JP2011245034A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水性能を向上させ消費電力を低減することができる洗濯乾燥機を提供する。
【解決手段】筐体１と、筐体１内に防振支持され、内部に洗濯水を貯留する外槽２と、外槽２内に回転自在に支持された回転ドラム３と、回転ドラム３を回転駆動させるモータ４と、外槽２に貯留された洗濯水を排出する排水弁１８および排水ホース１９を有する排水手段と、回転ドラム３内に風を供給する送風手段２４と、モータ４、排水弁１８および送風手段２４を制御して、少なくとも、脱水運転を含む乾燥運転を実行可能な制御装置６０と、を備える洗濯乾燥機Ｓにおいて、送風手段２４は、筐体１内上部の空気を吸気する吸気弁３０を有し、制御装置６０は、乾燥運転の最初に行う回転ドラム３を回転させる脱水運転において、吸気弁３０を開き、回転ドラム３内へ筐体１内上部の空気を吸気し、回転ドラム３内の空気を排水ホース１９から排気する吸排気運転を行う。
【選択図】図８

Description

本発明は、衣類を脱水および乾燥する手段を備え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、送風ファンと熱源（ヒータ）により高温・低湿度の空気を作り、これを洗濯兼脱水槽（回転ドラム）内に吹き込み、衣類の温度を高くして、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、そのまま蒸発した水分を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結露させてから水分（結露水）を機外へ排出（排水）する除湿方式（同じ空気を循環させる）とがあるが、家庭用の洗濯乾燥機では、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。

洗濯乾燥機の乾燥運転には、（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知られている（特許文献１）。また、洗濯兼脱水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知られている（特許文献２，３）。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多湿の温風との熱交換効率を高めた洗濯乾燥機が知られている（特許文献４）。また、乾燥運転の最初に脱水運転を行い、極力衣類から水分を除去するようにしている。
（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知られている（特許文献２，３）。
（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（ヒータの入力を抑える）低温乾燥コースを備えた洗濯乾燥機がある（特許文献５）。

特開昭６２−４４２９９号公報 特開平９−７７４号公報 特開２００５−０８０９４６号公報 特開２００２−３４６２７２号公報 特開２００４−８９５０８号公報

このように、乾燥時間の短縮や、乾燥運転の消費電力を低減するためには、乾燥運転の最初に行われる脱水運転での脱水性能を向上することが求められている。
洗濯乾燥機の脱水運転での脱水性能を高めるためには、（Ａ）衣類を投入する洗濯兼脱水槽の回転速度を高め遠心力を増加させる、（Ｂ）脱水運転の時間を長くする、（Ｃ）脱水中の衣類の温度を高くする、（Ｄ）洗濯兼脱水槽の槽壁面に凸面を設ける、（Ｅ）脱水中の衣類に風を当てる、等の方法が知られている。

このうち、脱水性能を高める方法として、（Ａ）が最も一般的である。
しかしながら、脱水運転時に洗濯兼脱水槽の回転速度を高くするほど洗濯兼脱水槽を回転させるモータの消費電力が増加し、さらに、洗濯兼脱水槽の回転速度に対して脱水性能は飽和する傾向を示す。
このため、脱水運転時の洗濯兼脱水槽の回転速度を高めていくと、脱水性能が向上して乾燥運転時の消費電力が減少することにより、脱水運転を含めた乾燥運転全体の消費電力は低減していくが、ある回転速度以上になると、脱水性能が飽和するため、全体の消費電力が増大に転じてしまい、必要以上に回転速度を高めても全体の消費電力を低減する効果はなくなる。また、洗濯兼脱水槽を高速回転させるためには、洗濯乾燥機の強度を高める必要があり、コストの増加につながる。

（Ｂ）は、脱水時間に対し、モータの消費電力はリニアに増加するのに対し、脱水性能は飽和傾向を示す。このため、脱水時間が長すぎると、脱水運転を含めた乾燥運転全体の消費電力が増加してしまう。

（Ｃ）は、脱水運転中に洗濯兼脱水槽内に温風を吹き込むことで実現できる。衣類の温度が上がることで衣類に含まれる水分の粘度や表面張力が低下するため、衣類の含水量が低減し脱水性能が向上する。
ただし、脱水中の衣類は洗濯兼脱水槽の壁面に張り付いているため、温風を衣類全体に万遍なく吹き付けることは困難である。また、温風を発生させるためには熱源に電力を供給する必要があり、脱水運転時の消費電力が増加する。

（Ｄ）は、槽壁面近傍の衣類の含水量を低減するのに有効な方法であり、凸面の高さが高いほど効果が大きい。また、脱水運転時の消費電力を増やすことなく脱水性能を向上できるという利点がある。
しかし、凸面のために洗濯兼脱水槽の有効容積が減少する。このため、衣類の量が多い場合には、乾燥運転での衣類の動きが悪化してしまい、乾燥運転時の消費電力が増加して脱水性能向上による消費電力低減効果と相殺し、脱水運転を含めた乾燥運転全体の消費電力を低減することができない。

（Ｅ）は、遠心力による脱水に加え、風を当てることにより衣類からの水の蒸発を促進させ脱水性能を高めるものである。
しかし、蒸発した水分は、洗濯乾燥機の機外に排出されるため、室内の湿度が上昇することがある。
また、衣類に風を当てない場合には、高速脱水中は、モータの発熱が洗濯兼脱水槽に伝わり衣類の温度が上昇していく。一方、風を当てることにより衣類の含水量は低減し脱水性能は向上するが、乾燥運転開始時点での衣類の温度が低くなるため、乾燥運転での消費電力が増加し、結果として脱水運転を含めた乾燥運転全体の消費電力を低減することができない。

そこで、脱水性能を向上させ消費電力を低減することができる洗濯乾燥機を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、請求項１に係る洗濯乾燥機は、筐体と、筐体内に防振支持され、内部に洗濯水を貯留する外槽と、外槽内に回転自在に支持された回転ドラムと、回転ドラムを回転駆動させるモータと、外槽に貯留された洗濯水を排出する排水弁および排水ホースを有する排水手段と、回転ドラム内に風を供給する送風手段と、モータ、排水弁および送風手段を制御して、少なくとも、脱水運転を含む乾燥運転を実行可能な制御装置と、を備える洗濯乾燥機Ｓにおいて、送風手段は、筐体内上部の空気を吸気する吸気弁を有し、制御装置は、乾燥運転の最初に行う回転ドラムを回転させる脱水運転において、吸気弁を開き、回転ドラム内へ筐体内上部の空気を吸気し、回転ドラム内の空気を排水ホースから排気する吸排気運転を行うことを特徴とする。

本発明によれば、脱水性能を向上させ消費電力を低減することができる洗濯乾燥機を提供することができる。

本実施形態に係る洗濯乾燥機の外観斜視図である。 本実施形態に係る洗濯乾燥機の側面カバーを外して内部構造を示す右側面図である。 本実施形態に係る洗濯乾燥機を前後方向の略中央部で縦に切断して回転ドラムの底壁面を示す断面図である。 本実施形態に係る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。 本実施形態に係る洗濯乾燥機の筐体の一部を切断して内部構造を示す上面図である。 本実施形態に係る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。 本実施形態に係る洗濯乾燥機の備える吸気弁を図４のＤ−Ｄ線で切断した矢視断面図である。 本実施形態に係る洗濯乾燥機の左右方向の略中央部で縦に切断して、空気の流れを示す断面模式図である。 排水トラップの断面図である。 本実施形態に係る洗濯乾燥機の電気的構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る洗濯乾燥機の制御を示すフローチャートである。 図１１のフローチャートの高速脱水の詳細を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。

≪ドラム式洗濯乾燥機≫
図１は、本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）の外観斜視図である。
ドラム式洗濯乾燥機Ｓの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、左側板１ａと、右側板１ｂ（図３参照）と、前面カバー１ｃと、背面カバー１ｄ（図２参照）と、上面カバー１ｅと、下部前面カバー１ｆとを有している。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、ドラム式洗濯乾燥機Ｓの筐体として十分な強度を有している。

ドア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ためのものであり、前補強材（図示せず）に設けたヒンジ（図示せず）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９が開き、ドア９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（図示せず）は、後述する外槽２の開口部２ｃ（図２参照）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６は、電源スイッチ６１と、スイッチ６２，６３，６３ａと、表示器６４とを備えている。また、操作・表示パネル６は、筐体１の下部に設けられた制御装置６０（図２参照）と電気的に接続している。

筐体１内の上部左側には洗剤容器１３（図５参照）が設けられており、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１３は、筐体１の上補強材（図示せず）に固定されている。また、上面カバー１ｅには、水道栓からの給水ホース接続口１１ａおよび風呂の残り湯の吸水ホース接続口１２ａが設けてある。

図２は、本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）の側面カバー２ｂを外して内部構造を示す右側面図である。
洗濯兼脱水槽である円筒状の回転ドラム３は、回転可能に外槽２に支持されており、その外周壁３ｅ（図３参照）に通水および通風のための多数の貫通孔３ｄを有し、前側端面に衣類を出し入れするための開口部３ａを有している。開口部３ａの外側には、回転ドラム３と一体の流体バランサ３ｃを備えている。

ここで、回転ドラム３の内部について、図３を用いて更に説明する。
図３は、本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）を前後方向の略中央部で縦に切断して回転ドラム３の底壁面３ｆを示す断面図である。
回転ドラム３の底壁３ｆには、中心から外縁部に延びる複数本の放射状の凸状リブ２０が形成されている。また、底壁３ｆの内周側には、複数個の貫通孔３ｇを有している。
外周壁３ｅの内側には、軸方向に延びるリフタ３ｂが複数個設けられている。洗濯、乾燥時に回転ドラム３を回転すると、衣類はリフタ３ｂと遠心力で外周壁３ｅに沿って持ち上がり、重力で落下するような動きを繰り返す。回転ドラム３の回転中心軸は、水平または開口部３ａ（図２参照）側が高くなるように傾斜している。

図２に戻り、外槽２について説明する。
円筒状の外槽２は、回転ドラム３を同軸上に内包し、前面は開口している。
外槽２の前面の開口部には、外槽カバー２ｄを設け、外槽２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。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の底面最下部には、排水口２ｂが設けてあり、排水ホース１９と接続している。排水口２ｂと排水ホース１９との間には排水弁１８が設けてあり、排水弁１８を閉じて給水することで外槽２に水を溜め、また、排水弁１８を開いて外槽２内の水を機外へ排出することができる。

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（図示せず）で支持されており、外槽２の前後方向への倒れを防ぐ。

図４は、本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）の背面カバー１ｄを外して内部構造を示す背面図である。
モータ４は、外槽２の後側端面の外側中央に備えられている。モータ４の回転軸は、外槽２を貫通し、回転ドラム３の底壁３ｆ（図３参照）の中心と結合している。

洗剤容器１３（図５参照）の後方には、給水電磁弁１１や風呂水給水ポンプ１２、水位センサ６９（図１０参照）など給水に関連する部品を設けてある。また、洗剤容器１３（図５参照）は、外槽２に接続されている。
給水電磁弁１１は多連弁で、主給水電磁弁１１ｂは、洗剤容器１３の洗剤投入部（図示せず）を介して、外槽２へ給水する。柔軟仕上げ剤給水電磁弁１１ｃは、洗剤容器１３の柔軟剤投入部（図示せず）を介して、外槽２へ給水する。冷却水給水電磁弁１１ｄは、乾燥ダクト２１に設けられた水冷除湿機構（図示せず）へ給水する。シャワー給水電磁弁１１ｅは、回転ドラム３の開口部３ａ（図２参照）から回転ドラム３内の衣類に直接水を散布する。

＜循環送風路＞
乾燥ダクト２１は、筐体１の背面内側に縦方向に設置され、乾燥ダクト２１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Ｂ（２１ａ）（図２参照）で接続される。
乾燥ダクト２１と蛇腹管Ｂ（２１ａ）の接続部より上側にオーバフローホース２９の一端が接続され、他端は排水弁１８より下流側の排水ホース１９に接続されている。
乾燥ダクト２１内には、水冷除湿機構（図示せず）を内蔵しており、冷却水給水電磁弁１１ｄ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２１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から排水ホース１９を通り機外へ排出される。

図５は、本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）の筐体１の一部を切断して内部構造を示す上面図である。
乾燥ダクト２１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２２に接続している。また、乾燥ダクト２１上部のフィルタダクト２２との接続部近傍に、吸気弁３０が設けてある。なお、吸気弁３０の詳細は、図７を用いて後述する。
フィルタダクト２２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。乾燥フィルタ８はメッシュフィルタ８ａを有し、乾燥ダクト２１からフィルタダクト２２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。
なお、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フィルタ８ａを取り出して行う。
また、フィルタダクト２２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、この開口部により、フィルタダクト２２と吸気ダクト２３（図４参照）とが接続している。
さらに、吸気ダクト２３の他端は、送風ユニット２４の吸気口と接続している。

送風ユニット２４は、駆動用のファンモータ２４ａ、ファン羽根車（図示せず）、ファンケース２４ｂで構成されている。また、ファンケース２４ｂにはヒータ２５（図２参照）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。

図６は、本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）の筐体１の一部を切断して内部構造を示す斜視図である。
送風ユニット２４の吐出口は、温風ダクト２６に接続する。温風ダクト２６は、ゴム製の蛇腹管Ａ（２７ａ）、蛇腹管継ぎ手２７ｂを介して外槽カバー２ｄに設けた吹き出し口２８に接続している。送風ユニット２４が筐体１内の上部右側に設けてあるので、吹き出し口２８は外槽カバー２ｄの右斜め上の位置に設け、吹き出し口２８までの距離を極力短くするようにしてある。
本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）では、吹き出し口２８から出る温風の風速を９０ｍ／ｓ程度に設定している。このため、送風ユニット２４は、一般的な洗濯乾燥機で使用されている送風ユニットと比べて高速・高圧力タイプのものが用いられている。具体的には、回転速度１３５００ｒ／ｍｉｎで、送風ユニット２４の吐出口圧力が６０００Ｐａ程度である。これは、高速の温風を衣類に直接吹き付けて、衣類に発生するしわを伸ばしながら乾燥を行うためである。

＜吸気弁＞
乾燥ダクト２１上部のフィルタダクト２２との接続部近傍に設けられた吸気弁３０について、図７を用いて詳細に説明する。
図７は、本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）の備える吸気弁３０を図４のＤ−Ｄ線で切断した矢視断面図である。
吸気弁３０は、吸気弁モータ３０ａと、弁体３０ｂと、弁座３０ｃとを有している。弁体３０ｂの端部に設けられた回転軸３０ｄを吸気弁モータ３０ａで回転することにより弁体３０ｂが回転するようになっている。
図７に示すように、弁体３０ｂが弁座３０ｃと当接し、乾燥ダクト２１とフィルタダクト２２が通風可能（矢印４６）に連通している状態を、吸気弁３０が「閉」と呼ぶものとする。
また、図７の二点鎖線で示すように、乾燥ダクト２１とフィルタダクト２２との間を弁体３０ｂで閉塞し、フィルタダクト２２と通風可能（矢印４８）に連通する吸気口３１が形成されている状態を、吸気弁３０が「開」と呼ぶものとする。

≪脱水運転時の空気の流れ≫
脱水運転時に回転ドラム３が高速回転すると底壁３ｆ（図３参照）に形成された凸状リブ２０（図３参照）が遠心ファンとして機能して、空気の流れが発生する。
図８を用いて、脱水運転時の空気の流れについて説明する。
図８は、本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）の左右方向の略中央部で縦に切断して、空気の流れを示す断面模式図である。
空気の流れを、矢印で示して説明する。
なお、図８に示す空気の流れの他に、回転ドラム３が高速で回転しているため、回転ドラム３の回転方向（図３参照）の空気の流れが発生するが、ここでは、この回転方向の空気の流れについては説明を省略する。
また、脱水運転中の衣類は、遠心力により回転ドラム３の外周壁３ｅに張り付き、回転ドラム３の内周側（回転中心軸付近）には衣類が存在しない、ドウナツ状に配置されている。このため、外周壁３ｅにある貫通孔３ｄ（図２参照）は、衣類で塞がれているため、貫通孔３ｄを回転ドラム３の内側から外側へ通過する空気の流れは、ほとんどないため、説明を省略する。

＜吸気弁閉の風の流れ＞
まず、吸気弁３０が閉じている場合について説明する。
回転ドラム３（凸状リブ２０）が高速回転すると、回転ドラム３内の空気は、回転ドラム３の底壁３ｆの中心部分から吸い込まれ、底壁３ｆに沿って外縁側へ流れる。そして、外周壁３ｅに張り付いている衣類に当たり流れ方向を変え、衣類表面に沿って回転ドラム３の開口部３ａに向かい流れる（矢印４１）。
回転ドラム３の前側に達した空気は、ドア９に沿って回転ドラム３の中心に向かい流れ、再び底壁３ｆの中心に吸込まれるように循環する（矢印４２）。

また、底壁３ｆの中心部に吸い込まれた空気（矢印４１）の一部は、底壁３ｆの中央付近に設けてある貫通孔３ｇを通り外槽２の底と回転ドラム３の底面との間のすき間に流れ出て、外槽２の外縁側へ流れる（矢印４３）。回転ドラム３の前側に達した空気（矢印４２）の一部は、外槽カバー２ｄと流体バランサ３ｃのすき間から回転ドラム３と外槽２とのすき間に流れる（矢印４４）。

ここで、外槽２の吸気口２ａと吹き出し口２８は、回転ドラム３の回転中心軸から径方向にみて、吸気口２ａのほうが、遠くに設けられるように配置されている。換言すれば、吸気口２ａは外周側に、吹き出し口２８は内周側に設けられている。
このため、外槽２の外縁部付近に設けた吸気口２ａの圧力の方が、吸気口２ａより内周側に位置する吹き出し口２８の圧力より高くなる。
このため、矢印４３、矢印４４の空気は吸気口２ａから乾燥ダクト２１に入り（矢印４５）、フィルタダクト２２（矢印４６）、送風ユニット２４を通り、吹き出し口２８から回転ドラム３内に流れ（矢印４７）、再び回転ドラム３の底壁３ｆの中心部分から吸い込まれるように循環する。

＜吸気弁開の風の流れ＞
次に、吸気弁３０が開いている場合について説明する。
回転ドラム３内の流れ（矢印４１、矢印４２）は、吸気弁３０が閉じている場合と同様である。回転ドラム３のファン作用により、回転ドラム３の回転中心付近の圧力が大気圧より低下するため、筐体１内上部の空気が吸気口３１からフィルタダクト２２に吸い込まれ（矢印４８）、送風ユニット２４を通り吹き出し口２８から回転ドラム３内に入る（矢印４７）。矢印４１の流れの一部は、底壁３ｆの貫通孔３ｇを通り外槽２の底と回転ドラム３の底面との間のすき間に流れ出て、外槽２の外縁側へ流れる（矢印４３）。また、矢印４２の流れの一部は、外槽カバー２ｄと流体バランサ３ｃのすき間から回転ドラム３と外槽２とのすき間に流れる（矢印４４）。回転ドラム３と外槽２とのすき間を流れる矢印４３と矢印４４の空気は、吸気口２ａから乾燥ダクト２１に入り、オーバフローホース２９を通り（矢印４９）、もしくは、排水口２ｂを通り（矢印５０）、排水ホース１９に入り（矢印５１）、排水管へ排出する。

＜衣類含水量の低減＞
脱水運転の回転ドラム３内の湿度は、ほぼ飽和湿度となっており、衣類表面からの水分の蒸発による含水量の低減は期待できない。そこで、上記のように、吸気弁３０を開いて回転ドラム３のファン作用で、脱水運転中に筐体１内の低湿度の空気を回転ドラム３内に吸い込み、高湿度の空気を排除することで、衣類からの水分の蒸発が促進される。
これにより、脱水回転速度の上昇や脱水時間の長時間化などのように消費電力を増大させることなく衣類の含水量を低減できる。

脱水運転時にモータ４の発熱の一部は、モータ４の回転軸を通り、回転軸に締結された回転ドラム３に伝熱し、衣類や回転ドラム３内の空気の温度が上昇する。また、モータ４の発熱の一部は、モータ４から周囲の空気に伝達され空気の温度が上昇する。暖められた空気は筐体１内の上部に溜まる。
脱水は、高速回転による遠心力により衣類から水分を除去する操作である。脱水中、衣類は回転ドラム３の外周壁３ｅに張り付いており、衣類に含まれる水は衣類の内側から外周壁３ｅ側に向かい流れ、外周壁３ｅに設けてある貫通孔３ｄから外槽２内に排出される。一方、衣類には繊維内や繊維間に細かいすき間が形成されており、この部分に入った水の毛管作用で衣類内に水分を保持しようとする。
脱水が進行すると、この毛管力と遠心力が釣り合い、これ以上水を除去することができなくなる。このため、回転ドラム３の外周壁３ｅに近づくほど衣類の局所的な含水量が増加する。
ここで、毛管力は水の界面張力に比例するが、水温が上昇すると界面張力が低下するため、衣類の温度を高くすると含水量を減らすことができる。
このように、モータ４の発熱で回転ドラム３内の衣類の温度が上昇するため、衣類の含水量を低減できる効果がある。

本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）は、筐体１内の低湿度の空気を導入して、回転ドラム３内の高湿度の空気を排除し、衣類の含水量を低減するものであるが、導入する空気の温度が低いと、衣類の温度上昇を妨げ、期待したほど含水量が低下しない。本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）では、吸気口３１は、筐体１内の上方に設けてあるので、モータ４の発熱で暖められた空気を回転ドラム３内に吸い込むため、衣類の温度を低下させることはない。

≪排水トラップ≫
ただし、吸気弁３０を開いても、排水管に空気が排出できなければ、排水ホース１９への空気の流れは発生しない。通常、排水ホース１９の出口には、排水トラップ３５が設けられている。これは、排水管（下水管）からの臭気が排水ホース１９およびオーバフローホース２９を介して、外槽２の内部へ入るのを防止するためである。

排水トラップ３５の構造について図９を用いて説明する。
図９は、排水トラップ３５の断面図である。
排水トラップ３５は、ドラム式洗濯乾燥機Ｓを設置する防水パン用のものを示している。排水トラップ３５は、同軸上に配置した内筒３５ｂと、底部が閉じた外筒３５ｃと、ケース３５ａと、上蓋３５ｄとを備えている。
内筒３５ｂには、排水ホース１９を接続する継ぎ手３５ｇが挿入されている。内筒３５ｂの下端は外筒３５ｃの底面とすき間を有しており、外筒３５ｃの上側に通水口３５ｆが設けてあり、ケース３５ａの外周面に排水口３５ｅがあり、排水管へ接続する。このような構成のため、通水口３５ｆの下面より下の部分の外筒３５ｃ内に水が保持され、排水管と排水ホース１９は通気することはない。なお、外筒３５ｃ内の水のヘッドＨは５０ｍｍ程度である。

外筒３５ｃ内の水を排除するためには、６００から７００Ｐａ程度の圧力が必要であるが、回転ドラム３のファン作用で発生する圧力は４００Ｐａ程度であり、この圧力で外筒３５ｃ内の水を排除することは困難である。

そこで、吸気弁３０を開いた状態で、送風ユニット２４を適当な回転速度で運転し、筐体１内の空気を回転ドラム３内（外槽２内）に強制的に送り込み、７００Ｐａ以上の圧力とすることで、排水トラップ３５内の水が排水管へ排出する。排出が終了したら送風ユニット２４を停止すると、上述した空気の流れにより回転ドラム３内の空気を排気できる。

≪制御装置≫
図１０を用いて、制御装置６０について説明する。
図１０は、本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）の電気的構成を示すブロック図である。
制御装置６０は、マイクロコンピュータで構成される。
制御装置６０は、各スイッチ６２，６３，６３ａに接続される操作ボタン入力回路６７、、水位センサ６９、温度センサ７０と接続され、使用者のボタン操作や洗濯工程、乾燥工程での各種情報信号を受ける。
また、制御装置６０は、駆動回路６８に接続され、給水電磁弁１１、排水弁１８、モータ４、ファンモータ２４ａ、ヒータ２５、吸気弁モータ３０ａ等に接続され、これらの開閉や回転、通電を制御する。
また、使用者にドラム式洗濯乾燥機Ｓの動作状態を知らせるための表示器６４や発光ダイオード６５、ブザー６６に接続される。

＜ドラム式洗濯乾燥機の動作＞
次に、本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）の動作について、図１から図１０を適宜参照しつつ、図１１および図１２を用いて説明する。
図１１は、本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）の制御を示すフローチャートである。
制御装置６０は、使用者により電源スイッチ６１が押されて電源が投入されることにより起動し、ドラム式洗濯乾燥機Ｓの状態確認および初期設定を行う（ステップＳ１０１）。
制御装置６０は、操作・表示パネル６の表示器６４を点灯させ、使用者により操作されたスイッチ６３に従って洗濯／乾燥コースを設定する（ステップＳ１０２）。なお、設定がない場合には、標準の洗濯／乾燥コースまたは前回に実行された洗濯／乾燥コースを自動的に設定する。例えば、スイッチ６３ａが使用者により操作された場合には、「洗濯乾燥コース」を設定する。
制御装置６０は、操作・表示パネル６のスタートスイッチ６２が押されたか、否かを判定する（ステップＳ１０３）。
制御装置６０は、スタートスイッチ６２が押されるまでステップＳ１０３を繰り返し（ステップＳ１０３でＮｏ）、スタートスイッチ６２が押されたら（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、ステップＳ１０４に進む。

制御装置６０は、まず、布量センシングを実施する。布量センシングは、例えば、回転ドラム３を低速で回転させ、あるいは規定の回転速度まで加速させ、そのときのモータ４の電流値から測定する。そして、表示器６４に乾燥が終了するまでの時間を表示する。
そして、制御装置６０は洗濯を実行する（ステップＳ１０４）。
なお、洗濯は洗い、中間脱水、すすぎ、最終脱水を順次実行するが、通常のドラム式洗濯乾燥機と同様であるので、詳細な説明は省略する。

制御装置６０は、ステップＳ１０２で設定されたコースが、洗濯乾燥コースであるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
ステップＳ１０２で「洗濯コース」が設定されている場合には（ステップＳ１０５でＮｏ）、処理を終了する。

ステップＳ１０２で「洗濯乾燥コース」が設定されている場合は（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、高速脱水を実行する（ステップＳ１０６）。
ここで、ステップＳ１０６の高速脱水について図１２を用いて詳細に説明する。
図１２は、図１１のフローチャートの高速脱水の詳細を示すフローチャートである。

制御装置６０は、排水弁１８を開放し、モータ４を駆動させて回転ドラム３を高速回転させ、回転ドラム３内の衣類を高速遠心脱水する（ステップＳ２０１）。
そして、制御装置６０は、脱水開始からの時間が規定時間を経過したか否かを判定し（ステップＳ２０２）、規定時間を経過するまで高速脱水を継続し（ステップＳ２０２でＮｏ）、規定時間を経過したら（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、ステップＳ２０３に進む。
なお、脱水の開始から規定時間（ステップＳ２０２参照）まで吸気弁３０は閉じた状態である。脱水時間の経過とともに高速回転するモータ４の発熱で、衣類や回転ドラム３内の空気、筐体１内の空気の温度が上昇していく。例えば、室温２０℃、水温２０℃の条件では、脱水回転速度を毎分１７３０回転とすると、脱水開始から２０分で回転ドラム３内や筐体内の空気は約９℃、衣類は約７℃温度上昇する。
また、回転ドラム３内の空気の湿度は、脱水中に衣類から蒸発する水分により、時間の経過とともに上昇し、脱水開始から短時間で飽和状態となる。ただし、上記のように空気の温度が上昇していくため、空気中に含まれる水分量（絶対湿度）は増加していく。

脱水の開始から規定時間が経過すると（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、制御装置６０は、吸気弁３０を開き、送風ユニット２４のファンモータ２４ａを駆動して、排水トラップ３５内の水を排除し、排水トラップ３５の水封を破る（ステップＳ２０３）。
なお、回転ドラム３（外槽２）内の圧力が排水トラップ３５の水封を破るのに必要な７００Ｐａ程度の圧力になるまで送風ユニット２４の回転速度を上昇させ、回転速度を保持する。

制御装置６０は、水封が破れたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
ステップＳ２０３において、吸気弁３０を開き、送風ユニット２４のファンモータ２４ａを駆動することにより、筐体１内の空気が外槽２内に取り込まれ、外槽２内部の圧力が上昇する。その後、排水トラップ３５の水封が破れると排水ホース１９から排水管に空気が流れ、外槽２内の圧力は低下する。制御装置６０は、外槽２内の圧力を監視することにより水封が破られたか否かを判定することができる。なお、外槽２内の圧力の検知は圧力センサである水位センサ６９で行うことができる。
水封が破られるまで（ステップＳ２０４でＮｏ）ステップＳ２０３に戻り、水封が破られると（ステップＳ２０４でＹｅｓ）、ステップＳ２０５に進む。

制御装置６０は、送風ユニット２４のファンモータ２４ａを停止させる（ステップＳ２０５）。
ここで、ファンモータ２４ａを停止させても、回転ドラム３の高速回転によるファン作用により、筐体１内上部の暖められた低湿度の空気を吸気弁３０から回転ドラム３内に吸込み、回転ドラム３内の暖められた高湿度の空気を排水管に排出することができる。
これにより、回転ドラム３内の湿度が低下するため、衣類を冷やさずに衣類からの水分の蒸発が促され、含水量を低減できる。
なお、送風ユニット２４を運転したままでもいいが、回転ドラム３内の空気の入替えには、回転ドラム３の凸状リブ２０（図３参照）が遠心ファンとして機能することによるファン作用による風量で充分であり、余計な電力を消費しないためにも、送風ユニット２４は停止した方が好ましい。

なお、ステップＳ２０５の吸排気の工程は、吸気する空気の温度を極力高くし、かつ吸気した空気により衣類の温度が低下しないよう、脱水工程の終盤に行った方がよい。
吸排気時間を長くすると、筐体１内上部の暖められた空気が消費され、やがて衣類より低温の空気が吸気され、衣類の温度が低下を始める。同時に、衣類に含まれる水分の温度も低下するため、水分の蒸発速度が下がってしまう。また、吸排気により含水量を低減させても、衣類を冷やしすぎてしまうと脱水工程後の乾燥工程での消費電力が増加し、結果として消費電力の低減ができない。
また、脱水工程の早い時期から吸排気を行うと、衣類から遠心力で排出される水分が多いため、水封を破った排水トラップ３５の水封が再び回復してしまう可能性が高くなる。この場合、再度排水トラップ３５の水封を破る必要があり、送風ユニット２４を運転するために余計な電力を消費してしまう。

本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）と、従来の吸排気を行わない洗濯乾燥機とを比べると、綿と化繊の割合が６０％、４０％程度の衣類の場合では、同一回転速度において脱水率（＝乾燥衣類重量／脱水後衣類重量×１００％）を０．３から０．６％改善できる。本実施形態に係る洗濯乾燥機（ドラム式洗濯乾燥機Ｓ）は、脱水性能が向上したことにより、乾燥運転における消費電力量を２０から５０Ｗｈ程度低減可能である。

制御装置６０は、規定時間が経過するまでステップＳ２０５の吸排気による脱水を継続し、規定時間が経過した場合には（ステップＳ２０６でＹｅｓ）、ステップＳ２０７に進む。
ステップＳ２０７では、まず、給水電磁弁１１の冷却水給水電磁弁１１ｄを開き、乾燥ダクト２１の水冷除湿機構に水を流す。水冷除湿機構に流された水は、蛇腹管Ｂ（２１ａ）を通り、吸気口２ａから外槽２の壁面をつたわり、排水口２ｂ、排水ホース１９、排水トラップ３５へと流れる。回転ドラム３のファン作用では、排水トラップ３５の水を排水管へと送ることができないので、排水トラップ３５の水封が再生する。
なお、水封の再生は、外槽２内の圧力の検知することで行い、圧力の検知は水位センサ６９で行うことができる。
排水トラップ３５の水封が再生したら、制御装置６０は、吸気弁３０を閉じ（ステップＳ２０７）、モータ４を停止させて、高速脱水（ステップＳ１０６：図１１参照）を終了する。

図１１に戻り、説明を再開する。
高速脱水（ステップＳ１０６：図１２参照）が終了すると、制御装置６０は、乾燥運転を実行する（ステップＳ１０７）。具体的には、送風ユニット２４のファンモータ２４ａを駆動し、ヒータ２５に通電し、モータ４を駆動して回転ドラム３の正逆回転を繰り返し、回転ドラム３内の衣類の位置を入れ替えながら、高温の温風を衣類に吹き付ける。これにより、衣類全体の温度が上昇し衣類から水分が蒸発する。

制御装置６０は、排水口２ｂ、送風ユニット２４の吸気口、吐出口に設けられた温度センサ７０で検出した水冷除湿機構の冷却水の排水温度や温風の温度等を検知し、乾燥が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。乾燥が終了していない場合には（ステップＳ１０８でＮｏ）、ステップＳ１０７に戻り乾燥運転を継続し、乾燥は完了した場合には（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、ステップＳ１０９へ進む。

高温となった衣類や回転ドラム３、回転ドラム３内の空気を冷やすため、制御装置６０は、冷却運転を実行する（ステップＳ１０９）。
制御装置６０は、ヒータ２５の通電を止め、回転ドラム３の正逆回転し、送風ユニット２４のファンモータ２４ａを駆動し、送風を行う。制御装置６０は、予め規定された時間あるいは、循環する空気が所定の温度以下になるまで送風を行い、衣類を冷却して乾燥運転を終了する。

Ｓ ドラム式洗濯乾燥機（洗濯乾燥機）
１ 筐体
２ 外槽
２ａ 吸気口
２ｂ 排水口
２ｃ 開口部
２ｄ 外槽カバー
３ 回転ドラム
３ａ 開口部
３ｂ リフタ
３ｃ 流体バランサ
３ｄ 貫通孔
３ｅ 外周壁
３ｆ 底壁
３ｇ 貫通孔
４ モータ
５ サスペンション
６ 操作・表示パネル
７ 洗剤トレイ
８ 乾燥フィルタ
９ ドア
９ｄ ドア開放ボタン
１０ ベローズ
１１ 給水電磁弁
１１ａ 給水ホース接続口
１１ｂ 主給水電磁弁
１１ｃ 柔軟仕上げ剤給水電磁弁
１１ｄ 冷却水給水電磁弁
１１ｅ シャワー給水電磁弁
１２ 風呂水給水ポンプ
１２ａ 吸水ホース接続口
１３ 洗剤容器
１８ 排水弁（排水手段）
１９ 排水ホース（排水手段）
２０ 凸状リブ
２１ａ 蛇腹管Ｂ
２１ 乾燥ダクト
２２ フィルタダクト
２３ 吸気ダクト
２４ 送風ユニット（送風手段）
２４ａ ファンモータ
２４ｂ ファンケース
２５ ヒータ
２６ 温風ダクト
２７ａ 蛇腹管Ａ
２７ｂ 蛇腹管継ぎ手
２８ 吹き出し口
２９ オーバフローホース
３０ 吸気弁
３０ａ 吸気弁モータ
３５ 排水トラップ
６０ 制御装置
６９ 水位センサ
７０ 温度センサ

Claims (4)

1. 筐体と、
   前記筐体内に防振支持され、内部に洗濯水を貯留する外槽と、
   前記外槽内に回転自在に支持された回転ドラムと、
   前記回転ドラムを回転駆動させるモータと、
   前記外槽に貯留された洗濯水を排出する排水弁および排水ホースを有する排水手段と、
   前記回転ドラム内に温風を供給する送風手段と、
   前記モータ、前記排水弁および前記送風手段を制御して、少なくとも、脱水運転を含む乾燥運転を実行可能な制御装置と、を備える洗濯乾燥機において、
   前記送風手段は、前記筐体内上部の空気を吸気する吸気弁を有し、
   前記制御装置は、前記乾燥運転の最初に行う回転ドラムを回転させる脱水運転において、
   前記吸気弁を開き、前記回転ドラム内へ前記筐体内上部の空気を吸気し、前記回転ドラム内の空気を前記排水ホースから排気する吸排気運転を行う
   ことを特徴とする洗濯乾燥機。
2. 前記吸排気運転は、前記脱水運転の終盤に行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の洗濯乾燥機。
3. 前記回転ドラムは、底壁面に凸状リブを有し、
   前記吸排気運転の吸排気は、前記回転ドラムの回転による前記凸状リブの遠心ファン作用により行う
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗濯乾燥機。
4. 前記排水ホースは、
   水封を有する排水トラップを備える排水管と接続され、
   前記制御装置は、
   前記吸排気運転の前に、前記送風手段を運転し前記排水ホース側の内圧を上げて前記排水トラップの水封を破り、その後前記送風手段を止めて前記吸排気運転を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。

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