JP7129650B2

JP7129650B2 - 乾燥機

Info

Publication number: JP7129650B2
Application number: JP2019054371A
Authority: JP
Inventors: 智弘杉本; 大輔鈴木; 清一進藤; 未麗高
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: JP2020153624A

Description

本発明は、衣類などの乾燥対象物を乾燥する乾燥機に関する。

衣類乾燥機や洗濯乾燥機の乾燥性能の高速化を図る方法として、衣類の水分を加熱する熱源にマイクロ波を用いる方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、衣類にマイクロ波を照射し、衣類の水分を直接加熱することで、すばやく衣類の水分を蒸発させることができるため、従来のヒータやヒートポンプを用いた温風乾燥と比較して、短時間で衣類を乾燥させることができる。

図１２は、特許文献１に記載された従来の衣類乾燥機のブロック図である。この衣類乾燥機は、衣類にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段１０１と、衣類を収納する衣類庫１０２と、衣類庫１０２内に外気を取り込み衣類庫１０２内の空気を送り出す送風機１０３と、衣類を乾燥するためのヒータ１０４と、マイクロ波照射手段１０１を制御するマイクロ波制御手段１０５と、マイクロ波の反射の状態を感知するマイクロ波反射検知手段１０６と、マイクロ波制御手段１０５を制御する制御回路１０７を備えたものである。

この構成の衣類乾燥機は、マイクロ波により、衣類繊維に付着した水を直接加熱することにより、衣類の含水率が約３０％以下の場合に衣類の乾燥時間を短縮することができる。また、衣類に金属ボタンなどがついている場合、マイクロ波の反射波に異常が生じたことを検知して、マイクロ波の照射を停止することができる。

特開２００８－０００２４９号公報

衣類庫１０２内に収納された衣類にボタンやファスナーなどの金属がついている場合、衣類庫１０２内のマイクロ波の電界強度が強くなってスパークが生じると危険であるため、金属がついた衣類が収納されている場合であってもスパークの発生をより低減させることが可能な技術が不可欠である。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電磁波を照射することにより乾燥対象物を乾燥する乾燥機をより適切に制御する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の乾燥機は、乾燥対象物を収容する槽と、槽に収容された乾燥対象物に含有される水分を加熱して乾燥対象物を乾燥するために槽内に電磁波を照射する照射部と、交流電源からの交流入力を直流出力に整流する整流回路と、整流回路からの直流入力を交流出力に変換して照射部に供給するインバータ回路と、インバータ回路を制御する制御部と、を備える。整流回路は、交流電源からの交流入力の周波数に対して平滑化能力を有する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、電磁波を照射することにより乾燥対象物を乾燥する乾燥機をより適切に制御する技術を提供することができる。

実施の形態１に係る洗濯乾燥機の構成を概略的に示す縦断面図である。実施の形態１に係るマイクロ波加熱装置の構成を示す図である。マイクロ波照射部に電力を供給する駆動用電源回路の構成を示す図である。実施の形態１に係る駆動用電源回路の単方向電源部の構成を示す図である。電子レンジのマグネトロンの駆動用電源回路における入力交流電圧、出力直流電圧、及び出力直流電流の波形を示す図である。実施の形態１に係る単方向電源部における入力交流電圧、出力直流電圧、及び出力直流電流の波形を示す図である。実施の形態１に係る駆動用電源回路の別の構成を示す図である。実施の形態２に係る駆動用電源回路の単方向電源部の構成を示す図である。実施の形態２に係る単方向電源部における入力交流電圧、出力直流電圧、及び出力直流電流の波形を示す図である。実施の形態２に係る駆動用電源回路の単方向電源部の別の構成を示す図である。実施の形態２に係る駆動用電源回路の単方向電源部の更に別の構成を示す図である。特許文献１に記載された従来の衣類乾燥機のブロック図である。

第１の発明の乾燥機は、乾燥対象物を収容する槽と、槽に収容された乾燥対象物に含有される水分を加熱して乾燥対象物を乾燥するために槽内に電磁波を照射する照射部と、交流電源からの交流入力を直流出力に整流する整流回路と、整流回路からの直流入力を交流出力に変換して前記照射部に供給するインバータ回路と、インバータ回路を制御する制御部と、を備え、整流回路は、交流電源からの交流入力の周波数に対して平滑化能力を有する。この態様によると、照射部の出力を平滑化することができるので、スパークの発生を抑えることができる。

第２の発明は、第１の発明において、整流回路は、ダイオードブリッジと、ダイオードブリッジの交流入力側又は直流出力側に接続されるリアクタと、直流母線間に配置される平滑コンデンサと、を備えるように構成されたものである。この態様によると、簡易な構成により照射部の出力を平滑化することができるので、乾燥機の製造コストやサイズを抑えつつ、スパークの発生を抑えることができる。

第３の発明は、第１の発明において、整流回路は、ダイオードブリッジと、ダイオードブリッジの直流出力側に接続される力率改善部と、直流母線間に配置される平滑コンデンサと、力率改善部の出力電圧を検出する直流電圧検出部と、直流電圧検出部による検出結果に基づき任意の直流出力電圧となるように力率改善部を制御する力率改善制御部と、を備えるように構成されたものである。この態様によると、照射部の電源回路において高調波の発生を抑えつつ、スパークの発生を抑えることができる。

第４の発明は、第３の発明において、力率改善部は、昇圧チョッパを用いるように構成されたものである。この態様によると、照射部の電源回路において高調波の発生を抑えつつ、スパークの発生を抑えることができる。

第５の発明は、第１の発明において、照射部は、マグネトロンで構成され、陽極と、陰極となるフィラメントと、を有し、インバータ回路は、整流回路からの直流入力を交流出力に変換して陽極に供給する第１のインバータ回路と、整流回路からの直流入力を交流出力に変換してフィラメントに供給する第２のインバータ回路と、を含み、制御部は、第１のインバータ回路と第２のインバータ回路とを個別に制御するように構成されたものである。この態様によると、第１のインバータ回路と第２のインバータ回路とを個別に最適制御することができる。

第６の発明は、第５の発明において、照射部からの電磁波の強度を検知する検知部を備え、制御部は、検知部により検知された電磁波の強度に応じて第２のインバータ回路を制御するように構成されたものである。この態様によると、電磁波の強度に応じてフィラメント電圧を最適に制御することができるので、フィラメントの発熱を抑え、寿命を延ばすことができる。

第７の発明は、第５又は第６の発明において、制御部は、第２のインバータ回路を制御し、フィラメントに印加する交流電圧及びタイミングの少なくとも１つを制御するように構成されたものである。この態様によると、マグネトロンの発振とは別にフィラメント電圧を最適に制御することができるので、フィラメントの発熱を抑え、寿命を延ばすことができる。

第８の発明は、第５から第７のいずれかの発明において、制御部は、マグネトロンが正常発振した後に、フィラメントに供給する交流出力を停止するように構成されたものである。この態様によると、フィラメントの発熱を抑え、寿命を延ばすことができる。

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。また、複数の実施の形態に記載された内容において、可能な範囲で組み合わされることは問題ない。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る洗濯乾燥機の構成を概略的に示す縦断面図である。本実施の形態の洗濯乾燥機５０は、衣類などの洗濯物を洗濯して乾燥する機能を有しており、洗濯機能のみを実行する洗濯機としても、乾燥機能のみを実行する乾燥機としても、洗濯機能と乾燥機能を実行する洗濯乾燥機としても機能する。

図１に示されるように、洗濯乾燥機５０は、洗浄水が溜められる有底円筒形状に形成された水槽３を備えている。水槽３は、その下方に設けられたダンパ４によって筐体２（本体）内に揺動自在に支持されている。衣類などの洗濯物（乾燥機能に言及するときは「乾燥対象物」ともいう）が収容される回転槽１が、水槽３内に回転自在に設けられている。この回転槽１は、有底円筒形状に形成されている。回転槽１は、その回転軸を水平に対して前上がりに傾斜させて設けられている。

水槽３の背面には、駆動モータ６が取り付けられている。この駆動モータ６は、回転槽１を回転軸まわりに正方向及び逆方向に回転させる。洗濯乾燥機５０は、駆動モータ６の駆動による回転槽１の回転によって、回転槽１内に収容された洗濯物に対し、撹拌たたき洗浄、すすぎ、及び乾燥を行なう。

筐体２の前部には、回転槽１及び水槽３の開口端側に対向させて扉体５が設けられている。使用者は、扉体５を開くことによって回転槽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３の前部開口部の縁部には全周にわたって、弾性を有するシール部材が備えられている。使用者が扉体５を閉じると、シール部材が扉体５によって押圧され、弾性変形することによって、水槽３の機外に対する水密性及び気密性が確保される。

給水管１３が水槽３の上部に接続されている。給水弁１２が給水管１３の途中に設けられている。給水弁１２は、給水管１３を経由して水槽３内に水を供給する。また、排水管１１が水槽３の最下部に接続されている。排水弁１０が排水管１１の途中に設けられている。排水弁１０は、水槽３内の水を排水管１１を経由して機外に排出する。

水槽３の下方には、ダンパ４が設けられている。ダンパ４は、水槽３を支えるとともに、脱水時等に、回転槽１内の衣類の偏りなどに起因して発生する水槽３の振動を減衰させる。このダンパ４には、布量検知部（図示せず）が取り付けられている。布量検知部は、回転槽１内の衣類などによる重量変化によって、ダンパ４の軸が上下に変位する変位量を検知する。洗濯乾燥機は、この布量検知部によって検知された変位量に基づいて、回転槽１内の衣類の量を検知する。

また、洗濯乾燥機５０は、水槽３及び回転槽１内の空気を循環させる循環風路７と、回転槽１内の衣類の水分を加熱するマイクロ波加熱装置３０とを備えている。乾燥対象物を加熱する加熱部を構成するマイクロ波加熱装置３０は、水槽３内に設けられたマイクロ波照射口３２から電磁波の一種であるマイクロ波を照射し、回転槽１内の衣類の水分を加熱する。

循環風路７は、乾燥工程において衣類を乾燥させるための空気循環風路として構成されている。空気循環風路には、水槽３及び回転槽１が含まれる。循環風路７は、水槽３の上部側面に設けられた吹出口８（乾燥用空気吹出口）と水槽３の後部側面に設けられた排出口９（乾燥用空気排出口）と水槽３とに接続させて設けられている。

送風ファン１６が、送風装置として、循環風路７内に設けられている。送風ファン１６は、水槽３及び回転槽１内の乾燥用空気を循環風路７内に循環させる。

循環風路７には、吸気風路１４と排気風路１５とが、それぞれ接続されている。吸気風路１４は、筐体２内の空気を循環風路７内に取り込むものである。排気風路１５は、循環風路７内の空気を循環風路７外に排出するものである。吸気風路１４及び排気風路１５の循環風路７に接続されていない側の端部は、それぞれ循環風路７外に解放されている。排気風路１５は、吸気風路１４より乾燥用空気の流れの上流側に設けられている。また、排気風路１５を設けずに、排水管１１を通して、空気を循環風路７外に排出してもよい。

循環風路７には、乾燥用空気を加熱するヒータ１７が組み込まれている。このヒータ１７は、吸気風路１４より下流側で、水槽３の吹出口より手前に設けられている。このヒータ１７もマイクロ波加熱装置３０と同様に乾燥対象物を加熱する加熱部を構成し、マイクロ波加熱装置３０と同時に、又はマイクロ波加熱装置３０に代えて通電される。なお、加熱部により乾燥対象物を加熱する方法としては、マイクロ波により直接加熱する方法、ヒータなどにより循環する空気を加熱したり、回転槽１の内壁を加熱したりして間接的に加熱する方法などがあり、特に限定するものではない。

本実施の形態の洗濯乾燥機５０は、マイクロ波加熱装置３０からマイクロ波照射口３２を介して回転槽１内に照射されるマイクロ波により乾燥対象物を乾燥するが、乾燥対象物の衣類などにボタンやファスナーなどの金属がついていてスパークが発生する可能性が高い場合には、マイクロ波加熱装置３０から回転槽１内に照射するマイクロ波の出力を低減させ、又は停止して、ヒータ１７による乾燥に切り替える。

本実施の形態の洗濯乾燥機５０では、回転槽１内にマイクロ波が照射されるので、洗濯乾燥機５０の外部に漏洩する電磁波の強度が、使用される地域において定められた基準値以下になるように構成する必要がある。そのため、本実施形態の洗濯乾燥機５０は、マイクロ波照射口３２から照射された電磁波の漏洩を抑制するための電磁波シールドを備える。電磁波シールドは、少なくとも扉体５及び回転槽１から構成される。例えば、電磁波シールドは、マイクロ波を反射又は吸収することが可能な金属などの電磁波遮蔽材料を含む材料で形成された扉体５及び回転槽１と、扉体５と回転槽１との間隙から漏洩する電磁波を遮蔽又は減衰させるために扉体５と回転槽１との接点に形成されたチョーク構造により構成されてもよい。チョーク構造としては、電子レンジなどの技術分野において知られている任意のチョーク構造を採用可能である。水槽３又は筐体２の一部或いは全部が、電磁波遮蔽材料を含む材料で形成されてもよい。

漏洩電磁波に関する規格として、例えば、周波数が２．４５ＧＨｚ帯の電磁波（マイクロ波）によって食品の加熱を行う定格高周波出力２ｋＷ以下の電子レンジ及びそれに付加装置をもつ電子レンジについて規定した日本工業規格「ＪＩＳＣ９２５０」がある。同規格の５．８には、「同規格の８．２．１２に規定される漏れ電波の電力密度試験により測定された漏れ電波の電力密度が、（１）扉を閉めているときは、１ｍＷ／ｃｍ^２以下であること、（２）発振管の発振停止装置が動作する直前の最大の位置まで扉を開いて固定したときは、５ｍＷ／ｃｍ^２以下であること、（３）主たる発振停止装置以外の発振停止装置を拘束した状態で５ｍＷ／ｃｍ^２以下であること」と規定されている。また、電気用品安全法第八条第一項に規定された、経済産業省令で定める技術上の基準を定める「電気用品の技術上の基準を定める省令」の解釈についての通達の別表第八の２（９５）ト項にも、ほぼ同様の内容が規定されている。洗濯乾燥機についても、電子レンジと同様の基準が妥当すると考えられる。

また、各国の専門家による科学的根拠に基づいて作成された国際非電離放射線防護委員会（ＩＣＮＩＲＰ）のガイドラインを人体防護の暴露限度値として採用することがＷＨＯ（世界保健機関）により推奨されている。このガイドラインでは、曝露制限値が０．０８Ｗ／ｋｇ（１ｍＷ／ｃｍ^２）と規定されている。国際電気標準会議（ＩＥＣ）により制定された国際規格「ＩＥＣ６２２３３」及びそれに基づいて制定された日本工業規格「ＪＩＳ１９１２」には、家庭用電気機器及び類似機器からの人体ばく露に関する電磁界の測定方法が規定されている。同規格に規定された測定方法において、電磁界を検知するセンサの信号に対して重みづけを行うことにより、曝露制限値に対する割合として電磁界が測定され、ＩＣＮＩＲＰのガイドラインに規定された曝露制限値を超えていなければ、ＩＣＮＩＲＰのガイドラインに適合すると判定される。電磁波シールドは、これらの規格に準拠するように構成される。

次に乾燥空気の流れについて説明する。送風ファン１６が駆動されると、回転槽１内で洗濯物から奪われた水分によって多湿状態となった乾燥用空気は、水槽３の側面下部に設けられた排出口９を通って、循環風路７又は排気風路１５に流入する。排気風路１５を設けない場合は、循環風路７又は排水管１１に流入する。排気風路１５に流入した空気は、循環風路７外に排気される。一方、循環風路７に流入した空気は、送風ファン１６によってヒータ１７に向けて送られ、ヒータ１７が動作している場合は、ヒータ１７によって加熱される。

吸気風路１４は、送風ファン１６の吸気側の循環風路７に連通するように設けられている。吸気風路１４は、また、ヒータ１７より上流側の循環風路７に連通するように設けられている。したがって、吸気風路１４から吸気された循環風路７外の空気は、循環風路７側へ流れた乾燥用空気と混合された後、ヒータ１７を通過する。この際に、ヒータが動作している場合、混合された空気は、ヒータ１７によって加熱される。また、循環風路７外の空気が乾燥用空気に混合されることにより、混合前と比較して混合後の乾燥用空気の湿度は低くなる。

ヒータ１７を通過した空気は、吹出口８を通過して、再び回転槽１内に吹き出される。なお、洗濯機能を有しない衣類乾燥機においては、洗浄水を溜める水槽３や給水弁１２、給水管１３及び排水弁１０は備えられていない。そして、回転する回転槽１と循環風路７との接続は、フェルトなどのシール部材に回転槽１が摺動するように構成されている。

流入温度検知部１８が、循環風路７内の吹出口８近傍又はヒータ１７近傍に設けられている。流入温度検知部１８は、回転槽１に流入する乾燥用空気の温度を検知する。流入温度検知部１８は、例えばサーミスタ等によって構成される。

制御装置２０が筐体２内に備えられている。制御装置２０は、送風ファン１６及びマイクロ波加熱装置３０等を制御する。制御装置２０は、また、駆動モータ６、給水弁１２、排水弁１０等を制御し、洗浄、すすぎ、乾燥の各工程を逐次実行する。

図２は、実施の形態１に係るマイクロ波加熱装置３０の構成を示す。マイクロ波加熱装置３０は、マイクロ波照射部３１と、導波管３４と、マイクロ波照射口３２と、マイクロ波制御装置４０と、反射部３３と、マイクロ波検知部３６とを有している。マイクロ波照射部３１は、マイクロ波を照射波として照射する。導波管３４は、照射されたマイクロ波を回転槽１内へ導く。マイクロ波照射口３２は、導波管３４の先端で水槽３内に設けられる。マイクロ波制御装置４０は、マイクロ波照射部３１から照射するマイクロ波の出力を調整する。反射部３３は、マイクロ波照射部３１とマイクロ波照射口３２の間に設けられ、回転槽１から反射されたマイクロ波の一部又は全部を反射して回転槽１内に照射する。マイクロ波検知部３６は、反射部３３とマイクロ波照射口３２の間に設けられ、反射部３３とマイクロ波照射口３２の間の位置におけるマイクロ波の強度を検知する。なお、マイクロ波検知部３６は、マイクロ波照射部３１から照射されるマイクロ波の強度を検知できれば設置位置はとくに限定しない。

マイクロ波照射部３１は、マグネトロンなどのマイクロ波発振器であり、マイクロ波加熱装置が使用可能な２．４５ＧＨｚ帯の周波数の電磁波を発振する。なお、ＩＳＭ（ＩｎｄｕｓｔｒｙＳｃｉｅｎｃｅＭｅｄｉｃａｌ）バンドとして割り当てられた２．４５ＧＨｚ帯に限られるものではなく、同様に割り当てられた９１５ＭＨｚ帯などの周波数の電磁波でもよい。マイクロ波制御装置４０により任意の出力に調整されたマイクロ波がマイクロ波照射部３１から照射される。照射されたマイクロ波は、導波管３４及びマイクロ波照射口３２を通じて、回転する回転槽１内に照射され、衣類などの乾燥対象物に含有される水分を加熱する。この際に、送風ファン１６から回転槽１内の衣類に乾燥用空気を送風することにより、乾燥対象物から蒸発した水分は、乾燥用空気とともに、排出口９から排気風路１５を通じて水槽３外へ排出される。もしくは排水管１１を通じて水槽３外へ排出される。これにより、衣類の乾燥が促進される。

回転槽１内に照射されたマイクロ波のうち、乾燥対象物に含有される水分により吸収されなかったマイクロ波の一部は、反射波として、回転槽１からマイクロ波照射口３２を通じてマイクロ波照射部３１に戻る。マイクロ波照射部３１に戻ったマイクロ波は、熱に変換され排熱として処理される。

反射部３３は、回転槽１から反射されてマイクロ波照射部３１に戻る方向へ進む反射波の一部又は全部を反射して、マイクロ波照射部３１から照射されたマイクロ波と共に、再度、回転槽１内へ入射させる。したがって、マイクロ波検知部３６により検知される入射波は、マイクロ波照射部３１から照射される照射波に加えて、反射部３３により反射されて回転槽１の方向へ進むマイクロ波が含まれてもよい。これにより、エネルギーロスを低減し、乾燥時間を短縮することができる。

図３は、マイクロ波照射部３１に電力を供給する駆動用電源回路の構成を示す。駆動用電源回路は、単方向電源部７０（整流回路）と、インバータ回路６０と、制御部５３とを含む。

単方向電源部７０は、商用電源からの交流入力を全波整流し、平滑化して直流出力に変換する。単方向電源部７０の直流出力は、インバータ回路６０に入力される。

図３に示した例において、マイクロ波照射部３１は、陽極５１と、陰極となるフィラメント５２とを有するマグネトロンである。フィラメント用の交流電圧が印加されることで、フィラメント５２が傍熱されて発振可能な状態となり、この状態で高圧電流電圧が陽極５１に印加されると電磁波エネルギーを発生する。

インバータ回路６０は、第１のインバータ回路６１と、第２のインバータ回路６２とからなる。第１のインバータ回路６１は、単方向電源部７０からの直流入力を交流出力に変換して陽極５１に供給する。第２のインバータ回路６２は、単方向電源部７０からの直流入力を交流出力に変換してフィラメント５２に供給する。制御部５３は、第１のインバータ回路６１と第２のインバータ回路６２とを制御する。これによって、第１のインバータ回路６１と第２のインバータ回路６２とを個別に制御することができる。

第１のインバータ回路６１は、共振コンデンサＣ１と、半導体スイッチング素子Ｓ１と、高圧トランス６３とを含む。半導体スイッチング素子Ｓ１は、制御部５３からのスイッチング制御信号（２０ｋＨｚ～５０ｋＨｚ）によってスイッチング動作する。これにより、高圧トランス６３の一次巻線には高周波電圧が発生するとともに、二次巻線には所定の電圧が誘起される。

第２のインバータ回路６２は、共振コンデンサＣ２と、半導体スイッチング素子Ｓ２と、フィラメント用トランス６４とを含む。半導体スイッチング素子Ｓ２は、制御部５３からのスイッチング制御信号（２０ｋＨｚ～５０ｋＨｚ）によってスイッチング動作する。これにより、フィラメント用トランス６４の一次巻線には高周波電圧が発生するとともに、二次巻線には所定のフィラメント電圧が誘起される。

制御部５３は、第２のインバータ回路６２によってフィラメント電圧を印加し、フィラメント５２を発熱させる。その後、第１のインバータ回路６１によって陽極５１に高周波の高圧電圧を印加し、マイクロ波を正常発振させる。正常発振することでマグネトロンが加熱されるため、第２のインバータ回路６２によりフィラメント５２を発熱させなくとも発振し続ける。

また、制御部５３は、マイクロ波検知部３６により検知された強度に応じて、第１のインバータ回路６１とは個別に第２のインバータ回路６２を制御する。例えば、フィラメント５２に印加する交流電圧及びそのタイミングの少なくとも１つを制御する。これによって、マグネトロンの発振とは別にフィラメント電圧を最適に制御することができる。フィラメント５２の発熱を抑え、寿命を延ばすことができる。なお、マイクロ波検知部３６は、マイクロ波の強度を検知する他に、マグネトロンに流れる電流を検知してもよい。

具体的には、制御部５３は、マグネトロンが正常発振した後に、フィラメント５２に供給する交流出力を停止する。これによって、フィラメント５２の発熱を抑え、寿命を延ばすことができる。例えば、マグネトロンが正常発振して所定時間後にフィラメント電圧をＯＦＦするように制御する。所定時間は実験により求められてもよい。また、制御部５３は、モーディングが発生しない範囲で、フィラメント電圧を段階的あるいは連続的に下げていってもよい。

マグネトロンは、一般的な電子レンジにおいても使用されている。電子レンジに搭載されたマグネトロンを駆動するための駆動用電源回路においては、単方向電源部にコンデンサが搭載される。このコンデンサは、主に、インバータ回路の高周波スイッチング動作により発生しうる高調波電流を商用電源に流出させないためのローパスフィルタの役割を果たす。したがって、高調波電流を除去することができればよいので、電子レンジの製造コストやサイズを抑えるために、比較的静電容量の小さいコンデンサが使用される。そのため、電子レンジのマグネトロンの駆動用電源回路では、商用電源からの交流電圧をコンデンサにより平滑化する能力は十分でなく、インバータ回路に入力される直流電圧のリップルが大きい。

このような電子レンジのマグネトロンの駆動用電源回路を洗濯乾燥機５０において使用すると、商用電源からの交流入力が十分に平滑化されずにインバータ回路６０に入力されるため、マグネトロンが間欠発振することになる。この場合、連続発振する場合と同じ平均出力を得るためには、マグネトロンに印加するピーク電圧を高くし、ピーク出力を高くする必要がある。ピーク出力が高くなると、回転槽１内の電界強度が瞬間的に高くなってスパークが発生する可能性がある。このように、電子レンジに搭載されたマグネトロンの駆動用電源回路をそのまま洗濯乾燥機５０に搭載すると、スパークが発生する可能性が高まるという課題があることを本発明者らは認識した。

電子レンジは、基本的には食品を加熱するために使用されるので、金属などが庫内に入った状態でマイクロ波が照射されてスパークが生じる可能性は低い。

それに対して、洗濯乾燥機５０は、回転槽１内に金属が入ったままマイクロ波が照射される可能性が電子レンジよりも高いので、スパークの発生を抑えるための対策が一層重要である。本発明者らは、商用電源からの交流入力を十分に平滑化してからインバータ回路６０に入力すれば、マグネトロンの出力を平滑化することができるので、スパークの発生を抑えることができると考え、本発明に想到した。すなわち、本実施の形態の単方向電源部７０は、商用電源からの交流入力の周波数に対して平滑化能力を有するように構成される。

より具体的には、単方向電源部７０は、リップル率が５％以下、好ましくは３％以下、より好ましくは２％以下、更に好ましくは１％以下となるような平滑化能力を有するように構成される。これにより、マグネトロンを連続発振させることができるので、ピーク出力を低く抑えることができ、スパークの発生を抑えることができる。

図４は、実施の形態１に係る駆動用電源回路の単方向電源部７０の構成を示す。単方向電源部７０は、商用電源からの交流入力を全波整流するダイオードブリッジ７１と、平滑回路７２とを含む。平滑回路７２は、ダイオードブリッジ７１の交流入力側又は直流出力側に接続されるリアクタ７３と、直流母線間に配置される平滑コンデンサ７４とで構成される。リアクタ７３のインダクタンスと、平滑コンデンサ７４の静電容量は、上述した平滑化能力を得るために必要な値とされる。

図５は、電子レンジのマグネトロンの駆動用電源回路における入力交流電圧Ｖａｃ、出力直流電圧Ｖｄｃ、及び出力直流電流Ｉｄｃの波形を示す。出力直流電圧Ｖｄｃは、入力交流電圧Ｖａｃが全波整流されただけであり、ほとんど平滑化されていないので、リップルが大きい。

図６は、実施の形態１に係る単方向電源部７０における入力交流電圧Ｖａｃ、出力直流電圧Ｖｄｃ、及び出力直流電流Ｉｄｃの波形を示す。出力直流電圧Ｖｄｃは、平滑回路により平滑化されており、図５と比較してリップル率が非常に小さくなっている。

図７は、実施の形態１に係る駆動用電源回路の別の構成を示す。本図に示した駆動用電源回路は、倍電圧整流回路であり、ダイオードブリッジ８１と、コンデンサ８５及び８６と、リアクタ８２と、平滑コンデンサ８９とを含む。ダイオードブリッジ８１は、順方向に直列に接続した整流用ダイオード８３及び８４と順方向に直列に接続した整流用ダイオード８７及び８８とを並列に接続したものである。ダイオードブリッジ８１の両端と、直列に接続したコンデンサ８５及び８６の両端とを接続し、整流用ダイオードの接続点とコンデンサの接続点に、商用電源からリアクタ８２を介して交流電圧を入力して、全波倍電圧整流を行う。直列接続するコンデンサ８５及び８６の両端から出力される直流出力は、平滑コンデンサ８９により平滑化され、インバータ回路６０へ入力される。

この場合も、コンデンサ８５及び８６の静電容量、リアクタ８２のインダクタンス、平滑コンデンサ８９の静電容量は、商用電源からの交流入力の周波数に対して、上述した平滑化能力を得るために必要な値とされる。

実施の形態１の駆動用電源回路によれば、ＬＣフィルタを用いた簡易な構成の平滑回路により、商用電源からの交流入力を十分に平滑化してからインバータ回路６０に入力することができるので、洗濯乾燥機５０の製造コストやサイズを抑えつつ、スパークの発生を抑えることができる。

［実施の形態２］
実施の形態２では、単方向電源部としてスイッチング方式の電源回路を用いる例について説明する。実施の形態２に係る洗濯乾燥機５０の全体構成は、図１に示した実施の形態１の洗濯乾燥機の全体構成と同様である。実施の形態２に係るマイクロ波加熱装置３０の構成は、図２に示した実施の形態１に係るマイクロ波加熱装置３０の構成と同様である。

図８は、実施の形態２に係る駆動用電源回路の単方向電源部７０の構成を示す。図８に示した単方向電源部７０は、ダイオードブリッジ７１で構成される整流回路の直流出力側に、昇圧チョッパで構成される力率改善部９０が接続される。駆動用電源回路は、更に、直流母線間に配置される平滑コンデンサ７４と、力率改善部９０の出力電圧を検出する直流電圧検出部７５と、力率改善制御部９１とを備える。力率改善制御部９１は、直流電圧検出部７５による検出結果に基づき、インバータ回路６０が必要とする直流出力電圧となるように力率改善部９０を制御する。

力率改善部９０は、リアクタ７３と、スイッチング素子９３と、ダイオード９２とを含む。リアクタ７３は、一端が整流回路の出力に接続され、他端がダイオード９２のアノードとスイッチング素子９３に接続される。スイッチング素子９３は、一端がリアクタ７３とダイオード９２のアノードの接続点に接続され、他端がグランドに接続される。ダイオード９２は、アノードがリアクタ７３及びスイッチング素子９３に接続され、カソードが直流出力側に接続される。

力率改善制御部９１がスイッチング素子９３をオンにすると、リアクタ７３に電圧が印加されてエネルギーが蓄積され、リアクタ電流は増加する。力率改善制御部９１がスイッチング素子９３をオフにすると、リアクタ７３に蓄積されたエネルギーが出力側に伝達され、リアクタ電流は減少する。したがって、力率改善制御部９１がスイッチング素子９３のオンオフのデューティー比を制御することにより、リアクタ電流を任意に制御することができる。力率改善制御部９１は、直流電圧検出部７５による検出結果に基づいて、力率を改善しつつ直流出力電圧が任意の値となるように、スイッチング素子９３のオンオフのデューティー比を制御する。

この場合も、実施の形態１と同様に、リアクタ７３のインダクタンス及び平滑コンデンサ７４の静電容量は、商用電源からの交流入力の周波数に対して、上述した平滑化能力を得るために必要な値とされる。

図９は、実施の形態２に係る単方向電源部７０における入力交流電圧Ｖａｃ、出力直流電圧Ｖｄｃ、及び出力直流電流Ｉｄｃの波形を示す。出力直流電圧Ｖｄｃは、平滑回路により平滑化されており、図５と比較してリップル率が非常に小さくなっている。

図１０は、実施の形態２に係る駆動用電源回路の単方向電源部７０の別の構成を示す。本図に示した単方向電源部７０は、図８に示した単方向電源部７０の昇圧チョッパ回路に代えて降圧チョッパ回路を備える。

降圧チョッパ回路は、スイッチング素子９３と、リアクタ７３と、ダイオード９２とを含む。スイッチング素子９３は、一端が整流回路の出力に接続され、他端がダイオード９２のカソード及びリアクタ７３に接続される。リアクタ７３は、一端がスイッチング素子９３及びダイオード９２のカソードに接続され、他端が直流出力側に接続される。ダイオード９２は、カソードがスイッチング素子９３とリアクタ７３の接続点に接続され、アノードがグランドに接続される。

力率改善制御部９１がスイッチング素子９３をオンにすると、リアクタ７３に電圧が印加されてエネルギーが蓄積されるが、入力電圧が低い間はリアクタ電流は流れず、入力電圧が閾値を超えるとリアクタ電流が流れる。力率改善制御部９１がスイッチング素子９３をオフにすると、リアクタ７３に蓄積されたエネルギーが出力側に伝達され、リアクタ電流は減少する。したがって、力率改善制御部９１がスイッチング素子９３のオンオフのデューティー比を制御することにより、昇圧チョッパほどではないが十分に高い力率を得ることができる。

図１１は、実施の形態２に係る駆動用電源回路の単方向電源部７０の更に別の構成を示す。本図に示した単方向電源部７０は、部分スイッチ方式（Simple partial switching method：ＳＰＳＭ）の電源回路であり、ダイオードブリッジ７１で構成される整流回路の前段に交流スイッチ９４が接続される。この電源回路においても、力率改善制御部９１が交流スイッチ９４のオンオフのデューティー比を制御することにより、高い力率を得ることができる。

実施の形態２の駆動用電源回路によれば、商用電源からの交流入力を十分に平滑化してからインバータ回路６０に入力することができるので、洗濯乾燥機５０の製造コストやサイズを抑えつつ、スパークの発生を抑えることができる。また、高調波が発生するおそれのある電源回路に対して力率改善を行うことができるので、高調波を抑えることができる。

駆動用電源回路の単方向電源部として、商用電源からの交流入力を平滑化することが可能な任意の回路が適用されてもよい。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

なお、本発明の適用範囲は、上記実施の形態において説明されたドラム式の衣類乾燥機（洗濯乾燥機）に限定されるものではない。例えば、ドラム式以外の吊り干し乾燥方式やパルセータ方式の縦型洗濯乾燥機等に適用されてもよい。

１回転槽（槽）、２筐体、３水槽、４ダンパ、５扉体、６駆動モータ、７循環風路、８吹出口、９排出口、１０排水弁、１１排水管、１２給水弁、１３給水管、１４吸気風路、１５排気風路、１６送風ファン、１７ヒータ、１８流入温度検知部、２０制御装置、３０マイクロ波加熱装置、３１マイクロ波照射部（照射部）、３２マイクロ波照射口、３３反射部、３４導波管、３６マイクロ波検知部、４０マイクロ波制御装置、５０洗濯乾燥機、５１陽極、５２フィラメント、５３制御部、６０インバータ回路、６１第１のインバータ回路、６２第２のインバータ回路、７０単方向電源部（整流回路）、７１ダイオードブリッジ、７２平滑回路、７３リアクタ、７４平滑コンデンサ、７５直流電圧検出部、８１ダイオードブリッジ、８２リアクタ、８９平滑コンデンサ、９０力率改善部、９１力率改善制御部。

Claims

乾燥対象物を収容する槽と、
前記槽に収容された前記乾燥対象物に含有される水分を加熱して前記乾燥対象物を乾燥するために前記槽内に電磁波を照射する照射部と、
交流電源からの交流入力を直流出力に整流する整流回路と、
前記整流回路からの直流入力を交流出力に変換して前記照射部に供給するインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御する制御部と、
を備え、
前記整流回路は、前記交流電源からの交流入力の周波数に対して平滑化能力を有し、
前記照射部は、マグネトロンで構成され、陽極と、陰極となるフィラメントと、を有し、
前記インバータ回路は、前記整流回路からの直流入力を交流出力に変換して前記陽極に供給する第１のインバータ回路と、前記整流回路からの直流入力を交流出力に変換して前記フィラメントに供給する第２のインバータ回路と、を含み、
前記制御部は、前記第１のインバータ回路と前記第２のインバータ回路とを個別に制御し、
前記照射部からの電磁波の強度を検知する検知部を備え、
前記制御部は、前記検知部により検知された電磁波の強度に応じて前記第２のインバータ回路を制御する
ことを特徴とする乾燥機。
前記整流回路は、
ダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの交流入力側又は直流出力側に接続されるリアクタと、
直流母線間に配置される平滑コンデンサと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
前記整流回路は、
ダイオードブリッジと、
前記ダイオードブリッジの直流出力側に接続される力率改善部と、
直流母線間に配置される平滑コンデンサと、
前記力率改善部の出力電圧を検出する直流電圧検出部と、
前記直流電圧検出部による検出結果に基づき任意の直流出力電圧となるように前記力率改善部を制御する力率改善制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
前記力率改善部は、昇圧チョッパを用いたことを特徴とする請求項３に記載の乾燥機。
前記制御部は、前記第２のインバータ回路を制御し、前記フィラメントに印加する交流電圧及びタイミングの少なくとも１つを制御する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の乾燥機。
前記制御部は、前記マグネトロンが正常発振した後に、前記フィラメントに供給する交流出力を停止する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の乾燥機。