JP2013085794A - 衣類乾燥機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒートポンプ装置の冷媒が循環する管路を簡略化し、コンパクトに構成する。
【解決手段】ヒートポンプ装置6と、凝縮器2に設けた加熱部8および排熱部9と、ヒートポンプ装置により加熱された温風を送風する送風機10と、送風機により送風される乾燥用空気を蒸発器4から凝縮器の加熱部へ流して乾燥室11へ導く乾燥用空気回路12と、ヒートポンプ装置を制御する制御手段18とを備え、蒸発器によって除湿された除湿水を排熱部へ吐出して排熱部を冷却し、凝縮器の熱を排出するようにしたものである。
【選択図】図1
【解決手段】ヒートポンプ装置6と、凝縮器2に設けた加熱部8および排熱部9と、ヒートポンプ装置により加熱された温風を送風する送風機10と、送風機により送風される乾燥用空気を蒸発器4から凝縮器の加熱部へ流して乾燥室11へ導く乾燥用空気回路12と、ヒートポンプ装置を制御する制御手段18とを備え、蒸発器によって除湿された除湿水を排熱部へ吐出して排熱部を冷却し、凝縮器の熱を排出するようにしたものである。
【選択図】図1
Description
本発明は、衣類等の乾燥をおこなう衣類乾燥機に関するものである。
従来、この種の衣類乾燥機は、ヒートポンプサイクルを用いたものが考えられている。図5に示すように、衣類乾燥機は、圧縮機51、凝縮器52、排熱器53、絞り手段54および蒸発器55を冷媒が循環するように管路56で連結したヒートポンプ装置57を有している。乾燥用空気を流す風回路58は、乾燥用空気を加熱する凝縮器52と、乾燥用空気を送風する送風機59と、衣類等の乾燥対象物を入れた乾燥庫60と、乾燥用空気を冷却し除湿する蒸発器55とを連結するように構成されている。排熱器53は、凝縮器52と絞り手段54との間の管路56に配設されており、給水弁61と水タンク62から構成されている。
給水弁61から水タンク62へ給水することにより、水タンク62内に配設されている管路56内の冷媒と水タンク62内の水とが熱交換され、水タンク62内の水は排水管63から排水口64へ排出され、冷媒の熱の一部を外部に排熱する。また、圧縮機51の冷媒吐出付近の管路56に取り付けられたサーミスタ65により、圧縮機51から吐出される冷媒の温度を検知し、制御手段66によって圧縮機51と給水弁61の動作を制御している。乾燥用空気は矢印Aで示す方向へ流れている(例えば、特許文献1参照)。
以上のように構成された衣類乾燥機の動作について説明する。まず、乾燥を開始すると圧縮機51および送風機59が作動する。送風機59によって乾燥用空気が凝縮器52を通過して、凝縮器52からの放熱で加熱されて温風となり乾燥庫60に送られる。乾燥庫60内で衣類と接触した乾燥用空気は衣類から水分を奪って衣類の乾燥を進行させる。
乾燥用空気は、蒸発のための熱量として顕熱を与えられるため温度が低下するが、衣類から放出されたほぼ同等の潜熱を有する水蒸気を含んで高湿の空気となる。衣類と接触する前後の乾燥用空気のエンタルピはほぼ一定である。高湿となった乾燥用空気は、蒸発器55において冷却され、潜熱を奪われ結露して除湿される。除湿されて絶対湿度が低下した乾燥用空気は、再び凝縮器52で加熱され風回路58を循環する。
一方、ヒートポンプ装置57は、圧縮機51で圧縮された高温高圧のガス冷媒が凝縮器52で乾燥用空気に熱を奪われ凝縮し液化する。次に、凝縮器52を出た冷媒は排熱器53に入り、水タンク62内に溜められた水と熱交換する。熱交換した水タンク62内の水は排水管63から排水口64へ排出され、冷媒の熱の一部は外部に排熱される。
次に、高圧の冷媒が絞り手段54で減圧され、低温低圧となり、蒸発器55で乾燥用空気から熱を奪い再び圧縮機51に戻る。冷媒によって蒸発器55で奪った熱量に圧縮機51の入力から得られる熱量を加えた熱量が、凝縮器52から放熱されるが、排熱器53によって圧縮機51の入力に相当する熱量を予め外部に放出するため、凝縮器52からの放熱量は一定の値でバランスしている。冷媒は矢印Bで示す方向に流れている。
しかしながら、前記従来の構成では、凝縮器52から排熱器53までの配管、および排熱器53から絞り手段54までの配管が必要であり、衣類乾燥機が大型化す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、ヒートポンプ装置の冷媒が循環する管路を簡略化し、コンパクトな衣類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、本発明の衣類乾燥機は、ヒートポンプ装置と、凝縮器に設けた加熱部および排熱部と、前記ヒートポンプ装置により加熱された温風を送風する送風機と、前記送風機により送風される乾燥用空気を蒸発器から前記凝縮器の前記加熱部へ流して乾燥室へ導く乾燥用空気回路と、前記ヒートポンプ装置を制御する制御手段とを備え、前記蒸発器によって除湿された除湿水を前記排熱部へ吐出して前記排熱部を冷却し、前記凝縮器の熱を排出するようにしたものである。
これによって、凝縮器の一部を排熱部として利用するため、冷媒が循環する管路を簡略にすることができ、コンパクトに構成することができる。
本発明の衣類乾燥機は、冷媒が循環する管路を簡略にすることができ、コンパクトに構成することができる。
第1の発明は、衣類等を収容し乾燥させる乾燥室と、圧縮機と凝縮器と絞り手段と蒸発器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置と、前記凝縮器に設けた加熱部および排熱部と、前記ヒートポンプ装置により加熱された温風を送風する送風機と、前記送風機により送風される乾燥用空気を前記蒸発器から前記凝縮器の前記加熱部へ流して前記乾燥室へ導く乾燥用空気回路と、前記ヒートポンプ装置を制御する制御手段とを備え、前記蒸発器によって除湿された除湿水を前記排熱部へ吐出して前記排熱部を冷却し、前記凝縮器の熱を排出するようにしたことにより、凝縮器の一部を加熱部とし、他の部分を排熱部としたため、別途排熱器を設ける必要がなく、排熱器を繋ぐ配管がなくなり、ヒートポンプ装置をコンパクトに構成することができる。
第2の発明は、特に、第1の発明において、蒸発器で発生した除湿水を溜める第1タンクを設け、前記第1タンクを前記蒸発器の下部に配設したことにより、必要量の除湿水を第1タンクに溜めてから、排熱部へ吐出し、排熱部の冷却を行うことができるので、凝縮器の熱を効果的に排熱することができる。
第3の発明は、特に、第2の発明において、排熱部に吐出された除湿水を溜める第2タンクを設け、前記第2タンクを前記排熱部の下部に配設し、前記第2タンクから第1タンクへ除湿水を流す戻り水路を設けたことにより、排熱部へ吐出した除湿水を第1タンクへ循環回収して利用することができるようになり、凝縮器の熱を効率よく放熱することが可
能になる。
能になる。
第4の発明は、特に、第3の発明において、第1タンクの底部が第2タンクの底部より下方となるように、前記第1タンクと前記第2タンクを配設したことにより、吐出された除湿水が第2タンクから第1タンクへ自然と流れるようになるので、簡単な構成で除湿水を循環させることが可能となり、安価に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つの発明において、第1タンクに溜まる除湿水を検知する除湿水検知手段と、凝縮器を流れる冷媒温度を検知する温度検知手段と、前記第1タンクの除湿水を排熱部に吐出するポンプを設け、前記除湿水検知手段が所定量の除湿水を検知し、かつ、前記温度検知手段が所定の温度を検知したとき、制御手段は、前記ポンプを駆動して排熱部に除湿水を吐出するようにしたことにより、冷媒温度の過度な上昇を抑えることができ、安定した乾燥運転を実現することができる。
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、本発明の実施の形態1の衣類乾燥機を示す系統図、図2は、同衣類乾燥機のブロック図、図3は、同衣類乾燥機の除湿水吐出のタイミングチャートである。
図1は、本発明の実施の形態1の衣類乾燥機を示す系統図、図2は、同衣類乾燥機のブロック図、図3は、同衣類乾燥機の除湿水吐出のタイミングチャートである。
図1〜図3において、衣類乾燥機は、冷媒を圧縮する圧縮機1と、圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する凝縮器2と、高圧の冷媒の圧力を減圧するためのキャピラリーチューブからなる絞り手段3と、減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う蒸発器4を順に接続し、再び圧縮機1に冷媒が循環するように管路5で連結したヒートポンプ装置6が設けられている。また、ヒートポンプ装置6の状態を検知するために、圧縮機1から冷媒が吐出する近傍の管路5の表面温度を検知するサーミスタからなる温度検知手段7が設けられている。
凝縮器2は、乾燥用空気を加熱する加熱部8と、冷媒の温度を放熱する排熱部9とから構成されており、加熱部8と、乾燥用空気を送風する送風機10と、衣類等の被乾燥物を入れる乾燥室11と、乾燥用空気から吸熱する蒸発器4とを環状に接続した乾燥用空気回路12が設けられている。乾燥用空気は、乾燥用空気回路12を矢印Cで示す方向に流れている。また、排熱部9は乾燥用空気回路12の外に設けている。
乾燥室11は、回転可能なドラムで構成されており、モータ13によって正逆回転駆動し、収容された衣類等が乾燥室11内で撹拌されるようにしている。
蒸発器4の下部には蒸発器4で発生した除湿水を溜めるための第1タンク14が配設されており、除湿水の有無を検知するフロートスイッチからなる除湿水検知手段15が設けられている。第1タンク14に溜まった除湿水は吐出水路16を通り、ポンプ17によって排熱部9へ吐出される構成となっている。除湿水は矢印Dで示す方向に流れている。
制御手段18は、ヒートポンプ装置6の圧縮機1、送風機10、モータ13、ポンプ17等を制御し、乾燥運転を制御する。
なお、温度検知手段7は、凝縮器2を通る途中の管路5に配設してもよく、また、凝縮器2を通過直後の乾燥用空気回路12内に配設し乾燥用空気の温度を検知するようにしてもよい。また、温度検知ではなく圧縮機1の冷媒吐出近傍の管路5内の圧力を圧力センサで検知するようにしてよく、要は、ヒートポンプ装置6の状態を検知することができれば
よい。
よい。
以上のように構成された衣類乾燥機について、以下その動作、作用を説明する。まず、乾燥運転を開始すると、送風機10と圧縮機1が作動する。送風機10によって乾燥用空気が加熱部8を通過して、加熱部8からの放熱で加熱され、温風となって乾燥室11に送られる。乾燥室11内で衣類と接触した乾燥用空気は、衣類から水分を奪って衣類を乾燥する。
乾燥用空気は、蒸発のための熱量として顕熱を与えられるため温度が低下するが、衣類から放出されたほぼ同等の潜熱を有する水蒸気を含んで高湿の空気となる。衣類と接触する前後の乾燥用空気のエンタルピはほぼ一定である。高湿となった乾燥用空気は、蒸発器4において冷却され、潜熱を奪われ結露して除湿され、除湿された除湿水は第1タンク14へ回収されて溜まる。除湿されて絶対湿度が低下した乾燥用空気は、再び加熱部8で加熱される。
一方、ヒートポンプ装置6では、圧縮機1で圧縮された高温高圧の冷媒の熱が加熱部8で乾燥用空気に熱を与え凝縮するとともに、排熱部9において、排熱部9へ吐出された除湿水と冷媒とが熱交換を行うことによって一部の熱が放出される。
次に、高圧の冷媒が絞り手段3で減圧され、低温低圧となり、蒸発器4で乾燥用空気から熱を奪い再び圧縮機1に戻る。冷媒によって蒸発器4で奪った熱量に圧縮機1の入力から得られる熱量を加えた熱量が、凝縮器2から放熱されるが、圧縮機1の入力に相当する熱量を排熱部9へ除湿水を吐出させることにより、あらかじめ外部に放出しているため、加熱部8からの加熱量は一定の値でバランスしている。
これにより、冷媒温度と冷媒圧力の過昇を抑え、圧縮機1の過負荷を防止することができるので、安全で安定したヒートポンプサイクルを実現することができ、コンパクトで省エネ効果の高い衣類乾燥機を実現することができる。
ここで、除湿水吐出のタイミングについて詳細を述べる。図3は、除湿水吐出のタイミングチャートである。図3において、横軸に乾燥運転開始からの時間、縦軸に圧縮機1の回転数、温度検知手段7の検知温度、除湿水検知手段15による水位検知、ポンプ17の動作タイミングをそれぞれ示している。
まず、乾燥運転が開始すると、圧縮機1が所定回転数Rで作動し、乾燥運転の進行にともない乾燥用空気の温度が上昇し、温度検知手段7による検知温度が上昇する。そして、衣類から除湿された除湿水が第1タンク14に溜まり、除湿水検知手段15により所定量の除湿水が溜まったことが検知される(T1)。また、温度検知手段7により冷媒温度が所定温度K1に達したことが検知される(T2)。
ここで、除湿水が所定量溜まったことが検知され、かつ、冷媒温度が所定温度K1に達したことが検知されると、温度検知手段7による検知温度を安定させるように、つまり、圧縮機1の入力に相当する熱量を排出するように、ポンプ17から除湿水の吐出量を制御しながら吐出を開始し(T2)、冷媒温度を安定させる。
このように、温度検知手段7からの温度情報に応じて放熱量を制御することにより、冷媒温度の過昇を抑えるとともに、冷媒温度も安定させることができるので、圧縮機1の過負荷を防止するとともに、安定した効率よい乾燥運転をすることができるので、安全で安定した衣類乾燥機を実現でき、省エネ効果の高い乾燥を実現することができる。
ここで、何らかの理由により冷媒温度が所定温度K2を下回ると、ポンプ17を停止させる(T3)ことにより、冷媒温度は再び上昇を始め、冷媒温度が所定温度K1に達すると、ポンプ17を再び作動させ(T4)、冷媒温度を安定させる。
以上のように、第1タンク14に除湿水が溜められ、所定の条件を満たした後に除湿水が吐出される構成としているため、乾燥運転開始後の初期段階などで、冷媒温度が所定温度K1まで達していない場合には、除湿水が吐出されて排熱部9で必要以上に放熱されることがなく、効率のよい衣類乾燥を行うことができる。
また、除湿水によって排熱部9から放熱させる熱量よりも、圧縮機1の入力に相当する熱量の方が大きい場合には、圧縮機1の回転数を下げることによって、圧縮機1の入力に相当する熱量と、除湿水によって排熱部9から放熱される熱量とをバランスさせることができ、冷媒温度の過昇を防止して効率の高い乾燥を実現させることができる。
なお、本実施の形態では、温度検知手段7が所定の温度K1を検知する前に除湿水を検知するT1<T2の例を示しているが、温度検知手段7が所定の温度K1を検知しているが、除湿水検知手段15での水位検知が行われていない場合(T1>T2)においては、圧縮機1の回転数を下げることによって圧縮機1への過負荷を低減させ、その後、除湿水検知手段15が所定水量を検知すると、除湿水の吐出を行い、圧縮機1の回転数を所定回転数Rへ戻すといった方法をとることも可能である。
以上のように、本実施の形態においては、衣類等を収容し乾燥させる乾燥室11と、圧縮機1と凝縮器2と絞り手段3と蒸発器4とを冷媒が循環するように管路5で連結したヒートポンプ装置6と、凝縮器2に設けた加熱部8および排熱部9と、ヒートポンプ装置6により加熱された温風を送風する送風機10と、送風機10により送風される乾燥用空気を蒸発器4から凝縮器2の加熱部8へ流して乾燥室11へ導く乾燥用空気回路12と、ヒートポンプ装置6を制御する制御手段18とを備え、蒸発器4によって除湿された除湿水を排熱部9へ吐出して排熱部9を冷却し、凝縮器2の熱を排出するようにしたものであり、凝縮器2の一部を加熱部9とし、他の部分を排熱部9としたことにより、別途排熱器を設ける必要がなく、排熱器を繋ぐ配管がなくなり、ヒートポンプ装置6をコンパクトに構成することができる。
なお、本実施の形態は、衣類乾燥機としての例を示したが、乾燥室11を構成するドラムを水槽内に設け、水槽内に洗濯水を給水する給水装置と、水槽内の洗濯水を排水する排水装置を設け、洗濯機能と乾燥機能を備えた洗濯乾燥機としても実施可能であり、乾燥機能においては同様の効果を得ることができる。
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2の衣類乾燥機の系統図である。本実施の形態の特徴は、排熱部9に吐出された除湿水を溜める第2タンク19を排熱部9の下部に配設し、第2タンク19から第1タンク14へ除湿水を流す、戻り水路20を設けている。そして、第1タンク14の底部が第2タンク19の底部より下方となるように、第1タンク14と第2タンク19を配設したものである。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4は、本発明の実施の形態2の衣類乾燥機の系統図である。本実施の形態の特徴は、排熱部9に吐出された除湿水を溜める第2タンク19を排熱部9の下部に配設し、第2タンク19から第1タンク14へ除湿水を流す、戻り水路20を設けている。そして、第1タンク14の底部が第2タンク19の底部より下方となるように、第1タンク14と第2タンク19を配設したものである。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。
排熱部9へ吐出された除湿水は、排熱部9を冷却した後に、排熱部9の下部に配設された第2タンク19によって回収され、第1タンク14と第2タンク19とを連通させている戻り水路20を通り、再び第1タンク14へと戻る。
ここで、第1タンク14の底部が第2タンク19の底部より下方となるように構成して
いるため、第2タンク19の底部から第1タンク14へ戻り水路20を構成することにより、除湿水は第2タンク19から第1タンク14へ自然排水される構成としている。
いるため、第2タンク19の底部から第1タンク14へ戻り水路20を構成することにより、除湿水は第2タンク19から第1タンク14へ自然排水される構成としている。
これによって、排出ポンプなどを用いる必要がなく、簡単で安価な構成で第2タンク19内の除湿水を第1タンク14へ循環させることが可能となる。また、除湿水を第1タンク14と第2タンク19との間を循環させる構成としているので、除湿水が不足することがなく除湿水を排熱部9に吐出することができ、凝縮器2の熱を効率よく放熱することが可能となる。したがって、除湿水によって排熱部9から放熱させる熱量が、圧縮機1の入力に相当する熱量より小さくなるのを防止することができるので、乾燥効率が低下することがない。
また、乾燥運転が終盤になり、第1タンク14が満水になった場合には、乾燥運転終了後に戻り水路20に設けた排水弁21を開いて第1タンク14に溜まっている除湿水を排水することにより、水漏れを防止することができる。
また、第1タンク14の容量を乾燥前衣類の含有水分量が回収可能となるような大きさとし、さらに、第1タンク14が取り外せる構成とすることにより、乾燥終了後に第1タンク14を取り外して、第1タンク14内に溜まった除湿水を機外へ排出することが可能となり、排水弁21が不要となる。
以上のように、本発明にかかる衣類乾燥機は、冷媒が循環する管路を簡略にすることができ、コンパクトに構成することができるので、衣類乾燥機として有用である。
1 圧縮機
2 凝縮器
3 絞り手段
4 蒸発器
5 管路
6 ヒートポンプ装置
8 加熱部
9 排熱部
10 送風機
11 乾燥室
12 乾燥用空気回路
18 制御手段
2 凝縮器
3 絞り手段
4 蒸発器
5 管路
6 ヒートポンプ装置
8 加熱部
9 排熱部
10 送風機
11 乾燥室
12 乾燥用空気回路
18 制御手段
Claims (5)
- 衣類等を収容し乾燥させる乾燥室と、圧縮機と凝縮器と絞り手段と蒸発器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置と、前記凝縮器に設けた加熱部および排熱部と、前記ヒートポンプ装置により加熱された温風を送風する送風機と、前記送風機により送風される乾燥用空気を前記蒸発器から前記凝縮器の前記加熱部へ流して前記乾燥室へ導く乾燥用空気回路と、前記ヒートポンプ装置を制御する制御手段とを備え、前記蒸発器によって除湿された除湿水を前記排熱部へ吐出して前記排熱部を冷却し、前記凝縮器の熱を排出するようにした衣類乾燥機。
- 蒸発器で発生した除湿水を溜める第1タンクを設け、前記第1タンクを前記蒸発器の下部に配設した請求項1記載の衣類乾燥機。
- 排熱部に吐出された除湿水を溜める第2タンクを設け、前記第2タンクを前記排熱部の下部に配設し、前記第2タンクから第1タンクへ除湿水を流す戻り水路を設けた請求項2記載の衣類乾燥機。
- 第1タンクの底部が第2タンクの底部より下方となるように、前記第1タンクと前記第2タンクを配設した請求項3記載の衣類乾燥機。
- 第1タンクに溜まる除湿水を検知する除湿水検知手段と、凝縮器を流れる冷媒温度を検知する温度検知手段と、前記第1タンクの除湿水を排熱部に吐出するポンプを設け、前記除湿水検知手段が所定量の除湿水を検知し、かつ、前記温度検知手段が所定の温度を検知したとき、制御手段は、前記ポンプを駆動して排熱部に除湿水を吐出するようにした請求項1〜4のいずれか1項に記載の衣類乾燥機。
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2011
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