乾燥機
【課題】 設置が容易であって、設置コストおよびランニングコストが安価で、ＶＯＣをほぼ全量回収可能な、エネルギー効率の高い乾燥機を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明にかかる乾燥機１００の代表的な構成は、空気を加熱する加熱器１２０と、加熱された空気によって衣類に含まれた溶剤を蒸発させる乾燥室１３０と、空気を冷却して溶剤を凝縮させる冷却器１４０と、冷却器において凝縮した溶剤を回収する溶剤回収器１５０と、加熱器、乾燥室、および冷却器の間で空気をこの順に循環させる循環ダクト１８０と、冷却器から加熱器に熱を移動させることにより、加熱器に温熱を供給するとともに冷却器に冷熱を供給するヒートポンプと、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 本発明にかかる乾燥機１００の代表的な構成は、空気を加熱する加熱器１２０と、加熱された空気によって衣類に含まれた溶剤を蒸発させる乾燥室１３０と、空気を冷却して溶剤を凝縮させる冷却器１４０と、冷却器において凝縮した溶剤を回収する溶剤回収器１５０と、加熱器、乾燥室、および冷却器の間で空気をこの順に循環させる循環ダクト１８０と、冷却器から加熱器に熱を移動させることにより、加熱器に温熱を供給するとともに冷却器に冷熱を供給するヒートポンプと、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライクリーニングに使用する乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からクリーニングの各工程（洗浄、仕上げ、包装等）は、専用設備によって行われている。特に、各工程のなかでも時間を要する乾燥工程を迅速化するため、乾燥機が広く普及している。現在では、全国約４万箇所のクリーニング工場で、約１０万台にもおよぶ乾燥機が稼動しているとされている。
【０００３】
乾燥機を大別すると、ボイラからの蒸気を利用する蒸気式乾燥機、ガスの燃焼によって加熱された空気を利用するガス式乾燥機、電気ヒータ等によって加熱された空気を利用する電気式乾燥機に分けることができる。このうち、蒸気式乾燥機はクリーニング工場に広く普及していて、現在ではクリーニング工場で使用されている乾燥機の９０％以上が蒸気式乾燥機である。その理由としては、クリーニング工場にはスチームアイロン等の蒸気使用機器のために元来からボイラが設置されていたことや、ボイラ燃料として一般的に使用されているＡ重油が従来は安価であったこと等が挙げられる。
【０００４】
蒸気式乾燥機には、ドライクリーニングにおける安全性の面での利点もある。ドライクリーニングとは、水の代わりに有機溶剤を使用して汚れをおとす洗濯方法である。有機溶剤には引火性の高いものが多いが、蒸気式乾燥機はボイラからの蒸気を利用するため燃焼反応がなく、有機溶剤への引火がなく安全である。なお、ドライクリーニングで使用される５号工業用ガソリン、テトラクロロエチレン等は、常温で蒸発・気化するため揮発性有機化合物（ＶＯＣ（Volatile Organic Compounds））とも呼ばれる。
【０００５】
ところで、近年の過熱する価格競争と原油価格の高騰とによって、クリーニング工場ではコスト削減が切望されている。さらに、近年の環境意識の高まりから、クリーニング工場には、ＶＯＣの屋外への放出に対しての積極的な対策が求められている。
【０００６】
このような問題に対して、従来から様々な対策が提案されている。例えば特許文献１には、溶剤を収容した溶剤貯留層を含む溶剤流路の配管の一部を、通気路内に配設して溶剤クーラとした洗濯乾燥機が記載されている。この特許文献１によれば、従来のように溶剤を冷却するためのクーラを外部に設ける必要がなく、低廉なコストの洗濯乾燥機を実現できるとされている。
【０００７】
また、特許文献２には、脱液回転数が下がったら、それに対応してその次の工程である乾燥時に乾燥時間を定められた時間自動延長し、又は乾燥設定温度を一定時間増やす等の何れか、或いは双方を行うドライクリーナの乾燥方法が開示されている。特許文献２の記載によれば、衣料を取り出す際に、臭気を低いレベルに安定化させ、かつ溶剤ロスを少なくするとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１９７９７号公報
【特許文献２】特開平５−１２３４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の洗濯乾燥機では、空気を加熱する乾燥ヒータの熱源（温熱供給）としてボイラを使用し、溶剤ガスを冷却する乾燥クーラの熱源（冷熱供給）としてチラー（冷凍機）を使用している。ここで、冷凍機は熱交換によって大きな排熱を生じるところ、この排熱は単に捨てていたため、エネルギーの無駄および冷却水の無駄を生じているという問題がある。
【００１０】
また特許文献１および特許文献２では、屋外に対する吸気および排気を行うために、吸気口および排気口を建物の外壁に取付、さらにこれらに接続されるダクト等の設備が必要となる。このため、初期導入費用としての設置コストがかさむと共に、大きな設置スペース（機器が専有する面積）を必要とする。現在、クリーニング業者の７割が個人経営であって、限られた店舗面積で営業を行っている。このことに鑑みると、特許文献１、特許文献２のような構成では導入しづらく、汎用性に欠けると思われる。
【００１１】
また都市部のビルに設置するにはビルの躯体にダクト等の貫通用の開口部を設ける必要があるが、ビルの所有者が係る工事に承諾しないことが多いため、テナントとして設置することは困難である。そのため広い敷地が確保できる地方にクリーニング工場を建設して、そこに乾燥機を設置しているのが現状である。しかし洗濯物を預ける顧客は都市部や住宅地等に多いことから、預かった洗濯物は長距離を搬送して洗濯、乾燥の作業を行う必要がある。このため、洗濯物の輸送に時間と手間とコストを要するという問題があった。
【００１２】
さらに特許文献１と特許文献２のいずれの構成においても、ＶＯＣを含んだ空気を外部に放出する点においては変わりがない。このため建物が密集した都市部や住宅地等にドライクリーニング用の乾燥機を設置することは難しい。仮にクリーニング工場を地方に建設したとしても、ＶＯＣを排出していることに変わりはないため、クリーニング工場の作業者の健康被害に対する懸念は依然として解決されていない。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑み、エネルギー効率が高く、かつ溶剤回収率を向上させ、ランニングコストおよび設置コストの削減を図ることのできる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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明にかかる乾燥機の代表的な構成は、空気を加熱する加熱器と、加熱された空気によって衣類に含まれた溶剤を蒸発させる乾燥室と、空気を冷却して溶剤を凝縮させる冷却器と、冷却器において凝縮した溶剤を回収する溶剤回収器と、加熱器、乾燥室、および冷却器の間で空気をこの順に循環させる循環ダクトと、冷却器から加熱器に熱を移動させることにより、加熱器に温熱を供給するとともに冷却器に冷熱を供給するヒートポンプと、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、ヒートポンプからの冷熱を用いて気化溶剤の潜熱を回収し凝縮させ溶剤を回収すると同時に、その回収した潜熱を加熱器の熱源として空気（循環空気）を加熱し、乾燥室内の溶剤を蒸発させることができる。このようにヒートポンプは冷温同時取りだしが可能であるため、ＣＯＰ（Coefficient Of Performance：成績係数）が高く、当該乾燥機のエネルギー効率を著しく向上させ、ランニングコストを低減させることができる。また、温熱供給用の蒸気配管や凝縮水用のドレン管、冷熱提供用の冷凍機が不要になるため設置コストも低減でき、かつ限られた面積でも容易に設置可能になる。さらに、ヒートポンプは燃焼反応がないため、有機溶剤への引火の可能性が低く安全である。
【００１６】
さらに当該乾燥機は、ダクトが循環型であることから、屋外に通じるダクトの設置が不要となり、設置場所の自由度が増加すると共に、設置コストを低減できる。また、気化溶剤（ＶＯＣ）を外部に放出することなく循環させるため、溶剤回収率を向上させてランニングコストの削減を図ると共に、環境汚染も防止できる。さらに、冷却器によって除湿され乾いた循環空気を用いて衣類の乾燥を行うことから、温度が低くても衣類を乾燥させ得るため、衣類の痛みの軽減を図ることができる。
【００１７】
これらのことから、エネルギー効率が高く、かつ溶剤回収率を向上させ、ランニングコストおよび設置コストの削減を図ることのできる乾燥機を提供することができる。
【００１８】
当該乾燥機は、ヒートポンプの冷却器側の熱媒体の回路に配置され、熱媒体を冷却器を通過せずにヒートポンプに戻すためのバイパス回路と、熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検知部と、熱媒体が所定以下の温度になるまで熱媒体をバイパス回路に通す制御部と、を備えてもよい。熱媒体に冷却器をバイパスさせることにより、装置起動時に熱媒体の温度を所定温度以下に急速に低下させることができる。これにより、間欠的に稼働させる際にも迅速に予備運転を完了させることができ、装置の使い勝手を向上させることができる。また、消費電力の無駄を省きながらすばやく立ち上げることができるためランニングコストを低減できる。
【００１９】
当該乾燥機は、循環ダクトに設けられた冷却器を迂回するバイパスダクトと、空気の温度を検知する空気温度検知部と、空気が所定以上の温度になるまで空気をバイパスダクトに通す制御部と、を備えてもよい。循環空気に冷却器をバイパスさせることにより、装置起動時に、乾燥に利用する循環空気の温度を所定温度以上に急速に加熱することができる。これにより、間欠的に稼働させる際にも迅速に予備運転を完了させることができ、装置の使い勝手を向上させることができる。また、外気の熱をヒートポンプの熱源とすることができるので、消費電力の無駄を省きながらすばやく立ち上げることができ、ランニングコストを低減できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、設置が容易であって、設置コストおよびランニングコストが安価で、ＶＯＣをほぼ全量回収可能な、エネルギー効率の高い乾燥機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態にかかる乾燥機の概略構成を説明する図である。
【図２】第２実施形態にかかる乾燥機の概略構成を説明する図である。
【図３】第３実施形態にかかる乾燥機の概略構成を説明する図である。
【図４】第４実施形態にかかる乾燥機の概略構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態にかかる乾燥機１００の概略構成を説明する図である。図１に示す乾燥機１００は、ドライクリーニング用の回転型乾燥機（タンブラ）である。乾燥機１００は、加熱器１２０と、乾燥室１３０と、冷却器１４０と、溶剤回収器１５０と、リントフィルタ１６０と、ダクトファン１７０と、循環ダクト１８０とを備えている。また、循環経路１９０と、圧縮機１９２と、膨張弁１９４と、凝縮器としての加熱器１２０と、蒸発器としての冷却器１４０とから、ヒートポンプが構成されている。
【００２４】
加熱器１２０は、循環ダクト１８０上に設けられ、循環ダクト１８０内の循環空気を加熱する。本実施形態では、加熱器１２０はヒートポンプにおける凝縮器であって、圧縮機１９２にて圧縮された高温高圧の熱媒体から発生する凝縮熱を放熱させる。これによって、循環ダクト１８０内の循環空気を６０〜７０℃に加熱する。加熱器１２０を通過して加熱された循環空気は、乾燥室１３０へ向かう。なお、加熱器１２０において放熱した熱媒体は凝縮して液体となる。
【００２５】
乾燥室１３０は、加熱器１２０で加熱された循環空気を利用して衣類を乾燥させる。乾燥機１００はドライクリーニング用であるから、衣類は液状の溶剤（５号工業用ガソリンやテトラクロロエチレンなど）を多量に含んでいる。乾燥室１３０は、衣類を収容する回転ドラムや気流を発生させる不図示のファンによって構成されていて、回転ドラムによって衣類を撹拌しながらファンによって衣類に温風を接触させることで、衣類に含まれた溶剤を蒸発させる。乾燥室１３０へ供給された循環空気は、衣類からの気化溶剤（ＶＯＣ）を含み、３０〜６０℃程度の湿った循環空気となって冷却器１４０へと送られる。
【００２６】
冷却器１４０は、乾燥室１３０より下流の循環ダクト１８０上に設けられ、乾燥室１３０から送られる湿った循環空気を冷却して気化溶剤を凝縮（液化）させる。本実施形態では、冷却器１４０はヒートポンプにおける蒸発器である。冷却器１４０では、低温低圧の熱媒体が蒸発して低温低圧の気体となり、相変化する際の潜熱によって冷熱を生じ、乾燥室１３０から送られる湿った循環空気を冷却する。このとき、循環空気の温度が下がるとその飽和蒸気量も下がるため、気化溶剤は凝縮し、循環空気中から取り除かれる（冷却回収）。冷却器１４０を通過する循環空気は７℃程度にまで温度が下げられる。なお、冷却器１４０にて気体となった熱媒体は、圧縮機１９２へ送られる。
【００２７】
溶剤回収器１５０は、冷却器１４０において凝縮させた溶剤を回収する。溶剤回収器１５０では、循環空気中に含まれる溶剤の例えば９５％程度を回収することができる。溶剤回収器１５０に回収された溶剤は、不純物除去や蒸留などの再生処理等を行なった後に再利用される。溶剤回収器１５０は、回収タンクや回収ポンプ等で構成することができる。また、溶剤回収器１５０には蒸留塔を並設してもよく、これにより溶剤の回収と再生とを迅速に行うことが可能になる。
【００２８】
リントフィルタ１６０は、加熱器１２０および冷却器１４０の手前の循環ダクト１８０上に配置され、通過する循環空気から糸くず等の塵埃を取り除く。リントフィルタ１６０によって、加熱器１２０等への塵埃の堆積やカビの発生が防止されるため、加熱器１２０等の熱交換性能は好適に維持される。
【００２９】
ダクトファン１７０は、循環ダクト１８０内の循環空気に流れを発生させる。本実施形態では、ダクトファン１７０はリントフィルタ１６０の手前に設けているが、設置位置はこれに限るものではない。
【００３０】
循環ダクト１８０は、加熱器１２０と、乾燥室１３０と、冷却器１４０との間で循環空気をこの順に循環させる通風路である。循環ダクト１８０は、冷却器１４０によって溶剤等が回収された循環空気をそのまま加熱器１２０に導くため、循環空気中に残留した溶剤が外部に放出されない。したがって、作業環境の悪化および環境汚染を防止できる。また、気化溶剤を含んだ循環空気を循環によって何度も冷却し回収するため、最終的には溶剤回収率をほぼ全量となる９５％以上にまで向上させることができ、溶剤の再利用率を促進させ、ランニングコストの削減を図ることが可能になる。
【００３１】
さらに、循環ダクト１８０を備えることによって、乾燥機１００には排気ダクトや吸気ダクト等の設置が不要となるため、従来の乾燥機と比べて設置コストを低減できる。これにともなって、乾燥機１００を設置する建屋の躯体にダクト等の貫通用の開口部を設ける必要がなくなる。したがって、都市部のビルやマンションの一室等であっても、テナントとして容易に設置することができる。また、広いダクトスペースを必要としないため、限られた（狭い）面積にも容易に設置し得る。
【００３２】
またダクトを循環型としたことにより、冷却器１４０によって除湿された乾いた循環空気を衣類の乾燥に利用できる。乾いた循環空気であれば、温度が低くても衣類からより多くの液体を蒸発させ得る。換言すれば、循環型である乾燥機１００は、外気を取り込んで乾燥に利用する従来の乾燥機（開放型）と比較して、同等の乾燥性能をより低い乾燥温度で達成することができる。そのため、本実施形態にかかる乾燥機１００では、乾燥室１３０の乾燥温度を下げて衣類の痛みの軽減を図ることができる。
【００３３】
循環経路１９０は、内部に熱媒体（冷媒）を封入している。循環経路１９０は、圧縮機１９２と加熱器１２０と膨張弁１９４と冷却器１４０との間に熱媒体を循環させる回路を形成する。なお、循環経路１９０に用いる熱媒体としてはＣＯ２が好適である。自然冷媒であるＣＯ２は超臨界サイクルで利用することができ、加熱対象における加熱前と加熱後との間に温度差がある場合、例えば循環空気を７℃から６５℃に加熱させる場合に高いＣＯＰを示す。そのため本実施形態にかかる乾燥機１００のように、６０℃〜７０℃の温度で乾燥を行う場合に好適に利用することができる。その他、フロン系の冷媒も熱媒体として使用することも可能である。
【００３４】
圧縮機１９２は、電力を利用して熱媒体を圧縮する。これにより、熱媒体は高温高圧の気体となって加熱器１２０へ送られる。
【００３５】
膨張弁１９４は、加熱器１２０で放熱した熱媒体を減圧状態にして膨張させ、低温低圧の液体にする。低温低圧の液体となった熱媒体は冷却器１４０へ送られる。
【００３６】
上記説明のように、ヒートポンプを利用した乾燥機１００は、冷却器１４０と加熱器１２０との間での熱移動が可能であり、一台で冷熱と温熱を同時に発生させることができる。したがってエネルギーを効率よく利用することができる。またヒートポンプは、ポンプ動力と循環空気の熱とを両方利用するため（１つのポンプ動力によって加熱の仕事と冷却の仕事の両方を行うため）、ＣＯＰが３．５程度にもなるほど高い。これにともない、当該乾燥機１００のランニングコストは、ボイラを利用した従来の乾燥機のそれと比較して約半分に低減できる。さらに、ヒートポンプを利用することで、ボイラを利用する場合よりもＣＯ２排出量を７割程度削減することができる。これらのように、本実施形態にかかる乾燥機１００は、ボイラや冷凍機を利用する場合よりも著しくエネルギー効率を向上させることができ、かつ環境負荷も低減することができる。
【００３７】
またヒートポンプを利用した乾燥機１００では、ボイラおよび冷凍機の設置・接続が不要となるため、温熱供給用の蒸気配管や凝縮水用のドレン管や冷凍機の室外機との接続配管も不要となり、これにともなって建屋に開口部等の設置工事を行う必要もなくなる。したがって、従来の乾燥機と比較して設置コストを低減でき、容易に設置することができる。さらに、ヒートポンプには燃焼反応がないため、気化溶剤への引火の危険性もなく安全である。
【００３８】
（第２実施形態）
本発明にかかる乾燥機の第２実施形態について説明する。図２は第２実施形態にかかる乾燥機２００の概略構成を説明する図である。図２に示す乾燥機２００は、第１実施形態にかかる乾燥機１００と同様にヒートポンプを利用したドライクリーニング用の回転型乾燥機である。
【００３９】
本実施形態にかかる乾燥機２００は、第１実施形態において説明した乾燥機１００とは、バイパス回路２１０と、バイパス調節弁２２０と、熱媒体温度検知部２３０と、制御部２４０とを備える点において異なる。以下、第２実施形態と機能および構成が同様の要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
バイパス回路２１０は、ヒートポンプの冷却器１４０側の熱媒体の回路に配置され、熱媒体を冷却器１４０に通過せずにヒートポンプに戻す回路である。本来、熱媒体は冷却器１４０を通過することで、外部の循環空気から吸熱する。しかし図４（ａ）に示すように、バイパス回路２１０を通過する熱媒体は吸熱することなく圧縮機１９２から加熱器１２０へ送られ放熱する。すなわち、バイパス回路２１０によって熱媒体は、吸熱せずに放熱のみ行なうため、急速に温度が下がる。これによって、乾燥機２００はすばやく立ち上げることができる。
【００４１】
バイパス調節弁２２０は、バイパス回路２１０上に設置され、その開度によってバイパス回路２１０を通過する熱媒体の流量を調節する。バイパス調節弁２２０としては、例えば電動弁を利用することができる。
【００４２】
熱媒体温度検知部２３０は、膨張弁１９４を通過した低温低圧状態の熱媒体の温度を検出する。熱媒体温度検知部２３０の構成としては、例えば温度トランスミッタを利用することができる。本実施形態では、熱媒体温度検知部２３０は、膨張弁１９４からバイパス回路２１０に到達するまでの循環経路１９０上に設置されている。この位置に配置することによって、膨張弁１９４を通過直後の熱媒体の温度を適切に検知することができる。
【００４３】
制御部２４０は、熱媒体の温度に応じてバイパス調節弁２２０の開度を調節する。本実施形態では、制御部２４０は、熱媒体の温度が目標とする温度より高いときは、その温度からバイパス調節弁２２０の開度を演算し、その開度でバイパス調節弁２２０を開かせる。そして制御部２４０は、熱媒体が所定温度以下になるまで熱媒体をバイパス回路２１０に通過させる。その結果、熱媒体は冷却器１４０での吸熱量が減るため、急速に温度が低下する。そして、熱媒体の温度が所定温度以下に到達した場合には、図４（ｂ）に示すように、制御部２４０はバイパス調節弁２２０を閉じて、熱媒体を冷却器１４０に流通させる。
【００４４】
このように乾燥機２００は、熱媒体に冷却器１４０をバイパスさせることにより、装置起動時に熱媒体の温度を所定温度以下に急速に低下させることができる。これにより、間欠的に稼働させる際にも迅速に予備運転を完了させることができ、装置の使い勝手を向上させることができる。また、消費電力の無駄を省きながらすばやく立ち上げることができるためランニングコストを低減できる。
【００４５】
（第３実施形態）
本発明にかかる乾燥機の第３実施形態について説明する。図３は第３実施形態にかかる乾燥機３００の概略構成を説明する図である。図３では、乾燥機３００を、第１実施形態と同様にヒートポンプを利用したドライクリーニング用の回転型乾燥機として例示している。
【００４６】
乾燥機３００は、バイパスダクト３１０と、ダクト切換弁３２１〜３２６と、空気温度検知部３３０と、制御部３４０とを備える点において第1実施形態の乾燥機１００と異なる。以下、第１実施形態と機能および構成が同様の要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
バイパスダクト３１０は、循環ダクト１８０内を流れる循環空気に冷却器１４０を迂回させるための通風路である。バイパスダクト３１０を通過する循環空気の経路は、冷却器１４０を通過しないため、加熱器１２０によって専ら加熱される経路となる。
【００４８】
ダクト切換弁３２１〜３２６は、循環空気の流れを、バイパスダクト３１０または冷却器１４０へ向かう循環ダクト１８０のどちらかに切り替える。バイパスダクト３１０の入口側にダクト切換弁３２１が設けられ、その出口側にダクト切換弁３２２が設けられている。バイパスダクト３１０によって迂回された循環ダクト１８０上には、その入り口側にダクト切換弁３２３が設けられ、その出口側にダクト切換弁３２４が設けられている。
【００４９】
冷却器１４０の前後には、外気から吸気する吸気ダクト３１２と、外部に排気する排気ダクト３１４を設けている。そして吸気ダクト３１２上にはダクト切換弁３２５が設けられ、排気ダクト３１４上にはダクト切換弁３２６が設けられている。バイパスダクト３１０に循環空気が流通するとき、冷却器１４０には循環空気が流通しなくなり、ヒートポンプが循環空気から吸熱できなくなるからである。
【００５０】
ここで、冷却器１４０を開通させるダクト切換弁（３２３、３２４）と、バイパスダクト３１０を開通させるダクト切換弁（３２１、３２２）および冷却器１４０に外気を流通させるダクト切換弁（３２５、３２６）とは、排他的に開閉するインタロック制御を行う。これらダクト切換弁としては、例えば電磁弁を利用することができる。
【００５１】
空気温度検知部３３０は、加熱器１２０を通過した循環ダクト１８０内の循環空気の温度を検知する。空気温度検知部３３０としては、例えば温度トランスミッタを利用することができる。本実施形態では、空気温度検知部３３０は、加熱器１２０から乾燥室１３０に到達するまでの循環ダクト１８０上に設置されている。この位置に設置されることで、空気温度検知部３３０は、乾燥に利用する循環空気の温度を適切に検知することができる。
【００５２】
制御部３４０は、循環ダクト１８０内の循環空気の温度に応じて、各ダクト切換弁を開閉する。本実施形態では、制御部３４０は、循環ダクト１８０内の循環空気の温度が目標とする温度以下であるときに、冷却器１４０を開通させるダクト切換弁（３２３、３２４）を閉じ、バイパスダクト３１０を開通させるダクト切換弁（３２１、３２２）および冷却器１４０に外気を流通させるダクト切換弁（３２５、３２６）を開く。その結果、図３（ａ）に矢印で示すように、循環ダクト１８０内を流れる循環空気はバイパスダクト３１０を通過し、冷却器１４０を迂回して加熱器１２０へ戻ることができる。このとき、冷却器１４０へは吸気ダクト３１２から外気が吸い込まれ、冷却器１４０を通過して排気ダクト３１４から排気される。これにより、ヒートポンプの熱媒体は冷却器１４０において、外気からの熱を取り込むことができる。
【００５３】
制御部３４０は、循環ダクト１８０内の循環空気が所定温度以上になるまで循環空気をバイパスダクト３１０に通過させる。そして、循環ダクト１８０内の循環空気が所定温度以上になると、図３（ｂ）に示すように、制御部３４０はダクト切換弁（３２１、３２２、３２５、３２６）を閉じ、ダクト切換弁（３２３、３２４）を開ける。これにより通常運転として、冷却器１４０においてヒートポンプにより循環空気を冷却することができる。
【００５４】
このように乾燥機３００では、循環空気に冷却器１４０をバイパスさせることにより、装置起動時に、乾燥に利用する循環空気の温度を所定温度以上に急速に加熱することができる。これにより、間欠的に稼働させる際にも迅速に予備運転を完了させることができ、装置の使い勝手を向上させることができる。また、消費電力の無駄を省きながらすばやく立ち上げることができるためランニングコストを低減できる。
【００５５】
（第４実施形態）
本発明にかかる乾燥機の第４実施形態について説明する。図４は第４実施形態にかかる乾燥機４００の概略構成を説明する図である。図４に示す乾燥機４００は、第１実施形態と同様に、ヒートポンプを利用したドライクリーニング用の回転型乾燥機である。しかし、加熱器および冷却器が２次冷媒を利用した間接式の熱交換器である点において第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と機能および構成が同様の要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
乾燥機４００は、１次冷媒回路４１０と、凝縮器としての第１熱交換器４２０と、２次冷媒回路４２２と、加熱器４３０と、蒸発器としての第２熱交換器４４０と、２次冷媒回路４４２と、冷却器４５０とを含んでいる。
【００５７】
１次冷媒回路４１０は、内部に１次冷媒を封入している。１次冷媒回路４１０は、圧縮機１９２、第１熱交換器４２０、膨張弁１９４、および第２熱交換器４４０の間に１次冷媒を循環させる回路を形成する。１次冷媒としては上記第２実施形態と同様にＣＯ２が好適である。
【００５８】
第１熱交換器４２０は、１次冷媒回路４１０と２次冷媒回路４２２との間で熱交換を行なう。１次冷媒回路４１０を流れる１次冷媒からみて第１熱交換器４２０は凝縮器にあたり、２次冷媒回路４２２へは凝縮熱が伝達される。
【００５９】
２次冷媒回路４２２は、内部に２次冷媒を封入している。２次冷媒回路４２２にはポンプ４２４が設けられ、第１熱交換器４２０と加熱器４３０との間で２次冷媒を循環させる。２次冷媒としては、水を使用することができる。水は比熱容量が高いため冷媒として好適であり、かつ安全である。
【００６０】
加熱器４３０は、２次冷媒から、第１熱交換器４２０において受け取った凝縮熱を放熱させる。これによって、循環ダクト１８０内の循環空気を６０〜７０℃に加温する。
【００６１】
第２熱交換器４４０は、１次冷媒回路４１０と２次冷媒回路４４２との間で熱交換を行なう。１次冷媒回路４１０を流れる熱媒体からみて第２熱交換器４４０は蒸発器にあたり、２次冷媒からは蒸発熱に相当する量の熱が奪われる（冷熱が供給される）。
【００６２】
２次冷媒回路４４２は、内部に２次冷媒を封入している。２次冷媒回路４４２にはポンプ４４４が設けられ、第２熱交換器４４０と冷却器４５０との間で２次冷媒を循環させる。２次冷媒としては、２次冷媒回路４２２と同様に水を使用することができる。
【００６３】
冷却器４５０は、第２熱交換器４４０において供給された冷熱によって、乾燥室１３０から送られる湿った循環空気を冷却する。
【００６４】
上記説明したように、間接式のヒートポンプを利用した乾燥機４００では、加熱器４３０および冷却器４５０等には２次冷媒として水が循環している。そのため、高圧の１次冷媒回路４１０の経路長を短くすることができ、装置コストを低減させることができる。また、１次冷媒回路４１０を外部に露出させない構成とすることができるため、１次冷媒回路４１０が外力によって損傷するおそれを低減することができる。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、ドライクリーニングに使用する乾燥機として利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１００、２００、３００、４００、 …乾燥機
１２０ …加熱器
１３０ …乾燥室
１４０ …冷却器
１５０ …溶剤回収器
１６０ …リントフィルタ
１７０ …ダクトファン
１８０ …循環ダクト
１９０ …循環経路
１９２ …圧縮機
１９４ …膨張弁
２１０ …バイパス回路
２２０ …バイパス調節弁
２３０ …熱媒体温度検知部
２４０ …制御部
３１０ …バイパスダクト
３１２ …吸気ダクト
３１４ …排気ダクト
３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６ …ダクト切換弁
３３０ …空気温度検知部
３４０ …制御部
４１０ …１次冷媒回路
４２０ …第１熱交換器
４２２ …２次冷媒回路
４２４ …ポンプ
４３０ …加熱器
４４０ …第２熱交換器
４４２ …２次冷媒回路
４４４ …ポンプ
４５０ …冷却器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライクリーニングに使用する乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からクリーニングの各工程（洗浄、仕上げ、包装等）は、専用設備によって行われている。特に、各工程のなかでも時間を要する乾燥工程を迅速化するため、乾燥機が広く普及している。現在では、全国約４万箇所のクリーニング工場で、約１０万台にもおよぶ乾燥機が稼動しているとされている。
【０００３】
乾燥機を大別すると、ボイラからの蒸気を利用する蒸気式乾燥機、ガスの燃焼によって加熱された空気を利用するガス式乾燥機、電気ヒータ等によって加熱された空気を利用する電気式乾燥機に分けることができる。このうち、蒸気式乾燥機はクリーニング工場に広く普及していて、現在ではクリーニング工場で使用されている乾燥機の９０％以上が蒸気式乾燥機である。その理由としては、クリーニング工場にはスチームアイロン等の蒸気使用機器のために元来からボイラが設置されていたことや、ボイラ燃料として一般的に使用されているＡ重油が従来は安価であったこと等が挙げられる。
【０００４】
蒸気式乾燥機には、ドライクリーニングにおける安全性の面での利点もある。ドライクリーニングとは、水の代わりに有機溶剤を使用して汚れをおとす洗濯方法である。有機溶剤には引火性の高いものが多いが、蒸気式乾燥機はボイラからの蒸気を利用するため燃焼反応がなく、有機溶剤への引火がなく安全である。なお、ドライクリーニングで使用される５号工業用ガソリン、テトラクロロエチレン等は、常温で蒸発・気化するため揮発性有機化合物（ＶＯＣ（Volatile Organic Compounds））とも呼ばれる。
【０００５】
ところで、近年の過熱する価格競争と原油価格の高騰とによって、クリーニング工場ではコスト削減が切望されている。さらに、近年の環境意識の高まりから、クリーニング工場には、ＶＯＣの屋外への放出に対しての積極的な対策が求められている。
【０００６】
このような問題に対して、従来から様々な対策が提案されている。例えば特許文献１には、溶剤を収容した溶剤貯留層を含む溶剤流路の配管の一部を、通気路内に配設して溶剤クーラとした洗濯乾燥機が記載されている。この特許文献１によれば、従来のように溶剤を冷却するためのクーラを外部に設ける必要がなく、低廉なコストの洗濯乾燥機を実現できるとされている。
【０００７】
また、特許文献２には、脱液回転数が下がったら、それに対応してその次の工程である乾燥時に乾燥時間を定められた時間自動延長し、又は乾燥設定温度を一定時間増やす等の何れか、或いは双方を行うドライクリーナの乾燥方法が開示されている。特許文献２の記載によれば、衣料を取り出す際に、臭気を低いレベルに安定化させ、かつ溶剤ロスを少なくするとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１９７９７号公報
【特許文献２】特開平５−１２３４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の洗濯乾燥機では、空気を加熱する乾燥ヒータの熱源（温熱供給）としてボイラを使用し、溶剤ガスを冷却する乾燥クーラの熱源（冷熱供給）としてチラー（冷凍機）を使用している。ここで、冷凍機は熱交換によって大きな排熱を生じるところ、この排熱は単に捨てていたため、エネルギーの無駄および冷却水の無駄を生じているという問題がある。
【００１０】
また特許文献１および特許文献２では、屋外に対する吸気および排気を行うために、吸気口および排気口を建物の外壁に取付、さらにこれらに接続されるダクト等の設備が必要となる。このため、初期導入費用としての設置コストがかさむと共に、大きな設置スペース（機器が専有する面積）を必要とする。現在、クリーニング業者の７割が個人経営であって、限られた店舗面積で営業を行っている。このことに鑑みると、特許文献１、特許文献２のような構成では導入しづらく、汎用性に欠けると思われる。
【００１１】
また都市部のビルに設置するにはビルの躯体にダクト等の貫通用の開口部を設ける必要があるが、ビルの所有者が係る工事に承諾しないことが多いため、テナントとして設置することは困難である。そのため広い敷地が確保できる地方にクリーニング工場を建設して、そこに乾燥機を設置しているのが現状である。しかし洗濯物を預ける顧客は都市部や住宅地等に多いことから、預かった洗濯物は長距離を搬送して洗濯、乾燥の作業を行う必要がある。このため、洗濯物の輸送に時間と手間とコストを要するという問題があった。
【００１２】
さらに特許文献１と特許文献２のいずれの構成においても、ＶＯＣを含んだ空気を外部に放出する点においては変わりがない。このため建物が密集した都市部や住宅地等にドライクリーニング用の乾燥機を設置することは難しい。仮にクリーニング工場を地方に建設したとしても、ＶＯＣを排出していることに変わりはないため、クリーニング工場の作業者の健康被害に対する懸念は依然として解決されていない。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑み、エネルギー効率が高く、かつ溶剤回収率を向上させ、ランニングコストおよび設置コストの削減を図ることのできる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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明にかかる乾燥機の代表的な構成は、空気を加熱する加熱器と、加熱された空気によって衣類に含まれた溶剤を蒸発させる乾燥室と、空気を冷却して溶剤を凝縮させる冷却器と、冷却器において凝縮した溶剤を回収する溶剤回収器と、加熱器、乾燥室、および冷却器の間で空気をこの順に循環させる循環ダクトと、冷却器から加熱器に熱を移動させることにより、加熱器に温熱を供給するとともに冷却器に冷熱を供給するヒートポンプと、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、ヒートポンプからの冷熱を用いて気化溶剤の潜熱を回収し凝縮させ溶剤を回収すると同時に、その回収した潜熱を加熱器の熱源として空気（循環空気）を加熱し、乾燥室内の溶剤を蒸発させることができる。このようにヒートポンプは冷温同時取りだしが可能であるため、ＣＯＰ（Coefficient Of Performance：成績係数）が高く、当該乾燥機のエネルギー効率を著しく向上させ、ランニングコストを低減させることができる。また、温熱供給用の蒸気配管や凝縮水用のドレン管、冷熱提供用の冷凍機が不要になるため設置コストも低減でき、かつ限られた面積でも容易に設置可能になる。さらに、ヒートポンプは燃焼反応がないため、有機溶剤への引火の可能性が低く安全である。
【００１６】
さらに当該乾燥機は、ダクトが循環型であることから、屋外に通じるダクトの設置が不要となり、設置場所の自由度が増加すると共に、設置コストを低減できる。また、気化溶剤（ＶＯＣ）を外部に放出することなく循環させるため、溶剤回収率を向上させてランニングコストの削減を図ると共に、環境汚染も防止できる。さらに、冷却器によって除湿され乾いた循環空気を用いて衣類の乾燥を行うことから、温度が低くても衣類を乾燥させ得るため、衣類の痛みの軽減を図ることができる。
【００１７】
これらのことから、エネルギー効率が高く、かつ溶剤回収率を向上させ、ランニングコストおよび設置コストの削減を図ることのできる乾燥機を提供することができる。
【００１８】
当該乾燥機は、ヒートポンプの冷却器側の熱媒体の回路に配置され、熱媒体を冷却器を通過せずにヒートポンプに戻すためのバイパス回路と、熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検知部と、熱媒体が所定以下の温度になるまで熱媒体をバイパス回路に通す制御部と、を備えてもよい。熱媒体に冷却器をバイパスさせることにより、装置起動時に熱媒体の温度を所定温度以下に急速に低下させることができる。これにより、間欠的に稼働させる際にも迅速に予備運転を完了させることができ、装置の使い勝手を向上させることができる。また、消費電力の無駄を省きながらすばやく立ち上げることができるためランニングコストを低減できる。
【００１９】
当該乾燥機は、循環ダクトに設けられた冷却器を迂回するバイパスダクトと、空気の温度を検知する空気温度検知部と、空気が所定以上の温度になるまで空気をバイパスダクトに通す制御部と、を備えてもよい。循環空気に冷却器をバイパスさせることにより、装置起動時に、乾燥に利用する循環空気の温度を所定温度以上に急速に加熱することができる。これにより、間欠的に稼働させる際にも迅速に予備運転を完了させることができ、装置の使い勝手を向上させることができる。また、外気の熱をヒートポンプの熱源とすることができるので、消費電力の無駄を省きながらすばやく立ち上げることができ、ランニングコストを低減できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、設置が容易であって、設置コストおよびランニングコストが安価で、ＶＯＣをほぼ全量回収可能な、エネルギー効率の高い乾燥機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態にかかる乾燥機の概略構成を説明する図である。
【図２】第２実施形態にかかる乾燥機の概略構成を説明する図である。
【図３】第３実施形態にかかる乾燥機の概略構成を説明する図である。
【図４】第４実施形態にかかる乾燥機の概略構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態にかかる乾燥機１００の概略構成を説明する図である。図１に示す乾燥機１００は、ドライクリーニング用の回転型乾燥機（タンブラ）である。乾燥機１００は、加熱器１２０と、乾燥室１３０と、冷却器１４０と、溶剤回収器１５０と、リントフィルタ１６０と、ダクトファン１７０と、循環ダクト１８０とを備えている。また、循環経路１９０と、圧縮機１９２と、膨張弁１９４と、凝縮器としての加熱器１２０と、蒸発器としての冷却器１４０とから、ヒートポンプが構成されている。
【００２４】
加熱器１２０は、循環ダクト１８０上に設けられ、循環ダクト１８０内の循環空気を加熱する。本実施形態では、加熱器１２０はヒートポンプにおける凝縮器であって、圧縮機１９２にて圧縮された高温高圧の熱媒体から発生する凝縮熱を放熱させる。これによって、循環ダクト１８０内の循環空気を６０〜７０℃に加熱する。加熱器１２０を通過して加熱された循環空気は、乾燥室１３０へ向かう。なお、加熱器１２０において放熱した熱媒体は凝縮して液体となる。
【００２５】
乾燥室１３０は、加熱器１２０で加熱された循環空気を利用して衣類を乾燥させる。乾燥機１００はドライクリーニング用であるから、衣類は液状の溶剤（５号工業用ガソリンやテトラクロロエチレンなど）を多量に含んでいる。乾燥室１３０は、衣類を収容する回転ドラムや気流を発生させる不図示のファンによって構成されていて、回転ドラムによって衣類を撹拌しながらファンによって衣類に温風を接触させることで、衣類に含まれた溶剤を蒸発させる。乾燥室１３０へ供給された循環空気は、衣類からの気化溶剤（ＶＯＣ）を含み、３０〜６０℃程度の湿った循環空気となって冷却器１４０へと送られる。
【００２６】
冷却器１４０は、乾燥室１３０より下流の循環ダクト１８０上に設けられ、乾燥室１３０から送られる湿った循環空気を冷却して気化溶剤を凝縮（液化）させる。本実施形態では、冷却器１４０はヒートポンプにおける蒸発器である。冷却器１４０では、低温低圧の熱媒体が蒸発して低温低圧の気体となり、相変化する際の潜熱によって冷熱を生じ、乾燥室１３０から送られる湿った循環空気を冷却する。このとき、循環空気の温度が下がるとその飽和蒸気量も下がるため、気化溶剤は凝縮し、循環空気中から取り除かれる（冷却回収）。冷却器１４０を通過する循環空気は７℃程度にまで温度が下げられる。なお、冷却器１４０にて気体となった熱媒体は、圧縮機１９２へ送られる。
【００２７】
溶剤回収器１５０は、冷却器１４０において凝縮させた溶剤を回収する。溶剤回収器１５０では、循環空気中に含まれる溶剤の例えば９５％程度を回収することができる。溶剤回収器１５０に回収された溶剤は、不純物除去や蒸留などの再生処理等を行なった後に再利用される。溶剤回収器１５０は、回収タンクや回収ポンプ等で構成することができる。また、溶剤回収器１５０には蒸留塔を並設してもよく、これにより溶剤の回収と再生とを迅速に行うことが可能になる。
【００２８】
リントフィルタ１６０は、加熱器１２０および冷却器１４０の手前の循環ダクト１８０上に配置され、通過する循環空気から糸くず等の塵埃を取り除く。リントフィルタ１６０によって、加熱器１２０等への塵埃の堆積やカビの発生が防止されるため、加熱器１２０等の熱交換性能は好適に維持される。
【００２９】
ダクトファン１７０は、循環ダクト１８０内の循環空気に流れを発生させる。本実施形態では、ダクトファン１７０はリントフィルタ１６０の手前に設けているが、設置位置はこれに限るものではない。
【００３０】
循環ダクト１８０は、加熱器１２０と、乾燥室１３０と、冷却器１４０との間で循環空気をこの順に循環させる通風路である。循環ダクト１８０は、冷却器１４０によって溶剤等が回収された循環空気をそのまま加熱器１２０に導くため、循環空気中に残留した溶剤が外部に放出されない。したがって、作業環境の悪化および環境汚染を防止できる。また、気化溶剤を含んだ循環空気を循環によって何度も冷却し回収するため、最終的には溶剤回収率をほぼ全量となる９５％以上にまで向上させることができ、溶剤の再利用率を促進させ、ランニングコストの削減を図ることが可能になる。
【００３１】
さらに、循環ダクト１８０を備えることによって、乾燥機１００には排気ダクトや吸気ダクト等の設置が不要となるため、従来の乾燥機と比べて設置コストを低減できる。これにともなって、乾燥機１００を設置する建屋の躯体にダクト等の貫通用の開口部を設ける必要がなくなる。したがって、都市部のビルやマンションの一室等であっても、テナントとして容易に設置することができる。また、広いダクトスペースを必要としないため、限られた（狭い）面積にも容易に設置し得る。
【００３２】
またダクトを循環型としたことにより、冷却器１４０によって除湿された乾いた循環空気を衣類の乾燥に利用できる。乾いた循環空気であれば、温度が低くても衣類からより多くの液体を蒸発させ得る。換言すれば、循環型である乾燥機１００は、外気を取り込んで乾燥に利用する従来の乾燥機（開放型）と比較して、同等の乾燥性能をより低い乾燥温度で達成することができる。そのため、本実施形態にかかる乾燥機１００では、乾燥室１３０の乾燥温度を下げて衣類の痛みの軽減を図ることができる。
【００３３】
循環経路１９０は、内部に熱媒体（冷媒）を封入している。循環経路１９０は、圧縮機１９２と加熱器１２０と膨張弁１９４と冷却器１４０との間に熱媒体を循環させる回路を形成する。なお、循環経路１９０に用いる熱媒体としてはＣＯ２が好適である。自然冷媒であるＣＯ２は超臨界サイクルで利用することができ、加熱対象における加熱前と加熱後との間に温度差がある場合、例えば循環空気を７℃から６５℃に加熱させる場合に高いＣＯＰを示す。そのため本実施形態にかかる乾燥機１００のように、６０℃〜７０℃の温度で乾燥を行う場合に好適に利用することができる。その他、フロン系の冷媒も熱媒体として使用することも可能である。
【００３４】
圧縮機１９２は、電力を利用して熱媒体を圧縮する。これにより、熱媒体は高温高圧の気体となって加熱器１２０へ送られる。
【００３５】
膨張弁１９４は、加熱器１２０で放熱した熱媒体を減圧状態にして膨張させ、低温低圧の液体にする。低温低圧の液体となった熱媒体は冷却器１４０へ送られる。
【００３６】
上記説明のように、ヒートポンプを利用した乾燥機１００は、冷却器１４０と加熱器１２０との間での熱移動が可能であり、一台で冷熱と温熱を同時に発生させることができる。したがってエネルギーを効率よく利用することができる。またヒートポンプは、ポンプ動力と循環空気の熱とを両方利用するため（１つのポンプ動力によって加熱の仕事と冷却の仕事の両方を行うため）、ＣＯＰが３．５程度にもなるほど高い。これにともない、当該乾燥機１００のランニングコストは、ボイラを利用した従来の乾燥機のそれと比較して約半分に低減できる。さらに、ヒートポンプを利用することで、ボイラを利用する場合よりもＣＯ２排出量を７割程度削減することができる。これらのように、本実施形態にかかる乾燥機１００は、ボイラや冷凍機を利用する場合よりも著しくエネルギー効率を向上させることができ、かつ環境負荷も低減することができる。
【００３７】
またヒートポンプを利用した乾燥機１００では、ボイラおよび冷凍機の設置・接続が不要となるため、温熱供給用の蒸気配管や凝縮水用のドレン管や冷凍機の室外機との接続配管も不要となり、これにともなって建屋に開口部等の設置工事を行う必要もなくなる。したがって、従来の乾燥機と比較して設置コストを低減でき、容易に設置することができる。さらに、ヒートポンプには燃焼反応がないため、気化溶剤への引火の危険性もなく安全である。
【００３８】
（第２実施形態）
本発明にかかる乾燥機の第２実施形態について説明する。図２は第２実施形態にかかる乾燥機２００の概略構成を説明する図である。図２に示す乾燥機２００は、第１実施形態にかかる乾燥機１００と同様にヒートポンプを利用したドライクリーニング用の回転型乾燥機である。
【００３９】
本実施形態にかかる乾燥機２００は、第１実施形態において説明した乾燥機１００とは、バイパス回路２１０と、バイパス調節弁２２０と、熱媒体温度検知部２３０と、制御部２４０とを備える点において異なる。以下、第２実施形態と機能および構成が同様の要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
バイパス回路２１０は、ヒートポンプの冷却器１４０側の熱媒体の回路に配置され、熱媒体を冷却器１４０に通過せずにヒートポンプに戻す回路である。本来、熱媒体は冷却器１４０を通過することで、外部の循環空気から吸熱する。しかし図４（ａ）に示すように、バイパス回路２１０を通過する熱媒体は吸熱することなく圧縮機１９２から加熱器１２０へ送られ放熱する。すなわち、バイパス回路２１０によって熱媒体は、吸熱せずに放熱のみ行なうため、急速に温度が下がる。これによって、乾燥機２００はすばやく立ち上げることができる。
【００４１】
バイパス調節弁２２０は、バイパス回路２１０上に設置され、その開度によってバイパス回路２１０を通過する熱媒体の流量を調節する。バイパス調節弁２２０としては、例えば電動弁を利用することができる。
【００４２】
熱媒体温度検知部２３０は、膨張弁１９４を通過した低温低圧状態の熱媒体の温度を検出する。熱媒体温度検知部２３０の構成としては、例えば温度トランスミッタを利用することができる。本実施形態では、熱媒体温度検知部２３０は、膨張弁１９４からバイパス回路２１０に到達するまでの循環経路１９０上に設置されている。この位置に配置することによって、膨張弁１９４を通過直後の熱媒体の温度を適切に検知することができる。
【００４３】
制御部２４０は、熱媒体の温度に応じてバイパス調節弁２２０の開度を調節する。本実施形態では、制御部２４０は、熱媒体の温度が目標とする温度より高いときは、その温度からバイパス調節弁２２０の開度を演算し、その開度でバイパス調節弁２２０を開かせる。そして制御部２４０は、熱媒体が所定温度以下になるまで熱媒体をバイパス回路２１０に通過させる。その結果、熱媒体は冷却器１４０での吸熱量が減るため、急速に温度が低下する。そして、熱媒体の温度が所定温度以下に到達した場合には、図４（ｂ）に示すように、制御部２４０はバイパス調節弁２２０を閉じて、熱媒体を冷却器１４０に流通させる。
【００４４】
このように乾燥機２００は、熱媒体に冷却器１４０をバイパスさせることにより、装置起動時に熱媒体の温度を所定温度以下に急速に低下させることができる。これにより、間欠的に稼働させる際にも迅速に予備運転を完了させることができ、装置の使い勝手を向上させることができる。また、消費電力の無駄を省きながらすばやく立ち上げることができるためランニングコストを低減できる。
【００４５】
（第３実施形態）
本発明にかかる乾燥機の第３実施形態について説明する。図３は第３実施形態にかかる乾燥機３００の概略構成を説明する図である。図３では、乾燥機３００を、第１実施形態と同様にヒートポンプを利用したドライクリーニング用の回転型乾燥機として例示している。
【００４６】
乾燥機３００は、バイパスダクト３１０と、ダクト切換弁３２１〜３２６と、空気温度検知部３３０と、制御部３４０とを備える点において第1実施形態の乾燥機１００と異なる。以下、第１実施形態と機能および構成が同様の要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
バイパスダクト３１０は、循環ダクト１８０内を流れる循環空気に冷却器１４０を迂回させるための通風路である。バイパスダクト３１０を通過する循環空気の経路は、冷却器１４０を通過しないため、加熱器１２０によって専ら加熱される経路となる。
【００４８】
ダクト切換弁３２１〜３２６は、循環空気の流れを、バイパスダクト３１０または冷却器１４０へ向かう循環ダクト１８０のどちらかに切り替える。バイパスダクト３１０の入口側にダクト切換弁３２１が設けられ、その出口側にダクト切換弁３２２が設けられている。バイパスダクト３１０によって迂回された循環ダクト１８０上には、その入り口側にダクト切換弁３２３が設けられ、その出口側にダクト切換弁３２４が設けられている。
【００４９】
冷却器１４０の前後には、外気から吸気する吸気ダクト３１２と、外部に排気する排気ダクト３１４を設けている。そして吸気ダクト３１２上にはダクト切換弁３２５が設けられ、排気ダクト３１４上にはダクト切換弁３２６が設けられている。バイパスダクト３１０に循環空気が流通するとき、冷却器１４０には循環空気が流通しなくなり、ヒートポンプが循環空気から吸熱できなくなるからである。
【００５０】
ここで、冷却器１４０を開通させるダクト切換弁（３２３、３２４）と、バイパスダクト３１０を開通させるダクト切換弁（３２１、３２２）および冷却器１４０に外気を流通させるダクト切換弁（３２５、３２６）とは、排他的に開閉するインタロック制御を行う。これらダクト切換弁としては、例えば電磁弁を利用することができる。
【００５１】
空気温度検知部３３０は、加熱器１２０を通過した循環ダクト１８０内の循環空気の温度を検知する。空気温度検知部３３０としては、例えば温度トランスミッタを利用することができる。本実施形態では、空気温度検知部３３０は、加熱器１２０から乾燥室１３０に到達するまでの循環ダクト１８０上に設置されている。この位置に設置されることで、空気温度検知部３３０は、乾燥に利用する循環空気の温度を適切に検知することができる。
【００５２】
制御部３４０は、循環ダクト１８０内の循環空気の温度に応じて、各ダクト切換弁を開閉する。本実施形態では、制御部３４０は、循環ダクト１８０内の循環空気の温度が目標とする温度以下であるときに、冷却器１４０を開通させるダクト切換弁（３２３、３２４）を閉じ、バイパスダクト３１０を開通させるダクト切換弁（３２１、３２２）および冷却器１４０に外気を流通させるダクト切換弁（３２５、３２６）を開く。その結果、図３（ａ）に矢印で示すように、循環ダクト１８０内を流れる循環空気はバイパスダクト３１０を通過し、冷却器１４０を迂回して加熱器１２０へ戻ることができる。このとき、冷却器１４０へは吸気ダクト３１２から外気が吸い込まれ、冷却器１４０を通過して排気ダクト３１４から排気される。これにより、ヒートポンプの熱媒体は冷却器１４０において、外気からの熱を取り込むことができる。
【００５３】
制御部３４０は、循環ダクト１８０内の循環空気が所定温度以上になるまで循環空気をバイパスダクト３１０に通過させる。そして、循環ダクト１８０内の循環空気が所定温度以上になると、図３（ｂ）に示すように、制御部３４０はダクト切換弁（３２１、３２２、３２５、３２６）を閉じ、ダクト切換弁（３２３、３２４）を開ける。これにより通常運転として、冷却器１４０においてヒートポンプにより循環空気を冷却することができる。
【００５４】
このように乾燥機３００では、循環空気に冷却器１４０をバイパスさせることにより、装置起動時に、乾燥に利用する循環空気の温度を所定温度以上に急速に加熱することができる。これにより、間欠的に稼働させる際にも迅速に予備運転を完了させることができ、装置の使い勝手を向上させることができる。また、消費電力の無駄を省きながらすばやく立ち上げることができるためランニングコストを低減できる。
【００５５】
（第４実施形態）
本発明にかかる乾燥機の第４実施形態について説明する。図４は第４実施形態にかかる乾燥機４００の概略構成を説明する図である。図４に示す乾燥機４００は、第１実施形態と同様に、ヒートポンプを利用したドライクリーニング用の回転型乾燥機である。しかし、加熱器および冷却器が２次冷媒を利用した間接式の熱交換器である点において第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と機能および構成が同様の要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
乾燥機４００は、１次冷媒回路４１０と、凝縮器としての第１熱交換器４２０と、２次冷媒回路４２２と、加熱器４３０と、蒸発器としての第２熱交換器４４０と、２次冷媒回路４４２と、冷却器４５０とを含んでいる。
【００５７】
１次冷媒回路４１０は、内部に１次冷媒を封入している。１次冷媒回路４１０は、圧縮機１９２、第１熱交換器４２０、膨張弁１９４、および第２熱交換器４４０の間に１次冷媒を循環させる回路を形成する。１次冷媒としては上記第２実施形態と同様にＣＯ２が好適である。
【００５８】
第１熱交換器４２０は、１次冷媒回路４１０と２次冷媒回路４２２との間で熱交換を行なう。１次冷媒回路４１０を流れる１次冷媒からみて第１熱交換器４２０は凝縮器にあたり、２次冷媒回路４２２へは凝縮熱が伝達される。
【００５９】
２次冷媒回路４２２は、内部に２次冷媒を封入している。２次冷媒回路４２２にはポンプ４２４が設けられ、第１熱交換器４２０と加熱器４３０との間で２次冷媒を循環させる。２次冷媒としては、水を使用することができる。水は比熱容量が高いため冷媒として好適であり、かつ安全である。
【００６０】
加熱器４３０は、２次冷媒から、第１熱交換器４２０において受け取った凝縮熱を放熱させる。これによって、循環ダクト１８０内の循環空気を６０〜７０℃に加温する。
【００６１】
第２熱交換器４４０は、１次冷媒回路４１０と２次冷媒回路４４２との間で熱交換を行なう。１次冷媒回路４１０を流れる熱媒体からみて第２熱交換器４４０は蒸発器にあたり、２次冷媒からは蒸発熱に相当する量の熱が奪われる（冷熱が供給される）。
【００６２】
２次冷媒回路４４２は、内部に２次冷媒を封入している。２次冷媒回路４４２にはポンプ４４４が設けられ、第２熱交換器４４０と冷却器４５０との間で２次冷媒を循環させる。２次冷媒としては、２次冷媒回路４２２と同様に水を使用することができる。
【００６３】
冷却器４５０は、第２熱交換器４４０において供給された冷熱によって、乾燥室１３０から送られる湿った循環空気を冷却する。
【００６４】
上記説明したように、間接式のヒートポンプを利用した乾燥機４００では、加熱器４３０および冷却器４５０等には２次冷媒として水が循環している。そのため、高圧の１次冷媒回路４１０の経路長を短くすることができ、装置コストを低減させることができる。また、１次冷媒回路４１０を外部に露出させない構成とすることができるため、１次冷媒回路４１０が外力によって損傷するおそれを低減することができる。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、ドライクリーニングに使用する乾燥機として利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１００、２００、３００、４００、 …乾燥機
１２０ …加熱器
１３０ …乾燥室
１４０ …冷却器
１５０ …溶剤回収器
１６０ …リントフィルタ
１７０ …ダクトファン
１８０ …循環ダクト
１９０ …循環経路
１９２ …圧縮機
１９４ …膨張弁
２１０ …バイパス回路
２２０ …バイパス調節弁
２３０ …熱媒体温度検知部
２４０ …制御部
３１０ …バイパスダクト
３１２ …吸気ダクト
３１４ …排気ダクト
３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６ …ダクト切換弁
３３０ …空気温度検知部
３４０ …制御部
４１０ …１次冷媒回路
４２０ …第１熱交換器
４２２ …２次冷媒回路
４２４ …ポンプ
４３０ …加熱器
４４０ …第２熱交換器
４４２ …２次冷媒回路
４４４ …ポンプ
４５０ …冷却器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を加熱する加熱器と、
加熱された空気によって衣類に含まれた溶剤を蒸発させる乾燥室と、
空気を冷却して溶剤を凝縮させる冷却器と、
前記冷却器において凝縮した溶剤を回収する溶剤回収器と、
前記加熱器、前記乾燥室、および前記冷却器の間で空気をこの順に循環させる循環ダクトと、
前記冷却器から前記加熱器に熱を移動させることにより、該加熱器に温熱を供給するとともに該冷却器に冷熱を供給するヒートポンプと、を備えたことを特徴とする乾燥機。
【請求項２】
前記ヒートポンプの前記冷却器側の熱媒体の回路に配置され、熱媒体を前記冷却器を通過せずに前記ヒートポンプに戻すためのバイパス回路と、
熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検知部と、
熱媒体が所定以下の温度になるまで熱媒体を前記バイパス回路に通す制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
【請求項３】
前記循環ダクトに設けられた前記冷却器を迂回するバイパスダクトと、
空気の温度を検知する空気温度検知部と、
空気が所定以上の温度になるまで空気を前記バイパスダクトに通す制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥機。
【請求項１】
空気を加熱する加熱器と、
加熱された空気によって衣類に含まれた溶剤を蒸発させる乾燥室と、
空気を冷却して溶剤を凝縮させる冷却器と、
前記冷却器において凝縮した溶剤を回収する溶剤回収器と、
前記加熱器、前記乾燥室、および前記冷却器の間で空気をこの順に循環させる循環ダクトと、
前記冷却器から前記加熱器に熱を移動させることにより、該加熱器に温熱を供給するとともに該冷却器に冷熱を供給するヒートポンプと、を備えたことを特徴とする乾燥機。
【請求項２】
前記ヒートポンプの前記冷却器側の熱媒体の回路に配置され、熱媒体を前記冷却器を通過せずに前記ヒートポンプに戻すためのバイパス回路と、
熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検知部と、
熱媒体が所定以下の温度になるまで熱媒体を前記バイパス回路に通す制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
【請求項３】
前記循環ダクトに設けられた前記冷却器を迂回するバイパスダクトと、
空気の温度を検知する空気温度検知部と、
空気が所定以上の温度になるまで空気を前記バイパスダクトに通す制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−８３５０５（Ｐ２０１１−８３５０５Ａ）
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４０００１（Ｐ２００９−２４０００１）
【出願日】平成２１年１０月１９日（２００９．１０．１９）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１９日（２００９．１０．１９）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
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