JP2012205627A

JP2012205627A - 洗濯乾燥機

Info

Publication number: JP2012205627A
Application number: JP2011071620A
Authority: JP
Inventors: Kuniyuki Nakanishi; 邦行中西; Mitsunori Taniguchi; 光徳谷口; Mitsuyuki Furubayashi; 満之古林
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-10-25

Abstract

【課題】乾燥運転開始後の起ち上がり性能を高めて、乾燥性能を向上させる。
【解決手段】吸熱器７と放熱器８とドラム２を通風連結する送風経路６と、送風経路６に乾燥用空気を送風する送風装置９と、機外から水槽３へ水を供給する給水経路１４と、水槽内の水を吸熱器へ導く排水供給経路１８と、機外から放熱器８に水を供給するすすぎ給水経路１６と、放熱器８に供給された水を水槽３へ供給する温水供給経路２２と、水を機外へ排出する排水経路２０と、洗濯および乾燥運転を実行する制御装置２９を備え、制御装置２９は、水槽３内の水を排水供給経路１８を通して吸熱器７へ供給するとともに、すすぎ給水経路１６を通して放熱器８に供給された水を温水供給経路２２を通して水槽３へ供給し、すすぎに用いる水を洗濯排水により加熱してすすぎ工程を実行し、乾燥工程へ移行するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、衣類等の洗濯と乾燥をおこなう洗濯乾燥機に関するものである。

従来、ヒートポンプシステムを搭載し、ヒータなどを使用した場合と比較して消費エネルギーを低減して衣類を乾燥させることが可能な洗濯乾燥機が提案されている。このような洗濯乾燥機の課題の１つとして、乾燥を開始した直後から初期にかけて、衣類や衣類を収容するドラムの温度が低いために、本来衣類の水分を蒸発させるための乾燥風の熱が、ドラム等の加熱のために使われてしまい、乾燥の起ち上がり性能が低下しているという課題がある。

上記課題を解決するために、例えば、乾燥工程に入る前工程でヒートポンプ装置の予熱運転をおこない、乾燥運転の開始後の乾燥用空気の温度上昇を速めることが考えられている（例えば、特許文献１参照）。また、すすぎを温水でおこなうことで乾燥開始前に衣類やドラムの温度を上げ、乾燥初期の乾燥効率を改善することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。

図８は、特許文献２に記載された従来の洗濯機を示したものである。図に示すように、衣類を収容するドラム５１と、水を溜める水槽５２と、圧縮機５３、放熱器５４、膨張弁５５、吸熱器５６を冷媒が循環するように管路５７で連結して冷凍サイクルを構成しているヒートポンプシステムと、洗濯およびすすぎ時に水を水槽５２へ給水する給水経路５８と、洗濯およびすすぎ後に水槽５２内の水を排水する排水経路５９が設けられている。

このような洗濯機によると、洗濯中にヒートポンプシステムを駆動し、洗濯後に水槽５２内の水を吸熱器５４を通して排水し、洗濯排水の熱ですすぎ水を加熱することで、すすぎが終わった後の衣類やドラム５１を加熱した状態にすることができる。

特開２００４−３５０８２５号公報特表２００７−５３１５５２号公報

しかしながら、特許文献２に記載の構成では、ヒートポンプシステムを乾燥用に使用することができず、洗濯乾燥機のためには新たな熱源やヒートポンプシステムを搭載する必要があり、高コストで、構成が難しい洗濯乾燥機になるという問題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、１つのヒートポンプシステムで洗濯運転に続いて乾燥運転をおこなうことにより、洗濯水の廃熱を有効利用し、衣類やドラムが加熱された状態で乾燥運転を開始することで、低コストで簡素な構成でありながら、乾燥開始直後のヒートポンプの乾燥性能を向上させた洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯乾燥機は、水槽内に回転可能に設けたドラムと、圧縮機、放熱器、膨張弁、および吸熱器を冷媒が循環するように冷媒パイプで連結したヒートポンプシステムと、前記吸熱器と前記放熱器および前記ドラムを通風連結
する送風経路と、前記送風経路に乾燥用空気を送風する送風装置と、機外から前記水槽へ水を供給する給水経路と、前記水槽内の水を前記吸熱器へ導く排水供給経路と、機外から前記放熱器に水を供給するすすぎ給水経路と、前記放熱器に供給された水を前記水槽へと供給する温水供給経路と、水を機外へと排出する排水経路と、洗濯および乾燥運転を実行する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記水槽内の水を前記排水供給経路を通して前記吸熱器へ供給するとともに、前記すすぎ給水経路を通して前記放熱器に供給された水を前記温水供給経路を通して前記水槽へ供給し、すすぎに用いる水を洗濯排水により加熱してすすぎ工程を実行し、乾燥工程へ移行するようにしたものである。

これによって、洗濯水の廃熱を利用してすすぎ水を加熱し、乾燥前に衣類やドラムの温度を上昇させることができ、乾燥工程が開始されるとすぐに乾燥風により衣類の乾燥を開始することが可能となり、乾燥運転開始後の起ち上がり性能を高めて、乾燥性能を向上させることができる。

本発明の洗濯乾燥機は、乾燥運転開始後の起ち上がり性能を高めて、乾燥性能を向上させることができる。

本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の断面図同洗濯乾燥機の要部上面図同洗濯乾燥機の要部断面斜視図同洗濯乾燥機の冷媒温度の変化を示す図同洗濯乾燥機の動作を示すタイムチャート本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機の断面図本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機の要部断面斜視図従来の洗濯機の要部断面図

第１の発明は、洗濯用の水を溜める水槽と、前記水槽内に回転可能に設けたドラムと、圧縮機、放熱器、膨張弁、および吸熱器を冷媒が循環するように冷媒パイプで連結したヒートポンプシステムと、前記吸熱器と前記放熱器および前記ドラムを通風連結する送風経路と、前記送風経路に乾燥用空気を送風する送風装置と、機外から前記水槽へ水を供給する給水経路と、前記水槽内の水を前記吸熱器へ導く排水供給経路と、機外から前記放熱器に水を供給するすすぎ給水経路と、前記放熱器に供給された水を前記水槽へと供給する温水供給経路と、水を機外へと排出する排水経路と、洗濯および乾燥運転を実行する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記水槽内の水を前記排水供給経路を通して前記吸熱器へ供給するとともに、前記すすぎ給水経路を通して前記放熱器に供給された水を前記温水供給経路を通して前記水槽へ供給し、すすぎに用いる水を洗濯排水により加熱してすすぎ工程を実行し、乾燥工程へ移行するようにしたことにより、排水される洗濯水の熱によりすすぎに用いる水を加熱することで、すすぎ後の衣類や水槽の温度を室温よりも高い温度にすることができる。その結果、乾燥工程が開始されると乾燥風で衣類や水槽の温度を上昇させる時間が短くなり、乾燥風が衣類の乾燥を開始するタイミングを早めることができ、低コストで信頼性が高く、消費するエネルギーや水を余分に使用することなく、乾燥運転開始後の起ち上がり性能を高めて、乾燥性能を向上させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明に加えて、送風経路内に設けた吸熱器の一部が浸水するように第１の貯水部を設け、前記第１の貯水部に洗濯排水を溜めるようにしたことにより、長時間洗濯排水が吸熱器と接することができるので、より確実に洗濯排水の熱を吸熱器で奪うことができ、乾燥性能を向上させることができる。

第３の発明は、特に、第１の発明に加えて、送風経路内に設けた放熱器の一部が浸水するように第２の貯水部を設け、前記第２の貯水部にすすぎ水を溜めるようにしたことにより、長時間すすぎ水が放熱器と接することができるので、より確実に放熱器ですすぎ用の水を加熱することができ、乾燥性能を向上させることができる。

第４の発明は、特に、第２または第３の発明に加えて、第１の貯水部または第２の貯水部の少なくともいずれか一方の水が所定の水位を超えないように排水する排水装置を備えたことにより、吸熱器の全体が洗濯排水に浸水して、洗濯排水に含まれる汚れが吸熱器全体に付着し、吸熱器と洗濯排水や乾燥用空気との熱交換効率を低下してしまうことを低減し、乾燥効率を高く維持することが可能な信頼性の高い洗濯乾燥機を提供することができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明に加えて、第１の貯水部または第２の貯水部の少なくともいずれか一方に溜まった水を撹拌する撹拌装置を備えたことにより、水と吸熱器あるいは放熱器との間の熱交換がより効率よく行われるので、乾燥効率を高めることができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明の制御装置は、衣類乾燥のために圧縮機を駆動する前に送風装置を駆動するようにしたことにより、洗濯排水が吸熱器または放熱器に付着したまま乾燥が開始することを低減することができるので、乾燥効率を高く維持することができる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明に加えて、水槽と機外を連通接続する直接排水経路を備え、前記直接排水経路と排水供給経路のいずれかに切り替える排水切替弁を備えたことにより、貯水部に供給する洗濯排水が多すぎる場合には、洗濯排水を機外へと排出するので、洗濯排水が貯水部から溢れ出して、すすぎ用の水と混じってしまうことを防止し、乾燥効率を高く維持することができる。

第８の発明は、特に、第７の発明に加えて、給水の温度を検知する水温検知装置を設け、制御装置は、給水温度が設定された洗濯温度以上の場合は、排水切替弁を直接排水経路に切り替えて洗濯排水を機外へ排出するようにしたことにより、温水が供給されていることがわかれば、すすぎ水を加熱する必要はないので、消費電力を抑えて乾燥効率を向上することができる。

第９の発明は、特に、第１〜第８のいずれか１つの発明に加えて、排水供給経路は、水槽と送風経路との間にゴミを除去するフィルタを設けたことにより、吸熱器または放熱器に汚れやゴミが付着することを低減し、乾燥効率を高く維持することができる。

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洗濯乾燥機の断面図、図２は、同洗濯乾燥機の要部拡大図。図３は、同洗濯乾燥機の要部断面斜視図、図４は、同洗濯乾燥機の冷媒温度の変化を示す図、図５は、同洗濯乾燥機の動作を示すタイムチャートである。

図１〜図５において、洗濯乾燥機の本体１と、衣類等の洗濯物を収容するドラム２と、ドラム２の外側に配置された洗濯用の水を溜める水槽３と、水槽３の背面側に固定されたドラム２を回転させるモータ４と、ドラム２の前方を閉じるドア５を有している。モータ
４は、水槽３の背面を貫通した回転軸２ａを介してドラム２と連結されており、ドラム２は水平軸を中心に回転駆動するように構成されている。モータ４は、ブラシレス直流モータで構成され、インバータ制御によって回転速度が自在に変化させることができるようになっている。

本体１内には、乾燥用空気を循環させる送風経路６が設けられている。送風経路６内には乾燥風の流れの上流側から順に、吸熱器７、放熱器８、送風装置９が設置されている。送風経路６の両端は、いずれも水槽３の上部と連通接続されている。また、本体１内には圧縮機１０および膨張弁１１が設けられている。圧縮機１０、放熱器８、膨張弁１１、吸熱器７は、内側に冷媒を封入した冷媒パイプ１２によって順にループ状に接続されており、冷凍サイクルを形成している。

吸熱器７および放熱器８は冷媒パイプ１２が蛇行し、これらの冷媒パイプ１２に多数の伝熱フィン７ａ、８ａを接触させるように構成している。少なくとも吸熱器７および放熱器８の冷媒パイプ１２および伝熱フィン７ａ、８ａは、硬度の高い水や洗濯後の排水に接触しても腐食や汚れの固着が生じにくい素材、あるいは、表面状態で構成されており、伝熱フィン７ａ、８ａは、例えば、金属のフィラなどを加えて熱伝導性を高めた樹脂でできている。冷媒パイプ１２は、例えば、銅パイプの表面に樹脂コーティングされている。吸熱器７および放熱器８は、送風経路６内の略最下位置に配置されている。

送風経路６の最下部は貯水部１３を構成している。貯水部１３は、吸熱器７の下部が浸水するように設けた第１の貯水部１３ａと、放熱器８の下部が浸水するように設けた第２の貯水部１３ｂからなり、第１の貯水部１３ａと第２の貯水部１３ｂは、それぞれの水が入り混じらないように間に突起部１３ｃが設けてあり、独立して存在している。

ドラム２は、有底略円筒形であり、略水平軸周りに回転し、前面に設けた開口部２ｂは開閉自在なドア５と対向するように構成されている。ドラム２の周側面にドラム２の内外を貫通するように多数の孔２ｃを備えている。また、ドラム２の内周側面には、洗濯物をモータ４の回転に伴って上方向に持ち上げる複数のバッフル２ｄを内方へ突設している。

水槽３には、水槽３と本体１外の水栓Ａを連通接続する給水経路１４が接続されている。水栓Ａは室温と略同等の常温の水道水等を洗濯乾燥機に供給する。給水経路１４の途中には、洗剤や漂白剤などを供給する水に混入させるための洗剤ケース（図示せず）と、給水切替弁１５が設けられている。給水切替弁１５は、給水経路１４と水槽３とを連通させる状態Ｂ、または、給水経路１４とすすぎ給水経路１６とを連通させる状態Ｃ、または、給水を停止する３つの状態を実現することができる。

すすぎ給水経路１６は、給水替弁１５と放熱器８の周囲に設けた第２の貯水部１３ｂを連通接続している。水槽３内の略底部には洗濯水を加熱するためのヒータ１７が設けられている。水槽３には、水槽３と送風経路６の一部とを連通接続する排水供給経路１８が接続されている。

排水供給経路１８は、水槽３の略最下部と接続されており、水槽３内の水を排出する際には水のほぼ全てが排出される構成となっている。排水供給経路１８の途中には排水切替弁１９が設けられている。

第１の貯水部１３ａの略最下位置には、機外と連通接続された排水経路２０が接続されており、排水経路２０の途中には排水ポンプ２１が設けられている。また、第２の貯水部１３ｂの水を水槽３へ供給するための温水供給経路２２が設けられている。温水供給経路２２は、第２の貯水部１３ｂの略底部と水槽３を連通接続しており、温水供給経路２２の
途中には温水供給ポンプ２３が設けられている。排水切替弁１９には水槽３から排出された水を機外へと排出する直接排水経路２４が接続されている。

排水切替弁１９は、水槽３からの排水を第１の貯水部１３ａに導く状態Ｄと、水槽３からの排水を直接排水経路２４を介して機外に導く状態Ｅと、排水切替弁１９を閉じて排水を停止する３つの状態に切り替えることができる。

洗濯乾燥機の本体１の最外郭は外郭壁２５からなっている。水槽３の振動を抑え、水槽３の振動を外郭壁２５に伝達することを低減するために、水槽３の上部に吊下げバネ２６を設け、ダンパ２７を水槽３と外郭壁２５との間に設けて水槽３を下方から弾性支持している。さらに、外郭壁２５の底面には、本体１を床面に設置する弾性体の脚２８を取り付けている。

また、本体１内の上方前部には、モータ４および送風装置９、圧縮機１０、給水切替弁１５、ヒータ１７、排水切替弁１９、排水ポンプ２１、温水供給ポンプ２３などを制御する制御装置２９が設けられている。制御装置２９は、洗い、すすぎ、脱水、乾燥の各工程を逐次制御する。使用者は操作ボタン（図示せず）を操作することにより、所望の運転が可能となる。

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、作用について説明する。衣類の洗濯および乾燥プログラムの実行による動作の詳細を説明する。まず、洗濯の手順の概要を示す。洗濯は、洗い工程およびすすぎ工程、脱水工程からなる。洗い工程での手順を示す。使用者は、最初にドア５を開放してドラム２内に衣類等の洗濯物を収容した後ドア５を閉じ、操作ボタンを押して所望の運転プログラムを選択して運転を開始させる。

制御装置２９は、ドア５が閉じられていることを確認した後、モータ４を駆動させて回転数などから衣類の量を判定する。その後、制御装置２９は、給水切替弁１５を開放し、状態Ｂとして水栓Ａと水槽３を連通させ、水槽３内に水を溜め始める。給水切替弁１５を通って水槽３に供給される水は洗剤ケースを通過しており、このとき、排水切替弁１９は閉じた状態とする。水を溜めながら、制御装置２９はモータ４を駆動させることで、衣類を満遍なく濡らしておく。同時に制御装置２９はヒータ１７により水槽３に溜められた洗濯水の加熱を開始する。

水槽３に所定の水量が溜まると、制御装置２９は給水切替弁１５を閉じ、モータ４を正転、反転を繰り返すなど所定のプログラムにしたがってドラム２を回転させ、たたき洗いの作用によって衣類の汚れを落とす。制御装置２９は、水槽３内の水温が所定の温度になると、ヒータ１７への通電を停止し、洗い工程を終了する。

洗い工程が終了すると、次にすすぎ工程を開始する。すすぎ工程では、排水、給水、モータ駆動というすすぎ作業を２回おこなう。１回目のすすぎでは、まず、制御装置２９は、排水切替弁１９を状態Ｄにして洗剤や汚れとともに洗濯水を水槽３から排出する。

次に、制御装置２９は、給水切替弁１５を開放して給水経路１４と水槽３とを連通させる状態Ｂにし、再び水槽３に水を供給する。所定の量の水を水槽３内に供給すると給水切替弁１５を閉じる。この間、排水切替弁１９は閉じた状態に制御されている。

水槽３に水を貯めた状態で制御装置２９はモータ４を駆動させ、ドラム２を回転させて衣類に付着している洗剤成分や汚れ成分を汚れていない水の中へと移動させて汚れを落とすすすぎを実行し、所定の時間が経過すると、１回目のすすぎを終了する。すすぎ工程では、制御装置２９はヒータ１７には通電しない。

２回目のすすぎでは、まず、制御装置２９は、排水切替弁１９を状態Ｅに制御して洗剤や汚れとともに、洗濯水を水槽３から直接排水経路２４を介して排出する。また、制御装置２９は、２回目のすすぎの前から給水切替弁１５を状態Ｃに切り替えて、水を貯水部１３ｂに供給する。

吸熱器７に洗濯排水を接触させ、第２の貯水部１３ｂにすすぎ用の水を貯めた状態で、ヒートポンプサイクルを動作させて、洗濯排水の熱をすすぎ水に移動させる。制御装置２９は、所定の時間圧縮機１０を駆動させると、水が所定の温度まで温まったと判断し、圧縮機１０の駆動を停止し、温水供給ポンプ２３を駆動させる。

第２の貯水部１３ｂに貯まった温水は、温水供給ポンプ２３によって水槽３に移動される。第２の貯水部１３ｂの温水が水槽３に供給され始めるまでには、制御装置２９は洗濯排水を機外へと排出している。

ヒートポンプサイクルを利用して洗濯排水の熱をすすぎ水に移動させる方法について説明する。制御装置２９は、洗濯水の排水時には排水切替弁１９を状態Ｄに制御する。排水切替弁１９が状態Ｄになっていると、洗濯排水は第１の貯水部１３ａに導入される。ヒートポンプシステムを構成する吸熱器７は、第１の貯水部１３ａに溜まった洗濯排水と接触し、加熱される。

制御装置２９は、洗濯排水が吸熱器７と接触している状態で圧縮機１０を駆動させる。圧縮機１０で加圧されて高温になった冷媒は放熱器８を加熱する。その結果、やや冷やされた冷媒は膨張弁１１を通って減圧され、さらに低温になる。この低温の冷媒が吸熱器７に移動し、洗濯排水の熱を吸収する。圧縮機１０が駆動している間は、以上のプロセスが進展し、放熱器８は加熱されていく。

次に、２回目のすすぎの際に第２の貯水部１３ｂにすすぎ水が供給されると、すすぎ水は既に温まっている放熱器８によって加熱される。制御装置２９は、連続して圧縮機１０を駆動させており、吸熱器７に接触している洗濯排水から熱を奪い、第２の貯水部１３ｂに溜まったすすぎ水を加熱する。

制御装置２９は、給水切替弁１５を状態Ｃに切り替えてから所定の時間が過ぎると、すすぎ水の温度が十分上がったと判断して圧縮機１０の運転を停止し、温水供給ポンプ２３を駆動させる。第２の貯水部１３ｂに貯まった温水は、温水供給ポンプ２３によって水槽３に移動される。第２の貯水部１３ｂの温水が水槽３に供給され始めると、制御装置２９は、排水ポンプ２１を駆動させ洗濯排水を機外へと排出する。

なお、吸熱器７および放熱器８が一般的に使われているアルミニウム製や銅製の伝熱フィンや冷媒経路で構成されていると、長期間の使用により、伝熱フィン７ａや冷媒パイプ１２の表面で腐食が生じたり、汚れが固着するなどの不具合が比較的起こりやすいが、本実施の形態では、樹脂製の伝熱フィン７ａおよび樹脂コーティングされた冷媒パイプ１２を使用しているので、腐食が生じにくく、汚れも固着し難い。

すすぎ工程が終了すると、次に、脱水工程を実行する。制御装置２９は、モータ４を駆動させてドラム２を高速で回転させる（例えば、１４００ｒ／ｍｉｎ）。このとき、ドラム２の回転数が増加していくにつれて、衣類に付加される遠心力が強まっていくため、衣類はドラム２の内周壁面に張り付いていく。

そして、衣類に含まれる水分は、遠心力によってドラム２の孔２ｃを通して外側に移動
し、遠心力により水槽３の内側に飛ばされる。これにより、衣類に含まれる水分のある程度は除去される。脱水された水は、制御装置２９が排水切替弁１９を開くことで水槽３から排出される。

ドラム２内の衣類の量が多く、第２の貯水部１３ｂで加熱する水量が第２の貯水部１３ｂの容量より多い場合は、すすぎ用の水を複数回に分けて加熱する。この場合、制御装置２９は、１度すすぎ水を加熱し終えた後も、洗濯排水を排出しない。１度すすぎ用の水を水槽３に供給した後で制御装置２９は給水切替弁１５を切り替えて、水を第２の貯水部１３ｂに再び供給する。第１の貯水部１３ａに貯めたままの洗濯排水の熱を使って、新しいすすぎ水を加熱する。

その後、加熱した温水を水槽３に供給するというサイクルを所定の回数繰り返す。その後、制御装置２９はモータ４を駆動して衣類から汚れを取り除く。排水の段階になると、制御装置２９は排水切替弁１９を切り替えて、水槽３からの排水を第１の貯水部１３ａを経由せず直接機外へと排水してすすぎ工程を終了する。

一方、すすぎ、脱水時には、制御装置２９は排水切替弁１９を状態Ｅにし、排水ポンプ２１を駆動する。こうすることで、すすぎ、脱水時の排水は送風経路６に流入することなく、機外へと排出される。

次に、乾燥工程の手順の概要を説明する。洗い、すすぎ、脱水を完了した後、衣類の乾燥運転を実行する。乾燥工程が開始されると制御装置２９は圧縮機１０を駆動させる。圧縮機１０は、冷媒を圧縮して冷媒パイプ１２内を放熱器８側へと送り出す。放熱器８では冷媒よりも低温の乾燥用空気に冷媒の熱を移動させることで、冷媒の温度は低下する。

その後、冷媒は膨張弁１１に到達し、液化する。液化した冷媒は吸熱器７で比較的高温の乾燥用空気の熱を吸収して冷媒の温度が上昇し、冷媒は再び圧縮機１０に到達する。一方、乾燥用空気の視点で考えると、水槽３から送風経路６に入り込んだ乾燥用空気は、図１の矢印イに示す方向に循環する。

ドラム２内で湿った衣類により湿度が高くなった空気は吸熱器７によって冷却される。冷却された乾燥空気の温度に対応して飽和絶対湿度は低下するので、乾燥空気に溶け込めなくなった水分が吸熱器７に付着することになる。このように冷却された乾燥空気が放熱器８によって再び加熱されることで、温度に対応して飽和絶対湿度は上昇し、相対的な湿度は低下し低湿度の乾燥空気となって、送風装置９を通過して再び水槽３内に戻される。

乾燥運転中のヒートポンプシステムについて説明する。洗濯排水ですすぎ水を加熱することにより、ヒートポンプシステムの冷媒温度が室温よりも上昇していたり、低下していたりする。このことが乾燥の起ち上がり時の乾燥性能に与える影響について説明する。図４において、点線は、乾燥前に冷媒を加熱していない場合のヒートポンプシステムの冷媒温度であり、実線は、乾燥前にヒートポンプシステムを起動した場合のヒートポンプシステムの冷媒温度である。

乾燥前に冷媒が温まっていない場合には、図４の点線で示すとおり、初期温度Ｆ（略室温）から冷媒の温度が変化していき、ある程度の温度になると安定的になる。冷媒温度が略一定になるまでの状態を遷移状態と呼ぶ。この状態の間に、冷媒は初期温度から安定的な状態に達するまで徐々に温度が変化していく。

その後、吸熱器７および放熱器８と乾燥用空気との熱交換が行われ、冷媒温度が略一定の状態となり、これを安定状態と呼ぶ。乾燥効率が低くなるのは、この起動直後の遷移状
態でのことである。遷移状態で乾燥効率が低下するのは、放熱器８側冷媒の温度が高くなく、また、吸熱器７側冷媒の温度が低くないため、乾燥用空気との熱交換ができないためである。

本実施の形態によれば、図４の実線に示すとおり、乾燥開始時の初期冷媒温度は安定状態と全く同じ温度ではないが、それに近い温度（図中、初期温度Ｇおよび初期温度Ｈ）になっている。そのため、放熱器８側冷媒温度は従来よりも短時間で安定状態に達することができる。

制御装置２９は、第１の貯水部１３ａや第２の貯水部１３ｂに貯まった水を貯水部１３外へ排出するが、この排出の際に、吸熱器７および放熱器８の一部に水が付着して残ってしまう場合がある。放熱器８に水が付着した状態で乾燥運転を開始すると、放熱器８の熱量が本来の乾燥空気にではなく、その残水を加熱することに使われてしまい、乾燥用空気の加熱効率が低下してしまうという問題が生じる。

このような問題を避けるために、制御装置２９は圧縮機１０を駆動する前に送風装置９を駆動する。送風装置９によって送風経路６内には風が発生し、放熱器８や吸熱器７に付着した水を落下させることができる。

以上のように、本実施の形態の洗濯乾燥機は、吸熱器７を洗濯排水に、放熱器８をすすぎ水に浸水させてヒートポンプシステムを駆動することで、洗濯排水の熱をすすぎ水に移動することができ、これにより少ない消費電力ですすぎ水を加熱することができる。この結果、乾燥開始前に、ドラム２内の衣類およびドラム２自身の温度を上昇させることができ、さらに、冷媒温度も上昇させることができるので、乾燥起ち上がり時の乾燥性能を向上させて、より短時間かつ省エネルギーで乾燥が可能な洗濯乾燥機を提供することが可能となる。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機は、洗濯排水を溜める貯水部１３を送風経路６外にも設け、長時間吸熱器７と洗濯排水を接触させることで、冷媒の加熱効率を向上することができ、より乾燥初期の乾燥効率を向上させることが可能となる。

なお、水栓Ａから温水が供給される場合には、ヒータ１７はなくても問題ない。また、水栓Ａは建物に設置された水道栓に限定するものではなく、風呂水などの供給部であってもよい。

なお、本実施の形態では、吸熱器７と放熱器８は同じ貯水部１３に設けられているが、それぞれ個別の貯水部を設けてもよい。個別の貯水部を設け、吸熱器７と放熱器８の浸水時間を変化させる（排水するタイミングを変える）と、それぞれ最適に冷媒を加熱することが可能となり、さらに乾燥効率を向上させることが可能となる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態における洗濯乾燥機の断面図である。本実施の形態の特徴は、第２の貯水部１３ｂに撹拌装置３１を設け、第２の貯水部１３ｂに貯まった水を撹拌するようにしたものである。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。

図６において、給水経路１４に水温検知装置３０を設けている。吸熱器７および放熱器８は、送風経路６の最下面６ａに接しておらず、最下面６ａとの間に一定量の水が貯められる空間を確保して構成されている。第２の貯水部１３ｂにポンプからなる撹拌装置３１が設けられており、第２の貯水部１３ｂに貯まった水を撹拌するよう構成されている。

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、作用について説明する。基本的な動作は、実施の形態１と同様であるので実施の形態１のものを援用する。まず、洗い、すすぎ、脱水時の動作について説明する。制御装置２９は、洗いが終了すると排水切替弁１９を開放して洗濯排水を送風経路６内の第１の貯水部１３ａに導入する。洗濯排水の貯水を開始してしばらくの間は洗濯排水が吸熱器７に接することはないが、所定量の水が供給されると、吸熱器７は第１の貯水部１３ａの水に浸水する。

制御装置２９は、排水切替弁１９を開放してからの時間をカウントし、洗濯排水が第１の貯水部１３ａの容量以上の場合には、制御装置２９は排水ポンプ２１を駆動させて、第１の貯水部１３ａの水量が適切な量になるように一定時間排水ポンプ２１を駆動して排水した後、排水ポンプ２１の駆動を停止する。

制御装置２９は、排水ポンプ２１の駆動を停止した後、撹拌装置３１を動作させる。撹拌装置３１が動作すると、第２の貯水部１３ｂ内の水は第２の貯水部１３ｂ内で循環し始める。第２の貯水部１３ｂの水に動きが生じると、すすぎ水と放熱器８との間の熱伝達の効率が上昇し、より熱を伝えやすくなる。

次に、乾燥時の動作について説明する。本実施の形態においては、吸熱器７は洗濯排水によって加熱されない。しかし、放熱器８の中の冷媒を加熱しており、冷媒も加熱されることで冷媒パイプ１２内で自然対流が生じ、徐々に放熱器８内の冷媒全体が加熱される。乾燥運転が開始されると、圧縮機１０が駆動されることによって温められた冷媒がヒートポンプシステム全体に行き渡る。

また、制御装置２９は、水温検知装置３０によって供給された水の温度を知ることができる。水栓Ａが温水を供給する場合には、制御装置２９は水温検知装置３０によって温水が供給されていることを検知し、洗濯の際にヒータ１７に通電しない。さらに、洗濯水を排水する場合に、排水切替弁１９を状態Ｅにし、洗濯排水がそのまま機外へと排水されるように制御する。

制御装置２９は、すすぎの最後の排水を貯水部１３へと導入するよう、すすぎの最後の排水の場合にのみ排水切替弁１９を状態Ｄにし、すすぎ排水が貯水部１３へと移動するように制御する。水栓Ａから温水が供給されている場合には、どの段階で水を供給しても冷媒を加熱することができる。そのため、汚れや洗剤成分が多く混入している洗濯排水よりも比較的前記成分の少ないすすぎ排水を貯水部１３に導入した方が、吸熱器７や放熱器８に付着する汚れや洗剤が少なくなり、乾燥性能が低下しない信頼性の高い洗濯乾燥機を提供することが可能となる。

以上のように、第１の貯水部１３ａまたは第２の貯水部１３ｂの少なくともいずれか一方に溜まった水を撹拌する撹拌装置３１を設けることで、より短時間で効率的に洗濯排水と吸熱器７または放熱器８と冷媒との熱交換の効率を向上させることができるので、洗濯排水と吸熱器７、あるいは、すすぎ水と放熱器８との接触時間が少なくとも十分に冷媒を加熱することが可能となり、乾燥開始直後の乾燥効率を高くすることが可能となり、より短時間で効率よく乾燥させることが可能となる。

なお、撹拌手段３１を第１の貯水部１３ａに設けると、洗濯排水と吸熱器７との熱交換を促進することができる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の第３の実施の形態の洗濯乾燥機の要部断面斜視図で、送風経路６内の
吸熱器７および放熱器８の周辺を示している。本実施の形態の特徴は、第１の貯水部１３ａに一定量の水が溜まると、それ以上の水が貯まらないように溢水経路３２を設けたものである。他の構成は実施の形態１、２と同じであり、同一の構成に同一の符号を付して、詳細な説明は実施の形態１、２のものを援用する。

図７において、第１の貯水部１３ａに一定量の水が溜まると、それ以上に流入した水は溢水経路３２から機外へ流出させるように構成している。溜まる水の水位は、吸熱器７全体が浸水してしまわないようにしてあり、第１の貯水部１３ａに水を貯めても、吸熱器７の一部が常に水面から露出するように設定されている。

排水供給経路１８の排水切替弁１９と第１の貯水部１３ａとの間にはフィルタ３３が設けられている。このフィルタ３３は、洗濯時に衣類から脱落したリントや汚れなどを捕捉し、第１の貯水部１３ａに流入させないように構成されている。なお、このフィルタ３３は、使用者が取り外して洗浄することが可能なように構成されている。

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、作用について説明する。基本的な動作は、実施の形態１と同様であるので実施の形態１のものを援用する。洗濯が終わると、制御装置２９は排水切替弁１９を開放して、リントや汚れを含んだ水を排水供給経路１８に流す。排水供給経路１８にはフィルタ３３が設けられているため、洗濯時に出たリントや汚れはこのフィルタ３３によって濾過されて比較的清浄な水が第１の貯水部１３ａへ流れ込む。

洗濯排水が第１の貯水部１３ａに流れ込むと第１の貯水部１３ａに洗濯排水が溜まる。しかし、一定量の水が溜まると、それ以上の水は溢水経路３２から溢れ出して機外へ排出される。つまり、必ず一定量の水だけが溜まるように自動的に制御されている。乾燥運転の前に第１の貯水部１３ａの水を全て排出する際には、制御装置２９は排水ポンプ２１を駆動させて排水する。

したがって、吸熱器７は常に一定の高さまでしか浸水しない。その結果、洗濯排水の中にフィルタ３３を通り抜けた汚れやリントがあったとしても、吸熱器７の下部の一部にしか付着することはなく、吸熱器７の浸水しない部分には汚れ等が付着しない。そのため、吸熱器７全体が汚れなどに覆われて、乾燥運転時に全く熱交換せず、衣類が乾燥できなくなる事態を避けることが可能となる。

次に、洗濯中のヒートポンプシステムについて説明する。洗濯排水によって吸熱器７の中の冷媒は加熱されている。ただし、吸熱器７全体が浸水してしまうことはないので、吸熱器７内の一部の冷媒だけが加熱される。

以上のように、本実施の形態の洗濯乾燥機は、第１の貯水部１３ａまたは第２の貯水部１３ｂまたはその両方に溜めた水が所定の水位を超えないように排水する排水装置としての溢水経路３２を設け、貯水部１３に一定量の水しか溜まらない構成としたものであり、吸熱器７あるいは放熱器８全体に汚れやリントが付着して、乾燥時に冷媒と乾燥空気との間で熱交換ができなくなって、衣類の乾燥ができなくなってしまうという事態を防ぎ、高い乾燥性能を維持し、信頼性の高い洗濯乾燥機を提供することが可能となる。

また、本実施の形態の洗濯乾燥機は、排水供給経路１８は、水槽３と送風経路６との間にゴミを除去するフィルタ３３を設けたものであり、汚れやリントが貯水部１３へと移動しにくくなるので、吸熱器７あるいは放熱器８全体に汚れやリントが付着し、乾燥運転時に冷媒と乾燥空気との間で熱交換ができなくなり、衣類の乾燥ができなくなってしまうという不具合を防ぎ、高い乾燥性能を維持することが可能となる。

なお、上記すべての実施の形態において、貯水部１３は、必ずしも送風経路６内に設ける必要はなく、送風経路６外でも冷媒パイプ等が存在し、冷媒を加熱することができればよい。洗濯排水により送風経路６外で冷媒を加熱すると、送風経路６内の吸熱器７あるいは放熱器８に洗濯排水が付着して乾燥時に乾燥効率を低下させるようなこともないので、安定して乾燥性能を高めることが可能となる。

なお、上記すべての実施の形態において、ドラム２を水平軸周りに回転させて洗濯する洗濯方式を採用しているが、ドラム２が垂直軸周りに回転する縦型洗濯方式など他の洗濯方式でもよい。

なお、上記すべての実施の形態において、伝熱フィンおよび冷媒パイプ１２は、その表面において腐食などの問題が生じずに全体的に熱伝導性の良い物質で構成されていればよい。そのため、伝熱フィン全体が熱伝導性のよい樹脂でできていてもよく、金属製の伝熱フィンの表面に腐食などを抑えるためのコーティングが施されていたり、酸化膜が形成されているなどの構成でもよい。

なお、上記すべての実施の形態において、吸熱器７および放熱器８は、必ずしも伝熱フィンおよび冷媒パイプ１２で構成されている必要はなく、一部伝熱フィンがなかったり、全体的に伝熱フィンがなくてもよい。特に、吸熱器７または放熱器８の浸水する部分に伝熱フィンがないと、洗剤や汚れが付着してしまう恐れを低減することができるので、ヒートポンプシステムの信頼性が向上する。

なお、上記すべての実施の形態において、吸熱器７は第１吸熱器と第２吸熱器に分割して直列接続し、第１吸熱器を送風経路６内に配置し、第２吸熱器を送風経路６外に配置して、第１吸熱器を乾燥用に、第２吸熱器をすすぎ水の加熱用に使用すると、乾燥用に使う吸熱器にリントやゴミ、水などの付着を防止することができる。

なお、上記すべての実施の形態において、放熱器８は第１放熱器と第２放熱器に分割して直列接続し、第１放熱器を送風経路６内に配置し、第２放熱器を送風経路６外に配置して、第１放熱器を乾燥用に、第２放熱器をすすぎ水の加熱用に使用すると、乾燥時に使用する第１放熱器への水滴の付着を防止することができる。

なお、上記すべての実施の形態において、吸熱器７と放熱器８とは略同じ高さに配置されているが、放熱器８の方が高い位置に配置すると、吸熱器７周辺の第１の貯水部１３ａから汚れた洗濯排水の水が放熱器８周辺の第２の貯水部１３ｂに入り込むことがなく、すすぎ水が汚れるのを防止することができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、乾燥運転開始後の起ち上がり性能を高めて、乾燥性能を向上させることができるので、洗濯乾燥機として有用である。

２ドラム
３水槽
６送風経路
７吸熱器
８放熱器
９送風装置
１０圧縮機
１１膨張弁
１２冷媒パイプ
１４給水経路
１６すすぎ給水経路
１８排水供給経路
２０排水経路
２２温水供給経路
２９制御装置

Claims

洗濯用の水を溜める水槽と、前記水槽内に回転可能に設けたドラムと、圧縮機、放熱器、膨張弁、および吸熱器を冷媒が循環するように冷媒パイプで連結したヒートポンプシステムと、前記吸熱器と前記放熱器および前記ドラムを通風連結する送風経路と、前記送風経路に乾燥用空気を送風する送風装置と、機外から前記水槽へ水を供給する給水経路と、前記水槽内の水を前記吸熱器へ導く排水供給経路と、機外から前記放熱器に水を供給するすすぎ給水経路と、前記放熱器に供給された水を前記水槽へと供給する温水供給経路と、水を機外へと排出する排水経路と、洗濯および乾燥運転を実行する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記水槽内の水を前記排水供給経路を通して前記吸熱器へ供給するとともに、前記すすぎ給水経路を通して前記放熱器に供給された水を前記温水供給経路を通して前記水槽へ供給し、すすぎに用いる水を洗濯排水により加熱してすすぎ工程を実行し、乾燥工程へ移行するようにした洗濯乾燥機。
送風経路内に設けた吸熱器の一部が浸水するように第１の貯水部を設け、前記第１の貯水部に洗濯排水を溜めるようにした請求項１記載の洗濯乾燥機。
送風経路内に設けた放熱器の一部が浸水するように第２の貯水部を設け、前記第２の貯水部にすすぎ水を溜めるようにした請求項１記載の洗濯乾燥機。
第１の貯水部または第２の貯水部の少なくともいずれか一方の水が所定の水位を超えないように排水する排水装置を備えた請求項２または３記載の洗濯乾燥機。
第１の貯水部または第２の貯水部の少なくともいずれか一方に溜まった水を撹拌する撹拌装置を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
制御装置は、衣類乾燥のために圧縮機を駆動する前に送風装置を駆動するようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
水槽と機外を連通接続する直接排水経路を備え、前記直接排水経路と排水供給経路のいずれかに切り替える排水切替弁を備えた請求項１〜６のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
給水の温度を検知する水温検知装置を設け、制御装置は、給水温度が設定された洗濯温度以上の場合は、排水切替弁を直接排水経路に切り替えて洗濯排水を機外へ排出するようにした請求項７記載の洗濯乾燥機。
排水供給経路は、水槽と送風経路との間にゴミを除去するフィルタを設けた請求項１〜８のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。