JP5409074B2

JP5409074B2 - 洗濯乾燥機

Info

Publication number: JP5409074B2
Application number: JP2009080097A
Authority: JP
Inventors: 一善友近; 寛直関根; 桂司佐藤
Original assignee: Haier Asia International Co Ltd
Current assignee: Haier Asia International Co Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP2010227405A

Description

本発明は、一般家庭にて使用される洗濯乾燥機に関するものである。

冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮機により圧縮されて高温高圧になった冷媒と周囲の空気とを熱交換させて冷媒の熱を放熱する放熱器、放熱器で放熱された高圧の冷媒を減圧するための絞り手段、絞り手段により減圧されて低温低圧となった冷媒と周囲の空気とを熱交換させて冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器を順次冷媒が循環するように管路で連結して構成したヒートポンプ装置を、洗濯乾燥機に設けるヒートポンプ洗濯乾燥機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成によれば、衣類より蒸発させた水分を吸熱器に結露させることにより効率よく衣類の乾燥が行えると共に、衣類からの水分を含んだ温風の熱が吸熱器で吸収され、それが冷媒を介して圧縮機に送られ、圧縮機で暖められた冷媒の熱が放熱器で放熱されて温風を再加熱することで、熱を有効に活用することができる。

特開平７−１７８２８９号公報

しかしながら、従来のヒートポンプ洗濯乾燥機では、洗濯工程時に衣類に付着し、すすぎ工程時にすすぎ落とせなかった洗剤成分（例えば、ゼオライト）が、乾燥工程が進むに従い衣類から剥離して、乾燥空気中に浮遊する。乾燥空気中に浮遊した洗剤成分は吸熱器に付着するので、乾燥空気を循環させる空気循環経路の閉塞、即ち、目詰まりが発生し、乾燥効率が低下する課題を有していた。

本発明に係る洗濯乾燥機は、被洗濯物を収容可能であって、洗剤成分を含む洗濯水が貯められる洗濯槽と、冷媒が圧縮機、放熱器、減圧手段、吸熱器の順で循環する冷凍サイクルと、前記洗濯槽の空気が吸込口から前記吸熱器、前記放熱器へ流れた後に送風手段によって吐出口から再び前記洗濯槽へ吐出される空気循環経路と、前記空気循環経路の吸熱器より風上に位置し、前記空気循環経路内に水を供給して前記空気循環経路内に水流を形成する経路水供給手段と、前記空気循環経路で循環する循環空気を前記水流に吹き付けることにより、前記循環空気中に含まれる洗剤成分を除去する洗剤成分除去手段と、を有し、前記洗剤成分除去手段によって除去された後の前記循環空気が前記吸熱器を通過することを特徴とする。

本発明によれば、乾燥空気中に浮遊した洗剤成分を吸熱器に付着する前に除去できるので、乾燥効率の低下を防止できる。

本発明を適用した洗濯乾燥機の斜め前方から見た内部構成図である（外殻となるハウジングが取り外された状態）。本発明を適用した洗濯乾燥機の斜め後方から見た内部構成図である（外殻となるハウジングが取り外された状態）。本発明を適用した洗濯乾燥機の制御ブロック図である。ヒートポンプユニットを構成する冷媒回路及び空気循環経路を示す回路図である。被洗濯物の温度変化の説明図である。

本発明は従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、乾燥空気中に浮遊する洗剤成分（例えば、ゼオライト）を、吸熱器の結露水又は水道水を利用して容易に捕獲し、吸熱器等の洗剤成分による目詰まりを未然に回避することができる乾燥機を提供する。以下、本発明を適用した乾燥機の一実施例として、洗濯運転と洗濯運転終了後に乾燥運転を実行する洗濯乾燥機Ｗを参照して説明する。図１は本発明を適用した洗濯乾燥機Ｗの斜め前方から見た内部構成図、図２は本発明を適用した洗濯乾燥機Ｗの斜め後方から見た内部構成図であり、何れも外殻を構成するハウジングが取り外された状態である。図３は本発明を適用した洗濯乾燥機の制御ブロック図、図４はヒートポンプユニット３９を構成する冷媒回路２６（冷凍サイクル）及び空気循環経路４７を示す回路図、図５は被洗濯物の温度変化の説明図を示している。

洗濯乾燥機Ｗは、衣類等の被洗濯物を洗濯、及び、乾燥するものであり、本実施例における洗濯乾燥機Ｗは、本体１と、ヒートポンプユニット３９とから構成される。本体１の前面には、被洗濯物を納出するための開閉扉（図示しない）が取り付けられており、本体１上面には各種の操作スイッチや表示部が配設された図示しない操作パネルが設けられている。

本体１内には、樹脂により円筒状に形成され、内部を貯水可能とする外槽２が設けられ、この外槽２は円筒の軸を前後方向として配設される。そして、この外槽２の内側には、洗濯槽と脱水槽を兼ねる同じく円筒状に形成されるステンレス製の内槽ドラム３が設けられ、円筒の軸を前後方向として配設される。（外槽２及び外槽２の内側に設けられた内槽ドラム３を洗濯槽とする）そして、この内槽ドラム３の内部に被洗濯物を収容する。内槽ドラム３の円筒の軸が外槽２の後壁に装着された駆動モータ７の軸８（図示しない）に連結され、当該軸８を中心とし、内槽ドラム３は外槽２内で回転可能に保持される。そして、外槽２は内槽ドラム３の回転により振動・変位を生じるため、振動・騒音の低減を図るため振動吸収機能を有するサスペンション６を介して本体１の底面に固定される。

外槽２には、本体１の開閉扉に対応して被洗濯物を納出するための水密性の開閉蓋（図示しない）が設けられている。また、内槽ドラム３の全周壁には、空気及び水が流通可能な多数の透孔（図示しない）が形成されている。

前述した駆動モータ７は、洗濯運転及び当該洗濯運転終了後の乾燥運転において、軸８を中心として内槽ドラム３を回転させるためのモータである。この駆動モータ７は、軸８の一端に取り付けられ、制御装置１０により、乾燥運転時においては洗濯運転時に比して低速にて内槽ドラム３を回転させるように制御される。また制御装置１０には、内槽ドラム３の被洗濯物の重量を検知する重量センサ１３が接続されている。

前記本体１の上部には、内槽ドラム３内に給水するための給水通路（図示しない）が設けられており、この給水通路の一端は同じく給水バルブ４を介して水道水などの給水源に接続されている。この給水バルブ４は制御装置１０にて開閉制御が行われる。また、給水通路の他端は、外槽２に接続されて内部と連通しており、前記制御装置にて給水バルブ４が開放されると、内槽ドラム３に給水源から水（水道水）が供給される。

また、前記本体１の下部には、内槽ドラム内３の水を排出するため排水通路（図示しない）が設けられており、この排水通路の一端は、制御装置１０にて開閉制御が行われる排水バルブ５を介して外槽２の最底部と連通している。また、排水通路の他端は、洗濯乾燥機Ｗの外部に導出され、排水溝等に至る。

本体１の外槽２には、内槽ドラム３と連通する吸込口４８が設けられ、内槽ドラム３内の空気は、吸込口４８、ダクトボックス６０を介して、吸熱器２４から放熱器２２へ流れた後に送風機２８（送風手段）により吐出口４９から再び内槽ドラム３へ吐き出される空気循環経路４７が設けられている。

吸込口４８には吸込口４８の空気温度を検知する吸込口温度センサ１１が、吸込口４９には吐出口４９の空気温度を検知する吐出口温度センサ１２が、それぞれ設けられている。

洗剤成分除去装置５０（洗剤成分除去手段）は、この空気循環経路４７の吸込口４８より風下側で、且つ吸熱器２４より風上側に設けられている。また吸込口４８より風下側で、且つ洗剤成分除去装置５０より風上側には、水供給配管５５（経路水供給手段）が設けられている。

ここで、洗剤成分除去装置５０の構成について図３を参照して説明する。洗剤成分除去装置５０は、空気循環経路の一部が循環風流が斜め下方に向かった後に下方向に曲る形状に形成されており、前記水供給配管５５から供給された水は、この斜め下方に形成された空気循環経路４７に沿って流れる構造となっている。

次に、前記ヒートポンプユニット３９について説明する。ヒートポンプユニット３９は、本体１の後方下部に配設されるものであり、コンプレッサ２１と、放熱器２２と、減圧装置としての膨張弁２３と、吸熱器２４とを順次環状に配管２５により接続して構成される冷媒回路２６（冷凍サイクル）と、送風機（送風手段）２８と、ドレンタンク２９とを備える。

冷媒回路２６内には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ₂）が所定量封入されている。ここで、本実施例で使用するコンプレッサ２１は内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサであり、密閉容器内に電動要素（図示しない）と、この電動要素にて駆動される第１の回転圧縮要素（１段目）及び第２の回転圧縮要素（２段目）が設けられている。

そして、冷媒導入管からコンプレッサ２１の第１の回転圧縮要素に低圧冷媒が導入され、冷媒吐出管から第２の回転圧縮要素で圧縮された高温高圧の冷媒がコンプレッサ２１外に吐出される構成とされている。

冷媒回路２６のコンプレッサ２１の冷媒吐出管は、空気加熱用の前記放熱器２２の入口に接続される。この放熱器２２を出た配管２５は、膨張弁２３の入口に接続され、膨張弁２３を出た配管２５は、吸熱器２４の入口に至り、吸熱器２４を出た配管２５は、冷媒導入管に接続されてコンプレッサ２１に至る。また、コンプレッサ２１の運転及び膨張弁２３は制御装置１０により制御される。

また、吸熱器２４の下方にはドレンタンク２９が設けられ、吸熱器２４により生じた結露水は、ドレンタンク２９に流入する構成とされる。尚、ドレンタンク２９内に流入された結露水は、一旦ドレンタンク２９内に貯溜された後、当該ドレンタンク２９の底面に接続された水供給配管５５に設けられたポンプ５７により、空気循環経路４７に供給される。またドレンタンク２９にはオーバーフロー用の配管５９が設けられ、配管５９を超える分の水は円滑に排出される構成になっている。

尚、上述した制御装置１０は洗濯乾燥機Ｗの制御を司る制御手段であり、図３に示す通り、駆動モータ７の運転、給水通路の給水バルブ４の開閉、排水通路の排水バルブ５の開閉、コンプレッサ２１の運転、膨張弁２３の絞り調整、送風機２８の風量を制御している。

また制御装置は、ポンプ５７の駆動、三方弁５８の切り替え、吸込口温度センサ１１及び吐出口温度センサ１２による空気温度の検知、重量センサ１３により被洗濯物の重量の検知を行う。

以上の構成で次に洗濯乾燥機Ｗの動作を説明する。制御装置１０により洗濯運転が開始されると、制御装置１０は給水通路の給水バルブ４を開いて給水通路を開放する。これにより、給水源から内槽ドラム内に水が供給される。尚、このとき排水通路の排水バルブ５は制御装置１０により閉じられている。そして、内槽ドラム３に所定量の水が溜まると、制御装置１０は給水バルブ４を閉じて給水通路を閉塞する。これにより、給水源からの水の供給が停止される。

次に、制御装置１０により駆動モータ７が通電起動されて軸８が回転し、これにより、軸８に取り付けられた内槽ドラム３が外槽２内で回転し始め、洗濯運転の洗濯工程が開始される。洗濯工程の開始から所定時間経過すると、制御装置１０により駆動モータ７が停止され、前記排水通路の排水バルブが開放されて内槽ドラム３の水（洗濯水）が排出される。そして、内槽ドラム３内の水が排出されると、制御装置１０は再び駆動モータ７を作動し、被洗濯物の脱水を行う。この脱水を所定時間実行した後、制御装置１０は排水通路の排水バルブ５を閉じる。

次に、制御装置１０はすすぎ工程に移行し、給水通路の給水バルブ４を開いて給水通路を開放する。これにより、給水源から内槽ドラム３に再び水が供給される。内槽ドラム３に所定量の給水が行われると、制御装置１０は給水バルブ４を閉じ、給水通路を閉塞する。これにより、給水源からの水の供給が停止される。

そして、駆動モータ７の回転動作を所定時間繰り返してすすぎを行った後、制御装置１０は駆動モータ７を停止し、排水通路の排水バルブ５を開いて内槽ドラム３内のすすぎ水を排水通路に排出する。内槽ドラム３内のすすぎ水が排出されると、制御装置１０は再び駆動モータ７を作動し、前述同様に内槽ドラム３を回転させて、被洗濯物の脱水を行う脱水工程に移行する。

また、脱水工程途中から制御装置１０は、コンプレッサ２１を起動すると共に、送風機２８の運転を開始する。脱水工程を所定時間実行した後、制御装置１０は排水バルブ５を閉じ、駆動モータ７により内槽ドラム３を回転させて乾燥運転に移行する。この乾燥運転では、コンプレッサ２１から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、放熱器２２で放熱した後、膨張弁２３で減圧され、吸熱器２４に流入してそこで周囲から吸熱し、蒸発して冷媒導入管を介してコンプレッサ２１の第１の回転圧縮要素に吸い込まれる循環を行う。尚、乾燥運転開始時に制御装置１０は、被洗濯物の重量を重量センサ１３により検知する。

乾燥運転において、内槽ドラム３内の空気は、吸込口４８、ダクトボックス６０を介して、空気循環経路４７の洗剤成分除去装置５０に流れる。

ここで、洗剤成分除去装置５０で供給される水は、吸熱器２４から発生し、ドレンタンク２９内に貯溜された結露水を、制御装置１０がポンプ５７を駆動し、水供給配管５５を介して供給する。尚、運転開始初期の段階、具体的には、図５における被洗濯物と被洗濯物に含まれる水分が温まる状態の時は、ドレンタンク２９に十分な結露水が供給されていないので、吸込口温度センサ１１が検知する吸込口４８の空気温度又は吐出口温度センサ１２が検知する吐出口４９の空気温度が図５の被洗濯物に含まれる水分が蒸発する所定温度を下回っている場合は、給水源から水道水を供給する。水道水の供給は、所定時間の間、水道水を供給した後、空気循環経路内４７に沿って流れ、ドレンタンク２９にて回収された水道水をポンプ５７で循環させる構成でも良い。

ここで被洗濯物に含まれる水分が蒸発する所定温度とは、図５の被洗濯物の温度変化の説明図における被洗濯物の温度変化の勾配が緩やかになる開始温度のことであり、内槽ドラム３内に収容される被洗濯物の重量によって異なる（約４０℃から約６０℃）。そのため制御装置１０は、乾燥運転開始時に重量センサ１３が検知した被洗濯物の重量に基づき、被洗濯物に含まれる水分が蒸発する所定温度を乾燥運転開始時に決定している。

そして、洗剤成分除去装置５０に送出された高温多湿の空気は、空気循環経路４７の一部が斜め下方に向かった後に下方向に曲る形状に形成されているので、循環空気が空気循環経路４７に沿って流れる水に吹き付けられる。この時、洗剤成分装置５０に送出される空気中には、内槽ドラム３における衣類等の被洗濯物の乾燥の際に、生じた洗剤成分（ゼオライト等）が含まれているが、空気循環経路４７に沿って流れる水に吹き付けられることにより、空気中の洗剤成分を水の中に回収することができる。洗剤成分を回収した水は、そのまま空気循環経路４７に沿って流れ、ドレンタンク２９にて回収される。

このように空気循環経路４７に供給する水は、通常は、吸熱器２４において発生した結露水を用い、運転開始当初のみ水道水を用いる構成としているため、通常は廃棄されてしまう吸熱器２４からの結露水を有効利用すると共に、随時水道水を供給する場合に比して水道代の節約を図ることができる。

尚、循環空気中への洗剤成分の飛散は、図５における被洗濯物に含まれる水分が蒸発する状態及び被洗濯物が温まる状態の時、すなわち被洗濯物に含まれる水分が蒸発する所定温度以上の時に顕著である。従って、吸込口温度センサ１１が検知する吸込口４８の空気温度又は吐出口温度センサ１２が検知する吐出口４９の空気温度が、被洗濯物に含まれる水分が蒸発する所定温度以上の場合のみ、結露水を空気循環経路４７に供給するようにすれば、全く水道水は不要であり、更に水道水の節約が可能である。

尚、結露水と水道水の供給の切り替えは、制御装置１０が、上述の通りに乾燥運転開始時に決定した被洗濯物に含まれる水分が蒸発する所定温度と、吸込口温度センサ１１又は吐出口温度センサ１２で検知された空気温度とを比較して、三方弁５８を切り替えることで行う。

そして、洗剤成分除去装置５０によって洗剤成分が除去された後の高温多湿な空気は、吸熱器２４を通過する過程で当該吸熱器２４の表面に結露（凝結）し、水滴となってドレンタンク２９に落下する。このようにして結露水は乾燥が進むに従い、ドレンタンク２９に貯留されていく。

そして、この吸熱器２４で湿気が取り除かれて乾燥した空気は、送風機２８に吸い込まれて、吐出口４９を介して、内槽ドラム３内に再び戻り、内槽ドラム３内の被洗濯物から湿気を奪って乾燥させる循環を繰り返す。このような乾燥運転が制御装置１０にて所定時間実行されることにより、内槽ドラム３内の被洗濯物は完全に乾燥される。

以上詳述した如く簡素な構成にて、吸熱器２４に付着する前の空気中の洗剤成分を水の中に回収することが可能となり、吸熱器２４に洗剤成分が付着することを未然に防ぐことができる。

また洗剤除去装置５０は、フィルタを用いない構成であるので、フィルタ交換や掃除等のメンテナンスが不要となり、利便性の向上を図ることができるようになる。

尚、ドレンタンク２９に貯留されている洗剤成分を含む水は、洗濯乾燥機Ｗの運転終了時に、制御装置１０よってドレン排水バルブ５６を開放することにより、外部に廃棄するものとする。

また、洗濯乾燥機の形態についてもドラム式の洗濯乾燥機に限るものではなく、パルセータ方式の縦型の洗濯乾燥機に適用することも可能であり、本発明の技術的範囲を逸脱するものではない。

また、本実施例では、第１及び第２の回転圧縮要素を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサを用いるものとしたが、本発明に使用可能なコンプレッサはこれに限定されるものではない。

また、本実施例の冷媒は自然冷媒の二酸化炭素としたが、これに限定されるものではなく、Ｒ１３４ａなどのフロン系冷媒でも良い。

Ｗ洗濯乾燥機
１本体
２外槽
３内槽ドラム
２１コンプレッサ（圧縮機）
２２放熱器
２３膨張弁（減圧装置）
２４吸熱器
２５配管
２６冷媒回路（冷凍サイクル）
２８送風機（送風手段）
２９ドレンタンク
３９ヒートポンプユニット
４７空気循環経路
４８吸込口
４９吐出口
５０洗剤成分除去装置（洗剤成分除去手段）
５５水供給配管（経路水供給手段）

Claims

被洗濯物を収容可能であって、洗剤成分を含む洗濯水が貯められる洗濯槽と、
冷媒が圧縮機、放熱器、減圧手段、吸熱器の順で循環する冷凍サイクルと、
前記洗濯槽の空気が吸込口から前記吸熱器、前記放熱器へ流れた後に送風手段によって吐出口から再び前記洗濯槽へ吐出される空気循環経路と、
前記空気循環経路の吸熱器より風上に位置し、前記空気循環経路内に水を供給して前記空気循環経路内に水流を形成する経路水供給手段と、
前記空気循環経路で循環する循環空気を前記水流に吹き付けることにより、前記循環空気中に含まれる洗剤成分を除去する洗剤成分除去手段と、を有し、
前記洗剤成分除去手段によって除去された後の前記循環空気が前記吸熱器を通過することを特徴とする洗濯乾燥機。
前記洗濯槽内の被洗濯物の重量に基づいて、前記被洗濯物に含まれる水分が蒸発する温度を判定する制御手段と、を有し、
前記吸込口の空気温度又は前記吐出口の空気温度が、前記制御手段によって判定された温度未満である場合、前記経路水供給手段は、前記空気循環経路内に水を供給せず、又は前記空気循環経路内に水道水を供給することを特徴とする請求項１記載の洗濯乾燥機。
前記洗濯槽内の被洗濯物の重量に基づいて、前記被洗濯物に含まれる水分が蒸発する温度を判定する制御手段と、
前記経路水供給手段が前記空気循環経路内に供給した水及び前記吸熱器に付着した結露水とを回収する水回収手段と、を有し、
前記吸込口の空気温度又は前記吐出口の空気温度が、前記制御手段によって判定された温度以上である場合、前記経路水供給手段は、前記水回収手段が回収した水を前記空気循環経路内に供給することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の洗濯乾燥機。
前記洗剤成分除去手段は、前記経路水供給手段の風下にある空気循環経路の一部が斜め下方に向かった後に下方向に曲る形状に形成されると共に、前記経路水供給手段から供給された水は、この斜め下方に形成された空気循環経路に沿って流れる構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の洗濯乾燥機。