JP2012170696A - ドラム式洗濯機 - Google Patents

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Abstract

【課題】水位検知により、泡の発生異常を検知し、給水時の水の溢れ等を防止すること。
【解決手段】回転ドラム43を回転自在に軸支する水槽42と、洗剤及び洗濯水を供給する洗濯水兼洗剤供給装置61および給水手段54と、水槽内の洗濯水の水位を検知する水位検知手段76と、水槽42内の洗濯水を循環ポンプ67により水槽42の前面側内方から回転ドラム43内に噴射させる水循環系56と、水槽42上部と洗濯水兼洗剤供給装置61とを接続配管した水槽空気抜きホース77と、給水、洗い、すすぎ、脱水等の行程を制御する制御手段82とを備え、前記制御手段82は、洗い行程の給水攪拌行程において、水位検知手段76から得た水位信号の変化率が所定の閾値以上になれば、泡発生異常と判定し、以降の行程を消泡行程に制御する構成としたことで、水位変動や衣類量の影響を排除した構成で泡発生異常を検知し、泡の過剰発生による被害の発生を防止する。
【選択図】図3

Description

本発明は、ドラム式洗濯機の制御に関するものである。
従来、この種のドラム式洗濯機は、洗濯中に発生した洗剤泡による洗濯機の機能低下や、電気部分に付着して故障等を発生するのを防止する為に、水位検知手段の信号の変化により、水槽内の洗剤泡の発生状態を検知し、以降の消泡行程、洗い行程、すすぎ行程及び給水手段、排水手段を制御することで対応してきた(例えば、特許文献1参照)。
図6は、特許文献1に記載された従来のドラム式洗濯機の制御フローチャートである。
なお、水位検知手段は、水圧をダイヤフラムで受圧し、その変化から得られる電磁コイルのインピーダンスの変化を出力として周波数に変換し、制御手段で水槽内の水位を検知するものである。
図6に示すように、洗濯開始(ステップ100)し、給水弁にて規定の水位まで給水された後(ステップ101)、水位検知手段により、基準水位(圧力)の設定を行う(ステップ102)。その後、基準値からの周波数変化が1.5kHzを超えた場合(ステップ103)、洗剤泡が異常なほど多量に発生していると判断し、排水(ステップ104)した後、消泡シーケンス(ステップ105)を例えば7分間行うものである。
さらに、ステップ103にて、基準水位からの周波数変化が1.5kHzよりも少なく、洗剤泡が異常発生していないと判断すると、次のステップ106にて基準水位からの周波数変化が1.0kHzを超える場合は、洗剤泡がやや多い状態であると判断し、洗剤泡が多量に発生した際の消泡シーケンス105までも行う必要なしと判断し、洗濯動作を弱くしたシーケンス(ステップ107)を3分間運転後に、通常シーケンス(ステップ108)に復帰する構成である。
特開2007−68678号公報
しかしながら、前記従来の構成では、水槽内圧力の検知で規定の水位(圧力)としての基準値から所定の圧力変化を1.5kHzあるいは、1.0kHzとする閾値を超えるかどうかで判断するので、何らかの水位変動があった場合には、泡が発生していても泡発生と検知しないことがある一方、泡が発生していなくても泡発生している、と誤検知するという課題があった。
たとえば、衣類量が多い場合には洗濯水が衣類に吸収され、水位そのものが低くなってしまう為、水位は規定の水位から低くなっている。従って、たとえ圧力変化が1.5kHz以上となる泡が発生しても、規定の水位(圧力)から1.5kHz以上圧力変化しないことになり、泡の発生大の状態を検知しない。
あるいは、使用者が補給水などで洗濯動作中に水槽内に洗濯水を投入した場合、あるいは追加の衣類を投入した場合は、水位そのものが規定水位より高くなっている。この場合
には、たとえ圧力変化が1.5kHz以下であっても、規定の水位(圧力)から圧力変化が1.5kHz以上となり、僅かの泡発生でも泡発生大と誤検知してしまう。
さらに、従来例では、多量の泡が発生した際にその泡が水槽より溢れ、電気部品の充電部に付着して絶縁劣化等の不具合を起こすことを防止することが主題になっているが、水槽内に発生した泡が、たとえ水槽から溢れ出る状態でなくとも、水槽内の圧力が所定以上に高まると、洗濯水兼洗剤供給装置から水槽への給水が円滑になされない為、給水時に洗濯水兼洗剤供給装置からの水漏れ等の不具合が発生するという不具合もあった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、水位変動、衣類量の影響を排除した水位検知により、泡の発生を検知し泡により給水時の水の溢れによる洗濯機の機能低下や、泡が電気部分に付着して故障等を発生するのを防止することを目的としている。
前記従来の課題を解決する為に、本発明のドラム式洗濯機は、壁面に複数の脱水孔を形成した回転ドラムを回転自在に軸支する水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽に洗剤及び洗濯水を供給する洗濯水兼洗剤供給装置と、前記洗濯水兼洗剤供給装置に洗濯水を供給する給水手段と、前記水槽内の洗濯水の水位を検知する水位検知手段と、前記水槽内の洗濯水を循環ポンプにより前記水槽に設けた噴出口から前記回転ドラム内に噴射して循環させる水循環系と、前記モータ、給水手段、循環ポンプ等を制御して、洗い、すすぎ、脱水等の各行程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、洗い行程の給水攪拌行程において、前記水位検知手段にて水位を検知し、水位信号の変化率が所定の閾値以上になれば泡発生異常と判定し、以降の行程を消泡行程に切り替えるものである。
これにより、水位変動や衣類量の影響を排除した構成で泡発生異常を検知し、以降の行程を消泡行程、の対処措置を取ることで、泡の過剰発生による被害、例えば、洗濯水兼洗剤供給装置からの水漏れ等の不具合や、泡が電気部分に付着して故障等を発生することを防止するものである。
本発明のドラム式洗濯機は、泡の発生を検知し、泡により給水時の水溢れ等の機能低下や、泡が電気部分に付着して故障する、等の不具合の発生を防止することができる。
本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機の縦断面図 同ドラム式洗濯機の一部ブロック化した制御回路図 同ドラム式洗濯機の制御フローチャート 同ドラム式洗濯機の水位検知特性図 同ドラム式洗濯機の水位異常判定チャート 従来のドラム式洗濯機の制御フローチャート
第1の発明は、壁面に複数の脱水孔を形成した回転ドラムを回転自在に軸支する水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽に洗剤及び洗濯水を供給する洗濯水兼洗剤供給装置と、前記洗濯水兼洗剤供給装置に洗濯水を供給する給水手段と、前記水槽内の洗濯水の水位を検知する水位検知手段と、前記水槽内の洗濯水を循環ポンプにより前記水槽に設けた噴出口から前記回転ドラム内に噴射して循環させる水循環系と、前記モータ、給水手段、循環ポンプ等を制御して、洗い、すすぎ、脱水等の各行程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、洗い行程の給水攪拌行程において、前記水位検知手段に
て水位を検知し、水位信号の変化率が所定の閾値以上になれば泡発生異常と判定し、以降の行程を消泡行程に切り替えるので、水位変動、衣類量の影響を排除した構成で、水位信号の変化率が所定の閾値以上になれば、泡発生異常と判定し、以降の行程を消泡行程、例えば、循環ポンプの駆動を一時的に停止したり、排水ポンプを一時的に駆動し水槽内の洗濯液を排出する、等の対処措置を取ることで、泡の過剰発生による被害、例えば、洗濯水兼洗剤供給装置からの水漏れ等の不具合や、泡が電気部分に付着して故障等を発生することを防止するものである。
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、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。また、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におけるドラム式洗濯機の縦断面図を示すものである。
洗濯機筺体41の内部に揺動自在に水槽42が防振支持され、水槽42内には、回転ドラム43が回転自在に配設されている。回転ドラム43の回転中心に水平方向に回転軸(回転中心軸)44が設けられ、この回転軸44に、水槽42の背面側近傍に取り付けたモータ45が、ベルト46を介して連結され、モータ45により回転ドラム43が正転、逆転方向に回転駆動される。回転ドラム43の内壁面には、洗濯物を撹拌するための数個の突起板47が設けられている。また、回転ドラム43の外周部には、多数の通水孔48が全周面に設けられている。
上記の、水槽42、回転ドラム43、モータ45等により、振動系の水槽ユニット49が構成されており、この水槽ユニット49は、洗濯機筺体41上部から複数のばね体50により、また、洗濯機筺体41下部から複数の防振ダンパー51により防振支持されている。
また、水槽42の正面側で洗濯機筺体41に設けた開口部を、蓋体52により開閉自在に覆い、この蓋体52を開くことにより、衣類出入口53を通して回転ドラム43内に洗濯物を出し入れできるようにしている。
また、このドラム式洗濯機は、モード設定や制御プログラムに従い、モータ45、給水系54、排水系55、水循環系56を制御して、少なくとも洗い行程、すすぎ行程、脱水行程を行う機能を有している制御装置81を構成する(図2で詳述)。
給水系54は、第1の電磁弁57(第1の給水手段)、あるいは第2の電磁弁58(第2の給水手段)の開閉によって、第1の給水ホース59、あるいは第2の給水ホース60を通り、洗剤や柔軟仕上げ剤を収容し外部から引き出し自在の引き出し部(図示せず)を内部に収納する洗濯水兼洗剤供給装置61を介して、給水経路62から水槽42内に適時に給水できる。なお図示しないが、給水経路62には水槽42内の空気圧が上昇して泡等が洗濯水兼洗剤供給装置61に逆流しないように、逆止弁またはU字トラップ等の逆流防止手段が設けられている。
排水系55は、排水ポンプ63の駆動によって、洗い行程終了時、すすぎ行程終了時など必要なときに、水槽42の底部に接続された排水管64を介し、フィルタケース88に内設され、糸屑類を捕集する役目のリントフィルタ65を通過した後、排水ポンプ63を通って、機内から機外の上方まで配設された排水ホース66から吐出排水できるようになっている。
水循環系56は、予洗い行程時、洗い行程時、すすぎ行程時など必要に応じ、水槽42内の水を循環させて、洗剤の早期溶解や、洗いやすすぎの機能向上を図る。
この水循環系56は、循環ポンプ67を駆動させることで、水槽42内の洗濯水を、排水管64を介し、フィルタケース88内から吸引し、循環ポンプ67への流入側経路68、循環ポンプ67および循環ポンプ67からの吐出側経路69を介して、水槽42前面側内方の噴出口70より実線矢印で示す循環水として回転ドラム43内に吐出することを繰り返す。
また、水槽42の底部に形成した凹部71には、洗濯水を加熱するシーズヒータ等からなる温水ヒータ(加熱手段)72を水平方向に備えており、この温水ヒータ72により加熱した水槽42内の洗濯水を、前述のように、回転ドラム43内に吐出することにより、洗濯水を洗濯物にふりかけて、この洗濯水を、また循環させる。これにより加熱された洗濯水が洗濯物にふりかけられる為、洗濯水の分子活動が高まり、また洗剤の活性化が高まるので、洗浄力を高め、かつ洗いムラを少なくする事ができるとともに、水槽42内や、回転ドラム43内に洗剤による泡の発生を生じる。
また、水槽42の底部外周後方の側壁には、排水管64と連通してエアートラップ74を構成し、空気管75にて、洗濯機筺体41の上部内方に設けられ、圧力センサーなどで構成された水位検知手段76に連接しており、外槽42内部に給水された洗濯水の水圧により複数段の水位を検知する事が出来る。
水位検知手段76は、水圧をダイヤフラムで受圧し、その変化から得られる電磁コイルのインピーダンス変化を周波数に変換し、水槽42内の水位を検知するもので、水圧を受けると周波数が減少する数値を示す特徴がある。
また、洗濯機筺体41の上部内方に設けられた洗濯水兼洗剤供給装置61の後面上部と水槽42上部とを、可撓性の空気抜きホース77で連結しており、行程運転動作により加圧される水槽42内の圧力を減圧する役目をしている。
水槽42内部に多量の泡が発生し空気抜きホース77内部に多量侵入すると、水槽42内の圧力を減圧できなくなり、洗濯水兼洗剤供給装置61に給水された水が給水経路62から正常に水槽42に流れず、洗濯水兼洗剤供給装置61部から機器の前方などから流れることになるので、この空気抜きホース77内部への泡侵入を防止する制御システムを以下詳述する。
図2は、本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機の、一部ブロック化した制御回路図である。
図2において、制御装置81の制御手段82は、マイクロコンピュータなどで構成し、商用電源83から、電源スイッチ84のONにより電力が供給されて動作を開始し、水位検知手段76、温度検知手段73、布量検知手段85等の出力を入力し、入力設定手段80にて使用者の入力により設定された内容に基づいて、表示手段96に設定内容を表示するとともに、双方向サイリスタ、リレーなどで構成した負荷駆動手段86を介して、モータ45、温水ヒータ72、第1の電磁弁57、第2の電磁弁58、排水ポンプ63、循環ポンプ67などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水の各行程を制御する。
なお、前記水位検知手段76は、既述したように、水圧をダイヤフラムで受圧し、その変化から得られる電磁コイルのインピーダンス変化を周波数に変換した信号とし、その信号は制御手段82にて演算して水槽42内の水位を検知する構成である。
以上のように構成されたドラム式洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。
図3は、本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機の標準的な運転コースであるCotton(綿衣類)コースの制御フローチャートで、洗い行程を主体的に記載している。
図3において、まず、使用者が蓋体52を開け、回転ドラム43に衣類を投入してスタートし、Cotton(綿衣類)コースが選択されスタートする(ステップS1のYES)と、布量検知手段85にて投入された布量を検知(ステップS2)し、ステップS3で、制御手段82にて、布量に応じた水位と、その水位の水量に対する洗剤量が、表示手段96に表示される。
ステップS4にて、使用者が表示された洗剤量を洗濯水兼洗剤供給装置61の引き出し部に投入すると、第1の電磁弁57が動作して給水が始まり、洗濯水兼洗剤供給装置61より洗剤とともに水道水が水槽42内に給水される(ステップS5)。
ステップS5の給水行程では、回転ドラム43内の洗濯物のバランスを良くし、洗剤の溶解を促進するために、回転ドラム43が低速で回転する泡洗浄が行なわれた(ステップS6)後に、洗濯物に浸透して低下した水位を補うための給水(ステップS7)が行なわれる。なお、水槽の内部の洗濯水の水位は常に水位検知手段76にて検知(ステップS8)し、監視されている。
所定量の給水が終わると、ステップS9にて給水撹拌Aが始まる。
給水撹拌Aでは、モータ45が駆動して、回転ドラム43が低速回転し、洗濯物を持ち上げ、自重落下させるたたき洗いによる撹拌が行なわれる。同時に、循環ポンプ67が1分間駆動し、水槽42内の洗濯水が循環水として水槽42前部の噴出口70より回転ドラム43内の洗濯物に向かって噴射されて、洗剤の溶解が促進され(ステップS10)、次に循環ポンプ67が1分間停止すると、第2の電磁弁58が開いて所定の水位まで給水される(ステップS11)。
給水中に循環ポンプ67を停止させるのは、水槽42内の水位を正しく検知するためである。なお、この給水攪拌Aの行程中も、水位は常に水位検知手段76にて検知(ステップS12)し、監視されている。この各1分間を繰り返して、所定時間が経過し(ステップS13)、衣類の汚れがある程度落とされると、ステップS14の給水撹拌Bへ移る。
給水撹拌Bでは、モータ45が駆動して、給水撹拌Aよりも長い4分間回転ドラム43が回転し、洗濯物が撹拌される。同時に、第2の電磁弁58が開いて、所定水位まで給水されるが、この時、循環ポンプ67は停止している(ステップS15)。同時に、ステップS16で検知する水位が、所定の水位ランクに到達すると(ステップS17)、温水ヒータ72がONして(ステップS18)、洗濯水の加熱が始まる。この加熱は、設定温度になると停止し、温度が低下するとまた加熱されるということを繰り返し、洗い行程が終了するまで高温洗浄が行なわれる。次に、ステップS19の給水撹拌Cへ移る。
給水撹拌Cでは、給水撹拌Bと同様に、回転ドラム43が回転し、洗濯物が撹拌されるとともに、循環ポンプ67が駆動し、水槽42内の洗濯水が循環水として水槽42前部の噴出口70より回転ドラム43内に噴射される(ステップS20)。
この時、洗濯水は加熱された状態となっているため、回転ドラム43内に噴射される洗濯水により、洗濯物に付着した汚れが浮きあがり易くなるとともに、洗濯水の分子活動が
高まり、また洗剤の活性化が高まるので、洗浄力を高め、かつ、洗いむらを少なくすることができるが、泡もまた発生している。
そして、循環ポンプ67が停止していても、4分間の洗濯物撹拌が終わる(ステップS23)と、あるいは、洗濯水温度が所定温度以下であり(ステップS21のYES)、4分間の洗濯物撹拌が終わる(ステップS24)と、所定時間が経過していないと(ステップS25のNO)、給水撹拌Bを行ない、この4分間の給水撹拌Bと、4分間の給水撹拌Cを交互に繰り返して、所定時間経過すると(ステップS25のYES)、温水ヒータ72もOFFし(ステップS26)、洗い行程が終わる。
なお、ステップS9の給水攪拌Aでの水位検知ステップS12、ステップ14の給水攪拌Bでの水位検知ステップS16と同様に、給水撹拌C(ステップS19)中も、水位は常に水位検知手段76にて検知(ステップS27)し監視され、制御手段82に記憶され、かつ演算されている(ステップS28)。このときも、水位検知を正しく検知するために検知開始前に循環ポンプ67は一時的に停止しておく。
ステップ28での演算結果で、水位異常かどうか(ステップS29)を判定し、水位異常(YES)ならば、所定の消泡制御を実行する。
図4は、本発明の実施の形態におけるドラム式洗濯機の水位検知特性図を示し、図5は、同ドラム式洗濯機の水位異常判定チャートであり、以下、水位検知にて泡発生検知の構成を説明する。
回転ドラム43、及び水槽42内に泡が多量に発生していると、水位検知の周波数信号にある特性が生じる。
図4の水位検知特性図は、水位センサーが検知した周波数と検知時間経過を示す図であり、縦軸は水位検知の信号である周波数、横軸は、時間経過である。
図3で説明したように、給水攪拌を行う各行程での給水行程のステップS12、ステップS14、ステップS27で水位検知を行う。
図4において、検知信号を給水開始の1秒後より受信し始め約3秒経過した4秒後から、泡の存在有無で特性が変わり、泡の発生が少ない場合は信号変化がAの曲線で示すように変化は少なく、Aの例では、7秒後に変化量a=39.25−39.15KHz即ち100Hzで、1秒あたりの変化率は、100/3=33.3Hz/Secと小さい変化率の値を示す。
逆に、泡の発生が大きい場合は信号変化がBの曲線で示すように7秒後で、変化量b=39.25−38.60KHz即ち650Hzで、1秒あたりの変化率は、650/3=217.7Hz/Secとなり、大きい変化率の値をしめす。
本ドラム洗濯機は、循環ポンプ67により水槽42内の洗濯水を、循環水として回転ドラム43内に吐出する構成を有するので、泡立ちが大きい場合は、特に回転ドラム43内に発生した泡が堆積する状況となる。水位検知は、水槽42の底部外周後方の側壁に構成したエアートラップ74からの水圧を空気管75を介して検知する。なお、循環ポンプ67は、水位検知を安定化させるため、水位検知開始前に停止している。
従って、給水が開始され、かつ水位検知開始の当初は主として水槽42内部の泡を含んだ洗濯水の水位検知を行うが、検知時間の進行とともに、回転ドラム43内に大量に堆積
した泡が、回転ドラム43の通水孔48より水槽42側に移動し水槽42の水位を急激に高めることになり、周波数の変化率が大きくなるものである。もし逆に、回転ドラム43内に泡の発生が少なければ、水槽42に移動する量は少なく、通常の給水によるなだらか水位変化となり水位検知の信号数変化率も少なくなる。
よって、上記変化率に閾値を設定して泡の発生大小を検知する構成が可能となる。
なお、この水位信号の変化率の確認は、水位検知中すなわち給水行程中継続して行うものとし、給水開始1秒後から、毎3秒毎に変化率をみる構成であり、補給水による水位変動や衣類量の大小による影響を排除した構成を特徴としている。
図5の水位異常判定チャートにて閾値と泡の発生大小につき、説明する。
図5では、図4で得られた変化率をパラメータに、泡の発生状況を記しており、水槽42内の泡が、洗濯水兼洗剤供給装置61に進入する異常は勿論、その危険性に至る可能性のある状況は、回転ドラム43内のほぼ上部に達した泡が充満する状態の、変化率が180〜189Hz/Sec以上が、泡発生異常とする。
よって185Hz/Secを閾値として設定し、水位検知における水位信号の変化率が、この閾値以上の場合を泡発生異常と判定するものである。
以上のように、本実施の形態においては、洗い行程で給水攪拌を行う全行程において、水位変動、衣類量の影響を排除した構成で、水位検知手段により水槽内の水位を検知し、水位信号の変化率が所定の閾値以上になれば、泡発生異常と判定し、以降の行程を消泡行程、例えば、循環ポンプの駆動を一時的に停止したり、排水ポンプを一時的に駆動し水槽内の洗濯液を排出する、等の対処措置を取ることで、泡の過剰発生による被害、例えば、洗濯水兼洗剤供給装置からの水漏れ等の不具合や、電気部分に付着して故障等を発生することを防止するものである。
以上のように、本発明にかかるドラム式洗濯機は、泡により給水時の水溢れでの機能低下や、電気部分に付着して故障等を発生することを防止するする構成であり、ドラム式以外の一般の洗濯機等の用途にも適用できる。
41 洗濯機筺体
42 水槽
43 回転ドラム
45 モータ
54 給水系(給水手段)
56 水循環系
59 第1の給水ホース
60 第2の給水ホース
61 洗濯水兼洗剤供給装置
62 給水経路
65 リントフィルタ
67 循環ポンプ
70 噴出口
72 温水ヒータ
73 温度検知手段
76 水位検知手段
77 空気抜きホース
79 操作表示手段
80 入力設定手段
81 制御装置
82 制御手段

Claims (1)

  1. 壁面に複数の脱水孔を形成した回転ドラムを回転自在に軸支する水槽と、前記回転ドラムを回転駆動するモータと、前記水槽に洗剤及び洗濯水を供給する洗濯水兼洗剤供給装置と、前記洗濯水兼洗剤供給装置に洗濯水を供給する給水手段と、前記水槽内の洗濯水の水位を検知する水位検知手段と、前記水槽内の洗濯水を循環ポンプにより前記水槽に設けた噴出口から前記回転ドラム内に噴射して循環させる水循環系と、前記モータ、給水手段、循環ポンプ等を制御して、洗い、すすぎ、脱水等の各行程を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、洗い行程の給水攪拌行程において、前記水位検知手段にて水位を検知し、水位信号の変化率が所定の閾値以上になれば泡発生異常と判定し、以降の行程を消泡行程に切り替えるドラム式洗濯機。
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