JP4066981B2 - 霧化装置、食器洗い機及び洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、超音波振動子等により液体を霧化する霧化装置と、これを備えた食器洗い機および洗濯機に関するものである。

従来の、水などの液体を振動子を用いて霧化する霧化装置では、液体を入れる貯留槽の底部に超音波振動子を露出して取り付けていた（例えば、特許文献１参照）。

次に、従来の一般的な食器洗い機について図５を用いて説明する。

図５に示すように、食器洗い機本体１は、内部に洗浄槽２を設けており、この洗浄槽２内へ給水弁３により水または湯を供給するようにしている。洗浄槽２の底部には排水孔４を設け、この排水孔４に連通し、モータ（図示せず）によって駆動される洗浄ポンプ５を取り付け、この洗浄ポンプ５により洗浄水を洗浄槽２の内部で循環させるよう構成している。また、排水孔４には残さいを捕集する残さいフィルタ６を具備している。

上記構成において、洗浄槽２内に供給された洗浄水は、残さいフィルタ６を通過して洗浄ポンプ５に吸い込まれ、洗浄ポンプ５より洗浄槽２の内底部に設けた洗浄ノズル７に供給される。洗浄ノズル７から噴射された洗浄水は、被洗浄物（食器）８を洗浄した後、再び排水孔４に戻るという経路で循環する。この際、被洗浄物８から脱落した残さい等は、洗浄水とともに残さいフィルタ６に流入し、この残さいフィルタ６を通過できない大きさの残さいは残さいフィルタ６で捕集される。

また、洗浄ノズル７と洗浄槽２の底部との間には、洗浄水加熱用のヒータ９を装備し、洗浄ノズル７の上方には、被洗浄物８を整然と配置でき、洗浄水を効果的に被洗浄物８に噴射するように構成した食器かご１０を設置して効率的に洗浄を行っている。また、排水ポンプ１１は、排水ホース１１ａを通して洗浄水を機外に排出するものである。さらに、制御手段１２により、給水弁３や洗浄ポンプ５等の電装部品を駆動、制御している（例えば、特許文献２参照）。
特開昭６２−１３８６３１号公報 特開２００３−２１０３７８号公報

しかしながら上記従来の霧化装置で、井戸水など硬度の高い硬水を霧化すると、硬水から無機質成分が析出されて、それが異物となって、露出した振動子の振動面に付着し、それが固化し、振動子の動作に悪影響を与え、霧化効率が著しく低下するという課題があった。

また、従来の食器洗い機の構成では、すべての汚れを洗浄することができるというわけではなかった。特に、食器を直接加熱し焦げ付きのある調理を行う料理、例えば、グラタン、茶碗蒸し等のようなものは、汚れを落とすことは困難であった。

この解決策として、通常使用時の洗剤濃度より高濃度の洗剤液を被洗浄物に付着させて放置する前処理行程を設けることにより、洗浄性能を大幅に向上することができ、従来ではとれなかった料理の汚れを洗浄することができる。

ここで、高濃度の洗剤液を被洗浄物に付着させるために、従来の霧化装置を使用した場合、食器洗い機の洗浄水中に入っている食品の汚れや、井戸水などの硬度の高い硬水からの無機質成分の析出により、振動子の振動面にそれらの異物が付着し固化し、振動子の動作に影響を与え、霧化量が著しく低下したり、ひどい場合には、振動子そのものが故障し、動作しなくなるといった不具合が発生するといった課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、振動子の表面に直接異物が付着して固化するのを防止し、振動子の動作に影響を与えて霧化量の著しい低下を招いたり、振動子が故障し動作しなくなるといった不具合が発生するのを防ぎ、汚れた霧化用液の中においても、長期に渡って安定して洗剤液を霧化することができる霧化装置を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の霧化装置は、液体を密封した容器と、前記容器の底部に配された振動子とからなり、前記容器の前記振動子に対向する天面は前記容器の外側に対してくぼんでいる凹部を有する傾斜面であり、前記傾斜面は、前記振動子が駆動された場合には前記液体を介して振動する振動面であり、かつ、洗剤が投入された場合には洗剤が載る洗剤投入部を延設して設けたもので、振動子による振動が液体を介して天面に伝播され、その天面が振動面となってその上面に有る霧化用液体が霧化されるので、その液体に含まれる異物や汚れが振動子の表面に直接付着したり、それらが固化するのを防止することができ、振動子の動作に影響を与えて霧化量の著しい低下を招いたり、振動子が故障し動作しなくなるといった不具合が発生するのを防ぐことができ、汚れた霧化用液体でも安定して霧化することができる。また、天面に設けた凹部により、霧化効率が高められるものである。また、振動子を駆動させることにより、洗浄水を振動させ、洗剤投入部に収納された洗剤も溶かしながら、洗浄槽内に霧化した洗剤液を飛散させることができる。

また、本発明の食器洗い機は、請求項１〜２のいずれか１項に記載の霧化装置を備え、前記霧化装置で食器等の洗浄を行う洗浄水を霧化するようにしたもので、例えば、食器類の洗浄工程の前に、洗剤と共に洗浄液を霧化装置で霧化し、霧化された高濃度の洗剤液を飛散させて満遍なく食器類に付着させ放置する前処理行程を設ければ、食器類に付着した高濃度の洗剤の化学力により汚れが分解され、洗浄性能を大幅に向上させることができる。

また、本発明の洗濯機は、請求項１〜２のいずれか１項に記載の霧化装置を備え、前記霧化装置で洗濯用洗浄水を霧化するようにしたもので、洗濯用洗浄水を安定して霧化することができると共に、例えば、霧化装置により通常使用時の洗剤濃度より高濃度の洗剤液を霧化し、それを満遍なく洗濯物に付着させて放置する前処理行程を設けるようにすれば、洗濯物に付着した高濃度の洗剤の化学力により、頑固な汚れも容易に分解され、洗浄性能を大幅に向上させることができるものである。

本発明の霧化装置は、振動子の表面に直接異物が付着して固化するのを防止することができ、振動子の動作に影響を与えて霧化量の著しい低下を招いたり、振動子が故障し動作しなくなるといった不具合が発生するのを防ぐことができ、汚れた霧化用液体の中においても安定して霧化することができる。

第１の発明は、液体を密封した容器と、前記容器の底部に配された振動子とからなり、前記容器の前記振動子に対向する天面は前記容器の外側に対してくぼんでいる凹部を有する傾斜面であり、前記傾斜面は、前記振動子が駆動された場合には前記液体を介して振動する振動面であり、かつ、洗剤が投入された場合には洗剤が載る洗剤投入部を延設して設けているもので、振動子による振動が液体を介して天面に伝播され、その天面が振動面となってその上面に有る霧化用液体が霧化されるので、その液体に含まれる異物や汚れが振動子の表面に直接付着したり、それらが固化するのを防止することができ、振動子の動作に影響を与えて霧化量の著しい低下を招いたり、振動子が故障し動作しなくなるといった不具合が発生するのを防ぐことができ、汚れた霧化用液体でも安定して霧化することができる。また、天面に設けた凹部により、霧化効率が高められるものである。また、振動子を駆動させることにより、洗浄水を振動させ、洗剤投入部に収納された洗剤も溶かしながら、洗浄槽内に霧化した洗剤液を飛散させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の霧化装置の少なくとも天面を樹脂で形成したもので、容器内に密封された液体の振動状態と近い樹脂材質を用いるようにすれば、安定した振動を確保することができ、常に安定して霧化することができる。

第３の発明は、請求項１〜２のいずれか１項に記載の霧化装置を備え、前記霧化装置で食器等の洗浄を行う洗浄水を霧化するようにしたもので、例えば、食器類の洗浄工程の前に、洗剤と共に洗浄液を霧化装置で霧化し、霧化された高濃度の洗剤液を飛散させて満遍なく食器類に付着させ放置する前処理行程を設ければ、食器類に付着した高濃度の洗剤の化学力により汚れが分解され、洗浄性能を大幅に向上させることができる。

第４の発明は、請求項１〜２のいずれか１項に記載の霧化装置を備え、前記霧化装置で洗濯用洗浄水を霧化するようにしたもので、洗濯用洗浄水を安定して霧化することができると共に、例えば、霧化装置により通常使用時の洗剤濃度より高濃度の洗剤液を霧化し、それを満遍なく洗濯物に付着させて放置する前処理行程を設けるようにすれば、洗濯物に付着した高濃度の洗剤の化学力により、頑固な汚れも容易に分解され、洗浄性能を大幅に向上させることができるものである。

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、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、本発明の第１の実施の形態における霧化装置を洗浄水を収納する洗浄槽に組み込んだ例を示す断面図である。

図１において、霧化装置１３は、液体１５を封入した容器１６と、容器１６の底部に配置され超音波振動子からなる振動子１４から構成されている。容器１６の、振動子１４と対向する位置に有る天面１７は、振動子１４が駆動された時に、液体１５を介して振動子１４から伝播された振動で振動する振動面となる。なお、容器１６内に封入される液体１５は、蒸留水が望ましい。

天面１７は、図に示すように一方向に傾斜させて形成すると共に、振動しやすい樹脂で形成されている。また、この天面１７には、振動子１４の振動が伝播している中心部分１７ａ（振動子１４の中心を通る垂直線と天面１７の表面と交差する部分）を中心として円弧状に窪んだ凹部１７ｂが形成され、さらに上面に洗剤１８ａを載せる洗剤投入部１８が延設されている。

上記構成における霧化装置１３の動作、作用を説明する。

振動子１４を駆動すると、振動子１４の振動が液体１５を経て天面１７に伝播され、天面１７が振動し、天面１７上の洗浄水が霧化される。

以上のように、本実施の形態によれば、振動子１４の上側は、容器１６内に封入された液体１５に触れるだけで、振動子１４の表面が洗浄水と直接触れることはない。したがって、食器洗い機のような非常に汚れた洗浄水を扱う機器に、天面１７をその洗浄水に臨むように霧化装置１３を搭載しても、食品がヘドロ状になって振動子１４の振動面に付着したり、固化するのを確実に防ぐことができ、振動子１４が故障したり、振動子１４の動作に影響を与えて霧化量の著しい低下を招いたりすることなく、汚れた洗浄水の中においても、長期にわたって、安定して霧化することができる。

また、食器洗い機のように非常に汚れた洗浄水を扱わなくても、井戸水などで非常に硬度が高い水を使用する場合においても、振動子１４の表面に無機質分が付着したり、その動作に影響を与える事が無く、本来の目的である液体の霧化を長期間に渡って安定的に行うことができる。したがって、振動子１４を利用して霧化を行う機器において非常に有効である。

ここで、天面１７を傾斜面としているのは、容器１６内に封入した液体１５から気泡が発生した場合、それが天面１７の中央部下側に付着すると、振動子１４の振動が天面１７に伝播するのが難しくなるので、その気泡を傾斜面に沿って高い方に移動させ、振動の中心からずらすためである。また、この天面１７に凹部１７ｂを設けたのは、平面のみに比べて凹部１７ｂの方が高濃度の洗剤液の霧化量を増やすことができるからである。これは、凹面の方が、より中心に振動子１４の振動エネルギーを集中できるからであると考えられる。

また、容器１６に形成した天面１７を樹脂で構成するとともに、そこに凹部１７ｂを形成したので、容器１６内に封入した液体１５の振動状態と近い樹脂材質を用いることにより、安定した振動を確保することができるとともに振動子１４の振動のエネルギーを集中的に集め効率良く使うことができるので、常に安定して、しかも多く霧化することができる。

なお、本実施の形態では、容器１６に蒸留水を封入したが、他に塩水等振動を伝播できる液体ならば何でも良いが，腐敗性，爆発性の無い液体が望ましい。また、天面１７を振動しやすい樹脂で構成しているが、振動子１４の能力により金属で構成しても発振さえすれば何ら問題はない。さらに、天面１７に均一な凹部１７ｂを設けたが、容器１６の内側になる片面を水平にし、凹レンズの形状としてもかまわない。容器１６の外側に対してくぼみとなり、その振動エネルギーが中心に集まるようにすれば効率的である。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における食器洗い機の断面図である。なお、従来例と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態は、食器洗い機の洗浄槽２の底部に霧化装置１３を組み込んだもので、その点を除き、従来例と同一である。従って、食器洗い機全体の構成、動作についての説明は省略する。

まず、霧化装置１３の洗剤投入部１８に所定量の洗剤１８ａを入れ、動作を開始すると、制御手段１２が給水弁３を開いて所定量の水量の洗浄水を給水する。このとき、制御手段１２は、洗剤投入部１８より上になるように給水水位を設定し、制御する。

洗剤投入部１８の内部に洗浄水が浸入し、洗剤１８ａの一部が洗浄水に溶ける。この時点において、振動子１４を駆動すると、その振動が液体１５を伝播し、液体１５と容器１６を介して、振動子１４に対向した天面１７を振動させる。このとき、天面１７の位置は、振動子１４の振動振幅が最大になる位置に配置しておくと、天面１７を大きく振動させることができる。

この振動により、その上面にある洗浄水を振動させて、洗浄水を霧化し、同時に、洗剤投入部１８に収納された洗剤１８ａも溶かしながら、洗浄槽２内に高濃度の洗剤液を飛散させ、この高濃度の洗剤液を被洗浄物８に付着させることができる。天面１７より上方に洗浄水がなくなると、当然ながら霧化の発生も止まり、高濃度の洗剤液も飛散しなくなるので、振動子１４を駆動しているときは、制御手段１２により、必ず天面１７より上方に洗浄水があるように給水弁３を制御する。

洗浄行程の前処理行程として、上述のように、霧化装置１３より洗浄槽２内に高濃度の洗剤液を飛散させ、この高濃度の洗剤液を被洗浄物８に付着させ、その状態で放置する。高濃度の洗剤液が被洗浄物８に付着することにより、汚れが化学的に分解される。

前処理行程の後の本洗浄行程では、前処理行程で高濃度の洗剤液により特定の汚れを分解した後の汚れに対して、従来の食器洗い機としての洗浄を行う。

被洗浄物８の汚れに対しては、洗浄水の温度や機械力（洗浄ノズル７からの洗浄水の噴射の勢い）が非常に効果的である。また、前処理行程で分解された汚れにおいてもそれだけで洗浄できるものではなく、同様に温度や機械力によって確実に洗浄できるようにする。しかしながら、この前処理行程で高濃度の洗剤液を付着させた後の放置による汚れの分解は、従来では取れなかった汚れの種類に対して非常に有効である。

以上のように、本実施の形態における食器洗い機は、霧化装置を備え、食器等の洗浄を行う洗浄水を霧化するようにしたので、食品などの汚れの多い洗浄槽内の非常に汚れた洗浄水の中においても安定して高濃度の洗剤液を霧化することができる。また、霧化装置により、通常使用時の洗剤濃度より高濃度の洗剤液を飛散させ、満遍なく被洗浄物に付着させ、その状態を放置する前処理行程を実行することにより、被洗浄物に付着した高濃度の洗剤の化学力により、洗浄性能を大幅に向上させることができ、従来ではとれなかった料理の汚れを確実に洗浄することができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における洗濯機の断面図、図４は同洗濯機の要部断面図である。

本実施の形態は、図３、４に示すように洗濯機本体２０内部に霧化装置１３を搭載したものである。

まず、一般的な洗濯機の構成、動作について説明する。洗い行程で、外槽３１内に回転自在に設けられた内槽２６に衣類（洗濯物）を投入し運転を開始すると、給水弁２７を開いて所定の水位まで給水した後、モータ２８を駆動する。このとき、モータ２８の動力を洗濯軸を介して回転翼２９に伝達し、回転翼２９を回転させて衣類を水中で撹拌して洗濯し、その後、排水弁３０を開いて排水し、すすぎ行程で再度給水し洗い行程と同様にして衣類をすすぐ。

脱水行程では、すすぎ終了後、排水弁３０を開いて内槽２６内の水を排水した後、モータ２８の動力を脱水軸（図示せず）を介して内槽２６に伝達して回転させ、衣類に遠心力を与えることにより、水分を衣類から分離し脱水を行う。

以上が、一般的な洗濯機の動作であるが、本実施の形態では、洗い工程の前に前処理行程を設けている。洗剤投入用蓋３２を開けて洗剤１８ａを予め、霧化装置１３の洗剤投入部１８に投入し、洗剤投入用蓋３２を閉めた状態にする。内槽２６に衣類（洗濯物）を投入し運転を開始すると給水弁２７から洗剤投入部１８へ水道水（洗濯用洗浄水）が給水される。水道水が洗剤投入部１８にほぼ一杯になるように給水時間を設定する。ここで、多少、水道水が多くても洗剤投入部２５からオーバフローし水位は一定になる。洗剤１８ａもこの時点で一部が溶け始めている。

この時点において、霧化装置１３の振動子１４を駆動すると、その振動が液体１５を伝播し、液体１５を介して、天面１７を振動させる。このとき、天面１７の位置は、振動子１４の振動振幅が最大になる位置に配置しておくと、天面１７を大きく振動させることができる。

この振動により、天面１７の上面にある洗濯用洗浄水を振動させて、洗浄水を霧化し、同時に、洗剤投入部１８に投入された洗剤１８ａを溶かしながら、洗濯用洗浄水に含まれて高濃度の洗剤液を飛散させる。

この霧化された洗剤を含んだ洗濯用洗浄水、いいかえれば、高濃度の洗剤液がミスト状に内槽２６内に飛散し、それが衣類の隅々まで付着する。その状態で放置することにより、高濃度の洗剤液が衣類等に付着している汚れを化学的に分解する。その後は、通常の洗い工程、脱水工程で、それぞれ洗濯、脱水を行う。

その他の霧化装置１３の動作は実施の形態１と同じであるので省略する。ただし、本実施の形態では、非常に汚れた洗浄水でなく、給水された水に対して霧化を行っている。しかし、前述したように、井戸水など非常に硬度が高い水を使用する場合においても、本実施の形態における洗濯機では、析出した無機質分が振動子１４に付着することが無いので、洗浄水の霧化を安定的に長期間にわたって行うことができる。

以上のように、本実施の形態の洗濯機においては、霧化装置１３を備え、洗濯用洗浄水を霧化するようにしたので、洗濯用洗浄水の中においても安定して霧化が行なわれ、また、霧化装置１３により、通常使用時の洗剤濃度より高濃度の洗剤液を満遍なく洗濯物に付着させて放置する前処理行程を実行することにより、洗濯物に付着した高濃度の洗剤の化学力により、洗浄性能を大幅に向上することができる。

なお、上記実施の形態では、霧化装置１３を洗濯機本体２０の内側に配置し、洗剤投入部１８へ給水弁２７から給水するようにしたが、霧化装置１３を内槽２６を内包する外槽３１内に配置し、外槽３１内に貯留された洗浄水を洗剤投入部１８へ入れて、高濃度の洗剤液を作り、この高濃度の洗剤液を霧化し、内槽２６内に飛散させて衣類に付着させるようにしてもよく、作用、効果は全く同じである。

以上のように、本発明にかかる霧化装置は、液体を霧化する振動子の表面に直接異物が付着して固化するのを防止することができ、振動子の動作に影響を与えて霧化量の著しい低下を招いたり、振動子が故障し動作しなくなるといった不具合が発生するのを防ぐことができ、硬水や汚れた霧化用液体の中においても安定して霧化することができるので、食器洗い機、洗濯機の他にも、振動子を使った各種洗浄機器にも広く適用できるものである。

本発明の実施の形態１における霧化装置を洗浄水を収納する洗浄槽に組み込んだ例を示す断面図 本発明の実施の形態２における食器洗い機の縦断面図 本発明の実施の形態３における洗濯機の断面図 同洗濯機の要部拡大断面図 従来の食器洗い機の縦断面図

符号の説明

１３ 霧化装置
１４ 振動子
１５ 液体
１６ 容器
１７ 天面
１７ｂ 凹部

Claims (4)

1. 液体を密封した容器と、前記容器の底部に配された振動子とからなり、前記容器の前記振動子に対向する天面は前記容器の外側に対してくぼんでいる凹部を有する傾斜面であり、前記傾斜面は、前記振動子が駆動された場合には前記液体を介して振動する振動面であり、かつ、洗剤が投入された場合には洗剤が載る洗剤投入部を延設して設けている霧化装置。
2. 少なくとも天面を樹脂で形成した請求項１記載の霧化装置。
3. 請求項１〜２のいずれか１項に記載の霧化装置を備え、前記霧化装置で食器等の洗浄を行う洗浄水を霧化するようにした食器洗い機。
4. 請求項１〜２のいずれか１項に記載の霧化装置を備え、前記霧化装置で洗濯用洗浄水を霧化するようにした洗濯機。

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