JP2009195363A - 衣類乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低外気温度状態にある乾燥時に、蒸発器の温度を高め、乾燥時間を短縮して消費電力を低減する。
【解決手段】乾燥機内を循環する乾燥用空気の熱源を、蒸発器２１と凝縮器２３を近接配置したヒートポンプ装置２０とし、温度検出器３０が所定値以下の温度を検出したときに、循環用送風機１１の送風量を減少させる、あるいはヒータ装置による加熱、あるいは圧縮機３１の発熱を利用して乾燥空気の温度を高めることによって蒸発器２１の温度を上昇させ、結露水による凍結を防止し、蒸発作用、凝縮作用を発揮させて乾燥時間の長期化を抑制する。
【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において、乾燥手段にヒートポンプ装置を具備した乾燥装置が知られている（特許文献１参照）。

従来例の構成およびその動作を図８に基づいて説明する。

図８は、ドラム式の衣類乾燥機を示すもので、筐体５１内に水平軸５２を中心軸として回転する回転ドラム５３が配置してある。

回転ドラム５３の前面に形成された衣類投入口５４は筐体５１の前面に開口しており、扉５５で開閉されるようにしてある。

筐体５１内には、回転ドラム５３の内部に設定される乾燥室５６を含む空気循環路５７が構成してある。空気循環路５７は、途中に乾燥室５６、送風室５８、熱交換室５９等を有し、乾燥室５６の空気がその背壁の回転ドラム側排気口６０から送風室５８に流れ、次いで熱交換室５９を通って乾燥室５６の前方に設けた給気口６１から再度この乾燥室５６に循環するようにしてある。

モータ６２は、回転ドラム５３、およびファン６５を駆動するもので、その回転は、ベルト６３、６４を介して回転ドラム５３およびファン６５に伝達される。

送風室５８にはファン６５が、熱交換室５９の内部には上流側に蒸発器６６が、下流側に凝縮器６７がそれぞれ配置してある。

これら蒸発器６６、凝縮器６７は、圧縮機６８、キャピラリーチューブ等の膨張機構６９と共にヒートポンプを構成している。

以上のように構成された洗濯乾燥機について、以下その動作について説明する。

まず、乾燥室５６からの高湿空気が蒸発器６６で冷却されて除湿され、その後乾燥空気となって凝縮器６７に至り、ここで加熱され高温低湿空気となる。

そしてこの高温低湿空気は、給気口６１から乾燥室５６に供給され、その中の衣類Ａの乾燥に供される。
特開平７−１７８２８９号公報

しかしながら、上記従来の構成は、冬季のように外気温度（洗濯乾燥機の周辺温度）が比較的低い状態において、前記ヒートポンプを運転し、乾燥運転を開始した場合、蒸発器６６の温度が低くなり過ぎ、短時間で循環空気に含まれる水分が蒸発器６６に霜となって付着してしまい、その霜の成長に起因して蒸発器６６が凍結してしまうことがある。

その結果、回転ドラム５３内の衣類より蒸発した水分が蒸発器６６に結露し難くなり、乾燥室５６内の温度を低下させてしまうことがあった。

かかる状態は、乾燥効率が低下し、乾燥に長時間を要し、必要以上に電力を費やしてしまうという課題を有していた。

本発明は、上記課題を解決するもので、特に低外気温時におけるヒートポンプを構成する蒸発器への霜の付着あるいは氷結を抑制し、乾燥効率の低下を抑制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、外気温度（洗濯乾燥機の周辺温度）が低い、所謂低外気温時に、冷媒循環回路（ヒートポンプサイクル）に設けた温度検出手段が、所定値以下の温度を検出したときに、前記循環用送風機の送風量を低減させるように制御するものである。

また、本発明の衣類乾燥装置は、温度検出手段が所定値以下の温度を検出したときに、水槽内へ循環させる空気の温度を上昇させる昇温手段を設けたものである。

かかることにより、所謂低外気温時の乾燥運転開始時における蒸発器の蒸発温度を比較的高い状態に維持することができ、その結果、蒸発器の凍結を抑制し、蒸発器へ水分が凍結することなく付着する条件を生成することができるものである。

本発明は、低外気温度時に蒸発器への凍結を防止することにより、回転ドラム内の衣類の温度低下が抑制でき、その結果、乾燥時間の短縮と消費電力量の削減がはかれるものである。また、蒸発器の凍結目詰まり等に起因した蒸発器における冷媒の蒸発の阻害を抑制し、圧縮機への液冷媒の戻りを抑制して液圧縮に起因した圧縮機の破損等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用送風機より構成し、さらに、前記熱源装置を、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器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を具備し、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、前記循環用送風機の送風能力を減少させる風量制御装置を設けたものである。

かかる構成とすることにより、低外気温時は、圧縮機の起動時において凝縮器と蒸発器の圧力差が小さくなり、蒸発器の蒸発温度を高めに維持することができ、循環空気に含まれる水分の蒸発器への凍結を抑制することができる。その結果、前記循環空気の過渡の温度低下が抑制でき、循環空気に含まれる水分を、凍結を抑えて結露させることができる。これにより、循環空気を水分の少ない乾燥空気とすることができ、効率よく衣類等の被乾燥物を乾燥することができる。また、蒸発器の凍結目詰まり等に起因した蒸発器における冷媒の蒸発の阻害が抑制できるため、圧縮機への液冷媒の戻りを抑制し、液圧縮に起因した圧縮機の破損等を抑制することができるものである。

請求項２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用送風機より構成し、さらに、前記熱源装置を、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器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を具備し、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、前記水槽内へ循環させる空気の温度を上昇させる昇温手段を設けたものである。

かかる構成とすることにより、蒸発器の温度を広範囲に亘って制御することが可能となり、その結果、低外気温度の状況に応じて凝縮器と蒸発器の圧力差を制御することができ、蒸発器の凍結抑制の信頼性を高めることができる。また、蒸発器の凍結目詰まり等に起因した蒸発器における冷媒の蒸発阻害を抑制することができるため、圧縮機への液冷媒の戻りを抑制し、液圧縮に起因した圧縮機の破損等を抑制することができるものである。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の衣類乾燥装置において、前記昇温手段を、前記循環ダクトあるいは熱源装置に設けた発熱装置と、前記温度検出手段の信号により前記発熱装置の通電を制御する通電制御装置を具備する構成としたものである。

かかる構成とすることにより、蒸発器の温度をさらに広範囲に亘って制御することが可能となり、その結果、低外気温度の状況に応じて凝縮器と蒸発器の圧力差を制御することができ、蒸発器の凍結抑制の信頼性を高めることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の衣類乾燥装置において、前記本体内に前記圧縮機を収納した機械室を設け、前記昇温手段を、前記機械室に設けられ、該機械室内と前記循環ダクトを連通する循環開口部と、前記循環開口部に設けられ、前記機械室内の空気を前記循環ダクトへ供給するように制御するダンパー装置と、前記温度検出手段の信号により前記ダンパー装置を駆動制御する駆動制御装置を具備する構成としたものである。

かかる構成とすることにより、低外気温時は、循環ダクト内を循環する空気の温度を、機械室の発熱によって高くすることができ、その結果、凝縮器と蒸発器の圧力差が小さくなり、蒸発器の蒸発温度を高めに維持することができる。したがって、蒸発器への霜の付着およびこれに起因する蒸発器の目詰まり等が抑制でき、乾燥効率を向上することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の衣類乾燥装置において、前記機械室に、前記温度検出手段の信号によって該機械室内の空気を前記循環ダクト側へ供給する昇温用送風機を設け、さらに前記温度検出手段の信号により前記昇温用送風機の運転を制御する送風制御装置設けたものである。

かかる構成とすることにより、昇温用送風機によって機械室内の発熱空気を前記循環ダクトへ強制的に供給することができ、その結果、循環ダクト内を循環する空気の温度を、高くし、凝縮器と蒸発器の圧力差を小さくして蒸発器の蒸発温度を高めに維持することができる。したがって、蒸発器への霜の付着およびこれに起因する蒸発器の目詰まり等が抑制でき、乾燥効率を向上することができる。

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に示すように、洗濯乾燥機の本体を構成する本体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。本体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本体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。

循環用送風機（以下、送風機と称す）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、本体１の上面１ｂと水槽３により形成される隅部空間（前記筐体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の下部には、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、本発明の熱源装置であるヒートポンプ装置２０は、圧縮機３１と凝縮器２３と電動式膨張弁（本発明の減圧手段に相当）３２と蒸発器２１を環状に連結した構成であり、圧縮機３１は、制御装置３３により、負荷状態等に応じてその回転数が制御される。

また、制御装置３３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、送風機１１の回転数を所定時間ΔＴ１の間標準速から低速に切換える風量制御装置の機能、およびこの切換え制御を所定時間ΔＴ１継続させた後に送風機１１を低速から標準速へ制御するタイマー制御機能と、温度検出器３０の検出温度等に基づいて電動式膨張弁３２の開度を調整する制御機能を具備している。

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３２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）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。

また、次の洗濯後の濯ぎ工程においても、一旦排水弁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、新たに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。

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３２、蒸発器２１を循環する。凝縮器２３では冷媒の圧縮で熱が放出され、蒸発器２１では膨張弁３２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、放熱器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３２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。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。

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に示す如く運転開始時に制御装置３３は、送風機１１を低速に切換えて駆動し、圧縮機３１の運転を開始する。このとき、電動式膨張弁３２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と蒸発器２１の圧力差を小さくして蒸発器２１へ流れる冷媒温度も若干高い状態となり、蒸発器２１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圧縮機３１の運転に伴い、冷媒は凝縮器２３、電動式膨張弁３２、蒸発器２１と流れ、圧縮機３１へ戻る。この冷媒流れの連続により、凝縮器２３の温度は徐々に上昇し、また、蒸発器２１の温度は徐々に低下する。

しかしながら、送風機１１が低速で回転しているため、凝縮器２３と蒸発器２１のそれぞれで行われる熱交換作用が少ないため、凝縮器２３と蒸発器２１の圧力差が小さくなり、蒸発器２１は急激に低温となることがない。

換言すると、蒸発器２１の温度は、循環する空気温度よりは若干低い温度で動作を続けるものの、その低下が鈍い状態にあり、一方では凝縮器２３の放熱に伴う加熱が作用している。

したがって、蒸発器２１を通過する乾燥用の循環空気は、その水分が霜となり難い状態で蒸発器２１に結露し、凝縮器２３を通過して相対湿度の低い状態となって乾燥に供される。

その状態において、圧縮機３１の運転周波数がｆ１、ｆ２と徐々に高く制御され、これに伴って圧縮機３１の入力エネルギーが徐々に増加することに起因して、凝縮器２３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、運転開始から時間ΔＴ１が経過すると、制御装置３３によって、送風機１１の回転数が標準速に切換えられ、ヒートポンプ装置２０は通常運転となる。

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ているため、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。

なお、上述の状態において、再び循環する乾燥空気の温度が低下する等、温度検出器３０が所定値以下の温度を検出した場合は、前述の如く温度検出器３０がＯＮ動作となり、制御装置３３の動作により送風機１１の回転数を低速とする、所謂初期運転状態に戻すことにより、蒸発器２１の凍結を抑制する制御とすることもできる。

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を計測した後に送風機１１の回転数を標準速に戻す制御としたが、温度検出器３０が検出する温度で送風機１１の回転数を標準速に戻す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送風機１１を標準速に戻す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、蒸発器２１の凍結目詰まり等に起因した蒸発器２１における冷媒の蒸発の阻害を抑制することができるため、圧縮機３１への液冷媒の戻りを抑制し、液圧縮に起因した圧縮機３１の破損等を抑制することができるものである。

また、温度検出器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および温度検出器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。

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３２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。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。ここでは、先の実施の形態１と同一の構成要件については同一の符号を付して説明する。

図４は、本発明の実施の形態２における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５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。

本実施の形態２においては、洗濯乾燥機の構成を実施の形態１と同じとしているため、先の実施の形態１と相違する部分を主体に説明する。

実施の形態１と特に相違する部分は、図４に示す如く、吐出ダクト２６内にヒータ、あるいはサーミスタ等の発熱素子等で構成される発熱装置３４を設けた点であり、この発熱装置３４は、水槽３、熱交換風路２５、吐出ダクト２６、給気ダクト２７、排気ダクト２８内を循環する乾燥空気の温度を検出する温度検出器３０のＯＮ動作、すなわち所定値温度（例えば、５℃）以下の温度検出時に、制御装置３３によって通電される。ここで、温度検出器３０は、洗濯乾燥機が設置されている周囲の空気温度を検出するようにしてもよい。また、制御装置３３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、発熱装置３４への通電を制御する機能に加え、発熱装置３４への通電を所定時間ΔＴ１継続させた後にその通電を停止するタイマー制御機能と、温度検出器３０の検出温度等に基づいて電動式膨張弁３２の開度を調整する制御機能、および負荷に応じて圧縮機３１の運転回転数を制御する回転数制御機能を具備している。

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３２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、発熱装置３４に通電によって発熱するヒータ装置を用いた構成とし、本発明に関係する制御内容について説明する。

なお、図１に基づく洗濯乾燥機の洗濯から乾燥までの工程動作、および洗濯乾燥機内部を循環する空気温度が所定値以上の場合の冷媒の流れ等については、先の実施の形態１と同じであり、以下の説明においては、低外気温時における乾燥動作について、先の実施の形態１と異なる制御内容について説明する。

低外気温（例えば、５℃以下）時は、温度検出器３０がその温度を検出しており、図５に示す如く発熱装置（以下、ヒータ装置と称す）３４は通電され、発熱状態にある。かかる状態において、送風機１１および圧縮機３１を運転すると、圧縮機３１から吐出された高温、高圧の冷媒は、凝縮器２３へ流れ、ここで放熱した後電動式膨張弁３２によって減圧され、蒸発器２１で吸熱し、圧縮機３１へ戻る流れとなる。

この冷媒流れにおいて、熱交換風路２５、吐出ダクト２６、給気ダクト２７、水槽３、排気ダクト２８内を循環する乾燥空気の温度は、ヒータ装置３４の発熱作用によって昇温状態にあり、凝縮器２３と蒸発器２１の圧力差も小さい状態にある。その結果、蒸発器２１においては、急激に温度低下が生じることは無く、比較的時間をかけての温度低下となる。

換言すると、蒸発器２１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、蒸発器２１と熱交換される乾燥用の循環空気温度と蒸発器２１の温度差も小さくなる。その結果、循環する乾燥空気に含まれる水分が蒸発器２１に露として付着し易くなり、霜となることが抑制される。

このとき、電動式膨張弁３２の開度を若干大きめに制御しておくことにより、蒸発器２１へ流れる冷媒温度も若干高い状態となり、蒸発器２１の過渡の冷却作用（低温化）をより一層抑制することができる。

その状態において、圧縮機３１の運転周波数がｆ１、ｆ２と徐々に高く制御され、これに伴って圧縮機３１の入力エネルギーが徐々に増加することに起因して、凝縮器２３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、ヒータ装置３４への通電が停止し、蒸発器２１を流れる冷媒は温度が低くなり、蒸発器２１は、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。

これと並行して電動式膨張弁３２もその開度が制御され、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２においても、制御装置３３にタイマー機能を持たせ、所定時間ΔＴ１を計測した後に凝縮器２３および蒸発器２１が熱交換する循環空気の温度の昇温を停止する制御としたが、温度検出器３０が検出する温度で前述の昇温動作を停止する制御とすることもできる。かかる場合は、温度検出器３０の取付け位置等を考慮し、ヒータ装置３４の直接的な熱影響を受けないように配慮する必要がある。

したがって、本実施の形態２においても、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、蒸発器２１での氷着あるいは凍結が抑制されることにより、蒸発器２１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。

さらに、温度検出器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２においては、送風機１１および温度検出器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。同様に、ヒータ装置３４もヒートポンプ装置２０に組込むこともできる。

また、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３２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。

さらに、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。

また、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。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態３においては、洗濯乾燥機の構成を実施の形態１、２と同じとしているため、先の実施の形態１、２と同一の構成要件については同一の符号を付し、ここでは、先の実施の形態１、２と相違する部分を主体に説明する。

図６は、本発明の実施の形態３における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７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。

先の実施の形態１、２と相違する部分は、昇温手段として圧縮機３１の発熱を利用するように構成した点である。

具体的には、本体１内部の一画に機械室３５を設け、この機械室３５内に圧縮機３１を配置している。そして、機械室３５を形成する壁面において、風上側となる位置には、通風可能なように循環開口部３６と、この循環開口部３６を開閉するダンパー装置３７が設けられている。また、機械室３５を形成する壁面において、風下側となる位置には、機械室３５内の空気を給気ダクト２７へ供給する昇温用送風機３８が設けられている。

ダンパー装置３７および昇温用送風機３８は、熱交換風路２５、吐出ダクト２６、給気ダクト２７、水槽３、排気ダクト２８内を循環する乾燥空気の温度を検出する温度検出器３０のＯＮ動作、すなわち所定値温度（例えば、５℃）以下の温度検出時に、制御装置３３によって通電される。ここで、温度検出器３０は、洗濯乾燥機が設置されている周囲の空気温度を検出するようにしてもよい。また、制御装置３３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、ダンパー装置３７、昇温用送風機３８への通電を制御する機能に加え、ダンパー装置３７および昇温用送風機３８への通電を所定時間ΔＴ１継続させた後にその通電を停止するタイマー制御機能と、温度検出器３０の検出温度等に基づいて電動式膨張弁３２の開度を調整する制御機能、および負荷に応じて圧縮機３１の運転回転数を制御する回転数制御機能を具備している。

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３２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。

なお、図１に基づく洗濯乾燥機の洗濯から乾燥までの工程動作、および洗濯乾燥機内部を循環する空気温度が所定値以上の場合の乾燥工程における冷媒の流れ等については、先の実施の形態１と概ね同じである。

つまり、ダンパー装置３７は、循環開口部３６を閉塞し、昇温用送風機３８は停止した状態にあり、その状態で送風機１１および圧縮機３１が運転される。したがって、乾燥用空気は、熱交換風路２５、吐出ダクト２６、給気ダクト２７、水槽３、排気ダクト２８と循環し、圧縮機３１から吐出された冷媒は、凝縮器２３、電動式膨張弁３２、蒸発器２１と循環するものである。

したがって、以下の説明においては、低外気温時における乾燥動作について、先の実施の形態１と異なる制御内容について説明する。

低外気温（例えば、５℃以下）時は、温度検出器３０がその温度を検出しており、図７に示す如くダンパー装置３７は開放状態（図６）にあり、昇温用送風機３８が運転される状態にある。

かかる状態において、送風機１１および圧縮機３１を運転すると、圧縮機３１から吐出された高温、高圧の冷媒は、凝縮器２３へ流れ、ここで放熱した後電動式膨張弁３２によって減圧され、蒸発器２１で吸熱し、圧縮機３１へ戻る流れとなる。

この冷媒流れにおいて、水槽３、熱交換風路２５、吐出ダクト２６、給気ダクト２７、排気ダクト２８内を循環する乾燥空気は、その一部が機械室３５に設けた循環開口部３６から機械室３５へ流れ込み、圧縮機３１からの発熱を含んだ空気となって昇温用送風機３８により、給気ダクト２７へ流れる。

したがって、給気ダクト２７から回転ドラム５へ供給される乾燥用の空気は、機械室３５を通過した空気と、機械室３５を迂回した空気の合流状態であり、圧縮機３１の発熱を含んで昇温された状態となっている。

このように、昇温された乾燥用空気が蒸発器２１、凝縮器２３と熱交換するため、凝縮器２３と蒸発器２１の圧力差は小さい状態にある。その結果、蒸発器２１においては、急激に温度低下が生じることは無く、比較的時間をかけての温度低下となる。

換言すると、蒸発器２１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、蒸発器２１と熱交換される乾燥用の循環空気温度と蒸発器２１の温度差も小さくなる。その結果、循環する乾燥空気に含まれる水分が蒸発器２１に露として付着し易くなり、霜となることが抑制される。

このとき、電動式膨張弁３２の開度を若干大きめに制御しておくことにより、蒸発器２１へ流れる冷媒温度も若干高い状態となり、蒸発器２１の過渡の冷却作用（低温化）をより一層抑制することができる。

その状態において、圧縮機３１の運転周波数がｆ１、ｆ２と徐々に高く制御され、これに伴って圧縮機３１の入力エネルギーが徐々に増加することに起因して、凝縮器２３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、ダンパー装置３７と昇温用送風機３８への通電が停止し、蒸発器２１を流れる冷媒は温度が低くなり、蒸発器２１は、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。

これと並行して電動式膨張弁３２もその開度が制御され、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３においても、制御装置３３にタイマー機能を持たせ、所定時間ΔＴ１を計測した後にダンパー装置３７と昇温用送風機３８への通電を停止し、凝縮器２３および蒸発器２１が熱交換する循環空気の温度の昇温を停止する制御としたが、温度検出器３０が検出する温度で前述の昇温動作を停止する制御とすることもできる。

したがって、本実施の形態３においても、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、蒸発器２１での氷着あるいは凍結が抑制されることにより、蒸発器２１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。

さらに、温度検出器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３においては、昇温手段を、ダンパー装置３７と昇温用送風機３８より構成したが、送風機１１の送風能力を利用する等して機械室３５内の空気を給気ダクト２７へ導入できる構成であれば、昇温用送風機３８を省略することもできる。

また、送風機１１および温度検出器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。

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３２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。

本発明の衣類乾燥装置は、低外気温時における蒸発器の凍結を防止し、乾燥効率の低下を抑制するようにしたもので、衣類等の乾燥の他に低湿度保存を条件とする貯蔵装置等にも応用できるものである。

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 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 同斜めドラム式洗濯乾燥機の低外気温時の制御内容を示すタイムチャート 本発明の実施の形態２における斜めドラム式洗濯乾燥機のシステム構成を示す模式図 同斜めドラム式洗濯乾燥機の低外気温時の制御内容を示すタイムチャート 本発明の実施の形態３における斜めドラム式洗濯乾燥機のシステム構成を示す模式図 同斜めドラム式洗濯乾燥機の低外気温時の制御内容を示すタイムチャート 従来例を示すドラム式衣類乾燥機の断面図

符号の説明

１ 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（循環用送風機）
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 電動式膨張弁（減圧手段）
３３ 制御装置
３４ ヒータ装置（発熱装置）
３５ 機械室
３６ 循環開口部
３７ ダンパー装置
３８ 昇温用送風機

Claims (5)

1. 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用送風機より構成し、さらに、前記熱源装置を、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器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を具備し、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、前記循環用送風機の送風能力を減少させる風量制御装置を設けた衣類乾燥装置。
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用送風機より構成し、さらに、前記熱源装置を、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器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を具備し、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、前記水槽内へ循環させる空気の温度を上昇させる昇温手段を設けた衣類乾燥装置。
3. 前記昇温手段を、前記循環ダクトあるいは熱源装置に設けた発熱装置と、前記温度検出手段の信号により前記発熱装置の通電を制御する通電制御装置を具備する構成とした請求項２に記載の衣類乾燥装置。
4. 前記本体内に前記圧縮機を収納した機械室を設け、前記昇温手段を、前記機械室に設けられ、該機械室内と前記循環ダクトを連通する循環開口部と、前記循環開口部に設けられ、前記機械室内の空気を前記循環ダクトへ供給するように制御するダンパー装置と、前記温度検出手段の信号により前記ダンパー装置を駆動制御する駆動制御装置を具備する構成とした請求項２に記載の衣類乾燥装置。
5. 前記機械室に、前記温度検出手段の信号によって該機械室内の空気を前記循環ダクト側へ供給する昇温用送風機を設け、さらに前記温度検出手段の信号により前記昇温用送風機の運転を制御する送風制御装置設けた請求項４に記載の衣類乾燥装置。

Images