JP2008194260A - 霧化ユニットおよびドラム式洗濯乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】高い温度のミストを発生させ、衣類等の表面に水分を凝縮させることにより、効率的に衣類等を湿らせることができる霧化ユニットおよびこのような霧化ユニットを備えたドラム式洗濯乾燥機を提供する。
【解決手段】霧化ユニット３０は、ミスト発生源としての液体２１を貯留する液体貯留容器３１と、液体貯留容器３１に貯留された液体２１に対して超音波振動を加える超音波振動子３２と、液体貯留容器３１に液体２１を注入する注液装置３３と、液体貯留容器３１内の液温を測定する液温センサ３５と、を備え、液体貯留容器３１内の液温を、超音波振動子３２の使用上限温度を超えない範囲でできるだけ高い温度に維持し、超音波振動子３２を作動させて高温のミスト２０を発生させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、霧化ユニットおよび、この霧化ユニットを備え、乾燥された衣類等の洗濯物にミストを供給して、衣類等に入ったシワを低減するドラム式洗濯乾燥機に関するものである。

従来、乾燥工程で、衣類等の洗濯物が入った回転ドラムを高速度で回転させ、乾燥させる間において、洗濯物が回転ドラムの内側壁などに張り付きながら乾燥されるため、乾燥された後の衣類等にシワが入るのが避けられず、このような衣類等をさらにハンガー等に架けて干す際にシワを伸ばすための手間を加えたり、さらにその後にアイロンがけを行ったりといったことが必要であった。

そこで、最近、微細な液滴からなるミストを発生する霧化ユニットを備え、衣類等の入った回転ドラムにミストを導入して、乾燥工程で衣類等に入った静電気やシワを低減する洗濯乾燥機が開発されており、例えば、下記特許文献１に示されるような構成を有するものが知られている。

特許文献１に開示された洗濯乾燥機４０では、図８（ａ）に示すように、筐体４１内部に弾性的に吊支した外槽４２と、外槽４２内に回転自在に配設されて洗濯物を収容する内槽４３と、内槽４３内に温風を送風する送風手段４４（循環用送風機）と、送風手段４４により送風される空気を加熱する加熱手段４５と、熱交換器を有し、送風手段４４による温風を循環させる温風循環経路４６とを備え、噴霧装置４７が、温風循環経路４６（温風供給路）の加熱手段４５（ヒータ）を経た内槽４３への温風供給口４８近傍に設けられ、乾燥工程において温風循環経路内へミストを噴霧するよう構成されている。そして、乾燥工程にて衣類を撹拌した際に発生する静電気を除去し、静電気による人体への不快感を解消するとともに、乾燥終了後の衣類のシワを低減することができるとされている。

また、特許文献２に開示された衣類乾燥機５０では、図９に示すように、衣類を収納する乾燥室５１と、この乾燥室５１内に供給する温風を発生する温風発生機構（ブロア５３、ヒータ５４）や乾燥室５１内に供給する電解ミストを発生する電解ミスト発生機構（エアポンプ５５、電解ミスト発生器５６）およびそれらの制御部５７を備え、電解ミスト発生機構から発生した電解ミストを温風発生機構の加熱手段（ヒータ５４）の後段（下流側）に供給して、加熱手段（ヒータ５４）からの熱風と混合することにより電解ミストを高温化して乾燥室５１に供給している。このような衣類乾燥機によれば、乾燥とともに脱臭を行うことができ、省スペース、低コスト化が可能で、長期間の使用による脱臭性能の低下も問題とならないとされている。
特開２００３−３１１０６７号公報 特開２００６−１５８５８５号公報

特許文献１に開示された洗濯乾燥機４０に用いられている噴霧装置４７は、図８（ｂ）に示すように、給水管に接続される入水口４７ａと、ミストを噴射する噴霧口４７ｂとを有し、乾燥工程において温風循環経路４６内へミストを噴霧するように構成されており、単に入水口４７ａから供給された水を内部機構により機械的にミスト状態にして噴霧口４７ｂから噴射するものである。したがって、噴霧口４７ｂから噴射されるミストは、粗大な液滴を主体とするものであり、浮遊性に劣るため、この洗濯乾燥機４０では、ミストを内槽４３内の隅々にまで十分に充満させることができず、衣類全体を湿らせることができず、乾燥終了後に衣類全体にわたってシワを有効に低減することができないという問題があった。

また、特許文献２に開示された衣類乾燥機５０では、電解ミスト発生器５６が乾燥室５１の下部に設けられた機械室５２に配置され、電解ミスト発生器５６から発生した電解ミストをヒータ５４の下流側に供給して、ヒータ５４からの熱風と混合することにより電解ミストを高温化した上で、ダクト室５９から上方に向けて放出し、複数のスリットや孔が形成された吹き出し部５１ａ（乾燥室５１の底板）を通して吹き出して乾燥室５１に供給している。このような構成においては、吹き出し部５１ａに複数のスリットや孔が形成されているとは言え、大部分のミストはスリットや孔の形成されていない底板の下面に衝突して、凝縮して水滴となって損失されることになる。したがって、このような衣類乾燥機５０では、電解ミスト発生器５６から発生したミストの大部分が途中で消失して、乾燥室５１内の衣類にまで届かないため、衣類を湿らせて、シワを低減することまではできないという問題があった。さらに、このように水滴が形成されて湿気たダクト室５９に熱風が供給されるため、湿気の多い熱風が乾燥室５１にも導入され、多少の脱臭効果は期待できても、衣類を十分に乾燥させることはできなかった。

乾燥した衣類全体を適度に湿らせ、衣類に付いたシワを低減するためには、ミストを微細な液滴により構成されるものにするとともに、ミストの温度にも留意する必要がある。すなわち、本発明者等の最近の研究により、高い温度の微細なミストを回転ドラム内に導入し、衣類等の表面に水分を凝縮させることにより、回転ドラム内の衣類全体を効率的に湿らせることができ、その結果、乾燥後において衣類のシワを効果的に低減できることが分かってきた。しかしながら、このような観点は、上記の特許文献に開示された洗濯乾燥機４０や衣類乾燥機５０では見られず、上述したように、乾燥した衣類全体を適度に湿らせ、衣類に付いたシワを低減させることはできない。

本発明は、以上のような課題に鑑みて為されたものであり、高い温度のミストを発生させ、衣類等の表面に水分を凝縮させることにより、効率的に衣類等を湿らせることができる霧化ユニットおよびこのような霧化ユニットを備えたドラム式洗濯乾燥機を提供することを目的としている。

請求項１の発明に係る霧化ユニットは、ミスト発生源としての液体を貯留する液体貯留容器と、該液体貯留容器に貯留された液体に対して超音波振動を加える超音波振動子と、該液体貯留容器に液体を注入する注液装置と、該液体貯留容器内の液温を測定する液温センサと、を備え、前記液体貯留容器内の液温を、前記超音波振動子の使用上限温度を超えない範囲でできるだけ高い温度に維持し、前記超音波振動子を作動させて高温のミストを発生させることを特徴とするものである。

請求項１の発明に係る霧化ユニットによれば、液体貯留容器内の液温を高い温度に維持することにより、高い温度のミストを発生させることができ、この霧化ユニットで発生されたミストを被処理物に吹きかけて、その表面で水分を凝縮させ、効率的に被処理物表面を湿らせることができる。また、液体貯留容器内の液温を超音波振動子の使用上限温度を超えない範囲とすることにより、超音波振動子の劣化を抑制することができ、長期間にわたって良好な高温ミストの発生性能を維持することができる。

請求項２の発明に係る霧化ユニットは、請求項１に記載の霧化ユニットにおいて、前記超音波振動子は、圧電素子の表面を表面保護材で覆うように構成し、前記液体貯留容器内の液温を前記表面保護材が劣化して剥がれない温度範囲に維持することを特徴とするものである。

請求項２の発明に係る霧化ユニットによれば、超音波振動子を劣化させることなく、長期間にわたって良好な高温ミストの発生性能を維持することができる。

請求項３の発明に係る霧化ユニットは、請求項２に記載の霧化ユニットにおいて、前記超音波振動子は、エポキシ樹脂系接着剤を用いて前記圧電素子と前記表面保護材とを接合して表面を覆うように構成しているものであり、前記液体貯留容器内の液温を前記エポキシ樹脂系接着剤が変質して劣化しない温度範囲に維持することを特徴とするものである。

請求項３の発明に係る霧化ユニットによれば、エポキシ樹脂系接着剤を用いた超音波振動子を劣化させることなく、長期間にわたって良好な高温ミストの発生性能を維持することができる。

請求項４の発明に係る霧化ユニットは、請求項１〜３のいずれか一項に記載の霧化ユニットにおいて、前記液温センサにより測定された液温が所定温度を超えた場合には、前記注液装置から液体を補給することにより、常に前記液体貯留容器内の液温が前記超音波振動子の使用上限温度を超えないようにすることを特徴とするものである。

請求項４の発明に係る霧化ユニットによれば、液温センサにより測定された液温が所定温度を超えた場合には、注液装置から液体を補給することにより、液体貯留容器内の液体が即座に冷却され、特別な冷却装置を用いることなく、液体貯留容器内の液温が超音波振動子の使用上限温度を超えないようにすることができる。

請求項５の発明に係る霧化ユニットは、請求項１〜４のいずれか一項に記載の霧化ユニットにおいて、前記液体貯留容器は、側壁に開口堰が設けられていることを特徴とするものである。

請求項５の発明に係る霧化ユニットによれば、液体貯留容器内に注入された液体をこの側壁に設けられた開口堰からオーバーフローさせることにより、簡単な構成で液体貯留容器内の液体を一定の液位に保つことができる。また、これにより、超音波振動子が劣化しやすい過度に液位が低下した状態に至るのを防止している。

請求項６の発明に係る霧化ユニットは、請求項１〜５のいずれか一項に記載の霧化ユニットにおいて、前記液体貯留容器は、底壁もしくはその周辺部に液位センサが設けられていることを特徴とするものである。

請求項６の発明に係る霧化ユニットによれば、液体貯留容器の底壁もしくはその周辺部に設けられた液位センサにより液体貯留容器内の液位を測定し、その液位に応じて注液装置から液体を注入するように構成して、簡単な構成で液体貯留容器内の液体を一定の液位に保つことができる。また、これにより、超音波振動子が劣化しやすい過度に液位が低下した状態に至るのを防止している。

請求項７の発明に係るドラム式洗濯乾燥機は、多数の透孔が形成され、洗濯物を収容して回転駆動される回転ドラムが水槽内に設けられ、該水槽内への給水、排水および前記回転ドラムの回転の制御により洗濯、すすぎ、脱水の各工程を実施するとともに、送風手段により前記水槽内の空気を除湿手段および加熱手段を備えた循環送風経路を通して循環させることにより洗濯物の乾燥工程を実施するドラム式洗濯乾燥機において、請求項１〜６のいずれか一項に記載の霧化ユニットを前記循環送風経路の途中に備え、前記霧化ユニットの液体貯留容器内で発生した高温のミストを前記循環送風経路を経由して前記回転ドラム内に導入することを特徴とするものである。

請求項７の発明に係るドラム式洗濯乾燥機によれば、霧化ユニットで発生された高い温度のミストを回転ドラム内の隅々に供給して充満させることができ、衣類表面への水分の凝縮により、効率的に衣類を湿らせることができる。

請求項８の発明に係るドラム式洗濯乾燥機は、請求項７に記載のドラム式洗濯乾燥機において、前記液体貯留容器の前記循環送風経路に繋がる接続口に整流フィンを備え、前記液体貯留内で発生した高温のミストが、該整流フィンで整流されて、前記循環送風経路を流通する空気流に向けて送り込まれることを特徴とするものである。

請求項８の発明に係るドラム式洗濯乾燥機によれば、整流フィンが、液体貯留容器内で発生した高温のミストを、循環送風経路を流通する空気流に向けて整流することにより、ミストを乾燥空気流内で均一に混合拡散した上で、回転ドラム内に導入することができる。

請求項９の発明に係るドラム式洗濯乾燥機は、請求項７に記載のドラム式洗濯乾燥機において、前記液体貯留容器の前記循環送風経路に繋がる接続口から前記循環送風経路に至る間に、両者を接続するミスト導出ダクトを備え、前記液体貯留容器内で発生した高温のミストが、該ミスト導出ダクトから前記循環送風経路を流通する空気流に向けて送り込まれることを特徴とするものである。

請求項９の発明に係るドラム式洗濯乾燥機によれば、液体貯留容器と循環送風経路とがミスト導出ダクトで接続され、液体貯留容器内で発生した高温のミストを、このミスト導出ダクトから循環送風経路を流通する空気流に向けて送り込むことにより、ミストを乾燥空気流内で均一に混合拡散した上で、回転ドラム内に導入することができる。霧化ユニットの液体貯留容器や注液装置を洗濯乾燥機筐体内の任意の場所に設置することができ、洗濯乾燥機筐体内の空きスペースを利用して全体として省スペース化を図ることができる。

本発明によれば、高い温度のミストを発生させ、衣類等の表面に水分を凝縮させることにより、効果的に衣類等を湿らせることができる霧化ユニットおよびこのような霧化ユニットを備えたドラム式洗濯乾燥機を提供することができる。

以下、本発明のドラム式洗濯乾燥機に係る最良の実施の形態について、図面に基づき説明する。なお、下記に開示される実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、実施の形態で開示された内容ではなく、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれると解されるべきである。

まず、本発明の実施の形態に係る霧化ユニットを備えたドラム式洗濯乾燥機の構造・動作について、図１〜図４に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機の構造を説明するための側面断面図であり、図２は、ドラム式洗濯乾燥機の循環送風経路および霧化ユニットの配置を説明するための筐体背面側から見た斜視図である。また、図３は、ドラム式洗濯乾燥機の循環送風経路および霧化ユニットの構造を説明するための筐体背面側から見た一部を切り欠いて示す断面図であり、図４は、ドラム式洗濯乾燥機の霧化ユニットと水槽との接続構造を説明するための側面断面図である。

まず、本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機１は、洗濯乾燥機筐体２内に図示しないサスペンション構造によって水槽３が宙吊り状態に配設され、水槽３内に有底円筒形に形成された回転ドラム４がその軸心方向を正面側から背面側に向けて下向きに傾斜させて配設されている。水槽３の正面側には回転ドラム４の開口端に通じる衣類出入口が形成され、洗濯乾燥機筐体２の正面側に形成された上向き傾斜面に設けられた開口部を開閉可能に閉じる扉５を開くことにより、衣類出入口を通じて回転ドラム４内に対して洗濯物を出し入れすることができる。扉５が上向き傾斜面に設けられているため、洗濯物を出し入れする作業を、腰を屈めることなく実施でき、一般には横向きにある開口部から洗濯物を出し入れするドラム式洗濯機の作業性の悪さが改善されている。

回転ドラム４には、その周壁４ａおよび底壁４ｂに水槽３内に通じる多数の透孔４ｃが形成されるととともに、その底壁４ｂには、水槽３に形成された導風口１８に対向する円周方向に沿った複数位置に底面開口４ｄが形成されており、さらに、周壁４ａ内面の複数位置に攪拌突起４ｅが設けられている。この回転ドラム４は、水槽３の背面側に取り付けられたモータ６によって正転および逆転方向に回転駆動される。また、水槽３には、給水管路７および排水管路８が配管接続され、図示しない給水弁および排水弁の制御によって水槽３内への給水および水槽３内からの排水がなされる。

扉５を開いて開口部から回転ドラム４内に洗濯物および洗剤を投入して、ドラム式洗濯乾燥機１の運転を開始すると、水槽３内には給水管路７から所定量の注水がなされ、モータ６により回転ドラム４が回転駆動されて洗濯工程が開始される。回転ドラム４の回転により、回転ドラム４内に収容された洗濯物は回転ドラム４の内周壁に設けられた攪拌突起４ｅによって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた適当な高さ位置から落下する攪拌動作が繰り返されるので、洗濯物には叩き洗いの作用が及んで洗濯がなされる。

所要の洗濯時間が経過した後、汚れた洗濯液は排水管路８から排出され、回転ドラム４を高速で回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた洗濯液を脱水し、その後、水槽３内に給水管路７から給水してすすぎ・脱水工程が実施される。このすすぎ・脱水工程においても、回転ドラム４内に収容された洗濯物は、回転ドラム４の回転により攪拌突起４ｅにより持ち上げられて落下する攪拌動作が繰り返され、すすぎ洗いが実施される。そして、すすぎ洗いを実施した後、再度、回転ドラム４を高速で回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた水を脱水して、すすぎ・脱水工程を終了する。

このドラム式洗濯乾燥機１には、回転ドラム４内に収容した洗濯物を乾燥する機能が設けられ、水槽３内の空気を排気して除湿し、加熱した乾燥空気を再び水槽３内に送風する循環送風経路９が設けられている。この循環送風経路９の途中には、洗濯乾燥機筐体２内の下位の位置に、蒸発器１０などの除湿手段、凝縮器１１などの加熱手段および送風ファン１２などの送風手段が設けられている。循環送風経路９は、水槽３から送風ファン１２に至る間の循環空気導入管路１３と、送風ファン１２から水槽３に至る間の乾燥空気送風管路１４とで構成されており、乾燥空気送風管路１４おける水槽３底面に形成された導風口１８に近接した上方の位置に後述する霧化ユニット３０が接続されている。

乾燥空気送風管路１４は、洗濯乾燥機筐体２内の後方（水槽３の背面側）の空間において、上流側から順に、下部管路１５、可撓ダクト１６および上部管路１７をもって構成されており、上部管路１７の下流端の下方に連通口１７ａが開口され、この連通口１７ａは水槽３の背面に設けられた導風口１８に接続されている。上部管路１７は、その下方部分においては筐体２の中央寄りに傾斜して立ち上げられ、途中で略９０°屈曲されて、その上方部分においては水槽３の導風口１８に向けて下方に傾斜している。可撓ダクト１６は、可撓性を有する管材を用いて構成され、回転ドラム４の回転あるいは始動・停止に伴う下部管路１５の振動が送風ファン１２側に伝達されるのを防止している。蒸発器１０で除湿され、凝縮器１１で加熱された乾燥空気は、乾燥空気送風管路１４を経由して、この導風口１８から水槽３、およびその内部に位置する回転ドラム４に送り込まれる。

送風ファン１２を高速で回転駆動することにより、循環送風経路９に空気の流れが発生して、洗濯物を収容した回転ドラム４内の湿気た空気は、周壁４ａに設けられた透孔４ｃを通じて水槽３から送風ファン１２側への循環空気導入管路１３に排気され、送風ファン１２の上流に位置する蒸発器１０により水分を結露させて除湿されるとともに、凝縮器１１との熱交換により加熱されることにより、高温の乾燥空気とされる。

この加熱された乾燥空気は、送風ファン１２から水槽３への乾燥空気送風管路１４に送り出されて、水槽３に設けられた導風口１８を介して水槽３内に送り込まれる。水槽３内に送り込まれた高温の乾燥空気は、回転ドラム４の底壁４ｂに設けられた底面開口４ｄおよび透孔４ｃを通じて回転ドラム４内に導入され、衣類などの洗濯物の間を流通し、乾燥させながら、湿った空気となって周壁４ａに設けられた透孔４ｃから水槽３へと抜け、再度、循環空気導入管路１３へと導入される。このような循環送風経路９（循環空気導入管路１３、乾燥空気送風管路１４）での空気の循環により乾燥工程が実施される。

ここで、本実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機１には、後述する霧化ユニット３０および、回転ドラム４を回転させながら乾いた衣類のシワをのばして低減させることを目的とした「シワのばしコース」が設けられている。この「シワのばしコース」においては、蒸発器１０および凝縮器１１を停止させ、回転ドラム４および送風ファン１２の回転速度を通常の乾燥工程におけるよりも低速で回転させるとともに、霧化ユニット３０を起動させることにより、霧化ユニット３０で微細な液滴からなるミスト２０を発生させ、このミスト２０を乾燥空気送風管路１４を流通する乾燥空気流に落とし込んで、詳しくは後述するが、ミスト２０中に微細なウェットミストおよびドライミストが多く存在する状態で水槽３に送り込み、回転ドラム４内に導入する。このようにして、回転ドラム４内の隅々にまでミスト２０を充満させ、衣類表面を効果的に湿らせて、乾燥状態にある衣類のシワを低減させるシワ低減効果を持たせた工程が実行される。さらに、その後、霧化ユニット３０を停止させ、回転ドラム４および送風ファン１２の回転速度を通常の乾燥工程と同じ速度にまで上昇させるとともに、蒸発器１０および凝縮器１１を動作させて、通常の乾燥運転を実施して、衣類を乾燥させながらその衣類のシワをのばすことができる。

また、上記の「シワのばしコース」においては、上記のようにミスト２０でシワを低減することが可能であるとともに、さらに以下の原理により脱臭効果も期待できるものである。通常、臭いは、臭い成分が分子として衣類表面に付着している。例えば、タバコ、焼肉の臭いなどがそうであるが、この臭い分子にミスト２０がぶつかることで、臭い分子を水の分子自身に溶かし込む作用により、衣類から脱離させる。そして、このようなミスト処理後に、乾燥運転を行い、臭い成分が溶解している水を高温低湿な空気により蒸発させることで、臭い分子が衣類に再付着することを防止し、脱臭することが可能となる。

次に、本発明に係る霧化ユニット３０および「シワのばしコース」の構成について、図５、図６および前掲の図面に基づき詳細に説明する。図５は、本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機の霧化ユニットの構造を説明するための側面断面図であり、図６は、その背面断面図である。

霧化ユニット３０は、水槽３の後方側に配置され、ミスト発生源としての水２１（液体）を貯留する水溜め容器３１（液体貯留容器）と、水溜め容器３１に貯留された水２１に対して超音波振動を加える超音波振動子３２と、水溜め容器３１に水２１を注入する注水装置３３（注液装置）と、水溜め容器３１内の水温を測定する水温センサ３５（液温センサ）と、を備えて構成されている。そして、霧化ユニット３０の水溜め容器３１が、水槽３の背面において導風口１８に隣接した上方位置で、接続口３１ｅを介して直接乾燥空気送風管路１４（循環送風経路９）の上部管路１７に接続されている。

水溜め容器３１は、水槽３の背面外側に配置され、水溜め容器３１の水槽３に対向する前方側の側壁３１ｂが水槽３の背面に沿って鉛直方向に対して傾斜して形成され、後方側の側壁３１ｂが洗濯乾燥機筐体２の背面パネルに沿って鉛直方向に形成され、水溜め容器３１の底壁３１ａ側が幅広に形成されている。

この水溜め容器３１には、ミスト発生源としての水２１が貯留されており、その上部にこの水２１を注水装置３３から注入する注水口３１ｃが設けられ、上部管路１７に対向する側の側壁３１ｂに開口堰３１ｄが設けられ、これにより、導風口１８の上方部分で上部管路１７に接続する接続口３１ｅが設けられている。注水口３１ｃから水溜め容器３１内に注入された水２１をこの開口堰３１ｄから接続口３１ｅを介して導風口１８上方の上部管路１７にオーバーフローさせることにより、簡単な構成で水溜め容器３１内の水２１を一定の水位に保つように構成している。なお、この開口堰３１ｄからオーバーフローした水２１は、接続口３１ｅ、上部管路１７および導風口１８を介して水槽３に送給され、排水管路８を経由して機外に排出される。

超音波振動子３２は、超音波振動を発生させる圧電素子の振動面３２ａを水溜め容器３１の底壁３１ａに密着させて配置されており、圧電素子を作動させることにより、超音波発信方向３２ｂ（振動面３２ａに垂直な方向）に超音波振動が伝達されて水溜め容器３１内の水２１に液柱２２が形成される。なお、図６に示すように、超音波振動子３２は、振動面３２ａが接続口３１ｅの反対側に向くように傾斜して取り付けられているので、液柱２２は、接続口３１ｅの反対側の側壁３２ｂ内面方向に向いて形成される。この液柱２２の形成に伴い、矢印で示すように水溜め容器３１内の水２１には液柱２２に沿って上昇し、側壁３１ｂ内面に沿って下降および上昇する、水２１および空気の対流が発生する。それとともに、この液柱２２を通して伝達された超音波振動が水２１の表面を微細に振動させ、これにより液柱２２の先端付近の表面張力を弱めて、液柱２２の微細な振動に応じた微細な液滴であるミスト２０（霧）を発生させ、このミスト２０は、前記した水２１の対流運動に押し出されるようにして超音波発信方向３２ｂに向けて放出され、水２１および空気の対流に従って側壁３１ｂ内面に沿って下降および上昇し、その後、貯留された水２１の表面および側壁３１ｂ内面に沿って接続口３１ｅを介して導風口１８上方の上部管路１７に放出される。そして、上部管路１７に放出されたミスト２０は、すぐ下方の導風口１８から水槽３に送り込まれ、さらに、回転ドラム４の底面開口４ｄを回転ドラム４内に導入される。

なお、液柱２２は、上述したように接続口３１ｅの反対側の側壁３１ｂ内面に向かって傾斜して形成されるので、液柱２２によって水２１が直接接続口３１ｅを介して上部管路１７内にこぼれてしまうのを防止することができため、水溜め容器３１内の水２１の余分な減少を防止することができる。

注水装置３３は、水溜め容器３１においてミスト２０発生により消費された水２１を補給するためのものであり、注水装置３３の下方に設けられた給水口３３ａと水溜め容器３１の注水口３１ｃとの間は注水ホース３４によって接続され、その間の適所に開閉弁（図示せず）を備えている。注水装置３３は、霧化ユニット３０を起動させた最初の段階で、開閉弁を開いて、水溜め容器３１内に水が溜まるのに十分な所定時間だけ、注水装置３３の給水口３３ａから注水ホース３４を介して水２１を送給するとともに、過剰な水２１を側壁３１ｂの開口堰３１ｄからオーバーフローさせて、水溜め容器３１内の水２１を一定の水位に保つ。この起動初期における注水動作は、休止中に蒸発等により減った水溜め容器３１内の水２１を補充し、常に一定水位の状態下で霧化ユニット３０を運転するためのものである。

水温センサ３５は、サーミスタ等を用いて構成され、水溜め容器３１内の水温を測定するものである。水温センサ３５により測定された水温が所定温度（後述の超音波振動子３２の使用上限温度あるいはそれより少し低い温度に設定）を超えた場合には、注水装置３３から水２１を補給して、水温を下げ、常に水溜め容器３１内の水温が上記の所定温度を超えないようにする。このように、注水装置３３から水２１を補給することにより、水溜め容器３１内の水２１が速やかに冷却され、特別な冷却装置を用いることなく、水溜め容器３１内の水２１が超音波振動子３２の使用上限温度を超えないようにすることができる。

ここで、回転ドラム４内の隅々にまでミスト２０を充満させるには、ミスト２０の浮遊性が重要となる。すなわち、十分な浮遊性を確保するためには、粒径が１０μｍ未満のミスト２０を用いるのが望ましい。ミスト２０の粒径が１０μｍ以上になると、ミスト２０自身の重量により簡単に落下し、回転ドラム４内に充満させるには効率が悪い。しかし、粒径１０μｍ以上のミスト２０は、ウェットミストと呼ばれ、高い濡れ性を有するという特徴がある。すなわち、粒径１０μｍ以上のウェットミストは、回転ドラム４内に導入するまでの途中の管路に衝突することにより、その管路に凝縮して付着しやすく、回転ドラム４内に到達するまでに量が減少してしまう。さらに、粒径１０μｍ以上のウェットミスト同士が互いに結合して、さらに大きな粒径のミスト２０になり、前記の管路への付着現象が顕著になる傾向がある。しかしながら、本実施の形態では、接続口３１ｅを導風口１８の上方近傍に位置させており、移動経路を極力短く設定しているため、ウェットミストの減少を極めて少量に抑えることができる。

一方、粒径１０μｍ未満のミスト２０は、ドライミストと呼ばれ、浮遊性が高く、粒径が小さいことから表面張力が大きく、低い濡れ性を有するという特徴があるため、途中の管路には付着せずに、効率的に回転ドラム４内にまで到達させ、回転ドラム４内を粒径１０μｍ未満のミスト２０で充満させることができる。しかしながら、粒径１０μｍ未満のドライミストは、そのままでは濡れ性が低いので、回転ドラム４内に充満させても、衣類を十分に湿らせるまでには至らない。そこで、本実施の形態では、水溜め容器３１内の水温をできるだけ高い温度（所定温度）に維持し、超音波振動子３２を作動させてミスト２０を発生させている。ミスト２０を発生させる場合、水溜め容器３１内の水温が高いほど、発生するミスト２０の量（霧化量）が増大する（霧化効率が向上する）とともに、発生するミスト２０の温度も高くなるので、この高い温度のミスト２０を回転ドラム４内に充満させると、粒径１０μｍ未満のドライミストでも、ミスト２０の温度よりも低い温度にある衣類の表面および回転ドラム４の周壁４ａ等に容易に凝縮して結露し、このとき回転ドラム４を回転駆動させ、衣類をかき混ぜることにより、衣類全体を効率的に湿らせることができる。

しかしながら、超音波振動子３２には使用上限温度が存在し、この上限温度を超えて使用すると、超音波振動子３２が劣化しやすくなる。超音波振動子３２の使用上限温度は、圧電素子の内部構造に由来する。例えば、超音波振動子３２は、チタン酸ジルコン酸鉛等からなる圧電セラミックス体と、その下面および外周面に溶融銀を塗って固形化した電極とを有し、その表面はステンレス箔からなる表面保護材で覆われることで保護されている。電極が配された圧電セラミックス体とステンレス箔とはエポキシ樹脂系等の接着剤を用いて接着されているが、この接着剤の材質によりその使用可能な上限温度が制限される。すなわち、エポキシ樹脂系接着剤の接着強度は、雰囲気温度が約４０℃を超えると低下し始め、約６０℃を超えるとかなり低下するため、このようなエポキシ樹脂系接着剤が用いられる超音波振動子３２においては、実用面での使用上限温度が約５０℃であるとされている。

接着剤の材質が変われば、その使用上限温度が変わるため、超音波振動子３２としての使用上限温度を一義的に定めるのは難しいが、エポキシ樹脂系接着剤が用いられる超音波振動子３２の場合、５０℃以下の温度範囲（所定温度：例えば４５〜５０℃）で使用するのが望ましい。また、他の接着剤が用いられる超音波振動子３２の場合、（使用上限温度−５℃）以上で、かつ、使用上限温度以下の温度範囲で使用するのが望ましい。水溜め容器３１内の水温を超音波振動子３２の使用上限温度を超える温度とすると、超音波振動子３２の劣化が進行しやすくなり、（使用上限温度−５℃）未満の温度とすると、霧化ユニット３０で発生されるミスト２０の温度が低くなるため、後述のような衣類全体を効率良く湿らせる効果が十分に得られなくなる。このように、水溜め容器３１内の水温を超音波振動子３２の使用上限温度を超えない範囲とすることにより、超音波振動子３２の劣化を抑制することができ、さらに、長期間にわたって良好な高温ミストの発生性能を維持することができる。

以上の霧化ユニット３０を用いたドラム式洗濯乾燥機１において、衣類のシワをのばして低減することを目的とした「シワのばしコース」を実行する際の動作について、以下に説明する。

水溜め容器３１内の水温を超音波振動子３２の使用上限温度を超えない範囲でできるだけ高い温度（所定温度）、例えば５０℃に維持し、この水溜め容器３１の底壁３１ａに配設された超音波振動子３２を作動させて、高温のミスト２０を発生させ、循環送風経路９を経由してドラム式洗濯乾燥機１の回転ドラム４内に導入する。ここで、水溜め容器３１内に加熱手段を配置して、この加熱手段により水溜め容器３１内の水温を上昇させることも可能であるが、本実施の形態においては、水溜め容器３１内の貯水容量を少なくするとともに、超音波振動子３２を発振させることにより、水溜め容器３１内の水温を上昇させている。すなわち、簡単な構成で安価に高温のミスト２０を発生させることができるように構成している。

このような高い水温でミスト２０を発生させ、回転ドラム４内に導入し、前述したように、ウェットミストとドライミストとを回転ドラム４内の隅々にまで充満させて、回転ドラム内全体にわたって均一に湿度を上昇させるとともに、回転ドラム４を低い回転速度で回転駆動させることにより、衣類のどの表面部分にも水分が凝縮して満遍なく衣類を湿らせることができる。

そして、このように衣類全体が湿った状態となった後に、回転ドラム４および送風ファン１２を高い回転速度で回転駆動させ、蒸発器１０および凝縮器１１を起動して乾燥運転を実行することにより、衣類に付いたシワが水分により解放され、このような状態の衣類をかき混ぜることにより、シワをのばして低減することができる。

本実施の形態における霧化ユニット３０には、側壁３１ｂに開口堰３１ｄが設けられ、霧化ユニット３０を起動させる最初の段階で、注水装置３３から水溜め容器３１に水２１を注入して、開口堰３１ｄからオーバーフローさせる動作を自動的に行うように制御している。この開口堰３１ｄは水溜め容器３１の底壁３１ａから少なくとも２０ｍｍ以上の高さ位置に設けられており、過度に水位が低下した状態で超音波振動子３２を作動させることにより、超音波振動子３２が劣化しやすくなるのを防止している。

さらに、本実施の形態においては、ミスト２０を回転ドラム４内に導入する際に、送風ファン１２を低い回転速度で回転させてもよい。このときの循環送風経路９内での空気流の送風量はとしては、０．０５ｍ³ ／ｍｉｎ〜１．００ｍ³ ／ｍｉｎが望ましい。この送風量が０．０５ｍ³ ／ｍｉｎ未満であると、ウェットミストが回転ドラム４内に導入される際に、回転ドラム４内にある衣類が障害となって、回転ドラム４内に十分入り込めず、その一部が水槽３と回転ドラム４との間に流れ落ちることもあり、さらに、ドライミストの回転ドラム４内に導入される量が減って、前述したような効果が十分に得られないことになる。また、循環送風経路９内での空気流の送風量が１．００ｍ³ ／ｍｉｎを超えると、ウェットミストが乾燥空気送風管路１４（上部管路１７）の管壁に衝突してウェットミストの存在比率を減少させることになる。

また、本実施の形態において、水溜め容器３１の循環送風経路９に繋がる接続口３１ｅ周辺には、整流フィン３６を設けている。整流フィン３６は、接続口３１ｅから循環送風経路９側に入った位置で循環送風経路９を横断する板状の部材により構成され、水溜め容器３１内で発生したミスト２０を循環送風経路９を流通する空気流に向けて整流（方向転換）するためのものであり、このように、超音波振動子３２の超音波発信方向３２ｂを接続口３１ｅの反対側の側壁３１ｂ内面方向に向けて傾斜させ、さらに、この接続口３１ｅ周辺に整流フィン３６を設けることにより、水溜め容器３１内で発生して循環送風経路９に導入されるミスト２０が、循環送風経路９を流通する空気流に向けて送り込まれ、この空気流内で均一に混合拡散されながら回転ドラム４内に導入されることになる。

上記の実施の形態では、水温センサ３５により水溜め容器３１内の水温を測定するように構成したが、水温センサ３５を用いずに、超音波振動子３２の作動に伴う水温上昇特性に基づいて作動経過時間から水溜め容器３１内の水温を推定し、それにより水溜め容器３１に水２１を補給する動作を開始し、その水温を上記の所定温度に維持するように構成してもよい。

また、上記の実施の形態では、水溜め容器３１の側壁３１ｂに開口堰３１ｄ設けられ、霧化ユニット３０を起動させる最初の段階で、注水装置３３から水溜め容器３１に水２１を注入して、開口堰３１ｄからオーバーフローさせる動作を自動的に行うように構成したが、図７に示すように、この開口堰３１ｄに加えて、圧力検知式等の水位センサ３７（液位センサ）を水溜め容器３１の底壁３１ａもしくはその周辺部に設けても良い。そして、この水位センサ３７により測定された水位が、水溜め容器３１の底壁３１ａから所定水位（例えば、１０ｍｍ）未満となったときに、注水装置３３から水溜め容器３１に水２１を注入するように構成すれば良い。これにより、霧化ユニット３０を起動させる最初の段階で注水装置３３から水溜め容器３１に自動的に注水する動作を行うことなく、過度に水位が低下している場合にだけ注水動作を実行することにより、水溜め容器３１内の水位を所定水位以上に保って、超音波振動子３２が劣化しやすくなるのを防止することができる。

また、上記の実施の形態では、水溜め容器３１の循環送風経路９に繋がる接続口３１ｅに整流フィン３６を設け、水溜め容器３１で発生したミスト２０をこの接続口３１ｅから循環送風経路９に導入するように構成したが、水溜め容器３１の接続口３１ｅから循環送風経路９に至る間に距離を持たせ、この間をミスト導出ダクトで接続し、水溜め容器３１内で発生したミスト２０をこのミスト導出ダクトから循環送風経路９を流通する空気流に向けて送り込むように構成してもよい。このようにしても、水溜め容器３１内で発生した高温のミスト２０を、空気流内で均一に混合拡散した上で、回転ドラム４内に導入することができる。また、ミスト２０を回転ドラム４内に導入する際の温度低下を抑制して、霧化ユニット３０の水溜め容器３１や注水装置３３を洗濯乾燥機筐体２内の任意の場所に設置することができ、洗濯乾燥機筐体２内の空きスペースを利用して全体として省スペース化を図ることができる。

なお、上記の実施の形態では、霧化ユニット３０内のミスト発生源として水２６を用いた例を説明したが、用途に応じて、Ａｇイオン電解液、洗剤液、消臭液、除菌液等を用いてもよく、それぞれの液剤（ミスト発生源）に対応した効果を得ることができる。

上記の実施の形態では、回転ドラム４を傾斜配置したドラム式洗濯乾燥機１を例にとって、本発明に係る霧化ユニット３０およびそれを適用したドラム式洗濯乾燥機１の技術的内容について説明したが、本発明に係る霧化ユニット３０は、衣類等のシワ低減を目的とした衣類乾燥機などにも適用可能することができ、また、回転ドラムを水平方向に配した（回転ドラムの軸心を鉛直方向に配した）洗濯機にも適用することができる。さらに、高温ミスト２０の凝縮しやすい性質を利用して、本発明の霧化ユニット３０ならびにその技術的内容を、超音波洗浄装置や脱臭装置、殺菌・除菌装置、塗装・コーティング装置、空調機、食器洗浄機などにも適用することができる。なお、上記の実施の形態で説明したドラム式洗濯乾燥機１においては、霧化する対象の液体として水を使用していたが、本発明の霧化ユニット３０を別用途の装置に適用する場合には、その用途に適した液体を使用することができる。

本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機の構造を説明するための側面断面図である。 本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機の循環送風経路および霧化ユニットの配置を説明するための筐体背面側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機の循環送風経路および霧化ユニットの構造を説明するための筐体背面側から見た一部を切り欠いて示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機の霧化ユニットと水槽との接続構造を説明するための側面断面図である。 本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機の霧化ユニットの構造を説明するための側面断面図である。 本発明の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機の霧化ユニットの構造を説明するための背面断面図である。 本発明の別の実施の形態に係るドラム式洗濯乾燥機の霧化ユニットの構造を説明するための側面断面図である。 （ａ）は従来の霧化ユニットを備える洗濯乾燥機の構造を説明するための断面図であり、（ｂ）はその霧化ユニットの構造を説明するための断面図である。 従来の霧化ユニットを備える衣類乾燥機の構造を説明するための断面図である。

符号の説明

１ ドラム式洗濯乾燥機（洗濯機）
２ 洗濯乾燥機筐体
３ 水槽
４ 回転ドラム（洗濯兼脱水槽）
２０ ミスト
２１ 水（液体）
３０ 霧化ユニット
３１ 水溜め容器
３１ａ 底壁
３１ｂ 側壁
３１ｄ 開口堰（水位検知部）
３１ｅ 接続口
３２ 超音波振動子
３３ 注水装置
３４ 注水ホース
３５ 水温センサ
３６ 整流フィン

Claims (9)

1. ミスト発生源としての液体を貯留する液体貯留容器と、該液体貯留容器に貯留された液体に対して超音波振動を加える超音波振動子と、該液体貯留容器に液体を注入する注液装置と、該液体貯留容器内の液温を測定する液温センサと、を備え、
   前記液体貯留容器内の液温を、前記超音波振動子の使用上限温度を超えない範囲でできるだけ高い温度に維持し、前記超音波振動子を作動させて高温のミストを発生させることを特徴とする霧化ユニット。
2. 前記超音波振動子は、圧電素子の表面を表面保護材で覆うように構成し、前記液体貯留容器内の液温を前記表面保護材が劣化して剥がれない温度範囲に維持することを特徴とする請求項１に記載の霧化ユニット。
3. 前記超音波振動子は、エポキシ樹脂系接着剤を用いて前記圧電素子と前記表面保護材とを接合して表面を覆うように構成しているものであり、前記液体貯留容器内の液温を前記エポキシ樹脂系接着剤が変質して劣化しない温度範囲に維持することを特徴とする請求項２に記載の霧化ユニット。
4. 前記液温センサにより測定された液温が所定温度を超えた場合には、前記注液装置から液体を補給することにより、常に前記液体貯留容器内の液温が前記超音波振動子の使用上限温度を超えないようにすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の霧化ユニット。
5. 前記液体貯留容器は、側壁に開口堰が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の霧化ユニット。
6. 前記液体貯留容器は、底壁もしくはその周辺部に液位センサが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の霧化ユニット。
7. 多数の透孔が形成され、洗濯物を収容して回転駆動される回転ドラムが水槽内に設けられ、該水槽内への給水、排水および前記回転ドラムの回転の制御により洗濯、すすぎ、脱水の各工程を実施するとともに、送風手段により前記水槽内の空気を除湿手段および加熱手段を備えた循環送風経路を通して循環させることにより洗濯物の乾燥工程を実施するドラム式洗濯乾燥機において、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の霧化ユニットを前記循環送風経路の途中に備え、前記霧化ユニットの液体貯留容器内で発生した高温のミストを前記循環送風経路を経由して前記回転ドラム内に導入することを特徴とするドラム式洗濯乾燥機。
8. 前記液体貯留容器の前記循環送風経路に繋がる接続口に整流フィンを備え、前記液体貯留内で発生した高温のミストが、該整流フィンで整流されて、前記循環送風経路を流通する空気流に向けて送り込まれることを特徴とする請求項７に記載のドラム式洗濯乾燥機。
9. 前記液体貯留容器の前記循環送風経路に繋がる接続口から前記循環送風経路に至る間に、両者を接続するミスト導出ダクトを備え、前記液体貯留容器内で発生した高温のミストが、該ミスト導出ダクトから前記循環送風経路を流通する空気流に向けて送り込まれることを特徴とする請求項７に記載のドラム式洗濯乾燥機。

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