(57)【要約】洗浄液分配器１２０と泡立て装置１２２とを含む洗濯機１０２の中で使用するための泡状洗浄液分配システム１００を提供する。洗浄液分配器は、泡立て装置によって受け入れられる洗浄液の出力流１２４を含む。泡立て装置は、空気入力流１２６と混合部材１２８とを含み、混合部材１２８の中で空気流と洗浄液とが組み合わされて、泡状洗浄液の出力流１１６を形成し、出力流１１６は洗濯機の洗浄室１０８へ導かれる。
2005534448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚れた洗濯物が中で洗浄される洗浄室を有する洗濯機と共に使用するための泡状洗浄液分配システムであって、
洗浄液供給部と、前記洗浄液供給部と流体連絡している導管と、前記導管と一列になっており、中を通して洗浄液の出力流を駆動するポンプとを含む洗浄液分配器と、
洗浄液の前記出力流を受け入れ、空気入力流と、前記空気流と洗浄液とを組み合わせることによって前記洗浄室へ向けられる泡状洗浄液の出力流を形成する混合部材とを有する泡立て装置と
を備えたシステム。
【請求項２】
前記洗浄液流量制御装置が、導管内に圧力低下を発生させる流量制限部材を含み、これによって洗浄液の前記出力流の流量を制限する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記流量制限部材がオリフィスプレートを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記洗浄液流量制御装置が、前記ポンプに電気的に結合された制御信号を有する制御装置を含み、前記ポンプは前記制御信号に応答して洗浄液の出力流を駆動する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ポンプが前記制御信号によって動力供給される請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
洗浄剤供給部と、
一次洗浄液成分の流れと、
洗浄剤供給部に流体的に結合され、洗浄剤の出力流を有する洗浄剤流量制御装置と、
洗浄剤の前記流れと一次洗浄液成分の前記流れとを組み合わせて前記洗浄液供給部を形成する流体混合部材と
を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記洗浄剤流量制御装置が洗浄剤の前記出力流を駆動するポンプを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記ポンプに電気的に結合された制御信号を有する制御装置を含み、前記ポンプは前記制御信号に応答して洗浄液の前記出力流を駆動する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記流量制御装置が、上流高圧入口と下流低圧出口とを有する流量制限部材を含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記流量制限部材が入り組んだ流体流経路を含み、流体流経路を通って前記出力流洗浄剤が移動する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記洗浄剤が、陰イオン表面活性剤、非イオン表面活性剤、及び／又は陽イオン表面活性剤を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項１２】
前記洗浄液分配器がクリーナカートリッジを含み、クリーナカートリッジは、
洗浄剤供給部を入れた内部空洞を有する容器と、
内部空洞と流体的に結合された第１端部と前記洗浄剤流量制御装置の入口に連結可能な第２端部とを有する導管と
を含む、
請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記洗浄液分配器が、
複数の洗浄剤供給部と、
一次洗浄液成分の流れと、
各々が前記洗浄剤供給部の１つに流体的に結合されて、対応する洗浄剤の出力流を有する、複数の洗浄剤流量制御装置と、
洗浄剤の前記出力流の少なくとも１つを一次洗浄液成分の前記流れと選択的に組み合わせて、洗浄液供給部を形成する流体混合部材と
を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記泡立て装置が泡発生ノズルを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記泡立て装置が、
前記空気入力流を生成する空気ポンプと、
前記空気流と洗浄液とを組み合わせて、曝気洗浄液の出力流を形成する混合エレメントと、
曝気洗浄液の前記出力流を受け入れる入口ポートと、前記洗浄室に流体的に結合された出口ポートと、前記ハウジングの中に入った分散媒とを有する、ハウジングを含む泡発生部材であって、泡状洗浄液は前記曝気洗浄液と前記分散媒との間の相互作用を通じて前記ハウジング内で生成され、前記出口ポートを通じて分配される、該泡発生部材と
を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
洗浄剤供給部と、
一次洗浄液成分の流れと、
前記洗浄剤供給部に流体的に結合されて洗浄剤の出力流を有する、洗浄剤流量制御装置と、
洗浄剤の前記流れと一次洗浄液成分の前記流れとを組み合わせて、洗浄液供給部を形成する流体混合部材と、
前記洗浄液供給部と流体連絡している導管と、
前記導管と一列になり、洗浄液の出力流を有する洗浄液流量制御装置と、
洗浄液の前記出力流を受け入れ、空気入力流と、前記空気と前記洗浄液とを組み合わせる混合部材と、泡状洗浄液の出力流とを有する泡立て装置と、
泡状洗浄液の前記出力流を受け入れる洗浄室と、
前記洗浄室の中に入れられて、前記洗浄室の中で洗濯物を攪拌するようになっている洗浄装置と
を備えた洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して洗濯機に関し、更に特定すれば洗濯機の中で使用するための泡状洗浄液分配システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
衣類などの洗濯物を洗浄する目的で使用される洗濯機には、概して２つの部類がある。第１部類は縦型洗濯機であり、この場合は縦軸の周りに回転する攪拌機を含む洗浄室の中に、洗濯物を上から入れることができるようになっている。攪拌機は洗浄室の中で渦流を発生させ、洗濯物に互いに活発に摩擦する移動を受けさせ、攪拌機に所望の洗浄作用を起こさせる。第２部類の洗濯機は横型洗濯機であり、洗濯物を洗浄室に前方から入れることができ、水平軸の周りに回転して洗浄室の洗浄液の中に部分的に沈んでいる回転式ドラムを含む。この形式の洗濯機によって、回転式ドラムの中に入れた洗濯物は、ドラムが回転するとき互いにすり合わされる。
【０００３】
上述の洗濯機は一般的に、ある量の粉末又は液体洗剤を入れるようにした洗剤容器を含み、洗剤は水と混合されて、洗濯物を洗浄するために使用される洗浄液体を形成する。洗剤容器は洗濯機の洗浄室と流体連絡している。水の流れが選択された洗濯順序の洗浄サイクル中に洗剤容器を通じて送られ、これによってある量の洗剤をどっと流出して洗浄室の中に運び、洗剤は更に洗浄室の中で水と混合して洗浄液を形成する。様々な洗剤製品及び／又は織物軟化剤を、進行中の洗濯順序の様々な段階で洗剤容器に加えて、これらを洗浄室に導入することができる。
【０００４】
毎年３５０億個の洗濯装入物が米国で洗浄されていると推定されている。この結果、莫大なエネルギーが洗濯物を洗うために洗濯機によって消費されている。更に、洗濯物の洗浄中に使用される洗剤及び化学剤の形での汚染物は、環境を潜在的に害する。従って、洗濯機によって消費される莫大なエネルギーに関するのみならず、洗浄過程中に使用される洗剤及びその他の化学剤が環境に及ぼすこともある潜在的な害も問題の対象となる。
【０００５】
洗濯装入物を洗濯するために洗濯機によって消費されるエネルギーは、洗浄及びすすぎサイクルの持続時間に直接関係する。すすぎサイクルの持続時間は、使用される洗剤又は化学剤の量に関係する。一般に、洗浄サイクル中に使用される洗剤が多いほど、洗濯物から洗剤を取り出すために必要なすすぎサイクルは長くなり、従って、洗濯機に必要な使用エネルギーは多くなる。更に、洗浄サイクル中に使用される洗剤が多いほど、発生する汚染副産物は多くなる。この結果、洗濯機によって使用されるエネルギー及びこれによって生ずる汚染副産物は両方とも、洗浄サイクル中に使用される洗剤の量を減少することによって減らすことができる。
【０００６】
この目的のために、洗浄及びすすぎサイクル中に使用されるエネルギーの量のみならず、同様に使用される洗剤の量もできるだけ減少するために、洗濯機の清浄化効率を向上することに努力が向けられる。これを達成する１つの方法は、洗浄サイクル中に洗浄室に気泡を導入することである。気泡は、これらの表面に汚物粒子を引き付けることによって清浄化液体の清浄化効率を向上するために使用される。次に、ぴったりついた汚物粒子と共に気泡は洗浄室から除去される。気泡は洗浄液体内における衣類の動きの結果として洗浄サイクル中に発生することができるが、より効率的な洗浄は、泡発生構成部分による洗浄室への気泡の射出の結果可能である。このような泡発生成分は一般的に洗浄室の底部に置かれ、洗浄室の中に蓄えられた洗浄液を通って移動する気泡を生成する。
【０００７】
洗濯機の清浄化効率を向上しながら、これらのエネルギー消費と環境的に害のある副産物の生成を減少するための、洗濯機に対する改善の終りなき要望が現存する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、洗浄液の清浄化効率を向上し、洗濯機のエネルギー消費と化学的廃棄物を減らす、洗濯機の中で使用するための泡状洗浄液分配システムを対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
泡状洗浄液分配システムは概して、洗浄液分配器及び泡立て装置を含む。洗浄液分配器は、泡立て装置によって受け入れられる洗浄液の出力流を含む。泡立て装置は、空気入力流及び混合部材を含み、混合部材の中では空気流と洗浄液流が組み合わされて、泡状洗浄液の出力流を形成し、泡状洗浄液は洗濯機の洗浄室に導かれる。泡状洗浄液は洗浄液の洗浄効率にかなりの向上をもたらし、これによって所定の洗浄サイクルのために使用される洗浄剤と化学剤を少なくすることができる。この結果、本発明の泡状洗浄液分配システムは、洗濯機のエネルギー消費と化学的廃棄物を減らす。
【００１０】
本発明の実施形態を特徴付ける上記及びその他の特色と利点は、下記の詳細な説明を読んで添付の図面を検討することによって明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、図１の概略図に示す洗濯機１０２などの、洗濯機の中で使用するための泡状洗浄液分配システム１００を対象とする。システム１００は、概して洗濯物を清浄化するために洗浄サイクル中に使用するための泡状洗浄液を分配するようになっている。システム１００によって生成される泡状洗浄液は、洗浄液の表面活性剤（表面活性のある物質）のよりすぐれた活性化によって、従来の技術に較べると、洗濯機によって実施される洗浄プロセスを強化する。従って、泡状洗浄液は、汚物と共に安定又は擬安定分散物を形成することによって、より急速及び効率的に働き、この結果、これらの分散物は洗濯物から容易に除去される。洗浄液の泡立ては、使用される洗浄剤を減らすことができるのみならず、低温で洗浄剤の水への完全な分散を可能にする。これは、確実に洗浄剤を適切に溶液にして洗浄液を形成するために水を加熱することが一般的に必要とされる従来の技術にまさる利点をもたらす。この結果、本発明の泡状洗浄液分配システム１００によれば、より少ない洗浄剤の使用によりすすぎサイクルを短くできることによるのみならず、低温において洗浄サイクルを実施可能にすることによって、エネルギーが節約される。従って、システム１００を利用する洗濯機１０２は、従来の洗濯機洗浄液分配システムを使用して可能になるものよりも少ない洗浄効率向上用化学剤、より少ないエネルギー消費、及びより少ない化学廃棄物で、洗浄作業を実施することができる。
【００１２】
泡状洗浄液分配システム１００の他に、洗濯機１０２は、制御装置１０４、給水源１０６、洗浄室１０８、洗浄室１０８の中に入れられた洗浄装置１１０、及び洗浄装置１１０を駆動するためのモータ１１２などの、いくつかの通常の構成部分を含む。制御装置１０４は、モータ１１２、及び水流制御弁１１４などの洗濯機１０２のその他の構成部分の動作を制御して、洗浄室１０８の中に含まれる洗濯物を清浄化するために様々な洗浄サイクルを実施する。洗濯機１０２はまた、制御装置１０４が洗浄動作中に使用することができる温度センサ及び水位センサなどのセンサ（図示せず）を含むこともできる。
【００１３】
洗濯機１０２は、縦型洗濯機又は横型洗濯機を含めて、どの様な形式のものにもすることができる。縦型洗濯機では、洗濯物を洗浄室１０８の中に上から入れることができ、攪拌機の形で洗浄装置１１０を含む。攪拌機はモータ１１２によって駆動され、洗浄室１０８の中に渦流を発生させ、この渦流は洗濯物に互いに活発に摩擦する移動を受けさせ、攪拌機が所望の洗浄作用をもたらすようにする。横型洗濯機では、洗濯物を洗浄室１０８の中に前方から装入することができる。この形式の洗濯機によれば、洗浄装置１１０は一般的に回転式ドラムであり、この回転式ドラムは水平軸の周りに回転し、洗浄室１０８の中に含まれる洗浄溶液の中に部分的に沈んでいる。この形式の洗濯機によって、回転式ドラムの中に入れられた洗濯物は、回転式ドラムが回転すると互いに擦られる。
【００１４】
代表的な洗浄順序の一例は、洗浄サイクルとこれに続く１回又は複数回のすすぎサイクルを含む。洗濯物を洗浄室１０８の中に装入した後に、洗浄サイクルが、制御装置１０４により弁１１４を作動させることによって給水源１０６から洗浄室１０８に熱水、温水、又は冷水を加えることによって開始される。更に、後で更に詳しく論述するように、制御装置１０４又は個別の制御装置が泡状洗浄液分配システム１００の動作を制御し、矢印１１６によって示すように、所定の量の泡状洗浄液を洗浄室１０８の中に分配する。次に、制御装置１０４はモータ１１２に洗浄装置１０８を駆動させ、洗浄室１０８の中に入っている洗濯物の洗浄を開始させる。洗浄サイクルは所定の期間の後に終了し、洗浄室１０８が排水された後に、１回又は複数回のすすぎサイクルが実施される。更に、本発明の一実施形態によれば、すすぎ剤又は織物軟化剤を泡状洗浄液分配システム１００によって追加することができる。すすぎサイクル中に、洗浄装置１１０が再びモータ１１２によって駆動され、水の中で洗濯物を攪拌する。最後に、汚れた水は一般的には、洗浄室１０８の中で洗濯物を回転させて抽出された液体を排水して廃棄することによって、洗濯物から抽出される。
【００１５】
泡状洗浄液分配システム１００は概して、洗浄液分配器１２０と泡立て装置１２２とを含む。洗浄液分配器１２０は、泡立て装置１２２によって受け入れられる洗浄液１２４の出力流を含む。泡立て装置１２２は、空気入力流１２６と混合部材１２８とを含み、混合部材１２８は、洗浄液流１２４を空気流１２６と組み合せ、これによって、洗浄室１０８の中に導かれる泡状洗浄液１１６を発生させる。
【００１６】
洗浄液分配器１２０の一実施形態は、洗浄液供給部１３０、導管１３２、及び洗浄液流制御装置１３４を含む。導管１３２は、洗浄液供給部１３０及び泡立て装置１２２と流体連絡している。洗浄液流制御装置１３４は導管１３２と一列になって置かれており、混合部材１２８に提供される洗浄液１２４の出力流を制御するようになっている。
【００１７】
図２は、本発明の様々な実施形態による洗浄液分配器１２０と泡立て装置１２２とを含む泡状洗浄液分配システム１００の簡略化された図である。ある実施形態によれば、洗浄液流制御装置１３４は、導管１３２と整列したポンプ１４０を含み、導管１３２は洗浄液供給部１３０に流体的に結合されている。ポンプ１４０は、制御された方式で導管１３２を通じて洗浄液１２４を駆動するようになっている。
【００１８】
ポンプ１４０は出口１４４を含み、出口１４４を通じて、高圧で維持された洗浄液流１２４が駆動される。ある実施形態によれば、出口１４４における圧力は、約２．８ｋｇ／ｃｍ２（約４０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））で実質的に一定に保持される。ポンプ１４０を、カリフォルニア州Ｇａｒｄｅｎ  ＧｒｏｖｅのＳｈｕｒ  Ｆｌｏｗによって製造されるダイアフラムポンプ形式番号８００６−５４３−２５０、又はその他の適当なポンプにすることができる。
【００１９】
洗浄液流制御装置１３４は、制御信号に応答して洗浄液の出力流１２４を駆動するポンプ１４０に電気的に結合された制御信号１４８を有する制御装置１４６を、更に含むことができる。従って制御信号１４８は、ポンプ１４０に出力１４４での圧力を上昇又は低下させることができ、これによって洗浄液の出力流１２４の流量をそれぞれ増加又は減少する。ポンプ１４０に、通常の手段を使用して、又は制御信号１４８から動力供給することができる。制御装置１４６を、個別にするか、又は図１に示す様な洗濯機１０２の制御装置１０４の中に組み込むかのいずれかにすることができる。
【００２０】
本発明の別の実施形態によれば、洗浄液流制御装置１３４は、導管１３２及びポンプ１４０と整列した流量制限部材１５０を更に含む。流量制限部材１５０は、導管１３２の中に圧力低下を発生させ、これによって導管を通過する洗浄液流１２４の流量を制限するように構成されている。従って、流量制限部材１５０は上流の高圧側１５２と下流の低圧側１５４とを含む。複数の流量制限部材１５０を使用して、導管１３２の中に所望の圧力低下をもたらし、この結果所望の容量流量の洗浄液流１２４にすることができる。ある実施形態によれば、洗浄液の出力流１２４を流量制限部材１５０によって、約７．６リットル／分（約２．０ガロン／分（ＧＰＭ））に制限することが好ましい。
【００２１】
ある実施形態によれば、制限部材１５０は、図３に示す流量調節オリフィス又はオリフィスプレート１５６である。オリフィスプレート１５６はオリフィス１５８を含み、導管１３２の中に設置され、その内部直径は点線１６０で示され、こうして洗浄液流１２４はオリフィス１５８を通過して流れるように強制される。これによって前述のように圧力の低下が生じ、洗浄液流１２４を、ポンプ１４０の出口１４４における所与の圧力のための所望の流量に制限する。好ましい実施形態によれば、オリフィスプレート１５６のオリフィス１５８は約７．６ｍｍ（約０．３インチ）の直径Ｄを有し、ポンプ１４０の出口１４４の圧力が２．８ｋｇ／ｃｍ２（４０ｐｓｉ）にあるときには７．６リットル／分（２．０ＧＰＭ）の所望の出力流を提供する。適当な流量調節オリフィス又はオリフィスプレート１５６の一例は、イリノイ州ＷｈｅａｔｏｎのＳｐｒａｙｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｐａｎｙで製造される部品番号ＣＰ４９１６−４０である。プレート１５６又はその他の流量制限構成の中に複数のオリフィスを設けることによるなど、その他のオリフィスプレート又は流量調節オリフィス構成も可能である。
【００２２】
泡立て装置１２２は、加圧された空気及び／又は加圧された液体システム、攪拌システムなどを含むが、これらに限られることはない様々な泡発生装置を含んでもよい。ある実施形態によれば、泡立て装置１２２は図２に示すように、空気流１２６を発生する空気ポンプ１６４と、逆止弁１６６と、関連する流体導管部分１６８及び１７０とを含む空気システム１６２を含む。適切な形式の空気ポンプ１６４としては、ピストンポンプ、ダイアフラムポンプ、又は回転羽根ポンプが含まれる。１つの好ましい空気ポンプ１６４は、ミシガン州Ｂｅｎｔｏｎ  ＨａｒｂｏｒのＧａｓｔ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．によって製造されるピストンポンプ形式番号２２Ｄ１１８０−２０６−１００２である。逆止弁１６６は、洗浄液が空気ポンプ１６４の中に逆流することを防ぐために備えられる。逆止弁を、洗浄液分配器１２０と整列させて位置付けて、洗浄液分配器１２０への流体の逆流を防ぐこともできる。
【００２３】
混合部材１２８が、導管部分１７０を介して空気システム１６２から空気流１２６を、及び導管部分１７４を介して洗浄液分配器１２０から加圧された洗浄液を受け入れる第１混合エレメント１７２を含むことは好ましい。第１混合エレメント１７２は、１対の入口ポート１７６及び１７８と出口ポート１７９とを有するＹ継手である。洗浄液流１２４と空気流１２６は、第１混合エレメント１７２の中で組み合わされて、曝気洗浄液の流れ１８０を形成し、この曝気洗浄液の流れは出口ポート１７９を通って導管部分１８１の中へ排出される。第１混合エレメント１７２を代替案として構成することはできるが、洗浄液流１２４と空気流１２６を受け入れるための少なくとも１対の入口ポートと、混合物を排出するための出口ポートとを含まなければならない。更に又、第１混合エレメント１７２を受動混合エレメントとして説明したが、これには、エネルギー付与されるインペラなどの能動混合装置も含むことができる。
【００２４】
ある実施形態では、弁１８２を導管部分１８１に整列して設けて、これを通る曝気洗浄液流１８０を制御する。弁１８２は、制御装置１４６の制御下にある電磁弁であることが好ましく、この弁は、曝気洗浄液流１８０が第１混合エレメント１７２を通ることができる開位置と、曝気洗浄液流１８０が阻止される閉位置との間で、動作可能である。可変出口弁又はその他の適当な構成部分などの別の弁を使用して、システム１００内の流体の流れを制御してもよい。
【００２５】
曝気洗浄液流１８０を、例えば流れ１１６中の泡を増加するために追加の泡立て作用を提供することができるノズルを通じて、泡状洗浄液流１１６の形として、洗浄室１０８の中に直接分配することができる。この様なノズルの一例を以下に更に詳しく説明する。
【００２６】
本発明の一代替実施形態によれば、流体混合部材１２８は、空気と洗浄液との混合及び泡状洗浄液１１６の発生を強化する泡発生部材１８４を更に含む。泡発生部材１８４を、図２に示すように、入口ポート１８８と出口ポート１９０とを有する堅固なハウジング１８６を含む受動エレメントにすることができる。入口ポート１８８は、導管部分１９２を通じて曝気洗浄液流１８０を受け入れる。ハウジング１８６の中には分散媒１９４が入れられ、ずれ作用、空気混入、又はこれらの組合せを曝気洗浄液流１８０に提供することにより泡の発生を増加するようになっている。好ましい一実施形態によれば、分散媒１９４としては、ミネソタ州Ｓｔ．ＰａｕｌのＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されるＳＣＯＴＣＨ  ＢＲＩＴＥ（登録商標）銘柄の複数の銅パッドがある。代替分散媒も実用的であり、ガラス玉、発泡体、及びその他の多孔質基板が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
泡立て部材１８４のハウジング１８６の長さと直径、並びに分散媒１９４の構造は、システム１００の動作圧力を所望のレベルに維持するように寸法決めされる。例えば、より粗い分散媒１９４を使用すると、ハウジング１８６を通る曝気洗浄液流１８０と泡状洗浄液流１１６の通過がより容易になる。しかし、このような粗い分散媒１９４は、泡状洗浄液流１１６の中により大きな泡粒を作る結果となる。しかし、適切な分散媒１９４を有する十分に長いハウジング１８６を使用することによって、入口１８８近くに形成される大きな泡粒は壊れて、出口１９０に到達する前に、直径が好ましくは約０．０５ｍｍ（約０．００２インチ）のより望ましい小さな微細泡粒になる。一例として、図示された泡立て部材１８４のハウジング１８６は、長さは約２３ｃｍ（約９インチ）であり、内部直径は約５ｃｍ（約２インチ）であることが好ましい。
【００２８】
泡状洗浄液流１１６の出力流は、出口ポート１９０において泡立て部材１８４から排出され、導管部分１９６を経て洗浄室１０８へ向かって導かれる。入口ポート１８８が出口ポート１９０よりも僅かに低い位置になるように、泡立て部材１８４を地表面に対して傾斜させて備えてもよい。この配置によって、弁１８２が閉じた後に洗浄室１０８へ送られる泡状洗浄液流１１６の量は少なくなる。代替案として、弁１８２を出口ポート１９０の下流で、洗浄室１０８の近くに位置付けて、洗浄室１０８の中に分配される泡状洗浄液流１１６の量に対して更なる制御を実施することができる。
【００２９】
図４は、泡立て装置１２２の別の実施形態を示す概略図である。この場合、泡立て装置１２２はノズル２００の形を取っている。ノズル２００は、洗浄液分配システム１２０からの洗浄液流１２４を受け入れる入口２０２を含む。洗浄液流１２４は、収束上流端部２０６と拡散下流端部２０８とを有する狭窄部分２０４を通じて導かれる。ノズル２００は又、狭窄部分２０４から延在する半径方向ポート２１２も含み、これらのポート２１２を通って空気流１２６が、洗浄液流１２４によって狭窄部分２０４の中で発生した真空に応じて供給される。泡立て装置１２２のこの実施形態によれば、混合部材１２８は一般に狭窄部分２０４と混合室２１４とに対応し、この中で曝気洗浄液が形成される。曝気洗浄液は最終的には泡状洗浄液流１１６として、ノズル先端２１０を通じて洗浄室１０８の中に分配される。適当なノズル２００の一例は、Ｈｉｇｈｅｒ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｉｅｓ，Ｉｎｃによって供給されるＦｏａｍ  Ｃａｎｎｏｎ、部品番号ＨＰ３４４０３０である。
【００３０】
動作中は、洗濯機１０２の制御装置１０４による洗浄サイクルの始動によって、システム１００の制御装置１４６は、図２に示す実施形態の空気システム１６２の空気ポンプ１６０と洗浄液分配器１２０のポンプ１４０とを駆動する。更に必要な場合には、制御装置１４６は弁１８２を開く。次に加圧された空気流１２６が、導管部分１６８、逆止弁１６６、及び導管部分１７０を経て混合エレメント１７２へ導かれる。更に、洗浄液分配システム１２０は、洗浄液流１２４を、ポンプ１４０、導管部分１３２、流量制限部材１４２（備えられている場合）、及び導管部分１７４を通じて、混合エレメント１７２の入口ポート１７８へ給送する。空気流１２６と洗浄液流１２４は混合エレメント１７２の中で組み合わされて、曝気洗浄液流１８０として出口１７９を通じて導管部分１８１の中へ排出される。曝気洗浄液流１８０は、洗浄室１０８に分配されるか、泡発生又は泡立て部材１８４へ向けられ、入口ポート１８８で受け入れられるかのいずれかが可能である。泡立て部材１８４は追加の泡立て作用を、ハウジング１８６に入った分散媒１９４との相互作用を通じて曝気洗浄液流１８０に加える。次に泡状洗浄液流１１６を、泡立て部材１８４の出口１９０を通じて分配することができ、洗浄サイクル中に使用するために導管部分１９６を介して洗浄室１０８に向ける。
【００３１】
泡立て装置１２２のノズルの実施形態によれば、洗濯機１０２の制御装置１０４による洗浄サイクルの始動によって、システム１００の制御装置１４６は洗浄液流１２４を入口２０２の中へ狭窄部分２０４を通じて流送する。洗浄液流１２４に応答して、空気流１２６が半径方向ポート２１２に入り、洗浄液流１２４と組み合わされて、混合室２１４の中で曝気洗浄液を形成する。最後に、曝気洗浄液又は泡状洗浄液１１６はノズル先端２１０を通じて洗浄室１０８の中へ分配される。
【００３２】
洗浄液１３０は、一次洗浄液成分と洗剤又は洗浄剤との混合物であることが好ましい。洗浄液１３０の供給部は、図１に示すように洗濯機１０２の容器の中に貯蔵され、導管１３２を通じて洗浄液流制御装置１３４に送られる。一次洗浄液成分は、水供給部１０６又は別の源泉から受け入れられる水であることが好ましい。洗浄剤は、陰イオン表面活性剤、非イオン表面活性剤、陽イオン表面活性剤、又はこれらの組合せを含むことが好ましい。特に好ましい表面活性剤は、フロリダ州Ｂｏｃａ  ＲａｔｏｎのＤｅＦｏｒｅｓｔ  Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，Ｉｎｃ．によって製造されるＤｅＴｅｒｉｃ  ＣＰ−Ｎａ−３８である。洗浄液の特に好ましい表面活性剤の濃度は、一次洗浄液成分の約０．１％である。代替洗浄液として、１つ又は複数の表面活性剤、ビルダ、溶剤、又はその他の成分を含んでもよい。
【００３３】
一代替実施形態によれば、洗浄液１３０の供給部は、図５の概略図に示すように、洗浄剤２２０と一次洗浄液成分２２２の個別供給部の組合せとして作られる。洗浄剤供給部２２０は濃縮された形であって、化学剤分配器２２４の一構成部分であることが好ましい。化学剤分配器２２４は洗浄剤流制御装置２２６も含み、洗浄剤流制御装置２２６は供給部２２０に流体的に連絡しており、洗浄剤の流れ２２８を所定の容積流量で、好ましくは一次洗浄液成分の約０．１％で、流体混合部材２３０に送る。上述のように、一次洗浄液成分の供給部２２２は水供給部１０６（図１）から提供されることが好ましいが、他の源泉から提供されることもできる。流体混合部材２３０は、流れ制御装置２２６からの洗浄剤流２２８と供給部２２２からの一次洗浄液成分２３２の流れとを組み合わせて、洗浄液流２３４の形で洗浄液供給部１３０を形成し、これは洗浄液流制御装置１３４に提供される。
【００３４】
図６から８までは、一次洗浄液成分の流れ２３２の中に洗浄剤流２２８を射出して、本発明の様々な実施形態による泡状洗浄液分配システム１００の洗浄液供給部を形成するために使用することができる、化学剤分配器２２４の様々な実施形態を示す。流体混合部材２３０を、図２に示すポンプ１４０などの洗浄液流制御装置１３４の上流又は下流のいずれにも位置付けることができる。図２に示す洗浄液供給部１３０は、化学剤分配器２２４が洗浄液流制御装置１３４の上流又は下流のいずれかで洗浄剤流２２８を射出する場合には、一次洗浄液成分のみを含みことができると理解すべきである。洗浄剤流２２８の容積流量は一次洗浄液成分の流れ２３２と比較して少ないので、洗浄液流制御装置１３４はなお実質的に、洗浄液流１２４の流量を制御する。
【００３５】
流体混合部材２３０を、図６に示すように、洗浄剤の流れ２２８と一次洗浄液成分の流れ２３２とを受け入れるそれぞれの入口２３６及び２３８を有するＴ継手にすることができる。次に洗浄液の流れ１２４は出口２４０において提供される。同じく他の形式の流体混合構成部分も使用して、流体混合部材２３０の機能を実施することができる。
【００３６】
流れ制御装置２２６の一実施形態は、図６に示すように、洗浄剤供給部２２０から洗浄剤を受け入れて、導管２４４を通じて洗浄剤の流れ２２８を流体混合部材２３０へ駆動するポンプ２４２を含む。洗浄剤流２２８は、供給部２２０中の洗浄剤の容積とは実質的に無関係に発生することが好ましい。逆止弁（図示せず）を流体混合部材２３０の上流の導管部分１３２と整列して設置して、これを通る洗浄剤の逆流を防ぐことができる。ポンプ２４２は、コネティカット州ＭａｄｉｓｏｎのＦａｒｍｉｎｇｔｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇを通じて販売され、ＣＥＭＥによって製造されるポンプ番号ＥＴ２００ＢＲＨＰなどの、ソレノイドポンプであることが好ましい。もう１つの適当なポンプは、Ｖａｌｃｏｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃによって製造されるＳＶ６５３流量調節ポンプである。他の形式のポンプもポンプ２３０のために使用することができる。
【００３７】
制御装置２４６は、制御信号２４８を通じてポンプ２４２の動作を制御する。制御装置２４６を、洗濯機の制御装置１０４（図１）又は制御装置１４６（図２）の中に組み込むことができる。適当な制御装置の一例は、ニューヨーク州ＳｙｒａｃｕｓｅのＩｎｆｉｔｉｃ  Ｉｎｃ．によって販売される部品番号ＱＲＳ２２１１Ｃ（２４Ｖ又は３６Ｖのいずれか）である。ある実施形態によれば、信号２４８は、接地（図示せず）に対して電力を供給し、ポンプ２４２が導管部分２４４を通じて洗浄剤の流れ２２８を駆動する持続時間を制御するパルス信号である。例えば、制御信号２４８はポンプ２４２を０．１秒間でオンに切り替え、２．７５秒間でオフに切り替え、所望の低容積出力流２２８の洗浄剤を生成する。
【００３８】
本発明の別の実施形態では、流れ制御装置２２６は、図７に示すように、上流高圧入口２５２と低圧出口２５４とを有する流量制限部材２５０を含む。流量制限部材２５０の入口２５２は、導管部分２５６を通じて洗浄剤供給部２２０と流体的に結合している。出口２５４は流体混合部材２３０の入口２３６に流体的に結合している。流体混合部材２３０は洗浄液流制御装置１３４の上流に位置し、入口２３８において一次洗浄液２３２の流れを受け入れる。図３に示す流量調節オリフィスなどの真空発生構成部分２５８を、ポンプ１４０（図２）と組み合わせて、一次洗浄液成分２３２の流れと一列になって備え、好ましくは約−０．０７ｋｇ／ｃｍ２（約−１．０ｐｓｉ）で、流量制限部材２５０の出口２５４近くに低圧領域を生じさせる。この真空は、流量制限部材２５０の入口２５２から出口２５４まで圧力勾配を生成し、この結果、流量制限部材２５０を通る実質的に一定の洗浄剤の流れ２２８が生じる。
【００３９】
流量制限部材２５０のある実施形態は、所望の流量制限を行うための入り組んだ流体流経路を含む。この入り組んだ経路は、図９に示すような１つ又は複数のドリップイリゲータ２６０によって形成されることが好ましい。流量制限部材２５０を形成するために使用できるこの種の好ましいドリップイリゲータ２６０の１つは、米国特許第５０３１８３７号に記載されており、カリフォルニア州Ｗｏｏｄｌａｎｄ  ＨｉｌｌｓのＲａｉｎｄｒｉｐによって製造される部品番号Ｒ１０８Ｃとして市販されている。３個のドリップイリゲータ２６０が管部分２６２及び２６４と共に結合されていることが好ましい。囲い２６６がドリップイリゲータ２６０と管部分２６２及び２６４とを被っている。流量制限部材２５０の出口２５４は、流体混合部材２３０の入口２３６、または流体混合部材２３０の入口２３６に結合された管の部分（図示せず）に結合されている。流量制限部材２５０の入口２５２は、洗浄剤供給部２２０と流体連絡するために導管部分２５６（図７）に結合されている。他の適当なドリップイリゲータまたは類似の流量制限装置も、流量制限部材２５０の本実施形態の望ましい入り組んだ経路を形成するために使用することができる。
【００４０】
本発明の別の実施形態によれば、化学剤分配器２２４の洗浄剤流れ制御装置２２６は、図８に示すようにポンプ２４２及び流量制限部材２５０の両方を含む。ポンプ２４２及び流量制限部材２５０は、洗浄剤供給部２２０及び流体混合部材２３０と一列になって置かれている。ポンプ２４２は、制御装置２４６からの制御信号２４８に応答して、流量制限部材２５０を通じて洗浄剤２２８の流れを駆動する。逆止弁２７０を流れ２３２と一列に置いて、一次洗浄液供給部２２２への逆流を防止することができる。従って、ポンプ２４２は流量制限部材２５０の入口２５２において、出口２５４又は流体混合部材２３０における圧力よりも高い所望の圧力を発生させて、洗浄剤流２２８を実質的に一定の流量で流量制限部材２５０を通して駆動する。
【００４１】
泡状洗浄液分配システム１００を、図５に示すように複数の化学剤分配器２２４を使用するために構成して、化学剤分配器２２４の各々を、一次洗浄液成分の流れと混合して所望の洗浄液を形成するために、それぞれの洗浄剤又は化学剤を分配するように構成することもできる。こうして、例えば、２つの洗浄剤分配器２２４Ａと２２４Ｂを準備して、流量制御装置２２６Ａ及び２２６Ｂを使用して洗浄剤２２０Ａ及び２２０Ｂの流れ２２８Ａ及び２２８Ｂをそれぞれ分配することができる。流れ２２８Ａ及び２２８Ｂは、一次洗浄液成分の流れ２３２と混合するために流体混合部材２３０に供給される。その他の洗浄剤又は化学剤を分配するようになった追加の化学剤分配器２２４を加えることもできる。この配置構成によって、泡状洗浄液分配システム１００は、洗濯機１０２によって実施されている特定の洗浄動作の所望に応じて、様々な形式の洗浄剤又はその他の化学剤を分配することができる。例えば、洗浄剤２２０Ａを洗浄サイクル中に使用するための洗剤にすることができ、洗浄剤２２０Ｂをすすぎサイクル中に使用するための織物軟化剤にすることができる。本実施形態によれば、流体混合部材２３０を、１つ又は複数の洗浄剤を一次洗浄液成分の出力流２３２と選択的に混合するために構成することができる。流体混合部材２３０は、単一の多方向弁またはその他の適当な構成部分を備えて、洗浄剤２２８の流れと一次洗浄液成分の流れ２３２との選択的混合を実施して、所望の洗浄液流２３４を形成することができる。
【００４２】
洗浄剤供給部２２０が使い捨ての容器又はクリーナカートリッジの中に入っていることは好ましい。ある実施形態によれば、クリーナカートリッジ２７２は概して、図１０に示すように、内部空洞２７６と導管２７８とを有する容器２７４を含む。導管２７８は、洗浄剤分配器２２４の流量制御装置２２６に流体連結された第１端部２８０を含む。容器２７４は、導管２７８に連結された個所を除いて完全に密封された折りたたみ可能なバッグであることが好ましい。従って、容器２７４は、この中に入っている洗浄剤が減少すると縮む。この実施形態によれば、容器２７４をビニル又はその他の適切な材料で形成することができる。代替案として、容器２７４は、分配された洗浄剤を空気と取り替えるための通気口を含む、ボックスなどの堅固な容器の形を取ることができる。容器２７４を、この中に入っている洗浄剤が見えるように透明又は半透明にすることができる。代替案として、容器２７４を、この中に入っている洗浄剤の露光を防止する材料で形成することができる。
【００４３】
導管２７８の第１端部２８０は、これが出口２８４の内側と同一平面になるように容器２７４に取り付けられることが好ましい。出口２８４では第１端部２８０と容器２７４との間にシール２８６が形成されて、洗浄剤がこの接合部で漏れることを防止する。ある実施形態によれば、シール２８６は、第１端部２８０を囲み容器２７４に相接する環状ネック２８８を含む。環状ネック２８８と第１端部２８０と容器２７４との間に溶接部２９０を形成して、接合部を更に密封することができる。第１端部２８０と容器２７４との接合部を密封する別の方法を使用することもできる。
【００４４】
導管２７８は、第２端部２８２に取り付けられた図６に示すものなどの流量制御部材２９２を含んで、導管２７８を通る洗浄剤の流れを、流量制御装置２２６から外したきに防止することができる。流量制御部材２９２は、遮断弁を含むコネクタ（急速切断継手）を有することが好ましく、この遮断弁は、外されたときに作動して、容器２７４を封止し、容器からの洗浄剤の流出を防止する。協働コネクタ２９４が導管部分２４４に取り付けられて、コネクタ／流量制御部材２９２と協働し、クリーナカートリッジ２７２の洗浄剤流量制御装置２２６への急速連結を容易にすることは好ましい。コネクタ／流量制御部材２９２と協働コネクタ２９４のための適切な配置構成の１つは、ミネソタ州Ｓｔ．ＰａｕｌのＣｏｌｄｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造される結合インサートＰＬＣＤ２２００６１２と結合体ＰＬＣＤ１７００４１２である。他の形式の流量制御部材２９２も、導管２７８の第２端部２８２に設置して、弁、流量調節装置、クランプ、膜、キャップ、またはその他の適当な制御部材などの、容器２７４の内部空洞２７６を密封することができる。
【００４５】
本発明のある実施形態によれば、クリーナカートリッジ２７２は、容器２７４を囲む図６に示すハウジング２９６を含む。ハウジング２９６は容器２７４を保護及び支持し、これは、容器２７４が折りたたみ可能なバッグの形を呈するときは特に有用である。ハウジング２９６は、容器２７４が中に入るボックスを形成するために折りたたまれるプラスチック、厚紙、及び／又は金属などの剛体又は半剛体の材料の単一体から作られることが好ましい。好ましい一実施形態によれば、ハウジング２９６は波形のプラスチック又は厚紙から形成される。
【００４６】
動作中は、クリーナカートリッジ２７２を備え、洗浄剤の供給部を容器２７４の内部空洞２７６の中に貯蔵する。次に、導管２７８の第２端部２８２を洗浄剤流量制御装置２２６に結合し、カートリッジ２７２を、洗濯機１０２に取り付けられたカートリッジ受け器の中に取り付ける。次に、洗浄剤流量制御装置２２６は、導管２７８を通じて洗浄剤供給部を受け入れて、上に論述したように、洗浄剤の制御された出力流量２２８を提供することができる。
【００４７】
本発明を好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者には、本発明の精神と範囲から逸脱することなく形と詳細の変化を行ってもよいことが認識されよう。例えば、本発明の泡状洗浄液分配システムを、洗浄効率の向上、エネルギー消費の軽減、及び廃棄物の減少が望まれる、皿洗い機、洗車機、他形式の洗浄機械などの洗浄機と共に使用してもよい。更に又、本発明の範囲内で本発明の様々な構成部分の特定の構成を再配置し、なおも所望の機能を提供できることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の様々な実施形態による泡状洗浄液分配システムを含む、洗濯機の概略図である。
【図２】本発明の様々な実施形態による泡状洗浄液分配システムの簡略化された図である。
【図３】本発明の一実施形態による流量制限部材の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態による泡立て装置を形成するノズルの簡略化された断面図である。
【図５】本発明の様々な実施形態による洗浄液の１つ又は複数の供給を分配するための概略図である。
【図６】本発明の様々な実施形態による化学剤分配装置の概略図である。
【図７】本発明の様々な実施形態による化学剤分配装置の概略図である。
【図８】本発明の様々な実施形態による化学剤分配装置の概略図である。
【図９】本発明の一実施形態による流量制限部材の断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるクリーナカートリッジの簡略化された断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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