JP3910088B2 - 洗濯機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般に洗濯機に関するものであり、より特定的には、洗剤を使用しないコースを有する洗濯機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
洗濯機で洗濯に使用される洗浄用水は、水道水に代表される。水道水は水源からホース等で洗濯機に供給され、使用者の操作で洗濯機内の洗濯槽に給水されて、衣類の洗濯に用いられる。
【０００３】
洗濯時には、給水と同時に界面活性剤成分を含む合成洗剤を使用するのが一般的であり、清潔意識の高まりとともに、かなりの消費量となっている。
【０００４】
しかし、近年環境意識の高まりとともに、界面活性剤成分の環境への負荷が問題になりつつある。洗濯機の中では、汚れを落とすために有効に使われる界面活性剤であるが、自然環境中に放出されるとその親水性と親油性という二面性を有する性質から、水生生物の生態系や植物に害を与える可能性が出てきた。
【０００５】
また、古くから使われてきた石鹸も、その使用量の多さから、水を汚す汚濁物質となり得る可能性を有している。
【０００６】
これらの課題に対し、従来から洗剤を減らすことが可能な洗濯機が提案されている。たとえば、特開平１０−３２８４８５号公報によると、給水経路の途中にイオン除去手段を設けることで、水道水中の硬度成分（カルシウムおよびマグネシウムなど）を取除く洗濯機が提案されている。
【０００７】
界面活性剤を含む洗剤は上記硬度成分である二価の陽イオンと反応して、金属石鹸を生じ、そのため洗浄に寄与できる界面活性剤が減少するので洗浄力が低下する。
【０００８】
イオン交換樹脂を通した水を洗濯に使用することで、今まで金属イオンとなっていた界面活性剤分を有効に洗濯に利用することができ、その分、洗剤量を減らすことが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平１０−３２８４８５号公報は、使用洗剤量を減らしても、従来と同等な洗浄力が得られる洗濯機を提案したものである。
【００１０】
しかしながら、あくまで洗剤使用が前提であり、その洗剤を使わないことは全く考えられていない。
【００１１】
また、特開平７−１８５１８７号公報によると、電気分解した水道水のアルカリ水を洗濯時に使用することで、洗浄能力の向上を図るものであるが、あくまで洗剤の節約に寄与できるものである。
【００１２】
この発明は上記のような問題点を解決するために、界面活性剤を使用しないで、高い洗浄力が得られるように改良された洗濯機を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、環境負荷になり得る可能性のある界面活性剤を使用しない洗濯機が望まれている。そのためには、給水される水を改質することで、洗浄力を得られるようにすることが必須である。
【００１４】
そこで、この発明にかかる洗濯機では、洗濯を行なうための洗濯槽と、陽イオン交換樹脂を収容してこの洗濯槽に給水する給水経路中に設けられ、給水された水道水を軟水化するためのイオン交換手段と、上記イオン交換手段を再生する再生手段と、上記イオン交換手段を通水させた水から電気分解によってアルカリ水と酸性水を生成する電解手段を有し、再生手段は、食塩を収容する容器と、その容器に収容された食塩のうち所定量の食塩を給水路に繰出す繰出し機構とを備え、イオン交換手段によって軟水化された水は、再生手段の繰出し機構によって食塩が添加された後に電解手段によって電気分解されることを特徴とした洗濯機を提案する。
【００１５】
この構成によれば、イオン交換樹脂により軟水化した水を電気分解することで、そのアルカリ水を使用した洗濯は、タンパク質汚れに効果が得られることとなる。
【００１６】
特に、給水された水道水は上記イオン交換樹脂で軟水化され、上記再生手段により食塩を添加された後、電解手段により電気分解される構成とすることで、電解直前に食塩が添加された水は電解質リッチになり、高アルカリ水を生成することが可能となる。高アルカリ条件は、頑固な皮脂汚れにも効果を発揮する。
【００１７】
この発明の好ましい実施態様によれば、イオン交換樹脂の再生手段は、繰出し機構により再生剤としての食塩の添加量を調整できるようにされていることで、再生剤を無駄なく使用することが可能となる。
【００１８】
この発明のさらに好ましい実施態様によれば、供給水量と電流を制御することで、高アルカリ水を生成することが可能となる。
【００１９】
この発明のさらに好ましい実施態様によれば、給水路中にあるイオン交換樹脂として、ナトリウム置換型の樹脂を使用したことで、ナトリウムイオンの多いアルカリ水を生成することが可能となる。ナトリウムイオンリッチ条件下で電気分解を行なうことで、頑固汚れに対応可能となる。
【００２０】
この発明のさらに好ましい実施態様によれば、イオン交換樹脂の再生手段は、再生時には洗濯時とは逆方向に水を流せる構成とした。このことで、コンパクトな設計が可能となっている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明における給水時の運転が可能な洗濯機の構成を概略的に示す図である。
【００２３】
図１を参照して、洗濯機本体を構成する外槽１の内部には、水槽２が、その周囲に配された４本の支持機構５０によって吊り下げられた状態で設けられている。水槽２の内部には、洗濯兼脱水槽３があり、水槽２の底部より、さらに下方となる外槽１内には、機構部５が設けられている。機構部５はモータ６を有し、モータ６の駆動を洗濯兼脱水槽３に伝達するように構成されている。
【００２４】
水槽２の内部には、洗濯兼脱水槽３が回転自在に配設されている。洗濯兼脱水槽３は底面にはパルセータ４なる攪拌部が設けられており、洗濯兼脱水槽３とクラッチ機構で連動したり、独立したりして回転を行なう構成となっている。洗濯兼脱水槽３は壁面に小孔を持たない、いわゆる孔なし槽としてある。槽３はテーパ状に形成されており、脱水時の排水は上方にある小孔から水槽２へ行なうものである。
【００２５】
外槽１の上端の開口部の周囲に上面板部８が装着され、操作パネル（図示せず）が設けられ、この操作パネルによって洗濯機上部の外装を施している。また、上面板部８の中央部には洗濯物投入口８ａが形成されている。また、外槽１内には、洗濯兼脱水槽３内の水量を検知し得る水位センサ（図示せず）ならびに投入負荷量が検知可能な制御部３２が設けられている。
【００２６】
今、運転を開始するために、洗濯兼脱水槽３に洗濯物４０を投入して、モータ６を駆動させると、モータ６の回転駆動は機構部５を介して、洗濯兼脱水槽３に伝達され、洗濯兼脱水槽３内の洗濯物４０が攪拌される。
【００２７】
初期の攪拌時に、制御部３２に予め設定されたプログラムに従い、洗濯兼脱水槽３内の負荷量が判別され、その負荷量に対して水位が決定される。すると、洗濯機に接続された給水口３０から給水が始まり、洗濯が開始する。モータ６は高速で連続回転を行なうことで脱水運転も可能である。
【００２８】
上記のように構成され動作する洗濯機において、本実施の形態の洗濯機は、給水路としてのイオン交換手段１４、イオン交換樹脂再生手段１５、および電解手段１６、流量調節弁１７を備えている。
【００２９】
図２は、洗濯機が有するイオン交換手段１４と再生手段１５と電解手段１６を含む給水経路を示している。この図に示すように、給水部は、水道栓等に接続される流量調節弁１７ａと、容器で構成されるイオン交換手段１４と、容器で構成される再生手段１５と、貯留槽２３を含む電解手段１６とを有している。電解手段１６は、貯留槽２３と、電解槽２４と、隔膜２５と電極２６を有する。電解手段１６は、吐出口３１ａおよび３１ｂに接続される。吐出口３１ａには流量調節弁１７ｂが取付けられており、吐出口３１ｂには流量調節弁１７ｃが取付けられている。アルカリ水側の吐出口は、洗濯兼脱水槽３内に給水する流路に続いている。
【００３０】
イオン交換手段１４は円筒容器である。円筒容器は下部に入水口２２ａ、上部に吐出口２２ｃ、底面に塩水排出口２２ｂが設けられている。容器中には、メッシュ板２８で仕切られた空間に、陽イオン交換樹脂２９が充填されている。ここでは、ナトリウム置換型のイオン交換樹脂を使用した。
【００３１】
流量調節弁１７ａは通常イオン交換手段１４側に切換わっており、給水電磁弁の開動作により、水道水がイオン交換手段１４に送水されると、水は入水口２２ａを通り、イオン交換手段１４の下方の空間に充填されることとなる。下方の空間に十分な量の水が送水されると、続いて仕切りのメッシュ板２８を通過し、イオン交換樹脂２９を通水することとなる。イオン交換樹脂２９を通り軟水化された水は、吐出口２２ｃを通り、続いて電解槽２４手前の貯留槽２３まで水圧により送られる。
【００３２】
再生手段１５は蓋を有した状態で洗濯外槽１の上部へ配設されている。再生手段としては市販の食塩４１を使用するものである。再生手段１５の内部には食塩４１を繰出すための送り出し機構部１５ａとして螺旋状の治具が回転可能なように配設されており、容器はホッパー形状となっている。
【００３３】
必要に応じ制御部３２の信号により、送出し機構部１５ａを動作させ、再生手段容器下方の空間へ、食塩４１を繰出すものである。食塩４１を繰出すタイミングとしては、貯留槽２３に軟水が一定量貯留される毎に動作させる。この場合、貯留槽２３に図示しない水位センサーにより貯留された軟水の量を制御部３２が検知するのが好ましい。
【００３４】
また、食塩４１の繰出し時には、制御部３２によって流量調節弁１７ａが再生手段１５側に切換わり、食塩添加量に見合った水量を送水する。食塩４１の繰出しは、繰り出し機構１５ａにより、貯留槽２３の容積から１回転あたり規定の食塩４１が送り出せるようにするのが好ましい。これにより繰り出し機構１５ａの１回の動作が終了した時点で、食塩添加量に見合った水量が送水された後に、流量調節弁１７ａがイオン交換手段１４側に切り換わる動作を交互に繰り返して、再生手段１５から、ある一定の濃度を持った食塩水が貯留槽２３に送水される。
【００３５】
また、再生手段１５からある一定の濃度を持った食塩水が、流量調節弁１７ｄの制御により、イオン交換樹脂１４側に切り換わり、後述するイオン交換樹脂１４の陽イオン交換樹脂２９の再生のために送水される。
【００３６】
電解手段１６は、上方に貯留槽２３を有している。貯留槽２３には、流量調節弁１７ｄによりイオン交換樹脂を通水した水、あるいは再生手段１５で生成された食塩水が流入する流入口２２ｅが設けられている。軟水化された水道水は徐々に貯留され、貯留される一定量毎に上述した再生手段１５から必要量の食塩水が添加される。
【００３７】
ある一定量以上の水量（例えば満水の水量）になると自重により、下方のばねが下がり、貯留槽２３の下方から電解槽２４へ送水可能となる。この場合、貯留槽２３の貯留した軟水を電解槽２４へ全量を送水するとともに、その間流量調節弁１７ａを制御して給水を止めるとともに、貯留槽２３が空になった時点で、流量調節弁１７ａを制御して給水を開始するのが好ましい。電解槽２４には、２枚の電極板２６，２６が配設されており、それぞれに通電可能な状態になっている。電極板２６，２６の間には隔膜２５が設けられている。貯留槽２３から送られた水は電解槽で電気分解され、陰極側ではアルカリ水が、陽極側では酸性水が生成される。
【００３８】
このとき流量と電流値を制御することで、効果的なｐＨを持つアルカリ水が生成され得る。生成したアルカリ水は、下方の吐出口３１ａから洗濯兼脱水槽３へ送水される。送水量は吐出口３１ａの途中にある流量調節弁１７ｂにより調節されている。また、酸性水は下方の吐出口３１ｂから排出される。このとき生成した酸性水は廃棄する。しかし、別にタンクを設け、一旦このタンクに酸性水を貯める。この貯水した酸性水を濯ぎ水に利用することも可能である。その場合、酸性水により除菌効果も得られることとなる。
【００３９】
なお、洗濯兼脱水槽３への給水が完了した時点で、制御部３２により再生手段１５の繰り出し機構１５ａが動作し、食塩４１を一定量送り出すとともに、流量調節弁１７ａを再生手段１５側に切り換えて、流量調節手段１７ｄをイオン交換手段１４に切り換えることで、イオン交換手段１４に一定量の食塩水の給水を行なう。
【００４０】
上述した構成により、本発明の洗濯機の動作を説明する。図１と図２を参照して、使用者が洗濯物を洗濯兼脱水槽３に入れ、電源スイッチを入れ、スタートボタンを押す。
【００４１】
洗濯機はパルセータ４の回転により、布負荷量を検知し、その量に見合った水量を水位センサの指示値まで給水を開始する。布量を検知後、内蔵されたマイコンにより、給水電磁弁（図示せず）を開く。水道水は給水栓から、給水電磁弁を通過して、イオン交換手段１４側へ切換えられた流量調節弁１７ａを通り、入水口２２ａから円筒容器内に流入する。流入した水道水は、その圧力で円筒容器内を上昇し、充填されている陽イオン交換樹脂２９を通過して、吐出口２２ｃから流れ出す。軟水化処理を行なっている途中で、流量調節弁１７ａを再生手段１５側へ切換え、食塩水を貯留槽２３へ送水しておく。貯留槽２３内では、ナトリウムリッチな軟水が貯留されることになる。貯留された軟水は下方の電解槽２４へ送水され、電解槽２４内では電極２６、２６に電圧印加することで、強アルカリ水と酸性水が生成する。それぞれの水は電解手段１６の下方に設けられた吐出口３１ｂおよび３１ａから、それぞれ酸性水とアルカリ水が吐出する。アルカリ側からの水は、そのまま洗濯兼脱水槽に給水される。酸性水は、洗濯兼脱水槽外に廃棄され、そのまま排水口から排水される。水位センサにより、必要な洗濯用水が洗濯兼脱水槽に給水されたことを知ると、再生手段１５の繰り出し機構部１５ａが食塩を繰り出し、流量調節弁１７ａは再生手段１５側に切換わり、再生手段１５で再び食塩水を生成する。
【００４２】
以上の動作により、軟水を生成する制御と、食塩水を生成する制御が行なえるので必要な洗濯用水が供給できるとともに、イオン交換樹脂１４の陽イオン交換樹脂２９の再生を速やかに行ない、軟水生成の準備が速やかに行なえる。
【００４３】
この食塩水は、流量調節弁１７ｄの切換により、イオン交換手段１４へ送水され、陽イオン交換樹脂２９の再生を行なう構成になっている。陽イオン交換樹脂２９を通過した食塩水は排出口２２ｂより排出される構成となっている。その後、マイコンは給水電磁弁を閉じ、給水を停止させる。そして、洗濯兼脱水槽３の底部に設けられたたパルセータ４を正逆反転させて洗濯を開始する。洗濯兼脱水槽３に給水された水は洗剤を含んでいないが、洗剤と同等の洗浄力が得られる。表１に、本発明を利用した洗濯試験結果を示す。
【００４４】
【表１】

【００４５】
表１は、本発明により生成した水を使い、部分洗いに使用して得た結果を示したものである。部分洗いは、超音波染み抜き器を用いた。ＪＩＳ湿式人工汚染布の汚れ落ち比較を行なった。洗浄時間は３０秒〜６０秒で、表１はそれぞれの洗浄率を示している。
【００４６】
ここでいう洗浄率とは、ＪＩＳに準拠したもので汚染布表面の反射率から、下記の算出式によって得られる洗浄力を示す値である。
【００４７】
洗浄率（％）＝１００×（原布反射率−洗浄後反射率）／（原布反射率−洗浄前反射率）
結果について説明すると、洗剤原液を供給した場合には及ばないが、通常洗濯に使用する濃度の洗浄液に比較すると、５％程（５４．５と５９．１％）高い値を示していた。また単に水道水を電気分解した水に比べてもかなり有意な差を確認できた。そこで本発明による生成水を使用して、機械力を有する洗濯を行なうことで、従来の洗剤と同等以上の洗浄力が期待できることがわかった。
【００４８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば、イオン交換樹脂により軟水化した水に食塩添加を行ない、さらにこれを電気分解して得られたアルカリ水を洗濯に使用することで、洗剤を使用しないで、効果的な洗浄力が得られる洗濯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る洗濯機の概略図である。
【図２】 実施の形態に係る洗濯機の給水路を示す概略図である。
【符号の説明】
２ 水槽、１４ イオン交換手段、１５ 再生手段、１６ 電解手段。

Claims (5)

1. 洗濯を行なう洗濯槽と、
   陽イオン交換樹脂を収容して前記洗濯槽に給水する給水経路中に設けられ、給水された水道水を軟水化するためのイオン交換手段と、
   前記イオン交換手段を再生する再生手段と、
   前記イオン交換手段を通水させた水から電気分解によってアルカリ水と酸性水を生成する電解手段と、を有し、
   前記再生手段は、
   食塩を収容する容器と、
   前記容器に収容された前記食塩のうち所定量の食塩を前記給水路に繰出す繰出し機構と
   を備え、
   前記イオン交換手段によって軟水化された水は、前記再生手段の前記繰出し機構によって前記食塩が添加された後に前記電解手段によって電気分解される、洗濯機。
2. 前記イオン交換樹脂の前記再生手段は、前記繰出し機構により再生剤としての前記食塩の添加量を調整できるようにされている、請求項１に記載の洗濯機。
3. 高アルカリ水を生成するために、供給水量と電流を制御できるようにした、請求項１または２に記載の洗濯機。
4. 前記イオン交換樹脂はナトリウム置換型の樹脂を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の洗濯機。
5. 前記イオン交換樹脂の再生時には、通水路を水が逆流するようにされている、請求項１〜４のいずれかに記載の洗濯機。

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