JP2009106566A - 洗濯乾燥機及び乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】
周囲の湿度を上げずに周囲環境を維持でき、かつ安定した乾燥運転が持続可能な洗濯乾燥機を提供する。
【解決手段】
洗濯物を収容する回転ドラムあるいは内槽と、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒の熱を放熱する凝縮器、冷媒の圧力を減圧する膨張機構、及び、減圧された冷媒が周囲から熱を吸収する蒸発器を有し、冷媒が圧縮及び膨張を繰り返しながら循環するように構成されたヒートポンプとを備え、乾燥時に、空気が、前記凝縮器，前記回転ドラムあるいは内槽（外槽），前記蒸発器，前記凝縮器の順で循環する洗濯乾燥機又は乾燥機において、前記回転ドラムあるいは内槽（外槽）から前記ヒートポンプへ循環空気を戻す戻りダクトで、循環空気の一部を除湿後に排気することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、洗濯と乾燥を同一槽で行う乾燥機能付き洗濯機で、乾燥にヒートポンプまたはヒータを用いる洗濯乾燥機又はヒートポンプまたはヒータを用いる乾燥機に関する。

乾燥にヒートポンプを用いた場合、従来のヒータ式に比べ、消費電力を大幅に削減できる。しかしながら乾燥用空気を、洗濯槽からヒートポンプの蒸発器を通して除湿したのち、凝縮器で加熱して再び洗濯槽にもどす閉ループで循環させると、冷凍サイクルの入力分だけ凝縮熱量が蒸発熱量を上回るため、循環させている乾燥用空気の温度は上昇する。これによって冷凍サイクルの凝縮温度と蒸発温度も上昇しつづけてしまい、ヒートポンプを安定させて運転することができない。そこで冷凍サイクルによる乾燥性能を低下させずに安定運転させる方法として、洗濯槽からヒートポンプに戻す循環空気の一部を外気と置換させて排熱させる方法がある（特開２００４−２１５９４３号公報）。

また、従来のヒータ式の乾燥において周囲の乾燥した外気を給気し、洗濯物に吹付けた後の温風空気をそのまま排気して使用水量や消費電力を低減する方法がある（特許第３８１５３６６号公報）。

特開２００４−２１５９４３号公報 特許第３８１５３６６号公報

しかしながら、従来技術では、洗濯乾燥機周囲に高湿な空気をそのまま放出してしまい、周囲環境を悪化させてしまう。

そこで、本発明は、前記高湿な空気の放出を制限し、周囲の湿度を上げずに、かつ安定した乾燥運転が持続可能な洗濯乾燥機又は乾燥機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、洗濯物を収容する回転ドラムあるいは内槽と、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒の熱を放熱する凝縮器、冷媒の圧力を減圧する膨張機構、及び、減圧された冷媒が周囲から熱を吸収する蒸発器を有し、冷媒が圧縮及び膨張を繰り返しながら循環するように構成されたヒートポンプとを備え、乾燥時に、空気が、前記凝縮器，前記回転ドラムあるいは内槽（外槽），前記蒸発器，前記凝縮器の順で循環する洗濯乾燥機又は乾燥機において、前記回転ドラムあるいは内槽（外槽）から前記ヒートポンプへ循環空気を戻す戻りダクトで、循環空気の一部を除湿後に排気することを特徴とする。

このように構成した洗濯乾燥機又は乾燥機は、周囲外気の湿度を上げることなく、前記回転ドラムあるいは内槽（洗濯槽）からヒートポンプにもどす循環空気の一部を外気と換気させることによって、安定した乾燥運転が持続可能な洗濯乾燥機又は乾燥機を提供することができる。すなわち洗濯槽からヒートポンプへ戻す空気の一部を分流して排出し、それと同量の周囲外気を循環ダクト内に取り込む。さらに分流して排出する空気を分岐ダクト内で除湿する熱交換器を設ける。これにより乾燥運転時の循環空気から除熱できるため、安定したヒートポンプの運転が継続でき、かつ換気により外気に放出する循環空気一部には除湿処理を施すため、周囲環境の湿度をあげることもない。

以下、本発明の第１の実施例について、図面を用いて説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態例に係るドラム式洗濯乾燥機の外観斜視図である。図２は洗濯乾燥機の筐体の一部を切断して内部構造を示す側面図、図３は洗濯乾燥機の背面カバーを外して内部構造を示す背面図、図４は洗濯乾燥機の背面上部の内部構造を示す斜視図である。

１は、外郭を構成する筐体である。筐体１は、ベース１ｈの上に取り付けられており、左右の側板１ａ，１ｂ，前面カバー１ｃ，背面カバー１ｄ，上面カバー１ｅ，下部前面カバー１ｆで構成されている。左右の側板１ａ，１ｂは、コの字型の上補強材（図示せず），前補強材（図示せず），後補強材（図示せず）で結合されており、ベース１ｈを含めて箱状の筐体１を形成し、筐体として十分な強度を有している。

９は、前面カバー１ｃの略中央に設けた衣類を出し入れするための投入口を塞ぐドアで、前補強材に設けたヒンジで開閉可能に支持されている。ドア開放ボタン９ｄを押すことでロック機構（図示せず）が外れてドアが開き、ドアを前面カバー１ｃに押し付けることでロックされて閉じる。前補強材は、後述する外槽の開口部と同心に、衣類を出し入れするための円形の開口部を有している。

６は、筐体１の上部中央に設けた操作パネルで、電源スイッチ３９，操作スイッチ１２，１３，表示器１４を備える。操作パネル６は、筐体１下部に設けた制御装置３８に電気的に接続している。

３は、回転可能に支持された円筒状の洗濯兼脱水槽（内槽または回転ドラム）であり、その外周壁および底壁に通水および通風のための多数の貫通孔を有し、前側端面に衣類を出し入れするための開口部３ａを設けてある。開口部３ａの外側には洗濯兼脱水槽３と一体の流体バランサ３ｃを備えている。外周壁の内側には軸方向に延びるリフタ３ｂが複数個設けてあり、洗濯，乾燥時に洗濯兼脱水槽３を回転すると、衣類はリフタ３ｂと遠心力で外周壁に沿って持ち上がり、重力で落下するように動きを繰り返す。洗濯兼脱水槽３の回転中心軸は、水平または開口部３ａ側が高くなるように傾斜している。

２は、円筒状の外槽であり、洗濯兼脱水槽３を同軸上に内包し、前面は開口し、後側端面の外側中央にモータ４を取り付ける。モータ４の回転軸は、外槽２を貫通し、洗濯兼脱水槽３と結合している。前面の開口部には外槽カバー２ｄを設け、外槽内への貯水を可能としている。外槽カバー２ｄの前側中央には、衣類を出し入れするための開口部２ｃを有している。本開口部２ｃと前補強材（図示せず）に設けた開口部は、ゴム製のベローズ１０で接続しており、ドア９を閉じることで外槽２を水封する。外槽２底面最下部には、排水口２ｂが設けてあり、排水ホース２６が接続している。排水ホース２６の途中には排水弁（図示せず）が設けてあり、排水弁を閉じて給水することで外槽２に水を溜め、排水弁を開いて外槽２内の水を機外へ排出する。

外槽２は、下側をベース１ｈに固定されたサスペンション５（コイルばねとダンパで構成）で防振支持されている。また、外槽２の上側は上部補強部材に取り付けた補助ばね２ｅで支持されており、外槽２の前後方向への倒れを防ぐ。

１９は、筐体１内の上部左側に設けた洗剤容器で、前部開口から引き出し式の洗剤トレイ７を装着する。洗剤類を入れる場合は、洗剤トレイ７を図１の二点鎖線で示すように引き出す。洗剤容器１９は、筐体１の上補強材に固定されている。

洗剤容器１９の後ろ側には、給水電磁弁１６や風呂水給水ポンプ１７，水位センサ（図示せず）など給水に関連する部品を設けてある。上面カバー１ｅには、水道栓からの給水ホース接続口１６ａ，風呂の残り湯の吸水ホース接続口１７ａが設けてある。洗剤容器１９は、外槽２に接続されており、給水電磁弁１６を開く、あるいは風呂水給水ポンプ１７を運転することで、外槽２に洗濯水を供給する。

衣類の乾燥時に用いる温風の熱源となる凝縮器と湿った空気を除湿する蒸発器を内蔵するヒートポンプ５１のサイクルは、外槽２の後方下部に配置し、ブロワ６７によって発生する循環空気５３の一部を分岐して排気し、それと同量の周囲外気を外気給気口５２からフィルタダクト２７内に取り込む。周囲外気が循環空気５３と合流する分岐合流部５６は、循環空気５３からリントを除去するためのフィルタ５９の上流側に設けた構成となっている。さらに分岐した空気を周囲に排気するまでの分岐ダクト７０は、給水ユニット１８とヒートポンプ５１の上下間に位置する構成となっている。ヒートポンプ５１のサイクルは圧縮機５４，凝縮器５５，膨張機構５７，蒸発器５８から主に構成されており、冷媒の流れは以下のようになる。圧縮機５４で圧縮された高温高圧ガスを凝縮器５５にて空気と熱交換し、温風を発生させる。その後膨張機構５７で減圧させた冷媒を蒸発器５８にて蒸発させて、低圧ガスを圧縮機５４に戻す。ここで蒸発器５８にて冷媒が蒸発する際に循環空気５３は冷却除湿され、凝縮器５５にて再加熱されることになる。

通常の乾燥運転時の空気の流れは次のようになる。ブロワ６７を運転し、ヒートポンプの圧縮機５４を運転することにより凝縮器５５が発熱し、吹出し口４０ａから洗濯兼脱水槽３の背面の貫通孔より洗濯兼脱水槽３内に高速の温風が吹き込み（矢印４１）、湿った衣類に当たり、衣類を温め衣類から水分が蒸発する。高温多湿となった空気は、外槽カバー２ｄに設けられた吸気口３６からフィルタダクト２７へ入る。フィルタダクト２７に設けたメッシュフィルタ５９ａ，５９ｂを通り糸屑が取り除かれ、蒸発器５８へ入る。高温多湿の空気は低温の蒸発器５８と接触することで冷却除湿され、乾いた低温空気となり、高温の凝縮器５５で再度加熱されブロワ６７に吸い込まれる。そして、送風ダクト４０を通って洗濯兼脱水槽３内に吹き込むように循環する。

図４は第１の実施例の洗濯乾燥機の背面上部の内部構造を示す斜視図であり、図３に示した実施例の分岐ダクト７０とフィルタ５９の位置関係を模式的に示したものである。フィルタ５９はメンテナンスの操作性確保のため、洗濯乾燥機の操作パネル６側から取り出せる位置とし、さらに取り出して洗浄が可能なフィルタ５９ａと筐体１に固定されているが、操作パネル６側から清掃できるフィルタ５９ｂから構成されている。換気により導入した周囲外気もフィルタ５９ａ，５９ｂを通すため、分岐合流部５６はフィルタ５９ａ，５９ｂの上流側に配置させた。給水ユニット１８とヒートポンプ５１の上下間に設けた水冷熱交換器６０は、分岐ダクト７０内をダクト中央で２分割するように風路に沿って熱交換板６２を設置し、この熱交換板６２の上部の壁面に冷却水を流し出す冷却水供給管６４と、壁面の冷却水流下領域に設けた冷却水流下面積拡大部材としての複数段の突条５０を備える。

図５に熱交換板６２の構成図を示す。複数段の突条５０は、通風抵抗の増加を軽減するために３mm程度の高さ寸法で分岐ダクト７０の一部を水冷除湿ダクト６１とし、このダクト内の熱交換板６２の壁面に略水平方向に伸びるようにジグザグに配置し、冷却水供給管６４から壁面に沿うように流し出した冷却水６３を該壁面に沿って且つ突条５０によって水平方向にジグザグに案内しながら該壁面を伝って流下させる。

このような構成とすることにより、排気空気と冷却水との接触面積を大きくとることができ、効率よく排気空気を除湿することができる。しかも、熱交換板６２に設ける突条５０は、背丈の低いものであるので、通風抵抗の増加を軽減することができる。

さらには熱交換板６２を流下した冷却水６３と排気する空気から除湿したドレン水を効率よく分岐ダクト７０の底部に設けた排水溜め６５に集めることができる。また水冷熱交換器６０を有する分岐ダクト７０をヒートポンプ５１ユニットよりも上部に配置させたため、水冷熱交換器６０でのドレン水と冷却水６３を、ヒートポンプ５１ユニットの蒸発器５８で発生するドレン水とともにまとめて筐体１外へ容易に排水できる。排水管６６を通してヒートポンプ５１ユニットと空気が連通してしまう場合には排水管６６の一部にトラップ（図示せず）を設けてもよい。本実施例では、分岐ダクト７０に収める水冷熱交換器６０を熱交換板６２を用いた直接接触式としたが、プレートフィン式などの間接式を用いた場合でも本質的に相違ない。

また、冷却水に風呂水を用いることにより節水効果も得られる。

図６は、排気空気の除湿処理の方法として、強制空冷方式の実施例について示したものである。分岐ダクト７０を通して排気する高温高湿の排気空気を、空冷ファン６８によって周囲温度まで冷却された出口部の衝突板６９に当てて冷却して除湿する。除湿によって生じる排水は、衝突板６９下部に設けた排水溜め６５を通して排水管６６にて排水する。このような構成とすることにより、排気空気の除湿に冷却水を使用しないため、分岐ダクト７０周辺をより簡素な構成とすることができる。また図７は図６に示した変形例である。分岐ダクト７０の一部にフィン７１を設けておき、このフィン７１を空冷ファン６８で周囲温度まで冷やしておく。高温高湿の排気空気はこの空冷部を通過するときに除湿される。また除湿により生じた排水は、下流側に設けた排水溜め６５を通して排水管６６にて排水する。

以上、本実施例によれば、周囲外気の湿度を上げることなく、前記外槽（洗濯槽）からヒートポンプにもどす循環空気の一部を外気と換気させることによって、安定した乾燥運転が持続可能な洗濯乾燥機を提供することができる。すなわち洗濯槽からヒートポンプへ戻す空気の一部を分流して排出し、それと同量の周囲外気を循環ダクト内に取り込む。さらに分流して排出する空気を分岐ダクト内で除湿する熱交換器を設ける。これにより乾燥運転時の循環空気から除熱できるため、安定したヒートポンプの運転が継続でき、かつ換気により外気に放出する循環空気一部には除湿処理を施すため、周囲環境の湿度をあげることもない。

次に、本発明に係る他の実施例について、図面を用いて説明する。

図８は本発明の第２の実施の形態例に係るドラム式洗濯乾燥機の筐体の一部を切断して内部構造を示す斜視図である。図９は第２の実施例の洗濯乾燥機の筐体の一部を切断して内部構造を示す側面図、図１０は第２の実施例の洗濯乾燥機の背面カバーを外して内部構造を示す背面図、図１１は第２の実施例の洗濯乾燥機の筐体の上部を切断して内部構造を示す上面図である。第１の実施の形態と共通する構成については重複する説明を省略する。

第１の実施の形態と異なる点は衣類の乾燥時に使用する熱源としてヒータを用い、外槽の背面から空気を吸って外槽の前側より温風を吹付けることである。２９は筐体１の背面内側に縦方向に設置した乾燥ダクトで、ダクト下部は外槽２の背面下方に設けた吸気口２ａにゴム製の蛇腹管Ｂ２９ａで接続される。乾燥ダクト２９内には、水冷除湿機構（図示せず）を内蔵しており、給水電磁弁１６から水冷除湿機構へ冷却水を供給する。冷却水は乾燥ダクト２９の壁面を伝わって流下し吸気口２ａから外槽２に入り排水口２ｂから排出される。

乾燥ダクト２９の上部は、筐体１内の上部右側に前後方向に設置したフィルタダクト２７に接続している。フィルタダクト２７の前面には開口部を有しており、この開口部に引き出し式の乾燥フィルタ８を挿入してある。乾燥ダクト２９からフィルタダクト２７へ入った空気は、乾燥フィルタ８のメッシュフィルタ８ａに流入し糸くずが除去される。乾燥フィルタ８の掃除は、乾燥フィルタ８を引き出してメッシュ式のフィルタ８ａを取り出して行う。また、フィルタダクト２７の乾燥フィルタ８挿入部の下面には開口部が設けてあり、この開口部は吸気ダクト３３が接続しており、吸気ダクト３３の他端は送風ユニット２８の吸気口と接続している。

送風ユニット２８は、駆動用のモータ２８ａ，ファン羽根車（図示せず），ファンケース２８ｂで構成されている。ファンケース２８ｂにはヒータ３１が内蔵されており、ファン羽根車から送られる空気を加熱する。送風ユニット２８の吐出口は温風ダクト３０に接続する。温風ダクト３０は、ゴム製の蛇腹管Ａ３０ａ，蛇腹管継ぎ手３０ｂを介して外槽カバー２ｄに設けた温風吹き出し口３２に接続している。本実施例では、送風ユニット２８が筐体１内の上部右側に設けてあるので、温風吹き出し口３２は外槽カバー２ｄの右斜め上の位置に設け、温風吹き出し口３２までの距離を極力短くするようにしてある。

通常の乾燥運転時の風の流れは次のようになる。送風ユニット２８を運転し、ヒータ３１に通電すると、温風吹き出し口３２から洗濯兼脱水槽３内に高速の温風が吹き込み（矢印４１）、湿った衣類に当たり、衣類を温め衣類から水分が蒸発する。高温多湿となった空気は、洗濯兼脱水槽３に設けた貫通孔から外槽２に流れ、吸気口２ａから乾燥ダクト２９に吸い込まれ、乾燥ダクト２９を下から上へ流れる（矢印４２）。乾燥ダクト２９の壁面には、水冷除湿機構からの冷却水が流れ落ちており、高温多湿の空気は冷却水と接触することで冷却除湿され、乾いた低温空気となりフィルタダクト２７へ入る（矢印４３）。フィルタダクト２７に設けたメッシュフィルタ８ａを通り糸屑が取り除かれ、吸気ダクト３３に入り、送風ユニット２８に吸い込まれる（矢印４４）。そして、ヒータ３１で再度加熱され、洗濯兼脱水槽３内に吹き込むように循環する。

省エネ乾燥時は乾燥ダクト２９の上部にある換気弁３４を回転させて開き、外気給気口３５から乾燥した周囲外気を給気する。この給気した空気の相当量が乾燥ダクト２９から分岐ダクト７０を通り空冷ファン６８によって冷却された衝突板６９に当たって除湿された後、周囲外気へ排出される。衝突板６９で凝縮した水は排水溜め６５に溜まり排水管６６を通して乾燥ダクト２９へ導かれ排水ホース２６より外部へ排出される。これによって、乾燥ダクト２９内の冷却水の流量は通常乾燥より減少または零にすることが出来る。なお、ヒータ入力量や換気弁３４を開くタイミングおよび開度、乾燥ダクト２９内の冷却水の流量は、乾燥条件や乾燥行程において適宜調整する。

このように乾燥した周囲の外気を適度に給気して衣類に吹付けて乾燥させることによりヒータの入力を通常乾燥より減少させて乾燥することが可能となる。これによって、消費電力量が低減するとともに節水と外部に排出される空気を除湿して排出するため周囲の環境の悪化を低減することが出来る。

なお、空冷ファン６８と衝突板６９による空冷除湿を図４に示す水冷式や、図７に示す空冷式に変更しても同様の効果が得られる。

本発明の第１の実施例の洗濯乾燥機を示す外観斜視図である。 本発明の第１の実施例の洗濯乾燥機の筐体の一部を切断して内部構造を示す側面図である。 本発明の第１の実施例の洗濯乾燥機の背面カバーを外して内部構造を示す背面図である。 本発明の第１の実施例の洗濯乾燥機の背面上部の内部構造を示す斜視図である。 図４に示した熱交換板の構成図である。 図４に示した本発明の水冷方式を空冷方式に変形させた実施例の内部構造を示す斜視図である。 図６に示した空冷方式の変形例の内部構造を示す斜視図である。 本発明の第２の実施例の洗濯乾燥機の筐体の一部を切断して内部構造を示す斜視図である。 本発明の第２の実施例の洗濯乾燥機の筐体の一部を切断して内部構造を示す側面図である。 本発明の第２の実施例の洗濯乾燥機の背面カバーを外して内部構造を示す背面図である。 本発明の第２の実施例の洗濯乾燥機の筐体の上部を切断して内部構造を示す上面図である。

符号の説明

１ 筐体
２ 外槽
２ｄ 外槽カバー
３ 洗濯兼脱水槽
４ モータ
６ 操作パネル
８ 乾燥フィルタ
９ ドア
１６ 給水電磁弁
２７ フィルタダクト
２８ 送風ユニット
２８ａ モータ
２８ｂ ファンケース
２９ 乾燥ダクト
３１ ヒータ
３２ 温風吹き出し口
３３ 吸気ダクト
３４ 換気弁
３５ 外気給気口
３８ 制御装置
５０ 突条
５１ ヒートポンプ
５３ 循環空気
５４ 圧縮機
５５ 凝縮器
５６ 分岐合流部
５７ 膨張機構
５８ 蒸発器
５９ フィルタ
６０ 水冷熱交換器
６１ 水冷除湿ダクト
６２ 熱交換板
６３ 冷却水
６４ 冷却水供給管
６５ 排水溜め
６６ 排水管
６７ ブロワ
６８ 空冷ファン
６９ 衝突板
７０ 分岐ダクト
７１ フィン

Claims (6)

1. 乾燥時に内部が乾燥室となる外槽と、前記外槽内に回転自在に配置され、洗濯物を収容する回転ドラムあるいは内槽と、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒の熱を放熱する凝縮器、冷媒の圧力を減圧する膨張機構、及び、減圧された冷媒が周囲から熱を吸収する蒸発器を有し、冷媒が圧縮及び膨張を繰り返しながら循環するように構成されたヒートポンプとを備え、乾燥時に、空気が、前記凝縮器，前記外槽，前記蒸発器，前記凝縮器の順で循環する洗濯乾燥機において、
   前記外槽から前記ヒートポンプへ戻る循環空気の一部を除湿して排気することを特徴とする洗濯乾燥機。
2. 請求項１において、
   前記外槽から前記ヒートポンプへ戻る循環空気の一部を排気する分岐ダクトを設け、前記分岐ダクトに排気する循環空気を結露させる凝縮手段を設けたことを特徴とする洗濯乾燥機。
3. 請求項１において、
   前記外槽から前記ヒートポンプへ戻る循環空気の一部を排気する分岐ダクトと、前記分岐ダクト内に面する略垂直な壁面の上部に冷却水を流し出す冷却水供給管と、前記壁面の冷却水流下領域に設けた冷却水流下面積拡大部材を備えたことを特徴とする洗濯乾燥機。
4. 請求項１において、
   前記外槽から前記ヒートポンプへ戻る循環空気の一部を排気する分岐ダクトと、前記分岐ダクト内に面する略垂直な壁面の上部に冷却水を流し出す冷却水供給管と、前記冷却水を前記壁面の略垂直な距離より長い距離を流下させる部材を備えたことを特徴とする洗濯乾燥機。
5. 乾燥時に内部が乾燥室となる外槽と、前記外槽内に回転自在に配置され、洗濯物を収容する回転ドラムあるいは内槽と、この回転ドラムを駆動するモータと、前記回転ドラムを支持する筐体とを有し、前記洗濯物に温風を吹付けて乾燥運転する洗濯乾燥機において、
   前記洗濯物に吹付けた後の前記温風空気の一部を除湿後に排気することを特徴とする洗濯乾燥機。
6. 洗濯物を収容する回転ドラムあるいは内槽と、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒の熱を放熱する凝縮器、冷媒の圧力を減圧する膨張機構、及び、減圧された冷媒が周囲から熱を吸収する蒸発器を有し、冷媒が圧縮及び膨張を繰り返しながら循環するように構成されたヒートポンプとを備え、乾燥時に、空気が、前記凝縮器，前記回転ドラムあるいは内槽，前記蒸発器，前記凝縮器の順で循環する乾燥機において、
   前記回転ドラムあるいは内槽から前記ヒートポンプへ戻る循環空気の一部を除湿して排気することを特徴とする乾燥機。

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