JP2518213B2 - 衣類乾燥機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、乾燥機運転開始初期における排気温度の
上昇率を検出して、乾燥機の運転制御を行う衣類乾燥機
に関するもので、特に、誤動作のない適切な運転制御を
行うことのできる衣類乾燥機に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、衣類乾燥機において被乾燥物を乾燥させたと
きの排気温度の推移は、乾燥運転開始初期は温度を上げ
る顕熱として費やされて温度上昇する予熱期間、その
後、水を蒸発させる潜熱として費やされて温度が一定す
る恒率期間、更に、衣類に含まれる水が少なくなると再
び顕熱として費やされ温度上昇する減率期間で構成され
る。

従来、被乾燥物の容量判別或いは仕上り乾燥状態を判
別する制御装置を搭載した衣類乾燥機においては、上記
のような排気温度の推移を利用してその目的を達成して
いる。

例えば、特公昭60−48198号公報に記載の技術におい
ては、乾燥運転開始初期である予熱期間の温度上昇率が
負荷量によって異なることを利用し、負荷量を判別して
終了期間を予測している。この方法における温度特性の
説明を第６図によって行う。第６図（ａ）は乾燥運転開
始時の温度が周囲温度ａと同じ条件下での場合を示し、
b1,b2,b3はそれぞれ負荷量が大・中・小時の排気温度推
移を示す曲線である。図でも明らかなように、負荷量に
よって予熱期間の上昇率が異なり、スタート（t1）時と
ある一定時間後（t2）時との温度差は、d3＞d2＞d1とな
るために、これにより負荷量の判別ができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、第６図（ｂ）に示すように、例えば、乾燥機
の連続使用時とか途中停止して再スタートさせる場合等
の、運転開始時の予熱期間の温度が周囲温度ａより高い
場合、その開始時温度によっても異なるが、温度が一時
下降してから上昇するという推移になるため、温度t1と
温度t2の微小温度範囲の予熱期間の温度変化率ΔTtは全
く根拠のない値となり、多様な温度変化幅を検出してし
まうので、誤検出・誤動作を誘引する問題点があった。

一方、特開昭60−222092号公報には、除湿運転で衣類
の乾燥を開始し、所定時間経過後にヒータのスイッチが
入り、ヒータ兼用の除湿運転を行う技術が開示されてい
る。しかし、この技術は、室内の湿度変化率が所定の値
以下のとき、ヒータ電源を投入することが好ましい旨示
唆するものであり、室内湿度を正確に検出する必要性が
あり、装置が大型化になり、装置内の条件以外に室内の
条件を検出する必要性があり、実用的でない。

また、特開昭59−71787号公報には、衣類の乾燥モー
ドを送風モードとヒータ通電モードとを有し、送風モー
ドでも所定の温度以下に周囲の温度が低下しているとき
には、ヒータの通電を行って衣類の乾燥を送風モードと
違いがない程度にして行う技術が開示されている。しか
し、これは衣類が温度上昇に弱い場合に、高効率で乾燥
させるものであり、予熱時間をどれだけの時間にすると
効率の良い乾燥に入ることができるかを明示するもので
はない。また、直接湿度を検出するものであるから装置
が高価となる。

そして、特開昭60−119999号公報には、運転開始して
から所定時間後の排気温度の変化率を計測し、その変化
率に応じて乾燥運転に要する時限を設定する技術が開示
されている。しかし、所定の時間経過後の排気温度の変
化率を計測するものであるから、乾燥機内で衣類が移動
するものであるから、特性図に示されたように連続的に
変化するものではなく、所定の誤差範囲内を上下するも
のである。したがって、そのように誤差が介在すると時
限設定においても大きな誤差となって現れ、正確な乾燥
時間を得ることが困難である。

そこで、この発明は、どのような使用温度状態から運
転が開始しても、予熱期間を正確に検出し、衣類の正確
な乾燥時間を得ることができる衣類乾燥機を得ることを
目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかる衣類乾燥機は、外箱内に回転自在に
支持させたドラムと、前記ドラム内に空気を送給する送
給手段と、前記送給手段内に設けられ空気を加熱する加
熱手段と、前記ドラムを回転駆動させる駆動手段と、前
記ドラムから排出される空気の温度を検出する温度検出
器と、乾燥機運転開始時に前記送給手段と前記駆動手段
を動作させて送風運転を行い、温度検出器により検出さ
れた排気温度の変化率を演算する温度変化率演算手段
と、温度変化率演算手段の変化率がある一定値以内のと
き送給空気の加熱を開始させる制御手段とを具備するも
のである。

［作用］ この発明において、温度変化率演算手段は、運転開始
時の温度が周囲温度より高い場合、ドラムから排出され
る空気の温度は、送風運転により温度が周囲温度に近づ
く方向に下降推移し、周囲温度に近づくにつれてその温
度変化率が緩やかになることを利用して、予め、設定し
た温度変化率値以内になったことを検出して制御手段で
加熱手段を制御し、加熱を開始するものである。運転開
始時の温度が周囲温度と略等しい場合、及び運転開始時
の温度が周囲温度と等しい場合には、ドラムから排出さ
れる空気の温度は、前記設定した温度変化率値以内であ
り、速やかに、制御手段で加熱手段を制御し、加熱を開
始することができる。

［実施例］ 以下この発明の一実施例の衣類乾燥機を図を用いて説
明する。

第１図はこの発明の実施例の衣類乾燥機を示す機能ブ
ロックを示す全体構成図で、第２図はこの発明の実施例
の衣類乾燥機本体を示す断面図である。

図において、１は外箱、２は外箱１内に回転自在に軸
支されたドラムで、ドラムベルト３を介してモータ４に
より駆動される。５はドラム２の後部に設けられた排気
ダクトで、内部には循環ファン６を装置し、この循環フ
ァン６はファンベルト７を介してモータ４で回転駆動さ
れる。８は熱交換器で、一端は排気ダクト５に接続さ
れ、他端は吸気ダクト９に接続されている。10はヒータ
で、吸気ダクト９内に設置され、ドラム２、排気ダクト
５、熱交換器８を通って吸気ダクト９、ドラム２と導か
れる循環風路内で空気を加熱する。11は熱交換器８の近
傍に設けられ、外気を熱交換器８に向け送風して熱交換
器８を冷却する冷却ファンで、ファンベルト12を介して
モータ４によって回転駆動される。13は吸気ダクト９の
底部に設けられ、熱交換器８によって凝縮した水を外部
に排出する排水管である。14は排気ダクト５内に設置さ
れ、ドラム２からの排気温度を検出する温度検出器、15
は外箱１の前面の衣類投入口を覆うドアーである。16は
外箱１前面に設けられた操作パネル、17は制御回路であ
る。

上記のように構成された衣類乾燥機の、一般的な基本
動作について説明する。

ドラム２内に被乾燥物を入れ乾燥運転を開始すると、
ドラム２はドラムベルト３を介してモータ４の動力によ
って水平軸を中心に回転する。同時に、モータ４により
駆動する循環ファン６及び冷却ファン11が動作し、循環
ファン６はドラム２内の空気を吸入し、排気ダクト５、
熱交換器８及び吸気ダクト９を経由して、再びドラム２
内に送風するよう空気を循環する以下、この空気を循環
空気と称す。この時、吸気ダクト９内のヒータ10により
循環空気が熱せられた場合には、ドラム２に投入された
被乾燥物から水分を蒸発させるため、ドラム２から流出
する空気は高温多湿となる。一方、冷却ファン11は外気
を吸入し熱交換器８を冷却するように送風しているの
で、前記高温多湿空気は熱交換器８を通過するとき、外
気との熱交換作用によって除湿され、その除湿水は排水
管13から外部に排出される。

第３図は第１図及び第２図の実施例の衣類乾燥機の電
気的接続状態を示す制御回路図である。

図において、33は上記制御回路17内のマイクロコンピ
ュータであり、中央処理回路34、メモリ35、入力回路3
6、出力回路37を有しており、第１図の機能ブロックで
示した温度変化率演算手段22aの機能を有するものであ
る。38は温度検出器14との直列抵抗、40は温度検出器14
の出力をディジタル値に変換するA/D変換器であり、そ
の出力は入力回路36に与えられる。41,42は上記操作パ
ネル16に配置された入力切替スイッチ，コース選択スイ
ッチで、それぞれ抵抗43,44が直列に配設されていて、
各入力切替スイッチ41,コース選択スイッチ42の状態信
号も上記入力回路36に与えられる。また、入力切替スイ
ッチ41は押される毎にヒータ10の入力を強・弱に繰返し
て設定でき、コース選択スイッチ42は押される毎に、湿
った状態で終了させるアイロンコース、普通乾燥状態で
終了させる標準コース、過乾燥状態で終了させる念入り
コースを繰返して設定できる。45は制御手段を示し、モ
ータ４と直列な双方向サイリスタ46とそのゲート電源4
7、フォトカプラ48、制御トランジスタ49、及び抵抗50,
51,52を有し、トランジスタ49は抵抗50を介して出力回
路37に接続されている。45a,45bはヒータ10a,10bの制御
手段であり上記制御手段45と内部構成は同じである。53
は交流電源、54は交流電源用の電源スイッチである。

次に、上記実施例の動作を第１図から第５図を参照し
ながら説明する。第４図はこの発明の実施例の衣類乾燥
機の『負荷量検出ルーチン』を示すフローチャート、第
５図は運転開始時に送風運転を行ったときの排気温度推
移を示す温度説明図である。

衣類乾燥機の運転にあたり電源を投入すると、モータ
４が駆動され、それによりドラム１と循環ファン６が回
転する。この時点でまだモータ10がオンされていないた
め送風運転状態となり、ドラム１の循環空気の排気温度
を検出する温度検出器14の検出信号ｂ（b2,b3）は、衣
類乾燥機の連続使用や途中停止後の再運転後、乾燥機の
運転開始時の温度が高い状態であっても、すべて周囲温
度ａに収束する方向に推移する。したがって、第５図
（ａ）に示したように、運転開始温度の温度検出器14の
検出信号ｂが高い場合は周囲温度ａに向って下降し、第
４図（ｂ）のように周囲温度ａから開始する通常運転時
では、温度変化が無く周囲温度ａを推移する。この温度
推移を利用してマイクロコンピュータ33の演算による温
度変化率演算手段22aにより、温度サンプリング時間ts
毎の温度変化率ΔＴを演算し、その値がある一定値の設
定温度変化率ΔTs以内に入っていれば周囲温度にほぼ収
束していると判別して制御手段45に信号を出力する。

ここで、この送風機による温度変化率を実験値に基づ
いて説明する。

まず、周囲温度ａにどれだけ近づいたら上記予熱期の
温度上昇率検出が可能であるかは、送風運転を無制限に
行ってもモータ４の発熱等によって内部温度が上昇する
ために、周囲温度ａと同一になることきはない。したが
って、周囲温度ａとの差が10℃以内と設定できる。ま
た、各実験条件のもとで、上記した周囲温度ａとの差が
10℃以内になるサンプリング時間ts内の設定温度変化率
ΔTsは、サンプリング時間tsを１分にした場合には１℃
に設定できる。したがって、送風運転を行った場合、１
分毎に温度検出器14の出力のサンプリングを行い、その
差の温度変化率ΔＴが１℃以内であれば排気温度である
温度検出器14の検出出力ｂと周囲温度ａとの差は、10℃
以内であることが確認できる。

また、衣類乾燥機の無負荷運転時等の排気温度が非常
に高い状態から開始させる最悪条件下の実験でも、約10
分間の送風により、１分毎の温度検出器の出力の差の温
度変化率ΔＴと、設定温度変化率ΔTsはΔＴ≦ΔTsとな
る。周囲温度から開始させた場合には、言うまでもなく
サンプリング時間ts（１分）で、１分毎の温度検出器の
出力の差の温度変化率ΔＴと設定温度変化率ΔTsは、Δ
Ｔ≦ΔTsとなり制御手段45に信号が入力される。

上記説明の条件ΔＴ≦ΔTsになると、その信号を受け
て制御手段45によりヒータ10をオンして通常の乾燥運転
を開始する。これにより予熱期間の温度上昇率、例え
ば、t1とt2との温度差ΔＴ等により負荷量を判別して、
その判別した負荷量によりそれに対応した運転時間、各
温度設定及び入力のコントロール等の設定が可能にな
り、温度推移が減率期間に入り、ある設定条件に達する
と、モータ４、ヒータ10共にオフし乾燥運転を終了させ
る。

これをマイクロコンピュータで制御する場合には、第
４図の『負荷量検出ルーチン』のフローチャートのよう
になる。

衣類乾燥機を動作状態にする電源スイッチをオンとす
ると、制御回路17に電源が入り、マイクロコンピュータ
33が動作する。そして、この『負荷量検出ルーチン』が
コールされる。

まず、ステップS1で出力回路37からの信号で制御トラ
ンジスタ49がオンし、フォトカプラ48を介して双方向性
サイリスタ46が通電状態となりモータ４が駆動する。ス
テップS2でこの温度推移を測定してマイクロコンピュー
タ33の演算による温度変化率演算手段22aにより、温度
サンプリング時間ts毎の温度変化率ΔＴを演算する。ス
テップS3で温度変化率ΔＴの値がある一定値の設定温度
変化率ΔTs以内に入っていれば、衣類乾燥機の被乾燥物
は周囲温度にほぼ収束していると判別する。そして、ス
テップS4で出力回路37から制御手段45a,45bに信号を出
力する。このとき、入力切替スイッチ41の入力設定が
「強」のときにはヒータ10a,10bの２つがオンし、
「弱」のときにはヒータ10aのみがオンされる。モータ
４及びヒータ10a,10bへの通電により衣類乾燥機は乾燥
運転状態となり、ドラム２及びファン６の回転と同時に
ドラム２内に熱風が送給されて被乾燥物の乾燥を行う。

ここで、再度、ステップS5で温度推移を測定し、マイ
クロコンピュータ33の演算による温度変化率演算手段22
aにより、温度変化率ΔTtを演算する。

即ち、運転前期の排気温度は、水を含んだ衣類の温度
を上げる顕熱として費やされるので温度検出器14の検出
信号ｂは上昇し（予熱期間）、それから水を蒸発させる
ための潜熱として費やされる運転中期は温度検出器14の
検出信号ｂは変化しない（恒率期間）。そして、衣類に
含まれる水が少なくなる運転後期には再び顕熱として費
やされるため再度温度検出器14の検出信号ｂは上昇して
（減率期間）、やがて衣類は仕上り乾燥状態となる。し
たがって、ステップS5でこの温度検出器14の検出信号ｂ
を測定し、所定の時間の温度上昇値ΔTtを演算する。そ
して、ステップS6で前記温度上昇値ΔTtから被乾燥物の
負荷量の判断を行い、このルーチンの処理を終了する。

このように、上記実施例の衣類乾燥機では、外箱１内
に回転自在に支持させたドラム２、前記ドラム２内に空
気を送給する給気ダクト９、熱交換器８、排気ダクト
５、循環ファン６等からなる送給手段、前記送給手段内
に設けられ空気を加熱するヒータ10等の加熱手段、前記
ドラム２を回転駆動させるモータ４、ドラムベルト３等
からなる駆動手段、前記ドラム２から排出される空気の
温度を検出する温度検出器14と、乾燥機運転開始時に送
給手段と駆動手段を動作させ、上記温度検出器14が入力
する一定時間毎における排気温度の変化率を演算する温
度変化率演算手段22aと、前記温度変化率演算手段22aの
出力がある一定値以内のとき上記加熱手段の作動を開始
する制御手段とを具備するものである。

しかし、本発明を実施する場合には、上記実施例の構
成に限定されるものではない。例えば、上記実施例の加
熱空気を送給する送給手段は、吸気ダクト９、熱交換器
８、排気ダクト５、循環ファン６等からなるものである
が、加熱手段或いは循環空気の循環系によって変化する
ものである。

上記実施例の送給手段内に設けられ空気を加熱する加
熱手段は、ヒータ10を用いているが、ガス等の燃料を使
用した場合には、ヒータ10等が省略され、他の加熱手段
等が附加される。

また、上記実施例の駆動手段は、ドラム２を回転する
モータ４、ドラムベルト３等からなるものであるが、駆
動力の伝達方法によっては、ドラムベルト３を省略でき
る。

そして、上記実施例の温度検出器14が入力する一定時
間毎における排気温度の変化率を演算する温度変化率演
算手段22aは、マイクロコンピュータ33を使用している
が、公知の微分回路及び比較回路によって温度変化率を
計算することもでき、このときには、この出力をポテン
ショメータ等に設定した設定温度変化率との比較で、所
定の温度変化率以下になった否かの判断をすればよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明の衣類乾燥機によれば、乾燥
機運転開始時に送給手段と駆動手段を動作させ、温度検
出器により検出された排気温度の変化率を演算する温度
変化率演算手段と、温度変化率演算手段の変化率がある
一定値以内のとき送給空気の加熱を開始させる制御手段
とを具備するものであるから、乾燥運転の前に送風運転
を行い、排気温度を周囲温度に近づけると共に、その温
度変化率により予熱期間の温度上昇率を正確に測定可能
になるまで送風運転を継続し、予め、設定した温度変化
率値以内になったことを検出して制御手段で加熱手段を
制御し、加熱を開始するものである。

したがって、どのような使用温度状態から運転を開始
しても、予熱期間の温度変化を正確に検出できる。ま
た、乾燥機運転開始時に前記送給手段と前記駆動手段を
動作させて送風運転を行い、温度検出器により検出され
た排気温度の変化率を演算し、その演算結果がある一定
値以内のとき送給空気の加熱を開始させるものであるか
ら、衣類が移動しながらの検出で、その誤差に衣類の部
分的な湿度の高低によって、その温度変化に変動があっ
ても、所定の誤差範囲内の乾燥状態に対応する温度変化
に設定することにより、正確な乾燥時間を得ることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の衣類乾燥機を示す機能ブロ
ックを有する全体構成図、第２図はこの発明の実施例の
衣類乾燥機本体を示す断面図、第３図は第１図の実施例
の衣類乾燥機の電気的接続状態を示す制御回路図、第４
図は本発明の実施例の衣類乾燥機の『負荷量検出ルーチ
ン』を示すフローチャート、第５図は本実施例の運転開
始時に送風運転を行ったときの排気温度推移を示す温度
説明図、第６図は従来の乾燥機の動作説明用の温度推移
図である。 図において、 1:外箱、2:ドラム、4:モータ、10:ヒータ、14:温度検出
器、17:制御回路、33:マイクロコンピュータ、22a:温度
変化率演算手段、45:制御手段 である。 なお、図中、同一符号及び記号は同一または相当する構
成部分を示すものである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外箱内に回転自在に支持させたドラムと、 前記ドラム内に空気を送給する送給手段と、 前記送給手段内に設けられ空気を加熱する加熱手段と、 前記ドラムを回転駆動させる駆動手段と、 前記ドラムから排出される空気の温度を検出する温度検
   出器と、 乾燥機運転開始時に前記送給手段と前記駆動手段を動作
   させて送風運転を行い、前記温度検出器により検出され
   た排気温度の変化率を演算する温度変化率演算手段と、 前記温度変化率演算手段の変化率がある一定値以内のと
   き送給空気の加熱を開始させる制御手段と を具備することを特徴とする衣類乾燥機。