(57)【要約】【課題】  源水の使用量を長期に渡り低減する洗濯機を提供する。【解決手段】  酸化剤を含有する酸化水を供給する酸化水供給手段および、洗剤の少なくとも一部を変性および／または分解する触媒を収納し、洗濯槽より排出された洗浄水を前記触媒、ならびに前記酸化剤を含有する酸化水と接触させて処理水とする分解手段を備え、処理水を洗濯槽へ返送しすすぎ工程に再使用する。【選択図】図１
2006346257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも水ならびに洗剤を含有する洗浄水および衣類を収納する洗濯槽、
前記洗濯槽に設置され、前記洗浄水を排出する排水口、
前記洗剤の少なくとも一部を変性および／または分解する触媒を収納し、前記排水口より排出された前記洗剤を含有する前記洗浄水を、酸化剤を含有する酸化水および前記触媒に接触させて処理水とする分解手段、
前記分解手段において前記触媒と接触する前記洗浄水に対し、前記酸化剤を含有する酸化水を供給する酸化水供給手段、ならびに
前記処理水を前記洗濯槽に給水する給水口を有することを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
前記分解手段と前記給水口との間の前記処理水の流路に、前記処理水中に含有される前記酸化剤を除去する酸化剤除去手段をさらに有する請求項１に記載の洗濯機。
【請求項３】
前記排水口と前記分解手段との間の前記洗浄水の流路、または前記分解手段と前記給水口との間の前記処理水の流路に、前記洗浄水または前記処理水中に含有される前記洗剤を吸着する吸着剤を充填し、前記洗浄水または前記処理水を濾過する吸着手段をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の洗濯機。
【請求項４】
前記吸着剤により吸着した洗剤を、前記吸着剤より排出させる洗剤排出手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の洗濯機。
【請求項５】
前記吸着手段を密閉する圧力保持手段を有し、
前記洗剤排出手段が、前記吸着剤が水に接触した状態で前記圧力保持手段により前記吸着手段を密閉し、前記吸着剤を１００℃以上２５０℃以下に加熱した後、前記圧力保持手段を開放し、前記吸着剤より排出された前記洗剤と前記水の混合物を前記吸着手段より排出させることを特徴とする請求項４に記載の洗濯機。
【請求項６】
前記吸着手段は前記排水口と前記分解手段との間の前記洗浄水の流路に設置され、
さらに前記排水口と前記吸着手段との間の前記洗浄水の流路、または前記分解手段と洗濯機外部への前記処理水の排出口との間の前記処理水の流路に貯水タンクを有し、
前記分解手段は、前記吸着手段より排出された前記洗剤と前記水の混合物を、前記触媒ならびに前記酸化剤を含有する酸化水と接触させて処理排水とした後、前記処理排水を前記貯水タンク内に貯留された水を使用して希釈し、洗濯機外部へ排出させることを特徴とする請求項４または５に記載の洗濯機。
【請求項７】
前記酸化剤として次亜ハロゲン酸を含有しており、前記分解手段の内容物のｐＨを８未満に調整するｐＨ調整手段をさらに有する請求項１〜６のいずれかに記載の洗濯機。
【請求項８】
前記酸化水供給手段により供給される酸化水が、塩素およびハロゲン塩の少なくとも一方を含有した水を電解することにより生成され前記酸化剤として次亜ハロゲン酸を含有する電解水であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の洗濯機。
【請求項９】
前記洗浄水に対し供給される前記電解水のｐＨが８未満であることを特徴とする請求項８に記載の洗濯機。
【請求項１０】
前記分解手段と前記給水口との間の前記処理水の流路に、前記処理水のｐＨを５〜９の範囲内に調整する中和剤を前記処理水に対して供給する中和手段をさらに有することを特徴とする請求項８または９に記載の洗濯機。
【請求項１１】
前記分解手段内に収納された前記触媒を加熱する分解系加熱手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の洗濯機。
【請求項１２】
前記触媒が、金属化合物の少なくとも１種の金属化合物を担持した無機物を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の洗濯機。
【請求項１３】
前記金属化合物が、ルテニウム化合物であることを特徴とする請求項１２記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衣類等を洗浄する洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
衣類等の汚れを洗浄する洗濯機は従来より広く用いられている。従来の洗濯機においては、洗濯工程中に洗剤を含有した洗浄水が被洗濯物に接触して汚染物を被洗濯物から遊離させ、これによって汚染された洗浄水を一旦洗濯機外部へ排出した後、すすぎ工程として新たに水を供給し、被洗濯物に付着する汚染物や洗剤の残渣や汚染された洗浄水を洗い流す。
つまり、従来の洗濯機においては、洗浄工程とすすぎ工程においては別途の源水を使用するため、多量の水の使用が避けられなかった。
【０００３】
これに対し、源水使用量を少なくする洗濯機として、洗濯槽からの洗浄水中に含有される汚染物を吸収し、その先洗浄水を濾過する吸収濾過材を充填した濾過槽を備えた洗濯機が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１で提案されている洗濯機においては、洗濯工程に使用した水を濾過槽で濾過してすすぎ工程へ循環使用することにより、源水の使用量を少なくしている。
また、吸収濾過材としては有機物分解用触媒を有する無機物がコートされたものを使用し、濾過槽内に吸収濾過材を加熱する加熱手段を設け、すすぎ工程終了後に濾過槽からの水を洗濯機外部へ排出する際、その加熱手段を用いて吸収濾過材を加熱することにより、その吸収濾過材からの汚染物の脱離や分解を促進することができるとしている。
【特許文献１】特開２０００−８４２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１によると、汚染物は有機物分解用触媒の作用により炭酸ガスや水に変換されること、すなわち汚染物が酸化分解反応を受けていることになるが、有機物分解用触媒による汚染物の酸化分解を実施する場合、酸化剤を反応系に共存させることが酸化分解を促進させるために必要である。
特許文献１においては酸化剤として空気中の酸素を利用していることが考えられるが、特許文献１に開示された水の存在下における汚染物の酸化分解、つまり湿式酸化反応においては、常圧における水への酸素の溶解度が低いため、酸化剤を反応系に積極的に導入する手段を講じない状態においては酸化反応が十分に進行しないと考えられる。
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の構成の洗濯機では、吸収濾過材を充填した濾過槽において、吸収濾過材にコートされた有機物分解用触媒による汚染物の酸化分解を促進させる酸化剤を積極的に導入する手段が講じられておらず、汚染物の酸化分解率は十分でなかった。この結果、吸収濾過材の脱離再生の効果が不十分であり、洗濯ならびにすすぎ工程における再使用に耐え得る水質の濾過水を長期に渡り継続して得ることが困難であるという問題を有していた。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題を解決すべく、洗濯に使用した洗浄水をすすぎ工程における使用に耐え得る水質にまで浄化した処理水としてすすぎ工程に再使用することにより、源水の使用量を長期に渡り低減する洗濯機を提供することを目的とする。さらに本発明は、洗剤の変性により、すすぎ工程における衣類からの洗剤の除去効果を向上する洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、少なくとも水ならびに洗剤を含有する洗浄水および衣類を収納する洗濯槽、洗濯槽に設置され、洗浄水を排出する排水口、洗剤の少なくとも一部を変性および／または分解する触媒を収納し、排水口より排出された洗剤を含有する洗浄水を、触媒、ならびに酸化剤を含有する酸化水と接触させて処理水とする分解手段、分解手段において触媒と接触する洗浄水に対し、酸化剤を含有する酸化水を供給する酸化水供給手段、および処理水を洗濯槽に給水する給水口より構成される。
【０００８】
本構成によれば、洗浄水中の洗剤を洗濯工程中に除去することにより、後段のすすぎ工程に使用する源水を削減することができる。あるいは、洗濯工程に使用した洗浄水をすすぎ工程における使用に耐え得る水質にまで浄化した処理水としてすすぎ工程に再使用することにより、新たな源水を使用することなくすすぎ工程を実施でき源水の使用量を低減することができる。さらに、すすぎ工程に再使用する洗浄水に含有される洗剤濃度がより低減されることおよび／または洗剤が変性されることにより衣類への吸着性が低下することにより、すすぎ工程における衣類からの洗剤の除去効果が向上する。
【０００９】
さらに本発明の洗濯機は、分解手段と給水口との間の処理水の流路に、処理水中に含有される酸化剤を除去する酸化剤除去手段を有する。
本構成によれば、すすぎ工程に再利用される処理水から未反応の酸化剤が除去され、洗濯槽内に収納されている衣類の傷みや色落ちが防止される。
【００１０】
また本発明の洗濯機は、前記排水口と前記分解手段との間の前記洗浄水の流路、または前記分解手段と前記給水口との間の前記処理水の流路に、前記洗浄水または前記処理水中に含有される前記洗剤を吸着する吸着剤を充填し、前記洗浄水または前記処理水を濾過する吸着手段をさらに有する。
【００１１】
本構成によれば、洗濯工程に使用した洗浄水をすすぎ工程における使用に耐え得る水質を有する処理水に浄化する際、洗浄水または処理水中に含有される洗剤の少なくとも一部が吸着手段により除去されるため、浄化が短時間で完了するとともに、処理水の水質をより向上することができる。また、酸化剤の使用量を削減し触媒の負荷を低減することが可能となる。さらに、前記分解手段と前記給水口との間の前記処理水の流路に吸着手段を有する構成をとった場合、分解手段より排出された洗浄水中に含有される未反応の次亜ハロゲン酸を、吸着手段により除去することが可能となる。
【００１２】
さらに本発明の洗濯機は、吸着剤により吸着した洗剤を、吸着剤より排出させる洗剤排出手段をさらに有する。
本構成によれば、洗剤が吸着した吸着剤の再生が容易となり、吸着剤を交換することなく洗浄水の浄化効果を長期に渡り得ることが可能となる。
【００１３】
さらに本発明の洗濯機は、吸着手段を密閉する圧力保持手段を有しており、洗剤排出手段が、吸着剤が水に接触した状態で圧力保持手段により吸着手段を密閉し、吸着剤を１００℃以上２５０℃以下に加熱した後、圧力保持手段を開放し、吸着剤より排出された洗剤と水の混合物を吸着手段より排出させる。
本構成によれば、吸着剤に吸着された洗剤が効率的に脱着し、吸着剤の寿命をより長期化することが可能となる。
【００１４】
さらに本発明の洗濯機は、吸着手段が排水口と分解手段との間の洗浄水の流路に設置され、さらに排水口と吸着手段との間の洗浄水の流路、または分解手段と洗濯機外部への処理水の排出口との間の処理水の流路に貯水タンクを有し、分解手段は、吸着手段より排出された洗剤と水の混合物を、触媒、ならびに酸化剤を含有する酸化水と接触させて処理排水とした後、処理排水を貯水タンク内に貯留された水を使用して希釈し、洗濯機外部へ排出させる。
本構成によれば、洗濯工程に使用した洗浄水をすすぎ工程における使用に耐え得る水質にまで浄化し再使用することにより源水の使用量を低減するとともに、洗濯終了後に洗濯機外部へ排出される洗剤の量を削減し排水処理施設の負荷を低減することにより、環境負荷を抑制して洗濯機外部への排水を行うことが可能となる。
【００１５】
さらに本発明の洗濯機は、前記酸化剤として次亜ハロゲン酸を含有しており、前記分解手段の内容物のｐＨを８未満に調整するｐＨ調整手段をさらに有する。
本構成によれば、酸化水中に酸化力の強い形の活性種である次亜ハロゲン酸を多く存在させることができ、洗浄水中に含有される洗剤を変性および／または分解する作用を高めることが可能となる。
【００１６】
さらに本発明の洗濯機は、酸化水供給手段により供給される酸化水が、塩素またはハロゲン塩の少なくとも一方を含有した水を電解することにより生成され酸化剤として次亜ハロゲン酸を含有する電解水である。
本構成によれば、酸化剤として危険な薬剤を保持する必要がなく酸化水供給手段の管理が簡単となり、化学物質の管理が困難である一般家庭においても使用することが可能となる。
【００１７】
さらに本発明の洗濯機は、洗浄水に対し供給される電解水のｐＨが２から８の範囲内にある。
本構成によれば、電解水中に酸化力の強い次亜ハロゲン酸が多く存在し、洗浄水中に含有される洗剤を変性および／または分解する作用を高めることが可能となる。
【００１８】
さらに本発明の洗濯機は、分解手段と給水口との間の処理水の流路に、処理水のｐＨを５から９の範囲内に調整する中和剤を処理水に対して供給する中和手段をさらに有する。
本構成によれば、分解手段より排出された処理水が、洗濯槽に返送された後洗濯槽内の衣類を傷めたり、吸着手段に充填された吸着剤を劣化させたりすることを防止することが可能となる。また、洗濯槽に返送された水に人が接触した場合の安全性が確保されるとともに、排水として洗濯機外部へ放出された際の排水処理への負荷を低減することができる。
【００１９】
さらに本発明の洗濯機は、分解手段内に収納された触媒を加熱する分解系加熱手段を有する。
本構成によれば、分解手段内にて進行する洗剤の変性および／または分解が加速され、洗浄水の浄化をより短時間にて実施することが可能となる。
【００２０】
さらに本発明の洗濯機は、洗浄水中に含有される洗剤の少なくとも一部を変性および／または分解する触媒として、金属化合物の少なくとも１種類以上を担持した無機物を使用する。
本構成によれば、電解水中に含有される酸化力を有する次亜ハロゲン酸との相互作用により、洗浄水中に含有される洗剤の酸化反応による変性および／または分解を短時間で進行させることが可能となる。また、次亜ハロゲン酸を含有する電解水の存在下においても触媒の劣化が進みにくく、触媒寿命を長期化することができる。
【００２１】
さらに本発明の洗濯機は、前記金属化合物として、ルテニウム化合物を使用する。
本構成によれば、洗浄水中に含有される洗剤の酸化反応による変性および／または分解をより効果的に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の洗濯機によれば、洗濯工程に使用した洗浄水を、すすぎ工程における使用に耐え得る水質にまで浄化した処理水として再使用することにより、新たな源水を使用することなくすすぎ工程を実施でき源水の使用量を低減することができる。さらに本発明の洗濯機によれば、洗剤の変性により、すすぎ工程における衣類からの洗剤の除去効果を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の洗濯機においては、洗濯工程に使用される洗剤を含有した洗浄水をすすぎ工程における使用に耐え得る水質にまで浄化した処理水としてすすぎ工程にて再使用することにより、源水の使用量を低減する。
洗浄水中の有機汚染物の８割は、洗剤の主成分である界面活性剤に占められる。洗濯洗剤に使用される界面活性剤としては、脂肪酸塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩（ＬＡＳ）、α−オレフィンスルホン酸塩（ＡＯＳ）などの陰イオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（ＡＥ）などの非イオン系界面活性剤が挙げられる。また、界面活性剤の他、再吸着防止剤や酵素などの有機化合物が洗剤中には含有されている。これら洗剤中の有機化合物を変性および／または分解することにより、処理水の水質をすすぎ工程における再使用に耐え得る水質にまで浄化することができる。
【００２４】
洗剤の変性および／または分解手段として、触媒ならびに酸化剤との作用による酸化反応を使用する。触媒により酸化剤を活性化させることにより、洗剤中の有機化合物の変性および／または分解反応が加速されるとともに、最終的な反応率も向上する。反応機構としては、触媒により活性化した酸化剤が、洗剤中の有機化合物に含まれる炭素−炭素間結合や炭素−水素間結合などを酸化的に開裂し、親水性のカルボキシル基やヒドロキシル基などを生成させる変性過程を経て、最終的に洗剤中の有機化合物を二酸化炭素や水などに完全分解させると考えられる。また、酸化剤と触媒の利用による洗剤中の疎水基の酸化変性により、洗剤の疎水性が低減されて衣類への吸着力が減少し、再使用された洗浄水のすすぎ効果が向上することも期待される。
【００２５】
本発明において洗剤を酸化変性および／または酸化分解するために使用される触媒の活性成分としては、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金、銅、金およびタングステン、ならびにこれら金属の化合物が挙げられる。これら金属およびその化合物は、単独で使用しても２種以上を併用してもよい。これらの触媒活性成分の中では、洗剤を含有する有機物の酸化能力の高いルテニウムならびにその化合物の使用が特に好ましい。
【００２６】
これらの触媒活性成分は、常法に従って、公知の触媒担体に担持した状態で使用される。担体としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアなどの金属酸化物、これら金属酸化物を含有する複合金属酸化物（アルミナ―シリカ、アルミナ―シリカ―ジルコニア、チタニア―ジルコニアなど）、これら金属酸化物または複合金属酸化物を主成分とする金属酸化物系担体、鉄、アルミニウムなどの金属担体が挙げられる。
担体の形状は、電解水ならびに処理を行う洗浄水との間で十分な接触効率を確保できる形状であれば特に限定されない。例えば球状、ペレット状、円柱状、破砕片状、粉末状、ハニカム状などの担体を使用することができる。
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。
【００２７】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の断面構成略図である。
図１に示す洗濯機は、洗濯槽１、排水口２、ポンプ３、触媒４を収納した分解手段５、分解系加熱手段６、分解系加熱制御手段７、酸化水供給手段８、酸化剤除去手段９、切替弁１０、給水口１１、洗濯機外部への排出口１２、およびこれらを接続する配管より構成される。切替弁１０は、酸化剤除去手段９より排出された処理水の流路を、洗濯槽１と洗濯機外部への排出口１２へ切り替える作用を有する。
【００２８】
本発明において酸化変性および／または酸化分解するために使用される酸化剤としては、オゾン、過酸化水素、亜ハロゲン酸、次亜ハロゲン酸、過マンガン酸イオン、塩素、二クロム酸イオン、酸素、二酸化塩素、次亜塩素酸イオンなどを用いることができる。亜ハロゲン酸としては、亜塩素酸、亜臭素酸、亜ヨウ素酸が挙げられ、次亜ハロゲン酸としては、次亜塩素酸、次亜臭素酸、次亜ヨウ素酸が挙げられる。なお、酸化力の強さから、亜塩素酸、亜臭素酸、次亜塩素酸、次亜臭素酸が好ましい。また、上記酸化剤は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
酸化水供給手段８は、酸化剤を含有する酸化水を供給できるものであればよい。また、酸化水供給手段８は、上記のような酸化水を生成することができる酸化水生成手段を備えていてもよい。
酸化剤を含有する酸化水は、例えば、オゾン発生器により発生させたオゾンを水に溶解したり、別に貯留していた過酸化水素や液体塩素を水に加えたりすることにより生成することができる。また、亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム（高度さらし粉を含む）、過マンガン酸カリウム、二クロム酸カリウム等を水に加えてイオン化し、そのイオン種を酸化剤として含有する酸化水を生成してもよい。さらには、亜塩素酸ナトリウムに塩酸を加えて二酸化塩素を生成させ、この二酸化塩素を水と混合して、酸化水を生成することもできる。
【００３０】
これらの酸化剤を含有する酸化水は、オゾン発生器を用いる以外は、酸化剤を高濃度に含有する薬剤を水に希釈することにより生成される。上記のような酸化剤の中には、第一類の危険物として取り扱う必要があるものがあり、これらは、例えば、危険物取扱者の免許を持ったものが取り扱う必要がある。
また、酸化剤を含有する酸化水として、電解水生成手段によって生成された電解水を使用することも可能である。電解水を酸化水として使用する構成については後述する。
【００３１】
分解手段５より排出された処理水を洗濯槽１へ返送する場合、未反応の酸化剤が洗浄水中に残留していると、その酸化力により衣類を構成する繊維が劣化したり、色や柄が漂白され損なわれたりする恐れがあるため、分解手段５と前記給水口１１との間の前記処理水の流路に酸化剤除去手段９を設置することが好ましい。酸化剤除去手段９は、分解手段５内において触媒４ならびに電解水と接触させた処理水から、未反応の酸化剤を除去できるものであれば特に限定されない。例えば、酸化剤を還元分解するチオ硫酸ナトリウムなどの還元剤、活性炭、酸化剤を揮発させる曝気手段などが考えられる。
【００３２】
分解系加熱手段６は、分解手段５内に収納された触媒４を加熱できるものであれば特に限定されない。例えば、ジュール熱を用いた電気加熱手段、ガスや石油などの燃焼熱を用いた燃焼手段、ヒートポンプ、誘導加熱手段などが考えられる。電気加熱などの接触加熱を採用する場合は、吸着手段１６ないし分解手段５の内壁に設置したり、投げ込みヒータのように配管をコイル状にして吸着手段１６ないし分解手段５の内容物に直接接触して加熱効率を高めたりすることが好ましい。
【００３３】
分解系加熱制御手段７は、分解手段５内に収納された触媒４の温度を測定するとともに、測定された温度のデータに基づいて分解系加熱手段６の運転を制御する。分解系加熱制御手段７の構成については特に限定されないが、熱電対、測温抵抗体、サーミスタなどを用いた温度センサなどと、制御プログラムが入力されたマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ、ＩＣメモリなどの組み合わせにより実現することが可能である。
【００３４】
図１に示す洗濯機の動作機構を以下に示す。まず、洗濯槽１において洗剤を含有した洗浄水により衣類の洗濯工程を実施する。洗濯工程の終了後、洗剤を含有した洗浄水を、ポンプ３の作用により排水口２から触媒４を収納した分解手段５へ排出する。続いてこの洗浄水へ、酸化水供給手段８から、酸化剤を含有する酸化水を供給し、触媒４ならびに洗浄水と接触させ、洗浄水中に含有される洗剤の変性および／または分解を実施して処理水とする。この際、分解系加熱手段６により、触媒４の加熱を行う。触媒４の加熱温度は、系中に含有される洗剤の酸化変性および／または酸化分解が十分に加速される温度に設定する。特に本発明の洗濯機においては、分解手段５内に収納された触媒４の加熱温度は、１００℃以下とすることが望ましい。１００℃以上では、分解手段５内の水分の蒸発に伴う圧力上昇に対応する圧力容器などの設備が必要となり、コストならびに設置性の面から好ましくない。
【００３５】
上記の浄化工程により得られた処理水は、酸化剤除去手段９により未反応の酸化剤を除去した後、洗濯槽１側へ切り替えられた切替弁１０を経由して洗濯槽１へ返送され、衣類のすすぎ工程に再使用される。この洗浄水の循環は、すすぎ工程中、適宜繰り返し実施してもよい。
すすぎ工程終了後、切替弁１０を洗濯機外部への排出口１２側に切り替え、洗浄水を分解手段５および酸化剤除去手段９を経由して洗濯機外部へ排出する。この際、洗浄水へ再度酸化水を供給し、排出する洗浄水中に含有される洗剤の変性および／または分解を実施してもよい。
【００３６】
なお、浄化後の洗浄水の水質がすすぎ工程における使用に耐え得るレベルにまで達していない場合は、洗浄水を洗濯機外部へ排出した後、新たに源水を投入し、追加のすすぎ工程を実施してもよい。この場合にも、分解手段５によりすすぎ水を浄化し洗濯槽１に返送を行うことにより、少量のすすぎ水によりすすぎ効果を得ることが可能となる。なおこの場合の「すすぎ工程における使用に耐え得るレベル」とは、浄化後の洗浄水中に含有される有機物濃度（洗剤中の界面活性剤や汚染物の濃度の指標と考えてよい）が、洗浄水における濃度の５％程度であることを指す。この点については、以下の実施の形態についても同様である。
【００３７】
本構成によれば、洗浄水中の洗剤を洗濯工程中に除去することにより、後段のすすぎ工程に使用する源水を削減することができる。あるいは、洗濯工程に使用した洗浄水をすすぎ工程における使用に耐え得る水質にまで浄化した処理水としてすすぎ工程に再使用することにより、新たな源水を使用することなくすすぎ工程を実施でき源水の使用量をさらに低減することができる。さらに、すすぎ工程に再使用する洗浄水に含有される洗剤濃度がより低減されることおよび／または洗剤が変性されることにより衣類への吸着性が低下することにより、すすぎ工程における衣類からの洗剤の除去効果が向上する。また副次的な効果として、分解系加熱手段６により洗浄水が加熱された結果、洗浄水のすすぎ効果がより強化されることが期待できる。
【００３８】
実施の形態２
図２は、本発明の実施の形態２における洗濯機の断面構成略図である。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図２に示す洗濯機は、図１に示す洗濯機に加え、さらにｐＨ検知手段１３ならびにｐＨ調整手段１４を有する。切替弁１０は、酸化剤除去手段９より排出された処理水の流路を、洗濯槽１と洗濯機外部への排出口１２へ切り替える作用を有する。
【００３９】
本発明において、酸化剤が有機化合物を酸化する効果ができるだけ大きくなることが好ましい。例えば、酸化剤として、次亜塩素酸や亜塩素酸を用いる場合は、ｐＨが高くなると、プロトンが解離してイオンとなる。例えば、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の場合、ｐＨが高くなると、ＣｌＯ-が増加してしまい、酸化水の酸化力が低下する。したがって、次亜塩素酸や亜塩素酸を酸化剤として用いる場合、それらが、イオンでなく、酸（電荷的に中性）の状態で存在するように、酸化水のｐＨは８未満であることが好ましい。次亜塩素酸の場合、酸の存在が９割以上となるため、酸化水のｐＨを６．５以下にすることが特に好ましい。
【００４０】
このため、酸化剤として次亜ハロゲン酸を用いる場合、分解手段５内の触媒４、洗浄水ならびに酸化水の混合物のｐＨをｐＨ検知手段１３で測定し、ｐＨが８未満となるよう、ｐＨ調整手段１４よりｐＨ調整液を添加する。このとき、ｐＨ調節液の添加は、ｐＨ検知手段１３の値を見ながら手動で行ってもよいし、触媒４、洗浄水ならびに酸化水の混合物のｐＨが、ｐＨ８未満の所定の値となるように自動的に行われるようにしてもよい。なお、自動で行われる場合、ｐＨ検知手段１３とｐＨ調整手段１４とは、図２に示されるように接続されていることが好ましい。
【００４１】
ｐＨを調整するとき、分解手段５内の触媒４、洗浄水ならびに酸化水の混合物のｐＨをｐＨ検知手段１３で測定しながら、ｐＨ調整液を加え、ｐＨ８未満から酸性側に変化することを確認することが好ましい。なお、ｐＨ検知手段１３は特に限定されるものではないが、ガラス電極や半導体を使用したｐＨメータなどを使用することができる。
【００４２】
ｐＨ調整手段１４としては、触媒４、洗浄水ならびに酸化水の混合物のｐＨを調整できるものを、特に限定されることなく用いることができる。例えば酸化剤として次亜ハロゲン酸を用いる場合、ｐＨ調整手段１４は、ｐＨ調整液である酸を薄めた水溶液と、この水溶液を収容するための容器とから構成することができる。混合物のｐＨを８未満にするために用いられるｐＨ調製液としては、例えば、塩酸や硫酸などの鉱酸、有機酸などの酸が挙げられる。これらは、水溶液として用いてもよい。
なお、ｐＨ調整手段１４を備える洗濯機を、化学物質の管理が困難な一般家庭などに設置する場合は、ｐＨ調整液として酢酸などの弱酸を採用することが好ましい。ユーザは、例えば、一般の食用酢を薄めたものを、ｐＨ調整液として用いることができる。
【００４３】
図２に示す洗濯機の、酸化剤として次亜ハロゲン酸を用いる場合の動作機構を以下に示す。洗浄水の分解手段５への排出までは、実施の形態１と同様である。続いて、分解手段５へ排出された洗浄水へ、酸化水供給手段８から、次亜ハロゲン酸を含有する酸化水を供給し、触媒４ならびに洗浄水と接触させる。分解手段５内の触媒４、洗浄水ならびに酸化水の混合物のｐＨをｐＨ検知手段１３で測定し、８以上であれば、ｐＨ調整手段１４よりｐＨ調整液を混合物に添加する。こうして混合物のｐＨを８未満とした状態にて、洗浄水中に含有される洗剤の変性および／または分解を実施して処理水とする。この際、分解系加熱手段６により、触媒４の加熱を行う。
【００４４】
上記の浄化工程により得られた処理水は、酸化剤除去手段９により未反応の酸化剤を除去した後、洗濯槽１側へ切り替えられた切替弁１０を経由して洗濯槽１へ返送され、衣類のすすぎ工程に再使用される。この洗浄水の循環は、すすぎ工程中、適宜繰り返し実施してもよい。これ以降の工程については、実施の形態１と同様である。
なお、処理水を洗濯槽１へ返送する前に、後述の中和手段を用いて処理水のｐＨを５〜９の範囲内に調整する工程を実施してもよい。
【００４５】
本構成によれば、触媒４、洗浄水ならびに酸化水の混合物のｐＨを調整することにより、混合物中に酸化力の強い形の活性種を多く存在させることができ、洗浄水中に含有される洗剤を変性および／または分解する作用を高めることが可能となる。この結果、酸化水の添加量を低減することが可能となる。
【００４６】
実施の形態３
図３は、本発明の実施の形態３における洗濯機の断面構成略図である。図３において、図１から２と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図３に示す洗濯機は、洗濯槽１、排水口２、ポンプ３、吸着剤１５を充填した吸着手段１６、吸着剤１５を加熱する洗剤排出手段１７、圧力保持手段１８、触媒４を収納した分解手段５、分解系加熱手段６、分解系加熱制御手段７、ｐＨ検知手段１３、酸化水供給手段８、中和手段１９、酸化剤除去手段９、切替弁１０、給水口１１、洗濯機外部への排出口１２、およびこれらを接続する配管より構成される。切替弁１０は、分解手段５より排出された洗浄水の流路を、洗濯槽１と洗濯機外部への排出口１２へ切り替える作用を有する。
【００４７】
本実施の形態においては、排水口２と前記分解手段５との間の前記洗浄水の流路に、吸着剤１５を充填した吸着手段１６を設けている。この吸着手段１６により、分解手段５へ投入される前の洗浄水に含まれる洗剤の一部を、あらかじめ吸着除去する。この結果、分解手段５にて変性および／または分解を受ける洗剤の量が削減され、洗浄水の浄化工程を短時間にて実施することができるとともに、処理水中に含まれる洗剤の量も低減しすすぎ工程で再使用される処理水の水質が向上する。さらに、酸化剤の使用量も削減されるため、ランニングコストの低減に寄与する。
【００４８】
吸着剤１５は、洗濯槽１ないし分解手段５より排出される洗浄水中に含有される洗剤および汚染物を吸着するものであればよい。例えば、活性炭、シリカ、アルミナ、ゼオライト、白土、酸化チタンなどの多孔性化合物を使用することができる。
洗剤排出手段１７は、吸着剤１５に吸着された洗剤を、吸着剤１５から排出させる手段である。具体的には、吸着剤１５の加熱による洗剤の脱着ないし熱分解、新しい源水または洗剤を分散できる溶媒の投入による洗剤の脱着などの手段が考えられる。本発明においては特に、吸着剤１５を水に接触させた状態において加熱することによる吸着剤１５からの洗剤の脱着を利用することにより、吸着剤１５からの洗剤の排出を実現している。
【００４９】
吸着剤１５の加熱手段は、吸着手段１６に充填された吸着剤１５を加熱できるものであれば特に限定されない。例えば、分解系加熱手段６と同様、ジュール熱を用いた電気加熱手段、ガスや石油などの燃焼熱を用いた燃焼手段、ヒートポンプ、誘導加熱手段などが考えられる。吸着剤１５を加熱する洗剤排出手段１７においても、電気加熱などの接触加熱を採用する場合は、吸着手段１６ないし分解手段５の内壁に設置したり、投げ込みヒータのように配管をコイル状にして吸着手段１６ないし分解手段５の内容物に直接接触して加熱効率を高めたりすることが好ましい。さらにグラスウールやロックウールなどの断熱材を使用し、周囲への放熱を抑制することにより、加熱効率を高めることがより好ましい。
なお、洗剤排出手段１７より発生する廃熱や洗剤排出手段１７により加熱された後吸着手段１６より排出された洗浄水を、分解系加熱手段６の代わりに分解手段５の加熱に利用したり、洗剤排出手段１７が分解系加熱手段６を兼用したりすることも考えられる。
【００５０】
吸着剤１５の加熱温度は、吸着された洗剤が十分に脱着される温度に設定する。特に本発明の洗濯機においては、加熱温度は１００℃を超えて、特に１００℃〜２５０℃の範囲に設定することが好ましい。１００℃以下では吸着剤１５からの洗剤の脱着が不十分であり、２５０℃を超えると洗剤ならびに汚染物の成分の重合が起こり始め、タールなどの高分子が生成し易くなり、吸着手段１６内の内壁や吸着剤１５にタール状の付着物が増えてメンテナンス性が悪くなるからである。また、特に吸着剤１５として活性炭を使用する場合、２５０℃以上の高温では酸化分解に伴う重量減少が見られる場合があり好ましくない。
【００５１】
吸着剤１５の加熱温度が１００℃を超える場合、加熱により吸着手段１６内に保持された水の蒸発を防止するため、吸着手段１６に圧力保持手段１８を設置することが好ましい。圧力保持手段１８は、吸着剤１５を加熱している間に、加熱による水蒸気やガスなどが大気に逃げないように閉空間を形成できていればよい。例えば、吸着手段１６にて洗浄水を投入する投入口および加熱後に洗浄水を排出する排出口を密閉するためのバルブを設置し、このバルブを少なくとも加熱時には閉じることにより実現する。もちろん加熱時に内部の圧力が上がるが、その圧力状態でも投入口、排出口らが閉鎖を保てるような耐圧性を持つ。
【００５２】
但し、内部の異常なガス発生で内圧が上がりすぎた場合に、内部の蒸気を逃がす圧力開放弁を配置することが好ましい。もちろんこの圧力開放弁は吸着手段１６の強度を保障するよりも小さい値に、例えば０．５から１５ＭＰａ以下に設定する。この排出口は、吸着手段１６内の水を外部に排出するとともに、加熱時の圧力に耐える開閉が制御できるものが設置されていればよい。
【００５３】
一方、本実施の形態では酸化水として、酸化剤として次亜ハロゲン酸を含有する電解水を使用する構成としている。本実施の形態における酸化水供給手段８は、塩素またはハロゲン塩を含有した水を電解して電解水を生成し、洗浄水へ供給するものであればよい。電解については、残留塩素を含有する水道水のみに対して実施してもよいが、酸化性を増加させるために、ハロゲン塩を投入した水に対して実施することが好ましい。このハロゲン塩は、塩化物、臭化物、フッ化物であればいいが、特に、塩化ナトリウムないし塩化カリウムを含有したものはイオンへの乖離も高く、取り扱いも容易であり、特に推奨される。
【００５４】
電解水の生成の仕方は、例えば、水に接触させた２つの極板に直流電圧を印加し、陽極電極の近傍にて得られる酸性の電解水や、または酸性の電解水に一方の陰極近傍にて得られる塩基性の電解水をこの酸性の電解水に適宜混合したものなどを使用できる。少なくとも陽極側の電解水には次亜ハロゲン酸を多く含有する。本実施の形態における酸化水供給手段８は、少なくとも水を保持する電解槽と、その保持した水に少なくとも一部が接触するように一対の電極を配置して構成する。
【００５５】
電極の材料としては、電気分解反応の用途で通常用いられる材料、例えば、表面に、ルテニウム、イリジウム、白金、パラジウム、ロジウム、錫若しくはこれらの酸化物又はフェライトを有する材料を用いることが好ましい。例えば、電極そのものがこれらの物質で構成されていてもよい。あるいは、電極の基材の表面がこれらの物質で被覆されていてもよい。ルテニウム、イリジウム、白金、パラジウム、ロジウム、錫は、金属元素そのものであってもよいし、酸化物であってもよい。また、これらの金属の合金も好適に用いられる。合金としては、例えば、白金―イリジウム、ルテニウム―錫、ルテニウム―チタンなどが挙げられる。上記した金属等は、耐食性に優れており、陽極として用いる場合に優れた不溶性を示し好適である。
【００５６】
塩素発生用の電極としては、更に不溶解性、電解水質の安全性などが要求され、特に、パラジウム、ルテニウム、白金とイリジウムとの合金を主成分とするものが好ましい。なお、陰極として用いる材料は特に厳しい不溶性が要求されないため、例えばステンレス、炭素鋼、チタン又はチタン合金、ハステロイ、インコネル等のニッケル合金も用いることができる。
電気分解の条件は、例えば電圧は５〜５０Ｖ、電流は電極表面積あたり０．５〜６００Ａ／ｍ2で実施する。なお電流密度が６００Ａ／ｍ2より高い場合には、陽極の表面が剥離したり、溶出したりする。電流密度が０．５Ａ／ｍ2より低い場合には、陽極の面積が大きくなりやすく小型化が困難となり不適である。
【００５７】
また前述の電極の間に隔膜で仕切って、陽極水と陰極水を別個に取り出して陽極水だけを用いた強酸性電解水または若干の陰極水を追加して酸性電解水に調整したもの、隔膜をなくして弱酸性電解水を生成するもののどちらでも使用できる。この隔膜にはセラミック、樹脂、ガラス繊維などを使用できる。例えば、ポリエステル、ガラス繊維の不織布に０．２〜２００μｍの孔径の樹脂皮膜をつけて親水性としたものを使用できる。電解槽は例えば塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの樹脂で構成し、電解水の配管には硬質塩ビ管などを用いる。
【００５８】
この電解水は、酸化剤、例えば、次亜塩素酸、過酸化水素をすでに含有している。このため、酸化剤を薬剤として添加しなくともよいため、取り扱いが容易となる。また、本実施の形態における酸化水供給手段８は、電解槽と一対の電極等から構成され、また、ハロゲン塩などの電解質を含む水を電気分解するのみなので管理が容易である。したがって、化学物質の管理が困難である一般家庭などでも用いることが可能となる。
【００５９】
電解水に含有される次亜ハロゲン酸と次亜ハロゲン酸イオンおよびハロゲンを含有した有効ハロゲンの濃度は、５０〜５００００ｐｐｍに調整される。５０ｐｐｍ未満では酸化力が不十分であり、５００００ｐｐｍを超えると酸化力は十分であるが、分解手段５などの腐食も大きくなり好ましくないからである。
【００６０】
また、この電解水のｐＨは８未満、特に６．５以下であることが好ましい。これは、上記と同様に、酸化剤として酸を含む場合、その酸がプロトンを有している状態、つまり電荷的に中性の状態である方が、酸化力が強いからである。次亜塩素酸を含有する電解水の場合、ｐＨが６．５以下であると、次亜塩素酸の存在が９割以上となり、電解水の酸化力を高く維持できる。
【００６１】
電解水のｐＨ調整については、先に述べたｐＨ調整手段１４を用いてよい。また、陽極水と陰極水とを所定の割合で混合することにより生成する電解水を用いる場合には、その電解水のｐＨを所定の値にあらかじめ設定できるために、ｐＨ調整手段１４を用いて、電解水のｐＨを調節する必要がない。この場合、本実施の形態における酸化水供給手段８は、陽極水と陰極水と混合するための手段を有することが好ましい。
【００６２】
酸化水として電解水を使用する場合、分解手段５内に収納された触媒４、洗浄水ならびに電解水の混合物は、酸性電解水の添加、ならびに触媒４および電解水の作用による酸化分解に伴う有機酸生成のため、ｐＨが５未満となっていることが多く、そのまま洗濯槽１に返送した場合、衣類を傷めたり使用者が皮膚に炎症を起こしたりする危険性が考えられる。また、すすぎ工程終了後、ｐＨ５以下の酸性を示す処理水を洗濯機外部へ排出することは、排水処理に影響を与えることが考えられ好ましくない。このため、分解手段５と接続、ないしは分解手段５と給水口１１との間の処理水の流路に設置する形で中和手段１９を設けることが好ましい。
【００６３】
中和手段１９は、触媒４と接触後の電解水と洗浄水の混合物に中和剤を加えてｐＨを５から９の範囲内に中和できるものであれば特に限定されるものではない。例えば、中和手段１９としては、チオ硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア水、消石灰など、あるいはこれらを溶解した水溶液などの中和剤と、この中和剤を収容するためのポリ容器などから構成することができる。また本実施の形態における酸化水供給手段８の中でも、隔膜を用いて酸性水と塩基性水を個別に生成できるものを用いると、分解手段５へ投入する電解水のｐＨ調整もできると共に、触媒４との接触後における中和にも塩基性電解水を中和剤として生成することもできるので特に好ましい。なお、触媒４との接触以前に生成した塩基性電解水が残っていた場合は、これを一時的に保持して中和剤の一部として使用する事もできる。
【００６４】
本実施の形態では、分解手段５内の処理水のｐＨをｐＨ検知手段１３により測定し、処理水のｐＨが所定の値になるように、中和手段１９により中和剤を添加する。この際、中和剤の添加は、処理水のｐＨが所定の値となるまで、処理水のｐＨをｐＨ検知手段１３で測定しながら手動で添加してもよい。あるいは、投入した電解水の量と、触媒４ならびに電解水との接触後の処理水のｐＨから、添加する中和剤の量を求め、その量を自動的に処理水に添加してもよい。添加が自動で行われる場合、ｐＨ検知手段１３と中和手段１９とは、図３に示されるように、接続されていることが好ましい。またこの際、処理水のｐＨを実測して、中性になったことを確認することが好ましい。
【００６５】
図３に示す洗濯機の動作機構を以下に示す。まず、洗濯槽１において洗剤を含有した洗浄水により衣類の洗濯工程を実施する。洗濯工程の終了後、洗剤を含有した洗浄水を、ポンプ３の作用により吸着手段１６へ移送する。吸着手段１６に充填された吸着剤１５により洗剤および汚染物が吸着除去された洗浄水は、続いて分解手段５へと移送される。この洗浄水へ、酸化水供給手段８から、次亜ハロゲン酸を含有しｐＨが２から８の範囲内にある電解水を供給し、触媒４ならびに洗浄水と所定時間接触させ、洗浄水中に含有される洗剤の変性および／または分解を実施して処理水とする。得られた処理水は、酸化剤除去手段９により未反応の酸化剤を除去した後、洗濯槽１側へ切り替えられた切替弁１０を経由して洗濯槽１へ返送され、衣類のすすぎ工程に再使用される。この洗浄水の循環は、すすぎ工程中、適宜繰り返し実施してもよい。
【００６６】
すすぎ工程終了後、切替弁１０を洗濯機外部への排出口１２側に切り替え、洗浄水を吸着手段１６、分解手段５および酸化剤除去手段９を経由して洗濯機外部へ排出する。この際、洗浄水の一部を吸着手段１６内に残した状態で圧力保持手段１８を閉鎖し、洗浄水の排出を停止する。続いて洗剤排出手段１７により吸着剤１５を加熱し、吸着されている洗剤および汚染物を吸着手段１６内に残留した洗浄水へと脱着させて吸着剤１５を再生する。本構成においては、吸着剤１５の加熱時間としては、加熱温度に到達後２分から２時間程度保持することが好ましい。保持時間が２分未満では吸着剤１５からの洗剤の脱着が不十分である一方、保持時間が２時間を超えると、吸着剤１５と洗剤の吸脱着反応が平衡に達し、さらなる脱着の進行は期待できない。
【００６７】
加熱終了後吸着剤１５を１００℃以下まで冷却した後、圧力保持手段１８を開放し、洗剤および汚染物を含有した洗浄水を、分解手段５、酸化剤除去手段９ならびに洗濯機外部への排出口１２側へ切り替えられた切替弁１０を経由して洗濯機外部へと排出する。
本構成によれば、洗濯工程に使用した洗浄水をすすぎ工程における使用に耐え得る水質を有する処理水に浄化する際、洗浄水中に含有される洗剤の少なくとも一部が吸着手段１６により除去されるため、浄化が短時間で完了するとともに、処理水の水質をより向上することができる。また、酸化剤の使用量を削減し触媒４の負荷を低減することが可能となる。
【００６８】
なお、本実施の形態において、洗浄水の一部を使用して吸着剤１５からの洗剤の脱着を行う方法を提示したが、実際には洗浄水を全量放出した後、洗濯槽１を経由して新たに源水を吸着手段１６に供給し、脱着工程を実施してもよい。
また本構成によれば、酸化剤を含有する酸化水として電解水を使用することにより、酸化剤として危険な薬剤を保持する必要がなく酸化水供給手段８の管理が簡単となり、化学物質の管理が困難である一般家庭においても容易に使用することが可能となる。
また本構成によれば、分解手段５より排出された洗浄水が中和手段１９にて中和を受けることにより、洗濯槽１に返送された後洗濯槽１内の衣類を傷めたり、吸着手段１６に充填された吸着剤１５を劣化させたりすることを防止することが可能となる。また、洗濯槽１に返送された水に人が接触した場合の安全性が確保されるとともに、排水として放出されても環境への負荷を低減することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態において、分解手段５に中和手段１９ならびにｐＨ検知手段１３を追加した構成としたが、他の実施の形態における洗濯機の分解手段５に中和手段１９ならびにｐＨ検知手段１３を追加した構成をとっても差し支えない。
また、本実施の形態においては、中和剤を分解手段５へ供給する中和手段１９を別途設ける構成としたが、中和手段１９に代えて電解水を生成する酸化水供給手段８を使用し、中和剤として塩基性電解水を分解手段５へ供給する構成としても同様の効果を得ることができる。
【００７０】
実施の形態４
図４は、本発明の実施の形態４における洗濯機の断面構成略図である。図４において、図１から３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図４に示す洗濯機は、洗濯槽１、排水口２、ポンプ３、触媒４を収納した分解手段５、分解系加熱手段６、分解系加熱制御手段７、酸化水供給手段８、吸着剤１５を充填した吸着手段１６、吸着剤１５を加熱する洗剤排出手段１７、圧力保持手段１８、切替弁１０、給水口１１、洗濯機外部への排出口１２およびこれらを接続する配管より構成される。切替弁１０は、吸着手段１６より排出された洗浄水の流路を、洗濯槽１と洗濯機外部への排出口１２へ切り替える作用を有する。
【００７１】
本実施の形態においては、分解手段５と給水口１１との間の処理水の流路に、吸着剤１５を充填した吸着手段１６を設けている。この吸着手段１６により、分解手段５から排出され、洗濯槽１へ返送される前の処理水に残留する洗剤の一部を吸着除去する。この結果、すすぎ工程で再使用される処理水の水質が向上する。また、吸着剤１５として活性炭を使用する場合、活性炭は還元作用を有するため、処理水中に残留する未反応の酸化剤を分解除去することが可能である。この結果、酸化剤除去手段９を小型化、あるいは省略することができる。
【００７２】
図４に示す洗濯機の動作機構を以下に示す。まず、洗濯槽１において洗剤を含有した洗浄水により衣類の洗濯工程を実施する。洗濯工程の終了後、洗剤を含有した洗浄水を、ポンプ３の作用により分解手段５へ移送する。ここへ、酸化水供給手段８から、次亜ハロゲン酸を含有しｐＨが２から８の範囲内にある電解水を供給し、触媒４ならびに洗浄水と接触させて処理水とする。この際、分解手段５に収納された触媒４は、分解系加熱手段６により適宜加熱されてもよい。
【００７３】
続いて、触媒４および電解水の作用により洗剤の少なくとも一部が変性および／または分解された処理水が、分解手段５より吸着手段１６へ排出される。処理水中に含有された少なくとも一部が変性および／または分解された洗剤、ならびに汚染物は、吸着手段１６に収納された吸着剤１５に吸着除去される。その後、処理水は切替弁１０を経由して洗濯槽１へ返送され、すすぎ工程に再使用される。
【００７４】
上記の一連の工程は、すすぎ工程中適宜繰り返し実施されてもよい。そしてすすぎ工程終了後、切替弁１０を洗濯機外部への排出口１２側に切り替え、洗浄水を分解手段５および吸着手段１６を経由して洗濯機外部へ排出する。なお、すすぎ工程終了後、実施の形態３と同様、洗剤排出手段１７により吸着剤１５から洗剤を脱着させて再生する工程を実施することが、吸着剤１５の長寿命化の観点から好ましい。
本構成によれば、処理水中に含有される洗剤の少なくとも一部が吸着手段１６により除去されるため、処理水の水質をより向上することができる。また、吸着剤１５として活性炭を、酸化剤として次亜ハロゲン酸を含む酸化水または電解水をそれぞれ使用した場合、分解手段５より排出された洗浄水中に含有される未反応の次亜ハロゲン酸を吸着手段１６により除去することが可能となる。
【００７５】
なお、本実施の形態において、分解系加熱手段６を洗剤排出手段１７と別に設けた構成としたが、洗剤排出手段１７により加熱された洗浄水を冷却することなく分解手段５へ投入したり、分解手段５との間で熱交換を実施したりすることによっても、分解系加熱手段６を別に設けることと類似の効果を得ることができると考えられる。
【００７６】
実施の形態５  
図５は、本発明の実施の形態５における洗濯機の断面構成略図である。図５において、図１から４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図５に示す洗濯機は、洗濯槽１、排水口２、ポンプ３、吸着剤１５を充填した吸着手段１６、吸着剤１５を加熱する洗剤排出手段１７、圧力保持手段１８、触媒４を収納した分解手段５、酸化水供給手段８、酸化剤除去手段９、切替弁１０、給水口１１、貯水タンク２０、貯水タンク用バルブ２１、洗濯機外部への排出口１２、およびこれらを接続する配管を有している。切替弁１０は、分解手段５より排出された洗浄水の流路を、洗濯槽１と洗濯機外部への排出口１２へ切り替える作用を有する。
【００７７】
貯水タンク２０は、すすぎ工程終了時に、洗濯槽１から排水口２を経て排出される洗浄水の少なくとも一部を貯留する。洗剤排出手段１７により吸着剤１５を加熱した後に吸着手段１６より排出される洗浄水は、洗剤および汚染物が洗濯工程における濃度の数倍から数十倍に濃縮されており、そのまま洗濯機外部へ排出すると排水処理施設に大きな負荷を与える。そこで、吸着手段１６より排出される洗浄水を、分解手段５にて触媒４および酸化剤と接触させ洗剤の少なくとも一部を変性および／または分解させた後、貯水タンク２０に貯留していたすすぎ工程終了後の洗浄水にて希釈して洗濯機外部に排出することにより、源水の使用量の低減と排水処理への負荷低減を両立させることが可能となる。なお、貯水タンク２３を構成する材料は、洗浄水に対し耐久性を有するものであれば特に限定されない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂等の樹脂、ステンレスやチタン等の高耐食性の金属、あるいは内壁にガラス、ゴム、テフロン等耐食性の材料によりライニングを施した金属等を使用することができる。
【００７８】
図５に示す洗濯機の動作機構を以下に示す。まず、衣類の洗濯工程から、吸着手段１６ならびに分解手段による洗浄水の浄化工程については、実施の形態３と同様である。すすぎ工程終了後、切替弁１０を洗濯機外部への排出口１２側に切り替え、洗浄水を吸着手段１６および分解手段５を経由して洗濯機外部へ排出する際、洗浄水の一部を吸着手段１６ならびに貯水タンク２０に残した状態で圧力保持手段１８ならびに貯水タンク用バルブ２１を閉鎖する。続いて洗剤排出手段１７により吸着剤１５を加熱し、吸着されている洗剤および汚染物を吸着手段１６内に残留した洗浄水へと脱着させて吸着剤１５を再生する。
【００７９】
加熱終了後吸着手段を１００℃以下まで冷却した後、圧力保持手段１８を開放し、洗剤および汚染物を含有した洗浄水を、触媒４を収納した分解手段５へ排出する。ここへ、酸化水供給手段８から、次亜ハロゲン酸を含有しｐＨが２から８の範囲内にある電解水を供給し、触媒４ならびに洗浄水と所定時間接触させ、洗浄水中に含有される洗剤の変性および／または分解を実施し、処理水を得る。所定時間の経過後、処理水とともに、貯水タンク２０に貯留していたすすぎ工程終了後の洗浄水を、洗濯機外部への排出口１２を経て洗濯機外部へと排出する。
【００８０】
本構成によれば、洗濯工程に使用した洗浄水をすすぎ工程における使用に耐え得る水質にまで浄化し再使用することにより源水の使用量を低減するとともに、洗濯終了後に洗濯機外部へ排出される洗剤の量を削減し排水処理施設の負荷を低減することにより、環境負荷を抑制して洗濯機外部への排水を行うことが可能となる。
なお、本実施の形態において、貯水タンク２０を切替弁１０と洗濯機外部への排出口１２の間の処理水の流路に設けた構成としたが、貯水タンク２０は排水口２と分解手段５との間の洗浄水の流路、あるいは分解手段５と洗濯機外部への排出口１２の間の処理水の流路のいずれかに設置されていれば特に問題はない。
【００８１】
また、本実施の形態において、分解系加熱手段６ならびに分解系加熱制御手段７を特に設けず、洗剤排出手段１７による加熱後の余熱を利用して触媒４を加熱する構成としたが、分解系加熱手段６ならびに分解系加熱制御手段７を別途設けても差し支えない。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、以下の実施例は、本発明の一形態を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。
【実施例】
【００８２】
《実施例１》
図２に示す洗濯機の、源水使用量削減効果を検証した。検証方法は以下のとおりである。
分解手段５は、ＳＵＳ３０４にて構成され、その内容積が２Ｌであるものを用い、その内部に触媒４として酸化チタン担持ルテニウム触媒（金属量３％）２０ｇを収納した。分解系加熱制御手段６については、分解手段５内部に投入した熱電対とマイクロコンピュータ（図示せず）より構成し、触媒４の温度を制御した。
酸化水供給手段８としては、酸化水として次亜塩素酸ナトリウム水溶液（ｐＨ１２、有効塩素濃度：２０００ｐｐｍ）を収容したポリエチレン容器を用いた。ｐＨ調整手段１４としては中和剤として塩酸（ｐＨ２）を収容したポリエチレン容器を用い、塩酸を分解手段５内へ適宜添加する構成とした。また、酸化剤除去手段９としては粒状活性炭を、切替弁１０としては樹脂製の三方弁をそれぞれ使用した。
【００８３】
洗剤成分として直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム（以下ＬＡＳ）を２００ｐｐｍ含有する洗浄水３０Ｌを、流速４Ｌ／分にて分解手段５に通水し、洗濯槽１へ返送する分解工程を４時間継続した。分解手段５へは、酸化水供給手段８から酸化水を１５ｍＬ／分の割合で、さらにｐＨ調整手段１４から中和剤を混合物のｐＨが７となるように投入した。分解手段５内に収納された触媒４は、分解系加熱手段６により８０℃に加熱した。分解工程終了後、洗浄水は洗濯機外部へ排出した。
【００８４】
洗浄水の浄化効果を確認するため、分解工程実施前ならびに終了後における洗浄水の全有機炭素濃度（以下ＴＯＣ）を、（株）島津製作所製ＴＯＣ計（ＴＯＣ−５０００Ａ）により測定した。実施例１においては、分解工程終了後の洗浄水のＴＯＣが、浄化前のＴＯＣの５％を超えていたため、上水２５Ｌを新たに洗濯槽１に加え、追加のすすぎ工程を１回実施した。追加のすすぎ水についても、流速４Ｌ／分にて分解手段５に通水し、洗濯槽１へ返送する分解工程を１時間継続した。分解手段５へは、酸化水供給手段８から酸化水を６ｍＬ／分の割合で、さらにｐＨ調整手段１４からｐＨ調整液を混合物のｐＨが７となるように投入した。分解手段５内に収納された触媒４は、分解系加熱手段６により８０℃に加熱した。分解工程終了後、すすぎ水は洗濯機外部へ排出した。
【００８５】
なお比較例１として、従来広く利用されている洗浄水を再使用しない洗濯機（使用水量：洗濯工程３０Ｌ、すすぎ工程２５Ｌ×２回、合計８０Ｌ）、比較例２としては、先行発明に記載のとおり、マンガン酸化物をコートしたゼオライトを吸収濾過材として洗浄水の浄化再使用を実施する洗濯機による源水使用量削減効果を示した。この点については、以下の実施例においても同様である。
【００８６】
検証の結果を表１（実施例１）に示す。本発明の洗濯機における源水使用量削減効果ならびに排水浄化効果の関係分解工程の実施により、洗浄水を再使用しない洗濯機（比較例１）と比較して、源水の使用量を約２０％削減することができた。なお、本実施の形態における洗濯機については検証実験を５回繰り返しても洗浄水ならびに排水の浄化効果はほとんど低下しなかったのに対し、比較例２の洗濯機においては、吸収濾過材からの洗剤の排出が十分でなく、繰り返し使用に伴う浄化効果の低下が著しかった。
【００８７】
《実施例２》
図３に示す洗濯機の、源水使用量削減効果を検証した。検証方法は以下のとおりである。
酸化水供給手段８としては、イオン洗浄水メーカ（松下電器産業（株）製のＭＳ−Ｗ１）を使用し、食塩を添加した水道水を電解し、その酸性側の電解水（ｐＨ２．５、有効塩素濃度：２０００ｐｐｍ）を、酸化剤を含む酸化水として用いた。中和剤としては、消石灰の飽和水溶液を使用した。
【００８８】
吸着手段１６は、ＳＵＳ３０４にて構成され、その内容積が１．５Ｌであるものを用いた。吸着剤１５としては、繊維状活性炭５００ｍＬ（比表面積２０００ｍ２／ｇ、細孔容積０．７５ｍＬ／ｇ、比重約０．１ｇ／ｍＬ）を使用した。洗剤排出手段１７としてはバンドヒータを用い、吸着手段１６内部に投入した熱電対とマイクロコンピュータ（図示せず）により吸着剤１５の温度を制御した。また、圧力保持手段１８としては、ステンレス製の電磁弁を使用した。その他の構成については実施例１と同様である。
【００８９】
洗剤成分としてＬＡＳを２００ｐｐｍ含有する洗浄水３０Ｌを、流速４Ｌ／分にて吸着手段１６ならびに分解手段５に通水し、洗濯槽１へ返送する吸着分解工程を４時間継続した。分解手段５へは、酸化水供給手段８から酸性電解水を１ｍＬ／分の割合で投入した。分解手段５内に収納された触媒４は、分解系加熱手段６により８０℃に加熱した。また、分解手段５から排出された処理水へは、ｐＨが５以下となるよう中和手段１９より消石灰水溶液を投入した。
【００９０】
吸着分解工程の終了後、洗浄水のｐＨを７に調整した後、吸着手段１６内に１Ｌを残して洗濯機外部へ排出し、圧力保持手段１８を閉じ、洗剤排出手段１７により吸着剤１５を２５０℃にて１時間加熱した。吸着剤１５を１００℃以下まで冷却した後、圧力保持手段１８を開放し、脱着した洗剤を含有する洗浄水を洗濯機外部へ排出した。
洗浄水の浄化効果を確認するため、分解工程実施前ならびに終了後における洗浄水、および脱着した洗剤を含有し洗濯機外部へ排出された洗浄水のＴＯＣを測定した。
【００９１】
検証の結果を表１（実施例２）に示す。吸着工程の実施により、洗浄水中に含有される洗剤の一部が分解手段５までにあらかじめ除去され、この結果、吸着工程を実施しない場合（実施例１）と比較して少ない量の酸化剤により洗浄水の浄化を実施することが可能となった。さらに、分解工程終了後の洗浄水のＴＯＣは浄化前の約５％に達していたため、追加のすすぎ工程は必要なく、源水の使用量を従来（比較例１）より約６０％低減することができた。なお、本実施の形態における洗濯機については検証実験を５回繰り返しても洗浄水の浄化効果はほとんど低下しなかった。
【００９２】
《実施例３》
図４に示す洗濯機の、源水使用量削減効果を検証した。検証方法は以下のとおりである。
中和剤としては酸化水供給手段８により生成する塩基性電解水（ｐＨ１２．５）を使用することとし、中和手段１９を別途設けることはしなかった。この点については実施例４についても同様である。また、吸着剤１５である繊維状活性炭の量は３００ｍＬとした。その他の構成については前述のとおりである。
【００９３】
洗剤成分としてＬＡＳを２００ｐｐｍ含有する洗浄水３０Ｌを、流速４Ｌ／分にて分解手段５ならびに吸着手段１６に通水し、洗濯槽１へ返送する分解吸着工程を４時間継続した。分解手段５へは、酸化水供給手段８から酸性電解水を１ｍＬ／分の割合で投入した。分解手段５内に収納された触媒４は、分解系加熱手段６により８０℃に加熱した。また、分解手段５から排出された処理水へは、ｐＨが５以下となるよう酸化水供給手段８より塩基性電解水を投入した。
【００９４】
分解吸着工程の終了後、洗浄水のｐＨを７に調整した後、吸着手段１６内に１Ｌを残して洗濯機外部へ排出し、圧力保持手段１８を閉じ、洗剤排出手段１７により吸着剤１５を２５０℃にて１時間加熱した。吸着剤１５を１００℃以下まで冷却した後、圧力保持手段１８を開放し、脱着した洗剤を含有する洗浄水を洗濯機外部へ排出した。
洗浄水の浄化効果を確認するため、分解工程実施前ならびに終了後における洗浄水、および脱着した洗剤を含有し洗濯機外部へ排出された洗浄水のＴＯＣを測定した。
【００９５】
検証の結果を表１（実施例３）に示す。分解手段５による変性／分解の後、吸着手段１６による吸着工程を実施することにより、吸着工程を実施しない場合（実施例１）と比較して少ない量の吸着剤１５によって、洗浄水の浄化を実施することが可能となった。さらに、分解工程終了後の洗浄水のＴＯＣは浄化前の約５％に達していたため、追加のすすぎ工程は必要なく、源水の使用量を従来（比較例１）より約６０％低減することができた。なお、本実施の形態における洗濯機については検証実験を５回繰り返しても洗浄水の浄化効果はほとんど低下しなかった。
【００９６】
《実施例４》
図５に示す洗濯機の、源水使用量削減効果ならびに排水浄化効果を検証した。検証方法は以下のとおりである。貯水タンク２３は、ポリエチレンにて構成され、その内容積が２５Ｌであるものを用い、貯水タンク用バルブ２４としては、従来洗濯機用の排水弁を使用した。その他の構成については前述のとおりである。
洗剤成分としてＬＡＳを２００ｐｐｍ含有する洗浄水３０Ｌを、流速４Ｌ／分にて吸着手段１６ならびに分解手段５に通水し、洗濯槽１へ返送する吸着工程を４時間継続した。分解手段５へは、酸化水供給手段８から酸性電解水を１ｍＬ／分の割合で投入した。分解手段５内に収納された触媒４は、分解系加熱手段６により８０℃に加熱した。また、分解手段５から排出された処理水へは、ｐＨが５以下となるよう酸化水供給手段８より塩基性電解水を投入した。
【００９７】
吸着分解工程の終了後、洗浄水のｐＨを７に調整した後、吸着手段１６内に１Ｌ、貯水タンク２０内に２０Ｌを残して洗濯機外部へ排出し、圧力保持手段１８を閉じ、洗剤排出手段１７により吸着剤１５を２５０℃にて１時間加熱した。吸着剤１５を１００℃以下まで冷却した後、圧力保持手段１８を開放し、脱着した洗剤を含有する洗浄水を分解手段５へ排出した。続いて、分解手段５へ酸化水供給手段８から酸性電解水１Ｌを添加し、３０分間接触させた。その後、得られた処理水は貯水タンク２０に貯留された２０Ｌの水とともに洗濯機外部へ排出された。
洗浄水の浄化効果を確認するため、分解工程実施前ならびに終了後における洗浄水、および洗濯機外部へ排出された洗浄水のＴＯＣを測定した。
【００９８】
検証の結果を表１（実施例４）に示す。表１に示すとおり、洗濯機外部へ排出される排水中のＴＯＣは、吸着ならびに分解工程をまったく実施しない場合の洗浄水（比較例１）、および吸着剤１５の加熱後に脱着した洗剤の変性および／または分解工程を実施しない場合の排水（実施例２および３）と比較して低い値を示し、排水処理への負荷を抑制して洗濯機外部への排水が可能であった。なお、比較例２については、吸収濾過材からの洗剤の脱離ならびに分解が不十分であり、再生が困難であった。
【００９９】
【表１】
2006346257.tif 000003
【０１００】
表１は本発明の洗濯機における源水使用量削減効果ならびに排水浄化効果の関係を示す。本発明に係る洗濯機については検証実験を５回繰り返しても洗浄水ならびに排水の浄化効果はほとんど低下しなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明にかかる洗濯機は、源水の使用量を低減する洗濯機として有用である。また、洗剤の変性によりすすぎ工程における衣類からの洗剤の除去効果を向上する洗濯機にも応用できる。さらに、環境負荷を抑制して洗濯機外部に排水を行う洗濯機にも応用できる。また、洗剤を使用して洗浄を行う各種洗浄装置へも同様に展開できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の断面構成略図
【図２】本発明の実施の形態２における洗濯機の断面構成略図
【図３】本発明の実施の形態３における洗濯機の断面構成略図
【図４】本発明の実施の形態４における洗濯機の断面構成略図
【図５】本発明の実施の形態５における洗濯機の断面構成略図
【符号の説明】
【０１０３】
１  洗濯槽
２  排水口
３  ポンプ
４  触媒
５  分解手段
６  分解系加熱手段
７  分解系加熱制御手段
８  酸化水供給手段
９  酸化剤除去手段
１０  切替弁
１１  給水口
１２  洗濯機外部への排出口
１３  ｐＨ検知手段
１４  ｐＨ調整手段
１５  吸着剤
１６  吸着手段
１７  洗剤排出手段
１８  圧力保持手段
１９  中和手段
２０  貯水タンク
２１  貯水タンク用バルブ
【図１】
2006346257.tif 000004
【図２】
2006346257.tif 000005
【図３】
2006346257.tif 000006
【図４】
2006346257.tif 000007
【図５】
2006346257.tif 000008