換器２３０への水の供給を中断する。

図３及び図４を参照すれば、凍結破裂防止部３５０は、水供給管３１０から分岐された第１排水管３５１と、第１排水管３５１を開閉する第１バルブ３５２と、水回収管３２０から分岐された第２排水管３５３と、第２排水管３５３を開閉する第２バルブ３５４とを含む。

第１排水管３５１の一側は、水供給管３１０から重力方向下側に分岐され、他側は、水槽３５５に連結される。これにより、水の排水が円滑に行われる。

第１バルブ３５２は、衣類乾燥機の運転が停止すると自動で開くバルブ（常開弁）であることが好ましい。これにより、衣類乾燥機の運転が停止すると、別途の制御動作を行うことなく、自動で第１バルブ３５２が開く。

第２排水管３５３の一側は、水回収管３２０から重力方向下側に分岐され、他側は、水槽３５５に連結される。これにより、水の排水が円滑に行われる。

第２バルブ３５４は、衣類乾燥機の運転が停止すると自動で開くバルブ（常開弁）であることが好ましい。これにより、衣類乾燥機の運転が停止すると、別途の制御動作を行うことなく、自動で第２バルブ３５４が開く。

一方、前述した衣類乾燥機は、第１排水管３５１と第２排水管３５３から排水される水を貯蔵する水槽３５５と、水槽３５５に溜まった水を外部に排水する排水ポンプ３５６とを含む。

水槽３５５は、第１排水管３５１又は第２排水管３５３から排水される水を貯蔵する。また、水槽３５５は、熱交換器２００の下端に位置して熱交換器２００により除湿されて落下する凝縮水を貯蔵する。

排水ポンプ３５６は、水槽３５５に貯蔵された水をポンピングして外部に排水する。

以下、前述した凍結破裂防止部の動作について説明する。

図３及び図４を参照すれば、衣類乾燥機の運転が開始すると、供給バルブ３３０が開いて第２熱交換器２３０及び第１熱交換器２２０に水供給管３１０を介して水が順に供給され、水回収管３２０から水が排出される。

衣類乾燥機の運転が停止すると、供給バルブ３３０が閉じて第２熱交換器２３０及び第１熱交換器２２０に水が供給されない。同時に、第１バルブ３５２及び第２バルブ３５４は、自動で開く。

ここで、第１熱交換器２２０及び第２熱交換器２３０の内部に残留する水は、重力により第１排水管３５１及び第２排水管３５３を介して水槽３５５に流入する。水槽３５５に流入した水は、排水ポンプ３５６により外部に排水される。

排水ポンプ３５６により、第１熱交換器２２０及び第２熱交換器２３０に残留する水の５０％が排水されると、第１熱交換器２２０及び第２熱交換器２３０に空間が発生する。前記空間が、水の体積膨張のための余裕空間として確保される。従って、冬季に、水から氷への相変化により体積が増えて熱交換器２００が凍結破裂することが防止される。

図５は、本発明の他の実施形態による凍結破裂防止部、熱交換器、及び配管部を示す斜視図である。図５を参照すれば、他の実施形態による凍結破裂防止部は、水供給管３１０上に設置された空気圧縮機３５７である。

衣類乾燥機の運転が開始すると、供給バルブ３３０が開いて第２熱交換器２３０及び第１熱交換器２２０に水供給管３１０を介して水が順に供給され、水回収管３２０から水が排水される。

衣類乾燥機の運転が停止すると、供給バルブ３３０が閉じて水が第２熱交換器２３０及び第１熱交換器２２０に供給されない。

ここで、空気圧縮機３５７が圧縮空気を水供給管３１０に送り込むと、第１熱交換器２２０及び第２熱交換器２３０の内部に残留する水が水回収管３２０側に移動して外部に排水される。これにより、熱交換器２００に残留する全ての水が排水されて冬季の水の体積膨張による熱交換器２００の凍結破裂が根本的に防止される。

本発明の精神や基本的な特性から外れない限り多様な形態で本発明を実現することができ、前述した実施形態は前述した詳細な記載内容によって限定されるのではなく、添付された請求の範囲に定義された本発明の精神や範囲内で広く解釈されるべきであり、本発明の請求の範囲内で行われるあらゆる変更及び変形、並びに請求の範囲の均等物は本発明の請求の範囲に含まれる。

本発明の一実施形態による衣類乾燥機の概略図である。 図１の衣類乾燥機の平面図である。 図２の熱交換器、配管部、及び凍結破裂防止部を示す平面図である。 図２の熱交換器、配管部、及び凍結破裂防止部を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態による凍結破裂防止部、熱交換器、及び配管部を示す斜視図である。

符号の説明

１１０ 本体
１２０ ドラム
１４０ 熱風供給部
２００ 熱交換器
３００ 配管部
３５０ 凍結破裂防止部

Claims (15)

1. 本体と、
   前記本体に回転可能に設置されるドラムと、
   前記ドラムから排気される空気を除湿する熱交換器と、
   前記熱交換器に水を供給し、前記熱交換器から水を回収する配管部と、
   前記配管部上に設置される凍結破裂防止部と
   を含むことを特徴とする衣類乾燥機。
2. 前記配管部は、
   前記熱交換器に水を供給する水供給管と、
   前記熱交換器から水を回収する水回収管と、
   前記水供給管を開閉する供給バルブとを含むことを特徴とする請求項１に記載の衣類乾燥機。
3. 前記凍結破裂防止部は、
   前記水供給管から分岐された第１排水管と、
   前記第１排水管を開閉する第１バルブとを含むことを特徴とする請求項２に記載の衣類乾燥機。
4. 前記第１排水管は、
   前記水供給管の重力方向下側に連結されることを特徴とする請求項３に記載の衣類乾燥機。
5. 前記凍結破裂防止部は、
   前記水回収管から分岐された第２排水管と、
   前記第２排水管を開閉する第２バルブとを含むことを特徴とする請求項２に記載の衣類乾燥機。
6. 前記第２排水管は、
   前記水回収管の重力方向下側に連結されることを特徴とする請求項５に記載の衣類乾燥機。
7. 前記凍結破裂防止部は、
   前記水供給管から分岐された第１排水管と、
   前記第１排水管を開閉する第１バルブと、
   前記水回収管から分岐された第２排水管と、
   前記第２排水管を開閉する第２バルブとを含むことを特徴とする請求項２に記載の衣類乾燥機。
8. 前記第１排水管及び前記第２排水管は、前記水供給管及び前記水回収管の重力方向下側にそれぞれ連結されることを特徴とする請求項７に記載の衣類乾燥機。
9. 前記第１排水管又は前記第２排水管から排水された水を貯蔵する水槽と、
   前記水槽に溜まった水を外部にポンピングして排水する排水ポンプとをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の衣類乾燥機。
10. 前記第１バルブ又は前記第２バルブは、衣類乾燥機の運転が停止すると開くことを特徴とする請求項７に記載の衣類乾燥機。
11. 前記凍結破裂防止部は、
    前記水供給管に設置された空気圧縮機であることを特徴とする請求項２に記載の衣類乾燥機。
12. 前記空気圧縮機は、
    運転が停止すると、圧縮空気を送り込むことを特徴とする請求項１１に記載の衣類乾燥機。
13. 水冷式熱交換器と、
    前記水冷式熱交換器の内部に残留する水を排水する凍結破裂防止部とを含むことを特徴とする衣類乾燥機。
14. 前記凍結破裂防止部は、
    前記水冷式熱交換器の重力方向下側に連結される排水管と、
    前記排水管に設置され、該排水管を選択的に開閉するバルブとを含むことを特徴とする請求項１３に記載の衣類乾燥機。
15. 前記凍結破裂防止部は、
    前記水冷式熱交換器に水を供給する水供給管に設置された空気圧縮機であることを特徴とする請求項１３に記載の衣類乾燥機。

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