(57)【要約】【課題】ヒートポンプを利用したものにおいて、乾燥終了を正確に判定する。【解決手段】水槽内の空気を循環経路を通じて循環させる送風機と、圧縮機と、膨張弁と、前記循環経路に配置された蒸発器及び凝縮器とを備え、前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張弁、前記蒸発器の順に冷媒を循環させるヒートポンプを備えて選択乾燥機において、前記循環経路内の循環空気が前記蒸発器と接触することにより生成される除湿水量を著量する排水タンクを設けた。乾燥工程が開始されると、制御装置は、排水タンク内の除湿水量に基づいて単位時間当たり除湿水量を算出し、その値に基づき衣類の乾燥終了を判定する（Ｓ３〜Ｓ９）。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温風入口及び温風出口を有する水槽と、
前記水槽の内部に回転可能に配設され衣類を収容するドラムと、
前記温風入口及び温風出口に両端部がそれぞれ接続された循環経路と、
圧縮機と、膨張弁と、前記循環経路に配置された蒸発器及び凝縮器とを備え、前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張弁、前記蒸発器の順に冷媒を循環させるヒートポンプと、
前記循環経路を通して前記水槽内の空気を循環させることにより前記ドラム内の衣類を乾燥させる送風機と、
前記循環経路内の循環空気が前記蒸発器と接触することにより生成される除湿水量に基づき衣類の乾燥終了を判定する判定手段とを備えることを特徴とする洗濯乾燥機。
【請求項２】
除湿水を受ける除湿水容器を備え、
判定手段は、前記除湿水容器内の除湿水量の変化に基づき乾燥終了を判定することを特徴とする請求項１記載の洗濯乾燥機。
【請求項３】
除湿水容器内の水を汲み出す排水ポンプを備え、
判定手段は、前記排水ポンプの動作に基づいて乾燥終了を判定することを特徴とする請求項２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、ヒートポンプを利用して衣類を乾燥する洗濯乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗濯乾燥機では、衣類を収容するドラムを回転させながら前記ドラム内に乾燥した温風を吹き込むことにより、衣類を乾燥している。衣類が湿っている間は、ドラム内に投入された温風の熱量は水分の蒸発に用いられるため、ドラムから排出される空気温度は比較的低く、また、安定している。一方、衣類の乾燥が進むと水分の蒸発量が減少するため、排出空気の温度が急上昇する。そこで、従来の洗濯乾燥機では、ドラムの出口温度や入口温度に基づいて乾燥終了の判定を行っていた。
【０００３】
ところで、近年、省エネルギーの観点から、ヒートポンプを利用して衣類を乾燥する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。ヒートポンプを利用した洗濯乾燥機では、比較的温度が低い空気がドラム内に供給されるため、ヒータ式の洗濯乾燥機に比べて衣類が受けるダメージを小さくできる。
【特許文献１】特開２００３−７５０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ドラム内に供給される空気の温度が低いと、衣類の乾燥の進行に伴いドラムから排出される空気の温度変化が小さくなる。また、ドラムへ供給される空気や排出される空気の温度が周辺温度の影響を受けて変動し易い。このため、ドラムの出口温度や入口温度に基づき精度良く乾燥終了の判定を行うことができないという問題があった。
本発明の目的は、ヒートポンプを利用したものにおいて、乾燥終了を正確に判定することができる洗濯乾燥機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の洗濯乾燥機は、温風入口及び温風出口を有する水槽と、前記水槽の内部に回転可能に配設され衣類を収容するドラムと、前記温風入口及び温風出口に両端部がそれぞれ接続された循環経路と、圧縮機及び膨張弁と、前記循環経路に配置された蒸発器及び凝縮器とを備え、前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張弁、前記蒸発器の順に冷媒を循環させるヒートポンプと、前記循環経路を通して前記水槽内の空気を循環させることにより前記ドラム内の衣類を乾燥させる送風機と、前記循環経路内の循環空気が前記蒸発器と接触することにより生成される除湿水量に基づき衣類の乾燥終了を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
衣類が湿っている間はドラムから排出される空気に含まれる水分量は多いが、衣類の乾燥が進み衣類に含まれる水分が減少すると、排出空気に含まれる水分量は減少する。つまり、衣類の乾燥の進行に伴いドラムから排出された循環空気と蒸発器とが接触することにより生成される除湿水量は変化する。本発明は、このような除湿水量の変化に着目してなされたものであり、ドラムの入口温度や出口温度に基づいて乾燥終了を判定していた従来構成に比べて、外気温の影響をほとんど受けることなく、正確に乾燥終了を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、本実施例に係る洗濯乾燥機の全体構成を示している。前記洗濯乾燥機は、外箱１と、外箱１の内部に配設された円筒状の水槽２と、前記水槽２内に配設された円筒状のドラム３とを備えている。前記外箱１の前面には洗濯物出し入れ用の開口４及び前記開口４を開閉する扉５が設けられている。
【０００８】
前記水槽２は、前上がりに傾斜した状態で左右一対のサスペンション６により支持されている。前記水槽２の前端部には、中央に開口７を有する水槽カバー８が装着されている。前記開口７はベローズ９によって外箱１の開口４に連結されている。また、水槽２の前端部の上部には温風出口１０が形成されており、後端部の上部には温風入口１１が形成されている。更に、水槽２の底部の最後部には排水口１２が形成されている。前記排水口１２には排水パイプ１３が接続されている。
【０００９】
前記ドラム３は水槽２と同様、前上がりに傾斜した状態で配設されている。前記ドラム３の周壁部（胴部）には、ほぼ全域にわたって孔１４が形成されている（図２では一部のみ図示する）。前記孔１４は、通水孔及び通風孔として機能する。前記ドラム３の後面には補強部材１５が取付けられており、前記補強部材１５を介して軸１６がドラム３の後面の中心部に固定されている。また、ドラム３の後端板のうち軸１６の取付け部の周りには、多数の小孔から成る温風導入口１７が形成されている。
【００１０】
これに対して、水槽２の後端部の中心部には軸受ハウジング１８が取付けられている。前記軸１６は、軸受１９，２０を介して軸受ハウジング１８に支持されている。軸受ハウジング１８の外周にはモータ２１のステータ２２が取付けられている。また、軸１７の後端部にはモータ２１のロータ２３が取付けられている。前記モータ２１はアウターロータ形のブラシレスＤＣモータであり、上記構成により、ドラム３はモータ２１によって直接的に回転駆動される。
【００１１】
水槽２の後端部の前面には温風カバー２４が装着されている。前記温風カバー２４は、水槽２の後端部のうち軸１７の周辺及び温風入口１１を覆っている。前記温風カバー２４のうち軸１７の周囲部には開口２５が形成されており、これにより、温風カバー２４と水槽２の後端部との間に、温風入口１１から開口２５へ通じる温風通路２６が構成される。前記開口２５は、温風通路２６の出口部に相当する。
【００１２】
前記補強部材１６のうち前記軸１７が取付けられた中心部の周囲部分には、前記開口２５と対向する複数の比較的大きな孔２７が形成されている。また、前記補強部材１６のうち孔２７の周囲部には弾性材からなる環状のシール部材２９が装着されている。前記シール部材２９は、前記温風カバー２４のうち開口２５の周囲部に近接している。前記シール部材２９により、温風カバー２４と補強部材１６との間の隙間がシールされている。
【００１３】
図２及び図３に示すように、前記外箱１の底部を構成する台板３０上には、略四角筒状の通風ダクト３２が複数個の防振ゴム３１を介して載置されている。各防振ゴム３１にはそれぞれボルト３３が挿通されており、これら複数個のボルト３３の上端部に螺合させた複数個のナット３４により、通風ダクト３２は台板３０に固定されている。
【００１４】
前記通風ダクト３２の前部には蒸発器３５が、後部には凝縮器３６が配置されている。蒸発器３５及び凝縮器３６は、冷媒パイプ３７，３８と、これら冷媒パイプ３７，３８に付設された複数の熱交換用フィン（図示せず）とから構成されている。通風ダクト３２の右側壁は、蒸発器３５の右端板３５ａ及び凝縮器３６の右端板３６ａ、並びにこれらの端板３５ａ，３６ａを繋ぐ補助側板３９から構成されている。このため、蒸発器３５の右端板３５ａには冷媒パイプ３７の入口部及び出口部並びに途中部が突出しており、凝縮器３６の右端板３６ａには冷媒パイプ３８の入口部及び出口部並びに途中部が突出している。
【００１５】
尚、図示しないが、通風ダクト３２の左側壁は、蒸発器３５及び凝縮器３６の左端板とは別に設けられている。従って、蒸発器３５及び凝縮器３６の左端板から突出する冷媒パイプ３７及び３８の屈曲部は通風ダクト３２の左側壁により覆い隠される。
【００１６】
また、台板３０上の右前部には圧縮機４０が配置されている。圧縮機４０は、通風ダクト３２と一体形成された圧縮機配置部４１上に配置されている。
図４に示すように、前記圧縮機４０は、接続パイプ４３を介して前記蒸発器３５及び凝縮器３６並びに膨張弁４４と接続され、ヒートポンプ４５を構成する。前記膨張弁４４は、ステッピングモータにより弁の開度を調節する電動式膨張弁（電子膨張弁）が用いられている。前記ヒートポンプ４５では、圧縮機４０が作動すると、圧縮機４０、凝縮器３６、電子膨張弁４４、蒸発器３５の順に冷媒が循環するようになっている。
【００１７】
図２及び図３に示すように、通風ダクト３２の前部にはフィルタケース４７が接続されている。フィルタケース４７は、その後部において通風ダクト３２と連通している。フィルタケース４７の前端部には開口が設けられている。フィルタケース４７には、前記開口を通してフィルタ４９が出し入れ可能に収納されるようになっている。フィルタケース４７の前上部には接続口５０が突出している。
【００１８】
前記接続口５０には、蛇腹状の接続ホース５１が接続されている。一方、前記水槽カバー８の内部には、前記温風出口１０に連なる排気ダクト５２が全周にわたって形成されている。また、前記水槽カバー８の下部には前記排気ダクト５２に連通する接続口５３が設けられており、この接続口５３に上記接続ホース５１の上端部が接続されている。
【００１９】
また、通風ダクト３２の後部には、送風機５４のケーシング５５が接続されている。ケーシング５５は、その前部において通風ダクト３２と連通している。送風機５４は、ケーシング５５の内部に収納された送風羽根と、この送風羽根を回転するモータ（いずれも図示せず）とから構成されている。ケーシング５５の上部には出口部５６が突出している。前記出口部５６には、蛇腹状の接続ホース５７を介して給気ダクト５８が接続されている。給気ダクト５８は前記モータ２１の左側面に沿って上部に延びており、その上端部は前記水槽２の温風入口１１に接続されている。
【００２０】
上記構成により、前記水槽２の温風出口１０から排気ダクト５２、接続ホース５１、フィルタケース４７、通風ダクト３２、ケーシング５５、接続ホース５７、給気ダクト５８を経て温風入口１１まで延びる循環経路６０が形成される。
通風ダクト３２のうち前記蒸発器３５の下方部には排水タンク６２（除湿水容器に相当）が設けられている。前記排水タンク６２は、通風ダクト３２の底板と一体的に形成されており、前記底板に設けられたドレン排出口（図示せず）を通じて通風ダクト３２内と連通している。
【００２１】
前記排水タンク６２は、扁平な容器状を成しており、その底部は右方にむかってやや下方に傾斜している。また、前記台板３０上の送風機５４の右部には排水ポンプ６３が配置されている。排水ポンプ６３は、前記排水タンク６２の底部の最下部において排水タンク６２内の水を汲み上げるようになっている。
【００２２】
図１に示すように、排水パイプ１３には、フィルタケース７７が接続されている。フィルタケース７７には、前記水槽２から排水パイプ１３を通じて排出される水からリントを捕獲する排水フィルタ（図示せず）が収納されている。また、フィルタケース７７には排水弁（図示せず）、排水継手７８を介して排水ホース（図示せず）が接続されている。また、前記排水継手７８には、逆止弁８０を介して接続ホース８１が接続されている。前記接続ホース８１は、前記排水ポンプ６３の吐出口に接続されている。
【００２３】
なお、逆止弁８０は、接続ホース８１から排水ホース７９への水の流れを許容し、それとは反対（排水弁７６から接続ホース８１へ）の水の流れを阻止するものである。これにより、前記水槽２から排出された水が排水ポンプ６３を通じ通風ダクト３２内に至らないように構成されている。
【００２４】
図５は、洗濯乾燥機の概略的な電気的構成を示すブロック図である。制御装置７０は洗濯乾燥機の動作全般を制御する機能を有するもので、マイクロコンピュータを主体にＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭなどを備えて構成されている。制御装置７０には、操作部７１、表示装置７２，モータ２１、圧縮機４０、膨張弁４４、送風機５４、水位検出装置７３等が接続されている。操作部７１は、洗濯、乾燥条件等を設定するためのものである。表示装置７２は、設定条件、運転状況等を表示するためのものである。
【００２５】
水位検出装置７３は、排水タンク６２内の水位を検出するものである。前記水位検出装置７３は、例えば図６に示すように、前記排水タンク６２内の底部に配設された電極Ａと、側部に配設された４個の電極Ｂ１〜Ｂ４とを備えて構成されている。排水タンク６２の底面からの電極Ｂ１の高さ寸法をＨとすると、電極Ｂ２〜Ｂ４の高さ寸法はそれぞれ２Ｈ、３Ｈ、４Ｈとなるように構成されている。
【００２６】
図７は水位検出装置７３の電気回路である。直流電源８５に接続された電線８６に電極Ａが接続されていると共に、電極Ｂ１〜Ｂ４がそれぞれ抵抗８７〜９０を介して接続されている。電極Ａと電極Ｂ１〜Ｂ４との間の電圧は、それぞれオペアンプ９１〜９４に入力されるようになっている。各オペアンプ９１〜９４の出力端子は制御装置７０に接続されている。
【００２７】
次に、上記構成の洗濯乾燥機による衣類の乾燥工程の動作について乾燥終了の判定動作を中心に説明する。図８は乾燥工程の制御フローを示している。乾燥工程が開始されると、制御装置７０は、ドラム３の回転を開始すると共に送風機５４の駆動を開始する（ステップＳ１）。これにより、水槽２内の空気は循環経路６０を通じて循環する。また、制御装置７０は圧縮機４０の駆動を開始すると共に膨張弁４４の開度を調節する（ステップＳ２）。
【００２８】
例えば、前記制御装置７０は、圧縮機モータの周波数を９０Ｈｚとして圧縮機４０の駆動を開始し、その後、ドラム３の出口温度が１１０℃以上になると、下限周波数（２５Ｈｚ）に達するまで３０秒毎に周波数を１Ｈｚずつ下げる制御を行う。また、制御装置７０は、圧縮機４０の駆動開始時の膨張弁４４を全開とし、その後、蒸発器３５の入口温度が５℃となるように膨張弁４４の開度を調節する。
【００２９】
続いて、制御装置７０は除湿水量の検出を開始し（ステップＳ３）、単位時間当たりの除湿水量Ｗ１を算出する（ステップＳ４）。排水タンク６２内の水位が電極Ｂ１〜Ｂ４であるときの除湿水量は予めわかっている。従って、制御装置７０は、排水タンク６２内の水位が「０」から電極Ｂ１に達するまでの時間ｔ１、電極Ｂ１からＢ２に達するまでの時間ｔ２、電極Ｂ２からＢ３に達するまでの時間ｔ３、電極Ｂ３からＢ４に達するまでの時間ｔ４と、そのときの除湿水量を除することにより単位時間当たりの除湿水量を算出する。つまり、制御装置７０は、排水タンク６２内の水位が電極Ｂ１〜Ｂ４のいずれかに達する毎に単位時間当たりの除湿水量Ｗ１を算出する。
【００３０】
尚、本実施例では、排水タンク６２内の除湿水量が電極Ｂ４に達すると、制御装置７０は排水ポンプ６３を駆動して排水タンク６２内の除湿水をくみ出して排出するようになっている。
ステップＳ５では、除湿水量Ｗ１が最大に達したか否かを判断する。ここでは、除湿水量Ｗ１がｎ回以上（例えばｎ＝３）前回の除湿水量Ｗ１よりも減少したときに除湿水量が最大に達したと判断し、そのときの除湿水量Ｗ１を最大値Ｗｍａｘとする（ステップＳ６）。
【００３１】
続くステップＳ７では、引き続き、単位時間当たりの除湿水量Ｗ２を算出する。そして、除湿水量Ｗ２が最大値Ｗｍａｘの３分の１以下になると（ステップＳ８）、制御装置７０は遅延運転を所定時間行った後（ステップＳ９）、乾燥工程を終了する。尚、遅延運転は、例えば圧縮機４０の駆動を停止し、送風機５４を駆動した状態で行われる。遅延運転の実行時間は、ドラム３内に収容されている洗濯物の量に応じて例えば１５〜２５分に設定されている。
【００３２】
このように、本実施例によれば、単位時間当たりの除湿水量に基づいて乾燥終了を判定するように構成したので、外気温の影響を殆ど受けることなく、正確に乾燥終了を判定することができる。
ちなみに、図９は、単位時間当たりの除湿水量の変化を示す図である。図９に示すように、乾燥工程が開始されると、除湿水量は急激に増加し、乾燥工程が５０〜１００分経過したころに最大値となる。その後、除湿水量は急激に減少し、最終的には「０」になる。従って、除湿水量の変化により、乾燥の進行具合を判定することができる。
【００３３】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が可能である。
上記した水位検出装置７３に代えて、排水タンク６２の重量を検出する手段を設け、排水タンクの重量の変化に基づいて乾燥終了を判定するように構成しても良い。
排水ポンプの動作頻度、即ち、排水タンク６２が満水になるまでの時間の変化に基づいて乾燥終了を判定するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、外箱を取り除いた状態で示すドラム式洗濯乾燥機の正面図
【図２】縦断側面図
【図３】通風ダクトを拡大して示す図
【図４】ヒートポンプの概略的構成を示す図
【図５】電気的構成を示すブロック図
【図６】排水タンク内に設置された電極の位置を示す図
【図７】水位検出装置の電気回路の構成を示す図
【図８】乾燥運転のフローチャート
【図９】乾燥の進行と共に変化する除湿水量を示す図
【符号の説明】
【００３５】
図面中、２は水槽、３はドラム、１０は温風出口、１１は温風入口、３５は蒸発器、３６は凝縮器、４０は圧縮機、４４は膨張弁、４５はヒートポンプ、５４は送風機、６０は循環経路、６２は排水タンク（除湿水容器）、６３は排水ポンプ、７０は制御装置（判定手段）、７３は水位検出装置を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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