JP2009195362A - 衣類乾燥装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低外気温度の乾燥時に蒸発器の温度を高め、洗濯乾燥時間を短縮することができる。
【解決手段】衣類乾燥装置の熱源を、ヒートポンプ装置より構成し、低外気温時に凝縮器23が冷媒の蒸発作用を行うように冷媒の流れを切換え、蒸発作用に伴う凝縮器23が0℃以下の温度を維持する時間の短縮化をはかり、蒸発作用を行う凝縮器23への霜付き、氷への成長を抑制し、蒸発作用に伴う熱交換器(凝縮器23)の目詰まりに起因した通風阻害、およびこれに起因する乾燥時間の長期化を防止し、乾燥時間の短縮化と、消費電力の削減をはかることができる。
【選択図】図2
【解決手段】衣類乾燥装置の熱源を、ヒートポンプ装置より構成し、低外気温時に凝縮器23が冷媒の蒸発作用を行うように冷媒の流れを切換え、蒸発作用に伴う凝縮器23が0℃以下の温度を維持する時間の短縮化をはかり、蒸発作用を行う凝縮器23への霜付き、氷への成長を抑制し、蒸発作用に伴う熱交換器(凝縮器23)の目詰まりに起因した通風阻害、およびこれに起因する乾燥時間の長期化を防止し、乾燥時間の短縮化と、消費電力の削減をはかることができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、洗濯後の非乾燥状態にある衣類、寝具等の乾燥を行う乾燥装置に関するものである。
従来のこの種乾燥装置の構成およびその動作を図4に基づいて説明する。
図4は、従来のドラム式の洗濯乾燥機を示すもので、筐体51の内部に、複数のサスペンション52によって弾性的に支持された円筒状の水槽53を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション52によって吸収する構成としている。
また、水槽53の内部には、衣類等の洗濯または乾燥の対象となるいわゆる被乾燥物54(以下、衣類54と称す)を収容する円筒状で横軸型の回転槽55を回転可能に設け、駆動モータ56により回転軸56aを回転させて回転駆動する。
回転槽55の内壁には衣類54を撹拌する複数のバッフル(図示せず)が設けられ、回転槽55の周壁には小孔55aを多数設けている。
筐体51の前面には、衣類54を出し入れする開口部51aと、これを開閉する扉57が設けられている。また、水槽53および回転槽55の前面側にもそれぞれ同様の開口部53a、55bを有し、さらに、水槽53の開口部53aは、ベローズ58によって筐体51の開口部51aと水密に連結されている。
また、水槽53の底部には、洗濯水を排出する排水口59を有し、その排水口59は、排水弁60を介して排水ホース61に連結され、その先端部は洗濯乾燥機の外に導出されている。
送風機62は、ヒータ63によって加熱された温風を給気口64から回転槽55内に送風供給するものである。
循環ダクト65は、回転槽55および水槽53を通過し、湿った乾燥用空気の除湿を行うもので、一端を水槽53の下部の排気口66に接続し、他端を送風機62に接続している。
給水弁67は、水道の蛇口(図示せず)等に接続された給水ホース68からの給水を制御する。
上記のように構成された従来の洗濯乾燥機の動作は、以下の通りである。
洗濯運転を行う場合は、扉57を開いて回転槽55内へ衣類54および洗剤を入れて運転を開始する。
その運転は、まず、給水弁67が洗濯水側の給水口(図示せず)を開き、水槽53および回転槽55内に所定量の水が供給されると、駆動モータ56が作動し、回転槽55が回転駆動され、洗浄動作を行う。
所定時間後、駆動モータ56が停止して排水弁60が開き、汚れた水が回転槽55および水槽53から排水され、排水ホース61を介して洗濯乾燥機外の排水場所へ排水される。
次に、上記と同様に水槽53および回転槽55に水が供給され、濯ぎ動作を行う。
濯ぎが終了すると、排水弁60が開いて排水された後、回転槽55が駆動モータ56により高速で回転駆動され、これによって衣類54の脱水が行われる。
以上のように洗濯・濯ぎ運転が終了すると、乾燥運転が開始する。
乾燥工程では駆動モータ56により低速で回転槽55を回転駆動させ、衣類54を撹拌しながら、ヒータ63で加熱された温風が送風機62により矢印a方向に送風され、送風路69を通って給気口64から矢印bに示す如く回転槽55内へ送り込まれる。この温風は、衣類54の水分を奪った後、回転槽55の小孔55aから水槽53内を通過し、排気口66を経て循環ダクト65へ至る。
このとき給水弁67は、冷却水側の給水口を開いており、その結果、循環ダクト65内には冷却水が注水されている。
衣類54の水分を奪って湿気を含んだ温風は、循環ダクト65内を通過するとき、冷却水により冷却されて水分の結露が起こり、湿った温風は前記結露によって除湿され、矢印cに示すように再び送風機62へ戻る。
前記冷却水および結露水は排水弁60を介して洗濯乾燥機外へ排水される。
このように、従来の洗濯乾燥機は、ヒータ63、送風機62、給気口64、回転槽55、水槽53、排気口66、循環ダクト65の循環経路で温風を循環させることにより、回転槽55内の衣類54を乾燥させることができる。
しかしながら、上記従来の洗濯乾燥機の構成では、衣類54の乾燥に使用された熱は、循環ダクト65の冷却水もしくは筐体51からの放熱によって全て外部に捨てられるものであり、再利用されることがなかった。
そこで、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒の熱を放熱する冷却器と、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凝縮器とを、冷媒が循環するように管路で連結して構成したヒートポンプ装置を洗濯乾燥機に設けることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この構成によれば、衣類より蒸発させた水分を蒸発器に結露させることにより効率よく衣類の乾燥が行えると共に、衣類からの水分を含んだ温風の熱が蒸発器で吸収され、それが冷媒を介して圧縮機に送られ、圧縮器で暖められた冷媒の熱が凝縮器で放熱されて前記温風を再加熱することで、熱を有効に活用することができる。
特開平7−178289号公報
ヒートポンプ方式の衣類乾燥装置では、冷却器で湿った衣類の水分を除湿することで冷凍サイクルの蒸発源とし、圧縮機を駆動するための電気入力を加えて、凝縮器で空気を加熱することでさらに衣類の水分を蒸発させる動作を繰り返している。
しかしながら、上記従来のヒートポンプ方式の衣類乾燥装置では、衣類が温まり冷凍サイクルの凝縮源として利用できるまでに時間がかかり、この間、圧縮機の圧力が上昇しにくい状況が発生する。
したがって、衣類の温度が低い時、特に冬場等外気温度が低く、洗濯乾燥機そのものの温度が低いような場合には、冷凍サイクルを構成する蒸発器、凝縮器を循環する空気の温度も低くなり、この空気と熱交換するためには蒸発器を流れる冷媒の温度はさらにこの空気よりも低く制御しなければ、空気からのエネルギーを蒸発に供することができなくなる。
このため、循環する空気の温度が一定温度以上になるまでは、蒸発器を流れる冷媒の温度は0℃以下となり、このときに蒸発器で結露した水分は蒸発器の表面に霜、または氷となって付着するため、循環する空気の流れの抵抗となると共に、冷媒と空気の熱交換を妨げることとなる。
また、凝縮器では、循環する空気が下流側に進むにつれて冷却されるため、下流側の温度が最も低くなり、ここから霜、氷の成長が始まり、循環する空気の抵抗となると共に、冷媒と空気の熱交換を妨げることとなる。
さらに、循環する空気がある一定温度まで上昇するまでは、蒸発器表面では、発生した霜が成長、溶融を繰り返し、この溶融した水分は蒸発器の下面側に流れ落ちる間に再氷結してしまう。このため、前記再氷結した霜が循環する空気の抵抗となると共に、冷媒と空気の熱交換を妨げるという課題があった。
また、蒸発器に霜や氷が成長し、空気と冷媒の熱交換が十分できなくなると、冷媒は完全に蒸発せずに液の状態で圧縮機に吸入されることとなり、圧縮機の信頼性にも影響を及ぼすという課題もあった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、外気温度の低い状況でも蒸発器での霜や氷の成長を抑えた衣類乾燥装置を提供することを目的とするものである。
上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、乾燥空間を形成する水槽内へ供給する乾燥空気の熱源となる冷媒循環回路を具備した衣類乾燥装置において、前記乾燥空気の温度が低温である場合に、圧縮機の吐出冷媒が、凝縮器よりも熱交換容量が小さい蒸発器へ流れるように前記冷媒循環回路の冷媒の流れを変更するようにしたものである。
これにより、低外気温時あるいは乾燥空気温度が所定値以下の場合は、所定時間冷媒循環回路における蒸発器が循環冷媒の凝縮作用を行い、凝縮器が循環冷媒の蒸発作用を行うことになる。その結果、蒸発器が凝縮作用を行っている間は蒸発作用を行う凝縮器の容量が大きく、蒸発作用に伴う温度低下も鈍り、循環する空気に含まれる水分の着霜化も抑制され、該水分は、露として凝縮器に付着し易くなる。
したがって、蒸発作用を行っている凝縮器への霜の付着が抑制でき、運転開始初期における霜の付着に起因した循環空気の通風抵抗の増大を抑制して、冷媒と空気の熱交換効率を高めることができる。その結果、非乾燥状態にある衣類より蒸発した水分が蒸発器に付着し易くなり、乾燥時間の短縮を可能として消費電力量を削減することができる。
さらに、空気と冷媒の熱交換が十分できるため、冷媒の蒸発が活性化され、圧縮機に液冷媒で吸入されることが抑制できるものである。
本発明の衣類乾燥装置は、低外気温度時等における運転開始時に、蒸発作用を行う凝縮器の温度の低下を鈍くし、所定時間内において蒸発器が氷点以下の温度を維持する時間を短くすることができ、その結果、蒸発作用を行う凝縮器での着霜や氷の成長を抑え、乾燥空気の循環を良好にして乾燥効率の低下を抑制し、乾燥時間の短縮化、消費電力の削減をはかることができ、さらに、蒸発器での冷媒の蒸発を促進することによって、圧縮機への液冷媒戻り、および液圧縮機に起因する圧縮機の破損を抑制することができるものである。
請求項1に記載の発明は、有底筒状の水槽を具備した本体と、前記水槽内に回転可能に配置された回転ドラムと、前記本体に設けられ、前記回転ドラムへの衣類等の投入を可能とする開口部と、前記開口部を開閉する蓋体と、前記水槽内の空気を循環させる空気循環装置を具備した衣類乾燥装置であって、前記空気循環装置を、少なくとも循環空気を冷却、加熱する熱源装置と、前記熱源装置を挟んで設けられ、両端が前記水槽内に開口した循環ダクトと、前記熱源装置または循環ダクトに設けられ、前記熱源装置からの空気を前記水槽内へ循環させる循環送風機より構成し、前記熱源装置を、圧縮機、圧縮機の吐出冷媒が流れる凝縮器、減圧手段、前記凝縮器よりも熱交換容量が小さい蒸発器、および前記圧縮機の吐出冷媒の流れを前記凝縮器側から前記蒸発器側に切換える切換え装置を具備した冷媒循環回路より構成し、さらに、前記本体内もしくは本体外の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段が所定値以下の低温度を検出したときに、前記圧縮機の吐出冷媒が蒸発器側に流れるように前記切換え装置を動作させる流路切換え手段を設けたものである。
かかる構成とすることにより、低外気温時あるいは乾燥空気温度が所定値以下の場合は、前記蒸発作用を行う凝縮器の容量を大きくして蒸発作用に伴う凝縮器の温度低下速度を遅くし、蒸発作用中にある凝縮器の所定時間内における0℃以下の温度維持時間を短くすることができる。その結果、前記蒸発作用中にある凝縮器は露の付着に適した温度条件にあるため、霜が氷となって付着することが抑制でき、また前述の氷の成長に伴う循環空気の通風抵抗の増大を抑制して、冷媒と空気の熱交換効率を高めることができる。
したがって、非乾燥状態にある衣類等より蒸発した水分が露の状態で蒸発作用中にある凝縮器に付着し易くなり、乾燥効率の低下を抑制して乾燥時間の短縮化、および消費電力量の削減を可能とすることができる。
さらに、前記蒸発器における蒸発能力の増大により、空気と冷媒の熱交換が十分できるため、冷媒の蒸発が活性化され、圧縮機における液冷媒の吸入を抑制して、これに起因する圧縮機の破損を防止することができるものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の衣類乾燥装置において、前記流路切換え手段の動作時に、前記空気循環装置による空気の循環方向を逆方向に制御し、凝縮器が風上側となるようにしたものである。
かかる構成とすることにより、運転初期における循環空気を冷却して除湿し、その後昇温して相対湿度の低い乾燥空気とするため、運転初期から乾燥効率の高い運転が行え、乾燥時間の短縮化および消費電力量の削減が可能となるものである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参考にしながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における斜めドラム式洗濯乾燥機の断面図である。図2は、同斜めドラム式洗濯乾燥機のシステム構成を示す模式図である。図3は、同斜めドラム式洗濯乾燥機における低外気温時の制御内容を示すタイムチャートである。
図1は、本発明の実施の形態1における斜めドラム式洗濯乾燥機の断面図である。図2は、同斜めドラム式洗濯乾燥機のシステム構成を示す模式図である。図3は、同斜めドラム式洗濯乾燥機における低外気温時の制御内容を示すタイムチャートである。
図1に示すように、洗濯乾燥機の本体を構成する筐体1の内部には、複数のサスペンション2によって弾性的に支持された有底円筒状の水槽3が設けられ、洗濯、脱水時における水槽3の振動をサスペンション2によって吸収する構成となっている。
水槽3の内部には、周壁に多数の貫通穴5aを有し、衣類4を収容する有底円筒状で横軸型の回転ドラム5が回転可能に設けられており、駆動モータ6により回転駆動される。筐体1の前面には、衣類4を出し入れする開口部1aと、これを開閉する扉7が設けられている。
水槽3および回転ドラム5の前面側にもそれぞれ同様の開口部3a、5bを有し、この水槽3の開口部3aはベローズ8等の適宜手段によって筐体1の開口部1aと水密に連結されている。また、水槽3と回転ドラム5の間には、水槽3と回転ドラム5で形成される空間において開口部3a側と底部側を仕切るシール部材12が設けられている。このシール部材12は、回転ドラム5とは接触しないように微小な間隔を維持して配置されている。また、水槽3の底部には、水槽3内の洗濯水を排出する排水口3bが設けられ、排水弁9を有する排水ホース10に連結されている。
送風手段を構成する送風機11は、ファン11aとこれを駆動するモータ11bを具備しており、筐体1の上面1bと水槽3により形成される隅部空間(筐体1の上部)に位置するように設けられている。筐体1の背面1c下部には、ヒートポンプ装置20(図2)を構成するフィンチューブ式の熱交換器からなる蒸発器(吸熱器)21と凝縮器(放熱器)23を近接して並設し、収納した熱交換風路25が配置されている。
熱交換風路25の内部には、矢印bの方向から蒸発器21へ空気を流す吸熱器風路22と、同様に凝縮器23から矢印cの方向に空気が流れる放熱器風路24が設けられている。
さらに、吸熱器風路22は、送風機11の吐出側に連通した吐出ダクト26と連結され、また放熱器風路24は、水槽3内に開口した給気ダクト27と連結されている。
そして、水槽3と送風機11の吸入側は、排気ダクト28によって連結され、排気ダクト28の途中には、乾燥に伴い飛散する洗濯屑、糸屑等を捕獲するフィルター29が着脱可能に設けられている。
ここで、熱交換風路25、吐出ダクト26、給気ダクト27、排気ダクト28は、本発明の循環ダクトに相当するものである。
したがって、送風機11で送風される乾燥用空気は、矢印aで示すように、吐出ダクト26から吸熱器風路22へ流れ、蒸発器21および凝縮器23を通過し、矢印cで示すように給気ダクト27へ流れ、矢印dで示すように給気ダクト27を流れ、水槽3に設けた給気口(図示せず)から水槽3内へ流れる。
そして、回転ドラム5の周壁側へ流れ、シール部材12で遮られて矢印eで示すように多数の貫通穴5aから回転ドラム5へ流れ込み、矢印fで示すように水槽3の外部に設けられた排気口(図示せず)から排気ダクト28を通り、送風機11の吸入側へと戻り、以下、上述の流れを所定時間行う。
また、吐出ダクト26には、送風機11を流れる空気の温度を検出する温度検出器30(本発明の温度検出手段に相当)が設けられている。この温度検出器30は、サーミスタ等の温度検出素子を具備したものであり、本体内部の空気温度に限るものではなく、洗濯乾燥機が設置されている周辺の空気温度を検出するようにしてもよい。
図2に示す如く、ヒートポンプ装置(本発明の熱源装置に相当)20は、圧縮機31と凝縮器23と減圧手段である電動式膨張弁34と蒸発器21を環状に連結した構成である。
そして、圧縮機31の吐出側には、吐出冷媒の流れを凝縮器23側と蒸発器21側に切換える四方弁(本発明の切換え装置に相当)32が設けられている。この四方弁32は、温度検出器30による検出温度が所定温度値(例えば、5℃)以下の場合に、流路切換え手段を構成する制御装置33によって矢印X方向に回動し、図2の状態(B位置)で停止するもので、通常は、反矢印X方向に回動しており、圧縮機31からの吐出冷媒が凝縮器23へ流れる状態(A位置)を維持している。以下の説明においては、便宜上図2の状態にある四方弁32の動作をB動作と称し、反矢印X方向に回動する動作をA動作と称して説明する。
また、凝縮器23は、例えば、冷媒流路長を蒸発器21よりも長くする等して蒸発器21よりも熱交換容量が大きく形成されている。
さらに、制御装置33は、四方弁32の切換え制御の他に、この切換え制御を所定時間ΔT1継続させた後に四方弁32をB動作からA動作へ復帰制御するタイマー制御と、前記タイマー制御の間送風機11を逆回転させ、所定時間ΔT1経過後に正回転に復帰させる制御と、温度検出器30の検出温度等に基づいて電動式膨張弁34の開度も調整する制御、および圧縮機31の回転数制御を行うもので、かかる制御により、ヒートポンプ装置20の冷媒循環回路内圧力を適正に維持することができ、また電動式膨張弁34の開度調整によって、圧縮機31の過度な温度上昇も抑制することができる。ここでは、本発明に関係する制御内容について説明する。
次に、上記構成における洗濯乾燥機の主な動作について説明する。ここで、以下に説明する動作は、外気温度(洗濯乾燥機の周辺温度あるいは循環空気温度)が、比較的高い状態の場合である。
洗濯(洗浄)工程では、排水弁9を閉じた状態で給水弁(図示せず)を開放することにより、水槽3内への給水が行われる。そして水槽3内に所定の水位に達するまで給水を行い、駆動モータ6を駆動して衣類4と洗濯水の入った回転ドラム5を回転させて洗濯を行う。そして、洗濯を終了すると排水弁9を開き、排水ホース10より水槽3内の水を洗濯乾燥機の外へ排水する。
また、次の洗濯後の濯ぎ工程においても、前述の洗濯工程と同様に水槽3内に給水を行い、その後回転ドラム5を回転させて衣類4の濯ぎを行う。そして、濯ぎを終了すると排水弁9を開き、排水ホース10より水槽3内の水を洗濯乾燥機の外へ排水する。
さらに次の脱水工程では、排水弁9を開いて排水ホース10より水槽3内の水を洗濯乾燥機の外へ排水した後、駆動モータ6により衣類4の入った回転ドラム5を一方向に高速回転してその遠心力により脱水する。
そして、前述の脱水工程が終了すると、乾燥工程に移る。この乾燥工程では、ヒートポンプ装置20の圧縮機31を作動させる。その結果、冷媒が圧縮され、この圧力により凝縮器23、電動式膨張弁34、蒸発器21を循環する。凝縮器23では冷媒の熱が放出され、蒸発器21では電動式膨張弁34で減圧されて低圧となった冷媒により熱が吸収される。これと並行して送風機11が運転され、凝縮器23の放熱により加熱された温風が給気ダクト27を通って給気口から水槽3内に送風される。このとき、回転ドラム5は駆動モータ6により回転駆動され、衣類4は上下に撹拌されている。
したがって、送風機11により、凝縮器23によって加熱された乾燥用空気は、前記給気口から回転ドラム5内に送風される。回転ドラム5内に供給された温風は、衣類4の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で水槽3の排気口を経て排気ダクト28から送風機11を通り、吐出ダクト26から熱交換風路25へと流れ、蒸発器21に至る。
この湿った温風は、蒸発器21を通過する際に顕熱と潜熱が奪われて除湿され、乾いた空気と結露水に分離される。
乾いた空気は、続いて凝縮器23を通過する際にこの凝縮器23で再び加熱されて温風となり、再び水槽3、回転ドラム5内へ供給され、以下、前述の循環を繰り返す。
一方、結露水は蒸発器21に付着し、飽和して落下する量になると、下部に設けられた貯水室(図示せず)に貯水され、排水ポンプ(図示せず)により汲み上げられて排水ホース10より機外へ排出される。
このように、衣類4等の乾燥にヒートポンプ装置20を用いることにより、蒸発器21で吸熱した熱を冷媒で回収して再び凝縮器23で放熱して、圧縮機31の入力エネルギー以上の熱量を衣類4に与えることができるため、乾燥効率を向上させることができる。したがって、乾燥時間の短縮と省エネルギーを実現することが可能になる。
上記乾燥工程において、外気温度(室内温度あるいは循環空気温度)が所定値以上、例えば5℃以上の温度であると、ヒートポンプ装置20における電動式膨張弁34は、制御装置33によって設定された減圧動作を行い、蒸発器21も所定の低温となるように作用する。
一方、外気温度が所定値(例えば、5℃)以下の温度の場合、所謂低外気温時に、同様の減圧度合いでヒートポンプ装置20を運転すると、蒸発器21が過渡に低温となり、その結果、衣類4等の水分を含んだ乾燥空気は、蒸発器21を通過する際にその水分が凍結して霜となり、運転を継続すると、蒸発器21が凍結し、水分を結露することができなくなると共に、蒸発器21での通風ができなくなり、所謂フィンの目詰まり状態となって乾燥ができない状態となる。
次に、低外気温時における乾燥動作について説明する。ここで、洗濯工程から脱水工程については上記と同じであるため、説明を省略してここでは乾燥工程について説明する。
低外気温時は、温度検出器30がその温度を検出しており、図3に示す如く四方弁32はB状態にある。その結果、圧縮機31から吐出された冷媒は、四方弁32から蒸発器21へ流れ、電動式膨張弁34を通って凝縮器23へ流れ、圧縮機31に戻る、所謂逆サイクルを形成する流れとなる。
また、所定時間ΔT1は、凝縮器23の容量が蒸発器21の容量よりも大きく形成されているため、冷媒の蒸発作用を行う凝縮器23では、通常時の蒸発器21による蒸発作用よりも温度の低下が鈍り、0℃以下の温度を維持する時間を短くでき、凝縮器23における冷媒の蒸発作用を高める状態となる。
このとき、電動式膨張弁34の開度を若干大きめに制御しておくことにより、凝縮器23へ流れる冷媒温度も若干高い状態となり、凝縮器23の過渡の冷却作用(低温化)を抑制することができる。
かかる状態において、送風機11を逆回転運転し、圧縮機31を運転すると、冷媒は蒸発器21、電動式膨張弁34、凝縮器23と流れ、圧縮機31へ戻る。この冷媒流れにおいて、蒸発器21では冷媒の凝縮作用を行い、凝縮器23では冷媒の蒸発作用を行う。
このように、冷媒循環を逆サイクルとして蒸発器21よりも熱交換容量が大きい凝縮器23を蒸発作用に供することにより、蒸発器としての温度低下を鈍らせて低下速度を遅くすることとなり、換言すると、蒸発作用を行う凝縮器23が0℃以下の温度を維持する時間を極力短くすることができ、その結果、循環する乾燥空気に含まれる水分が露となって凝縮器23に付着し易くなり、霜となることが抑制される。
また、凝縮器23を蒸発作用に供することにより、蒸発能力の増大がはかれ、蒸発作用を行っている凝縮器23を流れる冷媒は蒸発(ガス化)が促進されるため、戻り冷媒の液化に伴う圧縮機31の液圧縮も抑制でき、圧縮機31の破損を防止することができる。
加えて、電動式膨張弁34による減圧度合いを小さくすることにより、蒸発器21の急激な低温化(0℃以下)を維持しないように抑制することができる。
さらに、送風機11を逆回転運転とすることにより、乾燥空気は、図2の破線矢印で示す如く吸気ダクト27から凝縮器23側への流れとなり、冷媒の蒸発作用を行う凝縮器23を通過した後に冷媒の凝縮作用を行う蒸発器21を通過する流れとなる。
したがって、その間においても、凝縮器23を通過する際に乾燥空気の水分が露となって凝縮器23に付着し、その後凝縮作用を行う蒸発器21によって相対湿度の低い状態になり、乾燥に供される。
この乾燥空気が相対湿度の低い空気となるために、一旦冷却され、その後昇温される工程は、外気温度が5℃以上の場合の通常運転時と同じである。
その状態において、圧縮機31の運転周波数がf1、f2、f3と徐々に高く制御され、圧縮機31の入力エネルギーが徐々に増加すると、それに伴って凝縮作用を行う蒸発器21の温度が徐々に高くなり、循環する乾燥空気の温度も徐々に高くなる。
そして、制御装置33により所定時間ΔT1が計測されると、(必要に応じて一旦圧縮機31を停止し)四方弁32がA動作となり、圧縮機31から吐出された冷媒は、凝縮器23側へと流れ、順方向のサイクルが形成される。その結果、蒸発器21を流れる冷媒は温度が低くなり、循環する乾燥空気に含まれる水分が結露し易い温度に制御される。
これと並行して送風機11の回転方向が正規の回転方向、即ち、循環する乾燥空気が外気温度の所定値以上の場合と同じ方向となるように制御され、また、電動式膨張弁34もその開度が制御されて冷媒回路の圧力は最適値に維持される。かかる状態は、ヒートポンプ装置20が高い効率を発揮できる値に設定され、ヒートポンプ装置20による放熱量、吸熱量が共に増加し、乾燥空気の湿度を低下して乾燥効率を高めることができる。
本実施の形態1においては、制御装置33にタイマー機能を持たせ、所定時間ΔT1を計測した後に冷媒の流れる方向を切換え、凝縮器23の作用を通常時の凝縮作用に戻す制御としたが、温度検出器30が検出する温度で冷媒の流れ方向を切換える制御とすることもできる。
すなわち、温度検出器30が検出する吐出ダクト26内の乾燥空気温度が、通常運転(外気温度が5℃以上の場合の運転)時と同様の、蒸発器21に霜付きが生じ難い温度となったときに四方弁32をA動作としても同様の作用効果が期待できるものである。
したがって、本実施の形態1よれば、低外気温時において特に乾燥工程の開始時における蒸発器21の過渡の温度低下に起因する蒸発器21への霜の付着と氷への成長、およびこれに起因する通風の阻害が防止でき、連続した乾燥工程を形成することができる。その結果、循環する乾燥空気の水分を少なくし、効率よく衣類等の被乾燥物を乾燥することができる。これにより、乾燥時間の短縮化がはかれ、消費電力の削減効果も期待できるものである。
また、温度検知器30は、蒸発器21を通過する前の空気温度を検出するため、回転ドラム5内の温度に近い温度を検出することになり、循環空気温度と所定値温度の検出がより精度よく行え、蒸発器21の低温化抑制の信頼性を高めることができる。
なお、本実施の形態1においては、送風機11および温度検知器30を、吐出ダクト26側に設ける構成としたが、破線で示す如く、給気ダクト27側に設ける、あるいは熱源装置であるヒートポンプ装置20に組込む構成としてもよい。
また、四方弁32に代えて、複数の電磁開閉弁にて冷媒流路を切換えるようにしてもよい。
さらに、減圧手段は、減圧度合いが熱負荷に応じて変更できる電動式膨張弁34に限るものではなく、キャピラリーチューブの如く、減圧度合いが一定の減圧手段を用いることもできる。
また、圧縮機31は、インバータ制御装置により、その回転数(能力)が周知の如く制御されるものとしているが、一定速で運転される圧縮機であってもよい。
さらに、洗濯機能を具備しない、所謂衣類等の乾燥装置についても同様に実施できるものである。
本発明にかかるヒートポンプ方式の衣類乾燥装置は、低外気温度時に温度検出器の働きにより、一定時間冷媒の流れを変えるもので、外気温度の低い状況でも蒸発器での霜や氷の成長を抑えることができ、低外気温時、蒸発器に霜が付着し難く、循環する空気の抵抗とならないと共に、冷媒と空気の熱交換が妨げられない構成が得られ、衣類等の乾燥装置の他に穀物乾燥等、湿気を嫌う物品乾燥装置に広く適用できるものである。
1 筐体(本体)
1a 開口部
3 水槽
4 衣類
5 回転ドラム
7 扉(蓋体)
11 送風機
20 ヒートポンプ装置(熱源装置)
21 蒸発器
23 凝縮器
25 熱交換風路(循環ダクト)
26 吐出ダクト(循環ダクト)
27 給気ダクト(循環ダクト)
28 排気ダクト(循環ダクト)
30 温度検出器(温度検出手段)
31 圧縮機
32 四方弁(切換え装置)
33 制御装置(流路切換え手段)
34 電動式膨張弁(減圧手段)
1a 開口部
3 水槽
4 衣類
5 回転ドラム
7 扉(蓋体)
11 送風機
20 ヒートポンプ装置(熱源装置)
21 蒸発器
23 凝縮器
25 熱交換風路(循環ダクト)
26 吐出ダクト(循環ダクト)
27 給気ダクト(循環ダクト)
28 排気ダクト(循環ダクト)
30 温度検出器(温度検出手段)
31 圧縮機
32 四方弁(切換え装置)
33 制御装置(流路切換え手段)
34 電動式膨張弁(減圧手段)
Claims (2)
- 有底筒状の水槽を具備した本体と、前記水槽内に回転可能に配置された回転ドラムと、前記本体に設けられ、前記回転ドラムへの衣類等の投入を可能とする開口部と、前記開口部を開閉する蓋体と、前記水槽内の空気を循環させる空気循環装置を具備した衣類乾燥装置であって、前記空気循環装置を、少なくとも循環空気を冷却、加熱する熱源装置と、前記熱源装置を挟んで設けられ、両端が前記水槽内に開口した循環ダクトと、前記熱源装置または循環ダクトに設けられ、前記熱源装置からの空気を前記水槽内へ循環させる循環送風機より構成し、前記熱源装置を、圧縮機、圧縮機の吐出冷媒が流れる凝縮器、減圧手段、前記凝縮器よりも熱交換容量が小さい蒸発器、および前記圧縮機の吐出冷媒の流れを前記凝縮器側から前記蒸発器側に切換える切換え装置を具備した冷媒循環回路より構成し、さらに、前記本体内もしくは本体外の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段が所定値以下の低温度を検出したときに、前記圧縮機の吐出冷媒が蒸発器側に流れるように前記切換え装置を動作させる流路切換え手段を設けた衣類乾燥装置。
- 前記流路切換え手段の動作時に、前記空気循環装置による空気の循環方向を逆方向に制御し、凝縮器が風上側となるようにした請求項1に記載の衣類乾燥装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008038264A JP2009195362A (ja) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | 衣類乾燥装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009195362A true JP2009195362A (ja) | 2009-09-03 |
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JP2008038264A Pending JP2009195362A (ja) | 2008-02-20 | 2008-02-20 | 衣類乾燥装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2008
- 2008-02-20 JP JP2008038264A patent/JP2009195362A/ja active Pending
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