JP2013085794A

JP2013085794A - 衣類乾燥機

Info

Publication number: JP2013085794A
Application number: JP2011230485A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyuki Furubayashi; 満之古林; Mitsunori Taniguchi; 光徳谷口; Kuniyuki Nakanishi; 邦行中西
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2013-05-13

Abstract

【課題】ヒートポンプ装置の冷媒が循環する管路を簡略化し、コンパクトに構成する。
【解決手段】ヒートポンプ装置６と、凝縮器２に設けた加熱部８および排熱部９と、ヒートポンプ装置により加熱された温風を送風する送風機１０と、送風機により送風される乾燥用空気を蒸発器４から凝縮器の加熱部へ流して乾燥室１１へ導く乾燥用空気回路１２と、ヒートポンプ装置を制御する制御手段１８とを備え、蒸発器によって除湿された除湿水を排熱部へ吐出して排熱部を冷却し、凝縮器の熱を排出するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、衣類等の乾燥をおこなう衣類乾燥機に関するものである。

従来、この種の衣類乾燥機は、ヒートポンプサイクルを用いたものが考えられている。図５に示すように、衣類乾燥機は、圧縮機５１、凝縮器５２、排熱器５３、絞り手段５４および蒸発器５５を冷媒が循環するように管路５６で連結したヒートポンプ装置５７を有している。乾燥用空気を流す風回路５８は、乾燥用空気を加熱する凝縮器５２と、乾燥用空気を送風する送風機５９と、衣類等の乾燥対象物を入れた乾燥庫６０と、乾燥用空気を冷却し除湿する蒸発器５５とを連結するように構成されている。排熱器５３は、凝縮器５２と絞り手段５４との間の管路５６に配設されており、給水弁６１と水タンク６２から構成されている。

給水弁６１から水タンク６２へ給水することにより、水タンク６２内に配設されている管路５６内の冷媒と水タンク６２内の水とが熱交換され、水タンク６２内の水は排水管６３から排水口６４へ排出され、冷媒の熱の一部を外部に排熱する。また、圧縮機５１の冷媒吐出付近の管路５６に取り付けられたサーミスタ６５により、圧縮機５１から吐出される冷媒の温度を検知し、制御手段６６によって圧縮機５１と給水弁６１の動作を制御している。乾燥用空気は矢印Ａで示す方向へ流れている（例えば、特許文献１参照）。

以上のように構成された衣類乾燥機の動作について説明する。まず、乾燥を開始すると圧縮機５１および送風機５９が作動する。送風機５９によって乾燥用空気が凝縮器５２を通過して、凝縮器５２からの放熱で加熱されて温風となり乾燥庫６０に送られる。乾燥庫６０内で衣類と接触した乾燥用空気は衣類から水分を奪って衣類の乾燥を進行させる。

乾燥用空気は、蒸発のための熱量として顕熱を与えられるため温度が低下するが、衣類から放出されたほぼ同等の潜熱を有する水蒸気を含んで高湿の空気となる。衣類と接触する前後の乾燥用空気のエンタルピはほぼ一定である。高湿となった乾燥用空気は、蒸発器５５において冷却され、潜熱を奪われ結露して除湿される。除湿されて絶対湿度が低下した乾燥用空気は、再び凝縮器５２で加熱され風回路５８を循環する。

一方、ヒートポンプ装置５７は、圧縮機５１で圧縮された高温高圧のガス冷媒が凝縮器５２で乾燥用空気に熱を奪われ凝縮し液化する。次に、凝縮器５２を出た冷媒は排熱器５３に入り、水タンク６２内に溜められた水と熱交換する。熱交換した水タンク６２内の水は排水管６３から排水口６４へ排出され、冷媒の熱の一部は外部に排熱される。

次に、高圧の冷媒が絞り手段５４で減圧され、低温低圧となり、蒸発器５５で乾燥用空気から熱を奪い再び圧縮機５１に戻る。冷媒によって蒸発器５５で奪った熱量に圧縮機５１の入力から得られる熱量を加えた熱量が、凝縮器５２から放熱されるが、排熱器５３によって圧縮機５１の入力に相当する熱量を予め外部に放出するため、凝縮器５２からの放熱量は一定の値でバランスしている。冷媒は矢印Ｂで示す方向に流れている。

特開２００４−２３９５４９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、凝縮器５２から排熱器５３までの配管、および排熱器５３から絞り手段５４までの配管が必要であり、衣類乾燥機が大型化す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、ヒートポンプ装置の冷媒が循環する管路を簡略化し、コンパクトな衣類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、本発明の衣類乾燥機は、ヒートポンプ装置と、凝縮器に設けた加熱部および排熱部と、前記ヒートポンプ装置により加熱された温風を送風する送風機と、前記送風機により送風される乾燥用空気を蒸発器から前記凝縮器の前記加熱部へ流して乾燥室へ導く乾燥用空気回路と、前記ヒートポンプ装置を制御する制御手段とを備え、前記蒸発器によって除湿された除湿水を前記排熱部へ吐出して前記排熱部を冷却し、前記凝縮器の熱を排出するようにしたものである。

これによって、凝縮器の一部を排熱部として利用するため、冷媒が循環する管路を簡略にすることができ、コンパクトに構成することができる。

本発明の衣類乾燥機は、冷媒が循環する管路を簡略にすることができ、コンパクトに構成することができる。

本発明の実施の形態１における衣類乾燥機の系統図同衣類乾燥機のブロック図同衣類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における衣類乾燥機の系統図従来の衣類乾燥機の系統図

第１の発明は、衣類等を収容し乾燥させる乾燥室と、圧縮機と凝縮器と絞り手段と蒸発器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置と、前記凝縮器に設けた加熱部および排熱部と、前記ヒートポンプ装置により加熱された温風を送風する送風機と、前記送風機により送風される乾燥用空気を前記蒸発器から前記凝縮器の前記加熱部へ流して前記乾燥室へ導く乾燥用空気回路と、前記ヒートポンプ装置を制御する制御手段とを備え、前記蒸発器によって除湿された除湿水を前記排熱部へ吐出して前記排熱部を冷却し、前記凝縮器の熱を排出するようにしたことにより、凝縮器の一部を加熱部とし、他の部分を排熱部としたため、別途排熱器を設ける必要がなく、排熱器を繋ぐ配管がなくなり、ヒートポンプ装置をコンパクトに構成することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、蒸発器で発生した除湿水を溜める第１タンクを設け、前記第１タンクを前記蒸発器の下部に配設したことにより、必要量の除湿水を第１タンクに溜めてから、排熱部へ吐出し、排熱部の冷却を行うことができるので、凝縮器の熱を効果的に排熱することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、排熱部に吐出された除湿水を溜める第２タンクを設け、前記第２タンクを前記排熱部の下部に配設し、前記第２タンクから第１タンクへ除湿水を流す戻り水路を設けたことにより、排熱部へ吐出した除湿水を第１タンクへ循環回収して利用することができるようになり、凝縮器の熱を効率よく放熱することが可
能になる。

第４の発明は、特に、第３の発明において、第１タンクの底部が第２タンクの底部より下方となるように、前記第１タンクと前記第２タンクを配設したことにより、吐出された除湿水が第２タンクから第１タンクへ自然と流れるようになるので、簡単な構成で除湿水を循環させることが可能となり、安価に提供することができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、第１タンクに溜まる除湿水を検知する除湿水検知手段と、凝縮器を流れる冷媒温度を検知する温度検知手段と、前記第１タンクの除湿水を排熱部に吐出するポンプを設け、前記除湿水検知手段が所定量の除湿水を検知し、かつ、前記温度検知手段が所定の温度を検知したとき、制御手段は、前記ポンプを駆動して排熱部に除湿水を吐出するようにしたことにより、冷媒温度の過度な上昇を抑えることができ、安定した乾燥運転を実現することができる。

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、本発明の実施の形態１の衣類乾燥機を示す系統図、図２は、同衣類乾燥機のブロック図、図３は、同衣類乾燥機の除湿水吐出のタイミングチャートである。

図１〜図３において、衣類乾燥機は、冷媒を圧縮する圧縮機１と、圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する凝縮器２と、高圧の冷媒の圧力を減圧するためのキャピラリーチューブからなる絞り手段３と、減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う蒸発器４を順に接続し、再び圧縮機１に冷媒が循環するように管路５で連結したヒートポンプ装置６が設けられている。また、ヒートポンプ装置６の状態を検知するために、圧縮機１から冷媒が吐出する近傍の管路５の表面温度を検知するサーミスタからなる温度検知手段７が設けられている。

凝縮器２は、乾燥用空気を加熱する加熱部８と、冷媒の温度を放熱する排熱部９とから構成されており、加熱部８と、乾燥用空気を送風する送風機１０と、衣類等の被乾燥物を入れる乾燥室１１と、乾燥用空気から吸熱する蒸発器４とを環状に接続した乾燥用空気回路１２が設けられている。乾燥用空気は、乾燥用空気回路１２を矢印Ｃで示す方向に流れている。また、排熱部９は乾燥用空気回路１２の外に設けている。

乾燥室１１は、回転可能なドラムで構成されており、モータ１３によって正逆回転駆動し、収容された衣類等が乾燥室１１内で撹拌されるようにしている。

蒸発器４の下部には蒸発器４で発生した除湿水を溜めるための第１タンク１４が配設されており、除湿水の有無を検知するフロートスイッチからなる除湿水検知手段１５が設けられている。第１タンク１４に溜まった除湿水は吐出水路１６を通り、ポンプ１７によって排熱部９へ吐出される構成となっている。除湿水は矢印Ｄで示す方向に流れている。

制御手段１８は、ヒートポンプ装置６の圧縮機１、送風機１０、モータ１３、ポンプ１７等を制御し、乾燥運転を制御する。

なお、温度検知手段７は、凝縮器２を通る途中の管路５に配設してもよく、また、凝縮器２を通過直後の乾燥用空気回路１２内に配設し乾燥用空気の温度を検知するようにしてもよい。また、温度検知ではなく圧縮機１の冷媒吐出近傍の管路５内の圧力を圧力センサで検知するようにしてよく、要は、ヒートポンプ装置６の状態を検知することができれば
よい。

以上のように構成された衣類乾燥機について、以下その動作、作用を説明する。まず、乾燥運転を開始すると、送風機１０と圧縮機１が作動する。送風機１０によって乾燥用空気が加熱部８を通過して、加熱部８からの放熱で加熱され、温風となって乾燥室１１に送られる。乾燥室１１内で衣類と接触した乾燥用空気は、衣類から水分を奪って衣類を乾燥する。

乾燥用空気は、蒸発のための熱量として顕熱を与えられるため温度が低下するが、衣類から放出されたほぼ同等の潜熱を有する水蒸気を含んで高湿の空気となる。衣類と接触する前後の乾燥用空気のエンタルピはほぼ一定である。高湿となった乾燥用空気は、蒸発器４において冷却され、潜熱を奪われ結露して除湿され、除湿された除湿水は第１タンク１４へ回収されて溜まる。除湿されて絶対湿度が低下した乾燥用空気は、再び加熱部８で加熱される。

一方、ヒートポンプ装置６では、圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒の熱が加熱部８で乾燥用空気に熱を与え凝縮するとともに、排熱部９において、排熱部９へ吐出された除湿水と冷媒とが熱交換を行うことによって一部の熱が放出される。

次に、高圧の冷媒が絞り手段３で減圧され、低温低圧となり、蒸発器４で乾燥用空気から熱を奪い再び圧縮機１に戻る。冷媒によって蒸発器４で奪った熱量に圧縮機１の入力から得られる熱量を加えた熱量が、凝縮器２から放熱されるが、圧縮機１の入力に相当する熱量を排熱部９へ除湿水を吐出させることにより、あらかじめ外部に放出しているため、加熱部８からの加熱量は一定の値でバランスしている。

これにより、冷媒温度と冷媒圧力の過昇を抑え、圧縮機１の過負荷を防止することができるので、安全で安定したヒートポンプサイクルを実現することができ、コンパクトで省エネ効果の高い衣類乾燥機を実現することができる。

ここで、除湿水吐出のタイミングについて詳細を述べる。図３は、除湿水吐出のタイミングチャートである。図３において、横軸に乾燥運転開始からの時間、縦軸に圧縮機１の回転数、温度検知手段７の検知温度、除湿水検知手段１５による水位検知、ポンプ１７の動作タイミングをそれぞれ示している。

まず、乾燥運転が開始すると、圧縮機１が所定回転数Ｒで作動し、乾燥運転の進行にともない乾燥用空気の温度が上昇し、温度検知手段７による検知温度が上昇する。そして、衣類から除湿された除湿水が第１タンク１４に溜まり、除湿水検知手段１５により所定量の除湿水が溜まったことが検知される（Ｔ１）。また、温度検知手段７により冷媒温度が所定温度Ｋ１に達したことが検知される（Ｔ２）。

ここで、除湿水が所定量溜まったことが検知され、かつ、冷媒温度が所定温度Ｋ１に達したことが検知されると、温度検知手段７による検知温度を安定させるように、つまり、圧縮機１の入力に相当する熱量を排出するように、ポンプ１７から除湿水の吐出量を制御しながら吐出を開始し（Ｔ２）、冷媒温度を安定させる。

このように、温度検知手段７からの温度情報に応じて放熱量を制御することにより、冷媒温度の過昇を抑えるとともに、冷媒温度も安定させることができるので、圧縮機１の過負荷を防止するとともに、安定した効率よい乾燥運転をすることができるので、安全で安定した衣類乾燥機を実現でき、省エネ効果の高い乾燥を実現することができる。

ここで、何らかの理由により冷媒温度が所定温度Ｋ２を下回ると、ポンプ１７を停止させる（Ｔ３）ことにより、冷媒温度は再び上昇を始め、冷媒温度が所定温度Ｋ１に達すると、ポンプ１７を再び作動させ（Ｔ４）、冷媒温度を安定させる。

以上のように、第１タンク１４に除湿水が溜められ、所定の条件を満たした後に除湿水が吐出される構成としているため、乾燥運転開始後の初期段階などで、冷媒温度が所定温度Ｋ１まで達していない場合には、除湿水が吐出されて排熱部９で必要以上に放熱されることがなく、効率のよい衣類乾燥を行うことができる。

また、除湿水によって排熱部９から放熱させる熱量よりも、圧縮機１の入力に相当する熱量の方が大きい場合には、圧縮機１の回転数を下げることによって、圧縮機１の入力に相当する熱量と、除湿水によって排熱部９から放熱される熱量とをバランスさせることができ、冷媒温度の過昇を防止して効率の高い乾燥を実現させることができる。

なお、本実施の形態では、温度検知手段７が所定の温度Ｋ１を検知する前に除湿水を検知するＴ１＜Ｔ２の例を示しているが、温度検知手段７が所定の温度Ｋ１を検知しているが、除湿水検知手段１５での水位検知が行われていない場合（Ｔ１＞Ｔ２）においては、圧縮機１の回転数を下げることによって圧縮機１への過負荷を低減させ、その後、除湿水検知手段１５が所定水量を検知すると、除湿水の吐出を行い、圧縮機１の回転数を所定回転数Ｒへ戻すといった方法をとることも可能である。

以上のように、本実施の形態においては、衣類等を収容し乾燥させる乾燥室１１と、圧縮機１と凝縮器２と絞り手段３と蒸発器４とを冷媒が循環するように管路５で連結したヒートポンプ装置６と、凝縮器２に設けた加熱部８および排熱部９と、ヒートポンプ装置６により加熱された温風を送風する送風機１０と、送風機１０により送風される乾燥用空気を蒸発器４から凝縮器２の加熱部８へ流して乾燥室１１へ導く乾燥用空気回路１２と、ヒートポンプ装置６を制御する制御手段１８とを備え、蒸発器４によって除湿された除湿水を排熱部９へ吐出して排熱部９を冷却し、凝縮器２の熱を排出するようにしたものであり、凝縮器２の一部を加熱部９とし、他の部分を排熱部９としたことにより、別途排熱器を設ける必要がなく、排熱器を繋ぐ配管がなくなり、ヒートポンプ装置６をコンパクトに構成することができる。

なお、本実施の形態は、衣類乾燥機としての例を示したが、乾燥室１１を構成するドラムを水槽内に設け、水槽内に洗濯水を給水する給水装置と、水槽内の洗濯水を排水する排水装置を設け、洗濯機能と乾燥機能を備えた洗濯乾燥機としても実施可能であり、乾燥機能においては同様の効果を得ることができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２の衣類乾燥機の系統図である。本実施の形態の特徴は、排熱部９に吐出された除湿水を溜める第２タンク１９を排熱部９の下部に配設し、第２タンク１９から第１タンク１４へ除湿水を流す、戻り水路２０を設けている。そして、第１タンク１４の底部が第２タンク１９の底部より下方となるように、第１タンク１４と第２タンク１９を配設したものである。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。

排熱部９へ吐出された除湿水は、排熱部９を冷却した後に、排熱部９の下部に配設された第２タンク１９によって回収され、第１タンク１４と第２タンク１９とを連通させている戻り水路２０を通り、再び第１タンク１４へと戻る。

ここで、第１タンク１４の底部が第２タンク１９の底部より下方となるように構成して
いるため、第２タンク１９の底部から第１タンク１４へ戻り水路２０を構成することにより、除湿水は第２タンク１９から第１タンク１４へ自然排水される構成としている。

これによって、排出ポンプなどを用いる必要がなく、簡単で安価な構成で第２タンク１９内の除湿水を第１タンク１４へ循環させることが可能となる。また、除湿水を第１タンク１４と第２タンク１９との間を循環させる構成としているので、除湿水が不足することがなく除湿水を排熱部９に吐出することができ、凝縮器２の熱を効率よく放熱することが可能となる。したがって、除湿水によって排熱部９から放熱させる熱量が、圧縮機１の入力に相当する熱量より小さくなるのを防止することができるので、乾燥効率が低下することがない。

また、乾燥運転が終盤になり、第１タンク１４が満水になった場合には、乾燥運転終了後に戻り水路２０に設けた排水弁２１を開いて第１タンク１４に溜まっている除湿水を排水することにより、水漏れを防止することができる。

また、第１タンク１４の容量を乾燥前衣類の含有水分量が回収可能となるような大きさとし、さらに、第１タンク１４が取り外せる構成とすることにより、乾燥終了後に第１タンク１４を取り外して、第１タンク１４内に溜まった除湿水を機外へ排出することが可能となり、排水弁２１が不要となる。

以上のように、本発明にかかる衣類乾燥機は、冷媒が循環する管路を簡略にすることができ、コンパクトに構成することができるので、衣類乾燥機として有用である。

１圧縮機
２凝縮器
３絞り手段
４蒸発器
５管路
６ヒートポンプ装置
８加熱部
９排熱部
１０送風機
１１乾燥室
１２乾燥用空気回路
１８制御手段

Claims

衣類等を収容し乾燥させる乾燥室と、圧縮機と凝縮器と絞り手段と蒸発器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置と、前記凝縮器に設けた加熱部および排熱部と、前記ヒートポンプ装置により加熱された温風を送風する送風機と、前記送風機により送風される乾燥用空気を前記蒸発器から前記凝縮器の前記加熱部へ流して前記乾燥室へ導く乾燥用空気回路と、前記ヒートポンプ装置を制御する制御手段とを備え、前記蒸発器によって除湿された除湿水を前記排熱部へ吐出して前記排熱部を冷却し、前記凝縮器の熱を排出するようにした衣類乾燥機。
蒸発器で発生した除湿水を溜める第１タンクを設け、前記第１タンクを前記蒸発器の下部に配設した請求項１記載の衣類乾燥機。
排熱部に吐出された除湿水を溜める第２タンクを設け、前記第２タンクを前記排熱部の下部に配設し、前記第２タンクから第１タンクへ除湿水を流す戻り水路を設けた請求項２記載の衣類乾燥機。
第１タンクの底部が第２タンクの底部より下方となるように、前記第１タンクと前記第２タンクを配設した請求項３記載の衣類乾燥機。
第１タンクに溜まる除湿水を検知する除湿水検知手段と、凝縮器を流れる冷媒温度を検知する温度検知手段と、前記第１タンクの除湿水を排熱部に吐出するポンプを設け、前記除湿水検知手段が所定量の除湿水を検知し、かつ、前記温度検知手段が所定の温度を検知したとき、制御手段は、前記ポンプを駆動して排熱部に除湿水を吐出するようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。