JP2008043651A - 洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】外槽の内面および内槽の外面に付着した汚れを除去することで、洗濯物に汚れが付着するのを抑制する洗濯機を得る。
【解決手段】外槽１と、外槽１の内部に回転自在に設けられ、内部に洗濯物が収納可能な内槽２と、内槽２に回転軸を介して連結され、内槽２を回転させるモータ３とを備えた洗濯機において、外槽１には、気泡４を噴射し、内槽２の最下部２ａに気泡４を衝突させる気泡噴射装置５を備え、気泡噴射装置５は、外槽１の水が循環するパイプ６と、パイプ６に設けられ水を送出するポンプ７と、パイプ６に設けられポンプ７から送出された水に空気を混入させて、気泡４を発生させる気泡発生手段８と、外槽１に設けられ気泡４が噴射される噴射ノズル９とを有し、最下部２ａに衝突した気泡４が、外槽１の内面および内槽２の外面との間を通過して、外槽１の内面および内槽２の外面に付着した汚れを除去する。
【選択図】図１

Description

この発明は、外槽と、この外槽の内部に回転自在に設けられ、内部に洗濯物が収納可能な内槽と、前記外槽に設けられ、前記外槽内の水に気泡を噴射する気泡噴射装置とを備えた洗濯機に関する。

従来、外槽と、この外槽の内部に回転自在に設けられ、内部に洗濯物が収納可能な内槽と、前記外槽の下部に設けられ、前記外槽内の水に気泡を噴射する気泡噴射装置とを備え、前記気泡を前記内槽の底面に形成された貫通孔に通過させて前記内槽内に流入させ、前記気泡により前記洗濯物の洗濯の効率を向上させる洗濯機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−０３１２８５号公報

しかしながら、このものの場合、噴射された気泡のほとんどは貫通孔を通じて内槽内に流入するため、外槽の内側面と内槽の外側面との間には気泡が積極的には通過しない。したがって、長期間の使用の結果、外槽の内側面および内槽の外側面には、汚れが付着し堆積してしまい、そのままの状態で再度洗濯を行うと、外槽の内側面および内槽の外側面に付着した汚れの一部が剥がれ、水の中で浮遊して、洗濯物に付着してしまうという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、外槽の底面および内槽の底面に加えて、外槽の内側面および内槽の外側面にも付着した汚れを除去することで、外槽の内面および内槽の外面を清潔に保ち、洗濯物に汚れが付着するのを抑制することができる洗濯機を提供するものである。

この発明に係る洗濯機は、外槽と、前記外槽の内部に回転自在に設けられ、内部に洗濯物が収納可能な内槽と、前記内槽に回転軸を介して連結され、前記内槽を回転させる駆動手段とを備えた洗濯機において、前記外槽に設けられ、気泡を噴射し、前記内槽の下側のコーナー部に前記気泡を衝突させる気泡噴射装置を備え、前記気泡噴射装置は、送出された水が通過するパイプと、前記パイプに設けられ、前記水にガスを混入させて、前記気泡を発生させる気泡発生手段と、前記気泡が噴射される噴射ノズルとを有し、前記コーナー部に衝突した前記気泡が、前記外槽と前記内槽とにより区画された空間を通過する。

この発明に係る洗濯機によれば、外槽の底面および内槽の底面に加え、外槽の内側面および内槽の外側面にも付着した汚れを除去して、外槽の内面および内槽の外面を清潔に保ち、洗濯物に汚れが付着するのを防止することができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一の符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る洗濯機の要部構造図である。
実施の形態１に係る洗濯機は、回転しない外槽１を図示しない洗濯機筐体の内部に備えている。
この外槽１には、内部に洗濯物を収納可能な円筒形状の内槽２が空間を介して回転自在に固定されている。
この内槽２は、外槽１の下部に設けられた駆動手段であるモータ３に図示しない回転軸を介して連結されており、このモータ３の駆動により内槽２は回転する。
外槽１、内槽２および回転軸は、垂直方向に対して所定の傾き、例えば、１０〜２０度の傾きを有して、洗濯機筐体に固定されている。
外槽１と内槽２との間には、水が通過できる隙間が設けられており、内槽２の回転により、外槽１と内槽２との間にある水が回転する。
内槽２の側面および底面には、内槽２の内側と外側との間で水が通過可能な図示しない貫通孔が複数形成されている。

外槽１の下部には、内槽２の下側のコーナー部に向かって気泡４を噴射させ、衝突させる気泡噴射装置５が設けられている。
この気泡噴射装置５は、一端部が外槽１の上部に設けられ、外槽１内から水を取り出し、他端部が外槽１の下部へ延び、取り出された水が再び外槽１へ戻って循環するパイプ６を有している。
パイプ６には、パイプ６に流入した水を下流側へ送出するポンプ７が設けられている。
このポンプ７よりさらに下流側のパイプ６には、ポンプ７から送出された水にガスである空気を混入させて、気泡４を発生させる気泡発生手段８が設けられている。
外槽１のコーナー部１ａには、気泡発生手段８により発生した気泡４を噴射させる噴射ノズル９が設けられている。
この噴射ノズル９は、気泡発生手段８と接続されている。
噴射ノズル９は、傾けられた内槽２のコーナー部である最下部２ａに向かって指向され、かつ内槽２が回転したときに、外槽１と内槽２との間に発生する水の回転する方向に沿って指向されている。

図２に示すように、気泡発生手段８は、ベンチュリータイプと呼ばれ、流路の中間が狭く形成されたくびれ部８ａを有した管であり、このくびれ部８ａの中で最も径が細いのど部８ｆには、管の外部から内部へ空気が侵入可能な孔が形成された空気導入部８ｂが設けられている。
気泡発生手段８の一端部は、ポンプ７から送出された水が流入する流入部８ｄであり、くびれ部８ａの上流側と一体に設けられている。
くびれ部８ａの上流側には、流路が先細り形状であり、流入した水が縮流する縮流部８ｇが形成されている。
のど部８ｆの縮流部８ｇ側には、周方向に沿って環状に形成された凹部である吸引部８ｃが形成され、縮流部８ｇからのど部８ｆへ水が噴射されると負圧になる。
一方、気泡発生手段８の他端部は、水とともに気泡４が流出する流出部８ｅであり、くびれ部８ａの下流側と一体に設けられている。
くびれ部８ａの下流側には、流路が末広がり形状であり、のど部８ｆで混合された気泡４を拡散させて昇圧するディフューザー部８ｈが形成されている。
ディフューザー部８ｈの一部であり、のど部８ｆの吸引部８ｃの下流には、縮流部８ｇから噴出された水と吸引部８ｃから吸引された空気とを混合させて気泡４を生成する混合部８ｉが形成されている。
なお、流入部８ｄの直径ｄ１は、１０ｍｍ以上、１５ｍｍ以下で、流出部８ｅの直径ｄ３は、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下で、のど部８ｆの直径は、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下とすることが望ましい。

空気導入部８ｂには、図示しないチューブの一端部が接続されており、このチューブの他端部は洗濯機の最上水位より高い位置まで延びて設けられている。これにより、空気導入部８ｂからの水漏れを防止している。なお、逆流防止弁を空気導入部８ｂに設けてもよい。

さらに、実施の形態１に係る洗濯機は、洗い行程、すすぎ行程、脱水行程および乾燥行程を順次自動的に実行する図示しない運転制御手段を備えている。
この運転制御手段は、すすぎ行程を実行すると同時に気泡噴射装置５を動作させる。

次に、実施の形態１に係る洗濯機の動作について説明する。
すすぎ行程が実行されると、外槽１内および内槽２内に水が溜められ、外槽１上部からパイプ６を介して水をポンプ７に流入させ、このポンプ７により気泡発生手段８の流入部８ｄに水が流入する。
流入部８ｄに流入した水は、縮流部８ｇを通過して、のど部８ｆに噴射されると、吸引部８ｃが負圧になり、空気導入部８ｂから空気が入り込む。
水に混入した空気の塊は、混合部８ｉで混合され、せん断されて、微細な気泡４が発生する。
ディフューザー部８ｈでは、気泡４が拡散され、流出部８ｅから水とともに気泡４が噴射される。
この気泡４は、直径が約２００μｍ以下のマイクロバブルである。ただし、気泡径は、水に溶解している洗剤や汚れの濃度に依存する。洗剤濃度が少ない場合には、気泡径が大きくなる傾向がある。

気泡発生手段８により発生した気泡４は、噴射ノズル９から噴射され、傾いた内槽２の最下部２ａに衝突し、内槽２の側面に沿った流れと底面に沿った流れとに分岐する。その結果、外槽１の底面および内槽２の底面だけでなく、外槽１の内側面および内槽２の外側面にも効率よく気泡を供給することができ、この気泡４により、外槽の底面および内槽の底面に加えて、外槽の内側面および内槽の外側面にも付着した汚れを効率よく除去することができる。

噴射ノズル９から気泡４が噴射されると同時に、モータ３の駆動により内槽２が回転する。
内槽２が回転すると、気泡４が内槽２の外面の広範囲へ行き渡るので、内槽２の外面の洗浄度のばらつきを抑制することができる。
内槽２の回転速度が速すぎる場合、遠心力により、比較的密度の大きい水は回転軸外側へ移動し、比較的密度の小さい気泡４は回転軸内側に移動してしまう。そこで、内槽２の回転速度を約１００ｒｐｍ以下とすることが望ましい。
なお、内槽２の回転方向は、時々反転するのが望ましい。これにより、内槽２の外面に凹凸部があった場合でも、内槽２の外面全体に効果的に気泡４を衝突させることができる。

噴射ノズル９は、内槽２の回転により外槽１と内槽２との間に発生する水の回転する方向に沿って指向されているので、外槽１と内槽２との間の水の流れに回転力を与える。
その結果、外槽１の内面と内槽２の外面のより広範囲に気泡４を衝突させることができ、洗浄度のばらつきをさらに抑制することができる。

次に、すすぎ工程中に気泡４を供給した場合の効果について、気泡４を供給しない場合と比較して説明する。
主たる効果は、洗濯槽内で用いられる金属（例えばステンレス）やプラスチック表面に対する洗剤成分の残留抑制、かび、ぬめりおよび細菌などの繁殖の抑制、あるいはそれらの除去である。
実際、本願発明者は、カビの生えた試験片である洗濯槽片に対して気泡４であるマイクロバブルを１５分間供給して、その効果を確認した。
図３は実施の形態１に係る洗濯機を用いて、気泡４によるカビ除去の効果を示す図である。
気泡４を供給しない場合と比較して、気泡４を供給して１５分後のものは、およそ８０％以上のカビが除去されている。
なお、気泡４を供給されてないものを用いてマイクロバブルを含まない水中に１時間以上浸漬させても全く変化はみられなかった。

また、カビ除去の場合と同様に、実際、本願発明者は、ぬめりを付着させた試験片である洗濯槽片に対してマイクロバブルを１５分間供給して、その効果を確認した。
図４は実施の形態１に係る洗濯機を用いて、気泡４によるぬめり除去の効果を示す図である。
気泡４を供給しない場合と比較して、気泡４を供給して１５分後のものは、およそ９０％以上のぬめりが除去されている。
なお、気泡４を供給されていないものを用いてマイクロバブルを含まない水中に１時間以上浸漬させても全く変化はみられなかった。

次に、カビの生成抑制効果について説明する。
アルコールで洗浄された試験片である洗濯槽片（５０ｍｍ×５０ｍｍ）を人工汚染水（水１Ｌあたり、オレイン酸：０．０５６ｇ、トリオレイン：０．０３１ｇ、コレステロール：０．００３ｇ、ゼラチン：０．０１４ｇ、市販洗濯用合成洗剤：０．６７ｇ）に浸漬し、さらに黒カビと青カビの胞子を１０００個／ｍｌとなるように添加し、マイクロバブルがある状態のものと、マイクロバブルがない状態のものをそれぞれ２日間、浸漬した。
試験片は滅菌処理したリン酸緩衝液に浸漬し、へらで付着物を掻き落とした後、超音波処理を３０分行った。
その後、それぞれを検水として、クロラムフェニコールを含むＰＤＡ平板培地を用いた平板塗抹法によって２５℃で５日間培養を行った。
図５は実施の形態１に係る洗濯機を用いて、気泡４による洗濯槽片への細菌の付着抑制効果を示す図である。
マイクロバブルなしの場合と比較して、マイクロバブルありの場合は、培地上に繁殖した菌数が少ないことがわかる。
図６はこの試験を１０回程度繰り返し、菌の集落数を計数した結果を示した図である。
マイクロバブルなしの場合に、菌の集落数が１２００個であるのに対して、マイクロバブルありの場合では、菌の集落数が１００個以下であった。
なお、ぬめりの付着抑制作用についても、同様に試験を行い、同様の効果があることを確認した。

以上説明したように、実施の形態１に係る洗濯機によれば、外槽１には、内槽２のコーナー部に気泡を噴射して、衝突させる気泡噴射装置５を備え、コーナー部に衝突した気泡４が、外槽１の底面と内槽２の底面との間に加え、外槽１の内側面と内槽２の外側面との間の空間も通過して、外槽１の底面および内槽２の底面に付着した汚れだけでなく、外槽１の内側面および内槽２の外側面にも付着した汚れ除去することができるので、外槽１の内面および内槽２の外面を清潔に保ち、洗濯物に汚れが付着することを抑制することができる。
また、気泡４は、水中の不要物も除去することができ、さらに、水中へ溶解せずに残っている洗剤を効果的に溶解させることができる。

また、気泡噴射装置５から気泡４が噴射されると同時にモータ３の駆動により、内槽が回転するので、気泡４が内槽２の外周面および底面の広範囲に行き渡り、内槽２の外面の洗浄度のばらつきを抑制することができる。

また、噴射ノズル９は、内槽２の回転により外槽１と内槽２との間に発生する水の回転する方向に沿って指向されているので、外槽１と内槽２との間の水の流れに回転力を与え、気泡４を外槽１の内面と内槽２の外面のより広範囲に衝突させることができ、洗浄度のばらつきを抑制することができる。

また、噴射ノズル９は、気泡発生手段８と接続されているので、気泡発生手段８で発生した気泡４が隣り合う気泡４と衝突することで合一してしまう前に、気泡４を噴射ノズル９から噴射し、外槽１の内面および内槽２の外面に衝突させることができ、外槽１の内面と内槽２の外面に付着した汚れを効果的に除去することができる。

また、内槽２の回転軸が垂直方向に対して傾きを有し、噴射ノズル９は、傾いた内槽２の最下部２ａに向かって気泡４を噴射して衝突させ、気泡４の流れが、内槽２の側面に沿った流れと底面に沿った流れとに分岐するので、外槽１の内面および内槽２の外面の広範囲に渡って効果的に気泡４を供給できる。
その結果、外槽１の内面および内槽２の外面に付着した汚れを効果的に除去することができる

また、運転制御手段がすすぎ工程中に気泡噴射装置５を動作させるので、利用者は槽洗浄について意識することなく、常に、外槽１の内面および内槽２の外面を清潔に保つことができる。

なお、上記実施の形態１では、外槽１、内槽２および回転軸を垂直方向から傾いて洗濯機筐体に固定すると説明したが、勿論このものに限らず、垂直方向に固定してもよい。この場合であっても、内槽２のコーナー部に気泡４を衝突させて、気泡４が、外槽１の底面と内槽２の底面との間だけでなく、外槽１の内側面と内槽２の外側面との間も通過し、気泡４が外槽１の内面と内槽２の外面に付着した汚れを除去するので、洗濯物に汚れが付着するのを抑制することができる。
また、必要に応じて、外槽１、内槽２および回転軸を鉛直方向から傾き可能にしてもよい。

また、混合部８ｉはディフューザー部８ｈの一部として説明したが、勿論このものに限らず、吸引部８ｃの下流側に一定直径の混合部８ｉを設け、その混合部８ｉの下流側にディフューザー部８ｈを設けてもよい。この場合、混合部８ｉの流路方向の長さは、のど部８ｆの直径ｄ２の０．５倍以上、１．５倍以下とするのが望ましい。

また、気泡発生手段８は、ベンチュリータイプでなくてもよく、例えば、微細な孔が無数に形成された多孔質材料のものに空気を放出させるもの、細い管から空気導入部に水を吹出すタイプのもの、さらには、水流を旋回させながら空気と水とを混合させる旋回流タイプのものであってもよい。
また、のど部８ｆの直径は、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下でなくてもよく、比較的吐水圧の高いポンプを使用する場合には、５ｍｍ以下であってもよい。
また、上記実施の形態１では、内槽２を回転させ、噴射ノズル９が内槽２の回転により外槽１と内槽２との間に発生する水の回転する方向に沿って指向されていると説明したが、勿論このものに限らず、内槽２を回転させず、噴射ノズル９を内槽２の回転軸からずれて指向させてもよい。この場合でも、外槽１の内面および内槽２の外面の広範囲に渡って気泡４を衝突させることができる。
また、内槽２を回転させ、噴射ノズル９を回転軸に向かって指向させてもよい。

実施の形態２．
図７は実施の形態２に係る洗濯機の要部構造図である。
実施の形態２に係る洗濯機は、内槽２の上部にシャワーノズル１０が設けられている。
ポンプ７より下流側のパイプ６には、切換弁１１が設けられている。この切換弁１１からはパイプが分岐されており、分岐された一方の第１のパイプ６ａは気泡発生手段８へ接続され、他方の第２のパイプ６ｂはシャワーノズル１０へ接続されている。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

次に、実施の形態２に係る洗濯機の動作について説明する。
洗濯行程では、環境やコストの観点から水を節約して洗濯することが求められる。一方で衣類に対して必要な水量がないと衣類に付着した汚れ成分を脱離させることが難しく、もし汚れ成分を離脱させることができたとしても、衣類へ再び付着してしまう恐れがある。
また、洗濯行程において、実施の形態１で示したように気泡噴射装置５から気泡４を噴射すると、洗剤中の界面活性剤の影響で洗濯槽内全体が泡沫で覆われてしまう。
そこで、実施の形態２に係る洗濯機では、洗濯工程中には、切換弁１１を通じてポンプ７からの水流をシャワーノズル１０側に流して衣類を湿らせるために用い、洗濯行程後の脱水行程が終わり、すすぎ行程が始まる際には、切換弁１１を通じてポンプ７からの水流を気泡発生手段８側に流して、気泡４を噴射させる。
このようにして切換弁１１を用いると、洗濯行程、すすぎ行程ともに、ポンプ７を有効に使用することができる。

実施の形態２に係る洗濯機によると、切換弁１１を用いて、洗濯行程中には、ポンプ７からシャワーノズル１０へ水を供給させ、すすぎ工程中には、ポンプ７から気泡発生手段８へ水を供給させて槽洗浄を行うので、ポンプ７を有効に使用することができる。

実施の形態３．
図８は実施の形態３に係る洗濯機の要部構造図である。
気泡４を効率よく外槽１の内面および内槽２の外面に接触させるためには、気泡４の径をさらに小さくする、あるいは、気泡４の流れをより広範囲に渡るように制御する必要がある。
実施の形態３に係る洗濯機は、傾けられた内槽２の最下部２ａの近傍にある外槽には、案内板１２が設けられている。この案内板１２は、噴射ノズル９から噴射させた気泡４が、案内板１２に衝突し、流れの方向が偏向して、内槽２の最下部２ａに衝突するように配置されている。
これによって、噴射ノズル９から噴射された気泡４は、案内板１２に衝突して、気泡４の流れが上方向に偏向させる。気泡４が偏向され、気泡４が確実に内槽２の最下部２ａに衝突することにより、気泡４と外槽１の内面および内槽２の外面と接触する面積が大きくなる。
また、気泡４は、案内板１２と衝突することで、径がより小さくなる。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

実施の形態３に係る洗濯機によると、気泡噴射装置５が、外槽１に、噴射ノズル９から噴射された気泡４を内槽２の最下部２ａに向かって案内する案内板１２を有しているので、気泡４が内槽２の最下部２ａに確実に衝突し、外槽１の底面と内槽２の底面との間だけでなく、外槽１の内側面と内槽２の外側面との間にもより確実に気泡４を通過させ、外槽１の内面および内槽２の外面の全体に対して気泡４を均一に供給することができる。
また、気泡４は、案内板１２と衝突することでより径がさらに小さい気泡４となるので、外槽１の内面および内槽２の外面に対して、より多くの気泡４を接触させることができる。
また、案内板１２を設けることにより、噴射ノズル９を内槽２の最下部２ａ近傍に配置する必要がなく、噴射ノズル９を自由に配置することができる。さらに、噴射ノズル９を内槽２の最下部２ａに向かって上方向に配置する必要がなく、下方向に向けることができるので、噴射ノズル９内にゴミが侵入することを抑制することができる。

なお、図９（ａ）に示すように、案内板１２には、気泡４の噴射方向に沿って貫通した孔１２ａを形成させてもよい。
このようにすると、案内板１２と衝突して、上方向に偏向する気泡４の流れと、偏向されずに直進する気泡４の流れを作ることができる。
これにより、外槽１の内面および内槽２の外面のより大きい面積に対して気泡４を衝突させることができる。
また、図９（ｂ）に示すように、気泡４と衝突する案内板１２の面積を小さくしてもよい。この場合は、案内板１２に貫通した孔１２ａを形成したときと同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
図１０（ａ）は実施の形態４に係る洗濯機の要部拡大図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の噴射ノズル９を示す説明図、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）の他の例を示す説明図である。
内槽２の底面には、段部２ｂが形成されている。このような段部２ｂの凹部には気泡４が溜まりやすく、凹部より遠方では、気泡４を接触させることが困難である。
実施の形態４に係る洗濯機の噴射ノズル９は、気泡４が広がって噴射されるように、末広がり形状に形成されている。さらに、噴射ノズル９の内部には、気泡４の噴射方向に沿った隔壁９ａが設けられている。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

実施の形態４に係る洗濯機によると、噴射ノズル９が末広がり形状に形成され、さらに噴射ノズル９の内部には、気泡４の噴射方向に沿った隔壁９ａが設けられているので、気泡４が広がって噴射され、外槽１の内面および内槽２の内面のより広範囲に渡って、気泡４を衝突させることができる。

実施の形態５．
図１１は実施の形態５に係る洗濯機の気泡発生手段８を示す説明図である。
気泡発生手段８の空気導入部８ｂでの空気吸込み流量は、流入部８ｄの水の流速に大きく依存し、一方、空気導入部８ｂでの空気吸込み流量の増加に伴い、流入部８ｄでの水の圧力損失が増大する。
実施の形態５に係る洗濯機では、気泡発生手段８の流入部８ｄの軸線方向長さＬ１と流出部８ｅの軸線方向長さＬ３の比を変化させて、空気吸込み流量および圧力損失の変化を測定し、さらに、流入部８ｄの直径ｄ１と流出部８ｅの直径ｄ３との比を変化させて、空気吸込み流量および圧力損失の変化を測定して、所定の空気吸込み流量を確保するための気泡発生手段８の最適形状を求めた。

図１２に示すように、流入部８ｄの軸線方向長さＬ１に対する流出部８ｅの軸線方向長さＬ３の比が１以下では、大きく空気吸込み流量が低下することがわかる。
したがって、流入部８ｄの軸線方向長さＬ１に対する流出部８ｅの軸線方向長さＬ３の比を１以上とすると、所定の空気吸込み流量を確保することができる。
図１３に示すように、流入部８ｄの直径ｄ１に対する流出部８ｅの直径ｄ３との比が０．５以下では、大きく空気吸込み流量が低下することがわかる。
したがって、流入部８ｄの直径ｄ１に対する流出部８ｅの直径ｄ３との比を０．５以上とすると、所定の空気吸込み流量を確保することができる。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

実施の形態５に係る洗濯機によると、流入部８ｄの軸線方向長さＬ１に対する流出部８ｅの軸線方向長さＬ３の比を１以上とすると、所定の空気吸込み流量を確保することができる。
また、流入部８ｄの直径ｄ１に対する流出部８ｅの直径ｄ３との比を０．５以上とすると、所定の空気吸込み流量を確保することができる。

実施の形態６．
図１４は実施の形態６に係る洗濯機の要部構成図である。
気泡４は、隣り合う気泡４が衝突して合一現象によって径が大きくなる。外槽１内の水が純水に近づくほどその傾向は顕著となり、径が１ｍｍ以上の気泡４も多く発生してしまう。その結果、外槽１の内面および内槽２の外面と接触する気泡４の単位体積あたりの表面積が小さくなる。
気泡４の大きさおよび密度（単位体積中の気泡個数）は、気泡発生手段８の形状、水の流速、空気の流入速度、洗剤などの添加物の濃度に依存する。
洗剤の界面活性剤が存在する場合には、隣り合う気泡４が衝突しても気泡４の合一現象が抑制され、平均的な気泡４の径が小さい。その結果、単位体積中の気泡４の表面積が増加し、さらに、気泡４の水中にある滞留時間が長くなるので、気泡４が外槽１の内面および内槽２の外面と衝突する確率が向上し、効果的に外槽１の内面および内槽２の外面に付着した汚れを除去することができる。
しかしながら、洗剤の界面活性剤の濃度が高い状態で、水中に気泡４を発生させると、気泡４が水面到達後でも、気泡４のまま存在し、次々と発生する気泡４により、気泡４が洗濯槽からあふれ出る恐れがある。
そこで、本願発明者は、水中で気泡４同士が衝突しても合一現象を起こさない効果（合一防止効果）と、気泡４が水面に到達した後でも、気泡４が洗濯槽からあふれ出ることがない効果との両方を達成できる希薄な洗剤濃度を見出した。
このような洗剤の濃度は、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍであることが好ましく、２ｐｐｍ〜２０ｐｐｍであることがさらに望ましい。
外槽１の内面および内槽２の外面の洗浄目的に洗剤を使用する場合には、洗剤濃度を上述した範囲にすることが重要である。

実施の形態６に係る洗濯機は、気泡４同士の衝突による合一現象を防止する添加剤である合一抑制剤を外槽１内へ供給するための供給手段１３が備えられている。
供給手段１３は、制御部１４と電気的に接続されており、制御部１４からの電気的信号により制御され、合一抑制剤を外槽１内に、気泡４が洗濯槽からあふれ出ない程度の微量を滴下する。
合一抑制剤としては、オキシアルキレン付加物や多価アルコールなどのアルコール系化合物が有効である。これらによると、低濃度であっても効果的に作用し、発泡性も小さい。また、最終的に外槽１内に残留した場合であっても、自然と揮発する作用もあるため残留性が少ない。
これらの合一抑制剤の濃度は、５ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ程度であることが望ましく、１０〜１００ｐｐｍ程度であることがさらに望ましい。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

実施の形態６に係る洗濯機によると、気泡４を微細化させる合一抑制剤を供給する供給手段１３が設けられているので、気泡４の径を所望の大きさにすることができる。その結果、外槽１内の水の単位体積あたりの気泡４の表面積が増加し、また、水中の滞留時間が長くなるので、気泡４が外槽１の内面および内槽２の外面と衝突する確率が向上し、効果的に外槽１の内面および内槽２の外面に付着した汚れを除去することができる。

なお、上記実施の形態６では、供給手段１３が合一抑制剤を外槽１内に微量滴下すると説明したが、外槽１内に供給する水の一部を抜き取り、合一抑制剤に接触するように経路を設け、合一抑制剤を含んだ水を外槽１内に供給してもよい。
また、外槽１内の気泡４の量を測定する手段、例えば、発光ダイオードとフォトダイオードの組合せの光センサーを設けて、外槽１内の水の白濁度や水面上の泡沫を検出させ、その結果を用いて制御部１４から供給手段１３から供給される合一抑制剤の量を制御して、常に適量の合一抑制剤を供給してもよい。
また、合一抑制剤は固体でも液体でもよい。
また、気泡発生手段８の空気導入部８ｂに弁を設け、流入する空気の量を制限し、気泡の発生を抑制してもよい。その結果、気泡発生手段８中の微量な流入空気と水による気液混合の乱流により、水中に縣濁する未溶解洗剤を効率的に溶解することができる。

実施の形態７．
実施の形態７に係る洗濯機は、洗い行程、すすぎ行程、脱水行程および乾燥行程を順次自動的に実行する運転制御手段を備え、この運転制御手段は、気泡噴射装置５から気泡４を噴射させる槽洗浄工程をさらに有している。
また、実施の形態７に係る洗濯機は、洗濯回数をカウントする図示しないカウント手段と、このカウント手段により、洗濯回数が所定回数に達した時点で、これを利用者に報知する図示しない報知手段とを備えている。

槽洗浄工程は、使用者が槽洗浄工程を選択し、スタート／一時停止スイッチをオンして蓋を閉じると、自動的に槽洗浄を開始するものである。
槽洗浄が開始すると、まず、外槽１の最高水位まで水が供給され、ポンプ７の駆動によりパイプ６を通過した水が気泡発生手段８に流入し、気泡噴射装置５から気泡４が噴射され、外槽１の内面と内槽２の外面に気泡４が供給される。
気泡４が噴射されると同時に、モータ３の駆動により内槽２が回転し、気泡４が外槽１と内槽２との間全体に行き渡るようにする。
所定の時間の洗浄が終了した後は、外槽１内から排水する。
排水終了後は、内槽２を回転させながら脱水させて槽洗浄工程が終了する。
なお、汚れがひどい場合には、槽洗浄工程を数回繰り返してもよい。この場合、外槽１の内面または内槽２の外面に汚れ検出装置を設けることで、フィードバック制御させて、外槽１の内面または内槽２の外面の汚れを除去することができる。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

実施の形態７に係る洗濯機によると、洗い行程、すすぎ行程、脱水行程および乾燥行程を順次自動的に実行する運転制御手段を備え、この運転制御手段は、噴射ノズル９から気泡４を噴射させる槽洗浄工程をさらに備えているので、利用者が自由なタイミングで槽洗浄工程を開始させることができる。

なお、上記実施の形態７では、外槽１の内面および内槽２の外面の汚れ具合について洗濯回数をカウントすることで把握していたが、勿論このものに限らず、例えば、汚れ検知手段を備えたものであってもよい。例えば、外槽１の内面または内槽２の外面をステンレス材料とし、表面の光の反射度合いによって表面の汚れ具合を検知する手段を備えてもよい。
また、汚れ具合を検知した後、自動的に槽洗浄工程を開始させてもよい。すなわち、利用者が洗濯物を全て取り出し、洗濯槽の蓋を閉めた後、自動的に槽洗浄工程を開始させると、効率的に洗濯機の清浄を維持することができる。

実施の形態８．
気泡４による汚れ除去の作用は、主に気泡４表面への汚れ成分の付着と、気泡４の浮力による付着汚れの剥離作用と、気泡４の浮力による浮上分離作用とである。
したがって、除去すべき汚れは、一般的に気体と液体との界面である水面に集まる特性がある。その際、水位が常に一定であると、水面上に集まった汚れが外槽１の内面および内槽２の外面にリング状に再付着してしまい、そこを起点としてカビやぬめりが発生してしまう恐れがある。
そこで、浮上した汚れの外槽１の内面および内槽２の外面への再付着防止および浮上した汚れの排除が必要である。

図１５は実施の形態８に係る洗濯機の要部構成図である。
実施の形態８に係る洗濯機では、外槽１の最上水位位置の一部に浮遊物除去手段である排水口１５が形成されている。この排水口１５により、浮上した汚れが排除される。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

実施の形態８に係る洗濯機によると、外槽１の最上水位位置に排水口１５を備えているので、浮上した汚れをすぐに排除することができる。
その結果、浮上した汚れが外槽１の内面および内槽２の外面への再付着するのを防止することができる。

なお、上記実施の形態８では、排水口１５が外槽１の一部に設けられているが、外槽１の全周に渡って形成されてもよい。
また、水位を上げ、汚れを排除しやすくするために、槽洗浄中に外槽１内へ水を適宜適量供給させてもよい。

また、常に水位を変動させることで、汚れによる外槽１の内面および内槽２の外面への再付着を抑制してもよい。例えば、給水と排水とを交互に繰り返しながら槽洗浄を行えば、水位が一定となることがないので、汚れによる外槽１の内面および内槽２の外面への再付着を抑制することができる。
また、最上水位付近に給水ノズルを設けてもよい。この場合、排水が開始され、水位が低下した後に給水ノズルから水を供給することで、最上水位付近に付着した汚れを除去することができる。
また、槽洗浄を開始して、数分間経った後、気泡４を噴射しつつ、排水を行ってもよい。この場合、水面が一定となることがないので、汚れによる外槽１の内面および内槽２の外面への再付着を抑制することができる。

また、上記実施の形態８では、浮遊物除去手段を排水口１５として説明したが、勿論このものに限らず、例えば、ポンプのような水面に浮上した汚れを吸い取るものであってもよい。

実施の形態９．
気泡発生手段８は、内部に衣類からの糸くず、付着したほこり、洗剤カスなどによって流路、特にくびれ部８ａが詰まってしまうことがある。
そこで、本願発明者は、気泡発生手段８のくびれ部８ａの径を変化させて、目詰まりの発生を抑制することができる径の大きさを見出した。
実施の形態９に係る洗濯機は、気泡発生手段８のくびれ部８ａの径の大きさが７ｍｍ以上であるのが望ましい。
目詰まり防止手段は径の大きさが７ｍｍ以上であるくびれ部８ａである。
くびれ部８ａが７ｍｍ以上あるので、内部に衣類からの糸くず、付着したほこり、洗剤カスなどがくびれ部８ａに入り込んできても、流路が詰まることがない。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

実施の形態９に係る洗濯機によると、気泡発生手段８のくびれ部８ａの径の大きさが７ｍｍ以上であるので、内部に衣類からの糸くず、付着したほこり、洗剤カスなどがくびれ部に入り込んできた場合に、流路が詰まることを防ぐことができる。

なお、上記実施の形態９では、衣類からの糸くず、付着したほこり、洗剤カスなどにより流路が詰まることがないように気泡発生手段８のくびれ部８ａの径の大きさが７ｍｍ以上として、目詰まりを発生させないようにしているが、例えば、噴射ノズル９に蓋を装着し、気泡４を含んだ水が噴出する際には、蓋が開き、水流がとまると蓋が閉じる構造にして、気泡発生手段８内に異物が侵入するのを防ぐ異物混入防止手段を噴射ノズル９に設けてもよい。
また、異物混入防止手段の他の例として、噴射ノズル９付近に、網目状のものまたは、フィルターなどを装着して、糸くずなどの気泡発生手段８への侵入を防いでもよい。
また、異物混入防止手段のさらなる他の例として、噴射ノズル９の先端部に装着するチューブであってもよい。この場合、噴射ノズル９から気泡４が噴射されている状態では、チューブがピンと張り詰めており、一方、水流がない状態では、チューブが萎え、糸くずなどが混入するのを防ぐことができる。気泡発生手段８が水位的に最も低い位置に配置されており、排水時に噴射ノズル９近傍に異物が集められるので、排水時に糸くずなどが気泡発生手段８へ混入するのを防ぐことが重要である。

また、上記各実施の形態では、空気を用いて気泡４を発生させると説明したが、酸化性のガス、例えば、オゾンガス発生部を設け、空気の変わりにオゾンガスを用いて気泡４を発生させてもよい。この場合、空気を用いたときより、外槽１の内面および内槽２の外面に付着したカビやぬめりを効果的に除去することができる。

また、上記各実施の形態では、パイプ６を外槽１に接続し、外槽１内の水を循環させて、気泡４を外槽１内に噴射させると説明したが、勿論このものに限らず、例えば、パイプ６を水道の蛇口に接続して、気泡４を外槽１内に噴射させてもよい。

実施の形態１に係る洗濯機を示す要部構造図である。 図１の気泡発生手段を示す説明図である。 気泡によるカビ除去の効果を示す図である。 気泡によるぬめり除去の効果を示す図である。 気泡による洗濯槽片への細菌の付着抑制効果を示す図である。 菌の集落数を計数した結果を示す図である。 実施の形態２に係る洗濯機の要部構成図である。 実施の形態３に係る洗濯機の要部構成図である。 図９（ａ）は図８の案内板の例を示す説明図、図９（ｂ）は図９（ａ）のさらに他の例を示す説明図である。 図１０（ａ）は実施の形態４に係る洗濯機の要部拡大図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の噴射ノズルを示す説明図、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）の他の例を示す説明図である。 実施の形態５に係る洗濯機の気泡発生手段を示す説明図である。 流入部の軸線方向長さに対する流出部の軸線方向長さの比による空気吸込み量および圧力損失の変化を示す図である。 流入部の径に対する流出部の径との比による空気吸込み量および圧力損失の変化を示す図である。 実施の形態６に係る洗濯機の要部構成図である。 実施の形態８に係る洗濯機の要部構成図である。

符号の説明

１ 外槽、１ａ コーナー部、２ 内槽、２ａ 最下部、２ｂ 段部、３ モータ、４ 気泡、５ 気泡噴射装置、６ パイプ、６ａ 第１のパイプ、６ｂ 第２のパイプ、７ ポンプ、８ 気泡発生手段、８ａ くびれ部、８ｂ 空気導入部、８ｃ 混合部、８ｄ 流入部、８ｅ 流出部、８ｆ のど部、８ｇ 縮流部、８ｈ ディフューザー部、８ｉ 混合部、９ 噴射ノズル、９ａ 隔壁、１０ シャワーノズル、１１ 切換弁、１２ 案内板、１２ａ 孔、１３ 供給手段、１４ 制御部、１５ 排水口。

Claims (13)

1. 外槽と、
   前記外槽の内部に回転自在に設けられ、内部に洗濯物が収納可能な内槽と、
   前記内槽に回転軸を介して連結され、前記内槽を回転させる駆動手段とを備えた洗濯機において、
   前記外槽に設けられ、気泡を噴射し、前記内槽の下側のコーナー部に前記気泡を衝突させる気泡噴射装置を備え、
   前記気泡噴射装置は、
   送出された水が通過するパイプと、
   前記パイプに設けられ、前記水にガスを混入させて、前記気泡を発生させる気泡発生手段と、
   前記気泡が噴射される噴射ノズルとを有し、
   前記コーナー部に衝突した前記気泡が、前記外槽と前記内槽とにより区画された空間を通過することを特徴とする洗濯機。
2. 前記駆動手段は、前記気泡噴射装置から前記気泡が噴射されると同時に前記内槽を回転させることを特徴とする請求項１に記載の洗濯機。
3. 前記噴射ノズルは、前記内槽の前記回転軸からずれて指向されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗濯機。
4. 前記噴射ノズルは、前記気泡発生手段と接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の洗濯機。
5. 前記噴射ノズルは、末広がり形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の洗濯機。
6. 前記気泡発生手段には、前記気泡発生手段内の流路の目詰まりを防ぐ目詰まり防止手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の洗濯機。
7. 前記噴射ノズルには、前記気泡噴射装置が駆動を停止しているときに前記気泡発生手段内に異物が混入するのを防ぐ異物混入防止手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の洗濯機。
8. 前記気泡を微細化させる添加剤を前記外槽内へ供給する供給手段が備えられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の洗濯機。
9. 前記内槽は、前記回転軸が鉛直方向に対して傾き可能であり、
   前記気泡噴射装置は、前記噴射ノズルが、傾けられた前記内槽の最下部に向かって指向されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載の洗濯機。
10. 前記気泡噴射装置は、前記噴射ノズルから噴射された前記気泡を前記最下部に向かって案内する案内板をさらに有していることを特徴とする請求項９に記載の洗濯機。
11. 前記気泡とともに浮上した浮遊物を除去する浮遊物除去手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載の洗濯機。
12. 洗い行程、すすぎ行程、脱水行程および乾燥行程を順次自動的に実行する運転制御手段を備え、
    前記運転制御手段は、前記すすぎ行程を実行すると同時に前記噴射ノズルから前記気泡を噴射させることを特徴とする請求項１ないし請求項１１の何れか１項に記載の洗濯機。
13. 洗い行程、すすぎ行程、脱水行程および乾燥行程を順次自動的に実行する運転制御手段を備え、
    前記運転制御手段には、前記気泡噴射装置から前記気泡を噴射させる槽洗浄工程がさらに含まれていることを特徴とする請求項１ないし請求項１１の何れか１項に記載の洗濯機。

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