(57)【要約】【課題】部屋の温度環境に悪影響を与えることなく、効率よくヒートポンプ装置で温水を生成して水槽内に供給することにより、洗浄性能やすすぎ性能を向上させる洗濯機を提供する。【解決手段】本体内に支持された水槽と、水槽内に回転自在に設けられた回転槽と、圧縮機、吸熱器、減圧手段、放熱器を冷媒の通る管路で連結したヒートポンプ装置と、水道水を吸熱器と熱交換させ冷水を生成する冷水生成手段と、水道水を放熱器と熱交換させ生成された温水を水槽へと供給する温水供給手段とを設けた【選択図】図１
2014113185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体内に支持された水槽と、
前記水槽内に回転自在に設けられた回転槽と、
圧縮機、吸熱器、減圧手段、放熱器を冷媒の通る管路で連結したヒートポンプ装置と、
水を吸熱器と熱交換させ冷水を生成する冷水生成手段と、
水を放熱器と熱交換させ生成された温水を水槽へと供給する温水供給手段とを有する洗濯機。
【請求項２】
前記吸熱器との熱交換により生成された冷水を前記水槽へと供給する冷水供給手段を有する請求項１に記載の洗濯機
【請求項３】
前記冷水供給手段は、前記吸熱器と熱交換した後の冷水を貯水しておく冷水タンクと、前記冷水タンクから前記水槽へと導くための冷水送水手段とを有する請求項２に記載の洗濯機。
【請求項４】
前記温水供給手段は、前記放熱器と熱交換した後の温水を貯湯しておく温水タンクと、温水タンクから前記水槽へと導くための温水送水手段を有する請求項２または３に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ装置により温水生成機能を備えた洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の洗濯機は、ヒートポンプ装置により洗濯時の水を加熱するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、従来の洗濯機の縦断面の簡略図である。本体１内には水槽３が支持され、水槽３内には回転槽５が回転自在に設けられている。また、本体１内には圧縮機１２および吸熱器１５、減圧手段１４、放熱器１３を冷媒の通る管路１６で連結したヒートポンプ装置１７と、回転槽５内の空気を吸熱器１５から放熱器１３を経て、回転槽５へ循環させる循環風路１８とが設けられている。循環風路１８には乾燥用空気を送風する送風手段１９が設けられている。放熱器１３は水槽３内に構成され、循環風路１８の吸熱器１５の上流側に外気と通じる吸気風路２０を設けるとともに、吸熱器１５の下流側に、外気と通じる排気風路２１が設けられている。
【０００４】
これにより、乾燥時は循環風路１８を通過する空気を吸熱器１５で除湿し、さらに放熱器１３で加熱し、回転槽５の衣類に当てることにより衣類の水分を蒸発させ乾燥を行うことができる。このとき、ヒートポンプ装置１７により、吸熱器１５では空気中の水分を凝縮させるときの凝縮熱を奪い、放熱器１３において乾燥した空気に熱を与え、空気の相対湿度を大幅に低下させ、その空気を衣類に当てているため、乾燥空気を必要以上に高温にする必要はなく、エネルギー効率よく乾燥ができる。
【０００５】
また、洗濯やすすぎ時はヒートポンプ装置１７により吸気風路２０より導入した空気から吸熱器１５で空気の熱を奪い、その熱を放熱器１３に運び洗濯水やすすぎ水を加熱することができる。このことにより、ヒータで加熱するよりも温水を省エネで生成することができ、洗浄性能やすすぎ性能を高めることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４６３１７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１における従来の洗濯機では、洗濯やすすぎ時に温水を生成する際に、吸熱器において、吸気風路から吸気した外気から吸熱を行い、吸熱後の冷風を排気風路から外気へと排出するため、洗濯機を設置している部屋の温度が低下し続けていくという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、部屋の温度環境に悪影響を与えることなく、効率よくヒートポンプ装置で温水を生成して水槽内に供給することにより、洗浄性能やすすぎ性能を向上させた洗濯機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、本体内に支持された水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられた回転槽と、圧縮機、吸熱器、減圧手段、放熱器を冷媒の通る管路で連結したヒートポンプ装置と、水道水を吸熱器と熱交換させ冷水を生成する冷
水生成手段と、水道水を放熱器と熱交換させ生成された温水を水槽へと供給する温水供給手段とを有するものである。これにより、洗濯やすすぎ時において、ヒートポンプ装置の吸熱器により、水道水から熱を奪い、その熱を放熱器に運び、別途供給される水道水を加熱することができる。これにより、部屋の温度環境に悪影響を与えることなく、ヒータで加熱するよりも省エネで温水を生成することができ、この温水を洗浄やすすぎ時に水槽内に供給することで、洗浄性能やすすぎ性能を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の洗濯機は、部屋の温度環境に悪影響を与えることなく、水道水から吸熱して効率よくヒートポンプ装置で温水を生成して水槽内に供給することにより、省エネルギー性に優れた洗濯運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の洗濯工程時の縦断面の簡略図
【図２】本発明の実施の形態１における洗濯機のすすぎ工程時の縦断面の簡略図
【図３】本発明の実施の形態２における洗濯機の洗濯工程時の縦断面の簡略図
【図４】従来の洗濯機の縦断面の簡略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、本体内に支持された水槽と、前記水槽内に回転自在に設けられた回転槽と、圧縮機、吸熱器、減圧手段、放熱器を冷媒の通る管路で連結したヒートポンプ装置と、水道水を吸熱器と熱交換させ冷水を生成する冷水生成手段と、水道水を放熱器と熱交換させ生成された温水を水槽へと供給する温水供給手段とを有することにより、洗濯時において、ヒートポンプ装置の吸熱器により、水道水から熱を奪い、その熱を放熱器に運び、別途供給される水道水を加熱することができる。これにより、部屋の温度環境に悪影響を与えることなく、水道水の熱を用いて効率的に温水を生成することができるので、省エネルギー性に優れた洗濯運転を行うことができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明に加えて、水道水を吸熱器と熱交換させ生成された冷水を水槽へと供給する冷水供給手段を有することにより、吸熱器により、熱を奪った後の冷水をそのまま捨てることなく、洗濯やすすぎ時において水槽に供給して利用することができるため、節水性に優れた洗濯運転をすることができる。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明の冷水供給手段は、吸熱器と熱交換した後の冷水を貯水しておく冷水タンクと冷水タンクから水槽へと導くための冷水送水手段を有することにより、洗い時には放熱器と熱交換した後の温水を水槽内に供給し、洗浄性能を高めた状態で回転槽内の洗濯物を洗うとともに、吸熱器と熱交換した後の冷水を冷水タンクに貯水しておき、すすぎ時に貯水しておいた冷水を水槽内に供給して回転槽内の洗濯物をすすぐことにより、洗浄性能を高めながらも、節水性に優れた洗濯運転をすることができる。
【００１５】
第４の発明は、第２の発明の温水供給手段は、放熱器と熱交換した後の温水を貯湯しておく温水タンクと温水タンクから水槽へと導くための温水送水手段を有することにより、洗い時には吸熱器と熱交換した後の冷水を水槽内に供給し、回転槽内の洗濯物を洗うとともに、放熱器と熱交換した後の温水を温水タンクに貯湯しておき、すすぎ時に貯湯しておいた温水を水槽内に供給し、すすぎ性能を高めた状態で回転槽内の洗濯物をすすぐことにより、すすぎ性能を高めながらも、節水性に優れた洗濯運転をすることができる。
【００１６】
（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の縦断面の簡略図である。
図１に示すように、洗濯機の本体１の内部には、複数の弾性体２によって支持された円筒状の水槽３を設け、洗濯・脱水時の振動を吸収する構成となっている。水槽３の内部には、洗濯または乾燥の対象となる衣類４を収容する円筒状の回転槽５が駆動モータ６により回転されるよう構成され、回転槽５の周壁には多数の小孔５ａが設けられている。本体１の前面には衣類４を出し入れする扉７が設けられている。水槽３および回転槽５の前面側には開口部３ａ、５ｂを有し、この水槽３の開口部３ａはベローズ８によって扉７と水密に連結される。水槽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、排水ホース１１の先端部は本体１外に導出されている。
【００１７】
さらに、本体１内には、冷媒を圧縮する圧縮機（図示せず）と、圧縮された冷媒の凝縮熱を放熱する放熱器１３と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための減圧手段（図示せず）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１５とを冷媒が循環するように管路（図示せず）で連結したヒートポンプ装置が設けられている。
【００１８】
さらに、回転槽５の小孔５ａおよび水槽３に設けた排気口３ｂより出て、吸熱器１５、放熱器１３を通過し、水槽３の給気口３ｃより再度、水槽３及び回転槽５へ戻る循環風路１８が構成され、循環風路１８内に設けた送風機（送風手段）１９により乾燥用空気の循環送風が行われる。放熱器１３及び吸熱器１５は、フィン＆チューブ型の熱交換器で構成され、フィンを介してチューブ内の冷媒と乾燥用空気とが熱交換するように構成されている。循環風路１８内の吸熱器１５の上流側にはメッシュ状のフィルタ３８が設けられ、乾燥用空気中に含まれる埃や衣類４から発生したリントを回収できるように構成されている。
【００１９】
さらに、本体１の上方には、使用者が本体１の前方から洗剤を投入するための洗剤ケース２５と、水道の蛇口に接続され洗濯機内に水を供給する給水装置２６が設けられている。給水装置２６は、水道水を洗剤ケース２５内に通した後に洗剤ケース２５内の洗剤を含む洗浄水を水槽３内に供給する洗浄水給水経路２７と、放熱器１３において温水を生成するために水道水を放熱器１３に供給する温水生成用給水経路２８と、吸熱器１５において水道水から熱を奪う（冷水を生成する）ために水道水を吸熱器１５に供給する冷水生成用給水経路２９を有している。給水装置２６から洗浄水給水経路２７、温水生成用給水経路２８、冷水生成用給水経路２９に供給される水道水は、それぞれ洗浄水給水弁２６ａ、温水生成用給水弁２６ｂ、冷水生成用給水弁２６ｃをＯＮ／ＯＦＦすることによって切り換えられる。温水生成用給水経路２８の放熱器１３側端部には散水ノズル３０が設けられており、散水ノズル３０から放熱器１３のフィンに向かって水道水が水道圧力によって散水されるように構成している。同様に、冷水生成用給水経路２９の吸熱器１５側端部にも散水ノズル３１が設けられており、散水ノズル３１から吸熱器１５のフィンに向かって水道水が水道圧力によって散水されるように構成している。放熱器１３及び吸熱器１５のフィンに散水された水道水は、フィンを介してチューブ内の冷媒と熱交換されることになる。散水ノズル３０によって放熱器１３のフィンに散水された水道水は、放熱器１３と熱交換した後、温水供給ホース３２によって水槽３内に供給されるように構成している。また、散水ノズル３１によって吸熱器１５のフィンに散水された水道水は、吸熱器１５と熱交換した後、冷水供給ホース３３によって本体１の下部に設けられた冷水タンク３４に供給されるように構成している。これによって、吸熱器１５と熱交換した後の冷水を冷水タンク３４に貯水しておくことができる。図１に示すように、温水供給ホース３２及び冷水供給ホース３３にはそれぞれトラップが設けられている。冷水タンク３４は、送水ホース３５によって、水槽３内に接続されている。冷水タンク３４の下方には、冷水ポンプ３６が設けられており、冷水ポンプ３６を駆動することにより、冷水タンク３４内の冷水が送水ホース３５を介して、水槽３内に供給されるように構成している。送水ホース３５の水槽３内側端部にはノズル３７が設けられており、冷水ポンプ３６により送水される冷水をポンプ圧力により、水槽３及び回転槽５内に散水させることができるように構成している。こ
のように、給水装置２６、冷水生成用給水弁２６ｃ、冷水生成用給水経路２９、散水ノズル３１、吸熱器１５により冷水生成手段が構成され、冷水生成手段で生成された冷水を水槽へと供給する冷水供給手段は、冷水供給ホース３３、冷水タンク３４と、冷水ポンプ３６、送水ホース３５、ノズル３７からなる冷水送水手段とで構成されている。また、給水装置２６、温水生成用給水弁２６ｂ、温水生成用給水経路２８、散水ノズル３０、放熱器１３及び温水供給ホース３２により温水供給手段が構成されている。
【００２０】
上記構成において、洗濯工程では、扉７を開いて回転槽５内へ衣類４を入れ、洗剤ケース２５内に洗剤を入れて運転を開始する。まず、給水装置２６の洗浄水給水弁２６ａがＯＮして、水道水が洗剤ケース２５内に供給され、洗剤を含む洗浄水が洗浄水給水経路２７を介して水槽３内に少量供給される。その後、洗浄水給水弁２６ａをＯＦＦした後に、ヒートポンプ装置の圧縮機を駆動させながら、温水生成用給水弁２６ｂ及び冷水生成用給水弁２６ｃをＯＮさせる。これにより、冷水生成用給水経路２９を経て散水ノズル３１から吸熱器１５に散水された水道水は、吸熱器１５で吸熱され冷やされ冷水となった後、冷水供給ホース３３を介して冷水タンク３４に貯水される。ヒートポンプ装置の冷媒側から考えた場合、減圧手段によって減圧された冷媒は低温状態となり、吸熱器１５において散水された水道水と熱交換し蒸発しながら熱を奪う。冷媒が水道水から奪った熱は圧縮機の駆動によって冷媒とともに管路を通って放熱器１３側に移動する。圧縮機により圧縮され、高圧となった冷媒は高温状態となり、放熱器１３において温水生成用給水経路２８を経て散水ノズル３０から放熱器１３に散水された水道水と熱交換し凝縮しながら放熱する。これによって、生成された温水は、温水供給ホース３２を介して水槽３内に供給され、回転槽５内にまで供給されていく。水槽３内に供給された温水が所定量になると、駆動モータ６が作動し回転槽５が回転駆動され洗濯動作を行う。
【００２１】
ここで、このとき生成される温水は、水道水から吸熱器１５にて吸熱した熱が、冷媒を介して移動し、放熱器１３にて別途供給される水道水に放熱されることにより生成される。このため、水道水の熱を有効に利用し、省エネルギー性の高いものとすることができる。そして、吸熱器１５では水道水から熱を奪うようにしているため、外気から熱を奪うものとは違い、部屋の温度環境に悪影響を与えることがない。その上で、温水を利用して回転槽５内の衣類を洗濯することができるため、洗浄性能を高めることが可能となる。
【００２２】
所定量、所定温度の温水が水槽３内に貯まると、圧縮機を停止し、温水生成用給水弁２６ｂ及び冷水生成用給水弁２６ｃをＯＦＦさせる。所定時間洗濯後、駆動モータ６が停止して排水弁１０が開き、汚れた水が水槽３および回転槽５から排水され、機外の排水場所へ排水される。その後、回転槽５を高速で回転させ、遠心力により洗濯物から分離された水分を小孔５ａ、排水口９、排水ホース１１を通して機外へと排出する遠心脱水を行った後、洗濯工程は終了する。
【００２３】
次にすすぎ工程時においては、まず、排水弁１０を閉じた状態で冷水ポンプ３６を駆動させる。これによって、図２の矢印に示すように、冷水タンク３４内に洗濯工程において貯水しておいた冷水を送水ホース３５を介してノズル３７から水槽３及び回転槽５内に散水させる。これにより、水槽３内に供給されたすすぎ用の冷水が所定量になると、駆動モータ６が作動し回転槽５が回転駆動されすすぎ動作を行う。上記と同様に水槽３及び回転槽５に水が供給され、すすぎ動作を行う。冷水ポンプ３６は冷水タンク３４内の冷水がなくなるまで動作する。ここで、洗濯工程において冷水タンク３４内に貯水された冷水は、すすぎ工程において水槽３内に供給して利用することができているため、洗濯工程において温水を生成するために吸熱器１５により吸熱される水道水をそのまま捨てることがなく、無駄に使用水量が増えることを防止することができている。所定時間、すすぎ動作を行った後、すすぎ工程が終了する。
【００２４】
次に脱水工程時においては、排水弁１０を開いて排水した後、回転槽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。
【００２５】
以上のように洗濯、すすぎ、および脱水工程が終了すると、次に乾燥運転を開始する。乾燥工程では、駆動モータ６により低速で回転槽５を回転駆動させ衣類４を撹拌しながら、ヒートポンプ装置の圧縮機の運転と送風機１９の運転により、循環風路１８内の空気は吸熱器１５で吸熱されて冷却除湿され、放熱器１３で加熱されて給気口３ｃから水槽３及び回転槽５内へ送り込まれる。この除湿された温風は、衣類４の水分を奪った後、回転槽５の小孔５ａから水槽３内を通過して排気口３ｂを経て循環風路１８へ至る。そして除湿された水は排水弁１０を介して機外へ排水される。このように、循環風路１８と回転槽５の間を空気が循環することにより衣類４の乾燥が行われる。ここで、送風機１９による送風時において、放熱器１３及び吸熱器１５近傍の乾燥空気の静圧は、水槽３及び冷水タンク３４内の静圧よりも送風機１９の吸込み側に近いため低くなる。このため、水槽３及び冷水タンク３４内の空気は、温水供給ホース３２及び冷水供給ホース３３を通って放熱器１３及び吸熱器１５側へ流れようとするが、これを温水供給ホース３２及び冷水供給ホース３３に設けたトラップ部に存在する残水の水頭によって防いでいる。このことにより、ヒートポンプ装置により、ヒータ式の乾燥システムに対し、乾燥工程を省エネルギー化できるようにしている。このため、ヒートポンプ装置を冷水及び温水を省エネルギーで生成する目的だけではなく、回転槽５内の洗濯物を省エネルギーで乾燥させる目的としても使用することができている。
【００２６】
ここで、この乾燥工程中においては、衣類４から多量のリントが発生する。このリントは吸熱器１５の上流側に設けられたフィルタ３８により大部分は回収されるが、一部メッシュを通過したリントは吸熱器１５及び放熱器１３のフィンに引っ掛かり、付着する。しかしながら、本実施例においては、洗濯工程において、散水ノズル３１及び３２から水道水を吸熱器１５及び放熱器１３のフィンに対して散水するため、この付着したリントを洗い流すことができる。このため、吸熱器１５及び放熱器１３のフィンに付着したリントがどんどん堆積していき、送風機１９により送風される乾燥空気の風量が低下し、乾燥性能が悪化することを防止することができ、信頼性の高いヒートポンプ装置を提供することができる。
【００２７】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の縦断面の簡略図である。なお、実施の形態１と基本構成は同じなので説明は省略し、異なる点を中心に説明する。また、実施の形態１と同じ構成部品には同じ符号を付している。
【００２８】
図３に示すように、散水ノズル３１によって吸熱器１５のフィンに散水された水道水は、吸熱器１５と熱交換した後、冷水供給ホース３３によって水槽３内に供給されるように構成している。また、散水ノズル３０によって放熱器１３のフィンに散水された水道水は、放熱器１３と熱交換した後、温水供給ホース３２によって本体１の下部に設けられた温水タンク３９に供給されるように構成している。これによって、放熱器１３と熱交換した後の温水を温水タンク３９に貯水しておくことができる。温水タンク３９は、送水ホース３５によって、水槽３内に接続されている。温水タンク３９の下方には、温水ポンプ４０が設けられており、温水ポンプ４０を駆動することにより、温水タンク３９内の温水が送水ホース３５を介して、水槽３内に供給されるように構成している。送水ホース３５の水槽３内側端部にはノズル３７が設けられており、温水ポンプ４０により送水される温水をポンプ圧力により、水槽３及び回転槽５内に散水させることができるように構成している。
【００２９】
このように、給水装置２６、温水生成用給水弁２６ｂ、温水生成用給水経路２８、散水ノズル３０、放熱器１３により温水生成手段が構成され、温水生成手段で生成された温水
を水槽へと供給する温水供給手段は、温水供給ホース３２、温水タンク３９と、温水ポンプ４０、送水ホース３５、ノズル３７からなる温水送水手段とで構成されている。また、給水装置２６、冷水生成用給水弁２６ｃ、冷水生成用給水経路２９、散水ノズル３１、吸熱器１５及び冷水供給ホース３３により冷水供給手段が構成されている。これにより、温水供給手段は、放熱器１３と熱交換した後の温水を貯湯しておく温水タンク３９と温水タンク３９から水槽３へと導くための温水送水手段を有することにより、洗い時には吸熱器１５と熱交換した後の冷水を水槽３内に供給し、回転槽５内の洗濯物を洗うとともに、放熱器１３と熱交換した後の温水を温水タンク３９に貯湯しておき、すすぎ時に貯湯しておいた温水を水槽３内に供給し、すすぎ性能を高めた状態で回転槽５内の洗濯物をすすぐことにより、すすぎ性能を高めながらも、無駄に使用水量が増えることを防止できる。
【００３０】
なお、本実施の形態は、実施の形態１と組み合わせることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、部屋の温度環境に悪影響を与えることなく、効率よくヒートポンプ装置で温水を生成して水槽内に供給することにより、洗浄性能やすすぎ性能を向上させることができるもので、食器洗い乾燥機等、他の分野において温水が必要となる機器等への用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１  本体
３  水槽
５  回転槽
１３  放熱器
１５  吸熱器
２６  給水装置
２６ｂ  温水生成用給水弁
２６ｃ  冷水生成用給水弁
２８  温水生成用給水経路
２９  冷水生成用給水経路
３０  散水ノズル
３１  散水ノズル
３２  温水供給ホース
３３  冷水供給ホース
３４  冷水タンク
３５  送水ホース
３６  冷水ポンプ
３７  ノズル
３９  温水タンク
４０  温水ポンプ
【図１】
2014113185.tif 000003
【図２】
2014113185.tif 000004
【図３】
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【図４】
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