JP2014150859A - 衣類乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】除湿手段によるスチームの効果低減を防止する。
【解決手段】スチームを発生させるスチーム発生器８５と、回転ドラム５内へスチームを供給するスチーム発生口８９と、モータ、加熱手段、除湿手段、スチーム発生器の動作を制御する制御手段とを備え、制御手段は、スチーム発生器を動作させ回転ドラム内にスチームを供給するスチーム工程と、加熱手段および除湿手段を動作させ回転ドラム内の衣類を乾燥させる乾燥工程との間に、モータを動作させ回転ドラム内へ送風する送風工程を行うようにしたことにより、回転ドラム内へ噴射されたスチームが除湿されることなく持続し、衣類のしわ低減などのスチームの効果を発揮することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、衣類、寝具等の乾燥を行う衣類乾燥機に関するものである。

従来のこの種の衣類乾燥機において、乾燥手段にヒートポンプユニットを具備したものが知られている（特許文献１参照）。

従来例の構成およびその動作を図５に基づいて説明する。図５は、従来の衣類乾燥機の構成を示す模式図である。

略直方体からなる筐体１の内部には、衣類を収容する略円筒状からなる回転ドラム５を回転可能に設け、モータ６０により回転駆動される。回転ドラム５は、底部６３に設けられた回転支持軸６５、および回転ドラム５の前方下部に設けられた回転支持ローラー６６によって回転可能に支持されている。

筐体１の前面には衣類を出し入れする筐体開口部１ａと、これを開閉する扉７が設けられており、回転ドラム５の前面側にも同様に開口部５ｂを有している。

送風ファン１２は、回転ドラム５内部の空気を回転ドラム５の前方に設けられた排気口１６から吸込み、衣類から発生したリントを捕集するフィルター６１を通過させ、循環ダクト２２内を送風し、矢印ｄのようにヒーターケース入口２３へと導出する。また、ヒーターケース出口２１から出た空気を矢印ｃの方向に送風して給気口１４から回転ドラム５内に供給する。

回転ドラム５の底部６３には、通気口６４が設けられている。通気口６４は複数の小さな穴から成るものである。

このように回転ドラム５を介して循環する空気を、ここでは循環空気と呼ぶ。循環空気は、回転ドラム５に収容された衣類の乾燥を促進する機能を持つ。

回転ドラム５の下部には、ヒートポンプユニット５１を構成する熱交換器からなる蒸発器３０及び凝縮器３２が配設されている。ヒーターケース３１は、送風ファン１２により送風される循環空気を矢印ａの方向に蒸発器３０から凝縮器３２へと流すためのものである。また、圧縮機６７が蒸発器３０または凝縮器３２の近傍に収容される。

送風ファン１２で送風される循環空気は、循環ダクト２２を通り、ヒーターケース３１内の蒸発器３０及び凝縮器３２を通過した後、給気口１４から回転ドラム５内に入り、回転ドラム５内の衣類を通過した後、排気口１６を通って再び送風ファン１２へと戻り、循環するようになっている。送風ファン１２は、モータ６０により回転駆動される。

また、ヒーターケース３１の下部には、蒸発器３０からの除湿水が集まり、この除湿水を貯水タンク３６にポンプ（図示せず）で送水し、除湿水を貯水タンク３６にて貯水する。貯水タンク３６は着脱可能となっており、使用者が貯水タンクを取り外して貯水された除湿水を適宜排水する。

また、ヒートポンプユニット５１は、圧縮機６７、および圧縮された冷媒の熱を放熱する凝縮器３２、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膨張
機構（図示せず）、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蒸発器３０とを冷媒が循環するように連結されており、これらのヒートポンプユニット５１や駆動モータ等は、筐体１内部に設けられた制御ユニット（図示せず）によって制御される。

以上のような構成において、次に、この動作について説明する。

乾燥工程では、ヒートポンプユニット５１の圧縮機６７を作動させると、冷媒が圧縮され、この圧力により凝縮器３２、膨張機構、蒸発器３０を循環する。凝縮器３２では冷媒の圧縮で熱が放出され、蒸発器３０では膨張機構で減圧されて低圧となった冷媒により熱が吸収される。

このとき送風ファン１２が作動し、凝縮器３２の放熱により加熱された循環空気が循環ダクト２２を通って給気口１４から通気口６４を通過して回転ドラム５内に送風される。回転ドラム５はモータ６０により回転駆動され衣類は上下に撹拌される。

回転ドラム５内に送風された循環空気は、この衣類の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で排気口１６を経て循環ダクト２２を通り、ヒーターケース３１に至る。

この湿った循環空気は、蒸発器３０を通過する際に顕熱と潜熱が奪われて除湿され、乾いた循環空気と除湿水に分離される。この乾いた循環空気は、凝縮器３２で再び加熱され循環空気となる。蒸発器３０で結露した除湿水は、ポンプによって送水され、貯水タンク３６に貯まる。上記動作を繰り返すことにより、衣類の乾燥を進行させる。

また、この種の乾燥機において、スチーム発生装置６８を備え、回転ドラム５内の衣類に向けてスチーム６９を噴射することで、衣類のしわを改善するものが提案されている（特許文献２参照）。

特開２００５−３１８９１７号公報 特開２００９−０３９４３６号公報

しかしながら、上記従来の構成においては、スチーム発生装置６８から回転ドラム５内の衣類（図示せず）に向けて噴射されたスチーム６９も、循環空気の流れに沿って排気口１６から排気されて循環するが、ヒートポンプユニット５１が働いている工程では蒸発器３０で除湿されてしまうため、次に給気口１４から回転ドラム５内へ戻ったときにはスチームが残存せず、スチームの効果が長続きしないという課題を有していた。

上記に対し、ヒートポンプユニット５１の動作を停止してからスチーム発生装置６８を動作させることが考えられるが、ヒートポンプユニット５１の圧縮機６７の動作を止めても、しばらくは蒸発器３０は低温状態が保持されるためスチームが除湿されて消滅し、やはりスチームの効果が低減されるという課題を有していた。

上記従来の課題を解決するために、本発明の衣類乾燥機は、衣類を収容する回転ドラムと、前記回転ドラム内へ送風する空気を加熱する加熱手段と、前記回転ドラム内へ風を送るための送風ファンと、前記送風ファンを駆動するモータと、前記回転ドラムから排出された空気から水分を結露させて分離する除湿手段と、スチームを発生させるスチーム発生
器と、前記回転ドラム内へ前記スチームを供給するスチーム発生口と、前記モータ、前記加熱手段、前記除湿手段、前記スチーム発生器の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記スチーム発生器を動作させ前記回転ドラム内にスチームを供給するスチーム工程と、前記加熱手段および前記除湿手段を動作させ前記回転ドラム内の衣類を乾燥させる乾燥工程との間に、前記モータを動作させ前記回転ドラム内へ送風する送風工程を行うようにしたことを特徴とするものである。

これによって、回転ドラム内へ噴射されたスチームが除湿されることなく持続し、衣類のしわ低減などのスチームの効果を十分に発揮する。

本発明の衣類乾燥機は、噴射されたスチームが循環ダクト等で消滅せず、スチームが回転ドラム内に十分供給されて、衣類のしわ低減などのスチームの効果を十分に発揮することができる。

本実施の形態における衣類乾燥機の構成を示す模式図 従来例における衣類乾燥機の動作を示すタイムチャート 本実施の形態における衣類乾燥機の動作を示すタイムチャート 本実施の形態における衣類乾燥機の動作の他の例を示すタイムチャート 従来例における衣類乾燥機の構成を示す模式図

第１の発明は、衣類を収容する回転ドラムと、前記回転ドラム内へ送風する空気を加熱する加熱手段と、前記回転ドラム内へ風を送るための送風ファンと、前記送風ファンを駆動するモータと、前記回転ドラムから排出された空気から水分を結露させて分離する除湿手段と、スチームを発生させるスチーム発生器と、前記回転ドラム内へ前記スチームを供給するスチーム発生口と、前記モータ、前記加熱手段、前記除湿手段、前記スチーム発生器の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記スチーム発生器を動作させ前記回転ドラム内にスチームを供給するスチーム工程と、前記加熱手段および前記除湿手段を動作させ前記回転ドラム内の衣類を乾燥させる乾燥工程との間に、前記モータを動作させ前記回転ドラム内へ送風する送風工程を行うようにしたことにより、回転ドラム内へ噴射されたスチームが除湿されることなく持続し、衣類のしわ低減などのスチームの効果を発揮することが可能になる。

第２の発明は、特に、第１の発明の加熱手段および除湿手段は、冷媒を圧縮する圧縮機と、空気を加熱するための凝縮器と、水分を除去するための蒸発器とを有するヒートポンプユニットで構成したことにより、乾燥工程の消費電力を抑える効果とともに、回転ドラム内へ噴射されたスチームが除湿されることなく持続し、衣類のしわ低減などのスチームの効果を十分に発揮することが可能になる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の制御手段は、前記ヒートポンプユニットに設けた温度検出手段からの信号に基づき、前記送風工程の時間を制御することにより、蒸発器の温度が確実に戻ってから効率よくスチーム工程に移行することで、回転ドラム内へ噴射されたスチームが除湿されることなく持続し、衣類のしわ低減などのスチームの効果をより確実に発揮することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参考にしながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における衣類乾燥機の構成を示す模式図、図２は、従来例における衣類乾燥機の動作を示すタイムチャート、図３は、本実施の形態における衣類乾燥機の動作を示すタイムチャートである。以下、図１および図２、図３を用いて説明を行う。ただし、衣類乾燥機の基本的な構成は図５の従来例と同様なので、図５および図５に付与された符号も用いて説明を行うものとし、図１に図示されていない符号については図５を参照するものとする。

図１において、略直方体からなる筐体１の内部には、衣類を収容する略円筒状からなる回転ドラム５を回転可能に設け、モータ６０により回転駆動される。回転ドラム５は、底部６３に設けられた回転支持軸６５、および回転ドラム５の前方下部に設けられた回転支持ローラー６６によって回転可能に支持されている。

筐体１の前面には衣類を出し入れする筐体開口部１ａと、これを開閉する扉７が設けられており、回転ドラム５の前面側にも同様に開口部５ｂを有している。

送風ファン１２は、回転ドラム５内部の空気を回転ドラム５の前方に設けられた排気口１６から吸込み、衣類から発生したリントを捕集するフィルター６１を通過させ、循環ダクト２２内を送風し、矢印ｄのようにヒーターケース入口２３へと導出する。また、ヒーターケース出口２１から出た空気を矢印ｃの方向に送風して給気口１４から回転ドラム５内に供給する。

回転ドラム５の底部６３には、通気口６４が設けられている。通気口６４は複数の小さな穴から成るものである。

このように回転ドラム５を介して循環する空気を、ここでは循環空気と呼ぶ。循環空気は、回転ドラム５に収容された衣類の乾燥を促進する機能を持つ。

回転ドラム５の下部には、ヒートポンプユニット５１を構成する熱交換器からなる蒸発器３０及び凝縮器３２が配設されている。ヒーターケース３１は、送風ファン１２により送風される循環空気を矢印ａの方向に蒸発器３０から凝縮器３２へと流すためのものである。また、圧縮機６７が蒸発器３０または凝縮器３２の近傍に収容される。蒸発器３０は除湿手段として、凝縮器３２は加熱手段として設けられる。

送風ファン１２で送風される循環空気は、循環ダクト２２を通り、ヒーターケース３１内の蒸発器３０及び凝縮器３２を通過した後、給気口１４から回転ドラム５内に入り、回転ドラム５内の衣類を通過した後、排気口１６を通って再び送風ファン１２へと戻り、循環するようになっている。送風ファン１２は、モータ６０により回転駆動される。なお、送風ファン１２は、回転ドラム５を駆動するモータ６０とは別に設けたモータ（図示せず）により回転駆動されようにしても良い。

また、ヒーターケース３１の下部には、蒸発器３０からの除湿水が集まり、この除湿水は、筐体１の下部に設けた除湿タンク７２に回収される。

除湿タンク７２に貯められた水は、除湿タンク７２の上部に配置された送水ポンプ（図示せず）によって、送水路７５を経由して筐体１の上部に設けた貯水タンク３６へ送水される。

貯水タンク３６は、筐体１に対して着脱可能となっており、使用者は、貯水タンク３６を取り外して貯水された除湿水を適宜排水する。貯水タンク３６は、筐体１の上方隅部に
設けており、使用者は貯水タンク３６を筐体１の前方へ引き出すように着脱を行う。これにより、貯水タンク３６の着脱操作は容易となる。

また、ヒートポンプユニット５１は、圧縮機６７、および圧縮された冷媒の熱を放熱する凝縮器３２、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膨張機構６２、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蒸発器３０とを冷媒が循環するように連結されており、これらのヒートポンプユニット５１やモータ６０等は、筐体１内部に制御手段として設けられた制御ユニット４８によって制御される。このように、循環空気を加熱するための加熱手段として凝縮器３２が、循環空気を除湿するための除湿手段として蒸発器３０が作用する。

回転ドラム５の底部６３には通気口６４を設け、底部６３の外周端部は給気口１４の外周に設けられた円環状をなすシール部材７０の内周面と当接し、回転ドラム５が回転しても、給気口１４から送風された循環空気は、回転ドラム５の外部へ漏出することなく、通気口６４を通過して回転ドラム５の内部へ供給される。

乾燥工程では、ヒートポンプユニット５１の圧縮機６７を作動させると、冷媒が圧縮され、この圧力により凝縮器３２、膨張機構６２、蒸発器３０を循環する。凝縮器３２では冷媒の圧縮で熱が放出され、蒸発器３０では膨張機構６２で減圧されて低圧となった冷媒により熱が吸収される。

このとき送風ファン１２が作動し、凝縮器３２の放熱により加熱された循環空気が循環ダクト２２を通って給気口１４から通気口６４を通過して回転ドラム５内に送風される。回転ドラム５はモータ６０により回転駆動され衣類は上下に撹拌される。

回転ドラム５内に送風された循環空気は、この衣類の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で排気口１６を経て循環ダクト２２を通り、ヒーターケース３１に至る。この湿った循環空気は、蒸発器３０を通過する際に顕熱と潜熱が奪われて除湿され、乾いた循環空気と除湿水に分離される。この乾いた循環空気は、凝縮器３２で再び加熱され循環空気となる。

蒸発器３０で結露した除湿水は、除湿タンク７２に回収される。除湿タンク７２に貯水された除湿水の水位を水位検知手段（図示せず）によって検知し、所定水位を検知すると、送水ポンプ（図示せず）を所定時間駆動し、貯水タンク３６に送水するよう制御ユニット４８は制御する。このように、加熱手段および除湿手段を動作させ回転ドラム内の衣類を乾燥させる行程を乾燥工程と呼ぶものとする。

また、筐体１の内部には、スチーム用の水を溜めておくスチーム水タンク８１が配設されており、給水口８６から使用者が水を供給するよう構成されており、水位スイッチ８２で、スチーム水タンク８１内の水位を検知している。スチームポンプ８４によって、スチーム水タンク８１内に貯水された水は、スチーム水タンク８１の後方から導水管８３を通ってスチームポンプ８４に水が導かれ、スチーム発生器８５へ水が送られる。

スチーム発生器８５の内部にはヒータ８８が埋め込まれており、スチームポンプ８４によって送られてきた水がヒータ８８で加熱されて蒸発し、スチームとなり、吐出ホース８７を経由して、回転ドラム５内に設けられたスチーム発生口８９から回転ドラム５内に向けて、スチーム６９が噴射される。スチーム発生器８５内に設けられたスチームポンプ８４およびヒータ８８についても、モータ６０、圧縮機６７と同様に、制御ユニット４８によって制御される。このように、スチーム発生器を動作させ回転ドラム内にスチームを供給する行程をスチーム工程と呼ぶものとする。

次に図２、図３により、制御ユニット４８による衣類乾燥機の動作を説明する。

前述の発明が解決しようとする課題の項で説明したように、ヒートポンプユニット５１が働いていると、蒸発器３０は除湿手段になるため、循環ダクト２２を通ってスチームが循環してきたときに、衣類から除去された水分とともに除湿されてしまい、スチームがすぐに消滅してしまう。それを避けるために、図２のように、圧縮機６７（ヒートポンプユニット５１の駆動源）が動作している乾燥工程と、スチーム発生器８５を動作させるスチーム工程とを区切って、工程を分けて制御することが考えられる。時間ｔ０から時間ｔ１まで乾燥工程を行い、時間ｔ１からスチーム行程を行うようにすることで、乾燥工程とスチーム工程の重複がなくなる。ここで、スチーム発生器８５の動作は、図２の例では間欠動作する場合を示している。

しかしながら、実際に除湿手段である蒸発器３０は、圧縮機６７が動作している間は低温状態にあり、圧縮機６７が停止すると、蒸発器３０の温度は徐々に循環空気の温度に戻るが、循環空気の温度よりも低い温度の間は、まだ除湿能力を有していることになるため、圧縮機６７を停止したあとでも、すぐにスチームを噴射すると、蒸発器３０が低温の間は、噴射したスチームが除湿されて消滅してしまう。

図２に示すスチームの循環量９０は、スチームが有効に存在する様子を表すグラフである。乾燥工程の直後にスチーム行程を実施した場合、スチーム発生器８５の駆動開始直後に増加したスチームの循環量９０は次第に減少し消滅した後、次回のスチーム発生器８５の駆動開始直後に再び増加し、すぐにまた減少に転じ消滅するという状態を繰り返す。

したがって、図２に示すように、乾燥工程が終了すると同時に圧縮機６７の動作を停止し、すぐにスチーム発生器８５を動作させるのでは発生したスチームが消滅するので、十分なスチームが得られない。

そこで、図３に示すように、時間ｔ０から乾燥工程を開始し、時間ｔ１において乾燥工程が終了すると同時に圧縮機６７の動作を停止してヒートポンプユニット５１を停止し、次に、時間ｔ１から時間ｔ２に至るまでモータ６０を動作して送風ファン１２を駆動し循環空気を循環させた後、時間ｔ２からスチーム発生器８５を動作させるようにする。

図３に示すスチームの循環量９０は、スチームが有効に存在する様子を表すグラフである。乾燥工程を終えた後、送風行程を経て、スチーム行程を実施した場合、スチーム発生器８５の駆動開始直後に増加したスチームの循環量９０はなだらかに減少するものの消滅することはなく、次回のスチーム発生器８５の駆動開始直後に再び増加するという状態を繰り返し、スチーム行程の期間、スチームの循環量９０は適量に維持される。

このように、加熱手段および除湿手段として作用するヒートポンプユニット５１を停止した後、ヒートポンプユニット５１を停止した状態を維持しながら送風ファン１２を駆動し回転ドラム５内へ送風する送風工程を所定時間行い、その後、スチーム発生器８５を動作させることで、循環空気の温度と同等になる時間が確保され、スチーム発生器８５を動作させてもスチームは消滅せず、スチーム行程の期間スチームは適量に維持され、回転ドラム５内にスチームが十分に供給されるようになる。

また、加熱手段および除湿手段として作用するヒートポンプユニット５１を停止しながら、モータを動作させ回転ドラム内へ送風する送風工程を行うようにしたことで、回転ドラム５内を通過する循環空気を除湿しながら、蒸発器３０の温度を循環空気の温度に強制的に近づけるように作用するので、全体の所要時間が必要以上に長くならず効率的である
。

このように、送風工程の後にスチーム工程を行うことによって、発生したスチームが除湿して消滅されることなく、循環空気とともに循環しながら回転ドラム内に再度戻るようになり、回転ドラム内の衣類に対するしわ取り等の効果を長時間持続する。

図４は、蒸発器３０の温度を検知しながら図３の送風工程の時間を制御するようにした本実施の形態における衣類乾燥機の動作の他の例を示すタイムチャートである。図４の温度９１は蒸発器３０の温度を示す。

図４では、時間ｔ０から乾燥工程を開始し、時間ｔ１において乾燥工程が終了すると同時に圧縮機６７の動作を停止してヒートポンプユニット５１を停止し、次に、時間ｔ１からモータ６０を動作して送風ファン１２を駆動し循環空気を循環させた後、蒸発器の温度９１が、循環空気の温度に近いしきい値９２に達したところで送風工程を終了し、その後、スチーム発生器８５を動作させ、スチーム工程に移行する。

蒸発器の温度９１は、乾燥工程において低下した後、ヒートポンプユニット５１を停止し、ヒートポンプユニット５１を停止した状態を維持しながら送風ファン１２を駆動し回転ドラム５内へ送風する送風工程を所定時間行うことで、温度９１が循環空気の温度に近づくように作用する。

送風工程のはじめの段階では低温にあった蒸発器の温度９１が、循環空気の温度に近いしきい値９２に達したところで送風工程を終了し、スチーム発生器８５を動作させ、スチーム工程に移行する。このようにすることで、スチームが除湿されて消滅するのを効率よく防止し、回転ドラム５内の衣類に対するしわ取り等の効果をより高め、長時間持続することが可能になる。

このように、本発明の衣類乾燥機は、スチーム発生器を動作させ回転ドラム内にスチームを供給するスチーム工程と、加熱手段および除湿手段を動作させ回転ドラム内の衣類を乾燥させる乾燥工程との間に、モータを動作させ回転ドラム内へ送風する送風工程を行うようにしたことにより、乾燥工程で低温になって除湿の機能を有している蒸発器の温度が循環空気の温度と同程度になってから、スチーム工程を開始しスチームを噴射するので、噴射されたスチームが、蒸発器によって除湿されてしまうことを防止でき、循環風とともにスチームも循環するので、衣類のしわ低減などのスチームの効果をより発揮することができるようになる。

また、加熱手段および除湿手段は、冷媒を圧縮する圧縮機と、空気を加熱するための凝縮器と、水分を除去するための蒸発器とを有するヒートポンプユニットで構成したことで、ヒートポンプユニットを停止し、送風行程を実施した後にスチーム行程を行うようにしたので、ヒートポンプユニット停止後の蒸発器による除湿の影響を低減でき、スチームが回転ドラム内に十分に供給され、スチームの効果をより発揮することができるようになる。

以上のように、本発明にかかる衣類乾燥機は、噴射されたスチームが消滅せず、スチームが十分供給されてスチームの効果を十分に発揮することができるので、衣類乾燥機に限らず、スチームを供給する機能を有する洗濯乾燥機等の家庭用機器や業務用機器の用途にも適用できる。

５ 回転ドラム
１２ 送風ファン
３０ 蒸発器
３２ 凝縮器
４８ 制御ユニット
５１ ヒートポンプユニット
６０ モータ
６７ 圧縮機
６９ スチーム
８５ スチーム発生器
８９ スチーム発生口

Claims (3)

1. 衣類を収容する回転ドラムと、前記回転ドラム内へ送風する空気を加熱する加熱手段と、前記回転ドラム内へ風を送るための送風ファンと、前記送風ファンを駆動するモータと、前記回転ドラムから排出された空気から水分を結露させて分離する除湿手段と、スチームを発生させるスチーム発生器と、前記回転ドラム内へ前記スチームを供給するスチーム発生口と、前記モータ、前記加熱手段、前記除湿手段、前記スチーム発生器の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記スチーム発生器を動作させ前記回転ドラム内にスチームを供給するスチーム工程と、前記加熱手段および前記除湿手段を動作させ前記回転ドラム内の衣類を乾燥させる乾燥工程との間に、前記モータを動作させ前記回転ドラム内へ送風する送風工程を行うようにしたことを特徴とする衣類乾燥機。
2. 前記加熱手段および前記除湿手段は、冷媒を圧縮する圧縮機と、空気を加熱するための凝縮器と、水分を除去するための蒸発器とを有するヒートポンプユニットで構成したことを特徴とする請求項１に記載の衣類乾燥機。
3. 前記制御手段は、前記ヒートポンプユニットに設けた温度検出手段からの信号に基づき、前記送風工程の時間を制御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。