JPH1080667A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体抵抗の変化を低減して液量に応じた動力
の制御系を不要にでき、簡単な構成で洗浄できる洗浄装
置を得る。 【解決手段】 気液混合流にて洗浄する洗浄装置にター
ボ型送風機３５から送られる気体流を噴出する噴出ノズ
ル３８内に洗浄液を噴出する液体ノズル４１を配置し、
この液体ノズル４１の先端を噴出ノズル３８の先端より
吐出させた構成のノズルを設けた。また、噴出ノズル３
８の外の対向する位置に整形筒４３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば食器類、食
品、手、または他の洗浄物を洗浄する洗浄装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】特公平５−８６２７４号公報には、洗浄
ノズルから極めて高速の気体流にのせて噴射された液滴
状または霧状の液体洗浄媒体を洗浄対象に噴射すること
により、表面に損傷を与えることなく、極めて洗浄度の
高い洗浄を行う装置について記載されている。この洗浄
装置の構成を図３に示す。図において、１６は洗浄装
置、１７は低圧気体供給源、１８は気体搬送路、１９は
洗浄ノズル、２０は洗浄媒体供給手段、２１は送気管、
２２はヘッダ、２３はホース、２４はヘッダ管、２５は
ホースである。

【０００３】この洗浄装置の動作について説明する。洗
浄ノズル１９は低圧気体供給源１７に気体搬送路１８を
介して連結され、気体搬送路１８を介して送られた低圧
気体を高速大流量で噴射する。洗浄媒体供給手段２０に
よって、気体搬送路１８内の高速気体流れに液体洗浄媒
体を液滴状または霧状に混入する。洗浄ノズル１９から
噴射する高速のジェット水流によって電子部品や精密機
械の製造工程で製品に付着した汚れを、フロンを使わず
に除去するものである。この洗浄装置では、最大２００
ｍ／ｓ程度の高速空気流速も実現可能で、この程度の空
気流速によって、液滴状で混流された洗浄媒体の２００
ｍ／ｓ程度の水滴速度を有した洗浄が可能であるとされ
ている。

【０００４】上記の洗浄装置は電子部品や精密機械の洗
浄を対象としており、洗浄媒体の水滴速度が洗浄中に変
化して洗浄性能が変動するのを防止するために、気体供
給源として容積型のルーツブロワーを用いている。容積
型のルーツブロワーは空気加圧吐出のための精密構造噛
み合い回転車を必要とし、この噛み合い構造回転車には
加工精度が要求され、家庭用を考えた場合には価格的に
も利用困難である。また容積型のルーツブロワーは、手
軽に持ち運びするには重量が重く、例えば機動性を有す
る家庭用の車洗浄機に適用することは困難である。

【０００５】図４に、この従来の洗浄装置の洗浄ノズル
１９の詳細を示す。図において２６はノズル本体、２７
はノズルヘッド、２８は気体搬送路、２９は洗浄液体供
給管、３０は洗浄液体供給部である。図に示されるよう
に、この洗浄装置では気体搬送路内の高速気体流れに液
体洗浄媒体を供給しており、ノズルヘッド内は高速の液
滴流と高速の気体流からなる気液混合噴流となってい
る。

【０００６】この場合、ノズルヘッド２７の管路ならび
に流体の出口であるノズルヘッド先端部分の流体抵抗は
気液混合比に依存し、（液体量）／（気体量）の増加に
伴い流体抵抗が増す。この理由は、管路や流体出口の流
体抵抗は流体の比重に比例するためであり、例えばノズ
ルヘッドに、空気の１０００倍の比重を有する水が体積
比で１％混入した場合、空気の流体抵抗に比べ１＋１０
００×０．０１＝１１倍の流体抵抗が発生する。

【０００７】洗浄液体の供給量を変化させると、ノズル
ヘッドの流体抵抗が大きく変化するため、気液混合噴流
の噴流速度を洗浄しうる速度に維持するためには、空気
流量を一定量に維持するように、ノズルヘッドの流体抵
抗の変化に応じて送風機の動力を調節する必要がある。
また、運転開始時など洗浄液体がノズルヘッドに滞留し
ていた場合や、洗浄液体を大量にノズルヘッドに供給し
た場合には、送風機の自冷用の送風量が得られないた
め、送風機の加熱故障が発生する危険性もある。

【０００８】加えて、ノズルヘッドに供給する洗浄液体
には、ノズルヘッド先端部分の流体抵抗に打ち勝つため
に、この流体抵抗以上の圧力を印加する必要があり、洗
浄液体の加圧ポンプが必要になる。また、噴流は先へ行
くほど拡散して弱くなる。以上のように、液量に応じて
送風機の動力の制御が必要な点、洗浄液体の加圧ポンプ
が必要な点により、装置システムが複雑かつ高価なもの
となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の洗
浄装置では、効率よく洗浄できなかったり、特別な機器
が必要となるなどの課題があった。本発明は上記のよう
な従来の問題点を解消するためになされたもので、汚れ
を効率よく短時間できれいに洗浄できると共に、使いや
すくコンパクトで安価な洗浄装置を提供することを目的
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る洗浄装置
は、ターボ型送風機と、上記ターボ型送風機で送風され
た気体の通路となる送風通路、上記送風通路に接続する
噴射ノズル、洗浄液体を導入する洗浄液体導入管、上記
洗浄液体導入管で導入された上記洗浄液体の通路となる
液体通路、および液体通路に接続する液体ノズルを備
え、上記噴射ノズル内に上記液体ノズルを配置し、上記
液体ノズルから吐出される洗浄液体を上記送風通路から
の気体で吹き飛ばして加速して、洗浄対象物に高速の水
滴流と高速の気体流からなる気液混合流を噴射する洗浄
装置において、上記噴射ノズル内に配置した上記の液体
ノズルの洗浄液体噴出口を上記噴射ノズルの先端部より
突出させるように構成した。

【００１１】また、噴射ノズルの外に噴射ノズル側と洗
浄対象物側に開口した整形筒を設けた。

【００１２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、本発明の実施例１による洗浄装
置を示す断面図である。本実施の形態は、本発明の洗浄
装置を、例えば食器類などを洗浄する食器洗浄機に適用
したものである。

【００１３】図において、８は洗浄対象で、例えば皿な
どの食器類、３１は洗浄すべき食器類８を出し入れする
開口、３２はこの開口３１に連通する洗浄空間、３３
ａ、３３ｂは洗浄対象８が洗浄空間３２に存在すること
を検知する検知手段、３４は洗浄槽で開口３１を上部
に、その下方に洗浄空間３２を構成して合成樹脂又はス
テンレスにより作られている。洗浄槽３４の側面には後
述する検知手段や、ノズルを取り付けるための開口部が
設けられている。

【００１４】３５はターボ型送風機、３６は空気の吸い
込み口に設けられたフィルタ、３７はターボ型送風機３
５で送風された気体の通路となる送風通路で例えばビニ
ールや金属製の管である。３８は送風通路３７に接続す
る噴射ノズル、３９は洗浄液体を導入する洗浄液体導入
管で例えばビニールや金属製の管である。４０は洗浄液
体導入管３９で導入された洗浄液体の通路となる液体通
路で例えばビニールや金属製の管である。

【００１５】また、４２は液量調節手段で、例えば水道
管や蛇口などの水源と液体ノズル４１を結ぶ液体の経路
の途中となる洗浄液体導入管３９と液体通路４０との間
に設けられている。液量調節手段は電磁弁４２a部分と
定流量弁４２b部分により構成されている。１５は洗浄
槽３４の底部に接続された排水管である。

【００１６】図２は、本発明の実施例１による洗浄装置
のノズル本体を拡大して示す図面である。４１は液体通
路３９に接続する液体ノズルである。液体ノズル４１は
噴射ノズル３８内に設けられ、液体ノズル４１の両側に
噴射ノズル口３８ａが形成されている。噴射ノズル３８
は送風通路３７に接続され、その構成は送風通路３７に
接続する３８ｂと吹き出し側となる噴射ノズル口３８ａ
及び液体ノズル部分４１と、液体通路３９に接続する接
続部３８ｃとからなる。

【００１７】液体通路３９は噴射ノズル３８の接続部３
８ｃに接続され、噴射ノズル３８の送風通路３７ａの途
中に入り込むように液体ノズル４１に連通している。さ
らに、液体ノズル４１の洗浄液体噴出口４１ａを噴射ノ
ズル３８の先端部より突出させるように構成している。
なお、本発明で用いる「噴射ノズル３８の先端部より突
出」の定義として、噴射ノズル３８の先端部と洗浄液体
噴出口の先端部が面一となる場合も突出した状態に含め
る。

【００１８】噴射ノズル３８は洗浄空間に面して配置さ
れ、噴射ノズル３８の先端の離れた位置には噴射ノズル
側と洗浄空間側に連通した開口を有する整形筒４３が設
けられている。噴射ノズル３８の先端と整形筒４３との
間隔は洗浄状態に応じて調整ができる。整形筒４３の噴
射ノズル側の開口面積は、噴射ノズル３８の開口面積以
上に設定されており、整形筒４３の洗浄空間側の開口面
積は噴射ノズル側の開口面積以上に構成されている。整
形筒４３の開口部の形状としては、長辺方向は噴射ノズ
ル側より洗浄空間側の方が長く、短辺方向は噴射ノズル
側の方が洗浄空間側より長くなっている。

【００１９】以下、この洗浄装置の動作について説明す
る。使用者は、洗浄対象８を手で保持して、洗浄空間３
２に、洗浄対象８の洗浄する面を噴射ノズル３８に対向
するように位置させる。

【００２０】使用者が洗浄対象８を差し出すと、検知手
段３３ａが洗浄対象８が洗浄空間に位置したことを検知
し、洗浄機の制御部（図示しない）に対して、洗浄開始
検知信号として、第１検知信号を送る。制御部はこの第
１検知信号を受けて、送風機の駆動と洗浄水を遮断して
いた電滋弁４２ａを開ける動作を行う。なお、電磁弁４
２ａは比例弁など電動弁等を用いてもよい。検知手段と
しては例えば光電センサや超音波センサなどが用いられ
る。

【００２１】この動作により例えば空気である気体がフ
ィルタ３６から取り込まれ、気体流路３７を通って噴射
ノズル３８から高速の気体流が噴射される。また例えば
新鮮水である洗浄液体は、水源から洗浄液体導入管４０
から液体が導入され、電磁弁４２a、定流量弁４２bを経
て液量が調節され、液体ノズル４１から一定の流量で液
体が吐出される。液体ノズル４１から吐出される洗浄液
体は、送風通路３７を流れて噴射ノズル３８から噴射す
る気体で吹き飛ばされる。

【００２２】液体ノズル４１は噴射ノズル３８の先端部
より突出させているため、洗浄液体は噴射ノズル３８か
らの空気流で吹き飛ばされた際に拡散するが、整形筒４
３により空気流を洗浄対象方向へ導くことにより、洗浄
液体は加速された高速の水滴流となり空気流に導かれ、
気体流と共に高速の気液混合流となって洗浄空間３２内
に保持された洗浄対象８に噴射される。

【００２３】洗浄空間３２に向けて噴出した高速の気液
混合流は、洗浄対象８に衝突し、高速の水滴流の衝撃力
と水の流れ落ちる作用、さらに高速の気体が洗浄対象８
に衝突し、洗浄対象８に付着した水滴を洗浄対象８に沿
ってその端部まで運ぶ作用によって、洗浄対象８に付着
した汚物を剥離し、洗浄対象８を洗浄する。

【００２４】噴射ノズル３８及び液体ノズル４１から噴
射された気液混合流の速度は、洗浄性能の観点から４０
ｍ／ｓ程度以上としている。また人体の皮膚への衝突圧
力を考慮し、速度は８０ｍ／ｓ程度以下としている。こ
の値は洗浄効果が十分に得られ、かつ気液混合流が手に
当たっても痛みを感じさせない程度であり、洗剤を使用
することなく食器類１枚につき３〜１０秒で洗浄を完了
できる。

【００２５】なお、気液混合噴流の速度が４０ｍ／ｓ程
度以下でも、汚れ具合が軽度の場合や、サラダ油やミー
トソースなどの、バターなどに比べて比較的落ちやすい
種類の汚れが付着している食器類には、洗剤無しの洗浄
が可能である。また、食器類を擦ったり、洗剤を使った
りすれば、さらに低速の気液混合噴流でも洗浄できる。

【００２６】洗浄液体導入管４０から導入される液量
は、一般的に水道から供給可能な流量（１０リットル／
分以下）である。気液混合流の発生部では、１立方メー
トル／分程度の空気と４リットル／分程度の洗浄水によ
って、流速８０ｍ／ｓ程度以下の気液混合流が生成され
る。洗浄に大流量の水を必要とすると、流量を確保する
ために大容量の貯水タンクを必要とし、食器洗浄機が大
型になる。しかし４リットル／分程度の流量であれば、
水道水からの供給量以内であるため流量による制限が無
く、連続洗浄が可能である。

【００２７】水道がないところで使う場合には、タンク
が必要となるが、上記のように液量が少なくて済むの
で、小型のタンクで構成できるとともに、洗浄液体を大
幅に節約できる。

【００２８】気液混合流による洗浄対象８の洗浄が完了
した時点で、使用者は洗浄対象８を一旦洗浄空間３２か
ら待避させる。この待避によって検知手段３３ａからの
検知信号が遮断されるので、制御部は使用者の洗浄の終
了の意志を認識できる。制御部は検知手段３３ａからの
検知信号が遮断されたことを受けて、電滋弁４２ａを閉
じて洗浄液体の供給と送風機の駆動を停止する。

【００２９】この後、使用者が洗浄対象８を洗浄空間に
再度差し出すことにより、検知手段３３ｂが洗浄対象８
が洗浄空間に位置したことを検知し、洗浄機の制御部
（図示しない）に対して、水切り開始検知信号として、
第２検知信号を送る。制御部がこの第２検知信号を受け
て、送風機の駆動動作を行うと、洗浄液体を含まない高
速の気体が、噴射ノズルから洗浄空間に向けて噴出され
る。

【００３０】この時に使用者が洗浄対象８を洗浄空間３
２に再度差し出すことにより、洗浄空間３２に向けて噴
出した気体流は、洗浄対象８に衝突し、洗浄対象８に付
着した水滴を洗浄対象８に沿ってその端部まで運ぶ。洗
浄対象８の端部での水の表面張力よりも、吐出した空気
の力が勝っているため、水滴は飛散し結果として洗浄対
象８の水切りができる。また、水滴の一部は、吐出空気
が衝突したことだけで飛散する。水切りが終了した時点
で、使用者は洗浄対象８を洗浄空間から待避させる。制
御部は検知手段３３ｂからの第２検知信号が遮断された
ことを受けて、送風機の駆動を停止する。

【００３１】なお、検知手段３３ａと３３ｂは洗浄対象
８が洗浄空間３２中の、あらかじめ決められた異なる位
置を検知し、洗浄機の制御部（図示しない）に対してそ
れぞれ別々の検知信号を送るように接続されているた
め、使用者が洗浄対象の洗浄を行いたいのか、水切りを
行いたいのかを判別することが可能となっている。洗浄
時間と送風時間で自動的に制御することもできるが、一
般に洗浄対象８の汚れの程度はさまざまであるので、使
用者が洗浄完了を判断することで、作業の効率が向上す
る。

【００３２】このようにこの実施の形態では、水源から
連続的に供給される洗浄液体が加速部により加速され気
液混合噴流となり、洗浄空間に配置された洗浄対象８に
噴射されることにより、洗浄対象８に付着した汚れは衛
生的な気液混合噴流の衝撃力によって剥離し、水の流れ
によって落下させ、短時間で洗浄が完了する。また、洗
浄対象８に付着した汚れを洗浄した後に、電動弁４２を
閉じて洗浄液体の供給を停止し、洗浄液体を含まない高
速の気体流を、洗浄対象８に吹き付けることにより洗浄
対象８の水切りができる。

【００３３】また、この実施の形態では、液体ノズル４
１の洗浄液体噴出口を噴射ノズル３８の先端部より突出
させた位置に設けている。この構成では、噴射ノズル３
８から気体を噴射した後に、洗浄液体を供給するため
に、噴射ノズル内の気体の圧力が上がるなど、洗浄液体
が影響を与えることが無く、噴射ノズルの管路と噴射ノ
ズル先端部分の流体抵抗は、洗浄液体供給量に依存しな
い。

【００３４】洗浄液体の液量を調節しても噴射ノズルの
流体抵抗が変化しないので、洗浄液体の供給量に応じて
送風機の動力を調節する制御が必要ない。加えて、噴射
ノズル外に洗浄液体を供給するため、噴射ノズル内に洗
浄液体を供給する場合のように、噴射ノズル内の気体圧
力に打ち勝って洗浄液体を供給するために用いる加圧ポ
ンプなども不要であり、装置システムが簡単かつ安価な
ものとなる。

【００３５】また、送風機の回転数を可変すれば、洗浄
液体の液量を調節しても噴射ノズルの流体抵抗が変化し
ないので、送風機の回転数に対応した気液混合噴流の速
度を得ることができ、洗浄液体の供給量に応じて送風機
の動力を調節する必要がなく、装置システムが簡単かつ
安価なものとなる。

【００３６】また送風機は、それ自体が送風する気体に
より内部のモーターを冷却するため、風量を一定量確保
することが機器の信頼性の点で必要となる。また、この
実施例では、洗浄液体の液量を調節しても噴射ノズルの
流体抵抗が変化しないので、液量を自在に変えても風量
の低下がなく、モーターの過熱は発生しない。加えて、
噴射ノズルと洗浄液体を供給する加速部が離隔している
ので、噴射ノズルからの気体の送風が停止しても、洗浄
液体が送風機側に逆流することがなく、信頼性の高い装
置が実現できる。

【００３７】さらに、洗浄液体が噴射ノズル内部や気体
搬送路内部に浸入することがないので水垢やカビの発生
の可能性がなく、異臭の発生や細菌の繁殖の危険性がな
く、ノズル内部や気体搬送路内部の洗浄等のメンテナン
スが不要な洗浄装置が得られる。

【００３８】また、電動弁により洗浄液体の供給を停止
すれば、そのままの構成で、噴射ノズルからの気体の流
速により洗浄対象に付着した洗浄液体を吹き飛ばして除
去することができる。

【００３９】なお、食器類などを洗浄する食器洗浄機に
適用するために、洗浄液体として例えば新鮮水を用いる
が、これに限るものではなく、洗浄の対象と汚れの種類
に応じて工業用水、純水や、代替フロン系の洗浄液体を
用いてもよい。非フロン系洗浄液としては、例えばアル
コール系洗浄液やテルペン系洗浄液などがある。また、
送風手段は、送風ファンに限るものではなく、ポンプな
どで加圧して空気を吐出するようにしてもよい。また、
空気に限らず他の気体を吐出するように構成してもよ
い。

【００４０】また、検知手段を３３ａで洗浄開始の検
知、３３ｂで水切りの検知という使い分けを行っている
が、これを同一のセンサによって検知してもよい。ま
た、洗浄液体の液量を調節すれば、洗浄対象の汚れの度
合に応じて、気液混合噴流の速度や液滴形態を適切に調
節することができる。また、送風機のモーター回転数を
変えて送風量を調節することによっても、気液混合噴流
の速度や液滴形態を適切に調節することができる。

【００４１】また、乾燥させる必要のない場合や、他の
乾燥機を使用する場合には、水切り機能への切替え手段
を備えずに洗浄するだけの構成にすればよい。

【００４２】このように本実施の形態の構成で、各種汚
れに対して洗剤を使用することなく短時間に満足できる
洗浄効果が得られた。洗剤無しで衛生的に洗浄できると
いうことは、使用者が皮膚の弱い場合や皮膚疾患がある
場合に特に有用であり、また環境保全の面からも高く評
価される。さらに使用する水量も少ないため、節水を図
ることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明の構成によれば、
洗浄対象に高速の水滴流と高速の気体流からなる気液混
合流を噴射するために、噴射ノズル内に液体ノズルを配
置し、液体ノズルの洗浄液体噴出口を噴射ノズルの先端
部より突出させることにより、流体抵抗の変化を低減し
て液量に応じた動力の制御系を不要にでき、簡単な構成
で洗浄できる洗浄装置が得られる。

【００４４】噴射ノズルの外に噴射ノズル側と洗浄対象
物側に連通開口する整形筒を設けたことにより、洗浄対
象物に高速の水滴流と高速の気体流からなる気液混合流
を拡散を防いで集中できるので短時間で効率よく洗浄で
きる洗浄装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による洗浄装置を示す断面図である。

【図２】 本発明の洗浄装置のノズル本体を拡大して示
す図面である。

【図３】 従来の洗浄装置を示す構成図である。

【図４】 従来の洗浄装置のノズル本体を拡大して示す
断面図である。

【符号の説明】

３４ 洗浄槽、 ３５ ターボ型送風機、 ３７ 送風
通路、 ３８ 噴射ノズル、 ３９ 洗浄液体導入管、
４０ 液体通路、 ４１ 液体ノズル、 ４２ａ 電
磁弁、 ４２ｂ 定流量弁、 ４３ 整形筒。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターボ型送風機と、上記ターボ型送風機
   で送風された気体の通路となる送風通路、上記送風通路
   に接続する噴射ノズル、洗浄液体を導入する洗浄液体導
   入管、上記洗浄液体導入管で導入された上記洗浄液体の
   通路となる液体通路、および上記液体通路に接続する液
   体ノズルを備え、上記噴射ノズル内に上記液体ノズルを
   配置し、上記液体ノズルから吐出される洗浄液体を上記
   送風通路からの気体で吹き飛ばして加速して、洗浄対象
   物に高速の水滴流と高速の気体流からなる気液混合流を
   噴射する洗浄装置において、上記噴射ノズル内に配置し
   た上記液体ノズルの洗浄液体噴出口を上記噴射ノズルの
   先端部より突出させるように構成したことを特徴とする
   洗浄装置。
2. 【請求項２】 上記噴射ノズルの外に噴射ノズル側と洗
   浄対象物側に開口した整形筒を設けたことを特徴とする
   請求項１記載の洗浄装置。