(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯機の外殻を構成するハウジングと、
ハウジング内に設けられ、水を溜め、衣類を収容して、洗濯を行うための洗濯槽と、
ハウジング内に設けられ、洗濯槽で使用された後の水を溜めるための密閉構造をしたタンクと、
タンクにオゾンを供給し、タンクに溜められた水をオゾンにより浄化するための浄化手段と、
浄化手段によりタンクにオゾンが供給されることに伴い、オゾンの供給量に応じてタンクから押し出される水をハウジング外へ排出するための排水手段と、
を含むことを特徴とする洗濯機。
【請求項２】
前記タンクの下部と洗濯槽との間をつなぎ、タンクに溜められて浄化された後の水を洗濯槽へ送るための送水経路と、
前記タンクの上部と洗濯槽との間をつなぎ、タンク内の空気と洗濯槽内の空気とを流通させるための空気流路と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は洗濯機に関し、特に、洗濯に使用した後の水をオゾンにより浄化して再利用を図る、節水機能の向上された洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
衣類を洗濯する洗濯機は、通常、水に洗剤を溶かし、洗剤が溶けた洗浄水により衣類を洗い、洗った衣類を水ですすいで脱水する。洗いやすすぎに用いられた後の水は、下水等を通じて環境に放出される。
近年、上述のような洗濯サイクルを改善し、環境に放出する使用後の洗濯水中から洗剤成分をなくする提案として、洗剤の代わりに、オゾンを使用した洗濯物洗浄システムが提案されている。（特許文献１参照）
特許文献１に記載の技術は、洗濯物を洗浄、汚染除去するのにオゾンを用いる。そのため、オゾンを発生させて洗浄水に巻き込む洗濯物洗浄システムを備えている。また、この先行技術では、オゾンと組み合わせてヒドロキシルを高率で発生させて洗濯過程を向上させる構成となっている。
【特許文献１】特開平６−１０５９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の洗濯物洗浄システムは、複数の洗濯機に対してオゾンを混合した水を供給するシステムであり、大量の洗濯物を対象としており、洗濯機単体で使用するものには適用が難しい。
また、オゾンを洗浄に使用するため、石鹸や洗剤等を併用して使用することができないという課題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、洗濯機単体として構成されており、オゾンの作用で洗濯槽で使用された後の水を浄化することができる洗濯機を提供することを主たる目的とする。
この発明は、また、オゾンにより浄化した後の水を再利用して、節水を図れる洗濯機を提供することを目的とする。
【０００５】
さらにこの発明は、洗濯機から排出する水が浄化され、いわゆる環境に優しい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】
【０００６】
請求項１記載の発明は、洗濯機の外殻を構成するハウジングと、ハウジング内に設けられ、水を溜め、衣類を収容して、洗濯を行うための洗濯槽と、ハウジング内に設けられ、洗濯槽で使用された後の水を溜めるための密閉構造をしたタンクと、タンクにオゾンを供給し、タンクに溜められた水をオゾンにより浄化するための浄化手段と、浄化手段によりタンクにオゾンが供給されることに伴い、オゾンの供給量に応じてタンクから押し出される水をハウジング外へ排出するための排水手段と、を含むことを特徴とする洗濯機である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記タンクの下部と洗濯槽との間をつなぎ、タンクに溜められて浄化された後の水を洗濯槽へ送るための送水経路と、前記タンクの上部と洗濯槽との間をつなぎ、タンク内の空気と洗濯槽内の空気とを流通させるための空気流路と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の洗濯機である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、洗濯槽で使用された後の水は、密閉構造のタンクに溜められて、密閉構造のタンク内でオゾンにより確実に浄化される。密閉構造のタンクに浄化手段によりオゾンが供給される際、オゾンのみではなく、オゾンを含んだ空気が供給されるので、供給に伴いタンク内の圧力が上昇する。タンクに供給されたオゾンはタンク内に溜められた水に含まれている染料、雑菌等と酸化反応をして、脱色や除菌作用を行い、消滅する。しかし、オゾンとともに供給される空気によりタンク内の圧力が上昇するため、圧力上昇に応じてタンクから押し出される水（オゾンにより浄化された後の水）は排水手段からハウジング外へ排出される。
【００１３】
その結果、たとえばタンク内に浄化前の水が満たされている場合において、浄化手段からオゾンが所定時間供給されることにより、タンク内の水はオゾンにより浄化され、そのうち約５〜１０％の水はハウジング外へ排出される。しかし、タンクを密閉構造にすることにより、オゾンを含んだ空気が供給されて、タンクに溜められた水が浄化される際、開放型のタンクに比べて水の浄化効率が良い。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、タンクに溜められて浄化された後の水を送水経路を用いて洗濯槽へ送り、浄化された後の水を洗い水またはすすぎ水として再利用することができる。
また、タンクと洗濯槽との間に空気流路が備えられているため、タンクに供給されるオゾンの一部は空気流路を通って洗濯槽内へも流れ、洗濯槽内の衣類の脱臭をしたり、洗濯槽内の水を浄化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。
図１は、この発明の一実施形態に係る電気洗濯機の構成の概要を表わす側面縦断面図である。この実施形態に係る洗濯機１は、その外殻がハウジング２によって区画されている。ハウジング２内の中央部には、ドラム３が配置されており、その下方にはタンク４が収容されている。
【００２２】
ドラム３は、円筒状をしており、同じく円筒状の外槽５内に同軸状に収容されている。この実施形態では、ドラム３および外槽５が洗濯槽（処理槽）を構成しており、ドラム３の前方が斜め上方を向くいわゆる斜めドラム配置構造になっている。ドラム３および外槽５の前端面は開放しており、それを塞ぐために、ハウジング２の前面には扉６が備えられている。外槽５の後端面後方にはモータ７が備えられ、ドラム３はモータ７により回転軸８を中心に回転される。
【００２３】
より具体的に説明すると、洗濯時には、外槽５に水が溜められる。外槽５への水の供給のために、ハウジング２の上には給水口６１が備えられ、給水口６１には、給水バルブ６２が介在された給水管６３の一端が接続されている。給水管６３の他端は洗剤ボックス６４につながっている。洗剤ボックス６４は、連通管６５によって外槽５とつながっている。外槽５は空密的、液密的に構成されているが、ドラム３はその周面に多数の小孔が形成されている。従って、外槽５に水が溜められると、溜められた水はドラム３内にも入り、洗浄用の水がドラム３内にも溜まる。ドラム３の内周面には、適宜の箇所にバッフル９が突設されている。洗濯をする衣類は、扉６が開けられて、ハウジング２の前面からドラム３内に収容される。扉６が閉められた後、ドラム３がモータ７により回転されると、ドラム３内の水を含んだ衣類はバッフル９により持ち上げられ、自然落下されるいわゆる叩き洗いが行われる。
【００２４】
外槽５の最下端部、すなわち後端面下方には、排水口１０が形成され、排水口１０にはハウジング２外へ延びた排水管１１が連通されている。排水管１１には、排水口１０側から順に、排水バルブ１２、リントフィルタ１３、および切換バルブ１４が介挿されている。排水バルブ１２および切換バルブ１４がいずれも「開」にされると、外槽５内の水がハウジング２外へ排出される。
【００２５】
この実施例に係る洗濯機１は、洗濯および脱水に加えて、乾燥を行うことができる。そのために、外槽５の後端面下方には、乾燥風路１５の出口１６が連通されている。乾燥風路１５は、外槽５の後端面沿いに斜め上方に延び、外槽５の上部沿いに前方側へ回り込み、外槽５の上部周面に沿って前方へと延び、その先端は、外槽５に入口１７として連通している。この乾燥風路１５は、外槽５の後端面沿いに斜め上方へ延びる領域が、除湿パイプ１８として機能している。ドラム３内の高温多湿の空気は、出口１６から出て除湿パイプ１８内を上方へ移動する。その際、除湿パイプ１８内では、水管６６から水が落下される。この水と高温多湿の空気が熱交換をして、高温多湿の空気の冷却および除湿が行われる。
【００２６】
乾燥風路１５内には、空気の流れ方向に見て、除湿パイプ１８の下流側にフィルタ１９が内挿され、さらにその下流側にはブロア２０が設けられている。ブロア２０が回転されることによって、ドラム３内の空気が出口１６から出て乾燥風路１５内を移動され、入口１７から再びドラム３内へと供給される。乾燥風路１５のブロア２０よりも下流側には、ヒータ２１が内挿されている。乾燥風路１５を通る空気は、除湿パイプ１８において除湿され、その後ヒータ２１によって加熱されて、入口１７からドラム３へと供給される。
【００２７】
ドラム３の下方に設けられたタンク４は、外槽５に溜められて使用された後の水を溜めるためのものであり、密閉構造をしたタンクである。外槽５の水をタンク４に導くために、排水管１１におけるリントフィルタ１３と切換バルブ１４との間に位置する排水管１１に分岐が作られ、水供給管２２の一端が接続されている。水供給管２２は、切換バルブ２３を介してタンク４の上面と連通されている。外槽５の水は、切換バルブ１４が閉じられ、排水バルブ１２および切換バルブ２４が開かれることにより、タンク４内へ導かれる。      
【００２８】
タンク４には、タンク４内に入口２４が開口し、サイフォン流路部２５を備え、途中に逆止弁２６が介在された圧力調整用排水管２７が備えられている。圧力調整用排水管２７の出口側は排水管１１の切換バルブ１４よりも下流側に合流されている。
タンク４には、タンク４内に溜められた水を循環させるために、その側方に形成され、出口２８および入口２９間を連通する循環管３０が設けられている。循環管３０には循環ポンプ３１およびエゼクタ３２が、水の循環方向に沿うように介挿されている。
【００２９】
タンク４には、さらに、その最下方部に汲み出し口３３が開口され、汲み出し口３３には供給ポンプ３４を有する汲み出し管３５が連通されている。汲み出し管３５には、三方バルブである切換バルブ３６が設けられ、切換バルブ３６の一方出口は供給管３７の一端が接続されている。供給管３７の他端である上端部は、切換バルブ６７の入口と接続されている。切換バルブ６７は、三方バルブで、２つの出口があり、一方の出口には前述した除湿用の水を供給するための水管６６が接続されている。また、他方の出口には、水管６８が接続され、水管６８は洗剤ボックス６４とつながっている。従って、切換バルブ６７を切り換えることにより、タンク４から汲み出された水を、除湿用の水として利用できるとともに、洗い工程に使用するために外槽５へ供給することができる。
【００３０】
切換バルブ３６の他方出口には、タンク用排水管３８がつながっており、タンク用排水管３８は排水管１１の切換バルブ１４の下流側に合流されている。
よって、三方切換バルブ３６を切り換えることによって、タンク４内の水を供給ポンプ３４で汲み出し、ドラム３もしくは除湿パイプ１８へ供給するか、または、排水するかを切り換えることができる。
【００３１】
ハウジング２内の、外槽５の上部には、オゾン発生装置４０が設けられている。オゾン発生装置４０は、フィルタ４１を介して取り込んだ空気に対しコロナ放電を加えてオゾンを発生する装置である。オゾン発生装置４０を通過した空気にはオゾンが含まれている。  この実施形態では、オゾン発生装置４０から出力されるオゾンを含む空気を、第１供給路４２を用いてエゼクタ３２へ与える。第１供給路４２におけるエゼクタ３２との合流位置の手前側には、逆止弁４３が備えられている。第１供給路４２を通って供給されるオゾンは、エゼクタ３２において、循環されているタンク４内の水に混合される。より具体的には、エゼクタ３２において、エゼクタ３２を水が通過する際に生じている負圧により、第１供給路４２から供給されるオゾンを含む空気が水内に細かな泡として混入し、水内に溶け込む。
【００３２】
エゼクタ３２を介してタンク４内の水にオゾンが供給され続けると、オゾンの供給に伴いタンク４内の圧力が増加して、供給されるオゾンによりタンク４から水が押し出される。オゾン発生装置４０からは、オゾンだけが出力されるのではなく、オゾンを含む空気が出力されるので、このオゾンを含む空気はエゼクタ３２において細かな気泡となって水に混ざり込む。水に混ざり込んだ細かな気泡のうち、オゾンは、水中で酸化反応により消滅するが、空気はタンク４内の上方に次第に溜まり、タンク４内の水を加圧する。このため、タンク４内の水は、入口２４からサイフォン流路部２５へと流れ、圧力調整用排水管２７および排水管１１を通って、ハウジング２外へ排出される。排出される水の量は、タンク４に供給されるオゾンの量に応じて変化する。
【００３３】
なお、排出される水は、供給されるオゾンにより浄化された水であり、しかも、オゾンは酸化反応により消滅している。よって、排出される水は浄化された無害な水である。
オゾン発生装置４０で発生されるオゾンを含んだ空気は、さらに、第２供給路４４によって乾燥風路１５へ与えられる。与えられる位置は、乾燥風路１５におけるフィルタ１９の下流側で、ブロア２０の上流側（ブロア２０の吸い込み側）である。ブロア２０が回転すると、その吸い込み側が負圧となり、第２供給路を介してオゾンガスを含む空気がブロア２０へと吸い込まれる。そして乾燥風路１５を循環される空気にオゾンが混入されて、オゾンは入口１７からドラム３へと供給される。なお、第２供給路４４には、オゾンを含んだ空気を通過させるか否かを制御するために、バルブ５０が介在されている。
【００３４】
乾燥風路１５を空気が循環されるのは、ドラム３内の衣類が乾燥される際である。このため、乾燥される衣類に対し、オゾンが供給され、衣類に付着されている臭い成分や、雑菌成分は、供給されるオゾンにより酸化されて、消臭され、あるいは除菌される。
このように、この実施形態に係る洗濯機１では、オゾン発生装置４０で発生されるオゾンを、２通りに活用している。１つは、タンク４にドラム３および外槽５で使用した後の水を溜めることにより、溜めた水の脱臭および除菌といった浄化に活用している。また、水の浄化とは別に、オゾンを乾燥運転中のドラム３に供給することにより、乾燥される衣類の脱臭や除菌に活用している。
【００３５】
この実施例では、さらに、タンク４の上部と除湿パイプ１８の上方部とが空気流路４５でつながっている。このため、タンク４内に溜まった空気またはオゾンは、空気流路４５を通って除湿パイプ１８から乾燥風路１５を流れてドラム３へ供給され得る。このような構成にすることにより、エゼクタ３２を介してタンク４内にオゾンを含む空気を混入する際に、タンク４内の圧力が増加した際、空気の一部（オゾンを含む空気の一部）は空気流路を通ってドラム３へと供給されるから、タンク４内に溜められた水が、タンク４内の圧力上昇によりハウジング２の外部へ排出され過ぎることを防止できる。
【００３６】
また、ドラム３を収容した外槽５は、液密的かつ空密的な構造であり、オゾン発生装置４０で発生されるオゾンは、タンク４および外槽５が空気流路４５でつながれている構造上、タンク４と外槽５との間を流通はするが、ハウジング２から外部に漏れることはない。よって、オゾン臭等が外部に漂ったりしない、安全でかつ使用上の不都合のない装置とすることができる。
【００３７】
図２は、図１に示す洗濯機１における制御回路構成ブロックであり、オゾン供給制御に関する構成要素が示されている。
洗濯機１には、たとえばマイクロコンピュータ等で構成された制御部５１が備えられており、制御部５１によって、オゾン発生装置４０、循環ポンプ３１、供給ポンプ３４およびブロア２０の駆動が制御され、排水バルブ１２、切換バルブ１４、切換バルブ２３、バルブ５０、切換バルブ５２および給水バルブ５３の切り換え制御が行われる。
【００３８】
図３は、図２に示す制御部５１により行われる制御の一例を示すブロック図である。また、図４は、洗濯機１の洗濯および乾燥動作における各種のバルブの切り換え動作やオゾン発生装置４０、ブロア２０、循環ポンプ３１、供給ポンプ３４の動作を表わすタイミングチャートである。
次に、図４を参照しながら、図１に示す洗濯機１の動作について説明をする。
【００３９】
図１に示す洗濯機１は、洗い工程→中間脱水→すすぎ１工程→中間脱水→最終すすぎ工程→最終脱水→乾燥工程、の順で洗濯、脱水および乾燥が行われる（図４参照）。
洗い工程では、まず、供給ポンプ３４がオンされて、タンク４の浄化後の水が外槽５（ドラム３）へ供給され、供給された水を用いて洗い工程が実行される。その後、排水バルブ１２および切換バルブ１４が共にオンされて、外槽５の水がハウジング２の外へ排水され、バルブはその状態で、中間脱水が行われる。
【００４０】
中間脱水の後、排水バルブ１２および切換バルブ１４が共にオフされ、給水バルブ５３がオンされて、外槽５（ドラム３）への給水が行われる。給水完了後、すすぎ１工程が実行され、次いで、排水バルブ１２および切換バルブ１４がオンされて、すすぎ１に用いられた水がハウジング２外へ排水される。排水バルブ１２および切換バルブ１４はオン状態のまま、中間脱水が行われ、中間脱水終了後、排水バルブ１２および切換バルブ１４はオフになる。次いで、最終すすぎのための給水が、給水バルブ５３がオンされることにより行われる。給水完了後、最終すすぎ工程が実行され、その後、排水処理に移る。
【００４１】
排水処理では、排水バルブ１２がオンされ、切換バルブ１４はオフのまま、切換バルブ２３がオンされる。これにより、最終すすぎに用いられた水は、タンク４へ供給される。さらに、排水バルブ１２および切換バルブ２３の状態をそのままにして、最終脱水が行われるので、衣類に含まれている水も、タンク４へ溜められる。最終脱水終了後に、排水バルブ１２および切換バルブ２３がオフされる。そして、乾燥工程が開始される。
【００４２】
乾燥工程の開始とともに、循環ポンプ３１、オゾン発生装置４０およびブロア２０がオンされる。これにより、ドラム３内の空気は乾燥風路１５を通って循環され、乾燥工程が始まる。また、乾燥工程の開始とともに、オゾン発生装置４０により発生されるオゾンは、循環ポンプ３１により循環されるタンク４内の水にエゼクタ３２を介して取り込まれる。タンク４へのオゾンの供給は、この実施形態では１５分と設定されており、乾燥工程の開始とともに始まり、１５分間が経過したことにより、オゾン発生装置４０はオフされ、循環ポンプ３１によるタンク４内の水の循環も停止される。
【００４３】
乾燥運転開始後、ドラム３内の温度（衣類および空気温度）は、徐々に上昇し、運転開始後１５分以上経過したある時点において、ドラム３内の温度がほぼ一定の温度に保たれたいわゆる恒率乾燥期間に入る。この実施形態では、恒率乾燥期間の所定時点において、切換バルブ５２を水管６６側が開くように切り換え、排水バルブ１２をオンし、切換バルブ２３をオンし、供給ポンプ３４をオンにしている。これにより、タンク４内の、既に浄化が完了した水が供給ポンプ３４で汲み出されて水管６６を介して除湿パイプ１８に熱交換用の水として供給される。すなわち、恒率乾燥期間は、ドラム３内の衣類に対して熱交換された高温多湿の空気が除湿パイプ１８内を下方から上方へと流通する。この高温多湿の空気に対して水管６６から水が供給されることにより、高温多湿の空気が冷やされて空気中の水分は凝縮されて除湿される。水管６６から供給されたタンク４内の水および除湿された水は、水供給管２２を通ってタンク４へ還元される。このようにして、除湿に使用する水を、タンク４内の、オゾンによる浄化が終了した後の水を用いているので、除湿のための水を外部から供給する必要がなく、節水が図れる。
【００４４】
その後、ドラム３内の衣類がほぼ乾燥したことが、たとえばセンサーにより検知されると、オゾン発生装置４０がオンされ、バルブ５０が開かれる。これにより、オゾン発生装置４０で発生されるオゾンが乾燥風路１５に取り込まれて、ドラム３内へ供給される。これにより、ほぼ乾燥した衣類は、オゾンにより脱臭および除菌される。ドラム３内の衣類にオゾンを供給する時間は、この実施形態では１０分にされている。
【００４５】
そして、加熱乾燥工程終了時点で、切換バルブ５２が給水側へ切り換えられ、排水バルブ１２がオフされ、切換バルブ２３がオフされ、バルブ５０がオフされ、供給ポンプ３４がオフされ、オゾン発生装置４０がオフされて、クールダウン工程が始まる。その結果、クールダウン工程終了時には、ドラム３内のオゾンは消滅しており、クールダウン終了後、扉６が開けられても、ドラム３内からオゾン臭が漂う等の不具合はない。
【００４６】
上記の全体的な動作のうち、最終すすぎ以降の制御部５１の動作が、図３に示すフローチャートにより表わされている。念の為に、図３を参照して、制御部５１の制御動作を説明する。
制御部５１は、制御を開始すると、最終すすぎ工程における排水処理であるか否かを判別する（ステップＳ１）。最終すすぎ工程が終わった後の排水処理では、排水バルブ１２を開き、切換バルブ１４を閉じ、切換バルブ２３を開いて、外槽５内の、最終すすぎ工程で使用された後の水をタンク４に溜める（ステップＳ２）。また、それに続く脱水により外槽５から排出される水もタンク４に溜める。
【００４７】
そして、最終脱水が完了したとき（ステップＳ３）、タンク４に所定量以上の水が溜まっているから、オゾン発生装置４０を動作させ、かつ、循環ポンプ３１を駆動させる（ステップＳ４）。これにより、オゾン発生装置４０で発生されるオゾンを含む空気は、第１供給路４２を通ってエゼクタ３２へ与えられ、エゼクタ３２における負圧を利用して、循環ポンプ３１で循環されるタンク４内の水に混入される。
【００４８】
上述のようにして、タンク４に溜められた水がオゾンにより浄化される動作と並行して、洗濯機１は、ドラム３内の衣類を乾燥するための乾燥工程に入る。
制御部５１では、オゾンの供給が１５分行われたか否かの判別をし（ステップＳ５）、１５分でオゾンの供給およびタンク４内の水の循環を停止する（ステップＳ６）。１５分あれば、オゾンによる水の浄化が完了するからである。
【００４９】
その後、乾燥が進み、ほぼ乾燥が完了したことが温度センサーにより検出されると（ステップＳ１）、再びオゾン発生装置４０によりオゾンを発生させ、バルブ５０をオンにして、ドラム３内のほぼ乾燥した衣類へオゾンを供給する（ステップＳ８）。これにより、衣類の脱臭および除菌が行われる。そして、加熱乾燥の終了と共に（ステップＳ９）、オゾン発生装置４０を停止し、バルブ５０をオフにする（ステップＳ１０）。
【００５０】
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の一実施形態に係る電気洗濯機の構成の概要を表わす側面縦断面図である。
【図２】図１に示す電気洗濯機における、この発明に関連ある制御部分の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す制御部の制御動作例を説明するためのフローチャートである。
【図４】この実施形態に係る洗濯機１の全体動作と、その際のバルブ類の切り換え状態、供給ポンプ３４、循環ポンプ３１、オゾン発生装置４０およびブロア２０の動作状態を表わすタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１    電気洗濯機
２    ハウジング
３    ドラム
４    タンク
５    外槽
１２    排水バルブ
１４、２３    切換バルブ
２２    水供給管
２４    入口
２５    サイフォン流通部
２７    圧力調整用排水管
３１    循環ポンプ
３２    エゼクタ
３４    供給ポンプ
４０    オゾン発生装置
４２    第１供給管
４４    第２供給管
【図１】
0004619258.tif 000002
【図２】
0004619258.tif 000003
【図３】
0004619258.tif 000004
【図４】
0004619258.tif 000005