JPH105165A - 食器洗浄機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食器洗浄機においては洗浄水を用いて洗浄を
行うので設置場所及び設置工事に制約を受ける。 【解決手段】 扉を備えた耐真空構造の洗浄室のなかに
対抗する電極３とその間に食器２を載置する手段とを備
え、洗浄室を所定の圧力に減圧する手段と所定の量のガ
スを給気するガス給気手段と電極３に高電圧を印加する
高電圧電源４とを設け、洗浄室内を減圧した後ガスを供
給して電極３間にプラズマ放電させて載置した食器２を
プラズマにより洗浄するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は洗浄工程において水
を使用しない乾式の食器洗浄機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の食器洗浄機、例えば洗浄水を使用
して食器の洗浄を行う食器洗浄機は図６に示すように、
洗浄槽５１内の食器棚５２に食器５３を載置し、洗浄槽
５１下部に貯留した洗浄水を専用洗剤と共にポンプ５４
にてノズル５５より噴出させて食器５３の洗浄を行い、
その後、洗浄水の入れ替えを行ってすすぎを行い、数回
すすぎを行った後、乾燥を行う構成にしたものである。

【０００３】また、プラズマを利用し洗浄を行う洗浄機
としては、樹脂を塗装する場合の前処理や電気電子部品
の精密洗浄、接着の前処理などに利用されているプラズ
マエッチング機が産業用として使用されている。そし
て、分析用の灰化装置としてプラズマを利用して対象物
の灰化を行う装置が存在する。

【０００４】これらの装置（技術）は真空中にそれぞれ
の目的に合わせた所定のガスをチャンバー中に流入し１
３．５６ＭＨｚなどの高周波をチャンバーに供給してプ
ラズマを発生させ処理を行うものである。この装置は真
空に限らず常圧に数万ＫＶといった電圧を印加し発生さ
せている例もある。

【０００５】上記のような洗浄装置において真空チャン
バーに関する発明として、特開平６―２２０６６８号公
報に記載のように、真空チャンバー内の複数の処理物存
置用の棚に空間相互間にプラズマ発生させるための電極
を設けたものが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の食
器洗浄機においては、洗浄手段として水と洗剤を使用し
ており、そのために、水を使用することによって食器洗
浄機の設置の際、通常の水栓から分岐するなどの給水配
管及び食器洗浄後の洗浄排水の配管などの設置工事を必
要とし、また、食器洗浄機は設置の際、水道付近から離
せないため設置場所が限定されるなどの問題があり、更
に、洗剤使用等による水質の汚染は環境汚染の問題を抱
えているのも事実である。

【０００７】本発明は上記のような課題を解決したもの
で、洗浄工程において水を使用しない乾式方式として置
き場所に困らないしかも環境に優しい食器洗浄機を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の食器洗浄機は上
記のような課題を解決するために、請求項１記載の発明
は、扉を備えた耐真空構造の洗浄室のなかに対向する電
極とその間に食器を載置する手段とを備え、洗浄室を所
定の圧力に減圧する減圧手段と所定の量のガスを給気す
るガス給気手段と電極に高電圧を印加する高電圧電源と
を設け、洗浄室内を減圧した後ガスを供給して電極間に
プラズマ放電させて載置した食器をプラズマにより洗浄
を行うようにしたものである。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成に加えて、効果的な洗浄を行うために、
食器を載置した後、扉を密封し３０Torr以下の減圧値に
減圧するための圧力調節手段と、減圧後所定の量の洗浄
効率を向上させるためのガスを給気するガス量調節手段
と、前記減圧値に適合する電極間電圧を印加する高電圧
調整手段と、所定の時間電極間に該高電圧を印加する計
時手段とを備えてプラズマ洗浄を行うものである。

【００１０】そして、請求項３記載の発明は、請求項１
記載の発明の構成に加えて、真空圧を所定の回数以上付
加した場合でも洗浄チャンバーが所定の強度を保つため
に、食器洗浄機の洗浄室の全体または一部が外側に膨ら
む曲面をなしたステンレスからなり扉部分が密封構造と
してなるものである。

【００１１】そしてまた、請求項４記載の発明は、請求
項１記載の発明の構成に加えて、電極の耐熱性及び耐食
性を向上させる手段として、電極の対向面に導電性のセ
ラミックを使用してなるものである。さらに、請求項５
記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、発
生させたプラズマを安定させるため、食器を載置する棚
を絶縁体のセラミックまたは樹脂またはガラスで形成す
るか、またはそれらで表面が被覆された金属チャンバー
か合成樹脂、若しくはセラミックで形成してなるもので
ある。

【００１２】さらにまた、請求項６記載の発明は、請求
項１記載の発明の構成に加えて、真空チャンバー内をク
リーンに保つため、ドライ真空ポンプを備えてなるもの
である。また、請求項７記載の発明は、請求項１記載の
発明の構成に加えて、洗浄の際、完全に洗浄しきるまで
の時間を短縮する手段として、気体分離手段を用いて大
気から分離して得られる酸素を利用するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の食器洗浄機は、食器の洗
浄に際してはプラズマを用いることによって洗浄に水を
必要としない乾式の食器洗浄機であり、真空にした洗浄
チャンバー中に高電圧を印加することによってチャンバ
ー内に封入されていたガスをプラズマ状に励起し、プラ
ズマ状態に励起された封入ガスは非常に高い電子温度を
持ち非常に高い酸化力を有し、そのプラズマが食器表面
に付着した汚染に触れることによって汚染は表面から徐
々に気体となり、ついには完全に気体に分解して食器を
洗浄するようにしたものである。

【００１４】以下本発明の食器洗浄機の第１の実施の形
態について図１及び図２と共に説明する。

【００１５】本発明の第１の実施の形態の食器洗浄機は
図１に示すように構成するものであり、図１において、
食器洗浄機１は洗浄すべき食器２と、プラズマを発生さ
せるため洗浄チャンバー内にあり対向する電極３と、電
極３に高圧電流を印加させるための高電圧電源４と、洗
浄すべき食器２を収納することができる耐真空洗浄チャ
ンバー５と、高電圧を電極３に供給するための配線１５
と、洗浄チャンバー５と配線１５の間で高電圧印加時に
おいても絶縁が保て空気漏れも起こさない絶縁シール材
ｌ６と、チャンバー５内にあり食器を載置するためのラ
ック６と、ラック６を対向する電極３の間に支えておく
ためのラックホルダー７と、チャンバー５内を所定の真
空に引くための真空ポンプ８と、真空ポンプ８と真空洗
浄チャンバー５とを接続しチャンバー５内のガスを排気
するための排気管９と排気口１０と、チャンバー５の外
部からチャンバー５内にガスを送り込むための給気口１
１と給気管１２と、給気するガスの流量を調節するため
の給気流量調節弁１３と、電極３を洗浄チャンバー５な
いに保持するための電極保持具１４とを備えている。

【００１６】次に上記のように構成してなる食器洗浄機
の運転動作について説明する。まず、洗浄すべき食器２
を洗浄チャンバー５内の対向する電極３の間に挟まれる
ように載置する。その際、ラック６はラックホルダー７
の上に載せ固定する。ラック載置の方法は電極３に直接
載せる方法でも支障はない。

【００１７】食器２の収納作業が終了すると、洗浄チャ
ンバー５を閉じて密封した後真空ポンプ８の始動にて洗
浄チャンバー５内の減圧を開始し、所定の真空度まで到
達すると給気流量調節弁１３が開かれ所定のガスの流入
が開始され、ガスの流入開始と共に高電圧電源４によっ
て昇圧された電流が電極３に供給される。

【００１８】そして、電極３に高電圧が印加されること
によって電極３間はプラズマ状態Ｐに励起され、電極３
間に存在するガスは励起された状態になり励起ガスが食
器２表面に付着している汚染を分解し気化させていき、
気化された汚染は真空側に吸引されていき廃棄される。
所定の時間プラズマを照射し洗浄行程は終了する。その
後、給気流量調整弁１３を解放し大気圧に復圧させる。
以上のようにして食器の洗浄を行う。

【００１９】上記のようにして洗浄した結果を図２に示
す。このような結果からプラズマでの洗浄が可能であ
り、プラズマの発生については洗浄チャンバー５内の圧
力は３０Torr以下であることが望ましい。食器の洗浄に
適量なガス量とプラズマの立ち上がり安さを考慮に入れ
ると１Torr付近が最も望ましい数値である。また、洗浄
の媒体となるガスは一定量のバージンガスをチャンバー
５内に取り込みながら洗浄を行う必要がある。

【００２０】上記の場合、ラックは絶縁物から作られて
いる必要がある。なぜなら、導電体をプラズマ中に載置
するのは安定したプラズマ生成の妨げになるからであ
る。また、真空ポンプ８はオイルを利用しないドライ真
空ポンプであることが望ましい。なぜなら、油回転ポン
プはオイルミストが真空側にも飛散するおそれがあり、
使用回数や時間によってオイルの劣化が起こるためオイ
ル交換の必要が生じる。以上のようなことからドライ真
空ポンプが適している。

【００２１】そして、流入ガスは酸素であることが望ま
しい。なぜなら、汚染物の酸化に直接寄与するのは酸素
の活性種であるためガスの酸素濃度が高いのは洗浄に対
して非常に有用である。洗浄試験によると空気を用いた
場合と酸素を用いた場合では酸素の場合の方が半分程度
の時間で洗浄が可能であった。

【００２２】次に、本発明の食器洗浄機の第２の実施の
形態について図３及び図４と共に説明する。

【００２３】本発明の第２の実施の形態の食器洗浄機は
図３に示すように構成するものであり、図３は本発明の
食器洗浄機の洗浄チャンバーの概略斜視構成図であり、
図３において、洗浄チャンバー２０（図１の洗浄チャン
バー５に相当）は開閉自在の扉２１と、扉２１を開閉し
易くするためのノブ２２と、扉２１を支えかつ開閉自在
に保つための蝶番２３と、扉２１と本体との接触部分に
設けられた真空シール部分２４と、真空ポンプの排気口
２５と、電極へ電力の供給を行うための送電部分２６
と、給気部分２７と、真空シールを補助するための扉ロ
ック２８とからなる。

【００２４】材質はステンレス製とし図３に示したよう
に膨らみを持たして補強した場合厚みは２mm以下で十分
強度保持が可能である。ステンレス鋼の中でもＳＵＳ３
０４が適当である。更に板厚を薄くする手段として、図
４（ａ），（ｂ）に示したように壁面の方向に対して直
角方向に傾きを持つように側面板に補強を導入すること
が必要になる。このような補強を複数設けることにより
板厚を下げることが可能である。

【００２５】次に、本発明の食器洗浄機の第３の実施の
形態について図５（ａ），（ｂ）と共に説明する。

【００２６】本発明の第３の実施の形態の食器洗浄機は
図５（ａ），（ｂ）に示すように構成するものであり、
図５（ａ）は本発明の食器洗浄機の電極の概略斜視構成
図であり、図５（ｂ）は本発明の食器洗浄機の電極の概
略断面構成図である。

【００２７】図５（ａ），（ｂ）において、電極板３０
は導電性を持つセラミックから成形されるものであり、
セラミックによって成形された電極板３１と、電極板３
１に電力を送り込むための電力供給端子３２と、それら
の周囲にあり電力供給端子３２にプラズマ３４が回り込
みするのを防止するための絶縁シールド３３より成り立
っている。

【００２８】導電性のセラミック素材としては炭化珪素
が熱による変形が少なくかつ耐食性も優れており非常に
有用であり、セラミックの中でも緻密体のセラミックが
更に有用である。これはチャンバーを真空に引く際、多
孔質セラミックの場合に吸着しているガスの発生をなる
べく防ぐためである。ポンプ能力によっては多孔質でも
３０Torr以下の真空引きは十分可能である。また、電力
供給端子３２と電極板３１を一体で成形することも可能
であるが、ステンレス製の電力供給端子３２と電極板３
１を銀などに代表される導電性のペーストを用いて接着
し成形することも可能である。絶縁シールド３３と電極
板３１と電力供給端子３２は熱膨張率が近い素材が望ま
しい。

【００２９】

【発明の効果】本発明の食器洗浄機は上記のような構成
であるから、請求項１記載の発明は扉を備えた耐真空構
造の洗浄室のなかに対向する電極とその間に食器を載置
する手段とを備え、洗浄室を所定の圧力に減圧する減圧
手段と所定の量のガスを給気するガス給気手段と電極に
高電圧を印加する高電圧電源とを設け、洗浄室内を減圧
した後ガスを供給して電極間にプラズマ放電させて載置
した食器をプラズマにより洗浄することによって、食器
洗浄機の置き場所を水道周りから離すことが可能であ
り、また、気体のみでの洗浄であるから環境問題につい
ても全く無害であり、しかも、設置場所がフリーである
から設置工事も必要がないといった効果が得られる。

【００３０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明の効果に加えて、棚に食器を載置した後、扉を
密封し３０Torr以下の減圧値に減圧するための圧力調節
手段と、減圧後所定の量の洗浄効率を向上させるための
ガスを給気するガス量調節手段と、前記減圧値に適合す
る電極間電圧を印加する高電圧調整手段と、所定の時間
電極間に該高電圧を印加する計時手段とを備えてプラズ
マ洗浄を行うためプラズマの安定した発生が容易に得ら
れる。

【００３１】そして、請求項３記載の発明は、請求項１
記載の発明の効果に加えて、洗浄室は全体または一部か
外側に膨らむ曲面をなしたステンレスからなり扉部分は
密封構造で構成されているため安価に真空チヤンバーが
製作可能である。

【００３２】そしてまた、請求項４に記載の発明は、請
求項１記載の発明の効果に加えて、電極の対向面が導電
性のセラミックから構成しているため熱による変形が少
なく安定した放電状態が得られ、これにより安定した食
器の洗浄が可能である。

【００３３】さらに、請求項５に記載の発明は、請求項
１記載の発明の効果に加えて、食器載置用の棚は絶縁体
のセラミックまたは樹脂またはガラスで形成するか、ま
たはそれらで表面を被覆された金属チャンバーか合成樹
脂、もしくはセラミックで形成されているためプラズマ
の安定した放電を得ることができる。

【００３４】さらにまた、請求項６記載の発明は、請求
項１記載の発明の効果に加えて、減圧手段にドライ真空
ポンプを使用することによって洗浄チャンバー中に真空
ポンプからのオイルミストの侵入を無くすことができ、
しかも、ユーザーのメンテナンスをフリーにすることが
可能である。

【００３５】また、請求項７記載の発明は、請求項１記
載の発明の効果に加えて、ガスが気体分離手段を用いて
大気から分離して得られる酸素からなることによって通
常の空気で洗浄するよりも早く洗浄することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の食器洗浄機の第１の実施の形態を示す
要部断面図である。

【図２】本発明の食器洗浄機の洗浄率の説明図である。

【図３】本発明の食器洗浄機の第２の実施の形態を示す
概略構成斜視図である。

【図４】本発明の食器洗浄機の真空チャンバーの補強方
法の断面説明図である。

【図５】本発明の食器洗浄機の電極の概略構成図であ
る。

【図６】従来の食器洗浄機の実施の形態を示す概略断面
構成図である。

【符号の説明】

１ 食器洗浄機 ２ 食器 ３ 電極 ４ 高電圧電源 ５ 洗浄チャンバー ８ 真空ポンプ １３ 給気流量調節弁 ２０ 洗浄チャンバー ２４ 真空シール部分 ３０ セラミック電極 ３１ 電極板 ３２ 電力供給端子 ３３ 絶縁シールド

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扉を備えた耐真空構造の洗浄室のなかに
   対向する電極とその間に食器を載置する手段とを備え、
   洗浄室を所定の圧力に減圧する減圧手段と所定の量のガ
   スを給気するガス給気手段と電極に高電圧を印加する高
   電圧電源とを設け、洗浄室内を減圧した後ガスを供給し
   て電極間にプラズマ放電させて載置した食器をプラズマ
   により洗浄することを特徴とする食器洗浄機。
2. 【請求項２】 上記食器を載置した後、扉を密封し３０
   Torr以下の減圧値に減圧するための圧力調節手段と、減
   圧後所定の量の洗浄効率を向上させるためのガスを給気
   するガス量調節手段と、上記減圧値に適合する電極間電
   圧を印加する高電圧調整手段と、所定の時間電極間に該
   高電圧を印加する計時手段とを備えてプラズマ洗浄を行
   うことを特徴とする請求項１記載の食器洗浄機。
3. 【請求項３】 上記洗浄室は、全体または一部が外側に
   膨らむ曲面をなしたステンレスからなり扉部分が密封構
   造としてなることを特徴とする請求項１記載の食器洗浄
   機。
4. 【請求項４】 上記電極の対向面は、導電性のセラミッ
   クからなることを特徴とする請求項１記載の食器洗浄
   機。
5. 【請求項５】 上記食器を設置する手段は、絶縁体のセ
   ラミックまたは樹脂またはガラス若しくはそれらで表面
   を被覆された金属チャンバーか合成樹脂、もしくはセラ
   ミックで形成してなる棚であることを特徴とする請求項
   １記載の食器洗浄機。
6. 【請求項６】 上記減圧手段は、ドライ真空ポンプであ
   ることを特徴とする請求項１記載の食器洗浄機。
7. 【請求項７】 上記ガスは、気体分離手段を用いて大気
   から分離して得られる酸素からなることを特徴とする請
   求項１記載の食器洗浄機。