JP2014090955A

JP2014090955A - 衣類乾燥機

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Publication number: JP2014090955A
Application number: JP2012244360A
Authority: JP
Inventors: Koji Kashima; 弘次鹿島
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-05-19
Anticipated expiration: 2032-11-06
Also published as: JP6121693B2

Abstract

【課題】冷凍サイクルの減圧手段としてキャピラリーチューブを使用したヒートポンプを用いながらも、着霜によるヒートポンプの運転不良を防止する。
【解決手段】衣類乾燥機は、外箱と、外箱内に設けられ排気口と給気口とを有する乾燥室と、乾燥室外に設けられ排気口と給気口とを連通する循環風路と、この循環風路内に設けられ乾燥室及びこの循環風路内の空気を循環させる送風機と、圧縮機、凝縮器、キャピラリーチューブ、蒸発器を冷媒管で閉ループに繋いで構成された冷凍サイクルを備えると共に、蒸発器を循環風路内に設け且つ凝縮器を循環風路内に蒸発器より空気の流れに対して下流側に設けてなるヒートポンプと、圧縮機と送風機とを制御して蒸発器の着霜を抑制する制御手段とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、衣類乾燥機に関する。

例えば家庭用の洗濯乾燥機においては、従来の加熱用のヒータを用いて乾燥運転を行うものに代えて、ヒートポンプを用いて乾燥運転を行うものが供されている。この洗濯乾燥機では、ヒートポンプの他に、水槽の給気口と排気口とに連通接続された循環風路と、水槽内の空気をこの循環風路を通して循環させる送風機とを備えている。前記ヒートポンプは、冷凍サイクルを備えて構成されている。冷凍サイクルは、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器を順に冷媒管により閉ループに接続し、冷媒を圧縮機で圧縮し、減圧手段で減圧し、凝縮器で凝縮（放熱）し、蒸発器で蒸発（冷却）することを循環して行う。

前記蒸発器は、前記循環風路内に、前記水槽の排気口側に位置し、且つ前記凝縮器はこの蒸発器よりも前記給気口側へ位置するように配設されている。従って、送風機の運転によって前記水槽の前記排気口から出た空気は、一旦、蒸発器で冷却されることで除湿され、そして、凝縮器で加熱されて（温風化されて）、水槽の給気口から水槽内に供給され、この水槽内の衣類の湿気を奪って前記排気口から出ることを繰り返す。
このヒートポンプを用いた乾燥は、ヒータを用いた乾燥に比べて、エネルギー効率に優れると共に、加熱温度が低く、しわや縮みが少ない等のメリットがある。

特開２０１１−２４６５９号公報

一般に、このようなヒートポンプの蒸発器は、微小な間隔で設けられた多数のフィンを有する管で構成されており、この管の内部に冷媒を流すことで、蒸発器のフィン間を通過する空気を冷却し除湿する。ヒートポンプによる冷凍サイクルの運転が開始されると、蒸発器の温度は低下し、凝縮器の温度は上昇する。この場合、例えば冬場などで周囲の温度が比較的低い場合には、冷凍サイクルの運転の初期段階で蒸発器がマイナス温度まで低下することがある。このとき、比較的湿度の高い空気が蒸発器を通過すると、蒸発器に着霜が生じ、この霜によりフィン間の風路抵抗が増大することがある。

この状態で冷凍サイクルの運転を継続した場合、凝縮器の温度上昇に伴って蒸発器の温度も上昇し、これにより蒸発器の着霜が解消されることがある一方、凝縮器の温度上昇よりも蒸発器側の着霜が進行してフィン間が閉塞状態となることがある。すると、蒸発器および凝縮器を空気が通過しないため熱交換が行われなくなり、蒸発器および凝縮器の温度上昇が進まずに冷凍サイクルの運転が正常に立ち上がらない、つまりヒートポンプの運転が正常に立ち上がらない不具合が発生する。

ここで、冷凍サイクルにおいて、凝縮器及び蒸発器の間に設けられた減圧手段として開口度調節が可能な電子弁を備えているタイプがあり、このものでは、冷凍サイクルの運転初期に電子弁の開口度（絞り度）を調整することで、蒸発器の着霜を防止することが可能であるが、この場合、重量が増加すると共に部品コストも高い。これに対して、減圧手段として、キャピラリーチューブ（開口度が固定であるいわゆる細管）を用いるタイプでは、軽量で部品コストも安くシンプルで故障の少ない冷凍サイクル構成となるが、開口度が不変であるため、上述の不具合が発生する。
そこで、冷凍サイクルの減圧手段としてキャピラリーチューブを使用したヒートポンプを用いながらも、着霜によるヒートポンプの運転不良を防止できる衣類乾燥機を提供する。

実施形態による衣類乾燥機は、外箱と、前記外箱内に設けられ排気口と給気口とを有する乾燥室と、前記乾燥室外に設けられ前記排気口と前記給気口とを連通する循環風路と、この循環風路内に設けられ前記乾燥室及びこの循環風路内の空気を循環させる送風機と、圧縮機、凝縮器、キャピラリーチューブ、蒸発器を冷媒管で閉ループに繋いで構成された冷凍サイクルを備えると共に、前記蒸発器を前記循環風路内に設け且つ前記凝縮器を前記循環風路内に前記蒸発器より空気の流れに対して下流側に設けてなるヒートポンプと、前記圧縮機と前記送風機とを制御して前記蒸発器の着霜を抑制する制御手段とを備えた構成である。

第１実施形態による洗濯乾燥機の縦断側面図ヒートポンプの概略構成を示す図制御系の機能ブロック図制御装置の制御内容を示すフローチャート運転制御（Ａ）の制御内容を示すフローチャート運転制御（Ｂ）の制御内容を示すフローチャート運転制御（Ｃ）の制御内容を示すフローチャート圧縮機及び送風機の各調整値を示す図第２実施形態を示す図３相当図制御データを示す図調査データを示し、（ａ）は第１の運転周波数が６０Ｈｚである場合の制御パターンを示し、（ｂ）は各制御パターンでの蒸発器の温度変化を示す図調査データを示す図図４相当図

第１実施形態では、衣類乾燥機として洗濯乾燥機を示している。この洗濯乾燥機について図１〜図８を参照して説明する。図１において、外箱１の内部には水槽２が配設され、その水槽２の内部にはドラム３が配設されている。水槽２及びドラム３は、共に一端部が閉塞された円筒状を成している。この場合、水槽２及びドラム３により、衣類の洗い（洗剤洗い及びすすぎ洗い）、脱水、乾燥に用いる槽が構成される。前記水槽２の内部（実質的にはドラム３の内部）は、乾燥室３ａを構成している。

これら水槽２及びドラム３は、前側、即ち、図１中、左側の端面部にそれぞれの開口部４，５を有している。このうち、ドラム３の開口部５は、衣類が出し入れされ、その開口部５は水槽２の開口部４に囲繞されている。開口部４は、外箱１の前面部に形成された衣類出し入れ用の開口部６に、ベローズ７を介して連結されている。外箱１の開口部６には扉８が開閉可能に設けられている。

ドラム３は、開口部５の周囲に、例えば液体封入形の回転バランサ９が設けられ、周側部、つまり、ドラム３の胴部のほぼ全域に孔１０が形成されている（図１に一部のみ図示）。この孔１０は、洗濯時及び脱水時に通水孔として機能し、乾燥時には通風孔として機能する。ドラム３の周側部の内面には複数のバッフル１１が該ドラム３の内方に突出して設けられている。ドラム３の後側の端面部には、その中心と同心となる環状配置により複数の温風導入口１２が形成されている。

水槽２には、前側の端面部の上部、つまり、開口部４より上方の部分に排気口１３が形成され、後側の端面部の上部に、温風導入口１２の回転軌跡に対向させて給気口１４が形成されている。水槽２の底部には排水口１５が設けられている。この排水口１５には、水槽２外で排水弁１６が接続され、更に、排水弁１６に排水ホース１７が接続されて、これらにより水槽２内の水を機外に排出できるようにしている。

水槽２の背面部には洗濯機モータ１８が取り付けられており、これの回転軸１９を水槽２内に挿通させて、その先端部に、ドラム３の後側の端面部の中心部が取り付けられている。これにより、ドラム３は、水槽２に同軸状で回転可能に支持されている。即ち、ドラム３は、洗濯機モータ１８により直接回転駆動される構成で、洗濯機モータ１８によるダイレクトドライブ方式が採用されている。

なお、水槽２は、複数のサスペンション２０（図１に、１つのみ図示）を介して外箱１に弾性支持されている。その支持形態は、水槽２の軸方向が、前後となる横軸状かつ、前上がりの傾斜状をなしている。さらに、この水槽２に支持されたドラム３も、同形態となっている。洗濯機モータ１８は、この場合アウターロータ形のブラシレスＤＣモータで構成されており、ドラム３を回転させる駆動手段として機能するようになっている。

水槽２の下方、即ち、外箱１の底面上には、台板２１が配置され、この台板２１上に通風ダクト２２が配置されている。通風ダクト２２は、前端部の上部に吸風口２３を有している。この吸風口２３には、水槽２の排気口１３が、還風ダクト２４及び接続ホース２５を介して接続されている。なお、還風ダクト２４は、水槽２の開口部４の左側を迂回するように配管されている。

通風ダクト２２の後端部には、送風機２６のケーシング２７が連設されている。このケーシング２７の出口部２８は、接続ホース２９及び給風ダクト３０を介して、水槽２の給気口１４に接続されている。なお、給風ダクト３０は、前記洗濯機モータ１８の左側を迂回するように配管されている。ここで、還風ダクト２４、接続ホース２５、通風ダクト２２、送風機２６のケーシング２７、接続ホース２９、給風ダクト３０により、水槽２の排気口１３と給気口１４とが連通接続されて、循環風路３１が構成されている。この循環風路３１は、水槽２内と連通していると共にドラム３内とも連通している。なお、送風機２６は、この場合、遠心ファンであり、ケーシング２７の内部に遠心羽根車３２を有すると共に、その遠心羽根車３２を回転させる送風機モータ３３をケーシング２７の外部に有している。送風機２６は、ドラム３内の空気を、循環風路３１を通して循環させる送風手段を構成している。この送風機２６の運転により循環風路３１内に矢印Ｅで示す循環空気流が形成される。又、この送風機モータ３３は回転数変更可能である。

そして、循環風路３１中、通風ダクト２２の内部において、乾燥室３ａの空気出口側である排気口１３側には蒸発器３４が配設されている。又、循環風路３１中、通風ダクト２２の内部において、当該蒸発器３４より前記循環空気流（空気の流れ）の下流側には凝縮器３５が配設されている。これらの蒸発器３４及び凝縮器３５は、いずれも詳しくは図示しないが、冷媒流通パイプに伝熱フィンを細かいピッチで多数配設して成るフィン付きチューブ形のもので、熱交換性に優れており、それらの伝熱フィンの各間を、通風ダクト２２内の前述の循環空気流（循環風）が通るようになっている。

蒸発器３４及び凝縮器３５は、圧縮機３６、及び、減圧手段であるキャピラリーチューブ４３（図２参照）と共に温風供給手段たるヒートポンプ３７を構成するもので、このヒートポンプ３７においては、圧縮機３６、凝縮器３５、キャピラリーチューブ４３、除湿手段たる蒸発器３４が冷媒管路３７ａによって閉ループに接続されることで、冷凍サイクル４９が構成されている。

そして、圧縮機３６が作動することによって冷媒を循環させるようになっている。この圧縮機３６は詳細には図示しないが、例えばロータリー形であり、後述する制御装置は、前記圧縮機３６のモータを、例えばインバータ制御（運転周波数の制御）により可変周波数で運転制御するようになっている。この運転周波数を上げることにより圧縮機３６の回転数が上がるようになっている。

前記ヒートポンプ３７の能力（乾燥能力）は、圧縮機３６の前記運転周波数（運転能力）や送風機２６の回転数（送風機モータ３３の回転数、送風能力）により決定されるものである。つまり、圧縮機３６の運転周波数を高くするほど圧縮機３６の運転能力が高くなり、又、送風機２６の回転数を高くするほぼ圧縮機３６の送風能力が高くなる。

なお、外箱１の内上部には、洗濯乾燥機の制御に必要な電源系の制御部３８及び表示系の制御部３９と、水槽２内に給水するための給水弁４０、給水ケース４１、及び給水ホース４２が配設されている。そして、循環風路３１の内部には、排気口１３の近傍部位に排気温度を検出する排気温度センサ４４が設けられ、又、給気口１４の近傍部位に給気温度を検出する給気温度センサ４５が設けられている。又、前記蒸発器３４には、図２に示すように、蒸発器の温度（例えばフィンの温度）を検出する蒸発器温度センサ４６が設けられている。

図３に制御系の機能ブロック図を示すが、制御装置４７は、前記制御部３８，３９（図１参照）を含むもので、例えばマイクロコンピュータやＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成されている。この制御装置４７は、予め記憶された制御プログラムを実行することで、蒸発器３４の着霜を抑制する制御手段４７ａとして機能する。

前記制御装置４７には、洗濯乾燥機の運転に係る操作をユーザーがするための操作手段たる操作部５３から各種操作信号が入力される。そして、その操作結果や現在の運転状況、及び異常表示などを含めた各種表示が、例えば液晶ディスプレイからなる表示手段たる表示部５４に表示される。また、制御装置４７には、水槽２内の水位を検知するように設けられた水位センサ４８から、水位検知信号が入力される。そして、制御装置４７には、排気温度センサ４４や、給気温度センサ４５、さらには蒸発器温度センサ４６から温度検知信号が入力される。

そして、制御装置４７は、各種の入力信号並びに予め記憶された制御プログラムに基づいて、水槽２内（ドラム３内）に給水するように設けた給水弁４０と、ドラム３駆動用の洗濯機モータ１８、水槽２内（ドラム３内）から排水するように設けた排水弁１６、圧縮機３６及び送風機２６といった制御対象を、駆動回路５２を介して駆動制御する。なお、この駆動回路５２は、各制御対象に応じた駆動回路を含む。

前記制御装置４７の制御手段４７ａの制御内容について図４のフローチャートを参照して説明する。
制御装置４７の制御に基づいて行われる乾燥行程について説明する。なお、乾燥行程は、洗濯行程（これは洗剤洗い行程、すすぎ洗い行程、脱水行程を含む）の後に実行されることもあるし、単独で実行されることもある。

この乾燥行程の実行前には、ドラム３内に脱水後の衣類が収容されているものとする。さて、この乾燥行程では、図４に示すように、制御装置４７は、ステップＳ１０で、初期設定をする。この初期設定では、圧縮機３６の運転周波数を予め定められた初期値である６０Ｈｚに設定すると共に、送風機２６の回転数を予め定められた初期値である４０００ｒｐｍに設定する。

そして、ステップＳ２０で洗濯機モータ１８を低速で正逆回転させることでドラム３を低速で正逆両方向に回転させる。
次のステップＳ３０では、圧縮機３６を現在設定されている運転周波数この場合６０Ｈｚで運転すると共に、送風機２６の送風機モータ３３を現在設定されている回転数この場合４０００ｒｐｍで駆動する（送風機２６を運転する）。この送風機２６の運転により、遠心羽根車３２の送風作用で、図１に実線矢印Ｅで示すように、循環空気流が発生する。すなわち、水槽２内の空気が排気口１３から還風ダクト２４及び接続ホース２５を経て通風ダクト２２内に流入する。また、この時に、ヒートポンプ３７の圧縮機３６の運転により、ヒートポンプ３７に封入された冷媒が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３５に流れて、通風ダクト２２内の空気と熱交換する。その結果、通風ダクト２２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、キャピラリーチューブ４３を通過して減圧された後、蒸発器３４に流入し、気化する。それにより、蒸発器３４は通風ダクト２２内の空気を冷却する。蒸発器３４を通過した冷媒は圧縮機３６に戻る。

これらにより、水槽２内から通風ダクト２２内に流入した空気は、蒸発器３４で冷却されて除湿され、その後に凝縮器３５で加熱されて温風化される。そして、その温風が接続ホース２９、給風ダクト３０を経て、給気口１４から水槽２内に供給され、更に、温風導入口１２からドラム３内に供給される。ドラム３内に供給された温風は衣類の水分を奪った後、排気口１３から還風ダクト２４及び接続ホース２５を経て通風ダクト２２内に流入する。このように、蒸発器３４と凝縮器３５を有する通風ダクト２２とドラム３との間、即ち、循環風路３１を空気が循環することにより、ドラム３内の衣類が乾燥される。

次のステップＳ４０では、蒸発器温度センサ４６による検出温度（蒸発器初期温度）を取得する。そして、この蒸発器初期温度が、０℃未満であれば（ステップＳ５０の判断で「ＹＥＳ」）、ステップＳ６０に移行して蒸発器３４の温度変化に応じた運転制御（Ａ）（図５参照、後述する）を実行する。又、蒸発器初期温度が０℃超〜１０℃未満であれば（ステップＳ７０の判断で「ＹＥＳ」）、ステップＳ８０に移行して蒸発器３４の温度変化に応じた運転制御（Ｂ）（図６参照、後述する）を実行する。又、蒸発器初期温度が１０℃超〜２０℃未満であれば（ステップＳ９０の判断で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１００に移行して蒸発器３４の温度変化に応じた運転制御（Ｃ）（図７参照、後述する）を実行する。又、蒸発器初期温度が２０℃超であれば（ステップＳ９０の判断で「ＮＯ」）、ステップＳ１１０に移行して、圧縮機３６の運転周波数を最大値である１００Ｈｚに変更すると共に送風機２６の回転数を最大値である５５００ｒｐｍに変更する。

上記ステップＳ６０、ステップＳ８０、ステップＳ１００、ステップＳ１１０の後は、ステップＳ１２０に移行して、乾燥行程が予め定められた乾燥終了条件となったか否かを判断する。この乾燥終了条件は、衣類量に応じて定められる運転時間でも良いし、排気温度センサ４４と給気温度センサ４５の温度差が所定温度差に集束したことでも良い。
このステップＳ１２０で未だ乾燥終了条件となっていないと判断すると前記ステップＳ３０に移行し、乾燥終了条件となったと判断すると、ステップＳ１３０で各機器（洗濯機モータ１８、圧縮機３６、送風機２６）の運転を停止して乾燥行程を終了する。

前記ステップＳ６０（運転制御（Ａ））の制御内容を示す図５において、ステップＴ１０では所定時間間隔（例えば１０分間隔）での蒸発器３４の温度変化（検出温度の変化）を算出する。
この温度変化が−１℃以下（温度変化が下がる方向）であれば（ステップＴ２０の判断で「ＹＥＳ」）、圧縮機３６の運転周波数を、現在設定の運転周波数に対して１０Ｈｚ下げるように調整すると共に、送風機２６の回転数を、現在設定の回転数に対して５００ｒｐｍ上げるように調整する（ステップＴ３０）。

前記温度変化が−１℃超〜１℃以下（温度変化がほぼ横ばい）の場合（ステップＴ４０の判断で「ＹＥＳ」）には、圧縮機３６の運転周波数を、現在設定の運転周波数に対して５Ｈｚ下げるように調整すると共に、送風機２６の回転数を、現在設定の回転数に対して２５０ｒｐｍ上げるように調整する（ステップＴ５０）。
温度変化が+１℃超（温度変化が上がる方向）の場合には（ステップＴ４０の判断で「ＮＯ」）、圧縮機３６の運転周波数を、現在設定の運転周波数に対して調整値０（そのまま）とすると共に、送風機２６の回転数を、現在設定の回転数に対して調整値０（そのまま）とする（ステップＴ６０）。

このように、制御装置４７は、温度変化が、−１℃以下の場合（下がる方向であると判断した場合）では、+１℃超の場合（上がる方向であると判断した場合）に比して、相対的に圧縮機３６の運転能力を下げると共に送風機２６の送風能力を上げる制御を行う。
前記ステップＳ８０（運転制御（Ｂ））の制御内容を示す図６において、ステップＵ１０では所定時間間隔（例えば１０分間隔）での蒸発器３４の温度変化（検出温度の変化）を算出する。

この温度変化が−１℃以下であれば（ステップＵ２０の判断で「ＹＥＳ」）、圧縮機３６の運転周波数を、現在設定の運転周波数に対して５Ｈｚ下げるように調整すると共に、送風機２６の回転数を、現在設定の回転数に対して２５０ｒｐｍ上げるように調整する（ステップＵ３０）。
前記温度変化が−１℃超〜１℃以下の場合（ステップＵ４０の判断で「ＹＥＳ」）には、圧縮機３６の運転周波数を、現在設定の運転周波数に対して調整値０とする（そのまま）と共に、送風機２６の回転数を、現在設定の回転数に対して１２５ｒｐｍ上げるように調整する（ステップＵ５０）。

温度変化が+１℃超の場合には（ステップＵ４０の判断で「ＮＯ」）、圧縮機３６の運転周波数を、現在設定の運転周波数に対して２Ｈｚ上げるように調整すると共に、送風機２６の回転数を、現在設定の回転数に対して調整値０（そのまま）とする（ステップＵ６０）。
この場合も、制御装置４７は、温度変化が、−１℃以下の場合（下がる方向であると判断した場合）では、+１℃超の場合（上がる方向であると判断した場合）に比して、相対的に圧縮機３６の運転能力を下げると共に送風機２６の送風能力を上げる制御を行う。

前記ステップＳ９０（運転制御（Ｃ））の制御内容を示す図７において、ステップＶ１０では所定時間間隔（例えば１０分間隔）での蒸発器３４の温度変化（検出温度の変化）を算出する。
この温度変化が−１℃以下であれば（ステップＶ２０の判断で「ＹＥＳ」）、圧縮機３６の運転周波数を、現在設定の運転周波数に対して３Ｈｚ下げるように調整すると共に、送風機２６の回転数を、現在設定の回転数に対して１５０ｒｐｍ上げるように調整する（ステップＶ３０）。

前記温度変化が−１℃超〜１℃以下の場合（ステップＶ４０の判断で「ＹＥＳ」）には、圧縮機３６の運転周波数を、現在設定の運転周波数に対して調整値０とする（そのまま）と共に、送風機２６の回転数を、現在設定の回転数に対して調整値０とする（そのまま）（ステップＶ５０）。
温度変化が+１℃超の場合には（ステップＶ４０の判断で「ＮＯ」）、圧縮機３６の運転周波数を、現在設定の運転周波数に対して６Ｈｚ上げるように調整すると共に、送風機２６の回転数を、現在設定の回転数に対して調整値０（そのまま）とする（ステップＶ６０）。
この場合も、制御装置４７は、温度変化が、−１℃以下の場合（下がる方向であると判断した場合）では、+１℃超の場合（上がる方向であると判断した場合）に比して、相対的に圧縮機３６の運転能力を下げると共に送風機２６の送風能力を上げる制御を行う。

なお、上述の制御における圧縮機３６及び送風機２６の各調整値を図８に示している。
このような実施形態によれば、蒸発器温度センサ４６による検出温度の変化が下がる方向であるか上がる方向であるかを判定するようにしている。ここで、検出温度の変化が下がる方向であるということは、蒸発器３４に対する着霜が発生する方向又は着霜量が増加する傾向にあると判断できる。逆に、検出温度の変化が上がる方向であるということは、着霜が無い又は着霜が発生しない傾向にあると判断できる。

そこで、この実施形態によれば、蒸発器温度センサ４６による検出温度の変化が下がる方向であると判定した場合には、上がる方向であると判定した場合に比して、圧縮機３６の運転能力である運転周波数を相対的に下げる制御を実行するから、圧縮機３６の冷却能力を緩和できて、着霜の発生を抑制できる。これにより、冷凍サイクル４９の減圧手段としてキャピラリーチューブ４３を使用したヒートポンプ３７を用いながらも、上述の制御を行うことにより、着霜によるヒートポンプ３７の運転不良を防止できる。

さらにこの実施形態によれば、蒸発器温度センサ４６による検出温度の変化が下がる方向であると判定した場合には、上がる方向であると判定した場合に比して、送風機２６の運転能力である回転数を相対的に上げる制御を実行するから、上述した圧縮機３６の冷却能力を緩和することに加えて、循環風量を増加させることによっても着霜の発生抑制に寄与できる。さらに、この送風機２６の回転数を上げることによる循環風量増加によって、圧縮機３６の冷却能力緩和による乾燥能力低下を、補うことができ、総じて乾燥能力全体の低下も抑制しつつ、着霜を抑止できる。

又、この実施形態によれば、蒸発器３４の初期温度を、０℃未満、０℃超〜１０℃未満、１０℃超〜２０℃未満の区分で判断し、各初期温度帯に応じて圧縮機３６の運転周波数の調整値、送風機２６の回転数の調整値を変更するようにしたから、蒸発器３４の初期温度に応じた効率の良い乾燥運転を実行できる。

つまり、着霜抑制のみを図るのであれば、図８での（Ａ）の横方向一列の欄に示す調整値（初期温度０℃未満に対応した調整値）を一義的に採用すれば、蒸発器３４がどの初期温度であっても着霜を抑制できる。しかし、この場合、この蒸発器３４の初期温度が高いときには、着霜発生確率が低いにもかかわらず、圧縮機３６が過剰に低い運転周波数となって冷凍サイクルの運転効率が低く、乾燥運転時間が長くなってしまう。しかも冷凍サイクルの効率が低いにもかかわらず送風機２６の回転数も過剰に高くて必要以上の電力を消費してしまう。

この点、この実施形態では、上述したように、蒸発器３４の初期温度に応じて（０℃未満、０℃超〜１０℃未満、１０℃超〜２０℃未満の区分に応じて）圧縮機３６の運転周波数の調整値、送風機２６の回転数の調整値を変更するようにしたから、着霜の抑制を図りながら蒸発器３４の初期温度に応じた効率の良い乾燥運転を実行できる。

図９〜図１３は第２実施形態を示している。この第２実施形態では、制御手段４７ａの制御内容が異なると共に、記憶手段として不揮発性メモリ４７ｂを備えている。又、蒸発器温度センサ４６は備えていない。前記不揮発性メモリ４７ｂには、図１０に示す制御データを記憶している。この制御データとしては、圧縮機３６の第１の運転周波数（初期運転能力）及びこれに対応した第１の運転時間（初期運転時間）、第２〜第４の運転周波数（所定運転能力）及びこれに対応した第２〜第４の運転時間（所定運転時間）がある。

前記各制御データは、次のような実験を経て設定されている（図１１、図１２参照）。図１１、図１２において、今、実験的に、送風機２６の回転数を最大値である５５００ｒｐｍとし、蒸発器３４に着霜が発生する・しないの境界温度を例えば０℃とし、蒸発器３４の初期温度（これは室温でも良い）と、圧縮機３６の運転周波数（運転能力）と、運転時間とを変更しつつ、圧縮機３６を運転してみた。

例えば蒸発器３４の初期温度が３℃の場合、乾燥運転開始から前記蒸発器３４に着霜が発生しないことが保障される又は着霜が発生しても着霜が解消することが保障される圧縮機３６の第１の運転周波数（上限運転周波数）は４０Ｈｚで、これに対応する第１の運転時間は３０分、この後の第２の運転周波数が５０Ｈｚで、これに対応する第２の運転時間が３０分、この後の第３の運転周波数が７０Ｈｚで、これに対応する第３の運転時間が３０分、この後の第４の運転周波数が９０Ｈｚで、これに対応する第４の運転時間が乾燥終了まで、であり、この時の蒸発器３４の温度変化は、線Ｌ１で示される。

同様に、蒸発器３４の初期温度が５℃の場合では、第１の運転周波数が６０Ｈｚ及び第１の運転時間が３０分、第２の運転周波数が７０Ｈｚ及び第２の運転時間が３０分、第３の運転周波数が８０Ｈｚ及び第３の運転時間が３０分、第４の運転周波数が９０Ｈｚ及び第４の運転時間が乾燥終了まで、であり、この時の蒸発器３４の温度変化は、線Ｌｋで示される。

同様に、初期温度が７℃の場合では、第１の運転周波数が７０Ｈｚ及び第１の運転時間が３０分、第２の運転周波数が８０Ｈｚ及び第２の運転時間が３０分、第３の運転周波数が９０Ｈｚ及び第３の運転時間が３０分、第４の運転周波数が９０Ｈｚ及び第４の運転時間が乾燥終了まで、であり、この時の蒸発器３４の温度変化は、線Ｌ２で示される。

同様に、初期温度が１０℃の場合では、運転周波数は一律（乾燥開始から終了まで）９０Ｈｚであり、この時の蒸発器３４の温度変化は、線Ｌ３で示される。
ここで、線Ｌ１で示すように圧縮機３６の第１の運転周波数が４０Ｈｚであってその後順次運転周波数を上げる制御パターンであると、冷凍サイクルの始動性が悪いと共に冷凍サイクルの能力も低く、乾燥所要時間が過度に長くなってしまい、実用的でない。一方、線Ｌｋで示すように第１の運転周波数が６０Ｈｚであってその後順次運転周波数を上げる制御パターンであると、乾燥所要時間がさほど長くならないと共に、蒸発器３４（又は室温）の初期温度が５℃を若干下回って、一旦着霜が発生したとしても着霜が解消することが保障され、且つ、その後の運転周波数の増加によって乾燥所要時間の減縮を図り得るものであり、この制御パターンを、乾燥所要時間の長時間化を抑えつつ着霜を抑制するための制御パターンとして採用できる。

このような第１の運転周波数（初期運転能力）６０Ｈｚ及び第１の運転時間（初期運転時間）３０分、前記第１の運転周波数６０Ｈｚより高い第２〜第４運転周波数（所定運転能力）７０Ｈｚ、８０Ｈｚ、９０Ｈｚ及び第２〜第４運転周波数に対応した第２〜第４運転時間（所定運転能力）を、制御データとして不揮発性メモリ４７ｂに記憶している（図１０参照）。

制御装置４７における制御手段４７ａは次のように制御する。図１３に示すように、ステップＷ１０で不揮発性メモリ４７ｂに記憶した制御データを読み込む。そしてステップＷ２０で、圧縮機３６の初期運転周波数を６０Ｈｚに設定すると共に、送風機２６の回転数を５５００ｒｐｍに設定する。次にステップＷ３０で、洗濯機モータ１８を低速で正逆回転させることでドラム３を低速で正逆両方向に回転させる。次のステップＷ４０で、圧縮機３６を初期運転周波数６０Ｈｚで運転すると共に、送風機２６の送風機モータ３３を５５００ｒｐｍで駆動する（送風機２６を運転する）。

次のステップＷ５０では、ステップＷ４０の実行時点からの経過時間が、初期運転時間３０分を経過したか否かを判断し、経過すれば、ステップＷ６０に移行して圧縮機３６の運転周波数を所定運転周波数７０Ｈｚに変更して運転する。
次のステップＷ７０では、ステップＷ６０の実行時点からの経過時間が、第２の運転時間３０分を経過したか否かを判断し、経過すれば、ステップＷ８０に移行して圧縮機３６の運転周波数を所定運転周波数８０Ｈｚに変更して運転する。

次のステップＷ９０では、ステップＷ８０の実行時点からの経過時間が、第３の運転時間３０分を経過したか否かを判断し、経過すれば、ステップＷ１００に移行して圧縮機３６の運転周波数を所定運転周波数９０Ｈｚに変更して運転する。
次のステップＷ１１０では、ステップＷ１００の実行時点からの経過時間が、第４の運転時間（これは乾燥運転終了判断まで）となったか否かを判断し、乾燥運転終了が判断されれば、ステップＷ１２０に移行して各機器（洗濯機モータ１８、圧縮機３６、送風機２６）の運転を停止して乾燥行程を終了する。

このような第２実施形態においては、不揮発性メモリ４７ｂに、乾燥運転開始から蒸発器３４に着霜が発生しないことが保障される又は着霜が発生しても着霜が解消することが保障される圧縮機３６の上限運転能力及び当該上限運転能力での運転時間を夫々初期運転能力（運転周波数６０Ｈｚ）及び初期運転時間（第１の運転時間）として記憶すると共に、前記初期運転能力より高い所定運転能力（運転周波数７０Ｈｚ、８０Ｈｚ、９０Ｈｚ）及びこれに対応した所定運転時間（第２、第３、第４の運転時間）を記憶する。

そして、制御手段４７ａは、乾燥運転開始から前記記憶された初期運転時間は前記圧縮機を前記記憶された初期運転能力で運転制御するから、蒸発器温度センサを用いることなく、蒸発器３４に対する着霜を抑制できる。しかも前記初期運転時間が経過した以後は圧縮機３６を前記初期運転能力より高い所定運転能力とこれに対応した所定運転時間とに基づいて運転制御するから、蒸発器３４に対する着霜を抑制しつつ、乾燥時間の長時間化を抑制できる。

なお、圧縮機３６を前記初期運転能力及び初期運転時間で運転した後については、前記所定運転周波数（所定能力）への変更は上述した３回でなくても、１回、２回でも、あるいは４回以上でも良い。又所定運転周波数は、初期運転周波数より高ければ、適宜変更しても良い。又、実施形態では洗濯乾燥機を示したが、衣類乾燥の機能のみを有する衣類乾燥機でも良い。

上述した実施形態による衣類乾燥機は、外箱と、前記外箱内に設けられ排気口と給気口とを有する乾燥室と、前記乾燥室外に設けられ前記排気口と前記給気口とを連通する循環風路と、この循環風路内に設けられ前記乾燥室及びこの循環風路内の空気を循環させる送風機と、圧縮機、凝縮器、キャピラリーチューブ、蒸発器を冷媒管で閉ループに繋いで構成された冷凍サイクルを備えると共に、前記蒸発器を前記循環風路内に設け且つ前記凝縮器を前記循環風路内に前記蒸発器より空気の流れに対して下流側に設けてなるヒートポンプと、前記圧縮機と前記送風機とを制御して前記蒸発器の着霜を抑制する制御手段とを備えた構成であり、これにより、冷凍サイクルの減圧手段としてキャピラリーチューブを使用したヒートポンプを用いながらも、着霜によるヒートポンプの運転不良を防止できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、２は水槽、３はドラム、３ａは乾燥室、１２は温風導入口、１３は排気口、１４は給気口、２２は通風ダクト、２６は送風機、３１は循環風路、３４は蒸発器、３５は凝縮器、３６は圧縮機、３７はヒートポンプ、４３はキャピラリーチューブ、４４は排気温度センサ、４５は給気温度センサ、４６は蒸発器温度センサ、４７は制御装置、４７ａは制御手段、４７ｂは不揮発性メモリ（記憶手段）、４９は冷凍サイクルを示す。

Claims

外箱と、
前記外箱内に設けられ排気口と給気口とを有する乾燥室と、
前記乾燥室外に設けられ前記排気口と前記給気口とを連通する循環風路と、
この循環風路内に設けられ前記乾燥室及びこの循環風路内の空気を循環させる送風機と、
圧縮機、凝縮器、キャピラリーチューブ、蒸発器を冷媒管で閉ループに繋いで構成された冷凍サイクルを備えると共に、前記蒸発器を前記循環風路内に設け且つ前記凝縮器を前記循環風路内に前記蒸発器より空気の流れに対して下流側に設けてなるヒートポンプと、
前記圧縮機と前記送風機とを制御して前記蒸発器の着霜を抑制する制御手段と、
を備えた衣類乾燥機。
さらに、前記蒸発器の温度を検出する蒸発器温度センサを備え、
前記制御手段は、前記蒸発器温度センサによる検出温度の変化が下がる方向であるか上がる方向であるかを判定し、前記検出温度の変化が下がる方向であると判定した時には、上がる方向であると判定した場合に比して、前記圧縮機の運転能力を相対的に下げると共に送風機の送風能力を相対的に上げる制御を実行する請求項１に記載の衣類乾燥機。
さらに、記憶手段を備え、
前記記憶手段には、乾燥運転開始から前記蒸発器に着霜が発生しないことが保障される又は着霜が発生しても着霜が解消することが保障される前記圧縮機の上限運転能力及び当該上限運転能力での運転時間を夫々初期運転能力及び初期運転時間として記憶すると共に、前記初期運転能力より高い所定運転能力及びこれに対応した所定運転時間を記憶し、
前記制御手段は、乾燥運転開始から前記記憶された初期運転時間は前記圧縮機を前記記憶された初期運転能力で運転制御し、前記初期運転時間が経過した以後は前記圧縮機を前記所定運転能力と前記所定運転時間とに基づいて運転制御する請求項１に記載の衣類乾燥機。