JP5262807B2 - 食器洗い機 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄水の水温の変化を検出することで食器量を検知できる食器洗い機に関するものである。

近年、食器洗い機に入れられた食器容量を簡易的に判断してこれに応じて運転時間をよりきめ細かく制御しようという食器洗い機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

従来、この種の食器洗い機は、図４および図５に示すように構成されていた。以下、その構成について説明する。

洗浄槽１０１は食器類１０２を内部に収納し洗浄水をためている。洗浄ノズル１０３は洗浄槽１０１内に回転自在に支持され、食器類１０２に向けて洗浄水を噴出する。洗浄ポンプ１０４は洗浄水を洗浄ノズル１０３に送り込むもので、この洗浄ポンプ１０４はモータ１０５によって駆動される。水位センサ１０６は洗浄槽１０１内の水位を検知し電気信号として制御手段１１３に出力する。ヒータ１０７は、洗浄槽１０１の底部に配設され、洗浄水を加熱する。サーミスタ１０８は、洗浄槽１０１の底部に外側より密着するように取り付けられ、洗浄水の水温を検知して、制御手段１１３に出力する。送風ファン１０９は、洗浄槽１０１内の蒸気を送り出すもので、排気口１１０より機外へ排出される。洗浄槽１０１内に食器類１０２を配置する食器かご１１１を配設し、洗浄槽１０１の底部には洗浄水の循環時に残さい等の異物が洗浄ポンプ１０４に詰まらぬようにフィルター１１２を配設している。制御手段１１３は、食器類１０２の洗浄、すすぎ、乾燥工程の一連の逐次動作を制御する。

上記構成の食器洗い機では、運転開始後の洗浄工程において、サーミスタ１０８により洗浄水の温度を測定し、温度情報を制御手段１１３に取り込み温度上昇率を計算して食器類１０２の容量を検知し、その度合いに応じて洗浄、すすぎ、乾燥の各工程の運転時間を変えている。つまり、ヒータ１０７の入力値が一定の時、食器類１０２の容量が少なければ熱容量がそれだけ少なくなり、図５に示すように洗浄水の温度上昇はそれだけ早くなる。一般に食器類１０２の容量が少なければ洗浄ノズル１０３から噴出される洗浄水が食器類１０２に当たる機会が多くなるため、それだけ良く洗える。

また、乾燥についても同じであり、逆にその分運転時間を短くすれば、食器類１０２の量によらず常に一定の洗浄性能と乾燥性能が得られると同時に、省エネルギーや時間の短縮になる。
特開２００５−０５２２１６号公報

しかしながら、このような従来の食器洗い機は、ヒータ１０７のワット数のばらつき、電源電圧の変動など、洗浄水の温度上昇に影響を与える誤差要因があり、食器量判定の制度を上げるために、電源電圧検知回路を設けるなどして、補正を行っていた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ヒータのワット数の誤差が大きくても、正確に食器等の被洗浄物の量を判定することができる食器洗い機を提供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、被洗浄物を設置する食器かごと、前記食器かごを収容する洗浄槽と、前記洗浄槽内の洗浄水を加熱する加熱手段と、前記洗浄水の温度を検知する温度検知手段と、前記洗浄水を加圧し前記洗浄槽内に循環供給する洗浄ポンプと、を備え、加熱された洗浄水が前記洗浄ポンプにより循環されて前記被洗浄物と接することにより下がる温度の幅を前記温度検知手段で検知することにより、前記被洗浄物の量を判定する工程を備え、前記被洗浄物の量を判定する工程の開始時の水温を毎回一定の温度とした食器洗い機である。

これにより、個々の加熱手段のワット数の誤差が大きくても、加熱手段により加熱された洗浄水の温度を測り、その温度と、洗浄水と被洗浄物とが接し温度が下がった洗浄水の温度と、を比較することにより、食器等の被洗浄物の量を正確に判定することができる。

本発明の食器洗い機は、加熱された洗浄水が被洗浄物と接することにより下がる温度の幅を検知することにより、食器等の被洗浄物の量を判定するもので、加熱手段のワット数のばらつき、電源電圧の変動に影響を受けず、食器等の被洗浄物の容量の判定を既存の水温検知用のサーミスタのみで実現することができる。

第１の発明は、被洗浄物を設置する食器かごと、前記食器かごを収容する洗浄槽と、前記洗浄槽内の洗浄水を加熱する加熱手段と、前記洗浄水の温度を検知する温度検知手段と、前記洗浄水を加圧し前記洗浄槽内に循環供給する洗浄ポンプと、を備え、加熱された洗浄水が前記洗浄ポンプにより循環されて前記被洗浄物と接することにより下がる温度の幅を前記温度検知手段で検知することにより、前記被洗浄物の量を判定する工程を備え、前記被洗浄物の量を判定する工程の開始時の水温を毎回一定の温度としたもので、洗浄工程における温度上昇率によるのではなく、洗浄ポンプにより循環されて前記被洗浄物と接することにより下がる温度の幅によって食器等の被洗浄物の量を判定することにより、加熱手段のワット数のばらつきや電源電圧の変動に影響を受けずに食器等の被洗浄物の容量の判定を行うことができる。

第２の発明は、第１の発明において、被洗浄物の量を判定する工程は洗浄工程の開始前に行われるよう構成したもので、洗浄による洗浄水への汚れの溶け出しによって被洗浄物の容量判定が不正確になることを避けることができるので、より正確に被洗浄物の量を判定することができる。また、被洗浄物の量を判定する工程によって判定した結果に応じて、洗浄工程における洗浄条件、洗浄工程より後に行われるすすぎ工程、乾燥工程における諸条件を変更することが可能になるので、より短時間で効率よく、地球環境および省エネルギーに配慮した食器洗いを実現できる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、被洗浄物の量を判定する工程においては、加熱手段を動作させない構成としたもので、加熱手段による洗浄水の温度上昇をなくして正確に被洗浄物の量を判定することができる。

第４の発明は、第１〜第３の発明において、被洗浄物の量を判定する工程より前に、加熱手段を動作させて洗浄水を加熱する洗浄水加熱工程を実行する構成としたもので、あらかじめ洗浄水の温度を上昇させておくことにより、被洗浄物の量の判定の基となる温度差を大きくすることが可能となるので、より簡単かつ正確に被洗浄物の量を判定することができる。

第５の発明は、第４の発明において、洗浄水加熱工程においては、洗浄水が所定の温度に加熱された後は被洗浄物の量を判定する工程の開始まで前記洗浄水の温度を一定に保つ
よう前記加熱手段を制御するもので、給水される水温や外気の温度等のばらつきがあっても洗浄工程開始時に被洗浄物に接する洗浄水の温度を一定とすることができるので、洗浄水の温度降下による食器等の被洗浄物の量判定の精度を高めることができる。

第６の発明は、第４または第５の発明において、洗浄水加熱工程より前に、加熱手段を動作させない状態で洗浄ポンプを動作させて洗浄水を被洗浄物に接触させて循環させることで、前記洗浄水の温度と前記被洗浄物の温度とをほぼ同じにする温度ならし工程を実行するもので、被洗浄物の量の判定に先立って洗浄水の温度と被洗浄物の温度とをほぼ同じにしておくことにより、被洗浄物の量判定の精度を高めることができる。

第７の発明は、第４〜第６の発明において、洗浄水を霧化する霧発生装置を備え、洗浄水加熱工程中に、前記霧発生装置を駆動させて霧化させた洗浄水を被洗浄物に吹きかけて付着した汚れを膨潤させる前処理工程を実行するもので、洗浄ポンプ駆動前に、霧状にした洗浄液を予め被洗浄物に吹きかけて汚れを膨潤させることで、その後に実行される洗浄工程での洗浄効果を向上させることができるので、全体としての洗浄性能を向上させることができる。

第８の発明は、第１〜第７の発明において、洗浄水を霧化する霧発生装置を備え、被洗浄物の量を判定する工程においては、霧発生装置を動作させないよう構成したもので、被洗浄物の量の判定中に霧状の洗浄水が被洗浄物に付着して判定に悪影響を及ぼすことを防止することができるので、被洗浄物の量判定の精度をより高めることができる。

第９の発明は、第１〜第８の発明において、洗浄工程開始後、判定された被洗浄物の量に応じて、洗浄ポンプの回転数を変化させることを特徴としたもので、被洗浄物の量が少ない場合における騒音値の増加を抑えることができる。

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における食器洗い機の側断面図、図２は同食器洗い機の工程と洗浄水の温度および加熱手段のｏｎ−ｏｆｆ時限との関係を示す説明図、図３は同食器洗い機の食器量判定工程における食器量と洗浄水温度変化の関係を示す説明図である。

本実施の形態における食器洗い機の本体１内部には、洗浄槽２が設けられており、洗浄槽２の内部には、食器３などの被洗浄物を設置する食器かご４が収容されている。また、洗浄槽２の前面には開口部５が設けられており、開口部５を扉体６により開閉するよう構成されている。

回転自在に設けられるとともに被洗浄物に洗浄水を噴射する洗浄ノズル７が洗浄槽２の底部に設けられ、洗浄水を加圧するとともに洗浄ノズル７へ洗浄水を供給する洗浄ポンプ８と洗浄ポンプ８を駆動するモータ９とが洗浄槽２の底面外側に設けられている。洗浄ポンプ８は、洗浄槽２の底部に設けた洗浄水を貯水する洗浄貯水部１０から洗浄水を吸引し加圧して洗浄ノズル７から噴射させることで、洗浄水を洗浄槽２内に循環させる。

また、洗浄水を加熱するヒータ１１（加熱手段）と、洗浄水を霧化し洗浄槽２内に充満させる霧発生装置１２とが開口部５近傍の洗浄槽２底部に設けられている。洗浄水の温度を検知するサーミスタ等の温度センサ１３（温度検知手段）が洗浄槽２底面の外壁に、洗浄槽２下部にたまった洗浄水の水位を検出する水位検出スイッチ１４が洗浄槽２側面の外壁に、それぞれ設けられている。また、ヒータ１１は、洗浄槽２底部の開口部５近傍に備
えられている。

なお、本実施の形態において、洗浄手段として、１つの洗浄ノズルを設けたが、２つ以上の複数の洗浄ノズルでも良く、また回転しない固定ノズルを用いても良い。

また、洗浄槽２内に給水を行う給水弁１５（給水手段）が洗浄槽２の外壁に取り付けられている。また、同じく洗浄槽２下部に配設された制御装置１６は、モータ９、ヒータ１１、霧発生装置１２、給水弁１５、排水弁（図示せず）等を制御して、食器３などの洗浄、すすぎ、乾燥の一連の逐次動作を行うと共に、水位検出スイッチ１４や温度センサ１３からの信号の処理、また、温度センサ１３により検知した洗浄水の温度をもとに食器量の判定を行う。制御装置１６は、後に述べる本発明特有の工程である、温度ならし工程、洗浄水加熱工程、霧発生装置による前処理工程および食器量判定工程をも実行させる。

霧発生装置１２（霧化用超音波振動子）は、超音波振動子の振動面が略鉛直方向になるように、洗浄槽２の側壁面にシール部材１７を圧接して水封する構成としている。また、同様に、傾斜面を有するステンレス製の反射板１８（反射部）が、霧発生装置１２の超音波振動子の振動面と対向する位置に設けられている。この反射板１８は、霧発生装置１２の超音波振動子の振動面から略水平方向に向けて発振された超音波を反射させて略鉛直方向より傾斜を持って上方に進行させるものである。

また、反射板１８の材質については、超音波振動エネルギーの反射性能が高く、液中でも劣化しない樹脂、金属皮膜をした樹脂、ガラスあるいは金属を用いることが可能である。

以上のように構成された本実施の形態における食器洗い機についてその動作、作用を説明する。なお、洗浄工程開始までの、洗浄水温度の変化および加熱手段のｏｎ−ｏｆｆ時限を図２に示す。食器３等の被洗浄物を食器かご４にセットして洗浄槽２に収納し、使用者が洗剤を投入した後、扉体６により洗浄槽２の開口部５を閉塞し、運転を開始する。

まず、給水弁１５を動作し、洗浄槽２に水位検出スイッチ１４により得られる所定の水位まで給水を行う。このとき、霧発生装置１２および反射板１８は液面下にある。給水が終了すると、洗浄ポンプ８が駆動し、一定時間洗浄ノズル７から洗浄水が噴射される。これにより、洗浄水温度と食器３の温度をほぼ同じにすることができる（温度ならし工程）。この工程においては、ヒータ１１は動作させない。ヒータ１１を動作させない状態で洗浄ポンプ８を動作させて洗浄水を被洗浄物に接触させて循環させることで、食器３の量の判定に先立って洗浄水の温度と食器３の温度とをほぼ同じにしておくことにより、食器３の量の判定の精度を高めることができる。

上記の温度ならし工程が終了すると、洗浄ポンプ８は停止する。その後、ヒータ１１が動作し洗浄水の加熱を開始する（洗浄水加熱工程）。また、この洗浄水加熱工程開始と同時に霧発生装置１２が駆動され、霧状にした洗浄液を食器３に吹きかける前処理工程が行われる。これにより、洗浄工程開始前に食器３に付着した汚れを膨潤させることができるため、その後に実行される洗浄工程での洗浄効果を向上させることができ、全体としての洗浄性能を向上させることができる。

ここで、以下に、この前処理工程における霧発生装置１２の動作について具体的に説明する。制御装置１６により霧発生装置１２の超音波振動子（図示せず）に電圧が加えられると、超音波振動子が振動して振動面から超音波振動エネルギーが反射板１８に向けて略水平方向に液中を進行し、反射板１８に衝突して反射する。反射板１８は、超音波振動エネルギーが液面に向けて鉛直方向より傾斜を持って進行するように設定されており、反射
した超音波振動エネルギーは液体の液面に達すると液面を隆起して鉛直方向より傾斜を持った水柱Ｗが発生し、洗浄水の霧化が行われる。水柱Ｗは鉛直に形成するより度前後傾斜させることで霧化量が高くなる。よって、液面で発生する水柱Ｗが傾斜するように反射板による反射角度によって設定される。

また、超音波振動子は電圧を加えることで超音波振動を行うが、同時に熱も発生する。そして、超音波振動子自身の温度が所定の温度を超えると振動を起こさなくなるという性質を持つ。このため、超音波振動子の冷却が課題となるが、本発明の構成では超音波振動子が液中に位置して常に洗浄水と直接接触しているため、動作時の超音波振動子から発生する熱の冷却性能を高めることができる。よって、長時間の安定した運転を行うことができる。

また、反射板１８を表面が硬質で振動エネルギーの吸収率が低い金属材料またはガラス製とすることで、超音波振動エネルギーの反射板１８での反射率が高められるため、霧化能力を大幅に向上させることができる。

上記洗浄水加熱工程およびそれと同時に行われる前処理工程が終了すると、霧発生装置１２が停止し、洗浄ポンプ８が駆動される。洗浄ポンプ８の駆動により、洗浄ノズル７からヒータ１１により加熱された洗浄水が噴射され、食器３と接する。食器３の温度は、ヒータ１１により加熱された洗浄水の温度より低いので、洗浄水は、食器３と接することにより、温度が下がる。

本発明では、これを利用して、温度検知手段１３により、洗浄水の温度の下げ幅を検知することにより食器３の量を判定する（食器量判定工程）。以下に、その詳細について図３を用いて具体的に説明する。図３に、洗浄水加熱工程終了後の水温が５０℃の場合および４０℃の場合において食器３と接することで洗浄水温度が低下する様子を、それぞれ食器量が多い場合、少ない場合に分けて示す。ここでは例として、食器３が多い場合の洗浄水と食器３の熱容量比は２：１、食器３が少ない場合の洗浄水と食器３の熱容量比は５：１として考えた。

このように、食器３の多少によって、洗浄水の熱が食器３に奪われる量が異なるため、洗浄水の温度の下がり幅は異なる。つまり、個々のヒータ１１のワット数の誤差が大きく、電源電圧が変動する場合においても、ヒータ１１により加熱された洗浄水の温度を測り、その温度と、洗浄水と被洗浄物とが接し温度が下がった洗浄水の温度とを比較することにより、食器３の量を正確に判定することができる。

ところで、霧発生装置１２により霧化した洗浄水が食器３に十分付着し汚れが膨潤するまでには一定以上の時間が必要となる（例えば、約６分）。したがって、上記洗浄水加熱工程（兼霧発生装置駆動による前処理工程）の間、ヒータ１１を連続動作させ、洗浄水を加熱し続けると、洗浄工程開始時までに洗浄水が到達する温度は、給水される水温や洗浄槽２の外部の環境、例えば、外気の温度等により変化する。

図３に示されるように、食器量判定工程開始時の水温が異なると、加熱された洗浄水が、食器３と接することにより下がる温度の幅も変化する。したがって、食器量判定のためには食器量判定工程開始時の水温に応じて補正をかける必要が生じ、制御が煩雑になる。

これに対応するために、本実施の形態では、洗浄水加熱工程において洗浄水が一定の温度（例えば、４０℃）に達した後は、温度センサ１３が検知した洗浄水温度を基に制御装置１６がヒータ１１を間欠動作させ所定の温度を保つように制御する。また、この洗浄水加熱工程の行われる時間は、給水される水温や洗浄槽２の外部の環境、例えば、外気の温
度が低い場合においても上記の所定の温度を保つ制御が行われるに十分な所定時間に設定してある。

なお、食器量判定工程開始後、食器量の判定が終了するまでは、ヒータ１１のワット数のバラツキや電源電圧の変動による影響を避けるためにヒータ１１は動作させない。ヒータ１１を動作させないことにより、ヒータ１１による洗浄水の温度上昇をなくして正確に食器３の量を判定することができる。

食器量の判定が終了した後は、再びヒータ１１を動作させ、通常の洗浄工程を行う。洗浄工程では、例えば、食器量が少ないと判定した場合は所要時間を短くするというように、検出した食器量に応じて時間を制御する。

食器量判定工程は洗浄工程の開始前に行われるので、洗浄による洗浄水への汚れの溶け出しによって食器３の容量判定が不正確になることを避けることができ、より正確に食器３の量を判定することができる。また、食器量判定工程によって判定した結果に応じて、洗浄工程における洗浄条件を変更することが可能になるので、より短時間で効率よく、地球環境および省エネルギーに配慮した食器洗いを実現できる。

また、この食器量判定工程より前に、ヒータ１１を動作させて洗浄水を加熱する洗浄水加熱工程を実行することで、あらかじめ洗浄水の温度を上昇させておくことにより、食器３の量の判定の基となる温度差を大きくすることが可能となるので、より簡単かつ正確に食器３の量を判定することができる。

また、この食器量判定工程においては、霧発生装置１２を動作させないようにしているので、食器３の量の判定中に霧状の洗浄水が食器３に付着して判定に悪影響を及ぼすことを防止することができるので、食器３の量判定の精度をより高めることができる。

洗浄工程終了後、すすぎ工程を行う。このすすぎ工程の回数は、検出した食器量に応じて設定する。すすぎ工程終了後、加熱すすぎ工程に移行する。加熱すすぎ工程は、一定以上の水温検知および一定以上のすすぎ時間の経過を検出した後に終了する。この検知温度および時間も、検出した食器量に応じて決定される。

加熱すすぎ工程が終了すると、乾燥工程に移行する。乾燥工程の時間も、検出した食器量に応じて決定される。なお、乾燥工程は必須としない。

ところで、食器３等の被洗浄物の量が少ない場合、洗浄ノズル７から噴出される洗浄水が、食器３に当たらず、洗浄槽３の壁面や扉体６内面に直接当たる割合が高くなる。この場合、壁面や扉体内面に当たる洗浄水は、被洗浄物に当たらず、勢いが弱まっていないため、騒音値が高くなるという問題がある。

そこで、食器量が少ないと判定した場合は、上記の実施の形態のように洗浄工程やすすぎ工程における所要時間を短くする代わりに、洗浄ポンプ８の回転数を低くする、または洗浄ポンプ８を間欠運転して洗浄ノズル７から噴出される洗浄水圧を低くすることで、騒音値を低く保つ食器洗い機を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる食器洗い機は、加熱手段のワット数のばらつき、電源電圧の変動に影響を受けず、既存の水温検知用の温度センサ（サーミスタ）のみで食器等の被洗浄物の量の判定を行うため安価に構成可能であり、被洗浄物の量に応じた運転をすることが可能となるので、省エネルギーや時間の短縮が可能な食器洗い機として有用である
。

本発明の実施の形態１における食器洗い機の側断面図 同食器洗い機の工程と洗浄水の温度および過熱手段のｏｎ−ｏｆｆ時限との関係を示す説明図 同食器洗い機の食器量判定工程における食器量と洗浄水温度変化の関係を示す説明図 従来の食器洗い機のシステム構成図 従来の食器洗い機の食器量判定の考え方を示す説明図

２ 洗浄槽
３ 食器（被洗浄物）
４ 食器かご
７ 洗浄ノズル
８ 洗浄ポンプ
１１ ヒータ（加熱手段）
１２ 霧発生装置
１３ 温度センサ（温度検知手段）
１６ 制御装置

Claims (9)

1. 被洗浄物を設置する食器かごと、前記食器かごを収容する洗浄槽と、前記洗浄槽内の洗浄水を加熱する加熱手段と、前記洗浄水の温度を検知する温度検知手段と、前記洗浄水を加圧し前記洗浄槽内に循環供給する洗浄ポンプと、を備え、加熱された洗浄水が前記洗浄ポンプにより循環されて前記被洗浄物と接することにより下がる温度の幅を前記温度検知手段で検知することにより、前記被洗浄物の量を判定する工程を備え、前記被洗浄物の量を判定する工程の開始時の水温を毎回一定の温度とした食器洗い機。
2. 被洗浄物の量を判定する工程は洗浄工程の開始前に行われる請求項１に記載の食器洗い機。
3. 被洗浄物の量を判定する工程においては、加熱手段を動作させない請求項１または２に記載の食器洗い機。
4. 被洗浄物の量を判定する工程より前に、加熱手段を動作させて洗浄水を加熱する洗浄水加熱工程を実行する請求項１〜３のいずれか１項に記載の食器洗い機。
5. 洗浄水加熱工程においては、洗浄水が所定の温度に加熱された後は被洗浄物の量を判定する工程の開始まで前記洗浄水の温度を一定に保つよう前記加熱手段を制御する請求項４に記載の食器洗い機。
6. 洗浄水加熱工程より前に、加熱手段を動作させない状態で洗浄ポンプを動作させて洗浄水を被洗浄物に接触させて循環させることで、前記洗浄水の温度と前記被洗浄物の温度とをほぼ同じにする温度ならし工程を実行する請求項４または５に記載の食器洗い機。
7. 洗浄水を霧化する霧発生装置を備え、洗浄水加熱工程中に、前記霧発生装置を駆動させて霧化させた洗浄水を被洗浄物に吹きかけて付着した汚れを膨潤させる前処理工程を実行する請求項４〜６のいずれか１項に記載の食器洗い機。
8. 洗浄水を霧化する霧発生装置を備え、被洗浄物の量を判定する工程においては、霧発生装
   置を動作させない請求項１〜７のいずれか１項に記載の食器洗い機。
9. 洗浄工程開始後、判定された被洗浄物の量に応じて、洗浄ポンプの回転数を変化させることを特徴とした請求項１〜８のいずれか１項に記載の食器洗い機。