JP2014138648A - 衣類乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】製品コストを安くしながら、しかも、乾燥性能をきめ細かく制御可能にする。
【解決手段】本実施形態の衣類乾燥機は、蒸発器、圧縮機、凝縮器及び絞り装置から構成された冷凍サイクルと、乾燥用の衣類が投入されるドラムと、前記ドラム内へ空気を循環供給するものであって内部に前記蒸発器と前記凝縮器が設けられた通風路とを備えた。更に、前記圧縮機の駆動モータを交流モータで構成すると共に、前記交流モータを可変速運転する制御手段を備えた。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、衣類乾燥機に関する。

ヒートポンプ式の乾燥機能を備えた衣類乾燥機の一例として、特許文献１に記載された構成が知られている。この衣類乾燥機には、エバポレータ、コンプレッサ、コンデンサ、キャピラリチューブ及びこれらを接続する冷媒管等から構成されたヒートポンプ（冷凍サイクル）が設けられている。

特開２０１０−１０４５７９号公報

上記従来構成の場合、コンプレッサの駆動源となるコンプモータはＤＣブラシレスモータで構成されている。ＤＣブラシレスモータで構成されたコンプモータを使用する理由は、コンプモータの回転速度を可変制御することにより、ヒートポンプの除湿性能（乾燥性能）をきめ細かく制御するためである。しかし、上記ＤＣブラシレスモータが高価であるため、コンプレッサひいては衣類乾燥機の製品コストが高くなるという問題があった。

一方、従来より、コンプモータとして低価格の交流モータ（単相誘導モータ）を使用したＡＣコンプレッサを組み込んだヒートポンプを用いた衣類乾燥機が知られている。この構成によれば、製品コストを安くすることができる。しかし、ＡＣコンプレッサは、交流電源の周波数５０ＨＺまたは６０Ｈｚで効率が最も良くなるようにマッチングすると、他の周波数では効率が低下してしまうという特性がある。このため、インバータ装置を用いて上記ＡＣコンプレッサを可変速運転することは困難であるから、ＡＣコンプレッサを用いた構成では、ヒートポンプの除湿性能（乾燥性能）をきめ細かく制御することができなかった。

そこで、製品コストを安くすることができ、しかも、乾燥性能をきめ細かく制御することができる衣類乾燥機を提供する。

本実施形態の衣類乾燥機は、蒸発器、圧縮機、凝縮器及び絞り装置から構成された冷凍サイクルと、乾燥用の衣類が投入されるドラムと、前記ドラム内へ空気を循環供給するものであって内部に前記蒸発器と前記凝縮器が設けられた通風路とを備えた。更に、前記圧縮機の駆動モータを交流モータで構成すると共に、前記交流モータを可変速運転する制御手段を備えた。

第１実施形態によるドラム式洗濯乾燥機の機内構造の斜視図 機内構造の概略図 通風路と併せたヒートポンプの概略図 ドラム式洗濯乾燥機の電気的構成図 誘導モータ及びインバータ装置の電気的構成図 誘導モータの運転の効率と電源周波数との関係を示す特性図 乾燥運転コースと圧縮機の誘導モータの電源周波数との設定例を表にして示す図 乾燥運転の制御を示すフローチャート（その１） 乾燥運転の制御を示すフローチャート（その２） 乾燥運転の制御を示すフローチャート（その３） 第２実施形態を示す図７相当図 第３実施形態を示す図３相当図

以下、複数の実施形態によるドラム式洗濯乾燥機を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において実質的に同一の構成部品には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
まず、図１には、ヒートポンプ式の乾燥機能を備えたドラム式洗濯乾燥機の基台１から機内構造２を示しており、基台１に図示しない外箱が結合され、その外箱と基台１とで機内構造２を覆うようになっている。機内構造２は、水槽３を主体としている。水槽３は、軸方向が前後の横軸円筒状を成すものであり、左右一対のサスペンション４により、前上がりの傾斜状に弾性支持されている。従って、水槽３は、前部が高く、後部が低くなっている。

水槽３の背部には、モータ５を取付けている。モータ５は、例えば直流のブラシレスモータで構成されており、後述する制御装置３４によって回転数制御（フィードバック制御）されることにより可変速運転される構成となっている。更に、上記モータ５は、アウターロータ形であり、図示しない回転軸を水槽３の内部に挿入している。

水槽３の内部には、図２に示すドラム６を収容している。このドラム６も軸方向が前後の横軸円筒状を成すもので、それを後部の中心部で上記モータ５の回転軸の先端部に取付けることにより、水槽３と同軸の前上がりの傾斜状に支持している。その結果、ドラム６はモータ５により直に回転されるようになっており、従って、ドラム６は回転槽であり、水槽３はドラム６を収容した外槽であって、モータ５はドラム６を回転させるドラム駆動装置として機能するようになっている。ドラム６の周側部（胴部）には、脱水及び通風用の小孔（図示しない）を全域にわたって多数形成すると共に、衣類掻き上げ用のバッフルを複数（図示しない）設けている。

このほか、水槽３については、図示しないが、水槽３の内部からドラム６の内部に給水する給水弁を初めとする給水装置と、ドラム６から水槽３内の水を外部に排出する排水弁を初めとする排水装置を設けている。

一方、水槽３の後方である外箱内の後下部には、図１及び図２に示すヒートポンプユニット９を送風ファン１０と共に配置している。ヒートポンプユニット９は、ユニットケース１１の内部に、図３に示すアキュームレータ１２を併設した圧縮機１３、凝縮器（コンデンサ）１４、絞り装置（減圧手段）であるキャピラリ１５、及び蒸発器（エバポレータ）１６を配設して構成されている。ヒートポンプユニット９の上記各部品を図３に示す順に冷媒流路７を介して接続することによって、ヒートポンプ（冷凍サイクル）１７を構成している。

本実施形態では、圧縮機１３の駆動モータは、交流モータ例えば誘導モータ５０（図５参照）で構成されており、圧縮機１３はいわゆるＡＣコンプレッサからなるものである。そして、圧縮機１３の誘導モータ５０は、後述する制御装置３４によって周波数制御（フィードバック制御）されることにより可変速運転される構成となっている。

尚、ヒートポンプ１７には、冷媒（及び潤滑用のオイル）を封入している。また、ユニットケース１１内では、詳しくは図示しないが、蒸発器１６及び凝縮器１４を風上側から順に通る風路と、圧縮機１３及びキャピラリ１５を配置したスペースとを仕切壁により隔てている。

ユニットケース１１の図２中の左側端部の上部には、上記蒸発器１６及び凝縮器１４を通る風路に連なる入気口１８を形成しており、この入気口１８には、水槽３についての排気ダクト１９を接続している。排気ダクト１９は、第１の排気ダクトである上部排気ダクト１９ａと、第２の排気ダクトである後部排気ダクト１９ｂとから成るものである。後部排気ダクト１９ｂは、水槽３の背部に上下方向を指向させて配設しており、その下端部を上記ユニットケース１１の入気口１８に接続している。

上部排気ダクト１９ａは、水槽３の外周部中の上部に前後の軸方向を指向させて配設しており、その後端部に上記後部排気ダクト１９ｂの上端部を接続している。上部排気ダクト１９ａの中間部には、上方へ開放するフィルタ収納部２０を設けている。このフィルタ収納部２０内にはフィルタ２１を収納し、このフィルタ２１によってもっぱら衣類から散出する糸くずを捕獲するようになっている。上部排気ダクト１９ａの前端部は、図１に示す蛇腹状のダクト継手２２を介して、水槽３の上部の前部に形成した排気口２３に接続している。

送風ファン１０は、ケーシング１０ａの内部に図２及び図３に示す送風羽根１０ｂを配設し、この送風羽根１０ｂを回転駆動するモータ１０ｃを図３に示すようにケーシング１０ａ外に配設して成るものである。尚、送風ファン１０のモータ１０ｃは、本実施形態では、直流のブラシレスモータで構成されており、後述する制御装置３４によって回転数制御（フィードバック制御）されることにより可変速運転される構成となっている。

そして、送風ファン１０のケーシング１０ａをユニットケース１１の図２中の右側部に配置して、該ケーシング１０ａの入口部（図示せず）をユニットケース１１の前記蒸発器１６及び凝縮器１４を通る風路の出口部（図示せず）と連通させている。また、ケーシング１０ａは出口部１０ｄを上部に有しており、その出口部１０ｄを、図１に示すように、蛇腹状のダクト継手２４を介して、給気ダクト２５の下端部に接続している。

給気ダクト２５は、水槽３の背部に配設されており、下方の基端部を上記ケーシング１０ａの出口部１０ｄに蛇腹状のダクト継手２４を介して接続している。これに対して、水槽３の後部、中でも後端板部の上部には、給気口２６を形成しており、この給気口２６に給気ダクト２５の上端部を連通接続させている。

以上の、ダクト継手２２、排気ダクト１９（上部排気ダクト１９ａ、後部排気ダクト１９ｂ）、ユニットケース１１の蒸発器１６及び凝縮器１４を通る風路、送風ファン１０（ケーシング１０ａ）、ダクト継手２４、及び給気ダクト２５により、水槽３の排気口２３と給気口２６とを接続する通風路２７を構成している。

図３は、通風路２７を前記ヒートポンプ１７と併せて概略的に示している。通風路２７内における蒸発器１６の近傍のドラム６側の部位（ドラム６出口側部位）には、ドラム出口空気温度を検出するドラム出口空気温度センサ２８が設けられている。給気ダクト２５内には、ドラム入口空気温度を検出するドラム入口空気温度センサ２９が設けられている。蒸発器１６の入口に接続された冷媒流路７には、蒸発器１６の入口冷媒温度を検出するエバ入口冷媒温度センサ３０が設けられている。蒸発器１６の出口に接続された冷媒流路７には、蒸発器１６の出口冷媒温度を検出するエバ出口冷媒温度センサ３１が設けられている。圧縮機１３の吐出口に接続された冷媒流路７には、圧縮機１３の出口冷媒温度を検出する圧縮機出口冷媒温度センサ３２が設けられている。凝縮器１４には、凝縮器１４の冷媒温度を検出する凝縮器冷媒温度センサ３３が設けられている。

また、図２は、以上の機内構造２を概略的に示している。
上記構成のドラム式洗濯乾燥機の乾燥運転にあっては、ヒートポンプユニット９において、圧縮機１３の駆動により当該圧縮機１３から吐出された気体冷媒が、凝縮器１４において凝縮されて液体冷媒となる。この液体冷媒がキャピラリ１５によって膨張されて霧状となり、当該霧状の冷媒が、蒸発器１６において外気との熱交換により気化され、気体冷媒が圧縮機１３により圧縮されて高温、高圧とされて吐出されるという循環が行われる。この場合、送風ファン１０の送風作用に伴う空気の循環により、水槽３（ドラム４）内の衣類から湿気を奪って多量の蒸気を含んだ空気が、通風路２７内の蒸発器１６部分を通って冷却されることで、蒸気が凝縮（あるいは昇華）されて除湿される。この除湿空気が凝縮器１４部分を通ることにより加熱されて乾いた温風となり、再びドラム４内に供給され、衣類の乾燥に供される。

図４は、上記したドラム式洗濯乾燥機の電気的構成を概略的に示すブロック図である。制御装置３４は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、ドラム４内の衣類の洗濯〜乾燥を行う洗濯行程〜乾燥行程を含む洗濯乾燥機１の動作全般を制御する。

制御装置３４には、ユーザが運転コース等の設定や指示等を行うための操作部３５、水槽３内の水位を検出する水位センサ３６、外箱の底部に設けられた外気温検出部３７、ドラム出口空気温度センサ２８、ドラム入口空気温度センサ２９、エバ入口冷媒温度センサ３０、エバ出口冷媒温度センサ３１、圧縮機出口冷媒温度センサ３２、凝縮器冷媒温度センサ３３が接続され、それらの信号が入力される。

また、制御装置３４には、モータ５等の回転速度を検出する回転センサ３８、モータ５等に流れる電流を検知する電流センサ３９、水槽３の振動を検出するように設けた振動センサ４０が接続され、それらの信号も入力される。制御装置３４は、振動センサ４０の検出値に基づき振幅（振動値）を算出するようになっている。また、制御装置３４には、当該振幅に対する閾値や、後述する予想所要時間テーブル、モータ５、圧縮機１３及び送風ファン１０の回転数に係るデータテーブル等が記憶された不揮発性記憶手段（ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等）が設けられている。

制御装置３４は、入力された各種の信号や、予め記憶されている運転制御プログラムに基づいて、ユーザに残り運転時間等を知らせる表示部４１、必要な報知を行うブザー４２、給水弁４３、排水弁４４、モータ５、ファンモータ１０ｃ、圧縮機（誘導モータ）１３等を駆動制御する。こうして、制御装置３４により、ユーザの選択した運転コースに応じて、洗い、すすぎ、脱水等を含む洗濯行程、並びに、乾燥行程が自動で実行される。

さて、本実施形態では、乾燥行程の前にドラム６を高速回転（脱水運転）させ、その後、ドラム６を低速で正逆回転させながら、ヒートポンプユニット９の圧縮機１３及び送風ファン１０の運転を開始して、ドラム６内の衣類を乾燥させる乾燥行程を実行する。

具体的には、ヒートポンプユニット９の運転開始前に行われるドラム６の高速回転は、その所定の速度領域に至るまでの速度上昇過程で、水槽３の振幅が前記閾値以上の場合に例えば１０００ｒｐｍに設定され、当該振幅が閾値に満たない場合に例えば１４００ｒｐｍに設定される。こうして、ドラム６の回転速度が１４００ｒｐｍあるいは当該回転速度より低速の１０００ｒｐｍに至ると、その回転速度が維持される。この高速回転中は、１０００ｒｐｍであっても、ドラム６内の衣類が遠心力でドラム６の周壁に張り付くようにして、衣類に残留する水が遠心力により振り切られて排出される。ここで、「高速回転における所定の速度領域」とは、ドラム６内の衣類の水分を遠心力により除去するようなドラム６（モータ５）の速度領域であり、上記の具体的な値に限定するものではない。

そして、上記脱水運転が完了したら、乾燥行程を開始する、即ち、ドラム６の回転速度を低速例えば５０ｒｐｍ程度に設定して正逆回転させ、更に、圧縮機１３を起動してヒートポンプユニット９の運転を開始させると共に、送風ファン１０の運転を開始させる。この場合、制御装置３４は、圧縮機１３の誘導モータ５０の回転数（周波数）をインバータ制御により可変速運転する構成となっている。

ここで、誘導モータ５０をインバータ制御するインバータ装置としては、例えば特開２０１０−５７２１６号公報に記載されている構成を用いることが好ましい。以下、この誘導モータ５０のインバータ装置５１について、図５を参照して簡単に説明する。尚、上記インバータ装置５１は、制御装置３４に内蔵されている。

誘導モータ５０のインバータ装置５１の電気的構成を示す図５において、直流電源５２は、交流電源５２ａ、図示しないリアクトルと整流ダイオード５２ｂ、コンデンサ５２ｃによって構成されている。直流電源５２には、例えば抵抗素子からなる電流検出素子５４（ワンシャント電流検出）を負側に介して、例えばＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどの６個のスイッチング素子を３相ブリッジ接続した３アームのインバータ回路５３が接続されている。

インバータ回路５３の出力端子のうち、端子Ｕは誘導モータ５０の補助巻線５０ａに（Ａ相）、端子Ｖは主巻線５０ｂに（Ｂ相）、端子Ｗは補助巻線５０ａと主巻線５０ｂとの中点に（Ｎ相）接続されている。ここで、誘導モータ５０は、通常は補助巻線にコンデンサを配置して単相交流電源で動作するコンデンサラン型の単相誘導モータよりコンデンサを排除したもの（２相誘導モータ）であり、補助巻線５０ａと主巻線５０ｂとは巻数や線径が異なる所謂不平衡の状態のものである。

電流検出部５５（電流検出手段）は、電流検出素子５４と、その両端電圧を増幅し、ＡＤ変換によりマイクロコンピュータ（マイコン）５８が取り扱える電流データＩdcにする電流検出部６２、及びマイコン５８内でソフトウェアにより構成される第１電流変換部６３からなっている。

ベクトル制御演算部５６（ベクトル制御演算手段）は、マイコン５８のソフトウェアにより実現される機能であり、第２電流変換部６４（電流平衡化手段）、ｄｑ軸に変換する第３電流変換部６５、回転角を決定する誘起電圧演算部６６、周波数推定部６７、積分部６８、ｄｑ軸電圧を決定する加算器７８及び７９、ＰＩ演算器７１及び７３、磁束指令部７２、出力電圧を決定する第１電圧変換部７４、第２電圧変換部７５（電圧不平衡化手段）から構成されている。ＰＷＭ信号形成部５７（ＰＷＭ信号形成手段）は、ソフトウェアにより実現される第３電圧変換部７６（指令電圧演算手段）、ＰＷＭ部７７から構成される。

また、マイコン５８には、直流電源５２が出力するＤＣ電圧に対するインバータ回路５３の出力電圧の比を求める電圧率演算部６９、その結果に基づく周波数指令部７０が設けられている。インバータ回路５３の直流母線間には、例えば分圧抵抗で構成される直流電圧検出部８０（直流電圧検出手段）が配置されており、検出された電圧Ｖdcは、電圧率演算部６９及び電圧変換部７６に与えられている。

本実施形態の場合、インバータ装置５１は、電源周波数を可変制御した２相の交流電源、例えば３０Ｈｚから８０Ｈｚまでの範囲の例えば９０度位相をずらした２相の交流電源を生成して誘導モータ５０の２相の巻線５０ａ、５０ｂに供給可能な構成となっている。上記インバータ装置５１は、上記範囲の２相の交流電源を圧縮機１３の誘導モータ５０へ供給することにより、上記誘導モータ５０の回転数（周波数）を３０Ｈｚから８０Ｈｚまでの範囲で可変速制御（可変速運転）することができる。この構成の場合、誘導モータ５０は、誘導モータ用進相コンデンサが不要である。

尚、前記モータ５及び前記ファンモータ１０ｃ（いずれも直流ブラシレスモータ）をインバータ制御により可変速運転するインバータ装置としては、周知構成（例えば特開２０１０−２７３５０５号公報）を用いることが好ましい。

さて、本実施形態の圧縮機１３の誘導モータ５０の周波数特性を、図６に示す。この図６に示すように、上記圧縮機１３の誘導モータ５０は、電源周波数が例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのときに、運転の効率が最も良くなるように構成されている。そして、図６から、上記誘導モータ５０の運転の効率が比較的良い下限周波数及び上限周波数は、例えば４０Ｈｚ及び７０Ｈｚであることがわかる。これにより、誘導モータ５０に供給する交流電源の電源周波数を、４０Ｈｚから７０Ｈｚまでの間の範囲内で可変させるように制御すると、誘導モータ５０の運転の効率が比較的良い状態となる。

更に、上記図６から、上記誘導モータ５０の運転の効率が許容できる最小である場合の下限周波数び上限周波数は、例えば３０Ｈｚ及び８０Ｈｚであることがわかる。これにより、誘導モータ５０に供給する交流電源の電源周波数を、３０Ｈｚから８０Ｈｚまでの間の範囲内で可変させるように制御すると、誘導モータ５０の運転の効率が許容できる最小の状態となる。

さて、本実施形態のドラム式洗濯乾燥機の乾燥運転においては、省エネコース、標準コース、急速（スピード）コースの３つの乾燥運転コースが用意されており、各コースによって圧縮機１３の誘導モータ５０の回転数（運転周波数、電源周波数）の可変制御を変更するように構成しており、各コース毎の運転周波数の設定の一例を、図７に示す。

即ち、乾燥運転の起動時（初期）においては、圧縮機１３の誘導モータ５０の電源周波数を、省エネコースでは例えば４０Ｈzとし、標準コースでは例えば５０Ｈｚとし、急速コースでは例えば６０Ｈｚとする。そして、乾燥運転の安定期においては、圧縮機１３の誘導モータ５０の電源周波数を、省エネコースでは例えば３０〜６０Ｈzの範囲内で可変させ、標準コースでは例えば４０〜７０Ｈzの範囲内で可変させ、急速コースでは例えば５０〜８０Ｈzの範囲内で可変させる。更に、乾燥運転の安定期終了後においては、圧縮機１３の誘導モータ５０の電源周波数を、省エネコースでは例えば３０Ｈzとし、標準コースでは例えば４０Ｈｚとし、急速コースでは電源周波数を変更しないとする。尚、乾燥運転の安定期終了の判定、及び、乾燥終了の判定は、例えばドラム出口空気温度で判定する。

また、乾燥運転の起動時においては、送風ファン１０の風量を、上記３つのコースとも同じ風量であって比較的高風量、即ち、送風ファン１０のファンモータ１０ａの回転速度を例えば５０００ｒｐｍに設定する。

そして、乾燥運転の安定期においては、蒸発器１６の入口冷媒温度と出口冷媒温度の温度差Δｔｅ、即ち、冷媒の過熱度（スーパーヒート）Δｔｅがほぼ一定になるように、具体的には、上記過熱度Δｔｅが例えば０℃〜１０℃の範囲内に収まるように安定化させる制御を行う。本実施形態では、まず、圧縮機１３の誘導モータ５０の電源周波数を初期値に固定した状態で、送風ファン１０のファンモータ１０ａの回転数を可変制御する。この送風ファン１０の回転数の可変制御を行っても、上記過熱度Δｔｅが０℃以下の場合には、圧縮機１３の誘導モータ５０の電源周波数を、運転の効率が良い下限の電源周波数（省エネコースでは３０Ｈｚ、標準コースでは４０Ｈｚ、急速コースでは５０Ｈｚ）まで少しずつ下降させる制御を行う。反対に、上記過熱度が１０℃以上の場合には、圧縮機１３の誘導モータ５０の電源周波数を、運転の効率が良い上限の電源周波数（省エネコースでは６０Ｈｚ、標準コースでは７０Ｈｚ、急速コースでは８０Ｈｚ）まで少しずつ上昇させる制御を行う。

この後、安定期乾燥が終了した場合、圧縮機１３の誘導モータ５０の電源周波数を下限周波数（省エネコースでは３０Ｈｚ、標準コースでは４０Ｈｚ、急速コースでは変更しない）に低下させて、効率が若干悪くなるが、入力を低減させる制御を行う。以下、上述した運転制御について、図８ないし図１０のフローチャートを参照して説明する。

まず、図８のステップＳ１０においては、ドラム出口空気温度が第１の判定温度ｔｄ１以上であるか否かを判断する。ここで、ドラム出口空気温度が第１の判定温度ｔｄ１以上でなければ、即ち、乾燥安定期が終了していないときには、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ２０へ進む。

ステップＳ２０では、上記過熱度Δｔｅが０℃よりも大きいか否かを判断する。ここで、過熱度Δｔｅが０℃よりも大きくないとき（Δｔｅが０℃以下のとき）には、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０では、送風ファン１０の風量（回転数）が最大（マックス例えば５５００ｒｐｍ）であるか否かを判断する。ここで、送風ファン１０の風量が最大でなければ、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ４０へ進み、送風ファン１０の風量をアップする。具体的には、ファンモータ１０ｃの回転数を例えば１００ｒｐｍアップする。そして、ステップＳ１０へ戻る。

また、上記ステップＳ１０において、ドラム出口空気温度が第１の判定温度ｔｄ１以上でないとき、即ち、乾燥安定期が終了したときには、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ５０へ進む。ステップＳ５０では、ドラム出口空気温度が第２の判定温度ｔｄ２以上であるか否かを判断する。ここで、ドラム出口空気温度が第２の判定温度ｔｄ２以上でなければ、即ち、乾燥が終了していないときには、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ６０へ進む。ステップＳ６０では、急速コース（スピードモード）以外は下限周波数を設定し（省エネコースでは３０Ｈｚ、標準コースでは４０Ｈｚに設定し）、急速コースは周波数を変更しないでそのままとして、ステップＳ５０へ戻る。一方、ステップＳ５０において、ドラム出口空気温度が第２の判定温度ｔｄ２以上であれば、「ＹＥＳ」へ進み、乾燥運転を終了する。

また、上記ステップＳ２０において、過熱度Δｔｅが０℃よりも大きいときには、「ＹＥＳ」へ進み、図９のステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０においては、圧縮機出口冷媒温度または凝縮器冷媒温度が、あらかじめ設定した圧縮機出口冷媒温度または凝縮器冷媒温度の各設定上限温度からそれぞれ５℃を差し引いた温度よりも低いか否かを判断する。ここで、圧縮機出口冷媒温度または凝縮器冷媒温度が上記各設定上限温度からそれぞれ５℃を差し引いた温度よりも低いときには、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ１２０へ進む。尚、圧縮機出口冷媒温度または凝縮器冷媒温度が上記各設定上限温度からそれぞれ５℃を差し引いた温度以上のときには、「ＮＯ」へ進み、図８のステップＳ１０へ戻る。

上記ステップＳ１２０においては、上記過熱度Δｔｅが１０℃よりも高いか否かを判断し、ここで、過熱度Δｔｅが１０℃よりも高いときには、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ１３０へ進む。尚、過熱度Δｔｅが１０℃以下のときには、「ＮＯ」へ進み、図８のステップＳ１０へ戻る。

上記ステップＳ１３０においては、圧縮機１３の誘導モータ５０に供給している交流電源の電源周波数Ｆａが安定上限値Ｆ１よりも小さいか否かを判断する。安定上限値Ｆ１は、省エネコースでは例えば６０Ｈzであり、標準コースでは例えば７０Ｈzであり、急速コース（スピードモード）では例えば上限周波数である８０Ｈzである。ここで、電源周波数Ｆａが安定上限値Ｆ１よりも小さいときには、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ１４０へ進む。尚、電源周波数Ｆａが安定上限値Ｆ１以上のときには、「ＮＯ」へ進み、図８のステップＳ１０へ戻る。

上記ステップＳ１４０では、電源周波数Ｆａが（安定上限値Ｆ１−５Ｈｚ）よりも小さいか否かを判断する。ここで、電源周波数Ｆａが（安定上限値Ｆ１−５Ｈｚ）よりも小さいときには、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ１５０へ進み、電源周波数Ｆａを例えば５Ｈｚアップさせ、図８のステップＳ１０へ戻る。また、電源周波数Ｆａが（安定上限値Ｆ１−５Ｈｚ）以上のときには、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ１６０へ進み、電源周波数Ｆａを安定上限値Ｆ１とし、図８のステップＳ１０へ戻る。

次に、図８のステップＳ３０において、送風ファン１０の風量が最大であるときには、「ＹＥＳ」へ進み、図１０のステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、圧縮機１３の誘導モータ５０に供給している交流電源の電源周波数Ｆａが安定下限値Ｆ２以上であるか否かを判断する。安定下限値Ｆ２は、省エネコースでは例えば３０Ｈzであり、標準コースでは例えば４０Ｈzであり、急速コースでは例えば５０Ｈzである。ここで、電源周波数Ｆａが安定下限値Ｆ２以上のときには、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ２２０へ進む。尚、電源周波数Ｆａが安定下限値Ｆ２よりも小さいときには、「ＮＯ」へ進み、図８のステップＳ１０へ戻る。

上記ステップＳ２２０では、電源周波数Ｆａが（安定下限値Ｆ２＋５Ｈｚ）以上であるか否かを判断する。ここで、電源周波数Ｆａが（安定下限値Ｆ２＋５Ｈｚ）以上であるときには、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ２３０へ進み、電源周波数Ｆａを例えば５Ｈｚダウンさせ、図８のステップＳ１０へ戻る。また、電源周波数Ｆａが（安定下限値Ｆ２＋５Ｈｚ）よりも小さいときには、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ２４０へ進み、電源周波数Ｆａを安定下限値Ｆ２とし、図８のステップＳ１０へ戻る。

上記した構成の本実施形態によれば、圧縮機１３の駆動モータを誘導モータ５０で構成すると共に、その誘導モータ５０を可変速運転する制御装置３４を備えたので、製品コストを安くすることができ、しかも、乾燥性能をきめ細かく制御することができる。また、制御装置３４は、誘導モータ５０に供給する交流電源の周波数として、誘導モータ５０の運転の効率が許容できる最小となる下限周波数（例えば３０Ｈｚ）及び上限周波数（例えば８０Ｈｚ）を設定し、誘導モータ５０を可変速運転する際には、交流電源の周波数を前記下限周波数と前記上限周波数との間の範囲で可変させるように構成したので、誘導モータ５０の運転の効率が悪化したとしても、許容できる最小となる状態にとどめることができる。

更に、上記実施形態では、誘導モータ５０の運転の効率が比較的良い下限周波数及び上限周波数として、下限周波数（例えば４０Ｈｚ）及び上限周波数（例えば７０Ｈｚ）を設定し、誘導モータ５０を可変速運転する際には、交流電源の電源周波数を、下限周波数から上限周波数までの間の範囲内で可変させるように構成したので、誘導モータ５０の運転の効率が悪化したとしても、誘導モータ５０の運転の効率を比較的良い状態に保持することができる。

また、乾燥運転コースとして、省エネコース、標準コース、急速（スピード）コースの３つの乾燥運転コースを用意し、各コースによって圧縮機１３の誘導モータ５０の回転数（運転周波数、電源周波数）の可変制御を変更設定するように構成したので、乾燥運転コースに応じた最適な運転の効率で誘導モータ５０を駆動制御することができる。

更に、上記実施形態では、例えば９０度位相をずらした２相の交流電源を生成して誘導モータ５０の２相の巻線５０ａ、５０ｂに供給するように構成したので、誘導モータ５０には誘導モータ用進相コンデンサが不要となり、誘導モータ５０の製造コストをより一層低減することができる。また、上記実施形態では、ヒートポンプユニット９（冷凍サイクル）において、電子膨張弁に代えてキャピラリ１５を用いるように構成したので、製造コストを低減することができる。

（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には同一符号を付している。この第２実施形態においては、インバータ装置５１は、誘導モータ５０に供給する２相の交流電源の電圧値を可変制御可能なように構成されており、電源周波数及び電源電圧値を可変制御することにより、Ｖ（電圧）／Ｆ（周波数）比を一定に制御している。これにより、図１１において、「Δ」マークで示すように、誘導モータ５０の運転の効率が向上する。尚、「×」マークは第１実施形態（Ｖ／Ｆ一定制御をしない構成、即ち、電源電圧値を一定にする構成）を示す。

ここで、Ｖ／Ｆ一定にしながら電源周波数を可変させる制御の例を説明する。例えば、誘導モータ５０に供給する交流電源の周波数が６０Ｈｚのとき、定格電圧が１１０Ｖであったとすると、Ｖ／Ｆ比は１．８３となる。上記誘導モータ５０に対して、周波数を例えば５Ｈｚ下げて５５Ｈｚの周波数で運転する場合には、電圧を５５Ｈｚ＊１．８３＝１０１Ｖに低下させて運転する。このように運転制御することにより、図１１に示すように、周波数だけ変化させる構成に比べて、運転の効率を改善することができ、更に高効率な運転が可能となる。この結果、価格が安い圧縮機１３（ＡＣコンプレッサ）及びキャピラリ１５を使用して製造コストを低下させながら、運転の効率の良い、省エネ性の高い乾燥運転を実現することができる。

上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態と同じ構成となっている。従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第２実施形態によれば、誘導モータ５０を可変速制御する際に、Ｖ／Ｆ一定制御を実行するように構成したので、誘導モータ５０の運転の効率をより一層向上させることができる。

（第３実施形態）
図１２は、第３実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には同一符号を付している。この第３実施形態においては、図１２に示すように、圧縮機１３のケース８１を防音性の高い断熱材からなるカバー８２で覆った。

本実施形態のドラム式洗濯乾燥機で乾燥運転を行う場合に、室内が低温例えば５℃程度であったときには、乾燥運転の立ち上がり時に、ドラム出口空気温度が５℃プラスアルファくらいまで下がるため、蒸発器１６の温度（エバ温度）が０℃よりも低いマイナス温度となり、蒸発器１６のフィンに着霜する可能性が生じる。これに対して、第３実施形態によれば、圧縮機１３を運転すると損失が熱となって圧縮機１３のケース８１を暖めるが、このとき、断熱性を有するカバー８２で上記ケース８１が覆われているので、ケース８１から周囲への熱リークが抑えられ、ケース８１自身の温度が上昇しやすくなる。この結果、第３実施形態の構成では、圧縮機１３の出口の冷媒ガスの温度が上昇し易くなるから、ドラム出口空気温度を早く上昇させることができる。そして、圧縮機１３のケース８１の温度の上昇が早くなると、該ケース８１内の油の温度上昇も早くなることから、油の中に溶け込んでいる冷媒の蒸発が活発となり、冷媒が早くガス化してサイクル内を循環できるため、圧縮機１３の仕事量が早く増加して、早く乾燥の安定状態になりやすい。よって、ドラム出口空気温度が上がるため、圧縮機１３の温度がマイナスでも、蒸発器１６のフィン部は加熱されることからから、フィン部に霜が発生しないで結露する現象を早く実現できる。これにより、フィン部の着霜により風量が低下して、乾燥スピードが悪化し、最悪は、乾燥できなくなるという不具合を防止することができる。

上述した以外の第３実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第３実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第３実施形態によれば、断熱性を有するカバー８２で圧縮機１３のケース８１を覆ったので、室内が低温時における乾燥運転の初期の蒸発器１６のフィン部への着霜を防止することができる。

（その他の実施形態）
以上説明した複数の実施形態に加えて以下のような構成を加えても良い。
第１実施形態では、乾燥運転コースとして、省エネコース、標準コース、急速コースの３つを用意し、各コースによって圧縮機１３の誘導モータ５０の回転数（運転周波数、電源周波数）の可変制御を変更設定（図７参照）するように構成したが、これに限られるものではなく、乾燥運転コースを２種類以下または４種類以上としても良いし、また、コース毎の具体的な運転周波数の設定については、図７に示す設定値は一例であり、各設定値は種々変更することが好ましい。

また、第１実施形態では、圧縮機１３の誘導モータ５０の回転数（運転周波数、電源周波数）を可変制御するに際して、インバータ装置５１によってフィードバック制御（例えばベクトル制御）するように構成したが、これに代えて、オープンループ制御するように構成しても良い。このように構成すると、インバータ装置５１の構成を簡略化することができる。

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形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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、１は基台、３は水槽、５はモータ、６はドラム、７は冷媒流路、９はヒートポンプユニット、１０は送風ファン、１２はアキュームレータ、１３は圧縮機、１４は凝縮器、１５はキャピラリ、１６は蒸発器、１７はヒートポンプ、１８は入気口、１９は排気ダクト、２３は排気口、２５は給気ダクト、２６は給気口、２７は通風路、２８はドラム出口空気温度センサ、２９はドラム入口空気温度センサ、３０はエバ入口冷媒温度センサ、３１はエバ出口冷媒温度センサ、３２は圧縮機出口冷媒温度センサ、３３は凝縮器冷媒温度センサ、３４は制御装置、３７は外気温検出部、３８は回転センサ、３９は電流センサ、５０は誘導モータ、５１はインバータ装置、５２は直流電源、５３はインバータ回路、５４は電流検出素子、５５は電流検出部、８２はカバーを示す。

Claims (2)

1. 蒸発器、圧縮機、凝縮器及び絞り装置から構成された冷凍サイクルと、乾燥用の衣類が投入されるドラムと、前記ドラム内へ空気を循環供給するものであって内部に前記蒸発器と前記凝縮器が設けられた通風路とを備えた衣類乾燥機において、
   前記圧縮機の駆動モータを交流モータで構成すると共に、
   前記交流モータを可変速運転する制御手段を備えたことを特徴とする衣類乾燥機。
2. 前記制御手段は、前記交流モータに供給する交流電源の周波数として、前記交流モータの運転の効率が許容できる最小となる下限周波数及び上限周波数を設定し、前記交流モータを可変速運転する際には、前記交流電源の周波数を前記下限周波数と前記上限周波数との間の範囲で可変させることを特徴とする請求項１記載の衣類乾燥機。
   

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