JP2012125352A

JP2012125352A - 衣類乾燥機

Info

Publication number: JP2012125352A
Application number: JP2010278379A
Authority: JP
Inventors: Eiji Wakizaka; 英司脇坂
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2012-07-05
Also published as: EP2466000B1; EP2466000A1; KR20120066573A; US9139948B2; US20120144693A1

Abstract

【課題】放熱器による圧力損失を補うことで放熱器の風量を増やすとともに流路途中の隙間から外気が流入することを抑え、乾燥能力の低下を防止するだけでなく、送風機の消費電力増加や騒音増大を防止する。
【解決手段】衣類を収容するドラム２と、前記ドラム２に吸気するための吸気流路３と、前記ドラム２から排気するための排気流路４と、圧縮機５１、放熱器５２、減圧器５３及び吸熱器５４を有し、前記吸熱器５４が前記排気流路４に設けられ、前記放熱器５２が吸気流路３に設けられたヒートポンプ回路５と、前記排気流路４に設けられた第１送風機構１０と、前記吸気流路３に設けられた第２送風機構１１とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ方式の衣類乾燥機に関するものである。

従来の衣類乾燥機としては、特許文献１に示すように、ドラムに吸気するための吸気流路に凝縮器（放熱器）、ドラムから排気するための排気流路に送風機及び吸熱器（蒸発器）を設け、排気空気の排熱を回収して吸気を加熱するヒートポンプ乾燥機がある（図１参照）。

しかしながら、排気流路に送風機を設置する構成の場合、ドラム内部は大気圧よりも負圧となり、ドラムのしゅう動部分や部品の接続部分等の流路途中の隙間から外部との圧力差により外気が流入してしまう。特にヒートポンプ方式の場合、吸気流路に設けた放熱器の風路抵抗が大きいため、前記隙間からの外気の流入が大きくなる。そうすると、吸気流路に設けた放熱器を通過する風量が少なくなってしまう。ヒートポンプサイクルでは、放熱器の風量が低下すると冷媒圧力が高くなるという問題があるため、風量が少なく場合には、加熱能力を下げて乾燥能力を下げなければならないという問題がある。

ここで放熱器の必要流量を確保するためには排気流路に設置した送風機の送風能力を上げることが一般的に考えられる。ところが、乾燥機には図２に示すように、排気ダクトが接続されており、排気風量を増やすと排気ダクトの圧力損失も増加してしまう。一般的に風量増加に対して圧力損失は風量比の２乗の比率で増加し、送風動力は３乗の比率で増加することが知られており、送風機の消費電力増加や騒音増大といった問題となる。

特開昭６１−２２８９４号公報

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであり、放熱器による圧力損失を補うことで放熱器の風量を増やすとともに流路途中の隙間から外気が流入することを抑え、乾燥能力の低下を防止するだけでなく、送風機の消費電力増加や騒音増大を防止することを主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る衣類乾燥機は、衣類を収容するドラムと、前記ドラムに吸気するための吸気流路と、前記ドラムから排気するための排気流路と、圧縮機、放熱器、減圧器及び吸熱器を有し、前記吸熱器が前記排気流路に設けられ、前記放熱器が吸気流路に設けられたヒートポンプ回路と、前記排気流路に設けられた第１送風機構と、前記吸気流路に設けられた第２送風機構とを備えることを特徴とする。

このようなものであれば、吸気流路に第２送風機構を設けることによって、放熱器の圧力損失を補うことができ、第１送風機構の送風能力を上げることなく、放熱器を通過する風量を増加させることができる。また、第２送風機構を設けることによって、第１送風機構のみを設けた場合に比べてドラム内の圧力を上げることができ、流路途中の隙間から流入する空気量が少なくなり排気風量の増加を抑えることができる。これにより、乾燥能力の低下を防止するだけでなく、送風機の消費電力増加や騒音増大を防止することができる。

ここで第２送風機構の風量を制御して、種々の状況に自動的に対向可能にするためには、前記第２送風機構の送風量を制御する制御装置を有することが望ましい。

吸熱器の冷媒温度が低下して吸熱器が着霜（凍結）することを防止し、低温条件下でも高効率な乾燥を可能にするためには、前記吸熱器の冷媒温度を測定する冷媒温度測定部を備え、前記制御装置が、前記冷媒温度測定部の測定信号を取得して、前記吸熱器の冷媒温度が所定値以下の場合に、前記第２送風機構の送風量を減少させることが望ましい。これならば、低温条件下で第２送風機構の送風量を低減することで放熱器の放熱量が低減するものの、吸熱器の風量は低減が少ないため冷媒温度低下が起こらず着霜（凍結）を防止できる。

ヒートポンプ回路の温度を上昇させ過ぎないようするためには、前記放熱器の冷媒圧力を測定する冷媒圧力測定部を備え、前記制御装置が、前記冷媒圧力測定部の測定信号を取得して、前記放熱器の冷媒圧力が所定値以上の場合に前記第２送風機構の送風量を維持又は増加させることが望ましい。これならば、第２送風機構の送風量を維持又は増加させることによって放熱量を増加させることができヒートポンプ回路の温度を下げることができる。

前記吸気流路の放熱器の下流側にヒータを備えるものの場合には、前記制御装置が、前記放熱器の冷媒圧力が所定値以上になり第２送風機構の送風量が最大風量である場合に前記ヒータを停止することが望ましい。これならば、上記の第２送風機構の送風量の増加に加えて、ヒータを停止することで、ヒートポンプ回路の温度をさらに低下させることができる。

第２送風機構によりドラム内の圧力を上昇させることで、流路途中の隙間から流入する空気量を低減させることができる。しかしながら、ドラム内の圧力が大気圧よりも高くなるとドラム内の湿った空気が外部に流出して結露や室内の不快感といった問題が生じる。このため、前記ドラム内の圧力を測定するドラム圧力測定手段を備え、前記制御機構が、前記ドラムの圧力が所定値以下となるように前記第２送風機構を制御することが望ましい。

このように構成した本発明によれば、放熱器による圧力損失を補うことで放熱器の風量を増やすとともに流路途中の隙間から外気が流入することを抑え、乾燥能力の低下を防止するだけでなく、送風機の消費電力増加や騒音増大を防止する放熱器による圧力損失を補うことで放熱器の風量を増やすとともに流路途中の隙間から外気が流入することを抑え、乾燥能力の低下を防止するだけでなく、送風機の消費電力増加や騒音増大を防止することができる。

従来の衣類乾燥機の構成を示す模式図。従来の衣類乾燥機及び排気ダクトの構成を示す模式図。本発明の一実施形態に係る衣類乾燥機の構成を示す模式図。同実施形態の衣類乾燥機の動作を示すフローチャート。従来方式及び本実施形態の流路の内部圧力変化を示す図。

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る衣類乾燥機１００は吸排気方式ものであり、図３に示すように、衣類を収容するドラム２と、ドラム２に吸気するための吸気流路３と、ドラム２から排気するための排気流路４と、ヒートポンプ回路５と、衣類乾燥機１００の各部を制御する制御装置６とを備える。ドラム２には、当該ドラム２内の圧力を測定する圧力測定部であるドラム圧力センサ７が設けられている。

ヒートポンプ回路５は、圧縮機５１、放熱器５２、減圧器５３及び吸熱器５４が環状にこの順で接続された冷凍サイクルを備えるものである。そして、吸熱器５４が排気流路４内に設けられており、放熱器５２が吸気流路３内に設けられている。

このヒートポンプ回路５において吸熱器５４の入口には、当該吸熱器５４に流入する冷媒の温度を測定する冷媒温度測定部である冷媒温度センサ８が設けられている。また、ヒートポンプ回路５において圧縮機５１の吐出管（放熱器５２の入口）には、当該放熱器５２に流入する冷媒の圧力を測定する冷媒圧力測定部である冷媒圧力センサ９が設けられている。

排気流路４には、前記吸熱器５４の下流側に、ドラム２内部からドラム２外部に向かって送風するための第１送風機構１０が設けられている。この第１送風機構１０は、排気ダクトの圧力損失を考慮して、多翼ファンやターボファン等の静圧の高い遠心ファンを用いている。

一方、吸気流路３には、前記放熱器５２の下流側に、ドラム２外部からドラム２内部に向かって送風するための第２送風機構１１が設けられている。この第２送風機構１１は、軸流ファン等の静圧が比較的低いファンを用いている。また吸気流路３における第２送風機構１１の下流側にはヒータ１２が設けられている。なお、第２送風機構１１は放熱器５２の上流側に設けても良い。

制御装置６は、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏチャネル、ディスプレイ等の出力機器、キーボードなどの入力機器、ＡＤコンバータ等を有したいわゆるコンピュータであり、前記メモリに格納した制御プログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器が動作することによって、衣類乾燥機１００の各部を制御して衣類の乾燥を行うものである。

具体的に制御装置６は、前記ドラム圧力センサ７からの検出信号、前記冷媒温度センサ８からの検出信号、前記冷媒圧力センサ９からの検出信号を取得して、それらが示すドラム圧力、冷媒圧力及び冷媒温度に基づいて、第２送風機構１１の回転数を制御する。

以下、制御装置６の制御方法について図４を参照して説明する。

まず制御装置６はユーザが乾燥開始ボタンを押すことにより乾燥運転開始信号を取得する。そうすると、制御装置６は、ドラム２を回転すべく電動機を起動するとともに、第１送風機構１０及び第２送風機構１１を所定の初期回転数で回転させる（ステップＳ１）。そして、制御装置６は、ヒートポンプ回路５の圧縮機５１を起動する（ステップＳ２）。

そして、制御装置６は、ドラム圧力センサ７からの検出信号を取得して、ドラム圧力Ｐｄを検知する（ステップＳ３）。ここで、ドラム圧力Ｐｄが所定の下限値Ｘ（例えば−５０Ｐａ）未満の場合には、第２送風機構１１の回転数を増加させる（ステップＳ４）。またドラム圧力Ｐｄが下限値Ｘ以上であり所定の上限値Ｙ（例えば−１０Ｐａ）未満の場合には、第２送風機構１１の回転数を維持する（ステップＳ５）。さらにドラム圧力Ｐｄが上限値Ｙ以上の場合には、第２送風機構１１の回転数を減少させる（ステップＳ６）。このような制御により、ドラム２内の圧力が下限値（例えば−５０Ｐａ）及び上限値（例えば−１０Ｐａ）の範囲内に調節される。これにより流路途中の隙間から流入する空気量を低減している。

その後、制御装置６は、冷媒圧力センサ９からの検出信号を取得して、放熱器５２に流入する冷媒圧力が所定値（例えば３ＭＰａ）以下か否かを判断する（ステップＳ７）。その結果、冷媒圧力が所定値以下の場合には、制御装置６は、冷媒温度センサ８からの検出信号を取得して、吸熱器５４に流入する冷媒温度が所定値（例えば０℃）以上か否かを判断する（ステップＳ８）。一方、冷媒圧力が所定値よりも大きい場合には、制御装置６は、第２送風機構１１の回転数が上限値か否かを判断する（ステップＳ９）。

前記ステップＳ８において、冷媒温度が所定値以上の場合には、前記ステップＳ３に戻り、制御装置６はドラム圧力センサ７からの検出信号を取得して、ドラム圧力Ｐｄを検知する。一方、冷媒温度が所定値未満の場合には、制御装置６は、第２送風機構１１の回転数を減少させる（ステップＳ１０）。そして、その後に前記ステップＳ３に戻り、制御装置６はドラム圧力センサ７からの検出信号を取得して、ドラム圧力Ｐｄを検知する。これにより、放熱量を増加させることができヒートポンプ回路５の温度を下げることができるとともに、吸熱器５４の冷媒温度が低下して吸熱器５４が着霜（凍結）することを防止している。

前記ステップＳ９において、第２送風機構１１の回転数が上限値ではない場合には、制御装置６は、第２送風機構１１の回転数を増加させる（ステップＳ１１）。そして、その後に前記ステップＳ３に戻り、制御装置６はドラム圧力センサ７からの検出信号を取得して、ドラム圧力Ｐｄを検知する。一方、第２送風機構１１の回転数が上限値の場合には、制御装置６は、保護機能ステップに移行する（ステップＳ１２）。この保護機能ステップとして、制御装置６は、ヒータ１２の停止、圧縮機５１の能力低減／停止を行う。

最後に、従来の衣類乾燥機における各部の内部圧力と本実施形態の衣類乾燥機における各部の内部圧力を図５に示す。従来の衣類乾燥機は、排気流路にのみ送風機を有するものであり、その送風機を通常使用した場合と、その送風機の能力をアップさせた場合とを示している。この図５から分かるように、放熱器の圧力損失は増加するものの第２送風機構によって補われており、ドラム内の圧力も高くなっていることが分かる。第１送風機構の排気風量の増加も少ないので、従来の送風機の能力アップのような排気ダクトの圧力損失増大が起こらない。

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る衣類乾燥機１００によれば、吸気流路３に第２送風機構１１を設けることによって、放熱器５２の圧力損失を補うことができ、第１送風機構１０の送風能力を上げることなく、放熱器５２を通過する風量を増加させることができる。また、第２送風機構１１を設けることによって、第１送風機構１０のみを設けた場合に比べてドラム２内の圧力を上げることができ、流路途中の隙間から流入する空気量が少なくなり排気風量の増加を抑えることができる。これにより、乾燥能力の低下を防止するだけでなく、送風機の消費電力増加や騒音増大を防止することができる。

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば前記実施形態の冷媒圧力センサ９の代わりに、放熱器５２の中間部や出口部の冷媒温度を検出する温度測定部を設けて、この冷媒温度を用いて制御しても良い。

また、冷媒温度センサ８の代わりに、排気流路４における吸熱器５４の下流側の空気温度を検出する空気温度センサを設けて、この空気温度を用いて制御しても良い。

さらに、ドラム圧力センサ７の代わりに、ドラム２のフィルタの目詰まり検知でも良い。目詰まり検知方法としては、例えば、フィルタ掃除後の連続運転時間に基づいて検知する方法、風量計や風速センサによる排気風量に基づいて検知する方法が考えられる。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・衣類乾燥機
２・・・ドラム
３・・・吸気流路
４・・・排気流路
５・・・ヒートポンプ回路
５１・・・圧縮機
５２・・・放熱器
５３・・・減圧器
５４・・・吸熱器
６・・・制御装置
７・・・ドラム圧力測定部
８・・・冷媒温度測定部
９・・・冷媒圧力測定部
１０・・・第１送風機構
１１・・・第２送風機構
１２・・・ヒータ

Claims

衣類を収容するドラムと、
前記ドラムに吸気するための吸気流路と、
前記ドラムから排気するための排気流路と、
圧縮機、放熱器、減圧器及び吸熱器を有し、前記吸熱器が前記排気流路に設けられ、前記放熱器が吸気流路に設けられたヒートポンプ回路と、
前記排気流路に設けられた第１送風機構と、
前記吸気流路に設けられた第２送風機構とを備えることを特徴とする衣類乾燥機。
前記第２の送風機構の送風量を制御する制御装置を有する請求項１記載の衣類乾燥機。
前記吸熱器の冷媒温度を測定する冷媒温度測定部を備え、
前記制御装置が、前記冷媒温度測定部の測定信号を取得して、前記吸熱器の冷媒温度が所定値以下の場合に、前記第２送風機構の送風量を減少させる請求項２記載の衣類乾燥機。
前記放熱器の冷媒圧力を測定する冷媒圧力測定部を備え、
前記制御装置が、前記冷媒圧力測定部の測定信号を取得して、前記放熱器の冷媒圧力が所定値以上の場合に前記第２送風機構の送風量を維持又は増加させる請求項３記載の衣類乾燥機。
前記吸気流路の放熱器の下流側にヒータを備え、
前記制御装置が、前記放熱器の冷媒圧力が所定値以上になり第２送風機構の送風量が最大風量である場合に前記ヒータを停止する請求項２、３又は４記載の衣類乾燥機。
前記ドラム内の圧力を測定するドラム圧力測定部を備え、
前記制御機構が、前記ドラムの圧力が所定値以下となるように前記第２送風機構を制御する請求項２、３、４又は５記載の衣類乾燥機。
衣類を収容するドラムと、
前記ドラムに吸気するための吸気流路と、
前記ドラムから排気するための排気流路と、
圧縮機、放熱器、減圧器及び吸熱器を有し、前記吸熱器が前記排気流路に設けられ、前記放熱器が吸気流路に設けられたヒートポンプ回路と、
前記排気流路に設けられた第１送風機構と、
前記吸気流路に設けられた第２送風機構と、
前記第１送風機構及び前記第２送風機構を制御する制御装置とを備えており、
前記制御装置が、前記ドラム内の圧力、前記吸熱器の冷媒温度又は前記放熱器の冷媒圧力の少なくとも１つに基づいて、前記第２送風機の送風量を制御することを特徴とする衣類乾燥機。
衣類を収容するドラムと、前記ドラムに吸気するための吸気流路と、前記ドラムから排気するための排気流路と、圧縮機、放熱器、減圧器及び吸熱器を有し、前記吸熱器が前記排気流路に設けられ、前記放熱器が吸気流路に設けられたヒートポンプ回路と、前記排気流路に設けられた第１送風機構と、前記吸気流路に設けられた第２送風機構とを備える衣類乾燥機の制御方法であって、
前記ドラム内の圧力、前記吸熱器の冷媒温度又は前記放熱器の冷媒圧力のいずれか１つに基づいて前記第２送風機の送風量を調整することを特徴とする衣類乾燥機の制御方法。