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技術 衣類乾燥機の被乾燥物量検知方法及び乾燥時間推定方法

出願人 パナソニック株式会社
発明者 高橋康仁池戸才
出願日 1994年11月28日 (26年1ヶ月経過) 出願番号 1994-292958
公開日 1996年6月4日 (24年6ヶ月経過) 公開番号 1996-141290
状態 未査定
技術分野 衣類乾燥機
主要キーワード 温度変化曲線 吸気穴 乾燥ドラム内 乾燥開始後 結露量 ファンケース内 乾燥率 乾燥度合い
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年6月4日)のものです。
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図面 (12)

目的

湿度を検知する湿度センサを排出側に設置して、湿度センサの電気抵抗の変化から衣類乾燥機における被乾燥物乾燥率及び布量を求めて最適乾燥を提供する。

構成

湿度変化に伴って電気抵抗が変わる有機ポリマーで形成された湿度センサと、冷却用熱交換器に対向した位置に湿度センサを設置して、所定時間湿度変化を読み取り被乾燥物の乾燥検知をする除湿タイプの衣類乾燥機である。

効果

衣類の乾燥率と布量を求めることができるので、所定の乾燥率に達した時点から乾燥率と残り時間を表示することができるだけでなく、衣類に応じた最適乾燥が可能となる。

概要

背景

自動的に乾燥を検知する従来の衣類乾燥機及びそれらに用いられている乾燥検知センサーと乾燥検知方法について以下に説明する。

従来の衣類乾燥機は、主に湿度センサーを使用して排気部湿度変化を測定する方法か、サーミスターを使用して排気部の温度変化を測定する方法のいずれかにより乾燥検知を行っていた。

図8は、湿度センサーを利用して乾燥検知を行う従来の乾燥機(例えば特開昭61−58696)の構造を示したものである。

図8において、衣類乾燥ドラム1はモーター2及びプーリー3、ベルト4により回転駆動されている。衣類を乾燥して高温多湿になった空気bを冷却除湿する熱交換器を兼ねた両翼ファン5はモーター2、ファンプーリー6、ファンプーリー7、ファンベルト8により回転駆動されている。

循環風洞9は両翼ファン5の排気側循環空気cとヒーター10に循環空気dを送り込む経路を形成している。ヒーター10により加熱された空気aは衣類乾燥ドラム1内の衣類11を乾燥し、高温多湿の空気bとなって、両翼ファン5に吸引され、冷却除湿された空気cとなり循環風洞9を通り、除湿水(結露水)を排出口15から排出した後、循環空気dとなり、ヒーター10を通り、加熱された空気aとなって乾燥ドラム1内に入る。この動作を繰り返すことにより衣類11を乾燥させる。

両翼ファン5の冷却側の空気は吸気穴12と両翼ファン5を通り排気穴13より排出する。14はコントローラーで衣類乾燥機の運転を自動的に制御する。1は衣類投入口ドアーである。

湿度センサー17は、多湿かつ比較的高温であり、凝縮される前の空気にさらされるように、両翼ファン5に導かれる前の場所、ベルマウス17に位置されている。湿度センサー17が湿度を検知して乾燥検知を行い、所定の湿度に達したところで乾燥を停止する。

次に図9は、サーミスターを利用して乾燥検知を行う従来の衣類乾燥機(例えば特開平3−149099)の構造を示したものである。図8に示した湿度センサーを利用して乾燥検知を行う乾燥機と構成はほぼ同じであるが、サーミスタ23および24が湿度センサー17に代わって構成されている点が異なる。

サーミスタ23は多湿空気bの排気口の近傍に、サーミスタ24は循環風洞9中のヒーター10より手前に配置されている。当然のことながら、サーミスタ23より測定された温度t1はサーミスタ24より測定された温度t2よりも高く検出される。

図10は、実際に衣類の乾燥を行った際のt1及びt2の温度変化を示したものである。乾燥が始まるとt1及びt2の温度は共に上昇する(図10の(a))が、その後衣類からの水分の多いときには両翼ファン5での熱交換潜熱主体となるため、t1及びt2の温度はほぼ一定で推移する(図10の(b))。

乾燥が近づくにつれて衣類乾燥ドラム1内の空気の湿度が著しく低下することにより、熱交換器の吸気側の温度t1が上昇する(図10の(c))。従って、t1とt2の温度差(t1−t2)は、拡大する。この温度差(t1−t2)が所定の温度差に達したかどうか判断して乾燥終了を判断する。

概要

湿度を検知する湿度センサを排出側に設置して、湿度センサの電気抵抗の変化から衣類乾燥機における被乾燥物乾燥率及び布量を求めて最適乾燥を提供する。

湿度変化に伴って電気抵抗が変わる有機ポリマーで形成された湿度センサと、冷却用熱交換器に対向した位置に湿度センサを設置して、所定時間湿度変化を読み取り被乾燥物の乾燥検知をする除湿タイプの衣類乾燥機である。

衣類の乾燥率と布量を求めることができるので、所定の乾燥率に達した時点から乾燥率と残り時間を表示することができるだけでなく、衣類に応じた最適乾燥が可能となる。

目的

本発明は、上記問題点を解決するものであり、また乾燥検知の精度を高く保ちつつ、さらに耐久性の優れた衣類乾燥機の被乾燥物量検知方法及び乾燥時間推定方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

衣類乾燥機衣類乾燥ドラム内の被乾燥物を乾燥する際に排出される水蒸気を含んだ空気の中に湿度変化に伴って電気抵抗が変化する湿度センサーを設置し前記湿度センサーを用いて前記被乾燥物量を検知する方法であって、乾燥開始後の所定の時間経過後の前記衣類乾燥ドラム内の湿度を検知し、その検知結果から前記被乾燥物の重量を検知する工程を有する衣類乾燥機の被乾燥物量検知方法

請求項2

乾燥開始後の所定の時間が約10分であることを特徴とする請求項1記載の衣類乾燥機の被乾燥物量検知方法。

請求項3

衣類乾燥機の衣類乾燥ドラム内の被乾燥物を乾燥する際に排出される水蒸気を含んだ空気の中に湿度変化に伴って電気抵抗が変化する湿度センサーを設置し前記湿度センサーを用いて前記被乾燥物の乾燥時間を推定する方法であって、乾燥開始後の所定の時間経過後の前記衣類乾燥ドラム内の湿度を検知し、その検知結果から前記被乾燥物の重量を検知する工程と、前記衣類乾燥ドラム内の湿度変化を測定し検知された前記被乾燥物の重量に基づいて乾燥が終了するまでに要する時間を推定する工程とを有する衣類乾燥機の乾燥時間推定方法。

請求項4

衣類乾燥機の衣類乾燥ドラム内の被乾燥物を乾燥する際に排出される水蒸気を含んだ空気の中に湿度変化に伴って電気抵抗が変化する湿度センサーを設置し前記湿度センサーを用いて前記被乾燥物の乾燥時間を推定する方法であって、乾燥開始後の所定の時間経過後の前記衣類乾燥ドラム内の湿度を検知し、その検知結果から前記被乾燥物の重量を検知する工程と、前記衣類乾燥ドラム内の湿度変化を測定し前記衣類乾燥ドラム内の湿度が減少し始める時点から乾燥が終了するまでに要する時間を前記被乾燥物の重量を基づいて推定する工程とを有する衣類乾燥機の乾燥時間推定方法。

技術分野

0001

本発明は湿度を検知する湿度センサーを排出側に設置して、湿度センサーの電気抵抗の変化から衣類乾燥機における被乾燥物乾燥率及び布量を検知して、最適乾燥を提供する。

背景技術

0002

自動的に乾燥を検知する従来の衣類乾燥機及びそれらに用いられている乾燥検知センサーと乾燥検知方法について以下に説明する。

0003

従来の衣類乾燥機は、主に湿度センサーを使用して排気部湿度変化を測定する方法か、サーミスターを使用して排気部の温度変化を測定する方法のいずれかにより乾燥検知を行っていた。

0004

図8は、湿度センサーを利用して乾燥検知を行う従来の乾燥機(例えば特開昭61−58696)の構造を示したものである。

0005

図8において、衣類乾燥ドラム1はモーター2及びプーリー3、ベルト4により回転駆動されている。衣類を乾燥して高温多湿になった空気bを冷却除湿する熱交換器を兼ねた両翼ファン5はモーター2、ファンプーリー6、ファンプーリー7、ファンベルト8により回転駆動されている。

0006

循環風洞9は両翼ファン5の排気側循環空気cとヒーター10に循環空気dを送り込む経路を形成している。ヒーター10により加熱された空気aは衣類乾燥ドラム1内の衣類11を乾燥し、高温多湿の空気bとなって、両翼ファン5に吸引され、冷却除湿された空気cとなり循環風洞9を通り、除湿水(結露水)を排出口15から排出した後、循環空気dとなり、ヒーター10を通り、加熱された空気aとなって乾燥ドラム1内に入る。この動作を繰り返すことにより衣類11を乾燥させる。

0007

両翼ファン5の冷却側の空気は吸気穴12と両翼ファン5を通り排気穴13より排出する。14はコントローラーで衣類乾燥機の運転を自動的に制御する。1は衣類投入口ドアーである。

0008

湿度センサー17は、多湿かつ比較的高温であり、凝縮される前の空気にさらされるように、両翼ファン5に導かれる前の場所、ベルマウス17に位置されている。湿度センサー17が湿度を検知して乾燥検知を行い、所定の湿度に達したところで乾燥を停止する。

0009

次に図9は、サーミスターを利用して乾燥検知を行う従来の衣類乾燥機(例えば特開平3−149099)の構造を示したものである。図8に示した湿度センサーを利用して乾燥検知を行う乾燥機と構成はほぼ同じであるが、サーミスタ23および24が湿度センサー17に代わって構成されている点が異なる。

0010

サーミスタ23は多湿空気bの排気口の近傍に、サーミスタ24は循環風洞9中のヒーター10より手前に配置されている。当然のことながら、サーミスタ23より測定された温度t1はサーミスタ24より測定された温度t2よりも高く検出される。

0011

図10は、実際に衣類の乾燥を行った際のt1及びt2の温度変化を示したものである。乾燥が始まるとt1及びt2の温度は共に上昇する(図10の(a))が、その後衣類からの水分の多いときには両翼ファン5での熱交換潜熱主体となるため、t1及びt2の温度はほぼ一定で推移する(図10の(b))。

0012

乾燥が近づくにつれて衣類乾燥ドラム1内の空気の湿度が著しく低下することにより、熱交換器の吸気側の温度t1が上昇する(図10の(c))。従って、t1とt2の温度差(t1−t2)は、拡大する。この温度差(t1−t2)が所定の温度差に達したかどうか判断して乾燥終了を判断する。

発明が解決しようとする課題

0013

しかしながら、まず湿度センサーにより乾燥検知を行う乾燥機に関しては、湿度センサーの値が所定の値以下になると乾燥したと判断するため乾燥検知精度には優れているものの、乾燥途中で乾燥終了時間を推定することは不可能であった。

0014

また、湿度センサーは相対湿度が100%を越える場合(つまり結露水が付着した場合)でも湿度は100%を示し、どの程度の結露量が存在するのかを判断できないという問題点があった。

0015

一方、サーミスタにより乾燥検知を行う乾燥機に関しては、サーミスタを使用して排気部の温度変化を測定しているため、被乾燥物の量が少量の際に、乾燥が近くなると乾燥空気は冷却されやすくなり、結果的には図11に示すように安定した温度変化曲線が得られない。すなわち、耐久性には優れているが、衣類など被乾燥物の乾燥度合いを温度で間接的に測定するために乾燥検知の精度が悪いという欠点があった。また、温度変化のみで、被乾燥物の乾燥率及び布量を求めることは不可能であった。

0016

本発明は、上記問題点を解決するものであり、また乾燥検知の精度を高く保ちつつ、さらに耐久性の優れた衣類乾燥機の被乾燥物量検知方法及び乾燥時間推定方法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

0017

上記目的を達成するために、衣類乾燥機の衣類乾燥ドラム内の被乾燥物を乾燥する際に排出される水蒸気を含んだ空気の中に湿度変化に伴って電気抵抗が変化する湿度センサーを設置し湿度センサーを用いて被乾燥物の重量を検知するかまたは乾燥時間を推定する方法であって、乾燥開始後の所定の時間経過後の前記衣類乾燥ドラム内の湿度を検知し、その検知結果から被乾燥物の重量を検知する工程を有する構成となっている。

0018

また、乾燥時間の推定方法では、さらに衣類乾燥ドラム内の湿度変化を測定し検知された被乾燥物の重量に基づいて乾燥が終了するまでに要する時間を検知する工程とを有する構成となっている。

0019

本発明の衣類の乾燥率及び布量を検知する方法は、被乾燥物を乾燥する過程で排出する水蒸気を含んだ空気の中の湿度変化に伴って電気抵抗値が変化する有機ポリマーにて形成された湿度センサを設置して、湿度センサの電気抵抗の変化を所定時間検知し、電気抵抗値の初期値及び変化率から求めるものである。ドラム内の湿度変化に敏感な湿度センサを用いることにより、被乾燥物の乾燥率及び布量を極めて高精度で求めることができる。乾燥率と布量が求められると乾燥終了時間の予測推定が容易にできる。従って、所定の乾燥率以上になると残り時間を表示することが可能となる。しかも、被乾燥物の乾燥率と布量が極めて高精度に求められているので、残時間表示に際しても途中でほとんど修正する必要がなく、中間チェックとして、乾燥率が95%になった時点で修正する程度で済む。

0020

本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図1において、衣類乾燥ドラム1はモーター2及びプーリー3、ベルト4により回転駆動されている。衣類を乾燥して高温多湿になった空気bを冷却除湿する熱交換器を兼ねた両翼ファン5は、モーター2、ファンプーリー6、ファンプーリー7、ファンベルト8により回転駆動されている。

0021

循環風洞9は両翼ファン5の排気側循環空気cとヒーター10に循環空気dを送り込む経路を形成している。ヒーター10により加熱された空気aは衣類乾燥ドラム1内の衣類11を乾燥し、高温多湿な空気bになって、両翼ファン5に吸引され、冷却除湿された空気cとなり循環風洞9を通り、除湿水(結露水)を排出口15から排出した後、循環空気dとなり、ヒーター10を通り、加熱された空気aとなって乾燥ドラム1内に入る。この動作を繰り返すことにより衣類11が乾燥する。

0022

両翼ファン5の冷却側の空気は吸気穴12と両翼ファン5を通り排気穴13より排出する。14はコントローラで衣類乾燥機の運転を自動的に制御する。16は衣類投入口のドアーである。

0023

湿度センサー17は、多湿かつ比較的高温であり、凝縮される前の空気にさらされるように、両翼ファン5に導かれる前の場所、ベルマウス18の位置にセンサー部を両翼ファン5の方に向けて設置されている。

0024

次に湿度センサー17について、その一例を図2に示す。基板上には櫛型電極21が相対向して形成され、この電極間には有機ポリマーでなり、湿度変化に応じて電導度合いが変化する感湿剤22が形成されている。

0025

以下では、実際に衣類を乾燥した際の動作について説明する。まず、乾燥時の重量が4kgの衣類を乾燥率が60%になるように濡らして、乾燥ドラム1内に入れて乾燥を開始する。そして、このときの湿度センサー17の電気抵抗値の変化を湿度に換算するが、この湿度の変化を図3に示す。まず乾燥初期においては、乾燥ドラム1内の湿度は100%に達しており、湿度センサー17上には結露水が付着している。初期の10分間の間はこの結露水及び衣類乾燥ドラム1内の温度が室温からの上昇域にあり、これらの影響から湿度の値が安定しないが、10分過ぎから100%の湿度で安定する。次に被乾燥衣類の乾燥率が80%程度まで湿度は安定しており、これ以上乾燥すると、ドラム内の湿度が少しづつ低下し湿度が10%程度になると被乾燥衣類の乾燥率は約103%になり十分乾燥するので、ヒータ入力を停止し、冷風運転をしてドラム内の被乾燥衣類の温度を下げる。ドラム内の温度が50℃以下になった時点で乾燥を終了する。

0026

上記の衣類乾燥の動作を乾燥時の衣類の重量が1kg、2kg、3kgの際にも同様に行い、その結果を図4に示す。図4に示すように乾燥率が60%の場合には、それぞれの重量に応じて湿度の絶対値は異なるが、湿度が安定する領域が存在し、また、4kgの場合と同様に乾燥率が80%に達するまでは湿度の値は変化しなかった。従って、湿度の値がある一定時間変化しない場合には、乾燥率が80%以下であることが判る。また、湿度が安定する領域の湿度の値と乾燥時点での10%の値の中間値を取ると、被乾燥衣類の重量がどの重量であっても衣類の乾燥率が95%程度になっている。

0027

従って、湿度の値が変化し始めるとき乾燥率が80%程度になっており、一方、乾燥時の重量と乾燥率が分かっているので、乾燥終了時間を推定することができる。

0028

図5(a)は被乾燥物の重量と乾燥率が80%になった時点から乾燥までの残り時間を示したものである。例えば、被乾燥衣類の乾燥時の重量が4kgの場合、残りの乾燥時間は65分となり、被乾燥衣類の乾燥時の重量が3kgの場合、残りの乾燥時54分となり、ほぼ比例する関係が得られる。

0029

また、図5(b)に、被乾燥衣類重量が1kg、2kg、3kg、4kgの際の衣類の乾燥を開始してから10分後のドラム内の湿度を示す。図5(b)から明らかなように、乾燥開始から10分後のドラム内の湿度は乾燥される衣類の重量にほぼ比例している。

0030

従って、衣類乾燥の途中で乾燥に要する残時間表示が可能となる。すなわち、まず乾燥を開始して10分後の湿度から乾燥される衣類の重量を例えば図5(b)に基づいて判定し、その後湿度がほぼ一定な領域から減少しなじめた段階で、判定した衣類の重量から例えば図5(a)に基づいて乾燥に要する残時間を表示することができる。

0031

従来では、被乾燥衣類の重量や乾燥率を検知することが不可能であったため、乾燥に要する残時間表示したところで途中で大幅に修正することもしばしばであったが、本発明によりほとんど修正する必要がなくなり、仮に中間チェックして残時間の修正をするとしても、乾燥率が80%以上になった時点から、ドラム内の湿度は図3に示すように乾燥時間に対して直線的に低下していくので、乾燥率が95%になったところで残時間の修正をすればよい。

0032

次に、被乾燥衣類の乾燥率が最初から80%以上の場合(例えば95%の場合)について説明する。図6に示すように被乾燥衣類の重量が変化しても、5分以内にドラム内の湿度が急激に上昇し、それから直線的に低下して、湿度が10%以下になって乾燥が終了する。この時の傾きは、乾燥率が80%以下の衣類を乾燥し、この衣類の乾燥率が80%以上になった時に生じる湿度の傾きと同じである。従って、乾燥時間が5分および10分の時点での湿度変化が10%以上の場合には被乾燥衣類の乾燥率が80%以上であることが判定で、残時間の推定も可能となる。

0033

さらに、無負荷で運転した場合について、図7を用いて説明する。被乾燥衣類の重量が100gで乾燥率が95%の場合に衣類に含まれる水分量は約4gであるが、乾燥開始5分以内にドラム内の湿度が急激に上昇する。一方、無負荷の場合には、乾燥開始後直ちに湿度が10%まで低下する。従って、ドラム内の衣類の有無が乾燥開始後5分以内に判定できるので、うっかり無負荷運転した場合には5分で停止できるようにすればよい。

発明の効果

0034

以上のように、湿度センサを除湿タイプの衣類乾燥機の冷却用熱交換器(両翼ファン)に対向して、ファンケース内に設置して、ドラム内の湿度を所定時間検知して、被乾燥物の乾燥率と布量を求めるものであり、極めて高精度で求めることが可能である。所定の乾燥率以上になると、残り時間を求めることができるので、当然残り時間を表示して残り時間を知らせることが可能となる。その結果、残り時間とその時点での乾燥率を表示することにより、乾燥の終了時間を知るだけでなく、衣類に応じた乾燥率で取り出して、乾燥機の回転による機械力ダメージの低減が可能となり、衣類へのダメージが極めて少なくなる。

図面の簡単な説明

0035

図1本発明の実施例における衣類乾燥機の断面図
図2本発明の実施例における湿度センサの平面図
図3本発明の実施例における衣類乾燥を行った際の乾燥時間に伴う乾燥ドラム内の湿度変化を示す図
図4本発明の実施例における衣類乾燥を行った際の乾燥時間に伴う乾燥ドラム内の湿度変化を示す図(乾燥衣類の重量が異なる場合)
図5被乾燥衣類重量と乾燥に要する残り時間及び乾燥開始10分後の湿度との関係を示す図
図6本発明の実施例における衣類乾燥を行った際の乾燥時間に伴う乾燥ドラム内の湿度変化を示す図(乾燥率95%で乾燥を開始した場合)
図7本発明の実施例における衣類乾燥を行った際の乾燥時間に伴う乾燥ドラム内の湿度変化を示す図(無負荷の場合)
図8従来の湿度センサーを用いた衣類乾燥機の断面図
図9従来のサーミスタを用いた衣類乾燥機の断面図
図10従来のサーミスタを用いた衣類乾燥機により衣類乾燥を行った際の乾燥時間に伴う乾燥ドラム内の湿度変化を示す図
図11従来のサーミスタを用いた衣類乾燥機により衣類乾燥を行った際の乾燥時間に伴う乾燥ドラム内の湿度変化を示す図(乾燥衣類が少量の場合)

--

0036

1衣類乾燥ドラム
2モーター
3プーリー
4ベルト
5両翼ファン
6ファンプーリー
7 ファンプーリー
8ファンベルト
循環風胴
10ヒーター
11衣類
12吸気穴
13排気穴
14コントローラー
15 排出口
16ドア
17湿度センサ
18ベルマウス
21櫛型電極
22 感湿剤
23リードフレーム
24 基板

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