JPH11300090A - 電気洗濯機及び電気洗濯機の目詰まり防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオン除去装置内の粒状イオン交換樹脂の目
詰まりを防止する目詰まり防止手段を備えた電気洗濯機
及び電気洗濯機の目詰まり防止方法を提供する。 【解決手段】 目詰まり防止手段を、給水経路の水道栓
２６口内に着脱可能に設けられ水道水を濾過する着脱用
つまみ付き異物流入防止フィルタ２６ａと、イオン除去
装置２８内に納められたイオン交換樹脂３１を上下から
挟みイオン交換樹脂３１の流出とイオン交換樹脂３１内
への異物の流入を防ぐメッシュフィルタ２９ｄとで構成
する。また、イオン交換樹脂３１に、最終すすぎ時或い
はすすぎ終了後、イオン除去装置２８の塩水部屋６０ｋ
から流下させた塩水を残留させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気洗濯機に関
し、特に電気洗濯機に備えられたイオン除去装置の目詰
まり防止に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】洗濯機で洗濯に使用される洗濯用水は、
水道水に代表される水源からホース等で直接洗濯機に供
給され、使用者の操作で洗濯機内の洗濯槽に給水され
て、衣類の洗濯に用いられている。

【０００３】しかし、例えば水道水中には雑菌の殺菌を
目的とした次亜塩素酸イオン等の陰イオン、水源に含ま
れるカルシウムイオン、マグネシウムイオン、鉄イオン
等の陽イオンが含まれている。これらのイオンは、洗濯
に対し洗浄力の低下や衣類の着色など種々の悪影響を及
ぼす。

【０００４】洗剤の洗浄力に大きな影響を及ぼすのは、
硬度成分としてのカルシウムイオン、マグネシウムイオ
ンという２価の陽イオンである。これらは洗剤中の界面
活性剤と反応して水不溶性の金属石けんを生成するた
め、洗浄に寄与する界面活性剤の量が減少し、洗浄力を
低下させる。また生成した金属石けんは水不溶性であ
り、すすぎが不十分な場合は衣類に残留して、白い斑点
となって見えたり、黄ばみや異臭の原因となる。さらに
洗濯槽の外壁等に付着堆積した場合には、そこにカビ等
が繁殖する場合もある。

【０００５】これらの悪影響は、特に石けんの場合に顕
著であり、硬度の高い地域では石けんの使用は困難であ
った。一方、最も多くの家庭で用いられている合成洗剤
では、硬度の影響を小さくするために、ビルダーの一つ
としてゼオライトが配合されている。ゼオライトは、け
い酸とアルミナを主成分とした水に不溶性の白色の微粒
子であり、水中のカルシウム、マグネシウムなどの多価
陽イオンを吸着し、水を軟水化する効果がある。

【０００６】水中にカルシウムイオン、マグネシウムイ
オンが含まれている場合、これにゼオライト配合洗剤を
投入すると、これらイオンを除去するが、それと同時に
これらイオンは洗剤の界面活性剤とも反応するため、金
属石けんの生成を完全に防ぐことはできない。このため
ゼオライト混入の効果は薄められることになる。本来な
らば洗濯用水からこれらイオンを除去した後の水に洗剤
を溶かして洗濯に用いる方が好ましい。さらにビルダー
として水不溶性のゼオライトを洗剤に多量に混入する
と、洗濯後の衣類にゼオライト粒子が付着して仕上がり
を悪化させる問題もある。

【０００７】これらイオンの弊害を除去する方法とし
て、特開平４−２０３９５号公報に記載される洗濯機が
ある。これは供給される洗濯用水からイオンを除去した
後に、洗剤の投入されている洗濯槽に給水して洗濯を行
うものである。

【０００８】上記特開平４−２０３９５号公報に記載さ
れた洗濯機では、衣類の洗濯を行う洗濯槽と、この洗濯
槽内に給水する給水手段とを備えており、この給水手段
の給水経路途中にイオン除去手段を設けている。またこ
のイオン除去手段として、イオン交換樹脂や活性炭を用
いることが開示されている。

【０００９】さらにこの公報では、陰イオンを除去する
ための活性炭の吸着能力の限界に着目し、イオン除去手
段と並列な給水経路を用意し、選択的に用いて寿命を延
ばすことが開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載された従来技術では、イオン除去手段を給水経路途中
に挿入した場合の給水阻害に対する対策について配慮さ
れていない。すなわち、特開平４−２０３９５号公報に
記載の洗濯機では、イオン除去手段内に充填される活性
炭あるいはイオン交換樹脂の目詰まり等で洗濯槽への給
水が阻害され、洗濯が行えなくなる場合への対策は何ら
考慮されていない。

【００１１】周知のように、水道水には、水道工事によ
る市中あるいは家庭配管内への土砂が混入したり、配管
内の鉄錆が剥離混入する場合がある。これらは一般に赤
水と呼ばれている。この赤水がイオン除去手段に通水さ
れれば、除去手段内に充填されるイオン交換樹脂粒子間
の隙間に蓄積して目詰まりを起こす。また水道栓から、
洗濯機給水口に用いれれるホース内に生じた黴、ヌル等
が剥離して水道水に混入する場合もあり、前述と同様目
詰まりの原因になる。

【００１２】本発明の目的は、イオン除去装置内の粒状
イオン交換樹脂の目詰まりを防止する目詰まり防止手段
を備えた電気洗濯機び電気洗濯機の目詰まり防止方法を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における電気洗濯機の特徴とするところは、
給水経路の水道栓口内に着脱可能に設けられ前記水道水
を濾過する着脱用つまみ付き第１のフィルタと、前記イ
オン除去装置内に納められたイオン交換能を持つ素材を
上下から挟み前記素材の流出と前記素材内への異物の流
入を防ぐ第２のフィルタとで構成した目詰まり防止手段
を設けることにある。

【００１４】具体的には本発明は次に掲げる装置及び方
法を提供する。

【００１５】本発明は、水道栓からの水道水を供給する
給水流路と、前記供給された水道水に含まれるイオンを
除去するイオン除去装置と、前記イオンが除去された水
道水を供給部屋を介して供給水として外槽及び洗濯槽に
流下させる傾斜流路と、前記供給水の供給量に基づき洗
濯を制御する制御部と、前記供給水による前記イオン除
去装置の目詰まりを防止する目詰まり防止手段とを有す
る電気洗濯機において、前記目詰まり防止手段は、前記
給水経路の水道栓口内に着脱可能に設けられ前記水道水
を濾過する着脱用つまみ付き第１のフィルタと、前記イ
オン除去装置内に納められたイオン交換能を持つ素材を
上下から挟み前記素材の流出と前記素材内への異物の流
入を防ぐ第２のフィルタとで構成されることを特徴とす
る電気洗濯機を提供する。

【００１６】好ましくは、前記制御部は、前記供給水が
前記外槽及び洗濯槽に所定時間内に規定量供給されたか
否かを検出する検出手段と、前記検出結果に基づき、前
記給水流路または前記イオン除去装置に目詰まりが生じ
たか否かを判断する判断手段と、前記判断に基づき前記
目詰まりの表示或いは報知を行う警報手段を有する。

【００１７】好ましくは、前記給水流路からの水道水を
前記素材を通過させずに前記供給部屋に供給するバイパ
ス流路を、前記イオン除去装置の前記給水流路からの水
道水が流入する下部部屋と前記供給部屋との間に設け
る。

【００１８】また、本発明は、給水流路を介して供給さ
れた水道栓からの水道水に含まれるイオンを除去するイ
オン除去装置の目詰まりを防止する電気洗濯機の目詰ま
り防止方法において、前記給水経路の水道栓口内に着脱
可能に設けられた着脱用つまみ付き第１のフィルタで、
前記水道水に含まれる異物を濾過し、前記イオン除去装
置内に納められたイオン交換能を持つ素材を上下から挟
む第２のフィルタのメッシュで、前記素材の流出と前記
素材内への異物の流入を防ぐことを特徴とする電気洗濯
機の目詰まり防止方法を提供する。

【００１９】好ましくは、前記素材に、最終すすぎ時或
いはすすぎ終了後、前記イオン除去装置の上部から流下
させた塩水を残留させる。

【００２０】好ましくは、前記電気洗濯機の出荷時、前
記素材に、前記塩水を含ませる。

【００２１】また、本発明は、給水流路を介して供給さ
れた水道栓からの水道水に含まれるイオンを除去するイ
オン除去装置の目詰まりを防止する電気洗濯機の目詰ま
り防止方法において、前記給水経路の水道栓口内に着脱
可能に設けられた着脱用つまみ付き第１のフィルタで、
前記水道水に含まれる異物を濾過し、前記イオン除去装
置内に納められたイオン交換能を持つ素材を上下から挟
む第２のフィルタのメッシュで、前記素材の流出と前記
素材内への異物の流入を防ぐと共に、前記素材に、最終
すすぎ時或いはすすぎ終了後、前記イオン除去装置の上
部から流下させた塩水を残留させることを特徴とする電
気洗濯機の目詰まり防止方法を提供する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態例に
係る電気洗濯機及び電気洗濯機の目詰まり防止方法を、
図を用いて説明する。

【００２３】図１は、本発明の一実施の形態例に係る目
詰まり防止装置を備えた全自動電気洗濯機の外観図であ
り、図２は図１のＡＡ線に沿う縦断面図である。外装
は、鋼鈑製の外枠１とその上部に取り付けられたトップ
カバー１７等により構成されている。水受け槽である外
槽４は、外枠１の上部四隅から吊り棒２及びコイルバネ
や摺動リングからなる防振装置３によって外枠１内に吊
り下げ状態に支持され、洗い工程での洗い水及びすすぎ
工程でのすすぎ水（以下、洗濯水と呼ぶ）を溜める。

【００２４】外槽４内には、ステンレス製の洗濯兼脱水
槽５（以下、洗濯槽と呼ぶ）を回転自在に設ける。洗濯
槽５側面には多数の脱水孔５ａを設け、中央底部には回
転翼６を回転可能に設け、上縁部にはバランサー５ｂを
設ける。外槽４の底面には支持板１０が取り付けられて
おり、支持板１０には駆動装置が固定されている。

【００２５】駆動装置は、電動機７と歯車減速機構とク
ラッチ機構及びブレーキ機構を組み合わせた伝動装置９
から構成され、電動機７の回転はプーリ８ａとベルト８
ｂで伝動装置９に伝達される。伝動装置９の出力軸は外
槽４の底壁を水密状態に貫通して外槽４内に突出し、回
転翼６及び洗濯槽５と連結されている。

【００２６】駆動装置は、洗い工程及びすすぎ工程時に
は洗濯槽５を静止させ、回転翼６を時計方向（正）及び
反時計方向（逆）に回転させる。また脱水工程時には洗
濯槽５を一方向に回転させる。

【００２７】外槽４側面下方には外槽内の水圧を水位セ
ンサ１１に伝達する水位センサチューブ１２が設けてあ
る。また、外槽４底面には洗濯水の排水を行う排水弁１
３が設けてあり、排水弁に接続した排水ホース１６で洗
濯水を洗濯機外に排出する。

【００２８】外枠１の上部にはトップカバー１７が設け
てある。トップカバー１７は、洗濯物を投入する投入口
１７ａと、イオン除去手段、水道栓口２６、給水電磁弁
等を収納する後部収納箱１７ｂと、マイコン等の電気部
品を収納する前部操作箱１７ｃとで構成される。投入口
１７ａには蓋１８を設けてある。

【００２９】前部操作箱１７ｃの上面には、図３に示す
操作パネル１９ａが取りつけてあり、その下にはマイコ
ン等を内蔵した制御部１９ｂが設けてある。また前部操
作箱１７ｃ内には、外槽４内の水圧を検出することによ
り、規定水位まで水が溜まったかを判定する水位センサ
１１が設けてある。

【００３０】操作パネル１９ａには、電源スイッチ２
０、各種表示器２１、各種操作ボタン２２、ブザー２３
等が配置されており、使用者が操作ボタン２２で洗濯機
を操作し、またその動作状態を表示器２１、ブザー２３
で確認できるようになっている。また、イオン除去処理
（軟水化）を表示する発光ダイオードからなる軟水化表
示２４と、イオン除去手段の再生を催告表示する発光ダ
イオードからなる塩投入表示２５がある。

【００３１】図４は、図１の後部収納箱１７ｂの上蓋を
はずした時の背面部分の平面図（図１中にＢＢ線で示す
断面）である（前面側を省略している）。

【００３２】後部収納箱１７ｂには水道栓等からのホー
スが接続される水道栓口２６、これに続いて給水電磁弁
２７及び塩水注水電磁弁６３、円筒容器６０で構成され
るイオン除去装置２８、風呂水を吸水する風呂水吸水ポ
ンプ４５、洗濯槽５内に洗濯水を流下させる傾斜流路４
６等が収納されている。

【００３３】傾斜流路４６の上流側には流路４６に開口
する供給部屋Ａ４７、供給部屋Ｂ４８が設けられてい
る。給水電磁弁２７の出口はイオン交換装置２８の入水
口２９ａに接続され、塩注水電磁弁６３の出口はイオン
交換手段２８の塩注水口６０ｈに接続されている。イオ
ン交換手段２８の吐出口２９ｂは部屋Ａ４７に接続され
ている。

【００３４】図５、図６、図７は、本発明の一実施の形
態例に係るイオン除去装置の目詰まり防止手段の詳細を
示す。図５はイオン除去装置の全体斜視図、図６は目詰
まり防止手段を含むイオン除去装置の縦断面図、図７は
目詰まり防止手段の一つである水道栓口の詳細断面図で
ある。

【００３５】図５に示すように、イオン除去装置２８は
円筒容器６０と蓋６１で構成され、円筒容器６０は、５
つの部屋に分けられる。図６に示すように、上から塩投
入部屋６０ａ、塩投入部屋６０ａと塩粒流出防止フィル
タ６０ｇで隔てられた塩水部屋６０ｋ、吐出口２９ｂが
設けられた上部部屋６０ｂ、入水口２９ａと吐出口２９
ｂの間の上下面が第２のフィルタであるメッシュフィル
タ２９ｄで区切られた樹脂部屋２９ｅ、入水口２９ａが
設けられた下部部屋６０ｃである。

【００３６】入水口２９ａと吐出口２９ｂの間（上部部
屋６０ｂと下部部屋６０ｃの間）の樹脂部屋２９ｅには
ナトリウム型強酸性陽イオン交換樹脂３１（以下、イオ
ン交換樹脂と呼ぶ）が充填されている。上記イオン交換
樹脂３１は、一般に広く用いられているビーズ状のもの
のほか、繊維状にしたものであってもよい。

【００３７】メッシュフィルタ２９ｄは、樹脂部屋２９
ｅ内への異物の進入や、イオン交換樹脂３１が樹脂部屋
２９ｅから流出するのを防止する。また、イオン交換樹
脂３１の上部及び下部に上部部屋６０ｂと下部部屋６０
ｃを設けるのは、イオン交換樹脂３１層の一部にのみ水
が通るのを防止して、イオン交換樹脂層全体に均一に水
を流し、効率よく金属イオンを吸着するためである。

【００３８】水は入水口２９ａから下部部屋６０ｃに入
り、下部部屋６０ｃを満たした後イオン交換樹脂３１層
内を均一に上昇し、上部部屋６０ｂへ出て上部部屋６０
ｂを満たして吐出口２９ｂから流出する。さらに、上部
部屋６０ｂはイオン交換樹脂３１層全体に再生用食塩水
が均一に流れるよう、塩水を一時的に溜めておくために
も必要である。

【００３９】塩投入部屋６０ａ内には、予め使用者によ
り塩６２が投入されている。投入されている塩の量は、
約１５０ｇである。これは、後で述べるイオン交換樹脂
３１の再生処理１回当たりに必要な塩量２０ｇの７回分
に相当し、使用者は一週間に一度塩６２を投入する必要
がある。

【００４０】塩投入部屋６０ａと塩水部屋６０ｋの間に
は塩投入部屋６０ｋの内径とほぼ等しい直径の塩粒流出
防止フィルタ６０ｇが配され、塩粒が塩水部屋６０ｋに
流出するのを防止する。

【００４１】これにより、塩粒流出フィルタ６０ｇの面
積を大きくでき、塩水がフィルタの全面を通り塩水部屋
６０ｋに流下するため、塩水の流量を確保することがで
きる。塩投入部屋６０ａには、塩注水口６０ｈからの塩
注水管６０ｉが開口している。 塩水部屋６０ｋと上部
部屋６０ｂは隔壁６０ｄで分けられ、隔壁６０ｄには塩
水が通過する孔６０ｅが設けられている。この孔６０ｅ
の下、上部部屋６０ｂ側には逆止弁６０ｆが設けられて
おり、洗濯槽５への給水時に逆止弁６０ｆが孔６０ｅを
塞ぎ、上部部屋６０ｂから塩水部屋６０ｋへ水が流入す
るのを防止する。

【００４２】下部部屋６０ｃの底面には塩水排出口２９
ｃが後部収納箱１７ｂの底面を貫通して設けられてお
り、塩水排出口２９ｃに接続された塩水排出パイプ６４
は図２に示すように外槽４に接続され、塩水を外槽内に
排出するようになっている。

【００４３】蓋６１の内円周には凹溝６１ａが設けてあ
り、上面には空気孔６１ｂが開けられている。円筒容器
６０の上部外円周には凸部６１ｊがあり、蓋６１は円筒
容器６０の凸部６０ｊに凹溝６１ａが嵌合する形で固定
される。

【００４４】蓋６１は後部収納箱１７ｂの上面より突出
するようにしてあり、蓋６１の開閉を容易に行えるよう
になっている。また、蓋６１はアクリル樹脂のような透
明な部材とし、後述する洗濯毎のイオン交換樹脂の再生
処理で消費される塩の残量を容易に確認できるようにし
てある。

【００４５】水道栓からのホースは水道栓口２６に接続
される。水道水は給水電磁弁２７開閉により円筒容器６
０の入水口２９ａに導かれ、下部部屋６０ｃを満たして
からイオン交換樹脂３１を充填した部屋２９ｅを上昇し
ながら通過する。

【００４６】水道水はここで軟水化つまりカルシウム、
マグネシウムイオンが除去されて上部部屋６０ｂを満た
し吐出口２９ｂから流出する。そして部屋Ａ４７から傾
斜流路４６に流下して外槽４（洗濯槽５）に給水され
る。

【００４７】風呂からの水は風呂水給水口４５ａに接続
されるホースで汲み出される。風呂水は、まず水道栓口
２６からの水道水を給水電磁弁２７を開きイオン除去装
置２８、供給部屋Ａ４７を通して、その一部を呼び水口
４５ｂから風呂水吸水ポンプ４５に呼び水する。その後
ポンプモータを回転させて風呂水を風呂水給水口４５ａ
から自吸し、吐出口４５ｃから部屋Ｂ４８を介して傾斜
流路４６に導き、ここから洗濯槽５に給水する。

【００４８】円筒容器６０で構成されるイオン除去装置
２８を水道栓口２６が設置される後部収納箱１７ｂに設
置するのは、給水配管長を短くでき、流路損失が削減し
て、流量すなわち給水時間を短縮できるからである。

【００４９】給水ではイオン交換樹脂３１が充填される
部屋２９ｅを水道水が通過するのでこの樹脂充填の圧力
損失が大きい。この損失を少しでもカバーするため水道
栓口から円筒容器６０に至る配管長は１００ｍｍ以下が
望ましい。従来洗濯機の洗濯給水流量は、水道水圧力に
もよるが１０から１５リットル／分であり、これに近い
流量を本発明で得るためには上述の配慮が必要になる。

【００５０】図７に、目詰まり防止装置の一つである水
道栓口２６の詳細を示す。水道栓口２６の内部には、上
流側に第１のフィルタである異物流入防止メッシュフィ
ルタ２６ａが設置され、異物流入防止フィルタ２６ａに
はこれを上から簡単に取り外すためのつまみ２６ｂが付
けられている。２６ｃは流量を調整する調整絞りであ
る。

【００５１】異物流入防止フィルタ２６ａのメッシュ径
は、イオン除去装置２８内に設置されるイオン交換樹脂
３１が樹脂部屋２９ｅから流出するのを防止するメッシ
ュフィルタ２９ｄ或いは塩粒流出防止フィルタ６０ｇの
それより細かなものである。

【００５２】水道工事によって市中あるいは家庭配管内
への土砂が混入したり、配管内の鉄錆が剥離混入する場
合がある。これらは一般に赤水と呼ばれている。この赤
水がイオン除去装置２８に通水されれば、イオン除去装
置２８内のメッシュフィルタ２９ｄ、塩粒流出防止フィ
ルタ６０ｇ、イオン交換樹脂３１粒子間の隙間に蓄積し
て目詰まりを起こす。

【００５３】また水道栓口２６から、洗濯機給水口に用
いられるホース内に生じた黴、ヌル等が剥離して水道水
に混入する場合もあり、前述と同様目詰まりの原因にな
る。

【００５４】異物流入防止メッシュフィルタ２６ａは、
メッシュフィルタ２９ｄあるいは塩粒流出防止フィルタ
６０ｇのそれより細かなメッシュ径によって、直前でこ
れら異物がイオン除去装置２８内に混入するのを防止す
る。

【００５５】当然このメッシュフィルタ２６ａは目詰ま
りを起こす。しかし使用者がつまみ２６ｂによって簡単
に取り外し、これを掃除あるいは新たなフィルタ２６ａ
に交換すれば、目詰まりによる給水阻害を解除して洗濯
を続けることができる。

【００５６】図８は、マイクロコンピュータ５０を中心
に構成される洗濯機の制御部のブロック図である。マイ
クロコンピュータ５０は、操作ボタン入力回路５１や水
位センサ１１とも接続され使用者のボタン操作、洗濯槽
内の洗濯水水位の情報信号を受ける。

【００５７】マイクロコンピュータ５０からの出力は、
駆動回路５２に接続され、前記電動機７や給水電磁弁２
７、排水弁１３等に商用電源を供給して、これらの開閉
あるいは回転を制御する。また、使用者に洗濯機の動作
を知らせるため、ブザー２３や表示器２１などの報知手
段にも接続される。

【００５８】電源回路５３は、商用電源を整流平滑して
マイクロコンピュータ５０に必要な直流電源を作る。

【００５９】５４は点灯して軟水処理を、あるいは点滅
点灯して給水阻害を表示する発光ダイオードである。発
光ダイオード５４は前部操作箱１７ｃに装着され、イオ
ン交換樹脂への通水時に点灯して、軟水化処理中である
ことを軟水化表示２４で使用者に知らせる。また、目詰
まりによる給水阻害時に点滅点灯して給水阻害を軟水化
表示２４で使用者に知らせる。

【００６０】知らせを受けた使用者は水道栓口２６の異
物流入防止メッシュフィルタ２６ａを取り出し、付着物
の排除あるいは新たなフィルタに交換することで、目詰
まりによる給水不可を解除して洗濯を続行することがで
きる。

【００６１】また、異物流入防止メッシュフィルタ２６
ａが装着されていない場合には、メッシュフィルタ２９
ｄおよび塩粒流出防止フィルタ６０ｇあるいはイオン交
換樹脂３１が目詰まりを起こす。この場合も同様に、報
知手段でこれを使用者に報知する。

【００６２】また５５は、点灯して塩投入を表示する発
光ダイオードである。発光ダイオード５５は前部操作箱
１７ｃに装着され、イオン除去装置への塩投入が必要な
時に点灯して、塩投入を塩投入表示２５で使用者に知ら
せる。

【００６３】次に、イオン除去装置２８の動作を説明す
る。使用者が洗濯物を洗濯槽５に入れ、電源スイッチ１
９を押し、スタートボタンを操作すると、マイクロコン
ピュータ５０は布量センサにより洗濯物の量を測定し、
測定結果に応じた水量、洗剤量を表示器２１に表示し、
使用者に知らせる。

【００６４】使用者は、表示を参考に適量の洗剤を洗濯
槽５に投入する。その後、マイクロコンピュータ５０は
給水電磁弁２７を開とする。水道水は水道栓口２６から
給水電磁弁２７を通過して入水口２９ａから円筒容器６
０の下部部屋６０ｃに流入する。

【００６５】流入した水道水は下部部屋６０ｃを満たし
た後、その圧力で部屋２９ｅを上昇し、部屋２９ｅにメ
ッシュフィルタ２９ｄで挟まれて充填されるナトリウム
型強酸性陽イオン交換樹脂３１の間を通過して、上部部
屋６０ｂに流出する。そして上部部屋６０ｂを満たして
吐出口２９ｂから流れ出し、部屋Ａ４７、傾斜路４６を
通り外槽４（洗濯槽５）内に溜まる。

【００６６】また、下部部屋６０ｃへ流入した水道水の
一部は、イオン交換樹脂３１を通らずに塩水排出口２９
ｃに接続された塩水排水パイプ６４を通り外槽４内に流
入する。塩水排出口２９ｃの内径を２ｍｍとすれば、給
水流量１５／分の時塩水排出パイプ６４を通る流量は約
０．５Ｌ／分となる。この量は、給水量の３％程度であ
り影響は少ない。

【００６７】塩水排出口２９ｃの内径をさらに小さくす
れば、より影響は少なくできるが、毛管現象のために再
生用の塩水が排出しにくくなるため、上記２ｍｍ程度が
最適である。コストやスペースの問題がなければ、塩水
排出パイプ６４の途中にバルブを設け、給水中にこのバ
ルブを閉じるように構成した方がよいことはもちろんで
ある。

【００６８】水道水は、イオン交換樹脂３１を通過する
間に、イオン交換作用で中に含まれるカルシウムイオ
ン、マグネシウムイオンが除去される。この洗い給水中
には発光ダイオード５４が点灯し軟水化表示２４あるい
はブザー２３を用いてイオン除去中の表示あるいは報知
が行われる。

【００６９】給水中は、イオン除去装置２８の上部部屋
６０ｂは水道水で満たされ、この圧力のために逆止弁６
０ｆのボールが上昇し孔６０ｅを塞いでいる。このた
め、給水中に水道水が塩水部屋６０ｋへ侵入することは
ない。給水時以外は、上部部屋６０ｂは大気圧となるた
め、逆止弁６０ｆのボールは自重で落ち、孔６０ｅは開
いた状態となる。

【００７０】水位センサ１１で規定量の洗濯水が外槽４
内に給水されたこと知ったマイクロコンピュータ５０
は、給水電磁弁２７を閉じて給水を停止させる。そして
回転翼６を正逆回転させて、洗濯を開始する。

【００７１】洗濯槽５内に給水された洗濯水はカルシウ
ム、マグネシウム等の陽イオンを含まないため、投入さ
れた洗剤中の界面活性剤と反応して不溶性の金属石けん
を生成したり、洗浄に寄与する界面活性剤量を減少させ
洗浄力を低下させることはない。給水終了後、イオン交
換手段２８内に残った水は、塩水排出口２９ｃに接続さ
れた塩水排出パイプ６４からゆっくりと外槽４に排出さ
れる。

【００７２】異物流入防止フィルタ２６ａがない場合
は、イオン除去装置２８内のメッシュフィルタ２９ｄ、
塩粒流出防止フィルタ６０ｇ、イオン交換樹脂３１粒子
間の隙間に赤水などにより異物が蓄積して目詰まりを起
こす。

【００７３】マイクロコンピュータ５０は、使用者が洗
濯物を洗濯槽５に入れ、電源スイッチ１９を押し、スタ
ートボタンを操作した時点で、給水電磁弁２７を開き、
時間計測を行う。

【００７４】マイクロコンピュータ５０には、予め通常
の水道水圧のもとでの時間当たりの給水量を、水位セン
サ１１の水位データ変化の形で記憶してある。給水電磁
弁２７を開いてから、所定時間内に規定量の給水つまり
通常の水道水圧のもとでの時間当たりの給水量に達しな
い場合は、上述原因での目詰まりと判断して発光ダイオ
ード５４を短周期で点滅させ（軟水化表示２４が点滅す
る）、あるいはブザー２３を用いて警告音を発生させ、
目詰まりの表示あるいは報知を行う。

【００７５】これによって使用者は目詰まりを知り、使
用者が水道栓口２６内の異物流入防止メッシュフィルタ
２６ａをつまみ２６ｂによって取り外し、これを掃除あ
るいは新たなフィルタ２６ａに交換すれば、目詰まりに
よる給水阻害を解除して洗濯を続けることができる。

【００７６】異物流入防止フィルタ２６ａがない場合
は、販売店のサービス窓口に連絡して、イオン除去装置
２８の交換を行ってもらう。

【００７７】ナトリウム型強酸性陽イオン交換樹脂３１
は、周知のように架橋した三次元の高分子基体に、スル
ホン酸基のようなイオン交換基を化学結合で結合させた
合成樹脂である。カルシウム、マグネシウム等の２価の
陽イオンを含んだ水道水が陽イオン交換樹脂間を流れる
と、陽イオン交換樹脂のイオン交換基であるスルホン酸
基と水道水中の陽イオンがイオン交換され、結果水道水
中の陽イオンが除去される。

【００７８】次式（化１）、（化２）にナトリウム型強
酸性イオン交換樹脂のイオン交換反応式を示す。

【００７９】

【化１】

【００８０】

【化２】

【００８１】ここで、Ｒはイオン交換樹脂の高分子基体
である。ナトリウム型イオン交換樹脂は−ＳＯ３の陰イ
オンを固定イオン、Ｎａの陽イオンを対イオンとするも
ので、イオンの選択性を利用して水中に含まれるカルシ
ウム、マグネシウム等の多価陽イオンを除去する。

【００８２】イオン選択性は低濃度、常温下では強酸性
陽イオン交換樹脂の場合、価数の高いイオン程大きく、
同一価数では原子番号の大きいもの程大きい。天然水中
に含まれるイオンでは、次式（化３）の順である。

【００８３】

【化３】

【００８４】イオン交換樹脂を通過する水中のカルシウ
ム、マグネシウムイオンは（化１）、（化２）の左辺か
ら右辺への反応で樹脂に吸着して除去される。逆にカル
シウム、マグネシウムイオンを吸着した樹脂に高濃度塩
水を流すと（化１）、（化２）の右辺から左辺への反応
でカルシウム、マグネシウムイオンが脱着し、樹脂が元
の状態に戻り再生される。

【００８５】実験室等で使用する市販小型軟水化装置
は、イオン交換樹脂量が１〜２Ｌで処理流量が毎時１０
Ｌ（毎分０．１６Ｌ）程度の能力ものが一般的である。
前述したように家庭用洗濯機においては、給水時間を短
縮するために直接水道栓から毎分１０Ｌ以上の流量で洗
濯槽に給水している。

【００８６】このため、上記のような市販小型軟水化装
置の処理流量では給水時間が長くなりすぎるため、洗濯
以外の時間を利用してバッチ処理したものを一旦貯水槽
に溜めた後に利用せざるを得ない。またイオン樹脂量１
〜２Ｌは、家庭用洗濯機に搭載（内蔵）するのには容積
が大きすぎる。つまり家庭用洗濯機では上述のイオン交
換樹脂の処理流量、樹脂量の問題を解決する必要があ
る。

【００８７】過去に実施された水道統計によれば、調査
した件数のうち、全硬度４０ｐｐｍ以下の件数が全体の
半数であり、１００ｐｐｍを超える件数が１５％もあっ
た。相加平均では５４．５ｐｐｍである。

【００８８】図９に、全国の浄水の硬度分布（日本水道
協会発行の平成６年度水道統計より）と、コンパクトタ
イプのゼオライト入り市販合成洗剤を使用した場合の洗
浄率と硬度の関係を洗剤濃度をパラメータにして示す。

【００８９】硬度分布は、各浄水場の１日当たりの浄水
量を考慮したものであり、例えば、全浄水量の約２０％
は４０〜５０ｐｐｍの間にあることが分かる。各浄水場
の浄水量と家庭の数が比例するとすると、全家庭の約２
０％は４０〜５０ｐｐｍの水道水を使用していることに
なる。

【００９０】全国の平均硬度は、５２．９ｐｐｍであ
り、全体の９８％は１００ｐｐｍ以下である。洗浄率に
ついては、洗剤メーカの指定洗剤量である洗剤濃度０．
０６７ｗｔ％（重量％）では平均硬度５２．９ｐｐｍを
半減することで洗浄率を約５０％も増加させることが可
能である。

【００９１】また硬度１００ｐｐｍではこれを半減する
ことで、洗剤量を２倍（濃度０．１３３ｗｔ％）にした
時と同等の洗浄率が得られる。つまり洗剤量（濃度）を
標準の２倍にした時の洗浄率が硬度を下げることで標準
洗剤量で得られる。このように硬度成分であるカルシウ
ムイオン、マグネシウムイオンを除去することで洗濯機
の洗浄力を大きく改善することができる。

【００９２】また水道水をそのまま使った場合と同等の
洗浄率でよいとするならば、軟水化により洗剤使用量を
削減することができる。さらに、硬度が４０ｐｐｍ以上
の地域では洗剤量を必要以上に使用する必要がなく、環
境への影響も少なくなる。

【００９３】図９に示すように、硬度が４０ｐｐｍ以下
では洗浄率がほぼ一定で、これ以上の硬度では洗浄率が
低下する。硬度４０ｐｐｍ以下では合成洗剤に含まれる
ゼオライトが硬度成分をほぼ全部吸着し界面活性剤が十
分に作用するため洗浄率がほぼ一定になり、これ以上の
硬度ではゼオライト量が不足し一部の界面活性剤が硬度
成分と反応し金属石けんを生成し、その分界面活性剤量
が減少するため洗浄率が低下するのである。

【００９４】従って、ゼオライト入りの合成洗剤を洗濯
に使用する場合には、この４０ｐｐｍ程度まで洗濯水か
ら硬度成分のカルシウムイオン、マグネシウムイオンを
除去することが望ましい。一方、石けんでは図９とは異
なり、硬度の増加とともに洗浄率が低下するため、でき
るだけ硬度成分を除去するのが好ましい。

【００９５】イオン交換樹脂のイオン交換性能は、イオ
ン交換容量、イオン交換速度などで決定される。洗濯機
でイオン交換樹脂を使用する場合、上述のように、処理
流量は毎分１０〜１５Ｌ、樹脂量は洗濯機に搭載可能な
ようできるだけ少ないことが求められる。

【００９６】このためには、イオン交換速度を極力大き
くして処理流量を確保し、イオン交換容量を大きくして
樹脂量を少なくすればよい。イオン交換容量、イオン交
換速度はイオン交換樹脂の架橋度、樹脂の構造（ゲル
型、多孔性）や樹脂径などにより変化する。

【００９７】しかし、架橋度が高い方がイオン交換容量
は増加するが、イオン交換速度が低下し、多孔性にする
とゲル型よりイオン交換速度は上昇するが、イオン交換
容量が減少する。このように、イオン交換樹脂の架橋度
や構造で両方の性能を同時に向上させることは困難であ
る。

【００９８】図１０は、硬水軟化のために最も一般的に
用いられている架橋度８％のナトリウム型強酸性イオン
交換樹脂について、通水量に対する漏洩イオン濃度の変
化を、イオン交換樹脂量と樹脂径をパラメータに実験し
た結果である。

【００９９】原水の全硬度は１００ｐｐｍ、流量は１５
Ｌ／分である。実験した樹脂量、樹脂径ではどの場合も
硬度成分が漏洩し、その濃度は、樹脂量、樹脂径によっ
て異なる。通水初期段階における漏洩イオン濃度は、同
一樹脂径では、樹脂量が多いほど小さく、樹脂量が同じ
場合は、樹脂径が小さい方が小さい。

【０１００】図１１は、図１０における通水初期段階の
漏洩イオン濃度をイオン交換樹脂の全表面積（計算値）
に対し整理し直した結果である。図１１から、漏洩イオ
ン濃度は、イオン交換樹脂の全表面積にほぼ反比例して
おり、イオン交換速度は、イオン交換樹脂の全表面積に
比例することがわかる。

【０１０１】イオン交換樹脂の全表面積は、イオン交換
樹脂量に比例し、イオン交換樹脂径に反比例するので、
樹脂径を小さくすることにより樹脂量を少なくすること
ができる。漏洩イオン濃度の変化は、通水初期段階では
ほぼ一定濃度であるが、通水量が増加していくとある点
から急に増加し、ついにはイオン交換能力を失い原水と
同じ濃度となる。

【０１０２】イオン交換容量は、漏洩イオン濃度線と原
水イオン濃度線で囲まれた面積（例えば樹脂量１００ｍ
Ｌ、樹脂径０．１〜０．２mmの場合、図中ＡＢＣＡで囲
まれた面積）で表されるが、樹脂径には関係なく、樹脂
量のみに比例する。

【０１０３】図１０のイオン交換樹脂のイオン交換容量
は、２．０ｍｅｑ／ｍＬ−Ｒ（イオン交換樹脂１ｍＬ当
たり２．０当量）であり、樹脂１ｍＬ当たりＣａＣＯ３
換算で１００ｍｇの硬度成分を除去できる。

【０１０４】今、全硬度１００ｐｐｍの水道水を流量１
５Ｌ／分で流し、定格容量９ｋｇの全自動洗濯機の高水
位１回分の水量８８Ｌを軟水化することを考える。軟水
化は、ゼオライト入り合成洗剤の洗浄力に影響を及ぼさ
ない４０ｐｐｍまででよいとすると、除去すべき硬度成
分は５．２８ｇ（ ＣａＣＯ３換算）であり、イオン交
換容量のみで考えると必要最少樹脂量は５２．８ｍＬと
いう少量でよい。

【０１０５】しかし、イオン交換速度を考えるとこの樹
脂量では４０ｐｐｍまで軟水化することはできない。実
際には図１０のように、樹脂径０．１〜０．２ｍｍの場
合で１００ｍＬ、樹脂径０．３〜０．５ｍｍで１５０ｍ
Ｌ、樹脂径０．３〜１．１ｍｍで２６０ｍＬの樹脂量が
ないと４０ｐｐｍ以下にはできない。

【０１０６】しかし、樹脂径を０．１〜０．２ｍｍや
０．３〜０．５ｍｍとすることで、処理流量が毎分１５
Ｌでも樹脂量を１００〜１５０ｍＬと少なくすることが
でき、家庭用洗濯機への搭載が可能となる。

【０１０７】図１２は、樹脂径０．１〜０．２ｍｍ、樹
脂量１００ｍＬのイオン交換樹脂を用いたイオン除去装
置に、流量１５Ｌ／分で水道水（全硬度１００ｐｐｍ）
を流した場合の漏洩イオン濃度と通水量の関係である。

【０１０８】図中●印が初回通水時すなわちイオン交換
樹脂が新品の場合である。通水量が５０Ｌまでは漏洩イ
オン濃度は約１２ｐｐｍと一定である。ここから漏洩イ
オン濃度は増加を始めるが、通水量１００Ｌまでは漏洩
イオン濃度４０ｐｐｍ以下を維持している。そして、通
水量が１５０Ｌでイオン交換能力を失い、漏洩イオン濃
度が原水硬度と同一となる。

【０１０９】従って、上述した塩水による再生処理が必
要となる。この再生処理については後述する。定格容量
９ｋｇの全自動洗濯機で高水位（水量は８８Ｌ）まで給
水すると、洗濯水の硬度は図中○印で示すよう約１８ｐ
ｐｍとなり、硬度による洗浄性能の低下は起きない。

【０１１０】洗い工程が終了したら、マイクロコンピュ
ータ５０は排水弁１３を開き、外槽４内の洗濯水を排水
する。排水終了後、脱水行程に移行する。脱水工程では
マイクロコンピュータ５０は伝動装置９のソレノイド９
ａを制御して電動機７で洗濯槽５を高速に回転させる。
この間排水弁１３は開かれている。

【０１１１】脱水工程終了後、排水弁１３を閉じ、続い
てすすぎ工程に移行する。すすぎ工程は、その方法にも
よるが通常１回から２回行う。一旦外槽４に水を溜めて
から回転翼６を回転させ、衣類に残留した洗剤を希釈す
る、いわゆるためすすぎでは、先の洗い給水とほぼ同水
量が必要となる。

【０１１２】従って、イオン除去装置２８を通過する水
量は、先の洗い給水での８８Ｌ、このすすぎでの８８Ｌ
×２回の合計２６４Ｌとなる。

【０１１３】図１２に示すように、通水量１５０Ｌでイ
オン交換能力が失われるため、１回目のすすぎ給水の途
中から硬度は原水と同一となる。しかし、すすぎ工程で
は硬度の影響はないため、硬度が高い水を供給してもか
まわない。

【０１１４】すすぎ工程時の給水は、最終すすぎ工程以
外、洗い工程時と全く同一であるので、ここでは外槽４
に水をためて行う最終すすぎ工程と、最終すすぎ工程中
に行うイオン交換樹脂３１の再生処理について説明す
る。

【０１１５】まず給水電磁弁２７を開き、前述の洗い給
水と同様に水道水をイオン除去装置２８を通し、外槽４
内にすすぎ水を供給する。水道水が、イオン除去装置２
８の上部部屋６０ｂを満たし、逆止弁６０ｆが孔６０ｅ
を塞いだ状態（これは、給水電磁弁２７を開いた後所定
時間経過したことで判断する）になったら、マイクロコ
ンピュータ５０は、塩注水電磁弁６３を開く。

【０１１６】水道水は、塩注水電磁弁６３を通り、塩注
水口６０ｈ、塩注水管６０ｉから、塩投入部屋６０ａに
流入する。塩注水管６０ｉの開口部は、水道水が塩６２
にシャワー状に注水される形状となっていることが好ま
しい。

【０１１７】この注水量は、６０〜７０ｍＬの少量で十
分である。この量は、少なくとも１槽分（８８Ｌ）の洗
濯水を硬度４０ｐｐｍ以下にする必要塩量から設定して
いる。注水量は、塩注水管６０ｉの内径を小さくした
り、塩注水経路の途中に絞り（図示せず）を入れること
などで流路を絞り、流量を少なくするとともに、塩注水
電磁弁６３の開時間を制御して調整する。

【０１１８】所定量例えば６０ｍＬ（図５中破線Ｂま
で）注水する時間が経過したら、マイクロコンピュータ
５０は、塩注水電磁弁６３を制御して注水を停止する。
この時はまだ給水電磁弁２７は開いており、給水が継続
している。

【０１１９】塩投入部屋６０ａに注水された水道水は、
蓋６１の上面に空気孔６１ｂが設けられているため、塩
６２を溶解しながら塩粒流出防止フィルタ６０ｇを通り
塩水部屋６０ｋに流入するが、逆止弁６０ｆが孔６０ｅ
を塞いでいるため、塩水部屋６０ｋが満杯になると流入
が停止する。

【０１２０】水位センサ１１で所定量の水が外槽４に給
水されたことを検知すると、マイクロコンピュータ５０
は、給水電磁弁２７を閉じて給水を停止させ、回転翼６
を正逆回転させて洗濯物を撹拌しすすぎを開始する。

【０１２１】給水が停止すると、円筒容器６０内の水道
水は、水道水の水面（図５中破線Ａ）と塩水排出パイプ
６４出口との高さの差によるヘッドにより塩水排出口２
９ｃから塩水排出パイプ６４を通り徐々に流れ出す。同
時に吐出口２９ｂから空気が上部部屋６０ｂに入り上部
部屋６０ｂが大気圧となるため、逆止弁６０ｆのボール
が自重で落ち、孔６０ｅが開く。

【０１２２】すると塩水部屋６０ｅ内の塩水は孔６０ｅ
から徐々に上部部屋６０ｂ内に流下し、この分塩水投入
部屋６０ａから塩６２を溶解した塩水が塩水部屋６０ｋ
に補給される。

【０１２３】これは、塩投入部屋６０ａに注水された水
道水がなくなるまで続く。この時、塩水部屋６０ｋに流
入した塩水には約２０〜２２ｇの塩が溶解し、濃度は約
２６ｗｔ％となる。この濃度は、ほぼ塩の飽和濃度（塩
の溶解度は水１００ｍＬ当たり３５．７ｇ、０℃時）と
等しい。

【０１２４】この後塩水は、イオン交換樹脂３１層を流
下し、下部部屋６０ｃを経て塩水排出口２９ｃから塩水
排出パイプ６４を通り、すすぎ用の水が入った外槽４内
に排出され、すすぎ水で希釈される。

【０１２５】塩水がイオン交換樹脂３１内を流れること
で、（化１）、（化２）の右辺から左辺への反応が起
き、給水時に水道水の通過でイオン交換されたカルシウ
ムイオン、マグネシウムイオンと塩水中のナトリウムイ
オンが置換される。

【０１２６】これで、イオン交換樹脂３１は再生され、
イオン交換能力が復活し、次回洗濯時の洗濯工程での給
水で利用できるようになる。カルシウムイオン、マグネ
シウムイオンは、塩水と共にすすぎ水中に排出される。

【０１２７】再生の度に塩投入部屋６０ａ内の塩６２は
約２０ｇずつ消費され、徐々に減少する。使用者は、塩
投入空か６０ａに残っている塩量を透明な蓋６１を通し
て確認し、なくなり次第蓋６１を開けて補充する。

【０１２８】塩水は、すすぎ工程の撹拌時間（３〜４
分）内に全て外槽４内に流下する。この時、塩水部屋６
０ｋからの塩水供給量より、塩水排出パイプ６４からの
塩水排出量を少なくした方がよい。これは、塩水が上部
部屋６０ｂに溜まるようにするためである。こうするこ
とで、塩水がイオン交換樹脂３１層の一部のみを通過す
ることがなく均一に通過し、効率よい再生が行える。

【０１２９】このために、（１）塩水通過の傷害となる
塩粒流出防止フィルタ６０ｇの面積を大きくし十分な量
の塩水が通過できるようにする。実施例では約１分以内
に塩水が通過する。

【０１３０】（２）孔６０ｅの径を、塩水排出口２０ｃ
の内径か塩水排出パイプ６４の内径より大きくする。実
施例では、孔６０ｅの径を３ｍｍ、塩水排出口２０ｃの
内径を２ｍｍとした。

【０１３１】また、塩水排出パイプ６４の出口６４ａの
位置により、塩水の流下時間が異なる。これは、塩水の
流下が、円筒容器６０内の塩水水面と塩水排出パイプ６
４の出口６４ａとのヘッドにより決まるためである。

【０１３２】従って、出口６４ａを下部部屋６０ｃ底部
から遠ざけるほど塩水の流下時間は短くなる。塩水排出
口２０ｃの内径２ｍｍが場合、出口６４ａを下部部屋６
０ｃの底部から１５０ｍｍ程度にすると、供給された６
０ｍＬに２０ｇの塩が溶解した塩水は３〜４分で大部分
が円筒容器６０内から外槽４に流下する。

【０１３３】最終すすぎ工程とイオン交換樹脂再生工程
が終了したら、すすぎ水を排水後、脱水工程を行い、全
洗濯工程を終了する。

【０１３４】本実施例では、給水時は下部部屋６０ｃか
ら上部部屋６０ｂに向かって上方に水が流れ、再生時は
上部部屋６０ｂから下部部屋６０ｃに向かって下方に塩
の溶解した水が流れるようにしてある（給水時と再生時
で水の流れ方向が逆）。

【０１３５】再生用の水を下方に流すのは、重力で再生
用の水を流すことができるため、イオン除去装置２８の
構造を簡単化できるためである。また、給水を上方に向
かって流すのは、上部部屋６０ｂから下部部屋６０ｃに
向かって流した場合、上部部屋６０ｂには水道圧力
（０．３〜８ｋｇｆ／ｃｍ２）が作用し、逆止弁６０ｆ
をこの圧力に耐える構造にする必要があり、構造の複雑
化や信頼性の低下につながるからである。

【０１３６】さらに、給水時と再生時で水の流れを逆に
することは、再生効率の点で有利であることが一般的に
知られていることにもよる。

【０１３７】上記で再生処理したイオン交換樹脂３１
に、次回給水時に水道水（全硬度１００ｐｐｍ）を通し
た場合の漏洩イオン濃度を図１２■印で示す。通水開始
直後の漏洩イオン濃度は、初回（新品時）と同等である
が、初回よりも早く増加し、６０Ｌ弱で４０ｐｐｍを超
え、約９０Ｌでイオン交換能力がなくなっている。

【０１３８】洗濯給水中に、硬度４０ｐｐｍを超えてい
るが、外槽４に溜まった洗濯水の硬度は、図１２中□印
で示すように高水位（水量８８Ｌ）でも約３８ｐｐｍで
ある。従って、上記再生処理を行うことにより、ゼオラ
イト入り合成洗剤を使用した場合に洗濯性能が低下しな
い硬度４０ｐｐｍ以下の洗濯水を高水位１槽分得ること
ができる。

【０１３９】続くすすぎ工程では、イオン交換能力がな
くなっているため、供給される水の硬度は原水と同じと
なるが、すすぎ性能への影響はない。すなわち、イオン
交換樹脂量は、洗濯給水でイオン交換能力が飽和するよ
うに設定してあるため、必要以上のイオンを吸着できな
いため、イオン除去装置２８の小型化と再生用の塩量を
少なくできることにつながる。

【０１４０】なお、２回目以降の漏洩イオン濃度が初回
より多いのは、前述の再生処理ではイオン交換基全てが
再生できていないことを示す。図１２から初回のイオン
交換容量を求めると、約１０ｇ（ＣａＣＯ３換算）であ
る。

【０１４１】これを全て塩水中のナトリウムイオンと交
換するには、式（化１）、（化２）を用いれば、塩１２
ｇ程度が必要である。上記の再生処理で供給される塩量
は約２０〜２２ｇであり十分な量である。塩への注水量
を６０ｍＬより少なくすると、８８Ｌ給水時の硬度が４
０ｐｐｍを越えてしまう。このため、塩への注水量は最
低でも６０ｍＬ必要である。

【０１４２】再生処理後の２回目以降ではイオン交換容
量は約５．５ｇ（ ＣａＣＯ３換算）であり、再生率は
５５％となる。この再生率を上げるためには注水量を増
やし塩水を増せばよい。しかし、上述のように再生率５
５％でちょうど１槽（８８Ｌ）分を処理できるため、こ
れ以上再生率を高めることは塩を無駄に消費することに
なる。従って、塩への注水量は６０ｍＬ、余裕をみても
７０ｍＬで十分である。

【０１４３】本再生方法によれば、少量であるが高濃度
の塩水と共に、イオン交換されたカルシウムイオン、マ
グネシウムがすすぎ水中に入る。このため、すすぎ水の
硬度が供給されたものより高くなる。しかし、硬度成分
はすすぎ性能に影響しないため問題はない。

【０１４４】また、塩は６０ｍＬの水に溶解した２０ｇ
中約６．５ｇがイオン交換樹脂の再生に使用され、すす
ぎ水中には１３．５ｇが排出される。しかし、大量のす
すぎ水で希釈されるため、洗濯槽５を構成するステンレ
スなどに錆を発生する恐れはない。ちなみに、容量８ｋ
ｇの全自動洗濯機の使用水量は２５〜８８Ｌ程度である
が、この水で希釈すれば濃度は０．０５４〜０．０１５
ｗｔ％となり、生理食塩水の０．９ｗｔ％より低い。

【０１４５】以上説明したように、イオン交換樹脂の樹
脂径と樹脂量を最適化したため、給水流量１５Ｌ／分
で、洗い給水時のみ所定量のイオン除去性能を有する小
型安価なイオン除去装置を実現でき、洗濯機への搭載が
可能となった。

【０１４６】また、すすぎ給水時にはイオン除去能力が
なく余計なイオンを吸着しないため、再生用の塩量を少
なくすることができる。イオン交換樹脂の再生処理につ
いては、どの家庭にもある塩を溶解した塩水を用いて最
終すすぎ工程中に自動的に行うようにした。このため、
使用者は一週間に一度（洗濯７回に一度）塩を約１５０
ｇ塩投入部屋に投入するという簡単な操作だけよく、余
計な手間がかからない。また、塩は非常に安価なため再
生コストもほとんどかからない。

【０１４７】以上の説明では、塩６２への水道水の注水
は最終すすぎ工程の給水中に行ったが、次のように行っ
ても同様の効果が得られる。給水電磁弁２７を開き、外
槽４内に最終すすぎ工程の水を供給する。水位センサ１
１で所定量の水が外槽４に給水されたことを検知する
と、マイクロコンピュータ５０は給水電磁弁２７を閉じ
て給水を停止させ、回転翼６を正逆転させて洗濯物を撹
拌しすすぎを開始する。

【０１４８】給水が停止すると、円筒容器６０内の水道
水は、吐出口２９ｂと塩水排出パイプ６４を通り流れ出
し、上部部屋６０ｂ内の水位が低下して行く。同時に、
逆止弁６０ｆのボールは自重で落ち、孔６０ｅが開く。
上部部屋６０ｂ内の水位が吐出口２９ｂより下がると、
水道水は全て塩水排出パイプ６４から流れ出す。

【０１４９】そして、上部部屋６０ｂ内の水位が吐出口
２９ｂより下がった（図６中破線Ａ）ら、マイクロコン
ピュータ５０は、塩水注水弁６３を開き、規定量の水を
塩投入部屋６０ａに供給する。塩投入部屋６０ａに給水
された水は、塩６２を溶解しながら塩粒流出防止フィル
タ６０ｇを通り、塩水部屋６０ｋに流入し、孔６０ｅか
ら徐々に上部部屋６０ｂ内に流下する。

【０１５０】この時、上部部屋６０ｂ内の水位は、吐出
口２９ｂより下方にあるため、上部部屋６０ｂに流下し
た塩水が吐出口２９ｂから流れ出て無駄になることがな
く、供給した塩水は全てイオン交換樹脂３１内を通過す
る。このため、イオン交換樹脂３１の再生を効率よく行
える利点がある。

【０１５１】以上説明したように、すすぎが終了し脱水
が開始される時点で、メッシュフィルタ２９ｄおよびイ
オン交換樹脂３１の隙間、あるいは塩粒流出防止フィル
タ６０ｇにはイオン交換樹脂３１の再生に用いた高濃度
の塩水が表面張力で残留している。

【０１５２】周知のように塩水は凍結温度が非常に低く
まず凍結することはない。このため洗濯機が屋外に設置
されている場合でも、イオン交換樹脂３１およびメッシ
ュフィルタ２９ｄあるいは塩粒流出防止フィルタ６０ｇ
が冬季に凍結で目詰まりを起こし翌日に給水不可で洗濯
ができなくなることはない。

【０１５３】また、洗濯機製造時に、イオン交換樹脂３
１を塩水に含浸した上で、容器に充填する方法を用いれ
ば、充填が容易であるばかりでなく、イオン交換樹脂３
１周辺には塩水が残留した状態となる。出荷後倉庫ある
いは屋外に長期間放置される状態でも、ある程度までは
イオン交換樹脂の乾燥あるいは凍結による性能劣化を防
止することができる。

【０１５４】図１３は、本発明の他の実施の形態例で、
図６のイオン除去装置２８に給水をバイパスさせる装置
を付加した例を示す。図１３で図６と同一符号は同一部
分を示す。

【０１５５】本実施の形態例では、上下面がメッシュフ
ィルタ２９ｄで区切られた樹脂部屋２９ｅをバイパスさ
せるために、下部部屋６０ｃに非常吐出口２９ｆ、それ
に接続される手動開閉弁６５、バイパス流路６６を設
け、これを供給部屋Ａ４７に開口させている。手動開閉
弁６５は後部収納箱１７ｂの下に設置され、その開閉レ
バー６５ａは蓋１８を開けて、外槽４と後部収納箱１７
ｂの隙間から手を差し入れて操作できるようにしてあ
る。

【０１５６】本実施の形態例のイオン除去装置２８の動
作を説明する。なお、前実施の形態例と同一動作部分の
説明は省略する。

【０１５７】イオン除去装置２８内のメッシュフィルタ
２９ｄ、イオン交換樹脂３１粒子間の隙間に赤水などに
より異物が蓄積して目詰まりを起こした場合には、前述
したように、使用者は軟水化表示２４の点滅点灯で目詰
まりを知ることができる。この場合、使用者は非常手段
として、後部収納箱１７ｂ下に取り付けられている手動
開閉弁６５を、閉から開にして目詰まりによる給水阻害
を回避する。

【０１５８】水道水は目詰まりを起こしたイオン交換樹
脂３１を通らずに非常吐出口２９ｆから手動弁６５を介
して、バイパス流路６６から供給部屋Ａ４７、そして外
槽４内に給水される。

【０１５９】また、目詰まりを起こした場合には、水道
水圧がそのまま下部部屋６０ｃにかかるためこの水圧を
利用して、手動弁の替わりに、所定圧力を超過すると自
動的に弁が開となる圧力弁を使用しても良い。

【０１６０】

【発明の効果】本発明によれば、イオン除去装置内の粒
状イオン交換樹脂の目詰まりを防止することにより、使
い勝手がよく、実用性の高いイオン除去装置を備えた洗
濯機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態例に係る目詰まり防止手
段を備えた全自動洗濯機の外観図である。

【図２】図１のＡＡ線に沿う縦断面図である。

【図３】図１の操作パネル図である。

【図４】図１の後部収納箱内部の平面図である。

【図５】図４のイオン除去装置の全体斜視図である。

【図６】目詰まり防止装置を含むイオン除去装置の縦断
面図である。

【図７】目詰まり防止手段の一つである水道栓口の詳細
断面図である。

【図８】ず１の全自動洗濯機の電気接続ブロック図であ
る。

【図９】硬度と洗浄率の関係を示す図である。

【図１０】通水量と漏洩硬度の関係を示す図である。

【図１１】イオン交換樹脂表面積と漏洩硬度の関係を示
す図である。

【図１２】初回と再生後の通水量と漏洩硬度の関係を示
す図である。

【図１３】本発明の他の実施の形態例に係わる目詰まり
防止手段を含むイオン除去装置の縦断面図である。

【符号の説明】

４…外槽、５…洗濯兼兼脱水槽、１７ｂ…後部収納箱、
２６…水道栓口、２６ａ…異物流入防止フィルタ、２６
ｂ…つまみ、２７…給水電磁弁、２８…イオン除去装
置、２９ａ…入水口、２９ｂ…吐出口、２９ｃ…塩水排
出口、２９ｄ…メッシュフィルタ、２９ｅ…樹脂部屋、
２９ｆ…非常吐出口、３１…イオン交換樹脂、４７…供
給部屋、５０…マイクロコンピュータ、６０…円筒容
器、６０ａ…塩投入部屋、６０ｂ…上部部屋、６０ｃ…
下部部屋、６０ｄ…隔壁、６０ｅ…孔、６０ｆ…逆止
弁、６０ｇ…塩粒流出防止フィルタ、６０ｈ…塩注水
口、６０ｉ…塩注水管、６０ｋ…塩水部屋、６０ｒ…空
気孔、６１…蓋、６１ｂ…空気孔、６２…塩、６３…塩
注水電磁弁、６４…塩水排出パイプ、６５…手動開閉
弁、６５ａ…開閉レバー、６６…バイパス流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿森 保 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者 大杉 寛 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者 小山 高見 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者 宮尾 明 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者 鈴木 潔 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水道栓からの水道水を供給する給水流路
   と、前記供給された水道水に含まれるイオンを除去する
   イオン除去装置と、前記イオンが除去された水道水を供
   給部屋を介して供給水として外槽及び洗濯槽に流下させ
   る傾斜流路と、前記供給水の供給量に基づき洗濯を制御
   する制御部と、前記供給水による前記イオン除去装置の
   目詰まりを防止する目詰まり防止手段とを有する電気洗
   濯機において、 前記目詰まり防止手段は、前記給水経路の水道栓口内に
   着脱可能に設けられ前記水道水を濾過する着脱用つまみ
   付き第１のフィルタと、前記イオン除去装置内に納めら
   れたイオン交換能を持つ素材を上下から挟み前記素材の
   流出と前記素材内への異物の流入を防ぐ第２のフィルタ
   とで構成されることを特徴とする電気洗濯機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記制御部は、前記供
   給水が前記外槽及び洗濯槽に所定時間内に規定量供給さ
   れたか否かを検出する検出手段と、前記検出結果に基づ
   き、前記給水流路または前記イオン除去装置に目詰まり
   が生じたか否かを判断する判断手段と、前記判断に基づ
   き前記目詰まりの表示或いは報知を行う警報手段を有す
   ることを特徴とする電気洗濯機。
3. 【請求項３】請求項１において、前記給水流路からの水
   道水を前記素材を通過させずに前記供給部屋に供給する
   バイパス流路を、前記イオン除去装置の前記給水流路か
   らの水道水が流入する下部部屋と前記供給部屋との間に
   設けることを特徴とする電気洗濯機。
4. 【請求項４】給水流路を介して供給された水道栓からの
   水道水に含まれるイオンを除去するイオン除去装置の目
   詰まりを防止する電気洗濯機の目詰まり防止方法におい
   て、前記給水経路の水道栓口内に着脱可能に設けられた
   着脱用つまみ付き第１のフィルタで、前記水道水に含ま
   れる異物を濾過し、前記イオン除去装置内に納められた
   イオン交換能を持つ素材を上下から挟む第２のフィルタ
   のメッシュで、前記素材の流出と前記素材内への異物の
   流入を防ぐことを特徴とする電気洗濯機の目詰まり防止
   方法。
5. 【請求項５】請求項４において、前記素材に、最終すす
   ぎ時或いはすすぎ終了後、前記イオン除去装置の上部か
   ら流下させた塩水を残留させることを特徴とする電気洗
   濯機の目詰まり防止方法。
6. 【請求項６】請求項４または請求項５において、前記電
   気洗濯機の出荷時、前記素材に、前記塩水を含ませるこ
   とを特徴とする電気洗濯機の目詰まり防止方法。
7. 【請求項７】給水流路を介して供給された水道栓からの
   水道水に含まれるイオンを除去するイオン除去装置の目
   詰まりを防止する電気洗濯機の目詰まり防止方法におい
   て、前記給水経路の水道栓口内に着脱可能に設けられた
   着脱用つまみ付き第１のフィルタで、前記水道水に含ま
   れる異物を濾過し、前記イオン除去装置内に納められた
   イオン交換能を持つ素材を上下から挟む第２のフィルタ
   のメッシュで、前記素材の流出と前記素材内への異物の
   流入を防ぐと共に、前記素材に、最終すすぎ時或いはす
   すぎ終了後、前記イオン除去装置の上部から流下させた
   塩水を残留させることを特徴とする電気洗濯機の目詰ま
   り防止方法。