JP4353061B2 - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、洗濯、脱水、乾燥を同一回転槽内で行う洗濯乾燥機に関するものである。

従来のこの種の洗濯乾燥機は、図１０に示すような構成が一般的であった。

以下、その構成について説明する。図１０に示すように、筐体１の内部には、複数のサスペンション２によって弾性的に支持された円筒状の水槽３を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション２によって吸収する構成としている。水槽３の内部には、洗濯または乾燥対象物４（以下、「衣類４」という）を収容する円筒状で横軸型の回転槽５を回転可能に配設し、駆動モータ６により回転軸６ａを回転させて回転駆動する。

回転槽５の内壁には、衣類を撹拌する複数のバッフル（図示せず）が設けられ、回転槽５の周壁には、小孔５ａを多数設けている。筐体１の前面には衣類４を出し入れする開口部１ａと、これを開閉する扉７が設けられている。水槽３および回転槽５の前面側にも同様の開口部３ａ、５ｂを有し、この水槽３の開口部３ａはベローズ８によって筐体１の開口部１ａと水密に連結されている。水槽３の底部には洗濯水を排出する排水口９を有し、排水弁１０を介して排水ホース１１に連結され、その先端部は機外に導出されている。

送風機１２は、ヒータ１３によって加熱された温風を、給気口１４から回転槽５内に送風供給するものである。循環ダクト１５は、回転槽５および水槽３を通過した湿った乾燥用空気の除湿を行うもので、一端を水槽３の下部の排気口１６に接続し、他端を送風機１２に接続している。給水弁１７は、水道の蛇口等に接続された給水ホース１８からの給水を制御する。

上記構成において、洗濯運転を行う場合は、扉７を開けて回転槽５内へ衣類４および洗剤を入れて運転を開始する。まず、給水弁１７が、洗濯水側の給水口（図示せず）を開き、水槽３および回転槽５内に所定量の水が供給されると、駆動モータ６が作動し回転槽５が回転駆動され洗浄動作を行う。所定時間後、駆動モータ６が停止して排水弁１０が開き、汚れた水が回転槽５および水槽３から排水され、排水ホース１１を介して機外の排水場所へ排水される。次に、上記と同様に水槽３および回転槽５に水が供給され、すすぎ動作を行う。すすぎが終了すると排水弁１０が開いて排水された後、回転槽５が駆動モータ６により高速で回転駆動されることにより、衣類４の脱水が行われる。

以上のように洗濯・脱水運転が終了すると、乾燥運転が開始する。乾燥工程では駆動モータ６により低速で回転槽５を回転駆動させ衣類４を撹拌しながらヒータ１３で加熱された空気は温風となり、送風機１２により矢印ａの方向に送風され、給気口１４から回転槽５内へ送り込まれる。この温風は、衣類４の水分を奪った後、回転槽５の小孔５ａから水槽３内を通過して排気口１６を経て循環ダクト１５へ至る。

このとき給水弁１７が、冷却水側の給水口（図示せず）を開いており、循環ダクト１５内には冷却水が注水されている。衣類４の水分を奪って湿気を含んだ温風がこの循環ダクト１５内を通過するとき、冷却水により冷却されて水分の結露が起こり、湿った温風は除湿されて矢印に示すように再び送風機１２へ戻る。この冷却水および結露水は排水弁１０を介して機外へ排水される。この送風機１２、ヒータ１３、給気口１４、回転槽５、水槽３、排気口１６、循環ダクト１５の循環経路で温風を循環させることにより、回転槽５内の衣類４を乾燥させることができる。

上記従来の構成では、衣類４の乾燥に使用された熱は、循環ダクト１５の冷却水もしくは筐体１からの放熱によって全て外部に捨てられるものであり、再利用されることがなかった。

そこで、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と、減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように管路で連結して構成したヒートポンプサイクルを洗濯乾燥機に設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この構成によれば、衣類より蒸発させた水分を吸熱器に結露させることにより効率よく衣類の乾燥が行える。
特公平６−７５６２８号公報

しかしながら、上記従来の洗濯乾燥機に搭載されたヒートポンプサイクルは、上述したように主要ヒートポンプサイクル部品である圧縮機と、放熱器と、絞り手段と、吸熱器とを銅管などの管路で連結して高圧の冷媒を循環させるが、ヒートポンプサイクル部品は単体又はユニットとして筐体１の下部に設置する等の方法がある。

しかし、何れも洗濯乾燥機としてのコンパクト性に欠け、重心が高くなることから振動や騒音が増加するという課題があり、コンパクト性向上、低振動化、低騒音化等が不可欠であった。また、風路内に設置した吸熱器、放熱器が水槽より下部に設置されていることから、洗濯時の泡や洗浄水の侵入による熱交換器等の冷凍サイクル部品等の信頼性、耐久性が低下するという課題があった。

また結露水の処理においてはポンプ等で、水槽の最高水面より上部へ結露水を上げて排水処理する必要があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、コンパクト性や低振動、低騒音及び熱交換器の信頼性、耐久性、結露水の排水性に優れた洗濯乾燥機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯乾燥機は、筐体内に弾性支持された水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ衣類を収容する回転槽と、衣類乾燥用で前記水槽に取付けた熱交換器と、前記回転槽内に風を送る送風機と、前記送風機と連通すると共に前記熱交換器を内蔵する風路と、前記熱交換器と冷媒が循環するように管路で連結された圧縮機とを有するヒーポンプサイクルを具備し、前記圧縮機を前記水槽に固定することにより、前記水槽の重心位置を低下させ振幅を抑制するように構成したことによりコンパクト性に優れ、また風路を短く構成することができるので通風抵抗が小さくなり、風量を増加させることができるので乾燥効率が向上する。また、圧縮機と水槽と同一振動系に設置することからヒートポンプサイクルの構成をシンプルにできるためコンパクト性に優れ、また水槽の重量が増加し重心位置が下がるので、水槽の振動振幅が抑えられ、騒音、振動を低減することができる。

本発明の洗濯乾燥機は、コンパクト、低振動、低騒音で、しかも熱交換器の信頼性、耐久性および結露水の排水性に優れている。

第１の発明は、筐体内に弾性支持された水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ衣類を収容する回転槽と、衣類乾燥用で前記水槽に取付けた熱交換器と、前記回転槽内に風を送る送風機と、前記送風機と連通すると共に前記熱交換器を内蔵する風路と、前記熱交換
器と冷媒が循環するように管路で連結された圧縮機とを有するヒーポンプサイクルを具備し、前記圧縮機を前記水槽に固定することにより、前記水槽の重心位置を低下させ振幅を抑制するように構成したことによりコンパクト性に優れ、また風路を短く構成することができるので通風抵抗が小さくなり、風量を増加させることができるので乾燥効率が向上する。また、圧縮機と水槽と同一振動系に設置することからヒートポンプサイクルの構成をシンプルにできるためコンパクト性に優れ、また水槽の重量が増加し重心位置が下がるので、水槽の振動振幅が抑えられ、騒音、振動を低減することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の熱交換器を水槽の外周に設けたもので、よりコンパクト性に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明の水槽を略円筒状とし、熱交換器を前記水槽の外周面に沿うように湾曲させて設けたものであり、熱交換器を湾曲させて設置するためさらにコンパクト性に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

第４の発明は、特に、第１の発明の熱交換器を水槽の背面に設けたものであり、水槽の背面に熱交換器を設置することによりコンパクト性に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の水槽の下部中央部に圧縮機を固定したものであり、水槽の重量を増加させ重心位置を低下させることにより水槽の振幅が抑えられ、騒音、振動を低減することができる。

第６の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の水槽の外周下部両端部には、一端に圧縮機を固定するとともに、他端に前記水槽の振幅を抑制するバランサを前記水槽の外周下部に固定して配置したものであり、水槽の重量を増加させ重心位置を低下させ振動のバランスを最適化することにより水槽の振動振幅が抑えられ、騒音、振動を低減することができる。

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り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外観斜視図で、図２は、同洗濯乾燥機の筐体１の背面１ｃ方向から見た断面図、図３は、同筐体１の側面１ｂ方向から見た断面図、図４は、同洗濯乾燥機のヒートポンプサイクルの構成と乾燥用空気の流れを示すシステム概念図である。

図に示すように、筐体１の内部には、複数のサスペンション２によって弾性的に支持された円筒状の水槽３を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション２によって吸収する。水槽３の内部には、衣類４を収容する円筒状で横軸型の回転槽５を回転自在に設け、駆動モータ６により回転駆動される。筐体１の前面には衣類４を出し入れする開口部１ａと、これを開閉する扉７が設けられている。水槽３および回転槽５の前面側にも同様の開口部３ａ、５ｂを有し、この水槽３の開口部３ａはベローズ８によって筐体１の開口部１ａと水密に連結されている。水槽３の底部には洗濯水を排出する排水口９を有し排水弁１０、排水ホース１１に連結されている。

送風手段を構成する送風機１２は、筐体１の上面１ｄと水槽３が成す隅部空間に位置するように、水槽３の外周面に設けられている。送風機１２は水槽３の背面に設けた送風路２０と連通し、送風路２０から入った空気を矢印ｂの方向に送風して給気口１４から回転
槽５内に供給する。そして回転槽５を通過し水槽３の排気口１６から出てきた空気は送風機１２により吸入される。

水槽３の背面部には、ヒートポンプサイクルを構成する熱交換器からなる吸熱器２１に矢印ｅの方向に空気を流す吸熱器風路２２と、同様に熱交換器からなる放熱器２３に矢印ｆの方向に空気を流す放熱器風路２４とが湾曲状に並べて配設され、この吸熱器風路２２と放熱器風路２４とは循環ダクト２５で連通して吸熱器２１および放熱器２３を通過する空気が曲線的に流れるようになっている。この吸熱器風路２２と放熱器風路２４と循環ダクト２５は一体に構成され、水槽３の背面部に固定されている。

送風機１２で送風される乾燥用空気は、図３の矢印ｂに示すように、送風路２０を通り給気口１４から回転槽５内に入り、回転槽５内の衣類４を通過した後、排気口１６から出て、送風機１２を通って吸熱器風路２２の吸熱器２１を通過し、循環ダクト２５を介して放熱器風路２４の放熱器２３を通過して送風機１２へ戻り、循環するようになっている。また、横型の圧縮機２６と、圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器２３と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り弁や毛細管等からなる絞り手段２７と、減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器２１とが、冷媒が循環するように管路２８で連結されており、冷媒は矢印ｈの方向に流れて循環し、ヒートポンプサイクルが構成されている。

圧縮機２６、吸熱器２１、放熱器２３等のヒートポンプサイクルを構成する主要部品は水槽３の外周面に設置されている。

次に、以上のような構成を有する洗濯乾燥機の動作について説明する。

洗浄工程では、排水弁１０を閉じた状態で水槽３内に所定の水位に達するまで給水を行い、駆動モータ６により衣類４と洗浄水の入った回転槽５を回転させて洗浄を行う。また、洗浄後の濯ぎ工程でも、洗浄工程と同様に水槽３内に給水され、回転槽５を回転させて衣類４の濯ぎを行う。脱水工程では、排水弁１０を開いて機外へ水を排水した後、駆動モータ６により衣類４の入った回転槽５を高速回転して脱水する。

乾燥工程では、ヒートポンプサイクルの圧縮機２６を作動させると、冷媒が圧縮され、この圧力により放熱器２３、絞り手段２７、吸熱器２１を循環する。放熱器２３では冷媒の圧縮で熱が放出され、吸熱器２１では絞り手段２７で減圧されて低圧となった冷媒により熱が吸収される。このとき送風機１２が作動し、放熱器２３及び圧縮機２６の放熱により加熱された温風が送風路２０を通って給気口１４から回転槽５内に送風される。回転槽５は駆動モータ６により回転駆動され衣類４は上下に撹拌される。

回転槽５内に送風された温風は、この衣類４の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で水槽３の排気口１６を経て送風機１２を通り、吸熱器風路２２に至る。この湿った温風は、吸熱器２１を通過する際に顕熱と潜熱が奪われて除湿され、乾いた空気と結露水に分離される。この乾いた空気は、循環ダクト２５を通って放熱器風路２４に入り、放熱器２３で再び加熱され温風となって、送風路２０に流れ、循環する。結露水は吸熱器風路２２に設けられた排水孔３２より、排水弁１０に連通する排水管３３を経て排出され、排水ホース１１より機外へ排出される。

水槽３の下部両端部には、圧縮機２６とバランサ２９が左右均等に設置され、主に脱水時の洗濯乾燥機本体の低振動、低騒音化を実現している。

このようにヒートポンプサイクルを用いることにより、吸熱器２１で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器２３で放熱して、圧縮機２６に入力したエネルギー以上の熱量を衣
類４に与えることができる、また風路を短く構成できるため通風抵抗が小さく風量をより多く取れるので乾燥効率を向上させることができ、乾燥時間の短縮と省エネを実現することが可能になる。

また、ヒートポンプサイクルを構成する主要部品である吸熱器２１と放熱器２３及び圧縮機２６とを水槽３の外周面に直接に、すなわち同一振動系に設置しているため洗濯乾燥機全体の高さが抑えられ、コンパクト性に優れている。また重心を低く保つことができるため低振動で低騒音な洗濯乾燥機を実現できるものである。

また水槽３の上部に送風機１２及び熱交換器である吸熱器２１及び放熱器２３を設置しているため、洗濯時の泡や洗浄水の侵入を防止することができ、熱交換器等のヒートポンプサイクル部品の高信頼性を確保することができる。また結露水の排水は、ポンプ等を使用せずに重力のみで機外に排出できるので、結露水の排水性に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

また風路を短く構成できるので、通風抵抗が小さくなり、風量が増加するので乾燥効率も向上する。

なお、本実施の形態では熱交換器の方式及びレイアウトとしてフィンチューブタイプを前後にレイアウトしているが、熱交換器の方式としてはパラレルフロー、サーペンタイン、ドロンカップタイプを使用しても良い。

また本実施の形態では、回転槽５の駆動モータ６を有する水槽３の面と相反する面に衣類４を出し入れする開口部１ａを有しているが、前記場所に限定されず水槽３及び回転槽５の如何なる位置に設定されても良い。

また、ヒートポンプサイクルに使用する冷媒は、フロン系に限らず自然冷媒である二酸化炭素やイソブタン、プロパンを使用しても良い。

また本実施の形態では横型の圧縮機２６を使用しているが、縦型の圧縮機を使用してもよい。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における洗濯乾燥機を示すものである。なお、上記第１の実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、図５に示すように、吸熱器２１及び放熱器２３を水槽３の円筒状外周面に沿うように湾曲させて設けたもので、吸熱器２１及び放熱器２３と水槽３の円筒状外周面との隙間を無くすことができることから、コンパクトで低振動・低騒音仕様の洗濯乾燥機を提供することができるものである。

（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における洗濯乾燥機の要部断面図である。なお、上記第１の実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、図６に示すように、水槽３の下部中央部に横型の圧縮機２６を固定したもので、水槽３と同一振動系に横型の圧縮機２６を設置することにより、洗濯乾燥機の重心を洗濯乾燥機の中心を通る鉛直上に位置させて、低く抑えることができるのでコンパクトで低振動・低騒音に優れた洗濯乾燥機を実現することができるものである。

また図７に示すように、水槽３の下部中央部に縦型の圧縮機３０を固定してもよく、同様の効果を得ることができる。

（実施の形態４）
図８は、本発明の第４の実施の形態における洗濯乾燥機の要部断面図である。なお、上記第１の実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、図８に示すように、横型の圧縮機２６を、筐体１と同一振動系に、具体的には筐体１の下部角部に設置し、圧縮機２６と熱交換器である吸熱器２１及び放熱器２３とを連結する冷媒運搬用の接続管３１を、弾性変形が可能な材料で形成したもので、図のように圧縮機２６と熱交換器を振動系の異なる場所に設置した場合でも接続管３１が折れることがないため信頼性の向上を実現することができるものである。なお、接続管３１として、ゴムホースやフレキシブルチューブ等が実用的である。

また、図９に示すように、水槽３の下部中央部の筐体１に横型の圧縮機２６を固定しても良く、洗濯乾燥機の重心を洗濯乾燥機の中心を通る鉛直上に低く抑えることができ、コンパクトで低振動・低騒音に優れた洗濯乾燥機を実現することができるものである。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、コンパクト、低振動、低騒音で、しかも熱交換器の信頼性、耐久性に優れ、結露水の排水性にも優れているので、乾燥、除湿を行う洗濯乾燥機等に有用である。

本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の外観斜視図 同洗濯乾燥機の要部断面図 同洗濯乾燥機の要部断面図 同洗濯乾燥機のヒートポンプサイクルの構成を示すシステム概念図 本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機の要部断面図 他の例を示す洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の実施の形態４における洗濯乾燥機の要部断面図 他の例を示す洗濯乾燥機の要部断面図 従来の洗濯乾燥機の断面図

１ 筐体
３ 水槽
５ 回転槽
６ 駆動モータ
１２ 送風機
１４ 給気口
２０ 送風路
２１ 吸熱器（熱交換器）
２２ 吸熱器風路
２３ 放熱器（熱交換器）
２４ 放熱器風路
２６、３０ 圧縮機
２９ バランサ
３１ 接続管
３２ 排水孔

Claims (6)

1. 筐体内に弾性支持された水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられ衣類を収容する回転槽と、衣類乾燥用で前記水槽に取付けた熱交換器と、前記回転槽内に風を送る送風機と、前記送風機と連通すると共に前記熱交換器を内蔵する風路と、前記熱交換器と冷媒が循環するように管路で連結された圧縮機とを有するヒーポンプサイクルを具備し、前記圧縮機を前記水槽に固定することにより、前記水槽の重心位置を低下させ振幅を抑制するように構成した洗濯乾燥機。
2. 熱交換器を水槽の外周に設けた請求項１に記載の洗濯乾燥機。
3. 水槽を略円筒状とし、熱交換器を前記水槽の外周面に沿うように湾曲させて設けた請求項２に記載の洗濯乾燥機。
4. 熱交換器を水槽の背面に設けた請求項１に記載の洗濯乾燥機。
5. 水槽の下部中央部に圧縮機を固定した請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
6. 水槽の外周下部両端部には、一端に圧縮機を固定するとともに、他端に前記水槽の振幅を抑制するバランサを前記水槽の外周下部に固定して配置した請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。

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