JP4921026B2 - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ装置を搭載したドラム式の洗濯乾燥機に関するものである。

ヒートポンプ装置を搭載した洗濯乾燥機は、特開昭６４−３２８９３号公報（特許文献１）に記載されている。洗濯乾燥機のヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機，圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器，圧縮された冷媒の圧力を減圧する調整弁，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を有する。

この洗濯乾燥機は、ヒートポンプ装置を乾燥工程で運転して乾燥用空気の加熱と除湿とをしながら乾燥を行う。

特開昭６４−３２８９３号公報

この洗濯乾燥機は、乾燥工程では乾燥用空気の除湿と加熱とをしながら乾燥を行うので乾燥が速くなる。また、洗濯運転で、温水を使うと洗浄が良くなることは知られている。

通常、洗濯水の加熱は電気ヒータで行う。あるいは温水器で加熱した温水を洗濯機に給湯するようにしている。

本発明は、電気ヒータや温水器を用いることなく、温水で洗濯ができる洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

本発明は、外枠筐体内に設けられた円筒形状の外槽と、前記外槽内に回転自在に設けられ、洗濯物を収納する円筒形状の洗濯乾燥槽と、この洗濯乾燥槽より流出する乾燥用空気を洗濯乾燥槽に回流する乾燥用空気循環路と、この乾燥用空気循環路に介在するように設けられ、前記乾燥用空気中の水分の奪取と加熱を併せて行なうヒートポンプ装置とを有する洗濯乾燥機において、洗濯運転前または洗濯運転中に前記ヒートポンプ装置により、外槽に溜る洗濯水を加熱することを特徴とする。

本発明によれば、ヒートポンプ装置で洗濯水を温めることができるので、電気ヒータや温水器を必要としない洗濯乾燥機を提供できる。

本発明の実施例について、図面を引用して説明する。

図１に示すように、ドラム式の洗濯乾燥機は、外枠筐体１の内側に有底円筒形状の外槽２が置かれる。外槽２は、中央より後寄りが複数個のサスペンション３により下方から支持される。また外槽２はその上部から引きバネ４により吊り下げ支持される。

サスペンション３は、外槽２を含む全重量を支持するものであり、強固な弾性支持構成を有し、外枠筐体１の外枠ベース２０に固定されている。特に脱水運転時に生じる外槽２の強い上下振動を吸収し、脱水起動時に発生する外槽２の異常振動を防止するための減衰機構などが設けられている。

サスペンション３の取付け位置は外槽２のほぼ重心位置に設けられる。外槽２は、後端側が下になるように傾斜するように設けられているので、サスペンション３を後側に位置させるサスペンション３の高さが低くなる。サスペンション３のストロークが少なくなる。

このため、サスペンションの減衰機能を維持する上で、サスペンション３の取付け位置は外槽２のほぼ中心側に位置した方が、後方に位置するよりも望ましい。

また、外槽２の上部から吊り下げ支持する引きバネ４は、外槽２の倒れ防止を兼ねた支持や脱水時の上下・左右振動を低減するために設けられている。

外枠筐体１の上側内部には、給水電磁弁６、洗剤投入ケース８が設けられる。洗剤投入ケース８は、注水ホース７により給水電磁弁６と連通接続される。給水電磁弁６には、給水ホース５が接続される。給水ホース５の先端は水道の蛇口（図示せず）に接続される。

洗濯やすすぎ時には、給水電磁弁６が開放操作され、注水ホース７から洗剤投入ケース８に洗濯やすすぎに必要な水が供給される。

洗剤投入ケース８には、洗濯に必要な洗剤が投入される。また、すすぎ時に、洗濯物の仕上がりを良くするための柔軟仕上げ剤が洗剤投入ケース８に設けられた仕上げ剤を溜めるケース部に投入され、必要な時に外槽２に自動的に投入される。

すなわち、洗濯時に、注水ホース７から供給された水により、洗剤投入ケース８内で洗剤が溶かされ、フレキシブルホース１０を流れて外槽２の上部から内部に投入される。

洗濯乾燥槽１１は、外槽２に回動自在に内置される。前側に投入口が設けられた有底円筒形を有する洗濯乾燥槽１１は、前端を外枠筐体１の前側に向け、後端を外枠筐体１の後側に向けるように配置される。

洗濯乾燥槽１１が内置される外槽２も外枠筐体１の前側に向け、後端を外枠筐体１の後側に向けるように配置される。

外槽２と洗濯乾燥槽１１は、円筒形の軸心線が同心になるように置かれ、かつ洗濯乾燥槽１１の投入口１１ａと外槽２の投入口１１ｂが外枠筐体１の前側に設けられている投入口１１ｃに臨むように配置される。

外槽２と洗濯乾燥槽１１は、投入口が設けられている前端側の方を上に、後端側の方を下になるように傾斜させて配置される。この傾き角度（水平線に対する軸心線の角度）θは、１５度である。洗濯物の取り出しなどから１５度程度の傾き角度が望ましいが、（５〜３０）度程度の範囲内で傾き角度θを選択できる。

外枠筐体１は、投入口１１ｃを開閉される外蓋１２が備えられる。洗濯乾燥槽１１に洗濯物の出し入れする際に外蓋１２の開閉が行なわれる。

ベローズ２１は、外枠筐体１の投入口１１ｃの口縁部と、外槽２の投入口１１ｂの内縁部に水密的に取付けられる。このゴム（弾性体）で出来ているベローズ２１により、外枠筐体１と外槽２の間の水密は保たれる。外蓋１２は、内側がベローズ２１に密着するので、外枠筐体１の投入口１１ｃから外部への漏水は生じない。

洗濯乾燥槽１１は、バランサー１３を有する。バランサー１３の内周側が前述した投入口１１ａになっている。このバランサー１３により、脱水時の振動は低減される。また、洗濯乾燥槽１１は、円筒部に複数の脱水穴１４を有する。脱水時に、洗濯物に含まれている水分が脱水穴１４により遠心力で外槽２内に脱水される。

洗濯乾燥槽１１の円筒部には、内周に複数（３本）のリフター１６が設けられる。このリフター１６は、軸心線（回転軸心線）の方向に沿って延在する。リフター１６の高さは、通常は長手方向に亘ってほぼ同じ高さである。

奥側に位置する洗濯物の動きを良くするため、リフター１６は洗濯乾燥槽１１の回転軸心に対してほぼ水平（下側に位置した際での水平）とすることも可能である。複数のリフター１６は、例えば３本の場合、１２０度の等間隔で配置される。

ＤＣブラシレスモータ１９は、外槽２の後部外面に取り付け固定される。このＤＣブラシレスモータ１９は、洗濯乾燥槽１１を回転駆動する駆動源である。

洗濯乾燥槽１１は、円筒部の底側である後端にフランジ１７を有する。フランジ１７に設けた主軸１８は、ＤＣブラシレスモータ１９のロータ側に結合される。こうして、洗濯乾燥槽１１は、駆動源のＤＣブラシレスモータ１９を介して外槽２に回転自在に支持される。

排水路の排水ホース２３は、外槽２の後下部に連通するように設けられる。この排水路には、排水弁２２が設けられる。排水電磁弁２２を開放操作することにより、外槽２に溜まっている洗濯水やすすぎ水は、排水ホース２３を通じて機外に排水される。

排水路の排水ホース２３は、外枠ベース２０を貫通して下流側の先端は家屋の排水穴に挿入される。

次にヒートポンプ装置の概要および乾燥用空気循環経路について図２を加えて説明する。

ヒートポンプ装置４０は、圧縮機４１、吸熱器４２、放熱器４３、減圧用の調整弁４４等を有する。

このヒートポンプ装置４０は、外枠筐体１内で外槽２の前端下方に配置される。

外枠筐体１内は、外槽２の前端下方の空間が大きい。これは、外槽２と洗濯乾燥槽１１を投入口の設けられている前端側の方が上になるように傾斜させて配置されているので、水平に配置する場合に比べ、外槽２の前端下方の空間が大きくなる。この大きくなった外槽２の前端下方の空間を利用してヒートポンプ装置４０を置くようにした。これにより、従来のような外枠筐体の奥行を大きくする必要がなくなり、コンパクトな洗濯乾燥機を提供することができる。コンパクトなサイズの洗濯乾燥機であるので、据付面積が少なくなる。

圧縮機用の駆動モータとして、ネオジマグネットで作られた希土類の磁石を使用したＤＣブラシレスモータを採用したリニヤー方式を用いても良い。

これにより、ヒートポンプ装置の全体サイズをコンパクト化できる。またリニヤー方式により、騒音、振動が小さく、効率の良い圧縮機を提供できた。

ヒートポンプ装置４０の乾燥空気用流入口５４は、外槽１の後部側に設けられた送風ファンユニット８０に吸引循環パイプ８１（乾燥用空気循環路）を介して連通される。吸引循環パイプ８１には、流入口管５４側に蛇腹ホース８２が設けられる。この蛇腹ホース８２により、外槽２側からの振動が吸収され、ヒートポンプ装置４０に伝わらない。

送風ファンユニット８０は、内部に送風ファン８３を有する。この送風ファン８３により、外槽２内の乾燥用空気は吸引循環パイプ８１（乾燥用空気循環路）を通じてヒートポンプ装置４０に送風される。

ヒートポンプ装置４０の乾燥空気用流出口５５は、外槽２の前端部側に吐出循環パイプ８４（乾燥用空気循環路）を介して連通される。吐出循環パイプ８４には、乾燥空気用流出口５５側に蛇腹ホース８５が設けられる。この蛇腹ホース８５により、外槽２側からの振動が吸収され、ヒートポンプ装置４０に伝わらない。

ヒートポンプ装置４０により熱交換が行われた乾燥用空気は、吐出循環パイプ８４を流れて外槽２に還流する。

すなわち、洗濯乾燥槽１１内を流れる乾燥用空気は、洗濯物９の水分を吸収して外槽２の後端側から吸引循環パイプ８１（乾燥用空気循環路）を流れてヒートポンプ装置４０に回流する。

ここで、水分を含んだ高温の乾燥用空気はヒートポンプ装置４０の吸熱器４２に接して冷やされ、水分が凝縮水となって奪取されるので乾いた空気に変わる。その後、放熱器４３に接して乾いた高温になった乾燥用空気は、吐出循環パイプ８４、外槽２を経て洗濯乾燥槽１１内に流入し、洗濯物９の水分を吸収する。このような乾燥用空気の循環が繰り替えされて洗濯物９の乾燥が行われるのである。

吸熱器４２は、冷媒が巡るように流れる吸熱管や乾燥用空気に熱を伝える多数の吸熱フィンを有する。多数の吸熱フィンは隙間をとって積み重なるように並んでいる。

放熱器４３は、冷媒が巡るように流れる放熱管や乾燥用空気に熱を伝える多数の放熱フィンを有する。多数の放熱フィンは隙間をとって積み重なるように並んでいる。

ヒートポンプ装置４０は、排水ホース２３に連通する凝縮水排水ホース２９に接続される。吸熱器４２に生じた凝縮水は凝縮水排水ホース２９、排水路の排水ホース２３を流れて外部に排水される。

本発明の主要部であるヒートポンプ装置による洗濯水の温水化ついて、図２を引用して述べる。

ヒートポンプ装置４０は、本体ケース９０に内置される圧縮機４１と、放熱器４３と、吸熱器４２とを有する。

本体ケース９０には、送風ファン２００が備わる。この送風ファン２００は、吸熱器４２に冷却風を送る。また、本体ケース９０には、送風ファン２００の反対側位置に外気流通開放手段の開放弁２０１が備わる。送風ファン２００が送る冷却風は、吸熱器４２の吸熱フィンに触れて吸熱器４２の熱を奪い、外気流通開放手段の開放弁２０１から本体ケース９０の外に流出する。

送風ファン２００を吸引タイプにすると、開放弁２０１から外気が流入し、送風ファン２００より排気される冷却風の流れになる。

放熱器４３には、加熱通水路２０２を介して外槽２に溜る洗濯水が導かれる。放熱器４３で温められた洗濯水３０は、加熱通水路２０２を流れて外槽２に回流する。放熱器４により温められた洗濯水３０は、自然対流により外槽２と加熱通水路２０２を循環しながら加熱されてゆく。

この洗濯水の加熱は、洗濯運転前または洗濯運転中に行なわれる。

ヒートポンプ装置４０の運転により、吸熱器４２で吸熱が、放熱器４３で放熱が行なわれる。放熱器４３による洗濯水の加熱向上を図るために送風ファン２００で吸熱器４２を強制的に冷却する。

送風ファン２００による冷却を停めると、洗濯水の加熱は低下する。送風ファン２００による冷却を強めると、洗濯水の加熱はより向上する。

このように洗濯水の加熱は、本来、乾燥運転に使用するヒートポンプ装置４０により行なえるので、洗濯水を温める電気ヒータや温水器を用いることなく、洗濯水の加熱ができる。

洗濯水の加熱フローについて、図３に沿って説明する。

図３の（ａ）は、洗濯運転前に洗濯水の温水化をするフローを示す。図３の（ｂ）は、洗濯運転と同時に洗濯水の温水化をするフローを示す。

まず、洗濯運転前に洗濯水の温水化（ａ）を述べる。

スタート３００により外槽２に給水３０１が行なわれる。規定水位３０２まで給水３０１が行なわれる。規定水位３０２に達すると、給水３０１が止められる。それと同時にヒートポンプ装置４０の運転が行なわれる。

ヒートポンプ装置４０の圧縮機運転３０３が規定時間３０４の間に継続して行なわれる。この規定時間３０４の間に吸熱ファン運転（送風ファン２００）３０５が行なわれる。この圧縮機運転３０３が規定時間３０４の間に行なわれることにより、洗濯水は洗濯に適する温度まで温められる。

規定時間３０４が経過後、洗濯ドラム運転３０６が開始され、規定時間３０７の洗濯運転が行なわれる。規定時間３０７が経過して洗濯終了したら、次の工程３０８へ移行する。

洗濯運転と同時に洗濯水の温水化（ｂ）は、洗濯ドラム運転３０６と圧縮機運転３０３が同時に行なわれるところが、洗濯運転前に洗濯水の温水化（ａ）と違う。他のフローは洗濯運転前に洗濯水の温水化（ａ）と同じである。

急ぎで洗濯を済ませるときは、洗濯運転と同時に洗濯水の温水化（ｂ）のコースを選択するのが望ましい。

洗濯乾燥槽１１が横になって回転する、いわゆるドラム式の洗濯乾燥機は洗濯水が縦型の洗濯機に比べて、洗濯水の水量が少ないので、洗濯水の温まり早く、洗濯水の加熱に好適である。

次に図５を引用してドラム式の洗濯乾燥機の運転工程について説明する。

この運転工程は、洗濯物９に付着した汚れを落したり、またすすぎで洗剤分をすすいだり、また洗濯物９に含まれた水分を洗濯乾燥槽１１の回転により脱水穴１４から遠心力で脱水したり、それらの水分を排水することを自動的に行う一般的な自動洗濯コースを示すブロック図である。

先ず、給水電磁弁６の操作により給水５００が行われる。図１に示す給水量３０まで給水される。

洗い５０１では洗濯に必要な水が外槽２内に給水されると、ＤＣブラシレスモータ１９が回転して洗濯乾燥槽１１を駆動回転する。

この時、洗濯乾燥槽１１の回転速度は毎分４０〜５０回転くらいで、休止を間において右回転、左回転を数分間行い、洗濯物が洗濯乾燥槽１１内のリフター１６によりかき上げられながら、叩き洗いにより洗濯される。この洗濯運転中に放熱器４３に放熱により洗濯水が加熱され、洗浄が促進される。

洗い５０１が終了すると、洗濯物から流出た汚れを含む洗濯水を洗濯乾燥機の機外に排出する排水５０２へ移行する。

排水が終了した後、洗濯物に含まれている洗剤分を脱水する脱水５０３へ移行する。脱水５０３では、洗濯乾燥槽１１を高速回転して洗濯物を遠心力により洗濯乾燥槽１１の内壁に複数個設けられた脱水穴１４より洗濯物に含まれる水が脱水される。

脱水５０３が終了すると、洗濯物に含まれた洗剤分をすすぐ、すすぎ５０５へと移行する。

すすぎ５０５の運転に入る前に、洗い５０１と同じように清水を給水する給水５０４にて必要な清水を外槽２内に給水する。

一般的に、すすぎに必要な清水は洗い時と同じく、約３０Ｌ程度の給水が行われる。

規定量の清水が給水されると、すすぎ５０５に自動的に進行し、洗い５０１と同じように洗濯乾燥槽１１が低速で反転しながら回転し、洗濯物にふくまれた洗剤分を除去する。

すすぎ終了後の排水５０６−脱水５０７−すすぎ（２）５０８−排水５０９は前述した動作と同じように行われ、最後に洗濯物に含まれる水分を十分に脱水する最終脱水５１０へ移行する。

最終脱水５１０の脱水時間は一般的に５分以上で洗濯乾燥槽１１を高速にて回転させ洗濯物の水分を除去するものであり、この時の脱水率は６０〜６５％に至る。

なお、ドラム式の洗濯乾燥機にヒートポンプ装置を設けて、洗いから乾燥まで自動的に進行するドラム式の洗濯乾燥機の場合などは、最終脱水５１０が終了した後、自動的に乾燥工程５１１へ移行する。

乾燥工程５１１では、洗濯物の水分が脱水工程で十分に除去された後、ヒートポンプ装置４０により放熱器４３で熱交換された温風の乾燥用空気を洗濯物に吹き付けながら洗濯乾燥槽１１を毎分約５０回転くらいの速度で反転もしくは一方向に回転させて洗濯物の水分を除去し乾燥させるものである。

乾燥工程５１１では、洗濯物の乾燥が行なわれる。洗濯乾燥槽１１内で洗濯物の水分が乾燥用空気に吸収され、送風ファン８３に吸われて吸熱器４２へ送られた乾燥用空気より水分が凝縮水として奪取される。

奪取された結露水（凝縮水）は、排水電磁弁２２を開放して置くと、凝縮水排水ホース２９を通して排水される。

除湿された乾燥用空気は、吐出循環パイプ８４（乾燥用空気循環路）を流れて外槽２内に、さらに洗濯乾燥槽１１内へ送り込まれる。

乾燥用空気は洗濯乾燥槽１１および外槽２を加熱して洗濯物の乾燥を促進する。乾燥終了後は、自動的に終了５１２へ移行して洗濯乾燥コースを終了する。

次に図４の回路ブロック図を引用してドラム式の洗濯乾燥機の駆動について説明する。

電源６００はＡＣ１００Ｖ５０／６０Ｈｚに接続され、先ず電源スイッチ６０１を投入する。

通電された電源は、電源ラインノイズや空中電波ノイズをカットするフィルター回路６０２を介在して、ＤＣブラシレスモータ１９の駆動電源である整流回路６０３で交流電源から高圧の直流電源に変換し、ＤＣブラシレスモータ駆動回路であるＤＣインバータ駆動回路６０４に供給する。

ＤＣインバータ駆動回路６０４はＤＣブラシレスモータＵ相６０５、Ｖ相６０７、Ｗ相６０８の各相コイルにマイコン６０９の制御指令により、電気角１２０度もしくは１８０度で電源を供給するＩＧＰＴ素子回路の通電によって運転制御される。

ＤＣブラシレスモータ１９の回転制御は、複数個の磁石を有したロータ（図省略）の回転により、ＤＣブラシレスモータ１９の外周部に固定して設置されているＩＣホール素子６０６からの信号をマイコン６０９に取り込み回転数を制御して洗濯乾燥槽１１の回転速度を調整している。

また、洗い時に洗濯物に付着した汚れや洗剤分を除去するすすぎ時に必要な清水はマイコン６０９の指令により、駆動回路部６１０に接続された給水電磁弁６に通電されて給水される。また排水時においては、排水電磁弁２２の開放操作を行い、洗濯乾燥機の機外に汚れた水を排水する。

また、乾燥時には、ヒートポンプ装置の圧縮機４１や、減圧調整弁４４、送風ファン８３の運転制御が行われる。ヒートポンプ装置で生成された凝縮水は、凝縮水排水ホース２９、排水ホース２３、排水電磁弁を経由して洗濯乾燥機の機外に排水される。

本発明の実施例に係わるもので、洗濯乾燥機の縦断面図を示す。 本発明の実施例に係わるもので、乾燥運転工程での洗濯乾燥機の内部をわかり易く表した拡大図である。 本発明の実施例に係わるもので、洗濯水の加熱フローを示す図である。 本発明の実施例に係わるもので、回路ブロック図である。 本発明の実施例に係わるもので、洗濯乾燥機の運転工程を示す図である。

符号の説明

１…外枠筐体、２…円筒形状の外槽、１１…円筒形状の洗濯乾燥槽、８４…吐出循環パイプ（乾燥用空気循環路）、８１…吸引循環パイプ（乾燥用空気循環路）、４０…ヒートポンプ装置、９０…本体ケース、４１…圧縮機、４３…放熱器、４２…吸熱器、２０２…加熱通水路。

Claims (4)

1. 外枠筐体内に設けられた円筒形状の外槽と、前記外槽内に回転自在に設けられ、洗濯物を収納する円筒形状の洗濯乾燥槽と、この洗濯乾燥槽より流出する乾燥用空気を洗濯乾燥槽に回流する乾燥用空気循環路と、この乾燥用空気循環路に介在するように設けられ、前記乾燥用空気の水分奪取と加熱を行なうヒートポンプ装置とを有する洗濯乾燥機において、
   前記ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記乾燥用空気の水分奪取をする吸熱器と、前記乾燥用空気を加熱する放熱器を備え、
   前記放熱器は、前記外槽に溜る洗濯水をも加熱するものであり、
   前記外槽に溜る前記洗濯水を前記放熱器に導き、前記放熱器で温められた前記洗濯水を前記外槽に回流する加熱通水路を有し、前記乾燥用空気と前記洗濯水とが共通の前記放熱器で加熱されることを特徴とする洗濯乾燥機。
2. 請求項１記載の洗濯乾燥機において、
   洗濯水を加熱する洗濯水加熱運転に際し、前記吸熱器を強制冷却することを特徴とする洗濯乾燥機。
3. 請求項２記載の洗濯乾燥機において、
   前記吸熱器を強制冷却する送風ファンを備えたことを特徴とする洗濯乾燥機。
4. 請求項３記載の洗濯乾燥機において、
   前記送風ファンによる冷却風を流通させる外気流通開放手段を有することを特徴とする洗濯乾燥機。

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