JP2010022497A

JP2010022497A - 洗濯乾燥機

Info

Publication number: JP2010022497A
Application number: JP2008185466A
Authority: JP
Inventors: Mari Kurosawa; 真理黒澤; Akinori Kaneko; 哲憲金子; Mikio Kurosawa; 幹夫黒澤; Tsunetoshi Komatsu; 常利小松; Fumito Ishikawa; 史人石川; Toshifumi Koike; 敏文小池
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】
脱水運転において、乾燥時間短縮のために送風・加熱手段によりドラム内に温風を吹き付けて衣類を加熱する場合に、無駄になる熱量を削減し、消費電力量を低減することを目的とする。
【解決手段】
衣類を収容するドラムと、前記ドラムを内包する外槽と、前記ドラムを回転駆動する駆動機構と、前記ドラムの回転速度を測定する装置と、前記ドラム内の空気を循環する循環風路と、前記循環風路内に設けた送風手段と、前記循環風路に設けた加熱手段と、前記駆動機構を制御する駆動制御手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段を備えた洗濯乾燥機において、脱水運転時の過熱手段を、前記ドラムの回転速度に応じて制御することを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、温風脱水工程を有する洗濯乾燥機に関する。

洗濯から乾燥までを連続して行える洗濯乾燥機による衣類の乾燥は、送風ファンと加熱手段により高温低湿の空気を作り、これを洗濯槽内に吹き込み、衣類の温度を高くし、衣類から水分を蒸発させ、蒸発した水分を機外へ排出することにより行う。蒸発した水分の除去方法としては、そのまま洗濯乾燥機外へ排出する排気方式（常に新しい空気を供給）と、蒸発した水分を冷やし凝縮させて水分を除去する除湿方式（同じ空気を循環させる）があるが、家庭用では洗濯乾燥機を設置した室内へ水分が出ることがない除湿方式が多く用いられている。

洗濯乾燥機には、（１）乾燥時間が短いこと、（２）消費電力が少ないこと、（３）乾燥の仕上がりがよい（衣類のしわが少ない）こと、（４）衣類へのダメージが少ないこと等が求められている。このうち、（１）と（２）に関しては、空気の風量や温度を乾燥の進み具合に応じて適切に制御することで乾燥を効率よく行う洗濯乾燥機がある。また、洗濯槽内での衣類の動きを良くして、衣類から効率よく水分を蒸発させるようにした洗濯乾燥機がある。さらに、除湿方式として水冷方式を利用し、冷却水を風路の壁面全体に均一に流れるようにして高温高湿の温風との熱交換効率を高めた洗濯乾燥機がある。（３）に関しては、しわは乾燥中に衣類が絡んだり捻れたりすることにより発生するため、衣類の絡みや捻れが起きにくい洗濯乾燥機がある。（４）に関しては衣類の温度が上がりすぎないように温風の温度を制限した（加熱手段の入力を抑える）低温乾燥コースを備えた洗濯乾燥機がある。

特開２００６−１３６４４８号公報

従来、洗濯から乾燥までを連続で行う場合、脱水運転後に送風ファンと加熱手段を用いて高温低湿の空気を作り乾燥運転を行っていた。さらに、乾燥運転前の脱水運転においてもドラム（内槽）内に温風を吹き付け衣類を加熱することで、衣類に含まれる水の粘度や表面張力が低下し、含水量を低減し、乾燥時間を短縮している。

しかし、脱水運転中はドラムの回転速度が高く、衣類がドラムの内側に張り付いている状態では温風が直接衣類に触れる面積が小さく、効率的に熱が衣類に伝わらない。さらに衣類がドラムの中心付近に存在しないため、温風吹き出し口から出た温風はドラム背面の孔から抜けてしまい、衣類を加熱することなく循環してしまう。このように衣類を効率的に加熱することができないため、電力を有効に使用していないという課題がある。

本発明の目的は、少ない消費電力量で衣類の含水量を低減することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、
衣類を収容するドラム又は内槽と、前記ドラム又は内槽を内包する外槽と、前記ドラムを回転駆動する駆動機構と、前記ドラム又は内槽の回転速度を測定する装置と、前記ドラム又は内槽内の空気を循環する循環風路と、前記循環風路内に設けた送風手段と、前記循環風路に設けた加熱手段と、前記駆動機構を制御する駆動制御手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段を備えた洗濯乾燥機において、
脱水運転時の過熱手段を、前記ドラム又は内槽の回転速度に応じて制御することを特徴とする。

具体的には、衣類がドラム又は内槽の側面に張り付く回転速度以下で前記ドラム又は内槽が回転している場合の加熱手段の出力を、衣類が前記ドラム又は内槽の側面に張り付く回転速度より高い回転速度で前記ドラム又は内槽が回転している場合の加熱手段の出力よりも高くする。

本発明の洗濯乾燥機は、脱水運転工程中に衣類がドラムに張り付く回転速度以下でドラム（又は内槽）が回転している場合に、加熱手段により加熱した空気を送風ファンによりドラム（又は内槽）内に吹き付けることにより、衣類に直接温風を吹き付けることができ、加熱された空気の熱量を衣類に効率的に与えることができ、脱水運転時の無駄な電力消費を低減することが可能である。

第１の発明のドラム式洗濯乾燥機は、脱水運転工程中に衣類がドラムに張り付く回転速度以下でドラムが回転している場合に、加熱手段により加熱した空気を送風ファンによりドラム内に吹き付けることにより、衣類に直接温風を吹き付けることができ、加熱された空気の熱量を衣類に効率的に与えることが可能になるため消費電力量を低減することが可能である。

第２，第３の発明のドラム式洗濯乾燥機は、脱水運転工程の進捗状況および、ドラムの回転速度により衣類の含水量を判定し、含水量が少ない時のみ、加熱手段により加熱した空気を送風ファンによりドラム内に吹き付けることにより、脱水の際に排出される水に余分な熱量を与えることを防止することができるため、送風・加熱手段の無駄な電力消費を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態例について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態例に関わるドラム式洗濯乾燥機の外観図である。図２は内部の構造を示すために筐体の一部を切断して示した斜視図、図３は内部の構造を示すために背面カバーを取り外した背面図、図４は内部の構造を示す側面図である。

外郭を構成する筐体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。

ドア２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ためのもので、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２ａ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。

筐体１の上部中央に設けた操作・表示パネル３は、電源スイッチ４，操作スイッチ５，表示器６を備える。操作・表示パネル３は筐体１下部に設けた制御装置７に電気的に接続している。

図２に示すドラム８は回転可能に支持されており、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８ａを設けてある。開口部８ａの外側にはドラム８と一体の流体バランサ８ｃを備えている。外周壁の内側には軸方向に延びるリフタ８ｂが複数個設けてあり、洗濯，乾燥時にドラム８を回転すると、衣類はリフタ８ｂ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。ドラム８の回転中心軸は、水平または開口部８ａ側が高くなるように傾斜している。

円筒状の外槽１０は、ドラム８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９を取り付ける。モータ９の回転軸は、外槽１０を貫通し、ドラム８と結合している。前面の開口部には外槽カバー１０ａを設け、外槽内への貯水を可能としている。外槽カバー１０ａの前側中央には、衣類を出し入れするための開口部１０ｂを有している。開口部１０ｂ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１１で接続しており、ドア２を閉じることで外槽１０を水封する。外槽１０の底面最下部には、排水口１０ｂが設けてあり、排水ホース１２が接続している。排水ホース１２の途中には排水弁１２ａ（図示せず）が設けてあり、排水弁１２ａを閉じて給水することで外槽１０に水を溜め、排水弁を開いて外槽１０内の水を機外へ排出する。

外槽１０は、下側をベース１ｈに固定されたサスペンション１３（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１０の上側は上部補強部材に取り付けた補助ばね（図示せず）で支持されており、外槽１０の前後方向へ倒れを防ぐ。外槽１０の下部には振動センサ１０ｄが設置してあり、振動センサの出力からドラムの回転速度の制御を行う。

洗剤容器１４は筐体１内の上部左側に設けており、前部開口から引き出し式の洗剤トレイ１５を装着する。洗剤類を入れる場合は、洗剤トレイ１５を図１の二点鎖線で示すように引き出す。洗剤容器１４は、筐体１の上補強材に固定されている。

洗剤容器１４の後ろ側には、給水弁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。洗剤容器１４は、外槽１０に接続されている。給水弁１６は多連弁で、洗剤容器１４，水冷除湿機構（図示せず）へ給水する。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。

乾燥ダクト１８は筐体１の背面内側に縦方向に設置され、ダクト下部は外槽１０の背面下方に設けた吸気口１０ｃにゴム製の蛇腹管Ｂ１８ａで接続される。乾燥ダクト１８内には、水冷除湿機構（図示せず）を内蔵しており、給水弁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１８の壁面を伝わって流下し吸気口１０ｃから外槽１０に入り排水口１０ｂから排出される。

乾燥ダクト１８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１９に接続している。フィルタダクト１９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２０を挿入してある。乾燥ダクト１８からフィルタダクト１９へ入った空気は、乾燥フィルタ２０のメッシュフィルタ２０ａ（図示せず）に流入し糸くずが除去される。乾燥フィルタ２０の掃除は、乾燥フィルタ２０を引き出してメッシュ式のフィルタ２０ａを取り出して行う。また、フィルタダクト１９の乾燥フィルタ２０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２１が接続しており、吸気ダクト２１の他端は送風ユニット２２の吸気口と接続している。

送風ユニット２２は、駆動用のモータ２２ａ，ファン羽根車（図示せず）、ファンケース２２ｂで構成されている。ファンケース２２ｂにはヒータ２３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２２の吐出口は温風ダクト２４に接続する。温風ダクト２４は、ゴム製の蛇腹管Ａ２４ａ，蛇腹管継ぎ手２４ｂを介して外槽カバー１０ａに設けた温風吹き出し口２５に接続している。本実施例では、送風ユニット２２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２５は外槽カバー１０ａの右斜め上の位置に設け、温風吹き出し口２５までの距離を極力短くするようにしてある。

脱水運転時および乾燥運転時の風の流れは次のようになる。送風ユニット２２を運転し、ヒータ２３に通電すると、温風吹き出し口２５からドラム８内に高速の温風が吹き込み（矢印３１）、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。高温高湿となった空気は、ドラム８に設けた貫通孔から外槽１０に流れ、吸気口１０ｃから乾燥ダクト１８に吸い込まれ、乾燥ダクト１８を下から上へ流れる（矢印３２）。乾燥ダクト１８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、高温高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１９へ入る（矢印３３）。フィルタダクト１９に設けたメッシュフィルタ２０ａを通り糸屑が取り除かれ、吸気ダクト２１に入り、送風ユニット２２に吸い込まれる（矢印３４）。そして、ヒータ２３で再度加熱され、ドラム８内に吹き込むように循環する。

図５にこの洗濯乾燥機の各工程を制御する制御部を示す。図に示すように制御部はマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記す）４１を中心に構成される。これに予め記録されたプログラムにより、操作・表示パネル３，振動センサ１０ｄ，回転速度検出装置４２からの入力に基づき、給水弁１６，排水弁１２ａ，モータ９などを制御し、洗い，すすぎ，乾燥工程の動作を行う。モータ９はモータ駆動回路４３を介して駆動される。

また、マイコン４１は回転速度上昇パターンデータベース４４やしきい値データベース４５などのデータベースを保存しており、回転速度算出部４６，布量センシング部４７，アンバランス量検知部４８，回転速度記録部４９，運転時間記録部５０，ヒータ制御部５１を持つ。

回転速度算出部４６は回転速度検出装置４２からの信号を基に回転速度を算出する。ヒータ制御部５１は回転速度算出部４６からの回転速度情報や、回転速度記録部４９，運転時間記録部５０からの情報などを基にヒータの制御を行う。

また、上記構成において動作を説明する。

洗濯乾燥機における脱水運転はドラムを高速で回転することによって衣類に発生する遠心力で、衣類に含まれる水を抜く工程のことを指す。この工程でより多くの水を抜くことができれば、乾燥運転の際に蒸発させる必要がある水量が低減するため、消費電力量を低減することができる。そこで、乾燥運転前の脱水運転の際に送風・加熱手段により温風をドラム内に吹き付け衣類やドラムの温度を上昇させる。これにより乾燥工程で温度を上昇させる時間を短縮することができ、乾燥時間の短縮を行うことができる。このように乾燥運転前の脱水運転で温風を吹き付けて脱水する工程を温風脱水と呼ぶ。

脱水はドラムを高速で回転することにより衣類の水を抜く工程であるが、この時に抜ける水の量はドラムの回転速度や水の温度，粘度などの条件により決定される。衣類に含まれる水は毛細管現象により衣類の中に留まろうとし、その強さは表面張力の大きさに依存する。表面張力は液体の温度が高いほど低くなるため、衣類中の水分を加熱することにより毛細管現象によって衣類中に留まろうとする力が減少するため、脱水運転によって抜ける水の量が増加する。このように、衣類の温度を上昇させることで乾燥運転の際に衣類の温度を上昇させる時間を短縮することができるばかりでなく、脱水率を向上させることも可能である。また、脱水率が向上することで乾燥運転の際に蒸発させる必要がある水分量を低減することができるため、消費電力量を低減することができる。ここで、脱水率とは脱水後の衣類の水の抜け具合を示すもので、脱水率（％）＝（乾燥した衣類の重量）／（脱水後の衣類の重量）×１００で表す。なお、乾燥した衣類とは、温度２０℃，相対湿度６５％の環境にて一昼夜放置した状態の重量である。さらに、加熱することにより水の粘度が減少する。水を２０℃から４０℃に加熱すると、粘性係数が１０.５×１０^-4から６.７２×１０^-4に低下する。粘度が低下すると衣類中を水が移動する速さが増加するため、粘度が高い場合に比べ短い脱水時間でも同等の脱水率とすることができる。脱水時間を短縮することができるため、消費電力を低減することができる。

以下、脱水工程におけるドラムの回転速度および衣類の含水量について図６を用いて説明する。

まず、脱水工程での回転速度の変化を説明する。脱水が開始すると、モータ４を駆動することによりドラム８が回転を始める。徐々に回転速度を上昇させ、４００ｒ／minに到達する。その後、所定時間回転速度を保持し、回転を停止する。その後、５０ｒ／min程度の回転速度でドラムを回転させ、正転，逆転を繰り返す。この動作をほぐし工程とよぶ。所定時間ほぐし工程を行った後、再び回転速度を上昇させる。８００ｒ／min，１２００ｒ／minにおいても同様の動作を行う。再びほぐし運転を行い、その後１６００ｒ／minまで加速する。１５分程度回転速度を保持した後、回転を停止し脱す工程を完了する。このように段階的に回転速度を上昇させるのは、衣類がドラムに張り付いて剥がれにくくなるのを防止するためである。

次に前記運転方法で脱水を行った場合の衣類の含水量の変化を示す。脱水回転速度が高くなるにつれ、含水量が減少する。４００ｒ／minで脱水を行った後の含水量は前記運転方法で最後まで脱水を行った場合の含水量に比べ４.５倍となる。すなわち４００ｒ／minで脱水を行った後の衣類が含む水の内、８０％程度は脱水運転によって洗濯乾燥機外に排出される。同様に８００ｒ／min，１２００ｒ／minで脱水を行った場合、含水量はそれぞれ最後まで脱水した場合の含水量の２.７倍，１.６倍となる。このように、最終的な脱水運転回転速度で脱水を行った場合に比べ１.５倍以上多くの水を含む。

低い回転速度で脱水を行った後に送風・加熱手段を用いてドラム内に温風を吹き付け衣類の温度を上昇させても、加えた熱量の内脱水によって抜ける水に加えた熱量は無駄になる。これは衣類がより多くの水を含む場合に顕著になる。したがって、脱水中にドラム内に温風を吹き付ける場合、衣類の含水量が少ない程、無駄に電力を消費することがない。そこで、本発明では、脱水を行ったドラム回転速度が基準値よりも高い場合に限り、送風・加熱手段によりドラム内に温風を吹き付け、衣類の温度を上昇させることで脱水率を向上させる。

また、衣類がドラムに張り付く回転速度以上でドラムが回転している場合、ドラム内に吹き付けた温風はそのほとんどが衣類に接することなく、ドラム底面の孔を通り循環風路に流れる。そのため、加熱された風の熱量が直接衣類に伝わりにくい。衣類に伝わらなかった熱は外槽やダクトの加熱に用いられ、筐体内の空気，筐体を介して機体外へ放出される。洗濯乾燥機外部に放出された熱量は衣類の乾燥に使われることがないため、加えた電力が無駄になる。したがって、衣類に直接温風を吹き付けて加熱することで、電力量の消費を低減することが可能である。図６で示す脱水運転でのドラム回転速度の流れの中で、ほぐし運転を行っている最中に温風を吹き付けることで消費電力量の低減が可能になる。

衣類の加熱は循環風路に設けた加熱手段によって加熱された空気を送風ファンによってドラム内の衣類に吹き付けることで行う。しかし、前記手法以外にもドラムを加熱することで衣類を温めることも可能である。すなわち、脱水運転中はモータが高速回転しており、モータが発熱する。この熱はモータ周囲の空気へ熱伝達で伝わる他に、モータの回転軸を通りドラムへ伝わり、ドラムを加熱する。ドラムへ伝わった熱は、ドラム内の衣類に伝わり、衣類の温度を上昇させる他に、高速回転するドラムの表面から周囲の空気（ドラムと外槽との間の空気）へ熱伝達で逃げていく。

従来、ドラムは金属（ステンレス合金）で作られており、モータの回転軸が接続するドラム底板へモータの熱は効率よく伝わる。しかし、上記のように熱伝達で周囲の空気へ逃げる熱量のため、モータの発熱をドラムの加熱に有効に使われていなかった。ドラムの底板は衣類と接触する面積が小さい。そこで、ドラム底面の背面（衣類が触れない側）を断熱材で覆うように構成する。こうすることで、モータ回転軸からドラム底面へ伝わった熱が、ドラム底面からドラム背面の空気へ熱伝達することを防ぐことができ、ドラム側面を加熱し、ドラム側面に張り付いている衣類を効率よく暖める。

高速回転による脱水は、衣類の繊維内や繊維間の水分に遠心力を作用させ、水をドラム側面側に移動させ、脱水穴から排除するものであるが、最終的には水の表面張力と釣り合ったところで水の排除は行えなくなる。このため、ドラムの半径方向で脱水率に差が生じ、内側の衣類の脱水率が高く、外側（ドラム側面近傍）の衣類の脱水率が低い。本実施の形態例のように、ドラム側面を加熱しドラム側面に接した衣類を過熱することで、ドラム側面近傍の衣類に含まれる水の温度上昇による水の粘性低下や表面張力低下などで、含水量の多いドラム側面近傍の衣類から効率よく脱水することが可能である。

従来のドラム式洗濯乾燥機ではドラムの底面に孔を開けている場合が多い。脱水運転の際に衣類がドラムに張り付く回転速度以上の回転速度でドラムが回転している場合、送風・加熱手段によってドラム内に吹き付けた温風はドラム底面の孔を通って、ドラムと外槽の間を流れ、循環風路に流れやすくなる。温風が外槽とドラム底面の間を流れることにより外槽底面が加熱される。また、外槽を通って循環風路に流れた空気は除湿手段によって冷却されるため、加えた熱量が無駄になってしまう。そこで、ドラム底面の孔をなくすことにより、ドラム内に吹き付けた温風がすぐに循環風路に流れることを防止する。これにより、温風の熱量を有効に衣類に伝えることができる。また、ドラム底面に温風を吹き付けるようにすることで、ドラムを効率よく加熱することができる。このとき、送風ファンを高圧力タイプにして、温風吹き出し口のサイズを小さくして、温風の吹き出し速度を速くすることで、温風をドラム底面に確実に届くようにした方がよい。さらに、上記のようにドラム底面の背面を断熱材で覆うようにした方がより効果的であることはもちろんである。

以下、実際の乾燥前の脱水運転の流れを図７，図８に示すフローチャートを用いて説明する。乾燥前の脱水運転は衣類の張り付きを抑えるため４段階に回転速度を上昇させて行う。

まず第１の脱水では、回転速度を上昇させ（Ｓｔｅｐ１０１）、同時に振動量判定を行う（Ｓｔｅｐ１０２）。振動量Ｖが所定のしきい値Ｖ_Sより小さい場合には、Ｓｔｅｐ１０３に進む。ここで、Ｖ_Sはドラムの回転速度ごとに定めた値である。Ｓｔｅｐ１０３では回転速度ωが回転速度記録装置に記録されている最高回転速度ω_maxより大きいか判定し、大きい場合には最高回転速度ω_maxに現在の回転速度ωを記録する（Ｓｔｅｐ１０４）。一方、現在の回転速度ωが最高回転速度ω_maxより小さい場合はそのままＳｔｅｐ１０５に進む。Ｓｔｅｐ１０５では回転速度ωが第１の脱水回転速度ω₁（４００ｒ／min）に到達しているか判定し、到達している場合はＳｔｅｐ１０６に進む。到達していない場合はＳｔｅｐ１０１に戻り、繰り返す。脱水運転時間Ｔが所定の脱水時間Ｔ₁になるまでω₁で脱水を行い（Ｓｔｅｐ１０６）、時間が経過した後ドラムの回転を停止する（Ｓｔｅｐ１０７）。Ｓｔｅｐ１０２で振動量が過大であると判定した場合はＳｔｅｐ１０８に進みほぐし運転を行い、脱水運転時間Ｔが所定の脱水時間Ｔ₁になるまで継続する（Ｓｔｅｐ１０９）。時間経過後Ｓｔｅｐ１０７に移り、ドラムの回転を停止する。

次に、第２の脱水運転を行う。まず、Ｓｔｅｐ１１０でほぐし運転を行う。回転速度を上昇させ（Ｓｔｅｐ１１１）、同時に振動量判定を行う（Ｓｔｅｐ１１２）。振動が所定のしきい値Ｖ_Sより小さい場合には、Ｓｔｅｐ１１３に進む。Ｓｔｅｐ１１３では回転速度ωが回転速度記録装置に記録されている最高回転速度ω_maxより大きいか判定し、大きい場合には最高回転速度ω_maxに現在の回転速度ωを記録する（Ｓｔｅｐ１１４）。一方、現在の回転速度ωが最高回転速度ω_maxより小さい場合はそのままＳｔｅｐ１１５に進む。Ｓｔｅｐ１１５では回転速度ωが第２の脱水回転速度ω₂（８００ｒ／min）に到達しているか判定し、到達している場合はＳｔｅｐ１１６に進む。到達していない場合はＳｔｅｐ１１１に戻り、繰り返す。脱水運転時間Ｔが所定の脱水時間Ｔ₂になるまでω₂で脱水を行い（Ｓｔｅｐ１１６）、時間が経過した後ドラムの回転を停止する（Ｓｔｅｐ１１７）。Ｓｔｅｐ１１２で振動量が過大であると判定した場合はＳｔｅｐ１１８に進みほぐし運転を行い、脱水運転時間Ｔが所定の脱水時間Ｔ₂になるまで継続する。時間経過後Ｓｔｅｐ１１７に移り、ドラムの回転を停止する。

第３の脱水運転は、第２回転速度での脱水運転と同様で脱水回転速度および運転時間が異なる。Ｓｔｅｐ２０１でほぐし運転を行う。回転速度を上昇させ（Ｓｔｅｐ２０２）、同時に振動量判定を行う（Ｓｔｅｐ２０３）。振動が所定のしきい値Ｖ_Sより小さい場合には、Ｓｔｅｐ２０４に進む。Ｓｔｅｐ２０４では回転速度ωが回転速度記録装置に記録されている最高回転速度ω_maxより大きいか判定し、大きい場合には最高回転速度ω_maxに現在の回転速度ωを記録する（Ｓｔｅｐ２０５）。一方、現在の回転速度ωが最高回転速度ω_maxより小さい場合はそのままＳｔｅｐ２０６に進む。Ｓｔｅｐ２０６では回転速度ωが第３の脱水回転速度ω₃（１２００ｒ／min）に到達しているか判定し、到達している場合はＳｔｅｐ２０７に進む。到達していない場合はＳｔｅｐ２０２に戻り、繰り返す。脱水運転時間Ｔが所定の脱水時間Ｔ₃になるまでω₃で脱水を行い（Ｓｔｅｐ２０７）、時間が経過した後ドラムの回転を停止する（Ｓｔｅｐ２０８）。Ｓｔｅｐ２０３で振動量が過大であると判定した場合はＳｔｅｐ２０９に進みほぐし運転を行い、脱水運転時間Ｔが所定の脱水時間Ｔ₃になるまで継続する（Ｓｔｅｐ２１０）。時間経過後Ｓｔｅｐ２０８に移り、ドラムの回転を停止する。

最後に第４の脱水運転を行う。まず、Ｓｔｅｐ２１１でほぐし運転を行う。回転速度を上昇させ（Ｓｔｅｐ２１２）、同時に振動量判定を行う（Ｓｔｅｐ２１３）。振動が所定のしきい値Ｖ_Sより小さい場合には、Ｓｔｅｐ２１４に進む。Ｓｔｅｐ２１４では回転速度ωが回転速度記録装置に記録されている最高回転速度ω_maxより大きいか判定し、大きい場合には最高回転速度ω_maxに現在の回転速度ωを記録する（Ｓｔｅｐ２１５）。一方、現在の回転速度ωが最高回転速度ω_maxより小さい場合はそのままＳｔｅｐ２１６に進む。Ｓｔｅｐ２１６では回転速度ωが第４の脱水回転速度ω₄（１６００ｒ／min）に到達しているか判定し、到達している場合はＳｔｅｐ２１７に進む。到達していない場合はＳｔｅｐ２１２に戻り、繰り返す。脱水運転時間Ｔが所定の脱水時間Ｔ₄になるまでω₄で脱水を行い（Ｓｔｅｐ２１７）、時間が経過した後ドラムの回転を停止し（Ｓｔｅｐ２１８）、脱水運転を終了する。Ｓｔｅｐ２１３で振動量が過大であると判定した場合は、Ｓｔｅｐ２０８に戻りドラムの回転を停止，再起動する。

次にヒータの制御について図９を用いて説明する。まずＳｔｅｐ３０１で最高回転速度ω_maxがω_S2（９５０ｒ／min）より大きいか判定する。ここで、基準回転速度を９５０ｒ／minとしたのは、４００ｒ／minでの脱水後に比べ、衣類の含水量を半分程度まで低減することができ、これにより無駄になる熱量を大きく削減できるからである。大きい場合にはＳｔｅｐ３０２に進み、回転速度ωが衣類がドラムに張り付く回転速度ω_S1よりも小さいか判定する。小さいと判定した場合にはＳｔｅｐ３０３に進み、ヒータのＯＮ時間Ｔ_hがＴ₅よりも小さいか判定する（Ｓｔｅｐ３０３）。ヒータのＯＮ時間Ｔ_hがＴ₅よりも小さい場合、送風ファンおよびヒータの出力をＯＮにする（Ｓｔｅｐ３０４）。最高回転速度ω_maxがω_S2より小さい場合、回転速度ωがω_S1より高い場合、もしくはヒータのＯＮ時間Ｔ_hがＴ₅よりも大きい場合はＳｔｅｐ３０５に進む。

Ｓｔｅｐ３０５では脱水運転時間Ｔが所定の脱水時間Ｔ₆よりも大きいか判定し、大きい場合はＳｔｅｐ３０６に進む。Ｓｔｅｐ３０６で回転速度ωがω_S3（１２００ｒ／min）より大きい場合には、Ｓｔｅｐ３０７に進み送風ファンおよびヒータの出力をＯＮにする。ここで、基準となる回転速度を１２００ｒ／minとしたのは、１２００ｒ／minで脱水することで、本実施例の脱水運転で脱水を終了した際の１.６倍程度まで含水量を低下することができるため、ドラムが高速で回転することにより脱水される水に与える熱量を低減することができ、効率よく衣類の加熱ができるからである。脱水運転時間ＴがＴ₆より小さい場合、もしくは回転速度ωがω_S3より小さい場合は送風ファンおよびヒータの出力をＯＦＦにする（Ｓｔｅｐ３０８）。

このように、送風ファンおよびヒータの出力をＯＮにする条件として、（１）脱水回転速度が９５０ｒ／min以上になったことがあり、かつ回転速度が衣類がドラムに張り付く回転速度以下である場合、（２）脱水運転時間Ｔが所定の脱水時間Ｔ₆より大きく、かつ回転速度ωが１２００ｒ／min以上である場合とする。このような制御を行うことで、衣類に直接温風をあてることができ、衣類を効率よく加熱することができるため、電力を有効に使うことができる。また、ドラムが高速で回転することによって脱水される水に余分な熱量を与えることがないため、消費電力量を低減することができる。

次に、図１０を用いてヒータの制御を回転速度の変化と併せて説明する。図１０（ａ）は振動量判定で振動が過大と判定することなく脱水運転が進んだ場合の回転速度とヒータの出力を示している。第３の脱水運転で回転速度がω_S2より高くなっているため、回転速度がω_S1より小さくなり、ヒータのＯＮ時間Ｔ_hがＴ₅より短い間はヒータがＯＮになる。さらに、脱水運転を進め第４の脱水運転を行い、回転速度ωがω_S1より高くなった段階でヒータをＯＦＦにする。さらに回転速度ωを上昇させ、回転速度ωがω_S3より上昇する。しかし、この段階では脱水運転時間ＴがＴ₆をよりも小さいためヒータはＯＦＦのままである。その後、脱水運転時間ＴがＴ₆よりも大きくなった時にヒータをＯＮにする。

図１０（ｂ）は第３の振動量判定で振動が過大となった場合の回転速度とヒータの出力を示している。第３の回転速度での脱水運転で振動量が過大となり、回転速度がω_S2より上昇することなく次のほぐし運転に入っているため、回転速度がω_S1より小さい場合でもヒータはＯＦＦのままである。その後、第４の脱水運転で回転速度がω_S3より高くなり、かつ脱水運転時間ＴがＴ₆よりも大きくなった時にヒータをＯＮにする。

最後に、図１０（ｃ）は第４の回転速度での振動量判定で振動が過大となり起動を繰り返した場合の回転速度とヒータの出力を示している。第３の脱水運転で回転速度がω_S2より高くなっているため、回転速度がω_S1より低下した段階でヒータがＯＮになる。その後第４の脱水運転を開始し、回転速度がω_S1より大きくなりヒータをＯＦＦにする。しかし、振動センサにより振動が過大と判定され、回転を停止した場合、回転速度がω_S1より低下するため再びヒータをＯＮにする。ヒータのＯＮ時間がＴ₆よりも長くなった時にヒータをＯＦＦにする。その後、振動量が小さくなり回転速度ωを上昇させω_S3より高くなった段階ですでに脱水運転時間ＴがＴ₆よりも大きいためヒータをＯＮにする。起動を繰り返し、脱水運転時間ＴがＴ₆より大きくなっていても、回転速度ωがω_S3より高くならなかったため、通常よりもヒータのＯＮ時間が短くなっている。

このようなヒータ制御を行うことで、脱水によって抜ける水に余分な熱量を与えることなく、また水が十分に抜けた状態で直接衣類に温風を吹き付け効率的に衣類の温度を上昇させることで無駄な電力消費を抑えることができる。

本実施例では、ヒータと送風ファンの出力を同じ条件で制御している。しかし、必ずしもヒータがＯＮである場合に、ファンの出力をＯＮにする必要はなく、ファンのみの出力をＯＮにしてもよい。

また、本実施例では前面からドラム内に吹き込み、背面から循環風路に流れる構造をとっているが、背面から吹き込む場合でも同様で、ドラムの回転速度が衣類が張り付く回転速度よりも高い場合、衣類に温風があたりにくいため温風の熱量が衣類の温度上昇に使われにくく、電力が無駄になる。したがって、背面からドラム内に吹き込む場合でも衣類がドラム内に張り付いていない状態の方が消費電力量を低減することが可能である。

本発明のドラム式洗濯乾燥機を示す外観図である。本発明の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。本発明のドラム式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。本発明のドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示す側面図である。本発明のドラム式洗濯乾燥機の脱水運転の際のドラム回転速度と衣類の含水量の時間変化を示した図である。本発明のドラム式洗濯乾燥機の風路構造を示す側面図である。脱水運転の低回転領域における制御手順を示すフローチャートである。脱水運転の高回転領域における制御手順を示すフローチャートである。脱水運転時におけるヒータ制御を示すフローチャートである。脱水運転時におけるヒータ制御の例を示す図である。

符号の説明

１筐体
２ドア
３操作・表示パネル
５操作スイッチ
６表示器
７制御装置
８ドラム
１０外槽
１６給水弁
１８乾燥ダクト
２２送風ユニット
２３ヒータ
２５温風吹き出し口

Claims

衣類を収容するドラム又は内槽と、前記ドラム又は内槽を内包する外槽と、前記ドラムを回転駆動する駆動機構と、前記ドラム又は内槽の回転速度を測定する装置と、前記ドラム又は内槽内の空気を循環する循環風路と、前記循環風路内に設けた送風手段と、前記循環風路に設けた加熱手段と、前記駆動機構を制御する駆動制御手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段を備えた洗濯乾燥機において、
脱水運転時の過熱手段を、前記ドラム又は内槽の回転速度に応じて制御することを特徴とする洗濯乾燥機。
衣類を収容するドラム又は内槽と、前記ドラム又は内槽を内包する外槽と、前記ドラム又は内槽を回転駆動する駆動機構と、前記ドラム又は内槽の回転速度を測定する装置と、前記ドラム又は内槽内の空気を循環する循環風路と、前記循環風路内に設けた送風手段と、前記循環風路に設けた加熱手段と、前記駆動機構を制御する駆動制御手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段を備えた洗濯乾燥機において、
脱水運転時に、衣類がドラム又は内槽の側面に張り付く回転速度以下で前記ドラム又は内槽が回転している場合の加熱手段の出力を、衣類が前記ドラム又は内槽の側面に張り付く回転速度より高い回転速度で前記ドラム又は内槽が回転している場合の加熱手段の出力よりも高くすることを特徴とする洗濯乾燥機。
衣類を収容するドラムと、前記ドラムを内包する外槽と、前記ドラムを回転駆動する駆動機構と、前記ドラムの回転速度を測定する装置と、前記ドラム内の空気を循環する循環風路と、前記循環風路内に設けた送風手段と、前記循環風路に設けた加熱手段と、前記駆動機構を制御する駆動制御手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段を備えた洗濯乾燥機において、
脱水運転時において前記ドラムの回転速度を段階的に増加させる制御を行う場合に、
衣類がドラム側面に張り付くドラム回転速度以下でドラムが回転している場合の加熱手段の出力を衣類が張り付くドラム回転速度より高い回転速度でドラムが回転している場合の加熱手段の出力よりも高くすることを特徴とする洗濯乾燥機。
衣類を収容するドラム又は内槽と、前記ドラム又は内槽を内包する外槽と、前記ドラム又は内槽を回転駆動する駆動機構と、前記ドラム又は内槽の回転速度を測定する装置と、前記ドラム又は内槽内の空気を循環する循環風路と、前記循環風路内に設けた送風手段と、前記循環風路に設けた加熱手段と、前記駆動機構を制御する駆動制御手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段を備えた洗濯乾燥機において、
前記加熱制御手段は、脱水運転時において衣類の含水量に合わせて加熱手段の出力を制御することを特徴とする洗濯乾燥機。
請求項４の洗濯乾燥機において、脱水時のドラム又は内槽の回転速度が基準回転速度よりも高い回転速度で脱水を行ったことがある場合、以降の加熱手段の出力を高く設定することを特徴とする洗濯乾燥機。
請求項４の洗濯乾燥機において、送風手段の風量を制御する送風制御手段を備え、衣類の含水量に合わせて送風手段の風量を変更することを特徴とする洗濯乾燥機。