JP2006314947A - 容器の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 容器内部をまんべんなく適切に洗浄することができる容器の洗浄装置を課題とする。
【解決手段】 流体の噴射により容器内部５を洗浄する容器１の洗浄装置３０であって、容器口部１９から容器内部５に挿入され、容器内部５で流体を噴射する噴射体３２を備える。噴射体３２は、容器１の軸線に対して螺旋状に開口した噴射口１４３を有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、流体の噴射により容器内部を洗浄する容器の洗浄装置に関するものである。

従来、この種の洗浄装置として、ノズル等の噴射体から噴射した洗浄液により容器の内壁を洗浄するものが広く知られている（例えば、特許文献１ないし４参照。）。このうち、特許文献１に記載の洗浄装置は、洗浄液、エアブローおよび乾燥の一連の洗浄処理を行うものであり、洗浄液供給流路とエア供給流路とが二重管構造となったノズルを使用している。ノズルは、容器口部側から容器内部の奥側に向かって、洗浄液やエアを噴射する。
特開平７−１６５５４号公報（第２頁および第１図） 特開２００３−１８１４０４号公報 特開２００３−２６６０３９号公報 特開平９−２４８５３７号公報

特許文献１に記載の洗浄装置のノズルは、噴射口の噴射指向性が一定であるため、容器内部の形状によっては、ノズルから噴射された流体が到達しない死角ができる場合があった。それ故、洗浄ムラや水きりムラなどが生じ、乾燥時間が長期化するなど、一連の洗浄処理の効率が悪くなっていた。

もっとも、かかる問題を解消するべく、噴射指向性の異なるノズルを併用することも考えられる。しかし、二つのノズルを同時に使用すると、噴射された流体が干渉して却って洗浄ムラ等が生じる。また、二つのノズルを交換するのでは、洗浄処理に時間がかかったり、洗浄装置が大型化したりするおそれがある。

本発明は、容器内部をまんべんなく適切に洗浄することができる容器の洗浄装置を提供することをその目的としている。

本発明の容器の洗浄装置は、流体の噴射により容器内部を洗浄する容器の洗浄装置であって、容器口部から容器内部に挿入され、容器内部で流体を噴射する噴射体を備え、噴射体は、容器の軸線に対して螺旋状に開口した噴射口を有するものである。

この構成によれば、容器内部に挿入された噴射体の噴射口からは流体が螺旋状に噴射されるようになる。これにより、噴射された流体の干渉を抑制することを可能としつつ且つ容器内部に死角を生じ難くさせることが可能となり、容器内部をまんべんなく適切に洗浄することが可能となる。なお、噴射口は、複数の穴を螺旋の軌跡に沿って開口したものでもよいし、単一または複数のスリットを螺旋の軌跡に沿って開口したものであってもよい。

この場合、噴射体は、容器内部において容器の軸線上に位置することが、好ましい。

この場合、噴射体からの流体の噴射に同期して、噴射体および容器の少なくとも一つを容器の軸線回りに回転させる回転装置を、更に備えたことが、好ましい。

この構成によれば、噴射体が容器に対して相対回転しながら流体を螺旋状に噴射するため、例えば容器の内壁に付着した塵埃や液体などの付着物を掻き出すように、流体を容器の内壁に作用させることができる。これにより、ムラを抑制することができると共に、洗浄作用を高めることができる。また、回転装置を備えているため、容器の軸線回りに噴射口を一周に亘って設けなくても済む。

これらの場合、噴射口は、水平方向において少なくとも約１８０度まで流体を噴射可能に螺旋状に開口していることが、好ましい。

これらの場合、噴射口は、仰角、伏角、または仰角と伏角とを合計した角度が少なくとも約１２０度まで、流体を噴射可能に螺旋状に開口していることが、好ましい。

この構成によれば、仰角や伏角の方向に流体を噴射することで、例えばタンク形状の容器の両端部を適切に洗浄し得る。

これらの場合、噴射口は、螺旋状の第１の部分から噴射される流体の噴射方向と、螺旋状の第２の部分から噴射される流体の噴射方向とがねじれの関係にあることが、好ましい。

この構成によれば、噴射口の第１の部分および第２の部分から噴射された流体同士の干渉を抑制しつつ、且つ容器内部に死角を生じ難くさせることができる。これにより、容器内部をまんべんなく適切に洗浄し得る。

これらの場合、容器口部を下側にまたは斜め下側に開放するように容器を支持する支持装置を、更に備えたことが、好ましい。

この構成によれば、噴射体の噴射した流体が液体である場合には、その使用済み液体を重力を利用して容器口部から排液することができる。また、噴射体の噴射した流体が気体である場合には、重力を利用した例えば水切りをし易くなる。

これらの場合、噴射体および容器の少なくとも一つを容器の軸線方向に沿って移動させる移動装置を、更に備えたことが、好ましい。

この構成によれば、移動装置を利用して噴射体を容器口部から容器内部に挿入することができる。また、容器内部で噴射体を容器に対し相対移動させながら、容器内部で流体を噴射することができる。さらに、容器の軸線方向の長さに対応した長さの噴射口としなくても済む。

これらの場合、噴射体が噴射する流体は、洗浄用流体、ブロー用流体および乾燥用流体の少なくとも一つであることが、好ましい。

この構成によれば、洗浄液などの洗浄用流体であれば容器内部の洗浄ムラを抑制することができ、圧縮ガスなどのブロー用流体であれば例えば容器内部の水切りムラを抑制することができる。また、温風などの乾燥用流体であれば、乾燥ムラの抑制や乾燥時間を短縮し得る。

本発明の容器の洗浄装置によれば、噴射口が螺旋状に開口しているため、容器内部をまんべんなく適切に洗浄することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係る容器の洗浄装置について説明する。この洗浄装置は、タンク状の容器の内部で所定の流体（例えば、洗浄液、圧縮エア、温風）を螺旋状に噴射して、容器内部をまんべんなく洗浄することができるものである。以下では、先ず容器の構造について簡単に説明し、その後で洗浄装置について詳細に説明する。なお、第２実施形態以降では、第１実施形態と共通する構成については第１実施形態と同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、容器１は、全体として密閉円筒状の容器本体２と、容器本体２の長手方向の両端部に取り付けられた口金３と、を具備している。容器本体２の内部（すなわち、容器内部）は、各種の気体や液体などの流体を貯留する貯留空間５となっている。容器１は、常圧の流体を充填することもできるし、常圧に比して圧力が高められた流体を充填することもできる。すなわち、容器１は、高圧タンクとして機能することができる。

例えば、燃料電池システムでは、高圧の状態で用意された燃料ガスを減圧して、燃料電池の発電に供している。容器１は、高圧の燃料ガスを貯留するのに適用することができ、燃料ガスとしての水素ガスや、圧縮天然ガス（ＣＮＧガス）などを貯留することができる。容器１に充填される水素ガスの圧力としては、例えば３５ＭＰａあるいは７０ＭＰａであり、ＣＮＧガスの圧力としては、例えば２０ＭＰａである。以下では、水素ガスを高圧で貯留するためのタンク形状の容器１を一例に説明する。

容器本体２は、その軸線方向にほぼ一定の径の胴部１１と、胴部１１の両端部に設けられ、胴部１１よりも縮径した一対の端壁部１２，１２と、で構成されている。容器本体２は、例えば二層構造からなり、その二層構造は、ガスバリア性を有する樹脂製のライナ１５（内殻）と、ライナ１５の外周に配置された補強層１６（外殻）と、で構成されている。

ライナ１５は、ポリエチレンなどの硬質の樹脂により形成され、ライナ１５により容器１の内壁が主として構成されている。補強層１６は、例えば炭素繊維とエポキシ樹脂を含むＦＲＰからなり、ライナ１５の外表面を被覆するようにこれを巻きつけている。なお、容器本体２自体をアルミニウム合金など金属製として構成してもよいし、ライナ１５をアルミニウム等の金属製とし、補強層１６を樹脂製としてもよい。

口金３は、例えばステンレスなどの金属で形成されている。口金３は、半球面状をした容器本体２の端壁部１２の中心に設けられている。口金３は、胴部１１よりも小さい径の開口部１９を有しており、この開口部１９は、容器１の口部として機能し、容器１の内部と外部とを連通している。開口部１９は、バルブや継手等の配管要素を一体的に組み込んだバルブアッセンブリなどの機能部品のほか、栓や配管をねじ込み接続可能に構成されている。

例えば、燃料電池システム上の容器１は、バルブアッセンブリを介して、貯留空間５と図示省略した外部のガス流路との間が接続される。そして、容器１は、バルブアッセンブリおよびガス流路を介して、貯留空間５に例えば水素ガスが充填されると共に、貯留空間５から例えば水素ガスが放出される。なお、容器１の両端部に口金３を設けたが、もちろん片方の端壁部１２にのみ口金３を設け、その端壁部１２を閉塞端部として構成してもよい。

このような容器１は、例えばブロー成形や射出成形等を経て製造される。製造後の容器１に水素ガスを初期充填する前には、容器１を洗浄して、水素ガス等に不純物や異物が混入されるのを防ぐ必要がある。また、製造時のみならず、適宜の点検時においても、容器１の内部を洗浄する場合がある。以下、容器１の内部を洗浄するための洗浄装置３０について詳細に説明する。

図２は、洗浄装置３０の構成を模式的に示すシステム図であり、噴射体としてのノズル３２を容器１の内部に挿入した図である。

洗浄装置３０は、容器１を支持する支持機構３１と、ノズル３２に洗浄液を供給する洗浄機構３３と、ノズル３２に圧縮エアを供給するブロー機構３５と、ノズル３２に温風を供給する乾燥機構３７と、ノズル３２を容器１の軸線方向に移動させる移動機構３８と、容器１を回転させる回転機構３９と、これら各機構（３３，３５，３７，３８，３９）を統括制御する制御装置４０と、を備えている。洗浄装置３０は、支持機構３１により支持された容器１の内部に対し、ノズル３２を用いて、洗浄液による洗浄、圧縮エアによる水切り、および温風による乾燥の一連の洗浄処理を実行する。

支持機構３１は、容器１の口金３を下方に向けた状態（直立状態）で容器１を支持する。一連の洗浄処理中では、容器１の上側の口金３には図示省略した栓が接続される一方、容器１の下側の口金３は、下方に向けて開放されている。支持機構３１に支持された容器１の軸線方向は、鉛直方向に合致している。

支持機構３１は、架台５１の上部に設けられた支持体５２と、支持体５２に設けられて容器１の胴部１１を上下二箇所で保持する一対の保持機構５３，５３と、を有している。支持機構３１に支持された容器１は、その内部に噴射された洗浄液の排液が開口部１９から下方に流れ落ちて、図示省略した排液パンなどに貯留されるようになっている。

移動機構３８は、例えば、駆動源となるモータ７１と、モータ７１に連結されたボールねじ７２と、ボールねじ７２に螺合するボールナット７３と、ボールナット７３に連結されると共にノズル３２を支持する支持ベース６１と、を備えている。モータ７１は、制御装置４０に接続されている。

モータ７１を正逆回転させることで、ボールねじ７２およびボールナット７３を介して、支持ベース６１上のノズル３２が、鉛直方向（容器１の軸線方向）に沿って上下移動する。例えば、支持ベース６１が上動した場合には、ノズル３２が口金３の開口部１９から容器１の内部に挿入される。一方、支持ベース６１が下動した場合には、容器１の内部のノズル３２が開口部１９から容器１の外部へと抜き出される。

なお、モータ７１をエアシリンダなどの他のアクチュエータで構成してもよいし、ボールねじ７２およびボールナット７３に代えてヘリカルレールを用いてもよいし、ラックとピニオンによる構成としてもよい。また、ノズル３２を移動させるのでなく、ノズル３２を固定配置し、これに対して容器１をその軸線方向に移動させるようにしてもよい。すなわち、移動機構３８は、容器１に対してノズル３２を容器１の軸線方向に沿って相対的に移動させる構成であればよい。

回転機構３９は、例えば、一対の保持機構５３，５３の間に設けられ、容器１をその軸線回りに回転させる。図２では、回転機構３９は簡略化して示されている。回転機構３９は、制御装置４０に接続されており、一連の洗浄処理における各種流体の噴射に同期して駆動される。なお、回転機構３９は、容器１を回転させるのでなく、ノズル３２自体を回転させるものであってもよい。すなわち、回転機構３９は、容器１およびノズル３２の少なくとも一つを容器１の軸線回りに回転させる構成であればよい。

ノズル３２は、所定の流体が流動するパイプ９１と、パイプ９１の先端部に設けられ、所定の流体を噴射する噴射部９２と、で構成されている。噴射部９２は、後述するように、容器１の内壁に対して所定の流体を螺旋状に噴射可能に構成されている。

パイプ９１は、硬質の材料からなり、容器１の軸線方向に延在している。パイプ９１および噴射部９２は、口金３の開口部１９を通過可能に構成されており、これらを容器１の内部に挿入した状態では、パイプ９１と口金３との間には所定の間隙ができるようになっている。この間隙から使用済みの洗浄液が排液され、上記の排液パンに貯留される。

ここで、ノズル３２が噴射する所定の流体は、洗浄液、圧縮エアおよび温風であり、洗浄装置３０には、この三つの流体を個別に噴出するために、互いに独立した三つのノズル３２が用意されている。三つのノズル３２は、各々、洗浄機構３３、ブロー機構３５および乾燥機構３７に接続されており、一連の洗浄処理における洗浄、水切り、乾燥の各工程において切り替えられるようになっている。なお、図２では、一つのノズル３２のみを示している。

洗浄機構３３は、容器１の内部に挿入したノズル３２により、洗浄用の流体となる洗浄液を噴射することで、容器１の内壁（洗浄面）の付着物や汚れなどを洗い落とすことができるものである。洗浄液としては、水を用いることもできるし、水等に洗浄剤を溶かしてなる適宜のものを用いることができる。

洗浄機構３３は、所定量の洗浄液を貯留する洗浄槽８１と、洗浄用ホース８３と、を有している。洗浄用ホース８３は、その一端が洗浄槽８１の中に接続され、その他端が支持ベース６１のところで、ノズル３２のパイプ９１に接続されている。洗浄用ホース８３は、可撓性を有しており、ノズル３２の上下移動に追従することができるようになっている。

洗浄用ホース８３には、洗浄槽８１側から順に、洗浄槽８１内の洗浄液をノズル３２に圧送するポンプ８４と、洗浄用ホース８３を開閉する電磁式の遮断弁８５と、圧送される洗浄液中の不純物を除去するフィルタ８６と、が介設されている。ポンプ８４と遮断弁８５とは、制御装置４０に接続されている。ポンプ８４により洗浄液の圧力が高められるため、容器１の内壁に対して、洗浄液による高圧洗浄がなされるようになっている。

ブロー機構３５は、容器１の内部に挿入したノズル３２により、ブロー用の流体となる圧縮ガスを噴射することで、容器１の内壁に付着して残る洗浄液を払い落とすことができるものである。すなわち、ブロー機構３５は、その前工程である洗浄工程において洗浄液が付着した容器１に対し、水切りを行う。圧縮ガスとしては、窒素などの不活性ガスを用いることもできるが、本実施形態では圧縮エアを用いている。

ブロー機構３５は、空気を取り込んでノズル３２に圧送するコンプレッサ１０１と、コンプレッサ１０１とノズル３２とを接続するブロー用ホース１０２と、を有している。コンプレッサ１０１は、制御装置４０に接続されている。ブロー用ホース１０２は、支持ベース６１のところで、ノズル３２のパイプ９１に接続されている。ブロー用ホース１０２は、可撓性を有しており、ノズル３２の上下移動に追従することができるようになっている。

ブロー用ホース１０２には、コンプレッサ１０１側から順に、コンプレッサ１０１で圧送される圧縮エアの圧力を調整する圧力調整機１０４と、ブロー用ホース１０２を開閉する電磁式の遮断弁１０５と、圧送される圧縮エア中の不純物を除去するフィルタ１０６と、が介設されている。圧力調整機１０４および遮断弁１０５は、制御装置４０に接続されている。なお、ブロー用ホース１０２に、圧縮エアの温度を調整する温度調整装置を設けてもよい。

乾燥機構３７は、容器１の内部に挿入したノズル３２により、乾燥用の流体を噴射することで、容器１の内壁や内部を乾燥することができるものである。乾燥用の流体としては、例えば温風を用いることができる。乾燥機構３７は、温風を発生してノズル３２に圧送する温風発生装置１２１と、温風発生装置１２１とノズル３２とを接続する乾燥用ホース１２２と、を有している。

温風発生装置１２１は、例えば、大風量の圧送が可能なコンプレッサ１２３と、コンプレッサ１２３で取り込んだ空気を加熱するヒータ１２４と、を備えている。コンプレッサ１２３およびヒータ１２４は、制御装置４０に接続されている。ヒータ１２４は、容器１の材料特性に応じた温度に空気を調整する調整装置として機能する。ヒータ１２４は、ライナ１５に応じた所定の温度に空気を調整し、例えば１２０℃、好ましくは７０〜８０℃に調整する。

乾燥用ホース１２２は、支持ベース６１のところで、ノズル３２のパイプ９１に接続されている。乾燥用ホース１２２は、可撓性を有しており、ノズル３２の上下移動に追従することができるようになっている。乾燥用ホース１２２には、温風発生装置１２１側から順に、乾燥用ホース１２２を開閉する電磁式の遮断弁１２５と、送風される温風中の不純物を除去するフィルタ１２６と、が介設されている。遮断弁１２５は、制御装置４０に接続されている。

制御装置４０（ＥＣＵ）は、いずれも図示省略したが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および入出力インターフェースを有し、これらは互いにバスを介して接続されている。制御装置４０は、各噴射機能のノズル３２を順次切り替えつつ、供給手段としての洗浄機構３３、ブロー機構３５および乾燥機構３７を駆動し、容器１の内部で各流体を噴射するように制御する。この際、移動機構３８や回転機構３９を制御したり、各種流体供給のための機構（３３，３５，３７）を制御したりする。

例えば、洗浄工程では、開口部１９から上側の端壁部１２近傍の容器１内へと挿入したノズル３２から洗浄液を噴射させながら、移動機構３８によりノズル３２を下方に移動させ且つ回転機構３９により容器１を回転させる。これにより、容器１の内壁の全領域が洗浄され、汚れが落ちる。

洗浄後には、洗浄機構３５を制御して洗浄液の通液を遮断し、今度はブロー機構３５の駆動を開始する。そして、ノズル３２から圧縮エアを噴射させながら、移動機構３８によりノズル３２を下方に移動させ且つ回転機構３９により容器１を回転させる。これにより、容器１の内壁に付着した洗浄液が掻き落とされ、水切りされる。

水切り後には、圧縮エアの通気を遮断弁１０５等により遮断し、今度は乾燥機構３７によりノズル３２から温風を噴射させる。これにより、容器１の内壁を含め、容器１の内部が乾燥される。この乾燥工程においても、洗浄工程および水きり工程と同様に、移動機構３８および回転機構３９を駆動するようにしてもよい。

そして、移動機構３８によりノズル３２を開口部１９から抜き出すと、洗浄装置３０による一連の洗浄処理が終了する。最終的に、容器１を支持機構３１から取り外し、容器１の口金３にバルブアッセンブリなどをねじ込むと、容器１は例えば燃料電池システムに搭載されるようになる。

以下、図３および図４を参照して、ノズル３２について詳述する。
ここでは、エアブロー用のノズル３２を中心に説明する。なおもちろん、エアブロー用のノズル３２の構成を洗浄液用のノズル３２および温風用のノズル３２に適用することができるが、その詳細な説明を省略する。

ノズル３２は、上記の移動機構３８により、容器１の内部において容器１の軸線上に位置するようになっている。それゆえ、ノズル３２を容器１の内部に挿入した状態では、ノズル３２のパイプ９１および噴射部９２の軸線は、容器１の軸線に合致する。

噴射部９２は、パイプ９１の内部に連通する円筒部１４１と、円筒部１４１に連なる半球部１４２と、で構成されている。噴射部９２の噴射口１４３は、円筒部１４１および半球部１４２の両者に亘って複数が開口してなり、その複数の噴射口１４３は、全体として、容器１の軸線に対して螺旋状に位置している。したがって、圧縮エアは、複数の噴射口１４３から螺旋状に噴射される。なお、噴射部９２の形状は上記に限るものではない。またこの構成に代えて、噴射口１４３は、容器１の軸線から偏心した軸線に対して螺旋状に開口した構成としてもよい。

図４に示すように、複数の噴射口１４３は、例えば直径が１．５ｍｍの１２個の小穴で構成されている。１２個の噴射口１４３は、容器１の軸線の周りを半周の領域に亘って分散して形成されている。すなわち、１２個の噴射口１４３は、容器１の軸線に直交する基準面（水平方向）において約０度〜約１８０度の範囲まで、圧縮エアを噴射可能に構成されている。１２個の噴射口１４３を約０度〜約１８０度の範囲において均等に分散させた場合には、隣り合う二つの噴射口１４３の噴射方向がなす角度は、容器１の軸線に直交する基準面において、約１６．４度となる。

図３に示すように、複数の噴射口１４３は、容器１の軸線方向において約０度〜約１２０度の範囲に亘って、圧縮エアを噴射可能に構成されている。この約１２０度までの範囲は、容器１の軸線に直交する基準面に対し、仰角が約１２０度までの範囲、伏角が約１２０度までの範囲、または、仰角と伏角とを合計した角度が約１２０度までの範囲、とすることができる。

本実施形態では、１２個の噴射口１４３は、仰角と伏角との合計が約１２０度となる範囲まで圧縮エアを噴射可能に構成され、その全ての噴射方向が異なっている。例えば、１２個の噴射口１４３の半数程度は、互いに異なる仰角で圧縮エアを噴射するように構成され、１２個の噴射口１４３の残りの半数程度は、互いに異なる伏角で圧縮エアを噴射するように構成されている。

好ましい態様としては、１２個の噴射口１４３のうち、螺旋状の最外端に位置する２個の噴射口１４３の噴射角度が、最大の仰角および最大の伏角となるように設定すればよい。例えば、最外端の一方に位置する噴射口１４３の噴射角度θ₁を仰角６０度とし、最外端の他方に位置する噴射口１４３の噴射角度θ₂を伏角６０度とすればよい。そして、これらの間に位置する残りの１０個の噴射口１４３の噴射角度については、噴射角度θ₁の噴射口１４３から噴射角度θ₂の噴射口１４３に向かって、仰角が徐々に小さくなり且つ途中から徐々に伏角が大きくなるように設定すればよい。

このように、複数の噴射口１４３は、各々の噴射角度が容器１の軸線に直交する基準面上において異なり且つこの基準面に対して異なっており、各々の噴射方向がねじれの関係に位置するようになっている。このような噴射指向性に設定することで、各噴射口１４３から噴射される圧縮エア同士が干渉することを抑制することができる。これにより、容器１の内壁の目的箇所に圧縮エアを適切に衝突させることが可能となり、容器１の内壁の洗浄作用を高めることができる。

なお、変形例としての複数の噴射口１４３は、水平方向において１８０度以下、例えば９０度となる１/４周の領域において圧縮エアを噴射可能であってもよい。また、複数の噴射口１４３は、水平方向において１８０度以上であってもよい。例えば、容器１に対して噴射部９２を相対回転させない場合には、複数の噴射口１４３は、３６０度となる１周の領域において圧縮エアを噴射可能に構成するとよい。

また、変形例としての複数の噴射口１４３は、容器１の軸線方向において１２０度を越えた範囲まで圧縮エアを噴射するようにしてもよいし、あるいは１２０度未満、例えば９０度の範囲で圧縮エアを噴射するようにしてもよい。また、変形例としての複数の噴射口１４３は、容器１の軸線方向に直交する基準面に対して噴射角度を異ならせるのでなく、この基準面に平行に圧縮エアを噴射するものであってもよい。

図５は、ノズル３２から噴射した圧縮エアが容器１に衝突する範囲や、衝突した圧縮エアによる洗浄液滴の動きを模式的に示す図である。
ノズル３２の噴射口１４３から噴射された圧縮エアは、扇子のような平面状の流れとなって容器１の内壁に衝突する。噴射部９２が、容器１の上側の端壁部１２に臨む場合には、図５において斜線で囲まれた領域Ａが、噴射口１４３からの圧縮エアが容器１に衝突する範囲となる。これから理解されるように、噴射口１４３からの圧縮エアは、端壁部１２の内壁および胴部１１の上側の内壁に螺旋状に衝突する。特に、仰角の噴射角度が設定された噴射口１４３からの圧縮エアは、上側の端壁部１２の内壁に積極的に衝突する。

この圧縮エアの衝突により、容器１の内壁に付着した洗浄液は、領域Ａから液滴となって弾かれる。そして、容器１を軸線回りの矢印Ｈ方向に回転させることで、液滴は、噴射口１４３からの平面状の圧縮エアによって掻き出されるように移動される。上記のように、噴射口１４３からの圧縮エアの流れは螺旋状になっているため、容器１の回転を所定時間継続することで、上側の端壁部１２の内壁および胴部１１の上側の内壁に付着した液滴は、平面状の圧縮エアの最下部まで掻き出されるようになる。

その後は、図６に示すように、噴射口１４３からの圧縮エアの噴射および容器１の回転を継続しながら、ノズル３２を容器１の軸線方向の下方に移動させると、胴部１１の内壁に螺旋状の圧縮エアが順次衝突する。これにより、胴部１１の内壁に付着した液滴が、掻き出される。最終的に、噴射部９２が容器１の下側の端壁部１２に臨むと、伏角の噴射角度が設定された噴射口１４３からの圧縮エアが、この端壁部１２の内壁に衝突する。これにより、下側の端壁部１２の内壁に付着している液滴は、掻き出されて開口部１９へと排液される。この一連の噴射、移動および回転により、容器１の内壁の水切りが完了する。

ここで、圧縮エアの噴射中に容器１を回転させる方向（矢印Ｈ方向）は、容器１の内壁に付着した液滴を押し下げる作用が生じるように、噴射口１４３の螺旋の巻き方向と対応させることが好ましい。なお、上記したように、容器１を回転させるのでなく、ノズル３２を回転させるようにしてもよい。また、ノズル３２を軸線方向に移動させるのでなく、容器１を軸線方向に移動させてもよい。

以上のように、本実施形態の洗浄装置３０によれば、ノズル３２の噴射口１４３が容器１の軸線に対して螺旋状に開口しているため、圧縮エアを容器１の内壁に対し螺旋状に噴射することができる。これにより、容器１の上下の端壁部１２，１２および胴部を含む容器１の内部に死角を生じさせることなく、ノズル３２により容器１の内部をまんべんなく水切りすることが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、図７を参照して、第２実施形態に係るノズル３２について相違点を中心に説明する。第１実施形態との相違点は、噴射口１４３の形状を丸穴からスリット（長穴）に代えたことである。

噴射口１４３は、単一のスリットからなり、容器１の軸線に対して螺旋状に開口するなど、噴射指向性などのその他の点は上記と同様である。噴射口１４３のスリット加工は、ワイヤーカットやホイールカッタなどで行えばよく、その幅は例えば０．５ｍｍとすればよい。このような噴射口１４３の構成であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、噴射口１４３は、螺旋の軌跡に沿って分散して設けた複数のスリットで構成してもよい。

＜第３実施形態＞
次に、図８ないし図１０を参照して、第３実施形態に係る洗浄装置３０について相違点を中心に説明する。第１実施形態との主な第１の相違点は、容器１の形状に返しとなる突出部１８１を設けたことと、これに伴って、洗浄装置３０で傾けて支持した容器１を回転させるようにしたことである。また、主な第２の相違点としては、洗浄装置３０に吸引機構１９０を設けたことである。

図８は、容器１の断面図である。
容器１は、その各端壁部１２に形成され、容器本体２の内部に突出する突出部１８１を備えている。突出部１８１は、口金３が取り付けられるライナ１５の口部に折り返されるように設けられ、容器１の軸線方向を軸線とする略筒状の形状を有している。突出部１８１の外周面とライナ１５の内面との間には、ドーナツ状の空間１８２が構成されている。突出部１８１は、構造上のいわゆる返しとも言い換えることができ、ライナ１５の強度、ひいては容器１の強度を確保するのに機能している。

なお、容器１のその他の構造は、第１実施形態と同じである。また、容器１に上下一対の突出部１８１を設けたが、一方については省略してもよい。さらに、突出部１８１をライナ１５に形成したが、もちろんこれに限るものではない。ライナ１５を第１実施形態と同じように構成し、口金３が容器１の内部に突出するようにした場合には、口金３のその突出部分が突出部１８１となる。

図９は、洗浄装置３０を模式的に示すシステム図である。
洗浄装置３０は、第１実施形態と同様に、支持機構３１、洗浄機構３３、ブロー機構３５、乾燥機構３７、移動機構３８、回転機構３９、および制御装置４０を有している。

支持機構３１は、容器１の開口部１９を斜め下側に開放するように、容器１を傾けた状態で支持する。容器１の上側の口金３には、洗浄処理においては図示省略した栓が接続される。支持機構３１に支持された容器１の軸線方向は、鉛直方向に交差するように、鉛直方向から傾けられる。このときの、容器１の軸線方向の傾斜角度は、鉛直方向に対し９０度（すなわち、水平姿勢で支持の状態）よりも小さければよく、好ましくは３０〜６０度である。例えば支持状態の容器１の高さを抑制する観点からすれば、容器１の軸線方向の傾斜角度は、３５度が好ましい。

移動機構３８は、支持ベース６１を介してノズル３２を容器１の軸線方向に移動させる。回転機構３９は、簡略化して示されているが、第１実施形態と同様に、支持機構３１に支持された容器１をその軸線回りに回転させる。なお、上記同様に、移動機構３８は、容器１に対しノズル３２を軸線方向に相対移動させるものであればよい。

図１０に示すように、上記の通り、容器１には突出部１８１が設けられているため、洗浄工程で噴射された洗浄液の一部は、容器１の開口部１９から自然流下により排液されずに、この開口部１９の近傍の空間１８２に溜まる場合がある。吸引機構１９０は、この溜まった洗浄液を排液するためのものである。

図９に示すように、吸引機構１９０は、容器１の開口部１９を通って、容器１の内部の上記空間１８２に一端が位置する吸引用チューブ１９１と、吸引用チューブ１９１の他端が位置する排液受け部１９２と、吸引用チューブ１９１に介設された吸引ポンプ１９３と、を具備している。吸引ポンプ１９３は、制御装置４０に接続されている。

吸引ポンプ１９３の駆動により、容器１内の空間１８２に溜まった洗浄液が吸引用チューブ１９１を介して吸引され、排液受け部１９２に排液されるようになっている。したがって、空間１８２に溜まった洗浄液を吸引機構１９０により適切に除去することができる。

ここで、一連の洗浄処理において吸引ポンプ１９３を駆動するタイミングは、ノズル３２から洗浄液を噴射している洗浄工程中であってもよいし、ノズル３２への洗浄液の送液を停止した洗浄工程後であってもよい。また、吸引ポンプ１９３の駆動タイミングは、ノズル３２から圧縮エアを噴出している水きり工程中であってもよいし、ノズル３２への圧縮エアの送気を停止した水切り工程後であってもよい。

以上のように、本実施形態によれば、容器１の強度を突出部１８１で高めることができると共に、この突出部１８１に起因して洗浄液が溜まったとしても、これを吸引機構１９０により適切に除去することができる。したがって、螺旋状に噴射するノズル９２によって、容器１の内壁をまんべんなく水切りすることができる。

なお、上記各実施形態では、樹脂製の容器１を対象としたが、スチール製の容器１等の場合には、比較的高温の蒸気を用いて洗浄・乾燥することができる。もっとも、本実施形態のような洗浄方法をとることで、蒸気を用いないで樹脂製の容器１を洗浄することができる。また、ブロー用流体である圧縮エアの温度を、容器１の乾燥を兼ねるような所定の温度に設定することができれば、乾燥用流体を用いた乾燥時間の短縮または乾燥用流体を用いなくて済むようになる。

上記した本発明の洗浄装置３０や洗浄方法により洗浄された容器１は、燃料電池システムを搭載した車両などに用いるのに好適である。また、車両以外の航空機や船舶など、容器１に貯留された流体を動力源として用いる輸送機関にも、本発明の容器１を好適に適用することができる。また、洗浄流体としてエアを用いた場合には、現像剤収納容器、その他の粉体を収納する粉体容器の内面に付着した残留物を好適に除去し得る。

第１実施形態に係る容器の断面図である。 第１実施形態に係る容器の洗浄装置を模式的に示すシステム図である。 第１実施形態に係る噴射体を示す図であり、（ａ）正面図、（ｂ）噴射口の螺旋構造および噴射角度についての説明図である。 第１実施形態に係る噴射体の平面図である。 第１実施形態に係る噴射体から圧縮エアを容器内部で噴射させた場合について、圧縮エアが容器に衝突する範囲や、洗浄液滴の動きを模式的に示す図である。 第１実施形態に係る噴射体を容器内部で相対移動させた場合について、圧縮エアが容器に衝突する範囲を模式的に示す図である。 第２実施形態に係る噴射体の正面図である。 第３実施形態に係る容器の断面図である。 第３実施形態に係る容器の洗浄装置を模式的に示すシステム図である。 第３実施形態に係る容器の洗浄装置で容器を洗浄した場合について、容器の突出部と洗浄液との関係を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１：容器、５：貯留空間（容器内部）、１９：開口部（容器口部）、３０：洗浄装置、３１：支持機構、３２：ノズル（噴射体）、３３：洗浄機構、３５：ブロー機構、３７：乾燥機構、３８：移動機構、３９：回転機構、９２：噴射部、１４３：噴射口

Claims (9)

1. 流体の噴射により容器内部を洗浄する容器の洗浄装置であって、
   容器口部から前記容器内部に挿入され、当該容器内部で流体を噴射する噴射体を備え、
   前記噴射体は、前記容器の軸線に対して螺旋状に開口した噴射口を有する容器の洗浄装置。
2. 前記噴射体は、前記容器内部において当該容器の軸線上に位置する請求項１に記載の容器の洗浄装置。
3. 前記噴射体からの前記流体の噴射に同期して、前記噴射体および前記容器の少なくとも一つを当該容器の軸線回りに回転させる回転装置を、更に備えた請求項２に記載の容器の洗浄装置。
4. 前記噴射口は、水平方向において少なくとも約１８０度まで前記流体を噴射可能に螺旋状に開口している請求項１ないし３のいずれか一項に記載の容器の洗浄装置。
5. 前記噴射口は、仰角、伏角、または仰角と伏角とを合計した角度が少なくとも約１２０度まで、前記流体を噴射可能に螺旋状に開口している請求項１ないし４のいずれか一項に記載の容器の洗浄装置。
6. 前記噴射口は、前記螺旋状の第１の部分から噴射される流体の噴射方向と、前記螺旋状の第２の部分から噴射される流体の噴射方向とがねじれの関係にある請求項１ないし５のいずれか一項に記載の容器の洗浄装置。
7. 前記容器口部を下側にまたは斜め下側に開放するように前記容器を支持する支持装置を、更に備えた請求項１ないし６のいずれか一項に記載の容器の洗浄装置。
8. 前記噴射体および前記容器の少なくとも一つを当該容器の軸線方向に沿って移動させる移動装置を、更に備えた請求項１ないし７のいずれか一項に記載の容器の洗浄装置。
9. 前記噴射体が噴射する前記流体は、洗浄用流体、ブロー用流体および乾燥用流体の少なくとも一つである請求項１ないし８のいずれか一項に記載の容器の洗浄装置。
   
   

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