JP2009101146A - 浴室洗濯物乾燥機および浴室換気乾燥機の乾燥検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯物の乾燥検知を湿度を用いずに検知することを目的とする。
【解決手段】浴室２に洗濯物１４を吊るして乾燥させる浴室換気乾燥機１において、浴室２への換気量を一定とし、浴室２に対する加熱手段による加熱量を一定に保ち、洗濯物１４が乾燥にともない発生する水蒸気量を、蒸発潜熱として浴室２から奪われる顕熱量として、浴室２の空気温度と浴室２への流入空気温度との差から算出することにより、洗濯物１４の乾燥状態を検知する。
【選択図】図１

Description

本発明は主に一般家庭における浴室内の洗濯物の乾燥に使用される浴室洗濯物乾燥機に関する。

近年、天候や屋外空気汚染や有職主婦の増加や防犯上の問題または生活スタイルの変化などに伴い、洗濯物を室内で乾燥させたいといった要望が多くなってきており、浴室を室内で乾燥させる場所として用いられる浴室換気乾燥機が普及してきている。

この種の浴室換気乾燥機は、すでに数多く発明されており、洗濯物の乾燥状態を浴室内の相対湿度や絶対湿度で検知し、自動的に乾燥運転を停止させるものが知られている。

従来の浴室換気乾燥機１０２について、図８を参照しながら説明する。浴室１０１に備えられた浴室換気乾燥機１０２は換気ファン１０３と循環ファン１０４と加熱手段としての熱交換器１０５と湿度検知手段が備えられ、循環ファン１０４で熱交換器１０５を通過した浴室空気を加熱し、浴室内の水蒸気を換気ファン１０３で排気することで、浴室に吊るされた洗濯物を乾燥させるものである。浴室内部には湿度検知手段１０６が設けられ、湿度検知手段１０６で浴室１０１内の湿度を検知し基準値と比較することで洗濯物１０７の乾燥状態を判断するものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２２１３８８号公報

このような従来の浴室洗濯物乾燥機では、相対湿度や絶対湿度等の湿度指標の検知には湿度センサが用いられるものが知られており、家庭用の機器等に組込まれる湿度センサとしては高分子湿度センサが一般的である。しかし、浴室洗濯物乾燥機では加熱による洗濯物乾燥運転や日常的な入浴行為といったように、高温度・高湿度環境に暴露される状況が予想され、浴室洗濯物乾燥機への湿度センサの搭載はセンサ素子の耐久性といった観点で課題があった。また、洗濯物乾燥運転中の浴室内は相対湿度が高湿度となり、高湿度環境下における湿度検知に対しては、湿度センサでは精度の確保が難しいといった課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、耐久性や検知精度が課題となる湿度センサの搭載が必要となる湿度指標にもとづく洗濯物の乾燥検知ではなく、耐久性や検知精度の観点で信頼性の高い温度センサが活用できる温度指標に基づく洗濯物の乾燥検知をおこなうことにより、検知センサの耐久性や検知精度が向上を図ることを目的としている。また、検知センサの耐久性や検知精度が向上することで洗濯物の乾燥検知の信頼性や精度が向上し、洗濯物の生乾きの防止や無駄な乾燥運転を削減することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成する為に、浴室に洗濯物を吊るして乾燥させる浴室換気乾燥機において、浴室への加熱量および換気量を一定に保ち、洗濯物の乾燥にともない発生する水蒸気量を、浴室の空気温度と浴室への流入空気温度との差から算出することにより、洗濯物の乾燥状態を検知するものである。この手段により、温度指標に基づき洗濯物の乾燥検知を行うことができる。

また、他の手段は、浴室内部の空気を排出する換気手段と、浴室内空気を循環送風するとともに浴室内に吊るされた洗濯物に風を当てる送風手段と、送風手段の送風経路内に設けられた加熱手段と、浴室の温度を検知する第１の温度検知手段と、浴室の換気経路上の風上に当たる隣室の温度を検知する第２の温度検知手段と、第１の温度検知手段の検知温度と第２の温度検知手段の検知温度から加熱手段の出力と送風手段の出力と換気手段の出力とを制御するとともに加熱手段の加熱出力を検知する制御手段とを備え、制御手段により加熱手段の出力が一定となるように制御し、第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差から洗濯物の乾燥状態を検知するものである。この手段により、温度センサといった汎用的な温度検知手段が活用でき、検知手段の耐久性や検知精度を向上することができる。

また、他の手段は、第２の温度検知手段を隣室から浴室に対する通風路内に納めたものである。この手段により、検知精度を向上することができる。

また、他の手段は、浴室内部の空気を排出する換気手段と、浴室内空気を循環送風するとともに浴室内に吊るされた洗濯物に風を当てる送風手段と、送風手段の送風経路内に設けられた加熱手段と、浴室の温度を検知する第１の温度検知手段と、浴室の換気経路上の風上に当たる隣室の温度を検知する第２の温度検知手段と、第１の温度検知手段の検知温度と第２の温度検知手段の検知温度から加熱手段の出力と送風手段の出力と換気手段の出力とを制御するとともに加熱手段の加熱出力を検知する制御手段とを備え、制御手段により加熱手段の出力が一定となるように制御し、第１の温度検知手段による検知温度の時間平均値から第２の温度検知手段による検知温度の時間平均値を差し引いた温度差から洗濯物の乾燥状態を検知するものである。この手段により、温度センサといった汎用的な温度検知手段が活用でき、検知手段の検知精度を向上できる。

また、他の手段は、第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差が一回目の定常状態の後、温度差が増加の時間帯を経て二回目の定常状態となった時点で運転を停止するものである。これにより、自動的に乾燥運転を停止することで洗濯物の生乾きの防止や無駄な乾燥運転を削減することができる。

また、他の手段は、使用者が乾燥運転条件を任意に入力できる入力手段を備え、入力手段の入力値から、加熱手段の出力値を決定するものである。これにより、設定条件に応じた乾燥能力を任意に設定することができる。

また、他の手段は、入力手段として乾燥終了希望時間を入力できるものである。これにより、乾燥終了時間を任意に設定できる。

また、他の手段は、入力手段として乾燥洗濯物の重量を入力できるものである。これにより、さ乾燥終了時間の予測精度が向上できる。

また、他の手段は、加熱手段の動作前に送風手段を一定時間動作させ、第２の温度検知手段の検知温度と第１の温度検知手段の検知温度から、加熱手段の出力を決定するものである。これにより、さらに乾燥終了時間の予測精度が向上できる。

また、他の手段は、運転の開始時は換気手段と送風手段を運転するとともに加熱手段は停止し、第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差の時間積分値が、乾燥判断係数を超えた時点で運転を停止するものである。これにより、自動的に乾燥運転を停止することで無駄な乾燥運転を削減することができる。

また、他の手段は、運転の開始時は換気手段と送風手段を運転するとともに加熱手段は停止し、第２の温度検知手段の検知温度から第１の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差の時間積分値が乾燥判断係数を超え、更に温度差が零となった時点で運転を停止するものである。これにより、自動的に乾燥運転を停止することで無駄な乾燥運転を削減できるとともに、乾燥判定の精度が向上できる。

また、他の手段は、乾燥洗濯物の重量を入力する入力手段を備え、入力手段の入力値から乾燥判断係数を決定するものである。これにより、さらに乾燥判定の精度が向上できる。

また、他の手段は、第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差の時間積分値が、加熱判断係数を下回った時点で加熱手段を運転開始するものである。これにより、洗濯物の生乾きを防止することができる。

また、他の手段は、使用者が洗濯物の乾燥終了希望時間を入力する入力手段を備え、入力手段で設定された乾燥終了希望時間までの残り時間と乾燥判断係数に応じ、加熱判断係数が設定されるものである。これにより、乾燥希望終了時間までに必要最小の加熱量で乾燥を行うことができる。

また、他の手段は、換気手段の換気風量を風量一定制御とするものである。これにより、外風などの影響を受けることなく、乾燥検知の精度を向上することができる。

また、他の手段は、加熱手段として電気ヒーターを備え、電気ヒーターに対する通電制御により加熱出力を制御するものである。これにより、加熱手段を安価にすることができる。

また、他の手段は、電気ヒーターの通電率から電気ヒーターの加熱出力を検知するものである。これにより加熱出力の検知手段を新たに設ける必要が無く部品点数を減らすことができる。

また、他の手段は、加熱手段として温水ヒーターを備え、送風手段の風量制御により加熱出力を制御するものである。これにより加熱出力の制御手段を新たに設ける必要が無く部品点数を減らすことができる。

また、他の手段は、温水ヒーターの温水出口温度を検知する第３の温度検知手段と、温水ヒーターの温水入口温度とを検知する第４の温度検知手段とを備えたものである。これにより、少ない部品点数で加熱手段の出力検知ができる。

本発明によれば、温度指標に基づき洗濯物の乾燥検知ができる。また、温度センサといった汎用的な温度検知手段が活用でき、検知手段の耐久性や検知精度を向上することができる。また、自動的に乾燥運転を停止することで洗濯物の生乾きの防止や無駄な乾燥運転を削減することができる。また、乾燥希望終了時間までに必要最小の加熱量で乾燥を行うことができる、乾燥判定の精度が向上できる、などの効果も奏する。

本発明の請求項１記載の発明は、浴室に洗濯物を吊るして乾燥させる浴室換気乾燥機において、浴室への加熱量および換気量を一定に保ち、洗濯物の乾燥にともない発生する水蒸気量を、浴室の空気温度と浴室への流入空気温度との差から算出するものであり、洗濯物から発生する水蒸気量を、蒸発潜熱として浴室から奪われる熱量として浴室温度の変化量で検知することとなり、温度指標に基づき洗濯物の乾燥検知を行えるという作用を有する。

本発明の請求項２記載の発明は、浴室内部の空気を排出する換気手段と、浴室内空気を循環送風するとともに浴室内に吊るされた洗濯物に風を当てる送風手段と、送風手段の送風経路内に設けられた加熱手段と、浴室の温度を検知する第１の温度検知手段と、浴室の換気経路上の風上に当たる隣室の温度を検知する第２の温度検知手段と、第１の温度検知手段の検知温度と第２の温度検知手段の検知温度から加熱手段の出力と送風手段の出力と換気手段の出力とを制御するとともに加熱手段の加熱出力を検知する制御手段とを備え、制御手段により加熱手段の出力が一定となるように制御し、第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差から洗濯物の乾燥状態を検知するものであり、洗濯物から発生する水蒸気量を、蒸発潜熱として浴室から奪われる熱量として浴室温度の変化量で検知するため、温度センサといった汎用的な温度検知手段が活用でき、検知手段の耐久性や検知精度を向上できるという作用を有する。

本発明の請求項３記載の発明は、第２の温度検知手段を隣室から浴室に対する通風路内に納めたものであり、隣室から浴室に流入する空気の温度を正確に検知することが可能となり検知精度を向上できるという作用を有する。

本発明の請求項４記載の発明は、浴室内部の空気を排出する換気手段と、浴室内空気を循環送風するとともに浴室内に吊るされた洗濯物に風を当てる送風手段と、送風手段の送風経路内に設けられた加熱手段と、浴室の温度を検知する第１の温度検知手段と、浴室の換気経路上の風上に当たる隣室の温度を検知する第２の温度検知手段と、第１の温度検知手段の検知温度と第２の温度検知手段の検知温度から加熱手段の出力と送風手段の出力と換気手段の出力とを制御するとともに加熱手段の加熱出力を検知する制御手段とを備え、制御手段により加熱手段の出力が一定となるように制御し、第１の温度検知手段による検知温度の時間平均値から第２の温度検知手段による検知温度の時間平均値を差し引いた温度差から洗濯物の乾燥状態を検知するものであり、居住者の生活動作などで生じる一時的な温度変動に対しても検知値を平均化することにより隣室内や浴室内の雰囲気温度を検知することとなり、温度センサといった汎用的な温度検知手段が活用でき、検知手段の検知精度を向上できるという作用を有する。

本発明の請求項５記載の発明は、第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差が一回目の定常状態の後、温度差が増加の時間帯を経て二回目の定常状態となった時点で運転を停止するものであり、温度差によって洗濯物の乾燥過程における水蒸気発生の変化により乾燥状況を把握するため、自動的に乾燥運転を停止することで洗濯物の生乾きの防止や無駄な乾燥運転を削減できるという作用を有する。

本発明の請求項６記載の発明は、使用者が乾燥運転条件を任意に入力できる入力手段を備え、入力手段の入力値から、加熱手段の出力値を決定するものであり、設定条件に応じた乾燥能力を任意に設定できるという作用を有する。

本発明の請求項７記載の発明は、入力手段として乾燥終了希望時間を入力するため、乾燥終了時間を任意に設定できるという作用を有する。

本発明の請求項８記載の発明は、入力手段として乾燥洗濯物の重量を入力するため、乾燥終了時間の予測精度が向上できるという作用を有する。

本発明の請求項９記載の発明は、加熱手段の動作前に送風手段を一定時間動作させ、第２の温度検知手段の検知温度と第１の温度検知手段の検知温度から、加熱手段の出力を決定するため、季節変動要素を加味することができ、さらに乾燥終了時間の予測精度が向上できるという作用を有する。

本発明の請求項１０記載の発明は、運転の開始時は換気手段と送風手段を運転するとともに加熱手段は停止し、第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差の時間積分値が、乾燥判断係数を超えた時点で運転を停止するものであり、洗濯物から発生する水蒸気量が温度差と比例関係であるため、自動的に乾燥運転を停止することで無駄な乾燥運転を削減できるという作用を有する。

本発明の請求項１１記載の発明は、運転の開始時は換気手段と送風手段を運転するとともに加熱手段は停止し、第２の温度検知手段の検知温度から第１の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差の時間積分値が乾燥判断係数を超え、更に温度差が零となった時点で運転を停止するものであり、洗濯物から発生する水蒸気量が温度差と比例関係であるため、自動的に乾燥運転を停止することで無駄な乾燥運転を削減できるとともに、乾燥判定の精度が向上できるという作用を有する。

本発明の請求項１２記載の発明は、乾燥洗濯物の重量を入力する入力手段を備え、入力手段の入力値から乾燥判断係数を決定するものであり、洗濯物の重量より洗濯物の含水量を推定できるため、乾燥判定の精度が向上できるという作用を有する。

本発明の請求項１３記載の発明は、第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差の時間積分値が、加熱判断係数を下回った時点で加熱手段を運転開始するものであり、長時間かけても洗濯物が乾燥していないことを検知するため、洗濯物の生乾きを防止できるという作用を有する。

本発明の請求項１４記載の発明は、使用者が洗濯物の乾燥終了希望時間を入力する入力手段を備え、入力手段で設定された乾燥終了希望時間までの残り時間と乾燥判断係数に応じ、加熱判断係数が設定されるため、乾燥希望終了時間までに必要最小の加熱量で乾燥を行うことができるという作用を有する。

本発明の請求項１５記載の発明は、換気手段の換気風量を風量一定制御とするものであり、外風などの影響を受けることなく換気風量を常に一定とすることができるため、乾燥検知の精度が向上できるという作用を有する。

本発明の請求項１６記載の発明は、加熱手段として電気ヒーターを備え、電気ヒーターに対する通電制御により加熱出力を制御するため、加熱手段を安価にすることができるという作用を有する。

本発明の請求項１７記載の発明は、電気ヒーターの通電率から電気ヒーターの加熱出力を検知するため、加熱出力の検知手段を新たに設ける必要が無く部品点数を減らすことができるという作用を有する。

本発明の請求項１８記載の発明は、加熱手段として温水ヒーターを備え、送風手段の風量制御により加熱出力を制御するため、加熱出力の制御手段を新たに設ける必要が無く部品点数を減らすことができるという作用を有する。

本発明の請求項１９記載の発明は、温水ヒーターの温水出口温度を検知する第３の温度検知手段と、温水ヒーターの温水入口温度とを検知する第４の温度検知手段とを備えるため、少ない部品点数で加熱手段の出力検知できるという作用を有する。

以下本発明の実施の形態について、図１〜図８を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における浴室換気乾燥機が設けられた浴室の断面図である。図１において、浴室換気乾燥機１は浴室２の天井部分に設けられ、浴室２と隣室３はドアガラリ４を介して連通されており、ドアガラリ４は浴室換気乾燥機１の動作時において給気経路として機能する。浴室換気乾燥機１は、浴室２から空気を吸込む吸込み口５および換気手段としての排気送風機６および浴室２の空気を屋外に排出する排出口７が連通されることで換気風路が構成されている。排気送風機６は一定風量制御機能がついたブラシレスＤＣモーターで駆動し、屋外風やダクト圧力損失の影響を受けることなく一定風量を確保できるので、浴室２の温度の安定化が図れ乾燥検知の精度を向上させることができる。また、浴室２から空気を吸い込む吸込み口８および送風手段としての循環送風機９および加熱手段としての電気ヒーター１０および浴室２に空気を吹出す吹出し口１１に連通されることで循環風路が構成されている。電気ヒーター１０としては具体的にハロゲンヒータ、シーズヒーター、ＰＴＣヒーターなどが用いられる。なお、吹出し口１１にはルーバーを設けて吹出し風向を変え、まんべんなく送風できるようにしてもよい。第１の温度検知手段としての温度センサ１２を吸込み口８の内部に備える。温度センサ１２はサーミスタなどが用いられる。なお、温度センサ１２は浴室２の空気温度を検知できればよく、吸込み口５の内部に備えられても良い。

図２は本発明の実施の形態１における浴室換気乾燥機の操作部の正面図である。

浴室換気乾燥機１の運転設定などを行う入力手段としての操作部１３を換気経路上の風上に当たる隣室３の壁面などに備える。操作部１３は図２に示すように電源ボタン１３ａ、スタートボタン１３ｂ、衣類乾燥ボタン１３ｃ、暖房ボタン１３ｄ、換気ボタン１３ｅを備え、運転モードを衣類乾燥、暖房、換気の中から選択することができる。また、操作部１３は衣類乾燥モードが選択された場合に目標終了時間を設定することのできる目標終了時間設定ボタン１３ｆと、衣類乾燥モードが選択された場合に乾燥させる洗濯物の乾燥重量を設定することのできる衣類重量設定ボタン１３ｇを備える。運転モードを衣類乾燥、暖房、換気の中から選択することができる。衣類乾燥モードのときは物干し竿（図示せず）に吊るされた洗濯物１４を、排気送風機６、循環送風機９及び加熱手段１０を動作させることで乾燥することができる。また、操作部１３の内部には、第２の温度検知手段としての温度センサ１５を隣室の空気が通気できるよう備えられる。温度センサ１５は温度センサ１２と同様にサーミスタなどが用いられる。

また、浴室換気乾燥機１は、操作部１３、温度センサ１２、１５、排気用送風機６、循環送風機９及び電気ヒーター１０に対して電気的に接続されている制御手段１６を備える。制御手段１６にはマイクロコンピューターなどが備えられ演算や記憶やタイマーなどの機能を有し、操作部１３から送られる指示情報および温度センサ１２、１５による温度検知情報を元に演算を行い、排気送風機６、循環送風機９及び電気ヒーター１０を運転制御する。電気ヒーター１０の出力制御としては、電気ヒーター１０に対する通電時間制御が行われ、電気ヒーター１０に複数の出力ノッチを設ける必要が無くコストを低減することができる。

次に、実施の形態１における構成要素の基本動作を説明する。

まず、浴室換気乾燥機１の運転開始前に、浴室換気乾燥機１の操作部１３の目標時間設定ボタン１３ｆと衣類重量設定ボタン１３ｇの入力値に従い、加熱手段として電気ヒーター１０の加熱出力が決定される。電気ヒーター１０の加熱出力の具体的な値に関しては、排気送風機６の排気能力、循環送風機９の送風能力など浴室換気乾燥機１の具体的な性能値に依存するのでここでは示せない。しかし、目標時間設定ボタンにより入力された時間数が大きくなるほど電気ヒーター１０の加熱出力は小さく、衣類重量設定ボタンにより入力された重量が大きくなるほど電気ヒーター１０は加熱出力が大きくなるように制御手段１６で演算された結果、電気ヒーター１０の加熱出力が決定される。

続いて、浴室換気乾燥機１の制御手段１６は、操作部１３からの入力により電気ヒーター１０、排気送風機６、循環送風機９等を通電して衣類乾燥運転を開始する。循環送風機９は、浴室２の空気を吸込み口５から吸込み、その吸込んだ空気を電気ヒーター１０で加熱し、吹出し口１１を介して浴室２内に吊るされた洗濯物１４に温風を送風している。この循環送風機９による洗濯物１４への温風の送風により、洗濯物１４に含まれている水分が蒸発して洗濯物１４は乾燥することとなる。

一方、排気送風機６は、浴室２内の空気を吸込み口５から吸込み、その吸込んだ空気を排出口７から屋外へ排出する。また、排気用送風機６により浴室２内が負圧となるため、ドアガラリ４を介して隣室３の空気が浴室２内に取入れられる。隣室３から浴室２内に取入れられた空気は、洗濯物１４から発生した水蒸気を取込んで屋外へ排出されることとなる。このように、循環送風機９による洗濯物１４への送風動作と、排気送風機６による浴室２内から屋外への水蒸気排出動作とが同時に行われることで、洗濯物１４の乾燥が効率よく行われる。

図３は本実施の形態１における洗濯物を乾燥する際における洗濯物の含水量、浴室と隣室の温度差の時間的変化を示す図である。図４は本実施の形態１における乾燥検知の処理フローを示すフローチャートである。ここで、本実施の形態１における衣類乾燥モードにおける制御動作を、図３〜図４を用いて説明する。

浴室換気乾燥機１にて衣類乾燥運転をおこない洗濯物１４を乾燥させている時は、浴室２内と隣室３内温度として温度センサ１２と温度センサ１５から制御手段１６へ順次出力される。制御手段１６では、温度センサ１２からの出力θ１と温度センサ１５からの出力θ２をもとに、一定時間Δτに対する温度差の変位Δ（θ１−θ２）の比（Δ（θ１−θ２）／Δτ）を演算する。浴室換気乾燥機１の運転にともなう洗濯物含水量ｗ、浴室２と隣室３との温度差（θ１−θ２）は、例えば、図３に示すような挙動となる。洗濯物１４の乾燥過程の時間的な領域区分としては立上領域と恒率乾燥領域と減率乾燥領域の大別される。すなわち、立上領域では、温度差（θ１−θ２）が急激な上昇後一定時間経過した後に定常状態となる。また、恒率乾燥領域では、洗濯物１４から水蒸気が定常的に発生しているので、温度差（θ１−θ２）はほぼ一定に維持される。そして、減率乾燥領域では、洗濯物１４から発生する水蒸気量が徐々に減少することにより蒸発潜熱の減少に伴ない浴室２の室温が徐々に上昇し、その後は洗濯物１４からの水蒸気発生が無くなり蒸発潜熱が零となった時点で温度差（θ１−θ２）が定常状態となる。

洗濯物１４の乾燥状態を判断するには、（Δ（θ１−θ２）／Δτ）を時間的に監視することになる。まず、（Δ（θ１−θ２）／Δτ）がほとんど零になることで乾燥過程として立上領域から恒率乾燥領域へ移行したことを判断し、その後（Δ（θ１−θ２）／Δτ）が正となることで恒率乾燥領域から減率乾燥領域へ移行したことを判断し、その後（Δ（θ１−θ２）／Δτ）がほとんど零になる時点で乾燥終了と見なすように判断している。制御手段１６では、この乾燥判断方法を利用して、次のようにして乾燥検知処理を終了させている。

まず、浴室換気乾燥機１の操作部１３の目標時間設定ボタン１３ｆと衣類重量設定ボタン１３ｇの入力値に基づき、制御手段１６にて加熱手段として電気ヒーター１０の加熱出力が決定される（Ｓ１）。衣類乾燥ボタン１３ｃが押されることで、浴室換気乾燥機１の衣類乾燥運転が開始し（Ｓ２）、制御手段１６は、運転時間の変位Δτに対する温度センサ１２の出力θ１と温度センサ１５の出力θ２との温度差の変位Δ（θ１−θ２）の比（Δ（θ１−θ２）／Δτ）が所定の値ａ以下となると（Ｓ３）、洗濯物１４の乾燥過程が立上領域から恒率乾燥領域へ移行したと判断する。一方、制御手段１６は、比（Δ（θ１−θ２）／ΔτΔ）が所定の値ａより大きいと（Ｓ３）、洗濯物１４の乾燥過程が立上領域のままであると判断して、所定の値ａ以下となるまで処理を繰り返す。

続いて、制御手段１６は、運転時間の変位Δτに対する温度センサ１２の出力θ１と温度センサ１５の出力θ２との温度差の変位Δ（θ１−θ２）の比（Δ（θ１−θ２）／Δτ）が所定の値ｂ以上となると（Ｓ４）、洗濯物１４の乾燥過程が恒率乾燥領域から減率乾燥領域へ移行したと判断する。一方、制御手段１６は、比（Δ（θ１−θ２）／Δτ）が所定の値ｂより小さいと（Ｓ４）、洗濯物１４の乾燥過程が恒率乾燥領域のままであると判断して、所定の値ｂ以上となるまで処理を繰り返す。

続いて、制御手段１６は、運転時間の変位Δτに対する温度センサ１２の出力θ１と温度センサ１５の出力θ２との温度差の変位Δ（θ１−θ２）の比（Δ（θ１−θ２）／Δτ）が所定の値ｃ以下となると（Ｓ５）、洗濯物１４の乾燥が終了したと判断して、浴室換気乾燥機１における衣類乾燥動作を停止させて乾燥処理を停止させる（Ｓ６）。一方、制御手段１６は、比（Δ（θ１−θ２）／Δτ）が所定の値ｃより大きいと（Ｓ５）、洗濯物１４にはまだ水分が含まれていると判断し、所定の値ｃ以下となるまで処理を繰り返す。

なお、Δτの時間としては加熱手段の出力としての消費電力Ｐを算出する時間巾よりも大きく、かつ加熱手段の出力としての消費電力Ｐを算出する時間巾の倍数とすることが望ましく、例えばΔτ＝１０分程度となる。また、所定の値ａおよびｂおよびｃはおおむね零に近い値であり、温度センサ１２、１５の測定誤差を考慮して決定される値であり、例えば温度センサ１２、１５の温度検出応答速度がΔτより小さい場合は、温度センサ１２，１５の温度測定感度を０．０５℃とすれば、所定の値ａおよびｂおよびｃは温度測定感度の１０倍程度の０．５となる。

なお、温度センサ１２、１５の検知温度については、センサの個体差や経年変化による検知温度のズレも見込まれるため、衣類乾燥運転の終了後において、温度センサ１２、１５の出力値をθ１とθ２の温度差を補正する制御工程を備えても良く、これにより洗濯物の乾燥検知における精度の向上を図ることができる。

このように、本実施の形態１によれば、温度指標に基づく洗濯物１４の乾燥検知を行い、温度センサ１２からの出力θ１と温度センサ１５からの出力θ２との温度差（θ１−θ２）の検知によって洗濯物１４の乾燥を検知できるものであり、汎用的な温度検知手段の活用により検知手段の耐久性や検知精度を向上することができ、自動的に乾燥運転を停止することで洗濯物の生乾きの防止や無駄な乾燥運転を削減することができるものである。

（実施の形態２）
実施の形態１では、加熱手段としての電気ヒーター１０の出力を一定とする制御をおこない、その時に検知される温度センサ１２からの出力θ１と温度センサ１５からの出力θ２との温度差（θ１−θ２）の時間的変化を監視することで洗濯物の乾燥を判断する制御手段１６を備えていた。これに対し、本実施の形態２では、洗濯物乾燥運転の開始後は排気送風機６と循環送風機９のみの運転により加熱をしない送風乾燥を優先的に実施し、制御手段１６により使用者が設定する操作部１３の目標時間設定ボタン１３ｆの入力値と洗濯物１４の乾燥状況に応じて、加熱手段としての電気ヒーター１０の運転は時間差を設けて開始する運転モードである。すなわち、乾燥目標時間内においてできる限り加熱量を小さくすることを目的とした省エネルギー運転モードとなる。なお、実施の形態２の構成要素については実施の形態１の構成要素と同じなので説明を省略する。

次に、実施の形態２における構成要素の基本動作を説明する。

まず、浴室換気乾燥機１の衣類乾燥運転開始前に、浴室換気乾燥機１の操作部１３の目標時間設定ボタン１３ｆと衣類重量設定ボタン１３ｇの入力値を設定する。制御手段１６は、操作部１３からの衣類乾燥ボタン１３ｃによる衣類乾燥運転入力指示により排気送風機６と循環送風機９を通電し、加熱手段を用いない送風乾燥運転を開始する。循環送風機９は、浴室２の空気を吸込み口５から吸込み、その吸込んだ空気は吹出し口１１を介して浴室２内に吊るされた洗濯物１４に送風している。この循環送風機９による洗濯物１４への送風により、洗濯物１４の乾燥にともなう水分の蒸発により浴室１内の空気から蒸発潜熱が奪われ、浴室１内の空気温度が低下することとなる。従って、温度センサ１２からの出力θ１と温度センサ１５からの出力θ２との温度差（θ２−θ１）を監視することにより、循環送風機９の送風による洗濯物１４から蒸発した水分の大小を推測することができる。すなわち、洗濯物１４の衣類乾燥開始前における初期含水量から算出される乾燥判断係数ｄと、温度差（θ２−θ１）の時間積分値∫（θ２−θ１）Δτと比較することにより、洗濯物の乾燥判断を行うことができる。さらに、温度差（θ２−θ１）が殆んど零となったことから洗濯物１４からの水分蒸発が無くなったことを検知し、洗濯物１４の乾燥を別の視点から確認することで、乾燥判定の精度を向上させている。

また、梅雨期など季節によっては洗濯物１４が送風乾燥運転のみで目標時間設定ボタン１３ｆで設定した目標時間内に乾燥に達しない場合もあり、その場合には、制御手段１６は電気ヒーター１０の運転を開始し加熱乾燥運転に移行する。

図５は本実施の形態２における洗濯物を乾燥する際の洗濯物の含水量、浴室と隣室の温度差および温度差の時間的積分値の時間的変化を示す図である。図６は本実施の形態２における乾燥制御の処理フローを示すフローチャートである。ここで、本実施の形態２における衣類乾燥モードにおける制御動作を、図５〜図６用いて説明する。

衣類乾燥モードにおいて、送風乾燥運転から加熱乾燥運転へ切替わる場合の洗濯物１４の含水量ｗ、温度センサ１２からの出力θ１と温度センサ１５からの出力θ２との温度差（θ２−θ１）、温度差（θ２−θ１）の時間積分値∫（θ２−θ１）Δτは、例えば図５に示すような挙動となる。制御手段１６では、温度差（θ２−θ１）の時間積分値 ∫（θ２−θ１）Δτの変化により、洗濯物１４の乾燥判断や電気ヒーター１０の通電判断を行うわけであるが、図５に示される乾燥判断係数ｄを∫（θ２−θ１）Δτが上回った場合には、洗濯物１４が乾燥したと判断し、自動的に乾燥運転を停止することで無駄な乾燥運転を削減することができる。

乾燥判断係数ｄとしては、衣類重量設定ボタン１３ｇの入力値に従い推定重量設定ボタン１３ｇの入力値が６ｋｇとした場合は、洗濯機で脱水させた洗濯物の含水量と乾燥重量の比率は概ね１：２程度であることから、洗濯物の初期含水量を３ｋｇと推定できる。３ｋｇの水分を蒸発させる為には蒸発潜熱と等価となる顕熱量が必要であり、乾燥判断係数ｄは蒸発潜熱と（換気量×比熱）の商から算出される。従って、排気送風機６の排気量を２００ｍ³／ｈとした場合では、乾燥判断係数ｄは２６程度となる。これにより、洗濯物１４の乾燥重量が変化に関わらず乾燥判定の精度を向上させることができる。

また、図５に示される加熱判断係数ｅを∫（θ２−θ１）Δτが下回った場合には、電気ヒーターの通電を開始し加熱乾燥運転に切替わり、加熱手段を適切に制御でき省エネルギー化を図ることができる。加熱判断係数ｅとしては、目標時間設定ボタン１３ｆの入力値を基点とした残り時間ｔの関数式ｇ（ｔ）であらわされる。関数式内の係数としては衣類重量設定ボタン１３ｇの入力値および加熱判断係数ｅおよび、浴室換気乾燥機１の乾燥性能により既定され、乾燥実験の結果により決定される値でありここでは具体的に示すことはできない。これにより、目標時間設定ボタン１３ｆで設定される乾燥希望終了時間までに必要最小の加熱量で乾燥を行うことができる。

次に、実施の形態２における乾燥検知処理のフローを図６を用いて説明する。

制御手段１６は、浴室換気乾燥機１の操作部１３の目標時間設定ボタン１３ｆにより乾燥終了予定時間が設定される（Ｓ１１）、浴室換気乾燥機１の操作部１３の衣類重量設定ボタン１３ｇによる設定条件入力により、乾燥判断係数ｄが設定される（Ｓ１２）。

次に、制御手段１６は、浴室換気乾燥機１の衣類乾燥運転開始し（Ｓ１３）、温度センサ１２の出力の時間平均値θ１と温度センサ１５の出力の時間平均値θ２との温度差（θ２−θ１）の時間積分値∫（（θ２−θ１）Δτ）を運転開始後から逐次算出し、乾燥判断係数ｄ以上となると（Ｓ１４）、洗濯物１４に含まれている水分がすべて蒸発したと判断し、乾燥の再確認として温度センサ１２の出力の時間平均値θ１と温度センサ１５の出力の時間平均値θ２との温度差（θ２−θ１）がｇより小さいことを確認後、洗濯物１４が乾燥したと判断し浴室換気乾燥機１における動作を停止させて乾燥処理を停止させる（Ｓ１６）。一方、制御手段１６は、時間積分値∫（（θ１−θ２）Δτ）が乾燥判断係数ｄより小さいと（Ｓ１４）、洗濯物１４にはまだ水分が含まれていると判断し次のステップ（Ｓ１７）へすすむ。

次に、制御手段１６は、目標時間設定ボタン１３ｆの入力値と乾燥開始後の経過時間から決定される乾燥までの残時間ｔに応じた加熱判断係数ｅを算出し（Ｓ１７）、温度センサ１２の出力の時間平均値θ１と温度センサ１５の出力の時間平均値θ２との温度差（θ２−θ１）の時間積分値∫（（θ２−θ１）Δτ）が、加熱判断係数ｅ以下となると（Ｓ１８）、電気ヒーター１０の通電を開始し加熱乾燥運転に移行する（Ｓ１９）。一方、制御手段１６は、時間積分値∫（（θ１−θ２）Δτ）が熱判断係数ｅより大きいと（Ｓ１８）、送風乾燥運転で目標時間内に洗濯物１４が乾燥する可能性が有ると判断し前のステップ（Ｓ１４）へ戻る。

次に、制御手段１６は、運転時間の変位Δτに対する温度センサ１２の出力の時間平均値θ１と温度センサ１５の出力の時間平均値θ２との温度差の変位Δ（θ１−θ２）の比（Δ（θ１−θ２）／Δτ）が所定の値ｆ以下となると（Ｓ２０）、洗濯物１４が乾燥したと判断し浴室換気乾燥機１における動作を停止させて乾燥処理を停止させる（Ｓ１６）。一方、制御手段１６は、比（Δ（θ１−θ２）／ΔτΔ）が所定の値ｆより大きいと（Ｓ２０）、洗濯物１４にはまだ水分が含まれていると判断して、所定の値ｆ以下となるまで処理を繰り返す。

なお、Δτの時間としては加熱手段の出力としての消費電力Ｐを算出する時間巾よりも大きく、かつ加熱手段の出力としての消費電力Ｐを算出する時間巾の倍数とすることが望ましく、例えばΔτ＝１０分程度となる。また、所定の値ｆおよびｇはおおむね零に近い値で、温度センサ１２、１５の精度や感度を考慮して決定される値である。例えば、温度センサ１２、１５の温度検出応答速度がΔτより小さい場合は、温度センサ１２、１５の温度測定感度を０．０５℃とすれば、所定の値ｆおよびｇは温度測定感度の１０倍程度の０．５となる。

なお、温度センサ１２、１５の検知温度については、センサの個体差や経年変化による検知温度のズレも見込まれるため、衣類乾燥運転の終了後において、温度センサ１２、１５の出力値をθ１とθ２の温度差を補正する制御工程を備えても良く、これにより洗濯物の乾燥検知における精度の向上を図ることができる。

なお、Δτの時間としては加熱手段の出力としての消費電力Ｐを算出する時間巾よりも大きく、かつ加熱手段の出力としての消費電力Ｐを算出する時間巾の倍数とすることが望ましい。また、所定の値ｆおよびｇはおおむね０に近い値であり、温度センサ１２、１５の測定誤差を考慮して決定される値である。

なお、温度センサ１２からの出力や温度センサ１５からの出力から演算される時間平均値θ１とθ２として平均化に用いられる時間としては例えば１分間であり、温度センサ１２や温度センサ１５の検知データの瞬間的なエラー値や変動値に影響され難く、検知手段の検知精度を向上できる。

このように、本実施の形態２によれば、洗濯物１４から発生する水蒸気量に基づく蒸発潜熱量が、温度センサ１２からの出力の時間平均値θ１と温度センサ１５からの出力の時間平均値θ２との温度差（θ１−θ２）に基づく顕熱量と等価である関係を利用し、自動的に乾燥運転を停止することで自動的に乾燥運転を停止することで無駄な乾燥運転を削減できるとともに、乾燥判定の精度が向上できる。また、目標時間設定ボタン１３ｆによる乾燥終了希望時間の要求に対し電気ヒーター１０の通電を必要最小限とすることで、最小限の加熱量で洗濯物１４の乾燥ができるものである。

（実施の形態３）
実施の形態１または実施の形態２では、加熱手段として電気ヒーターを用いていたが、実施の形態３では加熱手段として温水ヒーターを用いており、加熱手段の構成要素の違いに伴ない加熱手段の加熱出力検知方法が異なっている。

図７は本発明の実施の形態３における浴室換気乾燥機が設けられた浴室の断面図である。図７において、実施の形態１または実施の形態２と同じ構成要素および制御動作については説明を省略する。加熱手段としての温水ヒーター２１が、循環送風機９の風下側に備えられ循環風路が構成されている。温水ヒーター２１は、浴室換気乾燥機１とは別に設けられる温水ボイラー２２と温水配管２３で接続されており、温水ボイラー２２で加熱された温水が一定の流量で供給されている。また、温水ヒーター２１の温水配管２３には、温水出口側の温度を検知する第３の温度検知手段としての温度センサ２４と、温水入口側の温度を検知する第４の温度検知手段としての温度センサ２５が備えられており、制御手段１６に電気的に接続されている。温度センサ２４および温度センサ２５はサーミスタなどが用いられる。温水ボイラーから供給される温水は一定流量で循環する為、加熱手段としての温水ヒーター２１における加熱の出力の変動としては、温度センサ２４における検知温度θ３と温度センサ２５における検知温度θ４との温度差（θ４−θ３）を監視すればよいこととなる。従って、電気ヒーターを用いていた実施の形態１または実施の形態２の場合では、加熱手段としての電気ヒーター１０の出力として消費電力Ｐを演算していたが、実施の形態３の場合では、加熱手段としての温水ヒーター２１の出力として、（θ４−θ３）を用いている。また、隣室３から浴室２に対する通風路内としてのドアガラリ４内に、第２の温度検知手段としての温度センサ２６が備えられており、隣室３から浴室２に流入する空気の温度を正確に検知することが可能となり検知精度を向上することができる。

このように、本実施の形態３によれば、加熱手段として温水ヒーター２１を用いた場合であっても、温度センサ２４，２５を追加するといったように特殊な部品を追加することなく洗濯物１４の乾燥を判断できるものである。

なお、第２の温度検知手段としての温度センサ２６は、隣室３から浴室２に対する通風路内としてのドアガラリ４内に備えられていたが、例えば隣室３と浴室２との間をダクトなどの通気路で連通されダクト内に温度センサが備えられているように、隣室３から浴室２に対する給気経路としての通風路が他に備えられていればよく、その作用効果には差異が生じない。

本発明の浴室換気乾燥機は、住宅において浴室など密閉度の高い空間に設置され、洗濯物の乾燥を行う場合に使用される乾燥装置として有用である。

本発明の実施の形態１における浴室換気乾燥機が設けられた浴室の断面図 本発明の実施の形態１における浴室換気乾燥機の操作部の正面図 本実施の形態１における洗濯物を乾燥する際における洗濯物の含水量、浴室と隣室の温度差の時間的変化を示す図 本実施の形態１における乾燥検知の処理フローを示すフローチャート 本実施の形態２における洗濯物を乾燥する際の洗濯物の含水量、浴室と隣室の温度差および温度差の時間的積分値の時間的変化を示す図 本実施の形態２における乾燥制御の処理フローを示すフローチャート 本発明の実施の形態３における浴室換気乾燥機が設けられた浴室の断面図 従来の浴室換気乾燥機が設けられた浴室の断面図

符号の説明

１ 浴室換気乾燥機
６ 排気送風機
９ 循環送風機
１０ 電気ヒーター
１２ 温度センサ
１３ 操作部
１４ 洗濯物
１５ 温度センサ
１６ 制御手段
２１ 温水ヒーター
２４ 温度センサ
２５ 温度センサ
２６ 温度センサ

Claims (19)

1. 浴室に洗濯物を吊るして乾燥させる浴室換気乾燥機において、前記浴室への加熱量および換気量を一定に保ち、前記洗濯物の乾燥にともない発生する水蒸気量を、前記浴室の空気温度と前記浴室への流入空気温度との差から算出することにより、前記洗濯物の乾燥状態を検知する浴室換気乾燥機の乾燥検知方法。
2. 浴室内部の空気を排出する換気手段と、浴室内空気を循環送風するとともに浴室内に吊るされた洗濯物に風を当てる送風手段と、前記送風手段の送風経路内に設けられた加熱手段と、浴室の温度を検知する第１の温度検知手段と、浴室の換気経路上の風上に当たる隣室の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段の検知温度と前記第２の温度検知手段の検知温度から前記加熱手段の出力と前記送風手段の出力と前記換気手段の出力とを制御するとともに前記加熱手段の加熱出力を検知する制御手段とを備え、制御手段により加熱手段の出力が一定となるように制御し、第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差から前記洗濯物の乾燥状態を検知する浴室換気乾燥機。
3. 第２の温度検知手段を隣室から浴室に対する通風路内に納めたことを特徴とする請求項２記載の浴室換気乾燥機。
4. 浴室内部の空気を排出する換気手段と、浴室内空気を循環送風するとともに浴室内に吊るされた洗濯物に風を当てる送風手段と、前記送風手段の送風経路内に設けられた加熱手段と、浴室の温度を検知する第１の温度検知手段と、浴室の換気経路上の風上に当たる隣室の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段の検知温度と前記第２の温度検知手段の検知温度から前記加熱手段の出力と前記送風手段の出力と前記換気手段の出力とを制御するとともに前記加熱手段の加熱出力を検知する制御手段とを備え、制御手段により加熱手段の出力が一定となるように制御し、第１の温度検知手段による検知温度の時間平均値から第２の温度検知手段による検知温度の時間平均値を差し引いた温度差から前記洗濯物の乾燥状態を検知する浴室換気乾燥機。
5. 第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差が一回目の定常状態の後、前記温度差が増加の時間帯を経て二回目の定常状態となった時点で運転を停止する請求項２〜４のいずれかに記載の浴室換気乾燥機。
6. 使用者が乾燥運転条件を任意に入力できる入力手段を備え、前記入力手段の入力値から、加熱手段の出力値を決定する請求項２から５いずれかに記載の浴室換気乾燥機。
7. 入力手段として乾燥終了希望時間を入力できる請求項６記載の浴室換気乾燥機。
8. 入力手段として乾燥洗濯物の重量を入力できる請求項７記載の浴室換気乾燥機。
9. 加熱手段の動作前に送風手段を一定時間動作させ、第２の温度検知手段の検知温度と第１の温度検知手段の検知温度から、加熱手段の出力を決定する請求項６〜８のいずれかに記載の浴室換気乾燥機。
10. 運転の開始時は換気手段と送風手段を運転するとともに加熱手段は停止し、第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差の時間積分値が、乾燥判断係数を超えた時点で運転を停止する請求項２〜４のいずれかに記載の浴室換気乾燥機。
11. 運転の開始時は換気手段と送風手段を運転するとともに加熱手段は停止し、第２の温度検知手段の検知温度から第１の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差の時間積分値が乾燥判断係数を超え、更に前記温度差が零となった時点で運転を停止する請求項２〜４のいずれかに記載の浴室換気乾燥機。
12. 乾燥洗濯物の重量を入力する入力手段を備え、前記入力手段の入力値から乾燥判断係数を決定する請求項１０〜１１いずれかに記載の浴室換気乾燥機。
13. 第１の温度検知手段の検知温度から第２の温度検知手段の検知温度を差し引いた温度差の時間積分値が、加熱判断係数を下回った時点で加熱手段を運転開始する請求項１０〜１１いずれかに記載の浴室換気乾燥機。
14. 使用者が洗濯物の乾燥終了希望時間を入力する入力手段を備え、前記入力手段で設定された乾燥終了希望時間までの残り時間と乾燥判断係数に応じ、加熱判断係数が設定される請求項１３記載の浴室換気乾燥機。
15. 換気手段の換気風量を風量一定制御とする請求項１〜１３記載の浴室換気乾燥機。
16. 加熱手段として電気ヒーターを備え、前記電気ヒーターに対する通電制御により加熱出力を制御する請求項１〜１３のいずれかに記載の浴室換気乾燥機。
17. 電気ヒーターの通電率から電気ヒーターの加熱出力を検知する請求項１６記載の浴室換気乾燥機。
18. 加熱手段として温水ヒーターを備え、送風手段の風量制御により加熱出力を制御する請求項１〜１４のいずれかに記載の浴室換気乾燥機。
19. 温水ヒーターの温水出口温度を検知する第３の温度検知手段と、温水ヒーターの温水入口温度とを検知する第４の温度検知手段とを備えた請求項１８記載の浴室換気乾燥機。

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