JP4354413B2 - 食器洗浄機 - Google Patents
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Description
ただし、加熱すすぎ工程に引き続いて乾燥工程を実施すると、乾燥工程の開始直後に、洗浄槽内に残留している高温の水蒸気が室内へ噴出するという危険がある。
特許文献1には、その問題に対策を講じた食器洗浄機が記載されている。特許文献1の食器洗浄機では、乾燥工程初期の所定期間では、洗浄槽内に導入する送風量を通常量よりも低下させて、水蒸気の排出量を抑制するようにしている。
また特許文献2には、特許文献1の技術を発展した食器洗浄機が記載されている。特許文献2の食器洗浄機では、洗浄槽内の温度が所定の安全温度となるまで、送風量を低下させるようにしている。
しかしながら本出願人の研究によって、従来技術の考え方では、乾燥に要するエネルギに無駄が多いことを見出した。例えば、特許文献2の技術によると、洗浄槽に収容されている食器の量が少なくてその熱容量が小さい場合、加熱すすぎ工程に引き続いて実施する乾燥工程の開始直後の送風量を制限していても、食器が比較的迅速に冷却されてしまう。そのために乾燥工程の大部分の期間では、洗浄槽内に導入した外気を加熱器で加熱する必要があり、乾燥のためのエネルギを多く必要とする。この場合には、加熱すすぎ工程で加熱された食器温度が緩やかに冷却されるようにし、加熱すすぎ工程の予熱を乾燥に利用するようにすると、乾燥のためのエネルギを節約することができる。
本発明は、乾燥のためのエネルギを節約することができ、かつ乾燥に要する時間が許容値内に収められる技術を提供する。
(1)洗浄手段と加熱手段を動作させる加熱すすぎ工程を実施する制御手順。
(2)送風手段を通常出力よりも低出力で動作させる第1乾燥工程を実施する制御手順。
(3)送風手段を通常時の出力で動作させる第2乾燥工程を実施する制御手順。
コントローラは、検出手段で検出された指標(熱容量を示す指標)に基づいて、第1乾燥工程の実施期間を増減調節することを特徴とする。
ここでいう食器の熱容量は、概ね、洗浄槽に収容されている食器類の総重量、総体積、食器類を利用した人数等に対応している。これらの指標を食器の熱容量を示す指標に採用可能であることは、本明細書、特許請求の範囲および図面等に記載の内容から明らかである。
第1乾燥工程では、加熱すすぎ工程によって加熱された食器の余熱を利用して食器を乾燥する。このとき、洗浄槽内への送風量が制限されているので、食器の余熱が急速に奪われてしまうことがなく、食器の余熱が食器の乾燥のために有効に利用される。洗浄槽から高温の水蒸気が大量に排出されることもない。
第2乾燥工程では、洗浄槽内に通常量の外気を送風することによって、食器を効率よく乾燥する。
本出願人は、上記のトレードオフの関係にある課題に対して、洗浄槽に収容されている食器全体の熱容量に着目した。例えば食器の熱容量が多い場合には、送風量を多くしても食器の温度はあまり低下しない。発生する多量の水蒸気を洗浄槽から十分に排出することができる。食器の熱容量が小さい場合には、送風量を少量に制限することによって、食器の温度低下を抑制することができる。発生する水蒸気も少量であることから問題はない。
本発明による食器洗浄機では、食器の熱容量に基づいて第1乾燥工程の実施期間を増減調節する。例えば食器の熱容量が多い場合には、第1乾燥工程の実施期間を短くすることによって、早期に通常量の送風による第2乾燥工程を開始する。食器の熱容量が少ない場合には、第1乾燥工程の実施期間を長くすることによって、食器の無用な温度低下を防ぐことができる。予熱すすぎ工程で与えた食器の余熱を有効に利用することが可能となり、乾燥に要するエネルギを節約することができ、乾燥に要する時間を許容値内に収めることができる。
本発明の食器洗浄機では全く逆であり、食器の熱容量が小さい場合には、加熱すすぎ工程で加熱された食器を大風量で乾燥すると食器温度が急速に低下して予熱が乾燥に活用されないことから、送風量を低下させる期間を長くとる。食器の熱容量が大きい場合には、大風量で乾燥しても食器温度が緩やかに低下して予熱が乾燥に活用されることから、送風量を低下させる期間を短くとる。食器の熱容量が大きい場合、大風量で乾燥しても食器温度が緩やかに低下することから、予熱を乾燥に活用するという点から見れば、加熱すすぎ工程の直後から大風量で乾燥してもよい。しかしながら、加熱すすぎ工程の直後から大風量で乾燥すると、乾燥工程の開始直後に洗浄槽内に残留していた高温の水蒸気が室内へ勢いよく噴出するという問題がある。それを避けるためには、食器の熱容量が大きい場合でも、送風量を低下させて乾燥工程を開始するのが好ましい。本発明者らの研究によって、高温の水蒸気が室内へ勢いよく噴出するという問題を避けるために送風量を低下させる必要がある期間は以外と短く、食器の熱容量が大きい場合には短期間で大風量に切換えるのが有利であることがわかった。限られた時間で全乾燥工程を終えるには、乾燥工程開始時の低風量期間は短いほうが好ましく、水蒸気が室内へ勢いよく噴出するという問題が解消される範囲内で短い期間とすることが好ましい。それによって、食器の熱容量が大きい場合の乾燥に要する時間を短くすることができる。短期間で大風量に切換えても、予熱された食器の熱量が乾燥に活用される。しかしながら、食器容量が小さい場合も同様な期間で大風量に切換えると、加熱すすぎ工程で加熱された食器が迅速に冷却されてしまい、予熱を乾燥に活用しづらい。本発明の食器洗浄機では、予熱を乾燥に活用するために、食器容量が小さい場合には低風量期間を長くとる。低風量期間を長くとっても、食器容量が小さい場合には乾燥しやすく、大風量乾燥期間が短くなっても乾燥不良となることがない。
本発明による食器洗浄機では、予熱すすぎ工程で与えた食器の余熱を有効に利用することが可能となり、乾燥に要するエネルギを節約することができ、乾燥に要する時間を許容値内に収めることができる。
例えば食器の熱容量が多い場合には、第1乾燥工程における送風量を増大する。食器の熱容量が少ない場合には、第1乾燥工程における送風量を減少させる。加熱すすぎ工程で加熱した食器の余熱を有効に利用することが可能となり、乾燥工程全体の所要時間を短くすることができる。
加熱手段で洗浄水を加熱したときの洗浄水の温度上昇速度は、洗浄槽に収容されている食器の熱容量が大きいほど遅くなり、熱容量が小さいほど早くなる。洗浄水の温度上昇速度を検出することによって、洗浄槽に収容されている食器の熱容量を検出することができる。
(形態1)食器洗浄機は引出式である。
(形態2)食器洗浄機は、洗浄水の温度を検出するセンサを備えている。
(形態3)食器洗浄機は、洗浄水を加熱するヒータを備えている。
(形態4)食器洗浄機は、洗浄槽内に導入された外気を加熱するヒータを備えている。
(形態5)コントローラは、洗浄水を加熱するヒータをオンした状態で、洗浄水の温度が所定温度区間を上昇するのに要した時間を計時する。
(形態6)コントローラは、上記の計時で得られた計時時間に基づいて、第1乾燥工程の実施期間および/または第1乾燥工程における送風器の送風量を設定する。
(形態7)コントローラは、第1乾燥工程ではヒータをオフし、第2乾燥工程ではヒータをオンする。
図1に示すように、食器洗浄機10の本体12内には、洗浄槽14が収容されている。洗浄槽14の前方(図1の左方)には、扉15が設けられている。本体12は、図示しないローラとレールを介して洗浄槽14をスライド可能に支持している。洗浄槽14は、扉15とともに、本体12から引き出すことができる。
扉15の前面上部には、操作パネル16が設けられている。操作パネル16には、運転開始ボタン、洗浄コース選択ボタン、一時停止ボタン、時間表示部等が設けられている。時間表示部は、2桁の数字を表示するディスプレーであり、食器洗浄機10の運転残り時間を表示する。また、時間表示部は、食器洗浄機10に異常が発生した場合に、個々の異常内容に対応した数字を表示する。扉15には、洗浄槽14内と外部とを連通する排気経路18が設けられている。洗浄槽14内には、食器カゴ21が配置されている。食器カゴ21の各部は、種々の食器(大皿、小皿、丼、コップ等)22を所定姿勢に維持可能な形状に形成されている。
洗浄槽14の底部には、吸込凹部24が形成されている。吸込凹部24の上部開口部は、メッシュ状の残菜フィルタ17によって覆われている。洗浄槽14の底面26の下方には、ポンプ27が設けられている。ポンプ27は、内蔵する電気モータによってインペラ28を回転させる。ポンプ27は、インペラ28を一方向に回転させることもできるし、他方向に回転させることもできる。ポンプ27のインペラ28が配置されている部分と、吸込凹部24とは、吸込経路25によって連通されている。洗浄槽14の底面26の上方には、電気式のヒータ30が装着されている。
本体12の後方壁33には、排水ホース34が接続されている。排水ホース34とポンプ27の第2吐出口35は、排水経路36によって連通されている。排水経路36の途中と洗浄槽14は、エアー抜き経路37によって連通されている。排水経路36の排水ホース34と接続されている部分の直上流側には、排水逆止弁38が装着されている。排水逆止弁38は、排水ホース34から排水経路36に排水が逆流するのを防止する。
後方壁33の水平に配置されている部分には、給水ホース40が接続されている。給水ホース40には、水道水(冷水)が直接供給されることもあるし、給湯器によって水道水を加熱した温水が供給されることもある。
後方壁33の内方には、給水弁41が取り付けられている。給水弁41は、内蔵するソレノイドに駆動されて開閉する。給水弁41の入口44と給水ホース40は、第1給水経路42によって連通されている。給水弁41の出口39と洗浄槽14は、第2給水経路43によって連通されている。排水ホース36と第2給水経路43はフレキシブルなホースであり、洗浄槽14のスライドを許容する。
洗浄槽14の後方壁51の外側には、送風器52が装着されている。送風器52は、内蔵する電気モータでファン60を回転させる。送風器52と洗浄槽14は、送風経路53によって連通されている。送風器52は、洗浄槽14に正常に洗浄水が給水された場合の水位(以下「正常水位」と言う。図1に符号54で図示)よりも高く配置されている。よって、送風器52に水が侵入してしまうのが防止されている。
洗浄槽14の底面26には、サーミスタ55が装着されている。サーミスタ55は、洗浄槽14に洗浄水やすすぎ水が入れられているときには洗浄槽14内の水の温度を検出し、洗浄水やすすぎ水が入れられていないときには洗浄槽14内の空気の温度を検出する。
本体12の底面57には、凹部58が形成されている。凹部58には、水漏れ検知センサ59が備える2本の電極が差し込まれている。洗浄槽14から漏れた水が凹部58に流れ込むと、水漏れ検知センサ59は、電極間が導通してオンになる。
洗浄槽14の上方には、シール蓋56が配置されている。シール蓋56は、図示しない昇降機構を介して洗浄槽14と連結されている。洗浄槽14が本体12に収容されている状態(図1の状態)では、シール蓋56は降下して洗浄槽14の上部開口部を閉止する。洗浄槽14が本体12から引き出されると、シール蓋56は上昇して洗浄槽14の上部開口部を開放する。
ステップS2では、操作パネル16に設けられている運転開始ボタンがオンされるまで、食器洗浄機10は待機状態となる。使用者は、食器カゴ21に食器22を配置し、洗剤を投入する。使用者が運転開始ボタンをオンにすると、ステップS4に進む。
ステップS4では、洗浄工程が実施される。洗浄工程では、最初に給水弁41が開く。給水弁41が開くと、給水ホース40と第1給水経路42と第2給水経路43を通って洗浄水(水道水)が洗浄槽14に給水される。すると、洗浄槽14内の洗浄水の水位が上昇してゆく。洗浄水は、吸込凹部24と水位経路50を流れて水検出器45の水位室46に入り込む。洗浄水の水位が上昇するのにともなって、水位室46の水位も上昇する。水位室46の水位が上昇するとフロート47が浮き上がる。フロート47が浮き上がると、それとともにバー48が上昇する。バー48の上端には、磁石が装着されている。バー48が上昇し、上端がスイッチ49に接近すると、水位検出器45がオンになる。水位検出器45がオンになると、給水弁41が閉じ、それによって洗浄槽14への給水が終了する。水位検出器45がオンになって洗浄槽14への給水が終了したときの水位(正常水位54)は、ヒータ30よりも僅かに高い。
ノズル31に送り込まれた洗浄水は、噴射口32から勢いよく噴射する。ノズル31は、洗浄水を噴射しながら、その噴射によって発生する回転モーメントの作用で回転する。噴射口32から噴射する洗浄水によって、食器22が洗浄される。食器22を洗浄した洗浄水は、吸込凹部24から再びポンプ27に吸込まれる。このように、ポンプ27に吸込まれた洗浄水がノズル31の噴射口32から噴射し、再びポンプ27に吸込まれる循環が繰り返される。食器22から洗い流された残菜は、残菜フィルタ17によって濾し取られる。
ヒータ30がオンになると、洗浄水の温度が上昇する。洗浄水の温度は、サーミスタ55によって検出される。サーミスタ55が検出した温度に基づいて、ヒータ30はオン/オフ制御され、洗浄水温度は所定範囲(例えば、45〜60℃)に維持される。
加熱すすぎ工程は、所定回数(例えば、5回)繰り返される。例えば、加熱すすぎ工程を5回繰り返す場合、4回目まではヒータ30をオフにして冷水ですすぎを行い、5回目にヒータ30をオンにして温水ですすぎを行ってもよい。少なくとも最終回のすすぎ工程においてヒータ30をオンにし、温水による加熱すすぎ工程を実施すればよい。この加熱すすぎ工程は、続く乾燥工程に先立って、食器の温度を高めておくという目的もある。
図3を参照して、洗浄水の温度上昇速度と、食器22の熱容量の関係について説明する。図3は、加熱すすぎ工程における洗浄水の温度の経時変化を示している。なおヒータ30はオンし続けている状態である。図中のAは食器22の熱容量が小さい場合を示しており、図中のCは食器22の熱容量が大きい場合を示しており、図中のBはその中間量の場合を示している。図3に示すように、食器22の熱容量が小さいときほど、洗浄水の温度上昇速度は速くなる。例えば洗浄水を一定の熱量で加熱したときに、洗浄水の温度が所定温度区間T1〜T2を上昇するのに要した時間を計時することで、食器の熱容量を把握することができる。図3に示すA、B、Cの熱容量についてそれぞれ経時すると、それらの温度上昇時間Δta、Δtb、Δtcの関係は、Δta<Δtb<Δtcとなる。
なお、温度上昇時間Δtの計時処理は、必ずしも最終回の加熱すすぎ工程に実施する必要はない。ヒータ30で洗浄水を加熱しながら、ポンプ27が洗浄運転する工程であれば、洗浄工程で熱容量を検出してもよいし、いずれの回数の加熱すすぎ工程で熱容量を検出してもよい。ただし、食器22に付着している汚れや残菜等の影響を取り除くという観点では、より後期に実施される工程で行うことが好ましい。
図4に示すように、乾燥工程では、送風器52による送風量を通常風量W6よりも低下(送風量W3)させた第1乾燥工程と、送風器52の送風量を通常風量W6とする第2乾燥工程が実施される。図中のAは食器22の熱容量が少ない場合を示しており、図中のCは食器22の熱容量が多い場合を示しており、図中のBはその中間量の場合を示しており、それぞれが図3のA、B、Cに対応する。以下、乾燥工程における動作手順を詳細に説明する。
加熱すすぎ工程によって食器22は高温となっているので、食器22は効率よく乾燥する。このとき、送風器52の送風量が過剰であると、食器22の余熱の一部が無用に奪われてしまう。食器22の熱容量が小さいときほど、食器22の余熱が無用に奪われてしまい、食器22の温度低下は早く進んでいく。ただし食器22の熱容量が小さいときでも、第1乾燥工程の送風量であれば、食器22の無用な温度低下は抑制される。食器洗浄機10では、食器22の熱容量が小さい場合に、第1乾燥工程を長期に亘って継続する。
一方、食器22の熱容量が大きいときほど、大量の水蒸気が発生する。大量に発生する水蒸気に対して、第1乾燥工程の風量では不足することとなる。洗浄槽14内が飽和水蒸気に近い状態となってしまい、食器22の余熱が乾燥エネルギに効率よく利用(変換)されなくなってしまう。そのことから、食器洗浄機10では、食器22の熱容量が大きい場合に、早期の段階で第2乾燥工程へと移行する。
第1乾燥工程では、送風器52による送風量が制限されているので、洗浄槽14内に滞留している高温の蒸気が、排気経路18から大量に噴射されることがない。
食器22の熱容量が小さい場合では、食器22の余熱が食器22の乾燥に十分に利用されており、食器22の温度は既に低下している。温度が低下している食器22を温風によって効率よく乾燥する。
一方、食器22の熱容量が大きい場合では、発生する大量の水蒸気に見合う送風が行われることで、食器22が効率よく乾燥する。食器22の熱容量と送風器52の送風量との関係が均衡しているので、食器22の余熱が無用に奪われることも少ない。
第2乾燥工程が所定の時間に亘って行われた時点で、第2乾燥工程を終了する。第2乾燥工程の実施期間は、食器22の熱容量が大きいときほど長く設定されている。
ステップS14では、コントローラ20が食器洗浄機10の電源をオフして、一連の動作を終了させる。
食器22の熱容量が大きい場合は、第2乾燥工程の開始時点において、食器22に余熱が十分に残っている。そのことから、第2乾燥工程の開始時点に対して、ヒータ30をオンするタイミングを、所定時間だけ遅らせてもよい。さらには、その遅れ時間を、食器22の熱容量に応じて増減調節するのもよい。
また同様に、第1乾燥工程における送風器による風量(出力)を、加熱すすぎ工程における予熱温度を加味して増減調節してもよい。例えば予熱温度が低い場合には第1乾燥工程における送風量を少なくし、予熱温度が高い場合には第1乾燥工程における送風量を多くする。それにより、加熱すすぎ工程による予熱を効率的に利用することができる。
食器の熱容量は、例えば食器の総重量、総体積、食器を利用した人数等におよそ対応する。そのことから、例えば食器の熱容量を検出するために、食器カゴの重量を測定するセンサを設けておき、食器カゴの重量変化を測定するようにしてもよい。あるいは、使用者が操作パネル等を利用して、食器を利用した人数を入力するようにしてもよい。あるいは使用者が、食器の総重量、総体積等を入力するのもよい。
また、加熱すすぎ工程では、洗浄(すすぎ)運転と加熱動作を別に行うものでもよい。例えば、洗浄運転によって洗浄水を食器に付着させた後に、電子レンジの原理を用いて、電磁波等で洗浄水を加熱する方式を採用してもよい。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
12:本体
14:洗浄槽
15:扉
16:操作パネル
17:残菜フィルタ
18:排気経路
20:コントローラ
21:食器カゴ
24:吸込凹部
25:吸込経路
26:底面
27:ポンプ
28:インペラ
29:第1吐出口
30:ヒータ
31:ノズル
32:噴射口
33:後方壁
34:排水ホース
35:第2吐出口
36:排水経路
37:エアー抜き経路
38:排水逆止弁
39:出口
40:給水ホース
41:給水弁
42:第1給水経路
43:第2給水経路
45:水位検出器
46:水位室
47:フロート
48:バー
49:スイッチ
50:水位経路
52:送風器
53:送風経路
55:サーミスタ
56:シール蓋
59:水漏れ検知センサ
60:ファン
Claims (4)
- 食器を収容する洗浄槽と、
洗浄槽に収容されている食器の熱容量を検出する検出手段と、
洗浄槽内に洗浄水を噴射する洗浄手段と、
洗浄槽内に外気を導入して洗浄槽内の水蒸気を洗浄槽外に排出する送風手段と、
洗浄槽内を加熱する加熱手段と、
検出手段と洗浄手段と送風手段と加熱手段に接続されており、以下の制御手順、即ち、
(1)洗浄手段と加熱手段を動作させる加熱すすぎ工程を実施する制御手順、
(2)送風手段を通常出力よりも低出力で動作させる第1乾燥工程を実施する制御手順、
(3)送風手段を通常出力で動作させる第2乾燥工程を実施する制御手順、
を順に実行するコントローラを備えており、
そのコントローラは、検出手段で検出された熱容量が小さいときほど、第1乾燥工程の実施期間を短くすることを特徴とする食器洗浄機。 - 前記コントローラは、検出された熱容量が小さいときほど、第1乾燥工程における送風手段の出力を低く設定することを特徴とする請求項1の食器洗浄機。
- 食器を収容する洗浄槽と、
洗浄槽に収容されている食器の熱容量を検出する検出手段と、
洗浄槽内に洗浄水を噴射する洗浄手段と、
洗浄槽内に外気を導入して洗浄槽内の水蒸気を洗浄槽外に排出する送風手段と、
洗浄槽内を加熱する加熱手段と、
検出手段と洗浄手段と送風手段と加熱手段に接続されており、以下の制御手順、即ち、
(1)洗浄手段と加熱手段を動作させる加熱すすぎ工程を実施する制御手順、
(2)送風手段を通常出力よりも低出力で動作させる第1乾燥工程を実施する制御手順、
(3)送風手段を通常出力で動作させる第2乾燥工程を実施する制御手順、
を順に実行するコントローラを備えており、
そのコントローラは、検出手段で検出された熱容量に基づいて、第1乾燥工程の実施期間を増減調節するとともに、検出手段で検出された熱容量が小さいときほど、第1乾燥工程における送風手段の出力を低く設定することを特徴とする食器洗浄機。 - 前記検出手段は、前記加熱手段で洗浄水を加熱したときの洗浄水の温度上昇速度に基づいて、洗浄槽に収容されている食器の熱容量を検出することを特徴とする請求項1から3のいずれかの食器洗浄機。
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