JPS626480B2

JPS626480B2 -

Info

Publication number: JPS626480B2
Application number: JP54141916A
Authority: JP
Inventors: Hisao Tatsumi; Takashi Kawano
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-10-31
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1987-02-10
Also published as: JPS5666300A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は熱風により被乾燥物を乾燥させる乾燥
機に関する。

従来、例えば回転ドラム内に衣類を収納して該
回転ドラムを回転させながら衣類を乾燥させる乾
燥機においては、フアンによつて吸入した外気を
例えばニクロム線ヒータによつて加熱熱風化して
回転ドラム内を通過させ該熱風でもつて衣類に含
まれた湿気を奪うようにしたものであるが、フア
ンによる送風量はニクロム線ヒータの赤熱を防止
するために被乾燥物の重量２Kg用で、ヒータ容量
が1.2kwのものでは送風量が毎分1.6乃至2.5m³程
度に設定されていた。しかしながら、斯る従来構
造では衣類に接触して実質的にドラム内に於ける
熱風の温度は30℃程度と比較的低くなり、従つて
該熱風により衣類から奪い得る湿気の総量は小さ
く、しかも排気とともに排出される熱量が比較的
多い傾向にあり、乾燥効率が低くて乾燥時間が長
く掛かり、消費電力が非常に多い欠点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、乾燥室から湿気を含んだ空気を
排出し同時に同量の外気を乾燥室内に吸入するた
めの換気用フアンによる換気空気量をヒータ発熱
量1kwにつき毎分１m³以下の低送風量に設定する
ことにより、乾燥効率を著しく向上できて消費電
力を大巾に削減できるとともに被乾燥物を短時間
で乾燥でき、更に、前記換気用フアンを電気ヒー
タの作動時に正回転され且つ乾燥末期における電
気ヒータの不作動時に逆回転されて正回転時より
も送風量が増大する構成とすることにより、乾燥
時間を一層短縮し得る乾燥機を提供するにある。

以下本発明の一実施例について第１図乃至第１
０図を参照して説明する。１は前後面が開放した
外箱で、これの背面開放口は多数の外部吸気口２
を形成した背面板３によつて着脱可能に塞がれ、
また前記開放口にはドア受凹部４を形成した前面
板５によつて着脱可能に塞がれている。そして、
ドア受凹部４にはドア６が開閉可能に設けられて
いるとともに該ドア受凹部４から外箱１内に指向
する短筒状の衣類出し入れ口７が形成されてい
る。８は内部を乾燥室８ａとする回転ドラムで、
これは円筒壁９と後端板１０と前端板１１とで形
成され、円筒壁９には乾燥物をすくい上げて落下
することによりその撹拌を行なう複数個のバツフ
ル１２が内方に突出する如く形成されている。ま
た、前端板１１の中央領域には衣類出し入れ口７
に通ずる開口部１３が形成され、その形成工程で
開口部１３の周縁に形成された回転受部１４は前
記筒状衣類出し入れ口７の外周に周知の軸受部材
１５を介して嵌合支承されている。一方、前記後
端板１０の前記開口部１３と対向する部位には内
方へ膨出する膨出壁部１６が形成され、そしてこ
の膨出壁部１６の外周付近の区周領域は円筒壁９
の内周面と斜めに対向するような傾斜環状部１７
となつており、この傾斜環状部１７に多数の通風
孔１７ａが形成されると共に、膨出壁部１６中心
領域にも多数の通風孔１６ａが形成されている。
１８は膨出壁部１６とでフアン室１９を形成する
ための円形の浅底容器状をなした補助ケーシング
で、前記膨出壁部１６の背面に有する開放口縁に
シール部材２０を介して嵌合された状態となるよ
うに連結部材１８ａを介して支持板２１に連結さ
れている。この支持板２１は第２図にも示すよう
に、その両端は外箱１の背面開放口２の中間部分
にてその開口縁にねじ止め手段により連結されて
いる。そして、支持板２１の中間部分には回転軸
２２の一端が回転可能に軸支持部材２３により片
持状態に支持され、その回転軸２２の他端は水平
に延びて補助ケーシング１８の吸気孔を兼ねる開
口部２４を貫通して回転ドラム８の回転中心であ
る膨出壁部１６の中心に到つておりこの部分に回
転ドラム８と一体回転するように連結部材２５に
より連結されている。そして前記回転軸２２には
フアン室１９内に位置された循環用フアン２６の
回転中心部分が回転自在に支承されていると共
に、この循環用フアン２６と実質的に一体回転す
る従動プーリ２７がフアン室１９外に位置して前
記回転軸２２に回転自在に支承されている。前記
フアン室１９内には循環用フアン２６の配設空所
の回りにニクロム線ヒータからなる電気ヒータ２
８が配置されている。２９はモータで、これのモ
ータ軸２９ａの一端部に第１のプーリ３０及び連
結部材３１を介して第２のプーリ３２が取着され
ている。そして、第１のプーリ３０と回転ドラム
８の円筒壁９外周とに平ベルト３３が掛けられて
おり、第２のプーリ３２と前記従動プーリ２７と
の間にはＶベルト３４が掛けられている。３５は
平ベルト３３に張力を与えるテンシヨンプーリ機
構である。３６はモータ軸２９ａの他端に連結さ
れたシロツコ形の換気用フアンで、これは端板３
６ａの外周部に複数枚の円弧状の翼片３６ｂを取
着したものであり、各翼片３６ｂの先端は第３図
に示すように正回転たる矢印ａ方向と逆方向の矢
印ｂ方向に指向されており、該換気用フアン３６
が正回転された時の送風量が0.8m³／minに設定
されている。そして、この換気用フアン３６は外
箱１内の前方下部に形成された吸入ダクト３７に
吸入口３８を介して連通されたフアンケーシング
３９内に配置されており、そしてそのフアンケー
シング３９の側壁に形成された吐出口４０は略水
平配置された排気ダクト４１及びこれの終端に形
成した外部排気口４２を介して外箱１外に通じて
いる。前記ドア６の内側板４３には衣類出し入れ
口７内に突出する円形の突出部４４が形成されて
いて、これの外周と衣類出し入れ口７の内周面と
の間を内部排気路４５としている。４６はフイル
タ４７を介して内部排気路４５に連通された導風
路で、これは図示を省略しているが内部排気路４
５を吸入ダクト３７に連通させるようになつてい
る。４８は前面板５に取着されたタイマ装置で、
これは第４図に示すようにタイマモータ４８ａと
カムスイツチ４８ｂ，４８ｃを有している。そし
て、タイマ装置４８、電気ヒータ２８及びモータ
２９等は同第４図の電気回路図通り接続されてい
る。而して、この第４図において、４９はドア６
の開閉に連動して開閉されるドアスイツチ、５０
は回転ドラム８からの排気温度が所定温度を超え
た時にオンされるサーモスイツチ、５１は電気ヒ
ータ２８が異常加熱した時にオフされるサーモプ
ロテクタ、５２Ａ及び５２Ｂは連動して開閉され
るスイツチで、スイツチ５２Ａ，５２Ｂがオンさ
れると電気ヒータ２８は1.2kwの発熱量で発熱
し、且つモータ２９は高速度で回転し、スイツチ
５２Ａ，５２Ｂがオフされると電気ヒータ２８は
600Wの発熱量で発熱するとともにモータ２９に
リアクタ２９ａが直列に接続されてモータ２９が
低速度で回転されるようになつている。５３はリ
レーコイル５３ａとリレースイツチ５３ｂ，５３
ｃ，５３ｄを有するリレー、５４はコンデンサで
ある。

次に以上のように構成した本実施例の作用につ
いて説明する。ドア６を開いて回転ドラム８内に
被乾燥物としての湿つた衣類を収納し、その後ド
ア６を閉じ、スイツチ５２Ａ，５２Ｂをオンし
て、タイマ装置４８をセツトすると、このタイマ
装置４８は各カムスイツチ４８ａ，４８ｂが第５
図に示すタイムチヤートの通りの切換状態になさ
れモータ２９が高速度で正回転され且つ電気ヒー
タ２８が通電される（時刻T₁）。すると、モータ
２９によつて回転ドラム８及び循環用フアン２６
並びに換気用フアン３６が夫々正方向に回転駆動
されると共に電気ヒータ２８が1.2kwの発熱量で
発熱状態になる。回転ドラム８が回転されると、
その内部の衣類はバツフル１２によつてすくい上
げ落下作用を受けて撹拌される。これと同時に乾
燥室８ａ内の空気は循環用フアン２６の作用によ
つて矢印ｃで示す如く略中央部分に位置する通風
孔１６ａを通じてフアン室１９内に吸入され、こ
れが電気ヒータ２８によつて加熱されてから通風
孔１７ａから矢印ｄで示す如く乾燥室８ａの円筒
内側面方向、即ち回転ドラム８における円筒壁９
内側付近に吹出され、以つて乾燥室８ａ内を循環
する循環風が生成されるとともに該循環風が常に
電気ヒータ２８によつて再加熱される。この場
合、循環用フアン２６の送風量はニクロム線ヒー
タからなる電気ヒータ２８が赤熱しない程度の送
風量即ち、正回転される換気用フアン３６の送風
量に比べて充分に大きく設定されている。而し
て、換気用フアン３６による送風量が0.8m³／
minと比較的低風量に設定されているために回転
ドラム８内の空気は縦軸に温度を取り横軸に時間
を取つて示す第６図の温度特性曲線に示す通り高
い温度上昇率で上昇し、回転ドラム８内の空気温
度が略40℃になると以降は該空気温度が恒常状態
となつて衣類の乾燥が進行する。そして、乾燥行
程の末期になると衣類に含まれた水分の量が少な
くなつて該衣類からの水分の蒸発量が著しく減少
するから回転ドラム８内の温度が急激に上昇する
ようになる。このようにして回転ドラム８内の温
度が急上昇すると、該回転ドラム８からの排気温
度も急上昇するから、サーモスイツチ５０がオン
し（時刻T₂）、リレー５３のリレーコイル５３ａ
が通電付勢される。すると、リレースイツチ５３
ｂがオンしてタイマモータ４８ａが作動しカムス
イツチ４８ｃの接片ｃ−ａ間がオフして接片ｃ−
ｂ間がオンされ、これによつてモータ２９が逆回
転される。これと同時にリレースイツチ５３ｃが
オフして電気ヒータ２８が断電され且つリレース
イツチ５３ｄがオンしてリレーコイル５３ａが自
己保持される。而してモータ２９が逆回転される
ので、換気用フアン３６は逆回転により送風量が
増大し、回転ドラム８及び循環用フアン２６も逆
方向に回転する。このようにして電気ヒータ２８
が断電された状態で換気用フアン３６により回転
ドラム８内が大風量にて換気されるから、回転ド
ラム８内の温度は急速に低下し、回転ドラム８内
の衣類は自身の熱と湿気とを同時に放出する。そ
して、この状態による運転を所定時間行うとタイ
マ装置４８の計時作動に基いてカムスイツチ４８
ｂ，４８ｃが共にオフされ（時刻T₃）、以つて乾
燥運転を終了する。

さて、本発明者は乾燥機の効率を向上させるた
め種々の実験及び検討を行つたので以下これにつ
いて述べる。まず、例えば衣類等の被乾燥物を乾
燥させる場合において第６図に示す回転ドラム８
内の温度特性曲線において乾燥末期において回転
ドラム８内の温度が恒常状態から急激な温度上昇
に移行する時は乾燥開始から乾燥終了迄の80〜90
％の時点であり、従つてこれを元に第６図に時刻
T₄で示す時点を乾燥終了とみなし、同第６図に
点線で示すような一定温度ｔ℃で乾燥時間ｍ分を
要すると見なすことができる。

ここで、Ｑ：回転ドラム８を通過する空気量
（m³／min）、Ｔ：乾燥時間（min）、ρｔ：ｔ℃の
空気の比重（Kg／m³）、xt：ｔ℃の排気のもつ絶
対湿度（Kg／Kg′）、ｘ_t0：t₀℃の吸気のもつ絶対
湿度（Kg／Kg′）、ω_n：乾燥終了迄に失われる水
分量（Kg）とすると、Ｑ×Ｔ×ρ_t×（ｘ_t−ｘ_t0）＝ω_n …………(1) であり、また、ｉ_t：ｔ℃の排気のエンタルピ（kcal／
Kg）、ｉ_t0：t₀℃の吸気のエンタルピー（kcal／
Kg）、ρｗ：ヒータ入力（kw）、η：熱効率とす
ると、Ｑ×Ｔ×ρ_t×（ｉ_t−ｉ_t0＝８６０／６０×Pw×η×Ｔ
…… ………(2) となり、従つて、(1)式は排気が持ち去る水分量即ち乾燥
迄に失われる水分量を表し、(2)式は排気が持ち去
るエネルギー量即ち乾燥終了迄の電気ヒータに対
する入力エネルギー量を表す。これら(1)、(2)式
に、排気温度ｔ℃、空気量Ｑ、ヒータ入力Pw等
を与えると乾燥時間Ｔが求められ、ヒータ入力
Pwと乾燥時間Ｔとの関係から乾燥機の性能が求
められる。

そこで、例えば衣類の重量２Kg、電気ヒータの
入力1.2kwの場合において、衣類の撹拌度合及び
回転ドラム内の循環風量等を変化させることによ
つて排気風の相対湿度が60％、70％、80％の各一
定値となるように設定しながら回転ドラムを通過
する空気量Ｑを種々変化させた場合について上記
(1)、(2)式により求めた結果を縦軸に乾燥時間Ｔを
横軸に空気量Ｑを取つて図表化すると、吸気空気
が20℃、湿度が65％の場合には第７図のようにな
り、吸気空気が５℃、湿度が65％の場合には第８
図のようになる。これらの図表化された結果は実
験により実際の場合とよく合致することも確認で
きた。従つて、これら第７図及び第８図から排気
空気の湿度が一定であれば空気量Ｑを少なくした
ほうが乾燥時間が短縮でき、それだけ出力消費も
減少することが明らかである。そして、排気空気
の湿度を高くできれば、乾燥時間の短縮化を図り
得ることも明らかであり、吸気温度が低い時には
排気の湿度を高くすると乾燥時間の短縮に対して
非常に効果的であるということが理解できる。ま
た、衣類の撹拌度合及び循環風量を一定にした場
合には、空気量Ｑをヒータ入力1kwにつき0.2
m³／min減少させると実験的には排気中の湿度が
約５％増加する傾向があり、この点については第
６図及び第７図からもその傾向が明らかで、これ
もやはり実験結果と計算結果とよく合致する。

ところで、上記第７図及び第８図から乾燥時間
を短縮するためには空気量Ｑを少なくした方がよ
いことが判明したが、ヒータ入力Pw及び衣類の
重量が異なるものに対して空気量Ｑを個々に設定
するのは実用化に際して非能率的であるから、第
６図及び第７図をもとにヒータ入力1kw、衣類の
重量１Kgとした単位電力及び単位重量あたりの単
位乾燥時間T′を計算した結果を縦軸に乾燥時間
T′（min・kw／Kg）を取り、横軸に（Q′m³／
min・kw）取つて排気量と排気空気湿度の変化
を加味したものを図表化すると吸気温度が20℃、
湿度65％の場合は第９図のようになり、吸気温度
が５℃、湿度が65％の場合には第１０図のように
なる。

これら第９図及び第１０図をもとにヒータ入力
Pw、及び被乾燥物の容量（衣類の重量）が異な
る乾燥機に対してヒータ入力Pw当りの空気量
Q′を求めるのみで乾燥時間T′が判明するもので
ある。

この第９図及び第１０図に示す結果も実際の乾
燥機における実験結果とよく合致するものであ
る。即ち、一例として空気量Ｑが1.8m³、衣類重
量２Kg、ヒータ入力Pwが1.2kwの従来構造のも
のは、単位ヒータ入力当りの空気量Q′＝１．８／１．
２＝1.5 （m³／min・kw）であり、これを第８図の横軸に
置くと縦軸からT′＝49.2min・kw／Kgという結果
を読み取ることができ、実際のヒータ入力Pw及
び衣類重量を算入すると、乾燥時間Ｔ＝49.2×２．０／１．２＝82（min）となる。そして、従来構造の乾燥機における実験
による乾燥時間は80〜85分であつて上記計算式と
よく合致する。

また、本実施例のように空気量Ｑを0.8m³、ヒ
ータ入力1.2kwに設定したものを同様にして求め
ると、Q′＝０．８／１．２＝0.67（m³／min・kw）で、
第８図からT′＝41.8（min・kw／Kg）であり、従つ
て、乾燥時間Ｔ＝41.8×２．０／１．２＝70（min）となる。そして、本実施例の乾燥機における実験
による乾燥時間は65〜70分であり、これも上記し
た計算式によく合致するものであり、しかも本実
施例の乾燥機は従来構造の乾燥機に比して乾燥時
間が充分に短縮される。

さて、第９図及び第１０図の特性図について検
討すると、第９図の特性図には空気量Q′が0.9
m³／min・Kgを境目として同特性図において特性
曲線の勾配が変化していて変曲点P₁を有してお
り、従つて変曲点P₁よりも空気量Q′が増加する
と乾燥時間T′の増加割合が大であり、また、変
曲点P₁よりも空気量Q′が低下すると乾燥時間
T′の減少割合が小となる傾向を有しており、第
１０図の特性図には空気量Q′が1.0m³／min・Kg
を境目として変曲点P₂が存在して上記したと同様
の傾向を有している。即ち、これら第９図及び第
１０図の両傾向から空気量Q′を少なくとも1.0
m³／min・Kg以下に設定すれば、乾燥時間の大幅
な短縮化が図れるのみでなく、製品化した際の空
気量Q′のばらつきに対して乾燥時間T′の変化割
合は小となつて設計・製作が容易に行えるという
ことが理解できる。

而して、上記した本実施例では、上記した発明
者の種々実験及び検討結果に基いて電気ヒータ２
８の発熱量を1.2kwに換気用フアン３６の送風量
たる空気量Ｑを0.8m³／minに設定したものであ
り、前述したように空気量Q′は0.67m³／min・kw
となつて乾燥時間Ｔが70分であるという良好な結
果が得られたものであり、従来構造のもので同一
条件で乾燥させた場合の乾燥時間Ｔが82分のもの
に比べると乾燥時間を12分短縮することができ、
乾燥時間を短縮した分に相当するヒータ消費電力
が低減されるから、総じて乾燥効率は大巾に向上
することとなる。

ところで、回転ドラム８内を流通する空気量Ｑ
を減少させた場合に、従来構造のものでは電気ヒ
ータ２８が赤熱して乾燥機が局部過熱状態となつ
て実用化することが困難であるが、本実施例で
は、電気ヒータ２８の赤熱を防止し得る程度の送
風量を有する循環用フアン２６の外周部に電気ヒ
ータ２８を配設した構成であるから、乾燥機が局
部過熱状態を引き起すこともなく容易に実用化し
得る。

尚、換気用フアン３６の作動時に軸受部材１５
と回転受部１４との間の隙間或いはドア６とドア
受凹部４との間に配設したシール部材との隙間等
から外気が換気用フアン３６に一部吸入されるよ
うな場合には換気用フアン３６の送風量を回転ド
ラム８内を流通する空気量Ｑよりも侵入外気に相
当するだけ大に設定しておけばよく、また、上記
実施例では換気用フアン３６をモータ２９にて乾
燥運転中の全期間作動させているが、例えば該換
気用フアン３６をモータ２９とは別なモータによ
つて乾燥運転中の全期間又は一部期間を間欠的に
作動させるようにしてもよく、この場合には回転
ドラム８内を通過する空気量が乾燥運転中の全期
間で平均した時に上記した設定された空気量の範
囲となるようにすればよい。

さて、本実施例において換気用フアン３６は時
刻T₂において逆回転されると送風量が増加する
ように設定しているが、この時刻T₂の状態にお
いて回転ドラム８内の衣類は高温状態であるため
に自身の有する熱エネルギーによつて水分を蒸発
させる能力を相当に有している。従つて、本実施
例のように電気ヒータ２８を断電後に換気用フア
ン３６の送風量を増加させると湿気を奪つた回転
ドラム８内の空気が速かに排出されて、湿気の少
ない外気が衣類自身の有する熱エネルギーにて蒸
発する水分の蒸発を促進し且つ衣類の冷却も迅速
に行い得るもので、衣類の乾燥に要する総時間の
短縮化に対して有効に作用するものである。

第１１図乃至第１４図は本発明の他の実施例を
示すものであり、前記した実施例と異なる部分に
ついてのみ説明をする。即ち、前記した実施例か
ら電気ヒータ２８を取除くとともに開口部２４を
径小にして該開口部２４から吸気できないように
するとともに補助ケーシング１８に略長方形の吸
気孔５５を形成し、２枚の電極板５６，５７にて
挾持された４個の正の温度特性を有する半導体ヒ
ータたるPTCヒータ５８を絶縁材５９を介して
吸気孔５５に配設した構成である。而して、
PTCヒータ５８は正の温度特性を有するからニ
クロム線ヒータのように過熱状態を呈することは
なく、また、１個のPTCヒータ５８に対する通
風量ｑと入力電力ｐとの関係は第１３図に示すよ
うな特性を有している。即ち、吸気孔５５を通過
する空気量Ｑが0.8m³／minの場合、１個のPTC
ヒータ５８を通過する通風量ｑは0.2m³／minで
あり、PTCヒータ５８の１個当りの発熱量は
375Wで４個合計すると1.5kwとなる。このよう
に構成した場合には循環用フアン２６の送風量は
ニクロム線ヒータを用いた前述の実施例のように
多くしなくても済み、任意に設定することが可能
であり、従つて循環用フアン２６は必要に応じて
設ければよい。

本発明は以上の説明から明らかなように、乾燥
室を換気用フアンによつて通過させる空気量をヒ
ータ発熱量1kwにつき毎分１m³以下の低送風量に
設定したから、乾燥効率を著しく向上できて消費
電力を大巾に削減できるとともに被乾燥物を短時
間で乾燥でき、更に換気用フアンを電気ヒータの
不作動時に逆転させて電気ヒータの作動中におけ
る送風量よりも大となるようにしたから乾燥時間
を一層短縮し得る乾燥機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１０図は本発明の一実施例を示す
ものであり、第１図は縦断面図、第２図は背面
図、第３図は換気用フアンの拡大側面図、第４図
は電気回路図、第５図はタイムチヤート、第６図
乃至第１０図は作用を説明するための特性図、第
１１図乃至第１４図は本発明の他の実施例を示す
ものであり、第１１図は主要部の縦断面図、第１
２図は第１１図の矢印Ｙ方向から見たPTCヒー
タ部分の側面図、第１３図は第１２図の−
線に沿う断面図、第１４図はPTCヒータの特
性図である。図面中、８は回転ドラム、８ａは乾燥室、２６
は循環用フアン、２８は電気ヒータ、２９はモー
タ、３６は換気用フアン、４８はタイマ装置、５
０はサーモスイツチ、５８はPTCヒータ（半導
体ヒータ、電気ヒータ）である。

Claims

【特許請求の範囲】１乾燥室内に収納した被乾燥物を電気ヒータか
らの熱風により乾燥させるようにしたものにおい
て、前記乾燥室から湿気を含んだ空気を排出し同
時に同量の外気を該乾燥室内に吸入するための換
気用フアンを設け、前記換気用フアンによる前記
乾燥室の換気風量をヒータ発熱量1kwにつき毎分
１m³以下に設定したことを特徴とする乾燥機。２乾燥室内の空気を循環させる循環用フアンを
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の乾燥機。３循環用フアンの外周部に電気ヒータを配設し
たことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
の乾燥機。４電気ヒータとして正の温度特性を有する半導
体ヒータを設けたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の乾燥機。５乾燥室内に収納した被乾燥物を電気ヒータか
らの熱風により乾燥させるようにしたものにおい
て、前記乾燥室から湿気を含んだ空気を排出し同
時に同量の外気を該乾燥室内に吸入する換気用フ
アンを設け、該換気用フアンを前記電気ヒータの
作動時に正回転させ前記乾燥室の換気風量をヒー
タ発熱量1kwにつき毎分１m³以下の小送風量に設
定するとともに、乾燥末期における電気ヒータの
不作動時に逆回転させて正回転時よりも送風量を
増加せしめたことを特徴とする乾燥機。