JP2018114036A - 衣類乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】衣類乾燥時間の増加や消費電力量の増加を抑制し、衣類乾燥機の乾燥性能を向上させる。【解決手段】本発明の衣類乾燥機は、筐体２内に回転自在に設けられた回転槽１と、ヒートポンプ装置５０と、回転槽１内の乾燥用空気を循環させる循環風路７と、循環風路７内に設けられ、ヒートポンプ装置５０によって加熱された乾燥用空気を回転槽１内に供給する送風ファン５と、循環風路７に連通させて設けられ、乾燥用空気を機外へ排出する排気風路１８と、排気風路１８から排出される空気の全部または一部を循環風路７に案内し再循環させる再循環風路１９と、循環風路７外の周囲の空気が循環風路７内に進入する吸気風路１７と、送風ファン５およびヒートポンプ装置５０などを制御する制御装置３０とを備えたことにより、乾燥時間の短縮と省エネルギー性の向上を実現できる。【選択図】図１

Description

本発明は、衣類の乾燥を行う衣類乾燥機および洗濯機能と衣類乾燥機能とを具備した洗濯乾燥機に関する。

ヒートポンプを用いて、衣類を効果的に乾燥する衣類乾燥機が開発されている。この種の衣類乾燥機は、衣類の乾燥に使用された熱エネルギーが吸熱器にて回収され、再利用される。これにより、衣類を効率的に乾燥させることができる（例えば、特許文献１参照）。

図６は従来の衣類乾燥機の構成が示された縦断面図である。図７は同衣類乾燥機の乾燥システム構成図である。図６および図７に示されるように、この衣類乾燥機には、衣類を収容する回転ドラム１０１を含む循環ダクト１０２が備えられている。そして、乾燥装置としてヒートポンプ装置１０３が、その循環ダクト１０２に備えられている。

ヒートポンプ装置１０３は、冷媒を圧縮する圧縮機１０４と、圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器１０５と、高圧の冷媒の圧力を減圧する膨張機構１０６と、減圧されて低圧となった冷媒によって周囲から熱を奪う吸熱器１０７とによって構成されている。そして、それらは、それらの中を冷媒が循環するように管路で連結されている。

循環ダクト１０２には、回転ドラム１０１の他に、乾燥用空気を循環させる送風機１０８と、ヒートポンプ装置１０３の放熱器１０５と吸熱器１０７とが設けられている。放熱器１０５は、循環する乾燥用空気を加熱する。吸熱器１０７は乾燥用空気を冷却除湿する。

この構成の衣類乾燥機は、衣類から蒸発させた水分を吸熱器１０７に結露させると同時に、衣類の乾燥に使用した熱エネルギーを吸熱器１０７にて回収する。よって、熱エネルギーの損失を極めて少なくすることができ、低電力で高除湿率の衣類の乾燥を行うことができる。

特開平７−１７８２８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された衣類乾燥機は、乾燥用空気の循環ダクト１０２内に、放熱器１０５にて空気を加熱する箇所と、吸熱器１０７にて空気を冷却する箇所とが存在する。ヒートポンプ装置の原理上、圧縮機１０４を駆動させるための電気入力が、吸熱器１０７によって回収された熱エネルギーに加算されて放熱器１０５から放熱される。したがって、上記構成の衣類乾燥機においては、乾燥用空気の温度上昇に対しては、圧縮機１０４への電気入力分の熱エネルギーのみが寄与する。

この結果として、例えば、乾燥工程の序盤において乾燥時間を短縮する目的で、乾燥用空気の温度を急激に上昇させる場合、衣類乾燥機が発揮できる加熱能力は、圧縮機１０４を駆動させる消費電力によって制限される。これによって、加熱対象の空間外から少ない電力を使って熱を取り込み、大きな熱エネルギーとして利用するという、ヒートポンプ本
来の特性が活かされていない。

また、乾燥工程の終盤においては、圧縮機１０４における電気入力分の熱エネルギーが、循環ダクト１０２及び回転ドラム１０１内の乾燥用空気に蓄積される。これによって、乾燥用空気の温度が上昇し、吸熱器１０７に流入する乾燥用空気の相対湿度が低下する。これによって、乾燥用空気を除湿するために必要な冷却能力を大きくする必要が生じる。このため、ヒートポンプ装置１０３の冷却能力を増加させる必要がある。すなわち、消費電力量が増大するという課題があった。

そして、さらに圧縮機１０４における消費電力が循環ダクト１０２及び回転ドラム１０１内の乾燥用空気に蓄積されることによって乾燥用空気の温度および冷媒の温度と圧力が上昇すると、最終的にヒートポンプ装置１０３は能力の上限に達する。その場合には、安全装置を作動させることによって、ヒートポンプ装置１０３の運転を停止させる、もしくはヒートポンプ装置１０３の圧縮機１０４における電気入力を減少させる必要が生じる。これによって乾燥時間が長引くという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、衣類に対し効果的に熱を供給し、乾燥効率を高めた衣類乾燥機を提供することを目的とする。

本発明に係る衣類乾燥機は、本体と、前記本体内に回転自在に設けられた回転槽と、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膨張機構と減圧されて低圧となった冷媒によって周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環可能に管路で連結して構成されたヒートポンプ装置と、前記回転槽と連通する乾燥用空気排出口と乾燥用空気吹出口とを有し前記回転槽内の乾燥用空気を循環させる循環風路と、前記循環風路内に設けられ、前記ヒートポンプ装置によって加熱された乾燥用空気を前記回転槽内に供給する送風装置と、前記循環風路に連通させて設けられ、乾燥用空気を機外へ排出する排気風路と、前記排気風路から排出される空気の一部または全部を前記循環風路に案内し再循環させる再循環風路と、前記循環風路外の周囲の空気が前記循環風路内に進入する吸気部と、前記送風装置および前記ヒートポンプ装置などを制御する制御装置とを備えたものである。

本発明の衣類乾燥機は、本体外の空気からの採熱を行うこと及び排気による熱エネルギーのロスを抑制しながら乾燥用空気の水分を排気することが可能になる。したがって、衣類等の洗濯物を効率良く乾燥することができる。また、排気風路から機外に排出される熱エネルギーを、循環風路に再循環させ、乾燥用空気の加熱に活用することができる。これによって、乾燥工程全般において、エネルギー効率と乾燥性能の向上が可能となる。

本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の概略構成を示す側面断面図 本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の乾燥システムの構成図 本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の温風温度の推移を示す図 本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機の乾燥システムの構成図 本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機の乾燥システムの構成図 従来の衣類乾燥機の構成が示された縦断面図 従来の衣類乾燥機の乾燥システム構成図

第１の発明の衣類乾燥機は、本体と、前記本体内に回転自在に設けられた回転槽と、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膨張機構と減圧されて低圧となった冷媒によって周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環可能に管路で連結して構成されたヒートポンプ装置と、前記回転槽と連通する乾燥用空気排出口と乾燥用空気吹出口とを有し前記回転槽内の乾燥用空気を循環させる循環風路と、前記循環風路内に設けられ、前記ヒートポンプ装置によって加熱された乾燥用空気を前記回転槽内に供給する送風装置と、前記循環風路に連通させて設けられ、乾燥用空気を機外へ排出する排気風路と、前記排気風路から排出される空気の一部または全部を前記循環風路に案内し再循環させる再循環風路と、前記循環風路外の周囲の空気が前記循環風路内に進入する吸気部と、前記送風装置および前記ヒートポンプ装置などを制御する制御装置とを備えたものである。

この構成によって、乾燥工程前半の排気空気の温度が低い場合には、吸気空気よりも排気空気の温度が低くなる。結果として、吸熱器によって循環風路外の空気の熱エネルギーを採熱して、循環風路内、さらには回転槽内に取り込むことが可能になる。これにより、圧縮機を駆動させるための電気入力に加えて、吸熱器によって採熱した本体外の空気の熱エネルギーを循環風路内、さらには回転槽内に蓄積することで、乾燥用空気温度の温度上昇速度を向上させることが可能となり、乾燥性能を向上させることができる。

また、乾燥工程後半の排気空気の温度が高い場合にも、排気による熱エネルギーロスを抑制しながら、排気する空気に含まれる水分の全部または一部を吸熱器にて冷却除湿することなく、本体外へ排気することが可能になり、乾燥性能を向上させることができる。

したがって、乾燥工程の全般において、ヒートポンプ装置の消費電力の増加を抑えながら、乾燥時間の短縮と省エネルギー化が可能となり、乾燥性能を向上させることができる。

さらに、再循環風路を備えたことにより、排気風路から機外に排出される熱エネルギーを、循環風路に再循環させ、乾燥用空気の加熱に活用することができる。特に、循環風路内を流れる乾燥用空気の温度が低い乾燥工程初期においては、再循環風路を通じて循環風路に再循環させることによって、乾燥用空気の温度上昇速度を向上させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記ヒートポンプ装置の前記放熱器は、前記循環風路内に設けられ、前記排気風路は、前記循環風路の乾燥用空気排出口と前記放熱器との間から分岐接続され、前記吸熱器は、前記排気風路内に設けられ、前記再循環風路は、前記排気風路の前記吸熱器より下流部分から分岐され、前記循環風路の前記放熱器より上流部分に接続されたものである。

この構成によって、乾燥工程前半の排気空気の温度が低い場合には、吸熱器によって循環風路外の空気の熱エネルギーを採熱して、循環風路内、さらには回転槽内に取り込むことが可能になる。これにより、圧縮機を駆動させるための電気入力に加えて、吸熱器によって採熱した本体外の空気の熱エネルギーを循環風路内、さらには回転槽内に蓄積することで、乾燥用空気温度の温度上昇速度を向上させることが可能となり、乾燥性能を向上させることができる。

また、乾燥工程後半の排気空気の温度が高い場合にも、排気による熱エネルギーロスを抑制しながら、排気する空気に含まれる水分の全部または一部を吸熱器にて冷却除湿することなく、本体外へ排気することが可能になり、乾燥性能を向上させることができる。

したがって、乾燥工程の全般において、ヒートポンプ装置の消費電力の増加を抑えながら、乾燥時間の短縮と省エネルギー化が可能となり、乾燥性能を向上させることができる
。

さらに、再循環風路は、排気風路の吸熱器より下流部分から分岐されることによって、再循環に供される空気は、吸熱器によって除湿されており、乾燥性能を損なうことがない。

また、再循環風路は、循環風路の放熱器より上流部分に接続されることによって、再循環に供される空気は、放熱器によって加熱されて回転槽内に供給される。したがって、再循環に供される空気によって乾燥性能が低下することもない。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記循環風路を流れる乾燥用空気の前記排気風路を経て前記本体外へ排気される割合を変化させることができる排気割合調整装置を備えたものである。この構成によれば、乾燥工程中の排気率を変えることができるので、効率的に乾燥時間の短縮および省エネルギー性を向上させた乾燥を行うことができる。また、排気率を変えることができるので、設置空間の快適性を維持することができる。

第４の発明は、特に、第３の発明において、前記排気割合調整装置は、前記循環風路と前記排気風路との分岐部に設けられたものである。この構成によって、排気割合調整装置より下流の排気風路内に設置された吸熱器と効率よく共働させて、乾燥時間の短縮と省エネルギー化の実現に寄与させることができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれかの発明において、前記排気風路から排出される空気の前記再循環風路を経て前記循環風路に案内され、再循環される割合を変化させることができる再循環割合調整装置を備えたものである。この構成によって、乾燥の進行状況に対応させて適切な割合の空気を循環風路に案内して再循環させることができる。これによって、さらに効率的な乾燥を行わせることができる。また、実質的に機外へ排気される空気の割合を変えることができる。これによって、設置空間の快適性を維持することができる。

第６の発明は、特に、第５の発明において、前記再循環割合調整装置は、前記吸熱器より下流の前記排気風路と前記再循環風路との接続部に設けられたものである。この構成によって、吸熱器によって除湿された後の乾燥した空気を、直接、再循環割合の制御対象として扱うことができる。よって、さらに効率的に乾燥時間の短縮と省エネルギー化の向上を図ることができる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれかの発明において、前記吸気部は、前記循環風路の前記排気風路との分岐部と前記放熱器との間に設けられたものである。この構成によって、吸気部から進入した空気は、必ず放熱器によって加熱された後に回転槽内に供給される。よって、吸気部から進入した空気による乾燥への悪影響を抑制することができる。

第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれかの発明において、前記吸気部から前記循環風路に進入する空気の風量を調整することができる吸気風量調整装置を備えたものである。この構成によって、乾燥の進行状況に対応させて適切な風量の本体外の空気を循環風路に流れる乾燥用空気に混合させることができる。これによって、乾燥工程初期等、回転槽内の空気の温度値が低い場合、吸気部から循環風路に取り入れられる風量を少なく制御して、乾燥用空気の温度を、短時間で上昇させ、かつ維持することができる。また、排気風路内の吸熱器を通過する空気の温度を早期に上昇させることができる。これによって、本体外の外気の温度が低い場合であっても、吸熱器への着霜を抑制することができる。

第９の発明は、特に、第８の発明において、前記吸気部は、金属または樹脂製の管路である吸気風路として構成され、前記吸気風量調整装置は、前記吸気風路と前記循環風路との接続部に設けられたものである。この構成によって、吸気風路を通じて大容量の機外の空気を取り込むことができる。これに呼応して、排気風路からも大容量の空気を機外に排出することが可能である。したがって、吸熱器を通過させる風量を多くすることが可能となり、吸熱器によって採熱される熱エネルギーを多くすることが可能となる。その結果、乾燥の短時間化をより促進させることができる。また、吸気風量調整装置を吸気風路と循環風路との接続部に設けたことにより、循環風路に取り込まれる機外の空気の風量を、より直接的に制御することができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る洗濯乾燥機について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（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概略構成を示す側面断面図である。図２は、同洗濯乾燥機の乾燥システムの構成図である。本実施の形態においては、洗濯乾燥機を用いて説明がなされる。洗濯乾燥機は洗濯機能を有する衣類乾燥機である。したがって、洗濯乾燥機も一種の衣類乾燥機である。

図１および図２に示されるように、洗濯乾燥機は、洗濯物が収容される、底面を有する円筒状に形成された回転槽１を備えている。回転槽１は、筐体２（本体）内に揺動自在に支持された水槽３内に回転自在に設けられている。水槽３は、底面３１を有する円筒状に形成されている。水槽３内には、衣類の洗濯やすすぎに供される水が貯留される。水槽３は、その下方に設けられたダンパ４によって筐体２（本体）内に揺動自在に支持されている。回転槽１は、その回転軸を水平に対して前上がりに傾斜させて設けられている。

水槽３の背面である底面３１には、駆動モータ６が取り付けられている。この駆動モータ６は、回転槽１を回転軸まわりに正方向および逆方向に回転させる。洗濯乾燥機は、駆動モータ６の駆動による回転槽１の回転によって、回転槽１内に投入された衣類に対し、洗い、すすぎ、および乾燥を行なう。

筐体２の前部には、回転槽１の前部開口１ａに対向させて扉体１４が設けられている。使用者は、扉体１４を開くことによって回転槽１に対して洗濯物（衣類）を出し入れすることができる。

また、筐体２の前部開口部の縁部には全周にわたって、弾性を有するシール部材２２が備えられている。水槽３の前部開口部の縁部と筐体２の前部開口部内面の縁部との間にも、全周にわたって、弾性を有するシール部材２３が備えられている。使用者が扉体１４を閉じると、シール部材２２が扉体１４によって押圧され、弾性変形することによって、水槽３の機外に対する水密性および気密性が確保される。

給水管（図示せず）が水槽３の上部に接続されている。給水弁（図示せず）が前記給水管の途中に設けられている。給水弁は、前記給水管を経由して水槽３内に水を供給する。排水管１２が水槽３の最下部に接続されている。排水弁１１が排水管１２の途中に設けられている。排水弁１１は、水槽３内の水を排水管１２を経由して機外に排出する。

また、洗濯乾燥機は、水槽３および回転槽１内の空気を循環させる循環風路７と、循環風路７を循環する乾燥用空気と熱交換を行うヒートポンプ装置５０とを備えている。

循環風路７は、乾燥工程において衣類を乾燥させるための空気循環風路として、金属または樹脂製の管路で構成されている。空気循環風路には水槽３および回転槽１が含まれる。循環風路７は、水槽３の上部側面に設けられた排出口１６（乾燥用空気排出口）と水槽３の後部側面に設けられた吹出口８（乾燥用空気吹出口）とに接続させて設けられている。洗濯乾燥機運転時における水槽３および回転槽１が含まれる空気循環風路の気密性は、水槽３の前部開口部に設けられたシール部材２２と扉体１４とが密着されることによって維持される。

送風ファン５が、送風装置として、循環風路７内に設けられている。送風ファン５は、送風用モータ（図示せず）によって駆動され、水槽３および回転槽１内の乾燥用空気を循環風路７内を循環させる。循環風路７には、吸気風路１７と排気風路１８と再循環風路１９とが、それぞれ接続されている。

吸気風路１７は、循環風路７外もしくは筐体２外の空気が循環風路７内に案内されるものである。排気風路１８は、排出口１６から排出された循環風路７内の一部または全部の空気を筐体２外に排出するものである。再循環風路１９は、排気風路１８から排出される空気の一部または全部を循環風路７に案内し再循環させるものである。吸気風路１７および排気風路１８の循環風路７に接続されていない側の端部は、それぞれ筐体２外に解放されている。吸気風路１７、排気風路１８および再循環風路１９は、いずれも、金属または樹脂製の管路で構成されている。

循環風路７は、排出口１６から水槽３の上部側面に沿わせて奥方向に延設されている。そして、循環風路７は、水槽３の後部においては、水槽３の後部側面に沿わせて回転槽１の回転軸と略直角方向に、かつ回転槽１の回転軸に向かって配置されている。

排気風路１８も、水槽３の上部側面に沿わせて奥方向に延設された部分を有している。そして、循環風路７と排気風路１８との水槽３上部側面に沿わせて奥方向に延設された部分においては、循環風路７の水槽３上部側面に沿わせて奥方向に延設された部分は、排気風路１８の水槽３上部側面に沿わせて奥方向に延設された部分より後方に位置させた部分を有している。そして、排気風路１８の水槽３上部側面に沿わせて奥方向に延設された部分と、循環風路７の排気風路１８の水槽３上部側面に沿わせて奥方向に延設された部分より後方に位置させた部分とは、互いに前後に縦列配設されている。

図２に模式的に示されているように、循環風路７には、後述されるヒートポンプ装置５０を構成する放熱器５２が組み込まれている。この放熱器５２は、吸気風路１７より空気の流れの下流側で、水槽３の吹出口８より手前に設けられている。

排気風路１８内には、ヒートポンプ装置５０を構成する吸熱器５４が設置されている。この吸熱器５４は、循環風路７内には設けられていない。そして、排気風路１８は、循環風路７の水槽３の排出口１６（乾燥用空気排出口）と放熱器５２との間から分岐されている。

再循環風路１９は、排気風路１８と循環風路７とに連通させて設けられている。再循環風路１９と排気風路１８との接続は、排気風路１８内に設けられた吸熱器５４よりも排出される空気の流れの下流側位置において成されている。再循環風路１９と循環風路７との接続は、循環風路７と排気風路１８との分岐点よりも循環される空気の流れの下流側で、かつ、放熱器５２より上流側の位置において成されている。

排気風路１８と循環風路７との接続部近傍に、排気割合調整装置２０が設けられている
。排気割合調整装置２０は、循環風路７内を循環する空気のうち、排気風路１８から機外へ排出される空気の割合（排気割合）を変化させることができる。

排気割合調整装置２０は、例えば、排気風路１８と循環風路７との接続部近傍の排気風路１８内に回動可能に設けられた板およびその板を回動させるモータ等で構成することができる。制御装置３０が、排気割合調整装置２０の動作を制御する。制御装置３０は、上記モータを駆動制御して上記板を適宜回動させることによって、排気風路１８内もしくは２風路間の分岐点における開口割合を変化させることができる。これによって、排気割合を変化させることができる。

図１に示されるように、循環風路７は、排出口１６から水槽３の上部側面に沿わせて略水平に、奥方向に延設されている。そして、循環風路７は、水槽３の後部においては、水槽３の後部側面に沿わせて回転槽１の回転軸と略直角方向に、かつ回転槽１の回転軸に向かって配置されている。排気風路１８は、水槽３の上部側面に沿わせて、かつ循環風路７と略並行に配設されている。

吸熱器５４と放熱器５２は共に、水槽３の上方に配置されている。そして、放熱器５２が吸熱器５４の後方に配置されている。前述されたように、回転槽１は、その回転軸を水平に対して前上がりに傾斜させて設けられている。したがって、水槽３の上方の空間は、後方に向かうにしたがって大きくなる。この構成によって、放熱器５２が吸熱器５４よりも大きく形成されることが可能である。

また、吸熱器５４の下部には、除湿水排水管路（図示せず）が設けられている。この除湿水排水管路は、吸熱器５４から流出される除湿水を循環風路７の外へ排出するものである。

さらに、温度センサー９が、吹出口８近傍に設けられている。温度センサー９は、回転槽１に流入する乾燥用空気の温度を検知する。温度センサー９は、例えばサーミスタ等によって構成される。

制御装置３０は筐体２内に備えられている。制御装置３０は、送風ファン５、ヒートポンプ装置５０および排気割合調整装置２０等を制御する。制御装置３０は、駆動モータ６、給水弁、排水弁１１等を制御し、洗い、すすぎ、乾燥の各工程を逐次実行する。

次に、図２を参照して、本実施の形態１の洗濯乾燥機に搭載されたヒートポンプ装置５０の構成および乾燥用空気の流れについて説明する。

図２に示されるように、ヒートポンプ装置５０は、圧縮機５１、放熱器５２、膨張機構５３、吸熱器５４を有している。これらの構成要素が上記の順に管路５５で環状に循環接続されることによって、冷媒回路が形成されている。冷媒回路中には、冷媒が封入されている。圧縮機５１で圧縮された高温の過熱状態の高圧ガス冷媒は圧縮機５１から管路５５中に吐出される。管路５５中に吐出された高圧ガス冷媒は、放熱器５２に流入する。前述されたように、放熱器５２は、乾燥用空気が循環される循環風路７中に設置されている。したがって、冷媒は放熱器５２内を流れる際に、乾燥用空気によって冷却される。そして、高圧ガス冷媒は、凝縮器である放熱器５２によって凝縮され、高圧液冷媒へと状態変化する。

放熱器５２から流出した高圧液冷媒は、膨張機構５３において膨張され、低圧状態となる。そして、吸熱器５４へ流入する。前述されたように、吸熱器５４は、排気風路１８中に設置されている。そして、排気風路１８は、乾燥用空気が循環される循環風路７に接続
されている。したがって、冷媒は、吸熱器５４内を流れる際に、蒸発することによって、回転槽１から排出される乾燥用空気の一部を冷却する。そして、低圧液冷媒は、蒸発器である吸熱器５４によって蒸発され、低圧ガス冷媒へと状態変化する。

吸熱器５４から流出した低圧ガス冷媒は、圧縮機５１に吸入される。そして、圧縮機５１において再び圧縮される。以上の過程を経て、冷媒が冷媒回路内を循環する。冷媒回路内を循環させる冷媒としては、例えば、Ｒ４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒、Ｒ４１０Ａ等の擬似共沸混合冷媒、又は単一冷媒を用いることができる。

次に、衣類を乾燥させるための乾燥用空気の流れに関する構成および乾燥用空気の流れについて説明する。送風ファン５が駆動されると、回転槽１内で衣類から奪われた水分によって多湿状態となった乾燥用空気は、排出口１６から循環風路７に排出される。排出された空気は、排気風路１８と循環風路７とに分かれて流れる。分かれて流れる割合（排気割合）は、排気割合調整装置２０によって決定される。

排気風路１８側へ案内された空気は、吸熱器５４によって冷却および除湿される。冷却および除湿された空気は、排気風路１８と再循環風路１９とに分かれて流れる。排気風路１８側へ案内された空気は、排気口１８ａから筐体２外へ排出される。再循環風路１９側へ案内された空気は、循環風路７へ案内され、乾燥用空気として再循環される。

一方、循環風路７側へ案内された乾燥用空気は、吸気風路１７から取り入れられた筐体２外の空気と混合される。混合された空気は、放熱器５２に向けて送られ、放熱器５２によって加熱される。

吸気風路１７は、送風ファン５の吸気側の循環風路７に連通するように設けられている。吸気風路１７は、また、放熱器５２より上流側の循環風路７に連通するように設けられている。したがって、吸気風路１７から吸気された筐体２外の空気は、循環風路７側へ流れた乾燥用空気と混合された後、放熱器５２を通過する。この際に、混合された空気は、放熱器５２によって加熱される。

放熱器５２によって加熱された乾燥用空気は、送風ファン５および吹出口８を通過し、再び回転槽１内へ送られる。

なお、洗濯機能を有しない衣類乾燥機は、洗浄水を溜める水槽３や給水弁、給水管および排水弁１１は備えられていない。そして、衣類乾燥機の回転する回転槽１と循環風路７との接続は、フェルトなどのシール部材に回転槽１が摺動するように構成されている。

以上のように構成された洗濯乾燥機について、衣類乾燥時の動作および作用を説明する。なお、以下の説明は、外気温度２０℃、乾燥用空気の目標温度６０℃〜６５℃という代表的な場合を想定して成されている。図３は、本実施の形態における洗濯乾燥機の温風温度の推移を示す図である。

本実施の形態における洗濯乾燥機は、乾燥用空気が循環される循環風路７から分岐させて、排気風路１８を有している。排気風路１８は、循環風路７の水槽３の排出口１６（乾燥用空気排出口）と放熱器５２との間から分岐されている。排気風路１８の循環風路７に接続されていない側の端部は、筐体２外に解放されている。そして、この排気風路１８内に、ヒートポンプ装置５０の蒸発器である吸熱器５４が配設されている。

この構成によって、乾燥用空気の一部は、吸熱器５４を通過した後に、洗濯乾燥機の外部に排出される。これにより、吸熱器５４は、排気される乾燥用空気のみと熱交換を行う
。したがって、吸熱器５４は、そこを通過した排気空気の温度をより低くすることが可能である。

例えば、乾燥工程前半においては、排気空気の温度が低い。吸気される筐体２外の空気の温度Ｔ１と、筐体２外へ排気される空気の温度Ｔ２との関係は、Ｔ１＞Ｔ２の状態である。その結果として、ヒートポンプ装置５０は、吸熱器５４によって筐体２外の空気の熱エネルギーを筐体２内に取り込むことができる。したがって、洗濯乾燥機は、採熱された熱エネルギーも加えられて加熱された乾燥用空気を、送風ファン５によって、筐体２内に、さらには回転槽１内に取り込むことができる。

これにより、放熱器５２による加熱に加えて、吸熱器５４によって採熱された熱エネルギーも乾燥用空気の温度上昇に利用することができる。その結果、図３に示されるように、乾燥用空気の温風温度の温度上昇速度を従来の衣類乾燥機の場合より早くすることができる。

すなわち、洗濯乾燥機は、圧縮機５１を駆動させる電気入力に加えて、吸熱器５４によって取り込まれる筐体２外の空気の熱エネルギーを筐体２内に蓄積することができる。これによって、乾燥用空気温度の温度上昇速度を向上させることが可能となる。よって、乾燥時間を短縮させ、乾燥性能を向上させた洗濯乾燥機を実現することができる。

また、例えば、乾燥工程後半には排気空気の温度は高くなり、相対湿度は低くなる。このような状態になると、洗濯乾燥機は、排気空気の顕熱を奪うことによって熱エネルギーロスを抑制する。しかし、排気空気の露点温度が吸熱器５４の温度より低くなることにより潜熱を奪う状態まではいかず、排気空気に含まれる水分の全部または一部は、吸熱器５４にて除湿されることなく、筐体２外へ排出される。これによって、省エネルギー性を向上させ、さらに乾燥性能を向上させた洗濯乾燥機を実現することができる。

以上に述べられたように、本実施の形態における洗濯乾燥機は、乾燥工程の全般において、ヒートポンプ装置５０の消費電力の増加を抑えつつ、乾燥時間を短縮させることができる。

さらに、本実施の形態における洗濯乾燥機は、再循環風路１９を備えたことにより、さらに乾燥性能を向上させた洗濯乾燥機を実現することができる。

前述されたように、循環風路７内を流れる乾燥用空気の有する熱エネルギーの一部を、排気風路１８内に配置された吸熱器５４によって採熱することにより、循環風路７内の放熱器５２による乾燥用空気の加熱に利用することの効果は大きい。

しかしながら、吸熱器５４によって採熱されずに排気風路１８から機外に排出される熱エネルギーも存在する。再循環風路１９を備えたことにより、この失われがちな熱エネルギーを、循環風路７に再循環させ、活用することができる。

特に、循環風路７内を流れる乾燥用空気の温度が低い乾燥工程初期においては、再循環風路１９を通じて循環風路７に再循環させることによって、乾燥用空気の温度上昇速度を向上させることができる。

さらに、再循環風路１９は、排気風路１８の吸熱器５４より下流部分から分岐されている。この構成によって、再循環に供される空気は、吸熱器５４によって除湿されており、乾燥性能を損なうことがない。

また、再循環風路１９は、循環風路７の放熱器５２より上流部分に接続されている。この構成によって、再循環に供される空気は、放熱器５２によって加熱されて回転槽１内に供給される。したがって、再循環に供される空気によって乾燥性能が低下することもない。

吸気風路１７（吸気部）は、金属もしくは樹脂製の管路として構成されている。したがって、吸気風路１７を通じて大容量の機外の空気を取り込むことができる。これに呼応して、排気風路１８からも大容量の空気を機外に排出することが可能である。したがって、吸熱器５４を通過させる風量を多くすることが可能となり、吸熱器５４によって採熱される熱エネルギーを多くすることが可能となる。その結果、乾燥の短時間化をより促進させることができる。

また、吸気風路１７は、循環風路７の排気風路１８との分岐部と放熱器５２との間で循環風路７に接続されている。この構成によって、吸気風路１７から取り込まれた空気は、必ず放熱器５２によって加熱されてから回転槽１内に供給される。よって、吸気風路から進入した空気による乾燥への悪影響を抑制することができる。

さらに、本実施の形態における洗濯乾燥機は、循環風路７を流れる乾燥用空気の排気風路１８を経て筐体２外へ排気される割合を変化させることができる排気割合調整装置２０を備えたことにより、さらに乾燥性能を向上させた洗濯乾燥機を実現することができる。

例えば乾燥開始時であって、温度センサー９によって検知される回転槽１内に吹き出される乾燥用空気の温度値が低い場合、制御装置３０は次のように排気割合調整装置２０を動作させる。制御装置３０は、乾燥初期においては、回転槽１内の温度を短時間で上昇させるために、排気風路１８から筐体２外への排気割合を少なくするように排気割合調整装置２０を制御する。これによって、ヒートポンプ装置５０の消費電力の増加を抑制することができるとともに、回転槽１内の温度をさらに短時間で上昇させることができる。

その後、回転槽１内の温度が一定以上に上昇した際には、制御装置３０は、排気割合を多くするように排気割合調整装置２０を動作制御する。これによって、吸熱器５４によって取り込まれた熱エネルギーを循環風路７を流れる乾燥用空気の加熱に利用する割合を増加させ、効率良く乾燥を行い、乾燥時間を短縮させることができる。

以上に説明されたように、排気割合調整装置２０を備えたことにより、衣類の乾燥の進行に合わせて、吸熱器５４に流入させる風量を最適に制御することが可能である。これによって、乾燥工程の全般において、ヒートポンプ装置５０の消費電力の増加を抑えながら、乾燥時間を短縮させることが可能となる。

また、筐体２外の空間湿度を抑えたい場合、例えば使用者による選択方式にて、制御装置３０が排気割合を少なくするように排気割合調整装置２０を動作制御する。これによって、筐体２外の空間環境を快適に保つことが出来る。また、使用者による選択方式に限らず、筐体２外に湿度センサーを設け、その湿度センサーによって検知される湿度値と比較することによって、制御装置３０が自動で排気割合を変えるように構成しても良い。

また、排気割合調整装置２０は、循環風路７と排気風路１８との分岐部に設けられたことにより、排気割合調整装置２０より下流の排気風路１８内に設置された吸熱器５４と効率よく共働させて、乾燥時間の短縮と省エネルギー化の実現に寄与させることができる。

なお、吸気風路１７は、本実施の形態のように意図的に設けることが好適であるが、特段設けられなくてもよい。その理由は、循環風路７が排気風路１８を通じて外気と自然連
通されているからである。すなわち、循環風路７外の周囲の空気が循環風路７内に進入する吸気部が存在していればよい。

また、排気風路１８内に設けられた吸熱器５４に加えて、従来と同様に循環風路７内に他の吸熱器を設ける構成も考えられる。しかしながら、循環風路７内にも他の吸熱器を設ける構成は、前述された従来構成と同様の課題を有することとなる。したがって、本実施の形態の構成のように、循環風路７内には吸熱器を有さず、排気風路１８内にのみ吸熱器を有する構成が望ましい。本実施の形態の構成によって、乾燥時間の短縮と省エネルギーにおいて、より大きな効果を得ることができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機の乾燥システムの構成図である。図４を参照しつつ、本発明の実施の形態２に係る洗濯乾燥機について説明する。なお、本実施の形態２に係る洗濯乾燥機は、上記実施の形態１における洗濯乾燥機の備える構成に加えて、排気風路１８から排出される空気の再循環風路１９を経て循環風路７に案内され、再循環される割合を変化させることができる再循環割合調整装置４０を備えたものである。本実施の形態２における洗濯乾燥機は、以下で説明する部分を除き、実施の形態１における洗濯乾燥機と同様に構成されている。この同様の構成については詳しい説明は省略する。

図４に示されるように、再循環風路１９と排気風路１８との接続部近傍には、再循環割合調整装置４０が設けられている。再循環割合調整装置４０は、排気風路１８を流れる空気のうち、再循環風路１９を経由させて循環風路７へ案内して再循環させる空気の割合（再循環割合）を変化させることができる。

再循環割合調整装置４０は、例えば、再循環風路１９と排気風路１８との接続部近傍の再循環風路１９内に回動可能に設けられた板およびその板を回動させるモータ等で構成することができる。制御装置３０が、再循環割合調整装置４０の動作を制御する。制御装置３０は、上記モータを駆動制御して上記板を適宜回動させることによって、再循環風路１９内もしくは２風路間の分岐点における開口割合を変化させることができる。これによって、再循環割合を変化させることができる。

以上のように構成された洗濯乾燥機について、衣類乾燥時の動作および作用を説明する。

排気割合調整装置２０によって決定された排気割合に応じて循環風路７から分流され、排気風路１８内へ案内された空気は、吸熱器５４によって冷却および除湿される。冷却および除湿された空気は、排気風路１８と再循環風路１９とに分かれて流れる。排気風路１８側へ案内された乾燥用空気は、排気口１８ａから筐体２外へ排出される。再循環風路１９側へ案内された乾燥用空気は、循環風路７へ案内され、再循環される。再循環風路１９側へ分かれて流れる割合（再循環割合）は、再循環割合調整装置４０によって決定される。

例えば乾燥開始時であって、温度センサー９によって検知された回転槽１内に吹き出される空気の温度値が低い場合（例えば、８℃未満の場合）、制御装置３０は次のように再循環割合調整装置４０を動作させる。制御装置３０は、乾燥初期においては、回転槽１内の温度を短時間で上昇させるために、排気風路１８から筐体２外への排気割合を少なくするように再循環割合調整装置４０を制御する。すなわち、再循環風路１９によって循環風路７へと再循環される空気の割合を多くする。

その後、回転槽１内の空気の温度が一定以上に上昇した際には、制御装置３０は、排気割合を多くするように排気割合調整装置２０および／または再循環割合調整装置４０を動作制御する。これによって、効率良く乾燥を行う。

また、筐体２外の空間湿度を抑えたい場合、例えば使用者による選択方式にて、制御装置３０が再循環風路１９への再循環割合を多くするように再循環割合調整装置４０を制御する。これによって、筐体２外の空間環境を快適に保つことが出来る。また、使用者による選択方式に限らず、筐体２外に湿度センサーを設け、その湿度センサーによって検知される湿度値と比較することによって、制御装置３０が自動で再循環割合、排気割合を変えるように構成しても良い。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機の乾燥システムの構成図である。図５を参照しつつ、本発明の実施の形態３に係る洗濯乾燥機について説明する。なお、本実施の形態３に係る洗濯乾燥機は、上記実施の形態１または２における洗濯乾燥機の備える構成に加えて、吸気風路１７から循環風路７に進入する空気の風量を調整することができる吸気風量調整装置６０を備えたものである。本実施の形態３における洗濯乾燥機は、以下で説明する部分を除き、実施の形態１または２における洗濯乾燥機と同様に構成されている。この同様の構成については詳しい説明は省略する。

図５に示されるように、吸気風路１７と循環風路７との接続部近傍に、吸気風量調整装置６０が設けられている。吸気風量調整装置６０は、吸気風路１７から取り入れられ、循環風路７内を循環する空気に混合される筐体２外の空気の風量を変化させることができる。

吸気風量調整装置６０は、例えば、吸気風路１７と循環風路７との接続部近傍の吸気風路１７内に回動可能に設けられた板およびその板を回動させるモータ等で構成することができる。制御装置３０が、吸気風量調整装置６０の動作を制御する。制御装置３０は、上記モータを駆動制御して上記板を適宜回動させることによって、吸気風路１７内もしくは２風路間の分岐点における開口割合を変化させることができる。これによって、吸気風量を変化させることができる。

以上のように構成された洗濯乾燥機について、衣類乾燥時の動作および作用を説明する。

循環風路７を流れる乾燥用空気は、吸気風路１７と循環風路７との接続部において、吸気風量調整装置６０によって決定された風量に応じて吸気風路１７から取り入れられた筐体２外の空気と混合される。混合された空気は、放熱器５２に向けて送られ、放熱器５２によって加熱される。放熱器５２によって加熱された乾燥用空気は、送風ファン５および吹出口８を通過し、再び回転槽１内へ送られる。

例えば、乾燥工程初期等、温度センサー９によって検知された回転槽１内に吹き出される空気の温度値が低い場合（例えば、８℃未満の場合）、制御装置３０は、回転槽１内の温度を短時間で上昇させるために、吸気風路１７から循環風路７に取り入れられる風量を少なくするように吸気風量調整装置６０を制御する。

これによって、循環風路７内を循環し、放熱器５２によって加熱され、回転槽１内に供給される乾燥用空気の温度を、短時間で上昇させ、かつ維持することができる。また、排気風路１８内の吸熱器５４を通過する空気の温度を早期に上昇させることができる。これによって、筐体２外の外気の温度が低い場合であっても、吸熱器５４への着霜を抑制する
ことができる。

以上の各実施の形態の説明によって明らかなように、本発明によれば、乾燥性能を従来よりも格段に向上させた衣類乾燥機（洗濯乾燥機）を提供することができる。

なお、本発明はヒートポンプ方式の衣類乾燥を行う構成に限定されるものではない。例えば、ペルチェ式であってもよい。

また、上記各実施の形態においては、洗濯機能および衣類乾燥機能をともに具備する洗濯乾燥機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、洗濯機能を具備しない衣類乾燥機にも適用できる。衣類乾燥機の構成例としては、洗濯乾燥機から洗濯機能を除いた構成とすることができる。

また、本発明の適用範囲は、上記実施の形態において説明されたドラム式の衣類乾燥機（洗濯乾燥機）に限定されるものではない。例えば、ドラム式以外の吊り干し乾燥方式やパルセータ方式の縦型洗濯乾燥機等に適用されてもよい。

本発明の衣類乾燥機は、排熱のエネルギーロスを低減し、乾燥時間の短縮と省エネルギー性を向上させた効率の良い乾燥を提供できるものであるため、ドラム式の衣類乾燥機のみならず、ドラム式以外の吊り干し乾燥方式やパルセータ方式の縦型洗濯乾燥等の用途にも適応できる。

１ 回転槽
２ 筐体（本体）
３ 水槽
４ ダンパ
５ 送風ファン（送風装置）
６ 駆動モータ
７ 循環風路
８ 吹出口（乾燥用空気吹出口）
９ 温度センサー
１６ 排出口（乾燥用空気排出口）
１７ 吸気風路（吸気部）
１８ 排気風路
１９ 再循環風路
２０ 排気割合調整装置
３０ 制御装置
４０ 再循環割合調整装置
５０ ヒートポンプ装置
５１ 圧縮機
５２ 放熱器（凝縮器）
５３ 膨張機構
５４ 吸熱器（蒸発器）
５５ 管路
６０ 吸気風量調整装置

Claims (9)

1. 本体と、
   前記本体内に回転自在に設けられた回転槽と、
   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膨張機構と減圧されて低圧となった冷媒によって周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環可能に管路で連結して構成されたヒートポンプ装置と、
   前記回転槽と連通する乾燥用空気排出口と乾燥用空気吹出口とを有し前記回転槽内の乾燥用空気を循環させる循環風路と、
   前記循環風路内に設けられ、前記ヒートポンプ装置によって加熱された乾燥用空気を前記回転槽内に供給する送風装置と、
   前記循環風路に連通させて設けられ、乾燥用空気を機外へ排出する排気風路と、
   前記排気風路から排出される空気の一部または全部を前記循環風路に案内し再循環させる再循環風路と、
   前記循環風路外の周囲の空気が前記循環風路内に進入する吸気部と、
   前記送風装置および前記ヒートポンプ装置などを制御する制御装置とを備えた衣類乾燥機。
2. 前記ヒートポンプ装置の前記放熱器は、前記循環風路内に設けられ、前記排気風路は、前記循環風路の乾燥用空気排出口と前記放熱器との間から分岐接続され、前記吸熱器は、前記排気風路内に設けられ、前記再循環風路は、前記排気風路の前記吸熱器より下流部分から分岐され、前記循環風路の前記放熱器より上流部分に接続された請求項１に記載の衣類乾燥機。
3. 前記循環風路を流れる乾燥用空気の前記排気風路を経て前記本体外へ排気される割合を変化させることができる排気割合調整装置を備えた請求項１または２に記載の衣類乾燥機。
4. 前記排気割合調整装置は、前記循環風路と前記排気風路との分岐部に設けられた請求項３に記載の衣類乾燥機。
5. 前記排気風路から排出される空気の前記再循環風路を経て前記循環風路に案内され、再循環される割合を変化させることができる再循環割合調整装置を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。
6. 前記再循環割合調整装置は、前記吸熱器より下流の前記排気風路と前記再循環風路との接続部に設けられた請求項５に記載の衣類乾燥機。
7. 前記吸気部は、前記循環風路の前記排気風路との分岐部と前記放熱器との間に設けられた請求項１〜６のいずれか１項記載の衣類乾燥機。
8. 前記吸気部から前記循環風路に進入する空気の風量を調整することができる吸気風量調整装置を備えた請求項１〜７のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。
9. 前記吸気部は、金属または樹脂製の管路である吸気風路として構成され、前記吸気風量調整装置は、前記吸気風路と前記循環風路との接続部に設けられた請求項８に記載の衣類乾燥機。

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