JP5075771B2

JP5075771B2 - 洗濯乾燥機

Info

Publication number: JP5075771B2
Application number: JP2008234717A
Authority: JP
Inventors: 勉佐久間; 智西脇
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: JP2010063752A

Description

本発明は、洗濯物の乾燥をヒートポンプで行う洗濯乾燥機に関する。

従来より、洗濯乾燥機において、洗濯物の乾燥用にヒートポンプを備えたものは、乾燥性能が良く、エネルギーの省減に効果があるものとして注目されている。このヒートポンプを備えた洗濯乾燥機においては、洗濯物を収容するドラム内の空気を、ヒートポンプの、圧縮機及び絞り器とサイクル接続した蒸発器と凝縮器とを配設した循環風路を通して循環させ、そのうちの蒸発器で空気の冷却除湿をし、凝縮器で空気の加熱をして、ドラム内に逐次送り込み、そして、洗濯物から水分を奪った空気を循環風路に通すということを繰り返すことで、洗濯物を漸次乾燥させるようにしている。

従って、洗濯物を乾燥させる際に発生する水分を蒸発器で回収し、その折りに回収した潜熱を圧縮機により高温の冷媒状態に変換し、凝縮器で空気を加熱するエネルギーとして再使用する。このようにすることで、外部には僅かな放熱ロスがある以外、ほとんどエネルギーを逃がさず再利用できる。従って、電熱ヒータで生成した温風で洗濯物の乾燥を行う従来の洗濯乾燥機に比して、効率の良い乾燥を実現できるのであり、所要時間の短縮と電気代の節約に効果がある。

そして、このようなヒートポンプを備えた洗濯乾燥機において、洗濯物の乾燥に要する電気代の更なる節約が望まれている。ここで、例えば特許文献１に記載のものは、乾燥行程において圧縮機の運転周波数を低減させるようになっている。圧縮機の運転効率は運転周波数が低いほど良くなる。また、乾燥行程の後半においては洗濯物の乾燥率が高くなり、洗濯物からの水分蒸発量が少なくなる。従って、このような状態において、圧縮機の運転周波数を低減させ当該圧縮機を運転効率の良い低周波帯で運転することによって、消費電力を抑えた運転を行うことができ、洗濯物の乾燥に要する電気代の更なる節約を図ることができる。
特開２００４−３５８０２８号公報

例えば、乾燥時間が長くなっても電気代を抑えたいという使用者の要求に対しては、上述のように圧縮機の運転周波数を低減させることによって、その要求に対応することができる。また、圧縮機の運転効率は運転周波数が低いほど良くなることから、圧縮機の運転周波数を低減させ当該圧縮機を低周波帯で運転することにより、消費電力量を抑えることができる。しかしながら、このような圧縮機の運転周波数を低減させる運転において、圧縮機の運転周波数が低くなりすぎてしまうと、当該圧縮機の運転に伴う振動や騒音の増大を招いてしまうという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動や騒音の増大を招くことなく、洗濯物の乾燥に要する電気代の節約を図ることができる洗濯乾燥機を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明の洗濯乾燥機は、外郭を形成する本体と、前記本体内に設けられた水槽と、前記水槽内に回転可能に設けられ、洗濯物の洗い、脱水、乾燥に用いられるドラムと、前記水槽に連通接続された循環風路と、前記ドラム内の洗濯物の乾燥時に前記循環風路を通して前記ドラム内に空気を循環させる循環ファンと、前記循環風路内を循環する空気を加熱する凝縮器と、前記循環風路内を循環する空気を冷却し除湿する蒸発器と、前記凝縮器に供給する冷媒を圧縮する圧縮機と、前記凝縮器から吐出された冷媒を減圧する減圧手段とを備えて構成されたヒートポンプと、前記凝縮器の温度を検知する凝縮器温度検知手段と、前記凝縮器温度検知手段によって検知された前記凝縮器の温度に基づいて、前記圧縮機の運転周波数を制御する運転周波数制御手段と、前記圧縮機の運転周波数が所定の下限値に低下すると、前記圧縮機の運転を停止し、その後、再び前記圧縮機の運転を開始する間欠運転を実行する制御手段とを備えたことに特徴を有する。

本発明の洗濯乾燥機によれば、圧縮機の運転周波数が所定の下限値に低下すると、圧縮機の運転を停止し、その後、再び運転を開始する間欠運転が実行される。この間欠運転において、圧縮機の運転が停止した状態では、ドラム内の洗濯物の乾燥は、凝縮器の余熱を利用した循環ファンによる送風のみによって進行する。

これにより、圧縮機の運転周波数を低減させる運転において当該圧縮機の運転周波数が低くなりすぎた場合（所定の下限値以下となった場合）に、圧縮機の運転を停止して当該圧縮機の運転に伴う振動や騒音の増大を抑えることができる。また、圧縮機の運転に伴う振動や騒音の増大を招くことなく、当該圧縮機を運転効率の良い低周波帯（低減した運転周波数と所定の下限値との間の周波数帯）で運転できることから、消費電力量を抑えることができ、洗濯物の乾燥に要する電気代の節約を図ることができる。

以下、本発明をドラム式の洗濯乾燥機に適用した一実施形態につき、図面を参照して説明する。図２は洗濯乾燥機の全体構成の概要を示す縦断側面図、図３は外観斜視図である。まず、これら図２，図３に基づき洗濯乾燥機の全体構成につき説明する。
洗濯乾燥機の外郭を形成する矩形箱状の本体１は、正面を形成する前面板１ａ、左右の側面板１ｂ，１ｃ、後面板１ｄ、上部の天面板１ｅ、底部を形成する台板１ｆなどを組立て結合して構成されている。前面板１ａは、全体に後方に傾斜し緩やかな円弧状をなすとともに、この前面板１ａの上部には、操作パネル２が配設され、この操作パネル２の下位にドア３を有している。また、前面板１ａと台板１ｆとの間には、吹出口４を有する下部枠５が取付固定されている。

本体１の内部には、実質的に無孔状で有底円筒状をなす水槽６が配設されている。水槽６の内部には、洗濯物の洗い、脱水、乾燥に用いられる有底円筒状のドラム７が配設されている。ドラム７は、周壁に多数の小孔８を有し横軸周りに回転可能である。これら、水槽６及びドラム７は、共に前面側（図２では左側）を大きく開口してドア３と対向配置している。また、若干前上がりの傾斜状態に軸支されるように水槽６が弾性支持装置９を介して本体１の台板１ｆ上に弾性支持されている。ドア３の開放口と水槽６の前面開口との間は、洗濯物（衣類など）の投入口として機能するとともに、弾性的に伸縮可能なベローズ１１が水密に連結され、水槽６側から本体１内への水の漏洩などを防止する閉空間を形成している。

そして、ドラム７の胴部には洗濯物をかき上げるための複数のバッフル１２を形成していて、該ドラム７は回転駆動されることで特に洗濯行程時や乾燥行程時などに洗濯物を撹拌するに有用としている。このドラム７は、水槽６の背面に設けられた洗濯機モータ１３にてダイレクトに駆動される。この洗濯機モータ１３は、例えばアウタロータ形のＤＣブラシレスモータからなり、そのロータ１３ａに連結された回転軸１４に、水槽６を貫通してドラム７が直結されている。また、水槽６底部の後方最下部には、排水口１５が形成され途中に排水弁１６を介した排水管１７が連通接続され、その先端側は機外たる本体１の外部に導出され所定の排水場所（図示せず）に排水可能とする排水手段を構成している。

水槽６には前後に離間した位置に空気の流出口２１及び流入口２２が設けられている。これら流出口２１及び流入口２２には循環風路２０が連通接続されており、この循環風路２０を通して水槽６（ドラム７）内の空気を循環可能としている。流出口２１は、水槽６の前面側の上方部分に形成され、流入口２２は水槽６の背面側の上方部分に開口した構成としていて、これらに接続された循環風路２０は、水槽６の下方を迂回して連通した構成としている。この循環風路２０は、水槽６と、水槽６の流出口２１に接続された環風ダクト２３と、水槽６の流入口２２に接続された給風ダクト２４と、環風ダクト２３の下端に接続された蛇腹状の伸縮継手２５と、給風ダクト２４の下端に接続された蛇腹状の伸縮継手２６と、伸縮継手２５の下端に接続された中間ダクト２７と、この中間ダクト２７と伸縮継手２６間に接続された熱交換ダクト２８とから構成されている。

上記の循環風路２０中の熱交換ダクト２８の内部には、前部である循環空気の上流側に当該循環空気を冷却し除湿する蒸発器３１が、後部である循環空気の下流側に当該循環空気を加熱する凝縮器３２が、それぞれ配設されている。これら蒸発器３１及び凝縮器３２は、図４に略図にて示すように、それぞれ蛇行状を成す冷媒流通パイプ３１ａ，３２ａに、薄板状の伝熱フィン３１ｂ，３２ｂ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、熱交換ダクト２８を後述のように流れる風（図２中の実線矢印参照）が冷媒流通パイプ３１ａ，３２ａ及び伝熱フィン３１ｂ，３２ｂに接触しつつ通るようになっている。

蒸発器３１及び凝縮器３２は、凝縮器３２に供給する冷媒（図示せず）を圧縮する圧縮機３３、及び、特には電子式の絞り弁もしくはキャピラリチューブからなり凝縮器３２から吐出された冷媒を減圧する絞り器３４（減圧手段に相当）と共に、ヒートポンプ３５を構成するものである。このヒートポンプ３５においては、接続パイプ３５ａによって、圧縮機３３、凝縮器３２、絞り器３４、蒸発器３１、及び圧縮機３３の順にこれらをサイクル接続しており（冷凍サイクル）、圧縮機３３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（図４中の実線矢印参照）。なお、圧縮機３３はロータリー形であり、この圧縮機３３と絞り器３４は、熱交換ダクト２８の外部に配設している。

圧縮機３３には、冷媒を吐出する吐出部分に、その吐出温度を検知する圧縮機吐出温度センサ３６を設け、凝縮器３２には、その中ほどの部分に、凝縮器３２の温度を検知する凝縮器温度センサ３７（凝縮器温度検知手段に相当）を設け、蒸発器３１にも、その中ほどの部分に、蒸発器３１の温度を検知する蒸発器温度センサ３８を設けている。

図２に示すように、循環風路２０を構成する給風ダクト２４の下端部で熱交換ダクト２８の下流側の端部（図２では右端部）には、循環ファン４１が配設されている。循環ファン４１は、特には乾燥行程時に循環風路２０を通して水槽６（ドラム７）内に空気を循環供給するためのもので、給風ダクト２４から水槽６に向かう方向（図２中の実線矢印参照）に流れる循環空気を生成する。

循環風路２０を構成する中間ダクト２７の上部側面には、蒸発器３１における循環空気の入口側よりも上流側であって後述するフィルタ５４よりも下流側に位置して、循環風路２０内の循環空気の一部を排出する空気排出口４２が形成されている。また、循環風路２０を構成する熱交換ダクト２８の上面には、蒸発器３１における循環空気の出口側よりも下流側であって凝縮器３２における循環空気の入口側よりも上流側に位置して、本体１内の空気を循環風路２０内に導入可能とする空気導入口４３が形成されている。循環風路２０内を循環する空気の一部は、中間ダクト２７の空気排出口４２から排気され、この空気排出口４２からの空気の排出を補うように、本体１内の空気が空気導入口４３から循環風路２０内に補給される。

空気導入口４３には、加熱手段として、例えばＰＴＣヒータ４４が装填して設けられている。このＰＴＣヒータ４４は、通電時の温度が約７０℃であり、後述の暖房運転時に空気導入口４３から循環風路２０内に導入される空気を加熱して温風化する機能を担う。その他、ＰＴＣヒータ４４は、空気導入口４３から循環風路２０内に導入される空気を加熱し除菌する機能、及び、循環風路２０内に導入される空気を加熱して乾燥効率を向上させる機能を担う。

本体１の下部枠５の下部には、スリット状の外気導入口４５が形成されている。そして、本体１内において外気導入口４５に対向する位置には外気導入ファン４６が配設されている。この外気導入ファン４６は、外気に含まれる塵埃などを捕獲するフィルタ４７を備えた構成となっている。そして、外気導入ファン４６が回転駆動されることにより、外気が本体１内に導入され、本体１内のヒートポンプ３５や熱交換ダクト２８の周囲空間に送風される。これにより、本体１の外部（洗濯乾燥機が設置されている室内）と内部との空気が入れ換えられるようになっている。

循環風路２０中の中間ダクト２７には送風路４８が形成されている。この送風路４８は、循環風路２０において空気導入口４３と空気排出口４２との間（この場合、中間ダクト２７の前端部分）から分岐して設けられている。送風路４８は中間ダクト２７と吹出口４との間を、ファンケーシング４９を通して連通する構成となっており、送風路４８の前端（図２では左端）は、本体１を構成する下部枠５に形成した吹出口４に連通している。

循環風路２０内部において空気導入口４３と空気排出口４２との間の部分（この場合、中間ダクト２７の内部であって循環風路２０と送風路４８とが分岐する連通部分）には、ダンパ５０が設けられている。ダンパ５０は、上端部を支軸５１により上下に回動可能に支持されている。このダンパ５０は、ステッピングモータからなるダンパ切替用モータ５０ａ（図５参照）にて駆動され、送風路４８が循環風路２０に連通した状態（図２にて二点鎖線で示す状態）と、送風路４８と循環風路２０とを遮断した状態（図２にて実線で示す状態）とに切り替える機能を有している。

送風路４８の内部には、横流ファンからなる円筒状の送風ファン５２が配置されている。送風ファン５２は、ダンパ５０によって送風路４８が循環風路２０に連通した状態に切り替えられた場合に、空気導入口４３から循環風路２０内に導入された空気を送風路４８を通して吹出口４から本体１外へ送風するものであり、冷房運転時における冷風及び暖房運転時における温風の吹出手段を構成している。

送風路４８の出口部分には、ファンケーシング４９の円弧状の出口部分（図２では左端部分）に沿う半円弧状をなしたルーバー５３が設けられている。このルーバー５３は、半円弧状をなした一部に格子状の開口部５３ａを有しており、送風ファン５２による送風がこの開口部５３ａを通って吹き出される構成である。開口部５３ａは吹出口４を臨む範囲内に開口している。この開口部５３ａの上端部には、無孔形状の遮蔽部５３ｂが形成されていて、ファンケーシング４９の出口部分を完全に塞ぐように機能する。このルーバー５３は、ステッピングモータからなるルーバー用モータ５３ｃ（図５参照）によって回動駆動される。

中間ダクト２７においてダンパ５０を設けた位置よりも上流側の部分には、フィルタ５４が備えられている。フィルタ５４は、循環風路２０内の循環空気中から糸屑などのリントを捕獲するための着脱可能なフィルタ部材５５と、このフィルタ部材５５の一端を延出して一体的に形成したフィルタパネル５６とから構成されている。このフィルタパネル５６は、下部枠５の表面と略面一であって、これに手を掛けて容易に引き出せる構成をなすとともに、吹出口４の上辺部を形成している。
この他、本体１内の上部には、電源系の制御部５７、表示系の制御部５８、給水弁５９、給水ケース６０、給水ホース６１が設けられている。

図５は、洗濯乾燥機の制御系の機能ブロック図である。制御装置６２（運転周波数制御手段、制御手段、重量検知手段、消費電力量予測手段、消費電力量算出手段に相当）は、制御部５７，５８を含むもので、例えばマイクロコンピュータで構成されており、洗濯乾燥機の運転全般を制御する制御手段として機能する。この制御装置６２には、操作パネル２に設けられた各種操作スイッチなどからなる操作入力部６３から、洗濯乾燥機の運転に係る各種操作信号が入力される。また、制御装置６２には、水槽６内の水位を検知するように設けた水位センサ６４から水位検知信号が入力される。

また、制御装置６２には、圧縮機吐出温度センサ３６、凝縮器温度センサ３７、及び、蒸発器温度センサ３８から、それぞれ温度検知信号が入力されるようになっている。さらに、制御装置６２には、循環ファン４１の回転数を検知する回転センサ６５，洗濯機モータ１３の回転数を検知する回転センサ（図示せず），圧縮機３３の回転数を検知する回転センサ（図示せず）から、回転検知信号がそれぞれ入力される。また、制御装置６２は、例えばサーミスタなどからなる外気温度検知センサ６６（外気温度検知手段に相当）から入力される信号に基づいて、洗濯乾燥機の外気温度を検知可能となっている。

制御装置６２は、ドラム７内に収容された洗濯物の重量を測定するようになっており（重量検知手段）、その洗濯物重量の検出は種々の方法を用いて行うことができる。例えば、ドラム７の回転の上昇速度や下降速度に基づいて洗濯物の重量を測定するようにしてもよいし、ドラム７の回転速度が所定速度に立ち上がるまでの時間、或いは、立ち下がるまでの時間に基づいて洗濯物の重量を測定してもよい。この場合、ドラム７の回転速度は、回転センサにより検知される洗濯機モータ１３の回転数、即ち、ドラム７の回転数を制御装置６２が所要時間で除する演算をすることにより算出される。

また、洗濯機モータ１３のモータ電流値（例えばベクトル制御におけるｑ軸電流値）は、ドラム７内に投入された洗濯物の重量と密接な関係にある。従って、洗濯機モータ１３を所定回転数（例えば７５ｒｐｍ）で回転したときの、このようなモータ電流値を検知することにより洗濯物の重量を検知することができる。

電源回路６７は、商用電源に接続されており、制御装置６２や駆動回路６８などに電力を供給する。この電源回路６７には、供給した電流を検出する電流検出回路６９が備えられており、この電流検出回路６９によって検出された瞬時的な電流値Ｉが制御装置６２に読み込まれるようになっている。

しかして、制御装置６２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、給水弁５９、洗濯機モータ１３、排水弁１６、循環ファン４１の駆動用の循環ファン用モータ４１ａ、圧縮機３３、絞り器３４、ダンパ切替用モータ５０ａ、及び、ルーバー用モータ５３ｃを、駆動回路６８を介して駆動制御する。

駆動回路６８は、周波数出力可変装置であるインバータ装置７０，７１を含んで構成されており、そのうちのインバータ装置７０により洗濯機モータ１３を周波数制御し、インバータ装置７１により圧縮機３３（特にはこれの駆動モータ）を周波数制御して、それぞれその回転速度を変えるようになっている。

上記構成の洗濯乾燥機は、吹出口４から冷風を吹き出す冷房運転、及び、温風を吹き出す暖房運転を実行可能に構成されている。
即ち、冷房運転では、制御装置６２は、ダンパ５０を図２に二点鎖線で示すように駆動し、送風路４８を循環風路２０側と連通させるように切り替える。そして、送風ファン５２を駆動して、本体１内の空気を空気導入口４３から循環風路２０内に導入し、導入した空気を、循環空気とは逆方向へ送風させる（図中破線矢印参照）。このような循環空気と逆方向の空気流を、作動状態のヒートポンプ３５の蒸発器３１を通過させることで冷風化し、この冷風を送風路４８を通して吹出口４から本体１外部に吹き出すように制御する。

暖房運転では、制御装置６２は、ダンパ５０を図２に二点鎖線で示すように駆動し、送風路４８を循環風路２０側と連通するように切り替える。そして、送風ファン５２を駆動して、本体１内の空気を空気導入口４３から導入し、導入される空気をＰＴＣヒータ４４で温風化し、図２中の破線矢印で示すように、蒸発器３１（この場合、蒸発器３１は非作動状態で冷却作用はない）を通過させ、この温風を送風路４８を通して吹出口４から本体１外部に吹き出す制御を行う。

次に、上記構成の洗濯乾燥機によって省電力コースを実行する場合の制御内容について説明する。なお、省電力コースとは、ドラム７内の洗濯物の乾燥行程において、圧縮機３３の運転周波数を標準的な運転コースにおける運転周波数よりも低減させ当該圧縮機３３を低周波帯で運転する運転コースである。これにより、ヒートポンプ３５における冷媒の循環を抑え、もって、洗濯物を少ない電力消費で乾燥させるものである。

上記構成の洗濯乾燥機では、省電力コースが開始されると、制御装置６２は最初に洗濯行程（洗い及びすすぎ）を開始させる。この洗濯行程では、給水弁５９により水槽６内に給水する動作が行われ、続いて、洗濯機モータ１３が作動されることにより、ドラム７が低速で正逆両方向に交互に回転される。

洗濯行程が終了すると、制御装置６２は、脱水行程に移行する。この脱水行程では、水槽６内の水を排出した後、ドラム７を高速で一方向に回転させる動作が行われる。これにより、ドラム７内の洗濯物は遠心脱水される。
脱水行程が終了すると、制御装置６２は、乾燥行程に移行する。この乾燥行程の開始に先立って、制御装置６２は、ドラム７内の洗濯物の重量検知を行う。また、制御装置６２は、洗濯乾燥機の外気温度を検知する。

そして、制御装置６２は、乾燥行程を開始する。この乾燥行程では、制御装置６２は、ダンパ５０を、図２に実線で示すように、送風路４８と循環風路２０とを遮断するように回動させる。この状態で、制御装置６２は、洗濯機モータ１３によりドラム７を低速で正逆両方向に回転させつつ、循環ファン４１の循環ファン用モータ４１ａを作動させる。すると、循環ファン４１の送風作用により、図２に実線矢印で示すように、水槽６内の空気が、流出口２１から循環風路２０の環風ダクト２３及び伸縮継手２５を経て熱交換ダクト２８内に流入する。

また、このときに、ヒートポンプ３５の圧縮機３３の運転が開始される。この圧縮機３３の運転により、冷媒が圧縮されて高温高圧の冷媒（気体）となり、その高温高圧の冷媒が凝縮器３２に流れて、熱交換ダクト２８内の空気と熱交換する。その結果、熱交換ダクト２８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、絞り器３４を通過して減圧された後、蒸発器３１に流入し気化する。それにより、蒸発器３１は熱交換ダクト２８内の空気を冷却する。そして、蒸発器３１を通過した冷媒は圧縮機３３に戻る。

これらにより、水槽６内から熱交換ダクト２８内に流入した空気は、蒸発器３１で冷却されて除湿され、その後に凝縮器３２で加熱されて温風化される。そして、その温風が伸縮継手２６、給風ダクト２４を経て、流入口２２から水槽６内に供給され、さらに、ドラム７背面の温風導入口７ａ（図２参照）から当該ドラム７内に供給される。ドラム７内に供給された温風は洗濯物の水分を奪った後、流出口２１から環風ダクト２３及び伸縮継手２５を経て熱交換ダクト２８内に流入する。このようにして、蒸発器３１と凝縮器３２を配置した熱交換ダクト２８とドラム７との間を空気が循環することにより、ドラム７内の洗濯物が漸次乾燥される。なお、蒸発器３１の冷却作用によって発生した除湿水は、当該蒸発器３１の下部に設けられたドレンタンク（図示せず）に一時貯留され、排水ポンプ（図示せず）によって機外に排出される。

ここで、上述の乾燥行程において実行される圧縮機３３の間欠運転の制御内容について、図１を参照して説明する。図１において、（ａ）は圧縮機３３の運転周波数の変化、（ｂ）は凝縮器３２の温度変化、（ｃ）は循環ファン４１の回転数の変化、（ｄ）は外気導入ファン４６の駆動状態の変化、（ｅ）は乾燥行程における消費電力量の積算値の変化を示している。

乾燥行程において、制御装置６２は、凝縮器温度センサ３７によって検知された凝縮器３２の温度に基づいて、圧縮機３３の運転周波数を制御するようになっている。そして、乾燥行程の開始時には、制御装置６２は、インバータ装置７１による圧縮機３３の運転周波数を、標準的な運転コースにおける運転周波数よりも低い５０Ｈｚ（この場合、圧縮機３３の運転が可能な最大周波数である１００Ｈｚよりも低い周波数）まで上昇させる。

制御装置６２は、凝縮器温度センサ３７で検知される凝縮器３２の温度が設定温度Ａ（例えば５０℃）に上昇するまでは、圧縮機３３の運転周波数を上述の運転周波数（５０Ｈｚ）に維持する。そして、凝縮器３２の温度が設定温度Ａに上昇すると（図１（ｂ）に示す点ａ参照）、制御装置６２は、圧縮機３３の運転周波数を徐々に（例えば、３０秒ごとに１Ｈｚずつ）低下させる。これにより、凝縮器３２の温度上昇が抑えられ当該凝縮器３２の温度が略一定に保たれるようになる。そして、圧縮機３３の運転周波数が所定の下限値（この場合、４０Ｈｚ）に低下すると（図１（ａ）に示す点ｂ参照）、制御装置６２は、圧縮機３３の運転を停止する。このとき、凝縮器３２の温度は設定温度Ｂ（例えば５５℃）に維持されている。

圧縮機３３の運転が停止されると、凝縮器３２の加熱が停止することから、当該凝縮器３２の温度は徐々に低下していく。そして、凝縮器３２の温度が所定の設定温度Ｃ（例えば４０℃）に低下すると（図１（ｂ）に示す点ｃ参照）、制御装置６２は、再び圧縮機３３の運転を開始（再起動）させる。このとき、制御装置６２は、再び圧縮機３３の運転周波数を５０Ｈｚまで上昇させるが、この５０Ｈｚに到達するまでの間において、凝縮器３２の温度は設定温度Ｃよりも低い温度に一旦低下する。その後、圧縮機３３の運転周波数が５０Ｈｚに到達することに伴って、凝縮器３２の温度は上昇し始める。

そして、制御装置６２は、凝縮器３２の温度が設定温度Ａに上昇すると、圧縮機３３の運転周波数を徐々に低下させ、圧縮機３３の運転周波数が所定の下限値（４０Ｈｚ）に低下すると、圧縮機３３の運転を停止する。制御装置６２は、このような圧縮機３３の間欠運転を繰り返し実行するようになっている。なお、この圧縮機３３の間欠運転において、乾燥時間の経過に伴いドラム７内の洗濯物の乾燥が進行することから、圧縮機３３の運転周波数が５０Ｈｚに上昇してから凝縮器３２の温度が設定温度Ａに到達するまでの時間Ｔは乾燥時間の経過に伴い徐々に短くなっていく。

また、図１（ｃ）に示すように、制御装置６２は、圧縮機３３の運転周波数が所定の下限値（４０Ｈｚ）に低下して圧縮機３３の運転を停止したときに、循環ファン４１の回転数を圧縮機３３の運転中における回転数である３０００ｒｐｍから４０００ｒｐｍに上昇させるようになっている。そして、凝縮器３２の温度が所定の設定温度Ｃに低下して圧縮機３３を再起動すると、制御装置６２は、循環ファン４１の回転数を圧縮機３３の運転中における回転数である３０００ｒｐｍに戻す。

また、図１（ｄ）に示すように、制御装置６２は、圧縮機３３の運転周波数が所定の下限値（４０Ｈｚ）に低下して圧縮機３３の運転を停止したときに、外気導入ファン４６を所定の回転数（例えば、２０００ｒｐｍ）で駆動（オン）するようになっている。そして、凝縮器３２の温度が所定の設定温度Ｃに低下して圧縮機３３を再起動すると、制御装置６２は、外気導入ファン４６をオフするようになっている。

また、制御装置６２は、圧縮機３３の運転周波数が所定の下限値（４０Ｈｚ）に低下して圧縮機３３の運転を停止したときに、循環風路２０の流路が狭まるようにダンパ５０の開閉状態を制御するようになっている。即ち、制御装置６２は、空気排出口４２側の開口量が送風路４８側の開口量よりも狭くなる状態（図２にて破線で示す状態）となるようにダンパ５０を回動させる。

また、制御装置６２は、図６に示す予め記憶された消費電力量テーブルを参照して、乾燥行程前に検知した洗濯物重量及び外気温度に対応する消費電力量の予測値を把握するようになっている（消費電力量予測手段）。例えば、検知された洗濯物重量が３ｋｇであり、検知された外気温度が２０℃の場合は、消費電力量の予測値は１３００Ｗｈである。

また、制御装置６２は、この乾燥行程において消費した電力量（消費電力量Ｗｈ）を算出するようになっている（消費電力量算出手段）。この場合、制御装置６２は、ｔ分ごとに検出した電流値Ｉに電圧Ｖ（この場合１００Ｖ）を乗算した値を積算することにより、消費電力量Ｗｈを算出する（Ｗｈ＝Σ（Ｖ×Ｉ×ｔ／６０））。

そして、制御装置６２は、算出された消費電力量Ｗｈが消費電力量の予測値に到達（図１（ｅ）に示す点ｄ参照）するまでは、上述した圧縮機３３の間欠運転を繰り返し実行するようになっている。また、算出された消費電力量Ｗｈが消費電力量の予測値に到達した後は、圧縮機３３の運転を停止した状態で、循環ファン４１を所定の回転数（この場合、４０００ｒｐｍ）で所定時間（２〜３分程度）駆動するとともに、外気導入ファン４６を所定時間（２〜３分程度）駆動する。これにより、循環風路２０内に外気を導入しながら当該循環風路２０を通してドラム７内に空気を循環供給することによる風乾燥運転を実行する。

以上に説明したように本実施形態によれば、圧縮機３３の運転周波数が所定の下限値（この場合、４０Ｈｚ）に低下すると、制御装置６２は、圧縮機３３の運転を停止し、その後、再び当該圧縮機３３の運転を開始する間欠運転を実行する。この間欠運転において、圧縮機３３の運転が停止した状態では、ドラム７内の洗濯物の乾燥は、凝縮器３２の余熱を利用した循環ファン４１による送風のみによって進行する。

これにより、圧縮機３３の運転周波数を低減させる運転において当該圧縮機３３の運転周波数が低くなりすぎた場合（所定の下限値以下となった場合）に、圧縮機３３の運転を停止して当該圧縮機３３の運転に伴う振動や騒音の増大を抑えることができる。また、圧縮機３３の運転に伴う振動や騒音の増大を招くことなく、当該圧縮機３３を運転効率の良い低周波帯（低減した運転周波数と所定の下限値との間の周波数帯）で運転できることから、消費電力量を抑えることができ、洗濯物の乾燥に要する電気代の節約を図ることができる。

また、制御装置６２は、圧縮機３３の運転周波数が所定の下限値に低下して圧縮機３３の運転を停止したときに、循環ファン４１の回転数を圧縮機３３の運転中における回転数よりも高くするように構成した。これにより、空気導入口４３から循環風路２０内に流入する空気量が増加するため、循環風路２０内部の湿気を含んだ空気と循環風路２０外部の乾いた空気との入れ替えが促進される。これにより、凝縮器３２の余熱を利用した風乾燥による乾燥効率を高めることができる。

さらに、制御装置６２は、圧縮機３３の運転周波数が所定の下限値に低下して圧縮機３３の運転を停止したときに、外気導入ファン４６を駆動するように構成した。従って、本体１外部と内部との空気を入れ換えることができ、より乾いた空気を本体１内部に導入できる。これにより、乾いた空気を循環風路２０内の循環空気に混入させて当該循環空気の湿気を下げることができ、凝縮器３２の余熱を利用した風乾燥による乾燥効果を高めることができる。

また、制御装置６２は、圧縮機３３の運転周波数が所定の下限値に低下して圧縮機３３の運転を停止したときに、循環風路２０の流路が狭まるようにダンパ５０の開閉状態を制御するように構成した。これにより、環風ダクト２３及び伸縮継手２５を流れる循環空気が熱交換ダクト２８側に流れ難くなり、その分、空気排出口４２から排出され易くなる。そして、循環空気が空気排出口４２から排出され易くなる分、空気導入口４３から循環風路２０内に導入される本体１内部の空気量が多くなる。従って、ドラム７に供給される循環風路２０内部の湿った空気と当該循環風路２０外部の乾いた空気との入れ換えを迅速に行うことができ、凝縮器３２の余熱を利用した風乾燥による乾燥効果を高めることができる。

この場合、空気排出口４２からの空気排出量及び空気導入口４３からの空気導入量は、ダンパ５０の開閉状態に応じて調節できる。従って、このダンパ５０の開閉状態を調節することによって、循環風路２０内部の空気と当該循環風路２０外部の空気との入れ換え効率、さらには、凝縮器３２の余熱を利用した風乾燥による乾燥効率を調節することができる。

また、制御装置６２は、乾燥行程において算出された消費電力量Ｗｈが消費電力量の予測値に到達するまでは、圧縮機３３の間欠運転を繰り返し、算出された消費電力量Ｗｈが消費電力量の予測値に到達した後は、圧縮機３３の運転を停止した状態で循環ファン４１による風乾燥運転を実行するように構成した。これにより、乾燥行程の最終段階（仕上げ段階）に凝縮器３２の余熱を利用した風乾燥を行うことができ、ドラム７内の洗濯物を、より確実に乾燥することができる。また、洗濯物重量及び外気温度に対応した消費電力量の予測値を超えて乾燥が行われることがなく、過乾燥による無駄な消費電力量を抑えることができる。

なお、本発明は、上述の一実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
圧縮機３３の回転数が所定の下限値に低下したときに、圧縮機３３の運転を停止するようにしてもよい。

圧縮機３３の間欠運転において当該圧縮機３３の運転を停止する基準となる所定の下限値は４０Ｈｚに限られるものではなく、圧縮機３３の性能、或いは、目標とする消費電力量や使用する電力の単価などに応じて適宜設定することができる。

圧縮機３３の間欠運転において、圧縮機３３の運転を停止した後、再び圧縮機３３の運転を開始させる条件は、凝縮器３２の温度が所定の設定温度Ｃに低下することに限られるものではない。例えば、圧縮機３３の運転を停止した後、所定時間（例えば、１０分程度）が経過したときに、再び圧縮機３３の運転を開始させるようにしてもよい。

外気導入ファン４６によって外気導入口４５から外気を導入するのではなく、ダンパ５０によって送風路４８が循環風路２０に連通した状態に切り替え、この状態で送風路４８から外気を導入するように構成してもよい。

算出された消費電力量Ｗｈが消費電力量の予測値に到達した後に行う風乾燥運転において、必要に応じて（例えば、湿気が多い場合や乾き難い洗濯物を乾燥する場合）、ＰＴＣヒータ４４を動作させるように構成してもよい。

この他、本発明は、洗濯と乾燥の両機能を有する洗濯乾燥機に限られず、乾燥機能のみを有する乾燥機にも適用できる。また、ドラム７を横軸状に配設した横軸式に限られず、有底円筒状の回転槽を縦軸状に有する縦軸式のものにも適用することができる。

本発明の一実施形態を示すものであり、乾燥行程において実行される圧縮機の間欠運転の制御内容を説明するための図ドラム式の洗濯乾燥機の全体構成の概略を示す縦断側面図洗濯乾燥機の外観斜視図ヒートポンプのサイクル構成図電気的構成のブロック図消費電力量テーブルを示す図

符号の説明

図面中、１は本体、４は吹出口、６は水槽、７はドラム、２０は循環風路、３１は蒸発器、３２は凝縮器、３３は圧縮機、３４は絞り器（減圧手段）、３５はヒートポンプ、３７は凝縮器温度センサ（凝縮器温度検知手段）、４１は循環ファン、４２は空気排出口、４３は空気導入口、４６は外気導入ファン、４８は送風路、５０はダンパ、５２は送風ファン、６２は制御装置（運転周波数制御手段、制御手段、重量検知手段、消費電力量予測手段、消費電力量算出手段）、６６は外気温度検知センサ（外気温度検知手段）を示す。

Claims

外郭を形成する本体と、
前記本体内に設けられた水槽と、
前記水槽内に回転可能に設けられ、洗濯物の洗い、脱水、乾燥に用いられるドラムと、
前記水槽に連通接続された循環風路と、
前記ドラム内の洗濯物の乾燥時に前記循環風路を通して前記ドラム内に空気を循環させる循環ファンと、
前記循環風路内を循環する空気を加熱する凝縮器と、前記循環風路内を循環する空気を冷却し除湿する蒸発器と、前記凝縮器に供給する冷媒を圧縮する圧縮機と、前記凝縮器から吐出された冷媒を減圧する減圧手段とを備えて構成されたヒートポンプと、
前記凝縮器の温度を検知する凝縮器温度検知手段と、
前記凝縮器温度検知手段によって検知された前記凝縮器の温度に基づいて、前記圧縮機の運転周波数を制御する運転周波数制御手段と、
前記圧縮機の運転周波数が所定の下限値に低下すると、前記圧縮機の運転を停止し、その後、再び前記圧縮機の運転を開始する間欠運転を実行する制御手段とを備えたことを特徴とする洗濯乾燥機。
前記制御手段は、前記圧縮機の運転周波数が前記所定の下限値に低下して前記圧縮機の運転を停止した場合、前記循環ファンの回転数を、前記圧縮機の運転中における当該循環ファンの回転数よりも高くすることを特徴とする請求項１記載の洗濯乾燥機。
前記循環風路に設けられ、当該循環風路内に空気を導入するための空気導入口と、
前記本体外の外気を導入して前記本体の外部と内部との空気を入れ換える外気導入ファンとを備え、
前記制御手段は、前記圧縮機の運転周波数が前記所定の下限値に低下して前記圧縮機の運転を停止した場合、前記外気導入ファンを駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の洗濯乾燥機。
前記循環風路に設けられ、当該循環風路内に空気を導入するための空気導入口と、
前記循環風路に設けられ、当該循環風路内の空気を排出するための空気排出口と、
前記循環風路において前記空気導入口と前記空気排出口との間から分岐して設けられ、前記本体に形成された吹出口に連通した送風路と、
前記循環風路において前記空気導入口と前記空気排出口との間に設けられ、前記送風路が前記循環風路に連通した状態と遮断した状態とに切り替えるダンパと、
前記ダンパによって前記送風路が前記循環風路に連通した状態に切り替えられた場合に、前記空気導入口から前記循環風路内に導入された空気を前記送風路を通して前記吹出口から前記本体外へ送風する送風ファンとを備え、
前記制御手段は、前記圧縮機の運転周波数が前記所定の下限値に低下して前記圧縮機の運転を停止した場合、前記循環風路の流路が狭まるように前記ダンパの開閉状態を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の洗濯乾燥機。
前記ドラム内の洗濯物の重量を検知する重量検知手段と、
前記本体の外気温度を検知する外気温度検知手段と、
前記重量検知手段によって検知された前記洗濯物の重量と前記外気温度検知手段によって検知された前記外気温度とに基づいて、前記洗濯物の乾燥に要する消費電力量を予測する消費電力量予測手段と、
前記洗濯物の乾燥において消費した電力量を算出する消費電力量算出手段とを備え、
前記制御手段は、前記消費電力量算出手段によって算出された消費電力量が前記消費電力量予測手段によって予測された消費電力量に到達するまでは、前記圧縮機の間欠運転を繰り返し、算出された前記消費電力量が予測された前記消費電力量に到達した後は、前記圧縮機の運転を停止した状態で前記循環ファンによる風乾燥運転を実行することを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の洗濯乾燥機。