JP2001058095A - イオン除去手段及びイオン除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】イオン交換手段の再生処理を簡単に行えるよう
にすることによって、実用性の高いイオン交換手段を提
供する。 【解決手段】イオン交換機能材３１を収容する第１の室
と、第１の室の上側と下側とにそれぞれ形成した室６０
ｂ，６０ｃと、上側の室６０ｂの上側に設けられイオン
交換機能材の再生剤６２を収容する第２の室６０ａと、
第２の室６０ａに給水する給水路を開閉する給水路開閉
弁６３と、上側の室６０ｂと第２の室６０ａとを連通す
る流路と、第２の室６０ａから上側の室６０ｂへの流れ
を許す逆止弁６０ｆとを備え、水が下側の室６０ｃから
第１の室を通って上側の室６０ｂに流れるように流路を
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給水する水から硬
度成分を除去する手段および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】水道水中には雑菌の殺菌を目的とした次
亜塩素酸イオン等の陰イオン、水道源水に含まれる硬度
成分としてのカルシウム、マグネシウムあるいは水道源
水に含まれるあるいは水道水供給配管系統から溶け出す
銅、鉄、クロム等の陽イオンが含まれており、これら金
属イオンは被洗濯物、使用洗剤の洗浄力に種々の悪影響
を与える。洗剤の洗浄力に大きな影響を及ぼすのは、硬
度成分としてのカルシウム、マグネシウムイオンという
２価の陽イオンである。これらは洗剤中の界面活性剤と
反応して不溶性の金属せっけんを生成し、洗浄に寄与す
る界面活性剤量を減少させ洗浄力を低下させる。また先
の金属せっけんは不溶性であり、被洗濯物に残留して特
に黒色衣類では白い斑点となって見える。これら金属イ
オンの弊害を除去する方法として、特開平４−２０３９
５号公報に記載される洗濯機あるいは特開平５−１１５
６８１号公報に記載される洗濯方法および洗濯装置があ
る。これらは供給される洗濯用水から金属イオンを除去
した後に、洗剤の投入されている洗濯槽に給水して洗濯
を行うものである。上記特開平４−２０３９５号公報に
記載された洗濯機では、衣類の洗濯を行う洗濯槽と、こ
の洗濯槽内に給水する給水手段とを備えており、この給
水手段の給水経路途中にイオン除去手段を設けている。
またこのイオン除去手段として、イオン交換樹脂や活性
炭を用いることが開示されている。さらにこの公報で
は、陰イオンを除去するための活性炭の吸着能力の限界
に着目し、イオン除去手段と並列な給水経路を用意し、
選択的に用いて寿命を延ばすことが開示されている。ま
た、特開平５−１１５６８１号公報では、隔膜を介して
対向する電極対間で電圧を印加して通電処理することに
より金属イオンを除去した陽極側の水を洗濯用水として
用い、これに洗浄剤を加えたのち、被洗物と接触させる
洗濯方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記各公報に記
載された従来技術では、給水に必要な流量、イオン交換
樹脂の量またはイオンの除去効率について配慮されてい
ない。すなわち、特開平４−２０３９５号公報に記載の
洗濯機では、流量を確保しようとすれば多量のイオン交
換樹脂が必要になり、イオン除去手段をコンパクトに構
成することが難しくなる。一方、イオン交換樹脂量を少
なくしてイオン交換手段のコンパクト化を図れば、通常
必要とされる流量を得ることは困難である。また、イオ
ン除去手段前後に長い給水路を設けることは、この給水
路での圧力損失が増大し、流量の確保がさらに難しくな
る。またイオン交換樹脂は一定量のイオンを吸着した後
にはその除去効果がなくなるため、一定量の水を処理し
た後、再生する必要があるが、必要な流量を確保しかつ
洗濯機内部に構成できる限られた量のイオン交換樹脂を
再生使用することについては配慮されていない。また、
特開平５−１１５６８１号公報の洗濯方法は、洗濯用水
を電極対の間で通電処理し、その中に含まれる金属イオ
ンを除去した後、これに洗剤を加えて洗濯するものであ
るが、一般に処理速度が遅いため、静止水の状態で通電
時間として５〜３０分程度必要とする。従って、イオン
除去手段をコンパクトに構成することは困難である。さ
らに通電処理のため回路価格の増加、感電に対する配
慮、水の電気分解で生じる水素ガス等に対する配慮等が
必要となる。

【０００４】本発明の目的は、陽イオンを除去しながら
速やかに給水できるコンパクトなイオン除去手段及びイ
オン除去方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のイオン除去手段は、イオン交換機能材を有
するイオン除去手段において、イオン交換機能材を収容
する第１の室と、前記第１の室の上側と下側とにそれぞ
れ形成した室と、前記上側の室の上側に設けられ、イオ
ン交換機能材のイオン交換機能を再生する再生剤を収容
する第２の室と、前記第２の室に給水する給水路と、前
記給水路を開閉する給水路開閉弁と、前記上側の室と前
記第２の室とを連通する流路と、前記流路に設けられ前
記第２の室から前記上側の室への流れを許し前記上側の
室から前記第２の室への流れを止める逆止弁と、を備
え、水が前記下側の室から前記第１の室を通って前記上
側の室に流れるように流路を構成したものである。この
とき、下側の室に再生処理後の再生剤を排出する排出口
を設けるとよい。また、本発明のイオン除去方法は、イ
オン交換機能材を用いたイオン除去方法において、イオ
ン交換機能材を収容した第１の室の下側に形成した室か
ら前記イオン交換機能材を通して前記第１の室の上側に
形成した室に水を流す給水と、前記上側の室のさらに上
側に設けられた、イオン交換機能材のイオン交換機能を
再生する再生剤を収容する第２の室に給水して行う再生
剤の溶解と、再生剤を、前記第２の室から、前記第２の
室から前記上側の室への流れを許し前記上側の室から前
記第２の室への流れを止める逆止弁を通して、前記第１
の室に流下させて行うイオン交換機能材の再生処理と、
を実行するようにしたものである。このとき、再生処理
後の再生剤を下側の室から排出するようにするとよい。
上記構成によれば、給水する水を第１の室の下側に形成
した室に導入した後、イオン交換機能材の層を均一に上
昇させることができ、さらに再生剤は第２の室から流下
させることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照し説明する。

【０００７】図１は本発明の一実施形態例を示す全自動
洗濯機の概観図であり、図２は図１ＡＡ線に沿う縦断面
図である。全自動洗濯機は、鋼鈑製の外枠１内に吊り棒
２およびコイルバネや弾性ゴムからなる防振装置３によ
って合成樹脂製の外槽４を吊架する構成となっている。
外槽４は４組の吊り棒および防振装置で外枠１の上部４
隅から吊り下げ支持されている。洗濯する水を溜める外
槽４内には、ステンレス製の洗濯兼脱水槽５を回転自在
に設ける。洗濯兼脱水槽５には多数の脱水孔５ａを設
け、中央底部には回転翼６を回転可能に設ける。洗いお
よびすすぎ工程時には洗濯兼脱水槽５を静止させ、回転
翼６を時計方向（正）および反時計方向（逆）に回転さ
せる。また脱水工程時には洗濯兼脱水槽５を一方向に回
転させる。回転翼６および洗濯兼脱水槽５の回転は駆動
装置により行われる。

【０００８】駆動装置は電動機７とこの電動機７の回転
を、回転翼６あるいは洗濯兼脱水槽５に伝達するための
プーリ８ａやベルト８ｂからなる伝達手段８と、洗いお
よびすすぎ工程時に回転翼６のみを回転させたり、ある
いは脱水工程時に洗濯兼脱水槽（以下洗濯槽と言う）５
を回転させたりするクラッチ装置９とその切り替えを行
うクラッチソレノイド９ａからなる。

【０００９】これら駆動装置は外槽４の底面に鋼鈑製の
支持板１０を用いて固定される。また外槽４には外槽内
の水圧を水位センサ１１に伝達する水位センサチューブ
１２と外槽４内の洗濯用水の排水を行う排水装置１３が
設けてある。排水装置１３内には排水電磁弁１３ａが外
槽４底面の排水孔１４の直後に設けられ出口は排水装置
１３内に開口する。また外槽４の側面には上端が開口す
る異常溢水パイプ１５が設けられ、この下端は排水装置
１３内に開口する。異常溢水パイプ１５は、給水に異常
をきたし外槽４から洗濯用水が溢れ出る場合や、洗濯中
の洗濯物の動きで外槽から洗濯用水が飛び出る場合に備
えて設けられている。溢れた出た洗濯用水は異常溢水パ
イプ１５から排水装置１３内に流れ込み、排水ホース１
６で洗濯機外に排出される。

【００１０】外枠１の上部には洗濯物を投入する投入口
１７ａとイオン除去手段、水道栓口、給水電磁弁等を収
納する後部収納箱１７ｂとマイコン等の電気部品を収納
する前部操作箱１７ｃとを形成したトップカバー１７が
設けてある。投入口１７ａには合成樹脂製の蓋１８を設
けてある。

【００１１】前部操作箱１７ｃの上面には図３に示す操
作パネル１９ａが取りつけてあり、その下には制御部で
あるマイコン等を内蔵した制御回路１９ｂが設けてあ
る。また前部操作箱１７ｃ内には、外槽４内の水圧を検
出することにより、規定水位まで水が溜まったかを判定
する水位センサ１１が設けてある。操作パネル１９ａに
は、電源スイッチ２０、各種表示器２１、各種操作ボタ
ン２２、ブザー２３等が配置されており、使用者が操作
ボタン２２で洗濯機を操作し、またその動作状態を表示
器２１、ブザー２３で確認できるようになっている。ま
たイオン除去処理（軟水化）を表示する発光ダイオード
からなる軟水化表示２４とイオン除去手段の再生を催告
表示する発光ダイオードからなる塩投入表示２５があ
る。

【００１２】図４は本実施形態の主要構成である洗濯用
水の給水に関わる後部収納箱１７ｂの上蓋をはずした時
の背面側部分の平面図（図１中にＢＢ線で示す断面）で
ある（前面側を省略している）。後部収納箱１７ｂには
水道栓等からのホースが接続される水道栓口２６、これ
に続いて給水電磁弁２７、円筒容器で構成されるイオン
除去手段２８、円筒容器内の再生塩水を排出する手動塩
水排出バルブ３４、風呂水を吸水する風呂水吸水ポンプ
４５、洗濯槽５内に洗濯水を流下させる傾斜流路４６等
が収納されている。傾斜流路４６の上流側には流路４６
に開口する部屋Ａ４７、部屋Ｂ４８が設けられる。

【００１３】図５に本実施形態の主要構成であるイオン
除去手段２８および手動塩水排出バルブ３４の詳細を示
す。（ａ）はイオン除去手段２８の全体斜視図、（ｂ）
はその縦断面図と手動塩水排出バルブ３４の構成であ
る。イオン除去手段２８は円筒容器２９と蓋３０で構成
される。円筒容器２９には、下部に入水口２９ａ、上部
に吐出口２９ｂ、底面に塩水排出口２９ｃが設けられて
いる。また内部の入水口と吐出口の間には上下面がポリ
エチレン等のメッシュフィルタ２９ｄで区切られる部屋
２９ｅがあり、イオン交換能を有する部材であるナトリ
ウム型強酸性陽イオン交換樹脂（以下イオン交換樹脂と
言う）３１が内部に充填されている。円筒容器２９は後
部収納箱１７ｂの底面に塩水排出口２９ｃが箱底面を貫
通するよう固定される。メッシュフィルタ２９ｄにより
水はイオン交換樹脂３１間を通過する。またこれは部屋
２９ｅ内からイオン交換樹脂３１が漏出することを防止
する。蓋３０には円周にメスネジ３０ａがきってあり、
薄いリング上のガスケット３０ｂがそれに沿うよう設け
てある。円筒容器２９の上部円周にはオスネジ２９ｆが
きってあり、蓋３０は円筒容器２９にネジで接合固定さ
れる。この時、ガスケット３０ｂは円筒容器２９の上部
円周端面に接触して、水が漏出するのを防止する。イオ
ン交換能を有する部材としては上記イオン交換樹脂３１
の他、ポリエステル等の繊維にイオン交換樹脂を分散し
て保持させた素材あるいはイオン交換能を持つ高分子材
料を繊維状にした素材を用いてもよい。

【００１４】この状態で円筒容器２９内部は部屋２９ｅ
を挟んで上部空間３２と下部空間３３に分けられる。こ
の上部および下部に空間を設けるのは、イオン交換樹脂
３１内の一部のみに水の通路ができるのを防止して、樹
脂層全体に均一に水道水を流下させ、交換効率を高める
ためである。水道水は一旦下部空間３３を満たしてか
ら、その水圧で樹脂層面に均一に上昇して、上部空間３
２を満たしてから、吐出口２９ｂから流出する。

【００１５】水道栓からのホースは水道栓口２６に接続
される。水道水は給水電磁弁２７開閉により円筒容器２
９の入水口２９ａに導かれ、下部空間３３を満たしてか
らイオン交換樹脂３１を充填した部屋２９ｅを上昇しな
がら通過する。水道水はここで軟水化つまりカルシウ
ム、マグネシウムイオンが除去されて上部空間３２を満
たし吐出口２９ｂから流出する。そして部屋Ａ４７から
傾斜流路４６に流下して洗濯槽５に給水される。

【００１６】円筒容器２９で構成されるイオン除去手段
２８を水道栓口２６が設置される後部収納箱１７ｂに設
置するのは、給水配管長を短くでき、流路損失が低減し
て、流量すなわち給水時間を短縮できるからである。給
水ではイオン交換樹脂３１が充填される部屋２９ｅを水
道水が通過するのでこの樹脂充填の圧力損失が大きい。
この損失を少しでもカバーするため水道栓口から円筒容
器２９に至る配管長は１００ｍｍ以下が望ましい。従来
洗濯機の洗濯給水流量は、水道水圧力にもよるが１０か
ら１５リットル／分であり、これに近い流量を本実施例
で得るためには上述の配慮が必要になる。

【００１７】手動塩水排出バルブ３４は円筒容器２９内
のイオン交換樹脂３１を再生した時の塩水を排出するも
のである。回転バルブ栓３４ａは後部収納箱１７ｂの裏
面に固定され、この中の回転バルブ３４ｂを使用者の押
し操作で回転させ栓を開閉して塩水を排水する。使用者
が押しボタン３４ｃを押すと連結ロッド３４ｄが回転バ
ルブ３４ｂを回転させ回転バルブ栓３４ａを開く。押し
ボタン３４ｃはロック機構（図示せず）を持ち、押し下
げられた状態で止まる。再度押し下げるとロック機構が
外れ、バネ３４ｅで戻るようになっている。押しボタン
３４ｃを戻せば回転バルブ栓３４ａが閉じる。

【００１８】円筒容器２９の塩水排出口２９ｃと回転バ
ルブ栓３４ａの入り口はチューブ３５で接続され、出口
には塩水排出チューブ３６が接続される。この塩水排出
チューブ３６の他端は異常溢水パイプ１５に挿入されて
いる（図２参照）。イオン交換樹脂３１を再生するため
に円筒容器２９内に残留している塩水は使用者が押しボ
タン３４ｃを押すことで、回転バルブ栓３４ａが開き、
塩水排出口２９ｃから、チューブ３５、回転バルブ栓３
４ａ、塩水排出チューブ３６と流れ、異常溢水パイプ１
５を流下して排出装置１３を介して排水ホース１６から
洗濯機外に排出される。

【００１９】回転バルブ３４ｂには磁石３７が固定さ
れ、回転バルブ栓３４ａには磁界によりその抵抗値が変
化する磁気抵抗素子３８が固定されている。磁石３７は
押しボタン３４ｃを押すことによる回転バルブ３４ｂの
回転に従い回転する。この回転を磁気抵抗素子で検出し
て、バルブ栓３４ａの開閉状態を検出する。これは後述
するように、使用者が押しボタン３４ｃが押し下げた
（バルブ栓３４ａが開状態）ままで、次回の洗濯の給水
が開始されると、イオン除去手段２８を通過する水道水
の一部が塩水排出口２９ｃからもれ洗濯機外に無駄に捨
てられるのを防止するためである。このとき開状態であ
れば、使用者に押しボタン３４ｃの押し上げを催告す
る。

【００２０】図６はマイクロコンピュータ５０を中心に
構成される洗濯機制御部のブロック図である。マイクロ
コンピュータ５０は、操作ボタン入力回路５１や水位セ
ンサ１１とも接続され使用者のボタン操作、洗濯槽内の
洗濯用水水位の情報信号を受ける。マイクロコンピュー
タ５０からの出力は、双方向性３端子サイリスタ等で構
成される駆動回路５２に接続され、前記電動機７や給水
電磁弁２７、排水装置１３の排水電磁弁１３ａ等に商用
電源を供給して、これらの開閉あるいは回転を制御す
る。また使用者に洗濯機の動作を知らせるため、ブザー
２３や表示器２１などの報知手段にも接続される。電源
回路５３は商用電源を整流平滑してマイクロコンピュー
タ５０に必要な直流電源を作る。５４は点灯して軟水処
理を表示する発光ダイオードである。発光ダイオード５
４は前部操作箱１７ｃに装着され、イオン交換樹脂への
通水時に点灯して、軟水化処理中であることを軟水化表
示２４で使用者に知らせる。また５５は点灯して塩投入
を表示する発光ダイオードである。発光ダイオード５５
は前部操作箱１７ｃに装着され、イオン除去手段への塩
投入が必要な時に点灯して、塩投入を塩投入表示２５で
使用者に知らせる。

【００２１】次に本実施形態によるイオン除去手段２８
の動作を説明する。使用者が被洗濯物を洗濯槽５に入
れ、電源スイッチ１９を押し、スタートボタンを操作す
ると、マイクロコンピュータ５０は給水電磁弁２７を開
とする。水道水は水道栓２６から給水電磁弁２７を通過
して入水口２９ａから円筒容器２９の下部空間３３に流
入する。流入した水道水は下部空間３３を満たしなが
ら、その圧力で部屋２９ｅを上昇し、部屋２９ｅにメッ
シュフィルタ２９ｄで挟まれて充填されるナトリウム型
強酸性陽イオン交換樹脂３１の間を通過して、上部空間
３２を満たしながら、吐出口２９ｂから流れ出し、部屋
Ａ４７を介して傾斜路４６に流出する。水道水はイオン
交換樹脂３１を通過する間にイオン交換作用で中に含ま
れるカルシウム、マグネシウムイオンが除去される。そ
して傾斜通路４６で整流され、洗濯槽５内に流入する。
この洗い給水中には発光ダイオード５４が点灯し軟水化
表示２４あるいはブザー２３を用いてイオン除去中の表
示あるいは報知が行われる。

【００２２】水位センサ１１で必要な洗濯用水が洗濯槽
５内に給水されたこと知ったマイクロコンピュータ５０
は、給水電磁弁２７を閉じて、給水を停止させる。そし
て回転翼６を正逆回転させて、洗濯を開始する。洗濯槽
５内に給水された洗濯用水はカルシウム、マグネシウム
等の陽イオンを含まないため、投入された洗剤中の界面
活性剤と反応して不溶性の金属せっけんを生成したり、
洗浄に寄与する界面活性剤量を減少させ洗浄力を低下さ
せることはない。

【００２３】ナトリウム型強酸性陽イオン交換樹脂３１
は周知のように架橋した３次元の高分子基体に、スルホ
ン酸基のようなイオン交換基を化学結合で結合させた合
成樹脂である。カルシウム、マグネシウム等の２価の陽
イオンを含んだ水道水が陽イオン交換樹脂間を流れる
と、陽イオン交換樹脂のイオン交換基であるスルホン酸
基等の固定イオンと水道水中の陽イオンがイオン交換さ
れ、結果水道水中の陽イオンが除去される。

【００２４】式１にナトリウム型強酸性イオン交換樹脂
のイオン交換反応式を示す。

【００２５】

【化１】

【００２６】

【化２】

【００２７】ナトリウム型は−ＳＯ3の陰イオンを固定
イオン、Ｎａの陽イオンを対イオンとする交換樹脂で、
イオンの選択性を利用して水中に含まれるカルシウム、
マグネシウム等の多価陽イオンを除去するものである。
イオン選択性は低濃度、常温下では強酸性陽イオン交換
樹脂の場合、価数の高いイオン程大きく、同一価数では
原子番号の大きいもの程大きい。天然水中に含まれるイ
オンでは、

【００２８】

【化３】

【００２９】の順である。イオン交換樹脂を通過する水
中のカルシウム、マグネシウムイオンは化学反応式１、
２の左から右への反応で樹脂のナトリウムイオンとイオ
ン交換されて除去される。逆にカルシウム、マグネシウ
ムイオンを吸着した樹脂に高濃度塩水を流すと化学反応
式１、２の右から左への反応で樹脂のカルシウム、マグ
ネシウムイオンがナトリウムイオンとイオン交換されて
脱着し、樹脂が元の状態に戻り再生される。

【００３０】従来市販の研究室等で使用する軟水化装置
は上記のような樹脂２Ｌ以上を用い、これに天然水等の
原水を毎時１０Ｌ程度の微流量で軟水化処理を行ってい
る。前述したように家庭用洗濯機においては、給水時間
を短縮するために直接水道栓から毎分１０Ｌ以上の流量
で洗濯槽に給水している。このため軟水化装置のような
流量では洗濯以外の時間を利用してバッチ処理したもの
を一旦貯水槽に溜めた後に利用せざるを得ない。また樹
脂量２Ｌは大きな容積を占めるためこれを家庭用洗濯機
に搭載することができない。つまり家庭用洗濯機では上
述のイオン交換樹脂での流量、使用する樹脂容量の問題
を解決する必要がある。

【００３１】過去に実施された水道統計によれば、調査
した件数のうち、全硬度４０ｐｐｍ以下の件数が全体の
半数であり、１００ｐｐｍを超える件数が１５％もあっ
た。相加平均では５４．５ｐｐｍである。

【００３２】図７にゼオライト入りの市販合成洗剤を使
用して、濃度をパラメータにして全硬度を変化させて洗
浄を行った場合の洗浄率と硬度の関係を示す。例えば洗
剤濃度０．０６７ｗ％（標準使用量）では相加平均硬度
５４．５ｐｐｍを半減することで洗浄率を約５０％も増
加させることが可能である。また硬度１００ｐｐｍでは
これを半減することで、洗剤量（濃度０．１３３ｗ％）
を倍加したときの洗浄率が得られる。つまり洗剤量（濃
度）を標準の２倍にしたときの洗浄率が硬度を下げるこ
とで標準洗剤量で得られる。このように硬度成分である
カルシウム、マグネシウムイオンを除去することで洗濯
機の洗浄力を大きく改善することができる。また洗剤使
用量を削減することができる。このように洗剤量を必要
以上に使用する必要がなく、環境への影響も少なくな
る。

【００３３】ゼオライト入り合成洗剤を用いた場合、図
７に示すように硬度が４０ｐｐｍ以下では、ほぼ洗浄率
が飽和する傾向にある。これは含まれるゼオライトが硬
度成分を封鎖するためで、ゼオライト入り合成洗剤を洗
濯に使用する場合には、この４０ｐｐｍ程度まで硬度成
分であるカルシウム、マグネシウムイオンを除去できる
ことが望ましいことを示している。一方、天然粉せっけ
んでは図７のように洗浄率は飽和しないため、できるだ
け硬度成分を除去するのが望ましい。

【００３４】イオン交換樹脂のイオン交換能力は約２．
０ｍｅｑ／ｍＬ−Ｒ（樹脂１ｍＬあたり２．０当量）と
高く、例えば全硬度１００ｐｐｍの水道水７２Ｌ（定格
７ｋｇ洗い１回に要する水量）に含まれる硬度成分７．
２ｇ（ＣａＣＯ3換算）を交換するには容積７２ｍＬの
少ない量で良い。しかしこの容積は全てのイオン交換基
が活性であり、すべてのナトリウムイオンがカルシウ
ム、マグネシウムイオンと交換される理想的（理論的）
な値である。実際には下記に述べる理由から、先の理論
値以上例えば理論値の３〜４倍の樹脂が必要となる。

【００３５】図８に樹脂量をパラメータにして、流量と
イオン交換樹脂で除去できなかった漏洩カルシウムイオ
ン濃度（入力として原水硬度１００ｐｐｍを使用）の関
係を示す。流量が増加するに比例して漏洩イオン濃度は
増加する。また樹脂量が少ない程漏洩イオン濃度が多
い。これは樹脂間を流れるカルシウムイオンがイオン交
換基と接触する時間で説明される。流量が大で樹脂量が
少なければ、イオン交換反応をせずに単に樹脂間を通過
してしまうカルシウムイオンが多くなるためである。従
来の軟水化装置の流量（１０Ｌ／時＝０．１７Ｌ／分）
ではほとんどのカルシウムイオンを交換できるが、洗濯
機のような流量（１０〜１５L／分）では４０ｐｐｍ
（入力の１／３）近くのカルシウムイオンが交換されず
に漏洩する（樹脂量２６０ｍＬの場合）。しかし前述し
たように硬度成分が４０ｐｐｍ以下であれば洗浄性能を
向上させることができるため、この漏洩量つまり流量で
も効果有らしめることが可能である。この時の実験で確
認した樹脂量は２６０ｍＬで理論値の３〜４倍であっ
た。洗濯容量５〜９ｋｇの洗い１回に要する洗濯用水は
約５０〜９０Ｌであり、上述から樹脂量は１５０〜３６
０ｍＬとなる。流水中では、イオン交換樹脂のイオン交
換能力は樹脂粒径で変化する。これは粒径が小さければ
表面積が増えるため、カルシウムイオンがイオン交換基
と接触する確率が増すためである。結果、図８の流量に
対する漏洩濃度も小さくなる。実験では平均粒径を２割
程度小さくすれば、漏洩濃度も２割程度小さくできた。
これを考慮すれば、左記の樹脂量は約１００〜３００ｍ
Ｌとなる。この樹脂量は家庭用洗濯機に搭載可能な量で
ある。しかしこの樹脂に水道水を通し続ければやがては
全てのイオン交換基はカルシウム、マグネシウムイオン
と交換してしまい、それ以上のカルシウム、マグネシウ
ムイオンの除去が不可能となる。つまり化学反応式１、
２の右から左への反応である塩水による再生処理が必要
となる。

【００３６】図９にこの樹脂量のイオン除去手段に流量
毎分１３Ｌで水道水（入力原水カルシウム濃度１００ｐ
ｐｍ）を流した場合の漏洩カルシウム濃度と積算流量の
関係を示す。図中初回で示す線は初期の状態から水を流
した場合である。この量のイオン交換樹脂は積算流量２
００Ｌまでは漏洩濃度を４０ｐｐｍ以下に維持してい
る。さらに積算流量が増加するに従いつまりカルシウム
イオンとイオン交換した樹脂が増えて行くに従い、漏洩
カルシウム濃度も増加する。５００Ｌの積算流量で樹脂
はイオン交換能力を失い、次の洗濯のため再生処理が必
要になる。この再生処理は後述する。

【００３７】洗い工程が終了したら、マイクロコンピュ
ータ５０は排水装置１３の排水電磁弁１３ａを開き、洗
濯槽５内の洗濯用水を排水する。排水終了後、続いてす
すぎ工程に移行する。まず給水電磁弁２７を開き、前述
の洗い給水と同様に洗濯槽５内にすすぎ水を供給する。
この時の給水量は先の洗い給水量と同じ程度かそれ以下
である。これはすすぎの方法による。一旦水を溜めてか
ら回転翼６を回転させ、衣類に残留した洗剤を洗い出し
を希釈するいわゆるためすすぎでは先の洗い給水とほぼ
同水量が必要となる。すすぎの回数については少なくと
も１回あるいは２回である。先の洗い給水での７２Ｌ、
このすすぎでの７２Ｌ×２回の給水量の合計で２２４Ｌ
である。図９に示すように初期の樹脂ではほぼこの水量
まで４０ｐｐｍ以下の硬度を維持できる。しかし後述す
る塩水による再生では一度イオン交換能力一杯までイオ
ン交換したイオン交換樹脂全てを再生することができな
いため、２回目、３回目の給水では初期量の１／３程度
しか硬度４０ｐｐｍ以下の水量を維持できない。

【００３８】そしてすすぎ水を排水後、脱水工程に移行
する。脱水工程ではマイクロコンピュータ５０はクラッ
チ装置９のソレノイド９ａを制御して電動機７で洗濯槽
５を高速に回転させる。この間排水装置の排水電磁弁１
３ａは開かれている。

【００３９】脱水終了後、マイクロコンピュータ５０は
使用者にイオン交換樹脂の再生が必要なことを使用者に
知らせるため、発光ダイオード５５を点灯させ、塩投入
表示２５を行う。これを見て、使用者はイオン交換樹脂
３１を再生するため、イオン除去手段２８の蓋３０を開
けて、所定量の塩例えばスプーン２杯約３０ｇをイオン
除去手段２８内に投入する。

【００４０】イオン除去手段２８内のイオン交換樹脂３
１は上述の洗いとすすぎのための給水で、多くのカルシ
ウム、マグネシウムイオンとイオン交換した状態になっ
ている。また給水終了時点（給水電磁弁を閉にした時
点）で円筒容器２９内にはイオン交換樹脂３１を浸して
吐出口２９ｂの下端水位まで水道水が残水している（図
５（ｂ）中に破線Ａで示す）。投入された塩は樹脂上の
残水中に入り、ここで溶解して塩水となる。この塩水は
拡散により徐々にではあるが樹脂内にも浸透してゆく。
円筒容器の残水量は投入塩が全て溶解するように、投入
塩量は後述する塩水による再生効率を考慮して決める。
本実施例では塩量はスプーン２杯の約３０ｇ、残水量は
１００ｍＬ前後、樹脂量は２６０ｍＬとしている。これ
らは（１）家庭内に必ずある塩を使い、スプーンで計量
できる点、（２）イオン交換樹脂の塩水再生では１０％
前後濃度がもっとも効率良い点と、（３）先の樹脂量で
少なくとも毎回１槽分（９０Ｌ）の洗濯用水（洗いのた
めの）を硬度４０ｐｐｍ以下にする必要塩（塩化ナトリ
ウム）量である点等を勘案して設定している。

【００４１】所定時間例えば１０分（塩が溶解するに必
要十分な時間であればよい）経過後、使用者が押しボタ
ン３４ｃを押し下げると、この塩水はイオン交換樹脂３
１間を流下して塩水排出口２９ｃから排出される。これ
により塩水がイオン交換樹脂３１内を流れ、化学反応式
１、２の右から左への反応が起き、樹脂にイオン交換で
吸着しているカルシウム、マグネシウムイオンとナトリ
ウムイオンが置換される。これでイオン交換樹脂３１は
再生され再びそのイオン交換能力を復活し、逆にカルシ
ウム、マグネシウムイオンは塩水内に抽出される。

【００４２】マイクロコンピュータ５０は再生処理検出
手段でイオン交換樹脂の再生処理の終了を検出し、発光
ダイオード５５を消灯して、塩投入表示２５を消去す
る。このとき本実施例では再生処理検出手段は、押しボ
タン３４ｃの押し下げによる磁石３７の回転、これによ
る磁界変動から磁気抵抗素子３８の出力が変化すること
で、使用者の押しボタン操作を知るという形で実施可能
である。もちろん、脱水終了後、所定時間すぎても使用
者の塩投入、押しボタン操作がない場合には表示、ブザ
ー等を用いて使用者に塩投入、押しボタン操作を催告を
することができる。再生に使った塩水はカルシウム、マ
グネシウムイオンを大量に含むために、洗濯槽５内でな
く、塩水排出口２９ｃからチューブ３５、回転バルブ栓
３４ａ、塩水排出チューブ３６を介して、異常溢水パイ
プ１５に導かれ、排水装置１３から排水ホース１６で洗
濯機外に排出される。

【００４３】図９に示す矢印点はこの時点で塩２９ｇの
投入、１０分後の手動排出で前述再生処理を行ったこと
を示している。その後の曲線が初期からの積算流量と漏
洩カルシウム濃度を示す。初期に比べれば、硬度４０ｐ
ｐｍ以下である水量は１００Ｌ以下である。そして３０
０Ｌ程度の水量で交換能力がなくなる。これは前述の再
生処理ではイオン交換基全てが再生できていないことを
しめす。図９から初期状態でのイオン交換量を計算する
と（図中初回曲線より上の面積から）カルシウムイオン
量は約２６ｇ（ＣａＣＯ3換算）であり、このカルシウ
ムイオンを全て塩水中のナトリウムイオンで交換再生す
るには化学反応式１、２を用いれば、ほぼ同量の塩（塩
化ナトリウム）３０ｇ程度が必要である。しかし２９ｇ
の塩投入、再生処理後の２回目で前述同様イオン交換量
を計算する（２回目曲線より上の面積）と約８．５ｇ
（ＣａＣＯ3換算）である。これから、ほぼ全てのイオ
ン交換基を再生するに足る塩２９ｇの投入したとして
も、実際にはイオン交換基の１／３（≒８．５／２９）
しか再生されていないことがわかる。これは投入した塩
の１／３の約１０ｇしかイオン交換基の再生に寄与でき
たにすぎないことを示す。投入した塩の量は２９ｇであ
るが、そのすべてが再生に寄与するにいたらないため再
生効率は約３０％つまりイオン交換基の１／３しか再生
されていないことがわかる。これは塩水のイオン交換樹
脂内での流下速度が大きく影響しているためである。

【００４４】しかしカルシウム、マグネシウムイオンを
除去しなければならないのは洗い給水である。この洗い
給水量は例えば容量８ｋｇ、浴比９Ｌ／ｋｇで７２Ｌで
あり、実際には上記の塩投入で、この給水量を４０ｐｐ
ｍ以下の硬度で得ることができる。続くすすぎ工程で必
要な水量では硬度４０ｐｐｍを超過しても洗浄性能への
影響はない。

【００４５】以上は硬度１００ｐｐｍでの話であり、こ
の時の硬度４０ｐｐｍ維持とは原水に含まれるイオンの
２／３を除去することを意味する。当然この性能であれ
ば、原水硬度が６０ｐｐｍであれば、処理後はこれの１
／３である２０ｐｐｍ以下に維持できることを示してい
る。

【００４６】押しボタン３４ｃが押しさげられたまま
で、次回の洗濯の給水が開始されると、イオン除去手段
２８を通過する水道水の一部が塩水排出口２９ｃからも
れて異常溢水パイプ１５、排出装置１３、排水ホース１
６から洗濯機外に無駄に捨てられることになる。これを
防止するため、前述したようにマイクロコンピュータ５
０は給水中に磁気抵抗素子３８の出力で回転バルブ栓３
４ａの開閉状態を監視する。もし押しボタン３４ｃが押
されたままであれば、発光ダイオード５４を点滅させ、
軟水化表示２４を点滅させることでこれを使用者に知ら
せ、再度押しボタン３４ｃを押してロック機構をはず
し、バネ３４ｅで押しボタン３４ｃを引き上げさせるこ
とを催告することができる。（通常であれば、イオン除
去手段を介しての給水では軟水化表示２４が点灯表示さ
れている。）なお、イオン除去手段２８の保守あるいは
交換は、円筒容器２９に接続される配管を抜き、これを
後部収納箱１７ｂから取り外すことで行う。

【００４７】以上説明のように本実施形態は、（１）カ
ルシウム、マグネシウムイオンの所定量除去を洗い給水
のみに限定した点、（２）洗いに許されるイオン除去性
能を洗剤の洗浄力にあわせ従来の軟水化装置より低めに
設定した点、（３）毎洗濯毎に所定量の塩投入で再生を
行う点で、必要イオン交換樹脂量を最小限度に抑えてい
る。このためイオン除去装置を小型安価にでき、これを
洗濯機に搭載することが可能となった。また少量である
ため流路への樹脂挿入による圧力損失を低減でき、流量
１０〜１５Ｌ／分以上と言う大流量でも必要性能を維持
して、給水時間の増加を防止している。

【００４８】また再生処理については、円筒容器２９の
蓋３０を取り外し、どの家庭にもある安価な塩を、スプ
ーン２杯（約３０ｇ）容器内に投入して、押しボタンを
押すという簡便な操作としたため、使用者がこれを容易
に行うことができる。また、塩は非常に安価なため再生
コストはほとんどかからない。さらにこのイオン除去手
段の使用により硬度成分のため余計に使用していた洗剤
量を削減すれば、洗濯費用コストが削減できるととも
に、環境に与える影響も少なくてすむ。

【００４９】また再生に使用した塩水は洗濯槽内に排出
するのではなく、異常溢水パイプから洗濯機外に排出す
るため、塩水が洗濯槽に流入して錆を生じることはな
い。また脱離した高濃度カルシウム、マグネシウムイオ
ンが洗濯槽に流入して、次の洗濯で界面活性剤を金属せ
っけん化して洗浄力を低下させることもない。

【００５０】なお本実施例では水道水からイオン除去手
段でカルシウム、マグネシウムイオン除去する動作を説
明したがこれに限ることはない。例えば風呂水吸水ポン
プ４５で自吸した風呂水からイオン除去手段２８でカル
シウム、マグネシウムイオンを除去してもよい。例えば
円筒容器２９にもう一つの入水口を設け、この入水口に
風呂水吸水ポンプ４５の吐出口４５ｃからの配管を接続
する。そして風呂水からカルシウム、マグネシウムイオ
ンを除去して洗濯槽に給水とき風呂水ポンプ４５を駆動
すればよい。このように円筒容器に二つの入水口を設け
れば、水道水と風呂水双方を同時に給水しながら、これ
らからカルシウム、マグネシウムイオンを除去できる。

【００５１】以上洗濯給水動作を中心に本願のイオン除
去手段２８の詳細を説明した。

【００５２】図１０に他のイオン除去手段２８および自
動塩水排出バルブ３９の実施形態例を示す。

【００５３】図１０で図５と同一符号は同一物を示し、
イオン除去手段２８の入水口、吐出口への配管は省略し
てある。本実施例は図５の手動塩水排出バルブ３４をソ
レノイドを用いて自動塩水排出バルブ３９とし、イオン
交換樹脂をカートリッジ化して、この保守交換を容易な
らしめたものである。前実施例での押しボタン３４ｃに
よる連結ロッド３４ｄの押し下げ、押し上げ動作を塩水
排出ソレノイド４０のオンオフでマイクロコンピュータ
５０が自動に行うようにし、さらにイオン交換樹脂３１
をカートリッジ容器４２に収納し、これを円筒容器２９
から着脱できるようにしている。図１１にこの場合の洗
濯機制御部のブロック図を示す。

【００５４】円筒容器２９内には入水口２９ａの上に凸
部２９ｇが設けられ、図５実施例と同様、入水口２９ａ
と吐出口２９ｂの間の空間にイオン交換樹脂３１を充填
したカートリッジ容器４２が、その底面を凸部２９ｇに
乗せる形で収納される。カートリッジ容器４２は円筒容
器であり、その上面および下面の大部分はメッシュフィ
ルタ４２ａで構成され、内部空間にはイオン交換樹脂３
１が充填され上下方向に通水する構造である。また中央
にはカートリッジ容器４２を取り出すための取っ手であ
り、かつ通水時の水圧で容器４２が浮き上がるのを抑え
るための突起４２ｂを備える。このため突起４２ｂはそ
の先端が蓋３０にほぼ接触する長さをもたせてある。

【００５５】イオン交換樹脂３１を再生するために前実
施例同様脱水終了後、マイクロコンピュータ５０は使用
者にイオン交換樹脂３１の再生が必要なことを使用者に
知らせるため、発光ダイオード５５を点灯させ、塩投入
表示２５を行う。これを見て、使用者はイオン交換樹脂
３１を再生するため、イオン除去手段２８の蓋３０を開
けて、所定量の塩例えばスプーン２杯約３０ｇをイオン
除去手段２８内に投入する。すると残水中に投入された
塩は溶解して塩水になる。

【００５６】所定時間例えば１０分（塩が溶解するに必
要十分な時間であればよい）経過後、マイクロコンピュ
ータ５０は塩水排水ソレノイド４０を制御して、連結ロ
ッド３４ｄを押し下げ、回転バルブ３４ａを開く。する
とこの塩水はイオン交換樹脂３１間を流下して塩水排出
口２９ｃから排出される。これにより塩水がイオン交換
樹脂３１内を流れ、化学反応式１、２の右から左への反
応が起き、樹脂に吸着したカルシウム、マグネシウムイ
オンとナトリウムイオンが置換される。これでイオン交
換樹脂３１は再生され再びそのイオン交換能力を復活
し、逆にカルシウム、マグネシウムイオンは塩水内に抽
出される。塩水が排出される時間を経過したら、マイク
ロコンピュータ５０は塩水排出ソレノイド４０を制御し
て、回転バルブ３４ａを閉じる。このように本実施例で
は前実施例の使用者による塩水排出バルブの手動開閉を
自動化したものである。

【００５７】水道水には微細な無機あるいは有機物が含
まれる。このため長期間イオン除去手段に通水すると、
内部のメッシュフィルタあるいはイオン交換樹脂内にこ
れらが堆積して種々の問題を誘発する。例えば目詰まり
のため通水抵抗が増加して流量を確保できずに給水時間
が増加する。あるいはイオン交換樹脂が有機物汚染され
そのイオン交換能力が劣化する。使用者はこのような
時、塩投入時と同様蓋３０を開け、突起４２ｂを手でつ
かみ、カートリッジ容器４２を取り出す。そして、水洗
して目詰まりを取り除いた後再度収納する。あるいは新
しいカートリッジ容器と交換する。

【００５８】以上本実施例によれば前実施例と同様洗い
に使う水道水中の硬度成分を除去できるため、洗濯機の
洗浄性能を向上させることができる。さらにイオン交換
樹脂の再生に用いた塩水の排出が自動化されているた
め、使用者は塩を投入するのみで、ボタン押し操作を省
くことができ、より再生操作を簡便に行うことができ
る。また使用者がボタン押し上げを忘れ、給水の一部を
無駄に排出することもない。さらにイオン交換樹脂がカ
ートリッジ化されているため、これを着脱することで保
守点検、交換が容易となる。

【００５９】図１２は他のイオン除去手段の実施形態例
を示す図である。（ａ）はイオン除去手段２８の全体斜
視図、（ｂ）はその縦断面図と塩水排出機構である。図
１２で図５、図１０と同一符号は同一物を示し、イオン
除去手段２８の入水口、吐出口への配管は省略してあ
る。

【００６０】前実施例では、説明したごとく使用者が毎
回の洗濯終了後、イオン除去手段２８の蓋３０を取り外
して、スプーン２杯約３０ｇの塩を投入してイオン交換
樹脂３１を再生する必要があった。本実施例はこれを改
善して、塩投入を１週間に一度程度に減らし、使用者の
利便性を向上させるものである。

【００６１】イオン除去手段２８は円筒容器６０と蓋６
１で構成される。円筒容器６０は、４つの空間に分けら
れる。上から塩投入空間６０ａ、吐出口２９ｂが開口す
る上部空間６０ｂ、入水口２９ａと吐出口２９ｂの間の
上下面がポリエチレン等のメッシュフィルタ２９ｄで区
切られる部屋２９ｅ、入水口２９ａが開口する下部空間
６０ｃである。入水口２９ａと吐出口２９ｂの間（上部
空間６０ｂと下部空間６０ｃの間）の部屋２９ｅにはナ
トリウム型強酸性陽イオン交換樹脂（以下イオン交換樹
脂と言う）３１が内部に充填されている。塩投入空間６
０ａと上部空間６０ｂは隔壁６０ｄで分けられ、隔壁６
０ｄには孔６０ｅが開けられている。この孔６０ｅの
下、上部空間６０ｂ側には逆止弁６０ｆが配され、上部
空間６０ｂが水で満たされている間、孔６０ｅを塞ぐ。
また孔６０ｅの上、塩投入空間６０ａ側には塩粒流出防
止フィルタ６０ｇが配され、塩粒が上部空間６０ｂに流
出するのを防止する。さらに塩投入空間６０ａ上面には
塩注水口６０ｈからの塩注水管６０ｉが下面に向けて開
口している。また底面の下部空間６０ｃには塩水排出口
２９ｃが設けられている。円筒容器６０は後部収納箱１
７ｂの底面に塩水排出口２９ｃが箱底面を貫通するよう
固定される。メッシュフィルタ２９ｄにより水はイオン
交換樹脂３１間を通過する。またこれは部屋２９ｅ内か
らイオン交換樹脂３１が漏出することを防止する。蓋６
１の内円周には凹溝６１ａがきってあり、空気孔６１ｂ
が開けられている。円筒容器６０の上部外円周には凸部
６０ｊがあり、蓋６１は円筒容器６０の凸部６０ｊに凹
溝６１ａが嵌合するかたちで固定される。塩投入空間６
０ａ内には予め使用者により、一週間分の塩約２００ｇ
（前実施例の再生１回に必要な塩２９ｇの７回分）６２
が投入されている。なお塩投入空間６０ａは後部収納箱
１７ｂの上面より上に配し、使用者が蓋６１を容易に開
け閉めできるようにするとともに、周囲壁面全部あるい
は一部を透明になし、後述する洗濯毎のイオン交換樹脂
の再生で消費される塩が洗濯機前面から観察できるよう
にしてある。

【００６２】図１３は本実施例のイオン除去手段を用い
た場合の洗濯用水の給水に関わる後部収納箱１７ｂの上
蓋をはずした時の背面側部分のみを示した平面図であ
る。後部収納箱１７ｂには水道栓等からのホースが接続
される水道栓口２６、これに接続される給水電磁弁２７
および塩注水電磁弁６３、円筒容器６０で構成されるイ
オン除去手段２８、円筒容器６０内の再生塩水を排出す
る自動塩水排出バルブ３９、風呂水を吸水する風呂水吸
水ポンプ４５、洗濯槽５内に洗濯水を流下させる傾斜流
路４６等が収納されている。給水電磁弁２７の出口はイ
オン除去手段２８の入水口２９ａに接続され、塩注水電
磁弁６３の出口は塩注水口６０ｈに接続される。イオン
除去手段の吐出口２９ｂは部屋Ａ４７に接続される。図
１４にこの場合の洗濯機制御部のブロック図を示す。

【００６３】まず洗いおよびすすぎのための給水動作を
説明する。水道栓からのホースは水道栓口２６に接続さ
れる。使用者が電源スイッチを投入して、スタート操作
ボタンを押すと洗いのための給水が始まる。マイクロコ
ンピュータ５０は給水電磁弁２７を制御して開となす。
この時塩注水電磁弁６３は閉に、自動塩水排水バルブ３
９も閉の状態に制御される。水道水は給水電磁弁２７を
通じて円筒容器６０の入水口２９ａに導かれ、下部空間
６０ｃを満たしてからイオン交換樹脂３１を充填した部
屋２９ｅを上昇しながら通過する。水道水はここで軟水
化つまりカルシウム、マグネシウムイオンが除去されて
上部空間６０ｂを満たしながら吐出口２９ｂから流出す
る。そして部屋Ａ４７から傾斜流路４６に流下して洗濯
槽５に給水される。水位センサ１１により必要量の水道
水が洗濯槽に溜まった時点で、マイクロコンピュータ５
０は給水電磁弁２７を制御して給水を停止する。そして
回転翼６を正逆回転させ洗い工程を行う。洗いに続く１
回目のすすぎ工程も同様である。給水中はイオン除去手
段２８の上部空間６０ｂは水道水で満たされ、この圧力
のため逆止弁６０ｆは孔６０ｅを塞いでいる。このた
め、給水中に水道水が塩投入空間６０ａに浸水すること
はない。給水時以外では、上部空間６０ｂは大気に開放
されているため逆止弁６０ｆは開いた状態にある。

【００６４】続いて最終の（２回目の）すすぎ給水が開
始され上部空間６０ｂが水道水で満たされた状態（これ
は所定時間経過したことで判明する）に至ると、マイク
ロコンピュータ５０は塩注水電磁弁６３を制御して、塩
投入空間６０ａにも注水する。この注水量は１００ｍＬ
前後の少量とし、塩注水電磁弁６３の開制御時間で調整
する。水道水は給水電磁弁２７から上部空間６０ｂを満
たし逆止弁６０ｆを閉じる。塩注水電磁弁６３を通して
塩注水口６０ｈ、塩注水管６０ｉから、塩投入空間６０
ａ内に注水する。塩注水管６０ｉの開口部は狭いノズル
状になっており、水道水が塩６２の上部にシャワー状に
注水される。所定量例えば１００ｍＬ注水する時間が経
過したらマイクロコンピュータ５０は塩注水電磁弁６３
を制御してこの注水を停止させる。この時はまだ給水電
磁弁２７は開かれており、給水が継続している。注水さ
れた１００ｍＬの水道水は塩６２を徐々に溶解し、給水
時間の間（３〜５分）にはある濃度の塩水となる。この
濃度は注水時間つまり水量と水中に塩が漬積している時
間と塩の量で決まる。塩の溶解度は水１００ｍＬあた
り、３５．７ｇであり、時間をかけ十分攪拌できれば飽
和塩水濃度は２６ｗ％となる。つまりこれ以上の濃度に
はならなく過剰な塩は残留する。水道水１００ｍＬで十
分に塩があり１分程度放置で約２３ｗ％の濃度になる。
この時の塩水１００ｍＬ中の塩量は約３０ｇである。こ
れは図５実施例での投入塩量とほぼ同量である。

【００６５】水位センサで所定量の給水が終了したら、
マイクロコンピュータ５０は給水電磁弁２７を閉じる。
すると円筒容器６０内の水道水は吐出口から流れ出した
後、吐出口２９ｂの下端（図中破線Ａで示す）の水位で
残留する。このため逆止弁６０ｆが開き、塩投入空間６
０ａ内の塩水は上部空間６０ｂに残留する水道水中に流
下する。同時にマイクロコンピュータ５０は塩水排出ソ
レノイド４０を制御して、回転バルブ３４ａを開く。こ
の塩水は残水上に注がれながら、残水と一緒に、徐々に
イオン交換樹脂３１内を流下して、塩水排出口２９ｃか
ら排出される。これにより塩水がイオン交換樹脂３１内
を流れ、化学反応式１、２の右から左への反応が起き、
今までの給水でイオン交換したカルシウム、マグネシウ
ムイオンと塩水中のナトリウムイオンが置換される。こ
れでイオン交換樹脂３１は再生され再びそのイオン交換
能力を復活し次の洗濯給水で再び利用できるようにな
る。逆にカルシウム、マグネシウムイオンは脱離して塩
水内に抽出される。

【００６６】この再生に使った塩水はカルシウム、マグ
ネシウムイオンを大量に含むために、洗濯槽５内でな
く、塩水排出口２９ｃからチューブ３５、回転バルブ栓
３４ａ、塩水排出チューブ３６を介して、異常溢水パイ
プ１５に導かれ、排水装置１３から排水ホース１６で洗
濯機外に排出される。塩水が排出されるに必要な所定時
間経過したら、マイクロコンピュータ５０は塩水排出ソ
レノイド４０を制御して、回転バルブ３４ａを閉じる。
以上でイオン交換樹脂の再生処理が終了する。

【００６７】この塩水のイオン交換樹脂内の流下速度は
孔６０ｅおよび塩水排出口２９ｃ等の口径で決められる
が、３分間で１００ｍＬ前後の流量が望ましい。このた
め実施例では直径２ｍｍ程度である。

【００６８】再生の度に塩投入空間６０ａ内の塩６２は
約３０ｇずつ再生塩水として消費され、徐々に減少す
る。使用者は塩投入空間６０ａに残存している塩量を透
明窓から見て、なくなりしだい蓋６１を開けて、補充す
る。

【００６９】なお、イオン除去手段２８の保守あるいは
交換は図５実施例と同様、円筒容器６０に接続される配
管を抜き、これを後部収納箱１７ｂから取り外すことで
行う。

【００７０】以上本実施例によれば、前実施例と同様洗
濯槽１槽分の洗いに使う水道水中の硬度成分を除去でき
るため、洗濯機の洗浄性能を向上させることができる。
さらにイオン交換樹脂の再生に用いる塩水は予め塩投入
空間に投入した大量の塩（例えば７回分）を用い毎回自
動的に作成しかつ自動的にイオン交換樹脂３１内を流下
してこれを再生するため前実施例のように毎洗濯終了後
に塩を投入する必要がなく、使用者の利便性はさらに向
上する。また再生に使用した塩水は洗濯槽内に排出する
のではなく、異常溢水パイプから洗濯機外に排出するた
め、塩水が洗濯槽に流入して錆を生じることはない。ま
た脱離した高濃度カルシウム、マグネシウムイオンが洗
濯槽に流入して、次の洗濯で界面活性剤を金属せっけん
化して洗浄力を低下させることもない。

【００７１】図１５は他のイオン除去手段２８の実施形
態例を示す縦断面図である。図１５で図１２と同一符号
は同一物を示し、イオン除去手段２８の入水口、吐出口
への配管は省略してある。

【００７２】本実施例は図１２実施例の自動塩水排出バ
ルブ３９、塩水排出口２９ｃ、チューブ３５、塩水排出
チューブ３６等の塩水排出機構を削除して、コスト低減
を計り、使用者に安価な洗濯機を提供するものである。
さらにイオン交換樹脂をカートリッジ化して、この保守
交換を容易ならしめたものである。

【００７３】このため図１２実施例の円筒容器６０を二
つに分離し、さらにイオン交換樹脂３１をカートリッジ
容器に収納し、これを分離した一方の、後部収納箱１７
ｂに固定される円筒容器に収納しこれから着脱できるよ
うにしている。イオン除去手段２８は、塩投入円筒容器
７１と円筒容器６０に分離され、一方の円筒容器６０は
後部収納箱１７ｂ内に固定される。

【００７４】円筒容器６０内には吐出口２９ｂの上に凸
部６０ｊが設けられ、入水口２９ａと吐出口２９ｂの間
の空間（上部空間６０ｂと下部空間６０ｃの間）にイオ
ン交換樹脂３１を充填したカートリッジ容器７０が、そ
の底面を凸部６０ｊに乗せる形で収納される。カートリ
ッジ容器７０は円筒容器であり、その上面および下面の
大部分はメッシュフィルタ７０ａで構成され、内部空間
にはイオン交換樹脂３１が充填され上下方向に通水する
構造である。また中央にはカートリッジ容器７０を取り
出すための取っ手である突起７０ｂを備える。

【００７５】円筒容器６０の上端円周にはメスネジ６０
ｋが切られ、ここに塩投入容器７１がその底部円周に切
られたオスネジ７１ａで結合される。

【００７６】塩投入容器７１は底面７１ｄの円周にオス
ネジ７１ａが切られ、ネジの下端外周にガスケット７１
ｂを設け、円筒容器６０へネジで結合したときの水漏れ
を防ぐ。また底面７１ｄ（図１２実施例の隔壁６０ｄに
相当する）には、図１２実施例と同様に、孔７１ｅが開
けられ、この孔７１ｅの下側には逆止弁７１ｆ、上側に
は塩粒流出防止フィルタ７１ｇが設けられている。さら
に底面７１ｄ上の塩投入空間７１ａには塩注水口７１ｈ
からの塩注水管７１ｉが下面に向けて開口している。塩
投入容器７１内には予め塩６２が投入されており、容器
上端は、蓋６１で塞がれる。蓋６１はその凹部６１ａが
容器７１の凸部７１ｊに嵌合される形で塩投入容器７１
に固定される。

【００７７】洗い工程、一回目のすすぎ工程での給水
は、図１２実施例と同様である。ただ水道水は入水口２
９ａからイオン交換樹脂３１が充填されたカートリッジ
容器７０を上から下へ流れ吐出口２９ｂから、部屋Ａ４
７、傾斜流路４６を経て、洗濯槽５に給水される。この
ため図１０実施例のように水道水圧によるカートリッジ
容器７０の浮き上がりはなく、これを防止する必要もな
い。な次に塩水流下によるカートリッジ容器７０内のイ
オン交換樹脂３１の再生動作を詳細に説明する。

【００７８】最終すすぎ工程において、図１２実施例同
様に、塩注水口７１ｈ、塩注水管７１ｉから塩投入空間
７１ａ内に注水して、１００ｍＬ前後の塩水を作成す
る。水位センサで所定量の給水が終了したら、マイクロ
コンピュータ５０は給水電磁弁２７を閉じ給水を停止す
る。すると円筒容器６０内の水道水は吐出口２９ｂから
全て流れだす。このため逆止弁７１ｆが開き、塩投入空
間７１ａ内の塩水は上部空間６０ｂのカートリッジ容器
７０上面に流下する。この塩水は徐々にカートリッジ容
器７０に充填されるイオン交換樹脂３１内を均一に流下
して、吐出口２９ｂから部屋Ａ４７、傾斜流路４６から
最終すすぎ水で満たされている洗濯槽５に流される。一
部は下部空間６０ｃ内の吐出口２９ｂより低い位置に溜
まる。この流下で塩水がイオン交換樹脂３１内を流れ、
化学反応式１、２の右から左への反応が起き、今までの
給水で樹脂に吸着したカルシウム、マグネシウムイオン
とナトリウムイオンが置換される。これでイオン交換樹
脂３１は再生され再びそのイオン交換能力を復活し次の
洗濯給水で再び利用できるようになる。逆にカルシウ
ム、マグネシウムイオンは脱離して塩水内に抽出され
る。給水停止後、マイクロコンピュータ５０はすすぎの
ために洗濯物を回転翼６を制御し、給水したすすぎ水の
中で攪拌する。攪拌が所定時間経過したら（まだ洗濯槽
５内にすすぎ水が残留している時）、給水電磁弁２７を
再度開き、イオン除去手段２８に水道水を数Ｌ流し、下
部空間６０ｃに滞留しているカルシウム、マグネシウム
を大量に含んだ再生塩水を、吐出口２９ｂから部屋Ａ４
７、傾斜流路４６を通して、洗濯槽５内に洗い流す。こ
の塩水は先に給水した大量のすすぎ水（通常前述したよ
うにためすすぎの場合容量７ｋｇで７２Ｌ程度）と攪拌
混合されて薄められる。そして、すすぎ終了時、マイク
ロコンピュータ５０は排水電磁弁１３ａを開いて、排水
ホース１６からこれを洗濯機外に排出する。

【００７９】前述したように硬度成分は洗浄性能に影響
するが、すすぎ性能には影響しない。かつ再生に使用し
た少量の塩水は大量の水で希釈されるため、洗濯槽５を
構成するステンレス等に錆を生ずる恐れもない。ちなみ
に濃度２３ｗ％の塩水１３０ｍＬ（塩約３０ｇ）を７２
Ｌの水で希釈すればその濃度は０．０４ｗ％であり、生
理食塩水０．９ｗ％よりも低い。

【００８０】水道水には微細な無機あるいは有機物が含
まれる。このため長期間イオン除去手段に通水すると、
内部のメッシュフィルタあるいはイオン交換樹脂内にこ
れらが堆積して種々の問題を誘発する。例えば目詰まり
のため通水抵抗が増加して流量を確保できずに給水時間
が増加する。あるいはイオン交換樹脂が有機物汚染され
そのイオン交換能力が劣化する。

【００８１】使用者はこのような時、後部収納箱１７ｂ
の上面蓋を外し、塩注水口７１ｈへの配管を外して、塩
投入容器７１のネジを回して、円筒容器６０から取り外
す。そして円筒容器６０内のカートリッジ容器７０の突
起７０ｂを手でつかみ取り出す。そして、水洗して目詰
まりを取り除いた後再度収納する。あるいは新しいカー
トリッジ容器と交換する。

【００８２】以上本実施例によれば再生塩水をすすぎ水
で希釈してこれを通常の排水経路を利用して排出できる
ため、図１２実施例の自動塩水排出バルブ３９、塩水排
出口２９ｃ、チューブ３５、塩水排出チューブ３６等の
塩水排出機構を削除でき、コスト低減が可能となり使用
者に安価な洗濯機を提供できる。さらにイオン交換樹脂
がカートリッジ化されているため、これを着脱すること
で保守点検、交換が容易となる。

【００８３】図１６は他のイオン除去手段２８の実施形
態例を示す縦断面図である。図１６で図１２と同一符号
は同一物を示し、イオン除去手段２８の入水口、吐出口
への配管は省略してある。６４は塩水排出口２９ｃに接
続された排水管である。

【００８４】円筒容器６０には下部空間６０ｃに開口す
るよう入水口２９ａが配され、上部空間６０ｂに開口す
るよう吐出口２９ｂが設けられている。このためイオン
除去手段２８に導かれた水道水はイオン交換樹脂３１を
下から上に流れ、吐出口２９ｂから部屋Ａ４７、傾斜流
路４６を流れ洗濯槽に給水される。塩水排出口２９ｃに
接続される排水管６４は図示するように配管の都合であ
る高さまで持ち上げられることもあるが、必ず円筒容器
６０の下端の位置まで下げられて傾斜流路４６に開口し
て接続される。

【００８５】入水口２９ａからの水道水はそのほとんど
がイオン交換樹脂３１を通過してカルシウム、マグネシ
ウムイオンが除去された後、吐出口２９ｂから部屋Ａ４
７、傾斜流路４６を流れ洗濯槽５に給水されるが、一部
は塩水排出口２９ｃから排水管６４を流れ、傾斜流路４
６から洗濯槽５に供給される。塩水排出口２９ｃおよび
排水管６４の口径を２ｍｍ程度にすれば、イオン交換樹
脂３１を通過する流量１３Ｌ／分に対し、排水管からの
漏れは０．５Ｌ／分以下であり、影響は少ない。給水終
了直後（給水電磁弁２７を閉じた直後）には図５実施例
同様、水道水が吐出口２９ｂの下端の位置まで残水する
が、この残水は塩水排出口２９ｃに接続される排水管６
４からゆっくりと洗濯槽５に排出される。

【００８６】最終すすぎ工程における塩水作成は図１２
実施例と同様なため説明を省略する。水位センサ１１で
最終すすぎ工程での所定量の給水が終了したら、マイク
ロコンピュータ５０は給水電磁弁２７を閉じ給水を停止
する。逆止弁６０ｆが開き、塩投入空間６０ａ内の塩水
は上部空間６０ｂの残水中に流下する。この塩水は残水
で薄められながら、徐々にイオン交換樹脂３１内を均一
に流下して、塩水排出口２９ｃに接続される排水管６４
からゆっくりと洗濯槽５に排出される。この流下で塩水
がイオン交換樹脂３１内を流れ、化学反応式１、２の右
から左への反応が起き、今までの給水でイオン交換され
たカルシウム、マグネシウムイオンと塩水中のナトリウ
ムイオンが置換される。これでイオン交換樹脂３１は再
生され再びそのイオン交換能力を復活し次の洗濯給水で
再び利用できるようになる。逆にカルシウム、マグネシ
ウムイオンは樹脂から脱離して塩水内に抽出される。給
水停止後、マイクロコンピュータ５０はすすぎのために
洗濯物を回転翼６を制御し、給水したすすぎ水の中で攪
拌する。攪拌が所定時間経過したら、給水電磁弁２７を
再度開き、イオン除去手段２８に水道水を数Ｌ流し、排
水管６４および下部空間６０ｃに付着しているカルシウ
ム、マグネシウムを大量に含んだ塩水を、排水管６４お
よび吐出口２９ｂから傾斜流路４６を通して、洗濯槽５
内に洗い流す。この塩水は先に給水した大量のすすぎ水
（通常前述したようにためすすぎの場合容量７ｋｇで７
２Ｌ程度）と攪拌混合されて薄められる。そして、すす
ぎ終了時、マイクロコンピュータ５０は排水電磁弁１３
ａを開いて、排水ホース１６からこれを洗濯機外に排出
する。

【００８７】本実施例によれば、図１５実施例同様に、
自動塩水排出バルブ３９、塩水排出口２９ｃ、チューブ
３５、塩水排出チューブ３６等の塩水排出機構を削除で
き、コスト低減が可能となり使用者に安価な洗濯機を提
供できる。さらに給水電磁弁、配管配置の都合で入水口
が円筒容器６０の下端に設けざるを得ない場合でも自動
塩水流下によるイオン交換樹脂３１の再生を可能にする
ことができる。

【００８８】図１７に他実施例の洗濯機制御部のブロッ
ク図を示す。図１４と同一符号は同一物を示す。６５は
電気的書き込みが可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲ
ＯＭである。

【００８９】本実施例は図１５実施例の塩投入空間への
塩投入期間をさらに延長して使用者の利便性を向上させ
るものである。このためＥＥＰＲＯＭ６５を用いて、水
道水硬度と洗濯に必要な水道水量を記憶し、最終すすぎ
工程でイオン交換樹脂を再生するに必要な塩水量を演算
して、この演算した塩水量で樹脂の再生を行うようにし
たものである。

【００９０】今、図５実施例と同様イオン交換樹脂量２
６０ｍＬ、流量１３Ｌ／分でのイオン除去性能２／３つ
まり入力原水の２／３の硬度成分イオンを除去できると
して説明する。

【００９１】洗濯機製造者は、ＥＥＰＲＯＭ６５にイオ
ン除去手段２８の性能つまりイオン交換樹脂量と標準流
量での除去性能（入力原水の硬度成分の何割を除去でき
るかの性能）を記憶して出荷する。

【００９２】使用者は洗濯機を使い始めるにあたり、市
販の硬度指示薬等を用いて、使用する水道水の概略硬度
値を確認して、この硬度値をＥＥＰＲＯＭ６５に記憶さ
せる。これは操作ボタン２１を使い、例えば予約操作ボ
タンとコース選択操作ボタンを同時に押すことでマイク
ロコンピュータ５０を硬度値入力モードとし洗剤量／水
量設定操作ボタンを押した回数で行う。例えば１回であ
れば２０ｐｐｍ以下、２回であれば２０〜４０ｐｐｍ等
とすれば良い。このような操作は販売店員等がお客に洗
濯機を届け、設置する時に行うのが望ましい。この入力
硬度値が５５ｐｐｍとし、この値がＥＥＰＲＯＭ６５記
憶されたとして以下説明する。また塩投入空間６０ａに
は予め適量例えば図１５実施例のように２００ｇ前後の
塩を投入しておく。

【００９３】使用者が被洗濯物を洗濯槽５に入れ、電源
スイッチ１９を押し、洗濯コースを選択してスタートボ
タンを押すと洗濯が開始される。以下すすぎ工程が２回
のコースが選択された場合で説明する。

【００９４】まず、マイクロコンピュータ５０は周知の
ように電動機７を回転、停止させ、停止時に誘起される
電動機７の逆起電圧で投入されている布量を検出する。
この検出した布量と選択したコースから洗いおよびすす
ぎ工程での洗濯槽５への給水量が決定される。例えば検
出布量が４ｋｇであれば洗い約４０Ｌ、すすぎ２回で約
８０Ｌあわせて１２０Ｌである。

【００９５】そしてマイクロコンピュータ５０は給水電
磁弁２７を開とする。水道水は水道栓口２６から給水電
磁弁２７を通過してイオン除去手段２８に流入する。流
入した水道水は円筒容器６０にメッシュフィルタ２８ａ
で挟まれて充填されるナトリウム型強酸性陽イオン交換
樹脂３１の間を通過して、硬度成分であるカルシウム、
マグネシウムイオンを除去され軟水となって流れ出し、
部屋Ａ４７を介して傾斜流路４６に流出する。そして傾
斜流路４６で整流され、洗濯槽５内に流下する。この洗
い給水中には発光ダイオード５４を点灯して、軟水化表
示２４で軟水化中の表示が行われる。水位センサ１１で
必要な洗濯用水が洗濯槽５内に給水（約４０Ｌ）された
ことを知ったマイクロコンピュータ５０は、給水電磁弁
２７を閉じて、給水を停止させる。そして回転翼６を正
逆回転させて、洗いを開始する。洗い給水が終了した時
点でマイクロコンピュータ５０は水位センサ１１の情報
からイオン交換手段２８を通過した実際の水道水量を演
算して、先の水道水硬度値と除去能力から、イオン交換
樹脂３１が吸着したカルシウム、マグネシウムイオンの
量を演算してＥＥＰＲＯＭ６５に記憶する。例えば５５
（ｐｐｍ）×２／３×４０（Ｌ）＝１．４６ｇ（ＣａＣ
Ｏ3換算）を記憶する。

【００９６】洗いを所定時間行った後、マイクロコンピ
ュータ５０は続いて、給水電磁弁２７を開いて、１回目
のすすぎのため洗濯槽５への給水を開始する。水道水は
水道栓口２６から給水電磁弁２７を通過して、そのまま
部屋Ａ４７を介して傾斜流路４６に流出する。そして傾
斜流路４６で整流され、洗濯槽５内に流下する。水位セ
ンサ１１ですすぎ給水量が所定の値に達したら、マイク
ロコンピュータ５０は給水電磁弁２７を閉じて、給水を
停止させる。この時点で洗いの時と同様マイクロコンピ
ュータ５０は水位センサ１１の情報からイオン交換手段
２８を通過した水道水量を演算して、先の水道水硬度値
と除去能力から、イオン交換樹脂３１が吸着したカルシ
ウム、マグネシウムイオンの量を演算して、先の（洗い
給水での）吸着量に積算してＥＥＰＲＯＭ６５に記憶す
る。例えばこの時点で１．４６×２＝２．９２ｇと積算
記憶する。そして回転翼６を正逆回転させて、すすぎを
開始する。この後、排水装置１３の排水電磁弁を開きす
すぎ水を排水する。

【００９７】次の最終すすぎでは図１５実施例で説明し
たイオン交換樹脂の再生処理が行われる。この最終すす
ぎでの給水量は１回目すすぎと同様であるため、最終す
すぎ給水が終了した時点での硬度成分積算吸着量は推定
することができる。例えば１．４６×３＝４．３８ｇと
推定する（正確には流量が１００Ｌを超えると性能劣化
があるためこれも考慮する必要があるが第１近似では左
記で十分である）。そして最終すすぎ給水と同時に、塩
投入空間へ積算した硬度成分吸着量に比例した量の水道
水を注水する。図５実施例で詳細に説明したように、使
用したイオン除去手段の再生効率は本実施例では０．３
程度である。つまり吸着した量の３倍程度の塩量が再生
に必要となる。つまり約１３ｇの塩を溶解する水量４４
ｍＬを注水する。なおこの注水量は塩注水電磁弁６３の
開時間で調整する。最終すすぎ給水終了時点でのイオン
交換樹脂３１の再生処理は図１５実施例で説明したので
説明を省略する。

【００９８】この後脱水工程に入り、クラッチ装置１０
のクラッチソレノイド１０ａを制御して洗濯槽５を高速
回転させ脱水を行う。

【００９９】以上の説明では、積算吸着量を毎給水毎に
水位センサ１１の検出水量から決定したが、これは正確
を期するためで（使用者の途中でのコース変更、水道断
水等の誤差混入防止のため）、前述したようにコース選
択と布量で必要使用水量は決定されるため、布量検出時
点で、必要使用水量から積算吸着量を推定演算して、こ
れで最終すすぎでの注水量を決めておいてもよい。

【０１００】このようにイオン交換樹脂再生に必要な注
水量を実際に吸着した硬度成分に比例して決めるため、
つねに必要最小限の塩を消費することになる。したがっ
て前実施例のように常に一定量（１００ｍＬ）の注水を
行う場合に比べ、説明のように約半分の水量つまり約半
分の塩消費量となり、各再生処理における塩消費量を減
少させることができる。これは塩投入期間を延ばせるこ
とを意味する。

【０１０１】以上本実施例によれば、イオン交換樹脂再
生に必要な塩量を必要最小限に低減することができるた
め、使用者が塩投入空間へ塩を補充する期間を長くする
ことができ、利便性をさらに向上させことができる。

【０１０２】次に、風呂水を風呂水給水ポンプを使用し
て給水する場合の実施例について図１３を用いて説明す
る。風呂等からの水は風呂水給水口４５ａに接続される
ホースで汲み出される。まず水道栓口２６からの水道水
を給水電磁弁２７を開きイオン除去手段２８、部屋Ａ４
７を通して、その一部を呼び水口４５ｂから風呂水吸水
ポンプ４５に呼び水し、残りを傾斜流路４６から洗濯槽
５に給水する。所定時間経過後、給水電磁弁２７を閉
じ、給水ポンプを回転させて風呂水を風呂水給水口４５
ａから自吸し、吐出口４５ｃから部屋Ｂ４８を介して傾
斜流路４６に導き、ここから洗濯槽５に給水する。すな
わち、洗濯槽５には、まずイオン除去手段２８でカルシ
ウムイオン、マグネシウムイオンが除去された軟水が給
水され、その後風呂水が給水されることになる。洗濯槽
５に投入されている洗剤は、軟水で溶かされ洗濯物内に
染み込み洗濯物に付着した汚れに浸透して行く。この
時、洗濯槽５を回転させながら給水すると、溶かした洗
剤がより均一に洗濯物内に染み込む。軟水には硬度成分
がほとんど含まれていないため、洗剤が金属石鹸を形成
することがなく、洗剤は有効に作用する。この後、風呂
水が給水される。風呂水には硬度成分が含まれている
が、汚れにはすでに洗剤成分が浸透しており、洗剤の汚
れへの作用が妨げられることはない。風呂水の残り湯の
温度（約３０℃）は、洗剤成分を活性化し洗浄力を高め
るが、硬度は水道水と同等であり、金属石鹸の生成を防
ぐことはできない。しかし、本実施例のように、まず軟
水を給水し、次に風呂水を給水することで、軟水による
洗剤溶解、汚れへの浸透効果と、風呂水の温度効果との
相乗効果で洗浄力を高めることができる。図１８は、イ
オン除去手段を持たない従来の洗濯機とイオン除去手段
を有する本実施例の洗濯機の洗浄力を比較した一例であ
る（洗濯条件は、水温２０℃、残り湯温度３０℃、硬度
１００ｐｐｍ、軟水硬度２０ｐｐｍ）。軟水を最初に給
水することにより、洗浄力が向上することが分かる。

【０１０３】従来、風呂水給水ポンプへの呼び水給水時
間は、洗濯物の量（水量）によらず一定であった。しか
し本実施例では、呼び水給水は軟水による洗剤の溶解、
洗濯物への洗剤成分の浸透という重要な作用があるた
め、洗濯物の量により給水量を制御する必要がある。そ
こで、洗濯物の量（水量）に対する呼び水（軟水）給水
量の制御方法について説明する。

【０１０４】給水量の制御方法としては、水位、流量
計、重さなどを計測する方法や、時間で制御する方法な
どが考えられる。ここでは、水位検知と時間制御による
実施例を説明する。

【０１０５】水位検知による実施例は、水位センサ１１
を用いる方法である。これは、予め軟水と風呂水の混合
比率を決めておき、自動または手動で設定された水位に
対し前記混合比率になるまで軟水を給水し、その後風呂
水を給水する方法である。洗濯槽５に給水された軟水は
洗濯物の上部から下部に向かって洗濯物内に浸透し、洗
濯物をほとんど濡らした後で外槽４底部に溜まり出す。
そして、規定の水位になったら軟水の給水を停止し、風
呂水給水へ切り替える。これにより、上記の作用を達成
することができる。水位センサ１１は、外槽に水が溜ま
らないと水位を検知できないため、洗濯物がほとんどぬ
れた後も軟水を余分に給水する必要があり、風呂水の量
が少なくなり、風呂水の有効利用という点では若干問題
がある。次に、時間制御による実施例について述べる。
給水量を時間で制御する場合、洗濯物の量と水道水圧
（給水流量Ｑ）を知る必要がある。洗濯物の量は、布量
センサで検知できる。洗濯物の量と洗濯物全体をほぼ濡
らすのに必要な軟水給水量Ｖの関係は、予めマイクロコ
ンピュータ５０に記憶しておく。給水流量Ｑの検知方法
を図２を用いて説明する。水位センサのゼロ点水位Ａ点
から設定可能な最低水位よりも低い水位Ｂ点までの給水
時間Ｔを計測する。給水時間Ｔは、給水流量Ｑが大きい
ほど短くなる反比例関係（図１９）にあり、給水時間Ｔ
から給水流量Ｑを知ることができる。詳細に見ると、同
じ給水流量でも洗濯物の量により若干差があるが、実用
上は平均値を使用すればよい。図１９の給水時間Ｔと給
水流量Ｑの関係は予めマイクロコンピュータ５０に記憶
されており、給水時間Ｔから求められる給水流量ＱをＥ
ＥＰＲＯＭ６５に記憶する。そして、次回の洗濯時に布
量センサで検出した洗濯物の量（設定水量）から求めら
れる軟水給水量Ｖと上記給水流量Ｑから軟水の給水時間
を決定する。本実施例によれば、洗剤が溶けた軟水で洗
濯物をほぼ濡らすのに必要な軟水給水量を最少にでき、
風呂水を有効利用できる。

【０１０６】時間制御による別の実施例について述べ
る。上記時間制御により実施例では、洗濯物の量と給水
量Ｖの関係、および給水時間Ｔと給水流量Ｑの関係をテ
ーブル化してマイクロコンピュータ５０に記憶したもの
であるが、広範囲の水道水圧や設定水位の多段化に対応
するためには、テーブルに記憶すべきデータ量が多くな
り、守りが余計必要となる。本実施例は、給水時間Ｔと
設定水量にしきい値を設定し、テーブルデータ量を減少
したものである。ここでは、最もデータ量が少なくなる
しきい値が１つの場合について説明する。給水時間Ｔに
ついては給水時間Ｔ１をしきい値とする。また、設定水
量については、例えば水量が１２段階に設定可能な洗濯
機においては中央の水量Ｗ１をしきい値とする。そし
て、このしきい値未満か以上かで軟水給水時間ｔを設定
する。すなわち、給水流量Ｑ１未満（給水時間がＴ１を
超える）で、設定水量ＷがＷ１未満の場合は軟水給水時
間ｔ＝ｔ１、Ｑ１未満でＷ１以上の場合ｔ＝ｔ２、Ｑ１
以上（Ｔ１以上）でＷ１未満の場合ｔ＝ｔ３、Ｑ１以上
でＷ１以上の場合ｔ＝ｔ４となる。従って、この２つの
しきい値を用いることで、４つの給水時間ｔ１からｔ４
をマイクロコンピュータにテーブルとして記憶しておく
だけでよく、マイクロコンピュータの記憶容量を少なく
することができ、コストの低減が図れる。この場合の給
水流量Ｑと軟水給水量Ｖの関係の具体例を図２０に示
す。水量が一定（洗濯物量一定）でも給水流量により軟
水給水量が変化しているが、実用上はこの程度の粗い制
御でも差し支えない。

【０１０７】以上本実施形態によれば、風呂水を用いた
洗濯において、まずイオン交換手段を通した軟水を洗濯
槽に給水し、その後風呂水を給水することで、軟水で洗
剤を溶解し洗濯物に洗剤成分を無駄なく浸透させる効果
と、風呂水の温度効果で洗浄力を向上することができ
る。

【０１０８】

【発明の効果】本発明によれば、給水する水を第１の室
の下側に形成した室に導入した後、イオン交換機能材の
層を均一に上昇させることができ、さらに再生剤は第２
の室から流下するようにしたので、陽イオンを除去しな
がら速やかに給水できるイオン除去手段をコンパクトに
構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例である全自動洗濯機の概
観斜視図である。

【図２】図１の実施形態例である全自動洗濯機の縦断面
図である。

【図３】図１の実施形態例である全自動洗濯機の操作パ
ネル図である。

【図４】図１の実施形態例における後部収納箱内部の平
面図である。

【図５】図１の実施形態例におけるイオン除去手段の斜
視図と縦断面図である。

【図６】図１の実施形態例における全自動洗濯機の電気
接続ブロック図である。

【図７】硬度と洗浄率の関係を示す図である。

【図８】流量と漏洩カルシウム濃度の関係を示す図であ
る。

【図９】積算流量と漏洩カルシウム濃度の関係を示す図
である。

【図１０】図１の実施形態例における他のイオン除去手
段の縦断面図である。

【図１１】図１の実施形態例における他の電気接続例を
示すブロック図である。

【図１２】イオン除去手段の他の実施形態例を示す斜視
図と縦断面図である。

【図１３】後部収納箱内部の他の実施形態例を示す平面
図である。

【図１４】図１の実施形態例における他の電気接続例を
示すブロック図である。

【図１５】イオン除去手段の他の実施形態例を示す縦断
面図である。

【図１６】イオン除去手段の他の実施形態例を示す縦断
面図である。

【図１７】図１の実施形態例における他の電気接続例を
示すブロック図である。

【図１８】風呂水洗濯時における、イオン除去手段の有
無による洗浄力の比較を説明する図である。

【図１９】給水流量（水道水圧）と給水時間の関係の一
例である。

【図２０】給水流量（水道水圧）と軟水給水量の関係の
一例である。

【符号の説明】

５…洗濯兼脱水槽、１５…異常溢水パイプ、１７ｂ…後
部収納箱、２４…軟水化表示、２５…塩投入表示、２６
…水道栓口、２７…給水電磁弁、２８…イオン除去手
段、２９…円筒容器、２９ａ…入水口、２９ｂ…吐出
口、２９ｃ…塩水排出口、２９ｄ…メッシュフィルタ、
２９ｅ…部屋、２９ｆ…オスネジ、３０…蓋、３０ａ…
メスネジ、３０ｂ…ガスケット、３１…イオン交換樹
脂、３２…上部空間、３３…下部空間、３４…手動塩水
排出バルブ、３４ａ…回転バルブ栓、３４ｂ…回転バル
ブ、３４ｃ…押しボタン、３４ｄ…連結ロッド、３５…
チューブ、３６…塩水排出チューブ、３７…磁石、３８
…磁気抵抗素子、３９…自動塩水排出バルブ、４０…塩
水排出ソレノイド、４５…風呂水吸水ポンプ、５０…マ
イクロコンピュータ、５４…発光ダイオード、５５…発
光ダイオード、６０…円筒容器、６０ａ…塩投入空間、
６０ｂ…上部空間、６０ｃ…下部空間、６０ｄ…隔壁、
６０ｅ…孔、６０ｆ…逆止弁、６０ｇ…塩粒流出防止フ
ィルタ、６０ｈ…塩注水口、６０ｉ…塩注水管、６０ｊ
…凸部、６１…蓋、６１ａ…凹溝、６１ｂ…空気孔、６
２…塩、６３…塩注水電磁弁、６４…塩水排水管、６５
…ＥＥＰＲＯＭ。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１１月２日（２０００．１１．
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のイオン除去手段は、イオン交換機能材を有
するイオン除去手段において、イオン交換機能材を収容
する第１の室と、前記第１の室の上側と下側とにそれぞ
れ形成した室と、前記上側の室の上側に設けられ、イオ
ン交換機能材のイオン交換機能を再生する再生剤を収容
する第２の室と、前記第２の室に給水する給水路と、前
記給水路を開閉する給水路開閉弁と、前記上側の室と前
記第２の室とを連通する流路と、前記流路に設けられ前
記第２の室から前記上側の室への流れを許し前記上側の
室から前記第２の室への流れを止める逆止弁と、を備
え、水が前記下側の室から前記第１の室を通って前記上
側の室に流れるように流路を構成したものである。この
とき、下側の室に再生処理後の再生剤を排出する排出口
を設けるとよい。また、本発明のイオン除去方法は、イ
オン交換機能材を用いたイオン除去方法において、イオ
ン交換機能材を収容した第１の室の下側に形成した室か
ら前記イオン交換機能材を通して前記第１の室の上側に
形成した室に水を流す給水と、前記上側の室のさらに上
側に設けられた、イオン交換機能材のイオン交換機能を
再生する再生剤を収容する第２の室に給水して行う再生
剤の溶解と、水に溶解した再生剤を、前記第２の室か
ら、前記第２の室から前記上側の室への流れを許し前記
上側の室から前記第２の室への流れを止める逆止弁を通
して、前記第１の室に流下させて行うイオン交換機能材
の再生処理と、を実行するようにしたものである。この
とき、再生処理後の再生剤を下側の室から排出するよう
にするとよい。上記構成によれば、給水する水を第１の
室の下側に形成した室に導入した後、イオン交換機能材
の層を均一に上昇させることができ、さらに再生剤は第
２の室から流下させることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永野 洋介 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 鹿森 保 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者 大杉 寛 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者 小山 高見 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者 宮尾 明 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者 桧山 功 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イオン交換機能材を有するイオン除去手段
   において、 イオン交換機能材を収容する第１の室と、 前記第１の室の上側と下側とにそれぞれ形成した室と、 前記上側の室の上側に設けられ、イオン交換機能材のイ
   オン交換機能を再生する再生剤を収容する第２の室と、 前記第２の室に給水する給水路と、 前記給水路を開閉する給水路開閉弁と、 前記上側の室と前記第２の室とを連通する流路と、 前記流路に設けられ前記第２の室から前記上側の室への
   流れを許し前記上側の室から前記第２の室への流れを止
   める逆止弁と、 を備え、 水が前記下側の室から前記第１の室を通って前記上側の
   室に流れるように流路を構成したことを特徴とするイオ
   ン除去手段。
2. 【請求項２】イオン交換機能材を有するイオン除去手段
   において、 イオン交換機能材を収容する第１の室と、 前記第１の室の上側と下側とにそれぞれ形成した室と、 前記上側の室の上側に設けられ、イオン交換機能材のイ
   オン交換機能を再生する再生剤を収容する第２の室と、 前記第２の室に給水する給水路と、 前記給水路を開閉する給水路開閉弁と、 前記上側の室と前記第２の室とを連通する流路と、 前記流路に設けられ前記第２の室から前記上側の室への
   流れを許し前記上側の室から前記第２の室への流れを止
   める逆止弁と、 を備え、 水が前記下側の室から前記第１の室を通って前記上側の
   室に流れるように流路を構成し、前記下側の室に再生処
   理後の再生剤を排出する排出口を設けたことを特徴とす
   るイオン除去手段。
3. 【請求項３】イオン交換機能材を用いたイオン除去方法
   において、 イオン交換機能材を収容した第１の室の下側に形成した
   室から前記イオン交換機能材を通して前記第１の室の上
   側に形成した室に水を流す給水と、 前記上側の室のさらに上側に設けられた、イオン交換機
   能材のイオン交換機能を再生する再生剤を収容する第２
   の室に給水して行う再生剤の溶解と、 再生剤を、前記第２の室から、前記第２の室から前記上
   側の室への流れを許し前記上側の室から前記第２の室へ
   の流れを止める逆止弁を通して、前記第１の室に流下さ
   せて行うイオン交換機能材の再生処理と、 を実行することを特徴とするイオン除去方法。
4. 【請求項４】イオン交換機能材を用いたイオン除去方法
   において、 イオン交換機能材を収容した第１の室の下側に形成した
   室から前記イオン交換機能材を通して前記第１の室の上
   側に形成した室に水を流す給水と、 前記上側の室のさらに上側に設けられた、イオン交換機
   能材のイオン交換機能を再生する再生剤を収容する第２
   の室に給水して行う再生剤の溶解と、 再生剤を、前記第２の室から、前記第２の室から前記上
   側の室への流れを許し前記上側の室から前記第２の室へ
   の流れを止める逆止弁を通して、前記第１の室に流下さ
   せて行うイオン交換機能材の再生処理と、 再生処理後の再生剤の前記下側の室からの排出と、 を実行することを特徴とするイオン除去方法。