JP7377134B2 - 洗濯機 - Google Patents

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、従来構成においては、微細気泡水による洗浄効果を十分に発揮する点について改善の余地があった。

また、マイクロバブルは水面への浮上等により発生後数分程度で消滅してしまうことから、洗い工程やすすぎ工程において常時マイクロバブルの効果を得ることが困難であった。

特開２０１７－１１３３９５号公報

そこで、マイクロバブルを含んだ微細気泡水による洗浄効果の向上を図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、外部の給水源から供給される水を前記水槽に給水する給水経路と、前記給水経路から前記水槽への給水を制御する制御装置と、前記給水経路に設けられ前記給水経路を通って前記水槽に供給される水にマイクロバブルを含む微細気泡を発生させる微細気泡発生装置と、を備え、前記制御装置は、洗い工程又はすすぎ工程において前記微細気泡発生装置を通過してマイクロバブルを含んだ水を規定水量に至るまでの間に間欠的に給水する間欠給水処理を実行可能である。

第１実施形態による洗濯機の一例を概略的に示す図 第１実施形態による洗濯機について、加圧溶解装置の構成の一例を概略的に示す図 第１実施形態による洗濯機について、加圧溶解装置の加圧タンクの構成の一例を概略的に示す断面図 第１実施形態による洗濯機について、微細気泡発生器の構成の一例を概略的に示す図 第１実施形態による微細気泡発生器の一例を図４のＸ５－Ｘ５線に沿って示す断面図 第１実施形態による洗濯機について、制御装置の電気的構成の一例を示すブロック図 第１実施形態による洗濯機について、給水制御における給水量の変化の一例を経時的に示す図 第１実施形態による洗濯機について、給水制御におけるマイクロバブル濃度の変化の一例を経時的に示す図 第２実施形態による洗濯機について、加圧溶解装置の加圧タンクの構成の一例を概略的に示す断面図 第２実施形態による洗濯機について、給水制御におけるマイクロバブル濃度の変化の一例を経時的に示す図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。また、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。

（第１実施形態）
図１に示す洗濯機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１０は、外箱１１、水槽１２、回転槽１３、モータ１４、排水経路１５、排水弁１６、フィルタ装置１７、循環経路１８、及び循環ポンプ１９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。

図１に示す洗濯機１０において、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。回転槽１３は、水槽１２内に回転可能に配置されており、モータ１４によって回転駆動される。

排水経路１５は、水槽１２内に貯留されている水を洗濯機１０の機外に排出するための経路である。排水経路１５は、例えば可撓性を有する排水ホースで構成されており、一方の端部が排水弁１６に接続され、他方の端部が洗濯機１０の機外に引き出されている。

排水弁１６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１６は、水槽１２の底部に設けられた排水口１２１と、排水経路１５との間に設けられている。排水弁１６は、図示しない制御装置９０からの制御信号に基づき、排水経路１５を開閉する。

フィルタ装置１７は、排水口１２１と排水弁１６との間に設けられている。フィルタ装置１７は、内部に網目状のフィルタ１７１を有しており、そのフィルタ１７１によって、フィルタ装置１７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１８は、水槽１２内に貯留されている水を汲み上げて、その汲み上げた水を水槽１２の上部から再び水槽１２内に供給するための経路である。循環経路１８は、水槽１２の外部に設けられている。循環経路１８の一方の端部は、フィルタ装置１７を介して水槽１２の排水口１２１に接続されており、他方の端部は、水槽１２の上部に設けられたノズル部１８１に接続されている。ノズル部１８１は、詳細は図示しないが、ノズル部１８１から吐出された水が水槽１２の中央側へ向かうように構成されている。

循環ポンプ１９は、循環経路１８上に設けられている。排水弁１６によって排水経路１５が閉じられた状態で循環ポンプ１９が駆動すると、循環ポンプ１９は、排水口１２１を通して水槽１２内の水を汲み上げて、ノズル部１８１から再び水槽１２内へ注水する。これにより、循環ポンプ１９は、水槽１２内に貯留されている水を、循環経路１８を通して循環させる。

また、図１に示すように、洗濯機１０は、注水装置３０を備えている。注水装置３０は、外箱１１の上部に設けられている。注水装置３０は、図１に示すように、給水ホース１００を介して、例えば図示しない水道の蛇口等の外部の給水源に接続される。注水装置３０は、洗濯処理剤を内部に収容可能な洗濯処理剤ケース５０を有して構成されており、水道水や風呂水等、外部から供給された水を受けて洗濯処理剤を水槽１２内に流し落とす機能を有する。なお、本実施形態において、洗濯処理剤とは、例えば粉末洗剤や液体洗剤等の洗剤、及び柔軟剤や香り付け剤等の仕上げ剤を含む概念である。

注水装置３０は、図３に示すように、接続口３１、給水弁３２、３３、注水ケース４０を有している。接続口３１は、ホース１００を介して水道の蛇口等の外部の給水源に接続される。接続口３１の下流側は、給水弁３２、３３を介して注水ケース４０に接続されている。つまり、接続口３１と注水ケース４０との間は複数の給水経路で接続されている。本実施形態の場合、接続口３１の下流側は２つに分岐している。

注水ケース４０は、例えば樹脂製であって内部に空間を有する矩形箱状に形成されている。この場合、注水ケース４０は、内部に図示しない収容空間を有しているとともに、下部に注水口４２を有している。注水口４２は、注水ケース４０の内部の収容空間と外部とを連通しており、水槽１２側へ向かって開口している。すなわち、注水口４２は、注水ケース４０内に流入した水を水槽１２内に注水する機能を有する。

給水弁３２、３３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３２、３３の流入側は接続口３１に接続され、吐出側は注水ケース４０に接続されている。本実施形態では、２つの給水弁のうち、給水弁３２を第１給水弁３２と称し、給水弁３３を第２給水弁３３と称する。

ここで、本実施形態では、外部の給水源から接続口３１に供給された水が第１給水弁３２を通って注水ケース４０内に至る経路を第１給水経路Ｒ１と称する。さらに、外部の給水源から接続口３１に供給された水が第２給水弁３３及び微細気泡発生装置８０を通って注水ケース４０内に至る経路を第２給水経路Ｒ２と称する。この場合、第１給水経路Ｒ１は、外部の給水源から供給された水が第１給水弁３２を通って直接注水ケース４０に供給される給水経路である。

さらに、本実施形態では、第１給水経路Ｒ１からの給水を第１給水と称し、第２給水経路Ｒ２からの給水を第２給水と称する。本実施形態において、微細気泡発生装置８０等の付加装置を介さない第１給水は、外部の給水源から水槽１２へ直接給水を行うため、その単位時間あたりの給水量は第２給水の給水量よりも多くなる。

なお、本実施形態では、洗濯機１０は、２つの給水経路Ｒ１、Ｒ２を有する構成としているが、これに限らず、例えば第１給水経路Ｒ１と第２給水経路Ｒ２に加えて、微細気泡発生装置８０のうち加圧溶解装置７０は有さず、かつ、微細気泡発生器８０１を給水経路上に設けた給水経路を追加した３系統としても良い。給水経路を３系統にした場合、微細気泡発生器８０１を設けた給水経路が追加されることにより、水槽１２への微細気泡水の供給量を補給することが可能となるため、第２給水経路Ｒ２のみからの給水と比較して微細気泡水の給水時間の短縮を図ることができる。つまり、対象とするユーザの使用環境に応じて、換言すれば要求される洗浄性能に応じて給水経路の構成は適宜選択されれば良い。

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、上述したように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、上述したようにウルトラファインバブルと称されている。

例えばマイクロバブルは、以下の性質を有している。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、洗濯物に付着したプラス電荷を帯びた皮脂汚れ等の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。さらに、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浄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。洗濯物に付着した汚れを除去し水面浮上する及び液体中の分散作用により洗濯物への再付着を防ぐ等の洗浄能力から、特に洗い工程で効果を発揮することが期待される。一方、マイクロバブルは水面浮上等により発生から数分後には消滅してしまう性質を有する。

次に、ウルトラファインバブルは、洗剤に含まれる界面活性剤との相互作用により洗剤のミセル化を防止し洗浄能力を向上させることができる。さらに、粒径が細かいため繊維の奥の方まで浸透し、汚れや残存している洗剤成分つまり界面活性成分を洗濯物から除去する洗浄効果を発揮することができる。そのため、洗濯運転のすすぎ工程におけるすすぎの性能を向上することができる。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。例えば、汚れが目立つ洗濯物の洗濯時には、マイクロバブルが洗濯物表面のマクロな汚れを除去し、繊維の隙間へ洗剤液が浸透しやすくしたのちにウルトラファインバブルが繊維の奥から汚れ等を除去することで洗浄効果の向上を図ることができる。

さて、本実施形態の洗濯機１０は、図１に示すように、微細気泡発生装置８０を備えている。微細気泡発生装置８０は、第２給水経路Ｒ２上に設けられており、加圧溶解装置７０と、微細気泡発生器８０１と、を有している。加圧溶解装置７０は、第２給水弁３３から注水ケース４０の出口つまり注水口４２に至る経路上に設けられている。本実施形態の場合、加圧溶解装置７０は、注水ケース４０とは別部材であって、第２給水経路Ｒ２に対して着脱可能に構成されている。そして、加圧溶解装置７０は、外部の給水源から供給される水に対し空気を加圧溶解させる機能を有する。これにより、加圧溶解装置７０の下流側に設けられた微細気泡発生器８０１を通過した水にマイクロバブルを多量に発生させることができる。

加圧溶解装置７０は、外部の給水源からの水に空気成分を溶解させる機能を有する。加圧溶解装置７０は、図２に示すように、水が矢印Ａ方向に流れる流路を構成する。加圧溶解装置７０は、図２及び図３に示すように、加圧タンク７１、入口部７２、出口部７３、及び空気導入部７４を有している。

加圧タンク７１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の容器で構成されている。この場合、耐圧性とは、大気圧以上の圧力に耐え得ることを意味する。入口部７２は、加圧タンク７１の上部に設けられており、第２給水弁３３の吐出側に接続されている。外部の給水源から接続口３１を介して第２給水弁３３に供給された水は、入口部７２を通って加圧タンク７１内に導入される。この場合、第２給水弁３３と入口部７２との間には大きな抵抗となる構成が存在していないため、第２給水弁３３から吐出された水は比較的高圧の状態で加圧タンク７１に供給される。

出口部７３は、加圧溶解装置７０の下部に設けられている。入口部７２から加圧タンク７１内に流入した水は、出口部７３を通って加圧タンク７１の外部に流出する。なお、本実施形態においては、出口部７３からの排水は加圧タンク７１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。

空気導入部７４は、加圧タンク７１の上部に設けられており、加圧タンク７１の内部と外部とを開閉可能に連通している。本実施形態の場合、空気導入部７４は、空気導入管７４１及び吸気弁７４２を有している。吸気弁７４２は、例えば制御装置９０からの信号に基づき開閉駆動する空気用の電磁弁で構成されている。制御装置９０からの信号に基づき吸気弁７４２が開放されると、空気導入管７４１を介して加圧タンク７１に外気が補充される。

通常、吸気弁７４２は、第２給水弁３３が開放され給水が行われているときは閉じられている。第２給水弁３３の開放により給水を開始した後、加圧タンク７１内の水位が所定位置まで上昇又は給水時間が所定時間経過すると、制御装置９０からの信号に基づき第２給水弁３３が閉鎖し加圧タンク７１内への給水が一旦停止される。そして、第２給水弁３３を閉鎖している期間に吸気弁７４２を開放することにより、加圧タンク７１内に新たな空気が導入される。

本実施形態の場合、出口部７３の下流側に微細気泡発生器８０１が設けられている。微細気泡発生器８０１は、水の流路を局所的に絞ることでその水に溶存する空気を析出させて微細気泡を発生させる機能を有する。ここで、加圧タンク７１内の圧力が大気圧の状態で第１給水弁３２が開放された場合、入口部７２から加圧タンク７１内に流入する水の量は、出口部７３から加圧タンク７１外に流出する水の量よりも多くなる。

したがって、加圧タンク７１内の圧力が大気圧の状態つまり加圧タンク７１内に水がほとんど溜まっていない初期の段階で第２給水弁３３が開放されると、入口部７２から加圧タンク７１内に流入した水のうち出口部７３から流出しなかった残りの水が加圧タンク７１内に貯留されて加圧タンク７１内の水位が上昇する。このとき、加圧タンク７１内の空気は上昇する水面に圧縮され、これにより加圧タンク７１内の圧力が上昇する。

その後、入口部７２からの水の流入が継続されて加圧タンク７１内の水位が所定水位まで上昇すると、加圧タンク７１内の圧力と外部の給水源から流入する水の圧力この場合水道圧とが均衡する。その結果、入口部７２から加圧タンク７１内に流入する水の量と出口部７３から加圧タンク７１外に流出する水の量とが略等しくなり、加圧タンク７１内が最大圧力この場合水道圧に近い圧力となる。このように、加圧タンク７１内の圧力が大気圧よりも上昇することにより、加圧タンク７１内の空気が加圧タンク７１内に貯留されている水に溶解し易くなる。

すなわち、外部の給水源から供給された水を加圧溶解装置７０に通すことによって、加圧溶解装置７０の下流側に設けられた微細気泡発生器８０１に対して、加圧溶解装置７０を通らない通常の水に比べて多量の空気を溶存させた水を供給することができる。

また、図２に示すように、加圧溶解装置７０は、仕切壁７５を有している。仕切壁７５は、加圧タンク７１内の底部に設けられており、加圧タンク７１内の空間のうち下部の空間を水平方向に仕切っている。すなわち、仕切壁７５は、加圧タンク７１内の空間のうち下部の空間を、入口部７２側の空間と出口部７３側の空間とに仕切っている。

仕切壁７５には、スリット７５１が形成されている。スリット７５１は、粒径の大きな泡を遮蔽する機能を有している、つまり加圧タンク７１内からの空気の流出を防ぐ役割を果たしている。入口部７２から加圧タンク７１内に流入した水のうち仕切壁７５の上端よりも下方に位置する水は、仕切壁７５のスリット７５１を通過して出口部７３側の空間に流れる。このとき、入口部７２からの落下等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、スリット７５１を通過せずに出口部７３側の空間に流出することなく消滅する。

なお、吸気弁７４２に代えて、エアーポンプにより空気を導入する構成としても良い。また、吸気弁７４２は、例えば加圧タンク７１の外部から加圧タンク７１の内部へ向かう空気は通すが、加圧タンク７１の内部から加圧タンク７１の外部へ向かう空気は遮断する機能を有する逆止弁で構成することができる。この場合、吸気弁７４２は、加圧タンク７１内の圧力が大気圧よりも高くなると閉じ、加圧タンク７１内の圧力が大気圧以下になると開く構成とする。これにより、第１給水弁３２が開いて加圧タンク７１内に水が流入すると、加圧タンク７１内の水位の上昇に伴い加圧タンク７１内が加圧される。一方、第１給水弁３２を閉じると、加圧タンク７１内の水位の低下に伴い加圧タンク７１内の圧力も大気圧以下に低下し、吸気弁７４２が開いて外気が導入される。

微細気泡発生器８０１は、第２給水経路Ｒ２において加圧溶解装置７０の下流側に設けられている。また、微細気泡発生器８０１は、水槽１２に供給する水にマイクロオーダー及びナノオーダーの微細気泡を析出させる機能を有する。なお、本実施形態において、ナノオーダーの微細気泡、ウルトラファインバブル及びナノバブルは、いずれも同義であり、粒子径がナノオーダーの気泡を意味する。

ここで、本願発明者は、微細気泡発生器８０１を通過する水に溶存している空気の量が増えるほど、ウルトラファインバブルに比べてマイクロバブルの量が増えることを見出した。そこで、本実施形態において、微細気泡発生器８０１の上流側に加圧溶解装置７０が設けられている。これにより、加圧溶解装置７０によって溶存空気が増加した水が微細気泡発生器８０１に供給されるため、微細気泡発生器８０１を通過した水にはマイクロバブルが多量に析出される。すなわち、第２給水経路Ｒ２から水槽１２に供給される水には、第１給水経路Ｒ１から水槽１２に供給される水には含有されないマイクロバブルが多量に含まれている。

次に、図４を参照して微細気泡発生器８０１の構成について説明する。微細気泡発生器８０１の直径及び全長は、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。そして、微細気泡発生器８０１は、それぞれ注水ケース４０とは別部材であって、第２給水経路Ｒ２に対して着脱可能に構成されている。

また、本実施形態において、微細気泡発生器８０１は、水の通過可能な面積を局所的に縮小することにより微細気泡発生器８０１を通過する水にマイクロバブル又はウルトラファインバブルを含ませる。具体的には、微細気泡発生器８０１は、図４に示すように、絞り部８１、上流側ストレート部８２、衝突部８３、及び下流側ストレート部８４を有している。絞り部８１、上流側ストレート部８２、及び下流側ストレート部８４は、微細気泡発生器８０１の長手方向へ向かって貫いた穴であり、水が矢印Ａ方向に流れる流路を構成する。

絞り部８１は、微細気泡発生器８０１の流入側つまり上流側に設けられている。絞り部８１は、微細気泡発生器８０１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。上流側ストレート部８２は、絞り部８１の下流側に設けられている。上流側ストレート部８２は、内径が変化しない、すなわち流路の断面積つまり液体の通過可能な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８３は、上流側ストレート部８２と下流側ストレート部８４との境界部分に設けられている。すなわち、衝突部８３は、上流側ストレート部８２の下流側の端部でかつ下流側ストレート部８４の上流側の端部に設けられている。衝突部８３は、微細気泡発生器８０１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８０１を通過する液体中に微細気泡を発生させることができる。すなわち、衝突部８３は、上流側ストレート部８２の断面積を局所的に縮小することで、上流側ストレート部８２を通過する液体中にマイクロバブル又はウルトラファインバブルを発生させることができる。なお、上流側ストレート部８２における衝突部８３により局所的に縮小された部分の断面積つまり微細気泡発生器８０１から水が流出する部分の断面積は、加圧溶解装置７０の入口部７２の断面積よりも小さい断面積で構成されている。

下流側ストレート部８４は、衝突部８３の下流側つまり微細気泡発生器８０１の流出側に設けられている。下流側ストレート部８４は、上流側ストレート部８２と同様に、内径が変化しない、すなわち流路の断面積つまり液体の通過可能な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。下流側ストレート部８４は、衝突部８３を通過した水の速度を高速に維持し、これによりマイクロバブル又はウルトラファインバブルの発生を促進させる。

なお、本実施形態の場合、微細気泡発生器８０１は、図４に示すように、例えば絞り部８１、上流側ストレート部８２、及び衝突部８３を有する上流側の部材８５１と、下流側ストレート部を有する下流側の部材８５２との２つの部材に分割して構成されている。しかし、微細気泡発生器８０１はこの構成に限られない。微細気泡発生器８０１は、例えば上流側の部材８５１と下流側の部材８５２とを一体に構成し、絞り部８１、上流側ストレート部８２、衝突部８３、及び下流側ストレート部８４を１つの部材に設けた構成であっても良い。

本実施形態の場合、衝突部８３は、図５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、下流側ストレート部８４の内周面からこの下流側ストレート部８４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８３は、下流側ストレート部８４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。この場合、各衝突部８３の下流側の面は、平坦面に形成されている。

微細気泡発生器８０１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８１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ンチュリ効果により流速が高められる。そして、その高速流が下流側ストレート部８４を通過する際に衝突部８３に衝突することで圧力が急激に低下される。これにより、微細気泡発生器８０１は、微細気泡発生器８０１内を通過する水の中に溶存している空気をマイクロバブル又はウルトラファインバブルとして多量に析出させてマイクロバブル又はウルトラファインバブルを含む微細気泡水を供給することができる。なお、本実施形態において、微細気泡水とは、水中に含まれるマイクロバブル又はウルトラファインバブルが通常の水に比べて多いものをいう。

この微細気泡発生器８０１は、外部から気体の供給を能動的つまり積極的に得ることなく微細気泡水を生成することができる。すなわち、微細気泡発生器８０１は、水圧以外には、微細気泡を発生させるための専用のポンプ等の駆動源を要さない。

ここで、第２給水経路Ｒ２を通って水槽１２に供給される水はマイクロバブルを多量に含んでいる。そして、このマイクロバブルを多量に含んだ水を用いて洗いやすすぎを行うことにより、その水に含まれるマイクロバブルによって洗濯物に付着した皮脂汚れ等を効果的に引き剥がすことができる。さらに、汚れを吸着して取り込んだマイクロバブルは、その浮力によって水面に浮上し、また、マイクロバブル同士が反発し合うことで、洗濯物への汚れの再付着が抑制される。さらに、微細気泡発生器８０１により生成されたウルトラファインバブル水が同時に供給されるため、マイクロバブルとウルトラファインバブルの相互作用により洗浄能力の向上つまり洗いやすすぎの性能向上を図ることができる。

洗濯機１０の運転は、制御装置９０によって制御される。制御装置９０は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、洗い工程、すすぎ工程等の洗濯運転を制御する機能を有している。また、洗濯機１０は、図６に示すように、操作パネル２１、水位センサ２２、及び流量計２３を備えている。操作パネル２１は、図示しない電源スイッチやユーザが洗濯運転コースを設定するための各種操作キー等が設けられている。水位センサ２２は、水槽１２内の水位を検出可能である。流量計２３は、例えば給水経路Ｒ１、Ｒ２の分岐部分よりも上流側に設けられ、第１給水経路Ｒ１及び第２給水経路Ｒ２に流れる水の流量を計測する。制御装置９０には、操作パネル２１が電気的に接続されるとともに、水位センサ２２や流量計２３からの検知信号が入力される。この場合、制御装置９０は、流量計２３の検知信号の積算により、水槽１２に供給した水量を算出することができる。

例えば制御装置９０は、操作パネル２１等から入力された信号に基づき、モータ１４、第１給水弁３２、第２給水弁３３、吸気弁７４２、及び排水弁１６の駆動制御を行う。この構成により、制御装置９０は、操作パネル２１にてユーザにより設定される洗濯コースに応じて、予め記憶された制御プログラム等に基づいて、洗濯機１０の各機構を制御し、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程からなる周知の洗濯運転を自動で実行する。また、制御装置９０は、各給水弁３２、３３の開閉を制御することで各給水弁３２、３３に対応した給水経路Ｒ１、Ｒ２による給水経路の切り替え及び連続給水や間欠給水等の給水方式の切り替えができる。これにより、洗濯物や洗濯運転の状態に応じて適宜給水方式を変更して給水を行うことで、効果的な洗濯運転を実行することができる。

本実施形態における、制御装置９０が実行する給水処理について図７も参照しながら以下に説明をする。図７は、洗い工程における連続給水と間欠給水の場合の給水状態の変化を経時的に示したものであり、横軸に給水時間、縦軸に給水量を示している。給水方式のうち連続給水の状態を点線で示し、本実施形態における間欠給水の状態を実線で示す。

連続給水は、給水開始から規定水量に達するまで一括的に連続して給水を行う給水方式である。これに対し、間欠給水は、給水開始から規定水量に至るまで給水を複数回に分けて行う給水方式である。ここで、規定水量とは、洗濯物の重量に応じて設定される給水量、又はユーザが任意に設定した給水量を意味する。なお、本実施形態において、規定水量は、流量計２３の検出結果に基づいて算出しても良いし、水位センサ２２の検出結果つまり水槽１２内の水位に基づいて算出しても良い。そのため、本実施形態において、規定水量は、規定水位と同義である。

ここで、連続給水により一括的に目標とする所定の給水量を供給する場合に比べて、間欠給水により複数回に分けて給水を行い所定の給水量を供給する場合では、給水制御の精度等が影響し目標値に対して実際に供給される水量が若干変動する場合がある。そのため、間欠給水における規定水量は、必ずしも洗濯物の重量に応じて設定される給水量、又はユーザが任意に設定した給水量と一致している必要はない。換言すれば、間欠給水における規定水量は、必ずしも操作パネル２１に表示される水量と一致する必要はなく、操作パネル２１に表示される水量に対して間欠給水における変動を含んだ水量であってもよい。

次に、本実施形態における間欠給水について以下に説明する。制御装置９０は、洗い工程開始時における初期の給水として、モータ１４が駆動し回転槽１３が回転し洗い動作が開始されるまでは少なくとも第２給水弁３３を開放させて第２給水を行う。これにより、水槽１２にはマイクロバブルを多量に含んだ洗濯水が給水される。この洗い工程開始後の初期段階における給水量としては、洗濯物を洗浄するために最低限必要な給水量であれば良く、例えば規定水量の半分程度、具体的には５０％～７０％程度とすることができる。

なお、洗い工程開始時における初期の給水は、第２給水に加えて第１給水も併せて行う構成としても良い。つまり、第２給水の主な目的はマイクロバブルを含む微細気泡水を水槽１２に供給することにある。そのため、洗濯物の汚れに程度等に応じて洗浄性能よりも給水時間の短縮を優先する場合には、第２給水に加えて第１給水を併用することがより効果的である。すなわち、第２給水に加えて第１給水を行うことにより給水量が増加し給水時間の短縮を図ることができる。

給水を開始し、その後、給水量が所定量に達すると、制御装置９０は、第２給水弁３３を閉じて第２給水を所定時間停止する。所定時間経過後、制御装置９０は、再度第２給水弁３３を開放させて所定時間又は所定水位に至るまで第２給水を実行する。この給水サイクルを複数回繰り返し、規定水量に到達するまで給水が行われる。

間欠給水の具体的態様の一例としては、洗い工程時間１５分、規定水量２０Ｌとした場合、まず初期給水として第２給水を約２分間で約１０Ｌの水量に至るまで行う。ここで、一旦約２分程度給水が停止される。その後、約４０秒で約３Ｌの第２給水を行う。この給水サイクルを３回繰り返し最終的に給水量は規定水量に達する。なお、規定水量に到達するのは洗い工程終了の所定時間前例えば約３分前には完了していることが好ましい。こうすることで、洗濯物とマイクロバブルが接触する時間を適正に確保することができ、洗い動作におけるマイクロバブルの洗浄効果を十分に得ることができるからである。

次に、上記間欠給水を実行した場合の洗濯水中つまり水槽１２内のマイクルバブル濃度の経時的変化を図８も参照しながら説明する。図８の横軸は給水時間、縦軸はマイクロバブル濃度を示している。図８中の点線で示した連続給水の場合、給水終了までは、寿命により消滅したマイクロバブルのうちの一部が第２給水によって補給される。ここで、マイクロバブルの寿命つまり水中での残存時間は数分程度であることがわかっている。そのため、連続給水の場合、給水開始から給水終了までは水槽１２内のマイクロバブルの総量は変化しないか又は微増するものの、水槽１２内に貯留された水に対するマイクロバブルの濃度は緩やかに低下していく。給水終了後は、マイクロバブルの補給がなくなるため水槽１２内のマイクロバブルの総量は減少に転じ、濃度の低下率が大きくなって数分後には水槽１２内の水から消滅してしまう。そして、消滅したマイクロバブルは再度発生しない。そして、連続給水の場合、水槽１２内の洗濯水からマイクロバブルが消滅した状態で、残りの工程が実行される。

これに対し、図８中の実線で示した間欠的な第２給水を行った場合、洗い工程の開始から終了まで適宜マイクロバブルが補充されることで、水槽１２内のマイクロバブルの濃度を洗い工程を通して一定割合で残存させることができる。その結果、マイクロバブルを含んだ洗濯水でより長時間、洗い工程を行うことができる。なお、本実施形態におけるマイクロバブル濃度の最大値は、微細気泡発生器８０１から給水された時点の濃度を表す。

このように、洗い工程においては、少なくとも加圧溶解装置７０及び微細気泡発生器８０１を有する第２給水経路Ｒ２からの第２給水が行われることにより、通常、水中から数分程度で消滅してしまうマイクロバブルを洗濯液中に補充することが可能となり、洗濯物とマイクロバブルの接触時間が増加しマイクロバブルの効果を持続して得ることができる。また、間欠的な第２給水によりマイクロバブルを補充することで、マイクロバブル表面に吸着したまま水面に浮上し滞留状態となった汚れを水面に留まらせることができ、洗濯水中への汚れの再溶解を防ぐことができる。さらに、微細気泡発生器８０１によって発生する微細機能にはウルトラファインバブルも含まれるため、マイクロバブルとウルトラファインバブルとの相互作用による洗浄効果の向上を図ることができる。

上記した所定時間の洗い工程が終了すると、水槽１２からの排水が行われ、引き続き、すすぎ工程が実行される。すすぎ工程においても、少なくとも第２給水による間欠的な給水を実行することによりマイクロバブルが補充される。これにより、マイクロバブルに吸着した汚れの水面での滞留を維持することでき、洗濯水中への汚れの再溶解の抑制を図ることができる。さらに、マイクロバブルと併せて供給されるウルトラファインバブルにより洗濯物の繊維の奥に残存した洗剤成分の除去を効果的に行うことが可能となる。このとき、すすぎ工程における間欠給水の給水サイクルは洗い工程と同様でも良いし異なっていても良い。つまり洗い工程に比べて間欠給水１回あたりの給水時間や給水量、あるいは給水サイクルの回数が異なる構成としても良い。

なお、上記実施形態では、第２給水の間欠給水は給水時間の時間制御と水位センサ２２による水槽１２内の水位検出に基づく水位制御によって構成としても良く、これに限らず、例えば流量計２３の検出値の時間積算による水槽１２への給水量の算出に基づく流量制御により間欠給水を行う構成としても良い。

以上説明した実施形態によれば、洗濯機１０は、水槽１２と、外部の給水源から供給される水を水槽１２に給水する第２給水経路Ｒ２と、第２給水経路Ｒ２から水槽１２への給水を制御する制御装置９０と、を備えている。第２給水経路Ｒ２は、第２給水経路Ｒ２を通って水槽１２に供給される水にマイクロバブルを含む微細気泡を発生させる微細気泡発生装置８０を備えている。制御装置９０は、洗い工程又はすすぎ工程において微細気泡発生装置８０を通過してマイクロバブルを含んだ水を規定水量に至るまでの間で間欠的に給水する間欠給水処理を実行可能である。

これによれば、間欠的な第２給水によりマイクロバブルが複数回に渡って補充されることで洗い工程又はすすぎ工程の工程期間中に常時マイクロバブルによる洗浄効果を得ることができる。さらに、第２給水経路Ｒ２から水槽１２には、マイクロバブルとウルトラファインバブルを含んだ水が供給される。これにより、マイクロバブルが洗濯物表面のマクロな汚れを除去し、繊維の隙間へ洗剤液を浸透しやすくしたのちにウルトラファインバブルが繊維の奥から汚れを除去するといった両者の相互作用により洗浄効率の向上を図ることができる。したがって、水道水等の通常の水を用いた場合のみならず、ウルトラファインバブル水のみを供給する場合に比べても、より高い洗浄効果を得ることができる。

また、本実施形態において、間欠給水処理は、当該給水処理の開始後、規定水量の少なくとも半分に至るまで連続的に給水を行い、その後、前記規定水量に至るまで間欠的に給水を行う処理を含む。これによれば、例えば洗い工程において洗い動作が実行可能となる規定水量の半分までは第２給水経路Ｒ２から連続給水を行うことで効率的に第２給水を行うことができるとともに、その後の第２給水経路Ｒ２からの第２給水は間欠的に行うことで常時マイクロバブルを洗濯水中に存在させることができる。そのため、マイクロバブルによる洗濯物に付着した皮脂汚れ等の引き剥がし及び吸着した汚れを水面に浮上あるいは洗濯水中を分散することによる洗濯物への汚れの再付着の防止を持続して行うことができる。なお、間欠的な給水の間隔としては、マイクロバブルは発生後２～４分程度で消滅してしまう性質を鑑みて２～４分程度の間隔で行われることが好ましい。

さらに、本実施形態において、微細気泡発生装置８０は、加圧溶解装置７０と、微細気泡発生器８０１と、を有している。加圧溶解装置７０は、第２給水経路Ｒ２上に設けられて外部の給水源から供給された水にその水の水圧によって空気成分を溶解させる機能を有する。微細気泡発生器８０１は、第２給水経路Ｒ２上でかつ加圧溶解装置７０の下流側に設けられ加圧溶解装置７０から流出した水が流入しその水が通過する流路を局所的に絞ることでマイクロバブルを含んだ微細気泡を析出させる機能を有する。これにより、加圧溶解装置７０から微細気泡発生器８０１を経て水槽１２に給水される水にマイクロバブルを多量に発生させることができ、洗い工程やすすぎ工程において常時マイクロバブルの作用による洗浄効果を得ることができる。

（第２実施形態）
次に、図９及び図１０を参照して第２実施形態を説明する。この第２実施形態が、上記第１実施形態と異なる点は、第２給水経路Ｒ２の給水経路上に第２給水弁３３に加えて、第２給水弁３３の下流側に下流側給水弁３４を設けたことにある。本実施形態では、第２給水弁３３は、上流側給水弁３３と称する場合がある。

すなわち、第２給水経路Ｒ２は、外部の給水源と微細気泡発生装置８０との間に設けられた上流側給水弁３３に加えて、微細気泡発生装置８０と水槽１２との間に設けられた下流側給水弁３４をさらに含んで構成されている。制御装置９０は、上流側給水弁３３を開放している状態で、かつ、下流側給水弁３４は閉鎖する制御が可能である。より具体的には、下流側給水弁３４は、微細気泡発生器８０１の下流側で微細気泡発生器８０１と注水ケース４０との間に設けられている。そのため、本実施形態では、制御装置９０による第２給水経路Ｒ２からの第２給水の制御は、上流側給水弁３３及び下流側給水弁３４の開閉制御に基づいて実行される構成としている。

さらに、本実施形態において制御装置９０は、上流側給水弁３３を開放している状態で、かつ、下流側給水弁３４は閉鎖することが可能である構成としている。この場合、下流側給水弁３４は閉鎖しているため、第２給水経路Ｒ２から水槽１２への給水は行われていない状態である。一方、上流側給水弁３３は開放されているため、微細気泡発生装置８０が有する加圧溶解装置７０の加圧タンク７１に貯留された水には給水源から給水された水による水圧が作用する。これにより、例えば洗い工程における給水前に加圧タンク７１内の水に空気を予め加圧溶解させておくことができるため、その後下流側給水弁３４を開放し、微細気泡発生器８０１を通過する水のマイクロバブルの発生量を増加することができる。つまり、図１０に示すように、洗い工程の初期給水時に供給される水のマイクロバブル濃度を高めることができる。さらに、間欠給水において給水を停止している間、換言すれば追加給水の待機中にも、同様の予圧を加圧タンク７１内の水に加えておくことで追加給水させる水のマイクロバブル濃度を高めることができる。

また、加圧タンク７１への空気の導入の制御は、上記第１実施形態と同様に、加圧タンク７１の水位が所定位置まで上昇又は給水時間が所定時間経過すると、制御装置９０からの信号に基づき上流側給水弁３３が閉鎖し加圧タンク７１内への給水が一旦停止され、これと同時に吸気弁７４２が開放されることにより、加圧タンク７１内に新たな空気が導入される構成としている。

このような第２実施形態によれば、微細気泡発生装置８０は、加圧溶解装置７０の上流側に設けられ制御装置９０からの制御を受けて駆動し第２給水経路Ｒ２を開閉する上流側給水弁３３と、加圧溶解装置７０の下流側に設けられ制御装置９０からの制御を受けて駆動し第２給水経路Ｒ２を開閉する下流側給水弁３４と、を更に備えている。さらに、加圧溶解装置７０は、外部の給水源から供給された水を空気とともに一時的に貯留可能な加圧タンク７１を有している。したがって、第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、第２給水の間欠給水によりマイクロバブルの効果を洗い工程及びすすぎ工程において持続的に得ることができる。

また、特に本実施形態では、微細気泡発生装置８０の上流側と下流側の両方に給水弁を備えた構成としており、上流側給水弁３３を開放した状態で下流側給水弁３４が閉鎖されることにより、給水待機中の状態において加圧タンク７１内の水に空気を予め加圧溶解させておくことができる。つまり、その後下流側給水弁３４の開放により水槽１２に供給される水に対してマイクロバブルを高濃度に含ませることができる。これにより、マイクロバブルによる洗浄効果をより向上することができる。さらに、第２給水によるマイクルバブルとウルトラファインバブル水との相互作用による洗浄効果の向上を図ることができる。

また、制御装置９０は、加圧タンク７１内に空気が残存している状態で下流側給水弁３４を閉じかつ上流側給水弁３３を開く処理を実行可能である。これによれば、加圧タンク７１内に貯留した水に水圧を作用し続けることができる。したがって、給水待機中の状態において加圧タンク７１内の水に空気を予め加圧溶解させておくことが可能とあり、マイクロバブルの発生量を向上することができる。

なお、上記した実施形態に限定されるものではなく、図示は省略するが、例えば次のような拡張、変更も可能である。すなわち、上記各実施形態で用いた時間や水位又は水量などの具体的な数値は、一例を挙げたものに過ぎず、適宜変更することができる。さらに、上記実施形態では、ドラム式洗濯機に適用したが、ドラム式洗濯機に限らず、縦軸型の洗濯機など洗濯機全般に適用することができる。その他、給水機構の構成等についても、様々な変更が可能である。

以上、本発明の複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら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、１８…循環経路、３２…第１給水弁、３３…第２給水弁（上流側給水弁）、３４…第３給水弁（下流側給水弁）、４０…注水ケース、５０…洗濯処理剤ケース、Ｒ１…第１給水経路、Ｒ２…第２給水経路、７０…加圧溶解装置、８０…微細気泡発生装置、８０１…微細気泡発生器、９０…制御装置

Claims (5)

1. 水槽と、
   前記水槽内に回転可能に配置される回転槽と、
   外部の給水源から供給される水を前記水槽に給水する給水経路と、
   前記給水経路から前記水槽への給水を制御する制御装置と、
   前記給水経路に設けられ前記給水経路を通って前記水槽に供給される水にマイクロバブルを含む微細気泡を発生させる微細気泡発生装置と、を備え、
   前記制御装置は、洗い工程又はすすぎ工程において前記回転槽が回転する期間を含む工程期間中に、前記微細気泡発生装置を通過してマイクロバブルを含んだ水を規定水量に至るまでの間に間欠的に給水する間欠給水処理を実行可能である、
   洗濯機。
2. 前記間欠給水処理は、当該間欠給水処理の開始後、前記規定水量の少なくとも半分に至るまで連続的に給水を行い、その後、前記規定水量に至るまで間欠的に給水を行う処理を含む、
   請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記微細気泡発生装置は、
   前記給水経路上に設けられて前記外部の給水源から供給された水にその水の水圧によって空気成分を溶解させる加圧溶解装置と、
   前記給水経路上でかつ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が流入しその水が通過する流路を局所的に絞ることでマイクロバブルを含んだ微細気泡を析出させる微細気泡発生器と、を有している、
   請求項１又は２に記載の洗濯機。
4. 前記加圧溶解装置の上流側に設けられ前記制御装置からの制御を受けて駆動し前記給水経路を開閉する上流側給水弁と、
   前記加圧溶解装置の下流側に設けられ前記制御装置からの制御を受けて駆動し前記給水経路を開閉する下流側給水弁と、を更に備え、
   前記加圧溶解装置は、前記外部の給水源から供給された水を空気とともに一時的に貯留可能な加圧タンクを有している、
   請求項３に記載の洗濯機。
5. 前記制御装置は、前記加圧タンク内に空気が残存している状態で前記下流側給水弁を閉じかつ前記上流側給水弁を開く処理を実行可能である、
   請求項４に記載の洗濯機。

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