(57)【要約】【課題】本発明は、冷却水を用いることなく乾燥空気に含まれる水分を除去できる衣類乾燥機を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、衣類を収容して回る回転ドラムと、前記回転ドラムを包むように内置する外槽と、前記外槽の外側から前記回転ドラム内に乾燥空気を送風する送風ユニットと、前記乾燥空気を加熱する加熱手段と、前記衣類から水分を奪取して前記外槽外に排出される前記乾燥空気を前記送風ユニットに戻す循環路を有し、前記乾燥空気を旋回させて気水分離するサイクロン機構と、サイクロン機構で気水分離する前に回転ドラムから排出される前記乾燥空気を冷却水未使用で凝縮する凝縮器を前記循環通風路に備えたことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衣類を収容して回る回転ドラムと、前記回転ドラムを包むように内置する外槽と、前記外槽の外側から前記回転ドラム内に乾燥空気を送風する送風ユニットと、前記乾燥空気を加熱する加熱手段と、前記衣類から水分を奪取して前記外槽外に排出される前記乾燥空気を前記送風ユニットに戻す循環路を有し、
前記乾燥空気を旋回させて気水分離するサイクロン機構と、サイクロン機構で気水分離する前に前記外槽から排出される前記乾燥空気を冷却水未使用で凝縮する凝縮器を前記循環通風路に備えたことを特徴とする衣類乾燥機。
【請求項２】
請求項１記載の衣類乾燥機にあって、
前記サイクロン機構は、円筒状の外筒と、前記外筒の内側に設けた円筒状の内筒と、前記外筒の内周と前記内筒の外周との間で前記乾燥空気が旋回する旋回流路と、前記旋回流路に前記乾燥空気が流入する流入口と、前記旋回流路を流れた前記乾燥空気の旋回流れが前記内筒の内側に流れ行く流出口を有することを特徴とする衣類乾燥機。
【請求項３】
請求項２記載の衣類乾燥機にあって、
前記流入口を上に、前記流出口を下にして立つ前記内筒・外筒は外筒が内筒よりも下方に長く延び、前記流出口を前記内筒の下端側側面に設けたことを特徴とする衣類乾燥機。
【請求項４】
請求項１記載の衣類乾燥機にあって、
前記凝縮器は前記外槽に設けた乾燥空気排出口側と前記サイクロン機構の上流側を連通する蛇腹流路であることを特徴とする衣類乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯した衣類を乾燥する衣類乾燥機または洗濯乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機で洗った衣類を乾燥する衣類乾燥機およぎ洗濯から乾燥までを連続して行える洗濯乾燥機は、衣類を収容して回る回転ドラムと、回転ドラム内に衣類を乾かす乾燥空気を送風する送風ユニットと、乾燥空気を加熱する加熱手段と、衣類を乾かして回転ドラムから排出される乾燥空気を送風ユニットに戻す循環路と、乾燥空気から水分を除去する除湿手段を備えている。
【０００３】
この除湿手段として特許文献１、２では回転ドラムから排出された乾燥空気を冷却水で冷やして乾燥空気に含まれる水分を分離除去するようにしている。そして、特許文献１では冷却水で冷却することに加え、サイクロン機構で水分を遠心分離している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５１１８号公報
【特許文献２】特開２００５−０８０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されている洗濯乾燥機は、冷却水を用いるので水道水の使用量が増える。また、サイクロン機構に冷却水を導く供給水路、冷却水を噴射する噴射装置、冷却水を供給したり止めたりする給水弁等を含む冷却水供給系を必要とする。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑み、冷却水を用いることなく乾燥空気に含まれる水分を除去できる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】
【０００７】
本発明は、衣類を収容して回る回転ドラムと、前記回転ドラムを包むように内置する外槽と、前記外槽の外側から前記回転ドラム内に乾燥空気を送風する送風ユニットと、前記乾燥空気を加熱する加熱手段と、前記衣類から水分を奪取して前記外槽外に排出される前記乾燥空気を前記送風ユニットに戻す循環路を有し、前記乾燥空気を旋回させて気水分離するサイクロン機構と、サイクロン機構で気水分離する前に回転ドラムから排出される前記乾燥空気を冷却水未使用で凝縮する凝縮器を前記循環通風路に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、乾燥空気を旋回させて気水分離するサイクロン機構と、サイクロン機構で気水分離する前に外槽外に排出される乾燥空気を冷却水未使用で凝縮する凝縮器を循環路に備えることにより、冷却水を使用せずに除湿乾燥する衣類乾燥機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機を示す外観図である。
【図２】本発明の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施例に係るもので、サイクロン機構の外観図である。
【図４】本発明の実施例に係るもので、サイクロン機構の縦断面図である。
【図５】本発明の実施例に係るもので、サイクロン機構内での旋回流を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例に係るもので、サイクロン機構内での旋回流を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施例に係るもので、ドラム式洗濯乾燥機の内部構造を示す縦断面図である。
【図８】衣類乾燥機での乾燥仕上がりの例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図１〜図６を引用して説明する。
【００１１】
まず、図１、図２に沿ってドラム式の洗濯乾燥機の概要について述べる。
【００１２】
１は、洗濯乾燥機の外郭を構成する筐体である。筐体１は、ベース２の上に取り付けられている。この筐体は左右の側板３（左のみ図示）、前面カバー４、背面カバー５、上面カバー６、下部前面カバー７で構成されている。左右の側板３は、コの字型の上補強材（図示せず）、前補強材（図示せず）、後補強材（図示せず）で結合されており、ベース２を含めて箱状の筐体１を形成し、筐体として十分な強度を有している。
【００１３】
８は、前面カバー４の略中央に設けた衣類を出し入れするための投入口を塞ぐドアで、前補強材に設けたヒンジで開閉可能に支持されている。ドア開放ボタン９を押すことでロック機構（図示せず）が外れてドアが開き、ドア８を前面カバー４に押し付けることでロックされて閉じる。前補強材は、後述する外槽の開口部と同心に、衣類を出し入れするための円形の開口部を有している。
【００１４】
１０は、筐体１の上部中央に設けた操作パネルで、電源スイッチ２０、操作スイッチ２１、２２、表示器２３を備える。操作パネル１０は、筐体１の下部に設けた制御装置２４に電気的に接続している。
【００１５】
３０は、回転可能に支持された円筒状の洗濯兼脱水槽（回転ドラム）であり、その外周壁および底壁に通水および通風のための多数の貫通孔を有し、前側端面に衣類を出し入れするための開口部３１を設けている。開口部３１の外側には洗濯兼脱水槽３０と一体の流体バランサ３２を備えている。外周壁の内側には軸方向に延びるリフタ３３が複数個設けている。洗濯、乾燥時に洗濯兼脱水槽３０を回転すると、衣類はリフタ３３と遠心力で外周壁に沿って持ち上がり、重力で落下するように動きを繰り返す。洗濯兼脱水槽３０の回転中心軸は、水平または開口部３１側が高くなるように傾斜している。
【００１６】
４０は、円筒状の外槽であり、洗濯兼脱水槽３０を同軸上に内包し、前面は開口し、後側端面の外側中央にモータ４１を取り付ける。モータ４１の回転軸は、外槽４０を貫通し、洗濯兼脱水槽３０と結合している。前面の開口部には外槽カバー４２を設け、外槽内への貯水を可能としている。外槽カバー４２の前側中央には、衣類を出し入れするための開口部４３を有している。この開口部４３と前補強材に設けた開口部は、ゴム製のベローズ４４で接続しており、ドア８を閉じることで外槽４０を水封する。外槽４０底面最下部には、排水口（図示せず）が設けてあり、排水ホース４５を接続している。排水ホース４５の途中には排水弁４６が設けてあり、排水弁を閉じて給水することで外槽４０に水を溜め、排水弁を開いて外槽４０内の水を機外へ排出する。
【００１７】
外槽４０は、下側をベース１ｈに固定されたサスペンション５０（コイルばねとダンパで構成）で防振支持されている。また、外槽４０の上側は上部補強部材に取り付けた補助ばね（図示せず）で支持されており、外槽４０の前後方向への倒れを防ぐ。
【００１８】
５１は、筐体１内の上部左側に設けた洗剤容器で、前部開口から引き出し式の洗剤トレイ（図示せず）を装着する。洗剤類を入れる場合は、洗剤トレイを図１の二点鎖線で示すように引き出す。洗剤容器５１は、筐体１の上補強材に固定されている。
【００１９】
洗剤容器５１の後ろ側には、給水電磁弁（図示せず）や風呂水給水ポンプ（図示せず），水位センサ（図示せず）など給水に関連する部品を設けてある。上面カバー６には、水道栓からの給水ホース接続口５２，風呂の残り湯の吸水ホース接続口５３が設けてある。洗剤容器５１は、外槽４０に接続されており、給水電磁弁を開く、あるいは風呂水給水ポンプを運転することで、外槽４０に洗濯水を供給する。
【００２０】
６０は筐体１の背面内側に縦方向に設置した乾燥ダクトで、循環通風路を構成する。この乾燥ダクト６０は下部側がサイクロン機構６１およびゴム製の蛇腹管６２を介して外槽１１の背面下方に設けた乾燥空気排気口６３に連通するように接続される。この蛇腹管２１の蛇腹流路は循環通風路に含まれる。循環通風路である乾燥ダクト６０の上部側は筐体１内の上部右側に前後方向に設置したフィルタダクト（図示せず）に連通するように接続される。
【００２１】
フィルタダクトの前面には開口部を有しており、この開口部に引き出し式の乾燥フィルタ６４を挿入してある。乾燥ダクト６０からフィルタダクトへ入った空気は、乾燥フィルタ６４のメッシュフィルタ（図示せず）に流入し糸くずが除去される。乾燥フィルタ６４の掃除は、乾燥フィルタ６４を引き出してメッシュ式のフィルタを取り出して行う。また、フィルタダクトの乾燥フィルタ挿入部の下面には開口部が設けてあり、この開口部は吸気ダクト（図示せず）が接続しており、吸気ダクトの他端は送風ユニット６５の吸気口と接続している。この送風ユニット６５、フィルタダクトも循環通風路に含まれる。
【００２２】
送風ユニット６５は、駆動用のモータ６６、ファン羽根車（図示せず）、ファンケース（図示せず）を有する。ファンケースにはヒータ６７が吐出側に内蔵されており、ファン羽根車から送られる空気を加熱する。送風ユニット６５の吐出口は温風ダクト（図示せず）に接続する。温風ダクトは、ゴム製の蛇腹管６８、蛇腹管継ぎ手（図示せず）を介して外槽カバー４２に設けた温風吹き出し口（図示せず）に接続している。本実施例では、送風ユニット６５が筐体１内の上部右側に設けてあるので、温風吹き出し口は外槽カバー４２の右斜め上の位置に設け、温風吹き出し口までの距離を極力短くするようにしてある。
【００２３】
外槽１１の乾燥空気排気口６３より排出された乾燥空気は外槽カバー４の温風吹き出し口から吐出されて回転ドラムに戻るので、この乾燥空気排気口６３から温風吹き出し口までを循環通風路とすることができる。
【００２４】
送風ユニット６５の吸気口及び吐出口には温度センサ（図示せず）が設けてある。この温度センサにより、ヒータ６７による乾燥空気の加熱を調整している。
【００２５】
回転ドラム内の衣類に吹き込む温風の風速を増やすためには、送風ユニット６５を圧力タイプのものにしてノズル面積を小さくすればよい。送風ユニット６５として、一般的なターボファンを用いた場合、低い回転数でファン羽根車を大径化する方法と、ファン羽根車の径は小さいままで回転数を高くする方法とがあるが、高速回転化は、従来と同一の筐体（ファンケース）に実装できる利点がある。また、風路の面積を小さくし、後に大きくすることによって圧力に差を作ることができる。
【００２６】
次に本発明の主要部に係る乾燥空気の除湿について、主に図２〜図６を引用して述べる。
【００２７】
乾燥空気の除湿には、乾燥空気を凝縮する凝縮手段と遠心分離手段を用いる。凝縮手段の凝縮器として蛇腹管６２を、遠心分離手段としてサイクロン機構６１を用いる。
【００２８】
図４に示す凝縮器の蛇腹管６２は、ゴム製で口径Ｄが８０ｍｍ、管長Ｌが（６０〜７０）ｍｍ、蛇腹の山数が１０から１５個、ゴムの厚みが０．８ｍｍである。凝縮器である蛇腹管６２の周囲温度（筐体１と外槽１１との間の空間）は４０°程度である。これに対し、外槽１１の内側温度は６０°程度である。したがって、蛇腹管６２の内側と外側では、２０°程度の温度差になっている。この温度差により、凝縮器である蛇腹管６２の内側を流れる乾燥空気は冷却されて凝縮が行われる。また、凝縮器は多数の山をもつ蛇腹管６２で作られているので、乾燥空気および外気との接触面積が多くなり、乾燥空気の冷却が良く行われる。
【００２９】
サイクロン機構６１は、円筒状の外筒７０と、外筒７０の内側に設けた円筒状の内筒７１を有する。外筒７０の内周と内筒７１の外周との間に乾燥空気が旋回する旋回流路７２が形成される。サイクロン機構６１は外筒７０と内筒７１が縦になるよう置かれる。外筒７０の上側には旋回流路７２の上側に連通する乾燥空気の流入口７３が設けられる。内筒７１の下端側側面には、旋回流路７２を旋回しながら下った乾燥空気が内筒７１の内側に流れ行く流出口７４が設けられる。内筒７１の下端は塞がっている。
【００３０】
外筒７０は、下方が下側向かって細くなる傾斜部（円錐台形）７５と、傾斜部７５の下端から下方に延び小筒部７６を有する。外筒７０と内筒７１の大きさは次のとおりである。外筒７０の径Ｄ１と内筒７１の径Ｄ２との比（Ｄ２／Ｄ１）は、０．５２６である。外筒７０の径Ｄ１と小筒部７６の径Ｄ３との比（Ｄ３／Ｄ１）は、０．３９５である。内筒７１の長さは、１である。内筒７１の長さと外筒７０の長さＬ（小筒部７６と傾斜部７５を除く太いところ）との比（１／Ｌ）は、０．７５３である。傾斜部７５の長さＨと外筒７０の長さＬの比（Ｈ／Ｌ）は、０．３２０である。
【００３１】
サイクロン機構６１は、小筒部７６の下端がオーバフローホース８０につながる。オーバフローホース８０は、排水ホース４５につながる。内筒７１は上側が乾燥ダクト６０に連通するようにつながる。乾燥ダクト６０には下流方向に向かって太くなるつなぎ管８１を介してつながる。
【００３２】
乾燥ダクト６０は下側のところが仕切り板８２で仕切られている。サイクロン機構６１の下流側になるところと、サイクロン機構６１の上流側になるところが仕切り板８２で仕切られる。蛇腹管６２は、上流側の一端が外槽１１の乾燥空気排気口６３に、下流側の他端がサイクロン機構６１の上流側になる乾燥ダクト６０の上流側接続口８３に連通するように接続される。上流側接続口８３からサイクロン機構６１の流入口７３をつなぐところのつなぎ通路８４は流入口７３につながるところで流路面積が狭まる狭通部８５を有する。
【００３３】
さて、回転ドラム３０で衣類から水分を奪取した乾燥空気が外槽１１の乾燥空気排気口６３から蛇腹管６２（凝縮器）を通ってサイクロン機構６１に流れる。蛇腹管６２（凝縮器）を流れる乾燥空気は、蛇腹管６２の内側と外側での温度差（２０°程度）により冷却されて水分ができる。水分はサイクロン機構６１で遠心分離され、水分が除去された乾燥空気は送風ユニット６５により乾燥ダクト６０を流れ、ヒータ６７で再加熱されて回転ドラム３０へと再流入するように循環し、衣類の乾燥が行われる。
【００３４】
この乾燥運転では、乾燥空気を蛇腹管６２（凝縮器）に流すことにより乾燥空気（水蒸気）が冷やされて水分ができるので乾燥空気（水蒸気）を冷却水供給系が不要で冷却水の節水にもなる。また乾燥空気（水蒸気）を冷やす複雑なヒートポンプが不要になる。さらに、冷却によりできた水分はサイクロン機構６１の遠心分離によって乾燥空気から効率よく除去されるので、乾燥空気が含む水分はよく奪取され、結果的に消費電力の低減になる。
【００３５】
サイクロン機構６１で分離された水分は外筒７０の内周壁面を伝って下方へ向かい、オーバフローホース８０を経て排水ホース４５へと流れて排水される。
【００３６】
サイクロン機構６１への流入する前に乾燥空気（水蒸気）を水分に変える水分生成は、外槽１１の内側よりも１°Ｃ以上の低い温度差にすることにより行われる。その温度を３℃以上にすることにより水分変化がさらに促進し、除湿効率が上がる。
【００３７】
蛇腹管６２（凝縮器）で冷やされた乾燥空気（水蒸気）は、つなぎ通路８４を経てサイクロン機構６１へと流れる。乾燥空気（水蒸気）は、つなぎ通路８４の狭通部８５で圧縮され、サイクロン機構６１に入る直前では圧力が３０００Ｐａ程に高められる。その後、サイクロン機構６１に入って膨張することにより乾燥空気（水蒸気）の圧力が１０００Ｐａ程度に下げられ、かつ乾燥ダクト６０の上方の先に送風ユニット６５が接続されていることによって、サイクロン機構６１内で気圧差が生じる。この気圧差によって水蒸気から水滴への変化が促され、かつ、温度差が大きくなることで除湿効率が上がる。
【００３８】
また、つなぎ通路８４の狭通部８５により流路面積が絞られるので、風速が高まる。すなわち、風量１．３ｍ３／ｍｉｎに対し、流路面積を７００ｍｍ２にすることにより、風速を３０ｍ／ｓに高め、サイクロン機構６１での遠心分離の効率が高められる。
【００３９】
また、サイクロン機構６１は円弧状にすることで遠心分離をさせて除湿を行うことができる。図５の矢印ａより速度３０ｍ／ｓの乾燥空気をサイクロン機構６１に送り込み、円弧形状にて遠心分離、除湿された乾燥空気は矢印ｂより排出され乾燥ダクト６０へと流れる行く。図６に示す矢印ｃ部の出口面積を矢印ａ部の面積の１／２程度にすることにより除湿効率が高められる。
【００４０】
サイクロン機構６１内を流れる乾燥空気は外筒７０の壁を介して外部の空気と隔っている。外筒７０の内外の温度差が０．５℃以上生じ、除湿が行われる。外部の空気を強制的に流すことでサイクロン機構６１内を流れる乾燥空気との温度差を広げることができ、除湿を高めることができる。
【００４１】
サイクロン機構６１内で除湿された水分は、図４に示すように外筒７０が縦置きになっているので、外筒７０の内壁を伝わって自然流下していく。その後、オーバーフローホース８０へと流れ込み、排水される。外筒７０の向きを変えてもサイクロン機構６１内の圧力は１０００Ｐａほどにでき、その圧力を用いて排水を促進することができる。
【００４２】
乾燥運転時の風の流れは次のようになる。送風ユニット２３を運転し、ヒータ２５に通電すると、ノズルから洗濯兼脱水槽に高速の温風が吹き込み、
湿った衣類に当たり、衣類を温め衣類から水分が蒸発する。高温多湿となった風は、洗濯兼脱水槽設けた貫通孔から外槽に流れ、吸気口２０から乾燥ダクト１９に吸い込まれ、遠心分離器２７へと流れる。遠心分離器２７で除湿された後、風は乾燥ダクト１９へ入り下から上へ流れる。高温多湿の風は除湿され、乾いた風となっておりフィルタダクトへ入る。フィルタダクトに設けたメッシュフィルタを通り糸屑が取り除かれ、吸気ダクトに入り、送風ユニット２３に吸い込まれる。そして、ヒータ２５で再度加熱され、洗濯兼脱水槽に吹き込むように循環する。
【００４３】
次に図７に示す他の実施例について説明する。
【００４４】
この図７に示す実施例は、前述した実施例との違いは次の点で他は共通である。すなわち、サイクロン機構を用いずに、乾燥ダクト６０（Ａ）の内部にらせん状のリブを設け、このリブで形成したらせん状の流路で除湿を行う構成を採用した。
【００４５】
蛇腹管６２（凝縮器）で冷やされた乾燥空気（水蒸気）は、乾燥ダクト６０（Ａ）の内部を下から上へと流れる。乾燥空気（水蒸気）がらせん状の流路を上るように流れることにより、除湿されて現れた水分と触れることになる。らせん状の流路になっていることで水分との接触機会が増え、除湿効率が上がる。
【００４６】
更に他の実施例について説明する。この他の実施例はサイクロン機構とらせん状の流路を組み合わせて除湿を行う構成を採用した。
【００４７】
蛇腹管６２（凝縮器）からサイクロン機構６１へ流入してきた乾燥空気は速度が３０ｍ／ｓ以上で、円弧状の壁面にぶつかり、遠心分離された水分は重力によって下方へと向かっていく。サイクロン機構６１は図４のようにｌ／Ｌに比（０．７５３）をつけている。つまり、Ｌよりｌを小さくしている。これにより、遠心分離された水分は、内筒７１の下方に設けた流出口７４に吸い込まれることが抑えられる。水分の抜けた乾燥空気だけがらせん状に流れ下って流出口７４に吸い込まれるので、除湿効率が良くなる。
【００４８】
衣類の乾燥仕上がりしわに関し、図８を引用して説明する。
【００４９】
絡みや捻れが無くても乾燥機の乾燥容積に対して衣類の量が多くなると、衣類が十分に広がることが出来なくなるため、衣類が折れ曲がったまま乾燥され、しわが発生する。図８は、衣類乾燥機（ドラムの乾燥容積６２Ｌ（ａ），７７Ｌ（ｂ），９９Ｌ（ｃ）の３種類）で２ｋｇの衣類を乾燥した時の衣類（綿のパジャマズボン）の乾燥仕上がりを示す写真である。ドラム容積が大きくなるほどしわが少なくなっているのが分かる。
【００５０】
このように、容積が大きいほどしわを減少できることは従来から知られていたが、家庭用洗濯乾燥機では、設置場所の面積や設置場所への搬入路（廊下やドア）の制限から、洗濯乾燥機の大きさには限界があり、十分な容積を確保することは困難であった。
【００５１】
このため、乾燥の仕上りを気にするような衣類は、他の一般の衣類と分け、衣類の量を少なくして乾燥するしか方法は無かった。しかし、時間のかかる乾燥を複数回行うことは現実的ではなく、このような衣類はつり干しで乾燥し、乾燥機は利用しない人が多かった。
【００５２】
本発明に係る衣類乾燥機、洗濯乾燥機は除湿効率が良く乾燥時間が早いので、乾燥を複数回行う要求に応えることができる。
【符号の説明】
【００５３】
３０…洗濯兼脱水槽（回転ドラム）
４０…外槽
６０…乾燥ダクト（循環路）
６１…サイクロン機構
６２…蛇腹管（凝縮器）
６３…乾燥空気排気口
６５…送風ユニット
７３…乾燥空気の流入口
【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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