JP2010051339A - 食器洗い機 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波振動子への蒸発残留物の堆積をなくして、超音波振動子の動作を安定化する。
【解決手段】貯留部３５に貯留した霧化用液体を霧化する霧化装置３９と、前記霧化装置を制御する制御手段３１とを備え、前記霧化装置３９は、前記貯留部内で洗浄水と直接触れるように配設された霧化用超音波振動子３２を有し、前記制御手段３１は、すすぎ工程後に前記霧化用超音波振動子３２を所定時間動作させて、その表面に付着した水滴を除去するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、食器等の洗浄をおこなう食器洗い機に関するものである。

従来、この種の食器洗い機は、図５に示すように、食器等に付着した汚れを除去するために霧状にした洗剤液を予め食器に吹きかけて汚れを膨潤させた後、水の噴射による機械力および洗剤による化学力等を利用した洗浄方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その構成について説明する。食器洗い乾燥機の本体５１は、食器を収納する食器カゴ５２を洗浄槽５３内に収納し、洗浄槽５３の開口部５４にはこの開口部５４を開閉する扉５５を設けている。５６は洗浄槽５３に貯水した洗浄水を食器に向けて噴出するノズル、５７は洗浄槽５３内に貯水した洗浄水を霧化する霧化装置である。霧化装置５７は、直接超音波振動子５８を洗浄水と直に触れるように洗浄槽５３の底面に設置した場合、超音波振動子５８の表面にスケールや異物の堆積、あるいは外部からの衝撃により素子が損傷を受けるため、超音波振動子５８を保護容器５９で被い、保護液６０を介して洗浄水を霧化する構成としている。

以上のように構成された食器洗い乾燥機について、その動作を以下に説明する。まず、食器カゴ５２に汚れた食器をセットし、運転を開始する。運転が開始されると、まず、霧化装置５７によって洗浄槽５３内に貯水した専用洗剤を溶解させた洗浄水を霧化し、洗浄槽５３内に噴霧させることで食器等に付着した汚れを膨潤させる。次に、ノズル５６より噴出する洗浄液で食器を洗浄する本洗い工程を行う。そして、食器等に付着した汚れを食器から洗い流すために、洗浄槽５３内の洗浄水を数回入れ替えてのすすぎ工程を行う。そして、入れ替えた洗浄水を約７０℃に加熱した温水すすぎ工程を行い、食器の洗浄を終了する。最後に食器に付着した水滴を乾燥する乾燥工程を行い運転を終了する。

上記のように食器洗い乾燥機では、食器を洗浄することによって汚れた洗浄水が、超音波振動子の表面に触れることを防止した構成とするため、超音波振動子５８を保護容器５９で被い、保護液６０を介して洗浄水を霧化する構成としていたが、霧化動作時に発生する超音波振動子５８の熱が保護液６０および保護容器５９を通して洗浄水へ伝達されるため熱が逃げにくく、このため、動作時の超音波振動子５８の冷却性能が悪く、長時間の動作、あるいは高出力化が十分行えず、霧化能力が低いという課題の解決と、複雑な構成の簡素化を目的として、超音波振動子５８を霧化用液体と接触するように設けた構成が考えられている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−２８７９９３号公報 特開２００８−０３６３９４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、汚れた洗浄水と直接接触するため超音波振動子表面に異物が堆積するのを防止するために、超音波振動子の振動面が略鉛直方向になるように配設したものであり、洗浄工程で超音波振動子の表面に異物が付着した場合でも、洗浄後のすすぎ工程で異物を洗い流すことができるものである。

しかしながら、すすぎ工程で超音波振動子の表面に付着した汚れ等の異物が洗い流された後に、水滴が残ることがある。この水滴は、すすぎ工程に続く乾燥工程で、温風により
蒸発させることができるものの、超音波振動子の表面に付着していた水滴が蒸発すると、水垢等の蒸発残留物が残り、乾燥工程での加熱によって固着し堆積すると除去することが難しいという、新たな課題が生じていた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、乾燥工程における超音波振動子への蒸発残留物の堆積をなくして、超音波振動子の動作を安定化することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の食器洗い機は、貯留部に貯留した霧化用液体を霧化する霧化装置と、前記霧化装置を制御する制御手段とを備え、前記霧化装置は、前記貯留部内で洗浄水と直接触れるように配設された霧化用超音波振動子を有し、前記制御手段は、すすぎ工程後に前記霧化用超音波振動子を所定時間動作させて、その表面に付着した水滴を除去するようにしたものである。

これにより、すすぎ工程で霧化用超音波振動子の表面に水滴が付着した場合でも、すすぎ工程後に除去されるので、乾燥工程で蒸発し水垢等が蒸発残留物として霧化用超音波振動子の表面に残ることがなく、乾燥工程での加熱によって固着し堆積するのを防止することができる。

本発明の食器洗い機は、霧化用超音波振動子の表面に水垢等が蒸発残留物として残るのを防止することができ、霧化用超音波振動子の動作を安定化することができる。

第１の発明は、食器等の被洗浄物を収容する洗浄槽と、洗浄水を加圧する洗浄ポンプと、前記洗浄ポンプにより加圧された洗浄水を噴射する洗浄ノズルと、霧化する液体を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留した霧化用液体を霧化する霧化装置と、前記霧化装置を制御する制御手段とを備え、前記霧化装置は、前記貯留部内で洗浄水と直接触れるように配設された霧化用超音波振動子を有し、前記制御手段は、すすぎ工程後に前記霧化用超音波振動子を所定時間動作させてその表面に付着した水滴を除去するようにしたことにより、すすぎ工程で霧化用超音波振動子の表面に水滴が付着した場合でも、すすぎ工程後に除去されるので、乾燥工程で蒸発し水垢等が蒸発残留物として霧化用超音波振動子の表面に残ることがなく、乾燥工程での加熱によって蒸発残留物が固着し堆積するのを防止することができる。

第２の発明は、第１の発明の霧化装置は、霧化用超音波振動子の振動面を略鉛直方向に設置するとともに、前記霧化用超音波振動子から発生した超音波振動エネルギは、霧化用液体の水中に構成した反射部により反射して、霧化用液体の液面を隆起させて霧化するようにしたことにより、超音波振動子の高出力化により霧化能力を向上させることができるとともに、洗浄工程で超音波振動子の表面に異物が付着した場合でも、洗浄後のすすぎ工程で異物を洗い流すことができる。

第３の発明は、第１の発明の霧化装置は、霧化用超音波振動子の振動面を水平方向に対して所定の角度に傾斜させて設置するとともに、前記霧化用超音波振動子から発生した超音波振動エネルギにより霧化用液体の液面を隆起させて霧化するようにしたことにより、超音波振動子の振動エネルギで直接霧化することができ、霧化効率を向上することができる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明の霧化装置は、霧化用超音波振動子の周縁を保持する保持部を設けるとともに、前記霧化用超音波振動子の低位側に水引部を設
け、前記霧化用超音波振動子の下部に留まる水滴を貯留部側へ導くようにしたことにより、超音波振動子の表面に残る水滴を貯留部側へ導いて確実に除去することができる。

第５の発明は、第４の発明の霧化装置は、霧化用超音波振動子の周縁を保持する保持部の下部に下方へ窪む凹部を形成し、前記凹部に水引部を設けたことにより、保持部の下部に水滴を集めて確実に貯留部側へ導くことができる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明の霧化装置は、霧化用超音波振動子の振動面に平滑処理をしたことにより、すすぎ工程で超音波振動子の表面への水滴の付着を少なくすることができるとともに、すすぎ工程後の霧化用超音波振動子の振動による水滴の除去を確実におこなうことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における食器洗い乾燥機の断面図、図２は、同食器洗い乾燥機の霧化装置の詳細断面図、図３は、図１のイ矢視図である。図１〜図３に示すように、食器洗い乾燥機の本体２１は、前方に開口部２２を有する洗浄槽２３を上下一組の扉２４により開閉可能に構成している。そして、洗浄槽２３の下方に洗浄ポンプ２５により加圧した洗浄水を噴射する噴射口２６を有する洗浄ノズル２７を設けている。

洗浄ノズル２７の上方には被洗浄物である食器を収納する食器かご２８を設けている。洗浄槽２３の下部には、洗浄水を加熱するヒータ２９を配置している。また、食器かご２８の側壁にはガイド３０ａを配置するとともに、本体２１の内側壁にはガイドレール３０ｂを配置しており、食器かご２８は洗浄槽２３に対して略水平方向に引き出し可能に支持されている。

３１は洗浄槽２３の下方に設けられた制御手段で、霧化用超音波振動子３２、洗浄ポンプ２５、ヒータ２９等を制御する。洗浄槽２３の下方には、霧化用液体（洗浄水）の水位を検知する水位検知手段としての電極式水位センサ３８を設けている。霧化用超音波振動子３２は、振動面３２ａが略鉛直方向になるように、パツキン等で形成した保持部３３を介して洗浄槽２３の側壁面に固着され、圧接して水封する構成としている。

霧化用超音波振動子３２は、厚み０．３〜１．５ｍｍ程度で、好ましくは０．８ｍｍ程度のステンレス等の金属板で構成し、振動面３２ａは、酸化チタンまたはその複合体で形成された保護層により保護されており、この保護層は厚み０．５〜５００μｍ程度で好ましくは５μｍ程度である。振動面３２ａに酸化皮膜の保護層を設けたことにより、振動面３２ａの腐蝕を防止することができるとともに、振動面３２ａを滑らかな平滑面に処理することができる。

霧化用超音波振動子３２は、略円板状に形成され、その周縁部を保持部３３で保持して洗浄槽２３の側壁面に取着している。保持部３３の下部は、下方へ窪む円弧状の凹部３３ａが形成してあり、霧化用超音波振動子３２の下部（低位側）に位置する凹部３３ａにリブ状の水引部３５ａを設け、凹部３３ａに留まる水滴を水引部３５ａを伝わせて貯留部３５側へ導くようにしている。

振動面３２ａが略鉛直方向になるように設けられた霧化用超音波振動子３２と対向する位置に、霧化用超音波振動子３２から発した超音波振動エネルギを液面に向けて反射させるステンレス製の反射板３４（反射部）が貯留部３５内に設けられている。反射板３４に
は、超音波振動エネルギを収束するように球面形状（ＳＲ＝９０）に窪ませた略凹面形状部４１を設けてあり、反射した超音波振動エネルギを液面近傍で収束するように形成し、貯留部３５に溜められる液体（洗剤液）に浸かっている。

貯留部３５には霧化する液体（洗剤液）が貯留される。貯留部３５の上部を洗剤入れカバー３６で覆う。貯留部３５は、洗浄槽２３の前側壁面の下部に洗剤投入口４０を設けている。貯留部３５は、洗浄槽２３とは独立した槽として形成され、洗浄水は洗浄槽２３と洗剤入れカバー３６で構成する切り欠き部３７を通して洗浄槽２３と連通している。また、霧化した高濃度の洗剤は、洗剤入れカバー３６の開口部（図示せず）から洗浄槽２３内に飛散する。

洗剤入れカバー３６には、霧化用超音波振動子３２の振動エネルギで液面が隆起することにより発生する水柱を遮るステンレス製の遮蔽板４２が設けてあり、この遮蔽板４２に当った水が貯留部３５へ戻るようにしている。反射板３４と遮蔽板４２は、ステンレス製の薄板で一体に構成されており、洗剤入れカバー３６と貯留部３５に対して固着されており、霧化用超音波振動子３２から発生した超音波エネルギが所定の反射角度で液面に生じた水柱Ｗが遮蔽板４２に衝突し、安定した霧化性能を発揮できるようになっている。発生した洗剤液の霧は遮蔽板４２の両側に設けた開口部から洗浄槽２３内に飛散する。

上記構成において、霧化用超音波振動子３２は汚れた洗浄水と直接触れるが、霧化用超音波振動子３２の振動面３２ａを洗浄槽２３に対して略鉛直方向に設けているため、食品等の固形物は霧化用超音波振動子３２の振動面３２ａに堆積することはない。また、井戸水など非常に硬度が高い水を使用する場合においても、霧化用超音波振動子３２の表面に水滴が残りにくい構成のため、その無機質分が析出して霧化用超音波振動子３２の振動面３２ａに付着しにくく、霧化を安定的に長期間に亘って行うことができる。

次に、本発明の食器洗い乾燥機の動作について説明する。まず、所定量の洗剤（専用洗剤が好ましい）を洗剤投入口４０から貯留部３５に入れる。次に、給水弁（図示せず）から洗浄槽２３へ所定水量の洗浄水を給水する。洗浄水は、制御手段３１により給水弁を制御して給水される。また、洗浄槽２３内に給水された洗浄水は、切り欠き部３７から貯留部３５内に浸入し、洗剤の一部が洗浄水に溶け始める。この時点において、霧化用超音波振動子３２を振動させると、その振動が貯留部３５内の液体を伝播し、反射板３４で反射して洗浄水面に向けて伝わる。そして、水面に水柱Ｗが発生し洗剤液の霧化が行われる。

高濃度洗剤液の生成は、洗剤液を溶解させることと、高濃度洗剤液の洗浄槽２３内の洗浄水に対する拡散を抑えることで行う。まず、濃度に関しては、例えば、貯留部３５の貯水容積を洗浄槽２３全体に貯水する給水量の１／５０に設定し、投入する洗剤を所定量投入した場合、理論的には約５０倍濃度の洗剤液を生成することができる。しかしながら、切り欠き部３７により洗浄槽２３内とつながっているため、洗剤液の拡散により洗剤液濃度は若干減少する。そこで濃度の減少を抑制するために、高濃度洗剤液でできた水柱Ｗが直接洗浄槽２３内へ流出しないように、遮蔽板４２に当った高濃度洗剤液を洗剤入れカバー３６の内壁を伝って貯留部３５に回収するようにしている。

この構成により、貯留部３５の中で高濃度洗剤液の水の流れが発生し、洗剤液濃度の低下を防ぐとともに洗剤の溶解を早める。また、霧化動作と同時にヒータ２９を通電することにより、洗浄水も加熱されるため洗剤の溶解を促進し、洗剤液濃度をさらに高める。このように、高濃度洗剤液の濃度は、洗剤液の飛散の進行に従って洗剤液の濃度が濃くなるものである。このため、まず、濃度の薄い洗剤液を汚染に付着させて洗剤液を汚れになじませ、引き続いて高濃度の洗剤液を汚染に付着させることで、高濃度にすることで流動性の悪くなる界面活性剤の汚染への浸透性を高め、洗浄性能を向上させるものである。

なお、切り欠き部３７より高濃度洗剤液が洗浄槽２３内に流出していくが、切り欠き部３７の開口面積を最小としているため、洗剤液濃度の低下を最小限度にしている。また、霧化用超音波振動子３２の振動面３２ａが洗浄水に浸されなくなると、霧化の発生も止まり高濃度の洗剤液も飛散しなくなるため、霧化用超音波振動子３２を駆動する時は必ず霧化用超音波振動子３２が洗浄水に浸されるように水位検知センサ３８で水位を検知するとともに、霧化用超音波振動子３２の振動面３２ａが洗浄水に浸されなくなる前に霧化装置３９の運転を停止するように制御する。なお、水中内の振動面３２ａから反射板３４と、この反射板３４から水面までの距離や、水柱Ｗの傾斜角度などをそれぞれ最適化することで、霧の発生効率を高めることができる。

また、霧化用超音波振動子３２で霧化させた高濃度洗剤液は３ミクロン程度の微細粒径であるため、そのままでは洗浄槽２３の上部まで対流することはなく、液面近傍に漂うだけである。しかしながら、本実施の形態の構成では、霧化動作と同時にヒータ２９を通電させるため、洗浄水が加熱し、温度上昇にともなう熱によって空気の対流が発生する。そして、空気の対流効果により、霧化した高濃度洗剤液が洗浄槽２３内をくまなく充満して食器の表面にムラなく付着する。また、霧化した高濃度洗剤液の温度を高めることで、化学力がさらに増すため洗浄効果は飛躍的に向上するものである。

このように、前処理工程で食器の汚染に付着した高濃度の洗剤液が浸透、膨潤し、洗剤の効果をより得られるように一定時間放置する。

次に、洗浄ポンプ２５を駆動して洗浄ノズル２７から食器に洗浄水を噴射する本洗い工程を行う。なお、本洗い工程は、前処理工程で食器等に噴霧した分に加え、貯留部３５に残った洗剤液も、洗浄ノズル２７から噴射された洗浄水により洗い流されて洗浄槽２３内に拡散していくため、通常の洗剤濃度の洗浄水で洗浄を行う。

そして、洗浄槽２３の洗浄水を入れ替えての数回のすすぎ工程を行った後、最後に加温した高温の洗浄水ですすぐ加熱すすぎ工程を行って洗浄工程を終了する。このすすぎ工程で、本洗い工程で霧化用超音波振動子３２の表面に付着していた汚れ等の異物が洗い流される。

本洗い工程に続いて、洗浄した食器を乾燥する乾燥工程がおこなわれる。この乾燥工程では、加熱した温風を洗浄槽２３内に送風して、食器の表面に付着した水滴を蒸発させる。このとき、霧化用超音波振動子３２の表面に水滴が付着していると、温風によって水滴が蒸発し、霧化用超音波振動子３２の表面に水垢等の蒸発残留物が残り、乾燥工程での加熱によって固着し堆積するため、すすぎ工程後に霧化用超音波振動子３２を所定時間、例えば数秒動作させて振動によりその表面に付着した水滴を除去するようにしている。

重要なことは、霧化用超音波振動子３２の振動で水滴を除去するタイミングであり、１つは水滴が再付着することのない、すすぎ工程の後におこなうことであり、今１つは、乾燥工程での加熱で付着していた水滴が蒸発する前におこなわれることである。

このように、本実施の形態においては、すすぎ工程で超音波振動子の表面に水滴が付着した場合でも、すすぎ工程後蒸発する前に除去されるので、乾燥工程で蒸発し水垢等が蒸発残留物として超音波振動子の表面に残ることがなく、乾燥工程での加熱によって蒸発残留物が固着し堆積するのを防止することができる。

また、霧化用超音波振動子の振動面を略鉛直方向に設置するとともに、霧化用液体の水中に構成した反射部により反射して、霧化用液体の液面を隆起させて霧化するようにした
ことにより、超音波振動子の高出力化により霧化能力を向上させることができる。そして、洗浄工程で超音波振動子の表面に異物が付着した場合でも、洗浄後のすすぎ工程で異物を洗い流すことができるとともに、すすぎ工程で付着した水滴が表面に残りにくくすることができる。

また、霧化用超音波振動子３２の周縁を保持する保持部３３を設けるとともに、前記霧化用超音波振動子３３の低位側に水引部３５ａを設け、前記霧化用超音波振動子３２の下部に留まる水滴を貯留部３５側へ導くようにしたことにより、霧化用超音波振動子３２の表面から落下した水滴がその下部に留まることなく貯留部３５側へ導くことができる。

また、振動面３２ａを滑らかな平滑処理をすることにより、すすぎ工程で付着した水滴が表面に残りにくくすることと、霧化用超音波振動子３２の振動による水滴の除去を一層効果的におこなうことができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における食器洗い乾燥機の霧化装置の断面図である。本実施の形態の特徴は、霧化装置の霧化用超音波振動子の振動面を水平方向に対して所定の角度に傾斜させて設置したことである。他の構成は第１の実施の形態と同様であり、同一の構成要素については同一の符号を付して、その詳細な説明は第１の実施の形態のものを援用する。

霧化用超音波振動子３２から発生した超音波振動エネルギにより、直接霧化用液体の液面を隆起させて霧化するようにしたものであり、霧化用超音波振動子３２の周縁を保持部３３により保持して貯留部３５の底部に水密にシール固着している。霧化用超音波振動子３２の傾斜角度は、水平面に対して１０〜２０度であり、好ましくは１５度である。

周縁を保持部３３により保持された霧化用超音波振動子３２は、固着具４３と洗浄槽２３で挟圧されており、霧化用超音波振動子３２の上面側は保持部３３と洗浄槽２３の受部２３ａで囲まれており、すすぎ工程後にこの囲まれた部分Ｂに少量のすすぎ水が残るが、すすぎ工程後に霧化用超音波振動子３２を所定時間動作させて、霧化用超音波振動子３２の上面側の囲まれた部分Ｂに残るすすぎ水を除去するようにしている。

したがって、霧化用超音波振動子３２上に残ったすすぎ水が乾燥工程で蒸発することがなく、水垢等が蒸発残留物として超音波振動子の表面に残ることがないので、乾燥工程での加熱によって蒸発残留物が固着し堆積するのを防止することができる。なお、すすぎ水の除去に際しては、短時間の振動を数回繰り返しておこなうようにすると、より確実に除去することができる。

以上のように、本発明にかかる食器洗い機は、超音波振動子の表面に水垢等が蒸発残留物として残るのを防止することができ、超音波振動子の動作を安定化することができるので、高い洗浄性能が得られる食器洗い機等として有用である。

本発明の実施の形態１の食器洗い機の断面図 同食器洗い機の霧化装置の要部断面図 同食器洗い機の霧化装置のイ矢視図 本発明の実施の形態２の食器洗い機の霧化装置の要部断面図 従来の食器洗い機の断面図

符号の説明

２３ 洗浄槽
２５ 洗浄ポンプ
２７ 洗浄ノズル
３１ 制御手段
３２ 霧化用超音波振動子
３３ 保持部
３４ 反射部
３５ 貯留部
３５ａ 水引部
３９ 霧化装置

Claims (6)

1. 食器等の被洗浄物を収容する洗浄槽と、洗浄水を加圧する洗浄ポンプと、前記洗浄ポンプにより加圧された洗浄水を噴射する洗浄ノズルと、霧化する液体を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留した霧化用液体を霧化する霧化装置と、前記霧化装置を制御する制御手段とを備え、前記霧化装置は、前記貯留部内で洗浄水と直接触れるように配設された霧化用超音波振動子を有し、前記制御手段は、すすぎ工程後に前記霧化用超音波振動子を所定時間動作させてその表面に付着した水滴を除去するようにした食器洗い機。
2. 霧化装置は、霧化用超音波振動子の振動面を略鉛直方向に設置するとともに、前記霧化用超音波振動子から発生した超音波振動エネルギは、霧化用液体の水中に構成した反射部により反射して、霧化用液体の液面を隆起させて霧化するようにした請求項１記載の食器洗い機。
3. 霧化装置は、霧化用超音波振動子の振動面を水平方向に対して所定の角度に傾斜させて設置するとともに、前記霧化用超音波振動子から発生した超音波振動エネルギにより霧化用液体の液面を隆起させて霧化するようにした請求項１記載の食器洗い機。
4. 霧化装置は、霧化用超音波振動子の周縁を保持する保持部を設けるとともに、前記霧化用超音波振動子の低位側に水引部を設け、前記霧化用超音波振動子の下部に留まる水滴を貯留部側へ導くようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の食器洗い機。
5. 霧化装置は、霧化用超音波振動子の周縁を保持する保持部の下部に下方へ窪む凹部を形成し、前記凹部に水引部を設けた請求項４記載の食器洗い機。
6. 霧化装置は、霧化用超音波振動子の振動面に平滑処理をした請求項１〜５のいずれか１項に記載の食器洗い機。