JP2013208250A - 衣類処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衣類に蒸気を効率的に供給することができる構造を有する衣類処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の衣類処理装置は、衣類を収容する収容槽と、該収容槽へ蒸気を噴射する蒸気供給機構と、を備え、該蒸気供給機構は、前記蒸気を発生させるためのチャンバを規定する壁面を有する蒸気発生器と、前記壁面を加熱するヒータと、前記壁面に水を出射する給水機構と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、衣類を洗濯、脱水及び／又は乾燥するための衣類処理装置に関する。

衣類に蒸気を供給し、殺菌を行う洗濯機が開発されている（特許文献１参照）。特許文献１の洗濯機は、水中に浸されたヒータを用いて、蒸気を発生させる。

欧州特許第１８８３７２７号公報

特許文献１の洗濯機は、衣類が収容されたドラムに蒸気を供給する。しかしながら、ドラムへ供給される蒸気の圧力は低いので、ドラム内の空間は、蒸気で満たされる必要がある。したがって、特許文献１の洗濯機は、蒸気を発生させるために、多量の電力を消費する。

本発明は、衣類に蒸気を効率的に供給することができる構造を有する衣類処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る衣類処理装置は、衣類を収容する収容槽と、該収容槽へ蒸気を噴射する蒸気供給機構と、を備え、該蒸気供給機構は、前記蒸気を発生させるためのチャンバを規定する壁面を有する蒸気発生器と、前記壁面を加熱するヒータと、前記ヒータで加熱した前記壁面に水を出射する給水機構と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、蒸気発生器は、蒸気を発生させるためのチャンバを規定する壁面を有する。給水機構は、ヒータによって加熱された壁面に水を出射する。出射された水はヒータによって加熱された壁面に当たって水蒸気となり、その気化圧によってチャンバ内の圧力が急激に増大し、衣類が収容された収容槽へ蒸気が噴射される。蒸気を漏出させ、衣類を蒸気雰囲気下におく従来技術と異なり、高い圧力で蒸気が噴射されるので、蒸気は衣類に直接的に供給される。したがって、衣類処理装置は、高い供給効率で蒸気を衣類に供給することができる。

上記構成において、前記給水機構は、前記壁面に当たった前記水が瞬時に蒸発するように前記水の量を調整することが好ましい。

上記構成によれば、給水機構は、チャンバが保有する熱量に適した水量を調整する。この結果、壁面に当たった水が瞬時に気化し、チャンバ内の圧力が瞬時に増大する。したがって、蒸気供給機構は、衣類が収容された収容槽へ蒸気を噴射することができる。蒸気を漏出させ、衣類を蒸気雰囲気下におく従来技術と異なり、高い圧力で蒸気が噴射されるので、蒸気は衣類に直接的に供給される。かくして、衣類処理装置は、高い供給効率で蒸気を衣類に供給することができる。例えば、チャンバの保有する熱量が小さなものであったとしても、瞬時に蒸発するように水の量を調整するので、確実に高い圧力で蒸気を噴射し、蒸気を衣類に直接的に供給することができるものである。

上記構成において、前記給水機構は、前記水を間欠式に前記チャンバへ供給することが好ましい。

上記構成によれば、給水機構は、水を間欠式にチャンバへ供給するので、蒸気は、高い圧力で収容槽に噴射される。したがって、衣類処理装置は、高い供給効率で蒸気を衣類に供給することができる。

本発明に係る衣類処理装置は、衣類に蒸気を効率的に供給することができる。

第１実施形態の衣類処理装置として例示される洗濯機の概略的な縦断面図である。 図１に示される洗濯機の概略的な透視斜視図である。 図１に示される洗濯機の筐体に収容された蒸気供給機構の概略的な斜視図である。 図３に示される蒸気供給機構の蒸気発生部の概略的な斜視図である。 図３に示される蒸気供給機構の蒸気発生部の概略的な斜視図である。 図４Ａ及び図４Ｂに示される蒸気発生部の蓋部と筐体とを接続するための取付構造の概略的な斜視図である。 図４Ａ及び図４Ｂに示される蒸気発生部の蒸気発生器の概略的な斜視図である。 図４Ａ及び図４Ｂに示される蒸気発生部の蒸気発生器の概略的な斜視図である。 図６Ａ及び図６Ｂに示される蒸気発生器の主片の概略的な斜視図である。 図６Ａ及び図６Ｂに示される蒸気発生器の概略的な展開斜視図である。 図８に示される蒸気発生器の蓋片の概略的な斜視図である。 図７に示される主片の概略的な平面図である。 図３に示される蒸気供給機構の給水機構の概略図である。 図１に示される洗濯機の収容槽の前部の概略的な背面図である。 図１１に示される給水機構のポンプの間欠動作とチャンバ空間内の温度との関係を概略的に表すグラフである。 図１に示される洗濯機の水槽に供給された水の温度の変化を概略的に表すグラフである。 脱水工程中における蒸気供給のタイミングを表す概略的なタイミングチャートである。 脱水工程中における蒸気供給のタイミングを表す概略的なタイミングチャートである。 脱水工程中における蒸気供給のタイミングを表す概略的なタイミングチャートである。 図６Ｂに示される蒸気発生器の温度に基づく、扉体に対する制御を概略的に表すブロック図である。 第２実施形態の衣類処理装置として例示される洗濯機に用いられる蒸気発生器の概略的な展開斜視図である。 図１７に示される蒸気発生器の概略的な斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、衣類処理装置として例示される洗濯機が説明される。尚、以下の説明で用いられる「上」、「下」、「左」や「右」などの方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、衣類処理装置の原理を何ら限定するものではない。また、衣類処理装置の原理は、衣類を洗濯及び乾燥する能力を有する装置や衣類を乾燥する装置にも適用可能である。

＜第１実施形態＞
＜洗濯機＞
図１は、第１実施形態の洗濯機１００の概略的な縦断面図である。図１を用いて、洗濯機１００が説明される。

洗濯機１００は、筐体１１０と、筐体１１０内で衣類を収容する収容槽２００と、を備える。収容槽２００は、回転軸ＲＸを取り囲む略円筒形状の周壁２１１を有する回転ドラム２１０と、回転ドラム２１０を収容する水槽２２０と、を含む。

筐体１１０は、収容槽２００へ衣類を投入するための投入口が形成された前壁１１１と、前壁１１１とは反対側の後壁１１２と、を備える。回転ドラム２１０及び水槽２２０は、前壁１１１に向けて開口する。

洗濯機１００は、前壁１１１に取り付けられた扉体１２０を更に備える。扉体１２０は、前壁１１１に形成された投入口を閉塞する閉位置と投入口を開放する開位置との間で回動する。使用者は、扉体１２０を開位置に回動させ、前壁１１１の投入口を通じて、衣類を収容槽２００へ投入することができる。その後、使用者は、扉体１２０を閉位置に移動させ、洗濯機１００に衣類を洗濯させることができる。尚、図１に示される扉体１２０は、閉位置に存する。

回転ドラム２１０は、前壁１１１と後壁１１２との間で延びる回転軸ＲＸ周りに回転する。収容槽２００に投入された衣類は、回転ドラム２１０の回転に伴って回転ドラム２１０内を移動し、洗い、すすぎ及び／又は脱水といった様々な処理を受ける。

回転ドラム２１０は、閉位置にある扉体１２０に対向する底壁２１２を含む。水槽２２０は、回転ドラム２１０の底壁２１２及び周壁２１１の一部を取り囲む底部２２１と、底部２２１と扉体１２０との間で、回転ドラム２１０の周壁２１１の他の部分を取り囲む前部２２２と、を備える。

収容槽２００は、回転ドラム２１０の底壁２１２に取り付けられた回転シャフト２３０を含む。回転シャフト２３０は、回転軸ＲＸに沿って、後壁１１２に向けて延びる。回転シャフト２３０は、水槽２２０の底部２２１を貫通し、水槽２２０と後壁１１２との間に現れる。

洗濯機１００は、水槽２２０の下方に据え付けられたモータ２３１と、水槽２２０の外に露出した回転シャフト２３０に取り付けられたプーリ２３２と、モータ２３１の動力をプーリ２３２に伝達するためのベルト２３３と、を更に備える。モータ２３１が作動すると、モータ２３１の動力は、ベルト２３３、プーリ２３２及び回転シャフト２３０に伝達される。この結果、回転ドラム２１０は、水槽２２０内で回転する。

洗濯機１００は、水槽２２０の前部２２２と扉体１２０との間に配設されたパッキン構造１３０を更に備える。閉位置に回動された扉体１２０は、パッキン構造１３０を圧縮する。この結果、パッキン構造１３０は、扉体１２０と前部２２２との間で水密シール構造を形成する。

筐体１１０は、前壁１１１と後壁１１２との間で略水平に延びる筐体天壁１１３と、筐体天壁１１３とは反対側の筐体底壁１１４と、を含む。洗濯機１００は、蛇口（図示せず）に接続される給水口１４０と、給水口１４０を介して導入された水を分配するための分配部１４１と、を更に備える。給水口１４０は、筐体天壁１１３上に現れる。分配部１４１は、筐体天壁１１３と収容槽２００との間に配設される。

洗濯機１００は、洗剤が収容される洗剤収容部（図示せず）及び収容槽２００へ蒸気を噴射する蒸気供給機構３００（後述される）を更に備える。分配部１４１は、収容槽２００、洗剤収容部及び蒸気供給機構３００に選択的に水を供給するための複数の給水弁を備える。尚、図１において、収容槽２００及び洗剤収容部への給水経路は示されていない。収容槽２００及び洗剤収容部への給水に対して、既知の洗濯機に用いられている技術が好適に適用される。

＜蒸気供給機構＞
図２は、洗濯機１００の概略的な透視斜視図である。図３は、筐体１１０に収容された蒸気供給機構３００の概略的な斜視図である。図２及び図３において、筐体１１０は点線で表されている。図３において、収容槽２００は、示されていない。図３中の矢印は、給水経路を概略的に表す。図１乃至図３を用いて、蒸気供給機構３００が説明される。

蒸気供給機構３００は、分配部１４１の一部として用いられる給水弁３１０と、収容槽２００の下方に配置された貯水槽３２０と、を備える。給水弁３１０は、貯水槽３２０への給水を制御するために用いられる。給水弁３１０が開くと、給水口１４０から貯水槽３２０へ水が供給される。給水弁３１０が閉じると、貯水槽３２０への給水は停止される。

蒸気供給機構３００は、貯水槽３２０に取り付けられたポンプ３３０と、ポンプ３３０から吐出された水を受ける蒸気発生部４００と、を更に備える。ポンプ３３０は、蒸気発生部４００に間欠式に或いは連続的に給水動作を行う。間欠式の給水動作の間、ポンプ３３０は、瞬間的な蒸気発生が生ずるように調整された適量の水を蒸気発生部４００に供給する。ポンプ３３０が蒸気発生部４００に連続的に給水を行うならば、蒸気発生のために用いられた水に含まれる不純物（スケール）が蒸気発生部４００から洗い流される。蒸気発生部４００は、後述される。

図２に示される如く、蒸気供給機構３００は、蒸気発生部４００から下方に延びる蒸気導通管３４０を更に備える。図１に示される如く、水槽２２０の前部２２２は、回転ドラム２１０の周壁２１１を取り囲む周壁部２２３と、パッキン構造１３０と協働して水密シール構造を形成する環状部２２４と、を含む。蒸気導通管３４０は、周壁部２２３へ接続される。蒸気発生部４００が発生させた蒸気は、蒸気導通管３４０を通じて、収容槽２００へ供給される。尚、蒸気導通管３４０は収容槽２００を回転させた場合の振動を蒸気発生部４００に伝達しないようにするために、蛇腹形状とするのが好ましい。

ポンプ３３０が貯水槽３２０から蒸気発生部４００内の蒸気発生器４２０に強制的に給水を行うので、蒸気発生器４２０は貯水槽３２０より上方に配置することができる。ポンプ３３０を設けずに、貯水槽３２０から蒸気発生器４２０に給水を行う場合には、貯水槽３２０の水を重力の作用で蒸気発生器４２０に送らねばならないので、蒸気発生器４２０は貯水槽３２０より必ず下位に配置しなければならない。これに比べ、ポンプ３３０を配置することによって、水は、ポンプ３３０の圧力で強制的に貯水槽３２０から蒸気発生器４２０へ供給されるので、蒸気発生器４２０と貯水槽３２０との配置に伴う相互の上下関係の制約が生じにくい。貯水槽と蒸気発生器との配置に自由度が増すので、筐体１１０内のスペースを有効活用できる。

図２のように、蒸気発生器４２０は、貯水槽３２０よりも上方に配置されるが、ポンプ３３０により貯水槽３２０から蒸気発生器４２０へ問題なく水が供給される。

不慮の故障等の要因で蒸気発生器に水が不用意に流れ込むと、必要外に蒸気が発生することになる。しかしながら、ポンプ３３０の配設の結果、貯水槽３２０は、蒸気発生器４２０より下方に配置可能となる。ポンプ３３０が故障による不具合で停止して蒸気発生器４２０への水の供給が制御できなくなってしまった場合でも、貯水槽３２０及びポンプ３３０と蒸気発生器４２０とを連通するホース内に滞留する水が、蒸気発生器４２０に不用意に流れ込むことはない。前述のように、ポンプ３３０を設けなかった場合には、蒸気発生器４２０は貯水槽３２０より必ず下位に配置しなければならない。例えば、貯水槽３２０から蒸気発生器４２０へ水の供給を制御するために設けた開閉弁といった制御部品が故障した場合には、蒸気発生器４２０への水の供給が制御できなくなり、重力の作用により貯水槽３２０から蒸気発生器４２０へ不用意に水が供給されてしまう。これに比べ、ポンプ３３０が配置されるので、蒸気発生器４２０へ貯水槽３２０から不用意に水を供給してしまうような事態は未然に回避される。

図２のように、蒸気発生器４２０は、収容槽２００よりも上方に配置される。このとき蒸気発生器４２０に供給する水に含有される不純物が、気化時に主片４２３の外チャンバ壁４３１、内チャンバ壁４３２、上面４２９、および蓋片４２４の下面４３４といったチャンバ空間４３０を形成する壁面に付着或いは析出する。不純物がチャンバ空間４３０を形成する壁面に付着或いは析出し、堆積すると、壁面と供給された水との間で熱伝達が適切に行われなくなり、蒸発しにくくなってしまう。しかしながら、蒸気発生器４２０が収容槽２００よりも上方に配置されるならば、この付着或いは析出した不純物は、気化時の圧力や重力の作用により、蒸気発生器４２０の下方へ排出或いは落下される。したがって、不純物は、チャンバ空間４３０内から収容槽２００へ容易に排出される。この結果、蒸気発生器４２０のチャンバ内で付着或いは析出した不純物の堆積は防止される。また、不純物の堆積による気化能力の低下は未然に防止される。

図２に示される如く、貯水槽３２０は、筐体１１０の左下の空間に配置される。蒸気発生器４２０は、筐体１１０の右上の空間に配置される。このように蒸気発生器４２０及び貯水槽３２０は、収容槽２００の中心軸（回転軸ＲＸ）に対して、略対称の位置に配置される。

一般的な洗濯機の場合、洗剤が収容される洗剤収容部は、筐体の上部前方の左側及び右側のうち一方に配設される。洗剤収容部が占める位置を除いた略円筒形の収容槽２００外の空間は、貯水槽３２０と蒸気発生器４２０をそれぞれ配置するために有効に活用される。例えば、洗剤収容部が筐体１１０の上部前方の左側に配置されているならば、図２に示される如く、貯水槽３２０は、筐体１１０の左側下方の後方に配置される。このとき、蒸気発生器４２０が筐体１１０の右側上方の前方に配置されるならば、略矩形箱状の筐体１１０の内面並びに略円筒形の収容槽２００外面との間の内部空間は、貯水槽３２０と蒸気発生器４２０を配置するために有効に活用される。この結果、貯水槽３２０及び蒸気発生器４２０は、許容された空間内で最大限に大きく設計されてもよい。

また、洗剤収容部が前述のような位置にある場合において、貯水槽３２０が収容槽２００の中心軸（回転軸ＲＸ）に対して洗剤収容部と略対称の位置に配置され、且つ、蒸気発生器４２０が、収容槽２００の回転軸ＲＸを含む水平面ＨＰに対して、貯水槽３２０と略対称な位置に配置されるならば、前述と同様に筐体１１０内部の空間は有効に活用される。

また、洗剤収容部が前述のような位置にある場合において、貯水槽３２０を洗剤収容部の下方に配置されるならば、蒸気発生器４２０は、貯水槽３２０より上方に配置されてもよい。このとき、蒸気発生器４２０は、収容槽２００の回転軸ＲＸを含む鉛直面に対して、貯水槽３２０と略対称な位置に配置されてもよい。この結果、前述と同様に筐体１１０内部の空間は有効に活用される。

また、収容槽２００の回転軸ＲＸが、筐体１１０の前後方向に傾斜している場合（例えば、回転ドラム２１０の回転軸ＲＸが、後壁１１２から前壁１１１に向けて上方に傾斜しているような場合）、貯水槽３２０及び蒸気発生器４２０は、収容槽２００の回転軸ＲＸ或いは回転軸ＲＸを含む水平面ＨＰに対して、略対称な位置に配置されてもよい。貯水槽３２０及び蒸気発生器４２０が筐体１１０の前後方向の略中心を通る鉛直面に対し略対称な位置に配置されるならば、筐体１１０の内面と収容槽２００の外面との間の内部空間は、貯水槽３２０と蒸気発生器４２０とを配置するために有効に活用される。

図４Ａ及び図４Ｂは、蒸気発生部４００の概略的な斜視図である。図３乃至図４Ｂを用いて、蒸気発生部４００が説明される。

蒸気発生部４００は、略矩形箱状のケース４１０と、ケース４１０内に収容された蒸気発生器４２０と、を備える。ケース４１０は、蒸気発生器４２０を収容するための容器部４１１と、容器部４１１を覆う蓋部４１２と、を備える。

蒸気発生器４２０は、接続管４２１及びチューブ（図示せず）を用いて、ポンプ３３０に接続される。また、蒸気発生器４２０は、排気管４２２を用いて、蒸気導通管３４０に接続される。容器部４１１は、開口部４１３が形成された底壁部４１４を含む。接続管４２１及び排気管４２２は、開口部４１３を通じて下方に突出する。

図５は、蓋部４１２と筐体１１０とを接続するための取付構造の概略的な斜視図である。図３、図４Ａ及び図５を用いて、蓋部４１２と筐体１１０との間の取付構造が説明される。

図３に示される如く、筐体１１０は、前壁１１１と後壁１１２との間で立設された右壁１１５と、右壁１１５とは反対側の左壁１１６と、を備える。筐体１１０は、右壁１１５の上縁に沿って配設された第１補強フレーム１１７と、前壁１１１の上縁に沿って配設された第２補強フレーム１１８と、を更に備える。

蓋部４１２は、略矩形状の上壁４１５と、上壁４１５の縁部から下方に突出する蓋部周壁４１６と、蓋部周壁４１６から前方に突出する突出片４１７と、を含む。洗濯機１００は、第１補強フレーム１１７と上壁４１５とに接続される第１取付片１５１と、第２補強フレーム１１８と突出片４１７とに接続される第２取付片１５２と、を更に備える。第１取付片１５１及び第２取付片１５２は、蓋部４１２から上方に突出し、筐体天壁１１３と蒸気発生部４００とを離間させる。この結果、蒸気発生部４００から筐体１１０への熱伝達は緩和される。本実施形態において、第１取付片１５１及び第２取付片１５２は、保持部として例示される。

図６Ａ及び図６Ｂは、蒸気発生器４２０の概略的な斜視図である。図６Ａ及び図６Ｂを用いて、蒸気発生器４２０が説明される。

蒸気発生器４２０は、略矩形状の主片４２３と、主片４２３上に配設される蓋片４２４と、主片４２３に配設される線状のヒータ４２５と、を備える。本実施形態において、主片４２３及び蓋片４２４は、アルミニウムから形成される。したがって、主片４２３及び蓋片４２４は、ヒータ４２５によって適切に加熱される。

蒸気発生器４２０は、サーミスタ４２６を更に備える。上述の接続管４２１、排気管４２２及びヒータ４２５に加えて、サーミスタ４２６も主片４２３に取り付けられる。ヒータ４２５は、サーミスタ４２６を用いて、サーミスタ４２６によって得られる温度情報により制御される。したがって、主片４２３及び蓋片４２４の温度は、略一定に保たれる。尚、サーミスタ４２６の代わりに、所定の温度でヒータ４２５の入切を制御するサーモスタットを用いても同様の効果が得られる。

図７は、主片４２３の概略的な斜視図である。図６Ｂ及び図７を用いて、主片４２３が説明される。

主片４２３は、接続管４２１、排気管４２２及びサーミスタ４２６が取り付けられる主片下面４２７と、ヒータ４２５が配設される周面４２８と、主片下面４２７とは反対側の上面４２９と、を含む。主片４２３は、上面４２９から蓋片４２４に向けて立設し、略三角形状のチャンバ空間４３０を規定する外チャンバ壁４３１と、チャンバ空間４３０内で蒸気に流動経路を規定する略Ｊ字形状の内チャンバ壁４３２と、を更に備える。

図８は、蒸気発生器４２０の概略的な展開斜視図である。図９は、蓋片４２４の概略的な斜視図である。図３、図６Ｂ乃至図９を用いて、蒸気発生器４２０が説明される。

蒸気発生器４２０は、外チャンバ壁４３１を取り巻くように主片４２３に取り付けられるパッキンリング４３３を備える。パッキンリング４３３は、耐熱性ゴムから形成される。

蓋片４２４は、主片４２３に対向する下面４３４と、外チャンバ壁４３１と略同形状の外シールド壁４３５と、を備える。蓋片４２４は、主片４２３に押しつけられる。この結果、外シールド壁４３５は、パッキンリング４３３を圧縮し、チャンバ空間４３０を気密に保つ。

主片４２３には、接続管４２１を通じて供給された水がチャンバ空間４３０内に流入するための流入口４３７が形成される。チャンバ空間４３０の略中央に形成された流入口４３７は、内チャンバ壁４３２に取り囲まれる。ポンプ３３０が所定量の水を蒸気発生器４２０に供給するならば、接続管４２１及び流入口４３７を通じて、水が上向きに射出される。この結果、水は、内チャンバ壁４３２、内チャンバ壁４３２によって囲まれた主片４２３の上面４２９及び／又は流入口４３７の上方に位置する蓋片４２４の下面４３４に衝突する。蒸気発生器４２０は、ヒータ４２５によって加熱され（例えば、約２００℃）、高い熱エネルギを有する。間欠式の給水動作を行うポンプ３３０は、蒸気発生器４２０が有する熱エネルギに対して、適量の水を供給する（例えば、約２ｃｃ／回）。この結果、流入口４３７から上向きに出射された水は、瞬時に蒸発する。本実施形態において、蒸気を発生させるために用いられるチャンバ空間４３０は、チャンバとして例示される。流入口４３７を通じて供給された水が衝突する内チャンバ壁４３２、内チャンバ壁４３２によって囲まれた主片４２３の上面４２９及び／又は流入口４３７の上方に位置する蓋片４２４の下面４３４は、壁面として例示される。接続管４２１が取り付けられる流入口４３７は、取付部として例示される。

水の瞬時の蒸発の結果、チャンバ空間４３０の内圧は急激に上昇する。これにより、蒸気発生器４２０に供給する水に含有される不純物が、気化時にチャンバ空間４３０を形成する壁面に付着あるいは析出しても、この付着あるいは析出した不純物は、気化時の圧力の作用を受け、チャンバ空間４３０の外部へ容易に排出される。

図１０は、主片４２３の概略的な平面図である。図６Ｂ及び図１０を用いて、主片４２３が説明される。

ヒータ４２５は、主片４２３内で略Ｕ字状の経路に沿って延びる。この結果、ヒータ４２５は、接続管４２１が取り付けられた流入口４３７を取り囲む。この結果、内チャンバ壁４３２及び内チャンバ壁４３２に取り囲まれた領域は、チャンバ空間４３０内で最も高温となる。したがって、流入口４３７を介して出射された水は瞬時に蒸発する。

外チャンバ壁４３１によって規定されるチャンバ空間４３０内で略Ｊ字形状の内チャンバ壁４３２が延出するので、チャンバ空間４３０は渦巻き状の流動経路を描く。主片４２３には、流動経路の終端に形成された排気口４３８が形成される。内チャンバ壁４３２に取り囲まれる空間内で生じた蒸気は、チャンバ空間４３０の内圧の増加に伴って、排気口４３８へ向かう。排気口４３８には、排気管４２２が取り付けられる。排気口４３８に到達した蒸気は、排気管４２２を通じて、下向きに排気される。

ヒータ４２５は、渦巻き状の流動経路のうち外側の経路に沿って、Ｕ字状に延びる。したがって、内チャンバ壁４３２に取り囲まれる空間内で生じた蒸気は、加熱されながら、排気管４２２に向かう。したがって、高温の蒸気が排気されることとなる。

蒸気発生器４２０は、加熱された壁面に水を出射し瞬時に蒸発させるので、水中に浸されたヒータで蒸気を発生させる従来技術に比べ、同じ蒸気量を発生させるに要する消費電力は少なくて済む。

＜給水機構＞
図１１は、給水機構５００の概略図である。図１１を用いて、給水機構５００が説明される。

蒸気発生器４２０のチャンバ空間４３０へ水を出射する給水機構５００は、上述の給水弁３１０、貯水槽３２０、ポンプ３３０及び接続管４２１を含む。給水機構５００は、貯水槽３２０内の水位を測定するための水位センサ３２１を更に備える。給水弁３１０は、水位センサ３２１によって検出された水位に応じて、貯水槽３２０へ給水或いは貯水槽３２０への給水停止を行ってもよい。本実施形態において、水位センサ３２１は、第１検出素子として例示される。

ポンプ３３０の作動時間及び／又は動作パターン（間欠式の給水動作及び／又は連続的な給水動作）に応じて、給水弁３１０が制御されてもよい。例えば、ポンプ３３０の動作が終了したときに、貯水槽３２０が空になるように給水弁３１０からの給水量が調整されてもよい。この結果、貯水槽３２０内の水の凍結は生じにくくなる。

ポンプ３３０は、貯水槽３２０内に貯められた水を、接続管４２１を通じて、チャンバ空間４３０に供給する。ポンプ３３０の間欠式の給水動作は、チャンバ空間４３０内に出射された水が瞬時に蒸発するように調整される。

チャンバ空間４３０内での水の蒸発の結果、水に含有する不純物がチャンバ空間４３０内で堆積することもある。ポンプ３３０の連続的な給水動作は、堆積した不純物が押し流されるのに十分な流速で水がチャンバ空間４３０に流入するように調整される。

排気管４２２は、蒸気導通管３４０に接続される。ポンプ３３０の間欠式の給水動作によってチャンバ空間４３０内で発生した蒸気及びポンプ３３０の連続的な給水動作によってチャンバ空間４３０内に流入した水は、排気管４２２及び蒸気導通管３４０を通じて収容槽２００に流入する。

＜収容槽への蒸気及び水の供給＞
図１２は、収容槽２００の前部２２２の概略的な背面図である。図１、図１１及び図１２を用いて、収容槽２００への蒸気及び水の供給が説明される。

図１に示される如く、前部２２２の環状部２２４は、回転ドラム２１０に対向する内面２２５と筐体１１０の前壁１１１に対向する外面２２６と、を含む。図１２は、内面２２５を主に示す。

蒸気供給機構３００は、内面２２５に取り付けられた分岐管３５１及びノズル３５２を備える。蒸気供給機構３００は、分岐管３５１とノズル３５２とを接続する蒸気チューブ３５３を更に備える。蒸気導通管３４０は、周壁部２２３を介して、分岐管３５１に接続される。

チャンバ空間４３０内で発生した蒸気は、チャンバ空間４３０内での圧力増加に伴い、排気管４２２を通じて、蒸気導通管３４０に流入する。その後、蒸気は、蒸気導通管３４０から分岐管３５１に至る。ノズル３５２は、分岐管３５１より上方に配設される。分岐管３５１に到達した蒸気は、高温であるので、蒸気チューブ３５３に案内され、ノズル３５２に至る。最終的に、蒸気は、ノズル３５２から下方に噴射される。本実施形態において、排気管４２２、蒸気導通管３４０、分岐管３５１及び蒸気チューブ３５３は、チャンバ空間４３０内で発生した蒸気をノズル３５２へ案内する。したがって、排気管４２２、蒸気導通管３４０、分岐管３５１及び蒸気チューブ３５３は、案内管として例示される。

上述の如く、間欠式の給水動作を行うポンプ３３０は、高温のチャンバ空間４３０に適量の水を出射するので、水は瞬時に蒸発する。この結果、チャンバ空間４３０の内圧は急激に増大する。したがって、蒸気は、ノズル３５２から高圧で噴射され、収容槽２００の内部空間を上下に横切ることとなる。回転ドラム２１０の下端付近には、重力によって衣類が集まりやすい。収容槽２００の上部に取り付けられたノズル３５２から噴射された蒸気は、回転ドラム２１０の下端付近に到達するので、蒸気は衣類に効率的に供給されることとなる。

分岐管３５１は、蒸気導通管３４０に接続される親管３５４と、親管３５４から上方に屈曲する上子管３５５と、親管３５４から下方に屈曲する下子管３５６と、を備える。親管３５４には、蒸気導通管３４０を通じて、蒸気又は水が流入する。上子管３５５は、蒸気チューブ３５３に接続され、蒸気がノズル３５２に向かう上向きの経路を規定する。本実施形態において、上子管３５５及び蒸気チューブ３５３によって規定される上向きの経路は、第１経路として例示される。親管３５４は、流入管として例示される。上子管３５５は、第１管として例示される。

下子管３５６は、上子管３５５とは異なり、下向きの経路を規定する。ポンプ３３０が連続的な給水動作を行っている間、蒸気導通管３４０を通じて分岐管３５１に流入した水は、重力作用によって、下子管３５６を通じて、流下する。本実施形態において、下子管３５６によって規定される下向きの経路は、第２経路として例示される。下子管３５６は、第２管として例示される。

図１２には、親管３５４と上子管３５５との間の挟角θ１が示されている。また、図１２は、親管３５４と下子管３５６との間の挟角θ２も示す。挟角θ１は、鈍角である一方で、挟角θ２は鋭角である。挟角θ２は鋭角であるので、親管３５４から下子管３５６への流動損失は比較的大きい。したがって、親管３５４に流入した蒸気は、下子管３５６へほとんど流れず、上子管３５５へ主に流れる。一方、上子管３５５は上向きの流動経路を規定するので、親管３５４へ流入した水は、重力の作用により、上子管３５５へほとんど流れず、下子管３５６へ主に流れる。したがって、蒸気の流動経路と水の流動経路とが適切に分離される。

＜間欠的なポンプの動作＞
図１３は、ポンプ３３０の間欠動作とチャンバ空間４３０内の温度との関係を概略的に表すグラフである。図８、図１１及び図１３を用いて、ポンプ３３０の間欠動作が説明される。

図１３に示される如く、ポンプ３３０が作動している期間（ＯＮ期間）は、ポンプ３３０が停止している期間（ＯＦＦ期間）と比べて短く設定される。この結果、適量の水がチャンバ空間４３０内に出射される。

ＯＮ期間において、チャンバ空間４３０に所定量の水が供給される。この結果、水は蒸発し、蒸気となる。水から蒸気への相変化に起因する気化熱によって、チャンバ空間４３０の温度は一時的に低下する。上述の如く、ＯＦＦ期間は比較的長く設定されているので、ヒータ４２５は、ＯＦＦ期間の間にチャンバ空間４３０を十分に昇温することができる。したがって、ポンプ３３０が間欠動作を行っている間、高圧の蒸気が収容槽２００に供給され続ける。特に、ＯＦＦ期間の間にチャンバ空間４３０が十分に昇温され、ＯＮ期間において、チャンバ空間４３０を含む蒸気発生器４２０が有する熱エネルギに対して、瞬時に蒸発する適量の水が供給される（例えば、約２ｃｃ／回）ことで、良好に高圧の蒸気が収容槽２００に供給され続けることなる。

＜洗い工程における蒸気の利用＞
図１４は、洗い工程において水槽２２０に供給された水の温度の変化を概略的に表すグラフである。図１、図８、図１１及び図１４を用いて、洗い工程において用いられる蒸気の効果が説明される。

図１に示される如く、水槽２２０の下部には、温水ヒータ１６０が配設される。温水ヒータ１６０は、水槽２２０内に供給された水を加熱するために用いられる。本実施形態において、温水ヒータ１６０は、第２ヒータとして例示される。

図１４に示される如く、洗い工程が開始されると、水槽２２０に水が供給される。この間、水槽２２０内の衣類に含まれる水の温度は、略一定である。その後、温水ヒータ１６０を用いて、水槽２２０内の水が加熱される。温水ヒータ１６０は、大きな熱量を発するので、水槽２２０内の衣類に含まれる水の温度は急速に上昇する。その後、所定の温度に到達すると、水槽２２０内の水の加熱は停止される。

図１４において、加熱停止後の点線は、温水ヒータ１６０による加熱が停止され、且つ、蒸気の供給がないときの衣類に含まれる水の温度の変化を表す。加熱停止後の実線は、温水ヒータ１６０による加熱が停止され、且つ、蒸気が収容槽２００に供給されているときの衣類に含まれる水の温度の変化を表す。

収容槽２００へ供給される蒸気は、上述の如く、高温であり、また、衣類に向けて直接的に供給されるので、水槽２２０内の衣類に含まれる水の温度低下は緩和される。蒸気発生器４２０に用いられるヒータ４２５は、水槽２２０に取り付けられた温水ヒータ１６０よりも少ない電力を消費する。したがって、温水ヒータ１６０を用いた水槽２２０内の水の保温と比べて、蒸気供給による保温は、少ない消費電力量を達成することができる。したがって、ポンプ３３０は、温水ヒータ１６０の停止後、間欠式の給水動作をすることが好ましい。

＜脱水工程における蒸気の利用＞
図１、図１１及び図１２を用いて、脱水工程において用いられる蒸気の効果が説明される。

脱水工程において、回転ドラム２１０は、高速で回転される。図１に示される如く、回転ドラム２１０の周壁２１１には、多数の小孔２１９が形成されている。回転ドラム２１０内に収容された衣類は、回転ドラム２１０の回転によって生じた遠心力により周壁２１１に押しつけられる。この結果、衣類に含まれる水分は、小孔２１９を通じて、回転ドラム２１０外へ放出される。かくして、衣類は、適切に脱水される。

脱水された衣類の繊維は、互いに水素結合しやすい。繊維同士の水素結合は、衣類の皺に帰結する。回転ドラム２１０内に蒸気が供給されるならば、蒸気は繊維間の水素結合を解除する。この結果、衣類の皺が低減される。したがって、衣類が脱水処理を受けている間、ポンプ３３０が間欠式の給水動作を実行することが好ましい。間欠式の給水動作の結果、ノズル３５２から高圧で蒸気が回転ドラム２１０内に噴射される。上述の如く、ノズル３５２から噴射された蒸気は、収容槽２００を横切るので、蒸気は、周壁２１１に張り付いて回転する衣類に満遍なく吹き付けられる。この結果、回転ドラム２１０内の衣類全体に亘って、皺が生じにくくなる。

図１５Ａ乃至図１５Ｃは、脱水工程中における蒸気供給のタイミングを表す概略的なタイミングチャートである。図１、図１５Ａ乃至図１５Ｃを用いて、蒸気供給のタイミングが説明される。

図１５Ａに示される如く、蒸気供給機構３００は、脱水工程の開始から所定期間（Ｔ１）を経過した後、蒸気の供給を開始してもよい。この場合、衣類が含む水分が少ないので、衣類は、蒸気の熱量及び水分によって効率的に湿潤される。図１５Ｂ及び図１５Ｃに示される如く、蒸気供給機構３００は、脱水工程の開始に同期して、蒸気の供給を開始してもよい。この場合、衣類は、脱水工程の初期に昇温されるので、衣類は効果的に高温で湿潤されることとなる。図１５Ａ及び図１５Ｂに示される如く、蒸気供給機構３００は、脱水工程の一部の期間に蒸気を供給してもよい。図１５Ｃに示される如く、蒸気供給機構３００が蒸気を供給する期間は、脱水工程の開始から終了までの期間に一致してもよい。

＜蒸気発生器の冷却＞
図８及び図１１を用いて、蒸気発生器４２０の冷却工程が説明される。

蒸気を用いた衣類の処理の終了に伴い、蒸気発生器４２０は冷却されることが好ましい。蒸気発生器４２０が冷却されるならば、高温蒸気の不必要な収容槽２００内への噴射が防止される。

蒸気発生器４２０の冷却のためにヒータ４２５への電力供給が停止される。その後、ポンプ３３０は、連続的な給水動作を開始する。この結果、貯水槽３２０から水が連続的にチャンバ空間４３０内へ流入する。チャンバ空間４３０内へ流入した水は、蒸気発生器４２０から熱を奪い、収容槽２００へ流入する。したがって、蒸気発生器４２０は、短期間で冷却される。

図１６は、蒸気発生器４２０の温度に基づく、扉体１２０に対する制御を概略的に表すブロック図である。図１、図６Ｂ及び図１６を用いて、扉体１２０に対する制御が説明される。

洗濯機１００は、扉体１２０を閉位置でロックするロック機構１２１と、ロック機構１２１のロック及びロック解除を制御するための制御部１２２と、を備える。ロック機構１２１の機械的及び電気的な機構は、既知の洗濯機に利用される構造であってもよい。

図６Ｂに示される如く、蒸気発生器４２０は、サーミスタ４２６を備える。サーミスタ４２６は、主片４２３の温度を検出し、検出された温度に応じた信号を制御部１２２へ出力する。本実施形態において、サーミスタ４２６は、第２検出素子として例示される。

制御部１２２は、サーミスタ４２６から出力された信号が所定の値以下の温度を指し示すまで、ロック機構１２１による扉体１２０のロックを維持する。この結果、蒸気発生器４２０が所定の温度以下となるまで、収容槽２００の内部空間は外部から隔離される。したがって、洗濯機１００は、非常に安全になる。

＜第２実施形態＞
図１７は、第２実施形態の衣類処理装置として例示される洗濯機に用いられる蒸気発生器４２０Ａの概略的な展開斜視図である。第２実施形態の洗濯機は、蒸気発生器４２０の構造を除いて、第１実施形態の洗濯機１００と同様の構造を有する。したがって、第１実施形態との相違点が、以下に説明される。以下の相違点を除いて、第１実施形態の説明は、第２実施形態の洗濯機に適用される。また、第１実施形態と同一の要素に対して、同一の符号が付されている。したがって、第１実施形態の説明は、同一の符号が付された要素に対しても適用される。

蒸気発生器４２０Ａは、主片４２３Ａと、蓋片４２４Ａと、主片４２３Ａと蓋片４２４Ａとに挟まれるパッキンリング４３３と、を備える。第１実施形態に関連して説明された主片４２３とは異なり、主片４２３Ａには、ヒータは取り付けられていない。一方、蓋片４２４Ａには、ヒータ４２５Ａが取り付けられる。

図１８は、蓋片４２４Ａの概略的な斜視図である。図１７及び図１８を用いて、ヒータ４２５Ａの取付構造が説明される。

蓋片４２４Ａは、外シールド壁４３５に取り囲まれた内シールド壁４３６を備える。内シールド壁４３６は、主片４２３Ａの内チャンバ壁４３２と略同形状である。内シールド壁４３６は、内チャンバ壁４３２に重なりあう。この結果、チャンバ空間４３０内に渦巻き状の流動経路が形成される。内シールド壁４３６に取り囲まれた下面４３４の領域は、主片４２３Ａに形成された流入口４３７に対向するので、以下の説明において、「対向領域４３９」と称される。ヒータ４２５Ａは、対向領域４３９を取り囲むように、蓋片４２４Ａ内に取り付けられる。流入口４３７から流入した水が蓋片４２４Ａに到達するように、水の流速が調整されるならば、対向領域４３９は特に高温となっているので、瞬時の蒸発が達成される。

本発明は、蒸気を用いて衣類を処理する装置に好適に利用される。

１００・・・・・・・・・・・洗濯機
１１０・・・・・・・・・・・筐体
１２０・・・・・・・・・・・扉体
１２１・・・・・・・・・・・ロック機構
１５１・・・・・・・・・・・第１取付片
１５２・・・・・・・・・・・第２取付片
１６０・・・・・・・・・・・温水ヒータ
２００・・・・・・・・・・・収容槽
２１０・・・・・・・・・・・回転ドラム
２１１・・・・・・・・・・・周壁
２２０・・・・・・・・・・・水槽
３００・・・・・・・・・・・蒸気供給機構
３１０・・・・・・・・・・・給水弁
３２０・・・・・・・・・・・貯水槽
３２１・・・・・・・・・・・水位センサ
３３０・・・・・・・・・・・ポンプ
３４０・・・・・・・・・・・蒸気導通管
３５１・・・・・・・・・・・分岐管
３５２・・・・・・・・・・・ノズル
３５３・・・・・・・・・・・蒸気チューブ
３５５・・・・・・・・・・・上子管
３５６・・・・・・・・・・・下子管
４１０・・・・・・・・・・・ケース
４２０，４２０Ａ・・・・・・蒸気発生器
４２１・・・・・・・・・・・接続管
４２２・・・・・・・・・・・排気管
４２５，４２５Ａ・・・・・・ヒータ
４２６・・・・・・・・・・・サーミスタ
４２９・・・・・・・・・・・上面
４３０・・・・・・・・・・・チャンバ空間
４３２・・・・・・・・・・・内チャンバ壁
４３４・・・・・・・・・・・下面
４３７・・・・・・・・・・・流入口
４３８・・・・・・・・・・・排気口
５００・・・・・・・・・・・給水機構

Claims (3)

1. 衣類を収容する収容槽と、
   該収容槽へ蒸気を供給する蒸気供給機構と、を備え、
   該蒸気供給機構は、前記蒸気を発生させるためのチャンバを規定する壁面を有する蒸気発生器と、前記壁面を加熱するヒータと、前記ヒータで加熱した前記壁面に水を出射する給水機構と、を含むことを特徴とする衣類処理装置。
2. 前記給水機構は、前記壁面に当たった前記水が瞬時に蒸発するように前記水の量を調整することを特徴とする請求項１記載の衣類処理装置。
3. 前記給水機構は、前記水を間欠式に前記チャンバへ供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の衣類処理装置。

Images