(57)【要約】【課題】乾燥用空気の熱の一部を効果的に外部へ放出し、ヒートポンプ装置を小型化した衣類乾燥機を提供する。【解決手段】圧縮機２と凝縮器３と絞り手段４と蒸発器５を冷媒が循環するように管路６で連結したヒートポンプ装置１と、衣類等の乾燥対象を収容する乾燥室７と、乾燥室７に乾燥用空気を送風する送風機８と、送風機８により送風される乾燥用空気をヒートポンプ装置１の蒸発器５で除湿し凝縮器３で加熱して乾燥室７に循環させる循環風路９と、乾燥室７に乾燥対象を投入する投入口１１と、投入口１１を開閉する扉体１２とを備え、扉体１２に乾燥室７から流入し循環風路９へ流出する乾燥用空気を冷却する水冷手段２０を設けたものである。【選択図】図１
2012110412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と凝縮器と絞り手段と蒸発器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、衣類等の乾燥対象を収容する乾燥室と、前記乾燥室に乾燥用空気を送風する送風機と、前記送風機により送風される乾燥用空気を前記蒸発器で除湿し前記凝縮器で加熱して前記乾燥室に循環させる循環風路と、前記乾燥室に乾燥対象を投入する投入口と、前記投入口を開閉する扉体とを備え、前記扉体に前記乾燥室から流入し前記循環風路へ流出する乾燥用空気を冷却する水冷手段を設けた衣類乾燥機。
【請求項２】
扉体は、乾燥室内の乾燥用空気が流入し循環風路へ流出する第１の空間と、前記第１の空間を流れる乾燥用空気を冷却する冷却水を供給する水冷手段と、前記第１の空間と仕切部によって画成した第２の空間と、前記仕切部の前記第２の空間側に冷却水を吐出する冷却水吐出口を有する構成とした請求項１記載の衣類乾燥機。
【請求項３】
扉体は、第１の空間内で発生した結露水を排水する排水口を有し、前記排水口を前記第１の空間の底部に設けて前記扉体から排出するようにした請求項２記載の衣類乾燥機。
【請求項４】
扉体は、冷却水吐出口から第２の空間に吐出された冷却水を排水する冷却水排水口を有し、前記冷却水排水口を前記第２の空間の底部に設けて前記扉体から排出するようにした請求項２または３記載の衣類乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衣類等の乾燥をおこなう衣類乾燥機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の衣類乾燥機は、衣類の乾燥にヒートポンプ装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。図３は、特許文献１に記載された衣類乾燥装置の系統図を示したものである。図３において、圧縮機５１、凝縮器５２、排熱器５３、絞り手段５４および蒸発器５５を冷媒が循環する管路５６で連結し、ヒートポンプ装置５７を構成している。乾燥用空気を流す風回路５８は、乾燥用空気を加熱する凝縮器５２と、乾燥させる衣類等を入れる乾燥庫５９と、乾燥用空気を冷却し除湿する蒸発器５５を乾燥用空気が流れる風路によって連結するように構成している。
【０００３】
排熱器５３は、凝縮器５２と絞り手段５４との間に設置されるとともに、風回路５８とは別の風回路６０に配設され、送風機６１で送風された外気と排熱器５３を流れる冷媒が熱交換し、冷媒の熱の一部を放出させるものであり、冷媒の温度上昇を低減するようにしている。ヒートポンプ装置５７の状態を検知する検知手段６２は、圧縮機５１から冷媒が吐出する管路５６に設けたサーミスタ６３により冷媒吐出温度を検知し、圧縮機５１と送風機６１を制御する。
【０００４】
なお、矢印Ａは、風回路５８を流れる乾燥用空気の流れを示し、矢印Ｂは、風回路６０を流れる冷却用の外気の流れを示し、矢印Ｃは、管路５６を流れる冷媒の流れを示している。
【０００５】
次に、上記衣類乾燥装置の動作について説明する。乾燥運転を開始すると、圧縮機５１と風回路５８に設けた送風機６４が作動し、送風機６４によって風回路５８に乾燥用空気が送風される。乾燥用空気は、凝縮器５２からの放熱で加熱され、温風となって乾燥庫５９に導入される。乾燥庫５９内で衣類と接触した乾燥用空気は、湿った衣類から水分を奪って衣類を乾燥させる。
【０００６】
乾燥用空気は、蒸発のための熱量として顕熱を与えられるため温度が低下するが、衣類から放出されたほぼ同等の潜熱を有する水蒸気を含んで高湿となる。衣類と接触する前後の乾燥用空気のエンタルピはほぼ一定である。高湿となった乾燥用空気は、蒸発器５５で冷却され、潜熱を奪われ結露して除湿される。除湿されて絶対温度が低下した乾燥用空気は、再び凝縮器５２で加熱される。
【０００７】
一方、ヒートポンプサイクルは、圧縮機５１で圧縮された高温高圧のガス冷媒が凝縮器５２で乾燥用空気に熱を奪われ凝縮し液化する。凝縮器５２を出た冷媒は排熱器５３に入り、送風機６１で送風された外気と熱交換し、冷媒の熱の一部を排熱する。次に、高圧の冷媒が絞り手段５４で減圧され、低温低圧となって蒸発器５５で乾燥用空気から熱を奪い圧縮機５１に戻る。
【０００８】
冷媒によって蒸発器５５で奪った熱量に、圧縮機５１の入力から得られる熱量を加えた熱量が、凝縮器５２から放出されるが、排熱器５３によって圧縮機５１の入力に相当する熱量を予め外部に放熱し、凝縮器５２からの放熱量を一定の値でバランスするようにしている。
【０００９】
また、排熱の他の手段として、衣類から水分を奪った乾燥用空気を乾燥庫から蒸発器へ
送る風路に熱バランス手段を設け、風路を流れる乾燥用空気を冷却することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２３９５４９号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の構成では、冷媒の熱の一部を排熱するため、排熱用の風回路６０を設けて排熱器５３を配設し、凝縮器５２から排熱器５３までの冷媒用管路の配管、および排熱器５３から絞り手段５４までの冷媒用管路の配管が必要であり、ヒートポンプ装置５７が大型化するという問題があった、また、特許文献２に記載された構成では、乾燥用空気が流れる風路を冷却するため、冷却面積を大きくとることが難しく、乾燥用空気から効果的に排熱することができないという問題があった。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、乾燥用空気の熱の一部を効果的に外部へ放出し、ヒートポンプ装置を小型化した衣類乾燥機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために、本発明の衣類乾燥機は、ヒートポンプ装置と、衣類等の乾燥対象を収容する乾燥室と、前記乾燥室に乾燥用空気を送風する送風機と、前記送風機により送風される乾燥用空気を前記ヒートポンプ装置の蒸発器で除湿し凝縮器で加熱して前記乾燥室に循環させる循環風路と、前記乾燥室に乾燥対象を投入する投入口と、前記投入口を開閉する扉体とを備え、前記扉体に前記乾燥室から流入し前記循環風路へ流出する乾燥用空気を冷却する水冷手段を設けたものである。
【００１４】
これによって、乾燥用空気が扉体を通過する際に乾燥用空気の熱の一部を効果的に外部へ放出することができ、安全で安定して運転可能な小型のヒートポンプ装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の衣類乾燥機は、乾燥用空気の熱の一部を効果的に外部へ放出することができ、ヒートポンプ装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における衣類乾燥機の系統図
【図２】同衣類乾燥機の扉体の概略断面斜視図
【図３】従来の衣類乾燥装置の系統図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の発明は、圧縮機と凝縮器と絞り手段と蒸発器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、衣類等の乾燥対象を収容する乾燥室と、前記乾燥室に乾燥用空気を送風する送風機と、前記送風機により送風される乾燥用空気を前記蒸発器で除湿し前記凝縮器で加熱して前記乾燥室に循環させる循環風路と、前記乾燥室に乾燥対象を投入する投入口と、前記投入口を開閉する扉体とを備え、前記扉体に前記乾燥室から流入し前記循環風路へ流出する乾燥用空気を冷却する水冷手段を設けたことにより、乾燥室から出た乾燥用空気を扉体を通過させることによって冷却面積を広く形成することができるようになり、乾燥用空気の熱の一部を効果的に外部へ放出することができるとともに、排熱器を
繋ぐ冷媒用管路を配管する必要がなく、ヒートポンプ装置を小型化して衣類乾燥機にコンパクトに搭載することができる。
【００１８】
第２の発明は、特に、第１の発明の扉体は、乾燥室内の乾燥用空気が流入し循環風路へ流出する第１の空間と、前記第１の空間を流れる乾燥用空気を冷却する冷却水を供給する水冷手段と、前記第１の空間と仕切部によって画成した第２の空間と、前記仕切部の前記第２の空間側に冷却水を吐出する冷却水吐出口を有する構成としたことにより、扉体の内部に循環風路の一部を構成することができ、乾燥室から出た乾燥用空気が扉体を通過することによって広い面積で冷却することができ、乾燥用空気の熱の一部を効果的に排熱することができる。
【００１９】
第３の発明は、特に、第２の発明の扉体は、第１の空間内で発生した結露水を排水する排水口を有し、前記排水口を前記第１の空間の底部に設けて前記扉体から排出するようにしたことにより、第１の空間内に結露水が溜まるのを防止することができる。
【００２０】
第４の発明は、特に、第２または第３の発明の扉体は、冷却水吐出口から第２の空間に吐出された冷却水を排水する冷却水排水口を有し、前記冷却水排水口を前記第２の空間の底部に設けて前記扉体から排出するようにしたことにより、第２の空間内に結露水が溜まるのを防止することができる。
【００２１】
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。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。
【００２２】
（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衣類乾燥機の系統図、図２は、同衣類乾燥機の扉体の概略断面斜視図である。
【００２３】
図１および図２において、ヒートポンプ装置１は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、圧縮後の高温高圧の冷媒の熱を放熱する凝縮器３と、高圧の冷媒の圧力を減圧するためのキャピラリーチューブからなる絞り手段４と、減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う蒸発器５を冷媒が循環するように管路６で連結している。
【００２４】
衣類等の乾燥対象を収容する乾燥室７に乾燥用空気を送風する送風機８を設けている。循環風路９は、送風機８により送風される乾燥用空気をヒートポンプ装置１の蒸発器５で冷却除湿し、凝縮器３で加熱して給気口１０から乾燥室７へ供給し循環させる。
【００２５】
乾燥させる衣類等を乾燥室７に投入し、乾燥後の衣類等を取り出す投入口１１を乾燥室７の前面側に設け、この投入口１１を開閉する開閉自在な扉体１２を設けている。扉体１２の内部は、板状に形成した仕切部１３によってその乾燥室７側に第１の空間１４を形成し、第１の空間１４に乾燥用空気を通過させる通気孔１５ａ、１５ｂを設けている。
【００２６】
通気孔１５ａは、乾燥室７から第１の空間１４に乾燥用空気を流入させるものであり、通気孔１５ｂは、第１の空間１４に流入した乾燥用空気を循環風路９へ流出させるものである。
【００２７】
仕切部１３によって画成された第２の空間１７の上部に設けた冷却水吐出口１６から冷却水を吐出し、第１の空間１４を流れる乾燥用空気を仕切部１３を介して冷却する。第１の空間１４と第２の空間１７を画成する仕切部１３の第２の空間１７側の表面を冷却水吐出口１６から吐出した冷却水が流れるように構成し、第１の空間１４と第２の空間１７は隣接して扉体１２に形成している。
【００２８】
循環風路９を流れる乾燥用空気を蒸発器５で冷却することによって生じる結露水は、蒸発器５の下方の循環風路９に設けた第１の排水口１９から排出される。第１の排水口１９の下流側には、開閉弁２０を設けた冷却用水路２１と、排水弁２２を設けた機外への排水路２３が２方向へ分岐して接続されている。
【００２９】
冷却用水路２１に設けた開閉弁２０の他方は冷却水吐出口１６に接続してあり、開閉弁２０を開き、排水弁２２を閉じることにより、第１の排水口１９から排出される結露水が冷却用水路２１および開閉弁２０を経て、冷却水吐出口１６から第２の空間１７内へ吐出され、仕切部１３の表面を伝って仕切部１３を冷却する。
【００３０】
第２の空間１７内へ冷却水を供給する開閉弁２０は、第１の空間１４を流れる乾燥用空気を仕切部１３を介して冷却する冷却手段として機能し、冷却水吐出口１６から第２の空間１７内へ吐出された冷却水は、第２の空間１７の底部に設けた冷却水排水口２４から扉体１２の外へ排出される。
【００３１】
また、第１の空間１４を流れる乾燥用空気を冷却することによって生じる結露水は、第１の空間１４の底部に設けた結露水排水口２５から扉体１２の外へ排出されるようにしている。冷却用水路２１と排水路２３は、例えば、ゴムホース等の柔軟性のある可撓性材料で構成しており、機内の狭い空間へ容易に配管可能に構成している。
【００３２】
矢印Ｄは、循環風路９を流れる乾燥用空気の流れを示し、矢印Ｅは、仕切部１３の表面を伝って第２の空間１７を流れる冷却水の流れを示し、矢印Ｆは、管路６を流れる冷媒の流れを示している。
【００３３】
通気孔１５ａは、乾燥室７から扉体１２に向かって乾燥用空気が流れるように扉体１２に形成してあり、扉体１２で投入口１１を閉じた状態で乾燥室７と対向し連通する。通気孔１５ａから第１の空間１４内へ矢印方向に流入した乾燥用空気は仕切部１３に衝突し、仕切部１３に沿って通気孔１５ｂへ流れ、循環風路９へ流出する。第１の空間１４と第２の空間１７を画成する仕切部１３は、アルミニウム等の良熱伝導性金属の薄板で形成している。
【００３４】
なお、ヒートポンプ装置１の圧縮機２、送風機８、開閉弁２０、排水弁２２等は、図示しない制御手段によって制御され、この制御手段により、予め設定されたプログラムにしたがって乾燥運転を実行することができる。
【００３５】
以上のように構成された衣類乾燥機について、以下その動作、作用を説明する。乾燥運転を開始すると、送風機８と圧縮機２が動作する。送風機８によって送風された乾燥用空気が凝縮器３を通過し、この凝縮器３からの放熱で乾燥用空気が加熱され、温風となって給気口１０から乾燥室７へ導入される。乾燥室７内で衣類と接触した乾燥用空気は、衣類から水分を奪って衣類を乾燥する。このとき、乾燥用空気は高湿の空気となる。
【００３６】
高湿となった乾燥用空気は、通気孔１５ａから扉体１２に設けた第１の空間１４に流入し、通気孔１５ｂから循環風路９へ流出した乾燥用空気は、蒸発器５で冷却除湿され、発生した結露水は第１の排水口１９から排水される。除湿されて絶対湿度が低下した乾燥用空気は、凝縮器３で加熱されて乾燥室７へ送風され循環する。
【００３７】
蒸発器５で結露水が発生し、第１の排水口１９から排出され始めると、排水弁２２を閉じて開閉弁２０を開き、結露水を冷却水として冷却用水路２１を経て冷却水吐出口１６から第２の空間１７内へ吐出させ、仕切部１３の表面を伝って仕切部１３を冷却する。
【００３８】
乾燥室７内で高湿となった乾燥用空気は、通気孔１５ａから扉体１２に設けた第１の空間１４に流入し、冷却水で冷却された仕切部１３に接触して冷却される。仕切部１３は、扉体１２内で広い冷却面積を確保することができ、かつ、アルミニウム等の良熱伝導性金属で形成しているので、冷却効果が高く、乾燥用空気の熱の一部を効果的に排熱することができる。冷却された乾燥用空気は、仕切部１３の表面に結露し除湿される。結露水は、自重により第１の空間１４の底部に設けた結露水排水口２５から排水される。
【００３９】
乾燥用空気は、乾燥室７から第１の空間１４に導入された後に仕切部１３によって冷却される構成としているので、冷却された乾燥用空気によって乾燥室７内が冷却されて温度が低下することがなく、効率よく衣類を乾燥することができる。
【００４０】
一方、ヒートポンプ装置１では、圧縮機２で圧縮された高温高圧の冷媒の熱が凝縮器３で放熱され、凝縮器３を出た高圧の冷媒が絞り手段４で減圧されて低温低圧となり、蒸発器５で乾燥用空気から熱を奪い圧縮機２に戻る。冷媒によって蒸発器５で奪った熱量に圧縮機２の入力から得られる熱量を加えた熱量が、凝縮器３から放出される。
【００４１】
ここで、凝縮器３から乾燥用空気へ放出される熱エネルギーは、圧縮機２の消費電力相当分と、蒸発器５で乾燥用空気から吸熱される熱量の和にほぼ等しい。このため、凝縮器３は圧縮機２に入力した電力以上の出力を得ることができ、乾燥用空気を加熱し乾燥室７内の衣類に投入することができる。
【００４２】
しかし、乾燥用空気をそのまま循環させると、乾燥用空気全体の持つ熱量が増えるとともに、ヒートポンプ装置１の冷媒温度、冷媒圧力が高くなり、動作圧力が上昇する。それにより、圧縮機２に過負荷がかかり、所定の冷媒温度、冷媒圧力になるように圧縮機２の能力を低下させることになり、効率のよい乾燥ができない。
【００４３】
そのため、本発明は、扉体１２に乾燥室７から出た乾燥用空気を流入させるとともに、扉体１２を通過する乾燥用空気を冷却する水冷手段を設けたものである。これにより、仕切部１３および蒸発器５で冷却除湿された乾燥用空気が凝縮器３へ流入するので、冷媒温度と冷媒圧力の過昇を抑制することができ、圧縮機２の過負荷を防止して安全で安定したヒートポンプ装置１の運転が可能になる。
【００４４】
また、仕切部１３および蒸発器５で冷却除湿された乾燥用空気が乾燥室７へ導入されることになるので、乾燥能力が向上する。
【００４５】
また、乾燥用空気を間接的に冷却しているため、高温多湿となった乾燥用空気が機外へ排出されることがないので、衣類乾燥機の周囲が高温多湿になって不快な環境になることがない。
【００４６】
また、扉体１２の内部で乾燥用空気を冷却し排熱する構成としているため、ヒートポンプ装置１に排熱器を設ける必要がなく、凝縮器から排熱器までの配管、および排熱器から絞り手段までの配管が不要であり、ヒートポンプ装置をコンパクトに構成することができる。
【００４７】
また、仕切部１３は、乾燥用空気が第１の空間１４に導入される方向に対して、略垂直になるように構成されているため、乾燥用空気を仕切部１３に衝突させることができるとともに、仕切部１３の表面に沿って通気孔１５ｂへ流動するため、乾燥用空気と仕切部１３の熱交換効率が向上し、乾燥用空気の排熱効果を高めることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、仕切部１３を冷却することによって乾燥用空気を冷却除湿する構成としたが、例えば、開閉弁２０の開時間を短くすることで吐出する冷却水量を少なくしたり、開閉弁２０の開度を小さくして吐出する冷却水量を少なくする等により、冷却能力を低下させることによって、乾燥用空気の除湿をせずに冷却のみをおこなうことができ、扉体１２内に結露水が発生せず、排水が不要となる。
【００４９】
この場合、開閉弁２０と排水弁２２を連係して動作させることにより、第１の排水口１９から排出される結露水を冷却用水路２１と排水路２３から円滑に流出させることができる。
【００５０】
また、冷却水吐出口１６から第２の空間１７内へ吐出させる冷却水として、蒸発器５で発生する結露水を吐出させる構成としたが、水道水でも可能であるほか、タンク等に貯めた冷却水をポンプで循環させるように構成することも可能である。この場合は、結露水が発生するタイミングおよび発生量と無関係に冷却水を吐出させることができ、ヒートポンプ装置１を最適な状態で運転することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、衣類乾燥機としたが、洗濯機能を備えた洗濯乾燥機としても同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、乾燥室をモータ（図示せず）により回転可能に構成し、内部に収容された衣類等を撹拌しながら乾燥させる構成のほか、乾燥室内に乾燥対象を置いた状態で乾燥させる構成でもよく、さらに、衣類等の乾燥対象を乾燥室内に吊り下げて乾燥させる構成の衣類乾燥機としても適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明にかかる衣類乾燥機は、乾燥用空気の熱の一部を効果的に外部へ放出することができ、ヒートポンプ装置を小型化することができるので、衣類乾燥機として有用である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ヒートポンプ装置
２  圧縮機
３  凝縮器
４  絞り手段
５  蒸発器
６  管路
７  乾燥室
８  送風機
９  循環風路
１１  投入口
１２  扉体
１３  仕切部
１４  第１の空間
１７  第２の空間
２０  開閉弁（水冷手段）
【図１】
2012110412.tif 000003
【図２】
2012110412.tif 000004
【図３】
2012110412.tif 000005