WO2019163666A1 - 遠心分離装置、及び、遠心分離装置を搭載した洗濯機 - Google Patents

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WO2019163666A1
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WO
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water
rotating cylinder
washing
centrifugal separator
discharge port
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PCT/JP2019/005540
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English (en)
French (fr)
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池水　麦平
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F39/00—Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/10—Filtering arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/02—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles without inserted separating walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B13/00—Control arrangements specially designed for centrifuges; Programme control of centrifuges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/08—Rotary bowls

Definitions

  • the present disclosure relates to a centrifuge that centrifuges foreign matter contained in inflowing water, and a washing machine equipped with the centrifuge.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional washing machine disclosed in Patent Document 1.
  • a cyclone separator 54 is provided in a bath water supply path constituted by a first water supply pipe 51, a second water supply pipe 52, and a third water supply pipe 53.
  • the bath water supply pump 55 is driven at the time of washing, the water in the drum 56 is introduced into the cyclone separator 54 from the connection pipe 57.
  • the cyclone separator 54 removes impurities such as dirt and lint that have been released from the laundry.
  • the water from which the impurities are removed is returned to the drum 56 through the second water supply pipe 52 and the first water supply pipe 51.
  • the foreign substances contained in the washing water include those having a specific gravity lighter than water and fine ones such as sebum liberated from the laundry.
  • a hydrocyclone apparatus Even if it can be separated, it is difficult to keep the separated foreign matter inside the hydrocyclone device in order to prevent re-mixing into the circulating washing water.
  • the centrifuge of the present disclosure includes a case, a rotary cylinder provided in the case so as to be rotatable in a first direction and a second direction, and having a water inlet for allowing water to flow in and a water outlet for discharging water, And a drive unit that rotationally drives the rotating cylinder in the first direction and the second direction.
  • a drive unit that rotationally drives the rotating cylinder in the first direction and the second direction.
  • the washing machine of the present disclosure includes a washing tub in which laundry and washing water are stored, the above-described centrifugal separator, and a first water supply path for allowing the washing water in the laundry tub to flow into the centrifugal separator, A second water supply channel for allowing washing water to flow into the laundry from the first discharge port provided in the centrifugal separator, and a washing water to be discharged out of the washing machine from the second discharge port provided in the centrifugal separator A drainage channel.
  • This configuration allows the foreign matter in the wash water to be separated while rotating the wash water by rotating the rotary cylinder in the first direction. Further, by rotating the rotating cylinder in the second direction, the separated foreign matter can be discharged when the washing water is drained.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the centrifuge according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the centrifuge of FIG. 1 cut along line AA.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the centrifuge of FIG. 1 cut along line BB.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the washing machine according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a block configuration diagram of the washing machine according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional washing machine.
  • a centrifugal separator includes a case, and a water inlet that allows water to flow in and a water outlet that allows water to flow in the case so as to be rotatable in a first direction and a second direction.
  • the centrifuge according to another aspect of the present disclosure may be configured such that a protrusion is provided on the inner peripheral surface of the rotating cylinder, and the protrusion has an asymmetric shape in the circumferential direction of the rotating cylinder.
  • the state of the water in the rotating cylinder changes between when the rotating cylinder is rotated in the first direction and when the rotating cylinder is rotated in the second direction. Therefore, by switching the rotation direction of the rotating cylinder, it is possible to perform the centrifugal separation of the foreign matter and the discharge of the centrifuged foreign matter.
  • the centrifuge according to another aspect of the present disclosure is configured such that the area of the portion of the surface of the protrusion that faces the first direction is different from the area of the portion that faces the second direction. May be.
  • the state of the water in the rotating cylinder changes between when rotated in the first direction and when rotated in the second direction. Therefore, by switching the rotation direction of the rotating cylinder, it is possible to perform the centrifugal separation of the foreign matter and the discharge of the centrifuged foreign matter.
  • the centrifuge device may be configured such that the area of the portion of the surface of the protrusion facing the second direction is larger than the area of the portion facing the first direction.
  • the centrifugal separator according to another aspect of the present disclosure may be configured such that a portion of the surface of the protrusion that faces the first direction is recessed in the first direction.
  • the protrusion may be configured by a plurality of protrusions.
  • the plurality of protrusions may be arranged substantially evenly on the circumference of the inner peripheral surface when viewed from the rotation axis direction of the rotating cylinder.
  • the centrifuge according to another aspect of the present disclosure may be configured such that the direction from the water inlet to the water outlet of the rotating cylinder and the rotational axis direction of the rotating cylinder substantially coincide.
  • the centrifuge according to another aspect of the present disclosure may further include a pump unit having an impeller downstream of the rotating cylinder.
  • the pump unit includes a first discharge port through which water is discharged when the rotating cylinder is rotated in the first direction, and a first outlet from which water is discharged when the rotating cylinder is rotated in the second direction. 2 discharge ports may be provided.
  • This configuration enables the water in the centrifugal separator to be transferred by the pumping action caused by the impeller rotating in the pump unit. Therefore, the purified water can be supplied to the first discharge port while separating foreign matters from the water flowing into the centrifugal separator. Moreover, the water containing a foreign material can be discharged
  • the first discharge port and the second discharge port may be provided so as to be biased to the side of the pump unit.
  • This configuration allows water to be smoothly discharged from the first discharge port and the second discharge port.
  • a washing machine includes a washing tub in which laundry and washing water are stored, a centrifugal separator, and a first water supply path that allows the washing water in the laundry tub to flow into the centrifugal separator, A second water supply passage through which washing water flows into the washing tub from the first discharge port of the centrifugal separator, and a drain passage through which the washing water is discharged from the second discharge port of the centrifugal separator to the outside of the washing machine.
  • the rotating cylinder of the centrifugal separator is rotated in the first direction, so that foreign matters can be removed while circulating the washing water between the washing tub and the centrifugal separator. it can.
  • washing water is drained, by rotating the rotating cylinder in the second direction, the washing water in the washing tub is discharged out of the washing machine, and at the same time, the foreign matter accumulated in the centrifugal separator is washed together with the washing water. Can be discharged outside.
  • the centrifugal separator further includes a swirl flow generation unit upstream of the rotating cylinder, and the first water supply path is a water supply connection provided on a side surface of the swirl flow generation unit. May be connected to the unit.
  • This configuration adds a swirling component to the water flowing into the rotating cylinder, so that the swirling flow generated in the rotating cylinder can be made faster and stronger.
  • a centrifugal separator is provided with a case, a water inlet that allows the water to flow in the first direction and the second direction, and a water outlet that allows the water to flow out.
  • the state of the water flow in the rotating cylinder can be made different between when the rotating cylinder is rotated in the first direction and when the rotating cylinder is rotated in the second direction. Therefore, by switching the rotation direction of the rotating cylinder, it is possible to switch between the operation of centrifuging foreign substances contained in water and the operation of removing the foreign substances accumulated in the rotating cylinder.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the centrifuge according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the centrifuge of FIG. 1 taken along line AA.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the centrifuge of FIG. 1 cut along line BB.
  • the centrifugal separator 21 includes a case 21a, a hollow rotary cylinder 21b that is rotatably provided in the case 21a, and a rotary cylinder motor that rotates the rotary cylinder 21b around a rotary shaft 21g ( Drive unit) 21c. Moreover, the centrifugal separator 21 has a water inlet 21e that allows water to flow into the rotating cylinder 21b, and a water outlet 21f that allows water to flow out of the rotating cylinder 21b.
  • the rotary cylinder motor 21c selects the rotary cylinder 21b in both the first rotation direction (first direction) and the second rotation direction (second direction) opposite to the first rotation direction. Rotational drive.
  • a pump chamber (pump unit) 44 having an impeller 43 is provided.
  • the pump chamber 44 has a first discharge port 41 and a second discharge port 42 that are discharge ports of water from the centrifugal separator 21 (see FIG. 2).
  • the water inlet 21e and the water outlet 21f of the rotating cylinder 21b are arranged so that the direction in which water passes through the rotating cylinder 21b and the direction of the rotating shaft 21g of the rotating cylinder 21b substantially coincide.
  • a uniform swirling flow can be generated in the rotating cylinder 21b, and foreign substances can be effectively centrifuged.
  • the centrifugal separator 21 is configured such that the water inlet 21e of the rotating cylinder 21b is positioned below and the rotating shaft 21g of the rotating cylinder 21b is positioned in the vertical direction.
  • the water inlet 21e and the water outlet 21f are provided substantially at the center of the bottom surface and the top surface of the rotating cylinder 21b, respectively.
  • the water outlet 21f is located immediately above the water inlet 21e, and the direction of the line connecting the central portions of the water inlet 21e and the water outlet 21f substantially matches the direction of the rotating shaft 21g of the rotating cylinder 21b.
  • the water inlet 21e is provided at a substantially central portion of the bottom surface of the rotating cylinder 21b.
  • the water inlet 21e may be formed by providing a plurality of (for example, four) slit-like holes on the outer peripheral side of the rotating shaft 21g of the rotating cylinder 21b.
  • the pump chamber 44 is provided downstream of the rotary cylinder 21b.
  • the pump chamber 44 communicates with the rotary cylinder 21b and is formed integrally with the case 21a.
  • the pump chamber 44 is provided with a first discharge port 41 and a second discharge port 42.
  • the first discharge port 41 and the second discharge port 42 discharge water from the first discharge port 41 and rotate in the second direction. In this case, water is discharged from the second discharge port 42.
  • the first discharge port 41 and the second discharge port 42 are provided so as to be biased to the side of the pump chamber 44. That is, the first discharge port 41 and the second discharge port 42 are configured to discharge water along the tangential direction of the outer periphery of the pump chamber 44.
  • the angle formed by the first direction (tangential direction T1) in the first discharge port 41 and the direction (W1) in which water is discharged from the first discharge port 41 is an acute angle.
  • the angle formed by the first direction (tangential direction T2) at the second discharge port 42 and the direction (W2) in which water is discharged from the second discharge port 42 is an obtuse angle.
  • the angle formed by the second direction (tangential direction T3) in the second discharge port 42 and the direction (W2) in which water is discharged from the second discharge port 42 is an acute angle.
  • the angle formed by the second direction (tangential direction T4) at the first discharge port 41 and the direction (W1) in which water is discharged from the first discharge port 41 is an obtuse angle.
  • first discharge port 41 and the second discharge port 42 are arranged at a position within 90 ° on the circumference in a plan view of the pump unit 44.
  • the 1st discharge port 41 and the 2nd discharge port 42 are arrange
  • An impeller 43 is arranged in the pump chamber 44. As shown in FIG. 2, the impeller 43 includes a plurality of (for example, four) plate-shaped blades. The impeller 43 is rotated together with the rotating cylinder 21b.
  • the impeller 43 is configured by the same member as the rotating cylinder 21b, or is configured by a member different from the rotating cylinder 21b and fixed to the rotating cylinder 21b. Thereby, the impeller 43 rotates with rotation of the rotating cylinder 21b.
  • the swirl flow generating portion 21h is provided on the water inflow side from the water inlet 21e. Similar to the second discharge port 42, the swirl flow generation unit 21h is provided with a water supply connection unit 21i on the side surface of the swirl flow generation unit 21h. Specifically, the water supply connection portion 21i is provided at a position biased to the side of the swirl flow generation portion 21h. That is, the water supply connection portion 21i is configured such that water flows in along the tangential direction of the outer periphery of the swirl flow generation portion 21h when the rotary cylinder 21b is rotated in the first direction.
  • the outer shape of the swirl flow generating portion 21h is formed of the same member as the case 21a, or is formed of a member different from the case 21a and is fixed to the case 21a, thereby being formed integrally with the case 21a.
  • a protrusion 21j is provided on the inner peripheral surface 21d of the rotary cylinder 21b.
  • the protrusion 21j protrudes from the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b toward the inside of the rotating cylinder 21b.
  • a plurality of protrusions 21j (for example, three) are provided.
  • the protrusion 21j has an asymmetric shape in the circumferential direction of the rotating cylinder 21b.
  • the protrusion 21j has an area facing in the first direction (the direction of the solid arrow in FIGS. 2 and 3) and the second direction (the reverse direction of the solid arrow in FIGS. 2 and 3). It is comprised so that the area which faces may differ. That is, the area of the portion (S1) facing the first direction on the surface (S) of the protrusion 21j is different from the area of the portion (S2) facing the second direction.
  • the area of S2 is larger than the area of S1.
  • the projected area of S2 on the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b is larger than the projected area of S1 on the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b.
  • the state of the water in the rotating cylinder 21b differs between when the rotating cylinder 21b is rotated in the first direction and when it is rotated in the second direction.
  • the protrusion 21j has a resistance received from the water in the rotating cylinder 21b when the rotating cylinder 21b is rotated in the first direction and when the rotating cylinder 21b is rotated in the second direction. It is configured. And the resistance force which the protrusion 21j receives from water when rotated in the first direction is smaller than the resistance force when rotated in the second direction.
  • the part S1 of the surface S of the protrusion 21j facing the first direction may be recessed in the first direction.
  • the plurality of protrusions 21j may be arranged substantially evenly on the circumference of the inner peripheral surface 21d when viewed from the rotation axis direction of the rotary cylinder 21b. Thereby, when the rotating cylinder 21b is rotated in the first direction, a uniform swirling flow can be generated in the rotating cylinder 21b, and foreign substances can be effectively centrifuged.
  • the rotating cylinder 21b and the impeller 43 are rotated in the first direction, for example, at about 4000 rpm in a state where the water is in the centrifugal separator 21, the water is discharged from the first discharge port 41 by the pump action by the rotation of the impeller 43. Is discharged.
  • raw water that is water before being centrifuged is supplied to the water inlet 21e through the swirl flow generation unit 21h. Thereby, it is possible to continue flowing water into the centrifugal separator 21.
  • the rotating cylinder 21b is rotated in the first direction to form a water flow (swirl flow) that rotates at a higher speed.
  • the water flowing into the centrifugal separator 21 receives centrifugal force while passing through the rotary cylinder 21b, and foreign substances heavier than the water contained in the raw water are stored on the inner peripheral surface 21d of the rotary cylinder 21b. . That is, the foreign matter contained in the raw water is centrifuged.
  • the water discharged from the first discharge port 41 is water from which foreign substances have been separated and removed.
  • the diameter of the inner peripheral surface 21d centering on the rotating shaft 21g of the rotating cylinder 21b is configured to be larger than the maximum diameter of the water inlet 21e and the water outlet 21f.
  • the separated foreign matter is held on the inner peripheral surface 21d with a stronger centrifugal force. Accordingly, it is possible to prevent the foreign matter separated by the centrifugal force from being drawn into the water flow passing while turning around the rotating shaft 21g and being mixed into the water discharged from the first discharge port 41 again.
  • the second discharge port 42 is caused by the pump action caused by the rotation of the impeller 43.
  • the water is discharged from.
  • the rotating cylinder 21b is rotating, and turbulent flow is generated in the rotating cylinder 21b by the effect of the structure of the protrusion 21j (see FIG. 3) on the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b described above. It is formed.
  • the water that has flowed into the centrifugal separator 21 is not subjected to centrifugal force, and the foreign matter contained in the raw water is directly discharged from the second discharge port 42 together with the water.
  • the foreign matter is centrifuged, turbulent flow is formed in the rotating cylinder 21b.
  • the foreign matter can be removed from the inner peripheral surface 21d of the rotary cylinder 21b and the foreign matter can be efficiently removed from the rotary cylinder 21b.
  • the centrifugal separator 21 in the present embodiment includes the case 21a constituting the outer shell, the hollow rotary cylinder 21b that is rotatably provided in the case 21a, and water that allows water to flow into the rotary cylinder 21b.
  • An inlet 21e, a water outlet 21f through which water flows out from the rotating cylinder 21b, and a rotating cylinder motor 21c (driving unit) that selectively rotates the rotating cylinder 21b in both the first direction and the second direction are provided.
  • the water inlet 21e and the water outlet 21f are disposed so that the direction in which water passes through the rotary cylinder 21b and the direction of the rotary shaft 21g of the rotary cylinder 21b substantially coincide with each other.
  • the foreign matter contained in the water When rotating in the direction 1, the foreign matter contained in the water is centrifuged and travels toward the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b, and when rotating the rotating cylinder 21b in the second direction, It is configured so that the contained foreign substances are not centrifuged.
  • the amount of foreign matter is large or the material is sticky, it may adhere to the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b. In that case, when the rotating cylinder 21b is rotated in the second direction, the water in the rotating cylinder 21b is agitated, so that the foreign matter adhering to the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b can be effectively removed. Further, the foreign matter can be easily discharged out of the centrifugal separator 21.
  • a plurality of protrusions 21j are provided on the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b.
  • the protrusion 21j is configured such that the area facing the first direction is different from the area facing the second direction.
  • the centrifugal separator 21 includes a swirl flow generation unit 21h that generates a swirl flow in the same swirl direction as the first direction on the water inflow side from the rotary cylinder 21b, and a water supply connection unit 21i into which water flows in swirls. It is provided on the side of the flow generator 21h.
  • the swirl component in the same swirling direction as the first direction can be imparted to the water flowing into the rotating cylinder 21b, and a high-speed swirling flow can be more easily generated in the rotating cylinder 21b.
  • the foreign material contained in the water flowing into the centrifugal separator 21 can be more effectively separated.
  • the centrifugal separator 21 includes an impeller 43 that exerts a pumping action on water by rotating, and a pump chamber 44 that contains the impeller 43, on the outflow side of the water from the rotating cylinder 21b.
  • the pump chamber 44 communicates with the water outlet 21f of the rotary cylinder 21b, and the first discharge port 41 that discharges water when the rotary cylinder 21b is rotated in the first direction, and the rotary cylinder 21b are the second.
  • a second discharge port 42 that discharges water when rotated in the direction is provided.
  • water can be transferred by a pumping action caused by the impeller 43 rotating in the pump chamber 44. Further, by rotating the rotating cylinder 21b and the impeller 43 in the first direction, purified water can be supplied to the first discharge port 41 while removing foreign substances from the water flowing into the centrifugal separator 21. it can. On the other hand, by rotating the rotating cylinder 21b and the impeller 43 in the second direction, the foreign matter stored in the centrifugal separator 21 is separated and mixed into water again, and the foreign matter in the centrifugal separator 21 is removed. The contained water can be discharged from the second discharge port 42. Thereby, there is little necessity for cleaning the inside of the centrifuge 21, and the centrifuge 21 which can maintain the water transfer performance over a long period of time can be provided.
  • the protrusion 21j is provided on the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b.
  • the configuration of the centrifugal separator 21 is not limited to this.
  • it may be configured such that the centrifuge separation and detachment of the foreign matter can be switched by controlling the rotation of the rotating cylinder 21b in the first direction and the second direction. That is, when rotating the rotating cylinder 21b in the first direction, the rotation speed may be increased, and when rotating in the second direction, the rotation speed may be decreased. Further, when the foreign matter is detached from the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b, the rotation direction may be switched between the first direction and the second direction in small increments.
  • a washing machine 100 according to the second embodiment of the present disclosure is a washing machine equipped with the same centrifugal separator 21 as that of the first embodiment.
  • a drum type washing machine will be described as an example of a washing machine, but the present invention is not limited to this.
  • any washing machine for washing laundry using washing water may be used. That is, washing in any configuration, such as a configuration in which drum washing is performed like a drum-type washing machine, a configuration in which stirring washing is performed in a vertical washing machine, or a configuration in which washing is performed in a storage case by pushing or showering. It is also applicable to the machine.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the washing machine according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the washing machine 100 includes, as the washing tub 1, an outer tub 3 and a rotating tub 4 that is rotatably provided in the outer tub 3.
  • the washing machine 100 includes a motor 10 that drives the rotating tub 4, a centrifugal separator 21, and a control unit 22.
  • the outer tub 3 has a bottomed cylindrical shape, and is elastically supported by a plurality of suspension mechanisms inside the casing 2 of the washing machine 100.
  • the rotating tank 4 is arranged in the outer tank 3.
  • the rotating tub 4 accommodates a textile product (hereinafter referred to as laundry 5) such as clothing on the front side (left side in FIG. 4).
  • the rotating tub 4 is provided with an insertion port 6 formed in a substantially circular shape, through which the laundry 5 is taken in and out.
  • an opening 3 a formed to face the charging port 6 of the rotating tub 4 is provided on the front side of the outer tub 3.
  • a plurality of (for example, three) baffles 8 projecting inward and a large number of small holes 9 are provided on the inner peripheral wall surface of the rotating tub 4.
  • the inner side and the outer side of the rotating tub 4 are communicated with each other through a small hole 9.
  • the rotating tank 4 is provided so as to be rotatable about the rotating shaft 7.
  • Each of the outer tub 3, the rotating tub 4, and the rotating shaft 7 is provided such that the front side is inclined upward by an angle ⁇ (for example, 20 °) with respect to the horizontal.
  • the rotating tank 4 is configured to be rotatable in the forward and reverse directions by a motor 10 provided at the rear part of the outer tank 3.
  • the motor 10 is composed of, for example, a brushless DC motor, and is configured so that its rotation speed can be freely changed by inverter control of the control unit 22 described later.
  • An opening 2 a that faces the opening 3 a of the outer tub 3 is provided on the front surface of the housing 2.
  • the opening 2a is provided with a door 11 for opening and closing the opening 3a of the outer tub 3 in which the laundry 5 is put in and out.
  • the opening 3a of the outer tub 3 and the opening 2a of the housing 2 are connected in a state where airtightness is ensured by an elastic bellows-like packing 12 that can be expanded and contracted.
  • a water supply port 13 for supplying washing water into the outer tub 3 and the rotating tub 4 is provided above the rear portion of the housing 2.
  • the water supply port 13 is connected to a tap faucet 13a.
  • a water supply valve 14 and a detergent case 15 are provided on the downstream side of the water supply port 13.
  • the water supply valve 14 is driven to open and close by the control unit 22 to stop water supply and water supply. Washing water (tap water) supplied from the water supply port 13 flows into the detergent case 15 as indicated by an arrow A, and flows into the outer tub 3 while dissolving the detergent put into the detergent case 15. In this way, the washing water is accommodated in the washing tub 1.
  • the detergent charging part 15a of the detergent case 15 is configured to be able to be pulled out from the detergent case 15 to the front side. Thereby, the user can easily put the detergent into the detergent case 15.
  • a drain port 16 for discharging the washing water in the washing tub 1 is provided at the lower part of the rear of the outer tub 3.
  • the washing machine in the present embodiment has the same configuration as the centrifugal separator in the first embodiment, and is equipped with a centrifugal separator 21 that exerts the same operation and action.
  • the centrifugal separator 21 is disposed below the front portion of the outer tub 3 so that the water inlet 21e of the rotating cylinder 21b is positioned below and the rotating shaft 21g of the rotating cylinder 21b is in the vertical direction. Has been.
  • the drain port 16 and the centrifugal separator 21 are connected to each other by a pipe-like flexible water supply channel (first water supply channel) 19.
  • One end of the water supply channel 19 is connected to the drain 16 of the outer tub 3, and the other end is connected to the swirl flow generating unit 21 h of the centrifugal separator 21.
  • the water supply passage 19 is connected to a water supply connection portion 21i provided to be deviated to the side of the swirl flow generation portion 21h, and communicated with the water inlet 21e.
  • the first discharge port 41 of the centrifugal separator 21 is connected to a circulation path (second water supply path) 31 so as to return the washing water into the outer tub 3.
  • the second discharge port 42 of the centrifugal separator 21 is connected to the drainage channel 32 and connected to discharge the washing water outside the washing machine.
  • the centrifugal separator 21 causes the washing water in the outer tub 3 to rotate the impeller 43.
  • the water channel 19, the centrifugal separator 21, the first discharge port 41, and the circulation path 31 formed below the outer tub 3 are flowed in the direction of arrow C and circulated.
  • a bellows portion (not shown) for buffering the vibration of the outer tub 3 is provided in the water supply path 19 connected to the outer tub 3 in communication.
  • the flow rate of the washing water flowing through the water supply channel 19 can be set by the capacity of the pump by the rotation of the impeller 43.
  • the capacity of the pump can be set by the number of impellers 43 (four in this embodiment), the shape, etc., in addition to the number of rotations of the impeller 43 by the rotary cylinder motor 21c.
  • the washing water flowing from the drain port 16 through the water supply path 19 and flowing into the centrifugal separator 21 from the water supply connection portion 21 i is separated from foreign matters contained in the washing water when passing through the centrifugal separator 21.
  • the foreign matter includes dirt and yarn waste released from the laundry 5, and a water softener contained in the detergent dissolved in the washing water.
  • control unit 22 As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the control unit 22 is provided in the lower part in the housing 2.
  • FIG. 5 is a block configuration diagram of the washing machine according to the present embodiment.
  • the control unit 22 detects the output of the cloth amount detection unit 23 that detects the amount of the laundry 5 put in the rotating tub 4 and the amount of washing water supplied into the outer tub 3.
  • the output of the water amount detection part 24 to perform, the output of the rotation detection part 25 which detects the rotational drive of the rotation tank 4, etc. are input.
  • the control unit 22 controls the driving of the motor 10, the water supply valve 14, the rotary cylinder motor 21c, and the like based on the washing course set by the user through the operation display unit 26, and executes the washing operation.
  • the washing operation includes, for example, a washing process, a rinsing process, and a dehydrating process.
  • a washing process is first executed. Then, a rinsing step is performed following the washing step.
  • the rinsing step for example, the first intermediate dehydration, the first rinsing, the second intermediate dehydration, and the second rinsing are sequentially performed. And when a rinse process is complete
  • the control unit 22 first detects the amount of the laundry 5 put into the rotating tub 4 by the cloth amount detection unit 23.
  • the amount of the laundry 5 is detected from the amount of torque applied to the motor 10 or the current value of the motor 10 when the rotating tub 4 is driven to rotate at a low speed.
  • the control unit 22 sets the time of each process such as the washing process, the rinsing process, and the dewatering process, and the amount of washing water according to the detected amount of the laundry 5.
  • the control unit 22 causes the operation display unit 26 to display a detergent amount set in advance according to the amount of the laundry 5.
  • the user pulls out the detergent insertion part 15 a from the detergent case 15, puts the detergent on the basis of the amount of detergent displayed on the operation display part 26, and then moves the detergent insertion part 15 a into the detergent case 15.
  • the control unit 22 opens the water supply valve 14 in anticipation of the completion of the introduction of the detergent (after a predetermined time necessary for the introduction of the detergent has elapsed).
  • the washing water flows into the detergent case 15 from the water supply port 13.
  • the washing water is supplied to the outer tub 3 while dissolving the detergent that has been added. Washing water collected at the bottom of the outer tub 3 flows into the rotating tub 4 through the small holes 9.
  • the amount of washing water accumulated in the outer tub 3 is detected by the water amount detection unit 24.
  • the control unit 22 closes the water supply valve 14.
  • the control unit 22 drives the motor 10 to rotate the rotating tub 4.
  • the rotating tub 4 rotates, the laundry 5 in the rotating tub 4 is lifted in the rotation direction by the baffle 8 and falls from above, and is struck against the laundry 5 accumulated on the bottom surface of the rotating tub 4 or the bottom of the rotating tub 4. It is done. In this way, the laundry 5 is washed by mechanical force together with chemical force by the detergent.
  • the rotational speed of the rotating tub 4 when the laundry 5 is washed and washed is 45 rpm, for example.
  • the rotating tank 4 is rotated in both forward and reverse directions with the rotation direction reversed every predetermined time.
  • the washing water contains various foreign substances such as dirt substances.
  • the dirt substance is lighter than water, such as sand, textile waste, hair and keratinous dirt, and lighter than water, such as fat represented by sebum, There are things that adhere to things with higher specific gravity.
  • the controller 22 drives the rotary cylinder motor 21c to rotate the rotary cylinder 21b and the impeller 43 of the centrifugal separator 21 in the first direction.
  • the washing water in the outer tub 3 flows into the centrifuge device 21 through the water supply channel 19 by the pumping action caused by the rotation of the impeller 43, passes through the centrifuge device 21, and then passes through the circulation path 31 to the outer tub 3. Return inside. Thereby, washing water circulates.
  • the rotational speed of the rotary cylinder 21b and the impeller 43 is high (for example, 4000 rpm), and the rotary cylinder 21b and the impeller 43 are rotationally driven at a high speed.
  • Washing water is introduced into the centrifugal separator 21 through the water inlet 21e from the swirl flow generator 21h by driving the rotary cylinder motor 21c.
  • the washing water passes through the rotary cylinder 21b, flows into the pump chamber 44 from the water outlet 21f, and flows out from the first discharge port 41. Since the water inlet 21e is below the water outlet 21f, the washing water flows from the lower side to the upper side in the rotary cylinder 21b.
  • the washing water is supplied to the swirl flow generating unit 21h from the water supply path 19 that is biased and connected to the side of the swirl flow generating unit 21h, thereby giving a swirl component and rotating from the water inlet 21e. It flows into the cylinder 21b.
  • the rotary cylinder 21b is rotationally driven by a rotary cylinder motor 21c. Thereby, the washing water introduced into the rotating cylinder 21b becomes a high-speed swirling flow within the rotating cylinder 21b.
  • the washing water flows as an upward flow from the bottom to the top while turning around the rotating shaft 21g of the rotating cylinder 21b.
  • the water inlet 21e of the rotary cylinder 21b and the water outlet 21f leading to the pump chamber 44 are occupied by an upward flow.
  • a strong centrifugal force acts in the direction from the upward flow portion toward the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b in the washing water filling the rotating cylinder 21b outside the upward flow and inside the inner peripheral surface 21d of the rotating cylinder 21b. doing. Accordingly, the foreign matter separated from the washing water by the centrifugal force and directed toward the inner peripheral surface 21d of the rotary cylinder 21b is not drawn into the upward flow passing through the rotary cylinder 21b and returns to the upward flow again.
  • the washing water passes through the rotary cylinder 21b from the bottom to the top while turning. At this time, bubbles generated by the detergent contained in the washing water or bubbles in the water supply channel 19 may enter the rotary cylinder 21b together with the washing water.
  • the washing water from which the foreign matters are separated and removed in the rotary cylinder 21b flows out from the water outlet 21f to the pump chamber 44. Then, the washing water that has flowed into the pump chamber 44 flows into the outer tub 3 through the circulation path 31 by the pumping action caused by the rotation of the impeller 43. As described above, the washing water in the outer tub 3 is circulated between the outer tub 3 and the centrifugal separator 21 through the water supply passage 19 and the circulation passage 31 and purified by the pump function provided in the centrifugal separator 21. The Furthermore, the reattachment of the separated foreign matter to the laundry 5 can be prevented, and the washing performance of the washing machine 100 can be improved.
  • the control unit 22 drives the rotating cylinder motor 21c to move the rotating cylinder 21b and the impeller 43 of the centrifugal separator 21 in the second direction opposite to that in the washing process (see FIG. 2. Rotate in the direction opposite to the direction of the arrow in FIG.
  • the washing water in the outer tub 3 flows into the centrifugal separator 21 through the water supply channel 19 and passes through the centrifugal separator 21 by the pump action caused by the rotation of the impeller 43, and then drains from the second discharge port 42. It is discharged out of the washing machine 100 via the path 32.
  • the foreign matter stored on the inner peripheral surface 21d in the rotating cylinder 21b of the centrifugal separator 21 is peeled off from the inner peripheral surface 21d by the turbulent flow generated in the rotating cylinder 21b and is mixed into the washing water again. It is discharged out of the washing machine 100 together with the washing water.
  • Separation of foreign matter contained in the washing water by the centrifugal separator 21 can be performed in the rinsing step by the same operation as in the case of separating foreign matter in the washing step.
  • the rinsing effect can be enhanced by separating the foreign matter that has come out from the laundry 5 into the washing water in the rinsing step by the centrifugal separator 21.
  • the second intermediate dehydrating operation and the second rinsing operation are performed in the same manner as the first intermediate dehydrating operation and the first rinsing operation. And the control part 22 complete
  • the controller 22 drives the rotary cylinder motor 21c to move the rotary cylinder 21b and the impeller 43 of the centrifugal separator 21 in the second direction (reverse to the solid arrows in FIGS. 2 and 3). Direction).
  • the wash water in the outer tub 3 is discharged from the second discharge port 42 to the outside of the washing machine 100 through the drainage channel 32.
  • the control unit 22 rotates the rotating tub 4 in which the laundry 5 is accommodated by the motor 10 at a high speed to dehydrate the laundry 5.
  • the control unit 22 ends the washing operation.
  • the washing machine 100 includes the outer tub 3 elastically supported in the housing 2 and the rotating tub 4 that is rotatably provided in the outer tub 3 and accommodates the laundry 5.
  • the motor 10 that rotates the rotating tub 4, the centrifugal separator 21 that separates foreign matter contained in the washing water in the outer tub 3, and the washing water in the washing tub 1 flows into the water inlet 21 e of the centrifugal separator 21.
  • a drainage channel 32 for discharging water and a control unit 22 for controlling the washing operation are provided.
  • the rotating cylinder 21b of the centrifugal separator 21 is rotated in the first direction so that the washing water is circulated between the outer tub 3 and the centrifugal separator 21. Can be removed.
  • the rotating cylinder 21b is rotated in the second direction to discharge the washing water in the outer tub 3 to the outside of the washing machine 100, and to wash the foreign matter accumulated in the centrifugal separator 21 together with the washing water. It can be discharged out of the machine 100.
  • the washing machine 100 with improved cleaning power and rinsing performance can be provided at low cost.
  • the water supply channel 19 is connected to the water supply connection part 21i of the swirl flow generation part 21h of the centrifugal separator 21.
  • the water supply connection part 21i through which water flows into the centrifugal separator 21 is provided on the side of the swirl flow generation part 21h. Therefore, a swirl component is imparted to the water flowing into the rotating cylinder 21b, a high-speed swirling flow is more likely to be generated in the rotating cylinder 21b, and the swirling flow is strong.
  • the washing machine 100 with excellent cleaning power and rinsing performance can be realized.
  • the configuration in which the washing water is circulated or drained by driving the rotary cylinder motor 21c has been described, but is not limited thereto.
  • a circulation pump that circulates washing water in the rotating tub 4 a drain pump that discharges the washing water in the washing tub 1 to the outside of the washing machine, and functions of both circulation and drainage of the washing water
  • At least one of the circulating drainage pumps having both of the above may be used.
  • the centrifugal separator according to the present disclosure can purify water by separating foreign substances such as dirt substances from inflowing water, and can discharge the water from the first discharge port. Further, the separated foreign matter can be discharged together with water from the second discharge port. For this reason, it is particularly useful as various centrifuges and the like mounted on washing machines and cleaning devices that purify objects by circulating water.
  • the washing machine according to the present disclosure can purify the washing water by separating foreign matters from the washing water soiled by washing, and enhance the cleaning effect by suppressing the reattachment of the separated foreign matters to the laundry. Therefore, it is particularly useful as various washing machines for washing laundry by circulating washing water.

Abstract

遠心分離装置（２１）は、ケース（２１ａ）と、ケース（２１ａ）内に、第１の方向及び第２の方向に回転可能に設けられ、水を流入させる水入口（２１ｅ）及び水を流出させる水出口（２１ｆ）を有する回転筒（２１ｂ）と、回転筒（２１ｂ）を第１の方向及び第２の方向に回転駆動する回転筒モータ（２１ｃ）とを備える。遠心分離装置（２１）は、回転筒（２１ｂ）が第１の方向に回転された際には、水に含まれる除去対象物が遠心分離されて回転筒（２１ｂ）の内周面（２１ｄ）に向かい、回転筒（２１ｂ）が第２の方向に回転された際には、水に含まれる除去対象物の遠心分離が行われないように構成されている。

Description

遠心分離装置、及び、遠心分離装置を搭載した洗濯機
　本開示は、流入する水に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置、及び、遠心分離装置を搭載した洗濯機に関する。
　遠心分離装置が搭載された従来の洗濯機において、洗濯中に洗濯物から遊離した、汚れ及び糸屑等の不純物を、洗濯水から分離して洗濯水を浄化するとともに、分離された異物が洗濯物へ再付着することを防止することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
　図６は、特許文献１に示された、従来の洗濯機の概略構成を示す図である。図６に示すように、第１の給水管５１、第２の給水管５２及び第３の給水管５３で構成された風呂水供給路に、サイクロン式分離器５４が設けられている。洗濯時に風呂水供給ポンプ５５が駆動されると、ドラム５６内の水が接続管５７からサイクロン式分離器５４に導入される。そして、サイクロン式分離器５４で、洗濯物から遊離した、汚れ及び糸屑等の不純物が取り除かれる。不純物が取り除かれた水は、第２の給水管５２及び第１の給水管５１を通してドラム５６内に戻される。
　また、洗濯槽の回転軸が鉛直方向に設定された、いわゆる縦型洗濯機において、サイクロン糸屑分離器によって、洗濯水に混在する糸屑及び固形物質を分離することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。
　洗濯水に含まれる異物には、洗濯物から遊離した皮脂等のように、水より比重の軽いもの及び微細なものが含まれる。しかしながら、これらを液体サイクロン装置で分離することは難しい。また、分離できた場合であっても、循環する洗濯水へ再混入することを防止するために、分離された異物を液体サイクロン装置の内部に留め置くことは困難である。
　また、液体サイクロン装置によって異物を分離する場合には、一般的に、液体サイクロン装置によって処理する液体の一部を、液体サイクロン装置の運転中に廃棄する必要がある。従って、液体サイクロン装置を利用して洗濯水の浄化を行う場合は、洗濯中に洗濯水が減少してしまう。このため、洗濯運転の開始時に洗濯物の量に応じて給水された適量の洗濯水を維持するために、洗濯中に補給水が必要になる。従って、洗濯運転時に使用される水の量が増加する。
　ここで、洗濯機において、洗濯水の循環路に遠心分離部を設けて、異物を含んだ洗濯水に遠心力を作用させることによって異物を遠心分離させ、洗濯水から異物を分離することが考えられる。
　しかしながら、このような遠心分離部を設けた構成においても、異物の粘性が高い等の場合には、異物が遠心分離部から脱離せず、洗濯機の外部に排出されないことがある。
特開２００５－１５２２１２号公報 特開２００１－７０６９４号公報
　本開示の遠心分離装置は、ケースと、ケース内に、第１の方向及び第２の方向に回転可能に設けられ、水を流入させる水入口及び水を流出させる水出口を有する回転筒と、回転筒を第１の方向及び第２の方向に回転駆動する駆動部と、を備え、回転筒が第１の方向に回転された際には、水に含まれる除去対象物が遠心分離されて回転筒の内周面に向かい、回転筒が第２の方向に回転された際には、水に含まれる除去対象物の遠心分離が行われないように構成されたものである。
　この構成によって、回転筒を第１の方向に回転させた際には、流入する水に含まれる異物を遠心分離作用により分離させ、回転筒の内周面に堆積させることができる。また、異物を遠心分離装置から排出するときには、回転筒を第２の方向に回転させることで、回転筒の内周面に堆積した異物を効率的に排出することができる。
　また、本開示の洗濯機は、洗濯物及び洗濯水が収容される洗濯槽と、上記の遠心分離装置と、洗濯槽内の洗濯水を遠心分離装置内に流入させる第１の送水路と、遠心分離装置に設けられた第１の吐出口から洗濯内に洗濯水を流入させる第２の送水路と、遠心分離装置に設けられた第２の吐出口から洗濯機外に洗濯水を排出させる排水路と、を備える。
　この構成によって、回転筒を第１の方向に回転させることで、洗濯水を循環させながら洗濯水中の異物を分離できる。また、回転筒を第２の方向に回転させることで、洗濯水を排水する際に、分離された異物の排出を行うことができる。
図１は、本開示の実施の形態１における遠心分離装置の概略構成を示す図である。 図２は、図１の遠心分離装置をＡ－Ａ線により切断した断面図である。 図３は、図１の遠心分離装置をＢ－Ｂ線により切断した断面図である。 図４は、本開示の実施の形態２における洗濯機の概略構成を示す図である。 図５は、同実施の形態２における洗濯機のブロック構成図である。 図６は、従来の洗濯機の概略構成を示す図である。
　本開示の一態様に係る遠心分離装置は、ケースと、ケース内に、第１の方向及び第２の方向に回転可能に設けられ、水を流入させる水入口及び水を流出させる水出口を有する回転筒と、回転筒を第１の方向及び第２の方向に回転駆動する駆動部と、を備え、回転筒が第１の方向に回転された際には、水に含まれる除去対象物が遠心分離されて回転筒の内周面に向かい、回転筒が第２の方向に回転された際には、水に含まれる除去対象物の遠心分離が行われないように構成されたものである。
　この構成により、回転筒を第１の方向に回転させることにより、流入する水に含まれる水より比重が大きい異物が、水の旋回による遠心力の作用により、回転筒の内周面付近に集まる。従って、異物を水から分離することができる。また、回転筒を第２の方向に回転させると、回転筒の内周面に付着した異物を取り除くことができる。従って、回転筒の回転方向を切り替えることにより、回転筒内に堆積した異物を、遠心分離装置の外に容易に排出することができる。
　本開示の他の一態様に係る遠心分離装置は、回転筒の内周面に突起体が設けられ、突起体が、回転筒の円周方向において非対称の形状を有する構成でもよい。
　この構成によって、回転筒が、第１の方向に回転された場合と、第２の方向に回転された場合とで、回転筒内の水の状態が変化する。従って、回転筒の回転方向の切り替えにより、異物の遠心分離及び遠心分離された異物の排出を行うことができる。
　本開示の他の一態様に係る遠心分離装置は、突起体の表面の、第１の方向と対向する部分の面積と、第２の方向と対向する部分の面積とが、異なるように構成されてもよい。
　この構成によって、第１の方向に回転された場合と、第２の方向に回転された場合とで、回転筒内の水の状態が変化する。従って、回転筒の回転方向の切り替えにより、異物の遠心分離及び遠心分離された異物の排出を行うことができる。
　本開示の他の一態様に係る遠心分離装置は、突起体の表面の、第２の方向と対向する部分の面積が、第１の方向と対向する部分の面積より大きく構成されてもよい。
　この構成によって、回転筒を第１の方向に回転させた時には、回転筒の内周面に沿った層状の流れが発生する。従って、遠心力による異物の分離を効果的に行うことができる。また、回転筒を第２の方向に回転させた時には、回転筒内に乱流が発生して、水が攪拌される。従って、回転筒の内周面に付着した異物をより効果的に除去することができる。
　本開示の他の一態様に係る遠心分離装置は、突起体の表面の第１の方向と対向する部分が第１の方向に凹んで構成されてもよい。
　この構成によって、回転筒を第２の方向に回転させた時に、回転筒内により効果的に乱流を発生させることができる。
　本開示の他の一態様に係る遠心分離装置は、突起体が複数の突起体で構成されてもよい。そして、複数の突起体は、回転筒の回転軸方向から見たときに、内周面の円周上に実質的に均等に配置されてもよい。
　この構成によって、回転筒が第１の方向に回転された場合に、回転筒内に均一な旋回流を発生させることができ、異物の遠心分離を効果的に行うことができる。
　本開示の他の一態様に係る遠心分離装置は、回転筒の水入口から水出口への方向と、回転筒の回転軸方向とが、実質的に一致するように構成されてもよい。
　この構成によって、回転筒が第１の方向に回転された場合に、回転筒内に均一な旋回流を発生させることができ、異物の遠心分離を効果的に行うことができる。
　本開示の他の一態様に係る遠心分離装置は、回転筒の下流に、インペラーを有するポンプ部をさらに備えてもよい。そして、ポンプ部に、回転筒が第１の方向に回転された際に水が吐水される第１の吐出口と、回転筒が第２の方向に回転された際に水が吐水される第２の吐出口と、が設けられてもよい。
　この構成によって、ポンプ部でインペラーが回転することによるポンプ作用によって、遠心分離装置内の水を移送することができる。従って、遠心分離装置内に流入する水から異物を分離しつつ、浄化された水を第１の吐出口に供給することができる。また、遠心分離装置内に貯まった異物を離脱させて水に再度混入させつつ、異物を含んだ水を第２の吐出口から排出することができる。これにより、遠心分離装置の内部の清掃の必要性を低くすることができ、また、長期間にわたって遠心分離装置における水の移送性能を維持することができる。
　本開示の他の一態様に係る遠心分離装置は、第１の吐出口及び第２の吐出口が、ポンプ部の側方に偏って設けられてもよい。
　この構成によって、第１の吐出口及び第２の吐出口からスムーズに水を吐出させることができる。
　本開示の一態様に係る洗濯機は、洗濯物及び洗濯水が収容される洗濯槽と、遠心分離装置と、洗濯槽内の洗濯水を遠心分離装置内に流入させる第１の送水路と、遠心分離装置の第１の吐出口から洗濯槽内に洗濯水を流入させる第２の送水路と、遠心分離装置の第２の吐出口から洗濯機外に洗濯水を排出させる排水路と、を備える。
　この構成によって、洗い時又はすすぎ時には、遠心分離装置の回転筒を第１の方向に回転させることで、洗濯水を洗濯槽内と遠心分離装置との間で循環させながら異物を除去することができる。また、洗濯水の排水時には、回転筒を第２の方向に回転させることで、洗濯槽内の洗濯水を洗濯機外に排出すると同時に、遠心分離装置内に貯まった異物を洗濯水とともに洗濯機外に排出することができる。
　本開示の他の一態様に係る洗濯機は、遠心分離装置は、回転筒の上流に旋回流生成部をさらに備え、第１の送水路は、旋回流生成部の側面に設けられた送水接続部に接続されてもよい。
　この構成によって、回転筒に流入する水に旋回成分が付与されるため、回転筒内で発生する旋回流を、より高速、かつ、強力にすることができる。
　従って、上記の構成によって、遠心分離装置における旋回流による異物の分離効果を最大限に発揮させ、洗浄性能及びすすぎ性能の優れた洗濯機を実現することができる。
　本開示の他の一態様に係る遠心分離装置は、ケースと、ケース内に、第１の方向及び第２の方向に回転可能に設けられ、水を流入させる水入口及び水を流出させる水出口を有する回転筒と、回転筒を第１の方向及び第２の方向に回転駆動する駆動部と、回転筒の内周面に配置され、回転筒の円周方向において非対称の形状を有する突起体と、を備える。
　この構成によって、回転筒が、第１の方向に回転された場合と、第２の方向に回転された場合とで、回転筒内の水流の状態を異ならせることができる。従って、回転筒の回転方向を切り替えることで、水に含まれる異物を遠心分離する動作と、回転筒内に堆積した異物を取り除く動作とを切り替えることができる。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本開示が限定されるものではない。
　（実施の形態１）
　［１－１．遠心分離装置の構成］
　図１は、本開示の実施の形態１における遠心分離装置の概略構成を示す図である。また、図２は、図１の遠心分離装置をＡ－Ａ線により切断した断面図である。図３は、図１の遠心分離装置をＢ－Ｂ線により切断した断面図である。
　図１に示すように、遠心分離装置２１は、ケース２１ａと、ケース２１ａ内に回転可能に設けられた中空の回転筒２１ｂと、回転筒２１ｂを回転軸２１ｇの回りに回転させる回転筒モータ（駆動部）２１ｃと、を備える。また、遠心分離装置２１は、回転筒２１ｂ内に水を流入させる水入口２１ｅと、回転筒２１ｂから水を流出させる水出口２１ｆと、を有する。
　回転筒モータ２１ｃは、回転筒２１ｂを、第１の回転方向（第１の方向）及び、第１の回転方向と反対向きの、第２の回転方向（第２の方向）の両方向に、選択的に回転駆動する。
　また、本実施の形態の遠心分離装置２１の例では、図１及び図２に示すように、インペラー４３を有するポンプ室（ポンプ部）４４を備える。ポンプ室４４は、遠心分離装置２１からの水の吐出口である、第１の吐出口４１及び第２の吐出口４２と、を有する（図２参照）。
　図１に示すように、回転筒２１ｂの水入口２１ｅ及び水出口２１ｆは、水が回転筒２１ｂ内を通過する方向と回転筒２１ｂの回転軸２１ｇの方向とが実質的に一致するように配置されている。これにより、回転筒２１ｂが第１の方向に回転された場合に、回転筒２１ｂ内に均一な旋回流を発生させることができ、異物の遠心分離を効果的に行うことができる。
　一例として、遠心分離装置２１が、回転筒２１ｂの水入口２１ｅが下方に位置し、回転筒２１ｂの回転軸２１ｇが鉛直方向に位置するように構成された場合について説明する。水入口２１ｅ及び水出口２１ｆは、回転筒２１ｂの、底面及び上面の実質的に中央部にそれぞれ設けられている。そして、水出口２１ｆは水入口２１ｅの直上に位置し、水入口２１ｅ及び水出口２１ｆのそれぞれの中心部を結ぶ線の方向は、回転筒２１ｂの回転軸２１ｇの方向と実質的に一致する。
　水入口２１ｅは、回転筒２１ｂの底面の略中央部に設けられている。水入口２１ｅは、回転筒２１ｂの回転軸２１ｇの外周側において、スリット状の孔が複数（例えば、４個）設けられて形成されてもよい。
　図１に示すように、ポンプ室４４は、回転筒２１ｂの下流に設けられている。ポンプ室４４は、回転筒２１ｂに連通されて、ケース２１ａと一体的に形成されている。
　図２に示すように、ポンプ室４４には、第１の吐出口４１及び第２の吐出口４２が設けられている。第１の吐出口４１及び第２の吐出口４２は、回転筒２１ｂが、第１の方向に回転された際に、第１の吐出口４１から水が吐出され、第２の方向に回転された際に、第２の吐出口４２から水が吐出される。また、第１の吐出口４１及び第２の吐出口４２は、ポンプ室４４の側方に偏って設けられている。すなわち、第１の吐出口４１及び第２の吐出口４２は、ポンプ室４４の外周の接線方向に沿って水が吐出されるように構成されている。
　具体的には、第１の吐出口４１における第１の方向（接線方向Ｔ１）と、第１の吐出口４１から水が吐出される方向（Ｗ１）とがなす角度が、鋭角である。一方、第２の吐出口４２における第１の方向（接線方向Ｔ２）と、第２の吐出口４２から水が吐出される方向（Ｗ２）とがなす角度が、鈍角である。同様に、第２の吐出口４２における第２の方向（接線方向Ｔ３）と、第２の吐出口４２から水が吐出される方向（Ｗ２）とがなす角度が、鋭角である。一方、第１の吐出口４１における第２の方向（接線方向Ｔ４）と、第１の吐出口４１から水が吐出される方向（Ｗ１）とがなす角度が、鈍角である。これにより、回転筒２１ｂが第１の方向に回転された際には第１の吐出口４１からスムーズに水が吐出される。また、回転筒２１ｂが第２の方向に回転された際には、第２の吐出口４２からスムーズに水が吐出される。
　また、第１の吐出口４１及び第２の吐出口４２は、ポンプ部４４の平面視における円周上の９０°以内の位置に配置されている。これにより、第１の吐出口４１及び第２の吐出口４２が近い位置に配置されるため、遠心分離装置２１が機器に組み込まれる際に、配管等の位置をまとめることができ、機器の省スペース化を実現することができる。
　ポンプ室４４内には、インペラー４３が配置されている。インペラー４３は、図２に示すように、複数（例えば、４枚）のプレート状の羽根により構成されている。インペラー４３は、回転筒２１ｂとともに回転される。例えば、インペラー４３は、回転筒２１ｂと同一部材により構成され、又は、回転筒２１ｂと別部材で構成されて回転筒２１ｂに固定されている。これにより、インペラー４３は、回転筒２１ｂの回転に伴って回転する。
　本実施の形態では、図１に示すように、旋回流生成部２１ｈが、水入口２１ｅより水の流入側に設けられている。旋回流生成部２１ｈには、第２の吐出口４２と同様に、送水接続部２１ｉが、旋回流生成部２１ｈの側面に設けられている。具体的には、送水接続部２１ｉは、旋回流生成部２１ｈの側方に偏った位置に設けられている。すなわち、送水接続部２１ｉは、回転筒２１ｂが第１の方向に回転された際に、旋回流生成部２１ｈの外周の接線方向に沿って水が流入するように構成されている。旋回流生成部２１ｈの外郭は、ケース２１ａと同一部材により構成され、又は、ケース２１ａと別部材で構成されてケース２１ａに固定され、これによりケース２１ａと一体的に形成されている。
　図３に示すように、回転筒２１ｂの内周面２１ｄには、突起体２１ｊが設けられている。突起体２１ｊは、回転筒２１ｂの内周面２１ｄから回転筒２１ｂの内側に向けて突出している。本実施の形態では、複数の突起体２１ｊ（例えば、３個）が設けられている。
　突起体２１ｊは、回転筒２１ｂの円周方向において非対称の形状を有する。本実施の形態では、突起体２１ｊは、第１の方向（図２及び図３の実線矢印の方向）に面する面積と、第２の方向（図２及び図３の実線矢印の逆方向）に面する面積が異なるように構成されている。すなわち、突起体２１ｊの表面（Ｓ）の、第１の方向と対向する部分（Ｓ１）の面積と、第２の方向と対向する部分（Ｓ２）の面積とが異なる。本実施の形態では、図３に示すように、Ｓ２の面積はＳ１の面積よりも大きい。言い換えると、図３の例では、回転筒２１ｂの内周面２１ｄへのＳ２の投影面積が、回転筒２１ｂの内周面２１ｄへのＳ１の投影面積よりも大きいということもできる。
　上述のように、突起体２１ｊの表面Ｓにおいて、第２の方向と対向する部分Ｓ２の面積が大きいため、回転筒２１ｂが第１の方向に回転されても、回転筒２１ｂ内の水は突起体２１ｊによって大きく乱されない。従って、回転筒２１ｂが第１の方向に回転されると、回転筒２１ｂの内周面２１ｄに沿った層状の水の流れが形成される。すなわち、回転筒２１ｂの回転に伴って、回転筒２１ｂの内周面２１ｄに沿って回転する流れ（旋回流）が形成される。
　一方、回転筒２１ｂが第２の方向（図２及び図３の矢印の、逆方向）に回転された場合には、突起体２１ｊの表面Ｓにおいて、第１の方向と対向する部分Ｓ１の面積が小さいため、回転筒２１ｂの回転によって回転筒２１ｂ内の水がかき乱されて乱流となる。
　すなわち、回転筒２１ｂが第１の方向に回転された場合と第２の方向に回転された場合とでは、回転筒２１ｂ内の水の状態が異なる。
　また、言い換えると、突起体２１ｊは、回転筒２１ｂが、第１の方向に回転された場合と第２の方向に回転された場合とで、回転筒２１ｂ内の水から受ける抵抗が異なるように構成されている。そして、第１の方向に回転された場合に突起体２１ｊが水から受ける抵抗力の方が、第２の方向に回転された場合の抵抗力よりも小さい。
　なお、図３に示すように、突起体２１ｊの表面Ｓの、第１の方向と対向する部分Ｓ１が第１の方向に凹んでいてもよい。これにより、回転筒２１ｂが第２の方向に回転された際に、水が突起体２１ｊから受ける抵抗が大きくなり、回転筒２１ｂ内の水がより大きく乱される。
　なお、図３に示すように、複数の突起体２１ｊが、回転筒２１ｂの回転軸方向から見たときに、内周面２１ｄの円周上に実質的に均等に配置されてもよい。これにより、回転筒２１ｂが第１の方向に回転された場合に、回転筒２１ｂ内に均一な旋回流を発生させることができ、異物の遠心分離を効果的に行うことができる。
　［１－２．動作］
　以上のように構成された遠心分離装置２１の動作について説明する。
　水が遠心分離装置２１内にある状態で、回転筒２１ｂ及びインペラー４３を第１の方向に、例えば約４０００ｒｐｍで回転させると、インペラー４３の回転によるポンプ作用によって、第１の吐出口４１から水が吐出される。第１の方向への回転が続けられることによって、旋回流生成部２１ｈを通じて水入口２１ｅに、遠心分離される前の水である原水が供給される。これにより、遠心分離装置２１内に水を流し続けることができる。
　このとき、第１の方向と同じ旋回方向の旋回流を発生させるように、送水接続部２１ｉから旋回流生成部２１ｈに水が流入する。これにより、回転筒２１ｂに流入する水に第１の方向と同じ旋回方向の旋回成分が付与される。従って、回転筒２１ｂ内で高速の旋回流がより発生しやすくし、かつ、旋回流を強力なものとすることができる。
　遠心分離装置２１内では、回転筒２１ｂが第１の方向に回転されることにより、さらに高速で回転する水の流れ（旋回流）が形成される。これにより、遠心分離装置２１内に流入した水は、回転筒２１ｂ内を通過する間に、遠心力を受け、原水に含まれる水より重い異物が回転筒２１ｂの内周面２１ｄに貯留される。すなわち、原水に含まれる異物が遠心分離される。その結果、第１の吐出口４１から吐出される水は、異物が分離され、かつ、除去された水となる。
　なお、回転筒２１ｂの回転軸２１ｇを中心とした、内周面２１ｄの直径は、水入口２１ｅ及び水出口２１ｆの直径の最大径より大きく構成されている。これにより、遠心分離された異物は、より強い遠心力で内周面２１ｄに保持される。従って、遠心力によって分離された異物が、回転軸２１ｇ近傍を旋回しながら通過する水流に引き込まれて、第１の吐出口４１から吐出される水に再び混入されることを防ぐことができる。
　ここで、回転筒２１ｂの回転を停止させると、上述の旋回流の作用により遠心分離された異物は、回転筒２１ｂの内周面２１ｄから離れて水中に分散する。従って、この状態で遠心分離装置２１内の水を排水させると、異物も水と同時に排出される。しかし、異物の量が多い場合、又は、異物が粘着質のものである場合等は、異物が回転筒２１ｂの内周面２１ｄに付着し、堆積することがある。そのような場合には、回転筒２１ｂに堆積した異物を除去する必要がある。
　本実施の形態では、回転筒２１ｂ及びインペラー４３を第２の方向（図２及び図３の実線矢印の逆方向）に回転させると、インペラー４３の回転によるポンプ作用によって、第２の吐出口４２から水が排出される。水入口２１ｅに原水が供給され続けるとともに、第２の方向への回転が続けられることによって、遠心分離装置２１内に水を流し続けることができる。遠心分離装置２１内では、回転筒２１ｂが回転しており、前述した、回転筒２１ｂの内周面２１ｄの突起体２１ｊ（図３参照）の構造の効果によって、回転筒２１ｂ内に乱流が形成される。これにより、遠心分離装置２１内に流れ込んだ水は、遠心分離力を受けることなく、原水に含まれる異物はそのまま第２の吐出口４２から水とともに吐出される。また、回転筒２１ｂが第１の方向に回転されることで異物が遠心分離されるなどして、内周面２１ｄなどに異物が付着していた場合でも、回転筒２１ｂ内に乱流を形成させることで回転筒２１ｂの内周面２１ｄなどから異物を離脱させ、回転筒２１ｂ内から効率よく異物を除去することができる。
　また、このとき、第２の方向とは逆方向の旋回流を発生させるように、送水接続部２１ｉから旋回流生成部２１ｈに水が流入する。これにより、回転筒２１ｂが第２の方向に回転された際には、回転筒２１ｂ内により効果的に乱流が発生し、これにより、回転筒２１ｂの内周面２１ｄに付着した異物をより効果的に除去することができる。
　なお、回転筒２１ｂが第２の方向に回転された場合においても、弱い旋回流が発生して、回転筒２１ｂを通過する水から異物が遠心分離される可能性がある。しかしながら、そのような場合においても、回転筒２１ｂが第２の方向に回転された場合に遠心分離される異物の量よりも、回転筒２１ｂが第１の方向に回転された場合に遠心分離される異物の量の方が多い。また、回転筒２１ｂが第２の方向へ回転された場合において、弱い旋回流による異物の遠心分離作用よりも、乱流による異物の離脱作用の方が、回転筒２１ｂ内の水に対して作用する割合が大きい。
　［１－３．効果等］
　以上のように、本実施の形態における遠心分離装置２１は、外郭を構成するケース２１ａと、ケース２１ａ内に回転可能に設けられた中空の回転筒２１ｂと、回転筒２１ｂに水を流入させる水入口２１ｅと、回転筒２１ｂから水を流出させる水出口２１ｆと、回転筒２１ｂを第１の方向と第２の方向の両方向に選択的に回転駆動する回転筒モータ２１ｃ（駆動部）とを備える。また、水入口２１ｅと水出口２１ｆとは、水が回転筒２１ｂ内を通過する方向と回転筒２１ｂの回転軸２１ｇの方向とが実質的に一致するように配設され、回転筒２１ｂを第１の方向に回転させた際には、水に含まれる異物が遠心分離されて回転筒２１ｂの内周面２１ｄに向かい、回転筒２１ｂを第２の方向に回転させた際には、水に含まれる異物の遠心分離が行われないように構成されている。
　この構成により、回転筒２１ｂを第１の方向に回転させると、回転筒２１ｂ内に流入する水に含まれる、水より比重が大きい異物は、水の旋回による遠心力の作用により回転筒２１ｂの内周面２１ｄ付近に集まるため、異物を水から分離することができる。なお、回転筒２１ｂの回転を停止させると、異物は回転筒２１ｂの内周面２１ｄから離れて水中に分散するため、この状態で遠心分離装置２１内の水を排水すると異物も同時に排水される。しかし、異物の量が多かったり、粘着質のものだったりすると、回転筒２１ｂの内周面２１ｄに付着することがある。その場合に、回転筒２１ｂを第２の方向に回転させると、回転筒２１ｂ内の水が攪拌されるため、回転筒２１ｂの内周面２１ｄに付着した異物を効果的に取り除くことができる。また、異物を遠心分離装置２１外に容易に排出することができる。
　また、回転筒２１ｂの内周面２１ｄには、複数の突起体２１ｊが設けられている。突起体２１ｊは、第１の方向に面する面積と第２の方向に面する面積とが異なるように構成されている。
　この構成によって、回転筒２１ｂを第１の方向に回転させた時には、回転筒２１ｂの内周面２１ｄに沿った層状の流れが発生し、遠心力による異物の分離をより効果的に行うことができる。また、回転筒２１ｂを第２の方向に回転させた時には、回転筒２１ｂ内に乱流を発生させて水を攪拌することで、内周面２１ｄに付着した異物をより効果的に除去することができる。
　また、遠心分離装置２１は、回転筒２１ｂより水の流入側に、第１の方向と同じ旋回方向の旋回流を発生させる旋回流生成部２１ｈを備え、水が流入する送水接続部２１ｉが旋回流生成部２１ｈの側方に設けられている。
　この構成によって、回転筒２１ｂに流入する水に第１の方向と同じ旋回方向の旋回成分を付与することができ、回転筒２１ｂ内で高速の旋回流をより発生しやすくし、かつ、旋回流を強力なものとすることができる。これにより、遠心分離装置２１内に流入する水に含まれる異物をより効果的に分離することができる。
　さらに、遠心分離装置２１は、回転筒２１ｂより水の流出側に、回転することにより水にポンプ作用を及ぼすインペラー４３と、インペラー４３を内包するポンプ室４４とを備える。ポンプ室４４には、回転筒２１ｂの水出口２１ｆと連通させて、回転筒２１ｂが第１の方向に回転された時に吐水される第１の吐出口４１、及び、回転筒２１ｂが第２の方向に回転された時に吐水される第２の吐出口４２が設けられている。
　この構成によって、ポンプ室４４内でインペラー４３が回転することによるポンプ作用で、水を移送することができる。さらに、回転筒２１ｂ及びインペラー４３を第１の方向に回転させることにより、遠心分離装置２１に流入する水から異物を除去しながら、浄化された水を第１の吐出口４１に供給することができる。一方で、回転筒２１ｂ及びインペラー４３を第２の方向に回転させることにより、遠心分離装置２１内に貯留された異物を離脱させて水に再度混入させ、かつ、遠心分離装置２１内の異物を含んだ水を第２の吐出口４２から排出することができる。これにより、遠心分離装置２１の内部の清掃の必要性が少なく、長期間にわたって水の移送性能を維持することができる遠心分離装置２１を提供することができる。
　なお、本実施の形態では、回転筒２１ｂの内周面２１ｄに突起体２１ｊが設けられる構成としている。しかしながら、遠心分離装置２１の構成はこれに限られない。例えば、回転筒２１ｂの第１の方向及び第２の方向への回転を制御することで、異物の遠心分離及び脱離を切り替えられるように構成されていてもよい。すなわち、回転筒２１ｂを第１の方向へ回転させる際は回転速度を大きくし、第２の方向へ回転させる場合は回転速度を小さくする等してもよい。また、回転筒２１ｂの内周面２１ｄから異物を脱離させるときには、第１の方向と第２の方向との間での回転方向の切り換えを、小刻みに行ってもよい。
　（実施の形態２）
　本開示の実施の形態２における洗濯機１００は、上記実施の形態１と同様の遠心分離装置２１を搭載した洗濯機である。なお、本実施の形態においては、洗濯機の一例として、ドラム式洗濯機について説明するが、これに限定されるものではない。要するに、洗浄水を用いて洗濯物を洗浄する洗濯機であればよい。すなわち、ドラム式洗濯機のように叩き洗いをする構成、縦型洗濯機のように撹拌洗浄をする構成、又は、収納ケース内で押し洗い若しくはシャワー洗浄をする構成等の、いずれの構成の洗濯機にも適用可能である。
　［２－１．洗濯機の構成］
　図４は、本開示の実施の形態２における洗濯機の概略構成を示す図である。
　図４に示すように、洗濯機１００は、洗濯槽１として、外槽３と、外槽３内に回転可能に設けられた回転槽４と、を有する。また、洗濯機１００は、回転槽４を駆動するモータ１０と、遠心分離装置２１と、制御部２２と、を有する。
　図４に示すように、外槽３は、有底筒状に構成されており、洗濯機１００の筐体２の内部で複数のサスペンション機構によって弾性的に支持されている。
　回転槽４は、外槽３内に配置されている。回転槽４には、正面側（図４における左側）に衣類等の繊維製品（以下、洗濯物５と称する）が収容される。回転槽４には、洗濯物５が出し入れされる、略円形状に形成された投入口６が設けられている。外槽３の正面側には、回転槽４の投入口６に対向させて形成された開口部３ａが設けられている。
　回転槽４の内周の壁面には、内方へ突出させた複数（例えば、３個）のバッフル８と、多数の小孔９が設けられている。外槽３内において、回転槽４の内側と外側とは、小孔９を通して連通されている。
　回転槽４は、回転軸７を中心として回転可能に設けられている。外槽３、回転槽４及び回転軸７はそれぞれ、水平に対して角度θ（例えば、２０°）だけ、前面側が上方に傾けられて設けられている。
　回転槽４は、外槽３の後部に設けられたモータ１０によって、正逆方向に回転可能に構成されている。モータ１０は、例えばブラシレス直流モータで構成されており、後述される制御部２２のインバータ制御によって、その回転速度を自在に変化させることができるように構成されている。
　筐体２の前面には、外槽３の開口部３ａに対向する開口部２ａが設けられている。開口部２ａには、洗濯物５が出し入れされる外槽３の開口部３ａを開閉する扉１１が設けられている。外槽３の開口部３ａと、筐体２の開口部２ａとは、伸縮自在な蛇腹状の可撓性を有するパッキン１２によって、気密性が確保された状態で連結されている。
　洗濯水を外槽３および回転槽４内に供給する給水口１３が、筐体２の後部の上方に設けられている。給水口１３は、水道の蛇口１３ａと接続されている。給水口１３の下流側に、給水弁１４及び洗剤ケース１５が設けられている。給水弁１４は、制御部２２によって開閉駆動され、給水及び給水の停止が行われる。給水口１３から供給された洗濯水（水道水）は、矢印Ａで示されるように洗剤ケース１５に流入し、洗剤ケース１５内に投入された洗剤を溶かしながら外槽３内へ流入する。このようにして、洗濯水が、洗濯槽１内に収容される。
　矢印Ｂで示されるように、洗剤ケース１５の洗剤投入部１５ａは、洗剤ケース１５から前面側へ引き出し可能に構成されている。これにより、使用者は、洗剤を洗剤ケース１５内へ容易に投入できる。
　外槽３の後方の下部には、洗濯槽１内の洗濯水を排出する排水口１６が設けられている。
　［２－２．遠心分装置の構成］
　本実施の形態における洗濯機は、実施の形態１における遠心分離装置と同様の構成を備え、同様の動作及び作用を及ぼす遠心分離装置２１を搭載している。
　本実施の形態において、遠心分離装置２１は、回転筒２１ｂの水入口２１ｅが下方に位置し、回転筒２１ｂの回転軸２１ｇが鉛直方向となるようにして、外槽３の前部下方に配置されている。
　排水口１６と遠心分離装置２１とは、パイプ状の可撓性を有した送水路（第１の送水路）１９によって連通接続されている。送水路１９は、一端が外槽３の排水口１６に接続され、他端は遠心分離装置２１の旋回流生成部２１ｈに接続されている。本実施の形態では、送水路１９は、旋回流生成部２１ｈの側方に偏って設けられた送水接続部２１ｉに接続され、水入口２１ｅに連通されている。
　遠心分離装置２１の第１の吐出口４１は循環経路（第２の送水路）３１に接続され、外槽３内に洗濯水を戻すように接続されている。遠心分離装置２１の第２の吐出口４２は、排水路３２に接続され、洗濯機外に洗濯水を排出するように接続されている。
　遠心分離装置２１は、回転筒モータ２１ｃによって回転筒２１ｂが第１の方向（図２及び図３の実線矢印の方向）に回転された時、外槽３内の洗濯水が、インペラー４３の回転によるポンプ作用によって、外槽３外の下方に形成された送水路１９、遠心分離装置２１、第１の吐出口４１、循環経路３１を矢印Ｃ方向へ流れ、循環するように構成されている。また、外槽３と連通接続されている送水路１９には、外槽３の振動を緩衝するための蛇腹部（図示せず）が設けられている。
　送水路１９を流れる洗濯水の流速は、インペラー４３の回転によるポンプの能力によって設定可能である。ポンプの能力は、回転筒モータ２１ｃによるインペラー４３の回転数の他、インペラー４３の枚数（本実施の形態では、４枚）、及び、形状等によって設定することができる。なお、遠心分離装置２１を通過する循環流の流速をＶ１、回転筒２１ｂ内で洗濯水が旋回する旋回流の流速をＶ２としたとき、旋回流の流速Ｖ２が循環流の流速Ｖ１より高速となるように、すなわち、Ｖ２＞Ｖ１となるように設定されている。
　排水口１６から送水路１９を経由し、送水接続部２１ｉから遠心分離装置２１に流入する洗濯水は、遠心分離装置２１を通過する際に洗濯水に含まれる異物が分離される。異物には、洗濯物５から遊離した汚れや糸屑、及び、洗濯水に溶解した洗剤に含まれる水軟化剤等が含まれる。
　また、遠心分離装置２１の回転筒２１ｂが第２の方向（図２及び図３の実線矢印の逆方向）に回転されると、送水路１９、遠心分離装置２１、第２の吐出口４２、及び排水路３２の順に洗濯水が流れ、外槽３内の洗濯水を洗濯機１００外に排水するように構成されている。
　［２－３．制御部］
　図４に示すように、本実施の形態では、制御部２２が、筐体２内の下部に設けられている。
　図５は、本実施の形態における洗濯機のブロック構成図である。
　図５に示すように、制御部２２には、回転槽４に投入された洗濯物５の量を検知する布量検知部２３の出力、外槽３内に給水された洗濯水の量を検知する水量検知部２４の出力、及び、回転槽４の回転駆動を検知する回転検知部２５の出力等が入力される。制御部２２は、使用者が操作表示部２６により設定した洗濯コースに基づいて、モータ１０、給水弁１４及び回転筒モータ２１ｃ等の駆動を制御し、洗濯運転を実行する。洗濯運転には、例えば、洗い工程、すすぎ工程及び脱水工程等が含まれる。
　洗濯運転においては、例えば、まず洗い工程が実行される。そして、洗い工程に続いて、すすぎ工程が行われる。すすぎ工程では、例えば、第１の中間脱水、第１のすすぎ、第２の中間脱水、第２のすすぎ、の各工程が順に行われる。そして、すすぎ工程が終了すると、最後に脱水工程が実行される。
　［２－４．動作］
　以上のように構成された洗濯機１００について、以下その動作及び作用を説明する。
　［２－４－１．洗い工程］
　まず、使用者が、筐体２の前面側に設けられた扉１１を開いて投入口６から回転槽４に洗濯物５を投入する。次に、使用者が、筐体２の前面側の上部に設けられた操作表示部２６の電源スイッチを入れ、洗濯運転コースおよび各種洗濯条件を入力し、設定した後、スタートスイッチを操作して洗濯運転を開始させる。
　洗濯運転が開始されると、洗い工程が開始される。制御部２２は、最初に、回転槽４内に投入された洗濯物５の量を布量検知部２３によって検知する。洗濯物５の量は、回転槽４を低速で回転駆動させた時に、モータ１０にかかるトルク量、または、モータ１０の電流値等から検知される。
　制御部２２は、検知した洗濯物５の量に応じて、洗い工程、すすぎ工程、及び脱水工程等の各工程の時間、および洗濯水の量を設定する。また、制御部２２は、洗濯物５の量に応じて予め設定されている洗剤量を操作表示部２６に表示させる。使用者は、洗剤ケース１５から洗剤投入部１５ａを引き出し、操作表示部２６に表示された洗剤量を目安にして洗剤を投入した後、洗剤投入部１５ａを洗剤ケース１５内へ移動させる。
　制御部２２は、洗剤の投入が完了した頃を見計らって（洗剤の投入に必要な所定時間が経過した後）、給水弁１４を開く。給水弁１４が開かれると、洗濯水が給水口１３から洗剤ケース１５に流入する。洗濯水は、矢印Ａに示されるように、投入されている洗剤を溶かしながら外槽３へ給水される。外槽３内の底部に溜まった洗濯水は、小孔９から回転槽４内に流入する。
　外槽３内に溜まった洗濯水の量は、水量検知部２４によって検知される。制御部２２は、洗濯物５の量に応じて予め設定された所定量の洗濯水が外槽３内に給水されると、給水弁１４を閉じる。
　制御部２２は、給水が完了すると、モータ１０を駆動して回転槽４を回転させる。回転槽４が回転すると、回転槽４内の洗濯物５はバッフル８によって回転方向へ持ち上げられて上方から落下し、回転槽４の底面又は回転槽４の底に溜まっている洗濯物５に叩きつけられる。このようにして、洗剤による化学力と併せて、機械力によって洗濯物５の叩き洗いが行われる。洗濯物５が叩き洗いされる際の回転槽４の回転数は、例えば、４５ｒｐｍである。回転槽４は、所定時間毎に回転方向が反転されて、正逆の両方向に回転駆動される。
　洗い工程において、洗濯水は、汚れ物質などのさまざまな異物を含む。例えば、汚れ物質は、砂、繊維屑、髪の毛及び角質汚れなどのように水より比重が重いもの、および、皮脂に代表される脂分などのように水より軽くても、糸屑などの水より比重が重いものに付着するものなどがある。
　洗い工程において、制御部２２は、回転筒モータ２１ｃを駆動して、遠心分離装置２１の回転筒２１ｂ及びインペラー４３を第１の方向に回転させる。インペラー４３の回転によるポンプ作用によって、外槽３内の洗濯水は、送水路１９を通って遠心分離装置２１に流入し、遠心分離装置２１を通過した後、循環経路３１を通って外槽３内に戻る。これにより、洗濯水が循環する。この際の回転筒２１ｂ及びインペラー４３の回転数は高く（例えば、４０００ｒｐｍ）、回転筒２１ｂ及びインペラー４３は高速で回転駆動される。
　洗濯水は、回転筒モータ２１ｃの駆動によって、旋回流生成部２１ｈから水入口２１ｅを経て遠心分離装置２１内に導入される。洗濯水は、回転筒２１ｂ内を通過して水出口２１ｆからポンプ室４４に流入し、第１の吐出口４１から流出する。水入口２１ｅが水出口２１ｆの下方にあるため、洗濯水は、回転筒２１ｂ内を下方から上方に向かって流れる。
　このとき、洗濯水は、旋回流生成部２１ｈの側方に偏って連通接続された送水路１９から旋回流生成部２１ｈに流入されることにより、旋回成分が付与されて、水入口２１ｅから回転筒２１ｂ内に流入する。回転筒２１ｂは回転筒モータ２１ｃによって回転駆動されている。これにより、回転筒２１ｂ内に導入された洗濯水は、回転筒２１ｂ内で高速の旋回流となる。
　洗濯物５から遊離して洗濯水に含まれる、水よりも比重が重い異物が、回転筒２１ｂの高速回転によって発生した高速の旋回流による遠心力によって回転筒２１ｂの内周面２１ｄに向かう。これによって、回転筒２１ｂ内を旋回しながら通過する洗濯水から異物が遠心分離される。このようにして、洗濯水に含まれる汚れのうち、水よりも比重が重いもの（例えば、砂、髪の毛及び角質汚れなど）、および、水よりも比重が軽いもの（皮脂に代表される脂分など）であっても、水よりも比重が重いもの（糸屑など）に付着したもの等の異物が、洗濯水から分離され、除去される。
　回転筒２１ｂ内において洗濯水は、回転筒２１ｂの回転軸２１ｇ近傍では旋回しながら下から上に向かって上昇流として流れている。そして、回転筒２１ｂの水入口２１ｅおよびポンプ室４４に通じる水出口２１ｆは、上昇流で占められている。そして、上昇流より外側で回転筒２１ｂの内周面２１ｄより内側の回転筒２１ｂ内を満たす洗濯水には、上昇流部分から回転筒２１ｂの内周面２１ｄに向かう方向に強い遠心力が作用している。したがって、遠心力により洗濯水から分離されて回転筒２１ｂの内周面２１ｄに向かった異物は、回転筒２１ｂを通過する上昇流に引き込まれて再び上昇流に戻ることがない。
　また、遠心分離装置２１において、洗濯水が旋回しながら下から上に向かって回転筒２１ｂ内を通過する。このとき、洗濯水に含まれる洗剤によって生じる気泡、又は、送水路１９中の気泡が、洗濯水とともに回転筒２１ｂに入ってくることがある。
　このような場合でも、これらの気泡は水より軽いため、旋回流によって回転筒２１ｂの中心部に集められる。さらに、気泡が上方へ浮上しようとする作用と、洗濯水の上昇流とによって、これらの気泡は、上方のポンプ室４４に通じる水出口２１ｆから回転筒２１ｂ外へ容易に排出される。
　これによって、水より軽い気泡が回転筒２１ｂ内に留まることによって生じる回転筒２１ｂ内の水及び気泡の分布のアンバランスを防ぐことができる。従って、回転筒２１ｂを回転させるために必要なトルクについて、その変動を最小限に抑えることができる。このため、トルク変動によって生じる回転筒２１ｂの回転数変動を防ぐことができる。また、アンバランスによる、回転の振動（回転ブレ）を防ぐことができるため、回転筒２１ｂをより大きく構成することができ、遠心分離装置２１の性能を向上させることができる。
　さらに、回転筒２１ｂ内に水より軽い気泡が留まることによって生じる回転筒２１ｂ内の水流の乱れを抑制することができる。従って、一旦分離されて回転筒２１ｂの内周面２１ｄに保持された異物が流れの乱れによって洗濯水へ戻ることを防ぐことができる。
　回転筒２１ｂ内において異物が分離除去された洗濯水は、水出口２１ｆからポンプ室４４に流出する。そして、ポンプ室４４に流入した洗濯水は、インペラー４３の回転によるポンプ作用によって循環経路３１を通って外槽３に流入する。このように、外槽３内の洗濯水は、遠心分離装置２１に備えられたポンプ機能により、送水路１９および循環経路３１を通じて外槽３と遠心分離装置２１との間を循環し、浄化される。さらに、分離された異物の洗濯物５への再付着も防止することができ、洗濯機１００の洗浄性能を向上させることができる。
　制御部２２は、洗い工程を所定時間行った後、回転筒モータ２１ｃを駆動して、遠心分離装置２１の回転筒２１ｂ及びインペラー４３を、洗い工程時とは逆方向の第２の方向（図２、図３の矢印の方向の、逆方向）に回転させる。インペラー４３の回転によるポンプ作用によって、外槽３内の洗濯水は、送水路１９を通って遠心分離装置２１に流入して遠心分離装置２１を通過した後、第２の吐出口４２から、排水路３２を経由して洗濯機１００の外に排出される。このときに、遠心分離装置２１の回転筒２１ｂ内の内周面２１ｄに貯留された異物は、回転筒２１ｂ内に発生した乱流によって内周面２１ｄから剥がされて洗濯水に再び混入し、洗濯水とともに洗濯機１００の外に排出される。
　［２－４－２．すすぎ工程及び脱水工程］
　排水が完了した後、すすぎ工程に移行する。すすぎ工程においては、まず、第１の中間脱水動作が行われ、続いて第１のすすぎ動作が行われる。すすぎ工程においても、洗い工程と同様に、外槽３内に所定量の洗濯水が給水される。そして、回転槽４が回転制御されて洗濯物５のすすぎが行われる。
　遠心分離装置２１による、洗濯水に含まれる異物の分離は、洗い工程における異物の分離の場合と同様の動作によって、すすぎ工程においても実行することができる。すすぎ工程において洗濯物５から洗濯水に出た異物を遠心分離装置２１で分離することにより、すすぎ効果を高めることができる。すすぎ時は、例えば、洗剤に含まれる洗浄助剤のうち比重が水より重いゼオライトを除去することも可能である。従って、洗濯機１００のすすぎ性能を向上させることができる。
　第１のすすぎ動作に次いで、第２の中間脱水動作および第２のすすぎ動作が、第１の中間脱水動作および第１のすすぎ動作と同様に行われる。そして、制御部２２は、すすぎ工程を終了し、最終の脱水工程を実行する。
　最後に行われる脱水工程では、制御部２２は、回転筒モータ２１ｃを駆動して、遠心分離装置２１の回転筒２１ｂ及びインペラー４３を、第２の方向（図２及び図３の実線矢印の逆方向）に回転させる。これにより、外槽３内の洗濯水が、第２の吐出口４２から排水路３２を通って洗濯機１００の外へ排出される。その後、制御部２２は、モータ１０により洗濯物５が収容された回転槽４を高速で回転させ、洗濯物５を脱水する。脱水工程が完了すると、制御部２２は洗濯運転を終了する。
　［２－５．効果等］
　以上のように、本実施の形態における洗濯機１００は、筐体２内に弾性支持された外槽３と、外槽３内に回転可能に設けられ洗濯物５が収容される回転槽４と、回転槽４を回転駆動するモータ１０と、外槽３内の洗濯水に含まれる異物を分離する遠心分離装置２１と、洗濯槽１内の洗濯水を遠心分離装置２１の水入口２１ｅに流入させる送水路１９と、遠心分離装置２１の第１の吐出口４１から外槽３内に洗濯水を供給する循環経路３１と、遠心分離装置２１の第２の吐出口４２から洗濯機外に洗濯水を排出する排水路３２と、洗濯運転を制御する制御部２２と、を備えている。
　この構成によって、洗い時又はすすぎ時には、遠心分離装置２１の回転筒２１ｂを第１の方向に回転させることで、洗濯水を外槽３内と遠心分離装置２１との間で循環させながら異物を除去することができる。また、排水時には、回転筒２１ｂを第２の方向に回転させることで、外槽３内の洗濯水を洗濯機１００外に排出するとともに、遠心分離装置２１内に貯まった異物を洗濯水とともに洗濯機１００外に排出することができる。また、洗濯水が排水される位置に関して、外槽３より下方に洗濯水が排水されないような構成が採用された場合であっても、別途排水ポンプを使用する必要がない。これにより、洗浄力およびすすぎ性能を向上させた洗濯機１００を安価に提供することができる。
　また、送水路１９は、遠心分離装置２１の旋回流生成部２１ｈの送水接続部２１ｉに接続されている。水が遠心分離装置２１に流入する送水接続部２１ｉは、旋回流生成部２１ｈの側方に設けられている。従って、回転筒２１ｂに流入する水に旋回成分が付与され、回転筒２１ｂ内で高速の旋回流がより発生しやすくなり、かつ、旋回流が強力なものとなる。
　また、回転筒２１ｂ内の、確実かつ強力な、高速の旋回流が、ポンプ室４４内に送り込まれる。これにより、洗い時又はすすぎ時における第１の吐出口４１から循環経路３１への吐出、及び、排水時における第２の吐出口４２から排水路３２への吐出が確実に、かつ、スムーズに行われる。
　したがって、上記の構成によって、遠心分離装置２１の持つ、旋回流による洗濯水に含まれる異物の分離効果を、最大限に発揮させることができる。これにより、洗浄力およびすすぎ性能の優れた洗濯機１００を実現することができる。
　なお、本実施の形態では、回転筒モータ２１ｃが駆動されることによって、洗濯水が循環又は排水される構成について説明したが、これに限られない。例えば、回転筒モータ２１ｃとともに、回転槽４内の洗濯水を循環させる循環ポンプ、洗濯槽１内の洗濯水を洗濯機外に排出する排水ポンプ、及び、洗濯水の循環及び排水の両方の機能を兼ね備えた循環排水ポンプの少なくともいずれかが、用いられてもよい。
　以上のように、本開示にかかる遠心分離装置は、流入する水から汚れ物質などの異物を分離して水を浄化し、第１の吐出口から吐出することができる。また、分離された異物を水とともに第２の吐出口から排出することができる。このため、特に水を循環させて対象物を浄化する洗濯機及び洗浄装置等に搭載される種々の遠心分離装置等として有用である。また、本開示にかかる洗濯機は、洗濯で汚れた洗濯水から異物を分離して洗濯水を浄化することができ、分離された異物の洗濯物への再付着を抑えて洗浄効果を高めることができるので、特に洗濯水を循環させて洗濯物を洗濯する種々の洗濯機として有用である。
　１　洗濯槽
　２　筐体
　３　外槽
　４　回転槽
　１０　モータ
　１４　給水弁
　１９　送水路（第１の送水路）
　２１　遠心分離装置
　２１ａ　ケース
　２１ｂ　回転筒
　２１ｃ　回転筒モータ（駆動部）
　２１ｄ　内周面
　２１ｅ　水入口
　２１ｆ　水出口
　２１ｈ　旋回流生成部
　２１ｉ　送水接続部
　２１ｊ　突起体
　２２　制御部
　２３　布量検知部
　２４　水量検知部
　２５　回転検知部
　２６　操作表示部
　３１　循環経路（第２の送水路）
　３２　排水路
　４１　第１の吐出口
　４２　第２の吐出口
　４３　インペラー
　４４　ポンプ室（ポンプ部）
　１００　洗濯機

Claims (12)

  1. 遠心分離装置であって、
    　ケースと、
    　前記ケース内に、第１の方向及び第２の方向に回転可能に設けられ、水を流入させる水入口及び前記水を流出させる水出口を有する回転筒と、
    　前記回転筒を前記第１の方向及び前記第２の方向に回転駆動する駆動部と、を備え、
    前記遠心分離装置は、
    　前記回転筒が前記第１の方向に回転された際には、前記水に含まれる除去対象物が遠心分離されて前記回転筒の内周面に向かい、
    　前記回転筒が前記第２の方向に回転された際には、前記水に含まれる前記除去対象物の遠心分離が行われないように構成された、
    遠心分離装置。
  2. 前記回転筒の内周面に突起体が設けられ、
    前記突起体は、前記回転筒の円周方向において非対称の形状を有する、
    請求項１に記載の遠心分離装置。
  3. 前記突起体の表面の、前記第１の方向と対向する部分の面積と、前記第２の方向と対向する部分の面積とが、異なる、
    請求項２に記載の遠心分離装置。
  4. 前記突起体の表面の、前記第２の方向と対向する部分の面積が、前記第１の方向と対向する部分の面積より大きい、
    請求項３に記載の遠心分離装置。
  5. 前記突起体の表面の前記第１の方向と対向する部分が前記第１の方向に凹んでいる、
    請求項２～４のいずれか１項に記載の遠心分離装置。
  6. 前記突起体は複数の突起体で構成され、
    前記複数の突起体は、
    　前記回転筒の回転軸方向から見たときに、前記内周面の円周上に実質的に均等に配置される、
    請求項２～５のいずれか１項に記載の遠心分離装置。
  7. 前記回転筒の前記水入口から前記水出口への方向と、前記回転筒の回転軸方向とが、実質的に一致する、
    請求項１～６のいずれか１項に記載の遠心分離装置。
  8. 前記遠心分離装置は、前記回転筒の下流に、インペラーを有するポンプ部をさらに備え、
    前記ポンプ部に、
    　前記回転筒が前記第１の方向に回転された際に前記水が吐水される第１の吐出口と、
    　前記回転筒が前記第２の方向に回転された際に前記水が吐水される第２の吐出口と、が設けられた、
    請求項１～７のいずれか１項に記載の遠心分離装置。
  9. 前記第１の吐出口及び前記第２の吐出口は、前記ポンプ部の側方に偏って設けられた、
    請求項８に記載の遠心分離装置。
  10. 洗濯機であって、
    　洗濯物及び洗濯水が収容される洗濯槽と、
    　請求項８又は９に記載の遠心分離装置と、
    　前記洗濯槽内の前記洗濯水を前記遠心分離装置内に流入させる第１の送水路と、
    　前記遠心分離装置の前記第１の吐出口から前記洗濯槽内に前記洗濯水を流入させる第２の送水路と、
    　前記遠心分離装置の前記第２の吐出口から前記洗濯機外に前記洗濯水を排出させる排水路と、
    を備えた洗濯機。
  11. 前記遠心分離装置は、前記回転筒の上流に旋回流生成部をさらに備え、
    前記第１の送水路は、前記旋回流生成部の側面に設けられた送水接続部に接続された、
    請求項１０に記載の洗濯機。
  12. ケースと、
    前記ケース内に、第１の方向及び第２の方向に回転可能に設けられ、水を流入させる水入口及び前記水を流出させる水出口を有する回転筒と、
    前記回転筒を第１の方向及び第２の方向に回転駆動する駆動部と、
    前記回転筒の内周面に配置され、前記回転筒の円周方向において非対称の形状を有する突起体と、
    を備えた遠心分離装置。
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