JP2009240547A - 衣類乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプを搭載した衣類乾燥機にて吸熱器での着霜を防止し、圧縮手段での液圧縮を防止するとともに、乾燥時間の短縮と低消費電力を実現すること。
【解決手段】浴槽２２の残湯をくみ上げ、第二吸熱器１８に供給する風呂ポンプ２０を備え、圧縮手段１４と風呂ポンプ２０を動作させて第二吸熱器１８にて残湯から吸熱し放熱器１５にて循環空気に放熱する廃熱回収乾燥運転を有していることにより、ヒートポンプサイクルの低圧側の圧力低下を防ぎ、蒸発温度を０℃以上に保ち、循環空気から吸熱する第一吸熱器１７での着霜を防止する。また吸熱量が十分に確保されているので放熱器１５における凝縮温度および循環空気の温度が速やかに上昇する。よって乾燥時間の短縮、消費電力の低減、圧縮手段での液圧縮防止による信頼性確保を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプサイクルを用いて衣類の乾燥を行う衣類乾燥機に関するものである。

従来の乾燥室式衣類乾燥機は図２に示すような構成であった。以下、その構成について説明する。図２に示すように、外装ケース５１内に水平軸を中心軸として回転する回転乾燥室５２が配置してあり、回転乾燥室５２の前面の開口は、扉５３で開閉されるようにしてある。外装ケース５１内には、回転乾燥室５２の内部に設定される乾燥室５４を含む風路５５が構成してあり、風路５５に循環用ファン５６と通流する空気中の糸くずを除去するリントフィルタ５７とを設けている。風路５５内に設置した吸熱器５８、放熱器５９と、風路５５外に設置した圧縮手段６０、減圧手段６１でヒートポンプサイクルを構成している。吸熱器５８で除湿した除湿水を排水するための除湿水排水路６２を設けている。

上記構成において、衣類の乾燥工程時は、循環用ファン５６を動作させ、吸熱器５８、放熱器５９、乾燥室５４の順に空気が流れるよう風路５５にて空気を循環させる。ここで圧縮手段６０を動作させ、乾燥室５４から流入した高湿の空気を吸熱器５８にて冷却除湿し、その後放熱器５９で空気を加熱し、高温低湿の空気を乾燥室５４に戻し、衣類の乾燥を促進させる。除湿水は除湿水排水通路６２を通じて機外に排出される。
特開平９−５６９９２号公報

しかしながら、上記従来の構成では、冬季で外気温や水温が低くて乾燥前の衣類の温度が低い時、吸熱器５８に流入する空気の温度が低くなる。そして吸熱器５８での蒸発温度が低下し、０℃以下になることがしばしばである。蒸発温度が０℃以下になると吸熱器５８の対空気側の伝熱面に着霜し、所望の吸熱が得られず、放熱器の温度上昇が極端に遅くなって、乾燥時間が大幅に伸び、消費電力量も大幅に増大するとともに、吸熱器５８で冷媒が完全に蒸発せずに液混じりで圧縮手段６０に戻るいわゆる液圧縮が発生して圧縮手段の信頼性を損なう課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決しようとするもので、外気温度や水温が低い条件下における第一吸熱器への着霜防止を目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の衣類乾燥機は、浴槽の残湯をくみ上げ、第二吸熱器に供給する風呂ポンプを備え、圧縮手段と風呂ポンプを動作させて第二吸熱器にて残湯から吸熱し放熱器にて循環空気に放熱する廃熱回収乾燥運転を有しているものである。

第二吸熱器にて比較的高温の残湯から吸熱し、ヒートポンプサイクルの低圧側の圧力低下を防ぎ、第一および第二吸熱器における蒸発温度を０℃以上に保ち、循環空気から吸熱する第一吸熱器での着霜を防止する。また吸熱量が十分に確保されているので放熱器における凝縮温度および循環空気の温度が速やかに上昇する。

本発明の衣類乾燥機は、乾燥時間の短縮、消費電力の低減、圧縮手段での液圧縮防止に
よる信頼性確保を実現できる。

第１の発明は、本体と、前記本体内に支持される乾燥室と、ヒートポンプサイクルを構成する圧縮手段、放熱器、減圧手段、第一および第二吸熱器と、乾燥室、前記第一吸熱器、前記放熱器の順に空気が循環するように構成した循環風路と、空気を循環させるファンと、浴槽の残湯をくみ上げ、前記第二吸熱器に供給する風呂ポンプとを備え、前記圧縮手段と前記風呂ポンプを動作させて前記第二吸熱器にて残湯から吸熱し前記放熱器にて循環空気に放熱する廃熱回収乾燥運転を有していることにより、ヒートポンプサイクルの低圧側の圧力低下を防ぎ、第一および第二吸熱器における蒸発温度を０℃以上に保ち、循環空気から吸熱する第一吸熱器での着霜を防止するとともに冷媒を完全に蒸発させ過熱状態で圧縮手段に吸入させる。また吸熱量が十分に確保されているので放熱器における凝縮温度および循環空気の温度が速やかに上昇する。よって乾燥時間の短縮、消費電力の低減、圧縮手段での液圧縮防止による信頼性確保を実現できる。

第２の発明は、特に第１の発明において、放熱器の温度を検出する凝縮温度検出手段を備え、廃熱回収乾燥運転時に前記凝縮温度検出手段の検出温度が所定温度に達すると風呂ポンプの動作を停止させることにより、ヒートポンプサイクルの吸熱量を抑えて放熱器での凝縮温度の過昇すなわち高圧側圧力の過昇を発生させることなく、圧縮手段の安全な動作継続が可能である。

第３の発明は、特に第１の発明において、放熱器と乾燥室の間にて循環空気の温度を検出する温風温度検出手段を備え、廃熱回収乾燥運転時に前記温風温度検出手段の検出温度が所定温度に達すると風呂ポンプの動作を停止させることにより、ヒートポンプサイクルの吸熱量を抑えて放熱器での凝縮温度の過昇すなわち高圧側圧力の過昇を発生させることなく、圧縮手段の安全な動作継続が可能である。

第４の発明は、特に、第１〜第３の発明において、第一および第二吸熱器を直列に接続することにより、冷媒の切替弁を設ける必要がなく、低コスト化できる。

第５の発明は、特に第１〜第４の発明において、乾燥室に収容した衣類の洗濯を可能に構成し、洗濯運転時に風呂ポンプの動作により乾燥室に所定量残湯を供給することにより、衣類の洗濯から乾燥までを同一槽内で一貫して行うことができ、単一筐体で省スペースの衣類洗濯乾燥機を提供できる。また、残湯を利用して洗濯を行うことができ、水道使用量を抑制できる。

第６の発明は、特に第５の発明において、風呂ポンプがくみ上げる残湯を、乾燥室に供給するか第二吸熱器に供給するかを切り替える残湯切替弁を備えたことにより、使用者が風呂ホースの接続を切替える必要がなく、自動的に流路の切替を行うことができる。

第７の発明は、特に第１〜第６の発明において、浴槽と風呂ポンプの間に残湯用フィルタを設けたことにより、風呂ポンプや第二吸熱器への異物流入によるポンプロックや流路閉塞を防止できる。

第８の発明は、特に第１〜第７の発明において、減圧手段を電動膨脹弁とし、風呂ポンプ停止時よりも動作時における前記電動膨脹弁の開度をより大きく設定することにより、乾燥初期において冷媒循環量を増し、凝縮温度および循環空気の温度を速やかに上昇させることができる。また、乾燥後半において適度な吸入過熱度にて圧縮手段に吸入させ、効率良くまた液圧縮を生じさせることなく圧縮手段を駆動できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（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機の全体断面図である。

本体１の内部には、円筒状の外槽２を設け、外槽２の内部には、衣類（図示せず）を収容する円筒状の内槽３を回転可能に設け、モータ４により回転駆動される。内槽３は洗濯工程においては、衣類の洗濯室となり、廃熱回収乾燥工程においては、衣類の乾燥室５となる。本体１の前面には衣類を出し入れする開口部６と、これを開閉する扉７が設けられている。本体１の下部に洗濯水や除湿水を排出する排水口８を設け、洗濯水排水経路９に排水弁１０を設けている。乾燥室５を通じて空気を循環させるファン１１と循環風路１２を設け、空気中のほこりや糸くずなどの異物を除去する取り外し可能に構成したリントフィルタ１３を設けている。

圧縮手段１４、放熱器１５、減圧手段である電動膨張弁１６、第一吸熱器１７および第二吸熱器１８を環状に冷媒配管で接続してヒートポンプサイクルを構成し、放熱器１５における冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段１９を設けている。循環風路１２において乾燥室５、第一吸熱器１７、放熱器１５の順に空気が循環するよう第一吸熱器１７と放熱器１５を循環風路１２に配置している。また第一吸熱器１７および第二吸熱器１８を冷媒配管で直列に接続している。

本体１に内蔵されている風呂ポンプ２０に風呂ホース２１を連結している。この風呂ホース２１は使用者にて取り外し自在になるよう構成され、浴槽２２と風呂ポンプ２０の間に配置されるよう残湯用フィルタ２３を風呂ホース２１の上流端に設けている。風呂ポンプ２０下流側の経路は残湯切替弁２４にて洗濯利用経路２５か吸熱利用経路２６かに切替える。第二吸熱器１８通過後の吸熱利用経路２６は洗濯水排水経路９に合流している。

乾燥室５と第一吸熱器１７の間の循環風路１２に循環空気の一部を排気する排気口２７と外気が流入する流入口２８とを設け、流入口２８には外気流入制御弁２９を設けている。排気口２７と流入口２８を通流する空気はリントフィルタ１３を通過し、異物が取り除かれる。放熱器１５と乾燥室５の間にて循環空気の温度を検出する温風温度検出手段３０と、乾燥室５とリントフィルタ１３の間にて循環空気の温度を検出する乾燥室出空気温度検出手段３１をそれぞれ循環風路１２に設けている。

第一吸熱器１７の下部には、第一吸熱器１７で発生した除湿水を一時的に貯める除湿水容器３２が設けられており、除湿水容器３２に貯まった水は排水ポンプ３３の動作により排水口８を経て本体１外へと排出される。除湿水排水経路３４は排水弁１０の下流にて洗濯水排水経路９と合流している。除湿水容器３２の満水を検出する水位検出手段３５を設けている。

本体の前面上部に操作手段３６を配置しており、操作手段３６の操作や、凝縮温度検出手段１９、温風温度検出手段３０、乾燥室出空気温度検出手段３１、水位検出手段３５の情報が制御手段３７に入力され、制御手段３７はモータ４、排水弁１０、ファン１１、圧縮手段１４、電動膨張弁１６、風呂ポンプ２０、残湯切替弁２４、外気流入制御弁２９、排水ポンプ３３を制御して洗濯、脱水、乾燥の各工程を制御する。

以上のような構成において、動作、作用について説明する。洗濯工程では、排水弁１０を閉じた状態で給水弁（図示せず）を開弁して給水経路（図示せず）を通して外槽２内に所定の水位に達するまで給水を行い、モータ４により衣類と洗浄水の入った内槽３を回転
させて衣類の洗濯を行う。また、洗濯後の濯ぎ工程でも、洗濯運転と同様に外槽２内に給水を行い、内槽３を回転させて衣類の濯ぎを行う。なお、洗濯および濯ぎ工程にて浴槽２２の残湯を利用する場合、使用者が風呂ホースを本体１に接続し、残湯切替弁２４を洗濯利用経路２５側に切替えて、風呂ポンプ２０の動作により残湯を内槽３に供給する。

脱水工程では、排水弁１０を開いて機外へ水を排水した後、モータ４により衣類の入った内槽３を高速回転して脱水する。

廃熱回収乾燥工程が開始されると外気流入制御弁２９を閉弁してファン１１を動作させ、循環風路１２にて空気を循環させる。また圧縮手段１４と風呂ポンプ２０を動作させ、ヒートポンプサイクルを機能させる。残湯切替弁２４を吸熱利用経路２６側に切替え、浴槽２２の残湯は残湯フィルタ２３で濾過されて第二吸熱器１８に供給される。ここで電動膨張弁の開度は風呂ポンプ２０停止時における開度よりも大きく設定しており、冷媒循環流量が多くなり圧縮手段１４への入力が多くなる。第二吸熱器１８にて低温低圧の気液混合の冷媒は残湯より吸熱して蒸発し、低圧の過熱状態のガス状冷媒となる。圧縮手段１４が吸入した冷媒は圧縮されて高温高圧のガス状冷媒となり、放熱器１５にて循環空気に放熱して凝縮し、高圧の液状冷媒となる。そして電動膨張弁１６にて減圧され再び第一吸熱器１７および第二吸熱器１８に供給される。第二吸熱器１８で吸熱された残湯は洗濯水排水経路９から排水される。

圧縮手段１４が起動してからしばらくの間は循環空気の温度が低く、第一吸熱器１７での循環空気からの吸熱量は少ないが、第二吸熱器１８にて比較的高温の残湯から多量に吸熱しているので、放熱器１５における凝縮温度および循環空気温度が速やかに上昇する。そして、圧縮手段１４が起動してしばらく経過すると第一吸熱器１７が乾燥室５より出た空気より顕熱および潜熱を多量に吸熱し始め、凝縮温度および循環空気温度が加速的に上昇する。第二吸熱器１８にて比較的高温の残湯から吸熱しているので、ヒートポンプサイクルの低圧側の圧力低下を防ぎ、第一吸熱器１７および第二吸熱器１８における蒸発温度を０℃以上に保ち、循環空気から吸熱する第一吸熱器１７での着霜を防止する。

内槽３はモータ４により回転駆動されて衣類は攪拌され、循環空気が衣類の隙間を通るときに水分を奪い、多湿状態で外槽２より出て循環風路１２を通流してファン１１に吸引され、第一吸熱器１７に供給される。第一吸熱器１７において空気を冷却して結露させ、空気から除湿する。この空気は放熱器１５において加熱されて高温低湿の温風となり、循環風路１２を通流して内槽３に再び流入し、衣類の乾燥を促進する。

凝縮温度検出手段１９の検出温度が所定温度に達する、もしくは温風温度検出手段３０の検出温度が所定温度に達すると風呂ポンプ２０の動作を停止させて第二吸熱器１８での吸熱を停止する。また外気流入制御弁２９を開弁し、高温の循環空気の一部を排気口２７から排気し流入口２８から外気を吸気することにより圧縮手段１４への入力相当量を循環空気から排出する。これにより放熱器１５での凝縮温度の過昇すなわち高圧側圧力の過昇を発生させることなく、圧縮手段１４の安全な動作継続を可能にする。また風呂ポンプ２０が停止するとヒートポンプサイクルの吸熱量が減少して、低圧側の圧力が減少して冷媒循環量が減少するので、電動膨張弁１６の開度を減じて、適度な吸入過熱度にて圧縮手段１４に吸入させ、効率良くまた液圧縮を生じさせることなく圧縮手段１４を駆動させる。凝縮温度検出手段１９の検出温度が目標温度になるよう圧縮手段１４の能力をフィードバック制御し、凝縮温度を目標温度に維持する。

第一吸熱器１７で発生した除湿水は、除湿水容器３２に貯まり、水位検出手段３５が所定水位に達したことを検知すると排水ポンプ３３を所定時間動作させて本体１外へと排出される。乾燥室５を通過した循環空気には糸くずが混入しているが、リントフィルタ１２
で捕捉される。上記動作により、衣類の乾燥が進行し、乾燥の進行とともに乾燥室５を出る空気の温度は上昇する。乾燥室出空気温度検出手段３１が乾燥終了温度を検出すると、ファン１１、圧縮手段１４は動作を停止し、乾燥が終了する。

なお、浴槽の残湯を利用しない乾燥運転ももちろん可能である。このときは、風呂ポンプ２０は動作せず、その他の動作は上記廃熱回収乾燥運転と同様である。

以上説明したように、第二吸熱器１８にて比較的高温の残湯から吸熱し、ヒートポンプサイクルの低圧側の圧力低下を防ぎ、第一および第二吸熱器における蒸発温度を０℃以上に保ち、循環空気から吸熱する第一吸熱器１７での着霜を防止するとともに冷媒を完全に蒸発させ過熱状態で圧縮手段１４に吸入させる。また吸熱量が十分に確保されているので放熱器１５における凝縮温度および循環空気の温度が速やかに上昇する。よって乾燥時間の短縮、消費電力の低減、圧縮手段１４での液圧縮防止による信頼性確保を実現できる。

また、廃熱回収乾燥運転時に凝縮温度検出手段１９の検出温度が所定温度に達すると風呂ポンプ２０の動作を停止させることにより、ヒートポンプサイクルの吸熱量を抑えて放熱器１５での凝縮温度の過昇すなわち高圧側圧力の過昇を発生させることなく、圧縮手段１４の安全な動作継続が可能である。

また、廃熱回収乾燥運転時に温風温度検出手段３０の検出温度が所定温度に達すると風呂ポンプ２０の動作を停止させることにより、ヒートポンプサイクルの吸熱量を抑えて放熱器１５での凝縮温度の過昇すなわち高圧側圧力の過昇を発生させることなく、圧縮手段１４の安全な動作継続が可能である。

また、第一吸熱器１７および第二吸熱器１８を直列に接続することにより、冷媒の切替弁を設ける必要がなく、低コスト化できる。

また、乾燥室５に収容した衣類の洗濯を可能に構成し、洗濯運転時に風呂ポンプ２０の動作により乾燥室５に所定量残湯を供給することにより、衣類の洗濯から乾燥までを同一槽内で一貫して行うことができ、単一筐体で省スペースの衣類洗濯乾燥機を提供できる。また、残湯を利用して洗濯を行うことができ、水道使用量を抑制できる。

また、風呂ポンプ２０がくみ上げる残湯を、乾燥室５に供給するか第二吸熱器１８に供給するかを切替える残湯切替弁２４を備えたことにより、使用者が風呂ホースの接続を切替える必要がなく、自動的に流路の切替を行うことができる。

浴槽２２と風呂ポンプ２０の間に残湯用フィルタ２３を設けたことにより、風呂ポンプ２０や第二吸熱器１８への異物流入によるポンプロックや流路閉塞を防止できる。

減圧手段を電動膨脹弁１６とし、風呂ポンプ２０停止時よりも動作時における電動膨脹弁１６の開度をより大きく設定することにより、乾燥初期において冷媒循環量を増し、凝縮温度および循環空気の温度を速やかに上昇させることができる。また、乾燥後半において適度な吸入過熱度にて圧縮手段１４に吸入させ、効率良くまた液圧縮を生じさせることなく圧縮手段１４を駆動させる。

なお、上記実施の形態では、電動膨張弁１６を減圧手段としたが、複数のキャピラリーチューブと切替弁にて減圧手段を構成し、減圧量を可変させてもよい。

なお、各実施の形態では、洗濯から乾燥までを同一の槽内において自動で行う洗濯機能付の衣類乾燥機にヒートポンプサイクルを搭載したときの例について述べているが、これ
に限定されるものではなく、乾燥のみを行う衣類乾燥機であっても同様の効果が得られる。

なお、第一吸熱器１７と第二吸熱器１８を別体で構成しているが、一体化しても同様の効果が得られる。一体化の構成例として、冷媒管と水管でフィンを共用化し、フィンを介して冷媒と水で伝熱するものがある。

以上のように、本発明にかかる衣類乾燥機は、冬季においても乾燥時間の短縮、消費電力の低減、圧縮手段での液圧縮防止による信頼性確保を実現できるので、ヒートポンプサイクルを用いたあらゆる衣類乾燥機に対して本発明を適用できる。

本発明の実施の形態１を示す衣類乾燥機の全体断面図 従来の衣類乾燥機の断面図

符号の説明

１ 本体
５ 乾燥室
１１ ファン
１２ 循環風路
１４ 圧縮手段
１５ 放熱器
１６ 電動膨張弁（減圧手段）
１７ 第一吸熱器
１８ 第二吸熱器
１９ 凝縮温度検出手段
２０ 風呂ポンプ
２２ 浴槽
２３ 残湯用フィルタ
２４ 残湯切替弁
３０ 温風温度検出手段

Claims (8)

1. 本体と、前記本体内に支持される乾燥室と、ヒートポンプサイクルを構成する圧縮手段、放熱器、減圧手段、第一および第二吸熱器と、乾燥室、前記第一吸熱器、前記放熱器の順に空気が循環するように構成した循環風路と、空気を循環させるファンと、浴槽の残湯をくみ上げ前記第二吸熱器に供給する風呂ポンプとを備え、前記圧縮手段と前記風呂ポンプを動作させて前記第二吸熱器にて残湯から吸熱し前記放熱器にて循環空気に放熱する廃熱回収乾燥運転を行う衣類乾燥機。
2. 放熱器の温度を検出する凝縮温度検出手段を備え、廃熱回収乾燥運転時に前記凝縮温度検出手段の検出温度が所定温度に達すると風呂ポンプの動作を停止させる請求項１記載の衣類乾燥機。
3. 放熱器と乾燥室の間にて循環空気の温度を検出する温風温度検出手段を備え、廃熱回収乾燥運転時に前記温風温度検出手段の検出温度が所定温度に達すると風呂ポンプの動作を停止させる請求項１記載の衣類乾燥機。
4. 第一および第二吸熱器を直列に接続した請求項１〜３のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。
5. 乾燥室に収容した衣類の洗濯を可能に構成し、洗濯運転時に風呂ポンプの動作により乾燥室に所定量残湯を供給する請求項１〜４のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。
6. 風呂ポンプがくみ上げる残湯を、乾燥室に供給するか第二吸熱器に供給するかを切り替える残湯切替弁を備えた請求項５記載の衣類乾燥機。
7. 浴槽と風呂ポンプの間に残湯用フィルタを設けた請求項１〜６のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。
8. 減圧手段を電動膨脹弁とし、風呂ポンプ停止時よりも動作時における前記電動膨脹弁の開度をより大きく設定する請求項１〜７のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。

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