JP2013118945A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】送風経路を効果的に冷却して外気導入量を低減し、室内に排出される埃を低減する。
【解決手段】ドラム２内に送風する送風装置１３と、乾燥風を除湿・加熱する熱交換装置１１と、熱交換装置から出た風を送風装置を介して水槽３へと導く第１送風経路１２と、水槽から出た風を熱交換装置へと導く第２送風経路１４とを備え、第２送風経路１４は、水槽３の前方に配設し、第２送風経路１４の略直下の本体１下面または前面下部に外気を導入する吸気口１９を設けたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、衣類等の洗濯と乾燥がおこなえる洗濯乾燥機に関するものである。

従来、ヒートポンプを搭載し、洗濯から乾燥まで続けて実行することができるドラム式の洗濯乾燥機が実用化されている。しかしながら、ヒートポンプを搭載した洗濯乾燥機では、ヒートポンプ内の冷媒は乾燥が進むに連れて高温・高圧になっていく。冷媒を一定の温度・圧力に抑えるために、外気を導入して冷媒を冷却している。外気を導入すると同量の乾燥空気を機外へ排出することになり、埃の混ざった乾燥風を室内に排出することになる。そこで、ドラムからヒートポンプまでの間の風路を冷却するようにした洗濯乾燥機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来の洗濯乾燥機を示すものである。図６に示すように、筐体５１内に衣類等を収容するドラム５２が設けられている。筐体５１に取り付けられたモータ５３は、ドラムベルト５４を介してドラム５２を回転させるとともに、ファンベルト５５を介して送風機５６を回転させ、乾燥用空気を吸排気する。乾燥用空気は外部に開口した吸気口５７から導入され、放熱器５８からドラム５２を経て吸熱器５９へと導いた後、排気口６０から外部に排気する風路６１が設けられている。

ドラム５２と吸熱器５９の間には、乾燥用空気の熱を外気と熱交換して外部に放出する熱交換部６２が設けられており、筐体５１の背面部に配設されている。ヒートポンプの圧縮機６３は筐体５１の下部に配設され、また、乾燥用空気は筐体５１下方に向けて機外へ排出されるように構成されている。

特開２００４−８９４１５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、冷却用の空気が洗濯乾燥機の周囲を通って背面側まで回り込む必要があるが、洗濯が終了する頃には、モータなどからの排熱によって洗濯乾燥機の周囲の環境温度は上昇している。また、乾燥中もモータや圧縮機の排熱および乾燥風の排気によって洗濯乾燥機周囲の環境温度は高いため、効果的に送風経路を冷却することができない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、送風経路を効果的に冷却して外気導入量を低減し、室内に排出される埃を低減することが可能な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、本体内に弾性支持した水槽と、前記水槽内に回転可能に設けたドラムと、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽内に送風する送風装置と、乾燥風を除湿・加熱する熱交換装置と、前記熱交換装置から出た風を前記送風装置を介して前記水槽へと導く第１送風経路と、前記水槽から出た風を前記熱交換装置へと導く第２送風経路とを備え、前記第２送風経路は、前記水槽の前方に配設し、前記第２送風経路の略直下の本体下面または前面下部に外気を導入する吸気口
を設けたものである。

これによって、吸気口から吸い込んだ比較的低温の空気で乾燥中の加熱された第２の送風経路を冷却することができる。乾燥風が冷却されるとヒートポンプの冷媒温度がある一定以上に温度上昇しなくなり、熱くなった乾燥風を機外に排出することを低減することができるので、乾燥風に含まれる埃を機外へ排出するのを低減することができる。

本発明の洗濯乾燥機は、送風経路を効果的に冷却して外気導入量を低減し、室内への埃の排出を低減することができる。

本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の側面断面図 同洗濯乾燥機の正面断面図 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 同洗濯乾燥機の要部断面図 同洗濯乾燥機の他の例の要部断面図 従来の洗濯乾燥機の要部断面図

第１の発明は、本体内に弾性支持した水槽と、前記水槽内に回転可能に設けたドラムと、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽内に送風する送風装置と、乾燥風を除湿・加熱する熱交換装置と、前記熱交換装置から出た風を前記送風装置を介して前記水槽へと導く第１送風経路と、前記水槽から出た風を前記熱交換装置へと導く第２送風経路とを備え、前記第２送風経路は、前記水槽の前方に配設し、前記第２送風経路の略直下の本体下面または前面下部に外気を導入する吸気口を設けたことにより、吸気口から吸い込んだ比較的低温の空気で乾燥中の加熱された第２の送風経路を冷却することができる。乾燥風が冷却されるとヒートポンプの冷媒温度がある一定以上に温度上昇しなくなり、熱くなった乾燥風を機外に排出することを低減することができるので、乾燥風に含まれる埃を機外へ排出するのを低減することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明に加えて、本体の下面に前記本体を支持する脚を備え、前記脚より前側に吸気口を配設したことにより、第２の送風経路を冷却するために、より低温の空気を吸気口から導入することができるので、乾燥風に含まれる埃を機外へ排出するのをさらに低減することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明に加えて、吸気口と第２送風経路の周囲とを連通接続する冷却経路を設けたことにより、吸気口から導入された比較的低温の空気がその他の高温部品に接触することなく、直接第２送風経路を冷却することができるので、乾燥風に含まれる埃を機外へ排出するのをさらに低減することができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明に加えて、第２送風経路の略直上の本体上面に排気口を設けたことにより、第２送風経路により温められた空気が機内に滞留することなくスムーズに機外へと放出されるので、吸気口から比較的低温の空気が吸い込まれやすくすることができ、乾燥風に含まれる埃を機外へ排出するのをさらに低減することができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明に加えて、第２送風経路の周囲と排気口とを連通接続する排気経路を設けたことにより、第２送風経路により温められた空気が機内に滞留することなくさらにスムーズに機外へと放出されるので、吸気口から比
較的低温の空気が吸い込まれやすくすることができ、乾燥風に含まれる埃を機外へ排出するのをさらに低減することができる。

第６の発明は、特に、第４または第５の発明に加えて、排気口を開閉する開閉弁を設けたことにより、第２送風経路を冷却したいときに開閉弁を開放して、吸気口から導入された冷却空気を積極的に第２送風経路に導くことで、より効果的に第２送風経路を冷却することができ、乾燥風に含まれる埃を機外へ排出するのをさらに低減させた洗濯乾燥機を提供することが可能となる。

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側面断面図、図２は、同正面断面図である。

図１および図２において、本発明の第１の実施の形態にかかる洗濯乾燥機は、洗濯乾燥機の本体１と、本体１内に弾性支持されて洗濯用の水を貯める水槽３と、水槽３内に回転可能に設けられて衣類等を収容するためのドラム２と、水槽３の側面外側下方に固定され水槽３内に回転可能に配設したドラム２を回転させるモータ４と、ドラム２の前方を閉じる開閉自在なドア５とを有している。

本体１内には、ヒートポンプサイクルを構成する圧縮機６および膨張弁７、吸熱器８、放熱器９が冷媒管につながれて、熱交換装置１１として構成されている。吸熱器８と放熱器９とを内包する熱交換器ケース１０は本体１下側に構成されている。

熱交換器ケース１０と水槽３の後方上側とを第１送風経路１２で連通接続し、第１送風経路１２の中間には送風ファンからなる送風装置１３が設けられている。一方、水槽３の前方上側と熱交換器ケース１０とを第２送風経路１４で連通接続し、この第２送風経路１４の中間には、乾燥風の埃を取り除くためのフィルタ１５が着脱自在に構成されている。

第２送風経路１４は、図２に示すように、本体１を正面から見た場合に、ドラム投入口２ｃの右側をドラム投入口２ｃを避けるように沿って湾曲して構成され、ドラム投入口２ｃの上方で水槽３の排気部３ａと連通接続している。

ドラム２は、有底略円筒形であり、略水平軸周りに回転し、ドラム投入口２ｃはドア５に対向するように開口している。ドラム２の周側面の全周にドラム２の内外を貫通するように多数の孔２ａを備えている。また、ドラム２の内側には、衣類等をモータ４の回転に伴って上方向へ持ち上げるための複数のバッフル板２ｂを内方へ突出するように設けている。

水槽３には、水槽３と洗濯乾燥機の本体１外の水栓Ａとを連通接続する給水経路１６が接続されている。水栓Ａは室温や外気温等と同等の温度の水を洗濯乾燥機に供給する。この給水経路１６の途中には、洗剤や柔軟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）と給水弁１７とが設けられている。

給水弁１７は、給水経路１６と水槽３とを連通させるか、給水を停止するかの２つの状態を実現することができる。また、水槽３には、水槽３内に溜まった水を排出するための排水ポンプ（図示せず）を設けている。

洗濯乾燥機の本体１の最外郭は外郭壁１８からなっている。本体下面で外郭壁１８の本体前側下部の第２送風経路１４の略直下に吸気口１９を設けている。また、本体上面で外郭壁１８の本体前側上部の第２送風経路１４の略直上に排気口２０を設けている。水槽３の振動を抑え、水槽３の振動を外郭壁１８に伝達することを低減するために、バネ２１を水槽３と外郭壁１８との間に設け、水槽３を本体１内に弾性支持している。

さらに、外郭壁１８はゴム等の弾性体で形成した脚２２を介して床に設置されている。また、本体１内には、モータ４および圧縮機６、送風装置１３、給水弁１７、排水ポンプ等を制御し、洗濯および乾燥運転を制御する制御装置２３が設けられており、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。

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実行による動作の詳細を以下に説明する。

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。最初にドア５を開放し、使用者はドラム投入口２ｃからドラム２内に衣類等を投入する。使用者はドア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２３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、回転数などから投入された衣類等の量を判定する。その後、制御装置２３は給水弁１７を開放して水栓Ａと水槽３を連通させ、水槽３に水を貯め始める。給水弁１７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、排水ポンプは停止した状態とする。

水を貯めながら、制御装置２３はモータ４を駆動しドラム２を回転させることで、衣類等を満遍なく濡らしておく。所定の水量が水槽３に貯まると、制御装置２３は給水弁１７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、衣類の汚れを落とす。制御装置２３は、所定の時間が経過すると洗い工程を終了する。

洗い工程が終了すると、次にすすぎ工程を開始する。すすぎ工程では、排水、給水、モータ駆動というすすぎ作業を２回行う。１回目のすすぎ作業では、まず制御装置２３は、排水ポンプを駆動させて洗剤や汚れと共に洗濯水を水槽３から排出する。次に、制御装置２３は給水弁１７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。所定量の水を水槽３内に供給すると給水弁１７を閉じる。

この間、排水ポンプは停止状態に制御されている。水槽３に水を貯めた状態で制御装置２３はモータ４を駆動させ、衣類等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すすぎを実行し、所定の時間が経過すると１回目のすすぎ作業を終了し、これを２回繰り返した後、水槽３内の水を排出してすすぎ工程を終了する。

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２３は、モータ４を駆動させてドラム２を高速回転（例えば、１４００ｒｐｍの回転数）させる。このとき、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の内周側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りドラム２の孔２ａを通して外側に移動し、遠心力によって水槽３の内側に飛ばされることになる。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。脱水された水分は制御装置２３が排水ポンプを駆動させることで水槽３から排出される。

次に、乾燥の手順の概要を説明する。洗濯、すすぎ、脱水を完了した後、衣類等の乾燥を実行する。乾燥が開始されると、制御装置２３は送風装置１３を駆動させる。水槽３から第２送風経路１４に入り込んだ乾燥空気は、図１の黒矢印に示すような方向に循環する。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、フィルタ１５を通過して乾燥風に含まれる塵埃を除去した後、吸熱器８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は除去されて乾燥空気は乾燥する。このように冷却された乾燥空気は放熱器９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１３によって再び水槽３内に戻される。

乾燥工程が進んでいくと、第１送風経路１２、水槽３、第２送風経路１２、熱交換装置１１を循環する乾燥空気は、徐々に略７０℃程度まで加熱される。その結果、第２送風経路１４もこの乾燥空気により加熱され、ほぼ同様の温度にまで加熱される。第２送風経路１４の周囲の空気も加熱され、室温よりも高温になったこの周囲空気は上昇し、排気口２０から機外へと排出される。

第２送風経路１４周囲の空気が上昇するのに伴い、新たな空気が吸気口１９より導入される。この吸気口１９から導入された空気は、洗濯乾燥機の本体１の前方下部から吸い込まれた空気であり、本体１の側方や後方、上部などに比べて、圧縮機６やモータ４、送風装置１３の排熱により加熱されにくいために、洗濯乾燥機の本体１を設置している室内で最も低温の空気であり、第２送風経路１４の冷却に非常に有利である。

また、第２送風経路１４の周囲の温度が上昇した場合、熱せられた空気は上方に移動するので、第２送風経路１４の直下にある吸気口１９から導入された空気が最も第２送風経路１４付近に移動しやすく、効果的に冷却することができる。

一方、排気口２０は、第２送風経路１４の略直上にあるので、第２送風経路１４の周囲の熱せられた熱が水槽３上部に滞留することなく、速やかに排出されるので、スムーズに本体１内の空気の置換が行われ、効率よく冷却することができる。

また、自然冷却の空気の流れは下から上への方向であり、第２送風経路１４内の乾燥空気の流れは、黒矢印のように、上から下への方向に流れるため、両者の流れは対向流となる。自然冷却の空気は下の方が温度が低く、また乾燥空気も下の方が温度が低いので、周囲空気と乾燥空気の熱交換が行われる全流域にわたって、周囲空気と乾燥空気との温度差を一定程度確保することができ、平行流に比べて効率的に冷却することができる。

以上のような自然対流による第２送風経路１４の冷却は、第２送風経路１４の温度が室温よりもある程度高くなってから自然と行われるので、温度検知センサなどを搭載する必要がなく、ファンなどを使用して故障することもないので、信頼性が高く安価に構成することができる。

また、乾燥工程の初期で第２送風経路１４が比較的低温の際には、このような自然対流による冷却は行われないので、乾燥工程開始直後から必要以上に第２送風経路１４を冷却してしまい、乾燥空気の熱が第２送風経路１４を加熱するために使われてしまうことがなく、乾燥効率が低下することもない。

以上の構成により、本実施の形態の洗濯乾燥機は、第２送風経路１４を水槽３の前方に配置し、吸気口１９を第２送風経路１４の略直下に設けることで、乾燥が進んで第２送風経路１４が高温になった際に、積極的に自然対流を促進することができるので、第２送風経路１４を効果的に冷却することができ、ヒートポンプの冷媒温度がある一定以上に温度上昇しなくなり冷媒温度を低減することができる。これにより、熱くなった乾燥風を機外に排出することを低減することができるので、外気導入をして結果として乾燥空気に含まれる埃を室内に放出してしまうことを低減した洗濯乾燥機を提供することが可能となる。

また、吸気口１９を脚２２よりも前側に配置することで、モータ４などの排熱を吸収した本体１下方の空気を流入させることを低減し、より機外の前方下側の空気を吸いやすくなり、比較的低温の外気を導入することができるので、より効率よく第２送風経路１４を冷却することができ、外気導入をして結果として乾燥空気に含まれる埃を室内に放出してしまうことを低減することができる。

また、排気口２０を第２送風経路１４の上方に設けたことで、第２送風経路１４の周囲で温められた空気が第２送風経路１４の上部などに滞留し、自然滞留を妨げることを低減し、速やかに熱せられた空気を機外へと放出し、より効率的に自然冷却することができるので、外気導入をして結果として乾燥空気に含まれる埃を室内に放出してしまうことを低減することができる。

なお、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、吸気口１９を洗濯乾燥機の本体１の前面下部に設けると、より低温な機外の空気を導入することができる。

（実施の形態２）
図３および図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、図３は排気口２０近傍を示し、図４は吸気口１９近傍を示す。本実施の形態２の特徴は、第２送風経路１４の略上方に排気口２０を設け、この排気口２０と第２送風経路１４の周囲を排気経路２４で連通接続するとともに、吸気口１９と第２送風経路１４の周囲を冷却経路２５で連通接続したものである。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３において、本実施の形態２にかかる洗濯乾燥機では、フィルタ１５は本体１上部に設けられている。そのため、第２送風経路１４は、水槽３とフィルタ１５とを連結するために一旦上方へ向かってから、図中黒い矢印で示すように横方向に、そして下部の熱交換器ケース１０と連結するために下方へと延びる構成となっている。

フィルタ１５は上方向（矢印イ）に着脱自在に構成されている。なお、フィルタ１５の一部には貫通孔１５ａが設けられている。第２送風経路１４を内包する排気経路２４を設けている。排気経路２４は、上方で外郭壁１８の上方のフィルタ１５により隠される部分に排気口２０を構成している。この排気口２０は、フィルタ１５の貫通孔１５ａと対応する部分に構成されている。なお、第２送風経路１４の外壁には、第２送風経路１４の延設方向に沿って鉛直方向に延びる板状の熱交換リブ１４ａが設けられている。

また、図４において、第２送風経路１４の一部を内包する冷却経路２５を設けている。冷却経路２５の下部は外郭壁１８下面に吸気口１９を設けている。冷却経路２５の上部は排気経路２４と連通接続されている。

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。

乾燥時の排気経路２４および冷却経路２５の作用効果について説明する。乾燥が進んでいくと、第２送風経路１４は高温になるが、これにより第２送風経路１４周囲の空気は上昇していくが、排気経路２４が存在するため、水槽３の上側に加熱された空気が移動して滞留することがなく、速やかに排気口２０から機外へと排気される。熱交換リブ１４ａは、第２送風経路１４の表面積を増す効果があり、より大きな面積で熱交換を行うことが可能となるので、効率よく熱交換を促進することができる。

次に、冷却経路２５について説明する。第２送風経路１４の周囲の温度が上昇すると、排気経路２４と連通接続された冷却経路２５の中の空気が上昇する。冷却経路２５は下部に吸気口１９を備えているので、機外の比較的低温の空気を吸い込むことになる。冷却経路２５が排気口２０以外の部分、主に洗濯乾燥機の本体１内の空気を隔離しているので、モータ４などによって温められた空気が冷却経路２５内に入り込むことはない。

以上に述べたように、排気経路２４を設けることで、第２送風経路１４によって加熱された周囲空気が周囲に滞留することなく、排気口２０から外に出て行きやすいので、より効率的に第２送風経路１４を冷却することができる。また、冷却経路２５を設けることで、第２送風経路１４を冷却するための空気として、本体１内のモータ４などによって加熱された空気を使用することをなくし、より効率よく第２送風経路１４を冷却することができるので、室内に排出される埃を低減することが可能となる。

図５は、本実施の形態の他の例を示したもので、排気口２０の近傍に開閉弁２６を設けたものである。排気口２０を開閉弁２６により開閉すると、自然冷却を行う時間を制御することができるようになる。特に、室温が非常に低い場合などには、乾燥に必要なほど第２送風経路１４の温度が上昇していない場合でも、自然冷却が開始されてしまい、かえって乾燥効率が低下してしまう恐れがあるが、制御装置２３が開閉弁２６を制御して乾燥工程が開始されてから一定時間後に開閉弁２６を開放する。

開閉弁２６が閉じた状態であると、第２送風経路１４の周囲空気は行き場を失い、排気経路２４の上部に滞留する。これにより、第２送風経路１４の熱は周囲に逃げ出しにくくなるので、乾燥初期の第２送風経路１４の温度を上昇させたい場合には素早く温度を上げることが可能となる。一方、開閉弁２６を開放すると、熱せられた空気は一度に排気口２０から機外へと排出されるので、自然冷却が始まり、当初の効果を発揮することが可能となる。

また、吸気口１９近傍に送風ファンを設けてもよい。室温が高い場合には、自然冷却では第２送風経路１４の温度が低減しにくい場合がある。このような場合に乾燥工程が始まって一定時間後に制御装置２３が送風ファンを駆動して吸気口１９から吸い込んだ空気を第２送風経路１４に吹き付けることで、冷却効果を増すことができる。

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、必ずしも水平軸でなくても水平から傾斜した軸周りに回転してもよい。また、回転軸は洗濯乾燥機本体の左右方向に設けてもよい。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、送風経路を効果的に冷却して外気導入量を低減し、室内への埃の排出を低減することができるので、洗濯乾燥機として有用である。

１ 本体
２ ドラム
３ 水槽
４ モータ
１１ 熱交換装置
１２ 第１送風経路
１３ 送風装置
１４ 第２送風経路
１９ 吸気口

Claims (6)

1. 本体内に弾性支持した水槽と、前記水槽内に回転可能に設けたドラムと、前記ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽内に送風する送風装置と、乾燥風を除湿・加熱する熱交換装置と、前記熱交換装置から出た風を前記送風装置を介して前記水槽へと導く第１送風経路と、前記水槽から出た風を前記熱交換装置へと導く第２送風経路とを備え、前記第２送風経路は、前記水槽の前方に配設し、前記第２送風経路の略直下の本体下面または前面下部に外気を導入する吸気口を設けた洗濯乾燥機。
2. 本体の下面に前記本体を支持する脚を備え、前記脚より前側に吸気口を配設した請求項１記載の洗濯乾燥機。
3. 吸気口と第２送風経路の周囲とを連通接続する冷却経路を設けた請求項１または２記載の洗濯乾燥機。
4. 第２送風経路の略直上の本体上面に排気口を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
5. 第２送風経路の周囲と排気口とを連通接続する排気経路を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
6. 排気口を開閉する開閉弁を設けた請求項４または５記載の洗濯乾燥機。