JP3647356B2

JP3647356B2 - Electromagnetic pump for washing liquid injection pulsation pressurizer

Info

Publication number: JP3647356B2
Application number: JP2000130370A
Authority: JP
Inventors: 常佳豊島; 日出夫兼岩; 泰常千葉; 亨小林
Original assignee: 太産工業株式会社
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: JP2001304101A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、温水洗滌便座、洗顔保健洗滌マッサージ等に用いられる洗滌剤も含む洗滌注液脈動加圧装置用電磁ポンプに関する。容積形ポンプであるために、吐出液の脈動を抑制し、その平滑化を主眼として、これに対処していた従来の電磁プランジャポンプを、反対に波状で軟らかく衝撃的、すなわちパルス状刺激的な脈動を与えてノズルなどの吐出口から噴出させ、例えば洗滌注液による洗滌効果を昂めることに寄与するポンプにおけるその作動終了する停止時に、少なくともポンプの本体内部を含む下流側全体の残溜液を落差によって下流に排出するための通気開閉弁を配設した電磁プランジャポンプの内部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、上記洗滌便座には、水道と直結してその水圧を利用したり、或いは水槽からポンプにより加圧供給するもので、例えば特開平９−５３２６８号公報、特開平９−１１２４１７号公報および実開平４−９７９８号公報に開示された技術が知られているが、何れも電磁ポンプを利用する場合には、その吐出脈動を平滑化する手段として、ポンプの吐出側にアキュームレータを付設している。そして、洗滌便座に用いる場合の吐出圧力は凡そ１００ＫＰa に規制されている。洗滌便座の主流をなす水道から給水するものも、その吐出圧力はこれとほぼ同程度の圧力に抑え、要すれば、減圧弁、圧力不足であれば、昇圧器も使用される。
【０００３】
すなわち、例えば、中高層建物でその屋上に設置した給水タンクに地下の貯水槽から水道水などの清水をポンプアップしてから、これを階下の機器に配水するときに、そのポテンシャルヘッドが大で、それによる静的圧力が大きいときは減圧し、反対にヘッドが小さく圧力不足であれば、昇圧して前記吐出圧力に維持する必要がある。
【０００４】
水道水を水道管から直接受水するときに、水道水はポンプにより加圧配水しているものは、動的圧力を有するわけであるが、その脈動はほとんど感じない程度に平滑化されているので、前記同様静的な圧力と見做してよい。
【０００５】
然して、従来の洗滌便座に用いられる洗滌剤を含む洗滌液もしくは洗滌清水は何れもほとんど脈動の平滑化されたもので、ポンプで供給されるものも同様であった。
従来の流入側の水道水などによる清水の静的圧力に重疊して、これとさらに電磁ポンプにより加圧したパルス状の波状微小衝撃的脈動を与えて洗滌効果を昂める構成には、本願出願人が先に提案した特願平１１−２６０４８０号および特願平１１−３５９４６８号の洗滌注液脈動発生装置用電磁ポンプの特許出願明細書に記載された先行技術がある。
【０００６】
上記先行技術の特許出願明細書には、洗滌便座における従来の技術と対比して、その洗滌効果が良好で節水できる点ならびに小形軽量化および洗滌便座使用後ポンプの停止時の残留液の排出処理などについて、実開平４−１５６９７６号、実開平４−９７９８２号各公報をあげ、これと対比してその優位性を述べた説明がある。
【０００７】
しかし、この先行技術にも、それぞれ後述するような課題が残されている。
前記特願平１１−２６０４８０号特許出願明細書に記載の先行技術におけるポンプ停止時の所謂残留液が冷却され、再起動時にこの冷却された残留液が先ず吐出され、洗滌便座使用終了時の人体局部に触れると、冷たく不快感を与えることおよび寒冷地ではポンプの休止時に残留液が凍結して機器の破損を招くことを防止するための残留液排出用の水抜弁機構についての記載がある。
【０００８】
この水抜弁機構では、弁座に係設される弁体はポンプの吐出側に所定範囲の温度の洗滌水が存在するときに、形状記憶合金製のコイルばねにより弁座を押圧閉塞して遮断し、ポンプ作動中は洗滌水がノズルを経て放出され、ポンプ停止時に洗滌水が冷却されると、該形状記憶合金のコイルばねが収縮して前記弁体が弁座から離れて開成され、そこから残留液がポンプ外に押出されるものが示されている。このほか、水抜きには電磁弁を利用したものなど、そのほかの水抜弁の構成について説明されている。
【０００９】
前記特願平１１−３５９４６８号特許出願明細書に記載の先行技術は、前記特願平１１─２６０４８０号特許出願のものの上述の水抜弁では、ポンプの停止時には、電磁プランジャに内蔵した逆止弁の弁体が弁座に弁ばねの反発力で押圧閉塞されているから、電磁プランジャより上流、すなわちポンプの流入側経路内の残留液体がポンプ外に排出されることなく、温水ヒータまでのポンプの流入側経路の残留液体は洗滌開始時には、冷水のままノズルから吐出され、前記したように不快感を与えるのみならず、酷寒期に凍結して機器を破損するおそれがあるので、前記弁ばねを省き、ポンプの吐出作用時以外は逆止弁の弁体が弁座を開成し放しにしたことに関する該逆止弁機構の構成ならびに水抜弁機構を省いたことおよびポンプの流入側要部もしくは流入側経路に通気開閉逆止弁機構を設けて、前記残留液排出を落差によって容易に行なわせることを骨子としたものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特願平１１−２６０４８０号および特願平１１−３５９４６８号のそれぞれの特許出願明細書に記載された先行技術が従前の洗滌便座のものに比較して優位性のあることは、前記明細書に説明されているからこれを繰り返すことは省略する。しかし、特願平１１−２６０４８０号の特許出願明細書に記載された先行技術を前記したような理由で改良した特願平１１−３５９４６８号特許出願明細書に記載の構成は、図６の一部断面を拡大して表した縦断説明図に示す通り、電磁プランジャ２３８に内蔵した逆止弁機構２５０の弁筒２４１内に収められて弁座２４３と係合する弁体２４２が、これを弁座２４３に押圧閉塞すべき弁ばねを備えず、ポンプの吐出行程のみ流体の吐出流動圧で弁体２４２が弁座２４３を押圧閉塞し、それ以外の吸入行程はもちろんポンプの停止時にも弁座２４３を開放しているので、ポンプ本体２２０の流入側もしくは流入経路の上流に備えた通気開閉弁２０２或いは電磁弁その他の同様に通気開放する弁機構の開成により、ポンプの停止時の前記残留液は、吐出側逆止弁に代えて設けたオリフィス２５３より吐出継手２２３の吐出口２２４を経て図示しない配管からノズル（図４、図１５参照）から落差によって外部に排出され、問題の前記残留液は癈除される。
【００１１】
図６におけるその他の部材の名称は、本発明の一実施の形態を示し、その一部断面を拡大して表した縦断説明図の図１の符号の二桁の数字のものと同様であるから、その説明は省略する。
【００１２】
しかしながら、この技術において、前記弁ばねを省いたことは、ポンプの作動時に弁体２４２が合成ゴムであるにも拘らず、合成樹脂製の弁体２４３と弁筒２４１との間で当接開離の際に乱調を起こし、予想外の騒音を発し、かつこの電磁ポンプを備えた洗滌便座全体に反響して、用便後の人体局部洗滌時に耳ざわりでしかも気がかりな音になることを避ける意向のもとに、再び前記特願平１１−２６０４８０号の特許明細書に記載の先行技術の技術範囲を図５に示すその一部断面を拡大して表した縦断説明図のものに立ち戻り、目下生産中である。
【００１３】
しかし、この技術は、ポンプ作動中の騒音発生は後述するように低減したが、ポンプ停止時の前記残留液の排出が不完全で問題を残したものである。
因に、図５に示す上記実施の形態のものは、逆止弁機構１５０の弁座１４３は合成樹脂製であり、同じく合成樹脂製の弁筒１４１内に収められ、前記弁座１４３に弁ばね１４５により付勢されて押圧閉塞する弁体１４２は合成ゴム製である。
【００１４】
ポンプの吐出継手１２３には、吐出口１２４および水抜弁機構１６０が設けられている。
水抜弁機構１６０は水抜弁座１６２をポンプの作動中はその吐出圧力で押圧閉塞する水抜弁体１６１をもって構成し、ポンプの吐出作用時はこれを閉塞して洗滌液体が吐出口１２４から矢印ｂに示すように吐出され、ポンプの停止時には、吐出圧力が無くなり、水抜弁１６１は水抜弁座１６２を開成して、前記残留液が主として水抜口１６３から矢印ｅのように外部に排出される。図５におけるその他の部材の名称は前記図１のものの符号の二桁の数字のものと同様である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は叙上の諸問題を解決することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明による電磁ポンプは、電磁コイルに囲繞された管柱シリンダ内を磁力とばねの反発力との交互作用により摺動往復自在で逆止弁を備えた電磁プランジャを有するインライン形のポンプであって、
その流入側の液体のほぼ所定値に規制された静的圧力に重疊して、前記電磁コイルには、その用途に対応して定められた断続パルス電流を付勢して前記電磁プランジャを作動させて前記液体を加圧し、波状微小衝撃的脈動を与えて、吐出側から噴流吐出させる構成となし、
前記電磁プランジャに備えた逆止弁は、ポンプの吐出加圧行程時にのみ閉成し、所定範囲の吐出圧力、流量を保持し、かつポンプ作動時の騒音を所定値を超えない範囲に収まる程度の常開開口部を設けたダックビル弁であり、該ダックビル弁の下流には、吐出用逆止弁に代えて小径のオリフィスを流路に備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明による洗滌注液脈動加圧装置用電磁ポンプは、前記電磁プランジャに到るポンプの本体の流入側もしくは流入側経路の上流側に、ポンプの作動終了した停止時に、該流入側経路の少なくともポンプの本体を含む下流側全体の残留液体を、通気解放して落差によって下流側に排出するための通気開閉弁を配設したことを特徴とする。
【００１８】
またさらに、本発明による洗滌注液脈動加圧装置用電磁ポンプは、前記電磁ポンプの吸入吐出作用時の脈動に起因する流入側の脈動による流入側の配管およびその他の付設部材の震動と騒音を抑制し、さらに吐出効率を昂めるためのアキュームレータをポンプの本体の流入側に一体に付設内蔵させたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について添付した図面により説明するが、まずその前に、前記実施の形態の適用例として、前記衛生温水洗滌便座（図中、二点鎖線の枠内）の配管接続構成について図４によってこれを説明する。水道管もしくは清水井戸等から流入、汲入された水は、開閉弁３を介して中高層建物の例えば地下貯水槽４に溜められ、これから揚水ポンプ６、揚水開閉弁７、揚水管８を経て屋上などに設置された給水タンク９に入り、これから給水配管１０を経て配水される。このとき最上階などの水頭ｈが小で、水圧が例えばこの場合必要とする５０ＫＰa よりも低いときには、昇圧ポンプ１６で昇圧し、水頭Ｈが前記よりも過大であるときは、減圧弁１１で減圧し、配管、機器の流動抵抗を見込んで前記必要とする水圧よりも高めに設定する。
【００２０】
水道管１７から直接受水する場合もある。次に、前記洗滌便座の以下付属部材である、電磁弁１２から、瞬間沸形温水ヒータ１３によって前述したような３０〜４０℃の湯温に温められて、この温水が後述する図１の矢印ａのように、本発明の電磁ポンプ１（Ｐ）に入り、ここで後述する用途使用条件に対応して設定された断続パルス電流の付勢されることによって加圧された洗滌水は波状衝撃的脈動をもって、矢印ｂに示すようにノズルシリンダ１４に入り、ノズル１５から噴流吐出して、人体局部の洗滌、マッサージ等を行なうのである。
このとき、瞬間沸形温水ヒータ１３と電磁ポンプ１（Ｐ）の間に流量調整弁１８を介設してもよい。
【００２１】
なお、前述の瞬間湯沸形温水ヒータ１３は、貯湯タンクを必要としないので機器の省スペースとなるのみならず、貯湯を保温し維持するための電力も不要で省エネルギ的である。この温水ヒータ１３には、給水温度を検出する給水温度センサと、出湯温度を検出する出湯温度センサと、水量を検出する水量センサと、設定温度を設定する手段等を備え、ヒータに送る電流を制御する機能を備えることは必要である。
上記洗滌便座は、使用者の操作によって作動することは論を俟たないものである。
【００２２】
次に、図１によって本発明の電磁ポンプの一実施の形態を説明する。図１はその一部断面を示す拡大縦断説明図である。
ボビン３３に捲装した電磁コイル３４の軸心孔に挿嵌して、これに囲繞された管柱シリンダ３９内を、その上流側端部に嵌着する本体２０の要部と、その下流側端部位に嵌合する磁気ヘッド３５との間に、それぞれ保持ばね４０と戻しばね３６との間に挟支圧設されて、摺動往復自在で、逆止弁機構５０を備えた電磁プランジャ３８は、前記電磁コイル３４へパルス状断続電流を付勢すると、そこに発生する断続した磁力と前記戻しばね３６の反発力とによって往復運動するように構成されている。
【００２３】
前記管柱シリンダ３９の下流側端部には、吐出口２４を有する吐出接手２３が接続される。
前記管柱シリンダ３９の上流端部は、流入口２２を有する流入接手２１と一体の本体２０に嵌合接続する。
前記電磁コイル３４は継鉄３１によって囲み、前記磁気ヘッド３５と、管柱シリンダ３９の上流側端部位近傍に外嵌する環状磁路３７と共に磁気回路の一部を形成している。
さらに、前記吐出接手２３、継鉄３１、電磁コイル３４のボビン３３、環状磁路３７および本体２０の要部は共に外枠鉄３２によって挟設固定されている。
【００２４】
本体２０の流入口２２近傍の要部にアキュームレータ２５を設ける。
アキュームレータ２５は、本体２０の要部に、作動隔膜の緩衝板２６を、緩衝板押さえ２７を介して蓋２９を取付けねじ３０をもって螺締結することで圧着固定してあり、その受圧背部には、アキュームレータばね２８を配設して緩衝板２６の受圧凹みの回復用に備えている。なお、このばね２８と緩衝板２６との間に、ばね座を介設することも差し支えない。
【００２５】
次に、前記電磁プランジャ３８に備えた逆止弁機構５０は弾力があり、柔軟性の例えば合成ゴムをもって成形され、図２の一部縦断面を表す拡大説明図および図３にその平面図をもって表されるダックビル弁である。
筒部の先の柔軟性のある偏平な先端部に切込状の、常時は閉塞していて筒内側からの流体の通過時にその圧力で開口されるダックビル弁は公知である。
【００２６】
しかし、本発明における電磁ポンプでは、その作動停止時、すなわち例えば洗滌便座の使用終了時に、ポンプ内部を含む該便座機器内の残留液排出は、わずか数センチのヘッドではダックビル弁が開口せず、不可能である。しかも、長時間にわたる便座使用停止時に、洗滌水内の浄水、殺菌剤や水垢によってダックビルの開口部が粘着もしくは貼付きなどで閉塞され放しになり、再使用すなわちポンプの再起動時に不具合を生じることがあることにも問題がある。
【００２７】
そこで、本発明の逆止弁機構５０において採用したダックビル弁は、その柔軟性のある開口部５１を、ポンプの加圧吐出行程時は流体の吐出圧力によって閉成し、常時すなわち流体の流入時およびポンプの作動停止時に開口し、かつ予め用途に対応して定められた電磁ポンプの電磁コイルに付勢するパルス電流のもとに所定範囲の流量と吐出圧力および特に本発明における重要な課題であるポンプ作動時の騒音が所定値を超えない範囲に収まるスリット状の溝幅Ｓと横幅Ｗとを後述する実験の結果も含めてその寸法を決定した開口としたものである。
【００２８】
横幅Ｗで溝幅Ｓをもって対向開口する開口部５１の口角部を、例えば溝幅Ｓに等しい直径の半円をもって弧状に形成すると、弁開閉時の歪による疲労劣化破損が軽減され、弁の耐久性を増す。ポンプを断続作動させ、延作動時間１０００時間を超えてもなおその作用に異常を生じていない。
【００２９】
なお、この逆止弁機構５０の下流には、吐出側逆止弁は設けず、これに代えて磁気ヘッド３５の下流端部に、流入口２２はもちろん、ダックビル弁の筒部の内径よりも断面積のはるかに少なく、内径を小にしたオリフィス５３を設けた。
その理由は、ポンプの流入側からプラスヘッドの水圧がもともと加わっており、電磁プランジャの復行程時には、この比較的小径のオリフィス５３による流動抵抗があって、吐出口２４、すなわち下流側からの逆流の影響が少ないからである。
【００３０】
本発明の一実施の形態として、図１に示した電磁ポンプは、いわゆる内磁路形であり、これを採用している理由は、本出願人が先に提案した特願平１１−２６０４８号明細書に記載した通りであるが、ポンプの大形化を厭わなければ、いわゆる磁気漏洩形の電磁ポンプであっても差し支えなく、本発明の構成は効果を奏するものであり、その技術範囲に入るものである。
【００３１】
前記本発明が解決しようとする課題に関し、ポンプ停止後の残留液の排出に水抜弁を別途設けること無く、図６に示しかつ説明した先行技術と同様に、通気開閉弁をポンプ停止時に開成して、前記電磁開閉弁１２を閉成後のポンプの流入側、すなわち上流側経路に大気と連通させて、落差により前記残留液を吐出口２４を経てノズル１５から排出させるものである。
【００３２】
それで、前記通気開閉弁２は、例えば電磁ポンプ１の本体２０の流入口２２に隣接して一体的に備え、あるいは前記温水ヒータ１３から電磁ポンプ１の流入継手２１までの、すなわち流入上流側経路に備えればよい。
それはまた流量調整弁１８の前後もしくはこの流量調整弁１８自体に、その機能を有する大気流入開閉弁もしくは負圧破壊弁類似の作用効果を有する大気導入機構を備えると、前記残留液の排出が可能となる。
【００３３】
すなわち、実公昭４０−３３９６０号、実公昭４３−１８７０９号各公報等に開示されたような軸桿に連結された円柱状の栓体の外周およびもしくは底面に楔状弧状溝を穿ち、この栓体（柄子）をシリンダに挿嵌した流量調整弁により流量調整できるように、例えばステッピングモータをもって回転させ、その回動終端で大気に連通するような構成の通気開閉弁を前記流量調整弁に併設してもよい。
【００３４】
さらに、通気開閉弁２は、前記特願平１１−３５９４６８号に記載したような前掲図６に示した先行技術における電磁ポンプ１の流入継手２２１に隣接して、その本体２２０に内装されたポンプの流入側の液体の浮力によるフロートもしくは液体の圧力によってポンプ作動時は大気に連通する弁座を弁体が閉塞し、ポンプの停止時には流入側の液体およびその圧力が滅却するので、弁座が開放される通気開閉逆止弁であってもよい。
【００３５】
また、この通気開閉弁２はポンプ作動時には閉成し、その停止時は開成する通電閉電磁弁であってもよく、或いはポンプ作動時は閉成しており、ポンプの停止時に残留液排出の間のみタイマーで通電開の電磁弁であってもよい。
【００３６】
ノズル１５から洗滌液体が噴出するときには、前記静的圧力とポンプの吐出圧力とによって、ノズルシリンダ１４からノズル１５の保持部分、例えばそのプランジャがばねの反発力に勝る前記圧力液体で、図において下方に偏位し、もしくは調車と調帯または歯車とラックの組合わせをステッピングモータの駆動によってノズル１５をノズルシリンダ１４の要部から開口させる等の方法により、通常洗滌、軟洗滌、その他の人体局部（ビデ）洗滌等の用途に応じた口径のノズル１５およびその噴射角を変えて、洗滌液を噴出させるものである。もちろん、この場合の噴射圧力、流量も電磁コイル３４へのパルス電流の、例えば電圧、周期、デューテイ比などを変換により変えることができる。前記ノズル１５がポンプ停止時にもとの位置に復したときに、すなわち残留液排出時の落差ｈ₁は通常４〜５ｃｍであることが多い。
【００３７】
なお、電磁ポンプ１を付設する、例えば洗滌便座の構造上前記落差ｈ₁をとるスペースが無いときには、前記電磁開閉弁１２を閉じたポンプ作動停止後に、電磁ポンプ１を所定の短時間通電作動させ、前記残留液をノズル１５から外部に排出することもできる。この場合に、電磁ポンプ１が図１に示すもののときは、電磁プランジャ３８が液体が少なくなるにつれて、流動抵抗の減少によるその衝程長を伸長して、磁気ヘッド３５に衝突する空打ち現象による騒音と破損を生じるので、これを避けるために、磁力を抑制のため電磁コイル３４への電流を規制する必要がある。もしくは前記空打ち現象を生じにくい磁気漏洩形の電磁ポンプを利用すればよい。
【００３８】
次に本発明の電磁ポンプの作用の特徴について説明する。
先に述べたように、例えば流入側から減圧弁または昇圧器１１によって予め所定値近傍に規制された圧力（ビル、マンション等中高層建物においては、配水系路の数多の蛇口や機器の用途による水使用の状態によっても若干の余猶を見込まなければならない）以上の静的流動圧力がある液体が電磁開閉弁１２を開成することで、例えば洗滌便座という機器内に入り、瞬間湯沸形温水ヒータ１３で加熱されて、それから要すれば、流量調整弁１８、さらに通気開閉弁２を経て電磁ポンプ１の流入継手２１の流入口２２から矢印ａのように本体２０に入る。
【００３９】
この電磁ポンプ１に入る液体の圧力は０．０８ＭＰa であった。洗滌便座の前記電磁開閉弁１２に入るときの液体の標準の入圧力を０．１５ＭＰa に規制したにもかかわらず、内部の流動抵抗によって電磁ポンプ１の流入口２２における前記圧力は０．０８ＭＰa に低下したものである。
電磁コイル３４に付勢する断続パルス電流は、商用交流電源１００Ｖから直流に変換して、その波高値は√２倍で、洗滌便座における用便後の局部通常洗滌（ordinary) 時は周波数７１．４Ｈz 周期１４ｍSec である。
【００４０】
なお、上記局部洗滌のソフトな軟洗滌（Soft) 時には、上記付勢電流の周波数は例えば７６Ｈz とし、このような温水洗滌便座の多くが備える他の人体局部洗滌(Bidet) は一層ソフトで例えば９９．９Ｈz とした。この周波数は多くの実験の結果定めたが、これに限るものではない。周期中の導通期間はこの場合に５ｍSec 程度である。
【００４１】
上述した通り、電磁ポンプ１の流入口２２から流入した静的圧力を有する液体は、前記電磁コイル３４へ付勢するパルス電流により発生する磁力と戻しばね３６の反発力の交互作用により電磁プランジャ３８を往復動させ、ポンプ作用を営み、液体はポンプ内を通過して吐出継手２３の吐出口２４から矢印ｂのように吐出し、ノズルシリンダ１４を経てノズル１５から噴出し、洗滌作用を行なう。
【００４２】
この電磁ポンプ１の通常洗滌（Ｏr ）時の前記した流入圧力に重疊して加圧した圧力波形図を図９に示す。
図において、横軸に周期ｍSec を、縦軸に吐出圧力ＰMPa をとり、波高値は
０．１７７MPa （１７７KPa ）である。
その他の電磁ポンプ１の作動については、殊更説明するまでもなく、前記従来技術の文献にも記載されている事項であるから省略する。
【００４３】
つぎに、前記した逆止弁機構５０のダックビル弁の開口部５１の寸法規定したことについて表１に示す実験データにより説明する。
この場合に必要とする液体の流量を４３０±２０ミリリットルｍＬ／ｍｉｎ，標準の吐出圧力を≧０．１４７MPa ，ポンプの作動音ｄＢ，Ａスケールは可能な限り小、残留液排出良好なることを条件として、前記開口部５１のスリットの横幅は２．３ｍｍを一定として、溝幅Ｓの寸法を０．００，０．３４，０．５２，０．７１，０．８５，１．２３ｍｍの６通りとして、前記ダックビル弁の逆止弁機構５０を備えた本発明の一実施の形態を図１に示す電磁ポンプＡと先行技術の図５に示すものＢとの比較実験を行なった。
その結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】

【００４５】
ポンプの作動音の測定は、実用される環境に鑑み、無響室を利用することなく、商業地域に隣接した住居地域のＲＣ構造の建物内で夜間に行なった。
このポンプの作動音はかなり低く設計されているが、密室に近いトイレの内部およびその扉の近傍では、かなり耳ざわりで若干の反響も考えられ、弁座使用者にとって気にかかり、憚る気持ちが生じるものと思われる。
このときの暗騒音２８ｄＢＡスケールで測定位置はポンプの側方水平１５０ｍｍであり、このような近距離で前記先行技術Ｂの電磁ポンプの５２ｄＢＡスケールよりも２〜２．５ｄＢ低く、耳ざわりな騒音もほとんど感じられない。
【００４６】
本発明の電磁ポンプ前記Ａのものは何れもその吐出流量、圧力、騒音、残留液排出状況などの規定の条件を満足しているが、強いて言うならば、Ａの３およびＡの４のＳ寸法が０．５２，０．７１ｍｍ位のものを選べばよい。なお、ダックビル弁５０の常開開口部５１の面積を余りに大きくすることは、電磁プランジャ３８の復行程を含む管柱シリンダ３９への流体の流入時に流動抵抗が少なくて効率はよいが、反対に往行程の吐出作用時には洩れのために効率が低下すると共に、開口部５１の周辺の弁体の開閉時の伸縮の度合が大きくなるので、疲労により寿命が短縮されるから、必要以上の開口面積、すなわち溝幅寸法Ｓを大きくすることは避けるべきである。
【００４７】
なお、参考流量として前記軟洗滌Ｓ_o，ビデ洗滌Ｂｉの測定数値を掲示したが、何れも前記条件を満たしている。
これらの洗滌の場合に、ノズルの直径を大きく変化してあり、電磁コイル３４への付勢電流の周波数も前述のように大きく変換しているので、吐出圧力を抑え、吐出流量は増加して、全体に軟らかいソフトな洗滌としてある。
【００４８】
図７は表１における本発明の電磁ポンプのＡの前記Ｓの寸法ｍｍを横軸にとり、これに対する吐出圧力ＭPaを縦軸にとった通常洗滌時の吐出圧力線図である。
【００４９】
図８は表１における本発明の電磁ポンプのＡの横軸に前記Ｓの寸法ｍ／ｍをとり、縦軸に吐出流量ミリリットルｍｌ／ｍｉｎをとった、通常洗滌Ｏr ，軟洗滌Ｓo,ビデ洗滌Ｂi の流量特性線図である。
前記Ｓの寸法が０．０００ｍ／ｍのものは、常開開口部を有しない在来のダックビル弁である。
前記残留液の排出処理に関する通気開閉弁２の構成と作用については前述した通りである。
【００５０】
次に、従来の電磁ポンプには、必要がなかったポンプの流入側にアキュームレータ２５をその本体２０に一体に付設したその必要性について以下これを説明する。
先にも述べたように、本発明による電磁ポンプは従来の洗滌水ポンプの吐出圧力を平滑することを必要とするものとは異なり、パルス状脈動を与えてノズルから噴出させ洗滌効果を高めるものであるから、当然吐出側にアキュームレータは不要である。しかしながら、流入側にプラスの静圧が加わっているにかかわらず、電磁プランジャ３８の電磁コイル３４への通電された磁力の吸引による往衝程時には、吐出作用に伴う管柱シリンダ３９への吸引作用も同時に行なわれ、そのためにポンプの流入口側も脈動による背圧を生じ、流入側に接続した配管系統に伝播、振動を発生するので、この振動およびそれによる騒音の発生を防止するために、該脈動を吸収するアキュームレータ２５を備えたもので、このアキュームレータ２５は作動隔膜の緩衝板２６の前記脈動の緩衝作用と、電圧吸収分を吐き出す畜力作用を伴い、前記吐出圧力波形の約１７０ＫPaのうちには、２０ＫPaの増圧分が加わっていることが実験上確かめられた。この本体２０の流入側に一体に配設したアキュームレータ２５によって、ポンプの吐出性能が高まったものである。
【００５１】
しかして、ポンプの流入側に加わる前記圧力とさらにポンプの波状衝撃的脈動する吐出圧力を重疊して洗滌注水を噴出させることにより洗滌効果が高まり、前記したように従来の洗滌水は１回に約１．１リットルを必要としたものが、その４０％で足りるようになったことが多数回の実験で証明され、節水の効果も同時に得たものである。
【００５２】
以上、本発明の電磁ポンプをその利用例の一つとして温水洗滌便座によって、これを説明したが、これに限るものではなく、先にも述べたように、洗顔美容、口腔衛生洗滌、保健マッサージ、器物の洗滌剤溶液添加注液等を含む洗滌用などの用途が考えられるものである。
【００５３】
さらに、このほか、薬液などおよびもしくはこれを添加した清水などの液体を、前記同様のポンプ作用により吐出させて、手など人体局部或いは器物等の殺菌、消毒、洗浄などに利用することができるものである。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明による洗滌注液脈動加圧装置用電磁ポンプは、次に述べるような効果を奏する。
【００５５】
（ａ）特許請求の範囲請求項１に記載の通り、ポンプの流入側から入る液体のほぼ所定値に規制された脈動のほとんどない静的圧力に重疊して、電磁コイルに、ポンプの用途に応じて設定した断続パルス電流を付勢して電磁プランジャを作動させることにより、これを加圧して波状衝撃的脈動を与えて吐出側から噴流吐出させる構成としたことによって、例えばこのポンプを衛生温水洗滌便座などの使用後、人体局部洗滌水の吐出用として利用したときに洗滌効果を高め、かつ洗滌水を従来のものの、４０％程度に抑え、節水を可能とした。
【００５６】
（ｂ）前記電磁プランジャに備えた逆止弁をポンプの吐出加圧作動時のみ閉成し、所定範囲の吐出圧力と、流量を保持し、かつポンプの作動時の騒音が所定値を超えず、耳ざわりでない範囲に収まる程度の常開開口部を備えたダックビル弁としたので、騒音防止の効果を高めた。
【００５７】
（ｃ）前記電磁プランジャに備えた流入側の逆止弁のダックビル弁とその下流に通常備えるべき吐出側逆止弁を省き、これに代えて比較的小径のオリフィスを設けて構成を簡素にすると共に、ポンプ停止時の残留液の吐出側への流下を自由に許容し、
さらに、前記電磁ポンプの上流側要部に、ポンプの正常吐出作用時には閉塞して液体を吐出口から注出させ、該吐出作用の停止および休止時には開成して、ポンプの流入側上流を含むポンプ内部等の残溜液を吐出口から落差によりポンプの外部に排出させる通気開閉弁機構を設けたので、このポンプを例えば衛生温水洗滌便座の洗滌水吐出用に利用したときに、その洗滌作用を終了し、ポンプの吐出停止時に、前記残溜液が冷却され、これが再起動時に人体局部に噴射されて冷たく感じた不快さを覚えたり、また寒冷時に残溜液の凍結による機器の破損のおそれも無くなった。
【００５８】
（ｄ）前記ポンプの本体の流入側に一体に、緩衝板を備えたアキュームレータを配設したことによって、ポンプの吐出脈動に起因し、かつこれに伴う管柱シリンダへの吸引作用も同時に行なわれるので、そのために、ポンプの流入口側にも前記脈動による背圧を生じたときに、流入側に接続した配管系統に伝播する脈動による振動を吸収して緩衝作用を行い、騒音発生を防止する。また、さらに、緩衝時の受圧吸収分を吐出作用時に吐き出す蓄力作用の効果によって前記したようにポンプの吐出能力を高めている。
【００５９】
（ｅ）本発明の電磁ポンプは、前記した衛生温水便座の洗滌水吐出用のみならず、洗顔美容、口腔衛生洗滌、保健マッサージ、器物の洗浄剤溶液添加、注液等を含む、洗浄用などに利用して洗浄効果を高め、節液節水を計ることができる。
【００６０】
さらに、このほか、薬液などおよびもしくは、これを添加した清水などの液体を、前記同様のポンプ作用により吐出させて、手等人体局部或いは器物などの殺菌、消毒、洗浄などに利用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁ポンプの一実施の形態の一部断面を表す拡大縦断説明図である。
【図２】図１の電磁プランジャに備える逆止弁機構の拡大縦断説明図である。
【図３】図２の開口部の平面図である。
【図４】本発明の図１に示す一実施の形態の電磁ポンプの適用例における温水洗滌便座の配管接続を含む構成図である。
【図５】本発明の従前先行技術の一実施の形態の一部断面を表す拡大縦断説明図である。
【図６】本発明の従前先行技術の他の一実施の形態の一部断面を表す拡大説明図である。
【図７】本発明のダックビル弁の開口部の溝幅に対する電磁ポンプの吐出圧力線図である。
【図８】本発明のダックビル弁の開口部の溝幅に対する電磁ポンプの吐出流量線図である。
【図９】本発明のダックビル弁を備えた電磁ポンプの吐出圧力波形線図である。
【符号の説明】
１電磁ポンプ
２ ′ 通気開閉弁
２０本体
２１流入継手
２２流入口
２３吐出継手
２４吐出口
２５アキュームレータ
２６緩衝板
３３ボビン
３４電磁コイル
３５磁気ヘッド
３６戻しばね
３７環状磁路
３８電磁プランジャ
３９管柱シリンダ
４０保持ばね
５０逆止弁機構ダックビル弁
５１開口部
５３オリフィス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to an electromagnetic pump for a washing and pouring pulsation pressurizing device including a washing agent used in a warm water washing toilet seat, a face washing health washing massage, and the like. Because it is a positive displacement pump, it suppresses the pulsation of the discharged liquid, and the conventional electromagnetic plunger pump that has dealt with this is focused on the smoothing of the pump. At the time of stopping the operation of the pump that causes pulsation to be ejected from the discharge port such as a nozzle and contributes to the enhancement of the washing effect by the washing injection liquid, for example, at least the remaining downstream side including the inside of the pump body The present invention relates to an internal structure of an electromagnetic plunger pump provided with a vent on / off valve for discharging liquid downstream by a drop.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the washing toilet seat is directly connected to the water supply and uses its water pressure or is pressurized by a pump from a water tank. For example, JP-A-9-53268, JP-A-9-112417 and The techniques disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 4-9798 are known, but when using an electromagnetic pump, an accumulator is attached to the discharge side of the pump as means for smoothing the discharge pulsation. Yes. The discharge pressure when used for a toilet seat is regulated to about 100 KPa. In the case of water supplied from the mainstream of the toilet seat, the discharge pressure is suppressed to about the same level as this. If necessary, a pressure reducing valve is used.
[0003]
That is, for example, when pumping fresh water such as tap water from an underground water tank to a water supply tank installed on the roof of a middle-high-rise building, and distributing it to downstairs equipment, the potential head is large, If the resulting static pressure is large, the pressure is reduced. On the other hand, if the head is small and insufficient, it is necessary to increase the pressure and maintain the discharge pressure.
[0004]
When tap water is received directly from a water pipe, the tap water distributed by a pump has dynamic pressure, but the pulsation is smoothed to the extent that it is hardly felt. Therefore, it may be regarded as a static pressure as described above.
[0005]
However, the washing liquid or washing fresh water containing the washing agent used in the conventional washing toilet seat is almost smooth in pulsation, and the same as that supplied by the pump.
For the configuration that gives rise to the washing effect by giving a pulse-like wavelike micro-impact pulsation pressurized by an electromagnetic pump, and the static pressure of fresh water by conventional tap water on the inflow side, etc. There is a prior art described in the patent application specifications of the electromagnetic pump for the washing and pouring liquid pulsation generator of the Japanese Patent Application No. 11-260480 and the Japanese Patent Application No. 11-359468 previously proposed by the applicant.
[0006]
In the above prior art patent application specification, in comparison with the conventional technique in the toilet bowl, the washing effect is good and water can be saved, and the discharge of residual liquid at the time of stopping the pump after using the toilet bowl is reduced in size and weight. For example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-156976 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-97798 are cited, and in contrast to this, there is an explanation of their superiority.
[0007]
However, these prior arts still have problems to be described later.
In the prior art described in Japanese Patent Application No. 11-260480, the so-called residual liquid at the time of stopping the pump is cooled, and at the time of restarting, the cooled residual liquid is first discharged, and the human body at the end of use of the toilet seat There is a description of a drainage valve mechanism for discharging residual liquid to prevent cold and unpleasant feeling when touching a local area and to prevent the residual liquid from freezing and causing damage to the equipment when the pump is stopped in a cold region.
[0008]
In this drain valve mechanism, the valve element attached to the valve seat is blocked by pressing and closing the valve seat with a coil spring made of shape memory alloy when cleaning water with a temperature within a predetermined range exists on the discharge side of the pump. When the pump is in operation, the washing water is discharged through the nozzle. When the washing water is cooled when the pump is stopped, the shape memory alloy coil spring contracts and the valve body is opened away from the valve seat. The residual liquid is pushed out of the pump. In addition, other drainage valve configurations such as those using solenoid valves for drainage are described.
[0009]
The prior art described in the Japanese Patent Application No. 11-359468 is based on the above-mentioned drain valve of the Japanese Patent Application No. 11-260480, and a check valve built in an electromagnetic plunger when the pump is stopped. Since the valve body is pressed and closed by the repulsive force of the valve spring on the valve seat, the remaining liquid in the upstream side of the electromagnetic plunger, that is, in the inflow path of the pump is not discharged outside the pump, and the pump up to the hot water heater Since the residual liquid in the inflow side passage of the gas is discharged from the nozzle in the cold water at the start of washing, it not only gives discomfort as described above, but also freezes in the severe cold season and may damage the equipment. The structure of the check valve mechanism related to the fact that the valve body of the check valve opens and releases the valve seat except during the pump discharge operation, the drain valve mechanism is omitted, and the inflow side of the pump Or the inlet-side path is provided a ventilation opening check valve mechanism, in which the gist that be easily performed by drop of the residual liquid discharge.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The prior art described in the respective patent application specifications of Japanese Patent Application No. 11-260480 and Japanese Patent Application No. 11-359468 is superior to that of the conventional toilet seat. Since this is explained in the book, the repetition of this is omitted. However, the configuration described in Japanese Patent Application No. 11-359468, which is an improvement of the prior art described in Japanese Patent Application No. 11-260480, for the reasons described above, is the same as that shown in FIG. As shown in the longitudinal explanatory view of the enlarged sectional view, the valve body 242 that is housed in the valve cylinder 241 of the check valve mechanism 250 built in the electromagnetic plunger 238 and engages the valve seat 243 The valve seat 243 is not provided with a valve spring to be pressed and closed, and the valve body 242 presses and closes the valve seat 243 with the fluid discharge flow pressure only in the discharge stroke of the pump, and the valve seat is not only in the other intake stroke but also when the pump is stopped. Since 243 is open, the residual liquid when the pump is stopped by opening the vent on / off valve 202 or the solenoid valve or other valve mechanism that opens the vent similarly, provided on the inflow side of the pump body 220 or upstream of the inflow path. From the orifice 253 provided in place of the discharge-side check valve, through the discharge port 224 of the discharge joint 223, the pipe (not shown) is discharged to the outside by a drop (see FIGS. 4 and 15), and the residual liquid in question is discharged. Excluded.
[0011]
The names of the other members in FIG. 6 are the same as the two-digit numbers of the reference numerals in FIG. 1 in the longitudinal explanatory view showing an embodiment of the present invention and showing an enlarged partial cross section. The description is omitted.
[0012]
However, in this technique, the valve spring is omitted because the valve body 242 is made of synthetic rubber when the pump is operated, but the valve body 243 made of synthetic resin is in contact with the valve cylinder 241. Intention to avoid messiness and annoying noises when washing the human body after washing, causing mess when releasing, generating unexpected noise, and echoing the entire washing toilet seat equipped with this electromagnetic pump Under the present circumstances, the technical scope of the prior art described in the patent specification of the Japanese Patent Application No. 11-260480 is returned to the longitudinal explanatory view showing a partially sectioned enlarged view shown in FIG. It is in production.
[0013]
However, although this technique has reduced the generation of noise during the operation of the pump as described later, the discharge of the residual liquid at the time of stopping the pump is incomplete and thus left a problem.
Incidentally, in the above-described embodiment shown in FIG. 5, the valve seat 143 of the check valve mechanism 150 is made of synthetic resin, and is housed in the valve barrel 141 made of synthetic resin, and the valve seat 143 has a valve. The valve body 142 that is urged and closed by the spring 145 is made of synthetic rubber.
[0014]
The discharge joint 123 of the pump is provided with a discharge port 124 and a water drain valve mechanism 160.
The drain valve mechanism 160 includes a drain valve body 161 that presses and closes the drain valve seat 162 with its discharge pressure during operation of the pump. When the pump discharges, the drain valve mechanism 162 is closed so that the washing liquid flows from the discharge port 124 to the arrow b. When the pump is stopped, the discharge pressure is lost, the drain valve 161 opens the drain valve seat 162, and the residual liquid is mainly discharged from the drain port 163 to the outside as indicated by an arrow e. The names of the other members in FIG. 5 are the same as the two-digit numbers of the reference numerals in FIG.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above problems.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an electromagnetic pump according to the present invention includes an electromagnetic plunger provided with a check valve that is slidable and reciprocating in a tube cylinder surrounded by an electromagnetic coil by an interaction between a magnetic force and a repulsive force of a spring. An inline-type pump having
Considering the static pressure of the liquid on the inflow side, which is regulated to a predetermined value, the electromagnetic coil is energized with an intermittent pulse current determined according to the application to operate the electromagnetic plunger. And pressurizing the liquid, giving a wave-like micro-impulsive pulsation, and a jet discharge from the discharge side,
The check valve provided in the electromagnetic plunger is closed only during the discharge and pressurization stroke of the pump, maintains a predetermined range of discharge pressure and flow rate, and does not exceed a predetermined level of noise during pump operation. The duckbill valve is provided with a normally open opening, and a small-diameter orifice is provided downstream of the duckbill valve in place of the discharge check valve.
[0017]
Further, the electromagnetic pump for the washing and pouring pulsation pressurizing apparatus according to the present invention is arranged such that the inflow side path is located at the inflow side of the pump main body reaching the electromagnetic plunger or upstream of the inflow side path when the pump is stopped. A ventilation opening / closing valve is provided for releasing the remaining liquid on the entire downstream side including at least the main body of the pump and discharging it to the downstream side by a drop.
[0018]
Still further, the electromagnetic pump for the washing and pouring pulsation pressurizing device according to the present invention is capable of reducing vibration and noise of the inflow side piping and other attached members due to the inflow side pulsation caused by the pulsation during the suction and discharge operation of the electromagnetic pump. An accumulator that suppresses and further increases discharge efficiency is integrally provided on the inflow side of the main body of the pump.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Before that, as an application example of the embodiment, the sanitary hot water toilet seat (in the drawing, in the frame of the two-dot chain line) The connection configuration will be described with reference to FIG. Water flowing in and pumping in from a water pipe or a fresh water well is stored in an underground water storage tank 4 of a medium-to-high-rise building through an on-off valve 3, and from here on through a pumping pump 6, a pumping on-off valve 7, and a pumping pipe 8 Enters a water supply tank 9 installed in the water supply line 10 and the like, and is distributed through a water supply pipe 10. At this time, when the water head h such as the top floor is small and the water pressure is lower than, for example, 50 KPa required in this case, the pressure is increased by the booster pump 16, and when the water head H is larger than the above, the pressure is reduced by the pressure reducing valve 11. In view of the flow resistance of piping and equipment, the pressure is set higher than the required water pressure.
[0020]
In some cases, the water is directly received from the water pipe 17. Next, the hot water is heated to a hot water temperature of 30 to 40 ° C. by the instantaneous boiling hot water heater 13 from the electromagnetic valve 12, which is the following accessory of the washing toilet seat, and the hot water is an arrow in FIG. As shown in a, the washing water pressurized by entering the electromagnetic pump 1 (P) of the present invention and energized with an intermittent pulse current set in accordance with the use conditions described later is a wave-like impact. With the target pulsation, the nozzle enters the nozzle cylinder 14 as shown by the arrow b, and is jetted and discharged from the nozzle 15 to perform washing, massage, etc. of the human body part.
At this time, a flow rate adjusting valve 18 may be interposed between the instantaneous boiling water heater 13 and the electromagnetic pump 1 (P).
[0021]
The above-mentioned instantaneous hot water hot water heater 13 does not require a hot water storage tank, and thus not only saves equipment space, but also saves energy because it does not require power to keep the hot water warm. The hot water heater 13 includes a feed water temperature sensor for detecting the feed water temperature, a tapping temperature sensor for detecting the tapping temperature, a water amount sensor for detecting the amount of water, a means for setting a set temperature, and the like. It is necessary to have a function to control.
It is not surprising that the washing toilet seat is operated by a user's operation.
[0022]
Next, an embodiment of the electromagnetic pump of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an enlarged longitudinal sectional view showing a partial cross section thereof.
The main part of the main body 20 which is fitted into the upstream end of the tube column cylinder 39 inserted into the axial hole of the electromagnetic coil 34 fitted to the bobbin 33, and the downstream side thereof. An electromagnetic plunger 38 provided with a check valve mechanism 50 that is slidably supported between the holding spring 40 and the return spring 36 between the magnetic head 35 fitted to the end portion and is slidably reciprocated. When the pulsed intermittent current is energized to the electromagnetic coil 34, the electromagnetic coil 34 reciprocates due to the intermittent magnetic force generated there and the repulsive force of the return spring 36.
[0023]
A discharge joint 23 having a discharge port 24 is connected to the downstream end of the tube column cylinder 39.
The upstream end portion of the tube column cylinder 39 is fitted and connected to the main body 20 integral with the inflow joint 21 having the inflow port 22.
The electromagnetic coil 34 is surrounded by a yoke 31 and forms a part of a magnetic circuit together with the magnetic head 35 and an annular magnetic path 37 that is fitted around the upstream end portion of the tube column cylinder 39.
Further, the discharge joint 23, the yoke 31, the bobbin 33 of the electromagnetic coil 34, the annular magnetic path 37 and the main part of the main body 20 are all sandwiched and fixed by an outer frame iron 32.
[0024]
An accumulator 25 is provided in the main part of the main body 20 near the inlet 22.
The accumulator 25 is fixed to a main part of the main body 20 by crimping and fixing a buffer plate 26 of an operating diaphragm by screwing a lid 29 with a mounting screw 30 via a buffer plate presser 27. An accumulator spring 28 is provided for recovery of the pressure receiving depression of the buffer plate 26. It should be noted that a spring seat may be interposed between the spring 28 and the buffer plate 26.
[0025]
Next, the check valve mechanism 50 provided in the electromagnetic plunger 38 is elastic and is formed of flexible, for example, synthetic rubber, and is an enlarged explanatory view showing a partial longitudinal section of FIG. 2 and its plan view in FIG. It is a duckbill valve represented.
A duckbill valve that is cut at a flexible flat tip at the end of a cylinder and is normally closed and is opened by the pressure when a fluid passes from the inside of the cylinder is known.
[0026]
However, in the electromagnetic pump according to the present invention, when the operation is stopped, that is, when the use of the washing toilet seat is finished, for example, the residual liquid discharge in the toilet seat device including the inside of the pump does not open the duckbill valve with a head of only a few centimeters. Impossible. In addition, when the toilet seat is stopped for a long time, the opening of the duck bill is blocked by adhesion or sticking with clean water, disinfectant or scale in the wash water, causing problems when reused, that is, restarting the pump. There is also a problem with being.
[0027]
Therefore, the duckbill valve employed in the check valve mechanism 50 of the present invention closes the flexible opening 51 by the fluid discharge pressure during the pressurization discharge stroke of the pump, and always at the time of fluid inflow. And a predetermined range of flow rates and discharge pressures, and particularly important problems in the present invention, based on a pulse current energized to an electromagnetic coil of an electromagnetic pump that is opened when the pump is stopped and is determined in advance according to the application. The slit-shaped groove width S and the lateral width W within which the noise during operation of a certain pump does not exceed a predetermined value are the openings whose dimensions are determined, including the results of experiments to be described later.
[0028]
When the corner portion of the opening 51 having a width W and a groove width S facing each other is formed in an arc shape with a semicircle having a diameter equal to the groove width S, for example, fatigue deterioration damage due to strain at the time of opening and closing of the valve is reduced, and the durability of the valve Increases nature. Even if the pump is intermittently operated and the total operation time exceeds 1000 hours, no abnormality is caused in its operation.
[0029]
A discharge-side check valve is not provided downstream of the check valve mechanism 50. Instead, the downstream end of the magnetic head 35 has an inlet 22 as well as an inner diameter of the cylindrical portion of the duckbill valve. An orifice 53 having a much smaller cross-sectional area and a smaller inner diameter was provided.
The reason is that the positive head water pressure is originally applied from the pump inflow side, and there is a flow resistance by the relatively small diameter orifice 53 during the return stroke of the electromagnetic plunger, and the reverse flow from the discharge port 24, that is, the downstream side. This is because there is little influence.
[0030]
As an embodiment of the present invention, the electromagnetic pump shown in FIG. 1 has a so-called inner magnetic path type, and the reason for adopting this is the Japanese Patent Application No. 11-26048 previously proposed by the present applicant. As described in the specification, a so-called magnetic leakage type electromagnetic pump can be used as long as the pump is not enlarged, and the configuration of the present invention is effective. Enter.
[0031]
With respect to the problem to be solved by the present invention, a vent valve is opened when the pump is stopped, as in the prior art shown and described in FIG. 6, without providing a drain valve separately for discharging the residual liquid after the pump is stopped. Then, the electromagnetic on-off valve 12 is communicated with the atmosphere on the inflow side, that is, the upstream side path of the pump after being closed, and the residual liquid is discharged from the nozzle 15 through the discharge port 24 by a drop.
[0032]
Therefore, the vent on / off valve 2 is integrally provided, for example, adjacent to the inlet 22 of the main body 20 of the electromagnetic pump 1, or the inflow upstream path from the hot water heater 13 to the inflow joint 21 of the electromagnetic pump 1. You should prepare for.
It is also possible to discharge the residual liquid by providing an air introduction mechanism having the function and effect similar to that of the air inflow opening / closing valve or the negative pressure release valve before and after the flow regulating valve 18 or in the flow regulating valve 18 itself. It becomes.
[0033]
That is, a wedge-shaped arc groove is formed on the outer periphery and / or the bottom surface of a cylindrical plug connected to a shaft rod as disclosed in Japanese Utility Model Publication Nos. 40-33960 and 43-18709. For example, the flow control valve is provided with a vent on / off valve configured to rotate with a stepping motor and communicate with the atmosphere at the end of rotation so that the flow rate can be adjusted with the flow rate adjustment valve inserted into the cylinder. May be.
[0034]
Further, the vent on / off valve 2 is a pump built in the main body 220 adjacent to the inflow joint 221 of the electromagnetic pump 1 in the prior art shown in FIG. 6 as described in Japanese Patent Application No. 11-359468. The valve body closes the valve seat that communicates with the atmosphere when the pump is operating due to the float or liquid pressure caused by the buoyancy of the liquid on the inflow side, and the inflow side liquid and its pressure are destroyed when the pump is stopped. It may be an open / close check valve that is opened.
[0035]
Further, the ventilation opening / closing valve 2 may be an energized closed electromagnetic valve that is closed when the pump is operated and opened when the pump is stopped, or is closed when the pump is operated. It may be a solenoid valve that is energized with a timer only.
[0036]
When the cleaning liquid is ejected from the nozzle 15, the holding portion of the nozzle 15 from the nozzle cylinder 14, for example, the plunger thereof is superior to the repulsive force of the spring by the static pressure and the discharge pressure of the pump. Normal washing, soft washing, and other human bodies by a method such as opening the nozzle 15 from the main part of the nozzle cylinder 14 by driving a stepping motor or a combination of a vehicle and a belt or a combination of gear and rack. The washing liquid is ejected by changing the nozzle 15 having a diameter corresponding to the application such as local (bidet) washing and the spray angle thereof. Of course, the injection pressure and flow rate in this case can also be changed by conversion of the pulse current to the electromagnetic coil 34, for example, voltage, period, duty ratio, and the like. When the nozzle 15 returns to its original position when the pump is stopped, that is, a drop h when the residual liquid is discharged. ₁ Is usually 4-5 cm.
[0037]
In addition, the above-mentioned drop h is provided due to the structure of the washing toilet seat, for example, to which the electromagnetic pump 1 is attached. ₁ When there is no space to take up, the electromagnetic pump 1 can be energized for a predetermined short time after the operation of the pump with the electromagnetic on-off valve 12 closed is closed, and the residual liquid can be discharged from the nozzle 15 to the outside. In this case, when the electromagnetic pump 1 is as shown in FIG. 1, the electromagnetic plunger 38 extends its stroke length due to the decrease in the flow resistance as the liquid decreases, and noise due to an air strike phenomenon that collides with the magnetic head 35. In order to avoid this, it is necessary to regulate the current to the electromagnetic coil 34 in order to suppress the magnetic force. Alternatively, a magnetic leakage type electromagnetic pump that does not easily cause the idling phenomenon may be used.
[0038]
Next, the feature of the operation of the electromagnetic pump of the present invention will be described.
As described above, for example, pressure regulated in advance in the vicinity of a predetermined value by the pressure reducing valve or the booster 11 from the inflow side (in middle and high-rise buildings such as buildings, condominiums, etc., depending on the use of many faucets and equipment in the distribution system The liquid with the above static flow pressure opens the electromagnetic on-off valve 12 and enters, for example, a device called a washing toilet seat, and instant hot water hot water. After being heated by the heater 13, if necessary, the main body 20 is entered from the inlet 22 of the inflow joint 21 of the electromagnetic pump 1 through the flow rate adjusting valve 18 and the ventilation opening / closing valve 2 as indicated by an arrow a.
[0039]
The pressure of the liquid entering the electromagnetic pump 1 was 0.08 MPa. Although the standard inlet pressure of the liquid when entering the electromagnetic on-off valve 12 of the washing toilet seat is regulated to 0.15 MPa, the pressure at the inlet 22 of the electromagnetic pump 1 becomes 0.08 MPa due to internal flow resistance. It is a drop.
The intermittent pulse current energized to the electromagnetic coil 34 is converted from a commercial AC power supply 100V to a direct current, the peak value is √2 times, and the frequency is 71 at the time of local normal washing (ordinary) after the toilet in the washing toilet seat. The 4 Hz period is 14 mSec.
[0040]
When the local washing is soft, the frequency of the urging current is, for example, 76 Hz, and other human body washing (Bidet) provided in many of such hot water washing toilet seats is softer, for example, 99 .9 Hz. This frequency has been determined as a result of many experiments, but is not limited to this. The conduction period in the cycle is about 5 mSec in this case.
[0041]
As described above, the liquid having a static pressure that has flowed in from the inlet 22 of the electromagnetic pump 1 is driven by the electromagnetic plunger 38 by the interaction of the magnetic force generated by the pulse current urging the electromagnetic coil 34 and the repulsive force of the return spring 36. The liquid passes through the pump and is discharged from the discharge port 24 of the discharge joint 23 as shown by the arrow b, and is ejected from the nozzle 15 through the nozzle cylinder 14 to perform a washing operation.
[0042]
FIG. 9 shows a pressure waveform diagram in which the electromagnetic pump 1 is pressurized while being superimposed on the inflow pressure during normal washing (Or).
In the figure, the horizontal axis is the period mSec, the vertical axis is the discharge pressure PMPa, and the peak value is
0.177 MPa (177 KPa).
The operation of the other electromagnetic pump 1 is omitted because it is a matter described in the prior art document, without needing to be particularly described.
[0043]
Next, the stipulation of the size of the opening 51 of the duckbill valve of the check valve mechanism 50 will be described with reference to the experimental data shown in Table 1.
In this case, the required flow rate of the liquid is 430 ± 20 ml mL / min, the standard discharge pressure is ≧ 0.147 MPa, the pump operating sound dB, A scale is as small as possible, and the residual liquid discharge is good. The width of the slit of the opening 51 is constant at 2.3 mm, and the dimension of the groove width S is six types of 0.00, 0.34, 0.52, 0.71, 0.85, and 1.23 mm. As an example, a comparative experiment was conducted between the electromagnetic pump A shown in FIG. 1 and the prior art B shown in FIG. 5 as an embodiment of the present invention provided with the check valve mechanism 50 for the duckbill valve.
The results are shown in Table 1.
[0044]
[Table 1]

[0045]
The pump operating noise was measured at night in an RC structure building in a residential area adjacent to a commercial area without using an anechoic room in view of the practical environment.
The pump's operating noise is designed to be quite low, but there is a slight sensation in the interior of the toilet close to the closed room and in the vicinity of the door. It seems to occur.
At this time, the background noise is 28 dB A scale and the measurement position is 150 mm horizontally on the side of the pump. At such a short distance, the noise level is 2 to 2.5 dB lower than the 52 dB A scale of the electromagnetic pump of the prior art B. Can hardly be felt.
[0046]
All of the electromagnetic pumps A of the present invention satisfy the specified conditions such as the discharge flow rate, pressure, noise, and residual liquid discharge status. What has a dimension of about 0.52 and 0.71 mm should just be chosen. In addition, if the area of the normally open opening 51 of the duckbill valve 50 is too large, the flow resistance is small when the fluid flows into the pipe cylinder 39 including the reverse stroke of the electromagnetic plunger 38, but the efficiency is good. Since the efficiency decreases due to leakage during the discharge operation in the forward stroke, and the degree of expansion and contraction when opening and closing the valve body around the opening 51 increases, the life is shortened due to fatigue. That is, increasing the groove width dimension S should be avoided.
[0047]
As a reference flow rate, the soft wash S _o , The measured numerical values of bidet wash Bi were posted, all satisfying the above conditions.
In these cleaning operations, the diameter of the nozzle is greatly changed, and the frequency of the energizing current to the electromagnetic coil 34 is also largely changed as described above, so that the discharge pressure is suppressed and the discharge flow rate is increased. As a whole, it is a soft wash.
[0048]
FIG. 7 is a discharge pressure diagram during normal washing with the horizontal axis representing the dimension S of S of the electromagnetic pump A of the present invention in Table 1 and the vertical axis representing the discharge pressure MPa.
[0049]
FIG. 8 shows normal washing Or, soft washing So, bidet washing, in which the horizontal axis A of the electromagnetic pump of the present invention in Table 1 has the dimension S / m of S and the discharge flow rate ml / min on the vertical axis. It is a flow rate characteristic diagram of Bi.
The S dimension of 0.000 m / m is a conventional duckbill valve that does not have a normally open opening.
The configuration and operation of the vent on / off valve 2 relating to the residual liquid discharge process are as described above.
[0050]
Next, the necessity that the accumulator 25 is integrally attached to the main body 20 on the inflow side of the pump which is not necessary for the conventional electromagnetic pump will be described below.
As described above, the electromagnetic pump according to the present invention is different from the one that needs to smooth the discharge pressure of the conventional washing water pump, and gives the pulsed pulsation to be ejected from the nozzle to enhance the washing effect. Therefore, an accumulator is naturally unnecessary on the discharge side. However, regardless of whether positive static pressure is applied to the inflow side, at the time of the forward stroke due to the suction of the magnetic force applied to the electromagnetic coil 34 of the electromagnetic plunger 38, the suction action to the tube cylinder 39 accompanying the discharge action is also caused. For this reason, the pump inlet side also generates back pressure due to pulsation and propagates and generates vibrations in the piping system connected to the inflow side. The accumulator 25 is provided with an accumulator 25 that absorbs pulsation. The accumulator 25 has a buffering action of the pulsation of the buffer plate 26 of the working diaphragm and an animal power action of discharging the voltage absorption, and within about 170 KPa of the discharge pressure waveform. It was confirmed experimentally that a pressure increase of 20 KPa was applied. The discharge performance of the pump is enhanced by the accumulator 25 disposed integrally on the inflow side of the main body 20.
[0051]
Thus, the washing effect is enhanced by superimposing the pressure applied to the inflow side of the pump and the discharge pressure pulsating and pulsating the pump, and jetting washing water. As described above, the conventional washing water is used once. It was proved by many experiments that 40% of what needed about 1.1 liters was sufficient, and water saving effect was obtained at the same time.
[0052]
As described above, the electromagnetic pump of the present invention has been described with a warm water toilet seat as one example of its use, but is not limited to this, as described above, facial cleansing beauty, oral hygiene cleaning, Health Applications such as massage, washing, and the like including washing liquid addition of detergents and the like can be considered.
[0053]
In addition, liquids such as chemicals and / or fresh water to which these are added can be used for sterilization, disinfection, washing, etc. of human body parts such as hands or equipment etc. It is.
[0054]
【The invention's effect】
As described in detail above, the electromagnetic pump for the washing and pouring pulsation pressurizing device according to the present invention has the following effects.
[0055]
(A) As claimed in claim 1, in consideration of a static pressure with almost no pulsation regulated to a predetermined value of liquid entering from the inflow side of the pump, an electromagnetic coil is used for a pump. By activating the electromagnetic plunger by energizing the intermittent pulse current set in accordance with the pressure and applying a wave-like shocking pulsation to discharge the jet from the discharge side, for example, this pump can be used for sanitary hot water. After using the toilet seat, etc., the washing effect was enhanced when used for discharging the local body washing water, and the washing water was reduced to about 40% of the conventional one, thereby saving water.
[0056]
(B) The check valve provided in the electromagnetic plunger is closed only at the time of pump discharge pressurization operation, the discharge pressure and flow rate within a predetermined range are maintained, and the noise during operation of the pump does not exceed a predetermined value. Because it is a duckbill valve with a normally open opening that fits in a range that is not harsh, the noise prevention effect is enhanced.
[0057]
(C) The duckbill valve of the inflow side check valve provided in the electromagnetic plunger and the discharge side check valve that should normally be provided downstream thereof are omitted, and a relatively small diameter orifice is provided in place of this to simplify the configuration. At the same time, the flow of residual liquid to the discharge side when the pump is stopped is allowed freely.
Further, the pump including the upstream side of the pump including the upstream side of the pump that is blocked when the pump normally discharges and is discharged from the discharge port and is opened when the discharge is stopped and paused. A vent on / off valve mechanism is provided to discharge residual liquid from the discharge port to the outside of the pump through a drop from the discharge port.When this pump is used, for example, to discharge cleaning water in a sanitary hot water toilet seat, the cleaning action is reduced. When the pump is stopped and the pump is stopped, the residual liquid is cooled, and when it is restarted, it is sprayed onto the human body and feels uncomfortable when it feels cold, or the equipment may be damaged due to freezing of the residual liquid when it is cold. Also disappeared.
[0058]
(D) Since an accumulator having a buffer plate is integrally provided on the inflow side of the pump body, the suction action to the tube cylinder is caused simultaneously with the discharge pulsation of the pump. Therefore, when back pressure due to the pulsation is generated also on the inlet side of the pump, the vibration due to the pulsation propagating to the piping system connected to the inflow side is absorbed and a buffering action is performed to prevent noise generation. . Further, as described above, the discharge capacity of the pump is enhanced by the effect of the accumulating action for discharging the pressure-absorbed absorption at the time of buffering during the discharging action.
[0059]
(E) The electromagnetic pump of the present invention is not only for washing water discharge of the above-mentioned sanitary hot water toilet seat, but also for face washing beauty, oral hygiene washing, Health It can be used for cleaning, including massage, addition of detergent solution to the container, injection, etc., to enhance the cleaning effect and to save water.
[0060]
In addition to this, a liquid such as a chemical solution and / or a fresh water to which this is added can be discharged by the same pumping action as described above and used for sterilization, disinfection, washing, etc. of a human body part such as a hand or an instrument. Is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged longitudinal sectional view showing a partial cross section of an embodiment of an electromagnetic pump according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of a check valve mechanism provided in the electromagnetic plunger of FIG.
FIG. 3 is a plan view of the opening in FIG. 2;
4 is a configuration diagram including pipe connection of a warm water toilet seat in an application example of the electromagnetic pump according to the embodiment shown in FIG. 1 of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a partial cross section of an embodiment of the prior art of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged explanatory view showing a partial cross section of another embodiment of the prior art of the present invention.
FIG. 7 is a discharge pressure diagram of the electromagnetic pump with respect to the groove width of the opening of the duckbill valve of the present invention.
FIG. 8 is a discharge flow rate diagram of the electromagnetic pump with respect to the groove width of the opening of the duckbill valve of the present invention.
FIG. 9 is a discharge pressure waveform diagram of an electromagnetic pump provided with a duckbill valve of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Electromagnetic pump
2 ′ Ventilation valve
20 body
21 Inflow joint
22 Inlet
23 Discharge joint
24 Discharge port
25 Accumulator
26 Buffer plate
33 bobbins
34 Electromagnetic coil
35 Magnetic head
36 Return spring
37 Annular Magnetic Path
38 Electromagnetic plunger
39 Tube cylinder
40 Holding spring
50 Check valve mechanism Duckbill valve
51 opening
53 Orifice

Claims

An in-line type positive displacement pump having an electromagnetic plunger having a check valve that is slidable and reciprocating by the interaction of magnetic force and spring repulsion within a tube cylinder surrounded by an electromagnetic coil,
Considering the static pressure of the liquid on the inflow side, which is regulated to a predetermined value, the electromagnetic coil is energized with an intermittent pulse current determined according to the application to operate the electromagnetic plunger. And pressurizing the liquid, giving a wave-like micro-impulsive pulsation, and a jet discharge from the discharge side,
The check valve provided in the electromagnetic plunger is closed only during the discharge and pressurization stroke of the pump, maintains a discharge pressure and a flow rate within a predetermined range, and does not exceed a predetermined range of noise during pump operation. This is a duckbill valve provided with a normally open opening, and a irrigation and injection pulsation pressurizing device comprising a small-diameter orifice in the flow path instead of a check valve for discharge downstream of the duckbill valve Electromagnetic pump.

At the inflow side of the pump body reaching the electromagnetic plunger or upstream of the inflow path, when the pump is stopped, the remaining liquid on the entire downstream side including at least the pump body in the inflow path is ventilated. The electromagnetic pump for a washing / injecting liquid pulsation pressurizing apparatus according to claim 1, further comprising a vent opening / closing valve for discharging to the downstream side by a drop.

An accumulator for suppressing vibration and noise of inflow side piping and other attached members due to inflow side pulsation caused by pulsation during suction and discharge of the electromagnetic pump, and further increasing discharge efficiency The electromagnetic pump for a washing and pouring liquid pulsation pressurizing device according to claim 1 or 2, wherein the electromagnetic pump is integrally attached and incorporated on the inflow side.