JP6199687B2

JP6199687B2 - 衣類乾燥機

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Publication number: JP6199687B2
Application number: JP2013210139A
Authority: JP
Inventors: 鹿島　弘次; 弘次鹿島
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2033-10-07
Also published as: JP2015073606A

Description

本発明の実施形態は衣類乾燥機に関する。

衣類乾燥機の乾燥方式としては、ヒータ方式とヒートポンプ方式が知られている。そのうち、ヒートポンプ方式の衣類乾燥機によれば、ヒータ方式に比べ低温度で乾燥することができ、衣類の縮みや傷みが少ない、電力の消費量が少ない、といったメリットがある。しかし、一般的にヒートポンプで使用されている冷媒はＨＦＣ冷媒（ＨＦＣ：Hydro Fluoro Carbon）であり、このＨＦＣ冷媒は温暖化係数（ＧＷＰ：Global Warming Potential）が高い。従って、近年では、これに代わる代替冷媒として、温暖化係数が低い可燃性冷媒を使用することが検討されている（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２０１１／１６２３９１号

ところで、ヒートポンプ方式の衣類乾燥機では、ヒートポンプを構成する圧縮機として、冷媒の圧縮効率が高いロータリコンプレッサが採用される傾向がある。しかし、ロータリコンプレッサの内部は高圧となることから、内部の潤滑油に冷媒が溶け込みやすく、従って、冷媒の封入量を増加しなければならないという課題がある。ここで、ヒートポンプで使用する冷媒として可燃性冷媒を採用する場合、その可燃性冷媒の使用量は極力少ない方が好ましい。そのため、ロータリコンプレッサを備えるヒートポンプの冷媒として可燃性冷媒を使用するためには、その可燃性冷媒の使用量を低減するための対策が必要となる。なお、可燃性冷媒の使用量を低減するための対策として、ロータリコンプレッサの潤滑油を改善すること、具体的には、可燃性冷媒が溶け込みにくい潤滑油つまり可燃性冷媒に対して非相溶の潤滑油を使用することは知られている。

そこで、本実施形態は、ロータリコンプレッサを備えるヒートポンプの冷媒として可燃性冷媒を使用する場合において、ロータリコンプレッサの潤滑油の改善を要することなく、可燃性冷媒の使用量を低減することができる衣類乾燥機を提供する。

本実施形態に係る衣類乾燥機は、乾燥室と、ヒートポンプと、通風路と、送風機と、制御手段と、を備える。ヒートポンプは、圧縮機、凝縮器、絞り器および蒸発器を通して冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成し、ロータリコンプレッサが圧縮機として備えられ、開度を調整可能な可変絞り弁が絞り器として備えられ、可燃性冷媒が冷媒として備えられている。通風路は、乾燥室に接続され、内部に凝縮器および蒸発器が配設されている。送風機は、通風路を通して乾燥室内の空気を循環させる。制御手段は、ロータリコンプレッサ、可変絞り弁、および、送風機の動作を制御する。そして、制御手段は、乾燥運転の安定期において、ロータリコンプレッサから吐出される可燃性冷媒の温度と凝縮器の温度との差が所定温度に維持されるようにロータリコンプレッサの運転周波数、可変絞り弁の開度、および、送風機の回転速度を制御することにより、ロータリコンプレッサの潤滑油に対する可燃性冷媒の溶解量を低減する。

また、本実施形態に係る衣類乾燥機は、乾燥室と、ヒートポンプと、加熱手段と、通風路と、送風機と、制御手段と、を備える。ヒートポンプは、圧縮機、凝縮器、絞り器および蒸発器を通して冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成し、ロータリコンプレッサが圧縮機として備えられ、キャピラリが絞り器として備えられ、可燃性冷媒が冷媒として備えられている。加熱手段は、キャピラリを加熱する。通風路は、乾燥室に接続され、内部に凝縮器および蒸発器が配設されている。送風機は、通風路を通して乾燥室内の空気を循環させる。制御手段は、ロータリコンプレッサ、加熱手段、および、送風機の動作を制御する。そして、制御手段は、乾燥運転の安定期において、ロータリコンプレッサから吐出される可燃性冷媒の温度と凝縮器の温度との差が所定温度に維持されるようにロータリコンプレッサの運転周波数、加熱手段によるキャピラリの加熱量、および、送風機の回転速度を制御することにより、ロータリコンプレッサの潤滑油に対する可燃性冷媒の溶解量を低減する。

第１実施形態に係る衣類乾燥機の機内構造を概略的に示す図衣類乾燥機の制御系の構成例を示す図衣類乾燥機による制御内容の一例を示すフローチャート第２実施形態に係る図１相当図図２相当図図３相当図

以下、衣類乾燥機に係る複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態で実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
例えば図１には、衣類乾燥機の一例である洗濯乾燥機１の機内構造２を概略的に示している。洗濯乾燥機１の内部には、水槽３、ヒートポンプ４、通風路５、送風機６などが設けられている。水槽３の内部には、衣類などが収容される図示しない回転槽が回転可能に配設されている。この水槽３は、洗濯運転時には衣類などを洗濯する洗濯槽として機能し、乾燥運転時には衣類などを乾燥する乾燥室として機能する。

ヒートポンプ４は、冷媒管路を介して圧縮機７、凝縮器８、絞り器９、および蒸発器１０をサイクル接続することにより冷凍サイクルを構成している。この場合、圧縮機７は、密閉容器内で冷媒圧縮用の部材を回転させることにより冷媒を圧縮するいわゆるロータリコンプレッサで構成されている。従って、圧縮機７の内部が高圧となる構成である。また、圧縮機７は、この場合、インバータによって駆動される。また、絞り器９は、入力されるパルス数によって開度を調整可能な可変絞り弁（ＰＭＶ：Pulse Motor Valve）で構成されている。以下、圧縮機７をロータリコンプレッサ７と称し、絞り器９をＰＭＶ９と称する。ロータリコンプレッサ７には、冷媒を気液分離するためのアキュムレータ７ａが併設されている。ヒートポンプ４の冷媒管路には、冷媒が封入されている。この場合、封入される冷媒として可燃性冷媒が使用されている。可燃性冷媒は、一般的に使用されているＨＦＣ冷媒よりも温暖化係数が低い。しかし、可燃性を有することから、その使用量、つまり冷媒管路への封入量は極力抑えることが好ましい。

通風路５は、水槽３の排気口５ａおよび給気口５ｂに連通接続されている。この通風路５の内部には、ヒートポンプ４を構成する凝縮器８および蒸発器１０が配設されている。送風機６は、通風路５において凝縮器８よりも風下側に位置する部位に設けられている。送風機６は、送風ファン６ａと、この送風ファン６ａを回転させるモータ６ｂとを備える。送風機６は、送風ファン６ａを回転させることにより、通風路５を通して水槽３内の空気を循環させる。また、ヒートポンプ４には、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度を検知するための吐出冷媒温度センサ１１、および、凝縮器８の温度を検知するための凝縮器温度センサ１２が備えられている。この場合、凝縮器温度センサ１２は、凝縮器８を構成する端板のほぼ中央部に設けられており、これにより、凝縮器８の中央部およびその周辺の温度が検知されるようになっている。

例えば図２には、洗濯乾燥機１の制御系の構成例を示している。なお、ここでは、詳しくは後述する「冷媒溶け込み量低減制御」に関連する構成を示す。制御装置１３は、制御手段の一例であり、例えばマイクロコンピュータを主体として構成されている。そして、この制御装置１３は、予め記憶された制御プログラムおよび図示しない操作入力部を介して入力される操作信号などに基づいて、洗濯乾燥機１の動作全般を制御する。この制御装置１３には、吐出冷媒温度センサ１１が出力する温度検出信号、凝縮器温度センサ１２が出力する温度検出信号が入力される。そして、この制御装置１３は、乾燥運転の安定期においては、これら温度センサ１１，１２から入力される温度検出信号に基づいて、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度と凝縮器８の温度との温度差を算出する。そして、制御装置１３は、その温度差が所定の温度範囲に維持されるように、ロータリコンプレッサ７の運転周波数、ＰＭＶ９の開度、および、送風機６の送風ファン６ａの回転速度を制御するように構成されている。

次に、この乾燥運転の安定期における制御内容の一例について説明する。なお、制御装置１３は、乾燥運転の開始指令が入力されると、ロータリコンプレッサ７の駆動および送風機６の駆動を開始する。これにより、ヒートポンプ４では、周知の冷凍サイクルによる作用により、凝縮器８が加熱され、蒸発器１０が冷却されるようになる。また、水槽３内の湿った空気が通風路５に送られ、その空気が蒸発器１０で冷却除湿され、凝縮器８で加熱されて温風となり、水槽３内に戻される。このような循環が繰り返されることにより、水槽３の回転槽内に収容されている衣類の乾燥が行われる。また、乾燥運転の安定期とは、乾燥運転の開始後ある程度の時間が経過し、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が予め定められた周波数に到達し、送風機６の送風ファン６ａの回転速度が予め定められた回転速度に到達して、衣類の乾燥が安定的に継続されるようになった状態を示す。

そして、乾燥運転の安定期に入ると、制御装置１３は、例えば図３に示す「冷媒溶け込み量低減制御」を開始する。この制御では、制御装置１３は、まず、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度と凝縮器８の温度との温度差Ｔ（以下、「コンプ／コンデ温度差Ｔ」と称する）が第１所定温度Ｔ１よりも大きいか否かを判断する（Ａ１）。なお、第１所定温度Ｔ１は適宜変更して設定することができる。この場合、第１所定温度Ｔ１として、例えば４０℃が設定されている。

制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きい場合（Ａ１：ＹＥＳ）には、詳しくは後述するステップＡ１０に移行する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１以下である場合（Ａ１：ＮＯ）には、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度を上昇させるための動作を行う。即ち、制御装置１３は、まず、ＰＭＶ９の開度を小さくする（Ａ２）。ＰＭＶ９の開度が小さくなると、ＰＭＶ９による絞りが強くなり、蒸発器１０に流れる冷媒量が少なくなる。これにより、蒸発器１０の過熱度、即ち、蒸発器１０における冷媒の出口側の温度と入口側の温度との温度差が大きくなる。蒸発器１０の過熱度が大きくなると、ロータリコンプレッサ７に流入する冷媒の温度が上昇する。これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が上昇するようになる。

制御装置１３は、ＰＭＶ９の開度を小さくしてから所定時間が経過すると（Ａ３：ＹＥＳ）、再び、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きいか否かを判断する（Ａ４）。なお、この所定時間は適宜変更して設定することができる。制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きい場合（Ａ４：ＹＥＳ）には、詳しくは後述するステップＡ１０に移行する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１以下である場合（Ａ４：ＮＯ）には、ＰＭＶ９の開度が下限値であるか否かを確認する（Ａ５）。

制御装置１３は、ＰＭＶ９の開度が下限値でない場合、つまり、さらにＰＭＶ９の開度を小さくできる場合（Ａ５：ＮＯ）には、上述したステップＡ２に移行して、ＰＭＶ９の開度をさらに小さくする。一方、制御装置１３は、ＰＭＶ９の開度が下限値である場合、つまり、これ以上ＰＭＶ９の開度を小さくできない場合（Ａ５：ＹＥＳ）には、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を上昇させる制御および送風機６の回転速度を上昇させる制御のうち少なくとも何れか１つの制御を行う（Ａ６）。ロータリコンプレッサ７の運転周波数が上昇すると、ロータリコンプレッサ７において冷媒が圧縮される度合いが上がり、これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が上昇するようになる。また、送風機６の回転速度が上昇すると、蒸発器１０において冷媒が熱交換される度合い、つまり冷媒が加熱される度合いが上がり、ロータリコンプレッサ７に流入する冷媒の温度が上昇する。これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が上昇するようになる。

制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を上昇させる制御および送風機６の回転速度を上昇させる制御のうち少なくとも何れか１つの制御を行ってから所定時間が経過すると（Ａ７：ＹＥＳ）、再び、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きいか否かを判断する（Ａ８）。なお、この所定時間は適宜変更して設定することができる。制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きい場合（Ａ８：ＹＥＳ）には、詳しくは後述するステップＡ１０に移行する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１以下である場合（Ａ８：ＮＯ）には、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が上限値であるか否か、および、送風機６の回転速度が上限値であるか否かを確認する（Ａ９）。

制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が上限値でない場合、つまり、さらにロータリコンプレッサ７の運転周波数を上昇させることができる場合（Ａ９：ＮＯ）には、あるいは、送風機６の回転速度が上限値でない場合、つまり、さらに送風機６の回転速度を上昇させることができる場合（Ａ９：ＮＯ）には、上述したステップＡ６に移行する。そして、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を上昇可能である場合には、その運転周波数をさらに上昇させ、送風機６の回転速度を上昇可能である場合には、その回転速度をさらに上昇させる。

一方、制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が上限値である場合、つまり、これ以上ロータリコンプレッサ７の運転周波数を上昇させることがでない場合（Ａ９：ＹＥＳ）には、あるいは、送風機６の回転速度が上限値である場合、つまり、これ以上送風機６の回転速度を上昇させることがでない場合（Ａ９：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。この場合、制御装置１３は、例えば、冷媒が潤滑油に溶け込みやすい状態となっていることを報知するように構成してもよい。

制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きい場合（Ａ１：ＹＥＳ、Ａ４：ＹＥＳ、Ａ８：ＹＥＳ）には、ステップＡ１０に移行する。制御装置１３は、ステップＡ１０に移行すると、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下であるか否かを判断する。なお、第２所定温度Ｔ２は適宜変更して設定することができる。この場合、第２所定温度Ｔ２として、例えば５０℃が設定されている。

制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下である場合（Ａ１０：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２よりも大きい場合（Ａ１０：ＮＯ）には、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度を下降させるための動作を行う。即ち、制御装置１３は、まず、ＰＭＶ９の開度を大きくする（Ａ１１）。ＰＭＶ９の開度が大きくなると、ＰＭＶ９による絞りが緩み、蒸発器１０に流れる冷媒量が多くなる。これにより、蒸発器１０の過熱度、即ち、蒸発器１０における冷媒の出口側の温度と入口側の温度との温度差が小さくなる。蒸発器１０の過熱度が小さくなると、ロータリコンプレッサ７に流入する冷媒の温度が下降する。これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が下降するようになる。

制御装置１３は、ＰＭＶ９の開度を大きくしてから所定時間が経過すると（Ａ１２：ＹＥＳ）、再び、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下であるか否かを判断する（Ａ１３）。なお、この所定時間は適宜変更して設定することができる。制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下である場合（Ａ１３：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２よりも大きい場合（Ａ１３：ＮＯ）には、ＰＭＶ９の開度が上限値であるか否かを確認する（Ａ１４）。

制御装置１３は、ＰＭＶ９の開度が上限値でない場合、つまり、さらにＰＭＶ９の開度を大きくできる場合（Ａ１４：ＮＯ）には、上述したステップＡ１１に移行して、ＰＭＶ９の開度をさらに大きくする。一方、制御装置１３は、ＰＭＶ９の開度が上限値である場合、つまり、これ以上ＰＭＶ９の開度を大きくできない場合（Ａ１４：ＹＥＳ）には、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を下降させる制御および送風機６の回転速度を下降させる制御のうち少なくとも何れか１つの制御を行う（Ａ１５）。ロータリコンプレッサ７の運転周波数が下降すると、ロータリコンプレッサ７において冷媒が圧縮される度合いが下がり、これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が下降するようになる。また、送風機６の回転速度が下降すると、蒸発器１０において冷媒が熱交換される度合い、つまり冷媒が加熱される度合いが下がり、ロータリコンプレッサ７に流入する冷媒の温度が下降する。これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が下降するようになる。

制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を下降させる制御および送風機６の回転速度を下降させる制御のうち少なくとも何れか１つの制御を行ってから所定時間が経過すると（Ａ１６：ＹＥＳ）、再び、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下であるか否かを判断する（Ａ１７）。なお、この所定時間は適宜変更して設定することができる。制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下である場合（Ａ１７：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２よりも大きい場合（Ａ１７：ＮＯ）には、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が下限値であるか否か、および、送風機６の回転速度が下限値であるか否かを確認する（Ａ１８）。

制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が下限値でない場合、つまり、さらにロータリコンプレッサ７の運転周波数を下降させることができる場合（Ａ１８：ＮＯ）には、あるいは、送風機６の回転速度が下限値でない場合、つまり、さらに送風機６の回転速度を下降させることができる場合（Ａ１８：ＮＯ）には、上述したステップＡ１５に移行する。そして、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を下降可能である場合には、その運転周波数をさらに下降させ、送風機６の回転速度を下降可能である場合には、その回転速度をさらに下降させる。

一方、制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が下限値である場合、つまり、これ以上ロータリコンプレッサ７の運転周波数を下降させることがでない場合（Ａ１８：ＹＥＳ）には、あるいは、送風機６の回転速度が下限値である場合、つまり、これ以上送風機６の回転速度を下降させることがでない場合（Ａ１８：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。この場合、制御装置１３は、例えば、冷媒が潤滑油に溶け込みやすい状態となっていることを報知するように構成してもよい。

制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下である場合（Ａ１０：ＹＥＳ、Ａ１３：ＹＥＳ、Ａ１７：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。即ち、この状態では、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１から第２所定温度Ｔ２までの範囲で維持される。この条件下では、ロータリコンプレッサ７の潤滑油が可燃性冷媒に対して相溶の潤滑油であっても、その潤滑油に溶け込む可燃性冷媒の溶け込み量（溶解量）が大幅に減少することが本発明者による実験・解析によって確かめられている。

本実施形態に係る洗濯乾燥機１によれば、乾燥運転の安定期において、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度と凝縮器８の温度との差が所定の温度範囲、この場合、４０℃から５０℃の範囲に維持されるようにロータリコンプレッサ７の運転周波数、ＰＭＶ９の開度、および、送風機６の回転速度が制御される。そして、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度と凝縮器８の温度との差が所定の温度範囲に維持される条件下では、ロータリコンプレッサ７の潤滑油が可燃性冷媒に対して相溶の潤滑油、つまり可燃性冷媒が溶け込みやすい潤滑油であっても、その潤滑油に対する可燃性冷媒の溶解量が低減されることが確認されている。従って、本実施形態によれば、ロータリコンプレッサ７を備えるヒートポンプ４の冷媒として可燃性冷媒を使用する場合であっても、ロータリコンプレッサ７の潤滑油の改善を要することなく、可燃性冷媒の使用量を低減することができる。

（第２実施形態）
例えば図４に示すように、ヒートポンプ４は、上述したＰＭＶ９に代わる絞り器の一例として、キャピラリ機構部２９を備える。このキャピラリ機構部２９は、冷媒管路に並行に接続された第１キャピラリ２９ａおよび第２キャピラリ２９ｂを備える。第１キャピラリ２９ａおよび第２キャピラリ２９ｂは、他の冷媒管路に比べ、その流路が狭く形成されている。この場合、第２キャピラリ２９ｂには、加熱手段の一例であるヒータ２９ｃが設けられている。このヒータ２９ｃは、例えばはんだ付けにより、第２キャピラリ２９ｂに密着した状態で固定されている。

例えば図５に示すように、このヒータ２９ｃの通電は制御装置１３によって制御されるように構成されている。そして、制御装置１３は、乾燥運転の安定期においては、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度と凝縮器８の温度との温度差が所定の温度範囲に維持されるように、ロータリコンプレッサ７の運転周波数、ヒータ２９ｃによる第２キャピラリ２９ｂの加熱量、および、送風機６の送風ファン６ａの回転速度を制御するように構成されている。

次に、本実施形態に係る「冷媒溶け込み量低減制御」の一例について図６を参照しながら説明する。制御装置１３は、乾燥運転の安定期において、この制御を開始すると、まず、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きいか否かを判断する（Ｂ１）。なお、この場合も、第１所定温度Ｔ１は、例えば４０℃で設定されている。

制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きい場合（Ｂ１：ＹＥＳ）には、詳しくは後述するステップＢ１０に移行する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１以下である場合（Ｂ１：ＮＯ）には、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度を上昇させるための動作を行う。即ち、制御装置１３は、まず、ヒータ２９ｃをオンして、その出力を予め定められた初期出力値まで上昇させる（Ｂ２）。ヒータ２９ｃの出力が上昇すると、このヒータ２９ｃによる第２キャピラリ２９ｂの加熱量が増加し、第２キャピラリ２９ｂ内を流れる冷媒がガス化して膨張する。第２キャピラリ２９ｂ内を流れる冷媒がガス化・膨張すると、冷媒の体積が増加して冷媒の流通抵抗が増加するので、第２キャピラリ２９ｂ内を冷媒が流れにくくなる。つまり、絞りが強くなる。従って、蒸発器１０に流れる冷媒量が少なくなる。これにより、蒸発器１０の過熱度が大きくなり、ロータリコンプレッサ７に流入する冷媒の温度が上昇し、これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が上昇するようになる。

制御装置１３は、ヒータ２９ｃの出力を上昇させてから所定時間が経過すると（Ｂ３：ＹＥＳ）、再び、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きいか否かを判断する（Ｂ４）。制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きい場合（Ｂ４：ＹＥＳ）には、詳しくは後述するステップＢ１０に移行する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１以下である場合（Ｂ４：ＮＯ）には、ヒータ２９ｃの出力が上限値であるか否かを確認する（Ｂ５）。

制御装置１３は、ヒータ２９ｃの出力が上限値でない場合、つまり、さらにヒータ２９ｃの出力を大きくできる場合（Ｂ５：ＮＯ）には、上述したステップＢ２に移行して、ヒータ２９ｃの出力をさらに大きくする。一方、制御装置１３は、ヒータ２９ｃの出力が上限値である場合、つまり、これ以上ヒータ２９ｃの出力を大きくできない場合（Ｂ５：ＹＥＳ）には、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を上昇させる制御および送風機６の回転速度を上昇させる制御のうち少なくとも何れか１つの制御を行う（Ｂ６）。ロータリコンプレッサ７の運転周波数が上昇すると、ロータリコンプレッサ７において冷媒が圧縮される度合いが上がり、これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が上昇するようになる。また、送風機６の回転速度が上昇すると、蒸発器１０において冷媒が熱交換される度合い、つまり冷媒が加熱される度合いが上がり、ロータリコンプレッサ７に流入する冷媒の温度が上昇する。これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が上昇するようになる。

制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を上昇させる制御および送風機６の回転速度を上昇させる制御のうち少なくとも何れか１つの制御を行ってから所定時間が経過すると（Ｂ７：ＹＥＳ）、再び、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きいか否かを判断する（Ｂ８）。制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きい場合（Ｂ８：ＹＥＳ）には、詳しくは後述するステップＢ１０に移行する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１以下である場合（Ｂ８：ＮＯ）には、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が上限値であるか否か、および、送風機６の回転速度が上限値であるか否かを確認する（Ｂ９）。

制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が上限値でない場合（Ｂ９：ＮＯ）には、あるいは、送風機６の回転速度が上限値でない場合（Ｂ９：ＮＯ）には、上述したステップＢ６に移行して、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を上昇可能である場合には、その運転周波数をさらに上昇させ、送風機６の回転速度を上昇可能である場合には、その回転速度をさらに上昇させる。一方、制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が上限値である場合（Ｂ９：ＹＥＳ）には、あるいは、送風機６の回転速度が上限値である場合（Ｂ９：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。この場合、制御装置１３は、例えば、冷媒が潤滑油に溶け込みやすい状態となっていることを報知するように構成してもよい。

制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１よりも大きい場合（Ｂ１：ＹＥＳ、Ｂ４：ＹＥＳ、Ｂ８：ＹＥＳ）には、ステップＢ１０に移行する。制御装置１３は、ステップＢ１０に移行すると、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下であるか否かを判断する。なお、この場合も、第２所定温度Ｔ２は、例えば５０℃で設定されている。

制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下である場合（Ｂ１０：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２よりも大きい場合（Ｂ１０：ＮＯ）には、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度を下降させるための動作を行う。即ち、制御装置１３は、まず、ヒータ２９ｃの出力を下降させる（Ｂ１１）。ヒータ２９ｃの出力が下降すると、このヒータ２９ｃによる第２キャピラリ２９ｂの加熱量が減少し、第２キャピラリ２９ｂ内を流れる冷媒が液化して収縮する。第２キャピラリ２９ｂ内を流れる冷媒が液化・収縮すると、冷媒の体積が減少して冷媒の流通抵抗が減少するので、第２キャピラリ２９ｂ内を冷媒が流れやすくなる。つまり、絞りが弱くなる。従って、蒸発器１０に流れる冷媒量が多くなる。これにより、蒸発器１０の過熱度が小さくなり、ロータリコンプレッサ７に流入する冷媒の温度が下降し、これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が下降するようになる。

制御装置１３は、ヒータ２９ｃの出力を下降させてから所定時間が経過すると（Ｂ１２：ＹＥＳ）、再び、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下であるか否かを判断する（Ｂ１３）。制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下である場合（Ｂ１３：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２よりも大きい場合（Ｂ１３：ＮＯ）には、ヒータ２９ｃの出力が下限値であるか否かを確認する（Ｂ１４）。

制御装置１３は、ヒータ２９ｃの出力が下限値でない場合、つまり、さらにヒータ２９ｃの出力を小さくできる場合（Ｂ１４：ＮＯ）には、上述したステップＢ１１に移行して、ヒータ２９ｃの出力をさらに小さくする。一方、制御装置１３は、ヒータ２９ｃの出力が下限値である場合、つまり、これ以上ヒータ２９ｃの出力を小さくできない場合（Ｂ１４：ＹＥＳ）には、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を下降させる制御および送風機６の回転速度を下降させる制御のうち少なくとも何れか１つの制御を行う（Ｂ１５）。ロータリコンプレッサ７の運転周波数が下降すると、ロータリコンプレッサ７において冷媒が圧縮される度合いが下がり、これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が下降するようになる。また、送風機６の回転速度が下降すると、蒸発器１０において冷媒が熱交換される度合い、つまり冷媒が加熱される度合いが下がり、ロータリコンプレッサ７に流入する冷媒の温度が下降する。これに伴い、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度が下降するようになる。

制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を下降させる制御および送風機６の回転速度を下降させる制御のうち少なくとも何れか１つの制御を行ってから所定時間が経過すると（Ｂ１６：ＹＥＳ）、再び、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下であるか否かを判断する（Ｂ１７）。制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下である場合（Ｂ１７：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。一方、制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２よりも大きい場合（Ｂ１７：ＮＯ）には、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が下限値であるか否か、および、送風機６の回転速度が下限値であるか否かを確認する（Ｂ１８）。

制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が下限値でない場合（Ｂ１８：ＮＯ）には、あるいは、送風機６の回転速度が下限値でない場合（Ｂ１８：ＮＯ）には、上述したステップＢ１５に移行して、ロータリコンプレッサ７の運転周波数を下降可能である場合には、その運転周波数をさらに下降させ、送風機６の回転速度を上昇可能である場合には、その回転速度をさらに下降させる。一方、制御装置１３は、ロータリコンプレッサ７の運転周波数が下限値である場合（Ｂ１８：ＹＥＳ）には、あるいは、送風機６の回転速度が下限値である場合（Ｂ１８：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。この場合、制御装置１３は、例えば、冷媒が潤滑油に溶け込みやすい状態となっていることを報知するように構成してもよい。

制御装置１３は、コンプ／コンデ温度差Ｔが第２所定温度Ｔ２以下である場合（Ｂ１０：ＹＥＳ、Ｂ１３：ＹＥＳ、Ｂ１７：ＹＥＳ）には、この制御を終了する。即ち、この状態では、コンプ／コンデ温度差Ｔが第１所定温度Ｔ１から第２所定温度Ｔ２までの範囲で維持される。この条件下では、ロータリコンプレッサ７の潤滑油が可燃性冷媒に対して相溶の潤滑油であっても、その潤滑油に溶け込む可燃性冷媒の溶け込み量（溶解量）が大幅に減少することが本発明者による実験・解析によって確かめられている。

本実施形態に係る洗濯乾燥機１によれば、乾燥運転の安定期において、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度と凝縮器８の温度との差が所定の温度範囲、この場合、４０℃から５０℃の範囲に維持されるようにロータリコンプレッサ７の運転周波数、ヒータ２９ｃによる第２キャピラリ２９ｂの加熱量、および、送風機６の回転速度が制御される。そして、ロータリコンプレッサ７から吐出される冷媒の温度と凝縮器８の温度との差が所定の温度範囲に維持される条件下では、ロータリコンプレッサ７の潤滑油が可燃性冷媒に対して相溶の潤滑油、つまり可燃性冷媒が溶け込みやすい潤滑油であっても、その潤滑油に対する可燃性冷媒の溶解量が低減されることが確認されている。従って、本実施形態によれば、ロータリコンプレッサ７を備えるヒートポンプ４の冷媒として可燃性冷媒を使用する場合であっても、ロータリコンプレッサ７の潤滑油の改善を要することなく、可燃性冷媒の使用量を低減することができる。

なお、キャピラリ機構部２９が備えるキャピラリの数は２つに限られるものではなく、例えば１つであってもよいし、３つ以上の複数であってもよい。キャピラリ機構部２９を１つのキャピラリで構成する場合には、そのキャピラリに加熱手段を設ける。また、キャピラリ機構部２９を複数のキャピラリで構成する場合には、少なくとも何れか１つのキャピラリに加熱手段を設ければよい。
また、キャピラリ機構部に複数のキャピラリを備え、例えば切換弁によって、冷媒を流すキャピラリの数を適宜切り換えることにより、蒸発器１０に流れる冷媒の流量を調整するように構成してもよい。

これら本実施形態に係る衣類乾燥機によれば、ロータリコンプレッサを備えるヒートポンプの冷媒として可燃性冷媒を使用する場合において、ロータリコンプレッサの潤滑油の改善を要することなく、可燃性冷媒の使用量を低減することができる。

なお、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は洗濯乾燥機（衣類乾燥機）、３は水槽（乾燥室）、４はヒートポンプ、５は通風路、６は送風機、７はロータリコンプレッサ（圧縮機）、８は凝縮器、９はＰＭＶ（可変絞り弁、絞り器）、１０は蒸発器、２９はキャピラリ機構部（絞り器）、２９ａ，２９ｂはキャピラリ、２９ｃはヒータ（加熱手段）を示す。

Claims

乾燥室と、
圧縮機、凝縮器、絞り器および蒸発器を通して冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成し、ロータリコンプレッサが前記圧縮機として備えられ、開度を調整可能な可変絞り弁が前記絞り器として備えられ、可燃性冷媒が前記冷媒として備えられているヒートポンプと、
前記乾燥室に接続され、内部に前記凝縮器および前記蒸発器が配設された通風路と、
前記通風路を通して前記乾燥室内の空気を循環させる送風機と、
前記ロータリコンプレッサ、前記可変絞り弁、および、前記送風機の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、乾燥運転の安定期において、前記ロータリコンプレッサから吐出される前記可燃性冷媒の温度と前記凝縮器の温度との差が所定温度に維持されるように前記ロータリコンプレッサの運転周波数、前記可変絞り弁の開度、および、前記送風機の回転速度を制御することにより、前記ロータリコンプレッサの潤滑油に対する前記可燃性冷媒の溶解量を低減する衣類乾燥機。
乾燥室と、
圧縮機、凝縮器、絞り器および蒸発器を通して冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成し、ロータリコンプレッサが前記圧縮機として備えられ、キャピラリが前記絞り器として備えられ、可燃性冷媒が前記冷媒として備えられているヒートポンプと、
前記キャピラリを加熱する加熱手段と、
前記乾燥室に接続され、内部に前記凝縮器および前記蒸発器が配設された通風路と、
前記通風路を通して前記乾燥室内の空気を循環させる送風機と、
前記ロータリコンプレッサ、前記加熱手段、および、前記送風機の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、乾燥運転の安定期において、前記ロータリコンプレッサから吐出される前記可燃性冷媒の温度と前記凝縮器の温度との差が所定温度に維持されるように前記ロータリコンプレッサの運転周波数、前記加熱手段による前記キャピラリの加熱量、および、前記送風機の回転速度を制御することにより、前記ロータリコンプレッサの潤滑油に対する前記可燃性冷媒の溶解量を低減する衣類乾燥機。