JP2007105209A - 衣類乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機を過負荷状態にすることのない衣類乾燥装置を提供する。
【解決手段】本発明の衣類乾燥装置は、ヒートポンプ装置１１と、吸放湿手段１５と、循環空気Ａを送風する送風機１６と、衣類を入れた回転ドラム１７から出た循環空気Ａをヒートポンプ装置１１の放熱器７と前記吸放湿手段１５の放湿部１４とヒートポンプ装置１１の吸熱器９と前記吸放湿手段１５の吸湿部１３を経て再び回転ドラム１７に導く循環風路１８と、循環風路１８の途中に設けた循環空気Ａから外部に熱を排出する排熱手段１９、２０とを有するもので、循環空気Ａの温度やヒートポンプ装置１１の冷媒の温度を所定値以上に上昇することを防ぎ、その結果、ヒートポンプ装置１１の高圧側の冷媒の圧力上昇を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般家庭で使用される衣類の洗濯と乾燥を同一槽で行う洗濯乾燥機や、乾燥のみを行う衣類乾燥機に用いられる衣類乾燥装置に関するものである。

従来、衣類乾燥装置としては、吸着剤を用いた吸放湿手段と、圧縮機を用いたヒートポンプ装置を併用したものがあり、設置された室内の空気を除湿加熱した後、室内に吊り干しされた衣類の方向に吹き出して衣類を乾燥させるものであった（例えば、特許文献１参照）。

図５は、上記特許文献１に記載された従来の衣類乾燥装置を用いた衣類乾燥機を示すものである。図５に示すように、冷媒１０６を圧縮する圧縮機１０１と冷媒１０６が供給空気に対して放熱する放熱器１０２と冷媒１０６を膨張させて減圧する膨張機構１０３と冷媒１０６が供給空気から吸熱する吸熱器１０４と圧縮機１０１と放熱器１０２と膨張機構１０３と吸熱器１０４を配管接続して冷媒１０６を充填した冷媒回路１０５を具備したヒートポンプ装置１０９と、相対的に湿度の高い空気から吸湿して相対的に湿度の低い空気に対して放湿する吸放湿手段１１０と、吸放湿手段１１０が供給空気から吸湿する吸湿部１１５と、吸放湿手段１１０が供給空気に対して放湿する放湿部１１６と、除湿対象空気を放熱器１０２、放湿部１１６、吸熱器１０４、吸湿部１１５の順に供給する供給手段２０１が設けられ、供給手段２０１として放熱器１０２、放湿部１１６、吸熱器１０４、吸湿部１１５を順に配した供給通路２０２と、供給通路２０２に送風する送風機２０３を備えた構成としている。

また、吸放湿手段１１０として、吸着剤１１１を担持したデシカントローター１１２を備え、吸湿部１１５において吸着剤１１１が除湿対象空気中の水分を吸着するともに放湿部１１６において吸着剤１１１が保持する水分を除湿対象空気中に脱着するようにデシカントローター１１２を配し、図示しない駆動手段によりデシカントローター１１２を回転して、吸湿部１１５における水分吸着と放湿部１１６における水分脱着を繰り返し為すように構成している。

供給手段２０１により供給される除湿対象空気を放熱器１０２において冷媒１０６の放熱により加熱し、加熱した除湿対象空気を放湿部１１６において吸放湿手段１１０の放湿により加湿し、加湿した除湿対象空気を吸熱器１０４において冷媒１０６の吸熱により冷却し、冷却された除湿対象空気を吸湿部１１５において吸放湿手段１１０の吸湿により除湿する。

従来例の装置を衣類を吊り干しした部屋で使用すると、送風機２０３から吹き出した除湿後の除湿対象空気を衣類に当てて乾燥を行うことができていた。
特開２００５−３４８３８号公報

しかし、従来例の構成で洗濯乾燥機や衣類乾燥機に用いる場合、送風機２０３から出た除湿対象空気を導き、衣類から湿気を奪って多湿となった除湿対象空気を再び供給手段２０１へと循環させる構成となる。このように除湿対象空気が循環するような熱的閉ループで使用した場合、ヒートポンプ装置１０９の圧縮機１０１を作動させるために常に加えられる電力に相当する熱量が衣類乾燥装置全体に蓄積され、除湿対象空気の温度上昇やヒートポンプ装置１０９の冷媒の温度上昇につながり、さらには圧縮機１０１から吐出される冷媒１０５の圧力上昇を引き起こして、圧縮機１０１が過負荷状態となって安定して運転することができなくなる。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、吸着剤からなる吸放湿手段とヒートポンプ装置で加温除湿される乾燥に用いられる空気を循環して衣類乾燥に供する機器において、圧縮機を過負荷状態にすることなく、安定して衣類を乾燥する衣類乾燥装置を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の衣類乾燥装置は、ヒートポンプ装置と、吸放湿手段と、循環空気を送風する送風機と、衣類を入れた乾燥庫から出た循環空気をヒートポンプ装置の放熱器と前記吸放湿手段の放湿部とヒートポンプ装置の吸熱器と前記吸放湿手段の吸湿部を経て再び乾燥庫に導く循環風路と、循環風路途中に設けた循環空気から外部に熱を排出する排熱手段とを有するもので、ヒートポンプ装置の圧縮機を作動させるために常に加えられる電力に相当する熱量が排熱手段によって循環空気から外部に放出されて、除湿対象空気の温度やヒートポンプ装置の冷媒の温度を所定値以上に上昇することを防ぎ、その結果、ヒートポンプ装置の高圧側の冷媒の圧力上昇を抑えることができる。

本発明の衣類乾燥装置は、吸着剤からなる吸放湿手段とヒートポンプ装置で加温除湿される乾燥に用いられる空気を循環して衣類乾燥に供する機器において、圧縮機を過負荷状態にすることなく、安定して衣類を乾燥することができる。

第１の発明は、圧縮機と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環する管路で連結して構成したヒートポンプ装置と、吸着剤を用いて循環空気から湿気を吸う吸湿部と循環空気に湿気を放出する放湿部とを有する吸放湿手段と、循環空気を送風する送風機と、衣類を入れた乾燥庫から出た循環空気をヒートポンプ装置の放熱器と前記吸放湿手段の放湿部とヒートポンプ装置の吸熱器と前記吸放湿手段の吸湿部を経て再び乾燥庫に導く循環風路と、循環風路途中に設けた循環空気から外部に熱を排出する排熱手段とを有することにより、ヒートポンプ装置の圧縮機を作動させるために常に加えられる電力に相当する熱量が排熱手段によって循環空気から外部に放出されて、除湿対象空気の温度やヒートポンプ装置の冷媒の温度を所定値以上に上昇することを防ぎ、その結果、ヒートポンプ装置の高圧側の冷媒の圧力上昇を抑えることができて、吸着剤からなる吸放湿手段とヒートポンプ装置で加温除湿される乾燥に用いられる空気を循環して衣類乾燥に供する機器において、圧縮機を過負荷状態にすることなく、安定して衣類を乾燥することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の排熱手段を、乾燥庫の後で放熱器の上流に配設したことにより、衣類の乾燥に供与された後の空気から熱を放出するため、乾燥性能を低下させることなく、ヒートポンプ装置の圧縮機を作動させるために常に加えられる電力に相当する熱量が排熱手段によって循環空気から外部に放出されて、除湿対象空気の温度やヒートポンプ装置の冷媒の温度を所定値以上に上昇することを防ぎ、その結果、ヒートポンプ装置の高圧側の冷媒の圧力上昇を抑えることができて、吸着剤からなる吸放湿手段とヒートポンプ装置で加温除湿される乾燥に用いられる空気を循環して衣類乾燥に供する機器において、圧縮機を過負荷状態にすることなく、安定して衣類を乾燥することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の排熱手段を、前記吸放湿手段の放湿部の後で前記ヒートポンプ装置の吸熱器の上流に配設したことにより、吸放湿手段の放湿部の後で、放湿部において吸着剤が保持する水分を循環空気中に脱着するために供与された後の循環空気から外部に放出するため、脱着性能を低下させることがなく、さらに、ヒートポンプ装置の吸熱器の上流であらかじめ外部に熱を放出することによって、吸熱器での循環空気の除湿性能を上げることができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機の構成を示す構成図である。図１において、洗濯乾燥機本体１内には洗濯槽２があり、モータ３が取り付けられている。洗濯槽２はサスペンション４と上方部のサスペンション５により支えられて洗濯乾燥機本体１に取り付けられている。

圧縮機６で圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器７と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための膨張弁もしくはキャピラリーチューブからなる絞り手段８と、減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器９があり、圧縮機６、放熱器７、絞り手段８、吸熱器９を順に接続して再び圧縮機６に冷媒が循環するように管路１０で連結したヒートポンプ装置１１を具備している。

吸着剤１２を用いて循環空気Ａから湿気を吸う吸湿部１３と循環空気Ａに湿気を放出する放湿部１４とを有する吸放湿手段１５と、循環空気Ａを送風する送風機１６と、衣類を入れた乾燥庫であり撹拌手段としての回転ドラム１７から出た循環空気Ａをヒートポンプ装置１１の放熱器７と前記吸放湿手段１５の放湿部１４とヒートポンプ装置１１の吸熱器９と前記吸放湿手段１５の吸湿部１３を経て再び回転ドラム１７に導く循環風路１８と、循環風路１８途中に設けた循環空気Ａから外部に熱を排出する排熱手段１９、２０を有する。

吸放湿手段１５は吸着剤１２を担持した回転可能なローターを備え、図示していない駆動手段で回転する。洗濯槽２と循環風路１８は、フレキシブルホース２１、２２によって接続されている。回転ドラム１７はモータ３の軸に直結して洗濯槽２内に取り付けられている。洗濯槽２と回転ドラム１７の前面開口部に対応した位置には衣類を投入するためのドア２３が設けられている。

回転ドラム１７の側壁および底面部には洗濯水や循環空気が出入りする孔２４と開口部２５が設けられている。洗濯槽２内壁には開口部２６が設けられており、洗濯槽２と循環風路１８をつないでいる。洗濯時の排水を流す洗濯排水路２７には、乾燥時に吸熱器９で発生した結露水を流す結露排水路２８が接続され、水路を開閉する排水弁２９が設けられている。

排熱手段１９、２０は、循環風路１８に設けた直交型熱交換器で外気で空冷する。図１では、排熱手段１９と２０が両方設けられているが、いずれか一方でもよい。また、図２は、排熱手段１９もしくは２０が強制空冷の場合の系統図である。

排熱手段１９は、直交型熱交換器３０と空冷用送風機３１を有し、排熱手段２０は、直交型熱交換器３２と空冷用送風機３３を有する。強制空冷することによって、より多くの排熱が可能であり、高い乾燥能力を必要とする場合の圧縮機６の入力が大きいものに対応可能となる。

なお、本実施の形態における熱交換器としては、プレートフィン付きチューブ型熱交換器や波形プレートの直交型熱交換器にすることができ、特にその形態を限定するものではない。また、特別な熱交換器を設けず、循環風路の外壁表面を外気で冷却する場合も同様である。

また、図３は、排熱手段１９もしくは２０が強制水冷の場合の系統図である。図３に示すように、排熱手段１９、２０を、循環風路１８の外壁に略密着して熱的に接触する給水管３４、３６と、これに冷却水を通す流量調整可能な給水弁３５、３７で構成しても良い。

排熱手段１９、２０を作動させる場合は、給水弁３５、３７を開いて、給水管３４、３６に送水して、循環風路１８の外壁と給水管３４、３６を介して、循環空気を水で冷却する。乾燥用空気から熱を奪った水は、洗濯排水路２７から外部に排出される。排熱手段１９、２０を停止させる場合は、給水弁３５、３７を閉にする。

上記構成により、空冷式のような複雑な冷却風路構成が不要となるので、衣類乾燥装置を安価に構成することができる。なお、排熱手段１９、２０を、循環風路１８の外壁を水で間接的に冷却する代わりに、内部に冷却水を噴霧して直接循環空気を冷却するような給水管と給水弁の構成にしても同様であり、間接水冷と違って、風路と熱接触させるための水路構成が不要となる。

さらに、図４は、排熱手段１９もしくは２０が保有する熱量の多い循環空気の一部を保有する熱量の少ない外気と入れ替えることによって循環空気の熱量を排出する場合の系統図である。図４に示すように、排熱手段１９、２０を、循環風路１８に設けるに排気口３８、３９と排気口３８、３９を開閉する開閉ダンパ４０、４１とを設け、これよりも下流側で吸気口４２、４３と吸気口４２、４３を開閉する開閉ダンパ４４、４５を設けたものである。

排熱手段１９、２０を作動させる場合は、開閉ダンパ４０、４１および開閉ダンパ４４、４５のそれぞれを開にする。排熱手段１９、２０を停止させる場合は、開閉ダンパ４０、４１と開閉ダンパ４４、４５を閉にする。循環空気が所有する熱量を排気口３８、３９から放出し、放出された風量に応じて吸気口４２、４３から循環空気よりも熱量の小さい外気が流入する。放熱用の熱交換器を特に必要としない。なお、図４では、開閉ダンパ４０、４１および開閉ダンパ４４、４５を吸気と排気の両側に設けているが、排気口３８、３９か吸気口４２、４３か何れか一方だけでも同様の調整が可能である。

以上のように構成された衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機について、以下、その動作、作用を説明する。まず、乾燥運転を開始すると、モータ３が作動して回転ドラム１７が回転し、圧縮機６と送風機１６と吸放湿手段１５を回転させる駆動手段が作動する。

送風機１６によって送られる循環空気Ａは、ヒートポンプ装置１１の放熱器１４で加熱され温度を上げて相対湿度を下げる。温風で相対湿度の低い循環空気Ａは吸放湿手段１５の放湿部１４において吸着剤１２から湿気を脱着する。吸着剤１２の湿気を蒸発させる熱を与えて温度が下がり、湿気の脱着で放湿された湿気を含んで多湿となった循環空気Ａは、排熱手段２０において外部に熱を排出して、さらに温度を下げ、ヒートポンプ装置１１の吸熱器９に送られる。

吸熱器９で冷却されて除湿され、さらに、冷却除湿によって相対湿度が高湿になった循環空気Ａは、吸放湿手段１５の吸湿部１３において湿気を吸着されて除湿される。この時、循環空気Ａ中に気体として存在した湿気が、吸着剤１２に吸着された時に液体として保持されるため凝縮熱を放出し、循環空気Ａの温度は上昇する。相対湿度の低い温風となった循環空気Ａは、回転ドラム１７に送られて、衣類と接触して、衣類から水分を奪って衣類を乾燥させる。

衣類の水分を蒸発させるために熱を与えて温度を下げて、湿気を含んで多湿となった循環空気Ａは、さらに、排熱手段１９において外部に熱を排出して温度を下げて、再び、ヒートポンプ装置１１の放熱器１４で加熱される。

衣類の乾燥が進み、放出された湿気は、ヒートポンプ装置１１の吸熱器９で除湿されて結露水として結露排水路２８から外部に排出される。

以上の構成によって、ヒートポンプ装置１１の圧縮機６を作動させるために常に加えられる電力に相当する熱量が排熱手段１９や２０によって循環空気Ａから外部に放出されて、循環空気Ａの温度やヒートポンプ装置１１の冷媒の温度を所定値以上に上昇することを防ぎ、その結果、ヒートポンプ装置１１の高圧側の冷媒の圧力上昇を抑えることができる。

以上のように、本発明にかかる衣類乾燥装置は、圧縮機を過負荷状態にすることなく、安定して衣類を乾燥する衣類乾燥装置を提供するもので、吸着剤からなる吸放湿手段とヒートポンプ装置で加温除湿される乾燥に用いられる空気を循環して衣類乾燥に供する衣類乾燥機や洗濯乾燥機等に広く適用できる。

本発明の実施の形態１における衣類乾燥装置を用いた洗濯乾燥機の構成図 同衣類乾燥装置の排熱手段の例を示す系統図 同衣類乾燥装置の他の排熱手段の例を示す系統図 同衣類乾燥装置の他の排熱手段の例を示す系統図 従来の衣類乾燥装置の系統図

符号の説明

６ 圧縮機
７ 放熱器
８ 絞り手段
９ 吸熱器
１０ 管路
１１ ヒートポンプ装置
１２ 吸着剤
１３ 吸湿部
１４ 放湿部
１５ 吸放湿手段
１６ 送風機
１７ 回転ドラム
１８ 循環風路
１９、２０ 排熱手段
３０、３２ 直交型熱交換器
３１、３２ 空冷用送風機
３４、３６ 給水管
３５、３７ 給水弁
３８、３９ 排気口
４０、４１、４４、４５ 開閉ダンパ
４２、４３ 吸気口

Claims (3)

1. 圧縮機と圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環する管路で連結して構成したヒートポンプ装置と、吸着剤を用いて循環空気から湿気を吸う吸湿部と循環空気に湿気を放出する放湿部とを有する吸放湿手段と、循環空気を送風する送風機と、衣類を入れた乾燥庫から出た循環空気をヒートポンプ装置の放熱器と前記吸放湿手段の放湿部とヒートポンプ装置の吸熱器と前記吸放湿手段の吸湿部を経て再び乾燥庫に導く循環風路と、循環風路途中に設けた循環空気から外部に熱を排出する排熱手段とを有する衣類乾燥装置。
2. 排熱手段は、乾燥庫の後で放熱器の上流に配設した請求項１記載の衣類乾燥装置。
3. 排熱手段は、前記吸放湿手段の放湿部の後で前記ヒートポンプ装置の吸熱器の上流に配設した請求項１記載の衣類乾燥装置。