(57)【要約】【課題】スカムの排出流量が所定の範囲を超えて減少することなく安定して排出する。【解決手段】浮上分離槽１０内に微細気泡を供給する気泡生成手段７と、前記気泡生成手段により生成される気泡の生成量を調整する気泡生成量調整手段と、前記気泡生成手段および前記気泡生成量調整手段を制御する制御手段５とを備え、前記制御手段は、前記スカム排出経路８から排出されるスカム流量が浮上分離開始当初の流量から所定量以上減少すると、前記気泡生成量調整手段により気泡の生成量を増加させるようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食器などを収容し洗浄水を貯水する洗浄槽と、前記洗浄槽内の食器などを洗浄する洗浄手段と、前記洗浄槽と連通して設け洗浄水中の汚染物を洗浄水から分離する浮上分離槽と、前記洗浄槽内の洗浄水を前記浮上分離槽に給水する送液経路と、前記浮上分離槽内の洗浄水を前記洗浄槽に戻す循環経路と、前記洗浄槽の洗浄水を加圧して前記浮上分離槽に導入する循環ポンプと、前記浮上分離槽内に微細気泡を供給する気泡生成手段と、前記気泡生成手段により生成される気泡の生成量を調整する気泡生成量調整手段と、前記微細気泡によって水面上に形成された汚れを含んだスカムを前記浮上分離槽から排出するスカム排出経路と、前記気泡生成手段および前記気泡生成量調整手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記スカム排出経路から排出されるスカム流量が浮上分離開始当初の流量から所定量以上減少すると、前記気泡生成量調整手段により気泡の生成量を増加させるようにした食器洗い機。
【請求項２】
気泡生成手段は、水流を利用して気泡を微細化する流水型の気泡生成手段で構成するとともに、気泡生成量調整手段は、流量が可変の循環ポンプで構成し、制御手段は、前記循環ポンプの流量を増加させて、気泡の生成量を増加させるようにした請求項１記載の食器洗い機。
【請求項３】
気泡生成手段は、少なくとも１対の電極からなる電解部で構成するとともに、気泡生成量調整手段は、前記電解部に印加する印加電圧を変動させる可変電圧印加手段で構成し、制御手段は、前記可変電圧印加手段により気泡生成量を増加させるようにした請求項１記載の食器洗い機。
【請求項４】
気泡生成手段の動作を計時するタイマーを設け、制御手段は、前記気泡生成手段の作動を開始してから所定時間経過後に気泡生成量を増加させるようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の食器洗い機。
【請求項５】
スカム排出経路にスカムの排出を検知する検知手段を設け、制御手段は、前記検知手段によりスカムの排出を所定時間検知しないとき、前記気泡生成量調整手段により気泡の生成量を増加させるようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の食器洗い機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食器等の洗浄をおこなう食器洗い機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な食器洗い機は、所定の工程の間、同一の洗浄水を循環させながら洗浄したり、同一のすすぎ水を循環させながらすすぎをおこなったりする。洗浄中に剥離した汚れは、工程と工程との間に排水することによって食器洗い機の外に排出される。そのため、各工程中は排出しきれなかった汚れが洗浄水やすすぎ水とともに循環しており、食器に再付着するという問題がある。特に、すすぎ工程では再付着を防ぐ作用のある洗剤の濃度が薄められているために、香辛料など微粒子状の汚れが再付着しやすい。再付着した汚れが確実に除去されるように、新しい水に入れ替えてすすぎ工程を複数回おこなうのが一般的であり、このすすぎ回数が多いことが、洗浄時間の短縮と水の使用量を削減する上で障害になっている。
【０００３】
そこで、剥離した汚れが被洗浄物に再付着するという問題を解消するために、洗浄水に含まれる汚れ物質を除去することが考えられる。その方法の一つとして、浮上分離による浄化方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。汚濁した洗浄水を貯水した浮上分離槽に数１００μｍオーダーの気泡を供給することによって、気泡の周辺部に比較的疎水性の汚れを吸着させて浮上させ、オーバーフローなどの方法によって洗浄水から除去する方法である。
【０００４】
このような洗浄水から汚れを除去する浮上分離装置を食器洗い機に適用することによって、食器への汚れの再付着を少なくし、洗浄時間の短縮、および、すすぎに用いる水量の削減等が期待される。
【特許文献１】特開２００２−１７７９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の浮上分離装置の技術を食器洗い機に用いた場合、浮上分離開始当初は排出流量が多いが、分離が進行するにしたがって排出流量が低下し、やがて排出が行われなくなるという課題がある。上記の問題を引き起こす原因は、食器汚れにはスカムの形成のしやすさの異なるさまざまな汚れが含まれていることである。例えば、卵などに含まれる水溶性たんぱく質や乳化作用を持つ食品成分は、気泡やスカムを形成する水膜を作りやすい。水面上にスカムや気泡が集積することによってスカムが押し上げられ、噴きこぼれて排出される。
【０００６】
浮上分離を開始した当初は、スカムを作りやすい汚れ成分が洗浄水に含まれるため、スカムの排出量が多い。しかし、洗浄水の中で量的に限られた上記のスカム形成成分が減少すると、スカムや気泡が開始当初ほどできにくく、噴きこぼれる高さを乗り越えるほどに発達しない。このためスカムの排出流量が著しく低下する。
【０００７】
また、食器洗い機に使用する場合は、洗浄工程またはすすぎ工程中の短時間に洗浄水を浄化する必要があるため、洗浄水の汚れ成分が短時間のうちに大きく変動するという課題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗浄水に含まれる汚れ成分の構成が、分離の進行にともない変化することに対応して、スカムを安定して排出することを目的とす
る。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、浮上分離槽内に微細気泡を供給する気泡生成手段と、前記気泡生成手段により生成される気泡の生成量を調整する気泡生成量調整手段と、前記気泡生成手段および前記気泡生成量調整手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記スカム排出経路から排出されるスカム流量が浮上分離開始当初の流量から所定量以上減少すると、前記気泡生成量調整手段により気泡の生成量を増加させるようにしたものである。
【００１０】
これによって、汚れの浮上分離を持続的におこなうことができ、洗浄水に含まれる汚れ成分の構成が分離の進行とともに変化した場合でも、スカムの排出流量は所定の範囲を超えて減少することなく安定して排出し、洗浄水を浄化しながら洗浄およびすすぎがおこなえる食器洗い機を実現することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の食器洗い機は、洗浄水に含まれる汚れ成分を安定して排出し、洗浄水を浄化しながら洗浄およびすすぎをおこなうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、食器などを収容し洗浄水を貯水する洗浄槽と、前記洗浄槽内の食器などを洗浄する洗浄手段と、前記洗浄槽と連通して設け洗浄水中の汚染物を洗浄水から分離する浮上分離槽と、前記洗浄槽内の洗浄水を前記浮上分離槽に給水する送液経路と、前記浮上分離槽内の洗浄水を前記洗浄槽に戻す循環経路と、前記洗浄槽の洗浄水を加圧して前記浮上分離槽に導入する循環ポンプと、前記浮上分離槽内に微細気泡を供給する気泡生成手段と、前記気泡生成手段により生成される気泡の生成量を調整する気泡生成量調整手段と、前記微細気泡によって水面上に形成された汚れを含んだスカムを前記浮上分離槽から排出するスカム排出経路と、前記気泡生成手段および前記気泡生成量調整手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記スカム排出経路から排出されるスカム流量が浮上分離開始当初の流量から所定量以上減少すると、前記気泡生成量調整手段により気泡の生成量を増加させるようにしたことにより、浮上分離を持続的におこなうことができ、洗浄水に含まれる汚れ成分の構成が分離の進行と共に変化した場合でも、スカムの排出流量は所定の範囲を超えて減少することなく安定して排出することができる。したがって、洗浄水を浄化しながら洗浄およびすすぎをおこなうことができ、水の使用量を少なくすることができる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の気泡生成手段は、水流を利用して気泡を微細化する流水型の気泡生成手段で構成するとともに、気泡生成量調整手段は、流量が可変の循環ポンプで構成し、制御手段は、前記循環ポンプの流量を増加させて、気泡の生成量を増加させるようにしたことにより、洗浄水に含まれる汚れ成分の構成が分離の進行と共に変化したり、浮上分離槽内の水位が変化した場合でも、スカムの排出流量が所定の範囲を超えて減少することなく安定して排出することができる。
【００１４】
第３の発明は、特に、第１の発明の気泡生成手段は、少なくとも１対の電極からなる電解部で構成するとともに、気泡生成量調整手段は、前記電解部に印加する印加電圧を変動させる可変電圧印加手段で構成し、制御手段は、前記可変電圧印加手段により気泡生成量を増加させるようにしたことにより、洗浄水に含まれる汚れ成分の構成が分離の進行と共に変化したり、浮上分離槽内の水位が変化した場合でも、スカムの排出流量が所定の範囲を超えて減少することなく安定して排出することができる。
【００１５】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の気泡生成手段の動作を計時するタイマーを設け、制御手段は、前記気泡生成手段の作動を開始してから所定時間経過後に気泡生成量を増加させるようにしたことにより、簡単な構成で気泡生成量調整手段を的確に作動させることができ、スカムの排出流量が低下することなく安定して排出することができる。
【００１６】
第５の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明のスカム排出経路にスカムの排出を検知する検知手段を設け、制御手段は、前記検知手段によりスカムの排出を所定時間検知しないとき、前記気泡生成量調整手段により気泡の生成量を増加させるようにしたことにより、簡単な構成で気泡生成量調整手段を的確に作動させることができ、スカムの排出流量が低下することなく安定して排出することができる。
【００１７】
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。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における食器洗い機の構成図、図２は同食器洗い機の浮上分離ユニットの断面図、図３は同食器洗い機の浮上分離槽のＡ−Ａ断面図、図４は、同食器洗い機の動作を示すタイムチャートである。
【００１９】
図１〜図４において、洗浄槽１は水位線イまで洗浄水を貯え、被洗浄物である食器類（図示せず）が洗浄水に浸された状態で収容する。洗浄槽１の底部外面には複数の超音波振動子（洗浄手段）２が接合してあり、この超音波振動子２の振動が洗浄槽１内の洗浄水に伝播して食器類に付着している汚れを除去する。洗浄槽１の外部には洗浄槽１内の洗浄水を加圧する循環ポンプ３と、洗浄水から汚れを分離する浮上分離ユニット４が接続されている。超音波振動子２および循環ポンプ３の動作はタイマーを備えた制御部（制御手段）５によって制御される。循環ポンプ３は、流量を変化させることで気泡の生成量を可変することができ、気泡生成量調整手段を構成する。
【００２０】
送液経路６は循環ポンプ３と浮上分離槽１０の底部を連通し、洗浄槽１内の洗浄水を循環ポンプ３で浮上分離槽１０に給水する。循環経路９は、浮上分離槽１０の底部と洗浄槽１を連通し、浮上分離槽１０で汚れ成分を分離した洗浄水を洗浄槽１に戻す。スカム排出槽１２は浮上分離槽１０の上方に配設され、分離した汚れ成分をスカム排出経路８から機外へ排出する。
【００２１】
次に、本実施の形態における作用を説明する。洗浄槽１内に収容した食器等の被洗浄物が浸かるように所定量の洗浄水を給水し、超音波振動子２を所定時間動作させて洗浄をおこなう。同時に循環ポンプ３を動作させ、洗浄槽１内の汚れを含んだ洗浄水を加圧して送液経路６を通して気泡生成手段７へ供給し、気泡生成手段７は吸気部１１から吸引した空気を微細化して浮上分離槽１０に導入する。
【００２２】
洗浄水に含まれる汚れ成分の一部は、微細な気泡により分離され、浮上分離槽１０の上部に設けた出口１０ａを乗り越え、噴きこぼれてスカム排出経路８から排出される。汚れ成分の減少した洗浄水は循環経路９を通って洗浄槽１に戻る。微細気泡を含んだ洗浄水は内周が円筒型の浮上分離槽１０の接線方向（図３矢印ロ）に導入され循環経路９から排出される（図３矢印ハ）ため、浮上分離槽１０内で渦流を作る。
【００２３】
一般的な家庭用食器の汚れの場合、内径８０ｍｍ程度の浮上分離槽１０を用いて流量２０Ｌ／分程度で洗浄水を循環させた場合、直径の大きな気泡（数１００μｍ〜数ｍｍ）の周囲に、水溶性タンパク質や油滴などの比較的疎水性の成分が吸着されて汚れの濃縮され
たスカムが形成され、スカム排出経路８から排出される。
【００２４】
しかし、通常１０〜２０分間浮上分離を継続するとスカムの排出流量が低下してくる。その原因は、スカムを形成しやすい成分が枯渇してスカムが生成されにくくなることと、浮上分離槽１０内の水位が低下してオーバーフローしにくくなることの二つである。そのまま、浮上分離を継続しても洗浄水の浄化効果は十分に発揮されないので、循環ポンプ３の流量を増やして、気泡生成手段７によって生成される気泡量を増やす必要がある。
【００２５】
洗浄中に、洗浄槽１と浮上分離槽１０との間で洗浄水を循環し、浮上分離槽１０で汚れ成分の浮上分離をおこない、気泡生成手段７の動作を開始してから所定時間Ｔ１後に循環ポンプ３の流量を初期レベルからレベル１まで増加させて、気泡の発生量を増やし、その結果、スカムの排出流量は浮上分離槽１０の上部に設けた出口１０ａから途切れることなく排出されるように所定の範囲内に保つ。その後も浮上分離を継続しているとスカムの排出流量が低下してくるため、再度循環ポンプ３の流量をレベル１からさらにレベル２まで増加させて、スカムの排出流量を所定の範囲内に維持する。
【００２６】
一例として、洗浄槽１の容積が４０Ｌでスカムの排出流量が１Ｌ／分程度の場合、Ｔ１は約１０分とするとよい。循環ポンプ３の初期の流量を１００％とした場合、レベル１は約１１０％、レベル２は約１２０％となる。浮上分離をさらに継続する場合は、時間Ｔ１ごとに流量を１０％ずつ上昇させるとよい。
【００２７】
実際の使用条件が一定であれば、Ｔ１と流量の上昇割合を固定すればスカムの排出はほぼ一定の流量でおこなわれるので、上記の動作をタイマーによっておこなえば比較的簡単で効果的に作動させることができる。浮上分離時間は全体で３０分から５０分程度とすると洗浄水が清浄化され、すすぎ回数を減らすことが可能である。
【００２８】
図５は本実施の形態の他の例の動作を示すタイムチャートである。気泡生成を開始してから所定時間は、前記実施の形態１と同様に循環ポンプ３を初期レベルで動作し、その後循環ポンプ３の回転数を無段階に増加させて、スカム排出流量をほぼ一定に保つようにしたものである。一例として洗浄槽１の容積が４０Ｌでスカムの排出流量が１Ｌ／分程度の場合、循環ポンプ３の回転数の増加割合は１０分あたり当初回転数の１０％アップにするとよい。
【００２９】
（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態における浮上分離槽の断面図である。洗浄槽１０との接続形態および動作方法や作動シーケンスについては実施の形態１と同じであるので説明を省略する。本実施の形態では、気泡生成手段を少なくとも１対の電極１３からなる電解部で構成するとともに、気泡生成量調整手段は、前記電解部に印加する印加電圧を変動させる可変電圧印加手段（図示せず）で構成している。制御手段５は、可変電圧印加手段により電極１３に対して所定の電圧を印加し、洗浄水を電気分解する。
【００３０】
電極１３は通常白金などで鍍金されたチタン板であり、１０Ｖ以上の直流または交流電圧を印加されることで水分子を電気分解する。その結果、直径数１０μｍの酸素ガス気泡および水素ガス気泡が電極表面に生成される。気泡が電極１３の表面を覆ったままであると電気分解が阻害されるため、水流によって気泡が電極１３の表面から洗い流されるように構成することが好ましい。そのため、電極１３は流速の早い浮上分離槽１０の入り口に設けられる。
【００３１】
次に、本実施の形態による気泡生成量の調整について説明する。初期電圧の直流を印加して気泡生成を開始してから所定時間Ｔ１後に印加電圧をレベル１まで増加させ、気泡の
発生量を増やしてスカムの排出流量を所定の範囲内に保つ。その後も浮上分離を継続しているとスカムの排出流量が低下してくるため、再度印加電圧をレベル２まで増加させる。
【００３２】
一例として、洗浄槽１の容積が４０Ｌでスカムの排出流量が１Ｌ／分程度の場合、Ｔ１は約１０分とするとよい。初期の印加電圧を１０Ｖとした場合、レベル１は約１３Ｖ、レベル２は約１６Ｖとなる。浮上分離をさらに継続する場合は時間Ｔ１ごとに印加電圧を３Ｖずつ上昇させるとよい。実際の使用条件が一定であれば、Ｔ１と流量の上昇割合を固定すればスカムの排出はほぼ一定の流量でおこなわれるので、上記の作動をタイマーによっておこなえば比較的簡単で効果的に作動させることができる。浮上分離時間は全体で３０分から５０分程度とすると洗浄水が清浄化され、すすぎ回数を減らすことが可能である。
【００３３】
また、循環ポンプ３の流量と、電極１３の印加電圧の両方を増加させると、気泡生成量の増加範囲をさらに大きくすることができる。
【００３４】
（実施の形態３）
図７は、本発明の第３の実施の形態における浮上分離ユニット４の断面図、図８は動作を示すタイムチャートである。本実施の形態では、スカム排出槽１２の上部に吹きこぼれるスカムを検知する検知手段１５を設けたものである。検知手段１５は、スカムが吹きこぼれる出口１０ａに対向して設けてあり、検知手段１５でスカムの排出を検知して、気泡生成量調整手段が作動する。検知手段１５は、気泡の接触、あるいは光の反射等、浮上分離槽１０の上部に設けた出口１０ａを通過する気泡が検知できるものであればよい。気泡生成手段は、実施の形態１で示したベンチュリー型の気泡生成手段７と、実施の形態２で示した電解型の気泡生成手段１３のどちらでも構わない。
【００３５】
気泡生成手段の動作を開始した直後は、スカムの排出が頻繁に検知されるが、以後徐々に頻度が減少する。排出の検知の間隔が所定時間Ｔ２以上、すなわち、スカムの排出を検知してから所定時間Ｔ２が経過すると、気泡生成量調整手段が作動して気泡の生成量が増加し、スカムの排出頻度が回復するという動作を繰り返す。
【００３６】
そして、スカムの排出を検知する間隔がＴ２より長い所定時間Ｔ３が経過しても、スカムの排出を検知しないときは、規定の清浄化ができたものとして気泡の生成を終了するようにしてもよい。
【００３７】
また、本発明の各実施の形態では、洗浄手段として超音波振動子の振動を用いて洗浄する例を示したが、洗浄ポンプにより洗浄水を加圧し洗浄ノズルから噴射して洗浄するものであってもよい。
【００３８】
なお、本発明の実施の形態は、各々単独で実施することが可能であるとともに、必要に応じて組み合わせて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかる食器洗い機は、洗浄水に含まれる汚れ成分を安定して排出し、洗浄水を浄化しながら洗浄およびすすぎをおこなうことができるので、家庭用および業務用の食器洗い機として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１の食器洗い機の構成図
【図２】同食器洗い機の浮上分離ユニットの断面図
【図３】同食器洗い機の浮上分離槽のＡ−Ａ断面図
【図４】同食器洗い機の動作を示すタイムチャート
【図５】同食器洗い機の他の例の動作を示すタイムチャート
【図６】本発明の実施の形態２の食器洗い機の浮上分離槽の断面図
【図７】本発明の実施の形態３の食器洗い機の浮上分離ユニットの断面図
【図８】同食器洗い機の動作を示すタイムチャート
【符号の説明】
【００４１】
１  洗浄槽
２  超音波振動子（洗浄手段）
３  循環ポンプ（気泡生成量調整手段）
５  制御部（制御手段）
６  送液経路
７  気泡生成手段
８  スカム排出経路
９  循環経路
１０  浮上分離槽
１３  電解部（気泡生成量調整手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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