JP6269850B2

JP6269850B2 - 除湿機

Info

Publication number: JP6269850B2
Application number: JP2016551932A
Authority: JP
Inventors: 英雄柴田; 博史中村; 新井　知史; 知史新井; 壁田　知宜; 知宜壁田
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-10-03
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: WO2016052245A1; CN106687197A; TWI580907B; TW201632804A; JPWO2016052245A1; NZ728440A

Description

本発明は、室内の空気を除湿する除湿機に関する。

従来から、使用者が希望する任意の湿度値を設定し、設定した湿度となるまで除湿を行うことが可能な除湿機がある。
このような除湿機は、部屋の湿度が設定された湿度値を下回ると圧縮機の運転を停止し送風機のみを駆動する。そして、圧縮機の運転停止後、部屋の湿度が設定された湿度を超えると、圧縮機の運転を再開し室内の除湿を行う（例えば、特許文献１参照）。

日本特開平０７−２３３９９９号公報

しかしながら従来の構成では、圧縮機の回転数を変化させることができないため、除湿能力を大幅に変化させることができず、衣類乾燥を行う場合など、除湿負荷の量によって適正な除湿運転を行うことが難しいという課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決する為になされたもので、除湿負荷の量によって適正な除湿運転を行うことが可能な除湿機を提供することを目的とする。

この発明に係る除湿機においては、冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却する凝縮器、前記凝縮器により冷却された冷媒を減圧する減圧装置及び前記減圧装置により減圧された冷媒への吸熱を行う蒸発器を含む冷媒回路を有し、空気中に含まれる水分を前記蒸発器により結露させて除去する除湿手段と、前記除湿手段により除去された水分を回収する貯水タンクと、室内の空気を吸気し前記蒸発器を通過させた後の乾燥空気を室内に吹き出す送風手段と、前記除湿手段及び前記送風手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、衣類の乾燥度に応じて前記圧縮機の回転数を変化させる制御を行う衣類乾燥運転を実行するとともに、衣類乾燥運転で設定されている前記圧縮機の回転数を、より全体的に小さくした静音衣類乾燥モードを実行可能であるように構成される。

本発明によれば、除湿負荷である乾燥対象衣類の量によって適正な除湿運転を行うことが可能な除湿機を提供することができる。

この発明の実施の形態１に係る除湿機の内部構成を示す縦断面図である。この発明の実施の形態１に係る除湿機の内部を示す概略構成図である。この発明の実施の形態１の除湿手段の外観を示す概略構成図である。この発明の実施の形態１に係る除湿手段を構成する冷媒回路を示す概略構成図である。この発明の実施の形態１に係る運転開始から経過した時間に対応する圧縮機の回転数とファンの回転数の一例を示す表である。この発明の実施の形態２に係る検出湿度に対応する圧縮機の回転数とファンの回転数の一例を示す表である。この発明の実施の形態３に係る赤外線センサの検出値によりもとめた衣類の乾燥度に対応する圧縮機の回転数とファンの回転数の一例を示す表である。この発明の実施の形態１〜３に適用可能な各ランクの圧縮機の回転数と送風ファンの回転数の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図中において、同一又は相当する部分には同一の符号を付すとともに、重複する説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る除湿機の内部構成を示す縦断面図である。また、図２は、実施の形態１に係る除湿機の内部を示す概略構成図である。
これらの図に示すように、本実施の形態の除湿機は、自立可能に構成された除湿機筐体１と、除湿機筐体１内に室内空気Ａを取り込むための吸込口２と、水分が除去された乾燥空気Ｂを除湿機筐体１から室内へ排出する吹出口３とによりその外観が構成されている。

図２に示すように、本実施の形態に係る除湿機は、吸込口２から吸引された室内空気Ａの湿度を検出する湿度検出手段としての湿度センサ４と、室内空気Ａの温度を検出する温度検出手段としての温度センサ５と、を備えている。
なお、以下の説明では、湿度センサ４及び温度センサ５によって検出された湿度及び温度を、それぞれ「検出湿度」及び「検出温度」と称することとする。

また、本実施の形態に係る除湿機は、内部に室内空気Ａに含まれる水分を除去して乾燥空気Ｂを生成する除湿手段６と、除湿手段６によって室内空気Ａから除去された水分を溜める貯水タンク７を備えている。つまり、除湿機は、除湿機筐体１の内部に除湿手段６と貯水タンク７を保持し、これらが一体的に移動可能となっている。なお、除湿手段６の詳細な構成についてはその説明を後述する。

貯水タンク７には、貯水タンク７内の水の量を検出する水量検出手段としての水位センサ８が設けられている。以下の説明では、水位センサ８によって検出された水量を「検出水量」と称する。
この水位センサ８は、貯水タンク７から水があふれ出さないように制御手段１０が監視するためのものである。

除湿機筐体１の内部には送風手段である送風ファン９が設けられている。送風ファン９は、吸込口２から室内空気Ａを吸気して除湿手段６に導入するとともに、除湿手段６を通過した乾燥空気Ｂを吹出口３から排出する気流を発生させるためのものである。

本実施の形態に係る除湿機は、制御手段１０と操作部１１とを備えている。操作部１１は、使用者が除湿機の操作を行うためのものであり、除湿モードの選択、設定湿度の入力等の情報が使用者によって入力される。
制御手段１０は、上述した各種センサの検出値、操作部１１から入力された情報、及び、運転時間を計測するタイマーに基づいて、除湿手段６及び送風ファン９の動作を制御する。

次に、本実施の形態に係る除湿機が備える除湿手段６について詳細に説明する。図３は、実施の形態１の除湿手段の外観を示す概略構成図である。
この図に示すように、除湿手段６は、冷媒を圧縮する圧縮機１２と、圧縮機１２で昇圧された冷媒を冷却する凝縮器１３と、凝縮器１３にて冷却された冷媒を減圧膨張させる減圧装置としてのキャピラリーチューブ１４と、キャピラリーチューブ１４にて減圧膨張された冷媒への吸熱を行う蒸発器１５と、により構成されている。

図４は、実施の形態１に係る除湿手段を構成する冷媒回路を示す概略構成図である。
この図に示すように、上述した圧縮機１２、凝縮器１３、キャピラリーチューブ１４及び蒸発器１５は、配管によって順に接続されることで冷媒回路を構成している。
制御手段１０は、操作部１１のスイッチ操作から除湿モードが選択され運転開始スイッチが操作されたことを検知した場合に除湿運転を実行する。

除湿運転では、具体的には、湿度センサ４により検出された検出湿度が操作部から入力された設定湿度となるように、送風ファン９を回転させるとともに除湿手段６を駆動する。送風ファン９が駆動されると、室内空気Ａは吸込口２から除湿機筐体１内の除湿手段６に取り込まれる。
除湿手段６では、圧縮機１２が駆動されることにより冷媒が冷媒回路内を循環する。室内空気Ａは蒸発器１５を通過する際に空気中に含まれる水分が結露される。除湿手段６を通過した空気は除湿されて乾燥空気Ｂとなり、吹出口３から室内に吹き出される。

また、図４に示すように、制御手段１０はインバータ回路１６を備えている。インバータ回路１６は、図示しないコンバータ回路によって変換された直流電圧を任意の電圧、周波数及び位相の交流電圧に変換する回路である。
制御手段１０は、湿度センサ４、温度センサ５及び水位センサ８等からの入力に基づいて、インバータ回路１６を制御し、圧縮機１２及び送風ファン９へ供給する交流電圧の周波数をそれぞれ可変に制御する。より詳しくは、制御手段１０は、圧縮機１２へ供給される圧縮機周波数〔Ｈｚ〕が要求される周波数となるようにインバータ回路１６を制御する。

これにより、圧縮機１２は、供給された圧縮機周波数〔Ｈｚ〕に応じた単位時間当たりの圧縮機回転数〔ｒｐｍ〕に制御される。また、制御手段１０は、送風ファン９の単位時間当たりのファン回転数〔ｒｐｍ〕が要求された回転数となるようにインバータ回路１６を制御する。
ここで、圧縮機１２は、単位時間当たりの回転数が大きいほど出力が大きくなる。また、送風ファン９は、単位時間当たりの回転数が大きいほど出力が大きくなる。

次に、図５を参照して、実施の形態１に係る除湿機の特徴的動作について説明する。
上記のように構成された除湿機は、洗濯物を乾燥する動作モードである第１の衣類乾燥モードを備えている。衣類乾燥モードの際に制御手段１０は、運転開始からの時間を計測するタイマー１０ａと、乾燥負荷である洗濯物が乾燥したか否かを乾燥負荷検知手段となる湿度センサが検知した検出湿度に基づき、圧縮機１２と送風ファン９の制御を行う。

図５は、運転開始から経過した時間に対応する圧縮機の回転数とファンの回転数の一例を示す表である。
制御手段１０には、あらかじめ３段階の圧縮機１２と送風ファン９の動作状態が記憶されている。図５を参照すると、ランク３は圧縮機の回転数が４８００〔ｒｐｍ〕・送風ファンの回転数が９８０〔ｒｐｍ〕、ランク２は圧縮機の回転数が４２００〔ｒｐｍ〕・送風ファンの回転数が９５０〔ｒｐｍ〕、ランク１は圧縮機の回転数が３６００〔ｒｐｍ〕・送風ファンの回転数が９００〔ｒｐｍ〕、となっている。

このように動作状態が記憶されている制御手段１０は、次のように第１の衣類乾燥モードを実行する。
まず、制御手段１０は、運転開始時は圧縮機１２の回転数及び送風ファン９の回転数が最も高いランク３となるように各部を制御して動作をおこなう。これは、衣類乾燥モードの開始直後は、衣類が最も濡れている状態であることから、圧縮機１２と送風ファン９の出力を上げて、なるべく早く乾燥させるためである。

次に、第１の衣類乾燥モードの運転開始から１時間が経過すると、制御手段１０は、圧縮機１２の回転数及び送風ファン９の回転数が最も高いランク３から各回転数を落としたランク２となるように各部を制御して動作をおこなう。
これは、第１の衣類乾燥モードが開始されてからある程度の時間（本実施の形態の場合、１時間）が経過し、ある程度、衣類が乾燥した状態となることから、衣類の状態に対応して効率よく圧縮機１２と送風ファン９を動作させるためである。

次に、第１の衣類乾燥モードの運転開始から更に時間が経過した３時間が経過すると、制御手段１０は、圧縮機１２の回転数及び送風ファン９の回転数のランク２から各回転数を落としたランク１となるように各部を制御して動作をおこなう。
これは、圧縮機１２と送風ファン９の動作状態がランク２となってから、時間が経過し、ランク２の時の衣類の状況より、更に乾燥が進んだ状態となることから、衣類の状態に対応して効率よく圧縮機１２と送風ファン９を動作させるためである。

以上のように制御手段１０は、運転開始から時間が経過するにつれて、乾燥対象物である衣類が乾き、衣類の乾燥度合いが変化することから、乾燥の度合いを運転開始から経過した時間に基づき推測し、圧縮機１２と送風ファン９の出力を低下させる制御をおこなう。
これにより、運転直後の衣類が最も濡れている状態においては、早急に乾燥を促進することができ、ある程度乾燥が進んだ状態では、圧縮機と送風ファンの動作に対して、乾燥の進み具合を効率良くすることができる。
また、衣類乾燥が終了している場合、ランク１のように圧縮機１２と送風ファン９の回転数を最も小さい状態で運転することで、圧縮機１２と送風ファン９の消費電力を抑えつつ、乾燥した衣類が湿気を吸い込まないように保つことができる。

以上のような第１の衣類乾燥モードの運転を止めるタイミングは、例えば、運転開始からの経過時間（例えば、５時間経過した場合、運転停止）でもよく、また、所定の湿度以下となったら止めるのでもよく、または、所定の湿度以下となってから所定時間運転してから止めるようにしてもよい。

実施の形態２．
次に、図６を参照して、実施の形態２に係る除湿機の特徴的動作である第２の衣類乾燥モードについて説明する。この実施の形態で説明する第２の衣類乾燥モードは、湿度センサ４により検出された検出湿度に基づき圧縮機１２と送風ファン９の回転数を制御するものである。

図６は、検出湿度に対応する圧縮機の回転数とファンの回転数の一例を示す表である。
制御手段１０には、あらかじめ３段階の圧縮機１２と送風ファン９の動作状態が記憶されている。
図６を参照すると、ランク３は検出湿度が７０％の時の圧縮機の回転数と送風ファンの回転数であって、圧縮機の回転数が４８００〔ｒｐｍ〕・送風ファンの回転数が９８０〔ｒｐｍ〕となっている。ランク２は検出湿度が６０％の時の圧縮機の回転数と送風ファンの回転数であって、圧縮機の回転数が４２００〔ｒｐｍ〕・送風ファンの回転数が９５０〔ｒｐｍ〕となっている。ランク１は検出湿度が５０％の時の圧縮機の回転数と送風ファンの回転数であって、圧縮機の回転数が３６００〔ｒｐｍ〕・送風ファンの回転数が９００〔ｒｐｍ〕となっている。

このように動作状態が記憶されている制御手段１０は、次のように第２の衣類乾燥モードを実行する。
まず、制御手段１０は、運転開始時は圧縮機１２の回転数及び送風ファン９の回転数が最も高いランク３となるように各部を制御して動作をおこなう。これは、検出湿度から衣類が最も濡れている状態と推測できることから、圧縮機１２と送風ファン９の出力を上げて、なるべく早く乾燥させるためである。

次に、制御手段１０は、第２の衣類乾燥モードを開始してから、検出湿度が６０％以下となった時、圧縮機１２の回転数及び送風ファン９の回転数が最も高いランク３から各回転数を落としたランク２となるように各部を制御して動作をおこなう。
これは、第２の衣類乾燥モードが開始されてからある程度の時間が経過し、ある程度、衣類が乾燥した状態であると推測できることから、衣類の状態に対応して効率よく乾燥できるように圧縮機１２と送風ファン９を動作させるためである。

次に、制御手段１０は、第２の衣類乾燥モードを開始してから、検出湿度が５０％以下となった時、制御手段１０は、圧縮機１２の回転数及び送風ファン９の回転数のランク２から各回転数を落としたランク１となるように各部を制御して動作をおこなう。
これは、圧縮機１２と送風ファン９の動作状態がランク２となってから、ランク２の時の衣類の状況より、更に乾燥が進んだ状態となることから、衣類の状態に対応して効率よく圧縮機１２と送風ファン９を動作させるためである。

以上のように制御手段１０は、検出湿度から衣類の乾燥度合いを推測し、圧縮機１２と送風ファン９の出力を低下させる制御をおこなう。
これにより、運転直後の衣類が最も濡れている状態においては、早急に乾燥を促進することができ、ある程度乾燥が進んだ状態では、圧縮機と送風ファンの動作に対して、乾燥の進み具合を効率良くすることができる。
また、衣類乾燥が終了している場合、ランク１のように圧縮機１２と送風ファン９の回転数を最も小さい状態で運転することで、圧縮機１２と送風ファン９の消費電力を抑えつつ、乾燥した衣類が湿気を吸い込まないように保つことができる。

以上のような第２の衣類乾燥モードの運転を止めるタイミングは、例えば、運転開始からの経過時間（例えば、５時間経過した場合、運転停止）でもよく、また、所定の湿度以下となったら止めるのでもよく、または、所定の湿度以下となってから所定時間運転してから止めるようにしてもよい。

実施の形態３．
次に、図７を参照して、実施の形態３に係る除湿機の特徴的動作である第３の衣類乾燥モードについて説明する。この実施の形態で説明する第３の衣類乾燥モードは、制御手段１０は、赤外線センサ２０により検出された衣類を含む表面温度に基づいて、圧縮機１２と送風ファン９の回転数を制御するものである。

図７は、赤外線センサ２０の検出値によりもとめた衣類の乾燥度に対応する圧縮機の回転数とファンの回転数の一例を示す表である。
制御手段１０には、衣類の乾燥度に応じて、あらかじめ３段階の圧縮機１２と送風ファン９の動作状態が記憶されている。

図７を参照すると、ランク３は、衣類が最も乾燥していない状態である乾燥度小の時の圧縮機の回転数と送風ファンの回転数であって、圧縮機の回転数が４８００〔ｒｐｍ〕・送風ファンの回転数が９８０〔ｒｐｍ〕となっている。
ランク２は、ランク３よりも衣類の乾燥が進んだ状態である乾燥度中の時の圧縮機の回転数と送風ファンの回転数であって、圧縮機の回転数が４２００〔ｒｐｍ〕・送風ファンの回転数が９５０〔ｒｐｍ〕となっている。
ランク１は、ランク２よりも衣類の乾燥が進んだ状態である乾燥度大の時の圧縮機の回転数と送風ファンの回転数であって、圧縮機の回転数が３６００〔ｒｐｍ〕・送風ファンの回転数が９００〔ｒｐｍ〕となっている。

ここで、制御手段１０は、赤外線センサ２０で検知した衣類の表面温度と、温度センサ５が検出した室内空気の検出温度から次のように乾燥度を判断する。
乾燥度小：室内空気の温度と衣類の表面温度の温度差が所定の値より大きい、又は、温度差が大きいエリアが所定の大きさより広い状態。
乾燥度中：運転開始後、乾燥度小の段階より、室内空気の温度と衣類の表面温度の温度差が小さくなった、又は、温度差が大きいエリアが所定の量減少した状態。
乾燥度大：運転開始後、乾燥度中の段階より、室内空気の温度と衣類の表面温度の温度差が小さくなった、又は、温度差が大きいエリアが所定の量減少した状態。

このように動作状態が記憶されている制御手段１０は、次のように第３の衣類乾燥モードを実行する。
まず、「乾燥度：小」の状態において、制御手段１０は、運転開始時は圧縮機１２の回転数及び送風ファン９の回転数が最も高いランク３となるように各部を制御して動作をおこなう。これは、検出湿度から衣類が最も濡れている状態と推測できることから、圧縮機１２と送風ファン９の出力を上げて、なるべく早く乾燥させるためである。

次に、制御手段１０は、第３の衣類乾燥モードを開始してから「乾燥度：中」となると、圧縮機１２の回転数及び送風ファン９の回転数が最も高いランク３から各回転数を落としたランク２となるように各部を制御して動作をおこなう。
これは、第３の衣類乾燥モードが開始されてからある程度の時間が経過し、ある程度、衣類が乾燥した状態であると推測できることから、衣類の状態に対応して効率よく乾燥できるように圧縮機１２と送風ファン９を動作させるためである。

次に、制御手段１０は、第３の衣類乾燥モードを開始してから「乾燥度：大」となると、制御手段１０は、圧縮機１２の回転数及び送風ファン９の回転数のランク２から各回転数を落としたランク１となるように各部を制御して動作をおこなう。
これは、圧縮機１２と送風ファン９の動作状態がランク２となってから、ランク２の時の衣類の状況より、更に乾燥が進んだ状態となることから、衣類の状態に対応して効率よく圧縮機１２と送風ファン９を動作させるためである。

以上のように制御手段１０は、赤外線センサ２０の検知結果から衣類の乾燥度合いを推測し、圧縮機１２と送風ファン９の出力を低下させる制御をおこなう。
これにより、運転直後の衣類が最も濡れている状態においては、早急に乾燥を促進することができ、ある程度乾燥が進んだ状態では、圧縮機と送風ファンの動作に対して、乾燥の進み具合を効率良くすることができる。
また、衣類乾燥が終了している場合、ランク１のように圧縮機１２と送風ファン９の回転数を最も小さい状態で運転することで、圧縮機１２と送風ファン９の消費電力を抑えつつ、乾燥した衣類が湿気を吸い込まないように保つことができる。

以上の実施の形態１〜３において、図８に示すように、各衣類乾燥モードで設定されている各ランクの圧縮機１２の回転数や送風ファンの回転数を、より全体的に小さくした静音衣類乾燥モードを設けてもよい。
この静音衣類乾燥モードは、圧縮機や送風ファンの出力が小さいので運転時間は長くなるが、圧縮機１２や送風ファン９の回転数が小さいので動作音を低減することができ、除湿機全体の運転音を、各衣類乾燥モードより小さくすることができる。
これにより、夜間など静かに運転したい状況でも、以上で説明した衣類乾燥モードを動作させることができる。

また、以上の実施の形態１〜３において、制御手段１０は、貯水タンク７の水位センサ８の検出水量が満水量を示した場合、衣類乾燥が乾燥していない状態であっても、圧縮機１２の運転を停止させてもよい。これにより、貯水タンク７から水があふれ出ることを防止することができる。
尚、圧縮機１２の運転を停止させた後も、送風ファン９の運転は継続してもよい。これにより、除湿機を使用している空間内の空気の循環を行うことができる。

更に、以上の実施の形態１〜３において、制御手段１０は、貯水タンク７の水位センサ８の検出水量が、貯水タンク７の満水量の状態に近づくにつれて圧縮機１２の出力を徐々に低下させてもよい。
これにより、貯水タンク７が満水状態になるタイミングを伸ばすことができ、除湿運転をより長く継続することができる。

以上の各実施の形態において、圧縮機１２や送風ファン９の回転数を３つのランクとしたが、もっと多くのランクを備えて、より細かく制御してもよい。

この発明は、例えば、室内の衣類を乾燥させるために室内の空気を除湿する除湿機に利用できる。

１除湿機筐体、２吸込口、３吹出口、４湿度センサ、５温度センサ、６除湿手段、７貯水タンク、８水位センサ、９送風ファン、１０制御手段、１１操作部、１２圧縮機、１３凝縮器、１４キャピラリーチューブ（減圧装置）、１５蒸発器、１６インバータ回路、２０赤外線センサ

Claims

冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機により圧縮された冷媒を冷却する凝縮器、前記凝縮器により冷却された冷媒を減圧する減圧装置及び前記減圧装置により減圧された冷媒への吸熱を行う蒸発器を含む冷媒回路を有し、空気中に含まれる水分を前記蒸発器により結露させて除去する除湿手段と、
前記除湿手段により除去された水分を回収する貯水タンクと、
室内の空気を吸気し前記蒸発器を通過させた後の乾燥空気を室内に吹き出す送風手段と、
前記除湿手段及び前記送風手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、衣類の乾燥度に応じて前記圧縮機の回転数を変化させる制御を行う衣類乾燥運転を実行するとともに、衣類乾燥運転で設定されている前記圧縮機の回転数を、より全体的に小さくした静音衣類乾燥モードを実行可能である除湿機。
前記圧縮機へ供給する交流電圧の周波数を変化するインバータ回路を備え、
前記制御手段は、前記インバータ回路を制御することにより、前記圧縮機の回転数を変化させる請求項１に記載の除湿機。
前記制御手段は、衣類乾燥運転を開始してから所定の時間経過後に前記圧縮機の回転数を小さくするように制御する請求項１又は請求項２に記載の除湿機。
室内空気の湿度を検出する湿度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記湿度検出手段が検出した湿度が所定の値以下となると、前記圧縮機の回転数を小さくするように制御する請求項１又は請求項２に記載の除湿機。
室内空気の温度を検出する温度検出手段と、
衣類の表面温度を検知する赤外線検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記赤外線検出手段が検出した衣類の表面温度と前記温度検出手段が検出した室内空気の温度との差が小さくなると、前記圧縮機の回転数を小さくするように制御する請求項１又は請求項２に記載の除湿機。
前記制御手段は、衣類乾燥運転において、前記圧縮機の回転数が最大回転数となる第１の制御と、第１の制御の回転数より少ない第２の制御と、第２の制御の回転数より少ない第３の制御と、を行う請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の除湿機。
前記制御手段は、前記貯水タンクに溜まる水の量が満水量に達した場合に、運転を停止する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の除湿機。
前記制御手段は、前記貯水タンクに溜まる水の量が満水量に近づくにつれて、前記圧縮機の回転数を下げる請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の除湿機。