JP2024043869A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】微細気泡を高濃度に含ませた微細気泡水を供給することができる洗濯機を提供する。【解決手段】洗濯機は、水槽と、外部の水源に接続され、外部の水源からの水を水槽に供給する給水経路を開閉する給水弁と、給水弁の下流側に設けられ、外部の水源から供給された水の圧力で加圧し当該水に空気成分を溶解させて吐出可能な加圧溶解装置と、加圧溶解装置の下流側に設けられ加圧溶解装置から流出した水に微細気泡を析出させる微細気泡発生器と、を備え、加圧溶解装置は、給水弁を通って供給された水を空気とともに一時的に貯留することができる加圧溶解タンクと、給水弁と加圧溶解タンクとを接続し給水弁を通った水を加圧溶解タンクに導入する水路が形成された入口部と、を有し、入口部の下流側の開口面積は、入口部の上流側の開口面積よりも小さい。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、洗濯機に関する。

近年、ファインバブルと称されるマイクロバブルやウルトラファインバブル等の微細気泡を含む微細気泡水を洗濯機に用いることで洗浄効果を向上させる技術が注目されている。しかしながら、従来構成では、微細気泡を高濃度に含ませた微細気泡水を供給する点に関して改善の余地があった。

特開２０２１－０８３９３３号公報

そこで、微細気泡を高濃度に含ませた微細気泡水を供給することができる洗濯機を提供する。

実施形態の洗濯機は、水槽と、外部の水源に接続され、前記外部の水源からの水を前記水槽に供給する給水経路を開閉する給水弁と、前記給水弁の下流側に設けられ、前記外部の水源から供給された水の圧力で加圧し当該水に空気成分を溶解させて吐出可能な加圧溶解装置と、前記加圧溶解装置の下流側に設けられ前記加圧溶解装置から流出した水に微細気泡を析出させる微細気泡発生器と、を備え、前記加圧溶解装置は、前記給水弁を通って供給された水を空気とともに一時的に貯留することができる加圧溶解タンクと、前記給水弁と前記加圧溶解タンクとを接続し前記給水弁を通った水を前記加圧溶解タンクに導入する水路が形成された入口部と、を有し、前記入口部の下流側の開口面積は、前記入口部の上流側の開口面積よりも小さい。

一実施形態による洗濯機の一例を概略的に示す断面図 一実施形態による加圧溶解装置の構成の一例を示す外観図 一実施形態による加圧溶解装置の構成の一例を示す断面図 一実施形態による加圧溶解装置の入口部周辺の一例を概略的に示す断面図 一実施形態による加圧溶解装置の入口部周辺の一例を上方から見た図 一実施形態による加圧溶解タンクの一例を図３のＸ６－Ｘ６線に沿って示す断面図 一実施形態による水抜き経路の一例を図３のＸ７－Ｘ７線に沿って示す断面図 一実施形態による微細気泡発生器の一例について、図３のＸ８部分を拡大して示す図 一実施形態による微細気泡発生器の一例を図８のＸ９－Ｘ９線に沿って更に拡大して示す断面図

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の実施形態において、構成要素等に付された第１、第２、・・・との語句は、類似した構成要素を単に区別するためのものであり、構成要素間の優劣や時間的要素を意味するものではない。

図１に示す洗濯機１０は、洗濯物に対して洗い、すすぎ、脱水、乾燥等の処理を施すことができる。洗濯機１０は、回転槽１３の回転軸が水平へ向かう横軸型又は後方へ向かって下降傾斜した斜め軸型のドラム式洗濯機である。洗濯機は、ドラム式洗濯機に限らず、回転槽の回転軸が鉛直方向を向いたいわゆる縦型洗濯機であっても良い。洗濯機１０は、例えばヒータ式又はヒートポンプ式の乾燥機能を備えたものであっても良いし、備えていないものであっても良い。

また、洗濯機１０は、洗剤や仕上げ剤等の洗濯処理剤を自動で投入可能な処理剤自動投入装置を備えていても良い。処理剤自動投入処置は、複数回分の洗濯運転に用いる量の洗濯処理剤を貯留可能な処理剤タンクを有し、洗濯運転ごとに処理剤タンクから所定量の洗濯処理剤を自動で水槽内に投入することができる装置である。本明細書では、洗濯機１０は、処理剤自動投入装置を備えていないものとして説明する。

洗濯機１０は、外箱１１、水槽１２、回転槽１３、モータ１４、排水経路１５、フィルタ装置１６、循環経路１７、及び給水装置２０を備えている。なお、図１において、洗濯機１０の設置面側つまり鉛直下側を洗濯機１０の下側とし、設置面と反対側つまり鉛直上側を洗濯機１０の上側とする。外箱１１は、例えばステンレス鋼板等の金属又は樹脂材等の組合せによって中空箱状に形成されている。外箱１１は、洗濯機１０の外郭を構成している。水槽１２及び回転槽１３は、例えば水平に対して傾斜して構成され、前面側が開口し背面側が閉塞した有底円筒状に形成されている。

水槽１２は、内部に水を貯留可能に構成されている。水槽１２は、外箱１１内に配置されて図示しないサスペンションによって弾性的に支持されている。水槽１２は、排水口１２１及び吐出口１２２を有している。排水口１２１及び吐出口１２２は、水槽１２の内部と外部とを連通している。排水口１２１は、例えば水槽１２の底部に設けられている。吐出口１２２は、例えば水槽１２の上部に設けられている。回転槽１３は、水槽１２内に回転可能に配置されており、洗濯物を収容可能である。回転槽１３は、モータ１４によって回転駆動される。回転槽１３の中心軸は、水槽１２の中心軸と一致している。モータ１４は、水槽１２の底部外側に設けられており、回転槽１３を水槽１２に対して相対的に回転駆動させる機能を有する。モータ１４は、詳細は図示しないが、例えば回転数を変更可能なブラシレスのダイレクトドライブモータで構成されている。

排水経路１５は、水槽１２内に貯留されている水を洗濯機１０の機外へ排出する機能を有する。排水経路１５は、排水弁１５１及び排水ホース１５２を有している。排水弁１５１は、電磁的に開閉動作が可能な液体用の開閉弁である。排水弁１５１の流入側は、水槽１２の排水口１２１に接続されている。一方、排水弁１５１の吐出側は、排水ホース１５２を介して機外へ繋がっている。排水ホース１５２は、例えば可撓性を有するホースで構成されている。排水弁１５１が開放されると、水槽１２内に貯留していた水は、排水ホース１５２を通って洗濯機１０の機外へ排出される。

フィルタ装置１６は、例えば排水口１２１と排水弁１５１との間に設けられている。フィルタ装置１６は、内部に例えば網目状のフィルタ１６１を有しており、そのフィルタ１６１によって、フィルタ装置１６内を通過する水に含まれるリントやゴミを捕集する。

循環経路１７は、水槽１２から排水された水を再び水槽１２内へ注水する機能を有する。循環経路１７は、循環ポンプ１７１及び循環ホース１７２を有している。循環ポンプ１７１は、水槽１２内の水を汲み上げる機能を有する。循環ポンプ１７１の流入側は、フィルタ装置１６を介して水槽１２の排水口１２１に接続されている。一方、循環ポンプ１７１の吐出側は、循環ホース１７２を介して水槽１２の吐出口１２２に接続されている。循環ホース１７２は、例えば可撓性を有するホースで構成されている。排水弁１５１によって排水経路１５が閉じられた状態で循環ポンプ１７１が駆動すると、循環ポンプ１７１は、排水口１２１を通して水槽１２内の水を汲み上げて、吐出口１２２から再び水槽１２内へ注水する。

給水装置２０は、図１に示すように、外箱１１内であって例えば水槽１２の上方に設けられている。給水装置２０は、例えば水道等の外部の水源から供給される水を水槽１２内に給水する機能を有する。給水装置２０は、給水弁２１１、２１２、注水ケース２２、注水ホース２３、処理剤ケース２４、第１給水経路３１、第２給水経路３２、加圧溶解装置４０、及び微細気泡発生器５０を有している。給水弁２１１、２１２は、例えば水道の蛇口等の外部の水源に接続される。給水弁２１１、２１２は、電磁的に開閉動作可能な液体用の開閉弁である。給水弁２１１、２１２は、注水ケース２２を介して水槽１２内に至る複数の給水経路３１、３２を個別に開閉する機能を有する。

注水ケース２２は、例えば合成樹脂製であって内部に空間を有する略矩形箱状に形成されている。注水ケース２２は、外部の水源から各給水弁２１１、２１２を通して供給された水を受けて、その水を、注水ホース２３を介して水槽１２内に注水する機能を有する。注水ホース２３は、例えば可撓性を有するホースで構成されている。注水ホース２３の一方の端部は注水ケース２２に接続され、他方の端部は水槽１２に接続されている。注水ホース２３は、注水ケース２２と水槽１２とを繋ぐ部分である。外部の水源から注水ケース２２内に流入した水は、注水ホース２３を通って水槽１２内に注水される。

処理剤ケース２４は、例えば合成樹脂製の容器で構成され、その内部に１回の洗濯運転に用いる量の洗濯処理剤を収容可能に構成されている。処理剤ケース２４は、例えば注水ケース２２内に着脱可能に収容されている。処理剤ケース２４は、注水ケース２２の底部２２１から上方に離れた位置に設けられている。処理剤ケース２４は、外部の水源から供給された水を受ける構成とすることができる。

処理剤ケース２４の底部には、注水ケース２２の底部２２１側に繋がる開口２４１が形成されている。この場合、処理剤ケース２４内に洗濯処理剤が貯留された状態で、処理剤ケース２４内に水が流入すると、処理剤ケース２４内に貯留した洗濯処理剤は、開口２４１から注水ケース２２の底部２２１側に流し落とされる。その後、洗濯処理剤と水とが混合した混合水は、注水ケース２２の底部２２１に沿って流れて、注水ホース２３を介して水槽１２内に供給される。

処理剤ケース２４は、洗濯処理剤を処理剤ケース２４内に貯留することなく開口２４１から注水ケース２２の底部２２１側へ導く構成としても良い。この場合、ユーザは、処理剤ケース２４が注水ケース２２内に収容された状態で、開口２４１を通して注水ケース２２の底部２２１に洗濯処理剤を投入する。そして、外部の水源から注水ケース２２内に供給された水は、注水ケース２２の底部２２１で洗濯処理剤と混合し、その後、その混合水は水槽１２内に供給される。

第１給水経路３１及び第２給水経路３２は、図１に示すように、給水弁２１１、２１２の上流側で分岐してそれぞれ異なる経路を辿って注水ケース２２で合流し、注水ケース２２を介して水槽１２に至る経路である。第１給水経路３１及び第２給水経路３２は、注水ケース２２を介して間接的に水槽１２に接続されている。なお、本明細書では、上流側とは、水の流れにおける上流の側を意味し、下流側とは、水の流れにおける下流の側を意味する。

第１給水経路３１は、外部の水源から供給されて給水弁２１１を通った水が加圧溶解装置４０及び微細気泡発生器５０を通って注水ケース２２に供給される経路である。給水弁２１１は、加圧溶解装置４０に直接接続されている。直接接続とは、互いに接続される部材の間に他の部材が介在しないことを意味する。そして、第１給水経路３１は、外部の水源から供給された水に微細気泡を含ませた微細気泡水を水槽１２内に供給する機能を有する。

第２給水経路３２は、外部の水源から供給されて給水弁２１２を通った水が加圧溶解装置４０及び微細気泡発生器５０を通らずに注水ケース２２に供給される経路である。第２給水経路３２は、給水弁２１２から注水ケース２２内の処理剤ケース２４を通って水槽１２へ至る経路である。

加圧溶解装置４０及び微細気泡発生器５０は、外部の水源から供給された水にウルトラファインバブルやマイクロバブル等の微細気泡を発生させて、当該微細気泡を含んだ微細気泡水を生成する機能を有する。加圧溶解装置４０及び微細気泡発生器５０は、第１給水経路３１上であって、給水弁２１１の下流側に設けられている。加圧溶解装置４０は、外部の水源から供給された水の圧力で加圧し、当該水に空気成分を溶解させて吐出可能である。加圧溶解装置４０は、加圧溶解タンク４１を有している。加圧溶解タンク４１は、内部に空間が形成されており、給水弁２１１を通って供給された水を空気とともに一時的に貯留することができる。

加圧溶解タンク４１は、図２に示すように、例えば全体として略直方体状に形成されている。加圧溶解タンク４１は、例えば上面が洗濯機１０の設置面に対して略平行な状態つまり水平に構成され、下面が水平に対して傾斜して構成されている。加圧溶解タンク４１は、例えば気密及び水密性を有するとともに耐圧性を有する合成樹脂製又は金属製の容器で構成することができる。耐圧性とは、大気圧よりも高い所定の圧力に耐え得ることを意味する。

加圧溶解タンク４１は、複数のタンク部材この場合２つのタンク部材４２、４３を組み合わせて加圧溶解タンク４１の内部に空間が形成されている。加圧溶解タンク４１は、複数のタンク部材４２、４３によって、例えば上下方向に分割して構成されている。以下では、複数のタンク部材４２、４３のうち、加圧溶解タンク４１の上部側を構成するタンク部材４２を第１タンク部材４２と称し、加圧溶解タンク４１の下部側を構成するタンク部材４３を第２タンク部材４３と称することがある。加圧溶解タンク４１は、左右方向に分割して構成しても良いし、２つのタンク部材を組み合わせた構成に限らず、３つ以上のタンク部材を組み合わせた構成であっても良い。また、加圧溶解タンク４１は、複数のタンク部材を組み合わせた構成に限らず、可能であれば例えばブロー成型等により単一のタンク部材で構成しても良い。

第１タンク部材４２と第２タンク部材４３とは、例えば振動溶着や超音波溶着等の溶着によって各タンク部材４２、４３同士が接合されている。図３及び図４に示すように、第１タンク部材４２は、第１連通口４２１及び第１溶着部４２２を有している。第１連通口４２１は、第１タンク部材４２の下部に設けられ、第２タンク部材４３と連通する。第１溶着部４２２は、第１連通口４２１の外縁に沿って、環状に形成されている。第１溶着部４２２は、例えば複数の第１リブ４２２ａを有している。複数の第１リブ４２２ａは、第１溶着部４２２の径方向に所定の間隔をあけて配置されている。第１リブ４２２ａは、第１溶着部４２２の全周に沿って連続的又は断続的に延びている。第１リブ４２２ａは、第１溶着部４２２の一部において、第２タンク部材４３に対して第１タンク部材４２が接合する方向つまり下方に突出して形成されている。

また、第２タンク部材４３は、第２連通口４３１及び第２溶着部４３２を有している。第２連通口４３１は、第２タンク部材４３の上部に設けられ、第１タンク部材４２と連通する。第２溶着部４３２は、第２連通口４３１の外縁に沿って、環状に形成されている。第２溶着部４３２は、第１溶着部４２２と対向している。第２溶着部４３２は、例えば複数の第２リブ４３２ａを有している。複数の第２リブ４３２ａは、第２溶着部４３２の径方向に所定の間隔をあけて配置されている。第２リブ４３２ａは、第２溶着部４３２の全周に沿って連続的又は断続的に延びている。第２リブ４３２ａは、第２溶着部４３２の一部において、第１タンク部材４２に対して第２タンク部材４３が接合する方向つまり上方に突出して形成されている。第２リブ４３２ａと第１リブ４２２ａとは、互いに重ならない位置に配置されている。

複数のタンク部材４２、４３は、第１溶着部４２２と第２溶着部４３２とを突き合わせた状態で溶着して一体化される。本実施形態では、第１溶着部４２２と第２溶着部４３２とが接合する部分は、複数のリブ４２２ａ、４３２ａによって多重にシールがされる。そのため、加圧溶解タンク４１は、複数のタンク部材の互いに対向する面を単に突き合わせて接合する場合に比べて、加圧溶解タンク４１の気密性及び水密性の向上を図ることができる。なお、リブ４２２ａ、４３２ａは、第１溶着部４２２又は第２溶着部４３２のいずれか一方にのみ形成されても良い。また、複数のタンク部材４２、４３の接合は溶着に限らず、例えばネジ部材や接着剤によって接合する構成としても良い。

加圧溶解装置４０は、入口部４４、出口部４５、導水部４６、仕切壁４７、及び空気導入部４８を有している。入口部４４は、例えば合成樹脂製で形成されており、加圧溶解タンク４１の上部に設けられている。本実施形態では、入口部４４は、第１タンク部材４２の上部側に第１タンク部材４２と一体成型により設けられている。入口部４４は、図２等に示すように、給水弁２１１と加圧溶解タンク４１とを直接接続し、給水弁２１１を通った水を加圧溶解タンク４１の内部に導入する。そのため、給水弁２１１から吐出された水は、高圧のまま入口部４４から加圧溶解タンク４１内に供給することができる。

入口部４４は、本体部４４１及び補強部４４２を有している。本体部４４１は、給水弁２１１と加圧溶解タンク４１とを繋ぐ部分であり、加圧溶解タンク４１の外部から内部に流入する水が通る部分である。本体部４４１は、図４に示すように、例えば略逆Ｌ字状に形成されている。本体部４４１は、大径部４４１ａ及び小径部４４１ｂを有して構成することができる。大径部４４１ａ及び小径部４４１ｂは、例えば円筒状に形成されている。大径部４４１ａは、本体部４４１の上流側に位置し、水平方向に延びている。小径部４４１ｂは、例えば大径部４４１ａの軸方向の途中から経路を９０度折り曲げて設けられており、鉛直方向に延びている。小径部４４１ｂは、大径部４４１ａの下流側端部付近に位置している。

小径部４４１ｂの外径及び内径は、大径部４４１ａの外径及び内径よりも小さく設定されている。小径部４４１ｂの内径は、大径部４４１ａの内径の半分以下に設定することができる。大径部４４１ａ及び小径部４４１ｂは、例えば上流側から下流側に向かって、外径及び内径が略一定となるように構成されている。大径部４４１ａ及び小径部４４１ｂは、上流側から下流側に向かって、外径及び内径が変化する構成であっても良い。

補強部４４２は、本体部４４１を補強するためのものである。補強部４４２は、図４に示すように、第１タンク部材４２の上面及び本体部４４１の一部に跨ってこれらと一体成型にて設けられている。本体部４４１は、補強部４４２によって、変形や倒れが抑制されている。補強部４４２は、第１補強部４４３及び第２補強部４４４を有している。第１補強部４４３は、本体部４４１の小径部４４１ｂを基準にして給水弁２１１とは反対側に設けられている。第１補強部４４３は、図５に示すように、例えば略Ｅ字状に形成されており、第１タンク部材４２の上面から上方へ向かって延びている。本実施形態では、第１補強部４４３は、略Ｅ字状に限らず、略Ｕ字状や略Ｔ字状等の他の形状で構成しても良い。

第１補強部４４３は、平面部４４３ａ、側面部４４３ｂ、及び補強リブ４４３ｃを有している。平面部４４３ａは、例えば板状に形成されており、本体部４４１と直交する方向に延びている。平面部４４３ａは、図４に示すように、本体部４４１の大径部４４１ａの下流側端部及び小径部４４１ｂの外周面に設けられている。この場合、小径部４４１ｂは、図５に示すように、小径部４４１ｂの円筒状の一部分を周方向に切り取った形状に構成することができる。平面部４４３ａは、小径部４４１ｂの当該切り取られた部分に重なるように設けられる。

側面部４４３ｂ及び補強リブ４４３ｃは、例えば板状に形成されている。側面部４４３ｂは、平面部４４３ａの長手方向の両端に一対に設けられている。補強リブ４４３ｃは、平面部４４３ａの長手方向の中央付近に設けられ、側面部４４３ｂと平行に延びている。補強リブ４４３ｃは、例えば側面部４４３ｂよりも小さい外形寸法で構成されている。

第２補強部４４４は、例えば板状に形成されている。第２補強部４４４は、本体部４４１の小径部４４１ｂよりも給水弁２１１側であって、第１タンク部材４２の上面と本体部４４１の大径部４４１ａとの間に設けられている。本体部４４１の小径部４４１ｂは、第１補強部４４３と第２補強部４４４との間に位置している。上述したように、本体部４４１は略逆Ｌ字状に形成され、比較的外径が小さい小径部４４１ｂを含んで構成されている。そのため、本体部４４１単体では、本体部４４１に力が加わった場合に変形が生じるおそれがある。そこで、補強部４４２によって、本体部４４１を補強することで、本体部４４１の変形や倒れを抑制し、加圧溶解タンク４１の信頼性の向上を図ることができる。その際、本体部４４１を上下方向に押す力に対しては主に補強リブ４４３ｃによって支えられ、左右方向の力に対しては主に平面部４４３ａによって支えられ、側面部４４３ｂはその両方の力に対して補助的に本体部４４１を支えている。

図４に示すように、入口部４４の上流側つまり本体部４４１の大径部４４１ａの上流側は、給水弁２１１の吐出口２１１ａに接続されている。大径部４４１ａの上流側は、給水弁２１１からの水が流入する流入部として機能する。また、大径部４４１ａの上流側の内周面と給水弁２１１の吐出口２１１ａの外周面との間には、シール部材４４５が設けられている。シール部材４４５は、例えば合成樹脂製のＯリングで構成されている。大径部４４１ａの上流側の内周面と給水弁２１１の吐出口２１１ａの外周面とによってシール部材４４５が押圧されて、入口部４４と給水弁２１１とが水密状態で接続される。

入口部４４の下流側つまり本体部４４１の小径部４４１ｂの下流側は、第１タンク部材４２の上面に一体成型により連通されている。すなわち、小径部４４１ｂは、大径部４４１ａと加圧溶解タンク４１とを連通している。小径部４４１ｂの下流側は、加圧溶解タンク４１へ水が流出する流出部として機能する。なお、入口部４４における上流側とは、本体部４４１の大径部４４１ａと小径部４４１ｂとの接続部分を境界にして給水弁２１１側を指し、入口部４４における下流側とは、本体部４４１の大径部４４１ａと小径部４４１ｂとの接続部分を境界にして加圧溶解タンク４１側を指す。

このような構成において、入口部４４には、図４の黒矢印で示すように、水路６１が形成されている。水路６１は、給水弁２１１を通った水を加圧溶解タンク４１に導入する。水路６１は、本体部４４１及び補強部４４２の平面部４４３ａによって形成されている。本実施形態では、水路６１は、例えば逆Ｌ字状に形成されている。水路６１は、大径部４４１ａにおいて水平方向に延びた後に、小径部４４１ｂの下流側に向かって鉛直方向下方に延びる。水平方向とは、完全な水平方向に対して多少の誤差を含む。鉛直方向とは、水平方向と直角となる完全な鉛直方向に対して±１０度以内の範囲に傾斜する方向も含む。そして、水路６１の鉛直方向に延びる部分の断面積は、水路６１の水平方向に延びる部分の断面積よりも小さい。

出口部４５は、図３に示すように、加圧溶解タンク４１の下部に設けられている。本実施形態では、出口部４５は、第２タンク部材４３の下部側に設けられている。出口部４５は、入口部４４の下方に位置している。出口部４５は、例えば合成樹脂製で形成されており、加圧溶解タンク４１の内部から外部に流出する水が通る部分である。また、第２タンク部材４３の底部つまり加圧溶解タンク４１の底部４１１は、図３に示すように、出口部４５に向かって下方に傾斜している。そのため、加圧溶解タンク４１内部に流入した水は、出口部４５に向かって円滑に流れる。

出口部４５は、注水ケース２２に直接接続されている。加圧溶解タンク４１内に導入された水は、出口部４５を通って注水ケース２２内に流出し、その後第２給水経路３２に供給された水つまり洗濯処理剤と混合された水と注水ケース２２内で合流して水槽１２内に供給される。なお、出口部４５からの排水は、加圧溶解タンク４１に貯留した水の水圧つまり静水圧のみで行われ、排水のための専用のポンプ等の駆動源を要していない。

出口部４５は、注水ケース２２の接続部２２２に接続されている。接続部２２２は、注水ケース２２と加圧溶解タンク４１とを連通している。加圧溶解タンク４１から流出した水は、接続部２２２を通って注水ケース２２内に流入する。出口部４５は、例えば接続部２２２に挿入可能に構成されている。出口部４５の外周面と接続部２２２の内周面との間には、シール部材７１が設けられている。シール部材７１は、例えば合成樹脂製のＯリングで構成されている。そして、出口部４５の外周面と接続部２２２の内周面とによってシール部材７１が押圧されて、出口部４５と接続部２２２とが水密状態で接続される。

導水部４６は、図３及び図４に示すように、第１タンク部材４２の上部に設けられている。導水部４６は、小径部４４１ｂの下流側端部を構成している。導水部４６は、例えば円筒状に形成されており、加圧溶解タンク４１の空間内に延びている。導水部４６は、入口部４４を流れた水を鉛直下方へ向かって落下させる。導水部４６から流出し落下した水は、加圧溶解タンク４１内部に貯留した水面の上部の空気を引き込みながら、水面に対して激しく衝突する。これにより、導水部４６から落下した水の衝突時のエネルギーによって加圧溶解タンク４１内に貯留した水が撹拌されて、加圧溶解タンク４１内部の空気成分の溶解が促進される。

仕切壁４７は、図３に示すように、例えば板状に形成され、加圧溶解タンク４１の底部４１１から立ち上がって設けられている。仕切壁４７は、加圧溶解タンク４１内を平面視で見た場合に、加圧溶解タンク４１内の領域を導水部４６側の領域と出口部４５側の領域とに仕切っている。そのため、導水部４６を通過した水は、導水部４６から仕切壁４７に対して出口部４５とは反対側の領域に放水される。加圧溶解タンク４１内への水の供給が開始されて導水部４６側の領域の水位が上昇すると、導水部４６側の領域の大半の水は、仕切壁４７の上方から溢れるようにして出口部４５側の領域に移動する。そのため、加圧溶解タンク４１の導水部４６側の領域の水を、出口部４５側の領域内の水面に対して衝突させることができるため、水と空気との撹拌効率が高められる。

仕切壁４７には、図６に示すように、隙間４７１が形成されている。隙間４７１は、微細気泡よりも粒径の大きな泡を遮蔽する機能を有している。加圧溶解タンク４１内に流出した水のうち仕切壁４７の上端よりも下方に位置する水は、隙間４７１を通過して出口部４５側の領域に流れる。このとき、導水部４６から落下した水が水面と衝突することにより発生した例えばミリオーダーの比較的大きな気泡は、隙間４７１を通過せずに出口部４５側の領域に流出することなく消滅する。

空気導入部４８は、加圧溶解タンク４１の外部の空気を加圧溶解タンク４１内に導入する機能を有する。空気導入部４８は、加圧溶解タンク４１の内部と外部とを連通している。空気導入部４８は、図３及び図６に示すように、第２タンク部材４３において、出口部４５の上方であってかつ出口部４５とは平面視で重ならない位置に設けられている。空気導入部４８は、例えば吸気弁４９を介して注水ケース２２に接続されている。

吸気弁４９は、例えば逆止弁で構成することができる。吸気弁４９は、加圧溶解タンク４１の外部から加圧溶解タンク４１の内部へ向かう空気は通すが、加圧溶解タンク４１の内部から加圧溶解タンク４１の外部へ向かう空気は遮断する機能を有する。吸気弁４９は、空気導入部４８を開閉する機能を有する。吸気弁４９が開放されると、空気導入部４８から加圧溶解タンク４１内に空気この場合注水ケース２２内の空気が補充される。吸気弁４９は、加圧溶解タンク４１内の圧力が大気圧よりも高くなると閉じ、加圧溶解タンク４１内の圧力が大気圧に近い値になると開く構成とすることができる。なお、吸気弁４９は、逆止弁の構成に限らず、空気用の電磁弁で構成されていても良い。

次に、加圧溶解装置４０における加圧溶解タンク４１内の水に空気成分が溶解される状態について説明する。加圧溶解装置４０は、例えば加圧溶解タンク４１から流出する水量よりも加圧溶解タンク４１内に流入する水量を多くすることで、水道圧のみで加圧溶解タンク４１内を加圧することができる。例えば給水弁２１１が開放されると、導水部４６から流入した水のうち出口部４５から流出しなかった残りの水が加圧溶解タンク４１内に貯留されて加圧溶解タンク４１内の水位が上昇する。このとき、加圧溶解タンク４１内の空気は上昇する水面に圧縮され、これにより加圧溶解タンク４１内の圧力が上昇して吸気弁４９が閉鎖する。

その後、導水部４６からの水の流入が継続されて加圧溶解タンク４１内の水位が所定水位まで上昇すると、加圧溶解タンク４１内の圧力と外部の水源から流入する水の圧力つまり水道圧とが均衡する。その結果、導水部４６から流入する水の量と出口部４５から加圧溶解タンク４１外に流出する水の量とが略等しくなり、加圧溶解タンク４１内が最大圧力である水道圧に近い圧力となる。このように、加圧溶解タンク４１内の圧力が大気圧よりも上昇することにより、加圧溶解タンク４１内の空気が加圧溶解タンク４１内に貯留されている水に溶解し易くなる。つまり、外部の水源から供給された水を加圧溶解タンク４１に通すことによって、加圧溶解タンク４１の下流側に供給される水に対して、加圧溶解タンク４１を通らない通常の水に比べて多量の空気成分を溶存させた水を供給することができる。

そして、加圧溶解タンク４１内に給水が開始されて、例えば給水時間が所定時間経過した後に給水弁２１１を閉じると、加圧溶解タンク４１内の水位の低下に伴い加圧溶解タンク４１内の圧力も大気圧近くまで低下し、吸気弁４９が開いて加圧溶解タンク４１内に空気導入部４８から外気が導入される。このように、給水弁２１１の開閉を繰り返すことで、空気成分の溶解と空気の補充とが繰り返される。これにより、加圧溶解装置４０は、空気成分を溶解させた水を繰り返し吐出することができる。

微細気泡発生器５０は、第１給水経路３１上において、給水弁２１１の下流側で、かつ、加圧溶解装置４０の下流側に設けられている。微細気泡発生器５０は、加圧溶解装置４０から流出した水に微細気泡を析出させる機能を有する。微細気泡発生器５０は、図３及び図７にも示すように、出口部４５と接続部２２２との間にて支持された状態で取付けられている。微細気泡発生器５０は、例えば出口部４５と接続部２２２との間で挟み込まれた状態で取付けられている。微細気泡発生器５０は、出口部４５と接続部２２２に対して圧入によって固定される構成としても良い。また、微細気泡発生器５０の外周面には、図示しないシール部材を設けることができる。これにより、微細気泡発生器５０と接続部２２２との間の水密性を向上することができる。

微細気泡発生器５０から吐出された水は、接続部２２２を介して注水ケース２２に内部に流入する。そして、微細気泡発生器５０から吐出されて注水ケース２２内部に流入した水は、例えば注水ケース２２の上面側に導かれた後に、所定の経路を辿って水槽１２内に供給される。

ここで、加圧溶解タンク４１内部に残水が生じた場合、例えば寒冷地等の低温環境下では、凍結によって加圧溶解タンク４１が破損してしまうおそれがある。本実施形態では、加圧溶解装置４０は、注水ケース２２と直結されており、注水ケース２２内の液位の影響を受けて加圧溶解タンク４１内部に残水が生じやすい傾向がある。そこで、注水ケース２２には、図７に示すように、水抜き経路２２３が設けられている。水抜き経路２２３は、微細気泡発生器５０を介して流出する加圧溶解タンク４１内の残水を、給水経路３１、３２上に排出するためのものである。水抜き経路２２３は、加圧溶解装置４０の出口部４５と同じ高さ又は出口部４５より下方に位置している。

水抜き経路２２３は、例えば出口部４５の吐出側と対向する注水ケース２２内部の壁面２２４に形成され、当該壁面２２４を厚み方向に貫通した貫通孔によって構成されている。水抜き経路２２３は、例えば平面視で微細気泡発生器５０の吐出側とは重ならない位置に設けられている。そのため、給水弁２１１が開放された際に、微細気泡発生器５０を介して加圧溶解装置４０から流出する水は、水抜き経路２２３には積極的に流れず、多くの水は給水経路３１上を流れる。

水抜き経路２２３を通過した水は、図７の破線矢印に示すように、注水ケース２２の底部２２１上に流れ落ちて、その後、給水経路３１、３２を流れる水と合流する。これにより、加圧溶解タンク４１内に水が残留したままになることを抑制することができる。また、加圧溶解タンク４１内部の残水が漏れて、例えば洗濯機１０内部の電装品や洗濯機１０が設置された床面等に掛かってしまうといった不具合の発生を防止できる。

微細気泡発生器５０は、直径及び全長が例えば数ｍｍ～数十ｍｍ程度、具体的には直径が最大約１５ｍｍで長さが約１０ｍｍに設定されている。微細気泡発生器５０は、図８に示すように、絞り部５１、ストレート部５２、及び衝突部５３を有している。絞り部５１及びストレート部５２は、微細気泡発生器５０の長手方向へ向かって水を流す流路を構成する。絞り部５１は、微細気泡発生器５０の上流側に設けられている。絞り部５１は、微細気泡発生器５０の長手方向の上流側端部から途中部分にかけて流路の断面積つまり内径が連続的に徐々に減少するようないわゆる截頭円錐形のテーパ管状に形成されている。

ストレート部５２は、絞り部５１の下流側に設けられている。ストレート部５２は、内径が変化しない、すなわち流路の断面積が変化しない円筒形、いわゆるストレート管状に形成されている。衝突部５３は、ストレート部５２の下流側端部に設けられている。衝突部５３は、微細気泡発生器５０における水の通過可能な断面積を局所的に縮小することで、微細気泡発生器５０を通過する水中に主としてナノオーダー以下の微細気泡を多量に発生させることができる。

衝突部５３は、図９に示すように、例えば先端が尖った４本の棒状の部分で構成され、ストレート部５２の内周面からこのストレート部５２の断面における中心方向へ向かって突出している。４本の衝突部５３は、ストレート部５２の断面の周方向に向かって相互に等間隔に離間した状態で配置されている。各衝突部５３の下流側の面は、平坦面に形成されている。また、各衝突部５３で構成される隙間の面積が、微細気泡発生器５０における水の通過可能な最小断面積となる。

微細気泡発生器５０の上流側に水が流入すると、截頭円錐テーパ形状に縮小するように形成された絞り部５１において流路断面積が絞られることによって、流体力学のいわゆるベルヌーイの定理に基づき流速が高められるとともに減圧によるキャビテーションが発生する。そして、その高速流が衝突部５３に衝突することで作用するせん断力によって細分化された微細気泡が生成される。これにより、微細気泡発生器５０は、微細気泡発生器５０内を通過する水の中に溶存している空気を微細気泡として多量に析出させて、微細気泡発生器５０を通過する以前よりも微細気泡を多量に含んだ微細気泡水を供給することができる。

ここで、一般に、微細気泡又はファインバブルは、その気泡の粒子径によって次のように分類されている。例えば、粒子径が数μｍから１００μｍ程度つまりマイクロオーダーの気泡は、マイクロバブルと称されている。これに対し、粒子径が５０ｎｍ～１，０００ｎｍ未満つまりナノオーダーの気泡は、ウルトラファインバブルと称されている。そして、ファインバブルの名称は、マイクロバブルとウルトラファインバブルとの総称として使用される。

マイクロバブルは、電気的特性としてマイナス電荷を帯びており、例えば洗濯物に付着したプラス電荷を帯びた汚れと静電的に吸着しやすい。マイクロバブルとの電気的反応により洗濯物から引き剥がされた汚れは、マイクロバブル表面に吸着したままマイクロバブルの浮力により水面に浮上し滞留する。更に、気泡表面がマイナスに帯電したマイクロバブル同士は反発しあい結合することがなく液体中では分散するため、洗濯物から取り除いた汚れが洗濯水中で再び洗濯物に付着することを抑制することができる。

一方、ウルトラファインバブルは、粒径が細かいため入り組んだ部分まで浸透が可能であり、マイクロバブル等の他の微細気泡では除去しきれない対象物の汚れを除去する洗浄効果を発揮することができる。また、ウルトラファインバブルは、粒子径がナノオーダーであり浮力が小さいこと及びマイクロバブルと比較して疎水性が大きく水に溶けにくいため液体中での滞在時間が長いという性質を有する。以上のように、マイクロバブルとウルトラファインバブルとは、その特性の違いから期待される洗浄能力も異なるため、両者を併用することで洗浄効果をより高めることが可能となる。

微細気泡発生器５０は、単体では主にナノオーダーの微細気泡つまりウルトラファインバブルを析出させる機能を有する。微細気泡発生器５０を通過した際に生成されるウルトラファインバブルの量は、微細気泡発生器５０を通過する水に溶解している空気の量を増やすことで増大させることができる。多量に生成されたウルトラファインバブルによって、洗濯物の表面に対する衝突が繰り返されると、その衝突点でウルトラファインバブルが相互に結合してマイクロバブルに発達する。このとき、ウルトラファインバブルの追突によってマイクロバブルの急膨張が発生し、洗濯物の表面に付着した汚れが持ち上がり剥離される。これにより、より高い洗浄効果を得ることが期待できる。

本実施形態では、微細気泡発生器５０の上流側に加圧溶解装置４０が設けられている。そのため、微細気泡発生器５０を通過する水に含まれる空気量を増大させることができる。これにより、微細気泡発生器５０を通過した水に、多量のウルトラファインバブル及びマイクロバブルを生成させることができる。その結果、ウルトラファインバブルによる洗浄効果と、マイクロバブルによる汚れの再付着を抑制する効果と、を同時に得ることができる。

以上説明した実施形態によれば、洗濯機１０は、水槽１２と、給水弁２１１と、加圧溶解装置４０と、微細気泡発生器５０と、を備える。給水弁２１１は、外部の水源に接続され、外部の水源からの水を水槽１２に供給する給水経路３１を開閉する。加圧溶解装置４０は、給水弁２１１の下流側に設けられ、外部の水源から供給された水の圧力で加圧し当該水に空気成分を溶解させて吐出可能である。微細気泡発生器５０は、加圧溶解装置４０の下流側に設けられ、加圧溶解装置４０から流出した水に微細気泡を析出させる。加圧溶解装置４０は、加圧溶解タンク４１及び入口部４４を有する。加圧溶解タンク４１は、給水弁２１１を通って供給された水を空気とともに一時的に貯留することができる。入口部４４は、給水弁２１１と加圧溶解タンク４１とを接続し、給水弁２１１を通った水を加圧溶解タンク４１に導入する水路６１が形成されている。そして、入口部４４の下流側の開口面積は、入口部４４の上流側の開口面積よりも小さい。

これによれば、入口部４４における加圧溶解タンク４１との接続部つまり下流側の開口面積を、給水弁２１１との接続部つまり上流側の開口面積よりも小さくすることで出口が絞られる形になり、加圧溶解タンク４１内へ導入される水の勢いを高めることができる。これにより、加圧溶解タンク４１内部での水と空気との撹拌が促進されて、空気成分の溶解効率を高めることができる。よって、高濃度の微細気泡を含んだ微細気泡水を生成して洗浄効果の向上を図ることができる。また、給水弁２１１と加圧溶解タンク４１とを入口部４４で繋ぐといった簡素な接続により、水漏れリスクの低減を図ることができる。

水路６１は、入口部４４の上流側において水平方向に延びた後に、入口部４４の下流側に向かって鉛直方向下方に延びる逆Ｌ字状に形成されている。水路６１の鉛直方向に延びる部分の断面積は、水路６１の水平方向に延びる部分の断面積よりも小さい。これによれば、加圧溶解タンク４１に対して鉛直方向から水を落下させて、加圧溶解タンク４１内に水を導入することができる。これにより、空気成分の溶解効率を向上させて、高濃度の微細気泡を含んだ微細気泡水を生成することができる。

また、加圧溶解装置４０は、導水部４６を有する。導水部４６は、入口部４４の下流側に設けられ、加圧溶解タンク４１の空間内に延びる。これによれば、入口部４４を通過した水を加圧溶解タンク４１内部に導水部４６を介して吐出させることで、加圧溶解タンク４１内部に流入する水が整流されてまとまり、無駄なスペースへの水の拡散を抑制することができる。これにより、加圧溶解タンク４１内部の所定の位置に効率良く水を導入することができるため、空気成分の溶解効率の向上を図ることができる。

加圧溶解タンク４１は、第１タンク部材４２及び第２タンク部材４３が溶着により接合されて形成されている。第１タンク部材４２は、第１連通口４２１及び第１溶着部４２２を有する。第１連通口４２１は、第２タンク部材４３と連通する。第１溶着部４２２は、第１連通口４２１の外縁に沿って形成されている。第２タンク部材４３は、第２連通口４３１及び第２溶着部４３２を有する。第２連通口４３１は、第１タンク部材４２と連通する。第２溶着部４３２は、第２連通口４３１の外縁に沿って形成されている。第１溶着部４２２又は第２溶着部４３２の一方又は両方には、第１タンク部材４２と第２タンク部材４３とが接合する方向に突出して形成され、第１タンク部材４２と第２タンク部材４３とを接合する複数のリブ４２２ａ、４３２ａが設けられている。

これによれば、第１タンク部材４２及び第２タンク部材４３を複数のリブ４２２ａ、４３２ａを介して相互に溶着することで、第１タンク部材４２及び第２タンク部材４３間の気密性及び水密性を高めることができる。また、例えばネジ部材等の締結部材やパッキンを用いる場合に比べて、第１タンク部材４２と第２タンク部材４３との組みつけ作業効率の向上を図ることができるとともに、部品点数を削減することができる。更に、パッキンの経年劣化等による加圧溶解タンク４１の気密性及び水密性の低下を抑制することができる。

洗濯機１０は、注水ケース２２を更に備える。注水ケース２２は、給水経路３１の途中に設けられ、微細気泡発生器５０から吐出された水を受ける。注水ケース２２は、水抜き経路２２３が設けられている。水抜き経路２２３は、微細気泡発生器５０を介して流出する加圧溶解タンク４１内の残水を、給水経路３１上に排出するためのものである。これによれば、加圧溶解タンク４１内に残った水を水抜き経路２２３から給水経路３１を通して水槽１２内に流すことができる。これにより、加圧溶解タンク４１内の残水が漏れて洗濯機１０内部の例えば電装品等に掛かってしまうといった不具合の発生を防止することができる。

なお、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…洗濯機、１２…水槽、２１１…給水弁、２２…注水ケース、２２３…水抜き経路、３１…給水経路、４０…加圧溶解装置、４１…加圧溶解タンク、４２…第１タンク部材、４２１…第１連通口、４２２…第１溶着部、４３…第２タンク部材、４３１…第２連通口、４３２…第２溶着部、４２２ａ、４３２ａ…リブ、４４…入口部、４６…導水部、５０…微細気泡発生器、６１…水路

Claims (5)

1. 水槽と、
   外部の水源に接続され、前記外部の水源からの水を前記水槽に供給する給水経路を開閉する給水弁と、
   前記給水弁の下流側に設けられ、前記外部の水源から供給された水の圧力で加圧し当該水に空気成分を溶解させて吐出可能な加圧溶解装置と、
   前記加圧溶解装置の下流側に設けられ前記加圧溶解装置から流出した水に微細気泡を析出させる微細気泡発生器と、を備え、
   前記加圧溶解装置は、前記給水弁を通って供給された水を空気とともに一時的に貯留することができる加圧溶解タンクと、前記給水弁と前記加圧溶解タンクとを接続し前記給水弁を通った水を前記加圧溶解タンクに導入する水路が形成された入口部と、を有し、
   前記入口部の下流側の開口面積は、前記入口部の上流側の開口面積よりも小さい、
   洗濯機。
2. 前記水路は、前記入口部の上流側において水平方向に延びた後に前記入口部の下流側に向かって鉛直方向下方に延びる逆Ｌ字状に形成されており、
   前記水路の鉛直方向に延びる部分の断面積は、前記水路の水平方向に延びる部分の断面積よりも小さい、
   請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記加圧溶解装置は、前記入口部の下流側に設けられ、前記加圧溶解タンクの空間内に延びる導水部を有する、
   請求項２に記載の洗濯機。
4. 前記加圧溶解タンクは、第１タンク部材及び第２タンク部材が溶着により接合されて形成されており、
   前記第１タンク部材は、前記第２タンク部材と連通する第１連通口及び前記第１連通口の外縁に沿って形成された第１溶着部を有し、
   前記第２タンク部材は、前記第１タンク部材と連通する第２連通口及び前記第２連通口の外縁に沿って形成された第２溶着部を有し、
   前記第１溶着部又は前記第２溶着部の一方又は両方には、前記第１タンク部材と前記第２タンク部材とが接合する方向に突出して形成され、前記第１タンク部材と前記第２タンク部材とを接合する複数のリブが設けられている、
   請求項２又は３に記載の洗濯機。
5. 前記給水経路の途中に設けられ、前記微細気泡発生器から吐出された水を受ける注水ケースを更に備え、
   前記注水ケースは、前記微細気泡発生器を介して流出する前記加圧溶解タンク内の残水を前記給水経路上に排出するための水抜き経路が設けられている、
   請求項２又は３に記載の洗濯機。

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