JP4893714B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

本発明は、洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給することによって除菌、防カビを可能とする洗濯機に関するものである。

昔から、洗濯機は何時でも多くの湿気を保持しているため、内部で菌、カビが発生し易い場所として危惧されてきた。

そこで、洗濯機には洗濯槽の除菌、防カビを行う方法がいくつか提案されてきている。一般的には洗濯槽内部をヒータ利用によって十分に乾燥させる方法である。しかしながら、利用者がいつのタイミングで洗濯槽の乾燥を行うべきなのかわからないし、利用する頻度によっては多くの電気代を伴ってしまう。ヒータで洗濯槽を乾燥させる方法は除菌、防カビ対策として良いことであると分かっていても、利用者に活用されない場合さえもある。

他の手段として、洗濯槽に使用させる樹脂部品あるいは金属部品に抗菌成分を添加して除菌、防カビを行うこともある。例えば特許文献１には洗濯槽の表面に有機系微生物繁殖抑制物質を配合した樹脂膜で被覆することが記載されている。

また他の手段として、洗濯時に洗濯槽内部に除菌、防カビ成分を供給する方法も提案されている。例えば特許文献２にはすすぎ時にＡｇイオンを供給することによって衣類の除菌抗菌を行うとともに洗濯槽に対する除菌、防カビを実施しようとするものである。
特開平８−２５２３９２号公報 特開２００１−２７６４８４号公報

しかしながら、前記従来の構成の特許文献１では、洗濯槽の表面に洗濯カス等が付着して、そこを起点に菌、カビが繁殖する場合には、このような構成部品に抗菌成分を添加してもあまり効果的でないことが確認されている。

また従来の構成の特許文献２では、防カビに必要なＡｇイオンを供給しようと思うと衣類への悪影響も危惧されるとともに、Ａｇイオン発生にかかる費用も無視できなくなる。したがって、より経済的に安価な手段が要望されている。

本発明は、上記課題を解決するもので、比較的経済的に安価な手法で洗濯槽と外槽を処理することによって常に清潔な状態に維持することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給することによって除菌、防カビを可能とする機能を具備しているものである。

これによって、洗濯槽と外槽に静電霧化発生手段からマイナスイオンミストが供給され
ることで、洗濯槽と外槽を菌カビの繁殖から守り、常に清潔な状態に維持することができる。

本発明の洗濯機は、洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給することによって洗濯槽と外槽を菌カビの繁殖から守り、常に清潔な状態に維持することができる。

第１の発明は、洗濯物を収容する洗濯槽と、洗濯槽を回転可能に内装した外槽と、外槽に洗濯水を供給する給水手段と、前記洗濯物に静電霧化発生粒子を供給する静電霧化発生手段と、空気を循環させる循環風路とを備え、洗濯工程は、洗濯物を洗濯水と洗剤で洗浄する洗浄工程と、洗濯物を洗濯水ですすぐすすぎ工程と、洗濯物から洗濯水を脱水する脱水工程と、洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給するアフターケア工程とを順次行うことにより、洗濯槽と外槽に静電霧化発生手段からマイナスイオンミストが供給されることで、洗濯槽と外槽を菌カビの繁殖から守り、常に清潔な状態に維持することができる。

また、静電霧化発生手段は、放電極と、放電極に高電圧を印加するための電圧印加手段と、放電極に水を供給する水供給手段から構成されることにより、ナノメータサイズのマイナスイオンミストを安定して発生させることができる。

また、水供給手段は、放電極を冷却して空気中の水分を結露させて放電極に結露水を生成させるペルチェ素子を備え、静電霧化発生手段は前記循環風路に設けられたバイパス風路に設けられていることにより、放電極に水を供給するために水タンクを具備することなく、空気中に存在する湿度を利用してメンテナンスフリーで放電極に水を供給することが可能となる。

第２の発明は、第１の発明の洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給するアフターケア工程は、洗濯物を洗濯機から取り出した後に、実施することにより、洗濯槽の高速回転に必要なエネルギーを低減できるとともに、静電霧化発生手段からのマイナスイオンミストを洗濯槽と外槽の全体にまんべんなく行き渡らせることができる。

第３の発明は、第１または第２の発明の洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給するアフターケア工程は、洗濯槽を回転させながら、外槽と連通する経路部で発生させた静電霧化発生粒子を送風機によって送風することによって洗濯槽と外槽に供給することにより、発生した静電霧化粒子の損失を抑制しながら、静電霧化発生手段からの十分なマイナスイオンミスト量を洗濯槽と外槽の全体にまんべんなく行き渡らせることができる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか一つの発明の洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給するアフターケア工程は、洗濯槽付近または外槽付近の温度が５℃以下または４０℃以上の場合には実施しないように制御することにより、菌、カビが成長し難い環境を認識した場合にはアフターケア工程を省くことによって、電力の無駄を削減することができる。

第５の発明は、第１〜第４のいずれか一つの発明の静電霧化発生粒子は、回転可能な洗濯槽の底面部から洗濯槽内部に導入されることにより、発生した静電霧化粒子の損失を抑制しながら、静電霧化発生手段からの十分なマイナスイオンミスト量を洗濯槽と外槽の全体にまんべんなく行き渡らせることができる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれか一つの発明の洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給するアフターケア工程は、洗濯槽の回転速度の強弱と前記送風機の強弱の組み合わせ
で構成されることにより、送風機が受ける圧損を制御して洗濯槽と外槽の間に十分なマイナスイオンミスト量をまんべんなく行き渡らせることができる。

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静電霧化発生手段となる静電霧化発生装置の横方向からの概略構成図である。

静電霧化発生装置は、図１に示すように放電極１および該放電極１に対向配置した対向電極２と、放電極１に水を供給する水供給手段３と、放電極１と対向電極２との間に高電圧を印加する電圧印加手段４とを備え、電圧印加手段４にて放電極１と対向電極２との間に高電圧を印加することで放電極１に供給した水を静電霧化するものである。ここでは５．５ｋＶの負電圧を印加して静電霧化させ、その時の放電電流値が６μＡとなるようにフィードバック制御を行った。

静電霧化は、高電圧の印加によって放電極１側が負電極となって電荷が集中するとともに放電極１の表面に付着した水が円錐形状に盛り上がってテイラーコーンが形成され、このテイラーコーンの先端に電荷が集中して高密度となってこの高密度の電荷の反発力ではじけるようにして水が分裂・飛散するレイリー分裂を繰り返すことで行われる。この時、テイラーコーンの形成は放電極１の表面の濡れ性に影響されるもので、濡れ性が小さいと所定のテイラーコーンが形成されず静電霧化される量が確保できないため、放電極１の表面の濡れ性を所定確保する必要がある。

水供給手段３は、ペルチェ素子５からなる冷却手段を備えたもので、この冷却手段にて放電極１を冷却させて空気中の水分（湿気）を放電極１の先端部の表面に結露させることで水を供給するものである。ここで静電霧化に必要な水量は０．５ｍｌ／ｈ程度である。ペルチェ素子５の放電極１側の端部が冷却部５ａ、その反対側の端部が放熱部５ｂとなっており、冷却部５ａは放電極１に熱的に接続してあるとともに、放熱部５ｂは放熱フィン６に熱的に接続してある。

図２は、本発明の第１の実施の形態における静電霧化発生装置が設置された洗濯乾燥機の断面図であり、図３は、本発明の第１の実施の形態における静電霧化発生装置が設置された洗濯乾燥機の背面図である。

図２において、本体７の内部には、複数のサスペンション８によって弾性的に支持された円筒状の外槽９を設け、洗濯、脱水時の振動をサスペンション８によって吸収する。外槽９の内部には、衣類を収容する円筒状の内槽（洗濯槽）１０を回転可能に設け、駆動手段である駆動モータ１１により回転駆動される。外槽９は洗濯工程においては、衣類の洗濯室となり、乾燥工程においては、衣類の乾燥室となる。

本体７の前面には衣類を出し入れする開口部７ａと、これを開閉する扉１２が設けられている。扉１２は洗濯槽内部の衣類が観察可能なように透明なガラス製でできている。外槽９および内槽１０の前面側にも同様の開口部を有し、この外槽９の開口部はベローズによって本体７の開口部７ａと水密に連結されている。外槽９の底部には洗濯水を排出する排水口１３を有し、排水経路を開閉する排水弁１４に連結されている。洗濯時は排水弁１４が閉じられ、外槽９内に所定量の洗濯水を溜めることができる。送風手段である送風機１５は、本体７の上方部に設けられている。

送風機１５は、内槽１０及び外槽９を通過してきた乾燥用空気を外槽９の上方に設けられた外槽出口１６から吸込み、外槽９の背面に設けられた上流側循環風路１７内を送風させ、矢印ａのように上流側循環風路入口１８から上流側循環風路出口１９へと導出する。また、外槽９の外面には下流側循環風路２０が設けられ、下流側循環風路入口２１から入った乾燥用空気を矢印ｂの方向に送風して吹き出し口２２から外槽９及び内槽１０内に供給する。

外槽９の背面下部には、圧縮機２３と圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器２４と高圧の冷媒の圧力を減圧するための減圧手段（図示せず）と減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器２５とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置２６を配置し、本体７内の空きスペースを有効利用して収容されている。熱交換風路２７は、送風機１５により送風される空気を矢印ｃの方向に吸熱器２５から放熱器２４へと流すためのものであり、本体７の左右方向に圧縮機２３を熱交換風路２７と並べて配設している。熱交換風路２７の入口側は上流側循環風路出口１９と連通され、出口側は下流側循環風路入口２１と連通されている。

外槽９からに吸熱器２５に至るまでの上流側循環風路１７には、ここを流れる空気を本体７の外へ排気するための排気口２８が本体７の上面に設けられている。排気口２８には開閉自在のルーバー２９が設けられ、排気口２８から排気を行うかどうかの選択及び排気方向の調整ができるようになっている。

また、上流側循環風路１７の排気口２８の下流には外気を吸気する吸気口３０が設けられている。吸気口３０は、排気口２８と送風機１５の間に位置しており、電磁弁等の開閉弁からなる吸気弁３１により吸気口３０の開閉手段を構成し、吸気を行うかどうかを選択することができる。

下流側循環風路入口２１と熱交換風路出口２７ａとは、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる給気ホース３２を介して連通し、外槽出口１６と上流側循環風路入口１８も同様に、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる排気ホース３３を介して連通しており、外槽９の振動がヒートポンプ装置２６へと伝達されることを防いでいる。また、熱交換風路２７の下部には、吸熱器２５からの除湿水を貯めるドレン水容器３４が設けられており、ドレン水容器３４に貯まった水は排水ポンプ３５から機体外へと排出される。

ヒートポンプ装置２６は、圧縮機２３、および圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器２４、および高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り弁や毛細管等からなる減圧手段、および減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器２５とを冷媒が循環するように管路で連結されて、ヒートポンプサイクルを実現する。

静電霧化発生装置３６は下流側循環風路２０の上方部に配置されている。図４に本発明の第１の実施の形態における静電霧化発生装置３６と風路に関する要部断面構成図を示す。静電霧化発生装置３６は下流側循環風路２０にバイパス風路３７を設けて配されており、送風機１９よって発生する循環風を利用して、バイパス風路入口３７ａからの風が静電霧化発生装置３６を通過してバイパス風路出口３７ｂを経て下流側循環風路２０へと戻される時に、静電霧化発生粒子を随伴させ、吹き出し口２２から外槽９及び内槽１０内に供給することができる。吹き出し口２２には衣類が下流側循環風路２０側に侵入するのを防止するためにフィルター（図示せず）が配設されている。

以上のように構成された洗濯機について、以下にその動作、作用を説明する。まず、洗濯工程を始めるにあたり、内槽１０内に洗濯物を投入する。また、洗浄工程に必要な量の洗剤を予め準備しておく。以上の作業を使用者が洗濯を開始する準備作業として実施し、
洗濯機のスイッチをオンする。

洗濯機を運転させると、給水弁が開となり外槽９内に洗濯水が所定量給水されるとともに洗剤も投入される。駆動モータ１１の運転により内槽１０を正逆運転させ、洗濯物にある程度機械力を与えながら洗浄する。洗浄工程を終了すると、排水弁を開にして洗浄液を排水する。その後内槽１０を高速回転させる簡易脱水工程と、再度水道水を給水して洗濯物に付着している洗剤を十分にすすぐためのすすぎ工程と移行し、すすぎ工程は通常２回実施されることが多い。その場合には第１すすぎ工程の後にすすぎ水を排水して、その後内槽１０を高速回転させる簡易脱水工程、再度水道水を給水して洗濯物を十分にすすぐための第２すすぎ工程を実施した後に、最終脱水工程を実行して通常の洗濯工程終了サインを利用者に知らせる。

利用者が洗濯機から洗濯物を取り出したのをセンサーで確認した後に、本実施の形態ではさらにアフターケア工程として内槽１０を回転させながら内槽１０と外槽９に静電霧化発生粒子を所定時間（本実施の形態では３０分）供給する。その時、洗濯機に具備された温度センサー（図示せず）によって内槽付近または外槽付近の温度が５℃以下または４０℃以上と検知された場合には、アフターケア工程は不必要と判断して、アフターケア工程が設定されていても省略する。すなわち５℃以下または４０℃以上ではほとんど菌、カビが繁殖する可能性が低いためである。

アフターケア工程は内槽１０を高速回転させながら、送風機１５を定格能力で送風して静電霧化発生粒子を供給するアフターケアＡコースと、内槽１０を低速回転させながら、送風機１５を約１／３定格能力で送風して静電霧化発生粒子を供給するアフターケアＢコースと、内槽１０を低速回転させながら、送風機１５を定格能力で送風して静電霧化発生粒子を供給するアフターケアＣコースとを組合せて実施する。このアフターケア工程によって静電霧化発生粒子を内槽１０と外槽９および循環風路の全体に行き渡らせることができる。特に内槽１０を回転させながら、内槽１０の底面部から静電霧化発生粒子を供給することで吹き出し口２２に配設されたフィルター（図示せず）が送風機１５の圧損となり、内槽１０と外槽９とで風路遮蔽をおこなっているラビリンスシール部（図示せず）および内槽１０と外槽９とで構成される空間部にも十分な静電霧化発生粒子を供給することが可能となる。静電霧化発生粒子からのマイナスイオンミスト中にはヒドロキシラジカルが数多く存在し、これによって除菌およびカビ胞子の成長抑制を行うことができる。マイナスイオンミストは中心径が約５ｎｍの非常に微細粒子であるため、拡散性が高く、滞留時間も長い。ラジカルトラップ濃度は約３００μｍｏｌ／Ｌであった。

アフターケア工程はオプション選択機能であるが、利用者が一旦選択した場合には設定を解除しないかぎり、洗浄、すすぎ、脱水が終了した後に毎回実施する。しかし洗濯後に乾燥機能を選択した場合には槽内温度が４０℃以上に達するので、アフターケア工程を実施する必要はない。その結果、最初に清潔な洗濯槽内部は長期的にも菌が除菌され、カビの胞子は存在しても菌糸が発芽しないため、嫌な臭いを発生することはない。

実際の効果検証は新品の洗濯機にカビセンサーを利用しておこなった。カビセンサーは酸素と水分を透過するフィルムで栄養分を含んだカビ胞子（ユーロチウム、アルタナリア）を包み、洗濯槽外壁部に３箇所点在設置させ、さらに内槽と外槽との風路遮蔽部に３箇所点在設置した。洗濯条件は、２５℃、相対湿度６５％の環境実験室で、実用衣類７ｋｇを利用して毎日１回の洗濯を継続して１ヶ月行った。また洗浄水として、洗浄工程と第１すすぎ１工程では２０℃の風呂模擬水を使用し、第２すすぎ工程では２０℃の水道水を使用した。ここで風呂模擬水とは、１８０Ｌの風呂水に大人４人が入浴したことを想定した水のことである。アフターケア工程３０分のうち、アフターケアＣコースとして洗濯槽８０ｒｐｍ、送風機２７００ｒｐｍで５分間、アフターケアＡコースとして洗濯槽５００ｒ
ｐｍ、送風機２７００ｒｐｍで１５分間、アフターケアＢコースとして洗濯槽８０ｒｐｍ、送風機６００ｒｐｍで１０分間の構成とした。

その結果、カビセンサーは初期の胞子状態を保ち、ほとんど菌糸の成長は確認されなかった。

なお、本実施の形態に対する比較例として、上記アフターケア工程を利用した場合に対し、アフターケア工程を利用しないで、２５℃、相対湿度６５％の環境実験室で、実用衣類７ｋｇを利用して毎日１回の洗濯を継続して行った。また洗浄水として、洗浄工程と第１すすぎ工程では２０℃の風呂模擬水を使用し、第２すすぎ工程では２０℃の水道水を使用した。第１の実施の形態と同じように新品の洗濯機にカビセンサーを洗濯槽外壁部に３箇所と内槽と外槽との風路遮蔽部に３箇所設置した。その結果、１週間後にはカビセンサーから菌糸が大きく成長しており、１ヶ月後には内槽と外槽との風路遮蔽部で赤色酵母（ロドトルラ）の繁殖も確認された。

したがって、洗濯機の内部は菌、カビの繁殖に好適な環境であるが、本実施の形態のようなアフターケア工程を毎日継続的に行いことで洗濯槽の内部を菌、カビの繁殖から防ぐことができた。

本実施の形態では、洗濯槽から洗濯物を取り出してから静電霧化発生粒子を供給するアフターケア工程行ったが、これに限定される訳ではない。洗濯槽内部に洗濯物が存在する状態でアフターケア工程を行っても、アフターケア工程を行わない場合と比較すると洗濯槽内部を清潔に保つには効果的である。しかしながら、洗濯物に静電霧化発生粒子を捕集されるため、アフターケア工程を１時間以上する必要があった。さらに濡れた洗濯物が存在していると洗濯槽を回転させる負荷も大きいため、その分電力の消費量が多くなり、経済的ではなくなる。

本実施の形態では、乾燥機能を有する洗濯機で説明したため、乾燥時に使用する送風機を静電霧化発生粒子用に使用したが、これに限定される訳ではない。静電霧化発生粒子用のファンを専用で使用しても良い。

本実施の形態では、静電霧化発生粒子は回転可能な洗濯槽の底面部から洗濯槽内部に導入したが、これに限定される訳ではない。洗濯槽の前面上部方向から静電霧化発生粒子を導入することも可能である。しかしながら、回転可能な洗濯槽の底面部から洗濯槽内部に静電霧化発生粒子を導入することで、洗濯槽内部で最も菌、カビが繁殖し易い、内槽と外槽との風路遮蔽をおこなっているラビリンスシール部を長期的に清潔にすることができた。

本実施の形態では、アフターケア工程はアフターケアＣコース５分、アフターケアＡコース１５分、アフターケアＢコース１０分の構成としたが、これに限定される訳ではない。洗濯槽の回転時に発生する吹き出し口２２に配設されたフィルターの圧損をうまく活用して、内槽と外槽とで風路遮蔽をおこなっているラビリンスシール部および内槽と外槽とで構成される空間部に十分な静電霧化発生粒子を供給できるように最適化すればよい。そのためには洗濯槽の回転速度の強弱と送風機の強弱の組み合わせが重要となる。

本実施の形態では、静電霧化発生手段として結露水を生成させるペルチェユニットを備えるものを使用したが、これに限定される訳ではない。静電霧化発生手段の利用する水量は０．５ｍｌ／ｈ程度であるので、数回分を水タンクで供給してもよい。また洗濯時の給水経路を利用して溜め水部を意図的に作り、その溜め水部から放電極に水を供給することも可能である。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給することによって洗濯槽と外槽を菌カビの繁殖から守り、常に清潔な状態に維持することができるため、除菌、防カビが必要な水回り設備機器などに適用できる。

本発明の第１の実施の形態における静電霧化発生手段となる静電霧化発生装置の横方向からの概略図 本発明の第１の実施の形態における静電霧化発生装置が設置された洗濯乾燥機の断面図 本発明の第１の実施の形態における静電霧化発生装置が設置された洗濯乾燥機の背面図 本発明の第１の実施の形態における静電霧化発生装置と風路に関する要部断面構成図

１ 放電極
２ 対向電極
３ 水供給手段
４ 電圧印加手段
５ ペルチェ素子
６ 放熱フィン
９ 外槽
１０ 内槽（洗濯槽）
１１ 駆動モータ（回転手段）
１５ 送風機
２０ 下流側循環風路
３６ 静電霧化発生装置
３７ バイパス風路

Claims (6)

1. 洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽を回転可能に内装した外槽と、前記外槽に洗濯水を供給する給水手段と、前記洗濯物に静電霧化発生粒子を供給する静電霧化発生手段と、空気を循環させる循環風路とを備え、洗濯工程は、前記洗濯物を洗濯水と洗剤で洗浄する洗浄工程と、前記洗濯物を洗濯水ですすぐすすぎ工程と、前記洗濯物から前記洗濯水を脱水する脱水工程と、前記洗濯槽と前記外槽に前記静電霧化発生粒子を供給するアフターケア工程とを順次行い、前記静電霧化発生手段は、放電極と、前記放電極に高電圧を印加するための電圧印加手段と、前記放電極を冷却して空気中の水分を結露させて前記放電極に結露水を生成させるペルチェ素子とを備え、前記静電霧化発生手段は前記循環風路に設けられたバイパス風路に設けられていることを特徴とする洗濯機。
2. 洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給するアフターケア工程は、前記洗濯物を洗濯機から取り出した後に実施することを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
3. 洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給するアフターケア工程は、洗濯槽を回転させながら、外槽と連通する経路部で発生させた静電霧化発生粒子を送風機によって送風することによって洗濯槽と外槽に供給されることを特徴とする請求項１または２に記載の洗濯機。
4. 洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給するアフターケア工程は、洗濯槽付近または外槽付近の温度が５℃以下または４０℃以上の場合には実施しないように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の洗濯機。
5. 静電霧化発生粒子は回転可能な洗濯槽の底面部から洗濯槽内部に導入されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の洗濯機。
6. 洗濯槽と外槽に静電霧化発生粒子を供給するアフターケア工程は、洗濯槽の回転速度の強弱と前記送風機の回転速度の強弱の組み合わせで構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の洗濯機。