JP2011072819A

JP2011072819A - 衣類乾燥機

Info

Publication number: JP2011072819A
Application number: JP2011006780A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nishiwaki; 智西脇; Tatsuo Ioku; 辰夫井奥; Koji Kashima; 弘次鹿島
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2011-04-14

Abstract

【課題】乾燥運転が中断されたときのヒートポンプのサイクル配管の内部圧力の急激な上昇を抑制する。
【解決手段】通風路を通して回転槽内の空気を循環させる送風機と、通風路中に蒸発器と凝縮器とを配設してそれらを圧縮機と接続することにより冷凍サイクルを構成するヒートポンプとを具え、衣類を乾燥させる乾燥運転を行うものにおいて、使用者の操作による乾燥運転の中断時に、圧縮機の能力を低下させて該圧縮機の作動を所定時間継続するようにした。
【選択図】図７

Description

本発明は、ヒートポンプを使用して衣類を乾燥させる衣類乾燥機に関する。

従来より、衣類乾燥機においては、ヒートポンプを使用して衣類を乾燥させるようにしたものが知られている。このものは、衣類を乾燥させる際に発生する水分を蒸発器で回収（除湿）し、その折りに回収した潜熱を圧縮機により高温の冷媒状態に変換し、凝縮器で空気を加熱するエネルギーとして再使用する。このようにすることで、外部には僅かな放熱ロスがある以外、ほとんどエネルギーを逃がさず再利用できるものであり、従って、効率の良い乾燥が実現でき、運転時間の短縮化も実現できる。

しかして、このものの場合、乾燥運転は、使用者の操作（特には一時停止スイッチの操作）、又は異常の発生によって中断されることがあり、そのときに、従来のものは、図１１の（ａ）に時刻ｔ₁で示すように、衣類を収容して回転する回転槽を停止させると共に、ヒートポンプの圧縮機を停止させ、そして、ヒートポンプの蒸発器と凝縮器とが配設された通風路を通して回転槽内の空気を循環させる送風機も停止させていた（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−１６８５４７号公報

上述のように、乾燥運転が中断されるときに、ヒートポンプの圧縮機を停止させると共に、ヒートポンプの蒸発器と凝縮器とが配設された通風路を通して回転槽内の空気を循環させる送風機も停止させていた従来のものでは、凝縮器の温度が高いままでそれらが停止されることにより、図３の（ｂ）に示すように、ヒートポンプのサイクル配管の内部圧力が急激に上昇し、配管に破損を惹起するおそれを有していた。
なお、図３には、乾燥運転が中断されたときの通風路の湿度の変化を（ｃ）に示し、蒸発器で結露して落ちた水（ドレイン水）の量の変化を（ｄ）に示しており、いずれも、高レベルまで急激に上昇している。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、乾燥運転が中断されたときのヒートポンプのサイクル配管の内部圧力の急激な上昇を抑制して、配管の破損のおそれをなくし得る衣類乾燥機を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の衣類乾燥機においては、回転槽と、通風路、及び前記回転槽を回転させる駆動装置を具えると共に、前記通風路を通して前記回転槽内の空気を循環させる送風機と、前記通風路中に蒸発器と凝縮器とを配設してそれらを圧縮機と接続することにより冷凍サイクルを構成するヒートポンプとを具え、衣類を乾燥させる乾燥運転を行うものにおいて、
使用者の操作による乾燥運転の中断時に、前記ヒートポンプの圧縮機の能力を低下させて該圧縮機の作動を所定時間継続するようにしたことを特徴とする（請求項１の発明）。

上記手段（請求項１の発明）によれば、使用者の操作による乾燥運転の中断時に、ヒートポンプの圧縮機の能力を低下させて該圧縮機の作動を所定時間継続することで、圧縮機が吐出圧力を低下させて作動し続けられるから、ヒートポンプのサイクル配管の内部圧力の急激な上昇が抑制され、その結果、配管の破損のおそれがなくされる。
又、この場合には、圧縮機の能力を低下させても該圧縮機の作動を所定時間継続させたことで、その作動が継続される間に運転を再開させたときには、圧縮機の能力を速やかに上げ得て、迅速に効果的な運転ができる利点もある。

本発明の基本例を示す図で、（ａ）が乾燥運転中断時の関係部品のタイムチャート、（ｂ）がヒートポンプのサイクル配管内の圧力の変化を示す図、（ｃ）が通風路の湿度の変化を示す図、（ｄ）が蒸発器での結露によるドレイン水の量の変化を示す図洗濯乾燥機の正面図洗濯乾燥機の縦断面図ヒートポンプのサイクル構成図ドレイン水の処理をする部分の正面図電気的構成のブロック図本発明の第１実施例を示す図１相当図本発明の第２実施例を示す図１（ａ）相当図第１参考例を示す図１相当図第２参考例を示す図１（ａ）、（ｄ）相当図従来例を示す図１相当図

以下、本発明を洗濯乾燥機に適用して、その基本例につき、図１ないし図６を参照して説明する。
まず、図２は、洗濯乾燥機の全体を正面視して示しており、外箱１の前面の中央部にドア２を有している。このドア２は、外箱１の前面の中央部に形成した衣類投入口（図示省略）を開閉するもので、外箱１の前面部には、そのほか、ドア２を開放させるためのプッシュボタン３、操作パネル４、洗剤投入ケース５を設けている。

更に、外箱１の前面部の裏側（内方）には、ドア２の開放及び閉鎖を検知する検知手段であるドアスイッチ６と、ドア２を閉鎖状態に拘束するロック機構７、このロック機構７によるドア２の拘束及び拘束解除を検知する検知手段であるロックスイッチ８を配設しており、上記プッシュボタン３はロック機構７に連繋し、このプッシュボタン３が押圧操作されたときロック機構７によるドア２の拘束が解除されるようになっている。

外箱１の内部には、図３に示すように、水槽９を前後（図の紙面と直交する方向）の横軸状態に収容して左右一対のサスペンション１０により揺動可能に支持しており、水槽９の内部には、ドラム１１を同じく横軸状態に収容して支持している。このドラム１１は回転槽たるもので、このドラム１１を回転させる駆動装置であるモータ１２を水槽９の背部に取付けている。又、このドラム１１には、前記衣類投入口から衣類が投入されるようになっている。

一方、外箱１内の下部には、通風ケース１３を配置しており、この通風ケース１３の入口部１４には、吸込側ダクト１５の先端部を接続している。吸込側ダクト１５の基端部は水槽９の後部からドラム１１内に臨ませており、この構成で、ドラム１１内の空気が吸込側ダクト１５内に入り、吸込側ダクト１５を通じて通風ケース１３内へ導かれるようになっている。

他方、通風ケース１３の出口部１６には、吐出側ダクト１７の基端部を接続しており、吐出側ダクト１７の先端部は、水槽９の前部からドラム１１内に臨ませている。この構成で、通風ケース１３を通った空気が、吐出側ダクト１７を通じてドラム１１内へ導かれるようになっており、以上の吸込側ダクト１５、通風ケース１３、及び吐出側ダクト１７にて、ドラム１１内の空気を通す通風路１８を構成している。

しかして、通風路１８中の通風ケース１３の内部には、入口部１４側から出口部１６側へ順に、蒸発器１９と、凝縮器２０、及び送風機２１を配置している。このうち、蒸発器１９と凝縮器２０は、通風ケース１３外の離間した位置に防音ケース２２により囲繞して配置した例えばロータリー式の圧縮機２３、及び図４に示す絞り弁（特には、この場合、電子式絞り弁）２４とでヒートポンプ２５を組成するもので、このヒートポンプ２５においては、圧縮機２３−凝縮器２０−絞り弁２４−蒸発器１９−圧縮機２３の順に、それらを冷媒流通パイプ２６によって接続することにより、冷凍サイクルを構成しており、この冷凍サイクルには冷媒（図示せず）を封入している。

そして、蒸発器１９にはそれの温度を検知する第１の温度センサ２７を付設しており、圧縮機２３にはそれの冷媒吸込口部分の温度を検知する第２の温度センサ２８を付設すると共に、冷媒吐出口部分の温度を検知する第３の温度センサ２９を付設している。
図５は、前記通風ケース１３内又は通風ケース１３外において蒸発器１９及び凝縮器２０の直下部に設けた貯水タンク３０を示しており、この貯水タンク３０には排水装置として排水ポンプ３１を設け、貯水タンク３０内に溜まった水をその排水ポンプ３１にて排水チューブ３２を介し機外に排出するようにしている。

図６には、制御装置３３を示しており、この制御装置３３は、前記外箱１の内部に配設していて、例えばマイクロコンピュータから成っており、洗濯乾燥機の運転全般を制御する制御手段として機能するようになっている。又、この制御装置３３には、洗濯乾燥機の運転に係る操作を使用者がするための前記操作パネル４における各種操作スイッチから成る操作部３４から各種操作信号が入力されると共に、前記ドアスイッチ６からドア開放検知信号及びドア閉鎖検知信号が入力され、更に、前記ロックスイッチ８からロック検知信号及びロック解除検知信号が入力されると共に、前記水槽９内の水位を検知するように設けた水位センサ３５から水位検知信号が入力され、前記第１ないし第３の温度センサ２７〜２９から各々の温度検知信号がそれぞれ入力されるようにしている。なお、操作パネル４が有する各種操作スイッチには、使用者が運転を中断させるための操作スイッチとして、一時停止スイッチ（詳しくは図示せず）が含まれている。

しかして、制御装置３３は、それらの入力並びにあらかじめ記憶された制御プログラムに基づいて、前記水槽９内（ドラム１１内）に給水するように設けた給水弁３６と、前記ドラム１１駆動用のモータ１２、前記水槽９内（ドラム１１内）から排水するように設けた排水弁３７、前記圧縮機２３、送風機２１、及び絞り弁２４を、駆動回路３８を介して駆動制御するようにしている。

次に、上記構成のものの作用を述べる。
上記構成のものでは、操作部３４により標準的な運転コースが選択されると、制御装置３３は最初に洗濯（洗い及びすすぎ）運転を開始させる。この洗濯運転では、給水弁３６により水槽９内に給水する動作が行われ、続いて、モータ１２が作動されることにより、ドラム１１が低速で正逆両方向に交互に回転される。
洗濯運転が終了すると、次に、脱水運転が開始される。この脱水運転では、水槽９内の水を排出した後、ドラム１１を高速で一方向に回転させる動作が行われる。これにより、ドラム１１内の衣類（洗濯物）は遠心脱水される。

脱水運転が終了すると、次に、乾燥運転が開始される。この乾燥運転では、ドラム１１を低速で正逆両方向に回転させつつ、送風機２１を作動させることによる送風作用で、ドラム１１内の空気が、吸込側ダクト１５、通風ケース１３、吐出側ダクト１７を順に経、すなわち、通風路１８を通って、ドラム１１内に戻される循環が行われる。

又、このときには、ヒートポンプ２５で圧縮機２３が作動されることにより、冷媒が圧縮されて高温高圧の冷媒（気体）となり、その高温高圧の冷媒が凝縮器２０に流れて、通風ケース１３内の空気と熱交換する。その結果、通風ケース１３内の空気が加熱され、反対に、冷媒の温度は低下して液化される。この液化された冷媒が、次に、絞り弁２４を通過して減圧された後、蒸発器１９に流入し、気化する。それにより、蒸発器１９は通風ケース１３内の空気を冷却する。そして、蒸発器１９を通過した冷媒は圧縮機２３に戻る。

これらにより、前記ドラム１１内から吸込側ダクト１５を経て通風ケース１３内に流入した空気は、蒸発器１９で冷却されて除湿され、その後に凝縮器２０で加熱されて温風化される。そして、その温風が吐出側ダクト１７を経てドラム１１内に供給される。
ドラム１１内に供給された温風は、衣類から水分を蒸発させることでその水分を奪った後、前記吸込側ダクト１５を経て通風ケース１３内に流入する。
かくして、蒸発器１９と凝縮器２０を配置した通風ケース１３とドラム１１との間を空気が循環することにより、ドラム１１内の衣類が漸次乾燥される。

さて、このような乾燥運転中、使用者の操作（特には一時停止スイッチの操作）によって運転が中断されるとき、上記構成のものでは、図１の（ａ）に示すように、直ち（時刻ｔ₁）にドラム１１を停止させると共に、ヒートポンプ２５の圧縮機２３を停止させるが、送風機２１は作動させ続けて所定時間後（時刻ｔ₂）に停止させる。そして更に、その所定時間後（時刻ｔ₃）に排水ポンプ３１を作動させ、その所定時間後（時刻ｔ₄）に排水ポンプ３１を停止させる。

これらのうち、ヒートポンプ２５の圧縮機２３を停止させた後も、送風機２１を継続作動させたことで、前述のごとく生成され続ける空気流により凝縮器２０の温度が下げられる。かくして、図１の（ｂ）に示すように、ヒートポンプ２５のサイクル配管の内部圧力の急激な上昇が抑制され、配管の破損のおそれをなくすことができる。
又、そのヒートポンプ２５の圧縮機２３を停止させた後の送風機２１の継続作動により、ドラム１１及び通風路１８の空気循環路に残存する水蒸気が蒸発器１９に運ばれてそれの余冷熱により冷却され、除湿が行われる。よって、図１の（ｃ）に示すように、空気循環路の湿度も下げられ、残存した水蒸気で衣類が湿らされることのないようにできる。

更に、蒸発器１９に残留した結露水及びそれに新たに結露して生成された水は、排水ポンプ３１が作動するまでの間に貯水タンク３０に落ちて溜まるが、排水ポンプ３１が作動すれば、貯水タンク３０から排出されるので、図１の（ｄ）に示すように、多くが残ることはなく、再始動することによるなど次回の運転時に、蒸発器１９で結露して落ちる水が加わっても、貯水タンク３０から溢れ出ることもないようにできる。
但し、その排水ポンプ３１の作動は、必ずしも必要なものではなく、必要に応じて実行するようにしても良い。

一方、上述の使用者の操作による乾燥運転の中断時における送風機２１の継続作動は、上述のように所定時間行って停止させるのに代えて、ドア２が開放されたときに停止させるようにしても良い。この場合、ドア２の開放はドアスイッチ６により検知されるもので、制御装置３３はその検知信号の入力を受けて送風機２１の作動を停止させる。
このようにすることで、ドア２が開放されても（循環空気が衣類投入口から出るようになっても）なお送風機２１を作動し続けることの無駄、すなわち上述の作用効果が得られなくなるのを避けることができる。

又、この使用者の操作による乾燥運転の中断時における送風機２１の継続作動は、上述のように所定時間行って停止させるのに代えて、ドア２の閉鎖状態の拘束が解除されたときに停止させるようにしても良い。この場合、ドア２の閉鎖状態の拘束の解除はロックスイッチ８により検知されるもので、制御装置３３はその検知信号の入力を受けて送風機２１の作動を停止させる。
このようにしても、上述同様、ドア２が開放されてもなお送風機２１を作動し続けることの無駄を避けることができる。

以上に対して、図７ないし図１０は本発明の第１及び第２実施例と、第１及び第２参考例を示すもので、それぞれ、基本例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。

［第１実施例］
図７に示す第１実施例においては、使用者の操作による乾燥運転の中断時に、（ａ）に示すように、直ち（時刻ｔ₁）にドラム１１を停止させるが、ヒートポンプ２５の圧縮機２３は能力を低下させて作動させ続け、所定時間後（時刻ｔ₅）に停止させる。この場合、圧縮機２３はロータリー式であり、能力の低下は、駆動モータの回転速度を、通常の毎秒６０回転から毎秒３０回転に減じることで達成する。又、この場合、送風機２１も作動させ続けて短時間（例えば数十秒など）の所定時間後（時刻ｔ’₁）に停止させる。更に、その所定時間後（時刻ｔ₃）に排水ポンプ３１を作動させ、その所定時間後（時刻ｔ₄）に排水ポンプ３１を停止させる。そして又、その所定時間後（時刻ｔ’₂）に排水ポンプ３１を再度作動させ、その所定時間後（時刻ｔ’₃）に排水ポンプ３１を停止させる。

これらのうち、ヒートポンプ２５の圧縮機２３の能力を低下させて該圧縮機２３の作動を所定時間継続させたことで、圧縮機２３が吐出圧力を低下させて作動し続けられる。かくして、（ｂ）に示すように、ヒートポンプ２５のサイクル配管の内部圧力の急激な上昇が抑制され、その結果、配管の破損のおそれをなくすことができる。
又、この場合、圧縮機２３の能力を低下させても該圧縮機２３の作動を所定時間継続させたことで、その作動が継続される間に運転を再開させたときには、圧縮機２３の能力を速やかに上げ得て、迅速に効果的な運転ができる利点もある。

加えて、この場合、送風機２１も所定時間作動し続けるようにしており、それによって、基本例同様に、凝縮器２０の温度を空気流により下げて、ヒートポンプ２５のサイクル配管の内部圧力の急激な上昇が抑制し得るから、配管の破損のおそれを一層なくすことができる。更に、その送風機２１の継続作動により、空気循環路に残存する水蒸気が蒸発器１９に運ばれてそれの余冷熱により除湿が行われるから、（ｃ）に示すように、空気循環路の湿度も下げ得て、残存した水蒸気で衣類が湿らされることのないようにできる。

そして、この場合も、蒸発器１９から落ちて貯水タンク３０に溜まった結露水（ドレイン水）を排水ポンプ３１作動により排出できるので、（ｄ）に示すように、結露水が多く残ることはなく、再始動することによるなど次回の運転時に、蒸発器１９で結露して落ちる水が加わっても、貯水タンク３０から溢れ出ることもないようにできる。
但し、その排水ポンプ３１の作動は、この場合も、必ずしも必要なものではなく、必要に応じて実行するようにしても良い。

又、この場合、乾燥運転の中断が使用者の操作（特には一時停止スイッチの操作）によるもので、運転を再開させるまでの時間が短いことを考慮し、送風機２１の継続作動を短時間で停止させるようにしている。これによって、ドア２が開放されてもなお送風機２１が作動され続けることのないようにしている。

［第２実施例］
図８に示す第２実施例においては、使用者の操作による乾燥運転の中断時に、上述のようにヒートポンプ２５の圧縮機２３の能力を低下させて該圧縮機２３を作動させ続け、所定時間後（時刻ｔ₅）に停止させるものにおいて、送風機２１を、乾燥運転の中断時点（ｔ₁）で、ドラム１１と共に停止させるようにしている。
この場合、乾燥運転の中断後も、ヒートポンプ２５の圧縮機２３だけでなく送風機２１まで作動し続けると、乾燥運転の中断を使用者が認識しづらいが、送風機２１が停止することで、認識しやすくできる。

［第１参考例］
図９に示す第１参考例においては、何らかの異常の発生による乾燥運転の中断時に、（ａ）に示すよう（基本例と同様）に、直ち（時刻ｔ₁）にドラム１１を停止させると共に、ヒートポンプ２５の圧縮機２３を停止させるが、送風機２１は作動させ続けて所定時間後（時刻ｔ₂）に停止させる。

上記構成のものにおいては、乾燥運転を含む運転の最中に何らかの異常が発生すると、それを制御装置３３が判断して報知をしつつ運転を中断させる。乾燥運転で、そのように運転が中断されるとき、ドラム１１、圧縮機２３、送風機２１を上述のように制御するもので、それにより、基本例と同様の作用効果を得ることができる。
なお、この場合も、送風機２１の停止は、ドア２が開放されたとき、又はドア２の閉鎖状態の拘束が解除されたときに行うようにしても良い。

［第２参考例］
図１０に示す第２参考例においては、（ａ）に示すように、乾燥運転の開始時（時刻ｔ”₁〜ｔ”₂）に、排水ポンプ３１を作動させて貯水タンク３０内に溜まった水を機外に排出するようにしている。
このようにすることで、前回の運転の終了から長い時間を経た後などで貯水タンク３０内に多くの水が溜まっている状況でも、それを次の乾燥運転の開始時に排出できるので、以後貯水タンク３０内に水が溜まっても、（ｂ）の溢水水位を越えないことで分かるように、貯水タンク３０からの溢水の問題を生じない。

又、貯水タンク３０は、蒸発器１９から落ちる水を広く受ける関係上、貯水水位の変化量が少ない。そのため、その水位の変化をセンサで検知することは困難もしくは不可能であり、それを考慮して、乾燥運転中には排水ポンプ３１を３０分に１回など周期的に作動させて排水するようにしている。この場合、乾燥運転は、排水ポンプ３１による排水を実行して終了する場合と、実行せずに終了する場合とがあり、実行せずに終了した場合には（ｂ）の溢水水位を越えることで分かるように、上述の貯水タンク３０からの溢水の可能性がある。

そこで、上述のように排水ポンプ３１を乾燥運転の開始時に作動させて排水するようにしており、これによって、排水ポンプ３１の作動を、貯水タンクの水位を検知する水位センサによらず、時限制御するものにおいての、貯水タンク３０からの溢水の可能性をなくし得、快適に使用することができる。
なお、この場合、排水ポンプ３１を作動させるのは、乾燥運転の開始時でも、その直前であり、それに代わって、開始時と同期させて行うか、もしくは開始直後に行うようにしても良い。

そのほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、特に機全体としては、上述の、洗濯と乾燥の両機能を有する洗濯乾燥機に限られず、乾燥機能のみを有する衣類乾燥機にも適用できるし、又、その構造も、上述のドラム（回転槽）を横軸状に有する横軸式に限られず、有底円筒状の回転槽を縦軸状に有する縦軸式であっても良いもので、要するに、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することが可能である。

図面中、２はドア、７はロック機構、１１はドラム（回転槽）、１２はモータ（駆動装置）、１８は通風路、１９は蒸発器、２０は凝縮器、２１は送風機、２３は圧縮機、２５はヒートポンプ、３３は制御装置を示す。

Claims

回転槽と、通風路、及び前記回転槽を回転させる駆動装置を具えると共に、
前記通風路を通して前記回転槽内の空気を循環させる送風機と、
前記通風路中に蒸発器と凝縮器とを配設してそれらを圧縮機と接続することにより冷凍サイクルを構成するヒートポンプとを具え、
衣類を乾燥させる乾燥運転を行うものにおいて、
使用者の操作による前記乾燥運転の中断時に、前記ヒートポンプの圧縮機の能力を低下させて該圧縮機の作動を所定時間継続するようにしたことを特徴とする衣類乾燥機。
使用者の操作による乾燥運転の中断時に、送風機の作動を停止させ、この状態で、ヒートポンプの圧縮機の能力を低下させて該圧縮機の作動を所定時間継続するようにしたことを特徴とする請求項１記載の衣類乾燥機。