JP5050787B2 - 除湿機 - Google Patents

Description

本発明は、室内に吊り下げた衣類を乾燥する機能を備えた除湿機に関わり、騒音の発生を極力避けて衣類乾燥運転を実行し、乾燥条件が悪い場合でも所定時間内に衣類を完全に乾燥させるようにしたものである。

従来、この種の衣類乾燥機能を備えた除湿機は、室内に吊り下げた衣類を乾燥させる場合に、除湿機に設けたタイマーの時限を使用者が設定することで、衣類乾燥運転を終了する方法が一般的であった。この方法は、室内の広さや衣類の量、及び室内の温度や湿度の条件により衣類の未乾燥（生乾き）や、過乾燥（乾き過ぎ）が発生する課題があった。

衣類の乾燥状態を直接検知して運転を停止する方法は、湿度センサを衣類に取り付けることで可能であるが、使用性が著しく低下するので実用上は困難である。

そこで、衣類の乾燥の度合いを間接的に検出して乾燥運転を終了させる方法として特許文献１に示す方法が提案されている。

特許文献１について図５を用いて説明する。

この特許の乾燥の度合いを検知する方式は、衣類近傍空気の絶対湿度と周辺空気の絶対湿度の差が大きくなると、衣類内水分の周辺空気への移行速度が大きくなる現象をふまえたものである。

従って、除湿機は、周辺空気の温度と相対湿度を検知するセンサを備え、このセンサの信号を、マイクロコンピュータ（以下単にマイコン）を搭載した制御部（いずれも図示していない）内で処理して乾燥完了を検知する方式である。

図５に示すように、衣類乾燥運転がスタートした直後のＳ（ステップ）１０１において、周辺空気の温度Ｔｒと湿度Ｈｒが計測される。次に、この情報に基づいて、Ｓ１０２で乾燥完了乾燥度Ｄｘが設定される。このＤｘ値は、周辺空気の温度と相対湿度とによって規定される値であって、実験的に求め、前記のマイコン内に、テーブルとして収納されている。

次にＳ１０３において、前記温度と湿度の測定間隔（１分）が設定され、以降は測定間隔毎に次の処理が実施される。

まず、Ｓ１０６では、周辺空気の全熱量Ｉｒと絶対湿度Ｘｒを求める。次にＳ１０７で、全熱量Ｉｒから衣類近傍空気の絶対湿度Ｘｃを推定する（この場合衣類近傍空気の相対湿度は１００％として推定する）。

次にＳ１０８で、求めた衣類近傍空気の絶対湿度Ｘｃと周辺空気の絶対湿度Ｘｒとの差に係数αを乗じた乾燥速度Ｔｔ（＝α（Ｘｃ−Ｘｒ））を演算する。

この乾燥速度Ｔｔは、Ｓ１０９で、一定時間間隔（１分）で加算され、加算累積値∫Ｔｔが衣類の乾燥度でありマイコン内に記憶される。この累積値∫ＴｔがＳ１０２で設定した乾燥完了乾燥度Ｄｘ値に達した時点で衣類の乾燥が終了したと判断する（Ｓ１１０）。

以上述べたことを要約すれば、計測した周辺空気の温度と相対湿度とから、周辺空気の全熱量と絶対湿度を求め、求めた全熱量から衣類近傍空気の絶対湿度を推測し、前記２者の絶対湿度の差を乾燥速度として算出し、この乾燥速度を一定期間ごとに加算累積し、この加算累積値が所定値に達した時に衣類の乾燥が終了したと判断するものである。

この方式では、室内の環境条件や広さおよび衣類の量などに関わらず精度よく衣類の乾燥を検知でき、無駄な電力消費を抑制できる。
特開２００３−４２５１２号公報

このような衣類の乾燥度を推測して乾燥運転を終了させる方式を除湿機に適用した場合には、以下に示す課題があり、この課題について図６を用いて説明する。

回転ドラム内の衣類を熱風で乾燥する箱形の乾燥機では、通常、衣類が１時間前後で乾燥するように設計されているが、室内空気の除湿を主機能とし、衣類乾燥を副の機能とする除湿機においては、衣類乾燥の終了時間が標準的な条件下において、数時間で衣類乾燥が終了するように設計される。

標準的な条件とは、例えば、室内の広さが木造家屋６畳で、室内空気の温度２０℃、湿度６０％、吊り下げる衣類の量が乾燥状態で２kgといった条件である。

このように、この種の除湿機では、長時間の運転を行うので、除湿機には、使用者の切り忘れによる無駄な電力消費を抑制するためと、除湿機の耐久性を助長するための、前述の標準的な条件下の衣類乾燥時間に余裕を持たせた時限のタイマーを備え、このタイマーにより、自動的に乾燥運転が終了するようにしている。また、このタイマーは、センサが故障した場合にも安全装置として機能する。

図６は、衣類乾燥運転時間と衣類の乾燥度の関係を示す模式図である。特性Ａは、前述の標準的な条件下で衣類が乾燥する進行を示しており、この場合、乾燥時間は６時間である。特性Ｂは、特性Ａより乾燥条件が悪い（例えば室内湿度が高い場合や、衣類の量が多い）場合の乾燥特性を示している。特性Ｃは、特性Ｂよりさらに乾燥条件が悪い場合（例えば室内が広い場合）の乾燥特性を示している。特性Ｃの場合、図で明らかなように前述のタイマー時限（この場合１０時間）で乾燥運転が終了するので、衣類の未乾燥（生乾き）が発生する。

この衣類の未乾燥が発生しないようにするためには、タイマーの時限を長くしておけばよいが、この場合は、別の実用上の問題が発生する。

すなわち、共働き家庭などで、夜間に洗濯して、深夜時間を利用して乾燥し、翌朝に乾燥した衣類を着用する使用者の場合、未乾燥の衣類を着用せざるを得ないことが発生する。

例えば、前夜９時に乾燥運転をスタートした場合、１０時間後の翌朝７時には衣類が未乾燥である。

この未乾燥を解決する方法としては、除湿機に操作スイッチを設けて、このスイッチを使用者が操作した場合は、除湿機の除湿能力を高めて乾燥時間を短縮するようにすればよいが、その必要性を使用者が判断することは困難である。

除湿能力を高めることは、騒音の増大を伴うので、不必要なのに就寝中に騒音を高めた運転を実施する場合や、操作スイッチの入れ忘れで前述の未乾燥が発生する。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、必要に応じて除湿機の除湿能力を自動的に高めて、所定時間内に衣類を適正に乾燥させ、また、就寝中の不必要な騒音を排除できる除湿機を提供することを目的としている。

本発明の除湿機は、上記目的を達成するために、衣類乾燥運転中に衣類の乾燥度を判定する手段を備えて、この手段の判断により、必要であれば除湿機の除湿能力を高めるようにしたものである。

本発明によれば、所定時間内に衣類を適正に乾燥させる除湿機を提供できる。また、就寝中の不必要な騒音を排除できる除湿機を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明の除湿機は、本体内に設けた空気を除湿する除湿手段および空気を送風する送風手段と、除湿手段および送風手段の運転制御を行う制御部と、周辺空気の湿度を検出する湿度センサと、周辺空気の温度を検出する温度センサとを有し、制御部は、衣類乾燥運転開始時に、周辺空気の温度と相対湿度とから、乾燥完了の所定値を設定し、一定期間毎に求めた周辺空気の温度と相対湿度に基づいて衣類の乾燥速度を算出し、乾燥速度を一定期間ごとに加算累積し、加算累積値が乾燥完了の所定値に達した時に衣類の乾燥が終了したと判断し、前記制御部は、乾燥運転開始時に乾燥完了の所定値に係数を乗じた第２の所定値を設定し、乾燥運転開始後の所定時間後に、第２の所定値と前記乾燥速度の加算累積値とを比較し、加算累積値が第２の所定値より下位の場合は、除湿能力を高めることを特徴としている。

このことにより、所定時間内に衣類を適正に乾燥させることができる。

本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の除湿機において、送風手段の送風力を高めることにより除湿能力を高めることを特徴としている。

このことにより、省エネルギーで乾燥時間を短縮できる。

本発明の請求項３記載の発明は、請求項１記載の除湿機において、除湿手段を加熱する再生ヒータを備え、前記再生ヒータを駆動もしくは付勢電力を高めることにより除湿能力を高めることを特徴としている。

このことにより、騒音の発生を増大させることなく乾燥時間を短縮できる。

本発明の請求項４記載の発明は、請求項３記載の除湿機において、人を感知する人感センサを備え、前記人感センサが人を感知したときは、送風手段の送風力を高めずに請求項３記載の再生ヒータの付勢電力を高めることにより除湿能力を高めることを特徴としている。

このことにより、除湿機の近傍に人が居る場合に、騒音の発生を増大させることなく乾燥時間を短縮できる。

本発明の請求項５記載の発明は、請求項４記載の除湿機において、制御部は、人感センサが人を感知し、かつ、除湿能力を高める動作を実施したときは、ブザー等で使用者に告知することを特徴とする請求項４記載の除湿機。

このことにより、使用者は衣類の乾燥がしにくい状態であることを知って、衣類の吊し方の工夫などをして乾燥時間が短くなるようにすることができ、省エルルギーの効果も得られる。

本発明の請求項６記載の発明は、請求項１記載の除湿機において、乾燥速度を加速する加速スイッチを備え、この加速スイッチが加速禁止を設定されているときは、除湿能力を高める動作を実施しないことを特徴としている。

このことにより、使用者が、未乾燥に不都合を感じない時（アイロンかけなどで未乾燥を解決する場合）に、除湿機を省エネルギーで運転できる。

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。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図１〜図４を参照しながら説明する。なお、分かり易くするために数字を記して説明するが、本発明は、この数字には拘束されない。まず、図１を用いて除湿機の構造を、図２を用いて電気的な構成を説明する。図１に示すように、除湿機は、本体１内に設けた除湿装置２、と送風機３と、再生ヒータ４と、制御部５に接続された温度センサ６、湿度センサ７、人感センサ８、操作表示部９とで構成される。

除湿装置２は、回動する除湿手段としての除湿ロータ２２と、再生ヒータ４により加熱された空気を除湿ロータ２２に送風する再生ファン２１と、熱交換器２３および水タンク２４とで構成されている。

送風機３の駆動により、室内から吸い込まれた空気は熱交換器２３を冷却させた後に、除湿手段としての除湿ロータ２２で吸湿され、除湿された空気が再び室内に放出されて室内の空気が除湿される。

除湿ロータ２２で吸湿された水分は、除湿ロータ２２の他方において、除湿ロータ２２を加熱し再生する再生ヒータ４で加熱された温風により、蒸発し、熱交換器２３で冷却され、水分として凝縮して水タンク２４に貯水される。

従って、後述する除湿機の除湿能力は、再生ファン２１の送風力（ファン回転数）を高めることと、再生ヒータ４の付勢電力を高めること、送風機３の送風力（ファン回転数）を高めることにより高めることができる。

なお、操作表示部９には、図示しないが、除湿機の除湿能力を高めるかどうかを使用者が選択できる乾燥速度を加速する加速スイッチと、制御部が除湿機の除湿能力を高めた時に使用者に報知するブザーを収納している（詳細後述）。

図２に示すように、制御部５は、マイクロコンピュータであるμ−ＣＰＵ５１を核とする構成である。

このμ−ＣＰＵ５１に、除湿装置２、送風機３、再生ヒータ４がそれぞれの制御手段１０、１１，１２を介して接続されるとともに、室内温度（衣類の周辺空気の温度）を検知する温度センサ６、室内の相対湿度（衣類の周辺空気の湿度）を検知する湿度センサ７、除湿機近傍の人を感知する赤外線式等の人感センサ８および、衣類乾燥運転のスタートを操作するためのスイッチや後述する加速スイッチや運転状態を表示する操作表示部９が接続されている。

ここで、除湿制御手段１０は、例えば、再生ファン２１を駆動するためのモータの巻き線タップ（図示しない）を切り替えるためのリレー（電磁継電器）であり、送風制御手段１１は、例えば、送風機３を駆動するためのモータの巻き線タップ（図示しない）を切り替えるためのリレーである。また、ヒータ制御手段１２は、例えば、再生ヒータ４のタップ（図示しない）を切り替えるためのリレーである。

また、μ−ＣＰＵ５１の内部は、空気線図５２と、乾燥完了乾燥度Ｄｘテーブル（運転初期の室内温度と相対湿度に関連した実験結果に基づく常数テーブル）５３と、乾燥条件算出手段５４と、乾燥速度算出手段５５と、乾燥度算出手段５６と、乾燥度判定手段５７および運転停止タイマー５８を内蔵している。

μ−ＣＰＵ５１は、以上の内蔵している要部が温度センサ６、湿度センサ７、人感センサ８、操作表示部の情報に基づいて機能し、除湿装置２、送風機３、再生ヒータ４を制御する。

次に図１と図２を参照しながら図３と図４を用いて乾燥運転の動作を説明する。

図３は、衣類乾燥運転時間と衣類の乾燥度の関係を示す図である。図３（ａ）は乾燥運転の途中で送風機３の送風力をアップした場合の状態を表しており、特性Ｄで示すように運転開始後４時間後に送風力がアップされ、乾燥の速度が加速されてタイマー時限の１０時間以内に乾燥が終了したことを示している（特性Ｃは、送風力がアップされないままの乾燥の進行を示す特性である）。

図３（ｂ）は乾燥運転の途中で送風機３の送風力をアップし、かつ、再生ヒータ４の付勢電力を高めた場合の状態を表しており、特性Ｅで示すように運転開始後４時間後に再生ヒータ４の付勢電力を高め、乾燥の速度が加速されてタイマー時限の１０時間以内に乾燥が終了したことを示している（特性Ｅは、再生ヒータ４の付勢電力を維持したままの乾燥の進行を示す特性である）。

図４で一連の動作を説明する。

図４は、使用者が操作表示部９の衣類乾燥運転のスタートスイッチ（図示しない）を押した時点から、衣類乾燥運転が自動的に終了するまでの動作を示すフローチャートである。

Ｓ１１において、温度センサ６と湿度センサ７が除湿機周辺空気の温度Ｔｒと湿度Ｈｒを検知する。次にＳ１２において、マイクロコンピュータ（以下マイコンと略記）であるμ−ＣＰＵ５１は、Ｄｘテーブル５３から検知したＴｒとＨｒに相当する乾燥完了乾燥度Ｄｘを抽出して設定する。また、このＤｘ値に係数（１．０未満の係数で例えば０．４程度）を乗じた、４時間後の基準乾燥度Ｄｎを設定する。基準乾燥度Ｄｎは、例えば、３０００（２０℃、７０％）であり、乾燥完了乾燥度Ｄｘは、例えば、７５００（２０℃、７０％）である。

次のＳ１３以降は、一定間隔（例えば１分）で除湿機周辺空気の温度Ｔｒと湿度Ｈｒを検知して、このデータに基づいてマイコンが、Ｓ１４以下の処理を実施する。

すなわち、Ｓ１４において、周辺空気の温度Ｔｒと湿度Ｈｒとから、周辺空気の全熱量Ｉｒと絶対湿度Ｘｒを求める。次にＳ１５において、周辺空気の全熱量Ｉｒと絶対湿度Ｘｒから乾燥条件算出手段５４が衣類近傍空気の絶対湿度Ｘｃを推定する（この場合衣類近傍空気の相対湿度は１００％として推定する）。

次にＳ１６において、乾燥速度算出手段５５が、衣類近傍空気の絶対湿度Ｘｃと周辺空気の絶対湿度Ｘｒとの差に係数αを乗じた乾燥速度Ｔｔ（＝α（Ｘｃ−Ｘｒ））を演算する。

この乾燥速度Ｔｔは、Ｓ１７で乾燥度算出手段５６において加算累積され、累積値∫Ｔｔとしてマイコンであるμ−ＣＰＵ５１内のメモリに記憶される。

Ｓ１８において、衣類乾燥運転のスタートから４時間が経過すると、Ｓ１９の乾燥度判定手段５７によって、Ｓ１７の累積値∫ＴｔとＳ１２で設定された基準乾燥度Ｄｎとが比較される。∫Ｔｔ＞Ｄｎに対し、ＮＯであれば後述すＳ２５にジャンプするが、ＹＥＳであれば、次のＳ２０において、操作表示部９の加速スイッチが設定されているかをチェックする。ここで、乾燥速度を加速する加速スイッチがＮＯ、すなわち、加速禁止、すなわち、乾燥速度を加速しないのであればＳ２５にジャンプするが、乾燥速度を加速する加速スイッチがＹＥＳ、すなわち、乾燥速度を加速するのであれば、次のＳ２１において、人感センサ８が人を検知しているかをチェックする。

ここで、Ｎ０であれば、次のＳ２２において除湿能力がアップされる。

この部分について図３を用いて説明する。

図３（ａ）では、４時間後の基準乾燥度Ｄｎと実際の乾燥度∫Ｔｔとの差ΔＤ１が所定値Ｋより小さいので送風機３の送風力を高めた状態を示し、約９時間で衣類の乾燥が終了する。所定値Ｋは、例えば、９００である。

図３（ｂ）では、４時間後の基準乾燥度Ｄｎと実際の乾燥度∫Ｔｔとの差ΔＤ２が所定値Ｋより大きいので送風機３の送風力を高めると共に、再生ヒータ４の付勢電力を高めた状態を示し、約９時間で衣類の乾燥が終了する。

このように、衣類乾燥運転の途中で、基準乾燥度と実際の乾燥度を比較して、その偏差値に応じて、送風機３や再生ヒータ４の付勢電力を組み合わせて除湿機の能力を高め、所定時間内（この場合、例えば１０時間）に衣類を適正に乾燥できる。なお、除湿機の能力を高める方法としては、前述したように、除湿装置２の再生ファン２１の送風力（ファン回転数）を高めることであってもよく、これらを組み合わせて実施してもかまわない。

再び図６に戻る。Ｓ２１において、人を検知した場合、Ｓ２３で、マイコンは再生ヒータ４の付勢電力を高め、送風機３の増速は行わない。続いてＳ２４において、操作表示部９内ブザーを所定時間鳴動して、使用者に除湿能力が高められたことを告知する。

このことにより、使用者が衣類の吊し方を乾燥しやすくすれば、以後の乾燥時間を短縮し、省エネルギーにも貢献できる。

以上のように除湿機の除湿能力が高められた以降は、Ｓ２５において、乾燥終了のチェックが行われる。このステップにおいて、ＮＯと判断された場合は、再びＳ１３に戻り、１分毎のＴｒとＨｒの検知を行い、これに基づいて前述の算出動作が行われ衣類の乾燥度∫Ｔｔが進行する。

Ｓ２５で衣類の乾燥度∫ＴｔがＳ１２で設定された乾燥完了乾燥度Ｄｘに達すると衣類乾燥運転が終了する。

以上説明したように本発明の除湿機は、衣類乾燥の運転初期において、周辺空気の温度と相対湿度とから、乾燥完了の所定値と、この所定値に基づく所定時間後の第２所定値を設定し、運転開始後の所定時間後において、一定間隔で検知した周辺空気の温度と相対湿度に基づいて算出した乾燥速度の累積値を第２の所定値と比較し、累積値が第２の所定値に達していない場合は、送風機の回転数を高める動作や再生ヒータの付勢電力を高めるなどして除湿機の除湿能力を高めるようにしたものである。

このことにより、部屋が広い、部屋の湿度が高い、衣類の量が多いなどの乾燥条件が悪い場合にも、所定時間内に衣類を適正に乾燥させることができる。

本発明の除湿機は、所定時間内に衣類を適正に乾燥させることができ、また、衣類の未乾燥や就寝中の不必要な騒音を排除できるので家庭用の除湿機に関わらず旅館など業務用の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１の除湿機の構造を示す図 同電気的な構成を示す図 同運転動作を説明するための図 同運転動作の詳細を示すフローチャート 従来例の乾燥終了検知の詳細を示すフローチャート 従来例の乾燥運転の課題を説明するための図

符号の説明

１ 本体
２ 除湿装置
３ 送風機
４ 再生ヒータ
５ 制御部
６ 温度センサ
７ 湿度センサ
８ 人感センサ
９ 操作表示部
２１ 再生ファン
２２ 除湿ロータ
２３ 熱交換器

Claims (6)

1. 本体内に設けた空気を除湿する除湿手段および空気を送風する送風手段と、前記除湿手段および前記送風手段の運転制御を行う制御部と、周辺空気の湿度を検出する湿度センサと、周辺空気の温度を検出する温度センサとを有し、前記制御部は、衣類乾燥運転開始時に、周辺空気の温度と相対湿度とから、乾燥完了の所定値を設定し、一定期間毎に求めた周辺空気の温度と相対湿度に基づいて衣類の乾燥速度を算出し、前記乾燥速度を一定期間ごとに加算累積し、前記加算累積値が前記の乾燥完了の所定値に達した時に衣類の乾燥が終了したと判断し、前記制御部は、乾燥運転開始時に前記乾燥完了の所定値に係数を乗じた第２の所定値を設定し、乾燥運転開始後の所定時間後に、前記第２の所定値と前記乾燥速度の加算累積値とを比較し、前記加算累積値が前記第２の所定値より下位の場合は、除湿能力を高めることを特徴とする除湿機。
2. 送風手段の送風力を高めることにより除湿能力を高めることを特徴とする請求項１記載の除湿機。
3. 制御部により制御される除湿手段を加熱する再生ヒータを備え、前記再生ヒータを駆動もしくは付勢電力を高めることにより除湿能力を高めることを特徴とする請求項１記載の除湿機。
4. 人を感知する人感センサを備え、前記人感センサが人を感知したときは、送風手段の送風力を高めずに再生ヒータの付勢電力を高めることにより除湿能力を高めることを特徴とする請求項３記載の除湿機。
5. 人感センサが人を感知し、かつ、除湿能力を高める動作を実施したときは、ブザー等で使用者に告知することを特徴とする請求項４記載の除湿機。
6. 乾燥速度を加速する加速スイッチを備え、前記加速スイッチが加速禁止を設定されているときは、除湿能力を高める動作を実施しないことを特徴とする請求項１記載の除湿機。

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