(57)【要約】【課題】ヒートポンプ装置によって回転槽内へ供給する乾燥用空気を加熱する洗濯乾燥機においては、電気ヒータと比較すると温度上昇がおそく乾燥時間が長くなる。【解決手段】制御手段４５は、乾燥工程に入る前の脱水工程において、回転槽５の回転が安定した後に圧縮機４１のモータへの通電を開始させ、ヒートポンプ装置の予熱運転を効率よく行い、消費エネルギーを節約しながら乾燥時間を短縮できるものである。【選択図】図４
2005261703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に支持された水槽と、水槽内に回転可能に設けられ衣類を収容する回転槽と、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が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たヒートポンプ装置と、前記放熱器で加熱した空気を前記回転槽内へ供給する送風手段と、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥などの一連の工程を制御する制御手段とを具備し、前記制御手段は、乾燥工程に入る前の脱水工程において、前記回転槽の回転が安定した後に前記圧縮機のモータへの通電を開始させる洗濯乾燥機。
【請求項２】
制御手段は、乾燥工程に入る前の脱水工程において、回転槽の回転が最高回転数に達してから一定時間後に圧縮機のモータへの通電を開始させる請求項１記載の洗濯乾燥機。
【請求項３】
筐体の振動を検知する振動検知手段を設け、制御手段は、乾燥工程に入る前の脱水工程において、回転槽の回転起動後、筐体の振動が所定値まで減少した後に圧縮機のモータへの通電を開始させる請求項１記載の洗濯乾燥機。
【請求項４】
圧縮機のモータは、誘導モータからなり一定速で回転する請求項１記載の洗濯乾燥機。
【請求項５】
圧縮機のモータは、制御手段によって回転数制御される請求項１記載の洗濯乾燥機。
【請求項６】
制御手段は、圧縮機のモータの回転数を徐々に上昇させて起動させる請求項５記載の洗濯乾燥機。
【請求項７】
制御手段は、圧縮機のモータが最高回転数に達する前に所定の回転数で一時保持するようにした請求項５記載の洗濯乾燥機。
【請求項８】
ヒートポンプ装置に用いる冷媒は、二酸化炭素（ＣＯ２）を主成分とするものである請求項１〜７のいずれか１項に記載の洗濯乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯、脱水と乾燥を同一回転槽内で行う洗濯乾燥機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のドラム式の洗濯乾燥機は図１０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。図に示すように、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水槽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。水槽３の内部には、洗濯または乾燥対象物４（以下、衣類という）を収容する円筒状で横軸型の回転槽５を回転可能に配設し、駆動モータ６により回転軸６ａを回転させて回転駆動する。
【０００３】
回転槽５の内壁には衣類４を撹拌する複数のバッフル（図示せず）が設けられ、回転槽５の周壁には小孔５ａを多数設けている。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。水槽３および回転槽５の前面側にも同様の開口部３ａ、５ｂを有し、この水槽３の開口部３ａはベローズ８によって筐体１の開口部１ａと水密に連結されている。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、その先端部は機外に導出されている。
【０００４】
送風機１２は、ヒータ１３によって加熱された温風を給気口１４から回転槽５内に送風供給するものである。循環ダクト１５は、回転槽５および水槽３を通過した湿った乾燥用空気の除湿を行うもので、一端を水槽３の下部の排気口１６に接続し、他端を送風機１２に接続している。１７は給水弁で、水道の蛇口等に接続された給水ホース１８からの給水を制御する。
【０００５】
上記構成において、洗濯運転を行う場合は、扉７を開いて回転槽５内へ衣類４および洗剤を入れて運転を開始する。まず、給水弁１７が洗濯水側の給水口を開き、水槽３および回転槽５内に所定量の水が供給されると、駆動モータ６が作動し回転槽５が回転駆動され洗浄動作を行う。所定時間後、駆動モータ６が停止して排水弁１０が開き、汚れた水が回転槽５および水槽３から排水され、排水ホース１１を介して機外の排水場所へ排水される。次に、上記と同様に水槽３および回転槽５に水が供給され、すすぎ動作を行う。すすぎが終了すると排水弁１０が開いて排水された後、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。
【０００６】
以上のように洗濯運転が終了すると、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、送風機１２により矢印１９の方向に送風された空気は、ヒータ１３で加熱されて温風となり、給気口１４から回転槽５内へ送り込まれる。この温風は、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１６を経て循環ダクト１５へ至る。
【０００７】
このとき給水弁１７が冷却水側の給水口を開いており、循環ダクト１５内には冷却水が注水されている。衣類４の水分を奪って湿気を含んだ温風がこの循環ダクト１５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、湿った温風は除湿されて矢印に示すように再び送風機１２へ戻る。この冷却水および結露水は排水弁１０を介して機外へ排水される。この送風機１２、ヒータ１３、給気口１４、回転槽５、水槽３、排気口１６、循環ダクト１５の循環経路で温風を循環させることにより、回転槽５内の衣類４を乾燥させることができる。
【０００８】
上記従来の構成では、衣類４の乾燥に使用された熱は、循環ダクト１５の冷却水もしくは筐体１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。
【０００９】
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が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たヒートポンプ装置を衣類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、外部に放出される熱量を回収し、有効にエネルギーを利用して衣類の乾燥が行えることが分かっている。
【特許文献１】特開平７−１７８２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ヒートポンプ装置は、圧縮機、冷媒、熱交換器等の構成要素が多く熱容量が大きいため、通常の電気ヒータと比較すると温度上昇がおそい。したがって、回転槽内へ供給する乾燥用空気が、圧縮機のモータへ通電してから所定の温度になるまでに時間がかかり、乾燥時間が長くなるという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ヒートポンプ装置の予熱運転を効率よく行い、消費エネルギーを節約しながら乾燥時間を短縮できる洗濯乾燥機を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の洗濯乾燥機は、筐体内に支持された水槽内の回転槽へ加熱した空気を供給するヒートポンプ装置および送風手段と、一連の工程を制御する制御手段とを備え、この制御手段が乾燥工程に入る前の脱水工程において、回転槽の回転が安定した後にヒートポンプ装置を構成する圧縮機のモータへの通電を開始させるようにしている。
【００１３】
これにより、脱水工程時に回転槽の回転振動の影響を受けずにスムーズに圧縮機を起動してヒートポンプ装置の予熱ができ、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり、乾燥時間が短縮できるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の洗濯乾燥機は、ヒートポンプ装置の予熱運転を効率よく行うことができ、乾燥時間が短縮できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、筐体内に支持された水槽と、水槽内に回転可能に設けられ衣類を収容する回転槽と、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が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たヒートポンプ装置と、前記放熱器で加熱した空気を前記回転槽内へ供給する送風手段と、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥などの一連の工程を制御する制御手段とを具備し、前記制御手段は、乾燥工程に入る前の脱水工程において、前記回転槽の回転が安定した後に前記圧縮機のモータへの通電を開始させるものであり、脱水工程時に回転槽の回転振動の影響を受けずにスムーズに圧縮機を起動してヒートポンプ装置の予熱ができ、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり、乾燥時間が短縮できる。
【００１６】
第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段において、脱水工程において回転槽の回転が最高回転数に達してから一定時間後に圧縮機のモータへの通電を開始させるもので、回転槽の起動時のアンバランスに起因する大きな振動時を回避して圧縮機を運転するので、圧縮機への振動による悪影響が減少し、起動不良の発生や信頼性低下が防止できる。
【００１７】
第３の発明は、筐体の振動を検知する振動検知手段を設け、制御手段は、乾燥工程に入る前の脱水工程において、回転槽の回転起動後、筐体の振動が所定値まで減少した後に圧縮機のモータへの通電を開始させることにより、回転槽の大きな振動を確実に回避して圧縮機を運転するので、圧縮機への振動による悪影響が減少し、起動不良の発生や信頼性低下が防止できる。
【００１８】
第４の発明は、特に、第１の発明の圧縮機のモータは、誘導モータからなり一定速で回転するもので、圧縮機のモータの制御が容易になるとともに低価格で実現できる。
【００１９】
第５の発明は、特に、第１の発明の圧縮機のモータは、制御手段によって回転数制御されるもので、回転槽の回転振動が発生しても制御手段が圧縮機のモータの回転状態を監視しながら圧縮機を運転するので、圧縮機へ多少の振動が加わっても安定して圧縮機を運転することができる。
【００２０】
第６の発明は、特に、第５の発明の制御手段において、圧縮機のモータの回転数を徐々に上昇させて起動させることにより、圧縮機へ多少の振動が加わっても起動不良の発生を低減することができる。
【００２１】
第７の発明は、特に、第５の発明の制御手段において、圧縮機のモータが最高回転数に達する前に所定の回転数で一時保持するようにしたことにより、圧縮機へ多少の振動が加わっても起動不良の発生を低減することができる。
【００２２】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明において、ヒートポンプ装置に用いる冷媒は、二酸化炭素（ＣＯ２）を主成分とするものであり、ヒートポンプ装置の冷凍サイクルの放熱側で超臨界状態をつくることで、高温の温風が得られるので小型で効率良く衣類を乾燥することができる。
【００２３】
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。従来例と同じ構成のものは同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯乾燥機の外観斜視図、図２は、筐体１の背面１ｂ方向から見た要部断面図、図３は、図２のＺ−Ｚ線に沿って切断した断面図、図４は、本実施の形態のヒートポンプ装置の構成と乾燥用空気の流れを示すシステム概念図である。
【００２５】
図に示すように、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水槽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。水槽３の内部には、衣類４を収容する円筒状で横軸型の回転槽５を回転可能に設け、駆動モータ６により回転駆動される。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。水槽３および回転槽５の前面側にも同様の開口部３ａ、５ｂを有し、この水槽３の開口部３ａはベローズ８によって筐体１の開口部１ａと水密に連結されている。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に連結されている。
【００２６】
１２は送風手段を構成する送風機で、筐体１の上面１ｃと側面１ｄが成す隅部空間に位置するように、水槽３の上部に設けられている。送風機１２は水槽３の外面に設けた給気ダクト２０と連通し、給気ダクト２０の給気ダクト入口２１から入った空気を矢印ｃの方向に送風して給気口１４から回転槽５内に供給する。また、水槽３の外面には、水槽３の背面部の排気口１６と連通する排気ダクト２２を設け、回転槽５および水槽３を通過して排気口１６から出てきた空気を矢印ｄのように排気ダクト出口２３へ導出する。
【００２７】
水槽３の下部には、ヒートポンプ装置を構成する熱交換器からなる吸熱器３０に矢印ａの方向に空気を流す吸熱器風路３１と、同様に熱交換器からなる放熱器３２に矢印ｂの方向に空気を流す放熱器風路３３とが水平方向に並べて配設され、この吸熱器風路３１と放熱器風路３３とは循環ダクト３４で連通して吸熱器３０および放熱器３２を通過する空気が直線的に流れるようになっている。
【００２８】
この吸熱器風路３１と放熱器風路３３と循環ダクト３４は一体に構成され、筐体１内の取り付けベース３５に固定されている。そして、吸熱器風路３１の入口と排気ダクト出口２３とは蛇腹状の伸縮可能なフレキシブルホース３６を介して連通している。放熱器風路３３の出口と給気ダクト入口２１も同様に蛇腹状の伸縮可能なフレキシブルホース３７を介して連通している。また、吸熱器風路３１の入口部には、空気中の異物を除去するフィルター手段として合繊ネット等からなるエアフィルター３８を着脱可能に設けている。さらに、吸熱器風路３１の下流側の下部には、除湿水を排出する排出口３９を設けている。
【００２９】
このように、送風機１２で送風される乾燥用空気は、図４の矢印４０に示すように、給気ダクト２０を通り給気口１４から回転槽５内に入り、回転槽５内の衣類４を通過した後、排気口１６から出て、排気ダクト２２を通って吸熱器風路３１の吸熱器３０を通過し、循環ダクト３４を介して放熱器風路３３の放熱器３２を通過して送風機１２へ戻り、循環するようになっている。
【００３０】
また、ヒートポンプ装置は、圧縮機４１、および圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器３２、および高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り弁や毛細管等からなる絞り手段４２、および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３０とを冷媒が循環するように管路４３で連結されており、冷媒は矢印４４の方向に流れて循環し、ヒートポンプサイクルを実現する。この冷媒にはエアコンや冷蔵庫で使用されるフロン系のものを用いても良いが、炭酸ガスを冷媒とすればさらに高温の熱を放出することが可能となり、衣類の乾燥に適する。
【００３１】
４５は制御手段で、駆動モータ６、送風機１２、圧縮機４１等と電気的に接続され、これらの動作を制御して、洗浄、すすぎ、脱水、乾燥などの洗濯乾燥機としての一連の工程を制御する。
【００３２】
以上のような構成において、次に、その動作について説明する。洗濯工程では、排水弁１０を閉じた状態で水槽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と水の入った回転槽５を回転させて洗浄、すすぎを行う。
【００３３】
洗濯工程終了後の脱水工程では、排水弁１０を開いて機外へ水を排水した後、駆動モータ６により衣類４の入った回転槽５を高速回転して脱水を行うが、本実施例では図５に示すように、脱水工程に入ると制御手段４５は回転槽５が起動して設定回転数に達してから一定時間ｔ１後に圧縮機４１のモータへの通電を開始するようになっている。このように脱水運転中であっても回転槽５の回転が安定した後に圧縮機４１の運転を開始することにより、回転槽５の回転振動の影響を受けずにスムーズに起動できる。脱水工程から圧縮機４１を運転してヒートポンプ装置の予熱を行うことにより、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮できる。
【００３４】
次に乾燥工程では、制御手段４５は圧縮機４１と送風機１２を回転させる。圧縮機４１が回転すると、冷媒が圧縮され、この圧力により冷媒は放熱器３２、絞り手段４２、吸熱器３０を循環する。放熱器３２では冷媒の圧縮で熱が放出され、吸熱器３０では絞り手段４２で減圧されて低圧となった冷媒により熱が吸収される。このとき、圧縮機４１はすでに脱水工程中から通電され予熱されているので、圧縮加熱された冷媒の熱が圧縮機４１に奪われることがなく冷媒の温度上昇が早くなる。送風機１２が回転すると、放熱器３２の放熱により加熱された温風が給気ダクト２０を通って給気口１４から回転槽５内に送風される。回転槽５は駆動モータ６により回転駆動され衣類４は上下に撹拌される。
【００３５】
回転槽５内に送風された温風は、この衣類４の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で水槽３の排気口１６を経て排気ダクト２２、フレキシブルホース３６を通り、エアフィルター３８を通過してリント等の異物が除去され、吸熱器風路３１に至る。この湿った温風は、吸熱器３０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、循環ダクト３４を通って放熱器風路３３に入り、放熱器３２で再び加熱され温風となってフレキシブルホース３７、給気ダクト２０を通り、送風機１２へと循環する。
【００３６】
一方、吸熱器３０で結露した除湿水は、底部の排出口３９から機外へ排出される。このようにヒートポンプ装置を用いることにより、吸熱器３０で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器３２で放熱して、圧縮機４１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るので、乾燥時間の短縮と省エネを実現することが可能になる。
【００３７】
以上のように、脱水工程において制御手段４５は回転槽５の回転が安定した後に圧縮機４１のモータへの通電を開始させることにより、回転槽５の回転振動の影響を受けずにスムーズに圧縮機４１を起動してヒートポンプ装置の予熱ができるので、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮できるものである。
【００３８】
なお、本実施例では、脱水工程に入ると制御手段４５は回転槽５が起動して設定回転数に達してから一定時間ｔ１後に圧縮機４１のモータへの通電を開始するようになっているが、例えば、図６に示すように回転槽５の回転が最高回転数に達してから一定時間ｔ２後に圧縮機４１のモータへの通電を開始するようにしても良い。
【００３９】
（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態における洗濯乾燥機について説明する。構成は第１の実施の形態と同様であるが、筐体１の振動を検知する振動検知手段（図示せず）を設けている。振動検知手段は、例えばバイモルフ型の圧電素子や圧電フィルムからなる振動センサを筐体１に取り付け、その出力信号から筐体１の振動量を検知するようになっている。
【００４０】
本実施の形態の制御手段４５の制御シーケンスを図７に示す。脱水工程に入ると、制御手段４５は回転槽５が起動してから振動検知手段により筐体１の振動量を監視して、回転槽５の回転起動後に筐体１の振動が所定値より小さくなってから一定時間ｔ３後に圧縮機４１のモータへの通電を開始するようになっている。
【００４１】
このように、筐体１の振動量を直接監視することにより、回転槽５の大きな振動を確実に回避して圧縮機４１を運転するので起動不良が発生しにくく、振動による圧縮機４１への負担がなくなるので信頼性長寿化が図られ信頼性が向上する。
【００４２】
このように、脱水運転中であっても筐体１の振動が減少した時点で圧縮機４１のモータへの通電を開始することにより、回転槽５の回転振動の影響を受けずにスムーズに起動できる。脱水工程から圧縮機４１を運転してヒートポンプ装置の予熱を行うことにより、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮できる。
【００４３】
なお、以上の実施の形態１および実施の形態２における圧縮機４１のモータは、一定速で回転する誘導モータで構成することにより、制御が容易になるとともに低価格で実現することができる。
【００４４】
（実施の形態３）
次に、本発明の第３の実施の形態における洗濯乾燥機について説明する。本実施の形態では、圧縮機４１のモータはＤＣブラシレスモータなどからなり制御手段４５によって回転数制御される。他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００４５】
本実施の形態の制御手段４５の制御シーケンスを図８に示す。脱水工程に入ると、制御手段４５は回転槽５が起動して設定回転数に達してから一定時間ｔ１後に圧縮機４１のモータへの通電を開始する。このとき制御手段４５は、圧縮機４１のモータの回転数を制御して徐々に回転数を上昇させて起動させるようになっている。
【００４６】
このように、圧縮機４１のモータの回転数を制御しながら起動させることにより、脱水運転中であっても回転槽５の回転振動の影響を受けずにスムーズに起動できる。脱水工程から圧縮機４１を運転してヒートポンプ装置の予熱を行うことにより、乾燥工程へ入ってからの乾燥用空気の温度上昇が早くなり乾燥時間が短縮できる。
【００４７】
また、圧縮機４１のモータの起動制御として、例えば図９に示す制御シーケンスのように、モータの回転数が最高回転数に達する前の低い回転数で一時保持Ｔｓした後に最高回転数まで上昇させるように回転数制御を行うことで、さらに起動不良の発生を低減することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、乾燥用空気を加熱するヒートポンプ装置の予熱運転を効率よく行うことにより乾燥時間が短縮できるもので、ヒートポンプ装置を搭載して乾燥、除湿を行う洗濯機等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機の外観斜視図
【図２】同洗濯乾燥機の要部断面図
【図３】同洗濯乾燥機の要部断面図
【図４】同洗濯乾燥機のシステム概念図
【図５】同洗濯乾燥機の動作タイムチャート
【図６】同洗濯乾燥機の他の例の動作タイムチャート
【図７】本発明の実施の形態２の洗濯乾燥機の動作タイムチャート
【図８】本発明の実施の形態３の洗濯乾燥機の動作タイムチャート
【図９】同洗濯乾燥機の他の例の動作タイムチャート
【図１０】従来の洗濯乾燥機の断面図
【符号の説明】
【００５０】
１  筐体
３  水槽
５  回転槽
１２  送風機
３０  吸熱器
３２  放熱器
４１  圧縮機
４２  絞り手段
４３  管路
４５  制御手段
【図１】
2005261703.tif 000003
【図２】
2005261703.tif 000004
【図３】
2005261703.tif 000005
【図４】
2005261703.tif 000006
【図５】
2005261703.tif 000007
【図６】
2005261703.tif 000008
【図７】
2005261703.tif 000009
【図８】
2005261703.tif 000010
【図９】
2005261703.tif 000011
【図１０】
2005261703.tif 000012