JP5197757B2 - 材料送出システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、包括的には、材料小出し（dispensing）システムに関する。より詳細には、本発明は、材料小出しシステムを運転及び制御する方法及びシステムに関する。

洗濯機（たとえば、食器洗浄機、クリエート洗浄機、瓶洗浄機、器具洗浄機、衣類洗濯機等）は、より複雑化してきたため、システムは、そのような機械に製品（たとえば、洗剤、殺菌剤、すすぎ補助剤、化学物質等）を自動的に供給するように実装され、該製品は、液体、濃縮物、圧縮物、顆粒、及び／又は、粉末等の形態で生産され得る。そのような材料は様々なタイプの洗濯機に自動的に送出され、それらの濃度は様々な方法を用いて監視され得る。

一実施形態では、水及び材料が加えられる洗濯タンクを有する洗濯システムの１つ又は複数の動作パラメータを求める方法が、洗濯タンクに加えられる水に少なくとも部分的に起因して低下する材料の濃度を監視することを含む。該方法はまた、材料小出し動作中に小出しにされる材料を洗濯タンク内に小出しにすることによって材料の濃度を維持することも含む。加えて、該方法は、材料小出し動作中に材料が小出しにされる速度を指示するパラメータを生成することを含む。該方法はまた、生成したパラメータに少なくとも部分的に基づいて水流異常の存在を判断することも含む。

別の実施形態では、本発明は、水及び材料が加えられるタンクを有する洗濯システムの１つ又は複数の動作パラメータを求めるシステムを提供する。該システムは、センサと、小出し装置と、制御装置とを備える。センサは、タンクに位置付けられ且つ材料濃度を指示する第１の信号を生成する。小出し装置は、計量された量の材料をタンク内に小出しにし、且つ小出しにされる材料の量を指示する第２の信号を生成する。材料は、材料濃度が所定の材料濃度しきい値を上回るように維持するために小出しにされる。制御装置は、センサからの第１の信号及び小出し装置からの第２の信号を受信し、タンクに加えられる材料の量及び該材料がタンクに加えられる頻度を指示するパラメータを求め、且つ、該パラメータをタンクに加えられる水の量と相関させる。

別の実施形態では、水が加えられるタンクを有する洗濯システムに２つ以上の材料を送出する方法が、タンク内の第１の材料の所望の材料濃度を指示する第１の材料濃度しきい値を求めること、タンク内の第２の材料の所望の材料濃度を指示する第２の材料濃度しきい値を求めること、及びタンク内の材料濃度を監視することを含む。該方法は、第１の材料のみがタンクに送出される第１のモード中に、第１の材料濃度しきい値に達するために、監視した材料濃度に必要な第１の材料の第１の投与速度を求めること、及び第１の投与速度に基づいて第１の水流を求めることを含む。該方法はまた、第１の材料及び第２の材料がタンクに送出される第２のモード中に、第２の材料濃度しきい値に達するために、監視した材料濃度に必要な第２の材料の第２の投与速度を求めること、及び第２の投与速度に基づいて第２の水流を求めることを含む。求めた第１の水流又は第２の水流に少なくとも部分的に基づいて水流異常の存在を判断する。

本発明の他の実施形態は、詳細な説明及び添付の図面を考慮することによって明らかになるであろう。

本発明の一実施形態による例示的な小出しシステムを示す。 本発明の一実施形態による例示的な小出し蓋を示す。 本発明の別の実施形態による例示的な小出しシステムを示す。 本発明の一実施形態による例示的な洗濯システムを示す。 本発明の一実施形態による、洗濯システムに関連付けられる水流を求めることができる例示的なプロセスを示す。 本発明の一実施形態による、洗濯システムに関連付けられる水流を求めることができる例示的なプロセスを示す。

本発明のいずれかの実施形態について詳細に説明する前に、本発明は、その用途を、以下の説明で明記されるか又は添付の図面に示された構成要素の構造及び構成の細部に限定されることがないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態を実施することができ、また、様々な方法において実施又は実行することができる。また、本明細書において用いられる表現及び用語は、説明の目的のためのものであり、限定としてみなされるべきではないことを理解されたい。本明細書における「含む」、「備える」、又は「有する」、及びこれらの変形の使用は、その後に列挙される事項及びそれらの均等物並びに追加的な事項が包含されることを意味する。特定又は別な方法で限定されない限り、「取り付けられる」、「接続される」、「支持される」、及び「結合される」という用語並びにそれらの変形は、広義に使用され、直接的及び間接的の双方の、取り付け、接続、支持、及び結合を包含する。さらに、「接続される」及び「結合される」とは、物理的又は機械的な接続又は結合に限定されない。

本発明の実施形態は、洗濯システムの洗濯タンクに提供される材料の濃度が所定の濃度設定点を上回るように維持しながら、その材料の量を求めるシステム及び方法に関する。これは、たとえば、材料小出しシステム及び１つ又は複数のセンサを用いて達成することができる。本発明の実施形態はまた、所定の持続時間の間に洗濯タンクに加えられる材料の量と洗濯システムの洗濯タンクに出入りする水の量との相互関係を求めることに関する。一実施形態では、１回の投与量（又は複数回の投与量）の材料を洗濯タンクに加えて、（センサによって監視されるように）洗濯タンクの材料濃度が所定の材料濃度設定点を上回るように維持する。制御装置が、投与される材料の量を監視し、洗濯タンクに加えられた材料の量と、通常の使用中に洗濯タンクに加えられる、材料の所定の予想される量又は「通常の」量とを比較し得る。次いで、この比較値を洗濯システムに出入りする水の量と相関させることができ、これは、水流の異常を識別するのに用いることができる。たとえば、洗濯タンクに加えられる材料の量が（所定の持続時間にわたる）予想される量よりも多い場合、過剰な水使用が識別され得る。代替的に、洗濯タンクに加えられる材料の量が（所定の持続時間にわたる）予想される量よりも少ない場合、不足した水使用が識別され得る。そのような水流の異常を識別することによって、有益な情報がたとえば警告又はメッセージを通じてユーザに提供される。加えて、水流の異常は、流量計又は他の感知装置を用いることなく識別することができ、これによって洗濯システムの全体的な複雑性を低減することができる。

他の実施形態では、洗濯タンクに提供される材料の投与速度が求められ、洗濯システムに出入りする水の量と相関され、これを用いて水流の異常を識別することができる。

図１は、例示的な小出しシステム１００を示す。いくつかの実施形態では、小出しシステム１００は、（たとえば、洗剤、殺菌剤、すすぎ補助剤、化学物質等のような）顆粒材料又は粉末材料を小出しにするか又は送出するように構成されている。他の実施形態では、小出しシステム１００は、代替的な形態（たとえば、液状物質）の材料を小出しにするように構成されてもよい。加えて、いくつかの実施形態では、小出しシステム１００は、より大型の洗濯システム（たとえば、図３に示される洗濯システム）内で又はそれと共に用いるように適合される。たとえば、小出しシステム１００を用いて、顆粒材料又は粉末材料をいくつかのタンク又は段を有する食器洗浄機に送出することができる。しかしながら、他の実施形態では、小出しシステム１００を、単一の洗濯区画を有する洗濯システムにおいて用いてもよい。

図１に示される実施形態では、小出しシステム１００は、一般的に、顆粒材料又は粉末の容器１０５を備え、この容器１０５は小出し組立体又は受け具１１０に支持されている。容器１０５は、計量及び小出し蓋１１５によって一端を閉じられており、図２に関して詳細に説明するように、容器１０５から受け具１１０に、所定の量の材料を送出又は投与することができる。たとえば、一実施形態では、小出し蓋１１５は、駆動軸１２０によって回転することで、材料を送出する。駆動軸１２０は、駆動部材１２５によって駆動され、シール１３５を備えたカラー１３０に軸支されている。

小出しシステム１００はまた、ソレノイドバルブ１４５によって制御される、水取入れ導管１４０を備える。水取入れ導管１４０及びソレノイドバルブ１４５は、受け具１１０の中に水を導入するために利用される。たとえば、いくつかの実施形態では、ソレノイドバルブ１４５が通電されると、水取入れ導管１４０から、受け具１１０に水を入れることができる。代替的には、ソレノイドバルブ１４５が非通電のときに、水が、受け具１１０に入ることが防止される。他の実施形態では、ソレノイドバルブ１４５以外のバルブ機構を用いることができる。

また、水溶液出口導管１５０が、受け具１１０と連通している。たとえば、出口導管１５０によって、水を受け具１１０から排出することができる。いくつかの実施形態では、以下でさらに詳述するように、水は、受け具１１０から出口導管１５０を通って排出される前に、小出しにされた材料と混合される。図１に示される実施形態では、液体又は溶液を、出口導管１５０を通じて比較的妨げられずに受け具１１０から排出することができる。他の実施形態では、出口導管１５０は、ソレノイドバルブ１４５と同様な、ソレノイドバルブ又は他のバルブを備えることができる。

いくつかの実施形態では、以下でさらに詳述するように、小出しシステム１００はまた、制御装置及び１つ又は複数の導電率センサ等の電子構成要素を備え得る。たとえば、一実施形態では、受け具１１０に、１つ又は複数の導電率センサが位置付けられて、受け具１１０（及びこの中に配置される液体）の導電率を監視する。

図２に示されるように、計量及び小出し蓋１１５は、一般的に、３つの基本的構成要素から成る。たとえば、蓋１１５は一般的にキャップ部材２００を備え、キャップ部材２００は、直立壁２０５と、容器１０５にある相補的なねじと係合する雌ねじ２１０とを備えている。第２の構成要素は、回転可能な円板２１５であり、これは盛り上がった外周壁２２０、及び切欠部分２２５を備えている。回転可能な円板２１５は、キャップ部材２００の内側に着座するように構成されている。第３の構成要素は、回転可能な円板２３０であり、これは盛り上がった外周壁２３５と、突起部２４５を備えたスタブ軸２４０とを備えている。これらの突起部２４５は、突起部２４５が回転可能な円板２１５のスロット２５５に係合するように、キャップ部材２００の開口部２５０内に嵌まる。回転可能な円板２１５及び２３０は、スタブ軸２４０に接続された軸１２０（図１を参照）によって回転する。

図１及び図２を参照すると、材料を保持する容器１０５は、動作中、受け具１１０に支持されている。水は、水取入れ導管１４０を通って、受け具１１０の中に導入される。計量及び小出し蓋１１５は、容器１０５に取り付けられる。蓋１１５の円板２１５及び２３０が適切に整列されると、容器１０５からの材料は、円板２１５及び切欠２２５によって被覆されていないため、計量開口部又はチャンバ２６０に自由に入り込む（図２を参照）。しかしながら、容器１０５からの材料は、通路が回転可能な円板２３０によって閉鎖されているため、受け具１１０内へ通過することはできない。駆動部材１２５を作動して、駆動軸１２０を回転させると、上側の回転可能な円板２１５と、下側の回転可能な円板２３０とは、第２の位置へ移動し、ここで開口部２６０には、もはや材料が入ることがなくなり、開口部は、計量チャンバとなる。円板２１５及び２３０が引き続き回転すると、開口部２６０を、開口部２７０に重なって配置することができ、計量チャンバから或る投与量の材料が、受け具１１０内へ流れ、取入れ導管１４０からの水と混合することができる。次に、混合された材料は、水溶液出口導管１５０を通して、受け具１１０から排出される。いくつかの実施形態では、１回の送出サイクル中に、複数回の投与量の材料が送出される。

図１乃至図２に示される実施形態は一般的に、顆粒材料又は粉末材料を小出しにするのに用いられる。しかしながら、上述のようにいくつかの実施形態では、材料は様々な方法によって洗濯システムに送出され得る。たとえば、代替的な一実施形態では、蠕動ポンプが液状物質を洗濯システムに送出するのに用いられ得る。当業者であれば理解するように、他の送出材料の送出システム及び方法も用いられ得る（たとえば、歯車ポンプ、薄膜ポンプ等）。

図３を参照すると、小出しシステムのさらなる実施形態が示される。図３に示される実施形態では、図１及び図２に示される構成要素と同様であるか又は同一である構成要素には、同様の参照符号を付している。たとえば、図３は、２つの容器１０５を備える小出しシステム３００を示している。いくつかの実施形態では、別個の容器１０５を利用して水の供給に別個の粉末材料又は顆粒材料（たとえば、殺菌剤及びアルカリブースター）を導入する。

図４は、例示的な洗濯システム４００を示す。いくつかの実施形態では、洗濯システム４００は、食器及び台所道具（「陶器」）を洗浄及び／又は殺菌するように構成される。他の実施形態では、洗濯システム４００は、他の品目を洗浄するように構成され得る（たとえば、医療機器洗濯システム、瓶洗濯システム等）。洗濯システム４００は一般的に、第１の洗濯タンク４０５と、第２の洗濯タンク４１０と、すすぎタンク４１５とを備えるが、様々な他のタンク（たとえば、事前すすぎ（pre-rinse）タンク、さらなる洗濯タンク等）を実装してもよい。代替的に、洗濯システム４００は、図４に示されるよりも少ない数のタンク（たとえば、単一の洗濯タンク）を備え得る。水供給源４２０は洗濯システムのタンク４０５〜４１５の１つ又は複数にきれいな水を提供するのに対して、制御装置４３０及びセンサ４３５を有する小出しシステム４２５は、１つ又は複数の材料（たとえば、洗剤、殺菌剤、アルカリ等）をタンク４０５〜４１５の１つ又は複数に提供する。いくつかの実施形態では、小出しシステム４２５は、所定の（たとえば、計量された）量の材料を小出しにするか又は「投与する」小出し蓋又は他の装置を有する、図１乃至図３に示される小出しシステム１００と同様に構成される。

図４に示される実施形態では、第１の洗濯タンク４０５、第２の洗濯タンク４１０、及びすすぎタンク４１５は、概ね同じ大きさである。しかしながら、他の実施形態では、タンク４０５〜４１５は、互いに対して異なる大きさであってもよい（たとえば、第１の洗濯タンク４０５及び第２の洗濯タンク４１０よりも小さなすすぎタンク４１５を有してもよい）。以下でさらに詳述するように、陶器は一般的に、第１の洗濯タンク４０５を通じて洗濯システム４００に入り、第１の洗濯タンク４０５及び第２の洗濯タンク４１０を通過しながら洗浄及び／又は殺菌され、すすぎタンク４１５を通過しながらすすぎ洗いされる。陶器は次いで、洗濯システム４００を出る。

いくつかの実施形態では、水供給源４２０は、洗濯システム４００のすすぎサイクル中にきれいな水をすすぎタンク４１５に提供する。たとえば、陶器は第１の洗濯タンク４０５及び第２の洗濯タンク４１０内で洗濯されてから、水供給源４２０から流入するきれいな水によってすすぎ洗いされる。したがって、水供給源４２０は、すすぎタンク４１５に対する水の供給を制御する関連のバルブ（たとえばソレノイドバルブ）を備え得る。いくつかの実施形態では、水供給源４２０はまた、きれいな水を他のタンク、又は洗濯システム４００の他の構成要素（たとえば小出しシステム４２５）に提供する場合もあり、したがって、水供給源４２０からの水流を制御するさらなるバルブ又は構成要素を備え得る。

上述のように、小出しシステム４２５は、所定の量の材料を洗濯タンク４０５及び４１０に提供する小出し蓋を備え得るという点で図１に示される小出しシステム１００と同様に構成され得る。たとえば、小出し蓋が作動される度に、１グラムの材料が第２の洗濯タンク４１０に提供され得る。他の実施形態では、代替量（たとえば、０．５グラム、１．５グラム、３グラム等）の材料が小出し蓋を作動する度に送出されてもよい。加えて、代替的なタイプの一定の量（たとえば、体積又は重量）の材料計量及び材料小出し装置を用いることができる。

一般的に、制御装置４３０は、たとえば、プログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller：ＰＬＣ）、コンピュータ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、及び／又は他の産業用／個人用の計算装置等の適当な電子装置である。したがって、制御装置４３０は、ハードウェアコンポーネント及びソフトウェアコンポーネントの両方を含む場合があり、そのようなコンポーネントの組合せを広義に包含することを意味する。制御装置４３０は、様々なタスク及び／又はプロセスを実行することを担当する。たとえば、いくつかの実施形態では、制御装置４３０は、水供給源４２０を作動する時点、並びに材料を洗濯タンク４０５及び４１０に小出しにする時点を求める。加えて、制御装置４３０は、いくつかの実施形態では、水流の変動を求める（たとえば、図５に関して示されるプロセスを参照）、且つ／又は様々な小出し方式を用いて材料を小出しにする（たとえば、図６に関して示されるプロセスを参照）ことができる。

タスク及び／又はプロセスを実行するために、制御装置４３０は、洗濯システム４００の様々な構成要素と通信する。これらの通信は有線でも無線でもよい。たとえば、制御装置４３０は、水供給源４２０を制御するために、水供給源４２０に関連付けられる１つ又は複数のバルブに信号を送信して、バルブをオン又はオフにする。加えて、制御装置４３０は、洗濯タンク４０５及び４１０内に材料を小出しにする時点を求めるために、（以下でさらに詳述するように）洗濯タンク４０５及び４１０の一方に位置付けられるセンサ４３５から信号を受信してこれを処理する。他の実施形態では、制御装置４３０は、洗濯システム４００の他の構成要素（たとえば、他のセンサ、バルブ等）及び／又は制御装置４３０とインタフェースする外部の構成要素と通信してもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、制御装置４３０は、自身が洗濯システムのデータ（たとえば、動作パラメータ）をアップロードできるようにしながら、サーバ又は他の記憶装置と通信することもできる。

図４に示される実施形態では、センサ４３５は、第２の洗濯タンク４１０に位置付けられており、材料濃度（たとえば、第２の洗濯タンク４１０内の水の材料濃度）を指示する信号を制御装置４３０に送信する。他の実施形態では、センサ４３５は第１の洗濯タンク４０５に位置付けられてもよい。センサ４３５は、第２の洗濯タンク４１０の様々な異なるパラメータを測定するように構成される場合があり、これらのパラメータを用いて第２の洗濯タンク４１０内の材料の濃度を求めることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、センサ４３５は、第２の洗濯タンク４１０内の水の導電率を測定する導電率センサである。次いで、この導電率データを用いて第２の洗濯タンク４１０内の材料の濃度を求める。他の実施形態では、センサ４３５は、第２の洗濯タンク４１０内の材料の濃度を求めるのに信号を用いることができる代替的なタイプのセンサであってもよい。たとえば、センサ４３５は、赤外線（Infra-Red：ＩＲ）センサ、紫外線（UltraViolet：ＵＶ）吸収装置、酸化還元電位（Oxidation-Reduction Potential：ＯＲＰ）センサ、又は他のタイプのセンサであり得る。

いくつかの実施形態では、センサ４３５はまた温度感知能力も有する。たとえば、センサ４３５は、第２の洗濯タンク４１０の導電率を指示する信号の送信に加えて、第２の洗濯タンク４１０の温度を指示する信号を送信することができる。次いで、温度データを用いて、第２の洗濯タンク４１０内の材料の濃度をより正確に表すことができる。加えて又は代替的に、センサ４３５（又はさらなるセンサ）を用いて第２の洗濯タンク４１０に加えられる水の相対硬度を測定することができる。

いくつかの実施形態では、第１の洗濯タンク４０５の材料濃度は、第２の洗濯タンク４１０の材料濃度から推定又は推測される。たとえば、液体（たとえば、水／材料溶液）が第２の洗濯タンク４１０から第１の洗濯タンクになだれ込む（以下で説明される）ため、第１の洗濯タンク４０５の材料濃度は、第２の洗濯タンク４１０の濃度と実質的に同じであり得る。制御装置４３０はまた、所定の補正係数を利用して第２の洗濯タンク４１０の材料濃度に対する第１の洗濯タンク４０５の材料濃度を求めることができる。代替的に、他の実施形態では、一対のセンサを用いて第１の洗濯タンク４０５及び第２の洗濯タンク４１０の材料濃度を独立して監視することができる。

いくつかの実施形態では、洗濯タンク４０５及び４１０に加えられる材料は洗剤である。しかしながら、他の実施形態では、小出しシステム４２５は、１種類以上の材料（たとえば、洗剤、アルカリブースト、殺菌剤、すすぎ補助材等）を小出しにするようになっている場合がある。そのような実施形態では、加えられる材料毎の材料濃度を測定するのに複数のセンサ４３５が必要であり得る。

陶器は、使用中に、第１の洗濯タンク４０５を通じて洗濯システム４００に入り、すすぎタンク４１５を通じて洗濯システムを出る。したがって、陶器は最初に、第１の洗濯タンク４０５に位置付けられたまま洗浄及び／又は殺菌される。たとえば、ひどい汚れが陶器から取り除かれ第１の洗濯タンク４０５の液体と混合される。陶器は次いで、第１の洗濯タンク４０５から第２の洗濯タンク４１０へ移る。第２の洗濯タンク４１０もまた汚れ（たとえば、陶器が第１の洗濯タンク４０５に位置付けられている間に陶器から取り除かれなかった汚れ）を取り除き、この汚れは第２の洗濯タンク４１０の液体と混合する。次に、陶器は第２の洗濯タンク４１０からすすぎタンク４１５へ移り、ここで陶器はきれいな水ですすぎ洗いされる。いくつかの実施形態では、陶器はタンク４０５〜４１５を自動的に通過する。たとえば、コンベヤ（又は同様の装置）が陶器をタンク４０５〜４１５に通過させる。他の実施形態では、陶器はユーザによって手動でタンク４０５〜４１５を通過させられ得る。加えて、上述のように、他の実施形態では、洗濯システムは、図示されるよりも多いか又は少ないタンク（たとえば、単一の洗濯／すすぎタンク、さらなる洗濯タンク、事前すすぎタンク等）を有していてもよい。

図４に示される実施形態では、陶器がすすぎタンク４１５内ですすぎ洗いされる間（たとえば、すすぎサイクル中）に、きれいな水が一般的に水供給源４２０によって洗濯システム４００に導入される。たとえば、いくつかの実施形態では、水は通常動作中に、すすぎサイクル中では概ね７リットル／分の速度で水供給源４２０によってすすぎタンク４１５に送出されるが、この流入速度は洗濯システム４００の構成によって変化する。流入するきれいな水が所定の水位まですすぎタンク４１５に充填される。水がすすぎタンク４１５に充填されると、水はすすぎタンク４１５からこぼれる、すなわち第２の洗濯タンク４１０内へなだれ込む。同様に、第２の洗濯タンク４１０が所定の水位まで充填されると、水は第２の洗濯タンク４１０から第１の洗濯タンク４０５内へなだれ込む。第１の洗濯タンク４０５が所定の水位まで充填されると、排水溝４４０によって水を洗濯システム４００から排出することができる。いくつかの実施形態では、排水溝４４０は、第１の洗濯タンク４０５内の水位が所定の量を超えると水が排水溝４４０に自動的に流れ込むように構成することができる（たとえば、排水溝４４０は第１の洗濯タンク４０５の比較的上部に固定の開口部を備える）。他の実施形態では、タンク４０５〜４１５において水が逆流するか又はあふれるのを回避するために、水供給源４２０及び排水溝４４０は、動作中に、相対的に等しい量の水が洗濯システム４００から排出されない限り洗濯システム４００に水が入ることができないように連結され得る。いくつかの実施形態では、最初の又は「新たな」充填動作中に（たとえば、タンク４０５〜４１５は最初は空であり、使用前に水で充填される）、水はタンク４０５〜４１５の複数へ同時に導入され得る。

上述のように、材料は、小出しシステム４２５によって洗濯システム４００に送出される。図４に示される実施形態では、小出しシステム４２５は、１つ又は複数の材料を第２の洗濯タンク４１０に送出する。結果として得られる水／材料溶液は第２の洗濯タンク４１０から第１の洗濯タンク４０５内になだれ込む。したがって、第１の洗濯タンク４０５の材料濃度（たとえば、水中の材料の濃度）は、第２の洗濯タンク４１０の材料濃度に概ね等しい。しかしながら、他の実施形態では、１つ又は複数の材料は、第１のタンク４０５に直接送出される場合もある（たとえば、小出しシステム４２５又は別のシステムによって送出される場合もある）。したがって、第１の洗濯タンク４０５及び第２の洗濯タンク４１０は、異なる材料濃度で維持され且つ／又は異なる材料を含み得る。

第１の洗濯タンク４０５及び第２の洗濯タンク４１０の材料濃度は、流入するきれいな水（たとえば、すすぎタンク４１５からなだれ込むきれいな水）、及び洗濯される陶器からの汚れによって下げられる。したがって、以下でさらに詳述するように、材料濃度が下がる速度は変動する。たとえば、比較的ひどく汚れた陶器が洗濯される場合、材料濃度は、所望のレベルから比較的速く下げられる場合がある。加えて、洗濯システム４００が継続的に作動され且つすすぎサイクルが頻繁に行われる場合、比較的多量のきれいな水が洗濯システム４００へ導入され得ることによって、所望の濃度レベルから比較的速く材料濃度レベルが下がる場合がある。材料濃度が所望のレベルから外れると、所望のレベルを維持するために材料が投与される（以下で説明される）。この材料投与は、定期的に且つ比較的予測可能な間隔で行われ得る。

図４に関して説明される実施形態は、水が充填される複数のタンクを有する洗濯システムを含む。材料を水に加えて水／材料溶液を生成する。しかしながら、当業者には理解されるように、図４に関して示され且つ説明される構成要素と同様の構成要素を、水ではない液体に材料が加えられる代替的なシステムにおいて適用することができる。たとえば、飲料水を生産する施設が、材料を飲料溶液に提供する材料小出しシステムを実装することができる。代替的に、ガソリン精製施設が添加剤をガソリンに提供する材料小出しシステムを実装することができる。他の代替形態も可能である。そのような実施形態では、（制御装置４３０及びセンサ４３５等の）制御及び感知装置を利用することができる。

図５及び図６は、洗濯システムの動作パラメータを求め、記憶し、且つ／又は利用するために用いることができる例示的なプロセスを示す。したがって、図５及び図６の実施形態は、図４に示される洗濯システム４００と共に実装されるものとして本明細書において説明される。しかしながら、当業者には明らかであるように、これらのプロセスは、代替的な洗濯システムと共に実装されてもよい。

図５は、洗濯システムに関連付けられる水流及び／又は水使用を評価するための例示的なプロセス５００を示す。たとえば、以下でさらに詳述するように、プロセス５００を用いて、洗濯システム４００を流れる過剰な水流及び限られた又は不足した水流を識別することができる。プロセス５００は、センサ４３５と小出しシステム４２５との通信リンクを確立し、第２の洗濯タンク４１０の材料濃度を監視する（ステップ５０５）ことによって開始する。上述のように、この通信リンクは有線であっても無線であってもよい。いくつかの実施形態では、センサ４３５は第１の洗濯タンク４０５に位置付けられる場合があり、それに応じて、第１の洗濯タンク４０５の材料濃度が測定される。

次いで、監視された材料濃度を材料濃度しきい値又は設定点と比較する（ステップ５１０）。たとえば、ユーザ（たとえば設置技術者）は、洗濯システム４００を作動させる前に、過剰な量の材料を用いることなく機械４００内で陶器を効果的に洗浄する、所望の材料濃度を求めることができる。この所望の材料濃度は、洗濯システム４００の設置前に、たとえば検査を通じて求めることができる。いくつかの実施形態では、材料濃度は１リットル当たり１．０グラム（ｇ／Ｌ）で維持される。

監視された材料濃度が材料濃度設定点を下回る場合、材料投与動作を小出しシステム４２５によって実行し、所望の材料濃度が得られるまで材料を投与する（ステップ５１５）。材料濃度が所定の量だけ下がるまで材料投与は遅延され得る。たとえば、いくつかの実施形態では、材料濃度は、１．０ｇ／Ｌから０．８５ｇ／Ｌにまで低下すること（すなわち、０．１５ｇ／Ｌの材料濃度の低下）が許容され、その後、材料を投与して材料濃度を上昇させて１．０ｇ／Ｌに戻す。他の実施形態では、異なる許容濃度の低下が実装され得る（たとえば、０．１ｇ／Ｌ、０．２５ｇ／Ｌ等）。加えて、他の実施形態では、当業者には明らかであるように、代替的な材料濃度測定を用いてもよい。

所望の材料濃度が得られると、材料投与動作中の投与速度（たとえば、所望の材料濃度を得るために材料が小出しシステム４２５によって送出された速度）を求める（ステップ５２０）。投与速度は、たとえば、量及び／若しくは時間を指示する測定並びに／又は記憶されたパラメータに基づいて求めることができる。たとえば、回転毎に計量された量（たとえば、体積又は重量）の材料を小出しにする回転筐体を実装する実施形態では、回転数を所定の持続時間（たとえば、３０分、１時間、３時間等）にわたって監視して求めることができる。そのようなパラメータから投与速度を求めてから、それを用いてすすぎタンク４１５を通じて洗濯システム４００に出入りするきれいな水の概算量を求めることができる（ステップ５３０）。いくつかの実施形態では、材料濃度が維持されるか又は経時的に予想通りに変化するか否か（たとえば、導電率が基本的な数値仮定又はより厳密な計算と一致したまま維持されているか否か）を監視することによって水流を求めることができる。

求めた水流に基づいて増加又は低減した水使用を識別することができる。たとえば、水流が予想される水流よりも多い場合（ステップ５３５）、増加した又は過剰な水使用を識別することができ、洗濯システム４００のユーザに指示を提供する（ステップ５４０）。過剰な水使用は、たとえば、排水溝４４０が洗濯サイクル中に開放したままであること、又は水供給バルブが開放位置で固定されることによって引き起こされ得る。代替的に、水流が予想される水流よりも少ない場合（ステップ５４５）、低減した又は不足した水使用を識別することができ、洗濯システム４００のユーザに指示を提供する（ステップ５５０）。不足した水使用は、たとえば、すすぎタンク４１５に関連付けられるすすぎノズルが遮断されること、又は水供給バルブが閉鎖位置で固定されることによって引き起こされ得る。過剰な水使用又は不足した水使用が識別されない場合、プロセス５００はステップ５０５に戻りプロセス５００が繰り返される。

いくつかの実施形態では、指示は、洗濯システム４００のユーザへ送信されるメッセージ（たとえば、ショートメッセージサービス（Short Messaging Service：ＳＭＳ）によるメッセージ、ポケットベルのメッセージ、電子メールメッセージ等）であり得る。他の実施形態では、指示は、たとえば、制御装置４３０に含まれるデータロギングアプリケーションによって生成されるレポートに含まれ得る。他の実施形態では、指示は、小出しシステム４２５に含まれる制御パネルを介してユーザに提供される可聴指示（たとえば、警報、バズ音等）及び／又は視覚指示（たとえば、せん光）であり得る。当業者には理解されるように、洗濯システム４００のユーザに指示を提供する他の代替的な方法も可能である。

別の実施形態（不図示）では、材料投与動作中に投与された材料の量（たとえば、所望の材料濃度を得るために小出しシステム４２５によって送出された材料の量）を求めて、所定の持続時間にわたって予測又は予想される量と比較する。たとえば、一実施形態では、洗濯システム４００の通常動作中に、（たとえば、タンク体積が１００Ｌであり且つ流入するきれいな水の速度が７Ｌ／分と想定すると）、材料濃度を０．８５ｇ／Ｌ〜１．０ｇ／Ｌに維持するには概ね１７．５グラムの材料を２．４分毎に投与することが必要である。次いで、この投与量を所定の持続時間に関して外挿することができる。当業者には認識されるように、投与量及び投与速度は、洗濯システムの構成及び使用に基づいて広範に変化し得る。求めた材料の量と予想される材料の量との比較を用いて洗濯システム４００内に出入りする概算の水流を求めることができる。

別の実施形態では、投与動作中に投与される材料の量と複数の投与動作の間の持続時間に投与される材料の量とが一まとめにされ、そのようなデータを用いて材料濃度が下がる速度を求める。いくつかの実施形態では、次いで、求めた材料濃度の低下速度を用いて、すすぎタンク４１５を通じて洗濯システム４００に出入りするきれいな水の概算量を求めることができる。たとえば、材料濃度が低下する速度が予想速度よりも大きい場合、増加した又は過剰な水使用を識別することができる。代替的に、材料濃度が低下する速度が予想速度よりも小さい場合、不足した水供給を識別することができる。

図６は、洗濯システムに関連付けられる水流及び／又は水使用を評価するための例示的なプロセス６００を示す。たとえば、以下でさらに詳述するように、プロセス６００は２つの材料の送出を伴う状況で用いることができる。

プロセス６００は、洗濯システム４００の運転を初期化し、洗濯システム４００の第１の洗濯タンク４０５及び第２の洗濯タンク４１０の材料濃度を監視する（ステップ６０５）ことによって開始する。「ブースト」がアクティブであるか否かを判断する（ステップ６１０）。たとえば、いくつかの実施形態では、洗濯システム内で洗濯及び／又は殺菌される陶器を十分に洗浄するのに十分な材料が存在するのを確実にするために（第１の材料に加えて）第２の又は「ブースト」材料（たとえば、アルカリ材料）が、増加した又は一定の洗濯システムの運転期間中に洗濯システム４００に加えられる。ブースト材料は同様に、比較的ひどく汚れている陶器が洗濯システム４００によって洗濯及び／又は殺菌される場合に送出され得る。いくつかの実施形態では、ブースト材料は、所定の時点又はイベント中に洗濯システム４００に自動的に加えられる。たとえば、洗濯システムがレストラン又は他の飲食店に設置される場合、ユーザは、朝食時間、ランチ時間、又はディナー時間中の洗濯システムの運転増加を見込んで、ブースト材料を自動的に加えるように洗濯システム４００を構成することができる。他の実施形態では、ユーザはブースト材料の送出を手動で開始してもよい。

ブーストがアクティブでない場合、材料濃度を第１の材料濃度しきい値又は設定点と比較する（ステップ６１５）。材料濃度が第１の設定点以上である場合、材料濃度を監視するためにプロセスはステップ６０５に戻る。しかしながら、材料濃度が第１の設定点に満たない場合、第１の設定点が得られるまで第１の材料を投与する（ステップ６２０）。次いで、第１の材料の投与速度を求める（ステップ６２５）。第１の材料の投与速度に基づいて概算の水流を求める（ステップ６３０）。

ブーストがアクティブである場合（ステップ６１０）、材料濃度を第２の濃度しきい値又は設定点と比較する（ステップ６３５）。材料濃度が第２の設定点以上である場合、材料濃度を監視するためにプロセスはステップ６０５に戻る。しかしながら、材料濃度が第２の設定点に満たない場合、第１の材料を通常の投与速度で投与し（ステップ６４０）、第２の設定点が得られるまで第２の材料を投与する（ステップ６４５）。次いで、第２の材料の投与速度を求める（ステップ６５０）。第２の材料の投与速度に基づいて概算の水流を求める（ステップ６５５）。

プロセス６００は、図５のステップ５３５〜５５０と同様に続き、求めた水流に基づいて増加した又は低減した水使用を識別することができる。詳細には、ステップ６３０又は６５５で求められる水流が予想される水流を超える場合（ステップ６６０）、増加した又は過剰な水使用を識別することができ、洗濯システム４００のユーザに指示を提供する（ステップ６６５）。代替的に、水流が予想される水流に満たない場合（ステップ６７０）、低減した又は不足した水使用を識別することができ、洗濯システム４００のユーザに指示を提供する（ステップ６７５）。過剰な又は不足した水使用が識別されない場合、プロセス６００はステップ６０５に戻り、プロセス６００が繰り返される。

他の実施形態（不図示）では、洗濯システム４００の動作パラメータを今後の使用のために監視及び／又は記憶することができる。たとえば、第１の材料の投与量及び複数の投与間の持続時間等の動作パラメータを、通常の洗濯システムの運転（たとえば、洗濯タンク４０５及び４１０の材料濃度が継続的に監視される洗濯システムの運転）中に所定の長さの時間において監視することができる。次いで、それらの記憶された動作パラメータを今後の運転中に実装することによって、第１の材料の送出を制御するために洗濯タンク４０５及び４１０の材料濃度を継続的に監視する必要をなくすことができる。これは、記憶された動作パラメータに基づいて第１の材料を投与することを可能するのに有用であり得る一方で、第２の材料は材料濃度のリアルタイム評価に基づいて投与される。

いくつかの実施形態では、タイマが、洗濯システム４００に関連付けられる動作パラメータの監視及び／又は記憶に利用される。タイマの持続時間は、洗濯システム４００の配置及び使用目的に応じて変更可能である。たとえば、いくつかの実施形態では、朝食、ランチ、及びディナーを出すレストランで食器を洗濯するのに洗濯システム４００が用いられる。したがって、タイマの持続時間は、食事毎に関連付けられる材料小出しの変化に対応するのに十分に長くすることができる。たとえば、食事時間のピーク時に所望の材料濃度を維持するのに相対的により多い材料が用いられる場合があり、ピークでない時間中に材料濃度を維持するのに相対的により少ない材料が用いられる場合がある。他の実施形態では、タイマの持続時間は、まる一日よりも長くても短くてもよい（たとえば、１時間、４時間、８時間等）。このように、タイマは、洗濯システム４００が設置される環境（たとえば、レストラン、カフェテリア、ホテル等）の動作上の制約に対して最適化することができる。タイマを用いることによって、データ収集を開始及び停止するようにユーザに求めることなく、収集済みの或る量のデータを自動的に実装することができる。他の実施形態では、ユーザは、データの収集を手動で開始及び停止することができる。

上述のように、洗濯システム４００が陶器洗浄機として利用される実施形態の場合、洗濯タンク４０５及び４１０の材料濃度は汚れ及びきれいな水に起因して低下し得る。したがって、所望の材料濃度レベルを維持するために洗濯システム４００の運転中に材料が加えられ得る。いくつかの実施形態では、加えられる材料の量は、加えられる材料の投与回数を監視することによって追跡される。加えて、各材料投与間の経過時間の長さが監視され得る。

監視されたパラメータ（たとえば、材料投与回数、各投与間の時間、洗濯タンク４０５及び４１０内の液体の温度、タンク４０５〜４１５内の水の硬度、すすぎタンク４１５に加えられる水の量等）はそれぞれ、制御装置４３０に関連付けられるメモリに記憶することができる。たとえば、小出しシステム４２５が所望の濃度を達成するために材料を小出しにする度に、小出しにされる材料の投与回数が記憶される。加えて、小出しシステム４２５が材料を小出しにする頻度が記憶される。

タイマ時間が経過するまで動作パラメータは引き続き監視及び記憶され得る。タイマ時間が経過すると、第１の材料に関連付けられる動作パラメータが記憶されているという指示を提供することができる。この指示は可聴形式であっても視覚形式であってもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、動作パラメータが記憶されて使用準備が整うと、小出しシステム４２５に含まれるライトが点滅する。いくつかの実施形態では、第１の材料に関連付けられる動作パラメータは、これまでに記憶されているか又は制御装置４３０内にロード(load)されている。

図６に示されるプロセス６００は、２つの材料送出方式又はモード（すなわち、記憶されたパラメータに基づいて材料を送出すること、及びセンサからの信号に基づいて材料を送出すること）を利用して、材料を洗濯システムに送出することができる。しかしながら、当業者には理解されるように、代替的な送出方式に基づいて材料を送出してもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、水供給源４２０からすすぎタンク４１５に流れ込む水の測定された量に基づいて１つ又は複数の材料がシステムに送出される。より多くの水が洗濯システム４００に加えられると、所定の比例した量の材料が洗濯タンク４０５及び４１０に加えられる。そのような材料送出方式が上述の材料送出方式のうちの１つに加えて、又はその代わりに実装され得る。加えて、プロセス６００は、２つ以上の材料を送出するように拡大することができる。たとえば、他の実施形態では、複数の材料に関して動作パラメータを監視及び／又は記憶することができ、それにより複数の材料がそれらの動作パラメータに基づいて送出されるのを可能にし、１つ又は複数の別の材料が異なる送出方式を用いて投与される。

図４乃至図６に関して説明される実施形態は、包括的には洗濯システムに関する。しかしながら、上述のように、そして当業者には理解されるように、材料小出し及び監視システムは様々な用途に適合することができる。たとえば、商業用又は住宅用のプール用途では、化学物質及び／又は他の材料が特定の材料濃度で維持されることが必要とされ得る。他の実施形態では、ボイラーシステム、冷却塔、水処理施設等が、化学物質及び／又は他の材料が特定の材料濃度で維持されることを必要とし得る。

本発明の様々な特徴及び実施形態は、添付の特許請求の範囲に記載されている。

Claims (19)

1. 水及び材料が加えられる洗濯タンクを有する洗濯システムの１つ又は複数の動作パラメータを求める方法であって、
   前記洗濯タンクに加えられる水に少なくとも部分的に起因して低下する材料の濃度を監視するステップ、
   材料小出し動作中に小出しにされる前記材料を前記洗濯タンク内に小出しにすることによって前記材料の濃度を維持するステップ、
   所定の持続時間にわたって、前記材料小出し動作中に前記材料が小出しにされる速度を指示するパラメータを生成するステップ、及び
   前記生成したパラメータに少なくとも部分的に基づいて水流異常の存在を判断するステップ、
   を含む、方法。
2. 前記材料の濃度は、導電率センサによって生成される信号を評価することによって監視される、請求項１に記載の方法。
3. 前記材料の濃度は所定の動作範囲内に維持される、請求項１に記載の方法。
4. 前記材料小出し動作は、材料小出しシステムを用いて所定の量の前記材料を投与することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記生成したパラメータに基づいて概算の水流を求めるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記水流異常の存在をユーザに指示するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 通常の水流を上回る水流を指示するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 通常の水流を下回る水流を指示するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
9. 水及び材料が加えられるタンクを有する洗濯システムの１つ又は複数の動作パラメータを求めるシステムであって、
   前記タンクに位置付けられ且つ材料濃度を指示する第１の信号を生成するように構成されるセンサと、
   計量された量の前記材料を前記タンク内に小出しにし、且つ該小出しにされる材料の量を指示する第２の信号を生成するように構成される小出し装置であって、前記材料は、前記材料濃度が所定の材料濃度しきい値を上回るように維持するために小出しにされる、小出し装置と、
   前記センサからの前記第１の信号及び前記小出し装置からの前記第２の信号を受信し、前記タンクに加えられる前記材料の量及び該材料が前記タンクに加えられる頻度を指示するパラメータを求め、且つ、該パラメータを前記タンクに加えられる水の量と相関させるように構成される制御装置と、
   を備える、システム。
10. 前記センサは導電率センサである、請求項９に記載のシステム。
11. 前記制御装置は、通常の量よりも多くの水が前記タンクに加えられるという指示をユーザに指示するように構成され、該指示は前記相関に基づく、請求項９に記載のシステム。
12. 前記制御装置は、通常の量よりも少ない水が前記タンクに加えられるという指示をユーザに指示するように構成され、該指示は前記相関に基づく、請求項９に記載のシステム。
13. 水が加えられるタンクを有する洗濯システムに２つ以上の材料を送出する方法であって、
    前記タンク内の第１の材料の所望の材料濃度を指示する第１の材料濃度しきい値を求めるステップ、
    前記タンク内の第２の材料の所望の材料濃度を指示する第２の材料濃度しきい値を求めるステップ、
    前記タンク内の材料濃度を監視するステップ、
    前記第１の材料のみが前記タンクに送出される第１のモード中に、
    前記第１の材料濃度しきい値に達するために、前記監視した材料濃度に必要な前記第１の材料の第１の投与速度を求めるステップ、及び
    前記第１の投与速度に基づいて第１の水流を求めるステップ、
    前記第１の材料及び前記第２の材料が前記タンクに送出される第２のモード中に、
    前記第２の材料濃度しきい値に達するために、前記監視した材料濃度に必要な前記第２の材料の第２の投与速度を求めるステップ、及び
    前記第２の投与速度に基づいて第２の水流を求めるステップ、並びに、
    前記求めた第１の水流又は第２の水流に少なくとも部分的に基づいて水流異常の存在を判断するステップ、
    を含む、方法。
14. タイマが時間切れになると、前記第２の材料の送出を停止するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記タイマが時間切れになると、前記タンク内の前記監視した材料濃度に基づいて前記第１の材料を送出するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 所定の量の１つ又は複数の計量された投与材料を送出する材料送出装置を用いて前記第１の材料を送出する、請求項１３に記載の方法。
17. 前記タンクの前記材料濃度を、導電率センサを用いて監視する、請求項１３に記載の方法。
18. 前記第２の材料を前記タンクに送出する前に前記材料濃度が所定の程度低下できるようにするステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
19. 前記第２のモード中に、前記第１の材料を所定の投与速度で送出するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。

Images