(57)【要約】【課題】  限られた容積の空間に配設でき、乾燥室との空気循環路の構築が容易に行い得るコンパクトなヒートポンプユニットを備えた衣類乾燥装置を提供する。【解決手段】  ヒートポンプの構成要素をユニットケース２１内にコンパクトに収容したヒートポンプユニット２０に設けられた吸気接続管３２と排気接続管３３とを、乾燥工程において乾燥室となる水槽３に加熱空気送風ダクト１３及び吸湿空気送風ダクト１４で配管接続することにより、余剰スペースが少ない洗濯機筐体２内に乾燥機能を設けることができ、ヒートポンプによる乾燥性能と省エネルギー性を有する乾燥機能を衣類乾燥機や洗濯乾燥機に設けることが可能となる。【選択図】  図１
2007082834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機から放熱器、絞り手段、吸熱器を経て圧縮機に戻る冷媒循環管路を形成し、圧縮されて温度上昇した冷媒の熱を放熱器から空気中に放熱し、絞り手段により減圧された冷媒を吸熱器に送って空気中から吸熱するヒートポンプを構成し、放熱器によって加熱された乾燥空気を衣類を収容した乾燥室内に送風し、衣類から水分を奪った吸湿空気を乾燥室外に排出して吸熱器に導き、吸熱器によって除湿された空気を再び放熱器に導入する空気循環路が構成されてなる衣類乾燥装置において、
前記ヒートポンプを形成する各構成要素がユニットケース内に一体に収容され、前記放熱器及び吸熱器は、それぞれの一方面が所定間隔を隔てて対面し、それぞれの他方面に前記ユニットケースの壁面との間に空気流路となる空間が形成され、吸熱器側の吸気空間から吸熱器及び放熱器を通って放熱器側の排気空間に抜ける空気流路が形成されるように、それぞれの両端部が一対の側壁板で保持された吸熱・放熱ユニットとして前記ユニットケース内に収容され、前記吸気空間に前記吸湿空気を導入する吸気管路と、前記排気空間から前記乾燥空気を送出する排気管路とがユニットケースに形成されたヒートポンプユニットに構成されてなることを特徴とする衣類乾燥装置。
【請求項２】
ユニットケースは、半殻体の底面に圧縮機及び吸熱・放熱ユニットを固定すると共に、吸熱器の下方の底面を凹部に形成した貯水部を設けた底ケースと、底ケースの周縁部に接続して収容したヒートポンプの構成要素をカバーすると共に、吸気空間上に開口する吸湿空気吸気口及び排気空間上に開口する加熱空気排気口から排気管路に連通する送風路を形成した上ケースと、前記送風路の側面開口部を閉じる流路蓋と、前記吸湿空気吸気口に連結される吸気接続管と、前記送風路に連通した開口部に連結される排気接続管と、を備えて構成されてなる請求項１に記載の衣類乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衣類を収容した乾燥室内に加熱した空気を送給して衣類から水分を奪って乾燥させる衣類乾燥機や、洗濯機に衣類乾燥の機能を設けた洗濯乾燥機に適用するヒートポンプ方式の衣類乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衣類乾燥機や洗濯乾燥機の乾燥機能に適用される乾燥用空気の生成手段としてヒータにより空気を加熱するヒータ加熱方式のものが多く採用されている。ヒータ加熱方式は構造が簡単で小型化が可能であるものの除湿手段を設ける必要があることや消費電力が大きくなることなどの課題があった。この課題を解決すべく冷凍サイクルを用いたヒートポンプ方式の乾燥機能を衣類乾燥機や洗濯乾燥機に適用したものが知られている。
【０００３】
例えば、ヒートポンプ方式の乾燥装置を適用した洗濯乾燥機として、ドラム式洗濯機にヒートポンプによる乾燥装置を付加した構成を本願出願人は先に提案している（特許文献１参照）。この洗濯乾燥機では、回転ドラムを収容した水槽の下方又は後方にヒートポンプを配設し、ヒートポンプによって生成された乾燥した温風を回転ドラム内に送給し、回転ドラム内に収容された洗濯物から水分を奪った吸湿空気をヒートポンプに戻し、除湿した空気を再び加熱して送給する空気循環経路を構成している。
【特許文献１】特開２００５−０５２５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ヒートポンプは圧縮機、吸熱器、放熱器などの構成要素の間に冷媒を循環させる冷媒管路を形成し、吸熱器及び放熱器を通して空気を循環させる空気流路を構築する管路構成が不可欠であり、所要の乾燥能力を得るためには、圧縮機や吸熱器、放熱器は所要の体積を必要とするため、小型化が困難であり、管路接続が複雑化する課題があった。特に、洗濯機能に乾燥機能を付加した洗濯乾燥機では、洗濯機としての構成要素を配設した洗濯機筐体内にヒートポンプを構成すると、洗濯乾燥機の大型化をまねきやすくなる。洗濯機や洗濯乾燥機は設置面積が限られた防水パン上に設置されることが多いため、大型化すると設置場所が限定される恐れが生じる。
【０００５】
本発明が目的とするところは、ヒートポンプの各構成要素を収容すると共に空気の吸気及び排気の流路を形成したユニットケースに一体化して限られた空間に設置可能としたヒートポンプユニットを構成した衣類乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、圧縮機から放熱器、絞り手段、吸熱器を経て圧縮機に戻る冷媒循環管路を形成し、圧縮されて温度上昇した冷媒の熱を放熱器から空気中に放熱し、絞り手段により減圧された冷媒を吸熱器に送って空気中から吸熱するヒートポンプを構成し、放熱器によって加熱された乾燥空気を衣類を収容した乾燥室内に送風し、衣類から水分を奪った吸湿空気を乾燥室外に排出して吸熱器に導き、吸熱器によって除湿された空気を再び放熱器に導入する空気循環路が構成されてなる衣類乾燥装置において、  前記ヒートポンプを形成する各構成要素がユニットケース内に一体に収容され、前記放熱器及び吸熱器は、それぞれの一方面が所定間隔を隔てて対面し、それぞれの他方面に前記ユニットケースの壁面との間に空気流路となる空間が形成され、吸熱器側の吸気空間から吸熱器及び放熱器を通って放熱器側の排気空間に抜ける空気流路が形成されるように、それぞれの両端部が一対の側壁板で保持された吸熱・放熱ユニットとして前記ユニットケース内に収容され、前記吸気空間に前記吸湿空気を導入する吸気管路と、前記排気空間から前記乾燥空気を送出する排気管路とがユニットケースに形成されたヒートポンプユニットに構成されてなることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、ヒートポンプの構成要素がユニットケース内にコンパクトに収容され、空気の循環経路がユニットケース内に構築され、乾燥室との間に空気循環路を形成するための吸気管路及び排気管路を設けてヒートポンプユニットが構成されているので、余剰空間が少ない筐体内に配設し、配管接続が簡単に構成できるため、特に洗濯機などにヒートポンプ方式の乾燥機能を設けるのに好適な衣類乾燥装置を提供することができる。
【０００８】
上記構成において、ユニットケースは、半殻体の底面に圧縮機及び吸熱・放熱ユニットを固定すると共に、吸熱器の下方の底面を凹部に形成した貯水部を設けた底ケースと、底ケースの周縁部に接続して収容したヒートポンプの構成要素をカバーすると共に、吸気空間上に開口する吸湿空気吸気口及び排気空間上に開口する加熱空気排気口から排気管路に連通する送風路を形成した上ケースと、前記送風路の側面開口部を閉じる流路蓋と、前記吸湿空気吸気口に連結される吸気接続管と、前記送風路に連通した開口部に連結される排気接続管と、を備えて構成することにより、各構成要素を一体化してコンパクトな形態にヒートポンプユニットを形成することができる。また、乾燥室とヒートポンプユニットとの間に乾燥用空気を循環させる空気循環路との接続が容易で、ヒートポンプユニットを配設して管路接続することにより衣類乾燥装置を構成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ヒートポンプの構成要素をユニットケース内にコンパクトに収容したヒートポンプユニットに設けられた吸気接続管と排気接続管とを、乾燥室に配管接続して嵌挿室とヒートポンプユニットとの間に乾燥用空気の循環路を構築することにより、余剰スペースが少ない洗濯機に乾燥機能を設けることが容易に実施でき、ヒートポンプによる乾燥性能と省エネルギー性を有する乾燥機能を衣類乾燥機や洗濯乾燥機に設けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本実施形態は、本発明に係る衣類乾燥装置を洗濯機に適用したドラム式洗濯乾燥機について示すものである。図１は、実施形態に係る洗濯乾燥機１をその乾燥機能の構成を重点的にして示している。
【００１１】
図１において、回転ドラム５を内包する水槽３の背面にはドラム駆動モータ４が取り付けられ、水槽３に設けられた軸受１６によって軸支された回転ドラム５の回転軸１７を前記ドラム駆動モータ４により回転駆動するようにして水槽ユニット１０が構成されている。この水槽ユニット１０は、回転ドラム５の回転軸心が正面側で上向きとなる傾斜角度にして洗濯機筐体２内にサスペンション構造により支持されている。水槽３及び回転ドラム５はそれぞれ正面側で開口し、洗濯機筐体２の正面に設けられた扉体８を開くことにより、回転ドラム５の洗濯物出入口６から洗濯物を出し入れすることができる。扉体８を閉じると、水槽３の開口部に設けられたベローズ１２が扉体８の内面に密接するので、水槽３内は水密、気密空間になり、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の各工程を実行する際に水や空気が外部に漏れない状態となる。
【００１２】
洗濯機筐体２内に水槽ユニット１０が傾斜配置されることによって洗濯機筐体２の背面側下部に形成される空間に収まるようにヒートポンプユニット２０が配設されている。洗濯機筐体２は、防水パンなど面積が限られた既存の設置場所にドラム式洗濯乾燥機１を設置することができるように、その体積には制限があり、大きな水槽ユニット１０やそれを支持するサスペンション構造、あるいは給水、排水などのための構成要素を収容すると、余剰空間は少なくなるが、ヒートポンプユニット２０をコンパクトに構成することによって洗濯機筐体２を大型化させることなく配設することを可能にしている。
【００１３】
図２は、前記ヒートポンプユニット２０の構造を、ユニットケース２１を分解した状態にして示すものである。ユニットケース２１を構成する底ケース２２内には圧縮機２７、吸熱器２８、放熱器２９が固定されている。この底ケース２２はその周縁部と嵌合させて上ケース２３がネジ４３にてパッキング部材を介在させて取り付け固定され、上ケース２３の後面開放部位を流路蓋２４によってパッキング部材を介在させてネジ４６にて固定することにより、後面開放部位は閉じられて加熱された空気を排気接続管３２に送る加熱空気送風路４５が形成される。前記加熱空気送風路４５の下流端には、排気接続管３２を連結する連結筒３１ａが形成されている。
【００１４】
仮に、加熱空気送風路４５を形成するために、上ケース２３の上面側から蓋を取り付けるとすると、洗濯乾燥機１の構成上、前後方向は空間の余裕が少ないため、加熱空気送風路４５内にネジ止めのための逃がし部分が必要となり、その送風路内にネジ止め用の凹凸ができてしまい、一様な送風路が得られず、断面積に大小ができ、円滑な空気の流れが得られない。それに対し、上記構成のように流路蓋２４を上ケース２３の後面開放部位を閉じることで空間的に余裕のある上下方向に延ばして、加熱空気送風路４５の上下部分にネジ止め部を設けることができ、空間的に余裕の少ない加熱空気送風路４５の前後方向も略平坦な面に形成することができる。
【００１５】
図３に断面図として示すように、上ケース２３に形成された吸湿空気吸気口３０に吸気接続管３２を連結し、加熱空気排気口３１に加熱空気送風路４５を通じて連通する連結筒３１ａに排気接続管３３を連結することによりヒートポンプユニット２０が形成される。また、図３に示すように、底ケース２２の底面には、吸熱器２８から滴下した結露水を受ける貯水部３４が形成され、貯水部３４に滴下した水は塵埃濾過フィルタ３５を通して塵埃が濾過され、貯水部３４に貯留される。この貯留水は一定時間毎に貯留水排水口３６から図示しない排水ポンプにより排水される。
【００１６】
図２及び図３に示すように、前記吸熱器２８は上部が放熱器２９に近づくように傾斜配置され、上部を吸熱器２８側に傾斜させた放熱器２９とで互いに傾斜状態にして、それぞれの一方面が所定間隔を隔てて斜めに対面している。吸熱器２８の他方面側にはユニットケース２１を構成する上ケース２３の前壁面２３ａが吸熱器２８の傾斜と略平行に所定の間隔を隔てて形成され、放熱器２９の他方面側には上ケース２３の後壁面２３ｂが放熱器２９の下部近傍から略鉛直方向に形成され、吸熱器２８と前壁面２３ａ及び放熱器２９と後壁面２３ｂの間にそれぞれ空気流路となる吸気空間３８及び排気空間３９が形成されている。吸熱器２８側の吸気空間から吸熱器２８及び放熱器２９を通って放熱器２９側の排気空間３９に抜ける空気流路が形成されるように、吸熱器２８及び放熱器２９それぞれの両端部が一対の側壁板３７で保持された吸熱・放熱ユニット４０としてユニットケース２１内に収容されている。
【００１７】
このように、流路蓋２４を上ケース２３の後方から後面開放部位を閉じるように構成すると共に、上ケース２３の前壁面２３ａを水槽ユニット１０を逃げるように傾斜させて形成し、上ケース２３の後壁面２３ｂを洗濯機筐体２の後面に沿うように略鉛直方向に形成することにより、限られた空間を最大限に活用することができ、ヒートポンプユニット２０を水槽ユニット１０の後方に形成された限られた空間に配設することを可能にしている。また、吸熱器２８及び放熱器２９それぞれの両端部を一対の側壁板３７で保持することにより吸熱・放熱ユニット４０としてユニットケース２１内に収容することができるので、吸熱・放熱ユニット４０のユニットケース２１内への組み込み、あるいは取り外しの作業を容易にすることができ、作業性を向上させることができる。
【００１８】
図３に示すように、前記吸気空間３８は前記吸湿空気吸気口３０に連通し、前記排気空間３９は前記加熱空気排気口３１に連通している。また、図２に示すように、吸熱器２８及び放熱器２９に設けられた冷媒管路４１はそれぞれ圧縮機２７に配管接続され、図４に示すようなヒートポンプサイクルの機能を担っている。
【００１９】
図２に示すように、ヒートポンプの構成要素がコンパクトにユニットケース２１内に収容され、図３に示すように、ユニットケース２１の上ケース２３に吸気接続管３２及び排気接続管３３を連結することにより、限られた設置空間に配設することができるコンパクトで乾燥用空気をヒートポンプに循環させる配管接続が簡単なヒートポンプユニット２０に構成される。
【００２０】
上記構成になるヒートポンプユニット２０と水槽ユニット１０との間は、図１に示す送風経路により接続される。水槽３の背面には吸気口１１が形成され、側周面には排気口１２が形成されており、前記吸気口１１とヒートポンプユニット２０の排気接続管３３との間を加熱空気送風ダクト１３で接続し、前記排気口１２とヒートポンプユニット２０の吸気接続管３２との間を送風ファン１５が配設された吸湿空気送風ダクト１４で接続することにより、乾燥用空気の空気循環路が形成される。尚、本実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機１においては、乾燥工程を実行するときには、水槽３が乾燥室として機能する。
【００２１】
回転ドラム５には、その側周面に水槽３内と水及び空気の流通が自由になされるように多数の透孔９が形成され、底面には前記吸気口１１に連通する多数の小孔を形成した空気導入孔２６が設けられているので、ヒートポンプユニット２０から加熱空気送風ダクト１３を経て送給されてきた乾燥した加熱空気は、図１に矢印で示すように吸気口１１から回転ドラム５に導入することができる。また、回転ドラム５内に収容された衣類から水分を奪った吸湿空気は、図１に矢印で示すように前記透孔９及び洗濯物出入口６から水槽３内に抜け、前記排気口１２から吸湿空気送風ダクト１３に向けて排気され、ヒートポンプユニット２０の吸気接続管３２に向けて排出される。
【００２２】
上記構成になる洗濯乾燥機１は、扉体８を開いて回転ドラム５内に洗濯物を投入し、図示しない給水管路から水槽３内に水及び洗剤を供給して洗濯工程を開始させることにより、ドラム駆動モータ４により回転ドラム５が回転駆動され、内周面の複数箇所に設けられた攪拌翼７が洗濯物を上方に持ち上げ、上方から落下させる叩き洗いの作用が繰り返されることにより洗濯が行われる。この洗濯工程の後、すすぎ工程、脱水工程を実行することにより洗濯は完了するので、任意に乾燥工程に移行させることができる。また、濡れた衣類を乾燥させる乾燥工程のみを実施することもできる。この乾燥工程の動作について、図１〜図４を参照して以下に説明する。
【００２３】
回転ドラム５内に脱水を終えた洗濯物あるいは濡れた衣類（以下、衣類と総称する）を収容して乾燥工程を実施すると、回転ドラム５が乾燥工程に対応する回転速度で回転して衣類を攪拌すると同時に、ヒートポンプユニット２０及び送風ファン１５が駆動されて乾燥用空気の循環が開始される。ヒートポンプユニット２０は圧縮機２７の作動により冷媒が圧縮され、この圧力により冷媒は、図４に示すように、冷媒管路４１を流れて放熱器２９、絞り手段４２、吸熱器２８を循環する。圧縮された冷媒の熱は放熱器２９に流入することにより冷媒管路４１に設けられたフィンに接する空気に放熱されるので、送風空気が加熱される。加熱空気は排気空間３９から排気接続管３３、加熱空気送風ダクト１３を経て吸気口１２から回転ドラム５内に送給されるので、加熱空気は攪拌される衣類から水分を奪った吸湿空気となって排気口１２から吸湿空気送風ダクト１４に排出される。吸湿空気送風ダクト１４に送風された吸湿空気は吸気接続管３２、吸湿空気吸気口３０を経てヒートポンプユニット２０の吸気空間３８に入り、絞り手段４２により減圧されて低圧となった冷媒が流れる吸熱器２８を通過する際に顕熱と潜熱とが奪われて除湿され、除湿されることにより生じた結露水は貯水部３４に滴下し、除湿されて乾いた空気は放熱器２９に入って再び加熱される空気循環が形成される。貯水部３４に貯留された水は、図示しない排水ポンプが一定時間毎に運転されることにより、水槽３内に排出され、排水弁１９が開かれることにより排水口１８から排水管路２５を通って外部に排水される。
【００２４】
乾燥用空気をヒートポンプユニット２０により加熱、除湿する上記衣類乾燥装置の構成は、吸熱器２８で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器２９から放熱するので、圧縮機２７に入力したエネルギー以上の熱量を衣類に与えることができ、乾燥時間の短縮と省エネルギーとを実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上の説明の通り本発明によれば、ユニットケース内にヒートポンプの構成要素がコンパクトに収容され、ユニットケースに吸熱器に連通する吸気接続管及び放熱器に連通する排気接続管が取り付けられてヒートポンプユニットが構成されているので、限られたスペースにヒートポンプを配設することができ、乾燥室との間の空気循環路の構築も簡単に行い得るので、乾燥時間の短縮と省エネルギーとを実現する衣類乾燥装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る衣類乾燥装置を適用したドラム式洗濯乾燥機の構成を示す断面図。
【図２】ヒートポンプユニットの構成を示す分解斜視図。
【図３】ヒートポンプユニットの構成を示す断面図。
【図４】ヒートポンプサイクルと乾燥用空気の循環路を説明する模式図。
【符号の説明】
【００２７】
１  洗濯乾燥機
２  洗濯機筐体
３  水槽（乾燥室）
５  回転ドラム
１１  吸気口
１２  排気口
１３  加熱空気送風ダクト
１４  吸湿空気送風ダクト
１５  送風ファン
２０  ヒートポンプユニット
２１  ユニットケース
２２  底ケース
２３  上ケース
２４  流路蓋
２７  圧縮機
２８  吸熱器
２９  放熱器
３０  吸湿空気吸気口
３１  加熱空気排気口
３２  吸気接続管
３３  排気接続管
３４  貯水部
３７  側壁板
３８  吸気空間
３９  排気空間
４１  冷媒管路
４２  絞り手段
【図１】
2007082834.tif 000003
【図２】
2007082834.tif 000004
【図３】
2007082834.tif 000005
【図４】
2007082834.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月13日(2006.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、衣類を収容する回転ドラムと、前記回転ドラムを内包し前記筐体内に支持された水槽と、前記水槽の背面に形成された吸気口と、前記水槽の側周面に形成された排気口と、前記水槽の背面に取り付けられたドラム駆動モータと、圧縮機から放熱器、絞り手段、吸熱器を経て前記圧縮機に戻る冷媒循環管路を形成し、圧縮されて温度上昇した冷媒の熱を前記放熱器から空気中に放熱し、前記絞り手段により減圧された冷媒を前記吸熱器に送って空気中から吸熱するヒートポンプと、前記放熱器によって加熱された乾燥空気を前記回転ドラム内に前記吸気口より送風し、前記衣類から水分を奪った吸湿空気を前記回転ドラム外に前記排気口より排出して前記吸熱器に導き、前記吸熱器によって除湿された空気を再び前記放熱器に導入する空気循環路と、前記空気循環路内に設けられ空気の循環を発生させる送風ファンとを備え、
前記ヒートポンプを形成する各構成要素がユニットケース内に一体に収容され、前記放熱器及び吸熱器は、それぞれの一方面が所定間隔を隔てて前後方向に対面して配設され、それぞれの他方面に前記ユニットケースの壁面との間に空気流路となる空間が形成され、前記吸熱器側の吸気空間から前記吸熱器及び放熱器を通って前記放熱器側の排気空間に抜ける空気流路が形成されるように、それぞれの両端部が一対の側壁板で保持された吸熱・放熱ユニットとして前記ユニットケース内に収容され、前記ユニットケースは、前記筐体の背面側下部に形成された空間に収容され、前記ユニットケースには、前記排気口から排気された吸湿空気を前記空気循環路の一部を構成する吸湿空気送風ダクトを介して前記吸気空間に導入するための吸湿空気吸気口が前記吸気空間上で上面の端側に開口して設けられるとともに、前記排気空間からの加熱空気を前記空気循環路の一部を構成する加熱空気送風ダクトを介して前記吸気口から前記回転ドラム内に送給するための加熱空気排気口が前記排気空間上に開口して設けられ、前記加熱空気排気口と加熱空気送風ダクトとは、前記吸熱器及び放熱器の上方に前記ユニットケースに一体に形成され前記排気口から横方向に延びた加熱空気送風路により連通され、前記加熱空気送風路と前記加熱空気送風ダクトとの連結部は、前記ユニットケースの上面で、かつ前記吸湿空気吸気口の反対側の端側に設けられたことを特徴とする衣類乾燥装置。
【請求項２】
ユニットケースは、半殻体の底面に圧縮機及び吸熱・放熱ユニットを固定すると共に、吸熱器の下方の底面を凹部に形成した貯水部を設けた底ケースと、底ケースの周縁部に接続して収容したヒートポンプの各構成要素をカバーすると共に、吸湿空気吸気口、加熱空気排気口、後面が開放するように側面開口部を有する加熱空気送風路、及び前記送風路と加熱空気送風ダクトとの連結部とを形成した上ケースと、前記加熱空気送風路の側面開口部を後方より閉じる流路蓋と、前記流路蓋を後方よりネジ止めするネジとを有して構成され、前記上ケースには、前記加熱空気送風路の上下部分にネジ止め部を設けた請求項１に記載の衣類乾燥装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衣類を収容した乾燥室内に加熱した空気を送給して衣類から水分を奪って乾燥させる衣類乾燥機や、洗濯機に衣類乾燥の機能を設けた洗濯乾燥機に適用するヒートポンプ方式の衣類乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衣類乾燥機や洗濯乾燥機の乾燥機能に適用される乾燥用空気の生成手段としてヒータにより空気を加熱するヒータ加熱方式のものが多く採用されている。ヒータ加熱方式は構造が簡単で小型化が可能であるものの除湿手段を設ける必要があることや消費電力が大きくなることなどの課題があった。この課題を解決すべく冷凍サイクルを用いたヒートポンプ方式の乾燥機能を衣類乾燥機や洗濯乾燥機に適用したものが知られている。
【０００３】
例えば、ヒートポンプ方式の乾燥装置を適用した洗濯乾燥機として、ドラム式洗濯機にヒートポンプによる乾燥装置を付加した構成を本願出願人は先に提案している（特許文献１参照）。この洗濯乾燥機では、回転ドラムを収容した水槽の下方又は後方にヒートポンプを配設し、ヒートポンプによって生成された乾燥した温風を回転ドラム内に送給し、回転ドラム内に収容された洗濯物から水分を奪った吸湿空気をヒートポンプに戻し、除湿した空気を再び加熱して送給する空気循環経路を構成している。
【特許文献１】特開２００５−０５２５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ヒートポンプは圧縮機、吸熱器、放熱器などの構成要素の間に冷媒を循環させる冷媒管路を形成し、吸熱器及び放熱器を通して空気を循環させる空気流路を構築する管路構成が不可欠であり、所要の乾燥能力を得るためには、圧縮機や吸熱器、放熱器は所要の体積を必要とするため、小型化が困難であり、管路接続が複雑化する課題があった。特に、洗濯機能に乾燥機能を付加した洗濯乾燥機では、洗濯機としての構成要素を配設した洗濯機筐体内にヒートポンプを構成すると、洗濯乾燥機の大型化をまねきやすくなる。洗濯機や洗濯乾燥機は設置面積が限られた防水パン上に設置されることが多いため、大型化すると設置場所が限定される恐れが生じる。
【０００５】
本発明が目的とするところは、ヒートポンプの各構成要素を収容すると共に空気の吸気及び排気の流路を形成したユニットケースに一体化して限られた空間に設置可能としたヒートポンプユニットを構成した衣類乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、筐体と、衣類を収容する回転ドラムと、前記回転ドラムを内包し前記筐体内に支持された水槽と、前記水槽の背面に形成された吸気口と、前記水槽の側周面に形成された排気口と、前記水槽の背面に取り付けられたドラム駆動モータと、圧縮機から放熱器、絞り手段、吸熱器を経て前記圧縮機に戻る冷媒循環管路を形成し、圧縮されて温度上昇した冷媒の熱を前記放熱器から空気中に放熱し、前記絞り手段により減圧された冷媒を前記吸熱器に送って空気中から吸熱するヒートポンプと、前記放熱器によって加熱された乾燥空気を前記回転ドラム内に前記吸気口より送風し、前記衣類から水分を奪った吸湿空気を前記回転ドラム外に前記排気口より排出して前記吸熱器に導き、前記吸熱器によって除湿された空気を再び前記放熱器に導入する空気循環路と、前記空気循環路内に設けられ空気の循環を発生させる送風ファンとを備え、前記ヒートポンプを形成する各構成要素がユニットケース内に一体に収容され、前記放熱器及び吸熱器は、それぞれの一方面が所定間隔を隔てて前後方向に対面して配設され、それぞれの他方面に前記ユニットケースの壁面との間に空気流路となる空間が形成され、前記吸熱器側の吸気空間から前記吸熱器及び放熱器を通って前記放熱器側の排気空間に抜ける空気流路が形成されるように、それぞれの両端部が一対の側壁板で保持された吸熱・放熱ユニットとして前記ユニットケース内に収容され、前記ユニットケースは、前記筐体の背面側下部に形成された空間に収容され、前記ユニットケースには、前記排気口から排気された吸湿空気を前記空気循環路の一部を構成する吸湿空気送風ダクトを介して前記吸気空間に導入するための吸湿空気吸気口が前記吸気空間上で上面の端側に開口して設けられるとともに、前記排気空間からの加熱空気を前記空気循環路の一部を構成する加熱空気送風ダクトを介して前記吸気口から前記回転ドラム内に送給するための加熱空気排気口が前記排気空間上に開口して設けられ、前記加熱空気排気口と加熱空気送風ダクトとは、前記吸熱器及び放熱器の上方に前記ユニットケースに一体に形成され前記排気口から横方向に延びた加熱空気送風路により連通され、前記加熱空気送風路と前記加熱空気送風ダクトとの連結部は、前記ユニットケースの上面で、かつ前記吸湿空気吸気口の反対側の端側に設けられたことを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、ヒートポンプの構成要素がユニットケース内にコンパクトに収容され、空気の循環経路がユニットケース内に構築され、乾燥室との間に空気循環路を形成するための吸気管路及び排気管路を設けてヒートポンプユニットが構成されているので、余剰空間が少ない筐体内に配設し、配管接続が簡単に構成できるため、特に洗濯機などにヒートポンプ方式の乾燥機能を設けるのに好適な衣類乾燥装置を提供することができる。
【０００８】
上記構成において、ユニットケースは、半殻体の底面に圧縮機及び吸熱・放熱ユニットを固定すると共に、吸熱器の下方の底面を凹部に形成した貯水部を設けた底ケースと、底ケースの周縁部に接続して収容したヒートポンプの構成要素をカバーすると共に、吸湿空気吸気口、加熱空気排気口、後面が開放するように側面開口部を有する加熱空気送風路、及び前記送風路と加熱空気送風ダクトとの連結部とを形成した上ケースと、前記加熱空気送風路の側面開口部を後方より閉じる流路蓋と、前記流路蓋を後方よりネジ止めするネジとを有して構成され、前記上ケースには、前記加熱空気送風路の上下部分にネジ止め部を設けて構成することにより、各構成要素を一体化してコンパクトな形態にヒートポンプユニットを形成することができる。また、乾燥室とヒートポンプユニットとの間に乾燥用空気を循環させる空気循環路との接続が容易で、ヒートポンプユニットを配設して管路接続することにより衣類乾燥装置を構成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ヒートポンプの構成要素をユニットケース内にコンパクトに収容したヒートポンプユニットに設けられた吸気接続管と排気接続管とを、乾燥室に配管接続して嵌挿室とヒートポンプユニットとの間に乾燥用空気の循環路を構築することにより、余剰スペースが少ない洗濯機に乾燥機能を設けることが容易に実施でき、ヒートポンプによる乾燥性能と省エネルギー性を有する乾燥機能を衣類乾燥機や洗濯乾燥機に設けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本実施形態は、本発明に係る衣類乾燥装置を洗濯機に適用したドラム式洗濯乾燥機について示すものである。図１は、実施形態に係る洗濯乾燥機１をその乾燥機能の構成を重点的にして示している。
【００１１】
図１において、回転ドラム５を内包する水槽３の背面にはドラム駆動モータ４が取り付けられ、水槽３に設けられた軸受１６によって軸支された回転ドラム５の回転軸１７を前記ドラム駆動モータ４により回転駆動するようにして水槽ユニット１０が構成されている。この水槽ユニット１０は、回転ドラム５の回転軸心が正面側で上向きとなる傾斜角度にして洗濯機筐体２内にサスペンション構造により支持されている。水槽３及び回転ドラム５はそれぞれ正面側で開口し、洗濯機筐体２の正面に設けられた扉体８を開くことにより、回転ドラム５の洗濯物出入口６から洗濯物を出し入れすることができる。扉体８を閉じると、水槽３の開口部に設けられたベローズ１２が扉体８の内面に密接するので、水槽３内は水密、気密空間になり、洗濯、すすぎ、脱水、乾燥の各工程を実行する際に水や空気が外部に漏れない状態となる。
【００１２】
洗濯機筐体２内に水槽ユニット１０が傾斜配置されることによって洗濯機筐体２の背面側下部に形成される空間に収まるようにヒートポンプユニット２０が配設されている。洗濯機筐体２は、防水パンなど面積が限られた既存の設置場所にドラム式洗濯乾燥機１を設置することができるように、その体積には制限があり、大きな水槽ユニット１０やそれを支持するサスペンション構造、あるいは給水、排水などのための構成要素を収容すると、余剰空間は少なくなるが、ヒートポンプユニット２０をコンパクトに構成することによって洗濯機筐体２を大型化させることなく配設することを可能にしている。
【００１３】
図２は、前記ヒートポンプユニット２０の構造を、ユニットケース２１を分解した状態にして示すものである。ユニットケース２１を構成する底ケース２２内には圧縮機２７、吸熱器２８、放熱器２９が固定されている。この底ケース２２はその周縁部と嵌合させて上ケース２３がネジ４３にてパッキング部材を介在させて取り付け固定され、上ケース２３の後面開放部位を流路蓋２４によってパッキング部材を介在させてネジ４６にて固定することにより、後面開放部位は閉じられて加熱された空気を排気接続管３２に送る加熱空気送風路４５が形成される。前記加熱空気送風路４５の下流端には、排気接続管３２を連結する連結筒３１ａが形成されている。
【００１４】
仮に、加熱空気送風路４５を形成するために、上ケース２３の上面側から蓋を取り付けるとすると、洗濯乾燥機１の構成上、前後方向は空間の余裕が少ないため、加熱空気送風路４５内にネジ止めのための逃がし部分が必要となり、その送風路内にネジ止め用の凹凸ができてしまい、一様な送風路が得られず、断面積に大小ができ、円滑な空気の流れが得られない。それに対し、上記構成のように流路蓋２４を上ケース２３の後面開放部位を閉じることで空間的に余裕のある上下方向に延ばして、加熱空気送風路４５の上下部分にネジ止め部を設けることができ、空間的に余裕の少ない加熱空気送風路４５の前後方向も略平坦な面に形成することができる。
【００１５】
図３に断面図として示すように、上ケース２３に形成された吸湿空気吸気口３０に吸気接続管３２を連結し、加熱空気排気口３１に加熱空気送風路４５を通じて連通する連結筒３１ａに排気接続管３３を連結することによりヒートポンプユニット２０が形成される。また、図３に示すように、底ケース２２の底面には、吸熱器２８から滴下した結露水を受ける貯水部３４が形成され、貯水部３４に滴下した水は塵埃濾過フィルタ３５を通して塵埃が濾過され、貯水部３４に貯留される。この貯留水は一定時間毎に貯留水排水口３６から図示しない排水ポンプにより排水される。
【００１６】
図２及び図３に示すように、前記吸熱器２８は上部が放熱器２９に近づくように傾斜配置され、上部を吸熱器２８側に傾斜させた放熱器２９とで互いに傾斜状態にして、それぞれの一方面が所定間隔を隔てて斜めに対面している。吸熱器２８の他方面側にはユニットケース２１を構成する上ケース２３の前壁面２３ａが吸熱器２８の傾斜と略平行に所定の間隔を隔てて形成され、放熱器２９の他方面側には上ケース２３の後壁面２３ｂが放熱器２９の下部近傍から略鉛直方向に形成され、吸熱器２８と前壁面２３ａ及び放熱器２９と後壁面２３ｂの間にそれぞれ空気流路となる吸気空間３８及び排気空間３９が形成されている。吸熱器２８側の吸気空間から吸熱器２８及び放熱器２９を通って放熱器２９側の排気空間３９に抜ける空気流路が形成されるように、吸熱器２８及び放熱器２９それぞれの両端部が一対の側壁板３７で保持された吸熱・放熱ユニット４０としてユニットケース２１内に収容されている。
【００１７】
このように、流路蓋２４を上ケース２３の後方から後面開放部位を閉じるように構成すると共に、上ケース２３の前壁面２３ａを水槽ユニット１０を逃げるように傾斜させて形成し、上ケース２３の後壁面２３ｂを洗濯機筐体２の後面に沿うように略鉛直方向に形成することにより、限られた空間を最大限に活用することができ、ヒートポンプユニット２０を水槽ユニット１０の後方に形成された限られた空間に配設することを可能にしている。また、吸熱器２８及び放熱器２９それぞれの両端部を一対の側壁板３７で保持することにより吸熱・放熱ユニット４０としてユニットケース２１内に収容することができるので、吸熱・放熱ユニット４０のユニットケース２１内への組み込み、あるいは取り外しの作業を容易にすることができ、作業性を向上させることができる。
【００１８】
図３に示すように、前記吸気空間３８は前記吸湿空気吸気口３０に連通し、前記排気空間３９は前記加熱空気排気口３１に連通している。また、図２に示すように、吸熱器２８及び放熱器２９に設けられた冷媒管路４１はそれぞれ圧縮機２７に配管接続され、図４に示すようなヒートポンプサイクルの機能を担っている。
【００１９】
図２に示すように、ヒートポンプの構成要素がコンパクトにユニットケース２１内に収容され、図３に示すように、ユニットケース２１の上ケース２３に吸気接続管３２及び排気接続管３３を連結することにより、限られた設置空間に配設することができるコンパクトで乾燥用空気をヒートポンプに循環させる配管接続が簡単なヒートポンプユニット２０に構成される。
【００２０】
上記構成になるヒートポンプユニット２０と水槽ユニット１０との間は、図１に示す送風経路により接続される。水槽３の背面には吸気口１１が形成され、側周面には排気口１２が形成されており、前記吸気口１１とヒートポンプユニット２０の排気接続管３３との間を加熱空気送風ダクト１３で接続し、前記排気口１２とヒートポンプユニット２０の吸気接続管３２との間を送風ファン１５が配設された吸湿空気送風ダクト１４で接続することにより、乾燥用空気の空気循環路が形成される。尚、本実施形態に係るドラム式洗濯乾燥機１においては、乾燥工程を実行するときには、水槽３が乾燥室として機能する。
【００２１】
回転ドラム５には、その側周面に水槽３内と水及び空気の流通が自由になされるように多数の透孔９が形成され、底面には前記吸気口１１に連通する多数の小孔を形成した空気導入孔２６が設けられているので、ヒートポンプユニット２０から加熱空気送風ダクト１３を経て送給されてきた乾燥した加熱空気は、図１に矢印で示すように吸気口１１から回転ドラム５に導入することができる。また、回転ドラム５内に収容された衣類から水分を奪った吸湿空気は、図１に矢印で示すように前記透孔９及び洗濯物出入口６から水槽３内に抜け、前記排気口１２から吸湿空気送風ダクト１３に向けて排気され、ヒートポンプユニット２０の吸気接続管３２に向けて排出される。
【００２２】
上記構成になる洗濯乾燥機１は、扉体８を開いて回転ドラム５内に洗濯物を投入し、図示しない給水管路から水槽３内に水及び洗剤を供給して洗濯工程を開始させることにより、ドラム駆動モータ４により回転ドラム５が回転駆動され、内周面の複数箇所に設けられた攪拌翼７が洗濯物を上方に持ち上げ、上方から落下させる叩き洗いの作用が繰り返されることにより洗濯が行われる。この洗濯工程の後、すすぎ工程、脱水工程を実行することにより洗濯は完了するので、任意に乾燥工程に移行させることができる。また、濡れた衣類を乾燥させる乾燥工程のみを実施することもできる。この乾燥工程の動作について、図１〜図４を参照して以下に説明する。
【００２３】
回転ドラム５内に脱水を終えた洗濯物あるいは濡れた衣類（以下、衣類と総称する）を収容して乾燥工程を実施すると、回転ドラム５が乾燥工程に対応する回転速度で回転して衣類を攪拌すると同時に、ヒートポンプユニット２０及び送風ファン１５が駆動されて乾燥用空気の循環が開始される。ヒートポンプユニット２０は圧縮機２７の作動により冷媒が圧縮され、この圧力により冷媒は、図４に示すように、冷媒管路４１を流れて放熱器２９、絞り手段４２、吸熱器２８を循環する。圧縮された冷媒の熱は放熱器２９に流入することにより冷媒管路４１に設けられたフィンに接する空気に放熱されるので、送風空気が加熱される。加熱空気は排気空間３９から排気接続管３３、加熱空気送風ダクト１３を経て吸気口１２から回転ドラム５内に送給されるので、加熱空気は攪拌される衣類から水分を奪った吸湿空気となって排気口１２から吸湿空気送風ダクト１４に排出される。吸湿空気送風ダクト１４に送風された吸湿空気は吸気接続管３２、吸湿空気吸気口３０を経てヒートポンプユニット２０の吸気空間３８に入り、絞り手段４２により減圧されて低圧となった冷媒が流れる吸熱器２８を通過する際に顕熱と潜熱とが奪われて除湿され、除湿されることにより生じた結露水は貯水部３４に滴下し、除湿されて乾いた空気は放熱器２９に入って再び加熱される空気循環が形成される。貯水部３４に貯留された水は、図示しない排水ポンプが一定時間毎に運転されることにより、水槽３内に排出され、排水弁１９が開かれることにより排水口１８から排水管路２５を通って外部に排水される。
【００２４】
乾燥用空気をヒートポンプユニット２０により加熱、除湿する上記衣類乾燥装置の構成は、吸熱器２８で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器２９から放熱するので、圧縮機２７に入力したエネルギー以上の熱量を衣類に与えることができ、乾燥時間の短縮と省エネルギーとを実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上の説明の通り本発明によれば、ユニットケース内にヒートポンプの構成要素がコンパクトに収容され、ユニットケースに吸熱器に連通する吸気接続管及び放熱器に連通する排気接続管が取り付けられてヒートポンプユニットが構成されているので、限られたスペースにヒートポンプを配設することができ、乾燥室との間の空気循環路の構築も簡単に行い得るので、乾燥時間の短縮と省エネルギーとを実現する衣類乾燥装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る衣類乾燥装置を適用したドラム式洗濯乾燥機の構成を示す断面図。
【図２】ヒートポンプユニットの構成を示す分解斜視図。
【図３】ヒートポンプユニットの構成を示す断面図。
【図４】ヒートポンプサイクルと乾燥用空気の循環路を説明する模式図。
【符号の説明】
【００２７】
１  洗濯乾燥機
２  洗濯機筐体
３  水槽（乾燥室）
５  回転ドラム
１１  吸気口
１２  排気口
１３  加熱空気送風ダクト
１４  吸湿空気送風ダクト
１５  送風ファン
２０  ヒートポンプユニット
２１  ユニットケース
２２  底ケース
２３  上ケース
２４  流路蓋
２７  圧縮機
２８  吸熱器
２９  放熱器
３０  吸湿空気吸気口
３１  加熱空気排気口
３２  吸気接続管
３３  排気接続管
３４  貯水部
３７  側壁板
３８  吸気空間
３９  排気空間
４１  冷媒管路
４２  絞り手段