JP4379269B2

JP4379269B2 - 洗濯乾燥機

Info

Publication number: JP4379269B2
Application number: JP2004261928A
Authority: JP
Inventors: 賢一森下; 優行田中; 秀男西畠
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2024-09-09
Also published as: JP2006075316A

Description

本発明は、洗濯・脱水と乾燥を同一回転槽内で行う洗濯乾燥機に関するものである。

従来例の構成及びその動作を図１３に基づいて説明する。図１３はドラム式の衣類乾燥機を示すもので、筐体１内に水平軸２を中心軸として回転する回転ドラム３が配置してある。

前記回転ドラム３の前面に形成された衣類投入口４は筐体１の前面に開口しており、扉５で開閉されるようにしてある。

筐体１内には、回転ドラム３の内部に設定される乾燥室６を含む空気循環路７が構成してある。空気循環路７は、途中に乾燥室６、送風室８、熱交換室９などを有し、乾燥室６の空気がその背壁の回転ドラム側排気口１０から送風室８に流れ、次いで熱交換室９を通って乾燥室６の前方に設けた給気口１１から再度この乾燥室６に循環するようにしてある。

１２はモータで、その回転はベルト１３、１４を介して回転ドラム３及びファン１５に伝達される。

送風室８にはファン１５が、熱交換室９には上流側に吸熱器１６、下流側に放熱器１７がそれぞれ配置してある。

これら吸熱器１６、放熱器１７は圧縮機１８、キャピラリーチューブ等の膨張機構１９などでヒートポンプを構成されている。

以上のように構成された洗濯乾燥機について、以下その動作について説明する。

まず、乾燥室６からの高湿空気が前記吸熱器１６で冷却されて除湿され、その後乾燥空気となって放熱器１７に至り、加熱され高温空気となる。

そしてこの高温空気は給気口１１から乾燥室６に供給され、その中の衣類Ａの乾燥に供される。
特開平７−１７８２８９号公報

しかしながら、上記従来の構成では、吸熱器１６と放熱器１７に均一に空気を流すためには吸熱器１６を通った空気の乱れをなくす必要がある。そのためには吸熱器１６と放熱器１７をある程度離す必要があるため、熱交換室９が大きくなり、筐体１も大きくなるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、除湿性能の低下を最小限に抑えかつ吸熱器１６と放熱器１７が配置されている熱交換室９をコンパクトに構成することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯乾燥機は、筐体内に弾性支持された水槽と、前記水槽内に回転可能に設けられ衣類を収容する回転槽と、圧縮機と圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように連結したヒートポンプ装置と、送風手段により乾燥用空気を前記水槽外へ排気する排気口から前記吸熱器および前記放熱器を経て前記回転槽内へ供給する風路とを具備し、前記風路内には、前記吸熱器と前記放熱器の間に空間部と、乾燥用空気が前記吸熱器を通過せずに前記放熱器に至るバ
イパス手段とを設け、前記空間部は、前記放熱器の通風方向の長さより小さくしたものである。

これにより、除湿性能の低下を最小限に抑えかつ吸熱器と放熱器が配置されている熱交換室をコンパクトに構成することができるものである。

また、本発明の洗濯乾燥機は、風回路内において、吸熱器に風バイパス手段を設けたものである。

これにより、吸熱器に流れる空気の流速が遅くなり高湿の空気との接触時間が長くなるため除湿性能を向上することができるものである。

本発明の洗濯乾燥機は、吸熱器を通った空気の乱れを最小限に抑えられた位置に放熱器を配置することにより除湿性能の低下を最小限に抑えかつ吸熱器と放熱器が配置されている熱交換室をコンパクトに構成する洗濯乾燥機を実現できるものである。

また、本発明の洗濯乾燥機は、吸熱器に流れる空気の流速が遅くなり高湿の空気との接触時間が長くなるため除湿性能を向上し、乾燥性能の優れた洗濯乾燥機を実現することができるものである。

請求項１に記載の発明は、筐体内に弾性支持された水槽と、前記水槽内に回転可能に設けられ衣類を収容する回転槽と、圧縮機と圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように連結したヒートポンプ装置と、送風手段により乾燥用空気を前記水槽外へ排気する排気口から前記吸熱器および前記放熱器を経て前記回転槽内へ供給する風路とを具備し、前記風路内には、前記吸熱器と前記放熱器の間に空間部と、乾燥用空気が前記吸熱器を通過せずに前記放熱器に至るバイパス手段とを設け、前記空間部は、前記放熱器の通風方向の長さより小さくするものであり、吸熱器を通った空気の乱れを最小限に抑えられた位置に放熱器を配置することにより除湿性能の低下を最小限に抑えかつ吸熱器と放熱器が配置されている熱交換室をコンパクトに構成する洗濯乾燥機を実現することができる。

また、吸熱器に流れる空気の流速が遅くなり高湿の空気との接触時間が長くなるため除湿性能を向上し、乾燥性能の優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の吸熱器および放熱器を乾燥用空気の通風方向に対して略平行に傾斜させるものであり、風回路の断面積が小さくなることにより吸熱器と放熱器が配置されている熱交換室の断面積をコンパクトに構成する洗濯乾燥機を実現することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明のヒートポンプ装置吸気口、ヒートポンプ装置排気口の配置方向と吸熱器、放熱器の配置方向が略垂直になっているものであり、ヒートポンプ装置吸気口とヒートポンプ装置排気口を同じ方向に配置していることにより水槽、回転槽への接続を容易に構成する洗濯乾燥機を実現することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明のヒートポンプ装置吸気口の面とヒートポンプ装置排気口の面が略垂直になっているものであり、ヒートポンプ装置吸気口とヒートポンプ装置排気口の断面積を大きくなることにより吸熱器と放
熱器に均一に空気が流れるため除湿性能を向上し、乾燥性能の優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯乾燥機の外観斜視図で、図２は筐体２１の背面２１ｂ方向から見た断面図を示す。図３は図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。また、図４は本実施の形態のヒートポンプ装置の構成と乾燥用空気の流れを示すシステム概念図である。

図に示すように、筐体２１の内部には、複数のサスペンション２２によって弾性的に支持された円筒状の水槽２３を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション２２によって吸収する。水槽２３の内部には、衣類２４を収容する円筒状で横軸型の回転槽２５を回転可能に設け、駆動モータ２６により回転駆動される。筐体２１の前面には衣類２４を出し入れする開口部２１ａと、これを開閉する扉２７が設けられている。水槽２３および回転槽２５の前面側にも同様の開口部２３ａ、２５ｂを有し、この水槽２３の開口部２３ａはベローズ２８によって筐体２１の開口部２１ａと水密に連結されている。水槽２３の底部には洗濯水を排出する排水口２９を有し排水弁３０に連結されている。

送風手段を構成する送風機３２は、筐体２１の背面２１ｂと側面２１ｄが成す隅部空間に位置するように、水槽２３の横部に設けられている。送風機３２は水槽２３の外面に設けた給気ダクト３３と連通し、給気ダクト３３の給気ダクト入口３４から入った空気を矢印ｃの方向に送風して給気口３５から回転槽２５内に供給する。また、水槽２３の外面には、水槽２３の背面部の排気口３６と連通する排気ダクト３７を設け、回転槽２５および水槽２３を通過して排気口３６から出てきた空気を矢印ｄのように排気ダクト出口３８へ導出する。

水槽２３の下部には、ヒートポンプ装置５６を構成する熱交換器からなる吸熱器３９に矢印ａの方向に空気を流す吸熱器風路４０と、同様に熱交換器からなる放熱器４１に矢印ｂの方向に空気を流す放熱器風路４２とが水平方向に並べて配設され、この吸熱器風路４０と放熱器風路４２とは循環ダクト４３で連通して吸熱器３９および放熱器４１を通過する空気が直線的に流れるようになっている。

この吸熱器風路４０と放熱器風路４２と循環ダクト４３は一体に構成され、筐体２１内の取り付けベース４４に固定されている。

吸熱器風路４０の入口と排気ダクト出口３８とは、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる排気口ホース４５を介して連通している。放熱器風路４２の出口と給気ダクト入口３４も同様に、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる給気口ホース４６を介して連通している。また、吸熱器風路４０の入口部には、空気中の異物を除去するフィルター手段として合繊ネット等からなるエアフィルター４７を着脱可能に設けている。さらに、吸熱器風路４０の下流側の下部には、除湿水を排出する排出口４８を設けている。

送風機３２で送風される乾燥用空気は、図４の矢印５０に示すように、給気ダクト３３を通り給気口３５から回転槽２５内に入り、回転槽２５内の衣類２４を通過した後、排気口３６から出て、排気ダクト３７を通って吸熱器風路４０の吸熱器３９を通過し、循環ダクト４３を介して放熱器風路４２の放熱器４１を通過して送風機３２へ戻り、循環するよ
うになっている。

また、ヒートポンプ装置５６は、圧縮機５１、および圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器４１、および高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り弁や毛細管等からなる絞り手段５２、絞り手段５２と並列に二方弁５４、および減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器３９とを冷媒が循環するように管路５３で連結されており、冷媒は矢印５５の方向に流れて循環し、ヒートポンプサイクルを実現する。

以上のような構成において、次に、この動作について説明する。洗浄工程では、排水弁３０を閉じた状態で水槽２３内に所定の水位５７に達するまで給水を行い、駆動モータ２６により衣類２４と洗浄水の入った回転槽２５を回転させて洗浄を行う。このとき、排気ダクト３７内には一部の洗浄水が入るが、排気ダクト３７は途中経路を上方に持ち上げた形状にして吸熱器３９に洗浄水が浸入しにくいようになっている。

また、洗浄後の濯ぎ工程でも、洗浄工程と同様に水槽２３内に給水され、回転槽２５を回転させて衣類２４の濯ぎを行う。脱水工程では、排水弁３０を開いて機外へ水を排水した後、駆動モータ２６により衣類２４の入った回転槽２５を高速回転して脱水する。

乾燥工程では、ヒートポンプ装置の圧縮機５１を作動させると、冷媒が圧縮され、この圧力により放熱器４１、絞り手段５２、吸熱器３９を循環する。放熱器４１では冷媒の圧縮で熱が放出され、吸熱器３９では絞り手段５２で減圧されて低圧となった冷媒により熱が吸収される。このとき送風機３２が作動し、放熱器４１及び圧縮機５１の放熱により加熱された温風が給気ダクト３３を通って給気口３５から回転槽２５内に送風される。回転槽２５は駆動モータ２６により回転駆動され衣類２４は上下に撹拌される。

回転槽２５内に送風された温風は、この衣類２４の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で水槽２３の排気口３６を経て排気ダクト３７、排気口ホース４５を通り、エアフィルター４７を通過してリント等の異物が除去され、吸熱器風路４０に至る。この湿った温風は、吸熱器３９を通過する際に顕熱と潜熱が奪われて除湿され、乾いた空気と除湿水に分離される。この乾いた空気は、循環ダクト４３を通って放熱器風路４２に入り、放熱器４１及び圧縮機５１で再び加熱され温風となって給気口ホース４６、給気ダクト３３を通り、送風機３２へと循環する。

一方、吸熱器３９で結露した除湿水は、底部の排出口４８から機外へ排出される。このようにヒートポンプ装置５６を用いることにより、吸熱器３９で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器４１で放熱して、圧縮機５１に入力したエネルギー以上の熱量を衣類２４に与えることができるので、乾燥時間の短縮と省エネを実現することが可能になる。

また、吸熱器風路４０から吸熱器３９を通った空気は吸熱器３９により乱される。しかし空気が乱れていると放熱器４１を通っても熱交換の効率が非常に悪くなる。図５、図６のように吸熱器３９と放熱器４１との間の距離をＤＢ、放熱器４１の幅をＤＡとするとＤＢ／ＤＡ＜１で吸熱器３９を通った空気の乱れがなくなり除湿性能がそれ以上あがらない最適な距離が存在する。つまり吸熱器３９と放熱器４１との距離をＤＢ／ＤＡ≧１となるように必要以上にあけなくても除湿性能を確保することができる。

以上のように、吸熱器３９を通った空気の乱れを最小限に抑えられる位置つまりＤＢ／ＤＡ＜１に放熱器４１を配置することにより除湿性能の低下を最小限に抑えかつ吸熱器３９と放熱器４１が配置されている熱交換室をコンパクトに構成する洗濯乾燥機を実現することができる。

なお、熱交換器の方式及びレイアウトとしてフィンチューブタイプを前後にレイアウトしているが、熱交換器の方式としてはスパイラルタイプ、サーペンタインを使用しても良く、ヒートポンプ装置のレイアウトによっては略上下に並べて配設しても同様の効果が得られる。

また、ヒートポンプ装置に使用する冷媒は、フロン系に限らず自然冷媒である二酸化炭素やイソブタン、プロパンを使用しても同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
図７、図８は本発明の第２の実施の形態における洗濯乾燥機を示すものであり、第１の実施の形態と同一構成要件は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

吸熱器風路４０と吸熱器３９の間に風バイパス手段６１を設けるものである。吸熱器３９と放熱器４１との距離をＤＤ、放熱器の幅をＤＣとし、吸熱器３９を通る空気ａが吸熱器３９にあたる断面積をＡＡ、放熱器４１を通る空気ｂが放熱器４１にあたる断面積をＡＢとするとＤＤ／ＤＣ＜１において０．７＜ＡＡ／ＡＢ＜１ではＡＡ／ＡＢ＝１での除湿性能を上回る最適な面積比と距離が存在する。これは、吸熱器３９を通る空気の流速が遅くなり高湿の空気と吸熱器３９との接触時間が長くなるため除湿性能が向上し、乾燥性能の優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

なお、風バイパス手段６１は吸熱器風路４０の断面積ＡＣと吸熱器３９を通る空気ａが吸熱器３９にあたる断面積ＡＡとの比が０．７＞ＡＡ／ＡＣ＞１としても同様の効果が得られる。

（実施の形態３）
図９は本発明の第３の実施の形態における洗濯乾燥機を示すものであり、第１の実施の形態と同一構成要件は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

吸熱器風路４０、循環ダクト４３、放熱器風路４２の中で吸熱器３９と放熱器４１を略平行に傾斜させるものである。傾斜角度が３０度から９０度の間では除湿性能はほとんど低下することなく吸熱器風路４０、循環ダクト４３、放熱器風路４２の断面積をコンパクトに構成する洗濯乾燥機を実現することができる。

なお、図１０のように吸熱器風路４０、循環ダクト４３、放熱器風路４２を吸熱器３９、放熱器４１の上面、下面の全体に接触するような構成でも同様の効果が得られる。

（実施の形態４）
図１１は本発明の第４の実施の形態における洗濯乾燥機を示すものであり、第１の実施の形態と同一構成要件は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

ヒートポンプ装置吸気口６２、ヒートポンプ装置排気口６３の配置方向と吸熱器３９、放熱器４１の配置方向が略垂直になっているものである。ヒートポンプ装置５６の位置が水槽２３、回転槽２５の下部に位置する場合はヒートポンプ装置吸気口６２、ヒートポンプ装置排気口６３を上方向に配置し、ヒートポンプ装置５６の位置が水槽２３、回転槽２５の上部に位置する場合はヒートポンプ装置吸気口６２、ヒートポンプ排気口６３を下方向に配置することにより水槽２３、回転槽２５への接続を容易に構成する洗濯乾燥機を実現することができる。

なお、ヒートポンプ装置吸気口６２、ヒートポンプ装置排気口６３の配置方向を上下方向としたが、水槽２３、回転槽２５の位置がヒートポンプ装置５６の前後方向及び左右方
向に位置する場合はヒートポンプ装置吸気口６２、ヒートポンプ装置排気口６３の配置方向を前後方向及び左右方向に配置することにより同様の効果が得られる。

（実施の形態５）
図１２は本発明の第５の実施の形態における洗濯乾燥機を示すものであり、第１の実施の形態と同一構成要件は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

ヒートポンプ装置吸気口６２の面６２ａとヒートポンプ排気口６３の面６３ａが略垂直になっているものである。ヒートポンプ装置吸気口６２の面６２ａとヒートポンプ排気口６３の面６３ａを略垂直に配置することによりヒートポンプ装置吸気口６２とヒートポンプ装置排気口６３の断面積を大きくすることができる。そのことにより吸熱器３９と放熱器４１に均一に空気が流れ、またヒートポンプ装置吸気口６２、ヒートポンプ装置排気口６３の抵抗が減少することにより吸熱器３９、放熱器４１を通る空気の量が増加するため除湿性能が向上し、乾燥性能の優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、除湿性能の低下を最小限に抑えかつ吸熱器と放熱器が配置されている熱交換室をコンパクトに構成でき、かつ吸熱器に流れる空気の流速が遅くなり高湿の空気との接触時間が長くなるため除湿性能を向上して乾燥時間が短縮することができるので乾燥、除湿を行う洗濯機等に有用である。

本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機の外観斜視図本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機の要部断面図本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機の要部断面図本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機のシステム概念図本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機の要部断面図本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機の特性図本発明の実施の形態２の洗濯乾燥機の要部断面図本発明の実施の形態２の洗濯乾燥機の特性図本発明の実施の形態３の洗濯乾燥機の要部断面図本発明の実施の形態３の洗濯乾燥機の要部断面図本発明の実施の形態４の洗濯乾燥機の要部断面図本発明の実施の形態５の洗濯乾燥機の要部断面図従来の洗濯乾燥機の断面図

２１筐体
２３水槽
２５回転槽
３２送風機
３５給気口
３６排気口
３９吸熱器
４１放熱器
５１圧縮機
５２絞り手段
５６ヒートポンプ装置
６１風バイパス手段
６２ヒートポンプ装置吸気口
６２ａヒートポンプ装置吸気口の面
６３ヒートポンプ装置排気口
６３ａヒートポンプ装置排気口の面
α 傾斜角度

Claims

筐体内に弾性支持された水槽と、前記水槽内に回転可能に設けられ衣類を収容する回転槽と、圧縮機と圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように連結したヒートポンプ装置と、送風手段により乾燥用空気を前記水槽外へ排気する排気口から前記吸熱器および前記放熱器を経て前記回転槽内へ供給する風路とを具備し、前記風路内には、前記吸熱器と前記放熱器の間に空間部と、乾燥用空気が前記吸熱器を通過せずに前記放熱器に至るバイパス手段とを設け、前記空間部は、前記放熱器の通風方向の長さより小さくしたことを特徴とする洗濯乾燥機。
吸熱器および放熱器は、乾燥用空気の通風方向に対して略平行に傾斜させたことを特徴とする請求項１記載の洗濯乾燥機。
ヒートポンプ装置吸気口、ヒートポンプ装置排気口の配置方向と吸熱器、放熱器の配置方向が略垂直になっていることを特徴とする請求項１または２記載の洗濯乾燥機。
ヒートポンプ装置吸気口の面とヒートポンプ装置排気口の面が略垂直になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。