JP2013123443A

JP2013123443A - 衣類乾燥機

Info

Publication number: JP2013123443A
Application number: JP2011271893A
Authority: JP
Inventors: Hajime Nojima; 元野嶋; Shinichi Matsuda; 眞一松田; Takashi Komatsu; 隆小松
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-24
Also published as: CN103958765A; EP2792785A4; WO2013088585A1; EP2792785B1; EP2792785A1; CN103958765B

Abstract

【課題】冷媒の温度が低い場合は冷媒を加熱し、液バックが発生することを防ぐことができる衣類乾燥機を提供する。
【解決手段】冷媒の温度を検知する温度検知手段４９と、圧縮機４４などを制御する制御手段５０とを備え、制御手段５０は、温度検知手段４９により検知した温度と所定の温度とを比較する冷媒加熱判定を行い、温度検知手段４９により検知した温度が所定の温度より低い場合は、圧縮機４４内部のモータの巻線にモータが回転しないような通電をして冷媒加熱を行うようにしたことにより、運転停止中に外気温が低下した場合でも、冷媒加熱を行うことにより液バックの発生を防ぐことができ、圧縮機に過大な負担をかけない衣類乾燥機を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は温風を回転ドラム内に供給して衣類を乾燥する衣類乾燥機に関するものである。

従来の衣類乾燥機は図５に示すような構成であった（例えば、特許文献１参照）。また、洗濯機と乾燥機が一体となった洗濯乾燥機において、洗濯中に圧縮機を予熱し乾燥時間を短縮するものもある（例えば、特許文献２参照）。

図５に示すように、特許文献１に記載された衣類乾燥機は、外装ケース１内に水平軸２を中心軸として回転する回転ドラム３が配置してある。上記回転ドラム３の前面に形成された衣類投入口４は外装ケース１の前面に開口しており、扉５で開閉されるようにしてある。外装ケース１内には、回転ドラム３の内部に設定される乾燥室６を含む循環風路７が構成してある。循環風路７は、途中に乾燥室６、送風室８、熱交換室９などを有し、乾燥室６の空気がその背壁の回転ドラム３側出口１０から送風室８に流れ、次いで熱交換室９を通って乾燥室６の前方に設けた吹き出し口１１から再度この乾燥室６に循環するようにしてある。

送風室８にはファン１２が設けられ、熱交換室９には上流側に吸熱器１３、下流側に放熱器１４がそれぞれ配置してある。これら吸熱器１３、放熱器１４は圧縮機１５、キャピラリーチューブ等の膨張機構１６などでヒートポンプ装置を構成しており、乾燥室６からの高湿空気が吸熱器１３で冷却されて除湿され、その後乾燥空気となって放熱器１４に至り、加熱され高温空気となる。

また乾燥空気の一部は排気口１７より一部機外が流れ、ヒートポンプの冷凍サイクルが保たれるようにしている。

そして、この高温空気は吹き出し口１１から乾燥室６に供給され、その中の衣類の乾燥に供される。循環経路７の一部を形成する回転ドラム３の奥壁にフィルター１８を装着し、衣類１７から出るリントを回収するようにしている。矢印Ａは風の流れを示している。１９はモータで、その回転はベルト２０、２１を介して回転ドラム３及びファン１２に伝達される。

また、２２は電極で、運転中は回転ドラム３内の衣類１７に接触するようにしている。この電極２２は、２個の導電部材と絶縁部材とにより構成され、導電部材間の抵抗値を検出することによって衣類の乾燥状態を検知するようにしている。

特開平７−１７８２８９号公報特開２００７−３３０６７４号公報

しかしながら、このような従来の衣類乾燥機では、運転停止中に外気温が低下すると、ヒートポンプ装置の吸熱器内に滞留していた冷媒が液化し、運転開始時に液体のまま圧縮機へ戻る液バックという現象が発生して圧縮機に過大な負担をかけるという課題あった。

特許文献２に記載された洗濯乾燥機では、圧縮機内部のモータを回転させずに通電することにより予熱を行うとしているが、予熱は乾燥工程より前に洗い〜脱水工程が実施される場合のみ、それらと並行して実施することにより乾燥工程の時間を短縮することを目的としたもので、乾燥工程のみを実施した場合は予熱はなされない構成となっている。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷媒の温度が低い場合は冷媒を加熱し、液バックが発生することを防ぐことができる衣類乾燥機を提供することを目的としている。

本発明の衣類乾燥機は上記目的を達成するために、冷媒の温度を検知する温度検知手段と、圧縮機などを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度検知手段により検知した温度と所定の温度とを比較する冷媒加熱判定を行い、前記温度検知手段により検知した温度が所定の温度より低い場合は、前記圧縮機内部のモータの巻線にモータが回転しないような通電をして冷媒加熱を行うようにした衣類乾燥機である。

これにより、運転停止中に外気温が低下した場合でも、冷媒加熱を行うことにより液バックの発生を防ぐことができ、圧縮機に過大な負担をかけない衣類乾燥機を実現することができる。

本発明の衣類乾燥機は、運転停止中に外気温が低下した場合でも、冷媒加熱を行うことにより液バックの発生を防ぐことができ、圧縮機に過大な負担をかけないため、圧縮機の信頼性を高めることができる。

本発明の実施の形態１の衣類乾燥機の縦断面図同衣類乾燥機のブロック図同衣類乾燥機のシステム概念図同衣類乾燥機の電極の斜視図従来の衣類乾燥機の縦断面図

第１の発明の衣類乾燥機は、圧縮機と圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱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、前記冷媒の温度を検知する温度検知手段と、衣類を収納し乾燥させる乾燥室を形成する回転ドラムと、前記回転ドラム内に前記ヒートポンプ装置により加熱された温風を供給する送風ファンと、前記送風ファンにより送風される乾燥用空気を吸熱器から放熱器へと流した後に前記乾燥室へと導く熱交換風路と、前記圧縮機などを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度検知手段により検知した温度と所定の温度とを比較する冷媒加熱判定を行い、前記温度検知手段により検知した温度が所定の温度より低い場合は、前記圧縮機内部のモータの巻線にモータが回転しないような通電をして冷媒加熱を行うものである。この構成により、運転停止中に外気温が低下した場合でも、冷媒が液体のまま圧縮機へ戻る液バックの発生を防ぐことができ、圧縮機に過大な負担をかけないため、圧縮機の信頼性を高めることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の衣類乾燥機を、計時手段を備え、制御手段は、前記計時手段により所定の時間が経過すると冷媒加熱を停止するようにすることにより、簡単
な構成で冷媒加熱工程を制御することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の衣類乾燥機を、制御手段は、前記圧縮機内部のモータの巻線に、モータが回転しないような、幅を固定したパルス出力を印加するようにすることにより、モータに入力する電力を制御することができる。

第４の発明は、特に、第２または第３の発明の制御手段を、温度検知手段で検知した温度と第１の所定の温度との差に応じて冷媒加熱停止までの所定の時間を変更するようにすることにより、状況に応じて冷媒加熱工程でモータに入力する電力を適切に制御することができる。

第５の発明は、特に、第２〜第４のいずれか１項の発明の衣類乾燥機を、機器に入力される交流電源の電圧を検知する交流電圧検知手段を備え、制御手段は、前記交流電圧検知手段で検知した電圧と第１の所定の電圧との差に応じて冷媒加熱停止までの所定の時間を変更するようにすることにより、状況に応じて冷媒加熱工程でモータに入力する電力を適切に制御することができる。

第６の発明は、特に、第２〜第４のいずれか１項の発明の衣類乾燥機を、機器に入力される交流電源を直流電源に変換する変換手段と、前記変換手段で変換された直流電源の電圧を検知する直流電圧検知手段を備え、制御手段は、前記直流電圧検知手段で検知した電圧と第２の所定の電圧との差に応じて冷媒加熱停止までの所定の時間を変更するようにすることにより、状況に応じて冷媒加熱工程でモータに入力する電力を適切に制御することができる。

第７の発明は、特に、第１または第２の発明の衣類乾燥機を、制御手段は、前記圧縮機内部のモータの巻線に、モータが回転しないような、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式により調整されたパルス出力を印加するようにすることにより、モータに入力する電力を制御することができる。

第８の発明は、特に、第７の発明の衣類乾燥機を、制御手段は、温度検知手段で検知した温度と所定の温度との差に応じてパルス幅を調整するようにすることにより、状況に応じて冷媒加熱工程でモータに入力する電力を適切に制御することができる。

第９の発明は、特に、第７または第８のいずれか１項に記載の発明の衣類乾燥機を、機器に入力される交流電源の電圧を検知する交流電圧検知手段を備え、制御手段は、前記交流電圧検知手段で検知した電圧と第１の所定の電圧との差に応じてパルス幅を調整するようにすることにより、状況に応じて冷媒加熱工程でモータに入力する電力を適切に制御することができる。

第１０の発明は、特に、第７または第８の発明の衣類乾燥機を、機器に入力される交流電源を直流電源に変換する変換手段と、前記変換手段で変換された直流電源の電圧を検知する直流電圧検知手段を備え、制御手段は、前記直流電圧検知手段で検知した電圧と第２の所定の電圧との差に応じてパルス幅を調整するようにすることにより、状況に応じて冷媒加熱工程でモータに入力する電力を適切に制御することができる。

第１１の発明は、特に、第１〜第１０のいずれか１項に記載の発明の衣類乾燥機を、制御手段は、冷媒加熱実行中に前記温度検知手段で検知した温度が所定の温度を上回った場合は冷媒加熱を停止するようにすることにより、冷媒が短時間で加熱された場合は冷媒加熱工程を早く終了することとなり、運転時間を短縮することができる。

第１２の発明は、特に、第１〜第１１のいずれか１項の発明の衣類乾燥機を、制御手段は、冷媒加熱判定と冷媒加熱を電源投入後最初に圧縮機を駆動するより前に行うようにすることにより、液バック状態での圧縮機の駆動を確実に防ぐことができ、圧縮機の信頼性を高めることができる。

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。また、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は本発明の衣類乾燥機の縦断面図、図２は同衣類乾燥機のブロック図、図３は同衣類乾燥機のシステム概念図、図４は同衣類乾燥機の電極の斜視図である。

図１〜図４において、衣類３１を収納して乾燥させる回転ドラム３２は乾燥機本体３３内に回転自在に設けられている。回転ドラム３２を駆動するモータ３４を設け、モータ３４の駆動により回転ドラム用ベルト３５により回転ドラム３２が回転するようにしている。

乾燥用空気は、モータ３４の駆動により送風ファン用ベルト３６により送風ファン３７が回転し、衣類３１を入れた乾燥室としての回転ドラム３２内へ熱交換風路３８を通って乾燥用空気を導くようにしている。

衣類の抵抗値を検出する電極３９は、運転中は回転ドラム３２内の衣類３１に接触するように回転ドラム３２内に配設している。電極３９は２個の導電部材４０と絶縁部材４１とにより構成され、抵抗検知手段４２によって導電部材４０間の抵抗値を検出することで２個の導電部材４０間にまたがって接触した衣類の抵抗値を検出している。

また図２に示すようにヒートポンプ装置４３は、圧縮機４４、および圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器４５、および高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り弁や毛細管等からなる絞り手段４６、および減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器４７とを冷媒が循環するように管路４８で連結されており、冷媒は図２の矢印Ｂの方向に流れて循環し、ヒートポンプサイクルを実現する。温度検知手段４９は熱交換風路３８内に設けていて、温度検知手段４９がほぼ一定になるように制御手段５０は圧縮機４４の回転数を制御している。

次に、その動作を説明する。まず、ドアを開閉して乾燥したい衣類３１を回転ドラム３２内に置く。次に、温度検知手段４９により熱交換風路３８内の温度を検知する。運転を停止してからある程度の時間（周囲の状況によるが、概ね４〜５時間程度）経過すると、衣類乾燥機本体内の温度分布はほぼ一様となるため、ここで検知した温度は管路４８内の冷媒の温度とみなすことができる。ここで、検知した温度を予め記憶しておいた所定の温度、すなわち冷媒が液体となるような低温で、液バックが生じる閾値となる温度と比較し、これを下回っていた場合は冷媒加熱工程に遷移し、そうでない場合は直ちに乾燥工程に遷移する。

乾燥工程では、モータ３４が回転し、回転ドラム３２及び送風ファン３７が回転して乾燥用空気の流れ（矢印Ａ）が生じる。乾燥用空気は、回転ドラム３２内の衣類３１から水分を奪って多湿となった後、熱交換風路３８内を通ってヒートポンプ装置４３の吸熱器４７へ導かれる。

吸熱器４７で低温の冷媒に熱を奪われた乾燥用空気は除湿され、更に放熱器４５へ運ばれ、吸熱器４７で吸熱された熱量に、圧縮機４４からの熱量が加わって高温となった冷媒
からの放熱で加熱され、再び回転ドラム３２内へと循環される。以上の繰り返しで衣類３１は乾燥していき、温度検知手段４９が所定の設定温度に近くなると制御手段５０は圧縮機４４の回転数を下げて、温度を一定に維持するように制御する。

冷媒加熱工程では以下のような動作を行う。液バックが生じている状態で圧縮機４４を駆動させ圧縮動作を行うと圧縮機に過大な負担がかかるため、冷媒加熱工程では圧縮機４４を駆動させずに冷媒を加熱する必要がある。そこで、冷媒加熱工程では、圧縮機４４内部のモータの３相の巻線の内２相に対して直流電流を流す。これにより、巻線の抵抗を利用して発熱させ、圧縮機４４を駆動させずに冷媒を加熱することが可能となる。冷媒は加熱されることにより、液体から気体に変化する。

なお、圧縮機４４駆動時の３相の対称性を保つため、直流電流を流す２相は適宜切り換えることが望ましい。巻線は銅やアルミといった金属で構成されているが、金属の抵抗値は温度によって変化する特性があるため、温度が異なると同じ電圧をかけても流れる電流が異なるという問題が生じ、圧縮機４４の駆動時にトルクムラや騒音を発生するおそれがある。電流を流す２相を適宜切り換えて３相の巻線の温度上昇を同等としておくと、この問題を回避することができる。

ここで、予め液体の冷媒が気体となるのに必要な熱量から冷媒加熱に必要な時間を求めて所定の時間とし、計時手段５１にて計測した時間が所定の時間を経過すると冷媒加熱工程を終了し、乾燥工程に遷移する。

なお、冷媒の温度が低ければ低いほど、気体となるのに必要な熱量は多くなるため、温度検知手段４９にて検知した温度と液バックが生じる閾値となる温度との差が大きくなるほど、冷媒加熱工程を終了するまでの時間を長くするようにすれば、液バックによる悪影響をより効果的に防止することができる。

また、直流電流を流す際の方式として、変換手段５２により変換された直流電源をＰＷＭ（ＰａｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式により制御して一定の電流として流す方式が考えられる。この方式でパルス幅を一定に制御した場合、直流電源の電圧が変化すると制御後の電圧が変化し、それに伴い電流値も変化するという特性を持つ。電流値が変化すると冷媒加熱工程での加熱量も変化してしまうので、これを避けるために直流電圧検知手段５３を設けて直流電源の電圧を検知し、予め測定しておいた標準的な直流電源の電圧と比較し、その差に応じて冷媒加熱工程を終了するまでの時間を変更するようにすれば、液バックによる悪影響をより効果的に防止することができる。

なお、本実施の形態では直流電圧検知手段５３により直流電源の電圧を検知することとしたが、交流電圧検知手段５４により電源回路に入力される交流電源の電圧を検知することとしても同様の効果を得ることができる。

また、ＰＷＭ方式では、パルス幅を制御することにより直流電流の電流量を調整することができる。これを利用して、冷媒の温度が低い場合や交流電源や直流電源の電圧が低い場合は電流量を多く、逆の場合は電流量を少なく調整すれば、これらの条件の変化に関わらず所定の時間で冷媒加熱工程を終えることができる。

また、冷媒加熱工程実行中に外的要因により冷媒が加熱される場合がある。室内の暖房を運転させたり、直射日光が当たり始めたりする場合である。その場合、巻線へ直流電流を流すことによる発熱に加え、外部からの熱量も冷媒の加熱に寄与するため、冷媒は所定の時間より短い時間で気体へと変化する。このため、冷媒加熱工程実行中でも温度検知手段４９にて温度を検知しておき、検知した温度が所定の温度を超えれば所定の時間を経過
していなくても冷媒加熱工程を終了して乾燥工程に遷移することにより、乾燥終了までの時間を短くすることができる。

また、本実施の形態では冷媒加熱工程実施の判断となる温度を、熱交換風路３８内に設置されている温度検知手段４９により検知されたものを利用しているが、冷媒の温度との相関関係があれば他の場所に設置されている温度検知手段、例えば冷媒配管や外気温を検知するために設置されているものの値を使用してもよい。

また、本実施の形態では、冷媒加熱工程による冷媒の加熱のみを示したが、これに加えて、圧縮機４４の近傍にヒータ等の加熱手段を設置し、圧縮機４４の外部からも加熱するようにすると冷媒加熱時間を短縮することができる。

以上のように、本発明にかかる衣類乾燥機は、冷媒の温度が低い場合は冷媒を加熱し、液バックが発生することを防ぐことができるので、ヒートポンプ装置を用いて加熱や乾燥を行う機器等の用途にも展開できる。

３２回転ドラム
３７送風ファン
３８熱交換風路
４３ヒートポンプ装置
４４圧縮機
４５放熱器
４６絞り手段
４７吸熱器
４８管路
４９温度検知手段
５０制御手段
５１計時手段
５２変換手段
５３直流電圧検知手段
５４交流電圧検知手段

Claims

圧縮機と圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱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、前記冷媒の温度を検知する温度検知手段と、衣類を収納し乾燥させる乾燥室を形成する回転ドラムと、前記回転ドラム内に前記ヒートポンプ装置により加熱された温風を供給する送風ファンと、前記送風ファンにより送風される乾燥用空気を吸熱器から放熱器へと流した後に前記乾燥室へと導く熱交換風路と、前記圧縮機などを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度検知手段により検知した温度と所定の温度とを比較する冷媒加熱判定を行い、前記温度検知手段により検知した温度が所定の温度より低い場合は、前記圧縮機内部のモータの巻線にモータが回転しないような通電をして冷媒加熱を行うことを特徴とする衣類乾燥機。
計時手段を備え、制御手段は、前記計時手段により所定の時間が経過すると冷媒加熱を停止することを特徴とする請求項１に記載の衣類乾燥機。
制御手段は、前記圧縮機内部のモータの巻線に、モータが回転しないような、幅を固定したパルス出力を印加することを特徴とする請求項１または２に記載の衣類乾燥機。
制御手段は、温度検知手段で検知した温度と所定の温度との差に応じて冷媒加熱停止までの所定の時間を変更することを特徴とする請求項２または３に記載の衣類乾燥機。
機器に入力される交流電源の電圧を検知する交流電圧検知手段を備え、制御手段は、前記交流電圧検知手段で検知した電圧と第１の所定の電圧との差に応じて冷媒加熱停止までの所定の時間を変更することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。
機器に入力される交流電源を直流電源に変換する変換手段と、前記変換手段で変換された直流電源の電圧を検知する直流電圧検知手段を備え、制御手段は、前記直流電圧検知手段で検知した電圧と第２の所定の電圧との差に応じて冷媒加熱停止までの所定の時間を変更することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。
制御手段は、前記圧縮機内部のモータの巻線に、モータが回転しないような、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式により調整されたパルス出力を印加することを特徴とする請求項１または２に記載の衣類乾燥機。
制御手段は、温度検知手段で検知した温度と所定の温度との差に応じてパルス幅を調整することを特徴とする請求項７に記載の衣類乾燥機。
機器に入力される交流電源の電圧を検知する交流電圧検知手段を備え、制御手段は、前記交流電圧検知手段で検知した電圧と第１の所定の電圧との差に応じてパルス幅を調整することを特徴とする請求項７または８に記載の衣類乾燥機。
機器に入力される交流電源を直流電源に変換する変換手段と、前記変換手段で変換された直流電源の電圧を検知する直流電圧検知手段を備え、制御手段は、前記直流電圧検知手段で検知した電圧と第２の所定の電圧との差に応じてパルス幅を調整することを特徴とする請求項７または８に記載の衣類乾燥機。
制御手段は、冷媒加熱実行中に前記温度検知手段で検知した温度が所定の温度を上回った場合は冷媒加熱を停止することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の衣類
乾燥機。
制御手段は、冷媒加熱判定と冷媒加熱を電源投入後最初に圧縮機を駆動するより前に行うことを特徴とした請求項１〜１１のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。
圧縮機近傍に加熱手段を備えた請求項１〜１２に記載の衣類乾燥機。