JP2016154604A - 衣類乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプ式の衣類乾燥機において、省エネ運転と乾燥効率の向上を図ることを可能とする。【解決手段】ヒートポンプ式の衣類乾燥機において、第１圧縮部と第２圧縮部を直列に接続する状態と並列に接続する状態とに切り替えが可能な圧縮部用流路切替手段と、第１蒸発器と第２蒸発器を直列に接続する状態と並列に接続する状態とに切り替えが可能な蒸発器用流路切替手段と、圧縮部用流路切替手段と蒸発器用流路切替手段を制御する制御手段と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、衣類乾燥機に関する。

衣類乾燥機としては、衣類の洗濯機能と乾燥機能を備えたドラム式の洗濯乾燥機が知られている。この衣類乾燥機においては、乾燥手段に冷凍サイクルを利用したヒートポンプ式のものがある。ヒートポンプは、圧縮部、凝縮器、絞り装置、蒸発器を順に冷媒流路でサイクル接続して構成される。この種の衣類乾燥機は次のような構成となっている。乾燥室を構成する水槽の外側に循環風路が設けられ、この循環風路は両端部が水槽に接続されている。循環風路には、水槽内の空気を循環風路を通して循環させる送風機と、ヒートポンプのうちの凝縮器と蒸発器が配置される。

このものにおいて、乾燥運転時には、凝縮器で加熱された循環風路内の空気が水槽内に供給されて衣類を加熱し、衣類から奪った湿気を含んだ空気を蒸発器で冷却して除湿することを繰り返すことにより衣類を乾燥させる構成となっている。ヒートポンプ式の衣類乾燥機は、ヒータ式のものに比べて、省エネで、乾燥効率が高く、しかも比較的低温で乾燥するので布傷みも少ないという利点がある。

特開２００８−３０７２９１号公報

この種の衣類乾燥機においては、さらなる省エネ運転と乾燥効率の向上が望まれている。
そこで、ヒートポンプ式の衣類乾燥機において、省エネ運転と乾燥効率の向上を図ることが可能な衣類乾燥機を提供する。

本実施形態の衣類乾燥機は、乾燥対象の衣類が収容される乾燥室と、この乾燥室の外側に設けられ両端部が前記乾燥室に接続された循環風路と、前記乾燥室内の空気を前記循環風路を通して循環させる送風機と、圧縮部、凝縮器、絞り装置、蒸発器を冷媒流路により接続して冷凍サイクルを構成し、このうちの前記凝縮器および前記蒸発器が前記循環風路内に配置されるヒートポンプと、を備え、前記凝縮器で加熱した空気を前記乾燥室に供給して前記衣類を加熱し、その衣類から奪った湿気を含む空気を前記蒸発器で冷却して除湿することを繰り返すことにより前記衣類を乾燥させる。前記圧縮部は第１圧縮部と第２圧縮部により構成し、前記蒸発器はそれぞれ絞り装置を備えた第１蒸発器と第２蒸発器により構成する。そして、前記第１圧縮部と前記第２圧縮部を直列に接続する状態と並列に接続する状態とに切り替えが可能な圧縮部用流路切替手段と、前記第１蒸発器と前記第２蒸発器を直列に接続する状態と並列に接続する状態とに切り替えが可能な蒸発器用流路切替手段と、前記圧縮部用流路切替手段と前記蒸発器用流路切替手段を制御する制御手段と、を備える。

第１実施形態の衣類乾燥機を模式的に示す図 運転モードと各弁の状態を示す図 「２ステージ省エネモード」におけるヒートポンプの冷媒の流れを示す図 「並列スピードモード」におけるヒートポンプの冷媒の流れを示す図 第２実施形態の衣類乾燥機を模式的に示す図 運転モードと各弁の状態を示す図 「２ステージ省エネモード」におけるヒートポンプの冷媒の流れを示す図 「並列スピードモード」におけるヒートポンプの冷媒の流れを示す図

以下、複数の実施形態による衣類乾燥機を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
第１実施形態について図１から図４を参照して説明する。図１には、衣類乾燥機の構成が模式的に示されている。この図１において、衣類乾燥機１は、例えばドラム式の洗濯乾燥機であり、水槽２と、回転槽を構成するドラム３を備えている。水槽２は、図示しない筐体内に収容されていて、衣類の乾燥運転時には乾燥室として機能する。ドラム３は、水槽２内に回転可能に収容されていて、図示しないモータにより回転される。このドラム３に洗濯および乾燥対象の衣類が収容される。ドラム３には、通水および通風が可能な孔部が多数形成されていて、このドラム３内は孔部を通して水槽２内と連通している。

水槽２の外側には、乾燥用の循環風路４が設けられている。この循環風路４は、排気ダクト５と、給気ダクト６と、これら排気ダクト５と給気ダクト６を接続するヒートポンプ用ダクト７と、を備えている。排気ダクト５の一端部は、水槽２の乾燥室出口８に接続されている。給気ダクト６の一端部は、水槽２の乾燥室入口９に接続されている。ヒートポンプ用ダクト７と給気ダクト６の接続部分には、送風機１０が配設されている。送風機１０が駆動されると、その送風作用により、水槽２内ひいてはドラム３内の空気が、図１に矢印で示すように、循環風路４を通して循環される。

衣類乾燥機１は、乾燥用のヒートポンプ１１を備えている。このヒートポンプ１１は、第１圧縮部１２、第２圧縮部１３、凝縮器１４、絞り装置である第１電子膨張弁１５を備えた第１蒸発器１６、同じく絞り装置である第２電子膨張弁１７を備えた第２蒸発器１８を、後述するように冷媒流路で接続して冷凍サイクルを構成している。このヒートポンプ１１のうちの凝縮器１４と、第１蒸発器１６と、第２蒸発器１８が、ヒートポンプ用ダクト７内に配設されている。ヒートポンプ用ダクト７において、凝縮器１４は送風機１０寄りに配置され、第１蒸発器１６は排気ダクト５寄りに配置され、第２蒸発器１８は、凝縮器１４と第１蒸発器１６との間に配置されている。第１圧縮部１２および第２圧縮部１３には、それぞれの回転数を可変できるインバータ電源１９，２０が備えられている。

また、ヒートポンプ１１は、第１から第５の二方弁２１〜２５を備えている。次にヒートポンプ１１における冷媒流路と、第１から第５の二方弁２１〜２５の接続構成について説明する。

第１圧縮部１２の出口１２ｂに接続された冷媒流路の先端側は２本に分岐されていて、一方の分岐路は第４の二方弁２４を介して、第２圧縮部１３の入口１３ａに接続された冷媒流路に合流するように接続され、他方の分岐路は、第５の二方弁２５の入口に接続されている。第２圧縮部１３の出口１３ｂは、冷媒流路を介して凝縮器１４の入口１４ａに接続されている。第５の二方弁２５の出口は、凝縮器１４の入口１４ａに接続された冷媒流路に合流するように接続されている。

凝縮器１４の出口１４ｂに接続された冷媒流路の先端側は２本に分岐されていて、そのうちの一方の分岐路は、第１電子膨張弁１５を介して第１蒸発器１６の入口１６ａに接続され、他方の分岐路は、第２電子膨張弁１７を介して第２蒸発器１８の入口１８ａに接続されている。第１蒸発器１６の出口１６ｂに接続された冷媒流路の先端側は２本に分岐されていて、そのうちの一方の分岐路は、第１の二方弁２１を介して、第２圧縮部１３の入口１３ａに接続された冷媒流路に接続され、他方の分岐路は、第２の二方弁２２を介して、第２電子膨張弁１７と第２蒸発器１８の入口１８ａとの間の冷媒流路に接続されている。第２蒸発器１８の出口１８ｂに接続された冷媒流路の先端側は２本に分岐していて、そのうちの一方の分岐路は、第３の二方弁２３を介して、第２圧縮部１３の入口１３ａに接続された冷媒流路に接続され、他方の分岐路は、第１圧縮部１２の入口１２ａに接続されている。

第１圧縮部１２の出口１２ｂ付近、第２圧縮部１３の出口１３ｂ付近、凝縮器１４、第１蒸発器１６、第２蒸発器１８には、それぞれの温度を検知する温度センサ２７〜３１が設けられている。また、循環風路４において、乾燥室入口９付近には入口用の温度センサ３２が設けられ、ヒートポンプ用ダクト７における排気ダクト５寄りの部位には出口用の温度センサ３３が設けられている。

衣類洗濯機１には、図示はしないが、洗濯時に水槽２内へ給水する給水手段や、水槽２内の水を排水する排水手段が設けられ、さらに表示手段および操作手段を備えた操作パネルが設けられている。また、衣類乾燥機１には、制御手段を構成する制御装置３５が設けられている。この制御装置３５は、マイクロコンピュータを主体に構成されていて、操作パネルの操作手段により設定された設定内容、前記各温度センサ２７〜３３の検出温度、予め備えた制御プログラムなどに基づき、前記給水手段、排水手段、ドラム３のモータ、送風機１０、ヒートポンプ１１における第１圧縮部１２、第２圧縮部１３、第１電子膨張弁１５、第２電子膨張弁１７、第１〜第５の各二方弁２１〜２５などを制御する機能を備えている。

この場合、第３〜第５の二方弁２３，２４，２５は、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３を直列に接続する状態と並列に接続する状態とに切り替える圧縮部用流路切替手段を構成する。また、第１および第２の二方弁２１，２２と第２電子膨張弁１７は、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８を並列に接続する状態と直列に接続する状態とに切り替える蒸発器用流路切替手段を構成する。

次に上記構成の作用を説明する。本実施形態においては、乾燥運転の運転モードとしては、図２に示すように、「２ステージ省エネモード」と、「並列スピードモード」の２つのモードを設定することができる。運転モードは、使用者が操作パネルにおいて設定する。

（「２ステージ省エネモード」が設定された場合）
まず、「２ステージ省エネモード」が設定された場合について説明する。「２ステージ省エネモード」が設定された場合、制御装置３５は、モータによりドラム３を低速度で回転させるとともに、送風機１０を回転駆動させ、さらにヒートポンプ１１を後述するように制御する。このうち、ドラム３を低速度で回転させることに伴い、ドラム３内に収容された衣類が撹拌される。また、送風機１０を回転駆動させることに伴い、水槽２内、ひいてはドラム３内の空気が循環風路４を通して、図１に矢印で示すように循環される。

ヒートポンプ１１の制御は次のように行われる。第１および第２圧縮部１２，１３を、インバータ電源１９，２０を介して駆動制御するとともに、図２の「２ステージ省エネモード」に示すように、第１電子膨張弁１５および第２電子膨張弁１７をそれぞれ自動絞り状態に設定し、さらに、第１の二方弁２１を開、第２の二方弁２２を閉、第３の二方弁２３を閉、第４の二方弁２４を開、第５の二方弁２５を閉に設定する。

この「２ステージ省エネモード」における冷媒の流れを、図３を参照して説明する。図３においては、第１〜第５の二方弁２１〜２５について、開状態のものは白抜き、閉状態のものは黒塗りで示している。ここで、第５の二方弁２５が閉状態になされるとともに、第４の二方弁２４が開状態になされることに伴い、第１圧縮部１２で圧縮されて出口１２ｂから吐出される冷媒は全て、開状態の第４の二方弁２４を通り、後述するように第１蒸発器１６の出口１６ｂから流れた冷媒と合流して第２圧縮部１３の入口１３ａから第２圧縮部１３内に吸い込まれて圧縮される。したがって、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３は第４の二方弁２４を介して直列に接続された状態となっている。

第２圧縮部１３の出口１３ｂから吐出された冷媒は、冷媒流路を通り凝縮器１４の入口１４ａから凝縮器１４内に供給され、ここで放熱し凝縮する。凝縮器１４の出口１４ｂから出た冷媒は、冷媒流路を通り、２本の分岐路に分岐する。一方の分岐路に流れた冷媒は、第１電子膨張弁１５を通ることで減圧された後、第１蒸発器１６にて蒸発することに伴い吸熱する。また、他方の分岐路に流れた冷媒は、第２電子膨張弁１７を通ることで減圧された後、第２蒸発器１８にて蒸発することに伴い吸熱する。そして、第１蒸発器１６にて蒸発することに伴いガス化した冷媒は、開状態の第１の二方弁２１を通った後、前記第２圧縮部１３の入口１３ａに吸い込まれるように流れる。また、第２蒸発器１８にて蒸発することに伴いガス化した冷媒は、第１圧縮部１２の入口１２ａに吸い込まれるように流れる。

このとき、第２の二方弁２２は閉状態となっているから、第１蒸発器１６から出た冷媒が、第２蒸発器１８側へ流れることが阻止されている。また、第３の二方弁２３は閉状態となっているから、第２蒸発器１８から出た冷媒は、第１蒸発器１６から出た冷媒と直接合流することはなく、全て第１圧縮部１２に吸い込まれるように流れる。したがってこの場合、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８は並列に接続された状態となっている。また、この場合、第１電子膨張弁１５の絞り度合と第２電子膨張弁１７の絞り度合を変えておくことで、第１蒸発器１６の温度と第２蒸発器１８の温度を変えることができる。例えば、第２蒸発器１８の温度を、第１蒸発器１６の温度よりも低く設定することができる。

ヒートポンプ１１をこのように制御することにより、凝縮器１４で加熱した循環風路４内の空気を、水槽２内ひいてはドラム３内に供給することで、ドラム３内の衣類が加熱される。そして、衣類から湿気を奪った空気は、乾燥室出口８から循環風路４内に戻され、第１蒸発器１６および第２蒸発器１８を通過する際に冷却されて除湿される。そして、除湿された空気が再び凝縮器１４で加熱されて水槽２内に供給されるということを繰り返すことで、ドラム３内の衣類が乾燥される。

上記した「２ステージ省エネモード」の運転では、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３が直列に接続されているので、第１圧縮部１２である程度圧縮し、この後、第２圧縮部１３にてそれより高い圧力で圧縮することが容易にできるようになる。これにより、冷媒の圧縮効率が向上し、省エネ運転が可能となる。また、第１蒸発器１６と、これより低圧の第２蒸発器１８の二つの蒸発器を用いて除湿を行うことで、低圧の一つの蒸発器のみで除湿する構成のものに比べて、除湿効率が向上し、一層省エネ運転が可能となる。

（「並列スピードモード」が設定された場合）
次に、「並列スピードモード」が設定された場合について説明する。
「並列スピードモード」が設定された場合、制御装置３５は、「２ステージ省エネモード」の場合と同様に、モータによりドラム３を低速度で回転させるとともに、送風機１０を回転駆動させ、さらにヒートポンプ１１を後述するように制御する。このうち、ドラム３を低速度で回転させることに伴い、ドラム３内に収容された衣類が撹拌される。また、送風機１０を回転駆動させることに伴い、水槽２内、ひいてはドラム３内の空気が循環風路４を通して、図１に矢印で示すように循環される。

ヒートポンプ１１の制御は次のように行われる。第１および第２圧縮部１２，１３を、インバータ電源１９，２０を介して駆動制御するとともに、図２の「並列スピードモード」に示すように、第１電子膨張弁１５を自動絞り状態に設定し、第２電子膨張弁１７は閉状態に設定する。さらに、第１の二方弁２１を閉、第２の二方弁２２を開、第３の二方弁２３を開、第４の二方弁２４を閉、第５の二方弁２５を開に設定する。

この「並列スピードモード」における冷媒の流れを、図４を参照して説明する。図４においても、第１〜第５の二方弁２１〜２５について、開状態のものは白抜き、閉状態のものは黒塗りで示している。ここで、第３の二方弁２３および第５の二方弁２５が開状態になされるとともに、第４の二方弁２４が閉状態になされることに伴い、第２蒸発器１８を通った冷媒は、図４に矢印で示すように、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３に並列に分かれて流れ、それぞれの圧縮部１２，１３で圧縮される。したがって、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３は、第２蒸発器１８の出口１８ｂに接続された冷媒流路に並列に接続された状態となっている。

第１圧縮部１２から吐出された冷媒と、第２圧縮部１３から吐出された冷媒は合流して凝縮器１４に供給され、ここで放熱して凝縮する。凝縮器１４の出口１４ｂから出た冷媒は全て、冷媒流路を通り、第１電子膨張弁１５を通ることで減圧された後、第１蒸発器１６および第２蒸発器１８を順に通り、これらで蒸発することに伴い吸熱する。このとき、第２電子膨張弁１７は閉鎖状態とされているから、凝縮器１４から出た冷媒が第２蒸発器１８へ直接流れることはない。また、第１の二方弁２１は閉、第２の二方弁２２は開となっているから、第１蒸発器１６を通った冷媒は全て、第２蒸発器１８側へ流れる。したがって、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８は、第２の二方弁２２を介して直列に接続された状態となっている。

またこのとき、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８は、ここを通る冷媒の圧力はほぼ同じであるので、蒸発温度もほぼ同じである。第１蒸発器１６および第２蒸発器１８を通りガス化した冷媒は、前述したように第１圧縮部１２と第２圧縮部１３とに分かれて並列に流れるようになる。

ヒートポンプ１１をこのように制御することにより、凝縮器１４で加熱した循環風路４内の空気を、水槽２内ひいてはドラム３内に供給することで、ドラム３内の衣類が加熱される。そして、衣類から湿気を奪った空気は、乾燥室出口８から循環風路４内に戻され、第１蒸発器１６および第２蒸発器１８により冷却されて除湿される。そして、除湿された空気が再び凝縮器１４で加熱されて水槽２内に供給されるということを繰り返すことで、ドラム３内の衣類が乾燥される。

上記した「並列スピードモード」の運転では、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３が並列に接続されていて、冷媒をそれぞれの圧縮部１２，１３で並列的に圧縮して吐出することができるので、冷媒の循環量を多く確保することが可能になる。また、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８は、一つの蒸発器の場合とほぼ同じ低い蒸発温度で、しかも二つをほぼ同じ蒸発温度に設定することが可能になるため、除湿能力を大幅に向上させることが可能になる。これにより、乾燥効率を向上させることができて、スピード乾燥が可能になる。

本実施形態において、第１電子膨張弁１５を自動絞り、第２電子膨張弁１７を閉、第１の二方弁２１を閉、第２の二方弁２２を開、第３の二方弁２３を閉、第４の二方弁２４を開、第５の二方弁２５を閉の状態とすることで、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３を直列に接続するとともに、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８を直列に接続することが可能である。

また、第１電子膨張弁１５を自動絞り、第２電子膨張弁１７を自動絞り、第１の二方弁２１を開、第２の二方弁２２を閉、第３の二方弁２３を閉、第４の二方弁２４を閉、第５の二方弁２５を開の状態とすることで、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３を並列に接続するとともに、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８を並列に接続することが可能である。

（第２実施形態）
第２実施形態について図５から図８を参照して説明する。この第２実施形態について、上記した第１実施形態と異なる部分を主体に説明する。第１実施形態とは、特にヒートポンプ４０に用いられる弁の構成および冷媒流路の接続構成が異なっている。図５において、ヒートポンプ４０は、冷媒流路の切り替えに用いられる弁として、第１の二方弁４１と、第１の三方弁４２と、第２の三方弁４３を備えている。

第２の三方弁４３は、一つの入口４３ａと、第１および第２の出口４３ｂ、４３ｃを備えている。第１圧縮部１２の出口１２ｂは、第２の三方弁４３の入口４３ａに接続されている。第２の三方弁４３における第１出口４３ｂは、第２圧縮部１３の入口１３ａに接続された冷媒流路に合流するように接続され、第２出口４３ｃは、第２圧縮部１３の出口１３ｂと凝縮器１４の入口１４ａとの間を接続した冷媒流路に合流するように接続されている。

第１の三方弁４２は、一つの入口４２ａと、第１および第２の出口４２ｂ、４２ｃを備えている。第１の三方弁４２の入口４２ａは、第１蒸発器１６の出口１６ｂに接続されている。第１の三方弁４２における第１出口４２ｂは、第２圧縮部１３の入口１３ａに接続された冷媒流路に接続され、第２出口４２ｃは、第２電子膨張弁１７と第２蒸発器１８の入口１８ａとの間に接続された冷媒流路に接続されている。

第２蒸発器１８の出口１８ｂに接続された冷媒流路の先端側は２本に分岐されていて、一方の分岐路は第１圧縮部１２の入口１２ａに接続され、他方の分岐路は、第１の二方弁４１を介して、第１の三方弁４２の第１出口４２ｂと第２圧縮部１３の入口１３ａとの間に接続された冷媒流路に合流するように接続されている。第１の二方弁４１、第１および第２の三方弁４２，４３も、制御装置３５にて制御される。

この場合、第１の二方弁４１と第２の三方弁４３は、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３を直列に接続する状態と並列に接続する状態とに切り替える圧縮部用流路切替手段を構成する。また、第１の三方弁４２と第２電子膨張弁１７は、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８を並列に接続する状態と直列に接続する状態とに切り替える蒸発器用流路切替手段を構成する。

次に上記構成の作用を説明する。本実施形態においても、乾燥運転の運転モードとしては、図６に示すように、「２ステージ省エネモード」と、「並列スピードモード」の２つのモードを設定することができる。運転モードは、使用者が操作パネルにおいて設定する。

（「２ステージ省エネモード」が設定された場合）
まず、「２ステージ省エネモード」が設定された場合について説明する。「２ステージ省エネモード」が設定された場合、制御装置３５は、第１実施形態と同様に、モータによりドラム３を低速度で回転させるとともに、送風機１０を回転駆動させ、さらにヒートポンプ４０を制御する。

ヒートポンプ４０の制御は次のように行われる。第１および第２圧縮部１２，１３を、インバータ電源１９，２０を介して駆動制御するとともに、図６の「２ステージ省エネモード」に示すように、第１電子膨張弁１５および第２電子膨張弁１７をそれぞれ自動絞り状態に設定し、さらに、第１の二方弁４１を閉に設定し、第１の三方弁４２における第１出口４２ｂを開、第２出口４２ｃを閉に設定し、第２の三方弁４３における第１出口４３ｂを開、第２出口４３ｂを閉に設定する。

この「２ステージ省エネモード」における冷媒の流れを、図７を参照して説明する。図７においては、第１の二方弁４１、第１および第２の三方弁４２，４３について、開状態のものは白抜き、閉状態のものは黒塗りで示している。ここで、第２の三方弁４３の第１出口４３ｂが開、第２出口４３ｃが閉状態になされることに伴い、第１圧縮部１２で圧縮されて出口１２ｂから吐出される冷媒は全て、開状態の第１出口４３ｂを通り、後述するように第１蒸発器１６の出口１６ｂから流れた冷媒と合流して第２圧縮部１３の入口１３ａから第２圧縮部１３内に吸い込まれて圧縮される。したがって、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３は第２の三方弁４３を介して直列に接続された状態となっている。

第２圧縮部１３の出口１３ｂから吐出された冷媒は、冷媒流路を通り凝縮器１４の入口１４ａから凝縮器１４内に供給され、ここで放熱し凝縮する。凝縮器１４の出口１４ｂから出た冷媒は、冷媒流路を通り、２本の分岐路に分岐する。一方の分岐路に流れた冷媒は、第１電子膨張弁１５を通ることで減圧された後、第１蒸発器１６にて蒸発することに伴い吸熱する。また、他方の分岐路に流れた冷媒は、第２電子膨張弁１７を通ることで減圧された後、第２蒸発器１８にて蒸発することに伴い吸熱する。そして、第１蒸発器１６にて蒸発することに伴いガス化した冷媒は、第１の三方弁４２の開状態の第１出口４２ｂを通った後、前記第２圧縮部１３の入口１３ａに吸い込まれるように流れる。また、第２蒸発器１８にて蒸発することに伴いガス化した冷媒は、第１圧縮部１２の入口１２ａに吸い込まれるように流れる。

このとき、第１の三方弁４２の第２出口４２ｃは閉状態となっているから、第１蒸発器１６から出た冷媒が、第２蒸発器１８側へ流れることが阻止されている。また、第１の二方弁４１は閉状態となっているから、第２蒸発器１８から出た冷媒は、第１蒸発器１６から出た冷媒と直接合流することはなく、全て第１圧縮部１２に吸い込まれるように流れる。したがってこの場合、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８は並列に接続された状態となっている。また、この場合、第１電子膨張弁１５の絞り度合と第２電子膨張弁１７の絞り度合を変えておくことで、第１蒸発器１６の温度と第２蒸発器１８の温度を変えることができる。例えば、第２蒸発器１８の温度を、第１蒸発器１６の温度よりも低く設定することができる。

ヒートポンプ４０をこのように制御することにより、凝縮器１４で加熱した循環風路４内の空気を、水槽２内ひいてはドラム３内に供給することで、ドラム３内の衣類が加熱される。そして、衣類から湿気を奪った空気は、乾燥室出口８から循環風路４内に戻され、第１蒸発器１６および第２蒸発器１８を通過する際に冷却されて除湿される。そして、除湿された空気が再び凝縮器１４で加熱されて水槽２内に供給されるということを繰り返すことで、ドラム３内の衣類が乾燥される。

上記した「２ステージ省エネモード」の運転では、第１実施形態の場合と同様に、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３が直列に接続されているので、第１圧縮部１２である程度圧縮し、この後、第２圧縮部１３にてそれより高い圧力で圧縮することが容易にできるようになる。これにより、冷媒の圧縮効率が向上し、省エネ運転が可能となる。また、第１蒸発器１６と、これより低圧の第２蒸発器１８の二つの蒸発器を用いて除湿を行うことで、低圧の一つの蒸発器のみで除湿する構成のものに比べて、除湿効率が向上し、一層省エネ運転が可能となる。

（「並列スピードモード」が設定された場合）
次に、「並列スピードモード」が設定された場合について説明する。
「並列スピードモード」が設定された場合も、制御装置３５は、「２ステージ省エネモード」の場合と同様に、モータによりドラム３を低速度で回転させるとともに、送風機１０を回転駆動させ、さらにヒートポンプ４０を後述するように制御する。このうち、ドラム３を低速度で回転させることに伴い、ドラム３内に収容された衣類が撹拌される。また、送風機１０を回転駆動させることに伴い、水槽２内、ひいてはドラム３内の空気が循環風路４を通して、図５に矢印で示すように循環される。

ヒートポンプ４０の制御は次のように行われる。第１および第２圧縮部１２，１３を、インバータ電源１９，２０を介して駆動制御するとともに、図６の「並列スピードモード」に示すように、第１電子膨張弁１５を自動絞り状態に設定し、第２電子膨張弁１７は閉状態に設定する。さらに、第１の二方弁４１を開に設定し、第１の三方弁４２における第１出口４２ｂを閉、第２出口４２ｃを開に設定し、第２の三方弁４３における第１出口４３ｂを閉、第２出口４３ｂを開に設定する。

この「並列スピードモード」における冷媒の流れを、図８を参照して説明する。図８においても、第１の二方弁４１、第１および第２の三方弁４２，４３について、開状態のものは白抜き、閉状態のものは黒塗りで示している。ここで、第１の二方弁４１が開状態になされ、また、第２の三方弁４３における第１出口４３ｂが閉、第２出口４３ｃが開状態になされることに伴い、第２蒸発器１８を通った冷媒は、図８に矢印で示すように、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３に並列に分かれて流れ、それぞれの圧縮部１２，１３で圧縮される。したがって、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３は、第２蒸発器１８の出口１８ｂに接続された冷媒流路に並列に接続された状態となっている。

第１圧縮部１２から吐出された冷媒と、第２圧縮部１３から吐出された冷媒は合流して凝縮器１４に供給され、ここで放熱して凝縮する。凝縮器１４の出口１４ｂから出た冷媒は全て、冷媒流路を通り、第１電子膨張弁１５を通ることで減圧された後、第１蒸発器１６および第２蒸発器１８を順に通り、これらで蒸発することに伴い吸熱する。このとき、第２電子膨張弁１７は閉鎖状態とされているから、凝縮器１４から出た冷媒が第２蒸発器１８へ直接流れることはない。また、第１の三方弁４２の第１出口４２ｂは閉、第２出口４２ｃは開状態となっているから、第１蒸発器１６を通った冷媒は全て第２蒸発器１８へも流れることになる。したがって、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８は、第１の三方弁４２を介して直列に接続された状態となっている。

またこのとき、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８は、ここを通る冷媒の圧力はほぼ同じであるので、蒸発温度もほぼ同じである。第１蒸発器１６および第２蒸発器１８を通りガス化した冷媒は、前述したように第１圧縮部１２と第２圧縮部１３とに分かれて並列に流れるようになる。

ヒートポンプ４０をこのように制御することにより、凝縮器１４で加熱した循環風路４内の空気を、水槽２内ひいてはドラム３内に供給することで、ドラム３内の衣類が加熱される。そして、衣類から湿気を奪った空気は、乾燥室出口８から循環風路４内に戻され、第１蒸発器１６および第２蒸発器１８により冷却されて除湿される。そして、除湿された空気が再び凝縮器１４で加熱されて水槽２内に供給されるということを繰り返すことで、ドラム３内の衣類が乾燥される。

上記した「並列スピードモード」の運転では、第１実施形態の場合と同様に、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３が並列に接続されていて、冷媒をそれぞれの圧縮部１２，１３で並列的に圧縮して吐出することができるので、冷媒の循環量を多く確保することが可能になる。また、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８は、一つの蒸発器の場合とほぼ同じ低い蒸発温度で、しかも二つをほぼ同じ蒸発温度に設定することが可能になるため、除湿能力を大幅に向上させることが可能になる。これにより、乾燥効率を向上させることができて、スピード乾燥が可能になる。

本実施形態においては、第１および第２の三方弁４２，４３を用いることで、第１実施形態に比べて二方弁の使用個数を少なくすることができる。
本実施形態において、第１電子膨張弁１５を自動絞り、第２電子膨張弁１７を閉、第１の二方弁４１を閉、第１の三方弁４２における第１出口４２ｂを閉、第２出口４２ｃを開、第２の三方弁４３における第１出口４３ｂを開、第２出口４３ｃを閉の状態とすることで、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３を直列に接続するとともに、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８を直列に接続することが可能である。

また、第１電子膨張弁１５を自動絞り、第２電子膨張弁１７を自動絞り、第１の二方弁２１を閉、第１の三方弁４２における第１出口４２ｂを開、第２出口４２ｃを閉、第２の三方弁４３における第１出口４３ｂを閉、第２出口４３ｃを開の状態とすることで、第１圧縮部１２と第２圧縮部１３を並列に接続するとともに、第１蒸発器１６と第２蒸発器１８を並列に接続することが可能である。

（その他の実施形態）
洗濯乾燥機としては、水槽およびドラムが横軸型のドラム式のものに限られず、水槽および回転槽の軸方向が上下方向に指向する縦軸形のものでもよい。
衣類乾燥機としては、洗濯機能がないものでもよい。

以上説明したように、本実施形態の衣類乾燥機は、ヒートポンプ式の衣類乾燥機において、第１圧縮部と第２圧縮部を直列に接続する状態と並列に接続する状態とに切り替えが可能な圧縮部用流路切替手段と、第１蒸発器と第２蒸発器を直列に接続する状態と並列に接続する状態とに切り替えが可能な蒸発器用流路切替手段と、圧縮部用流路切替手段と蒸発器用流路切替手段を制御する制御手段と、を備える。これにより、省エネ運転と乾燥効率の向上を図ることが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は衣類乾燥機、２は水槽（乾燥室）、３はドラム、４は循環風路、１０は送風機、１１はヒートポンプ、１２は第１圧縮部、１３は第２圧縮部、１４は凝縮器、１５は第１電子膨張弁（絞り装置）、１６は第１蒸発器、１７は第２電子膨張弁（絞り装置、蒸発器用流路切替手段）、１８は第２蒸発器、２１は第１の二方弁（蒸発器用流路切替手段）、２２は第２の二方弁（蒸発器用流路切替手段）、２３は第３の二方弁（圧縮部用流路切替手段）、２４は第４の二方弁（圧縮部用流路切替手段）、２５は第５の二方弁（圧縮部用流路切替手段）、３５は制御装置（制御手段）、４０はヒートポンプ、４１は第１の二方弁（圧縮部用流路切替手段）、４２は第１の三方弁（蒸発器用流路切替手段）、４３は第２の三方弁（圧縮部用流路切替手段）を示す。

Claims (3)

1. 乾燥対象の衣類が収容される乾燥室と、
   この乾燥室の外側に設けられ両端部が前記乾燥室に接続された循環風路と、
   前記乾燥室内の空気を前記循環風路を通して循環させる送風機と、
   圧縮部、凝縮器、絞り装置、蒸発器を冷媒流路により接続して冷凍サイクルを構成し、このうちの前記凝縮器および前記蒸発器が前記循環風路内に配置されるヒートポンプと、を備え、
   前記凝縮器で加熱した空気を前記乾燥室に供給して前記衣類を加熱し、その衣類から奪った湿気を含む空気を前記蒸発器で冷却して除湿することを繰り返すことにより前記衣類を乾燥させる構成の衣類乾燥機であって、
   前記圧縮部は第１圧縮部と第２圧縮部により構成し、
   前記蒸発器はそれぞれ絞り装置を備えた第１蒸発器と第２蒸発器により構成し、
   前記第１圧縮部と前記第２圧縮部を直列に接続する状態と並列に接続する状態とに切り替えが可能な圧縮部用流路切替手段と、
   前記第１蒸発器と前記第２蒸発器を直列に接続する状態と並列に接続する状態とに切り替えが可能な蒸発器用流路切替手段と、
   前記圧縮部用流路切替手段と前記蒸発器用流路切替手段を制御する制御手段と、を備える衣類乾燥機。
2. 前記制御手段は、
   前記圧縮部用流路切替手段を、前記第１圧縮部と前記第２圧縮部を直列に接続する状態に切り替えるとともに、
   前記蒸発器用流路切替手段を、前記第１蒸発器と前記第２蒸発器を並列に接続する状態に切り替える、請求項１記載の衣類乾燥機。
3. 前記制御手段は、
   前記圧縮部用流路切替手段を、前記第１圧縮部と前記第２圧縮部を並列に接続する状態に切り替えるとともに、
   前記蒸発器用流路切替手段を、前記第１蒸発器と前記第２蒸発器を直列に接続する状態に切り替える、請求項１記載の衣類乾燥機。

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