JP4413639B2 - 洗濯乾燥機 - Google Patents

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。

従来のドラム式の洗濯乾燥機は、図９に示すような構成であった。以下、その構成について説明する。

図に示すように、筐体１の内部には、複数のサスペンション２によって弾性的に支持さ
れた円筒状の水槽３を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション２によって吸収する構成としている。水槽３の内部には、洗濯または乾燥対象物４（以下、衣類という）を収容する円筒状で横軸型の回転槽５を回転可能に配設し、駆動モータ６により回転軸６ａを回転させて回転駆動する。回転槽５の内壁には衣類を撹拌する複数のバッフル（図示せず）が設けられ、回転槽５の周壁には小孔５ａを多数設けている。

筺体１の前面には、衣類４を出し入れする開口部１ａと、これを開閉する扉７が設けられている。水槽３および回転槽５の前面側にも同様の開口部３ａ，５ｂを有し、この水槽３の開口部３ａはベローズ８によって筐体１の開口部１ａと水密に連結されている。水槽３の底部には洗濯水を排出する排水口９を有し、排水弁１０を介して排水ホース１１に連結され、その先端部は機外に導出されている。

送風機１２は、ヒータ１３によって加熱された温風を給気口１４から回転槽５内に送風供給するものである。循環ダクト１５は、回転槽５および水槽３を通過した湿った乾燥用空気の除湿を行うもので、一端を水槽３の下部の排気口１６に接続し、他端を送風機１２に接続している。給水弁１７は、水道の蛇口等に接続された給水ホース１８からの給水を制御する。

上記構成において、洗濯運転を行う場合は、扉７を開いて回転槽５内へ衣類４および洗剤を入れて運転を開始する。まず、給水弁１７が洗濯水側の給水口を開き、水槽３および回転槽５内に所定量の水が供給されると、駆動モータ６が作動し回転槽５が回転駆動され洗浄動作を行う。所定時間後、駆動モータ６が停止して排水弁１０が開き、汚れた水が回転槽５および水槽３から排水され、排水ホース１１を介して機外の排水場所へ排水される。

次に、上記と同様に水槽３および回転槽５に水が供給され、すすぎ動作を行う。すすぎが終了すると排水弁１０が開いて排水された後、回転槽５が駆動モータ６により高速で回転駆動されることにより、衣類４の脱水が行われる。

以上のように洗濯運転が終了すると、乾燥運転が開始する。乾燥工程では駆動モータ６により低速で回転槽５を回転駆動させ衣類４を撹拌しながら、送風機１２により矢印１９の方向に送風された空気は、ヒータ１３で加熱されて温風となり、給気口１４から回転槽５内へ送り込まれる。この温風は、衣類４の水分を奪った後、回転槽５の小孔５ａから水槽３内を通過して排気口１６を経て循環ダクト１５へ至る。

このとき給水弁１７が冷却水側の給水口を開いており、循環ダクト１５内には冷却水が注水されている。衣類４の水分を奪って湿気を含んだ温風がこの循環ダクト１５内を通過するとき、冷却水により冷却されて水分の結露が起こり、湿った温風は除湿されて矢印に示すように再び送風機１２へ戻る。この冷却水および結露水は排水弁１０を介して機外へ排水される。

この送風機１２、ヒータ１３、給気口１４、回転槽５、水槽３、排気口１６、循環ダクト１５の循環経路で温風を循環させることにより、回転槽５内の衣類４を乾燥させることができる。

上記従来の構成では、衣類４の乾燥に使用された熱は、循環ダクト１５の冷却水もしくは筺体１からの放熱によって全て外部に捨てられるものであり、再利用されることがなかった。

そこで、冷媒を圧縮する圧縮機と、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管路で連結したヒートポンプ装置を衣類乾燥機に設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この構成によれば、衣類より蒸発させた水分を吸熱器に結露させることにより効率よく衣類の乾燥が行えることが分かっている。
特開平７−１７８２８９号公報

しかしながら、ヒートポンプ装置は、上述したように圧縮機と放熱器と絞り手段と吸熱器とを銅管などの管路で連結して高圧の冷媒を循環させるが、圧縮機からの発熱は外気と熱交換させているため、乾燥の立ち上がりが遅くなるという課題があり、この乾燥の立ち上がり性向上が不可欠であった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、圧縮機からの発熱分を外気と熱交換させず、乾燥の立ち上がり性を向上させ、乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現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、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管路で連結したヒートポンプ装置と、送風手段によって前記放熱器で加熱した空気を前記回転槽内へ供給する給気口ホースと、送風手段によって前記回転槽内へ供給された空気を前記水槽外へ排出する排気口ホースとを具備し、前記ヒートポンプ装置を構成する冷凍サイクルの主部品である圧縮機、放熱器、吸熱器、絞り手段、アキュームレータを含む低圧配管を風回路内に収納する構成において、前記放熱器側に圧縮機を、吸熱器側にアキュームレータを配置し、さらに、前記圧縮機とアキュームレータの間を遮蔽し、前記吸熱器およびアキュームレータによって冷却された空気が前記放熱器および圧縮機によって加熱されるようにしたものである。

これにより、圧縮機からの発熱分を外気と熱交換させず、衣類へ吹き付ける空気の温度を高くして乾燥の立ち上がり性を向上させ、優れた乾燥性能を実現することができるものである。

本発明の洗濯乾燥機は、ヒートポンプ装置において、圧縮機からの発熱分を外気と熱交換させず、風回路内を循環する空気と熱交換させて、洗濯物へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。また、アキュームレータの配置に伴い、該アキュームレータによっても除湿が可能となり、乾燥性能をさらに向上することができる。

本発明は、筺体内に弾性支持された水槽と、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管路で連結したヒートポンプ装置と、送風手段によって前記放熱器で加熱した空気を前記回転槽内へ供給する給気口ホースと、送風手段によって前記回転槽内へ供給
された空気を前記水槽外へ排出する排気口ホースとを具備し、前記給気口ホースおよび排気口ホースは可撓性筒状部材で構成されるとともに前記水槽に対して同方向に導出し、給気口ホースは前記放熱器に空気を流す放熱器風路の出口と、排気口ホースは前記吸熱器に空気を流す吸熱器風路の入口とそれぞれ連結し、前記ヒートポンプ装置を構成する冷凍サイクルの主部品である圧縮機、放熱器、吸熱器、絞り手段、アキュームレータを含む低圧配管を風回路内に収納する構成において、前記放熱器側に圧縮機を、吸熱器側にアキュームレータを配置し、さらに、前記圧縮機とアキュームレータの間を遮蔽し、前記吸熱器およびアキュームレータによって冷却された空気が前記放熱器および圧縮機によって加熱されるようにしたものであり、圧縮機からの発熱分を外気と熱交換させず、風回路内を循環する空気と熱交換させることにより、衣類へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させ、また、アキュームレータによっても除湿が可能となり、乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

（参考例１）
図１は、本発明の参考例１における洗濯乾燥機の外観斜視図で、図２は筐体１の背面１ｂ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は本参考例１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、筺体１の内部には、複数のサスペンション２によって弾性的に支持された円筒状の水槽３を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション２によって吸収する。水槽３の内部には、衣類４を収容する円筒状で横軸型の回転槽５を回転可能に設け、駆動モータ６により回転軸６ａを回転させることによって回転駆動される。

筺体１の前面には衣類４を出し入れする開口部１ａと、これを開閉する扉７が設けられている。水槽３および回転槽５の前面側にも同様の開口部３ａ，５ｂを有し、この水槽３の開口部３ａはベローズ８によって管体１の開口部１ａと水密に連結されている。水槽３の底部には洗濯水を排出する排水口９を有し排水弁１０に連結されている。

送風手段を構成する送風機１２は、筺体１の上面１ｃと側面１ｄが成す隅部空間に位置するように、水槽３の上部に設けられている。送風機１２は水槽３の外面に設けた給気ダクト２０と連通し、給気ダクト２０の給気ダクト入口２１から入った空気を矢印ｃの方向に送風して給気口１４から回転槽５内に供給する。

また、水槽３の外面には、水槽３の背面部の排気口１６と連通する排気ダクト２２を設け、回転槽５および水槽３を通過して排気口１６から出てきた空気を矢印ｄのように排気ダクト出口２３へ導出する。

水槽３の下部には、ヒートポンプ装置を構成する熱交換器からなる吸熱器３０に矢印ａの方向に空気を流す吸熱器風路３１と、同様に熱交換器からなる放熱器３２に矢印ｂの方向に空気を流す放熱器風路３３とが水平方向に並べて配設され、この吸熱器風路３１と放熱器風路３３とは循環ダクト３４で連通して吸熱器３０および放熱器３２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３１と放熱器風路３３と循環ダクト３４は一体に構成され、筺体１内の取り付けベース３５に固定されている。吸熱器風路３１の入口と排気ダクト出口２３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３６を介して連通している。放熱器風路３３の出口と給気ダクト入口２１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３７を介して連通している。

また、吸熱器風路３１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３８を着脱可能に設けている。さらに、吸熱器風路３１の下流側の下部には、除湿水を排出する排出口３９を設けている。

送風機１２で送風される乾燥用空気は、図４の矢印４０に示すように、給気ダクト２０を通り給気口１４から回転槽５内に入り、回転槽５内の衣類４を通過した後、排気口１６から出て、排気ダクト２２を通って吸熱器風路３１の吸熱器３０を通過し、循環ダクト３４を介して放熱器風路３３の放熱器３２及び圧縮機４１の周囲を通過して送風機１２へ戻り、循環するようになっている。

また、ヒートポンプ装置は、圧縮機４１、および圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器３２、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４２、絞り手段４２と並列に二方弁４４、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３０とを冷媒が循環するように管路４３で連結されており、冷媒は矢印４４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１０を閉じた状態で水槽３内に所定の水位４５に達するまで給水を行い、駆動モータ６により衣類４と洗浄水の入った回転槽５を回転させて洗浄を行う。このとき、排気ダクト２２内には一部の洗浄水が入るが、排気ダクト２２は途中経路を上方に持ち上げた形状にして吸熱器３０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３内に給水され、回転槽５を回転させて衣類４の濯ぎを行う。脱水工程では、排水弁１０を開いて機外へ水を排水した後、駆動モータ６により衣類４の入った回転槽５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４１を作動させると、冷媒が圧縮され、この圧力により放熱器３２、絞り手段４２、吸熱器３０を循環する。放熱器３２では冷媒の圧縮で熱が放出され、吸熱器３０では絞り手段４２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１２が作動し、放熱器３２及び圧縮機４１の放熱により加熱された温風が給気ダクト２０を通って給気口１４から回転槽５内に送風される。回転槽５は駆動モータ６により回転駆動され衣類４は上下に撹拌される。

回転槽５内に送風された温風は、この衣類４の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で水槽３の排気口１６を経て排気ダクト２２、排気口ホース３６を通り、エアフィルター３８を通過する際にリント等の異物が除去され、吸熱器風路３１に至る。

この湿った温風は、吸熱器３０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３４を通って放熱器風路３３に入り、放熱器３２及び圧縮機４１で再び加熱され温風となって給気口ホース３７、給気ダクト２０を通り、送風機１２へと循環する。

一方、吸熱器３０で結露した除湿水は、底部の排出口３９から機外へ排出される。このようにヒートポンプ装置を用いることにより、吸熱器３０で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器３２で放熱して、圧縮機４１に入力したエネルギー以上の熱量を衣類４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。

以上のように、ヒートポンプ装置は、圧縮機４１からの発熱分を外気と熱交換させず、風回路内を循環する空気と熱交換させて、衣類４へ吹き付ける空気の温度を高くすること
ができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができるものである。

なお、本参考例１では圧縮機４１は縦型密閉タイプを使用したが、横型タイプを使用しても良い。また、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パラレルフロー、サーペンタイン、ドロンカップタイプを使用しても良く、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良い。

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良い。

（参考例２）
図５は本発明の参考例２の洗濯乾燥機を示すものであり、参考例１と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

放熱器３２と吸熱器３０の間に圧縮機４１を具備するものである。これにより吸熱器にて除湿された空気はアキュームレータ４５を含む低圧配管にてさらに除湿される。そして除湿された空気は圧縮機４１にて加熱され、さらに放熱器３２にて加熱される。これにより、衣類４へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させ、乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

（参考例３）
図６は本発明の参考例３の洗濯乾燥機を示すものであり、参考例１と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

吸熱器３０の風上側に圧縮機４１を具備するものである。これにより吸熱器風路３１を通過する空気は圧縮機４１にて加熱される。吸熱器３０への侵入空気が加熱されることから低外気温度においても吸熱器３０の圧力を上昇させることができ、さらに放熱器３２の圧力を上昇させる。すなわち衣類４へ吹き付ける空気の温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

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

圧縮機４１の高圧側を放熱器３２の風下側に、低圧側であるアキュームレータ４５を吸熱器３０の風上側に具備し、圧縮機４１とアキュームレータ４５の間を遮蔽し、同図の矢印で示す如く、吸熱器３０およびアキュームレータ４５によって冷却された空気が、放熱器３２および圧縮機４１によって加熱されるようにしたものである。これにより吸熱器風路３１を通過する空気はアキュームレータ４５を含む低圧側の配管と吸熱器３０により除湿される。そして放熱器３２及び圧縮機４１により加熱された空気は、衣類４へ吹き付ける温度を高くすることができるため、乾燥の立ち上がり性を向上させるので乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

（参考例４）
図２と図４及び図８は本発明の参考例４の洗濯乾燥機を示すものであり、参考例１と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

乾燥運転開始時において外気温度センサー４６からの信号により、二方弁４４、送風機１２、圧縮機４１を制御する制御手段を有している。これにより、外気温度が低い場合、乾燥開始時に一定時間（△Ｔ１）二方弁４４を開にすることにより冷媒循環量を増大させ、さらに送風機１２を一定時間（△Ｔ２）停止させて圧縮機４１の入力を上げ、冷媒の温度を上げることにより、乾燥の立ち上がり性を向上させ、乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

また圧縮機４１の運転立ち上げ途中で周波数を一定時間（△Ｔ３）固定することにより一旦圧縮機４１より吐出した油が冷凍サイクル内を循環して圧縮機４１内に戻るまで油面を確保し、安定した潤滑性能を得ることができるため、ヒートポンプ装置の信頼性、耐久性を向上することができる。

また風回路を構成する吸熱風路３１、循環ダクト３４、放熱風路３３は断熱材よりなるものである。断熱材の材料としては発泡樹脂、グラスウールやその他の断熱材を充填したパネルやシート、さらに内部を真空にしたパネルやシートなど各種のものを採用することができる。

これによりヒートポンプ装置からその周囲部品への不用意な熱移動とそれによる弊害を防止するため、乾燥の立ち上がり性を向上させ、乾燥性能に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、ヒートポンプ装置において、圧縮機からの発熱分を外気と熱交換させず、風回路内を循環する空気と熱交換させるため、衣類へ吹き付ける空気の温度を高くすることができ、乾燥の立ち上がり性を向上させて乾燥時間を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。

本発明の参考例１の洗濯乾燥機の外観斜視図 本発明の参考例１及び参考例４の洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の参考例１の洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の参考例１及び参考例４の洗濯乾燥機のシステム概念図 本発明の参考例２の洗濯乾燥機のシステム概念図 本発明の参考例３の洗濯乾燥機のシステム概念図 本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機のシステム概念図 本発明の参考例４の洗濯乾燥機の制御パターン図 従来の洗濯乾燥機の断面図

１ 筐体
２ サスペンション
３ 水槽
５ 回転槽
１２ 送風機
３０ 吸熱器
３１ 吸熱器風路
３２ 放熱器
３３ 放熱器風路
３６ 排気口ホース
３７ 給気口ホース
３８ エアフィルター
３９ 排出口
４１ 圧縮機
４２ 絞り手段
４３ 管路
４４ 二方弁
４５ アキュームレータ
４６ 外気温度センサー

Claims (1)

1. 筺体内に弾性支持された水槽と、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管路で連結したヒートポンプ装置と、送風手段によって前記放熱器で加熱した空気を前記回転槽内へ供給する給気口ホースと、送風手段によって前記回転槽内へ供給された空気を前記水槽外へ排出する排気口ホースとを具備し、前記給気口ホースおよび排気口ホースは可撓性筒状部材で構成されるとともに前記水槽に対して同方向に導出し、給気口ホースは前記放熱器に空気を流す放熱器風路の出口と、排気口ホースは前記吸熱器に空気を流す吸熱器風路の入口とそれぞれ連結し、前記ヒートポンプ装置を構成する冷凍サイクルの主部品である圧縮機、放熱器、吸熱器、絞り手段、アキュームレータを含む低圧配管を風回路内に収納する構成において、前記放熱器側に圧縮機を、吸熱器側にアキュームレータを配置し、さらに、前記圧縮機とアキュームレータの間を遮蔽し、前記吸熱器およびアキュームレータによって冷却された空気が前記放熱器および圧縮機によって加熱されるようにした洗濯乾燥機。