JP2016221017A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音の低減及び送風量の向上を図った新規な送風ファンユニットを備えた洗濯乾燥機を提供することにある。
【解決手段】スクロール面６０の舌端部６２を羽根車５２側に向けて傾斜させて舌端部６２の先端と羽根車５２外周面の間の隙間を狭くする。また、舌端部６２から最終端部６１までを所定のスクロール面変更位置６４を境にして２分割し、舌端部６２からスクロール面変更位置６４までのスクロール面と羽根車間の隙間長さの増加割合を第１隙間長さ増加割合とし、スクロール面変更位置６）から最終端部までのスクロール面と羽根車の間の隙間長さの増加割合を第２隙間長さ増加割合とした時、第１隙間長さ増加割合＞第２隙間長さ増加割合の関係を有してスクロール面を形成した。
【選択図】図５

Description

本発明は衣類の洗濯と乾燥を行なうことができる洗濯乾燥機に係り、特に送風ファンユニットを備えた洗濯乾燥機に関するものである。

洗濯から乾燥まで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、低湿度の空気を作り、これを洗濯槽内に吹き込んで衣類の温度を高くして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っている。

そして、蒸発した水分の除去方法としては、そのまま洗濯乾燥機外へ排出する排気方式（常に新しい空気を供給）と、蒸発した水分を冷却して結露させて水分を除去する除湿方式（同じ空気を循環させる）があるが、家庭用では洗濯乾燥機を設置した室内へ水分が放出されることが少ない除湿方式が多く用いられている。

この除湿方式が採用されている洗濯乾燥機においては、乾燥空気を循環するための送風ファンユニットが洗濯乾燥機の筐体に内蔵されている。送風ファンユニットは送風ファンと、例えば正特性サーミスタ素子を使用した加熱手段を備えており、空気を効率良く加熱するために種々の技術的な提案がなされている。

例えば、洗濯から乾燥まで連続して行える洗濯乾燥機の送風ファンユニットとして、特開２０１１-４５５１２号公報（特許文献１）に記載の送風ファンユニットがある。これによれば、乾燥運転中に送風ファンユニットを稼働させて回転槽内に加熱空気を送風する構成とされている。尚、この特許文献１ではドラム式洗濯乾燥機を示しているが、洗濯槽が縦に配置されている縦型洗濯乾燥機でも同じような構成が採用されている。

特開２０１１-４５５１２号公報

ところで、この種の洗濯乾燥機に使用される送風ファンユニットにおいては、スクロール式の遠心送風ファンが使用されており、この送風ファンに使用される羽根車の設計が重要である。そして、適切な寸法仕様になるように設計が完了した羽根車は、シリーズ化された他の機種にも使用できるように共用化されている。これによって送風ファンユニットの製品単価を低減するようにしている。

しかしながら、送風ファンユニットを新規に製作する際に小型化の要求や洗濯機への設置寸法の制限から、羽根車が収納されるファンケーシングの外形形状が小さくなることがある。このため、共用していた羽根車の外周面とファンケーシングに形成しているスクロール面との間の隙間が狭くなり、空気流れの乱れに基づく騒音が大きくなるといった不具合が発生した。

そして、発明者等の検討によると、このような騒音を低減するためには、羽根車の外径を小さく設計してスクロール面と羽根車外周面の間の隙間(＝断面積)を大きくすれば、空気流れの整流効果が得られて騒音が低減されることが判明した。また、羽根車の外径を小さくできれば小型化の要請にも対応できるようになる。

しかしながら、このようにスクロール面と羽根車外周面の間の隙間を大きくすれば、スクロール面の開始部（出発部）である舌端部と羽根車の外周面の間の隙間が大きくなり、送風効率が低下して送風量が減少するという新たな課題が生じるようになった。したがって、このような不具合をなくして騒音の低減と送風量の向上を図ることができる送風ファンユニットの開発が強く要請されている。

本発明の目的は、騒音の低減及び送風量の向上を図った新規な送風ファンユニットを備えた洗濯乾燥機を提供することにある。

本発明の特徴は、スクロール面の開始部である舌端部を羽根車側に向けて傾斜させて舌端部の先端と羽根車の外周面の間の隙間を狭くすると共に、スクロール面の舌端部から最終端部までを、舌端部から羽根車の回転方向へ沿ってスクロール面の所定位置に設けたスクロール面変更位置を境にして２分割し、舌端部からスクロール面変更位置までのスクロール面と羽根車の外周面の間の隙間長さの増加割合を第１隙間長さ増加割合とし、スクロール面変更位置から最終端部までのスクロール面と羽根車の外周面の間の隙間長さの増加割合を第２隙間長さ増加割合とした時、第１隙間長さ増加割合＞第２隙間長さ増加割合の関係を有してスクロール面を形成した、ところにある。

本発明によれば、舌端部の先端と羽根車の間の隙間を狭くして送風効率の低下を少なくし、その後のスクロール面と羽根車の隙間を大きくしたので、空気流れの乱れが抑制されて騒音が低減できるようになる。

本発明が適用される縦型洗濯乾燥機の断面図である。 図１に示す送風ファンユニットの外観斜視図である。 図２に示す送風ファンユニットの表側ユニットケースを外して送風ファンユニットの内部を示した斜視図である。 図２に示す送風ファンユニットの表側ユニットケースを外し、更に羽根車の内図を示した斜視図である。 本発明の実施形態になる送風ファンユニットの表側ユニットケースを外して送風ファンユニットの内部を示した上面図である。 本発明の実施形態になる送風ファンユニットと従来の送風ファンユニットのスクロール面と羽根車の外周面の間の断面積変化（＝隙間長さ）を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

まず、図１を引用して縦型洗濯乾燥機の構成について簡単に説明する。洗濯乾燥機の外枠１は、洗濯水を貯留する外槽２を内蔵しており、この外槽２は外枠１に防振支持されている。外槽２の内部には、洗浄したり、乾燥したりされる洗濯物を収納する洗濯脱水槽（以下、回転槽という）３が設けられており、この回転槽３は外槽２内に回転自在に支持される。

洗濯物を撹拌して洗う撹拌翼４は、回転槽３に回動自在に設けられており、洗濯運転時、及び乾燥運転時には、撹拌翼４は正転／逆転が繰り返される。また、脱水運転時には、撹拌翼４は回転槽３と一緒に高速回転し、回転槽３内の洗濯物に含まれる水分が脱水される。

洗濯乾燥用駆動モータ１０は、撹拌翼４、及び回転槽３の回転駆動を行うもので、洗濯乾燥用駆動モータ１０はＤＣブラシレスモータが使用され、このＤＣブラシレスモータはベクトル制御が行われる。

外蓋５は外枠１の上部に備わるトップカバー６に開閉自在に設けられ、外槽２の上部には、内蓋３４が開閉自在に設けられている。外蓋５、及び内蓋３４を開いて回転槽３内に洗濯物の出し入れを行うことができる。

トップカバー６は、前側に給水ボックス（図示せず）を有し、給水ボックスは水道水、或いは風呂水を外槽２に供給する。また、洗剤、仕上剤の投入装置３５は、トップカバー６の前側に備えられ、仕上剤の投入は投入ホース３６により、外槽２と回転槽３の間に注がれる。

給水弁７はトップカバー６の後部に設けられ、給水弁７の流入接続部８はトップカバー６を貫いて上方に突き出ている。この突き出た流入接続部８に水道ホース（図示せず）が接続される。給水弁７の吐出口側は、ここに接続される給水ホースを介して先の給水ボックスに連通、接続される。給水ボックス７の落し口は、外槽２と回転槽３の間に向けられている。

風呂水を吸い上げる風呂水ポンプ（図示せず）もトップカバー６の後部に配置されており、風呂水ポンプは、風呂まで延びる長さの吸込ホースが接続される。吸込ホースの先には風呂水を除菌する風呂水除菌装置が備えられる。

乾燥機構９は、回転槽３内の洗濯物を乾燥する乾燥用空気の循環送風や除湿を行うもので、この乾燥機構９は大部分が乾燥用空気循環路で占められる。乾燥用空気循環路は、外槽２の底部に連通するように接続される底部循環路２０、底部循環路２０から上る除湿用縦通路２１、除湿用縦通路２１の上側に連通するように接続される送風ファンユニット２２を有する。

送風ファンユニット２２は、詳しくは後述するが、送風ファン、電熱ヒータ２４を有する。送風ファンユニット２２の吸込側は、除湿用縦通路２１の上側に接続され、排出側は戻り接続循環路２５と連通するように接続されている。

戻り接続循環路２５は上部蛇腹ホース２３を有し、この上部蛇腹ホース２３を介して外槽２の上部に連通するように接続される。底部循環路２０も下部蛇腹ホース２６を有し、この下部蛇腹ホース２６を介して外槽２の底部に連通するように接続される。

除湿用縦通路２１は除湿領域を備えており、この除湿領域は除湿用縦通路２１内に縦に延びるように存在する。この除湿領域に供給する風呂水や水道水で除湿用縦通路２１を上昇する乾燥用空気が冷却され、乾燥用空気中に含まれる水分が凝縮されて除湿される。

送風ファンユニット２２の送風ファンにより、乾燥用空気が回転槽３内を流通し、回転槽３内の洗濯物を乾燥させる。また、送風ファンユニット２２の電気ヒータ２４により、除湿領域で水分が凝縮された乾燥用空気は再加熱されて回転槽３を流れるので、洗濯物の水分をより蒸発させる。この水分除去が乾燥用空気の循環で繰り返されることにより、洗濯物は良く乾燥されるようになる。

下部蛇腹ホース２６が外槽２の底落込部３１に接続され、この底落込部３１は下部連通管４１を介して洗濯水排水路４２と洗濯水循環水路４３に連通する。洗濯水排水路４２には排水弁４４を介して下部連通管４１が連通し、洗濯水循環水路４３は循環ポンプ４５及び異物除去トラップ３２を介して下部連通管４１と連通する。

洗濯運転時や乾燥運転時には排水弁４４は閉じられており、洗濯水を排水する排水時や乾燥運転時には、排水弁４４を開いて外槽２に溜まっていた洗濯水やすすぎ水を洗濯乾燥機の外部に排水する。

循環ポンプ４５の吸込側は、異物除去トラップ３２に連通するように繋がれ、循環ポンプ４５の吐出側は洗濯水循環水路４３に連通するように繋がれる。洗濯水循環水路４３の先方につながる洗濯水循環水縦水路４６は、外槽２の外側面に沿って上昇し、回転槽３の上側まで延び、回転槽３の上側に設けて洗濯糸くず除去装置に連通するように接続される。

外槽２に溜まる洗濯水やすすぎ水は、循環ポンプ４５で吸い上げられ、洗濯水循環水縦水路４６を流れて洗濯糸くず除去装置から回転槽３に散布するように注がれる。この循環ポンプ４５による散布注水が続くなかで洗濯やすすぎが行われるので、少ない水量で洗濯、すすぎが行われる。

水位センサ４７は、外槽２に溜まる洗濯水やすすぎ水の水位を検知する。外槽２に底部近傍にエアートラップ５０を設け、このエアートラップに連通するように接続したエアーチューブ４９を設ける。このエアーチューブ４９の上端に水位センサ４７が連通するように接続される。外槽２内の水位変動を水位センサ４７が感知して水位検知が行われる。

次に送風ファンユニットについて、図２、図３、図４を引用して説明する。送風ファンユニット２２は、表側ユニットケース５０と、裏側ユニットケース５１と、羽根車５２、加熱用の電気ヒータ２４を有する。表側ユニットケース５０と裏側ユニットケース５１を合わせてユニットケースが形成される。このユニットケースの内部に羽根車５２、加熱用の電気ヒータ２４が配置される。この電気ヒータ２４はＰＴＣサーミスタが使用され、棒状に長いＰＴＣサーミスタのヒータは、全体に亘って均一に発熱し、多数のフィンに触れて流通する羽根車５２からの空気を加熱する。

表側ユニットケース５０と裏側ユニットケース５１は、羽根車５２を配置するケーシング部５４と、ヒータ２４を配置するヒータ室５５を有する。羽根車５２は遠心式ファンで高速回転されて空気を送り出すものである。羽根車５２の複数の羽根５６は、円弧形状を有し、１２枚の羽根５６は等ピッチに配置される。羽根車５２は、図示しない電動機で駆動される。

表側ユニットケース５０は、吸込口５７と、排出口５８を有する。吸込口５７は、羽根車５２の吸込み側中央に対向するようにケーシング部５４の中央に位置する。排出口５８は、電気ヒータ２４の下流側になるヒータ室５５の位置に配置される。吸込口５７は、乾燥フィルタ（乾燥フィルタ装置）を介して除湿用縦通路２１に連通し、排出口５８は乾燥用空気循環路の接続循環路２５に連通される。

ケーシング部５４は吐出口５９を有しており、スクロール面６０が形成されている。スクロール面６０は羽根車５２の回転方向に対し、後端側になる最終端部６１と先端側の開始端部になる舌端部６２を有している。舌端部６２は羽根車５２の外周面に近接するように形成され、最終端部６１は羽根車５２の外周より離間するように形成されている。そして、羽根車５２の外周面と対向するスクロール面６０は、舌端部６２から最終端部６１に向かって徐々に拡大するインボリュート形状に形成されている。

羽根車５２の回転により吐出口５９から吐出する空気の流量分布は、最終端部６１側が多く、舌端部６２側が少なく不均一の状態になる。そこで、流量分布を均一に近づけるため、舌端部６２に向けて吐出口５９を狭めるように突き出す隆起部６３が最終端部６１側に設けられている。隆起部６３は、最終端部６１と電気ヒータ２４の一端部の間に位置し、最終端部６１に対向する中央が高く隆起する形状にしている。

このように、吐出口５９には、舌端部６２の反対側に位置する最終端部６１に、舌端部６２に向けて吐出口５９を狭めるように突き出す隆起部６３を設けることにより、電気ヒータ２４への送風分布は、最終端部６１と舌端部６２も均一に近づけられるため、電気ヒータ２４の加熱範囲が全体的に均一化され、乾燥空気の加熱が良く行われるようになる。

以上のような送風ファンユニットを備えた洗濯乾燥機においては、上述したように送風ファンユニットを新規に製作する際に小型化の要求や洗濯機への設置寸法の制限から、羽根車が収納されるファンケーシングの外形形状が小さくなることがある。このため、共用していた羽根車の外周面とファンケーシングに形成していたスクロール面との間の隙間が狭くなり、空気流れの乱れに基づく騒音が大きくなるといった不具合が発生した。そして、このような騒音を低減するためには、羽根車の外径を小さく設計してスクロール面と羽根車の外周面の間の隙間長さ(＝断面積)を大きくすれば、空気流れの整流効果が得られて騒音が低減されることが判明した。しかしながら、このように隙間長さを大きくすればスクロール面の開始部である舌端部と羽根車の外周面の間の隙間長さが大きくなり、送風効率が低下して送風量が減少するという新たな課題が生じるようになった。

そこで、本実施形態においては、このような不具合をなくして騒音の低減と送風量の向上を図ることができる新規な送風ファンユニットを提案するものである。図５は、本実施形態になる送風ファンユニットの表側ユニットケースを外して送風ファンユニットの内部を示したものである。

図５に示すように、スクロール面６０の舌端部６２から羽根車５２の回転方向に沿った所定のスクロール面変更位置６４において、スクロール面６０と羽根車５２の外周面の間の隙間長さ増加割合が変更されている。

すなわち、舌端部６２の先端は羽根車５２の外周面に近接するように形成されており、この部分でスクロール面６０と羽根車５２の外周面の間の隙間長さは最も小さくなっている。そして、舌端部６２が羽根車５２の外周面に近接する位置に対して、スクロール面変更位置６４以降のスクロール面６０は羽根車５２の外周面から大きく距離をおくように、スクロール面６０が羽根車５２の外周面から後退されている。

したがって、羽根車５２の外周面に近接した舌端部６２から、羽根車５２の外周面と大きく距離をおかれたスクロール面変更位置６４までのスクロール面６０の領域は、スクロール面６０と羽根車５２の外周面との間の隙間長さの増加割合が大きい、隙間長さ急増領域６５となっている。このように、舌端部６２が羽根車５２の外周面に近接した形状となっているので、この部分での送風効率の低下が抑制されて送風量を増加するように機能している。

尚、この隙間長さ急増領域６５のスクロール面６０は直線的に増加しても良いし、曲線的に増加しても良いものである。本実施形態では効率を考慮して隙間長さ急増領域６５のスクロール面６０は曲線的に増加させている。

一方、スクロール面変更位置６４から最終端部６１までのスクロール面６０の領域は、通常の徐々に拡大するインボリュート形状の隙間長さ通常増加領域６６となっている。もちろん、この隙間長さ通常増加領域６６のスクロール面６０と羽根車５２の外周面との隙間長さは従来のものに比べて大きく設定されている。

これによって、空気の流れが整流されて騒音を低下することができる。つまり、舌端部６２からスクロール面変更位置６４までに隙間長さを大きく変化させていることから、この大きくなった隙間長さ部分を基準として、最終端部６１まで断面積を徐々に増加することによって、空気流れを整流して騒音を低減することができるようになる。

今、図５、図６に示すように、羽根車５２の中心と舌端部６２の始点を結んだ線分を起点（０°）として、４５°毎に０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°の断面積増加割合を従来の送風ファンと本実施形態の送風ファンを比較するため計測した。尚、断面積は、断面積＝羽根車の軸方向高さ×羽根車の外周面とスクロール面の間の隙間長さ、から求めている。ここで、従来の送風ファンと本実施形態の送風ファンの起点（０°）での断面積は同等、つまり隙間長さを同じにしている。尚、隙間長さは断面積と等価である。つまり、断面積は隙間長さと羽根車５２の軸方向高さの積で表され、羽根車５２の軸方向高さはどこの断面でも同じであるので、隙間長さは断面積と等価である。

図６に示しているように、一般的な送風ファンにおいては、舌端部６２から最終端部６１までは一貫してインボリュート形状に形成されており、従来特性で示しているように断面積変化割合はほぼ同じ割合で、断面積は直線的に増加している。

一方、本実施形態の送風ファンにおいては、４５°付近で羽根車５２の外周面とスクロール面６０の間の隙間長さを大きく設定し、この４５°付近をスクロール面変更位置６４としている。このため、従来の送風ファンに比べて舌端部５２から４５°付近までの断面積の増加割合は大きくなっている。つまり、舌端部６２からスクロール面変更位置６４までの領域は、スクロール面６０と羽根車５２の外周面との間の隙間長さの増加割合が大きい隙間長さ急増領域６５となっている。

また、スクロール面変更位置６４から最終端部６１まではインボリュート形状に形成されて隙間長さ通常増加領域６６となっており、従来特性で示しているように断面積変化割合はほぼ同じ割合で、断面積も直線的に増加している。ただ、本実施形態の場合は、隙間長さ急増領域６５の最終部分を基準として隙間長さ急増領域６５が継続して形成されるため、従来特性に比べて断面積がＤだけ大きく設定されることになる。したがって、この隙間長さ通常増加領域６６の隙間長さが大きいため、空気流れが整流されて騒音を抑制することができるようになっている。

このように、本実施形態によれば、スクロール面６０の開始部である舌端部６２を羽根車５２の外周面に向けて傾斜させて舌端部の先端と羽根車の間の隙間長さ小さくすることによって、送風効率の低下を少なくして送風量を向上している。また、羽根車５２の回転数を高くすれば更に送風量を向上することができるようなる。尚、羽根車５２の外径を小さくしているので回転数を高めることは容易である。

更に、この舌端部６２からスクロール面変更位置６４まで隙間長さを大きく変化させ、この大きくなった隙間長さ部分を基準として最終端部６１まで隙間長さを徐々に増加することによって、空気流れを整流して騒音を低減することができるようになる。本実施形態においては、スクロール面６０の開始部である舌端部６２と羽根車５２の外周面の間の隙間長さに対して、スクロール面変更位置６４のスクロール面６０と羽根車５２の外周面の間の隙間長さは約２．０〜２．５倍の長さを備えていることが望ましい。ここで、スクロール面６０の開始部である舌端部６２と羽根車５２の外周面の間の隙間長さは適切に決められることが重要である。

また、羽根車５２の外径を小さくできれば小型化の要請にも対応できるようになるので、羽根車の共通化を促進できる。この場合は、ファンケーシングのスクロール面の形状を本実施形態のように形成することで、送風量の向上と騒音の低減を図ることが可能となる。

尚、本発明は上記した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、必ずしも説明した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。

２２…送風ファンユニット、５０…表側ユニットケース、５１…裏側ユニットケース、５２…羽根車、５４…ケーシング部、５５…ヒータ室、５６…羽根、５７…吸込口、５８…排出口、５９…吐出口、６０…スクロール面、６１…最終端部、６２…舌端部、６３…隆起部、６４…スクロール面変更位置、６５…断面積急増領域、６６…断面積通常増加領域。

Claims (5)

1. 衣類が収容される回転槽と、この回転槽を駆動する駆動モータと、前記回転槽を支持する筺体と、前記回転槽内に乾燥空気を送るために複数枚の羽根を有する羽根車を備える送風ファンと、前記送風ファンを駆動する駆動モータと、前記送風ファンの外周に形成されたスクロール面と、前記スクロール面から吐出された空気を加熱する加熱手段を備えた送風ファンユニットを有した洗濯乾燥機において、
   前記スクロール面の開始部である舌端部を前記羽根車側に向けて傾斜させて前記舌端部の先端と前記羽根車の外周面の間の隙間を狭くすると共に、前記スクロール面の前記舌端部から最終端部までを、前記舌端部から前記羽根車の回転方向へ沿って前記スクロール面の所定位置に設けたスクロール面変更位置を境にして２分割し、前記舌端部から前記スクロール面変更位置までの前記スクロール面と前記羽根車の外周面の間の隙間長さの増加割合を第１隙間長さ増加割合とし、前記スクロール面変更位置から前記最終端部までの前記スクロール面と前記羽根車の外周面の間の隙間長さの増加割合を第２隙間長さ増加割合とした時、前記第１隙間長さ増加割合＞前記第２隙間長さ増加割合の関係を有して前記スクロール面を形成したことを特徴とする洗濯乾燥機。
2. 請求項１に記載の洗濯乾燥機において、
   前記舌端部から前記スクロール面変更位置までのスクロール面は直線状、或いは曲線状に形成されていることを特徴とする洗濯乾燥機。
3. 請求項２に記載の洗濯乾燥機において、
   前記スクロール面の前記舌端部と前記羽根車の外周面の間の隙間長さに対して、前記スクロール面変更位置の前記スクロール面と前記羽根車の外周面の間の隙間長さは約２．０〜２．５倍の長さを備えていることを特徴とする洗濯乾燥機。
4. 請求項３に記載のドラム式洗濯乾燥機において、
   前記スクロール面変更位置から前記最終端部までの前記スクロール面は徐々に拡大するインボリュート形状に形成されていることを特徴とする洗濯乾燥機。
5. 請求項４に記載の洗濯乾燥機において、
   前記スクロール面変更位置は、前記羽根車の中心と前記舌端部の始点を結ぶ線分を起点として前記スクロール面に沿って約４５°の位置に形成されていることを特徴とする洗濯乾燥機。

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