JP2011062392A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】洗濯機周辺の湿度に影響されることなく洗濯衣類等対象物の除菌および消臭を行うこと。
【解決手段】周囲の湿気を吸放出する湿気吸放出手段６、および空気中の水分を結露させたのち静電霧化方式により結露水を微細化した静電霧化発生粒子を洗濯槽２または受け筒３内に供給するための静電霧化発生手段７は、循環送風経路５内に配設するとともに、湿気吸放出手段６は、静電霧化発生手段７の上流に設けて静電霧化発生手段７近傍の雰囲気湿度を所定の湿度範囲内に保つようにすることにより、洗濯機周辺の湿度に影響されることなく洗濯衣類等対象物の除菌および消臭を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗濯槽内の衣類の除菌、消臭および洗濯槽や受け筒の除菌、消臭を可能とする洗濯機に関するものである。

近年、衛生に関する関心が高まると共に洗濯機においても除菌や消臭を実現する機能が搭載されるようになっている。洗濯槽がドラム形状の洗濯機においても洗濯槽内に衣類や布製品、玩具や小物といった除菌や脱臭の対象となるものを投入し、数十分の運転を行う専用コースが設定されている。具体的な除菌・消臭手段としては、受け筒および洗濯槽に温風を吹きつける槽の加熱および乾燥、殺菌効果のあるオゾンガスあるいはオゾン水の利用、殺菌効果のある金属イオンを含む水の利用や薬剤の使用など多岐にわたっている。また、洗濯機自体の衛生という視点では、お風呂の残り湯を使っての洗濯が節水志向の普及とともに一般化したことで、残り湯中に生息する各種雑菌が残水によって湿度が高くなった洗濯槽および受け筒で繁殖しやすくなっていること、さらには利用者が着衣を、洗濯機を運転させるまで洗濯槽内に放置していることによる着衣からの雑菌の侵入あるいは着衣からの臭気が問題となり、これらに対処するため除菌や消臭を実現する機能が搭載されている。

洗濯機における除菌や消臭機能を行う方法としてもいくつか提案されており、例えば洗濯機内部をヒーターなどの加熱手段を利用して十分に乾燥させたり、温風を臭気の発生源に吹き付ける方法があるが、利用者が、いつのタイミングや頻度で乾燥や温風の吹きつけを行えば、効率的に除菌や脱臭を行えるかの判断は難しく、頻繁に乾燥等を実施しなければならなくなる。このような場合には、多くの時間や電気代がかかり省エネルギーの視点からも反するものとなることで、利用者が実施する可能性は低いものとなる。

また、洗濯槽に使用する樹脂部品や金属成分に抗菌成分を添加して除菌を行う方法も提案されているが、洗濯槽や受け筒の表面に洗濯カス等が付着した場合には洗濯槽や受け筒と接触していない洗濯カスの表面で菌やカビが繁殖し、防菌効果が不十分となる。同様に、接触した部分のみに除菌効果が発現されても、接触していない部分での除菌効果や脱臭効果においては全く期待することが困難である。そのため、積極的に洗濯物等の菌の繁殖しやすい箇所や不快な臭いの発生源となりうるものに対して、静電霧化方式によって発生させた静電霧化発生粒子を、空気中を移動させることにより接触させる新たな除菌および脱臭方法が提案されている。さらに、この静電霧化方式においては、周辺の空気中の水分を放電極先端で結露させ、放電時に発生するラジカル種と共に粒子とすることで除菌や脱臭効果を発現する粒子としている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２３７４４２号公報

しかしながら、静電霧化方式により発生させた静電霧化発生粒子を除菌および脱臭に用いる方法においては静電霧化装置周辺の湿度によって霧化させる際の電圧値が変動したり、発生する霧化粒子の量が大きく変動し、安定した霧化粒子生成量を維持することが困難であった。すなわち、静電霧化装置周辺の湿度が低い場合には放電極先端で結露する水分量が減り、ラジカル種と共に霧化粒子となる絶対量が減少し、除菌および脱臭効果が下が
ってしまい、逆に湿度が高すぎる場合には放電しにくくなることで霧化時の電圧値を高めなければ適量の霧化粒子を生成することが困難となり、消費電力が高くなってしまうといった課題が存在していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、静電霧化装置周辺の湿度が洗濯機の設置環境や運転条件によって変化した際も安定して静電霧化発生粒子を生成し、洗濯物や洗濯機の除菌および脱臭効果を維持させることを実現するものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する受け筒と、前記洗濯槽内に送風する送風手段と、前記送風手段を稼動させることによって前記洗濯槽内の空気を吸い込み、再び前記洗濯槽内に空気を吹き出す循環送風経路と、空気中の水分を結露させたのち静電霧化方式により該結露水を微細化した静電霧化発生粒子を前記洗濯槽または前記受け筒内に供給するための静電霧化発生手段と、周囲の湿気を吸放出する湿気吸放出手段と、前記循環送風経路内の湿度を検知する湿度検知手段とを備え、前記湿気吸放出手段および前記静電霧化発生手段は、前記循環送風経路内に配設するとともに、前記湿気吸放出手段は、前記静電霧化発生手段の上流に設けて前記静電霧化発生手段近傍の雰囲気湿度を所定の湿度範囲内に保つようにすることを特徴とするものである。

これによって、適切な湿度下に静電霧化発生手段が置かれるので、電気を帯びた微細な水分子の塊で、かつ酸化力の強いラジカルを含んだ静電霧化発生粒子を発生させることができ、かつ、その発生量が安定し、除菌および脱臭機能を安定して発現させることができ、また、静電霧化発生粒子を風に乗せて衣類や洗濯槽および受け筒に曝露させることにより衣類等を濡らすことなく、かつ菌の発生している箇所や臭いの発生源に直接的に効果を与えることができる。

本発明の洗濯機は、洗濯機の設置環境や使用状況に影響されることなく、湿気吸放出手段によって静電霧化発生手段の周辺湿度を制御し、静電霧化発生手段から供給される静電霧化発生粒子を洗濯物が収納されている洗濯槽および受け筒または対象物に対して安定して曝露させることで、洗濯機や対象物を菌の繁殖から守り、かつ消臭を行い、常に清潔な状態に維持することができる。

本発明の実施の形態１における洗濯機の断面概略図 同洗濯機の静電霧化発生手段の断面概略図 同洗濯機の湿気吸放出手段の概略図 同洗濯機の湿気吸放出手段の相対湿度と含水率の関係図 本発明の実施の形態２における洗濯機の静電霧化発生手段の断面概略図

第１の発明によれば、洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する受け筒と、前記洗濯槽内に送風する送風手段と、前記送風手段を稼動させることによって前記洗濯槽内の空気を吸い込み、再び前記洗濯槽内に空気を吹き出す循環送風経路と、空気中の水分を結露させたのち静電霧化方式により該結露水を微細化した静電霧化発生粒子を前記洗濯槽または前記受け筒内に供給するための静電霧化発生手段と、周囲の湿気を吸放出する湿気吸放出手段と、前記循環送風経路内の湿度を検知する湿度検知手段とを備え、前記湿気吸放出手段および前記静電霧化発生手段は、前記循環送風経路内に配設するとともに、前記湿気吸放出手段は、前記静電霧化発生手段の上流に設けて前記静電霧化発生手段
近傍の雰囲気湿度を所定の湿度範囲内に保つようにすることを特徴とする洗濯機とすることにより、洗濯槽内より送風手段によって送られてくる風の湿度が高い場合には湿気吸放出手段によって空気中の水分を吸着し、送風路の下流側に設置されている静電霧化発生手段へは湿度が低減された風が送られ、また湿度が低い場合には湿気吸放出手段に吸着されていた水分が放出され湿度が高められた風が送られることで、静電霧化発生手段周辺の湿度は調整され、静電霧化発生粒子を一定量安定して発生させることができ、洗濯機の設置環境や使用状況に影響されることなく、湿気吸放出手段によって静電霧化発生手段の周辺湿度を制御し、静電霧化発生手段から供給される静電霧化発生粒子を洗濯物が収納されている洗濯槽および受け筒または対象物に対して安定して曝露させることで、洗濯機や対象物を菌の繁殖から守り、かつ消臭を行い、常に清潔な状態に維持することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、湿気吸放出手段を加熱する加熱手段を備え、静電霧化発生手段近傍の雰囲気湿度が所定の湿度範囲より低いと検知されたとき、前記湿気吸放出手段を前記加熱手段によって加熱することにより、前記静電霧化発生手段近傍の雰囲気湿度を所定の湿度範囲内に保つようにすることを特徴とする洗濯機とすることにより、湿気吸放出手段が迅速に温められ吸放出手段に吸着されていた水分が速やかに放出され、循環送風経路内において前記湿気吸放出手段の下流側に位置する静電霧化発生手段近傍の湿度を所定の湿度範囲内にすることができる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、湿気吸放出手段の周囲に、金属からなる加熱手段が接触して設けられていることを特徴とする洗濯機とすることにより、加熱手段において発生した熱エネルギーが速やかでかつロスが少なく湿気吸放出手段に伝達され、効率良く水分の放出を行うことができる。

第４の発明は、特に、第１〜３の発明のいずれか１つの発明において、湿気吸放出手段は、格子状のフィルター形状をなし、ゼオライト、シリカゲルの少なくともいずれか一方を含む材料から構成されていることを特徴とする洗濯機とすることにより、空気が循環送風経路内を流れる際の風路抵抗を小さく保ちながら、かつ前記各材料がそれぞれ平衡吸着水分量を有することで、静電霧化発生手段の雰囲気近傍の相対湿度に応じてその含水率が変動し、相対湿度が下がった場合には吸着していた水分を放出し、また相対湿度が上がった場合には、平衡吸着水分量になるまで水分の吸着を行い、近傍の湿度を一定に維持することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４の発明のいずれか１つの発明において、静電霧化発生手段は、洗濯開始前または除菌および脱臭機能を発現させる独自に設けられたコースを選択した際に作動させることを特徴とする洗濯機とすることにより、洗濯物衣類表面に存在している雑菌や汚れに対して静電霧化発生手段によって生成した静電霧化発生粒子を、繊維の奥まで浸透させ、水膜等を介すことなく直接作用させることができ有効に除菌および脱臭効果を発現させることができる。さらには、洗濯中や洗濯終了直後のような一時的に循環送風経路内も含めた雰囲気湿度が高くなっている状態ではないため、静電霧化発生手段近傍の湿度制御を行うことが容易であり、湿気吸放出手段および静電霧化発生手段を稼動する際に使われる電気エネルギーなど、稼動時の負荷を抑えることができる。

本発明の実施の形態に係る洗濯機について、図を参照しながら以下に説明し本発明の理解に供する。なお以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の内容を限定するものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の断面概略図、図２は、同洗濯機の静電霧化発生手段の断面概略図、図３は、同洗濯機の湿気吸放出手段の概略図、図４は、同洗
濯機の湿気吸放出手段の相対湿度と含水率の関係図を示すものである。

図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る洗濯機１は、洗濯物を収容する洗濯槽２を回転軸方向が水平または後部に向け水平方向から下向き傾斜となるようにして受け筒３内に設置し、洗濯、すすぎ、脱水の各工程を行う。また、送風ユニット４を備えた循環送風経路５が形成されており、洗濯槽２および受け筒３内の空気を吸い込み、湿気吸放出手段６、静電霧化発生手段７を経由して再び受け筒３へ吹き出している。

洗濯槽２の水平配置または傾斜に対応して、受け筒３の正面側には洗濯槽２の開口端に通じる衣類投入口が形成され、洗濯機１本体正面側に設けられた扉８との間にゴムパッキン９を介して接続されている。洗濯物は扉８を開くことによって洗濯槽２内に出し入れすることが可能となる。洗濯槽２には、その周面に受け筒３と通じる多数の透孔１０が形成されており、内周面には複数の撹拌突起（図示せず）が設けられている。この洗濯槽２は、受け筒３の後部側に取り付けられたモーター１１によって正転および逆転方向に回転駆動される。また、受け筒３には注水管路（図示せず）および排水管路（図示せず）が配管接続され、注水弁（図示せず）および排水弁（図示せず）の制御によって受け筒３内への注水および排水がなされる。

本実施の形態１における動作は、洗濯物が水で浸漬している場合や水分を多量に含んでいる場合には、衣類が含んでいる水が発生させた静電霧化発生粒子による菌や臭気の源となる物質への直接的な効果を妨げることとなるため高い効果が期待できず、稼動させるタイミングとしては洗濯開始前の洗濯物のプレケアまたは水を使わずに消臭したい場合、さらには洗濯終了後、衣類を取り出した後に洗濯槽および受け筒等の除菌をしたい場合となる。ここで、稼動時において洗濯槽を回転させても静止させたままでも特に問題はない。

図２において、静電霧化発生手段７は、外郭ケース１２に収納され、ユニット化された状態で循環送風経路５に設置されている。ここで、循環送風経路５の径に対して外郭ケース１２の大きさは特に限定されるものではない。外郭ケース１２の内部には、電圧印加部１６の負電位側が霧化電極１３と正電位側が対向電極１４とそれぞれ電気的に接続され、霧化電極１３の先端と対向電極１４間は一定距離となるように取り付けられている。さらに、霧化電極１３は、ペルチェ素子１７によって冷却されたアルミニウムやステンレスといった良熱伝導部材からなる冷却部１５に熱的に直接的または間接的に固定されている。放熱部１８は、循環送風経路５内で送風される空気との間で熱交換を行っても、循環送風経路５とは無関係に周囲の空気との熱交換を行っても特に問題はない。なお、内部に空気を吸い込む吸気口１９と、空気を排気する排気口２０を設けている。ここで、本実施の形態１の湿気吸放出手段６は、循環送風経路５において上流側にあり、循環送風経路５を流れてくる空気全体と接触する必要があり、静電霧化発生手段７と物理的に離れていても、吸気口１９に設けられていても構わないが、吸気口１９に設けられていることが望ましい。

静電霧化発生粒子の生成は、ペルチェ素子１７に通電することで冷却部１５を冷却すると、熱的に接続されている霧化電極１３が露点以下まで冷却される。露点温度以下となった霧化電極１３の先端で結露現象が起こり、空気中に存在する水分子が凝縮を始める。電圧印加部１６より高い電圧を霧化電極１３と対向電極１４との間でかけること（例えば、霧化電極１３を０Ｖ（ＧＮＤ）、対向電極１４を４〜１０ｋＶ）により両電極間でコロナ放電が起こり、霧化電極１３の先端に結露した水滴が、静電エネルギーにより微細化され、さらに液滴が帯電していることによりレイリー分裂により数ｎｍレベルの目視できない電化を持ったナノレベルの微細ミストと付随してオゾンやＯＨラジカルなども発生する。ここで、電極間に印加する電圧は、４〜１０ｋＶと高電圧であるものの、放電電流値としては数μＡレベルであり、入力としては０．５〜１．５Ｗと非常に小さいものとなってい
る。

図３において、湿気吸放出手段６は、その形状を静電霧化発生手段７の吸気口１９に取り付ける際には、その形状を吸気口１９の形状にあわせ、また、循環送風経路５に取り付ける際には、循環送風経路５の形状にあわせれば、特に問題はない。また、送風時の流路抵抗を下げるために貫通孔２２を複数形成している。さらには、湿気吸放出手段６からの水分の放出量を増やし、早く放出させるために周囲に加熱手段２３を設け、電源２４により通電させることで湿気吸放出手段６の温度調整を行い、水分放出量の制御を行っている。

次に、図４を用いて静電霧化発生手段７付近の湿度調節機構を説明する。図４において、菱形は、湿気吸放出手段６をシリカゲルから構成した場合の相対湿度におけるシリカゲルの含水率、四角は、湿気吸放出手段６をゼオライトから構成した場合の相対湿度におけるゼオライトの含水率である。含水率は、固体重量と吸着された水分量に対する吸着された水分量の百分率である。

相対湿度が２０％の雰囲気下にゼオライトから構成された湿気吸放出手段６が置かれていたとすると、含水率は約１９．５％となり、ゼオライトの重量に対して最大１９．５％まで空気中の水分を吸着している。ここで、周辺の相対湿度が５％まで低下したとすると含水率は約５％程度まで低下し、差分である１４．５％分の吸着されていた水分が放出されることになる。実際には、水分を放出することで周辺の相対湿度も上がって行き、途中で平衡状態に落ち着くことになるものの、水分が放出されることによって再び周囲の相対湿度を高くすることができる。

また、逆に相対湿度が６０％の雰囲気下にシリカゲルから構成された湿気吸放出手段６が置かれていたとすると含水率は約２９．５％となっている。ここで、周辺の相対湿度が９０％まで高くなったとすると含水率は約３４．８％まで高まることで周辺から水分を吸着し始め、相対湿度を低下させることができる。さらに、この湿度調節操作は静電霧化手段を稼動させる以前に行われることが好ましい。また、湿気吸放出手段６を加熱手段２３によって加熱することにより、吸着されていた水分の放出速度を速めたり、平衡含水率の値まで十分に含水していた水分を除き、新たに吸着できる水分量を増やすことが可能となる。

静電霧化発生手段７は、適切な湿度下に置かれるので、電気を帯びた微細な水分子の塊で、かつ酸化力の強いラジカルを含んだ静電霧化発生粒子を発生させることができ、かつ、その発生量が安定し、除菌および脱臭機能を安定して発現させることができ、また、静電霧化発生粒子を風に乗せて衣類や洗濯槽および受け筒に曝露させることにより衣類等を濡らすことなく、かつ菌の発生している箇所や臭いの発生源に直接的に効果を与えることができる。

静電霧化発生手段７は、洗濯開始前または除菌および脱臭機能を発現させる独自に設けられたコースを選択した際に作動させるように構成している。これによると、洗濯物衣類表面に存在している雑菌や汚れに対して静電霧化発生手段７によって生成した静電霧化発生粒子を、繊維の奥まで浸透させ、水膜等を介すことなく直接作用させることができ有効に除菌および脱臭効果を発現させることができる。さらには、洗濯中や洗濯終了直後のような一時的に循環送風経路５内も含めた雰囲気湿度が高くなっている状態ではないため、静電霧化発生手段７近傍の湿度制御を行うことが容易であり、湿気吸放出手段６および静電霧化発生手段７を稼動する際に使われる電気エネルギーなど、稼動時の負荷を抑えることができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における洗濯機の静電霧化発生手段の断面概略図を示したものである。実施の形態１と同一構成については、同一符号を付し、説明を省略する。

図５において、静電霧化発生手段２７は、吸気口１９に湿気吸放出手段６を設け、内部に湿度センサー２５を設けている。制御部２６は、この湿度センサー２５からの信号を読み取り、湿気吸放出手段２１を取り巻く加熱手段２３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う電源２４からの信号の処理を行っている。他の構成は、実施の形態１と同じである。以下に、実施の形態２の静電霧化発生手段２７の動作を以下に説明する。

洗濯を始める前に、外郭ケース１２内部に設置された湿度センサー２５からの信号を制御部２６によって読み取り、外郭ケース１２内部（すなわち静電霧化発生手段２７近傍）の湿度が、静電霧化発生粒子を生成するために適切な湿度環境となっているのかを把握する。この時、湿度環境としては３０％ＲＨから８０％ＲＨまでの範囲であることが望ましい。湿度が低く、適切な湿度を逸脱していたと判断された際には加熱手段２３をＯＮにし、湿気吸放出手段２１を加熱することによって吸着されていた水分を放出し、外郭ケース１２内の湿度を高めていく。再び、湿度センサー２５にて外郭ケース１２内の湿度を観察しながら加熱手段２３を制御することによって適切な湿度領域まですることが可能となる。

逆に、湿気吸放出手段２１があることで、水分の侵入を防ぎ、外郭ケース１２内部が高湿になることはまれであるが、仮になった場合においても、湿気吸放出手段２３を加熱しながら送風を行い、一旦吸着していた水分を放出させて含水率を下げておくことで、吸着可能な水分量が増え、送風を停止した際に周囲の水分を吸着し、外郭ケース１２内の湿度を適切な範囲で維持することが可能となる。また、湿気吸放出手段２７を冷却することによっても吸着可能な水分量が増えることから冷却を行っても問題はない。

静電霧化発生手段２７近傍の湿度が、適切な湿度領域になったことを湿度センサー２５の信号より確認した後、ペルチェ素子への通電を行い、霧化電極１３を露点以下まで冷却し空気中の水分を霧化電極上で結露させる。電圧印加部１６より高い電圧を霧化電極１３と対向電極１４との間でかけることにより両電極間でコロナ放電が起こり、霧化電極１３の先端に結露した水滴が、静電エネルギーにより微細化され、さらに液滴が帯電していることで、レイリー分裂により数ｎｍレベルの目視できない電化を持ったナノレベルの微細ミストと付随してオゾンやＯＨラジカルなども発生する。

そして、送風ユニット９を稼動させ、静電霧化発生手段２７において生成された静電霧化発生粒子が洗濯槽２内へと送り込まれ、洗濯槽２内に置かれている消臭や除菌の対象となるものに該効果を与えることができる。また、洗濯槽２内に対象物が入れられていない場合においても、洗濯槽２内外面および受け筒３内面の消臭や除菌を行うことができる。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯機がどのような設置場所や運転条件に置かれた場合においても、洗濯物や洗濯物を収容する洗濯槽および前記洗濯槽を収容する受け筒に安定した静電霧化発生粒子を供給することによって洗濯物や洗濯槽、受け筒を菌の繁殖から守り、脱臭効果を発現し常に清潔な状態に維持することができるため、除菌や消臭が必要な静電霧化方式を採用している水周りの設備機器等に適用することができ、安全で無害なため、家庭用の水使用機器に適したものである。

２ 洗濯槽
３ 受け筒
５ 循環送風経路
６ 湿気吸放出手段
７ 静電霧化発生手段

Claims (5)

1. 洗濯物を収容して回転する洗濯槽と、前記洗濯槽を収容する受け筒と、前記洗濯槽内に送風する送風手段と、前記送風手段を稼動させることによって前記洗濯槽内の空気を吸い込み、再び前記洗濯槽内に空気を吹き出す循環送風経路と、空気中の水分を結露させたのち静電霧化方式により該結露水を微細化した静電霧化発生粒子を前記洗濯槽または前記受け筒内に供給するための静電霧化発生手段と、周囲の湿気を吸放出する湿気吸放出手段と、前記循環送風経路内の湿度を検知する湿度検知手段とを備え、前記湿気吸放出手段および前記静電霧化発生手段は、前記循環送風経路内に配設するとともに、前記湿気吸放出手段は、前記静電霧化発生手段の上流に設けて前記静電霧化発生手段近傍の雰囲気湿度を所定の湿度範囲内に保つようにすることを特徴とする洗濯機。
2. 湿気吸放出手段を加熱する加熱手段を備え、静電霧化発生手段近傍の雰囲気湿度が所定の湿度範囲より低いと検知されたとき、前記湿気吸放出手段を前記加熱手段によって加熱することにより、前記静電霧化発生手段近傍の雰囲気湿度を所定の湿度範囲内に保つようにすることを特徴とする請求項１記載の洗濯機。
3. 湿気吸放出手段の周囲に、金属からなる加熱手段が接触して設けられていることを特徴とする請求項２記載の洗濯機。
4. 湿気吸放出手段は、格子状のフィルター形状をなし、ゼオライト、シリカゲルの少なくともいずれか一方を含む材料から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
5. 静電霧化発生手段は、洗濯開始前または除菌および脱臭機能を発現させる独自に設けられたコースを選択した際に作動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。