(57)【要約】【課題】流体バランサーを小型化できるとともに、低温環境においてもアンバランス補正力を確保することができ、運転時の振動を抑制することができる脱水機を提供する。【解決手段】衣類等の洗濯物５を収容する回転槽（洗濯槽４）と、前記回転槽を回転駆動するモータ１０と、前記回転槽に配設された流体バランサー３１とを備え、流体バランサー３１の内部に、液体として炭酸カリウム水溶液が収容され、流体バランサー３１の内部の液体を加熱するヒーター３２が備えられたことにより、流体バランサー３１を小型化できるとともに、低温環境においてもアンバランス補正力を確保することができ、運転時の振動を抑制することができる脱水機を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衣類等の洗濯物を収容する回転槽と、前記回転槽を回転駆動する駆動部と、前記回転槽に配設された流体バランサーとを備え、
前記流体バランサーの内部に、液体として炭酸カリウム水溶液が収容され、前記流体バランサーの内部の液体を加熱する加熱部が備えられた脱水機。
【請求項２】
衣類等の洗濯物を収容する回転槽と、前記回転槽を内包し、内部に貯水可能な外槽と、前記回転槽を回転駆動する駆動部と、前記回転槽に配設された流体バランサーと、前記外槽の内部の貯水を加熱する加熱部とを備え、
前記流体バランサーの内部に、液体として炭酸カリウム水溶液が収容され、前記流体バランサーが前記外槽の内部の貯水に接触するように構成された脱水機。
【請求項３】
前記外槽の内部の貯水の温度を測定する温度検知部を備え、
前記温度検知部によって検知された前記外槽の内部の貯水の温度が所定温度以下の場合に、前記加熱部によって前記外槽の内部の貯水を加熱するように構成された請求項２に記載の脱水機。
【請求項４】
前記流体バランサーを構成する部材が金属で構成された請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱水機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を有する回転槽内に収容された衣類を遠心脱水する脱水機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭用の洗濯機あるいは洗濯乾燥機に用いられる脱水機は、回転槽の上部に、回転槽内の衣類の偏在に起因する脱水動作時のアンバランスを補正する流体バランサーを備えている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
特開平６−５４９９３号公報（特許文献１）には、塩化ナトリウム水溶液が流体バランサー内に収容された２槽式洗濯機における脱水槽が開示されている。また、特開平１−２８８２９６号公報（特許文献２）には、塩化カルシウム水溶液が流体バランサー内に収容された全自動洗濯機における洗濯槽兼脱水槽が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５４９９３号公報
【特許文献２】特開平１−２８８２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
流体バランサーのアンバランス補正力は内部に収容される液体の重量に依存する。そのため、流体バランサーは、比重が大きい液体を使用すると、同容積でもアンバランス補正力を高くすることができる。また、同じアンバランス補正力でよければ、流体バランサーの容積を小さくすることができる。流体バランサーの容積を小さくすることができれば、脱水機本体を小さくできたり、流体バランサーを薄くすることで回転槽の開口部を大きくできたりするなどのメリットがある。しかしながら、従来の脱水機における流体バランサーに使用されている塩化カルシウム水溶液または塩化ナトリウム水溶液は、比重が十分に大きくなく、アンバランス補正効果が十分に得られないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の脱水機は、衣類等の洗濯物を収容する回転槽と、前記回転槽を回転駆動する駆動部と、前記回転槽に配設された流体バランサーとを備え、前記流体バランサーの内部に、液体として炭酸カリウム水溶液が収容され、前記流体バランサーの内部の液体を加熱する加熱部が備えられたものである。
【０００７】
また、衣類等の洗濯物を収容する回転槽と、前記回転槽を内包し、内部に貯水可能な外槽と、前記回転槽を回転駆動する駆動部と、前記回転槽に配設された流体バランサーと、前記外槽の内部の貯水を加熱する加熱部とを備え、前記流体バランサーの内部に、液体として炭酸カリウム水溶液が収容され、前記流体バランサーが前記外槽の内部の貯水に接触するように構成されたものである。
【０００８】
本発明の脱水機は、流体バランサーの内部に、錘となるバランサー水として炭酸カリウム水溶液が収容されている。炭酸カリウム水溶液は、濃度を高くすることによって、従来使用されていた塩化カルシウムや塩化ナトリウムより、比重を高くすることが可能であり、アンバランス補正効果を高くすることができる。これによって、流体バランサーを小型化することができる。
【０００９】
また、流体バランサーのバランサー水として用いられる水溶液は、共晶点以上では濃度が高くなるにつれて凝固点が高くなるため、低温環境においては凍結が発生する場合がある。特に、本発明の脱水機で使用される炭酸カリウム水溶液においては、この課題を無視することはできない。そこで、本発明の脱水機は、流体バランサーの内部の液体が凍結した場合には融解させたり、事前に凍結を防止したりするために、流体バランサーの内部の液体、もしくは外槽の内部の貯水を加熱する加熱部を設けたものである。これによって、炭酸カリウム水溶液を加熱部により加熱することができ、共晶点以上の高濃度の炭酸カリウム水溶液をバランサー水として使用することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の脱水機は、アンバランス補正力を維持したまま流体バランサーを小型化することができるとともに、低温環境においてもアンバランス補正力を確保することができ、運転時の振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の構成を示す縦断面図
【図２】本実施の形態における洗濯機の洗い、すすぎ、脱水の各工程の動作を示すフローチャート
【図３】本実施の形態における洗濯機の流体バランサーに使用される炭酸カリウム水溶液の濃度と凝固点の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明の脱水機は、衣類等の洗濯物を収容する回転槽と、前記回転槽を回転駆動する駆動部と、前記回転槽に配設された流体バランサーとを備え、前記流体バランサーの内部に、液体として炭酸カリウム水溶液が収容され、前記流体バランサーの内部の液体を加熱する加熱部が備えられたものである。この構成によって、アンバランス補正力を維持したまま流体バランサーを小型化することができるとともに、低温環境においても炭酸カリウム水溶液を加熱してアンバランス補正力を確保することができ、運転時の振動を抑制することができる。
【００１３】
第２の発明の脱水機は、衣類等の洗濯物を収容する回転槽と、前記回転槽を内包し、内部に貯水可能な外槽と、前記回転槽を回転駆動する駆動部と、前記回転槽に配設された流体バランサーと、前記外槽の内部の貯水を加熱する加熱部とを備え、前記流体バランサーの内部に、液体として炭酸カリウム水溶液が収容され、前記流体バランサーが前記外槽の内部の貯水に接触するように構成されたものである。この構成によって、アンバランス補正力を維持したまま流体バランサーを小型化することができるとともに、低温環境においても炭酸カリウム水溶液を加熱してアンバランス補正力を確保することができ、運転時の振動を抑制することができる。
【００１４】
第３の発明は、特に、第２の発明において、前記外槽の内部の貯水の温度を測定する温度検知部を備え、前記温度検知部によって検知された前記外槽の内部の貯水の温度が所定温度以下の場合に、前記加熱部によって前記外槽の内部の貯水を加熱するように構成されたものである。この構成によって、凍結したバランサー水の融解を合理的に行い、より効果的にアンバランスの発生を防ぐことができる。また、外槽の内部の貯水の温度が所定温度以上の場合には、加熱部による加熱を行わずに洗濯運転を実行し、省エネルギーを図った洗濯を行うことも可能である。
【００１５】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれかの発明において、前記流体バランサーを構成する部材が金属で構成されたものである。この構成によって、温度検知部による流体バランサーの内部の液体や外槽の内部の貯水の温度を検知しやすくなる。そのため、より効
果的にバランサー水が凍結した状態で脱水運転が実施されるのを防ぐことができる。また、流体バランサーを小型化することができる。また、回転槽の開口部の開口径を、従来に比べ大きくすることができ、衣類等の回転槽に対する出し入れの使い勝手を向上させることができる。また、バランサー水の凍結による流体バランサーの変形や損傷を防止することができる。
【００１６】
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。
【００１７】
（実施の形態１）
本発明の脱水機について、回転槽を高速回転させて衣類の脱水を行う洗濯機を例示して説明する。図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の構成を示す縦断面図である。
【００１８】
図１に示されるように、有底筒状に構成された外槽１は、洗濯機の筐体２の内部で複数のサスペンション機構３により弾性的に支持されている。洗濯槽４（回転槽）は、有底筒状に構成され、外槽１内に回転軸７まわりに回転可能に配設されている。洗濯槽４の内部には、洗濯物５が収納される。洗濯槽４は、正面側に洗濯物５が出し入れされる開口部６を有している。洗濯槽４の周壁８には複数の排出孔９が設けられている。外槽１と洗濯槽４と回転軸７は、水平に対して角度θ（例えば２０°）前上がりに傾けて配置されている。モータ１０が、外槽１の底面外側に配設されている。モータ１０は、洗濯槽４を回転させる駆動部であり、洗濯槽４を回転軸７を回転中心として正転および逆転の両方向に回転させる。
【００１９】
洗濯槽４の前部で開口部６の周囲に円環状の流体バランサー３１が配設されている。流体バランサー３１の内部には、錘としてのバランサー水が空気とともに封入されている。流体バランサー３１は、洗濯槽４がモータ１０によって高速回転されたとき、封入されたバランサー水が円環上の位置を自動的に変化することによって、洗濯物５のアンバランス状態を打ち消す。流体バランサー３１は、外殻等の構成部材がステンレス等の金属材料で構成されている。
【００２０】
筐体２の前面には洗濯物５が出し入れされる略円形状の投入口２０が設けられている。また、この投入口２０を開閉する扉１１が設けられている。投入口２０は、洗濯槽４の開口部６および外槽１の前面開口部２１と対向させて設けられている。投入口２０と対向する外槽１の前面開口部２１はパッキン１２によって筐体２と気密性を確保して連結されている。
【００２１】
外槽１の内部に水を供給する給水口１３が、筐体２の後側上部に備えられている。給水口１３は、給水弁１４および洗剤投入部１５を介して外槽１の内部に連結されている。給水口１３は、ホース等によって水道水配管に接続されて使用される。給水口１３からの給水は、給水弁１４が開かれることにより洗剤投入部１５を通って外槽１の内部へと給水される。洗剤投入部１５は、洗剤ケース１５ａが前方に出し入れ可能な構成となっており、使用者が洗剤を投入しやすくしている。
【００２２】
外槽１の底部には洗濯水を排出する排水口１６が設けられている。排水口１６には排水路１７が連結され、排水路に排水弁１７ａが設けられている。排水弁１７ａが開かれることにより、外槽１の内部の水が機外に排出される。排水路１７は、排水弁１７ａの手前から外槽１の前側に設けられた吐出口２２と連結され、水循環経路１８が構成されている。水循環経路１８には、ポンプ１９が設けられている。排水弁１７ａが閉じられた状態でポンプ１９が駆動されることにより、外槽１の内部の水が水循環経路１８を介して循環される。
【００２３】
外槽１の内部の洗濯水を加熱するヒーター３２と洗濯水の温度を検知する温度検知部である温度センサー３３とが外槽１の下部に備えられている。ヒーター３２および温度センサー３３は、洗い工程またはすすぎ工程において外槽１の内部に給水され、ポンプ１９によって循環される洗濯水の水位より低い位置に設けられている。
【００２４】
流体バランサー３１は、洗い工程またはすすぎ工程において外槽１の内部に所定水位まで給水されて貯水されたとき、その下部が貯水に接触するように構成されている。これによって、ヒーター３２は、貯水を介して流体バランサー３１を加熱することができるように構成され、流体バランサー３１の内部のバランサー水を加熱することができる。
【００２５】
洗濯槽４の回転、外槽１への給水および排水、外槽１の内部の水の循環などの動作を含めて、洗い、すすぎおよび脱水の各工程は、制御部（図示せず）によって逐次実行される。
【００２６】
以上のように構成された洗濯機について、その動作および作用を説明する。図２に示されるように、洗い工程、すすぎ工程（例えば、すすぎ１およびすすぎ２）、脱水工程が、制御部によって洗濯運転の一連の動作として実行される。使用者の選択によって、例えば洗い工程のみの実行も可能である。制御部によって制御されて実行される各工程の動作については、よく知られた洗濯運転と同様であるので、詳細の説明は省略し、以下に簡単に説明する。
【００２７】
使用者が扉１１を開き、投入口２０から洗濯物５を洗濯槽４の内部に投入し、扉１１を閉めて、スタートボタン等によって洗濯運転の開始を指示する。洗濯運転が開始されると、まず、洗い工程が開始される。制御部は、洗い工程において、排水弁１７ａを閉じた状態で給水弁１４を開き、外槽１の内部に所定の水位に達するまで洗剤投入部１５を介して給水を行う。その後、モータ１０により洗濯物５と洗剤が含まれた洗濯水の入った洗濯槽４を回転させ、洗濯物５を攪拌させて洗いが行われる。制御部は、洗い工程を終了すると、すすぎ工程に移行する。
【００２８】
すすぎ工程では、排水弁１７ａが開かれて、洗いによって洗濯物５から落とされた汚れが混入した洗濯水が排水口１６から排水路１７を介して機外に排出される。その後、中間脱水によって洗濯物５の内部に残留した汚れを含んだ洗濯水が遠心脱水され、機外に排出される。排水弁１７ａが閉じられた後、外槽１の内部に洗剤投入部１５を介さずに給水され、洗濯槽４を回転させ、洗濯物５を攪拌させてすすぎが行われる。本実施の形態では、すすぎが２回行われるが、これに限定されるものではない。制御部は、すすぎ工程を終了すると、脱水工程に移行する。
【００２９】
脱水工程では、排水弁１７ａが開かれて、最終のすすぎに使用された水が機外へ排出される。その後、モータ１０により洗濯物５の入った洗濯槽４を高速回転させて、洗濯物５の脱水が行われる。脱水工程が終了すると、制御部は、一連の洗濯運転を終了する。
【００３０】
上記のような洗い工程、すすぎ工程、脱水工程において、洗濯槽４が回転することによって振動が発生し、外槽１全体が振動する。この振動はサスペンション機構３により吸収され、筐体２の振動は抑制される。
【００３１】
また、すすぎ工程における中間脱水および脱水工程における脱水運転時には、洗濯槽４は、濡れた洗濯物５が収容された状態で高速回転される。洗濯物５が洗濯槽４の内部に不均一に偏在した状態で収容されていると、洗濯槽４の回転に対してアンバランス状態が生じる。この状態では、洗濯槽４は大きく振れまわるようになる。この場合、洗濯槽４の前
部に配設された流体バランサー３１が機能する。すなわち、流体バランサー３１の内部のバランサー水が、片寄った洗濯物５の逆方向に移動することによって、バランシング効果（アンバランス補正効果）が発揮され、洗濯槽４全体の振動が抑制される。
【００３２】
流体バランサー３１について、説明する。流体バランサー３１には、バランサー水として、濃度５０ｗｔ％の炭酸カリウム水溶液が封入されている。濃度５０ｗｔ％の炭酸カリウム水溶液の比重は約１．５４である。すなわち、バランサー水の質量を同質量とすると、比重が約１．３５である塩化カルシウム水溶液を使用した場合に比べて、バランサー水の体積を約１４％低減できる。
【００３３】
これによって、本実施の形態における流体バランサー３１は、流体バランサー３１のアンバランス補正力を従来と同等に確保するという条件においては、バランサー水の体積低減に応じた割合で、流体バランサー３１の径方向の厚さを薄くすることができる。したがって、流体バランサー３１を小型化することができる。また、流体バランサー３１の内径によって制約を受ける洗濯槽４の開口部６の開口径を、従来に比べ大きくすることができる。
【００３４】
図３は炭酸カリウム水溶液の濃度と凝固点（凝固温度）の関係を示すグラフである。炭酸カリウム水溶液では、炭酸カリウム濃度４０ｗｔ％付近に共晶点があり、凝固点が最低となる。濃度４０ｗｔ％より高濃度では、高濃度になるにつれて、凝固点が高くなる。一方、濃度が高い方が比重は高くなるため、バランサー水としては濃度が高い方が、体積を小さくできるため望ましい。例えば、濃度４０ｗｔ％では、凝固点は約−３７℃、比重は約１．４１であるのに対し、濃度５０ｗｔ％では、凝固点は約−８℃、比重は約１．５４である。
【００３５】
本実施の形態の洗濯機は、水を使用して洗濯を行うため、洗濯運転中には、洗濯槽４の内部の温度は０℃以上である場合が多い。しかしながら、洗濯機が寒冷地に設置された場合などにおいては、洗濯を行っていない時に、洗濯機が置かれている環境温度が−２０℃程度に低下することがある。濃度５０ｗｔ％の炭酸カリウム水溶液の場合、凝固点は約−８℃であるので、長時間−２０℃にさらされた場合、炭酸カリウム水溶液は凍結することになる。
【００３６】
本実施の形態の洗濯機のような、回転軸７が垂直ではない洗濯機では、非運転時にはバランサー水が流体バランサー３１の内部の下部に貯まっており、その位置で凍結してしまう。すなわち、バランサー水が円環状の流体バランサー３１の片寄った位置で凍結する。この状態で脱水運転が開始されると、アンバランス補正のための流体バランサー３１の内部でのバランサー水の移動が行われず、かつ、流体バランサー３１そのものにアンバランスが生じているため、洗濯槽４の振動が大きくなる。
【００３７】
この課題を解決するため、本実施の形態の洗濯機は、外槽１の下部の内側に外槽１の内部の水を加熱する加熱部であるヒーター３２を備えている。制御部は、洗い工程の開始時に、外槽１の内部に、水が流体バランサー３１の下部に接触する水位まで、水位センサー（図示しない）で水位を検知しながら給水する。その後、ヒーター３２により、外槽１の内部に貯水された水を加熱することによって、流体バランサー３１を加熱する。これによって、流体バランサー３１の内部の凍結していたバランサー水を融解させることができる。したがって、バランサー水の凍結によるアンバランスの発生を防ぐことができ、洗い工程以降の一連の工程の実施時には、流体バランサー３１によるアンバランス補正を正常に機能させることができる。
【００３８】
バランサー水の凍結によって、アンバランスの問題が発生するのは、脱水運転時である
。給水されるのは、水道水などの水であるため、外槽１の内部の貯水の温度は基本的に０℃以上である。バランサー水が凍結していた場合、外槽１の内部の貯水の温度よりバランサー水の温度の方が低い。そのため、洗い工程における攪拌動作の際に、流体バランサー３１に接触している外槽１の内部の貯水の温度は低下する。一方、外槽１の内部の貯水の温度がバランサー水の温度より高い場合、外槽１の内部に貯水された水が流体バランサー３１の下部に接触しているので、ヒーター３２を使用しなくても、バランサー水は融解する。
【００３９】
本実施の形態の洗濯機は、外槽１の内部の貯水の温度を検知する温度センサー３３を備えている。制御部は、例えば洗濯運転の開始時に、外槽１の内部の貯水の温度を検知し、所定温度以下の場合には、ヒーター３２によって貯水を加熱してバランサー水を融解する。これによって、効果的にアンバランスの発生を防ぐことができる。また、外槽１の内部の貯水の温度が所定温度以上の場合には、ヒーター３２による加熱を行わずに洗濯運転を実行し、省エネルギーを図った洗濯を行うことも可能である。
【００４０】
なお、温度センサー３３による外槽１の内部の貯水の温度の検知は、洗濯運転の開始時、すなわち洗い工程の開始時に行われるとしたが、これに限られるものではない。また、一連の工程が実行される間、検知し続けられてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態の洗濯機では、流体バランサー３１の外殻等の構成部材として金属であるステンレスを使用している。金属は熱伝導性が高いため、ヒーター３２からの熱エネルギーが効率的に流体バランサー３１の内部のバランサー水に伝達される。これによって、バランサー水が凍結していた場合に、外槽１の内部の貯水を加熱してバランサー水の融解を短時間で効率的に行うことができる。また、バランサー水が凍結している場合に、外槽１の内部の貯水の温度が低下しやすくなるため、温度センサー３３による外槽１の内部の貯水の温度を検知しやすくなる。そのため、より効果的にバランサー水が凍結した状態で脱水運転が実施されるのを防ぐことができる。
【００４２】
また、ステンレス等の金属は樹脂より強度が高いため、流体バランサー３１の外殻等の構成部材を薄く形成することができる。これによって、流体バランサー３１の径方向の厚さを薄くすることができる。したがって、流体バランサー３１を小型化することができる。また、流体バランサー３１の内径によって制約を受ける洗濯槽４の開口部６の開口径を、従来に比べ大きくすることができ、洗濯物５の洗濯槽４に対する出し入れの使い勝手を向上させることができる。
【００４３】
また、ステンレス等の金属は樹脂に比べて柔軟性があり、変形しても復元しやすい。したがって、バランサー水が凍結した際に体積膨張によって流体バランサー３１が損傷することを防止することができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、加熱部のヒーター３２および温度検知部の温度センサー３３が外槽１の下部に設けられ、貯水を温度検知するとともに加熱し、バランサー水を貯水で間接的に加熱する構成について説明したが、これに限られるものではない。例えば、バランサー水の温度検知部および加熱部が流体バランサー３１の外殻の内側または外側に設けられ、バランサー水を温度検知するとともに加熱するように構成されてもよい。
【００４５】
この構成であれば、温度検知部は、より正確にバランサー水の温度を検知することができる。また、加熱部は、より効率よくバランサー水を加熱することができる。また、凍結したバランサー水を溶解させるだけでなく、洗濯運転が行われていないときであっても、低温環境で所定の温度以下であることを検知し、事前にバランサー水を加熱するように構成されれば、バランサー水が凍結することがないように構成されることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる脱水機は、アンバランス補正力を維持したまま流体バランサーを小型化できるとともに、低温環境においてもアンバランス補正力を確保することができ、運転時の振動を抑制することができる。したがって、脱水機のみならず、同様の脱水機能を備えた洗濯機や洗濯乾燥機にも有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１  外槽
２  筐体
３  サスペンション機構
４  洗濯槽（回転槽）
５  洗濯物
６  開口部
７  回転軸
８  周壁
９  排出孔
１０  モータ（駆動部）
１１  扉
１２  パッキン
１３  給水口
１４  給水弁
１５  洗剤投入部
１６  排水口
１７  排水路
１７ａ  排水弁
１８  水循環経路
１９  ポンプ
２０  投入口
２１  前面開口部
２２  吐出口
３１  流体バランサー
３２  ヒーター（加熱部）
３３  温度センサー（温度検知部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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