(57)【要約】【課題】電解物質を混入した洗浄水を電極にて電気分解を行い洗浄を行う洗浄機においては、電解物質の混入量により電気分解によって生成される物質の生成量にばらつきが生じ、洗浄の仕上がりに影響する。【解決手段】制御手段は電解物質が混入された洗浄水の電極電圧検知手段によって検知される電圧値と電極電流検知手段によって検知される電流値から演算される値に基づいて電極間印加電圧、電極間通電電流、電極通電時間の少なくとも１要素を変化させて制御を行うことにより、電解物質の投入量による影響を受けずに安定した洗浄性能を発揮する洗浄機を提供することを可能とした。【選択図】  図４
2004229809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水の循環経路中に配置された少なくとも１対の電極と、電極間の電圧値を検出する電圧検知手段と、電極間に通電される電流値を検出する電流検知手段と、前記電極への印加電圧を制御する制御手段とを備えた洗浄機において、前記制御手段は前記洗浄水に印加電圧し、前記電圧検知手段の出力と、前記電流検知手段の出力によって得られる洗浄水の抵抗値に基づいて洗浄水の電解物質濃度を推定し、所定濃度値になるように前記印加電圧または印加時間を設定することを特徴とする洗浄機。
【請求項２】
前記洗浄水の電解物質濃度推定値が所定濃度値より低い場合には、洗浄を停止して電解物質の投入不足を報知することを特徴とする請求項１記載の洗浄機。
【請求項３】
前記洗浄水の電解物質濃度推定値が所定濃度値より高い場合には、電解物質の投入過多を報知するとともに、洗浄を停止して洗浄水を排水するとことを特徴とする請求項１記載の洗浄機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解物質が混入された洗浄水を電気分解して洗浄を行う洗浄機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電解物質として食塩を使用して電気分解によって次亜塩素酸を生成し、被洗浄物の漂白・脱臭・殺菌を行うものがある。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
また、電極を制御する電極制御装置として印加電圧が規定値以上となった場合もしくは通電電流値が規定値以下となった場合などに電極の洗浄等のメンテナンスを促す電極制御装置がある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許３２４５９５８公報（第１―３頁、図３）
【特許文献２】
特開平５―１３７６８９公報（第１―４頁、図２）
【特許文献３】
特開２０００−１４４４９９号公報（第１―３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の電解物質を混入した洗浄水を電極にて電気分解を行い洗浄を行う洗浄機においては、電解物質の混入量により電気分解によって生成される物質の生成量にばらつきが生じ、洗浄の仕上がりに影響する場合がある。
電解物質が所定量より少ない場合には充分な仕上がりを達成できず、多い場合には被洗浄物に電解物質が付着したまま残ることがあり不具合がある。また、電解物質による金属類のサビの発生およびゴムの劣化を促進するという問題や、多量の塩素ガス等の有毒ガスを発生する可能性が高くなるという不具合があった。
これを解決するためには、使用者が洗浄コース等により変化する洗浄水量に合った電解物質の投入量を正確に測って投入する必要がある。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は電解物質の混入量による洗浄の仕上がりのばらつきを抑え、電解物質の投入量に幅を持たせ且つ安定した洗浄を行うことにある。また、電解物質の投入量が所定量より少なく十分な洗浄性能を得ることができない場合、投入量が所定量より多い場合には使用者に報知を行う洗浄機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１においては洗浄水の循環経路中に配置された少なくとも１対の電極と、電極間の電圧値を検出する電圧検知手段と、電極間に通電される電流値を検出する電流検知手段と、前記電極への印加電圧を制御する制御手段とを備えた洗浄機において、前記制御手段は前記洗浄水に印加電圧し、前記電圧検知手段の出力と、前記電流検知手段の出力によって得られる洗浄水の抵抗値に基づいて洗浄水の電解物質濃度を推定し、所定濃度値になるように前記印加電圧または印加時間を設定する。
【０００６】
請求項２では、洗浄水の電解物質濃度推定値が所定濃度値より低い場合には、洗浄を停止して電解物質の投入不足を報知する。
【０００７】
請求項３では、洗浄水の電解物質濃度推定値が所定濃度値より高い場合には、電解物質の投入過多を報知するとともに、洗浄を停止して洗浄水を排水する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電解物質が混入された洗浄水を電気分解して洗浄を行う洗浄機の一例として、電解物質として食塩を混入し電気分解によって次亜塩素酸を生成して食器の漂白・殺菌・脱臭を行う食器洗い燥機についての実施の形態について、添付図面を参照しながら以下説明する。
電解物質としては、食塩の他に塩化カリウムを用いることができる。
図１に食器洗い乾燥機の内部構造図を示す。１は食器を収納する洗浄槽であり洗浄槽１の内部には洗浄槽１に貯水される洗浄水を加熱する温水ヒーター２、食器を収納する食器かご３を備え、洗浄槽１の下部には洗浄水を圧送し洗浄ノズル４から洗浄水を噴射する機能と、洗浄水を食器洗い機外部へと排出する機能を備えたポンプ５を備え、洗浄槽１内へ洗浄水の供給を行う電磁弁６、洗浄槽１内の洗浄水の水位を検出する水位検出手段７、食器収納庫１内に風を送り込む送風ファン１０、送風ファン１０によって送り込まれる風を暖める温風ヒーター１１を備え、食器洗い乾燥機前面のドア１３には送風ファン１０によって送り込まれた風を機外に排出する排気口１２を備えている。
また、洗浄槽１の底部には洗浄槽内の洗浄水を電気分解するために１対の電極１４が備えられており、食器洗い乾燥機機内部には制御装置８、また食器洗い機前面には洗浄コースの選択等を行う操作パネル９を備えている。
【０００９】
図２に制御装置８のブロック図を示す。制御装置内にはマイクロコンピュータ１５を備えており、マイクロコンピュータ１５の内部にはあらかじめプログラミングされたプログラムが記憶されているＲＯＭ１７、各種入力回路からの信号を演算しながらそのＲＯＭ１７に記憶されたプログラムに基づき外部の出力回路、駆動回路に信号を出力するＣＰＵ１６、ＣＰＵ１６にて演算された値を記憶する揮発性のメモリＲＡＭ１８を備え、ＣＰＵ１６は各種入力回路からの信号を演算しながらそのＲＯＭ１７に記憶されたプログラムに基づき外部の出力回路、駆動回路に信号を出力することによって洗浄・乾燥の一連の動作を行うものである。
【００１０】
図３に操作パネル９の詳細図を示す。２０は電源の入／切を行う電源スイッチ、２１は洗浄を開始、一時停止を行うスタート／一時停止スイッチ、２２は洗浄コースを選択する洗浄コーススイッチであり、洗浄コーススイッチ２２にて選択可能なコースには、軽い汚れの食器を短時間で洗浄する際には『スピーディコース』、標準的な汚れの食器を洗浄する際には『標準コース』というように、各コースによって洗い・すすぎの時間および洗浄水加熱手段による到達温度、すすぎの回数が各コースにてあらかじめ設定されている複数の洗浄コースを備えている。また、洗浄コースの１つには電極による電気分解によって次亜塩素酸を発生させ、食器・まな板等の被洗浄物の漂白・除菌・殺菌を行う『漂白コース』を備えている。また、２３は洗浄を行わずに乾燥のみを行いたい場合に選択する乾燥のみスイッチであり、乾燥選択スイッチ２４は乾燥時間を温風１５分、温風３０分、温風６０分、送風と設定可能なスイッチであり乾燥選択スイッチ２４は洗浄コーススイッチ２２にて洗浄コースが選択された場合も乾燥のみが選択された場合にも設定可能である。
【００１１】
洗い、すすぎ（数回実施する）、最終すすぎのそれぞれの工程内においては電磁弁６を開成し食器収納庫１内に洗浄水を供給し、水位検出手段７からの信号によって所定の水位まで到達したことをＣＰＵが認識すると電磁弁６を閉止する給水工程、食器収納庫１内の洗浄水をポンプ５から洗浄ノズル４に圧送し食器収納庫１内の洗浄水を循環する循環工程、食器収納庫１内の洗浄水をポンプ５によって器体外部に排出する排水工程と逐次実行される。通常、洗いと最終のすすぎの際には、前記循環工程注に食器収納庫１に貯水される洗浄水をヒーター２によって所定の温度まで加熱しながら洗浄水を循環させ、洗いと最終すすぎの間に実行されるすすぎにおいてはヒーター２による洗浄水の加熱は行なわずに、ポンプ５から洗浄ノズル４に圧送された洗浄水の循環のみを行なう。
【００１２】
次に、乾燥工程においては温風ファン１０によって食器収納庫１内に風が送り込まれる排気口１２から機外に排出される。温風１５分、温風３０分、温風６０分の何れかが選択された場合には温風ファン１０とともに温風ヒータも通電され食器収納庫１内に送り込まれる風が暖められるが、送風が選択された場合には温風ファンのみ通電される。
【００１３】
ここで、『漂白コース』について説明すると、『スピーディコース』『標準コース』では汚れた食器を洗浄するために洗浄槽内に食器を収納後に所定量の洗剤を投入して食器類の洗浄を行うものであるが、『漂白コース』においては洗剤の替わりに電解物質として食塩を投入し、電極に電圧を印加して次亜塩素酸を生成しながら洗浄水の噴射を行い食器類の漂白・除菌を行う漂白洗いを備えたコースである。
【００１４】
使用者が『漂白コース』を選択実行する場合、使用者は被洗浄物を洗浄槽内に収納し、洗浄槽内に食塩を投入することによって被洗浄物の漂白が行われることとなる。『漂白コース』においては最初に洗浄槽内所定の水位までの給水が行われた後、ポンプによる被洗浄物への洗浄水の噴射が行われると同時に洗浄槽内に配置された電極１４に電圧が印加され、次亜塩素酸を生成しながら洗浄水の噴射され漂白洗いを行う。その後、数回の水の置換を行い被洗浄物に洗浄水を噴射する『すすぎ』および被洗浄物の乾燥を行う『乾燥』を行い『漂白コース』は一連の動作を終了する。
【００１５】
図４に電極駆動回路を示す。電極は１対の第１電極３０、第２電極３１にて構成されており、電圧制御回路３３にて、マイクロコンピュータ１５からの指令値に応じた電圧に調整され電極間に印加される。また、電極駆動回路中には電極間電圧を検出可能な電圧制御回路３３および電極通電電流を検出可能な電流検出回路３５が設けられており、そのそれぞれの回路からの出力はマイクロコンピューター１５に入力されＣＰＵ１６にて演算処理が行われる。以上のようにして、電極間に電圧制御回路３３から供給される直流電圧が電極間に供給され直流電流が通電されることによって、陽極側に次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が生成される。しかしながら、陰極側の電極においては水道水中のカルシウムやマグネシウム等のスケールの析出が同時に発生するため、電極の寿命を延ばすためには第１電極３０、第２電極３１に印加する電圧の極性を変えてスケールの除去（剥離）を図る必要があるため、電極部には極性切替リレー３２を備えており、第１電極側を＋、第２電極側を―という極性と、第１電極側を―、第２電極側を＋という極性とに切り替えることを可能としている。
【００１６】
第一の実施の形態について、以下説明する。食塩水を電気分解することによって生成される次亜塩素酸の生成速度は電極面積、電極間距離、食塩水濃度、電極間通電電流によって決定されるが電極面積、電極間距離については構造上決定する項目であり、使用の都度変化する値ではないため変数として扱わず、ここでは一例として、洗浄槽内に溜められる洗浄水量約４リットルに対して電極間通電電流値、食塩投入量の違いによって次亜塩素酸生成速度が図５のような特性を示す電極を使用した場合について説明する。
この電極を使用した場合には、食塩を１０ｇ入れ、電極間の通電電流を１．０Ａとして次亜塩素酸生成速度４ｐｐｍ／分にて電気分解が行われ、最終的に次亜塩素酸濃度が１２０ｐｐｍとなるまで洗浄水の噴射を３０分行うことによって被洗浄物の漂白が十分に行われるとする。しかし、使用者が誤って５ｇの食塩しか投入しなかった場合には通電電流１．０Ａにて２ｐｐｍ／分の生成速度でしか次亜塩素酸は生成されず、３０分間電気分解を行っても次亜塩素酸濃度は６０ｐｐｍまでしか到達せずに十分に漂白が行われない。
【００１７】
そこで、本実施の形態においては電極電圧制御回路３３からマイクロコンピュータ１５に入力される電極間電圧値と電極通電電流検出回路３５からマイクロコンピュータ１５に入力される電極間通電電流値からマイクロコンピュータ１５のＣＰＵ１６にて電極間の電気抵抗値すなわち洗浄水の電気抵抗値を演算し、図６に示したグラフから混入された食塩の量を推測し、十分な漂白が確実に行われるように電解時間または電極通電電流を変えて制御するものである。
【００１８】
以下、図７のフローチャートを用いて具体的な動作について説明する。洗浄槽内に洗浄水が供給された後、洗浄水を洗浄ノズルから噴射するようにポンプ５をオン（Ｓ１）して、電極間に１．０Ａの一定電流を通電する（Ｓ２）。次に１．０Ａの電流を通電した時の電極間電圧を入力し（Ｓ３）、入力した電極電圧値と電極間通電電流（１．０Ａ）から電極間抵抗値Ｒを演算する（Ｓ４）。Ｓ５ではＲが所定値（図７では１Ω）未満かどうか、すなわち多量の食塩が投入されていないかを判断し、Ｒが所定値未満の場合すなわち多量の食塩が投入されたと判断されればＳ２０の処理へすすみ、洗浄水を噴射するようにオンしていたポンプ５を、洗浄槽内の洗浄水を排水するようにオンし（Ｓ２０〜Ｓ２１）、電極間の通電をオフし（Ｓ２２）多量の食塩が投入されたことをブザーの鳴動、ランプの点滅等によって使用者に報知する（Ｓ２３）。
Ｓ６ではＲが所定値（図７では１ＫΩ）以上かどうか、すなわち少量の食塩しか投入されていないか、もしくは食塩が投入されていないかを判断し、Ｒが所定値以上の場合、すなわち少量の食塩しか投入されていない、もしくは食塩が投入されていないと判断されればＳ１７の処理へすすみ、Ｓ１７で洗浄水を噴射するようにオンしていたポンプ５をオフし、Ｓ１８にて電極間の通電をオフし、ブザーの鳴動、ランプの点滅等の異常報知を行って終了する。
【００１９】
以上の説明は、適量範囲外の食塩が投入された場合の処理であり、適量範囲内の食塩が投入された場合には、Ｓ７以降の処理へとすすみ洗浄水の電解が行われる。Ｓ７においてはＳ４で演算された抵抗値Ｒから食塩投入量Ｍが演算され、Ｓ８では食塩投入量Ｍから次亜塩素酸生成速度が４ｐｐｍ／分となる電流値ＩＴが演算される。Ｓ９〜Ｓ１０の処理では、Ｓ８にて演算された電流値ＩＴが電源の能力最大値Ｉ（ｍａｘ）より大きい場合にはＩＴ＝Ｉ（ｍａｘ）とされ、電源能力最大値以下にて電極間に通電されるようになされるものである。Ｓ１１においては、抵抗値Ｒ、通電電流値ＩＴにて電気分解を行った場合に次亜塩素酸濃度が１２０ＰＰＭの濃度となるまでに要する時間Ｔ１が演算される。その後Ｓ１２にて電極間に電流値ＩＴが通電されるように制御され、Ｓ１３にてＳ１１で演算された時間Ｔ１経過したか否か判断され、Ｔ１経過後には電極間の通電がオフされ（Ｓ１４）、Ｓ１５にて洗浄時間が３０分経過したか否か判断され、３０分経過した場合には洗浄水を噴射するようにオンされていたポンプがオフされ（Ｓ１７）、電解水洗浄は終了する。
【００２０】
前述の制御で、ＣＰＵ１６にて演算された電気抵抗値が１５Ωであった場合には、図６より食塩の混入量は５ｇと演算され、図５より２．０Ａの電流を電極間に通電するように制御することによって次亜塩素酸生成速度を４ｐｐｍ／分となるように制御すれば３０分間の電気分解にて１２０ｐｐｍの次亜塩素酸濃度となるように可能である。しかし、本実施例の洗浄機に備えられた電源が最大１．０Ａまでの電流しか通電可能で無い場合には、最大通電電流Ｉ（ｍａｘ）＝１．０Ａにて電極間に通電されることとなり、その際の次亜塩素生成速度は２ｐｐｍ／分となるため、通電時間Ｔ１は６０分となり６０分間通電されて最終的な次亜塩素酸濃度が１２０ｐｐｍとなるようにして確実に漂白が行われる様に制御される。
【００２１】
また、ＣＰＵ１６にて演算された電気抵抗値が５Ωであった場合には、図６より食塩の混入量は２０ｇと演算され、図５より０．６７Ａの電流を電極間に通電するように制御することによって次亜塩素酸生成速度を４ｐｐｍ／分となるように制御すれば３０分間の電気分解にて１２０ｐｐｍの次亜塩素酸濃度となるように可能であり、３０分間通電されて最終的な次亜塩素酸濃度が１２０ｐｐｍとなるようにして確実に漂白が行われる様に制御される。
【００２２】
しかし、実際には電極に通電する電流値を常に一定とした方が制御回路も複雑になること無く構成可能なため、図８に示した第二の実施の形態のフロー図の様に電極間に１．０Ａの電流を通電し（Ｓ３０）、抵抗値Ｒの場合に通電電流値１．０Ａにて次亜塩素酸濃度が１２０ｐｐｍの濃度となるまでに要する時間Ｔ１を演算し（Ｓ３１）、Ｔ１時間後すなわち次亜塩素酸濃度が１２０ｐｐｍとなると電極間通電をオフする（Ｓ３２〜Ｓ３３）ようにし、その後Ｓ３４にて洗浄時間が３０分経過したか否か判断し（Ｓ３４）、３０分経過した場合にはポンプをオフ（Ｓ３５）して終了することによって、例えばＣＰＵ１６にて演算された電気抵抗値が５Ωであった場合には、図６より食塩の混入量は２０ｇと演算され、図５より１．０Ａの電流を電極間に通電するように制御することによって次亜塩素酸生成速度を６ｐｐｍ／分と演算されるため２０分間の電気分解にて１２０ｐｐｍの次亜塩素酸濃度となるように可能であるため、２０分間通電されて洗浄が行われその後１０分間電極間に通電されない状態で洗浄が行われるため、必要な次亜塩素酸濃度を保つとともに、十分に漂白を行うために必要な洗浄時間（本実施例では３０分）も保つことが可能となる。
以上のような制御によって、供給可能な最大電力を供給したときの次亜塩素酸生成速度に応じて、電気分解を行う時間を変化させて最終的に目標の次亜塩素酸濃度に到達するようにすることが、特別に大きな電力を供給可能な電源を備える必要も無く部品コストも安価ですみ、漂白能力を確保する最小の洗浄時間で済むため有効である。
【００２３】
次に第三の実施の形態について説明する。前述の第一の実施の形態でも明らかなように、本願の発明においては電極間の電圧値と電流値から電気抵抗値を求め混入された食塩の量を推測することが可能である。
従って、その演算された電気抵抗値が所定の値（例えば１ＫΩ）よりも大きい場合には、食塩が混入されていないと判断して洗浄の動作を停止させて、ブザーを鳴動させたり操作パネル上の所定のランプを点滅させる等によって使用者に報知し、食塩を投入することを促す。また、演算された電気抵抗値の値が所定の値（例えば１Ω）よりも小さな場合には、誤って多量の食塩が投入されたと判断して洗浄を停止させ、多くの食塩を含んだ洗浄水をそのまま洗浄槽内に滞留させたままにしておくと金属類のサビの発生およびゴム類の劣化を促進することとなるため、洗浄水を排水するとともに同様にブザー、ランプ等によって使用者に再度やり直しを促す。
【００２４】
また、食塩の投入口をドアの内側等に設け洗浄水の噴射が行われるとともに、洗浄水中に食塩が溶出して混入される構造の食器洗浄機においては、食塩が溶出する前、すなわち洗浄水が噴射開始される前の電気抵抗値と、食塩が十分に溶出するだけの所定時間噴射後の電気抵抗値を比較し、その変化量が所定値より小さい場合は食塩の投入がされていないとして報知することも可能である。
【００２５】
本実施の形態では電極間電圧値と電極通電電流値から電気抵抗値を演算して制御を行う例について説明してきたが、電気伝導度を演算して制御を行うようにしても同様の効果を得ることが可能であり、更には洗浄水温度、洗浄水量の増減による補正係数を設けて演算することによって更に精度良く制御可能となる。
【００２６】
また、以上の実施の形態は、電極を備え電気分解を行う洗浄機の一例として、洗浄水中に食塩を投入し次亜塩素酸を生成して漂白・除菌を行う洗浄機について述べてきたが、次亜塩素酸を生成する洗浄機に限定されるものではない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は前述してきた説明から明らかなように請求項１においては、電解物質の投入量による影響を受けずに、電気分解によって生成される電解物質量を概ね適量で一定とすることができるため、使用者が電解物質の投入量を正確に計る必要がなくなり、洗浄コースに対応する投入量を誤っても、安定した洗浄性能を発揮する洗浄機を提供することが可能となる。
【００２８】
請求項２においては、被洗浄物の十分な洗浄・漂白・殺菌等が行われずに洗浄が終了することなく、洗浄開始から短時間の間に使用者に異常を認識させて、更に電解物質を投入する等の復旧を早期に行ない正常な洗浄回復が可能となる。
【００２９】
請求項３においては、洗浄開始から短時間の間に使用者に異常を認識させるとともに、多くの食塩を含んだ洗浄水をそのまま洗浄槽内に滞留させたままにしておくと金属類のサビの発生およびゴム類の劣化を促進すること防ぐことが可能となる。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における食器洗い機の内部構造図。
【図２】本発明の実施形態における食器洗い機の制御装置のブロック図。
【図３】本発明の実施形態における操作パネルの図。
【図４】本発明の第１の実施形態における電極駆動部の回路構成図。
【図５】本発明の第１の実施形態における通電電流値と次亜塩素酸生成速度の関係を示すグラフ。
【図６】本発明の第１の実施の形態における電気抵抗値と洗浄水４リットル中の食塩混入量の関係を示すグラフ
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるフロー図
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるフロー図
【符号の説明】
１  …  洗浄槽
２  …  温水ヒーター
３  …  食器かご
４  …  洗浄ノズル
５  …  ポンプ
６  …  電磁弁
７  …  水位検出手段
８  …  制御装置
９  …  操作パネル
１０  …  送風ファン
１１  …  温風ヒータ
１２  …  排気口
１３  …  ドア
１４    …  電極
１５  …  マイクロコンピュータ
１６  …  ＣＰＵ
１７  …  ＲＯＭ
１８  …  ＲＡＭ
１９  …  不揮発性メモリ
２０  …  電源入／切スイッチ
２１  …  スタート／一時停止スイッチ
２２  …  洗浄コーススイッチ
２３  …  乾燥のみ選択スイッチ
２４  …  乾燥選択スイッチ
３０  …  第１電極
３１  …  第２電極
３２  …  極性切替リレー
３３  …  電極電圧制御回路
３４  …  電極電圧検出回路
３５  …  電流検出回路
【図１】
2004229809.tif 000003
【図２】
2004229809.tif 000004
【図３】
2004229809.tif 000005
【図４】
2004229809.tif 000006
【図５】
2004229809.tif 000007
【図６】
2004229809.tif 000008
【図７】
2004229809.tif 000009
【図８】
2004229809.tif 000010