JP4271209B2 - 衣類乾燥機 - Google Patents

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Description

本発明は、衣類の乾燥用にヒートポンプを備えた衣類乾燥機に係わり、特にヒートポンプにおけるパイプの接続構造を改良した衣類乾燥機に関する。
乾燥機能を備えた洗濯乾燥機(衣類乾燥機)においては、衣類の乾燥用に冷凍サイクルを利用したヒートポンプを備えたものがあり、この種のものは、乾燥性能が良く、エネルギーの省力化に効果があるものとして注目されている。ヒートポンプは、周知のように、圧縮機と、それぞれ熱交換器である凝縮器及び蒸発器と、絞り手段とを、冷媒流通用のパイプでサイクル接続した構成となっている。この種の洗濯乾燥機においては、衣類を収容するドラム(乾燥室)内の空気を、ヒートポンプの蒸発器と凝縮器とを配設した循環風路を通して循環させ、そのうちの凝縮器で加熱した空気をドラム内に供給し、また、衣類から水分を奪いドラムから排出された空気を蒸発器において冷却除湿するということを繰り返すことにより、衣類を乾燥させるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
この場合、衣類を乾燥させる際に発生する水分を蒸発器で回収し、その折に吸収した潜熱を圧縮機により高温の冷媒状態に変換し、凝縮器で空気を加熱するエネルギーとして再使用する。このようにすることで、外部には僅かな放熱ロスがある以外、ほとんどエネルギーを逃がさず再利用できる。従って、効率の良い乾燥を実現できるのである。
ここで、図6に、ヒートポンプにおいて冷媒を流すためのパイプの接続構成例を示す。この図6において、熱交換器の一つである凝縮器1は、冷媒を通すためのパイプ2の周りに多数枚の伝熱フィン3を配設すると共に、端部に端板4を配設した構成となっていて、パイプ2の接続側の端部は、端板4から外方へ突出している。そのパイプ2は、先端部にパイプ本体2aより径が大きく形成された拡径部2bを有している。そして、図示しない圧縮機に連結されるパイプ5の先端部を、前記パイプ2の拡径部2bに挿入し、その合わせ部をロウ6付けすることにより接続していた。
一般的に、凝縮器1のパイプ2は、熱伝導性を良くすることと、コスト低減の目的から、厚さt1が0.3mm程度の薄肉のパイプが用いられている。一方、圧縮機へ連結するパイプ5は、配管強度も必要なため、厚さt2が0.7mm程度の肉厚のパイプが用いられている。
なお、本発明の課題とは直接関係はないが、特許文献2には圧縮機部分のパイプの接続構成例が示されている。
特開平9−56992号公報 特開2005−48682号公報
上記したようなヒートポンプを用いた洗濯乾燥機においては、乾燥手段としてヒータを用いたものに比べて製品重量が重くなり、その分、搬送や荷扱いがし難く、搬送や荷扱い中に落下などで衝撃を受けることがある。その際に上記パイプ2とパイプ5の接続部分に大きな応力が発生すると、その接続部分で破損することがある。
具体的には、図6において、例えば圧縮機側のパイプ5に矢印F方向の応力が加わると、接続部の最も弱い箇所、この場合、凝縮器1側のパイプ2における拡径部2bの基端部2c部分に応力が集中し、そこが変形したり、割れたり、折れたりし易くなり、総じて破損し易くなる。パイプ2が割れたり折れたりすると、パイプ2内を流れる冷媒が漏れ出し、所定の動作ができなくなってしまう。また、パイプ2が割れたり、折れたりはしないまでも、曲がった場合でも、その変形部分にパイプ2内の内圧が掛かり、結果的にパイプ割れに至る可能性が高くなる。
また、従来の接続構造の場合、パイプ2の拡径部2bとパイプ5との重なり部分が短いため、図7に示すように、ロウ付けの際にロウ6が、流れ易く、挿入側のパイプ5の先端側まで回り込みやい。図7のようにロウ6が挿入側のパイプ5の先端まで回り込むと、冷媒の通路を細くしてしまい、ヒートポンプの動作に悪影響を与えるおそれがある。
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒートポンプにおけるパイプの接続部分が破損することを極力防止できると共に、ヒートポンプの動作に悪影響を与えることを極力防止できる衣類乾燥機を提供するにある。
上記した目的を達成するために、本発明は、衣類を収容する乾燥室と、圧縮機、加熱用の第1の熱交換器、冷却除湿用の第2の熱交換器を、冷媒を流すパイプにより接続して構成されたヒートポンプとを備え、前記第1の熱交換器で加熱した空気を前記乾燥室内に供給すると共に、前記乾燥室から排出された空気を前記第2の熱交換器で冷却除湿することにより、前記乾燥室内の衣類を乾燥させる機能を有する衣類乾燥機において、前記ヒートポンプにおける前記第1及び第2の熱交換器のうちの少なくとも一方の熱交換器側のパイプと前記圧縮機側のパイプとを接続する構造について、接続対象の両パイプのうち受け側のパイプは前記熱交換器側のパイプであり、挿入側のパイプは、前記圧縮機側のパイプであって前記受け側のパイプよりも厚さが厚くかつ先端部まで一様な厚さで、先端部にパイプ本体よりも内径及び外径を小さくした縮径延長部を有し、前記受け側のパイプ内に挿入されて接続されるものであり、前記熱交換器は前記パイプの周りに多数枚の伝熱フィンを有するとともに、端部に前記伝熱フィンよりも厚さが厚い端板を有し、前記受け側のパイプに挿入された前記挿入側のパイプにおける前記縮径延長部の先端部は、接続対象の前記熱交換器の前記端板より内側まで挿入されていることを特徴とする。
本発明においては、接続対象の両パイプのうち、受け側のパイプに挿入される挿入側のパイプの先端部が熱交換器の端板より内側まで挿入されているので、両パイプは応力を受けても破損し難くなる。また、挿入側のパイプの先端部が熱交換器の端板より内側まで挿入されることで、受け側のパイプと挿入側のパイプとが重なる部分が長くなるため、ロウ付けの際にロウが挿入側のパイプの先端まで回り込み難くなり、ロウによって冷媒の通路が狭くなることを防止でき、ヒートポンプに悪影響を及ぼすことを防止できる。
(第1の実施形態)
以下、本発明を洗濯乾燥機に適用して、その第1の実施形態につき、図1ないし図3を参照して説明する。
まず、図2には、洗濯乾燥機、中でもドラム式(横軸形)洗濯乾燥機の全体構成を示している。この図2において、外箱21の内部に水槽22が配設され、水槽22の内部に回転槽(ドラム)23が配設されている。
上記水槽22及び回転槽23は、ともに後面が閉塞された円筒状を成すもので、前側(図中、左側)の端面部にそれぞれの開口部24,25を有している。このうち、回転槽23の開口部25は洗濯物(衣類)出し入れ用であり、その開口部25が水槽22の開口部24により囲繞されている。水槽22の開口部24は、外箱21の前面部に形成された洗濯物出し入れ用の開口部26にベローズ27で連ねられている。外箱21の前面部には、開口部26を開閉する扉28が回動可能に設けられている。
回転槽23の開口部25の周囲には、例えば液体封入形の回転バランサ29が設けられている。回転槽23の周側部(胴部)のほぼ全域に、孔30が形成されている(一部のみ図示)。この孔30は、洗濯時及び脱水時に通水孔として機能し、乾燥時には通風孔として機能するものである。回転槽23の周側部の内面には複数のバッフル31が設けられており、回転槽23の後側の端面部には、そこの中心と同心の環状配置にて複数の温風導入口32が形成されている。
水槽22の前側の端面部の上部に温風出口33が形成され、水槽22の後側の端面部の上部に、上記温風導入口32の回転軌跡に対向させて温風入口34が形成されている。水槽22の底部の最後部には排水口35が形成されており、この排水口35に水槽22外で排水弁36が接続され、その排水弁36に排水ホース37が接続されていて、これらにより水槽22内の水を機外に排出するようにしている。
水槽22の背面部には、回転槽23を回転駆動するモータ38が取り付けられている。このモータ38の回転軸39を水槽22内に突入させていて、その先端部に、回転槽23の後側の端面部の中心部を取り付けている。これにより、回転槽23は、水槽22に同軸状で回転可能に支持されている。なお、水槽22は、複数のサスペンション40(1つのみ図示)により前記外箱21に弾性支持しており、その支持形態は、水槽22の軸方向が前後となる横軸状で、しかも前上がりの傾斜状であり、従って、この水槽22に上述のように支持された回転槽23も、同形態となっている。モータ38は、この場合、アウターロータ形で、かつ薄形のブラシレスDCモータであって、回転槽23をダイレクトに回転させる駆動装置として機能するようになっている。
水槽22の下方(外箱21の底面上)には、台板41が配置され、この台板41上に通風ダクト42が配置されている。この通風ダクト42は、前端部の上部に吸風口43を有しており、この吸風口43が、接続ホース45及び排気ダクト44を介して前記水槽22の温風出口33に接続されている。なお、排気ダクト44は、前記水槽22の開口部24の左右両側に分岐され、下部で合流して接続ホース45に接続されている。
一方、通風ダクト42の後端部には循環用送風機46のケーシング47が連結されており、このケーシング47の吐出口48は、接続ホース49及び給風ダクト50を介して、前記水槽22の温風入口34に接続されている。なお、給風ダクト50は、前記モータ38の左側を迂回するように配管されている。
この場合、排気ダクト44、接続ホース45、通風ダクト42、循環用送風機46のケーシング47、接続ホース49、給風ダクト50により、循環風路51が構成されていて、この循環風路51は、前記温風出口33及び温風入口34を介して前記水槽22内と連通している。前記循環用送風機46は、この場合、遠心ファンであり、ケーシング47の内部に遠心羽根車52を有しており、その遠心羽根車52を回転させるモータ53をケーシング47の外部に有している。
循環風路51中、通風ダクト42の内部には、前部に蒸発器54が配置されており、後部に凝縮器55が配置されている。これらの蒸発器54及び凝縮器55は、いずれも詳しくは図示しないが、冷媒流通パイプに伝熱フィンを細かいピッチで多数配設して成るフィン付きチューブ形のもので、熱交換性に優れており、それらの伝熱フィンの各間を、前記通風ダクト42を後述のように流れる風が通るようになっている。
前記蒸発器54及び凝縮器55は、図2に示す圧縮機56及び絞り弁(特には電子式の絞り弁)57と共にヒートポンプ58を構成するもので、このヒートポンプ58においては、冷媒を通すパイプによって、圧縮機56、凝縮器55、絞り弁57、蒸発器54の順にこれらをサイクル接続しており(冷凍サイクル)、圧縮機56が作動することによって冷媒を循環させるようになっている。ここで、凝縮器55は、加熱用の第1の熱交換器を構成し、蒸発器54は、冷却除湿用の第2の熱交換器を構成する。また、凝縮器55と圧縮機56との間のパイプの接続構造、及び蒸発器54と圧縮機56との間のパイプの接続構造については、後述する。
前記通風ダクト42の蒸発器54配設部分の上流側である前面部には、連通口60が形成されていると共に、この連通口60により上記通風ダクト42の前面部(蒸発器54配設部分の上流側)から分岐させて吐風路61が設けられている。この吐風路61は、前記外箱21内の下部を前方へ、そして上方へと延びて、前方を指向するように設けられており、出口部62は前方を指向して機外に臨んでいる。出口部62には、これを開閉するシャッタ63が設けられている。なお、シャッタ63は、詳細には、下端部が支軸64により前後に回動可能に支持され、図示を省略したモータや電磁石等の駆動装置の動力により回動されて出口部62を開閉するようになっているが、後述する冷房運転時以外は出口部62を閉鎖するようになっている。
循環風路51における蒸発器54と凝縮器55との間の部分である通風ダクト42の中間部の上壁には、吸気口65が形成されており、また、吐風路61の入口部である前記連通口60には、切換ダンパ66が設けられている。この切換ダンパ66は、詳細には、上端部が支軸67により前後に回動可能に支持され、図示を省略したモータや電磁石など駆動装置の動力により回動されて、上記連通口60の開放、閉鎖、ひいては吐風路61の開放、閉鎖の切換えをし、同時に前記通風ダクト42の吸風口43の閉鎖、開放、ひいては循環風路51の閉鎖、開放の切換えをする風路切換装置として機能するようになっている。
吐風路61には吐風用送風機68が設けられている。この吐風用送風機68は、この場合、横流ファンであり、多数の長尺状翼片を円筒状に配列して成る横流羽根車69を吐風路61の内部に配置し、それを回転させるモータ(図示省略)を吐風路61の外部に並設している。
そして、通風ダクト42の前記連通口60より上方の部分には、フィルタ70が設けられている。このフィルタ70が設けられた通風ダクト42の連通口60より上方の部分は、循環風路51の上記吐風路61が分岐した部分より後述する乾燥運転時の空気流についての上流側である。フィルタ70は、洗濯物(衣類)から散出するリントを捕獲するものであり、外箱21の前下部に形成されたフィルタ出入口71を通して出し入れできるようになっている。
なお、外箱21内の上部には、洗濯乾燥機の制御に必要な電源系の制御部72及び表示系の制御部73と、水槽22内に給水するための給水弁74、給水ケース75、及び給水ホース76が配設されている。
さて、前記ヒートポンプ58における凝縮器55と圧縮機56とを接続するパイプの接続構造について図1を参照して説明する。凝縮器55は、パイプ80の周りに多数枚の伝熱フィン81を有しているとともに、端部に端板82を有している。そのパイプ80の入口側の端部(圧縮機56と接続される側の端部)は、端板82を貫通して外方へ突出している。パイプ80は、受け側のパイプを構成するものであり、パイプ本体80aの先端部に、当該パイプ本体80aよりも径が大きく形成された拡径部80bを有している。
このパイプ80と接続される圧縮機56側のパイプ83は、挿入側のパイプを構成するものであり、そのパイプ本体83aの端部を、拡径部80bに挿入している。そのパイプ本体83aの先端部には、パイプ本体83aよりも径が小さく形成された縮径延長部83bを有していて、その縮径延長部83bを受け側のパイプ80のパイプ本体80aに挿入している。この場合、受け側のパイプ80におけるパイプ本体80aと拡径部80bとの間の段部80cに、挿入側のパイプ83におけるパイプ本体83aと縮径延長部83bとの間の段部83cが内側から当接している。このように受け側のパイプ80に、挿入側のパイプ83を挿入した状態で、その合わせ部をロウ84付けすることにより接続している。
ここで、凝縮器55側のパイプ80は、厚さt1が約0.3mmであり、圧縮機56側のパイプ83は、厚さt2が約0.7mmである。そしてこの場合、圧縮機56側のパイプ83における縮径延長部83bの先端部は、凝縮器55の端板82よりも内側(図1において左側)まで挿入されている。
なお、蒸発器54と圧縮機56とを接続するパイプの接続構造についても、図示はしないが、上記した凝縮器55と圧縮機56とを接続する接続構造(図1)と同様な構成としている。
次に、上記構成の洗濯乾燥機の作用を説明する。
上記構成の洗濯乾燥機では、標準的な運転コースが開始されると、最初に洗濯(洗い及びすすぎ)運転が開始される。この洗濯運転では、給水弁74から給水ケース75及び給水ホース76を経て水槽22内に給水する動作が行われ、続いて、モータ38が作動されることにより、回転槽23が低速で正逆両方向に交互に回転される。
洗濯運転が終了すると、次に、脱水運転が開始される。この脱水運転では、水槽22内の水を排出した後、回転槽23を高速で一方向に回転させる動作が行われる。これにより、回転槽23内の洗濯物は遠心脱水される。
脱水運転が終了すると、次に、乾燥運転が実行される。この乾燥運転では、切換ダンパ66が、図1に実線で示すように、通風ダクト42の吸風口43を開放し、連通口60を閉鎖するようにセットされる。この状態で、回転槽23を低速で正逆両方向に回転させつつ、循環用送風機46のモータ53を作動させる。すると、遠心羽根車52の送風作用で、図1に実線矢印Aで示すように、水槽22内の空気が温風出口33から循環風路51の排気ダクト44及び接続ホース45を経て通風ダクト42内に流入される。
また、このときには、ヒートポンプ58の圧縮機56の作動が開始される。これにより、ヒートポンプ58に封入した冷媒が圧縮されて高温高圧の冷媒となり、その高温高圧の冷媒が凝縮器55に流れて、通風ダクト42内の空気と熱交換する。その結果、通風ダクト42内の空気が加熱され、反対に、冷媒の温度は低下して液化される。この液化された冷媒が、次に、絞り弁57を通過して減圧された後、蒸発器54に流入し、気化する。それにより、蒸発器54は通風ダクト42内の空気を冷却する。蒸発器54を通過した冷媒は圧縮機56に戻る。
これらにより、前記水槽22内から通風ダクト42内に流入した空気は、蒸発器54で冷却されて除湿され、その後に凝縮器55で加熱されて温風化される。そして、その温風が接続ホース49、給風ダクト50を経て、温風入口34から水槽22内に供給され、更に、温風導入口32から回転槽23内に供給される。回転槽23内に供給された温風は洗濯物の水分を奪った後、前記温風出口33から排気ダクト44及び接続ホース45を経て通風ダクト42内に流入する。このようにして、蒸発器54と凝縮器55を有する通風ダクト42と回転槽23との間を空気が循環することにより、回転槽23内の洗濯物が乾燥される。従って、この場合、回転槽23内は乾燥室として機能する。
また、この乾燥運転時には、洗濯物から散出したリントが、回転槽23から出る空気に運ばれて排気ダクト44及び接続ホース45を通り、フィルタ70で捕獲される。よって、その捕獲されたリントが循環風路51の蒸発器54と凝縮器55とを配設した部分を通ることはなく、それら蒸発器54及び凝縮器55にリントが付着して空気の流れの障害となったり、それら蒸発器54及び凝縮器55と空気との接触(熱交換)の妨げとなったりすることのないようにできる。
一方、洗濯乾燥機が設置されたスペースの冷房を行うときには、図1に二点鎖線で示すように、切換ダンパ66が、通風ダクト42の連通口60を開放し、吸風口43を閉鎖するように切換えられると共に、シャッタ63が開放され、この状態で、ヒートポンプ58の圧縮機56の作動が開始されると共に、吐風用送風機68が作動される。
これらにより、図1に破線矢印Bで示すように、通風ダクト42外の空気が吸気口65から通風ダクト42内に吸入されて、蒸発器54を上述の乾燥運転時の空気流とは逆の流れで通り冷却される。そして、その冷却された空気が連通口60から吐風路61を通って機外の前方に吐出され、洗濯乾燥機が設置されたスペースの冷房を行う。なお、それに伴って、外箱21が有する空気導入口(図示省略)からは、機外の空気が外箱21内(通風ダクト42外)に吸い込まれる。
また、このとき、フィルタ70は、循環風路51の、吐風路61が分岐した部分(連通口60)より乾燥運転時の空気流の上流側に位置しており、従って、フィルタ70を乾燥運転時の空気流とは逆の流れで空気が通ることはなく、乾燥運転時にフィルタ70で捕獲したリント、冷房運転時にフィルタ70から剥離されて機外に吐出する空気(冷風)と共に機外に排出されてしまうことはない。
ところで、上記したようなヒートポンプを用いた洗濯乾燥機においては、乾燥手段としてヒータを用いたものに比べて製品重量が重くなり、また、ずんぐりした形状であるため、搬送や荷扱いがし難く、搬送や荷扱い中に落下などで衝撃を受けることがある。このような場合、ヒートポンプ58におけるパイプの接続部分にも応力が加わることになる。
ここで、本実施形態においては、凝縮器55と圧縮機56とを接続するパイプの接続構造は図1に示す構成としている。具体的には、接続対象の両パイプ80,83のうち、受け側のパイプ80の拡径部80bに挿入される挿入側のパイプ83は、その先端部に縮径延長部83bを有しているため、受け側のパイプ80における拡径部80bの基端部部分80dが、その縮径延長部83bにより補強されるようになり、仮に、挿入側のパイプ83に矢印F方向の応力が加わったとしても、拡径部80bの基端部部分80dは破損し難くなる。また、縮径延長部83bが延長された分、受け側のパイプ80と挿入側のパイプ83とが重なる部分が長くなるため、ロウ付けの際にロウ84が挿入側のパイプ83の先端まで回り込み難くなり、ロウによって冷媒の通路が狭くなることを防止でき、ヒートポンプに悪影響を及ぼすことも防止できる。
さらに、上記縮径延長部83bの先端部は、凝縮器55における端板82より内側まで挿入された形態となっているため、両パイプ80,83の接合部分で破損することを一層防止することができる。
また、本実施形態においては、蒸発器54と圧縮機56とを接続するパイプの接続構造においても、上記した凝縮器55と圧縮機56とを接続する接続構造(図1)と同様な構成としているので、上記と同様な作用効果を得ることができる。
参考形態)
図4は本発明の参考形態を示したものであり、この参考形態は、上記した第1の実施形態とは次の点が異なっている。すなわち、挿入側のパイプ83における縮径延長部83bの先端部は、凝縮器55の端板82までは達しておらず、端板82の外側に位置している。
(第の実施形態)
図5は本発明の第の実施形態を示したものであり、この第の実施形態は、上記した第1の実施形態とは次の点が異なっている。すなわち、挿入側のパイプ83における縮径延長部83bの先端部に、斜面となる面取り部90の加工を施している。
このような構成とした場合には、挿入側のパイプ83に例えば矢印F方向の応力が加わった際に、受け側のパイプ80の内面に対して、縮径延長部83bの先端部による応力集中を避けることができ、パイプ80の破損を一層防止できるようになる。
(その他の実施形態)
本発明は、上記した各実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
洗濯乾燥機全体としては、上述の横軸形に限られず、水槽及び回転槽を縦軸状に有する縦軸形であっても良い。また、本来的には洗濯と乾燥の両機能を有する洗濯乾燥機に限られず、乾燥機能のみを有する衣類乾燥機に適用することができる。
本発明の第1の実施形態を示すもので、パイプの接続部分を示す断面図 洗濯乾燥機の縦断側面図 ヒートポンプのサイクル構成図 本発明の参考形態を示す図1相当図 本発明の第の実施形態を示す図1相当図 従来例を示す図1相当図 ロウがパイプの内側まで回り込んだ状態の例を示す図1相当図
符号の説明
図面中、21は外箱、22は水槽、23は回転槽(乾燥室)、46は循環用送風機、51は循環風路、54は蒸発器(第2の熱交換器)、55は凝縮器(第1の熱交換器)、56は圧縮機、58はヒートポンプ、80はパイプ(受け側のパイプ)、80aはパイプ本体、80bは拡径部、81は伝熱フィン、82は端板、83はパイプ(挿入側のパイプ)、83aはパイプ本体、83bは縮径延長部、84はロウ、90は面取り部を示す。

Claims (1)

  1. 衣類を収容する乾燥室と、圧縮機、加熱用の第1の熱交換器、冷却除湿用の第2の熱交換器を、冷媒を流すパイプにより接続して構成されたヒートポンプとを備え、前記第1の熱交換器で加熱した空気を前記乾燥室内に供給すると共に、前記乾燥室から排出された空気を前記第2の熱交換器で冷却除湿することにより、前記乾燥室内の衣類を乾燥させる機能を有する衣類乾燥機において、
    前記ヒートポンプにおける前記第1及び第2の熱交換器のうちの少なくとも一方の熱交換器側のパイプと前記圧縮機側のパイプとを接続する構造について、
    接続対象の両パイプのうち受け側のパイプは前記熱交換器側のパイプであり、挿入側のパイプは、前記圧縮機側のパイプであって前記受け側のパイプよりも厚さが厚くかつ先端部まで一様な厚さで、先端部にパイプ本体よりも内径及び外径を小さくした縮径延長部を有し、前記受け側のパイプ内に挿入されて接続されるものであり、
    前記熱交換器は前記パイプの周りに多数枚の伝熱フィンを有するとともに、端部に前記伝熱フィンよりも厚さが厚い端板を有し、
    前記受け側のパイプに挿入された前記挿入側のパイプにおける前記縮径延長部の先端部は、接続対象の前記熱交換器の前記端板より内側まで挿入されていることを特徴とする衣類乾燥機。
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