JP5256960B2 - 物品洗浄乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気を除湿し、かつ加温する除湿加温装置と洗濯機能を備えた洗濯乾燥機等の物品洗浄乾燥装置に関するものである。

除湿機能と加温機能を具備した一般的な除湿加温装置は、図９の模式図ように構成されている。

図９において、除湿加温装置１００は、圧縮機１０１、凝縮器１０２、減圧機構１０３および蒸発器１０４を備えたヒートポンプ装置１０５と、空気流入口１０６、蒸発器１０４、凝縮器１０２、空気流出口１０７の順に空気が流れる風回路１０８を具備した構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

以上のように構成された除湿加温装置１００について、以下、図１０のモリエル線図を用いながらその動作を説明する。

まず、ヒートポンプの動作として、圧縮機１０１が駆動すると、ガス冷媒は圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、凝縮器１０２に流入する。凝縮器１０２に流入したガス冷媒は、空気と熱交換し（図１０のａ域）、空気は加温され、冷媒は冷却されて凝縮し、高圧の液冷媒に相変化する。

次に、減圧機構１０３で高圧の液冷媒は減圧され、低温低圧の液冷媒もしくは気液２相冷媒となる。この冷媒が蒸発器１０４に流入し、空気と熱交換して空気は冷却され、冷媒は加熱されて低圧のガス冷媒となり（図１０のｂ域）、圧縮機１０１に吸い込まれる。

一方、空気流入口１０６から流入した高湿の空気は、まず蒸発器１０４に流入し、冷却される。このとき、空気が露天温度以下に冷却されると蒸発器１０４の表面に結露し、空気が除湿される。

次に、凝縮器１０２に流入し、加温され、高温低湿の空気となって空気流出口１０７から除湿加温装置１００の外へと出ていく。このときの加熱量は、凝縮器１０２での加熱量（図１０のａ域）から蒸発器１０４での冷却量（図１０のｂ域）を差し引いた圧縮機１０１の入力分（図１０のｃ域）の加熱量となる。したがって、空気流出口１０７から出ていく空気温度は、空気流入口１０６から流入する空気温度よりも高くなる。

近年、このような除湿加温装置１００が衣類乾燥機に用いられるようになった。次に、上記除湿加温装置１００を衣類乾燥機に用いた場合について説明する。

図１１は従来の洗濯乾燥機の側断面図である。

筐体１０９の内部に設置された外槽１１０の内部には、衣類１１１を収容する円筒状で横軸型の衣類収容部１１２が回転可能に設けられており、駆動モータ１１３により回転駆動される。筐体１０９の前面には、衣類１１１を出し入れする開口部１０９ａと、これを開閉する扉１１４が設けられている。

外槽１１０および衣類収容部１１２の前面側にもそれぞれ同様の開口部１１０ａ、１１２ａを有し、この外槽１１０の開口部１１０ａは、ベローズ１１５によって筐体１０９の開口部１０９ａと水密に連結されている。

送風手段を構成する送風機１１６は、筐体１０９の上面１０９ｄと外槽１１０により形成される隅部空間（筐体１０９の上部）に位置するように、外槽１１０の外周面に設けられている。筐体１０９の背面１０９ｂ下部には、図９で説明した除湿加温装置１００が設けられている。

以下、上記構成の洗濯乾燥機において、衣類乾燥動作について説明する。なお、図９と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明する。

除湿加温装置１００を作動し、これと並行して送風機１１６を運転する。凝縮器１０２の放熱により加熱された温風は、空気流出口１０７から風回路１０８を通って給気口１１７から衣類収容部１１２内に送風される。衣類収容部１１２は、駆動モータ１１３により回転駆動され、衣類１１１は上下に撹拌される。

衣類収容部１１２内に供給された温風は、衣類１１１の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で外槽１１０の排気口１１８を経て循環ダクト１１９から送風機１１６を通り、空気流入口１０６から蒸発器１０４に至る。この湿った温風は、蒸発器１０４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。

乾いた空気は、続いて凝縮器１０２を通過する際にこの凝縮器１０２で再び加熱され温風となり、前述と同様に再び外槽１１０、衣類収容部１１２内へ供給され、以下、前述の循環を繰り返す。結露水は蒸発器１０４の下部に設けられたドレンパン１２０に流れ排水口（図示せず）から機外へ排出される。ここで、空気は温度が高いほど水分を多く含有できるため、乾燥運転を開始してから早く空気温度を上昇させる方が有効である。
特公平６−７５６２８号公報

しかしながら上記従来の洗濯乾燥機の構成では、除湿加温装置１００を用いることで乾燥運転の時間を短縮することができ、消費電力量は削減されるが、洗濯運転時において汚れの洗浄力を向上させる、あるいは、すすぎ運転時の洗剤の泡切れを良くするために温水を供給する場合には、ヒーター（図示せず）等の別の加温装置が必要となり、洗濯、すすぎ運転の際の消費電力量を少なくできない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、ヒートポンプ装置を有する除湿加温装置のみを用いることで、乾燥運転のみならず、洗濯、すすぎ運転の際にも温水の供給を可能とし、消費電力量の少ない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、本発明は、衣類等の洗濯洗浄乾燥物を乾燥する除湿加温装置を、圧縮機、凝縮器、減圧機構、および蒸発器等を冷媒が順次循環するように連
結したヒートポンプ装置を具備する構成とし、前記凝縮器を、外側を冷媒が流れ、内側を水が流れる２重管と、前記２重管に熱的に密着したフィンを有する構成とし、さらに、前記凝縮器の２重管に水を給水する給水経路と、前記凝縮器によって加温された水を前記洗濯洗浄乾燥物を収納する物品収納部に導入する導入経路を設けたものである。

これにより、洗濯（洗浄）運転からすずき運転において、前記ヒートポンプ装置によって洗濯（洗浄）水を加温することができ、その結果、洗剤の洗浄力を引き出すことができる。また、すすぎ運転においても、洗剤の泡切れを良くし、運転時間の短縮化をはかることができる。

さらに、乾燥運転においても、ヒートポンプ装置を運転することにより、物品収納部内の水分を含む湿った温風を、蒸発器を通過させることによって、ここで顕熱と潜熱を奪って温風の冷却と除湿を行う。そして、乾いた空気を凝縮器で再び加熱して温風とし、再び物品収容部内へ供給する循環を繰り返すことで乾燥時間を短縮することができる。

したがって、洗濯（洗浄）・すすぎ・乾燥工程においてヒートポンプ装置の運転を行うことで、洗濯から乾燥に至る行程にかかる時間を短縮することができるとともに、消費電力の少ない物品洗浄乾燥装置を提供することができる。

本発明は、洗濯（洗浄）運転からすずき運転にかけて、加温された水を物品収納部へ給水することができるため、洗剤の洗浄力を引き出した洗濯（洗浄）、および洗剤の泡切れの良いすすぎが可能となり、洗濯（洗浄）運転時間、およびすすぎ運転時間の短縮化が可能となる。

また、物品収納部内の乾燥も、蒸発器を通過する際に顕熱と潜熱が奪われた乾いた空気を、凝縮器で再び加熱した温風によって行うため、乾燥時間の短縮化が可能となる。

したがって、ヒーター等の他の加温装置を必要とせず、ヒートポンプ装置を備えた除湿加温装置によって洗濯（洗浄）・すすぎ・乾燥それぞれの工程に要する時間を短縮することができ、運転に伴う消費電力を少なくすることができる。

請求項１に記載の発明は、衣類等の洗濯洗浄乾燥物を収納する物品収納部と、前記物品収納部と連通する送風回路と、前記送風回路内に配置された送風機と除湿加温装置で構成された洗浄乾燥装置であって、前記除湿加温装置を、圧縮機、凝縮器、減圧機構、および蒸発器等を具備し、これらを冷媒が順次循環するように連結したヒートポンプ装置を具備する構成とし、前記凝縮器を、外側を冷媒が流れ、内側を水が流れる２重管と、前記２重管に熱的に密着したフィンを有する構成とし、さらに、前記凝縮器の２重管に水を給水する給水経路と、前記凝縮器によって加温された水を前記物品収納部に導入する導入経路を設けたものである。

かかる構成とすることにより、物品収納部への給水を、凝縮器によって加温された温水とすることができる。その結果、洗浄水の洗浄力を高めることができ、しかも新たな熱源を設けることなく、ヒートポンプ装置を利用して行うことができるため、効率よく温水を生成することができる。

特に、衣類等を対象とする洗濯乾燥装置の場合は、洗濯運転時における洗剤の洗浄力を向上させることができ、また、すすぎ運転時における洗剤の泡切れを良くすることができる。したがって、洗濯、すすぎに伴う運転時間の短縮化をはかることができる。

さらに、物品収納部内の乾燥は、蒸発器によって除湿し、さらにその空気を凝縮器によって加熱した高温、低湿の空気によって行うため、高い乾燥能力が得られ、乾燥時間の短縮化をはかることができる。したがって、ヒーター等の他の加温装置を必要とせず、ヒートポンプ装置による乾燥となり、ヒートポンプ装置の付加価値を高めることができるものである。

特に、衣類等を対象とする洗濯乾燥装置の場合は、ヒートポンプ装置によって洗濯水、すすぎ水の加温と、乾燥空気の生成が行えるため、新たな加温装置を必要とせず、洗濯から乾燥に亘る時間の短縮化を可能とすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記凝縮器の２重管における外側の冷媒の流れを、凝縮器の風下から風上に向けて流れ、かつ内側を流れる水の流れと対向流となるように設定したものである。

これにより、乾燥運運転では、凝縮器を通風する空気と２重管の外側を流れる冷媒との平均的温度差を大きくして熱交換量を大きくすることができ、洗濯から乾燥に至る行程にかかる時間をさらに短縮することができる。

また、洗濯（洗浄）運転からすずき運転では、２重管の内側を流れる水と２重管の外側を流れる冷媒との平均的温度差を大きくして熱交換量を大きくすることができ、さらに汚れに対する洗浄力の向上と、すすぎ運転時における洗剤の泡切れを良くし、洗濯（洗浄）運転時間およびすすぎ運転時間の短縮化をはかることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記送風回路の途中に、外部の空気を取り入れる取入部と、外部に空気を排出する排出部を設けたものである。

かかる構成とすることにより、送風回路の途中において循環する空気の一部を排出部から外部に排出し、取入部から代わりに外部の空気を取り入れることができる。

したがって、洗濯（洗浄）運転時およびすすぎ運転時において、物品収納部と送風回路が閉回路の場合に比べて、循環する空気の温度の低下を抑制することができる。その結果、蒸発器を通過する空気温度の低下に伴う蒸発器との熱交換能力の低下を抑制することができ、凝縮器の２重管の内部における冷媒による水への加温量の低下を抑制することができる。

さらに、上記低温空気と物品収納部へ給水された水（加温水）との熱交換も抑制できるため、洗濯（洗浄）、すすぎに供する水温の低下を抑制することができる。

また、乾燥運転においても、送風回路の途中において循環する空気の一部を排出部から外部に排出し、取入部から代わりに外部の空気を取り入れることで、物品収納部における空気温度の上昇が抑制でき、その結果、前記空気温度の上昇に伴う圧縮機の過負荷環境を緩和することができる。

その結果、圧縮機の過負荷に伴うヒートポンプ装置の能力低下制御等を伴うことがなく、乾燥運転時の初期から後半まで高能力のヒートポンプ運転が可能となり、乾燥運転時間を短縮することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記
物品収納部からの排水を前記凝縮器の２重管に水を給水する給水経路と連結した戻り経路を設け、前記給水経路との連結部に、前記凝縮器へ給水する水を、戻り経路からの水、または前記給水経路からの水とする切替え弁を設けたものである。

これにより、給水経路から給水された物品収納部の温水を、戻り経路、凝縮器、給水経路、物品収納部の間で循環することができる。その結果、循環する温水を凝縮器でより高温化して汚れに対する洗浄力の向上と、すすぎ運転時における洗剤の泡切れを良くし、洗濯（洗浄）運転時間およびすすぎ運転時間の短縮化をはかることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、前記送風回路に、前記蒸発器を通過した風が前記凝縮器を通過するように流れる第１の風回路と、前記蒸発器を通過した風が前記凝縮器を迂回するように流れる第２の風回路と、前記蒸発器を通過した風を、前記第１の風回路または前記第２の風回路を流れるように制御する切替え装置を設け、前記給水経路からの水を凝縮器によって加温するときに、前記切替え装置により前記蒸発器を通過した風が前記第２の風回路へ流れるように制御するようにしたものである。

かかる構成とすることにより、凝縮器における冷媒と水の熱交換作用において、凝縮器を通過する空気の熱の影響を受けることが抑制できる。その結果、冷媒と水の熱交換を効果的に行うことができ、物品収納部へ給水する水を効率よく加温することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記導入経路の途中に、前記凝縮器によって加温された温水を蓄える蓄熱水槽を設けたものである。

かかる構成とすることにより、特に乾燥工程において、圧縮機が過負荷となった場合に、凝縮器での熱交換作用を、空気との熱交換に加えて水とも熱交換させることができ、圧縮機の過負荷環境を緩和することができる。その結果、高いヒートポンプ能力で乾燥を継続することができる。また、凝縮器で加温された水は、蓄熱水槽に蓄えられるため、次の洗濯（洗浄）工程における洗濯（洗浄）水の温水供給に利用でき、洗浄水の洗浄力を高めることができる。

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ってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の冷媒回路、水回路の構成と送風回路の空気の流れを示すシステム概念図である。図２は、同実施の形態１における洗濯乾燥機の側面から見た断面図である。図３は、同実施の形態１における凝縮器の管軸方向に直交する面による断面図である。図４は、同実施の形態１における凝縮器の２重管の拡大断面図である。

図１から図４に示すように、洗濯乾燥機（本発明の洗浄乾燥装置に相当）１の筐体１ｘ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外槽（本発明の物品収納部に相当）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。外槽３の内部には、被乾燥物（以下、衣類と称す）４を収容する円筒状の内槽５が回転可能に設けられている。この内槽５は、駆動モータ６により回転駆動されるものである。

ここで、筐体１ｘ内において外槽３および内槽５は、前面よりも背面が下がるように傾
斜して設けられており、内槽５の回転軸方向が水平方向から２０〜３０度前上がりに傾斜している。

筐体１ｘ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。外槽３および内槽５の前面側にも同様の開口部３ａ、５ａが設けられ、この外槽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。

外槽３の底部には、洗濯水を排出する排水経路９が設けられ、排水弁１０に連結されている。

また、外槽３の背面下部には、除湿加温装置であるヒートポンプ装置１１を構成するフィンチューブ式の熱交換器形式からなる蒸発器１２および凝縮器１３が設けられている。蒸発器１２および凝縮器１３は、それぞれの最大面積となる面が対向するように略平行に配設されており、その並び方向は、筐体１ｘの前後方向と略同一方向とし、外槽３の傾斜により形成された筐体１ｘ内の空きスペースを有効利用して収容されている。

また、蒸発器１２、凝縮器１３は、圧縮機１４、電動式膨張弁等の絞り手段（本発明の減圧機構に相当）１５および管路１６とともに周知の冷媒回路１７を構成しており、これらは全てヒートポンプ装置１１内に収容されている。さらに、蒸発器１２の吸入側の開口面１２ａ側に空気流入口１８を、また、凝縮器１３の吐出側の開口面１３ａ側に空気流出口１９をそれぞれ設け、蒸発器１２、凝縮器１３と連通した風路を構成している。

ここで、凝縮器１３は、図４に示す如く内部を冷媒が流れる外管１３ｂと、外管１３ｂ内に設けられ、内部を水が流れる内管１３ｃからなる２重管１３ａと、２重管１３ａに密着したフィン１３ｄから構成されている。また、２重管１３ａにおける冷媒は、凝縮器１３の風下（蒸発器１２側）から風上（後述する送風機２８側）に向けて流れ、かつ内側を流れる水の流れとは対向流となるようにその流れ方向が設定されている。

そして、冷媒回路１７を構成する各要素からなるヒートポンプ装置１１、および空気流入口１８、空気流出口１９は、一体化したユニット２０に構成されている。

さらに、蒸発器１２、凝縮器１３の下部には、蒸発器１２からの除湿水を貯めるドレン水容器２０ａが設けられており、このドレン水容器２２に貯まった水は、排出口（図示せず）から機体外へと排出される。

ここで、ユニット２０には、図１で示すように、空気流入口１８、蒸発器１２、凝縮器１３、空気流出口１９の順に空気が流れる第１の風回路２１と、空気流入口１８、蒸発器１２、空気流出口１９の順に空気が流れる第２の風回路２２と、第１の風回路２１と第２の風回路２２とを切替えるダンパー装置等で構成される切替え装置２３が設けられている。

また、凝縮器１３の２重管１３ａには、内管１３ｃの入口に連結され、給水を可能とする給水経路２５と、内管１３ｃの出口から外槽３に連結された導入経路２７が設けられている。そして、給水経路２５には、給水源（図示せず）からの水を内管１３ｃへ送るポンプ２４が配置され、また、導入経路２７には、開閉弁２６が設けられている。この給水経路２５から導入経路２７への水の流れとすることにより、内管１３ｃを流れる水は、２重管１３ａを構成する外管１３ｂを流れる冷媒の流れ方向と対向した流れとなる。

さらに、筐体１ｘのユニット２０の空気流出口１９には、送風機２８が配置され、その
送風機２８の吹出口２８ｂは、筐体１ｘの背面側から見て側面後方に位置する給気ダクト（本発明の送風回路に相当）２９と連通している。また、給気ダクト２９の給気口２９ａは、外槽３の内部に開口している。

ここで、給気ダクト２９と送風機２８の吹出口２８ｂとは、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる給気口ホース３０によって接続されている。

一方、ユニット２０の空気流入口１８は、排気ダクト（本発明の送風回路に相当）３１と連通している。そして排気ダクト３１は、外槽３の外面に設けられ、その排気口３１ａは、給気ダクト２９の給気口２９ａと大きく離れた位置で外槽３の内部に開口している。また、排気ダクト３１と空気流入口１８との接続部には、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる排気口ホース（図示せず）が設けられ、また、排気ダクト３１の途中には、糸くず等を捕集するためのリントフィルター３２が設けられている。

さらに、前記給気ダクト２９と排気ダクト３１は、外槽３内において直接連通しないようにシール構造（例えば、ラビリンスシール、図示せず）が施されている。

さらに、排気ダクト３１の途中には、外部の空気をこの排気ダクト３１内に取り入れる取入れ部３３と、排気ダクト３１の一部の空気を外部に排出する排出部３４を設けている。

また、筐体１ｘの内部前面側には、制御手段３５が設けられており、この制御手段３５は、駆動モータ６や排水弁１０、送風機２８および圧縮機１４、切替え装置２３、ポンプ２４、開閉弁２６等の運転を制御して洗濯、脱水、乾燥工程を制御する。

以上のように構成された洗濯乾燥機１について、以下その動作を説明する。

洗濯工程では、排水弁１０を閉じた状態で外槽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と洗浄水の入った内槽５を回転させて衣類４の洗濯を行う。

この給水時において、ユニット２０の切替え装置２３は、図１において凝縮器１３への通風を遮断する位置にあり、また、ポンプ２４を運転し、さらに開閉弁２６を開放した状態とする。

加えて、圧縮機１４と送風機２８を駆動し、冷媒を圧縮機１４から凝縮器１３、絞り手段１５および蒸発器１２と循環させて冷媒回路１７を形成するヒートポンプ運転を行う。

これにより、空気は、送風機２８によって矢印ａ、ｂで示す如く給気ダクト２９から外槽３内へ流入し、外槽３の排気口３１ａから矢印ｃ、ｄ、ｅで示す如く排気ダクト３１に設けたリントフィルター３２を通過して排気ダクト３１を流れる。排気ダクト３１の途中に設けた外部空気の取入部３３と排出部３４については、後述する。

排気ダクト３１を通過した空気は、ユニット２０において、切替え装置２３が凝縮器１３への通風を遮蔽する位置にあるため、矢印ｆで示す如く空気流入口１８から蒸発器１２、空気流出口１９の順に流れる第２の風回路２２を通過し、以下、送風機２８によって給気ダクト２９、外槽３、排気ダクト３１と循環する。このように、空気側では、蒸発器１２によって熱が冷媒回路１７内に取り込まれる。

一方、凝縮器１３では、通風が行われず、２重管１３ａ内を冷媒と水が通過した状態に
ある。したがって、凝縮器１３では水と冷媒で熱交換が行われている。

その熱交換作用は、冷媒と水が対向流となることで平均的温度差を大きくし、熱交換量を大きくして冷媒の熱が水に伝達されるものである。

外槽３内に所定量の給水が行われると、前述のヒートポンプ運転、ポンプ２４の運転を停止し、開閉弁２６を閉塞する。そして、前述の如く内槽５が回転する洗濯が行われる。

したがって、洗濯工程において、外槽３内へ供給される水は、冷媒によって加温された状態にあり、洗濯時における洗剤の洗浄力を高めることができる。これに伴い、洗濯時間を短縮化することもできる。

洗濯工程が終了すると、排水弁１０を開放し、外槽３内の洗濯水を排水し、すすぎ工程が行われる。

すすぎ工程は、洗濯工程と同様に、排水弁１０を閉じた状態で外槽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により内槽５を所定時間回転させて衣類４に浸透した洗剤成分を溶出し、所定時間経過後駆動モータ６を停止し、排水弁１０を開放してすすぎ水を排出する工程を数回繰り返すものである。

このすすぎ工程においても、給水時は、切替え装置２３、ポンプ２４、開閉弁２６がそれぞれ洗濯工程と同じ状態にあり、加えて、ヒートポンプ運転が行われる。

その結果、すすぎ工程においてもすすぎ水は加温され、衣類に浸透した洗剤の泡切れをよくすることができ、これに伴ってすすぎ時間（回数）を短縮化することもできる。

そして、すすぎ工程が終了すると、脱水工程が行われる。この脱水工程は、周知の如くポンプ２４を停止し、排水弁１０を開いて外槽３内の水を機外へ排水した後、駆動モータ６により衣類４の入った内槽５を高速回転し、遠心力で衣類４に含まれる水分を分離するもので、前記水分を内槽５に設けられた多数の孔（図示せず）から外槽３へ排出し、脱水するものである。

脱水工程が終了すると、乾燥工程が行われる。この乾燥工程は、内槽５を駆動モータ６によって低速回転させるもので、この内槽５の回転により、内槽５内の衣類４は上下に攪拌される。

この乾燥工程において、ユニット２０の切替え装置２３は、図１において第２の風回路２２を閉塞して凝縮器１３への通風を可能とする位置にあり、また、ポンプ２４を停止し、さらに開閉弁２６を閉塞した状態とする。

加えて、圧縮機１４と送風機２８を駆動し、冷媒を圧縮機１４から凝縮器１３、絞り手段１５および蒸発器１２と循環させて冷媒回路１７を形成するヒートポンプ運転を行う。

これにより、凝縮器１３においては、２重管１３ａ内における水との熱交換はなく、空気との熱交換作用が行われる。

すなわち、送風機２８の運転により、空気は、送風機２８によって矢印ａ、ｂで示す如く給気ダクト２９から外槽３内へ流入し、内槽５内の衣類４の隙間を通過する際に衣類４に含まれた水分を奪い、湿った状態で矢印ｃで示す如く外槽３の排気口３１ａから排気ダクト３１を通り、リントフィルター３２を通過する。このリントフィルター３２で外槽３
からの空気中に含まれるリント（糸くず）等の異物を捕獲し、以降の風回路への影響リスクを排除している。

さらに、リントフィルター３２を通過した空気は、矢印ｇで示す如くその一部が排気ダクト３１の途中に設けた排出部３４から外部へ排出され、また矢印ｈで示す如く取入れ部３３から外気が取り込まれ、排気ダクト３１を流れる。

そして、矢印ｄ、ｅで示す如く排気ダクト３１を通過した空気は、ユニット２０において、矢印ｉで示す如く空気流入口１８から凝縮器１２、蒸発器１２、空気流出口１９の順に流れる第１の風回路２１を通過し、以下、送風機２８によって給気ダクト２９、外槽３、排気ダクト３１と循環する。

ユニット２０においては、空気流入口１８へ流入した湿った温風が蒸発器１２を通過する際に、顕熱と潜熱が奪われて除湿され、乾いた空気と除湿水に分離される。この乾いた空気は、凝縮器１３を通過するときに再び加熱される。すなわち、凝縮器１３では、通過する空気と２重管１３ａの外側を流れる冷媒との平均的温度差を大きくして熱交換量を大きくしているため、乾燥空気は温風となって送風機２８へと流れ、以下上述の順で循環する。

また、蒸発器１２に結露し、湿った空気から分離された除湿水は、ドレン水容器２０ａに貯まり、排出口から機外へ排出される。

上述の動作を繰り返すことにより、衣類４の乾燥を進行させ、適宜時間の経過後に駆動モータ６およびヒートポンプ装置１１の運転を停止することにより、乾燥工程が終了する。

このように、ヒートポンプ装置１１を用いて蒸発器１２で吸熱した熱を冷媒で回収し、再び凝縮器１３で放熱させることにより、圧縮機１４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、乾燥時間の短縮と省エネを実現することが可能になる。

さらに、洗濯工程と、すすぎ工程においては、外槽３に給水する水を、一旦凝縮器１３で加熱するため、特に、洗濯工程においては、洗剤の洗浄力を引き出し、洗濯時間を短縮することができる。また、すすぎ工程では、衣類４に含浸した洗剤を溶出させてすすぎ時間を短くすることができる。

また、本実施の形態１においては、排気ダクト３１の途中に、外部の空気を排気ダクト３１内へ取り入れる取入れ部３３と、排気ダクト３１内の空気の一部を外部へ排出する排出部３４を設けているため、洗濯工程、すすぎ工程、乾燥工程それぞれを効果的に行うことができる。

すなわち、洗濯工程、およびすずき工程においては、外槽３とユニット１１を循環する送風系の回路が閉回路の場合であると、循環を繰り返すにつれて循環空気の温度が低下し、蒸発器１２を通過する空気との温度差が小さくなって蒸発器１２での熱交換能力が低下する。その結果、凝縮器１３では、２重管１３ａの内部における冷媒による水の加温量が低下し、温水を外槽３へ供給することが困難となる。

しかしながら、外槽３とユニット１１を循環する送風系の回路の一部に外気を取り込む取入れ部３３を設けることにより、上述の循環空気温度の低下が抑制でき、蒸発器１２での熱交換能力の低下を抑制することができる。特に、循環空気の一部を排出部３４より排出することにより、取り入れる空気を多くし、循環する空気温度の低下を一層抑制するこ
とができる。

その結果、凝縮器１３での水の加温量の低下が抑制でき、外槽３への温水の供給を安定させることができる。

しかも、切替え装置２３によって蒸発器１２を通過した低温の空気と凝縮器１３の熱交換作用を規制しているため、前記低温の空気によって水の加温作用が阻害されることも抑制でき、外槽３への温水の供給をさらに安定させることができる。

また、乾燥工程においては、外槽３とユニット１１を循環する送風系の回路が閉回路の場合であると、乾燥工程が進むにつれて衣類４からの水分蒸発が進み、内槽５での水分蒸発量が低下して蒸発器１２に流入する空気温度が徐々に高くなる。これに伴い、冷媒の蒸発温度、および凝縮温度も上昇し、さらには圧縮機１４の吐出圧力が上昇する。

このように圧縮機１４の吐出圧力が上昇すると、耐圧の考慮から、圧縮機１４の運転回転数を低下させる、あるいは、圧縮機１４を断続的に運転させる等の制御が伴い、これによってヒートポンプ運転の能力低下が強いられ、結果的に、乾燥運転時間が長期化することになる。

しかしながら、外槽３とユニット１１を循環する送風系の回路の一部に外気を排気ダクト３１内に取り込む取入れ部３３と、排気ダクト３１内を循環する空気の一部を外気へ排出する排出部３４を設けることにより、上述の循環空気温度の上昇が抑制でき、冷媒の温度上昇を抑制することができる。

その結果、圧縮機１４を安定して運転することができ、ヒートポンプによる乾燥能力を安定することができる。これに伴い、乾燥時間の長期化が抑制でき、効率のよい乾燥を行うことができる。特に、循環空気の一部を排出することにより、取り入れる空気を多くし、循環する空気温度の上昇を一層抑制することができる。

このように本実施の形態１においては、ヒーター等の他の加温装置を必要とせず、洗濯工程、すすぎ工程、および乾燥工程においてヒートポンプ装置１１を機能させることにより、洗濯から乾燥に至る行程に要する運転時間を短縮することができるとともに、運転時間に伴う消費電力を少なくすることができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機の冷媒回路、水回路の構成と送風回路の空気の流れを示すシステム概念図である。図６は、同実施の形態２における洗濯乾燥機の側面から見た断面図である。ここで、先の実施の形態１と同じ構成要件については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態２の構成は、実施の形態１の構成に加えて図５、図６で示すように、一端が外槽３の排水経路９に連結され、他端が凝縮器１３の給水経路２５に連結された戻り経路３６を設け、各連結部に切替え弁３７、３７ａを設けた構成としている。

給水経路２５に設けた切替え弁３７は、凝縮器１３を構成する２重管１３ａの内管１３ｃへの給水を、給水経路２５の水、または外槽３に注がれた温水に切替える作用を行う。また、切替え弁３７ａは、外槽３内の水を、排水経路９へ流すか戻り経路３６へ流すかを切替えるもので、切替え弁３７の動作と連動するものである。

なお、図５においては、排水経路９に切替え弁３７ａと排水弁１０を設けた構成として
いるが、いずれか一つの弁装置とすることもできる。

かかる構成において、洗濯工程時、およびすすぎ工程時に切替え弁３７、３７ａを動作することにより、実施の形態１よりも洗浄作用、すすぎ作用を向上させることができる。

すなわち、洗濯工程時、およびすすぎ工程時は、実施の形態１と同様に切替え装置２３によって第１の風回路２１を閉鎖し、ヒートポンプ装置１１および送風機２８を運転する。

特に、洗濯工程時は、ポンプ２４を駆動して凝縮器１３により洗濯用の水の加温を行い、その水を外槽３内に所定量給水する。そして、所定量の給水が終了すると、切替え弁３７、３７ａを動作し、戻り経路３６を連通状態とする。

したがって、外槽３の水は、戻り経路３６から給水経路２５を介して導入経路２７、外槽３と循環し、凝縮器１３を通過する際に加温され、洗剤の洗浄力を引き出す温度にまで加温することができる。その結果、洗濯時間の短縮化が期待できる。

上記動作は、洗濯動作と並行することもできるが、一旦外槽３内の水の昇温が終了した時点で洗剤を投入し、洗濯を開始するようにしてもよい。特に、前者の場合は、洗濯時間の短縮化に効果が期待できるが、洗剤が溶融した高濃度の水を循環するため、切替え弁３７、３７ａ、あるいはポンプ２４等の動作部品の故障対策を講じる必要がある。

また、すすぎ工程においては、ポンプ２４による給水動作と、切替え弁３７、３７ａの切替え動作を、すすぎ水の交換の度に行うことになるが、凝縮器１３によって加温された、所謂温水によってすすぎを行うため、衣類４に含浸した洗剤の溶出が効果的に行え、すすぎ時間を短くすることができる。

この場合、すすぎの初回のみ、あるいは２回目まではヒートポンプ装置１１によるすすぎ水の加温を行うというように、特に洗剤の泡切れ効果が大きいときに加温を行うようにすることもできる。

そして、すすぎ工程が終了すると、脱水工程および乾燥工程を行う。この脱水工程および乾燥工程は、先の実施の形態１と同様に行われるもので、説明を省略する。

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機の冷媒回路、水回路の構成と送風回路の空気の流れを示すシステム概念図である。図８は、同実施の形態３における洗濯乾燥機の側面から見た断面図である。ここで、先の実施の形態１、２と同じ構成要件については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態３の構成は、実施の形態１の構成に加えて図７、図８に示すように、導入経路２７と並列に蓄熱水槽３９を具備する分岐経路３８設け、切替え弁３９ａ、３９ｂによって凝縮器１３を構成する２重管１３ａの内管１３ｃからの水を直接導入経路２７から外槽３へ、あるいは蓄熱槽３９を経由して導入経路２７から外槽３へ流れる制御を行うように構成している。

なお、導入経路２７の開閉弁２６に、後述する切替え弁３９ｂの動作を兼ねさせることにより、切替え弁３９ｂを省略することもできる。

かかる構成において、本実施の形態３においては、乾燥工程時における圧縮機１４の過
負荷運転抑制の際に発生する熱（温水）を、蓄熱槽３９に蓄えるものである。

例えば、乾燥工程の後半等のように、衣類４からの水分蒸発が進み、内槽５での水分蒸発量が低下して蒸発器１２に流入する空気温度が徐々に高くなると、冷媒の蒸発温度、さらに凝縮温度も上昇し、圧縮機１４の吐出圧力も異常に上昇する。

このように、所謂圧縮機１４の過負荷状態が生じると、圧縮機１４の保護のために、圧縮機１４の運転回転数を低下させ、あるいは圧縮機１４の連続運転を断続的な運転とする等、ヒートポンプ運転の能力低下が強いられる。

本実施の形態３においては、このような過負荷状態が発生した場合、あるいは過負荷となる環境に晒された時に、凝縮器１３を構成する２重管１３ａの内管１３ｃに水を給水することで凝縮温度を下げ、前述の過負荷状態を防止することができる。

このとき、切替え弁３９ａを分岐経路３８側に切替え、切替え弁３９ｂを閉塞しておくことにより、凝縮器１３との熱交換によって加温された水は、導入経路２７と並列に設けた分岐経路３８から蓄熱水槽３９に一旦蓄えることができる。

上述の如く蓄熱水槽３９を設けた実施の形態３の構成は、洗濯工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程それぞれにおいて、通常状態の場合は実施の形態１と同様にヒートポンプ装置１１、送風機２８等が動作し、それぞれの工程が行われるものであるが、上述の如く乾燥工程において過負荷状態となり、蓄熱水槽３９に温水が蓄えられている場合での洗濯工程は、次の動作となる。

すなわち、通常時の洗濯工程では、導入経路２７より外槽３へ給水する水を、ヒートポンプ装置１１によって加温していたが、蓄熱水槽３９に温水が蓄えられている場合は、ヒートポンプ装置１１の運転を停止した状態でポンプ２４を運転し、切替え弁３９ａ、３９ｂを動作させて給水経路２５の水を、２重管１３ａを介して蓄熱水槽３９へ供給し、蓄熱水槽３９内の温水を、開閉弁２６を介して外槽３へ給水する。

かかることにより、洗濯行程の初期に、ユニット２０を稼働させてヒートポンプ運転を行わなくても温水を外槽３に注ぎ、洗濯運転時において汚れの洗浄力を向上させるとともに、洗濯乾燥機１の消費電力をさらに削減することができる。

さらに、必要に応じて洗濯工程、すすぎ工程において、実施の形態１と同様に切替え装置２３を、凝縮器１３への通風を阻止するように動作させ、ヒートポンプ装置１１を運転することにより、継続して蓄熱水槽３９に温水を蓄えることができ、数回繰り返して行われるすすぎを温水によって行うことができる。

また、蓄熱水槽３９を断熱構成とすることにより、蓄えられた温水の温度低下を抑制することができる。

なお、上記各実施の形態においては、衣類等を対象とする洗濯乾燥機を主体に説明したが、例えば、洗浄液内に浸漬、あるいは洗浄液を噴射する洗浄工程を必要とする工業製品の場合であっても、同様に加温した温水を利用して洗浄し、ヒートポンプ装置による乾燥空気によって乾燥することができるもので、本発明の範囲を逸脱するものではない。

本発明にかかる物品洗浄乾燥装置は、洗濯（洗浄）・すすぎ・乾燥工程においてヒートポンプ装置の運転を行うことにより、洗濯（洗浄）から乾燥に至る時間を短縮できるもの
で、家庭用の洗濯乾燥機のみならず、業務用とする衣類等の洗濯乾燥機や、穀物等に代表される食品、自動車等に代表される輸送機器、人体等を対象とする温水洗浄と乾燥工程が必要な機器等の用途に適用することができる。

本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機のシステム概念図 同実施の形態１における洗濯乾燥機の側面からの断面図 同実施の形態１における凝縮器の要部断面図 同実施の形態１における凝縮器の２重管の拡大断面図 本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機のシステム概念図 同実施の形態２における洗濯乾燥機の側面からの断面図 本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機のシステム概念図 同実施の形態３における洗濯乾燥機の側面からの断面図 従来例を示す除湿加温装置の模式図 同除湿加温装置を構成するヒートポンプ装置のモリエル線図 従来例を示す洗濯乾燥機の側面からの断面図

１ 洗濯乾燥機（洗浄乾燥装置）
３ 外槽（物品収納部）
４ 衣類
１１ ヒートポンプ装置
１２ 蒸発器
１３ 凝縮器
１３ａ ２重管
１３ｂ 外管
１３ｃ 内管
１３ｄ フィン
１４ 圧縮機
１５ 絞り手段（減圧機構）
２１ 第１の風回路
２２ 第２の風回路
２３ 切替え装置
２５ 給水経路
２７ 導入経路
２８ 送風機
２９ 給気ダクト（送風回路）
３１ 排気ダクト（送風回路）
３３ 取入れ部
３４ 排出部
３６ 戻り経路
３７ 切替え弁
３７ａ 切替え弁
３９ 蓄熱水槽

Claims (6)

1. 衣類等の洗濯洗浄乾燥物を収納する物品収納部と、前記物品収納部と連通する送風回路と、前記送風回路内に配置された送風機と除湿加温装置で構成された洗浄乾燥装置であって、
   前記除湿加温装置を、圧縮機、凝縮器、減圧機構、および蒸発器等を具備し、これらを冷媒が順次循環するように連結したヒートポンプ装置を具備する構成とし、
   前記凝縮器を、外側の外管を冷媒が流れ、内側の内管を水が流れる２重管と、前記２重管に熱的に密着したフィンを有する構成とし、さらに、前記内管に水を給水する給水経路と、前記凝縮器によって加温された水を前記物品収納部に導入する導入経路を設けた物品洗浄乾燥装置。
2. 前記凝縮器の２重管における外側の冷媒の流れを、凝縮器の風下から風上に向けて流れ、かつ内側を流れる水の流れと対向流となるように設定した請求項１に記載の物品洗浄乾燥装置。
3. 前記送風回路の途中に、外部の空気を取り入れる取入れ部と、外部に空気を排出する排出部を設けた請求項１または２に記載の物品洗浄乾燥装置。
4. 前記物品収納部からの排水を前記凝縮器の２重管に水を給水する給水経路と連結した戻り経路を設け、前記給水経路との連結部に、前記凝縮器へ給水する水を、戻り経路からの水、または前記給水経路からの水とする切替え弁を設けた請求項１から３のいずれか一項に記載の物品洗浄乾燥装置。
5. 前記送風回路に、前記蒸発器を通過した風が前記凝縮器を通過するように流れる第１の風回路と、前記蒸発器を通過した風が前記凝縮器を迂回するように流れる第２の風回路と、前記蒸発器を通過した風を、前記第１の風回路または前記第２の風回路を流れるように制御する切替え装置を設け、前記給水経路からの水を凝縮器によって加温するときに、前記切替え装置により前記蒸発器を通過した風が前記第２の風回路へ流れるように制御するようにした請求項１から４のいずれか一項に記載の物品洗浄乾燥装置。
6. 前記導入経路の途中に、前記凝縮器によって加温された温水を蓄える蓄熱水槽を設けた請求項１から３のいずれか一項に記載の物品洗浄乾燥装置。

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