JP4839748B2 - 衣類乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般家庭で使用される洗濯と乾燥を同一槽で行う乾燥機能付き洗濯機、もしくは、乾燥のみを行う衣類乾燥機に搭載される衣類乾燥装置に関するものである。

従来、この種の衣類乾燥装置としては、ヒータを熱源にするものや、ヒートポンプ装置を熱源に用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、上記特許文献１に開示された従来の衣類乾燥装置を搭載した洗濯乾燥機について図４を用いて説明する。

図４は、前記文献に記載された従来の洗濯乾燥機の側断面図である。図４において、洗濯乾燥機１は、ケーシング２をもち、同ケーシング２の中央に衣類６を出し入れするためのドア１２が取り付けられており、内部には、衣類６を収納する回転ドラム３が収納されている。同回転ドラム３の所定の部位には衣類６を回転ドラム３の回転とともに持ち上げ落下させるためのビータ５と、洗濯水７及び乾燥のための循環エア９が出入りするパンチング孔４が多数開口させてある。回転ドラム３のシャフト１１は図示されない駆動用モータから回転のための動力を受けるようになっている。

また、ケーシング２内の回転ドラム３の背面は、空気入口２４及び空気出口２３を除き隔壁２２によって仕切られ、循環エア９が通るダクト１０、及び１３が形成されている。前記隔壁２２の前面下部は洗濯槽１４を構成し、同洗濯槽１４の部分に回転ドラム３の下部が臨んでいる。前記各エアダクト１０、１３には、圧縮機１９、凝縮器（コンデンサ）１８、ファン１７、膨脹弁２０、蒸発器（エバポレータ）１５等が内蔵されており、いわゆるヒートポンプサイクルが形成されている。また、凝縮器１８の一部はケーシング２の外背面に延長され、放熱器１６を形成している。２１はドレン排水用配管、８は洗濯排水用配管である。

次に、上記構成による従来の洗濯乾燥機の各工程と作用について説明する。

洗濯、すすぎ工程では、ドア１２をあけて衣類６及び適量の洗剤を投入し、ドア１２を閉め、以下の工程を実行する。

水供給バルブ（図示せず）から洗濯槽１４に水位Ａの位置まで規定量の水７が供給される。回転ドラム３がプログラムされた回転数で連続または間欠的に回転し、洗浄が行なわれる。この間、衣類６はビータ５によって持ち上げられ落下する。洗濯終了後は洗濯槽１４の洗濯排水用配管８から機外に排水される。

続いて、すすぎ工程が同様の工程で実行される。すすぎ水も洗濯排水として洗濯排水用配管８から機外に排水される。

脱水工程は、回転ドラム３がプログラムされた回転数で回転し、衣類６中の水分を脱水する。脱水された水は、洗濯排水として洗濯排水用配管８から機外に排水される。

乾燥工程は、圧縮機１９、ファン１７及び回転ドラム３が運転されて循環エア９がダクト１０、１３及び回転ドラム３の内部を循環する。

衣類６から蒸発した水蒸気は循環エア９と共に、空気出口２３、ダクト１０を通って蒸発器１５に接触し、冷却されて凝縮水（結露水）となって除湿される。除湿された循環エア９は、ファン１７によって凝縮器１８に送られ、ここで加熱されて熱風となってダクト１３、空気入口２４を経て回転ドラム３内に流入し、再び衣類６から水分を蒸発させる。除湿された結露水はドレン排水用配管２１から機外に排水される。

この間、回転ドラム３は洗濯工程と同様にあらかじめ設定された回転数で連続又は間欠的に回転する。以上、洗濯から乾燥までを連続して行う工程について説明した。
特公平６−７５６２８号公報

しかしながら、前記従来の衣類乾燥装置の構成では、ヒートポンプサイクル内に封入された冷媒が外部に漏れた場合の検知手段が設けられておらず、冷媒が漏れた場合には冷媒回路全体の圧力が低下したり、冷媒循環量が不足したりする結果、能力が低下し、圧縮機１９に過大な負荷がかかり機器としての寿命を縮めるという課題や、冷媒とともに圧縮機１９内のモータ用の潤滑油が漏れ出し、圧縮機１９を損傷するという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷媒が漏れたことを検知し、圧縮機を保護することができる衣類乾燥装置を提供することを目的とするものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明の衣類乾燥装置は、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絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒で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装置と、衣類を収容する乾燥庫と、前記圧縮機を駆動する圧縮機駆動手段と、前記圧縮機の回転数を検知する圧縮機回転数検知手段と、乾燥用空気を送風する送風手段と、前記乾燥用空気を前記放熱器と前記乾燥庫を経て前記吸熱器へと導き再び放熱器に戻す循環風路と、前記圧縮機に流入する電流値を検知する圧縮機流入電流値検知手段と、前記送風手段の回転数を検知する回転数検知手段と、前記圧縮機が所定の回転数以上の時に、前記送風手段が所定の回転数以上で、かつ前記圧縮機へ流入する電流値が所定の値以下になると、前記圧縮機を停止するように制御する制御手段を設けたもので、圧縮機へ流入する電流量と圧縮機の回転数から冷媒が漏れたことが検知できると共に、制御手段により圧縮機を停止させることにより、冷媒が漏れた場合でも圧縮機を保護することができる。

本発明の衣類乾燥装置は、送風手段の回転数と圧縮機へ流入する電流量と圧縮機の回転数から冷媒が漏れたことを検知すると、制御手段により圧縮機を停止させるので、衣類や雰囲気の状態による影響が少なく精度のよい冷媒漏れ検知ができると共に、冷媒が漏れた場合でも圧縮機を確実に保護することができる。

第１の発明は、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絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒で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装置と、衣類を収容する乾燥庫と、前記圧縮機を駆動する圧縮機駆動手段と、前記圧縮機の回転数を検知する圧縮機回転数検知手段と、乾燥用空気を送風する送風手段と、前記乾燥用空気を前記放熱器と前記乾燥庫を経て前記吸熱器へと導き再び放熱器に戻す循環風路と、前記圧縮機に流入する電流値を検知する圧縮機流入電流値検知手段と、前記送風手段の回転数を検知する回転数検知手段と、
前記圧縮機が所定の回転数以上の時に、前記送風手段が所定の回転数以上で、かつ前記圧縮機へ流入する電流値が所定の値以下になると、前記圧縮機を停止するように制御する制御手段を設けたもので、送風手段の回転数と圧縮機へ流入する電流量と圧縮機の回転数から冷媒が漏れたことを検知すると、制御手段により圧縮機を停止させるので、衣類や雰囲気の状態による影響が少なく精度のよい冷媒漏れ検知ができると共に、冷媒が漏れた場合でも圧縮機を確実に保護することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、衣類乾燥装置が動作を開始してから所定時間以上経過し、圧縮機が所定の回転数以上の時に、送風手段が所定の回転数以上で、かつ前記圧縮機へ流入する電流値が所定の値以下になると、前記圧縮機を停止するようにしたもので、衣類乾燥装置が動作を開始してから所定の時間経過後に圧縮機へ流入する電流値と圧縮機の回転数から冷媒が漏れたことを検知すると、制御手段により圧縮機を停止させるので、衣類や雰囲気の状態による影響が少なく精度のよい冷媒漏れ検知ができると共に、冷媒が漏れた場合、圧縮機を確実に保護することができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の制御手段は、圧縮機が所定の回転数以上の時に、送風手段が所定の回転数以上で、かつ前記圧縮機へ流入する電流値が所定の値以下である状態が所定の時間以上継続すると、前記圧縮機を停止するもので、圧縮機へ流入する電流値と圧縮機の回転数が所定の条件を満たした状態を所定の時間継続することから冷媒が漏れたことを検知すると、制御手段により圧縮機を停止させるので、衣類や雰囲気の状態による影響が少なく精度のよい冷媒漏れ検知ができると共に、冷媒が漏れた場合、圧縮機を確実に保護することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれかの一つの発明の圧縮機流入電流値検知手段で、圧縮機駆動手段と圧縮機との間に流れる電流値を検知するようにしたもので、前記圧縮機へ流入する電流を直接検知することにより、より精度の高い冷媒漏れ検知ができる。

第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の圧縮機流入電流値検知手段で、電源と圧縮機駆動手段との間に流れる電流値を検知するようにしたもので、電源と前記圧縮機駆動手段との間に流れる電流値から前記圧縮機へ流入する電流を推定することができる。

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、本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衣類乾燥装置を搭載した洗濯乾燥機を背面から見た斜視図、図２は、同洗濯乾燥機の側断面図である。

図１において、本実施の形態における洗濯乾燥機本体２５（以下「本体２５」という）内には、洗濯槽２６があり、モータ２７が取り付けられている。洗濯槽２６は、両側面のサスペンション２９と上方部のサスペンション３０によって支えられて本体２５に取り付けられている。

本体２５は、気化した冷媒を圧縮する圧縮機３５と、圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する放熱器３６と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための膨張弁もしくは、キャピラリーチューブからなる絞り手段３７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３８を順に接続して再び圧縮機３５に冷媒が循環するように管路３９で連結して構成したヒートポンプ装置５１を具備している。

風路４０は、乾燥用空気を冷却する除湿手段としての前記吸熱器３８と乾燥用空気を加熱する加熱手段としての前記放熱器３６とを連結するように構成している。洗濯槽２６と風路４０は、フレキシブルホース４１、４２によって接続されている。風路４０には送風手段４３が設けられている。４４は、洗濯槽２６の外壁に設けられ、洗濯槽２６内とフレキシブルホース４１とを連通するダクトである。矢印Ｂは、ダクト４４と風路４０内の乾燥用空気の流れを示している。

以上のように、フレキシブルホース４２と、後述の回転ドラム２８を収納する洗濯槽２６と、ダクト４４、フレキシブルホース４１、風路４０とで乾燥空気が循環する循環風路５３が形成される。

図２において、２８は、衣類を収容する乾燥庫となる回転ドラムで、モータ２７の軸に直結して洗濯槽２６内に取り付けられている。洗濯槽２６と回転ドラム２８の前面開口部に対応した位置には衣類３１を投入するためのドア３２が設けられている。本体２５と洗濯槽２６の間の隙間は、ベローズ３３とドアパッキング３４によって空気が本体２５内部や機外に漏れないように略密封されている。回転ドラム２８の側壁および底面部には洗濯水や乾燥用空気が出入りする複数の孔４５と開口部４６が設けられている。開口部５６は洗濯槽２６内壁に設けられており、洗濯槽２６とダクト４４との風路をつないでいる。

矢印Ｃは、洗濯槽２６と回転ドラム２８内の乾燥用空気の流れを示している。

洗濯排水路４７は、洗濯時の排水を流すものである。乾燥時に吸熱器３８で発生した結露水は、水溜６７で受けられる。水溜６７の最底部６９には、途中にポンプ６８を有する結露排水路４８の一端が接続され、結露排水路４８の他端と洗濯排水路４７とが一つの排水管４９につながれている。排水管４９の先端５０は機外の大気中に開口している。洗濯排水路４７と結露排水路４８の合流部には１つの排水弁６０があり、洗濯排水路４７と結露排水路４８と排水管４９と排水弁６０によって排水処理手段を構成している。

７１は、圧縮機３５の回転数を検知する圧縮機回転数検知手段で、７２は、圧縮機３５の動作を制御する制御手段である。圧縮機駆動手段７３は、図示しない電源と圧縮機３５の間に設置され、制御手段７２の指示に従い圧縮機３５に電流を流すことにより、圧縮機３５を駆動させる。７４は、圧縮機駆動手段７３から圧縮機３５へ流入する電流値を検知する圧縮機流入電流検知手段７４で、７５は、時間を計測する計時手段である。

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、作用を説明する。

洗濯、すすぎ、脱水までの洗濯工程で、洗濯槽２６に水を溜める場合は、排水弁６０により、洗濯排水路４７側を閉じ、結露排水路４８側を開くと、水供給バルブ（図示せず）から洗濯槽２６に水が供給され、図２の水位Ｄの位置まで溜められる。回転ドラム２６がプログラムされた回転数で連続または間欠的に回転し、洗浄やすすぎが行なわれる。この間、衣類３１は回転ドラム２６の回転によって持ち上げられ落下する。排水する場合は、排水弁６０により、洗濯排水路４７側が開で結露排水路４８側が閉とする。洗濯槽１４の水は、洗濯排水路４７と排水弁６０を通過して排水管４９から機外に排水される。

乾燥工程では、排水弁６０により洗濯排水路４７側が閉で結露排水路４８側が開として、圧縮機３５、送風手段４３及び回転ドラム２８が運転される。

送風手段４３の運転によって、乾燥用空気が洗濯槽２６とダクト４４、フレキシブルホース４１、風路４０、フレキシブルホース４２の内部を循環する。衣類３１は、あらかじめ設定された回転数で連続又は間欠的に行われる回転ドラム２８の回転によって撹拌され
る。

圧縮機３５の運転によって、管路３９内を冷媒が循環して、放熱器３６で高温高圧の冷媒の熱を放熱して循環する乾燥用空気を加熱する。加熱された乾燥用空気は図２の矢印Ｃのように、洗濯槽２６内に送り込まれ、回転ドラム２８底面部の開口部４６を通過して衣類３１に当たり、衣類３１から水分を奪って、多湿の空気となって回転ドラム２８の側壁の孔４５を通過して、洗濯槽２６の開口部５６を通過してダクト４４へと送られる。ダクト４４を通過した乾燥用空気は、矢印Ｂに示すように、フレキシブルホース４１を通過して風路４０に設けた除湿手段としての吸熱器３８で、冷却除湿される。除湿された乾燥用空気は再び送風手段４３によって放熱器３６に送られて加熱される。

ここで、ヒートポンプ装置５１から冷媒が漏れ出た場合、冷媒量の減少により熱交換能力が減少する。このため、圧縮機回転数検知手段７１により検知される圧縮機３５の回転数が通常時と同程度であっても、冷媒量が少なくなれば圧縮時の負荷が小さくなるため、電流値は小さくなる。これにより、圧縮機３５の回転数と圧縮機３５へ流入する電流値を検知することにより冷媒の漏れを検知することができる。

具体的には、標準的な冷媒量が封入されている場合に圧縮機３５が回転数Ｒｎで運転した場合の圧縮機３５へ流入する電流値Ｉｃの値との関係を制御手段７２にて１つまたは複数記憶しておき、圧縮機３５の運転中に回転数がＲｎ以上の時に、圧縮機流入電流検知手段７４により検知された電流値がＩｃよりも所定量ΔＩｃ小さいＩｔｈよりも小さければ冷媒漏れと判断し、制御手段７２により圧縮機３５を停止させる。これにより、冷媒が漏れた場合でも圧縮機３５を保護することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、圧縮機流入電流検知手段７４と圧縮機回転数検知手段７１により検知した値から冷媒の漏れを検知し、制御手段７３により圧縮機３５を停止させることにより、冷媒が漏れた場合でも圧縮機３５を保護することのできる衣類乾燥装置を実現することができる。

なお、本実施の形態において、圧縮機流入電流検知手段７４は、圧縮機駆動手段７３から圧縮機３５へ流入する電流値を検知するものとしたが、圧縮機駆動手段７３から圧縮機３５へ流入する電流値と電源と前記圧縮機駆動手段７３との間に流れる電流値は相関関係があるので、圧縮機流入電流値検知手段７４で、電源と前記圧縮機駆動手段７３との間に流れる電流値を検知するようにしても同様の効果が得られる。

また、上記実施の形態では、所定の条件を満たした場合は直ちに冷媒漏れと判断することとしたが、計時手段７５により、衣類乾燥装置が動作を開始してから所定時間経過後に冷媒漏れを判断することとすると、衣類や雰囲気の状態による影響を少なくすることができ、より精度良く冷媒漏れを検知することができる。

また、計時手段７５により、衣類乾燥装置の特定の動作、例えば図示しない乾燥開始指示手段による乾燥開始指示や、圧縮機３５の起動等を起点とし、その動作から所定時間経過後に冷媒漏れを判断することとしても、同様の効果を得ることができる。

また、計時手段７５により、所定の条件を満たした状態が所定の時間以上継続した時に冷媒漏れと判断するようにすれば、衣類や雰囲気の状態による影響を少なくすることができ、より精度良く冷媒漏れを検知することができる。

また、上記実施の形態における放熱器３６や吸熱器３８を形成する熱交換器は、プレートフィン付きチューブ型熱交換器を示しているが、特にその形態を限定するものではない
。

また、本実施の形態では洗濯乾燥機を例としているが、乾燥のみが可能な衣類乾燥機に於いても同様の効果がある。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における衣類乾燥装置を搭載した洗濯乾燥機の側断面図である。なお、前記第１の実施の形態における洗濯乾燥機と同じ構成のものには同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、図３に示すように、送風手段４３の回転数を検知する回転数検知手段７６を設けたものである。本来、送風手段４３は所定の回転数で運転するよう制御されており、前記標準的な冷媒量が封入された場合に圧縮機３５が回転数Ｒｎで運転した場合の電流値Ｉｃの値との関係は送風手段４３が所定の回転数で運転されていることを前提として制御手段７２に記憶されている。

このため、回転数検知手段７６により送風手段４３の回転数が所定の回転数と同じか又は大きい場合にのみ冷媒漏れの判定を行うとすることにより、判定の信頼性を高めることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、回転数検知手段７６と圧縮機流入電流検知手段７４と圧縮機回転数検知手段７２により検知した値から冷媒の漏れを検知し、制御手段７３により圧縮機３５を停止させることにより、冷媒が漏れた場合でも圧縮機３５を保護することのできる衣類乾燥装置を実現することができる。

なお、本実施の形態において、所定の条件を満たした場合に直ちに冷媒漏れと判断することとしたが、計時手段７５により、衣類乾燥装置が動作を開始してから所定時間経過後に冷媒漏れを判断するようにすれば、衣類や雰囲気の状態による影響を少なくすることができ、より精度良く冷媒漏れを検知することができる。

また、計時手段７５により、衣類乾燥装置の特定の動作、例えば図示しない乾燥開始指示手段による乾燥開始指示や、圧縮機３５の起動等を起点とし、その動作から所定時間経過後に冷媒漏れを判断するようにしても、同様の効果を得ることができる。

また、計時手段７５により、所定の条件を満たした状態が所定の時間以上継続した時に冷媒漏れと判断するようにすれば、衣類や雰囲気の状態による影響を少なくすることができ、より精度良く冷媒漏れを検知することができる。

また、本実施の形態では洗濯乾燥機を例に説明したが、乾燥のみが可能な衣類乾燥機に於いても同様の効果が得られるものである。

以上のように、本発明にかかる衣類乾燥装置は、冷媒が漏れたことを確実に検知し、圧縮機を保護することができるもので、一般家庭で使用される洗濯と乾燥を同一槽で行う乾燥機能付き洗濯機、もしくは、乾燥のみを行う衣類乾燥機に広く適用できる。

本発明の第１の実施の形態における衣類乾燥装置を搭載した洗濯乾燥機を背面から見た斜視図 同洗濯乾燥機の側断面図 本発明の第２の実施の形態における衣類乾燥装置を搭載した洗濯乾燥機の側断面図 従来の衣類乾燥装置を搭載した洗濯乾燥機の側断面図

２６ 洗濯槽
２８ 回転ドラム（乾燥庫）
３５ 圧縮機
３６ 放熱器
３７ 絞り手段
３８ 吸熱器
３９ 管路
４０ 風路
４３ 送風手段
５１ ヒートポンプ装置
５３ 循環風路
７１ 圧縮機回転数検知手段
７２ 制御手段
７３ 圧縮機駆動手段
７４ 圧縮機流入電流値検知手段
７６ 回転数検知手段

Claims (5)

1. 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絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒で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装置と、衣類を収容する乾燥庫と、前記圧縮機を駆動する圧縮機駆動手段と、前記圧縮機の回転数を検知する圧縮機回転数検知手段と、乾燥用空気を送風する送風手段と、前記乾燥用空気を前記放熱器と前記乾燥庫を経て前記吸熱器へと導き再び放熱器に戻す循環風路と、前記圧縮機に流入する電流値を検知する圧縮機流入電流値検知手段と、前記送風手段の回転数を検知する回転数検知手段と、前記圧縮機が所定の回転数以上の時に、前記送風手段が所定の回転数以上で、かつ前記圧縮機へ流入する電流値が所定の値以下になると、前記圧縮機を停止するように制御する制御手段を設けた衣類乾燥装置。
2. 制御手段は、衣類乾燥装置が動作を開始してから所定時間以上経過し、圧縮機が所定の回転数以上の時に、送風手段が所定の回転数以上で、かつ前記圧縮機へ流入する電流値が所定の値以下になると、前記圧縮機を停止する請求項１に記載の衣類乾燥装置。
3. 制御手段は、圧縮機が所定の回転数以上の時に、送風手段が所定の回転数以上で、かつ前記圧縮機へ流入する電流値が所定の値以下である状態が所定の時間以上継続すると、前記圧縮機を停止する請求項１又は２に記載の衣類乾燥装置。
4. 圧縮機流入電流値検知手段で、圧縮機駆動手段と圧縮機との間に流れる電流値を検知するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の衣類乾燥装置。
5. 圧縮機流入電流値検知手段で、電源と圧縮機駆動手段との間に流れる電流値を検知するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の衣類乾燥装置。