JP5397155B2

JP5397155B2 - 衣類乾燥機

Info

Publication number: JP5397155B2
Application number: JP2009246174A
Authority: JP
Inventors: 宣彦藤原; 重陽中本; 光徳谷口; 雅人姜; 厚仁中井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2029-10-27
Also published as: JP2011092234A

Description

本発明は、衣類の乾燥を行う衣類乾燥機および洗濯機能と衣類乾燥機能とを具備した洗濯乾燥機に関するものである。

従来この種の洗濯乾燥機は、乾燥用空気を風路を通してドラム内に送風し、ドラムに投入した衣類に接触させて衣類から水分を奪い衣類を乾燥させるとともに、湿気を含んで高湿度となった乾燥用空気をドラム外の風路に排出するものである。過乾燥や未乾燥を抑制し均一乾燥に近づけるために種々の方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、特許文献１に記載された従来の洗濯乾燥機を示すものである。図７に示すように、側面に多数の穴を配置し一端が開口しているドラム５１が外胴５２に納められ、ドラム５１はモータ５３により回転駆動される。共通風路５４に送風機５５とヒータ５６を設け、ヒータ５６下流の共通風路５４は風路５７Ａと風路５７Ｂに分岐している。風路５７Ａおよび風路５７Ｂにそれぞれの風路を開閉するための風路切換手段５８Ａおよび風路切換手段５８Ｂを設けている。風路５７Ａはドラム５１の開口側端面近傍に設けた吹出部５９Ａに連通し、風路５８Ｂはドラム５１の側面に臨むように外胴５２に設けた吹出部５９Ｂと連通している。そして外胴５２には排気口６０を設けている。

上記構成の乾燥工程の動作を説明する。送風機５５が送風する空気がヒータ５６にて加熱されて温風が生成され、共通風路５４を通流する。風路切換手段５８Ａおよび風路切換手段５８Ｂはいずれか一方が「開」、もう一方が「閉」となる動作を所定間隔にて交互に行い、吹出部５９Ａからの温風吹出しと、吹出部５９Ｂからの温風吹出しを所定間隔にて交互に切り換える。このようにして、単一の送風機の使用であっても、複数の吹出口を切換え、ドラム５１内の衣類に満遍なく空気を接触させて、均一乾燥と乾燥時間短縮を実現できる。

また、乾燥時間短縮と省エネルギーを図るため、圧縮手段、減圧手段、放熱器、吸熱器で構成されるヒートポンプ装置を用いたドラム式洗濯乾燥機も考案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１−２３６０９６号公報特許第３３３０７８９号公報

しかしながら、前記従来の発明では風路切換手段を動作させる際の送風機やヒータの制御に関しては開示されていない。風路切換手段を動作させる前後で送風機の送風量を一定にしていると、風路切換手段の弁には風の大きな力が作用するため、スムーズに動作させるためには回転トルクの大きい駆動モータが必要であり、高コストとなる課題があった。また、両方の風路切換手段が短時間でも「閉」となると、風が流れず、ヒータが焼損する危険性もあった。特にヒートポンプを用いた場合、風が短時間でも流れないとヒートポンプの高圧側圧力が急速に上昇し、圧縮手段を故障させてしまう課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、風路切換手段を低コスト化し、温風を生
成するためのヒータやヒートポンプ装置の故障を未然に防止しつつ、乾燥時間短縮と省エネルギーを実現することを目的とする。

上記課題を解決するために、乾燥対象の衣類を収容する収容部と、乾燥用空気を加熱する加熱手段と、乾燥用空気を送風する送風部を風路途中に配し、前記収容部、加熱手段を経て、再度、前記収容部へと順に乾燥用空気を循環させる循環風路と、前記送風部を制御して前記循環風路内の乾燥用空気の風量を調整する風量制御部と、第１吹出口を有する第１風路と、前記第１吹出口よりも空気通過断面積が小さい第２吹出口を有する第２風路と、前記第１風路と前記第２風路とを選択的に切り換える風路切換部と、乾燥工程中に前記風路切換部を制御して風路を変更する風路制御部とを備え、前記風量制御部は、前記第１風路が選択されているときには前記第２風路が選択されているときよりも低速大風量の乾燥用空気が前記第１吹出口から収容部内へ吹き出される一方、前記第２風路が選択されているときには前記第１風路が選択されているときよりも高速の乾燥用空気が前記第２吹出口から収容部内へ吹き出されるように送風部を制御し、乾燥工程中に前記風路制御部が風路を変更する前に、前記加熱手段の加熱能力を一時的に低下させた後、前記風量制御部が前記送風部の送風能力を一時的に低下させ、その後に前記風路制御部が前記風路切換部を動作させて風路を変更することがこのましい。

上記構成において、乾燥工程中に風路制御部が風路を変更する前に、先ず加熱手段の能力を一時的に低下させているので、風路切換時における風量低下による加熱手段の過昇温による故障を確実に防止できる。その後、送風部の送風能力を一時的に低下させているので、風路切換部に作用する風力を抑制した状態で風路切換部を動作させることができるため、風路切換部の駆動に大きな動力源を必要とせず、省電力、低コスト化を図ることができる。さらに、わずかな力でスムーズに風路切り替えをすることが出来るので、静かに動作することが出来、低騒音化を図ることも出来る。

また、衣類を収容する収容部に乾燥用空気を導入する風路として、第１風路および第２風路の２つの風路が設けられており、当該２つの風路は風路切換部により切り換えることができる。ここで、第１風路の第１吹出口は、第２風路の第２吹出口よりも空気通過断面積が大きく、圧力損失が少ない。そして、この第１風路が選択されているときには、第２風路が選択されているときよりも大風量の乾燥用空気が、第１吹出口から収容部内へ吹き出される。この場合、第１風路の圧力損失が少ないため、比較的少ない消費電力で送風部を駆動しても、大風量の風を得ることができる。よって、大風量の風による乾燥時間の短縮と、消費電力量の低減とを図れる。一方、第２風路の第２吹出口は、第１吹出口よりも空気通過断面積が小さくなっている。そして、第２風路が選択されているときには、第１風路が選択されているときよりも高圧高速の乾燥用空気が、第２吹出口から収容部内へ吹き出される。この場合、高圧高速の風によって衣類が押し広げられるため、シワの発生を低減することができる。

また、上記の構成において、前記風路制御部が前記風路切換部を動作させて風路を変更した後に、前記風量制御部が一時的に低下させていた前記送風部の送風能力を設定値まで増大させ、その後に一時的に低下させていた前記加熱手段の能力を設定値まで増加させることが好ましい。

このように、風路変更直後において、一時的に低下させていた加熱手段を設定値まで増加させる前に、一時的に低下させていた送風部の送風能力を設定値まで増大させるので、風路変更直後における風力低下による加熱手段の過昇温による故障を確実に防止できる。

本発明によれば、乾燥用空気の風量を変化させても加熱手段が過昇温になって故障または停止するといった事態を回避できるので、信頼性の高い衣類乾燥機および洗濯乾燥機を実現できる。

本発明の実施の一形態に係るドラム式洗濯乾燥機の概略構成を示す側面断面図前記ドラム式洗濯乾燥機の要部の断面を示す斜視図前記ドラム式洗濯乾燥機の概略構成を示すブロック図前記ドラム式洗濯乾燥機における乾燥用空気風量、圧縮機回転数および減圧量の関係の一例を示すタイムチャート前記ドラム式洗濯乾燥機における乾燥用空気風量、圧縮機回転数および減圧量の関係のその他の例を示すタイムチャート前記ドラム式洗濯乾燥機における風路切換時の動作の一例を示すタイムチャート従来のドラム式洗濯乾燥機の概略構成を示す側面断面図従来の衣類乾燥機用ヒートポンプ装置の概略構成を示す斜視図

以下、本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機の側面断面図である。

図１において、洗濯物を収容する前面開口で底面を有する筒状のドラム１（収容部）は、筐体１００内に支持されて洗濯水を貯める筒状の水槽２に内包されている。水槽２の背面には、ドラム１の回転軸を前上がりに傾斜して回転させるドラム駆動モータ３が取り付けられている。

筐体１００には、ドラム１の開口端側に対向させて扉体３５が設けられており、使用者は、扉体３５を開くことで、ドラム１に対して洗濯物（衣類）を出し入れすることができる。また、水槽２には、図示しない給水弁が設けられた給水管、および排水弁２７が設けられた排水管４０が接続されている。

衣類を乾燥させるための乾燥用空気は、送風部４に送風されて、ドラム１内の洗濯物から水分を奪って多湿状態になり、ドラム１の側面周囲に位置する排出口５を通ってドラム１の外へ排出される。排出された乾燥用空気は除湿部６で除湿される。除湿部６で除湿した乾燥用空気は、加熱部７で加熱される。加熱された乾燥用空気は、第１風路９または第２風路１１のいずれかに導かれ、再びドラム１内に吹き出す。ここで、第１風路９は、ドラム１の後方に開口した第１吹出口８を有する。一方、第２風路１１は、ドラム１の前方周側面に開口した第２吹出口１０を有する。第１風路９の第１吹出口８は、第２吹出口１０よりも空気通過断面積が大きくなるように形成されており、第２風路１１に較べて圧力損失が少なく大風量の乾燥用空気をドラム１内に吹き出すことができるようになっている。また、第２風路１１の第２吹出口１０は、第１吹出口８よりも空気通過断面積が小さくなっており、第１吹出口８に較べて高圧高速の乾燥用空気をドラム１内に吹き出すことができるようになっている。

通常、ドラム式洗濯乾燥機の場合、回転するドラム１の前方と水槽２との間の隙間は、衣類が噛み込まないように、可能な限り小さく形成されている。よって、この僅かな隙間
に、広い開口で圧力損失の少ない吹出口を設けることはスペース的に困難であるが、空気通過断面積が比較的小さくて高圧高速の風を吹き出す第２吹出口１０を設けることはできる。一方、ドラム１の後方奥の底面には、比較的大きな開口を有する第１吹出口８を設けるスペース的な余裕がある。そして、通風可能な多数の小径孔からなる開口率の大きなカバー２６で第１吹出口８を覆えば、当該第１吹出口８に衣類が噛み込むことはない。よって、ドラム１後方の底面に、比較的圧力損失の少ない第１吹出口８を設けることができる。

また、ドラム１の回転軸を前上がりに傾斜して回転させて衣類を撹拌する場合、靴下、ハンカチ、ブリーフなどの小物衣類はドラム１の後方奥に偏り易い一方、長袖の肌着、ズボン下、長袖のカッターシャツ、長袖のパジャマなどの長物衣類は、ドラム１の前方に偏り易い。従って、小物衣類および長物衣類が混在した状態で乾燥を行う場合、ドラム１の後方奥に位置する第１吹出口８から大風量の乾燥用空気を吹き出すと、ドラム１の奥に偏った小物衣類に乾燥用空気が先に接触する。さらに、この乾燥用空気は、小物衣類をすり抜けてドラム１前方の長物衣類にも到達する。よって、小物衣類および長物衣類ともに効率よく乾燥でき、特に小物衣類については比較的シワが少ない状態で乾燥できる。一方、乾燥中の撹拌で袖などがねじれ易くてシワが発生し易い長物衣類については、ドラム１の前方に偏り易いため、ドラム１の前方に位置する第２吹出口１０から風（乾燥用空気）を当てる方がより乾燥速度が速くなる。さらに、この長物衣類に第２吹出口１０から噴出する高圧高速の風（乾燥用空気）を当てることで、長物衣類が広がり易くなるとともに、風によって長物衣類がよく動くので、シワ低減効果が大きい。

風路切換部１２は、送風部４の下流側に形成された第１風路９と第２風路１１との分岐部に設けられている。この風路切換部１２は、乾燥用空気の通過路を、第１風路９又は第２風路１１の何れかに切り換えるものである。風路切換部１２は、第１風路９と第２風路１１との分岐部に回動可能に枢支された弁１２ａと、当該弁１２ａを回動駆動する図示しない駆動部とを具備する。そして、弁１２ａが図１中のａ側に回転して第２風路１１を閉じると、第１風路９側が開となり、送風部４にて送風された乾燥用空気が第１風路９を通過するようになる。一方、弁１２ａが同図中のｂ側に回転して第１風路９を閉じると、第２風路１１側が開となり、送風部４にて送風された乾燥用空気が第２風路１１を通過するようになる。

なお、本実施の形態では、第１風路９の第１吹出口８を１つだけ設けているが、第１吹出口８を複数とすることもできる。同様に、第２風路１１の第２吹出口１０を１つだけ設けた例を示しているが、第２吹出口１０を複数とすることもできる。

循環風路１３は、送風部４と風路切換部１２とがその途中に配設されており、ドラム１、排出口５、除湿部６、加熱部７という風路を順に経て、再度、第１吹出口８もしくは第２吹出口１０からドラム１へと乾燥用空気を送り込み、乾燥用空気をドラム式洗濯乾燥機内で循環させる。

送風部４は、加熱部７と風路切換部１２との間に設けられ、加熱部７で加熱された乾燥用空気を循環風路１３の下流側へと送り出す。この送風部４は、送風用ファン４ａと送風用ファンモータ４ｂとを具備している。送風部４においては、後述する風量制御部７３の制御により、風路切換部１２により第１風路９に切り換えられた場合、第１風路９を通過する風量が第２風路１１の風量よりも多い所定風量になるように、送風用ファン４ａを回転させる。また、風路切換部１２により第２風路１１に切り換えられた場合、第２風路１１の第２吹出口１０を通過する風速が第１吹出口８を通過する風速よりも速い所定風速になるように、送風用ファン４ａを回転させる。例えば、第１吹出口８を通過する風速を１０ｍ／ｓ程度とし、第２吹出口１０を通過する風速を５０ｍ／ｓ以上とすることができる
。なお、第１吹出口８および第２吹出口１０を通過する風速はこれに限定されるものではなく、第２吹出口１０における風速が第１吹出口８における風速よりも速い条件を満たせば任意の風速に設定可能である。

そして、本実施の形態のドラム式洗濯乾燥機は、第１風路９を通過する風量が第２風路１１を通過する風量よりも多く、第２風路１１の第２吹出口１０を通過する風速が第１吹出口８を通過する風速よりも速く、乾燥工程途中に風路切換部１２を作動させて第１風路９と第２風路１１とを切り換えるものである。

排出口５は、相対的に第１吹出口８からの距離が第２吹出口１０からの距離よりも遠い位置に配設されている（換言すれば、排出口５は、相対的に第２吹出口１０に近く第１吹出口８からは遠い位置にある）。よって、排出口５は、ドラム１の後方よりも前方に近くなるように設けられている。排出口５は、第１吹出口８からの距離が最も遠くなるように、ドラム１前方にある第２吹出口１０の近傍に設けてもよい。

また、排出口５は、ドラム１の上方側に配設されており、衣類に接触後の乾燥用空気を効果的に上方へ排出できるようになっている。なお、洗濯機能のないドラム式衣類乾燥機においては排出口５をドラム１の上方以外の場所に設けることもできるが、ドラム式洗濯乾燥機においては洗濯水の影響を受けるので、洗濯水の水位よりも上方に設けることが望ましい。

また、第２吹出口１０は、ドラム１の前方上部に開口している。これにより、ドラム１の回転により持ち上げられた動きのある衣類に対して、効果的に高圧高速の乾燥用空気を吹き付けることができ、シワの低減効果を高めることができる。

水槽２の下方には、水槽２を支えるとともに、脱水時等のドラム１内の衣類の偏りなどで発生する重量アンバランス状態でドラム１を回転した場合の水槽２の振動を減衰させるダンパ１４が設けられている。このダンパ１４には、支持する水槽２内の衣類などによる重量変化でダンパ１４の軸が上下に変位する変位量を検知して衣類の量を検知する布量検知部１５が取り付けられている。

本実施の形態のドラム式洗濯乾燥機はヒートポンプ方式の除湿および加熱を行う構成であり、ヒートポンプ装置５０を備えている。このヒートポンプ装置５０は、図２に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機１６と、圧縮されて高温高圧となった冷媒の熱を放熱する放熱器１７と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための減圧器１８と、減圧されて低圧となった冷媒によって周囲から熱を奪う吸熱器１９と、これら４つの部材を連結して冷媒を循環させる管路２０とを具備している。そして、図１に示すように、ヒートポンプ装置５０における吸熱器１９が上記の除湿部６であり、放熱器１７が上記の加熱部７である。

本実施の形態では、減圧器１８を電動膨張弁とし、膨張弁の絞り量を調整することによって減圧量を変化させることができるように構成している。

図３に示すように、ドラム式洗濯乾燥機は、制御部７０を有している。この制御部７０は、入力設定部３２を介して使用者から入力される設定情報と各部の動作状態監視とに基づいて、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥にわたる一連の運転動作を制御する。例えば、制御部７０は、乾燥工程においては、モータ駆動回路２２を介してドラム駆動モータ３の回転を制御し、送風部４およびヒートポンプ装置５０の動作を制御し、さらに、風路切換部１２を制御して第１風路９と第２風路１１とを切り換える。制御部７０は、例えば、図示しないＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、プログラムを記憶するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、各種処理の実行時にプログラムやデータ
を記憶するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、入出力インタフェース及びこれらを接続するバスにより構成することができる。また、制御部７０は、乾燥工程開始からの時間等を計時するタイマ７１を有している。このタイマ７１としては、制御部７０の動作上の内部機能として組み込まれている内部タイマを用いることができる。なお、タイマ７１として、制御部７０とは独立したタイマ装置を用いることもできる。

また、制御部７０は、風路制御部７２、風量制御部７３、圧縮機制御部７４および減圧制御部７５を備えている。前記風路制御部７２は、乾燥工程中に前記風路切換部１２を制御して風路を第１風路９または第２風路１１に選択的に切り換える。前記風量制御部７３は、前記送風部４を制御して循環風路１３内の乾燥用空気の風量を調整する。前記圧縮機制御部７４は、前記圧縮機１６の回転数を制御する。前記減圧制御部７５は、前記減圧器１８の減圧量（膨張弁の絞り量）を調整する。そして、風路制御部７２、風量制御部７３、圧縮機制御部７４および減圧制御部７５は、例えば、制御部７０のＲＯＭに記憶された動作プロブラムをＣＰＵが実行することによって実現することができる。

前記風量制御部７３は、第１風路９が選択されているときには第２風路１１が選択されているときよりも低速大風量の乾燥用空気が第１吹出口８からドラム１内へ吹き出される一方、第２風路１１が選択されているときには第１風路９が選択されているときよりも高速の乾燥用空気が第２吹出口１０からドラム１内へ吹き出されるように送風部４を制御する。

前記圧縮機制御部７４は、循環風路１３内の乾燥用空気の風量変動に応じて、圧縮機１６の回転数を変化させるようになっている。具体的には、圧縮機制御部７４は、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が低下したときは圧縮機１６の回転数を低下させる一方、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が増加したときは圧縮機１６の回転数を増加させる。

前記減圧制御部７５は、圧縮機１６の回転数の変動に応じて、減圧器１８の減圧量を変化させるようになっている。具体的には、減圧制御部７５は、圧縮機１６の回転数が低下するのに伴い、減圧器１８の減圧量を増加させる一方、圧縮機１６の回転数が増加するのに伴い、減圧器１８の減圧量を減少させる。

以上のように構成されたドラム式洗濯乾燥機について、以下、その動作および作用効果を詳細に説明する。

まず、ヒートポンプ装置５０の動作について説明する。圧縮機１６により高温高圧に圧縮された冷媒が放熱器１７に入り、周囲の空気（循環風路１３内を通過する乾燥用空気）と熱交換して空気が加温されると共に、冷媒は冷却されて液化する。液化した高圧冷媒は、減圧器１８にて減圧されて低温低圧の液冷媒となった後、吸熱器１９に入り、周囲の空気（循環風路１３内を通過する乾燥用空気）と熱交換して空気が除湿冷却されると共に、冷媒は加熱されて蒸気冷媒となって圧縮機１０６に戻る。

一方、送風部４により送り出された乾燥用空気は、水槽２を介してドラム１に入り、ドラム１内の衣類を乾燥させて多湿な空気となってヒートポンプ装置５０に入る。ヒートポンプ装置５０内では、まず吸熱器１９において乾燥用空気が除湿・冷却される。次に、乾燥用空気は、放熱器１７へと流入して加温されて高温低湿な空気となり、送風部４へと戻る。

上記のヒートポンプ装置５０を用いた乾燥工程において、圧縮機制御部７４は、圧縮機１６の吐出管に取り付けられた温度センサ１６ａの検出温度が規定値を超えると圧縮機１６の回転数を低下させ、圧縮機１６内の潤滑油の劣化を抑制する。また、放熱器１７内の
冷媒の凝縮温度を温度センサ１７ａにより検知し、当該温度センサ１７ａの検出温度が規定値よりも低ければ、圧縮機制御部７４が圧縮機１６の回転数を上げる一方、当該温度センサ１７ａの検出温度が規定値よりも高ければ、圧縮機制御部７４が圧縮機１６の回転数を下げるといった制御を行っている。もしくは、放熱器１７の出口空気温度を温度センサ１７ａにより検知し、当該温度センサ１７ａの検出温度が規定値よりも低ければ、圧縮機制御部７４が圧縮機１６の回転数を上げる一方、当該温度センサ１７ａの検出温度が規定値よりも高ければ、圧縮機制御部７４が圧縮機１６の回転数を下げるといった制御を行っている。このような圧縮機制御部７４による圧縮機１６の回転数制御は、循環風路１３内を通過する乾燥用空気の風量の変動に基づく制御ではなく、乾燥用空気の風量が一定の場合においても実行される通常の制御である。

また、本実施の形態のドラム式洗濯乾燥機では、圧縮機制御部７４が、循環風路１３内の乾燥用空気の風量変動に応じて、圧縮機１６の回転数を変化させる制御も行っている。以下、この制御について、図４および図５を参照しながら説明する。

図４は、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が急激に低下したときの圧縮機制御部７４による圧縮機１６の回転数制御を示している。同図では、減圧制御部７５による減圧器１８の減圧量制御についても併せて示している。

乾燥工程の途中において、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が低下する場合としては、例えば次のようなケースがある。すなわち、乾燥工程の初期には衣類に大量の水分が含まれているため、第１風路９を使用して大風量の風を衣類に当てることにより乾燥を促進させることができるが、大風量の風を発生させ続けると送風部４の消費電力量が増大するため、ある程度乾燥が進行すると、乾燥用空気の風量を低下させて省エネルギー運転を行う。この場合、省エネルギー運転に切り換えるタイミングで循環風路１３内の乾燥用空気の風量が急激に低下する。

乾燥工程の途中で乾燥用空気の風量が低下するその他の例としては、第１風路９から第２風路１１への風路切り換えがある。すなわち、第２風路１１を使用して高圧高速の乾燥用空気を衣類に当てることによって衣類のシワが軽減されるが、乾燥工程の初期から高圧高速の乾燥用空気を発生させるとなると、送風部４を高回転で駆動する必要があり、消費電力量が増大する。そこで、乾燥工程の初期には第１風路９を使用して大風量の乾燥用空気を衣類に当てて乾燥を促進させ、乾燥後期の衣類にシワが形成され易くなったときに第２風路１１に切り換えて、小風量ながら高圧高速の乾燥用空気を衣類に当てて衣類のシワを低減する。この場合、第１風路９から第２風路１１へ切り換わるタイミングで、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が急激に低下する。

上記のように、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が急激に低下した場合、循環風路１３に配された吸熱器１９と乾燥用空気との熱交換量も急激に低下する。そうなると、吸熱器１９において冷媒を完全に蒸気化できなくなるので、次段の圧縮機１６で液冷媒を圧縮することとなり、圧縮機１６の故障へとつながる危険性がある。そこで、本実施の形態の圧縮機制御部７４は、図４に示すように、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が低下したことに連動し、その低下量に応じて圧縮機１６の回転数も低下させる制御を行う。このように圧縮機１６の回転数を低下させれば、ヒートポンプ装置５０内の冷媒の循環量を小さくすることができる。すなわち、乾燥用空気の風量が低下して吸熱器１９での乾燥用空気との熱交換量が小さくなったのに合わせて、冷媒の循環量も小さくする。これにより、乾燥用空気の風量が低下しても、吸熱器１９の出口で完全に冷媒を蒸気化することができる。よって、圧縮機１６で液冷媒を圧縮して故障するといった不都合を回避でき、ヒートポンプ装置５０の信頼性が向上する。

さらに、本実施の形態の減圧制御部７５は、図４に示すように、圧縮機１６の回転数が低下するのに伴い、減圧器１８の減圧量（膨張弁の絞り量）を増加させる制御を行う。圧縮機１６の回転数が低下すれば、ヒートポンプ装置５０内の高圧側（放熱器１７側）冷媒の圧力は下がり、且つ、低圧側（吸熱器１９側）冷媒の圧力は上昇することとなる。この場合、低圧側冷媒の温度が上昇するので、吸熱器１９における除湿能力は幾分低下する。そこで、圧縮機１６の回転数が低下するのに伴い、減圧器１８の減圧量を増加させることにより、吸熱器１９内の冷媒の圧力上昇を抑制することができる。これにより、吸熱器１９における除湿性能を維持することができる。また、減圧器１８の減圧量を増加させれば、高圧側（放熱器１７側）冷媒の圧力の低下も抑制することができる。これにより、放熱器１７における加熱性能も維持することができる。

さらに、減圧器１８の減圧量（膨張弁の絞り量）を増加させることにより、ヒートポンプ装置５０内の冷媒の循環量をさらに小さくすることができる。よって、圧縮機制御部７４による圧縮機１６の回転数の低下制御と、減圧制御部７５による減圧器１８の減圧量の増加制御とを組み合わせれば、冷媒の循環量を低減できる制御範囲を拡大することができる。これにより、乾燥用空気の風量の大幅な変化に対しても容易に対応可能となる。

図５は、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が急激に増加したときの圧縮機制御部７４による圧縮機１６の回転数制御を示している。同図では、減圧制御部７５による減圧器１８の減圧量制御についても併せて示している。

乾燥工程の途中において、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が増加する場合としては、例えば次のようなケースがある。すなわち、図１に示すように風路が２つある場合ではなく、１つの風路しかない構成を想定した場合、上述のように高速の乾燥用空気を衣類に当てることによって衣類のシワ低減を図るためには、送風部４の回転数を高めて高速大風量の乾燥用空気を発生させる必要がある。この場合、乾燥工程の初期から高速大風量の乾燥用空気を発生させるとなると消費電力量が増大する。そこで、乾燥後期の衣類にシワが形成され易くなったときに送風部４の回転数を上げ、高速大風量の乾燥用空気を衣類に当てて衣類のシワを低減する。この場合、送風部４の回転数を上げたタイミングで、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が急激に増加する。

乾燥工程の途中で乾燥用空気の風量が増加するその他の例としては、図１に示すように風路が２つある構成において、第２風路１１から第１風路９へ風路を切り換える場合がある。乾燥が進んで衣類に水分が殆どなくなった状態では、曲げ方向に機械的な力が働いても、繊維同士の結合が強いため、折り曲がってシワにはなり難い。そこで、衣類にシワが形成され易い期間中は第２風路１１を使用して高速小風量の乾燥用空気を衣類に当てて衣類のシワを低減させ、その後乾燥が進んでシワになり難い乾燥終盤になったときに第１風路９に切り換え、低速大風量の乾燥用空気を衣類に当てて乾燥時間の短縮化および消費電力量の低減化を図る。この場合、第２風路１１から第１風路９へ切り換わるタイミングで、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が急激に増加する。

上記のように、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が急激に増加した場合、循環風路１３に配された吸熱器１９と乾燥用空気との熱交換量も急激に増大する。そうなると、吸熱器１９の出口における冷媒の過熱度が大きくなり、圧縮機１６の吐出冷媒温度が規定値を超えてしまえば圧縮機１６が停止してしまう。そこで、本実施の形態の圧縮機制御部７４は、図５に示すように、循環風路１３内の乾燥用空気の風量が増加したことに連動し、その増加量に応じて圧縮機１６の回転数も増加させる制御を行う。このように圧縮機１６の回転数を増加させれば、ヒートポンプ装置５０内の冷媒の循環量を大きくすることができる。すなわち、乾燥用空気の風量が増加して吸熱器１９での乾燥用空気との熱交換量が大きくなったのに合わせて、冷媒の循環量も大きくする。これにより、乾燥用空気の風量が
増加しても、吸熱器１９の出口における冷媒過熱度の増大を抑制できる。よって、圧縮機１６の吐出冷媒の温度を規定値以内に維持することが可能であり、圧縮機１６が停止してしまうといった不都合を回避でき、ヒートポンプ装置５０の信頼性が向上する。

さらに、本実施の形態の減圧制御部７５は、図５に示すように、圧縮機１６の回転数が増加するのに伴い、減圧器１８の減圧量（膨張弁の絞り量）を低下させる制御を行う。これにより、放熱器１７内の冷媒の圧力を低下させることができ、規定値を超えて冷媒の圧力が上昇しないようにすることができる。さらに、減圧器１８の減圧量を低下させることにより、ヒートポンプ装置５０内の冷媒の循環量をさらに大きくすることができる。よって、圧縮機制御部７４による圧縮機１６の回転数の増加制御と、減圧制御部７５による減圧器１８の減圧量の低下制御とを組み合わせれば、冷媒の循環量を増大できる制御範囲を拡大することができる。これにより、乾燥用空気の風量の大幅な変化に対しても容易に対応可能となる。

上記した循環風路１３内の乾燥用空気の風量に応じた制御において、乾燥用空気の風量を検出するために、例えば、ベンチュリ管やビラム風速計等のような循環風路１３内の風速・風量を直接測定できる検出装置を用いることができる。

本実施の形態では、乾燥用空気の風量の増減を、より簡単かつ安価に検出するために、送風部４の送風能力を決定する入力検出部８０を用いる（図３参照）。すなわち、制御部７０の圧縮機制御部７４は、入力検出部８０が検出する送風部入力に基づいて、循環風路１３内を流れる乾燥用空気の風量の変動を判断する。送風能力を決定する送風部入力としては、風量制御部７３から送風部４に入力されるコントロール信号（送風部４の送風用ファンモータ４ｂの回転数を決定する信号）などを用いることができる。例えば、風路を第１風路９に固定して考えた場合、入力検出部８０が検出する送風部入力が大きくなれば、それだけ第１風路９を通過する乾燥用空気の風量は増加することになるので、風量の増減が容易に判断できる。

但し、空気通過断面積が異なる風路が切り換わる場合は、送風部入力が大きくなったからといって風量が増加するとは限らない。すなわち、第１吹出口８よりも空気通過断面積が小さい第２吹出口１０を有する第２風路１１が選択的に使用される場合、第１風路９が選択されたときより送風部入力が大きい場合であっても、高速ながら小風量となる。このような場合であっても、各風路の空気通過断面積は既知であるため、現在選択されている風路の空気通過断面積をも考慮すれば、入力検出部８０が検出する送風部入力に基づいて、乾燥用空気の風量を算出することが可能である。

ところで、エアコン等にヒートポンプ装置を用いる場合には、吸熱器と放熱器とが室内機と室外機とに分けられて設置される。このため、エアコン等では風量の変化があっても吸熱器側と放熱器側とでそれぞれサイクルの状態を検出し易く、通常の温度検出による制御が可能である。それに対して、本実施の形態のように洗濯乾燥機（または衣類乾燥機）にヒートポンプ装置５０を適用する場合には、吸熱器１９を通過した空気は直後に放熱器１７を通り、空気の流れに対して直列となる。すなわち、洗濯乾燥機や衣類乾燥機に用いるヒートポンプ装置５０では、吸熱器１９の影響を放熱器１７が受けることとなるので、前述した温度検出による制御では応答性が遅れることとなり、これまで述べてきたように風量変化を検出し、それに応じた制御が必要となる。

次に、図６を参照しながら、本実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機における乾燥工程中の風路切換動作について説明する。

風路切換部１２を動作させる前後で送風部４の送風量を一定にしていると、風路切換部
１２の弁１２ａには大きな風力が作用するため、風路切換部１２をスムーズに動作させるためには回転トルクの大きい駆動モータが必要であり、高コスト化を招来する。そこで、本実施の形態では、風路切換部１２を動作させる直前に送風部４の送風能力を一時的に低下させる（送風を停止することも含む）ことにより、安価な構成で風路切換部１２をスムーズに動作させる。

ここで、ヒートポンプ方式の洗濯乾燥機（または衣類乾燥機）においては、送風部４の送風能力を一時的に低下させた（または送風を一時的停止した）とき、乾燥用空気が循環風路１３を短時間でも流れないとヒートポンプ装置５０の高圧側圧力が急速に上昇して加熱部７（放熱器１７）の過昇温が生じ、圧縮機１６を故障させてしまう可能性がある。そこで、本実施の形態では、加熱部７の過昇温による故障を確実に回避するため、圧縮機１６の回転数制御タイミング、送風部４の制御タイミングおよび風路切換部１２の制御タイミングを以下に説明するように意図的にずらしている。

図６は、風路切換動作の一例を示すタイムチャートである。同図に示すように、乾燥工程の開始から時間ｔ０−ｄｔ１までは低風速大風量モードであり、空気通過断面積が大きく圧力損失の少ない第１風路９を使用し、大風量の乾燥用空気をドラム１後方の第１吹出口８から吹き出して衣類に当てる。すなわち、制御部７０は、風路切換部１２を制御して第１風路９側を開き、乾燥運転を開始する。また、制御部７０は、乾燥運転の開始と同時にタイマ７１による計時を開始し、時間ｔ０−ｄｔ１まで低風速大風量モードを継続する。ここで、所定の時間であるｔ０は、布量検知手段１５が検知した衣類の量によって可変される変数である、また、ｄｔ１、ｄｔ２、ｄｔ３およびｄｔ４は、それぞれ数十秒程度の定数である。この低風速大風量モードでの乾燥運転中は、第１風路９の圧力損失が少ないため、送風ファン用モータ４ｂの回転数を比較的低くし、少ない消費電力で送風部４を駆動しても、大風量の風を得ることができる。よって、乾燥序盤における乾燥時間の短縮と、この間の消費電力量の低減を図れる。また、低風速大風量モード中において、圧縮機１６は、放熱器１７内の冷媒の凝縮温度を検知する温度センサ１７ａの検出温度が設定温度になるように、圧縮機制御部７４により回転数が制御される。

次に、時間ｔ０−ｄｔ１からｔ０＋ｄｔ３までは切換モードである。時間ｔ０−ｄｔ１において、圧縮機制御部７４は、圧縮機１６の回転数を一時的に低下させる。この例では、圧縮機１６の回転数を最低回転数に設定し、放熱器１７内の冷媒の凝縮温度を大幅に低下させている。その後、時間ｔ０−ｄｔ２において、風量制御部７３は、送風部４の送風能力を一時的に低下させる。この例では、送風ファン用モータ４ｂの回転数を零にして送風を一時的に停止している。ここで、圧縮機１６は最低回転数で動作しているので、放熱器１７内における冷媒の凝縮温度の上昇は最低限に抑制される。さらにその後、所定時間である時間ｔ０において、風路制御部７２が風路切換部１２を動作させて、第２風路１１が開となるように切り換える。この際、送風部４の送風が停止しているので、風路切換部１２には風力が作用しておらず、小さな回転トルクでスムーズに弁１２ａを駆動できる。また、送風が停止している状況で風路切換部１２を駆動させるため、その動作がスムーズに行うことで風路切換音を低く抑えることが出来、騒音防止に効果がある。

その後、時間ｔ０＋ｄｔ３において、風量制御部７３は、一時的に低下（停止）させていた送風部４の送風能力を設定値まで増大させるべく、送風ファン用モータ４ｂを大回転数で回転させる。その後、時間ｔ０＋ｄｔ４において、放熱器１７内の冷媒の凝縮温度が設定温度になるように、圧縮機制御部７４は、一時的に低下させていた圧縮機１６の回転数を設定値まで復帰させる。これにより、風路切り換え直後における加熱部７（放熱器１７）の過昇温を抑制できる。

そして、時間ｔ０＋ｄｔ４以降は高風速小風量モードであり、第１吹出口８よりも空気
通過断面積が小さい第２吹出口１０から、送風ファン用モータ４ｂを大回転数で回転させて得られる高圧で高速の乾燥用空気が送風される。この場合、高圧高速の乾燥用空気によって衣類が常時押し広げられるため、シワが低減する。

以上説明したように、乾燥工程中に風路制御部７２が風路を変更する前に、圧縮機制御部７４が圧縮機１６の回転数を一時的に低下させて（例えば、最低回転数に設定して）加熱部７の加熱能力を一時的に低下させた後、風量制御部７３が送風部４の送風能力を一時的に低下させ（例えば、送風ファン用モータ４ｂの回転数を零にして送風を一時的に停止し）、その後に風路制御部７２が風路切換部１２を動作させて風路を切り換える。これにより、風路切換時における加熱部７の過昇温によるヒートポンプ装置５０の故障を未然に防止できる。また、風路切換部１２の弁１２ａに作用する風力を抑制した状態で弁１２ａを動作させることができるので、当該風路切換部１２に大きな回転トルクを発生させるモータを使用する必要が無く、低コスト化を図ることができる。

また、風路制御部７２が風路切換部１２を動作させて風路を変更した後に、風量制御部７３が一時的に低下（停止）させていた送風ファン用モータ４ｂの回転数を設定値に復帰させ、その後に圧縮機制御部７４が一時的に低下させていた圧縮機１６の回転数を設定値に復帰させる。これにより、風路切換直後における加熱部７（放熱器１７）や圧縮機１６の過昇温による故障を未然に防止できる。

また、圧縮機制御部７４で駆動される圧縮機１６と、放熱器１７（加熱部７）と、減圧器１８と、吸熱器１９（除湿部６）とでヒートポンプ装置５０を構成し、圧縮部１６の回転数を可変して放熱器１７（加熱部７）の加熱能力を可変するものである。これにより、電気ヒータで加熱部を構成するよりも少ない消費電力でより大きな加熱能力を得ることができるので、さらなる消費電力量の削減と乾燥時間の短縮化を実現できる。

また、圧縮機１６を駆動する圧縮機制御部７４を備え、当該圧縮機制御部７４は、圧縮機１６を停止させずに能力を最低に低下させ、その後に風量制御部７３が送風部４の送風能力を一時的に低下させ、さらにその後に風路制御部７２が風路切換部１２を動作させて風路を切り換えるものである。これにより、圧縮部１６を停止させることなく乾燥時間が無駄に伸びるのを防止できるとともに、加熱部７（放熱器１７）や圧縮機１６の過昇温を確実に抑制できる。

本実施の形態においては、加熱手段をヒートポンプ装置５０を例として説明したが、送風量の変化による加熱手段の過昇温防止のために、送風部と加熱手段の駆動順序と、能力制御を行うものであるため、加熱手段は、各種ヒーターであってもかまわない。風量の急激な変化に対応できる瞬時制御の困難性に鑑み、本実施の形態を例とする本発明は提案されたものであるからである。

また、第１風路９については、第１吹出口８の空気通過断面積を大きくして低速大風量の風をドラム１の後方から吹き出すことが出来るように構成するとともに、第２風路１１については、第２吹出口１０の空気通過断面積を小さくして高速小風量の風をドラム１の前方から吹き出すことが出来るように構成したものである。そして、乾燥運転開始から終了までの乾燥工程の途中で、衣類の乾燥の進み具合とシワ固着の仕方に応じて、消費電力量を抑えて乾燥する工程と、衣類にシワが固着されないように衣類を常に高速の風で動かして繊維を伸ばす工程とに分けて乾燥工程を実行するものである。すなわち、衣類にシワが固着され易い期間においては、衣類の伸びを大きくしてシワ低減に効果のある高圧高速の風を第２風路１１の第２吹出口１０から吹き出して衣類に当てるようにしている。そして、それ以外の期間においては、第１風路９の第１吹出口８から大風量の風を吹き込むようにしている。このように、乾燥工程の途中において第１風路９と第２風路１１とを切り
換えることにより、１つの送風部４でもって効果的にシワの発生を低減できる。さらに、乾燥工程の途中において、高風速よりも消費電力の少ない大風量で乾燥する領域を設けているため、送風ファン用モータ４ｂのトータルの消費電力量を低減できる。このように、本実施の形態のドラム式洗濯乾燥機は、省電力化を図りながら、衣類のシワの発生が少ない良好な乾燥仕上がりを実現することができる。

また、排出口５を、ドラム１前方の第２吹出口１０に対して近く、第１吹出口８に対して遠い位置に配設している。このように、ドラム１の前方側に排気口５が配設されているので、第１吹出口８と排出口５との距離が長くなり、ドラム１後方の第１吹出口８からの送風中は、当該第１吹出口８から吹き出された乾燥用空気がドラム１内に広く行き渡る。よって、ドラム１内において、衣類と乾燥用空気とが効率よく接触し、少ない消費電力量で衣類を乾燥できる。

また、排気口５が第２吹出口１０付近に配設されていても、ドラム１前方の第２吹出口１０からの送風中においては、当該第２吹出口１０からは高圧高風速の乾燥用空気が吹き出しているため、乾燥用空気はドラム１の前方から後方まで到達することができる。これにより、乾燥用空気と衣類との接触が悪くなることはなく、高圧高風速の乾燥用空気によってシワを伸ばす効果を維持できる。

また、乾燥工程において、乾燥運転を開始してから所定時間が経過するまでの乾燥前半は、空気通過断面積が大きく圧力損失の少ない第１風路９を使用し、大風量の乾燥用空気をドラム１後方の第１吹出口８から吹き出して衣類に当てる。この場合、第１風路９の圧力損失が少ないため、送風ファン用モータ４ｂの回転数を比較的低くし、少ない消費電力で送風部４を駆動しても、大風量の風を得ることができる。よって、乾燥前半における乾燥時間の短縮と、この間の消費電力量の低減を図れる。

そして、乾燥運転を開始してから所定時間が経過した後の乾燥後半においては、風路切換部１２によって第２風路１１に切り換え、送風ファン用モータ４ｂの回転数を上げる。これにより、乾燥後半では、第１吹出口８よりも空気通過断面積が小さい第２吹出口１０から、送風ファン用モータ４ｂを大回転数で回転させて得られる高圧で高速の乾燥用空気が送風される。この場合、高圧高速の風によって衣類が常時押し広げられるため、シワが低減する。

また、布量検知手段１５を設け、制御部７０が衣類の量に応じて乾燥前半と乾燥後半を分ける所定時間を設定するものである。ここで衣類の量が多ければ乾燥時間が長くなり、所定時間を長くする必要がある。同様に、衣類の量が少なければ乾燥時間が短くなり、所定時間を短くする必要がある。このように、衣類の量によって異なる乾燥進行速度に合わせて、乾燥前半および乾燥後半の時間配分を最適化することにより、高圧で高速の乾燥用空気を常に吹き出すよりもトータルの消費電力量を少なくすることができ、且つ、衣類のシワも少ない良好な乾燥仕上がりを実現することができる。

布量検知部１５の動作としては、洗濯開始前に、ドラム１に投入された衣類の量（質量）を次のようにして検知する。すなわち、布量検知部１５は、水槽２が空の状態（水槽２内に水が存在せず、ドラム１に衣類が投入されていない状態）におけるダンパ１４の軸の位置と、洗濯開始前であって水を水槽２に注入する前の状態（水槽２内に水は存在しないが、ドラム１内には衣類が存在する状態）におけるダンパ１４の軸の位置との差によって、ドラム１に投入された衣類の量を検知する。

本実施の形態においては、布量検知部１５として、ダンパ１４の軸の上下変位量を検知する方式のものを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ドラム１を回転
させるドラム駆動モータ３の回転数、駆動電流、トルクなどの変動量を検知し、ドラム駆動モータ３の負荷変動からドラム１内の衣類の量を検知する方式の布量検知部を適用してもよい。

また、本実施の形態においては、布量検知部１５の検知結果に応じて制御部７０が乾燥前半と乾燥後半を分ける所定時間を自動的に変更する構成を示したが、布量検知部１５が存在しない場合でも、使用者が入力設定部３２から衣類の量を入力し、当該使用者の入力に応じて制御部７０が所定時間を変更する構成とすることもできる。

また、本実施の形態においては、洗濯機能および衣類乾燥機能をともに具備するドラム式洗濯乾燥機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、洗濯機能を具備しない衣類乾燥機にも適用できる。衣類乾燥機の構成例としては、図１に示すドラム式洗濯乾燥機から洗濯機能を除いた構成とすることができる。例えば、洗濯機能を具備しない衣類乾燥機としては、図１の水槽２には給水管や排水管４０を接続する必要がなく、水槽２を単なるドラム１の外槽として構成し、その他の基本構成を図１のドラム式洗濯乾燥機と同様とすればよい。

また、本実施の形態においては、本発明をドラム式の洗濯乾燥機に適用した例を説明したが、ドラム式に限定されるものではない。すなわち、本発明の衣類乾燥機および洗濯乾燥機は、ヒートポンプ装置の信頼性を高め、乾燥時間を短縮化し、低消費電力量でシワの少ない乾燥を可能とするものであるため、ドラム式以外の吊り干し乾燥やパルセータ方式の縦型洗濯乾燥等の用途にも適応できる。

また、本実施の形態に係る衣類乾燥機は風量が変化しても高い信頼性を得ることが可能となるので、除湿機等の用途にも適用できる。

本発明に係る衣類乾燥機および洗濯乾燥機は、ドラム式、吊り干し式、パルセータ方式等の様々な衣類乾燥機や洗濯乾燥機に好適に利用することができる。

１ドラム（収容部）
２水槽
３ドラム駆動モータ
４送風部
５排出口
６除湿部
７加熱部
８第１吹出口
９第１風路
１０第２吹出口
１１第２風路
１２風路切換部
１３循環風路
１５布量検知部
１６圧縮機
１７放熱器
１８減圧器
１９吸熱器
５０ヒートポンプ装置
７０制御部
７２風路制御部
７３風量制御部
７４圧縮機制御部
７５減圧制御部

Claims

乾燥対象の衣類を収容する収容部と、乾燥用空気を加熱する加熱手段と、乾燥用空気を送風する送風部を風路途中に配し、前記収容部、加熱手段を経て、再度、前記収容部へと順に乾燥用空気を循環させる循環風路と、前記送風部を制御して前記循環風路内の乾燥用空気の風量を調整する風量制御部と、第１吹出口を有する第１風路と、前記第１吹出口よりも空気通過断面積が小さい第２吹出口を有する第２風路と、前記第１風路と前記第２風路とを選択的に切り換える風路切換部と、乾燥工程中に前記風路切換部を制御して風路を変更する風路制御部とを備え、前記風量制御部は、前記第１風路が選択されているときには前記第２風路が選択されているときよりも低速大風量の乾燥用空気が前記第１吹出口から収容部内へ吹き出される一方、前記第２風路が選択されているときには前記第１風路が選択されているときよりも高速の乾燥用空気が前記第２吹出口から収容部内へ吹き出されるように送風部を制御し、乾燥工程中に前記風路制御部が風路を変更する前に、前記加熱手段の加熱能力を一時的に低下させた後、前記風量制御部が前記送風部の送風能力を一時的に低下させ、その後に前記風路制御部が前記風路切換部を動作させて風路を変更することを特徴とする衣類乾燥機。
前記第１の吹出口は、収納部後方に開口し、前記第２の吹出口は、収納部前方に開口していることを特徴とする請求項１項に記載の衣類乾燥機。
前記風路制御部は、再度風路切換手段を動作させて風路を切換え、その後に前記送風部の送風能力を設定値に復帰させ、その後に加熱手段の加熱能力を設定値に復帰させる請求項１または２記載の衣類乾燥機。