特許 7254344 食器洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-31

(45)【発行日】2023-04-10

(54)【発明の名称】食器洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   A47L 15/42 20060101AFI20230403BHJP

   A47L 15/00 20060101ALI20230403BHJP

   F24H 4/02 20220101ALI20230403BHJP

   F24H 1/18 20220101ALI20230403BHJP

【ＦＩ】

A47L15/42 P

A47L15/00 Z

A47L15/42 D

F24H4/02 F

F24H1/18 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019142008

(22)【出願日】2019-08-01

(65)【公開番号】P2021023454

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-07-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000126632

【氏名又は名称】株式会社アタゴ製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100107906

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 克彦

(72)【発明者】

【氏名】大友 昇

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 正信

【審査官】木戸 優華

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１９２１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０２３０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２６３９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０８０３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２２４６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０２４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００４５４８０（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００７７７５４（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００７７７４１（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ４７Ｌ １５／４２

Ａ４７Ｌ １５／００

Ｆ２４Ｈ ４／０２

Ｆ２４Ｈ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヒートポンプと、
貯湯タンクと、
すすぎ用タンクと、
洗浄用タンクと、
前記ヒートポンプと外部から供給される市水との熱交換により生成された温水を、前記貯湯タンクを介することなく、前記すすぎ用タンク及び前記洗浄用タンクに直接供給する第１の回路と、
前記ヒートポンプと前記市水との熱交換により生成された温水を前記貯湯タンクに貯湯し、この貯湯タンクに貯湯された温水を前記すすぎ用タンク及び前記洗浄用タンクに供給する第２の回路と、
前記市水を前記すすぎ用タンクに供給する第３の回路と、を備える食器洗浄装置であって、
この食器洗浄装置の洗浄運転開始前に予め前記第１の回路又は第２の回路を介して前記すすぎ用タンクに所定量のすすぎ用温水を貯えておき、この食器洗浄装置の洗浄運転時に前記すすぎ用タンクに第１の回路を介して温水を流入させ、この第１の回路で不足するすすぎ用温水を前記第２の回路を介した温水と前記第３の回路を介した前記市水とで補うように前記第１、第２及び第３の回路を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする食器洗浄装置。

【請求項2】

前記第１の回路は、前記ヒートポンプにより生成された温水が供給され、この温水と前記すすぎ用タンクに貯えられたすすぎ用温水との熱交換を行うことで、すすぎ用温水の保温または加熱を行う、すすぎ用熱交換器を備えることを特徴とする請求項１に記載の食器洗浄装置。

【請求項3】

前記すすぎ用熱交換器から流出する温水を前記ヒートポンプに還流させる還流路を備え、この還流路が形成されることで、前記すすぎ用タンクに貯えられたすすぎ用温水の保温または加熱を行うことを特徴とする請求項２に記載の食器洗浄装置。

【請求項4】

前記すすぎ用熱交換器に連結され、このすすぎ用熱交換器から流出する温水と前記洗浄用タンクに貯えられた洗浄用温水との熱交換を行うことで、洗浄用温水の保温を行う洗浄用熱交換器を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の食器洗浄装置。

【請求項5】

前記第２の回路は、前記貯湯タンクから流出する温水に前記市水を混合する混合弁を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の食器洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、食器洗浄装置に関し、特にヒートポンプにより高温水を生成し、この高温水を食器のすすぎや洗浄に利用する食器洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、業務用の食器洗浄装置の洗浄運転のプロセスは、食器を洗浄し、その後に洗剤を落とすために食器をすすぐプロセスから成っている。食器をすすぐ際には、約８０℃の温水が使用される。これは、温水による食器の殺菌、食器を高温にすることで食器の乾燥を促進する、といった理由による。一方、食器を洗浄する際には、洗剤を使用する都合上、それよりも低温の温水、例えば約６０℃の温水が使用されている。

【0003】

従来、業務用の食器洗浄装置で８０℃以上の温水を生成、貯湯する方式は、幾つかの方式が知られている。１つは、燃焼ガスバーナーにより、熱交換器を介して水を加熱する方式であり、もう１つは、貯湯タンクに電気ヒーターを挿入し、水を加熱する方式である。前者は、単独で充分な加熱能力が得られる一方、後者は、加熱能力が不十分で、時間短縮のために、補助的にガス給湯器から温水の供給を受ける場合が多い。

【0004】

もう一つ別の方式は、特許文献１に記載されているように、ヒートポンプにより水を加熱して温水を生成し、貯湯タンクに貯湯するようにしたものである。ヒートポンプ式を採用することにより、ガス式に比べてランニングコストを低減することができ、電気ヒーター式に比べて高効率化を実現することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平１０－８０３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来のヒートポンプ式の食器洗浄装置においては、必要量のすすぎ用温水を供給するためにはヒートポンプを構成する圧縮機（コンプレッサ）、や貯湯タンクが大型なものにならざるを得なかった。そのため、ランニングコストが依然として高く、その設置スペースも大きくなるという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述の課題に鑑み、本発明の食器洗浄装置は、ヒートポンプと、貯湯タンクと、すすぎ用タンクと、洗浄用タンクと、前記ヒートポンプと外部から供給される市水との熱交換により生成された温水を、前記貯湯タンクを介することなく前記すすぎ用タンク及び前記洗浄用タンクに直接供給する第１の回路と、前記ヒートポンプと前記市水との熱交換により生成された温水を前記貯湯タンクに貯湯し、この貯湯タンクに貯湯された温水を前記すすぎ用タンク及び前記洗浄用タンクに供給する第２の回路と、前記市水を前記すすぎ用タンクに供給する第３の回路と、を備える食器洗浄装置であって、
この食器洗浄装置の洗浄運転開始前に予め前記第１の回路又は第２の回路を介して前記すすぎ用タンクに所定量のすすぎ用温水を貯えておき、この食器洗浄装置の洗浄運転時に前記すすぎ用タンクに第１の回路を介して温水を流入させ、この第１の回路で不足するすすぎ用温水を前記第２の回路を介した温水と前記第３の回路を介した前記市水とで補うように前記第１、第２及び第３の回路を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の食器洗浄装置によれば、洗浄運転開始前に予めすすぎ用タンクに所定量のすすぎ用温水を貯えておき、洗浄運転時にヒートポンプを介してすすぎ用タンクに温水を供給すると共に、不足するすすぎ用温水を貯湯タンクに貯えられた温水と市水とで補っているので、ヒートポンプを構成する圧縮機、並びに貯湯タンクを小型化し、ランニングコストの低減と省スペース化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態による食器洗浄装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施形態における食器洗浄装置を図１に基づいて説明する。図示のように、この食器洗浄装置１００は、ヒートポンプ１、貯湯タンク２、すすぎ用タンク３、洗浄用タンク４を備えている。図１の中で、一点鎖線で囲んだ部分はヒートポンプ／貯湯タンクユニットＵ１、点線で囲んだ部分は食器洗浄装置本体５、破線で囲んだ部分はすすぎ用ユニットＵ２である。

【0011】

ヒートポンプ１は、周知のように、凝縮機６、不図示の圧縮機、膨張弁及び蒸発器を冷媒配管で循環接続し、冷媒配管の中に冷媒として例えば二酸化炭素（ＣＯ_２）を流通可能に封入することで構成される。凝縮器６は水熱交換器であって、凝縮器６の中を流通する冷媒と外部から供給される市水との熱交換により、市水を加熱して温水を生成する。さらに、ヒートポンプ１は、その動作を制御するためのヒートポンプ制御装置７を備えている。

【0012】

食器洗浄装置１００は、ヒートポンプ１で生成された温水を食器洗浄装置本体５に洗浄用温水として、すすぎ用ユニットＵ２にすすぎ用温水として供給するために、３系統の回路を備えている。第１の回路Ｃ１は、ヒートポンプ１と市水との熱交換により生成された温水を、貯湯タンク２を介することなく、すすぎ用タンク３及び洗浄用タンク４に直接供給する回路である。

【0013】

第２の回路Ｃ２は、ヒートポンプ１と市水との熱交換により生成された温水を貯湯タンク２に貯湯し、この貯湯タンク２に貯湯された温水をすすぎ用タンク３及び洗浄用タンク４に供給する回路である。

【0014】

第３の回路Ｃ３は、市水をヒートポンプ１の凝縮器６、貯湯タンク２及びすすぎ用タンク３に供給する回路である。以下、各回路の構成を詳しく説明する。

【0015】

＜第１の回路Ｃ１の構成＞
第１の回路Ｃ１は、ヒートポンプ１で生成された温水をすすぎ用タンク３及び洗浄用タンク４に直接供給する第１の温水供給配管８を備えている。第１の温水供給配管８はヒートポンプ１の水出口（ＯＵＴ）とすすぎ用タンク３及び洗浄用タンク４の間に配設されており、その途中に、温水の流路を制御するための、第１の３方向弁Ｂ１、第１の開閉弁ＳＢ１、及び第２の開閉弁ＳＢ２が設けられている。

【0016】

市水は、逆止弁付減圧器９及び定流量弁１０を介してヒートポンプ１の水入口（ＩＮ）に流入される。そして、流入された市水はヒートポンプ１の凝縮器６との熱交換によって加熱され、ヒートポンプ１の凝縮器６の出口（ＯＵＴ）から第１の温水供給配管８に流れるようになっている。

【0017】

また、第１の温水供給配管８には第３の開閉弁ＳＢ３を介してすすぎ用熱交換器１１が接続されている。すすぎ用熱交換器１１は温水とすすぎ用タンク３に貯えられたすすぎ用温水との熱交換を行うことにより、すすぎ用温水の保温または加熱を行う。そのため、すすぎ用熱交換器１１はすすぎ用タンク２内に設置することが好ましい。

【0018】

すすぎ用熱交換器１１通った温水は第１の電磁弁ＤＢ１を介してすすぎ用タンク３に供給することができる。また、すすぎ用熱交換器１１から流出する温水をヒートポンプ１の凝縮器６の入口（ＩＮ）に還流させる還流路が設けられている。この還流路が形成されることで、すすぎ用タンク３に貯えられたすすぎ用温水の保温または加熱を行うことができる。

【0019】

この還流路はすすぎ用熱交換器１１の温水出口側に還流配管１２と、この還流配管１２に設けられた第２の電磁弁ＤＢ２、逆止弁ＧＢ及び第２の３方向弁Ｂ２を備えており、これらの弁が開くことにより、ヒートポンプ１に戻る還流路が形成される。この還流路は循環ポンプ１６により循環する。又循環ポンプ１６は駆動する状態になってもエアがみしないように配置される。そして、全体としては、ヒートポンプ１→第１の温水供給配管８→すすぎ用熱交換器１１→還流配管１２→ヒートポンプ１という配管経路にて温水循環路が形成される。

【0020】

また、洗浄用熱交換器１３は第４の開閉弁ＳＢ４を介してすすぎ用熱交換器１１に直列に連結されている。この洗浄用熱交換器１３は、すすぎ用熱交換器１１から流出する温水と洗浄用タンク４に貯えられた洗浄用温水との熱交換を行うことで、洗浄用温水の保温を行う。洗浄用熱交換器１３は洗浄用タンク４内に、または洗浄用タンク４の外面に接するように設置される。洗浄用熱交換器１３から流出した温水は第５の開閉弁ＳＢ５及び温水の逆流を防止するための逆止弁１４を介してすすぎ用熱交換器１１に流入させることができるにようになっている。

【0021】

＜第２の回路Ｃ２の構成＞
第２の回路Ｃ２は、ヒートポンプ１と市水との熱交換により生成された温水を循環させながら貯湯タンク２に貯湯するための循環配管１５を備えている。この場合、循環配管１５に介設された第１の３方向弁Ｂ１及び第２の３方向弁Ｂ２により、第１の回路Ｃ１と第２の回路Ｃ２の温水経路が切り換えられるようになっている。第１の３方向弁Ｂ１は、ヒートポンプ１の出口（ＯＵＴ）側、第２の３方向弁Ｂ２は、ヒートポンプ１の入口（ＩＮ）側に設けられている。また、循環配管１５に温水を循環させる循循ポンプ１６が設けられている。

【0022】

貯湯タンク２に貯湯された温水は逆止弁付き電動混合弁１７、第２の温水供給配管１８、第６の開閉弁ＳＢ６及び第７の開閉弁ＳＢ７を介して、すすぎ用タンク３及び洗浄用タンク４に供給されるようになっている。逆止弁付き電動混合弁１７は貯湯タンク２から流出する温水に市水を混合することにより、温水温度を調節するための弁である。

【0023】

また、貯湯タンク２には貯湯タンク制御回路１９が設けられている。この貯湯タンク制御回路１９は、貯湯タンク２の温水温度、温水量をセンサ出力に基づいて検知し、その検知信号をヒートトポンプ制御装置７に送る。この検知信号に応じて、ヒートトポンプ制御装置７は貯湯タンク２の温水温度、温水量が目標値となるようにヒートポンプ１の動作、特に圧縮機の動作をフィードバック制御するようになっている。

【0024】

＜第３の回路Ｃ３の構成＞
第３の回路Ｃ３は市水供給配管２０を介して、ヒートポンプ１の凝縮器６、貯湯タンク２及びすすぎ用タンク３に供給する回路である。市水供給配管２０とヒートポンプ１の凝縮器６の入口（ＩＮ）へ至る配管の間には前述の逆止弁付減圧器９及び定流量弁１０が設けられている。市水温水供給配管２０とすすぎ用タンク３の間には第３の電磁弁ＤＢ３が設けられている。

【0025】

また、すすぎ用タンク３の温水は、すすぎ用ポンプ２１を介して食器洗浄装置本体５のすすぎノズル２２に供給される。また、洗浄用タンク４の温水は、洗浄用ポンプ２３を介して食器洗浄装置本体５の洗浄ノズル２４に供給される。

【0026】

また、運転制御装置２５は、ヒートポンプ制御装置７及び貯湯タンク制御回路１９を統合的に制御することに加えて、第１、第２、第３の電磁弁ＤＢ１，ＤＢ２，ＤＢ３、第１及び第２の３方向弁Ｂ１，Ｂ２、逆止弁付き電動混合弁１７の開閉、循環ポンプ１６を制御する。図中の符合「Ｓ」は運転制御装置２５の制御信号を表している。なお、第１乃至第７の開閉弁ＳＢ～ＳＢ７は手動式でも電動式でもよく、電動式の場合は運転制御装置２５により開閉を制御することができる。

【0027】

＜食器洗浄装置１００の運転＞
以下、食器洗浄装置１００の運転例を説明する。先ず、洗浄運転開始前に、予め第１の回路Ｃ１又は第２の回路Ｃ２を介してすすぎ用タンク３及び洗浄用タンク４にそれぞれ所定量のすすぎ用温水及び洗浄用温水を貯える。この場合、以下に説明する３つの方法がある。

【0028】

第１の方法は、ヒートポンプ１で生成された温水を第１の回路Ｃ１により、すすぎ用タンク３及び洗浄用タンク４に供給するという方法である。

【0029】

第２の方法は、すすぎ用タンク３に市水を流入させ、第２の回路Ｃ２により所定の温度、例えば８０℃まで炊き上げる方法である。この場合、上述の温水循環路を利用することができる。

【0030】

第３の方法は、食器洗浄装置１００の運転を行わない期間、例えば夜間に第２の回路Ｃ２により所定の温度、例えば８５℃の温水を貯湯タンク２に貯湯しておき、洗浄運転直前にすすぎ用タンク３及び洗浄用タンク４に供給する方法である。第１及び第２の方法はすすぎ用タンク３等を所定温度、例えば８０℃の温水で満たすのに時間がかかるが、第３の方法は、予め貯えた温水を供給するので、時間を短縮することができる。

【0031】

次に、食器洗浄装置１００の洗浄運転時には、すすぎ用タンク３に所定の流量で供給するので、このままでは貯湯量は減少していくことになる。特に、すすぎ用温水の流量は比較的大きく設定されるので、ヒートポンプ１の能力が小さいと流量が不足することになる。

【0032】

そこで、ヒートポンプ１の運転により第１の回路Ｃ１を介して温水をすすぎ用タンク３に流入させ、この第１の回路Ｃ１で不足するすすぎ用温水を第２の回路Ｃ２を介した温水と第３の回路Ｃ３を介した市水とで補うように、運転制御装置２５により、これらの回路の制御を行う。

【0033】

この場合、すすぎ用温水の必要流量を例えば２リットル／分とし、第１の回路Ｃ１を経由した温水の流量を１リットル／分とすると、不足分の１リットル／分は、貯湯タンク２からの温水と市水とで補うことになる。市水を混合する理由は、貯湯タンク２を小型化するためである。その分温水の温度は低下するが、貯湯タンク２の温水の温度を例えば８５℃と高くすることにより、すすぎ用温水の温度を約８０℃に保持することができる。

【0034】

このように、本発明によれば、洗浄運転開始前に予めすすぎ用タンクに所定量のすすぎ用温水を貯えておき、洗浄運転時にヒートポンプ１を介してすすぎ用タンク３に温水を供給すると共に、不足するすすぎ用温水を貯湯タンク２に貯えられた温水と市水とで補っているので、ヒートポンプ１を構成する圧縮機、並びに貯湯タンク２を小型化し、ランニングコストの低減と省スペース化を実現することができる。

【0035】

本発明には、上述の実施形態の他にも、更には上述した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えることができる。

【符号の説明】

【0036】

１ ヒートポンプ
２ 貯湯タンク
３ すすぎ用タンク
４ 洗浄用タンク
５ 食器洗浄装置本体
６ 凝縮器
７ ヒートポンプ制御装置
８ 第１の温水供給配管
９ 逆止弁付減圧器
１０ 定流量弁
１１ すすぎ用熱交換器
１２ 還流配管
１３ 洗浄用熱交換器
１４ 逆止弁
１５ 循環配管
１６ 循環ポンプ
１７ 逆止弁付き電動混合弁
１８ 第２の温水供給配管
１９ 貯湯タンク制御回路
２０ 市水供給配管
２１ すすぎ用ポンプ
２２ すすぎノズル
２３ 洗浄用ポンプ
２４ 洗浄ノズル
２５ 運転制御装置
Ｕ１ ヒートポンプ／貯湯タンクユニット
Ｕ２ すすぎ用ユニット
Ｃ１ 第１の回路
Ｃ２ 第２の回路
Ｃ３ 第３の回路

【図1】