従来技術の一例として、衣類の洗濯、乾燥を行う洗濯乾燥機について説明する。
従来、この種の洗濯乾燥機は、図17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17に示すように、従来の洗濯乾燥機は、筐体101の内部に、複数のサスペンション102によって弾性的に支持された円筒状の水槽103を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション102によって吸収する構成としている。
また、水槽103の内部には、衣類等の洗濯または乾燥の対象となるいわゆる被乾燥物104(以下、衣類104と称す)を収容する円筒状で横軸型の回転槽105を回転可能に設け、駆動モータ106により回転軸106aを回転させて回転駆動する。
回転槽105の内壁には衣類104を撹拌する複数のバッフル(図示せず)が設けられ、回転槽105の周壁には小孔105aを多数設けている。
筐体101の前面には、衣類104を出し入れする開口部101aと、これを開閉する扉107が設けられている。また、水槽103および回転槽105の前面側にもそれぞれ同様の開口部103a、105bが設けられており、水槽103の開口部103aは、ベローズ108によって筐体101の開口部101aと水密に連結されている。
また、水槽103の底部には、洗濯水を排出する排水口109を有し、その排水口109は、排水弁110を介して排水ホース111に連結され、その先端部は洗濯乾燥機の外に導出されている。
送風機112は、ヒータ113によって加熱された温風を給気口114から回転槽105内に送風供給するものである。
循環ダクト115は、回転槽105および水槽103を通過し、湿った乾燥用空気の除湿を行うもので、一端を水槽103の下部の排気口116に接続し、他端を送風機112に接続している。
給水弁117は、水道の蛇口(図示せず)等に接続された給水ホース118からの給水を制御する。
上記のように構成された従来の洗濯乾燥機の動作は、以下の通りである。
洗濯運転を行う場合は、扉107を開いて回転槽105内へ衣類104および洗剤を入れて運転を開始する。
その運転は、まず、給水弁117が洗濯水側の給水口(図示せず)を開き、水槽103および回転槽105内に所定量の水が供給されると、駆動モータ106が作動し、回転槽105が回転駆動され、洗浄動作を行う。
所定時間後、駆動モータ106が停止して排水弁110が開き、汚れた水が回転槽105および水槽103から排水され、排水ホース111を介して洗濯乾燥機外の排水場所へ排水される。
次に、上記と同様に水槽103および回転槽105に水が供給され、濯ぎ動作を行う。
濯ぎが終了すると、排水弁110が開いて排水された後、回転槽105が駆動モータ106により高速で回転駆動され、これによって衣類104の脱水が行われる。
以上のように洗濯・濯ぎ運転が終了すると、乾燥運転が開始する。
乾燥工程では、駆動モータ106により低速で回転槽5を回転駆動させ、衣類104を撹拌しながら、ヒータ113で加熱された温風が送風機112により矢印a方向に送風され、送風路120を通って給気口114から矢印bに示す如く回転槽105内へ送り込まれる。
この温風は、衣類104の水分を奪った後、回転槽105の小孔105aから水槽103内を通過し、排気口116を経て循環ダクト115へ至る。
このとき給水弁117は、冷却水側の給水口(図示せず)を開いており、その結果、循環ダクト115内には冷却水が注水されている。
したがって、衣類104の水分を奪って湿気を含んだ温風は、循環ダクト115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、湿った温風は結露によって除湿され、矢印cに示すように再び送風機112へ戻る。
前記冷却水および結露水は、排水弁110を介して洗濯乾燥機外へ排水される。
このように、従来の洗濯乾燥機は、ヒータ113、送風機112、給気口114、回転槽105、水槽103、排気口116、循環ダクト115の循環経路で温風を循環させることにより、回転槽105内の衣類104を乾燥させることができる。
しかしながら、上記従来の洗濯乾燥機の構成では、衣類104の乾燥に使用された熱は、循環ダクト115の冷却水もしくは筐体101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で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て構成したヒートポンプ装置を洗濯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、衣類より蒸発させた水分を吸熱器に結露させることにより、効率よく衣類の乾燥が行えると共に、衣類からの水分を含んだ温風の熱が吸熱器で吸収され、それが冷媒を介して圧縮機に送られ、圧縮機で暖められた冷媒の熱が放熱器で放熱されて前記温風を再加熱することができる。したがって、熱を有効に活用することができる。
特開平7−178289号公報
請求項1に記載の発明は、圧縮機および前記圧縮機によって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絞り手段と、前記減圧された冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器を前記冷媒が循環する如く連結した冷媒循環回路を具備するヒートポンプ装置に、前記吸熱器と放熱器をそれぞれの開口面が略対面する如く配置した熱交換室と、前記吸熱器の吸入側の開口面と面して設けられた吸込みチャンバーと、前記ヒートポンプ装置の外部からの空気を前記吸込みチャンバーへ導く吸熱器風路と、前記吸込みチャンバーと連続し、前記吸熱器における吸入側の開口面の上部に位置して前記吸熱器風路の一部を形成する吸熱側上部風路と、前記吸込みチャンバーと連続し、前記吸熱器における吸入側の開口面の側部に位置して前記吸熱器風路の一部を形成する吸入側部風路と、前記放熱器の吐出側の開口面と面して設けられた吐出チャンバーと、前記吐出チャンバー内の空気を前記ヒートポンプ装置の外部へ導く放熱器風路と、前記吐出チャンバーと連続し、前記放熱器における吐出側の開口面の少なくとも側部に位置して前記放熱器風路の一部を形成する吐出側風路を設け、さらに前記吸熱器風路から流入し、前記ヒートポンプ装置内を通って前記放熱器風路へ流れる気流を生じさせる送風手段と組み合わせ可能な構成としたものである。
かかる構成とすることにより、前記吸熱器の吸入側の開口面と略平行方向の気流を前記熱交換室へ流し、前記熱交換室からの気流を前記放熱器の吐出側の開口面と略平行方向に流す構成であるため、ヒートポンプ装置における前記吸熱器と放熱器の対面方向の寸法を小さくすることができ、コンパクトに構成することができるものである。
また、前記吸込みチャンバーの側部、および前記吐出チャンバーの側部がそれぞれ前記吸熱器風路、前記放熱器風路と連通していることにより、略対面させて配置された吸熱器、放熱器の対角に気流を通過させることができる。その結果、前記吸熱器、放熱器における左右方向どちらか一方の側面側に気流が片寄ることを抑制し、略全幅域に気流を流すことができ、前記吸熱器、放熱器とも所定の除湿性能、加熱性能の低下が抑制できるものである。
さらに、前記吸熱器風路は、前記吸込みチャンバーに上部および側部から連通しているため、前記吸熱器の流入直前の流路断面積が大きく形成され、その結果、前記吸熱器へ流れる気流の流速を減速することができ、吸熱器風路の通風抵抗の増加を抑えて風切り音等の騒音の発生を抑えることができる。
請求項2に記載の発明は、前記吸入側部風路と連続する前記吸込みチャンバーの開口幅寸法hを、前記吸熱器の高さ寸法Hの略半分より大きくしたものである。
かかる構成とすることにより、吸熱器風路より前記吸込みチャンバーへ、上方から斜めに吸込まれた気流を、前記吸熱器の下部まで流すことができ、その結果、前記気流を前記吸熱器の高さ方向の全域から対面した吸熱器と放熱器を介して吐出チャンバーの側部へ対角に通過させることができる。したがって、前記吸熱器および放熱器ともに開口面積に基づく所定の除湿性能、加熱性能を発揮することができる。
請求項3に記載の発明は、前記吸熱側上部風路と連続する前記吸込みチャンバーの開口幅寸法wを、前記吸熱器の幅寸法Wの略半分より大きくしたものである。
かかる構成とすることにより、吸熱器風路より吸込みチャンバーへ、上方から斜めに気流が吸込まれた場合に、吸込みチャンバーの容積に加えて前記吸熱側上部風路の容積が有効に働き、吸熱器の吸入側の開口面吸全域に対して吸込みチャンバー内で前記気流の流速を十分に減速かつ略均一化することができる。その結果、前記吸熱器風路が、前記吸熱器における吸入側の開口面の前方(正面)でなく、側方に片寄った位置で前記吸込みチャンバーに連通する構成、すなわち前記前記吸熱器の開口面と略平行に気流が流れ込む風回路構成の場合でも、前記吸熱器へ略均一に気流を流入させることができ、前記吸熱器におけるフィン先端での気流の衝突による圧力損失を小さくして前記吸熱器の通風抵抗を低く抑えることができる。
請求項4に記載の発明は、前記吸込みチャンバーが、前記乾燥ユニットにおける前記吸
熱器の吸入側の開口面と対向する面と、前記吸熱器の吸入側の開口面に囲まれており、前記乾燥ユニットにおける前記吸熱器の吸入側の開口面と対向する面と、前記吸熱器の吸入側の開口面との距離を、前記吸入側部風路から遠ざかるにつれて短くしたものである。
かかる構成とすることにより、前記吸熱器の吸入側の開口面における横方向の気流の分布がより均一化され、前記吸熱器の除湿性能、および前記放熱器の加熱性能を向上させることができる。
請求項5に記載の発明は、前記吸込みチャンバーが、前記乾燥ユニットにおける前記吸熱器の吸入側の開口面と対向する面と、前記吸熱器の吸入側の開口面に囲まれており、前記乾燥ユニットにおける前記吸熱器の吸入側の開口面と対向する面と、前記吸熱器の吸入側の開口面との距離が、前記吸入側部風路から遠ざかるにつれて短くなるように前記熱交換室を傾斜して配置したものである。
かかる構成とすることにより、前記吸込みチャンバー内の通風抵抗を増加させることなく、前記吸熱器の吸入側の開口面における横方向の気流の分布がより均一化され、前記吸熱器の熱交換性能、除湿性能を向上させることができる。
請求項6に記載の発明は、少なくとも前記ヒートポンプ装置と、前記吸込みチャンバーと、前記吐出チャンバーと、前記吸熱器風路と、前記放熱器風路を、単一のケース内に収納したものである。
かかる構成とすることにより、ヒートポンプ装置の組立てが容易となり、また、製造工程における品質管理も一元化できる。
請求項7記載の発明は、筐体内に配置され、衣類等の被乾燥物を収納する収納部と、前記筐体内部において前記収納部の後方下部に配置されたヒートポンプ装置と、前記ヒートポンプ装置により熱交換された空気を搬送する送風手段と、前記送風手段により前記熱交換された空気を前記ヒートポンプ装置から前記収納部内へ給気し、さらに前記収納部内から前記ヒートポンプ装置へ循環させる給気ダクトおよび排気ダクトを有する風回路を具備し、前記ヒートポンプ装置を、圧縮機および前記圧縮機によって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絞り手段と、前記減圧された冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器を前記冷媒が循環する如く連結した冷媒循環回路を具備する構成とし、さらに前記ヒートポンプ装置に、前記吸熱器と放熱器をそれぞれの開口面が略対面する如く配置した熱交換室と、前記吸熱器の吸入側の開口面と面して設けられた吸込みチャンバーと、前記収納部内側からの空気を前記吸込みチャンバーへ導く吸熱器風路と、前記吸込みチャンバーと連続し、前記吸熱器における吸入側の開口面の上部に位置して前記吸熱器風路の一部を形成する吸熱側上部風路と、前記吸込みチャンバーと連続し、前記吸熱器における吸入側の開口面の側部に位置して前記吸熱器風路の一部を形成する吸入側部風路と、前記放熱器の吐出側の開口面と面して設けられた吐出チャンバーと、前記吐出チャンバー内の空気を前記収納部側へ導く放熱器風路と、前記吐出チャンバーと連続し、前記放熱器における吐出側の開口面の少なくとも側部に位置して前記放熱器風路の一部を形成する吐出側風路を設けたものである。
かかる構成とすることにより、前記ヒートポンプ装置のコンパクト性を活かして前記吸熱器および放熱器の通風に要する開口面側の容積を大きく保ちつつ筐体内の空きスペースとなる収納部の後方下部にヒートポンプ装置および風路構成をコンパクトに配置することができる。
したがって、前記ヒートポンプ装置を、そのコンパクト性を活かして配置できるため、必要以上に大型化することがなく、またヒートポンプ装置における乾燥性能の低下を抑制し、静寂な乾燥運転をすることができるものである。
請求項8に記載の発明は、前記圧縮機を、前記筐体の略左右方向に前記熱交換室と並べて配置し、前記吸熱器風路の流入口、あるいは前記放熱器風路の吐出口の少なくともどちらか一方を、前記圧縮機の略上方に配設し、他方を前記圧縮機が配置された側と反対側に配設し、さらに前記吸熱器風路の流入口と連結する前記排気ダクトと、前記放熱器風路の吐出口と前記収納部を連結する給気ダクトを、前記筐体における各々相対向する側面側に配設したものである。
かかる構成とすることにより、前記筐体の後方下部の空きスペースにおいて、ヒートポンプ装置の冷媒回路構成要素および風路構成要素の配置構成と、排気ダクトおよび給気ダクトの接続構造を、前後方向に最も小さく収納することができる。
請求項9に記載の発明は、前記送風手段を、前記ヒートポンプ装置の吸熱器風路あるいは放熱器風路と連結する排気ダクトあるいは給気ダクトに配置したものである。
かかる構成とすることにより、乾燥運転時において主要な騒音源となるヒートポンプ装置と送風手段を、前記筐体の後方下部に集中して配置することができ、その結果、前記筐体前方への騒音の空間側からの伝播距離をとることができる。これにより、前記筐体前方での騒音を低減することができると共に、乾燥騒音低減のための吸音、遮音対策作業が、筐体の後方下部において集中して行えるため、作業性が向上すると共に、乾燥騒音低減のためのコストを低く抑えることができる。
請求項10に記載の発明は、前記送風手段と連結する排気ダクト、または給気ダクトの連結部を弾性体より構成したものである。
かかる構成とすることにより、圧縮機を内蔵したヒートポンプ装置および送風手段の乾燥運転時における振動の収納部側への伝播を抑制し、その結果、筐体の振動伝播に起因する設置床面の振動、騒音発生が防止できる。
また、乾燥運転時等において、衣類等の被乾燥物が収納部内で移動し、これに起因して前記収納部が大きく変位する場合であっても、その大きな変位を前記弾性体部分で吸収することができる。
その結果、ヒートポンプ装置内において防振材等で支持された圧縮機、配管等や、送風手段内の羽根車等が他の構造体と接触して、異常な騒音を発生させたり、接触の衝撃により破損したりするのを防止することができ、信頼性、耐久性を向上させることができる。
請求項11に記載の発明は、前記送風手段と前記ヒートポンプ装置を単一のケース内に収納し、さらに前記吸込みチャンバーと前記吐出チャンバーを、前記ケース内に形成したものである。
かかる構成とすることにより、乾燥運転時の主要な騒音源となるヒートポンプ装置および送風手段をケースで囲うことで、衣類乾燥機の筐体と合わせて2重の壁にて遮音する構成が得られ、乾燥装置で発する騒音そのものを低減することができる。
また、前記ヒートポンプ装置の各構成要素および送風手段を単一のユニット化とすることができ、製造工程におけるユニットの筐体への取付けが容易となり、品質管理も一元化できる。さらに、サービス時の交換作業も一面側(例えば、筐体背面側)から容易に行うことができる。
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。なお、この実施の形態によってこの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背面図である。図2は、本発明の実施の形態1における洗濯乾燥機の側面から見た断面図である。図3は、本発明の実施の形態1におけるヒートポンプ装置の上側から見た正面図である。図4は、図3のA−A線による断面図、図5は、図3のB−B線による断面図である。図6は、本発明の実施の形態1における冷媒回路の構成と乾燥用空気の流れを示す洗濯乾燥機のシステム概念図である。
図に示すように、洗濯乾燥機1xの筐体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、被乾燥物(以下、衣類と称す)4を収容する円筒状の内槽5が回転可能に設けられている。この内槽5は、駆動モータ6により回転駆動されるものである。
ここで、筐体1内において外槽3および内槽5は、前面よりも背面が下がるように傾斜して設けられており、内槽5の回転軸方向が水平方向から20〜30度前上がりに傾斜している。
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、5aが設けられ、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が設けられ、排水弁10に連結されている。
また、外槽3の背面下部には、ヒートポンプ装置11を構成するフィン&チューブ式の熱交換器形式からなる吸熱器12および放熱器13が設けられている。吸熱器12および放熱器13は、それぞれの最大面積となる面が対向するように略平行に配設されており、その並び方向は、筐体1の前後方向と略同一方向とし、外槽3の傾斜により形成された筐体1内の空きスペースを有効利用して収容されている。
ここで、図3から図5に示すように、ヒートポンプ装置11の中には、圧縮機15が筐体1の背面側から見て吸熱器12および放熱器13が収納された熱交換室14の左側に並べて配置されている。熱交換室14は、吸熱器12を通過した風が放熱器13を通過する如く、風の流れを規制する一対の風路壁14a、14bをヒートポンプ装置11内に設け、形成されている。
また、吸熱器12、放熱器13は、圧縮機15、絞り手段(以下、絞り弁と称す)16および管路17とともに周知の冷媒回路18を構成しており、これらは全てヒートポンプ装置11内に収容されている。さらに、熱交換室14において、吸熱器12の吸入側の開口面12a側に吸熱器風路19を、また、放熱器13の吐出側の開口面(以下、吐出側開口面と称す)13a側に放熱器風路20をそれぞれ設け、熱交換室14と連通した風路を構成している。
さらに、冷媒回路18を構成する各要素、および熱交換室14、吸熱器風路19、放熱器風路20を含むヒートポンプ装置11は、一体化したユニット21に構成されており、筐体1の背面から着脱可能に取付けられている。
さらに、熱交換室14の下部には、吸熱器12からの除湿水を貯めるドレン水容器22が設けられており、このドレン水容器22に貯まった水は、排出口(図示せず)から機体外へと排出される。
また、ここで、図1から図5に示すように、吸熱器風路19は、流入口19aを圧縮機15の上方に配置し、吸熱器12の吸入側の開口面(以下、吸入側開口面と称す)12a側に吸込みチャンバー23を形成している。この吸込みチャンバー23は、図3および図4の破線ハッチングで示す領域が相当するものである。吸込みチャンバー23の側部には、吸込みチャンバー23と連続し、吸熱器風路19の一部を形成する吸入側部風路23bが設けられ、この吸入側部風路23bの開口上下方向の寸法(吸入側部風路23bと連続する吸込みチャンバーの開口幅寸法)hは、図5に示す如く、その下部を、吸熱器12の高さ寸法Hの略半分より大きく開口する寸法に設定されている。
また、吸込みチャンバー23の上部には、吸込みチャンバー23と連続し、吸熱器風路19の一部を形成する吸熱側上部風路23aが設けられ、この吸熱側上部風路23aの左右方向に延びる寸法(吸熱側上部風路23aと連続する吸込みチャンバー23の開口幅寸法)wは、同図5に示す如く、吸熱器12の正面幅Wの略半分より大きく開口する寸法に設定されている。
したがって、流入口19aは、吸込みチャンバー23と、吸熱側上部風路23aと、吸入側部風路23bとそれぞれ連通している。さらに、吸熱器風路19は圧縮機15と隔壁24で隔てられている。
また、放熱器風路20は、放熱器13の吐出側開口面13a側に、吐出チャンバー25を形成している。この吐出チャンバー25は、図3および図4の点線ハッチングで示す領域が相当するものである。そして、放熱器風路20には、吐出チャンバー25と連続し、放熱器13における吐出側開口面13aの少なくとも側部に位置して前記放熱器風路の一部を形成する吐出側風路25bが設けられている。
ここで、放熱器風路20の吐出口20bは、吐出側風路25bを介して吐出チャンバー25と連通しており、筐体1の背面側からみて熱交換室14の右側壁を開口することにより設けられている。
そして、図1に示す筐体1の背面側からみてヒートポンプ装置11の右側には、送風手段である遠心送風機26が配置され、この送風機26の吸込み口26aは、放熱器風路20の下流側において吐出口20bと連通接続されている。
また、送風機26の吹出口26bは、筐体1の背面側から見て右側面後方に位置する給気ダクト27と連通している。そして、給気ダクト27の給気口27aが外槽3の内部に開口している。給気ダクト27は、外槽3の外面に設けられ、また吹出口26bとの接続部には、本発明の弾性体に相当する蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる給気口ホース28が設けられている。
一方、吸熱器風路19の流入口19aは、図1に示す筐体1の背面側から見て左側後方に設けた排気ダクト29と連通している。排気ダクト29は、外槽3の外面に設けられ、その排気口29aは、給気ダクト27の給気口27aと離れた位置で外槽3の内部に開口している。そして、流入口19aとの接続部には、本発明の弾性体に相当する蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる排気口ホース30が設けられている。また、排気ダクト29の途中には、糸くず等を捕集するためのリントフィルター31が設けられている。
さらに、給気ダクト27と排気ダクト29は、外槽3内において直接連通しないようにシール構造(例えば、ラビリンスシール)3bが施されている。
したがって、ヒートポンプ装置11と給気ダクト27、排気ダクト29の接続構造により、図6で示すように、送風機26で送風される空気は、給気ダクト27を通り、給気口27aから外槽3および内槽5内に入り、内槽5内の衣類4を通過した後、排気口29aから出て、排気ダクト29を通り、ヒートポンプ装置11の吸熱器風路19、熱交換室14内の吸熱器12および放熱器13を通過し、さらに放熱器風路20を通って送風機26へ戻り、矢印X方向に循環する空気の回路を構成している。
また、冷媒回路18の冷媒は、図6の矢印Yで示す如く、圧縮機15から、圧縮機15によって圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器13、および高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り弁16、そして絞り弁16によって減圧され、低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器12を順次流れ、循環することでヒートポンプサイクルを実現する。
さらに、筐体1の内部前面側には、制御手段32が設けられており、この制御手段32は、駆動モータ6や排水弁10、送風機26および圧縮機15等の運転を制御して洗濯、脱水、乾燥工程を制御する。
以上のように構成された洗濯乾燥機1xについて、以下その動作を説明する。
洗濯工程では、排水弁10を閉じた状態で外槽3内に所定の水位に達するまで給水を行い、駆動モータ6により衣類4と洗浄水の入った内槽5を回転させて衣類4の洗濯を行う。
また、洗濯後の濯ぎ工程でも、先の洗濯工程と同様に外槽3内に給水を行い、内槽5を回転させて衣類4の濯ぎを行う。
そして、脱水工程では、排水弁10を開いて外槽3内の水を機外へ排水した後、駆動モータ6により衣類4の入った内槽5を高速回転して脱水する。
さらに、乾燥工程では、内槽5を駆動モータ6によって低速回転させ、ヒートポンプ装置11の圧縮機15を作動させる。その結果、内槽5内の衣類は、内槽5の回転に伴って上下に攪拌され、また、前記冷媒循環回路内の冷媒は、圧縮機15によって圧縮され、この圧力により放熱器13、絞り弁16、吸熱器12を循環する。放熱器13では、高圧となった冷媒から熱が放出され、吸熱器12では絞り弁16で減圧されて低圧となった冷媒により熱が吸収される。
また、この乾燥工程時には、送風機26が作動し、放熱器13の放熱により加熱された温風が、給気ダクト27を通って給気口27aから外槽3および内槽5内に送風される。
内槽5内に送風された温風は、衣類4の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で外槽3の排気口29aから排気ダクト29を通り、リントフィルター31を通過する。このとき、送風に起因して飛散し、排気口29aから流入するリント等の異物が除去され、ヒートポンプ装置11の吸熱器風路19に至る。
吸熱器風路19へ流入した湿った温風は、吸熱器12を通過する際に顕熱と潜熱が奪われて除湿され、乾いた空気と除湿水に分離される。この乾いた空気は、放熱器13を通過するときに再び加熱され、温風となって送風機26へと流れ、以下上述の順で循環する。
また、吸熱器12で結露した除湿水は、ドレン水容器22に貯まり、排出口から機外へ排出される。
上記動作を繰り返すことにより、衣類4の乾燥を進行させ、適宜時間の経過後に終了させる。
このようにヒートポンプ装置11を用いて吸熱器12で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器13で放熱させることにより、圧縮機15に入力したエネルギー以上の熱量を衣類4に与えることができ、乾燥時間の短縮と省エネを実現することが可能になる。
ここで、吸熱器12および放熱器13の開口を、筐体1の前後方向に略対面させて内包配置した熱交換室14と、吸熱器12の吸入側開口面12a側に位置する吸熱器風路19と、放熱器13の吐出側開口面13a側に位置する放熱器風路20が連通した風路構成において、吸熱器風路19は、吸熱器12の吸入側開口面12a側に吸込みチャンバー23を有しており、吸熱器風路19に流入した空気は、流入口19aから吸込みチャンバー23と連続する吸熱側上部風路23aおよび吸入側部風路23bに流れ込む。
また、放熱器風路20は、放熱器13の吐出側開口面13a側に吐出チャンバー25を有しており、放熱器20を通過した空気は、吐出チャンバー25へ流出し、吐出チャンバー25と連続する吐出側風路25bから放熱器風路20の吐出口20bに至る流れとなる。
かかる空気の流れが形成されるようにヒートポンプ装置11の内部を構成することにより、吸熱器12および放熱器13の開口を大きく保つ構成が得られる。しかも、吸込みチャンバー23の吸熱側上部風路23aを、例えば、吸熱器19の正面幅以上に延出する等してヒートポンプ装置11の風回路部分を、必要以上に大きくすることなくコンパクトに構成でき、その結果、筐体1内の空きスペースとなる外槽3の背面下部にヒートポンプ装置11の一体化されたユニット21を収容することができる。
さらに、ユニット21を、図1に示す筐体1の背面側から見て筐体1の左方向に熱交換室14と並べてヒートポンプ装置11内に圧縮機15を配置し、また、吸熱器風路19の流入口19aを、圧縮機15の略上方に位置し、さらに、送風機26を、放熱器風路20の吐出口20bを介して図1に示す筐体1の背面側から見て圧縮機15とは逆に熱交換室14の右方向に位置する構成とし、そして、吸熱器風路19の流入口19aと連結する排気ダクト29と、送風機26の吹出口26bと連結する給気ダクト27を、筐体1の各々左右対向する側面側に配設したことにより、筐体1の後方下部の空きスペースにおいて、ヒートポンプ装置11における冷媒回路18の構成要素および風路構成要素の配設構成と、排気ダクト29および給気ダクト27の接続構造を、前後方向において最も小さく収納することができる。
また、吸込みチャンバー23と連続した吸入側部風路23b、および吐出チャンバー25と連続した吐出側風路25bが連通していれば、略対面した吸熱器12と放熱器13の概ね対角方向(図3の矢印I方向)に気流を通過させることができ、吸熱器12、放熱器13の横方向でどちらか一方の側面側に気流が片寄ることなく、幅全域に亘って気流を流すことができる。
さらに、吸込みチャンバー23と連続する吸入側部風路23bの開口幅寸法hを吸熱器12の高さ寸法Wの略半分より大きくしたことにより、圧縮機15の上方にある吸熱器風路19の流入口19aから図5矢印IIで示す如く、吸込みチャンバー23へ上方斜め方向に気流が吸込まれた際に、吸込みチャンバー23の形成によって吸熱器12の下部にも気流を至らせることができ、その結果、吸熱器風路19からの気流を有効に流すことができる。
したがって、吸熱器12の高さ方向全域から対面した気流を、吸熱器12と放熱器13を介して吐出チャンバー25と連続する吐出側風路25bへ対角に通過させることができ、吸熱器12、放熱器13とも開口面積に基づく所定の除湿性能、加熱性能を発揮することができる。
さらに、吸込みチャンバー23と連続する吸熱側上部風路23aの開口幅寸法wを、吸熱器12の幅寸法Wの略半分より大きくしたことにより、前述の図5の矢印IIで示す如く、吸熱器風路19の流入口19aから吸込みチャンバー23へ上方斜め方向に気流が吸込まれた際に、その気流は、吸熱側上部風路23aと吸込チャンバー23による容積の拡大に起因して吸込みチャンバー23内でその流速が十分に減速され、吸熱器12における吸込み開口全域に亘って略均一化された状態で吸熱器12を通過することができる。
換言すると、吸熱器12の上流側において、吸熱器12の吸入側部風路23bおよび吸熱側上部風路23aと連続する吸込みチャンバー23を設けることにより、吸熱器12の前方(正面)からでなく、吸込みチャンバー23と連続する吸熱側上部風路23aおよび吸熱側部風路23bといった片寄った方向(吸入側開口面12aと略平行の方向)から気流が流入しても、その気流を放熱器12へ略均一に流入させることができる。その結果、吸熱器12のフィン先端での気流の衝突による圧力損失を小さくし、吸熱器12の通風抵抗を低く抑えることができる。
以上のように、本実施の形態1の構成によれば、図1に示す筐体1の背面側から見て左方向に位置する吸熱器風路19の流入口19aから流入した気流は、吸込みチャンバー23と連続する吸熱側上部風路23aおよび吸熱側部風路23bの大きな開口に連通し、吸熱器12、放熱器13を順次通過して、そして、図1に示す筐体1の背面側から見て流入口19aとは逆の右方向に位置する放熱器風路20の流出口20bに連通する吐出チャンバー25の側部25bへと流れる。
かかる気流の流れは、吸熱器風路19から熱交換器室14の吸熱器12、放熱器13の有効流路断面積を大きく保ちつつ、かつ流速を減速することができ、吸熱器風路19内および吸熱器12の通風抵抗の増加を抑えることができる。
したがって、洗濯乾燥機1xの筐体1の後方下部で前後方向が狭い空きスペースにも収納できる小型のヒートポンプ装置11を構成した場合においても、ヒートポンプ装置11内における風路の通風抵抗の増加を抑えることができ、所定の乾燥性能を維持し、かつ乾燥騒音の増加を抑えることができる。
また、送風機26と給気ダクト27の連結、および吸熱器風路19と排気ダクト29との連結を、弾性体である給気口ホース28および排気口ホース30を介して行うことにより、給気口ホース28および排気口ホース30の可撓性によって圧縮機15を内蔵したヒートポンプ装置11、および送風機26の乾燥運転時における振動の収納槽3側への伝播を抑制することができる。
したがって、筐体1の振動伝播に起因する設置床面の振動、騒音発生が防止できる。
また、乾燥運転時等に衣類4が収納槽3内で移動し、これに起因して収納槽3が大きく変位することもあるが、その大きな変位も給気口ホース28および排気口ホース30(弾性体部分)で吸収することができる。
したがって、ヒートポンプ装置11内において防振材等(図示せず)で支持された圧縮機15および配管等や、送風機26を構成する羽根車等(図示せず)が他の構造体と接触して、異常な騒音を発生させたり、接触の衝撃により破損したりすることが防止でき、信頼性、耐久性を向上させることができる。
尚、本実施の形態1において、吸熱器12と吸込みチャンバー23の構成関係、および放熱器13と吐出チャンバー25の構成関係を維持した状態で、ヒートポンプ装置11の圧縮機15と、送風機26の配置を左右逆とし、そして排気ダクト27、給気ダクト29も同様に、図1に示す筐体1の背面側から見て左右逆に配置された構成としても同様の作用効果が期待できる。
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2における洗濯乾燥機の側面から見た断面図である。ここで、先の実施の形態1と同じ構成要件については同一の符号を付して説明を省略する。したがって、以下については、先の実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図7において、先の実施の形態1と異なる点は、吸熱器12と放熱器13の配置形態である。
すなわち、先の実施の形態1においては、吸熱器12と放熱器13を筐体1の水平方向に対して垂直に設置した構成であったが、本実施の形態2においては、図7で示すように、外槽3の傾斜に合わせて、ヒートポンプ装置11の上面が、外槽3の背面傾斜方向と同方向となるように吸熱器12と放熱器13の配置高さを異ならせたものである。
したがって、かかる構成とすることにより、先の実施の形態1と同様の作用効果が得られることに加えて、特にヒートポンプ装置11の高さ方向における吸熱器12および放熱器13の配置に自由度が増し、その結果、先の実施の形態1に示す構成よりも若干大きな熱交換器の使用を可能とすることもできる。
さらに、吸熱器12と放熱器13の傾斜により、特に吸込みチャンバー23における吸熱側上部風路23aの容積を大きく確保することができ、その結果、ヒートポンプ装置11に流入する吸熱器風路19からの気流の風速を一層減速することができる。したがって、吸熱器12を流れる気流の分布を全体に亘り略均一化でき、乾燥効率の向上が期待できるものである。
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3における洗濯乾燥機が具備するヒートポンプ装置の背面図、図9は、同ヒートポンプ装置の上側から見た正面図である。ここで、先の実施の形態1と同じ構成要件については同一の符号を付して説明を省略する。したがって、以下については、先の実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図8、図9において、先の実施の形態1と異なる点は、放熱器風路20の吐出口20bが圧縮機15の上部に配設され、吸熱器風路19の流入口19aが、熱交換器室14に対して圧縮機15が配置された側とは左右方向で逆に配設された点である。
したがって、図示はしていないが、送風機は、その吸入側(吸込み口)が放熱器風路20の吐出口20bと接続されるもので、ヒートポンプ装置11と離れた位置に配置されている。
その結果、先の実施の形態1と同様の作用効果が得られることに加えて、ヒートポンプ装置11を構成するユニット21の小型化がはかれ、筐体への配置の制約が緩和される。
(実施の形態4)
図10は、本発明の実施の形態4における洗濯乾燥機が具備するヒートポンプ装置の背面図、図11は、同ヒートポンプ装置の上側から見た正面図、図12は、同ヒートポンプ装置と送風機を搭載した洗濯乾燥機の背面図、図13は、同ヒートポンプ装置と送風機を異なる配置で搭載した洗濯乾燥機の背面図である。ここで、先の実施の形態1と同じ構成要件については同一の符号を付して説明を省略する。したがって、以下については、先の実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図10、図11において、先の実施の形態1と異なる点は、実施の形態1において放熱器風路20の流出口20bと直結された送風機26を分離し、流出口20bをダクト状に上方へ延出した点であり、流出口20bは、吐出チャンバー25の側部25bと連通した状態でヒートポンプ装置11の上部で開口している。
かかる構成とすることにより、図12に示す如く送風機26をヒートポンプ装置11から離れた位置に配置することができるため、先の実施の形態1と同様の作用効果が得られることに加えて、ヒートポンプ装置11と送風機26の配置に自由度が増し、洗濯乾燥機1xの構成に対応した組込みが可能となる。
さらに、図13に示す如く、送風機26を吸熱器12の風上側に配置することも可能となり、かかる場合においても洗濯乾燥機1xの構成に適した組込みが可能となる。
(実施の形態5)
図14は、本発明の実施の形態5における洗濯乾燥機が搭載するヒートポンプ装置の上側から見た正面図である。なお、先の実施の形態1と同一の構成要件については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。したがって、以下については、先の実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図14で示すように、先の実施の形態1と異なる点は、吸込みチャンバー33における筐体1の前後方向の奥行き寸法(吸熱器12の吸入側開口面と対面する距離)を、吸熱器風路19の流入口19aと連通した吸入側部風路33b側ほど大きくしている点である。
この構成によって、吸熱器風路19における吸込みチャンバー33が開口した吸入側部風路33b側の通風抵抗が、逆方向の吸入側部風路33d側の通風抵抗より低くなり、その結果、矢印IIIで示す如く、吸入側部風路33b側の気流が流れ易くなり、吸入側開口面12a側における横方向の気流の分布がより均一化され、吸熱器12、放熱器13の除湿、加熱性能を向上させることができる。
(実施の形態6)
図15は、本発明の実施の形態6における洗濯乾燥機が搭載するヒートポンプ装置の上側から見た正面図である。なお、先の実施の形態1と同一の構成要件については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。したがって、以下については、先の実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図15で示すように、先の実施の形態1と異なる点は、筐体1の略前方方向から、吸込みチャンバー34と連続する吸入側部風路34b側が徐々に離れるように吸熱器12を配置し、これと平行に放熱器13も配置した点である。
換言すると、かかる構成は、吸込みチャンバー34における吸熱器12の吸入側開口面12aと対面する距離が、吸入側部風路34bから遠ざかるにつれて短くなるように熱交換室14を傾斜して配置したものである。
この構成によって、放熱器風路20における吐出チャンバー35と連続した吐出側風路35b側に向かい対角に流れる気流が、吸熱器12、放熱器13に対してより正面方向に近づくため、吸込みチャンバー34から吐出チャンバー35に至る通風抵抗を増加させることなく、吸入側開口面12aにおける横方向(吸入側開口面12aと略平行方向)の気流の分布がより均一化され、吸熱器12、放熱器13の除湿、加熱性能を向上させることができる。
(実施の形態7)
図16は、本発明の実施の形態7における洗濯乾燥機が搭載するヒートポンプ装置の上側から見た正面図である。なお、先の実施の形態1と同一の構成要件については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。したがって、以下については、先の実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図16で示すように、先の実施の形態1と異なる点は、送風機26と、吸熱器風路19と、放熱器風路20と、吸熱器12および放熱器13を内包した熱交換室14と、圧縮機15と、絞り弁16および管路17で構成されるヒートポンプ装置11を、一体のケース36に収納する構成とした点である。
この構成により、洗濯乾燥機1xにおける乾燥運転時の主要な騒音源となるヒートポンプ装置11および送風機26をケース36で囲うことで、洗濯乾燥機1xの筐体1と合わせて2重の壁にて遮音する構成が得られ、その結果、洗濯乾燥機1xの騒音そのものを低減することができる。
また、ヒートポンプ装置11の各構成要素および送風機26を単一のユニット構成とすることができ、製造工程での筐体1への取付けが容易になり、品質管理も一元化できる。さらに、サービス時の交換作業も、筐体1背面側から容易に行うことができる。
なお、上記各実施の形態においては、衣類を洗濯、乾燥する洗濯乾燥機について説明したが、除湿乾燥手段としてヒートポンプ装置を用いる乾燥装置(例えば、穀物乾燥装置等)についても同様に採用することができるもので、かかる場合においても本発明を逸脱するものではない。