JP4615500B2

JP4615500B2 - 洗濯乾燥機

Info

Publication number: JP4615500B2
Application number: JP2006286669A
Authority: JP
Inventors: 久萩原; 元野嶋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2026-10-20
Also published as: JP2008099984A

Description

本発明は、本体内に回転自在に支持された回転ドラム内で、衣類の乾燥を行う機能を備えた洗濯乾燥機に関する。特に、洗濯乾燥機に搭載される、回転ドラム内の湿気を含んだ空気を除湿及び加熱して、再度回転ドラム内に放出させて衣類を乾燥させるヒートポンプ式除湿乾燥装置に関する。

ドラム式洗濯乾燥機は、一般的に、多数の透孔が形成され洗濯物を収容して回転駆動される回転ドラムが水槽内に設けられ、この水槽内の給水、排水及び回転ドラムの回転の制御により洗濯、すすぎ、脱水の各工程を実施する。さらに、送風手段である送風ファンにより水槽内の空気を、除湿手段、加熱手段を備えた循環送風経路を通して循環させることにより洗濯物の乾燥工程を実施するようになっている。

ここで、除湿手段、加熱手段は一例として、圧縮機と冷媒回路で接続した空気調和機を構成する蒸発器、凝縮器で構成され、送風手段により水槽内の空気を循環送風経路に導入して蒸発器及び凝縮器を順次に通して熱交換することで除湿後に加熱した渇いた高温空気とし、これを水槽内に送風して回転ドラム内の洗濯物に曝すことを繰り返し、効率よく乾燥させられるようにしている。

洗濯乾燥機は、回転ドラムを回転させる第１のモータと、圧縮機を駆動する第２のモータとを備え、それぞれのモータはインバータ回路によって駆動制御されている（特許文献１に開示）。

また、特許文献２には、ヒートポンプ用圧縮機モータの入力あるいは出力電力をモータ電流から推定演算することにより、圧縮機モータの入力を検出し、交流電源電流がコンセント容量上限値以下となるように制御する構成が開示されている。
特開２００６−１１６０６６号公報特開２００６−２３３５９３号公報

しかしながら特許文献１に開示されている構成では、乾燥運転直後などのように圧縮機内部の圧力が高い状態で、圧縮機を再度動作させた場合、圧縮機内部の圧力がさらに高くなってしまう。圧縮機内部の圧力が高くなると第２のモータのトルクを大きくする必要があるため、モータ電流が高くなる。このように第２のモータの電流が高い状態で、温風脱水動作などのように第１のモータと第２のモータを同時に動作させると、交流電源電流がコンセント容量を超えてしまう可能性があるという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、圧縮機内部の圧力が高い状態、すなわち圧縮機の冷媒温度が高い状態で圧縮機を動作させた際の交流電源電流を抑えることができる洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の洗濯乾燥機は、洗濯物を収容可能な回転ドラムと、前記回転ドラムを回転可能に保持している水槽と、少なくとも圧縮機を備え、前記水槽内の空気を循環経路を通じて導入して除湿及び加熱する乾燥手段と、前記回転ドラムを回転駆動する第１のモータと、前記第１のモータを駆動制御する第１のインバータ回路と、前記圧縮機を駆動する第２のモータと、前記第２のモータを駆動制御する第２のインバータ回路と、前記第１及び第２のインバータ回路を駆動制御するとともに、一連の洗濯乾燥動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、脱水工程と乾燥工程とを含む運転時における前記脱水工程において、前記第１のモータと前記第２のモータとを同時に駆動する時期を少なくとも一部に含む洗濯乾燥機であって、前記圧縮機における冷媒温度を検知する温度検知部を備え、前記制御部は、前記脱水工程において、前記温度検知部で検知された冷媒の温度に応じて、前記第２のモータの回転数の上限値を決定するものである。

本発明は、圧縮機内部の圧力が高い状態、すなわち圧縮機の冷媒温度が高い状態で圧縮機を動作させた際の、交流電源電流を抑えることができる。

本発明の洗濯乾燥機は、前記制御部は、前記温度検知部で検知された冷媒の温度が所定温度未満の場合の、前記第２のモータの回転数の上限値に対して、前記温度検知部で検知された冷媒の温度が前記所定温度以上の場合の、前記第２のモータの回転数の上限値を低く制限する構成としてもよい。

また、前記制御部は、前記温度検知部で検知された冷媒の温度に応じて、冷媒の温度が所定値になるように圧縮力を制御する構成としてもよい。

（実施の形態１）
〔１．洗濯乾燥機の基本構成〕
図１は、ドラム式洗濯乾燥機の側面図である。図２は、ドラム式洗濯乾燥機の背面図である。図１及び図２は、便宜上、内部構造がわかるように描画している。なお、以下の説明では、ヒートポンプ式除湿乾燥手段を備えた洗濯乾燥機を一例として挙げて説明する。

洗濯乾燥機は、図１に示すように、多数の透孔８が形成され洗濯物を収容して回転駆動される回転ドラム２が水槽３内に設けられ、一般に、この水槽３内の給水、排水及び前記回転ドラム２の回転の制御により洗濯、すすぎ、脱水の各工程（以下、この３つの工程を併せて「洗濯運転」と称する）を実施すると共に、送風手段である送風ファン１５により水槽３内の空気を、除湿手段、加熱手段を備えた循環送風経路５を通して循環させることにより洗濯物の乾燥工程を実施するようになっている。

ここで、除湿手段、加熱手段は一例として、圧縮機３７と冷媒回路で接続した空気調和機を構成する蒸発器、凝縮器で構成され、送風手段により水槽内の空気を循環送風経路に導入して蒸発器及び凝縮器を順次に通して熱交換することで除湿後に加熱した渇いた高温空気とし、これを水槽内に送風して回転ドラム内の洗濯物に曝すことを繰り返し、効率よく乾燥させられるようにしている。以下、さらに詳しく構成を説明する。

図１に示すように、ドラム式洗濯乾燥機１は、洗濯乾燥機本体４４内に図示しないサスペンション構造によって水槽３が宙吊り状態に配設され、水槽３内に有底円筒形に形成された回転ドラム２がその軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させて配設されている。水槽３の正面側には、回転ドラム２の開口端に通じる衣類出入口１１が形成され、洗濯乾燥機本体４４の正面側に形成された上向き傾斜面に設けられた開口部を開閉可能に閉じる扉９を開くことにより、衣類出入口１１を通じて回転ドラム２内に対して洗濯物を出し入れすることができる。扉９が上向き傾斜面に設けられているため、洗濯物を出し入れする作業を腰を屈めることなく実施でき、一般には横向きにある開口部から洗濯物を出し入れするドラム式洗濯機の作業性の悪さが改善されている。

回転ドラム２には、その周面に水槽３内に通じる多数の透孔８が形成され、内周面の複数位置に攪拌突起（図示せず）が形成されている。この回転ドラム２は、水槽３の背面側に取り付けられたモータ７によって正転及び逆転方向に回転駆動される。また、水槽３には、注水管路１２及び排水管路１３が配管接続され、図示しない注水弁及び排水弁の制御によって水槽３内への注水及び排水がなされる。

扉９を開いて、回転ドラム２内に洗濯物及び洗剤を投入して、ドラム式洗濯乾燥機１の例えば前面上部に設けられた図１に示す操作パネル６６での操作で、その内側などに設けられた制御基板６７などによる制御を通じて運転を開始させると、水槽３内には注水管路１２から所定量の注水がなされ、モータ７により回転ドラム２が回転駆動されて洗濯工程が開始される。回転ドラム２の回転により、回転ドラム２内に収容された洗濯物は、回転ドラム２の内周壁に設けられた攪拌突起によって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた適当な高さ位置から落下する攪拌動作が繰り返されるので、洗濯物には叩き洗いの作用が及んで洗濯がなされる。所要の洗濯時間の後、汚れた洗濯液は排水管路１３から排出され、回転ドラム２を高速回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた洗濯液を脱水し、その後、水槽３内に注水管路１２から注水してすすぎ工程が実施される。このすすぎ工程においても、回転ドラム２内に収容された洗濯物は、回転ドラム２の回転により攪拌突起により持ち上げられて落下する攪拌動作が繰り返されて、すすぎ洗いが実施される。

このドラム式洗濯乾燥機１には、回転ドラム２内に収容した洗濯物を乾燥する機能を有し、図１及び図２に示すような水槽３内の空気を排気して除湿し、加熱した乾燥した空気を再び水槽３内に送風する既述した循環送風経路５が形成されている。この循環送風経路５の途中には、蒸発器３１などの除湿手段、凝縮器３２などの加熱手段、及び送風手段である送風ファン１５が配されているのが、既述したように一般的である。この送風ファン１５を回転駆動することにより、循環送風経路５に空気の流れが発生して、洗濯物を収容した回転ドラム２内の空気は、透孔８を通じて水槽３から送風ファン１５側への循環空気導入管路１６に排気される。循環空気導入管路１６に排気された空気は、送風ファン１５の上流に位置する蒸発器３１に水分を結露させて除湿されるとともに、凝縮器３２との熱交換により加熱されて、常に乾燥した高温の空気とされる。この乾燥した高温の空気は、送風ファン１５から水槽３への送風管路３３に送り出されて、水槽３内に送風される。水槽３内に送風された高温の乾燥空気は、透孔８を通じて回転ドラム２内に入って、衣類などの洗濯物に曝されながら水槽３へと抜け、再度循環空気導入管路１６へと導入される。以上の循環送風経路５での空気の循環の繰り返しにより、乾燥工程が実施される。

また、この循環送風経路５を利用した乾燥工程では、循環送風経路５を循環される空気中に主として衣類などの洗濯物から発生する糸くずなどの異物が混じって循環し、蒸発器３１や凝縮器３２の目詰まり、送風ファン１５の回転部への噛み込み、送風ファン１５の内面への堆積といった乾燥工程を実施するのに支障を来しやすく、面倒なメンテナンスを頻繁に行う必要がある。このような異物を除去するために、循環送風経路５の途中（具体的には蒸発器３１、凝縮器３２、送風ファン１５の上流側、従って、図１、図２に示すような循環空気導入管路１６の途中）に、循環空気中の異物を除去するフィルタ３５を収容したフィルタ室３６を配されていることが一般的になっている。これによって、洗濯物を乾燥させた後の空気に異物が混入して、蒸発器３１側の循環空気導入管路１６側に導入されてきても、フィルタ室３６を通る際にフィルタ３５によって捕集され、下流側への循環空気に混入することはない。従って、蒸発器３１、凝縮器３２、送風ファン１５の機能が長期に保全される。しかし一方では、フィルタ室３６内のフィルタ３５には捕集された異物が堆積していき、循環空気の通過抵抗が徐々に増していき、乾燥機能を低下させる問題があるので、フィルタ３５に堆積した異物を定期的に除去する必要がある。そのために、フィルタ３５は、フィルタ室に対して着脱できるように配されている。

ここで、結露水が生じる蒸発器３１は、凝縮器３２と共に熱交換部３９をなす。熱交換部３９の器体３８おける底部３８ａの蒸発器３１に対応する範囲に、結露水を貯留させるための貯留部６３が配されている。貯留部６３には、排水ポンプ６４を備えた排水管路６５が接続され、水位センサによる水位の検出の下に過不足ない排水が行われる。しかし、何らかの排水異常で水位が異常上昇すると、貯留部６３に貯留している結露水が、循環送風経路５の他部分へ及びかねない。これらのことがあって、蒸発器３１は、循環送風経路５の最低位部に配されている。

しかし、既述したように、貯留部６３では何らかの理由による乾燥工程での貯留水の排水異常や、洗濯、すすぎ工程での水槽からのオーバーフロー水の流入により、異常水位が万一にも生じると問題となる。

そこで、本実施の形態では、特に、熱交換部３９はその器体３８内に循環空気の流れによってできる負圧領域７１を有すると共に、この負圧領域７１に面する器体３８の周壁に万一の場合の所定以上のオーバーフロー水を排出する排水穴７２が形成されれている。この排水穴７２には、負圧領域７１からの吸引によって閉じる逆止弁７３が配されている。このようにすると、蒸発器３１は、凝縮器３２と共に循環空気との熱交換部３９をなして循環送風経路５の最低位部に位置し、送風ファン１５の駆動により回転ドラム２、水槽３から図１に示す循環空気導入管路１６を通じ導入されてくる循環空気を除湿した後に加熱して乾燥した高温空気とし、図１に示す送風管路３３を通じ水槽３、回転ドラム２内に送風することを繰り返し、洗濯物の乾燥工程が実施される。このときの空気の流れで、熱交換部３９の負圧領域７１に生じる負圧は、そこに臨む排水穴７２の逆止弁７３を閉じ、外気を吸引するのを防止する。従って、乾燥工程時に排水穴７２を通じた外気の吸引により折角の高温空気が冷やされたり、外部からほこりやごみ等の異物が入り込むといった乾燥工程への支障がなくなる。

一方、乾燥工程で何らかの理由による結露水の排水異常があって上限水位を超えたような場合、制御基板６７からの制御による現工程である乾燥工程が停止されるような制御がなされる。乾燥工程が停止（少なくとも送風ファン１５の停止を条件）されることで、熱交換部３９の負圧領域７１に生じていた負圧が解消されて、逆止弁７３が閉じ力から解放されるので、所定以上のオーバーフロー水を排水穴７２から即時に排出させることができる。

また、洗濯、すすぎ工程においては逆止弁７３に閉じ力は働いていないので、何らかの理由で給水異常や排水異常があって、万一にも循環送風経路５にオーバーフローし熱交換部３９が上限水位を超えた場合、所定以上のオーバーフロー水は即時に排水穴７２から排出される。この場合も、現工程である洗濯、すすぎ工程を制御基板６７からの制御によって停止させるのが好適である。

ここに、異常水位時の現動作の停止は、水位異常原因が解消されないままの継続使用を阻止することができるし、異常を使用者に告知することができる。

〔２．モータ制御回路の構成及び動作〕
図３は、図１及び図２における回転ドラム２を回転駆動させるモータ７と、圧縮機３７を回転駆動させるモータとを、動作制御するモータ制御回路の構成を示す。図３において、制御回路１００は、第１のモータ１０１、センサー１０１ａ〜１０１ｃ、第１のインバータ回路１０２、第１のインバータ駆動回路１０３、第２のモータ１１１、第２のインバータ回路１１２、第２のインバータ駆動回路１１３、電流検知部１１４、制御部１２１、温度検知部１２２、負荷駆動部１３２、乾燥ファン１３３、給水弁１３４、排水弁１３５、および直流電源変換部１４０を備えている。

第１のモータ１０１は、図１における回転ドラム２を回転駆動するもので、図１におけるモータ７に相当する。第１のモータ１０１の電気角は、回転子の近傍に配されている３個のセンサー１０１ａ〜１０１ｃによって検出される。センサー１０１ａ〜１０１ｃは、例えばホールＩＣから構成され、互いに電気角１２０度の間隔で第１のモータ１０１のロータに配されている永久磁石に対向するように、第１のモータ１０１のステータに配されている。センサー１０１ａ〜１０１ｃの検出出力は、制御部１２１に入力されている。また、第１のモータ１０１は、第１のインバータ回路１０２によって回転速度などの回転動作が制御されている。

第１のインバータ回路１０２は、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードとの並列回路を備えたスイッチング素子で構成されている。各スイッチング素子は、図３に示すように２個づつ直列接続され、３組の直列回路が形成されている。各直列回路におけるスイッチング素子間のノードは、それぞれ第１のモータ１０１における三相巻線のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に接続されている。これにより、各直列回路における２つのスイッチング素子のオン／オフの組み合わせにより、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子をそれぞれ正電圧、零電圧、解放の３状態にすることができる。スイッチング素子のオン／オフの切り替えは、ホールＩＣから構成されるセンサ１０１ａ〜１０１ｃからの検出情報に基づいて、制御部１２１及び第１のインバータ駆動回路１０３により制御される。

第２のモータ１１１は、図１における圧縮機３７を回転駆動する。また、第２のモータ１１１は、第２のインバータ回路１１２によって回転速度などの回転動作が制御されている。

第２のインバータ回路１１２は、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードとの並列回路を備えたスイッチング素子で構成されている。各スイッチング素子は、図３に示すように２個づつ直列接続され、３組の直列回路が形成されている。各直列回路におけるスイッチング素子間のノードは、第２のモータ１１１における三相巻線のＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子にそれぞれ接続されている。これにより、各直列回路における２つのスイッチング素子のオン／オフの組み合わせにより、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子をそれぞれ正電圧、零電圧、解放の３状態にすることができる。スイッチング素子のオン／オフの切り替えは、制御部１２１及び第２のインバータ駆動回路１１３により制御される。

電流検知部１１４は、第２のインバータ回路１１２における３つの直列回路から出力される電流を検知する。検知結果は、制御部１２１に入力されている。

制御部１２１は、電流検知部１１４で検知された電流値の情報と、温度検知部１２２で検知された圧縮機３７内の冷媒温度の情報と、センサ１０１ａ〜１０１ｃで検知されたパルスとが入力されている。制御部１２１は、センサー１０１ａ〜１０１ｃから入力されるパルスに基づいて、第１のモータ１０１の回転周期を検出し、検出した回転周期に基づいて回転速度を算出する。制御部１２１は、第１のモータ１０１の回転速度が算出した回転速度になるように、第１のインバータ駆動回路１０３を介して第１のインバータ回路１０２を制御する。また、制御部１２１は、入力される電流値情報と温度情報とに基づいて、第２のインバータ駆動回路１１３を介して第２のインバータ回路１１２を制御する。

温度検知部１２２は、圧縮機３７内あるいは管路内の冷媒の温度を検知する。圧縮機３７内の圧力が高い場合は冷媒温度は高くなり、圧縮機３７内の圧力が低い場合は冷媒温度は低くなる。なお、冷媒の温度は、圧縮機３７内部の圧力に比例する。図８に、冷媒温度と冷媒圧力との関係を示す。

負荷駆動部１３２は、制御部１２１からの制御により、乾燥ファン１３３、給水弁１３４，排水弁１３５を動作制御する。乾燥ファン１３３は、圧縮機３７を含む熱交換部３９において発生した乾燥した温風を、水槽３内に流通させるものであり、図１における送風ファン１５に相当する。給水弁１３４は、給水管路１２（図１参照）上に配され、水槽３に対して水を供給するものである。排水弁１３５は、排水管路１３（図１参照）上に配され、水槽３内の水を外部に排出するものである。

直流電源変換部１４０は、商用電源１３１から入力される交流を直流に変換するものであり、ダイオードブリッジ１３６、チョークコイル１３７、および平滑用コンデンサ１３８，１３９を備えている。直流電源変換部１４０から出力される直流電源は、第１のインバータ回路１０２及び第２のインバータ回路１０３に入力されている。

図３において、洗濯乾燥機の操作部（不図示）が操作されて洗濯運転（洗濯工程、すすぎ工程、脱水工程）が開始されると、動作開始の命令が制御部１２１に入力される。制御部１２１は、第１のインバータ駆動回路１０３を制御して、第１のインバータ回路１０２を動作させる。第１のインバータ駆動回路１０３は、第１のインバータ回路１０２におけるスイッチング素子を所定のタイミングでオン／オフ制御することにより、第１のモータ１０１におけるＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に直流電源変換部４０から供給される直流電源を供給することができる。これにより、第１のモータ１０１は回転駆動される。

第１のモータ１０１の回転速度制御を行う際は、制御部１２１が、センサ１０１ａ〜１０１ｃから出力されるパルスに基づいて、第１のモータ１０１の回転周期を検出し、検出した回転周期に基づいて回転速度を算出する。制御部１２１は、算出された回転速度に基づいて目標回転速度を演算し、第１のインバータ駆動回路１０３を制御する。第１のインバータ駆動回路１０３は、制御部１２１からの命令に基づき、第１のモータ１０１がその目標回転速度になるように第１のインバータ回路１０２におけるスイッチング素子のオン／オフを制御する。これにより、第１のモータ１０１を所定速度で回転制御することができる。

図３において、洗濯乾燥機の操作部（不図示）が操作されて乾燥運転が開始されると、動作開始の命令が制御部１２１に入力される。制御部１２１は、第２のインバータ駆動回路１１３を制御して、第２のインバータ回路１１２を動作させる。第２のインバータ駆動回路１１３は、第２のインバータ回路１１２におけるスイッチング素子を所定のタイミングでオン／オフ制御することにより、第２のモータ１１１におけるＵ端子、Ｖ端子、Ｗ端子に直流電源変換部４０から供給される直流電源を供給することができる。これにより、第２のモータ１１１は回転駆動される。

第２のモータ１１１の回転速度制御を行う際は、制御部１２１が、電流検知部１１４から出力される第２のインバータ回路１１２における電流値情報と、温度検知部１２２で検知された圧縮機３７内の冷媒温度の情報とに基づいて、回転速度を算出する。制御部１２１は、算出した回転速度に基づいて第１のインバータ駆動回路１０３を制御する。第１のインバータ駆動回路１０３は、制御部１２１からの命令に基づき、第２のモータ１１１が所定の回転速度になるように第２のインバータ回路１１２におけるスイッチング素子のオン／オフを制御する。これにより、第２のモータ１１１を所定速度で回転制御することができる。

なお、上記説明では、便宜上、第１のモータ１０１の動作説明と第２のモータ１１１の動作説明を別に説明したが、脱水工程時において温風脱水を行う際は第１のモータ１０１と第２のモータ１１１の両方を駆動制御している。本実施の形態の脱水動作については後述する。

〔３．洗濯乾燥運転時の動作〕
本実施の形態の洗濯乾燥機は、洗濯運転（洗濯工程、すすぎ工程、脱水工程）と乾燥運転とを、連続的に行うことができる「洗濯乾燥運転コース」を実行することができる。図４は、洗濯乾燥運転コースを実行させている時の洗濯乾燥機の動作を示すフローチャートである。図５（ａ）は、洗濯乾燥運転の流れを示した図である。図５（ｂ）は、脱水工程時における第１のモータ１０１の回転数の時間的変化を示す図であり、横軸が時間、縦軸は第１のモータ１０１の回転数を示している。以下、図１、図３、図４、および図５を参照して動作を説明する。

図４に示すように、まず使用者において操作パネル６６（図１参照）が操作されて、洗濯乾燥運転コースが選択されると（ステップＳ１）、回転ドラム２内の洗濯物の量を自動計測した後、給水弁１３４が開いて水槽３内に水道水が注水される。水槽３内の水位が所定水位に達すると、洗濯運転が開始される（ステップＳ２）。なお、洗剤は、使用者によって投入されているものとする。

次に、制御部１２１は、第１のインバータ駆動回路１０３を制御して、第１のモータ１０１が所定の回転数で回転するように第１のインバータ回路１０２を駆動制御する。これにより、第１のモータ１０１が所定回転数で回転されて、回転ドラム２が回転する。回転ドラム２を回転させることにより、洗濯物の洗浄が行われる（ステップＳ３）。

洗濯工程が終了すれば、次にすすぎ工程が実行される。すすぎ工程は、まず水槽３に残っている汚れた洗濯水を、排水弁１３５を開くことで排水する。次に、制御部１２１は、第１のモータ１０１を回転駆動させて洗濯物に含まれている洗濯水を脱水する。次に、給水弁１３４を開いて水槽３内に水道水を注水する。水道水が所定量注がれると、制御部１２１は、第１のインバータ駆動回路１０３を制御して、第１のモータ１０１が所定の回転数で回転するように第１のインバータ回路１０２を駆動制御する。これにより、第１のモータ１０１が所定回転数で回転されて、回転ドラム２が回転する。水槽３内に水道水が入った状態で回転ドラム２を回転させることにより、洗濯物が攪拌されて汚れた洗濯水を除去することができる（ステップＳ３）。

すすぎ工程が終了すれば、次に脱水工程が実行される（ステップＳ５）。脱水工程は、まず排水弁１３５を開き、水槽３におけるすすぎ工程において注水された水を排水する。次に、図５（ｂ）に示すように、予備脱水が行われる（ステップＳ６）。予備脱水は、第１のモータ１０１を低回転数（本実施の形態では約３００ｒｐｍ）で回転させて、その遠心力で回転ドラム２内の洗濯物に含まれている水分を粗く取り除く。

予備脱水が終了すれば、次に温風脱水を開始する（ステップＳ７）。この時、制御部１２１は、第２のインバータ駆動回路１１３を制御して、第２のモータ１１１が所定の回転数で回転するように第２のインバータ回路１１２を駆動制御する。これにより、第２のモータ１１１が所定回転数で回転されて、圧縮機３７が動作を開始し、熱交換部３９において乾燥した温かい空気が生成される。生成された空気は、乾燥ファン１３３によって送風循環経路５を通じて回転ドラム２内に送り込まれる。上記の圧縮機３７の動作開始とともに、制御部１２１は、第１のモータ１０１を回転駆動させて回転ドラム２を回転させて、布剥がし動作を行う。布剥がし動作は、図５（ｂ）に示すように、第１のモータ１０１を短い周期で低回転で正転及び逆転を繰り返し、回転ドラム２の内壁に貼り付いた洗濯物を剥がす動作である。

布剥がし動作が終了すると、次に本脱水を開始する（ステップＳ８）。本脱水工程は、図５（ｂ）に示すように、第１のモータ１０１を高速駆動（本実施の形態では約１０００ｒｐｍ）させて、回転ドラム２を高速回転させる。これにより、回転ドラム２内の洗濯物に含まれる水分が、回転ドラム２の遠心力によって除去される。なお、本脱水工程時においても、第２のモータ１１１が駆動して圧縮機３７が動作し、回転ドラム２内に温風が送り込まれている。

本脱水工程を実行させている間、制御部１２１は、電流検知部１１４から電流値情報と、温度検知部１２２からの温度情報とに基づいて、第２のモータ１１１の回転数が適正な回転数を維持するとともに、所定の上限回転数を超えないように制御している。詳しい制御動作については後述する（ステップＳ９）。

本脱水工程が、予め設定されている脱水時間に到達すれば、制御部１２１は、第１のモータ１０１の駆動を停止させて、回転ドラム２の回転を停止させて、本脱水工程を終了させる（ステップＳ１０）。この時、制御部１２１は、第２のモータ１１１の動作は停止させないため、熱交換部３９において生成されている温風は、回転ドラム２内に送り込まれ続けている。

本脱水工程が終了すると、次に乾燥工程が開始される（ステップＳ１１）。乾燥構成においては、制御部１２１は、第１のモータ１０１を停止させて、第２のモータ１１１のみを駆動させる。第２のモータ１１１が駆動することにより、圧縮機３７が動作し、熱交換部３９において発生した温風が回転ドラム２内に送り込まれて、回転ドラム２内の洗濯物の乾燥が行われる。

〔４．温風脱水の動作〕
前項にて説明したように本実施の形態の洗濯乾燥機は、脱水工程において、圧縮機３７を動作させて、回転ドラム２内に温風を送り込みながら脱水動作を行う。以下、本実施の形態における温風脱水の動作制御について詳しく説明する。

図６は、温風脱水時の制御部１２１の動作を示すフローチャートであり、図４におけるステップＳ７〜Ｓ９に示す動作を詳細に示したものである。図７は、図６におけるステップＳ２７に示す動作を詳細に示したものである。

図６に示すように、洗濯乾燥機１が脱水工程に入り、予備脱水（図４のステップＳ６）が終了すると、制御部１２１は、温度検知部１２２で検知された圧縮機３７内の冷媒の温度情報を取得する。この時に取得する温度を初期温度Ｔｓとする（ステップＳ２１）。

次に、ステップＳ２１において取得した初期温度Ｔｓを、所定温度Ｔｄ１と比較する（ステップＳ２２）。所定温度Ｔｄ１は、本実施の形態では摂氏６０度としている。初期温度Ｔｓが所定温度Ｔｄ１以上であれば、第２のモータ１１１の上限回転数を６０ｒｐｓに設定する（ステップＳ２３）。また、初期温度Ｔｓが所定温度Ｔｄ１未満であれば、第２のモータ１１１の上限回転数を１００ｒｐｓに設定する（ステップＳ２４）。すなわち、圧縮機３７を動作させる前における冷媒の温度に応じて、第２のモータ１１１の上限回転数を設定する。なお、通常は、冷媒温度は所定温度Ｔｄ１未満であることが多いため、第２のモータ１１１の上限回転数は１００ｒｐｓに設定される。しかし、今回の洗濯乾燥連続運転の直前に別の乾燥運転を実行していた場合、ステップＳ２２の時点で冷媒温度が所定温度Ｔｄ１を越えている場合がある。その場合は、第２のモータ１１１の上限回転数が６０ｒｐｓに設定されるため、冷媒温度が高くなりすぎることはなく、交流電源電流が高くなりすぎることはない。

ここで、圧縮機３７の動作を開始させるタイミングを予備脱水の後としたことにより、予備脱水において洗濯物に含まれている水分をある程度除去してから温風脱水を行うようにしたので、脱水効率を向上させることができる。すなわち、予備脱水をせずに温風脱水を行った場合、洗濯物に多量の水分が含まれている状態で温風脱水を行うことになるため、通常の脱水動作に比べて脱水にかかる時間が大きく変わらない。しかし、本実施の形態のように予備脱水で粗く水分を除去しておいてから温風脱水を行えば、本脱水に要する時間を短くすることができる。

次に、制御部１２１は、第１のインバータ駆動回路１０３を制御して、第１のインバータ回路１０２を動作させて、第１のモータ１０１の回転を開始させる。この時、第１のモータ１０１は、図５（ｂ）に示すように布剥がし動作を行い、小刻みに回転ドラム２の正転及び逆転動作を繰り返す。それとともに、制御部１２１は、第２のインバータ駆動回路１１３を制御して、第２のインバータ回路１１２を動作させて、第２のモータ１１１の回転を開始させる。これにより、送風循環経路５を通じて回転ドラム２内に温風が送り込まれる（ステップＳ２５）。なお、第２のモータ１１１は、このステップＳ２５以降、乾燥工程が終了するまで連続的に動作する。

次に、制御部１２１は、第１のモータ１０１を１０００ｒｐｍで高速回転させて、本脱水動作を行う（ステップＳ２６）。

次に、制御部１２１は、圧縮機３７のＰＩＤ制御を開始する（ステップＳ２７）。なお、詳しいＰＩＤ制御については後述する。

脱水工程が、予め設定されている脱水時間に到達すれば、制御部１２１は、第１のモータ１０１の駆動を停止させて、回転ドラム２の回転を停止させて、本脱水工程を終了させる（ステップＳ２８）。この時、制御部１２１は、第２のモータ１１１の動作は停止させないため、熱交換部３９において生成されている温風は、回転ドラム２内に送り込まれ続けている。また、脱水工程が予め設定されている脱水時間に到達していなければ、第１のモータ１０１（回転ドラム２）の回転制御を継続するとともに、第２のモータ１１１（圧縮機３７）のＰＩＤ制御を継続する。

次に、圧縮機３７のＰＩＤ制御の具体的な動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。

図７において、まずＰＩＤ制御のタイミングになったか否かを判断する（ステップＳ３１）。本実施の形態では、１分毎に圧縮機３７のＰＩＤ制御を行っている。次に、制御部１２１は、温度検知部１２２から圧縮機３７内の冷媒の温度情報を取得する（ステップＳ３２）。ここで取得した温度をＴｇ１とする。次に、ステップＳ３２において取得した冷媒の温度情報Ｔｇ１に基づき比例項計算を行い、回転数Ｐｇを算出する（ステップＳ３３）。具体的には、
Ｐｇ＝Ｐｇａｉｎ×（Ｔｇｔ−Ｔｇ１）
に基づき算出する。上式において、Ｔｇｔは設定温度であり、本実施の形態では摂氏７１度に設定されている。次に、ステップＳ３２において取得した冷媒の温度情報Ｔｇ１に基づき積分項計算を行い、回転数Ｉｇを算出する（ステップＳ３４）。具体的には、
Ｉｇ＝Ｉｇａｉｎ×∫（（Ｔｇｔ−Ｔｇｉ）ｄｔ）
に基づき算出する。次に、ステップＳ３３及びＳ３４において算出された回転数Ｐｇ及びＩｇに基づき、下式により圧縮機３７の目標回転数Ｃｒを算出する（ステップＳ３５）。

Ｃｒ＝現在回転数＋Ｐｇ＋Ｉｇ
次に、ステップＳ３５において算出された目標回転数Ｃｒと、圧縮機３７の運転開始時に設定された上限回転数（図６のステップＳ２３またはＳ２４）とを比較する（ステップＳ３６）。比較の結果、目標回転数Ｃｒが上限回転数以上の場合は、上限回転数を目標回転数Ｃｒとする（ステップＳ３７）。すなわち、ステップＳ３７では、ステップＳ３５において算出される目標回転数Ｃｒが上限回転数を超えないように、目標回転数Ｃｒが修正される。また、ステップＳ３６における比較の結果、目標回転数Ｃｒが上限回転数未満であれば、目標回転数Ｃｒの修正は行われない。

以上の制御により、圧縮機３７の回転数は、冷媒温度が７１度になるように算出された回転数Ｃｒ、または上限回転数のいずれかに決定され（ステップＳ３８）、決定された回転数になるように第２のモータ１１１の駆動制御を行う。

上記のようなステップＳ３２〜Ｓ３９の制御を所定の制御タイミング（本実施の形態では１分）毎に実行することで、第２のモータ１１１で回転駆動される圧縮機３７を、上限回転数を超えない範囲で回転数を制御することができる。なお、算出された回転数Ｃｒが上限回転数未満の場合は、圧縮機３７は、冷媒温度が７１度になるような回転数を維持するように回転制御されるため、冷媒温度が高くなりすぎず、モータ電流が高くなりすぎない。したがって、交流電源電流が高くなりすぎないため、従来のような課題を解決することができる。

〔５．実施の形態の効果、他〕
以上のように本実施の形態によれば、洗濯乾燥連続運転時における脱水工程において、第２のモータ１１１を駆動して圧縮機３７を動作させることにより、回転ドラム２に温風を送り込みながら脱水を行うことができるため、洗濯物の脱水効率を上げることができる。

また、圧縮機３７を動作させるための第２のモータ１１１の上限回転数を、圧縮機３７内の冷媒の温度に基づいて決定しているため、圧縮機３７の動作開始時に既に圧縮機３７内の圧力が高い場合（すなわち冷媒温度が高い場合）に、第２のモータ１１１の上限回転数を低く（本実施の形態では６０ｒｐｓ）設定しておくことで、第２のモータ１１１の電流を抑えることができる。これにより、温風脱水時などのように第１のモータ１０１と第２のモータ１１１の両方を動作させている時において、交流電源電流がコンセント容量をオーバーしないように制御することができる。

なお、本実施の形態では、洗濯乾燥連続運転時の脱水工程における温風脱水時の制御について説明したが、少なくとも回転ドラム２を回転させる第１のモータと、圧縮機３７を回転させる第２のモータとを、同時に駆動する場合に本発明は有効である。例えば、脱水工程及び乾燥工程のみの連続運転を行う際も有効である。

また、本実施の形態では、予備脱水を１回としたが、複数回実施してもよい。

また、本実施の形態では、脱水工程において圧縮機３７の動作を開始するタイミングを予備脱水が終了した時点としたが、脱水工程中であれば他のタイミングであってもよい。例えば、予備脱水中でもよいし、布剥がし動作中でもよいし、本脱水に入ってからであってもよい。

また、予備脱水時の第１のモータ１０１の回転数（３００ｒｐｍ）、本脱水時の第１のモータ１０１の回転数（１０００ｒｐｍ）、第２のモータ１１１の上限回転数（６０ｒｐｓ、１００ｒｐｓ）は、本実施の形態において示した数値に限定されるものではない。また、圧縮機３７の動作開始時における所定温度Ｔｄ１、第２のモータ１１１をＰＩＤ制御している時の設定温度Ｔｇｔは、任意の値に設定することができる。

本発明は、洗濯乾燥機に有用である。特に、ヒートポンプ式の洗濯乾燥機において、脱水時に温風脱水を実行可能な洗濯乾燥機に有用である。

本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の側面図実施の形態１における洗濯乾燥機の背面図実施の形態１におけるモータ制御回路の構成を示す回路図実施の形態１における洗濯乾燥連続運転時の動作を示すフローチャート実施の形態１における脱水工程時の第１のモータの回転数の変化を示す特性図実施の形態１における脱水工程における動作を示すフローチャート実施の形態１における圧縮機のＰＩＤ制御の流れを示すフローチャート冷媒温度と冷媒圧力の関係を示すグラフ

符号の説明

１洗濯乾燥機
１０１第１のモータ
１０２第１のインバータ回路
１０３第１のインバータ駆動回路
１１１第２のモータ
１１２第２のインバータ回路
１１３第２のインバータ駆動回路
１１４電流検知回路
１２１制御部
１２２温度検知回路

Claims

洗濯物を収容可能な回転ドラムと、
前記回転ドラムを回転可能に保持している水槽と、
少なくとも圧縮機を備え、前記水槽内の空気を循環経路を通じて導入して除湿及び加熱する乾燥手段と、
前記回転ドラムを回転駆動する第１のモータと、
前記第１のモータを駆動制御する第１のインバータ回路と、
前記圧縮機を駆動する第２のモータと、
前記第２のモータを駆動制御する第２のインバータ回路と、
前記第１及び第２のインバータ回路を駆動制御するとともに、一連の洗濯乾燥動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、脱水工程と乾燥工程とを含む運転時における前記脱水工程において、前記第１のモータと前記第２のモータとを同時に駆動する時期を少なくとも一部に含む洗濯乾燥機であって、
前記圧縮機における冷媒温度を検知する温度検知部を備え、
前記制御部は、
前記脱水工程において、前記温度検知部で検知された冷媒の温度に応じて、前記第２のモータの回転数の上限値を決定することを特徴とする洗濯乾燥機。
前記制御部は、
前記温度検知部で検知された冷媒の温度が所定温度未満の場合の、前記第２のモータの回転数の上限値に対して、前記温度検知部で検知された冷媒の温度が前記所定温度以上の場合の、前記第２のモータの回転数の上限値を低く制限する、請求項１記載の洗濯乾燥機。
前記制御部は、
前記温度検知部で検知された冷媒の温度に応じて、冷媒の温度が所定値になるように前記第２のモータの回転数を制御する、請求項２記載の洗濯乾燥機。