WO2024018652A1 - 遠心分離装置、及び、遠心分離装置を備えた洗濯機 - Google Patents

遠心分離装置、及び、遠心分離装置を備えた洗濯機 Download PDF

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WO2024018652A1
WO2024018652A1 PCT/JP2023/001736 JP2023001736W WO2024018652A1 WO 2024018652 A1 WO2024018652 A1 WO 2024018652A1 JP 2023001736 W JP2023001736 W JP 2023001736W WO 2024018652 A1 WO2024018652 A1 WO 2024018652A1
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centrifugal separator
water
washing
gap
flow
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PCT/JP2023/001736
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English (en)
French (fr)
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一繁 中村
敏之 倉掛
麦平 池水
克也 脇田
裕暁 奥田
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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

Definitions

  • the present disclosure relates to a centrifugal separator that centrifugally separates foreign substances contained in liquid flowing through a waterway, and a washing machine equipped with the centrifugal separator.
  • FIG. 8 is a sectional view showing the configuration of main parts of a centrifugal separator 51 installed in a conventional washing machine.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line LL in FIG.
  • the centrifugal separator 51 is provided in a water channel 52 that circulates washing water in a washing tub (not shown), and centrifugally separates foreign substances contained in the washing water in the washing tub.
  • the centrifugal separator 51 includes a cylindrical case 53 that is connected to the water channel 52, a cylindrical rotary tube 54 that is rotatably provided in the case 53, and a tube motor that rotationally drives the rotary tube 54. 55, and a swirling flow generating section 56 into which washing water flows from the water channel 52.
  • the water channel 52 is connected to the swirling flow generating section 56 so as to be biased laterally with respect to the center of the swirling flow generating section 56 having a cylindrical shape.
  • the washing water containing foreign matter flows from the water channel 52 into the swirling flow generating section 56 as shown by arrow X, is given a swirling component by the swirling flow generating section 56, and flows into the rotating cylinder 54 from the washing water inlet 57. do.
  • the rotating barrel 54 is rotated at high speed by a barrel motor 55 as shown by arrow R. Therefore, the washing water that has flowed into the rotary tube 54 rotates within the rotary tube 54 at high speed as shown by arrow S. Due to the action of centrifugal force caused by this swirling flow, foreign matter contained in the washing water is accumulated toward the inner circumferential surface 58 of the rotary cylinder 54.
  • the washing water from which foreign matter has been removed is discharged into the water channel 52 by the pump action of a pump blade 60 provided in the pump section 59, and is configured to be circulated between the washing water and the washing tub.
  • the flow rate of the mainstream Y is the sum of the flow rate of the inflow flow X flowing in from the water channel 52 indicated by the arrow X and the flow rate of the return flow Z, and if the flow rate of the return flow Z is large, the flow rate of the mainstream Y increases. , the time it takes to pass through the rotating cylinder 54 becomes shorter. Light foreign matter, such as small foreign matter or foreign matter whose specific gravity is not much different from that of water, gradually accumulates toward the inner circumferential surface 58 of the rotating cylinder 54. Therefore, if the time for these light foreign substances to pass through the rotary tube 54 is short, there is a problem that they may not be completely separated from the washing water within the rotary tube 54 and flow out into the water channel 52 through the pump section 59.
  • the present disclosure provides a centrifugal separator that can promote the separation of foreign substances present in a liquid, such as washing water, by reducing return flow, and a washing machine equipped with the centrifugal separator.
  • the centrifugal separator in the present disclosure is a centrifugal separator that is installed in a waterway and centrifugally separates foreign substances contained in liquid flowing through the waterway.
  • the centrifugal separator according to the present disclosure includes a case that is connected to a water channel, a hollow rotating cylinder that is rotatably provided in the case, a liquid inlet that allows liquid to flow from the water channel into the rotating cylinder, and a liquid inlet that allows liquid to flow into the rotating cylinder from the inside of the rotating cylinder. a liquid outlet for discharging the liquid into the waterway.
  • the centrifugal separator according to the present disclosure includes a pump part that is integrally provided with the rotary cylinder on the downstream side of the liquid outlet and that promotes water flow into the centrifugal separator, and a cylinder that rotationally drives the rotary cylinder and the pump part. It includes a motor and a swirling flow generation section provided upstream of the liquid inlet. Furthermore, the centrifugal separator according to the present disclosure includes a return flow suppressing section in the rotating tube or the case that reduces the return flow flowing from the pump section side to the swirling flow generating section side in the gap between the case and the rotating tube.
  • a washing machine includes the above-mentioned centrifugal separator, a washing tub that accommodates items to be washed and liquid washing water, and a water channel that circulates the washing water in the washing tub.
  • the above-mentioned centrifugal separator is installed in a waterway and centrifugally separates foreign substances contained in the washing water flowing through the waterway.
  • the centrifugal separator of the present disclosure and the washing machine equipped with the centrifugal separator can promote the separation of foreign substances present in the liquid by reducing the return flow.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a washing machine equipped with a centrifugal separator according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view of essential parts of the centrifugal separator according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line EE of the centrifugal separator in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line FF of the centrifugal separator in the first embodiment.
  • FIG. 5 is an external view of the rotary cylinder in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram of a washing machine equipped with a centrifugal separator according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view of a main part of a centrifugal separator according to a second embodiment.
  • FIG. 8 is a sectional view of a main part of a centrifugal separator installed in a conventional washing machine.
  • FIG. 9 is an LL sectional view of a centrifugal separat
  • centrifugal separator of the present disclosure is utilized in a washing machine.
  • the centrifugal separator of the present disclosure can be used not only for washing machines but also for devices that separate foreign substances contained in liquid flowing in a waterway.
  • the upstream side in the flow of liquid may be simply referred to as the upstream side
  • the downstream side in the flow of liquid may be simply referred to as the downstream side.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a washing machine 100 including a centrifugal separator 20A according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the vertical direction in the state in which the washing machine 100 is installed (hereinafter also referred to as "installation state") may be described as an up-down direction.
  • the side where the door 11 is present may be described as the front side, and the opposite side may be described as the rear side.
  • the washing machine 100 includes an outer tub 1, which is an example of a washing tub, that stores laundry 5, which is an example of objects to be washed, and washing water, which is an example of a liquid. It has a rotating tank 4 that is rotatably provided.
  • the laundry 5 may include not only items worn by people, but also cloth or leather products other than items worn by people, such as towels, bedding, curtains, rugs, shoes, and other washable items.
  • the outer tub 1 is formed into a cylindrical shape with a bottom, and is elastically supported by a plurality of suspension mechanisms 3 inside a casing 2 that constitutes the outer frame of the washing machine 100.
  • the rotating tank 4 has a cylindrical shape with a bottom and is provided inside the outer tank 1. Further, the input port 6 is provided on the front side of the rotating tank 4 (on the left side in FIG. 1).
  • the rotating tub 4 is rotatably provided around a tub rotating shaft 7, and accommodates laundry 5.
  • a peripheral wall surface of the rotating tank 4 is provided with a plurality of (for example, three) baffles 8 that protrude inward and a large number of small holes 9. Further, the inside of the outer tank 1 and the inside of the rotating tank 4 are communicated through a small hole 9.
  • the outer tank 1, the rotating tank 4, and the tank rotating shaft 7 are provided so as to be tilted forward (in the upper left direction in FIG. 1) at an angle ⁇ (for example, 20°) with respect to the horizontal.
  • the rotating tank 4 is configured to be rotatable in forward and reverse directions by a motor 10 provided at the rear of the outer tank 1.
  • the motor 10 is composed of, for example, a brushless DC motor.
  • the motor 10 can freely change the rotational speed of the rotary tank 4 through inverter control by a control unit 31 (see FIG. 6), which will be described later.
  • a door 11 formed in a substantially circular shape is provided on the front surface of the housing 2.
  • a user takes the laundry 5 into and out of the rotating tub 4 through the input port 6 by opening and closing the door 11.
  • the opening 1a of the outer tank 1 is formed to face the input port 6. Further, the opening 1a and the casing 2 are connected to each other by a bellows-shaped expandable packing 12 to ensure an airtight configuration.
  • the water supply port 13 is provided at the upper rear surface of the housing 2 and supplies washing water.
  • the water supply port 13 is connected to a water faucet 13a. Therefore, the washing water is tap water supplied from the water supply port 13. Further, a water supply valve 14 and a detergent case 15 are provided downstream of the water supply port 13.
  • the water supply valve 14 is driven to open and close by the control unit 31 to supply and stop washing water.
  • the detergent case 15 is configured such that the detergent input portion 15a can be pulled out from the detergent case 15 toward the front side. With this configuration, the user can easily add detergent into the detergent case 15. Washing water supplied from the water supply port 13 flows into the detergent case 15. The washing water then flows into the outer tub 1 while dissolving the detergent put in the detergent case 15. The flow of this washing water is indicated by arrow B.
  • a drain port 16 for discharging washing water is provided at the bottom of the outer tub 1.
  • a drain channel 17 is connected to the drain port 16.
  • a drain valve 18 is provided in the drain channel 17. The drain valve 18 is driven to open and close by the control unit 31 to store the washing water in the outer tub 1 or drain it out of the housing 2.
  • the water channel 19 is connected to the drainage channel 17, and the other end is connected to the lower part of the outer tank 1 near the front.
  • the water channel 19 is located below outside the outer tank 1 and is formed in the front-rear direction of the housing 2 .
  • the water channel 19 is in communication with a centrifugal separator 20A provided below the outer tank 1.
  • the water channel 19 also includes a water channel 19a that connects the drainage channel 17 and the centrifugal separator 20A, and a water channel 19b that connects the centrifugal separator 20A and the lower part of the outer tank 1 near the front. Then, the washing water in the outer tub 1 flows into the centrifugal separator 20A via the water channel 19a. Further, the washing water that has passed through the centrifugal separator 20A flows into the outer tub 1 via the water channel 19b. That is, the water channel 19 circulates the washing water in the outer tub 1.
  • the washing water flows through the water channel 19a from the drain port 16 via the drain channel 17, and then passes through the centrifugal separator 20A. Then, when the washing water passes through the centrifugal separator 20A, foreign substances contained in the washing water are separated as described below.
  • the foreign matter includes, for example, dirt and lint released from the laundry 5, water softeners contained in detergent dissolved in the washing water, and the like.
  • FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of main parts of the centrifugal separator 20A in this embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line EE in FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line FF in FIG.
  • FIG. 5 is an external view of the rotating cylinder 22 of the centrifugal separator 20A in this embodiment.
  • the centrifugal separator 20A is a device that is provided in the waterway 19 and centrifugally separates foreign substances contained in the liquid (washing water) flowing through the waterway 19. As shown in FIG. 2, the centrifugal separator 20A includes a case 21 connected to a water channel 19, a hollow rotary cylinder 22 rotatably provided in the case 21, and a cylinder motor that rotationally drives the rotary cylinder 22. It has 23.
  • the rotating cylinder 22 is provided with a liquid inlet 22a that allows liquid to flow into the rotating cylinder 22 from the water channel 19a, and a liquid outlet 22b that allows liquid to flow out from the inside of the rotating cylinder 22 into the water channel 19b. Further, the rotating cylinder 22 has a cylindrical inner circumferential surface 22c. The rotation axis 22d of the rotation tube 22 is set in the vertical direction.
  • the liquid is washing water for washing the laundry 5. Therefore, in the following description, the liquid will be explained as washing water.
  • the washing water includes water containing detergent (for example, tap water), water not containing detergent, rinsing water during a rinsing operation, and the like.
  • the washing water in the outer tub 1 passes through the water channel 19a (see arrow W) and flows into the rotating barrel 22 from the liquid inlet 22a provided at the center of the bottom surface of the rotating barrel 22. Thereafter, the washing water that has flowed into the rotary cylinder 22 flows out from a liquid outlet 22b provided at the upper part of the rotary cylinder 22 to the water channel 19b. In this way, since the liquid inlet 22a is located below the liquid outlet 22b, the washing water passing through the centrifugal separator 20A flows inside the rotary cylinder 22 from below to above. Note that the centrifugal separator 20A is installed so that the washing water flows in a vertical direction as in this embodiment, but may also be installed so that the washing water flows in a horizontal direction or an oblique direction.
  • the cylinder motor 23 is set so that the rotating cylinder 22 rotates at a high speed of about 4000 rpm, for example.
  • the washing water introduced into the rotary cylinder 22 swirls within the rotary cylinder 22, generating a high-speed swirling flow. While the washing water passes through the rotating tube 22, it is subjected to centrifugal force due to the high speed rotation of the rotating tube 22. As a result, foreign matter contained in the washing water is centrifuged and accumulated toward the inner circumferential surface 22c of the rotary cylinder 22.
  • the inner circumferential surface 22c is centered on the rotation axis 22d of the rotary cylinder 22, and the diameter of the inner circumferential surface 22c is larger than the maximum diameter of the liquid inlet 22a and the liquid outlet 22b. As a result, the centrifugal force becomes stronger from the rotation axis 22d of the rotation tube 22 toward the inner peripheral surface 22c.
  • the centrifugal separator 20A can prevent dirt from re-adhering to the laundry 5, and the washing machine 100 equipped with the centrifugal separator 20A can improve cleaning power.
  • a swirling flow generating section 24 is provided on the inflow side of the washing water passing through the case 21. That is, the swirling flow generating section 24 is provided upstream of the liquid inlet 22a.
  • the swirling flow generating section 24 is formed integrally with the case 21 and has a cylindrical section 25 and a spiral section 26 .
  • the cylindrical portion 25 communicates with the liquid inlet 22a, and the central axis 25a of the cylindrical portion 25 is provided to coincide with the rotation axis 22d of the rotary cylinder 22.
  • the spiral portion 26 is provided upstream of the cylindrical portion 25 and communicates with the cylindrical portion 25 and the water channel 19a.
  • the washing water is given a swirling component by the swirling flow generating section 24 (see arrow D in FIG. 2), and flows into the rotating cylinder 22 from the liquid inlet 22a.
  • a side wall 26a of the spiral portion 26 and an outer peripheral side wall 19c on the outer peripheral side of the water channel 19a are tangentially connected at a first connecting portion 27a.
  • the side wall 26a of the spiral portion 26 and the side wall 25b of the cylindrical portion 25 are tangentially connected at a second connecting portion 27b.
  • the liquid inflow portion 28 is provided so that liquid (washing water) flows into the swirl portion 26 from the water channel 19a.
  • a liquid inlet 28a is substantially formed in the first connection part 27a, and the first connection part 27a where the liquid inflow part 28 and the spiral part 26 are connected is connected to the side wall 25b of the cylindrical part 25. It is located further outward.
  • the liquid inlet 28a is provided completely outside the side wall 25b (radius H) of the cylindrical portion 25.
  • the thicknesses of the outer peripheral side wall 19c, the inner peripheral side wall 19d of the water channel 19a, the side wall 25b of the cylindrical portion 25, and the side wall 26a of the spiral portion 26 are each constant.
  • the distance G from the central axis 25a of the cylindrical portion 25 to the side wall 26a of the spiral portion 26 is continuous from the first connecting portion 27a so that it is the same as the radius H of the cylindrical portion 25 at the second connecting portion 27b. It has been changed to become shorter.
  • the side wall 26a of the spiral portion 26 gradually moves toward the side wall 25b of the cylindrical portion 25 depending on the distance from the liquid inflow portion 28, which is the first connection portion 27a, to the second connection portion 27b, which is downstream. It is designed to approach.
  • the first connecting portion 27a and the second connecting portion 27b are configured to be located opposite to each other with the central axis 25a of the cylindrical portion 25 interposed therebetween.
  • angle ⁇ 1 is, for example, 90° ⁇ 1 ⁇ 270°.
  • 170° ⁇ 1 ⁇ 190°, and the angle ⁇ 1 in this embodiment is 180°.
  • the centrifugal separator 20A is provided with a pump section 29 on the outflow side of the washing water that passes through the case 21. That is, the pump section 29 is provided on the downstream side of the liquid outlet 22b, is provided integrally with the rotary cylinder 22, and promotes water flow into the centrifugal separator 20A.
  • the pump portion 29 is provided with pump vanes 29a that are integrally formed with the rotary cylinder 22.
  • the water channel 19b is communicatively connected to the pump portion 29 at a position biased laterally from the center of rotation of the pump blade 29a.
  • the pump blade 29a rotates together with the rotating cylinder 22 by driving the cylinder motor 23. Due to the pump action of the pump blades 29a, the washing water in the outer tub 1 flows through a water channel 19 formed below outside the outer tub 1 and passes through the centrifugal separator 20A. Thereby, the washing water circulates between the centrifugal separator 20A and the outer tub 1 as shown by arrow C in FIG.
  • the flow rate of the washing water flowing through the water channel 19 can be set according to the capacity of the pump section 29.
  • the capacity of the pump section 29 can be set by the number of pump blades 29a (eight in this embodiment), shape, etc., in addition to the rotation speed of the pump blades 29a.
  • the pressure on the downstream side of the pump blade 29a becomes high, and the pressure on the upstream side of the pump blade 29a becomes low.
  • the pressure Pa in the pump part side gap 41a located downstream of the pump blade 29a and the swirling flow generation part side gap located upstream of the pump blade 29a is Pa>Pb. Therefore, a return flow U is generated from the pump section side gap 41a to the swirling flow generation section side gap 41b as shown by arrow U in FIG.
  • the pressure difference ⁇ P between the pressure Pa in the pump section side gap 41a and the pressure Pb in the swirling flow generating section side gap 41b increases, the flow rate Qu of the return flow U increases.
  • a plurality of rib blades 42 are provided on the lower surface 22e of the rotary cylinder 22.
  • the rib blades 42 have a plurality of small projections formed radially.
  • the rib blade 42 also rotates together with the rotary cylinder 22 by driving the cylinder motor 23.
  • the pressure Pb in the swirling flow generation section side gap 41b on the outer peripheral side of the rib blades 42 increases compared to the case where the rib blades 42 are not provided. Therefore, the pressure difference ⁇ P between the pressure Pa in the pump section side gap 41a and the pressure Pb in the swirl flow generation section side gap 41b becomes small. As a result, the flow rate Qu of the return flow U decreases. That is, the rib blades 42 provided on the outside of the rotary cylinder 22 are an example of a pressure increasing part that increases the pressure Pb in the swirling flow generating part side gap 41b.
  • the rib blade 42 is an example of a pressure difference reducing part that reduces the pressure difference ⁇ P between the pressure Pa in the pump part side gap 41a and the pressure Pb in the swirling flow generation part side gap 41b, and furthermore, the rib blade 42 This is also an example of a return flow suppressor that reduces Qu.
  • the rib blades 42 are integrally provided on the outside of the rotary cylinder 22, even if they have a small shape, it is possible to increase the pressure Pb in the swirling flow generation section side gap 41b, and reduce the pressure difference ⁇ P to prevent backflow (return). Flow U) can be suppressed.
  • the pressure Pb can be increased more efficiently and the backflow (return flow U) can be suppressed.
  • V1 be the flow rate of the circulating flow in which the washing water passes through the centrifugal separator 20A
  • V2 be the flow velocity of the swirling flow in which the washing water swirls within the rotating tube 22.
  • the flow velocity V2 of the swirling flow is set to be higher than the flow velocity V1 of the circulating flow, that is, V2>V1.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a control configuration of washing machine 100 including centrifugal separator 20A.
  • the control unit 31 has an output from a cloth amount detection unit 32 that detects the amount of laundry 5 put into the rotating tub 4, and an output from a water amount detection unit 33 that detects the amount of washing water supplied into the outer tub 1.
  • the output and the output of the rotation detection unit 34 and the like that detect the rotational drive of the rotating tank 4 are input.
  • the control unit 31 controls the driving of the motor 10, the water supply valve 14, the drain valve 18, and the cylindrical motor 23 based on the washing course set by the user using the operation display unit 35, and executes the washing operation.
  • the washing operation includes each process such as a washing process, a rinsing process, and a dehydration process.
  • the control unit 31 may be a specially designed hardware circuit that realizes these functions, or may realize the functions by a processor executing a program stored in a memory.
  • the washing process is a process in which washing water containing dissolved detergent is supplied to the outer tub 1, and dirt from the laundry 5 is washed off while washing is performed by beating the laundry 5 by rotation of the rotating tub 4.
  • the rinsing process for example, each operation of a first intermediate dehydration operation, a first rinsing operation, a second intermediate dehydration operation, and a second rinsing operation is performed.
  • a dehydration process which is the last of the washing operation, is performed.
  • the user opens the door 11 provided on the front surface of the housing 2 and throws the laundry 5 into the rotating tub 4 through the input port 6. Thereafter, the user operates a start switch (not shown) on the operation display section 35 to start the washing operation.
  • the control unit 31 Upon starting the washing operation, the control unit 31 first detects the amount of laundry 5 put into the rotating tub 4 using the cloth amount detection unit 32. The control unit 31 sets the time and amount of washing water for each process such as a washing process, a rinsing process, and a spin-drying process according to the detected amount of laundry 5.
  • the control unit 31 opens the water supply valve 14 at a time when the addition of detergent is completed, with the drain valve 18 closed. As a result, the washing water flows into the detergent case 15 from the water supply port 13, and as shown by arrow B in FIG. 1, the washing water is supplied to the outer tub 1 while dissolving the detergent that has been put in.
  • the control section 31 closes the water supply valve 14 to stop the water supply.
  • control unit 31 drives the motor 10 to rotate the rotating tank 4 and performs the cleaning operation. After performing the washing operation for a predetermined period of time, the control section 31 opens the drain valve 18 to drain the washing water in the outer tub 1 to the outside of the machine. After the drainage is completed, the control unit 31 moves to the rinsing step.
  • the control unit 31 opens the water supply valve 14 with the drain valve 18 closed, supplies a predetermined amount of washing water into the outer tub 1, and rotates the rotating tub 4 in forward and reverse directions. let As a result, the laundry 5 is rinsed.
  • the washing water here is water that does not contain detergent, rinsing water.
  • control unit 31 rotates the rotary tub 4 containing the laundry 5 at high speed using the motor 10 to perform dehydration, and opens the drain valve 18 to drain the washing water in the outer tub 1 to the outside of the machine. Discharge.
  • control unit 31 performs the washing process, rinsing process, and dehydration process, and ends the washing operation.
  • washing water contains various foreign substances such as dirt substances.
  • Some of the foreign substances separated by the centrifugal separator 20A have a specific gravity heavier than water.
  • dirt substances include sand, fiber debris, hair, dead skin dirt, and the like.
  • specific gravity is lighter than water, things that adhere to items that have a specific gravity heavier than water, such as thread waste, are separated.
  • there is oil such as sebum.
  • the control unit 31 drives the cylindrical motor 23 to circulate the washing water containing dirt in the outer tank 1 to the centrifugal separator 20A. That is, by driving the cylinder motor 23, the rotating cylinder 22, the pump blade 29a, and the rib blade 42 rotate.
  • the washing water in the outer tub 1 flows out from the drain port 16 due to the pumping action of the pump blade 29a, and since the drain valve 18 is closed, the washing water flows through the water channel 19a from the liquid inflow section 28 to the swirling flow generating section 24. Flows into section 26.
  • the water channel 19a is provided on the outer peripheral side of the cylindrical portion 25, as shown in FIG. Further, the liquid inflow portion 28 is provided outward from the side wall 25b of the cylindrical portion 25. Therefore, the flow of washing water (arrow W) flowing into the spiral portion 26 from the water channel 19a can be carried out on the side wall 25b of the cylindrical portion 25 without interfering with the flow of washing water (arrow J) that has gone around the inside of the spiral portion 26. It is possible to generate a flow along the arrow K (arrow K). Thereby, the swirling flow generated within the swirling flow generating section 24 is generated such that the vortex center 25c and the central axis 25a of the cylindrical section 25 coincide.
  • the washing water to which the swirling component has been added in the swirling flow generating section 24 flows into the rotating cylinder 22 from the liquid inlet 22a. Further, the rotating cylinder 22 is rotated by a cylinder motor 23.
  • the vortex center 25c of the swirling flow generated by the swirling flow generating section 24 coincides with the rotation axis 22d of the rotating barrel 22, so that the swirling flow is not introduced into the rotating barrel 22.
  • the washed washing water can generate a high-speed swirling flow with little turbulence within the rotary cylinder 22.
  • the washing water is introduced into the rotating cylinder 22 from the liquid inlet 22a, passes through the rotating cylinder 22, and flows out from the liquid outlet 22b.
  • foreign matter for example, sand, hair, dead skin dirt, etc.
  • foreign matter for example, sand, hair, dead skin dirt, etc.
  • the centrifugal separator 20A has a high possibility of separating even light foreign matter from the washing water, and can promote separation of foreign matter present in the washing water.
  • the washing water passes from the bottom to the top while swirling.
  • bubbles generated by the detergent in the washing water and bubbles in the water channel 19 may enter the rotating cylinder 22 from the swirling flow generating section 24 .
  • the air bubbles which are lighter than water, first gather at the center of the rotating cylinder 22 due to the swirling flow, and further, the action of trying to float upwards and the flow of the washing water from the bottom to the top combine.
  • the liquid is easily discharged to the outside of the rotating cylinder 22 from the liquid outlet 22b.
  • the centrifugal separator 20A suppresses the imbalance between water and bubble distribution in the rotary cylinder 22 caused by air bubbles lighter than water remaining in the rotary cylinder 22, and the centrifugal separator 20A can suppress the imbalance between water and bubble distribution in the rotary cylinder 22, and reduce the amount of cylinders necessary to rotate the rotary cylinder 22. Fluctuations in the torque of the motor 23 can be minimized. Furthermore, the centrifugal separator 20A can also suppress variations in the rotational speed of the rotary cylinder 22 caused by torque variations.
  • the centrifugal separator 20A can prevent turbulence within the rotating barrel 22. It is possible to generate a swirling flow with a small amount of turbulence. Therefore, the centrifugal separator 20A can uniformly flow the washing water between the pump blades 29a. For this reason, the centrifugal separator 20A is configured to prevent a decrease in pump performance due to non-uniform inflow, and a decrease in durability performance caused by imbalance due to non-uniform pressure on the pump blades 29a.
  • the washing water that has flowed into the pump section 29 flows into the outer tub 1 through the water channel 19b due to the pumping action of the pump blades 29a.
  • the washing water in the outer tub 1 is circulated between the centrifugal separator 20A and the centrifugal separator 20A through the water channel 19 by the pump function provided in the centrifugal separator 20A, and the washing water is purified.
  • the centrifugal separator 20A can prevent the separated soil substances from re-adhering to the laundry 5.
  • a pump blade 29a having a pumping action is provided integrally with the rotary cylinder 22, and the control unit 31 rotates the rotary cylinder 22 to separate the centrifugal separator 20A and the outer tank 1. Circulate the washing water. Therefore, the washing machine 100 does not need to provide a pump for circulating washing water separately from the centrifugal separator 20A, and the configuration can be simplified.
  • control unit 31 opens the drain valve 18 during draining, and causes the washing water to flow in the direction opposite to the direction of the arrow C in which it circulates through the water channel 19.
  • the foreign matter collected on the inner circumferential surface 22c of the rotary cylinder 22 is discharged from the housing 2 through the drain valve 18 along with the flow of the washing water.
  • washing machine 100 does not need to be configured to discard part of the purified washing water during centrifugation.
  • the separation of foreign substances contained in the washing water can be performed not only in the washing process but also in the rinsing process.
  • the washing machine 100 can improve the rinsing effect by separating foreign substances from the laundry 5 into the washing water using the centrifugal separator 20A.
  • the centrifugal separator 20A of this embodiment is a centrifugal separator that is provided in the waterway 19 and centrifugally separates foreign substances contained in the liquid (washing water) flowing through the waterway 19.
  • the centrifugal separator 20A includes a case 21 connected in communication with the water channel 19, and a hollow rotary cylinder 22 rotatably provided within the case 21.
  • the centrifugal separator 20A also includes a liquid inlet 22a that allows liquid to flow into the rotating tube 22 from the water channel 19a, and a liquid outlet 22b that causes the liquid to flow out from the rotating tube 22 into the water channel 19b.
  • the centrifugal separator 20A includes a pump section 29 that is provided integrally with the rotary tube 22 on the downstream side of the liquid outlet 22b and that promotes water flow into the centrifugal separator 20A, and a pump section 29 that connects the rotary tube 22 and the pump section 29. It includes a rotationally driven cylindrical motor 23 and a swirling flow generating section 24 provided upstream of the liquid inlet 22a.
  • the centrifugal separator 20A also includes a return flow suppressing section (rib vane 42) that reduces the return flow U flowing from the pump section 29 side to the swirling flow generating section 24 side in the gap 41 between the case 21 and the rotating cylinder 22. It is provided in the rotating cylinder 22.
  • the centrifugal separator 20A includes the return flow suppressing part in the rotating barrel 22, so that the backflow (return flow U) in the gap 41 between the case 21 and the rotating barrel 22 is suppressed, and the inside of the rotating barrel 22 is suppressed. It is possible to prevent the flow rate Qv of the flowing mainstream V from increasing unnecessarily. Therefore, the centrifugal separator 20A can prevent the time during which the liquid flows through the rotary tube 22 from becoming short, and can promote the separation of foreign substances present in the liquid. Further, the centrifugal separator 20A can promote the separation of foreign substances present in the washing water, particularly light foreign substances such as small foreign substances and foreign substances whose specific gravity does not differ greatly from water. In this way, the centrifugal separator 20A of the present embodiment can promote separation of foreign substances present in the liquid by reducing the return flow U.
  • the return flow suppressing section may be configured as a pressure difference reducing section.
  • the pressure difference reducing unit increases the pressure Pb in the swirling flow generation part side gap 41b, thereby reducing the pressure Pa in the pump part side gap 41a and the swirling flow generation part side gap. 41b and the pressure Pb is reduced.
  • the rib blades 42 reduce the pressure difference ⁇ P in the gap 41 between the case 21 and the rotating tube 22, and suppress backflow (return flow U) in the gap 41 between the case 21 and the rotating tube 22. can.
  • the pressure difference reducing section (rib blade 42) is configured as a pressure increasing section that increases the pressure Pb in the swirling flow generation section side gap 41b in the gap 41 between the case 21 and the rotating cylinder 22. Good too. Thereby, the rib blade 42 can increase the pressure Pb in the swirling flow generation section side gap 41b and reduce the pressure difference ⁇ P. Further, thereby, the rib blades 42 can suppress backflow (return flow U) in the gap 41 between the case 21 and the rotating cylinder 22.
  • the pressure increasing portion may be a rib blade 42 provided on the outside of the rotating cylinder 22.
  • the rib blade 42 has a small shape, it is possible to increase the pressure Pb in the swirling flow generation part side gap 41b compared to the case where there is no rib blade 42, and the pressure Pa in the pump part side gap 41a and the swirling flow generation
  • the pressure difference ⁇ P between the pressure Pb and the pressure Pb in the side gap 41b can be reduced.
  • the rib blade 42 is able to reduce the flow rate Qu of the return flow U in the gap 41.
  • the rib blades 42 may be provided substantially radially on the lower surface 22e of the rotary cylinder 22.
  • a substantially radial force that is, a force in the outer circumferential direction is generated, and the rib blades 42 more efficiently increase the pressure Pb in the swirling flow generation section side gap 41b to cause the reverse flow. (Return flow U) can be suppressed.
  • the pressure increasing part (rib blade 42) may be provided so that the pressure Pb in the swirling flow generation part side gap 41b does not become higher than the pressure Pa in the pump part side gap 41a.
  • the centrifugal separator 20A can prevent the liquid from flowing by bypassing the outside of the rotary cylinder 22.
  • the washing machine 100 of the present embodiment includes one of the centrifugal separators 20A described above, an outer tub 1 that accommodates the laundry 5 and washing water, and a water channel 19 that circulates the washing water in the outer tub 1. , is provided.
  • the centrifugal separator 20A is provided in the waterway 19 and centrifugally separates foreign substances contained in the washing water flowing through the waterway 19.
  • the washing machine 100 can promote the separation of foreign substances present in the washing water by being equipped with any of the centrifugal separators 20A described above.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of essential parts of centrifugal separator 20B in the second embodiment.
  • the centrifugal separator 20B of the second embodiment instead of the rib blades 42 of the centrifugal separator 20A of the first embodiment, in the gap 41 between the case 21 and the rotary cylinder 22, a constriction part 43 with a smaller gap size is provided. It differs from the centrifugal separator 20A in that it includes the following. Note that in the second embodiment, the description will focus on parts that are different from the first embodiment, and the description of the first embodiment will be used for the same parts as in the first embodiment.
  • the throttle part 43 is provided, for example, in the upper part of the gap 41 near the pump part 29, and is configured to have the smallest possible size so that it does not come into contact with the case 21 even if it vibrates when the rotary cylinder 22 rotates.
  • a cylinder motor 23 and a pump section 29 for rotating the rotating cylinder 22 are provided at the top, and a motor shaft serving as the rotation axis 22d of the rotating cylinder 22 is located at the top of the rotating cylinder 22.
  • the throttle part 43 is preferably provided at a position close to the cylindrical motor 23, and if the cylindrical motor 23 is provided at the bottom, it is also preferable that the throttle part 43 is provided at the bottom. That is, the throttle part 43 is provided in the case 21 or the rotary cylinder 22 so as to narrow at least a part of the gap 41 at a position near the cylinder motor 23 between the upper side and the lower side of the rotary cylinder 22. is preferred.
  • the constriction section 43 is provided in the case 21.
  • the present invention is not limited to this, as long as the possibility of vibration and contact is small due to a configuration in which the fulcrum of the rotating shaft 22d of the rotating tube 22 is supported at both ends.
  • the throttle part 43 is a pressure difference reducing part that reduces the pressure difference ⁇ Pab between the pressure Pa in the pump part side gap 41a and the pressure Pb in the swirl flow generation part side gap 41b, and further reduces the flow rate Qu of the return flow U.
  • This is a return flow suppressor that reduces the return flow.
  • the centrifugal separator 20B suppresses the backflow (return flow U) in the gap 41 between the case 21 and the rotary cylinder 22 by the constriction part 43, and the flow rate Qv of the main stream V flowing inside the rotary cylinder 22 increases unnecessarily. This can reduce the Therefore, the centrifugal separator 20B can prevent the time during which the liquid flows through the rotary cylinder 22 from becoming short, and can promote separation of foreign substances present in the liquid.
  • the centrifugal separator 20B of the present embodiment is a centrifugal separator that is provided in the waterway 19 and centrifugally separates foreign substances contained in the liquid (washing water) flowing through the waterway 19.
  • the centrifugal separator 20B includes a case 21 connected in communication with the water channel 19, and a rotary cylinder 22 rotatably provided within the case 21.
  • the centrifugal separator 20B also includes a liquid inlet 22a that allows liquid to flow into the rotating cylinder 22 from the water channel 19a, and a liquid outlet 22b that allows liquid to flow out from the rotating cylinder 22 into the water channel 19b.
  • the centrifugal separator 20B is provided integrally with the rotary tube 22 on the downstream side of the liquid outlet 22b, and includes a pump section 29 that promotes water flow into the centrifugal separator 20B, and a pump section 29 that connects the rotary tube 22 and the pump section 29. It includes a rotationally driven cylindrical motor 23 and a swirling flow generating section 24 provided upstream of the liquid inlet 22a.
  • the centrifugal separator 20B also includes a return flow suppressing section (throttle section 43) that reduces the return flow U flowing from the pump section 29 side to the swirling flow generation section 24 side in the gap 41 between the case 21 and the rotating cylinder 22. Prepare for case 21.
  • the centrifugal separator 20B like the centrifugal separator 20A in Embodiment 1, can promote the separation of foreign substances present in the liquid by reducing the return flow U.
  • the return flow suppressing portion may be configured as a constriction portion 43 that narrows at least a portion of the gap 41 between the case 21 and the rotating cylinder 22.
  • the centrifugal separator 20B suppresses backflow (return flow U) in the gap 41 between the case 21 and the rotary cylinder 22, and reduces unnecessary increase in the flow rate Qv of the main stream V flowing inside the rotary cylinder 22. can. Therefore, the centrifugal separator 20B can prevent the time during which the liquid flows through the rotary cylinder 22 from becoming short, and can promote separation of foreign substances present in the liquid.
  • the throttle portion 43 may be provided at a position close to the cylinder motor 23 in the gap 41 between the case 21 and the rotating cylinder 22.
  • the washing machine of the present embodiment includes any one of the centrifugal separators 20B described above, an outer tub 1 that accommodates the laundry 5 and washing water, and a water channel 19 that circulates the washing water in the outer tub 1. Equipped with.
  • the centrifugal separator 20B is provided in the waterway 19 and centrifugally separates foreign substances contained in the washing water flowing through the waterway 19.
  • the washing machine of the present embodiment can promote the separation of foreign substances present in the washing water by including any of the centrifugal separators 20B described above.
  • Embodiments 1 and 2 have been described as examples of the technology in the present disclosure. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, etc. are made. Furthermore, it is also possible to create a new embodiment by combining the components described in Embodiments 1 and 2.
  • the rotary cylinder 22 has the rib blades 42 on the lower surface 22e, and the rib blades 42 have a configuration in which a plurality of small projections are arranged radially.
  • the rib blades 42 are not limited to this, and may be protrusions that are inclined away from the radial pattern or curved in an arc shape.
  • the rib blades 42 may be provided not on the lower surface 22e of the rotary tube 22 but on the lower inner surface of the case 21 facing the lower surface 22e. In short, it is sufficient that the rotation cylinder 22 is formed so that a force substantially in the outer circumferential direction is generated in the gap of the lower surface 22e.
  • the rib blades 42 may be configured on the outer side of the circumferential surface of the rotary cylinder 22. As a result, the gap 41 may be formed so that an upward force is generated.
  • the throttle part 43 may narrow at least a portion of the gap 41, and may be provided in the rotary cylinder 22. At this time, the throttle part 43 may be provided at a position closer to the cylinder motor 23 between the upper side and the lower side of the rotary cylinder 22. Further, the throttle portion 43 may be provided on the outer side of the circumferential side of the rotary cylinder 22 or on the inner side of the case 21 facing the outer side of the circumferential side of the rotary cylinder 22.
  • the throttle part 43 may be provided at a position close to the cylinder motor 23 on the outer side of the circumferential surface of the rotary cylinder 22 or on the inner side of the case 21 facing the outer side of the circumferential side of the rotary cylinder 22.
  • the position closer to the cylindrical motor 23 may be, for example, a position closer to the cylindrical motor 23 than the center position of the rotating cylinder 22 in the height direction (vertical direction in FIG. 7).
  • the centrifugal separators 20A and 20B and the washing machine equipped with the centrifugal separators 20A and 20B have been described. That is, the washing machines in Embodiments 1 and 2 are equipped with a washing tub including an outer tub 1 and a rotating tub 4, which accommodate laundry 5, which is an object to be washed, and washing water, which is a liquid.
  • the washing machines in the first and second embodiments include a water channel 19 for circulating washing water in the washing tub, and a water channel 19 that is provided in the water channel 19 to centrifugally separate foreign substances contained in the washing water flowing through the water channel 19. or the centrifugal separator 20A or 20B described in 2.
  • the centrifugal separator 20A or 20B effectively promotes the separation of light foreign matter such as small foreign matter contained in the washing water such as soiled substances released from the laundry 5 or foreign matter whose specific gravity does not differ greatly from that of water.
  • the washing machine according to Embodiment 1 or 2 can be realized.
  • the washing machines according to the first and second embodiments can suppress re-adhesion of soiled substances and the like to the laundry 5, thereby increasing the cleaning effect.
  • the washing machine in the present disclosure may be any washing machine that washes laundry using washing water. That is, the centrifugal separators 20A and 20B of Embodiments 1 and 2 have a configuration that performs washing by beating like a drum-type washing machine, a configuration that performs stirring washing like a vertical washing machine, or a configuration that performs washing by stirring in a vertical washing machine.
  • the present invention is applicable to any type of washing machine, such as a washing machine or a shower washing machine.
  • the centrifugal separators 20A and 20B can be used not only as a washing machine but also as a device for separating and purifying foreign matter from liquid.
  • a centrifugal separator and a washing machine equipped with a centrifugal separator according to the present disclosure are useful for a centrifugal separator that centrifuges foreign matter contained in liquid flowing through a waterway, and a washing machine equipped with this centrifugal separator. be.
  • the centrifugal separator and the washing machine equipped with the centrifugal separator according to the present disclosure are useful, for example, not only for household use but also as a centrifugal separator and a washing machine equipped with the centrifugal separator for commercial use.

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Abstract

遠心分離装置（２０Ａ）は、水路（１９ａ及び１９ｂ）と連通接続されたケース（２１）と、ケース（２１）内に回転可能に設けられた中空の回転筒（２２）と、を備える。また、遠心分離装置（２０Ａ）は、回転筒（２２）内に水路（１９ａ）から洗濯水（液体）を流入させる液体入口（２２ａ）と、回転筒（２２）内から水路（１９ｂ）へ洗濯水を流出させる液体出口（２２ｂ）と、を備える。また、遠心分離装置（２０Ａ）は、遠心分離装置（２０Ａ）内への通水を促すポンプ部（２９）と、回転筒（２２）とポンプ部（２９）とを回転駆動する筒モータ（２３）と、旋回流生成部（２４）と、を備える。また、遠心分離装置（２０Ａ）は、ケース（２１）と回転筒（２２）との間の隙間（４１）を流れる戻り流れ（Ｕ）を低減させるリブ羽根（４２）（戻り流れ抑制部）を備える。

Description

遠心分離装置、及び、遠心分離装置を備えた洗濯機
　本開示は、水路を流れる液体に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置、及び、遠心分離装置を備えた洗濯機に関する。
　遠心分離装置を洗濯機に搭載した例として、洗濯中に洗濯物から遊離した汚れ等の異物を、遠心分離装置によって、洗濯水から分離して洗濯水を浄化することが考えられている。この構成によって、分離された汚れ等が洗濯物へ再付着することを抑えることができる（例えば、特許文献１参照）。
　図８は、従来の洗濯機に搭載された遠心分離装置５１の要部の構成を示す断面図である。図９は、図８におけるＬ－Ｌ断面図である。
　遠心分離装置５１は、洗濯槽（図示せず）内の洗濯水を循環させる水路５２に設けられ、洗濯槽内の洗濯水に含まれる異物を遠心分離する。そのために、遠心分離装置５１は、水路５２に連通接続された円筒状のケース５３と、ケース５３内に回転可能に設けられた円筒状の回転筒５４と、回転筒５４を回転駆動する筒モータ５５と、水路５２から洗濯水が流入する旋回流生成部５６と、を有している。
　水路５２は、円筒状に構成された旋回流生成部５６の中心に対して側方に偏って、旋回流生成部５６と連通するように接続されている。そして、異物を含む洗濯水は、水路５２から矢印Ｘで示すように旋回流生成部５６に流入し、旋回流生成部５６で旋回成分が付与され、洗濯水入口５７から回転筒５４内に流入する。
　回転筒５４は、筒モータ５５によって高速で矢印Ｒで示すように回転している。したがって、回転筒５４内に流入した洗濯水は、回転筒５４内を高速で矢印Ｓで示すように旋回する。この旋回流による遠心力の作用によって、洗濯水中に含まれる異物は、回転筒５４の内周面５８に向かって集積される。異物が除去された洗濯水は、ポンプ部５９に設けられたポンプ羽根６０によるポンプ作用によって水路５２へ吐出され、洗濯槽との間で循環するように構成されている。
特開２０１８－１８３２７７号公報
　しかしながら、従来の構成では、回転筒５４とケース５３との間に設けられた隙間６１において、ポンプ部５９の下流側に位置するポンプ部側隙間６１ａの圧力の方がポンプ部５９の上流側に位置する旋回流生成部側隙間６１ｂの圧力よりも高くなる。そのため、矢印Ｚで示すようにポンプ部側隙間６１ａから旋回流生成部側隙間６１ｂへの流れが生じる。この流れは矢印Ｙで示す回転筒５４内を流れる主流Ｙから逆流する流れであり、以下の説明では「戻り流れＺ」と称する。
　主流Ｙの流量は、矢印Ｘで示す水路５２から流入する流入流れＸの流量と戻り流れＺの流量を加算したものであり、戻り流れＺの流量が多いと主流Ｙの流量が増えてしまうため、回転筒５４内を通過する時間が短くなってしまう。小さい異物や比重が水とあまり変わらない異物などの軽い異物は、徐々に回転筒５４の内周面５８に向かって集積される。そのため、これらの軽い異物は、回転筒５４内を通過する時間が短いと、回転筒５４内で洗濯水から分離しきらずにポンプ部５９を通って水路５２に流出してしまうという課題がある。
　本開示は、戻り流れを低減することにより、例えば洗濯水等の液体内に存在する異物の分離を促進することが可能な遠心分離装置、及び、遠心分離装置を備えた洗濯機を提供する。
　本開示における遠心分離装置は、水路に設けられ、水路を流れる液体に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置である。本開示における遠心分離装置は、水路と連通接続されたケースと、ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、回転筒内に水路から液体を流入させる液体入口と、回転筒内から水路へ液体を流出させる液体出口と、を備える。また、本開示における遠心分離装置は、液体出口の下流側に回転筒と一体的に設けられ、遠心分離装置内への通水を促すポンプ部と、回転筒とポンプ部とを回転駆動する筒モータと、液体入口の上流側に設けられた旋回流生成部と、を備える。また、本開示における遠心分離装置は、ケースと回転筒との間の隙間においてポンプ部側から旋回流生成部側へ流れる戻り流れを低減させる戻り流れ抑制部を回転筒またはケースに備える。
　また、本開示における洗濯機は、上記の遠心分離装置と、被洗浄物と液体である洗濯水とを収容する洗濯槽と、洗濯槽内の洗濯水を循環させる水路と、を備える。そして、上記の遠心分離装置は、水路に設けられ、水路を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する。
　本開示の遠心分離装置及び遠心分離装置を備えた洗濯機は、戻り流れを低減することにより、液体内に存在する異物の分離を促進できる。
図１は、実施の形態１における遠心分離装置を備えた洗濯機の概略構成図である。 図２は、実施の形態１における遠心分離装置の要部断面図である。 図３は、実施の形態１における遠心分離装置のＥ－Ｅ断面図である。 図４は、実施の形態１における遠心分離装置のＦ－Ｆ断面図である。 図５は、実施の形態１における回転筒の外観図である。 図６は、実施の形態１における遠心分離装置を備えた洗濯機のブロック構成図である。 図７は、実施の形態２における遠心分離装置の要部断面図である。 図８は、従来の洗濯機に搭載された遠心分離装置の要部断面図である。 図９は、従来の洗濯機に搭載された遠心分離装置のＬ－Ｌ断面図である。
　以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。
　なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
　以下の各実施の形態では、本開示の遠心分離装置を、洗濯機に活用する例を説明する。なお、本開示の遠心分離装置は、洗濯機に限らず、水路を流れる液体に含まれる異物を分離する装置に活用できる。なお、本開示では、液体の流れにおける上流側を単に上流側、液体の流れにおける下流側を単に下流側として記載する場合がある。
　（実施の形態１）
　［１－１．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２０Ａを備えた洗濯機１００の概略的な構成を示す図である。なお、以下では、図１に示すように洗濯機１００が設置された状態（以下、「設置状態」ともいう）での鉛直方向を上下方向として記載する場合がある。また、設置状態において、扉１１が存在する側を前方側、反対側を後方側として記載する場合がある。図１に示すように、洗濯機１００は、被洗浄物の一例としての洗濯物５と液体の一例である洗濯水とを収容する洗濯槽の一例としての外槽１と、外槽１内に回転可能に設けられた回転槽４とを有する。なお、洗濯物５は、人が着る物の他、たとえばタオル、寝具、カーテン、敷物、靴等の人が着る物以外の布または皮製品その他の洗浄可能な物であってもよい。
　外槽１は有底筒状に構成され、洗濯機１００の外枠を構成する筐体２の内部において、複数のサスペンション機構３によって弾性的に支持されている。回転槽４は、有底筒状に構成され、外槽１内に設けられている。また、投入口６は回転槽４の前面側（図１において左側）に設けられている。
　回転槽４は、槽回転軸７を中心として回転可能に設けられ、洗濯物５を収容する。回転槽４の周壁面には、内方へ突出した複数（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。また、外槽１内と回転槽４内とは、小孔９を通して連通している。外槽１と回転槽４と槽回転軸７とは、水平に対して角度θ（例えば、２０°）前上がり（図１において左上方向）に傾けて設けられている。
　回転槽４は、外槽１の後部に設けられたモータ１０によって、正逆回転自在に構成されている。モータ１０は、例えば、ブラシレス直流モータで構成される。そして、後述する制御部３１（図６参照）のインバータ制御によって、モータ１０は、回転槽４の回転速度を自在に変化させることができる。
　筐体２の前面には、略円形状に形成された扉１１が設けられている。使用者は、扉１１を開閉することによって、投入口６から回転槽４内に洗濯物５を出し入れする。外槽１の開口部１ａは、投入口６と対向して形成される。また、伸縮自在な蛇腹状のパッキン１２によって開口部１ａと筐体２とは気密構成を確保して連結されている。
　給水口１３は、筐体２の後面上部に設けられ、洗濯水を供給する。給水口１３は、水道の蛇口１３ａと接続されている。したがって、洗濯水は給水口１３から供給される水道水である。また、給水弁１４と洗剤ケース１５とが給水口１３の下流側に設けられている。給水弁１４は、制御部３１によって開閉駆動され、洗濯水の給水及び停止を行う。
　図１中の矢印Ａで示すように、洗剤ケース１５は、洗剤投入部１５ａを洗剤ケース１５から前面側へ引き出し可能に構成されている。この構成により、使用者は、洗剤ケース１５内への洗剤の投入が容易に行える。給水口１３から供給された洗濯水は、洗剤ケース１５に流入する。そして、洗濯水は、洗剤ケース１５内に投入されている洗剤を溶かしながら外槽１へ流入する。この洗濯水の流れを矢印Ｂで示す。
　また、洗濯水を排出する排水口１６が外槽１の底部に設けられている。排水口１６には排水路１７が連結されている。排水路１７には排水弁１８が設けられている。排水弁１８は、制御部３１によって開閉駆動され、洗濯水を外槽１内に溜めたり筐体２の外に排水したりする。
　水路１９は、一端が、排水路１７に接続され、他端は、外槽１の前寄りの下部に連通接続されている。ここで、水路１９は、外槽１外の下方に位置し、筐体２の前後方向に形成されている。また、水路１９は、外槽１の下方に設けられた遠心分離装置２０Ａと連通接続している。また、水路１９は、排水路１７と遠心分離装置２０Ａをつなぐ水路１９ａと、遠心分離装置２０Ａと外槽１の前寄りの下部をつなぐ水路１９ｂを有している。そして、水路１９ａを介して、外槽１内の洗濯水が遠心分離装置２０Ａへ流入する。また、水路１９ｂを介して、遠心分離装置２０Ａを通過した洗濯水が外槽１内へ流出する。すなわち、水路１９は、外槽１内の洗濯水を循環させる。
　洗濯水は、排水弁１８を閉じているときは、排水口１６から排水路１７を経由して水路１９ａを流れた後、遠心分離装置２０Ａを通過する。そして、遠心分離装置２０Ａを通過する際に、以下に説明するように、洗濯水に含まれる異物が分離される。ここで、異物には、例えば、洗濯物５から遊離した汚れや糸屑、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。
　図２は、本実施の形態における遠心分離装置２０Ａの要部の構成を示す断面図である。図３は、図２におけるＥ－Ｅ断面図である。図４は、図２におけるＦ－Ｆ断面図である。図５は、本実施の形態における遠心分離装置２０Ａの回転筒２２の外観図である。
　遠心分離装置２０Ａは、水路１９に設けられ、水路１９を流れる液体（洗濯水）に含まれる異物を遠心分離する装置である。遠心分離装置２０Ａは、図２に示すように、水路１９に連通接続されたケース２１と、ケース２１内に回転可能に設けられた中空の回転筒２２と、回転筒２２を回転駆動する筒モータ２３とを有している。
　回転筒２２には、水路１９ａから回転筒２２内に液体を流入させる液体入口２２ａと、回転筒２２内から水路１９ｂへ液体を流出させる液体出口２２ｂとが設けられている。また、回転筒２２は、円筒状の内周面２２ｃを有している。回転筒２２の回転軸２２ｄは、鉛直方向に設定されている。
　本実施の形態における遠心分離装置２０Ａは、洗濯機１００に搭載されていることから、液体は、洗濯物５を洗う洗濯水である。したがって、以降の説明においては、液体を洗濯水として説明する。なお、洗濯水は、洗剤を含んだ水（例えば、水道水）、洗剤を含まない水、すすぎ動作時のすすぎ水等を含む。
　外槽１内の洗濯水は、図２に示すように、水路１９ａを通り（矢印Ｗ参照）、回転筒２２の底面の中央部に設けられた液体入口２２ａから回転筒２２内に流入する。その後、回転筒２２内に流入した洗濯水は、回転筒２２の上部に設けられた液体出口２２ｂから水路１９ｂへ流出する。このように、液体入口２２ａが液体出口２２ｂの下方にあるため、遠心分離装置２０Ａを通過する洗濯水は、回転筒２２内を下方から上方に向かって流れる。なお、遠心分離装置２０Ａは、本実施の形態のように洗濯水の流れ方向が垂直方向となるように設置されるほか、水平方向や斜め方向へ流れるように設置されてもよい。
　筒モータ２３は、回転筒２２が、例えば、約４０００ｒｐｍの高速で回転するように設定されている。これにより、回転筒２２内に導入された洗濯水は回転筒２２内で旋回し、高速の旋回流が発生する。洗濯水が、回転筒２２内を通過する間に、回転筒２２の高速回転により遠心力を受ける。これによって、洗濯水に含まれる異物は遠心分離され、回転筒２２の内周面２２ｃに向かって集積される。
　内周面２２ｃは回転筒２２の回転軸２２ｄを中心とし、内周面２２ｃの直径は、液体入口２２ａ及び液体出口２２ｂの最大径より大きく構成されている。これによって、回転筒２２の回転軸２２ｄから、内周面２２ｃに向かうほど、遠心力は強まる。
　したがって、この遠心力によって、回転筒２２を通過する洗濯水から分離された異物は、回転筒２２の内周面２２ｃに近づくほど、より強い遠心力で内周面２２ｃに保持される。その結果、遠心力によって分離された異物は、回転筒２２を通過する洗濯水の循環流に引き込まれて戻ることがない。すなわち、遠心分離装置２０Ａは、洗濯物５に汚れが再付着することを抑えることができ、遠心分離装置２０Ａを搭載した洗濯機１００は、洗浄力を向上させることができる。
　また、遠心分離装置２０Ａには、旋回流生成部２４が、ケース２１を通過する洗濯水の流入側に設けられている。すなわち、旋回流生成部２４は、液体入口２２ａの上流側に設けられている。旋回流生成部２４は、ケース２１と一体的に形成されており、円筒部２５と渦巻部２６とを有する。円筒部２５は、液体入口２２ａと連通し、円筒部２５の中心軸２５ａは、回転筒２２の回転軸２２ｄと一致するように設けられる。渦巻部２６は、円筒部２５の上流側に設けられ、円筒部２５及び水路１９ａと連通接続する。洗濯水は、旋回流生成部２４で旋回成分が付与され（図２中の矢印Ｄ参照）、液体入口２２ａから回転筒２２内に流入する。
　すわなち、渦巻部２６は、図３に示すように、渦巻部２６の側壁２６ａと水路１９ａの外周側の外周側壁１９ｃとが、第一の接続部２７ａで接線状に接続されている。また、渦巻部２６の側壁２６ａと円筒部２５の側壁２５ｂとが、第二の接続部２７ｂで接線状に接続されている。
　液体流入部２８は、水路１９ａから渦巻部２６に液体（洗濯水）が流入するように設けられる。液体流入部２８では、実質的に第一の接続部２７ａにおいて液体流入口２８ａが形成され、液体流入部２８と渦巻部２６とが接続する第一の接続部２７ａは、円筒部２５の側壁２５ｂより外方に設けられている。さらに、本実施の形態では、液体流入口２８ａが完全に円筒部２５の側壁２５ｂ（半径Ｈ）の外方に設けられている。ここで、本実施の形態では、水路１９ａの外周側壁１９ｃ、内周側壁１９ｄ、円筒部２５の側壁２５ｂ、及び、渦巻部２６の側壁２６ａ、の厚みは各々一定とする。
　また、円筒部２５の中心軸２５ａから渦巻部２６の側壁２６ａまでの距離Ｇは、第二の接続部２７ｂにおいて円筒部２５の半径Ｈと同一となるように、第一の接続部２７ａから連続的に短くなるように変化させている。例えば、渦巻部２６の側壁２６ａは、第一の接続部２７ａである液体流入部２８から下流側である第二の接続部２７ｂへの距離に応じて、円筒部２５の側壁２５ｂに向けて徐々に近づくように構成されている。
　そして、第一の接続部２７ａと第二の接続部２７ｂとは、円筒部２５の中心軸２５ａを挟んで反対に位置するように構成されている。
　このとき、第一の接続部２７ａを起点とし第二の接続部２７ｂまでの角度を、角度α１とする。角度α１は、例えば、９０°≦α１≦２７０°である。好ましくは、１７０°≦α１≦１９０°であり、本実施の形態における角度α１は、１８０°である。
　遠心分離装置２０Ａには、図２及び図４に示すように、ポンプ部２９が、ケース２１を通過する洗濯水の流出側に設けられている。すなわち、ポンプ部２９は、液体出口２２ｂの下流側に設けられ、回転筒２２と一体的に設けられ、遠心分離装置２０Ａ内への通水を促す。ポンプ部２９には、回転筒２２と一体的に形成されたポンプ羽根２９ａが配設されている。水路１９ｂは、ポンプ羽根２９ａの回転中心から側方に偏ってポンプ部２９に連通接続されている。
　ポンプ羽根２９ａは、筒モータ２３の駆動により回転筒２２とともに回転する。ポンプ羽根２９ａによるポンプ作用によって、外槽１内の洗濯水は、外槽１外の下方に形成された水路１９を流れて遠心分離装置２０Ａを通過する。これによって、洗濯水は、図１中の矢印Ｃで示すように遠心分離装置２０Ａと外槽１との間を循環する。
　このとき、水路１９を流れる洗濯水の流速は、ポンプ部２９の能力によって設定可能である。ポンプ部２９の能力は、ポンプ羽根２９ａの回転数に加え、ポンプ羽根２９ａの枚数（本実施の形態では８枚）や、形状等によって設定することができる。
　ここで、ポンプ羽根２９ａの作用により、ポンプ羽根２９ａの下流側の圧力は高くなり、ポンプ羽根２９ａの上流側の圧力は低くなる。つまり、回転筒２２とケース２１との間の隙間４１において、ポンプ羽根２９ａの下流側に位置するポンプ部側隙間４１ａの圧力Ｐａと、ポンプ羽根２９ａの上流側に位置する旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂとの関係はＰａ＞Ｐｂとなる。このため、図２中の矢印Ｕで示すようなポンプ部側隙間４１ａから旋回流生成部側隙間４１ｂへの戻り流れＵが生じる。ポンプ部側隙間４１ａの圧力Ｐａと旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂとの圧力差ΔＰが大きくなるほど、戻り流れＵの流量Ｑｕは増加する。
　また、図２及び図５に示すように、回転筒２２の下面２２ｅには、複数のリブ羽根４２が設けられている。リブ羽根４２は、複数の小さな突起が放射状に形成されたものである。リブ羽根４２もポンプ羽根２９ａと同様に筒モータ２３の駆動により回転筒２２とともに回転する。
　リブ羽根４２が回転することにより、リブ羽根４２の外周側の旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂはリブ羽根４２がない場合と比較して上昇する。このため、ポンプ部側隙間４１ａの圧力Ｐａと旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂとの圧力差ΔＰは小さくなる。これにより、戻り流れＵの流量Ｑｕは減少する。すなわち、回転筒２２の外側に設けられているリブ羽根４２は、旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂを上昇させる圧力上昇部の一例である。また、リブ羽根４２は、ポンプ部側隙間４１ａの圧力Ｐａと旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂとの圧力差ΔＰを低減させる圧力差低減部の一例であり、さらに、戻り流れＵの流量Ｑｕを減少させる戻り流れ抑制部の一例でもある。
　リブ羽根４２は、回転筒２２の外側に一体的に設けられると、小さな形状でも旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂを上昇させることが可能であり、圧力差ΔＰを小さくして逆流（戻り流れＵ）を抑制できる。特に、リブ羽根４２が回転筒２２の下面２２ｅに実質的に放射状となるように形成されれば、より効率的に圧力Ｐｂを上昇させて逆流（戻り流れＵ）を抑制できる。
　なお、リブ羽根４２による圧力Ｐｂの上昇が大きくなり、ポンプ部側隙間４１ａの圧力Ｐａと、旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂとの関係がＰａ＜Ｐｂとなると、液体が回転筒２２の外側をバイパスして流れる。したがって、リブ羽根４２は、例えばポンプ羽根２９ａよりも小さくするなどして、Ｐａ＜Ｐｂとならないように形成されることにより、バイパスの発生を防止できる。
　洗濯水が遠心分離装置２０Ａを通過する循環流の流速をＶ１とし、洗濯水が回転筒２２内で洗濯水が旋回する旋回流の流速をＶ２とする。そして、本実施の形態では、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に設定されている。
　図１に示すように、制御部３１は、筐体２内の下部に設けられている。図６は、遠心分離装置２０Ａを備えた洗濯機１００の制御構成を示すブロック図である。制御部３１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３２の出力と、外槽１内に給水された洗濯水の量を検知する水量検知部３３の出力と、回転槽４の回転駆動を検知する回転検知部３４等の出力が入力される。制御部３１は、操作表示部３５により、使用者が設定した洗濯コースに基づいて、モータ１０、給水弁１４、排水弁１８、及び筒モータ２３の駆動を制御し、洗濯運転を実行する。洗濯運転には、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程等の各工程が含まれる。なお、制御部３１は、これらの機能を実現する、専用に設計されたハードウェア回路でもよいし、プロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、その機能を実現するものでもよい。
　［１－２．動作］
　以上のように構成された遠心分離装置２０Ａを備えた洗濯機１００について、以下その動作、作用を説明する。洗濯運転において、洗い工程は、洗剤の溶解した洗濯水が外槽１に給水され、回転槽４の回転によって叩き洗いを行いながら洗濯物５の汚れが洗い落とされる工程である。洗い工程に続いて、すすぎ工程では、例えば、第一の中間脱水動作、第一のすすぎ動作、第二の中間脱水動作、第二のすすぎ動作、の各動作が行われる。そして、すすぎ工程に続いて、洗濯運転の最後である脱水工程が実行される。
　以下に、洗濯運転の概要を説明する。まず、洗濯運転のはじめに、使用者は、筐体２の前面に設けられた扉１１を開いて、投入口６から回転槽４内に洗濯物５を投入する。その後、使用者は、操作表示部３５のスタートスイッチ（図示せず）を操作して洗濯運転を開始する。
　洗濯運転の開始により、制御部３１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３２によって検知する。制御部３１は、検知した洗濯物５の量に応じて、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程等の各工程の時間及び洗濯水の量を設定する。
　制御部３１は、洗い工程において、排水弁１８を閉じた状態で、洗剤の投入が完了した頃を見計らって給水弁１４を開く。これによって、洗濯水が給水口１３から洗剤ケース１５に流入し、図１中の矢印Ｂに示すように、投入されている洗剤を溶かしながら外槽１へ洗濯水が給水される。制御部３１は、外槽１内に溜まった洗濯水の量が、洗濯物５の量に応じて予め設定された所定量に達すると、給水弁１４を閉じて給水を止める。
　制御部３１は、以上の給水動作が完了すると、モータ１０を駆動して回転槽４を回転させ、洗浄動作を行う。制御部３１は、洗浄動作を所定時間行うと、排水弁１８を開いて外槽１内の洗濯水を機外へ排水する。制御部３１は、排水が完了した後、すすぎ工程に移る。
　制御部３１は、すすぎ工程において、洗い工程と同様に、排水弁１８を閉じた状態で給水弁１４を開いて外槽１内に所定量の洗濯水を給水し、回転槽４を正逆回転させる。これによって洗濯物５のすすぎが行われる。ここでの洗濯水は、洗剤を含まない水、すすぎ水である。制御部３１は、排水が完了した後、脱水工程に移る。
　そして、制御部３１は、脱水工程において、モータ１０により洗濯物５の入った回転槽４を高速で回転させて脱水を行い、排水弁１８を開いて外槽１内の洗濯水を機外へ排出する。
　以上のように、制御部３１は、洗い工程、すすぎ工程、脱水工程を行って、洗濯運転を終了する。
　次に、遠心分離装置２０Ａにおいて洗濯水が浄化される作用について説明する。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。遠心分離装置２０Ａによって分離される異物として、水より比重が重いものがある。例えば、汚れ物質は、砂、繊維屑、髪の毛、角質汚れなどである。また、水より比重が軽くても、糸屑などの水より比重が重いものに付着するものが分離される。例えば、皮脂に代表される脂分などがある。
　洗い工程において、制御部３１は、筒モータ２３を駆動させ、外槽１内の汚れ物質を含む洗濯水を遠心分離装置２０Ａへ循環させる。すなわち、筒モータ２３の駆動により、回転筒２２とポンプ羽根２９ａ及びリブ羽根４２が回転する。外槽１内の洗濯水は、ポンプ羽根２９ａによるポンプ作用により、排水口１６から流出し、排水弁１８は閉じているため、水路１９ａを通って液体流入部２８から旋回流生成部２４の渦巻部２６に流入する。
　水路１９ａは、図３に示すように、円筒部２５の外周側に設けられている。また、液体流入部２８は、円筒部２５の側壁２５ｂより外方に設けられている。このため、水路１９ａから渦巻部２６に流入する洗濯水の流れ（矢印Ｗ）は、渦巻部２６内を一周してきた洗濯水の流れ（矢印Ｊ）を阻害することなく、円筒部２５の側壁２５ｂに沿った流れ（矢印Ｋ）を生成することができる。これにより、旋回流生成部２４内で生成される旋回流は、渦中心２５ｃと円筒部２５の中心軸２５ａとが一致するように生成される。
　このようにして、旋回流生成部２４において旋回成分が付与された洗濯水は、液体入口２２ａから回転筒２２内に流入する。また、回転筒２２は筒モータ２３によって回転している。
　ここで、旋回流生成部２４で生成される旋回流の渦中心２５ｃの位置が、回転筒２２の回転軸２２ｄとずれている場合、液体入口２２ａで旋回流が乱れ、下流である回転筒２２内での旋回流に乱れが生じる。しかし、本実施の形態においては、上述のように、旋回流生成部２４で生成される旋回流の渦中心２５ｃが、回転筒２２の回転軸２２ｄと一致するため、回転筒２２内に導入された洗濯水は、回転筒２２内で乱れの少ない高速の旋回流を発生させることができる。
　以上のように、洗濯水は、液体入口２２ａから回転筒２２内に導入されて回転筒２２を通過し、液体出口２２ｂから流出する。このとき、洗濯物５から遊離した、洗濯水より比重の重い異物（例えば、砂、髪の毛、角質汚れなど）は、乱れの少ない高速の旋回流による強い遠心力の作用によって、回転筒２２の内周面２２ｃに向かい集積される。また、洗濯水に含まれる汚れの内、水より比重が軽いもの（皮脂に代表される脂分など）でも、水より比重が重いもの（糸屑など）に付着するものは洗濯水から分離するので洗濯水から除去することができる。このようにして、洗濯水に含まれる洗濯物特有の汚れ物質は、洗濯水から遠心分離されて除去される。
　この際、小さい異物や比重が水とあまり変わらない異物などの軽い異物は、徐々に回転筒２２の内周面２２ｃに向かって集積される。このため、回転筒２２内で、洗濯水が旋回しながら、下から上に向かって通過する主流Ｖ（図２中の矢印Ｖ）の流量Ｑｖを低減させてより長い時間、回転筒２２内を流れるようにすることが好ましい。しかしながら、回転筒２２とケース２１との間の隙間４１をポンプ部側隙間４１ａから旋回流生成部側隙間４１ｂへ流れる戻り流れＵ（図２中の矢印Ｕ）がある。これにより、主流Ｖの流量Ｑｖは水路１９ａから流入する流入流れＷ（図２中の矢印Ｗ）の流量Ｑｗと戻り流れＵの流量Ｑｕとの和、すなわち、Ｑｖ＝Ｑｗ＋Ｑｕとなる。このため、戻り流れＵの流量Ｑｕが増えると、主流Ｖの流量Ｑｖが増え、異物が回転筒２２内を通過する時間が流入流れＷの流量Ｑｗだけが通過する時間と比較して短くなる。
　しかし、本実施の形態では、回転筒２２の下面２２ｅにリブ羽根４２が設けられているため、戻り流れＵの流量Ｑｕを低減することができ、主流Ｖの流量Ｑｖの増加を抑制することができる。このため、異物が回転筒２２内を通過する時間が短くなることを抑制することが可能となる。これにより、遠心分離装置２０Ａは、軽い異物でも洗濯水から分離できる可能性が高くなり、洗濯水に存在する異物の分離を促進できる。
　一方、遠心分離装置２０Ａの回転筒２２内では、洗濯水が旋回しながら、下から上に向かって通過する。このとき、洗濯水に洗剤によって生じる気泡、及び、水路１９中の気泡が旋回流生成部２４から回転筒２２内に入ってくることがある。このような場合でも、まず、水より軽い気泡は、旋回流によって回転筒２２の中心部に集まり、さらに、上方へ浮上しようとする作用と、洗濯水が下から上に向かう流れとが相まって、液体出口２２ｂから回転筒２２外へ容易に排出される。
　これによって、遠心分離装置２０Ａは、水より軽い気泡が回転筒２２内に留まることによって生じる、回転筒２２内の水と気泡分布のアンバランスを抑え、回転筒２２を回転させるために必要な筒モータ２３のトルクの変動を最小限に抑えることができる。また、遠心分離装置２０Ａは、トルク変動によって生じる回転筒２２の回転数変動も抑えることができる。
　また、回転筒２２内で汚れ物質が分離された洗濯水は、液体出口２２ｂからポンプ部２９へ流出する。本実施の形態では、旋回流生成部２４で生成される旋回流の渦中心２５ｃと、回転筒２２の回転軸２２ｄとが一致しているため、遠心分離装置２０Ａは、回転筒２２内で乱れの少ない旋回流を生成することができる。したがって、遠心分離装置２０Ａは、ポンプ羽根２９ａ間に均一に洗濯水を流入させることができる。このため、遠心分離装置２０Ａは、流入量の不均一によるポンプ性能の低下や、ポンプ羽根２９ａへの圧力の不均一によるアンバランスによって生じる耐久性能の低下などが生じない構成となっている。
　また、ポンプ部２９に流入した洗濯水は、ポンプ羽根２９ａによるポンプ作用により、水路１９ｂを通って外槽１に流入する。そして、外槽１内の洗濯水は、遠心分離装置２０Ａに備えられたポンプ機能により、水路１９を通して遠心分離装置２０Ａとの間で循環し、洗濯水の浄化が進行する。これによって、遠心分離装置２０Ａは、分離した汚れ物質が洗濯物５へ再付着することを抑えることができる。
　ここで、遠心分離装置２０Ａは、ポンプ作用を有するポンプ羽根２９ａが回転筒２２と一体的に設けられ、制御部３１は、回転筒２２を回転させて遠心分離装置２０Ａと外槽１との間で洗濯水の循環を行う。したがって、洗濯機１００は、洗濯水循環用のポンプを遠心分離装置２０Ａと別異に設ける必要がなく、構成を簡略にすることができる。
　また、制御部３１は、排水時に排水弁１８を開き、水路１９を循環する矢印Ｃの方向とは逆方向に洗濯水を流す。回転筒２２の内周面２２ｃに集められた異物は、この洗濯水の流れに乗って、排水弁１８を通して筐体２の外へ排出される。これにより、洗濯機１００は、浄化される洗濯水の一部を遠心分離中に捨てるような構成とする必要がない。
　なお、洗濯水に含まれる異物の分離は、洗い工程のほか、すすぎ工程で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２０Ａで分離することにより、洗濯機１００は、すすぎ効果を高めることができる。すすぎ時は、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が可能であり、すすぎ性能が向上する。
　［１－３．効果等］
　以上のように、本実施の形態の遠心分離装置２０Ａは、水路１９に設けられ、水路１９を流れる液体（洗濯水）に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置である。遠心分離装置２０Ａは、水路１９と連通接続されたケース２１と、ケース２１内に回転可能に設けられた中空の回転筒２２と、を備える。また、遠心分離装置２０Ａは、回転筒２２内に水路１９ａから液体を流入させる液体入口２２ａと、回転筒２２内から水路１９ｂへ液体を流出させる液体出口２２ｂと、を備える。また、遠心分離装置２０Ａは、液体出口２２ｂの下流側に回転筒２２と一体的に設けられ、遠心分離装置２０Ａ内への通水を促すポンプ部２９と、回転筒２２とポンプ部２９とを回転駆動する筒モータ２３と、液体入口２２ａの上流側に設けられた旋回流生成部２４と、を備える。また、遠心分離装置２０Ａは、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１においてポンプ部２９側から旋回流生成部２４側へ流れる戻り流れＵを低減させる戻り流れ抑制部（リブ羽根４２）を回転筒２２に備える。
　この構成により、遠心分離装置２０Ａは、回転筒２２に戻り流れ抑制部を備えるため、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１における逆流（戻り流れＵ）を抑制し、回転筒２２内を流れる主流Ｖの流量Ｑｖが無駄に増えることを低減できる。このため、遠心分離装置２０Ａは、液体が回転筒２２内を流れる時間が短くなることを防ぎ、液体内に存在する異物の分離を促進できる。また、遠心分離装置２０Ａは、洗濯水内に存在する異物、特に、小さい異物や水と比重が大きく変わらない異物などの軽い異物、の分離を促進することができる。このように、本実施の形態の遠心分離装置２０Ａは、戻り流れＵを低減することにより、液体内に存在する異物の分離を促進することができる。
　また、上記構成において、戻り流れ抑制部（リブ羽根４２）は、圧力差低減部として構成されてもよい。圧力差低減部は、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１において、旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂを上昇させて、ポンプ部側隙間４１ａの圧力Ｐａと旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂとの差ΔＰを低減させる。これにより、リブ羽根４２は、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１における圧力差ΔＰを低減させて、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１における逆流（戻り流れＵ）を抑制できる。
　また、上記構成において、圧力差低減部（リブ羽根４２）は、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１における旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂを上昇させる圧力上昇部として構成されてもよい。これにより、リブ羽根４２は、旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂを上昇させて、圧力差ΔＰを低減できる。さらに、これにより、リブ羽根４２は、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１における逆流（戻り流れＵ）を抑制できる。
　また、上記構成において、圧力上昇部は、回転筒２２の外側に設けられるリブ羽根４２であってもよい。これにより、リブ羽根４２は、小さな形状でもリブ羽根４２がない場合と比較して旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂを上昇させることができ、ポンプ部側隙間４１ａの圧力Ｐａと旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂとの圧力差ΔＰを小さくできる。これにより、リブ羽根４２は、隙間４１の戻り流れＵの流量Ｑｕを減少させられる。
　また、上記いずれかの構成において、リブ羽根４２は、回転筒２２の下面２２ｅに実質的に放射状に設けられてもよい。これにより、回転筒２２が回転することにより、実質的に放射状、つまり外周方向の力が発生し、リブ羽根４２は、より効率的に旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂを上昇させて逆流（戻り流れＵ）を抑制できる。
　また、上記いずれかの構成において、圧力上昇部（リブ羽根４２）は、旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂがポンプ部側隙間４１ａの圧力Ｐａよりも高くならないように設けられてもよい。これにより、遠心分離装置２０Ａは、液体が回転筒２２の外側をバイパスして流れることを防止できる。
　また、本実施の形態の洗濯機１００は、上記いずれかの遠心分離装置２０Ａと、洗濯物５と洗濯水とを収容する外槽１と、外槽１内の洗濯水を循環させる水路１９と、を備える。そして、遠心分離装置２０Ａは、水路１９に設けられ、水路１９を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する。
　これにより、洗濯機１００は、上記いずれかの遠心分離装置２０Ａを備えることにより、洗濯水に存在する異物の分離を促進することができる。
　（実施の形態２）
　［２－１．構成］
　以下、図７を用いて、実施の形態２を説明する。図７は、実施の形態２における遠心分離装置２０Ｂの要部の構成を示す断面図である。実施の形態２の遠心分離装置２０Ｂは、実施の形態１の遠心分離装置２０Ａのリブ羽根４２に代えて、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１において、隙間寸法を小さくした絞り部４３を備える点で、遠心分離装置２０Ａと異なる。なお、実施の形態２では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明し、実施の形態１と同じ部分については、実施の形態１の記載を援用する。
　絞り部４３は、例えば、隙間４１においてポンプ部２９近傍の上部に設けられ、回転筒２２が回転するときに振動してもケース２１に接触しない範囲でできる限り小さな寸法で構成される。本実施の形態では、回転筒２２を回転させる筒モータ２３及びポンプ部２９が上部に設けられ、回転筒２２の回転軸２２ｄとなるモータシャフトは回転筒２２の上部に位置する。
　この構成により、回転筒２２が回転振動したとしても、上部ほど振幅が小さい。このため、回転筒２２がケース２１に接触することが抑制され、絞り部４３が上部に設けられるのが好ましい。要するに、絞り部４３は、筒モータ２３に近い位置に設けられるのが好ましく、筒モータ２３が下部に設けられれば絞り部４３も下部に設けられるのが好ましい。すなわち、絞り部４３は、回転筒２２の上部側と下部側とのうちの筒モータ２３に近い位置において、隙間４１の少なくとも一部を狭くするように、ケース２１または回転筒２２に設けられるのが好ましい。なお、本実施の形態では、絞り部４３は、ケース２１に設けられている。しかしながら、回転筒２２の回転軸２２ｄの支点が両端支持される構成などにより振動と接触の恐れが小さければ、これに限定されるものではない。
　［２－２．動作］
　絞り部４３の抵抗により、ポンプ部側隙間４１ａの圧力Ｐａはポンプ部２９の圧力Ｐｃより低くなる。このため、ポンプ部側隙間４１ａの圧力Ｐａと旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂとの圧力差ΔＰａｂは小さくなるので、戻り流れＵの流量Ｑｕは減少する。すなわち、絞り部４３は、ポンプ部側隙間４１ａの圧力Ｐａと旋回流生成部側隙間４１ｂの圧力Ｐｂとの圧力差ΔＰａｂを低減させる圧力差低減部であり、さらに、戻り流れＵの流量Ｑｕを減少させる戻り流れ抑制部である。
　遠心分離装置２０Ｂは、この絞り部４３により、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１における逆流（戻り流れＵ）を抑制し、回転筒２２内を流れる主流Ｖの流量Ｑｖが無駄に増えることを低減できる。このため、遠心分離装置２０Ｂは、液体が回転筒２２内を流れる時間が短くなることを防ぎ、液体内に存在する異物の分離を促進できる。
　［２－３．効果等］
　以上のように、本実施の形態の遠心分離装置２０Ｂは、水路１９に設けられ、水路１９を流れる液体（洗濯水）に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置である。遠心分離装置２０Ｂは、水路１９と連通接続されたケース２１と、ケース２１内に回転可能に設けられた回転筒２２と、を備える。また、遠心分離装置２０Ｂは、回転筒２２内に水路１９ａから液体を流入させる液体入口２２ａと、回転筒２２内から水路１９ｂへ液体を流出させる液体出口２２ｂと、を備える。また、遠心分離装置２０Ｂは、液体出口２２ｂの下流側に回転筒２２と一体的に設けられ、遠心分離装置２０Ｂ内への通水を促すポンプ部２９と、回転筒２２とポンプ部２９とを回転駆動する筒モータ２３と、液体入口２２ａの上流側に設けられた旋回流生成部２４と、を備える。また、遠心分離装置２０Ｂは、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１においてポンプ部２９側から旋回流生成部２４側へ流れる戻り流れＵを低減させる戻り流れ抑制部（絞り部４３）をケース２１に備える。
　この構成により、遠心分離装置２０Ｂは、実施の形態１における遠心分離装置２０Ａと同様、戻り流れＵを低減することにより、液体内に存在する異物の分離を促進することができる。
　また、上記構成において、戻り流れ抑制部は、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１の少なくとも一部を狭くする絞り部４３として構成されてもよい。これにより、遠心分離装置２０Ｂは、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１における逆流（戻り流れＵ）を抑制し、回転筒２２内を流れる主流Ｖの流量Ｑｖが無駄に増えることを低減できる。このため、遠心分離装置２０Ｂは、液体が回転筒２２内を流れる時間が短くなることを防ぎ、液体内に存在する異物の分離を促進できる。
　また、上記構成において、絞り部４３は、ケース２１と回転筒２２との間の隙間４１において、筒モータ２３に近い位置に設けられてもよい。これにより、回転筒２２が回転振動したとしても、筒モータ２３に近い位置ほど振幅が小さく、回転筒２２がケース２１に接触することが抑制される。
　また、本実施の形態の洗濯機は、上記いずれかの遠心分離装置２０Ｂと、洗濯物５と洗濯水とを収容する外槽１と、外槽１内の洗濯水を循環させる水路１９と、を備える。そして、遠心分離装置２０Ｂは、水路１９に設けられ、水路１９を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する。
　これにより、本実施の形態の洗濯機は、上記いずれかの遠心分離装置２０Ｂを備えることにより、洗濯水に存在する異物の分離を促進することができる。
　（他の実施の形態）
　以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態１及び２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、実施の形態１及び２で説明した各構成要素を組合せて、新たな実施の形態とすることも可能である。
　以上のように、実施の形態１において、回転筒２２の下面２２ｅにリブ羽根４２を有し、このリブ羽根４２は、小さな複数の突起が放射状に配列される構成について説明した。しかしながら、リブ羽根４２は、これに限られるものではなく、放射状から外れて傾斜したり、円弧状に湾曲したりする突起などでもよい。また、リブ羽根４２は、回転筒２２の下面２２ｅではなく、下面２２ｅと対向するケース２１の下側内面に備えてもよい。要は、回転筒２２が回転することにより、下面２２ｅの隙間において、実質的に外周方向の力が発生するように形成されればよい。
　また、同様に、リブ羽根４２は、回転筒２２の周側面外側に構成されてもよい。これにより、隙間４１において上向きの力が発生するように形成されればよい。
　また、実施の形態２において、絞り部４３が、ケース２１に設けられる構成について説明した。しかしながら、絞り部４３は、隙間４１の少なくとも一部を狭くするものであればよく、回転筒２２に設けられてもよい。この際、絞り部４３は、回転筒２２の上部側と下部側とのうちの筒モータ２３に近い位置に設けられてもよい。また、絞り部４３は、回転筒２２の周側面外側またはこの回転筒２２の周側面外側と対向するケース２１の内側面に設けられてもよい。この際、絞り部４３は、回転筒２２の周側面外側またはこの回転筒２２の周側面外側と対向するケース２１の内側面において、筒モータ２３に近い位置に設けられてもよい。筒モータ２３に近い位置は、例えば、回転筒２２の高さ方向（図７の上下方向）における中央位置よりも筒モータ２３に近い位置であってもよい。
　また、実施の形態１及び２において、遠心分離装置２０Ａ、２０Ｂ、及び、その遠心分離装置２０Ａ、２０Ｂを備えた洗濯機を説明した。すなわち、実施の形態１及び２における洗濯機は、被洗浄物である洗濯物５と液体である洗濯水とを収容する、外槽１及び回転槽４からなる洗濯槽を備える。また、実施の形態１及び２における洗濯機は、洗濯槽内の洗濯水を循環させる水路１９と、水路１９に設けられ、水路１９を流れる洗濯水に含まれる異物を遠心分離する実施の形態１または２に記載の遠心分離装置２０Ａまたは２０Ｂとを備える。
　この構成により、洗濯物５から遊離した汚れ物質等の洗濯水に含まれる、小さい異物や水と比重が大きく変わらない異物などの軽い異物の分離を、遠心分離装置２０Ａまたは２０Ｂにおいて効果的に促進する実施の形態１または２における洗濯機を実現することができる。そして、実施の形態１及び２における洗濯機は、汚れ物質等の洗濯物５への再付着を抑えて洗浄効果を高めることができる。
　また、実施の形態１及び２においては、本開示の洗濯機の一例として、ドラム式洗濯機について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、本開示における洗濯機は、洗濯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、実施の形態１及び２の遠心分離装置２０Ａ及び２０Ｂは、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、または、収納ケース内で押し洗い、もしくは、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。また、遠心分離装置２０Ａ及び２０Ｂは、洗濯機に限らず、液体から異物を分離し浄化する装置として活用できる。
　また、以上の実施の形態で説明した構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
　本開示にかかる遠心分離装置、及び、遠心分離装置を備えた洗濯機は、水路を流れる液体に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置、及び、この遠心分離装置を備えた洗濯機に有用である。本開示にかかる遠心分離装置、及び、遠心分離装置を備えた洗濯機は、例えば、家庭用のみならず、業務用の遠心分離装置、及び遠心分離装置を備えた洗濯機として有用である。
　１　外槽（洗濯槽）
　１ａ　開口部
　２　筐体
　３　サスペンション機構
　４　回転槽
　５　洗濯物（被洗浄物）
　６　投入口
　７　槽回転軸
　８　バッフル
　９　小孔
　１０　モータ
　１１　扉
　１２　パッキン
　１３　給水口
　１３ａ　蛇口
　１４　給水弁
　１５　洗剤ケース
　１５ａ　洗剤投入部
　１６　排水口
　１７　排水路
　１８　排水弁
　１９　水路
　１９ａ　水路
　１９ｂ　水路
　１９ｃ　外周側壁
　１９ｄ　内周側壁
　２０Ａ　遠心分離装置
　２０Ｂ　遠心分離装置
　２１　ケース
　２２　回転筒
　２２ａ　液体入口
　２２ｂ　液体出口
　２２ｃ　内周面
　２２ｄ　回転軸
　２２ｅ　下面
　２３　筒モータ
　２４　旋回流生成部
　２５　円筒部
　２５ａ　中心軸
　２５ｂ　側壁
　２５ｃ　渦中心
　２６　渦巻部
　２６ａ　側壁
　２７ａ　第一の接続部
　２７ｂ　第二の接続部
　２８　液体流入部
　２８ａ　液体流入口
　２９　ポンプ部
　２９ａ　ポンプ羽根
　３１　制御部
　３２　布量検知部
　３３　水量検知部
　３４　回転検知部
　３５　操作表示部
　４１　隙間
　４１ａ　ポンプ部側隙間
　４１ｂ　旋回流生成部側隙間
　４２　リブ羽根（戻り流れ抑制部）
　４３　絞り部（戻り流れ抑制部）
　５１　遠心分離装置
　５２　水路
　５３　ケース
　５４　回転筒
　５５　筒モータ
　５６　旋回流生成部
　５７　洗濯水入口
　５８　内周面
　５９　ポンプ部
　６０　ポンプ羽根
　６１　隙間
　６１ａ　ポンプ部側隙間
　６１ｂ　旋回流生成部側隙間
　１００　洗濯機
　Ｇ　距離
　Ｈ　半径
　Ｕ　戻り流れ
　Ｖ　主流
　Ｗ　流入流れ
　Ｘ　流入流れ
　Ｙ　主流
　Ｚ　戻り流れ
　α１　角度
　θ　角度

Claims (9)

  1. 　水路に設けられ、前記水路を流れる液体に含まれる異物を遠心分離する遠心分離装置であって、
    　前記水路と連通接続されたケースと、
    　前記ケース内に回転可能に設けられた中空の回転筒と、
    　前記回転筒内に前記水路から前記液体を流入させる液体入口と、
    　前記回転筒内から前記水路へ前記液体を流出させる液体出口と、
    　前記液体出口の下流側に前記回転筒と一体的に設けられ、前記遠心分離装置内への通水を促すポンプ部と、
    　前記回転筒と前記ポンプ部とを回転駆動する筒モータと、
    　前記液体入口の上流側に設けられた旋回流生成部と、を備え、
    　前記ケースと前記回転筒との間の隙間において前記ポンプ部側から前記旋回流生成部側へ流れる戻り流れを低減させる戻り流れ抑制部を前記回転筒または前記ケースに備える、
    　遠心分離装置。
  2. 　前記戻り流れ抑制部は、前記ケースと前記回転筒との間の前記隙間において、旋回流生成部側隙間の圧力を上昇させて、ポンプ部側隙間の圧力と前記旋回流生成部側隙間の圧力との差を低減させる圧力差低減部として構成される、
    　請求項１に記載の遠心分離装置。
  3. 　前記圧力差低減部は、前記ケースと前記回転筒との間の前記隙間における前記旋回流生成部側隙間の圧力を上昇させる圧力上昇部として構成される、
    　請求項２に記載の遠心分離装置。
  4. 　前記圧力上昇部は、前記回転筒の外側に設けられるリブ羽根である、
    　請求項３に記載の遠心分離装置。
  5. 　前記リブ羽根は、前記回転筒の下面に実質的に放射状に設けられる、
    　請求項４に記載の遠心分離装置。
  6. 　前記圧力上昇部は、前記旋回流生成部側隙間の圧力が前記ポンプ部側隙間の圧力よりも高くならないように設けられる、
    　請求項３に記載の遠心分離装置。
  7. 　前記戻り流れ抑制部は、前記ケースと前記回転筒との間の前記隙間の少なくとも一部を狭くする絞り部として構成される、
    　請求項１に記載の遠心分離装置。
  8. 　前記絞り部は、前記ケースと前記回転筒との間の前記隙間において、前記筒モータに近い位置に設けられる、
    　請求項７に記載の遠心分離装置。
  9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の遠心分離装置と、
    　被洗浄物と前記液体である洗濯水とを収容する洗濯槽と、
    　前記洗濯槽内の前記洗濯水を循環させる前記水路と、を備え、
    　前記遠心分離装置は、前記水路に設けられ、前記水路を流れる前記洗濯水に含まれる前記異物を遠心分離する、
    　洗濯機。
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