JPWO2013141177A1 - 洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

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Abstract

水溶液が収容される容器(１０)と、容器(１０)内に配置され、水溶液中のイオンの吸着および脱離が可能な吸着電極(１１)と、容器(１０)内に吸着電極(１１)に対向するように配置された対極(１２)と、吸着電極(１１)と対極(１２)との間に電圧を印加する直流電源(２０)と、吸着電極(１１)と対極(１２)との間に印加する電圧の極性を切り換える切換回路(３０)を備える。制御装置(４０)は、直流電源(２０)と切換回路(３０)とを制御を制御して、吸着電極(１１)を陽極とし、対極(１２)を陰極として、吸着電極(１１)から水溶液中に陽イオンを放出させるか、または、上記水溶液中の陰イオンを吸着電極(１１)に吸着させることによって第１の機能水を生成する第１のモードを備える。これにより、簡単な構成で硬度調整やｐＨ調整をした機能水を効率よく生成できる洗浄装置を提供する。

Description

この発明は、洗浄装置および洗浄方法に関する。
従来の第１の洗浄装置として、塩化ナトリウム水溶液と塩酸水溶液とを混合して無隔膜電解槽によりｐＨを調整した殺菌水を製造するものがある(例えば、特開平５−２３７４７８号公報(特許文献１)参照)。
また、従来の第２の洗浄装置として、イオン吸着電極と対極との間に電圧を印加して、硬度成分を調整するものがある(例えば、特開２０１１−１３２６７８号公報(特許文献２)参照)。
上記従来の第１,第２の洗浄装置により生成されたアルカリ性水、酸性水、硬水、軟水といった機能水が衣類や食器などの洗浄に有効である。
しかしながら、上記従来の第１,第２の洗浄装置では、アルカリ性水と酸性水、または、硬水と軟水を別々に生成する必要があったり、硬水および軟水を順に生成するときに時間がかかったりするため、効率が悪いという問題がある。
そのような問題を避けるために、アルカリ性水や酸性水の電解水と、硬水または軟水を同時に生成したり、硬水と軟水を同時に生成したりしようとすると、複数の生成ユニットを準備する必要があり、装置が大型化したり、部品点数も増えたりして、コストが高くなる。
特開平５−２３７４７８号公報 特開２０１１−１３２６７８号公報
そこで、この発明の課題は、簡単な構成で硬度調整やｐＨ調整をした機能水を効率よく生成できる洗浄装置および洗浄方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の洗浄装置は、
水溶液が収容される容器と、
上記容器内に配置され、上記水溶液中のイオンの吸着および脱離が可能な吸着電極と、
上記容器内に上記吸着電極に対向するように配置された対極と、
上記吸着電極と上記対極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
上記吸着電極と上記対極との間に印加する電圧の極性を切り換える極性切換手段と、
上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御する制御手段と
を備え、
上記制御手段は、上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御して、上記吸着電極を陽極とし、上記対極を陰極として、上記吸着電極から上記水溶液中に陽イオンを放出させるか、または、上記水溶液中の陰イオンを上記吸着電極に吸着させることによって第１の機能水を生成する第１のモードを備えることを特徴とする。
上記構成によれば、制御手段により電圧印加手段と極性切換手段とを制御して、第１のモードにおいて、吸着電極を陽極とし、対極を陰極として、吸着電極から水溶液中に陽イオンを放出させるか、または、上記水溶液中の陰イオンを上記吸着電極に吸着させることによって第１の機能水としてアルカリ性水を生成する。このとき、対極側のみで水の電気分解が起こる電圧を吸着電極と対極との間に印加することにより、第１のモードでは、陰極となる対極の表面において水の電気分解により水素ガスと水酸化物イオンが発生してｐＨが上昇する。したがって、簡単な構成で硬度調整やｐＨ調整をした機能水を効率よく生成できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御して、上記吸着電極を陰極とし、上記対極を陽極として、上記吸着電極に上記水溶液中の陽イオンを吸着させるか、または、上記吸着電極から上記水溶液中に陰イオン放出させることによって第２の機能水を生成する第２のモードを備える。
上記実施形態によれば、制御手段により電圧印加手段と極性切換手段とを制御して、第２のモードにおいて、吸着電極を陰極とし、対極を陽極として、吸着電極に水溶液中の陽イオンを吸着させて、次の酸性水生成のために吸着電極を再生する。このとき、対極側のみで水の電気分解が起こる電圧を吸着電極と対極との間に印加することにより、第２のモードでは、陰極となる対極の表面において水の電気分解により酸素ガスと水素イオンが発生してｐＨが低下し、ｐＨを調整することも可能になる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、上記第１のモードと上記第２のモードとを交互に行うように上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御する。
上記実施形態によれば、制御手段により電圧印加手段と極性切換手段とを制御して、第１のモードと第２のモードとを交互に行うことによって、酸性水、アルカリ性水を効率よく生成できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、１回の洗浄動作において、上記第１のモードを行った後に上記第２のモードを行うように上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御する。
上記実施形態によれば、１回の洗浄動作において、第１のモードを行った後に第２のモードを行うことによって、１回の洗浄動作のシーケンスの中で第１の機能水(アルカリ性水)から第２の機能水(酸性水)の順に生成することで、まず第１の機能水(アルカリ性水)により例えば洗浄対象のたんぱく汚れを除去した後、第２の機能水(酸性水)で除菌,殺菌することで、洗浄と除菌,殺菌を効果的に行うことができる。また、第１のモードにおいて吸着電極から陽イオンを放出した後では、陽イオンを吸着する第２のモードを効率よく行うことができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、１回の洗浄動作において、上記第２のモードで洗浄動作を終了する。
上記実施形態によれば、１回の洗浄動作のシーケンスの中で、最後に第２のモードを行って動作を終了することで、吸着電極に陽イオンを吸着させておくことができるので、次回の洗浄動作において第１のモードの動作で効率よく陽イオンを放出できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記吸着電極は、最初に上記第１のモードが行われるよりも前に、上記陽イオンを吸着した状態にしている。
上記実施形態によれば、最初の立ち上げ時に第２のモードを実行して、出荷時に吸着電極に陽イオンを吸着させたり、最初の立ち上げ時に吸着電極に助剤を入れたりすることによって、吸着電極に陽イオンを吸着した状態にしておくことで、最初に装置が駆動されるときにも、第１のモードで効率よく陽イオンを放出できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、上記第１のモードを行うよりも前に、予備洗浄水を用いて洗浄を行う予備洗浄モードを実行する。
上記実施形態によれば、上記第１のモードが行われるよりも前に、予備洗浄水を用いて洗浄を行うことによって、上記第１のモードの実行によって得られる機能水を用いずに洗浄対象物の大きな汚れを落とすことができるので、洗浄対象物にこびりついた汚れに対して効果的に機能水による洗浄を行うことができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、上記予備洗浄モードを行う間に、上記第２のモードを実行する。
上記実施形態によれば、上記予備洗浄モードによって大きな汚れを落としている時間を利用して第２のモードを実行し、アルカリ性水を生成することができるので、予備洗浄モードが終わり次第速やかにアルカリ性水による洗浄を行うことができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、洗浄動作を実行していないときに上記第２のモードを実行する。
上記実施形態によれば、制御手段は、洗浄動作を実行していない時に第２のモードを実行するため、速やかにアルカリ性水による洗浄を行うことができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記第１のモードにおいて生成された上記第１の機能水を蓄えるタンクを備えた。
上記実施形態によれば、第１のモードにおいて生成された第１の機能水(アルカリ性水)をタンクに一旦蓄えることによって、次の第１のモードにおいて生成された第１の機能水(アルカリ性水)では洗浄に必要な量が不足するような場合に、タンクに蓄えられた第１の機能水(アルカリ性水)を用いることができ、洗浄能力を向上できる。なお、第２のモードにおいて生成された第２の機能水(酸性水)をタンクに一旦蓄えてもよい。この場合、次の第２のモードにおいて生成された第２の機能水(酸性水)では除菌,殺菌に必要な量が不足するような場合に、タンクに蓄えられた第２の機能水(酸性水)を用いることができ、除菌,殺菌の能力を向上できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、
上記第１のモードにおいて、上記吸着電極を陽極とし、上記対極を陰極として、上記吸着電極から上記水溶液中に陽イオンを放出させることにより硬度を上昇させると共に、上記水溶液を電気分解することにより上記水溶液のｐＨを上昇させる一方、
上記第２のモードにおいて、上記吸着電極を陰極とし、上記対極を陽極として、上記吸着電極に上記水溶液中の陽イオンを吸着させることにより硬度を低下させると共に、上記水溶液を電気分解することにより上記水溶液のｐＨを低下させる。
上記実施形態によれば、制御手段によって、第１のモードにおいて、吸着電極を陽極とし、対極を陰極として、吸着電極から水溶液中に陽イオンを放出させて硬度を上昇させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを上昇させることにより、アルカリ性硬水を生成することができる。一方、制御手段によって、第２のモードにおいて、吸着電極を陰極とし、対極を陽極として、吸着電極に水溶液中の陽イオンを吸着させて硬度を低下させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを低下させることにより、酸性軟水を生成することができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記第１のモードにおいて、上記第１の機能水を生成する前または上記第１の機能水を生成した後、上記第１の機能水の硬度をさらに高めるための硬度成分を助剤として上記第１の機能水に添加する添加手段を備えた。
上記実施形態によれば、添加手段によって、第１のモードにおいて、第１の機能水を生成する前(または第１の機能水を生成した後)、上記第１の機能水の硬度をさらに高めるための硬度成分を助剤として第１の機能水に添加することによって、高い硬度の硬水またはアルカリ性硬水が得られる。例えば、水道水の硬度が低い地域では、生成する硬水またはアルカリ性硬水の硬度があまり高くできないため、硬度成分を助剤として添加することにより硬度を高くできる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
洗浄対象物を収納する洗浄槽と、
上記洗浄槽内に外部から水を供給する水供給手段と、
上記洗浄槽内の水を排水する排水手段と、
上記洗浄槽内の上記洗浄対象物に、上記容器内で生成された少なくとも上記第１の機能水を洗浄水として供給する機能水供給手段と
を備えた。
上記実施形態によれば、例えば食器洗い機のような洗浄装置において、洗浄対象物である食器類を収納する洗浄槽内に外部から水を水供給手段により供給して、水と洗剤とを混合した洗浄水により洗浄した後、洗浄槽内の洗浄水を排水手段により排水する。このとき、機能水供給手段によって、洗浄槽内の洗浄対象物に容器内で生成された少なくとも第１の機能水を洗浄水に添加する。これにより、洗浄効果の高い洗浄装置を実現できる。なお、洗浄水に洗浄装置により生成された第１の機能水を添加するのではなく、洗浄装置により生成された第１の機能水の全てを洗浄水として用いてもよい。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記容器内で生成された少なくとも上記第１の機能水を加熱する加熱手段を備えた。
上記実施形態によれば、容器内で生成された少なくとも第１の機能水を加熱手段により加熱することで、第１の機能水(アルカリ性水)の洗浄効果を向上できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記洗浄槽内の上記洗浄水を回収する洗浄水回収手段と、
少なくとも上記機能水供給手段と上記洗浄水回収手段とを介して上記洗浄水を循環させる循環手段と
を備えた。
上記実施形態によれば、洗浄槽内の洗浄水を洗浄水回収手段により回収して、少なくとも機能水供給手段と洗浄水回収手段とを介して洗浄水を循環手段により循環させることによって、第１の機能水(アルカリ性水)として再利用することができ、洗浄効果を持続的に発揮できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記機能水供給手段は、上記洗浄槽内の上記洗浄対象物に、上記容器内で生成された少なくとも上記第１の機能水を洗浄水として噴射する噴射手段である。
上記実施形態によれば、洗浄槽内の洗浄対象物に容器内で生成された少なくとも第１の機能水を洗浄水として噴射する噴射手段を機能水供給手段として用いることによって、洗浄槽内の洗浄対象物に機能水を確実に当てて、洗浄効果を高めることができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記吸着電極と上記対極とが内部に配置された上記容器は、上記水溶液が流れる流水経路に配置されており、
上記水溶液が流れる上記容器内で少なくとも上記第１の機能水を生成する。
上記実施形態によれば、水溶液が流れる流水経路に配置された容器内で、水溶液が流れつつ少なくとも第１の機能水を生成することによって、連続して機能水を供給することができる。
また、この発明の洗浄方法では、
水溶液が収容される容器と、上記容器内に配置され、上記水溶液中のイオンの吸着および脱離が可能な吸着電極と、上記容器内に上記吸着電極に対向するように配置された対極と、上記吸着電極と上記対極との間に印加するための電圧を出力する電圧印加手段と、上記吸着電極と上記対極との間に印加する電圧の極性を切り換える極性切換手段と、上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御する制御手段とを備えた洗浄装置を用いた洗浄方法であって、
上記吸着電極を陽極とし、上記対極を陰極として、上記吸着電極から上記水溶液中に陽イオンを放出させるか、または、上記水溶液中の陰イオンを上記吸着電極に吸着させることによって第１の機能水を生成する第１の工程と、
上記吸着電極を陰極とし、上記対極を陽極として、上記吸着電極に上記水溶液中の陽イオンを吸着させるか、または、上記吸着電極から上記水溶液中に陰イオンを放出させることによって第２の機能水を生成する第２の工程とを有し、
上記制御手段により上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御して、上記第１の工程と上記第２の工程を交互に行うと共に、
上記制御手段は、１回の洗浄動作において、上記第１の工程を行った後に上記第２の工程を行うように上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御することを特徴とする。
上記構成によれば、制御手段は、電圧印加手段と極性切換手段とを制御して、第１の工程において、吸着電極を陽極とし、対極を陰極として、吸着電極から水溶液中に陽イオンを放出させるか、または、上記水溶液中の陰イオンを上記吸着電極に吸着させることによって第１の機能水としてアルカリ性水を生成する。一方、第２の工程において、吸着電極を陰極とし、対極を陽極として、吸着電極に水溶液中の陽イオンを吸着させるか、または、上記吸着電極から上記水溶液中に陰イオンを放出させることによって第２の機能水として酸性水を生成する。このとき、対極側のみで水の電気分解が起こる電圧を吸着電極と対極との間に印加することにより、第１の工程では、陰極となる対極の表面において水の電気分解により水素ガスと水酸化物イオンが発生してｐＨが上昇し、第２の工程では、陽極となる対極の表面において水の電気分解により酸素ガスと水素イオンが発生してｐＨが低下し、ｐＨを調整することも可能になる。そうして、上記第１の工程と第２の工程とを交互に行うことによって、軟水、硬水、酸性水、アルカリ性水を効率よく生成できる。また、１回の洗浄動作のシーケンスの中で第１の機能水(アルカリ性水)から第２の機能水(酸性水)の順に生成することで、まず第１の機能水(アルカリ性水)により例えば洗浄対象のたんぱく汚れを除去した後、第２の機能水(酸性水)で除菌,殺菌するので、洗浄と除菌,殺菌を効果的に行うことができる。また、第１のモードにおいて吸着電極から陽イオンを放出した後に、陽イオンを吸着する第２のモードを効率よく行うことができる。したがって、簡単な構成で硬度調整やｐＨ調整をした機能水を効率よく生成できる。
以上より明らかなように、この発明によれば、簡単な構成で硬度調整やｐＨ調整をした機能水を効率よく生成できる洗浄装置および洗浄方法を実現することができる。
図１はこの発明の第１実施形態の洗浄装置の構成を示す模式図である。 図２は上記洗浄装置のアルカリ性硬水を生成するときの反応を説明するための模式図である。 図３は上記洗浄装置の酸性軟水を生成するときの反応を説明するための模式図である。 図４Ａは上記洗浄装置を用いた機能水生成方法を説明するフローチャートである。 図４Ｂは上記洗浄装置を用いた他の機能水生成方法を説明するフローチャートである。 図５Ａはこの発明の第２実施形態の洗浄装置の一例としての食器洗い機の構成を示す模式図である。 図５Ｂはこの発明の第２実施形態の洗浄装置の他の機能水生成方法を説明するフローチャートである。 図５Ｃはこの発明の第２実施形態の洗浄装置の他の機能水生成方法を説明するフローチャートである。 図６はこの発明の第３実施形態の洗浄装置の一例としてのドラム式洗濯機の構成を示す模式図である。
以下、この発明の洗浄装置および洗浄方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態の洗浄装置の一例としての機能水生成装置の構成を示している。
この実施の形態の機能水生成装置は、図１に示すように、水溶液が収容される容器１０と、容器１０内に配置され、水溶液中のイオンの吸着および脱離が可能な吸着電極１１と、容器１０内かつ吸着電極１１に対向するように配置された対極１２と、吸着電極１１と対極１２との間に電圧を印加する電圧印加手段の一例としての直流電源２０と、吸着電極１１と対極１２との間に印加する電圧の極性を切り換える極性切換手段の一例としての切換回路３０と、直流電源２０と切換回路３０とを制御する制御手段の一例としての制御装置４０とを備えている。
上記吸着電極１１は、多孔質の炭素材料(例えば活性炭)からなり、対極１２は、溶解しない電極部材であればよく、カーボンなどでもよいが、水の電気分解が生じやすい金属(例えばＰt,Ａu,Ｐd,Ｒhの少なくとも１つの金属(または合金))が好適であり、例えばＴiからなる電極の表面をＰtで被覆したものでもよい。また、この実施の形態では、吸着電極１１および対極１２は平板状としているが、電極材料や容器の形状に応じて適宜設定すればよい。
また、上記機能水生成装置は、容器１０の上側に一端が接続された第１配管Ｌ１と、容器１０の下側に一端が接続された第２配管Ｌ２と、第１配管Ｌ１と第２配管Ｌ２に夫々配設された開閉弁Ｖ１,Ｖ２を有する水交換部５０を備えている。
また、上記制御装置４０は、マイクロコンピュータと入出力回路などからなり、直流電源２０の出力電圧に基づいて切換回路３０を制御すると共に、水交換部５０を制御する。
上記制御装置４０は、図２に示すように、水交換部５０を制御して、開閉弁Ｖ１を開く一方、開閉弁Ｖ２を閉じて、容器１０内に水溶液を給水する。ここで、水溶液とは、水道水などの電解質を含んだ水のことであるが、この実施の形態では、水溶液は中性軟水とする。
なお、世界保健機関(ＷＨＯ)の基準では、軟水の硬度は０〜６０[ｍｇ／Ｌ]未満、中程度の軟水(中硬水)の硬度は６０〜１２０[ｍｇ／Ｌ]未満、硬水の硬度は１２０[ｍｇ／Ｌ]以上である。ここで、硬度は次式により求められる。
硬度[ｍｇ／Ｌ]＝(カルシウム量[ｍｇ／Ｌ]×２.５)＋(マグネシウム量[ｍｇ／Ｌ]×４.１)
まず、吸着電極１１は、最初に陽イオンが吸着された状態にしている。例えば、最初の立ち上げ時に次の第２のモードを実行して、出荷時に吸着電極１１に陽イオンを吸着させたり、最初の立ち上げ時に吸着電極１１に助剤を入れたりすることによって、吸着電極１１に陽イオンを吸着した状態にしておくことで、最初に装置が駆動されるときにも、第１のモードで効率よく陽イオンを放出できる。
次に、制御装置４０により直流電源２０と切換回路３０とを制御して、第１のモード(第１の工程)において、直流電源２０の正極を吸着電極１１に接続し、直流電源２０の負極を対極１２に接続して、吸着電極１１から水溶液中に陽イオンを放出させて硬度を上昇させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを上昇させる。
すなわち、容器１０では、陽極となる吸着電極１１から水溶液中に陽イオン(Ｃa２＋,Ｍg２＋など)が放出されると共に、陰極となる対極１２の表面では、
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ− → Ｈ２↑＋２ＯＨ−
の反応式で表される反応が生じて、水素ガス(Ｈ２)と水酸化物イオン(ＯＨ−)が発生する。
このとき、容器１０内の水溶液中に陽極の吸着電極１１から陽イオン(Ｃa２＋,Ｍg２＋など)が放出されるので、機能水の一例としてのアルカリ性硬水が生成される。ここで、容器１０内に注入する水溶液がある硬度の水であるとすると、容器１０内では、処理前よりも硬度が大きくなったアルカリ性水が生成されることになる。
ここで、制御装置４０は、直流電源２０を定電流源とした場合、吸着電極１１と対極１２との間に印加される電圧の変化および電圧を印加してからの経過時間に基づいて、電圧印加時間を決定して、その電圧印加時間が経過したときに切換回路３０とを制御して、吸着電極１１と対極１２との間に印加される直流電源２０からの電圧を遮断することによりアルカリ性硬水の生成を終了する。
なお、上記電圧印加時間は、容器１０内に蓄えられる水溶液の容積や印加する電圧や電流に応じて実験およびシミュレーションなどにより決定する。
次に、制御装置４０は、図３に示すように、水交換部５０を制御して、開閉弁Ｖ２を開くことにより容器１０内の機能水を外部に供給する。その後、再び、制御装置４０により水交換部５０を制御して、開閉弁Ｖ１を開く一方、開閉弁Ｖ２を閉じて、容器１０内に水溶液を給水する。
そして、制御装置４０により直流電源２０と切換回路３０とを制御して、第２のモード(第２の工程)において、直流電源２０の負極を吸着電極１１に接続し、直流電源２０の正極を対極１２に接続して、吸着電極１１に水溶液中のＣa２＋,Ｍg２＋などの陽イオン(図２ではＣa２＋のみを示す)を吸着させて硬度を低下させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを低下させる。
すなわち、容器１０では、陰極となる吸着電極１１に水溶液中のＣa２＋,Ｍg２＋などの陽イオン(図３ではＣa２＋のみを示す)が吸着されると共に、陽極となる対極１２の表面では、
２Ｈ２Ｏ → Ｏ２↑＋４Ｈ＋＋４ｅ−
の反応式で表される反応が生じて、酸素ガス(Ｏ２)と水素イオン(Ｈ＋)が発生する。
このとき、容器１０内の水溶液中の陽イオン(Ｃa２＋,Ｍg２＋など)が陰極の吸着電極１１に吸着されるので、機能水の一例としての酸性軟水が生成される。ここで、容器１０内に注入する水溶液がある硬度の水であるとすると、容器１０内では、処理前よりも硬度が小さくなった機能水の一例としての酸性水が生成されることになる。
なお、図２では、陽極の吸着電極１１に陰イオン(Ｃl−など)が吸着し、次に第１のモードで酸性軟水を生成するとき、図３に示すように、陰極となる吸着電極１１から陰イオン(Ｃl−など)が放出される。
上記吸着電極１１が水溶液中のイオンを吸着するのは、電場にしたがって荷電粒子が移動して、界面に正負の荷電粒子が対を形成して層状に並ぶという電気二重層理論による。
上記構成の機能水生成装置を用いた洗浄方法を図４Ａのフローチャートに従って説明する。
この洗浄方法では、処理がスタートすると、図４Ａに示すステップＳ１０において、機能水生成装置の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第２のモードで酸性軟水を生成した後、容器１０から酸性軟水を排出する。このステップＳ１０は、次にアルカリ性硬水を生成するための準備段階である。
次に、ステップＳ１１に進み、機能水生成装置の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、容器１０からアルカリ性硬水を排出して、排出したアルカリ性硬水を洗浄に利用する。
次に、ステップＳ１２に進み、機能水生成装置の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第２のモードで酸性軟水を生成した後、容器１０から酸性軟水を排出して、排出した酸性軟水を洗浄に利用する。
この第１回目のステップＳ１１,Ｓ１２の後は、同様の工程を複数回(図４ＡではＮ回)繰り返すことにより、アルカリ性硬水と酸性軟水を交互に連続して効率よく生成することができる。
また、上記機能水生成装置を用いた他の洗浄方法を図４Ｂに示すフローチャートに従って説明する。
この洗浄方法では、処理がスタートすると、図４Ｂに示すステップＳ２１において、機能水生成装置の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、容器１０からアルカリ性硬水を排出する。
次に、ステップＳ２２に進み、機能水生成装置の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第２のモードで酸性軟水を生成した後、容器１０から酸性軟水を排出して、排出した酸性軟水を洗浄に利用する。
この第１回目のステップＳ２１のアルカリ性硬水は、洗浄に使わず、ステップＳ２２の酸性軟水の生成で吸着電極１１に陽イオンを吸着させるのが目的である。
上記第１回目のステップＳ２１,Ｓ２２の後は、同様の工程を複数回(図４ＢではＮ回)繰り返すことにより、酸性軟水とアルカリ性硬水を交互に連続して効率よく生成することができる。
図４Ａ，図４Ｂに示したように、特別な水を使用することなく、水道水からアルカリ性硬水と酸性軟水を交互に生成することができる。
なお、図２,図３では、酸性軟水とアルカリ性硬水を生成するイオン濃度調整装置について説明したが、図２で生成されたアルカリ性硬水に対して吸着電極１１と対極１２との間に電気分解を生じない逆極性の電圧を印加することにより、陰極となった吸着電極１１に陽イオンを吸着させて、アルカリ性軟水を生成することができる。
また、図３で生成された酸性軟水に対して吸着電極１１と対極１２との間に電気分解を生じない逆極性の電圧を印加することにより、陽極となった吸着電極１１から陽イオンを放出させて、酸性硬水を生成することができる。
上記構成の機能水生成装置および洗浄方法によれば、制御装置４０により直流電源２０と切換回路３０とを制御して、第１のモードにおいて、吸着電極１１を陽極とし、対極１２を陰極として、吸着電極１１から水溶液中に陽イオンを放出させて第１の機能水として硬水を生成する。このとき、対極１２のみで水の電気分解が起こる電圧を吸着電極１１と対極１２との間に印加することにより、第１のモードではｐＨが上昇して、ｐＨを調整することも可能になる。
したがって、上記機能水生成装置および洗浄方法によれば、簡単な構成で硬度調整やｐＨ調整をした機能水を生成することができる。また、軟水と硬水、または、酸性水とアルカリ性水を短時間で生成することができる。
この発明において、機能水とは、電解質を含む水溶液に電流を流すことで起きる電気化学反応によって有用な機能を獲得した水のことである。
また、制御装置４０により直流電源２０と切換回路３０とを制御して、第２のモードにおいて、吸着電極１１を陰極とし、対極１２を陽極として、吸着電極１１に水溶液中の陽イオンを吸着させて、次の硬水生成のために吸着電極１１を再生する。このとき、対極１２側のみで水の電気分解が起こる電圧を吸着電極１１と対極１２との間に印加することにより、第２のモードでは、陰極となる対極１２の表面において水の電気分解により酸素ガスと水素イオンが発生してｐＨが低下し、ｐＨを調整することが可能になる。
また、制御装置４０により直流電源２０と切換回路３０とを制御して、第１のモードと第２のモードとを交互に行うことによって、軟水、硬水、酸性水、アルカリ性水を効率よく生成できる。
また、１回の洗浄動作において、第１のモードを行った後に第２のモードを行うことによって、１回の洗浄動作のシーケンスの中で第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)から第２の機能水(軟水または酸性軟水)の順に生成することで、まず第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)により例えば洗浄対象のたんぱく汚れを除去した後、第２の機能水(軟水または酸性軟水)で除菌,殺菌することで、洗浄と除菌,殺菌を効果的に行うことができる。また、第１のモードにおいて吸着電極１１から陽イオンを放出した後では、陽イオンを吸着する第２のモードを効率よく行うことができる。
また、１回の洗浄動作のシーケンスの中で、最後に第２のモードを行って動作を終了することで、吸着電極１１に陽イオンを吸着させておくことができるので、次回の洗浄動作において第１のモードの動作で効率よく陽イオンを放出できる。
また、第１のモードにおいて生成された第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)をタンク７０(図１に示す)に一旦蓄えることによって、次の第１のモードにおいて生成された第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)では洗浄に必要な量が不足するような場合に、タンク７０に蓄えられた第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)を用いることができ、洗浄能力を向上できる。なお、第２のモードにおいて生成された第２の機能水(軟水または酸性軟水)をタンク７０に一旦蓄えてもよい。この場合、次の第２のモードにおいて生成された第２の機能水(軟水または酸性軟水)では除菌,殺菌に必要な量が不足するような場合に、タンク７０に蓄えられた第２の機能水(軟水または酸性軟水)を用いることができ、除菌,殺菌の能力を向上できる。
また、上記制御装置４０によって、第１のモードにおいて、吸着電極１１を陽極とし、対極１２を陰極として、吸着電極１１から水溶液中に陽イオンを放出させて硬度を上昇させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを上昇させることにより、アルカリ性硬水を生成することができる。一方、制御装置４０によって、第２のモードにおいて、吸着電極１１を陰極とし、対極１２を陽極として、吸着電極１１に水溶液中の陽イオンを吸着させて硬度を低下させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを低下させることにより、酸性軟水を生成することができる。
なお、上記機能水生成装置に添加手段の一例としての添加部６０(図１に示す)を備えることによって、第１のモードにおいて、第１の機能水を生成する前(または第１の機能水を生成した後)、その第１の機能水の硬度をさらに高めるための硬度成分を助剤として第１の機能水に添加することによって、高い硬度の硬水またはアルカリ性硬水が得られる。例えば、水道水の硬度が低い地域では、生成する硬水またはアルカリ性硬水の硬度があまり高くできないため、硬度成分を助剤として添加することにより硬度を高くすることができる。
〔第２実施形態〕
図５Ａはこの発明の第２実施形態の洗浄装置の一例としての食器洗い機の構成を示している。この第２実施形態では、第１実施形態の機能水生成装置と同様の構成の機能水生成装置を用いている。
この第２実施形態の食器洗い機は、図５Ａに示すように、外部からの洗浄水(水道水)を供給する給水配管Ｌ１１と、その給水配管Ｌ１１に配設された水供給手段の一例としての水供給部１０１と、給水配管Ｌ１１の一端が接続され、水供給部１０１から供給された洗浄水(水道水)を用いて機能水を生成する機能水生成装置１０２と、機能水生成装置１０２に一端が接続された給水配管Ｌ１２と、その給水配管Ｌ１２に配設された開閉弁Ｖ１０１と、給水配管Ｌ１２の他端に接続された貯水タンク１０３と、貯水タンク１０３に一端が接続され、他端が洗浄槽１００の底部に接続された往き配管Ｌ１３と、貯水タンク１０３に一端が接続され、他端が洗浄槽１００の底部に接続された戻り配管Ｌ１４と、往き配管Ｌ１３に配設された加熱手段の一例としての温度制御部１０４と、往き配管Ｌ１３の温度制御部１０４よりも下流側に配設された循環手段の一例としての洗浄水循環ポンプ１０５と、洗浄槽１００内の底面に設けられ、往き配管Ｌ１３の他端が接続された噴射手段の一例としての噴射機構１０６と、洗浄槽１００内の底面に設けられ、戻り配管Ｌ１４の他端が接続された洗浄水回収手段の一例としての洗浄水回収部１０７と、戻り配管Ｌ１４に配設された排水手段の一例としての排水部１０８と、排水部１０８に一端が接続された排水配管Ｌ１５と、制御装置１０９を備えている。
上記制御装置１０９は、マイクロコンピュータおよび入出力回路などからなり、操作パネル(図示せず)などからの制御入力信号を受けて、水供給部１０１と機能水生成装置１０２と温度制御部１０４と洗浄水循環ポンプ１０５と噴射機構１０６と洗浄水回収部１０７および排水部１０８に制御出力信号を出力する。
上記構成の食器洗い機において、まず、図５Ａに示すように、洗浄槽１００内に洗浄対象物の食器類１２０などを並べて載置する。
＜水道水による洗浄工程＞
そして、開閉弁Ｖ１０１を開いて、水供給部１０１により外部からの洗浄水(水道水)を、給水配管Ｌ１１と機能水生成装置１０２と給水配管Ｌ１２と開閉弁Ｖ１０１を介して貯水タンク１０３に供給する。
次に、開閉弁Ｖ１０１を閉じて、洗浄水循環ポンプ１０５を動作させて、貯水タンク１０３内の洗浄水１１０(水道水)を温度制御部１０４で温めて、噴射機構１０６から洗浄槽１００内の洗浄対象物の食器類１２０に対して噴射する。このとき、洗浄水(水道水)は温度制御部１０４により洗浄に適した温度に温めてもよいし、水温が高い場合は、そのまま噴射機構１０６に供給してもよい。
このとき、食器洗い機の洗浄槽１００内に入れられた洗浄剤が洗浄水１１０(水道水)に添加されて洗浄効果を高める。
次に、洗浄槽１００内の底に溜まった洗浄剤を含む洗浄水を、排水部１０８により戻り配管Ｌ１４と排水配管Ｌ１５とを介して外部に排水する。
なお、この水道水による洗浄工程時に、洗浄槽１００内の洗浄水を洗浄水回収部１０７により回収して、洗浄水循環ポンプ１０５によって、貯水タンク１０３と温度制御部１０４と噴射機構１０６と洗浄水回収部１０７とを介して洗浄水を循環させてもよい。
＜アルカリ性硬水による洗浄工程＞
次に、水供給部１０１により外部からの洗浄水(水道水)を、給水配管Ｌ１１を介して機能水生成装置１０２に供給する。
次に、機能水生成装置１０２において、容器１０(図１に示す)内の洗浄水(水道水)から第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、開閉弁Ｖ１０１を開いて、機能水生成装置１０２から貯水タンク１０３内に供給する。その後、開閉弁Ｖ１０１を閉じ、洗浄水循環ポンプ１０５を動作させて、貯水タンク１０３内の洗浄水(アルカリ性硬水)を温度制御部１０４で温めて、往き配管Ｌ１３を介して噴射機構１０６に供給する。なお、機能水生成装置１０２において第１のモードで生成される機能水は、処理前の水道水の硬度によるので、処理前よりも硬度が高いアルカリ性水となる。
そうして、噴射機構１０６に供給された洗浄水(アルカリ性硬水)は、洗浄槽１００内に洗浄対象物の食器類１２０に対して噴射されて、洗浄を行う。このとき、洗浄槽１００内の洗浄水を洗浄水回収部１０７により回収して、洗浄水循環ポンプ１０５によって、貯水タンク１０３と温度制御部１０４と噴射機構１０６と洗浄水回収部１０７とを介して洗浄水を循環させる。
上記洗浄水(アルカリ性硬水)を噴射して所定時間洗浄した後に、洗浄槽１００内の底に溜まった洗浄水を、排水部１０８により戻り配管Ｌ１４と排水配管Ｌ１５とを介して外部に排水する。
ここで、アルカリ性硬水がタンパク質の分解に好適であるので、食器類１２０のタンパク汚れを除去するのに有用である。
＜酸性軟水による洗浄工程＞
そして、水供給部１０１により外部からの洗浄水(水道水)を、給水配管Ｌ１１を介して機能水生成装置１０２に供給する。
次に、機能水生成装置１０２において、容器１０内の洗浄水(水道水)から第２のモードで酸性軟水を生成した後、開閉弁Ｖ１０１を開いて、機能水生成装置１０２から貯水タンク１０３内に供給する。その後、開閉弁Ｖ１０１を閉じ、洗浄水循環ポンプ１０５を動作させて、貯水タンク１０３内の洗浄水(酸性軟水)を温度制御部１０４で温めて、往き配管Ｌ１３を介して噴射機構１０６に供給する。このとき、洗浄水(水道水)は温度制御部１０４により洗浄に適した温度に温めてもよいし、水温が高い場合は、そのまま噴射機構１０６に供給してもよい。なお、機能水生成装置１０２において第２のモードで生成される機能水は、処理前の水道水の硬度によるので、処理前よりも硬度が低い酸性水となる。
そうして、噴射機構１０６に供給された洗浄水(酸性軟水)を、洗浄槽１００内の洗浄対象物である食器類１２０に対して噴射して、洗浄を行う。このとき、洗浄槽１００内の洗浄水を洗浄水回収部１０７により回収して、洗浄水循環ポンプ１０５によって、貯水タンク１０３と温度制御部１０４と噴射機構１０６と洗浄水回収部１０７とを介して洗浄水を循環させる。
次に、洗浄水(酸性軟水)を用いて所定時間洗浄した後に、洗浄槽１００内の底に溜まった洗浄水を、排水部１０８により戻り配管Ｌ１４と排水配管Ｌ１５とを介して外部に排水する。
ここで、酸性軟水は、除菌、殺菌に有用であると共に、ガラスコップのウォータースポットやスケール成分の除去ができ、すすぎ効果が高い。
＜乾燥工程＞
次に、洗浄槽１００内の洗浄対象物である食器類１２０を図示しない乾燥装置(温風装置やヒータなど)により乾燥させる。
上記構成の食器洗い機によれば、洗浄効果の高い食器洗い機を実現することができる。
また、機能水生成装置１０２により生成された機能水を温度制御部１０４により加熱することで、第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)の洗浄効果を向上できる。
また、洗浄槽１００内の洗浄水を洗浄水回収部１０７により回収して、洗浄水循環ポンプ１０５によって、貯水タンク１０３と温度制御部１０４と噴射機構１０６と洗浄水回収部１０７とを介して洗浄水を循環させることによって、機能水生成装置１０２において第１の機能水(酸性軟水)または第２の機能水(アルカリ性硬水)を洗浄水として再利用することができ、洗浄効果を持続的に発揮できる。
なお、洗浄水を循環させずに、機能水生成装置１０２により生成された機能水を継続的に洗浄槽１００内に供給して洗浄してもよい。
また、上記洗浄槽１００内の洗浄対象物に機能水生成装置１０２により生成された機能水を洗浄水として噴射する噴射機構１０６を機能水供給手段として用いることによって、洗浄槽１００内の洗浄対象物に機能水を確実に当てて、洗浄効果を高めることができる。
なお、上記第２実施形態の食器洗い機では、機能水生成装置１０２の第１のモードで生成されたアルカリ性硬水の次に、第２のモードで酸性軟水を用いたが、機能水生成装置１０２において、第１のモードでアルカリ性硬水を生成する準備段階として、必ず第２のモードで酸性軟水を生成して、吸着電極１１(図１に示す)にＣa２＋,Ｍg２＋などの陽イオンが吸着しているものとする。
例えば、洗浄運転の開始時に第２のモードで酸性軟水を生成して、吸着電極１１にＣa２＋,Ｍg２＋などの陽イオンが吸着させて、第１のモードでアルカリ性硬水を生成するための準備を行い、生成した酸性軟水を捨ててもよいし、前回の洗浄運転で第２のモードで酸性軟水を生成して終了している場合、次の洗浄運転の開始時には第１のモードでアルカリ性硬水を生成するようにしてもよい。
また、上記第２実施形態の食器洗い機では、洗浄水としてアルカリ性硬水と酸性軟水を順に洗浄対象物の食器類１２０に対して噴射したが、先に機能水生成装置１０２の第２のモードで酸性軟水を生成して、その生成された酸性軟水を別途用意したタンク(図示せず)に一旦蓄えることによって、次の第１のモードにおいて生成されたアルカリ性硬水を先に洗浄に用いた後、タンクに蓄えられた酸性軟水を用いるようにしてもよい。これにより、アルカリ性硬水により汚れを除去した後、酸性軟水で除菌,殺菌することで、洗浄と除菌,殺菌およびすすぎを効果的に行うことができる。
また、上記第２実施形態の食器洗い機では、洗浄対象物の食器類に対してアルカリ性硬水と酸性軟水を１回ずつ噴射するだけでなく、交互に複数回繰り返してもよい。
また、上記食器洗い機の噴射機構は、単に洗浄水を噴射するだけでなく、回転ノズルから噴射する構造のものでもよい。
また、従来の食器洗い機では、乾燥運転時に洗浄槽内を高温にして加熱殺菌を行っていたが、この第１実施形態の食器洗い機では、酸性軟水による殺菌が行えるので、低温での乾燥運転が可能になり、省エネルギー効果が高い。
また、上記機能水生成装置１０２を用いた他の洗浄方法を図５Ｂに示すフローチャートに従って説明する。
この洗浄方法では、処理がスタートすると、図５Ｂに示すステップＳ３１において、開閉弁Ｖ１０１を開いて、水供給部１０１により水道水を、給水配管Ｌ１１と機能水生成装置１０２と給水配管Ｌ１２と開閉弁Ｖ１０１を介して貯水タンク１０３に供給する。
次に、開閉弁Ｖ１０１を閉じて、洗浄水循環ポンプ１０５を動作させて、貯水タンク１０３内の水道水(予備洗浄水)を温度制御部１０４で温めて、噴射機構１０６から洗浄槽１００内の洗浄対象物の食器類１２０に対して噴射することにより、洗浄対象物の食器類１２０の予備洗浄を行う(予備洗浄モード)。
次に、水道水による食器類１２０の予備洗浄が完了すると、ステップ３２に進み、機能水生成装置１０２の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、容器１０からアルカリ性硬水を排出して、排出したアルカリ性硬水を洗浄に利用する。
次に、ステップＳ３３に進み、アルカリ性硬水による洗浄を終了して、機能水生成装置１０２の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第２のモードで酸性軟水を生成した後、容器１０から酸性軟水を排出して、排出した酸性軟水を洗浄に利用する。
次に、ステップＳ３４に進み、酸性軟水による洗浄を終了して、機能水生成装置１０２の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、再度第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、容器１０からアルカリ性硬水を排出して、排出したアルカリ性硬水を洗浄に利用する。
この第１回目のステップＳ３３,Ｓ３４の後は、同様の工程を複数回(図５ＢではＮ回)繰り返すことにより、アルカリ性硬水と酸性軟水を交互に連続して効率よく生成することができる。
さらに、複数回同様の工程を繰り返した後、ステップＳ３５に進み、アルカリ性硬水による洗浄を終了して、機能水生成装置１０２の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第２のモードで酸性軟水を生成した後、容器１０から酸性軟水を排出して、排出した酸性軟水を洗浄に利用する。
そして、ステップＳ３６に進み、酸性軟水による洗浄の終了を以って洗浄動作を完了する。
これにより、洗浄した食器に対して酸性軟水によって殺菌を行えるため、洗浄した食器の状態を衛生的に保つことができる。
また、上記機能水生成装置１０２を用いた他の洗浄方法を図５Ｃに示すフローチャートに従って説明する。
この洗浄方法では、処理がスタートすると、ステップ４１で、開閉弁Ｖ１０１を開いて、水供給部１０１により水道水を、給水配管Ｌ１１と機能水生成装置１０２と給水配管Ｌ１２と開閉弁Ｖ１０１を介して貯水タンク１０３に供給する。
次に、開閉弁Ｖ１０１を閉じて、洗浄水循環ポンプ１０５を動作させて、貯水タンク１０３内の水道水を温度制御部１０４で温めて、噴射機構１０６から洗浄槽１００内の洗浄対象物の食器類１２０に対して噴射することにより、洗浄対象物の食器類１２０の予備洗浄を行う。
水道水による予備洗浄を行っている間、水供給部１０１により水道水を、給水配管Ｌ１１を介して機能水生成装置１０２に供給する。この機能水生成装置１０２において、容器１０内の水道水から第１のモードでアルカリ性硬水を生成する。
次に、ステップ４２に進み、ステップ４１で洗浄に用いた水道水を排水部１０８によって排水して予備洗浄を終了した後、開閉弁Ｖ１０１を開いて、ステップ４１で生成したアルカリ性硬水を貯水タンク１０３に供給し、再度開閉弁Ｖ１０１を閉じて、アルカリ性硬水による洗浄を行う。
また、アルカリ性硬水によって洗浄を行っている間、水供給部１０１により水道水を、給水配管Ｌ１１を介して機能水生成装置１０２に供給する。この機能水生成装置１０２において、容器１０内の水道水から第２のモードで酸性軟水を生成する。
次に、ステップ４３に進み、ステップ４２で洗浄に用いたアルカリ性硬水を排水部１０８によって排水してアルカリ性硬水による洗浄を終了した後、開閉弁Ｖ１０１を開いて、ステップ４２で生成した酸性軟水を貯水タンク１０３に供給し、再度開閉弁Ｖ１０１を閉じて、酸性軟水による洗浄を行う。
また、酸性軟水によって洗浄を行っている間、水供給部１０１により水道水を、給水配管Ｌ１１を介して機能水生成装置１０２に供給する。この機能水生成装置１０２において、容器１０内の水道水から第１のモードでアルカリ性硬水を生成する。
次に、ステップ４４では、ステップ４２と同様に、洗浄していた水を排水して酸性軟水による洗浄を終了した後、ステップ４３で生成したアルカリ性硬水を貯水タンク１０３に供給し、再度開閉弁Ｖ１０１を閉じて、アルカリ性硬水による洗浄を行う。
上記ステップＳ４３,Ｓ４４の後は、同様の工程を複数回(図４ＢではＮ回)繰り返すことにより、酸性軟水とアルカリ性硬水の一方を用いて洗浄している場合に、他方を効率よく生成することができる。
さらに、複数回同様の工程を繰り返した後、ステップＳ４５に進み、アルカリ性硬水による洗浄を終了した後、ステップ４４で生成した酸性軟水を貯水タンク１０３に供給し、再度開閉弁Ｖ１０１を閉じて、酸性軟水による洗浄を行う。
そして、ステップＳ４６に進み、酸性軟水による洗浄の終了を以って洗浄動作を完了する。
〔第３実施形態〕
図６はこの発明の第３実施形態の洗浄装置の一例としてのドラム式洗濯機の構成を示している。この第３実施形態では、第１実施形態の機能水生成装置と同様の構成の機能水生成装置を用いている。
この第３実施形態のドラム式洗濯機は、図６に示すように、洗濯機本体２００内に配置された収納部２１０と、洗濯機本体２００内かつ収納部２１０の側面に配置された駆動部２２０とを備えている。収納部２１０内に、回転軸を傾斜させた洗浄槽の一例としての回転ドラム２１１を収納している。また、洗濯機本体２００内の上側かつ後面側(図６の右側)から挿入された給水配管Ｌ２１を、収納部２１０の上側に接続している。この給水配管Ｌ２１の上流側から順に、水供給手段および機能水供給手段の一例としての水供給部２０１と、機能水生成装置２０２と、加熱手段の一例としての温度制御部２０３を配設している。また、収納部２１０の下側に洗浄水回収部２０４を配置し、この洗浄水回収部２０４に排水配管Ｌ２２の一端を接続している。この排水配管Ｌ２２に排水手段の一例としての排水部２０５を配設している。
また、上記ドラム式洗濯機は、マイクロコンピュータおよび入出力回路などからなる制御装置２０６を備えている。この制御装置２０６は、操作パネル(図示せず)などからの制御入力信号を受けて、水供給部２０１と機能水生成装置２０２と温度制御部２０３と洗浄水回収部２０４と排水部２０５および駆動部２２０に制御出力信号を出力する。
上記構成のドラム式洗濯機において、まず、図６に示すように、回転ドラム２１１内に洗濯物２３０を入れる。
＜アルカリ性硬水による洗濯工程＞
次に、水供給部２０１により外部からの水道水を、給水配管Ｌ２１と機能水生成装置２０２と温度制御部２０３を介して収納部２１０の回転ドラム２１１内に供給する。このとき、水道水は、温度制御部２０３により洗濯に適した温度に温めてもよいし、水温が高い場合は、そのまま回転ドラム２１１内に供給してもよい。
このとき、回転ドラム２１１内に入れられた洗浄剤が水道水に添加されて洗濯効果を高める。
また、機能水生成装置２０２において、容器１０(図１に示す)内の水道水から第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、温度制御部２０３により温められたアルカリ性硬水を、給水配管Ｌ２１を介して収納部２１０の回転ドラム２１１内の水道水に加える。なお、機能水生成装置２０２において第１のモードで生成される機能水は、処理前の水道水の硬度によるので、処理前よりも硬度が高いアルカリ性水となる。
次に、回転ドラム２１１を駆動部２３０により回転させて、アルカリ性硬水を添加した水道水で洗濯を行う。なお、この洗濯工程において、水道水にアルカリ性硬水を添加するのではなく、機能水生成装置２０２により生成した機能水(アルカリ性硬水)の全てを洗濯用として用いてもよい。また、水道水による洗濯と機能水による洗濯を別々に行ってもよい。
ここで、アルカリ性硬水がタンパク質の分解に好適であるので、洗濯物２３０のタンパク汚れを除去するのに有用である。
次に、洗濯動作が終了したら、回転ドラム２１１内の底に溜まった汚水を、排水部２０５により排水配管Ｌ２２を介して外部に排水する。
＜酸性軟水によるすすぎ工程＞
次に、水供給部２０１により外部からの洗浄水(水道水)を、給水配管Ｌ２１を介して機能水生成装置２０２に供給して、回転ドラム２１１を回転させて、すすぎ動作を行う。
このとき、機能水生成装置２０２において、容器１０内の水道水から第２のモードで酸性軟水を生成した後、温度制御部２０３により温められた酸性軟水を、給水配管Ｌ２１を介して収納部２１０の回転ドラム２１１内に供給する。なお、酸性軟水は、温度制御部２０３により洗濯に適した温度に温めてもよいし、水温が高い場合は、そのまま回転ドラム２１１内に供給してもよい。
ここで、酸性軟水は、除菌、殺菌に有用である。なお、機能水生成装置２０２において第２のモードで生成される機能水は、処理前の水道水の硬度によるので、処理前よりも硬度が低い酸性水となる。
そうして、供給された機能水(酸性軟水)を用いたすすぎ動作後に、回転ドラム２１１内の底に溜まった水を、排水部２０５を開いて、排水配管Ｌ２２を介して外部に排水する。
＜脱水工程＞
次に、排水部２０５を開いた状態で、回転ドラム２１１を高速で回転させて脱水を行い、洗濯物から絞り出された水を、排水部２０５と排水配管Ｌ２２とを介して外部に排水する。
なお、上記ドラム式洗濯機において、洗濯工程は、洗浄水を入れ替えて複数回繰り返してもよいし、すすぎ工程と脱水工程も洗浄水を入れ替えて複数回繰り返してもよい。
上記構成の洗濯機によれば、水供給手段および機能水供給手段を兼ねる水供給部２０１によって、回転ドラム２１１内の洗浄対象物である洗濯物２３０に機能水生成装置２０２により生成された第１の機能水および第２の機能水を洗浄水として供給することによって、洗浄効果の高いドラム式洗濯機を実現することができる。
また、機能水生成装置２０２により生成された機能水を温度制御部２０３により加熱することで、第１の機能水(軟水または酸性軟水)の除菌,殺菌などの効果を向上できると共に、第２の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)の洗浄効果を向上できる。
上記第２,第３実施形態では、洗浄装置の一例として食器洗い機とドラム式洗濯機について説明したが、洗浄装置はこれに限らず、他の構成の洗浄装置にこの発明を適用してもよい。
また、この発明の洗浄装置は、省スペースで多彩な機能水の生成ができ、応用製品への組み込みが容易にできる。
また、上記第２,第３実施形態では、機能水生成装置１０２,２０２により生成された第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)と第２の機能水(軟水または酸性軟水)を加熱手段としての温度制御部１０４,２０３により加熱したが、第１の機能水または第２の機能の一方を加熱手段より加熱してもよい。
また、上記第２,第３実施形態では、機能水生成装置１０２,２０２により第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)と第２の機能水(軟水または酸性軟水)を生成した後、洗浄に用いるようにしているが、流水経路の途中にこの発明の機能水生成装置を設けて、水溶液を流しながら機能水を生成するように構成しても構わない。これにより、連続して機能水を供給することができる。
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
１０…容器
１１…吸着電極
１２…対極
２０…直流電源
３０…切換回路
４０…制御装置
５０…水交換部
６０…添加部
７０…タンク
１００…洗浄槽
１０１…水供給部
１０２…機能水生成装置
１０３…貯水タンク
１０４…温度制御部
１０５…洗浄水循環ポンプ
１０６…噴射機構
１０７…洗浄水回収部
１０８…排水部
１０９…制御装置
２００…洗濯機本体
２０１…水供給部
２０２…機能水生成装置
２０３…温度制御部
２０４…洗浄水回収部
２０５…排水部
２０６…制御装置
２１０…収納部
２１１…回転ドラム
２２０…駆動部
２３０…洗濯物
Ｌ１…第１配管
Ｌ２…第２配管
Ｌ１１,Ｌ１２…給水配管
Ｌ１３…往き配管
Ｌ１４…戻り配管
Ｌ１５…排水配管
Ｌ２１…給水配管
Ｌ２２…排水配管
Ｖ１,Ｖ２,Ｖ１０１…開閉弁
この発明は、洗浄装置および洗浄方法に関する。
従来の第１の洗浄装置として、塩化ナトリウム水溶液と塩酸水溶液とを混合して無隔膜電解槽によりｐＨを調整した殺菌水を製造するものがある(例えば、特開平５−２３７４７８号公報(特許文献１)参照)。
また、従来の第２の洗浄装置として、イオン吸着電極と対極との間に電圧を印加して、硬度成分を調整するものがある(例えば、特開２０１１−１３２６７８号公報(特許文献２)参照)。
上記従来の第１,第２の洗浄装置により生成されたアルカリ性水、酸性水、硬水、軟水といった機能水が衣類や食器などの洗浄に有効である。
しかしながら、上記従来の第１,第２の洗浄装置では、アルカリ性水と酸性水、または、硬水と軟水を別々に生成する必要があったり、硬水および軟水を順に生成するときに時間がかかったりするため、効率が悪いという問題がある。
そのような問題を避けるために、アルカリ性水や酸性水の電解水と、硬水または軟水を同時に生成したり、硬水と軟水を同時に生成したりしようとすると、複数の生成ユニットを準備する必要があり、装置が大型化したり、部品点数も増えたりして、コストが高くなる。
特開平５−２３７４７８号公報 特開２０１１−１３２６７８号公報
そこで、この発明の課題は、簡単な構成で硬度調整やｐＨ調整をした機能水を効率よく生成できる洗浄装置および洗浄方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の洗浄装置は、
水溶液が収容される容器と、
上記容器内に配置され、上記水溶液中のイオンの吸着および脱離が可能な多孔質の炭素材料からなる吸着電極と、
上記容器内に上記吸着電極に対向するように配置された対極と、
上記吸着電極と上記対極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
上記吸着電極と上記対極との間に印加する電圧の極性を切り換える極性切換手段と、
上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御する制御手段と
を備え、
上記制御手段は、上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御して、上記吸着電極を陽極とし、上記対極を陰極として、上記吸着電極から上記水溶液中に陽イオンを放出させるか、または、上記水溶液中の陰イオンを上記吸着電極に吸着させることによって第１の機能水を生成する第１のモードを備えることを特徴とする。
上記構成によれば、制御手段により電圧印加手段と極性切換手段とを制御して、第１のモードにおいて、吸着電極を陽極とし、対極を陰極として、吸着電極から水溶液中に陽イオンを放出させるか、または、上記水溶液中の陰イオンを上記吸着電極に吸着させることによって第１の機能水としてアルカリ性水を生成する。このとき、対極側のみで水の電気分解が起こる電圧を吸着電極と対極との間に印加することにより、第１のモードでは、陰極となる対極の表面において水の電気分解により水素ガスと水酸化物イオンが発生してｐＨが上昇する。したがって、簡単な構成で硬度調整やｐＨ調整をした機能水を効率よく生成できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御して、上記吸着電極を陰極とし、上記対極を陽極として、上記吸着電極に上記水溶液中の陽イオンを吸着させるか、または、上記吸着電極から上記水溶液中に陰イオン放出させることによって第２の機能水を生成する第２のモードを備える。
上記実施形態によれば、制御手段により電圧印加手段と極性切換手段とを制御して、第２のモードにおいて、吸着電極を陰極とし、対極を陽極として、吸着電極に水溶液中の陽イオンを吸着させて、次の酸性水生成のために吸着電極を再生する。このとき、対極側のみで水の電気分解が起こる電圧を吸着電極と対極との間に印加することにより、第２のモードでは、陰極となる対極の表面において水の電気分解により酸素ガスと水素イオンが発生してｐＨが低下し、ｐＨを調整することも可能になる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、上記第１のモードと上記第２のモードとを交互に行うように上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御する。
上記実施形態によれば、制御手段により電圧印加手段と極性切換手段とを制御して、第１のモードと第２のモードとを交互に行うことによって、酸性水、アルカリ性水を効率よく生成できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、１回の洗浄動作において、上記第１のモードを行った後に上記第２のモードを行うように上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御する。
上記実施形態によれば、１回の洗浄動作において、第１のモードを行った後に第２のモードを行うことによって、１回の洗浄動作のシーケンスの中で第１の機能水(アルカリ性水)から第２の機能水(酸性水)の順に生成することで、まず第１の機能水(アルカリ性水)により例えば洗浄対象のたんぱく汚れを除去した後、第２の機能水(酸性水)で除菌,殺菌することで、洗浄と除菌,殺菌を効果的に行うことができる。また、第１のモードにおいて吸着電極から陽イオンを放出した後では、陽イオンを吸着する第２のモードを効率よく行うことができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、１回の洗浄動作において、上記第２のモードで洗浄動作を終了する。
上記実施形態によれば、１回の洗浄動作のシーケンスの中で、最後に第２のモードを行って動作を終了することで、吸着電極に陽イオンを吸着させておくことができるので、次回の洗浄動作において第１のモードの動作で効率よく陽イオンを放出できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記吸着電極は、最初に上記第１のモードが行われるよりも前に、上記陽イオンを吸着した状態にしている。
上記実施形態によれば、最初の立ち上げ時に第２のモードを実行して、出荷時に吸着電極に陽イオンを吸着させたり、最初の立ち上げ時に吸着電極に助剤を入れたりすることによって、吸着電極に陽イオンを吸着した状態にしておくことで、最初に装置が駆動されるときにも、第１のモードで効率よく陽イオンを放出できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、上記第１のモードを行うよりも前に、予備洗浄水を用いて洗浄を行う予備洗浄モードを実行する。
上記実施形態によれば、上記第１のモードが行われるよりも前に、予備洗浄水を用いて洗浄を行うことによって、上記第１のモードの実行によって得られる機能水を用いずに洗浄対象物の大きな汚れを落とすことができるので、洗浄対象物にこびりついた汚れに対して効果的に機能水による洗浄を行うことができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、上記予備洗浄モードを行う間に、上記第２のモードを実行する。
上記実施形態によれば、上記予備洗浄モードによって大きな汚れを落としている時間を利用して第２のモードを実行し、アルカリ性水を生成することができるので、予備洗浄モードが終わり次第速やかにアルカリ性水による洗浄を行うことができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、洗浄動作を実行していないときに上記第２のモードを実行する。
上記実施形態によれば、制御手段は、洗浄動作を実行していない時に第２のモードを実行するため、速やかにアルカリ性水による洗浄を行うことができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記第１のモードにおいて生成された上記第１の機能水を蓄えるタンクを備えた。
上記実施形態によれば、第１のモードにおいて生成された第１の機能水(アルカリ性水)をタンクに一旦蓄えることによって、次の第１のモードにおいて生成された第１の機能水(アルカリ性水)では洗浄に必要な量が不足するような場合に、タンクに蓄えられた第１の機能水(アルカリ性水)を用いることができ、洗浄能力を向上できる。なお、第２のモードにおいて生成された第２の機能水(酸性水)をタンクに一旦蓄えてもよい。この場合、次の第２のモードにおいて生成された第２の機能水(酸性水)では除菌,殺菌に必要な量が不足するような場合に、タンクに蓄えられた第２の機能水(酸性水)を用いることができ、除菌,殺菌の能力を向上できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記制御手段は、
上記第１のモードにおいて、上記吸着電極を陽極とし、上記対極を陰極として、上記吸着電極から上記水溶液中に陽イオンを放出させることにより硬度を上昇させると共に、上記水溶液を電気分解することにより上記水溶液のｐＨを上昇させる一方、
上記第２のモードにおいて、上記吸着電極を陰極とし、上記対極を陽極として、上記吸着電極に上記水溶液中の陽イオンを吸着させることにより硬度を低下させると共に、上記水溶液を電気分解することにより上記水溶液のｐＨを低下させる。
上記実施形態によれば、制御手段によって、第１のモードにおいて、吸着電極を陽極とし、対極を陰極として、吸着電極から水溶液中に陽イオンを放出させて硬度を上昇させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを上昇させることにより、アルカリ性硬水を生成することができる。一方、制御手段によって、第２のモードにおいて、吸着電極を陰極とし、対極を陽極として、吸着電極に水溶液中の陽イオンを吸着させて硬度を低下させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを低下させることにより、酸性軟水を生成することができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記第１のモードにおいて、上記第１の機能水を生成する前または上記第１の機能水を生成した後、上記第１の機能水の硬度をさらに高めるための硬度成分を助剤として上記第１の機能水に添加する添加手段を備えた。
上記実施形態によれば、添加手段によって、第１のモードにおいて、第１の機能水を生成する前(または第１の機能水を生成した後)、上記第１の機能水の硬度をさらに高めるための硬度成分を助剤として第１の機能水に添加することによって、高い硬度の硬水またはアルカリ性硬水が得られる。例えば、水道水の硬度が低い地域では、生成する硬水またはアルカリ性硬水の硬度があまり高くできないため、硬度成分を助剤として添加することにより硬度を高くできる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
洗浄対象物を収納する洗浄槽と、
上記洗浄槽内に外部から水を供給する水供給手段と、
上記洗浄槽内の水を排水する排水手段と、
上記洗浄槽内の上記洗浄対象物に、上記容器内で生成された少なくとも上記第１の機能水を洗浄水として供給する機能水供給手段と
を備えた。
上記実施形態によれば、例えば食器洗い機のような洗浄装置において、洗浄対象物である食器類を収納する洗浄槽内に外部から水を水供給手段により供給して、水と洗剤とを混合した洗浄水により洗浄した後、洗浄槽内の洗浄水を排水手段により排水する。このとき、機能水供給手段によって、洗浄槽内の洗浄対象物に容器内で生成された少なくとも第１の機能水を洗浄水に添加する。これにより、洗浄効果の高い洗浄装置を実現できる。なお、洗浄水に洗浄装置により生成された第１の機能水を添加するのではなく、洗浄装置により生成された第１の機能水の全てを洗浄水として用いてもよい。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記容器内で生成された少なくとも上記第１の機能水を加熱する加熱手段を備えた。
上記実施形態によれば、容器内で生成された少なくとも第１の機能水を加熱手段により加熱することで、第１の機能水(アルカリ性水)の洗浄効果を向上できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記洗浄槽内の上記洗浄水を回収する洗浄水回収手段と、
少なくとも上記機能水供給手段と上記洗浄水回収手段とを介して上記洗浄水を循環させる循環手段と
を備えた。
上記実施形態によれば、洗浄槽内の洗浄水を洗浄水回収手段により回収して、少なくとも機能水供給手段と洗浄水回収手段とを介して洗浄水を循環手段により循環させることによって、第１の機能水(アルカリ性水)として再利用することができ、洗浄効果を持続的に発揮できる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記機能水供給手段は、上記洗浄槽内の上記洗浄対象物に、上記容器内で生成された少なくとも上記第１の機能水を洗浄水として噴射する噴射手段である。
上記実施形態によれば、洗浄槽内の洗浄対象物に容器内で生成された少なくとも第１の機能水を洗浄水として噴射する噴射手段を機能水供給手段として用いることによって、洗浄槽内の洗浄対象物に機能水を確実に当てて、洗浄効果を高めることができる。
また、一実施形態の洗浄装置では、
上記吸着電極と上記対極とが内部に配置された上記容器は、上記水溶液が流れる流水経路に配置されており、
上記水溶液が流れる上記容器内で少なくとも上記第１の機能水を生成する。
上記実施形態によれば、水溶液が流れる流水経路に配置された容器内で、水溶液が流れつつ少なくとも第１の機能水を生成することによって、連続して機能水を供給することができる。
また、この発明の洗浄方法では、
水溶液が収容される容器と、上記容器内に配置され、上記水溶液中のイオンの吸着および脱離が可能な多孔質の炭素材料からなる吸着電極と、上記容器内に上記吸着電極に対向するように配置された対極と、上記吸着電極と上記対極との間に印加するための電圧を出力する電圧印加手段と、上記吸着電極と上記対極との間に印加する電圧の極性を切り換える極性切換手段と、上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御する制御手段とを備えた洗浄装置を用いた洗浄方法であって、
上記吸着電極を陽極とし、上記対極を陰極として、上記吸着電極から上記水溶液中に陽イオンを放出させるか、または、上記水溶液中の陰イオンを上記吸着電極に吸着させることによって第１の機能水を生成する第１の工程と、
上記吸着電極を陰極とし、上記対極を陽極として、上記吸着電極に上記水溶液中の陽イオンを吸着させるか、または、上記吸着電極から上記水溶液中に陰イオンを放出させることによって第２の機能水を生成する第２の工程とを有し、
上記制御手段により上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御して、上記第１の工程と上記第２の工程を交互に行うと共に、
上記制御手段は、１回の洗浄動作において、上記第１の工程を行った後に上記第２の工程を行うように上記電圧印加手段と上記極性切換手段とを制御することを特徴とする。
上記構成によれば、制御手段は、電圧印加手段と極性切換手段とを制御して、第１の工程において、吸着電極を陽極とし、対極を陰極として、吸着電極から水溶液中に陽イオンを放出させるか、または、上記水溶液中の陰イオンを上記吸着電極に吸着させることによって第１の機能水としてアルカリ性水を生成する。一方、第２の工程において、吸着電極を陰極とし、対極を陽極として、吸着電極に水溶液中の陽イオンを吸着させるか、または、上記吸着電極から上記水溶液中に陰イオンを放出させることによって第２の機能水として酸性水を生成する。このとき、対極側のみで水の電気分解が起こる電圧を吸着電極と対極との間に印加することにより、第１の工程では、陰極となる対極の表面において水の電気分解により水素ガスと水酸化物イオンが発生してｐＨが上昇し、第２の工程では、陽極となる対極の表面において水の電気分解により酸素ガスと水素イオンが発生してｐＨが低下し、ｐＨを調整することも可能になる。そうして、上記第１の工程と第２の工程とを交互に行うことによって、軟水、硬水、酸性水、アルカリ性水を効率よく生成できる。また、１回の洗浄動作のシーケンスの中で第１の機能水(アルカリ性水)から第２の機能水(酸性水)の順に生成することで、まず第１の機能水(アルカリ性水)により例えば洗浄対象のたんぱく汚れを除去した後、第２の機能水(酸性水)で除菌,殺菌するので、洗浄と除菌,殺菌を効果的に行うことができる。また、第１のモードにおいて吸着電極から陽イオンを放出した後に、陽イオンを吸着する第２のモードを効率よく行うことができる。したがって、簡単な構成で硬度調整やｐＨ調整をした機能水を効率よく生成できる。
以上より明らかなように、この発明によれば、簡単な構成で硬度調整やｐＨ調整をした機能水を効率よく生成できる洗浄装置および洗浄方法を実現することができる。
図１はこの発明の第１実施形態の洗浄装置の構成を示す模式図である。 図２は上記洗浄装置のアルカリ性硬水を生成するときの反応を説明するための模式図である。 図３は上記洗浄装置の酸性軟水を生成するときの反応を説明するための模式図である。 図４Ａは上記洗浄装置を用いた機能水生成方法を説明するフローチャートである。 図４Ｂは上記洗浄装置を用いた他の機能水生成方法を説明するフローチャートである。 図５Ａはこの発明の第２実施形態の洗浄装置の一例としての食器洗い機の構成を示す模式図である。 図５Ｂはこの発明の第２実施形態の洗浄装置の他の機能水生成方法を説明するフローチャートである。 図５Ｃはこの発明の第２実施形態の洗浄装置の他の機能水生成方法を説明するフローチャートである。 図６はこの発明の第３実施形態の洗浄装置の一例としてのドラム式洗濯機の構成を示す模式図である。
以下、この発明の洗浄装置および洗浄方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態の洗浄装置の一例としての機能水生成装置の構成を示している。
この実施の形態の機能水生成装置は、図１に示すように、水溶液が収容される容器１０と、容器１０内に配置され、水溶液中のイオンの吸着および脱離が可能な吸着電極１１と、容器１０内かつ吸着電極１１に対向するように配置された対極１２と、吸着電極１１と対極１２との間に電圧を印加する電圧印加手段の一例としての直流電源２０と、吸着電極１１と対極１２との間に印加する電圧の極性を切り換える極性切換手段の一例としての切換回路３０と、直流電源２０と切換回路３０とを制御する制御手段の一例としての制御装置４０とを備えている。
上記吸着電極１１は、多孔質の炭素材料(例えば活性炭)からなり、対極１２は、溶解しない電極部材であればよく、カーボンなどでもよいが、水の電気分解が生じやすい金属(例えばＰt,Ａu,Ｐd,Ｒhの少なくとも１つの金属(または合金))が好適であり、例えばＴiからなる電極の表面をＰtで被覆したものでもよい。また、この実施の形態では、吸着電極１１および対極１２は平板状としているが、電極材料や容器の形状に応じて適宜設定すればよい。
また、上記機能水生成装置は、容器１０の上側に一端が接続された第１配管Ｌ１と、容器１０の下側に一端が接続された第２配管Ｌ２と、第１配管Ｌ１と第２配管Ｌ２に夫々配設された開閉弁Ｖ１,Ｖ２を有する水交換部５０を備えている。
また、上記制御装置４０は、マイクロコンピュータと入出力回路などからなり、直流電源２０の出力電圧に基づいて切換回路３０を制御すると共に、水交換部５０を制御する。
上記制御装置４０は、図２に示すように、水交換部５０を制御して、開閉弁Ｖ１を開く一方、開閉弁Ｖ２を閉じて、容器１０内に水溶液を給水する。ここで、水溶液とは、水道水などの電解質を含んだ水のことであるが、この実施の形態では、水溶液は中性軟水とする。
なお、世界保健機関(ＷＨＯ)の基準では、軟水の硬度は０〜６０[ｍｇ／Ｌ]未満、中程度の軟水(中硬水)の硬度は６０〜１２０[ｍｇ／Ｌ]未満、硬水の硬度は１２０[ｍｇ／Ｌ]以上である。ここで、硬度は次式により求められる。
硬度[ｍｇ／Ｌ]＝(カルシウム量[ｍｇ／Ｌ]×２.５)＋(マグネシウム量[ｍｇ／Ｌ]×４.１)
まず、吸着電極１１は、最初に陽イオンが吸着された状態にしている。例えば、最初の立ち上げ時に次の第２のモードを実行して、出荷時に吸着電極１１に陽イオンを吸着させたり、最初の立ち上げ時に吸着電極１１に助剤を入れたりすることによって、吸着電極１１に陽イオンを吸着した状態にしておくことで、最初に装置が駆動されるときにも、第１のモードで効率よく陽イオンを放出できる。
次に、制御装置４０により直流電源２０と切換回路３０とを制御して、第１のモード(第１の工程)において、直流電源２０の正極を吸着電極１１に接続し、直流電源２０の負極を対極１２に接続して、吸着電極１１から水溶液中に陽イオンを放出させて硬度を上昇させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを上昇させる。
すなわち、容器１０では、陽極となる吸着電極１１から水溶液中に陽イオン(Ｃa２＋,Ｍg２＋など)が放出されると共に、陰極となる対極１２の表面では、
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ− → Ｈ２↑＋２ＯＨ−
の反応式で表される反応が生じて、水素ガス(Ｈ２)と水酸化物イオン(ＯＨ−)が発生する。
このとき、容器１０内の水溶液中に陽極の吸着電極１１から陽イオン(Ｃa２＋,Ｍg２＋など)が放出されるので、機能水の一例としてのアルカリ性硬水が生成される。ここで、容器１０内に注入する水溶液がある硬度の水であるとすると、容器１０内では、処理前よりも硬度が大きくなったアルカリ性水が生成されることになる。
ここで、制御装置４０は、直流電源２０を定電流源とした場合、吸着電極１１と対極１２との間に印加される電圧の変化および電圧を印加してからの経過時間に基づいて、電圧印加時間を決定して、その電圧印加時間が経過したときに切換回路３０とを制御して、吸着電極１１と対極１２との間に印加される直流電源２０からの電圧を遮断することによりアルカリ性硬水の生成を終了する。
なお、上記電圧印加時間は、容器１０内に蓄えられる水溶液の容積や印加する電圧や電流に応じて実験およびシミュレーションなどにより決定する。
次に、制御装置４０は、図３に示すように、水交換部５０を制御して、開閉弁Ｖ２を開くことにより容器１０内の機能水を外部に供給する。その後、再び、制御装置４０により水交換部５０を制御して、開閉弁Ｖ１を開く一方、開閉弁Ｖ２を閉じて、容器１０内に水溶液を給水する。
そして、制御装置４０により直流電源２０と切換回路３０とを制御して、第２のモード(第２の工程)において、直流電源２０の負極を吸着電極１１に接続し、直流電源２０の正極を対極１２に接続して、吸着電極１１に水溶液中のＣa２＋,Ｍg２＋などの陽イオン(図２ではＣa２＋のみを示す)を吸着させて硬度を低下させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを低下させる。
すなわち、容器１０では、陰極となる吸着電極１１に水溶液中のＣa２＋,Ｍg２＋などの陽イオン(図３ではＣa２＋のみを示す)が吸着されると共に、陽極となる対極１２の表面では、
２Ｈ２Ｏ → Ｏ２↑＋４Ｈ＋＋４ｅ−
の反応式で表される反応が生じて、酸素ガス(Ｏ２)と水素イオン(Ｈ＋)が発生する。
このとき、容器１０内の水溶液中の陽イオン(Ｃa２＋,Ｍg２＋など)が陰極の吸着電極１１に吸着されるので、機能水の一例としての酸性軟水が生成される。ここで、容器１０内に注入する水溶液がある硬度の水であるとすると、容器１０内では、処理前よりも硬度が小さくなった機能水の一例としての酸性水が生成されることになる。
なお、図２では、陽極の吸着電極１１に陰イオン(Ｃl−など)が吸着し、次に第１のモードで酸性軟水を生成するとき、図３に示すように、陰極となる吸着電極１１から陰イオン(Ｃl−など)が放出される。
上記吸着電極１１が水溶液中のイオンを吸着するのは、電場にしたがって荷電粒子が移動して、界面に正負の荷電粒子が対を形成して層状に並ぶという電気二重層理論による。
上記構成の機能水生成装置を用いた洗浄方法を図４Ａのフローチャートに従って説明する。
この洗浄方法では、処理がスタートすると、図４Ａに示すステップＳ１０において、機能水生成装置の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第２のモードで酸性軟水を生成した後、容器１０から酸性軟水を排出する。このステップＳ１０は、次にアルカリ性硬水を生成するための準備段階である。
次に、ステップＳ１１に進み、機能水生成装置の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、容器１０からアルカリ性硬水を排出して、排出したアルカリ性硬水を洗浄に利用する。
次に、ステップＳ１２に進み、機能水生成装置の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第２のモードで酸性軟水を生成した後、容器１０から酸性軟水を排出して、排出した酸性軟水を洗浄に利用する。
この第１回目のステップＳ１１,Ｓ１２の後は、同様の工程を複数回(図４ＡではＮ回)繰り返すことにより、アルカリ性硬水と酸性軟水を交互に連続して効率よく生成することができる。
また、上記機能水生成装置を用いた他の洗浄方法を図４Ｂに示すフローチャートに従って説明する。
この洗浄方法では、処理がスタートすると、図４Ｂに示すステップＳ２１において、機能水生成装置の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、容器１０からアルカリ性硬水を排出する。
次に、ステップＳ２２に進み、機能水生成装置の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第２のモードで酸性軟水を生成した後、容器１０から酸性軟水を排出して、排出した酸性軟水を洗浄に利用する。
この第１回目のステップＳ２１のアルカリ性硬水は、洗浄に使わず、ステップＳ２２の酸性軟水の生成で吸着電極１１に陽イオンを吸着させるのが目的である。
上記第１回目のステップＳ２１,Ｓ２２の後は、同様の工程を複数回(図４ＢではＮ回)繰り返すことにより、酸性軟水とアルカリ性硬水を交互に連続して効率よく生成することができる。
図４Ａ，図４Ｂに示したように、特別な水を使用することなく、水道水からアルカリ性硬水と酸性軟水を交互に生成することができる。
なお、図２,図３では、酸性軟水とアルカリ性硬水を生成するイオン濃度調整装置について説明したが、図２で生成されたアルカリ性硬水に対して吸着電極１１と対極１２との間に電気分解を生じない逆極性の電圧を印加することにより、陰極となった吸着電極１１に陽イオンを吸着させて、アルカリ性軟水を生成することができる。
また、図３で生成された酸性軟水に対して吸着電極１１と対極１２との間に電気分解を生じない逆極性の電圧を印加することにより、陽極となった吸着電極１１から陽イオンを放出させて、酸性硬水を生成することができる。
上記構成の機能水生成装置および洗浄方法によれば、制御装置４０により直流電源２０と切換回路３０とを制御して、第１のモードにおいて、吸着電極１１を陽極とし、対極１２を陰極として、吸着電極１１から水溶液中に陽イオンを放出させて第１の機能水として硬水を生成する。このとき、対極１２のみで水の電気分解が起こる電圧を吸着電極１１と対極１２との間に印加することにより、第１のモードではｐＨが上昇して、ｐＨを調整することも可能になる。
したがって、上記機能水生成装置および洗浄方法によれば、簡単な構成で硬度調整やｐＨ調整をした機能水を生成することができる。また、軟水と硬水、または、酸性水とアルカリ性水を短時間で生成することができる。
この発明において、機能水とは、電解質を含む水溶液に電流を流すことで起きる電気化学反応によって有用な機能を獲得した水のことである。
また、制御装置４０により直流電源２０と切換回路３０とを制御して、第２のモードにおいて、吸着電極１１を陰極とし、対極１２を陽極として、吸着電極１１に水溶液中の陽イオンを吸着させて、次の硬水生成のために吸着電極１１を再生する。このとき、対極１２側のみで水の電気分解が起こる電圧を吸着電極１１と対極１２との間に印加することにより、第２のモードでは、陰極となる対極１２の表面において水の電気分解により酸素ガスと水素イオンが発生してｐＨが低下し、ｐＨを調整することが可能になる。
また、制御装置４０により直流電源２０と切換回路３０とを制御して、第１のモードと第２のモードとを交互に行うことによって、軟水、硬水、酸性水、アルカリ性水を効率よく生成できる。
また、１回の洗浄動作において、第１のモードを行った後に第２のモードを行うことによって、１回の洗浄動作のシーケンスの中で第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)から第２の機能水(軟水または酸性軟水)の順に生成することで、まず第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)により例えば洗浄対象のたんぱく汚れを除去した後、第２の機能水(軟水または酸性軟水)で除菌,殺菌することで、洗浄と除菌,殺菌を効果的に行うことができる。また、第１のモードにおいて吸着電極１１から陽イオンを放出した後では、陽イオンを吸着する第２のモードを効率よく行うことができる。
また、１回の洗浄動作のシーケンスの中で、最後に第２のモードを行って動作を終了することで、吸着電極１１に陽イオンを吸着させておくことができるので、次回の洗浄動作において第１のモードの動作で効率よく陽イオンを放出できる。
また、第１のモードにおいて生成された第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)をタンク７０(図１に示す)に一旦蓄えることによって、次の第１のモードにおいて生成された第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)では洗浄に必要な量が不足するような場合に、タンク７０に蓄えられた第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)を用いることができ、洗浄能力を向上できる。なお、第２のモードにおいて生成された第２の機能水(軟水または酸性軟水)をタンク７０に一旦蓄えてもよい。この場合、次の第２のモードにおいて生成された第２の機能水(軟水または酸性軟水)では除菌,殺菌に必要な量が不足するような場合に、タンク７０に蓄えられた第２の機能水(軟水または酸性軟水)を用いることができ、除菌,殺菌の能力を向上できる。
また、上記制御装置４０によって、第１のモードにおいて、吸着電極１１を陽極とし、対極１２を陰極として、吸着電極１１から水溶液中に陽イオンを放出させて硬度を上昇させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを上昇させることにより、アルカリ性硬水を生成することができる。一方、制御装置４０によって、第２のモードにおいて、吸着電極１１を陰極とし、対極１２を陽極として、吸着電極１１に水溶液中の陽イオンを吸着させて硬度を低下させると共に、水溶液を電気分解することにより水溶液のｐＨを低下させることにより、酸性軟水を生成することができる。
なお、上記機能水生成装置に添加手段の一例としての添加部６０(図１に示す)を備えることによって、第１のモードにおいて、第１の機能水を生成する前(または第１の機能水を生成した後)、その第１の機能水の硬度をさらに高めるための硬度成分を助剤として第１の機能水に添加することによって、高い硬度の硬水またはアルカリ性硬水が得られる。例えば、水道水の硬度が低い地域では、生成する硬水またはアルカリ性硬水の硬度があまり高くできないため、硬度成分を助剤として添加することにより硬度を高くすることができる。
〔第２実施形態〕
図５Ａはこの発明の第２実施形態の洗浄装置の一例としての食器洗い機の構成を示している。この第２実施形態では、第１実施形態の機能水生成装置と同様の構成の機能水生成装置を用いている。
この第２実施形態の食器洗い機は、図５Ａに示すように、外部からの洗浄水(水道水)を供給する給水配管Ｌ１１と、その給水配管Ｌ１１に配設された水供給手段の一例としての水供給部１０１と、給水配管Ｌ１１の一端が接続され、水供給部１０１から供給された洗浄水(水道水)を用いて機能水を生成する機能水生成装置１０２と、機能水生成装置１０２に一端が接続された給水配管Ｌ１２と、その給水配管Ｌ１２に配設された開閉弁Ｖ１０１と、給水配管Ｌ１２の他端に接続された貯水タンク１０３と、貯水タンク１０３に一端が接続され、他端が洗浄槽１００の底部に接続された往き配管Ｌ１３と、貯水タンク１０３に一端が接続され、他端が洗浄槽１００の底部に接続された戻り配管Ｌ１４と、往き配管Ｌ１３に配設された加熱手段の一例としての温度制御部１０４と、往き配管Ｌ１３の温度制御部１０４よりも下流側に配設された循環手段の一例としての洗浄水循環ポンプ１０５と、洗浄槽１００内の底面に設けられ、往き配管Ｌ１３の他端が接続された噴射手段の一例としての噴射機構１０６と、洗浄槽１００内の底面に設けられ、戻り配管Ｌ１４の他端が接続された洗浄水回収手段の一例としての洗浄水回収部１０７と、戻り配管Ｌ１４に配設された排水手段の一例としての排水部１０８と、排水部１０８に一端が接続された排水配管Ｌ１５と、制御装置１０９を備えている。
上記制御装置１０９は、マイクロコンピュータおよび入出力回路などからなり、操作パネル(図示せず)などからの制御入力信号を受けて、水供給部１０１と機能水生成装置１０２と温度制御部１０４と洗浄水循環ポンプ１０５と噴射機構１０６と洗浄水回収部１０７および排水部１０８に制御出力信号を出力する。
上記構成の食器洗い機において、まず、図５Ａに示すように、洗浄槽１００内に洗浄対象物の食器類１２０などを並べて載置する。
＜水道水による洗浄工程＞
そして、開閉弁Ｖ１０１を開いて、水供給部１０１により外部からの洗浄水(水道水)を、給水配管Ｌ１１と機能水生成装置１０２と給水配管Ｌ１２と開閉弁Ｖ１０１を介して貯水タンク１０３に供給する。
次に、開閉弁Ｖ１０１を閉じて、洗浄水循環ポンプ１０５を動作させて、貯水タンク１０３内の洗浄水１１０(水道水)を温度制御部１０４で温めて、噴射機構１０６から洗浄槽１００内の洗浄対象物の食器類１２０に対して噴射する。このとき、洗浄水(水道水)は温度制御部１０４により洗浄に適した温度に温めてもよいし、水温が高い場合は、そのまま噴射機構１０６に供給してもよい。
このとき、食器洗い機の洗浄槽１００内に入れられた洗浄剤が洗浄水１１０(水道水)に添加されて洗浄効果を高める。
次に、洗浄槽１００内の底に溜まった洗浄剤を含む洗浄水を、排水部１０８により戻り配管Ｌ１４と排水配管Ｌ１５とを介して外部に排水する。
なお、この水道水による洗浄工程時に、洗浄槽１００内の洗浄水を洗浄水回収部１０７により回収して、洗浄水循環ポンプ１０５によって、貯水タンク１０３と温度制御部１０４と噴射機構１０６と洗浄水回収部１０７とを介して洗浄水を循環させてもよい。
＜アルカリ性硬水による洗浄工程＞
次に、水供給部１０１により外部からの洗浄水(水道水)を、給水配管Ｌ１１を介して機能水生成装置１０２に供給する。
次に、機能水生成装置１０２において、容器１０(図１に示す)内の洗浄水(水道水)から第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、開閉弁Ｖ１０１を開いて、機能水生成装置１０２から貯水タンク１０３内に供給する。その後、開閉弁Ｖ１０１を閉じ、洗浄水循環ポンプ１０５を動作させて、貯水タンク１０３内の洗浄水(アルカリ性硬水)を温度制御部１０４で温めて、往き配管Ｌ１３を介して噴射機構１０６に供給する。なお、機能水生成装置１０２において第１のモードで生成される機能水は、処理前の水道水の硬度によるので、処理前よりも硬度が高いアルカリ性水となる。
そうして、噴射機構１０６に供給された洗浄水(アルカリ性硬水)は、洗浄槽１００内に洗浄対象物の食器類１２０に対して噴射されて、洗浄を行う。このとき、洗浄槽１００内の洗浄水を洗浄水回収部１０７により回収して、洗浄水循環ポンプ１０５によって、貯水タンク１０３と温度制御部１０４と噴射機構１０６と洗浄水回収部１０７とを介して洗浄水を循環させる。
上記洗浄水(アルカリ性硬水)を噴射して所定時間洗浄した後に、洗浄槽１００内の底に溜まった洗浄水を、排水部１０８により戻り配管Ｌ１４と排水配管Ｌ１５とを介して外部に排水する。
ここで、アルカリ性硬水がタンパク質の分解に好適であるので、食器類１２０のタンパク汚れを除去するのに有用である。
＜酸性軟水による洗浄工程＞
そして、水供給部１０１により外部からの洗浄水(水道水)を、給水配管Ｌ１１を介して機能水生成装置１０２に供給する。
次に、機能水生成装置１０２において、容器１０内の洗浄水(水道水)から第２のモードで酸性軟水を生成した後、開閉弁Ｖ１０１を開いて、機能水生成装置１０２から貯水タンク１０３内に供給する。その後、開閉弁Ｖ１０１を閉じ、洗浄水循環ポンプ１０５を動作させて、貯水タンク１０３内の洗浄水(酸性軟水)を温度制御部１０４で温めて、往き配管Ｌ１３を介して噴射機構１０６に供給する。このとき、洗浄水(水道水)は温度制御部１０４により洗浄に適した温度に温めてもよいし、水温が高い場合は、そのまま噴射機構１０６に供給してもよい。なお、機能水生成装置１０２において第２のモードで生成される機能水は、処理前の水道水の硬度によるので、処理前よりも硬度が低い酸性水となる。
そうして、噴射機構１０６に供給された洗浄水(酸性軟水)を、洗浄槽１００内の洗浄対象物である食器類１２０に対して噴射して、洗浄を行う。このとき、洗浄槽１００内の洗浄水を洗浄水回収部１０７により回収して、洗浄水循環ポンプ１０５によって、貯水タンク１０３と温度制御部１０４と噴射機構１０６と洗浄水回収部１０７とを介して洗浄水を循環させる。
次に、洗浄水(酸性軟水)を用いて所定時間洗浄した後に、洗浄槽１００内の底に溜まった洗浄水を、排水部１０８により戻り配管Ｌ１４と排水配管Ｌ１５とを介して外部に排水する。
ここで、酸性軟水は、除菌、殺菌に有用であると共に、ガラスコップのウォータースポットやスケール成分の除去ができ、すすぎ効果が高い。
＜乾燥工程＞
次に、洗浄槽１００内の洗浄対象物である食器類１２０を図示しない乾燥装置(温風装置やヒータなど)により乾燥させる。
上記構成の食器洗い機によれば、洗浄効果の高い食器洗い機を実現することができる。
また、機能水生成装置１０２により生成された機能水を温度制御部１０４により加熱することで、第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)の洗浄効果を向上できる。
また、洗浄槽１００内の洗浄水を洗浄水回収部１０７により回収して、洗浄水循環ポンプ１０５によって、貯水タンク１０３と温度制御部１０４と噴射機構１０６と洗浄水回収部１０７とを介して洗浄水を循環させることによって、機能水生成装置１０２において第１の機能水(酸性軟水)または第２の機能水(アルカリ性硬水)を洗浄水として再利用することができ、洗浄効果を持続的に発揮できる。
なお、洗浄水を循環させずに、機能水生成装置１０２により生成された機能水を継続的に洗浄槽１００内に供給して洗浄してもよい。
また、上記洗浄槽１００内の洗浄対象物に機能水生成装置１０２により生成された機能水を洗浄水として噴射する噴射機構１０６を機能水供給手段として用いることによって、洗浄槽１００内の洗浄対象物に機能水を確実に当てて、洗浄効果を高めることができる。
なお、上記第２実施形態の食器洗い機では、機能水生成装置１０２の第１のモードで生成されたアルカリ性硬水の次に、第２のモードで酸性軟水を用いたが、機能水生成装置１０２において、第１のモードでアルカリ性硬水を生成する準備段階として、必ず第２のモードで酸性軟水を生成して、吸着電極１１(図１に示す)にＣa２＋,Ｍg２＋などの陽イオンが吸着しているものとする。
例えば、洗浄運転の開始時に第２のモードで酸性軟水を生成して、吸着電極１１にＣa２＋,Ｍg２＋などの陽イオンが吸着させて、第１のモードでアルカリ性硬水を生成するための準備を行い、生成した酸性軟水を捨ててもよいし、前回の洗浄運転で第２のモードで酸性軟水を生成して終了している場合、次の洗浄運転の開始時には第１のモードでアルカリ性硬水を生成するようにしてもよい。
また、上記第２実施形態の食器洗い機では、洗浄水としてアルカリ性硬水と酸性軟水を順に洗浄対象物の食器類１２０に対して噴射したが、先に機能水生成装置１０２の第２のモードで酸性軟水を生成して、その生成された酸性軟水を別途用意したタンク(図示せず)に一旦蓄えることによって、次の第１のモードにおいて生成されたアルカリ性硬水を先に洗浄に用いた後、タンクに蓄えられた酸性軟水を用いるようにしてもよい。これにより、アルカリ性硬水により汚れを除去した後、酸性軟水で除菌,殺菌することで、洗浄と除菌,殺菌およびすすぎを効果的に行うことができる。
また、上記第２実施形態の食器洗い機では、洗浄対象物の食器類に対してアルカリ性硬水と酸性軟水を１回ずつ噴射するだけでなく、交互に複数回繰り返してもよい。
また、上記食器洗い機の噴射機構は、単に洗浄水を噴射するだけでなく、回転ノズルから噴射する構造のものでもよい。
また、従来の食器洗い機では、乾燥運転時に洗浄槽内を高温にして加熱殺菌を行っていたが、この第１実施形態の食器洗い機では、酸性軟水による殺菌が行えるので、低温での乾燥運転が可能になり、省エネルギー効果が高い。
また、上記機能水生成装置１０２を用いた他の洗浄方法を図５Ｂに示すフローチャートに従って説明する。
この洗浄方法では、処理がスタートすると、図５Ｂに示すステップＳ３１において、開閉弁Ｖ１０１を開いて、水供給部１０１により水道水を、給水配管Ｌ１１と機能水生成装置１０２と給水配管Ｌ１２と開閉弁Ｖ１０１を介して貯水タンク１０３に供給する。
次に、開閉弁Ｖ１０１を閉じて、洗浄水循環ポンプ１０５を動作させて、貯水タンク１０３内の水道水(予備洗浄水)を温度制御部１０４で温めて、噴射機構１０６から洗浄槽１００内の洗浄対象物の食器類１２０に対して噴射することにより、洗浄対象物の食器類１２０の予備洗浄を行う(予備洗浄モード)。
次に、水道水による食器類１２０の予備洗浄が完了すると、ステップ３２に進み、機能水生成装置１０２の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、容器１０からアルカリ性硬水を排出して、排出したアルカリ性硬水を洗浄に利用する。
次に、ステップＳ３３に進み、アルカリ性硬水による洗浄を終了して、機能水生成装置１０２の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第２のモードで酸性軟水を生成した後、容器１０から酸性軟水を排出して、排出した酸性軟水を洗浄に利用する。
次に、ステップＳ３４に進み、酸性軟水による洗浄を終了して、機能水生成装置１０２の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、再度第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、容器１０からアルカリ性硬水を排出して、排出したアルカリ性硬水を洗浄に利用する。
この第１回目のステップＳ３３,Ｓ３４の後は、同様の工程を複数回(図５ＢではＮ回)繰り返すことにより、アルカリ性硬水と酸性軟水を交互に連続して効率よく生成することができる。
さらに、複数回同様の工程を繰り返した後、ステップＳ３５に進み、アルカリ性硬水による洗浄を終了して、機能水生成装置１０２の容器１０内に水溶液として水道水を注入し、第２のモードで酸性軟水を生成した後、容器１０から酸性軟水を排出して、排出した酸性軟水を洗浄に利用する。
そして、ステップＳ３６に進み、酸性軟水による洗浄の終了を以って洗浄動作を完了する。
これにより、洗浄した食器に対して酸性軟水によって殺菌を行えるため、洗浄した食器の状態を衛生的に保つことができる。
また、上記機能水生成装置１０２を用いた他の洗浄方法を図５Ｃに示すフローチャートに従って説明する。
この洗浄方法では、処理がスタートすると、ステップ４１で、開閉弁Ｖ１０１を開いて、水供給部１０１により水道水を、給水配管Ｌ１１と機能水生成装置１０２と給水配管Ｌ１２と開閉弁Ｖ１０１を介して貯水タンク１０３に供給する。
次に、開閉弁Ｖ１０１を閉じて、洗浄水循環ポンプ１０５を動作させて、貯水タンク１０３内の水道水を温度制御部１０４で温めて、噴射機構１０６から洗浄槽１００内の洗浄対象物の食器類１２０に対して噴射することにより、洗浄対象物の食器類１２０の予備洗浄を行う。
水道水による予備洗浄を行っている間、水供給部１０１により水道水を、給水配管Ｌ１１を介して機能水生成装置１０２に供給する。この機能水生成装置１０２において、容器１０内の水道水から第１のモードでアルカリ性硬水を生成する。
次に、ステップ４２に進み、ステップ４１で洗浄に用いた水道水を排水部１０８によって排水して予備洗浄を終了した後、開閉弁Ｖ１０１を開いて、ステップ４１で生成したアルカリ性硬水を貯水タンク１０３に供給し、再度開閉弁Ｖ１０１を閉じて、アルカリ性硬水による洗浄を行う。
また、アルカリ性硬水によって洗浄を行っている間、水供給部１０１により水道水を、給水配管Ｌ１１を介して機能水生成装置１０２に供給する。この機能水生成装置１０２において、容器１０内の水道水から第２のモードで酸性軟水を生成する。
次に、ステップ４３に進み、ステップ４２で洗浄に用いたアルカリ性硬水を排水部１０８によって排水してアルカリ性硬水による洗浄を終了した後、開閉弁Ｖ１０１を開いて、ステップ４２で生成した酸性軟水を貯水タンク１０３に供給し、再度開閉弁Ｖ１０１を閉じて、酸性軟水による洗浄を行う。
また、酸性軟水によって洗浄を行っている間、水供給部１０１により水道水を、給水配管Ｌ１１を介して機能水生成装置１０２に供給する。この機能水生成装置１０２において、容器１０内の水道水から第１のモードでアルカリ性硬水を生成する。
次に、ステップ４４では、ステップ４２と同様に、洗浄していた水を排水して酸性軟水による洗浄を終了した後、ステップ４３で生成したアルカリ性硬水を貯水タンク１０３に供給し、再度開閉弁Ｖ１０１を閉じて、アルカリ性硬水による洗浄を行う。
上記ステップＳ４３,Ｓ４４の後は、同様の工程を複数回(図４ＢではＮ回)繰り返すことにより、酸性軟水とアルカリ性硬水の一方を用いて洗浄している場合に、他方を効率よく生成することができる。
さらに、複数回同様の工程を繰り返した後、ステップＳ４５に進み、アルカリ性硬水による洗浄を終了した後、ステップ４４で生成した酸性軟水を貯水タンク１０３に供給し、再度開閉弁Ｖ１０１を閉じて、酸性軟水による洗浄を行う。
そして、ステップＳ４６に進み、酸性軟水による洗浄の終了を以って洗浄動作を完了する。
〔第３実施形態〕
図６はこの発明の第３実施形態の洗浄装置の一例としてのドラム式洗濯機の構成を示している。この第３実施形態では、第１実施形態の機能水生成装置と同様の構成の機能水生成装置を用いている。
この第３実施形態のドラム式洗濯機は、図６に示すように、洗濯機本体２００内に配置された収納部２１０と、洗濯機本体２００内かつ収納部２１０の側面に配置された駆動部２２０とを備えている。収納部２１０内に、回転軸を傾斜させた洗浄槽の一例としての回転ドラム２１１を収納している。また、洗濯機本体２００内の上側かつ後面側(図６の右側)から挿入された給水配管Ｌ２１を、収納部２１０の上側に接続している。この給水配管Ｌ２１の上流側から順に、水供給手段および機能水供給手段の一例としての水供給部２０１と、機能水生成装置２０２と、加熱手段の一例としての温度制御部２０３を配設している。また、収納部２１０の下側に洗浄水回収部２０４を配置し、この洗浄水回収部２０４に排水配管Ｌ２２の一端を接続している。この排水配管Ｌ２２に排水手段の一例としての排水部２０５を配設している。
また、上記ドラム式洗濯機は、マイクロコンピュータおよび入出力回路などからなる制御装置２０６を備えている。この制御装置２０６は、操作パネル(図示せず)などからの制御入力信号を受けて、水供給部２０１と機能水生成装置２０２と温度制御部２０３と洗浄水回収部２０４と排水部２０５および駆動部２２０に制御出力信号を出力する。
上記構成のドラム式洗濯機において、まず、図６に示すように、回転ドラム２１１内に洗濯物２３０を入れる。
＜アルカリ性硬水による洗濯工程＞
次に、水供給部２０１により外部からの水道水を、給水配管Ｌ２１と機能水生成装置２０２と温度制御部２０３を介して収納部２１０の回転ドラム２１１内に供給する。このとき、水道水は、温度制御部２０３により洗濯に適した温度に温めてもよいし、水温が高い場合は、そのまま回転ドラム２１１内に供給してもよい。
このとき、回転ドラム２１１内に入れられた洗浄剤が水道水に添加されて洗濯効果を高める。
また、機能水生成装置２０２において、容器１０(図１に示す)内の水道水から第１のモードでアルカリ性硬水を生成した後、温度制御部２０３により温められたアルカリ性硬水を、給水配管Ｌ２１を介して収納部２１０の回転ドラム２１１内の水道水に加える。なお、機能水生成装置２０２において第１のモードで生成される機能水は、処理前の水道水の硬度によるので、処理前よりも硬度が高いアルカリ性水となる。
次に、回転ドラム２１１を駆動部２３０により回転させて、アルカリ性硬水を添加した水道水で洗濯を行う。なお、この洗濯工程において、水道水にアルカリ性硬水を添加するのではなく、機能水生成装置２０２により生成した機能水(アルカリ性硬水)の全てを洗濯用として用いてもよい。また、水道水による洗濯と機能水による洗濯を別々に行ってもよい。
ここで、アルカリ性硬水がタンパク質の分解に好適であるので、洗濯物２３０のタンパク汚れを除去するのに有用である。
次に、洗濯動作が終了したら、回転ドラム２１１内の底に溜まった汚水を、排水部２０５により排水配管Ｌ２２を介して外部に排水する。
＜酸性軟水によるすすぎ工程＞
次に、水供給部２０１により外部からの洗浄水(水道水)を、給水配管Ｌ２１を介して機能水生成装置２０２に供給して、回転ドラム２１１を回転させて、すすぎ動作を行う。
このとき、機能水生成装置２０２において、容器１０内の水道水から第２のモードで酸性軟水を生成した後、温度制御部２０３により温められた酸性軟水を、給水配管Ｌ２１を介して収納部２１０の回転ドラム２１１内に供給する。なお、酸性軟水は、温度制御部２０３により洗濯に適した温度に温めてもよいし、水温が高い場合は、そのまま回転ドラム２１１内に供給してもよい。
ここで、酸性軟水は、除菌、殺菌に有用である。なお、機能水生成装置２０２において第２のモードで生成される機能水は、処理前の水道水の硬度によるので、処理前よりも硬度が低い酸性水となる。
そうして、供給された機能水(酸性軟水)を用いたすすぎ動作後に、回転ドラム２１１内の底に溜まった水を、排水部２０５を開いて、排水配管Ｌ２２を介して外部に排水する。
＜脱水工程＞
次に、排水部２０５を開いた状態で、回転ドラム２１１を高速で回転させて脱水を行い、洗濯物から絞り出された水を、排水部２０５と排水配管Ｌ２２とを介して外部に排水する。
なお、上記ドラム式洗濯機において、洗濯工程は、洗浄水を入れ替えて複数回繰り返してもよいし、すすぎ工程と脱水工程も洗浄水を入れ替えて複数回繰り返してもよい。
上記構成の洗濯機によれば、水供給手段および機能水供給手段を兼ねる水供給部２０１によって、回転ドラム２１１内の洗浄対象物である洗濯物２３０に機能水生成装置２０２により生成された第１の機能水および第２の機能水を洗浄水として供給することによって、洗浄効果の高いドラム式洗濯機を実現することができる。
また、機能水生成装置２０２により生成された機能水を温度制御部２０３により加熱することで、第１の機能水(軟水または酸性軟水)の除菌,殺菌などの効果を向上できると共に、第２の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)の洗浄効果を向上できる。
上記第２,第３実施形態では、洗浄装置の一例として食器洗い機とドラム式洗濯機について説明したが、洗浄装置はこれに限らず、他の構成の洗浄装置にこの発明を適用してもよい。
また、この発明の洗浄装置は、省スペースで多彩な機能水の生成ができ、応用製品への組み込みが容易にできる。
また、上記第２,第３実施形態では、機能水生成装置１０２,２０２により生成された第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)と第２の機能水(軟水または酸性軟水)を加熱手段としての温度制御部１０４,２０３により加熱したが、第１の機能水または第２の機能の一方を加熱手段より加熱してもよい。
また、上記第２,第３実施形態では、機能水生成装置１０２,２０２により第１の機能水(硬水またはアルカリ性硬水)と第２の機能水(軟水または酸性軟水)を生成した後、洗浄に用いるようにしているが、流水経路の途中にこの発明の機能水生成装置を設けて、水溶液を流しながら機能水を生成するように構成しても構わない。これにより、連続して機能水を供給することができる。
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
１０…容器
１１…吸着電極
１２…対極
２０…直流電源
３０…切換回路
４０…制御装置
５０…水交換部
６０…添加部
７０…タンク
１００…洗浄槽
１０１…水供給部
１０２…機能水生成装置
１０３…貯水タンク
１０４…温度制御部
１０５…洗浄水循環ポンプ
１０６…噴射機構
１０７…洗浄水回収部
１０８…排水部
１０９…制御装置
２００…洗濯機本体
２０１…水供給部
２０２…機能水生成装置
２０３…温度制御部
２０４…洗浄水回収部
２０５…排水部
２０６…制御装置
２１０…収納部
２１１…回転ドラム
２２０…駆動部
２３０…洗濯物
Ｌ１…第１配管
Ｌ２…第２配管
Ｌ１１,Ｌ１２…給水配管
Ｌ１３…往き配管
Ｌ１４…戻り配管
Ｌ１５…排水配管
Ｌ２１…給水配管
Ｌ２２…排水配管
Ｖ１,Ｖ２,Ｖ１０１…開閉弁

Claims (18)

  1. 水溶液が収容される容器(１０)と、
    上記容器(１０)内に配置され、上記水溶液中のイオンの吸着および脱離が可能な吸着電極(１１)と、
    上記容器(１０)内に上記吸着電極(１１)に対向するように配置された対極(１２)と、
    上記吸着電極(１１)と上記対極(１２)との間に電圧を印加する電圧印加手段(２０)と、
    上記吸着電極(１１)と上記対極(１２)との間に印加する電圧の極性を切り換える極性切換手段(３０)と、
    上記電圧印加手段(２０)と上記極性切換手段(３０)とを制御する制御手段(４０)と
    を備え、
    上記制御手段(４０)は、上記電圧印加手段(２０)と上記極性切換手段(３０)とを制御して、上記吸着電極(１１)を陽極とし、上記対極(１２)を陰極として、上記吸着電極(１１)から上記水溶液中に陽イオンを放出させるか、または、上記水溶液中の陰イオンを上記吸着電極(１１)に吸着させることによって第１の機能水を生成する第１のモードを備えることを特徴とする洗浄装置。
  2. 請求項１に記載の洗浄装置において、
    上記制御手段(４０)は、上記電圧印加手段(２０)と上記極性切換手段(３０)とを制御して、上記吸着電極(１１)を陰極とし、上記対極(１２)を陽極として、上記吸着電極(１１)に上記水溶液中の陽イオンを吸着させるか、または、上記吸着電極(１１)から上記水溶液中に陰イオン放出させることによって第２の機能水を生成する第２のモードを備えることを特徴とする洗浄装置。
  3. 請求項２に記載の洗浄装置において、
    上記制御手段(４０)は、上記第１のモードと上記第２のモードとを交互に行うように上記電圧印加手段(２０)と上記極性切換手段(３０)とを制御することを特徴とする洗浄装置。
  4. 請求項２または３に記載の洗浄装置において、
    上記制御手段(４０)は、１回の洗浄動作において、上記第１のモードを行った後に上記第２のモードを行うように上記電圧印加手段(２０)と上記極性切換手段(３０)とを制御することを特徴とする洗浄装置。
  5. 請求項２から４までのいずれか１つに記載の洗浄装置において、
    上記制御手段(４０)は、１回の洗浄動作において、上記第２のモードで洗浄動作を終了することを特徴とする洗浄装置。
  6. 請求項１から５までのいずれか１つに記載の洗浄装置において、
    上記吸着電極(１１)は、最初に上記第１のモードが行われるよりも前に、上記陽イオンを吸着した状態にしていることを特徴とする洗浄装置。
  7. 請求項１から６までのいずれか１つに記載の洗浄装置において、
    上記制御手段(４０)は、上記第１のモードを行うよりも前に、予備洗浄水を用いて洗浄を行う予備洗浄モードを実行することを特徴とする洗浄装置。
  8. 請求項７に記載の洗浄装置において、
    上記制御手段(４０)は、上記予備洗浄モードを行う間に、上記第２のモードを実行することを特徴とする洗浄装置。
  9. 請求項２から５までのいずれか１つに記載の洗浄装置において、
    上記制御手段(４０)は、洗浄動作を実行していないときに上記第２のモードを実行することを特徴とする洗浄装置。
  10. 請求項１から９までのいずれか１つに記載の洗浄装置において、
    上記第１のモードにおいて生成された上記第１の機能水を蓄えるタンク(７０)を備えたことを特徴とする洗浄装置。
  11. 請求項２から５までのいずれか１つに記載の洗浄装置において、
    上記制御手段(４０)は、
    上記第１のモードにおいて、上記吸着電極(１１)を陽極とし、上記対極(１２)を陰極として、上記吸着電極(１１)から上記水溶液中に陽イオンを放出させることにより硬度を上昇させると共に、上記水溶液を電気分解することにより上記水溶液のｐＨを上昇させる一方、
    上記第２のモードにおいて、上記吸着電極(１１)を陰極とし、上記対極(１２)を陽極として、上記吸着電極(１１)に上記水溶液中の陽イオンを吸着させることにより硬度を低下させると共に、上記水溶液を電気分解することにより上記水溶液のｐＨを低下させることを特徴とする洗浄装置。
  12. 請求項１から１０までのいずれか１つに記載の洗浄装置において、
    上記第１のモードにおいて、上記第１の機能水を生成する前または上記第１の機能水を生成した後、上記第１の機能水の硬度をさらに高めるための硬度成分を助剤として上記第１の機能水に添加する添加手段(６０)を備えたことを特徴とする洗浄装置。
  13. 請求項１から１２までのいずれか１つに記載の洗浄装置において、
    洗浄対象物を収納する洗浄槽(１００,２１１)と、
    上記洗浄槽(１００,２１１)内に外部から水を供給する水供給手段(１０１,２０１)と、
    上記洗浄槽(１００,２１１)内の水を排水する排水手段(１０８)と、
    上記洗浄槽(１００,２１１)内の上記洗浄対象物に、上記容器(１０)内で生成された少なくとも上記第１の機能水を洗浄水として供給する機能水供給手段(１０６,２０１)と
    を備えたことを特徴とする洗浄装置。
  14. 請求項１３に記載の洗浄装置において、
    上記容器(１０)内で生成された少なくとも上記第１の機能水を加熱する加熱手段(１０４)を備えたことを特徴とする洗浄装置。
  15. 請求項１３または１４に記載の洗浄装置において、
    上記洗浄槽(１００)内の上記洗浄水を回収する洗浄水回収手段(１０７)と、
    少なくとも上記機能水供給手段(１０６)と上記洗浄水回収手段(１０７)とを介して上記洗浄水を循環させる循環手段(１０５)と
    を備えたことを特徴とする洗浄装置。
  16. 請求項１３から１５までのいずれか１つに記載の洗浄装置において、
    上記機能水供給手段(１０６)は、上記洗浄槽(１００)内の上記洗浄対象物に、上記容器(１０)内で生成された少なくとも上記第１の機能水を洗浄水として噴射する噴射手段であることを特徴とする洗浄装置。
  17. 請求項１３から１６までのいずれか１つに記載の洗浄装置において、
    上記吸着電極(１１)と上記対極(１２)とが内部に配置された上記容器(１０)は、上記水溶液が流れる流水経路に配置されており、
    上記水溶液が流れる上記容器(１０)内で少なくとも上記第１の機能水を生成することを特徴とする洗浄装置。
  18. 水溶液が収容される容器(１０)と、上記容器(１０)内に配置され、上記水溶液中のイオンの吸着および脱離が可能な吸着電極(１１)と、上記容器(１０)内に上記吸着電極(１１)に対向するように配置された対極(１２)と、上記吸着電極(１１)と上記対極(１２)との間に印加するための電圧を出力する電圧印加手段(２０)と、上記吸着電極(１１)と上記対極(１２)との間に印加する電圧の極性を切り換える極性切換手段(３０)と、上記電圧印加手段(２０)と上記極性切換手段(３０)とを制御する制御手段(４０)とを備えた洗浄装置を用いた洗浄方法であって、
    上記吸着電極(１１)を陽極とし、上記対極(１２)を陰極として、上記吸着電極(１１)から上記水溶液中に陽イオンを放出させるか、または、上記水溶液中の陰イオンを上記吸着電極(１１)に吸着させることによって第１の機能水を生成する第１の工程と、
    上記吸着電極(１１)を陰極とし、上記対極(１２)を陽極として、上記吸着電極(１１)に上記水溶液中の陽イオンを吸着させるか、または、上記吸着電極(１１)から上記水溶液中に陰イオン放出させることによって第２の機能水を生成する第２の工程とを有し、
    上記制御手段(４０)により上記電圧印加手段(２０)と上記極性切換手段(３０)とを制御して、上記第１の工程と上記第２の工程を交互に行うと共に、
    上記制御手段(４０)は、１回の洗浄動作において、上記第１の工程を行った後に上記第２の工程を行うように上記電圧印加手段(２０)と上記極性切換手段(３０)とを制御することを特徴とする洗浄方法。
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