JP2008048811A - 衣類乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプ装置を設けた洗濯乾燥機は、圧縮機と凝縮器と膨張手段と蒸発器とを順次環状に接続したヒートポンプ装置により、槽内の空気の除湿及び加熱し、衣類を乾燥するが、ヒートポンプ装置の凝縮圧力及び蒸発圧力は、槽内の空気条件により決定されるため、乾燥の進行に伴い、槽内の空気温度が上昇すると、ヒートポンプ装置の動作圧力が上昇し、圧縮機への電流の増加や、圧縮機への負荷が増大することにより、安全性や信頼性の面で課題があった。
【解決手段】蒸発器２３の空気入口側に補助冷却器４１を設けたことにより、蒸発器入口の空気温度を低減することができ、蒸発圧力の過昇を防止するため、冷媒循環量の増加による凝縮圧力の過昇を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は一般家庭にて使用される洗濯乾燥機に関するものである。

従来のドラム式の洗濯乾燥機は図５に示すような構成であった。以下、その構成について説明する。図５に示すように、筐体１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、洗濯または乾燥対象物４（以下、衣類という）を収容する円筒状で横軸型の内槽５を回転可能に配設し、駆動モータ６により回転軸６ａを回転させて回転駆動する。

内槽５の内壁には衣類を撹拌する複数のバッフル（図示せず）が設けられ、内槽５の周壁には小孔５ａを多数設けている。筐体１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、５ｂを有し、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口９を有し、排水弁１０を介して排水ホース１１に連結され、その先端部は機外に導出されている。

送風機１２は、ヒータ１３によって加熱された温風を給気口１４から内槽５内に送風供給するものである。循環ダクト１５は、内槽５および外槽３を通過した湿った乾燥用空気の除湿を行うもので、一端を外槽３の下部の排気口１６に接続し、他端を送風機１２に接続している。給水弁１７は、水道の蛇口等に接続された給水ホース１８からの給水を制御する。

上記構成において、洗濯運転を行う場合は、扉７を開いて内槽５内へ衣類４および洗剤を入れて運転を開始する。まず、給水弁１７が洗濯水側の給水口を開き、外槽３および内槽５内に所定量の水が供給されると、駆動モータ６が作動し内槽５が回転駆動され洗浄動作を行う。所定時間後、駆動モータ６が停止して排水弁１０が開き、汚れた水が内槽５および外槽３から排水され、排水ホース１１を介して機外の排水場所へ排水される。次に、上記と同様に外槽３および内槽５に水が供給され、すすぎ動作を行う。すすぎが終了すると排水弁１０が開いて排水された後、内槽５が駆動モータ６により高速で回転駆動されることにより、衣類４の脱水が行われる。

以上のように洗濯運転が終了すると、乾燥運転が開始する。乾燥工程では駆動モータ６により低速で内槽５を回転駆動させ衣類４を撹拌しながら、送風機１２により矢印１９の方向に送風された空気は、ヒータ１３で加熱されて温風となり、給気口１４から内槽５内へ送り込まれる。この温風は、衣類４の水分を奪った後、内槽５の小孔５ａから外槽３内を通過して排気口１６を経て循環ダクト１５へ至る。

このとき給水弁１７が冷却水側の給水口を開いており、循環ダクト１５内には冷却水が注水されている。衣類４の水分を奪って湿気を含んだ温風がこの循環ダクト１５内を通過するとき、冷却水により冷却されて水分の結露が起こり、湿った温風は除湿されて矢印に示すように再び送風機１２へ戻る。この冷却水および結露水は排水弁１０を介して機外へ排水される。この送風機１２、ヒータ１３、給気口１４、内槽５、外槽３、排気口１６、循環ダクト１５の循環経路で温風を循環させることにより、内槽５内の衣類４を乾燥させることができる。

上記従来の構成では、衣類４の乾燥に使用された熱は、循環ダクト１５の冷却水もしくは筐体１からの放熱によって全て外部に捨てられるものであり、再利用されることがなかった。

そこで、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と、減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置を衣類乾燥機に設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成によれば、外部に放出される熱量を回収し、有効にエネルギーを利用して衣類の乾燥が行えることが分かっている。
特開平７−１７８２８９号公報

ヒートポンプ装置を設けた洗濯乾燥機は、上述したように圧縮機と凝縮器と膨張手段と蒸発器とを順次環状に接続したヒートポンプ装置により、槽内の空気の除湿及び加熱し、衣類を乾燥するが、ヒートポンプ装置の凝縮圧力及び蒸発圧力は、槽内の空気条件により決定されるため、乾燥の進行に伴い、槽内の空気温度が上昇すると、ヒートポンプ装置の動作圧力が上昇し、圧縮機への電流の増加や、圧縮機への負荷が増大することにより、安全性や信頼性の面で課題があった。

上記従来の課題を解決するために、本発明の衣類乾燥装置は、ヒートポンプ装置の作動圧力の過昇を防止するために、蒸発器入口の空気温度を低減する吸入空気温度低減手段を設けたものである。

これにより、蒸発器入口の空気温度を低減することができ、蒸発圧力の過昇を防止するため、冷媒循環量の増加による凝縮圧力の過昇を防止することができる。

本発明の衣類乾燥装置は、ヒートポンプ装置の動作圧力の過昇を防止でき、安全性や信頼性の面で多大な効果を有する。

請求項１に記載の発明は、筐体内に支持した外槽と、前記外槽内に回転自在に支持した内槽と、圧縮機と凝縮器と膨張手段と蒸発器とを順次環状に接続してなるヒートポンプ装置と、吐出風路と、排出風路と、送風機と、前記送風機により送風される空気を前記外槽、前記排出風路、前記蒸発器、前記凝縮器、前記送風機とを環状に接続してなる送風回路と、を備え、前記蒸発器の空気入口側に吸入空気温度低減手段を設けたことにより、ヒートポンプによる除湿と加温により、効果的に衣類の乾燥が行え、蒸発圧力の過昇による圧縮機吐き出し冷媒量の抑制を図ることができ、圧縮機の信頼性向上が図れる。

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、吸入空気温度低減手段として、前記蒸発器の下部に位置するドレンパンと、前記ドレンパン内に設置し毛細管現象によりドレンパン内の水を吸い上げる蒸発促進手段と、を設けたことにより、蒸発器の結露水の蒸発潜熱により空気温度の低減を図り熱回収を行うことができ、蒸発圧力過昇の抑制と効率向上を図ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、吸入空気温度低減手段として、前記ドレンパンの取水口と、前記ドレンパンの水を送水するポンプと、前記ポンプにより送水された水を前記蒸発器の空気入口に散布する散水管と、を設けたことにより、蒸発器の結露水の蒸発潜熱により空気温度の低減を図り熱回収を行うことができ、蒸発圧力過昇の抑制と効率向上を図ることができる。

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。従来例と同じ構成のものは同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によって本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断面図、図２は、同実施の形態における洗濯乾燥機の冷凍サイクル図、図３は、同実施の形態における洗濯乾燥機の補助冷却器の斜視図、図４は、同実施の形態における洗濯乾燥機の他の補助冷却器の斜視図である。

２０は圧縮機、２１は凝縮器、２２はキャピラリチューブ、２３は蒸発器であり、圧縮機２０、凝縮器２１、キャピラリチューブ２２、蒸発器２３を順次環状に接続して、冷凍サイクルを形成する。

２５は排出風路、２６は吐出風路、２７は送風機である。外槽３、内槽５、排出風路２５、蒸発器２３、凝縮器２１、送風機２７、吐出風路２６は、順次環状に接続され閉じた風路を形成する。

４１は吸入空気温度低減手段としての補助冷却器であり、外槽３、内槽５と蒸発器２３の風路内に設置している。４２は蒸発促進手段としての複数の短冊板状に形成した蒸発促進板であり、蒸発促進板４２は多孔質または、例えば布、あるいは紙等の繊維質の材料で形成される。蒸発促進板４２はドレンパン３５の底部に短冊状の短辺を接し、略垂直に設置され、また空気の流れに対し平行に設置されている。

次に上記構成の動作について説明する。

内槽５内の洗濯の終了した衣類４は、乾燥運転開始により、駆動モータ６により回転軸６ａを回転させて回転駆動する。同時に圧縮機２０、送風機２７が運転を開始する。圧縮機２０で圧縮された冷媒は、凝縮器２１で放熱凝縮し、キャピラリチューブ２２で断熱膨張し、蒸発器２３で、蒸発吸熱した後圧縮機２０に戻る。

この時、送風機２７により循環する空気は、外槽３、内槽５内の湿度の高い空気を蒸発器２３により冷却、除湿され、冷却除湿された空気は凝縮器２１により、加熱される。この高温低湿の空気が外槽３より内槽５に流れ、内部のしめった衣類４の乾燥を行う。この時空気は、衣類４に含まれる水分の蒸発潜熱により低温化、加湿され再び、蒸発器２３に導かれる。

衣類４の乾燥が進行すると、蒸発器２３に至る空気は、徐々に昇温低湿度化する。このため、蒸発器２３での冷媒蒸発温度は徐々に高温化し、これに伴い圧縮機２０に吸い込まれる冷媒の比体積が低くなること、及び圧縮比が低下していくことから、冷媒循環量が徐々に増加し、凝縮器２１での凝縮圧力が徐々に増大していく。

この時、ドレンパン３５には、蒸発器２３によって除湿された空気中の水分が凝縮し、貯留されている。除湿水が、ドレンパン３５の底部に設置した蒸発促進板４２により、毛細管現象にて吸い上げられ、蒸発促進板４２の上部に達する。蒸発促進板４２は、蒸発器２３の上流側に位置するため、吸い上げられた除湿水は、複数の蒸発促進板４２の間を流れる高温の空気により、蒸発促進板４２の表面より蒸発する。

蒸発の際、除湿水は空気より気化熱を奪うため、流れる空気の温度は低下する。このため、蒸発器２３に至る空気は、低温化され同時に絶対湿度が上昇するが、蒸発器２３により再度凝縮し、ドレンパン３５に戻る（図３参照）。

また、他の例による補助冷却器４１は、ドレンパン３５の下面に設置したポンプ４３と、接続管４４と、散水管４５より構成される。ポンプ４３と散水管４５は、接続管４４により連通して接続される。散水管４５は、蒸発器２３の上端近傍の空気流の上流に設置されている（図４参照）。

次に上記構成の動作について説明する。

同様にドレンパン３５に貯留された除湿水は、ポンプ４３により、接続管４４を通じて散水管４５に導かれる。散水管４５で除湿水は、極小の霧状に空気の流れに対し略直交する方向に噴霧される。

これにより、水滴自体が直接高温の空気と熱交換し、水滴は蒸発する。この時蒸発により空気は気化熱を奪われ低温化する。このため、蒸発器２３に至る空気は、低温化され同時に絶対湿度が上昇するが、蒸発器２３により再度凝縮し、ドレンパン３５に戻る。

以上のように、本実施の形態においては補助冷却器を蒸発器の上流の風路に設置することにより、乾燥の進行により蒸発器の入口空気温度が上昇しても、補助冷却器により蒸発器入口空気温度の上昇を抑制することができ、凝縮温度上昇による圧縮機負荷の増大による信頼性の低下を防止することが出来る。

以上のように、本発明にかかる衣類乾燥装置は、ヒートポンプ装置の動作圧力の過昇を防止でき、安全性や信頼性の面で多大な効果を有するので、洗濯乾燥機、衣類乾燥機、浴室乾燥機などの衣類の乾燥のみに留まらず、食品等の衣類以外のヒートポンプ式乾燥装置の用途にも適用可能である。

本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の断面図 同実施の形態における洗濯乾燥機の冷凍サイクル図 同実施の形態における洗濯乾燥機の補助冷却器の斜視図 同実施の形態における洗濯乾燥機の他の補助冷却器の斜視図 従来の洗濯乾燥機の断面図

符号の説明

１ 筐体
３ 外槽
５ 内槽
２０ 圧縮機
２１ 凝縮器
２２ キャピラリチューブ（膨張手段）
２３ 蒸発器
２５ 排出風路
２６ 吐出風路
２７ 送風機
３５ ドレンパン
４１ 補助冷却器（吸入空気温度低減手段）
４２ 蒸発促進板
４３ ポンプ
４５ 散水管

Claims (3)

1. 筐体内に支持した外槽と、前記外槽内に回転自在に支持した内槽と、圧縮機と凝縮器と膨張手段と蒸発器とを順次環状に接続してなるヒートポンプ装置と、吐出風路と、排出風路と、送風機と、送風機により送風される空気を前記外槽、前記排出風路、前記蒸発器、前記凝縮器、前記送風機とを環状に接続してなる送風回路と、を備え、前記蒸発器の空気入口側に吸入空気温度低減手段を設けた衣類乾燥装置。
2. 前記吸入空気温度低減手段として、前記蒸発器の下部に位置するドレンパンと、前記ドレンパン内に設置し毛細管現象によりドレンパン内の水を吸い上げる蒸発促進手段と、を設けた請求項１に記載の衣類乾燥装置。
3. 前記吸入空気温度低減手段として、前記ドレンパンの取水口と、前記ドレンパンの水を送水するポンプと、前記ポンプにより送水された水を前記蒸発器の空気入口に散布する散水管と、を設けた請求項１に記載の衣類乾燥装置。

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