洗濯乾燥機
【課題】温風の加熱源として併用するヒータ装置およびヒートポンプ機構の利点を得ながら、乾燥作用後の温風放出による室内環境の改善、ヒートポンプ機構のコンパクト化などを可能とする。
【解決手段】本体内に設けられ、貯水可能な有底筒状の水槽７と、前記水槽内に縦軸周りに回転可能に設けられた有底筒状の回転槽１０と、前記水槽７の上下部に連通して設けられた循環経路２０と、乾燥運転時の温風を生成するために設けられ、前記循環経路２０中に介在されたヒータ装置２４および送風装置２５と、ヒートポンプ機構２６の蒸発器２６ｂおよび凝縮器２６ａと、前記水槽７内の温風を本体外に放出可能な排気手段と、を具備した構成とする。
【解決手段】本体内に設けられ、貯水可能な有底筒状の水槽７と、前記水槽内に縦軸周りに回転可能に設けられた有底筒状の回転槽１０と、前記水槽７の上下部に連通して設けられた循環経路２０と、乾燥運転時の温風を生成するために設けられ、前記循環経路２０中に介在されたヒータ装置２４および送風装置２５と、ヒートポンプ機構２６の蒸発器２６ｂおよび凝縮器２６ａと、前記水槽７内の温風を本体外に放出可能な排気手段と、を具備した構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥運転時の温風を生成するために、ヒートポンプ機構およびヒータ装置を搭載した洗濯乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、乾燥機能を備えた洗濯乾燥機では、有底筒状の水槽内に縦軸周りに回転可能な回転槽を備え、乾燥運転時には水槽を介して回転槽内に温風を供給し、衣類など接触させて乾燥作用をなした後、本体外に排気する所謂排気タイプの洗濯乾燥機が提供されている。これは、横軸周りのドラム式の洗濯乾燥機に対し、縦型の洗濯乾燥機ともいわれ、従来周知の脱水兼用洗濯機にヒータ装置などで加熱された温風を供給する温風発生ユニットを増設することで、特に大型化することなく簡易な構成でありながら洗濯行程から乾燥行程まで一貫して実行できる利便性を有し、しかもヒータ装置により高温度の温風が得られて短時間に乾燥できるなどの利点を有している（例えば、特許文献１参照）。ただし、この排気タイプでは室内に設置した場合には、室内環境が排気により高温多湿となるなどの影響を受け不快な環境状態を招く難点がある。
【０００３】
一方、他の温風発生ユニットとして、例えば上記ドラム式の洗濯乾燥機に多く採用されているように、消費電力量が少ないヒートポンプ機構を採用し、且つ乾燥に供する熱エネルギーの効率化を図るべく、所定温度に加熱した温風を水槽を経てドラム内に循環供給可能としている。このヒートポンプ機構は、周知のように冷媒を圧縮機により凝縮器、膨張弁、および蒸発器の順に循環させる冷凍サイクルからなり、これを循環経路の途中部位に、該経路中を流れる空気に対し熱交換作用により冷却除湿する蒸発器、そして加熱する凝縮器を順に配した構成としていて、所謂空気に対し除湿源および加熱源として機能する。
【０００４】
しかして、ヒートポンプ機構を採用した温風循環タイプでは、室内環境を損なわず消費電力量が少ない省エネルギー効果とともに比較的低温度で洗濯物を除湿乾燥するため、しわが少ない良質な仕上がり効果が得られるなどの利点を有することから近年多く採用されている。ただし、ヒートポンプ機構のみで乾燥に必要な温度の温風を得るには大型化し重量大であるため（例えば、圧縮機の排除容積が７cc／rev以上）、通常は洗濯乾燥機の底部側に配置することとなり、そのため水槽を介した長い循環経路を要する配管構成を余儀なくされ、延いては洗濯乾燥機自体の大型化を招くことになり、また乾燥運転初期では温度の立ち上りが遅いなど、ヒータ装置に対して幾つかの難点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１１３７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、上記ヒータ装置による排気タイプが有する優れた乾燥性能と、ヒートポンプ機構による循環タイプが有する消費電力量の低減効果を併せて期待できるように、温風を生成する加熱源などとして機能するヒータ装置とヒートポンプ機構の両手段を搭載した構成とすることが考えられる。しかしながら、両手段を同時に稼動することは一般家庭の電気容量をオーバーするおそれがあるため、これらを個々に稼動して乾燥運転することとなり、これでは依然として上記した排気による室内環境への悪影響とか、ヒートポンプ機構の大型化や温度の立ち上がり特性などの問題は解消できない。
【０００７】
本発明は上記問題を解消するため、温風の加熱源としてのヒータ装置および更に除湿源としての機能も併せ有するヒートポンプ機構の利点を得ながら併用可能とし、排気風の放出による室内環境の改善、ヒートポンプ機構のコンパクト化なども期待できる洗濯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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の洗濯乾燥機は、外郭を形成する本体内に設けられ、上面を開閉可能に閉鎖し貯水可能な有底筒状の水槽と、前記水槽内に縦軸周りに回転可能に設けられ、多孔状の周壁を有し上面を開口した有底筒状の回転槽と、前記水槽の上下部に連通して設けられ、該水槽の外側を経由する循環経路と、乾燥運転時の温風を生成するために設けられ、前記循環経路中に介在されたヒータ装置および送風装置と、ヒートポンプ機構の蒸発器および凝縮器と、前記水槽内の温風を本体外に放出可能な排気手段と、を具備したことを特徴とする（請求項１の発明）。
【発明の効果】
【０００９】
上記手段によれば、乾燥運転時の温風の加熱源として稼動する加熱温度の高いヒータ装置に加え、少ない消費電力量で除湿および加熱できるヒートポンプ機構を備えたので、両者の利点を有効活用できるとともに、必要に応じ温風（排気風）の一部を本体外に放出することで、空気の入れ替えを行い良好な乾燥性能を維持するとともに室内環境の悪化を改善でき、またヒートポンプ機構はヒータ装置との併用で小能力による小型化が可能で、水槽の上部に設置することが容易となり、これら加熱源を介在した循環経路も短くできコンパクト化が可能な洗濯乾燥機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例を示す洗濯乾燥機の全体構成を概略的に示す縦断側面図
【図２】乾燥運転時の主要部の制御内容を示すタイムチャート
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の洗濯乾燥機を示す一実施例につき、図１、図２を参照して説明する。まず、図１に示す洗濯乾燥機の縦断側面図を参照して、該洗濯乾燥機の構成につき述べると、矩形箱状の外箱１と、その上面に被着されたトップカバー２とで洗濯乾燥機の外殻を形成する本体を構成しており、そのトップカバー２の中央側には、衣類などの洗濯物の投入口３を備え、その上面は開閉可能な外蓋４で閉鎖されている。また、洗濯乾燥機の後方（図示左方）には後部カバー５が上方に突出して形成され、その内部には図示しない給水弁とか制御装置などを設けている他、詳細は後述する温風発生ユニット６を設けている。
【００１２】
外箱１内には、実質的に無孔状で上面を開口し有底円筒状をなす水槽７が複数の弾性吊持装置８により揺動可能に弾性支持されている。この水槽７内には、周壁に多数の透孔９を有し縦軸周りに回転可能な有底円筒状をなす回転槽１０を同心状に配設しており、その内底部には撹拌体１１が正逆回転可能に設けられている。なお、水槽７の上面は開閉可能に閉鎖された構成にあって、すなわち上面開口部は槽カバー１２が被着されて閉鎖されるとともに、その略中央部には衣類などの洗濯物の出入口１３が開口形成され、これを内蓋１４により開閉可能に閉鎖している。
【００１３】
そして、水槽７の外底部には、モータ駆動部１５が設けられている。このモータ駆動部１５のモータとして、例えばアウタロータ形のＤＣブラシレスモータが採用され、そのロータに連結された中空軸１６を介して回転槽１０をダイレクトに高速回転駆動し、或は回転軸１７を介して前記撹拌体１１を正逆回転駆動すべく、これらを選択的に回転駆動する構成としている。また、水槽７の最低部位には途中に弁装置としての排水弁１８を有する排水管１９が接続され、その先端は外箱１外に臨み所謂本体外に排水可能としている。
【００１４】
次いで、前記した温風発生ユニット６および温風が循環する経路周辺の構成につき説明する。まず、水槽７の外周囲に形成された循環経路２０につき述べると、水槽７上部の槽カバー１２の後部には循環経路２０を構成するうちの供給ダクト２１の下端が連通接続されている。この供給ダクト２１は、温風発生ユニット６で生成された温風を水槽７を介して回転槽１０内に供給するためのもので、例えば蛇腹状の吸振部２１ａを有し、その上端が接続される温風発生ユニット６が、トップカバー２或は外箱１の所謂本体側に固定的に設けられているため、水槽７側の振動等が該ユニット６側に伝達されない防振構成としている。
【００１５】
これに対し、水槽７の下部側方に連通して垂直に上方に延びた中空筒状のリターンダクト２２が、例えば水槽７と一体に樹脂成形されている（勿論、別体に形成して結合する構成でもよい）。この場合、水槽７との連通部位の排出口２２ａは、水槽７および回転槽１０のできるだけ下部側に位置して設けるのが好ましい。これは、温風をできるだけ槽底部まで導き衣類などと温風との接触をよりよくするためである。そして、このリターンダクト２２の上端部は、水槽７の上方位置まで延び、やはり蛇腹状の吸振部２２ｂを介して温風発生ユニット６と防振的に連通接続されている。
【００１６】
ここで、上記温風発生ユニット６の具体構成につき述べる。まず、温風発生ユニット６としては、前記した供給ダクト２１およびリターンダクト２２の各上端部と連通接続されるケーシングダクト２３を有し、該ケーシングダクト２３は、後述するヒータ装置２４、送風装置２５、ヒートポンプ機構２６等を取り付けるためのケーシングを兼ねており、以って水槽７を介在して循環するダクト構成からなる循環経路２０が形成されるとともに、温風発生ユニット６は水槽７の上方で後方位置に集中的に配置されている。
【００１７】
しかして、ハニカムヒータやシーズヒータなどの電気ヒータからなるヒータ装置２４は、ケーシングダクト２３のうち前記供給ダクト２１が接続される近傍の吹出し側である下流側に配置され、従って該ヒータ装置２４の上流側に送風装置２５の送風ファン２５ａが位置して設けられている。この送風装置２５の吸気側でもある上流側には、ヒートポンプ機構２６を構成するうちの凝縮器２６ａ、蒸発器２６ｂが配置され、圧縮機２６ｃがケーシングダクト２３の外側に位置して支持固定されている。このヒートポンプ機構２６は、周知のように冷媒を圧縮機２６ｃにより凝縮器２６ａ、図示しない膨張弁、および蒸発器２６ｂの順に循環させる冷凍サイクルからなり、ケーシングダクト２３の最も上流側である吸気側に配置した蒸発器２６では流れる空気を冷却し、続いて凝縮器２６ａにて加熱する熱交換作用を有するものである。
【００１８】
しかるに、特に除湿源として機能する蒸発器２６ｂでは、空気中の水分が冷却凝縮され水滴となって滴下するため、本実施例では凝縮器２６ａ、蒸発器２６ｂを取り付けるケーシングダクト２３の取付台２３ａは、リターンダクト２２側に下降する傾斜面を呈した構成とするとともに、該ケーシングダクト２３の下端開口部を形成しており、従って該取付台２３ａ上に滴下した水は伝って流れリターンダクト２２の上端開口部に落ちて流下する構成としている。
【００１９】
また、リターンダクト２２の上部には温度センサ２７が設けられ、リターンダクト２２を流れる温風（排気風）の温度検知を行い、これに基づき乾燥運転の温度制御をするもので、これは図２の乾燥運転時の制御内容を示すタイムチャートとともに、後の作用説明で詳細に述べる。更に、この温度センサ２７の上方に位置するケーシングダクト２３の下端開口部には、糸屑などのリントを捕獲するためのフィルタ部材２８が設けられており、該ケーシングダクト２３内へのリントの侵入を防止しており、つまり該フィルタ部材２８は温風発生ユニット６の最上流側に設けられている。
【００２０】
なお、本実施例におけるヒートポンプ機構２６の圧縮機２６ｃは、排除容積が５cc／rev以下の小能力として小型化を図ったもので、従って斯かるヒートポンプ機構２６の単機能では所望の乾燥性能（除湿および加熱性能）を得ることは難しいが、もう一つの温風化の加熱源であるヒータ装置２４に対し補助的に設けて、両者による効率的な乾燥作用を得ようとするものである。更に、図１中に示す矢印Ａは、乾燥運転時の基本的な温風の流れ方向を示しており、その詳細は後の作用説明で述べるが、例えば矢印Ａは、リターンダクト２２従って循環経路２０を経た循環送風の流れを示し、一方排水管１９に流入した流れを示す矢印Ｂは、排水弁１８が開放状態にあることを条件に、温風（これは排気風）の一部を本体外へ放出される流れを示しており、この詳細は後述するが排気手段として機能することを示している。
【００２１】
次に、上記構成の洗濯乾燥機の作用について説明する。
まず、洗濯乾燥機の運転作用については、周知のように標準的な運転コースでは、モータ駆動部１５の駆動に伴い、撹拌体１１による洗い行程およびすすぎ行程が実行され、次いで中空軸１６を介して回転槽１０が高速回転される脱水行程が自動的に行われ、最後に乾燥行程に移行する。
【００２２】
以下、乾燥行程につき特に図２に示すタイムチャートに基づき詳細に説明すると、この乾燥行程では例えば撹拌体１１が正逆回転され、回転槽１０内の衣類などの洗濯物が適度に撹拌される。そして、図２に示すように、運転開始に伴いヒータ装置２４が稼動し（ＯＮ）、ヒートポンプ機構２６はＯＦＦ状態に維持され、また排気手段としても機能する排水弁１８は開放動作して排水管１９が本体外と連通した状態に保持される。なお、送風装置２５は運転開始と同時に稼動され送風ファン２５ａによる空気の吸入と吹出しによる送風作用が連続して行われ、この送風動作は該運転中継続して実行される。
【００２３】
この結果、乾燥行程の運転当初は温風発生装置６を構成するうちのヒータ装置２４の通電稼動に伴い、送風ファン２５ａから吹出された空気がヒータ装置２４にて加熱され、温風化される（例えば９０℃〜１００℃）。そして温風は、矢印Ａで示すように供給ダクト２１から水槽７内に供給される。しかるに水槽７は、上面開口の出入口１３が内蓋１４で閉鎖されているので、閉鎖された空間を形成している。ただし、この閉鎖状態は内蓋１４の周囲には僅かの隙間があるため、密閉状態には至らない。
【００２４】
このように、閉鎖空間を形成する水槽７は乾燥室として機能し、供給された温風は回転槽１０の上面開口から主に流入し、撹拌されつつある衣類など（図示せず）と接触して水分を奪うなどの乾燥作用を行い、周壁の透孔９から水槽７側に排出される。この乾燥作用に寄与した後の高湿の温風（排気風）の一部は、矢印Ｂで示すように排水弁１８の開放動作に応じて排水管１９を利用して本体外に放出される。この放出された分の空気は、水槽７の内蓋１４周囲の隙間や、本体の底部たる外箱１の底部、更には本体上部の外蓋４の周囲など各所の隙間から新たな外気を取り込むことで十分補充され、以って一部空気の入替えが行われる。
【００２５】
従って、上記本体外への一部排気分を除く多くの温風（排気風）は、水槽７下部の排出口２３に流入しリターンダクト２２を上方に流れ、ケーシングダクト２３を有する温風発生装置６に戻り、ここでヒータ装置２４により新たな温風として再生され、矢印Ａで示すように循環経路２０および水槽７を経た循環流となる。この結果、高湿の排気風の一部を外部に排気しながら（矢印Ｂ）、温風を循環供給する乾燥運転が続行されることから、室内環境への高湿空気の放出を抑えながら、一部新規な外気を取り込みつつ効果的に乾燥作用が行われ、従来ヒータ装置２４が有していた不具合な事情（周囲環境への影響）を軽減した乾燥運転が実行可能となる。
【００２６】
なお、排気するための排水弁１８は、断続的に開閉制御されるようにしている。基本的には所望の排気量を得るべく、排水弁１８を開放動作させることにあり、従って連続して所定時間開放することも可能である。しかしながら、連続して開放させることは連続して排気（温風）がなされ、これと同量の新たな外気を吸入することとなり、水槽７や循環経路２０などの閉鎖空間内の温度が低下する憂いがあり、或は一度に大量の排気と吸気を可能とする構成とか吸排バランスを考慮する必要がある点で難がある。
【００２７】
これに対し、本実施例の如く開閉動作を一定時間毎に繰り返すことは、短時間毎の排気量に追従して内蓋１４などの隙間から十分で確実な吸気量を補充できるとともに、閉鎖空間内の温度の低下を抑え、高温の温風の発生および維持するに有利であり、以って一部湿気を含んだ排気風の放出と新たな外気との入替えによる乾燥効率の向上が期待できる。
【００２８】
一方、リターンダクト２２は外周囲を空気層で囲まれていることから、リターンダクト２２の内外で温度差を生じ易く、しかも上下方向に長くて表面積が大きい形状をなしていることから、該ダクト２２を介した熱交換作用が期待でき、斯かる場合にはリターンダクト２２を通過する排気風を冷却し、水分を凝縮して除湿する作用効果が期待でき、一層効率的な乾燥性能を得ることができる。
【００２９】
加えて、運転当初は図２に示す排気温度の特性曲線からも分るように、実質的に外気温度に等しい温度からの立上げとなるため、全体の温風温度としては未だ最適温度には至らない。しかしながら、ヒータ装置２４による温度の立上げはヒートポンプ機構２６に比して優れていることから、衣類などの乾燥作用を順調に開始することができ、効率的な乾燥作用が早期に実現できる。
【００３０】
ところで、上記排気温度はリターンダクト２２内に設けた温度センサ２７により検出されるのであるが、この排気温度は乾燥運転（衣類などの乾燥状態）が進行するに伴い、生成される温風温度の上昇とともに、飽和蒸気圧が上昇しリターンダクト２２側の排気風も高温となる。そこで、本実施例ではこの排気温度が予め設定した所定温度に達したことを温度センサ２７により検知したとき、ヒータ装置２４、ヒートポンプ機構２６、および排水弁１８の各稼動パターン（所謂、乾燥態様）が切り替わる制御手段としており、その所定温度を複数段に設定することで、乾燥行程中における切り替えられた運転区分を図２中に、例えば符号イ、ロ、ハ、二、ホ、ヘ、ト、チ、リを付して説明する。
【００３１】
具体的に、例えば上記説明した運転初期の運転区分イでは、進行に伴い飽和蒸気圧が上昇し高温となった排気風が所定温度ｔ１に達したことを温度センサ２７が検知したとき、運転区分ロに移行するようにしている。そして、この運転区分ロでは、ヒータ装置２４への通電が断たれて消勢（ＯＦＦ）する一方、ヒートポンプ機構２６が稼動（ＯＮ）され、排水弁１８は消勢されて排水管１９を閉塞した状態とする。従って、該区分ロにおける乾燥態様は、温風化の加熱源が前段のヒータ装置２４に代わってヒートポンプ機構２６が担うことになり、この場合、温風の流れは図１中に示す矢印Ａ方向の循環流のみとなり、本体外への排気風の放出はない。
【００３２】
しかして、ヒートポンプ機構２６を経て生成された温風は、上記同様に衣類などと接触して乾燥作用を行い、リターンダクト２２から温風発生ユニット６に戻り、再びヒートポンプ機構２６にて温風化される。すなわち、乾燥作用に寄与した温風は、湿気を含んだ排気風としてリターンし、周知の如く冷媒の気化熱で低温化された蒸発器２６ｂにて熱交換され、高温多湿の排気風が冷却されることで該排気中の水分が凝縮され除湿される。この冷却により凝縮して生じた水滴は、傾斜面をなす取付台２３ａに滴下して流れ、リターンダクト２２内に落ちて流下し、水槽７底部に至り排水弁１８が開放動作したときに排水管１９を通じて本体外に排出される。
【００３３】
このように除湿された後の排気風は、凝縮器２６ａに至りここで高温高圧の冷媒と熱交換され、排気風は加熱されて再び温風化され、供給ダクト２１を経て水槽７内に供給され乾燥作用が継続実行される。この繰り返しが連続的に行われ、所謂温風の循環供給による乾燥運転が進行する。
【００３４】
ところで、上記した運転区分ロにおけるヒートポンプ機構２６による温風化は、ヒータ装置２４に比し加熱温度が低下するので、図２に示す排気温度は運転区分ロに切り替わった後、しばらくして下降する温度傾向を示し飽和蒸気圧は低下する。そして、その排気温度が所定温度ｓ１に達したことを温度センサ２７が検知したとき、次の運転区分ハに移行するようにしている。このときの所定温度ｓ１は、前段の所定温度ｔ１より低温度に設定されている（ｓ１＜ｔ１℃）。
【００３５】
そこで、本実施例における上記所定温度ｔ１およびｓ１の設定条件等につき説明すると、運転区分ロでは上記温度変化を考慮して所定温度ｓ１は、前段の所定温度ｔ１に対し「−１０℃」に設定されている（ｓ１＝ｔ１−１０℃）。従って、例えば所定温度ｔ１が４０℃に設定されている場合（ｔ１＝４０℃）、所定温度ｓ１は「４０℃−１０℃＝３０℃」に設定される（ｓ１＝３０℃）。なお、図２中に付した符号ｔ系（ｔ１〜ｔ４）は、温風の加熱源がヒータ装置２４である運転区分であることを示し、同符号ｓ系（ｓ１〜ｓ４）は、同加熱源がヒートポンプ機構２６である運転区分であることを示し、依って図２から明らかなように各加熱源は交互に切り替えられ稼動するよう制御される。
【００３６】
しかして、所定温度ｓ１を検知し運転区分ハに移行すると、稼動パターン（乾燥態様）が切り替わり、ヒートポンプ機構２６が消勢され、ヒータ装置２４が再び稼動されるとともに、排水弁１８が断続的に開放され排水管１９が水槽７と本体外とを連通し排気可能な状態に切り替わり、排気手段として機能する。従って、この運転区分ハではヒータ装置２４による温風は、温度の立ち上りが早くて熱効率もよいことから逸早く温度上昇する。この場合、前段の運転区分ロでは温度が若干低下する傾向にあるもののヒートポンプ機構２６による空気の加熱作用が行われていること、および当然ながら運転開始時に比し閉鎖空間内の温度も全体に上昇していることから、同じヒータ装置２４による加熱乾燥の運転区分イよりもはるかに高温の温風化が可能となり、この高温の温風の循環供給と一部吸排気による入替え作用と併せて一層効果的な乾燥作用が実行される。
【００３７】
従って、上記運転区分ハにおける乾燥運転は、該乾燥運転が進行し排気温度による所定温度ｔ２が検知されるまで続行される。この所定温度ｔ２は、当然前段の所定温度ｓ１より高温設定であることはもとより、更に先の所定温度ｔ１よりも高温度に設定されている。例えば本実施例では、所定温度ｔ２は所定温度ｔ１より「＋１０℃」の高温設定としており（ｔ２＝ｔ１＋１０℃）、従って所定温度ｔ１が４０℃に設定してあるので、所定温度ｔ２は５０℃に設定されている。
【００３８】
このように、ヒータ装置２４の稼動状態からヒートポンプ機構２６の稼動に切り替わる所定温度ｔ１〜ｔ４までは、順次設定温度を高めていき、最大９０℃を限度に設定した温度制御としている。従って、例えば終盤の運転区分トにおける乾燥運転が進行し、所定温度ｔ４以降がいずれも最大限の９０℃に設定されている場合には、その間のヒートポンプ機構２６による運転区分（例えば、図２中の「ｓ４」参照）では飽和蒸気圧の低下による温度低下が生ずるため、最大限の同一温度を所定温度としても検知制御可能で、以降図示する所定温度ｔ５および更に以降の図示しない乾燥終了まで制御可能である。
【００３９】
戻って、上記所定温度ｔ２が検知され、乾燥運転が運転区分ニに移行すると、既述の運転区分ロと同様にヒートポンプ機構２６を除湿源および加熱源とした温風が生成され、排気温度はしばらくして下降する温度傾向を示し飽和蒸気圧は低下する。ところが、この運転区分ニまでは所定温度ｔ１からｔ２へと順次設定温度が高められ、閉鎖空間内の絶対温度も上昇していて、先の運転区分ロにおける乾燥運転よりはるかに高温の温風が生成されている。従って、ヒートポンプ機構２６による除湿性能等は温度上昇に比例して向上することから、これまで最も高温の所定温度ｔ２に達して飽和蒸気圧が高められた状態でヒートポンプ機構２６に切り替わることで、該ヒートポンプ機構２６を効率よく稼動することができ、先の運転区分ロに比して一層除湿および加熱性能を高めた乾燥運転が実行できる。
【００４０】
そして、この運転区分ニにおける飽和蒸気圧が低下し所定温度ｓ２が検知されると運転区分ホに移行し、前記同様のヒータ装置２４が稼動し一部吸排気を伴う乾燥運転が開始される。この場合の稼動パターンが切り替わる所定温度ｓ２も先の所定温度ｓ１（３０℃）より高温度（例えば、４０℃）に設定され、閉鎖空間内の温度上昇に見合って順次高温度に設定されている。従って、同一稼動パターンにおける切り替わり時の開始温度も順次高くなり、この運転区分ホにおいても当然これまでよりも更に高温の温風が生成され循環供給されることで、一層衣類などの乾燥作用が強力に進められる。
【００４１】
斯くして、以降の乾燥運転も上記した如く交互に切り替わる稼動パターンに基づき進行するもので、詳細な説明は省略するが、各稼動パターンが切り替わる所定温度ｔ３およびｓ３も順次高温度に設定され、乾燥運転の終盤近くでは最大限の設定温度（例えば、所定温度９０℃）まで、この温度制御パターンに基づき継続して行われる。
【００４２】
なお、ヒートポンプ機構２６の稼動時における所定温度は、その前段のヒータ装置２４の稼動時に検知される所定温度に対し、飽和蒸気圧が低下することを考慮して低温度に設定され、従って以降の所定温度ｓ３およびｓ４も、これと同様の温度設定とすればよい。そして、乾燥運転の特に加熱乾燥の終了は、例えば上記最大限の所定温度を検知してから時間制御に基づき停止するなど、種々の制御手段が考えられる。
【００４３】
上記実施例によれば、次のような効果を奏する。
乾燥運転時の温風の加熱源として加熱温度の高いヒータ装置２４に加え、消費電力量が少なく特に高い除湿能力が得られるヒートポンプ機構２６を備えたので、両者の利点を有効活用できるとともに、必要に応じ温風（排気風）の一部を排気手段たる排水管１９を利用して本体外に放出することで、空気の入れ替えができ良好な乾燥性能を発揮するとともに、多量の湿気による室内環境の悪化を改善でき、またヒートポンプ機構２６はヒータ装置２４との併用で小能力による小型化が可能で、水槽７の上部に設置することが容易となり、循環経路２０も効率よく短くできコンパクト化が可能な洗濯乾燥機を提供できる。
【００４４】
特に、ヒータ装置２４の稼動時に、本体外に排気風の一部を放出可能としたので、良好な乾燥性能を維持でき、一方ヒートポンプ機構２６の稼動時には温風を循環させ、飽和蒸気圧の低下を抑えることで、両者の加熱源および除湿源としての利点を巧みに利用した有効活用ができる。しかも、排気風の放出可否を切り替える弁装置として、既存の排水弁１８を利用したので容易で、且つ簡易な構成にて実施できるとともに、排水弁１８を所定間隔を置いて開閉制御し、本体外と連通するようにしたので、連続して排気しつつ空気の入替えを行う場合の飽和蒸気圧の低下を防ぎながら、安定した乾燥性能が維持できる。
【００４５】
一方、加熱源たるヒートポンプ機構２６とヒータ装置２４は交互に稼動するようにしたので、ヒータ装置２４で素早く温度上昇を図り、その高温化に基づきヒートポンプ機構２６を効率よく活用するパターンを継続でき、効率よく乾燥運転できるとともに、これら加熱源の切り替えは、衣類などの乾燥に寄与した後の排気温度が、予め設定された所定温度に達したことを温度センサ２７で検知したときに切り替えるようにしたので、乾燥状態の進展に応じて設定でき、効率のよい加熱乾燥が実行可能である。更には、上記排気温度による所定温度は、徐々に上昇する温度設定値としているので、特に飽和蒸気圧を徐々に高めた状態からヒートポンプ機構２６を効率よく活用でき、従って加熱および除湿性能を高めた効率のよい乾燥運転が期待できる。
【００４６】
また、ヒータ装置２４は送風装置２５の吹出し側である下流側に配置し、一方ヒートポンプ機構２６は同吸気側の上流側に配置したので、送風装置２４が高温のヒータ加熱に晒されることなく設計製造を容易にするとともに、送風装置２５を挟むようにヒータ装置２４とヒートポンプ機構２６とを大略逆Ｕ字状に配置できることから温風発生ユニット６としてこれら三者をコンパクトに組立構成でき、従って縦型の洗濯乾燥機における水槽７の上方位置、例えば主にトップカバー２内に容易に設けることができ、しかも循環経路２０を効率よく短くできるなど、簡易な構成にて実用に供し得る洗濯乾燥機を提供できる。
【００４７】
そして、ヒートポンプ機構２６は、上記したようにヒータ装置２４と併用され、交互に稼動されて効率よく活用できるとともに、水槽７の上方位置にコンパクトに配置できることから、該ヒートポンプ機構２６の圧縮機２６ｃは排除容積５cc／rev以下の小能力の小型化が可能で、上記コンパクトなユニット化や上方位置への設置が一層容易となりコスト的にも有利な洗濯乾燥機を提供できる。
【００４８】
なお、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定されることなく、例えば排気風の一部を本体外に放出する排気手段として既存の排水管を利用したが、これとは別に専用の排気管や弁装置を設けてもよく、この場合は、排気量に見合った排気手段が得られる点で有利であり、弁装置も断続的な開閉制御でなく連続した開放状態にて本体外に排気することも可能である。また、排気温度は乾燥運状態に応じて顕著な温度変化を示すことから温度制御が容易であるが、これに対応する時間を実験等にて求め時限制御するようにしてもよいなど、実施に際して本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できるものである。
【符号の説明】
【００４９】
図面中、１は外箱（本体）、６は温風発生ユニット、７は水槽、１０は回転槽、１２は槽カバー、１８は排水弁（弁装置）、１９は排水管、２０は循環経路、２１は供給ダクト、２２はリターンダクト、２３はケーシングダクト、２４はヒータ装置、２５は送風装置、２６はヒートポンプ機構、２６ａは凝縮器、２６ｂは蒸発器、および２６ｃは圧縮機を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥運転時の温風を生成するために、ヒートポンプ機構およびヒータ装置を搭載した洗濯乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、乾燥機能を備えた洗濯乾燥機では、有底筒状の水槽内に縦軸周りに回転可能な回転槽を備え、乾燥運転時には水槽を介して回転槽内に温風を供給し、衣類など接触させて乾燥作用をなした後、本体外に排気する所謂排気タイプの洗濯乾燥機が提供されている。これは、横軸周りのドラム式の洗濯乾燥機に対し、縦型の洗濯乾燥機ともいわれ、従来周知の脱水兼用洗濯機にヒータ装置などで加熱された温風を供給する温風発生ユニットを増設することで、特に大型化することなく簡易な構成でありながら洗濯行程から乾燥行程まで一貫して実行できる利便性を有し、しかもヒータ装置により高温度の温風が得られて短時間に乾燥できるなどの利点を有している（例えば、特許文献１参照）。ただし、この排気タイプでは室内に設置した場合には、室内環境が排気により高温多湿となるなどの影響を受け不快な環境状態を招く難点がある。
【０００３】
一方、他の温風発生ユニットとして、例えば上記ドラム式の洗濯乾燥機に多く採用されているように、消費電力量が少ないヒートポンプ機構を採用し、且つ乾燥に供する熱エネルギーの効率化を図るべく、所定温度に加熱した温風を水槽を経てドラム内に循環供給可能としている。このヒートポンプ機構は、周知のように冷媒を圧縮機により凝縮器、膨張弁、および蒸発器の順に循環させる冷凍サイクルからなり、これを循環経路の途中部位に、該経路中を流れる空気に対し熱交換作用により冷却除湿する蒸発器、そして加熱する凝縮器を順に配した構成としていて、所謂空気に対し除湿源および加熱源として機能する。
【０００４】
しかして、ヒートポンプ機構を採用した温風循環タイプでは、室内環境を損なわず消費電力量が少ない省エネルギー効果とともに比較的低温度で洗濯物を除湿乾燥するため、しわが少ない良質な仕上がり効果が得られるなどの利点を有することから近年多く採用されている。ただし、ヒートポンプ機構のみで乾燥に必要な温度の温風を得るには大型化し重量大であるため（例えば、圧縮機の排除容積が７cc／rev以上）、通常は洗濯乾燥機の底部側に配置することとなり、そのため水槽を介した長い循環経路を要する配管構成を余儀なくされ、延いては洗濯乾燥機自体の大型化を招くことになり、また乾燥運転初期では温度の立ち上りが遅いなど、ヒータ装置に対して幾つかの難点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１１３７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、上記ヒータ装置による排気タイプが有する優れた乾燥性能と、ヒートポンプ機構による循環タイプが有する消費電力量の低減効果を併せて期待できるように、温風を生成する加熱源などとして機能するヒータ装置とヒートポンプ機構の両手段を搭載した構成とすることが考えられる。しかしながら、両手段を同時に稼動することは一般家庭の電気容量をオーバーするおそれがあるため、これらを個々に稼動して乾燥運転することとなり、これでは依然として上記した排気による室内環境への悪影響とか、ヒートポンプ機構の大型化や温度の立ち上がり特性などの問題は解消できない。
【０００７】
本発明は上記問題を解消するため、温風の加熱源としてのヒータ装置および更に除湿源としての機能も併せ有するヒートポンプ機構の利点を得ながら併用可能とし、排気風の放出による室内環境の改善、ヒートポンプ機構のコンパクト化なども期待できる洗濯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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の洗濯乾燥機は、外郭を形成する本体内に設けられ、上面を開閉可能に閉鎖し貯水可能な有底筒状の水槽と、前記水槽内に縦軸周りに回転可能に設けられ、多孔状の周壁を有し上面を開口した有底筒状の回転槽と、前記水槽の上下部に連通して設けられ、該水槽の外側を経由する循環経路と、乾燥運転時の温風を生成するために設けられ、前記循環経路中に介在されたヒータ装置および送風装置と、ヒートポンプ機構の蒸発器および凝縮器と、前記水槽内の温風を本体外に放出可能な排気手段と、を具備したことを特徴とする（請求項１の発明）。
【発明の効果】
【０００９】
上記手段によれば、乾燥運転時の温風の加熱源として稼動する加熱温度の高いヒータ装置に加え、少ない消費電力量で除湿および加熱できるヒートポンプ機構を備えたので、両者の利点を有効活用できるとともに、必要に応じ温風（排気風）の一部を本体外に放出することで、空気の入れ替えを行い良好な乾燥性能を維持するとともに室内環境の悪化を改善でき、またヒートポンプ機構はヒータ装置との併用で小能力による小型化が可能で、水槽の上部に設置することが容易となり、これら加熱源を介在した循環経路も短くできコンパクト化が可能な洗濯乾燥機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例を示す洗濯乾燥機の全体構成を概略的に示す縦断側面図
【図２】乾燥運転時の主要部の制御内容を示すタイムチャート
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の洗濯乾燥機を示す一実施例につき、図１、図２を参照して説明する。まず、図１に示す洗濯乾燥機の縦断側面図を参照して、該洗濯乾燥機の構成につき述べると、矩形箱状の外箱１と、その上面に被着されたトップカバー２とで洗濯乾燥機の外殻を形成する本体を構成しており、そのトップカバー２の中央側には、衣類などの洗濯物の投入口３を備え、その上面は開閉可能な外蓋４で閉鎖されている。また、洗濯乾燥機の後方（図示左方）には後部カバー５が上方に突出して形成され、その内部には図示しない給水弁とか制御装置などを設けている他、詳細は後述する温風発生ユニット６を設けている。
【００１２】
外箱１内には、実質的に無孔状で上面を開口し有底円筒状をなす水槽７が複数の弾性吊持装置８により揺動可能に弾性支持されている。この水槽７内には、周壁に多数の透孔９を有し縦軸周りに回転可能な有底円筒状をなす回転槽１０を同心状に配設しており、その内底部には撹拌体１１が正逆回転可能に設けられている。なお、水槽７の上面は開閉可能に閉鎖された構成にあって、すなわち上面開口部は槽カバー１２が被着されて閉鎖されるとともに、その略中央部には衣類などの洗濯物の出入口１３が開口形成され、これを内蓋１４により開閉可能に閉鎖している。
【００１３】
そして、水槽７の外底部には、モータ駆動部１５が設けられている。このモータ駆動部１５のモータとして、例えばアウタロータ形のＤＣブラシレスモータが採用され、そのロータに連結された中空軸１６を介して回転槽１０をダイレクトに高速回転駆動し、或は回転軸１７を介して前記撹拌体１１を正逆回転駆動すべく、これらを選択的に回転駆動する構成としている。また、水槽７の最低部位には途中に弁装置としての排水弁１８を有する排水管１９が接続され、その先端は外箱１外に臨み所謂本体外に排水可能としている。
【００１４】
次いで、前記した温風発生ユニット６および温風が循環する経路周辺の構成につき説明する。まず、水槽７の外周囲に形成された循環経路２０につき述べると、水槽７上部の槽カバー１２の後部には循環経路２０を構成するうちの供給ダクト２１の下端が連通接続されている。この供給ダクト２１は、温風発生ユニット６で生成された温風を水槽７を介して回転槽１０内に供給するためのもので、例えば蛇腹状の吸振部２１ａを有し、その上端が接続される温風発生ユニット６が、トップカバー２或は外箱１の所謂本体側に固定的に設けられているため、水槽７側の振動等が該ユニット６側に伝達されない防振構成としている。
【００１５】
これに対し、水槽７の下部側方に連通して垂直に上方に延びた中空筒状のリターンダクト２２が、例えば水槽７と一体に樹脂成形されている（勿論、別体に形成して結合する構成でもよい）。この場合、水槽７との連通部位の排出口２２ａは、水槽７および回転槽１０のできるだけ下部側に位置して設けるのが好ましい。これは、温風をできるだけ槽底部まで導き衣類などと温風との接触をよりよくするためである。そして、このリターンダクト２２の上端部は、水槽７の上方位置まで延び、やはり蛇腹状の吸振部２２ｂを介して温風発生ユニット６と防振的に連通接続されている。
【００１６】
ここで、上記温風発生ユニット６の具体構成につき述べる。まず、温風発生ユニット６としては、前記した供給ダクト２１およびリターンダクト２２の各上端部と連通接続されるケーシングダクト２３を有し、該ケーシングダクト２３は、後述するヒータ装置２４、送風装置２５、ヒートポンプ機構２６等を取り付けるためのケーシングを兼ねており、以って水槽７を介在して循環するダクト構成からなる循環経路２０が形成されるとともに、温風発生ユニット６は水槽７の上方で後方位置に集中的に配置されている。
【００１７】
しかして、ハニカムヒータやシーズヒータなどの電気ヒータからなるヒータ装置２４は、ケーシングダクト２３のうち前記供給ダクト２１が接続される近傍の吹出し側である下流側に配置され、従って該ヒータ装置２４の上流側に送風装置２５の送風ファン２５ａが位置して設けられている。この送風装置２５の吸気側でもある上流側には、ヒートポンプ機構２６を構成するうちの凝縮器２６ａ、蒸発器２６ｂが配置され、圧縮機２６ｃがケーシングダクト２３の外側に位置して支持固定されている。このヒートポンプ機構２６は、周知のように冷媒を圧縮機２６ｃにより凝縮器２６ａ、図示しない膨張弁、および蒸発器２６ｂの順に循環させる冷凍サイクルからなり、ケーシングダクト２３の最も上流側である吸気側に配置した蒸発器２６では流れる空気を冷却し、続いて凝縮器２６ａにて加熱する熱交換作用を有するものである。
【００１８】
しかるに、特に除湿源として機能する蒸発器２６ｂでは、空気中の水分が冷却凝縮され水滴となって滴下するため、本実施例では凝縮器２６ａ、蒸発器２６ｂを取り付けるケーシングダクト２３の取付台２３ａは、リターンダクト２２側に下降する傾斜面を呈した構成とするとともに、該ケーシングダクト２３の下端開口部を形成しており、従って該取付台２３ａ上に滴下した水は伝って流れリターンダクト２２の上端開口部に落ちて流下する構成としている。
【００１９】
また、リターンダクト２２の上部には温度センサ２７が設けられ、リターンダクト２２を流れる温風（排気風）の温度検知を行い、これに基づき乾燥運転の温度制御をするもので、これは図２の乾燥運転時の制御内容を示すタイムチャートとともに、後の作用説明で詳細に述べる。更に、この温度センサ２７の上方に位置するケーシングダクト２３の下端開口部には、糸屑などのリントを捕獲するためのフィルタ部材２８が設けられており、該ケーシングダクト２３内へのリントの侵入を防止しており、つまり該フィルタ部材２８は温風発生ユニット６の最上流側に設けられている。
【００２０】
なお、本実施例におけるヒートポンプ機構２６の圧縮機２６ｃは、排除容積が５cc／rev以下の小能力として小型化を図ったもので、従って斯かるヒートポンプ機構２６の単機能では所望の乾燥性能（除湿および加熱性能）を得ることは難しいが、もう一つの温風化の加熱源であるヒータ装置２４に対し補助的に設けて、両者による効率的な乾燥作用を得ようとするものである。更に、図１中に示す矢印Ａは、乾燥運転時の基本的な温風の流れ方向を示しており、その詳細は後の作用説明で述べるが、例えば矢印Ａは、リターンダクト２２従って循環経路２０を経た循環送風の流れを示し、一方排水管１９に流入した流れを示す矢印Ｂは、排水弁１８が開放状態にあることを条件に、温風（これは排気風）の一部を本体外へ放出される流れを示しており、この詳細は後述するが排気手段として機能することを示している。
【００２１】
次に、上記構成の洗濯乾燥機の作用について説明する。
まず、洗濯乾燥機の運転作用については、周知のように標準的な運転コースでは、モータ駆動部１５の駆動に伴い、撹拌体１１による洗い行程およびすすぎ行程が実行され、次いで中空軸１６を介して回転槽１０が高速回転される脱水行程が自動的に行われ、最後に乾燥行程に移行する。
【００２２】
以下、乾燥行程につき特に図２に示すタイムチャートに基づき詳細に説明すると、この乾燥行程では例えば撹拌体１１が正逆回転され、回転槽１０内の衣類などの洗濯物が適度に撹拌される。そして、図２に示すように、運転開始に伴いヒータ装置２４が稼動し（ＯＮ）、ヒートポンプ機構２６はＯＦＦ状態に維持され、また排気手段としても機能する排水弁１８は開放動作して排水管１９が本体外と連通した状態に保持される。なお、送風装置２５は運転開始と同時に稼動され送風ファン２５ａによる空気の吸入と吹出しによる送風作用が連続して行われ、この送風動作は該運転中継続して実行される。
【００２３】
この結果、乾燥行程の運転当初は温風発生装置６を構成するうちのヒータ装置２４の通電稼動に伴い、送風ファン２５ａから吹出された空気がヒータ装置２４にて加熱され、温風化される（例えば９０℃〜１００℃）。そして温風は、矢印Ａで示すように供給ダクト２１から水槽７内に供給される。しかるに水槽７は、上面開口の出入口１３が内蓋１４で閉鎖されているので、閉鎖された空間を形成している。ただし、この閉鎖状態は内蓋１４の周囲には僅かの隙間があるため、密閉状態には至らない。
【００２４】
このように、閉鎖空間を形成する水槽７は乾燥室として機能し、供給された温風は回転槽１０の上面開口から主に流入し、撹拌されつつある衣類など（図示せず）と接触して水分を奪うなどの乾燥作用を行い、周壁の透孔９から水槽７側に排出される。この乾燥作用に寄与した後の高湿の温風（排気風）の一部は、矢印Ｂで示すように排水弁１８の開放動作に応じて排水管１９を利用して本体外に放出される。この放出された分の空気は、水槽７の内蓋１４周囲の隙間や、本体の底部たる外箱１の底部、更には本体上部の外蓋４の周囲など各所の隙間から新たな外気を取り込むことで十分補充され、以って一部空気の入替えが行われる。
【００２５】
従って、上記本体外への一部排気分を除く多くの温風（排気風）は、水槽７下部の排出口２３に流入しリターンダクト２２を上方に流れ、ケーシングダクト２３を有する温風発生装置６に戻り、ここでヒータ装置２４により新たな温風として再生され、矢印Ａで示すように循環経路２０および水槽７を経た循環流となる。この結果、高湿の排気風の一部を外部に排気しながら（矢印Ｂ）、温風を循環供給する乾燥運転が続行されることから、室内環境への高湿空気の放出を抑えながら、一部新規な外気を取り込みつつ効果的に乾燥作用が行われ、従来ヒータ装置２４が有していた不具合な事情（周囲環境への影響）を軽減した乾燥運転が実行可能となる。
【００２６】
なお、排気するための排水弁１８は、断続的に開閉制御されるようにしている。基本的には所望の排気量を得るべく、排水弁１８を開放動作させることにあり、従って連続して所定時間開放することも可能である。しかしながら、連続して開放させることは連続して排気（温風）がなされ、これと同量の新たな外気を吸入することとなり、水槽７や循環経路２０などの閉鎖空間内の温度が低下する憂いがあり、或は一度に大量の排気と吸気を可能とする構成とか吸排バランスを考慮する必要がある点で難がある。
【００２７】
これに対し、本実施例の如く開閉動作を一定時間毎に繰り返すことは、短時間毎の排気量に追従して内蓋１４などの隙間から十分で確実な吸気量を補充できるとともに、閉鎖空間内の温度の低下を抑え、高温の温風の発生および維持するに有利であり、以って一部湿気を含んだ排気風の放出と新たな外気との入替えによる乾燥効率の向上が期待できる。
【００２８】
一方、リターンダクト２２は外周囲を空気層で囲まれていることから、リターンダクト２２の内外で温度差を生じ易く、しかも上下方向に長くて表面積が大きい形状をなしていることから、該ダクト２２を介した熱交換作用が期待でき、斯かる場合にはリターンダクト２２を通過する排気風を冷却し、水分を凝縮して除湿する作用効果が期待でき、一層効率的な乾燥性能を得ることができる。
【００２９】
加えて、運転当初は図２に示す排気温度の特性曲線からも分るように、実質的に外気温度に等しい温度からの立上げとなるため、全体の温風温度としては未だ最適温度には至らない。しかしながら、ヒータ装置２４による温度の立上げはヒートポンプ機構２６に比して優れていることから、衣類などの乾燥作用を順調に開始することができ、効率的な乾燥作用が早期に実現できる。
【００３０】
ところで、上記排気温度はリターンダクト２２内に設けた温度センサ２７により検出されるのであるが、この排気温度は乾燥運転（衣類などの乾燥状態）が進行するに伴い、生成される温風温度の上昇とともに、飽和蒸気圧が上昇しリターンダクト２２側の排気風も高温となる。そこで、本実施例ではこの排気温度が予め設定した所定温度に達したことを温度センサ２７により検知したとき、ヒータ装置２４、ヒートポンプ機構２６、および排水弁１８の各稼動パターン（所謂、乾燥態様）が切り替わる制御手段としており、その所定温度を複数段に設定することで、乾燥行程中における切り替えられた運転区分を図２中に、例えば符号イ、ロ、ハ、二、ホ、ヘ、ト、チ、リを付して説明する。
【００３１】
具体的に、例えば上記説明した運転初期の運転区分イでは、進行に伴い飽和蒸気圧が上昇し高温となった排気風が所定温度ｔ１に達したことを温度センサ２７が検知したとき、運転区分ロに移行するようにしている。そして、この運転区分ロでは、ヒータ装置２４への通電が断たれて消勢（ＯＦＦ）する一方、ヒートポンプ機構２６が稼動（ＯＮ）され、排水弁１８は消勢されて排水管１９を閉塞した状態とする。従って、該区分ロにおける乾燥態様は、温風化の加熱源が前段のヒータ装置２４に代わってヒートポンプ機構２６が担うことになり、この場合、温風の流れは図１中に示す矢印Ａ方向の循環流のみとなり、本体外への排気風の放出はない。
【００３２】
しかして、ヒートポンプ機構２６を経て生成された温風は、上記同様に衣類などと接触して乾燥作用を行い、リターンダクト２２から温風発生ユニット６に戻り、再びヒートポンプ機構２６にて温風化される。すなわち、乾燥作用に寄与した温風は、湿気を含んだ排気風としてリターンし、周知の如く冷媒の気化熱で低温化された蒸発器２６ｂにて熱交換され、高温多湿の排気風が冷却されることで該排気中の水分が凝縮され除湿される。この冷却により凝縮して生じた水滴は、傾斜面をなす取付台２３ａに滴下して流れ、リターンダクト２２内に落ちて流下し、水槽７底部に至り排水弁１８が開放動作したときに排水管１９を通じて本体外に排出される。
【００３３】
このように除湿された後の排気風は、凝縮器２６ａに至りここで高温高圧の冷媒と熱交換され、排気風は加熱されて再び温風化され、供給ダクト２１を経て水槽７内に供給され乾燥作用が継続実行される。この繰り返しが連続的に行われ、所謂温風の循環供給による乾燥運転が進行する。
【００３４】
ところで、上記した運転区分ロにおけるヒートポンプ機構２６による温風化は、ヒータ装置２４に比し加熱温度が低下するので、図２に示す排気温度は運転区分ロに切り替わった後、しばらくして下降する温度傾向を示し飽和蒸気圧は低下する。そして、その排気温度が所定温度ｓ１に達したことを温度センサ２７が検知したとき、次の運転区分ハに移行するようにしている。このときの所定温度ｓ１は、前段の所定温度ｔ１より低温度に設定されている（ｓ１＜ｔ１℃）。
【００３５】
そこで、本実施例における上記所定温度ｔ１およびｓ１の設定条件等につき説明すると、運転区分ロでは上記温度変化を考慮して所定温度ｓ１は、前段の所定温度ｔ１に対し「−１０℃」に設定されている（ｓ１＝ｔ１−１０℃）。従って、例えば所定温度ｔ１が４０℃に設定されている場合（ｔ１＝４０℃）、所定温度ｓ１は「４０℃−１０℃＝３０℃」に設定される（ｓ１＝３０℃）。なお、図２中に付した符号ｔ系（ｔ１〜ｔ４）は、温風の加熱源がヒータ装置２４である運転区分であることを示し、同符号ｓ系（ｓ１〜ｓ４）は、同加熱源がヒートポンプ機構２６である運転区分であることを示し、依って図２から明らかなように各加熱源は交互に切り替えられ稼動するよう制御される。
【００３６】
しかして、所定温度ｓ１を検知し運転区分ハに移行すると、稼動パターン（乾燥態様）が切り替わり、ヒートポンプ機構２６が消勢され、ヒータ装置２４が再び稼動されるとともに、排水弁１８が断続的に開放され排水管１９が水槽７と本体外とを連通し排気可能な状態に切り替わり、排気手段として機能する。従って、この運転区分ハではヒータ装置２４による温風は、温度の立ち上りが早くて熱効率もよいことから逸早く温度上昇する。この場合、前段の運転区分ロでは温度が若干低下する傾向にあるもののヒートポンプ機構２６による空気の加熱作用が行われていること、および当然ながら運転開始時に比し閉鎖空間内の温度も全体に上昇していることから、同じヒータ装置２４による加熱乾燥の運転区分イよりもはるかに高温の温風化が可能となり、この高温の温風の循環供給と一部吸排気による入替え作用と併せて一層効果的な乾燥作用が実行される。
【００３７】
従って、上記運転区分ハにおける乾燥運転は、該乾燥運転が進行し排気温度による所定温度ｔ２が検知されるまで続行される。この所定温度ｔ２は、当然前段の所定温度ｓ１より高温設定であることはもとより、更に先の所定温度ｔ１よりも高温度に設定されている。例えば本実施例では、所定温度ｔ２は所定温度ｔ１より「＋１０℃」の高温設定としており（ｔ２＝ｔ１＋１０℃）、従って所定温度ｔ１が４０℃に設定してあるので、所定温度ｔ２は５０℃に設定されている。
【００３８】
このように、ヒータ装置２４の稼動状態からヒートポンプ機構２６の稼動に切り替わる所定温度ｔ１〜ｔ４までは、順次設定温度を高めていき、最大９０℃を限度に設定した温度制御としている。従って、例えば終盤の運転区分トにおける乾燥運転が進行し、所定温度ｔ４以降がいずれも最大限の９０℃に設定されている場合には、その間のヒートポンプ機構２６による運転区分（例えば、図２中の「ｓ４」参照）では飽和蒸気圧の低下による温度低下が生ずるため、最大限の同一温度を所定温度としても検知制御可能で、以降図示する所定温度ｔ５および更に以降の図示しない乾燥終了まで制御可能である。
【００３９】
戻って、上記所定温度ｔ２が検知され、乾燥運転が運転区分ニに移行すると、既述の運転区分ロと同様にヒートポンプ機構２６を除湿源および加熱源とした温風が生成され、排気温度はしばらくして下降する温度傾向を示し飽和蒸気圧は低下する。ところが、この運転区分ニまでは所定温度ｔ１からｔ２へと順次設定温度が高められ、閉鎖空間内の絶対温度も上昇していて、先の運転区分ロにおける乾燥運転よりはるかに高温の温風が生成されている。従って、ヒートポンプ機構２６による除湿性能等は温度上昇に比例して向上することから、これまで最も高温の所定温度ｔ２に達して飽和蒸気圧が高められた状態でヒートポンプ機構２６に切り替わることで、該ヒートポンプ機構２６を効率よく稼動することができ、先の運転区分ロに比して一層除湿および加熱性能を高めた乾燥運転が実行できる。
【００４０】
そして、この運転区分ニにおける飽和蒸気圧が低下し所定温度ｓ２が検知されると運転区分ホに移行し、前記同様のヒータ装置２４が稼動し一部吸排気を伴う乾燥運転が開始される。この場合の稼動パターンが切り替わる所定温度ｓ２も先の所定温度ｓ１（３０℃）より高温度（例えば、４０℃）に設定され、閉鎖空間内の温度上昇に見合って順次高温度に設定されている。従って、同一稼動パターンにおける切り替わり時の開始温度も順次高くなり、この運転区分ホにおいても当然これまでよりも更に高温の温風が生成され循環供給されることで、一層衣類などの乾燥作用が強力に進められる。
【００４１】
斯くして、以降の乾燥運転も上記した如く交互に切り替わる稼動パターンに基づき進行するもので、詳細な説明は省略するが、各稼動パターンが切り替わる所定温度ｔ３およびｓ３も順次高温度に設定され、乾燥運転の終盤近くでは最大限の設定温度（例えば、所定温度９０℃）まで、この温度制御パターンに基づき継続して行われる。
【００４２】
なお、ヒートポンプ機構２６の稼動時における所定温度は、その前段のヒータ装置２４の稼動時に検知される所定温度に対し、飽和蒸気圧が低下することを考慮して低温度に設定され、従って以降の所定温度ｓ３およびｓ４も、これと同様の温度設定とすればよい。そして、乾燥運転の特に加熱乾燥の終了は、例えば上記最大限の所定温度を検知してから時間制御に基づき停止するなど、種々の制御手段が考えられる。
【００４３】
上記実施例によれば、次のような効果を奏する。
乾燥運転時の温風の加熱源として加熱温度の高いヒータ装置２４に加え、消費電力量が少なく特に高い除湿能力が得られるヒートポンプ機構２６を備えたので、両者の利点を有効活用できるとともに、必要に応じ温風（排気風）の一部を排気手段たる排水管１９を利用して本体外に放出することで、空気の入れ替えができ良好な乾燥性能を発揮するとともに、多量の湿気による室内環境の悪化を改善でき、またヒートポンプ機構２６はヒータ装置２４との併用で小能力による小型化が可能で、水槽７の上部に設置することが容易となり、循環経路２０も効率よく短くできコンパクト化が可能な洗濯乾燥機を提供できる。
【００４４】
特に、ヒータ装置２４の稼動時に、本体外に排気風の一部を放出可能としたので、良好な乾燥性能を維持でき、一方ヒートポンプ機構２６の稼動時には温風を循環させ、飽和蒸気圧の低下を抑えることで、両者の加熱源および除湿源としての利点を巧みに利用した有効活用ができる。しかも、排気風の放出可否を切り替える弁装置として、既存の排水弁１８を利用したので容易で、且つ簡易な構成にて実施できるとともに、排水弁１８を所定間隔を置いて開閉制御し、本体外と連通するようにしたので、連続して排気しつつ空気の入替えを行う場合の飽和蒸気圧の低下を防ぎながら、安定した乾燥性能が維持できる。
【００４５】
一方、加熱源たるヒートポンプ機構２６とヒータ装置２４は交互に稼動するようにしたので、ヒータ装置２４で素早く温度上昇を図り、その高温化に基づきヒートポンプ機構２６を効率よく活用するパターンを継続でき、効率よく乾燥運転できるとともに、これら加熱源の切り替えは、衣類などの乾燥に寄与した後の排気温度が、予め設定された所定温度に達したことを温度センサ２７で検知したときに切り替えるようにしたので、乾燥状態の進展に応じて設定でき、効率のよい加熱乾燥が実行可能である。更には、上記排気温度による所定温度は、徐々に上昇する温度設定値としているので、特に飽和蒸気圧を徐々に高めた状態からヒートポンプ機構２６を効率よく活用でき、従って加熱および除湿性能を高めた効率のよい乾燥運転が期待できる。
【００４６】
また、ヒータ装置２４は送風装置２５の吹出し側である下流側に配置し、一方ヒートポンプ機構２６は同吸気側の上流側に配置したので、送風装置２４が高温のヒータ加熱に晒されることなく設計製造を容易にするとともに、送風装置２５を挟むようにヒータ装置２４とヒートポンプ機構２６とを大略逆Ｕ字状に配置できることから温風発生ユニット６としてこれら三者をコンパクトに組立構成でき、従って縦型の洗濯乾燥機における水槽７の上方位置、例えば主にトップカバー２内に容易に設けることができ、しかも循環経路２０を効率よく短くできるなど、簡易な構成にて実用に供し得る洗濯乾燥機を提供できる。
【００４７】
そして、ヒートポンプ機構２６は、上記したようにヒータ装置２４と併用され、交互に稼動されて効率よく活用できるとともに、水槽７の上方位置にコンパクトに配置できることから、該ヒートポンプ機構２６の圧縮機２６ｃは排除容積５cc／rev以下の小能力の小型化が可能で、上記コンパクトなユニット化や上方位置への設置が一層容易となりコスト的にも有利な洗濯乾燥機を提供できる。
【００４８】
なお、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定されることなく、例えば排気風の一部を本体外に放出する排気手段として既存の排水管を利用したが、これとは別に専用の排気管や弁装置を設けてもよく、この場合は、排気量に見合った排気手段が得られる点で有利であり、弁装置も断続的な開閉制御でなく連続した開放状態にて本体外に排気することも可能である。また、排気温度は乾燥運状態に応じて顕著な温度変化を示すことから温度制御が容易であるが、これに対応する時間を実験等にて求め時限制御するようにしてもよいなど、実施に際して本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できるものである。
【符号の説明】
【００４９】
図面中、１は外箱（本体）、６は温風発生ユニット、７は水槽、１０は回転槽、１２は槽カバー、１８は排水弁（弁装置）、１９は排水管、２０は循環経路、２１は供給ダクト、２２はリターンダクト、２３はケーシングダクト、２４はヒータ装置、２５は送風装置、２６はヒートポンプ機構、２６ａは凝縮器、２６ｂは蒸発器、および２６ｃは圧縮機を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外郭を形成する本体内に設けられ、上面を開閉可能に閉鎖し貯水可能な有底筒状の水槽と、
前記水槽内に縦軸周りに回転可能に設けられ、多孔状の周壁を有し上面を開口した有底筒状の回転槽と、
前記水槽の上下部に連通して設けられ、該水槽の外側を経由する循環経路と、
乾燥運転時の温風を生成するために設けられ、前記循環経路中に介在されたヒータ装置および送風装置と、ヒートポンプ機構の蒸発器および凝縮器と、
前記水槽内の温風を本体外に放出可能な排気手段と、
を具備したことを特徴とする洗濯乾燥機。
【請求項２】
排気手段は、ヒータ装置が通電稼動したとき本体外と連通し温風を放出可能としたことを特徴とする請求項１記載の洗濯乾燥機。
【請求項３】
排気手段は、本体外と連通および遮断する弁装置を備え、該弁装置は所定間隔を置いて本体外と連通すべく開放動作するようにしたことを特徴とする請求項２記載の洗濯乾燥機。
【請求項４】
乾燥運転において、ヒートポンプ機構とヒータ装置とを交互に稼動して温風の加熱源としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の洗濯乾燥機。
【請求項５】
ヒートポンプ機構とヒータ装置の稼動は、温風により衣類などの乾燥に寄与した後の排気温度が所定温度に達したことに基づき切り替わるようにしたことを特徴とする請求項４記載の洗濯乾燥機。
【請求項６】
ヒータ装置からヒートポンプ機構の稼動に切り替わる所定温度は、乾燥運転の進行に伴い徐々に上昇する温度設定値としたことを特徴とする請求項５記載の洗濯乾燥機。
【請求項７】
送風装置の上流側にヒートポンプ機構を配置し、送風装置の下流側にヒータ装置を配置したことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の洗濯乾燥機。
【請求項８】
ヒートポンプ機構およびヒータ装置は、水槽より上方位置に設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の洗濯乾燥機。
【請求項９】
ヒートポンプ機構を構成する圧縮機は、排除容積が５cc／rev以下であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の洗濯乾燥機。
【請求項１】
外郭を形成する本体内に設けられ、上面を開閉可能に閉鎖し貯水可能な有底筒状の水槽と、
前記水槽内に縦軸周りに回転可能に設けられ、多孔状の周壁を有し上面を開口した有底筒状の回転槽と、
前記水槽の上下部に連通して設けられ、該水槽の外側を経由する循環経路と、
乾燥運転時の温風を生成するために設けられ、前記循環経路中に介在されたヒータ装置および送風装置と、ヒートポンプ機構の蒸発器および凝縮器と、
前記水槽内の温風を本体外に放出可能な排気手段と、
を具備したことを特徴とする洗濯乾燥機。
【請求項２】
排気手段は、ヒータ装置が通電稼動したとき本体外と連通し温風を放出可能としたことを特徴とする請求項１記載の洗濯乾燥機。
【請求項３】
排気手段は、本体外と連通および遮断する弁装置を備え、該弁装置は所定間隔を置いて本体外と連通すべく開放動作するようにしたことを特徴とする請求項２記載の洗濯乾燥機。
【請求項４】
乾燥運転において、ヒートポンプ機構とヒータ装置とを交互に稼動して温風の加熱源としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の洗濯乾燥機。
【請求項５】
ヒートポンプ機構とヒータ装置の稼動は、温風により衣類などの乾燥に寄与した後の排気温度が所定温度に達したことに基づき切り替わるようにしたことを特徴とする請求項４記載の洗濯乾燥機。
【請求項６】
ヒータ装置からヒートポンプ機構の稼動に切り替わる所定温度は、乾燥運転の進行に伴い徐々に上昇する温度設定値としたことを特徴とする請求項５記載の洗濯乾燥機。
【請求項７】
送風装置の上流側にヒートポンプ機構を配置し、送風装置の下流側にヒータ装置を配置したことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の洗濯乾燥機。
【請求項８】
ヒートポンプ機構およびヒータ装置は、水槽より上方位置に設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の洗濯乾燥機。
【請求項９】
ヒートポンプ機構を構成する圧縮機は、排除容積が５cc／rev以下であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の洗濯乾燥機。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２０７４４９（Ｐ２０１０−２０７４４９Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５７８５１（Ｐ２００９−５７８５１）
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０２２８５６６４）東芝コンシューマエレクトロニクス・ホールディングス株式会社 (2,480)
【出願人】（５０３３７６５１８）東芝ホームアプライアンス株式会社 (2,436)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０２２８５６６４）東芝コンシューマエレクトロニクス・ホールディングス株式会社 (2,480)
【出願人】（５０３３７６５１８）東芝ホームアプライアンス株式会社 (2,436)
【Ｆターム（参考）】
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