(57)【要約】【課題】相変化蓄熱手段では、飽和温度よりも低い温度では放熱してしまい十分な熱量が得られない、また飽和温度との温度差が大きくなくても次回運転までの間が長時間に亘ると放熱してしまい十分な熱量が得られないという課題を有していた。【解決手段】放熱器５０と乾燥室８０間の送風回路９０内に、化学反応蓄熱材１６０を充填した蓄熱槽１４０と熱を交換する第二の熱交換器１７０を備え、乾燥運転中にヒートポンプ装置３０で加熱された循環空気から吸熱して蓄熱し、その蓄えた熱を次回の乾燥運転の初期に循環空気に放熱するものであり、環境温度が変化しても放熱することはなく、また環境温度の影響を受けないため次回の運転までに時間が経過したとしても放熱することはなく、次回の乾燥運転の初期に蓄熱した熱量を放熱することにより循環空気の温度を早期に上昇させることができ、消費電力量を大幅に低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、本体内に支持された外槽と、前記外槽内に回転自在に設けられた乾燥室と、圧縮機および放熱器、減圧手段、吸熱器を冷媒の通る管路で連結したヒートポンプ装置と、空気を送風する送風機と、前記外槽と前記吸熱器、前記放熱器とを順次連結して、前記送風機により送風された空気を循環させる送風回路と、化学反応蓄熱材と第一の熱交換器とを内包し、反応媒体供給口と反応媒体排出口とを設けた蓄熱槽と、前記放熱器と前記外槽との間の前記送風回路内に設置され、前記第一の熱交換器と配管で連結されて内部を熱媒体が循環する第二の熱交換器とを備え、乾燥運転中に前記ヒートポンプ装置によって加熱した循環空気の熱を前記第二の熱交換器、前記熱媒体、前記第一の熱交換器を介して前記化学反応蓄熱材を加熱し、反応媒体を分離、排出して蓄熱し、次回の乾燥運転の初期に反応媒体を前記反応媒体供給口から供給し、前記化学反応蓄熱材の化学反応熱を前記第一の熱交換器、前記熱媒体、前記第二の熱交換器を介して前記循環空気に放熱することを特徴とした衣類乾燥機。
【請求項２】
前記化学反応蓄熱材は、前記反応媒体として水を加えることによる反応熱で放熱し、熱を加えて脱水することにより蓄熱する請求項１に記載の衣類乾燥機。
【請求項３】
前記化学反応蓄熱材は塩化カルシウムである請求項１又は２に記載の衣類乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプサイクルを用いた除湿手段を用いて衣類の乾燥を行う衣類乾燥機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のドラム式洗濯乾燥機は、図２に示すように、本体１内に弾性支持された外槽２内に配設された乾燥室３へ、送風機４により高温低湿の空気を送風し、衣類の乾燥を行っている。近年は省エネルギーの観点からヒートポンプ装置５を用いて高温低湿の空気を生成するようになってきた。
【０００３】
ヒートポンプ装置５は、圧縮機６、放熱器７、絞り手段８、吸熱器９が配管により接続されて構成され、冷媒が封入されている。圧縮機６により高温高圧に圧縮された冷媒は、放熱器７において、周囲の空気と熱交換し、空気は加温され、冷媒は冷却されて液化する。液化した高圧冷媒は、絞り手段８において減圧され、低温低圧の液冷媒となり、吸熱器９において、周囲の空気と熱交換し、空気は除湿冷却され、冷媒は加熱されて蒸気冷媒となり、圧縮機６に戻る。一方、乾燥室３の空気は送風機４により吸熱器９に送風され、前述のように除湿冷却された後、放熱器７で加温されて乾燥室３に戻り、衣類を乾燥させる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
乾燥運転の初期では吸熱器９に流入する空気温度は低く、圧縮機６の入力で徐々に加熱されていく。そして、乾燥運転の後期では空気温度は高くなり、ヒートポンプ装置５を安全な状態に安定させるため、温度の低い外気と循環空気とを入れ替えるなどして、圧縮機５の余分な入力を排出している（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
特に近年、さらなる省エネルギー化のため相変化蓄熱手段を具え、この相変化蓄熱手段にて、乾燥運転中にヒートポンプ装置５で循環される冷媒から熱を吸収して蓄え、その蓄えた熱を次回のヒートポンプ運転時の冷媒に与えるようにしているものもある（例えば、特許文献３参照）。図３は特許文献３に記載されているヒートポンプサイクルのサイクル図である。図３において、圧縮機６と放熱器７との間には、第１の開閉弁１０と、この第１の開閉弁１０と並列に、第２の開閉弁１１と相変化蓄熱手段１２に浸漬した蓄熱材用熱交換器１３との直列接続路を接続している。
【０００６】
このように構成された衣類乾燥機において、この相変化蓄熱手段１２にて、乾燥運転中にヒートポンプ装置５で循環される冷媒から熱を吸収して蓄え、その蓄えた熱を次回のヒートポンプ運転時の冷媒に与えるようにした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１７８２８９号公報
【特許文献２】特開２００４−２１５９４３号公報
【特許文献３】特開２００８−２３７４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の構成では、相変化蓄熱手段を用いているため、飽和温度よりも低い温度では放熱してしまい、蓄熱利用が必要な、例えば冬季のような低温環境で使用する場合には特に立ち上がり時が遅く、十分な熱量が得られないという課題を有していた。ま
た、十分に熱量を得ようとすると、蓄熱材の断熱を強化しなければならず、装置が大型化するといった課題を有する。また、飽和温度との温度差が大きくなくても次回運転までの間が長時間に亘ると放熱してしまい、十分な熱量が得られないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は従来の課題を解決するもので、環境温度の変化に影響を受けず、消費電力量を低減できるコンパクトな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】
【００１０】
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、化学反応蓄熱材と、第一の熱交換器を内包し、反応媒体供給口と反応媒体排出口とを設けた蓄熱槽と放熱器と外槽間の循環風路内に設置し、第一の熱交換器と連結し内部を熱媒体が循環する第二の熱交換器とからなり、乾燥運転中にヒートポンプ装置によって加熱した循環空気の熱を第二の熱交換器、熱媒体、第一の熱交換器を介して、化学反応蓄熱材を加熱し、反応媒体を分離、排出して熱を蓄え、次回乾燥運転開始時に反応媒体を前記反応媒体供給口から供給し、化学反応熱を第一の熱交換器、熱媒体、第二の熱交換器を介して循環空気に与えるようにしたものである。
【００１１】
これによって、環境温度が変化しても放熱することはなく、また環境温度の影響を受けないため次回の運転までに時間が経過したとしても放熱することはなく、次回乾燥運転の初期に蓄熱した熱量を放熱することができ、立ち上げを早くすることにより消費電力量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の衣類乾燥機は、環境温度の変化に影響を受けず、大幅に乾燥運転時の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における衣類乾燥機の断面図
【図２】従来の衣類乾燥機の断面図
【図３】従来の衣類乾燥機の蓄熱システム図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明の衣類乾燥機は、本体と、本体内に支持された外槽と、前記外槽内に回転自在に設けられた乾燥室と、圧縮機および放熱器、減圧手段、吸熱器を冷媒の通る管路で連結したヒートポンプ装置と、空気を送風する送風機と、前記外槽と前記吸熱器、前記放熱器とを順次連結して、前記送風機により送風された空気を循環させる送風回路と、化学反応蓄熱材と第一の熱交換器を内包し、反応媒体供給口と反応媒体排出口とを設けた蓄熱槽と、前記放熱器と前記外槽との間の前記送風回路内に設置され、前記第一の熱交換器と配管で連結されて内部を熱媒体が循環する第二の熱交換器とを備え、乾燥運転中に前記ヒートポンプ装置によって加熱した循環空気の熱を前記第二の熱交換器、前記熱媒体、前記第一の熱交換器を介して前記化学反応蓄熱材を加熱し、反応媒体を分離、排出して蓄熱し、次回の乾燥運転の初期に反応媒体を前記反応媒体供給口から供給し、前記化学反応蓄熱材の化学反応熱を前記第一の熱交換器、前記熱媒体、前記第二の熱交換器を介して前記循環空気に放熱するものであり、温度の変化によって放熱することは無く、効率よく蓄熱することができるので、次回の乾燥運転時開始時に放熱することにより温風温度を早期に上昇させることができ、運転時間を短縮でき、消費電力量を低減させることができる。
【００１５】
第２の発明は、特に第１の発明において、化学反応蓄熱材は、水を加えることによる反応熱で放熱し、熱を加えて脱水することにより蓄熱するものであり、安価で供給しやすい水と反応し放熱、蓄熱を行うため、安価に消費電力量を低減できる衣類乾燥機を提供する
ことができる。
【００１６】
第３の発明は、特に第１又は２の発明において、化学反応蓄熱材は塩化カルシウムであり、蓄熱材が安価であるため、安価に消費電力量を低減できる衣類乾燥機を提供することができる。
【００１７】
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。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における衣類乾燥機の断面図である。図１において、本体２０内に外槽２１が支持されており、外槽２１内には回転自在に設けられて衣類を乾燥する乾燥室２２が配設されている。また、ヒートポンプ装置３０は、冷媒を圧縮する圧縮機４０と、圧縮機４０により圧縮されて高温高圧になった冷媒の熱を周囲の空気に放熱する放熱器５０と、放熱器５０で放熱された高圧の冷媒を減圧する絞り手段としての膨張弁６０と、膨張弁６０により減圧されて低温低圧となった冷媒に周囲の空気から吸熱する吸熱器７０とが順に内部を冷媒が流れる管路で接続され構成されている。
【００１９】
送風回路９０は、外槽２１を介して乾燥室２２、ヒートポンプ装置３０の吸熱器７０、及び放熱器５０の順に空気が循環する風路として構成されており、送風回路９０内に設置した送風機１１０で空気を循環させている。
【００２０】
また、反応媒体供給口１２０と反応媒体排出口１３０を設けた蓄熱槽１４０内には第一の熱交換器１５０が設置されており、化学反応蓄熱材１６０が充填されている。本実施の形態１では化学反応蓄熱材１６０としては安価な塩化カルシウムを用いるが、このほかゼオライトなど、反応媒体として水分と反応し発熱し、水分を除去することにより吸熱するものであれば良い。
【００２１】
放熱器５０と外槽２１との間の送風回路９０内には第二の熱交換器１７０が設置され、第一の熱交換器１５０は第二の熱交換器１７０と熱的に接続されている。具体的には、内部を水、ブラインやフロン等の熱媒体が流動する配管１８０で接続され、熱媒体はポンプ１９０で第一の熱交換器１５０と第二の熱交換器１７０とを循環する。
【００２２】
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。まず、ヒートポンプ装置３０の基本的な動作について説明する。圧縮機４０により高温高圧に圧縮された冷媒は、放熱器５０において周囲の空気と熱交換し、空気は加温され、冷媒は冷却されて液化する。液化した高圧冷媒は、膨張弁６０において減圧され、低温低圧の液冷媒となる。この冷媒は、吸熱器７０において周囲の空気と熱交換器し、空気は除湿冷却され、冷媒は加熱されて蒸気冷媒となり、圧縮機４０に戻る。
【００２３】
送風回路９０において、送風機１１０で送り出された循環空気は第二の熱交換器１７０を通過し、外槽２１を介して乾燥室２２に入り、乾燥室２２内の衣類を乾燥させ多湿な空気となってヒートポンプ装置３０に到達する。多湿な空気は、まず吸熱器７０で、除湿・冷却される。次に、放熱器５０で加温され、高温低湿な空気となり、送風機１１０へと戻る。
【００２４】
この際、乾燥運転の初期には反応媒体供給口１２０より、反応媒体となる水が蓄熱槽１４０内に注入される。蓄熱槽１４０内ではこの水と化学反応蓄熱材１６０である塩化カルシウムとが化学反応を起こし発熱する。
【００２５】
このときポンプ１９０を駆動して熱媒体を循環させることにより、熱媒体は、第一の熱交換器１５０によって加熱され、第二の熱交換器１７０へと運ばれる。第二の熱交換器１７０では、送風回路９０を循環する空気と熱交換して熱媒体は冷却され、空気は加熱される。加熱された空気は、送風機１１０によって、外槽２１を介して乾燥室２２へと流入する。
【００２６】
次に、乾燥運転の後期では、空気温度は高くなり、ヒートポンプ装置３０を安全な状態に安定させるため、余分な圧縮機４０の入力の排熱が必要となる。そこで、ポンプ１９０を駆動させると、第二の熱交換器１７０では放熱器５０を出た高温の空気と熱媒体が熱交換することとなり、空気は冷却されて熱媒体は加熱され、余分な圧縮機４０の入力を熱媒体に吸熱させることができ、ヒートポンプ装置３０を安全な状態に安定させることができる。
【００２７】
一方、加熱された熱媒体は第一の熱交換器１５０に運ばれ、蓄熱槽１４０内の化学反応蓄熱材１６０である塩化カルシウムを加熱する。化学反応蓄熱材１６０は、吸熱して脱水する反応が起こり、蓄熱されるとともに水が放出され、この水は反応媒体排出口１３０から蓄熱槽１４０外に排出される。
【００２８】
よって、従来、ヒートポンプ装置３０を安全な状態に安定させるために排出していた熱量を化学反応蓄熱材１６０が吸熱して蓄熱するため、新たにエネルギーを投入するものではなく、乾燥性能にも影響を及ぼさない。
【００２９】
このように、化学反応蓄熱材１６０に蓄熱された熱量は、次回乾燥運転が開始され、乾燥運転の初期に前述したように発熱して放熱され、空気を加熱するため温度上昇を早急に行え、乾燥運転時間を大幅に短縮し、消費電力量を大幅に低減することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態１では水和反応による発熱・吸熱作用を利用したが、このほか水の脱離・吸着、水酸化反応等の化学反応を用いても同じ効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかる洗濯衣類乾燥機は空気を加熱するため温度上昇を早急に行え、乾燥運転時間を大幅に短縮し、消費電力量を大幅に低減することが可能となるので、洗濯乾燥機や食器洗い乾燥機等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００３２】
２０  本体
２１  外槽
２２  乾燥室
３０  ヒートポンプ装置
４０  圧縮機
５０  放熱器
６０  膨張弁
７０  吸熱器
９０  送風回路
１１０  送風機
１２０  反応媒体供給口
１３０  反応媒体排出口
１４０  蓄熱槽
１５０  第一の熱交換器
１６０  化学反応蓄熱材
１７０  第二の熱交換器
１８０  配管
１９０  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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