衣類乾燥機

衣類乾燥機（タンブル乾燥機、乾燥機、または単に乾燥機）は、通常は洗濯機で洗った後の衣類、寝具、その他の繊維製品から水分を取り除くために使用される電動の家庭用電化製品です。

多くの乾燥機は「タンブラー」と呼ばれる回転ドラムで構成されており、このドラムの中を熱風が循環して水分を蒸発させ、タンブラーが回転して衣類間の空気スペースを維持します。このような機械を使用すると、衣類が縮んだり、柔らかくなくなったりすることがあります (短くて柔らかい繊維が失われるため)。回転しないよりシンプルな「乾燥キャビネット」と呼ばれる機械は、繊細な生地やタンブル乾燥機に適さないその他のアイテムに使用できます。他の機械には、衣類の縮みを解消してアイロンがけを不要にする蒸気が含まれています。^[1]

回転式乾燥機は周囲の空気を継続的に吸い込み、それを加熱してタンブラーに通します。その結果生じる高温多湿の空気は通常、乾燥プロセスを継続するための空気のスペースを確保するために外に排出されます。

回転式乾燥機は洗濯機と一体化していることもあり、洗濯乾燥機コンボと呼ばれる。これは基本的に、前面から洗濯物を出し入れする洗濯機に乾燥機が一体化したもの、または（米国では）ランドリーセンターと呼ばれるもので、洗濯機の上に乾燥機を積み重ね、両方の機械のコントロールを 1 つのコントロール パネルに統合したものである。洗濯機と乾燥機の機能には異なる容量があることがしばしばあり、乾燥機の容量は通常洗濯機よりも小さい。回転式乾燥機はトップ ローディング式もあり、ドラムは機械の上部から投入され、ドラムの端のサポートは、より一般的な前面と背面ではなく、左右の側面にある。幅は 40 センチメートル（16 インチ）ほどの薄型で、ぬいぐるみや履物などを乾燥するための取り外し可能な固定ラックが付いていることもある。^[2]

これらの遠心分離機は、洗濯物から余分な水分を抽出すべく、通常の洗濯機よりはるかに高速でドラムを回転させるだけです。この遠心分離機は、加熱式タンブラー乾燥機が 20 分で除去できる量よりも多くの水分を 2 分で除去できるため、時間とエネルギーを大幅に節約できます。回転だけでは衣類を完全に乾かすことはできませんが、病院などの大規模な洗濯業務では、この追加ステップによって時間とエネルギーを大幅に節約できます。

回転式乾燥機と同様に、凝縮乾燥機または凝縮乾燥機は、加熱された空気を負荷物に通します。ただし、この空気を排出する代わりに、乾燥機は熱交換器を使用して空気を冷却し、水蒸気を排水管または収集タンクに凝縮します。乾燥した空気は再びループを通過します。熱交換器は通常、周囲の空気を冷却剤として使用するため、乾燥機によって生成された熱は外部ではなく周囲に放出され、室温が上昇します。一部の設計では、熱交換器で冷水が使用され、この加熱が排除されますが、水の使用量が増加します。

エネルギー使用量の面では、コンデンサ式乾燥機は通常、平均負荷あたり約2キロワット時（kW⋅h）のエネルギーを必要とします。^[3]

熱交換プロセスは、単に周囲の空気 (または場合によっては冷水) を使用して内部の空気を冷却するため、内部ループ内の空気を通常の新鮮な周囲の空気ほど低い湿度レベルまで乾燥させることはできません。負荷を乾燥させるために使用される空気の湿度が高いため、このタイプの乾燥機は回転式乾燥機よりも多少時間がかかります。コンデンサ式乾燥機は、乾燥機の排気に長くて複雑なダクトが必要な場合に特に魅力的なオプションです。

密閉サイクルヒートポンプ衣類乾燥機は、ヒートポンプを使用して処理空気を除湿します。このような乾燥機は通常、コンデンサ乾燥機の負荷あたりの半分以下のエネルギーを使用します。

凝縮式乾燥機は周囲の空気で冷却される受動熱交換器を使用するのに対し、これらの乾燥機はヒートポンプを使用します。タンブラーからの高温多湿の空気はヒートポンプを通過し、低温側で水蒸気が排水管または収集タンクに凝縮され、高温側で空気が再加熱されて再利用されます。このようにして、乾燥機はダクトの必要性を回避するだけでなく、周囲に排出されるのではなく、乾燥機内で多くの熱を節約します。したがって、ヒートポンプ乾燥機は、凝縮式乾燥機または従来の電気乾燥機に必要なエネルギーを最大 50% 削減できます。ヒートポンプ乾燥機は、平均的な負荷を乾燥するために約 1 kW⋅h のエネルギーを使用しますが、凝縮式乾燥機では 2 kW⋅h、従来の電気乾燥機では 3～9 kW⋅h です。^{[4] [5] [3]}家庭用ヒートポンプ乾燥機は、通常5～30℃（41～86℉）の周囲温度で動作するように設計されています。5℃（41℉）以下では、乾燥時間が大幅に長くなります。

凝縮乾燥機と同様に、熱交換器は内部の空気を通常の外気ほど低い湿度レベルまで乾燥させません。外気に関しては、衣類を乾燥させるために使用される空気の湿度が高いと、乾燥時間が長くなります。ただし、ヒートポンプ乾燥機は使用する空気の熱を多く保存するため、すでに熱い空気をより速く循環させることができ、モデルによっては回転式乾燥機よりも乾燥時間が短くなる可能性があります。

開発中の新しいタイプの乾燥機で、ヒートポンプ乾燥機のより高度なバージョンです。衣類を乾燥するために熱風を使用する代わりに、機械式蒸気圧縮乾燥機は衣類から回収した水を蒸気の形で使用します。まず、タンブラーとその内容物が 100 °C (212 °F) に加熱されます。その結果生じる湿った蒸気はシステム内の空気を一掃し、タンブラー内に残る唯一の雰囲気となります。

湿った蒸気がタンブラーから出ると、機械的に圧縮され（名前の由来）、水蒸気が抽出され、残りの気体蒸気に気化熱が伝達されます。この加圧された気体蒸気はその後膨張し、過熱されてからタンブラーに再注入され、その熱によって衣類からさらに水が蒸発し、湿った蒸気がさらに生成されてサイクルが再開されます。

ヒートポンプ乾燥機と同様に、機械式蒸気圧縮乾燥機は衣類を乾燥させるために使用される熱の多くをリサイクルし、ヒートポンプ乾燥機と非常に類似した効率範囲で動作します。どちらのタイプも、従来の回転式乾燥機の2倍以上の効率があります。機械式蒸気圧縮乾燥機で使用される温度はかなり高いため、乾燥時間はヒートポンプ乾燥機の半分程度になります。^[6]

一部のメーカーが「静的衣類乾燥技術」として販売している対流式乾燥機は、底部の加熱ユニット、垂直チャンバー、上部の通気口で構成されています。ユニットは底部の空気を加熱して相対湿度を下げ、温風は自然に上昇する性質があるため、湿度の低い空気が衣類と接触します。この設計は従来の回転式乾燥機よりも低速ですが、適切に実装すれば比較的エネルギー効率が高くなります。特に寒くて湿度の高い環境では、物干しよりも大幅に速く衣類を乾かすことができます。暑くて乾燥した天候では、物干しとのパフォーマンスの差はごくわずかです。

これは比較的シンプルで安価な技術であるため、ほとんどの消費者向け製品には、携帯性やモジュール性といった利点が加わっています。新しい設計では、底部にファンヒーターを実装し、垂直乾燥ラックチャンバーに熱風を送り込みます。これらの「熱気球」内部の温度は 60 °C (140 °F) を超えますが、糸くず、静電気、収縮は最小限に抑えられます。初期費用は、タンブル、コンデンサー、ヒートポンプ設計よりも大幅に低くなります。

高速回転サイクル (800 rpm 以上) を備えた洗濯機や脱水機と組み合わせて使用​​すれば、この技術のコスト効率により、一人暮らしや少人数世帯では回転式乾燥機のような設計が時代遅れになる可能性があります。欠点の 1 つは、衣類の湿気が周囲に放出されることです。屋内で使用する場合は、適切な換気または補助的な除湿器の使用をお勧めします。また、1 日に複数の濡れた衣類を乾燥できる回転式乾燥機の能力にはかないません。

太陽熱乾燥機は、衣類を入れる第 2 の区画を囲む箱型の固定構造です。衣類に直射日光が当たらないように太陽熱を利用します。また、太陽熱加熱ボックスを使用して、従来の回転式乾燥機に送り込む空気を加熱することもできます。

日本のメーカー^[7]は、マイクロ波放射を利用して衣類を乾燥させる高効率の衣類乾燥機を開発しました（ただし、日本人の大多数は洗濯物を自然乾燥しています）。乾燥のほとんどはマイクロ波を使用して水分を蒸発させますが、最終的な乾燥は対流加熱によって行われ、洗濯物内の金属片によるアーク放電の問題を回避します。 ^{[8] [9]乾燥時間の短縮（25％短縮）、 [10]}エネルギー節約（17～25％削減）、乾燥温度の低下など、多くの利点があります。一部のアナリストは、アーク放電と生地へのダメージが、米国市場向けのマイクロ波乾燥機の開発を妨げる要因であると考えています。^{[11] [12]}

超音波乾燥機は、高周波信号を使用して圧電アクチュエータを駆動し、機械的に衣類を振動させて水を霧状に放出し、ドラムから除去します。この乾燥機は、従来の電気乾燥機に比べて一定の負荷で3分の1の時間しか必要とせず、エネルギー消費を大幅に削減する可能性があります。^[13]また、他のほとんどのタイプの乾燥機で発生する糸くずの問題もありません。^[14]

LGエレクトロニクスやワールプールなどのメーカーは、衣類を乾かすためにヒートポンプか従来の電気加熱素子のどちらかを使用できるオプションをユーザーに提供するハイブリッド乾燥機を導入しています。ハイブリッド乾燥機は、衣類をより速く乾かすために、ヒートポンプと加熱素子を同時に使用することもできます。

衣類乾燥機は摩擦電気効果により静電気を発生させることがあります。これはちょっとした不快感で、特に合成繊維を使用している場合に、繊維を平衡水分レベル以下に過度に乾燥させた場合によく起こります。乾燥機用シートなどの繊維調整製品は、この静電気を消散させ、回転中の機械的摩擦によって繊維負荷物に界面活性剤を付着させるように販売されています。 ^[15]現代の乾燥機は、繊維が十分に乾いたら乾燥サイクルを停止する、温度と湿度のセンサーが改良され、電子制御が備わっていることが多く、過乾燥や静電気とエネルギーの無駄を回避します。

最低60℃（140℉）の熱で30分間乾燥させると、イエダニ[16]、トコジラミ[17]、疥癬ダニ^[ 18 ^]とその卵^を含む多くの寄生虫が死滅します。10分強でダニは死滅します。^[19]洗うだけでダニは溺れ、直射日光に3時間さらすと卵は死滅します。^[16]

湿気と糸くずはタンブル乾燥プロセスの副産物で、ファン モーターによってドラムから引き出され、残りの排気管を通って外部の終端継手まで押し出されます。一般的な排気管は、乾燥機のすぐ後ろにあるフレックス トランジション ホース、壁のフレーム内にある 4 インチ (100 mm) の硬質亜鉛メッキ パイプとエルボ継手、および家の外にある通気ダクト フードで構成されます。

乾燥機の通気口が清潔で閉塞されていないと、乾燥機の効率と安全性の両方が向上します。乾燥機のダクトパイプが部分的に閉塞して糸くずでいっぱいになると、乾燥時間が大幅に長くなり、乾燥機のエネルギーが無駄になります。通気口が塞がれると内部温度が上昇し、火災につながる可能性があります。衣類乾燥機は、家庭用電化製品の中でも最も運用コストのかかるものの 1 つです。^[20]

糸くずの急速な蓄積に寄与したり、蓄積を加速したりする要因はいくつかあります。これには、長いダクトや狭いダクト、終端部の鳥やげっ歯類の巣、潰れたりよじれたりしたフレックストランジションホース、スクリーンのような特徴を持つ終端部、床下や屋根裏などの寒い空間を通る断熱されていないダクトによるダクト内の結露などがあります。プラスチックフラップがダクトの外側の端にある場合は、プラスチックフラップを曲げたり、一時的に取り外したり、フラップの内側の表面を掃除したり、ダクトの最後の 1 フィートほどを掃除したり、プラスチックフラップを再び取り付けたりすることができます。プラスチックフラップは、乾燥機の通気管に昆虫、鳥、ヘビ^[21]が入らないようにするものです。寒い季節には、暖かく湿った空気がプラスチックフラップに結露し、建物の外側にあるプラスチックフラップの湿った内側部分に微量の糸くずが付着します。^{[22] [23]}

通気口のない乾燥機には、多段階の糸くず濾過システムが搭載されており、乾燥機の稼働中でも作動する自動蒸発器および凝縮器洗浄機能が搭載されているものもあります。蒸発器および凝縮器は通常、流水で洗浄されます。これらのシステムは、乾燥機および蒸発器および凝縮器コイルの内部に糸くずが蓄積するのを防ぐために必要です。

もともと外部排気用に製造された機械では、アフターマーケットの追加糸くずや湿気のトラップを乾燥機のダクトパイプに取り付けることができ、外部排気口がない場所でも設置しやすくなります。この方法の欠点は、設置場所の湿度が上昇することです。^[24]

乾燥機は可燃物を熱にさらします。アンダーライターズ・ラボラトリーズ^[25]は、安全性とエネルギー効率、適切な換気、およびダクトの定期的な清掃のために、乾燥サイクルのたびに糸くずフィルターを清掃することを推奨しています。^[26] ULはまた、ガラス繊維、ゴム、フォーム、プラスチック製品、または可燃性物質がこぼれた製品には乾燥機を使用しないことを推奨しています。

米国では、米国消防庁^[27]が2012年に発表した報告書によると、2008年から2010年にかけて消防署は全国の住宅で毎年推定2,900件の衣類乾燥機火災に対応したと推定されています。これらの火災により、年間平均5人が死亡、100人が負傷、3,500万ドルの財産損失が発生しています。消防庁は、住宅での衣類乾燥機火災の主な要因として「清掃不足」（34%）を挙げており、新しい住宅建設の傾向として、衣類乾燥機や洗濯機が寝室、2階の廊下、浴室、キッチンなど外壁から離れたより危険な場所に設置されていることを確認しています。

衣類乾燥機の火災問題を解決するには、乾燥機のドラム内で火災が発生したときに温度変化を感知するセンサーを備えた消火システムを使用する。これらのセンサーは水蒸気メカニズムを作動させて火を消火する。^[28]

衣類乾燥機の環境への影響は、全世帯の80%以上に衣類乾燥機が設置されている米国とカナダでは特に深刻である。米国環境保護庁によると、米国で販売される家庭用衣類乾燥機がすべて省エネであれば、「光熱費の節約は年間15億ドル以上に上り、年間100億キログラム（220億ポンド）以上の温室効果ガス排出が防止される」という。^[29]

アメリカでは、衣類乾燥機は冷蔵庫と冷凍庫に次いで住宅用電気エネルギー消費量第2位である。 ^[30]

欧州連合では、乾燥機にEU エネルギーラベル制度が適用され、乾燥機は衣類 1 キログラムあたりのエネルギー使用量 (kW⋅h/kg) に応じて A+++ (最高) から G (最低) までのラベルで分類されます。センサー乾燥機は衣類が乾いたことを自動的に感知して電源をオフにします。つまり、過度に乾燥することがそれほど頻繁に起こりません。現在、欧州市場のほとんどでセンサー乾燥機が販売されており、通常はコンデンサ式と通気式乾燥機で利用できます。

手回し式の衣類乾燥機は、1800年にフランスのM.ポションによって発明されました。^{[31]ヘンリー}・W・アルトルファーは、1937年に電気衣類乾燥機を発明し、特許を取得しました。[32]ノースダコタ州の発明家J.ロス・ムーアは、自動衣類乾燥機の設計を開発し、1938年に電動乾燥機の設計を発表しました。 ^[33] 工業デザイナーの ブルックス・スティーブンスは、 1940年代初頭にガラス窓付きの電気乾燥機を開発しました。^[34]

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ウィキメディア・コモンズには、衣類乾燥機に関連するメディアがあります。

• 「衣類乾燥機について知っておくべきこと」。Popular Mechanics、1954 年 12 月、170 ～ 175 ページ、今日でも使用されている乾燥機の基本原理。