JP4396437B2

JP4396437B2 - 洗濯機

Info

Publication number: JP4396437B2
Application number: JP2004227917A
Authority: JP
Inventors: 康裕梅景; 白井　　滋; 啓次郎國本; 浩二岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-08-04
Also published as: JP2006043100A

Description

本発明は、水を加熱して温水を供給する加熱器を備えた洗濯機に関するものである。

従来、この種の洗濯機は、図５に示すように、洗濯槽１の一部に湯沸し手段２を設け、洗濯槽１内に給水した水温を検知する検知手段としての水温検知サーミスタ３を設け、この検知手段３からの情報に応じて前記湯沸し手段２を制御する制御装置（図示せず）を設けた構成としていた。ここで、４は水道栓、５は給水口である（例えば、特許文献１参照）。

上記構成において、洗濯槽１内の水温を水温検知サーミスタ３で検出し、あらかじめ設定された水温以下であれば、制御装置によってヒータが駆動され、洗濯槽１内の水温を暖めることによって、洗浄効果を高めた洗濯を実現する構成としているものである。

また、図６に示すように、洗濯槽１０内に水を供給する給水手段６と、前記給水手段６で供給される水の温度を検出する水温検出手段７と、洗濯槽１０内に湯を供給する給湯手段８と、前記給湯手段で供給される湯の温度を検出する湯温検出手段９とを備え、洗濯槽１０内に貯まった温水の温度を検出する槽内温度検出手段１１を備え、給水手段６または給湯手段８により水またはお湯の供給を制御する制御手段（図示せず）を備えた構成としていた（例えば、特許文献２参照）。

上記構成において、洗濯槽１０内の水温は、別設された給湯器などからのお湯の供給を制御することで、洗濯槽１０内の水温を所定の温度に制御することとしたものである。
特開平５−１６１７８１号公報特開平７−１４８３８６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、給湯側の高温のお湯と水を洗濯槽内で混合したり、洗濯槽を加熱して洗濯槽内の貯め水を暖めるために一部の洗濯槽部が高温になり衣類の生地を傷めるという課題があった。

本発明は、給水する水を瞬時に加熱して適温の湯水を洗濯槽に供給することで、被洗濯物である衣類を傷めないで洗濯することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、給水口から洗濯槽に至る給水経路に適温制御機能付き加熱器を配設した洗濯機において、前記加熱器は、棒状の発熱体の外周に設けた流路と、前記流路を構成するケースと、前記流路に流向を旋回方向に変換する螺旋状のガイドと、少なくとも前記流路の一部に流速を速くする流速加速手段とを備えた熱交換器としたものである。

本発明の洗濯機は、給水口から洗濯槽に至る給水経路に適温制御機能付き加熱器を配設することにより、給水する水を瞬時に加熱して適温の水を洗濯槽に供給することで、使用時のみに加熱するので低消費電力とすることができるとともに、被洗濯物である衣類を傷めないように洗濯することができる。

第１の発明は、給水口から洗濯槽に至る給水経路に適温制御機能付き加熱器を配設した洗濯機において、前記加熱器は、棒状の発熱体の外周に設けた流路と、前記流路を構成するケースと、前記流路に流向を旋回方向に変換する螺旋状のガイドと、少なくとも前記流路の一部に流速を速くする流速加速手段とを備えた熱交換器としたことにより、給水する水を給水口から洗濯槽に至る給水経路において、瞬時に加熱して適温の水を洗濯槽に供給することで、使用時のみに加熱するので低消費電力とすることができるとともに、瞬時に適温に制御できるので被洗濯物である衣類を傷めないように洗濯することができる。

また、発熱体と流路を一体とすることで小型化することができるとともに、加熱器の流路を流れる水の流速を速めることができ、スケールが付着するのを防止することができる。
さらに、流れの方向が旋回流として、常に偏向していく流れであり、かつ流速を速くしているので乱流状態が継続し、発熱体と流体である水の境界層の領域が非常に狭くなり、スケールなどが蓄積することを防止することができる。

第２の発明は、特に第１の発明の給水口から洗濯槽に至る給水経路のバイパス経路に適温制御機能付き加熱器を配設した洗濯機とすることにより、主管路である給水経路から一気に給水しつつ、バイパス経路からは加熱器を通した温水を給水する事ができ、洗濯槽を速く満水にすることができる。

第３の発明は、特に、第１の発明または第２の発明の適温制御機能付き加熱器を給水口から洗濯槽に至る給水経路のバイパス経路に設け、前記給水経路とバイパス経路を切換える切換弁を備えた洗濯機とすることにより、水温が暖かい時や速く給水したい時は、主管路である給水経路から一気に給水し、低水温時にはバイパス経路から加熱器を通して温水を給水する場合とに分ける事ができ、使用状態に応じて使い分けができる。

第４の発明は、特に、第１の発明または第２の発明の適温制御機能付き加熱器を給水口から洗濯槽に至る給水経路のバイパス経路に設け、前記給水経路とバイパス経路の流量比を可変する流量比制御弁を備えた洗濯機とすることにより、加熱器で加熱する水量が調整できるので、水の温度を所定温度範囲に調整することができ適温制御を可能とすることができる。

第５の発明は、特に、第１の発明または第２の発明の適温制御機能付き加熱器を給水口から洗濯槽に至る給水経路のバイパス経路に設け、前記給水経路とバイパス経路の流量比を可変する流量比制御弁と、前記加熱器で加熱した後の水温を検出する水温検知手段と、前記水温検知手段の信号により前記流量比制御弁を制御する制御器を備えた洗濯機とすることにより、加熱器で加熱する水量が調整でき、かつ水温の温度検知から流量比例制御弁を調整することで所定温度範囲に調整することができ適温制御を可能とするが行える。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明の加熱器は、瞬間式とすることにより、水を瞬時に適温に調整することができ、保温するタンクが不要で小型化できるとともに保温ロスがなく高効率、低消費電力とすることができる。

第７の発明は、特に、第６の発明の加熱器は、瞬間式の加熱器は、加熱用ヒータにより水を加熱し、流路の下流側に設けた水温検知手段によって検出される水温が適温となるように加熱用ヒータの通電制御を行う適温制御機能を設けた構成とすることにより、水を瞬時に設定された洗濯に適した水温に調整することができ、保温するタンクが不要で小型化できるとともに保温ロスがなく高効率、低消費電力とすることができる。

第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明の発熱体は、シーズヒータとすることで、低コストで、高信頼性かつ小型化を実現することができる。

第９の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明の発熱体は、セラミックヒータとすることで、低コストで、高信頼性かつ小型化を実現することができる。

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。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（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洗濯機の構成図を示すものである。図１において、水を供給する給水口１２と、給水口１２から洗濯槽１３に至る給水経路を主水路１４とバイパス経路１５に分岐する切換弁１６とを備え、前記バイパス経路１５の途中に適温制御機能付き加熱器１７を設けている。ここで、１８はバイパス経路１５の切換弁、１９は温水吐出口、２０は洗剤投入器、２１は洗剤吐出口、２２は水路の切換えや流量や温度の調整、および洗濯に関する制御を行う制御回路、２３は排水口である。

そして、適温制御機能付きの加熱器１７は、図２に示すように、流体としての水を加熱する発熱体としてのシーズヒータ２４と、シーズヒータ２４の外周を囲って流路２５を構成する円筒状のケース２６と、流路２５を螺旋状に構成するための乱流生成手段としてのバネ２７で構成されている。そして、入水口２８と、吐水口２９と、シーズヒータ２４の電極端子３０、３１と、流路２５をシールするためのＯリング３２を備えている。また、図中の矢印は水の流れを示すもので、水をお湯に変換する熱交換器として構成されたものである。

また、図３に示すように、加熱器１７は円筒状に構成し、洗濯機のコーナ部３３に縦方向に設置して省スペースを図っている。そして、切換弁１６は、給水経路の主水路１４とバイパス経路１５との流量比を可変する流量比制御弁の機能を兼用するように構成したのものである。

以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。まず、水は給水口１２から供給され、流量比制御弁を兼用した切換弁１６によって、一部の水が、バイパス経路１５に供給される。供給された水は、瞬間式の加熱器１７によって適温に加熱されるものである。ここで、加熱器１７の適温制御機能は、流路の下流側に設けた水温検知手段３４によって検出される水温が、洗濯に適した温度となるように加熱用ヒータの通電制御を行うものである。

このような構成において、洗濯機に通電できる容量は、家庭用の洗濯機の場合、分電盤のブレーカの関係上、１５００Ｗが上限とされている。そして、その中から加熱器に通電できる容量は、洗濯機に内蔵されているモータなどの電器部品への電力を差し引くと、さらに少なくなる。例えば、１２００Ｗが加熱器に使用できるとすると、水の温度を３０ｄｅｇ上昇するには、約５４０ｍＬ／分程度が限界となる。それでは、約１０Ｌの容積を満水にするには約２０分の時間が必要となり、時間がかかり過ぎ実用上の問題がある。よって、洗濯に使用する水のすべてを加熱して適温にするには、不充分な容量であることがわ
かる。

そこで、本発明では、給水経路から切換弁１６によってバイパス経路１５に一部の水を通水することで少ない水量の水を加熱して、洗剤などを溶かすための水として使用することとした。当然、洗濯に使用する水の水温を暖める役目もできることは周知のとおりである。

例えば、水温が５゜Ｃとすると、洗濯に使用する洗剤が溶けにくいので、水が加熱器で適温（例えば、３５゜Ｃ）に加熱され、洗剤投入器２０から投入された洗剤とお湯を混合することで洗剤が溶けやすいようにするものである。そして、洗剤が溶けた適温の洗剤溶液を洗濯槽１３に吐出することで、衣類の生地を傷めず、洗濯を行うことができる。さらに、水を瞬間的に加熱して洗剤を溶かすお湯を作ることができるので、お湯を貯湯しておく無駄がなく、少ない消費電力で実現することができる。ここで、３５゜Ｃで例に挙げたが、水温は、火傷しない程度の温度（約４５゜Ｃ以下）に適温制御機能を備えた制御回路により制御されている。

また、洗剤を溶かす以外にも、加熱器で加熱された温水は利用され、主水路１４の水と混合されることで、洗濯槽１３に吐出される水の温度を洗濯に適した水温にすることができ、汚れを効果的に落とす洗濯ができる。

さらに、加熱器１７で加熱された温水を直接洗濯槽１３に吐出することで、洗濯槽１３を加熱消毒して、殺菌や除菌の作用を得ることができるものである。もちろん、例え４５゜Ｃの温度であっても、洗濯槽１３の蓋（図示せず）が開いているときは、吐出しない制御として火傷などが発生しないようにしている。ただ、本格的な消毒の効果を得ようとした時は、温度（例えば、６０゜Ｃ程度）を更に上げて実施することも可能である。これも、瞬間式の加熱器を使用しているので、流量を絞ることで、即座に高温のお湯を作ることができ、高い消毒作用を得ることができる。

このように、流量比制御弁としての切換弁１６によって、流量を精度良く調整することができるので、利用する流量に応じた水を加熱器に通水することができ、適温にする制御を的確に行うことができる。

また、加熱器のヒータに、スケールが付着しないように、螺旋状のガイドとしてのバネ２７を流路２５に巻き、流速を高める構成とした。すなわち、図２に示すように、ケース２６の中心から偏芯した側面位置に設けた入水口２８から入水し、シーズヒータ２４の外周に流れ込み、さらに、その外周に沿って螺旋状に配置したバネ２７によって、外周を螺旋状に旋回して流れ、再び側面に設けた吐出口２９より吐出されることになる。

ここで、螺旋状に配置するバネ２７は、流速加速手段として作用する。すなわち、バネのピッチ間を構成する流路断面積が、ケース２６とシーズヒータ２４の間に構成されたドーナツ状の流路の断面積より狭くなるようなピッチで旋回させるようにした。この結果、バネに沿って螺旋状に流れる旋回流の流速は、バネがない場合に比べて加速されて速くなり、乱流が生成されることとなる。

また、ケース２６とシーズヒータ２４で囲まれた流路空間は、アスペクト比の大きな流路断面となり、流体が流れる距離が長くなると、徐々に整流効果が働き層流となりやすい特徴がある。しかし、本発明では、流れの方向が旋回流として、常に偏向していく流れであり、かつ流速を速くしているので乱流状態が継続し、シーズヒータ２４と流体である水の境界層の領域が非常に狭くなり、スケールなどが蓄積することを防止することができるのである。そして、円筒状のケースとしているので、洗濯槽のコーナ部３３に設置でき、
加熱器を設けた構成でも、小型化を図ることができる。

なお、シーズヒータで説明したが、セラミックヒータを用いても同様の効果を得ることができる。図４に示すように、セラミックヒータの場合、筒状のセラミックヒータ３５とすることで、ヒータの内周、外周に流路３６、３７がそれぞれ設けられ、往復の流路の構成となる。ここで、３８は入水口、３９は吐出口、４０は電極端子、４１は水抜栓である。そして、セラミックヒータ３５の外周に旋回板４２を設けることで旋回流を構成し、スケールが付着しにくい構成としている。この旋回板４２は、シーズヒータ同様バネで構成することも可能である。さらに、入水口３８と吐出口３９の両方を上方向に設ける構成とすることで、給水経路との接続が一方向からでき、組立て取付が簡単にできる。

また、縦置き全自動洗濯機で説明したが、横置きや斜め置きのドラム式洗濯機でも同様の考えで構成することが可能であることを付記しておく。

以上のように、本発明にかかる洗濯機は、給水口から洗濯槽に至る給水経路に適温制御機能付き加熱器を配設した構成とすることにより、給水する水を給水口から洗濯槽に至る給水経路において、瞬時に加熱して適温の水を洗濯槽に供給することで、使用時のみに加熱するので低消費電力とすることができるとともに、瞬時に適温に制御できるので被洗濯物である衣類を傷めないように洗濯することができる。

本発明の実施形態１における洗濯機の断面図同洗濯機の加熱器の断面図図１に示す洗濯機のＡ−Ａ断面図同洗濯機の加熱器の他の例の断面図従来の洗濯機の断面図他の従来例を示す洗濯機の断面図

１２給水口
１３洗濯槽
１４給水経路
１５バイパス経路
１６切換弁（流量比制御弁）
１７加熱器
２２制御回路（制御器）
２４シーズヒータ
２５流路
２６ケース
２７バネ（流速加速手段）
３４水温検知手段
３５セラミックヒータ

Claims

給水口から洗濯槽に至る給水経路に適温制御機能付き加熱器を配設した洗濯機において、前記加熱器は、棒状の発熱体の外周に設けた流路と、前記流路を構成するケースと、前記流路に流向を旋回方向に変換する螺旋状のガイドと、少なくとも前記流路の一部に流速を速くする流速加速手段とを備えた熱交換器とした洗濯機。
給水口から洗濯槽に至る給水経路のバイパス経路に適温制御機能付き加熱器を配設した請求項１記載の洗濯機。
適温制御機能付き加熱器を給水口から洗濯槽に至る給水経路のバイパス経路に設け、前記給水経路とバイパス経路を切換える切換弁を備えた請求項１または２記載の洗濯機。
適温制御機能付き加熱器を給水口から洗濯槽に至る給水経路のバイパス経路に設け、前記給水経路とバイパス経路の流量比を可変する流量比制御弁を備えた請求項１または２記載の洗濯機。
適温制御機能付き加熱器を給水口から洗濯槽に至る給水経路のバイパス経路に設け、前記給水経路とバイパス経路の流量比を可変する流量比制御弁と、前記加熱器で加熱した後の水温を検出する水温検知手段と、前記水温検知手段の信号により前記流量比制御弁を制御する制御器を備えた請求項１または２記載の洗濯機。
加熱器は、瞬間式とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯機。
瞬間式の加熱器は、加熱用ヒータにより水を加熱し、流路の下流側に設けた水温検知手段によって検出される水温が適温となるように加熱用ヒータの通電制御を行う適温制御機能を設けた請求項６記載の洗濯機。
発熱体は、シーズヒータとした請求項１〜７のいずれか１項に記載の洗濯機。
発熱体は、セラミックヒータとした請求項１〜７のいずれか１項に記載の洗濯機。