JP2015198872A - 乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】室外に排気するための配管等の大掛かりな設備を設けなくても稼働可能な乾燥機を提供する。【解決手段】内部に収容された被乾燥物Ｗを乾燥する収容槽６と、該収容槽６を経由して空気が循環可能な空気循環通路４７と、該空気循環通路４７内の空気を冷却する冷却手段４２、および空気循環通路内４７の空気を加熱する加熱手段４５を有するヒートポンプ４と、を備えた乾燥機１であって、ヒートポンプ４は、熱媒体が冷却手段４２および加熱手段４５を経由して循環する熱媒体循環通路４８と、該熱媒体循環通路４８において加熱手段４５から冷却手段４２に向かう熱媒体を減圧する膨張弁４１と、熱媒体循環通路４８において冷却手段４２から加熱手段４５に向かう熱媒体を加圧する圧縮機４４とを備え、加熱手段４５と膨張弁４１との間であって、空気循環通路４７から外れた位置に、加熱手段４５を通過した熱媒体を冷却する液冷式の熱媒体冷却手段４９を備えた。【選択図】図４

Description

本発明は、衣類等を乾燥する乾燥機に関し、特に病院等の施設やコインランドリーやクリーニング店等に設置される大型の業務用に好適な乾燥機に関する。

従来、洗濯した衣類等の被乾燥物を乾燥する乾燥機には、ヒートポンプを利用したものがある（例えば、特許文献１参照）。このような乾燥機では、例えば図７に示すように、被乾燥物を収容する回転ドラム９０とヒートポンプ９１との間でファン９２を用いて空気を循環させ、回転ドラム９０で被乾燥物から奪った水分を含む空気をヒートポンプ９１の蒸発器９３で除湿した後、ヒートポンプ９１の凝縮器９５で加熱し、この加熱によって乾燥した空気を回転ドラム９０に供給している。ヒートポンプ９１は、蒸発器９３、圧縮機９４、凝縮器９５、膨張弁９６を備えており、アンモニア、二酸化炭素、フロン等の冷媒（熱媒体）が循環するように構成されている。なお、図７では、冷媒が循環する循環経路９７を模式的にモリエル線図で表している。すなわち、図７に示す循環経路９７では、右に行くほど比エンタルピーが上昇し、上に行くほど圧力が上昇することを表わしている。

圧縮機９４は、気体状の冷媒を圧縮して高温高圧の状態に変化させる装置である。凝縮器９５は、高温高圧の冷媒から熱を放出させ、回転ドラム９０へ送る空気を加熱する装置である。膨張弁９６は、熱を放出した冷媒を減圧して低温低圧の状態に変化させる装置である。蒸発器９３は、低温低圧の冷媒に熱を吸収させ、回転ドラム９０から送られてくる空気を冷却する装置である。ここで、ヒートポンプ９１においては、図７に示すように、凝縮器９５による空気を加熱するエネルギーｈｃの方が、蒸発器９３による空気を冷却するエネルギーｈｅよりも、圧縮機９４によって投入されるエネルギーｈｉの分だけ必ず大きくなる。そして、凝縮器９５を通過した冷媒（空気を加熱し終えた冷媒）の温度が高いままだと、膨張弁９６を通過しても十分に低温にならず、蒸発器９３で空気を十分に冷却することができない。したがって、ヒートポンプサイクルが成立しにくい。このため、ヒートポンプサイクルを成立させるべく、余ったエネルギーを熱として外部に放出する必要があった。従来、例えば家庭用の洗濯乾燥機等では、図７に示すように、回転ドラム９０で使用された高温の空気の一部を、排気口９８を通して外部（室内）に排気することで、加熱と冷却のバランスをとっていた。

特開２０１１−２４４９２４号公報

しかしながら、大型の乾燥機、例えば業務用の洗濯乾燥機等では、ヒートポンプの能力が家庭用の洗濯乾燥機と比べて大きくなるため（約数倍〜数十倍）、排気する空気の熱量も大きくなる。このため、余った熱を熱風として室内へ排気した場合、室内の気温が上昇し、不快になっていた。これを防ぐため、室外に排気することも考えられるが、配管等の設備が必要になり、設置コストが高くなっていた。また、建物の構造上、配管等を配置できない場合もあった。

本発明は上記した事情に鑑み提案されたものであり、その目的は、室外に排気するための配管等の大掛かりな設備を設けなくても稼働可能な乾燥機を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、空気を導入することで内部に収容された被乾燥物を乾燥する収容槽と、
該収容槽を経由して空気が循環可能な空気循環通路と、
該空気循環通路内の空気を冷却する冷却手段、および前記空気循環通路内の空気を加熱する加熱手段を有するヒートポンプと、
を備えた乾燥機であって、
前記ヒートポンプは、熱媒体が前記冷却手段および前記加熱手段を経由して循環する熱媒体循環通路と、該熱媒体循環通路において前記加熱手段から前記冷却手段に向かう熱媒体を減圧する膨張弁と、前記熱媒体循環通路において前記冷却手段から前記加熱手段に向かう熱媒体を加圧する圧縮機とを備え、
前記加熱手段と前記膨張弁との間であって、前記空気循環通路から外れた位置に、前記加熱手段を通過した熱媒体を冷却する液冷式の熱媒体冷却手段を備えたことを特徴とする乾燥機である。

請求項２に記載のものは、前記熱媒体冷却手段によって加熱された液体を前記収容槽に供給可能な注液通路を備え、
当該加熱された液を用いて前記収容槽に収容された被洗濯物を洗濯可能としたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥機である。

請求項３に記載のものは、空気を導入することで内部に収容された被乾燥物を乾燥する収容槽と、
該収容槽を経由して空気が循環可能な空気循環通路と、
該空気循環通路を流れる空気を冷却する冷却手段、および該冷却手段を通過した空気を加熱する加熱手段を有するヒートポンプと、
を備えた乾燥機であって、
前記空気循環通路内に、液体を噴霧して前記収容槽から前記冷却手段に向かう空気を冷却する補助冷却手段を備えたことを特徴とする乾燥機である。

請求項４に記載のものは、前記空気循環通路は、外部との空気の交換を規制する閉回路で構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の乾燥機である。

請求項１に記載の発明によれば、加熱手段と膨張弁との間であって、空気循環通路から外れた位置に、加熱手段を通過した熱媒体を冷却する液冷式の熱媒体冷却手段を備えたので、被乾燥物の乾燥時において、空気循環通路内における空気の加熱と冷却のバランスをとることができ、排気により室内へ放出する熱を抑えることができる。あるいは、室内へ放出する熱を無くすことができ、排気を無くすことができる。これにより、排気による室内の温度上昇を抑える、あるいは無くすことができる。その結果、室外に排気するための配管等が不要になる。

請求項２に記載の発明によれば、熱媒体冷却手段によって加熱された液体を収容槽に供給可能な注液通路を備え、当該加熱された液体を用いて収容槽に収容された被洗濯物を洗濯可能としたので、被洗濯物の汚れをより落とし易くなり、洗濯効率を上げることができる。また、ボイラー等の加熱手段を別途設ける必要がないので、構成が簡単になり、延いては、乾燥機の小型化が可能になる。

請求項３に記載の発明によれば、空気循環通路内に、液体を噴霧して収容槽から冷却手段に向かう空気を冷却する補助冷却手段を備えたので、空気循環通路内における空気の加熱と冷却のバランスをとることができ、排気により室内へ放出する熱を抑えることができる。あるいは、室内へ放出する熱を無くすことができ、排気を無くすことができる。これにより、排気による室内の温度上昇を抑える、あるいは無くすことができる。その結果、室外に排気するための配管等が不要になる。

請求項４に記載の発明によれば、空気循環通路は、外部との空気の交換を規制する閉回路で構成されたので、排気による室内の温度上昇を無くすことができる。

回転式洗濯乾燥機の斜視図である。 回転式洗濯乾燥機の内部構成を示す概略構成図である。 液体フィルターユニットの内部構成を示す断面図である。 第１実施形態における回転式洗濯乾燥機の模式図である。 第２実施形態における回転式洗濯乾燥機の模式図である。 第３実施形態における回転式洗濯乾燥機の模式図である。 従来の乾燥機の模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の乾燥機として、回転式洗濯乾燥機に適用した場合を例示する。

図１は回転式洗濯乾燥機１の斜視図、図２は回転式洗濯乾燥機１の内部構成を示す概略構成図である。
回転式洗濯乾燥機１は、シェル６に収容されて被乾燥物となる洗濯物Ｗを洗濯・乾燥する洗濯乾燥機本体２と、洗濯物Ｗから離脱したリントをスクラビングによって捕捉する液体フィルターユニットとしての水フィルターユニット３と、熱の移動を行うヒートポンプ４と、各部材の動作を制御する制御装置（図示せず）などを備えている。

洗濯乾燥機本体２は、図１及び図２に示すように、筐体５と、この筐体５の内部に形成した乾燥室としてのシェル６（本発明における収容槽に相当）の内側に設けた回転ドラム７と、空気供給口８からシェル６内に空気（温風）を供給する供給側通気路９と、シェル６からの排気（空気）を空気排出口１０へ排出する排出側通気路１１と、を備えている。

また、空気排出口１０と空気供給口８とを循環通気路１３で連通し、該循環通気路１３の途中には、ファン１２が設けられている。したがって、ファン１２が作動すると、シェル６を経由して排出側通気路１１、循環通気路１３、供給側通気路９の順に空気が通過して循環するように構成されている。なお、排出側通気路１１、循環通気路１３、および供給側通気路９からなる一連の循環通路が本発明における空気循環通路４７に相当する。

筺体５には、その前面のほぼ中央に開閉扉１４を設け、この開閉扉１４を開くと、洗濯物Ｗを回転ドラム７内に投入したり、あるいは洗濯・乾燥が終了した洗濯物Ｗを取り出せたりすることができ、開閉扉１４を閉じると、洗濯・乾燥中に洗濯物Ｗが回転ドラム７から飛び出すことを阻止するようにしてある。また筐体５のうち開閉扉１４の上方に、希望コースの選択操作等を行うための操作パネル１５や硬貨等の貨幣を投入する貨幣投入部等を設けてある。なお、希望コースとしては、例えば、洗濯コースと乾燥コースとの組合わせ、洗濯コースのみ、乾燥コースのみ等が設定されている。そして、洗濯コースでは、洗濯物Ｗを水と洗剤で洗浄する洗濯工程と、洗濯物Ｗに含まれた洗剤を水で濯ぐ濯ぎ工程と、洗濯物Ｗに含まれた水を遠心脱水する脱水工程が実行され、乾燥コースでは、温風等によって洗濯物Ｗに残った水を乾燥させる乾燥工程が実行される。そして、筺体５のうち回転ドラム７を挟んで開閉扉１４とは反対側には、回転ドラム７を回転するモーター等の回転機構を収容している（図示せず）。

シェル６は、回転ドラム７を収納することができる大きさの横向き円筒のケース状であり、当該シェル６の上部には、供給側通気路９に接続される給気開口１６と、排出側通気路１１に接続される排気開口１７と、を互いに離間した状態で開設し、シェル６の下部には、洗浄液を溜める槽（図示せず）を備えている。また、当該シェル６の上部のうち給気開口１６および排気開口１７から外れた位置には、液供給管（図示せず）を接続し、液供給管の上流部を給水管と、液剤供給管とに分岐し、液剤供給管の上流部には、洗剤ポンプ及び洗剤タンクを備えた洗剤投入管と、柔軟剤ポンプ及び柔軟剤タンクを備えた柔軟剤投入管を接続している（何れも図示せず）。そして、洗濯工程や濯ぎ工程では、排水管から水をシェル６の内部（槽）に供給して溜めることができる。また、シェル６の下部に装備した槽の底部には、排水弁（図示せず）を介設した洗濯水排水管１８が設けられている。

次に、水フィルターユニット３について図３に基づいて詳述する。水フィルターユニット３は、排出側通気路１１の途中に設けられており、フィルター液としてのフィルター水１９が貯留される液貯留槽としての水槽２０と、当該水槽２０に連通して、排気をフィルター水１９に接触させてリント除去しながら通過させるスクラビング部２１と、を備えている。

水槽２０は、箱状に形成されており、その天井面２２には、排出側通気路１１と接続してシェル６からの排気を導入する吸気口２３と、水槽２０内（水フィルターユニット３内）から空気を排出する空気排出口１０と、が開設されている。また、水槽２０の一側面２４（図３では左側）には、洗濯水排水管１８と接続する給水口２５が設けられ、水槽２０の底面２６のうち他側面２７（図３では右側の側面）寄りには、排水弁２８が介設された排水管２９（図２参照）と接続された排水口３０が設けられており、排水弁２８を開くと、水槽２０に貯留されたフィルター水１９を排水管２９から排水することができるように構成されている。なお、排水口３０は、図２に示すように、水槽２０の一側面２４における底面２６側の隅に設けられていても良い。また、水槽２０の一側面２４には、水槽２０に水を給水するための給水管（図示せず）が設けられている。

スクラビング部２１は、互いに向き合い水平方向（図３の紙厚方向）に長尺なスクラビング部上部板３１およびスクラビング部下部板３４によって構成されており、天井面２２側にスクラビング部上部板３１を配置し、底面２６側にスクラビング部下部板３４を配置している。以下、スクラビング部上部板３１およびスクラビング部下部板３４は、排気の流れ方向の上流側に位置する端部を始端部３１ａ，３４ａとし、排気の流れ方向の下流側に位置する端部を終端部３１ｂ，３４ｂとして説明する。

スクラビング部上部板３１は、始端部３１ａと終端部３１ｂとの間の部分がスクラビング部２１の外方（スクラビング部下部板３４から離れる上方向）へ向けて膨出する断面弧状に形成されている。より詳しくは、スクラビング部上部板３１は、始端部３１ａから終端部３１ｂに近づくに従って漸次、内面のカーブがきつくなるように形成されている。即ち、スクラビング部上部板３１は、スクラビング部下部板３４に向かい合う内面を始端部３１ａと終端部３１ｂとの間の部分がスクラビング部２１の外方（上方）へ向けて凸となるように湾曲している。スクラビング部上部板３１には、始端部３１ａから水槽２０の天井面２２まで起立延設された隔壁３２と、終端部３１ｂから水槽２０の天井面２２まで起立延設された隔壁３３とが接合されている。そして、これらのスクラビング部上部板３１と隔壁３２と隔壁３２とに囲まれることによって、水槽２０内における天井面２２寄りの上部空間が区画されている。

一方、スクラビング部下部板３４は、始端部３１ａと終端部３１ｂとの間の部分がスクラビング部２１の外方（スクラビング部上部板３１から離れる下方向）へ向けて膨出する弧状に形成されている。より詳しくは、スクラビング部下部板３４の内面は、スクラビング部上部板３１の内面よりも緩やかにカーブするように形成されている。即ち、スクラビング部下部板３４は、スクラビング部上部板３１に向かい合う内面を始端部３４ａと終端部３４ｂとの間の部分がスクラビング部２１の外方（下方）へ向けて凸となるように湾曲している。このスクラビング部下部板３４には、始端部３４ａから水槽２０の底面２６の手前まで延設された隔壁３５が接合されている。なお、隔壁３５の始端部３４ａとは反対側の端部と底面２６との間には、水槽２０内に貯留されたフィルター水１９が通過できる程度の間隙が設けられている。そして、これらのスクラビング部下部板３４と隔壁３５とによって、水槽２０内における底面２６寄りの下部空間が区画されている。

これらのスクラビング部上部板３１およびスクラビング部下部板３４は、終端部３１ｂ，３４ｂが始端部３１ａ，３４ａよりも上方であり、且つ始端部３１ａ，３４ａから水平方向（フィルター水の液面に沿う方向）にずれた位置に配置されている。より詳しくは、スクラビング部上部板３１およびスクラビング部下部板３４の終端部３１ｂ，３４ｂが、それぞれの始端部３１ａ，３４ａよりも鉛直方向（フィルター水の液面に直交する方向）において天井面２２寄りであって、水平方向において他側面２７寄りに配置されている。また、スクラビング部上部板３１の終端部３１ｂは、水平方向の位置がスクラビング部下部板３４の終端部３４ｂよりも排気の流れ方向の下流側にずらして配置されている。そして、スクラビング部上部板３１およびスクラビング部下部板３４は、当該スクラビング部下部板３４の内面に沿った終端部３４ｂの延長上に、スクラビング部上部板３１の終端部３１ｂ寄りの内面が臨む状態で配置されている。また、スクラビング部下部板３４は、始端部３４ａがフィルター水１９の水位より低く、下流側の後半部分が水中から次第に上昇した傾斜面を形成し、終端部３４ｂ近傍は水中から空中に斜めに突出した状態を維持するように設置されている。

また、本実施形態においては、スクラビング部下部板３４の終端部３４ｂよりも排気の流れ方向の下流側には、液回収口３６が開設されている。液回収口３６は、スクラビング部上部板３１の終端部３１ｂに下流側から臨む位置でスクラビング部下部板３４の終端部３４ｂと水槽２０の他側面２７との間に設けられており、スクラビング部２１を通過したフィルター水１９を水槽２０へ戻すように構成されている。

また、スクラビング部２１の排気の流れ方向の上流側には、吸気側バッフル板３８が配設されている。この吸気側バッフル板３８は、水槽２０の一側面２４のうち給水口２５よりも天井面２２寄りからスクラビング部２１における流入口（スクラビング部上部板３１およびスクラビング部下部板３４の始端部３１ａ，３４ａ間）まで、スクラビング部下部板３４に向かって下向きに傾斜した状態で設けられている。そして、吸気側バッフル板３８の先端は、スクラビング部下部板３４との間に、フィルター水１９が通過できる程度の間隙が設けられている。このように形成された吸気側バッフル板３８は、シェル６から排出されて吸気口２３から水槽２０内に流入する排気を整流する。

一方、スクラビング部２１の排気の流れ方向の下流側には、排気側バッフル板３９が配設されている。この排気側バッフル板３９は、水槽２０の他側面２７のうち天井面２２寄りから隔壁３３の手前まで底面２６に向かって下向きに傾斜した状態で設けられている。そして、排気側バッフル板３９の先端は、隔壁３３との間に、スクラビング部２１を通過してリント除去された空気が通過できる程度の間隙が設けられている。このように形成された排気側バッフル板３９は、スクラビング部２１を通過した空気に含まれる浮遊粒子状の水分を叩き落して下流側に流されることを抑制し、温度上昇を防止している。

さらに、水槽２０の他側面２７には、水槽２０内のフィルター水１９の液面レベルを検出する液面レベルセンサーとしての水位センサー３７が設けられている。この水位センサー３７は、水槽２０内に貯留されたフィルター水１９の液面レベルを検出して、検出された液面レベルを制御装置に送信する。そして、制御装置は、検出された液面レベルに応じて、水槽２０の一側面２４に設置された給水管（詳しくは給水管の給水弁）と排水管２９に介設された排水弁２８とを制御することで、水槽２０内のフィルター水１９の液面レベルが、スクラビング部下部板３４の始端部３４ａよりも高く、且つスクラビング部下部板３４の終端部３４ｂおよびスクラビング部上部板３１の始端部３１ａよりも低くなるように設定し、液面とスクラビング部上部板３１の始端部３１ａとの間に空気が通過できるように構成されている。

また、水槽２０の一側面２４には、フィルター水１９の温度を検出する水温センサー４０が設けられている。そして、水温センサー４０が、水槽２０内のフィルター水１９の水温を検出すると、検出された水温が制御装置に送信される。そして、制御装置は、水温センサー４０が検出した水温に応じて、後述するヒートポンプ４の運転を制御して、フィルター水１９が排気の露点温度以下になるように設定されている。具体的には、水槽２０内のフィルター水１９中にヒートポンプ４の冷却手段として蒸発器４２（エバポレーター）を水没する状態で配置し、フィルター水１９を冷却するように構成されている。そして、蒸発器４２内で熱媒体（冷媒）を蒸発させる際に、蒸発器４２周辺のフィルター水１９から吸熱してフィルター水１９を冷却している。

このような水フィルターユニット３よって、乾燥中に洗濯物Ｗから離脱したリントやゴミなどを捕捉することができる。具体的には、まず、シェル６から排出されたリントを含んだ状態の高温且つ多湿な排気が、排出側通気路１１を介して吸気口２３から水槽２０内に導入されると、吸気側バッフル板３８で整流された後に、露点温度まで冷却されたフィルター水１９の水面上を流れながらスクラビング部２１内に流入する（その際の排気の移動方向を矢印ａで示す）。フィルター水１９の水面上を流れる排気は、水面を波立たせ、或いは波立ったフィルター水１９を巻き込みながら、或いは攪拌されてフィルター水１９と混合した混合流となり、このとき、リントがフィルター水１９に捕捉される。さらに、排気が露点温度まで冷却され、排気中に含まれた湿気が凝結する。そして、この混合流が、さらにスクラビング部２１内のフィルター水１９を巻き上げながらスクラビング部下部板３４の上り傾斜面に沿って上昇し、スクラビング部下部板３４の終端部３４ｂを越えると空中に放たれる。すると、混合流は、スクラビング部２１のスクラビング部上部板３１の終端部３１ｂ寄りの内面に打ちつけられるように衝突し、激しく攪拌されながら流出口（スクラビング部上部板３１およびスクラビング部下部板３４の終端部３１ｂ，３４ｂ間）から流出する。この際に、混合流中のフィルター水１９や湿気の凝結体がリントとともにスクラビング部上部板３１に衝突して、排気から分離し、自重により液回収口３６から落下して水槽２０のうちフィルター水１９が貯留される下部に戻る（この際のフィルター水の移動方向を矢印ｃで示す）。一方、フィルター水１９や湿気の凝結体が分離した排気は、リント除去（除塵）および除湿された空気として、空気排出口１０に向かって上昇する（その際の空気の移動方向を矢印ｂで示す）。さらに、フィルター水１９と湿気の凝結体が残っている場合には、このフィルター水１９と湿気の凝結体を排気側バッフル板３９によって分離した後に、空気排出口１０から排出される。

次にヒートポンプ４について図２および図４に基づいて詳述する。なお、図４に示すヒートポンプ４の熱媒体循環通路４８は、モリエル線図を模式的に表している。すなわち、図４に示す熱媒体循環通路４８では、右に行くほど比エンタルピーが上昇し、上に行くほど圧力が上昇することを表わしている。また、図４に示す熱媒体循環通路４８の矢印の向きが、熱媒体の循環方向を表わしている。さらに、本実施形態では、水フィルターユニット３内に蒸発器４２が配置されているが、図４では説明の都合上、水フィルターユニット３と蒸発器４２とを分離して配置している。同様に、図５に示す第２実施形態、図６に示す第３実施形態でも、水フィルターユニット３と蒸発器４２とを分離して配置しているが、実際には水フィルターユニット３内に蒸発器４２が配置されている。

図２または図４に示すように、ヒートポンプ４は、膨張弁４１と、蒸発器４２（本発明における冷却手段に相当）と、アキュムレーター４３（図４では省略）と、圧縮機４４と、凝縮器又はガスクーラー４５（本発明における加熱手段に相当）と、水冷（液冷の一種）式の熱媒体冷却器４９（本発明における熱媒体冷却手段に相当）と、を備え、これらを経由して熱媒体が循環する熱媒体循環通路４８が設けられている。なお、熱媒体循環通路４８に封入される熱媒体としては、フロン系冷媒（ＨＦＣ１３４ａ等）や二酸化炭素（ＣＯ２）等が用いられている。また、空気を加熱する加熱手段としては、封入された熱媒体がフロン系の場合には凝縮熱を利用するので凝縮器、二酸化炭素の場合には顕熱のみを利用するのでガスクーラーを使用する。

膨張弁４１は、空気が循環する通路（空気循環通路４７）から外れた位置に配置され、熱媒体循環通路４８において熱媒体冷却器４９（凝縮器又はガスクーラー４５）から蒸発器４２に向かう液体状態の熱媒体を減圧して低温低圧の液体状態に変化させる装置である。蒸発器４２は、排出側通気路１１の内部（本実施形態では水フィルターユニット３の水槽２０内）に配置され、低温低圧の液体状態の熱媒体とシェル６から排出された空気との間で熱を交換させて、当該空気を冷却する装置である。圧縮機４４は、空気循環通路４７から外れた位置に配置され、熱媒体循環通路４８において蒸発器４２から凝縮器又はガスクーラー４５に向かう気体状態の熱媒体を加圧して高温高圧の気体状態に変化させる装置である。凝縮器又はガスクーラー４５は、供給側通気路９の内部に配置され、高温高圧の気体状態の熱媒体とシェル６へ向かう空気との間で熱を交換させて、当該空気を加熱する装置である。熱媒体冷却器４９は、凝縮器又はガスクーラー４５と膨張弁４１との間であって、空気循環通路４７から外れた位置に配置され、熱媒体と当該熱媒体よりも低温の水との間で熱を交換させて、凝縮器又はガスクーラー４５において熱を奪われた熱媒体を更に冷却する装置である。なお、熱媒体冷却器４９は、上流側に給水管が、下流側に排水管がそれぞれ接続されており（何れも図示せず）、ヒートポンプ４の駆動に合わせて給水管から給水されるように構成されている。そして、熱媒体冷却器４９に供給される水の供給量や流速等を調整することで、熱媒体から奪う熱量を調節することができる。本実施形態の熱媒体冷却器４９では、ヒートポンプ４への投入エネルギーｈｉとほぼ同じエネルギーｈｗに相当する熱を熱媒体から奪うように設定されている（図４参照）。

次に、ヒートポンプ４における熱媒体の循環について説明する。図４に示すように、圧縮機４４を駆動すると、圧縮機４４を通過した熱媒体は高温高圧の気体状態に変化する。このとき、圧縮機４４から熱媒体にエネルギーｈｉが投入される。その後、熱媒体が凝縮器又はガスクーラー４５を通過すると、エネルギーｈｃに相当する熱が熱媒体から空気に移動する。すなわち、シェル６へ向かう空気（供給側通気路９内の空気）がエネルギーｈｃの分だけ加熱され、熱媒体がエネルギーｈｃの分だけ冷却される。そして、熱媒体が熱媒体冷却器４９を通過すると、熱媒体がエネルギーｈｗの分だけ更に冷却される。ここで、熱媒体は、凝縮器又はガスクーラー４５を通過することによって、または熱媒体冷却器４９を通過することによって、温度が低下し、液体状態に変化（凝縮）する。その後、液体状態に変化した熱媒体が膨張弁４１を通過すると、熱媒体は低温低圧の液体状態に変化する。さらに、この熱媒体が蒸発器４２を通過すると、フィルター水１９を介してエネルギーｈｅに相当する熱が空気から熱媒体に移動する。このとき、熱媒体は液体状態から気体状態に変化（蒸発）する。すなわち、この気化熱によって、フィルター水１９が冷却され、フィルター水１９を介してシェル６から排出された空気（排出側通気路１１内の空気）が冷却される。そして、気体状態に変化した熱媒体は、圧縮機４４によって再び高温高圧の気体状態に変化する。このように、熱媒体は、熱を吸収または放出しながら、膨張弁４１、蒸発器４２、圧縮機４４、凝縮器又はガスクーラー４５、および熱媒体冷却器４９の間を循環する。なお、凝縮器又はガスクーラー４５の熱媒体の入口の温度（例えば、１１０℃）と蒸発器４２の蒸発温度（例えば、０℃）との温度差は、少なくとも９０℃以上に設定することが望ましい。これにより、凝縮器又はガスクーラー４５の入口と出口の空気の温度差も９０℃以上とすることができる。そうすると、現行の他熱源（都市ガス等）の乾燥機（取り込み空気が約２０℃で回転ドラム７への投入空気温度が１１０℃以上、好ましくは１３０℃以上）に近い乾燥時間を実現することができる。

この様な構成から成る回転式洗濯乾燥機１において、洗濯物Ｗの洗濯工程が完了した後の濯ぎ工程では、当該濯ぎ工程において排出された濯ぎ水が洗濯水排水管１８を介して水槽２０内に貯留される（図２および図３参照）。そして、洗濯物Ｗを乾燥する場合には、洗濯物Ｗが回転ドラム７内に入った状態で、スタートスイッチを操作すると、あるいは所定金額の貨幣を投入すると、回転ドラム７が回転するとともにファン１２が作動して、供給側通気路９を介して凝縮器又はガスクーラー４５によって加熱された空気（温風）がシェル６内に供給され、この温風により洗濯物Ｗが乾燥される。そして、洗濯物Ｗから蒸発した湿気を含んだ排気は、シェル６から排出側通気路１１を介して排出され、水フィルターユニット３で除湿されると共に冷却される。また、乾燥中に洗濯物Ｗから離脱したリントやゴミなどは、排気される気流に乗って排出側通気路１１を通り、水フィルターユニット３によって捕捉される。

そして、本発明では、凝縮器又はガスクーラー４５と膨張弁４１との間であって、空気循環通路４７から外れた位置に、凝縮器又はガスクーラー４５を通過した熱媒体を冷却する水冷式の熱媒体冷却器４９を備えたので、洗濯物Ｗを乾燥する乾燥工程において、空気循環通路４７内における空気の加熱と冷却のバランスをとることができる。特に、本実施形態では、熱媒体冷却器４９によって熱媒体を冷却するエネルギーｈｗと圧縮機４４によって投入されるエネルギーｈｉとをほぼ同じにしたので、空気を加熱するエネルギーｈｃと空気を冷却するエネルギーｈｅとをほぼ同じにすることができる（図４参照）。これにより、乾燥工程におけるヒートポンプ４（ヒートポンプサイクル）のエネルギーの余り、すなわち熱の余りを無くすことができ、室内への熱風の排気を無くすことができる。このため、本実施形態の空気循環通路４７では、内部の空気が外部に漏れないように密封された状態になっている。すなわち、本実施形態では、空気循環通路４７が外部との空気の交換を規制する閉回路で構成されている。その結果、室外に排気するための配管等を無くすことができる。

なお、圧縮機と凝縮器又はガスクーラーとの間や、膨張弁と蒸発器との間に、熱媒体冷却器を配置することも考えられる。しかしながら、圧縮機と凝縮器又はガスクーラーとの間に熱媒体冷却器を配置した場合、シェルに向かう空気（供給側通気路内の空気）を加熱する前に、熱媒体の温度を下げてしまい、洗濯物の乾燥に使用する空気を十分に加熱できなくなる。この結果、乾燥効率が落ちたり、乾燥できなくなったりする。また、膨張弁と蒸発器との間に熱媒体冷却器を配置した場合、膨張弁を通過した熱媒体は低温の状態になっているため、この状態からさらに熱媒体を冷やすことは困難である。このため、熱媒体冷却器は、乾燥効率を落とさず、効率よく熱媒体を冷やすことができる、凝縮器又はガスクーラーと膨張弁との間に配置されることが望ましい。

ところで、上記した第１実施形態では、熱媒体冷却器４９によって熱媒体を冷却するエネルギーｈｗと圧縮機４４によって投入されるエネルギーｈｉとをほぼ同じにしたが、これには限られない。要は、ヒートポンプ（ヒートポンプサイクル）における熱の余りを低減して、排気によって室内へ放出する熱を抑えることで室内の温度上昇が不快にならない程度まで抑えられればよい。この場合、空気循環通路には、余った熱を放出する排気口が設けられる。

また、熱媒体冷却器４９を利用して、洗濯時に使用する水を温めることもできる。例えば、図５に示す第２実施形態では、一端がシェル６に接続された注水管５１（本発明における注水通路に相当）の他端を、熱媒体冷却器４９の下流側に接続している。注水管５１の途中にはタンク５２が設けられており、温められた水（お湯）を一時的に貯えておくことができる。また、注水管５１のタンク５２より下流側には、排水管５３が接続されており、この排水管５３へ流れを切り替える切替弁５４が設けられている。これにより、お湯を洗濯に使用する場合には、切替弁５４を注水管５１側に切り替えて（開放して）、お湯をシェル６内に供給することができる。一方、お湯を洗濯に使用しない場合には、切替弁５４を閉じて、お湯をタンク５２に貯留するか、切替弁５４を排水管５３側に切り替えて（開放して）、お湯を排水するか、を選択することができる。なお、その他の構成は、上記した第１実施形態と同じであるため説明を省略する。

そして、本実施形態における回転式洗濯乾燥機１で洗濯物Ｗを洗濯する場合には、洗濯物Ｗが回転ドラム７内に入った状態で、スタートスイッチを操作すると、あるいは所定金額の貨幣を投入すると、ヒートポンプ４（圧縮機４４）が駆動して、熱媒体冷却器４９の水が温められ、お湯が作成される。具体的には、ファン１２を作動させず、あるいは、僅かに作動させ、蒸発器４２、および、凝縮器又はガスクーラー４５での熱交換を可能な限り抑えた状態で圧縮機４４を駆動して、熱媒体冷却器４９での熱交換を積極的に行わせる。これにより、熱媒体冷却器４９に供給される水を温めて、お湯を作成することができる。このお湯は、注水管５１側に切り替えられた切替弁５４を介してシェル６（回転ドラム７）内に供給される。また、洗剤や柔軟剤が、図示しない洗剤投入管や柔軟剤投入管から回転ドラム７内に投入される。そして、お湯、洗剤、および柔軟剤の供給が完了すると、回転ドラム７が回転して洗濯物Ｗが洗濯される。この洗濯物Ｗの洗濯工程で使用されたお湯は、洗濯水排水管に介設された排水弁から排水される。なお、その後の濯ぎ工程、および乾燥工程については、上記した第１実施形態と同じであるため説明を省略する。

このように、熱媒体冷却器４９によって加熱された水（お湯）をシェル６に供給可能な注水管５１を備え、お湯を用いてシェル６に収容された洗濯物Ｗを洗濯可能としたので、洗濯物Ｗの汚れをより落とし易くなり、洗濯効率を上げることができる。また、ボイラー等の加熱手段を別途設ける必要がないので、構成が簡単になり、延いては、回転式洗濯乾燥機１の小型化が可能になる。

なお、上記した第２実施形態では、洗濯工程においてヒートポンプ４（圧縮機４４）を駆動して水を加熱したが、これには限らず、乾燥工程において熱媒体冷却器４９で加熱された水を再利用してもよい。具体的には、乾燥工程において熱媒体冷却器４９で加熱された水をタンク５２に貯留し、この水を次の洗濯物の洗濯工程に使用する。これにより、節電、節水が可能になる。なお、洗濯工程において、お湯を使用するか、または水を使用するか、を選択できるようにしてもよい。

ところで、上記した各実施形態では、ヒートポンプ４に熱媒体冷却器４９を設け、乾燥工程において外部（室内）に排気する熱を抑えたが、これには限られない。例えば、図６に示す第３実施形態の回転式洗濯乾燥機１′では、熱媒体冷却器を設けずに、水を噴霧してシェル６から蒸発器４２に向かう空気を冷却する水噴霧器５６（本発明おける補助冷却手段に相当）を、空気循環通路４７（排出側通気路１１）内に備えている。本実施形態のヒートポンプ４′では、膨張弁４１と、蒸発器４２と、アキュムレーター（図示を省略）と、圧縮機４４と、凝縮器又はガスクーラー４５と、熱媒体循環通路４８と、を備えており、投入エネルギーｈｉの分だけ、空気を加熱するエネルギーｈｃの方が空気を冷却するエネルギーｈｅよりも大きくなっている。この余ったエネルギーは、乾燥工程において空気循環通路４７内を循環する空気の熱に変換され、従来であればこの余った高温の空気を外部に排気していた。本実施形態では、シェル６と水フィルター３（蒸発器４２）との間の排出側通気路１１内に水噴霧器５６を備え、この水噴霧器５６によってシェル６内で洗濯物Ｗの乾燥に使用された高温の空気を冷却することができるので、高温の空気を外部に排気する必要がなくなる。このため、本実施形態では、空気循環通路４７が外部との空気の交換を規制する閉回路で構成されている。なお、水噴霧器５６によってシェル６内からの高温の空気は冷却されるので、空気循環通路４７に排気口を設け、この排気口から冷却された空気を排気するようにしてもよい。いずれにしても、排気により室内へ放出する熱を抑える、あるいは、室内へ放出する熱を無くすことができる。これにより、排気による室内の温度上昇を抑える、あるいは無くすことができる。その結果、室外に排気するための配管等が不要になる。なお、水噴霧器５６によって噴霧され、空気との間で熱を交換して加熱された水は、水噴霧器５６の下方に設けた排水口（図示せず）から排水される。また、噴霧する水の径（水滴の大きさ）は、シェル６からの空気の温度、風速および風量によって、適宜に決定される。

ところで、前記した各実施形態では、洗濯工程と乾燥工程との両方が実行される回転式洗濯乾燥機１、１′について説明したが、本発明における乾燥機は、洗濯工程を行う洗濯機能を備えていなくても良い。また、本発明は、業務用の大型の乾燥機に限らず、家庭用の小型の乾燥機にも適用できる。さらに、上記した各実施形態では、水フィルターユニット３を備えた回転式洗濯乾燥機１、１′について説明したが、これには限らず、水フィルターユニットを備えていない乾燥機でもよい。水フィルターユニットを備えていない乾燥機では、ヒートポンプの蒸発器が空気循環通路に配置され、熱媒体はフィルター水を介さずに直接空気との間で熱交換を行う。また、上記した熱媒体冷却器４９や水噴霧器５６に使用される水は、一般的に水道水が用いられるが、これには限られない。例えば、風呂の残り水や、雨水等を利用することもできる。要は、熱媒体や空気を冷却できれば、どのような液体を用いてもよい。

１…回転式洗濯乾燥機、２…洗濯乾燥機本体、３…水フィルターユニット，４…ヒートポンプ、５…筐体、６…シェル、７…回転ドラム、８…空気供給口、９…供給側通気路、１０…空気排出口、１１…排出側通気路、１２…ファン、１３…循環通気路、１４…開閉扉、１５…操作パネル、１６…給気開口、１７…排気開口、１８…洗濯水排水管、１９…フィルター水、２０…水槽、２１…スクラビング部、２２…天井面、２３…吸気口、２４…一側面、２５…給水口、２６…底面、２７…他側面、２８…排水弁、２９…排水管、３０…排水口、３１…スクラビング部上部板、３１ａ…始端部、３１ｂ…終端部、３２…隔壁、３３…隔壁、３４…スクラビング部下部板、３４ａ…始端部、３４ｂ…終端部、３５…隔壁、３６…液回収口、３７…水位センサー、３８…吸気側バッフル板、３９…排気側バッフル板、４０…水温センサー、４１…膨張弁、４２…蒸発器、４３…アキュムレーター、４４…圧縮機、４５…凝縮器又はガスクーラー、４７…空気循環通路、４８…熱媒体循環通路、４９…熱媒体冷却器、５１…注水管、５２…タンク、５３…排水管、５４…切替弁、５６…水噴霧器、Ｗ…洗濯物

Claims (4)

1. 空気を導入することで内部に収容された被乾燥物を乾燥する収容槽と、
   該収容槽を経由して空気が循環可能な空気循環通路と、
   該空気循環通路内の空気を冷却する冷却手段、および前記空気循環通路内の空気を加熱する加熱手段を有するヒートポンプと、
   を備えた乾燥機であって、
   前記ヒートポンプは、熱媒体が前記冷却手段および前記加熱手段を経由して循環する熱媒体循環通路と、該熱媒体循環通路において前記加熱手段から前記冷却手段に向かう熱媒体を減圧する膨張弁と、前記熱媒体循環通路において前記冷却手段から前記加熱手段に向かう熱媒体を加圧する圧縮機とを備え、
   前記加熱手段と前記膨張弁との間であって、前記空気循環通路から外れた位置に、前記加熱手段を通過した熱媒体を冷却する液冷式の熱媒体冷却手段を備えたことを特徴とする乾燥機。
2. 前記熱媒体冷却手段によって加熱された液体を前記収容槽に供給可能な注液通路を備え、
   当該加熱された液体を用いて前記収容槽に収容された被洗濯物を洗濯可能としたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
3. 空気を導入することで内部に収容された被乾燥物を乾燥する収容槽と、
   該収容槽を経由して空気が循環可能な空気循環通路と、
   該空気循環通路を流れる空気を冷却する冷却手段、および該冷却手段を通過した空気を加熱する加熱手段を有するヒートポンプと、
   を備えた乾燥機であって、
   前記空気循環通路内に、液体を噴霧して前記収容槽から前記冷却手段に向かう空気を冷却する補助冷却手段を備えたことを特徴とする乾燥機。
4. 前記空気循環通路は、外部との空気の交換を規制する閉回路で構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の乾燥機。

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