(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衣類を乾燥させる温風をドラム形の乾燥室内に循環させる温風ファンと、前記温風を熱交換により冷却・除湿する冷却空気を給排気する冷風ファンとが表裏一体に構成されることで熱交換と送風の二つの機能を兼ね備えた両面ファンと、前記温風と冷却空気を仕切るケーシングと、前記両面ファンと一体的に回転するように当該両面ファンの外周部に設けられているファン側シール用壁部と、該ファン側シール用壁部に対向するようにして前記ケーシングに設けられている静止のケーシング側シール用壁部との間に設けたラビリンスシールを備える衣類乾燥機において、
前記ラビリンスシールはこのラビリンスシールでの温風の流出方向が半径方向の外周側から内周側に向かう内向き半径流となるように構成され、前記ラビリンスシールは前記ファン側シール用壁部から同心円的な配列で突出する複数の環状シール片と、前記ケーシング側シール用壁部から同じく同心円的な配列で突出する複数の環状シール片とを有し、ファン側の環状シール片とケーシング側の環状シール片とはそれぞれの環状シール片の先端が間隙を有して対向するように、かつ対向する環状シール片同士の先端間の前記間隙の位置が同心円的な配列にしたがってファンの軸方向にファン側シール壁部側とケーシング側シール用壁部側とに交互にずらして配置されたことを特徴とする衣類乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衣類乾燥機に関し、より具体的には除湿形の衣類乾燥機におけるラビリンスシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の除湿形衣類乾燥機における代表的な構造例を側面断面図の形態で図１２に示す。衣類乾燥機は箱型筐体１で覆われており、その前面には被乾燥物である衣類等を出し入れするドア２が設けられ、その内部には乾燥室３を形成する回転ドラム４が収められている。一方、箱型筐体１の後面には両面ファン５が設けられている。この両面ファン５は、衣類を乾燥させる温風９を乾燥室３に循環させる温風ファンと、温風９を熱交換により冷却・除湿する冷却空気１０を給排気する冷風ファンとが表裏一体に構成されることで熱交換と送風の二つの機能を兼ね備えており、ベルト６を介してモータ７により回転させられる。そのモータ７は、回転ドラム４を回転させる駆動源にもなっている。
【０００３】
また、両面ファン５の外周部には、温風９と冷却空気１０を仕切るケーシング１４が設けられ、このケーシング１４と両面ファン５との間に、温風９の外部への漏れと冷却空気１０の内部への侵入を抑制あるいは防止するラビリンスシール８が設けられている。このラビリンスシール８についてはその部分（Ａ部）を拡大して示す図１３に基づいて以下に説明する。なお、図１２中の符号１１は加熱手段である電気ヒータ、１２は糸屑フィルタ、１３は回収した水分（凝縮水）を排出するドレン排出口である。
【０００４】
図１３に見られるように、両面ファン５にはそれと一体的に回転するようにその外周部にファン側シール用壁部５ａが設けられ、一方ケーシング１４にはファン側シール用壁部５ａに対向するようにしてケーシング側シール用壁部１４ａが設けられている。そしてこれらの間に、ファン側シール用壁部５ａから同心円的な配列で突出するように設けられた複数の環状シール片１５と、ケーシング側シール用壁部１４ａから同じく同心円的な配列で突出するように設けられた複数の環状シール片１６とでラビリンスシール８が形成されている。
【０００５】
より具体的には、ファン側シール用壁部５ａの環状シール片１５と、ケーシング側シール用壁部１４ａの環状シール片１６とを半径方向に交互に配置し、これら両側からの環状シール片１５と１６をそれぞれ相手側の隣り合う環状シール片の半径方向（同心円的な配列方向）での隙間に軸方向（前記半径方向と直交する方向）で非接触にして交互に食込むように遊嵌的に組み合わせることで、該ラビリンスシール８を通過する空気流に対する流路抵抗を生じさせている。以下では、前記従来例のように両側から突出する環状シール片１５と１６を、それぞれ交互に食込むように遊嵌的に配置するタイプを「交互片形ラビリンスシール」と呼ぶことにする。
【０００６】
さらに、該ラビリンスシール８では、前記ファン側の環状シール片１５がファン側シール用壁部５ａからドラム４側に向かって突出するように設けられ、かつ前記ケーシング側の環状シール片１６がケーシング側シール用壁部１４ａから反ドラム側に向かって突出するように設けられており、前記ラビリンスシール８における温風９の流出方向が半径方向の内周側から外周側に向かう流れとなっている。以下ではこのように温風９の流出方向が半径方向の外周側に向かうタイプを「外向き半径流」と呼ぶことにする。
【０００７】
図１３にはラビリンスシール８において僅かに漏れる漏れ温風を点線の矢印１７で示してある。なお、一般に、複数の環状シール片を半径方向に配列するラビリンスシール８は「半径流ラビリンス」と言われる。
【０００８】
図１３に示したラビリンスシール８の構成、つまり交互片形ラビリンスシールでかつ外向き半径流ラビリンスに相当する従来技術として、特開平7−155498 号公報がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の特開平7−155498 号公報の交互片形ラビリンスシール８では、図１３で示したようにケーシング壁１４をファン性能に干渉しないように傾斜させている。このため、シール片１５，１６は両面ファン５の回転中心から離れるに従いその突出高さを順次高くしているが、「ラビリンス効果」を主に流体の粘性に起因する摩擦抵抗によって得ようとしているため、ケーシング側シール用壁部１４ａから突出するシール片１６とファン側シール用壁部５ａから突出するシール片１５とで構成される軸方向の遊嵌的な食込み深さをできる限り深くとり、その食込み深さの総計をできるだけ長くなるようにしている。ここで、前記「ラビリンス効果」は、漏れ量を低減させる作用あるいは流れの抵抗となる機能をすべて統合したものを意味する。
【００１０】
前記従来技術では、次のような問題を抱えている。一つは熱変形によるシール片同士の接触である。両面ファン５，ケーシング１４およびラビリンスシール８等はポリプロピレン等の合成樹脂材で成形される場合が多く、運転中は温風９が６０〜７０℃、冷却空気１０が３０〜４０℃前後となるため、たとえば図１４に示すように両面ファン５がその表裏の温度差による熱変形によって、図中の矢印のように冷却空気１０側に反り、それに伴って該両面ファン５の外周部側にあるファン側シール用壁部５ａのシール片１５が傾斜し、流路断面積が変化することによって、流路抵抗が変わりラビリンス効果が変化する、及びシール片１５と１６同士が接触する、というフィールド上での問題が発生する。
【００１１】
図では５０で示す黒丸部が接触部の一例である。状況によっては、これ以外の部分でも接触することがある。また、シール片１５，１６の軸方向の食込み深さが深く、半径方向のすきまが狭いため、成形・製作時においてもシールの寸法精度及び環境温度等をきめ細かくコントロールしないとシール片１５と１６同士が組立て時点で接触することもある。
【００１２】
もう一つは、ラビリンス効果の低下である。半径流ラビリンスでは回転による遠心力が温風の漏れ性能に直接的に作用し、図１３のような外向き半径流ラビリンスでは遠心力が温風の漏れを助長するため、ラビリンス効果が低下して不利である。特に、両面ファン５が高速で回転する場合は、さらに無視できなくなる。
【００１３】
上記問題点に鑑み、本発明の第一の目的は、ラビリンスシール８の生産性が良好で、かつ運転中の温度変化により両面ファン５が熱変形しても、シール片１５と１６同士が接触し難いラビリンスシール構造を提供することにある。
【００１４】
第二の目的は、回転による遠心力で温風の漏れが助長され、ラビリンス効果が低下することのない構造を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、第一に、衣類を乾燥させる温風をドラム形の乾燥室内に循環させる温風ファンと前記温風を熱交換により冷却・除湿する冷却空気を給排気する冷風ファンとが表裏一体に構成されることで熱交換と送風の二つの機能を兼ね備えた両面ファンと、前記温風と冷却空気を仕切るケーシングと、前記両面ファンと一体的に回転するように当該両面ファンの外周部に設けられているファン側シール用壁部と、該ファン側シール用壁部に対向するようにして前記ケーシングに設けられている静止のケーシング側シール用壁部との間に設けたラビリンスシールとを備えると共に、該ラビリンスシールは、ファン側シール用壁部から同心円的な配列で反ドラム側に向かって突出するように設けられた複数の環状シール片と、前記ケーシング側シール用壁部から同じく同心円的な配列でドラム側に向かって突出するように設けられた複数の環状シール片とを非接触で組み合わせ、前記ラビリンスシールにおける温風の流出方向が半径方向の外周側から内周側に向かう内向き半径流になるように該ラビリンスシールを構成した。
【００１６】
第二に、ラビリンス効果のコンセプトを全く別のものとした。従来のラビリンスシールにおける流路抵抗の主な支配要因が流体の粘性に起因した摩擦抵抗であったのに対し、本発明では流れの急拡大流及び／又は急縮小流に起因した形状抵抗を利用するようにした。具体的には、ファン側シール用壁部の各環状シール片とケーシング側シール用壁部の各環状シール片とを、それぞれが互いに相手側の環状シール片同士でそれぞれのシール片先端面を対向させるように配置し、かつ対向する環状シール片の先端間の間隙の位置を環状シール片の同心円的な配列にしたがってずらせることで流路抵抗を生じさせた。
【００１７】
つまり、流路断面積を流体の流れ方向に沿って何回か大きく急変させることにより流れに大きな減速流及び加速流を複数回生じさせ、さらにそれによって不安定な小さな渦を多数発生させて流路抵抗を増加させた。ここで、前記両側から突出するそれぞれの環状シール片同士を互いに遊嵌させることなく、そのシール片同士の先端を対向するように突出させたシール構成を、「対向片形ラビリンスシール」と呼ぶことにする。
【００１８】
以上のように、対向片形ラビリンスシールを内向き半径流ラビリンスに構成すると、回転による遠心力が温風の漏れを抑制するため、ラビリンス効果が良好となり、さらにラビリンスシールの生産性が良好で、かつ運転中の温度変化により両面ファンが熱変形してもシール片同士が接触し難いラビリンスシール構造となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、幾つかの実施例をもとに説明する。
【００２０】
図１は図１２に示した除湿型衣類乾燥機と同構造で、ラビリンスシール８のみが本発明の「対向片形ラビリンスシール」で「内向き半径流ラビリンス」となっている。図２は図１のラビリンスシール８部（Ｂ）の拡大断面図である。該ラビリンスシール８は、ファン側シール用壁部５ａから同心円的な配列で反ドラム側（図では右側）に向かって突出するように設けられた複数（図２では一例として６個）の環状シール片１５と、前記ケーシング側シール用壁部１４ａから同じく同心円的な配列でドラム側（図では左側）に向かって突出するように設けられた複数（図２では一例として６個）の環状シール片１６とを、非接触でお互いに隣接する環状シール片間に遊嵌することなく組み合わせ、前記ラビリンスシール８における温風９の流出方向１７が半径方向の外周側８ａから内周側８ｂに向かう内向き半径流になるように該ラビリンスシール８が構成されている。
【００２１】
さらに、ラビリンス効果を流れの急拡大流及び／又は急縮小流に起因した形状抵抗で得るために、ファン側シール用壁部５ａの各環状シール片１５とケーシング側シール用壁部１４ａの各環状シール片１６とを、それぞれが互いに相手側の環状シール片同士でそれぞれのシール片先端面を対向させるように配置し、かつ対向する環状シール片１５，１６の先端間の間隙Ｗａ５０の位置を環状シール片の同心円的な配列にしたがって軸方向に交互にずらせている。
【００２２】
本発明では、交互に設ける軸方向の隙間Ｗａ５０及び半径方向の隙間Ｗｒ５１の大きさは特に限定されるものではないが、一例を挙げると、実際の衣類乾燥機及びラビリンスシール８の大きさ，生産性等から、最低でも２〜３mm，最大でも７〜８mm程度が望ましい。図２では、環状シール片１５の長片と短片の高さを、それぞれ１５ｈ，１５ｌで表し、環状シール片１６の長片と短片の高さを、それぞれ１６ｈ，１６ｌで表しており、これらの高さも任意の寸法でよく、各高さはばらばらでもよい。
【００２３】
以上のようにラビリンスシール８を構成すると、漏れ温風の流れ１７は隙間５０及び５１を通過するたびに急拡大流と急縮小流を繰り返し、その度に多数の不安定な小さな渦がシール片の隅部等で発生，消滅し、急拡大流と急縮小流，渦等の形状抵抗に起因した流路抵抗（圧力損失）が増加する。さらに、本発明では構成が内向き半径流ラビリンスとなっているため、前記漏れ温風の流れ１７は回転による遠心力によって温風９側（内側）に押し戻されて、漏れが一層抑制される。そして、該二つの作用によって、ラビリンス効果が従来に比べ著しく向上する。
【００２４】
図３及び図４は、環状シール片１５及び１６のシール断面形状の一実施例である。図２では該環状シール片の断面形状はほぼ矩形状であるが、図３では該環状シール片をテーパ状に構成し先端程細くしてあり、図４では該環状シール片の先端を斜めにカットしている。図４で傾斜させる方向は、ラビリンスシール８内で漏れ温風１７の主流が流れる方向に逆らうように設けるのが最も好ましい。なお、該シール片先端の傾斜は両方の環状シール片１５と１６にすべて設けるのが最も望ましいが、状況によってはどちらか一方のみであってもよいし、幾つかの環状シール片にのみ設けてもよい。また、当然ではあるが、該環状シール片１５及び１６の形状はこれらに限る必要はない。
【００２５】
図５及び図６は、ファン側シール用壁部５ａを設ける両面ファン５外周部の位置を示す一実施例である。図２ではファン側シール用壁部５ａを両面ファン５外周部の軸方向中央部５ｂに設けていたが、図５では該ファン側シール用壁部５ａを両面ファン５の反ドラム側端部５ｃに設けており、図６では該ファン側シール用壁部５ａを両面ファン５のドラム側端部５ｄに設けている。また、当然ではあるが、該ファン側シール用壁部５ａは前記位置だけに限る必要はなく、生産性やファン性能及びシール性能等に応じて選定すればよい。
【００２６】
また、交互にずらせる軸方向の隙間５０の位置は、図２のように規則正しく設けてもよいが、図５及び図６のように不規則であってもよい。さらに、ファン側シール用壁部５ａ及びケーシング側シール用壁部１４ａから突出する環状シール片１５，１６の個数は、図２及び図５のように６個でもよいし、図６のように４個でもよく、必要なシール片個数は抑えるべき温風９の漏れ量に応じて決めればよい。なお、シール片個数が少ない方がよいことは言うまでもない。
【００２７】
図２，図５及び図６の実施例では、ファン側シール用壁部５ａとケーシング側シール用壁部１４ａの間隔が半径方向の外周側８ａから内周側８ｂに行くに従い狭くなるように、ケーシング側シール用壁部１４ａが傾斜しているが、図７のように逆に、ファン側シール用壁部５ａが傾斜していてもよい。また、図８のようにファン側シール用壁部５ａとケーシング側シール用壁部１４ａの間隔が常に一定であるように、いずれの壁部５ａ，１４ａも傾斜させなくてもよい。
【００２８】
次に、環状シール片１６を有するケーシング側シール用壁部１４ａの組み立て方の一実施例について説明する。前記各図でわかるように、最初からケーシング側シール用壁部１４ａがケーシング１４に一体成形及び取り付け固定されていると、環状シール片１５を有する両面ファン５を回転軸３２に取り付けることができない。このため、組み立て順としては、最初に環状シール片１５を有する両面ファン５を回転軸３２に取り付け、その後、ケーシング側シール用壁部１４ａをケーシング１４に取り付ける必要がある。
【００２９】
図９はその取り付け方の一実施例で、ファン側シール用壁部５ａの上部付近まで既にケーシング１４が設けられており、まず該ケーシング１４内に環状シール片１５を有する両面ファン５を挿入し、その後、ケーシング側シール用壁部14ａを該両面ファン５を覆うように該ケーシング１４面に取り付ける。図の実施例では、ケーシング側シール用壁部１４ａの根元に取り付けリブ１４ｂを設け、該リブ１４ｂでねじ５４によりケーシング１４に取り付ける構成である。このため、該ケーシング側シール用壁部１４ａの着脱は容易であり、両面ファン５故障時等の取り替えは自由である。
【００３０】
一方、図１０は取り付け方の他の実施例で、ケーシング１４がファン側シール用壁部５ａより後方まで既に設けられており、その端部に設けたリブ１４ｂによりケーシング側シール用壁部１４ａがねじ５４で取り付けられる構成である。なお、ケーシング側シール用壁部１４ａの取り付け方は図９及び図１０の方式に限る必要はなく、ケーシング側シール用壁部１４ａの取り付け前に環状シール片１５を有するファン５を回転軸３２に容易に取り付けられるようになっていればよい。
【００３１】
また、図１１はケーシング側シール用壁部１４ａの取り付け方を示す他の実施例で、例えば図９で、ケーシング１４とケーシング側シール用壁部１４ａの取り付け接合部５２からの水（凝縮水）及び温風９等の外部への漏れが懸念される場合の対処法で、該接合部５２にゴム状シール材５３又はパッキンを設けた例である。本方式は図１０においても容易に実施できる。
【００３２】
一般に、衣類乾燥機のラビリンスシール８及び両面ファン５，ケーシング１４はポリプロピレン等の樹脂，合成樹脂材で成形・製作されることが多い。このような衣類乾燥機が種々の油成分を含んだ衣類の乾燥に頻繁に使われると、樹脂に油成分が含浸して該両面ファン５やケーシング１４が膨潤により変形を起こし、該ラビリンスシール８のシール片１５と１６が接触をすることがあった。
【００３３】
このような使われ方をする機会が多い衣類乾燥機用の本発明のラビリンスシール８では、次のようにすればよい。まず一つは、該両面ファン５及び／又は該ケーシング１４の空気に触れる露出表面、特に油成分に接触する面のみを油成分を含浸しない材質、たとえばゴム成分を含まない合成樹脂で被覆，コーティングすればよい。また、油成分を含浸し難い塗料を該露出表面に塗布してもよい。
【００３４】
またもう一つは、該両面ファン５及び／又は該ケーシング１４本体を構成する材質を油成分を含浸しない材質で構成してもよい。この場合の材質もゴム成分を含まないポリプロピレン等の合成樹脂でよい。さらに、該ラビリンスシール８を含む該両面ファン５及び／又は該ケーシング１４全体を樹脂材でなく、アルミニウムやマグネシウム等の金属及び非金属材料で構成してもよい。
【００３５】
なお、以上の構成において、該両面ファン５及び／又は該ケーシング１４の少なくとも露出している表面を油成分を含浸しない材質にするとともに、該露出表面を親水性表面にしてもよい。この場合、望ましくは、該油成分を含浸しない材料が合わせて親水性を有することである。さらに、ラビリンスシール８を含む該両面ファン５及び／又はケーシング１４全体を熱膨張率（線膨張率）の小さい材料で構成できればなお一層好ましい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のラビリンスシール構成によれば、対向片形ラビリンスシールにより流れの急拡大流及び／又は急縮小流に起因した形状抵抗による圧力損失が飛躍的に増加することに加え、内向き半径流ラビリンスにより回転による遠心力が漏れ温風及び凝縮水を押し戻し、漏れを抑制する方向に働き、その結果として、従来以上のラビリンス効果（シール性能）を得ることができる。
【００３７】
さらに、二つの環状シール片同士が従来のように狭いすきまを介して非接触で深く遊嵌することはないので、高生産に適し、かつ運転中の接触の危険性も回避できるラビリンスシール、及び衣類乾燥機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の衣類乾燥機の側面断面図。
【図２】対向片形内向き半径流ラビリンスの側面断面図。
【図３】テーパを有する環状シール片側面断面図。
【図４】先端をカットした環状シール片側面断面図。
【図５】対向片シールの側面断面図。
【図６】対向片シールの側面断面図。
【図７】対向片シールの側面断面図。
【図８】対向片シールの側面断面図。
【図９】シール用壁部の取り付け構造側面断面図。
【図１０】シール用壁部の取り付け構造側面断面図。
【図１１】シール材を有する取り付け構造側面断面図。
【図１２】従来衣類乾燥機の側面断面図。
【図１３】従来ラビリンスシールの側面断面図。
【図１４】従来ラビリンスシールの接触状況図。
【符号の説明】
１…箱型筐体、２…ドア、３…乾燥室、４…回転ドラム、５…両面ファン、６…ベルト、７…モータ、８…ラビリンスシール、９…温風、１０…冷却空気、
１１…電気ヒータ、１２…糸屑フィルタ、１３…ドレン排出口、１４…ケーシング、１５…両面ファン側環状シール片、１６…ケーシング側環状シール片、１７…漏れ温風、３２…中心軸、５０…軸方向隙間、５１…半径方向隙間、５２…接合部、５３…シール材、５４…ねじ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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