JP5600779B2 - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、衣類を乾燥する手段を備えた洗濯乾燥機に関する。

衣類の乾燥は、送風ファンと熱源により高温・低湿度の空気（温風）をドラム内に吹き込み、衣類の温度を高くし、衣類から水分を蒸発させ、蒸発した水分を機外へ排出することにより行う。蒸発した水分の除去方法としては、そのまま洗濯乾燥機外へ排出する排気方式（常に新しい空気を供給）と蒸発した水分を冷やし結露させて水分を除去する除湿方式（同じ空気を循環させる）がある。一般に、排気方式の方が消費電力を低減できるが、湿気を帯びた空気が機外へ排出され部屋の湿度が上がってしまう問題がある。

また、乾燥時間の短縮や消費電力の低減には、温風の風量を増やしたり、温風の温度を高くしたりする方法がある。一般的な衣類用の洗濯乾燥機又は乾燥機では、衣類を収容する回転ドラムの一方向から温風を衣類に吹き付け、反対方向から温風を排出する構成になっている。しかし、衣類の量が多くなると、回転ドラム内で衣類が動きにくくなるため、温風が当たる側の衣類は早く乾くのに対して、反対側の衣類は温風が当たりにくく乾燥速度が遅くなる。このため、衣類の温度を優先し、温度がＴ１程度で運転を終了すると、後側衣類は乾燥不足となり、乾きむらがないように運転すると、前側衣類の温度が上がりすぎてしまうという問題がある。

そこで、温風を回転ドラムの複数方向から吹き付けることで乾燥効率を高めた洗濯乾燥機（又は乾燥機）として、特開２００６−３５４号公報や特開２００８−２５９５４９号公報がある。前者の洗濯乾燥機は、温風を回転ドラムに供給する複数の循環経路を備え、前記複数の循環経路に設けた温風の吹き出し口の少なくとも１つを回転ドラムの奥側側壁領域に設け、他の少なくとも１つの吹き出し口を回転ドラムの前側側壁領域に設けたものである。送風ファンは、複数の循環経路毎に設けてあり、加熱手段は複数の循環経路の少なくとも１つに設けてある。後者の洗濯乾燥機は、送風ファンは１つで、回転ドラムの前後の温風吹き出し口を切り換え弁で切り換える構成になっている。これらは、温風を万遍なく衣類に吹き付けることができるため、乾きむらの少ない乾燥を実現できる。

特開２００６−３５４号公報 特開２００８−２５９５４９号公報

上記従来技術は、複数の温風吹き出し口を設けて乾きむらの少ない乾燥を実現できるものであるが、その乾燥方式（排気方式，除湿方式）については考慮されていない。

前述したように乾燥方式には、ドラム内の湿った空気をそのまま機外へ排出する排気方式（常に新しい空気を供給）と蒸発した水分を冷やし結露させて水分を除去する除湿方式（同じ空気を循環させる）があるが、上記従来技術には、これら方式の違いを考慮した消費電力の低減については考慮されていない。

本発明の目的は、衣類の乾きむらを防止しつつ、上記乾燥方式の違いを考慮して、湿気を帯びた空気の機外排出を極力抑えながら乾燥の消費電力を低減する洗濯乾燥機を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、衣類が収容される回転ドラムと、この回転ドラムを駆動するモータと、前記回転ドラムを収容する外槽と、この外槽を支持する筐体と、前記回転ドラム内に温風を吹き出す乾燥手段とを備え、前記温風の熱源としてヒートポンプを使用し、前記回転ドラムの回転中心軸は開口部側が高くなるように傾斜させた洗濯乾燥機において、前記乾燥手段は、前記回転ドラム内の空気を吸い込み吐き出す単一の送風ユニットと、複数個の吹き出し口を有し、前記複数個の吹き出し口は、前記回転ドラムの前側の上から風を吹き付ける前吹き出し口と、前記回転ドラムの後側の上から風を吹き付ける後吹き出し口を備え、前記前吹き出し口の面積を、前記後吹き出し口の面積より小さくし、乾燥運転中に、前記単一の送風ユニットを運転し、前記前吹き出し口と前記後吹き出し口とから同時に前記温風を吹き出して、前記外槽の底面下部に設けられた吸気口から吸い込まれることを特徴とする。

本発明によれば、前後同時吹き出しによる、高効率乾燥と高仕上げ乾燥を実現可能である。

本発明のドラム式洗濯乾燥機を示す外観図である。 本発明のドラム式洗濯機の筐体の一部を切断して内部構造を示す斜視図である。 本発明のドラム式洗濯機の筐体の一部を切断して内部構造を示す斜視図である。 本発明のドラム式洗濯機の背面カバーを外して内部構造を示す背面図である。 本発明のドラム式洗濯機の内部構造を示す側面図である。 後部ダクトを装着した外槽の斜視図である。 前部温風吹き出し口を設けた外槽カバーの正面図である。 図７における前部温風吹き出し口のＡ−Ａ断面図である。 後部温風吹き出し口を示す外槽及び洗濯兼脱水槽の断面図である。 図９のＣ−Ｃ断面で示す、ドラム底面の正面図である。 給排気弁を示す断面図である。 空気の流れを示す構造模式図である。 従来の洗濯乾燥機と本発明の洗濯乾燥機の乾燥後の衣類写真である。 従来の洗濯乾燥機の乾燥工程における衣類の温度と含水量の変化を示す図である。 本発明の洗濯乾燥機の乾燥工程における衣類の温度と含水量の変化を示す図である。 吸気弁を示す断面図である。 空気の流れを示す構造模式図である。 空気の流れを示す構造模式図である。

以下、本発明の一実施について、図面を用いて説明する。

図１は本発明の一実施の形態例に係るドラム式洗濯乾燥機の外観図である。図２は内部の構造を示すために筐体の一部を切断して斜め前方から見た斜視図、図３は内部の構造を示すために筐体の一部を切断し斜め後方から見た斜視図、図４は内部の構造を示すために背面カバーを取り外した背面図、図５は内部の構造を示す側面図である。

１は、外郭を構成する筐体である。筐体１は、ベース１ｈの上に取り付けられており、左右の側板１ａ，１ｂ，前面カバー１ｃ，背面カバー１ｄ，上面カバー１ｅ，下部前面カバー１ｆで構成されている。左右の側板１ａ，１ｂは、コの字型の上補強材１ｊ，前補強材１ｋ，後補強材（図示せず）で結合されており、ベース１を含めて箱状の筐体１を形成し、筐体として十分な強度を有している。

９は、前面カバー１ｃの略中央に設けた衣類を出し入れするための投入口を塞ぐドアで、前補強材に設けたヒンジで開閉可能に支持されている。ドア開放ボタン９ｄを押すことでロック機構（図示せず）が外れてドアが開き、ドアを前面カバー１ｃに押し付けることでロックされて閉じる。前補強材は、後述する外槽の開口部と同心に、衣類を出し入れするための円形の開口部を有している。

６は、筐体１の上部中央に設けた操作パネルで、電源スイッチ３９，操作スイッチ１２，１３，表示器１４を備える。操作パネル６は、筐体１下部に設けた制御装置３８に電気的に接続している。

３は、回転可能に支持された円筒状の洗濯兼脱水槽（回転ドラム）であり、その外周壁および底壁に通水および通風のための多数の貫通孔を有し、前側端面に衣類を出し入れするための開口部３ａを設けてある。開口部３ａの外側には洗濯兼脱水槽３と一体の流体バランサ３ｃを備えている。外周壁の内側には軸方向に延びるリフタ３ｂが複数個設けてあり、洗濯，乾燥時に洗濯兼脱水槽３を回転すると、衣類はリフタ３ｂと遠心力で外周壁に沿って持ち上がり、重力で落下するように動きを繰り返す。洗濯兼脱水槽３の回転中心軸は、水平または開口部３ａ側が高くなるように傾斜している。

２は、円筒状の外槽であり、洗濯兼脱水槽３を同軸上に内包し、前面は開口し、後側端面の外側中央にモータ４を取り付ける。モータ４の回転軸は、外槽２を貫通し、洗濯兼脱水槽３と結合している。前面の開口部には外槽カバー２ｄを設け、外槽内への貯水を可能としている。外槽カバー２ｄの前側中央には、衣類を出し入れするための開口部２ｃを有している。本開口部２ｃと前補強材３７に設けた開口部は、ゴム製のベローズ１０で接続しており、ドア９を閉じることで外槽２を水封する。外槽２底面最下部には、排水口２ｂが設けてあり、排水ホース２６が接続している。排水ホース２６の途中には排水弁２５が設けてあり、排水弁を閉じて給水することで外槽２に水を溜め、排水弁を開いて外槽２内の水を機外へ排出する。外槽カバー２ｄの前側外周部にはオーバーフロー口２ｅを有しており、オーバーフローホース２ｆで排水弁２５の下流側で排水ホース２６に接続している。

外槽２は、下側をベース１ｈに固定されたサスペンション５（コイルばねとダンパで構成）で防振支持されている。また、外槽２の上側は上部補強部材に取り付けた補助ばね（図示せず）で支持されており、外槽２の前後方向へ倒れを防ぐ。

１９は、筐体１内の上部左側に設けた洗剤容器で、前部開口から引き出し式の洗剤トレイ７を装着する。洗剤類を入れる場合は、洗剤トレイ７を図１の二点鎖線で示すように引き出す。洗剤容器１９は、筐体１の上補強材１ｊに固定されている。

洗剤容器１９の後ろ側には、給水電磁弁１６や風呂水給水ポンプ１７，水位センサ（図示せず）など給水に関連する部品を設けてある。上面カバー１ｅには、水道栓からの給水ホース接続口１６ａ，風呂の残り湯の吸水ホース接続口１７ａが設けてある。洗剤容器１９は、外槽２に接続されており、給水電磁弁１６を開く、あるいは風呂水給水ポンプ１７を運転することで、外槽２に洗濯水を供給する。

２９は筐体１の背面内側に縦方向に設置した乾燥ダクトで、ダクト下部は外槽２の背面下方に設けた吸気口２ａにゴム製の蛇腹管Ｂ（２９ａ）で接続される。乾燥ダクト２９内には、水冷除湿機構（図示せず）を内蔵しており、冷却水ホース２４で給水電磁弁１６と水冷除湿機構を接続し、給水電磁弁を開くことで水冷除湿機構へ冷却水を供給する。冷却水は乾燥ダクト２９の壁面を伝わって流下し吸気口２ａから外槽２に入り排水口２ｂから排出される。

乾燥ダクト２９の上部は、筐体１内の上部右側に前後方向に設置したフィルタダクト２７に接続している。乾燥ダクト２９上部のフィルタダクト２７との接続部に、吸排気弁５５を有する。フィルタダクト２７の前面には開口部を有しており、この開口部に引き出し式の乾燥フィルタ８を挿入してある。乾燥ダクト２９からフィルタダクト２７へ入った空気は、乾燥フィルタ８のメッシュフィルタ８ａに流入し糸くずが除去される。乾燥フィルタ８の掃除は、乾燥フィルタ８を引き出してメッシュ式のフィルタ８ａを取り出して行う。また、フィルタダクト２７の乾燥フィルタ８挿入部の下面には開口部が設けてあり、この開口部は吸気ダクト３３が接続しており、吸気ダクト３３の他端は送風ユニット２８の吸気口と接続している。

送風ユニット２８は、駆動用のモータ２８ａ，ファン羽根車（図示せず），ファンケース２８ｂで構成されている。ファンケース２８ｂにはヒータ３１が内蔵されており、ファン羽根車から送られる空気を加熱する。ヒータ３１は、入力切り換えが可能で、本実施例のヒータでは強モードと弱モードを有している。送風ユニット２８の吐出口は温風ダクト３０に接続する。温風ダクト３０は、ゴム製の蛇腹管Ａ（３０ａ），蛇腹管継ぎ手３０ｂを介して外槽カバー２ｄに設けた前部吹き出し口３２に接続している。

５１は後部ダクトで、図６の外槽斜視図に示すように、外槽２の外周面上部から外槽２の背面に沿って配置してある。後部ダクト前部は蛇腹管継ぎ手３０ｂの背面開口３０ｃに接続され、後部は外槽２の背面に設けた後部吹き出し口５２に接続される。蛇腹管継ぎ手３０ｂ内には切り換え弁５４を設けてあり、前部吹き出し口３２と後部吹き出し口５２とを切り換える。

本実施例では、送風ユニット２８が筐体１内の上部右側に設けてあるので、前部吹き出し口３２は外槽カバー２ｄの右斜め上の位置に設け、前部吹き出し口３２までの距離を極力短くするようにし、圧力損失や熱の逃げを最小限にしてある。しかし、後部吹き出し口５２は外槽２背面上部の乾燥ダクト２９の吸気口２ａとほぼ点対称の位置に設けてあるため、後部ダクト５１の長さが長く、後部ダクト５１から熱が逃げやすい。そこで、後部ダクト５１と外槽２とは密着して設けてある。こうすることで、ヒータ３１で暖められた温風の熱が後部ダクト５１通過中に筐体内へ放散することを低減できる。さらに、後部ダクト５１の断面形状をコの字形として、開口側を外槽２の外周面に密着させるようにして、外槽２の外周面を使用し後部ダクト５１を構成した方が、ダクト放熱面積が少なくなるため、より放熱防止効果を大きくできる。

排水口２ｂ，送風ユニット２８の吸気口及び吐出口には温度センサ（図示せず）が設けてある。

本発明の特徴は、高速の風を衣類に直接当て、衣類のしわを伸ばしながら衣類からの水分の蒸発を促進するとともに、乾燥の進行度合いに応じて温風の吹き出し口を切り換え、乾きむらを低減し、消費電力を低減することにある。このためには、高速の風を発生する送風ユニット２８とこの風を直接衣類に当てる前部吹き出し口３２，後部吹き出し口５２が必要となる。送風ユニットに必要な性能に関しては、後述する。

前部吹き出し口３２の詳細を図７，図８を用いて説明する。図７は前部吹き出し口３２設置部の外槽カバー２ｄの正面図、図８は図７の二点鎖線Ａ−Ａで切断して示した前部吹き出し口３２の断面図である。

前部吹き出し口３２は、外槽カバー２ｄの前側から開口部２ｃに沿って設けてあり、内部に流路３２ｂ，３２ｃが形成されている。前部吹き出し口３２の入口には蛇腹管継ぎ手３０ｂが取り付けてあり、流路３２ｃの出口にはノズル３２ｄが形成されている。洗濯兼脱水槽３と外槽カバー２ｄとのすき間に衣類が入り込まないよう、外槽カバー２ｄの開口部２ｃの内径と洗濯兼脱水槽３の開口部３ａの内径は、ほぼ同一に設定されている。このため、前部吹き出し口３２の出口部３２ａを開口部２ｃの内周面より内側に飛び出すように形成し、ノズル３２ｄが洗濯兼脱水槽３内に向かって開口するようにしてある。このようにすることでノズル３２ｄから出た温風は直接洗濯兼脱水槽３内の衣類に当たる。

なお、出口部３２ａの飛び出し量が多すぎると、洗濯や乾燥時に衣類の動きを阻害するため、図７に示すようにノズルを扁平のスリット形状として飛び出し量を小さくし、かつ開口部２ｃと出口部３２ａの表面形状がスムーズに変化するようにしてある。また、流路３２ｂと流路３２ｃは無駄な突起や、急激な流れ方向の変化が無いようにし、かつノズル３２ｄに向かい流路面積が徐々に小さくなるようにしてある。こうすることで、高速の風が流路３２ｂ，３２ｃを流れるときに発生する圧力損失や流体音を小さくすることが出来る。

蛇腹管継ぎ手３０ｂ内に設けた切り換え弁５４は、駆動モータ５４ａと弁体５４ｂとで構成される。駆動モータ５４ａは固定金具５４ｃで蛇腹管継ぎ手３０ｂに取り付けてある。弁体５４ｂの端部に設けた回転軸５４ｄを駆動モータ５４ａで回転させることで、弁体５４ｂが回転するようになっている。弁体５４ｂが図８に示す位置にあるときを切り換え弁閉、二点鎖線の位置にあるときを切り換え弁開と定義する。切り換え弁５４が閉の場合、背面開口３０ｃが閉じるため、温風は前部吹き出し口３２から吹き出し、切り換え弁５４を開くと、前部吹き出し口３２への風路が閉じるため、温風は背面開口３０ｃから後部ダクト５１を通り後部吹き出し口５２から吹き出す。

後部吹き出し口５２部の詳細を図９，図１０を用いて説明する。図９は図４の二点鎖線Ｂ−Ｂで切断した外槽及び洗濯兼脱水槽３後部の断面図である。図１０は図９の二点鎖線Ｃ−Ｃで外槽２及び洗濯兼脱水槽３を切断し、洗濯兼脱水槽３底面を示した断面図である。

外槽２の底面には後部吹き出し口５２と吸気口２ａが設けてある。吸気口２ａは外槽下部にあり、後部吹き出し口５２は外槽上部に設けてあり、両者はモータ４の回転軸４ａに対して略点対称の位置にある。また、吸気口２ａの径方向位置は最外周部に近い位置で、後部吹き出し口５２はそれより内側に位置している。吸気口２ａの位置より内周側で後部吹き出し口５２より外周側の外槽底面には複数の環状の凸部Ｂ５３ｂが形成されている。また、洗濯兼脱水槽３の底面外槽側には、凸部Ｂ５３ｂと同芯に複数の環状の凸部Ａ５３ａが形成されている。凸部Ｂ５３ｂと凸部Ａ５３ａは互い違いに配置してあり、ラビリンスシール５３を構成している。後部吹き出し口５２と対向した洗濯兼脱水槽３の底面には、複数個の通気口３ｄが設けてあり、通気口３ｄは衣類が飛び出さないよう、また通気抵抗が少なくなるようメッシュ状にもしくは多数の小孔で構成してある。また、洗濯兼脱水槽３底面のラビリンスシール５３より外側には、多数の小孔３ｅを設けてある。

このように、後部吹き出し口５２と吸気口３２の位置を離して配置し、かつ両者の間にラビリンスシールを設けることで、後部吹き出し口５２から吹き出した温風が、直接吸気口２ａに入ってしまうことを防止でき、効率よく洗濯兼脱水槽３内の衣類へ風を当てることができる。また、後部吹き出し口から吹き出す温風の風速は衣類のしわを伸ばすことができる程度に高速なので、洗濯兼脱水槽３内に衣類が多く入っていて通気口３ｄを衣類が塞いだようになっている場合でも、風の力で衣類が押され、衣類間にすき間が形成されるため、温風が洗濯兼脱水槽３内に入りやすいため、効率よく衣類に風を当てることができる。

本実施の形態例では、後部吹き出し口５２から吹き出す風の風速を衣類のしわを伸ばす効果（衣類を押し広げる効果）を阻害しない程度に、前部吹き出し口３２より遅くしている。一般に、洗濯兼脱水槽３に複数本の放射状のリブを有するフランジ２３を取り付け、このフランジ２３の中心部にモータ４の回転軸４ａを接続する構造となっている。洗濯兼脱水槽３が回転すると放射状のリブが後部吹き出し口５２を周期的に横切る。このため、後部吹き出し口５２での風速が速すぎると、風きり音が発生し、騒音が増大してしまうため、風速を遅くし、風きり音の増大を抑えている。

実際には、後部吹き出し口５２のノズル面積を前部吹き出し口３２のノズル３２ｄよりも大きくしてある。送風ユニット２８の回転数を一定にした場合、後部吹き出し口５２から吹き出す風は、前部吹き出し口３２よりも風速が遅くなるが風量は多くなる。風速による衣類からの水分蒸発効果は低減するが風量が多くなることによる水分蒸発効果の向上と相殺するため、乾燥効率が低減することはない。

フランジ２３の後部吹き出し口５２と対面する位置には、通気口２３ａを設け、更にフランジを覆う外槽底面にも複数個の小孔３ｆを設け、後部吹き出し口５２の位置にフランジ２３が来た場合でも、温風が洗濯兼脱水槽３内に入るようになっている。また、後部吹き出し口５２の形状はフランジ２３の放射状リブの幅よりも円周方向に長いスリット状にしたほうが良い。こうすることで、後部吹き出し口５２がフランジ２３のリブで完全に塞がれることがないため、温風を効率よく洗濯兼脱水槽３内に導入できる。

吸排気弁５５の詳細を図１１に示す。図１１は図４の二点鎖線Ｄ−Ｄで切断した断面図である。吸排気弁５５は駆動用モータ５５ａと弁体５５ｂと弁座５５ｃとで構成される。弁体５５ｂの中心部に設けた回転軸５５ｄを駆動モータ５５ａで回転することにより弁体５５ｂが回転するようになっている。図１１に示すように弁体５５ｂで弁座５５ｃを塞いだ状態を吸排気弁閉、二点鎖線で示したように乾燥ダクト２９とフィルタダクト２７を遮断した状態を吸排気弁開と呼ぶ。吸排気弁５５を開にすると、吸気口５６と排気口５７が形成される。吸気口５６は筐体１上部の上面カバー１ｅの内側空間に開口している。排気口５７には排気ダクト５８が接続しており、室内に通じている。排気ダクト５８の出口にはフィルタ５９を設けてあり、排気に含まれる糸くずを除去する。

乾燥運転時の風の流れは、切り換え弁５４の開閉状態及び吸排気弁５５の開閉状態により４種類の流れ方を実現できるが、本発明では、切り換え弁５４と吸排気弁５５が両方閉もしくは、両方開の二通りの運転を行う。なお、風の流れは、図１乃至図５及び図８乃至図１１に実線矢印及び破線矢印で示してあるが、分かりやすくするために図１２の構造模式図に示してある。まず、両方が閉の場合について述べる（図１２実線矢印）。送風ユニット２８を運転し、ヒータ３１に通電すると、ノズル３２ｄから洗濯兼脱水槽３内に高速の温風が吹き込み（矢印４１）、湿った衣類に当たり、衣類を温め衣類から水分を蒸発させる。高温多湿となった空気は、洗濯兼脱水槽３に設けた貫通孔から外槽２に流れ、吸気口２ａから乾燥ダクト２９に吸い込まれ、乾燥ダクト２９を下から上へ流れる（矢印４２）。乾燥ダクト２９の壁面には、水冷除湿機構からの冷却水が流れ落ちており、高温多湿の空気は冷却水と接触することで冷却除湿され、乾いた低温空気となりフィルタダクト２７へ入る（矢印４３）。フィルタダクト２７に設けたメッシュフィルタ８ａを通り糸屑が取り除かれ、吸気ダクト３３に入り、送風ユニット２８に吸い込まれる（矢印４４）。そして、ヒータ３１で再度加熱され、洗濯兼脱水槽３内に吹き込むように循環する。この循環により除湿方式となる第１の循環経路が形成される。この間、洗濯兼脱水槽３を低速で正逆回転させ、衣類をノズル３２ｄの近くまで持ち上げ、高速の温風が衣類に直接当たるようにする。

次に、両方が開の場合（図１２破線矢印）は、送風ユニット２８を運転すると、筐体１内の空気は吸気口５６からフィルタダクト２７に吸込まれる（破線矢印４６）。そして、吸気ダクト３３に入り送風ユニットに吸込まれ（破線矢印６３）、蛇腹管継ぎ手３０ｂから後部ダクト５１に入り（破線矢印４７）、後部ダクトで外槽２の背面に導かれ、後部吹き出し口５２から洗濯兼脱水槽３の後側から洗濯兼脱水槽３内に吹き込み（破線矢印４８）、洗濯兼脱水槽３内の奥側の衣類に当たり、衣類から水分を蒸発させる。そして、洗濯兼脱水槽３に設けた貫通孔から外槽２に流れ、吸気口２ａから乾燥ダクト２９に押し込まれる（破線矢印６２）。乾燥ダクト２９を下から上へ流れ排気口５７から排気ダクト５８に入りフィルタ５９で糸屑を取り除かれ、機外へ排気される（破線矢印４５）。これにより、排気方式となる第２の循環経路が形成される。この間、洗濯兼脱水槽３を低速で正逆回転させ、衣類を後部吹き出し口５２の近くまで持ち上げ、風が衣類に直接当たるようにする。

乾燥は、次のように進行する。乾燥の初期は、衣類の温度を上昇させる予熱期間で、衣類の温度を速く上昇させるために、極力多くの熱量を衣類に与えることが重要である。予熱期間中は、衣類からの水分の蒸発は少ない。

衣類の温度が上昇するに従い、衣類からの水分の蒸発が多くなるため、気化熱により衣類の温度上昇は鈍くなり、やがて加熱と気化熱がバランスし、衣類の温度はほとんど一定となる（恒率乾燥）。衣類からの水分の蒸発量が増加し始めたら、給水電磁弁１６を開き、乾燥ダクト２９内の水冷除湿機構へ冷却水を供給し、蒸発した水分を含む多湿な空気を冷却し結露させて、空気中の水分を除去する。

衣類の水分量が少なくなると気化熱が減少し、衣類の温度が再び上昇を始め、衣類の水分がなくなると温風とほぼ同一の温度となり乾燥が終了する（減率乾燥）。減率乾燥に入り衣類の温度が上昇し始めるのは乾燥度が０.９付近になった時である。なお、乾燥度は乾燥衣類の重量／乾燥後の衣類の重量で定義される。乾燥衣類の重量は、温度２０℃，相対湿度６５％の環境に衣類を一昼夜放置した時の重量である。

材料（衣類）表面から水分が蒸発する場合の乾燥速度の基本式は数１で表される。

（数１）
Ｑｓ＝α（Ｔａ−Ｔｓ）／γ
ここで、Ｑｓ：乾燥速度（kg／ｍ²ｈ）
α：熱伝達率（ｋＪ／ｍ²ｈ℃）
γ：蒸発潜熱（ｋＪ／kg）
Ｔａ：温風温度（℃）
Ｔｓ：蒸発面温度（℃）
なお、衣類表面の表面積をＡ（ｍ²）とすると、乾燥速度Ｑ_A（kg／ｈ）は数２となる。

（数２）
Ｑ_A＝Ｑｓ・Ａ＝α・Ａ（Ｔａ−Ｔｓ）／γ
また、衣類内部から水分が蒸発する場合の乾燥速度は数３となる。

（数３）
Ｑｉ＝Ｋ（Ｔａ−Ｔｓ）／γ
ここで、Ｑｉ：乾燥速度（kg／ｍ²ｈ）
Ｋ：熱通過率（ｋＪ／ｍ²ｈ℃）
なお、熱通過率Ｋは数４で表される。

（数４）
Ｋ＝１／（１／α＋Ｌ／λ）
Ｌ：布の厚み（ｍ）
λ：熱伝導率（ｋＪ／ｍ・ｈ・Ｋ）
数１，数２，数３，数４から、乾燥（蒸発）速度を早くするためには、
（１）温風温度Ｔａを上げる。
（２）熱伝達率αを上げる。
（３）表面積Ａを多くする。
（４）熱伝導率λを上げる。
（５）布の厚みを薄くする。

温風温度が高すぎると衣類へのダメージにつながるため、最大でも９０℃程度に抑えた方がよい。このため、温度を上げることで乾燥速度を速くするのは困難である。また、布の熱伝導率や布の厚みは衣類で決まるため、制御することはできない。熱伝達率は通常風速の０.８乗に比例するので、風速を速くすることにより熱伝達率を上げることができる。衣類の表面積は衣類が団子状になってしまうと、見かけの表面積が減少する。また、団子状になると見かけの布の厚みが厚くなり、乾燥速度が低下してしまう。このため、衣類を極力広げるようにした方がよい。

これらのことは、風速を１００ｍ／ｓ程度まで高速化することで実現できる。図１３は、乾燥後の衣類の状態を、従来の洗濯乾燥機と本実施例の洗濯乾燥機とを比較したものである。比較した洗濯乾燥機の乾燥定格容量は７kgである。従来洗濯乾燥機は、風量１.４ｍ³／min，風速２０ｍ／ｓ、本実施例の洗濯乾燥機は切り換え弁５４及び吸排気弁５５を閉じた状態で、風量１.６５ｍ³／min，風速１００ｍ／ｓで運転した。布量は３kgで、比較した衣類は非常にしわになりやすい綿パジャマのズボンである。従来品は捩れて紐のようになっていて、表面積が減少し、かつ布の見掛け上の厚さが増加したようになり、水分の蒸発が阻害され乾燥速度が低下してしまう。これに対して、本実施例は衣類が広がっており、しわが少ない仕上がりである。しわが少ないのは、風速が速い風を衣類に吹き付けると、衣類が風圧で押し広げられるからである。このように衣類が広がっていると、表面積が大きくなるとともに、衣の重なりによる見掛けの厚さの増加がなく、熱伝達率も高くできるため、水分が蒸発しやすく乾燥速度が上昇し、乾燥消費電力量を低減できる。

しかし、布量が多くなると、洗濯兼脱水槽３内で衣類が動きにくくなるため、風が衣類に満遍なく当たらなくなるため、衣類の位置により乾き具合に差が生じる。図１４は、ヒータを強モードで乾燥したときの衣類含水量と衣類温度変化を示したものである。乾燥前半は衣類が水分を多く含んでおり、衣類の嵩が小さく、洗濯兼脱水槽３内で衣類が動きやすいため、衣類に満遍なく温風が当たり、衣類の温度はほぼ一緒である。乾燥が進行していくと含水量が減少し衣類が膨らみ出す。そうすると、洗濯兼脱水槽３内での衣類の前後方向の動きが少なくなり、洗濯兼脱水槽３内で前側に位置する衣類と奥側に位置する衣類との乾燥速度に差が生じだす。前側の衣類は温風が良く当たるため速く乾き早い時間から減率乾燥期間に入り、衣類の温度上昇が始まる。これに対して、奥側の衣類は温風が当たりにくくなるため、乾きが遅く減率乾燥期間に入る時間が遅れ、衣類が温度上昇を始める時間も遅くなる。このように、乾きむらが生じ、奥側にある衣類を適正な乾燥度（乾燥度１.０２から１.０４程度）まで乾燥させ運転を終了したとき、奥側の衣類温度はＴ２（８０〜９０℃程度）であるが、前側の衣類は過乾燥状態になり温度がＴ１（１００℃程度）と温風とほぼ同程度まで上昇してしまう。

そこで、乾燥前半はヒータ３１を強モードとし、切り換え弁５４と吸排気弁５５を閉とし、前部吹き出し口３２から高速の風を吹き出す。そして、乾燥後半は切り換え弁５４と吸排気弁５５を開とし、ヒータ３１を弱モードとし、後部吹き出し口５２から温風を吹き出すようにする。乾燥前半は、上述した高速風の効果により高い乾燥速度で乾燥が進行する。乾燥が進行し減率乾燥期間に入り前側の衣類がほぼ乾燥したら、後部吹き出し口５２から温風を吹き出す。前部吹き出し口３２からの温風だけでは乾き難かった奥側の衣類に温風が当たるため、奥側衣類の乾燥が急激に進む。乾燥後半でヒータ３１を弱としたのは、この時点で奥側の衣類の乾燥が減率乾燥期間に入る程度までは進んでおり、機体も十分に温まっているため、ヒータ弱でも奥側衣類を乾燥させるのに十分であるからである。また、後部吹き出し口５２の面積は前部吹き出し口３２より大きくしてあるため、送風ユニット２８の回転数を変えずに乾燥後半の運転をすると、乾燥前半に比べ大風量の風で乾燥するため、乾燥スピードをより一層速くすることができる。さらに、乾燥前半と乾燥後半の風量を同じにするよう、乾燥後半の送風ユニット２８の回転数を下げても良い。こうすることで、送風ユニット２８の入力を低減できるため、消費電力を低減できる。

以上のように、乾き難かった奥側衣類の乾燥を効率よく行えるため、無駄な電力消費を抑えることができるとともに、衣類の乾きむらを防止し、衣類の温度が上昇し過ぎるのを防止できる。

図１５は、本実施例による乾燥中の衣類温度変化と含水量の変化を示したものである。乾燥前半は、従来機の温度変化と同様であるが、吹き出し口を後部に切り換えた乾燥後半は、奥側衣類の温度が急激に上昇し乾燥していくのが分かる。一方、温風が当たらなくなる前側衣類の温度は若干低下していくが、すでに乾いているためになんら問題はない。このように、乾燥後半に奥側衣類を効果的に乾燥できるため、乾燥時間も前部吹き出し口のみの場合のｔ１より短いｔ２とすることができ、時間と消費電力を低減できる。

また、更に消費電力量を低減するために、乾燥後半ではヒータ３１をＯＦＦとしてもよい。乾燥前半で衣類や外槽２，洗濯兼脱水槽３の温度が十分に高くなっており、かつ筐体１内の空気の温度も上昇している。乾燥後半で吸排気弁５５を開くと筐体１内の暖められた空気が吸込まれ、送風ユニット２８で断熱圧縮され温度が更に上昇する。本実施例の場合、送風ユニット２８の回転数が毎分１４０００回転であり、送風ファンでの温度上昇は８℃程度である。そして、外槽２の外周面に密着して設けた後部ダクト５１を通る間に外槽２から熱をもらい更に温度上昇するため、ヒータなしでも、温風を後部吹き出し口５２から吹き出すことができるからである。周囲温度が２０℃の場合で、後部吹き出し口からの吹き出し温度は乾燥後半直後で５０℃程度、時間の経過とともに温度は低下するが、乾燥終了時で３５℃程度である。

以上、消費電力量の観点から説明してきたが、本実施の形態例は乾燥時のしわ防止の点からも有利である。すなわち、乾燥前半は前部吹き出し口３２から風速約１００ｍ／ｓ，風量約１.６ｍ³／minの温風を吹き出し、風圧で衣類を押し広げることで衣類のしわを防ぎながら乾燥を行っている。しかしながら、衣類の量が多いと洗濯兼脱水槽３の奥側にある衣類には高速の風が当たりにくいため、奥側衣類のしわ付きを防ぐことはできない。乾燥後半に切り替わる時点で、奥側衣類は減率乾燥期間に入る程度まで乾いており、乾燥度は０.９程度である。乾燥度が０.９を越すと、その時衣類に付いていたしわを取るのが困難になっていく。本実施例では、奥側衣類の乾燥度が０.９程度の時点で後部吹き出し口５２から温風を吹き出すため、後側衣類のしわを伸ばす効果がある。しわを伸ばす効果で考えると、後部吹き出し口５２からの風速，風量は前部吹き出し口３２と同程度であることが望ましい。ただし、洗濯兼脱水槽３が回転することで、フランジ２３の放射状リブに高速の風が当たり、風きり音が発生する。このため、本実施例では、後部吹き出し口５２の面積を前部吹き出し口の面積より大きくし、風速７０ｍ／ｓ，風量１.７ｍ³／minに設定し、風きり音を低減している。このように風速を落としても、従来の一般的な洗濯乾燥機の風速（１０〜２０ｍ／ｓ）に較べ十分に速く、前部吹き出し口のしわ伸ばし効果よりもやや低下するが、十分なしわ伸ばし効果を有する。なお、乾燥後半には前側衣類には温風が吹付けられないが、しわが少ない状態で乾燥しているため、乾燥後半の運転中にしわが増加することはほとんどない。

ところで、乾燥効率を更に向上するために、切り換え弁５４を中立の位置にして、前部吹き出し口３２と後部吹き出し口５２の両方から同時に温風を吹き出すようにすることも考えられる。しかし、本実施例の送風ユニット２８の能力では、１００ｍ／ｓの風速を確保しようとすると、吹き出し口１つ当たりの風量が０.８ｍ³／min程度になり、この風量では、しわを伸ばす効果が少なく、本実施例と同等の乾燥仕上がりを得ることができない。送風ユニットの能力を２倍化すると、前後同時吹き出しで仕上がりを良くすることができるが、送風ユニットを運転するための電力も２倍化するため、商用電源（１００Ｖ，１５Ａ）ではヒータの入力を小さくする必要があり、温風の温度が低下してしまうため、得策ではない。また、送風ユニットが大型化するため、洗濯乾燥機の筐体サイズを大型化せざるを得ず、設置性（省スペース化）の観点からも課題となる。ただし、温風の熱源として、ヒートポンプ方式を使用する場合は、熱源の入力が小さくても十分な熱量を得られるため、前後同時吹き出しによる、高効率乾燥と高仕上げ乾燥を実現可能である。

本実施の形態例では、洗濯兼脱水槽３の前後に吹き出し口１つずつ設け、吸気口は１つの構成としている。これは、前後の吹き出し口を切り換え弁で切り換えることで、単一の送風ユニットで実現することができ、コンパクトで低コストな洗濯乾燥機とすることができる。

また、前部吹き出し用の温風循環経路は閉ループで構成し、後部吹き出し用の温風循環経路は開ループで形成し、吸排気弁で閉ループと開ループを切り換える構成としている。
乾燥前半から乾燥後半に切り替わる時点で、後側衣類は減率乾燥期間に入る程度まで乾いており、衣類の含水量は少なくなっている。このため、乾燥後半では衣類に当たった後に空気に含まれる水分はそれほど多くない。このため、乾燥後半も閉ループのまま乾燥ダクト内で水冷除湿しても良いが、乾燥後半はヒータ弱あるいはヒータＯＦＦの運転をするので、温風温度が低目となるため除湿の効率はあまり高くない。そこで、温風循環経路を開ループとし、筐体内から乾いた空気を吸込み、衣類から蒸発した水分を含む空気を排気する構成としたほうが、短時間で乾燥を終了できる。この時室内に放出する湿気は洗濯物を部屋干しした場合に較べはるかに少なく、室内が湿気ることはほとんどない。

次に、排気を室内に放出しない実施例について、図１６及び図１７を用いて説明する。乾燥ダクト２９上部のフィルタダクト２７との接続部近傍に、吸気弁６０を有する。図１６は図４の二点鎖線Ｄ−Ｄで切断した断面図で吸気弁６０の詳細を示す。吸気弁６０は駆動用モータ６０ａと弁体６０ｂと弁座６０ｃとで構成される。弁体６０ｂの端部に設けた回転軸６０ｄを駆動モータで回転することにより弁体６０ｂが回転するようになっている。図１６に示すように弁体６０ｂで弁座６０ｃを塞いだ状態を吸気弁閉、二点鎖線で示すように乾燥ダクト２９とフィルタダクト２７を遮断した状態を吸気弁開と呼ぶ。吸気弁６０を開にすると、吸気口６１が形成される。

乾燥運転時の風の流れを、図１７の構造模式図に示す。本実施例においても、切り換え弁５４と吸気弁が両方閉もしくは、両方開の二通りの運転を行う。両方開の場合（図１７実線矢印）については、上述した実施の形態例と同様であるので説明を省略し、両方が開の場合（図１７破線矢印）について述べる。送風ユニット２８を運転すると、筐体１内の空気は吸気口５６からフィルタダクト２７に吸込まれる（破線矢印４６）。そして、吸気ダクト３３に入り送風ユニットに吸込まれ（矢印４４）、蛇腹管継ぎ手３０ｂから後部ダクト５１に入り（破線矢印４７）、後部ダクトで外槽２の背面に導かれ、後部吹き出し口５２から洗濯兼脱水槽３の後側から洗濯兼脱水槽３内に吹き込み（破線矢印４８）、洗濯兼脱水槽３内の奥側の衣類に当たり、衣類から水分を蒸発させる。そして、洗濯兼脱水槽３に設けた貫通孔から外槽２に流れ、一部はオーバーフロー口２ｅからオーバーフローホース２ｆを通り（破線矢印４９）排水ホース２６から機外へ排気される。残りは、排水口２ｂから排水弁２５を通り（破線矢印５０）、オーバーフローホース２ｆからの流れと合流し排水ホース２６から機外へ排出される。通常、排水ホースは、配水管に接続されているため、配水管内に排気され、室内に排気されないため、室内の湿気が増加することを防止できる。

以上述べてきた実施の形態例は、前部吹き出し用の温風循環経路を閉ループで構成し、後部吹き出し用温風循環経路を開ループで構成したが、逆に構成しても全く同様の効果を得られる。この場合の空気の流れを図１８の構造模式図に示す（構成は図１２に示した場合と同じである）。この場合の運転は、乾燥前半は後部吹き出し口５２から温風を吹き出し、乾燥後半は前部吹き出し口３２から温風を吹き出すようにする。後部吹き出し口５２から温風を吹き出す場合、切り換え弁５４を開き、吸排気弁５５を閉じると、空気は図中破線矢印で示すように流れる。送風ユニット２８を運転し、ヒータ３１に通電すると、蛇腹管継ぎ手３０ｂから後部ダクト５１に入り（破線矢印４７）、後部ダクトで外槽２の背面に導かれ、後部吹き出し口５２から洗濯兼脱水槽３の後側から洗濯兼脱水槽３内に吹き込み（破線矢印４８）、洗濯兼脱水槽３内の奥側の衣類に当たり、衣類から水分を蒸発させる。高温多湿となった空気は、洗濯兼脱水槽３に設けた貫通孔から外槽２に流れ、吸気口２ａから乾燥ダクト２９に吸い込まれ、乾燥ダクト２９を下から上へ流れる（破線矢印６２）。乾燥ダクト２９に設けてある水冷除湿機構で冷却除湿され、乾いた低温空気となりフィルタダクト２７へ入る（破線矢印６７）。フィルタダクト２７に設けたメッシュフィルタ８ａを通り糸屑が取り除かれ、吸気ダクト３３に入り、送風ユニット２８に吸い込まれ、ヒータ３１で再度加熱され、洗濯兼脱水槽３内に吹き込むように循環する。

前部吹き出し口３２から温風を吹き出す場合は切り換え弁５４を閉じ、吸排気弁５５を開く。送風ユニット２８を運転すると、筐体１内の空気は吸気口５６からフィルタダクト２７に吸込まれる（矢印６５）。そして、フィルタ８，送風ユニット２８，ヒータ３１を通り、前部吹き出し口３２から洗濯兼脱水槽内３内に吹き込む（矢印４１）。洗濯兼脱水槽３内の前側衣類に当たり、衣類から水分を蒸発させる。そして、洗濯兼脱水槽３に設けた貫通孔から外槽に流れ、吸気口２ａから乾燥ダクト２９に押し込まれる（矢印４２）。乾燥ダクト２９を下から上へ流れ排気口５７から排気ダクト５８に入りフィルタ５９で糸屑を取り除かれ、機外へ排気される（矢印６４）。

以上、本実施例によれば、前半の温風循環経路を閉ループで形成し、後半の温風循環経路を開ループ形成に切り換えることにより、湿気を帯びた空気の機外へ排出が抑えられかつ、消費電力を低減することができる。また、乾燥経路の切り換えと同時に、温風の吹き出し方向を変えられるので、乾燥前半とは異なる方向から温風を衣類に当てることができ、乾きむらを抑制することもできるのである。

また、乾燥運転中に衣類に高速の温風を直接吹き付けるので、衣類と風との熱伝達率が向上し、温風が効率よく衣類を温める。また、風速が高いため、回転ドラムの奥にある衣類への風が当たりやすい。

さらに、乾燥の後半で後吹き出し口から風を吹き込むようにしているため、乾きにくい回転ドラムの奥側にある衣類の乾燥が促進され、乾きむらが防止できるとともに乾燥時間が短く消費電力が少ない乾燥を実現できる。

また、乾燥後半は衣類の温度が十分に上昇しているため、後吹き出し口から風を吹き込む場合に加熱手段を弱運転にすることで消費電力を低減できる。あるいは、加熱手段の通電を止め、乾燥前半で温められた筐体内部の空気を吸気手段から吸い込み衣類に吹き付けるようにすることで加熱手段を使わなくても温風を供給できるため、更に消費電力を低減できる。

また、乾燥後半に後吹き出し口から風を吹き込む場合は、筐体内の乾いた空気を吸い込み、回転ドラム内の湿った空気を筐体外へ排気しているため、衣類から効率よく水分を除去でき消費電力を低減できる。このようにすることで、衣類の乾きすぎによる衣類の温度上昇を防止できるため、衣類へのダメージを抑えることもできる。

また、前吹き出し口の風速より後吹き出し口の風速を遅くしているので、後吹き出し口から吹き出した風が回転ドラム底板に当たるときに発生する風切り音を低減できる。

また、吸い込み口と後吹き出し口との位置関係を回転ドラムの回転軸を介在させて離れた位置に設けてあるので、後吹き出し口から吹き出した風が衣類に当たらずに吸い込み口から吸い込まれることを防止でき、効率よく回転ドラム奥側の衣類を乾燥できる。

１ 筐体
２ 外槽
２ｄ 外槽カバー
３ 洗濯兼脱水槽
４，２８ａ モータ
６ 操作パネル
８ 乾燥フィルタ
９ ドア
１６ 給水電磁弁
２７ フィルタダクト
２８ 送風ユニット
２８ｂ ファンケース
２９ 乾燥ダクト
３１ ヒータ
３２ 前部吹き出し口
３２ｄ ノズル
３３ 吸気ダクト
３８ 制御装置
５１ 後部ダクト
５２ 後部吹き出し口
５３ ラビリンスシール
５４ 切り換え弁
５５ 吸排気弁
６０ 吸気弁

Claims (1)

1. 衣類が収容される回転ドラムと、この回転ドラムを駆動するモータと、前記回転ドラムを収容する外槽と、この外槽を支持する筺体と、前記回転ドラム内に温風を吹き出す乾燥手段とを備え、前記温風の熱源としてヒートポンプを使用し、前記回転ドラムの回転中心軸は開口部側が高くなるように傾斜させた洗濯乾燥機において、
   前記乾燥手段は、前記回転ドラム内の空気を吸い込み吐き出す単一の送風ユニットと、複数個の吹き出し口を有し、
   前記複数個の吹き出し口は、前記回転ドラムの前側の上から風を吹き付ける前吹き出し口と、前記回転ドラムの後側の上から風を吹き付ける後吹き出し口を備え、
   前記前吹き出し口の面積を、前記後吹き出し口の面積より小さくし、
   乾燥運転中に、前記単一の送風ユニットを運転し、前記前吹き出し口と前記後吹き出し口とから同時に前記温風を吹き出して、前記外槽の底面下部に設けられた吸気口から吸い込まれることを特徴とする洗濯乾燥機。