(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、蓄熱利用が必要な低温環境で使用する場合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２２間の主送風回路９０内に化学反応蓄熱材１２０を備え、化学反応蓄熱材１２０は、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、ヒートポンプ装置と、主送風回路と、前記主送風回路に空気を循環させる送風機と、化学反応蓄熱材とを備え、前記ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機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と、前記放熱器で放熱された高圧の冷媒を減圧する絞り手段と、前記絞り手段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とが順次冷媒が循環するように管路で連結して構成され、前記主送風回路は、前記吸熱器、前記放熱器、前記化学反応蓄熱材、前記乾燥室の順に循環する循環空気の風路として構成され、前記化学反応蓄熱材は、前記衣類の乾燥運転中に前記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前記循環空気に放熱することを特徴とする衣類乾燥機。
【請求項２】
前記化学反応蓄熱材は、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。
【請求項４】
前記乾燥室から前記吸熱器までの前記主送風回路から分岐し、前記放熱器から前記化学反応蓄熱材までの前記主送風回路に連結する副送風回路が設けられたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の衣類乾燥機。
【請求項５】
前記副送風回路の前記乾燥室側の分岐に前記副送風回路を開閉する切替装置が具備されたことを特徴とする請求項４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４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５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５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、放熱器と乾燥室との間の主送風回路内に化学反応蓄熱材を備え、乾燥運転中にヒートポンプ装置で循環される冷媒により加熱された循環空気から熱を吸収して蓄え、その蓄えた熱を次回の乾燥運転の初期に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】本発明の実施の形態１における放熱器出口空気温湿度変化の特性図
【図３】本発明の実施の形態２における衣類乾燥機の断面図
【図４】従来の衣類乾燥機の断面図
【図５】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、本体内に配設され衣類を乾燥する乾燥室と、ヒートポンプ装置と、主送風回路と、主送風回路に空気を循環させる送風機と、化学反応蓄熱材とを備え、ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機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と、放熱器で放熱された高圧の冷媒を減圧する絞り手段と、絞り手段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とを順次冷媒が循環するように管路で連結して構成され、主送風回路は、吸熱器、放熱器、化学反応蓄熱材、乾燥室の順に循環する循環空気の風路として構成され、化学反応蓄熱材は、衣類の乾燥運転中に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、化学反応蓄熱材は、単なる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、次回の乾燥運転の初期に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、運転時間を短縮できることにより、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て放熱、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、塩化カルシウムは安価であるため、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】
第４の発明は、特に第１〜３のいずれかの発明において、乾燥室から吸熱器までの主送風回路から分岐し、放熱器から化学反応蓄熱材までの主送風回路に連結する副送風回路が設けられたものであり、乾燥運転の初期に乾燥室を出た高湿度の空気が副送風回路を通って蓄熱材に流入し、ヒートポンプ装置を通過せずに除湿されなかった空気中の水分と蓄熱材が反応することにより発熱し、乾燥室に流入する空気の温度を加熱するため、循環空気の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。
【００１８】
第５の発明は、特に第４の発明において、副送風回路の乾燥室側の分岐に副送風回路を開閉する切替装置が具備されたもので、化学反応蓄熱材からの放熱を促進する必要がない時や、乾燥運転の後期で蓄熱を促進する時には、切替装置を閉じて効率良い運転を行うことができる。
【００１９】
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。
【００２０】
（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。主送風回路９０は、ヒートポンプ装置３０内の吸熱器７０と放熱器５０と外槽２１を介して乾燥室２２が順に空気が循環する風路として構成されており、主送風回路９０内に設置した送風機１１０で空気を循環させている。
【００２１】
放熱器５０と乾燥室２２との間の主送風回路９０内には化学反応蓄熱材１２０が設置されている。化学反応蓄熱材１２０は塩化カルシウムを用いている。本実施の形態１では安価な塩化カルシウムを用いたが、このほかゼオライト、臭化カルシウム、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、臭化マグネシウム、塩化マグネシウムなど、水分と反応して発熱して放熱し、水分を除去することにより吸熱するものであれば良い。
【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。この液冷媒は、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】
主送風回路９０において、送風機１１０で送り出された循環空気は化学反応蓄熱材１２０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、図２に示すように、乾燥運転の初期では衣類の水分量が多いため低温多湿な空
気が吸熱器７０に流入し、十分に除湿しきれないまま放熱器５０で加熱されるため、空気の温度上昇も小さく、乾燥運転中、比較的温度が低く相対湿度が高い空気が化学反応蓄熱材１２０に流入する。この際、化学反応蓄熱材１２０は水との反応により発熱して放熱し、空気を加熱する。
【００２５】
次に、乾燥運転の後期では、吸熱器７０に流入する空気は衣類の水分も少なくなり、圧縮機４０の入力分加熱されているため、温度が高く、相対湿度が低くなる。この空気が吸熱器７０でさらに除湿され、次に放熱器５０で加熱されるため、放熱器５０から出る空気は乾燥運転中、比較的高温で相対湿度が低くなる。この空気が化学反応蓄熱材１２０に流入する際、化学反応蓄熱材１２０は吸熱して脱水され、蓄熱することとなる。この際、化学反応蓄熱材１２０を出る空気は若干加湿されるが、乾燥室２２内の衣類を湿らすほどにはならない。また、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。
【００２６】
このように、化学反応蓄熱材１２０に蓄熱された熱量は、次回乾燥運転が開始されると、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。
【００２７】
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。また、送風機１１０を放熱器５０と化学反応蓄熱材１２０間に設置したが、主送風回路９０内であればよく、特に限定するものではない。
【００２８】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における衣類乾燥機のシステム図である。実施の形態１と同じ構成のものは同じ符号を記す。図３において、本体２０内に設置されたヒートポンプ装置３０は圧縮機４０、放熱器５０、絞り手段としての膨張弁６０と吸熱器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。主送風回路９０は、ヒートポンプ装置３０内の吸熱器７０と放熱器５０と、本体２０内に支持され衣類を乾燥する乾燥室２２との順に空気が循環する風路として構成されており、主送風回路９０内の放熱器５０と蓄熱財１２０間に設置した送風手段としての送風機１１０で空気を循環させている。
【００２９】
また、放熱器５０と乾燥室２２との間の主送風回路９０内に化学反応蓄熱材１２０が設置されている。化学反応蓄熱材１２０は塩化カルシウム用いている。本実施の形態２では安価な塩化カルシウムを用いたが、このほかゼオライトなど、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。
【００３０】
また、乾燥室２２から吸熱器７０までの主送風回路９０から分岐し、放熱器５０から化学反応蓄熱材１２０までの主送風回路９０に連結する副送風回路１３０が設けられ、乾燥室２２側の分岐１３５に副送風回路１３０を開閉する切替装置１４０が具備されている。切替装置１４０が開くことにより、乾燥室２２を出た空気の一部がヒートポンプ装置３０を通らずに化学反応蓄熱材１２０に流入する。
【００３１】
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。この液冷媒は、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。
【００３２】
そこで主送風回路９０において、送風機１１０で送り出された循環空気は化学反応蓄熱材１２０を通過し、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。
【００３３】
ここで、乾燥運転の初期では切替装置１４０を開くことにより、乾燥室２２を出た多湿の空気の一部を副送風回路１３０に通す。これにより、多湿の空気の一部を、ヒートポンプ装置３０を通過することなく化学反応蓄熱材１２０に流入させることができ、実施の形態１よりもより多くの水分を化学反応蓄熱材１２０に供給できるため、化学反応蓄熱材１２０からの放熱を促進し、さらに空気温度上昇を早くすることができ、乾燥運転時間の大幅な短縮ができるとともに、消費電力を大幅に低減することができる。
【００３４】
次に、乾燥運転の後期には切替装置１４０を閉じることにより、空気は主送風回路９０のみを循環するため、実施の形態１と同様に排熱を効率良く吸熱して蓄熱することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明の衣類乾燥機は、放熱器と乾燥室間の主送風回路内に化学反応蓄熱材を備え、乾燥運転中にヒートポンプ装置で循環される冷媒に加熱された循環空気から熱を吸収して蓄え、その蓄えた熱を次回の乾燥運転の初期に循環空気に与えるようにしたもので、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、次回乾燥運転開始時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】
【００３６】
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  主送風回路
１１０  送風機
１２０  化学反応蓄熱材
１３０  副送風回路
１３５  分岐
１４０  切替装置
【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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