JP2002086094A - 液中洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
ことができる液中洗浄装置を提供する。 【解決手段】 洗浄対象物を液中に浸積する洗浄槽1
と、キャビテーション噴射流を形成して洗浄対象物に噴
射するホーンノズル305と、を備えた液中洗浄装置にお
いて、気泡を発生させる気泡発生手段と、ノズルから所
定距離だけ離隔して設けられ、発生させた気泡を洗浄槽
内壁3に沿って噴射する気泡噴射ノズル15とを備えた。
Description
で洗浄する液中洗浄装置に関するものであり、特にキャ
ビテーション噴射流を利用した液中洗浄装置に関する。
しては、ノズルから噴射された高速の噴射液と周囲の液
体の不安定な衝突と攪拌によって発生した無数の減圧気
泡と、この気泡を囲む小さな強い渦とを含むキャビテー
ション噴射流を洗浄対象物に噴射して洗浄する装置が従
来から一般的に知られている。このキャビテーション噴
射流を利用する洗浄装置では、気泡を含まない単純な高
速液体流で洗浄対象物を洗浄する場合に比べ、洗浄能力
が著しく増大するという利点がある。
テーション噴射流により洗浄する場合、キャビテーショ
ン気泡の消滅と共に壊食作用と大きな騒音が発生する。
この騒音は90dB以上に達する場合もあるため洗浄作
業の環境が悪化するという問題がある。このため、この
よう液中洗浄装置では、消音対策が必要となるが従来の
液中洗浄装置では、キャビテーション噴射流により騒音
対策がなされてはいなかった。
たものであり、キャビテーション噴射流を利用した液中
洗浄において、高い洗浄効果を維持しながら騒音を減少
することができる液中洗浄装置を提供することを主な目
的とする。
め、請求項1に係る発明は、洗浄対象物を液中に浸積す
る洗浄槽と、キャビテーション噴射流を形成して洗浄対
象物に噴射するノズルと、を備えた液中洗浄装置におい
て、気泡を発生させる気泡発生手段と、前記ノズルから
所定距離だけ離隔して設けられ、前記発生させた気泡を
噴射する気泡噴射手段と、を備えたことを特徴とする。
段によって液中で噴射された気泡によって洗浄槽内に気
泡の層を形成して、キャビテーション噴射流による騒音
を消音する。また、気泡噴射手段は、ノズルから所定距
離だけ離隔して設けられているので、噴射された気泡が
ノズルからのキャビテーション噴射流の進行に影響を与
えることが少ない。従って、キャビテーション噴射流に
よる洗浄効果を減少させることを防止しながら騒音防止
を図ることができる。
「所定距離」は気泡噴射手段から噴射される気泡が洗浄
物に対するキャビテーション噴射流の進行を阻害しない
程度の距離とすることが必要である。
射するものであれば良く、気泡による層を形成させるた
め、複数の噴射口を有するように構成することができ
る。
液中洗浄装置において、前記気泡噴射手段は、前記発生
させた気泡を、洗浄槽内壁に沿って噴射するものである
ことを特徴とする。
槽内壁に沿って噴射されるので、ノズルから十分に離れ
た位置で気泡による層を形成する。この気泡の層は洗浄
槽内壁に沿って形成されることになるので、この気泡の
層によってキャビテーション噴射流による騒音の洗浄槽
内壁面への伝達が防止され、これにより騒音を効果的に
減少させることが可能となる。
キャビテーション噴射流から十分に離れた洗浄槽内壁面
に沿って形成しているので、噴射された気泡がノズルか
らのキャビテーション噴射流の進行に影響を与えること
は皆無である。従って、キャビテーション噴射流による
高い洗浄効果を確実に維持させながら騒音防止を図るこ
とができる。このような洗浄槽内壁に沿って気泡を噴射
させる具体的な構成としては以下の発明が挙げられる。
液中洗浄装置において、前記気泡噴射手段は、気泡を洗
浄槽内壁下部に向けて噴射するものであることを特徴と
する。
この請求項3に係る発明では気泡噴射手段が気泡を洗浄
槽内壁下部に向けて噴射するので、噴射された気泡は洗
浄槽内壁下部から内壁に沿って上方に浮上することにな
る。このため、気泡による層が形成されて、キャビテー
ション噴射流による騒音を低減することができる。
液中洗浄装置において、前記洗浄槽の側壁面は、鉛直方
向に対して所定角度内方に傾斜しており、前記気泡噴射
手段は、前記洗浄槽側壁面の近傍で気泡を噴射するもの
であることを特徴とする。
壁面が鉛直方向に対して所定角度内方に傾斜しており、
気泡噴射手段は洗浄槽側壁面の近傍で気泡を噴射するの
で、噴射された気泡は洗浄槽内壁面と離れずに液中を上
昇する。このため、気泡は、安定して洗浄槽内壁に沿っ
て浮上することになり、気泡による層が形成されて、キ
ャビテーション噴射流による騒音を低減することができ
る。
泡が洗浄槽内壁に沿って浮上する程度の微少角度であれ
ばよく、3°前後であることが好ましい。
で気泡を噴射することにより気泡が洗浄槽内壁面に沿っ
て浮上するように構成されていればよく、気泡を上方に
向けて噴射するように構成する他、請求項3に係る発明
のように洗浄槽内壁下部に向けて噴射することは任意で
ある。
液中洗浄装置において、洗浄槽内壁に沿って配置した隔
壁を更に備え、前記気泡噴射手段は、前記隔壁と洗浄槽
内壁との間に気泡を噴射するものであることを特徴とす
る。
槽内壁に沿って配置して、この隔壁と洗浄槽内壁との間
に気泡噴射手段によって気泡を噴射するので、噴射され
た気泡は洗浄槽内壁から遠く離れることなく内壁に沿っ
て浮上する。このため、キャビテーション噴射流による
騒音を低減することができる。
て配置されたものであればよく、例えば板状部材等を用
いることができるが、隔壁の振動による騒音を抑制する
ため、隔壁を網状部材で構成することが好ましい。
て、以下図示例とともに説明する。
液中洗浄装置の全体構成を示す模式図である。本実施形
態の洗浄装置では、洗浄槽1と、高圧水をキャビテーシ
ョン噴射流として噴射するノズルヘッド205と、気泡
を噴射する気泡噴射ノズル207とを主に備えている。
浄槽内部には液体(水)が満たされ、この液体中に洗浄
対象物21が設置される。ノズルヘッド205は複数の
噴射口を有し、高圧水供給管11によって洗浄槽外部の
高圧水供給源(図示せず)に接続されており、この高圧
水供給源から供給される高圧水を洗浄槽1の液体中に噴
射する。ノズルヘッド205のノズル部は、一定断面積
を持つ管状通路と、この管状通路から下流へ向かって直
径が軸方向に沿って徐々に増大する断面形状を有する通
路からなる公知のホーンノズル構造をしており、かかる
構造によって高圧水がキャビテーション噴射流となって
洗浄槽内に噴射される。
から側壁側に離れた距離に洗浄対象物と噴射部とを取り
囲むように複数個設けられている。つまり、気泡噴射ノ
ズル207は洗浄対象物21及びノズルヘッド205か
ら十分離れた位置に配置されている。この気泡噴射ノズ
ル207は外部のエア供給源(図示せず)に接続されて
おり、このエア供給源から供給されるエアを気泡にして
洗浄槽1の液体中に噴射する。
物21を洗浄する場合には、ノズルヘッド205からキ
ャビテーション噴射流を噴射させ、また気泡噴射ノズル
207から気泡を噴射させる。
射ノズル207から多数の気泡が連続的に上昇している
ので、気泡の層(エアカーテン)が形成されキャビテー
ション噴射流により生じた騒音が、気泡の層によって遮
断され、消音されることになる。
射ノズル207がノズルヘッド205及びキャビテーシ
ョン噴射流から十分離れた位置に配置されているので、
噴射された気泡がノズルからのキャビテーション噴射流
を妨げることが少なく、キャビテーション噴射流による
洗浄効果を減少させないで消音を行うことができる。
浄効果を減少させずに消音を行うことができるが、更に
高い洗浄効果を維持させながら消音を行うためには、以
下に示す第2〜4の実施形態の洗浄装置が効果的であ
る。
は、第2実施形態の液中洗浄装置の全体構成を示す模式
図である。図2(a)は、液中洗浄装置の左側面透視図
であり、図2(b)は正面透視図である。本実施形態の
洗浄装置では、洗浄槽1と、高圧水をキャビテーション
噴射流として噴射するホーンノズル305と、気泡を噴
射する複数の気泡噴射口17を備えた気泡噴射パイプ1
5とを主に備えている。ここで、気泡噴射パイプ15は
本発明の気泡噴射手段を構成する。尚、洗浄槽1につい
ては第1実施形態の洗浄装置と同様なので説明を省略す
る。
1によって洗浄槽外部の高圧水供給源(図示せず)に接
続されており、そのホーンノズル構造は第1実施形態の
洗浄装置と同様なので説明を省略する。
手段として複数の噴射口17を有する4本の気泡噴射パ
イプ15が洗浄槽側壁2の内壁面3の近傍位置で、洗浄
槽底部の各辺に沿って配置されている。各パイプは塩化
ビニル製であり、洗浄槽外部のエア供給源(図示せず)
に接続されており、このエア供給源から供給されるエア
を噴射口17から気泡にして洗浄槽の液体中に噴射す
る。
ける気泡噴射パイプ15の断面図である。図3に示すよ
うにパイプの噴射口17は洗浄槽側壁2の内壁面3の下
部に向かう方向に穿孔されている。
物21を洗浄する場合には、ホーンノズル305からキ
ャビテーション噴射流を噴射させると共に、気泡噴射パ
イプ15の噴射口17から気泡を噴射させる。本実施形
態の洗浄装置では、気泡噴射パイプ15の噴射口17が
洗浄槽側壁2の内壁面3の下部に向かう方向に穿孔され
ているので、気泡は洗浄槽1の側壁2の内壁面3に向か
って噴射され、この気泡は洗浄槽側壁2の内壁面3下部
から内壁面3に沿って上昇する。このため、気泡による
層が洗浄槽側壁2の内壁面3に沿って側壁上部まで連続
して形成され、キャビテーション噴射流による騒音がか
かる気泡の層(エアカーテン)によって遮断され、消音
されることになる。
射パイプ15がホーンノズル305及びキャビテーショ
ン噴射流から十分離れた位置である洗浄槽底部の各辺に
沿って配置されているので、噴射された気泡がノズルか
らのキャビテーション噴射流を妨げることがなく、キャ
ビテーション噴射流による高い洗浄効果を維持しながら
消音を行うことができる。
液中洗浄装置の全体構成を示す模式図である。本実施形
態の洗浄装置では、洗浄槽1と、高圧水をキャビテーシ
ョン噴射流として噴射するホーンノズル305と、気泡
を噴射する複数の気泡噴射口517を備えた気泡噴射パ
イプ515とを主に備えている。本実施形態の洗浄装置
は、洗浄槽1と気泡噴射パイプ515に穿孔された噴射
口517の方向が第2実施形態の洗浄装置と異なり、他
の構成については第2実施形態と同様であるので説明を
省略する。
側壁502が鉛直方向に対してそれぞれ約3°だけ内方
に傾斜しており、第2実施形態と同様に、4本の気泡噴
射パイプ515が洗浄槽側壁502の内壁面3の近傍位
置で洗浄槽底部の各辺に沿って配置されている。
ける気泡噴射パイプ515の断面図である。図5に示す
ようにパイプの噴射口517は上方に向けて穿孔されて
いる。
物21を洗浄する場合には、ホーンノズル305からキ
ャビテーション噴射流を噴射させると共に、気泡噴射パ
イプ515の噴射口517から気泡を噴射させる。本実
施形態の洗浄装置では、洗浄槽1の各側壁502がそれ
ぞれ鉛直方向に対して約3°の角度で内方に傾斜してお
り、気泡噴射パイプ515が洗浄槽側壁502の内壁面
3の下部近傍で気泡を噴射するので、噴射された気泡は
洗浄槽内壁面3と離れずに液中を上昇する。このため、
気泡は、安定して洗浄槽内壁面3に沿って浮上すること
になり、気泡による層が形成されて、キャビテーション
噴射流による騒音がかかる気泡の層によって遮断され、
消音されることになる。尚、側壁502の鉛直方向に対
する傾斜角は約3°に限定されるものではない。
射パイプ515がホーンノズル305及びキャビテーシ
ョン噴射流から十分離れた位置である洗浄槽底部の各辺
に沿って配置されているので、噴射された気泡がホーン
ノズル305からのキャビテーション噴射流を妨げるこ
とがなく、キャビテーション噴射流による高い洗浄効果
を維持しながら消音を行うことができる。
液中洗浄装置の全体構成を示す模式図である。本実施形
態の洗浄装置では、洗浄槽1と、高圧水をキャビテーシ
ョン噴射流として噴射するホーンノズル305と、気泡
を噴射する複数の気泡噴射口517を備えた気泡噴射パ
イプ515と、洗浄槽内壁面3に沿って配置された本発
明の隔壁を構成する金網19を主に備えている。本実施
形態の洗浄装置では、金網19を設けた点及び気泡噴射
パイプ515の配置及び気泡の噴射方向が第2実施形態
の洗浄装置と異なっており、他の構成については第2実
施形態と同様であるので説明を省略する。
状の4個の金網19が洗浄槽側壁2の各内壁面3に沿っ
て設置されている。そして、複数の噴射口517を有す
る4本の気泡噴射パイプ15が、金網19と洗浄槽内壁
面3との間に洗浄槽底部の各辺に沿って配置されてい
る。気泡噴射パイプ15の噴射口517は、図5に示す
第3実施形態のパイプと同様に、上方に向けて穿孔され
ている。
物21を洗浄する場合には、ホーンノズル305からキ
ャビテーション噴射流を噴射させると共に、気泡噴射パ
イプ515の噴射口517から気泡を噴射させる。本実
施形態の洗浄装置では、金網19を洗浄槽側壁2の内壁
面3に沿って配置して、この金網19と洗浄槽内壁面3
との間に気泡噴射パイプ515によって気泡を上方に噴
射するので、噴射された気泡は洗浄槽内壁面3から遠く
離れることなく内壁面3に沿って浮上する。このため、
気泡は、安定して洗浄槽内壁面3に沿って浮上すること
になり、気泡による層が形成されて、キャビテーション
噴射流による騒音がかかる気泡の層によって遮断され、
消音されることになる。
射パイプ515がホーンノズル305及びキャビテーシ
ョン噴射流から十分離れた位置である洗浄槽1底部に沿
って配置されているので、噴射された気泡がホーンノズ
ル305からのキャビテーション噴射流を妨げることが
なく、キャビテーション噴射流による高い洗浄効果を維
持しながら消音を行うことができる。
けているが、金網の代わりに複数の孔部を有する金属製
の板状部材を洗浄槽の内壁面3に沿って配置しても良
い。
2実施形態における気泡噴射パイプ15、第3実施形態
における洗浄槽側壁502及び気泡噴射パイプ515、
第4実施形態における金網19及び気泡噴射パイプ51
5の各構成を適宜組み合わせても良い。また、洗浄槽の
配置によっては、側壁の4面全部に気泡の層を形成しな
くても良く、側壁の3面あるいは2面のみに適用しても
本発明の効果は達成される。
の評価を行った。図7は本実施例で使用した洗浄装置の
平面図である。縦幅0.6m、横幅1mの略直方体形状
の水槽を使用し、ホーンノズルを水槽のほぼ中央に配置
し、洗浄対象物としてのアルミ板を設置してホーンノズ
ルからキャビテーション噴射流をアルミ板に噴射するよ
うに構成する。更に、複数の気泡噴射口を有する2本の
塩化ビニルパイプ(気泡噴射パイプ)を水槽の正面側底
部及び左側面側底部に配置する。具体的な洗浄条件は以
下の通りである。
n 洗浄時間:20分 塩化ビニルパイプの内径:20mm 気s泡噴射口の直径:1mm 気泡噴射口の鉛直方向に対する角度:約60°(噴射方
向は水槽内壁面へ向かう方向) 塩化ビニルパイプへのエア流量:133〜652NL/
min エア圧力:1kgf/cm2,2kgf/cm2 また、対比例として、同じ洗浄装置で塩化ビニルパイプ
へのエアの供給を行わない状態(エア圧力=0kgf/
cm2、エア流量=0NL/min)でアルミ板の洗浄
処理を行った(表1のNo.1、No.7)。
ビニルパイプへの空気の流量を103〜978NL/m
inの範囲で変化させて洗浄処理を行った結果、表1に
示す結果が得られた。騒音の測定は、水槽の正面側A及
び左側面側Bに夫々騒音計を設置して行った。洗浄力の
評価は、洗浄処理終了後のアルミ板を表面粗さの半径方
向分布を表面粗計により測定し、また目視により判断し
た。ここで、No.1、No.7は対比例である。
力7MPa、流量24.2L/minで洗浄処理を行っ
た結果、エアを供給しない対比例No.1において正面側
Aで騒音測定値が86.5dB、左側面側Bでの騒音測
定値が85.8dBであった。これに対し、実用レベル
で許容できるエア流量533NL/minでエアを塩化
ビニルパイプに供給して水槽内に気泡を発生させて測定
したところ、正面側Aで騒音測定値80.3dB、左側
面側Bでの騒音測定値81.1dBまで低減することが
できた。
32.5L/minで洗浄処理を行った結果、エアを供
給しない対比例No.7において正面側Aで騒音測定値が9
6.5dB、左側面側Bでの騒音測定値が97.9dB
であった。これに対し、エア流量533NL/minで
エアを塩化ビニルパイプに供給して水槽内に気泡を発生
させて測定したところ、正面側Aで騒音測定値86.5
dB、左側面側Bでの騒音測定値87.1dBまで低減
することができた。
食量を対比例No.1と評価結果No.2〜6とを、また対比
例No.7と評価結果No.8とをそれぞれ比較したところ、
壊食面積、表面粗さは殆ど差異は生じておらず、評価結
果No.2〜6及びNo.8においてもキャビテーション噴射
流による高い洗浄効果が維持されていることが判明し
た。
明によれば、キャビテーション噴射流による洗浄効果を
減少させることを防止しながら騒音防止を図れるという
効果を有する。特に、請求項2〜5に係る発明によれ
ば、キャビテーション噴射流による高い洗浄効果を確実
に維持させながら騒音防止を図れるという効果を有す
る。
模式図である。
模式図である。図2(a)は液中洗浄装置の左側面透視
図であり、図2(b)は液中洗浄装置の正面透視図であ
る。
パイプの断面図である。
模式図である。
パイプの断面図である。
模式図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 洗浄対象物を液中に浸積する洗浄槽と、
キャビテーション噴射流を形成して洗浄対象物に噴射す
るノズルと、を備えた液中洗浄装置において、 気泡を発生させる気泡発生手段と、 前記ノズルから所定距離だけ離隔して設けられ、前記発
生させた気泡を噴射する気泡噴射手段と、を備えたこと
を特徴とする液中洗浄装置。 - 【請求項2】 前記気泡噴射手段は、前記発生させた気
泡を、洗浄槽内壁に沿って噴射するものであることを特
徴とする請求項1に記載の液中洗浄装置。 - 【請求項3】 前記気泡噴射手段は、気泡を洗浄槽内壁
下部に向けて噴射するものであることを特徴とする請求
項2に記載の液中洗浄装置。 - 【請求項4】 前記洗浄槽の側壁面は、鉛直方向に対し
て所定角度内方に傾斜しており、 前記気泡噴射手段は、前記洗浄槽側壁面の近傍で気泡を
噴射するものであることを特徴とする請求項2に記載の
液中洗浄装置。 - 【請求項5】 洗浄槽内壁に沿って配置した隔壁を更に
備え、 前記気泡噴射手段は、前記隔壁と洗浄槽内壁との間に気
泡を噴射するものであることを特徴とする請求項2に記
載の液中洗浄装置。
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---|---|---|---|
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