KR20080089232A - 건조 장치 및 이 장치를 구비한 세탁 건조기 - Google Patents

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산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

히트 펌프 사이클에 의해 건조를 행하는 세탁 건조기는, 건조 운전 초기에는, 공기 순환계로 내의 열이 부족하므로, 빠르게 드럼 입구 공기 온도를 충분히 높은 온도까지 가열할 수 없다. 본 발명은, 건조 운전 초기의 드럼 입구 공기 온도의 상승을 빠르게 하여, 충분히 높은 온도까지 빠르게 가열하여, 건조 시간의 단축을 도모하는 건조 장치의 제공을 과제로 한다.
압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열하고, 감압 팽창 밸브를 통해 증발기에서 증발시키고, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 방열기에서 가열한 공기를 건조실로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 건조실로부터 배출되는 배기를 증발기를 통과하게 한 후, 방열기에서 다시 가열해서 제습된 공기를 송풍기에 의해 순환시키는 공기 순환로를 구비하고, 건조 운전 초기에 있어서의 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 증발기에 외부 열원의 열을 가하는 외부 열원 부가 장치를 설치한 것이다.
압축기, 방열기, 건조실, 히트 펌프, 증발기

Description

건조 장치 및 이 장치를 구비한 세탁 건조기 {DRYER AND WASHING MACHINE COMPRISING DRYER}
본 발명은, 압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열한 후, 감압 팽창 장치를 통해 증발기에서 증발시키고, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 상기 방열기에서 가열한 공기를 건조실로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 상기 건조실로부터 배출되는 배기를 상기 증발기에서 제습한 후, 상기 방열기에서 다시 가열하도록 공기를 송풍기에 의해 순환시키는 공기 순환로를 구비한 건조 장치 및 이 장치를 구비한 세탁 건조기에 관한 것이다.
압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열한 후, 감압 팽창 장치를 통해 증발기에서 증발시키고, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 상기 방열기에서 가열한 공기를 건조실로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 상기 건조실로부터 배출되는 배기를 상기 증발기에서 제습한 후, 상기 방열기에서 다시 가열하도록 공기를 송풍기에 의해 순환시키는 공기 순환로를 구비한 세탁물의 건조 장치가 형성된 세탁 건조기가 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-229954호 공보
특허 문헌 1의 세탁 건조기는, 세탁물을 드럼 안에 넣고, 드럼의 요동에 의해 세탁하고, 탈수한 후, 건조 유닛에 의해 드럼 내의 세탁물을 건조시키는 경우, 이 건조 유닛을, 냉매를 압축하는 압축기와, 이 압축한 냉매의 열로 공기를 가열하는 고온측 열 교환기와, 이 고온측 열 교환기를 나온 냉매를 팽창시키는 팽창 밸브와, 이 팽창 밸브를 나온 냉매가 드럼을 나온 공기와 열 교환하여 결로시켜 제습하는 저온측 열 교환기를 구비하는 히트 펌프식으로 하고 있다. 이 특허 문헌 1의 세탁 건조기는, 냉매에 이산화탄소 냉매를 이용함으로써, 드럼 안으로 들어가는 공기의 가열과, 드럼을 나온 공기의 제습을 효율적으로 행할 수 있는 취지가 기재되어 있다.
이와 같이, 세탁물을 드럼 안에 넣고, 드럼 안에서 세탁물의 세탁, 탈수, 건조를 행할 때, 히트 펌프 사이클을 운전해서 건조를 행할 경우, 건조 운전 초기 또는 건조 공정 초기(건조 운전을 개시하고나서 몇 분간 등의 건조 운전 시간 중의 초기 시간)에는, 드럼 출구 공기 온도는 세탁 건조기의 대략 주위 온도(세탁 건조기가 가옥의 실내에 설치되는 경우에는, 대략 그 실온, 대략 20 ℃ 내지 30 ℃)이며, 드럼 출구 공기를 열원으로서 히트 펌프 운전되게 된다. 이로 인해, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에는 공기 순환계로 내의 열이 부족하므로, 빠르게 드럼 입구 공기 온도를 충분히 높은 온도(예를 들어 70 ℃ 정도)까지 가열할 수 없다.
이 히트 펌프 사이클은, 운전의 계속에 의해 압축기에 투입된 전력에 상당하 는 열이 드럼, 공기 순환 덕트, 드럼 내의 세탁물에 포함되는 수분, 압축기 등에 축적되어서 그것들의 온도가 서서히 상승하고, 서서히 드럼 출구 공기 온도가 상승한다. 이러한 동작에 의해, 드럼 출구의 공기 온도와 습도, 즉 비 엔탈피가 증가하여, 드럼 입구 공기 온도를 원하는 높은 온도 예를 들어(70 ℃ 정도)까지 가열하기에 충분한 가열 능력이 얻어지게 된다.
이와 같이, 히트 펌프 사이클을 운전해서 건조를 행할 경우, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에는, 공기 순환계로 내의 열이 부족하므로, 빠르게 드럼 입구 공기 온도를 충분히 높은 온도(예를 들어 70 ℃ 정도)까지 가열할 수 없고, 이 충분히 높은 온도(예를 들어 70 ℃ 정도)까지 가열하기까지는 상당한 시간(예를 들어, 10분)이 걸리게 된다.
또한, 드럼 출구 공기로부터 많은 열을 퍼 올리면, 히트 펌프 사이클의 저온측 열 교환기(증발기)의 공기 출구측의 온도(또는, 이 증발기가, 공기 출구측에 냉매 입구관이 배치되고 공기 입구측에 냉매 출구관이 배치된 구성에서는, 냉매 입구측의 온도)가 저하되어, 드럼 안으로 들어가는 공기의 온도를 높이기 위해서는, 보다 큰 가열 능력을 필요로 하기 때문에, 히트 펌프 사이클의 냉매를 압축하는 압축기로서는, 용량이 큰 압축기가 필요해진다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 드럼 입구 공기 온도의 상승을 빠르게 하여, 충분히 높은 온도(예를 들어 70 ℃ 정도)까지 빠르게 가열할 수 있도록 하여, 건조 시간의 단축을 도모할 수 있는 세탁물의 건조 장치를 제공하는 것이다.
이로 인해, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에, 히트 펌프 사이클의 냉매 증발 기능부가 외부 열원으로부터 열을 퍼 올리는 방식을 채용하여, 히트 펌프 사이클의 방열기에 의한 순환 공기의 가열을 촉진하도록 한다. 그 제1 방식으로서 외부 열원을 주위 공기로 하고, 제2 방식으로서, 외부 열원을 탱크에 저장한 물 또는 부동액으로 한다.
이 제2 방식 중 하나로서, 세탁, 헹굼, 건조를 행하는 세탁기에 있어서, 전회의 헹굼 공정에서 사용되어 물(헹굼수라고 함)을 탱크에 저장하고, 이 물(세탁수)을 다음 회의 세탁 공정에서 세탁수로서 사용하는 방식을 채용하도록 하는 동시에, 이 물(세탁수)의 열을 외부 열원으로서 히트 펌프 사이클의 냉매 증발 기능부에 가하는 방식을 채용함으로써, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 드럼 입구 공기의 온도 상승을 빠르게 하고, 소정의 건조 온도가 될 때까지의 상승을 빠르게 하는(상승 시간을 단축하는) 동시에, 건조 운전 종료 시에는 이 탱크 내의 물(세탁수)을 온수 상태로 하고, 이것을 다음 회의 세탁수로서 사용할 수 있게 함으로써, 다음 회의 세탁에 의한 세탁물의 오염 제거를 양호하게 할 수 있게 되는 장치를 제공하는 것이다.
제1 발명의 건조 장치는, 압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열한 후, 감압 팽창 밸브를 통해 증발기에서 증발시키고, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 상기 방열기에서 가열한 공기를 건조실로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 상기 건조실로부터 배출되는 배기를 상기 증발기를 통과하게 한 후, 상기 방열기에서 다시 가열하여 제습된 공기를 송풍기에 의해 순환시키는 공기 순환로를 구비하고, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 상기 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 상기 증발기에 외부 열원의 열을 가하는 외부 열원 부가 장치를 설치한 것을 특징으로 한다.
제2 발명의 건조 장치는, 제1 발명에 있어서, 상기 외부 열원 부가 장치로서 주위 공기를 상기 외부 열원으로 하기 위해, 상기 공기 순환로 중, 상기 건조실과 상기 증발기 사이의 통기로에 상기 공기 순환로를 순환하는 공기에 합류하도록 주위 공기를 도입하는 상기 공기 도입구와, 상기 증발기와 상기 방열기 사이의 통기로에 상기 공기 순환로를 순환하는 공기의 일부분을 주위에 배출하는 공기 배출구를 설치한 것을 특징으로 한다.
제3 발명의 건조 장치는, 제2 발명에 있어서, 상기 공기 도입구와 상기 공기 배출구 중 한쪽 또는 양쪽에 개폐 기구를 마련하고, 상기 개폐 기구는 상기 증발기의 공기의 출구측 온도 및 습도와 상기 주위 공기의 온도 및 습도로부터 산출되는 비 엔탈피를 기초로 하여, 개폐 제어되는 것을 특징으로 한다.
제4 발명의 건조 장치는, 제2 발명에 있어서, 상기 증발기는 병렬 배치의 다수의 판 형상 핀 사이가 공기 통로를 구성하고 상기 다수의 판 형상 핀을 사행 형상의 냉매 파이프가 관통한 형태이며, 공기의 출구측에 냉매의 입구측 파이프가 배치되고, 공기의 입구측에 냉매의 출구측 파이프가 배치되고, 상기 증발기의 공기의 출구측 공기 온도 및 습도 또는 상기 냉매의 입구측 파이프의 온도 및 습도를 검출하는 온도·습도 센서와, 상기 주위 공기의 온도 및 습도를 검출하는 온도·습도 센서를 설치하고, 상기 양 온도·습도 센서의 검출을 기초로 하여 산출되는 비 엔탈피를 기초로 하여, 상기 공기 도입구와 상기 공기 배출구 중 양쪽 또는 어느 한쪽을 개폐 제어하는 것을 특징으로 한다.
제5 발명의 건조 장치는, 압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열한 후, 감압 팽창 장치와 보조 열 교환기를 통과한 후, 감압 팽창 밸브와 증발기를 순차적으로 통과해, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 상기 방열기에서 가열한 공기를 건조실로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 상기 건조실로부터 배출되는 배기를 상기 증발기에서 제습한 후, 상기 방열기에서 다시 가열하도록 공기를 송풍기에 의해 순환시키는 공기 순환로를 구비하고, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 상기 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 상기 보조 열 교환기를 통과하는 냉매가 외부 열원과 열 교환하는 외부 열원 부가 장치를 설치한 것을 특징으로 한다.
제6 발명의 건조 장치는, 제5 발명에 있어서, 상기 보조 열 교환기는 상기 공기 순환로의 외측의 주위 공기 중에 배치되고, 상기 외부 열원 부가 장치로서, 상기 보조 열 교환기를 주위 공기와 강제적으로 열 교환시키는 송풍기를 설치한 것을 특징으로 한다.
제7 발명의 건조 장치는, 제5 발명에 있어서, 상기 외부 열원 부가 장치로서, 상기 보조 열 교환기를 통과하는 냉매가 탱크에 저장한 부동액과 열 교환하는 부동액 탱크를 설치한 것을 특징으로 한다.
제8 발명의 건조 장치는, 세탁물의 건조실이 회전 드럼 내이며, 상기 회전 드럼의 회전을 수반해서 상기 회전 드럼 내에 있어서 세탁물의 세탁을 행하고, 헹굼수로 헹굼를 행하고, 탈수 후에 상기 회전 드럼 내에 있어서 건조 운전(건조 공정)을 행하는 세탁기에 있어서, 상기 헹굼수를 저장하는 저수 탱크와, 압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열한 후, 감압 팽창 장치와 보조 열 교환기를 통과한 후, 감압 팽창 밸브와 증발기를 순차적으로 통과해, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 상기 방열기에서 가열한 공기를 상기 회전 드럼 내로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 상기 회전 드럼으로부터 배출되는 배기를 상기 증발기를 통과하게 한 후, 상기 방열기에서 다시 가열해서 제습된 공기를 송풍기에 의해 순환시키는 공기 순환로를 구비하고, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 상기 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 상기 보조 열 교환기가 상기 저수 탱크에 저장한 물과 열 교환하는 구성인 것을 특징으로 한다.
제9 발명의 건조 장치는, 제5 발명 내지 제8 발명 중 어느 한 발명에 있어서, 건조 운전(건조 공정) 초기는 상기 방열기를 나온 냉매가 상기 감압 팽창 장치와 상기 보조 열 교환기를 통과한 후, 상기 감압 팽창 밸브로부터 상기 증발기로 흐르고, 건조 운전(건조 공정) 중기는 상기 방열기를 나온 냉매가 상기 감압 팽창 장치와 상기 보조 열 교환기를 바이패스해서 상기 감압 팽창 밸브를 통해 상기 증발기로 흐르고, 건조 운전(건조 공정) 후기는 상기 방열기를 나온 냉매가 상기 감압 팽창 장치에 의한 실질적인 감압 팽창 작용을 패스해서(상기 감압 팽창 장치를 바이패스 또는 상기 감압 팽창 장치가 팽창 밸브인 경우에는 완전 열림 상태로 함) 상기 보조 열 교환기에서 방열 작용을 행하도록 냉매 통로를 개폐 밸브 또는 절환 밸브에 의해 제어하는 것을 특징으로 한다.
제10 발명의 건조 장치는, 세탁물의 건조실이 회전 드럼 내이며, 상기 회전 드럼의 회전을 수반해서 상기 회전 드럼 내에 있어서 세탁물의 세탁을 행하고, 헹굼수로 헹굼를 행하고, 탈수 후에 상기 회전 드럼 내에 있어서 건조 운전(건조 공정)을 행하는 세탁기에 있어서, 상기 헹굼수를 저장하는 저수 탱크와, 압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열한 후, 감압 팽창 장치와 보조 열 교환기를 통과한 후, 감압 팽창 밸브와 증발기를 순차적으로 통과해, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 상기 방열기에서 가열한 공기를 건조실로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 상기 건조실로부터 배출되는 배기를 상기 증발기를 통과하게 한 후, 상기 방열기에서 다시 가열해서 제습된 공기를 송풍기에 의해 순환시키는 공기 순환로를 구비하고, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 상기 공기의 온도 상승이 빨라지도록 상기 보조 열 교환기가 상기 저수 탱크에 저장한 물과 열 교환하고, 건조 운전(건조 공정) 후기는 상기 방열기를 나온 냉매가 상기 감압 팽창 장치에 의한 실질적인 감압 팽창 작용을 패스해서(상기 감압 팽창 장치를 바이패스해서 또는 상기 감압 팽창 장치가 팽창 밸브인 경우에는 완전 열림 상태로 함) 상기 보조 열 교환기에서 방열 작용을 행하여 상기 저수 탱크에 저장한 물을 가열하는 것을 특징으로 한다.
제11 발명은, 건조 운전(건조 공정) 종료 직후, 상기 히트 펌프 사이클 장치는 운전 정지하고, 상기 송풍기가 운전 상태가 되는 세탁물의 냉각을 행하는 쿨 다운 공정을 마련한 것을 특징으로 하는 제1 발명 내지 제10 발명 중 어느 하나에 기 재된 건조 장치를 구비한 세탁 건조기이다.
제1 발명은, 건조 운전(건조 공정) 초기에 있어서의 순환 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 공기 순환로 내에 설치한 증발기에 외부 열원의 열을 가하는 외부 열원 부가 장치를 설치함으로써, 이 증발기가 외부 열원의 열을 퍼 올림으로써, 증발기를 나온 공기 온도를 상승시키게 되어, 방열기의 온도 상승이 빨라진다. 이로 인해, 히트 펌프 사이클 장치에 의해 세탁물의 건조 운전(건조 공정)을 행할 경우, 건조 운전(건조 공정) 초기(예를 들어, 건조 운전 시간을 90분으로 하면, 건조 운전 개시로부터 대략 20분간)의 온도 상승의 속도를 빠르게 할 수 있어, 건조 운전(건조 공정) 시간을 단축할 수 있게 된다. 그리고 히트 펌프 사이클 장치 등에 의한 건조 운전(건조 공정)에서의 소비 전력도 적어진다.
제2 발명은, 증발기로 주위 공기를 유입시켜서 열 교환시키고, 증발기를 나와 방열기에 이르는 동안에 공기의 일부분을 주위에 배출함으로써, 주위 공기를 외부 열원으로서 이용할 수 있는 동시에, 증발기를 나와 방열기에 이르는 공기 온도를 상승시킬 수 있으므로, 방열기의 온도 상승이 빨라진다. 이로 인해, 히트 펌프 사이클 장치에 의해 세탁물의 건조 운전(건조 공정)을 행할 경우, 건조 운전(건조 공정) 초기(예를 들어, 건조 운전 시간을 90분으로 하면, 건조 운전 개시로부터 20분간)의 온도 상승의 속도를 빠르게 할 수 있고, 건조 운전(건조 공정) 시간을 단출할 수 있는 동시에, 간단한 장치로도 소기의 목적을 달성할 수 있게 된다. 그리고, 히트 펌프 사이클 장치 등에 의한 건조 운전(건조 공정)에서의 소비 전력도 적 어진다.
제3 발명에서는, 제2 발명의 효과 외에, 공기 도입구와 공기 배출구 중 한쪽 또는 양쪽에 설치한 개폐 기구를, 증발기의 공기의 출구측 온도 및 습도와 주위 공기의 온도 및 습도의 비 엔탈피를 기초로 하여 개폐 제어함으로써, 주위 공기의 도입에 의한 효과 기간을 정확하게 제어할 수 있는 것이 된다.
제4 발명에서는, 증발기의 냉매 파이프의 배치를 한정하고, 증발기의 공기 출구측 공기 온도 및 습도, 또는 냉매의 입구측 파이프의 온도 및 습도를 검출하는 온도·습도 센서와, 주위 공기의 온도 및 습도를 검출하는 온도·습도 센서의 검출을 기초로 하여 산출되는 비 엔탈피를 기초로 하여, 공기 도입구와 상기 공기 배출구의 양쪽 또는 어느 한쪽을 개폐 제어함으로써, 제2 발명의 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
제5 발명에서는, 히트 펌프 사이클 장치는, 방열기를 나온 냉매가 감압 팽창 장치와 보조 열 교환기를 통과하도록 냉매 회로를 구성하고, 이 보조 열 교환기를 통과하는 냉매가 외부 열원과 열 교환하는 외부 열원 부가 장치를 설치함으로써, 공기 순환로 내에 설치한 증발기에 의한 순환 공기의 냉각 능력이 저하되므로, 증발기 출구 즉 방열기 입구의 공기 온도가 상승하고, 방열기 출구의 공기 온도가 상승한다. 이로 인해, 건조 운전(건조 공정) 초기(예를 들어, 건조 운전 개시로부터 20분간)에 있어서의 방열기의 온도 상승이 빨라진다. 이로 인해, 히트 펌프 사이클 장치에 의해 세탁물의 건조 운전(건조 공정)을 행할 경우, 건조 운전(건조 공정) 초기의 순환 공기의 온도 상승의 속도를 빠르게 할 수 있어, 건조 운전(건조 공정) 시간을 단축할 수 있는 것이 된다. 그리고, 히트 펌프 사이클 장치 등에 의한 건조 운전(건조 공정)에서의 소비 전력도 적어진다.
제6 발명에서는, 보조 열 교환기는 공기 순환로의 외측의 주위 공기와 송풍기에 의해 강제적으로 열 교환되므로, 제5 발명과 마찬가지의 효과를 발휘하는 동시에, 간단한 장치의 추가에 의해 소기의 목적을 달성할 수 있다.
제7 발명에서는, 보조 열 교환기는 부동액 탱크 내의 부동액과 열 교환함으로써, 제5 발명과 마찬가지의 효과를 발휘하는 동시에, 간단한 장치의 추가에 의해 소기의 목적을 달성할 수 있는 것이 된다.
제8 발명에서는, 회전 드럼 내에 있어서 세탁물의 세탁, 헹굼, 탈수, 건조 운전(건조 공정)을 행하는 세탁기에 있어서, 헹굼수를 저수 탱크에 저장한다. 또한, 히트 펌프 사이클 장치는 방열기를 나온 냉매가 감압 팽창 장치와 보조 열 교환기를 통과하도록 냉매 회로를 구성하고, 이 보조 열 교환기가 저수 탱크에 저장한 물과 열 교환함으로써, 공기 순환로 내에 설치한 증발기에 의한 순환 공기의 냉각 능력이 저하된다. 이에 의해, 증발기 출구 즉 방열기 입구의 공기 온도가 상승하고, 방열기 출구의 공기 온도가 상승한다. 이로 인해, 히트 펌프 사이클 장치에 의해 세탁물의 건조 운전(건조 공정)을 행할 경우, 건조 운전(건조 공정) 초기(예를 들어, 건조 운전 개시로부터 20분간)의 순환 공기의 온도 상승의 속도를 빠르게 할 수 있고, 건조 운전(건조 공정) 시간을 단축할 수 있는 것이 된다. 그리고, 히트 펌프 사이클 장치 등에 의한 건조 운전(건조 공정)에서의 소비 전력도 적어진다.
제9 발명에서는, 제5 발명 내지 제8 발명의 효과 외에, 건조 운전(건조 공정) 초기(예를 들어, 건조 운전 개시로부터 20분간)는 방열기를 나온 냉매가 감압 팽창 장치와 보조 열 교환기를 통과한 후, 감압 팽창 밸브로부터 증발기로 흐르므로, 제5 발명 내지 제8 발명과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 초기의 건조 운전(건조 공정)에 의해 순환 공기의 온도가, 대략 소정의 고온(예를 들어 60 ℃ 내지 85 ℃) 또는 거기에 가까운 온도로 상승한 건조 운전(건조 공정) 중기(예를 들어, 건조 운전 개시로부터 20분 경과 후의 30분간)는, 방열기를 나온 냉매가 감압 팽창 장치와 보조 열 교환기를 바이패스해서 감압 팽창 밸브를 통해 증발기로 흐르는 통상 운전 상태가 되어, 소정의 고온 상태(예를 들어 60 ℃ 내지 85 ℃)에서 건조 운전(건조 공정)을 행할 수 있다. 또한, 건조 운전(건조 공정) 후기(예를 들어, 건조 운전 개시로부터 50분 경과 후의 4O분간)는, 보조 열 교환기를 바이패스시키거나, 보조 열 교환기를 저수 탱크에 저장한 물에 대한 방열기로서 작용시키거나 하는 것을, 임의의 듀티비로 단속적으로 절환하여, 일정한 열량을 물에 방열시킴으로써, 순환 공기로의 지나친 열의 축적을 방지하고, 적절한 증발 온도, 및 적절한 토출 온도로 유지할 수 있다. 또한, 건조 운전의 최종기에, 보조 열 교환기를 연속적으로 방열기로서 기능시킴으로써, 히트 펌프 사이클 장치의 냉각 능력을 증가시켜, 순환 공기의 온도를 저하시킴으로써, 세탁물의 온도를 손으로 꺼내는 적절한 온도로 할 수 있다.
제10 발명에서는, 회전 드럼 내에 있어서 세탁물의 세탁, 헹굼, 탈수, 건조 운전(건조 공정)을 행하는 세탁기에 있어서, 헹굼수를 저수 탱크에 저장한다. 또 한, 히트 펌프 사이클 장치는 방열기를 나온 냉매가 감압 팽창 장치와 보조 열 교환기를 통과하도록 냉매 회로를 구성하고, 이 보조 열 교환기가 저수 탱크에 저장한 물과 열 교환함으로써, 공기 순환로 내에 설치한 증발기에 의한 순환 공기의 냉각 능력이 저하된다. 이에 의해, 증발기 출구 즉 방열기 입구의 공기 온도가 상승하고, 방열기 출구의 공기 온도가 상승하므로, 건조 운전(건조 공정) 초기에 있어서의 방열기의 온도 상승이 빨라진다. 이로 인해, 히트 펌프 사이클 장치에 의해 세탁물의 건조 운전(건조 공정)을 행할 경우, 건조 운전(건조 공정) 초기(예를 들어, 건조 운전 개시로부터 20분간)의 순환 공기의 온도 상승의 속도를 빠르게 할 수 있어, 건조 운전(건조 공정) 시간을 단축할 수 있는 것이 된다. 그리고, 건조 운전(건조 공정) 후기(예를 들어, 건조 운전 개시로부터 50분 경과 후의 40분간)에는, 방열기를 나온 냉매가 감압 팽창 장치에 의한 실질적인 감압 팽창 작용을 행하지 않으므로, 보조 열 교환기가 2차 방열기의 작용 상태가 되어, 공기 순환로 내의 방열기에 의한 순환 공기의 가열 효과가 약간 저하되고, 세탁물의 온도를 서서히 내리는 냉각 운전 상태가 되어, 건조 운전(건조 공정)을 행하면서, 건조 운전(건조 공정) 종료 시의 세탁물의 온도를 손으로 꺼내는 적절한 온도로 할 수 있다. 또한, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 보조 열 교환기에서 식혀진 또는 동결한 저수 탱크의 물은, 건조 운전(건조 공정) 후기에는, 보조 열 교환기에 의해 가열하므로 온수가 되고, 계속해서 행해지는 다음 회의 세탁수로서 사용할 수 있게 함으로써, 세탁물의 오염 제거가 양호해지는 효과를 발휘할 수 있다.
제11 발명에서는, 건조 운전(건조 공정) 종료 직후의 쿨 다운 공정에 의해, 건조 운전(건조 공정)에 의해 가열된 세탁물의 온도를 적절한 온도까지 내릴 수 있으므로, 온도가 높은 상태에서 세탁물을 꺼낼 때에 따른 위험을 해소할 수 있다.
본 발명의 건조 장치는, 압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열한 후, 감압 팽창 밸브를 통해 증발기에서 증발시키고, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 상기 방열기에서 가열한 공기를 건조실로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 상기 건조실로부터 배출되는 배기를 상기 증발기를 통과하게 한 후, 상기 방열기에서 다시 가열해서 제습된 공기를 송풍기에 의해 순환시키는 공기 순환로를 구비하고, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 상기 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 상기 증발기에 외부 열원의 열을 가하는 외부 열원 부가 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 것이며, 이하에 본 발명의 실시 형태를 기재한다.
<제1 실시예>
다음에 본 발명의 제1 실시 형태로서, 회전 드럼(3) 내에서 세탁물의 세탁, 헹굼, 탈수, 건조를 행하는 세탁 건조기(1)에, 본 발명의 건조 장치를 적용한 구성에 대해서 설명한다. 도1은 본 발명에 관한 건조 장치를 구비한 세탁 건조기의 내부 구성의 개요를 나타내는 종단 좌측면도, 도2는 본 발명에 관한 건조 장치를 구비한 세탁 건조기의 내부 구성의 개요를 나타내는 종단 우측면도, 도3은 건조 장치의 공기 순환계로를 도시하는 도면, 도4는 세탁 건조기의 각 부의 동작을 나타내는 타임 차트이다.
도1에 있어서, 본 발명에 관한 건조 장치(50)를 구비한 세탁 건조기(1)는, 외피가 하우징(2)에 의해 구획되고, 하우징(2) 내의 중앙부에는 회전 드럼(3)이 배치되고, 회전 드럼(3)의 하방의 일측부(도면에서는 좌측부)에는 저수 탱크(4)가 배치되고, 회전 드럼(3)의 하방의 타측부(도면에서는 우측부)에는 건조 장치(50)가 배치되어 있다.
회전 드럼(3)은 전방면 개구의 원통 형상을 이루고, 전방면 개구의 원통 형상의 외조(5) 내에 동일축 형상으로 수납되어 있다. 회전 드럼(3)과 외조(5)에 의해 세탁조를 형성하고 있으며, 회전 드럼(3)의 전방면 개구가 경사 상방을 향하는, 소위 경사 드럼 형태이다. 회전 드럼(3)의 전방면 개구와 외조(5)의 전방면 개구는, 하우징(2)의 전방면에 개폐 가능하게 힌지로 지지된 도어(6)에 의해, 개폐된다. 회전 드럼(3)은 외조(5)의 후방면에 설치한 모터(7)에 의해, 회전축(8)을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되어 있다.
세탁 시에는 외조(5) 내에 물이 저장된다. 외조(5) 내로의 물의 공급용으로서, 하우징(2)의 상면에는 급수구(11)가 구비되고, 급수구(11)에는 급수 밸브(12)가 개재된 급수관(13)의 일단부가 접속되고, 급수관(13)의 타단부는 세제 박스(14)에 접속되어 있다. 세제 박스(14)는 연통관(15)에 의해 외조(5) 내와 접속되어 있다. 외조(5) 내는 도어(6)를 닫은 상태에서 공밀적, 액밀적 구성이며, 회전 드럼(3)의 주위면에는 외조(5) 내의 물이 출입하는 다수의 작은 구멍이 형성되어 있다. 세탁 시에는 외조(5) 내의 낮은 바닥부에 물이 저장되고, 이 물이 상기 작은 구멍으로부터 회전 드럼(3) 내에도 저장된다. 회전 드럼(3) 내의 적절한 장소에 배플(9)이 설치되어 있다. 세탁물은 도어(6)를 열어서 하우징(2)의 전방면으로부터 회전 드럼(3) 내에 수용되고, 도어(6)를 닫은 상태에서, 스위치 조작에 의해 회전 드럼(3)이 모터(7)에 의해 회전되고, 회전 드럼(3) 내에서 물을 포함한 세탁물은 배플(9)에 의해 들어 올려져, 자연 낙하하는 관계에 의해 세탁된다.
외조(5)의 바닥부의 최하단부에는 배수구(16)가 형성되고, 배수구(16)에는 하우징(2) 밖으로 연장된 배수관(17)이 접속되어 있다. 배수관(17)에는 배수구(16) 측부터 순서대로, 배수 밸브(18), 린트 필터(19), 절환 밸브(20)가 부착되고, 배수 밸브(18)와 절환 밸브(20)가 열림 상태에서 외조(5) 내의 물이 배수된다.
저수 탱크(4)는 외조(5) 내에 저장되어서 사용된 헹굼수를 저장하는(가능한 한 깨끗한 물을 사용하기 위해, 최종 헹굼수를 저장하는 것이 좋다. 도4에 나타내는 것은, 최종 헹굼수와 최종 헹굼 후의 최종 탈수 공정에서 생기는 물을 저장하고 있음) 것이며, 밀폐 구조를 이룬다. 외조(5) 내의 물을 저수 탱크(4)로 유도하기 위해, 린트 필터(19)와 절환 밸브(20) 사이의 배수관(17)에 분기관(21)의 일단부가 접속되고, 분기관(21)은 절환 밸브(22)를 통해 저수 탱크(4)의 상면을 관통해 저수 탱크(4) 내와 연통하고 있다. 외조(5) 내에 저장된 헹굼수는 절환 밸브(20)가 닫히고, 배수 밸브(18)와 절환 밸브(22)가 열림 상태일 때 저수 탱크(4) 내로 유도된다.
저수 탱크(4)에 저장한 헹굼수를 다음 회의 세탁수로 사용하기 위해, 저수 탱크(4)의 최하부에 형성한 취수구(23)에 일단부가 접속되고, 공급 펌프(24)를 통해 타단부가 세제 박스(14)에 접속된 급수관(25)을 구비하고 있다. 이에 의해, 다 음 회의 세탁 시에는, 펌프(24)의 구동에 의해, 저수 탱크(4)에 저장한 헹굼수를 급수관(25)에 의해 세제 박스(14)에 공급하고, 세제 박스(14)로부터 연통관(15)에 의해 외조(5) 내로 도입한다. 저수 탱크(4)에 저장한 헹굼수의 레벨이 소정 수위로 상승했을 때는, 헹굼수를 저수 탱크(4)에 도입하지 않도록, 절환 밸브(22)를 닫고, 배수 밸브(18)와 절환 밸브(20)가 열림 상태가 되어, 나머지 헹굼수를 하우징(2) 밖으로 배수한다.
세탁 건조기(1)는 회전 드럼(3) 내에서 세탁물의 세탁, 헹굼, 탈수, 건조를 행하므로, 회전 드럼(3) 내가, 세탁실, 헹굼실, 탈수실, 또한 건조실이다. 회전 드럼(3) 내에서 세탁물의 건조를 행하기 위해, 세탁물의 제습과 온풍 건조를 행하기 위한 건조 장치(50)가, 저수 탱크(4)에 병설 상태에서 하우징(2) 내에 설치되어 있다.
건조 장치(50)는 전동 압축기(30)에서 압축한 냉매의 열을 방열기(31)에서 방열한 후, 감압 팽창 밸브(32)를 통해 증발기(33)에서 증발시키고, 다시 압축기(30)에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치(35)와, 방열기(31)에서 가열한 공기를 건조실인 회전 드럼(3)으로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 건조실(회전 드럼)(3)로부터 배출되는 배기를 증발기(33)에서 제습한 후, 방열기(31)에서 다시 가열하도록 공기를 송풍기(34)에 의해 순환시키는 공기 순환로(36)를 구비하고, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 순환 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 증발기(33)에 외부 열원의 열을 가하는 외부 열원 부가 장치(40)를 설치하고 있다. 압축기(30), 방열기(31), 증발기(33) 및 송풍기(34)는 평판 형상의 유닛 베 이스(37) 위에 고정되어 있다.
공기 순환로(36)는 방열기(31), 증발기(33) 및 송풍기(34)를 수납 배치한 덕트 부분(36A)과, 외조(5)의 배면 하부에 형성한 공기 출구(5A)로부터 나온 공기를 송풍기(34)의 흡입측으로 도입하는 덕트 부분(36B)과, 방열기(31)에서 가열한 공기를 외조(5)의 상면 전방부에 형성한 공기 입구(5B)로 도입하는 덕트 부분(36C)에 의해 형성되어 있다. 덕트 부분(36A)은 유닛 베이스(37)와 함께, 또는 유닛 베이스(37) 위에 형성되어 있다. 송풍기(3)는 전동기(34A)에 의해 회전하는 프로펠러 팬, 혹은 다른 형태의 팬이며, 도면에서는 프로펠러 팬의 형태를 나타내고 있다. 송풍기(3)는 공기 순환로(36) 중 공기 출구(5A)로부터 공기 입구(5B)에 이르는 통기로의 어떠한 위치에 배치해도 된다. 압축기(30)와 감압 팽창 밸브(32)는 공기 순환로(36) 밖에 배치되어 있다.
외조(5) 안은 도어(6)를 닫은 상태에서 공밀적, 액밀적 구성이며, 도어(6)를 닫은 상태에서 공기 순환로(36)는 공밀적 상태가 된다. 송풍기(3)의 운전에 의해, 회전 드럼(3)의 주위면에 형성한 다수의 작은 구멍으로부터 나온 회전 드럼(3) 내의 공기는, 외조(5) 안으로 들어가서 공기 출구(5A)로부터 나와 송풍기(34)의 흡입측에 이르고, 송풍기(34)에 의해 증발기(33)와 방열기(31)를 순차적으로 통과하여, 공기 입구(5B)로부터 외조(5) 안으로 들어가고, 회전 드럼(3)의 주위면에 형성한 다수의 작은 구멍으로부터 회전 드럼(3) 안으로 들어가고, 다시 상기한 바와 마찬가지로 공기 출구(5A)로부터 나와 송풍기(34)의 흡입측에 이르는 공기 순환을 행한다.
회전 드럼(3) 내에서 세탁물의 세탁, 헹굼, 탈수의 각 공정이 종료된 후, 히트 펌프 사이클 장치(35)의 가동을 수반하는 건조 운전(건조 공정)이 개시된다. 이 건조 공정은 압축기(30)의 운전에 의해 히트 펌프 사이클 장치(35)가 가동하고, 송풍기(34)가 운전된다.
히트 펌프 사이클 장치(35)가 가동하여 송풍기(34)가 운전되고, 시간의 경과에 수반하여, 방열기(31)에서의 방열에 의한 냉매의 응축과 증발기(33)에서의 냉매의 증발이 행해지고, 공기 순환에 의해, 방열기(31)에서 가열된 공기에 의해 회전 드럼(3) 내의 세탁물의 수분이 증발하고, 회전 드럼(3) 내의 세탁물의 습기를 포함한 공기는 0 ℃ 전후의 온도에까지 저하되는 증발기(33)를 통과할 때, 이 증발기(33)에 의해 응축해서 제습되어, 제습수로서 흘러내린다. 이 제습수는 유닛 베이스(37)를 관통하여 설치한 제습수 배수구로부터 배수된다. 이 제습수 배수관은, 후술하는 공기 배출구(40B)와 겸용할 수도 있고, 이 제습수 배수구로부터 배수되는 물은, 배수관(17)에 합류해서 배수하는 구성으로 할 수도 있다.
그리고, 증발기(33)에서 제습된 공기는, 방열기(31)에서 가열되고, 이 가열된 공기는 외조(5)의 상면 전방부에 형성한 공기 입구(5B)로 도입되고, 다시 회전 드럼(3) 안으로 들어가, 회전 드럼(3) 내의 세탁물을 가열하고, 수분이 증발한 습기를 포함한 공기로서, 다시 외조(5)의 공기 출구(5A)로부터 나와 송풍기(34)의 흡입측에 이른다. 이와 같이, 방열기(31)에서 가열된 공기에 의해 회전 드럼(3) 내의 세탁물의 수분이 증발하고, 증발기(33)에 의해 제습되는 순환이 행해져, 회전 드럼(3) 내의 세탁물의 건조가 행해진다.
건조 운전(건조 공정)이 개시되고, 압축기(30)에의 입력과 송풍기(34)의 전동기(34A)에의 입력에 의해, 공기 순환로(36) 내의 온도가 서서히 상승하지만, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에는 공기 순환로(36) 내의 열이 부족하므로, 빠르게 드럼 입구 공기 온도를 충분히 높은 온도(예를 들어 70 ℃ 정도)까지 가열할 수 없다. 또한, 증발기(33)에 의해 저온(0 ℃ 전후의 저온)으로 냉각된 공기가 방열기(31)와 열 교환하기 위해, 특히 건조 운전(건조 공정) 초기의 방열기(31)를 통과했을 때의 공기 온도는 낮고, 공기 순환로(36)를 순환하는 공기 온도는 낮으며, 공기 순환계로 내의 열이 부족하므로, 히트 펌프 사이클 장치(35)의 히트 펌프 효과가 낮아, 이대로는 회전 드럼(3) 내의 세탁물을 충분한 온도로 빠르게 가열할 수 없어, 이 세탁물의 수분 증발 효과가 낮다.
본 발명에서는, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 공기 순환로(36)를 순환하는 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 방열기(31)를 통과했을 때의 공기의 온도 상승을 빠르게 하여, 회전 드럼(3) 내의 세탁물의 가열 온도를 높여, 이 세탁물의 수분 증발 효과를 촉진하는 기술을 제공하는 것이다. 본 발명에서는, 공기 순환계로 내의 열의 부족을 보충해, 히트 펌프 사이클 장치(35)의 히트 펌프 효과의 향상, 및 방열기(31)에 의한 공기 가열 효과를 향상시키기 위해, 증발기(33)에 외부 열원의 열을 가하는 외부 열원 부가 장치(40)를 설치하고 있다.
세탁 건조기(1)의 주위 공기가, 대략 20 ℃ 전후이다고 하고, 이 외부 열원 부가 장치(40)로서, 이 주위 공기를 외부 열원으로 하기 위해, 공기 순환로(36) 중, 건조실인 회전 드럼(3)을 나와 증발기(33)에 이르는 동안의 통기로에, 공기 순 환로(36)를 순환하는 공기에 합류하도록, 주위 공기를 도입하는 공기 도입구(40A)와, 증발기(33)를 나와 방열기(31)에 이르는 동안의 통기로에, 공기 순환로(36)를 순환하는 공기의 일부분을 주위에 배출하는 공기 배출구(40B)를 설치한 구성이다. 도시한 실시예에서는, 공기 도입구(40A)가 덕트 부분(36B)에 형성되고, 공기 배출구(40B)가 덕트 부분(36A)의 일부인 유닛 베이스(37)에 형성되어 있다.
도어(6)를 닫은 상태에서 공기 순환로(36)는 공밀적 상태가 되므로, 공기 순환로(36)에의 주위 공기의 도입은, 공기 도입구(40A)와 공기 배출구(40B) 중 어느 한쪽에 개폐 기구를 설치하고, 다른 쪽은 열린 상태로 하거나, 또는 공기 도입구(40A)와 공기 배출구(40B)의 양쪽에 개폐 기구를 설치하여, 동시에 개폐하면 좋지만, 도시한 실시예에서는 공기 도입구(40A)와 공기 배출구(40B)에 각각 개폐 기구(40A1과 40B1)를 설치한 구성으로 되어 있다. 개폐 기구(40A1과 40B1)는, 솔레노이드 또는 전동기에 의해 개폐판을 개폐 작동하는 구조이며, 증발기(33)의 공기의 출구측 온도와 주위 공기의 온도의 비 엔탈피를 기초로 하여, 제어부(도시하지 않음)에 의해 개폐 제어된다.
증발기(33)는, 병행되는 직선 형상 부분을 형성하도록 좌우 양측에 U자 형상부를 형성해서 전체적으로 사행 형상을 이루는 냉매 파이프의 상기 직선 형상 부분이, 병렬 배치의 다수의 알루미늄 박판의 판 형상 핀을 관통하도록 형성한 열 교환기이며, 공기 순환로(36)를 순환하는 공기가 상기 판 형상 핀간의 공기 통로를 통과한다. 그리고 증발기(33)는, 공기의 출구측에 감압 팽창 밸브(32)를 통과한 냉매의 입구측 파이프가 배치되고, 공기의 입구측에 압축기(30)로 귀환하는 냉매의 출구측 파이프가 배치되어 있다. 감압 팽창 밸브(32)는 증발기(33)의 공기의 입구측에 배치한 냉매의 출구측 파이프의 온도에 따라서, 제어부의 동작에 의해 냉매 통과 통로의 크기를 적절한 상태로 조절하는 작용을 한다.
상기한 구성에 있어서, 건조 운전(건조 공정)은 압축기(30)의 운전에 의해 히트 펌프 사이클 장치(35)가 가동하고, 송풍기(3)가 운전된다. 회전 드럼(3)은 세탁물의 건조의 균일화를 위해 회전한다. 그리고 개폐 기구(40A1과 40B1)의 양쪽이 열리어, 공기 도입구(40A)로부터 도입된 주위 공기가 증발기(33)로 유입해서 흡열 효과가 향상되고, 증발기(33)를 통과한 공기의 일부가 공기 배출구(40B)로부터 배출된다. 증발기(33)를 통과한 공기는, 증발기(33)에서 냉각되어서 저온(0 ℃ 전후의 저온)이지만, 이 공기의 일부가 공기 배출구(40B)로부터 배출되므로, 이 공기의 배출이 행해지지 않는 경우에 비해, 방열기(31)의 온도 상승이 빨라져, 방열기(31)를 통과한 공기의 온도 상승이 빨라진다. 이 반복에 의해, 공기 순환로(36)를 순환하는 공기의 온도 상승이 빨라져, 회전 드럼(3) 내의 세탁물의 가열 온도 상승이 빨라지고, 건조 운전(건조 공정) 초기에서, 이 세탁물의 수분 증발 효과를 촉진할 수 있는 것이 된다.
히트 펌프 사이클 장치(35)에 의한 건조 운전(건조 공정)의 진행에 따라, 공기 순환로(36)를 순환하는 공기의 온도가 소정의 온도 이상으로 상승했을 때는, 이제는 주위 공기의 도입을 행할 필요가 없다. 이로 인해, 증발기(33)의 공기의 출구측 온도 및 습도와 주위 공기의 온도 및 습도의 비 엔탈피를 기초로 하여, 공기 도입구(40A)와 공기 배출구(40B)의 양쪽 또는 어느 한쪽을 개폐 제어한다.
그로 인해, 주위 공기 비 엔탈피 > 증발기(33)의 출구측 공기 비 엔탈피일 때는, 공기 도입구(40A)와 공기 배출구(40B)의 양쪽을 연다. 실시예의 방식에서는, 공기 도입구(40A)와 공기 배출구(40B)의 양쪽의 개폐 기구(40A1과 40B1)를 연다. 또한, 주위 공기 비 엔탈피 < 증발기(33)의 출구측 공기 비 엔탈피일 때는, 공기 도입구(40A)와 공기 배출구(40B)의 양쪽을 닫거나, 어느 한쪽을 닫는다. 실시예의 방식에서는, 공기 도입구(40A)와 공기 배출구(40B)의 양쪽의 개폐 기구(40A1과 40B1)를 닫는다.
이러한 제어를 위해, 증발기(33)의 공기의 출구측 공기 온도 및 습도를 검출하는 온도·습도 센서(42)(온도 센서와 습도 센서의 양쪽을 가리킴)와, 주위 공기 온도 및 습도를 검출하는 온도·습도 센서(41)(온도 센서와 습도 센서의 양쪽을 가리킴)를 설치하고 있으며, 양 온도·습도 센서(41, 42)가 검출하는 온도와 습도를 기초로 하여 상기 제어부(도시하지 않음)에 의해 산출되는 비 엔탈피를 기초로 하여, 상기한 바와 같이 주위 공기 비 엔탈피 > 증발기(33)의 출구측 공기 비 엔탈피일 때는, 공기 도입구(40A)와 공기 배출구(40B)의 양쪽을 열어서 주위 공기를 도입한다. 또한, 실제로 습도 센서를 설치하지 않아도, 증발기 출구 공기의 상대 습도를 100 %, 주위 공기의 습도를 60 %라 가정하여, 비 엔탈피의 산출, 비교를 행해도 좋다.
그리고, 주위 공기 비 엔탈피 < 증발기(33)의 출구측 공기 비 엔탈피일 때는, 방열기(31)에 의한 순환 공기의 온도도 꽤 상승되어 있으므로, 이제는 주위 공기의 도입을 행할 필요가 없으므로, 공기 도입구(40A)와 공기 배출구(40B)의 양쪽 을 닫거나, 어느 한쪽을 닫음으로써, 통상의 운전 상태가 되어, 방열기(31)에서 가열한 순환 공기에 의해, 양호한 건조 운전을 행할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 공기의 출구측에 냉매의 입구측 파이프가 배치되고, 공기의 입구측에 냉매의 출구측 파이프가 배치된 증발기(33)에 있어서는, 온도·습도 센서(42)에 의해 검출하는 온도와 습도는, 증발기(33)의 공기의 출구측 공기 온도와 습도가 아닌, 냉매의 입구측 파이프의 온도와 습도를 검출하도록 하여, 상기한 바와 마찬가지로, 공기 도입구(40A)와 공기 배출구(40B)의 개폐 제어를 행해도 된다.
히트 펌프 사이클 장치(35)는, 이산화탄소 냉매 또는 이산화탄소를 다량으로 포함하는 냉매(이산화탄소 냉매라고 함)를 압축기(30)에서 압축하는 방식이며, 압축기(30)는 2단 압축 방식이며, 증발기(33)로부터 귀환하는 냉매가 1단째의 압축 기구부에서 압축된 후, 2단째의 압축 기구부에서 압축되어 방열기(31)로 들어가고, 거기에서 방열 응축하는 구성이다. 이산화탄소 냉매를 이용한 경우는, 프론계 냉매에 비해 냉매 압력이 높으며, 방열기(31)에 의한 공기 가열 온도를 높일 수 있다.
세탁 건조기(1)의 동작 개시는, 세탁 건조기(1)의 사용자가 조작부에 의해 선택한 모드 상태에 있어서, 세탁 건조기(1)의 사용자가 시작 버튼을 조작함으로써 개시하고, 세탁 공정으로부터 건조 운전(건조 공정)까지 행하지만, 건조 운전(건조 공정)의 종료는, 개시로부터 소정 시간 후에 타이머에 의해 종료되는 방식도 고려된다. 그러나, 세탁물의 종류나 양 등에 의해, 충분한 건조가 행해질 때까지의 시 간이 다르므로, 공기 순환로(36) 중 공기 출구(5A)로부터 증발기(33)까지의 통기로의 공기의 습도를 검출하는 습도 검출 센서를 설치하고, 이 센서의 검출을 기초로 하여, 소정의 건조 상태를 제어부에 의해 판정했을 때, 건조 운전(건조 공정)을 종료되도록 하는 것이 좋다. 이 건조 운전(건조 공정)의 종료에 의해, 압축기(30)와 송풍기(34)의 운전이 종료되고, 세탁 개시의 시작 버튼이 조작된 후 로크되어 있었던 도어(6)의 로크가 해제되어, 도어(6)를 열 수 있다.
또한, 건조 운전(건조 공정)에 있어서, 세탁물 및 세탁물에 붙어 있는 금구는, 상당한 온도로 가열되므로, 건조 운전(건조 공정)의 종료 직후에 도어(6)를 열어서 세탁물을 꺼내면, 손에 뜨거움을 느끼고, 또한 세탁물의 금구에 닿으면 위험하기도 하다. 이로 인해, 도4에 도시한 바와 같이 건조 운전(건조 공정)의 종료 직후에, 세탁물의 냉각을 행하는 쿨 다운 공정을 마련하여, 압축기(30)는 정지 상태이지만 송풍기(34)를 운전 상태로 하고, 송풍기(34)를 소정 시간 타이머에 의해 운전 상태로 하거나, 또는 공기 순환로(36) 중 공기 출구(5A)로부터 증발기(33)까지의 통기로의 공기의 온도를 검출하는 온도 검출 센서를 설치하고, 이 센서의 검출을 기초로 하여, 소정의 온도로 저하된 상태를 제어부에 의해 판정했을 때, 송풍기(34)를 정지하는 방식에 의해, 이러한 위험한 상태를 제거할 수 있다.
<제2 실시예>
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 도5는 건조 장치(50)의 제2 실시 형태에 관한 공기 순환계로를 나타내는 것이며, 세탁 건조기의 내부 구성의 개요는, 도5의 공기 순환계로의 히트 펌프 사이클 장치(35)를 도1 및 도2에 나타내는 히트 펌프 사이클 장치(35)로 교체한 것이며, 또한 세탁 건조기의 각 부의 동작을 나타내는 타임 차트는 도4에 나타내는 것과 마찬가지이므로, 거기에 관한 설명은 제1 실시예를 원용하는 것으로 한다.
도5에 나타내는 본 발명에 관한 건조 장치(50)의 공기 순환계로에 있어서, 제1 실시예에 나타내는 부분과 동일한 기능 부분은 동일한 부호로 나타내고 있다. 제2 실시예가 제1 실시예와 다른 부분은, 히트 펌프 사이클 장치(35)이다.
제2 실시예에 관한 건조 장치(50)는, 압축기(30)에서 압축한 냉매의 열을 방열기(31)에서 방열한 후, 감압 팽창 장치(45)로서 설치한 모세관 튜브(45)와 보조 열 교환기(46)를 통과한 후, 감압 팽창 밸브(32)와 증발기(33)를 순차적으로 통과해, 다시 압축기(30)에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치(35)와, 방열기(31)에서 가열한 공기를 건조실인 회전 드럼(3)으로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 건조실(회전 드럼)(3)로부터 배출되는 배기를 증발기(33)에서 제습한 후, 방열기(31)에서 다시 가열하도록 공기를 송풍기(34)에 의해 순환시키는 공기 순환로(36)를 구비하고, 제1 실시예와 마찬가지로 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 순환 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 보조 열 교환기(46)가 냉매의 증발 부분으로서 기능을 할 때, 보조 열 교환기(46)를 통과하는 냉매가, 외부 열원과 열 교환하도록 외부 열원 부가 장치(40)를 설치하고 있다.
모세관 튜브(45)와 보조 열 교환기(46)의 직렬 회로에 병렬로 전자 개폐 밸브(47)가 접속되고, 모세관 튜브(45)에 병렬로 전자 개폐 밸브(48)가 접속되어 있다. 압축기(30), 감압 팽창 밸브(32), 보조 열 교환기(46), 및 전자 개폐 밸 브(47, 48)는, 공기 순환로(36) 밖에 있어서, 유닛 베이스(37) 위에 배치되어 있다.
제2 실시예에 있어서도, 세탁물의 건조실이 회전 드럼(3) 내이며, 회전 드럼(3)의 회전을 수반해서 회전 드럼 내에 있어서 세탁물의 세탁을 행하고, 헹굼수로 헹굼을 행하고, 탈수 후에 회전 드럼(3) 내에 있어서 건조 운전(건조 공정)을 행하는 세탁 건조기(1)에 적용한다. 도4에 도시한 바와 같이 최후의 헹굼 공정에 있어서의 헹굼수가 저수 탱크(4)에 저장된다.
건조 운전(건조 공정)의 개시에 의해, 그 초기는, 도6에 도시한 바와 같이 전자 개폐 밸브(47, 48)가 닫히고, 히트 펌프 사이클 장치(35)는 압축기(30)에서 압축한 냉매의 열을 방열기(31)에서 방열하고, 그 후에 감압 팽창 장치의 모세관 튜브(45)와 보조 열 교환기(46)를 순차적으로 통과한 후, 감압 팽창 밸브(32)와 증발기(33)를 순차적으로 통과해, 다시 압축기(30)에서 압축하는 순환을 행한다. 제1 실시예와 마찬가지로, 방열기(31)에서 가열한 공기를 회전 드럼(3) 내로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 회전 드럼(3)으로부터 배출되는 배기를 증발기(33)에서 제습한 후, 방열기(31)에서 다시 가열하도록 공기가 송풍기(34)에 의해 순환된다.
건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 순환 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 보조 열 교환기(46)가 저수 탱크(4)에 저장한 물과 열 교환하는 구성이다. 이로 인해, 도1에 점선으로 나타낸 바와 같이, 보조 열 교환기(46)의 냉매 파이프가, 저수 탱크(4)에 저장한 수중에 가라앉은 상태이다. 저수 탱크(4)에 저장한 물의 온도는, 세탁 건조기(1)의 주위 공기의 온도와 동등한 온도이며, 대략 20 ℃ 전후이다고 한다.
이로 인해, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에는, 보조 열 교환기(46)로 모세관 튜브(45)에 의해 감압 팽창된 냉매가 유입함으로써, 냉매 증발 기능부의 일부로서 증발기로서 작용하게 된다. 이때, 보조 열 교환기(46)는 저수 탱크(4)에 저장한 물과 열 교환해서 거기에서 흡열하므로, 히트 펌프 사이클 장치(35)의 냉매 증발 기능부로서 작용하는 증발기(33)와 보조 열 교환기(46)에 의한 통합 흡열 효과가 촉진되게 되어, 보조 열 교환기(46)에 있어서의 냉매 증발에 의해, 감압 팽창 밸브(32)를 통과한 후의 증발기(33)에서의 냉매 증발에 의한 순환 공기의 냉각 효과가 저하되고, 보조 열 교환기(46)를 설치하지 않은 경우에 비해, 방열기(31)의 온도 상승이 빨라져, 방열기(31)를 통과한 공기의 온도 상승이 빨라진다. 이 반복에 의해, 공기 순환로(36)를 순환하는 공기의 온도 상승이 빨라져, 회전 드럼(3) 내의 세탁물의 가열 온도 상승이 빨라지고, 건조 운전(건조 공정) 초기에서, 이 세탁물의 수분 증발 효과를 촉진할 수 있는 것이 된다.
건조 운전(건조 공정) 초기, 예를 들어 건조 운전 개시로부터 20분간 경과했을 때, 순환 공기 온도는 꽤 상승하고, 또한 저수 탱크(4)에 저장한 물의 온도도 저하되어 있으므로, 이제는 보조 열 교환기(46)에 의한 흡열 작용을 행하지 않고, 보통 운전 상태로 절환해도 지장이 없다. 이로 인해, 제어부의 타이머 기능에 의해, 건조 운전(건조 공정) 개시로부터 소정 시간(20분간) 경과했을 때, 도6에 도시한 바와 같이 전자 개폐 밸브(47)를 열고 전자 개폐 밸브(48)를 닫음으로써, 압축기(30)에서 압축한 냉매는, 방열기(31)에서 방열하고, 모세관 튜브(45)와 보조 열 교환기(46)를 바이패스하여, 전자 개폐 밸브(47)를 통해 감압 팽창 밸브(32)와 증발기(33)를 순차적으로 통과해, 다시 압축기(30)에서 압축하는 순환을 행한다. 이것이 보통 운전 상태인 건조 운전(건조 공정) 중기로서 도6에 나타내고 있다.
건조 운전(건조 공정) 초기에서는, 저수 탱크(4) 안의 물은 보조 열 교환기(46)에 의해 냉각되거나, 또는 동결하지만, 이 건조 운전(건조 공정) 중기에 있어서, 보조 열 교환기(46)에 의한 저수 탱크(4) 안의 물의 냉각이 정지되므로, 저수 탱크(4) 안의 물 또는 얼음은, 주위 온도에 의해 서서히 따뜻해진다.
보통 운전 상태인 건조 운전(건조 공정) 중기는, 예를 들어 30분이다. 제어부의 타이머 기능에 의해, 이 30분 경과에 의해 건조 운전(건조 공정) 후기로 들어간다. 건조 운전(건조 공정) 후기는, 도6에 도시한 바와 같이 전자 개폐 밸브(47)를 닫고 전자 개폐 밸브(48)를 여는 것에 의해, 압축기(30)에서 압축한 냉매는, 방열기(31)에서 방열하는 동시에, 모세관 튜브(45)를 바이패스해서 전자 개폐 밸브(48)를 통과해 보조 열 교환기(46)로 들어가고, 보조 열 교환기(46)에서 다시 방열 응축한 후, 감압 팽창 밸브(32)와 증발기(33)를 순차적으로 통과해, 다시 압축기(30)에서 압축하는 순환을 행한다.
이에 의해, 보조 열 교환기(46)가 방열기로서 기능을 하므로, 저수 탱크(4) 안의 물 또는 얼음은, 보조 열 교환기(46)에 의해 가열되고, 동결하고 있었던 얼음은 융해하고, 또한 물의 경우에는 승온한다. 건조 운전(건조 공정) 후기는, 타이머식인 경우에는 예를 들어 40분이다. 이 저수 탱크(4) 내의 가열된 물은, 도4에 도시한 바와 같이 다음 회에 행해지는 세탁수로서, 펌프(24)의 운전에 의해 외 조(5) 내로 공급해 사용할 수 있어, 다음 회의 세탁물의 오염 제거를 촉진할 수 있는 효과가 있다. 건조 운전(건조 공정) 후기의 종료에 의해, 압축기(30)와 송풍기(34)의 운전이 종료되고, 세탁 개시의 시작 버튼이 조작되고나서 로크되어 있었던 도어(6)의 로크가 해제되어, 도어(6)를 열 수 있다.
세탁 건조기(1)의 동작 개시는, 세탁 건조기(1)의 사용자가 조작부에 의해 선택한 모드 상태에 있어서, 세탁 건조기(1)의 사용자가 시작 버튼을 조작함으로써 개시하고, 세탁 공정으로부터 건조 운전(건조 공정)까지 행하지만, 건조 운전(건조 공정)의 종료는 개시로부터 소정 시간 후에 타이머에 의해 종료되는 방식도 고려된다. 그러나, 세탁물의 종류나 양 등에 의해, 충분한 건조가 행해질 때까지의 시간이 다르므로, 공기 순환로(36) 중 공기 출구(5A)로부터 증발기(33)까지의 통기로의 공기의 습도를 검출하는 습도 검출 센서를 설치하고, 이 센서의 검출을 기초로 하여, 소정의 건조 상태를 제어부에 의해 판정했을 때, 건조 운전(건조 공정)을 종료하도록 하는 것이 좋다. 후자 방식의 경우에는, 상기 건조 운전(건조 공정) 중기의 기간과, 건조 운전(건조 공정) 후기의 기간은, 상기 습도 검출 센서의 검출을 기초로 하는 제어부의 동작에 의해, 소정의 건조 상태에 있어서 건조 운전(건조 공정) 중기로부터 건조 운전(건조 공정) 후기로 절환하고, 상기 습도 검출 센서의 검출을 기초로 하는 제어부의 동작에 의해, 충분한 건조 상태에 있어서 건조 운전(건조 공정) 후기를 종료하도록 하면 된다.
상기에 있어서, 건조 운전(건조 공정) 초기로부터 건조 운전(건조 공정) 중기로의 절환은, 온도·습도 센서(41, 42)의 검출을 기초로 하여, 제어부(도시하지 않음)에서 주위 공기 비 엔탈피 < 증발기(33)의 출구측 공기 비 엔탈피의 산출에 의해 행하도록 해도 좋다. 또한, 저수 탱크(4) 내의 물 온도가 소정 온도로 저하된 것을 수온 센서로 검출하고, 제어부(도시하지 않음)에 의해 절환 제어하도록 해도 된다.
상기에 있어서, 냉매 통로의 절환은 전자 개폐 밸브(47, 48) 대신에, 상기와 같은 절환 동작이 얻어지는 절환 밸브에 의해 제어하는 구성이라도 좋다.
제2 실시예에 있어서도, 히트 펌프 사이클 장치(35)는, 이산화탄소 냉매 또는 이산화탄소를 다량으로 포함하는 냉매(이산화탄소 냉매라고 함)를 압축기(30)로 압축하는 방식이며, 압축기(30)는 2단 압축 방식이며, 증발기(33)로부터 귀환하는 냉매가 1단째의 압축 기구부에서 압축된 후, 2단째의 압축 기구부에서 압축되어 방열기(31)로 들어가고, 거기에서 방열 응축하는 구성이다. 이산화탄소 냉매를 이용한 경우는, 프론계 냉매에 비해 냉매 압력이 높아, 방열기(31)에 의한 공기 가열 온도를 높일 수 있다.
또한, 건조 운전(건조 공정)에 있어서, 세탁물 및 세탁물에 부착되어 있는 금구는, 상당한 온도로 가열되므로, 건조 운전(건조 공정)의 종료 직후에 도어(6)를 열어서 세탁물을 꺼내면, 손에 뜨거움을 느끼고 , 또한 세탁물의 금구에 닿으면 위험하기도 하다. 이로 인해, 도4에 도시한 바와 같이 건조 운전(건조 공정)의 종료 직후에, 세탁물의 냉각을 행하는 쿨 다운 공정을 마련하여, 압축기(30)는 정지 상태이지만 송풍기(34)를 운전 상태로 하고, 송풍기(34)를 소정 시간 타이머에 의해 운전 상태로 하거나, 또는 공기 순환로(36) 중 공기 출구(5A)로부터 증발기(33) 까지의 통기로의 공기의 온도를 검출하는 온도 검출 센서를 설치하고, 이 센서의 검출을 기초로 하여, 소정의 온도로 저하된 상태를 제어부에 의해 판정했을 때, 송풍기(34)를 정지하는 방식에 의해, 이러한 위험한 상태를 제거할 수 있다.
<제3 실시예>
다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 제3 실시 형태는 제2 실시 형태에 있어서, 감압 팽창 장치로서 모세관 튜브(45) 대신에, 제2 감압 팽창 밸브(45A)를 채용한 것이다. 도7은 건조 장치(50)의 제3 실시 형태에 관한 공기 순환계로를 나타내는 것이며, 세탁 건조기의 내부 구성의 개요는 도7의 공기 순환계로의 히트 펌프 사이클 장치(35)를 도1 및 도2에 나타내는 히트 펌프 사이클 장치(35)로 교체한 것이며, 또한 세탁 건조기의 각 부의 동작을 나타내는 타임차트는 도4에 나타내는 것과 마찬가지이므로, 거기에 관한 설명은 제1 실시예를 원용하는 것으로 한다.
도7에 나타내는 본 발명에 관한 건조 장치(50)의 공기 순환계로에 있어서, 실시예 1 및 제2 실시예에 나타내는 부분과 동일한 기능 부분은 동일한 부호로 나타내고 있다.
제3 실시예에 관한 건조 장치(50)는, 압축기(30)에서 압축한 냉매의 열을 방열기(31)에서 방열한 후, 감압 팽창 장치로서 설치한 제2 감압 팽창 밸브(45A)와 보조 열 교환기(46)를 통과한 후, 제1 감압 팽창 밸브(32)와 증발기(33)를 순차적으로 통과해, 다시 압축기(30)에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치(35)와, 방열기(31)에서 가열한 공기를 건조실인 회전 드럼(3)으로 도입해서 세 탁물을 건조시키고, 건조실(회전 드럼)(3)로부터 배출되는 배기를 증발기(33)에서 제습한 후, 방열기(31)에서 다시 가열하도록 공기를 송풍기(34)에 의해 순환시키는 공기 순환로(36)를 구비하고, 제1 실시예와 마찬가지로, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 순환 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 보조 열 교환기(46)가 냉매의 증발 부분으로서 기능을 할 때, 보조 열 교환기(46)를 통과하는 냉매가, 외부 열원과 열 교환하도록 외부 열원 부가 장치(40)를 설치하고 있다.
제2 감압 팽창 밸브(45A)와 보조 열 교환기(46)의 직렬 회로에 병렬로 전자 개폐 밸브(47)가 접속되고, 제2 감압 팽창 밸브(45A)에 병렬로 전자 개폐 밸브(48)가 접속되어 있다. 압축기(30), 감압 팽창 밸브(32), 보조 열 교환기(46), 및 전자 개폐 밸브(47, 48)는, 공기 순환로(36) 밖에 있어서, 유닛 베이스(37) 위에 배치되어 있다.
제3 실시예에 있어서도, 세탁물의 건조실이 회전 드럼(3) 내이며, 회전 드럼(3)의 회전을 수반해서 회전 드럼 내에 있어서 세탁물의 세탁을 행하고, 헹굼수로 헹굼을 행하고, 탈수 후에 회전 드럼(3) 내에 있어서 건조 운전(건조 공정)을 행하는 세탁 건조기(1)에 적용한다. 도4에 도시한 바와 같이 최후의 헹굼 공정에 있어서의 헹굼수가 저수 탱크(4)에 저장된다.
건조 운전(건조 공정)의 개시에 의해, 그 초기는, 도8에 도시한 바와 같이 제어부에 의해, 전자 개폐 밸브(47)가 닫히고, 감압 팽창 밸브(32)는 대략 완전 열림 상태로서 실질적으로 냉매에 대한 통상의 감압 팽창 작용을 하지 않은 상태(거의 감압 팽창 작용을 하지 않거나, 전혀 감압 팽창 작용을 하지 않는 상태)로 한 다. 히트 펌프 사이클 장치(35)는, 압축기(30)에서 압축한 냉매의 열을 방열기(31)에서 방열하고, 그 후에 감압 팽창 장치의 제2 감압 팽창 밸브(45A)와 보조 열 교환기(46)를 순차적으로 통과한 후, 감압 팽창 밸브(32)와 증발기(33)를 순차적으로 통과해, 다시 압축기(30)에서 압축하는 순환을 행한다. 제1 실시예와 마찬가지로, 방열기(31)에서 가열한 공기를 회전 드럼(3) 내로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 회전 드럼(3)으로부터 배출되는 배기를 증발기(33)에서 제습한 후, 방열기(31)에서 다시 가열하도록 공기가 송풍기(34)에 의해 순환된다.
건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 순환 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 보조 열 교환기(46)가 저수 탱크(4)에 저장한 물과 열 교환하는 구성이다. 이로 인해, 도1에 점선으로 나타낸 바와 같이, 보조 열 교환기(46)의 냉매 파이프가, 저수 탱크(4)에 저장한 수중에 가라앉은 상태이다. 저수 탱크(4)에 저장한 물의 온도는, 세탁 건조기(1)의 주위 공기의 온도와 동등한 온도이며, 대략 20 ℃ 전후이다고 한다.
이로 인해, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에는, 보조 열 교환기(46)로 제2 감압 팽창 밸브(45A)에 의해 감압 팽창된 냉매가 유입함으로써, 보조 열 교환기(46)는 냉매 증발 기능부로서 증발기로서 작용하게 된다. 감압 팽창 밸브(45A)는, 보조 열 교환기(46)의 냉매의 출구측 파이프의 온도에 따라, 제어부의 동작에 의해 냉매 통과 통로의 크기를 적절한 상태로 조절하는 작용을 한다. 이때, 보조 열 교환기(46)는 저수 탱크(4)에 저장한 물과 열 교환해서 거기에서 흡열하므로, 히트 펌프 사이클 장치(35)의 냉매 증발 기능부로서 작용하지만, 증발기(33)는 실 질적으로 냉매 증발 기능부로서 작용하지 않고, 감압 팽창 밸브(32)를 통과한 후의 증발기(33)에서의 냉매 증발에 의한 순환 공기의 냉각 효과는 거의 없다. 이로 인해, 보조 열 교환기(46)를 설치하지 않은 경우에 비해, 방열기(31)의 온도 상승이 빨라져, 방열기(31)를 통과한 공기의 온도 상승이 빨라진다. 이 반복에 의해, 공기 순환로(36)를 순환하는 공기의 온도 상승이 빨라져, 회전 드럼(3) 내의 세탁물의 가열 온도 상승이 빨라지고, 건조 운전(건조 공정) 초기에서, 이 세탁물의 수분 증발 효과를 촉진할 수 있는 것이 된다.
건조 운전(건조 공정) 초기, 예를 들어 건조 운전 개시로부터 20분간 경과했을 때, 순환 공기 온도는 꽤 상승하고, 또한 저수 탱크(4)에 저장한 물의 온도도 저하되어 있으므로, 이제는 보조 열 교환기(46)에 의한 흡열 작용을 행하지 않고, 보통 운전 상태로 절환해도 지장이 없다. 이로 인해, 제어부의 타이머 기능에 의해, 건조 운전(건조 공정) 개시로부터 소정 시간(20분간) 경과했을 때, 도8에 도시한 바와 같이 전자 개폐 밸브(47)를 열고, 제2 감압 팽창 밸브(45A)를 냉매에 대하여 큰 저항 상태(닫거나 큰 교축 상태)로 하고, 감압 팽창 밸브(32)를 통상의 감압 팽창 동작 상태로 함으로써, 압축기(30)에서 압축한 냉매는 방열기(31)에서 방열하고, 제2 감압 팽창 밸브(45A)와 보조 열 교환기(46)를 바이패스하여, 전자 개폐 밸브(47)를 통해 감압 팽창 밸브(32)와 증발기(33)를 순차적으로 통과해, 다시 압축기(30)에서 압축하는 순환을 행한다. 이것이 보통 운전 상태인 건조 운전(건조 공정) 중기로서 도8에 나타내고 있다. 감압 팽창 밸브(32)에 의한 통상의 감압 팽창 동작(조리개 동작 상태)에 의해, 냉매는 증발기(33)에서 증발하고 방열기(31)에서 방열 응축하여, 순환 공기가 방열기(31)에 의해 가열되어 회전 드럼(3) 내의 세탁물을 가열하고, 이 가열에 의해, 증발한 수분이 증발기(33)에서 제습되어, 세탁물이 건조된다.
건조 운전(건조 공정) 초기에서는, 저수 탱크(4) 안의 물은 보조 열 교환기(46)에 의해 냉각되거나, 또는 동결하지만, 이 건조 운전(건조 공정) 중기에 있어서, 보조 열 교환기(46)에 의한 저수 탱크(4) 안의 물의 냉각이 정지하므로, 저수 탱크(4) 안의 물 또는 얼음은, 주위 온도에 의해 서서히 따뜻해진다.
보통 운전 상태인 건조 운전(건조 공정) 중기는, 예를 들어 30분이다. 제어부의 타이머 기능에 의해, 이 30분 경과에 의해 건조 운전(건조 공정) 후기로 들어간다. 건조 운전(건조 공정) 후기는, 도8에 도시한 바와 같이 전자 개폐 밸브(47)를 닫고 제2 감압 팽창 밸브(45A)를 대략 완전 열림 상태로 하여 실질적으로 냉매에 대한 통상의 감압 팽창 작용을 하지 않는 상태(거의 감압 팽창 작용을 하지 않거나, 전혀 감압 팽창 작용을 하지 않는 상태 : 교축 동작 없음)로 한다. 또한, 감압 팽창 밸브(32)를 통상의 감압 팽창 동작 상태로 함으로써, 압축기(30)에서 압축한 냉매는, 방열기(31)에서 방열하는 동시에, 제2 감압 팽창 밸브(45A)를 대략 그대로 통과하여 보조 열 교환기(46)로 들어가고, 보조 열 교환기(46)에서 다시 방열 응축한 후, 감압 팽창 밸브(32)에서 감압 팽창되어서 증발기(33)를 순차적으로 통과해, 다시 압축기(30)에서 압축하는 순환을 행한다.
이에 의해, 보조 열 교환기(46)가 방열기로서 기능하므로, 저수 탱크(4) 안의 물 또는 얼음은, 보조 열 교환기(46)에 의해 가열되어, 동결하고 있었던 얼음은 융해하고, 또한 물은 승온한다. 건조 운전(건조 공정) 후기는, 예를 들어 40분이다. 이 저수 탱크(4) 안의 가열된 물은, 도4에 도시한 바와 같이 다음 회에 행해지는 세탁수로서, 펌프(24)의 운전에 의해 외조(5) 안에 공급해 사용할 수 있고, 다음 회의 세탁물의 오염 제거를 촉진할 수 있는 효과가 있다.
세탁 건조기(1)의 동작 개시는, 세탁 건조기(1)의 사용자가 조작부에 의해 선택한 모드 상태에 있어서, 세탁 건조기(1)의 사용자가 시작 버튼을 조작함으로써 개시하여, 세탁 공정으로부터 건조 운전(건조 공정)까지 행하지만, 건조 운전(건조 공정)의 종료는, 개시로부터 소정 시간 후에 타이머에 의해 종료되는 방식도 고려된다. 그러나, 세탁물의 종류나 양 등에 의해, 충분한 건조가 행해질 때까지의 시간이 다르므로, 공기 순환로(36) 중 공기 출구(5A)로부터 증발기(33)까지의 통기로의 공기의 습도를 검출하는 습도 검출 센서를 설치하고, 이 센서의 검출을 기초로 하여, 소정의 건조 상태를 제어부에 의해 판정했을 때, 건조 운전(건조 공정)을 종료되도록 하는 것이 좋다. 후자의 방식의 경우는, 상기 건조 운전(건조 공정) 중기의 기간과, 건조 운전(건조 공정) 후기의 기간은, 상기 습도 검출 센서의 검출을 기초로 하는 제어부의 동작에 의해, 소정의 건조 상태에 있어서 건조 운전(건조 공정) 중기로부터 건조 운전(건조 공정) 후기로 절환하고, 상기 습도 검출 센서의 검출을 기초로 하는 제어부의 동작에 의해, 충분한 건조 상태에 있어서 건조 운전(건조 공정) 후기를 종료하도록 하면 된다.
상기에 있어서, 건조 운전(건조 공정) 초기로부터 건조 운전(건조 공정) 중기로의 절환은, 온도·습도 센서(41, 42)의 검출을 기초로 하여, 제어부(도시하지 않음)에서 주위 공기 비 엔탈피 < 증발기(33)의 출구측 공기 비 엔탈피의 산출에 의해 행하도록 해도 좋다. 또한, 저수 탱크(4) 안의 물 온도가 소정 온도로 저하된 것을 수온 센서로 검출하고, 제어부(도시하지 않음)에 의해 절환 제어하도록 해도 된다.
상기에 있어서, 냉매 통로의 절환은 전자 개폐 밸브(47, 48) 대신에, 상기와 같은 절환 동작이 얻어지는 절환 밸브에 의해 제어하는 구성이라도 좋다.
제3 실시예에 있어서도, 히트 펌프 사이클 장치(35)는 이산화탄소 냉매 또는 이산화탄소를 다량으로 포함하는 냉매(이산화탄소 냉매라고 함)를 압축기(30)로 압축하는 방식이며, 압축기(30)는 2단 압축 방식이며, 증발기(33)로부터 귀환하는 냉매가 1단째의 압축 기구부에서 압축된 후, 2단째의 압축 기구부에서 압축되어서 방열기(31)로 들어가, 거기에서 방열 응축하는 구성이다. 이산화탄소 냉매를 이용한 경우는, 프론계 냉매에 비해서 냉매 압력이 높고, 방열기(31)에 의한 공기 가열 온도를 높일 수 있다.
또한, 건조 운전(건조 공정)에 있어서, 세탁물 및 세탁물에 부착되어 있는 금구는, 상당한 온도로 가열되므로, 건조 운전(건조 공정)의 종료 직후에 도어(6)를 열어서 세탁물을 꺼내면, 손에 뜨거움을 느끼고, 또한 세탁물의 금구에 닿으면 위험하기도 하다. 이로 인해, 도4에 도시한 바와 같이 건조 운전(건조 공정)의 종료 직후에, 세탁물의 냉각을 행하는 쿨 다운 공정을 마련하여, 압축기(30)는 정지 상태이지만 송풍기(34)를 운전 상태로 하고, 송풍기(34)를 소정 시간 타이머에 의해 운전 상태로 하거나, 또는 공기 순환로(36) 중 공기 출구(5A)로부터 증발기(33) 까지의 통기로의 공기의 온도를 검출하는 온도 검출 센서를 설치하고, 이 센서의 검출을 기초로 하여, 소정의 온도로 저하된 상태를 제어부에 의해 판정했을 때, 송풍기(34)를 정지하는 방식에 의해, 이러한 위험한 상태를 제거할 수 있다.
<제4 실시예>
제4 실시예로서, 제2 실시예 또는 제3 실시예에 있어서, 저수 탱크(4) 대신에, 보조 열 교환기(46)를 통과하는 냉매가, 부동액 탱크에 저장한 부동액과 열 교환하도록 구성할 수 있다. 이에 의해, 마찬가지로 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 순환 공기의 온도 상승을 빠르게 하는 작용을 얻을 수 있다. 그러나, 이 경우, 부동액 탱크이므로, 다음 회의 세탁에 저수 탱크(4)의 온수를 사용하는 효과는 없다.
<제5 실시예>
제5 실시예로서, 제2 실시예 또는 제3 실시예에 있어서, 저수 탱크(4) 대신에, 외부 열원 부가 장치(40) 중 하나의 방식으로서, 도5에 도시한 바와 같이 보조 열 교환기(46)를 주위 공기와 강제적으로 열 교환시키는 송풍기(49)를 설치한 구성으로 할 수 있다. 이 송풍기(49)는, 건조 운전(건조 공정)중, 운전 상태(ON)이다. 이에 의해, 마찬가지로, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 순환 공기의 온도 상승을 빠르게 하는 작용을 얻을 수 있다. 그러나, 이 경우, 부동액 탱크이므로, 다음 회의 세탁에 저수 탱크(4)의 온수를 사용하는 효과는 없다.
<제6 실시예>
제6 실시예로서, 제1 실시예와 제2 실시예의 병용, 또는 제1 실시예와 제3 실시예의 병용에 의해, 마찬가지로, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 순환 공기의 온도 상승을 빠르게 하는 작용을 얻을 수 있다.
본 발명의 건조 장치, 및 이것을 구비하는 세탁 건조기는, 상기 실시 형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 범위를 일탈하지 않는 한, 다양한 형태에 적용할 수 있는 것이다.
도1은 본 발명에 관한 건조 장치를 구비한 세탁 건조기의 내부 구성의 개요를 나타내는 종단 좌측면도.(제1 실시예)
도2는 본 발명에 관한 건조 장치를 구비한 세탁 건조기의 내부 구성의 개요를 나타내는 종단 우측면도.(제1 실시예)
도3은 본 발명에 관한 건조 장치의 공기 순환계로를 나타내는 도면.(제1 실시예)
도4는 본 발명에 관한 세탁 건조기의 각 부의 동작을 나타내는 타임 차트.(제1 실시예)
도5는 본 발명에 관한 건조 장치의 제2 실시 형태에 관한 공기 순환계로를 도시하는 도면.(제2 실시예)
도6은 도5에 있어서의 각 전자 개폐의 개폐 동작 상태를 나타내는 도면.(제2 실시예)
도7은 본 발명에 관한 건조 장치의 제3 실시 형태에 관한 공기 순환계로를 도시하는 도면.(제3 실시예)
도8은 도7에 있어서의 전자 개폐 및 각 감압 팽창 밸브의 동작 상태를 나타내는 도면.(제3 실시예)
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 세탁 건조기
2 : 세탁 건조기의 하우징
3 : 회전 드럼
4 : 저수 탱크
5 : 외조
6 : 도어
7 : 모터
8 : 회전축
9 : 이용 장소
10 : 혼합 밸브 유닛
11 : 급수구
12 : 급수 밸브
13 : 급수관
14 : 세제 박스
15 : 통수관
16 : 외조의 배수구
17 : 배수관
18 : 배수 밸브
20 : 절환 밸브
21 : 분기관
22 : 절환 밸브
23 : 취수구
24 : 공급 펌프
25 : 급수관
30 : 압축기
31 : 방열기
32 : 감압 팽창 밸브
33 : 증발기
34 : 송풍기
34A : 전동기
35 : 히트 펌프 사이클 장치
36 : 공기 순환로
40 : 외부 열원 부가 장치
40A : 공기 도입구
40A1 : 개폐 기구
40B : 공기 배출구
40B1 : 개폐 기구
45 : 모세관 튜브
45A : 제2 감압 팽창 밸브
46 : 보조 열 교환기
47 : 전자 개폐 밸브
48 : 전자 개폐 밸브
50 : 건조 장치

Claims (11)

  1. 압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열한 후, 감압 팽창 밸브를 통해 증발기에서 증발시키고, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 상기 방열기에서 가열한 공기를 건조실로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 상기 건조실로부터 배출되는 배기를 상기 증발기를 통과하게 한 후, 상기 방열기에서 다시 가열해서 제습된 공기를 송풍기에 의해 순환시키는 공기 순환로를 구비하고, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 상기 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 상기 증발기에 외부 열원의 열을 가하는 외부 열원 부가 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외부 열원 부가 장치로서 주위 공기를 상기 외부 열원으로 하기 위해, 상기 공기 순환로 중, 상기 건조실과 상기 증발기 사이의 통기로에 상기 공기 순환로를 순환하는 공기에 합류하도록 주위 공기를 도입하는 공기 도입구와, 상기 증발기와 상기 방열기 사이의 통기로에 상기 공기 순환로를 순환하는 공기의 일부분을 주위에 배출하는 공기 배출구를 설치한 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 공기 도입구와 상기 공기 배출구 중 한쪽 또는 양쪽에 개폐 기구를 설치하고, 상기 개폐 기구는 상기 증발기의 공기의 출구측 온도 및 습 도와 상기 주위 공기의 온도 및 습도로부터 산출되는 비 엔탈피를 기초로 하여, 개폐 제어되는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 증발기는 병렬 배치의 다수의 판 형상 핀 사이가 공기 통로를 구성하고 상기 다수의 판 형상 핀을 사행 형상의 냉매 파이프가 관통한 형태이며, 공기의 출구측에 냉매의 입구측 파이프가 배치되고, 공기의 입구측에 냉매의 출구측 파이프가 배치되고, 상기 증발기의 공기의 출구측 공기 온도 및 습도 또는 상기 냉매의 입구측 파이프의 온도 및 습도를 검출하는 온도·습도 센서와, 상기 주위 공기의 온도 및 습도를 검출하는 온도·습도 센서를 설치하고, 상기 양 온도·습도 센서의 검출을 기초로 하여 산출되는 비 엔탈피를 기초로 하여, 상기 공기 도입구와 상기 공기 배출구의 양쪽 또는 어느 한쪽을 개폐 제어하는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  5. 압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열한 후, 감압 팽창 장치와 보조 열 교환기를 통과한 후, 감압 팽창 밸브와 증발기를 순차적으로 통과해, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 상기 방열기에서 가열한 공기를 건조실로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 상기 건조실로부터 배출되는 배기를 상기 증발기에서 제습한 후, 상기 방열기에서 다시 가열하도록 공기를 송풍기에 의해 순환시키는 공기 순환로를 구비하고, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 상기 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 상기 보조 열 교환기를 통과하는 냉매가 외부 열원과 열 교환하는 외부 열원 부가 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보조 열 교환기는 상기 공기 순환로의 외측의 주위 공기 중에 배치되고, 상기 외부 열원 부가 장치로서, 상기 보조 열 교환기를 주위 공기와 강제적으로 열 교환시키는 송풍기를 설치한 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 외부 열원 부가 장치로서, 상기 보조 열 교환기를 통과하는 냉매가 탱크에 저장한 부동액과 열 교환하는 부동액 탱크를 설치한 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  8. 세탁물의 건조실이 회전 드럼 내이며, 상기 회전 드럼의 회전을 수반해서 상기 회전 드럼 내에 있어서 세탁물의 세탁을 행하고, 헹굼수로 헹굼을 행하고, 탈수 후에 상기 회전 드럼 내에 있어서 건조 운전(건조 공정)을 행하는 세탁기에 있어서, 상기 헹굼수를 저장하는 저수 탱크와, 압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열한 후, 감압 팽창 장치와 보조 열 교환기를 통과한 후, 감압 팽창 밸브와 증발기를 순차적으로 통과해, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 상기 방열기에서 가열한 공기를 상기 회전 드럼 내로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 상기 회전 드럼으로부터 배출되는 배기를 상기 증발기를 통과하게 한 후, 상기 방열기에서 다시 가열해서 제습된 공기를 송풍기에 의해 순환시 키는 공기 순환로를 구비하고, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 상기 공기의 온도 상승이 빨라지도록, 상기 보조 열 교환기가 상기 저수 탱크에 저장한 물과 열 교환하는 구성인 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 건조 운전(건조 공정) 초기는, 상기 방열기를 나온 냉매가 상기 감압 팽창 장치와 상기 보조 열 교환기를 통과한 후, 상기 감압 팽창 밸브로부터 상기 증발기로 흐르고, 건조 운전(건조 공정) 중기는, 상기 방열기를 나온 냉매가 상기 감압 팽창 장치와 상기 보조 열 교환기를 바이패스해서 상기 감압 팽창 밸브를 통해 상기 증발기로 흐르고, 건조 운전(건조 공정) 후기는 상기 방열기를 나온 냉매가 상기 감압 팽창 장치에 의한 실질적인 감압 팽창 작용을 패스해서(상기 감압 팽창 장치를 바이패스 또는 상기 감압 팽창 장치가 팽창 밸브인 경우에는 완전 열림 상태로 함) 상기 보조 열 교환기에서 방열 작용을 행하도록 냉매 통로를 개폐 밸브 또는 절환 밸브에 의해 제어하는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  10. 세탁물의 건조실이 회전 드럼 내이며, 상기 회전 드럼의 회전을 수반해서 상기 회전 드럼 내에 있어서 세탁물의 세탁을 행하고, 헹굼수로 헹굼을 행하고, 탈수 후에 상기 회전 드럼 내에 있어서 건조 운전(건조 공정)을 행하는 세탁기에 있어서, 상기 헹굼수를 저장하는 저수 탱크와, 압축기에서 압축한 냉매의 열을 방열기에서 방열한 후, 감압 팽창 장치와 보조 열 교환기를 통과한 후, 감압 팽창 밸브와 증발기를 순차적으로 통과해, 다시 압축기에서 압축하는 순환을 행하는 히트 펌프 사이클 장치와, 상기 방열기에서 가열한 공기를 건조실로 도입해서 세탁물을 건조시키고, 상기 건조실로부터 배출되는 배기를 상기 증발기를 통과하게 한 후, 상기 방열기에서 다시 가열해서 제습된 공기를 송풍기에 의해 순환시키는 공기 순환로를 구비하고, 건조 운전 초기(건조 공정 초기)에 있어서의 상기 공기의 온도 상승이 빨라지도록 상기 보조 열 교환기가 상기 저수 탱크에 저장한 물과 열 교환하고, 건조 운전(건조 공정) 후기는 상기 방열기를 나온 냉매가 상기 감압 팽창 장치에 의한 실질적인 감압 팽창 작용을 패스해서(상기 감압 팽창 장치를 바이패스해서 또는 상기 감압 팽창 장치가 팽창 밸브인 경우에는 완전 열림 상태로 함) 상기 보조 열 교환기에서 방열 작용을 행하여 상기 저수 탱크에 저장한 물을 가열하는 것을 특징으로 하는 건조 장치.
  11. 건조 운전(건조 공정) 종료 직후, 상기 히트 펌프 사이클 장치는 운전 정지하고, 상기 송풍기가 운전 상태가 되는 세탁물의 냉각을 행하는 쿨 다운 공정을 마련한 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 건조 장치를 구비한 세탁 건조기.
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