JP2010088659A - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯物の乾燥をヒートポンプで行うもので、そのヒートポンプの小形軽量化と設置スペースの縮小化を実現でき、しかも、低室温時における蒸発器の着霜や結氷を防止して乾燥性能が良好に得られるようにする。
【解決手段】蒸発器１８と凝縮器１９とを共通の伝熱フィン２９で一体化した。その分、ヒートポンプの小形軽量化と設置スペースの縮小化を実現することができる。又、蒸発器１８と凝縮器１９とを共通の伝熱フィン２９で一体化したことで、凝縮器１９から共通の伝熱フィン２９を介する熱伝導で蒸発器１８を加温でき、それによって低室温時における蒸発器１８の着霜や結氷を防止し、乾燥性能を良好に得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯物の乾燥をヒートポンプで行う洗濯乾燥機に関する。

従来より、洗濯乾燥機において、洗濯物の乾燥用にヒートポンプを具えたものは、乾燥性能が良く、エネルギーの省減に効果があるものとして注目されている。このヒートポンプを具えた洗濯乾燥機においては、洗濯物を収容する洗濯槽内の空気を、ヒートポンプの、圧縮機とサイクル接続した蒸発器と凝縮器とを配設した通風路を通して循環させ、そのうちの蒸発器で空気の冷却除湿をし、凝縮器で空気の加熱をして、洗濯槽内に逐次送り込み、そして又、洗濯物から水分を奪った空気を通風路に通すということを繰り返すことで、洗濯物を漸次乾燥させるようにしている。

従って、洗濯物を乾燥させる際に発生する水分を蒸発器で回収し、その折りに回収した潜熱を圧縮機により高温の冷媒状態に変換し、凝縮器で空気を加熱するエネルギーとして再使用する。このようにすることで、外部には僅かな放熱ロスがある以外、ほとんどエネルギーを逃がさず再利用できる。従って、効率の良い乾燥を実現できるのである。

しかしながら、ヒートポンプは、上述のように蒸発器と凝縮器とを圧縮機とサイクル接続して構成しており、しかも、それらの体積はいずれも大きく、そのほか、圧縮機と凝縮器との間には絞り器が必要であって、更にそれらの接続をする接続パイプも必要であり、その結果、全体に大形で大重量となり、設置に大きなスペースを必要とするものとなっていた。

又、ヒートポンプは、周囲室温が低いとき、蒸発器の温度が過度に低下することで多くの着霜や結氷をし、その結果、上記循環空気の冷却除湿性能が低下することにより、乾燥性能が低下する事情を有する。これに対しては、凝縮器の一部を蒸発器に組み込み、その凝縮器の一部が放出する熱で蒸発器を加温することによって、上記低室温時における蒸発器の着霜や結氷を防止する考えがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００６−３４５９６８号公報

しかしながら、上述のように凝縮器の一部を蒸発器に組み込むものでも、それは一部に過ぎないものであり、凝縮器の残り大部分は蒸発器とは別体であるから、ヒートポンプが、全体に大形で大重量となり、設置に大きなスペースを必要とする点を解決できるものではない。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、洗濯物の乾燥をヒートポンプで行うもので、そのヒートポンプの小形軽量化と設置スペースの縮小化を実現でき、しかも、低室温時における蒸発器の着霜や結氷を防止して乾燥性能を良好に得ることのできる洗濯乾燥機を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の洗濯乾燥機においては、洗濯槽と、この洗濯槽内の空気を、洗濯槽外に設けた通風路を通して洗濯槽内に戻す循環を行わしめる空気循環装置と、この空気循環装置の前記通風路に蒸発器と凝縮器とを配設して、それらと圧縮機及び絞り器を接続パイプにより接続することにより冷凍サイクルを構成したヒートポンプとを具え、洗濯物の洗濯、脱水を行うほかに、前記空気循環装置と前記ヒートポンプの運転により洗濯物の乾燥を行うものにおいて、前記蒸発器と凝縮器が、ともに冷媒流通パイプに多数の伝熱フィンを設けて成るものであり、その伝熱フィンを共通化し、この共通の伝熱フィンに前記蒸発器の冷媒流通パイプと前記凝縮器の冷媒流通パイプを設けたことを特徴とする（請求項１の発明）。

上記手段によれば、蒸発器と凝縮器とが共通の伝熱フィンで一体化され、その分、ヒートポンプの小形軽量化と設置スペースの縮小化を実現することができる。又、蒸発器と凝縮器とを共通の伝熱フィンで一体化したことで、凝縮器から共通の伝熱フィンを介する熱伝導で蒸発器を加温でき、それによって低室温時における蒸発器の着霜や結氷を防止し、乾燥性能を良好に得ることができる。

以下、本発明の第１実施例（第１の実施形態）につき、図１ないし図３を参照して説明する。
図１には、洗濯乾燥機、中でもドラム式（横軸形）洗濯乾燥機の全体構成を示しており、外箱１の内部に水槽２を配設し、水槽２の内部に回転槽（ドラム）３を配設している。本実施例においては、この水槽２と回転槽３とで洗濯槽が構成されるものであり、回転槽３は、詳しくは図示しないが、周側壁のほゞ全域に多数の孔を有する多孔状を成している。

上記水槽２及び回転槽３は、ともに軸方向が前後（図で左右）の横軸円筒状を成すもので、それを図示しないサスペンションにより前上がり（図で左上がり）の傾斜状に弾性支持している。又、これら水槽２及び回転槽３は、ともに前面が開口しており、これに対して、外箱１の前面部の上部には扉４によって開閉される洗濯物出入口（図示省略）を形成し、この洗濯物出入口と水槽２の前面の開口部とを図示しないベローズにより連ねている。

水槽２の背面にはモータ５を取付けており、このモータ５は、例えばアウターロータ形のブラシレスモータであり、回転槽３を回転駆動するようになっている。従って、モータ５は回転槽３を回転駆動する駆動装置として機能するようになっている。
このほか、水槽２の最下部である底部の最後部には排水弁６を接続し、更に、この排水弁６に排水ホース７を接続して、これらにより水槽２内の水を機外に排出するようにしている。

水槽２の下方には通風ケース８を配置している。この通風ケース８は、前端部に入口９を有しており、後端部に出口１０を有している。そのうちの入口９に、前記水槽２の前面の開口部周りの上部に形成した温風出口（図示省略）を還風ダクト１１を介して接続している。なお、還風ダクト１１は前記水槽２の前面の開口部を迂回するように配管しており、途中部にもっぱら糸くずを捕獲するフィルタ１２を有している。

一方、通風ケース８の出口１０には、接続ダクト１３を介して循環用送風機１４のケーシング１４ａを接続している。循環用送風機１４は、ケーシング１４ａの内部に送風羽根１４ｂを収容し、この送風羽根１４ｂを回転駆動するモータ１４ｃ（一部のみ図示）をケーシング１４ａ外に配設して成るものであり、ケーシング１４ａの出口部（図示省略）を給風ダクト１５を介して、前記水槽２の後端板部の上部に形成した温風入口（図示省略）に接続している。なお、給風ダクト１５は前記モータ５を迂回するように配管している。又、水槽２の上記温風入口からは、温風を回転槽３の後端板部の中心部を通して回転槽３内に供給するようにしている（図示省略）。

これらの結果、還風ダクト１１と、通風ケース８、接続ダクト１３、循環用送風機１４のケーシング１４ａ、及び給風ダクト１５により、前記水槽２の温風出口と温風入口とを接続して通風路１６が設けられており、この通風路１６は水槽２の外部に位置している。
循環用送風機１４は、前記送風羽根１４ｂの回転により、回転槽３内の空気を、水槽２内から上記通風路１６を通して水槽２外に出した後、水槽２内に、そして回転槽３内に戻す循環を行わしめるようになっており、もって、通風路１６と循環用送風機１４とにより回転槽３内の空気を循環させる空気循環装置１７を構成している。

しかして、通風路１６中、通風ケース８の内部には、前部に蒸発器１８を配設しており、後部に凝縮器１９を配設している。これらの蒸発器１８及び凝縮器１９は、図２に示す圧縮機２０及び絞り器（特には電子式の絞り弁もしくはキャピラリチューブ）２１と共にヒートポンプ２２を構成するもので、このヒートポンプ２２においては、接続パイプ２３によって、圧縮機２０、凝縮器１９、絞り器２１、蒸発器１８、及び圧縮機２０の順に、これらをサイクル接続しており（冷凍サイクル）、圧縮機２０が作動することによって図示しない冷媒を矢印で示すように循環させるようになっている。

なお、圧縮機２０は例えばロータリー形であり、この圧縮機２０と絞り器２１は、図１には図示しないが、前記通風ケース８の外部に配設している。
又、圧縮機２０の冷媒吐出部分と、凝縮器１９の中ほどの部分、並びに蒸発器１８の中ほどの部分には、それぞれ温度センサ２４，２５，２６を設けている。
そのほか、図１に示すように、通風ケース８の凝縮器１９を配設した部分の上面部には、外気導入口２７を形成しており、還風ダクト１１のフィルタ１２より通風ケース８側の部分には排気口２８を形成している。

ここで、蒸発器１８及び凝縮器１９は、詳細には、図３に示すように、それぞれ蛇行状を成す冷媒流通パイプ１８ａ，１９ａを主体とし、それらに薄板状の伝熱フィン２９を冷媒流通パイプ１８ａ，１９ａの蛇行の段の並びとほゞ直角の方向に細かいピッチで多数取付けて設けて成るフィンドチューブ形で、熱交換性に優れたものであるが、この場合、その伝熱フィン２９は蒸発器１８及び凝縮器１９に共通であり、この共通の伝熱フィン２９に蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａとを設けて、蒸発器１８と凝縮器１９とを近接状態に一体化している。

又、伝熱フィン２９の形状は、この場合、ほゞ矩形であり、この伝熱フィン２９の蒸発器１８側と凝縮器１９側との間には、それら両者を隔絶するようにして複数の切欠部３０を形成している。
そして更に、蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａは、それぞれの出口１８ａ_２，１９ａ_２側が近接し（切欠部３０側となり）、入口１８ａ_１，１９ａ_１側が離間する（切欠部３０側とは反対側となる）ように配設している。
なお、一体化した蒸発器１８及び凝縮器１９の下方には、図１に示すように、ドレンタンク３１を配設している。

次に、上記構成の洗濯乾燥機の作用を述べる。
上記構成の洗濯乾燥機では、標準的な運転コースが開始されると、最初に洗濯（洗い及びすすぎ）運転が開始される。この洗濯運転では、図示しない給水弁にて水槽２内に給水し、続いて、モータ５により回転槽３が低速で正逆両方向に交互に回転させる動作が行われる。
洗濯運転が終了すると、次に、脱水運転が開始される。この脱水運転では、排水弁６を開放させて水槽２内の水を排出した後、回転槽３を高速で一方向に回転させる動作が行われる。これにより、回転槽３内の洗濯物が遠心脱水される。

脱水運転が終了すると、次に、乾燥運転が開始される。この乾燥運転では、回転槽３を低速で正逆両方向に回転させ、同時に、循環用送風機１４を駆動する。すると、循環用送風機１４の送風作用で、図１に矢印で示すように、回転槽３内の空気が水槽２内から通風路１６の還風ダクト１１を経て通風ケース８内に流入される。

又、このときには、ヒートポンプ２２の圧縮機２０を駆動する。これにより、ヒートポンプ２２に封入した冷媒が圧縮機２０により圧縮されて高温高圧の冷媒となり、その高温高圧の冷媒が凝縮器１９に流れて、通風ケース８内の空気と熱交換する。その結果、通風ケース８内の空気が加熱され、反対に、冷媒の温度は低下して液化される。この液化された冷媒が、次に、絞り器２１を通って減圧された後、蒸発器１８に流入し、気化する。それにより、蒸発器１８は通風ケース８内の空気を冷却する。蒸発器１８を通過した冷媒は圧縮機２０に戻る。

これらにより、前記水槽２内から通風ケース８内に流入した空気は、蒸発器１８で冷却されて除湿され、その後に凝縮器１９で加熱されて温風化される。このとき、蒸発器１８及び凝縮器１９では、それらに共通の伝熱フィン２９の各間を、風が伝熱フィン２９及び冷媒流通パイプ１８ａ，１９ａに接触しつつ通る。そして、凝縮器１９を経た温風が給風ダクト１５を経て水槽２内に供給され、更に回転槽３内に供給される。
回転槽３内に供給された温風は洗濯物の水分を奪った後、水槽２内から還風ダクト１１を経て通風ケース８内に流入する。かくして、蒸発器１８と凝縮器１９を有する通風ケース８と回転槽３との間を空気が循環することにより、回転槽３内の洗濯物が乾燥される。

このように上記構成のものでは、空気循環装置１７とヒートポンプ２２の運転により洗濯物の乾燥を行うもので、そのヒートポンプ２２においては、フィンドチューブ形の蒸発器１８と凝縮器１９の伝熱フィン２９を共通化し、この共通の伝熱フィン２９に蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａを設けていて、それにより、蒸発器１８と凝縮器１９とを一体化している。よって、その分、ヒートポンプ２２の、蒸発器１８と凝縮器１９とを収容する通風ケース８と、伝熱フィン２９の小形化ができ、且つ、接続パイプ２３の短縮化ができて、ヒートポンプ２２の小型軽量化と設置スペースの縮小化を実現することができる。

又、蒸発器１８と凝縮器１９とを共通の伝熱フィン２９で一体化したことで、凝縮器１９から共通の伝熱フィン２９を介する熱伝導で蒸発器１８を加温でき、それによって低室温時における蒸発器１８の着霜や結氷を防止できて、循環空気の冷却除湿性能の低下を防止できることにより、乾燥性能を良好に得ることができる。

加えて、上記構成のものでは、共通の伝熱フィン２９の蒸発器１８側と凝縮器１９側との間に、それら両者を隔絶するようにして切欠部３０を形成しており、それによって、蒸発器１８側と凝縮器１９側との間の熱伝導に対する抵抗を切欠部３０で与えることができて、熱伝導による蒸発器１８及び凝縮器１９相互の過度の影響をなくすことができる。

又、蒸発器１８と凝縮器１９は周囲室温や乾燥運転の進行に伴って温度が変わるものの、通常の場合、蒸発器１８は、冷媒流通パイプ１８ａの入口１８ａ_１の温度が１５〔℃〕程度であり、出口１８ａ_２の温度が２０〔℃〕程度である。一方、凝縮器１９は、冷媒流通パイプ１９ａの入口１９ａ_１の温度が８０〔℃〕程度であり、出口１９ａ_２の温度が５０〔℃〕程度である。このような蒸発器１８と凝縮器１９の温度に合わせ、上記構成のものでは、蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａを、それぞれ温度が近い出口１８ａ_２，１９ａ_２側が近接するように配設している。

これにより、熱伝導による蒸発器１８及び凝縮器１９相互の過度の影響を一層なくすことができ、特には熱損失を少なくすることができる。なお、上記構成のものでは、この蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａの、出口１８ａ_２，１９ａ_２側が近接する配設構造を、上記伝熱フィン２９の蒸発器１８側と凝縮器１９側との間における切欠部３０の形成と合わせて実現していることにより、熱伝導による蒸発器１８及び凝縮器１９相互の過度の影響を更に一層なくすことができる。

以上に対して、図４ないし図７は本発明の第２及び第３実施例（第２及び第３の実施形態）を示すもので、それぞれ、第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。

［第２実施例］
図４及び図５に示す第２実施例においては、蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａを、ともに斜めに配列している。その配列は、この場合、平行であり、この関係上、蒸発器１８及び凝縮器１９に共通の伝熱フィン４１は、第１実施例の伝熱フィン２９のほゞ矩形に代わって、通風ケース８における前記循環空気の流れ方向に傾斜したほゞ平行四辺形に形成している。

又、この場合も、伝熱フィン４１の蒸発器１８側と凝縮器１９側との間には、それら両者を隔絶するようにして切欠部３０を形成しており、更に、蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａは、それぞれの出口１８ａ_２，１９ａ_２側が近接し（切欠部３０側となり）、入口１８ａ_１，１９ａ_１側が離間する（切欠部３０側とは反対側となる）ように配設している。

このようにすることにより、第１実施例同様の作用効果が得られるのに加えて、特に、蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａの斜め配列により、それら蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａを直立配列するものに比し、蒸発器１８及び凝縮器１９の高さＨを低くすることができ、その分、ヒートポンプ２２の設置スペースを高さ方向に更に縮小化できる。又、蒸発器１８及び凝縮器１９の高さＨを低くできる分、通風ケース８内（ひいては通風路１６全体）における循環空気の流通抵抗が減り、その分、乾燥運転時における循環風量が増して乾燥性能を向上させることができる。

［第３実施例］
図６及び図７に示す第３実施例においては、蒸発器１８及び凝縮器１９に共通の伝熱フィン５１を、第１実施例の伝熱フィン２９のほゞ矩形並びに第２実施例の伝熱フィン４１のほゞ平行四辺形に代わって、ほゞＬ字状に形成し、この伝熱フィン５１の中間部である屈曲部５１ａから一方側の部分５１ｂに蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａを配列し、他方側の部分５１ｃに凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａを配列している。

このようにすることにより、伝熱フィン５１の蒸発器１８側と凝縮器１９側との間の部分を屈曲部５１ａで小さくでき、それによって、蒸発器１８側と凝縮器１９側との間の熱伝導に対する抵抗を与えることができるので、熱伝導による蒸発器１８及び凝縮器１９相互の過度の影響をなくすことができる。

又、この場合、伝熱フィン５１は、ほゞＬ字状でも、更に逆Ｖ字状であり、従って、蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａは、ともに斜めに配列してもいる。更に、伝熱フィン４１の蒸発器１８側と凝縮器１９側との間（特に屈曲部５１ａ）には、それら両者を隔絶するようにして切欠部３０を形成しており、そして、蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａは、それぞれの出口１８ａ_２，１９ａ_２側が近接し（切欠部３０側であって、且つ屈曲部５１ａ側となり）、入口１８ａ_１，１９ａ_１側が離間する（切欠部３０側とは反対側であって、且つ屈曲部５１ａ側とは反対側となる）ように配設している。

このようにすることにより、第１実施例及び第２実施例同様の作用効果が得られると共に、特には、蒸発器１８の冷媒流通パイプ１８ａと凝縮器１９の冷媒流通パイプ１９ａの、出口１８ａ_２，１９ａ_２側が近接する配設構造を、伝熱フィン５１の蒸発器１８側と凝縮器１９側との間における切欠部３０の形成、並びに屈曲部５１ａの存在と合わせて実現していることにより、熱伝導による蒸発器１８及び凝縮器１９相互の過度の影響を充分になくすことができる。

そして、そのほか、このものの場合には、蒸発器１８部分を、空気循環装置１７の通風路１６における、回転槽３内の空気を出す側のダクトである還風ダクト１１の内部に配置している。これにより、通風路１６における蒸発器１８部分の配置が還風ダクト１１のスペースを利用してできるので、設置スペースの一層の縮小化ができる。

なお、上記実施例では、本発明をドラム式（横軸形）の洗濯乾燥機に適用して述べたが、それに限られず、水槽や回転槽を縦軸状に有する縦軸形の洗濯乾燥機であっても良い。
そのほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。

本発明の第１実施例を示す洗濯乾燥機全体の縦断側面図 ヒートポンプのサイクル構成図 主要部分の拡大側面図 本発明の第２実施例を示す図１相当図 図３相当図 本発明の第３実施例を示す図１相当図 図３相当図

符号の説明

図面中、２は水槽（洗濯槽）、３は回転槽（洗濯槽）、１１は還風ダクト（洗濯槽内の空気を出す側のダクト）、１６は通風路、１７は空気循環装置、１８は蒸発器、１８ａは冷媒流通パイプ、１８ａ_２は出口、１９は凝縮器、１９ａは冷媒流通パイプ、１９ａ_２は出口、２０は圧縮機、２１は絞り器、２２はヒートポンプ、２３は接続パイプ、２９は伝熱フィン、３０は切欠部、４１，５１は伝熱フィン、５１ａは屈曲部、５１ｂは一方側の部分、５１ｃは他方側の部分を示す。

Claims (6)

1. 洗濯槽と、
   この洗濯槽内の空気を、洗濯槽外に設けた通風路を通して洗濯槽内に戻す循環を行わしめる空気循環装置と、
   この空気循環装置の前記通風路に蒸発器と凝縮器とを配設して、それらと圧縮機及び絞り器を接続パイプにより接続することにより冷凍サイクルを構成したヒートポンプとを具え、
   洗濯物の洗濯、脱水を行うほかに、前記空気循環装置と前記ヒートポンプの運転により洗濯物の乾燥を行うものにおいて、
   前記蒸発器と凝縮器が、ともに冷媒流通パイプに多数の伝熱フィンを設けて成るものであり、その伝熱フィンを共通化し、この共通の伝熱フィンに前記蒸発器の冷媒流通パイプと前記凝縮器の冷媒流通パイプを設けたことを特徴とする洗濯乾燥機。
2. 共通の伝熱フィンの蒸発器側と凝縮器側との間に、それら両者を隔絶するようにして切欠部を有することを特徴とする請求項１記載の洗濯乾燥機。
3. 蒸発器の冷媒流通パイプと凝縮器の冷媒流通パイプを、それぞれの出口側が近接するように配設したことを特徴とする請求項１記載の洗濯乾燥機。
4. 蒸発器の冷媒流通パイプと凝縮器の冷媒流通パイプを、ともに斜めに配列したことを特徴とする請求項１記載の洗濯乾燥機。
5. 共通の伝熱フィンをほゞＬ字状に形成し、この伝熱フィンの屈曲部から一方側の部分に蒸発器の冷媒流通パイプを配列し、他方側の部分に凝縮器の冷媒流通パイプを配列したことを特徴とする請求項１記載の洗濯乾燥機。
6. 蒸発器部分を、空気循環装置の通風路における、洗濯槽内の空気を出す側のダクトの内部に配置したことを特徴とする請求項５記載洗濯乾燥機。

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