JP5513572B2 - 洗濯物乾燥機の乾燥空気供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、業務用の洗濯物乾燥機に乾燥空気（乾燥のために使用する空気）を供給する装置に関するもので、乾燥空気を加熱するために乾燥機に設けられているヒータのエネルギー消費量を低減できるようにした上記装置に関するものである。

業務用の洗濯物の乾燥機（洗濯と乾燥を同一の装置で連続して行う洗濯乾燥機を含む。以下、単に「乾燥機」と言う）は、乾燥機内の洗濯物に含まれる水分を当該乾燥機内を流れる乾燥空気中に蒸散させて洗濯物を乾燥している。この乾燥操作を行うために、乾燥機は、機内に乾燥空気を流すための送風機と、機外から吸入した乾燥空気を加熱するためのヒータと、当該空気に含まれる塵埃を除去するためのフィルターとを備えている。ヒータとフィルターとは、乾燥空気の吸気口に設けられ、送風機は、通常、乾燥空気の排気口に設けられている。

水分を蒸散させるのに要する蒸発潜熱が大きいので、乾燥機のヒータ（通常は、蒸気を熱源とする蒸気ヒータ）は、多量の熱エネルギーを消費する。従って、乾燥機を含む業務用の洗濯設備で消費する熱エネルギーを低減し、洗濯設備の運転コストを低下させるために、乾燥機が消費する熱エネルギー（蒸気ヒータにあっては、蒸気消費量）を低減することが要望されている。

この熱エネルギーの消費量の低減手段として、従来、乾燥機から排出される乾燥空気中に残っている熱エネルギーを再利用することが考えられている。その手段の一つは、乾燥機の吸気口のヒータより上流側に熱交換器を設置し、乾燥機の排気に残存する熱によってこの熱交換器を通過する吸気を予熱しようというものである。また、他の一つは、乾燥機を予備乾燥機と本乾燥機との２つに分けて、本乾燥機の排気を予備乾燥機に導入して、本乾燥機に導入される前の洗濯物を予備乾燥ないし予熱しようというものである。

前者の手段として、例えば特許文献１には、乾燥機から排出されるリントを含んだ排気を集塵機を通過させたあと熱交換機に供給し、乾燥機へ吸入される乾燥空気を当該熱交換機で予熱する技術が示されている。予熱された乾燥空気は、乾燥機のヒータで更に昇温される。実施例には、５台の乾燥機の排気を一括して集塵する集塵機を設け、この集塵機を通過した排気をそれぞれの乾燥機に設けた熱交換機に分配する例が示されている。

また、本乾燥と予備乾燥とを行う手段として、特許文献２には、本乾燥の前に次の洗濯物が乾燥機の前で待機しているため、全体としての乾燥時間が長くなり、洗濯物が冷えることを問題として、待機中の洗濯物を乾燥機の排熱で予備乾燥する技術が示されている。特許文献２の実施形態３は、同形の乾燥機２個を並列にして、排気を交互に送るもので、排気を大気に放出するダクトと切り換えダンパとを備えている。この特許文献２の実施形態３と同様な構造のものが、特許文献３でも提案されている。

一方、業務用の洗濯設備には、乾燥機で乾燥した後の洗濯物を処理する機械として、アイロナーやフィニッシャーなどの機械（以下、及び特許請求の範囲において、これらの機械を総称して「仕上機」と言う。）が設けられている。仕上機は、乾燥機を通過した洗濯物を処理する機械で、アイロナーは、ロールやチェストなどの加熱された平滑な面に洗濯物を押し付けて皺伸ばしをする装置、フィニッシャーは、洗濯物をハンガなどに吊るして加熱空気にさらすことによって皺伸ばしを行う装置である。仕上機で皺伸ばしを可能にするために、洗濯物は水分を若干残存させた状態で乾燥機から排出される。また、仕上機は、アイロンがけなどの皺伸ばしの際に必要な熱エネルギーを消費しており、加熱された機内の空気がこれらの機械から放出されている。

例えばホテルや病院などで使用されるシーツ、枕カバー、タオル、浴衣などのリネン製品の洗濯設備には、仕上機としてベルト式ロールアイロナーが多く設置されているが、このロールアイロナーのシリンダは、蒸気によって加熱されており、その熱によって機内の空気も加熱され、洗濯物からの水分の蒸散によって絶対湿度も増加している。簡単な構造のアイロナーでは、加熱された機内の空気（以下、「熱気」という）は、機械上部の開口から工場内へ放出されている。熱気を工場外に排出するときは、機械上部の開口を覆うフードを設け、このフードにフード内の熱気を工場外に導くダクトと排気ファンとを設けて、熱気を工場の外に排出している。アイロナーから排出される熱気は、フィニッシャーなどの他の仕上機から排出される熱気に比べれば多いのであるが、それでも乾燥機の排気に比べて温度が低く量も少ないので、再利用されずに排出されているのが実情である。

特開平７−８６８７号公報 特開２０００−２８３６５１号公報 特開２００１−２７６４９３号公報

乾燥機の吸気口に当該乾燥機の排気を熱源とする熱交換器を設けて乾燥空気を予熱する構造や、予備乾燥機を設置して本乾燥用の乾燥機に導入される前の洗濯物を予熱ないし予備乾燥を行う構造は、乾燥機から排出される多量の熱を再利用するという点では優れているが、乾燥機の構造を複雑にし、洗濯設備のコストを上昇させるという問題がある。

すなわち、熱交換器で乾燥機への吸気を予熱する構造では、熱交換器と洗濯機の排気を当該熱交換器に導くためのダクトとが新たに必要で、熱を効果良く回収しようとすると、熱交換器が大型になる。更に熱交換器の流路抵抗に抗して排気を通過させるために追加の送風機を設けるか、乾燥機に設ける送風機を吐出圧の高いものに交換しなければならない。また、排気に含まれるリント（風綿）で熱交換器の流路が詰まるのを避けるために、熱交換器への入口に排気を濾過するフィルタや除塵機を設ける必要が生ずる。

また、洗濯物の予備乾燥ないし予熱を行う構造では、ヒータを設けない以外は、ほぼ本乾燥機と同様な構造の予備乾燥機を設置する必要があり、本乾燥機の排気口と予備乾燥機の吸気口とを接続するダクトが必要で、更に予備乾燥機から本乾燥機に洗濯物を移送する装置が必要である。

この発明は、乾燥機自体の排熱を再利用する上記のような従来手段を採用した場合に生ずる設備コストの上昇を避け、簡単な構造で乾燥機が消費する熱エネルギーを低減する技術手段を提供することを課題としている。

この発明の洗濯物乾燥機の乾燥空気供給装置は、洗濯物の乾燥機１と、乾燥機を通過した洗濯物を仕上げるアイロナー、フィニッシャなどの仕上機２とを備え、乾燥機１は、乾燥のために使用する空気（乾燥空気）を吸入する吸気口１１と、当該吸気口から吸入した空気を加熱するヒータ１５とを備え、仕上機２は、機内の加熱空気（熱気）を機外に排出する排気ダクト２２を備えている洗濯設備における洗濯物乾燥機の乾燥空気供給装置である。

この発明の洗濯物乾燥機の乾燥空気供給装置は、仕上機２で発生した熱気を乾燥機の吸気口１１に導く連結ダクト４２と、当該熱気の流路を吸気口１１側と屋外排出側２５とに切り換える切換弁４と、この切換弁を制御する制御手段とを備えている。定常運転中の洗濯設備では、仕上機は連続運転され、乾燥機は間歇運転されている。仕上機の排気ダクトに設けた切換弁４は、乾燥機や仕上機が停止しているときに仕上機の排気を屋外排出側に切り換えるために設けたものである。すなわち、前記制御手段は、乾燥機１と仕上機２とが運転状態にあるか停止状態にあるかのそれぞれの運転信号に基づいて、切換弁４を切り換えて、仕上機２の熱気を乾燥機１に導入するか屋外に排出するかを切り換える。

一系統（一ライン）の洗濯設備において、仕上機の熱気を当該ラインの乾燥機に１対１で導入する場合、乾燥機１を流れる乾燥空気の量は乾燥機側の送風機１３により決定され、仕上機２から送られてくる熱気の量は、乾燥機１の吸気量より少ないので、不足分の外気が乾燥機の吸気口１１へと引き込まれて仕上機２からの熱気と混合されて乾燥機のヒータ１５を通過することとなる。このとき、ヒータ１５に供給される熱量（蒸気量）は、乾燥機内の空気温度を検出しているセンサ１７によって制御されているので、導入される熱気の量や温度に応じてヒータ１５に供給される熱量が自動的に調節される。

仕上機から送られる熱気の絶対湿度は外気のそれより高く、その量や温度も仕上機内の洗濯物の量や種類により異なる。また、乾燥機内の洗濯物の量や種類によって、乾燥機の最適な乾燥条件も異なる。そこで、請求項２に記載のように、乾燥機の熱気の導入口や外気の吸入口に風量を調整する流量調整装置（実施例の調整ダンパ３２）を設けて、乾燥空気の風量や熱気と外気の混合割合を調整可能にするのがより好ましい。

この場合、制御器６は、乾燥機１で乾燥処理されている洗濯物の量ないし種類に関するデータや、乾燥機及び仕上機の運転信号に基づいて、流量調整装置３２の開度を制御する。

複数の洗濯ラインを備えた洗濯設備において、乾燥機の停止中に仕上機の熱気が再利用されないで廃棄されるのを避けたいときは、熱気分配器５を設けて、この熱気分配器を介して複数の仕上機２と複数の乾燥機１を接続すればよい。この場合は、各仕上機２からの熱気を熱気分配器５側と屋外排気側とに切り換える切換弁４の他に、熱気分配器５から各乾燥機１への熱気の導入と遮断を切り換える開閉弁（実施例の開閉ダンパ）４３を設ける。この開閉弁４３は、流量調整可能な構造とすることにより、各乾燥機１に吸入される熱気と外気との混合割合を調整する流量調整装置として機能させることもできる。

乾燥機に投入されている洗濯物の量や種類、仕上機で処理されている洗濯物の種類などに応じて熱気のより効果的な再利用を図りたいときは、熱気分配器５に温度センサ５１と湿度センサ５２とを設けて、これらのセンサの検出信号と各乾燥機に投入されている洗濯物の種類や量（洗濯設備全体を監視している制御器により認識されている。）により、各乾燥機の流量調整装置３２ないし開閉ダンパ４３を動作させて、乾燥空気の量及び外気と熱気の混合割合を制御すれば良い。

この発明によれば、仕上機の排気ダクトから分岐して乾燥機の吸気口に熱気を導入する連結ダクト４２とダンパ型の切換弁４を設けるという簡単な構造で、従来廃棄されていた仕上機の排熱を利用して乾燥機のヒータの消費ネルギーを低減することができる。乾燥機の吸気口への熱気の移送は、既存の仕上機の排気ファンで行われ、移送された熱気は、共に乾燥機側の送風機で外気と共に吸引され、熱気に含まれるリントも乾燥機に設けられている既存のフィルタによって除去されるので、本願の発明を採用することによる新たなコスト負担は極めて僅かであり、既設の洗濯設備にも簡単に採用することができる。

第１実施例を模式的に示す図 運転状態とダンパの状態とを示す第１の図 同第２の図 同第３の図 同第４の図 同第５の図 第２実施例を示すブロック図

以下、実施例を示す図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１ないし図６は、第１実施例を示した図で、一系統の洗濯設備におけるこの発明の実施形態の例を示したものである。図の仕上機２は、ロールアイロナーで、機内の熱気を工場外に排出するためのフード２１、排気ダクト２２及び排気ファン２３を備えている。ロールアイロナー２は、蒸気で加熱される複数本のシリンダ２４を備えており、これらのシリンダから多くの熱が装置内に放出されている。

乾燥機１は、乾燥空気の吸気口１１と排気口１２とを備えている。排気口１２には、機内に乾燥空気を通過させる送風機１３が設けられ、吸気口１１には、フィルタ１４とヒータ１５とが設けられている。乾燥機１内には、洗濯物を収容して回転する横置き型の通気性のドラム１６が設けられており、洗濯物はドラム１６の回転によって攪拌されながら、このドラムを貫通して流れる乾燥空気によって乾燥される。

洗濯物は、洗濯ラインに設けた洗濯機（図示されていない。）や乾燥機１の処理能力に応じた量の塊りとなって流れて乾燥機の落とし口（どのアイロナーの前に落とすかが決まる）から排出される。ライン全体を制御している制御器は、各塊の重量や種類（繊維の材質や色など）を認識しており、乾燥機１で現在どの塊が処理されているかを認識している。

一方、乾燥機１には、ヒータ１５を通過した後の乾燥空気の温度を検出するセンサ１７が設けられている。乾燥機の制御器は、このセンサ１７の検出信号と乾燥機で処理されている洗濯物の重量や種類により、ヒータ１５に供給する蒸気量を制御している。また、アイロナー２は、設定された一定時間に洗濯物の通過が検出されないときは停止し、乾燥機１の送風機１３は、機内への洗濯物の出し入れの際は停止する。アイロナー２は、乾燥機１を通過した後の洗濯物を処理するので、洗濯設備の始業時には乾燥機１が先に運転を開始し、終業時には乾燥機１が先に運転を終了する。

アイロナーの排気ダクト２２の途中にダンパ型の切換弁４が設けられ、この切換弁４によって分岐された流路が乾燥機の吸気口１１に設けた吸気箱３に連結ダクト４２によって連結されている。連結ダクト４２の出口には、流路を開閉する開閉ダンパ４３が設けられている。吸気箱３は、乾燥機の吸気口１１全体を覆うように設けられ、その吸気箱の一部に外気を吸入するための開口３１が設けられ、この開口部に吸入する外気の量を調整する調整ダンパ３２が設けられている。

図２ないし図６は、上記装置における切換弁４のダンパ（切換ダンパ）４１の動作と、吸気箱の開閉ダンパ４３及び調整ダンパ３２の動作とを示した図である。図２は、乾燥機とアイロナーとが共に定常運転されているときの図で、切換ダンパ４１が屋外排気への流路２５を閉じ、開閉ダンパ４３が開いて、アイロナーの熱気を乾燥機の吸気箱３に導入している。調整ダンパ３２は、半開きとなって、導入された熱気の量では不足する分の外気を吸気箱３に導入している。

図３は、乾燥機１が運転されてアイロナー２が停止しているときの図で、切換ダンパ４１は、連結ダクト４２への流路を閉じ、開閉ダンパ４３が閉鎖されて、アイロナー２の熱気を工場外に排出している。この状態では、乾燥機の吸気口１１に熱気は導入されず、調整ダンパ３２が大きく開いて必要な乾燥空気の総てを外気から導入している。

図４は、アイロナーが運転されていて、乾燥機が洗濯物のシェイキングを行っているときの図で、切換ダンパ４１が屋外排気への流路２５を閉じ、開閉ダンパ４３が開き、調整ダンパ３２が閉鎖されて、アイロナーの熱気のみが乾燥機の吸気箱３に導入されている。

シーツや包布、枕カバーなどの、ロールアイロナーで仕上げを行う洗濯物は、乾燥機で完全乾燥せず、ある程度の湿気を残して乾燥を終了することもある。これをシェイキングと言い、プレス脱水機でケーキ状になった品物をほぐすことと、熱を加えて攪拌することで、皺伸ばしと洗濯物の残水率調整を行う処理である。このとき、脱水機で脱水した後の残水率が低い洗濯物の場合には、シェイキングの際に蒸気をほとんど必要としないため、図４に示すようにして、乾燥機のヒータに蒸気を供給せずに、ロールアイロナーの排気だけを使用してシェイキングを行うことが可能である。

図５は、乾燥機１が停止してアイロナー２が運転されている状態を示した図で、切換ダンパ４１は、連結ダクト４２への流路を閉じ、開閉ダンパ４３が閉鎖されて、アイロナーの熱気を工場外に排出している。停止している乾燥機は、乾燥空気を必要としないので、乾燥機の送風機１３は停止し、調整ダンパ３２も閉じている。

乾燥機とアイロナーが共に停止している図６の場合も同様である。図６には、乾燥機及びアイロナーが共に停止している状態で、乾燥機のフィルタ１４の清掃を行う場合の操作が模式的に示されている。フィルタ１４は、吸気口から横方向に引抜かれて逆方向から空気を流すことによって洗浄される。

図７は、この発明の第２実施例を示す模式図で、複数の乾燥機１・・・と複数のアイロナー２・・・とを中間に熱気分配器５を設けた複数の連結ダクト４２で連結した例を示したものである。複数のアイロナー２のそれぞれの排気ダクト２２には、図１と同様な構造の切換弁４・・・が設けられ、当該切換弁に連結された連結ダクト（アイロナー側ダクト）４２ａが熱気分配器５に連結されている。また、複数の乾燥機１のそれぞれに、図１に示したと同様な吸気箱３、開閉ダンパ４３及び調整ダンパ３２が設けられ、それぞれの吸気箱３が連結ダクト（乾燥機側ダクト）４２ｂで熱気分配器５に連結されている。熱気分配器５は、単なる密閉容器で、内部に温度センサ５１と湿度センサ５２とが設けられている。

切換ダンパ４１、開閉ダンパ４３及び調整ダンパ３２を制御する制御器６には、各乾燥機１の運転信号、処理中の洗濯物の量や種類、機内温度などの信号ａが入力され、各アイロナー２からも同様な信号ｂが入力されている。更に、熱気分配器５内に設けた温度センサ５１及び湿度センサ５２の検出信号ｃが、制御器６に入力されている。

開閉ダンパ４３は、全開時の熱気の流量がこれに接続された乾燥機１の乾燥空気の空気量より少ない流量となるようにされている。制御器６は、各乾燥機１が運転状態にあり、かつ熱気分配器５の温度及び湿度が設定された範囲にあるとき、当該乾燥機の開閉ダンパ４３を開き、当該乾燥機で処理されている洗濯物の量や種類、乾燥の程度（乾燥機の運転開始からの経過時間）などにより、外気と熱気の混合割合を調整する調整ダンパ３２の開度を調整する。また、制御器６は、アイロナーが運転されていて、その機内の温度が設定された温度を超えているときに、当該アイロナーの切換弁４をアイロナー側ダクト４２ａに切り換えて、熱気を熱気分配器５に導入する。停止しているアイロナーや機内温度が低いアイロナーの熱気は、当該アイロナーの切換弁４を屋外排気側に切り換えることにより、屋外に排気される。

このように、熱気分配器５を設けて複数のアイロナー２と乾燥機１（一方が一台であってもよい。）を切換弁４や開閉ダンパ４３、調整ダンパ３２を介して連結して個々のアイロナーや乾燥機の運転状態に応じてこれらの切換ダンパや調整ダンパを制御することにより、屋外に排出される熱気の量を最小にして、乾燥機全体の消費熱量の低減を図ることができる。

１ 乾燥機
２ 仕上機
４ 切換弁
11 吸気口
15 ヒータ
22 排気ダクト
25 屋外排出側
42 連結ダクト

Claims (6)

1. 洗濯物の乾燥機と、乾燥機を通過した洗濯物を仕上げる仕上機とを備え、前記乾燥機は、乾燥のために使用する空気を吸入する吸気口と、当該吸気口から吸入した空気を加熱するヒータとを備え、前記仕上機は、機内の熱気を機外に排出する排気ダクトを備えている洗濯設備における前記乾燥機の乾燥空気供給装置において、
   前記仕上機で発生した熱気を乾燥機の前記吸気口に導く連結ダクトと、当該熱気の流路を前記吸気口側と屋外排出側とに切り換える切換弁と、前記乾燥機と仕上機とが運転状態にあるか停止状態にあるかのそれぞれの運転信号に基づいて前記切換弁を制御する制御手段とを備えている、洗濯物乾燥機の乾燥空気供給装置。
2. 前記吸気口に、外気と前記連結ダクトから導入される熱気との割合を調整する流量調整装置を備えている、請求項１記載の乾燥空気供給装置。
3. 前記乾燥機で乾燥処理されている洗濯物の量ないし種類に関するデータと、仕上機で仕上げ処理されている洗濯物の量ないし種類に関するデータとに基づいて、前記流量調整装置を制御する制御手段を備えている、請求項２記載の乾燥空気供給装置。
4. 前記連結ダクトは、熱気分配器を備え、当該連結ダクトは、少なくとも一方が複数個である乾燥機と仕上機とを前記熱気分配器を介して連結している、請求項１、２又は３記載の乾燥空気供給装置。
5. 前記熱気分配器が、機内空気の温度と湿度を検出するセンサを備え、当該センサの検出信号と、当該熱気分配器に連結されている各乾燥機の運転信号とに基づいて、当該各乾燥機の前記流量調整装置の開閉を制御する制御手段を備えている、請求項４記載の乾燥空気供給装置。
6. 前記熱気分配器が、機内空気の温度と湿度を検出するセンサを備え、当該センサの検出信号と、当該熱気分配器に連結されている各仕上機の運転信号とに基づいて、当該各仕上機の排気ダクトの切換弁を制御する制御手段を備えている、請求項４記載の乾燥空気供給装置。

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