WO2024018653A1 - 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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WO2024018653A1
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WO
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section
liquid
centrifugal separator
washing
water
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/001737
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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
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

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 the line QQ 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 present disclosure provides a centrifugal separator capable of promoting the separation of foreign substances present in washing water by reducing the short-circuit flow from the outer periphery toward the center that occurs near the bottom of the swirling flow generating section. and a washing machine equipped with a 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 includes a case connected in communication with a waterway, and a hollow rotary cylinder rotatably provided within the case.
  • the centrifugal separator also includes a liquid inlet that allows liquid to flow into the rotating cylinder from the water channel, and a liquid outlet that allows liquid to flow out from the rotating cylinder into the water channel.
  • the centrifugal separator includes a cylinder motor that rotationally drives the rotating cylinder, and a swirling flow generating section that is provided upstream of the liquid inlet and has a bottom surface opposite to the liquid inlet.
  • the swirling flow generating section includes a cylindrical section that communicates with the liquid inlet, a liquid inlet section through which liquid flows into the cylindrical section from the water channel, a convex section and one or more enlarged sections, and swirls the liquid that flows in from the liquid inlet section. and a swirling flow path.
  • the convex portion and the enlarged portion are provided so that their centers coincide with the central axis of the cylindrical portion.
  • the enlarged portion is provided on the bottom surface and has a larger diameter than the convex portion.
  • the convex portion is formed in a cylindrical shape from the enlarged portion toward the liquid inlet side.
  • the washing machine includes the above-mentioned centrifugal separator, a washing tub that accommodates laundry and liquid washing water, a waterway that circulates the washing water in the washing tub, and a washing machine that is provided in the waterway, A pump unit that circulates water.
  • a centrifugal separator is installed in a waterway and centrifugally separates foreign substances contained in washing water flowing through the waterway.
  • centrifugal separator of the present disclosure and the washing machine equipped with the centrifugal separator reduce the short-circuit flow from the outer circumferential side toward the center that occurs near the bottom of the swirling flow generating section, thereby reducing the amount of liquid (washing water). ) can promote the separation of foreign substances present in
  • 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 a block diagram of a washing machine equipped with a centrifugal separator according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a sectional view of essential parts of a centrifugal separator according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a NN cross-sectional view of the centrifugal separator in the 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 a QQ sectional view of a centrifugal separator installed in a conventional washing machine.
  • 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.
  • 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.
  • installation state the vertical direction in the state in which the washing machine 100 is installed
  • the side where the door 11 is present may be described as the front side
  • the opposite side may be described as the rear side.
  • the washing machine 100 includes an outer tub 1 as an example of a washing tub that accommodates laundry 5 and washing water as an example of a liquid, and a rotatable tub rotatably provided in the outer tub 1. It has a tank 4.
  • the laundry 5 may be not only things that people wear, but also cloth or leather products other than things that people wear, 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 gasket 12 that can be expanded and contracted 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.
  • 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 circumferential 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, and has a bottom surface 24c opposite 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. That is, the liquid inlet part 28 is provided so that washing water flows into the cylindrical part 25 from the water channel 19a via the spiral part 26.
  • 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 inflow portion 28 has an inner peripheral side wall 19d on the inner peripheral side of the water channel 19a that is tangentially connected to the side wall 25b of the cylindrical portion 25, so that the entire liquid inflow portion 28 (liquid inlet 28a) is provided outside the side wall 25b (radius H) of the cylindrical portion 25. That is, the liquid inflow portion 28 is provided outward from the side wall 25b 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. That is, the side wall 26a of the spiral portion 26 is configured to gradually approach the side wall 25b of the cylindrical portion 25 from the outer peripheral side wall 19c of the water channel 19a.
  • 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 swirling flow generating section 24 is provided with a convex section 37.
  • the convex portion 37 is formed in a cylindrical shape from an enlarged portion 38 provided on the bottom surface 24c of the swirling flow generating portion 24 toward the liquid inlet 22a side.
  • the center of the convex portion 37 coincides with the central axis 25a of the cylindrical portion 25 and the rotation axis 22d of the rotating cylinder 22. That is, the convex portion 37 is provided so that its center coincides with the central axis 25a of the cylindrical portion 25.
  • the swirling flow generating section 24 is provided with a swirling flow path 36 that swirls the washing water flowing in from the liquid inflow section 28.
  • the swirling flow path 36 includes a convex portion 37 and an enlarged portion 38 .
  • the swirling flow path 36 is formed into a donut shape by the outer circumferential wall of the convex portion 37 and the side wall 24a of the swirling flow generating portion 24. Therefore, as shown in FIG. 3, the radius M1 of the convex portion 37 is configured to be smaller than the vertical distance L.
  • the vertical distance L is a line between the line extending the inner peripheral side wall 19d on the central axis 25a side of the cylindrical portion 25 of the water channel 19a and the central axis 25a of the cylindrical portion 25. is the vertical distance to .
  • the washing water to which the swirling component has been added rises up the cylindrical portion 25 and flows into the rotary cylinder 22 from the liquid inlet 22a.
  • the upper surface 37a of the convex portion 37 is inclined downward from the central axis 25a to the outer periphery.
  • the convex portion 37 may be hollow.
  • the bottom surface 24c of the swirling flow generation section 24 is provided with an enlarged section 38 that is stepped and has a cylindrical shape with a larger diameter and lower height than the convex section 37.
  • the enlarged portion 38 is provided so that its center coincides with the central axis 25a of the cylindrical portion 25.
  • the enlarged portion 38 is formed lower than the height of the liquid inlet portion 28 .
  • the height of the enlarged part 38 is preferably 1/2 or less of the height of the liquid inlet part 28.
  • the outer circumferential wall of the enlarged portion 38 and the side wall 26a of the spiral portion 26 form a bottom swirl flow path 36a.
  • the radius M2 of the enlarged portion 38 is similar to the radius M1 of the convex portion 37, and the inner peripheral side wall 19d on the central axis 25a side of the cylindrical portion 25 of the water channel 19a and the central axis 25a of the cylindrical portion 25 It is configured to be smaller than the vertical distance L between the two.
  • 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 washing machine 100 includes a pump section 29 that is installed in the water channel 19 and circulates washing water.
  • 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.
  • 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 cylinder 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. 5 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 and the pump blades 29a 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 center of the vortex and the central axis 25a of the cylindrical section 25 generally 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 center position of the vortex of the swirling flow generated in the swirling flow generating section 24 is shifted from the rotation axis 22d of the rotating cylinder 22, the swirling flow is disturbed at the liquid inlet 22a, and the swirling flow is disturbed inside the rotating cylinder 22 which is downstream. turbulence occurs in the swirling flow.
  • the center of the vortex of the swirling flow generated by the swirling flow generating section 24 generally coincides with the rotation axis 22d of the rotating barrel 22, so that the swirling flow is 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.
  • a convex portion 37 and an enlarged portion 38 are provided in the swirling flow generating portion 24 so that their centers coincide with the central axis 25a of the cylindrical portion 25. Furthermore, in order to further improve the effect of the convex part 37, the enlarged part 38 is provided on the bottom surface 24c of the swirling flow generating part 24 so as to form a step having a larger diameter and a lower height than the convex part 37.
  • the convex portion 37 eliminates the central flow path where the pressure decreases. Thereby, the washing water flowing in from the liquid inflow portion 28 is suppressed from flowing in a short circuit from the outer circumferential side to the center side, as shown by arrow P.
  • the washing water is rotated by the enlarged part 38 at a position away from the convex part 37, the pressure of the flow from the arrow O to the arrow P from the outer peripheral side to the center side is reduced. Therefore, the effect of the convex portion 37 is also improved, and the swirling flow generating section 24 can allow washing water to flow in from a position sufficiently close to the outer periphery of the liquid inlet 22a of the rotary tube 22. Thereby, the centrifugal separator 20A can promote separation of foreign substances contained in the washing water.
  • the radius M1 of the convex portion 37 and the radius M2 of the enlarged portion 38 are determined by the vertical distance L between the inner peripheral side wall 19d on the central axis 25a side of the cylindrical portion 25 of the water channel 19a and the central axis 25a of the cylindrical portion 25. It is configured smaller. Therefore, the washing water flowing into the swirling flow generating section 24 from the water channel 19a does not directly hit the protrusion 37 and the enlarged section 38, so that the washing water is generated in the swirling flow producing section 24 by the protruding section 37 and the enlarged section 38. The swirling flow is not significantly disturbed.
  • the swirling flow generating section 24 can increase the radius M2 of the enlarged section 38, and increase the swirling diameter after passing the enlarged section 38 shown by the arrow P, thereby suppressing short-circuit flow. Thereby, the swirling flow generating section 24 can cause the washing water to flow in from a position closer to the outer periphery of the liquid inlet 22a of the rotary tube 22.
  • the entire liquid inlet 28 (liquid inlet 28a) is provided outside the side wall 25b of the cylindrical portion 25. Therefore, the washing water can smoothly flow from the water channel 19a into the liquid inflow portion 28 having a larger radius, and these effects can be more fully exerted.
  • the radius M2 of the enlarged portion 38 is formed to be smaller than the vertical distance L, but the radius M2 is not limited to this, and may be formed to be as large as the vertical distance L.
  • the height of the enlarged portion 38 is formed to be 1/2 or less of the height of the liquid inlet 28a. This suppresses an increase in pressure loss due to the swirl flow path 36 becoming too narrow.
  • the present embodiment has described a configuration in which the enlarging section 38 has only one stage, the present invention is not limited to this, and a plurality of stages may be provided.
  • the diameter may be formed so that the diameter of the uppermost stage is equal to or larger than that of the convex portion 37, and the diameter gradually decreases from the lowermost stage toward the uppermost stage.
  • the enlarged portion 38 has been illustrated as having a cylindrical shape with an unchanging radius, it is not limited to this, and may have a truncated conical shape with an upper surface radius equal to or greater than that of the convex portion 37, and a truncated conical shape is also included in the cylindrical shape.
  • 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 washing water from which soil substances have been separated within the rotary cylinder 22 flows out to the pump section 29 from the liquid outlet 22b.
  • the centrifugal separator 20A A swirling flow with less turbulence can be generated. 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 that is connected to the water channel 19, and a hollow rotary cylinder 22 that is rotatably provided within the case 21.
  • the centrifugal separator 20A 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 20A also includes a cylinder motor 23 that rotationally drives the rotating cylinder 22, and a swirling flow generating section 24 that is provided upstream of the liquid inlet 22a and has a bottom surface 24c opposite the liquid inlet 22a.
  • the swirling flow generating section 24 includes a cylindrical section 25 that communicates with the liquid inlet 22a, a liquid inflow section 28 through which liquid flows into the cylindrical section 25 from the water channel 19a, a convex section 37, and one or more enlarged sections 38. , and a swirl flow path 36 that swirls the liquid flowing in from the liquid inflow portion 28.
  • the convex portion 37 and the enlarged portion 38 are provided so that their centers coincide with the central axis 25a of the cylindrical portion 25.
  • the enlarged portion 38 is provided on the bottom surface 24c and is formed to have a larger diameter than the convex portion 37.
  • the convex portion 37 is formed in a cylindrical shape from the enlarged portion 38 toward the liquid inlet 22a side.
  • the centrifugal separator 20A is provided with the convex portion 37 and the enlarged portion 38 such that their centers coincide with the central axis 25a of the cylindrical portion 25.
  • the washing water flowing in from the liquid inflow portion 28 is rotated at a position further away from the convex portion 37 by the enlarged portion 38 in addition to the action of the convex portion 37 . Therefore, a short-circuit flow from the outer circumferential side toward the center side that occurs near the bottom surface 24c of the swirling flow generating section 24, where the swirling force is weak, is further suppressed.
  • the swirling flow generating section 24 can cause the washing water to flow in from a position sufficiently close to the outer periphery of the liquid inlet 22a of the rotary tube 22.
  • the centrifugal separator 20A can promote separation of foreign substances present in the washing water.
  • the swirling flow generating section 24 of this embodiment may further include a spiral section 26 provided upstream of the cylindrical section 25.
  • the liquid inflow portion 28 may be provided outward from the side wall 25b of the cylindrical portion 25.
  • the side wall 26a of the spiral portion 26 may be configured to gradually approach the side wall 25b of the cylindrical portion 25 from the outer peripheral side wall 19c of the water channel 19a.
  • the radius M2 of the enlarged portion 38 is the distance in the vertical direction (vertical distance It may be provided so that it is equal to or less than L).
  • the swirling flow generation section 24 allows the washing water that has made a complete circuit within the swirling flow generation section 24 to move along the side wall 25b of the cylindrical section 25 without being obstructed by the flow of washing water flowing in from the water channel 19a. can generate a swirling flow. Therefore, the center of the vortex of the swirling flow flowing inside the swirling flow generating section 24, the central axis 25a of the cylindrical section 25, and further the rotation axis 22d of the rotating cylinder 22 can be made to coincide. Therefore, the turbulence of the swirling flow generated within the swirling flow generating section 24 is reduced, and a swirling component is imparted to the washing water. Thereby, the centrifugal separator 20A can apply a strong centrifugal force to the foreign matter contained in the washing water within the rotary tube 22, and can effectively promote the separation of the foreign matter from the washing water.
  • the liquid inflow portion 28 has the inner circumferential side wall 19d of the water channel 19a connected tangentially to the side wall 25b of the cylindrical portion 25, so that the entire liquid inflow portion 28 (liquid inlet 28a) is connected to the side wall 25b of the cylindrical portion 25. It may be provided outside the side wall 25b.
  • the washing water can flow from the water channel 19a into the liquid inflow portion 28 having a larger radius, and the centrifugal separator 20A can exhibit the above-mentioned effects to a greater extent.
  • the washing machine 100 of the present embodiment includes one of the centrifugal separators 20A described above, a washing tub that accommodates the laundry 5 and liquid washing water, and a water channel 19 that circulates the washing water in the washing tub. and a pump section 29 that is provided in the waterway 19 and circulates washing water.
  • 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.
  • FIG. 6 is a sectional view of a main part of a centrifugal separator 20B in the second embodiment.
  • FIG. 7 is a NN cross-sectional view of the centrifugal separator 20B in FIG.
  • the configuration different from the first embodiment is that the water channel 19a connected to the swirling flow generating section 24 is not located outside the side wall 25b of the cylindrical section 25, and the liquid inflow section 28 is provided inside the side wall 25b of the cylindrical section 25. This is the point where it can be done. That is, the side wall 26a of the spiral portion 26 is the same as the side wall 25b of the cylindrical portion 25.
  • the description of the first embodiment is used for the same parts as in the first embodiment.
  • the swirling flow generating section 24 is composed of a cylindrical section 25.
  • the water channel 19a is tangentially connected to the cylindrical portion 25 at the first connecting portion 27a, and the radius M2 of the enlarged portion 38 is the line extending the inner peripheral side wall 19d of the cylindrical portion 25 of the water channel 19a on the central axis 25a side. , is configured to be smaller than the vertical distance L from the central axis 25a of the cylindrical portion 25.
  • the radius M2 of the enlarged portion 38 is configured to be smaller than the vertical distance L, but the radius M2 of the enlarged portion 38 may be increased to the same extent as the vertical distance L.
  • the spiral portion 26 has the same inner diameter as the cylindrical portion 25. Therefore, since the structure is not such that the inner diameter gradually decreases from a large inner diameter as in the first embodiment, there is a possibility that the inflow resistance becomes larger than in the first embodiment. However, even in this case, as in the first embodiment, the washing water flowing into the swirling flow generating section 24 from the water channel 19a does not directly hit the convex section 37 and the enlarged section 38. 38 prevents the swirling flow generated by the swirling flow generating section 24 from being significantly disturbed. Therefore, even light foreign matter can be separated from the washing water.
  • Embodiments 1 and 2 have been described as examples of the technology in the present disclosure.
  • 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.
  • 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 include a washing tub including an outer tub 1 and a rotating tub 4, which accommodate laundry 5 and liquid washing water. In addition, 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 and 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 has a configuration in which the pump portion 29 is provided in the centrifugal separators 20A and 20B, and the cylinder motor 23 rotates the pump blade 29a and the rotary cylinder 22 integrally.
  • the washing machines of Embodiments 1 and 2 may have a configuration in which a pump section (not shown) is separately provided in the water channel 19 to generate a circulating flow as shown by arrow C in FIG.
  • 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 beating washing like a drum-type washing machine, a configuration that performs stirring washing like a vertical washing machine, or a configuration that performs agitation washing like 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.
  • Embodiments 1 and 2 described above are for illustrating the technology of the present disclosure, and therefore various changes, substitutions, additions, omissions, etc. can be made within the scope of the claims or their equivalents. .
  • 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.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)

Abstract

遠心分離装置（２０Ａ）の旋回流生成部（２４）は、回転筒（２２）内に液体（洗濯水）を流入させる液体入口（２２ａ）と連通する円筒部（２５）と、水路（１９ａ）から円筒部（２５）に液体が流入する液体流入部（２８）と、旋回流路（３６）と、を有する。旋回流路（３６）は、凸部（３７）及び１つ以上の拡大部（３８）を含み、液体流入部（２８）から流入する液体を旋回させる。凸部（３７）及び拡大部（３８）は、円筒部（２５）の中心軸（２５ａ）と中心が一致するように設けられる。拡大部（３８）は、旋回流生成部（２４）の底面（２４ｃ）に設けられ、凸部（３７）よりも径が大きく形成され、凸部（３７）は、拡大部（３８）から液体入口（２２ａ）側に向かって円柱状に形成される。

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Ｑ－Ｑ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、遠心分離装置５１内を流れる洗濯水内に存在する、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が困難であるという課題がある。
　具体的には、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。このため、回転筒５４内で遠心力により異物を分離させるためには、洗濯水入口５７のできるだけ外周寄りから回転筒５４内に洗濯水を流入させることが望まれる。
　しかし、旋回流生成部５６内において外周側より中央側の方が、圧力が低いため、特に旋回力の弱い旋回流生成部５６の底面６２近傍では、矢印Ｚで示すように、旋回しながら外周側から中央側に向けた短絡的な流れが生じやすい。軽い異物などは、その流れによって旋回流生成部５６の中央側に移動しやすいため、洗濯水入口５７の外周寄りから回転筒５４に流入することができず、回転筒５４内の旋回流で分離されないまま遠心分離装置５１から流出してしまいがちである。このように、従来の遠心分離装置では、異物を捕集できない場合がある。
　本開示は、旋回流生成部の底面近傍で生じる外周側から中央側に向けた短絡的な流れを低減することにより、洗濯水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。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、を備える。また、遠心分離装置は、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、遠心分離装置は、回転筒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、液体入口の対向に底面を有する旋回流生成部と、を備える。旋回流生成部は、液体入口と連通する円筒部と、水路から円筒部に液体が流入する液体流入部と、凸部及び１つ以上の拡大部を含み、液体流入部から流入する液体を旋回させる旋回流路と、を有する。凸部及び拡大部は、円筒部の中心軸と中心が一致するように設けられる。拡大部は、底面に設けられ、凸部よりも径が大きく形成される。凸部は、拡大部から液体入口側に向かって円柱状に形成される。
　また、本開示における洗濯機は、上記の遠心分離装置と、洗濯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、水路に設けられ、洗濯水を循環させるポンプ部と、を備える。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、旋回流生成部の底面近傍で生じる外周側から中央側に向けた短絡的な流れを低減することにより、液体（洗濯水）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６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７は、実施の形態２における遠心分離装置のＮ－Ｎ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Ｑ－Ｑ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、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。
　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おり、液体入口２２ａの対向に底面２４ｃを有する。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。即ち、液体流入部２８は、水路１９ａから渦巻部２６を介して円筒部２５に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、液体流入部２８は、水路１９ａの内周側の内周側壁１９ｄが円筒部２５の側壁２５ｂと接線接続されて、液体流入部２８（液体流入口２８ａ）の全体が円筒部２５の側壁２５ｂ（半径Ｈ）の外方に設けられている。即ち、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。すなわち、渦巻部２６の側壁２６ａは、水路１９ａの外周側壁１９ｃから円筒部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。
　図２に示すように、旋回流生成部２４には、凸部３７が設けられている。凸部３７は、後述するように、旋回流生成部２４の底面２４ｃに設けられた拡大部３８から液体入口２２ａ側に向かって円柱状に形成されている。凸部３７の中心は、円筒部２５の中心軸２５ａ及び回転筒２２の回転軸２２ｄと一致する。即ち、凸部３７は、円筒部２５の中心軸２５ａと中心が一致するように設けられている。
　旋回流生成部２４に、液体流入部２８から流入する洗濯水を旋回させる旋回流路３６が設けられている。旋回流路３６は、凸部３７及び拡大部３８を含む。旋回流路３６は、凸部３７の外周壁と、旋回流生成部２４の側壁２４ａとでドーナツ形状に形成されている。このため、図３に示すように、凸部３７の半径Ｍ１は、垂直距離Ｌよりも小さく構成されている。ここで、垂直距離Ｌは、水路１９ａの円筒部２５の中心軸２５ａ側の内周側壁１９ｄを伸ばした線と、円筒部２５の中心軸２５ａとの間の、内周側壁１９ｄを伸ばした線に対する垂直方向の距離である。
　液体流入部２８から旋回流生成部２４の下部に流入した洗濯水は、旋回流路３６を流れて旋回する。旋回成分が付与された洗濯水は、円筒部２５を上昇して液体入口２２ａから回転筒２２内に流入する。
　なお、図２に示すように、凸部３７の上面３７ａは、中心軸２５ａから外周にかけて下方へ傾斜している。これにより、後述する排水工程において、回転筒２２内の異物が下方へ排出される際に、凸部３７の上面３７ａを異物が滑落し、異物が上面３７ａに残らない。凸部３７は、中空であってもよい。
　さらに、旋回流生成部２４の底面２４ｃには、凸部３７よりも径が大きく高さが低い円柱状で段差となる拡大部３８が設けられている。拡大部３８は、円筒部２５の中心軸２５ａと中心が一致するように設けられている。拡大部３８は、液体流入部２８の高さよりも低く形成されている。拡大部３８の高さは、液体流入部２８の高さの１／２以下が好ましい。
　また、拡大部３８の外周壁と、渦巻部２６の側壁２６ａとで底面部旋回流路３６ａが形成される。図３に示すように、拡大部３８の半径Ｍ２は、凸部３７の半径Ｍ１と同様に、水路１９ａの円筒部２５の中心軸２５ａ側の内周側壁１９ｄと、円筒部２５の中心軸２５ａとの垂直距離Ｌより小さく構成されている。
　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、洗濯機１００は、水路１９に設けられ、洗濯水を循環させるポンプ部２９を備える。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。
　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５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とが回転する。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、渦の中心と円筒部２５の中心軸２５ａとが概ね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の中心位置が、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の中心が、回転筒２２の回転軸２２ｄと概ね一致するため、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。
　本実施の形態では、図２及び図３に示すように、旋回流生成部２４に円筒部２５の中心軸２５ａと中心が一致するように凸部３７及び拡大部３８が設けられる。さらに、凸部３７の効果をより向上させるために、拡大部３８は、凸部３７よりも径が大きく高さが低い段差となるように、旋回流生成部２４の底面２４ｃに設けられる。つまり、凸部３７は、圧力が低下する中央側の流路をなくする。これにより、液体流入部２８から流入した洗濯水は、矢印Ｐで示すように、外周側から中央側への短絡的な流れが抑制される。
　さらに、洗濯水は、拡大部３８によって凸部３７から離れた位置で旋回するため、矢印Ｏから矢印Ｐに移行する流れの外周側から中央側への圧力が軽減される。このため、凸部３７の効果も向上し、旋回流生成部２４は、回転筒２２の液体入口２２ａの十分に外周寄りの位置から洗濯水を流入させることができる。これにより、遠心分離装置２０Ａは、洗濯水に含まれる異物の分離を促進できる。
　具体的には、凸部３７の半径Ｍ１と拡大部３８の半径Ｍ２は、水路１９ａの円筒部２５の中心軸２５ａ側の内周側壁１９ｄと、円筒部２５の中心軸２５ａとの垂直距離Ｌより小さく構成されている。このため、水路１９ａから旋回流生成部２４に流入した洗濯水は、凸部３７及び拡大部３８に直接当たることがないので、凸部３７及び拡大部３８によって旋回流生成部２４で生成される旋回流が大きく乱れることがない。
　さらに、水路１９ａは円筒部２５の側壁２５ｂより外方に設けられているため、水路１９ａの円筒部２５の中心軸２５ａ側の内周側壁１９ｄと、円筒部２５の中心軸２５ａとの垂直距離Ｌを大きくとりやすい。このため、旋回流生成部２４は、拡大部３８の半径Ｍ２を大きくとることができ、矢印Ｐで示す拡大部３８を超えた後の旋回径を大きくして短絡的な流れを抑制できる。これにより、旋回流生成部２４は、回転筒２２の液体入口２２ａのより外周寄りの位置から洗濯水を流入させることができる。
　特に、本実施の形態では、液体流入部２８（液体流入口２８ａ）の全体が円筒部２５の側壁２５ｂの外方に設けられている。このため、洗濯水は、水路１９ａからより大きな半径の液体流入部２８にスムーズに流入でき、これらの効果をより大きく発揮できる。なお、本実施の形態では、拡大部３８の半径Ｍ２は、垂直距離Ｌより小さく形成されるが、これに限られず、垂直距離Ｌと同程度まで大きく形成されてもよい。
　さらに、拡大部３８の高さは、液体流入口２８ａの高さの１／２以下に形成されることが好ましい。これにより、旋回流路３６が狭くなりすぎることによる圧力損失の増加が抑制される。
　なお、本実施の形態では拡大部３８が１段だけの構成を説明したが、これに限られず、複数段設けられてもよい。例えば、最上段の径が凸部３７と同等以上となるように、最下段から最上段に向かって、徐々に径が小さくなるように形成されてもよい。また、拡大部３８は、半径が変わらない円柱状として例示されたが、これに限られず、上面半径が凸部３７と同等以上の円錐台形でもよく、円錐台形も円柱状に含まれる。
　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の中心と、回転筒２２の回転軸２２ｄとが概ね一致しているため、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。この遠心分離装置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、回転筒２２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、液体入口２２ａの対向に底面２４ｃを有する旋回流生成部２４と、を備える。
　さらに、旋回流生成部２４は、液体入口２２ａと連通する円筒部２５と、水路１９ａから円筒部２５に液体が流入する液体流入部２８と、凸部３７及び１つ以上の拡大部３８を含み、液体流入部２８から流入する液体を旋回させる旋回流路３６と、を有する。凸部３７及び拡大部３８は、円筒部２５の中心軸２５ａと中心が一致するように設けられる。拡大部３８は、底面２４ｃに設けられ、凸部３７よりも径が大きく形成される。凸部３７は、拡大部３８から液体入口２２ａ側に向かって円柱状に形成される。
　このように、遠心分離装置２０Ａは、凸部３７及び拡大部３８を円筒部２５の中心軸２５ａと中心が一致するように設けている。この構成により、液体流入部２８から流入した洗濯水は、凸部３７の作用に加えて拡大部３８によって凸部３７からさらに離れた位置で旋回する。そのため、旋回力の弱い、旋回流生成部２４の底面２４ｃ近傍で生じる外周側から中央側に向けた短絡的な流れがより抑制される。このため、旋回流生成部２４は、回転筒２２の液体入口２２ａの十分に外周寄りの位置から洗濯水を流入させることができる。これにより、遠心分離装置２０Ａは、洗濯水内に存在する異物の分離を促進できる。
　また、上記の構成において、本実施の形態の旋回流生成部２４は、さらに円筒部２５の上流側に設けられた渦巻部２６を有してもよい。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もよい。渦巻部２６の側壁２６ａは、水路１９ａの外周側壁１９ｃから円筒部２５の側壁２５ｂに向けて徐々に近づくように構成されてもよい。拡大部３８は、その半径Ｍ２が、水路１９ａの内周側壁１９ｄを伸ばした線と円筒部２５の中心軸２５ａとの間の、内周側壁１９ｄを伸ばした線に対する垂直方向の距離（垂直距離Ｌ）と同等もしくはそれ以下になるように設けられてもよい。
　この構成により、旋回流生成部２４は、旋回流生成部２４内で一周した洗濯水が、水路１９ａから流入する洗濯水の流れに進路を妨害されることなく、円筒部２５の側壁２５ｂに沿った旋回流を生成できる。したがって、旋回流生成部２４内を流れる旋回流の渦の中心と、円筒部２５の中心軸２５ａと、さらに、回転筒２２の回転軸２２ｄとを一致させることができる。そのため、旋回流生成部２４内で生成される旋回流の乱れを少なくして、洗濯水に旋回成分が付与される。これによって、遠心分離装置２０Ａは、回転筒２２内において洗濯水に含まれる異物に強い遠心力を作用させることができ、洗濯水からの異物の分離を効果的に促進できる。
　また、上記の構成において、液体流入部２８は、水路１９ａの内周側壁１９ｄが円筒部２５の側壁２５ｂと接線接続されて、液体流入部２８（液体流入口２８ａ）の全体が円筒部２５の側壁２５ｂの外方に設けられてもよい。
　この構成により、洗濯水は、水路１９ａからより大きな半径の液体流入部２８に流入でき、遠心分離装置２０Ａは、上記の効果をより大きく発揮できる。
　さらに、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１９と、水路１９に設けられ、洗濯水を循環させるポンプ部２９と、を備える。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。
　この構成により、洗濯機１００は、洗濯水内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）
　以下、図６、図７を用いて、実施の形態２を説明する。図６は、実施の形態２における遠心分離装置２０Ｂの要部断面図である。図７は、図６における遠心分離装置２０ＢのＮ－Ｎ断面図である。実施の形態１と異なる構成は、旋回流生成部２４に接続される水路１９ａが円筒部２５の側壁２５ｂより外方になく、液体流入部２８は、円筒部２５の側壁２５ｂより内方に設けられる点である。つまり、渦巻部２６の側壁２６ａは、円筒部２５の側壁２５ｂと同一となっている。なお、実施の形態２では、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。
　実施の形態２の遠心分離装置２０Ｂは、旋回流生成部２４が円筒部２５で構成される。水路１９ａは第一の接続部２７ａで円筒部２５と接線で結ばれており、拡大部３８の半径Ｍ２が、水路１９ａの円筒部２５の中心軸２５ａ側の内周側壁１９ｄを伸ばした線と、円筒部２５の中心軸２５ａとの垂直距離Ｌより小さく構成されている。なお、本実施の形態では、拡大部３８の半径Ｍ２は、垂直距離Ｌより小さく構成されているが、拡大部３８の半径Ｍ２は垂直距離Ｌと同程度まで大きくしても良い。
　渦巻部２６は、円筒部２５と同一の内径である。このため、実施の形態１のように大きな内径から徐々に小さくなる構成ではないため、実施の形態１より流入抵抗が大きくなる可能性がある。しかしながら、この場合でも、実施の形態１と同様に、水路１９ａから旋回流生成部２４に流入した洗濯水が、凸部３７や拡大部３８に直接当たることがないので、凸部３７及び拡大部３８によって旋回流生成部２４で生成される旋回流が大きく乱れることがない。このため、軽い異物でも洗濯水から分離することができる。
　したがって、この構成により、旋回流生成部２４の底面２４ｃ近傍で生じる外周側から中央側に向けた短絡的な流れを低減することができるため、洗濯水内に存在する異物の分離を促進できる。
　（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、上記実施の形態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、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。
　なお、実施の形態１及び２においては、洗濯機は、ポンプ部２９を遠心分離装置２０Ａ及び２０Ｂに設け、筒モータ２３によってポンプ羽根２９ａと回転筒２２を一体的に回転させる構成としている。実施の形態１及び２の洗濯機は、この他に、水路１９にポンプ部（図示せず）を別途設け、図１中の矢印Ｃで示すような循環流を生じさせる構成としてもよい。
　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。
　なお、上述の実施の形態１及び２は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
　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
　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
　２３　筒モータ
　２４　旋回流生成部
　２４ａ　側壁
　２４ｃ　底面
　２５　円筒部
　２５ａ　中心軸
　２５ｂ　側壁
　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
　３６　旋回流路
　３６ａ　底面部旋回流路
　３７　凸部
　３７ａ　上面
　３８　拡大部
　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
　６２　底面
　１００　洗濯機
　Ｇ　距離
　Ｈ　半径
　Ｌ　垂直距離
　Ｍ１　半径
　Ｍ２　半径
　α１　角度
　θ　角度

Claims (4)

  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、
    　前記回転筒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、前記液体入口の対向に底面を有する旋回流生成部と、を備え、
    　前記旋回流生成部は、
    　前記液体入口と連通する円筒部と、
    　前記水路から前記円筒部に前記液体が流入する液体流入部と、
    　凸部及び１つ以上の拡大部を含み、前記液体流入部から流入する前記液体を旋回させる旋回流路と、を有し、
    　前記凸部及び前記拡大部は、前記円筒部の中心軸と中心が一致するように設けられ、
    　前記拡大部は、前記底面に設けられ、前記凸部よりも径が大きく形成され、
    　前記凸部は、前記拡大部から前記液体入口側に向かって円柱状に形成される、
    　遠心分離装置。
  2. 　前記旋回流生成部は、さらに前記円筒部の上流側に設けられた渦巻部を有し、
    　前記液体流入部は、前記円筒部の側壁より外方に設けられ、
    　前記渦巻部の側壁は、前記水路の外周側壁から前記円筒部の側壁に向けて徐々に近づくように構成され、
    　前記拡大部は、前記拡大部の半径が、前記水路の内周側壁を伸ばした線と前記円筒部の前記中心軸との間の、前記線に対する垂直方向の距離と同等もしくはそれ以下になるように構成される、
    　請求項１に記載の遠心分離装置。
  3. 　前記液体流入部は、前記水路の前記内周側壁が前記円筒部の側壁と接線接続されて、前記液体流入部の全体が前記円筒部の側壁の外方に設けられる、
    　請求項２に記載の遠心分離装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の遠心分離装置と、
    　洗濯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、
    　前記水路に設けられ、前記洗濯水を循環させるポンプ部と、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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