(57)【要約】【課題】電力使用量の削減と電源設備の小型化を可能とするとともに、これまで発電ブレーキにより熱エネルギーとして無駄に消費していた回生電力を有効利用する業務用洗濯脱水機を提供する。【解決手段】モータ３を駆動する電源周波数を変化させるインバータ２と、インバータに接続され、モータの電源を断にして電力回生ブレーキをかける際にモータからの起電力を充電する蓄電池４と、インバータと蓄電池との相互間の電流を制御する充放電コンバータ５と、を備え、インバータは脱水を停止した際にモータが発電した電力を充放電コンバータを介して蓄電池に充電するとともに、モータが洗濯を終了して脱水に切り替わる際に内胴を高速回転させる際に、通常時の脱水のインバータからモータへの電流値を超える部分の電流を、蓄電池から充放電コンバータを介してモータに供給してモータのピーク電流を低減させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外胴の内側に回転自在な内胴を配置する洗濯脱水機における内胴を回転駆動するモータと、該モータを駆動制御する制御部を備える業務用洗濯脱水機において、
上記制御部にはモータを駆動する電源周波数を変化させるインバータと、
該インバータに接続され充放電可能な蓄電池と、
上記インバータと蓄電池との相互間の電流を制御する充放電コンバータと、を備え、
上記制御部は脱水を停止した際に上記モータが発電した電力を上記充放電コンバータを介して上記蓄電池に充電するとともに、上記モータが洗濯を終了して脱水に切り替わる際に内胴を高速回転させる際に、通常時の脱水の上記インバータからモータへの電流値を超える部分の電流を、上記蓄電池から上記充放電コンバータを介して上記モータに供給してモータのピーク電流を低減させることを特徴とする業務用洗濯脱水機。
【請求項２】
インバータは、モータの駆動電源を断にして電力回生ブレーキをかける際に上記モータからの起電力を蓄電池に充電することを特徴とする請求項１に記載の業務用洗濯脱水機。
【請求項３】
業務用洗濯脱水機を複数台並列に配置するとともに、該業務用洗濯脱水機のそれぞれのモータに対応して接続される複数のインバータを、１つの充放電コンバータを介して蓄電池に一体的に配設したことを特徴とする請求項１又は２に記載の業務用洗濯脱水機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被洗物を一つの大きな洗濯ドラムで洗濯して脱水する業務用洗濯脱水機において、回生電力を利用することにより電源設備の小型化に対応しかつ省エネルギーに寄与することができる有用な業務用洗濯脱水機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗濯と脱水を同一のドラム（内胴）で行う業務用洗濯脱水機において、洗濯、すすぎ、脱水の各工程において、内胴を低速から高速までの幅広い範囲において回転制御するためにインバータを用いている。
洗濯・すすぎの際に内胴は低速で回転（又は揺動）駆動することから、インバータを介してモータに流れる電流値は、図４に示すように、小さい（例えば１０アンペア）ものの、脱水工程では内胴を高速で回転駆動することから、大きな駆動電流を必要とし、特に回転が最高速に達する際には最大電流（例えば５０アンペア）となっていた。
【０００３】
また、脱水が終了して内胴の駆動モータの電源を断にしても、そのままでは内胴は惰性で回転を続けてすぐには停止しないことから、ブレーキをかける必要があった。
そこで、高速で回転する内胴を制動するために、駆動用のモータを回生動作させるようにインバータを制御することが行われており、具体的には駆動電力を切断された状態で回転を続けるモータにおける発電時の回転抵抗を制動力として利用する発電ブレーキを利用している。そして、モータが回転することにより発生する回生電力を消費する放電回路（放熱抵抗等）を設け、この放電による回生電力の消費によりモータが制動される構造としている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７５８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の業務用洗濯脱水機は、図４に示すように、洗濯時の内胴の低速回転から、脱水に切り替わる際のモータの加速時に最大電流値（ａ）にまで高まり、内胴の回転が最高速に達して回転が一定になると電流は低下して低い電流値（ｂ）（例えば３０アンペア）になる。
この洗濯脱水機の最大電流値（ａ）の約５０アンペアを、低い電流値（ｂ）の約３０アンペアまで下げることができれば、電力コストにおいて重要な電力使用量に加え契約電気容量の小容量化やブレーカの小容量化等の電源設備の小型化も可能となり、コスト低減と省エネルギーに大いに寄与することができる。
さらに、これまで放電回路で発熱させることにより消費していた回生電力を無駄にすることなく有効に利用することが求められていた。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、電力使用量の削減と電源設備の小型化を可能とするとともに、これまで発電ブレーキにより熱エネルギーとして無駄に消費していた回生電力を有効に利用することができる業務用洗濯脱水機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者は、これまで放電回路で放熱していた回生電力を蓄電池に貯めて、これを最大電流時に利用することにより電力使用量の削減と電源設備の小型化を可能とする回生電力を利用する業務用洗濯脱水機を案出するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の業務用洗濯脱水機は、外胴の内側に回転自在な内胴を配置する洗濯脱水機における内胴を回転駆動するモータと、該モータを駆動制御する制御部を備える業務用洗濯脱水機において、上記制御部にはモータを駆動する電源周波数を変化させるインバータと、該インバータに接続され充放電可能な蓄電池と、上記インバータと蓄電池との相互間の電流を制御する充放電コンバータと、を備え、上記制御部は脱水を停止した際に上記モータが発電した電力を上記充放電コンバータを介して上記蓄電池に充電するとともに、上記モータが洗濯を終了して脱水に切り替わる際に内胴を高速回転させる際に、通常時の脱水の上記インバータからモータへの電流値を超える部分の電流を、上記蓄電池から上記充放電コンバータを介して上記モータに供給してモータのピーク電流を低減させることを特徴とする。
本発明によれば、充電池に充電した電力をモータのピーク電流の抑制に充当することが可能となり、これにより電力使用量の削減と、契約電気容量の小容量化やブレーカの小容量化等の電源設備の小型化を可能とする。
【０００９】
また本発明の業務用洗濯脱水機は、インバータが、モータの駆動電源を断にして電力回生ブレーキをかける際に上記モータからの起電力を蓄電池に充電することを特徴とする。
これにより、これまで発電ブレーキにより熱エネルギーとして無駄に消費していた回生電力を蓄電池に貯めて、ピーク電流の抑制に充当することができ効率的である。
【００１０】
また本発明の業務用洗濯脱水機は、業務用洗濯脱水機を複数台並列に配置するとともに、該業務用洗濯脱水機のそれぞれのモータに対応して接続される複数のインバータを、１つの充放電コンバータを介して蓄電池に一体的に配設したことを特徴とする。
これにより、１つの蓄電池に対して複数台の洗濯脱水機を接続することで、蓄電池の容量を大きくし、その大容量の蓄電池から余裕を持って各洗濯脱水機に給電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の業務用洗濯脱水機の第１の実施例のシステム図である。
【図２】本発明の業務用洗濯脱水機の電流値変化を示すグラフ図である。
【図３】本発明の業務用洗濯脱水機の第２の実施例のシステム図である。
【図４】従来の業務用洗濯脱水機の電流値変化を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る業務用洗濯脱水機を実施するための形態を詳細に説明する。図１〜図３は、本発明の実施の形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び機能は同様であるものとする。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施例に係る業務用洗濯脱水機とこれを駆動する制御部を含むシステム図を示している。
図中１は、業務用洗濯脱水機の内胴、２は業務用洗濯脱水機のモータ３を駆動制御するインバータ、４はモータ３からの回生電力を充電するリチウムイオンキャパシタ等からなる蓄電池、５は蓄電池４の充放電を制御する充放電コンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）である。なお、上記インバータ２はモータ３を含む業務用洗濯脱水機本体に設けられており、充放電コンバータ５と蓄電池４は業務用洗濯脱水機本体から離れてコントローラとして設置されている。
【００１４】
図２のグラフ図は、本発明の業務用洗濯脱水機の電流値変化を示している。
本発明の業務用洗濯脱水機において、被洗物が投入されている内胴１は、洗濯時に低速度で回転（揺動）しており、その際の電流値は、例えば１０アンペア程度と低い値で安定的に維持される。
そして洗濯が終了して脱水に移行する際に、業務用洗濯脱水機のモータ３は水を含んで重くなった被洗物を入れた内胴１を一方向に徐々に高速で回転させていく。それとともにインバータ２を通じてモータ３に流れる駆動電流は徐々に大きくなっていき、約５０アンペアでモータ３が最高速度に達し、その後モータ３が最高速度を一定に保つと、電流値は下がっていき、約３０アンペアで安定的に維持される。
高速回転する内胴中の被洗物は、内部に含んだ水分を遠心力により絞られて内胴外に放出して徐々に脱水されていく。
【００１５】
このようにして業務用洗濯脱水機が所定時間脱水した後、インバータ２はモータ３の電源を断にして脱水工程を終了する。しかしながら、電源を切られた内胴１は惰性で回転を続ける。この状態でモータ３は発電して、インバータ２に駆動時と逆の電流が流れ、充放電コンバータ５を介して蓄電池４に充電される。
このようにして蓄電池４に充電されたエネルギーは、上記業務用洗濯脱水機の次回の洗濯・脱水時に利用されることとする。すなわち、洗濯が終了して脱水に移行する際の最大電流値（ａ）前後の、図２のグラフの斜線部分に、充放電コンバータ５を介して駆動モータに電力を供給する。
【００１６】
具体的には、業務用洗濯脱水機が脱水に移行する際にインバータ２は、モータ３に流れる電流が、所定の値（例えば３０アンペア）以上になると３０アンペアを超える分については、蓄電池４からの放電で充当し、最大電流値を超えてモータ３が最高速度に達してその最高速度を一定に保つと蓄電池４からの放電を停止して商用電力のみで駆動するものである。
これにより、商用電力から業務用洗濯脱水機に供給される最大電流は３０アンペアとなり、従来と比較して２０アンペアも削減することができる。
【００１７】
なお、蓄電池４に充電するエネルギーとしては、必ずしも上述したモータ３の減速時の回生電力のみに限定されることはなく、例えば太陽光発電、風力発電などの再生可能エネルギーや、電気使用料の安い夜間電力等を用いたり、これらを併用したりすることも適宜選択することができる。
【００１８】
図３は、本発明の業務用洗濯脱水機の第２の実施例のシステム図を示している。
前述した図１に示す第１の実施例にあっては、業務用洗濯脱水機１機につき蓄電池４を１つ接続する場合について説明したが、本実施例にあっては複数の業務用洗濯脱水機で１つの蓄電池４を共用する構成とするものである。
実際に洗濯脱水機を設置する現場にあっては、複数台の洗濯脱水機を同時に使用していることが多くあり、それぞれの洗濯脱水機は、個別に独立したインバータ２を含む制御部が備えている。これら複数のインバータ２から、洗濯脱水機の外部に設置された１つの蓄電池に配線することができれば、蓄電池４の容量を大きくし、大容量の蓄電池４から余裕を持って給電することができる等、有効に利用することが可能となるのであるが、これには技術的な困難があった。
【００１９】
それは、従来の業務用洗濯脱水機に設置されていたインバータから蓄電池４への配線の長さが、電圧降下等の問題から５メートル以内に制限されているということであった。しかしながら、５メートル以内に複数台の大型の業務用洗濯脱水機を配置することはスペース的に困難であった。
そこで、本発明の業務用洗濯脱水機にあっては、これまでは業務用洗濯脱水機本体に設置されていたインバータを洗濯脱水機から取り外して蓄電池を含むコントローラ側に移動させることにより、インバータから蓄電池４への配線長を５メートル以下に短くすることを可能とするものである。
また、複数台の業務用洗濯脱水機は、それぞれが必ずしも同じタイミングで洗濯・脱水するわけではないので、それぞれが異なる時間で別個に充電し、かつ別個に放電して、効率的に充放電させることができる。
【００２０】
以上、本発明の業務用洗濯脱水機について、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記実施形態における業務用洗濯脱水機の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の業務用洗濯脱水機は、業務用の洗濯脱水機を製造する産業においてきわめて有用に利用することができるものである。
【符号の説明】
【００２２】
１：内胴
２：インバータ
３：モータ
４：蓄電池
５：充放電コンバータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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