JP2000064978A - 自吸式ポンプおよび自吸式ポンプを備えた洗濯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自吸所要時間の短縮と揚水性能の向上を図る
とともに、小型化とコスト低減を図る。 【解決手段】 水の噴出によるジェットポンプ作用によ
り、浴槽内に開口する吸入ホース内の空気を連れ出す自
吸作用を行い、回転ポンプの運転開始後自吸が完了した
とき、前記水の供給を停止して前記回転ポンプのみの運
転により浴槽水を吸引する自吸式ポンプにおいて、前記
吸入ホースの出口４を前記回転ポンプの上流側に設け、
前記回転ポンプの下流側に設けた吐出管５の開口部を前
記水の噴出口６に臨ませたベンチュリ部７と、該ベンチ
ュリ部の出口に設けられ、前記ベンチュリ部からの吐出
水が貯留されたとき前記出口を埋没するように貯留する
タンク８と、該吐出水の貯留を制御する開閉弁９と、か
ら構成することを特徴とする。その結果、空気を高速噴
流で連れだすため自吸所要時間が大幅に短縮でき、揚水
性能も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自吸式ポンプに係
わり、特に、自吸性能に優れ、かつ、自吸時間を大幅に
短縮することの可能な風呂水揚水用の自吸式ポンプおよ
びその自吸式ポンプを備えた洗濯機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に、従来技術の風呂水等の揚水用自
吸式ポンプの一例を示す。

【０００３】同図において、モータ１０１の回転軸１２
１に固着した羽根車１０２の下流側に、流出口１２８を
有するモータ側ハウジング１３０とポンプ側ハウジング
１３１で形成する気水分離室１２９を設け、その上流側
に吸い込み室１２７と、同吸い込み室に開口する吸入管
１２５と、同端部に設置する逆止弁１３２と、仕切り板
１２６等を組み合わせて自吸式ポンプを構成している。

【０００４】自吸時には、気水分離室１２９をはじめ羽
根車１０２、吸い込み室１２７等に呼び水をした後モー
タ１０１を駆動し、モータ軸１１９、カップリング１２
０、羽根車軸１２１を経て羽根車１０２を回転する。羽
根車１０２の吸引力によって接続口１０７に接続した図
示していない吸い込み管（他端は浴槽内に至る）中の空
気は逆止弁１３２を押し開いて吸い込み室１２７内に進
入し、更に水とともに気水混合流となって羽根車１０２
から気水分離室１２９内に流出する。気水分離室１２９
内では気水が分離し、水のみが羽根車１０２の一部やマ
ウスリングの間隙１３５を経て吸い込み室１２７に戻
り、順次吸い込み管中の空気を混合して連続的に気水分
離室内に排出するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の自吸式ポンプは、自吸時、気水分離室１２９内の水面
は羽根車１０２の出口から高さ方向にその距離を十分に
確保しておかないと、自吸が進行して吸い込み室内の圧
力が低下するに従って、上記した戻り水の経路からその
圧力差により水面上の空気を水とともに吸い込み室１２
７内に引き込む現象を起こす。この状態になると自吸が
不能になったり、自吸所要時間が大幅に長くなったりす
る。そのため、この自吸式ポンプは羽根車１０２の出口
に大きな気水分離室１２９が必要であり、特に、水面は
可能な限り高い位置に設定する必要があり、必然的に気
水分離室１２９は高さ方向に大型化する。これは収納場
所の寸法にきびしい制約を受ける洗濯機にポンプを搭載
する際の大きな阻害要因となる。また、戻り水と混合し
て吸い込み管中の空気を排出する方式であるので、自吸
終了後の揚水運転時には逆にこの戻り水がポンプの揚水
性能を悪化させる方向に働く。自吸の方式も羽根車１０
２が吸い込み室内の空気を水とともに巻き込み、混合し
て排除する方法であるのでその排除能力も小さい。本発
明の目的は、上記の問題点を解決し、小型で自吸所要時
間が短く、かつ揚水性能を向上させ低コスト化を図った
自吸式ポンプを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、次のような手段を採用した。

【０００７】水の噴出によるジェットポンプ作用によ
り、浴槽内に開口する吸入ホース内の空気を連れ出す自
吸作用を行い、回転ポンプの運転開始後自吸が完了した
とき、前記水の供給を停止して前記回転ポンプのみの運
転により浴槽水を吸引する自吸式ポンプにおいて、前記
吸入ホースの出口を前記回転ポンプの上流側に設け、前
記回転ポンプの下流側に設けた吐出管の開口部を前記水
道水の噴出口に臨ませたベンチュリ部と、該ベンチュリ
部の出口に設けられ、前記ベンチュリ部からの吐出水が
貯留されたとき前記出口を埋没するように貯留するタン
クと、該吐出水の貯留を制御する開閉弁と、から構成さ
れていることを特徴とする。

【０００８】また、請求項１に記載の自吸式ポンプおい
て、前記水を供給する流路に給水弁を設け、前記自吸が
完了したとき前記給水弁を閉じることを特徴とする。

【０００９】また、請求項１ないしは請求項２のいずれ
か１つの請求項に記載の自吸式ポンプにおいて、前記自
吸の完了を、前記回転ポンプを駆動するモータの負荷量
の変化を検出して行うことを特徴とする。

【００１０】また、請求項１ないしは請求項３のいずれ
か１つの請求項に記載の自吸式ポンプにおいて、前記浴
槽水を吸引して供給するときは、前記開閉弁を閉じ、前
記浴槽水を吸引しないで前記水のみを供給するときは、
前記開閉弁を開くとともに前記回転ポンプの運転を停止
することを特徴とする。

【００１１】また、請求項１ないしは請求項３のいずれ
か１つの請求項に記載の自吸式ポンプにおいて、前記浴
槽水を吸引して供給するときは、前記開閉弁を閉じ、前
記浴槽水を吸引しないで前記水のみを供給するときは、
前記開閉弁を前記ベンチュリ部からの吐出水圧により開
閉自在となるようにするとともに前記回転ポンプの運転
を停止することを特徴とする。

【００１２】また、請求項１ないしは請求項５のいずれ
か１つの請求項に記載の自吸式ポンプにおいて、前記水
を水道水としたことを特徴とする。

【００１３】また、洗濯機において、請求項１ないしは
請求項６のいずれか１つの請求項に記載の自吸式ポンプ
を備えたことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
１から図７を用いて説明する。

【００１５】図１は本実施形態に係わる自吸式ポンプを
風呂水揚水用ポンプとして利用した洗濯機の一部断面
図、図２は図１に示す自吸式ポンプの拡大図である。

【００１６】これらの図において、１は洗濯機に搭載し
た自吸式ポンプ用モータ、２はモータ１の軸に直結した
羽根車、３はポンプ本体、４はポンプ本体３から風呂水
ホース１１への逆流を防止する逆止弁、５は吸入された
空気および風呂水をベンチュリ部７に吐出する吐出管、
６は給水ホース１２から供給される水を噴出するノズ
ル、７は、自吸のために、ノズル６から噴出する水道水
によって風呂水ホース１１内の空気ないしは空気混合水
を吸入する吸入部を構成するとともに、水道水および吸
入した空気ないしは空気混合水をタンク８に噴出するベ
ンチュリ部、８はベンチュリ部７から噴出された水を貯
留するタンク、９は、開閉可能に設けられ、自吸時はベ
ンチュリ部７から噴出した水を貯留するために閉成され
る蓋弁、１０は、蓋弁９が閉じているときはタンク８か
らオーバフローした水、または蓋弁９が開いているとき
はベンチュリ部７から噴出した水をそれぞれ洗濯槽１７
に給水する給水口、１１は一端が自吸式ポンプに接続さ
れるとともに他端が浴槽内に接続される風呂水ホース
（吸入ホース）、１２は一端が自吸式ポンプに接続され
るとともに他端が水道栓等に接続される給水ホース、１
３は後述するマイクロコンピュータからの指令により給
水ホース１２からの水道水の供給を制御する給水弁、１
４は洗濯機本体の外装、１５は外装１４の内側に設けら
れその内部に洗濯槽が設けられる外槽、１６は脱水時の
高速回転を円滑に維持するバランスリング、１７は洗濯
槽、１８は洗濯槽１７の壁面に設けられ脱水時に洗濯物
に含まれた水分を外槽１５内に排出する脱水孔、１９は
洗濯機全体を支承する脚部である。

【００１７】図３は図２に示すタンク８に設けた蓋弁９
の開放時の状態を示す図、図４は図３の状態を矢印Ａか
ら見た側面図である。

【００１８】これらの図において、１９は蓋弁９を
「閉」状態または「開閉自在」状態に切り換えるストッ
パ、２０はストッパ１９が「開閉自在」状態に切り換え
られたとき、蓋弁９を開閉自在に回転させるための回転
軸である。その他の構成は図１および図２に示す構成と
同じである。

【００１９】これらの図に示すように、蓋弁９が「開閉
自在」状態になると、ノズル６から噴出した水道水によ
って蓋弁９が開かれ、ノズル６から噴出した水はタンク
８の開口部から給水口１０に排出される。

【００２０】次に、図１から図４を用いて自吸式ポンプ
の動作について説明する。

【００２１】はじめに、風呂水を使う自吸時は、給水弁
１３を「開」状態にすると、水道水が給水ホース１２か
らノズル６に供給され、ノズル６からベンチュリ部８内
に噴出する。噴流はその表面の剪断応力によって周囲の
空気を引きずりながらベンチュリ部８の出口から噴出さ
れる。ここで、ストッパ１９を切り換えて蓋体９を
「閉」状態にすると、ベンチュリ部８から噴出した水は
タンク８内に貯留され、蓋体９が閉じられているので、
貯留水は蓋体９上部からオーバフローする。このため、
ベンチュリ部７の出口は大気と遮断される。その結果、
ノズル６からの噴流に吸気作用が発生し、吐出管５、ポ
ンプ本体３、および風呂水ホース１１内の空気を吸引し
てタンク８内に排出する。次いで、給水弁１３を開いて
から所定時間後、羽根車２を回転（空転）させ、風呂水
ホース１１内の排気により浴槽中の水位が風呂水ホース
１１内を上昇し、ポンプ本体５内に到達すると、羽根車
２は空転から揚水運転に移行する。揚水運転に移行する
と、自吸中は空気のみのためモータ１の負荷量は小さい
が、自吸が終了して風呂水を汲み上げる揚水状態に入る
とモータ１の負荷量は急激に増加する。この負荷量の変
化を検知して給水弁１３への通電を絶ち、同弁を「閉」
にして水道水の供給を停止する。これにより自吸式ポン
プは単独で本来の風呂水揚水運転に移行する。なお、こ
の間の蓋弁９周囲からの多少の水漏れは問題とはならな
い。

【００２２】次に、風呂水を使用しないで水道水を使用
するときは、前記と同様に、給水弁１３を「開」状態に
して、水道水を給水ホース１２からノズル６に供給す
る。ノズル６からベンチュリ部７を介してタンク８内に
水道水が噴出する。ここで、ストッパ１４を切り換えて
蓋体９を「開閉自在」状態にすると、ノズル６から噴出
した水は、タンク８に貯留されることなく、噴出水の水
勢で蓋弁９は回転軸１５を中心に回動して蓋弁９を押し
開き、噴出水はタンク８の開口部から給水口１０に排出
される。次いで、ベンチュリ部７の出口は大気に開放さ
れているので、ノズル６から噴出した水は吸気作用を発
生しない。そのため、風呂水ホース１１がセットされ浴
槽内に挿入されていても、風呂水を吸水することなく、
給水ホース１２から供給される水道水のみを供給する。
なお、このときは羽根車２を回転させる必要はない。

【００２３】上記のごとく、本実施形態によれば、ノズ
ルからのジェット水を利用して自吸するので、自吸式ポ
ンプの自吸能力を向上させることができ、また、自吸を
開始してから洗濯槽に風呂水を供給するまでの自吸時間
を大幅に短縮することができる。また給水弁１個で自吸
用と水道水のみの水道水供給用とに兼用することができ
る。

【００２４】図５は本実施形態に係わる自吸式ポンプを
用いた洗濯機の電気回路の概要を示す図ある。

【００２５】同図において、３６は回転翼および脱水兼
洗濯槽１６を回転するモータ、３７は回転翼と脱水兼洗
濯槽１７の駆動切り換えをするクラッチソレノイド、３
８は洗濯水の排水を行う排水弁、３９は自吸式ポンプ用
モータ１を駆動するポンプ回路、４０は操作ボタン、４
１は洗濯時の水位を検知する水位センサ、４２は電源ス
イッチ、４３はクラッチソレノイド３７、各弁１３，３
８、ポンプ用モータ１、洗濯機用モータ３６への通電を
オン、オフ制御するトライアック等の駆動回路、４４は
洗濯工程を制御するマイクロコンピュータである。

【００２６】図６は、図５に示すポンプ回路３９の詳細
構成を示す回路図である。

【００２７】同図において、４５は整流器４６を介して
モータ１に電力を供給する交流電源、４６は交流電源を
直流に変換する整流器、４７，４８は交流電源４５と整
流器４６間に直列に接続される抵抗およびトライアッ
ク、４９はマイクロコンピュータ４４からの運転指示信
号をトライアック４８に伝達するトランジスタである。

【００２８】ここで、マイクロコンピュータ４４のポー
トＶｃｃ（＋５Ｖ）は抵抗４７が接続されている交流電
源４５側に接続され、ポートＰ１はトランジスタ４９を
介してトライアック４８のゲートに接続され、ポートＡ
Ｄは抵抗４７の一端に接続される。

【００２９】ポンプ回路３９は、ポートＰ1の運転指示
信号によりトライアック４８がオン、オフしてモータ１
の運転を制御する。モータ１の運転時には抵抗４７の電
圧変化がポートＡＤに入力される。

【００３０】図７はポートＡＤに入力される電圧変化を
示す図である。図示するように、自吸時は、前述したよ
うに自吸式ポンプは羽根車２内を空気のみが通過するの
で、モータ１の負荷量は小さく、ポートＡＤに入力する
電圧は高い。一方、揚水時は、自吸が終了して風呂水を
汲み上げる揚水運転を行うので負荷量は増加し、ポート
ＡＤへの入力電圧は低下する。マイクロコンピュータ４
５はこのポートＡＤに入力する電圧を検知することによ
って自吸の終了を判断し、直ちに給水弁への通電を絶っ
て水道水の噴出を停止し、風呂水のみの揚水運転を行
う。

【００３１】

【発明の効果】上記のごとく、本発明は、自吸式ポンプ
において、吸入ホースの出口を回転ポンプの上流側に設
け、回転ポンプの下流側に設けた吐出管の開口部をジェ
ット水の噴出口に臨ませたベンチュリ部と、このベンチ
ュリ部の出口に設けられ、前記ベンチュリ部からの吐出
水が貯留されたとき前記出口を埋没するように貯留する
タンクと、この吐出水の貯留を制御する開閉弁とから構
成するようにしたので、従来技術のような気水分離が不
要となり、自吸式ポンプ全体の小型化が達成できるとと
もに、自吸所要時間を大幅に短縮することができる。さ
らに、従来技術のような自吸時の戻し水が不要となるか
ら揚水運転時の無用なポンプ内循環がなくなって揚水性
能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる自吸式ポンプを備
えた洗濯機の一部断面図である。

【図２】図１に示す自吸式ポンプの拡大図である。

【図３】図２に示す自吸式ポンプの水道水のみを給水す
るときの状態を示す断面図である。

【図４】図２に示す自吸式ポンプの水道水のみを給水す
るときの状態を示す側面図である。

【図５】本実施形態に係わる自吸式ポンプを用いた洗濯
機の電気回路の概要を示す図である。

【図６】図５に示すポンプ回路３９の詳細を示す回路図
である。

【図７】図６に示すマイクロコンピュータ４４のポート
ＡＤに入力する電圧変化を示す図である。

【図８】従来技術に係わる自吸式ポンプを示す断面図で
ある。

【符号の説明】 １ モータ ２ 羽根車 ３ ポンプ本体 ４ 逆止弁 ５ 吐出管 ６ ノズル ７ ベンチュリ部 ８ タンク ９ 蓋弁 １０ 給水口 １１ 風呂水ホース（吸入ホース） １２ 給水ホース １３ 給水弁 １４ 洗濯槽の外装 １７ 洗濯槽 ３９ ポンプ回路 ４４ マイクロコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 義注 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 3B155 AA17 AA19 BB16 CB46 FA29 FA32 FD06 HB06 LA14 LB29

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水の噴出によるジェットポンプ作用によ
   り、浴槽内に開口する吸入ホース内の空気を連れ出す自
   吸作用を行い、回転ポンプの運転開始後自吸が完了した
   とき、前記水の供給を停止して前記回転ポンプのみの運
   転により浴槽水を吸引する自吸式ポンプにおいて、 前記吸入ホースの出口を前記回転ポンプの上流側に設
   け、前記回転ポンプの下流側に設けた吐出管の開口部を
   前記水の噴出口に臨ませたベンチュリ部と、該ベンチュ
   リ部の出口に設けられ、前記ベンチュリ部からの吐出水
   が貯留されたとき前記出口を埋没するように貯留するタ
   ンクと、該吐出水の貯留を制御する開閉弁と、から構成
   されていることを特徴とする自吸式ポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記水を供給する流路に給水弁を設け、前記自吸が完了
   したとき前記給水弁を閉じることを特徴とする自吸式ポ
   ンプ。
3. 【請求項３】 請求項１ないしは請求項２のいずれか１
   つの請求項において、 前記自吸の完了を、前記回転ポンプを駆動するモータの
   負荷量の変化を検出して行うことを特徴とする自吸式ポ
   ンプ。
4. 【請求項４】 請求項１ないしは請求項３のいずれか１
   つの請求項において、 前記浴槽水を吸引して供給するときは、前記開閉弁を閉
   じ、前記浴槽水を吸引しないで前記水のみを供給すると
   きは、前記開閉弁を開くとともに前記回転ポンプの運転
   を停止することを特徴とする自吸式ポンプ。
5. 【請求項５】 請求項１ないしは請求項３のいずれか１
   つの請求項において、 前記浴槽水を吸引して供給するときは、前記開閉弁を閉
   じ、前記浴槽水を吸引しないで前記水のみを供給すると
   きは、前記開閉弁を前記ベンチュリ部からの吐出水圧に
   より開閉自在とするとともに前記回転ポンプの運転を停
   止することを特徴とする自吸式ポンプ。
6. 【請求項６】 請求項１ないしは請求項５のいずれか１
   つの請求項において、 前記水を水道水としたことを特徴とする自吸式ポンプ。
7. 【請求項７】 請求項１ないしは請求項６のいずれか１
   つの請求項に記載の自吸式ポンプを備えた洗濯機。