JPS6020036B2 - 衣類乾燥機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は衣類乾燥機、特に循環方式の衣類乾燥機の制御
に関するものである。 従来市販されている衣類乾燥機は、機外の空気をファン
により吸入し、これを加熱体により加熱して高温の乾燥
空気として回転するドラム内へ導き、乾燥空気をドラム
内に収納された衣類と接触させ、衣類に含まれた水分の
蒸発を促し、高温多湿となった空気を機外に排気する熱
風排気方式の衣類乾燥機である。 この方式による衣類乾燥機では、衣類から除去された水
分は水蒸気として機外に放出されるので、乾燥機使用室
内の湿度を異常に上昇させ、室内の人に不快感を与えた
り、窓ガラスや壁などに霧付きを生じる欠点があった。
そこで、この欠点をなくすため、ドラムから出た高温度
の空気を熱交換器に通してその空気に含まれた水分を凝
縮水として回収し、このようにして除湿された空気を加
熱体で加熱して高温の乾燥空気として再利用する循環方
式の衣類乾燥機が考案されている。しかし、この方式に
よる従来の衣類乾燥機では、後述するように、外気温度
が低下すると循環空気温度が低下し、乾燥に要する時間
が長びき、性能が低下する欠点があった。本発明の目的
は、上記した従来技術の欠点をなくし、外気温度の低下
した時にも性能の低下しない循環方式の衣類乾燥機を提
供することにある。 この目的を達成するため、本発明は、外気温度の低下時
に熱交換器における冷却風量を減少させるものである。
冷却風量を減少させる方法としては、例えば外気温度の
低下時に熱交換器の有効熱交換面積を減少させるように
冷却風路に切り替えＺ可能な仕切り板を設ける方法があ
る。また、熱交換器以外の循環風路を例えばプラスチッ
クのような熱的抵抗の大きな材料で構成し、熱交換器以
外の循環風路における放熱を減少させ、循環空気の温度
低下を防止する。 Ｊまず最初
に、循環方式の衣類乾燥機の構成および動作について説
明する。第１図は循環方式の衣類乾燥機の構成を示す概
略構造図である。図において、脱水された衣類５を収納
するドラム２は回転自在に保持され、動作中は電動機１
６によりド２ラム駆動ベルト２３を介して低速で回転さ
れる。ドラム２の後部は、循環ファンケーシング７の吸
込み側に対してパッキン（図示せず）により回転中も気
密に蓮適している。循環ファン８および冷却ファン１８
はそれぞれ循環ファン駆動ベルト２２５および冷却ファ
ン駆動ベルト２４を介して電動機１６により高速で回転
される。循環ファン８の回転により、ドラム２内の空気
は循環ファンケーシング７、循環ダクト１０、熱交換器
１２、循環ダクト１５を経て、再びドラム２へと循環す
る。３また、冷却ファン１８の回転により、機外の空気
は吸入され、熱交換器１２において熱交換した後、冷却
ダクト３３を通って再び機外へ排出される。 以下、動作を説明する。運転をするとき、まず、、扉３
から脱水した衣類５をドラム２に収納３し、電源（図示
せず）を投入すると、電動機１６および加熱体４に通電
され、ドラム２が低速で、循環ファン８および冷却ファ
ン１８が高速でそれぞれ回転する。循環ダクト１５から
の空気は加熱体４により加熱され、高温の乾燥空気２９
として４ドラム２へ吸い込まれる。ドラム２へ送られた
乾燥空気２９は、ドラム２内で回転している衣類５と接
触し、衣類５に含まれた水分の蒸発を促し、高温高温空
気３０となり、フィル夕６で布くずが除去された後、循
環ファンケーシング７、循環ダクト１０を通り熱交換器
１２に送られる。熱交換器１２に送られた高温高温空気
３０は、冷却ファン１８により吸入された機外空気３１
により霧点温度以下に冷却され、熱交換器１２の循環風
路内に凝縮水を生じる。熱交換器１２内で生じた凝縮水
は、熱交換器１２の煩斜と循環空気の風圧とによって押
し出され、循環ダクト１５の最下端に設けられた排水口
１３から排出して、その下方に設けてある貯水タンク１
４に蓄えられる。熱交換器１２を通過する際に水分の一
部を失った循環空気は除湿空気２８となり、循環ダクト
１５内に設けられた加熱体４により加熱された後、高温
の乾燥空気２９として再びドラム２へ送られ、衣類５の
乾燥に利用される。一方、熱交換器１２で循環側空気か
ら熱量を奪った冷却空気は、冷却ダクト３３を通り、排
気３２として機外に排出される。以上の動作を繰り返す
ことにより、衣類５に含まれた水分を凝縮水として回収
し、室内の湿度を上昇させることなく乾燥が行われる。
しかし、上記のように構成された従来の循環方式の衣類
乾燥機は、機外の温度が低いと乾燥終了までに要する時
間が長びく欠点があるが、以下これについて詳説する。 循環方式の衣類乾燥機における熱的関係を、加熱体によ
り加えられた熱量が循環風路に蓄積されない恒率乾燥期
間について考えると、加えられた熱量は熱交換器部にお
ける強制冷却熱量と循環風路からの自然放熱量との和に
等しい。そして、強制冷却熱量および自然放熱量は、共
に循環風路の温度と外気との温度差ならびに熱の移動し
やすさを表す熱貫流率、伝熱面積により決まる。それに
より、外気温度が低いと循環風路の温度も低下してしま
う。第２図は湿り空気線図に恒率乾燥期間の循環空気状
態を示したものである。 湿り空気線図は、縦軸に絶対湿度、機軸に乾球温度をと
り、左上から右下へエネルギーが一定であることを示す
等ェンタルピ線が引かれており、この湿り空気線図によ
り空気の状態を表すことができる。第２図において、実
線で示した三角形は外気温度が高い場合の循環空気状態
変化を示し、破線で示した三角形は外気温度が低い場合
の循環空気状態変化を示す。なお、第２図において、記
号はそれぞれＴ：温度 △ｉ：ヱンタルピ変化 △ｗ：絶対水分量変化 添字Ｈ：外気温度が高い場合 添字Ｃ：外気温度が低い場合 を示し、また、添字の数字は位置を示し、１：ドラム出
口の循環空気状態 ２：加熱体直前の循環空気状態 ３：ドラム入口の循環空気状態 ４：冷却風入口の空気状態 ５：冷却風出口の空気状態 である。 加熱体直前の空気〔２〕は、水分量の変化をせず、エネ
ルギーだけが供給されるため、等絶対湿度線上をェンタ
ルピ増加の方向〔３〕へ変化する。このときの増加ェン
タルピ△ｉは、加熱体から毎分供給される熱量を、毎分
通過する風量で除した値である。ドラム入口の空気〔３
〕は、ドラム内において衣類に含まれた水分の蒸発潜熱
と熱交換された熱エネルギー一定の等ェンタルピ変化を
なし、〔１〕の空気となる。〔１〕の空気は、熱交換器
において冷却されて熱エネルギーを冷却側に奪われる。
このとき、空気〔１〕は飽和水分線に沿って熱エネルギ
ーを失ない、〔２〕の空気となる。このとき、絶対水分
量変化△ｗは、凝縮水として熱交換器内部に溜まる。（
ただし、△ｗは循環空気ｌｋｇに対する凝縮水を示すの
で、実際は△ｗと循環空気量〔ｋ９〕との積の水分が緒
まることになる。）循環空気を冷却するために吸い込ま
れた外気〔４〕は、循環空気から熱エネルギーを奪い、
水分が変化せずにエネルギーが増加し、暖かい空気〔５
〕となって機外へ排出される。恒率乾燥期間においては
、各場所における温度は変化せず、△ｗと風量の積で表
される凝縮水量は衣類からの蒸発量に等しく、その値が
大きなほど単位時間当たりの蒸発量が増加し、乾燥に要
する時間は短縮される。ここで加熱量と循環および冷却
風量とを一定とし、外気のみが下がった場合を考えると
、熱貫流率、伝熱面積は一定であるから、温度差も△Ｔ
ｃと△ＴＨとは同じになる。しかし、第２図に示したよ
うに、飽和水蒸気線は低温になるにしたがい急になだら
かになっており、このことから、同じ加熱量、風圧によ
って得られるェンタルピ変化△ｉが一定であっても、凝
縮量（蒸発量に等しい）は低下してしまうこ．とが明ら
かである。このように、従来技術では、外気が低下する
と、循環空気の温度が低下し、乾燥に要する時間が長ぴ
き、性能を低化させてし、た。ここで、循環風路におけ
る熱量の関係を考えると、加熱体で加えた熱量が自然放
熱および強制冷却により高温側から奪われる熱量Ｔ瓜ｃ
ａｌ／ｈ〕は次のように表される。Ｑ＝Ｋ・Ａ・△Ｔ ここで、Ｋ：熱貫流率〔ｋｃａｌ／〆ｈｏ ｃ〕Ａ：伝
熱面積〔〆〕△Ｔ：循環側と冷却側との温度差

〔００〕 である。 いま、循環系における加熱量をＱｏとし、自然放熱によ
る放熱量をＱ，、また強制冷却による放熱量をＱ２（単
位はいずれもｋｃａｌ／ｈ）とすると、恒率乾燥期間に
おいては循環風路各部分における温度は一定であるから
、循環風路に熱量は蓄積されず、物＝Ｑ，十Ｑ２ の関係が得られる。 循環風路各部分における放熱量の和Ｑ，は、部分により
循環空気温度、伝熱面積、熱貫流率とも異なるが、次の
ように示される。Ｑ．＝２ＫｉｘＡｉｘ△Ｔｉ 同様に、熱交換器部における冷却熱量Ｑ２は、Ｑ２＝Ｋ
×Ａ×△Ｔで表される。 ここで、熱交換器の熱貫流率を小さくすると、Ｑ＝Ｑ，
十Ｑ２であるから、循環温度が上昇して安定する。すな
わち、熱交換器以外の循環風路を例えばプラスチックの
ような材料を使用して構成しもしくはそれで覆えば、Ｑ
，《Ｑ２となり、熱交換器の熱貫流率を小さくしても、
Ｑ２の減少はほとんど生じない。従って、以上のことか
ら、熱交換器の熱貫流率Ｋを小さくすることにより、循
環空気の温度レベルを高く保ち、低温時の性能低下を防
止することができる。なお、熱交換器の熱貫流率を最初
から小さくすることも考えられるが、そのようにすると
、外気が高温の場合に、循環空気温度特にドラム入口に
おける温度が高温になり過ぎて衣類を痛める恐れがある
ので、最初はＫを十分に大きくする必要がある。以下、
図面により本発明による衣類乾燥機の一実施例を説明す
る。 第３図は該実施例の衣類乾燥機の側断面図、第４図はそ
の一部断面背面図、第５図はその要部詳細図である。ま
ず、構造を説明する。衣類５を収納するドラム２は回転
自在に保持され、その前部および後部はそれぞれ循環ダ
クト１５の一端と循環ファンケーシング７の吸入側に蓮
通され、かつフェルト２１によりドラム２の回転中も気
密が保たれている。循環ファンケーシング７の吐出側は
循環ダクト１０の一端につながれ、循環ダクト１０の池
端は熱交換器１２の循環風路入口につながれている。熱
交換器１２の循環風路出口は循環ダクト１５につながれ
ており、ドラム２−循環ファンケーシング７−循環ダク
ト１０−熱交換器１２−循環ダクト１５−ドラム２と循
環風路を構成している。循環ダクト１５の一部は扉３で
構成され、扉３の中には正抵抗温度素子からなる加熱体
４が設けてある。冷却風路は、機外から空気を吸入する
冷却ファン１８、そのケーシングである冷却ファンケー
シング１７、熱交換器１２の冷却風路、および機外へ冷
却風を導く排気ガイド２０により構成されている。そし
て、冷却ファンケーシング１７の一部に弁２６が設けて
あり、その回転軸はバイメタル２７に固定され、外気温
度の変化に伴い弁２６は回動する。冷却ファン１７およ
び循環ファン８は、外枠１の下方に設けられた電動機１
６により、それぞれ冷却ファン駆動ベルト２４および循
環ファン駆動ベルト２５を介して高速で回転される。ま
た、ドラム２も同様に、電動機１６によりドラム駆動ベ
ルト２３を介して低速で回転される。次に、動作を説明
する。脱水の終った衣類５を扉３からドラム２に収納し
、電源（図示せず）を投入すると、電動機１６および加
熱体４に通電され、循環ファン８、冷却ファン１８およ
びドラム２がそれぞれ回転し、また、加熱体４により扉
３内の空気は加熱され、高温の乾燥空気２９としてドラ
ム２内へ吸い込まれる。乾燥空気２９は、ドラム２内で
は湿った衣類６と接触し、衣類５に含まれた水分の蒸発
を促し、蒸発した水分と混合して高温高湿空気３０とな
る。この高温高温空気３０は、乾燥中に衣類５から出た
布くずがフィル夕６により取り除かれた後、循環ファン
１８により循環ダクト１０を経て熱交換器１２に送られ
る。熱交換器１２では、この循環空気は冷却ファン１８
により吸入された機外空気３１により循環空気の霧点温
度以下に冷却され、凝縮水を生じる。凝縮水の分だけ水
分を失った循環空気は、除湿空気２８として循環ダクト
１５に送られ、扉３内に設けられた加熱体４により加熱
され、高温の乾燥空気２９としてドラム２内に送られ、
再び乾燥に利用される。一方、熱交換器１２によって循
環側から熱量を奪った機外空気は、暖かい排気となって
機外へ排出される。また、熱交換器１２内で生じた凝縮
水は、熱交換器１２の傾斜ならびに循環空気の風圧によ
って循環ダクト１５内へ押し出され、循環ダクト１５の
下方に設けられた排水口１３から排出し、その下方に設
けられた貯水タンク１４に蓄えられる。以上の動作を繰
り返すことにより、衣類５に含まれた水分を凝縮水とし
て貯水タンク１４に回収し、室内の湿度を上昇させるこ
となく乾燥を終了させることができる。次に、上記実施
例における機外の温度が低い場合の構造と動作を説明す
る。 第５図において機外の温度が２０〜３０ｏｏと比較的高
い時にはほぼ冷却空気の流れと平行に位置していた弁２
６（実線で示す）は、機外の温度が低下すると、その冷
却風の温度によりバイメタル２７にトルクを生じて弁２
６を回動させ（破線で示す）、冷却空気の流れをさえぎ
り、冷却風路の抵抗が増加して冷却風量を低下させる。
そして、冷却風量が減少したため、熱交換器１２の熱貫
流率は減少し、循環空気の温度は高く維持される。なお
、冷却風量を低下させる方法として、弁２６の代わりに
熱交換器１２への冷却風の通路の一部を遮るような仕切
板を外気温度が低いときに回動させるように設け、有効
熱交換面積を減少させて実質的に風量を減少させるよう
にしても良い。 以上述べたように、本発明によれば、循環方式の衣類乾
燥機において、外気温度の低下時に、熱交換器における
冷却風量を減少させることにより「循環空気温度は高く
維持され、このためドラムを出た高温高温空気を冷却し
た場合の顕熱と潜熱の比はほとんど変化せず、外気温度
の低下による性能の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は循環方式の衣類乾燥機の構成を説明するための
概略構造図、第２図は上言己衣類乾燥機の恒率乾燥期間
の動作温度を示した湿り空気線図、第３図は本発明によ
る衣類乾燥機の一実施例を示す側断面図、第４図は該実
施例の一部断面背面図、第５図は該実施例の冷却風入口
部を示す要部詳細図である。 符号の説明、１・・・・・・外枠、２・・・・・・ドラ
ム、３…・・・扉、４・・・…加熱体、５・・・・・・
衣類、６・・・・・・フィル夕、７・・・・・・循環フ
ァンケーシング、８・・・・・・循環ファン、１０，１
５・…・・循環ダクト、１２・・・・・・熱交換器、１
３・・・・・０排水口、１４・・・・・・貯水タンク、
１６・・…・電動機、１７・・・・・・冷却ファンケー
シング、１８…・・・冷却ファン、２０・・・・・・排
気ガイド、２１．．・．．・フェルト、２３・…・・ド
ラム騒動ベルト、２４…・・・冷却ファン駆動ベルト、
２５・・・・・・循環ファン騒動ベルト、２６・・・…
弁、２７・・・・・・バイメタル、２８・・・・・・除
湿空気、２９・・…・乾燥空気、３０・・・・・・高温
高湿空気、３１・・・・・・機外空気、３２・・・・・
・排気、３３……冷却ダクト。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転するドラム、循環フアン、熱交換器、加熱体な
   らびにこれらをつなぐ循環ダクトと、前記熱交換器の冷
   却側に冷却風を送る冷却フアンとにより構成され、ドラ
   ムに収納された衣類から出た水分を熱交換器により凝縮
   回収する循環方式の衣類乾燥機において、上記熱交換器
   の冷却風量を外気温度の変化に応じて変化させる手段を
   設け、外気温度の低下時に冷却風量を減少させることを
   特徴とする衣類乾燥機。 ２ 上記冷却風量を変化させる手段は、外気温度に応じ
   て変形するバイメタルと、このバイメタルの変形によつ
   て駆動される弁とで構成されたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の衣類乾燥機。 ３ 上記冷却風量を変化させる手段は、上記熱交換器の
   有効熱交換面積を変化させるように冷却風路に設けられ
   た切り替え可能な仕切板で構成されたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の衣類乾燥機。 ４ 上記熱交換器以外の循環風路を熱的抵抗の大きな材
   料で構成し、熱交換器以外の循環風路における放熱を減
   少させたことを特徴とする特許請求の範囲第１ないし３
   項のいずれかに記載の衣類乾燥機。