JP2015073753A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥運転中に発生する騒音を低減しつつ、乾燥運転で消費する電力量を抑制した洗濯乾燥機を提供する。
【解決手段】乾燥時に内部が乾燥室となる外槽と、前記外槽内に回転自在に配置され、洗濯物を収容する内槽と、前記外槽から排出される水を排出する排水ホースと、前記排水ホースと洗濯機用排水トラップとを接続する接続継手管を備え、乾燥運転中に、前記内槽から排出される空気の全部または一部を前記排水ホース及び前記接続継手管を経由して機外へ排気する洗濯乾燥機において、前記接続継手管の屈曲部の内面を滑らかにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、衣類の洗濯または洗濯から乾燥まで出来る洗濯乾燥機に関する。

乾燥機又は洗濯から乾燥までを連続して行える洗濯乾燥機による衣類の乾燥は、送風ファンと熱源により高温・低湿度の乾燥空気を作り、これを洗濯槽内に吹込み、衣類の温度を高くし、衣類から水分を蒸発させ、蒸発した水分を機外へ排出することにより行う。これに関する従来技術として下記特許文献１−３がある。

蒸発した水分の除去方法としては、蒸発した水分を含む空気をそのまま洗濯乾燥機外へ排出する排気乾燥方式（常に新しい空気を供給）と、蒸発した水分含む空気を冷やし結露させて水分を除去する除湿循環乾燥方式（同じ空気を循環させる）がある。また、時間短縮と使用水量や消費電力を低減するため乾燥工程の前半に空冷または水冷除湿を行い、後半に機外周囲の乾燥した外気を給気し、洗濯物に吹付けた後の温風空気をそのまま排気する併用方式がある。

特開２００８−１０４７１５号公報 特開２００８−１１０１３５号公報 特開２０１０−１７２７０号公報

洗濯物に吹付けた後の温風空気をそのまま排気する従来技術では、時間短縮と使用水量や消費電力の低減を図ることはできるが、乾燥機または洗濯乾燥機が置かれた室内に高湿な空気をそのまま排気してしまい、室内の環境を悪化させてしまう。その対応として、上記特許文献３では、乾燥運転で出来る高温高湿の排気を排水トラップ装置を介して下水流路に排水と同様に流し、排気が室内に排出されないようにしている。

しかし、この下水流路に排気を排出する方式は、次のような課題がある。排水ホースと排水トラップ装置を接続する接続継手管はＬ型形状を採用しているものが多く存在する。曲がり部の内部は直角に近い形状であり、排気を排出すると流れた空気が剥離し空気抵抗が増大してしまう問題を有している。そのため騒音の増加、送風機の仕事の増加へ繋がる。

本発明は、上記の課題に鑑み、乾燥運転中に発生する騒音を低減しつつ、乾燥運転で消費する電力量を抑制した洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、乾燥時に内部が乾燥室となる外槽と、前記外槽内に回転自在に配置され、洗濯物を収容する内槽と、この内槽を駆動するモータと、前記内槽を支持する筐体と、前記内槽内に温風を送風するための送風路、加熱手段及び送風手段を有する乾燥装置と、前記外槽から排出される水を排出する排水ホースと、前記排水ホースと洗濯機用排水トラップとを接続する接続継手管を備え、乾燥運転中に、前記内槽から排出される空気の全部または一部を前記排水ホース及び前記接続継手管を経由して機外へ排気する洗濯乾燥機において、前記接続継手管の屈曲部の内面を滑らかにした。

本発明によれば、乾燥運転中に発生する騒音を低減しつつ、乾燥運転で消費する電力量を抑制した洗濯乾燥機を提供できる。

本発明の実施例に係るもので、除湿乾燥運転での洗濯乾燥機の断面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、排気乾燥運転での洗濯乾燥機の断面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、乾燥運転終了後の洗濯乾燥機の断面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、接続継手管及び排水トラップ装置の断面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、ファンの外観図を示す。 本発明の実施例に係るもので、ファンを構成するファンカバーの内部の断面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、ファンを構成するファンケースの内部の断面図を示す。 本発明の実施例に係るもので、ファンの羽根車の断面図を示す。 乾燥運転時の騒音と周波数の関係図を示す。

以下、本発明の実施例を図面により説明する。 まず、図１−３に沿って洗濯乾燥機の概要から説明する。図１−３に示すように、洗濯乾燥機の外郭を構成する筺体９０は、ベース１とベース１上部の鋼板と樹脂成形品で組合わされて載せられた外枠２と外枠２の正面の洗濯物３０を出し入れするドア３と前面カバー２２及び背面の背面カバー２３とが設けられ形成される。この洗濯乾燥機は洗濯機用防水パン１００内に置かれる。

外枠２の内側には外槽２０が備えられる。外槽２０は下部の複数個のサスペンション２１により支持されている。外槽２０の内側にある内槽（回転ドラム２９）にはドア３を開けて投入された洗濯物３０があり、回転ドラム２９の開口部の外周には脱水時の洗濯物３０のアンバランスによる振動を低減するための流体バランサー３１が設けられている。

また、回転ドラム２９の内側には洗濯物３０を掻き揚げる複数個のリフター３３が設けられている。回転ドラム２９は回転ドラム用金属製フランジ３４に連結された主軸３５を介してドラム駆動用モータ３６に直結されている。外槽２０の開口部には弾性体からなるゴム系のパッキン３８が取付けられている。

このパッキン３８は外槽２０内とドア３との水密性を維持する役割をしている。これにより、洗い，すすぎ及び脱水時の水漏れの防止が図られている。回転ドラム２９は、側壁に遠心脱水および通風用の多数の小孔（図示せず）を有する。外槽２０の底壁に開口した排水口３７は、排水弁８を介して排水ホース９に接続する。

回転ドラム２９内の洗濯物３０を乾燥させる送風路５と送風手段たるファン６１と加熱手段たるヒータ６２を含む乾燥装置６は、外槽２０から離して外枠２に固定（図示せず）されている。送風路５と通風口３２は柔軟構造のベローズ４で略水平に接続し、ヒータ６２の出口と吹出しノズル１１は外槽２０の最上面から中心までの間に且つ外槽２０の中心より前面の位置に柔軟構造のベローズ７で外槽２０に対し略垂直に接続して外槽２０の振動を吸収している。排水口３７，ファン６１の吸気口及び吐出口には温度センサ（図示せず）が設けてある。また送風路５には異常水を排出するためのオーバーフロー管９５を設けてあり、排水ホース９へ接続されている。なお、加熱手段の熱源は、ヒータ６２に限らず、ヒートポンプユニットを利用したものであっても良い。

ここで、図５−７を用いてファン６１の構成の詳細を説明すると、ファン６１は羽根車１０２と羽根車１０２を駆動する駆動モータ１０３と、羽根車１０１を内包するファンカバー１０４とファンケース１０７からなる。ファンカバー１０４とファンケース１０７は合成樹脂により形成されたもので、図６にあるようにファンカバー１０４とファンケース１０７にはファン収納部１０８とヒータ収納部１０９を備えている。

次に、羽根車１０２の具体的な形状について、図８（ａ）及び図８（ｂ）を用いて説明する。羽根車１０２は、駆動モータ１０３の回転軸に固定される後面プレート１０２ｂと、羽根１０２ｃと、中央に吸い込み口を有する前面プレート１０２ａとで構成されている。また、羽根車１０２ｃは、羽根車１０２の回転方向に対して、内径側から外径側にかけて後退していくような形をしており、所謂ターボファンと呼ばれる羽根車を構成している。そして、駆動モータ１０３を１００００ｒ／ｍｉｎ以上の高速で回転することにより、吹出しノズル１１から５０ｍ／ｓ以上の高速の風を吹き出し、風の力で衣類のシワを伸ばす乾燥運転を行う。なお、本実施例では、羽根１０２ｃの枚数を、従来の８本と比べて多い１２本とした。

ここで、羽根枚数を１２本に増加させた場合における、騒音との関係について説明する。図９は、ファン駆動時の周波数と、騒音レベルの関係を示すものである。なお、ファンの回転数は、従来も本実施例も共に１３４００ｒ／ｍｉｎとして行った。ファンの羽根枚数と、ファンの回転数を乗じた周波数成分が羽根音であり、従来のファンは羽根枚数が８枚なので羽根音は１８００Ｈｚにて生じ、本実施例によるファンは羽根枚数が１２枚なので羽根音は２７００Ｈｚにて生じる。その他の流体音等の騒音レベルが低い、高周波側に羽根音を移動させることで、羽根音の低減を図ることができる。しかも、羽根音のピーク周波数が、高周波側に移動するので、人の聴覚でも聞き取り難くなる。このように、羽根枚数１０枚や１６枚等、従来のファンよりも羽根枚数を増やすことで、羽根音低減と騒音レベル低減が実現できる。なお、羽根枚数を例えば２４枚にまで増やすと、羽根音の低減が更に見込まれるが、羽根車を回転させる際の負荷が増え、ファン効率が低減してしまうので、１０以上１６以下程度の羽根枚数が望ましい。

このように構成したドラム式の洗濯乾燥機は、洗濯運転工程においては、回転ドラム２９内に洗濯物を投入し、排水弁８を閉じた状態で給水して外槽２０に洗濯水を溜め、回転ドラム２９を回転させて洗濯物３０を洗濯する。また、脱水運転工程においては、排水弁８を開いて外槽２０内の洗濯水を排水し、回転ドラム２９を回転させて遠心脱水する。

そして、乾燥運転工程前半から中盤では、図１のように排水弁８を開いた状態で回転ドラム２９を回転させると共に、ファン６１を運転して外槽２０内の空気を通風口３２から吸出して送風路５内を通過させて水冷除湿した後にヒータ６２で加熱して吹出しノズル１１から回転ドラム２９内の洗濯物３０に向けて吹込む循環空気１２を生成する。

回転ドラム２９内で洗濯物３０から水分を奪って湿潤した循環空気１２の除湿は、冷却水弁（図示せず）を開き冷却水供給管５１から送風路５内の壁面に流れ出た冷却水５２を流下させ、循環空気１２と触れさせることにより実現する。送風路５内の壁面に流れ出た冷却水５２は排水口３７を通って排水ホース９により排出される。

乾燥運転工程後半では、図２に示すようにヒータ６２をＯＦＦにして冷却水５２を止める。そして、吸気弁１３を開くことによりベース１下部の隙間から吸込まれた外部空気１６は、外槽２０の側面を流れながら外槽２０，モータ３６，ファン６１の排熱を受けながら温められ、乾燥中盤までに外槽２０の上面と外枠２の空間に溜められた高温の筐体内部空気１５とともにファン６１へ吸込まれる。

吸込まれた筐体内部空気１４は洗濯物３０に吹付けられ洗濯物３０から水分を奪い、湿潤して排水口３７より排水ホース９、接続継手管８８を通り、排水トラップ装置１０の水溜トラップに出来る水封じを破って排水口４０に排出され、下水流路へと流下する。一般的な排水トラップ装置の場合、水封じ高さは５０〜８０ｍｍ程度あるため、水封じを破るには排水ホース９側の圧力は約１０００Ｐａ以上必要となる。

また、排水口４０から逆流するように流入して来る臭気のガスを抑えるため、水封じを破った後も高い圧力（所定以上の圧力）を確保する必要があり、排水ホースによる排気式乾燥中は、高い圧力を保つようにファン６１を制御する。

排水ホース９が接続される排水トラップ装置１０は洗濯機用防水パン１００に取付けられる。排水トラップ装置１０は一般的な排水トラップ装置の構造を備えている。排水トラップ装置には、排水ホース９からの排水が流れ込むとともに洗濯機用防水パン１００内をながれる水も流れ込むようになっている。

乾燥運転終了後は、図３に示すように排水口４０側の圧力より排水ホース９側の圧力を高く保ちながら水封じを破らない圧力レベルまでファン６１の回転数を下げて冷却水５２を流し、排水トラップ装置１０の水溜トラップに水を溜め水封じを回復させて乾燥運転工程が終了となる。

このように、乾燥運転終了後に、排水ホース９側の圧力を所定以上に保ちながら排水ホースを経由して排水トラップ装置１０に水を供給することにより、排水口４０からの臭気を抑えながら排水トラップ１０の水封じを回復させることができる。なお、この排水トラップ装置の水封じ回復は、排水ホース９側の圧力を高く保っていれば、乾燥運転の最後又は乾燥運転の終了後のいずれでも良い。

図１に示す除湿乾燥では排水ホース９から排気されないが、図２に示す排気乾燥運転では排水ホース９から排気される。しかし、外部空気１６を吸込ながら運転される排気乾燥運転では洗濯物３０の水分を奪取した高温多湿の排気は、排水ホース９、接続継手管８８、排水トラップ装置１０を経て下水流路に流されるので、室内の環境を悪化させずに消費電力を削減することが出来る。さらに、乾燥運転終了時に排水ホース９側の内圧を保ちながら排水トラップ装置１０の水封じを回復させるため排水口４０からの臭気が室内に漏れて環境を悪化させることはない。

乾燥運転工程は、排気乾燥運転は始めから終わりまで続けたり、水冷除湿をして途中から排気乾燥運転に移行したり、排気乾燥運転をして途中から水冷除湿に移行する種々の運転がある。

乾燥運転工程に冷却水を使用しない場合、循環空気１２の温度が上昇して洗濯物３０の温度が上がるため余熱乾燥時に用いられる熱容量が増加して、乾燥運転工程の消費電力量をさらに削減できる。なお、冷却水を使用しない場合、空冷によって送風路５や外槽２０などの内壁面が除湿部となる。

また、乾燥運転工程の後半のみ吸気弁を開いて洗濯物３０からの水分を排水ホース９から排出するが、乾燥運転工程の中盤に１回もしくは数回吸気弁を開いて洗濯物３０の温度が下がらないように洗濯物３０からの水分を排水ホース９から排出することにより、外槽２０内に飽和した水蒸気が排出され乾燥運転工程の後半に排出する水分が減少するため乾燥工程の消費電力量をさらに削減できる。

通常の乾燥運転である循環乾燥運転では、ヒータなどの加熱手段で乾燥用の空気を加熱しながら乾燥が行われる。それに対し、排気乾燥運転では洗濯乾燥機の筐体に溜まる余熱を利用して乾燥をするので省エネになる。

次に図４を加え、接続継手管８８、排水トラップ装置１０について説明する。洗濯機用の排水トラップ装置は、図４に示すように、排水トラップ本体８０、排水トラップ本体８０内に置かれる封水椀８１、封水椀８１内に置かれる封水筒８２、封水筒８２内に置かれる流入円筒８３、洗濯機の排水ホース９と接続されるＬ型をした接続継手管８８を有する。封水が溜まる水溜トラップは、封水椀８１、封水筒８２、流入円筒８３によって構成され、図１、図３に示すように封止用の水が溜まる。この水溜トラップに溜まる封水で、下水流路から逆流するように来る臭気のガスは遮られる。これにより、室内に臭気のガスが流入するのが抑えられる。排水トラップ本体８０は出口側に排水口４０を有する。排水口４０は下水流路に連通するようにつながり、洗濯機の排水は排水トラップ装置に流れ込み、排水口４０から下水流路に流下する。

封水椀８１は有底円筒形状をしており、外低側に設けた支持突起８４により封水椀８１は排水トラップ本体８０の底から持ち上がった状態で置かれる。流入円筒８３は下端に支持足８５を有し、この支持足８５で流入円筒８３は封水椀８１の底から持ち上がった状態で置かれ、流入円筒８３から封水椀８１へ排水が流れるようにしている。

上枠リング８６は排水トラップ本体８０の上開口に嵌合される。洗濯機用防水パン１００の底に取り付けた排水トラップ本体８０は上枠リング８６により洗濯機用防水パン１００に締結される。固定ねじリング８７は、上枠リング８６の内周に形成したネジにねじ止めされ、封水筒８２の固定を行う。流入円筒８３の上側には、途中に屈曲部を有するＬ型をした接続継手管８８が接続され、接続継手管８８の上端側に排水ホース９が着脱自在に接続される。洗濯機の排水は排水ホース９、接続継手管８８、流入円筒８３内を流れて排水トラップ装置に流れ込むのである。洗濯機用防水パン１００の底に流れ出した水は流入円筒８３の外周側と封水筒８２内に存在する流入口（目皿８９）から排水トラップ装置に流れ込む。なお、排水ホース９を接続継手管８８に接続しない場合には、排水ホース９から排出した水は洗濯機用防水パン１００内を流れ、流入円筒８３の外周側と封水筒８２内に存在する流入口（目皿８９）に流れる。

さて、洗濯乾燥機の排気乾燥運転では排水ホース９からの排気は接続継手管８８を通り水溜トラップに溜まる水に勢い良く吹き付けられ、前述した水封じを破る。このとき、排水ホース９からの排気は接続継手管８８の中で、バリや金型突き当てによる段差等に起因して空気抵抗増大の影響を受け、騒音を生じてしまう。さらに空気抵抗が増大するため排気するためのファンの仕事が増えてしまう。つまりファン６１の電力量が増えてしまう。また一部の水はバリや段差の部分に残水し汚れの堆積、付着の原因となる。しかし、図４に示すように接続継手管８８の内面を滑らかにすることで、このような問題を無くすことが可能となる。すなわち、接続継手管８８の屈曲部の内面に、排水や排気の抵抗が少なくなるような形状を設けることで、水や空気の抵抗増大を緩和し、汚れ付着を低減できる
ここで、接続継手管８８の屈曲部における内面を滑らかにするとは、ラウンド形状を設けることであり、内面における曲り半径Ｒが５ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるようにする。Ｒを小さくし過ぎれば空気の剥離が生じ、Ｒを大きくし過ぎれば必然的に接続継手管８８が大型化して設置の際に不都合が生じる。本実施例では、接続継手管８８の屈曲部の内面における曲り半径をＲ１０程度とすることで、空気の剥離が抑えられ、騒音は約２ｄＢ（Ａ）低減できることが実験で求められた。

接続継手管８８の内面を滑らかにし、空気抵抗の増加を抑えることでファン６１の電力を抑えることができる。これは空気抵抗が減った分、ファン６１はより多くの風量を流せることになり、従来のファン６１の回転数よりも低い回転数で制御することが可能となるためである。ファンの回転数を抑えることでも騒音低減の効果がある。

また接続継手管８８の内面を滑らかにし、空気抵抗の増加を抑えることでファン６１はより多くの風量を排水トラップへ流すことが可能となるため、これを利用し従来よりも排気量を増やした運転が実現できる。排気量を増やした運転とは、ファン６１の回転数を上げて排気運転を行うというものである。

従来は、ヒータ６２とファン６１を同時に駆動し温風を衣類に吹きかけ乾燥を行っており、ファン回転数は１３４００ｒ／ｍｉｎであった。しかし本実施例のような接続継手管８８の構成によれば、ファン回転数を１４４００ｒ／ｍｉｎと上昇させ、ヒータ６２は使用せず乾燥を行うことが可能となる。従来のようにヒータ６２を使用し衣類を加熱する場合は、衣類だけでなく、周囲の部品も高温となり、最終的には筺体９０を温め、熱が外部へ放出されてしまい損失が生まれてしまうが、本実施例によれば、ヒータ６２で加熱する時間を減らすことで損失を低減することができる。

しかしながら単純に、ヒータ６２の使用をやめファン６１のみの送風による乾燥を行うと、衣類から湿気を取り除く性能が低下してしまうため、乾燥に時間がかかってしまう。そこで、ファン６１の回転数を１４０００ｒ／ｍｉｎ以上に高めた運転を行い、排気量を増加させ衣類から湿気を取り除く性能を維持することで、ヒータ６２を使用せず低損失な運転が出来て、かつ、運転時間が長期化を抑えた乾燥運転が可能となる。

上述のように、ヒータ６２を駆動させずにファン６１の回転数を高めて乾燥させる運転は、接続継手管８８が滑らかであると制御装置１３８が判断した場合に実施されることが望ましい。また、乾燥運転のコースとして、ヒータを使用する乾燥運転と、ヒータを使用しない乾燥運転を設けておき、ヒータを使用しない乾燥運転が選択された場合に、ヒータを使用する乾燥運転の場合と比べて、ファン６１の回転数を高くしても良い。なお、ファンの形状や、乾燥経路の抵抗などに応じてファン回転数は適切に設定する必要があり、本実施例では１４４００ｒ／ｍｉｎとしたが、洗濯乾燥機の構成によりファン回転数が１００００ｒ／ｍｉｎ程度になることも考えられる。

本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

２…外枠
５…送風路
６…乾燥装置
８…排水弁
９…排水ホース
１０…排水トラップ装置
２０…外槽
２９…回転ドラム
３６…ドラム駆動用モータ
３７，４０…排水口
６１…ファン
６２…ヒータ
８０…排水トラップ本体
８１…排水椀
８２…排水筒
８３…流入円筒
８４…支持突起
８５…支持足
８６…上枠リング
８７…固定ねじリング
８８…接続継手管
８９…目皿
１００…洗濯機用防水パン

Claims (4)

1. 乾燥時に内部が乾燥室となる外槽と、前記外槽内に回転自在に配置され、洗濯物を収容する内槽と、この内槽を駆動するモータと、前記内槽を支持する筐体と、前記内槽内に温風を送風するための送風路、加熱手段及び送風手段を有する乾燥装置と、前記外槽から排出される水を排出する排水ホースと、前記排水ホースと洗濯機用排水トラップとを接続する接続継手管を備え、乾燥運転中に、前記内槽から排出される空気の全部または一部を前記排水ホース及び前記接続継手管を経由して機外へ排気する洗濯乾燥機において、前記接続継手管の屈曲部の内面を滑らかにしたことを特徴とする洗濯乾燥機。
2. 請求項１において、前記加熱手段を駆動させずに乾燥運転を行う場合、前記加熱手段を駆動させながら乾燥運転を行う場合と比べて、前記送風手段の回転数を高くしたことを特徴とする洗濯乾燥機。
3. 請求項１において、前記加熱手段を駆動させずに、前記送風手段の回転数を１４０００ｒ／ｍｉｎ以上として乾燥運転を行うことを特徴とする洗濯乾燥機。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記接続継手管の屈曲部の内面における曲り半径Ｒが５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする洗濯乾燥機。