JP2005287993A - 食器洗い機 - Google Patents

Abstract

【課題】運転時の温度上昇により、容器に封入した液体の膨張による容器の内圧上昇により、容器や振動発振子の破損を防止する。
【解決手段】高い濃度の洗剤液を被洗浄物等に付着させる洗剤液飛散手段１８を、振動発振子２９と、前記振動発振子から発生した振動エネルギを伝達する液体２７と、前記液体２７の体積膨張を緩和させる気体２８を封入した容器２６を有する構成としたことにより、内圧上昇を緩和して容器２６や振動発振子２９の破損を防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、食器に洗浄水を噴射して洗浄する食器洗い機に関するものである。

従来、この種の食器洗い機は、図８に示すように食器等に付着した汚れを除去するために、霧状にした洗浄水を予め食器に吹きかけて汚れを膨潤させた後、水の噴射による機械力や洗剤による化学力等を利用して洗浄することが考えられていた（例えば、特許文献１参照）。

以下、その構成について説明する。食器洗い機本体５１は、食器を収納する食器かご（図示せず）を洗浄槽５３内に収納し、洗浄槽５３の開口部５２には扉５４を設けている。５５は洗浄槽５３に貯水した洗浄水を食器に向けて噴出するノズル、５６は洗浄槽５３内に貯水した洗浄水を霧化する霧化装置である。

以上のように構成された食器洗い機について、その動作を以下に説明する。まず、食器かごに汚れた食器をセットし、運転を開始する。運転が開始されると、まず霧化装置５６によって洗浄槽５３内に貯水した洗浄水を霧化して洗浄槽５３内に噴霧させることで、食器等に付着した汚れを膨潤させる。次に専用洗剤を投入し、ノズル５５より噴出する洗浄液で食器を洗浄する本洗い工程を行う。そして、食器等に付着した汚れを食器から洗い流すために、洗浄槽５３内の洗浄水を数回入れ替えてのすすぎ工程を行う。そして、入れ替えた洗浄水を約７０℃に加熱した温水すすぎ工程を行い、食器の洗浄を終了するものである。最後に食器に付着した水滴を乾燥する乾燥工程を行い運転を終了する。
特開２０００−１８９３７５号公報

しかしながら、従来の食器洗い機の霧化装置に超音波振動装置を利用する場合は、振動発振子の発振面側に液体を封入した容器を用いることが考えられる。このような振動発振子の発振面側に液体を封入した容器を有する構成によれば、高温環境下で使用した場合、液体が体積膨張しようとして内圧が上昇するため、容器や振動発振子を破損する虞がある。また、液体温度の上昇により液体内部から気体が揮発するため、振動伝達面の内壁に気体が堆積するため、振動発振子より発生した振動エネルギが気体中を通過することができなくなり、高濃度の洗剤を霧化することができなくなるといった課題があった。また、０℃以下の環境下で使用する場合、液体が凍ることで体積膨張して容器や振動発振子を破損するという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低温から高温に至る環境下において、安定的に洗剤液を飛散できるようにすることで、高い洗浄性能を発揮できる食器洗い機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の食器洗い機は、高い濃度の洗剤液を被洗浄物等に付着させる洗剤液飛散手段を、振動発振子と、前記振動発振子から発生した振動エネルギを伝達する液体と、前記液体の体積膨張を緩和させる気体を封入した容器を有する構成としたものである。

これにより、容器内には液体とともに気体を封入することで液体の体積膨張による内圧上昇を気体で緩和させて容器や振動発振子の破損を防ぎ、安定的な洗剤液飛散による高い洗浄性能を得られる食器洗い機を提供することができるものである。

本発明の食器洗い機は、洗浄力を飛躍的に向上させる洗剤液飛散手段の動作信頼性を向上させた食器洗い機を実現することができる。

第１の発明は、食器等の被洗浄物を収容する洗浄槽と、洗浄水を加圧する洗浄ポンプと、前記洗浄ポンプにより加圧された洗浄水を噴射する噴射口を有した洗浄手段と、前記洗浄手段によって噴射する洗浄水より高い濃度の洗剤液を被洗浄物等に付着させる洗剤液飛散手段とを備え、前記洗剤液飛散手段は、振動発振子と、前記振動発振子から発生した振動エネルギを伝達する液体と、前記液体の体積膨張を緩和させる気体を封入した容器を有する構成としたことにより、容器に封入した液体が温度上昇によって体積膨張し、容器内の内圧が上昇しようとする場合でも、封入した気体が収縮するため、内圧の上昇を最小限に抑えることで容器や振動発振子の破損を防ぐことができる。

第２の発明は、第１の発明の容器を、気体を貯蔵する気体封入部と、振動発振子の発振面と対向するように形成した略平面状の振動伝達面を有する構成としたことにより、容器に液体を封入する段階で混入する空気を気体封入部に貯蔵し、振動伝達面に堆積させないようにすることができる。

第３の発明は、第２の発明の気体封入部を、振動伝達面より高い位置に設けたことにより、振動伝達面の内壁に気体が堆積することはなく、液体で満たすことができるため、安定的に振動伝達面に振動エネルギを伝達させて洗剤液を霧化させることができる。

第４の発明は、第２または第３の発明の容器を、振動伝達面の内壁面を液体で満たすと共に、前記振動伝達面より高い位置まで液体を封入する構成としたことにより、液体の容器外への透過量以上の液体を容器内に貯蔵することができるため、洗剤液飛散手段を長期的に使用しても容器内の液体が減少しても振動伝達面の内壁面を液体で満たすことで霧化機能を損なうことはない。

第５の発明は、第２〜第４の発明の振動伝達面を、気体封入部に向かって傾斜させて構成したことにより、高温環境化で使用した場合に、液体内部から水蒸気その他の気体が新たに溶出しても、振動伝達面の内壁に堆積することなく気体封入部に移動するため、振動エネルギの伝達を妨げることはない。

第６の発明は、第２〜第５の発明の振動伝達面を、発振面の面積より小さくしたことにより、洗浄液中の汚染物が振動伝達面表面に堆積する量を削減することができるため、汚染物の堆積による振動伝達面の振動エネルギの透過効率の減少を防ぎ、洗剤液の安定した霧化を行うことができる。

第７の発明は、第２〜第６の発明の気体封入部を、振動伝達面を囲むように構成したことにより、気体封入部の平面積をより大きく取ることができるため、振動伝達面より上の液体をより多く貯蔵することができ、洗剤液飛散手段をより長期間動作させることができる。

第８の発明は、第１〜第７の発明の振動伝達面は、発振面と反対側を略球面状に窪ませたことにより、振動伝達面を透過する振動エネルギを収束させることができるため、より多くの高濃度の洗剤液を飛散させることで高い洗浄性能を得ることができる。

第９の発明は、第１〜第８の発明の液体に、不凍液を用いたことにより、寒冷地等で使用する場合にも液体の凍結による体積膨張で容器を破損することがない。

第１０の発明は、第１〜第９の発明の振動伝達面を、洗浄槽に貯水した洗浄水面より低い位置に構成したことにより、振動伝達面より透過した振動エネルギを洗浄水に伝達し、高濃度の洗剤液を飛散させることができるため、飛躍的に高い洗浄性能を得ることができる。

第１１の発明は、第１〜第１０の発明の振動伝達面を、洗浄槽に貯水した洗浄水面に対して傾斜させて構成したことにより、洗浄液中の汚染物が振動伝達面に堆積しにくくすることができるため、安定的に霧化を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における食器洗い機の断面図、図２および図３は、同食器洗い機の洗剤液飛散手段の要部断面図、図４は、洗剤飛散手段の斜視図、図５は、同食器洗い機の洗剤飛散手段の平面図である。図１、図２に示すように、食器洗い機の本体１は、前方に開口部２を設け、前記開口部２を蓋体４により閉塞可能に構成している。そして、洗浄槽３の下方に洗浄ポンプ６により加圧した洗浄水を噴射する噴射口７を有する洗浄ノズル８（洗浄手段）を設けている。

洗浄ノズル８の上方には被洗浄物である食器を収納する食器かご９を設けている。洗浄槽３の下部には、洗浄水を加熱するヒータ１０を配置している。また、食器かご９の側壁にはローラ１１を配置するとともに、洗浄槽３の内側壁にはガイドレール１２を配置しており、食器かご９は本体１に対して略水平方向に開口部２から開けられた蓋体４上に引き出し可能に支持されている。

１５は洗浄槽３に洗浄水を供給するための給水弁である。１６は前面パネル５の内部に設けられた制御装置であり、洗浄ポンプ６やヒータ１０等を制御する。洗浄槽３の前面下方の内壁面には外側に窪ませた凹部１７を設け、その凹部１７に洗剤液飛散手段１８と洗剤液を貯留する貯留部２０を配置し、洗剤液飛散手段１８と貯留部２０の上部を洗剤入れカバー２１で覆う構成としている。

また、洗剤入れカバー２１には洗剤投入口２２とともに、洗剤をスムーズに洗剤投入口２２に導く洗剤投入ガイド２３を設けている。洗剤液飛散手段１８および貯留部２０は、洗浄槽３とは独立した槽として形成し、洗浄水は洗浄槽３と洗剤入れカバー２１で構成する切り欠き部２４を通して洗浄槽３と連通している。また、霧化した高濃度の洗剤は、洗剤入れカバー２１の側面に設けた壁面開口部２５より洗浄槽３内に飛散していく。

また、図３、図４に示すように、洗剤液飛散手段１８は、容器２６内に不凍液（液体）２７を封入し、容器２６の上部に形成した気体封入部１９に空気（気体）２８を封入し、超音波発振子（振動発振子）２９の発振面３０を不凍液２７に向ける方向で容器２６の下面に配置し、蓋３１で超音波発振子２９に取り付けたパッキン３２を圧接して水封する構成としている。

また、容器２６は、空気２８を貯蔵する気体封入部１９と、超音波発振子２９の発振面３０と対向するように形成した略平面状の振動伝達面３３を有し、超音波発振子２９の発振面３０は、容器２６の振動伝達面３３に対しては略平行に配置されている。また、気体封入部１９は振動伝達面３３より高い位置に設けられ、かつ、振動伝達面３３は、気体封入部１９に向かって高くなるように上方へ傾斜させた傾斜面で構成している。そして、容器２６内の不凍液２７は、振動伝達面３３の内壁面を満たすと共に、気体封入部１９内の振動伝達面３３より高い位置まで封入されている。

また、図５に示すように、振動伝達面３３の形状は、発振面３０の中心Ａに対向する位置を中心とした任意の略平面とし、かつ、任意の略平面の周囲を気体封入部１９で略Ｕ字状に囲むように構成しており、振動伝達面３３の面積は発振面の面積より小さい。

また、洗浄槽３に対する洗剤液飛散手段１８の高さ関係に関しては一定の範囲内に納める必要がある。霧化を行うためには振動伝達面３３の上に洗浄水があることが必要であり、しかも水面から振動伝達面３３間での距離に関しても一定範囲内に納めることで霧化効率を高めることができる。

次に、本発明の食器洗い機の動作について説明する。まず、所定量の洗剤３６（専用洗剤が好ましい）を洗剤投入口２２から貯留部２０に入れる。次に、給水弁１５から所定水量の洗浄水を給水する。このとき、洗浄水は、制御装置１６により、振動伝達面３３より上になるように給水される。このとき、洗浄水は洗浄槽３内はもちろん、切り欠き部２４より洗剤液飛散手段１８および貯留部２０内に浸入し、洗剤の一部が洗浄水に溶け始める。この時点において、超音波発振子２９を駆動させると、その発振が液体２７を伝播し、振動伝達面３３を通して洗浄水に伝わる。そして、水面に水柱３４が発生してその水柱３４から高濃度洗剤液の霧化が行われる。

高濃度洗剤液の生成は、洗剤液に洗剤を溶解させることと、高濃度洗剤液の洗浄槽３内の洗浄水に対する拡散を抑えることで行う。まず、濃度に関しては、例えば、洗剤液飛散手段１８と貯留部２０の貯水容積を洗浄槽３全体に貯水する給水量の１／５０に設定し、投入する洗剤を所定量投入した場合、理論的には約５０倍濃度の洗剤液を生成することができる。しかしながら、切り欠き部２４により洗浄槽３内とつながっているため、洗剤液の拡散により洗剤液濃度は若干減少する。そこで濃度の減少を抑制するために、高濃度洗剤液でできた水柱３４が直接洗浄槽３内へ流出しないように、洗剤入れカバー２１の内壁に戻り通路３５を設け、高濃度洗剤液を貯留部２０に回収する。

この構成により、洗剤液飛散手段１８と貯留部２０の間で高濃度洗剤液の水の流れが発生し、洗剤液濃度の低下を防ぐとともに洗剤３６の溶解を早める。また、霧化動作と同時にヒータ１０を通電することにより、洗浄水も加熱されるため洗剤の溶解を促進し、洗剤液濃度をさらに高める。このように、高濃度洗剤液の濃度は、洗剤液の飛散の進行に従って洗剤液の濃度が濃くなるものである。このため、まず濃度の薄い洗剤液を汚染に付着させて洗剤液を汚れになじませ、引き続いて高濃度の洗剤液を汚染に付着させることで、汚染への浸透性を高め、洗浄性能を向上させるものである。

なお、切り欠き部２４より高濃度洗剤液が洗浄槽３内に流出していくが、切り欠き部２４の開口面積を小さくして流動量を制限することによって、洗剤液濃度の低下を最小限度にしている。また、振動伝達面３３より上方に洗浄水がなくなると霧化の発生も止まり高濃度の洗剤液も飛散しなくなるため、超音波発振子２９を駆動する時は必ず洗浄水が振動伝達面３３より上に存在するように制御装置１６は給水弁１５を制御する。なお、振動伝達面３３と発振面３０の距離や相対角度、および振動伝達面３３から水面までの距離などをそれぞれ最適化することで、霧の発生効率が高くなる。また、振動伝達面３３を傾斜面としているのは、振動伝達面３３の内壁に気泡が付着すると、超音波発振子２９の振動が振動伝達面３３に伝播するのが難しくなるので、その気泡を傾斜面に沿って移動させ、振動の中心からずらすためである。

また、超音波発振子２９で霧化させた高濃度洗剤液は３ミクロン程度の微細粒径であるため、そのままでは洗浄槽３の上部まで対流することはなく、水面近傍に漂うだけである。しかしながら、本発明の構成では、霧化動作と同時にヒータ１０（流動手段）を通電させるため、洗浄水が加熱され、温度上昇にともなう熱により洗浄槽３内に空気の対流が発生する。そして、空気の対流効果により霧化した高濃度洗剤液が洗浄槽３内をくまなく充満して食器の表面にムラなく付着する。また、霧化した高濃度洗剤液の温度を高めることで、化学力がさらに増すため洗浄効果は飛躍的に向上するものである。

このように、食器の汚染に付着した高濃度の洗剤液が浸透、膨潤し、洗剤の効果をより得られるように一定時間放置する。

次に、洗浄ポンプ６を駆動して洗浄ノズル８から食器に噴射する本洗い工程を行う。なお本洗い工程は、前処理工程で食器等に噴霧した分に加え、貯留部２０や洗剤液飛散手段１８内に残った洗剤液も洗浄槽３内に拡散していくため、通常の洗剤濃度の洗浄水で洗浄を行う。

そして、洗浄槽３の洗浄水を入れ替えての数回のすすぎ工程を行った後、最後に加温した高温の洗浄水ですすぐ加熱すすぎ工程を行って洗浄工程を終了する。また、最後に洗浄した食器を乾燥する乾燥工程を行う場合もある。

この洗剤を高濃度にすることに関しては、洗剤の主成分である活性剤やアルカリ剤、あるいは漂白剤、キレート剤等が従来濃度以上に汚染に付着するため、汚れと食器との間に洗浄液が入りやすくなる効果や、アルカリによる洗浄効果や漂白成分による漂白効果を飛躍的に発揮させることができる。そして、前処理工程の後の本洗浄工程では、前処理工程で高濃度洗剤液により特定の汚れを分解した後の汚れを通常洗剤濃度の洗浄液で洗浄することで、被洗浄物の汚れは、確実に洗浄できる。

このように、本実施の形態においては、洗剤飛散手段１８により通常使用時の洗剤濃度より高濃度の洗剤液を被洗浄物に付着させて放置する前処理工程を有することにより、洗浄性能を大幅に向上することができる。またこの高い洗浄力を用いて、より短時間で洗浄することや、より低い洗浄水温度で洗浄することができる。また従来では取れなかった汚れを洗浄することができる。

次に、本実施の形態の特有の構成において、その動作、作用を説明する。容器２６に封入した不凍液２７は、超音波発振子２９を動作させた場合や、食器洗い機の動作で洗浄水温が上昇することで液温が上昇する。よって、液体は体積膨張するとともに液体内部から気体が発生することで容器２６内の内圧が上昇するが、気体封入部１９に封入した空気２８が収縮するため、内圧の上昇を最小限に抑えることで超音波発振子２９の破損を防ぐことができるとともに、パッキン３２からの不凍液２７の外部への液漏れを防ぐことができる。

また、予め容器２６内に封入された空気や、液温の上昇により発生した気体が振動伝達面３３の内面に堆積した場合、振動エネルギが伝達されずに霧化されない場合があったが、気体は振動伝達面３３の内面に堆積されることがなく、気体封入部１９に移動して堆積する構成のため、常に振動伝達面３３の内面は不凍液２７で満たされた状態を維持することができる。よって、安定的に振動伝達面３３に振動エネルギを伝達させて洗剤液を霧化させることができる。

また、容器２６に封入した不凍液２７は、液温の上昇はもちろんのこと、食器洗い機を使用せずに放置していた場合でも、雰囲気温度の上昇等により容器２６やパッキン３２を通して透過していくため、容器２６内の封入液の水位が低下していく。この場合、液体の容器２６外への透過量以上の液体を容器２６内に貯蔵することができればよいが、気体封入部１９を振動伝達面３３より高い位置に、かつ、振動伝達面３３を囲むように構成したことにより、気体封入部１９の平面積をより大きく取ることが可能となり、より多く貯蔵することができる。このため、洗剤液飛散手段１８を長期的に使用しても容器２６内の液体が減少しても振動伝達面３３の内壁面を液体で満たすことで霧化機能を損なうことはない。

また、食器洗い機を使用していく中で、振動伝達面３３はいろいろな汚染（油や蛋白、その他の食材）にさらされるためこれら汚染物の堆積がさけられないが、本発明のように発振面３０の面積より小さくし、かつ、振動伝達面３３を水面に対して傾斜させた傾斜面とすることで、洗浄液中の汚染物が振動伝達面３３の表面に堆積しにくくすると共に、堆積する量を少なくすることができるため、汚染物の堆積による振動伝達面３３の振動エネルギの透過効率の減少を防ぎ、洗剤液の安定した霧化を行うことができる。

また、食器洗い機を寒冷地等で使用あるいは放置する場合、液体に水等を使用すると凍結して体積膨張し、容器２６や超音波発振子２９が破壊されるが、不凍液を封入液体に用いることで液体の凍結を防ぎ、容器２６を破損することがない。

なお、本実施の形態では、高濃度洗剤の飛散のために超音波発振子２９を用いて霧化して行う方法について説明したが、他にも予め高濃度洗剤を生成し、その液体を高圧ポンプやエアポンプ等の噴霧手段を用いて飛散させ食器に付着させる方法も考えられる。

なお、本実施の形態では、封入の液体として不凍液を入れているが、他に塩水等振動を伝播できる液体ならば他のものでもよい。また、振動伝達面３３として振動しやすい樹脂で構成しているが、超音波発振子２９の能力により金属で構成しても発振さえすれば何ら問題はない。

また、本実施の形態で説明した振動伝達面３３の傾斜構成と、封入液面を振動伝達面３３より高く構成したことと、発振面３０の面積と、気体封入部１９の形状と、液体に不凍液を用いる構成については、一体で実施する必然性はなく、各々独立して実施が可能である。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における食器洗い機の洗剤飛散手段の要部断面図、図７は、同平面図である。実施の形態１と異なる点は、図６、図７に示すように、振動伝達面３７は、発振面と反対側を略球面状に窪ませた断面形状としたことである。なお、洗剤液飛散手段１８を実現する基本的な構成、動作に関しては実施の形態１と同じであり、同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。

上記構成において動作、作用を説明する。超音波振動による霧化現象は、発振面３０の中心付近の高い振動エネルギが水面に伝達して行われるが、発振面３０の周辺部にいくに従い、発生する振動エネルギが加速度的に少なくなり、霧化には用いられなかったが、本発明の構成により、振動伝達面３７を透過する振動エネルギのうち、振動伝達面３７の周辺部から透過するエネルギを振動面３０の中心側に収束させることができる。このため、同一出力の超音波振動であっても霧化能力を高めることができるため、より多くの高濃度の洗剤液を飛散させることで高い洗浄性能を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる食器洗い機は、高濃度の洗剤液を予め食器等の被洗浄物に噴霧した後、通常洗浄を行うもので、飛躍的に高い洗浄性能を得られる食器洗い機等として有用である。

本発明の実施の形態１の食器洗い機の断面図 同食器洗い機の洗剤液飛散手段の要部断面図 同食器洗い機の洗剤液飛散手段の要部断面図 同食洗機の洗剤液飛散手段の要部斜視図 同食器洗い機の洗剤液飛散手段の平面図 本発明の実施の形態２における食器洗い機の洗剤液飛散手段の要部断面図 同食器洗い機の洗剤液飛散手段の平面図 従来の食器洗い機の断面図

符号の説明

３ 洗浄槽
６ 洗浄ポンプ
７ 噴射口
８ 洗浄ノズル（洗浄手段）
９ 食器かご
１０ ヒータ
１６ 制御装置
１８ 洗剤液飛散手段
１９ 気体封入部
２６ 容器
２７ 不凍液（液体）
２８ 空気（気体）
２９ 超音波発振子（振動発振子）
３０ 発振面
３３ 振動伝達面

Claims (11)

1. 食器等の被洗浄物を収容する洗浄槽と、洗浄水を加圧する洗浄ポンプと、前記洗浄ポンプにより加圧された洗浄水を噴射する噴射口を有した洗浄手段と、前記洗浄手段によって噴射する洗浄水より高い濃度の洗剤液を被洗浄物等に付着させる洗剤液飛散手段とを備え、前記洗剤液飛散手段は、振動発振子と、前記振動発振子から発生した振動エネルギを伝達する液体と、前記液体の体積膨張を緩和させる気体を封入した容器を有する構成とした食器洗い機。
2. 容器は、気体を貯蔵する気体封入部と、振動発振子の発振面と対向するように形成した略平面状の振動伝達面を有する構成とした請求項１記載の食器洗い機。
3. 気体封入部は、振動伝達面より高い位置に設けた請求項２記載の食器洗い機。
4. 容器は、振動伝達面の内壁面を液体で満たすと共に、前記振動伝達面より高い位置まで液体を封入する構成とした請求項２または３記載の食器洗い機。
5. 振動伝達面は、気体封入部に向かって傾斜させて構成した請求項２〜４のいずれか１項に記載の食器洗い機。
6. 振動伝達面は、発振面の面積より小さくした請求項２〜５のいずれか１項に記載の食器洗い機。
7. 気体封入部は、振動伝達面を囲むように構成した請求項２〜６のいずれか１項に記載の食器洗い機。
8. 振動伝達面は、発振面と反対側を略球面状に窪ませた請求項２〜７のいずれか１項に記載の食器洗い機。
9. 液体は、不凍液を用いた請求項１〜８のいずれか１項に記載の食器洗い機。
10. 振動伝達面は、洗浄槽に貯水した洗浄水面より低い位置に構成した請求項２〜９のいずれか１項に記載の食器洗い機。
11. 振動伝達面は、洗浄槽に貯水した洗浄水面に対して傾斜させて構成した請求項２〜１０のいずれか１項に記載の食器洗い機。

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