JP2009090050A

JP2009090050A - 衣類乾燥装置

Info

Publication number: JP2009090050A
Application number: JP2007266335A
Authority: JP
Inventors: Shigeharu Nakamoto; 重陽中本; Shinichi Matsuda; 眞一松田; Nobuhiko Fujiwara; 宣彦藤原
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2009-04-30

Abstract

【課題】吸熱器と放熱器との間に空間を設けず、コンパクトな構成で、かつ、外部へ熱量を放出し冷媒の温度と圧力の過昇を抑え、圧縮機の過負荷を防いで、安定したヒートポンプ手段の運転ができる衣類乾燥装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】風路９には、吸熱器１９の風上で乾燥庫の風下に乾燥用空気の一部を外部に排出する排気口２３と前記放熱器１７の側面に外部の空気を乾燥用空気の一部として吸気する吸気口２４を設け、吸熱器１９と放熱器１７とを一体化した一体化熱交換器２２で構成し、吸気口２４が放熱器１７の側面に設けられているため、外気が吸熱器１９を通過せず放熱器１７のみを通過するため、乾燥用空気の吸熱器での吸熱がなくなり、熱量放出の効果がさらに高まるという効果がえられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般家庭で使用される衣類の洗濯と乾燥を同一槽で行う乾燥機能付き洗濯機や、乾燥のみを行う衣類乾燥機に用いられるヒートポンプ手段で衣類を乾燥する衣類乾燥装置に関するものである。

従来、この種の衣類乾燥装置を使った乾燥機は、ヒートポンプ手段を安定した状態で運転することを目的に、乾燥用空気の一部を外部に排気して外気を吸気させる構成のものがあった（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来の乾燥機の構成と風の流れを示す系統図である。図５に示すように、圧縮機３１と、圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器３２と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段３３と、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３４と、これらを順に接続して再び圧縮機３１に冷媒が循環するように管路３５で連結したヒートポンプ手段３６を具備している。乾燥用空気を流す風路３７が、乾燥用空気を加熱する手段となる放熱器３２と、衣類を入れた乾燥庫３８と、乾燥用空気から吸熱する吸熱器３４とを連結するように構成されている。風路３７には乾燥用空気を送風する送風機３９がある。熱バランス手段４０は、乾燥庫３８と吸熱器３４の間の風路３７に吸熱器３４の上流側に排気口４２と開閉ダンパ４１を、これよりも下流側で、かつ、吸熱器３４の下流側に吸気口４３と開閉ダンパ４４を有している。

上記構成によれば、放熱器３２を通過して熱量を与えられた乾燥用空気は衣類４５から水分を奪って衣類を乾燥させる。乾燥用空気は、水分蒸発のための熱量として顕熱をあたえるため温度が低下するが、衣類４５から放出されたほぼ同等の潜熱を有する水蒸気を含んで高湿の空気となるため、放熱器３２で熱量を与えられて上昇した乾燥用空気のエンタルピは、衣類４５と接触する前後で、ほぼ維持される。

ここで、ヒートポンプ手段３６における冷媒の冷凍サイクルを考えると、放熱器３２から乾燥用空気へ放出される熱量は、吸熱器３４にて乾燥用空気から奪う熱量に、圧縮機３１が消費する電力にほぼ相当する分だけ多くなる。また、衣類４５と接触する前後で、乾燥用空気の熱量はほぼ維持されるため、乾燥用空気をそのまま循環すると、乾燥用空気全体の持つ熱量が増えるとともに、ヒートポンプ手段３６内の冷媒の持つ熱量が増え、その圧力が高くなる。従来例では、ヒートポンプ手段３６を安定した状態で運転するために、第一熱バランス手段４０によって、乾燥用空気の一部を外部に排気して、排気された風量に応じて吸気口４３から熱量の小さい外気を吸気させている。

熱バランス手段４０の排気口において衣類４５と接触して高湿となった乾燥用空気は、外部へ熱量を放出し風量も減少し、さらに吸熱器３４において冷却され、顕熱と潜熱を奪われ結露して除湿される。除湿されて絶対湿度が低下した乾燥用空気は、吸熱器３４の下流において吸気口４３から流入する外気と混ざって再び放熱器３２で加熱される。

放熱器３２での放熱量の変化や外気の温湿度変化によるエンタルピの大小に応じて、開閉ダンパ４２、４３の開口度合いがコントロールされる。

以上のように、熱バランス手段４０において衣類４５通過後の乾燥用空気の有する熱量の一部を外部に放出するので、冷媒の温度と圧力の過昇を抑え、圧縮機の過負荷を防いで、安定したヒートポンプ手段３６の運転を可能としている。さらに、外気は吸熱器３４を通過しないため、吸熱器３４での空気から冷媒に移動する熱量はより少なくなり、その分、圧縮機３１の負荷が軽減され、熱量放出の効果がさらに高まる。
特開２００４−２３６９６５号公報実開昭５９−５９６９１号公報

特に、洗濯乾燥機のように洗濯用の給水が必要な機器においては、高さ方向には蛇口があり、この位置の関係で高さ方向の寸法に制限があり、低いことが望ましい。また、幅や奥行き方向においても、機器を置く両隣に洗面台といった家具や設備がり、また、部屋の壁などもあって、幅、奥行き方向の寸法にも制限がある。従って、機器内に設ける衣類乾燥装置も、特にヒートポンプ手段はコンパクトに設置できる形状が望まれる。

しかしながら、前記従来の衣類乾燥装置の構成では、外気を吸気するため、ヒートポンプ手段の吸熱器と放熱器との間に所定の空間を設けて吸気口を配設しており、コンパクトな構成にできないという課題を有していた。

一方、吸熱器と放熱器との間に空間を設けないものとして、吸熱器と放熱器を一体にした熱交換器が従来技術として存在するが（例えば特許文献２）、これでは、周囲の外気を吸気する吸気口を吸熱器と放熱器の間に設けることができないという課題も有している。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、吸熱器と放熱器との間に空間を設けず、コンパクトな構成で、かつ、外部へ熱量を放出し冷媒の温度と圧力の過昇を抑え、圧縮機の過負荷を防いで、安定したヒートポンプ手段の運転ができる衣類乾燥装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、圧縮機と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環する管路で連結して構成したヒートポンプ手段と、乾燥用空気を送風する送風機と、前記乾燥用空気を前記吸熱器と前記放熱器と衣類を入れた乾燥庫を経て再び前記吸熱器に戻して循環させるための風路とを備え、前記吸熱器と前記放熱器は、フィンアンドチューブ型でフィンを共用化し、フィンにおいてチューブの列に平行して形成した熱伝導を抑制するスリットによって吸熱器側と放熱器側に機能を分けた一体化熱交換器で構成され、前記風路には、前記吸熱器の風上で前記乾燥庫の風下に乾燥用空気の一部を外部に排出する排気口と、この排気口の風下で前記放熱器の側面に外部の空気を乾燥用空気の一部として吸気する吸気口を設けたものである。

放熱器と吸熱器とを一体化した一体化熱交換器で構成することによって、吸熱器と放熱器の間に空間を設けず、コンパクトにヒートポンプ手段を実現できるとともに、吸熱器の風上で乾燥庫の風下に乾燥用空気の一部を外部に排出する排気口とこの排気口の風下で前記放熱器の側面に外部の空気を乾燥用空気の一部として吸気する吸気口を放熱器の側面に設けた構成としたため、外気が吸熱器を通過せず放熱器のみを通過し、乾燥用空気の吸熱器での吸熱がなくなり、熱量放出の効果がさらに高まるという効果がえられる。

第１の発明は、圧縮機と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環する管路で連結して構成したヒートポンプ手段と、乾燥用空気を送風する送風機と、前記乾燥用空気を前記吸熱器と前記放熱器と衣類を入れた乾燥庫を経て再び前記吸熱器に戻して循環させるための風路とを備え、前記吸熱器と前記放熱器は、フィンアンドチューブ型でフィンを共用化し、フィンにおいてチューブの列に平行して形成した熱伝導を抑制するスリットによって吸熱器側と放熱器側に機能を分けた一体化熱交換器で構成され、前記風路には、前記吸熱器の風上で前記乾燥庫の風下に乾燥用空気の一部を外部に排出する排気口と、この排気口の風下で前記放熱器の側面に外部の空気を乾燥用空気の一部として吸気する吸気口を設けたものである。

これによって、吸熱器と放熱器の間に空間を設けず、コンパクトにヒートポンプ手段を実現できるとともに、風路の吸気口が放熱器の側面に設けられているため、外気が吸熱器を通過せず放熱器のみを通過し、乾燥用空気の吸熱器での吸熱がなくなり、熱量放出の効果がさらに高まるという効果がえられる。

第２の発明は、第１の発明において、風路には、吸気口から前記放熱器の側面に至るまで、吸気した外部の空気が循環する乾燥用空気と混ざらないように仕切の隔壁または別風路を有するもので、吸気口から吸気した外気が吸熱器を通過せず放熱器のみを通過するため、乾燥用空気の吸熱器での吸熱がなくなり、熱量放出の効果がさらに高まるという効果がえられる。また、仕切りの隔壁や別風路を設けることによって、吸気口を一体化熱交換器の近辺に設けずに任意の位置に設けることが可能となり、吸気口に埃を除去するフィルタを設ける場合にも、使用者がフィルタ手入れのしやすい場所に設けることが可能になる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機の裏板を外して内部を背面からみた背面図である。

図２は、本発明の第１の実施の形態における衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機を側面からみた部分断面図を示すものである。

図３は、本発明の第１の実施の形態における衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機の構成と風の流れを示す系統図である。

図１において、本実施の形態における衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機は、本体１内に水を溜める洗濯槽２があり、モータ３が取り付けられている。洗濯槽２は両側面のサスペンション４と５（図示せず）と上方部のサスペンション６により支えられて本体１に取り付けられている。

ヒートポンプ手段７は、機器の高さ寸法が高くならないようにななめに傾斜した洗濯槽２の背面下部に設けられている。ヒートポンプ手段７の側面には乾燥用空気Ａを送風する送風機８があり、乾燥用空気が洗濯槽２を経て再びヒートポンプ手段７に戻して循環させるための風路９がある。

洗濯槽２と風路９は、フレキシブルホース１０、１１によって接続されている。

図２において、洗濯槽２内には、乾燥庫として衣類１５を入れて回転するドラム１２があり、モータ３によって回転する。ドラム１２の側壁および底面部には洗濯水や乾燥用空気が出入りする孔１３と開口部１４が設けられている。

図３において、ヒートポンプ手段７は、圧縮機１６と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器１７と高圧の冷媒の圧力を減圧するための膨張弁、もしくは、キャピラリーチューブからなる絞り手段１８と減圧されて低圧となった冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器１９とを冷媒が循環する管路２０で連結して構成されている。

吸熱器１９と放熱器１７は、フィンにチューブを通したいわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器で、チューブの列と平行に形成したスリット２１によって熱伝導を抑制することでフィンを共用化して動作圧力の異なる吸熱器１９と放熱器１７とを一体化した一体化熱交換器２２で構成されている。

風路９には、一体化熱交換器２２の吸熱器１９の風上でドラム１２の風下に乾燥用空気の一部を外部に排出する排気口２３とこの排気口２３の風下で放熱器１７の側面に外部の空気を乾燥用空気の一部として吸気する吸気口２４を設けている。

吸熱器１９の下部には、吸熱によって除湿され発生した結露水を溜める排水スペース２６が設けられている。

以上のように構成された洗濯乾燥機について、以下、その動作、作用を説明する。

まず、乾燥すべき衣類１５をドラム１２内にいれ、モータ３を回転させ、送風機８と圧縮機１６を作動する。ドラム１２が回転して衣類を撹拌し、送風機８で乾燥用空気の流れＡが生じる。乾燥用空気は、ドラム１２内の衣類１５から水分を奪って多湿となった後、送風機８により風路９内を通ってヒートポンプ手段７の吸熱器１９へ運ばれる。

一方、圧縮機１６が作動して冷媒が管路２０を循環すると、吸熱器１９では、低温の冷媒が熱を奪い乾燥用空気が除湿され、更に放熱器１７へ運ばれる。放熱器１７では、乾燥用空気が高温となった冷媒からの放熱で加熱され、高温低湿の空気となって、再びドラム１２内へと循環される。以上の繰り返しで衣類は乾燥していく。

放熱器１７と吸熱器１９とを一体化した一体化熱交換器２２で構成することによって、吸熱器１９と放熱器１９の間に空間を設けず、コンパクトにヒートポンプ手段を実現できる。

また、風路９に設けた排気口２３と吸気口２４を設けることで、ドラム１２から吸熱器１９に向かう高温多湿な空気の一部が排気口２３から排出し、吸気口２４から吸気される周囲の外気と入れ替わる。循環する乾燥用空気において、吸熱器１９の風上で外気と入れ替わることにより放熱が行われる。

さらに、放熱器１７の側面に外部の空気を乾燥用空気の一部として吸気する吸気口２４を設けているため、外気は吸熱器１９を通過せず放熱器２２で高温に加熱される。これにより外気から吸熱器に移動する熱量はなく、熱量放出の効果がさらに高まるという効果がある。

一方、吸熱器１９を通過する乾燥用空気は、風上で一部を外部に排気しており風量が少ない状態で吸熱器１９を通過して冷却除湿された後、放熱器１７で加熱され、放熱器１７の風下で同様に加熱された外気と混ざり合う。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機の構成と風の流れを示す系統図である。なお、上記第１の実施の形態における衣類乾燥装置と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

図４において、風路９には吸気口２８から放熱器１７の側面に至るまで、吸気した外部の空気が循環する乾燥用空気と混ざらないように仕切の隔壁２９を設けているため、吸気した外気が吸熱器１９の風上で循環する乾燥用空気と混ざらずに、一体化熱交換器２２の放熱器１７を通過する。これにより、外気から吸熱器１９に移動する熱量はなく、熱量放出の効果がさらに高まるという効果がえられる。

また、仕切りの隔壁２９や別風路を設けることによって、吸気口２８を一体化熱交換器２２の近辺に設けずに任意の位置に設けることが可能となり、吸気口２８に埃を除去するフィルタを設ける場合にも、使用者がフィルタ手入れのしやすい場所に設けることが可能になる。

以上のように、本発明にかかる衣類乾燥装置は、コンパクトにヒートポンプ手段を実現できるもので、ヒートポンプ装置を搭載した衣類乾燥機や洗濯乾燥機等に広く適用できる。

本発明の第１の実施の形態における衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機の裏板を外して内部を背面からみた背面図本発明の第１の実施の形態における衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機の側面からみた部分断面図本発明の第１の実施の形態における衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機の系統図本発明の第２の実施の形態における衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機の系統図従来の乾燥機の構成と風の流れを示す系統図

符号の説明

７ヒートポンプ手段
８送風機
９風路
１２ドラム
１６圧縮機
１７放熱器
１８絞り手段
１９吸熱器
２０管路
２１スリット
２２一体化熱交換器
２３排気口
２４、２８吸気口
２９隔壁

Claims

圧縮機と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環する管路で連結して構成したヒートポンプ手段と、乾燥用空気を送風する送風機と、前記乾燥用空気を前記吸熱器と前記放熱器と衣類を入れた乾燥庫を経て再び前記吸熱器に戻して循環させるための風路とを備え、前記吸熱器と前記放熱器は、フィンアンドチューブ型でフィンを共用化し、フィンにおいてチューブの列に平行して形成した熱伝導を抑制するスリットによって吸熱器側と放熱器側に機能を分けた一体化熱交換器で構成され、前記風路には、前記吸熱器の風上で前記乾燥庫の風下に乾燥用空気の一部を外部に排出する排気口と、この排気口の風下で前記放熱器の側面に外部の空気を乾燥用空気の一部として吸気する吸気口を設けた衣類乾燥装置。
風路には、吸気口から前記放熱器の側面に至るまで、吸気した外部の空気が循環する乾燥用空気と混ざらないように仕切の隔壁または別風路を有する請求項１記載の衣類乾燥装置。