JP4869119B2 - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、洗濯乾燥機に関する。

近年、例えば家庭には、洗濯物を洗濯した後に乾燥する機能を併せ持つ洗濯乾燥機が普及している。この洗濯乾燥機は、通常の洗濯機の機構に加えて、例えばヒートポンプ式の熱交換器を備えている（例えば、特許文献１参照）。つまり、この熱交換器は、圧縮機で圧縮された冷媒を放熱する放熱器と、放熱器で放熱された後に減圧器で減圧された冷媒を蒸発させるとともに圧縮機に供給する蒸発器とを有している。

洗濯乾燥機は例えば洗濯槽を兼ねた乾燥槽を備え、この乾燥槽に設けられた空気出口及び空気入口は空気ダクトを介して接続され、この空気ダクトの通路に熱交換器が配置されている。乾燥槽の空気出口から流出する空気が、蒸発器で冷却されて除湿され、放熱器で加熱された後、乾燥槽の空気入口に流入することにより、乾燥槽内の洗濯物は乾燥する。

この熱交換器の具体的な構成例として、フィンには例えば銅やアルミニウム等からなるプレートフィンが用いられ、管には銅製の細管（管径は例えばおよそ７ｍｍ前後）が用いられている（フィンアンドチューブ式）。
特開２００３−２６５８８１号公報

ところで、前述した熱交換器の空気流路に対する断面積は、一般に、前述した管の径に応じたものとなる。但し、銅製の管の細径化には組立上の限界（例えばおよそ４ｍｍ）があるとされているため、この管が複数設けられた熱交換器は空気流路に対し所定の断面積を有することとなる。このため、乾燥槽や圧縮機等が内部に密に配置されている洗濯乾燥機には、熱交換器の前記断面積の分だけ小型化がし難くなるという問題が生じる。

一方、もし管径が前述した限界値のままで単に熱交換器の断面積を小さくすれば、熱交換器の性能は低下し、よって洗濯物が乾燥し難くなる。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、洗濯乾燥機の乾燥性能を維持しつつ、より小型化を可能とすることにある。

前記課題を解決するための発明は、ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮されたガス冷媒が流れるマイクロチューブが埋め込まれた第１プレートを有し、前記圧縮機で圧縮されたガス冷媒を放熱する放熱器と、前記放熱器で放熱されたガス冷媒を減圧する減圧器と、前記減圧器で減圧されたガス冷媒が流れるマイクロチューブが埋め込まれた第２プレートを有し、前記減圧器で減圧されたガス冷媒を蒸発させるとともに前記圧縮機に供給する蒸発器と、下部空気出口及び上部空気入口を有する、被乾燥物を収容する乾燥槽と、前記下部空気出口から前記上部空気入口へ空気が上方へ流れる空気ダクトと、前記第１プレート及び前記第２プレートを一体支持するヘッダと、を備え、前記蒸発器及び前記放熱器は、前記蒸発器が前記下部空気出口側となり前記放熱器が前記上部空気入口側となるように、一体形成されて前記空気ダクトの通路に配置されてなる洗濯乾燥機である。

この洗濯乾燥機によれば、第１プレート中のマイクロチューブが放熱器内にガス冷媒流路を形成し、第２プレート中のマイクロチューブが蒸発器内にガス冷媒流路を形成する。このマイクロチューブの管径は例えばおよそ１ｍｍ前後と設定することができ、これは、例えばプレートフィン及び銅製の管により構成される放熱器及び蒸発器における当該管の径（例えばおよそ７ｍｍ前後）よりもはるかに小さい。よって、第１プレート及び第２プレートともにマイクロチューブの管径に応じてより薄い形状にできるため、これにともない、放熱器及び蒸発器も薄型化できる。また、放熱器及び蒸発器は、空気ダクトの通路において、空気の上方への流れと、放熱過程から蒸発過程へのガス冷媒の流れとが対向するように配置されている。これにより、放熱器へ高温で入り蒸発器から低温で出るガス冷媒と、放熱器において空気ダクトの通路方向上方に流れるにつれ低温から高温へ温度上昇するべき空気とが効率良く熱交換できる。更に、例えば、放熱器及び蒸発器を、その第１プレート及び第２プレートの厚み以外の面が空気ダクトの通路に略沿うように構成した場合、第１プレート及び第２プレートがより薄い形状であるほど、空気抵抗は小さくなるため、その分、第１プレート及び第２プレートを空気ダクトの通路方向により長く設計することができる。これによりガス冷媒と空気との熱交換率がより向上する。つまり、マイクロチューブの管径や、第１プレート及び第２プレートの形状及び空気ダクト内の配置等を調節することにより、蒸発器及び放熱器は、熱交換率を所定レベルに維持しつつ、限られた空きスペースへ配置することが可能となる。以上から、この洗濯乾燥機は、その乾燥性能を維持しつつ、より小型化を図ることができる。

また、蒸発器及び放熱器は、一体形成により、小型化及び製造コストの低減が可能となる。これは、洗濯乾燥機の小型化及び製造コストの低減にもつながる。また、一体形成により蒸発器及び放熱器に剛性が生じれば、圧縮機の動作にともなう振動に対し共振する部分が少なくなるため、これは洗濯乾燥機の静音化に寄与する。

また、かかる洗濯乾燥機において、前記第１プレート及び前記第２プレートは夫々複数のプレートからなり、前記ヘッダは、前記第１プレートにガス冷媒を分配する第１中子と、前記第２プレートにガス冷媒を分配する第２中子と、を有することが好ましい。
この洗濯乾燥機によれば、例えば第１中子及び第２中子のみを変更することにより、複数のプレート中のマイクロチューブを用いて所望のガス冷媒流路を形成できる。これにより、放熱器及び蒸発器の構成がより単純なものとなり、これは洗濯乾燥機の製造コストの低減にもつながる。

また、かかる洗濯乾燥機において、前記ヘッダは、アルミニウムを材料として形成されることが好ましい。
この洗濯乾燥機によれば、放熱器及び蒸発器は、例えば銅製のプレートフィンや管等を用いる場合に比べて、アルミニウムの比重が銅の比重よりも小さい分、より軽量化される。これは洗濯乾燥機の軽量化にもつながる。また、アルミニウムの良好な熱伝導性により、放熱器及び蒸発器の熱交換率が向上する。

また、かかる洗濯乾燥機において、前記マイクロチューブは、アルミニウムを材料として形成されることが好ましい。
この洗濯乾燥機によれば、放熱器及び蒸発器は、銅製の管を用いる場合に比べて、アルミニウムの比重が銅の比重よりも小さい分、より軽量化される。これは洗濯乾燥機の軽量化にもつながる。また、アルミニウムの良好な熱伝導性により、放熱器及び蒸発器の熱交換率が向上する。

また、かかる洗濯乾燥機において、前記空気ダクトは、前記乾燥槽の背面側に配置されることが好ましい。
前述した放熱器及び蒸発器により例えば空気ダクトの断面をより薄型化できる。このようにより薄型化された空気ダクトを、洗濯乾燥機の背面側の限られた空きスペースに配置すれば、洗濯乾燥機の小型化につながる。また、雑音発生源ともなり得る空気ダクトを洗濯乾燥機の背面側に配置すれば、同機の静音化に寄与する。更に、空気ダクトの背面側への配置にともない、放熱器、蒸発器、及び圧縮機も同様に洗濯乾燥機の背面側にまとめて配置すれば、特に圧縮機を洗濯乾燥機の正面から遠ざけたことによる更なる静音化を実現できる。

また、かかる洗濯乾燥機において、前記放熱器と前記上部空気入口との間の前記空気ダクトの通路に送風ファンを備えたことが好ましい。
この洗濯乾燥機によれば、送風ファンが放熱器から上部空気入口にかけて空気を流すことにより、下部空気出口から、蒸発器、放熱器を経て、上部空気入口へと向かう空気の流れを効果的に形成できる。これにより、ガス冷媒と空気との熱交換率を向上させることができる。また、空気ダクトの通路における例えば複雑に曲がった部分に放熱器及び蒸発器を配置する場合でも、送風ファンにより当該部分に空気流路を確実に形成できる。これにより、放熱器及び蒸発器の配置位置の自由度が高まる。

また、かかる洗濯乾燥機において、前記ガス冷媒は、二酸化炭素であることが好ましい。
超臨界圧力状態の二酸化炭素は、例えばフロン等の場合に比べて、放熱過程において空気との熱交換率がより高い。このような熱交換率の違いは、二酸化炭素が放熱器に高温で入り蒸発器から低温で出るのに対し、対向流の空気がこれと逆向きに加熱される前述した構成の場合に特に大きくなる。また、二酸化炭素は、例えばフロン等の場合に比べて、その低粘性故に、より小さい径のマイクロチューブに適用できるため、放熱器及び蒸発器のより一層の小型化が可能となる。更に、二酸化炭素は自然冷媒であるため、これを使用する洗濯乾燥機の市場が大きくなり得るという利点がある。

また、前記課題を解決するための発明は、下部空気出口及び上部空気入口を有する、被乾燥物を収容する乾燥槽と、前記下部空気出口から前記上部空気入口へ空気が上方へ流れる空気ダクトと、を備える洗濯乾燥機の前記空気ダクトを流れる空気を除湿及び加熱する熱交換器であって、圧縮機で圧縮されたガス冷媒が流れるマイクロチューブが埋め込まれた第１プレートを有し、前記圧縮機で圧縮されたガス冷媒を放熱する放熱器と、前記放熱器で放熱された後に減圧器で減圧されたガス冷媒が流れるマイクロチューブが埋め込まれた第２プレートを有し、前記減圧器で減圧されたガス冷媒を蒸発させるとともに前記圧縮機に供給する蒸発器と、を備え、前記蒸発器及び前記放熱器は、前記蒸発器が前記下部空気出口側となり前記放熱器が前記上部空気入口側となるように一体形成されて前記空気ダクトの通路に配置される。
この熱交換器を備えた洗濯乾燥機は、その乾燥性能を維持しつつ、より小型化を図ることができる。

洗濯乾燥機の乾燥性能を維持しつつ、より小型化が可能となる。

===洗濯乾燥機の構成例===
図１及び図２を参照しつつ本実施の形態の洗濯乾燥機１の構成例について説明する。尚、図１は、本実施の形態の洗濯乾燥機１の構成例を示す断面図である。図２は、本実施の形態の熱交換器１００の構成例を示す斜視図である。また、図１、図２、及び以後述べる図３及び図５において、Ｘ軸方向は、洗濯乾燥機１の一方の側面から他方の側面への方向であり、Ｙ軸方向は、洗濯乾燥機１の正面（−Ｙ）から背面（＋Ｙ）への方向であり、Ｚ軸方向は、洗濯乾燥機１の下面（−Ｚ）から上面（＋Ｚ）への方向である。

先ず、本実施の形態の洗濯乾燥機１の全体構成について説明する。
図１に例示されるように、本実施の形態の洗濯乾燥機１は、圧縮機１１０と、放熱器１０１（図２）及び蒸発器１０２（図２）を有する熱交換器１００と、減圧器１４０と、乾燥槽１２０と、空気ダクト１３０とを備えている。
圧縮機１１０は、所定の冷媒を圧縮するためのコンプレッサである。尚、本実施の形態の冷媒は二酸化炭素（ＣＯ_２）である。
熱交換器１００は、後述するように、洗濯乾燥機１の空気ダクト１３０を流れる空気を除湿及び加熱するための手段であり、前記加熱を行う放熱器１０１と、前記除湿を行う蒸発器１０２とを有して構成されている。
減圧器１４０は、放熱器１０１で放熱された冷媒を減圧する例えば膨張弁である。後述するように、本実施の形態の減圧器１４０は熱交換器１００に対し一体に設けられている。

乾燥槽１２０は、本実施の形態では洗濯槽も兼ねており、洗濯対象及び乾燥対象である洗濯物（乾燥の際には、被乾燥物）を収容可能な槽である。この乾燥槽１２０には、洗濯物からの水蒸気を含む空気が流出する下部空気出口１３２ｂと、熱交換器１００からの高温の乾燥空気が流入する上部空気入口１３２ａとが設けられている。

空気ダクト１３０は、熱交換器１００の上部側（放熱器１０１側）から乾燥槽１２０の上部空気入口１３２ａまでの空気流路を形成するために仕切板等により構成された上部ダクト１３０ａと、乾燥槽１２０の下部空気出口１３２ｂから熱交換器１２０の下部側（蒸発器１０２側）までの空気流路を形成するために仕切板等により構成された下部ダクト１３０ｂとを備えている。

尚、図１に例示される洗濯乾燥機１は、洗濯物の入った洗濯槽（乾燥槽１２０）に注水して洗濯した後に脱水し、その後、同洗濯槽（乾燥槽１２０）で洗濯物を乾燥させる装置である。この洗濯乾燥機１は、前述した、圧縮機１１０、熱交換器１００、減圧器１４０、乾燥槽１２０、及び空気ダクト１３０を、開閉可能な蓋３を有する筐体２内に収容している。同図の例示では、筐体２における蓋３の設けられた正面側（−Ｙ側）は、上側（＋Ｚ側）を向くように若干傾斜しており、乾燥槽１２０は、その開口部が蓋３と対向するように筐体２内で同様に傾斜配置されている。これにより、洗濯乾燥機１の利用者が乾燥槽１２０に対して洗濯物の出し入れをし易くなっている。乾燥槽１２０の内側には、洗濯及び乾燥の際の攪拌手段としてのドラム１２１が軸部１２２の周りに回転自在に軸支されている。このドラム１２０は、所定の駆動モータ（不図示）に駆動されて軸部１２２の周りに回転可能となっており、その周壁には多数の孔（不図示）が設けられて通水及び通気可能となっている。

図１に例示される上部ダクト１３０ａは、一端が乾燥槽１２０の上部空気入口１３２ａに接続され、他端が筐体２の背面側（＋Ｙ側）に下向き（−Ｚ向き）に開口している。この上部ダクト１３０ａの途中に送風ファン１３１が設けられている。また、同図に例示される下部ダクト１３０ｂは、一端が乾燥槽１２０の下部空気出口１３２ｂに接続され、他端が筐体２の背面側に上向き（＋Ｚ向き）に開口している。本実施の形態の熱交換器１００は、上部ダクト１３０ａの前記開口部と、下部ダクト１３０ｂの前記開口部との間に嵌め込まれて例えばネジ等の固定用部材により固定配置されている。また、熱交換器１００における後述する冷媒入口１０３ｄ（図２）は、筐体２内の底部に設置された圧縮機１１０の冷媒吐出管１１１と接続され、熱交換器１００における後述する冷媒出口１０３ｆ（図２）は、同圧縮機１１０の冷媒吸込管１１２と接続されている。

尚、本実施の形態の洗濯乾燥機１は、更に洗濯機としての機構を備えているが、図示の便宜上、図１では省略されている。また、同図に例示される冷媒回路１０は、熱交換器１００と、圧縮機１１０と、減圧器１４０と、各種管（冷媒吐出管１１１、冷媒吸込管１１２、配管１４１、及び配管１４２）とを備えて構成されるものとする。

次に、本実施の形態の熱交換器１００の構成について説明する。
図２に例示されるように、本実施の形態の熱交換器１００は放熱器１０１及び蒸発器１０２を一体として備えている。放熱器１０１は、マイクロチューブ１０１ｂが埋め込まれた複数のプレート１０１ａ（第１プレート）を有している。蒸発器１０２も、複数のプレート１０２ａ（第２プレート）を有しており、プレート１０２ａはプレート１０１ａと同様の構成を備えている。尚、同図の例示では、放熱器１０１が有する第１プレートは、水平方向（Ｘ軸方向）に並列する例えば３つのプレート１０１ａが上下方向（Ｚ軸方向）に例えば６段配置されて構成されている。また、蒸発器１０２が有する第２プレートは、水平方向に並列する例えば３つのプレート１０２ａが上下方向に例えば４段配置されて構成されている。

本実施の形態のプレート１０１ａは、例えば特開２００５−３２６０６８号公報に開示されるように、２枚の基材フィルム１０１ｄと、両基材フィルム１０１ｄの間に形成された接着層１０１ｃに複数のマイクロチューブ１０１ｂが埋め込まれたものである。具体的に図２の例示では、長方形状をなす各面の長い辺がＸ軸方向に一致し且つ短い辺がＺ軸方向に一致するプレート１０１ａにおいて、アルミニウム製の複数のマイクロチューブ１０１ｂは、その両開口端を±Ｘ側として上下方向に一列に埋め込まれている。尚、プレート１０２ａの構成もこれと同様である。

本実施の形態の放熱器１０１を構成する例えば１８枚のプレート１０１ａの±Ｘ側には、放熱器１０１の上側（＋Ｚ側）から下側（−Ｚ側）にかけて所定のマイクロチューブ１０１ｂどうしが互いに連通するように、アルミニウム製のヘッダ１０３、１０４が設けられている。図２の例示では、ヘッダ１０３は、側板１０３ａ、中子１０３ｂ（第１中子）、及び中子１０３ｃ（第１中子）から構成されている。本実施の形態では、側板１０３ａ、中子１０３ｂ、及び中子１０３ｃを組み合わせて、上下方向に所定の冷媒流路を形成するヘッダ１０３が構成されている。具体的には、Ｘ軸方向に開口する枠形状の中子１０３ｂにおいて、Ｙ軸方向に平行な仕切部１０３ｈの上下方向の位置を変更することにより、前述したマイクロチューブ１０１ｂどうしの連通のし方、即ちパス割りが設定可能となっている。また、中子１０３ｃは、各プレート１０１ａのＹＺ断面に対応する形状の孔部１０３ｉを有し、各プレート１０１ａのマイクロチューブ１０１ｂの開口端からの冷媒を、中子１０３ｂの開口に導くものである。一例として、放熱器１０１の上から第２段目乃至第５段目の１２枚のプレート１０１ａ中のマイクロチューブ１０１ｂの＋Ｘ側どうしが全て連通するように仕切部１０３ｈが設定されている。尚、ヘッダ１０４の構成もヘッダ１０３の構成と略同様である。

本実施の形態の蒸発器１０２を構成する例えば１２枚のプレート１０２ａの±Ｘ側に対しても、ヘッダ１０３、１０４は、前述した放熱器１０１に対する場合と同様に設けられている。本実施の形態では、放熱器１０１及び蒸発器１０２に対して共通のヘッダ１０３、１０４が用いられている。例えば、蒸発器１０２に対しては、当該蒸発器１０２用の仕切部１０３ｈを有する中子１０３ｂ（第２中子）と、中子１０３ｃ（第２中子）とが設けられている。尚、この場合のヘッダ１０４の構成もヘッダ１０３の構成と略同様である。

本実施の形態では、前述した、ヘッダ１０３、１０４と、複数のプレート１０１ａ、１０２ａとは、例えば炉中ロウ付けにより一体として製造される。

本実施の形態の減圧器１４０は、放熱器１０１に接続されている配管１４１と、蒸発器１０２に接続されている配管１４２との間に介在するように設けられている膨張弁である。配管１４１及び配管１４２は、ヘッダ１０３の側板１０３ａにおける冷媒出口１０３ｅ及び冷媒入口１０３ｇに対しそれぞれ接続されている。また、圧縮機１１０からの冷媒吐出管１１１及び冷媒吸込管１１２は、ヘッダ１０３の側板１０３ａにおける冷媒入口１０３ｄ及び冷媒出口１０３ｆに対しそれぞれ接続されている。

尚、図２の例示では、冷媒出口１０３ｅは、放熱器１０１の上から第６段目の３枚のプレート１０１ａ全てのマイクロチューブに連通しており、冷媒入口１０３ｇは、蒸発器１０２の下から第１段目及び第２段目の６枚のプレート１０２ａ全てのマイクロチューブに連通している。また、冷媒入口１０３ｄは、放熱器１０１の上から第１段目の３枚のプレート１０１ａ全てのマイクロチューブに連通しており、冷媒出口１０３ｆは、蒸発器１０２の下から第３段目及び第４段目の６枚のプレート１０２ａ全てのマイクロチューブに連通している。

また、図２の例示では、上下に積層され且つ±Ｘ側にヘッダ１０３、１０４が設けられたプレート１０１ａ、１０２ａは、例えばアルミニウム製の２つのカバー１０５により±Ｙ側から挟持されている。

以上の構成により、本実施の形態の熱交換器１００は、放熱器１０１、蒸発器１０２、及び減圧器１４０が一体として気密に形成されるとともに、その上下方向は通風可能に形成されている。

===洗濯乾燥機の動作例===
図３及び図４を参照しつつ、前述した構成を備えた洗濯乾燥機１の動作例について説明する。尚、図３は、本実施の形態の冷媒回路１０における冷媒の流れと、熱交換器１００に対する空気の流れとを示す図である。図４（ａ）は、冷媒が二酸化炭素以外（例えばフロン）の場合の冷媒回路のＴ−Ｓ線図であり、図４（ｂ）は、冷媒が二酸化炭素の場合の冷媒回路のＴ−Ｓ線図である。ここで、Ｔ−Ｓ線図は、冷媒のエントロピー（Ｓ）に対する同冷媒の温度（Ｔ）の変化を表わす図である。

尚、図３に概念図として例示される熱交換器１００の構成は、図２に斜視図として例示される構成に対応するものである。例えば、図３の放熱器１０１におけるＡ部は図２の１段分の３枚のプレート１０１ａに対応し、図３の放熱器１０１におけるＢ部は図２の２段分の６枚のプレート１０１ａに対応し、図３の放熱器１０１におけるＣ部は図２の２段分の６枚のプレート１０１ａに対応している。そして、例えば、ヘッダ１０４により、Ａ部の複数のマイクロチューブの−Ｘ側と、Ｂ部の複数のマイクロチューブの−Ｘ側とが連通し、ヘッダ１０３により、Ｂ部の複数のマイクロチューブの＋Ｘ側と、Ｃ部の複数のマイクロチューブの＋Ｘ側とが連通している。

先ず、放熱器１０１における放熱過程にある冷媒の流れについて説明する。
図３に矢印で例示されるように、圧縮機１１０により圧縮された冷媒は、冷媒吐出管１１１を通過してヘッダ１０３に入る。ヘッダ１０３を通過した冷媒は、Ａ部の複数のマイクロチューブを略同時に通過した後、ヘッダ１０４内を下方に流れてＢ部の複数のマイクロチューブの−Ｘ側に入る。次に、冷媒は、Ｂ部の複数のマイクロチューブを略同時に通過した後、ヘッダ１０３内を下方に流れてＣ部の複数のマイクロチューブの＋Ｘ側に入る。次に、冷媒は、Ｃ部の複数のマイクロチューブを略同時に通過した後、ヘッダ１０４内を下方に流れてＤ部の複数のマイクロチューブの−Ｘ側に入る。次に、冷媒は、Ｄ部の複数のマイクロチューブを略同時に通過した後にヘッダ１０３を通過して配管１４１に入る。

次に、蒸発器１０２における蒸発過程にある冷媒の流れについて説明する。
図３に矢印で例示されるように、配管１４１を通過した冷媒は、減圧器１４０で減圧された後、配管１４２を通過して再度ヘッダ１０３に入る。次に、冷媒は、Ｆ部の複数のマイクロチューブを略同時に通過した後、ヘッダ１０４内を上方に流れてＥ部の複数のマイクロチューブの−Ｘ側に入る。次に、冷媒は、Ｅ部の複数のマイクロチューブを略同時に通過した後にヘッダ１０３を通過し、冷媒吸込管１１２を通じて圧縮機１１０に吸い込まれる。

以下、前述した冷媒回路１０の動作時の空気の除湿及び加熱について説明する。
乾燥槽１２０内で洗濯物から奪った高温多湿の空気（例えば、温度はおよそ６０℃、湿度はおよそ７０％）は、蒸発器１０２の下側（−Ｚ側）から、Ｆ部及びＥ部をこの順に経ることにより、前述した蒸発過程で冷却された冷媒と熱交換する。この熱交換により露点温度まで冷却されると、空気中の水蒸気は、例えばプレート１０２ａの各面（ＸＺ面）上で凝縮して水滴となり、熱交換器１００の下部に配置された容器等の所定の水滴受け手段（不図示）に落下する。これにより、空気は除湿される。

次に、除湿された空気（例えば、温度はおよそ３０℃、湿度はおよそ１０％）は、Ｄ部、Ｃ部、Ｂ部、及びＡ部をこの順に経ることにより、前述した放熱過程で加熱された冷媒と熱交換する。ここで、前述したように、圧縮機１１０で圧縮された空気は、Ａ部の入口では高温（例えばおよそ９０℃）であるが、Ｂ部、Ｃ部と下方に流れるにつれ温度が低下し、Ｄ部の出口では低温となっている（例えばおよそ４０℃）。つまり、冷媒には、放熱器１０１の上方から下方にかけて、例えば９０℃から４０℃までといった温度勾配が生じている。このため、除湿された例えば３０℃の空気には、冷媒の対向流として、放熱器１０１の下方から上方にかけて、前記冷媒の温度勾配の逆をたどるような温度上昇が望める。特に、本実施の形態の冷媒は二酸化炭素であるため、以下の理由により、放熱過程における冷媒と空気との熱交換率は、より一層高いものとなる。

図４（ａ）に例示される二酸化炭素以外（例えばフロン）の冷媒回路において、放熱過程を示す実線２−２’−３と、空気の場合を示す点線とには、Ｔ−Ｓ線図上で隔たりがある。つまり、冷媒の温度が実線２−２’−３の矢印方向に低下しても、空気の温度は点線で示される正の勾配程度しか上昇せず、熱交換における損失（同図斜線部）が大きいと言える。

一方、図４（ｂ）に例示される二酸化炭素の冷媒回路において、超臨界圧力状態の二酸化炭素の放熱過程を示す実線２−２’−３は、前記に比べて、空気の場合を示す点線に対する隔たりが少なくなり略平行となっている。つまり、冷媒の温度が実線２−２’−３の矢印方向に低下すると、空気の温度は点線で示される正の勾配だけ上昇する。これは、前記に比べて、熱交換における損失（同図斜線部）がより小さくなっていることと等価である。

以上の構成を備え以上の動作を実行可能な洗濯乾燥機１は、その乾燥性能を維持しつつ、より小型化を図ることができる。以下、具体的に説明する。

本実施の形態の洗濯乾燥機１において、熱交換器１００内の冷媒流路を形成するのはプレート１０１ａ、１０２ａに埋め込まれたマイクロチューブである。このマイクロチューブの管径は例えばおよそ１ｍｍ前後と設定することができ、これは、例えば前述したプレートフィン及び銅製の管により構成される熱交換器における当該管の径（例えばおよそ７ｍｍ前後）よりもはるかに小さい。プレート１０１ａ、１０２ａは、マイクロチューブの管径に応じてより薄い形状にできるため、これにともない、熱交換器１００も薄型化できる。

また、放熱器１０１及び蒸発器１０２は、空気ダクト１３０の通路に上下方向（Ｚ軸方向）に配置されるとともに、空気の上方の流れと冷媒の流れとが対向するように上側が放熱器１０１で下側が蒸発器１０２であるように配置されている。ここで、前記冷媒の流れとは、例えば図３における放熱器１０１中でＡ部からＤ部に至る下向き（−Ｚ向き）の流れを意味する。同図において、冷媒は、実際にマイクロチューブを黒い矢印の向きに流れるが、これは結果的に、冷媒が放熱器１０１の上側（＋Ｚ側）から下側（−Ｚ側）へ流れたこととなる。以上により、上側の放熱器１０１へ高温で入り下側の蒸発器１０２から低温で出る冷媒と、放熱器１０２において空気ダクト１３０の通路方向下側から上側にかけて加熱されるべき空気とが効率良く熱交換できる。

更に、プレート１０１ａ、１０２ａのＸＺ面（厚み以外の面）は上下方向に沿うようになっているため、前述した熱交換器１００の薄型化が特に洗濯乾燥機１の正面から背面への方向（Ｙ軸方向）について可能となっている。つまり、本実施の形態では、マイクロチューブの管径やプレート１０１ａ、１０２ａの形状等は、洗濯乾燥機１の背面側において特にＹ軸方向が限られている空きスペースに熱交換器１００を配置することが可能となるように設定されている。

また更に、プレート１０１ａ、１０２ａのＸＺ面（厚み以外の面）は上下方向に沿うようになっているため、プレート１０１ａ、１０２ａがより薄い形状となって空気抵抗が小さくなる分、プレート１０１ａ、１０２ａを上下方向に長く設計することが可能となっている。これにより冷媒と空気との熱交換率が向上する。

以上から、本実施の形態の洗濯乾燥機１は、その乾燥性能を維持しつつ、より小型化を図ることができる。尚、熱交換器１００の具体的なサイズの一例としては、図２における熱交換器１００の一方の水平方向（Ｙ軸方向）の長さがおよそ５ｃｍ、他方の水平方向（Ｘ軸方向）の長さがおよそ３０ｃｍ、上下方向（Ｚ軸方向）の長さがおよそ５０ｃｍである。

尚、前述した熱交換器１００は、放熱器１０１のプレート１０１ａと蒸発器１０２のプレート１０２ａとが略隣接する構成であったが、これに限定されるものではなく、放熱器１０１及び蒸発器１０２は、上下方向に例えばプレート１枚分の空気層を隔てたものであってもよい。要するに、最下段プレート１０１ａ及び最上段プレート１０２ａの間の距離は、蒸発器１０２で除湿された低温の空気が放熱器１０１で効率良く高温となるように設定されていればよい。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機１において、熱交換器１００は、蒸発器１０１及び放熱器１０２の一体形成によって、より小型化される上に製造コストを低減できる。これは、洗濯乾燥機１の小型化及び製造コストの低減にもつながる。特に炉中ロウ付けによる一体形成で熱交換器１００に剛性が生じるため、圧縮機１１０の動作にともなう振動に対し共振する部分が少なくなって、洗濯乾燥機１が静音化する。但し、このような一体形成に限定されるものではなく、蒸発器１０１及び放熱器１０２は別体であってもよい。このようにすれば、例えば、洗濯乾燥器１の背面側の空きスペースが上下方向に若干屈曲した形状をなしていても、蒸発器１０１及び放熱器１０２をこの形状に合うように相互に若干ずらして空きスペースに配置することも可能となる。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機１において、例えばヘッダ１０３における中子１０３ｂのみを変更することにより、複数のプレート１０１ａ、１０２ａ中のマイクロチューブを用いて所望の冷媒流路を形成できる。また、例えば所定の仕様の熱交換器１００を製造する場合、ヘッダ１０３における側板１０３ａ及び中子１０３ｃはそのままで、中子１０３ｂのみを当該仕様に見合うように変更すればよい。以上により、熱交換器１００の構成がより単純なものとなり、これは洗濯乾燥機１の製造コストの低減にもつながる。
但し、このような構成に限定されるものではなく、例えば熱交換器１００の冷媒流路が固定されて変更の余地がないものであれば、前述した所定のパス割りのみに対応する一体型のヘッダとした方が、部品数のより一層の削減をもたらす。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機１において、ヘッダ１０３、１０４がアルミニウム製である熱交換器１００は、例えば銅製のプレートフィンや管等を用いる場合に比べて、アルミニウムの比重が銅の比重よりも小さい分、より軽量化される。これは洗濯乾燥機１の軽量化にもつながる。また、アルミニウムの良好な熱伝導性により、熱交換器１００の熱交換率が向上する。但し、ヘッダ１０３、１０４がアルミニウム製であることに限定されるものではなく、例えば入手や加工等がアルミニウムよりも容易な材料で形成されてもよい。これは製造コストの低減をもたらす。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機１において、マイクロチューブがアルミニウム製の熱交換器１００は、銅製の管を用いる場合に比べて、アルミニウムの比重が銅の比重よりも小さい分、より軽量化される。これは洗濯乾燥機１の軽量化にもつながる。また、アルミニウムの良好な熱伝導性により、熱交換器１００の熱交換率が向上する。但し、マイクロチューブがアルミニウム製であることに限定されるものではなく、例えば熱伝導性がアルミニウムよりも良好な材料で形成されてもよい。これは熱交換率の更なる向上をもたらす。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機１において、熱交換器１００が薄型化されているため、乾燥槽１２０の背面側において特にＹ軸方向が限られている空きスペースに配置されることが可能となっている。これは、洗濯乾燥機１の小型化につながる。また、本実施の形態では、雑音発生源ともなり得る空気ダクト１３０が洗濯乾燥機１の背面側に配置されているため、同機１の静音化に寄与する。更に、本実施の形態では、空気ダクト１３０の背面側への配置にともない、圧縮機１１０も同様に洗濯乾燥機１の背面側にまとめて配置されているため、更なる静音化が望める。但し、これに限定されるものではなく、空気ダクト１３０は例えば乾燥槽１２０の側面側（図１における±Ｘ側）に配置され、これにともない熱交換器１００が側面側に配置されてもよい。このように、空きスペースの場所に応じて熱交換器１００を様々に配置可能であれば、洗濯乾燥機１の小型化をできるだけ維持しつつ熱交換器１００以外の機構の配置との調和を図ることができる。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機１において、送風ファン１３１が放熱器１０１から上部空気入口１３２ａにかけて空気を流すことにより、下部空気出口１３２ｂから、蒸発器１０１、放熱器１０２を経て、上部空気入口１３２ａへと向かう空気の流れを効果的に形成できる。これにより、冷媒と空気との熱交換率を向上させることができる。また、もし空気ダクト１３０中の例えば複雑に曲がった部分に熱交換器１００を配置する場合であっても、送風ファン１３１により当該部分に空気流路を確実に形成できる。これにより、熱交換器１００の配置位置の自由度が高まる。但し、これに限定されるものではなく、洗濯乾燥機１は送風ファン１３１を備えていなくてもよい。これは、洗濯乾燥機１のより一層の小型化及び製造コストの低減をもたらす。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機１において、超臨界圧力状態の二酸化炭素は、例えばフロン等の場合に比べて、放熱過程における空気との熱交換率がより高い（図４（ａ）、図４（ｂ））。この熱交換率は、前述したように、二酸化炭素が上側の放熱器１０１へ高温で入り下側の蒸発器１０２から低温で出るのに対し、空気が放熱器１０１において空気ダクト１３０の通路方向下側から上側にかけて加熱される場合に特に向上する。また、二酸化炭素は、例えばフロン等の場合に比べて、その低粘性故に、より小さい径のマイクロチューブに適用でき、これにより熱交換器１００のより一層の小型化が可能となる。更に、二酸化炭素は自然冷媒であるため、これを使用する洗濯乾燥機１の市場が大きくなり得るという利点がある。但し、これに限定されるものではなく、冷媒は二酸化炭素以外の気体であってもよい。例えば超臨界圧力状態を達成する必要のない冷媒を用いれば、圧縮機１１０等がより安価なものとなり、これは洗濯乾燥機１の製造コストの低減をもたらす。

尚、前述した洗濯乾燥機１に限らず、本実施の形態の熱交換器１００を備えた洗濯乾燥機であれば、その乾燥性能を維持しつつ、より小型化を図ることができる。

===その他の実施の形態===
前述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

前述した図１の例示では、熱交換器１００は完全に上下方向（Ｚ軸方向）に配置されていたが、これに限定されるものではない。図５に例示されるように、空気ダクト１３０’が図１に例示される空気ダクト１３０より下方に配置され、これにともなって熱交換器１００も上下方向に対し傾いて配置されるものであってもよい。尚、図５は、本実施の形態の洗濯乾燥機１’の構成例を示す断面図である。図５では、図１に示される構成要素と略同様の構成要素には同一の番号を付してある。また、図５に例示される構成に限定されるものではなく、要するに、熱交換器１は、空気が上方に流れる空気ダクト１３０’の通路において、蒸発器１０２が下部空気出口１３２ｂ’側となり、放熱器１０１が上部空気入口１３２ａ’側となるように配置されていればよい。

また、前述したマイクロチューブ１０１ｂ及びプレート１０１ａ、１０２ａは、前述した特開２００５−３２６０６８号公報に開示されているものに限定されるものではない。要するに、マイクロチューブ１０１ｂは、放熱器及び蒸発器に使用可能な冷媒が流れるマイクロチューブであり、プレート１０１ａ、１０２ａは、このマイクロチューブが埋め込まれてそれぞれ放熱器及び蒸発器を構成するものであればよい。

また、前述した減圧器１４０は、熱交換器１００に対し一体形成されているが、これに限定されるものではなく、別々に形成されていてもよい。

本実施の形態の洗濯乾燥機の構成例を示す断面図である。 本実施の形態の熱交換器の構成例を示す斜視図である。 本実施の形態の冷媒回路における冷媒の流れと、熱交換器に対する空気の流れとを示す図である。 （ａ）は、冷媒が二酸化炭素以外（例えばフロン）の場合の冷媒回路のＴ−Ｓ線図であり、（ｂ）は、冷媒が二酸化炭素の場合の冷媒回路のＴ−Ｓ線図である。 本実施の形態の洗濯乾燥機の構成例を示すもう一つの断面図である。

符号の説明

１ 洗濯乾燥機 ２ 筐体
３ 蓋 １０ 冷媒回路
１００ 熱交換器 １０１ 放熱器
１０１ａ、１０２ａ プレート １０１ｂ マイクロチューブ
１０１ｃ 接着層 １０１ｄ 基材フィルム
１０２ 蒸発器 １０３、１０４ ヘッダ
１０３ａ 側板 １０３ｂ、１０３ｃ 中子
１０３ｄ、１０３ｇ 冷媒入口 １０３ｅ、１０３ｆ 冷媒出口
１０３ｈ 仕切部 １０３ｉ 孔部
１０５ カバー １１０ 圧縮機
１１１ 吐出管 １１２ 吸込管
１２０ 乾燥槽 １２１ ドラム
１２２ 軸部 １３０ 空気ダクト
１３０ａ 上部ダクト １３０ｂ 下部ダクト
１３１ 送風ファン １３２ａ 上部空気入口
１３２ｂ 下部空気出口 １４０ 減圧器
１４１、１４２ 配管

Claims (7)

1. ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機で圧縮されたガス冷媒が流れるマイクロチューブが埋め込まれた第１プレートを有し、前記圧縮機で圧縮されたガス冷媒を放熱する放熱器と、
   前記放熱器で放熱されたガス冷媒を減圧する減圧器と、
   前記減圧器で減圧されたガス冷媒が流れるマイクロチューブが埋め込まれた第２プレートを有し、前記減圧器で減圧されたガス冷媒を蒸発させるとともに前記圧縮機に供給する蒸発器と、
   下部空気出口及び上部空気入口を有する、被乾燥物を収容する乾燥槽と、
   前記下部空気出口から前記上部空気入口へ空気が上方へ流れる空気ダクトと、
   前記第１プレート及び前記第２プレートを一体支持するヘッダと、を備え、
   前記蒸発器及び前記放熱器は、前記蒸発器が前記下部空気出口側となり前記放熱器が前記上部空気入口側となるように、一体形成されて前記空気ダクトの通路に配置されることを特徴とする洗濯乾燥機。
2. 前記第１プレート及び前記第２プレートは夫々複数のプレートからなり、
   前記ヘッダは、前記第１プレートにガス冷媒を分配する第１中子と、前記第２プレートにガス冷媒を分配する第２中子と、を有することを特徴とする請求項１に記載の洗濯乾燥機。
3. 前記ヘッダは、アルミニウムを材料として形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗濯乾燥機。
4. 前記マイクロチューブは、アルミニウムを材料として形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の洗濯乾燥機。
5. 前記空気ダクトは、前記乾燥槽の背面側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の洗濯乾燥機。
6. 前記放熱器と前記上部空気入口との間の前記空気ダクトの通路に送風ファンを備えたことを特徴とする請求項５に記載の洗濯乾燥機。
7. 前記ガス冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項１に記載の洗濯乾燥機。

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