СУШИЛЬНАЯ МАШИНА С ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ
DRYING MACHINE WITH HEAT PUMP

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к сушильной машине с тепловым насосом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В основном, устройством для обработки одежды, имеющим функцию сушки, таким как стиральная машина или сушильная машина, является устройство для вмещения белья в барабан после завершения стирки. Устройство для обработки одежды завершает процесс сушки и подает горячий воздух в барабан для испарения влаги, содержащейся в белье, таким образом, осуществляя сушку белья.
Например, сушильная машина может включать в себя барабан, установленный с возможностью вращения в кожухе, для вмещения белья, приводной электродвигатель, выполненный с возможностью приведения в движение барабана, нагнетательный вентилятор, выполненный с возможностью подачи воздуха в барабан, и нагревательное устройство, выполненное с возможностью нагрева воздуха, поданного в барабан. Кроме того, нагревательное устройство может использовать высокотемпературное тепло электрического сопротивления, используя электрическое сопротивление, или теплоту сгорания, образуемую за счет сжигания газа.
Воздух, вышедший из барабана, содержит влагу белья и, таким образом, становится высокотемпературным и влажным воздухом. Сушильные машины могут подразделяться в соответствии со способом обработки высокотемпературного и влажного воздуха и, таким образом, делятся на сушильную машину конденсационного (циркуляционного) типа для конденсации влаги, содержащейся в высокотемпературном и влажном воздухе, посредством охлаждения воздуха ниже температуры конденсации посредством конденсатора при циркуляции без выпуска высокотемпературного и влажного воздуха из сушильной машины, и сушильную машину выхлопного типа для непосредственного выпуска высокотемпературного и влажного воздуха, прошедшего через барабан, наружу.
Что касается сушильной машины конденсационного типа, для конденсации водяного пара в воздухе, вышедшем из барабана, процесс охлаждения воздуха ниже температуры конденсации может быть осуществлен для нагрева воздуха посредством нагревательного устройства до повторной подачи в барабан. При этом потеря тепловой энергии, содержащейся в воздухе, происходит при охлаждении в процессе конденсации, и необходим дополнительный нагреватель или ему подобное для нагрева воздуха до температуры, необходимой для сушки.
Что касается сушильной машины выхлопного типа, сушильная машина выпускает высокотемпературный и влажный воздух наружу и получает наружный воздух при нормальной температуре, таким образом, нагревая воздух до необходимого температурного уровня через нагревательное устройство. В частности, тепловая энергия, переданная нагревательным устройством, содержится в высокотемпературном воздухе, выпускаемом наружу, но он выпускается и бесполезно расходуется на наружной стороне, таким образом, уменьшая тепловой кпд.
Соответственно, за последнее время были созданы устройства для обработки одежды для сбора энергии, необходимой для генерации горячего воздуха и энергии, выходящей наружу без использования, для повышения энергоэффективности, и были созданы устройства для обработки одежды, имеющие систему теплового насоса, в качестве примера устройства для обработки одежды. Система теплового насоса может включать в себя два теплообменника, компрессор и расширительное устройство, и энергия, содержащаяся в выпущенном горячем воздухе, используется повторно при нагреве воздуха, подаваемого в барабан, таким образом, повышая энергоэффективность.
В частности, в системе теплового насоса испаритель предусмотрен на стороне выпуска и конденсатор на стороне впуска барабана, и, таким образом, тепловая энергия передается холодильному агенту через испаритель, и затем тепловая энергия, содержащаяся в холодильном агенте, передается воздуху, поданному в барабан, таким образом, генерируя горячий воздух, используя потерянную энергию. При этом может быть дополнительно установлен нагреватель для повторного нагрева воздуха, который был нагрет при прохождении через испаритель.
Система теплового насоса обычно расположена на нижней поверхности вследствие конструкции сушильной машины, и в этом случае воздух, всасываемый в конденсатор, всасывается через впуск, образованный на нижней поверхности сушильной машины. Вследствие этого для предотвращения всасывания посторонних веществ, таких как пыль или ей подобное, находящихся на нижней поверхности, на впуске установлен фильтр для удаления их. Однако для поддержания эффективности фильтра необходимо периодически очищать или заменять фильтр, но доступ к фильтру может быть затруднен, поскольку фильтр расположен на нижней поверхности. Кроме того, велика вероятность того, что может произойти его повреждение в процессе установки и перемещения.
С другой стороны, в соответствии с сушильной машиной с тепловым насосом, имеющей вышеупомянутую конструкцию, воздух должен проходить через конденсатор и испаритель по сравнению с обычной сушильной машиной, и таким образом может быть установлен вспомогательный вентилятор, поскольку может возникнуть ситуация, когда трудно получить достаточный воздушный поток. В этом случае, когда выпускной канал засорен ворсинками или им подобным, отделенными от одежды, которая является предметом, подлежащим сушке, воздух, поданный в барабан вспомогательным вентилятором, проникает во влажном состоянии наружу барабана. При утечке такого влажного воздуха возникает проблема, при которой может возникнуть конденсация.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков уровня техники, и технической задачей настоящего изобретения является создание сушильной машины, минимизирующей неудобство, обусловленное использованием фильтра.
Другой технической задачей настоящего изобретения является создание сушильной машины, обеспечивающей заданную скорость потока посредством только одного вентилятора без использования вспомогательного вентилятора.
Для осуществления вышеупомянутых технических задач в соответствии с аспектом настоящего изобретения описана сушильная машина, включающая в себя кожух, барабан, установленный в кожухе, выпускной канал, выполненный с возможностью выпуска воздуха из барабана наружу кожуха, вентилятор, выполненный с возможностью всасывания воздуха из барабана и нагнетания воздуха в выпускной канал, испаритель, установленный для теплообмена с воздухом, выпускаемым через выпускной канал, конденсатор, расположенный на задней стороне барабана, впускной канал с впускным отверстием, выполненным с возможностью всасывания воздуха, который прошел через конденсатор в барабан, и компрессор, и расширительное устройство, выполненные с возможностью образования теплового насоса вместе с испарителем и конденсатором.
В соответствии с вышеупомянутым аспектом настоящего изобретения испаритель может быть расположен на задней стороне барабана, и воздух, который прошел через конденсатор, может подаваться в барабан, таким образом, уменьшая канал. Хотя впускной канал начинался от нижней поверхности кожуха и проходил к задней поверхности барабана в уровне техники, в соответствии с вышеупомянутым аспектом конденсатор может быть установлен на задней стороне барабана, и, таким образом, впускной канал может начинаться от задней стороны барабана, таким образом, уменьшая длину впускного канала.
Кроме того, впускной канал может быть определен задней поверхностью барабана и задней поверхностью корпуса. В этом случае сушильная машина может дополнительно включать в себя дополнительный кронштейн для закрепления конденсатора на задней поверхности барабана или задней поверхности кожуха. Кронштейн может иметь произвольную форму, выдерживающую вес конденсатора для поддержания закрепленного положения на задней поверхности барабана или задней поверхности кожуха, и может иметь форму, в которой одна его сторона закреплена на задней поверхности барабана или задней поверхности кожуха, и другая его сторона закреплена на конденсаторе.
Для расположения конденсатора с большей площадью в ограниченном впускном канале конденсатор может быть расположен под наклоном к задней поверхности барабана или задней поверхности кожуха. Конденсатор может иметь форму, в которой толщина уменьшена, и общая площадь увеличена для минимизации сопротивления канала.
С другой стороны, впускной канал может быть образован задней поверхностью барабана и задней поверхностью кожуха, или в другом примере впускной канал может быть образован при помощи элемента, образующего впускной канал, расположенного на задней стороне барабана. Элемент, образующий впускной канал, может выполнять функцию всасывания воздуха для передачи воздуха, который прошел через конденсатор в барабан, и может иметь вид обычного канала, и может иметь вид трубки пластинчатой формы в той мере, в которой может быть расположен в узком зазоре между барабаном и корпусом.
В другом примере элемент, образующий впускной канал, может включать в себя пластинчатый элемент, расположенный с обращением к задней поверхности барабана для образования впускного канала между задней поверхностью барабана и пластинчатым элементом, и впуск для всасывания воздуха может быть образован в пластинчатом элементе.
При этом конденсатор может быть установлен во впускном канале, в частности, конденсатор может быть установлен на внутренней стороне впуска или на переднем конце впуска.
Кроме того, пластинчатый элемент может быть выполнен таким образом, что его наружный периферийный участок приведен в контакт с задней поверхностью барабана для всасывания воздуха во впускной канал только через впуск. Пластинчатый элемент может быть закреплен посредством дополнительного опорного элемента и может быть закреплен непосредственно на задней поверхности барабана или задней поверхности кожуха без использования опорного элемента, и может дополнительно поддерживаться опорным элементом при одновременном закреплении на задней поверхности барабана или задней поверхности кожуха.
С другой стороны, по меньшей мере, часть воздуха, всасываемого во впускной канал, может всасываться через заднюю поверхность кожуха. В соответствии с обстоятельствами весь всасываемый воздух может всасываться через заднюю поверхность кожуха. В этом случае воздух может проходить через заднюю поверхность кожуха и конденсатор и затем всасываться в барабан вдоль впускного канала, и, соответственно, впускной канал может быть уменьшен для минимизации сопротивления канала. При этом щель для всасывания воздуха может быть образована на задней поверхности кожуха.
Кроме того нагревательный элемент может быть дополнительно установлен во впускном канале, и при этом нагревательный элемент может быть расположен на стороне ниже по потоку от конденсатора для дополнительного нагрева воздуха, который был нагрет конденсатором. Нагревательный элемент может быть расположен под наклоном к задней поверхности барабана или задней поверхности кожуха для увеличения площади контакта с воздухом и иметь максимальную площадь в ограниченном пространстве.
С другой стороны, опорный элемент может поддерживаться нижней поверхностью кожуха. При этом сушильная машина может дополнительно включать в себя корпус испарителя и корпус компрессора, закрепленные на нижней поверхности кожуха.
В данном документе опорный элемент может включать в себя пару крепежных кронштейнов, продолжающихся в направлении высоты корпуса, и пара крепежных кронштейнов может быть закреплена на корпусе испарителя или корпусе компрессора, соответственно.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложены кожух, барабан, установленный в кожухе, конденсатор, установленный на задней стороне барабана для нагрева воздуха, всасываемого с задней поверхности кожуха, вентилятор, расположенный на нижней стороне барабана для всасывания и выпуска воздуха из барабана, корпус вентилятора, расположенный для вмещения вентилятора и сообщения с барабаном, корпус испарителя, соединенный с корпусом вентилятора для направления выпускаемого воздуха из кожуха, корпус компрессора, расположенный на одной стороне корпуса испарителя, испаритель, помещенный в корпус испарителя, для теплообмена с выпускаемым воздухом, и компрессор, помещенный в корпус компрессора.
В данном документе сушильная машина может включать в себя пластинчатый элемент, расположенный с обращением к задней поверхности барабана, для образования впускного канала, с установленным в нем конденсатором, причем впуск для всасывания воздуха образован в пластинчатом элементе.
В данном документе сушильная машина может включать в себя пару крепежных кронштейнов, закрепленных на корпусе испарителя или корпусе компрессора соответственно, для поддержания пластинчатого элемента. Кроме того, участок закрепления кронштейнов, в который крепежные кронштейны вставлены и закреплены, может быть выполнен в корпусе испарителя или корпусе компрессора.
Кроме того, наружный периферийный участок пластинчатого элемента может быть закреплен на задней поверхности барабана, таким образом, обеспечивая подачу воздуха, всасываемого во впускной канал, только во впускной канал.
Кроме того, сушильная машина может включать в себя нагреватель, установленный во впускном канале для повторного нагрева воздуха, который был нагрет конденсатором. В данном документе участок установки нагревателя для вмещения нагревателя может быть выполнен на верхней стороне впуска.
В соответствии с аспектами настоящего изобретения, включающего в себя вышеупомянутую конфигурацию, воздух, поданный в конденсатор, может всасываться через заднюю поверхность барабана, таким образом, уменьшая возможность всасывания посторонних веществ даже без использования фильтра. Кроме того, даже в случае использования фильтра, он может быть легким для доступа по сравнению с нижней поверхностью, таким образом, облегчая замену или очистку фильтра.
Кроме того, конденсатор может быть перемещен на заднюю поверхность кожуха, а не на его нижнюю поверхность, для обеспечения свободного пространства на нижнем участке барабана для увеличения степени свободы при конструировании, и впускной канал может быть уменьшен по сравнению с уровнем техники для уменьшения сопротивления потока, таким образом, обеспечивая достаточный воздушный поток даже без установки вспомогательного вентилятора. Соответственно, влажный воздух может выходить из барабана, таким образом, предотвращая возникновение конденсации в кожухе.
Кроме того, конденсатор может быть установлен на впуске для всасывания воздуха для обеспечения приведения в контакт большей части всасываемого воздуха с конденсатором, таким образом, увеличивая эффективность теплообмена.
Кроме того, множество щелей для всасывания воздуха может быть выполнено на задней поверхности корпуса, таким образом, обеспечивая выполнение щелями функции фильтра.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сопроводительные чертежи, которые включены для обеспечения дальнейшего понимания настоящего изобретения и составляют часть настоящей заявки, иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов настоящего изобретения.
Фиг. 1 - общий вид примера сушильной машины;
фиг. 2 - общий вид внутренней конструкции сушильной машины;
фиг. 3 - общий вид с пространственным разделением элементов внутренней конструкции примера сушильной машины;
фиг. 4 - вид в разрезе, схематично иллюстрирующий пример воздушного потока;
фиг. 5 - вид в разрезе, схематично иллюстрирующий другой пример воздушного потока.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 изображен пример сушильной машины, на фиг. 2 изображена внутренняя конструкция примера сушильной машины, и фиг. 3 - общий вид с пространственным разделением элементов внутренней конструкции примера сушильной машины. Ссылаясь на фиг. 1-3, сушильная машина 100 может включать в себя кожух 110, соответствующий корпусу сушильной машины. Кожух 110 имеет по существу шестигранную форму. Панель 102 управления для управления работой сушильной машины и отображения состояния расположена на верхней стороне передней стороны, и дверь 104 для загрузки предмета, подлежащего сушке, установлена на нижнем участке панели 102 управления.
Ссылаясь на фиг. 2, барабан 106, имеющий впуск 106a, выполненный с возможностью открытия или закрытия дверью 104, установлен с возможностью вращения в кожухе 110. Кроме того, корпус 120 вентилятора, соединенный для сообщения с внутренним пространством барабана 106, расположен на нижнем участке передней поверхности барабана 106, и вентилятор 122 расположен в корпусе 120 вентилятора. Вентилятор 122 имеет форму центробежного вентилятора для всасывания воздуха из барабана 106 и нагнетания воздуха в корпус 130 испарителя, который будет описан более подробно ниже.
Кроме того, узел фильтра для фильтрации посторонних веществ, таких как ворсинки или им подобное, которые отделены от одежды, загруженной в барабан, установлен в корпусе 120 вентилятора.
Как показано на фиг. 3, корпус 130 испарителя может включать в себя нижний корпус 130a, закрепленный на нижней поверхности кожуха, и верхний корпус 130b, соединенный с нижним корпусом 130a для образования корпуса испарителя. Корпус 130 испарителя выполняет функцию выпускного канала для отвода воздуха из барабана наружу кожуха, и корпус 130 испарителя может включать в себя участки 132a, 132b канала, соединенные с одним боковым концевым участком корпуса 120 вентилятора. Кроме того, корпус 130 испарителя может также включать в себя участок 134 вмещения испарителя для вмещения испарителя 140, который будет описан более подробно ниже.
В качестве одного элемента, выполненного с возможностью образования теплового насоса, испаритель 140 может выполнять функцию сбора тепловой энергии, содержащейся в выпускаемом воздухе, для испарения холодильного агента. Для этой цели испаритель 140 продолжается до участков 132a, 132b канала для обеспечения прохождения выпускаемого воздуха через испаритель 140. Кроме того, участок 136 для закрепления кронштейна для обеспечения закрепления кронштейна, который будет описан более подробно ниже, расположен на заднем конце участка 134 вмещения испарителя. Участок 136 для закрепления кронштейна имеет прямоугольную форму поперечного сечения, выступающую от участка 134 вмещения испарителя, и, таким образом, крепежный кронштейн может быть вставлен в него для устойчивого поддержания крепежного кронштейна.
Снова ссылаясь на фиг. 2, корпус 150 компрессора установлен в положении - смежно корпусу 130 испарителя. Корпус 150 компрессора имеет по существу шестигранную форму, и компрессор 160, выполненный с возможностью образования теплового насоса вместе с испарителем, установлен неподвижно на по существу его центральном участке. Соответственно, испаритель и компрессор закреплены на нижней поверхности корпуса 110 при помощи корпуса испарителя и участка для вмещения компрессора.
Кроме того, участок 152 закрепления кронштейна, выполненный с возможностью закрепления крепежного кронштейна, также установлен на заднем конце корпуса 150 компрессора аналогично корпусу испарителя. В данном документе множество ребер 152a образовано на наружном периферийном участке участка 152 закрепления кронштейна для увеличения прочности участка 152 закрепления кронштейна, и это то же самое сделано на участке закрепления кронштейна, образованном на корпусе испарителя.
Ссылаясь на фиг. 2 и 3, крепежный кронштейн 170 может иметь форму стержня, вертикально продолжающегося вдоль высоты кожуха 110. Концевой участок крепежного кронштейна 170 закреплен в положении вставки на участки 136, 152 закрепления кронштейна, и его другой концевой участок закреплен на пластинчатом элементе, который будет описан более подробно ниже, для поддержания пластинчатого элемента.
Кроме того, множество щелей 110a образовано на задней поверхности корпуса 110 для всасывания наружного воздуха во внутреннее пространство корпуса. Множество щелей расположено вдоль задней поверхности корпуса 110, и щели могут быть расположены на одинаковом расстоянии друг от друга или расположены на разных расстояниях друг от друга. Например, щели могут быть расположены на меньшем расстоянии друг от друга на участке, обращенном к впускному отверстию, которое будет описано более подробно ниже.
Кроме того, пластина 180 на задней поверхности приведена в контакт с барабаном 106, таким образом, предотвращая удаление предмета, подлежащего сушке, загруженного в барабан, из барабана. Множество сквозных отверстий 182 образовано на верхнем участке пластины 180 на задней поверхности для всасывания горячего воздуха в барабан.
Кроме того, пластинчатый элемент 190, обращенный к пластине 180 на задней поверхности, установлен на ней. Хотя наружный периферийный участок пластинчатого элемента 190 приведен в контакт с пластиной 180 на задней поверхности, его центральный участок отделен от пластины на задней поверхности на заданном расстоянии. За счет этого образовано пространство между пластиной на задней поверхности и пластинчатым элементом, причем пространство образует впускной канал, выполненный с возможностью всасывания воздуха, всасываемого через щели 110A, в барабан.
В частности, впуск 192, имеющий прямоугольную форму, образован в пластинчатом элементе 190, причем впуск 192 образован для всасывания воздуха, находящегося в кожухе, во впускной канал. Конденсатор 195 установлен на впуске 192. Соответственно, воздух (например, весь воздух), всасываемый через впуск 192, проходит через конденсатор 195 и затем всасывается во впускной канал.
Кроме того, участок 194 установки нагревателя, образован на верхнем участке пластины 180 на задней поверхности, и нагреватель 196 установлен на участке 194 установки нагревателя. Нагреватель 196 нагревается за счет электроэнергии или ей подобной, и выполнен с возможностью дополнительного нагрева воздуха, который прошел через конденсатор 195. В связи с этим, нагреватель 196 расположен на стороне ниже по потоку от конденсатора на впускном канале.
Когда пользователь загружает одежду в барабан и затем приводит в действие тепловой насос, тепловой насос начинает работать при приведении в действие компрессора 160. Вследствие работы компрессора 160 холодильный агент, проходящий через конденсатор, становится высокотемпературным, и холодильный агент, проходящий через испаритель, сохраняет низкую температуру.
При работе вентилятора 122 отрицательное давление создается в барабане для генерации потока воздуха. Что касается работы вентилятора 122, наружный воздух, находящийся на стороне задней поверхности кожуха, всасывается через щели 110a и затем всасывается во впускной канал через впуск 192.
В некоторых вариантах осуществления конденсатор выполнен по существу такого же размера, что и размер впуска 192. Соответственно, в этих вариантах осуществления весь воздух, всасываемый через впуск 192, осуществляет теплообмен с холодильным агентом при высокой температуре при прохождении через конденсатор. В сушильных машинах, в которых конденсатор расположен на нижней поверхности кожуха, увеличение впуска впускного канала до соответствующего размера может быть не возможно. В некоторых случаях общая площадь конденсатора уменьшена, а его длина относительно увеличена, и, таким образом, скорость потока воздуха уменьшена, а также уменьшена эффективность теплопередачи вследствие сопротивления потока. Однако в соответствии с сушильной машиной 100 общая площадь конденсатора может быть достаточно увеличена для уменьшения толщины конденсатора. В некоторых примерах сопротивление потока, обусловленное конденсатором, может быть существенно уменьшено, и эффективность теплопередачи также может быть увеличена.
Кроме того, впуск расположен рядом с задней поверхностью кожуха, и, таким образом, большая часть воздуха, всасываемого через впуск, может всасываться с нижней поверхности кожуха, и воздух, всасываемый из внутренней части кожуха, составляет небольшую часть. Таким образом, всасывание посторонних веществ, таких как пыль или ей подобное, которые находятся в кожухе, в барабан, уменьшено (например, минимизировано), и воздух всасывается с задней поверхности кожуха с относительно малым количеством посторонних веществ по сравнению с всасыванием с нижней поверхности. Таким образом, проблема засорения канала или ему подобного из-за всасывания посторонних веществ даже без установки фильтра, может быть уменьшена.
Когда площадь конденсатора больше площади впуска, может быть использован пример, в котором конденсатор расположен под наклоном к впускному отверстию, как показано на фиг. 5. Ссылаясь на фиг. 5, конденсатор 195' расположен наклонным по часовой стрелке. При расположении конденсатора 195' таким образом, больший конденсатор может быть расположен на небольшой площади, и затем эффективность теплопередачи может быть увеличена. Всасываемый воздух нагревается, чтобы иметь температуру, необходимую для сушки при прохождении через нагреватель 196. Если достаточное количество воздуха может быть нагрето только одним конденсатором, тогда нагреватель может не работать, или нагреватель может быть не установлен.
Кроме того, нагреватель 196' также расположен под наклоном.
Генерируемый горячий воздух всасывается в барабан через сквозное отверстие 182 для сушки предметов и затем всасывается в корпус 120 вентилятора и затем охлаждается и конденсируется при теплообмене с испарителем 140 и выпускается наружу кожуха через корпус испарителя.
Как описано выше, поскольку вентилятор не подает воздух в барабан, внутреннее давление барабана поддерживает состояние, являющееся таким же, или ниже наружного давления, и, таким образом, внутреннее давление барабана поддерживает состояние, являющееся таким же или ниже внутренней части кожуха, даже когда корпус вентилятора или корпус испарителя засорен. Соответственно, влажный воздух из барабана не может проходить в кожух, таким образом, эффективно предотвращая явление конденсации.