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発明の名称 洗濯乾燥機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−117578(P2007−117578A)
公開日 平成19年5月17日(2007.5.17)
出願番号 特願2005−316450(P2005−316450)
出願日 平成17年10月31日(2005.10.31)
代理人 【識別番号】100071135
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 強
発明者 細糸 強志 / 菊地 直人
要約 課題
ヒートポンプを利用したものにおいて、乾燥終了を正確に判定する。

解決手段
水槽内の空気を循環経路を通じて循環させる送風機と、圧縮機と、膨張弁と、前記循環経路に配置された蒸発器及び凝縮器とを備え、前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張弁、前記蒸発器の順に冷媒を循環させるヒートポンプを備えて選択乾燥機において、前記循環経路内の循環空気が前記蒸発器と接触することにより生成される除湿水量を著量する排水タンクを設けた。乾燥工程が開始されると、制御装置は、排水タンク内の除湿水量に基づいて単位時間当たり除湿水量を算出し、その値に基づき衣類の乾燥終了を判定する(S3〜S9)。
特許請求の範囲
【請求項1】
温風入口及び温風出口を有する水槽と、
前記水槽の内部に回転可能に配設され衣類を収容するドラムと、
前記温風入口及び温風出口に両端部がそれぞれ接続された循環経路と、
圧縮機と、膨張弁と、前記循環経路に配置された蒸発器及び凝縮器とを備え、前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張弁、前記蒸発器の順に冷媒を循環させるヒートポンプと、
前記循環経路を通して前記水槽内の空気を循環させることにより前記ドラム内の衣類を乾燥させる送風機と、
前記循環経路内の循環空気が前記蒸発器と接触することにより生成される除湿水量に基づき衣類の乾燥終了を判定する判定手段とを備えることを特徴とする洗濯乾燥機。
【請求項2】
除湿水を受ける除湿水容器を備え、
判定手段は、前記除湿水容器内の除湿水量の変化に基づき乾燥終了を判定することを特徴とする請求項1記載の洗濯乾燥機。
【請求項3】
除湿水容器内の水を汲み出す排水ポンプを備え、
判定手段は、前記排水ポンプの動作に基づいて乾燥終了を判定することを特徴とする請求項2記載の洗濯乾燥機。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヒートポンプを利用して衣類を乾燥する洗濯乾燥機に関する。
【背景技術】
【0002】
洗濯乾燥機では、衣類を収容するドラムを回転させながら前記ドラム内に乾燥した温風を吹き込むことにより、衣類を乾燥している。衣類が湿っている間は、ドラム内に投入された温風の熱量は水分の蒸発に用いられるため、ドラムから排出される空気温度は比較的低く、また、安定している。一方、衣類の乾燥が進むと水分の蒸発量が減少するため、排出空気の温度が急上昇する。そこで、従来の洗濯乾燥機では、ドラムの出口温度や入口温度に基づいて乾燥終了の判定を行っていた。
【0003】
ところで、近年、省エネルギーの観点から、ヒートポンプを利用して衣類を乾燥する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。ヒートポンプを利用した洗濯乾燥機では、比較的温度が低い空気がドラム内に供給されるため、ヒータ式の洗濯乾燥機に比べて衣類が受けるダメージを小さくできる。
【特許文献1】特開2003−75065号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、ドラム内に供給される空気の温度が低いと、衣類の乾燥の進行に伴いドラムから排出される空気の温度変化が小さくなる。また、ドラムへ供給される空気や排出される空気の温度が周辺温度の影響を受けて変動し易い。このため、ドラムの出口温度や入口温度に基づき精度良く乾燥終了の判定を行うことができないという問題があった。
本発明の目的は、ヒートポンプを利用したものにおいて、乾燥終了を正確に判定することができる洗濯乾燥機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の洗濯乾燥機は、温風入口及び温風出口を有する水槽と、前記水槽の内部に回転可能に配設され衣類を収容するドラムと、前記温風入口及び温風出口に両端部がそれぞれ接続された循環経路と、圧縮機及び膨張弁と、前記循環経路に配置された蒸発器及び凝縮器とを備え、前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張弁、前記蒸発器の順に冷媒を循環させるヒートポンプと、前記循環経路を通して前記水槽内の空気を循環させることにより前記ドラム内の衣類を乾燥させる送風機と、前記循環経路内の循環空気が前記蒸発器と接触することにより生成される除湿水量に基づき衣類の乾燥終了を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
衣類が湿っている間はドラムから排出される空気に含まれる水分量は多いが、衣類の乾燥が進み衣類に含まれる水分が減少すると、排出空気に含まれる水分量は減少する。つまり、衣類の乾燥の進行に伴いドラムから排出された循環空気と蒸発器とが接触することにより生成される除湿水量は変化する。本発明は、このような除湿水量の変化に着目してなされたものであり、ドラムの入口温度や出口温度に基づいて乾燥終了を判定していた従来構成に比べて、外気温の影響をほとんど受けることなく、正確に乾燥終了を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1及び図2は、本実施例に係る洗濯乾燥機の全体構成を示している。前記洗濯乾燥機は、外箱1と、外箱1の内部に配設された円筒状の水槽2と、前記水槽2内に配設された円筒状のドラム3とを備えている。前記外箱1の前面には洗濯物出し入れ用の開口4及び前記開口4を開閉する扉5が設けられている。
【0008】
前記水槽2は、前上がりに傾斜した状態で左右一対のサスペンション6により支持されている。前記水槽2の前端部には、中央に開口7を有する水槽カバー8が装着されている。前記開口7はベローズ9によって外箱1の開口4に連結されている。また、水槽2の前端部の上部には温風出口10が形成されており、後端部の上部には温風入口11が形成されている。更に、水槽2の底部の最後部には排水口12が形成されている。前記排水口12には排水パイプ13が接続されている。
【0009】
前記ドラム3は水槽2と同様、前上がりに傾斜した状態で配設されている。前記ドラム3の周壁部(胴部)には、ほぼ全域にわたって孔14が形成されている(図2では一部のみ図示する)。前記孔14は、通水孔及び通風孔として機能する。前記ドラム3の後面には補強部材15が取付けられており、前記補強部材15を介して軸16がドラム3の後面の中心部に固定されている。また、ドラム3の後端板のうち軸16の取付け部の周りには、多数の小孔から成る温風導入口17が形成されている。
【0010】
これに対して、水槽2の後端部の中心部には軸受ハウジング18が取付けられている。前記軸16は、軸受19,20を介して軸受ハウジング18に支持されている。軸受ハウジング18の外周にはモータ21のステータ22が取付けられている。また、軸17の後端部にはモータ21のロータ23が取付けられている。前記モータ21はアウターロータ形のブラシレスDCモータであり、上記構成により、ドラム3はモータ21によって直接的に回転駆動される。
【0011】
水槽2の後端部の前面には温風カバー24が装着されている。前記温風カバー24は、水槽2の後端部のうち軸17の周辺及び温風入口11を覆っている。前記温風カバー24のうち軸17の周囲部には開口25が形成されており、これにより、温風カバー24と水槽2の後端部との間に、温風入口11から開口25へ通じる温風通路26が構成される。前記開口25は、温風通路26の出口部に相当する。
【0012】
前記補強部材16のうち前記軸17が取付けられた中心部の周囲部分には、前記開口25と対向する複数の比較的大きな孔27が形成されている。また、前記補強部材16のうち孔27の周囲部には弾性材からなる環状のシール部材29が装着されている。前記シール部材29は、前記温風カバー24のうち開口25の周囲部に近接している。前記シール部材29により、温風カバー24と補強部材16との間の隙間がシールされている。
【0013】
図2及び図3に示すように、前記外箱1の底部を構成する台板30上には、略四角筒状の通風ダクト32が複数個の防振ゴム31を介して載置されている。各防振ゴム31にはそれぞれボルト33が挿通されており、これら複数個のボルト33の上端部に螺合させた複数個のナット34により、通風ダクト32は台板30に固定されている。
【0014】
前記通風ダクト32の前部には蒸発器35が、後部には凝縮器36が配置されている。蒸発器35及び凝縮器36は、冷媒パイプ37,38と、これら冷媒パイプ37,38に付設された複数の熱交換用フィン(図示せず)とから構成されている。通風ダクト32の右側壁は、蒸発器35の右端板35a及び凝縮器36の右端板36a、並びにこれらの端板35a,36aを繋ぐ補助側板39から構成されている。このため、蒸発器35の右端板35aには冷媒パイプ37の入口部及び出口部並びに途中部が突出しており、凝縮器36の右端板36aには冷媒パイプ38の入口部及び出口部並びに途中部が突出している。
【0015】
尚、図示しないが、通風ダクト32の左側壁は、蒸発器35及び凝縮器36の左端板とは別に設けられている。従って、蒸発器35及び凝縮器36の左端板から突出する冷媒パイプ37及び38の屈曲部は通風ダクト32の左側壁により覆い隠される。
【0016】
また、台板30上の右前部には圧縮機40が配置されている。圧縮機40は、通風ダクト32と一体形成された圧縮機配置部41上に配置されている。
図4に示すように、前記圧縮機40は、接続パイプ43を介して前記蒸発器35及び凝縮器36並びに膨張弁44と接続され、ヒートポンプ45を構成する。前記膨張弁44は、ステッピングモータにより弁の開度を調節する電動式膨張弁(電子膨張弁)が用いられている。前記ヒートポンプ45では、圧縮機40が作動すると、圧縮機40、凝縮器36、電子膨張弁44、蒸発器35の順に冷媒が循環するようになっている。
【0017】
図2及び図3に示すように、通風ダクト32の前部にはフィルタケース47が接続されている。フィルタケース47は、その後部において通風ダクト32と連通している。フィルタケース47の前端部には開口が設けられている。フィルタケース47には、前記開口を通してフィルタ49が出し入れ可能に収納されるようになっている。フィルタケース47の前上部には接続口50が突出している。
【0018】
前記接続口50には、蛇腹状の接続ホース51が接続されている。一方、前記水槽カバー8の内部には、前記温風出口10に連なる排気ダクト52が全周にわたって形成されている。また、前記水槽カバー8の下部には前記排気ダクト52に連通する接続口53が設けられており、この接続口53に上記接続ホース51の上端部が接続されている。
【0019】
また、通風ダクト32の後部には、送風機54のケーシング55が接続されている。ケーシング55は、その前部において通風ダクト32と連通している。送風機54は、ケーシング55の内部に収納された送風羽根と、この送風羽根を回転するモータ(いずれも図示せず)とから構成されている。ケーシング55の上部には出口部56が突出している。前記出口部56には、蛇腹状の接続ホース57を介して給気ダクト58が接続されている。給気ダクト58は前記モータ21の左側面に沿って上部に延びており、その上端部は前記水槽2の温風入口11に接続されている。
【0020】
上記構成により、前記水槽2の温風出口10から排気ダクト52、接続ホース51、フィルタケース47、通風ダクト32、ケーシング55、接続ホース57、給気ダクト58を経て温風入口11まで延びる循環経路60が形成される。
通風ダクト32のうち前記蒸発器35の下方部には排水タンク62(除湿水容器に相当)が設けられている。前記排水タンク62は、通風ダクト32の底板と一体的に形成されており、前記底板に設けられたドレン排出口(図示せず)を通じて通風ダクト32内と連通している。
【0021】
前記排水タンク62は、扁平な容器状を成しており、その底部は右方にむかってやや下方に傾斜している。また、前記台板30上の送風機54の右部には排水ポンプ63が配置されている。排水ポンプ63は、前記排水タンク62の底部の最下部において排水タンク62内の水を汲み上げるようになっている。
【0022】
図1に示すように、排水パイプ13には、フィルタケース77が接続されている。フィルタケース77には、前記水槽2から排水パイプ13を通じて排出される水からリントを捕獲する排水フィルタ(図示せず)が収納されている。また、フィルタケース77には排水弁(図示せず)、排水継手78を介して排水ホース(図示せず)が接続されている。また、前記排水継手78には、逆止弁80を介して接続ホース81が接続されている。前記接続ホース81は、前記排水ポンプ63の吐出口に接続されている。
【0023】
なお、逆止弁80は、接続ホース81から排水ホース79への水の流れを許容し、それとは反対(排水弁76から接続ホース81へ)の水の流れを阻止するものである。これにより、前記水槽2から排出された水が排水ポンプ63を通じ通風ダクト32内に至らないように構成されている。
【0024】
図5は、洗濯乾燥機の概略的な電気的構成を示すブロック図である。制御装置70は洗濯乾燥機の動作全般を制御する機能を有するもので、マイクロコンピュータを主体にCPU,RAM,ROMなどを備えて構成されている。制御装置70には、操作部71、表示装置72,モータ21、圧縮機40、膨張弁44、送風機54、水位検出装置73等が接続されている。操作部71は、洗濯、乾燥条件等を設定するためのものである。表示装置72は、設定条件、運転状況等を表示するためのものである。
【0025】
水位検出装置73は、排水タンク62内の水位を検出するものである。前記水位検出装置73は、例えば図6に示すように、前記排水タンク62内の底部に配設された電極Aと、側部に配設された4個の電極B1〜B4とを備えて構成されている。排水タンク62の底面からの電極B1の高さ寸法をHとすると、電極B2〜B4の高さ寸法はそれぞれ2H、3H、4Hとなるように構成されている。
【0026】
図7は水位検出装置73の電気回路である。直流電源85に接続された電線86に電極Aが接続されていると共に、電極B1〜B4がそれぞれ抵抗87〜90を介して接続されている。電極Aと電極B1〜B4との間の電圧は、それぞれオペアンプ91〜94に入力されるようになっている。各オペアンプ91〜94の出力端子は制御装置70に接続されている。
【0027】
次に、上記構成の洗濯乾燥機による衣類の乾燥工程の動作について乾燥終了の判定動作を中心に説明する。図8は乾燥工程の制御フローを示している。乾燥工程が開始されると、制御装置70は、ドラム3の回転を開始すると共に送風機54の駆動を開始する(ステップS1)。これにより、水槽2内の空気は循環経路60を通じて循環する。また、制御装置70は圧縮機40の駆動を開始すると共に膨張弁44の開度を調節する(ステップS2)。
【0028】
例えば、前記制御装置70は、圧縮機モータの周波数を90Hzとして圧縮機40の駆動を開始し、その後、ドラム3の出口温度が110℃以上になると、下限周波数(25Hz)に達するまで30秒毎に周波数を1Hzずつ下げる制御を行う。また、制御装置70は、圧縮機40の駆動開始時の膨張弁44を全開とし、その後、蒸発器35の入口温度が5℃となるように膨張弁44の開度を調節する。
【0029】
続いて、制御装置70は除湿水量の検出を開始し(ステップS3)、単位時間当たりの除湿水量W1を算出する(ステップS4)。排水タンク62内の水位が電極B1〜B4であるときの除湿水量は予めわかっている。従って、制御装置70は、排水タンク62内の水位が「0」から電極B1に達するまでの時間t1、電極B1からB2に達するまでの時間t2、電極B2からB3に達するまでの時間t3、電極B3からB4に達するまでの時間t4と、そのときの除湿水量を除することにより単位時間当たりの除湿水量を算出する。つまり、制御装置70は、排水タンク62内の水位が電極B1〜B4のいずれかに達する毎に単位時間当たりの除湿水量W1を算出する。
【0030】
尚、本実施例では、排水タンク62内の除湿水量が電極B4に達すると、制御装置70は排水ポンプ63を駆動して排水タンク62内の除湿水をくみ出して排出するようになっている。
ステップS5では、除湿水量W1が最大に達したか否かを判断する。ここでは、除湿水量W1がn回以上(例えばn=3)前回の除湿水量W1よりも減少したときに除湿水量が最大に達したと判断し、そのときの除湿水量W1を最大値Wmaxとする(ステップS6)。
【0031】
続くステップS7では、引き続き、単位時間当たりの除湿水量W2を算出する。そして、除湿水量W2が最大値Wmaxの3分の1以下になると(ステップS8)、制御装置70は遅延運転を所定時間行った後(ステップS9)、乾燥工程を終了する。尚、遅延運転は、例えば圧縮機40の駆動を停止し、送風機54を駆動した状態で行われる。遅延運転の実行時間は、ドラム3内に収容されている洗濯物の量に応じて例えば15〜25分に設定されている。
【0032】
このように、本実施例によれば、単位時間当たりの除湿水量に基づいて乾燥終了を判定するように構成したので、外気温の影響を殆ど受けることなく、正確に乾燥終了を判定することができる。
ちなみに、図9は、単位時間当たりの除湿水量の変化を示す図である。図9に示すように、乾燥工程が開始されると、除湿水量は急激に増加し、乾燥工程が50〜100分経過したころに最大値となる。その後、除湿水量は急激に減少し、最終的には「0」になる。従って、除湿水量の変化により、乾燥の進行具合を判定することができる。
【0033】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が可能である。
上記した水位検出装置73に代えて、排水タンク62の重量を検出する手段を設け、排水タンクの重量の変化に基づいて乾燥終了を判定するように構成しても良い。
排水ポンプの動作頻度、即ち、排水タンク62が満水になるまでの時間の変化に基づいて乾燥終了を判定するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の一実施形態を示すものであり、外箱を取り除いた状態で示すドラム式洗濯乾燥機の正面図
【図2】縦断側面図
【図3】通風ダクトを拡大して示す図
【図4】ヒートポンプの概略的構成を示す図
【図5】電気的構成を示すブロック図
【図6】排水タンク内に設置された電極の位置を示す図
【図7】水位検出装置の電気回路の構成を示す図
【図8】乾燥運転のフローチャート
【図9】乾燥の進行と共に変化する除湿水量を示す図
【符号の説明】
【0035】
図面中、2は水槽、3はドラム、10は温風出口、11は温風入口、35は蒸発器、36は凝縮器、40は圧縮機、44は膨張弁、45はヒートポンプ、54は送風機、60は循環経路、62は排水タンク(除湿水容器)、63は排水ポンプ、70は制御装置(判定手段)、73は水位検出装置を示す。




 

 


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