JP5093204B2 - ドラム式洗濯乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、ドラム式洗濯機に乾燥機能を付加して洗濯から乾燥に至る各工程を連続的に、あるいは任意に乾燥工程を選択して実施することができるようにしたドラム式洗濯乾燥機に関するものである。

従来の洗濯乾燥機は、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥までの各工程を連続して実施できるだけでなく、乾燥工程のみを単独で実行させることもできるので、濡れた衣類を乾燥させるためにも使用することができる。特にドラム式洗濯乾燥機は、水平方向あるいは水平方向から傾斜させた斜めドラム方式の回転ドラムの中で乾燥がなされるので、乾燥の専用機である衣類乾燥機と同様の乾燥作用と使い勝手が得られる。

ドラム式洗濯乾燥機における乾燥工程では、乾燥対象とする衣類を収容した回転ドラムを回転させて衣類を攪拌しながら回転ドラム内の空気を排気して除湿し、加熱して再び回転ドラム内に送風される空気の循環により衣類を乾燥させる。衣類の乾燥が進行するのに伴ってドラム内に送風される空気の温度とドラムから出て行く空気の温度の差が小さくなっていく。この温度差で衣類の乾き具合を検知して乾燥工程を終了している。

特開平３−１３３５００号公報

しかしながら、前記従来の構成では、衣類の容量の大小によっては回転ドラム内に送風される空気の温度と回転ドラムから流出する空気の温度との差の変化がつきにくく、衣類が乾燥していないにもかかわらず、温度センサーの検知結果により乾燥終了状態と判断してしまい衣類が生乾き状態であったり、衣類が乾いているにもかかわらず温度センサーで検出することができずに、乾燥時間が長くかかって過乾燥となり衣類が傷むといった課題を有していた。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、衣類の容量に応じた最適な乾燥時間を検知することができるドラム式洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のドラム式洗濯乾燥機は、周壁に多数の透孔を設けて円筒形に形成され水平方向または傾斜方向に回転軸を有する回転ドラムと、本体内に弾性的に支持され前記回転ドラムを内包する水槽と、前記回転ドラム内に風を送り込むための送風手段と、洗濯物の量を検知する布量検知手段と、前記回転ドラム内の洗濯物を乾燥するヒートポンプユニットと、前記水槽と前記ヒートポンプユニットを連結して乾燥用空気を循環させる送風循環経路と、前記回転ドラム内に送風される空気の温度を検知する第１の温度センサーと、前記回転ドラムから排出される空気の温度を検知する第２の温度センサーと、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の各工程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記布量検知手段により検知した洗濯物の量が所定量の場合、第１の所定時間経過してから前記第１の温度センサーと前記第２の温度センサーの差温を検出して乾燥終了を判定し、前記布量検知手段により検知した洗濯物の量が所定量よりも多い場合、乾燥開始から前記第１の温度センサーと前記第２の温度センサーの差温を検出して乾燥終了
を判定するようにしたものである。

これにより、衣類が生乾き状態で乾燥を終了したり、乾燥時間が長くかかって過乾燥となり衣類が傷むことを防止し、最適な時間で乾燥が終了できるものである。

本発明によれば、衣類が生乾き状態で乾燥を終了したり、乾燥時間が長くかかって過乾燥となり衣類が傷むことを防止し、衣類の容量に応じた最適な時間で乾燥が終了できる。

実施の形態１におけるドラム式洗濯乾燥機の構成を示す断面図 同ドラム式洗濯乾燥機の乾燥サイクルを示す模式図 同ドラム式洗濯乾燥機の扉を開放して衣類を回転ドラムに入れた状態の正面図 同ドラム式洗濯乾燥機の乾燥工程における乾燥終了までのフローチャート 同ドラム式洗濯乾燥機の第１、第２の温度センサーの検知温度と差温を示すグラフ

第１の発明は、周壁に多数の透孔を設けて円筒形に形成され水平方向または傾斜方向に回転軸を有する回転ドラムと、本体内に弾性的に支持され前記回転ドラムを内包する水槽と、前記回転ドラム内に風を送り込むための送風手段と、洗濯物の量を検知する布量検知手段と、前記回転ドラム内の洗濯物を乾燥するヒートポンプユニットと、前記水槽と前記ヒートポンプユニットを連結して乾燥用空気を循環させる送風循環経路と、前記回転ドラム内に送風される空気の温度を検知する第１の温度センサーと、前記回転ドラムから排出される空気の温度を検知する第２の温度センサーと、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の各工程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記布量検知手段により検知した洗濯物の量が所定量の場合、第１の所定時間経過してから前記第１の温度センサーと前記第２の温度センサーの差温を検出して乾燥終了を判定し、前記布量検知手段により検知した洗濯物の量が所定量よりも多い場合、乾燥開始から前記第１の温度センサーと前記第２の温度センサーの差温を検出して乾燥終了を判定するようにしたことにより、衣類が生乾き状態で乾燥を終了したり、乾燥時間が長くかかって過乾燥となり衣類が傷むことを防止し、衣類の容量に応じた最適な時間で乾燥が終了できる。

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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、ヒートポンプ乾燥方式のドラム式洗濯乾燥機１の構成を示すもので、図２は、同ドラム式洗濯機の乾燥サイクルを示すものである。構成である乾燥機能の構成を示している。以下、その構成について説明する。

図１において、回転ドラム２を内包する水槽３の背面にはドラム駆動モータ４が取り付けられ、水槽３に設けられた軸受５によって軸支された回転ドラム２の回転軸６を前記ドラム駆動モータ４により回転駆動するようにして水槽ユニット７が構成されている。

この水槽ユニット７は、回転ドラム２の回転軸心が正面側で上向きとなる傾斜角度にして洗濯機筐体８内でサスペンション構造により支持されている。水槽３及び回転ドラム２はそれぞれ正面側で開口し、洗濯機筐体８の正面に設けられた扉体９を開くことにより、回転ドラム２の洗濯物出入口１０から洗濯物を出し入れすることができる。扉体９を閉じ
ると、水槽３の開口部に設けられたベローズ１１が扉体９の内面に密接するので、水槽３内は水密及び気密空間になり、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の各工程を実行する際に水や空気が外部に漏れないように構成されている。

また、水槽の動き（加速度）を検出できる加速度センサーで構成された布量検知手段４２が水槽３の前方上部に取り付けられており、衣類の量を検知できる構成となっている。

上述のとおり洗濯機筺体８内に水槽ユニット７が傾斜配置されることによって、洗濯機筺体８の背面側下部に形成される空間に収まるようにヒートポンプユニット１２が配設されている。洗濯機筺体８は、防水パンなど面積が限られた既存の設置場所にドラム式洗濯乾燥機１を設置することできるようにしているが、その体積には制限があり、大きな水槽ユニット７や給水、排水などのための構成要素を収容すると余剰空間は少なくなる。しかしながら、ヒートポンプユニット１２をコンパクトに構成することによって洗濯機筺体８を大型化させることがないことを可能としている。

このヒートポンプユニット１２は、ユニットケース１３内に圧縮機３３（図２参照）、吸熱器１５、放熱器１６を収容し、ユニットケース１３内に設けられた吸熱器１５に連通する吸湿空気吸気口１６に吸気接続管１９を連結し、放熱器１８に連通する加熱空気排気口に排気接続管１７を連結して構成されている。ユニットケース１３の吸熱器１５に対応する底面には、吸熱器１５から滴下した結露水を受ける貯水部２０が形成され、貯水部２０に貯留された水は塵埃濾過フィルタ２１を通して貯留水排水口から図示しない排水ポンプにより排水される。

吸熱器１５及び放熱器１８は、図２に示すとおり、それぞれの一方面が所定間隔を隔てて対面し、それぞれの他方面にユニットケース１３の壁面との間で空気流路となる空間が形成され、吸熱器１５側の吸気空間から吸熱器１５及び放熱器１８を通って放熱器１８側の排気空間に抜ける空気流路が形成されるように、それぞれの両端部が一対の側壁板２２で保持された吸熱・放熱ユニットとしてユニットケース１３内に収容されている。

尚、吸熱器１５は上部が放熱器１８に近づくように傾斜配置され、上部を吸熱器１５の側に傾斜させた放熱器１８とで互いに傾斜状態にして対面させることにより、空気が流れる経路を有効に確保し、ヒートポンプユニット１２を水槽ユニット７の後方に形成された限られた空間に配設することを可能にしている。

上記構成によるヒートポンプユニット１２と水槽ユニット７との間は、図２に示す送風循環経路により接続される。水槽３には、その背面に吸気口２３が形成され、側周面には排気口２４が形成されており、吸気口２３とヒートポンプユニット１２の排気接続管１７との間を加熱空気送風ダクト２５で接続し、排気口２４とヒートポンプユニット１２の吸気接続管１９との間を送風ファン２６が配設された吸湿空気送風ダクト２７で接続することにより、衣類乾燥のための送風循環経路が形成される。

回転ドラム２には、その側周面に水槽３内との間で水及び空気の流通が自由になされるように多数の透孔２８が形成され、回転ドラム２の底面には吸気口２３に連通する多数の空気導入孔２９が設けられているので、ヒートポンプユニット１２から加熱空気送風ダクト２５を経て送給されてきた乾燥した加熱空気は、図２に矢印で示すように吸気口２３から回転ドラム２内にその底面から導入することができる。また、回転ドラム２内に収容された衣類から水分を奪った加熱空気は吸湿空気となり、図２に矢印で示すように透孔２８及び洗濯物出入口から水槽３内に抜け、排気口２４から吸湿空気送風ダクト２７に向けて排気され、ヒートポンプユニット１２の吸気接続管１９に向けて排出される。

上記構成からなるドラム式洗濯乾燥機１は、図３に示すように、洗濯機筺体８の正面に運転動作を選択指示入力すると共に運転状態を表示する操作・表示部３０が設けられている。この操作・表示部３０から運転コースの選択や各工程の時間設定などを入力することにより、選択指示は図示しない制御手段に入力され、制御手段による各部の制御動作によって洗濯から乾燥までを一連の動作として実施させることも、乾燥工程のみを実施させることも自由に選択することができる。すなわち、図示しない制御手段により、洗濯、すすぎ、乾燥の各工程における給水や回転ドラム２の回転時間や回転速度、排水、ヒートポンプユニット１２の駆動、送風ファン２６の駆動などを制御して、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の各工程を制御するように構成されている。

洗濯を行うときには、扉体９を開いて回転ドラム２内に洗濯物を投入し、操作・表示部３０から指示入力を行って運転開始することにより、図示しない給水管路から水槽３内に水及び洗剤が供給され、ドラム駆動モータ４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はその内周面の複数箇所に設けられた攪拌翼３１が洗濯物を上方に持ち上げ、上方から落下させる叩き洗いの作用が繰り返されることにより洗濯が行われる。この洗濯工程の後、すすぎ工程、脱水工程が実行されることにより洗濯は完了する。洗濯工程から乾燥工程までを一貫して実施する運転コースを選択入力した場合には、洗濯が完了すれば制御手段は洗濯終了後に乾燥工程に移行させる。また、ぬれた衣類３２（以下、衣類と総称する）を乾燥させる場合などでは、乾燥工程のみを実施することができる。

乾燥工程においては、回転ドラム２内に脱水を終えた洗濯物あるいは衣類３２を収容して乾燥工程を実施すると、回転ドラム２が乾燥工程に対応する回転速度で回転して衣類３２を攪拌すると同時に、ヒートポンプユニット１２及び送風ファン２６が駆動されて乾燥用空気の循環が開始される。

図２に示すように、ヒートポンプユニット１２は、圧縮機３３の作動により冷媒が圧縮され、この圧力により冷媒は圧縮機３３から冷媒管路３４を流れて放熱器１８、絞り手段３５、吸熱器１５、圧縮機３３を循環する。圧縮された冷媒の熱は放熱器１８に流入することにより、放熱器１８内に配設された冷媒管路３４に設けられたフィンに接する空気に放熱されるので、送風空気が加熱されて加熱空気が生成される。加熱空気は排気空間から排気接続管１７、加熱空気送風ダクト２５を経て吸気口２３から回転ドラム２内に送給されるので、加熱空気は攪拌される衣類から水分を奪った吸湿空気となって排気口２４から吸湿空気送風ダクト２７に排出される。

また、回転ドラム内に送風される空気の温度センサー（第１の温度センサー）３９と回転ドラムより出て行く風の温度センサー（第２の温度センサー）４０がそれぞれ放熱器１８の下流かつ水槽３の上流の送風循環経路と、吸熱器１５の上流かつ水槽３の下流の送風循環経路に設けられている。

吸湿空気送風ダクト２７に送風された吸湿空気は吸気接続管１９、吸湿空気吸気口１６を経てヒートポンプユニット１２の吸気空間に入り、絞り手段３５により減圧されて低圧となった冷媒が流れる吸熱器１５を通過する際に顕熱と潜熱とが奪われて除湿され、除湿されることにより生じた結露水は貯水部２０に滴下し、除湿されて乾いた空気は放熱器１８に入って再び加熱される空気循環が形成される。貯水部２０に貯留された水は、図示しない排水ポンプが一定時間毎に運転されることにより、水槽３内に排出され、排水弁３６が開かれることにより排水口３７から排水管路３８を通って外部に排水される。

乾燥用空気をヒートポンプユニット１２により加熱、除湿するヒートポンプ方式の乾燥機能の構成は、吸熱器１５で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器１８から放熱するの
で、圧縮機３３に入力したエネルギー以上の熱量を衣類３２に与えることができ、乾燥時間の短縮と省エネルギーとを実現することが可能となる。

また、図３に示すように、回転ドラム内に衣類３２を投入し、操作・表示部３０から洗濯〜乾燥工程または、乾燥工程のみの実行を指示入力し、スタートボタンを押すと、布量検知手段４２により衣類の量を判定し、判定された容量ごとの洗濯〜乾燥時間または乾燥運転時間が操作・表示部３０に表示される。

図４に示すように、回転ドラム内に衣類を投入し、操作・表示部３０から洗濯〜乾燥工程、または乾燥工程のみの実行を指示入力してスタートボタンを押すと、運転が開始されて回転ドラム２を回転させ、水槽３の振動を布量検知手段４２で検出し、その振幅結果から衣類の量を判定する。

そして、乾燥工程に入ると、制御手段は、乾燥用空気をヒートポンプユニット１２により加熱、除湿し、吸熱器１５で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器１８から放熱することにより衣類を徐々に乾燥させていく。

通常このようなヒートポンプ方式による乾燥においては、従来技術のようにヒーター方式で乾燥させるタイプのものと異なり、乾燥終了するまでに乾燥途中で差温が一定となるいわゆる恒率乾燥期間が存在しない。

そこで、本実施の形態において図４に示すとおり、制御手段は、布量検知手段４２による衣類の容量が大容量（例えば６ｋｇ〜８ｋｇ）と判定した場合、乾燥工程開始時から回転ドラム内に送風される空気の温度センサー（第１の温度センサー）３９と回転ドラムより出て行く風の温度センサー（第２の温度センサー）４０の差温４１を検出し、差温４１が所定の値に達した場合、衣類の乾燥が終了したと判断して乾燥工程を終了する。

図５は、衣類の容量別、ドラム内に送風される空気の温度センサー３９とドラムより出て行く風の温度センサー４０の差温４１の挙動を示している。

図４と図５（ａ）に示すとおり、衣類が大容量の場合の差温４１の挙動は、乾燥開始から徐々に大きくなり、ある時点でピークを迎え、乾燥開始初期の差温よりも小さくなった時点で乾燥終了することとしているので、乾燥開始から差温４１のみを検出しておけば乾燥終了時期を的確に判定することができるため、乾燥初期にもかかわらず誤検知して乾燥終了するようなことはない。

また、図４と図５（ｂ）に示すとおり、制御手段は、衣類の容量が中容量（例えば２ｋｇ〜５ｋｇ）と判定した場合、所定時間経過するまで第１の温度センサーと第２の温度センサーとの差温を検出して乾燥終了を判断しないこととしている。

これは、衣類の容量が中容量の場合、乾燥初期と乾燥終了時の差温４３がほぼ同じ値となるため、上記の大容量の場合のように差温のみを検出する場合では乾燥終了時期を的確に判定することができず、乾燥初期に誤検知して乾燥終了してしまい、結果的に生乾き状態等の乾燥不良を起こすこととなる。

したがって、乾燥開始から所定時間経過（Ｘ分）してから第１の温度センサー３９と第２の温度センサー４０の差温４３を監視して、差温４３が所定の値に達した場合、衣類の乾燥が終了したと判断して乾燥行程を終了する。

また、図４と図５（ｃ）に示すとおり、制御手段は、衣類の容量が少容量（例えば０．
５〜１ｋｇ）と判定した場合、乾燥開始から所定時間経過（Ｙ分）してから乾燥を終了する。このとき、乾燥開始から乾燥終了までの差温４４の変化が小さく差温の変化で乾燥終了を判定することが困難であるため、差温４４を検出して乾燥終了を判断せずに、乾燥開始から所定時間経過（Ｙ分）してから乾燥を終了する。

以上のとおり、衣類の容量が大容量のときは、第１の温度センサー３９と第２の温度センサー４０の差温４１の挙動がはっきりしており、乾燥初期の差温４１より、乾燥終了時は低い検知閾値をもつため、同じ閾値で誤検知を起こしにくいので、乾燥開始から差温４１のみを検出しておけば乾燥終了時期を的確に判定することができる。

衣類の容量が中容量の場合は終了検知の差温４３の閾値と乾燥初期の差温４３とが同じ値を示す場合があり、誤検知を起こす可能性がある。そこで、所定時間まで差温４３を監視せずに、所定時間経過後、差温４３を監視して所定の閾値に達した場合、乾燥を終了する。

衣類の容量が少容量の場合、差温４４の挙動が平らに近いため温度差がつきにくく、乾燥時間が長くなってしまう。そのため、少容量でも乾燥できる時間が経過したら乾燥終了として、乾燥運転を終了させる。

このように、大容量・中容量・少容量の容量に第１の温度センサー３９と第２の温度センサー４０の挙動の特徴を生かして、容量別に最適な乾燥時間で終了させることができる。

以上のように、本発明によれば、ヒートポンプ方式による加熱及び除湿能力を備えた乾燥機能により、衣類の容量に応じた最適な乾燥時間で衣類を乾燥させることができ、乾燥不足による生乾き状態や、衣類の乾きすぎによる衣類の損傷を抑えることができるので、洗濯乾燥機において有用である。

１ ヒートポンプ方式のドラム式洗濯乾燥機
２ 回転ドラム
３ 水槽
４ 駆動モータ
５ 軸受
６ 回転軸
７ 水槽ユニット
８ 洗濯機筺体
９ 扉体
１０ 洗濯物出入り口
１１ ベローズ
１２ ヒートポンプユニット
１３ ユニットケース
１５ 吸熱器
１６ 吸湿空気吸気口
１７ 排気接続管
１８ 放熱器
１９ 吸気接続管
２０ 貯水部
２１ 塵埃濾過フィルタ
２２ 側壁板
２３ 吸気口
２４ 排気口
２５ 加熱空気送風ダクト
２６ 送風ファン（送風手段）
２７ 吸湿空気送風ダクト
２８ 透孔
２９ 空気導入孔
３０ 操作・表示部
３１ 攪拌翼
３２ 衣類
３３ 圧縮機
３４ 冷媒管路
３５ 絞り手段
３６ 排水弁
３７ 排水口
３８ 排水管路
３９ 第１の温度センサー（ドラム内に送風される空気の温度センサー）
４０ 第２の温度センサー（ドラムから出て行く空気の温度センサー）
４２ 布量検知手段

Claims (1)

1. 周壁に多数の透孔を設けて円筒形に形成され水平方向または傾斜方向に回転軸を有する回転ドラムと、本体内に弾性的に支持され前記回転ドラムを内包する水槽と、前記回転ドラム内に風を送り込むための送風手段と、洗濯物の量を検知する布量検知手段と、前記回転ドラム内の洗濯物を乾燥するヒートポンプユニットと、前記水槽と前記ヒートポンプユニットを連結して乾燥用空気を循環させる送風循環経路と、前記回転ドラム内に送風される空気の温度を検知する第１の温度センサーと、前記回転ドラムから排出される空気の温度を検知する第２の温度センサーと、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の各工程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記布量検知手段により検知した洗濯物の量が所定量の場合、第１の所定時間経過してから前記第１の温度センサーと前記第２の温度センサーの差温を検出して乾燥終了を判定し、前記布量検知手段により検知した洗濯物の量が所定量よりも多い場合、乾燥開始から前記第１の温度センサーと前記第２の温度センサーの差温を検出して乾燥終了を判定するようにしたドラム式洗濯乾燥機。