JP2671925B2 - リネン洗濯物の洗濯・脱液・乾燥洗濯機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば家庭用洗濯機における脱水（洗濯）
槽、業務用水洗機、ドライクリーナ、或はその他産業用
の各種遠心式脱水機に適用される洗濯・脱液・乾燥機に
関するものである。

又、家庭用及び産業用の洗濯、脱水、乾燥を連続して
行なう全自動の洗濯、脱水、乾燥機にも適用可なもので
ある。

〔従来の技術〕

遠心力を利用して脱液する回転ドラム式脱液装置は、
家庭用洗濯機、業務用水洗機、有機溶剤を使用するドラ
イクリーナ、或は一般産業用の遠心式脱水機等のいずれ
をとっても、その脱液に係わる基本的構成は同等のもの
である。従って、ここでは家庭用洗濯機を例にとって従
来技術を説明する。

即ち、従来技術にあっては第７図（ａ）（ｂ）に示す
ように、脱水槽1aは円形断面形状をもつ開口率が10〜20
％の多孔板円周壁から成る回転ドラム2aと、この回転ド
ラム2aを支持し且つ回転を与える回転軸3aと、同回転軸
3aを駆動するモータ4a等から構成されている。9aは壁面
7aを貫通する孔、10aは脱水槽1aの底部に配設された排
水パイプ、40aは前記モータ4aと機台との間に介在する
防振ゴムである。

洗濯を終えた被洗物5aは洗濯槽（図示せず）から脱水
槽1aに移され、蓋6aを閉じ、タイマスイッチ（図示せ
ず）等によって必要な時間をセットすると、回転ドラム
2aがモータ4aにより高速回転し、被洗物5a中の水が回転
ドラム2aの回転中心軸と同心の多孔板等からなる円周壁
面7aから排出される。

本発明者は上記従来技術について、第８図に示すよう
に積層した綿布５′ａを円周壁面7aの内側に壁面7aに沿
って同等厚さにセットし、ほぼ脱水が完了した時点の積
層綿布５′ａの一枚毎の含水率を測定した。その結果、
第９図に示すように円周壁面7aに近い綿布５′ａの含水
率は円周壁面7aから離れた綿布５′ａ、すなわち回転軸
線に近い綿布５′の約２倍の含水率を示した。

これは、第８図において円周壁面7aが遠心力の作用す
る方向8aと直角となっているため、綿布５′ａと円周壁
面7aとの間に保持された水が壁面に沿って移動すること
が妨げられ排除できないことによる。一方、円周壁面7a
から離れた綿布５′ａ中の水は綿布層５′ａ内の毛管を
通って遠心力の作用方向8aにスムーズに移動するため、
第９図に示すように回転ドラム2aの中心方向に近い綿布
５′ａの含水率は円周壁面7a近傍の綿布５′ａの含水率
より低くなる。

また、円周壁面7aに近い綿布５′ａの含水率は綿布層
５′ａの厚さが少なくなればなる程高くなる傾向があ
る。これは、円周壁面7a近傍の綿布層５′ａを遠心力の
作用方向に押える働きをする綿布層５′ａ（円周壁面7a
から遠い層）の重量が少なく絞り効果が減少するためで
あると考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べてきたように、従来の脱水装置は、回転ドラ
ム2aの円周壁面7aと遠心力の作用する方向8aが直角に交
わっているため、円周壁面7a近傍の被洗物5aの排水が十
分に行われず本来遠心力の大きさから見積もられる脱水
性能が十分発揮されないという根本的欠陥を有している
ものである。また、当然のことながら結果的に脱水後の
被洗物の乾燥に余分のエネルギと時間が費やされること
になる。

本発明は，これらの点を解決して，本来の脱液性能が
発揮され，同時に乾燥時におけるエネルギの減少及び費
やされる時間の短縮化を図るとともに，洗濯，脱水，乾
燥を一工程で行うことができる装置を提供しようとする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

このため，本発明は，内部にリネン洗濯物を収納する
回転ドラムと，同回転ドラムを内部に収納して密閉可能
な外胴と，同回転ドラムの内部に水，蒸気，加熱空気等
の作業流体を供給する吸込部と，作業後の同作業流体を
同外胴の外部に排出する排出口とを備え，前記回転ドラ
ムの周壁面が同回転ドラムの回転によって発生する遠心
力の作用方向に対し直角に交差しない単一の山型断面を
有するとともに，同山型断面を含むほぼ全面に亘って多
数の開穴を有する壁面で構成され，同山型断面は同遠心
力の作用方向を含む90〜160゜の角度の範囲でひらいた
形状をなし，リネン洗濯物の遠心脱液を効果的に行うと
ともに，同回転ドラム中のリネン洗濯物を同回転ドラム
の壁面から脱液後剥がれやすくすることを特徴とするリ
ネン洗濯物の洗濯・脱液・乾燥洗濯機を提供するもので
ある。

〔作用〕

第９図に示すような綿布層における含水率の分布、即
ち、円周壁面近傍で異常に高い含水率を生じる主原因
は、既述したとおりドラム回転中心軸に対し円周壁面が
平行に延び且つ遠心力の作用方向と円周壁面とが直角に
交わっていることにあり、そのため排水不良となる。従
って、基本的にはドラム回転中心軸に対し円周壁面の全
部又はその一部を平行させない形状にするか、或は円周
壁面を単純な円形とせずに遠心力の作用方向と直角に交
わらないような形状にするかのいずれかの手段をとれば
良い。

そこで、これらの手段を採ることによって、ドラム壁
面の孔から外れた位置に集まった液体は遠心力の作用を
受けて所定の角度をもつ壁面に沿って流れ、近傍の孔か
ら容易に排出されるようになり、処理後の被脱液物の含
水率を大幅に減少させる。

この時、山型角度を小さくすると含水率を小さくする
ことができるが、タオル，シーツ，ワイシャツ等のリネ
ン洗濯物がドラムにへばりつき、洗濯、脱水、乾燥を１
工程で行なう機械の場合はこれらの点からみて、望まし
い角度のあることがわかった。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。

第１図乃至第２図は本発明の実施例を示している。

まず、第１図に示す例から説明すると、同図（ａ）は
脱液槽と一部駆動軸の側断面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

同図から明らかなように、本実施例に係る脱液槽12a
は平断面ではどの位置でも円形であるが、回転軸線13a
を含んで切った縦断面では壁面17aと回転軸線13aとが所
定の角度をなすように構成されている。図示例の場合に
は、脱液槽12aの全体が高さ方向の途中で胴の膨らんだ
壷状をなしている。

ここで、遠心力の作用方向Ｆに対して、脱液槽12aの
壁面17aの山型角度θ（第１図（ａ）に図示）とする。
山型角度θを変えて綿布層の残水率を測定したデータを
第４図、第６図に示す。これらは、タオルを４分間、35
0Gで脱水した時の値である。ここで、Ｇは回転速度を表
わし、 R:ドラム半径（ｍ） n:ドラム回転数（rpm） で算出することができる。

第４図に示すように、山型角度θを従来の平板（180
゜）とする時、80％の含水率の綿布層は、角度を120゜
とすると、65％となり、15％もの水を綿布から追い出す
ことができる。更にこの角度を60゜とすると、含水率は
60％となり、従来より20％も改善することが可能であ
る。

一方、第６図に示すように、本発明装置による場合に
は脱水ドラムの壁面近くの綿布にあっても脱水が十分に
なされ、その上回転ドラムの中心方向における脱水後の
含水率分布に大きな変動がなく、全体としても脱水効果
が増加している。

すなわち、従来のドラムではドラムの円周壁面と、ド
ラム中心方向ではその含水率のムラが大きく、しかも含
水率が高く、ドラムの円周壁面で90％、ドラムの中心方
向65％となっている。しかし、ドラムの山型角度（θ）
を120゜とすると、含水率はドラムの円周壁面70％、ド
ラムの中心方向63％とその差が小さく、しかも全体の値
が小さく、すなわち効率よく脱水されることがわかっ
た。

一方、第５図は、ドラム山型角度θを変えたとき、タ
オル等の綿布層がドラム壁面に付着してしまうが、この
綿布層をはがすのに要する力を指標で示している。

すなわち、山型角度180゜（従来のドラム）のとき、
ドラムに作用する遠心力の方向に垂直にはがすとき（垂
直引）、10程度の力、遠心力の方向と直角方向の力（横
引）ではがすとき、ドラムには水を排出するための壁面
を貫通する穴19aがあるためこの穴の中に綿布層が入り
込んでいることから横引でははがしにくいが、70程度の
力で綿布層がはがれるのに対し、山型角度が小さく設
定、例えば60゜とすると、それらは180,240となり、指
標200近く又はこれ以上となるため、綿布層はドラム壁
面にへばりつき外部から力を加えないとはがれない状態
となり実用的とならなくなる。

従い、従来ドラムにくらべて、含水率の改善を行なう
と共に、ドラムのへばりつきを発生させないためには、
ドラム山型の角度θを90゜ないし160゜、好ましくは、1
20゜ないし150゜が実用的であることを見い出したもの
である。

次に第２図及び第３図に示す洗濯、脱水、乾燥の各工
程を連続して行なう実施例について説明する。

1:回転ドラム……円筒状の回転ドラムであり回転軸３を
略水平に保ちつつ回転自在としていて、回転軸に固着さ
れているプーリ４、駆動用Ｖベルト５、モータ７に固着
されている駆動用プーリ６の伝達経路で駆動される。ド
ラムの外筒面10には通気、通水用の穴19が設けられてい
る。

2:外胴……ドラムの外部に配置されており、ドラム回転
軸３を支えるブラケット及びベアリング類からなるドラ
ムサポート８を一方に固着し、他の一方にドラム１内へ
水、蒸気、加熱空気等を供給するための吸込部９を固着
している。

3:回転軸……ドラム１に固着されており、ドラム駆動軸
としての役割をはたす。

4:プーリ……ドラム１を駆動するためのプーリであり、
回転軸３に固着されている。

5:ベルト……ドラム１を駆動するための動力伝達用であ
る。

6:プーリ……モータ７に固着されており、モータの回転
力をベルト５、プーリ４を介してドラム回転軸３に伝達
する。

7:モータ……ドラム１を駆動するための動力源であり、
回転数は速度可変装置30により設定される。

8:ドラムサポート……ブラケット及びベアリング類から
成り、ドラムの回転軸３を支持するもの。

9:吸込部……ドラム外胴２の入口部に固着されており、
ドラム１内へ水、蒸気、加熱空気等を送り込む。リング
状の形状をしており、内周面に開口部20がある。ドラム
１の外部には、供給された水、蒸気、加熱空気等の加熱
媒体が洩れないような構造となっている。

10:外筒面……ドラム１の外周部であり、外筒面10には
通気、通水用の穴19が設けられている。外筒面には回転
軸方向に対して垂直の断面は円形であり、第２図のよう
に軸方向断面は山型角度θである。

12:洗濯物……洗濯、脱水、乾燥されるタオル、シー
ツ、ワイシャツ等のリネン。

15:ダクト……第３図の様にドラム外胴２の側面に固着
されていて、ドラム１内へ加熱空気を送り込む。

16:ドア……リネンをドラム１内に投入する時は、開
き、洗濯、脱水、乾燥の工程中は閉じている。ドア内面
はドラムの外胴２の吹込部９と密着しており、水、蒸
気、加熱蒸気等が外胴２の外部に洩れない構造となって
いる。

17:ビータ……ドラム１の外筒面10に複数個取りつけら
れた山型状の板であり、ドラム１の回転によりリネンを
上方へ持ち上げる効果をもっている。

18:シール……ドラム外胴２に固着されておりドラム１
の外筒面10と摺動する構造となっている。吹込部９から
ドラム１内に供給される加熱蒸気、加熱空気等がドラム
１に入らず外胴２に洩れるのを防止させる役割をはた
す。

19:穴……ドラム１の外周面に明けられた直径数mmの穴
で、洗濯工程においてはドラム１内と外胴２内の洗たく
水、洗剤等の出入りがなされる。

脱水工程においてはドラム１が高速回転されるのに伴
ない、リネンから振切られた水分がこの穴から外胴内に
排出される。

乾燥工程においては、ドラム１内に供給された加熱空
気はリネンを乾燥させるエネルギーをドラム１内に供給
し、その後この空気は該穴19から外胴２に排出され、機
外へ排出される。

20:開口部……吹込部９の内周面にあけられた穴であ
り、この穴からドラム１内に加熱蒸気、加熱空気等が供
給される。

21:給水管……ドラム１内に洗濯用の水を送り込む配管
である。

22:排水管……洗濯工程の途中で又は脱水工程におい
て、ドラム外胴２から水を排水する時に使われ、ダンパ
ー23の開閉で排水の有無を制御する。

23:ダンパー……外胴２から排水する時はダンパー23が
開き、外胴２内の洗たく水、脱水により振り切られた水
を外胴２から機外の排水溝32へ排出する。外胴２から排
水しない時はダンパー23は閉じている。

24:ヒーター……ドラム１内に加熱空気を供給する時、
図示せぬブロアで機外の空気を吸い該ヒータ24で室内の
空気を加熱してドラム１内に送り込む。該ヒータは蒸気
又は加熱オイルと室内空気を熱交換させる方式が一般で
ある。

26:排気口……ドラムの外胴２の１部に設けられてお
り、外胴２内の空気を機外へ排出するための口である。

27:リントフィルター……ドラム１内から排気された空
気の中には、リネンの糸くず（リント）が多量に含まれ
ている。このため排気口26を経て排出された空気を該リ
ントフィルターを通過させることにより排気空気中に含
まれているリントを捕捉する。

28:排気ダクト……リントフィルター27を経てリント除
去された排気を機外へ排出するためのダクトである。

30:速度可変装置……モータ７の回転速度を調整するた
めの装置であり、洗濯工程、脱水工程それぞれにおいて
最適な速度でドラム１が回転されるよう制御される。

31:防振装置……ドラム１及び外胴２等は該防振装置の
上に懸架されている。

32:排水溝……排水管22から排出された水を室外へ流出
させるための溝である。

このように構成された実施例によれば（洗濯）給水管
21から水をドラム１、外胴２内に一定量給水する。ドラ
ム１の外周面には穴19が明いているため、ドラム１内に
供給された水は穴19を通過し、外胴２内に溜まり、次第
にドラム１内に水位が上昇してくる。図示せぬ水位検知
装置で水位をチェックして、一定水位となったら給水を
停止する。ドア16を開けてリネンをドラム１内に供給す
る。モータ７を駆動し、一定回転でドラム１を回転す
る。ドラム１の回転は正転逆転の繰り返しがリネンのか
らみつき防止に効果的である。

図示せぬ洗剤、助剤供給装置から洗剤・助剤をドラム
１内に供給し、予洗をおこなう。予洗が終了した時点
で、ダンパー23を開いて予洗に使用した洗濯水を排水管
22を経て排水溝32に排出し、一定時間後又は予洗水の排
水が完了したことを図示せぬセンサーで検知してダンパ
ー23を閉じる。

次に同様に洗濯水をドラム１内に一定水位まで給水
し、また図示せぬ洗剤・助剤供給装置から洗剤・助剤を
ドラム１内に供給する。

ここで、図示せぬ蒸気ノズルを作用させ、外胴２の水
中に蒸気を吹き込んで洗濯用の水を一定温度迄昇温させ
る。ドラム１の回転は速度可変装置30の制御によりモー
タ７の回転数を可変することが出来る。洗濯物をビータ
17でドラム１の上方まで持ち上げ、落下させる時の水面
との衝撃による機械力さらには、ドラム１を図示せぬ加
振装置により加振させてリネンと洗濯水との相対速度を
強制的に大とすることにより洗濯時間を短縮することが
出来る。

このようにして温水中で本洗いを行ない、その後ドラ
ム１の回転を中速回転としてリネンに付着している洗濯
水を遠心力で振り切る。この時は当然ダンパー23を開い
て洗濯水を排出管22から機外へ排水する。この後ダンパ
ー23を閉じて水をドラム１内に再度給水し、すすぎ工程
を行なう。すすぎ工程は洗濯工程と同様にしても良い。
洗濯水の給水、排水をくり返してのすすぎ工程が終わる
と次は脱水工程に入る。

（脱水）ドラム１は速度可変装置30の制御により、ド
ラム内周において１〜1.5Gの加速度を受ける回転で運転
される。このことによりドラム１内に入られているリネ
ンはドラム１の内周面にほぼ均一に分布させることが出
来る。この状態となった後、ドラム１は高速回転され、
リネンに付着している水は遠心力によりドラム１の穴19
から外部へ排出され、この水に外胴２から排水管22を経
て機外へ排出される。

ここで、ドラムの山型角度θを変えてテストした結果
は、第４〜第６図ですでに述べた通りである。すなわ
ち、θを60゜とすると脱水後の含水率は60％となり、従
来より20％も小さな値とすることができる。一方、第２
図（ｂ）に示すように洗たく物12はドラムの外筒面にへ
ばりついた状態となり、脱水工程が終了した時点でも自
動的に落下しない問題のあることがわかった。このため
山型角度を100゜より大きくしたところ、脱水後の洗た
く物は、若干の衝撃例えばドラム回転中に図示せぬブレ
ーキ装置を作動させ、ドラムを急停止させること等で自
由落下することが判明、実用性が確認された。

更に、第２図のような山型ドラムの場合、洗たく物12
は脱水工程において遠心力によりＦ方向に押し出され、
ドラム径の大きい部分、つまり外筒面の山の頂部に集中
しようとする。このため、脱水工程で通常問題とされる
洗たく物のドラム内でのアンバランス荷重による振動
は、本山型ドラムの場合はその重心部又はこれに近いと
ころにアンバランス荷重が発生する構造となるため脱水
工程時の振動を小さくおさえるのに理想的であることも
判明した。

（乾燥） 脱水工程の終了近くになると、ヒータ24で加熱された
空気をダクト15、吹込部９を経由してドラム１内に供給
し、そのまま乾燥工程に移行する。このとき、洗たく物
12が、第２図（ｂ）のようにドラム１内にへばりついた
状態の場合、加熱空気をドラム１内に供給しても洗たく
物12を均一に、短時間に乾燥させることは不可能であ
る。

すなわち洗たく、脱水、乾燥を一工程でおこなうため
には、脱水後の洗たく物12をドラム１の外筒面10から人
手を介さずひきはがせることが重要である。

ドラム１の回転数は1G未満、好ましくは0.7〜0.8Gと
する。排気口26に図示せぬ温度又は湿度センサーを取り
つけ、これが一定温度又は湿度になったことを検知し
て、乾燥工程は終了する。

尚、上記した実施例では、ドラムの山の数を１つの場
合について説明したが、複数の場合でも同じ効果が達成
できる。

又、水洗の場合について説明したが、パークロルエチ
レン等の有機溶剤を用いるドライクリーニング機械にも
適用できるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、遠心脱液後の洗濯物の含水率を従来
にくらべ大巾に改善することができると共に、ドラムで
の含水率の分布を均一に近くすることができ、乾燥時間
の短縮、過乾燥の防止を行うことができ、しかもドラム
内での洗濯物のへばりつきの防止、ドラムのアンバラン
ス荷重をドラムの重心近くに特定できる等種々の秀れた
効果を奏しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である回転ドラムを示し、同
図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視
断面図、第２図は、本考案の他の実施例を示し、同図
（ａ）は回転ドラム断面とその駆動構成を示す要部説明
図、同図（ｂ）は回転ドラムへの洗濯物の付着状況を示
す説明図、第３図は、第二実施例の要部構成図、第４図
はドラムの山型角度と含水率を示すテスト結果の説明
図、第５図はドラムの山型角度と、はがし力の指標のテ
スト結果を示す説明図、第６図は本発明と従来装置によ
る含水率分布を示す説明図、第７図は従来の脱水機を示
し同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
断面図、第８図は脱水試験時の回転ドラム平面からみた
説明図、第９図は従来装置による脱水試験結果の説明図
である。 1,2a……回転ドラム、10……外胴面、17a……回転ドラ
ムの壁面、Ｆ……遠心力の作用方向、12……洗たく物、
θ……山型角度。

フロントページの続き (72)発明者 上田 敦士 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番 地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作 所内 (56)参考文献 特開 昭61−185296（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−121046（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−148975（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−62370（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭44−16869（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部にリネン洗濯物を収納する回転ドラム
   と，同回転ドラムを内部に収納して密閉可能な外胴と，
   同回転ドラムの内部に水，蒸気，加熱空気等の作業流体
   を供給する吸込部と，作業後の同作業流体を同外胴の外
   部に排出する排出口とを備え，前記回転ドラムの周壁面
   が同回転ドラムの回転によって発生する遠心力の作用方
   向に対し直角に交差しない単一の山型断面を有するとと
   もに，同山型断面を含むほぼ全面に亘って多数の開穴を
   有する壁面で構成され，同山型断面は同遠心力の作用方
   向を含む90〜160゜の角度の範囲でひらいた形状をな
   し，リネン洗濯物の遠心脱液を効果的に行うとともに，
   同回転ドラム中のリネン洗濯物を同回転ドラムの壁面か
   ら脱液後剥がれやすくすることを特徴とするリネン洗濯
   物の洗濯・脱液・乾燥洗濯機。