JP6698420B2 - ドラム式洗濯機及び洗濯乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、衣類等の洗濯を行う洗濯機に関し、特に、略水平もしくは前方を上に向けて傾斜させたドラムを備えるドラム式洗濯機および洗濯乾燥機に関する。

ドラム式洗濯機は、回転軸が略水平もしくは前方を上に向けて傾斜させたドラム内に衣類を投入して洗い工程、すすぎ工程、脱水工程を行うものであり、洗濯乾燥機は、前記工程のほかに、さらに乾燥工程を備えたものである。洗い工程、すすぎ工程ではドラムを低速で回転させ、ドラム下方に溜まった衣類を持ち上げて、ドラム上方から落下させるタンブリング動作を行う。このタンブリング動作により、衣類に機械的な力を与えて洗浄およびすすぎを行っている。とくにこの動作を伴う洗浄を、たたき洗いと呼んでいる。脱水工程時ではドラムを高速で回転させ、回転による遠心力で衣類から水分を衣類の外に押し出す遠心脱水を行う。

また、洗い工程において、洗浄効果を高めるために循環ポンプを設けて、洗濯槽（外槽）内の洗濯水を汲み上げて衣類にかけることで、洗剤が溶けた洗濯水を衣類に満遍なく浸透させる。このように、ドラム式洗濯機は、タンブリング動作と循環ポンプによる洗濯水の循環により、少ない水でも洗浄性能が確保できるので、縦型洗濯機と比較して節水することができるようになっている。

さらに洗浄力を高める方法の一つとして，洗浄温度を上げることが行われる。すなわち，洗濯物及び洗濯水の温度を上げることで、洗剤酵素の働きを高めたり、洗濯水中の界面活性剤などの拡散を促進させることで、洗浄力を高めることができる。ドラム内に洗濯水を十分に満たして外槽底部に洗濯水を常に溜めた状態での洗濯に対しては、外槽底部に設けた加熱手段を用いて、外槽底部の洗濯水を温めながら循環ポンプで汲み上げて、ドラム上方から洗濯物へ掛けることで、外槽を含む循環系全体を温めていく方法がある。

一方、皮脂汚れなどを効果的に落とす洗浄のように、少ない給水による高濃度の洗剤液を衣類に散布、浸透させて、タンブリング動作を行う洗濯、即ち洗濯水を通常の洗濯よりも少なめとした運転では、洗濯水を衣類に浸透させた後のドラム底部や外槽底部の残りの洗濯水量がより少ない状態となるため、加熱源を外槽底部に浸漬させての加熱は難しく、過熱防止の観点からも、加熱源と接する洗濯水を強制対流させて効率よく温めるのが好ましい。

より少ない消費電力量で洗浄温度を上げるための加熱手段として、ヒートポンプを用いる方法がある。特許文献１には「水受槽内の空気を前記水受槽の内部空間を始点および終点のそれぞれとして一方向に循環させる送風機と、圧縮機と圧縮機から吐出された冷媒が流通する凝縮器と圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器を通して流通する蒸発器を有するものであって、前記送風機が生成する循環風を加熱するヒートポンプと、前記水受槽内に水道水を注入するためのものであって、前記凝縮器に直接的または間接的に接触する水管と、水道水を前記水受槽内に前記水管を通すことなく注入する第１の注水状態と水道水を前記水受槽内に前記水管を通して注入する第２の注水状態と前記水受槽内に水道水を注入しない注水停止状態相互間で切換え可能な弁機構と、前記弁機構を前記第１の注水状態にすることに基づいて水道水を前記水受槽内に前記水管を通すことなく注入する通常注水処理と前記通常注水処理の停止後または前記通常注水処理の実行中に前記送風機および前記圧縮機のそれぞれを運転することに基づいて前記水受槽内に温風を注入する温風注入処理と前記温風注入処理の開始から時間が経過した後に前記弁機構を前記第２の注水状態にすることに基づいて水道水を前記水受槽内に前記水管を通して注入する温水注水処理を行う制御回路とを備えたことを特徴とする洗濯機」が開示されている。

また特許文献２には「洗濯室および乾燥室である回転ドラムが収容された水槽と、圧縮機、凝縮器、絞り装置および蒸発器が冷媒回路で連結されたヒートポンプ装置とを備え、前記凝縮器は乾燥用熱交換器と温水生成用熱交換器とが切り換え可能に並列配置されて構成されており、前記乾燥用熱交換器、前記回転ドラムおよび前記蒸発器の間で空気を流通させる風路と、前記水槽内の水を前記温水生成用熱交換器を通して循環させる水路と、を備えたことを特徴とする洗濯乾燥機」が開示されている。

特開２００８−６０６９号公報 特開２００７−１４３７１２号公報

衣類の汚れは一般的に、水溶性汚れ、油性汚れ、固体汚れに大別される。中でも脂肪酸などの極性をもつ油汚れや、親水性あるいは疎水性どちらの固体汚れに対しても、洗剤の主成分である界面活性剤の濃度が、洗浄性能に大きく影響する。具体的には、高濃度洗剤液を衣類に浸透させて、タンブリング動作を行うことで、より洗浄性能を高めることができる。このような洗浄では、洗濯初期に、規定量の洗剤を少ない水で溶かした高濃度洗剤液を衣類に浸透させた後は、ドラム底部に水がほとんどない状態となる。この場合は、外槽底部に侵漬するように設けたヒータなどの加熱手段で温めるよりも、洗濯水を強制対流させて加熱源と熱交換させるほうが、過熱防止の面から、より安全で好ましい。しかしながら、ヒータのみを温水生成の熱源に用いた場合、電気入力以上の発熱量は得られず、消費電力量に至っては、加熱負荷に放熱損失などを加えた熱量分を必要とし、節電は見込めない。そこで、乾燥運転時において低湿な温風空気を生成できるヒートポンプを、洗浄時の温水生成に用いて、外気から吸熱した熱により、温水を効率よく生成させることが課題となる。また温水生成時もしくは温水利用時に、外気から吸熱することで周囲雰囲気を冷やすなど周囲の環境に影響を与えず、さらにはドラム内の洗濯物も投入時の温度以下に冷却することを防いで、より少ない消費電力量で効率よく洗浄温度を上げることも課題である。

特許文献１および２に記載の洗濯機もしくは洗濯乾燥機では、ドラムとヒートポンプの凝縮器、蒸発器との間で空気を循環させる循環風路と、ヒートポンプの冷媒流路において凝縮器と直列もしくは並列に配置させた水―冷媒熱交換器を設けた構成となっており、基本的に蒸発器での吸熱は、ドラム内部での蒸発熱を熱源とするもので、外気の熱や洗濯機もしくは洗濯乾燥機運転に伴う排熱を効率よく取り入れる構成になっていない。

さらに特許文献２には、外気をドラム内に導入し、ドラム内で熱交換した後、蒸発器で冷却除湿して吸熱された空気を廃棄口から機外へ排出する構成が記載してあるが、温水生成工程を進行させるに従い、冷却除湿した空気の機外への排出により、周囲環境を冷やしてしまう。また乾燥運転時には、蒸発器で冷却除湿できた空気をドラム内での乾燥用空気に利用できる構成となっていないため、効率のよい乾燥運転と温水生成運転の両立ができない。

このような課題を解決するために、本発明に係る洗濯乾燥機は、内部に液体を貯溜可能な外槽と、該外槽内に回転自在に支持され、洗濯物が収容される略円筒型のドラムと、圧縮機と、凝縮器と、該凝縮器と同一風路内において凝縮器の風上側に設けた蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器を結ぶ冷媒配管内に設けた第１膨張弁と、冷媒から放熱させて水を加熱させる水−冷媒熱交換器と、該水−冷媒熱交換器と前記凝縮器を結ぶ冷媒配管内に設けた第２膨張弁と、を備えるヒートポンプと、前記蒸発器および前記凝縮器と外槽を結ぶ通風経路および送風させる送風手段と、給水口から前記外槽内に給水する給水経路と、該給水経路とは少なくとも部分的に異なる箇所を有して前記水−冷媒熱交換器に注水可能な注水経路と、前記圧縮機と、前記第１膨張弁と、前記第２膨張弁と、前記通風手段と、前記給水口から前記給水経路への通水を制御する第１の制御弁と、前記水−冷媒熱交換器への注水を制御する第２の制御弁とを、駆動制御する制御装置と、前記外槽底部に貯水した水を前記外槽内にある洗濯物を収容した回転可能なドラム内に散布する循環ポンプと、該循環ポンプの出口において、前記ドラム内に散布する第１の通水経路と前記水−冷媒熱交換器に通ずる第２の通水経路の双方もしくはどちらか片方に連通させる流路切替弁と、前記通風経路には開閉機構を備え、筺体外の空気を前記筺体内の空間を介して前記通風経路内に取り入れる際に、前記開閉機構により開口部を開いて、且つ前記通風経路をその前後において二分し、前記開口部と前記送風手段を連通させ、前記開口部の上流側を塞ぐ機能を有し、前記開閉機構を開口させることで二分された前記通風経路のうち前記外槽下部と連通する通風経路内に、オーバーフローホースと連通する接続口を備える。

本発明によれば、温水生成時に筺体内に開閉機構を介して通風経路内に導入された外気は、蒸発器で吸熱され、必要に応じて凝縮器で常温レベル(約２０℃)まで再加熱されることで、導入時に持っていた潜熱量を温水生成のための加熱量として供給できるとともに、ドラム内を横切る際に洗濯物を常温レベル以上に保つことができるので、効率よく温水を生成して、昇温による洗浄ができる。またドラム内を横切らせた後、通風経路を介してオーバーフローホースから排水孔に向けて外気を排気させるので、洗濯機もしくは洗濯乾燥機を設置している周囲環境の温湿度を保持しつつ、効率よく温水を生成できる。

また乾燥運転時には、開閉手段を閉じてドラムとヒートポンプを循環させる高温低湿の循環空気を生成できるので、効率よく乾燥できる。

本発明の実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機を示す外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示す右側面の概略断面図である。 本発明の実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の背面側からみた基本構成図である。 本発明の実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の循環ポンプによるドラム内散布の様子を示した模式図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係るヒートポンプの洗濯における温水生成時の標準外気条件に対するシステムフローであり、（ｂ）は冷媒状態を模式的に示したモリエル線図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係るヒートポンプの洗濯における温水生成時の高湿度外気条件に対するシステムフローであり、（ｂ）は冷媒状態を模式的に示したモリエル線図である。 本発明の実施形態に係るヒートポンプの乾燥における高温低湿の温風生成時のシステムフロー図である。 本発明の実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機における洗濯運転（洗い〜すすぎ〜脱水）の運転工程を説明する工程図である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。洗濯工程においては、ドラム式洗濯機でも洗濯乾燥機でも同じ工程であるため、以下の実施例ではドラム式洗濯乾燥機を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の外観斜視図を示す。また図２は、本発明の第１の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示す右側面の概略断面図である。

まず外観について説明する。ベース１ｈの上部に、主に鋼板と樹脂成形品で作られた側板1ａ及び補強材(図示せず)を組合わせて骨格を構成し、さらにその上に前面カバー１ｃ、下部前面カバー1ｆ、上面カバー１ｅを取り付けることで筐体１を形成している。前面カバー１ｃには洗濯物２０７を出し入れするドア９が設けられており、背面には背面カバー１ｄがとりつけられている。

つぎに、洗濯乾燥機の概略構造および洗濯から乾燥工程までを簡単に説明する。図１に示す筐体１の内側には図２のごとく、ほぼ中央部に外槽２が備えられている。外槽２は下部の複数個のダンパ５により支持されている。外槽２の内側に回転可能に設けたドラム３には、ドア９を開けて洗濯物２０７を投入する。ドア９自体は、ドア枠９ｂにドアガラス９ａを固定したものであり、ヒンジ９ｃにより、筐体１に取り付けられている。回転可能なドラム３の開口部の外周には、脱水時の洗濯物２０７のアンバランスによる振動を低減するための、流体バランサー２０８が設けられている。また、ドラム３の内側には洗濯物２０７を持ち上げる複数個のリフター２０９が設けられている。回転可能なドラム３は金属製フランジ２１０に連結された主軸２１１を介して、ドラム駆動用のモータM１０ａに直結されている。外槽２の開口部には弾性体からなるゴム製のベローズ１０が取付けられている。このゴム製のベローズ１０は、外槽２内とドア９との水密性を維持する役割をしている。これにより、洗い，すすぎ及び脱水時の水漏れの防止が図られている。回転可能なドラム３は、側壁である円筒部に遠心脱水および通風用の多数の小孔（図示せず）を有する。

図３は、洗濯乾燥機の内部基本構造を示す右斜め前方からの斜視図である。洗濯水を外槽２の上部までくみ上げて、ドラム３内の洗濯物２０７に散布するための循環ポンプ１８は、外槽２よりも下部のベース１ｈ側に固定されている。洗濯水は、外槽下部に設けられた水受け部５４の排水口２１から、糸くずフィルタ２２２を通して循環ポンプ１８の吸込口側に入り、循環ポンプ１８で昇圧されたのち、散水ノズル２２３(図４参照)からドラム３内に向けて散水される。また水受け部５４の底部に排水のために設けた排水口２１は、糸くずフィルタ２２２と排水弁Ｖ１を介して、排水ホース２６に通じており、水受け部５４内の水を排水できる。

一方、オーバーフローホース２０５は、通風経路である送風ダクト２９から排水孔２４０へ分岐させるように、排水弁V1よりも下流側で排水ホース２６と連通させる構成としている。即ちオーバーフローホース２０５が取り付けてある所定の水位よりも水量が増えてしまった場合には、いかなる場合でも強制的に排水できる構成としている。

ドラム３内の洗濯物２０７に気流を導く送風ダクト２９と、送風手段である送風ファン２０は、外槽２から離して筐体１に固定（図示せず）されている。吹出しノズル２０３は、外槽２に、洗濯乾燥機正面からみて回転可能なドラム３の中心軸よりも上側且つ、洗濯乾燥機側面からみて、正面寄りの前側の位置に固定されている。前記吹出しノズル２０３と温風ヒータ２１３の出口は、柔軟構造のゴム製の蛇腹管２１２で、その長手伸縮方向が外槽２に対して略垂直となる配置で接続しており、外槽２の振動を吸収している。排水口２１，送風ファン２０の吸気口(図示せず)及び吐出口(図示せず)には温度センサ（図示せず）が設けてある。本実施例の加熱手段の一つである補助ヒータ２１３は必要に応じて、送風温度を調節するのに用いる。

洗濯もしくは洗濯乾燥コースを選んで運転を開始すると、投入された洗剤を溶かして洗濯物に散布する洗剤溶かし工程を実行する。洗濯工程の初期は、洗濯工程終了までに使用する全水量よりも少ない給水量で洗剤を溶かし、この高濃度洗剤液をドラム３を回転させて、洗濯物２０７を攪拌させながら循環ポンプ１８にて満遍なく散布する。このため通常は、外槽２内には洗剤液のしみこんだ洗濯物２０７と、外槽２底部の水受け部５４に少量の洗剤液が存在する。ドラム３を回転させることで、洗濯物２０７をドラム３上部に持ち上げた後、重力により底部まで落下させるタンブリング動作に基づくたたき洗いを行い続けると、洗濯物２０７にしみこんだ洗剤液が搾り出てくるので、必要に応じて間欠的に循環ポンプ１８を駆動させて、再び洗濯物２０７に洗剤液を散布する。この動作中においても、洗濯水と洗濯物のいわゆる洗浄温度を上げると、洗浄性能を向上できる。本実施例では、洗濯工程においてヒートポンプ２３０を用いて給水もしくは外槽底部の水受け部５４の洗濯水を昇温させ、洗浄性能を高める。

図３は、洗濯乾燥機を背面側からみた基本構成図である。ヒートポンプ２３０は蒸発器２３３、凝縮器２３１、圧縮機２３７、水−冷媒熱交換器２３６、第１膨張弁２３２と第２膨張弁２３５、２方弁２３４ａ〜２３４ｃとこれらを結ぶ冷媒配管２４５から主に構成されている。圧縮機２３７はドラム３の回転による振動とは別に、自らも振動を発生させるため、筐体１下部のベース１ｈに設置している。送風ダクト２９内に設けた蒸発器２３３と凝縮器２３１は、その上流側に設ける乾燥フィルタ８のメンテナンス性確保や温風の放熱損失の低減、蒸発器２３３からのドレンの排水し易さなどから、送風ダクト２９とともに筐体１の上部に固定している。これらと冷媒配管２４５で結ぶ水−冷媒熱交換器２３６も、ドラム３の回転に対して直接影響を受けないように、筐体１背面の上部に設置している。

水−冷媒熱交換器２３６への給水には、給水電磁弁１６のうちの第２の制御弁１６ｂから注水経路２４１を介しての給水と、循環ポンプ１８で外槽２底部の水受け部５４から汲み上げた洗濯水を第２の通水経路２４４を介しての給水を備え、水−冷媒熱交換器２３６からの温水は、外槽２底部の温水供給口２３９(図４参照)に送る構成としている。即ち洗浄初期は、外部からの給水をそのまま加熱することができ、洗浄工程の途中に洗濯水の再加熱(追い炊き)を必要とした場合においても、循環ポンプ１８出口の流路切替弁２３８を通常の散水ノズル２２３側から水−冷媒熱交換器２３６側に切り替えて、供給し加熱することができる。

温水生成時の空気は、蒸発器２３３と外槽２底部とを結ぶ送風ダクト２９に設けた開閉機構２０４から、筐体１内を通過してきた外気を流入させ、ヒートポンプ２３０で熱交換させた後、ドラム３内を横切らせてオーバーフローホース２０５から排気させる。このとき開閉機構２０４は全開にし、送風ダクト２９の外槽２底部と連通する側の開口端部２４６を塞いでおくので、送風ダクト２９に流入させた外気の全量を排気できる。
図５（ａ）は本発明の実施形態に係るヒートポンプの洗濯における温水生成時の標準外気条件に対するシステムフローであり、（ｂ）は冷媒状態を模式的に示したモリエル線図である。温水を用いた洗濯工程においては、圧縮機２３７から吐出された高温高圧の冷媒は、水−冷媒熱交換器２３６に送られ、水と熱交換して温水温度レベルに冷却される。このときの２方弁２３４ｂは、水−冷媒熱交換器２３６側に切り替えておく。また第2膨張弁２３５は、所望の水温とするための熱交換量に調節するように絞りを与える。水−冷媒熱交換器２３６から流出された冷媒は、２方弁２３４ｃを介して第１膨張弁２３２を通って凝縮器２３１に送られる。凝縮器２３１において冷媒は、蒸発器２３３で吸熱された低温の空気を、常温レベルに戻すだけの熱を与える。即ち第１膨張弁２３２では、熱交換量に見合った絞りを与えることで、凝縮圧を調節する。過冷却液となった冷媒は、蒸発器２３３において、送風ダクト２９内の空気から吸熱することで低圧ガスとなり、圧縮機２３７吸込み側に戻される。蒸発器２３３での熱交換量と圧縮機２３７での断熱圧縮仕事の熱当量の合計は、水−冷媒熱交換器２３６と凝縮器２３１での熱交換量の合計とが熱収支としてつりあう。例えば、外気２０℃、６５％RH、2.5m³/minを筐体１内を通すことで、メインモータＭ１０ａや圧縮機２３７の排熱などにより、２３℃に昇温されて送風ダクト２９内に導入された場合は、圧縮機２３７入力約２３０Wのもとで蒸発能力約８２０Wを確保でき、凝縮器２３１での空気温度を常温レベルに戻すための再加熱量約３７０Wを差し引いた６８０Wが、水−冷媒熱交換器２３６での温水生成に利用できる。
一方、外気が高温多湿の環境では、蒸発器２３３での空気からの吸熱における潜熱割合を多くできるので、蒸発器２３３出口の空気を再加熱する必要がなくなる。図６（ａ）は本発明の実施形態に係るヒートポンプの洗濯における温水生成時の高湿度外気条件に対するシステムフローであり、（ｂ）は冷媒状態を模式的に示したモリエル線図である。凝縮器２３１での空気の再加熱を必要としないため、水−冷媒熱交換器２３６から流出された冷媒は、２方弁２３４ｃを通って、第１膨張弁２３２を介して蒸発器２３３に流入されるフローとなる。このため、水−冷媒熱交換器２３６での温水加熱量には、圧縮機２３７入力の約１９０Wと蒸発器２３３での冷却能力約６７０Wの合計８６０Wを費やすことができる。

以上のような構成とすることにより、温水生成時にドラム３内を冷やすことなく温水を生成し、効率よく昇温による洗浄ができる。

その後の洗濯工程において、外槽２内に追加給水して、洗濯水を通常の洗濯水量まで増やすと、外槽２底部の水受け部５４にも十分な水量が確保される。もし、洗濯負荷に応じた追加水量が多い場合や給水温度が低い場合には、洗濯水温度が下がりすぎてしまう。この場合には、循環ポンプ１８出口の流路切替弁２３８を水−冷媒熱交換器２３６側に切り替えて、前述のように追加加熱させることができる。

また、ヒートポンプ２３０の凝縮温度は、高圧冷媒などを除いて、通常は冷媒の潜熱を確保して循環流量を抑える主旨から、臨界点よりも低温とするのが好ましい。このため、例えばHFC-134ａでは、臨界点約101.1℃に対して、凝縮温度は９０℃未満に抑えるのが望ましい。冷媒と熱交換により上昇する温風温度は、それよりも低くなり、洗濯物２０７の加熱温度はさらに低くなる。このため、洗浄温度で９０℃クラスの高温を必要とする洗濯コースなどでは、加熱初期はヒートポンプ２３０を用いて効率よく加熱し、後半は送風ファン２０出口内に設けた補助ヒータ２１３を用いて温風温度をさらに上げて、洗濯物２０７を加熱するのが好ましい。

以上のように、乾燥運転時の除湿空気を生成させるヒートポンプ２３０に、水−冷媒熱交換器２３６と、送風ダクト２９内に外気を導入し、排水孔２４０へ排気するための開閉機構２０４を追加することで、洗浄時の洗濯物の洗浄温度を上げる熱源の一つとして、ヒートポンプ２３０を利用できる。また本実施例では、第１膨張弁２３２に冷媒配管２４５を全閉できるものを使用すれば、第１膨張弁２３２を閉じることで流路切替手段に流用できるので、２方弁２３４ｂは省いても機能上は何ら差し支えない。

このように構成したドラム式洗濯乾燥機における洗濯工程を運転パターンと温風タイミングの観点から詳述する。回転可能なドラム３内に洗濯物２０７を投入し、排水弁V1を閉じた状態で給水して、ドラム３を回転させて洗濯物２０７を洗濯する。洗濯工程は、さらに洗剤溶かし工程、前洗い工程、本洗い工程からなる。洗剤溶かし工程は、洗濯開始時の布量センシングで提示し、投入された洗剤を水で溶かして、ドラム３内の洗濯物２０７に散布する工程である。給水電磁弁１６の第１の制御弁１６ａを介して洗剤投入部７に給水する(図３参照)。給水された水は、洗剤とともにドラム３底部に位置する水受け部５４に導かれる。循環ポンプ１８を駆動すると、水受け部５４の水は，排水口２１から糸くずフィルタ２２２を介して循環ポンプ１８の吸込口(図示せず)に入る。循環ポンプ１８で昇圧された洗濯水は、循環ポンプ１８の出口と連通する循環吐出口５４ｂから再び水受け部５４に戻される（洗剤溶かし工程の循環経路）。この循環を繰り返すことで、少ない水で洗剤を溶かした高濃度洗剤液を生成する。循環ポンプ１８の出力は、最大洗濯負荷に応じた洗濯水を、外槽２の上方に設けた散水ノズル２３１まで、くみ上げるに十分な仕様となっている。このため、前述の洗剤溶かし工程の循環経路で循環させると、循環ポンプ１８の所要動力は最終的には熱エネルギーに変わり、高濃度洗剤液の温度を上昇させる。生成された高濃度洗剤液は、外槽２の上方に設けた散水ノズル２３１までくみ上げられて、ドラム３内の洗濯物２０７へ散布される。このとき、循環ポンプ１８の出口には、外槽２上方まで導く経路と、上述のように散布せずに水受け部５４に戻す経路が必要となるが、本実施例では、循環ポンプ１８のケーシング外周に各々の経路につながる吐出口(図２参照)を設けておき、循環ポンプ１８の回転方向を替えることで、回転方向に応じて最初に連通する吐出口側から吐出させることで経路を切り替えている。あるいは循環ポンプ１８の吐出口は一箇所として、その下流側で分岐させて流路を切り替えても、機能としてはなんら差し支えない。給水温度が低く、循環ポンプ１８の損失熱だけでは十分に温められない場合には、ヒートポンプ２３０を用いて加熱する。本実施例では、循環ポンプ１８の回転方向を散水ノズル２２３へ導く側とし、さらに循環ポンプ１８出口に設けた流路切替弁２３８を水−冷媒熱交換器２３６側に切り替えて、高濃度洗剤液を水−冷媒熱交換器２３６に送って加熱して、再び外槽２底部の水受け部５４に戻すことで、昇温できる。

前洗い工程では、高濃度洗剤液が散布された洗濯物２０７をドラム３の回転によりドラム３上方まで持ち上げた後、重力によりドラム３下方へ落下させることを繰り返すことで、洗濯物２０７に機械力を与える。洗濯物２０７は高濃度洗剤液を保水した状態であるため、機械力により、洗濯物２０７を構成する繊維から分離できた汚れは、洗濯物２０７に保水された高濃度洗剤液内に迅速に分散されるので、再び凝集して洗濯物２０７を構成している繊維に再付着することを防ぐことができる。この工程内でヒートポンプ２３０を駆動させて、外槽２底部に温水を貯湯しておく。さらに所望の温水を確保できた後は、ドラム３を横切らせる空気の加熱量を多くして、温風をドラム３内に送ることで、必要に応じて洗濯物２０７を温めておく。

また汚れによっては、洗濯物２０７にかけた洗濯水の水量が少ない(洗剤濃度が濃い)ほうがよく落ちる場合と、逆に洗濯水の水量が多い(洗剤濃度が薄い)ほうが良く落ちる場合とがある。両者に作用する汚れ落ちの原動力には違いがあり、以下のように解釈できる。洗剤の主成分の一つである界面活性剤は、繊維の濡れを促進して、さらに汚れや布の表面電位を、界面活性剤のマイナス極性に引き寄せることで、負に帯電させる働きがある。これにより、洗濯物から浮かせた汚れ同士や繊維と汚れの間の反発力を増す効果がある。このため、ファン・デル・ワールス力を主体として付着している固形の汚れの洗浄には、界面活性剤の濃度が濃いほうが、ファン・デル・ワールス力に対抗させる前述の反発力を増強できる。よって固形汚れなどは、一般的に界面活性剤濃度が濃いほうがよく落とせる。一方、水や洗濯水に溶け易いいわゆる水溶性の汚れは、溶媒である洗濯水に対する溶質となる汚れの濃度によって、溶解速度が変わる。汚れの濃度が薄い液では溶解速度が大きいが、濃い液では溶解速度が低下する。このため洗濯物２０７が保水する洗濯水中に分散している汚れの濃度を薄めておけば、さらに洗濯物２０７から汚れが落ちやすい。換言すれば、洗濯物２０７の保水する洗濯水は、汚れの濃度の極めて低い洗濯水に置き替えてやるか、汚れの濃度を薄めてやる処置が必要となる。即ち、この種の汚れに対する界面活性剤の役割は、洗濯物２０７からはがした汚れを分散保持して、凝集や再付着を防ぐ役割が大きいので、ある程度の洗剤濃度が満たされていれば、汚れ落ちに対する洗剤濃度の依存性は小さい。

また、どちらの汚れに対しても、洗浄温度を上げることは、結果的に洗浄力を増すことにつながる。前者に対しては、温度を上げることで、洗濯水中の分子拡散が促進されるので、布表面や汚れ表面に、より多くの界面活性剤を付着させることができ、反発力を増強できる。後者に対しても、洗剤溶液中での界面活性剤の拡散が向上し、布表面の濡れを促進できる。さらに分離させた汚れも効果的に拡散できる。

その後の本洗い工程では、前洗い工程が終了した時点で、予め水受け部５４を含む外槽２底部に貯湯しておいた温水を、循環ポンプ１８を駆動させて散水ノズル２２３からドラム３内の洗濯物２０７に温水を散布する。さらに水位を上げる場合には追加給水して、水受け部５４の水量を増やして、水位を上げる。このときもヒートポンプ２３０を運転して水−冷媒熱交換器２３６で加熱した温水を供給しても良い。また循環ポンプ１８により水受け部５４から洗濯水をくみ上げて、外槽２上部の散水ノズル２３１から連続して散布しても間欠であってもよい。間欠の場合には、散布しないときにヒートポンプ２３０を運転して、循環ポンプ１８出口の流路切替弁２３８を水−冷媒熱交換器２３６側に切り替えて、追加加熱してもよい。具体的には、洗濯物２０７の裏側などに多くの汚れがまだ付着している間は、連続で散布して洗濯水の攪拌を促進することで、洗濯物２０７が保水する洗濯水を、常に汚れ濃度の低い洗濯水に入れ替えることができる。その後、汚れがほとんど落ちた後は、たたき洗いの機械力を主体として残りの汚れを落とすほうが洗浄効率がよい。よって後半の散布は、機械力を妨げないように間欠散布とするのが好ましい。

なお散水ノズル２３１は、外槽２に、洗濯乾燥機正面からみて回転可能なドラム３の中心軸よりも上側且つ、洗濯乾燥機側面からみて、正面寄りの前側の位置に固定されており、散水ノズル２３１からの噴出範囲を、ドラム３の半径方向に対して広角にして散布する構造としている。この本洗い工程では、広範囲の散布とともに、ドラム３の回転によりドラム３内の下方に溜まった洗濯物２０７を持ち上げて、ドラム３内の上方から落下させることにより、洗濯物２０７に機械的な力を与えてたたき洗いをする。ドラム径が大きいほど、広範囲の散布とたたき洗いの相乗効果が得られ、本洗い工程の時間を短縮できる。

また必要に応じて、前記本洗い工程は、第１本洗い工程および前記第１本洗い工程の後に実行される第２本洗い工程を有し、第１本洗い工程の終了時に給水して前記第２本洗い工程の水量は、前記第１本洗い工程の水量よりも多くして、前記第２本洗い工程の前記循環ポンプ１８の循環流量は、前記第１本洗い工程での前記循環ポンプ１８の循環流量よりも大きくする。さらに、前記第２本洗い工程の前記ドラム駆動のモータＭ１０ａの回転速度は、前記第１本洗い工程のモータＭ１０ａの回転速度よりも低くする。

本洗い工程は主に、水量の少ない前洗い工程では洗いにくい衣類の内側やポケットの中などの汚れを洗濯物２０７から分離させるために行う。このためさまざまな汚れを落とすために、前述のように水量とドラム駆動のモータＭ１０ａの回転速度を変えた、少なくとも２つ以上の工程の組み合わせとするのがより好ましい。第１本洗い工程では、ドラム３の回転速度を高くするため、ドラム３の回転とともに上方に持ち上げられた洗濯物２０７は、全て下方に落ちずに、大半は遠心力により、ドラム３の内壁にへばり着いた状態で、ドラム３とともに回転している。そこに循環ポンプ１８から洗濯水を散布させるので、洗濯物２０７への洗濯水の貫通流速を速くしている。これにより、汚れを洗濯物から溶け出しやすくしている。これに続く第２本洗い工程では、ドラム３の回転速度を第１本洗い工程よりも低くして、遠心力を弱めて前述の洗濯物２０７のドラム３へのへばりつきを極力抑えて、ドラム３の上方から下方に叩き落すたたき洗いを重視した工程としている。これにより、洗濯物２０７に機械力を作用させることで、主に疎水性の汚れを落としやすくできる。洗濯物２０７をドラム３の上方から下方に叩き落とす際に、ドラム３の下方に停留している洗濯水の水位を高くして、かつ循環水量も多くすることで、必要以上に洗濯物２０７どうしが直接ぶつかり合って、繊維を圧迫させることを防ぐこともできる。

すすぎ工程では、排水弁V1を開けて、洗濯水を排水した後、排水弁V1を閉じて、外槽２内に所定の水位まですすぎ水を給水する。その後、ドラム３を回転させて、洗濯物２０７とすすぎ水を攪拌してすすぐ。洗浄運転での温風生成時に、水冷媒熱交換器２３６ａにて吸熱されて低温となった水は、このすすぎ工程内において、外槽２の内側やドラム３の外側の洗浄に用いる。より詳細な工程内容は、本実施例の運転工程の説明(後述)の中で詳述する。

また、脱水工程においては、排水弁V1を開いて外槽２内のすすぎ水を排水した後、ドラム３を回転させて洗濯物２０７を遠心脱水する。脱水回転数は、洗濯物２０７のバランスがとれずにモータM１０ａの電流値が所定の上限を超えるなどしない限り、負荷に応じた設定回転数まで上昇させる。脱水回転数を上げて、ドラム３が高速回転すると、外槽２にも振動が伝わり、外槽２自身も僅かながら振動する。送風ダクト２９は筐体１に固定されているため、乾燥フィルタ８と外槽２側面部をつなぐジャバラホース２１５が連動して、振動の一部を吸収する。

乾燥工程では、再びヒートポンプ２３０を駆動させて、乾燥空気をドラム３内に送る。図７は本発明の実施形態に係るヒートポンプの乾燥における高温低湿の温風生成時のシステムフロー図である。乾燥時は、圧縮機２３７からの高温高圧冷媒を凝縮器２３１に送り、第１膨張弁２３２で低圧とした後に蒸発器２３３で吸熱させて圧縮機２３７の吸込側に戻す構成とする。即ち、熱収支を空気側からみると、蒸発器２３３で冷却除湿され、その熱量分と圧縮機２３７での冷媒の断熱圧縮仕事当量分を、凝縮器２３１にて与えられて温風となる。運転中は、負荷レベルに応じてより少ない消費電力量と乾燥度、仕上がりの良さを両立できるように、気流の温湿度の最適化を行う。ここで乾燥度とは、完全に乾燥させた布本来の質量を試験終了後の布の質量で除した値を百分率表示したものである。乾燥の前半は、布表面での蒸発速度が支配的となる定率乾燥であるため、低湿度の循環空気を効率よく作るヒートポンプ運転が好ましい。乾燥後半は、布内部に残留する水分を蒸発させる減率乾燥となるため、前半よりも温風温度を確保して布内部まで熱を伝え易くするのが好ましい。

なお、乾燥時間をより短縮させたい場合には、送風ダクト２９内の蒸発器２３３上流側に設けた開閉機構２０４の開口量を調節して、送風ダクト２９内の循環空気と筐体１内に取り込まれている外気とを入れ替える。本来、乾燥速度を上げるには、ドラム３とヒートポンプ２３０間の循環風量を増やす必要があるが、そのために必要とする除湿能力に従って、ヒートポンプ２３０の冷却能力も上げる必要がある。冷却能力を上げるには、冷媒循環量を増やす必要があり、これにより圧縮機２３７での断熱圧縮仕事が増える。凝縮器熱量と断熱圧縮仕事の熱当量の和と、冷却能力との差が大きくなり、循環風量の温度レベルが上がり続けるため、強制的に放熱させる必要がある。そこで、循環風量の一部を外気と入れ替えることで、循環風量の温度レベルの上昇を抑える。

乾燥終了後は、排水孔２４０側の圧力より排水ホース２６側の圧力を高く保ちながら、水封じを破らない圧力レベルまで送風ファン２０の回転数を下げて、給水電磁弁１６を開いて水を流し、排水トラップ２０２の水封じを回復させて乾燥工程終了となる。

以上のように、洗濯から乾燥までの運転が可能な洗濯乾燥機や洗濯を行う洗濯機によれば、洗濯水の洗浄温度を、乾燥用のヒートポンプ２３０の凝縮器２３１の一部として水−冷媒熱交換器２３６を設けて温水を作ることで、効率よく昇温できる。このとき、送風ダクト２９内に筐体１内を介して外気を取り込み、外気のもつ潜熱相当分の熱量を温水生成に利用するため、ドラム３内を横切らせて排水孔２４０へ排気させる外気は、ドラム３内を冷やす心配もなく、さらに洗濯乾燥機の周囲に排気しないので、周囲環境も冷やしたり乾燥気味にしてしまう心配がない。なお乾燥工程時には、従来どおり、送風ダクト２９内の放熱器２３１をヒートポンプ２３０の凝縮器とし、第１膨張弁２３２を介して冷媒が流れる熱交換器２３３を蒸発器とすることで、除湿空気をドラム３内に送ることができる。

次に制御装置１００および駆動装置Ｍ１０の構成について説明する。図８は、本発明の実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の制御装置１００の構成を示すブロック図である。制御装置１００（運転制御手段）は、モータＭ１０ａ（駆動装置Ｍ１０）および給水ユニット１５およびヒートポンプ２３０を制御して洗い運転を実行可能にすると共に、電導度検出手段４で検出した外槽２内の液体の電導度から電導度の算出、液体内に含有している柔軟仕上剤の有無の判定(基準濃度に対する判別)、脱水工程の短縮の判定、すすぎ工程の短縮の判定等を行う装置である。図８に示すように、制御装置１００は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」と称する）１１０、駆動回路、操作スイッチ１２，１３や電導度検出手段４や各種センサからの入力回路等で構成される。マイコン１１０は、使用者の操作や、洗濯工程、乾燥工程での各種情報信号を受ける。マイコン１１０は、駆動回路を介して、駆動装置Ｍ１０（モータＭ１０ａ）、給水電磁弁１６、排水弁Ｖ１、送風ファン２０等に接続され、これらの開閉、回転、通電を制御する。また、使用者にドラム式洗濯機に関する情報を知らせるために、表示器１４やブザー（図示せず）等を制御する。

図２に示すように、駆動装置Ｍ１０は、ドラム３を回転駆動させる装置であり、外槽２の底面の外側中央に設置されている。駆動装置Ｍ１０は、モータＭ１０ａと取付具Ｍ１０ｂ（図２参照）とを有している。モータＭ１０ａの回転軸は、外槽２を貫通し、ドラム３に結合されている。モータＭ１０ａは、その回転を検出するホール素子あるいはフォトインタラプタなどで構成される回転検出装置２８と、モータＭ１０ａに流れる電流を検出するモータ電流検出装置（図示省略）とを備えている。

このように制御装置１００は、マイコン１１０を中心に構成される。マイコン１１０は、運転パターンデータベース１１１と、工程制御部１１２と、回転速度算出部１１３と、衣類重量算出部１１４と、電導度測定部１１５と、洗剤量・洗い時間決定部１１６と、濁度判定部１１７と、閾値記憶部１１８と、を備えている。

操作スイッチ１２，１３は、使用者により運転コースを入力することができるように構成されており、入力された信号をマイコン１１０に出力する。また、水位センサ３４は、外槽２の内部に貯留された水の水位を検出することができるようになっており、検出された信号をマイコン１１０に出力する。

温度センサＴ１は、外槽２の下部（例えば、排水口２１）に設けられ、外槽２の内部に貯留された水の温度を検出することができるようになっている。温度センサＴ２は、送風ファン２０の吸気側に設けられ、ヒートポンプから送風ファン２０に吸気される空気の温度を検出することができる。温度センサＴ３は、送風ファン２０の排気側かつ補助ヒータ２１３よりも下流側に設けられ、送風ファン２０からドラム３内に吹き出される空気の温度を検出することができるようになっている。温度センサＴ４は、乾燥フィルタ８下流側且つヒートポンプの熱交換器の上流側に設けられ、ドラムからヒートポンプに戻る循環空気の温度を検出することができる。なお、温度センサＴ１〜Ｔ４で検出された信号は、マイコン１１０に出力される。加速度センサ２７は外槽２に取り付けられ、外槽２（ドラム３）の振動を検知する。加速度センサで検知された信号は、マイコン１１０に出力される。

回転検出装置２８は、例えばレゾルバ(回転角センサの一種)で構成され、モータＭ１０ａの回転を検出することができ、検出された信号はマイコン１１０に出力される。モータ電流検出装置２５は、モータＭ１０ａの電流値を検出することができ、検出された信号は、マイコン１１０に出力される。電導度検出手段４は、外槽２の内部に貯留された水の電導度を検出することができ、検出された信号はマイコン１１０に出力される。

マイコン１１０は、操作スイッチ１２，１３から入力された運転コースに対応する運転パターンを運転パターンデータベース１１１から呼び出し、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の何れかから開始する機能を有する。工程制御部１１２は、運転パターンデータベース１１１から呼び出された運転パターンに基づき、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程、乾燥工程の各工程を運転制御する機能を有する。各工程において、工程制御部１１２は、表示器１４、給水ユニット１５、給水電磁弁１６、排水弁Ｖ１を制御する機能を有する。また、工程制御部１１２は、モータ駆動回路１２１を介して駆動装置Ｍ１０のモータＭ１０ａを駆動制御し、補助ヒータを設けた機種においては、温風ヒータスイッチ１２３のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより温風ヒータ２１３への通電を制御し、補助ヒータスイッチ１２２のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより補助ヒータ２４０への通電を制御する。ファン駆動回路１２４を介して送風ファン２０を制御し、循環ポンプ駆動回路１２５を介して循環ポンプ１８を駆動制御する機能を有する。さらに、循環ポンプ出口に設けた流路切替弁の駆動回路にて流路切替弁２４０の切替えを行う。圧縮機駆動回路１２６を介して圧縮機２３７を制御し、第１膨張弁駆動回路１２７を介して第１膨張弁２３２の開度を制御し、第２膨張弁駆動回路１２８を介して第２膨張弁２３５の開度を制御する。ヒートポンプの構成要素に含まれる２方弁２３４ａ〜２３４ｃも、２方弁制御回路１２９を介して、運転パターンに応じて予めくみあわせた切替動作を制御する。

ここで、循環ポンプ１８は、排水口２１から吸い込んだ水を窪み部５４の循環吐出口５４ｂから吐出させる洗剤溶かし動作と、排水口２１から吸い込んだ水を外槽２の開口部に設けられた散水ノズル２３１からドラム３の内部に吐出させる循環動作と、を切り替えて
行うことができるようになっている。なお本実施例においては、循環ポンプ１８の回転方向を切り替えることにより回転方向に応じて連通する吐出口を切り替えることができる構成としている。

回転速度算出部１１３は、モータＭ１０ａの回転を検出する回転検出装置２８からの検出値に基づき、モータＭ１０ａの回転速度を算出する機能を有する。衣類重量算出部１１４は、回転速度算出部１１３で算出された回転速度と、モータ電流検出装置２５の検出値に基づいて、ドラム３（図２参照）内の洗濯物２０７の重量を算出する機能を有する。洗濯物２０７の重量が増加することによりドラム３を回転させるための負荷が大きくなり、モータＭ１０ａに流れるモータ電流が多く必要になることから、モータＭ１０ａのモータ電流と回転速度により洗濯物２０７の重量を算出することができる。

電導度測定部１１５は、水受け部５４に設けた電導度検出手段４からの検出値を用いて水道水、洗濯水の電導度を測定する機能を有する。洗剤量・洗い時間決定部１１６は、電導度測定部１１５が測定した電導度等に基づいて、洗剤量および洗濯物のすすぎ時間を決定する機能を有するものであり、詳細は後述する。

濁度判定部１１７は、電導度測定部１１５が測定した電導度に基づいて、衣類の汚れ具合（以下、濁度とする）を判定する機能を有する。閾値記憶部１１８は、濁度判定部１１７が衣類の汚れ具合（濁度）を判定する際に用いる閾値を記憶する機能を有する。ちなみに、濁度判定部１１７および閾値記憶部１１８は、本実施例では、以下のように本洗い工程時の制御に使用している。第１本洗い工程の前後において、電導度測定部１１５により、洗浄水の電導度ＥＣ１を計測する。なお、電導度を計測する際は、給水電磁弁１６による外槽２への給水、循環ポンプ１８による循環、モータＭ１０ａによるドラム３の回転は停止されていることが望ましい。濁度判定部１１７において、第１本洗い工程の前後で測定した電導度ＥＣ１の差が、閾値記憶部１１８に記憶された閾値以上か否かを判定する。もし否(閾値よりも低い)であれば汚れが少ないと判断し、以上であれば汚れが多いと判断して、その後の第２本洗い工程に進む。第２本洗い工程は、前述のように第１本洗い工程よりも水位を高くして、さらに循環ポンプ１８の循環流量も多くしたたたき洗いとしている。即ち、洗濯物２０７がドラム３上方に持ち上げられて、下方にたたき落とされた際に、洗濯物２０７どうしがぶつかり合って、繊維を圧迫するのを防いでいる。しかしながらこの工程が長いほど、洗濯物２０７のごわつきは増大する傾向にある。したがって、汚れが比較的少ない場合は、第２本洗い工程を極力短くしたい。そこで、汚れが少ないと判断できた場合には、第２本洗い工程の運転時間を短く調整する。なお、濁度の判定は、他の工程間の切り替えタイミングや各工程の運転時間の見直しにも使用できる。

次に、第１実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機の運転工程について説明する。図９は、第１実施形態例に係るドラム式洗濯乾燥機における洗濯運転（洗い〜すすぎ〜脱水）の運転工程を説明する工程図である。

ステップＳ１において、工程制御部１１２は、ドラム式洗濯乾燥機の運転工程のコース選択の入力を受け付ける（コース選択）。ここで、使用者は、ドア９を開けて、ドラム３の内部に洗濯する洗濯物２０７を投入し、ドア９を閉じる。そして、使用者は、操作スイッチ１２，１３を操作することにより、運転工程のコースを選択し入力する。操作スイッチ１２，１３が操作されることにより、選択された運転工程のコースが工程制御部１１２に入力される。工程制御部１１２は、入力された運転工程のコースに基づいて、運転パターンデータベース１１１から対応する運転パターンを読み込み、ステップＳ２に進む。なお、以下の説明において、４０℃温水洗濯コース（洗い〜すすぎ２回〜脱水）が選択されたものとして説明する。

ステップＳ２において、工程制御部１１２は、ドラム３に投入された洗濯物の重量（布量）を検出する工程を実行する（布量センシング）。具体的には、工程制御部１１２は、モータＭ１０ａを駆動してドラム３を回転させるとともに、衣類重量算出部１１４が注水前の洗濯物２０７の重量（布量）を算出する。

ステップＳ３において、工程制御部１１２は、洗剤量・運転時間を算出する工程を実行する（洗剤量運転時間算出）。具体的には、工程制御部１１２は、給水電磁弁１６を制御して、外槽２の給水口２ａに直接給水する。電導度測定部１１５は、給水された水の電導度（硬度）を検出する。また、センサＴ１で、給水された水の温度を検出する。その後、給水電磁弁１６を制御して、外槽２への給水を終了する。

洗剤量・洗い時間決定部１１６は、ステップＳ２で検出した布量、水の電導度（硬度）、水の温度に基づいて、マップ検索により、投入する洗剤量と運転時間を決定する。そして、工程制御部１１２は、決定された洗剤量・運転時間を表示器１４に表示する。ここで洗剤量を決定するマップは、温水洗濯コース専用のマップとしてもよい。温水洗濯コースでは洗濯物２０７が保水する洗剤液の濃度が、汚れ落ちに大きく影響する。もし、ドラム径とモータトルクのバランスから機械力の強い場合には、通常の洗濯コースにおいては、洗剤量が少なくて済む。しかしながら、本コースでは、水量の少ないままで洗浄温度を上げるので、移染(色移り)防止の観点から布のこすれあいを抑えるために、機械力の依存を小さくする。このため温水洗濯コース時には、洗剤量が逆に少なすぎてしまう場合では、通常の機械力に応じた濃度レベルとしておくべきである。なお、外槽２に給水して水の電導度（硬度）および水温を検出するものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、前回運転時の水の電導度（硬度）および水温をマイコン１１０の記憶部（図示せず）に記憶しておき、それを用いてもよい。

ステップＳ４において、工程制御部１１２は、洗剤投入待ち工程を実行する（洗剤投入待ち工程）。例えば、工程制御部１１２は、所定時間待機して、ステップＳ５に進む。なお、工程制御部１１２は、洗剤投入部７の開閉を検知する手段（図示せず）により、洗剤投入部７が開けられた後に閉じられた場合、洗剤が投入されたものとして、ステップＳ５に進む構成であってもよい。

ステップＳ５において、工程制御部１１２は、洗剤溶かし工程を実行する（洗剤溶かし工程）。例えば、工程制御部１１２は、給水電磁弁１６を制御して、給水管Ｐ１を介して粉末洗剤投入室７３および液体洗剤投入室７４に給水する。粉末洗剤投入室７３および液体洗剤投入室７４の洗剤と水は、給水経路(図示せず)を介して、外槽２の水受け部５４に流入する。所定水量まで給水すると、工程制御部１１２は、給水電磁弁１６を制御して、給水を停止させる。そして、工程制御部１１２は、洗剤溶かし動作を実行する（洗剤溶かし動作）。具体的には、工程制御部１１２は、循環ポンプ１８を制御して、排水口２１から吸い込んだ水と洗剤を、水受け部５４の循環吐出口５４ｂから吐出させる。循環吐出口５４ｂから吐出された水と洗剤は、水受け部５４を流れ、排水口２１へと向かい、循環するようになっている。これにより、水と洗剤が攪拌され、洗剤が水に溶かされるようになっている。所定時間（例えば、１０秒）が経過した後、生成した高濃度洗剤液を洗濯物２０７に散布する前に、ヒートポンプ２３０にて温める。具体的には循環ポンプ１８の回転方向を逆転させて、散水ノズル２２３側に通じる循環ポンプ１８の吐出口から吐出させ、さらにその先に設けてある流路切替弁２３８を水―冷媒熱交換器２３６側に制御することで、高濃度洗剤液を水―冷媒熱交換器２３６にて温める。ただしこの動作(高濃度洗剤液を温める動作)は、洗剤を溶かした水量が極端に少ない時などは、省略しても何ら差し支えない。その後、所定時間の経過もしくは所望の水温に達したと判断できた場合は、流路切替弁２３８を散水ノズル２２３に通じる側に切り替えて、外槽２上部の散水ノズル２２３までくみ上げて、散布する。少ない高濃度洗剤液を、極力、洗濯物２０７に均一に散布するために、散布直前にドラム３を高速で回転させて、遠心力でドラム３内面に洗濯物２０７を張り付かせておく。ドラム３の回転を保ちながら、循環ポンプ１８で外槽２上部の散水ノズル２３１までくみ上げた高濃度洗剤液を散布する。高濃度洗剤液は散水時の速度エネルギーと、洗濯物２０７に到達してから働く遠心力により、ドラム３内壁に向かって洗濯物２０７に浸透していく。またドラム３は洗濯物２０７が遠心力で張り付く回転速度で回っているため、たとえばドラム３を８０ｒ／ｍｉｎで回した場合、散布時間が２０秒でも、ドラム上の同一点に対して約２６回散水された水を浴びせることができる。

ステップＳ６において、工程制御部１１２は、前洗い洗浄工程を実行する（前洗い洗浄工程）。前洗い洗浄工程では、高濃度洗剤液を散布された洗濯物２０７をドラム３の回転により上方に持ち上げた後、重力により下方へ落下させるいわゆるたたき洗いを基本とする。このたたき洗い動作を繰り返していくと、洗濯物２０７から高濃度洗剤液が搾取され、外槽２底部の水受け部５４に貯水される。ある程度貯水されたタイミングにおいてヒートポンプ２３０を駆動させて、水−冷媒熱交換器２３６に高濃度洗剤液を導入させて温める。温めた高濃度洗剤液を再び循環ポンプ１８により、散水ノズル２２３から洗濯物２０７に散布させる。高濃度洗剤液の温度を上げることで、表面張力と粘度をさげることができて、さらに温められた高濃度洗剤液の散布により、洗濯物２０７の繊維を膨潤させるので、高濃度洗剤液の繊維内部への浸透をより促進できる。これにより、繊維から汚れを効率よく分離できる。分離できた汚れは、保水された高濃度洗剤液内に迅速に分散されるので、再び凝集して再付着することを防ぐことができる。工程を開始してから所定時間が経過すると、給水電磁弁１６を制御して、外槽２内の洗濯水の水位を上昇させる。そして外槽２内の洗濯水の水位が、洗剤溶かし工程時の水位ＷＬ０に対して所定の水位ＷＬ１（ＷＬ０＜ＷＬ１）まで上昇すると、給水を停止させ、前洗い工程を終了し、ステップＳ７に進む。なお、このときの給水もヒートポンプ２３０を駆動させて、給水電磁弁１６から水−冷媒熱交換器２３６へ給水して、温めた後に外槽２へ送水してもよい。

ステップＳ６の前洗い工程が終了すると、工程制御部１１２は、本洗い工程を実行する。ここで、本洗い工程もとは、ドラム３の回転によりドラム３内の下方に溜まった洗濯物２０７を持ち上げて、ドラム３内の上方から落下させることにより、洗濯物２０７に機械的な力を与えてたたき洗いを基本とする工程である。本洗い工程は、さらにステップＳ７の本洗い１工程（第１本洗い工程）と、ステップＳ８の本洗い２工程（第２本洗い工程）と、で構成されている。

ステップＳ７において、工程制御部１１２は、第１本洗い工程を実行する（第１本洗い工程）。具体的には、工程制御部１１２は、循環ポンプ１８を所定の流量ＰＦ１となるように制御して、排水口２１から吸い込んだ洗濯水を外槽２の開口部に設けられた散水ノズル２３１からドラム３の内部に散水させるとともに、モータＭ１０ａを制御してドラム３を所定の回転速度ＤＲ１で回転させることにより、ドラム３の内部の洗濯物２０７をたたき洗いする。このとき水温が所望の温度よりも低くなる場合には、適宜、流路切替弁２３８を水−冷媒熱交換器２３６側に切り替えて、ヒートポンプ２３０を駆動させて水温を上げる。また、流路切替弁２３８を、水−冷媒熱交換器２３６側と散水ノズル２２３側に対して、ある流量配分で双方に流せる制御弁とすることで、ドラム３内への散水と温水生成(昇温)を連続的に行える構成としてもよい。

また設定温度が高い場合や洗濯負荷が大きい場合にも本コースの選択を可とした場合には、送風ファン２０出口部に補助ヒータ２１３を用いて、温水とともに温風をつくって洗濯物２０７自体も直接温めることで昇温させるのがよい。このときは小流量の循環ポンプ（図示せず）を別置し、水受け部５４から汲み上げて送風ファン２０出口近傍に散布することで、温風に液滴を混ぜて、洗濯物２０７に散布させてもよい。

所定の時間（Ｔ１）が経過すると、工程制御部１１２は、第１本洗い工程を終了し、ステップＳ８に進む。ステップＳ８において、工程制御部１１２は、第２本洗い工程を実行する（第２本洗い工程）。具体的には、工程制御部１１２は、給水電磁弁１６を制御して、所定の水位ＷＬ２（ＷＬ１＜ＷＬ２）まで外槽２に給水する。このときの給水もヒートポンプ２３０を駆動させて、給水電磁弁１６から水−冷媒熱交換器２３６へ給水して、温めた後に外槽２へ送水してもよい。また、工程制御部１１２は、循環ポンプ１８を所定の流量ＰＦ２（ＰＦ１＜ＰＦ２）となるように制御して、排水口２１から吸い込んだ洗濯水を外槽２の開口部に設けられた散水ノズル２３１からドラム３の内部に散水させるとともに、モータＭ１０ａを制御してドラム３を所定の回転速度ＤＲ２（ＤＲ１＞ＤＲ２）で回転させることにより、ドラム３の内部の洗濯物２０７をたたき洗いする。水温の調節に関しては、ステップＳ７の第１本洗い工程のときと同様にヒートポンプを駆動させて、水−冷媒熱交換器２３６において、断続もしくは連続的に温水生成(昇温)動作を取り入れる。所定の時間（Ｔ２）が経過すると、工程制御部１１２は、モータＭ１０ａおよび循環ポンプ１８を停止させ、排水弁Ｖ１を開弁して外槽２内の洗濯水を排水する。

ステップＳ９において、工程制御部１１２は、第１すすぎ工程を実行する（第１すすぎ工程）。例えば、第１すすぎ工程において、工程制御部１１２は、給水電磁弁１６および排水弁Ｖ１を制御して、給水と排水を繰り返すとともに、モータＭ１０ａを制御してドラム３を回転させ、循環ポンプ１８を制御して、排水口２１から吸い込んだすすぎ水を外槽２の開口部に設けられた散水ノズル２３１からドラム３の内部に散水させて、衣類をすすぐ。そして、所定の時間が経過すると、工程制御部１１２は、モータＭ１０ａおよび循環ポンプ１８を停止させ、排水弁Ｖ１を開弁して外槽２内のすすぎ水を排水する。

ステップＳ１０において、工程制御部１１２は、第２すすぎ工程を実行する（第２すすぎ工程）。例えば、第２すすぎ工程において、工程制御部１１２は、排水弁Ｖ１を閉弁し、給水電磁弁１６を制御して、所定の水位まで外槽２に給水する。また、工程制御部１１２は、モータＭ１０ａを制御してドラム３を回転させ、循環ポンプ１８を制御して、排水口２１から吸い込んだすすぎ水を外槽２の開口部に設けた散水ノズル２２３からドラム３の内部に散水させて、洗濯物２０７をすすぐ。そして、所定の時間が経過すると、工程制御部１１２は、モータＭ１０ａおよび循環ポンプ１８を停止させ、排水弁Ｖ１を開弁して外槽２内のすすぎ水を排水する。

ステップＳ１１において、工程制御部１１２は、脱水工程を実行する（脱水工程）。具体的には、工程制御部１１２は、排水弁Ｖ１を開弁させるとともに、モータＭ１０ａを制御してドラム３を本洗い工程時よりも高速で回転させ、洗濯物２０７を遠心脱水する。そして、所定の時間が経過すると、工程制御部１１２は、モータＭ１０ａを停止させ、排水弁Ｖ１を閉弁して、洗濯コース（洗い〜すすぎ〜脱水）を終了する。

なお、ステップＳ７及びステップＳ８における本洗い工程においては、洗濯物２０７の黒ずみ、ごわつきを抑制させる運転特性としており、以下にそのメカニズムを中心に説明する。第１本洗い工程（ステップＳ７）の後に第２本洗い工程（ステップＳ８）を行うが、第２本洗い工程の水位ＷＬ２は、第１本洗い工程の水位ＷＬ１よりも高くなっている（ＷＬ１＜ＷＬ２）。即ち、外槽２内の洗浄水の水量を増やすことにより、洗濯物２０７から剥がされた汚れを洗浄水に分散させることができ、洗濯物２０７から剥がされた汚れが再び洗濯物２０７に付着することにより生じる「洗濯物の黒ずみ」を抑制することができる。

また、第２本洗い工程のドラム３の回転速度ＤＲ２は、第１本洗い工程のドラム３の回転速度ＤＲ１よりも遅くなっている（ＤＲ１＞ＤＲ２）。ドラム３の回転速度ＤＲ２を回転速度ＤＲ１より遅くすることにより、ドラム３の回転によりドラム３内の下方に溜まった洗濯物２０７を持ち上げてドラム３内の上方から落下させる際、落下を開始する位置が低くなる。即ち、たたき洗いされる洗濯物２０７に加わる落下衝撃（機械力）が抑制され、「洗濯物のごわつき」を抑制することができる。また、水位ＷＬ２を高くすることによっても、落下衝撃（機械力）が抑制され、「洗濯物のごわつき」を抑制することができる。一方ドラム３の回転速度ＤＲ１は、遠心力によってドラム３内壁に張り付いた洗濯物２０７が、上方に持ち上げられるまでに、重力により全て剥がれ落ちてしまうよりも速い回転速度で回して（遠心力＞重力）、すべての洗濯物に対して、たたき洗いのような落下をさせない運転としても、差支えない。即ち、たたき洗いを極力抑えつつ、通常の洗濯運転よりも多い循環量を洗濯物２０７に通過させることで、洗浄する運転としてもよい。しかしながら、たたき洗いによる洗浄性能が低下するおそれがあるが、これに対し、第２本洗い工程の循環ポンプ１８の流量ＰＦ２を、第１本洗い工程の循環ポンプ１８の流量ＰＦ１よりも大きくすることで（ＰＦ１＜ＰＦ２）、水流による洗浄性能を確保させることができる。たとえば循環ポンプ１８の循環流量は、３０Ｌ／ｍｉｎ以上８０Ｌ／ｍｉｎ以下とすることが望ましい。また、第１本洗い工程の運転時間（Ｔ１）と第２本洗い工程の運転時間（Ｔ２）は、第２本洗い工程の運転時間（Ｔ２）の方が第１本洗い工程の運転時間（Ｔ１）よりも長くなるように設定するのが望ましい（Ｔ１＜Ｔ２）。このようにすることにより、「洗濯物のごわつき」をより抑制することができる。

以上のように、第１実施形態例に係るドラム式洗濯乾燥機の運転工程によれば、周囲環境に影響を与えずに、さらにはドラム内の洗濯物も投入時の温度以下に冷却することを防いで、より少ない消費電力量で効率よく温水をつくることができ、洗浄性能を向上させることができる。さらに衣類の黒ずみと衣類のごわつきを抑制することができる。

また温度に対して色落ち、色あせが気になる洗濯物や、加温により繊維の縮みが目立ってしまう洗濯物に関しては、通常の洗濯コースを選ぶことができる。この場合には消費電力量が少なくて済む。さらに、黒ずみが気になる白物や薄い柄物、ごわつきが気になるタオルなど以外の洗濯物で、どちらかというと節水を望む洗濯では、節水洗濯コースを選ぶことができる。この場合は、前記本洗い工程において水位を上げず、循環流量も、１５〜２０Ｌ／ｍｉｎに設定することで、洗濯全体の使用水量を抑えることができる。

１ 筐体
１ａ，１ｂ 側板
１ｃ 前面カバー
１ｄ 背面に背面カバー
１ｅ 上面に上面カバー
１ｆ 下部前面カバー
１ｉ 衣類投入口
１ｈ ベース
２ 外槽
３ ドラム
４ 電導度検出手段
５ ダンパ
６ 操作パネル
７ 洗剤投入部
８ 乾燥フィルタ
８ａ メッシュ式のフィルタ
９ ドア
９ａ ドアガラス
９ｂ ドア枠
９ｃ ヒンジ
９ｄ ドア開放ボタン
１０ ゴム製のベローズ
Ｍ１０ 駆動装置
Ｍ１０ａ モータ
Ｍ１０ｂ 取付具
１２、１３ 操作スイッチ
１４ 表示器
１５ 給水ユニット（給水手段）
１６ 給水電磁弁
１６ａ 第1の制御弁
１６ｂ 第２の制御弁
１６ｃ 給水ホース接続口
１７ 風呂水給水ポンプ
１７ａ 風呂の残り湯の吸水ホース接続口
１８ 循環ポンプ
２０ 送風ファン
２１ 排水口
２２ ホース
２６ 排水ホース
２７ 加速度センサ
２８ 回転検出装置
２９ 送風ダクト
３４ 水位センサ
３９ 電源スイッチ
５４ 水受け部
７１ 引き出し式のトレイ
１００ 制御装置（運転制御手段）
１１０ マイクロコンピュータ
１１１ 運転パターンデータベース
１１２ 工程制御部
１１３ 回転速度算出部
１１４ 衣類重量算出部
１１５ 電導度測定部
１１６ 洗剤量・洗い時間決定部
１１７ 濁度判定部
１１８ 閾値記憶部
１２２ 流路切替弁駆動回路
１２３ 補助ヒータスイッチ
１２４ ファン駆動回路
１２５ 循環ポンプ駆動回路
１２６ 圧縮機駆動回路
１２７ 第１膨張弁駆動回路
１２８ 第２膨張弁駆動回路
１２９ ２方弁駆動回路
Ｖ１ 排水弁
Ｔ１〜Ｔ３ 温度センサ
２０２ 排水トラップ
２０３ 吹出しノズル
２０４ 開閉機構
２０５ オーバーフローホース
２０６ 給気孔
２０７ 洗濯物
２０８ 流体バランサー
２０９ リフター
２１０ 金属製フランジ
２１２ ゴム製の蛇腹管
２１３ 補助ヒータ
２１４ ファンモータ
２１５ ジャバラホース
２１６ 外槽取付部
２２２ 糸くずフィルタ
２２３ 散水ノズル
２３０ ヒートポンプ
２３１ 凝縮器
２３２ 第１膨張弁
２３３ 蒸発器
２３４a〜２３４ｃ ２方弁
２３５ 第２膨張弁
２３６ 水−冷媒熱交換器
２３７ 圧縮機
２３８ 流路切替弁
２３９ 温水供給口
２４０ 排水孔
２４１ 注水経路
２４２ 給水経路
２４３ 第1の通水経路
２４４ 第２の通水経路
２４５ 冷媒配管
２４６ 開口端部
ＥＣ１ （第１本洗い工程前の）電導度（電気伝導度）
ＥＣ２ （第１本洗い工程後の）電導度（電気伝導度）

Claims (1)

1. 内部に液体を貯溜可能な外槽と、
   該外槽内に回転自在に支持され、洗濯物が収容される略円筒型のドラムと、
   圧縮機と、凝縮器と、該凝縮器と同一風路内において凝縮器の風上側に設けた蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器を結ぶ冷媒配管内に設けた第１膨張弁と、冷媒から放熱させて水を加熱させる水−冷媒熱交換器と、該水−冷媒熱交換器と前記凝縮器を結ぶ冷媒配管内に設けた第２膨張弁と、を備えるヒートポンプと、
   前記蒸発器および前記凝縮器と外槽を結ぶ通風経路および送風させる送風手段と、
   給水口から前記外槽内に給水する給水経路と、該給水経路とは少なくとも部分的に異なる箇所を有して前記水−冷媒熱交換器に注水可能な注水経路と、
   前記圧縮機と、前記第１膨張弁と、前記第２膨張弁と、前記通風手段と、前記給水口から前記給水経路への通水を制御する第１の制御弁と、前記水−冷媒熱交換器への注水を制御する第２の制御弁とを、駆動制御する制御装置と、
   前記外槽底部に貯水した水を前記外槽内にある洗濯物を収容した回転可能なドラム内に散布する循環ポンプと、
   該循環ポンプの出口において、前記ドラム内に散布する第１の通水経路と前記水−冷媒熱交換器に通ずる第２の通水経路の双方もしくはどちらか片方に連通させる流路切替弁と、
   前記通風経路には開閉機構を備え、筺体外の空気を前記筺体内の空間を介して前記通風経路内に取り入れる際に、前記開閉機構により開口部を開いて、且つ前記通風経路をその前後において二分し、前記開口部と前記送風手段を連通させ、前記開口部の上流側を塞ぐ機能を有し、
   前記開閉機構を開口させることで二分された前記通風経路のうち前記外槽下部と連通する通風経路内に、オーバーフローホースと連通する接続口を備えたことを特徴とする洗濯乾燥機。

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