JP4514642B2 - 食器洗い機及び食器洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄が困難である汚れを効率良く洗浄することができる食器洗い機及び食器洗浄方法に関する。

図１は、従来の食器洗い機の正面から見た要部構成を示す図である。図１において、従来の食器洗い機は、洗浄する食器類１８を収納する洗浄槽２を筐体１の内部に設けており、洗浄槽２の内部には、食器篭３に載せられた食器類１８が収容されている。洗浄時には、洗剤を投入した後で扉を閉止状態とし、洗浄の開始ボタンの押下により洗浄が開始される。

洗浄の開始ボタンが押下げられた場合、給水弁１５が開放され、給水弁接続部１４から給水ホース１６を通り、給水口１７を介して水道水が洗浄槽２に給水される。給水された水道水は、ヒータ４が完全に浸漬する水位を超えるまで滞留していく。水位の検知は水位センサ（図示せず）により行い、検出した水位は制御装置１２へ送信される。

水位センサが検出した水位が、ヒータ４が完全に浸漬する水位に到達した場合、制御装置１２は、給水弁１５を閉止することにより給水を停止し、同時にモータ８が正回転を開始して、モータ軸に接続されたポンプ７のインペラの回転を開始する。これにより、ポンプ７は、洗浄槽２の底部から吸込ホース６を介して滞留している水を吐出ホース９へ圧送し、吐出ホースから回転ノズル１１へ供給し、ノズル開口部から上部に設置された食器類１８へと勢いよく噴射する。

ノズル開口部から噴射する場合、必要に応じてヒータ４へ通電し、給水を加熱する。これにより、回転ノズル１１から噴射される洗浄水の機械力と、熱と、洗剤の作用により、汚れが食器から分離、溶解、分解等することにより、食器が洗浄される。

洗浄水が設定温度に到達した場合、又は所定の設定時間が経過した場合、洗浄工程を終了するものと判断し、モータ８を逆回転させることにより、洗浄槽２内の汚れた洗浄水を排水ホース１０を介して排水口１３から洗浄槽の外部へ排出する。そして、給水弁１５を開放して新たな水道水を給水し、すすぎ工程へと進む。

すすぎ工程では、ポンプ７が正回転し、ノズル１１から水を噴射させてすすぎを行い、再びポンプ７を逆回転させて排水する工程を数回繰返して食器及び洗浄槽に残っている汚れや洗剤を排出させる。最終のすすぎ工程では、ヒータで加熱した高温の水ですすぐ。

最終すすぎ工程の排水が行われて全すすぎ工程が終了した場合、送風ファン（図示せず）が起動し、乾燥工程を開始する。洗浄槽内へ外部から送風を行い、ドア付近に開口した排気口から排気され、ヒータ４への断続運転を行って食器類１８と洗浄槽内部の乾燥を行う。所定の時間の乾燥運転を継続し、終了した場合、送風ファン及びヒータが停止し、全工程を終了する。
特開２０００−３００４９４号公報 特開２００１−２３８８４５号公報

上述した食器洗い機は、給水の硬度の大小により洗浄性能に大きな差異が生じる。すなわち、水道水の硬度は地域差が大きく、硬度が高い地域では洗浄性能が低下しやすく、特に油脂汚れに対する洗浄性能が劣化する。これは、洗剤の種類、組成によっても差が大きくなる。

通常、給水の硬度が低い状態では、（数１）のように、洗剤に含まれる炭酸ナトリウム等の炭酸塩が加水分解することによりアルカリ性溶液となり、油脂汚れを鹸化して溶解することができる。

（数１）
Na₂CO₃ + 2H₂O → H₂CO₃+ 2OH^-+ 2Na⁺

しかし、水道水の硬度が高い場合、洗剤に含まれる炭酸塩等のアルカリ成分が硬度成分であるカルシウムイオン及びマグネシウムイオンと結合して（数２）のように炭酸カルシウムとなり、洗浄水のアルカリ性が低下する。したがって、油脂汚れが鹸化しにくくなり、洗浄性能が劣化する。

（数２）
Na₂CO₃ + Ca₂ ⁺→ CaCO₃+ 2Na⁺

また、洗剤の代わりに環境にやさしい重曹等の炭酸塩を用いて洗浄する場合、特に（数２）のように硬度が高い成分の影響を受けやすい。さらに、洗剤の代わりに石鹸を用いて洗浄する場合、石鹸に含まれる脂肪酸と硬度が高い成分とが結合して石鹸カス（金属石鹸）となり、食器及び洗浄槽の表面に白粉状に付着するという問題点があった。

斯かる問題点を解消すべく、洗剤中に金属イオン封鎖剤を含有させ、硬度が高い成分の影響を少なくしている。しかし、洗剤の種類により金属イオン封鎖剤の含有量は大きく相違することから、用いる洗剤によって洗浄性能の劣化度合も相違するという問題が新たに生じていた。

また、すすぎにおいて給水される水道水の硬度が高い場合、食器類１８を乾燥した後、炭酸カルシウムが白斑点状にウォータースポットとして表面に析出し、洗浄の仕上がりが悪くなるおそれがあった。これに対して、特許文献１には、給水経路又は循環経路にイオン交換装置を配設し、洗浄工程又は最終すすぎ工程の一方あるいは両方の工程でイオン交換装置を通過させる洗浄方法が開示されているが、洗浄工程及び最終すすぎ工程で軟水化した水を用いる洗浄方法そのものは硬度が高い水道水を用いる西欧諸国では旧来から行われている公知の方法であり、多くの地域が軟水である日本では実用的ではない。また、イオン交換装置のイオン濃度を再生する方法については何等開示されていない。

また特許文献２では、最終すすぎ工程の前にイオン交換装置のイオン濃度を再生する方法が開示されている。しかし特許文献２では、イオン濃度を再生させた直後は、洗浄槽の底面に硬度が高い残水が残っており、またイオン交換装置内には塩が残っていることから軟水化能力を最大限発揮することができない。したがって、最終すすぎ工程では軟水化が十分でない水を用いてすすぎを実行することになり、十分なすすぎを行うことが困難である。さらに、次回の運転時に硬度が高い洗浄水を用いて洗浄するよう制御する場合、イオン交換樹脂に最終すすぎ工程に用いる量だけしか硬度の高い洗浄水を貯留することができず、洗浄工程で用いる洗浄水の硬度が高くならず、十分な洗浄効果を得ることができない。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、多くの地域で軟水である日本のような環境であっても、さらに軟水化させて洗浄及びすすぎを行うことができ、洗浄性能を高める、特に口紅汚れ等の難洗浄性汚れに対する洗浄性能を高めることができる食器洗い機及び食器洗浄方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る食器洗い機は、外部から給水口を介して供給された水の硬度をイオン交換樹脂により調整し、硬度を調整した水を排出口から洗浄槽内へ排出し、排出口から排出された硬度を調整した水を食器に対して噴射する食器洗い機において、塩水を前記給水口から給水し前記イオン交換樹脂に通水させて洗浄槽内へ前記排出口から排出する手段、前記洗浄槽内に排出された水を食器に対して噴射させる手段、及び噴射した水を外部へ排水する手段からなるイオン交換樹脂再生手段と、該イオン交換樹脂再生手段で水が外部へ排出された後、前記給水口から供給される水の硬度を給水時より低い硬度に調整する手段と、低い硬度に調整された水と洗剤とを混合させ洗浄水を生成する手段と、前記洗浄水を食器に対して噴射させる手段と、前記塩水又は洗浄水を加熱する手段とを備え、前記洗浄水の温度は前記塩水の温度より高くなるように構成されていることを特徴とする。

本発明では、まず塩水を給水しイオン交換樹脂を再生し、イオン交換樹脂の再生後、供給される水の硬度を給水時より低い硬度に調整し、低い硬度に調整された水と洗剤とを混合させて生成した洗浄水を食器に対して噴射させる。これにより、イオン交換樹脂を洗浄を開始する都度再生することができ、通常の水道水よりもさらに低い硬度の水により生成した洗浄水を用いて食器を洗浄することにより、洗浄性能を高めることが可能となる。また、給水を軟水化させて洗浄することにより洗剤に含まれている炭酸塩及び過炭酸塩等のアルカリ剤及び漂白剤の効果を十分に奏することができ、洗浄性能が向上し、特に油脂汚れ、茶渋等に対する洗浄性能が向上する。さらに、運転開始直後に再生動作を行うことから、例えば前回の運転時に用いた硬度の高い洗浄水を蓄えておくことにより、洗浄水の硬度を高く維持することが容易となり、たんぱく質に対する洗浄効果が高くなる。

本発明では、洗浄工程の開始時に、洗浄槽内へ供給された水を加熱し、洗浄水の温度を高め、場合によってはスチームを発生させる。これにより、例えば洗浄水の噴射を停止する時間帯であるイオン交換樹脂の再生工程と洗浄工程との切り替え時間帯を有効に活用して、洗浄槽内に滞留している水を加熱して洗浄性能を高め、精製したスチームにより食器類に付着した汚れを膨潤させることにより、食器類の表面から容易に剥離させることができる。

本発明に係る食器洗い機は、前記塩水の温度は５０℃以下であり、前記洗浄水の温度は５０℃より高いことを特徴とする。
また、本発明に係る食器洗い機は、重曹、セスキ炭酸ナトリウム、及び炭酸ナトリウムのうちの少なくとも１つのナトリウム炭酸塩を前記洗剤に代用することを特徴とする。

本発明に係る食器洗い機は、石鹸を前記洗剤に代用することを特徴とする。

また、本発明に係る食器洗浄方法は、外部から給水口を介して供給された水の硬度をイオン交換樹脂により調整し、硬度を調整した水を排出口から洗浄槽内へ排出し、排出口から排出された硬度を調整した水を食器に対して噴射する食器洗い機で食器を洗浄する食器洗浄方法において、塩水を前記給水口から給水し前記イオン交換樹脂に通水させて洗浄槽内へ前記排出口から排出し、前記洗浄槽内に排出された水を食器に対して噴射し、噴射した水を外部へ排水する第１の工程と、水が外部へ排水された後、前記給水口から供給される水の硬度を給水時より低い硬度に調整し、低い硬度に調整された水と洗剤とを混合させ洗浄水を生成し、生成した洗浄水を前記塩水の温度より高い温度に加熱し食器に対して噴射する第２の工程とを含むことを特徴とする。

本発明では、洗浄工程の開始時に、塩水を給水しイオン交換樹脂を再生し、イオン交換樹脂の再生後、供給される水の硬度を給水時より低い硬度に調整し、低い硬度に調整された水と洗剤とを混合させて生成した洗浄水を食器に対して噴射する。これにより、イオン交換樹脂を食器の洗浄を開始する都度再生することができ、通常の水道水よりもさらに低い硬度の水により生成した洗浄水を用いて食器を洗浄することにより、洗浄性能を高めることが可能となる。

本発明では、洗浄槽内へ供給される水を加熱し、洗浄水の温度を高め、場合によってはスチームを発生させる。これにより、例えば洗浄水の噴射を停止する時間帯であるイオン交換樹脂の再生工程と洗浄工程との切り替え時間帯を有効に活用して、洗浄槽内に滞留している水を加熱して洗浄性能を高め、精製したスチームにより食器類に付着した汚れを膨潤させることにより、食器類の表面から容易に剥離させることができる。

本発明では、洗浄工程での洗浄水の温度は、イオン交換樹脂の再生工程での塩水の温度よりも高い。これにより、イオン交換樹脂を、硬度が高く比較的低い温度の塩水で洗うことにより、塩溶効果を促進してたんぱく質を効果的に洗浄することができ、その後の洗浄工程では硬度が低く比較的高い温度の水及び洗剤を混合した洗浄水で洗うことにより、洗剤の洗浄効果を最大限有効に活用することが可能となる。

また、本発明に係る食器洗浄方法は、前記第１の工程での塩水の温度は５０℃以下であり、前記第２の工程での洗浄水の温度は５０℃より高いことを特徴とする。

本発明では、イオン交換樹脂の再生工程での塩水の温度は５０℃以下であり、洗浄工程での洗浄水の温度は５０℃より高い。これにより、イオン交換樹脂の再生工程ではたんぱく質が凝固しない５０℃以下の温度で通水し、洗浄工程では洗剤が効果的に性能を発揮する５０℃より高い温度で洗浄することにより、塩溶効果を促進してたんぱく質を効果的に洗浄することができ、洗剤の洗浄効果を最大限有効に活用することが可能となる。

また、本発明に係る食器洗浄方法は、石鹸を前記洗剤に代用することを特徴とする。さらに、本発明に係る食器洗浄方法は、重曹、セスキ炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウムのいずれかである炭酸塩を前記洗剤に代用することを特徴とする。

本発明では、石鹸を洗剤に代用する。また、重曹、セスキ炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウムのいずれかである炭酸塩を洗剤に代用する。これにより、環境汚染が軽度である石鹸を石鹸カスを生成することなく使用することができ、炭酸塩を炭酸カルシウムの白粉を生成することなく使用することが可能となる。

本発明によれば、イオン交換樹脂を洗浄を開始する都度再生することができ、通常の水道水よりもさらに低い硬度の水により生成した洗浄水を用いて食器を洗浄することにより、洗浄性能を高めることが可能となる。また、給水を軟水化させて洗浄することにより洗剤に含まれている炭酸塩及び過炭酸塩等のアルカリ剤及び漂白剤の効果を十分に奏することができ、洗浄性能が向上し、特に油脂汚れ、茶渋等に対する洗浄性能が向上する。さらに、運転開始直後に再生動作を行うことから、例えば前回の運転時に用いた硬度の高い洗浄水を蓄えておくことにより、洗浄水の硬度を高く維持することが容易となり、たんぱく質に対する洗浄効果が高くなる。

また本発明によれば、例えば洗浄水の噴射を停止する時間帯であるイオン交換樹脂の再生工程と洗浄工程との切り替え時間帯を有効に活用して、洗浄槽内に滞留している水を加熱して洗浄性能を高め、精製したスチームにより食器類に付着した汚れを膨潤させることにより、食器類の表面から容易に剥離させることができる。

また本発明によれば、イオン交換樹脂の残留塩分を洗浄槽へ還流し、洗浄槽底に残留している硬度が高い残水を希釈することにより、洗浄槽に溜められた水の硬度を洗浄にもちいるのに十分な硬度まで低下させることが可能となる。

また本発明によれば、イオン交換樹脂を、硬度が高く比較的低い温度の塩水で洗うことにより、塩溶効果を促進してたんぱく質を効果的に洗浄することができ、その後の洗浄工程では硬度が低く比較的高い温度の水及び洗剤を混合した洗浄水で洗うことにより、洗剤の洗浄効果を最大限有効に活用することが可能となる。

また本発明によれば、イオン交換樹脂の再生工程ではたんぱく質が凝固しない５０℃以下の温度で通水し、洗浄工程では洗剤が効果的に性能を発揮する５０℃より高い温度で洗浄することにより、塩溶効果を促進してたんぱく質を効果的に洗浄することができ、洗剤の洗浄効果を最大限有効に活用することが可能となる。

また本発明によれば、環境汚染が軽度である石鹸を石鹸カスを生成することなく使用することができ、炭酸塩を炭酸カルシウムの白粉を生成することなく使用することが可能となる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図２は、本発明の実施の形態に係る食器洗い機の正面から見た要部構成を示す図である。図２において、本実施の形態に係る食器洗い機は、洗浄する食器類１８を収納する洗浄槽２を筐体１の内部に設けており、洗浄槽２の内部には、食器篭３に載せられた食器類１８が収容されている。

洗浄槽２の底部には、モータ８の軸に接続されたポンプ７が配設されている。ポンプ７は、例えば正逆回転式のモータ８を用い、ポンプケーシングには吸込口が１つ、吐出口が２つ形成されており、吐出口はそれぞれ吐出ホース９と排水ホース１０とに連結されている。２つの吐出口には切換え弁が配設され、同時に一方の吐出口だけが開く構造としてある。したがって、モータ８が正回転する場合、吸込ホース６からポンプインペラーの回転により吸い込まれた水の動圧で、切換え弁が排水ホース１０への吐出口を閉鎖し、吐出ホース９への吐出口を開放する。モータ８が逆回転する場合、切換え弁が吐出ホース９への吐出口を閉鎖し、排水ホース１０への吐出口を開放する。

ポンプ７の駆動源であるモータ８が正回転することにより、洗浄槽２内に滞留している洗浄水は、残菜フィルタ５を通過し、吸込ホース６から吐出ホース９を経て回転ノズル１１へと圧送され、回転ノズル１１の直上に収納された食器類１８へ噴射される。また、モータ８が逆回転することにより、洗浄槽２内に滞留している洗浄水は、吸込ホース６から排水ホース１０を経て、排水口１３から外部へ排出される。

なお、ポンプ部分の構成は特に上述した構成に限定されるものではなく、１個のモータ軸に２室のケーシングを有し、ケーシングごとに吸込口及び吐出口を形成し、洗浄用及び排水用のインペラ−の正逆回転により洗浄及び排水を切り換える方式のポンプでも良く、また洗浄用ポンプ及びモータと排水用ポンプ及びモータを独立に設けても良い。

洗浄槽２の底部近傍には、洗浄を行う場合及びすすぎを行う場合には洗浄水を加熱し、乾燥を行う場合には洗浄槽２内の空気を加熱乾燥するためのヒータ４が配設されている。ヒータ４は、食器洗浄時に底部近傍に滞留する洗浄水位より下方に配設してある。また、筐体１の底付近には、洗浄からすすぎを経て乾燥に至る一連の動作シーケンスを各種センサを用いて実行、制御するための制御装置１２が配設されている。

図３は、本発明の実施の形態に係る食器洗い機の制御装置１２の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置１２は、少なくともＣＰＵ（中央処理装置）１２１、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３、時刻を計時するためのクロック１２４及び入出力ポート１２５等を備え、これらは互いに内部バス１２６によって接続されている。入出力ポート１２５には、水位検出手段である水位センサ（図示せず）、温度センサであるサーミスタ（図示せず）、洗浄水を加熱する又は洗浄槽２内の空気を加熱するヒータ４、ポンプ７の駆動源であるモータ８等が接続されている。

制御装置１２のＣＰＵ１２１は、ＲＡＭ１２３をワーキングエリアとして、ＲＯＭ１２２に格納されたプログラムを実行することにより、食器洗浄、すすぎ、食器乾燥等の動作シーケンスを制御する。なお、ＣＰＵを搭載するものに限定されるものではなく、ＭＰＵであっても良いし、ＬＳＩチップであっても良い。

１４は水道蛇口からホースを介して水道水を洗浄槽２内へ供給する接続部であり、給水経路は３方向に分岐している。水道水給水弁２０から供給された水道水は、水道水給水ホース２３を経て、直接洗浄槽２の水道水給水口２６から給水される。

軟水給水弁２１から供給された水道水は、Ｎホース２４を経て硬度調整装置２７の底部へと供給される。硬度調整装置２７の内部には、メッシュで仕切られた空間にイオン交換樹脂２８が充填されており、Ｎホース２４から底部へ供給された水道水は、イオン交換樹脂２８を通過する間に給水中の硬度成分を除去して軟水化され、軟水給水口３０から洗浄槽２に供給される。

また、硬度調整装置２７に充填されているイオン交換樹脂２８の上部空間には、Ｓパイプ２９が開口して配設され、さらにその先の経路には比重が水より軽いＰＰ製ボール等からなる逆止弁３４が配設され、その先の経路はＳボックス４０へと連通している。さらに、硬度調整装置２７の底部にはＫホース３１が配設され、洗浄槽底の硬水給水口３２へと連通している。硬水給水口３２の直下には、水より比重が重いセラミック製等のボールからなる圧力弁３３が配設されている。

軟水給水弁２１が開いた場合、逆止弁３４がＳパイプ２９を通ってくる水道水の流れによって浮上し、Ｓボックス４０へ連通する経路を閉鎖してＳボックス４０への給水を遮断する。また同時に、セラミックボールによる圧力弁３３は、Ｋホース３１を通ってくる水道水の流れによる大きな水圧を受けて上昇して硬水給水口３２を閉鎖し、軟水の洗浄槽２への浸入を防止する。

ただし、硬度調整装置２７の内部に滞留している水が、自重により硬水給水口３２から洗浄槽２の外部へ流れ出る場合、水圧が小さいことからセラミックボールによる圧力弁３３は沈下した状態であり、硬水給水口３２を閉鎖しない。

Ｓボックス給水弁２２はＳホース２５に連通し、さらにその先はＳボックス４０に連通している。Ｓボックス給水弁２２が開いた場合、水道水はＳボックス４０内へ供給される。なお、洗浄槽２の内部天板近傍に配設してあるＳボックス４０は着脱可能である。

Ｓボックス４０の内部には、イオン交換樹脂２８を再生するための食塩を投入するよう、底部がメッシュで構成してあるＳフィルタ４１が、Ｓボックス４０の底部から浮かせて設置してある。また、Ｓボックス４０の底面は傾斜しており、その最低部にはＳ給水口４３とＳボックスキャップ４４が配設されている。Ｓ給水口４３は、Ｓボックス給水弁２２に連通して開口しており、また硬度調整装置内のＳパイプ２９及び逆止弁３４に連通する開口があり、Ｓボックスキャップ４４がサイフォン流路を形成するよう被せてある。Ｓボックス４０の側面には、Ｓ給水口４３からＳボックス４０の内部へ供給される水道水を、Ｓフィルタ４１底部の食塩が一定量水に浸漬させて一定水位に保持するためのオーバーフロー口４５が開口している。

洗浄槽２の内壁の一部に、洗剤ボックス３５が配設されている。洗剤ボックス３５は、ダンパにより開扉可能な洗剤ボックス扉３６が自動的に開放可能にしてある。洗剤の投入時には手動で洗剤ボックス扉３６を開き、洗剤を投入した後、手動で洗剤ボックス扉３６を閉じる。洗浄の開始後、任意の時間に自動で洗剤ボックス扉３６は開放される。

また、水位センサ（図示せず）は、洗浄槽２の底部に連通して配設されており、少なくとも低水位及び高水位の２段階の水位を検知することが可能な構成となっている。なお、低水位とは、少なくともヒータ４が浸水するレベルの水量（例えば貯水量２５００ｃｃ）であり、高水位とは、それより多く、ポンプ８を通常回転で運転した場合に、いわゆるエア噛みを生じない水量（例えば貯水量３０００ｃｃ）を意味する。

本実施の形態に係る食器洗い機は、洗浄を開始する都度、イオン交換樹脂２８を塩水により再生することができ、再生した後に洗浄水を軟水化する点に特徴を有する。図４及び図５は、本発明の実施の形態に係る食器洗い機のイオン交換樹脂２８の再生処理の手順を示すフローチャートである。利用者が食器類の洗浄を開始する場合、食器類１８を食器篭３に搭載し、専用の洗剤を洗浄槽２の側壁に配設してある洗浄ボックス３５の洗剤ボックス扉３６を開けて投入し、洗剤ボックス扉３６を閉じた後、扉を閉止状態とする。利用者は、洗浄開始を指示する洗浄ボタンを押し下げる。

制御装置１２のＣＰＵ１２１が、洗浄開始を指示する洗浄ボタンの押し下げを検出した場合（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２１は、水道水給水弁２０に開放指示信号を送出する（ステップＳ４０２）。開放指示信号を受信したＥＣＵの動作により水道水給水弁２０は開放され、洗浄槽２内へ水道水が低水位まで給水される。

ＣＰＵ１２１は、水位センサによる検出値が低水位の閾値まで到達したか否かを判断し（ステップＳ４０３）、ＣＰＵ１２１が、水位が低水位の閾値まで到達していないと判断した場合（ステップＳ４０３：ＮＯ）、給水を続行する。ＣＰＵ１２１が、水位が低水位の閾値まで到達したと判断した場合（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２１は、給水が完了したものと判断して、水道水給水弁２０に閉鎖指示信号を送出し（ステップＳ４０４）、閉鎖指示信号を受信したＥＣＵの動作により水道水給水弁２０を閉鎖し給水を停止する。ＣＰＵ１１は、洗浄槽２内に滞留している水の水温を、温度検知手段から取得する（ステップＳ４０５）。

ＣＰＵ１２１は、温度検知手段により計測された水温に基づいて、一定量のスチームを生成することが可能なヒータ４への通電時間ｔｈ、及びＳボックス４０で一定濃度の塩水を生成するために必要なＳボックス４０での貯水時間ｔｓを算出する（ステップＳ４０６）。またＣＰＵ１２１は、ヒータ４への最大通電時間及びＳボックス４０での最大貯水時間に対して十分長い任意の時間ｔａ（例えば５分）をＲＡＭ１２３に記憶している。

ＣＰＵ１２１は、ヒータ４への通電を開始する通電指示信号を送出し（ステップＳ４０７）、通電指示信号を受信したＥＣＵの動作によりヒータ４へ通電する。ＣＰＵ１２１は、ヒータ４への通電を開始した時点でクロック１２４により計時を開始する（ステップＳ４０８）。

ＣＰＵ１２１は、算出した通電時間ｔｈを経過したか否かを判断する（ステップＳ５０１）。ＣＰＵ１２１が、通電時間ｔｈを経過していないと判断した場合（ステップＳ５０１：ＮＯ）、ＣＰＵ１２１は、ヒータ４へ連続通電し、洗浄槽２内の水の表面付近を加熱することにより所定量のスチームを生成する。ＣＰＵ１２１が、通電時間ｔｈを経過したと判断した場合（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２１は、時間（ｔａ−ｔｓ）が経過したか否かを判断する（ステップＳ５０２）。

ＣＰＵ１２１が、時間（ｔａ−ｔｓ）が経過したと判断した場合（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、Ｓボックス給水弁２２を一定時間、例えば２０秒開放する開放指示信号を送出し（ステップＳ５０３）、開放指示信号を受信したＥＣＵの動作によりＳボックス給水弁２２が開放され、Ｓボックス４０へ一定水量の水が給水される。Ｓボックス４０へ給水されることにより、Ｓフィルタ４１内に収納している食塩４２の底部付近が水に浸漬され、メッシュ部分から塩水が溶出して、一定濃度（約８％濃度）の塩水を生成する。

ＣＰＵ１２１は、時間ｔａが経過したか否かを判断し（ステップＳ５０４）、ＣＰＵ１２１が、時間ｔａが経過したと判断した場合（ステップＳ５０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２１は、軟水を給水する軟水給水弁２１へ開放指示信号を送出する（ステップＳ５０５）。開放指示信号を受信したＥＣＵの指示により、軟水給水弁２１が開放され、軟水給水口３４から高水位まで給水される。このとき、逆止弁３４及び圧力弁３２は閉鎖された状態となる。

軟水給水口３４からの給水により、硬度調整装置２７、Ｓパイプ２９及び逆止弁３４は軟水に浸る。ＣＰＵ１２１は、水位センサによる検出値が高水位の閾値まで到達したか否かを判断し（ステップＳ５０６）、ＣＰＵ１２１が、水位が高水位の閾値まで到達していないと判断した場合（ステップＳ５０６：ＮＯ）、給水を続行する。ＣＰＵ１２１が、水位が高水位の閾値まで到達したと判断した場合（ステップＳ５０６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２１は、給水が完了したものと判断して、軟水給水弁２１に閉鎖指示信号を送出する（ステップＳ５０７）。

開放指示信号を受信したＥＣＵの指示により、軟水給水弁２１が閉鎖され、軟水の給水が停止した場合、逆止弁３４及び圧力弁３２は圧力が低下するために開放され、硬度調整装置２７、Ｓパイプ２９及び圧力弁３２内の水は、自重により硬水給水口３２から洗浄槽２へ流れ落ちる。このとき、Ｓボックスキャップ４４内の気圧は負圧となることから、Ｓボックス４０内の塩水は、Ｓボックスキャップ４４からＳパイプ２９を通って硬水調整装置２７のイオン交換樹脂２８の上部空間へサイフォン作用により流れ落ちる。

イオン交換樹脂２８は、流れ落ちた塩水が通過する間に、イオン交換樹脂２８に貯留しているＣａ₂ ⁺、Ｍｇ₂ ⁺と塩水に含まれるＮａ⁺ とが置換することにより再生され、Ｃａ₂ ⁺、及びＭｇ₂ ⁺が多量に含まれている硬度が高い塩水となり、Ｋホース３１を通り硬水給水口３２から洗浄槽２へ流れ落ちる。したがって、すでに洗浄槽２内に高水位まで滞留している洗浄水に混ざり希釈される。

高水位まで給水した後、ＣＰＵ１２１は、Ｓボックス４０内の全部の塩水が硬度調整装置２７を通って洗浄槽２内へ流れ出て行くのに十分な一定時間ｔｗが、軟水給水弁２１に閉鎖指示信号を送出してから経過したか否かを判断する（ステップＳ５０８）。ＣＰＵ１２１が、一定時間ｔｗが経過したと判断した場合（ステップＳ５０８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、モータ８に対して逆回転を指示する排水指示信号を送出する（ステップＳ５０９）。モータ８が逆回転することにより、洗浄槽２内に滞留している洗浄水は、吸込ホース６から排水ホース１０を経て、排水口１３から外部へ排水される。

なお、硬水給水口３２から洗浄槽２へ流れ落ち、洗浄槽２内に高水位まで滞留している洗浄水は硬度の高い硬水であることから、塩溶能力に優れた洗浄水である。したがって、イオン交換樹脂２８の再生処理終了後に、硬水により食器を洗浄しても良い。

この場合、ＣＰＵ１２１は、ポンプ７の駆動源であるモータ８に正回転指示信号を送出する。洗浄槽２内に滞留している洗浄水は、残菜フィルタ５を通過し、吸込ホース６から吐出ホース９を経て回転ノズル１１へと圧送され、回転ノズル１１の直上に収納された食器類１８へ噴射される。同時にヒータ４への通電が行われ、たんぱく質が凝固しない５０℃以下の設定温度まで加熱され、温度、回転ノズル１１の機械力、及び硬水の塩溶効果で、食器に付着しているたんぱく質を表面から剥離させる。なお、所定の時間が経過した場合又は設定温度が約４５℃に到達した場合、ＣＰＵ１２１は、モータ８に対して逆回転を指示する排水指示信号を送出し、モータ８が逆回転することにより、洗浄槽２内に滞留している洗浄水を、排水口１３から外部へ排水する。

また、ヒータ４の加熱によるスチーム生成は、必ずしも必須ではなく、スチーム生成する程度まで洗浄水を加熱しないようにすることで、消費電力量の軽減を図ることも可能である。

さらに、上述した処理の終了直後に、イオン交換樹脂２８を洗浄しても良い。イオン交換樹脂２８を清浄な水道水で洗浄することにより、イオン交換樹脂２８の再生処理により洗浄槽２の底部に、排水後に滞留している硬度の高い残水の硬度を下げることができ、軟水給水における洗浄水の硬度が高くなることを防止することができ、硬度調整装置２７内に残っている塩分を排出して軟水化効率を高めることができる。図６は、本発明の実施の形態に係る食器洗い機の制御装置１２のＣＰＵ１２１のイオン交換樹脂２８の洗浄処理手順を示すフローチャートである。

ＣＰＵ１２１は、軟水給水弁２１へ開放指示信号を送出し（ステップＳ６０１）、軟水給水弁２１を開放することにより、任意の水量まで（例えば低水位まで）給水する。ＣＰＵ１２１は、水位センサによる検出値が高水位の閾値まで到達したか否かを判断し（ステップＳ６０２）、ＣＰＵ１２１が、水位が低水位の閾値まで到達していないと判断した場合（ステップＳ６０２：ＮＯ）、給水を続行する。ＣＰＵ１２１が、水位が低水位の閾値まで到達したと判断した場合（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２１は、給水が完了したものと判断して、軟水給水弁２１に閉鎖指示信号を送出する（ステップＳ６０３）。

ＣＰＵ１２１は、高水位まで給水した後、Ｓボックス４０内の全部の塩水が硬度調整装置２７を通って洗浄槽２内へ流れ出て行くのに十分な一定時間ｔｗが、軟水給水弁２１に閉鎖指示信号を送出してから経過したか否かを判断する（ステップＳ６０４）。ＣＰＵ１２１が、一定時間ｔｗが経過したと判断した場合（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、モータ８に対して逆回転を指示する排水指示信号を送出する（ステップＳ６０５）。モータ８が逆回転することにより、洗浄槽２内に滞留している洗浄水は、吸込ホース６から排水ホース１０を経て、排水口１３から外部へ排水される。以上の処理を１回又は複数回繰り返す。

上述した処理の終了後、洗剤を用いた食器の洗浄処理を開始する。図７は、本発明の実施の形態に係る食器洗い機の制御装置１２のＣＰＵ１２１の洗剤による食器洗浄の処理手順を示すフローチャートである。

ＣＰＵ１２１は、洗剤ボックス３５の洗剤ボックス扉３６の開放指示信号を送出する（ステップＳ７０１）。洗剤ボックス３５は、開放指示信号を受信したＥＣＵにより電磁弁が開放し、洗剤ボックス扉３６が開放状態となる。

ＣＰＵ１２１は、軟水給水弁２１へ開放指示信号を送出し（ステップＳ７０２）、軟水給水弁２１を開放することにより、任意の水量まで（例えば高水位まで）給水する。ＣＰＵ１２１は、水位センサによる検出値が高水位の閾値まで到達したか否かを判断し（ステップＳ７０３）、ＣＰＵ１２１が、水位が高水位の閾値まで到達していないと判断した場合（ステップＳ７０３：ＮＯ）、給水を続行する。ＣＰＵ１２１が、水位が高水位の閾値まで到達したと判断した場合（ステップＳ７０３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２１は、給水が完了したものと判断して、軟水給水弁２１に閉鎖指示信号を送出する（ステップＳ７０４）。

ＣＰＵ１２１は、高水位まで給水した後、ポンプ７の駆動源であるモータ８に正回転を指示する洗浄水噴射指示信号を送出する（ステップＳ７０５）。洗浄水噴射指示信号を受信したＥＣＵによりモータ８は正回転し、洗浄槽２内に給水された洗浄水は、残菜フィルタ５を通過し、吸込ホース６から吐出ホース９を経て回転ノズル１１へと圧送され、回転ノズル１１の直上に収納された食器類１８へ噴射される。回転ノズル１１からの噴射された洗浄水により、開放されている洗剤ボックス３５内の洗剤が洗浄水中に溶け出し、軟水と洗剤とが混合した洗浄水となる。

ＣＰＵ１２１は、同時にヒータ４へ通電指示信号を送出し（ステップＳ７０６）、洗剤が効果を呈する設定温度まで洗浄水を加熱することにより、温度、回転ノズル１１の機械力、及び洗剤の作用により食器を効果的に洗浄する。ＣＰＵ１２１は、所定の設定時間ｔｙが経過したか否かを判断する（ステップＳ７０７）。

ＣＰＵ１２１が、所定の設定時間ｔｙが経過していないと判断した場合（ステップＳ７０７：ＮＯ）、ＣＰＵ１２１は、洗浄水の温度が６０℃に到達したか否かを判断する（ステップＳ７０８）。ＣＰＵ１２１が、洗浄水の温度が６０℃に到達していないと判断した場合（ステップＳ７０８：ＮＯ）、ステップＳ７０７へ戻る。

ＣＰＵ１２１が、所定の設定時間ｔｙが経過したと判断した場合（ステップＳ７０７：ＹＥＳ）、又は洗浄水の温度が６０℃に到達したと判断した場合（ステップＳ７０８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２１は、モータ８に対して逆回転を指示する排水指示信号を送出する（ステップＳ７０９）。排水指示信号を受信した場合、モータ８が逆回転することにより、洗浄槽２内に滞留している洗浄水を、排水口１３から外部へ排水する。

次に、同じく軟水給水弁２１から給水された水道水を、ヒータ４で加熱することなく回転ノズル１１から噴射することによるすすぎ処理を数回繰り返し実行し、最後のすすぎ処理では、ヒータ４で過熱した温水を回転ノズル１１から噴射することにより温水すすぎを行う。所定の設定時間が経過した場合又はすすぎに用いる温水の温度が約７０℃に到達した場合、すすぎに用いた温水を洗浄槽２の外部へ排水する。なお、食器洗い乾燥機では、排水が終了した後、送風ファン（図示せず）からの温風で食器を乾燥させる乾燥処理が行われる。

図８は、難洗浄汚れである口紅（ランコムＮＯ．５０）を、湯のみの口接触部の外周及び内面に２０×４０ｍｍの寸法で塗布した後３０分放置し、本実施の形態に係る食器洗い機で洗浄試験を行った結果を示す図である。図８中で◎印は全く汚れが残っていない状態を、○印は小さな点状の汚れが１０箇所以下残っている状態を、△印は表面積の１割以下汚れが残っている状態を、×印は表面積の５割以下汚れが残っている状態を、×××印は表面積の５割を超えた汚れが残っている状態を、それぞれ意味している。なお、軟水化した５ｐｐｍの水以外は、通常の硬度である６０ｐｐｍの水を用いて実験している。

図８に示すように、汚れの残った表面積により洗浄効果を評価した場合、通常の硬度である６０ｐｐｍの給水を用いた場合より、さらに軟水化した硬度が５ｐｐｍの水を用いた場合の方が、ほとんどの市販洗剤、市販石鹸及び重曹に対して洗剤性能が向上し、洗剤量を減少することが可能となっている。換言すれば、通常の洗剤使用量で難洗浄汚れである口紅が落ちない場合であっても、軟水化させた水を用いることにより落とすことができる可能性がある。

また、本実施の形態に係る食器洗い機では、食器を洗浄する場合に洗浄水を軟水化させるため、洗剤の代わりに石鹸を用いた場合であっても、石鹸と硬度の高い成分とが結合して石鹸カスを生成することがなく、白粉状の汚れが食器に付着せずに、難洗浄汚れの洗浄性能が向上する。

また、同様に重曹等の炭酸塩を用いても炭酸塩と硬度の高い成分とが結合して炭酸カルシウムを生成することがなく、白粉状の汚れが食器に付着せずに、難洗浄汚れの洗浄性能が向上する。

以上のように本実施の形態によれば、イオン交換樹脂を洗浄を開始する都度再生することができ、通常の水道水よりもさらに低い硬度の水により生成した洗浄水を用いて食器を洗浄することにより、洗浄性能を高めることが可能となる。また、給水を軟水化させて洗浄することにより洗剤に含まれている炭酸塩及び過炭酸塩等のアルカリ剤及び漂白剤の効果を十分に奏することができ、洗浄性能が向上し、特に油脂汚れ、茶渋等に対する洗浄性能が向上する。さらに、運転開始直後に再生動作を行うことから、例えば前回の運転時に用いた硬度の高い洗浄水を蓄えておくことにより、洗浄水の硬度を高く維持することが容易となり、たんぱく質に対する洗浄効果が高くなる。

なお、上述した実施の形態は、食器洗い機の機能を含む複合機でも同様の効果を奏することができ、例えば食器洗い乾燥機においても同様の効果を奏することが可能となる。

従来の食器洗い機の正面から見た要部構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る食器洗い機の正面から見た要部構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る食器洗い機の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る食器洗い機のイオン交換樹脂の再生処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る食器洗い機のイオン交換樹脂の再生処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る食器洗い機の制御装置のＣＰＵのイオン交換樹脂の洗浄処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る食器洗い機の制御装置のＣＰＵの洗剤による食器洗浄の処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る食器洗い機で洗浄試験を行った結果を示す図である。

符号の説明

１ 筐体
２ 洗浄槽
３ 食器篭
４ ヒータ
７ ポンプ
１１ 回転ノズル
１２ 制御装置
１５ 給水弁
１８ 食器類
２０ 水道水給水弁
２１ 軟水給水弁
２２ Ｓボックス給水弁
２７ 硬度調整装置
２８ イオン交換樹脂
３０ 軟水給水口
３２ 硬水給水口
３３ 圧力弁
３４ 逆止弁
３５ 洗剤ボックス
３６ 洗剤ボックス扉
４０ Ｓボックス
４１ Ｓフィルタ
４２ 食塩

Claims (8)

1. 外部から給水口を介して供給された水の硬度をイオン交換樹脂により調整し、硬度を調整した水を排出口から洗浄槽内へ排出し、排出口から排出された硬度を調整した水を食器に対して噴射する食器洗い機において、
   塩水を前記給水口から給水し前記イオン交換樹脂に通水させて洗浄槽内へ前記排出口から排出する手段、
   前記洗浄槽内に排出された水を食器に対して噴射させる手段、及び
   噴射した水を外部へ排水する手段からなるイオン交換樹脂再生手段と、
   該イオン交換樹脂再生手段で水が外部へ排出された後、前記給水口から供給される水の硬度を給水時より低い硬度に調整する手段と、
   低い硬度に調整された水と洗剤とを混合させ洗浄水を生成する手段と、
   前記洗浄水を食器に対して噴射させる手段と、
   前記塩水又は洗浄水を加熱する手段と
   を備え、
   前記洗浄水の温度は前記塩水の温度より高くなるように構成されていることを特徴とする食器洗い機。
2. 前記塩水の温度は５０℃以下であり、前記洗浄水の温度は５０℃より高いことを特徴とする請求項１記載の食器洗い機。
3. 重曹、セスキ炭酸ナトリウム、及び炭酸ナトリウムのうちの少なくとも１つのナトリウム炭酸塩を前記洗剤に代用することを特徴とする請求項１又は２記載の食器洗い機。
4. 石鹸を前記洗剤に代用することを特徴とする請求項１又は２記載の食器洗い機。
5. 外部から給水口を介して供給された水の硬度をイオン交換樹脂により調整し、硬度を調整した水を排出口から洗浄槽内へ排出し、排出口から排出された硬度を調整した水を食器に対して噴射する食器洗い機で食器を洗浄する食器洗浄方法において、
   塩水を前記給水口から給水し前記イオン交換樹脂に通水させて洗浄槽内へ前記排出口から排出し、
   前記洗浄槽内に排出された水を食器に対して噴射し、
   噴射した水を外部へ排水する第１の工程と、
   水が外部へ排水された後、前記給水口から供給される水の硬度を給水時より低い硬度に調整し、
   低い硬度に調整された水と洗剤とを混合させ洗浄水を生成し、
   生成した洗浄水を前記塩水の温度より高い温度に加熱し食器に対して噴射する第２の工程と
   を含むことを特徴とする食器洗浄方法。
6. 前記第１の工程での塩水の温度は５０℃以下であり、前記第２の工程での洗浄水の温度は５０℃より高いことを特徴とする請求項５記載の食器洗浄方法。
7. 石鹸を前記洗剤に代用することを特徴とする請求項５又は６記載の食器洗浄方法。
8. 重曹、セスキ炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウムのいずれかである炭酸塩を前記洗剤に代用することを特徴とする請求項５又は６記載の食器洗浄方法。

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