JP2018532529A - 衣類を乾燥するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

衣類を乾燥するための装置は、ハウジングと、前記ハウジング内で回転するように取り付けられ、内部のドラム圧力を有し、水分を含んだ衣服を受け入れるように寸法決めされて構成されたドラムと、前記ドラムを回転させるための回転手段と、前記ドラムを含む流路内の空気を案内するための案内装置と、前記ドラムの後部に配置され、前記ドラムを通ることを含んで前記案内装置を通じて空気を引き込むように作動可能な空気移動装置と、空気が前記ドラムに入る前に前記案内装置を通って移動する空気を加熱するための加熱装置であって、電気加熱要素、太陽光パネル、並びに第１及び第２の配管セットを有する熱交換器を備え、前記第１の配管セットは前記電気加熱要素によって加熱された流体を搬送し、前記第２の配管セットは前記太陽光パネルによって加熱された流体を搬送する、加熱装置と、必要に応じて、前記回転手段、前記案内装置、前記空気移動装置、前記加熱装置、及び前記制御装置の少なくとも１つに電力を供給するための電力供給手段と、前記回転手段、前記案内装置、前記空気移動装置、前記加熱装置、及び前記電力供給手段の少なくとも１つを制御するための制御装置と、前記ドラム内に引き込まれる空気流を妨害し、それにより前記ドラム圧力を大気圧よりもわずかに低くする制限手段と、を備える。
【選択図】図２８

Description

本発明は、乾燥機に関し、特に、家庭、コインランドリー、及び他の施設で使用されるような衣類乾燥機に関する。

衣類を清浄するために設計された布地ケア器具には、洗濯機および乾燥機が含まれる。典型的な乾燥機は、予め洗われた衣類が入れられるドラムを含む。乾燥機を作動させることにより、ドラムが回転すると同時に加熱された空気がドラムの内外を通過する。衣服、特にその中の水分は、水を液体から気体に変える（気化）ために十分に加熱され、水蒸気が排出空気流と共に排出され、衣服が「乾燥」される。

さまざまな電気的作動要素（モータ、タイマ、ブザー警報機、及び他の「オンボード」の電気機器など）に電力を供給するために電気を使用するガス乾燥機は、ガスバルブ、及び乾燥プロセスで使用するために熱を発生させることを可能にするガスに関係した他の要素を使用するため、ガス乾燥機と呼ばれる。対照的に、電気乾燥機は、ガスの要素をまったく含まず、代わりに乾燥プロセスのための熱の発生を可能にする空気−空気の電気的耐熱性素子コイルを有する。

それらの流行にもかかわらず、従来の衣類乾燥機には多くの欠点がある。まず、こうした乾燥機はかなりの（多くの人が過剰と言うかもしれない）量のエネルギーを使用することが挙げられる。平均的なフルサイズ２４０ボルトの衣類乾燥機は、約４０００から７０００ワットのオーダーの電力を消費し、衣類乾燥機は一般的に家庭用冷蔵庫を除いた家庭内の他のどの機器よりも高い割合でエネルギーを消費する。これは、こうしたエネルギー資源の消費に関連するコスト及び環境への影響を考えると、従来のガス動力式および電気衣類乾燥機において特に望ましくない。

さらに、従来の衣類乾燥機は、多量の電力を必要とするだけでなく、その電力を効率的に使用することもできていない。乾燥の目的で衣類を加熱するために、これらの機器は、米国政府（例えば、エネルギー省）があまりエネルギー効率が良いと考えていないガス式または電気式の熱源のいずれかに頼っている。実際、衣類乾燥機は非常に効率が悪いため、市場に出ている衣類乾燥機は現在、米国政府のエネルギースター評価（www.energystar.govを参照）の対象となっている。

従来の衣類乾燥機の低い効率は、衣類乾燥機が単に乾燥機に入力されるエネルギーの大部分を使用していないという事実に大きく起因する。ほとんどの従来の衣類乾燥機は、衣類が加熱されると共に衣類内の水分が蒸発するように、乾燥されるべき衣類の周りに及び衣類を通じて、乾燥した加熱空気を流すことによって動作する。加熱された湿った空気は、乾燥機から排出され、周囲（典型的には乾燥機を収容する設備の外側）に排出される。この設計によれば、衣類乾燥機は、動作中に大量の熱エネルギーを消費して連続して放出し、実際には、乾燥機の運転中に衣類に向けられる加熱空気の多くは、単に衣類を通り過ぎ、衣類の乾燥に貢献することなく機器から排出される。また、衣類乾燥機は、熱エネルギーを他の方法で浪費する。例えば、衣類乾燥機によって生成された熱の多くは、熱が衣服に届く前に、放熱、熱伝導、及び対流の組み合わせによって乾燥機から単に逃げてしまう。さらに、衣類乾燥機によって発生した熱が衣類に到達して衣服を加熱する範囲でさえ、エネルギーは依然として無駄になることが多い。特に、衣類乾燥サイクルが完了すると、衣類が衣類乾燥機内で何もしない状態とされるので、衣類に蓄えられた熱エネルギーはさらに無駄になる。このように、衣類乾燥機は、動作させるために、不必要に大量のエネルギーを必要とするだけでなく、そのエネルギーのかなりの部分を無駄にしている。

同様の乾燥能力を提供しながら（例えば多量の衣服を同等の時間で乾燥しながら）、従来の衣類乾燥機よりもエネルギー消費が少なく、および／またはエネルギー効率が高い衣類乾燥機が求められている。

本発明の目的の１つは、衣類を乾燥させるための改良された装置を提供することである。

衣類を乾燥するための装置は、ハウジングと、前記ハウジング内で回転するように取り付けられ、内部のドラム圧力を有し、水分を含んだ衣服を受け入れるように寸法決めされて構成されたドラムと、前記ドラムを回転させるための回転手段と、前記ドラムを含む流路内の空気を案内するための案内装置と、前記ドラムの後部に配置され、前記ドラムを通ることを含んで前記案内装置を通じて空気を引き込むように作動可能な空気移動装置と、空気が前記ドラムに入る前に前記案内装置を通って移動する空気を加熱するための加熱装置であって、電気加熱要素、太陽光パネル、並びに第１及び第２の配管セットを有する熱交換器を備え、前記第１の配管セットは前記電気加熱要素によって加熱された流体を搬送し、前記第２の配管セットは前記太陽光パネルによって加熱された流体を搬送する、加熱装置と、必要に応じて、前記回転手段、前記案内装置、前記空気移動装置、前記加熱装置、及び前記制御装置の少なくとも１つに電力を供給するための電力供給手段と、前記回転手段、前記案内装置、前記空気移動装置、前記加熱装置、及び前記電力供給手段の少なくとも１つを制御するための制御装置と、前記ドラム内に引き込まれる空気流を妨害し、それにより前記ドラム圧力を大気圧よりもわずかに低くする制限手段と、を備える。

本発明のさらなる目的および利点は、以下の好ましい実施形態の説明から明らかになるであろう。

本発明の一実施形態による温水循環式の衣類乾燥機１０の正面斜視図である。 図１の温水循環式の衣類乾燥機１０の構成要素を示す概略図である。 図１の温水循環式の衣類乾燥機１０を矢印の方向から見た線３−３による側面図である。 図３の衣類乾燥機１０の後部プレート５１に取り付けられたドラム３１の拡大図である。 背部パネル１０９を取り外して乾燥機５０の内部構成要素を露出させた従来の電気衣類乾燥機５０の背面視図である。 背部パネル１０９を取り外して乾燥機１０の内部構成要素を露出させた図１の衣類乾燥機１９の背面視図である。 図１の衣類乾燥機１０における加熱装置１５の熱交換器７７の側面図である。 図６の熱交換器７７の側面図であり、本発明の別の実施形態によるリントスクリーン１０８の形状におけるフィルタ要素の一部を示している。 衣類乾燥機１０の背部パネル１０９の背面図である。 背部パネル１０９を取り外して乾燥機１０の内部構成要素を露出させた、閉ループ空気流回路と開ループ空気流回路との間で変更する分流弁を含むと共にコンデンサユニット１２１を含む本発明の別の実施形態による衣類乾燥機１２０の背面視図である。 本発明の別の実施形態によるコイル熱交換器１３５の平面図である。 本発明の別の実施形態による既存の乾燥機５０を改造するための改装キット１４０の正面視図である。 図１１の改装キット１４０の側面視図である。 背面パネルを取り外して図４の乾燥機５０の内部構成要素を明らかにし、図１１の改造キット１４０を適用するために準備において取り除かれた構成要素を有する、従来の電気衣類乾燥機５０の背面視図である。 本発明の別の実施形態による改装キット１５０の側面視図である。 本発明の別の実施形態による改装キット１５６の側面視図である。 本発明の別の実施形態による、温水循環式の衣類乾燥システム１７０の側面概略図である。 背面パネルを取り外して乾燥機１２０の内部構成要素を露出させた、閉ループ空気流回路と開ループ空気流回路との間で変更する分流弁を含む本発明の別の実施形態による衣類乾燥機２１０の背面視図である。 本発明の別の実施形態による温水循環式の暖房炉改装キット２２０の側面図である。 背面パネル２５２を取り外して乾燥機２４０の内部構成要素を露出させた本発明の別の実施形態による衣類乾燥機２４０の背面視図である。 図１の温水循環式の衣類乾燥機１０を矢印の方向から見た線１９−１９による側面図であり、ファン／ブロワ２８３を取り除いたドラム２７３の一部を示している。 図１９の温水循環式の衣類乾燥機２４０の構成要素を示す概略図である。 図１９の衣類乾燥機２４０における加熱装置２４５の温水ヒータ循環式２９０及びポンプ２９２の上側および右側の側面斜視分解図である。 図２２の加熱装置２４５のポンプハウジング３１５およびヒータハウジング２９５の近位部分の下側および左側の斜視図である。 ヒータハウジング２９５を図２２の矢印の方向から見た線２４−２４による断面図である。 温水循環式ヒータ２９０とその作動サーモスタット３１０と上限サーモスタット３１１との電気的接続を示す概略図である。 大部分のフィン３４３を取り外して銅配管３４４を露出させた図１９の衣類乾燥機２４０の熱交換器２９１の右側斜視図である。 図１９の衣類乾燥機２４０の膨張チャンバ４００の側面視図である。 本発明の別の実施形態による衣類乾燥機２４０の熱交換器４１９の斜視図である。 本発明の別の実施形態による衣類乾燥機２４０の背面図である。

本発明の原理の理解を促す目的で、図面に示された実施形態を参照し、当該内容を説明するために特定の言葉を使用する。決して本発明の範囲を限定することを意図するように理解されるべきではなく、例示された装置における変更および改変、ならびに図示されている本発明の原理のさらなる適用が、本発明に関係する当業者によって一般的になされることが本明細書では想定される。

図１―図３を参照すると、本発明の一実施形態による衣類（衣服）の乾燥装置（本明細書では乾燥機および衣類乾燥機１０とも呼ばれる）が示されている。本実施形態は、衣類を乾燥させることに関するが、「衣類」という言葉の使用は、毛布、カーテン、シート、ベッドカバーなど、これらに限定されず衣類乾燥機に入れるのに適切であろうすべてのアイテムを含むことを意図していることを理解されたい。以下に詳細に説明するように、衣類乾燥機１０は、加熱された水（または任意の他の適切な加熱流体）を使用して乾燥機内に入れられた衣類を乾燥させるため、衣類乾燥機１０は、「温水循環式の衣類乾燥機」と呼ぶことができる。衣類乾燥機１０は、概して、ハウジング１１と、乾燥コンパートメントアセンブリ１２と、流路内の空気を案内する案内装置１３と、案内装置１３を介して空気を移動させる空気移動装置１４と、案内装置１３を通って移動する空気を加熱する加熱装置１５と、適切な配線１８を介して乾燥コンパートメントアセンブリ１２、案内装置１３（必要に応じて、本明細書で説明する弁１３３、１３４など）、空気移動装置１４、加熱装置１５、制御装置１７、及び電力を必要とする乾燥機１０の他の構成要素に電力を供給する電力供給手段１６と、乾燥コンパートメントアセンブリ１２、案内装置１３、空気移動装置１４、加熱装置１５、電力供給手段１６、及び乾燥機１０の制御すべき他の構成要素のすべて又は幾つかを、配線１８を介して制御する制御装置１７と、を含んでいる。また、乾燥機１０は、限定されるものではないが、案内装置１３を通って移動する空気から水分を除去するための凝縮装置１９と、１以上のフィルタ要素２０とを含む他の要素も含んでもよい。図２に示された衣類乾燥機１０の内部構成要素１２−１７、１９、及び２０は、当業者に周知である設計およびレイアウト思想のような、乾燥機１０に意図される特定の使用に基づいた空間的および動作上の思想を最適化するための必要な及び／又は望ましい任意の適切な構成で、乾燥機ハウジング１１内に設けられることを理解されたい。

ハウジング１１は、略箱形の形状を有し、本明細書で説明される構成要素を収容するために、限定されるものではないが、板金、アルミニウム、又はプラスチックを含む任意の適切な材料で作られる。ハウジング１１は、限定されるものではないが、滑らかで静かで信頼性の高い衣類乾燥機の動作を手助けするような、ブラケット、ねじ、制振要素、配線、および高さ調整脚（leveling feet）といった、ハウジング１１内またはハウジング１１に接続された様々な他の要素を含むことを意図している。そのような要素は、当該技術分野において周知であり、以下の説明および例示からこれ以上の点は省略される。本発明の他の用途では、乾燥機１０のハウジングおよび／または任意の他の構成要素に他の材料が使用されることを示す又は要求することができる。例えば、限定されるものではないが、激しい商業用途での使用が意図される乾燥機１０は、高強度鋼合金製のハウジングおよび／または他の構成要素を有してもよいし、海辺の用途で使用するための乾燥機は、ステンレス鋼のような耐腐食性材料で作られたハウジングおよび他の構成要素を有してもよい。

また、衣類乾燥機１０は、多くの従来の乾燥機に共通するように、ハウジング１１の上部に配置され、制御装置１７の要素の大部分を保持する制御パネル２１を含んでいる。制御装置１７は、ユーザが乾燥機１０の動作のための様々なオプションを選択することを可能にするのに必要な及び所望される制御部（２２及び２３等）を含み、限定されるものではないが、１以上のダイヤル、押しボタン、タッチスクリーン、及び／又は乾燥機１０が音声制御されることを可能にする音声認識ソフトウェアを有するコンピュータ（３０）と動作可能に結合されたマイクロフォンを含んでいる。また、制御装置１７は、乾燥機１０の動作状態に関する情報をユーザに提供するために必要および／または所望される１以上の表示器要素（２５など）を含むことが想定される。このような表示器要素には、限定されるものではないが、例えば、１以上のライト、ＬＥＤ表示装置、オーディオスピーカ、及び／又はＬＣＤディスプレイスクリーン２９を含む視覚ディスプレイを含んでもよい。こうした要素は、例えば、乾燥機サイクルの制御を可能にし、流体循環ポンプが作動しているとき、又は障害を示しているときに表示するポンプ表示器として機能する。他の表示器要素は、ヒータが適切に作動していることを示す使用時表示器ライトと、タイマ選択ダイヤル２２とを含んでもよい。これら及び他の制御部は図１の実施形態において示されている。例えば、２２、２３、２４、２５および２９の制御部および表示器は、ポンプ７８がいつ作動しているかを示すポンプ表示器ライト、水（またはその中に含まれている任意の流体）を加熱するために使用時ヒータ７６がいつ使用されるかを示す使用時ヒータ表示器ライト、及びユーザが乾燥機の運転時間および乾燥機の温度設定を設定することを可能にするタイマ選択ダイヤルを含む。実施形態に応じて、図示のものに加えて、または代えて、他の制御部および表示器を実装してもよい。例えば、太陽光エネルギーによって加熱された水を使用する図１６に示す衣類乾燥機１７０の場合、乾燥機１７１は、太陽光加熱システム１７２から乾燥機１７１に太陽光加熱された水が供給されているときを示す表示器を有してもよい。コンピュータ３０は、制御装置１７の構成要素であり、ユーザの入力を処理し、適切な動作情報を表示器に提供し、そして乾燥機１０の接続されたさまざまな構成要素、つまり、状況に応じて、乾燥コンパートメントアセンブリ１２、案内装置１３、空気移動装置１４、加熱装置１５、電力供給手段１６、凝縮装置１９、及びフィルタ要素２０に電子命令および情報を送る、または電子命令および情報を受けるために、さまざまな制御部および表示器に接続されている。代替的な実施形態では、制御装置１７は、ハウジング１１の上および／または中に、またはハウジング１１の外部に配置される。例えば、限定されるものではないが、上面に取り付けられた制御パネル２１の代わりに、制御装置１７の一部または全部は、ハウジング１１のすぐ内側、上部、前面、または上部と前面との角に配置されてもよいし、ハウジング１１は、制御装置１７にアクセスするための１以上の適切な寸法の開口部が設けられてもよい。あるいは、制御装置１７は、ハウジング１１から離れて位置するパネル内に配置されてもよく、例えば、限定されるものではないが、ハウジング１１の傍の壁に嵌め込まれる。

また、ハウジング１１は、乾燥コンパートメントアセンブリ１２の衣類乾燥ドラム（図３）へのアクセスを提供するために前面パネル２６に開口部２７を画定すると共に、開口部２７とドラム３１とを閉じるために前面パネル２６にヒンジ結合されたドア２８を含む。代替的な実施形態では、開口部２７及びドア２８がハウジング１１内の任意の他の都合のよい又は所望の位置に配置されることを想定する。例えば、限定されるものではないが、代替的な実施形態では、開口部２７およびドア２８が、ドラム３１と共に上向きの開口を有すように規定される。代替的な実施形態では、乾燥機１０が洗濯機の上、下、または横に配置され、実質的に洗濯機とは独立してまたは組み合わされて動作するコンビネーション洗濯機／乾燥機として実施される乾燥機１０を想定する。例えば、限定されるものではないが、本明細書でさらに説明するように、乾燥機１０は、１以上の構成要素を、近位に配置された洗濯機と共有するように構成されてもよく、ハウジング要素の一部を共有してもよいし、まったく共有しなくてもよい。また、例えば、限定されるものではないが、本発明を組み込んだコンビネーション洗濯機乾燥機は、水平、垂直、又は水平と垂直の間に或る角度に向いた開口部を有する単一のドラム（例えば３１）を有すると共に、こうしたドラムに乾燥工程中に衣類乾燥空気を案内するために設けられた弁と配管とを備えることが想定される。図２、図３、及び図５を参照すると、乾燥コンパートメントアセンブリ１２は、ドラム３１と、ドラム３１を回転させるための駆動装置３２と、ドラム３１を回転している位置で支持する支持装置３３とを含む。ドラム３１は、典型的には円筒形であり、案内装置１３を通って移動する空気が通過できる空気入口開口部３４および空気出口開口部３５をそれぞれに画定すると共に、ドラム３１が回転するときにドラム３１内に収容された衣類を回転させて混合するための幾つか種類の撹拌装置３６を画定する。また、ドラム３１は、衣類をドラム３１に入れたり引き出したりするための開口部３７を画定し、ドラム３１は、開口部３７がハウジング１１の開口部２７と整列するようにハウジング１１内に取り付けられる。支持装置３３は、乾燥機内の回転ドラムを支持するために、４つのナイロンガイドまたはローラのような任意の適切な公知の装置を含み、その相対的な位置が符号３９で示されている。こうしたローラは、ハウジング１１または他の適切な手段に接続されたブラケット（図示せず）によって保持され、ドラム３１は、前方周方向チャネル４０および後方周方向チャネル４１のそれぞれを画定し、その軸の周り且つナイロンガイド３９上での回転のためにドラム３１を着座させる。攪拌装置３６は、内部に配置された衣服の混合及び回転を容易にするためにドラム３１が回転するときに作動可能な１つ以上の内側に延びるフィン４２又は任意の他の構造を含む。

駆動装置３２は、実質的に示されているように、シャフト４２およびドラム３１を囲むベルト４５を駆動する出力シャフト４４を備えたモータ４３のような、支持装置上または支持装置内のドラム３１を回転させるための任意の適切な公知の装置を含む。本発明によれば、限定されるものではないが、ドラム３１を水平軸、垂直軸、又はその間の周りに回転するように支持するものを含む、ドラム３１を支持して回転させるための当技術分野で知られている他の手段が想定される。代替的な実施形態では、ドラム３１が円筒形以外の形状であることが想定される。例えば、限定されるものではないが、ドラム３１は、円錐形または円錐台形であってもよく、および／または同軸に接続されたスピンドル上で回転するように取り付けられてもよい。代替的な実施形態では、ドラム３１は、回転する以外に、直線的、湾曲的、又はそれらの組み合わせといった、無作為に又はある程度又は完全に予め定められた経路において移動することが想定される。限定されるものではなく、例として、ドラム３１はその開口部が上方を向くように配向されてもよく、ドラム３１は垂直軸に沿った往復経路において任意の適切な刺激を与える装置によって攪拌されてもよい。代替的な実施形態では、ドラム３１が静止し、乾燥サイクルの間に衣類を攪拌して混合する衣類攪拌要素を内部に収容することが想定される。このような構成は、洗濯、すすぎ、及び乾燥のサイクルにおいて、撹拌機が同一であるコンビネーション洗濯機／乾燥機において特に有用であり得る。概して、ドラム３１の形状、ドラム３１及び／又はドラムに収容される衣類の攪拌の方法及び経路は、案内装置１３と連通するドラム３１への空気の吸入および排出ができる限り、ほとんど制限なく変化させることができる。

以上において、図２及び図５に示すように、衣類乾燥機１０の構成要素は、図４に示す乾燥機５０のような公知の衣類乾燥機の構成要素から異なるものではない。図４及び図５の乾燥機の構成において、乾燥コンパートメントアセンブリ１２は、ドラム３１の後方に面する環状エッジ５３に着座する円形チャネル又は凹部５２（図３ａ）を画定する固定後部プレート５１を更に含む。環状のナイロン、フェルト、又は同様の適切なウェアリング５４が、環状エッジ５３と後部プレート５１との間に挿入されて、ドラム３１内からの高温の空気が逃げることを最小にし、ドラム３１と後部プレート５１との間の摩擦を最小にする。後部パネル５１は、後部パネル５５によって固定されており、ハウジング１１に接続されている。図示されているように、空気入口開口部３４および空気出口開口部３５は、後部プレート５１に画定されている。図４に示すように、公知の乾燥機５０等は、衣類乾燥流路内の空気を案内するための入口案内ボックス５７および出口案内ボックス５８を含む案内装置を含む。入口案内ボックス５７は、反対側となる下端部６２および上端部６３に空気入口開口部５９および空気出口開口部６０をそれぞれ有する。空気入口開口部５９は大気に開放され、空気出口開口部６０はドラム３１の空気入口開口部３４と連通して接続される。本明細書では、大気は、乾燥機ハウジング１１の外側にある空気および空気流、もしくはハウジング１１の内側にある空気および空気流であって、乾燥機ハウジング１１の内側においてハウジング１１の外部に流出するのを防止しようとする構造、ハウジング１１内の特定の場所へ誘導しようとする構造、又はハウジング１１内の特定の場所から誘導しようとする構造の影響を受けない空気および空気流を指す。加熱装置６４は、空気入口開口部５９と空気出口開口部６０との間で入口案内ボックス５７に配置されている。乾燥機５０は、標準的な電気乾燥機であり、加熱装置６４は、電流によって駆動される抵抗方式の加熱素子を含む。別の公知の乾燥機は、ガス乾燥機であり、ガス乾燥機は、天然ガス、プロパンまたはブタンを燃焼させて、入口案内ボックス５７を通って移動する空気を加熱するガス燃焼装置を使用する。こうした電気乾燥機またはガス乾燥機では、案内ボックス５７の寸法、形状、配置は変化するかもしれないが、その機能は、空気を入口開口部から、空気を加熱する熱源を介して衣類乾燥ドラム３１に案内するものである。

出口案内ボックス５８は、公知の乾燥機５０と本実施形態の乾燥機１０との両方において同一であると考えられる。出口案内ボックス５８は、反対側となる上端部６９および下端部７０に空気入口開口部６７および空気出口開口部６８をそれぞれ画定する。空気出口開口部６８は大気に開放され、空気入口開口部６７はドラム３１の空気出口開口部３５に連通して接続される。空気入口開口部６７と空気出口開口部６８との間で出口案内ボックス５８に空気移動装置１４が配置される。空気移動装置１４は、ファンモータ７２によって動力供給されるファン７１である。代替的な実施形態では、空気案内装置１３の空気入口側の任意の適切な位置に配置された、すなわち空気を熱交換器に吹き込むファンが考えられる。このような「吹き込み」ファンシステムは、ファン７１の代わりに設けられてもよいし、ファン７１に加えて設けられてもよい。電気乾燥機、ガス乾燥機、又は実施形態の乾燥機１０では、出口案内ボックス５８の寸法、形状、および位置は変更することができるが、その機能は、空気をドラム３１の出口開口部３５から大気に導くものである。本明細書で論じた代替的な実施形態では、空気を大気に排気するのではなく、空気を大きく循環させて凝縮器内の水分を回収する案内装置が考えられる。

本発明の衣類乾燥機１０によれば、案内装置１３内、及び乾燥コンパートメントアセンブリ１２のドラム３１を通って移動する空気は、加熱された流体を使用して空気がドラム内に導かれる前に空気を加熱しようとする加熱装置１５によって加熱される。図２、図４、及び図５に示すように、公知の乾燥機５０の空気入口案内ボックス５７及び加熱装置６４が、本発明の加熱装置１５に置き換えられて、衣類乾燥機１０を形成する。加熱装置１５の一部は、以下に説明するように、案内装置１３の一部を構成する。概して、加熱装置１５は、閉ループの温水循環式加熱アセンブリであり、温水循環式ヒータ７６、熱交換器７７、ポンプ７８、及び様々な配管７９を含み、その内部に収容された熱伝達液体が通過する閉ループの温水循環式加熱流体流路（矢印８０で示す）を形成する。温水循環式ヒータ７６は、ヒータハウジング８３を含み、ヒータハウジング８３は電気ヒータ８４へ延びるチャンバを画定する。配管７９を介して、閉ループシステムが設けられ、これにより、流体が、ポンプ７８から温水循環式ヒータ７６へ圧送されて加熱要素８４によって加熱され、温水循環式ヒータ７６から（符号８５で）出て、熱交換器７７の入口８６へ送られ、熱交換器７７を通ってポンプ７８へ戻される。さらに、加熱装置１５は、閉ループ加熱装置１５を満たすための流体充填ポート８７を含むとともに、温水循環式ヒータ７６と熱交換器７７との間に配置された温度センサ８８を含む。温度センサ８８は、閉ループ流路内の別の場所に配置することができ、または複数の温度センサ８８を使用して、閉ループ流路に沿った任意の所望の場所で温度の読み取り値を提供してもよい。このような温度情報は、加熱装置１５の任意の構成要素の加熱動作を制御するために、温水循環式ヒータ又は制御手段１７の何れかに（図示しない適切な配線によって）送信されると共に直接組み込まれる。温度センサ８８は、配管を通って流れる加熱された液体の温度を測定し、コンピュータに読込可能なおよび／または温度計上に表示される電子出力を提供するのに適した任意の公知のタイプとしてもよい。

加熱要素８４は、閉ループ流路８０を流れる液体と連通するようにヒータハウジング８３内に延在している。センサ８８で測定されたときに、センサ８８および／または案内装置１３の流路内に位置する１つ以上の他のセンサからの温度読み取り値を受信する制御装置１７に応じて、加熱要素８４は適切に作動して閉ループ流路８０を流れる液体を特定の使用時温度Ｔｐに加熱する。使用時温度Ｔｐは、約−３．８９℃（約２５°Ｆ）と１２１．１１℃（約２５０°Ｆ）の間であることが想定される。一実施形態では、使用時温度Ｔｐは、約５７．２２℃（約１３５°Ｆ）と約８２．２２℃（約１８０°Ｆ）との間であることが好ましい。一実施形態では、温水循環式ヒータ８４（浸漬ヒータ）は、１１０ボルトで動作すること、約１５００ワットから２０００ワットを使用すること、及び衣類乾燥の標準割合を維持することが想定される。

図５の乾燥機１０による温水循環式衣類乾燥機を使用する一実施形態では、乾燥機が０．１９８２１８ｍ^３（７．０ｆｔ^３）のドラム容積を有し、予め洗った衣服を完全に乾燥するのに１．６ＫＷＨで運転され、（現在の米国政府基準の下では）１年間で推定されるＫＷＨが、１．６ＫＷＨ×１週間当たり８回×５２週／年＝６６５．６ＫＷＨ／年という結果となる。乾燥サイクル係数（産業定数で３９２）×乾燥ドラムｍ^３（０．１９８２１８ｍ^３（７．０ｆｔ^３））／年間推定キロワット使用量の式によって得られるエネルギー量は、３９２×０．１９８２１８（７．０）／６６５．５＝０．１１６７５６５（４．１２）である。本発明による乾燥機１０を用いる他の実施形態では、０．１１９０２３６（４．２）のエネルギー量が達成された。代替的な実施形態は、より少ないボルト及び／又はより少ないアンペアを使用すると共に衣類乾燥の高い速度を提供する浸漬式ヒータの使用を想定している。一実施形態では、浸漬式ヒータ８４は、乾燥サイクル中に一定の所望の使用時温度Ｔｐを維持するように動作する。他の実施形態では、使用時温度Ｔｐが制御手段１７によって変更し得ることが想定される。例えば、限定されるものではないが、使用時温度Ｔｐは、熱交換器７７の熱出力を迅速に上げるために、乾燥サイクルの立ち上がり時は高い値に設定されてもよい。次いで、使用時温度Ｔｐは、（制御装置１７によって制御されるコンピュータによって）定常状態の値にまで低減されてもよいし、１つ以上の所望の衣類乾燥速度を達成するのに適した可変値にまで低減されてもよい。このような所望の速度は、高速（速乾性サイクル）、低速（非常にコスト効率が高い）、標準（コスト効率と速度との間の折衷）、または別の方法（例えば、限定されるものではないが、可変、綿毛、繊細など）を含むことが想定される。

図５および図６を参照すると、熱交換器７７は、閉ループの温水循環式流体流路８０を流れる流体から案内流路１３を移動する空気流へと高い熱伝達率を提供するように動作可能な任意の適切な熱交換器であることが想定される。こうした熱交換器７７は、１つ以上のコイル状または蛇行する銅配管９０と、複数の伝熱フィンとを有するフィン付き配管アレイ８９を含む。フィン付き配管アレイ８９は、その入口８６で配管７９を介して温水循環式ヒータ７６の出力に接続され、その出口９２で配管７９を介してポンプ７８に接続される。図５の（図６においても示されている）実施形態において、熱交換器７７は、前部プレート９３および後部プレート９４を含み、それらの間にフィン付き配管アレイ８９が延在する。前部プレート９３は、ドラムの空気入口開口部３４と整列して係合する大きさ及び形状のフレア状の開口部９７を画定する。熱交換器７７の周囲であってプレート９３、９４の間にある外側エッジ９８は、プレート９３、９４の間の空間に入って、フィン付き配管アレイ８９を通って、フレア状の開口部９７を通って外に出る空気の自由な流れを可能にするように、大きく及び全体的に開口している。代替的な実施形態は、高い熱交換率を達成し、閉ループ流路８０を通って移動する液体を有する加熱装置１５の信頼でき効率的な動作を促進するために、任意の適切なサイズ、材料および幾何学的形状を備える熱交換器７７を想定する。フィン付き配管アレイ８９の材料選択および構成は、空気調節装置の設計および自動車放熱器の設計のために想定されるものと同様である。

ポンプ７８は、温水循環式ヒータの流体流路８０を通って水または他の熱交換液体を移動させるのに適した任意の液体ポンプである。温水循環式ヒータの流体流路８０を移動する流体は液体であり、一実施形態では水である。代替的な実施形態では、温水循環式ヒータの流体流路８０の循環のために使用される液体が、Ｐａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦのような水以外であることが想定される。Ｐａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦは、Ｐａｒａｔｈｅｒｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、４ Ｐｏｒｔｌａｎｄ Ｒｏａｄ、Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ ＰＡ １９４２８ 米国によって市販されている非汚染性、無毒性、食品に優しい液体であり、比約０．４７５Ｂｔｕ／ｌｂ−°Ｆ（比較として水の場合約１．０Ｂｔｕ／ｌｂ−°Ｆ）という比熱を有し、それにより、水よりも使用時温度Ｔｐまでより速く加熱する。水は、本明細書では、温水循環式ヒータ７６での使用のための主な液体として参照されるが、同様の、好ましくは優れた操作特性を提供する全ての代替液体、特にＰａｒａｔｈｅｒｎ ＮＦが想定され、水の記載は、水およびそうした全ての代替物を意味することを意図している。代替的な実施形態では、他の流体が加熱装置１５で使用されることが想定される。例えば、限定されるものではないが、水およびＰａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦの両方が、意図された運転乾燥サイクル中に液体状態に留まることが想定される。代替的な実施形態では、作動中にその液体状態と気体状態との間で変化する流体を意図する。代替的な実施形態では、温水循環式ヒータの流体流路８０に使用される液体が、多くの自動車用のラジエータシステムで使用されるように、一部の水と一部の非水の液体とを含むことが想定される。

また、加熱装置１５は、熱交換器７７の配管９０と流体連通している配管１０３を介して接続された少なくとも１つのポート１０２を有するガス加圧された閉シリンダ１０１を備える膨張タンク１００を備えている。温水循環式ヒータの流体流路８０の一時的な閉塞または圧力スパイクの場合には、流路８０内の余分な液体がシリンダ１０１内に逃げることができる。シリンダ１０１のガス圧力は、温水循環式ヒータの流体流路８０の所望の液体リリーフ圧力に設定される。圧力スパイクが緩和されるとシリンダ１０１内のオーバーフロー液体は、同じ配管１０３を通って温水循環式ヒータ流体流路８０に戻る。代替的な実施形態では、膨張タンク１００には、液圧ピストンまたは空気圧ピストンなどの機構が設けられて、膨張タンク１００のリリーフ圧力を可変的に調節することが想定される。代替的な実施形態では、ポート１０２および配管１０３が、圧力リリーフ閾値を超えたときにのみシリンダ１０１への入口として機能する一方向圧力リリーフ弁（図示せず）を含み、シリンダ１０１も、圧力スパイクが緩和された後にシリンダ１０１から温水循環式ヒータ流体流路８０内への流れのみを許可する一方向圧力リリーフ弁を有する出口ポート及び配管１０５を備えてもよい。

空気移動装置１４は電動ファン７１を備え、流路（図２中、符号１３で示されている流路）内の空気を案内するための案内装置１３は、必要に応じて、空気を所望の経路に流すための技術分野で知られているように、ホース、取付具、及びチャンバを含む。案内装置１３は、加熱されてドラム３１に導かれるフィン付き配管アレイ８９の周囲の大気からの空気を中に入れて案内する熱交換器７７における一部分を含む。案内装置１３は、空気入口開口部３４および空気入口開口部３５を有する乾燥コンパートメントアセンブリ１２の後部プレート５１を更に備え、加熱された空気をドラム３１から排気口６８を通じて大気に案内する出口案内ボックス５８を更に備える。

フィルタ要素２０（図１及び図２）は、乾燥機ハウジング１１の上部のスロット１０７を通ると共にドラム３１を出て出口案内ボックス５８の内部を通って流下する流路１３の空気の流路を横切って延びるスクリーンである。別の実施形態では、糸屑および他のゴミが空気案内流路１３に入るのを捕えるために、追加のフィルタ要素が設けられることが想定される。例えば、限定されるものではないが、糸屑スクリーン１０８（図７）の形態の１つ以上のフィルタ要素が、熱交換器７７への糸屑および他の微粒子の侵入を防ぐために、熱交換器７７の周りに配置されることが想定される。代替的な実施形態では、追加のフィルタ要素２０は、流路１３に沿った任意の所望の位置に配置されることが想定される。乾燥機１０の背部パネル１０９（図３及び図８）は、乾燥機の内部の適切な通気を提供するための開口部を有することが想定される。代替的な実施形態では、１１０、１１１で示されるような開口部には、熱交換器などの内部乾燥器構成要素のいずれかを詰まらせる可能性のある微粒子を濾過するために、所望によりスクリーン１１２及び１１３を含むフィルタ要素２０が設けられることが想定される。スクリーン１１２、１１３は、Ｕ字形のスライドブラケット１１４、１１５によって、それぞれの開口部１１０、１１１の上の所定の位置に摺動可能に設けられる。こうした開口部１１０、１１１は、２つより多くても少なくてもよく、乾燥機ハウジング１１の正面、側面、上部または底部に配置することができ、任意の所望の形状またはサイズであってもよい。

電力供給手段１６は、必要に応じて、乾燥コンパートメントアセンブリ１２、案内装置１３、空気移動装置１４、加熱装置１５、制御手段１７、凝縮装置１９、及び任意のその他の電力を必要とする構成要素と（１１６で）適切に接続される。乾燥機５０のような典型的な電気乾燥機は２２０ボルトの電源を必要とするが、乾燥機１０は１１０の電源で同等以上の性能で運転し、かなり少ない電力を使用することが想定される。一般に、電力供給手段１６は、限定されるものではないが、１５アンペア回路で１１０ボルトを供給する壁のコンセントのような容易に利用可能な電源に接続するのに必要な配線およびプラグを含む。代替的な実施形態では、ある程度の太陽光電力を含む電力供給手段１６を想定している。例えば、限定されるものではないが、本明細書でより詳細に説明するように、１つ以上の標準的な温水太陽光パネルが、温水循環式ヒータ流体流路８０に流体的に接続され、温水循環式ヒータ流体流路８０内に流れる液体に相当な量の熱を寄与してもよい。更なる例では、１つ以上の太陽光発電パネルが電力供給手段１６に接続されて、衣類乾燥機１０を稼働させるのに必要な電力の一部または全部を供給してもよい。このような温水太陽光パネルおよび太陽光発電パネルは周知であり、任意の所望の気候または条件における乾燥機１０の動作を促進させるような任意の変更および組み合わせが、本発明の一部であると考えられるべきである。代替的な実施形態では、乾燥機１０の残りの構成要素に電気を供給することができる他の利用可能なエネルギー源を含むことが想定される。代替的な実施形態では、１５アンペア回路の１１０ボルト未満で乾燥機１０の動作を提供することも想定される。

代替的な実施形態では、案内装置１３が、所望の流量および／または熱伝達率を達成するために、空気流を方向付けまたは調整するための１つ以上の分流弁１１７を含むことが想定される。例えば、限定されるものではないが、温度センサがドラム３１内の温度が一定値を超えたことを示す場合に、弁１１７を空気流路１３の任意の場所に配置して空気流量を増加させてもよい。このような弁１１７は、モータ要素を有して可変的に開くことができることが想定され、モータ要素は、このような弁に接続され、電力供給手段１６に接続されて動力を供給され、制御装置１７に接続されて制御されてもよい。このような弁は、周知であり、容易に入手することができる。

図２および図９を参照すると、本発明の別の実施形態による衣類乾燥機１２０が示されている。乾燥機１２０は、乾燥コンパートメントアセンブリ１２の後に空気流路１３に直列に配置された凝縮装置１９の追加を除いて、図５の乾燥機１０と実質的に同一であり、凝縮装置１９によって、乾燥コンパートメントアセンブリ１２からの水分を含む空気が凝縮装置１９を通過し、そこから水分が除去される。このような凝縮ユニットは（除湿などに見られるように）周知であり、本明細書では、暖かい湿気の多い空気を通過させる冷媒（図示せず）が充填された内部冷却凝縮コイルを有する電力式の自己充足した凝縮ユニット１２１を備える。水分は、空気から凝縮し、定期的に空にしなければならない滴下容器またはパン１２２に集められる。あるいは、滴下パンの代わりに、ホースまたは他の適切な導管を凝縮液出口ポート（符号１２６で示される）に接続して、凝縮液を外部排水または収集容器（図示せず）に導いてもよい。図９の実施形態は、ベントレス（ventless）乾燥機を構成し、その空気流案内手段１３は、出口案内ボックス５８から凝縮ユニット１２１へ空気流を導くための導管１２７を含むと共に、凝縮ユニット１２１からの空気流を熱交換器７７に戻すように導く導管１２８を含む。乾燥機１２０では、空気流案内装置１３は、熱交換器７７の周りに配置されて熱交換器７７に接続されたシュラウド１２９または他のハウジング構造を更に含み、空気流を、導管１２８から、フィン付き配管８９へ及びその周りに、及びドラム３１の中へと流す。シュラウド１２９は、前部プレート９３及び後部プレート９４と共に実質的に閉鎖されたボックスを形成し、その唯一のポートは、導管１２８の入口、フレア開口部９７の出口、及び加熱装置１５の入口管および出口管７９である。代替的な実施形態では、ハイブリッドベントレス乾燥機が想定され、当該乾燥機では、空気流案内装置１３が、熱交換器７７に外部の導入空気（大気）を提供する導管１２８内に画定された大気空気入口ポート１３１を更に含むと共に、湿った空気を出口案内ボックス５８から大気に排出する導管１２７内に画定された大気空気出口ポート１３２を更に含む。ポート１３１、１３２のそれぞれには、モータ制御された分流弁１３３、１３４が設けられ、各弁１３３、１３４は、コンピュータ制御された制御装置１７に接続されている。動作中、１つ以上の水分含量空気流路、凝縮器ユニット１２１の凝縮水位、大気温度、大気湿度、流路１３内の空気流の温度、及び／又は制御装置１７に送られる他の任意のデータに応じて、制御装置１７は、そのプログラミングに従って、弁１３３、１３４を選択的に開閉し、純粋な閉ループの空気流路と開ループの空気流路との間の空気流の入出力を変化させる。後者の開ループ空気流路は、凝縮器ユニット１２１を通る空気流を妨げ、全ての入口および出口空気流は大気に向かう。弁１３３，１３４、及びそれらの導管１２８、１２７は、完全な閉ループ（外部空気流なし）と完全な開ループ（出口案内ボックス５８から熱交換器７７へ空気流を向けるスループットなし）との間での空気流の選択的な切り替えを可能にするように寸法決めされて構成されている。一実施形態では、コンピュータ制御された制御装置１７は、３つの予めプログラムされた設定を有する。つまり、ベントレス（弁１３３、１３４が閉じられた閉ループ、それにより回路内の空気流が凝縮器ユニット１２１を通って方向付けられる）、発散された（弁１３３、１３４が開かれた開ループ、それによりすべての空気流が大気から及び大気へ方向付けられる）、及び部分的に発散された（弁１３３、１３４が、空気流の７５％が大気へ発散され、排出空気流の２５パーセントが、水分を取り除くために凝縮器ユニット１２１を通って熱交換器７７の中へ戻されるように設定される）である。

図１７参照すると、本発明の別の実施形態による衣類乾燥機２１０が示されている。乾燥機２１０は、凝縮装置が存在しない点を除いて、図９の乾燥機１２０と実質的に同一である。代わりに、流路内の空気を案内するための案内装置１３が、２１１で接続される導管１２７、１２８を含み、出口案内ボックス５８の出口からシュラウド熱交換器７７の空気流入口２１２に直接的に連続する導管を形成する。逃げがなければ、乾燥機２１０内の空気流は無限に循環する。大気入口ポート１３１及び大気出口ポート１３２は、案内装置１３の案内流路から空気流を選択的に分流することができるモータ制御分流弁１３３、１３４を備える。乾燥機２１０の実施形態では、空気の７５％を大気に発散し、空気流の２５％を熱交換器７７を通って戻すように方向付ける。

図１０を参照すると、代替的な実施形態が想定され、図１０に示すように、加熱装置１８が、外側螺旋状のコイル１３６の形状を有する熱交換器１３５を含む。コイル１３６は、管状であり、その内部に流体を導くことができ、コイルの外表面が加熱されるように、本明細書に開示されるような加熱された水または他の液体がコイル１３６の内部を通過する。空気は、コイル１３６の外表面の周りを、コイル１３６に沿って、及びコイル１３６の傍を（例えば、螺旋のコイルの間に画定された開放チャネル１３７を通って）流れ、加熱される。本明細書に記載され図示される熱交換器は、シェルアンドチューブ式の熱交換器である。代替的な実施形態では、加熱装置１５の熱交換器が、シェルアンドチューブ式熱交換器、プレート熱交換器、及び／又は再生熱交換器のうちの任意の１つ以上を含むことが想定される。

熱交換器７７、１３５または他の装置のコイルまたは液体運搬構造を形成するホース、配管及び／又は他の液体チャネリング構成要素は、様々な異なる材料から形成されてもよく、様々な異なる特性を有してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、コイルは９．５２５ｍｍ（３／８”）の直径のチューブから形成されてもよいし、他の実施形態ではチューブの直径は７．９３７５ｍｍ（５／１６”）から１９．０４ｍｍ（３／４”）（または他の様々なサイズ）であってもよい。また、いくつかの実施形態では、加熱装置１５は、２つ以上のコイルまたは同様の装置を含んでもよい。例えば、加熱装置は、図１０に示すように一方が他方の前にある２つのコイル１３５を含んでもよい。

加熱装置１５内のコイルまたは他の構成要素の特定の配置に応じて、また加熱された水または他の液体が加熱される程度に応じて、加熱装置を通過する空気を様々な温度に加熱することができる。空気と相互作用する加熱装置１５において利用可能な表面積は、加熱装置１５からその表面に沿って通過する際の空気への熱伝達率を高めるために、比較的大きいことが好ましい。この理由のため、図１０に示す実施形態では、一般にコイル１３５のチューブのループ数を増やすことが好ましい。また、図１０に示す直径９．５２ｍｍ（３／８”）の配管を有する特定の実施形態では、コイルに沿って通過する空気を加熱する能力に関して十分に良好に機能するが、使用されるチューブの直径を小さくすることが好ましい。

いくつかの実施形態（いずれも図示せず）では、様々な空気誘導構成要素を加熱装置１５で（例えば、その一部として）使用することができ、および／または様々な空気誘導構成要素を加熱装置の周りで使用することができ、加熱装置に関連する空気流の挙動に影響を与える。例えば、いくつかのこうした実施形態では、１つ以上の空気ベーン又はフィンを、コイル１３５若しくはフィン付き配管アレイ８９に沿って、又は特定の方法でコイル１３５若しくはフィン付き配管アレイ８９を通って突き出るように配置することができる。さらに、例えば、これらの実施形態のいくつかでは、空気は、コイルによって決定される平面に対して実質的に垂直に（例えば、図１０を見てページ外に）進むように向けられる。

温水循環式ヒータ７６は、使用時水ヒータとしても知られているが、例えば、Ｍｏｄｅｌ Ｗ１５４ ４−ガロン使用時水ヒータ、又はＭｏｄｅｌ Ｗ１５２ ２１／２−ガロン使用時水ヒータといった、ウェスコンシン州ラシーンのＩｎＳｉｎｋＥｒａｓｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙによって製造された特定の使用時水ヒータなど、衣類乾燥機１０のハウジング１１内に合うように寸法決めされて構成された一般的に小さい水ヒータの任意の種類とすることができる。住宅用乾燥機として意図された図５の実施形態では、閉ループ流路８０は１ガロン未満のＰａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦを保持する。本発明のより大きな及び／又はより工業的な用途が、より大きい容量負荷のために設計され、その閉ループ流路８０がより多量の液体を保持するように構成されることが理解される。

図２に示す衣類乾燥機１０は、乾燥機１０のハウジング１１内に収容された使用時水ヒータ７６（又は本明細書に記載のように他の適切な液体のヒータ）を使用し、一般に温水循環式ヒータ流体流路８０が乾燥機１０内に収容される（「タンクレス」ヒータ）。別の実施形態では、液体を加熱する（及び場合によっては液体を圧送する）のに使用される装置が乾燥機ハウジング１１の外部に配置され、配管、ホース、又は他の適切な接続リンクなどの適切な構成要素によって乾燥機１０に接続され得る。液体の外部加熱を含む様々なこうした構成が加熱装置１５に設けられることが想定される。例えば、限定されるものではないが、加熱された水は、乾燥機から離れて配置されている従来の家庭用湯沸かし器のような外部湯沸かし器から供給されてもよいし、１つ以上の標準的な温水太陽光パネルから供給されてもよい。代替的な実施形態では、乾燥器１０のバンクがそれぞれ内部熱交換器７７を有すると共に、各熱交換器のための液体は共通の外部タンクおよび温水循環式ヒータから配管を介して供給されることが考えられる。あるいは、このような外部共通タンク乾燥機は、共通タンクのみを外部に有する独自の温水循環式ヒータをそれぞれ有してもよい。

図５の衣類乾燥機１０は、全体として、すぐに使用できる形態で、上記に示して説明した構成で製造されると考えられ得る。代替的な実施形態では、周知の乾燥機５０のような既知の既存の乾燥機を改良して、温水循環式衣類乾燥機１０のような、又は実質的に温水循環式乾燥機１０のような乾燥機を作成することも考えられる。図１１及び図１２には、そのような変更のために構成された改装キット１４０が示されている。改装キット１４０は、必要に応じて、後部ハウジング部材１４１、加熱装置１１５、改装案内装置１４２、及び膨張タンク１００を本質的に備える。改良されるべき乾燥機のドラム３１の相対的な位置が点線１５４で示されている。改良キット１４０は、改良されるべき乾燥機５０の電気システム（電力供給手段および制御装置）に繋ぐのに必要な電気接続要素１４３等を含む。例えば、限定されるものではないが、加熱装置１５の温水循環式ヒータ７６は１１０ボルト電源で電力供給されることができるが、改造すべき乾燥機５０はおそらく２２０ボルト電源下で動作するように構成されているであろう。ほぼすべての電気乾燥機は２２０ボルトで作動し、ガス乾燥機は通常１１０ボルトで作動する。したがって、改装キット１４０の電気接続要素１４３は、改良されるべき乾燥機５０の２２０コードを切り替えられるようなコードであって、１１０ボルト出力用に構成された電気コードおよびプラグも含むことが想定される。代替的な実施形態では、改装キット１４０が内蔵型凝縮ユニット１２１を含むことが想定され、その場合、乾燥機は２２０ボルトの性能のままとされてもよい。代替的な実施形態では、改装キット１４０の電気接続要素１４３が元の乾燥機の２２０ボルトのコードおよびプラグの使用を可能にする降圧変圧器を含むことが想定される。代替的な実施形態では、改装キット１４０が凝縮ユニット１２１を含み、さらに、１１０ボルト電源を温水循環式ヒータ７６に供給するために適切に配線された降圧トランスを含むことが想定される。代替的な実施形態では、海辺での使用または１１０ボルト設備が配線されていない国での使用が想定され、乾燥機１０及び改装キット１４０、１５０、１４５が、適切な互換性を提供するための必要な構成要素および／または変圧器を提供することが想定される。このような電気接続要素１４３は、加熱要素８４、ポンプ７８、並びに他の弁、信号、センサ、及び改装キット１４０に含まれていてもよい他の要素を、改良されるべき乾燥機５０の電源装置および制御装置に接続するのに必要な任意の配線を含むことも想定される。改装キット１４０の熱交換器７７の前部プレート９３のフレア開口部１４７は、前部プレート９３から所定の距離だけ前方に延びて、改装キット１４０を既知の乾燥機５０の後部に実装する際に、フレア開口部１４７の前方縁部１４８が、空気入口開口部３４と連通して後部プレート５１に取り付けられるように構成されている。既知の乾燥機５０の異なるモデルによっては、こうした所定の距離を変化させ、フレア開口部１４７は、改装キット１４０毎に変化させなければならないかもしれない。代替的な実施形態では、より短いフレア開口部１４９と、この短いフレア開口部１４９を、改装キット１４０を適用すべき特定の後部プレートの空気入口開口部３４と接続するように寸法決めされて構成されたアダプタスリーブ１５１（図１５）とを有する改装キット１５０が想定される。このようなアダプタスリーブ１５１は、限定されるものではないが、クリップ、ネジ結合、接着剤、ストラップ、圧縮嵌合、ネジ、ピン、タブ、ベルクロ（登録商標）、またはテープなどの任意の適切な方法でフレア開口部１４９に接続されることが想定される。

改装キット１４０の様々な動作可能な構成要素および支持要素、つまり、加熱装置１５、改装案内装置１５２、膨張タンク１００（所望される場合）、及び適切な電気接続要素１４３は、限定されるものではないが、クリップ、ストラップ、ピン、ベルクロ（登録商標）、ネジ、ブラケット、ボルト、及び／又は接着剤などの適切な手段によって、後部ハウジング部材１４１に接続される。それにより、後部ハウジング１４１は、改良されるべき乾燥機５０の後部に取り付けることができ、改装キット１４０の上記した構成要素は、既存の乾燥機５０の残されている要素に対して所望の場所に適切に置かれる。図１５を参照すると、代替的な実施形態では、改装キット１５６の構成要素が十分小さくされ、及び／又は深さが無い又はほとんど深さが無い後部ハウジング部材１４４を可能とするように（例えば、部分的に凹部ポケット１５３内に）改装するために準備された後に、乾燥機ハウジングの内部の利用可能なスペースに合うように構成されて配置される。このような後部ハウジング部材１４４は、乾燥機の既存の背部パネル１０９とほぼ同一であり、その結果として得られる改装された乾燥機の深さは増加しない。後部ハウジング部材１４１（または、例えば１４４）は、スクリーン１１２，１１３の開口部１１０、１１１を参照して説明したように、適切なフィルタ要素１４５を有する１４５などの１つ以上の通気開口部を有することも想定される。

使用時には、公知の乾燥機５０の背部パネル１０９を露出させた状態で、改造キット１４０で公知の乾燥機５０を改造するために、入口案内ボックス５７または同様の構造体および電気加熱装置６４を取り外す。電気乾燥機では、典型的には、加熱装置６４は入口案内ボックス５７の内側に配置され、案内ボックス５７とその加熱装置６４は一体として取り外されてもよい。ガス乾燥機では、加熱装置６４はガス加熱装置であり、対応する入口案内ボックス５７内に配置されているか、または接続されており、その２つは一体として取り外されていてもよい。あるいは、ガス加熱装置６４はドラム３１の下のポケット１５３内に配置されてもよく、別個に取り外さなければならないかもしれない。入口案内ボックス５７および加熱装置６４（及びそれらの対応する接続部）が除去されると、改装キット１４０の様々な適切な電気接続要素１４３が、公知の乾燥機５０の適切な接続箇所に接続される。これらは、主に電源接続であろう。公知の乾燥機５０が、基本的または高度な読み出し、ユーザ入力要素、及び温度および他のセンサデータを受信する能力を有するコンピュータ制御された制御装置１７を含み、これらの接続も行われる。改装キット１４０は、図５の乾燥機１０に収容されると共に改良されるべき乾燥機に含まれることが知られているようなセンサのいずれか又はすべてを含むことが想定される。工場で又はそれ以前に行われていない場合には、充填ポート８７で所望の液体（水、Ｐａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦ、又は他の液体）を充填することによって、温水循環式ヒータ７６を充電する。膨張タンク１００がある場合、及び、膨張タンク１００が所望の圧力まで加圧されていない場合、膨張タンク１００は、必要に応じて加圧される。膨張タンク１００の充填および排出ポートは図示されていないが、こうしたタンクは周知であり、充填および排出ポートは、こうしたタンクの任意の便利な場所に配置されればよい。改装キット１４０の残り、つまり、加熱装置１５、改装案内装置１４２、膨張タンク１００（必要とされる場合）、及び適切な電気接続要素１４３を収容している後部ハウジング部材１４１が、乾燥機５０の背面に位置決めされ、乾燥機５０の背面に対して整列され、フレア開口部１４７又はより短いフレア開口部１４９に適用されたアダプタスリーブ１５１が、後部プレート５１及びドラム３１の空気入口開口部３４と整列して置かれる。その後、後部ハウジング部材１４１は、適切な手段、好ましくは乾燥機５０の既存の背部パネル１０９を所定の位置に設けられたのと同一のネジまたは他の締結具によって乾燥機５０のハウジングに固定される。そして、改装キット１４０が適用され、改良された乾燥機５０の使用の準備が整う。

図１６を参照すると、本発明の別の実施形態による衣類乾燥システム１７０が示されている。温水式衣服乾燥システム１７０は、温水循環式衣類乾燥機１７１、太陽光加熱システム１７２、及びポンプ１７３を含む。温水循環式衣類乾燥機１７１は、ポンプ（いまは、１７３）が乾燥機１７１の外側に移動していることと、太陽光予熱システム１７２が熱交換器７７の出力とポンプ１７３との間に設けられていることとを除いて、図５の乾燥機１０と実質的に同一である。太陽光予熱システム１７２は、乾燥機１７１の加熱装置１５で使用するための水（又は本明細書で説明されるような任意の適切な液体）の太陽光加熱を含んでいる。太陽光加熱システム１７２は、貯蔵タンク１７５、温水太陽光パネル１７６、太陽光駆動ポンプ１７７、太陽光パネル入力ライン１７８、太陽光パネル出力ライン１７８、１７９、及び温度センサ／サーモスタット１８１を含む。水は、タンク１７３から太陽光駆動ポンプ１７７によって引き出され、好ましい天候により加熱された太陽光パネル１７６のバンク又はアレイへ送られる。入力太陽光予熱ライン１８５、出力太陽予熱ライン１８６、及びポンプ１７３を介して、タンク１７５からの太陽光で加熱された水が閉ループ流路８０を循環し、太陽光アレイ１７６のループ１８２で循環する水を共有する程度に開かれる。最適な気象条件では、このような予熱は、温水循環式ヒータ７６を使用する必要なしに、衣服を完全に乾燥させるのに十分であり得る。また、太陽光予熱システム１７２は、限定されるものではないが、タンク１７５内の水温を測定するセンサ１８７、ポンプ１７３の水温を測定するセンサ１８８（リード１８９の端部に示される）、太陽光パネルアレイ１７６の水温を測定するセンサ１９０（図示していないが、リート１９１の端部に示される）、及びポンプ１７７の水温を測定するセンサ１９２（リード１９３の端部に示されている）を備えている。ポンプ１７３、１７７の動作は、センサ１８７、１８８、１９０、１９２、及び本明細書で乾燥機１０に関して述べたように乾燥機１７１が有する任意の他のセンサからの温度読み取り値に少なくとも部分的に基づいて制御されることが想定される。

太陽光パネルアレイ１７６の太陽光セルは、十分な太陽光が太陽光セルに供給されるときにのみ、太陽光加熱システム１７２にエネルギーを加える。したがって、太陽光加熱システム１７２は、補助貯蔵タンク１９８、貯蔵タンク１７５に設けられた熱交換器１９９、及び補助加熱ポンプ１９９を含む追加の蓄熱アセンブリ１９７を含んでもよい。図１６に示すように、水が貯蔵タンク１７５内で加熱されると、ポンプ１９９は、ライン２００、２０１を通じて加熱された水を循環させて、断熱性が高いと想定されるタンク１９８内の水温を上昇および維持するように作動する。乾燥機１７１が使用されていないとき、貯蔵タンク１９８は、太陽光アレイ１７６から得られる最も高い温度に維持され得る。このような加熱された水の熱は、手動で又は乾燥機１７１のコンピュータによって、ポンプ１９９を作動させることによって、必要に応じていつでも利用することができる。太陽光加熱システム１７２及び蓄熱アセンブリ１９７の要素のすべてのセンサ及びモータ制御は、システムの動作を容易にしてエネルギー利得を最大にするために、コンピュータ制御された制御装置１７と接続されることが想定される。図１６は、衣類乾燥機１７１などの衣類乾燥機の加熱装置１５などの加熱装置に、加熱された水を提供するために使用される太陽光加熱システム１７２の一実施形態を示しているが、この実施形態は、（例えば、他のエネルギー源に加えて）全体的または部分的に太陽光エネルギーを使用する様々な衣類乾燥機システムの例示であることを意図している。

また、図１６では、光電池のアレイ２０２が示されており、この光電池のアレイ２０２は、温水太陽光パネルが熱エネルギーを吸収している間に、太陽光を変換器ボックス２０３で適切な電圧の電気に変換して乾燥機１７１に蓄える。乾燥機１７１の動作は、太陽電池アレイ単独で、または太陽電池アレイと太陽光加熱システム１７２からの予熱補助との組み合わせにおいて１１０ボルトで可能である。

好ましくは、凝縮ユニット１２１は、凝縮ユニット１２１を出る加熱空気が凝縮ユニット１２１に入る湿った加熱空気よりも実質的に低い温度とならないように、凝縮ユニット１２１を通過する過熱され水分を含む空気の最大凝縮温度に等しい露点に設定される。つまり、湿った加熱空気から凝縮ユニット１２１によって吸収される熱は、衣類内の水分の加熱および液体から気体状態への変化に関連する熱であることが好ましい。

対応する空気流の温度を実質的に低下させることなく、相変化（空気流中の水分の凝縮）のみが達成されるように凝縮ユニット１２１が作動することが好ましい。流体媒体または水蒸気（例えば、ドラム３１から放出される加熱された水分を含む空気）に含まれる潜熱の原理に基づいて、相変化が起こり、空気流中の水蒸気が水に変わり、顕熱（水蒸気から水への相変化の際に放出される蓄積されたエネルギー）が、凝縮が発生してコイルへの空気流から熱が失われない凝縮器のコイル上に直接に預けられる。湿度計チャートを用いて既知の流体媒体の特性の露点をプロットすることにより、結果としての測定値を調整することができ、対応する空気流の温度を実質的に低下させることなく水分除去を最適化することができる。

少なくともいくつかの実施形態では、湿り空気線図からの情報は自動的に、乾燥機１２０のコンピュータ３０、又は乾燥機に実装された（例えば、凝縮ユニットに実装された）コントローラ（又はプログラム可能なロジックデバイス若しくはマイクロプロセッサとして、他のコンピュータ型デバイス）から（例えば計算によって）手に入れられてもよい。いくつかの実施形態では湿り空気線図のデータは、コンピュータまたは同様のデバイスのルックアップテーブル他の記憶装置に格納することができ、凝縮器のコイル温度を、湿った衣服を通って循環する乾燥機の流動媒体（例えば空気）の温度変化によって決定されるような温度の様々な変化に適応するように自動的に調整してもよい。

例えば、乾燥機が最初に加熱または乾燥サイクルを開始するときには、乾燥機のドラム３１内の衣類は、実質的に冷たく、水分に浸されている。コンピュータ３０と通信している２つの温度／湿度センサは、ドラム３１から放出される冷たい空気を監視する。情報は、このようなセンサによってコンピュータ３０に送信され、コンピュータ３０は、情報を処理し、続いて凝縮ユニット１２１のコイルの凝縮表面温度を調節する。

乾燥サイクルが継続するにつれて、衣類は追加の熱を得て、水蒸気は少なくなる。この情報は、タンブラーから出る高温の乾燥空気を検知する２つの温度／湿度センサによって収集され、続いて処理のためにコンピュータ３０に供給され、当該処理によって凝縮チャンバの温度が変化する。衣服が、乾燥した衣類の状態と一致する水分レベルに達したことを温度／湿度センサが検知するまで、流体媒体（例えばドラム３１から出る空気）は監視され続ける。いくつかの実施形態では、温度／湿度センサは、ドラム３１内に収容される一定レベルの「絶乾質量」を感知するように製造され、この情報はセンサに組み込まれる。

別の実施形態では、ドラム３１から出る湿った加熱空気から水分を除去する機能を果たすために、様々な他の凝縮装置、熱交換器、又は同様の装置を使用してもよい。

図３を参照すると、少なくとも３つの電動モータ４３、７２、及び１つの駆動ポンプ７８が使用される。好ましい実施形態では、モータ４３、７２が組み合わされ、ファン７１及びベルト４２の両方を駆動する唯一のモータが存在する。さらに、ある実施形態では、空気循環流路１３の１つ以上のチャネル部分は断熱され、空気循環流路１３から逃げる熱量を減らす。ある実施形態では、こうした断熱は、断熱材料、又は１つ以上のチャネル部分を取り囲む１つ以上の真空シールされた（または部分的に真空シールされた）キャビティを含んでもよい。

本明細書に示されて説明した衣類乾燥機１０、１２０、及びキット１４０を有する改装乾燥機は、多くの点で乾燥機５０などの従来の乾燥機と比較して有利である。まず、乾燥機内の空気を加熱するために、Ｐａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦ、加熱された水、又は他の液体を使用することは、空気を加熱するのに合理的かつ効率的な方法であることが試験において示されている。水を高すぎない温度で適度に高い温度（例えば、８７．７８℃（１９０°Ｆ））に保つことによって、放射／対流／伝導の形態で乾燥機から失われる熱量、及び衣類を加熱するのに使用されない熱量は、多くの従来の乾燥機よりも低いレベルとなる。

使用時水ヒータを使用する実施形態に関して、乾燥機は、特定のレベルに加熱された乾燥機内の空気を維持するのに必要なだけの熱を発生させるだけであるため、特に乾燥機の効率が向上する。特に、外部に設置されたタンクの場合、温水は外部の断熱タンク（後者の場合は２．５ガロンリザーバから２．５カップ）から汲み上げられる。したがって、使用時水ヒータが予め設定された温度設定に達してそのエネルギー出力が終了した場合であっても、余熱を提供し続けることが可能である。試験においては、使用時ヒータで必要とされる３０分のエネルギーごとに、更なるエネルギーを消費せずに３０分の熱が発生することが示されており、効果的なエネルギー効率の概念をもたらす試験が実証されている。

さらに、乾燥機内の空気を加熱するためにＰａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦ、加熱された水（または他の流体）の使用は、乾燥した衣服の特性に関して衣服の乾燥を改善するという点で有利であることが試験において示されている。特に、衣服を過熱／過度な乾燥させることが多い従来のガスまたは電気衣類乾燥機を使用して乾燥された衣類とは対照的に、加熱された水（または他の流体）を用いて乾燥された衣類は過熱されず、軟化剤をまったく使用しなくても焦げたり焼けたりすることなく、さわやかな感触と匂いが得られる傾向がある。さらに、加熱された水（または他の流体）を使用して空気を加熱することは、乾燥機内の糸屑の点火の危険を低減する傾向があり、乾燥機の安全性を高める傾向がある。

さらに、加熱された空気が空気循環流路内で循環する図８に示すような実施形態では、熱が乾燥機から無駄に排出されるのではなく貯蔵される。その結果、一旦乾燥機内の空気が正常な作動レベルに加熱されると、乾燥機の運転中に加熱された水を高温に保つために使用時水ヒータからあまり余分なエネルギーが必要とされない。本明細書で説明される図１から図１６に示す実施形態は衣類を乾燥させるために使用することを目的とするものとしたが、本発明は、衣類以外の他の材料の乾燥を含む他の目的のために使用される乾燥機にも適用可能である。

図１８を参照すると、本発明の代替的な用途として、流路内の空気を案内するための案内装置２２１と、案内装置２２１を通って空気を移動させるための空気移動装置（例えば、送風機）２２２と、適切な配線を介して電力を必要とする炉（furnace）または改装キット２２０の任意の他の構成要素に電力を供給するための電力供給手段（図示せず）とを有する既存の炉に適用するのに適した温水循環式炉改装キット２２０が示されている。改装キット２２０は、概して、炉の案内装置２２１に部分的に挿入されるように構成されたハウジング２２５と、熱交換器２２６と、温水循環式ヒータ２２７と、ポンプ２２８と、ポンプ２２８、熱交換器、及び温水循環式ヒータ２２７を有する閉ループ流体回路を形成する配管２２９と、温度および／または環境検知要素２３０と、熱交換器２２６、温水循環式ヒータ２２７、ポンプ２２８、及び配線（図示せず）を介して制御される炉改装キット２２０の他の構成要素の全てまたは一部を制御するための制御装置２３１とを含む。また、改装キット２２０は、他の要素を含み、限定されるものではないが、１つ以上のフィルタ要素（図示されていないが、乾燥機１０、１２０、及び本明細書の図７の熱交換器に関連して示され説明されたものと同じまたは同様のタイプであることが想定される）、及び膨張チャンバ２３２を含む。本明細書の乾燥機１０、１２０のように、ポンプ２２８は、水、又は好ましくはＰａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦのような液体を配管２２９を通じて温水循環式ヒータに循環させ、液体を加熱し、そして、配管２２９を通じて熱交換器２２６に搬送する。炉は、自身の強制空気を供給し、強制空気は、フィン付きコイル（コイルが２３４で示され、フィンが２３７で示される）を有する熱交換器を通過する際に加熱される。液体はポンプ２２８に戻り、循環が継続される。

また、加熱された流体の使用を通じて空気の加熱を含む本発明の乾燥機の動作方法は、多くの従来の乾燥機と比較して乾燥機等の安全性を高めると考えられるが、これは、本発明の乾燥機は絶対に安全であること、または他の任意の乾燥機が安全でない動作を生じることを示すものではない。安全性は、例えば、様々な意匠の相違、設置、及び保守要因を含む、本発明の範囲外の多種多様な要因に依存する。本発明の乾燥機は高い信頼性を有することを意図しているが、すべての物理的システムは故障の影響を受ける。

代替的な実施形態では、乾燥機のドラム３１内の空気圧が、より低い沸点の温度に対応して、通常の乾燥機運転中に、一定の又は調整された圧力へ実質的に低減されることが想定される。本出願で使用される一定の圧力は、ドラム内のガス圧が、通常の運転中に比較的一定であることを意味する。こうした圧力は、特定のレベルに設定されて、必要に応じて変更可能とされてもよいが、乾燥サイクル中に維持され、又は通常の運転中にそうした圧力をさらに調節する機能は乾燥機１０には搭載されていないが、乾燥機１０の構成要素はドラム３１内部でより低いガス圧を生成するように構成されてもよい。代替的な実施形態では、気体圧力が動的であり、つまり調節可能であり、乾燥サイクル中に調節されて、通常の動作中に水分除去速度を変化させることが想定される。乾燥機のドラム内の圧力を調節する主な目的は、予備洗浄された衣類に通常含まれる水分または水分子の沸点を変えることである。

液体の「沸点」は、液体を取り囲む環境圧によって実質的に影響される。環境圧は、乾燥機１０を取り囲む、典型的にはその内部の周囲気圧である。一例として、純粋な「水」は、７６０ｍｍＨｇ（２９．９２インチ）の下で１００℃（２１２°Ｆ）の沸点となることが知られている。しかし、水が、５０８ｍｍ（２０．０インチ）水銀の「大気圧」にさらされると、沸点温度は約９０℃（１９４°Ｆ）に低下し、２５４ｍｍ（１０．０インチ）水銀では沸点温度は約７１℃（１５９°Ｆ）となる。より低い沸点温度は、従来のガスまたは電気衣類乾燥機に置かれた衣服内の水分を気化させるのに必要な熱エネルギーの量を著しく減少させる。予め洗浄された衣類を乾燥させるために、より少ない熱エネルギーを使用する利点は、多くの点で明らかであり、本発明の望ましい目的である。

従来の衣類乾燥機は、湿気を含んだ衣類の中の水分を、そのヒータボックスまたは空気チャネルを通って移動するときに空気を加熱し、その熱を、湿った衣類が収容された乾燥コンパートメント（「ドラム」）の閉じられた容積に移動させることによって気化させる。空気は、一般に、燃焼装置アセンブリ（ガス乾燥機）、又は電気抵抗加熱素子（電気乾燥機）によって加熱される。これらの発熱デバイスの性能は、空気の体積およびその流量（ｃｆｍ）の両方の変化に対して非常に影響を受けやすい。高い速度で空気流が多すぎると、望ましくない冷却効果が生じ、ガス乾燥機と電気乾燥機の両方の効率が低下する。過度の空気の流れ（ｃｆｍ）にさらされた電気抵抗熱要素は過度に冷却され、乾燥時間が長くなると共にエネルギー消費が増加する。逆に、不十分な空気流が電気抵抗コイル上を通過する場合、またはガス乾燥機の空気チャネルを通過する場合、乾燥機は過度に熱されて要素の寿命を低下させ、乾燥機の火災を引き起こす可能性さえある。こうした空気またはガス乾燥機における過熱の別の結果として、加熱素子が過熱すると、乾燥機の熱制御ユニットが、構成要素が冷めるまで加熱素子（電気コイル又はガスの炎）を終了（遮断）し、サーモスタットが、再始動するように加熱システム要素に信号を送る。乾燥サイクル中にこのオン／オフサイクル（または「急なサイクル」）がしばしば繰り返されると、エネルギー効率のきわめて非効率な乾燥サイクルの結果となる。また、電気乾燥機での急速なサイクルは、発熱体の寿命を著しく短くする。したがって、従来の乾燥機は、典型的にこうした減少した空気流による過熱を回避するように設計される。

それにもかかわらず、空気が加熱された後、蒸発を通じて濡れた衣服が加熱された空気に湿気を失うにつれて、（気化した）湿気の多い空気の排気または換気が増加すると、ガス乾燥機と電気乾燥機はより効率的に動作する。乾燥機のブロワ／ファンアセンブリによって増加した空気速度が生じる。高い空気流速度が従来のガスまたは電気抵抗の熱要素に及ぼす悪影響を最小限に抑えるために、最適な最大流量と、乾燥コンパートメントの内部からの湿った空気流の適切な排気および換気のためにブロワ／ファンの空気取入口に空気を供給する乾燥機の能力とを維持しながら、著しい空気流が、これらの従来の加熱要素の周りへ、又は加熱要素から離れるように、しばしば方向転換されなければならない。

現在の従来の衣類乾燥機に見られる内部の大きい／小さい空気流の問題を克服するために、乾燥機キャビネットおよび他の構成要素は、乾燥機の空気流の大部分をバイパスまたは方向転換するように設計されている。これは、一般に、キャビネットおよび他の非密閉領域に空気漏れまたは隙間を意図的に作り出すことによって達成され、これにより、加熱装置に適切な又は最適な空気が受け入れられることを保証しつつ、「作り出された」空気は、高速排気のためのブロワ／ファンの空気取入口に利用できる。ブロワ／ファンの高い流速は、従来のガスおよび電気式乾燥機のオフセット効果を構成するが、乾燥機のドラム内の相対圧力を減少させるキャビネット及び他の構成要素の改良によって、予め洗浄された衣服の水分を加熱して気化させる有用で新規で優れた方法がもたらされる。つまり、キャビネット及び他の構成要素は、空気流が特定の密度のフィンチューブ熱交換器を通過する際に生じる固有の圧力降下を介して、乾燥機ドラム内の相対圧力を低下させる。

本明細書で想定された代替的な実施形態は、図５の乾燥機１０、または図９及び図１７の乾燥機１２０、２１０の変形を含む。より具体的には、本実施形態では、ファン７１によって生成された吸引に対して、空気流入口３４への空気流を十分に制限して、乾燥機の通常運転中にドラム３１内のガス圧力を低下させることが想定される。

例えば、乾燥機１０の一実施形態では、熱交換器７７のフィン密度を所望のレベルまで上げて、熱交換器７７を通過する空気流に十分なレベルの乱流および／または空気流抵抗を作り出し、開口３４を通る空気流を制限し、特定のファン７１について、乾燥機１０の通常運転中のドラム３１内のガス圧（「ドラム圧力」）が低下する。これは一定圧力の実施形態である。フィン密度（又は他のフィン構成パラメータ）は、ドラム圧力が所望となるように選択されてもよい。一実施形態では、フィン密度は、熱交換器を通る空気流量の少なくとも約５パーセントの減少を引き起こすように選択されてもよく、別の実施形態では、１０パーセントの減少を引き起こすように選択されてもよい。

ハウジング又はキャビネット１１は、ドラム３１に入る空気量が、単独に依存し、熱交換器７７に隣接して搭載される空気入口３４を通ってドラム３１に入る空気流によって制御されるように、独自に構成されて密閉されていることに留意されたい。熱交換器７７は、開口部３４を通過する空気が熱交換器７７を専ら通過しなければならないように構成されるか、または熱交換器７７を通過する空気流の特定の部分が所望のドラム圧力を生成するのに十分に制限されるように構成される。ファン／ブロワアセンブリ７１は、ドラム内に空気を引き込むのに十分な吸引力を発揮する高速度装置であり、（熱交換器２９１または他の適切な制限装置の）空気流制限によって、沸点を減少させると共に衣服を乾燥させるのに必要なエネルギーを減少させるために十分な程度にドラム圧力を減少させる。一実施形態では、ファン／ブロワアセンブリ７１は、６７．９６立方メートル毎分（２４００立方フィート毎分（ｃｆｍ））まで排気するのに十分な吸引力を発揮し、この高い空気流速度は、水分を含む衣類を収容するドラム３１を低いドラム圧力とすることに貢献する。

空気圧は、特定の案内装置１３の全体にわたって幾らか変化することがあり、ドラム圧力は、従来の乾燥機ごとに環境的または周囲の圧力よりも本質的にわずかに低くてもよいことに留意されたい。すなわち、空気流に対する些細な制限が、入口スクリーン、入口カバー、及び空気流案内チャネルなどから、乾燥機１０の一般的な構造によって本質的に生成される。これらの要素は、ドラム圧力の些細な又はわずかな減少を生み出すかもしれないが、本発明は、衣服中の水分の沸点の有意な低下を引き起こしてドラム内の衣類のかたまりを乾燥させるのに必要なエネルギーを著しく低下させるために、ドラム圧力のわずかではなく意図的な低下を想定している。ドラム圧力の意図的な静的および／または動的な減少が望まれるが、ドラム圧力の低下は、少なくとも約７６．２ｍｍＨｇ（約３インチ水銀）、好ましくは１２７ｍｍＨｇ（５インチ水銀）以上であることが望ましい。好ましい実施形態は、水分の沸点を相応に下げるためにドラム圧力を可能な限り低下させるが、沸点を減少させたことによって得られる利益を相殺または打ち消す程度までは、空気を受けとる能力、及び水蒸気を発散させる能力を低下させない。

他の実施形態では、熱交換器７７を通る流量を制限する代わりに、又は加えて、案内装置１３またはファン７１の１つ以上の他の要素を修正して、所望のドラム圧力を生成してもよい。例えば、ファン７１は、案内装置１３の所与の構造に鑑みて、低い出力のファン７１よりも低いドラム圧力を発揮するのに十分なほど強い吸引力を発揮させてもよい。これに代えて又は加えて、図９の弁１３４などの弁が、案内装置１３内への空気流を制限するために使用され、または空気流の制限をもたらすために案内装置１３自体が１つ以上の位置で小さく設計されてもよい。これらの構成の任意の組合せが、より低いドラム圧力を生成し、衣服の水分の沸点を低下させ、水分を蒸発させるのに必要とされるエネルギーをより少なくするために意図される。一実施形態では、１３４などの弁を調整し、及び／又はファン７１の速度を調整して、ドラム圧力、及びそれにより衣類を乾燥させるために必要なエネルギー、及び／又は衣類乾燥速度を調整することが想定される。

図２を参照すると、一実施形態の空気は、空気移動装置１４を介して周囲の環境から持ち込まれ、制御装置１７によって電気的に開閉するフロー切替弁１１７を介して調整されながら、凝縮装置１９を「付随的に」通って導かれる。制御装置１７は、ドラムの内部の圧力（ドラム圧力）を検出するために乾燥ドラム３１の内部に配置された気圧センサを含む。これにより、制御装置１７は、熱伝達が起こる加熱装置１５に流入する空気流を調節し、加熱空気が改良された乾燥ドラム３１に送られ、低圧環境が生成され、低沸点を達成し、衣服の水分を加熱および蒸発させるのに必要なエネルギーを減少させる。

代替的な実施形態では、ドラム圧力を低下させることによって温水循環式加熱装置１５で最適な結果が得られるが、ドラム圧力を静的又は動的に低下させる装置は、温水循環式加熱装置の代わりに標準的な電気又はガス加熱装置を用いる従来の乾燥機において実質的に改善された乾燥結果をもたらすことができる。

図１９−図２１を参照すると、本発明の別の実施形態による衣類を乾燥させるための装置２４０（乾燥機２４０、又は衣類乾燥機２４０とも呼ばれる）が示されている。衣類乾燥機２４０の構成要素の多くは、図５の衣類乾燥機１０とは異なる大きさ、構成および／または配置とされているが、概念的には下記のような修正および追加を伴う衣類乾燥機１０と非常に類似している。衣類乾燥機１０と同様に、衣類乾燥機２４０は、ハウジング２４１と、乾燥コンパートメントアセンブリ２４２と、流路内の空気を案内する案内装置２４３と、案内装置２４３を通じて空気を移動させる空気移動装置２４４と、案内装置２４３を通って移動する空気を加熱する加熱装置２４５と、適切な配線２４８を介して乾燥コンパートメントアセンブリ２４２、案内装置２４３、空気移動装置２４４、加熱装置２４５、制御装置２４７、及び電力を必要とする乾燥機２４０の任意の他の構成要素に電力を供給する電力供給手段２４６と、配線２４８を介して、乾燥コンパートメントアセンブリ２４２、案内装置２４３、空気移動装置２４４、加熱装置２４５、電力供給手段２４６、及び制御すべき乾燥機２４０の他の構成要素のいずれか又はすべてを制御する制御装置２４７と、を含む。衣類乾燥機２４０は、乾燥機１０で説明したような、他の所望の構成要素（例えば、凝縮装置２４９およびフィルタ要素２５０）、追加の特徴、及び代替的な実施形態を含むことが意図される。衣類乾燥機２４０の実施形態では、衣類乾燥機１０と同様に、衣類乾燥機２４０は、少なくとも部分的に、ドラム入口３５２に引き込まれる空気流に対する何らかの形態の制限またはインピーダンスを意図的に導入することによって、改善された性能を示すことが想定される。このようなインピーダンスは、本質的に標準的な乾燥機の必要な要素（例えば、入口案内ボックス５７（図４）を通過する際に、又は多くの従来の乾燥機のドラム入口３４を通過する際に、空気流に与えられる抵抗）を超えるものである。ドラム入口３５２またはその直前の気流への追加された意図的なインピーダンスは、ドラム圧力の低下をもたらし、ドラム内の衣類を乾燥させるのに必要なエネルギーを減少させる。

図２０を参照すると、ハウジング１１のように、ハウジング２４１は、前面パネル２５１、背面パネル２５２、対向する側面パネル２５３、２５４、及び上面パネル２５５を有する概ね箱形の形状を有する。前面パネル２５１は、ドラムアクセス開口部２５６を画定する。このドラムアクセス開口部２５６は、乾燥機の運転中には、ヒンジ式に取り付けられたドア（説明のために取り外されているが、２５７で示されている）によって閉鎖される。また、前面パネル２５１は、乾燥コンパートメントアセンブリ２４２のドラム２７３から空気移動装置２４４のファン／ブロワ２８３に導く空気流出口流路２５８を画定する（または画定する構造を含む）。ドア２５７は、開口部２５６を密封し、空気流出口流路２５８は、そのアクセス開口部２５６を通ってドラム２７３から出る空気流（つまり、ファン／ブロワ２８３によって引かれる空気流）が、アクセス開口部２５６においてドラム２７３からの及びファン／ブロワ２８３への他の直接的な経路（２５９に示された経路）を有さないように構成されることが好ましい。ハウジングパネル２５４〜２５８及び他の構成要素は、説明および乾燥機の他の要素との関係を容易にするために、意図されるものよりも厚くまたはより大きく示されており、こうした構成要素の実際のサイズおよび厚さは当業者にとって周知である。ハウジング２４１は、本明細書では、ハウジング２４１の対向する側面２５６、２５７に取り付けられた前部ドラム取付プレート２６１および後部ドラム取付プレート２６２を公知の通り含む（例えば、図示の通り、後部取付プレート２６２は、内方に延在する後部フランジ２６３、３６４にねじ２６５によって取り付けられる）。前部ドラム取付プレート２６１および後部ドラム取付プレート２６２の各々は、乾燥コンパートメントアセンブリ２４２のドラム２７３の前端部２７１と後端部２７２とを同軸に受け入れる形状の、内方に延びる環状のフランジ２６８、２６９を含む。ドラム２７３は、４つのローラによって回転可能に支持されており、後方ローラ（左側２７５および右側２７６）は、前方ローラ（図示せず）と同軸に整列している。後方ローラ２７５、２７６は後方ドラム取付プレート２６２に回転自在に支持され、前方ローラ（図示せず）は前方ドラム取付プレート２６１に回転可能に支持されている。

衣類乾燥機１０のドラム３１と同様に、環状のナイロン、フェルト、または同様の適切な材料のウェアリング２７７が、ドラム２７３の後部環状エッジ２８８と、後部プレート２６２の実質的に隣接する環状表面２７９との間に配置されて、ドラム２７３内から高温の空気の逃げることを最小にすると共にドラム２７３と後部プレート２６２との摩擦を最小にする。同様のウェアリング２８０がドラム２７３の前方環状縁２８１と前部プレート２６１の嵌合環状面２８２との間に挿入されている。

空気移動装置２４４は、モータ２８５と、モータ２８５の出力軸２８４によって回転されるファン／ブロワ２８３とを含む。また、モータ２８５は、モータの出力軸２８４の反対側の端部でプーリ２８６を介してドラム２７３を回転させ、図示するように、プーリ２８６は、ドラム２７３を包囲して係合するベルト２８７と係合している。ファン／ブロワ２８３は、ハウジング入口３５１、熱交換器２９１、ドラム２７３、及び空気流出口流路２５８を通ってファン／ブロワ２８３に導かれる空気を引き込む。そこから、ファン／ブロワ２８３は、排気管２８８を通じてハウジング２４１から同じ空気流を吹き出す。図２０に示す乾燥機２４０などの乾燥機の構成で知られているように、糸屑スクリーン２８９は、空気流出口流路２５８に配置され、流路２５８を通過する空気からできるだけ多くの糸屑を捕捉する。

また、図１９、及び図２２−図２４を参照すると、衣類乾燥機１０と同様に、加熱装置２４５は、閉ループの温水循環式加熱アセンブリであり、必要に応じて、温水循環式ヒータ２９０、熱交換器２９１、ポンプ２９２、及び様々な配管２９３を含む。温水循環式加熱アセンブリは、温水循環式ヒータ２９０、熱交換器２９１、及びポンプ２９２を相互接続して、その中に収容された熱伝達流体のための閉ループの温水循環式加熱流体流路または回路（矢印８０で示される）を形成する。温水循環式ヒータ２９０は、ヒータハウジング２９５を含み、このヒータハウジング２９５内には電気加熱素子２９６が延びている。流体は、配管２９３を通じて、ポンプ２９２によって温水循環式ヒータ２９０に圧送され、温水循環式ヒータ２９０で加熱要素２９６によって加熱され、温水循環式ヒータ２９０から（ヒータ出口ポート２９７で）排出され、配管２９３を通じて熱交換器２９１（図２６）の導入口２９８へ圧送され、熱交換器排出口３０１から排出され、ポンプ２９２に（その導入口２９９を通じて）戻される。

ヒータハウジング２９５は、概ね管状であり、概ね円筒形の中空の内部が遠位加熱チャンバ３０３（軸３０２を有する）を画定し、遠位加熱チャンバ３０３は加熱要素２９６の外側端部３０４を受け入れる寸法となっている。その外側端部において、ヒータハウジング２９５は、出口ポート２９７と、加熱チャンバ３０３及びその中に収容された流体との連通を可能にする他の３つのポート３０５〜３０７とを画定する。ポート３０５には作動サーモスタット３１０が固定され、ポート３０６には上限サーモスタット３１１が固定され、ポート３１２には圧力リリーフ弁３１２が固定されている。一実施形態では、作動サーモスタット３１０は１６５．５５６℃（３３０°Ｆ）のトリップ温度を有し、上限温度サーモスタット３１１は１７６．６６７℃（３５０°Ｆ）のトリップ温度を有し、圧力リリーフ弁３１２は１．５気圧に設定される。

ポンプ２９２は、ポンプハウジング３１５、及びポンプモータアセンブリ３１６を含む。ポンプハウジング３１５は、ハウジング３１５全体を通って延びる近位加熱チャンバ３１７（軸３１８を有する）を画定する。また、ポンプ２９２は、ポンプチャンバ３２１を画定し、ポンプチャンバ３２１は、近位加熱チャンバ３１７の軸３１８にほぼ直交すると共に軸３１８からオフセットする軸３２２を有する。ポンプチャンバ３２１は、図２３に示すように、（３２３で）交差して近位加熱チャンバ３１７と連通するように、寸法決めされて配置されている。ポンプ入口２９９（熱交換器出口３０１からの流体をもたらす）は、ポンプチャンバ３２１と同軸であり、ポンプチャンバ３２１と連通している。

ポンプモータアセンブリ３１６は、モータ３２６と、モータ３２６の出力軸に取り付けられたインペラ３２７と、モータ３２６をポンプハウジング３１５の側部に取り付けるためのブラケット３２５とを含み、インペラ３２７がポンプチャンバ３２１内に回転可能に受け入れられ、インペラ３２７の一部は、交差開口部３２３を通って近位加熱チャンバ３１７内に延びる。ヒータハウジング２９５は、ポンプハウジング３１５と堅固に接続されており、遠位加熱チャンバ３０３、及び近位加熱チャンバ３１７が同軸に整列して共通の主加熱チャンバ３２８を形成する。アセンブリにおいて、加熱要素２９６のループ状ロッド３２９が、主加熱チャンバ３２８内に延び、加熱要素２９６のヘッド３３１と近位加熱チャンバ３１７のねじ付き加熱要素ポート３３２との間のねじ込み及び密封係合によって固定される。

ポンプモータ３２６がオンになると、インペラ３２７が回転し、入口ポート２９９を通じてポンプチャンバ３２１に流入する液体を引き込み、交点３２３を通って加熱要素２９６によって加熱されるように主加熱チャンバ３２８へ送り、出口ポート２９７から排出される。作動サーモスタット３１０及び上限サーモスタット３１１は、電源（図示せず）と加熱要素２９６の電気コネクタ３３４（例えば、電源（図示せず）からの配線３３５）との間に電気的に直列に接続され、上限サーモスタット３１１と作動サーモスタット３１０との間の配線３３６、及び加熱要素コネクタ３３４への配線３３７に電気的に接続される。加熱要素２９６に電力が供給されると、主加熱チャンバ３２８内の流体が加熱される。ポンプ２９２がオンのとき、回転するインペラ３２７は、流体を閉ループ流体流路を通じて送り、つまりヒータハウジング２９５から熱交換器２９１を通って送り、ポンプハウジング３１５に戻す。

動作サーモスタット３１０は、１６５．５５６℃（３３０°Ｆ）のトリップ温度および１５４．４４４℃（３１０°Ｆ）のリセット温度で設計され、上限サーモスタット３１１は１７６．６６７℃（３５０°Ｆ）のトリップ温度で設計されてリセットボタン３４０を有し、このリセットボタン３４０は、上限サーモスタット３１１をリセットするために、トリップ後に手動で押されなければならない。そして、主加熱チャンバ３２８内の流体がトリップ温度（３３０°Ｆ）に達すると、作動サーモスタットセンサヘッド（図示せず、主加熱チャンバ３２８内の流体にそのポート３０５を通じて露出される）が高温を検出し、作動サーモスタット３１０が開き、加熱要素２９６への電流が遮断される（図２５に示す概略図にも示される）。加熱要素２９６からのエネルギーがないと（かつ別の外部エネルギー源がないと）、閉ループ流体流路内の流体温度は低下する。流体がリセット温度（３１０°Ｆ）に達すると、作動サーモスタット３１０が閉じ、加熱素子２９６への電気接続および電流を回復させる。したがって、閉ループ流体回路８０内の流体の熱エネルギーが或るレベル（３３０°Ｆ）に達すると（例えば、熱交換器２９１を通ってドラム２７３に入る空気流が、熱交換器２９１の流体から十分に速く熱を逃がさない）、作動サーモスタット３１０がトリップし、加熱要素２９６が遮断され、流体温度が低下する。作動サーモスタットなどのサーモスタットの典型的なものは、トリップ温度より約４０°Ｆ低いリセット温度である（この差を「リセット範囲」と呼ぶ）。しかしながら、作動サーモスタット３１０は、約２０°Ｆのリセット範囲を有しているので、空気流が閉ループ流体回路からあまり速く熱を逃がさない場合には、（４０°Ｆのリセット範囲のときのように）流体温度は劇的に上昇したり下降したりすることはない。特定の（予め選択された）温度閾値を繰り返し超えることに応答した乾燥機の加熱要素のこのオン／オフサイクル又は「急速なサイクル」は望まれないものであり、少なくとも加熱要素の寿命を短くし、典型的には、効率の悪い乾燥サイクルをもたらす。

動作サーモスタット３１０が加熱素子２９６への電力を切断できない場合、流体温度は上昇し続けるかもしれないが、温度が上限温度（３５０°Ｆ）に達すると、上限サーモスタット３１１がトリップし（開放し）、同様に、開放して加熱要素２９６への電流を切断する。別の実施形態では、図２５の概略図に示すように、上限温度サーモスタット３１１が制御装置２４７に接続され、トリップされた場合には乾燥機２４０を完全に遮断する。いずれにしても、上限温度サーモスタット３１１もリセット温度を有し、本明細書では３３０°Ｆであるが自動リセットではない。上限温度サーモスタット３１１は、最初に流体が３３０°Ｆ（リセット範囲は２０°Ｆ）以下に冷却されるのを待ってから、その後にサーモスタット３１１の外側端部のリセットボタン３４０を押すことによってのみリセットすることができる。

本明細書で説明するように、閉ループ流体流路８０内の流体は液体であり、初期充填時および動作時の圧力は６８９４．７６パスカル（１．０ｐｓｉｇ)であることが望ましい。圧力リリーフ弁３１２は、ヒータハウジング２９５の遠位端のネジ切りされたポート３０７にねじ込まれ、３４４７３．８パスカル（５．０ｐｓｉｇ）に設定される。

図１９及び図２６を参照すると、熱交換器２９１は、本発明において、閉ループ流体流路８０を流れる流体から、管内流路１３を流れる空気流へ、高い熱伝達率を提供するように設計されている。こうした熱交換器２９１は、フレーム３４２と、複数の伝熱フィン３４３と、１つ以上の長さの巻かれたまたは蛇行する銅管３４４とを含む。フレーム３４２は、上壁３４５、下壁３４６、左壁３４７、及び右壁３４８をそれぞれ有し、乾燥機ハウジングの空気流入口３５１と後部ドラム取付プレート２６２の空気流入口３５２との間に延びる閉じた管状の空気流導管２３９を形成する。一実施形態では、空気流入口３５１、３５２の間に延在するように、壁３４５〜３４８は、乾燥機ハウジング後部パネル２５５の内側の（前方に面する）表面３５５に対して、及び、後部ドラム取付プレート２６２の外側の（後方に面する）表面３５６と（図１９及び図２０に示すように）熱交換器取付プレート３５８の後方に面する表面３５７との一方に対して、嵌合または実質的に密封して取り付けられるように寸法決め及び構成される。熱交換器２９１は、壁３４５〜３４８のそれぞれから外側に延びるフランジ３５９を介して熱交換器取付プレート３５８に取り付けられている。熱交換器取付プレート３５８は、後部ドラム取付プレート２６２に適合して取り付けられるように成形され、後部ドラム取付プレート２６２の入口開口部３５２にほぼ一致して整列する開口部３６０を画定する。したがって、熱交換器２９１（具体的には、導管３４９）は、後部パネル２５５と後部ドラム取付プレート２６２との間で全体的に密閉された状態で挟まれる。嵌合し、封止され、及び挟み込まれた熱交換器導管３４９のアセンブリに沿った、開口部３６０の導入口３５１と熱交換器２９１の導管３４９の導入口３５２との整列は、入口３５２を通ってドラム２７３に入る空気が乾燥機ハウジング入口３５１及びドラム入口流路３６１を通って流れなければならないように、制御されたドラム入口流路３６１を作る。さらに、ドラム入口流路３６１を形成する構成は、ハウジング入口３５１に入る空気のすべてがドラム入口流路３６１を通って直接にドラム入口３５２に移動するように制限する。つまり、ハウジング導入口３５１に入る空気は、ハウジング２４１内に（つまり、ドラム２７３の外側ではないハウジング２４１の内部空間に）逃げることができない。

好ましい実施形態では、前述の構成が想定され、その制御ドラム入口流路３６１は、入口導入口３５１に入る空気のすべてが熱交換器２９１を通ってドラム２７３に入るように制限し、低いドラム圧力への空気流制限の上記した効果なしに、他の空気がハウジング２４１に入る（つまり、ドラム２７３内に漏れる）ことを許可しない。こうした構成において、制御ドラム入口流路３６１は「タイト」である。代替的な実施形態では、制御ドラム入口流路３６１を形成する構成要素（つまり、熱交換器２９１と後部パネル２５２との間の密封）および衣類乾燥機２４０の他の構成要素のハウジング２４１のシーリングが幾分不十分であることが想定される。言い換えれば、好ましい実施形態では、衣類乾燥機２４０が、ドラム２７３への空気流を制限するために利用可能なすべての手段を、ドラム２７３のガス圧を低下させるために、所望に応じて（つまり、熱交換器２９１の流れ制限構成要素によって）ドラム２７３への流れが制限され得る制御ドラム入口流路３６１へ組み込むことが想定される。しかしながら、代替的な実施形態は、例えば、制御ドラム入口流路３６１がタイトであるが、空気がハウジング２４１に入ることができるようにハウジングはタイトに封止されていないものを含む。このような構成では、空気は、ハウジング２４１内から、対向する環状ドラム端部２７８、２８１と、嵌合する環状面２７９、２８２との間でドラム２７３へ「漏れる」かもしれない。あるいは、ハウジングは密閉されていてもよいが、制御ドラム入口流路３６１が「タイト」ではなくてもよい。どちらの場合でも、空気流制限手段（熱交換器２９１）を通る空気流の制限は、ドラム２７３内のガス圧を低下させると共に衣類を乾燥させるのに必要なエネルギーを低減することにおいて重要な効果がある。

代替的な実施形態では、他の構造が、乾燥機ハウジング後部パネル２５５の空気流入口３５１とドラム２７３の空気流入口３５２との間に延びる所望の閉じた空気流導管を提供することが想定される。例えば、乾燥機ハウジング２４１の空気流入口は、ハウジング壁の任意の場所に設けられてもよいし（つまり、図２０に見られるように、熱交換器２９１への入口空気流入口流路と直接には整列しない）、（入口案内ボックスと同様の配管またはチャネルのような）適切にタイトに封止された導管がハウジング入口から熱交換器２９１の空気流入口側部３６２へ導いてもよい。このような構成では、空気流は、依然として、ハウジング入口のみから、熱交換器および熱交換器のみに流れ、熱交換器２９１を通じてドラム２７３内に流れるようにしっかりと拘束される。この実施形態は、さらなる流れ制限手段を有してもよい。すなわち、こうした導管は、ドラム２７３への空気流を妨げてドラム２７３内のガス圧を低下させるように（手動および／またはモータ制御によって）調節可能な１つ以上の弁を含んでもよい。

この実施形態では、ハウジング後部パネル２５５および後部ドラム取付プレート２６２は、熱交換器取付プレート３５８と同様に、比較的平坦であるように示されているが、代替的な実施形態では、これらの構成要素のいずれかが、非平面であって、ハウジング導入口３５１に入る空気流をドラム入口３５２にのみ流れるように制限する制御ドラム入口流路３６１を依然として作成する構成要素の寸法、構成、及びアセンブリが想定される。

図２６を参照すると、熱交換器２９１の配管３４４は、二重交差パターンで配置されている。すなわち、前バンク３６８と後バンク３６９の２つのバンク３４４（二重バンクパターン）があり、前バンク３６８を通じて蛇行する配管は、６回のループ（各「ループ」は、側壁３４８から反対側の側壁３４９まで渡って戻るものである）における３回の蛇行後にクロスオーバーレベル３７１で後バンク３６９に向かってクロスオーバー（クロスオーバーパターンを画定するフロントバンク３６８からリアバンク３６９への変化）する。配管は合計６回のうち３回ループするので、これは３：３のクロスオーバーパターンであり、１：１のクロスオーバー比を有する。代替的な実施形態では、クロスオーバー比がより低い（例えば、一実施形態では２：１であり、クロスオーバーレベル３７１の下側よりも上側の並びが２倍である）、又は高い（一実施形態では１：２であり、クロスオーバーレベル３７１の下側よりも上側の並びが半分である）、又はその間の程度である。

別の実施形態では、熱交換器２９１はダブルバンクパターンを有するが、クロスオーバーパターンの代わりに、ダウンパターンおよびアップパターンを有する。すなわち、配管は、上端の入口（二重交差パターンの配管入口３７２の１つ等）から底部（配管出口３７３等）に至るまで、全域にわたって蛇行し、前バンク３６８へクロスオーバーして（他の配管出口３７４等）、上端の出口へ戻る（二重交差パターンの他の配管入口３７５など）。

各フィン３４３４は非平面である。すなわち、各フィンは、曲げられ、好ましくは熱交換器２９１に入る空気流の意図された方向３７６にほぼ整列される平行線に沿って曲げられる。各フィンの曲がりは、（図示するように）波形パターンを形成し、 その構成は、熱交換器２９１によって引き起こされる空気流の制限に寄与する。一実施形態では、フィンは、２５．４ｍｍ（１インチ）当たり８〜１２フィン（対向する側壁３４７、３４８の間で測定される）が与えられ、好ましくは、インチ当たり約１０が与えられる。

衣類乾燥機２４０は、当初から様々な列挙された構成要素（すなわち、ハウジング２４１、乾燥コンパートメントアセンブリ２４２、案内装置２４３、空気移動装置２４４、加熱装置２４５、電力供給手段２４６、及び制御装置２４７など）を含むように構成されてもよいし、標準的な衣類乾燥機（図４の乾燥機５０など）を改装することによって構成されてもよい。後者の場合、従来の乾燥機５０の加熱システム（空気導入案内ボックス５７および加熱装置６４など）を適切な構成要素に置き換えて、衣類乾燥機２４０（すなわち、加熱装置２４５および案内装置２４３（本明細書で説明した）を形成し、空気流を制限してドラム２７３のガス圧力を減らすために必要な他の要素）を形成してもよい。そのような基礎をなす商業用乾燥機は、比較的簡単な「時間調整の」乾燥制御またはより洗練された「自動」制御を有してもよい。

「時間調整の」乾燥タイプの乾燥機では、ユーザは１つ以上の乾燥オプションから選択し、そのすべては最終的に、オプションが選択されるとその持続時間が設定される予め設定された「時間調整の」乾燥サイクルに基づく。すなわち、ユーザはダイヤルを回して（例えば）「タオル」オプションまたは「デリケート」オプションのうちから選択することができる。「タオル」オプションでは、乾燥機の加熱要素は全容量であるが、「デリケート」オプションでは、加熱要素が半分に過ぎない容量とされる。しかしながら、いずれの場合も、「タオル」または「デリケート」オプションのうちのダイヤルの位置によって、乾燥機の運転時間（すなわち、ドラムの回転時間および乾燥機のファンモータが加熱素子およびドラムチャンバを通じて空気を引き込む時間）が決定される。すべてのサイクルオプションでは、ダイヤル（または他のユーザ制御）が解放されると、乾燥機は、ダイヤルが設定されている任意の位置に関連付けられた時間にわたって実行される。

「自動」タイプの乾燥機では、ユーザは、同様に、「タオル」、「通常」、「デリケート」などの様々な異なる乾燥オプションから選択することができ、乾燥機自身の制御装置は周囲および／または周囲空気温度、周囲相対湿度、ドラム内の温度および湿度レベルのうちの１つ以上を含み得る動作パラメータを感知する。制御装置は、こうしたデータを処理し、ドラム内の衣服を乾燥させるのに必要な時間を計算し、衣類を乾燥させるのに必要なドラムの回転時間およびファンおよび加熱要素の動作時間を制御する。

この実施形態では、制御装置２４７は、それが「時間調整の」タイプであろうと、「自動」タイプの乾燥機であろうと、基礎となる乾燥機５０の制御装置を増強する、または置き換えることが想定される。

自動タイプの乾燥機の制御システムが制御装置２４７によって増強される一実施形態では、加熱装置２４５、案内装置２４３、および／または空気移動装置２４４は、制御装置２４７によって個別に制御されているが、必要に応じて、基礎となる乾燥機の制御装置に結び付けられてもよい。一実施形態では、制御装置２４７は、カウントダウンタイマ、又は同様の構造、及び／又は予めの設定（固定自動設定）または可変（可変自動設定）によるヒータ稼動時間（ＨＯＴ）のいずれかを有する電気的構造を含む。ＨＯＴは、（１）ファン／ブロワモータ２８５が起動し、ドラムを回転させてファン／ブロワ２８３を稼働させ、（２）加熱要素２９６がオンになり、ポンプ２９２が始動する、乾燥機が始動することから始まる（ｔ＝０）。結果として、閉ループ流体流路８０内の流体は、加熱要素２９６によって（迅速に）加熱され、熱交換器２９１の配管３４４を通る流路を含む閉ループ流体流路８０を通って循環される。空気は、ハウジング入口３５１を通じて引き込まれ、（閉ループ流体流路８０内を循環する流体から熱エネルギーを得る）熱交換器２９１を通ってドラム２７３に流入し、空気の熱エネルギーが衣服の水分子に伝達される。それにより、水分子は、液体から気体へと状態を変化させ、ドラム２７３の外へ出て、ファン／ブロワ１４を通って、排気管２８８から外へ出る際に、空気流によって取り除かれる。

空気流はドラムに入る前に制限されるので、ファン／ブロワ１４によって及ぼされる引き込みはドラム２７３内のガス圧力を低下させ、水分子が液体から気体に状態を変化させるために必要なエネルギーがより少なくなる。所定の一連の付随パラメータ（周囲温度、圧力および相対湿度、乾燥させる服の開始時重量、濡れた服の開始時温度など）によって、ドラム内の減少したガス圧力は、意図的に空気流に制限を与えることがない同じ負荷とは対照的に、衣類の負荷に下記（１）〜（４）の１つ、又は少なくとも２つの組み合わせを示させることができるとも言えよう。つまり、（１）少ないエネルギーを使用しながら同じ時間で乾燥される。（２）より低い平均出口空気流温度を示しながら同じ時間で乾燥される。（３）短い時間で乾燥させるが、同一量のエネルギーを使用する。（４）短い時間で乾燥させるが、より低い平均出口空気流温度を示す。

出口空気流温度は、排気管２８８のどこかで取られた温度であり、平均出口空気流温度は、特定の乾燥サイクル中に得られたサンプル測定値から決定される。

乾燥機２４０が作動し続けると、閉ループ流体流路８０内の流体は加熱されてエネルギーを保持する。標準的な乾燥機では、典型的には、金属入口案内ボックス５７、加熱要素６４、および少ない程度であっても乾燥機５０の典型的な金属構成要素の近くの他のものは、動作中に加熱される。しかし、加熱素子６４がオフにされると、ボックス５７、要素６４、及び近くの部品は、周囲温度に向かって急速に冷却され、すなわち加熱要素から得られたエネルギーを失う。主加熱チャンバ３２８、ポンプ２９２、熱交換器２９１、及び様々な配管２９３を含む流路８０の流体を除いて、一般的な金属ハウジング、配管、及び乾燥機２４０の他の近くの構成要素にも同様のことが言える。こうした流体は、加熱要素２９６から発生され、熱交換器２９１を通過する空気流に未だ伝達されていないエネルギーを蓄える熱キャパシタとして機能する。したがって、乾燥機２４０が作動すると、流路８０内の流体の温度は、流体（「熱キャパシタ」）が蓄積されたエネルギーのレベルを有する典型的に定常状態のレベルまで上昇する。

一実施形態では、熱キャパシタ３８０内に収容されて循環する流体は、Ｐａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦなどの液体、または好ましくは非汚染性および非毒性で市販（Ｐａｒａｔｈｅｒｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、４ Ｐｏｒｔｌａｎｄ Ｒｏａｄ、Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ ＰＡ １９４２８ 米国など）されている同様の液体である。こうした液体（Ｐａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦなど）は、水よりもかなり低い比熱容量を有しているはずである。水の比熱容量は１．０Ｂｔｕ／ｌｂ−°Ｆであるのに対して、Ｐａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦの値は約０．４７５Ｂｔｕ／ｌｂ−°Ｆである。これにより、液体はかなりの熱エネルギーを保持することができ、加熱要素２９６がオフされた後に熱エネルギーを供給することができる。乾燥サイクルの段階を示す。この実施形態では、閉ループ流体流路８０の熱キャパシタは、この実施形態では、閉ループ流路８０の熱キャパシタは、約６００ｍｌの液体を保持する。別の実施形態では、衣類乾燥機２４０の動作を「調整する」ために、必要に応じて熱キャパシタ３８０がより多い又はより少ない液体を保持する。つまり、後述するように、熱キャパシタ３８０に保持された熱エネルギーは、加熱要素２９６がオフされた後に、乾燥サイクルの後の工程で引き出される。

ヒータ稼動時間（ＨＯＴ）が経過した後、加熱要素２９６はカウントダウンタイマ（または他の機械的および／または電気的装置）によってオフにされるが、他の乾燥機の構成要素は引き続き作動する。これにより、ドラム２７３は回転し続け、ファン／ブロワ２８３は、低い圧力でドラム２７３を通じて空気を吸引し続け、ポンプ２９２は、熱交換器２９１を含む閉ループ流体流路８０を通じて熱キャパシタ３８の液体を引き続き循環させ、液体が熱交換器２９１を流れ、そこを流れる空気流にエネルギーが与えられ続ける。熱キャパシタ３８０に保持された熱エネルギーは、その温度が周囲温度に漸近的に近づくにつれて徐々に減少する。熱キャパシタ３８０からのエネルギーが回収される段階の間、加熱要素２９６によってエネルギーは使用されないが、引き続き十分なエネルギーがドラム２７３内の衣類に供給される。そして、ドラム２７３内のガス圧力は、熱交換器２９１および／または他の空気流制限要素の制限によって意図的に下げられ、ゆっくり温度が下がる熱キャパシタ３８０によって与えられる熱エネルギーは、衣類を効果的に乾燥し続ける。

こうして、加熱要素２９６、ポンプ２９２、及びドラム／ファンモータ２８５を始動させる乾燥機の始動（ｔ＝０）、及びヒータ稼動時間が経過した後、ドラム／ファンモータ２８５及び流体ポンプ２９２をオンとしたまま加熱要素２９６をオフにすることにより、効果的で効率的な乾燥が達成される。この二次熱回収段階（熱キャパシタ３８０に蓄えられた熱エネルギーを回収する段階）の間、追加のエネルギーはほとんど使用されない（ポンプ２９２及びドラム／ファンモータ２８５を運転するのに必要なだけであり、一実施形態では約６．２５ワットである）。続いて、乾燥機２４０は、予め設定された二次エネルギー回収時間の後に、手動で、または１０ ＣＦＲ ４３０ Ｓｕｂｐａｒｔ Ｂ，Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｄ、Ｄ１、及びＤ２で乾燥機の対応する政府規則に規定されているように、例えば１．０％から２．０％の間の残存水分量（「ＲＭＣ」）状態の検知などに基づいて止められる。一実施形態では、約５４％の水分を付加された約３．６２９ｋｇ（８．０ポンド）の重さの衣服のために、ヒータ可動時間は約３０分から４０分の間である。加熱要素２９６がオフにされ、ドラムとファンが作動し続けると、衣服は、その後約１０分以内に約１．０％から２．０％の残存水分量（「ＲＭＣ」）になるまで乾燥される。好ましい実施形態では、ヒータ稼動時間は約３４から３８分の間であり、その後約１０分以下で同じ負荷をＲＭＣ約１．０％〜２．０％の間に乾燥させる。

乾燥機２４０にも、膨張チャンバ４００が設けられていてもよい。乾燥機１０の膨張タンク１００（図５）と同様に、膨張チャンバ４００は、ガス加圧された閉シリンダ４０１を備え、閉ループ流体流路８０内の一時的な閉塞、圧力スパイク、又は液体の膨張のための逃げを提供する。膨張チャンバ４００は、（他の形状も同様に想定されるが）シリンダ４０１、対向する端部４０２、４０３、入口ポート４０４、出口ポート４０５、及び圧力リリーフ弁４０６を含む。対向する端部４０２、４０３は半透明であり、膨張チャンバ４００内の液体を容易に観察して、そのレベル及び状態を入手することができる。入口ポート４０４は、好ましくは下側（シリンダ４０１が概ね横パネル２５３に水平に取り付けられているように）であり、シリンダ４０１の一端（４０２）は、熱交換器２９１の入口２９８の傍で（４１０で）配管４０９によって銅配管３４４に自由に連通して接続される。シリンダ４０１の底部および対向する端部（４０２）に配置された出口ポート４０５は、図示するように、（４１２で）配管４１１によってポンプ入口２９９への接続部に近位の配管２９３と自由に連通して接続される。膨張チャンバ４００は、シリンダの長軸４０７が水平に対してバイアス角度４０８となるように、サイドパネル２５３に取り付けられると共に熱交換器２９１の上に取り付けられ、その出口ポート４０５はその入口ポート４０６よりも低くなる。バイアス角度４０８は、約１°と６°との間であり、好ましくは約３°である。ヒートキャパシタ３８０は、ハウジング２４１に取り付けられたときのシリンダ４０１の高さの約３分の１にまでシリンダ４０１内の液体のレベル４１３が上昇するのに十分な液体で満たされることが好ましい。シリンダ４０１内の液体レベル４１３が下がるときに、バイアス角４０８は、出口ポート４０５が概ねシリンダ４０１の最低点にあり、シリンダ４０１内の残っている流体全ての最低点にあることを保証する。

アセンブリでは、閉ループ流体流路８０に真空が引かれる。次いで、閉ループ流体流路８０は、約６８９４．７６パスカル（１．０ｐｓｉｇ)の圧力まで所望の量の液体（すなわち、Ｐａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦ約６００ｍｌ）で充填される。圧力リリーフ弁４０６は、約３４４７３．８パスカル（５．０ｐｓｉｇ）に設定される。本実施形態は、２つの圧力リリーフ弁（ヒータハウジング２９５に接続される圧力リリーフ弁３１２、及び膨張チャンバ４００に接続される圧力リリーフ弁４０６）を含むが、本発明は、圧力リリーフ弁のうちの１つだけが必要であると想定される。

本明細書で使用されるように、用語「温水循環式」（すなわち、「温水循環式衣類乾燥機１０」、「温水循環式衣類乾燥システム１７０」、「閉ループ温水循環式流体流路８０」、「温水循環式ヒータ７６」、「温水循環式ヒータ２２７」など）は、熱交換器を通過する空気流に熱を伝達して乾燥機のドラム内に置かれた衣類を乾燥させるために、閉ループ流体流路内を循環する流体であるべき、水（閉ループ流体流路内の初期流体）、及び任意の他の適切な液体を想定する。比熱容量の低い液体（Ｐａｒａｔｈｅｒｍ ＮＦなど）は性能を向上させることが後に分かった。電気抵抗加熱要素によって精製され、熱交換器を有する閉ループ流体（液体）流路を介して、ドラムに引き込まれる空気流に伝達される熱の組み合わせを考慮して、本発明はより正確にハイブリッド電気乾燥機と呼ばれることが想定される。

様々な入口および出口の空気流速度および体積流量が、本発明の空気流制限に寄与するおよび／またはそれに起因するものとして本明細書で示唆および仮定されているが、本明細書で述べるように、最も重要な動作特性は、所与のファン／ブロワが入口とドラムを通って空気を引き込み、ドラムとハウジング入口（またはハウジング入口）との間に空気流制限を意図的に導入して空気流を制限し、ドラム内の圧力を低下させることである。

代替的な実施形態では、衣類乾燥機２４０は、その乾燥作用の一部または全部を行う太陽エネルギーを設けることが考えられる。図２８に示す一実施形態では、単一の流体が流れる熱交換器２９１の代わりに、２セットのコイル状、蛇行した、又は他の構成の配管部材３４４を含む熱交換器４１９、閉ループセット４２０、及び太陽光セット４２１が設けられている。 「セット」とは、（本明細書では）平行な配管の集まりを概ね含むことが理解され、各配管は、一方の端部が直前の配管に接続され、他方の端部がその後の配管に接続され、（熱交換器のフィンの大部分が除去されて平行管を示している）図２８に示すように、熱交換器の本体を通る単一の流体流路を形成する。閉ループセット４２０は前バンク（前バンク３６８と同様）であり、太陽光セット４２１は後バンク（後バンク３６９と同様）である。閉ループセット４２０は、図２６の配管３４４と同様に、温水循環式ヒータ２９０、ポンプ２９２、および他の要素と接続されて温水循環式ヒータアセンブリを形成する。後バンクの太陽光セット４１２は、図１６の１７６に示すような適切なソーラーパネルを介して加熱される液体源（水など）に、入口４２６および出口４２７を介して接続される。太陽光加熱された液体は、加圧下で入口４２６に利用可能であり、入口４２６の制御弁４３０は、入口４２６への太陽光加熱された液体の流れを制御する。温度センサ４３１は、制御弁４３０の上流に取り付けられ、太陽光加熱システムからの水温を感知する（図１６に示されたものと同様または同一）。

したがって、一実施形態では、ユーザは、（図１の制御パネル２１のような）制御パネルから太陽光ベースの乾燥モードを選択し、制御装置２４７（図２１）は制御弁４３０を開いて後バンクの太陽光セットの配管４２１に太陽光加熱された水が流れるのを許可する。制御装置２４７は、時間の経過後、（適切なプログラミングを介して）太陽光加熱システムから来る水温が低すぎることを検出すると（例えば８２．２２℃（華氏１８０度）の代わりに６５．５６℃（華氏１５０度）しかないと判断した場合には）、制御装置２４７は、加熱要素２９６およびモータ３２６をオンにして、閉ループ流体流路内の流体を加熱および循環させ、前バンクの閉ループセット４２０に熱を提供する。太陽光加熱システムからの水温が低い場合には、制御装置２４７は、制御弁４３０を閉じて、閉ループセット４２０からの熱が失われないようにして、太陽光セット（太陽光加熱システム全体）を流れる水を加熱するようにしてもよい。

代替的な実施形態では、熱交換器４１９が他の構成であることが想定される。例えば、閉ループのバンク４２０を上部に配置し、太陽セット４２１を下部に配置することが考えられる（図２９参照）。あるいは、配管部材３４４を絡み合わせて、閉ループセット及び太陽光セットのそれぞれの一部が、熱交換器の高さ全体にわたって前面および背面にあるようにしてもよい。

ドラム内の圧力を低下させることにより、従来の乾燥機では低すぎる可能性のある熱源（図１６のような太陽光加熱システムなど）から、衣類を乾燥させるための熱が提供され得ることに留意されたい。

本発明は、図面および前述の説明において詳細に図示されて説明されているが、例示的であり限定的なものではなく同様のものが想定されるべきであり、好ましい実施形態および限られた追加の実施形態の実が図示されて説明されており、本発明の精神の範囲内にあるすべての変更および修正が保護されることが望まれることを理解されたい。本発明は、本明細書に含まれる実施形態および図に限定されないことが特に意図される。

Claims (5)

1. 衣類を乾燥するための装置であって、
   ハウジングと、
   前記ハウジング内で回転するように取り付けられ、内部のドラム圧力を有し、水分を含んだ衣服を受け入れるように寸法決めされて構成されたドラムと、
   前記ドラムを回転させるための回転手段と、
   前記ドラムを含む流路内の空気を案内するための案内装置と、
   前記ドラムの後部に配置され、前記ドラムを通ることを含んで前記案内装置を通じて空気を引き込むように作動可能な空気移動装置と、
   空気が前記ドラムに入る前に前記案内装置を通って移動する空気を加熱するための加熱装置であって、電気加熱要素、太陽光パネル、並びに第１及び第２の配管セットを有する熱交換器を備え、前記第１の配管セットは前記電気加熱要素によって加熱された流体を搬送し、前記第２の配管セットは前記太陽光パネルによって加熱された流体を搬送する、加熱装置と、
   必要に応じて、前記回転手段、前記案内装置、前記空気移動装置、前記加熱装置、及び前記制御装置の少なくとも１つに電力を供給するための電力供給手段と、
   前記回転手段、前記案内装置、前記空気移動装置、前記加熱装置、及び前記電力供給手段の少なくとも１つを制御するための制御装置と、
   前記ドラム内に引き込まれる空気流を妨害し、それにより前記ドラム圧力を大気圧よりもわずかに低くする制限手段と、を備え、
   前記加熱要素は、オン状態とオフ状態とを有し、熱を蓄えると共に蓄えられた熱を前記加熱要素がオフ状態であって前記ドラムが回転しているときに前記案内装置を通って移動する空気に放出するための液体を収容する熱キャパシタを備える、
   衣類を乾燥するための装置。
2. 前記加熱装置が、前記第１及び第２の配管セットの少なくとも１つの流体の温度を監視するためのセンサ手段を備える、請求項１に記載の衣類を乾燥するための装置。
3. 前記制御装置は、前記センサ手段によって感知された温度に応じて、前記第１及び第２の配管セットの少なくとも１つの流体の流速を変更するように動作可能である、請求項２に記載の衣服を乾燥するための装置。
4. 前記第１及び第２の配管セットのうちの一方が、前記第１及び第２の配管セットのうちの他方の前に並べられている、請求項１に記載の衣服を乾燥するための装置。
5. 前記第１及び第２の配管セットのうちの一方が、前記第１及び第２の配管セットのうちの他方の下方に並べられている、請求項１に記載の衣服を乾燥するための装置。
   

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