JP2008067742A - 衣類乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍サイクルを搭載した衣類乾燥機にて部屋の除湿や冷房を行う空気調和運転を可能にすること。
【解決手段】減圧量を可変できる電動膨張弁１５を備え、衣類乾燥運転における減圧量よりも空気調和運転における減圧量を大きくするように制御手段３３が電動膨張弁１５の開度を制御することにより、空気調和運転に適した冷媒の蒸発温度として吸熱器１６出口で冷媒を過熱蒸気にし、圧縮手段１３の液圧縮を確実に防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、冷凍サイクルを用いた除湿手段を用いて衣類の乾燥を行う衣類乾燥機に関し、特に、部屋の除湿や冷房などの空気調和運転機能を付加したものに関するものである。

従来のドラム式衣類乾燥機は図２に示すような構成であった。以下、その構成について説明する。図に示すように、外装ケース５１内に水平軸を中心軸として回転する回転ドラム５２が配置してあり、回転ドラム５２の前面の開口は、扉５３で開閉されるようにしてある。外装ケース５１内には、回転ドラム５２の内部に設定される乾燥室５４を含む風路５５が構成してあり、ダンパ５６ａ、ダンパ５６ｂを設けるとともに、循環用ファン５７を設けている。風路５５内に設置した吸熱器５８、放熱器５９と、風路５５外に設置した圧縮手段６０、減圧手段６１で冷凍サイクルを構成している。また、風路５５に外気を供給する除湿運転用ファン６２を設けている。吸熱器５８で除湿した除湿水を排水するための除湿水排水路６３を設けている（例えは、特許文献１参照）。

上記構成において、衣類の乾燥運転時は、ダンパ５６ａ、ダンパ５６ｂを図中破線位置に駆動し、循環用ファン５７を動作させ、吸熱器５８、放熱器５９、乾燥室５４の順に空気が流れるよう風路５５にて空気を循環させる。ここで圧縮手段６０を動作させ、乾燥室５４から流入した高湿の空気を吸熱器５８にて冷却除湿し、その後放熱器５９で空気を加熱し、高温低湿の空気を乾燥室５４に戻し、衣類の乾燥を促進させる。

また、空気調和運転時は、ダンパ５６ａ、ダンパ５６ｂを図２中の実線位置に駆動し、除湿運転用ファン６２、圧縮手段６０を動作させる。部屋の空気を風路５５内に供給して吸熱器５８、放熱器５９の順に通流させ、吸熱器５８で空気を冷却除湿し、放熱器５９でこの空気を加熱して風路外５５から排出し、部屋の除湿を行う。
特許第３３３０７８９号公報

しかしながら、上記従来の構成では、衣類乾燥運転時と空気調和運転時の減圧手段の減圧量が同一であると、空気調和運転時においては、吸熱器に流入する空気のエンタルピが衣類乾燥運転時に比べて小さく、衣類乾燥運転に適合した減圧量では蒸発温度が高いため、冷媒が吸熱器において完全に蒸発せずに液混じりで吸熱器から流出して、いわゆる、圧縮手段の液圧縮が発生し、圧縮手段が故障する恐れがあるという課題があった。

本発明は、このような従来の構成の課題を解決しようとするもので、除湿や冷房などの空気調和運転に圧縮手段の液圧縮を確実に防止することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の衣類乾燥機は、空気調和運転時の減圧量を衣類乾燥運転時より大きくするように減圧手段を制御するようにしたものである。

これにより、空気調和運転に適した冷媒の蒸発温度として吸熱器出口で冷媒を過熱蒸気にし、圧縮手段の液圧縮を確実に防止できる。

本発明の衣類乾燥機は、圧縮手段の故障を防止して耐久性を向上することができる。

第１の発明は、本体と、前記本体内に支持し衣類を乾燥する乾燥室と、冷凍サイクルを構成する圧縮手段、放熱器、減圧手段および吸熱器と、前記吸熱器に空気を供給する送風手段と、前記圧縮手段と前記減圧手段と前記送風手段とを制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記吸熱器と前記放熱器と前記乾燥室を通流させて空気を循環させる衣類乾燥運転および前記吸熱器に外気を供給して部屋の冷房や除湿を行う空気調和運転を有し、前記制御手段は、前記空気調和運転時の減圧量を前記衣類乾燥運転時より大きくするように前記減圧手段を制御するようにしたことにより、空気調和運転に適した冷媒の蒸発温度として、圧縮手段の液圧縮を確実に防止でき、圧縮手段の故障を防止して耐久性を向上することができるので、衣類乾燥機に冷房や除湿のような空気調和機能を実現することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、制御手段は、空気調和運転時の冷媒循環量を衣類乾燥運転時より少なくするように圧縮手段を制御するようにしたことにより、空気調和運転に適した冷媒の循環量として、圧縮手段の液圧縮をより確実に防止できる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、吸熱器に流入する空気の温度を検出する流入空気温度検出手段を備え、制御手段は、空気調和運転時において前記流入空気温度検出手段の検出温度に基づいて圧縮手段と減圧手段の内少なくとも一方を制御するようにしたことにより、吸熱器を通過する空気の温度が変動しても、冷媒の蒸発温度や循環量を最適に制御して圧縮手段の液圧縮をより確実に防止できる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、吸熱器における冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段と、圧縮手段が吸入する冷媒温度を検出する吸入温度検出手段を備え、制御手段は、空気調和運転時において前記吸入温度検出手段と前記蒸発温度検出手段の差が所定範囲になるように圧縮手段と減圧手段の内少なくとも一方を制御するようにしたことにより、吸熱器を通過する空気の温度や湿度や風量が変動しても、冷媒の蒸発温度や循環量を最適に制御して圧縮手段の液圧縮をより確実に防止できる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、吸熱器における冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段を備え、制御手段は、空気調和運転時において前記蒸発温度検出手段の検出温度が摂氏零度以上になるように圧縮手段と減圧手段の内少なくとも一方を制御するようにしたことにより、幅広い外気温度において吸熱器での着霜を防止し、除霜のためにいわゆるホットガスバイパスといった複雑な冷凍サイクルを採用する必要が無く、衣類乾燥機の低コスト化に貢献できる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、吸熱器に流入する空気の温度を検出する流入空気温度検出手段を備え、制御手段は、前記流入空気温度検出手段の検出温度が所定値以下の時には空気調和運転を行わないようにしたことにより、吸熱器での着霜を防止し、除霜のためにいわゆるホットガスバイパスといった複雑な冷凍サイクルを採用する必要が無く、衣類乾燥機の低コスト化に貢献できる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、減圧手段を電動膨張弁としたことより、減圧度を連続的に可変でき、圧縮手段の液圧縮をより確実に防止できる。

第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、乾燥室に収容した衣類の洗濯を可能にしたことにより、衣類の洗濯から乾燥までを同一槽内で一貫して行うことができ、単一筐体で省スペースの衣類洗濯乾燥機を提供できる。

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。

（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機の全体断面図である。本体１の内部には、円筒状の外槽２を設け、外槽２の内部には、衣類（図示せず）を収容する円筒状の内槽３を回転可能に設け、モータ４により回転駆動される。内槽３は洗濯工程においては、衣類の洗濯室となり、乾燥工程においては、衣類の乾燥室５となる。

本体１の前面には衣類を出し入れする開口部６と、これを開閉する扉７が設けられている。本体１の下部に洗濯水や除湿水を排出する排水口８を設け、洗濯水排水経路９に排水弁１０を設けている。送風手段１１は、本体１の上方に設け、空気中のほこりや糸くずなどの異物を除去する取り外し可能に構成したリントフィルタ１２を設けている。

圧縮手段１３、放熱器１４、減圧手段である電動膨張弁１５、吸熱器１６を環状に管で接続して冷凍サイクルを構成し、放熱器１４と吸熱器１６は吸気口１７と排気口１８と乾燥室５に連通する熱交換風路１９内に配置され、吸熱器１６を上流側に配置している。放熱器１４、吸熱器１６はいわゆるフィンアンドチューブ式の熱交換器としている。吸熱器１６で蒸発している気液混合状態の冷媒の温度を検出する蒸発温度検出手段２０、圧縮手段１３が吸入する冷媒温度を検出する吸入温度検出手段２１を設けている。

吸気開閉手段２２と排気切替手段２３により、図１中の破線矢印の流れとなる循環風路２４と、実線矢印の流れとなる空気調和用風路２５に切替える。送風手段１１が吸引し、吸熱器１６に流入する空気の温度を検出する流入空気温湿度検出手段２６を吸引風路２７に設けている。熱交換風路１９の下部には、吸熱器１６で発生した除湿水を一時的に貯める除湿水容器２８が設けられており、除湿水容器２８に貯まった水は排水ポンプ２９の動作により排水口８を経て本体１外へと排出される。除湿水排水経路３０は排水弁１０の下流にて洗濯水排水経路９と合流している。除湿水容器２８の満水を検出する水位検出手段３１を設けている。

本体１の前面上部に操作手段３２を配置しており、操作手段３２の操作や、蒸発温度検出手段２０、吸入温度検出手段２１、流入空気温度検出手段２６、水位検出手段３１の情報が制御手段３３に入力され、制御手段３３はモータ４、排水弁１０、送風手段１１、圧縮手段１３、電動膨張弁１５、吸気開閉手段２２、排気切替手段２３、排水ポンプ２９を制御して洗濯、脱水、乾燥の衣類洗濯乾燥機としての運転と、本体１を設置している場所（ここでは浴室を含む洗面所とする）を除湿する空気調和運転を制御する。

以上のような構成において、動作、作用について説明する。洗濯運転では、排水弁１０を閉じた状態で外槽２内に所定の水位に達するまで給水を行い、モータ４により衣類と洗浄水の入った内槽３を回転させて衣類の洗濯を行う。また、洗濯後の濯ぎ運転でも、洗濯運転と同様に外槽２内に給水を行い、内槽３を回転させて衣類の濯ぎを行う。脱水運転では、排水弁１０を開いて機外へ水を排水した後、モータ４により衣類の入った内槽３を高速回転して脱水する。

乾燥運転では、吸気開閉手段２２と排気切替手段２３を図１中破線位置に切替え、送風手段１１を動作させ、図１中の破線矢印のように循環風路２４と吸引風路２７と熱交換風路１９を通じて空気を循環させる。また圧縮手段１３の動作させ、電動膨張弁１５を所定開度に設定して冷凍サイクルを機能させる。吸熱器１６にて低温低圧の気液混合の冷媒は乾燥室５より出た多湿の空気より顕熱および潜熱を吸熱して、低圧の過熱状態のガス状冷媒となる。圧縮手段１３が吸入した冷媒は圧縮されて高温高圧のガス状冷媒となり、放熱器１４にて空気に放熱し、高圧の液状冷媒となる。そして電動膨張弁１５にて減圧され、再び吸熱器１６に流入する。

内槽３はモータ４により回転駆動されて衣類は上下に攪拌され、循環空気が衣類の隙間を通るときに水分を奪い、多湿状態で外槽２より出て吸引風路２７を通流して送風手段１１に吸引され、吸熱器１６に供給される。吸熱器１６において空気を冷却して結露させ、空気から除湿する。この空気は放熱器１４において加熱されて高温低湿の温風となり、循環風路２４を通流して内槽３に再び流入し、衣類の乾燥を促進する。吸熱器１６で発生した除湿水は、除湿水容器２８に貯まり、水位検出手段３１が所定水位に達したことを検知すると排水ポンプ２９を所定時間動作させて本体１外へと排出される。上記動作により、衣類の乾燥が進行される。流入空気温度検出手段２６が乾燥室５を通過した循環空気の温度を検出し、検出温度が所定温度以上になると乾燥を終了する。

次に、洗濯乾燥機を設置している場所を除湿する、あるいは、吊り下げた衣類を乾燥する空気調和運転について説明する。送風手段１１と圧縮手段１３を動作させるとともに、吸気開閉手段２２、排気切替手段２３を図１中の実線位置に切替え、図１中の実線矢印のように吸気口１７から部屋の空気を吸い込む。ここで流入空気温度検出手段２６の検出温度が所定値（例えば摂氏１０度）以下の時には、圧縮手段１３を最低回転数に設定しても着霜することが既知であるので、空気調和運転を行わない。

吸熱器１６に流入した部屋の空気は吸熱器１６にて冷却除湿される。この空気は放熱器１４に流入して加熱されて低湿の空気となり、空気調和用風路２５を通流して排気口１８から流出する。吸熱器１６で結露した除湿水は、除湿水容器２８に貯まり、水位検出手段３１が所定水位に達したことを検知すると排水ポンプ２９を所定時間動作させる排水動作を行い、本体１外へと排出される。

衣類乾燥運転時においては乾燥室５から出た空気は高温多湿でエンタルピが大きく、冷媒循環量が多くても吸熱器１６にて完全に蒸発して過熱蒸気となるが、空気調和運転時に吸熱器１６に流入する部屋の空気は、乾燥運転時に吸熱器１６に流入する空気よりも低温低湿でエンタルピが小さい。そこで、衣類乾燥運転時よりも空気調和運転時の圧縮手段１３の回転数を低くして冷媒循環量を少なくし、また電動膨張弁１５の開度を小さくして減圧量を大きくし、蒸発温度を低くするようにしている。これにより衣類乾燥運転時よりも空気調和運転時の吸熱器１６での吸熱量および除湿量は少なくなるが、吸熱器１６で完全に冷媒を蒸発させて過熱蒸気にする。

また、運転開始時に流入空気温度検出手段２６で吸熱器１６に流入する部屋の空気温度を検出し、圧縮手段１３と電動膨張弁１５をこの検出温度に応じた初期値に設定する。この初期値は、流入空気温度検出値が低くなるほど圧縮手段１３の回転数を低くして冷媒循環量を少なくし、また電動膨張弁１５の開度を小さくして減圧量を大きくするような関係としている。これにより流入空気温度検出値が低くなるほど吸熱器１６での吸熱能力や除湿量は低下するが、吸熱器１６で完全に冷媒を蒸発させて過熱蒸気にする。

使用者がリントフィルタ１２の掃除を怠ると、送風手段１１を所定回転数に設定しても所望の風量が得られない。また吸熱器１６に流入する空気の温度や湿度も一定ではない。すなわち、流入空気のエンタルピは大きく変動する。そこで、圧縮手段１３の動作開始から所定時間経過すると、蒸発温度検出手段２０および吸入温度検出手段２１の温度に基づいて、圧縮手段１３の回転数と電動膨張弁１５の弁開度をフィードバック制御する。具体的には、吸入温度検出手段２１と蒸発温度検出手段２０の差、すなわち、吸入冷媒の過熱度が所定範囲（例えば３〜１０ケルビン）になるように、かつ、蒸発温度検出手段２０の検出温度が摂氏零度以上なるように圧縮手段１３の回転数と電動膨張弁１５の開度を制御する。

上記過熱度が小さいと弁開度を小さくし、過熱度が大きいと弁開度を大きくする。また、蒸発温度検出手段２０の検出温度が摂氏零度を下回ると、検出温度が摂氏零度以上になるよう圧縮手段１３の回転数を低下させる。圧縮手段１３を最低回転数で運転しても蒸発温度検出手段２０の検出温度が摂氏零度を下回る場合は、吸熱器１６での着霜を防止するため、圧縮手段１３の運転を停止させる。

以上説明したように、衣類乾燥運転時よりも空気調和運転時の減圧量を大きくするように電動膨張弁１５の開度を制御することにより、空気調和運転に適した冷媒の蒸発温度として、圧縮手段１３の液圧縮を確実に防止できる。そして冷房や除湿のような空気調和機能を実現することができ、快適な空間を作ることができるとともに、その空間におけるカビの発生も効果的に抑制することができる。

また、衣類乾燥運転時よりも空気調和運転時の冷媒循環量を少なくするように圧縮手段１３の回転数を制御することにより、空気調和運転に適した冷媒の循環量として、圧縮手段１３の液圧縮をより確実に防止できる。

また、空気調和運転時において流入空気温度検出手段２６の検出温度に基づいて圧縮手段１３の回転数と電動膨張弁１５の開度を制御することにより、吸熱器１６を通過する空気の温度が変動しても、冷媒の蒸発温度や循環量を最適に制御して圧縮手段１３の液圧縮をより確実に防止できる。

また、空気調和運転時において吸入温度検出手段２１と蒸発温度検出手段２０の差が所定範囲になるように圧縮手段１３の回転数と電動膨張弁１５の開度を制御することにより、吸熱器１６を通過する空気の温度や湿度や風量が変動しても、冷媒の蒸発温度や循環量を最適に制御して圧縮手段１３の液圧縮をより確実に防止できる。

また、空気調和運転時において蒸発温度検出手段２０の検出温度が摂氏零度以上になるように圧縮手段１３の回転数と電動膨張弁１５の開度を制御することにより、幅広い外気温度において吸熱器１６での着霜を防止し、除霜のためにいわゆるホットガスバイパスといった複雑な冷凍サイクルを採用する必要が無く、衣類乾燥機の低コスト化に貢献できる。

また、流入空気温度検出手段２６の検出温度が所定値以下の時には空気調和運転を行わないより、吸熱器１６での着霜を防止し、除霜のためにいわゆるホットガスバイパスといった複雑な冷凍サイクルを採用する必要が無く、衣類乾燥機の低コスト化に貢献できる。

また、減圧手段は、電動膨張弁１５としたことより、減圧度を連続的に可変でき、圧縮手段１３の液圧縮をより確実に防止できる。

また、乾燥室５に収容した衣類の洗濯を可能にしたことにより、衣類の洗濯から乾燥までを同一槽内で一貫して行うことができ、単一筐体で省スペースの衣類洗濯乾燥機を提供できる。

なお、上記実施の形態では、空気調和運転時に送風手段１１が供給する部屋の空気を吸熱器１６と放熱器１４を通流させて部屋の空気の除湿を行うものとして説明したが、吸熱器１６のみを通流させて空気を冷却除湿して機外に排出し、放熱器１４に水等を供給して放熱するように構成して部屋の冷房を行うこともできる。

また、上記実施の形態では、電動膨張弁１５を減圧手段としたが、複数のキャピラリーチューブと切替弁にて減圧手段を構成し、減圧量を可変させてもよい。

なお、各実施の形態では、洗濯から乾燥までを同一の槽内において自動で行う洗濯機能付の衣類乾燥機に除湿手段を搭載したときの例について述べているが、これに限定されるものではなく、乾燥のみを行う衣類乾燥機であっても同様の効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる衣類乾燥機は、圧縮手段の液圧縮を確実に防止できるので、部屋の冷房や除湿を行う空気調和装置にも本発明を適用できる。

本発明の実施の形態１を示す衣類乾燥機の全体断面図 従来の衣類乾燥機の断面図

符号の説明

１ 本体
５ 乾燥室
１１ 送風手段
１３ 圧縮手段
１４ 放熱器
１５ 電動膨張弁（減圧手段）
１６ 吸熱器
２０ 蒸発温度検出手段
２１ 吸入温度検出手段
２６ 流入空気温度検出手段
３３ 制御手段

Claims (8)

1. 本体と、前記本体内に支持し衣類を乾燥する乾燥室と、冷凍サイクルを構成する圧縮手段、放熱器、減圧手段および吸熱器と、前記吸熱器に空気を供給する送風手段と、前記圧縮手段と前記減圧手段と前記送風手段とを制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記吸熱器と前記放熱器と前記乾燥室を通流させて空気を循環させる衣類乾燥運転および前記吸熱器に外気を供給して部屋の冷房や除湿を行う空気調和運転を有し、前記制御手段は、前記空気調和運転時の減圧量を前記衣類乾燥運転時より大きくするように前記減圧手段を制御するようにした衣類乾燥機。
2. 制御手段は、空気調和運転時の冷媒循環量を衣類乾燥運転時より少なくするように圧縮手段を制御するようにした請求項１記載の衣類乾燥機。
3. 吸熱器に流入する空気の温度を検出する流入空気温度検出手段を備え、制御手段は、空気調和運転時において前記流入空気温度検出手段の検出温度に基づいて圧縮手段と減圧手段の内少なくとも一方を制御するようにした請求項１または２記載の衣類乾燥機。
4. 吸熱器における冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段と、圧縮手段が吸入する冷媒温度を検出する吸入温度検出手段を備え、制御手段は、空気調和運転時において前記吸入温度検出手段と前記蒸発温度検出手段の差が所定範囲になるように圧縮手段と減圧手段の内少なくとも一方を制御するようにした請求項１〜３のいずれか１項記載の衣類乾燥機。
5. 吸熱器における冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度検出手段を備え、制御手段は、空気調和運転時において前記蒸発温度検出手段の検出温度が摂氏零度以上になるように圧縮手段と減圧手段の内少なくとも一方を制御するようにした請求項１〜４のいずれか１項記載の衣類乾燥機。
6. 吸熱器に流入する空気の温度を検出する流入空気温度検出手段を備え、制御手段は、前記流入空気温度検出手段の検出温度が所定値以下の時には空気調和運転を行わないようにした請求項１〜５のいずれか１項記載の衣類乾燥機。
7. 減圧手段は、電動膨張弁とした請求項１〜６のいずれか１項記載の衣類乾燥機。
8. 乾燥室に収容した衣類の洗濯を可能にした請求項１〜７のいずれか１項記載の衣類乾燥機。