JP2012205626A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥運転開始後の起ち上がり性能を高めて、乾燥性能を向上させる。
【解決手段】洗濯用の水を溜める水槽３と、水槽３内に回転可能に設けたドラム２と、圧縮機１０、放熱器８、膨張弁１１、および吸熱器７を冷媒が循環するように冷媒パイプ１２で連結したヒートポンプシステムと、吸熱器７と放熱器８およびドラム２を通風連結する送風経路６と、送風経路６に乾燥用空気を送風する送風装置９と、機外から水槽３へ水を供給する給水経路１４と、水槽３内の水を吸熱器７または放熱器８またはその両方へ導く排水供給経路１７と、水を機外へ排出する排水経路２０と、洗濯および乾燥運転を実行する制御装置２６とを備え、制御装置２６は、乾燥運転を開始する前に洗濯に使用した水で冷媒を加熱するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、衣類の洗濯と乾燥をおこなう洗濯乾燥機に関するものである。

従来、ヒートポンプシステムを搭載し、ヒータなどを使用した場合と比較して消費エネルギーを低減して衣類を乾燥させることが可能な洗濯乾燥機が提案されている。このような洗濯乾燥機の課題の１つとして、乾燥を開始した直後から初期にかけて、衣類や衣類を収容するドラムの温度が低いために、本来衣類の水分を蒸発させるための乾燥風の熱が、ドラム等の加熱のために使われてしまい、乾燥の起ち上がり性能が低下しているという課題がある。

上記課題を解決するために、例えば、蓄熱材を用いて冷媒を加熱することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。また、ヒータを用いて冷媒を加熱することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来の洗濯乾燥機を示したものである。図に示すように、衣類を収容するドラム４０と、水を溜める水槽４１と、圧縮機４２、吸熱器４３、膨張弁４４、放熱器４５、第二の放熱器４６とで冷凍サイクルを構成しているヒートポンプシステムと、水槽４１と吸熱器４３、放熱器４５を連通接続した乾燥風経路４７と、乾燥風経路４７に送風する送風装置４８とからなり、第二の放熱器４６は蓄熱材４９中に設置されている。

このような洗濯乾燥機によると、洗濯中にヒートポンプシステムを駆動し、第二の放熱器４６の熱を周囲の蓄熱材４９に移動させて貯めておくことで、乾燥工程が開始されるとこの蓄熱材４９により温められた冷媒が放熱器４５を加熱し、乾燥風の温度を素早く上昇させることができる。

図７は、特許文献２に記載された従来の洗濯乾燥機を示したものである。図に示すように、衣類を収容するドラム５０と、水を貯める水槽５１と、圧縮機５２、吸熱器５３、膨張弁５４、放熱器５５とで冷凍サイクルを構成しているヒートポンプシステムと、水槽５１と吸熱器５３、放熱器５５を連通接続した乾燥風経路５６と、乾燥風経路５６に送風する送風装置５７とからなり、圧縮機５２はヒータ５８で巻回されている。

このような洗濯乾燥機によると、乾燥を開始する前にヒータ５８に通電し、圧縮機５２内の冷媒を加熱して、乾燥開始直後の乾燥効率を向上させることができる。

特開２００６−１８１２１９号公報 特開２００７−６１２６４号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の構成では、洗濯中にヒートポンプシステムやヒータを駆動させる必要があり、余分なエネルギーが必要となるという問題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、通常洗濯に使う水量以外の余分な水や、
エネルギーを使用することなく、乾燥開始直後のヒートポンプの乾燥性能を向上させた洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯乾燥機は、吸熱器と放熱器およびドラムを通風連結する送風経路と、前記送風経路に乾燥用空気を送風する送風装置と、機外から水槽へ水を供給する給水経路と、前記水槽内の水を前記吸熱器または前記放熱器またはその両方へ導く排水供給経路と、水を機外へ排出する排水経路と、洗濯および乾燥運転を実行する制御装置とを備え、前記制御装置は、乾燥運転を開始する前に洗濯に使用した水で冷媒を加熱するようにしたものである。

これによって、乾燥運転が開始されるまでに、排水される洗濯水の熱により吸熱器または放熱器またはその両方の冷媒を加熱することができるようになり、乾燥工程が開始されるとすぐに乾燥風を加熱することが可能となり、消費するエネルギーや水を余分に使用することなく乾燥運転開始後の起ち上がり性能を高めて、乾燥性能を向上させることができる。

本発明の洗濯乾燥機は、乾燥運転開始後の起ち上がり性能を高めて、乾燥性能を向上させることができる。

本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の要部断面図 同洗濯乾燥機の冷媒温度の変化を示す図 同洗濯乾燥機の動作を示すタイムチャート 本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機の要部断面図 従来の洗濯乾燥機の要部断面図 従来の他の例の洗濯乾燥機の要部断面図

第１の発明は、洗濯用の水を溜める水槽と、前記水槽内に回転可能に設けたドラムと、圧縮機、放熱器、膨張弁、および吸熱器を冷媒が循環するように冷媒パイプで連結したヒートポンプシステムと、前記吸熱器と前記放熱器および前記ドラムを通風連結する送風経路と、前記送風経路に乾燥用空気を送風する送風装置と、機外から前記水槽へ水を供給する給水経路と、前記水槽内の水を前記吸熱器または前記放熱器またはその両方へ導く排水供給経路と、水を機外へ排出する排水経路と、洗濯および乾燥運転を実行する制御装置とを備え、前記制御装置は、乾燥運転を開始する前に洗濯に使用した水で冷媒を加熱するようにしたことにより、乾燥運転が開始されるまでに、排水される洗濯水の熱により吸熱器または放熱器またはその両方の冷媒を加熱することができるようになり、乾燥工程が開始されるとすぐに乾燥風を加熱することが可能となり、乾燥運転開始後の起ち上がり性能を高めて、乾燥性能を向上させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明に加えて、送風経路内の吸熱器または放熱器またはその両方の一部が浸水するように貯水部を設け、前記貯水部に洗濯排水を貯めるようにしたことにより、洗い工程が終わってから乾燥工程が開始されるまでに、長時間洗濯排水が吸熱器または放熱器またはその両方と接することができるので、より確実に洗濯排水の熱で冷媒を加熱し、乾燥運転開始後の起ち上がり性能を高めて、乾燥性能を向上させることができる。

第３の発明は、特に、第２の発明に加えて、貯水部の水が所定の水位を超えないように排水する排水装置を備えたことにより、吸熱器または放熱器の全体が洗濯排水に浸水して洗濯排水に含まれる汚れが吸熱器または放熱器全体に付着し、吸熱器または放熱器と、洗濯排水や乾燥用空気との熱交換効率の低下を防止し、乾燥効率を高く維持することが可能な信頼性の高い洗濯乾燥機を提供することができる。

第４の発明は、特に、第２または第３の発明に加えて、貯水部に溜まった水を撹拌する撹拌装置を備えたことにより、溜まった水と吸熱器あるいは放熱器との間の熱交換がより効率よく行われ、冷媒温度を高温にすることができるので、乾燥効率を高めることができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の制御装置は、衣類乾燥のために圧縮機を駆動する前に送風装置を駆動するようにしたことにより、洗濯排水が吸熱器または放熱器に付着したまま乾燥が開始することを低減することができるので、乾燥効率を高く維持することができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明に加えて、水槽と機外を連通接続する直接排水経路を備え、前記直接排水経路と排水供給経路のいずれかに切り替える切替弁を備えたことにより、洗濯水よりもすすぎ水の方が水温が低い場合には、すすぎ水を吸熱器または放熱器に供給して冷媒温度を低下させてしまうことがなくなり、乾燥効率を高く維持することができる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明に加えて、給水の温度を検知する水温検知装置を設け、制御装置は、給水温度が設定された洗濯温度以上の場合は、すすぎ水を吸熱器に供給するようにしたことにより、温水が供給されていることがわかれば、汚れが多く混入した洗濯水ではなく、汚れの少ないすすぎ水を吸熱器に供給することで、吸熱器に汚れやゴミが付着することを低減し、信頼性の高い洗濯乾燥機を提供することができる。

第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明に加えて、排水供給経路は、水槽と送風経路との間にゴミを除去するフィルタを設けたことにより、吸熱器または放熱器に汚れやゴミが付着することを低減し、乾燥効率を高く維持することができる。

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洗濯乾燥機の要部断面図、図２は、同洗濯乾燥機の冷媒温度の変化を示す図、図３は、同洗濯乾燥機の動作を示すタイムチャートである。

図１〜図３において、洗濯乾燥機の本体１と、衣類等の洗濯物を収容するドラム２と、ドラム２の外側に配置された洗濯用の水を溜める水槽３と、水槽３の背面側に固定されたドラム２を回転させるモータ４と、ドラム２の前方を閉じるドア５を有している。モータ４は、水槽３の背面を貫通した回転軸２ａを介してドラム２と連結されており、ドラム２は水平軸を中心に回転駆動するように構成されている。モータ４は、ブラシレス直流モータで構成され、インバータ制御によって回転速度が自在に変化させることができるようになっている。

本体１内には、乾燥用空気を循環させる送風経路６が設けられている。送風経路６内に
は乾燥風の流れの上流側から順に、吸熱器７、放熱器８、送風装置９が設置されている。送風経路６の両端は、いずれも水槽３の上部と連通接続されている。また、本体１内には圧縮機１０および膨張弁１１が設けられている。圧縮機１０、放熱器８、膨張弁１１、吸熱器７は、内側に冷媒を封入した冷媒パイプ１２によって順にループ状に接続されており、冷凍サイクルを形成している。

吸熱器７および放熱器８は冷媒パイプ１２が蛇行し、これらの冷媒パイプ１２に多数の伝熱フィン（図示せず）を接触させるように構成されている。少なくとも吸熱器７および放熱器８の冷媒パイプ１２および伝熱フィンは、硬度の高い水や、洗濯後の排水に接触しても腐食や汚れの固着が生じにくい素材、あるいは、表面状態で構成されている。

伝熱フィンは、例えば、金属のフィラなどを加えて熱伝導性を高めた樹脂でできている。冷媒パイプ１２は、例えば、銅パイプの表面に樹脂コーティングされている。吸熱器７および放熱器８は、送風経路６内の略最下位置に配置されている。送風経路６の最下部は貯水部１３を構成している。貯水部１３は、吸熱器７および放熱器８の下部が浸水するように設けている。

ドラム２は、有底略円筒形であり、略水平軸周りに回転し、前面に設けた開口部２ｂは開閉自在なドア５と対向するように構成されている。ドラム２の周側面にドラム２の内外を貫通するように多数の孔２ｃを備えている。また、ドラム２の内周側面には、洗濯物をモータ４の回転に伴って上方向に持ち上げる複数のバッフル２ｄを内方へ突設している。

水槽３には、水槽３と本体１外の水栓Ａを連通接続する給水経路１４が接続されている。水栓Ａは室温と略同等の常温の水道水等を洗濯乾燥機に供給する。給水経路１４の途中には、洗剤や漂白剤などを供給する水に混入させるための洗剤ケース（図示せず）と、水槽３への給水と停止をおこなう給水弁１５が設けられている。

水槽３の底部には、水槽３内に溜められた洗濯水を加熱する下方へ窪ませた加熱室３ａが設けてあり、加熱室３ａに溜められた洗濯水を加熱するヒータ１６が設けられている。水槽３には、水槽３と送風経路６の一部とを連通接続する排水供給経路１７が接続されている。排水供給経路１７は、水槽３の略最下部と接続されており、水槽３内の水を排出する際には水のほぼ全てが排出される構成となっている。

排水供給経路１７の途中には水槽３側から排水弁１８および切替弁１９が設けられている。送風経路６の最下位置には、機外と連通接続された排水経路２０が設けられており、排水経路２０の途中には排水ポンプ２１が設けられている。

洗濯乾燥機の本体１の最外郭は外郭壁２２からなっている。水槽３の振動を抑え、水槽３の振動を外郭壁２２に伝達することを低減するために、水槽３の上部に吊下げバネ２３を設け、ダンパ２４を水槽３と外郭壁２２との間に設けて水槽３を下方から弾性支持している。さらに、外郭壁２２の底面には、本体１を床に設置する弾性体の脚２５を取り付けている。

本体１内の上方前部には、モータ４、送風装置９、圧縮機１０、給水弁１５、ヒータ１６、排水弁１８、切替弁１９、排水ポンプ２１などを制御する制御装置２６が設けられている。制御装置２６は、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の各工程を逐次制御する。使用者は操作ボタン（図示せず）を操作することにより、所望の運転が可能となる。

給水経路１４には水温検知装置２７が設けられており、給水の温度が検知できるように構成されている。

以上のように構成された洗濯乾燥機について、以下その動作、作用について説明する。衣類の洗濯および乾燥プログラムの実行による動作の詳細を説明する。まず、洗濯の手順の概要を示す。洗濯は、洗い工程およびすすぎ工程、脱水工程からなる。洗い工程での手順を示す。使用者は、最初にドア５を開放してドラム２内に衣類等の洗濯物を収容した後ドア５を閉じ、操作ボタンを押して所望の運転プログラムを選択して運転を開始させる。

制御装置２６は、ドア５が閉じられていることを確認した後、モータ４を駆動させて、回転数などから衣類の量を判定する。その後、制御装置２６は給水弁１５を開放して水槽３内に水を溜め始める。給水弁１５を通って水槽３に供給される水は洗剤ケースを通過しており、このとき、排水弁１８は閉じた状態とする。水を溜めながら、制御装置２６はモータ４を駆動させることで、衣類を満遍なく濡らしておく。同時に制御装置２６は、ヒータ１６により水槽３の加熱室３ａに溜められた洗濯水の加熱を開始する。

水槽３に所定の水量が溜まると、制御装置２６は給水弁１５を閉じ、モータ４を正転、反転を繰り返すなど所定のプログラムにしたがってドラム２を回転させ、たたき洗いの作用によって衣類の汚れを落とす。

加熱室３ａに溜められた洗濯水の温度は温度検知手段（図示せず）によって検知され、制御装置２６は、この温度検知手段によって検知した水槽３内の水温が所定の温度（例えば、４０℃）になると、ヒータ１６への通電を停止する。洗濯を行い、所定の時間が経過すると制御装置２６は、排水弁１８を開いて洗剤や汚れと共に洗濯水を水槽３から排出する。

洗い工程が終了すると、次にすすぎ工程を開始する。制御装置２６は、給水弁１５を開放して水栓Ａと水槽３を連通させ、再び水槽３に水を供給する。所定の量の水を水槽３内に供給すると給水弁１５を閉じる。この間、排水弁１８は閉じたままで制御されている。

水槽３に水を貯めた状態で制御装置２６はモータ４を駆動させ、ドラム２を回転させて衣類に付着している洗剤成分や汚れ成分を汚れていない水の中へと移動させて汚れを落とす。所定の時間が経過すると、排水弁１８を開いてすすぎ水を水槽３から排出する。すすぎ工程では、制御装置２６はヒータ１６には通電しない。すすぎ工程では、給水、モータ駆動、排水というサイクルを複数回おこなう。

すすぎ工程が終了すると、次に脱水工程を実行する。制御装置２６は、モータ４を駆動させてドラム２を高速で回転させる（例えば、１４００ｒ／ｍｉｎ）。このとき、ドラム２の回転数が増加していくにつれて、衣類に付加される遠心力が強まっていくため、衣類はドラム２の内周壁面に張り付いていく。

そして、衣類に含まれる水分は、遠心力によってドラム２の孔２ｃを通して外側に移動し、遠心力により水槽３の内側に飛ばされる。これにより、衣類に含まれる水分のある程度は除去される。脱水された水は、制御装置２６が排水弁１８を開くことで水槽３から排出される。

排水供給経路１７は、排水弁１８および切替弁１９を介して水槽３と送風経路６とを連通接続している。切替弁１９は排水弁１８が開放された場合に、水槽３からの排水を送風経路６側に導く状態（この状態を状態Ｂと呼ぶ）か、排水を排水ポンプ２１側に導く状態（この状態を状態Ｃと呼ぶ）かを切替えることができる。

制御装置２６は、洗濯水の排水時には切替弁１９を状態Ｂに制御する。切替弁１９が状
態Ｂになっていると、水槽３内の洗濯排水は送風経路６の最下部に設けた貯水部１３に導入される。ヒートポンプシステムを構成する吸熱器７は、ある程度洗濯水が貯水部１３に溜まると、洗濯水に浸されることになる。

吸熱器７および放熱器８が一般的に使われているアルミニウム製や銅製の伝熱フィンや冷媒パイプで構成されていると、長期間の使用により、伝熱フィンや冷媒パイプ１２の表面で腐食が生じたり、汚れが固着するなどの不具合が比較的起こりやすいが、本実施の形態では、樹脂製の伝熱フィンおよび樹脂コーティングされた冷媒パイプ１２を使用しているので、腐食が生じにくく、汚れも固着し難い。

制御装置２６は、所定の時間ｔ１が経過すると排水ポンプ２１を駆動させて、貯水部１３内の洗濯排水を排水経路２０を介して機外へと排出する。

一方、すすぎ、脱水時には、制御装置２６は切替弁１９を状態Ｃに制御し、排水ポンプ２１を駆動する。こうすることで、すすぎ、脱水時の排水は送風経路６に流入することなく、機外へ排出される。すすぎ、脱水の排水は温度が略室温と同じ温度であるため、送風経路６に導入すると冷媒温度を低下させてしまう。そのため、すすぎ、脱水の排水は、送風経路６に導かずに機外へ排出する。

次に、乾燥工程の手順の概要を説明する。洗い、すすぎ、脱水を完了した後、衣類の乾燥運転を実行する。乾燥工程が開始されると制御装置２６は圧縮機１０を駆動させる。圧縮機１０は、冷媒を圧縮して冷媒パイプ１２内を放熱器８側へと送り出す。放熱器８では冷媒よりも低温の乾燥用空気に冷媒の熱を移動させることで、冷媒の温度は低下する。

その後、冷媒は膨張弁１１に到達し、液化する。液化した冷媒は吸熱器７で比較的高温の乾燥用空気の熱を吸収して冷媒の温度が上昇し、冷媒は再び圧縮機１０に到達する。一方、乾燥用空気の視点で考えると、水槽３から送風経路６に入り込んだ乾燥用空気は、図１の矢印イに示す方向に循環する。

ドラム２内で湿った衣類により湿度が高くなった空気は吸熱器７によって冷却される。冷却された乾燥空気の温度に対応して飽和絶対湿度は低下するので、乾燥空気に溶け込めなくなった水分が吸熱器７に付着することになる。このように冷却された乾燥空気が放熱器８によって再び加熱されることで、温度に対応して飽和絶対湿度は上昇し、相対的な湿度は低下し低湿度の乾燥空気となって、送風装置９を通過して再び水槽３内に戻される。

次に、洗濯排水によって吸熱器７および放熱器８を温めることによるヒートポンプシステムへの影響について説明する。図２において、破線は、従来のヒートポンプシステムの冷媒温度を示しており、放熱器８に入る直前位置の冷媒温度と、吸熱器７の出口直後位置の冷媒温度を示している。乾燥運転が開始されると、初期温度Ｄ（略室温）から冷媒の温度が変化していき、ある程度の温度になると安定的になる。

冷媒温度が略一定になるまでの状態を遷移状態と呼ぶ。この状態の間に、冷媒は初期温度から安定的な状態に達するまで徐々に温度が変化していく。その後、吸熱器７および放熱器８と乾燥用空気との熱交換が行われ、冷媒温度が略一定の状態となり、これを安定状態と呼ぶ。乾燥効率が低くなるのはこの起動直後の遷移状態でのことである。遷移状態で乾燥効率が低下するのは、放熱器８側冷媒の温度が高くなく、また吸熱器７側冷媒の温度が低くないため、乾燥用空気との熱交換ができないためである。

実線は、洗濯排水によってヒートポンプシステムを温めた場合のヒートポンプシステムの冷媒温度である。当然、乾燥運転を開始する時点で、初期温度Ｅは従来の初期冷媒温度
Ｄに比べて上昇している。そのため、放熱器８側冷媒温度は、従来よりも短時間で安定状態に達することができる。一方、吸熱器７側冷媒温度が安定状態に達するまでの時間は延びている。

乾燥運転の開始直後は、まず、乾燥用空気を加熱することが求められる。乾燥用空気が高温にならないと飽和絶対湿度が上昇せず、衣類の水分が乾燥用空気に蒸発しないため、衣類が乾かない。放熱器８側の冷媒温度が早く高温になり、吸熱器７側の冷媒が遅く低温になるということは、乾燥空気を加熱するうえで非常に適した状態である。

制御装置２６は、脱水工程が完了する前に貯水部１３に貯まった水を機外へ排出する。この排出の際に、吸熱器７および放熱器８の一部に水が付着して残ってしまう場合がある。放熱器８に水が付着した状態で乾燥運転を開始すると、放熱器８の熱量が本来の乾燥空気にではなく、その残水を加熱することに使われてしまい、乾燥用空気の加熱効率が低下してしまうという問題が生じる。

このような問題を避けるために、制御装置２６は、圧縮機１０を駆動する前に送風装置９を駆動する。送風装置９によって送風経路６内には風が発生し、放熱器８や吸熱器７に付着した水を落下させることができる。

以上のように、本実施の形態の洗濯乾燥機は、吸熱器７と放熱器８およびドラム２を通風連結する送風経路６と、送風経路６に乾燥用空気を送風する送風装置９と、機外から水槽３へ水を供給する給水経路１４と、水槽３内の水を吸熱器７または放熱器８またはその両方へ導く排水供給経路１７と、水を機外へ排出する排水経路２０と、洗濯および乾燥運転を実行する制御装置２６とを備え、制御装置２６は、乾燥運転を開始する前に洗濯に使用した水で冷媒を加熱するようにしたものであり、乾燥運転開始直後の乾燥効率の低い遷移状態を短縮して乾燥効率を向上し、より短時間かつ省エネルギーで乾燥が可能な洗濯乾燥機を提供することが可能となる。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機は、洗濯排水を貯める貯水部１３を設け、長時間吸熱器７や放熱器８と洗濯排水を接触させることができるようにしたものであり、冷媒の加熱効率を向上することができ、より乾燥運転初期の乾燥効率を向上させることができる。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機は、圧縮機１０を駆動する前に送風装置９を駆動するようにしたものであり、乾燥を開始する前に乾燥効率の低下原因になる吸熱器７や放熱器８に付着した水を落下させることができるので、乾燥運転開始直後の乾燥効率の低下を抑えることが可能となる。

また、水槽３の排水を貯水部１３に移動させるか、または、機外へ排水するかを切り替える切替弁１９を設けたものであり、冷たいすすぎ水などで放熱器や吸熱器を冷却してしまうことをなくし、乾燥開始直後の乾燥効率の低下を防止することができる。

また、制御装置２６は、水温検知装置２７によって供給された水の温度を知ることができる。水栓Ａから温水が供給されている場合は、制御装置２６は、水温検知装置２７によって供給されている温水の温度を検知し、ヒータ１６の通電を制御する設定温度以上であると、洗濯の際にヒータ１６に通電しない。

さらに、洗濯水を排水する場合に、切替弁１９を状態Ｃにし、洗濯排水がそのまま機外へ排水されるように制御する。制御装置２６は、すすぎ工程の最後の排水を貯水部１３へと導入するよう、すすぎ工程の最後の排水の場合にのみ切替弁１９を状態Ｂにし、すすぎ排水が貯水部１３へと移動するように制御する。

水栓Ａから温水が供給されている場合は、どの段階で水を供給しても冷媒を加熱することができる。そのため、汚れや洗剤成分が多く混入している洗濯排水より、比較的汚れや洗剤成分の少ないすすぎ排水を貯水部１３に導入することにより、吸熱器７や放熱器８に付着する汚れや洗剤が少なくなり、乾燥性能を低下させることなく、信頼性の高い洗濯乾燥機を提供することが可能となる。

なお、水栓Ａから温水が供給される場合は、ヒータ１６はなくても問題ない。また、水栓Ａは、建物に設置された水道栓に限定するものではなく、風呂水などの供給部であってもよい。

なお、本実施の形態では、吸熱器７と放熱器８は同じ貯水部１３に設けられているが、それぞれ個別の貯水部を設けてもよい。個別の貯水部を設け、吸熱器７と放熱器８の浸水時間を変化させる（排水するタイミングを変える）と、それぞれ最適に冷媒温度を加熱することが可能となり、さらに乾燥効率を向上させることが可能となる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における洗濯乾燥機の要部断面図である。本実施の形態の特徴は、貯水部１３に撹拌装置２８を設け、貯水部１３に溜まった水を撹拌するようにしたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

図４において、吸熱器７は貯水部１３に導入された洗濯排水と接触しないよう送風経路６内に配設している。また、放熱器８も送風経路６の下方に形成された貯水部１３の最下面に接しておらず、最下面との間に一定量の水が貯められる空間を確保して構成されている。貯水部１３にはポンプからなる撹拌装置２８が設けられており、貯水部１３に溜まった水を撹拌するよう構成されている。

以上のように構成された洗濯乾燥機について、以下その動作、作用について説明する。基本的な動作は、実施の形態１と同様であるので実施の形態１のものを援用する。まず、洗い、すすぎ、脱水時の動作について説明する。制御装置２６は、洗濯が終了すると排水弁１８を開放して洗濯排水を送風経路６内の貯水部１３に導く。洗濯排水の貯水を開始して、しばらくの間は洗濯排水が放熱器８に接することはないが、所定量の水が供給されると放熱器８は貯水部１３の水に浸水する。

洗濯排水が貯水部１３の容量以上の場合には、制御装置２６は排水ポンプ２１を駆動させて、貯水部１３の水量が適切な量になるように一定時間排水ポンプ２１を駆動して排水した後、排水ポンプ２１の駆動を停止する。

制御装置２６は排水ポンプ２１の駆動を停止した後、撹拌装置２８を動作させる。撹拌装置２８が動作すると、貯水部１３内の水は貯水部１３内で循環し始める。貯水部１３の水に動きが生じると、洗濯排水と放熱器８との間の熱伝達係数が上昇し、より熱を伝えやすくなる。

次に、すすぎ工程が終了する前に、制御装置２６は、排水ポンプ２１を駆動させて貯水部１３の水の排水を開始する。すすぎ工程が終了すると、制御装置２６は、排水弁１８を開いてすすぎ水を貯水部１３へと導く。しかし、すすぎの水は略常温の水であり、この水が放熱器８に接触してしまうと、既に温めた冷媒が冷却されてしまう。そのため、制御装置２６は、常に貯水部１３の水位が放熱器８の下端よりも低い状態になるように、排水ポンプ２１を駆動させて排水する。

次に、乾燥時の動作について説明する。本実施の形態においては、吸熱器７は洗濯排水によって加熱されない。しかし、放熱器８の中の冷媒を加熱しており、冷媒も加熱されることで冷媒パイプ１２内で自然対流が生じ、徐々に放熱器８内の冷媒全体が加熱される。乾燥運転が開始されると、圧縮機１０が駆動されることによって温められた冷媒がヒートポンプシステム全体に行き渡る。

以上のように、貯水部１３に撹拌装置２８を設けることにより、より短時間で効率的に洗濯排水と放熱器８の中の冷媒を加熱することができるので、洗濯排水と放熱器８との接触時間を長くして十分に冷媒を加熱することが可能となり、乾燥開始直後の乾燥効率を高くすることが可能となり、より短時間で効率よく乾燥させることが可能となる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態における洗濯乾燥機の要部断面図である。本実施の形態の特徴は、貯水部１３の水が所定の水位を超えないように排水する排水装置を備えたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

図５において、吸熱器７のみが貯水部１３の水に浸水し、放熱器８は、貯水部１３に導入された洗濯排水と接触しないよう送風経路６内に配設している。また、貯水部１３には溢水経路２９を設けて排水装置を構成している。溢水経路２９は、貯水部１３に一定量の水が溜まると、それ以上の水が溜まらないように溢れた水を機外へ排水するように構成されている。

貯水部１３に溜まる水の水位は、吸熱器７全体が浸水してしまうほどの高さではないので、貯水部１３に水を貯めても、吸熱器７の上部は常に水面から突出するような構成となっている。また、水栓Ａからは温水が供給されるので、ヒータは省略されている。

排水供給経路１７の排水弁１８と貯水部１３との間にフィルタ３０が設けられている。このフィルタ３０は、洗濯時に衣類から脱落したリントや汚れなどを貯水部１３に流入させないように構成されている。なお、このフィルタ３０は使用者が取り外して洗浄することができるように構成されている。

以上のように構成された洗濯乾燥機について、以下その動作、作用について説明する。基本的な動作は、実施の形態１と同様であるので実施の形態１のものを援用する。洗濯が終わると、制御装置２６は、排水弁１８を開いてリントや汚れを含んだ水を排水供給経路１７に流す。排水供給経路１７にはフィルタ３０が設けられているため、洗濯時に出たリントや汚れはこのフィルタ３０によって濾過されて比較的清浄な水が貯水部１３へ導入される。

洗濯排水が貯水部１３に流れ込むと、貯水部１３に洗濯排水が溜まる。しかし、一定量の水が溜まると、溢水経路２９からそれ以上の量の水は溢れ出して機外へ排出される。つまり、常時一定量の水だけが溜まるように制御されている。乾燥工程前に貯水部１３の水を全て排出する際には、制御装置２６は排水ポンプ２１を駆動させて排水する。本実施の形態では、水栓Ａから常に温水が供給されるので、すすぎ工程の排水も貯水部１３に供給して吸熱器７の冷媒を加熱するために利用する。

吸熱器７は、常に一定の高さまでしか浸水しない。その結果、洗濯排水の中にフィルタ３０を通り抜けた汚れやリントがあった場合でも、吸熱器７の下部の一部にしか付着することはなく、吸熱器７の浸水しない部分には汚れ等が付着しない。そのため、吸熱器７全
体が汚れなどに覆われて、乾燥時に全く熱交換せず、衣類が乾燥できなくなる自体を避けることが可能となる。

次に、洗濯中のヒートポンプシステムについて説明する。洗濯排水によって吸熱器７の中の冷媒は加熱されている。ただし、吸熱器７全体が浸水してしまうことはないので、吸熱器７内の一部の冷媒だけが加熱される。加熱された冷媒は、冷媒パイプ１２中で上側に移動しやすくなり、自然対流が生じるが、ヒートポンプシステム全体の冷媒を加熱することは難しい。

そこで、制御装置２６は貯水部１３に水を貯めた後、圧縮機１０を駆動させる。圧縮機１０を駆動させる期間は短く、目安としては冷媒がヒートポンプシステム内を半周ほどする時間とする。これにより、今まで加熱されていなかった冷媒が吸熱器７へと移動することになり、より効率よく冷媒を加熱することができる。また、この短時間だけ圧縮機１０を駆動させる運転を複数回繰り返せば、さらに効率よく冷媒を加熱することができる。

以上のように、本実施の形態の洗濯乾燥機は、貯水部１３の水が所定の水位を超えないように排水する排水装置としての溢水経路２９を備えたものであり、貯水部１３に一定量の水しか貯まらない構成としたことで、吸熱器７あるいは放熱器８全体に汚れやリントが付着して、乾燥時に冷媒と乾燥用空気との間で熱交換ができなくなって、衣類の乾燥ができなくなってしまうという事態を防ぎ、高い乾燥性能を維持し信頼性の高い洗濯乾燥機を提供することが可能となる。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機は、排水弁１８と貯水部１３との間にフィルタ３０を設けたものであり、汚れやリントが貯水部１３へ移動しにくくなるので、吸熱器７あるいは放熱器８全体に汚れやリントが付着して、乾燥時に冷媒と乾燥空気との間で熱交換ができなくなって、衣類の乾燥ができなくなってしまうという事態を防ぎ、高い乾燥性能を維持し信頼性の高い洗濯乾燥機を提供することが可能となる。

なお、上記すべての実施の形態において、貯水部１３は必ずしも送風経路６内に設ける必要はなく、送風経路６外でも冷媒パイプ１２等が存在し、冷媒を加熱することができればよい。洗濯排水により送風経路６外で冷媒を加熱すると、送風経路６内の吸熱器７あるいは放熱器８に洗濯排水が付着して乾燥時に乾燥効率を低下させることがないので、安定して乾燥性能を高めることが可能となる。

なお、上記すべての実施の形態において、ドラム２を水平軸周りに回転させて洗濯する洗濯方式を採用しているが、ドラム２が垂直軸周りに回転する縦型洗濯方式など、他の洗濯方式でも、洗濯排水によって冷媒を予熱することによって同様の効果が得られる。

なお、上記すべての実施の形態において、伝熱フィンおよび冷媒パイプ１２は、その表面において腐食などの問題が生じずに全体的に熱伝導性の良い物質で構成されていればよい。そのため、伝熱フィン全体が熱伝導性のよい樹脂でできていてもよく、また、金属製の伝熱フィンの表面に腐食などを抑えるためのコーティング、あるいは、酸化膜が形成されているなどの構成でもよい。

なお、上記すべての実施の形態において、吸熱器７および放熱器８は必ずしも伝熱フィンおよび冷媒パイプ１２で構成されている必要はなく、一部伝熱フィンがなかったり、全体的に伝熱フィンがなくてもよい。特に、吸熱器７または放熱器８の浸水する部分に伝熱フィンがないと、洗剤や汚れが付着してしまう恐れを低減することができるので、ヒートポンプシステムの信頼性が向上する。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、乾燥運転開始後の起ち上がり性能を高めて、乾燥性能を向上させることができるので、洗濯乾燥機として有用である。

２ ドラム
３ 水槽
６ 送風経路
７ 吸熱器
８ 放熱器
９ 送風装置
１０ 圧縮機
１１ 膨張弁
１２ 冷媒パイプ
１４ 給水経路
１７ 排水供給経路
２０ 排水経路
２６ 制御装置

Claims (8)

1. 洗濯用の水を溜める水槽と、前記水槽内に回転可能に設けたドラムと、圧縮機、放熱器、膨張弁、および吸熱器を冷媒が循環するように冷媒パイプで連結したヒートポンプシステムと、前記吸熱器と前記放熱器および前記ドラムを通風連結する送風経路と、前記送風経路に乾燥用空気を送風する送風装置と、機外から前記水槽へ水を供給する給水経路と、前記水槽内の水を前記吸熱器または前記放熱器またはその両方へ導く排水供給経路と、水を機外へ排出する排水経路と、洗濯および乾燥運転を実行する制御装置とを備え、前記制御装置は、乾燥運転を開始する前に洗濯に使用した水で冷媒を加熱するようにした洗濯乾燥機。
2. 送風経路内の吸熱器または放熱器またはその両方の一部が浸水するように貯水部を設け、前記貯水部に洗濯排水を貯めるようにした請求項１記載の洗濯乾燥機。
3. 貯水部の水が所定の水位を超えないように排水する排水装置を備えた請求項２記載の洗濯乾燥機。
4. 貯水部に溜まった水を撹拌する撹拌装置を備えた請求項２または３記載の洗濯乾燥機。
5. 制御装置は、衣類乾燥のために圧縮機を駆動する前に送風装置を駆動するようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
6. 水槽と機外を連通接続する直接排水経路を備え、前記直接排水経路と排水供給経路のいずれかに切り替える切替弁を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
7. 給水の温度を検知する水温検知装置を設け、制御装置は、給水温度が設定された洗濯温度以上の場合は、すすぎ水を吸熱器に供給するようにした請求項１〜６のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
8. 排水供給経路は、水槽と送風経路との間にゴミを除去するフィルタを設けた請求項１〜７のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。

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