JP2007160080A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化され、洗浄能力が高く、かつ、洗浄水を再利用することができる洗浄装置を提供する。
【解決手段】洗浄装置は、被洗浄物が洗浄水で洗浄される洗浄槽１と、洗浄槽１の底面および側面を囲むように設けられた外槽２とを備えている。外槽２内には、洗浄槽１において洗浄のために使用された後の汚物を含む洗浄水４が貯留される。外槽２内の汚物を含む洗浄水４は、微細気泡発生機構８およびオゾン発生機構３によって浄化された後、ポンプ５によって、配管６および弁９を介して、再利用水４として、洗浄槽１に戻される。
【選択図】図１

Description

本発明は、微細気泡を用いて被洗浄物を洗浄する洗浄装置に関するものである。

近年、環境問題に対する認識が高まっている。そのため、洗浄装置の分野においても、排水の浄化および節水を考慮して製造された洗浄装置が、たとえば、特開２００１−２８６６９８号公報において、提案されている。この洗浄装置においては、洗浄槽とは別に、配管経路の途中に、排水貯留容器および浄水機構（電解機構またはオゾン発生機構）が設けられている。また、浄水機構によって、洗浄槽から排出された洗浄水またはすすぎ水が、浄化され、再利用されている。

また、特開平５−２５３３８０号公報および特開平１１−１３７８８２公報には、オゾン発生機構を用いて汚物を含む洗浄水が浄化され、その浄化水が外部に排出される洗浄装置が開示されている。

また、特開平２−４９６９８号公報および特開平６−８２１５１号公報には、人体に有害となるオゾンを吸着、或いは分解し除去する装置が開示されている。また、第２８７５７５１号公報には、ポンプによってオゾンを洗濯槽内の洗浄水中へ吸引する洗濯装置が開示されている。
特開２００１−２８６６９８号公報 特開平５−２５３３８０号公報 特開平１１−１３７８８２号公報 特開平２−４９６９８号公報 特開平６−８２１５１号公報 特許第２８７５７５１号公報

上記特開平５−２５３３８０号公報に開示されている洗浄装置によれば、洗浄水に混入される気泡の径が大きい。そのため、洗浄水中に溶存するオゾンの量が少ない。したがって、オゾンによる殺菌、洗浄、および漂白の効果が、洗浄水中で効率的には発揮されない。また、洗浄装置においては、微細気泡が破壊するときに非常に大きな流体力が発生するマイクロジェット効果を洗浄のために用いることは不可能である。したがって、洗浄装置の洗浄能力はあまり高くない。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、その一の目的は、洗浄能力が高い洗浄装置を提供することである。

上述した特開２００１−２８６６９８号公報に開示されている洗浄装置によれば、排水貯留容器および浄化機構を洗浄槽とは別に配管経路の途中に設ける必要があるため、洗浄装置を小型化することが困難である。したがって、本発明の他の目的は、小型化された洗浄装置を提供することである。

さらに、特開平１１−１３７８８２公報に開示されている洗浄装置によれば、洗浄水の再利用がなされていない。したがって、本発明のさらに他の目的は、洗浄水を再利用し得る洗浄装置を提供することである。

また、特開平２−４９６９８号公報に開示されている装置においては、乾燥空気を循環する循環経路内にオゾン発生器とオゾンを分解するフィルターとが設けられ、かつ該循環経路は大気と連通した排出口を含んでいる。この装置においては、フィルターはオゾンを分解するためのものであり、循環経路内すべてのオゾンがフィルタによって分解される。しかしながら、この装置によれば、大量のオゾンを常に処理しているため、フィルターの消耗が激しく、その寿命が短い。そのため、フィルターの機能が低下した場合には、オゾンはフィルタによって除去されずに、排出口から大気中に放出されてしまう。したがって、人体に影響が及ぼされてしまう。

また、特開平６−８２１５１号公報では、オゾン分解触媒およびオゾン分解電極からなる二つのオゾン除外装置によってオゾンが大気中に放出されることを防止する技術が開示されている。この装置も、前述の装置と同様に、発生したオゾンすべてを分解する装置である。そのため、大量のオゾンの分解に起因した装置の劣化によって、オゾン除外装置が処理できないオゾンが発生したときには、オゾンが大気中に放出されてしまう。その結果、人体に影響が及ぼされる。したがって、本発明の別の目的は、オゾンが漏れるおそれがある部分にオゾンの漏れを防止する処理を施し、効率的かつ長寿命なオゾン処理を行なうことのできる洗浄装置を提供することである。

また、特許第２８７５７５１号公報に開示されている洗浄装置においては、使用しているポンプの吸水側の流路における負圧を利用して洗浄水中に大気が吸い込まれる技術が開示されている。

しかしながら、洗濯機など洗浄装置では、ポンプより上側の洗浄水(洗浄槽、貯留槽)が吸水されるため、ポンプの給水側の流路において洗浄水中に大気を吸い込むためには、自給式ポンプと呼ばれる特殊なポンプを使用する必要がある。したがって、本発明のまた別の目的は、このような特殊なポンプを用いなくても洗浄水中に大気を吸い込むことができる洗浄装置を提供することである。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、以下の手段で解決することができる。
洗浄装置は、被洗浄物が収容されるとともに洗浄水が貯留される洗浄槽と、洗浄水中に微細気泡を発生させることができる微細気泡発生機構とを備えている。

微細気泡発生機構は、断面積が徐々に小さくなり、洗浄水が流れ込む縮流部と、縮流部に連続し、気体を吸入するための吸入管が接続された細管部と、縮流部に連続し、断面積が徐々に大きくなる拡大部とを含み、洗浄槽内の洗浄水を縮流部から導入することによって、吸入管から導入される気体と洗浄水とを細管部で混合するとともに、拡大部で気体を分断させることによって、その微細気泡を生成して、その微細気泡を洗浄槽内の洗浄水中に吐出する。

この構成によれば、効率よく大量に微細気泡を発生させることが可能となる。この大量の微細気泡によって被洗浄物の表面に付着した汚れを吸着することが可能となるので、洗浄効果が向上する。

また、洗浄装置は、洗浄槽とは別に、洗浄水を一時的に貯留するための貯留槽を備えていれば、洗浄槽の汚水を貯留槽に導くことができる。この場合、貯留槽中に微細気泡発生機構が設置されていれば、汚水中の汚物が微細気泡に吸着する。それにより、汚物は、微細気泡とともに浮力によって水面まで浮上する。その結果、汚水が浄化される。これによれば、汚水を浄化しながら、被洗浄物を洗浄することが可能となるので、洗浄効果を向上させることができる。また、微細気泡発生機構内では、油分も微細化されるため、油分の被洗浄物への再付着の防止が図れるので、これによっても洗浄効果が向上する。

また、気泡サイズが６０μｍ以下の微細気泡であることが望ましい。これは、細管部へ吸入される気体の体積が同一であれば、少量の大きな気泡を生成するよりも、多量の微細気泡を生成する（半径の３乗に比例して気泡個数は増加する）ことのほうが、気泡全体の表面の表面積が格段に大きくなり、吸着量が増大するためである。また、気泡が破裂する場合、自身が破裂したときに生じる大きな流体力によって被洗浄物に付着している汚物を除去する効果が発揮される。この微細気泡の破裂したときに大きな流体力が生じる現象は、マイクロジェットと呼ばれる。

また、水流の変化等による局所的な圧力の上昇したとき、あるいは、微細気泡が被洗浄物に強く接触する等によって破裂したとき、微細気泡にマイクロジェットと呼ばれる強烈な噴流が発生し、これによっても洗浄効果が向上する。

また、微細気泡発生機構における拡大部の終端の断面積が縮流部の始端の断面積より小さければ、微細気泡発生機構の周辺の洗浄水を撹拌することが可能となり、効率よく気泡内の気体を溶解させることができる。

また、微細気泡のサイズが４０μｍ以下であれば、吸入気体がより細かく分断されるため、気泡数が増加し、全気泡の表面積が上記に比べて増加する。そのため、汚物の吸着量が増大し、洗浄効果の増大を図ることが可能となる。さらに、気泡径が小さくなると気泡内部の圧力が上昇するため、気泡が破裂した時のマイクロジェット効果も増大し、これによっても洗浄効果が増大する。

また、微細気泡発生機構を機能させるか否かを制御する制御ユニットをさらに備え、制御ユニットが目的に応じて微細気泡を発生させるタイミングを制御することが望ましい。これによれば、既存の洗浄工程における気泡の吸着効果とマイクロジェット効果を利用した被洗浄物からの汚物除去をより効率的に行なうことができる。

例えば、微細気泡を発生させるタイミングは、洗浄水に洗剤を混入させて被洗浄物を洗浄する期間、或いは洗浄水に洗剤を混入させずに被洗浄物を水洗いする期間であり、洗浄中の洗浄水に微細気泡を混入させることとすれば、洗浄槽へ市水を導入している時や、洗浄槽から洗浄水を排出している時には微細気泡発生機構が停止しているため、無駄なエネルギー消費することがない。

また、例えば、洗浄水を一時的に貯留する貯留槽を備える場合においては、微細気泡を発生するタイミングは、洗浄水に洗剤を混入させて被洗浄物を洗浄した水を貯留槽に貯留した後、或いは洗浄水に洗剤を混入させずに被洗浄物を水洗いした水を貯留槽に貯留した後のタイミングである。これによれば、貯留槽中の洗浄水に微細気泡を混入させることによって、貯留槽の水を気泡の吸着効果を利用して浄化することが可能となり、この水を再利用することが可能となる。

微細気泡発生機構に供給される洗浄水の流量を制御するための制御弁をさらに備えることによって、発生する気泡の量および大きさを調整することが可能となる。

吸入管から導入される気体がオゾンを含んでいれば、気泡の吸着効果とオゾンの有機物分解効果との両作用を生じさせることが可能となり、さらには、気泡の破裂によって洗浄水の中にオゾンガスを溶解させる作用を生じさせることが可能となる。つまり、これら三種の作用を利用することが可能となるため、浄化作用を促進することができる。

オゾンが、酸素から生成される場合には、空気からオゾンを生成する場合に比較して、高濃度のオゾンを生成できるため、上記オゾンの効果をより早期に発揮することができる。

酸素を水の電気分解を利用して生成すれば、洗浄水の電気分解によって酸素を発生させることが可能となるため、酸素ボンベが不要となるため、酸素ボンベの交換等の維持管理のための作業なしに、酸素を生成することができる。

電気分解に利用する水が、洗剤を混入した水であると、洗剤中にＮａＯＨが混入されているため、水道水などの真水に比べて電気分解しやすくなり、酸素発生量を増加させることができ、オゾンの発生量を増加させることができる。

本発明の他の局面の洗浄装置は、被洗浄物が収容されるとともに、洗浄水が貯留される洗浄槽と、洗浄槽とは別に、洗浄水を一時的に貯留するための貯留槽と、洗浄槽と貯留槽とを連通させる配管と、オゾンを発生させるオゾン発生機構と、オゾンを吸入して、洗浄水内部にオゾンを含む微細気泡を混入させるための微細気泡発生機構とを備え、オゾンを含む微細気泡によって貯留槽中の洗浄水を浄化し、この浄化水を洗浄槽に戻して再利用することが可能な洗浄装置であって、洗浄水の浄化が終了して所定時間経過した後、洗浄水を洗浄槽に戻す構成を有している。この構成によって、一度使用した洗浄水を再生した後、洗浄槽に戻すことが可能となるため、洗浄槽で再び浄化した洗浄水を使用することが可能となる。

洗浄装置が洗浄水の浄化の終了を検知するための浄化度検知手段を備えていれば、浄化の度合いを検知することが可能なり、浄化の度合いによって、その水を使用したり、使用できなくしたりすることができる。

洗浄装置が浄化度検知手段により浄化の終了が検知された場合に、浄化の終了をユーザーに放置するための報知器を備えていれば、ユーザーは、浄化されたことを認識してその洗浄水を使用することができるため、安心して洗浄装置を利用することができる。

洗浄装置が洗浄水中、あるいは貯留槽中の空間オゾン濃度を検知するオゾン検知手段と、オゾン濃度が所定値以下になった場合に前述の所定時間が経過した旨の判定をする制御ユニットとを備えていれば、人体に有害であるオゾンの大気放出を抑制することが可能となる。

洗浄装置がオゾン発生機構を制御する制御ユニットをさらに備え、制御ユニットが貯留槽内に浄化済みの洗浄水が存在する間、オゾン発生機構によるオゾン発生動作を停止させれば、無駄にオゾン発生装置を使用することがないため、省エネルギー化を図ることができる。

洗浄装置が貯留槽に貯留された洗浄水を次の洗浄工程において使用するか否かの選択をユーザーが行なうための操作スイッチを備えていれば、ユーザーの都合によって浄化した水の、使用および不使用のいずれかを選択できるため、ユーザーの利便性が向上する。

浄化を行なうための洗浄水が、最終のすすぎが終了した後の水であれば、これを浄化することによって、効率的に浄化水を生成することが可能となる。

微細気泡発生機構において、オゾンを吸入するための吸気空間内にオゾンが充満していることを検知してから微細気泡発生機構を駆動させると、高濃度のオゾン気泡を生成できるので効率的に水を浄化することが可能となる。

本発明のさらに他の局面の洗浄装置は、被洗浄物が収容されるとともに、洗浄水が貯留される洗浄槽と、洗浄槽とは別に、洗浄水を一時的に貯留するための貯留槽と、貯留槽中の前記洗浄水を浄化し得るようにオゾンを発生させるオゾン発生機構とを備え、貯留槽は、洗浄槽の底面および側面を囲むように設けられた外槽である。これによって、オゾンによって洗浄水を浄化するための洗浄槽を洗浄装置内のスペースを有効に利用して形成することができる。

例えば、その外槽は、その底部に洗浄水を貯留するための凹部を有し、凹部は、洗浄槽を回転させるためのモータの側方の空間に位置すれば、オゾンによって洗浄水を浄化するための洗浄槽の大きさを洗浄装置内のスペースを有効に利用して大きくすることができる。

オゾン発生機構を、外槽と洗浄槽との間の空間に設ければ、洗浄装置全体の大きさを変えることなく洗浄装置を作製できるとともに、外槽および洗浄槽の殺菌ができるので、カビの繁殖を抑止できる。

オゾン発生機構が、外槽と洗浄槽との間の空間より小さな密閉空間を構成するケース内に配置され、オゾン発生機構によって生成され、ケース内に存在するオゾンが、微細機構発生機構に導かれることによって、人体に有害なオゾンが大気に放出されることを抑制することができる。

洗浄槽と外槽との間に存在する空間は、該空間内に存在するオゾンが外部へ漏れ出さない程度の実質的な密閉空間であることでも、人体に有害なオゾンが大気に放出されることを抑制することができる。

本発明の別の局面の洗浄装置は、実質的な密閉空間内に配置され、被洗浄物あるいは洗浄水の浄化を行なうためのオゾンを発生させるオゾン発生機構と、オゾン発生機構と大気とを連通させる実質的な密閉空間の隙間と、実質的な密閉空間内のオゾン発生機構から隙間に至るまでの経路に、オゾンを除外し得るように設けられたオゾン除外機構とを備えている。この構成によれば、オゾンの大気放出を抑制することができる。

外槽内に複数のフィンが設けられ、そのフィンにオゾン除外機構が設置されていれば、オゾン除外機構に接するオゾンの量を増加させることが可能となるため、処理能力を向上させることが可能となり、短時間の処理ができることによって、オゾンの大気放出を抑止することができる。

例えば、オゾン除外機構が、ゼオライト、活性炭、ヒータ、および触媒のいずれか１つによって構成されていれば、オゾン除外機構を機能させることができる。

さらに、オゾン除外機構が、ゼオライト、活性炭、ヒータ、および触媒のいずれか２以上によって構成されていれば、処理能力が向上し、短時間の処理ができることによって、オゾンの大気放出を抑止することができる。

オゾン除外機構が光触媒で構成され、該光触媒に対向する位置に光源を設置されていれば、オゾン除外装置の再生が可能となる。

また、光源がＬＥＤ光源であれば、光源を設置しやすくでき、比較的コンパクトにオゾン除外機構を形成でき、他の光源(蛍光灯、紫外線ランプ等)に比べて省エネルギー化を図ることができる。

また、オゾン除外機構を外槽の内面に固定すれば、配線も外槽の内面に固定することが可能となり、オゾン除外機構に関連した部品の設置状態を安定させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態の洗浄装置を説明する。
（実施の形態１）
図１を用いて、本発明の実施の形態１の洗浄装置を説明する。図１に示すように、本実施の形態の洗浄装置は、被洗浄物が洗浄水で洗浄される洗浄槽１と、洗浄槽１の底面および側面を囲むように設けられた外槽２とを備えている。

また、洗浄槽１および外槽２の外側には、洗浄槽１および外槽２を内装するように、筐体１２が設けられている。筐体１２の内側であって、外槽２の外側には、洗浄槽１を回転させるモータ１３が設けられている。洗浄槽１には、外槽２の底部を貫通する回転軸２３が接続されている。モータ１３の回転は、回転軸２３を介して洗浄槽１に伝達される。

また、外槽２内には、洗浄槽１において洗浄のために使用された後の汚物を含む洗浄水４が貯留される。ただし、外槽２内の汚物を含む洗浄水４は、後述する微細気泡発生機構８およびオゾン発生機構３によって浄化された後、ポンプ５によって、配管６を介して、再利用水（洗浄水）４として、洗浄槽１に戻される。

また、配管６には、弁９が設けられている。また、外槽２とポンプ５とは、配管４０００を介して連通している。配管４０００には、弁５０００が設けられている。また、弁９の近傍の位置で、配管６に配管１０が接続されている。そのため、弁９が閉じられているときには、弁５０００および弁７が開かれていれば、ポンプ５が送り出した洗浄水４は、配管６および配管１０を介して微細気泡発生機構８に送り込まれる。

なお、ポンプ５の駆動量、ならびに、弁７、９、３０００、５０００、および７０００のそれぞれの開放量は、すべて、制御ユニット５００によって制御される。したがって、制御ユニット５００は、弁７および９を制御して、外槽２から洗浄槽１へ戻される再利用水４の量を調節することが可能であるとともに、洗浄水４内に吐出される微細気泡の量を調節することが可能である。

制御ユニット５００は、一般に用いられるマイクロコンピュータ等のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、タイマー、入力ポートおよび出力ポートを備えたものである。したがって、制御ユニット５００は、後述するオゾンセンサー１４および操作スイッチパネル１０００等から送信されてきた信号を受けた場合、タイマーの計時状態、ＲＯＭに記憶されているプログラム、およびＲＡＭに記憶されている一時記憶情報等に従って、モータ１３、ポンプ５、弁７、９、３０００、５０００、および７０００、ならびに、後述する実施の形態で説明されるシャッター１７および１８等へ信号を出力して、それらを制御することができるものである。

また、オゾン発生機構３は、洗浄槽１と外槽２との間に形成された空間７０に設けられている。洗浄槽１と外槽２との間の隙間６０から空間７０へ空気が流れ込む。ただし、隙間６０は、非常に微小であり、また、オゾンは、空気よりも重い。そのため、オゾンは、隙間６０を介して空間７０から外部へ漏れ出すことはない。つまり、空間７０は、オゾンにとっては、実質的な密閉空間になっている。したがって、オゾンは、空間７０内に留まっている。

一般には、オゾンは、酸素と窒素の混合物である空気に高電圧をかけることによって、空気中の酸素から生成される。一方、オゾンを酸素ボンベなどに入っている純度の高い酸素から生成すれば、オゾン発生量は、その濃度に比例して増加する。したがって、本実施の形態の洗浄装置においては、図示しない純度の高い酸素が酸素ボンベからオゾン発生機構３に導入されるとともに、酸素に高電圧を印加しても発火しない状態であることを検知するセンサーがオゾン発生機構３に設けられている。これによれば、より安全に、しかも、より効率的にオゾンを生成することができる。

また、上記酸素を得る他の方法として、水の電気分解によって、正極の表面上に酸素を発生させ、負極の表面上に水素を発生させる方法が用いられてもよい。具体的には、図示しない貯水槽（たとえば、外槽２）内に正極および負極が配置され、正極と負極との間に直流電圧が印加されて、水が電気分解されてもよい。それによって、酸素と水素とが生成され、そのうちの酸素がオゾン発生機構３に導入されることによってオゾンが生成されてもよい。このように、水の電気分解による酸素を用いてオゾンを生成すれば、酸素ボンベを用いる必要がないため、ボンベの交換のための作業を行なうことなく、オゾンを生成することが可能となる。

また、上記の電気分解される水として、洗剤の混入した水が用いられる場合には、水道水が用いられる場合に比べて、水中のキャリア（正イオン、負イオン）が多いため、効率的に多量の酸素を発生することが可能となる。これにより多量のオゾンが生成されるので、有機物の分解を促進できるとともに、洗浄効果および浄化効果を向上させることが可能となる。

また、微細気泡発生機構８には、気体吸入管１１が設けられている。この気体吸入管１１を介して、空間７０内に充満しているオゾンが微細気泡発生機構８に吸入される。また、外槽２の底面には、洗浄水４中のオゾンの溶解量またはオゾン濃度を測定することができるオゾンセンサー１４が設けられている。オゾンセンサー１４は、洗浄水４中のオゾンの溶解量または濃度の情報を制御ユニット５００に送信する。これにより、制御ユニット５００は、洗浄水４中にオゾンがなくなっていることを認識することが可能である。

また、通常の洗浄装置に必要なパルセータ（図示せず）、排水管６００、排水用の弁７０００、およびクラッチ（図示せず）等のその他の構成要素が、筐体１２内に配置されている。排水管６０００は、外槽２内の洗浄水４を外部へ排出するためのものであり、排水管６０００に設けられた排水用の弁７０００の開閉によって、外槽２から洗浄装置の外部へ洗浄水４を排出するか否かが切り替えられる。なお、弁７０００の開閉は、制御ユニット５００からの制御信号に基づいて行なわれる。

オゾン水を洗浄に用いることも可能であるが、オゾン濃度が高くなると、人体に有害であることと、被洗浄物の劣化を招くという課題もあり、ここでは、まず、洗剤を混入した水中に、オゾンガスを含まない微細気泡を混入させるによって、被洗浄物を洗浄する場合について述べる。

この場合、微細気泡の内部は空気（あるいは水蒸気）であり、この微細気泡自体を利用して洗浄水の浄化や被洗浄物の洗浄を行なうことができる。

すなわち、洗浄が実行されているときには、モータ１３によって、図示されていないパルセータが駆動されて、洗浄槽１内で被洗浄物が洗浄される。また、制御ユニット５００が、ポンプ５を駆動して、弁９および弁７の開放量を調整することによって、外槽２内に貯留された洗浄水４（再生が実行された後の洗浄水４は、再利用水４と呼ばれる）は、ポンプ５内に吸引され、配管６を通って、弁９および弁７のそれぞれに位置まで到る。このとき、弁９が開かれており、弁７が閉じられていれば、再利用水４は、弁９を通過して、洗浄槽１内に到る。

一方、弁７が開放されており、弁９が閉じられていれば、洗浄水４は、弁７を通って、微細気泡発生機構８に至る。このとき、微細気泡発生機構８内で生じる負圧によって、微細気泡発生機構８内では、空気を内包する微細気泡が生成される。

その後、空気を含む微細気泡と洗浄水４との気液混合体が、微細気泡発生機構８の吐出管８０から外槽２内に貯留されている洗浄水４へ向かって噴出される。洗浄水４とともに噴出された微細気泡は、その径が６０μｍ以下である。

なお、本明細書においては、６０μｍ以下の径を有する気泡は、「微細気泡」と呼ばれる。一般に、同一体積で気泡を発生させる場合、それを大きな気泡として少量生成するよりも、微細気泡として数多く生成するほうが全気泡表面の表面積が格段に大きくなる。また、気泡表面は、吸着効果を有しているため、この表面積が大きいほど、被洗浄物表面に付着した油分、或いは洗浄水中の油分などの汚物を、気泡はより多く吸着させることができる。また、気泡が破裂する場合、自身が破裂したときに生じる大きな流体力によって被洗浄物に付着している汚物を除去する効果も得られる。この微細気泡の破裂したときに大きな流体力が生じる現象は、マイクロジェットと呼ばれる。

洗浄槽１において洗浄のために使用された後の洗浄水４を、この吸着効果を利用して浄化することができ、これによって再利用水を生成できる。なお、前述の一連の工程は、被洗浄物の洗浄のために繰り返される。

また、一般に、大きな径を有する気泡は、自身の浮力が大きいため、自身の浮力によって浮上してしまうが、一方、微細気泡は、自身の浮力が小さいため、浮上せずに洗浄水４中に留まる。そのため、微細気泡は、大きな径を有する気泡よりも寿命が長い。したがって、洗浄水４内には、多量の微細気泡が存在している。なお、制御ユニット５００は、弁７を閉じ、弁９を開いて、かつ、ポンプ５を駆動させて、微細気泡が混入された洗浄水４を洗浄槽１に戻す制御を実行することができる。

マイクロジェットとは、より厳密には、微小空間で数百〜数千ｍ／ｓの速さで流体を移動させる現象をいう。このマイクロジェットが発生する位置の近傍においては、汚物は極めて大きな流体力によって除去される。また、マイクロジェットは、微細気泡が、被洗浄物の近傍の位置に到達し、被洗浄物の微細繊維に触れて破裂するときにも生じる。

なお、微細気泡のサイズは４０μｍ以下である場合には、洗浄水４が通常使用されるもの（風呂の残水等の４２℃以下の温度）であれば、その温度がいかなるものであっても、前述のマイクロジェット効果が発揮される。

一方、オゾンを用いた被洗浄物の洗浄の場合には、オゾンが大気中に漏れ出さないように、上記洗浄装置にオゾン除外機構を設けることによって、オゾンガスを含んだ気泡を用いた洗浄をすることができる。この場合、上記効果の他にオゾンによる有機物分解の効果が得られる。

上記のような本実施の形態の洗浄装置によれば、マイクロジェットに起因する流体力を利用して、洗浄力を向上させることが可能になる。ただし、前述のようなマイクロジェトは、ポンプ５が空回りすると発生しない。したがって、本実施の形態の洗浄装置においては、ポンプ５の空回りを防止するために、洗浄槽１と外槽２とに連通し、洗浄槽１から外槽２へ使用後の洗浄水４を導く配管２０００に弁３０００が設けられており、その弁３０００の開放量が制御ユニット５００によって制御される。

これによれば、洗浄時に、制御ユニット５００は、外槽２内の洗浄水４の量を制御することができる。したがって、外槽２内の洗浄水４の量が少なくなり過ぎないように制御ユニット５００が前述の弁３０００を制御すれば、ポンプ５の空回りを防止することができ、より確実に上記マイクロジェットによる効果を得ることが可能となる。

なお、図１中、配管２０００および弁３０００は洗浄槽１の底面の中心から所定の距離だけ離れて設置されているが、これは上記概念を説明するために、便宜上設置しているにすぎない。したがって、配管２０００および弁３０００の配置は、前述の配置に限定されない。

以上においては、再利用水を生成しながら洗浄を行なう洗浄装置の説明がなされた。
次に、洗浄しながら再利用水を生成するのではなく、再利用水を生成した後に、それを再利用する洗浄装置の微細気泡発生機構８およびオゾン発生機構３の動作を説明する。

通常、家庭用の洗濯機のような洗浄装置は、洗浄工程、第１排水工程、第１脱水工程、第１のすすぎ工程、第２排水工程、第２脱水工程、第２のすすぎ工程、第３排水工程、および第３脱水工程からなる一連の各種工程を経て被洗浄物の洗濯を完了する。なお、被洗浄物としてのいわゆる洗濯物が少ない場合には、洗濯を完了するまでの時間を短縮するため、前述の一連の各種工程のうちの第２のすすぎ工程、第３排水工程および第３脱水工程が省略される場合もある。

図１は、最終すすぎ工程が完了し、最後の脱水工程が行なわれる直前の状態、すなわち、再利用水４が生成されるときの状態、再利用水４が外槽２に貯留された状態、または、外槽２に貯留された再利用水４が洗浄槽１に送られている状態を示している。前述の各状態において動作する構成要素は異なっているため、各状態における各構成要素の動作を説明する。

まず、再利用水が生成されるときの各構成要素の動作状態を説明する。
最終すすぎ工程が終了した後、制御ユニット５００が洗浄槽１と外槽２とを連通する配管２０００に設けられた弁３０００を開く。それにより、洗浄槽１内の洗浄水４が外槽２へ導かれる。このとき、図示されていない排水用の弁７０００は閉じられているため、最終すすぎ工程終了後の洗浄水４が外槽２に貯留される。その後、後述のようにこの洗浄水４が浄化されて、再利用水４が生成される。このとき、微細気泡発生機構８は水面より下側に位置するが、その水面がオゾン発生機構３に至らない程度の高さまで、再利用水４が外槽２に貯留される。

次に、オゾンを利用した洗浄水の浄化工程について説明する。微細気泡による油分吸着能力を利用して、洗浄水を浄化することも可能であるが、オゾンを利用することでさらに効果的な浄化が可能になる。この洗浄水４が外槽２に貯留された状態で、制御ユニット５００は、オゾン発生機構３を駆動させる。

オゾン発生機構３が駆動された後、数分が経過すると、外槽２と洗浄槽１との間に形成された空間７０がオゾンガスで満たされる。この数分の経過は、制御ユニット５００内のタイマーによって計時される。つまり、制御ユニット５００は、オゾン発生機構３を駆動させると同時に、タイマーによる計時を開始し、オゾンガスが空間７０に充満された状態をタイマーの所定時間の計時の終了によって把握している。

したがって、制御ユニット５００は、空間７０にオゾンガスが充満している状態を検知し、その後、外槽２とポンプ５とを連通する配管４０００に設置された弁５０００を開き、配管６に設置された弁９を閉じ、配管１０に設置された弁７を開くとともに、ポンプ５を駆動させる。これらの制御は、制御ユニット５００からそれぞれのアクチュエータに送信される制御信号によって実行される。

ポンプ５が駆動されると、外槽２内に貯留された洗浄水４が、ポンプ５内に吸引され、ポンプ５内で加圧され、配管６内へ送り込まれる。配管６内に吐出された洗浄水４は、弁９が閉じられ、弁７が開かれているため、配管１０を介して、微細気泡発生機構８内に導かれる。

微細気泡発生機構８は、ベンチュリー型の微細気泡発生機構であり、ベンチュリー管内の細管部に負圧が生じる。この負圧が生じる部位は、気体吸入管１１を介して、洗浄槽１、外槽２、および再利用水４の表面によって囲まれた空間７０に連通している。前述の空間７０には、オゾンガスが充満している。

そのため、空間７０から気体吸入管１１を介してオゾンガスが微細気泡発生機構８内に吸い込まれ、微細気泡内にオゾンガスが混入する。オゾンガスが混入している微細気泡（径が６０μｍ以下）は、洗浄水４とともに、吐出管８０から洗浄水４内に吐出される。外槽２内に戻った洗浄水４は、再び、ポンプ５に吸引される。

一方、微細気泡発生機構８から吐出された微細気泡は極めて小さいため、その浮力は極めて小さい。そのため、数分間、微細気泡は、洗浄水４中に漂うことができる。また、微細気泡は、極めて小さいために、その表面張力が大きい。そのため、微細気泡においては、表面張力が内圧よりも大きくなるという自己加圧現象が発生する。すなわち、微細気泡においては、その径がさらに小さくなるように表面張力が作用する。したがって、微細気泡においては、その内圧が除々に上昇する。最終的には、微細気泡が破裂する。その結果、微細気泡に内包されていたオゾンガスが洗浄水４中に溶解する。

一般に、ガスの圧力とそのガスが溶解しようとする液体の圧力との差が大きいほど、ガスの溶解量は大きくなる。したがって、微細気泡が洗浄水４中に滞在している時間が長くなればなるほど、その自己加圧現象の発生頻度が高くなり、オゾンガスが洗浄水４中に溶解する量が多くなる。前述のような微細気泡の自己加圧効果を利用して、外槽２内に貯留された最終すすぎ工程において使用された洗浄水４が、効率的に、再利用水４に変換される。

また、再利用水４が外槽２内に貯留されているときには、制御ユニット５００は、オゾン発生機構３およびポンプ５を停止させる。このとき、微細気泡発生機構８による微細気泡の発生は行なわれない。そのため、再利用水４が外槽２内で放置される。この状態が５分以上継続されると、再利用水４内に含まれるオゾンガスが分解される。その結果、再利用水４は、次の洗浄工程において利用可能な状態、すなわち、人体に悪影響を与えない状態になる。

次に、制御ユニット５００は、外槽２に貯留された再利用水４を洗浄槽１に送るときには、オゾン発生機構３を停止し、配管１０に設けられた弁７を閉じ、配管６に設けられた弁９を開く。この状態で、制御ユニット５００は、弁５０００および弁９を開き、ポンプ５を駆動する。それによって、外槽２に貯留された再利用水４が、ポンプ５に吸引され、配管６内を流れる。このときに、再利用水４は、微細気泡発生機構８には流れ込まずに、弁９を介して、洗浄槽１に吐出される。

また、このようにして洗浄槽１に送られた前述の再利用水４は、次の洗浄工程において用いられることが好ましい。すなわち、洗剤が洗浄水４に混入された状態で被洗浄物を洗浄する洗浄工程、および、洗剤を用いずに洗浄水のみで被洗浄物を水洗いするすすぎ工程において利用され得るものである。したがって、制御ユニット５００は、洗剤を用いる洗浄工程および洗剤を用いないすすぎ工程のうちの少なくともいずれか一方の工程において、前述の再利用水４を洗浄槽１へ送り込む制御を実行することが可能に設定されている。

なお、洗浄工程に用いられた再利用水４あるいは通常の水道水は、浄化して再利用せずに、洗浄工程が終了した後に、制御ユニット５００が弁３０００および７０００を開く制御を実行することにより、洗浄槽１、配管２０００、外槽２、および排水管６０００を介して、洗浄装置の外部へ排出されることが好ましい。

なぜなら、多数の洗浄工程において用いられた上記洗浄水４は汚物を多く含んでいるため、オゾンによって分解され得ない無機物およびその他のゴミなどが、浄化後の再利用水中に多量に残存する可能性があるためである。

なお、洗浄工程の終了は、制御ユニット５００内のプログラムが一連の工程を実行しているときに、タイマーによって所定の洗浄工程の時間が計時されたことによって、検出される。したがって、制御ユニット５００は、内蔵されたターマーが洗浄工程の開始から終わりまでの時間を計時したことによって、洗浄工程が終了したことを認識する。

また、洗浄工程後のすすぎ工程においては、新鮮な洗浄水が、図示されていない水道管および蛇口を介して洗浄槽１内へ供給される。なお、この作業は、ユーザーによる蛇口の操作等によって行なわれる。したがって、無機物およびその他のゴミ等が、再利用水４中に蓄積されることがない。そのため、常に洗浄工程において適切な再利用水４を洗浄槽１内へ供給することが可能になる。

次に、上記した再利用水４が５分以上放置される理由を説明する。上述のように、浄化が完了した直後の再利用水４は、多量のオゾンを含んでいる。オゾンは、漂白作用および殺菌作用を有している。

しかしながら、その漂白作用および殺菌作用は、オゾンの大きな活性化エネルギーを利用しているため、たとえば、ゴムまたは有機物等を含む洗濯物がオゾンの大きな活性化エネルギーに起因して劣化するという、いわゆる洗濯物の傷みが生じる。この問題を回避するために、被洗浄物が、ゴムおよび有機物を含んでいない洗濯物に限定されれば、オゾンを多量に含む再利用水４を洗浄工程に用いることは可能である。だだし、洗浄装置のユーザーは、不便な使用方法を採用せざる得なくなる。

一方、活性化エネルギーが高いオゾンは、極めて短い時間で分解される。したがって、再利用水４が、数分間、放置されれば、オゾンが自然に分解される。したがって、オゾンによる浄化処理が終了した後、再利用水４を５分間以上放置することによって、再利用水４中のオゾンの自然分解を進行させることが望ましい。

これにより、有機物繊維およびゴムなどが劣化することが防止される。そのため、本実施の形態の洗浄装置においては、制御ユニット５００は、ポンプ５およびオゾン発生機構３の駆動を停止させたと同時に、タイマーによる計時を開始し、タイマーが所定時間の計時が終了したときに、洗浄水４中のオゾンが分解されたことを認識するように設定されている。

また、再利用水中のゴミの残存等の問題がないならば、環境汚染および節水を考慮すると、洗濯のためのすべての工程において、再利用水４を用いることが好ましい。しかしながら、各工程終了直後に、十分な再利用水４を洗浄槽１に供給することは困難である。再利用水４を洗浄工程の直後の脱水工程直後、またはすすぎ工程の直後の脱水工程直後に洗浄槽１に供給できなければ、全工程のために要する時間が長くなってしまう場合がある。

したがって、再利用水４ではなく、従来通り、通常の水道水を用いて、一連の洗浄のための一部の工程を行なうことができれば、連続して一連の洗浄のための全工程を実行することができるため、ユーザーの好みまたは状況に応じて、従来の洗浄か、または、再生水を用いた洗浄かを選択できるようにすればユーザーの利便性が向上する。

また、本実施の形態の洗浄装置においては、外槽２の底面にオゾンセンサー１４が設置されている。また、制御ユニット５００は、オゾンセンサー１４から受ける検出信号を用いて、所定のオゾン濃度まで低下したことを検出することが可能である。それにより、制御ユニット５００は、洗浄水４が浄化され、再利用水４の生成が完了したことを検知することができる。つまり、制御ユニット５００は、オゾンセンサー１４から送信されてきた信号に基づいて、オゾンが分解されて洗浄水４中のオゾン濃度が人体に悪影響を与えない程度まで低下したことを検出することができる。

ただし、制御ユニット５００は、オゾン発生機構３およびポンプ５の駆動を停止させると同時に、内蔵されたタイマーに計時を開始させているため、タイマーによって、所定時間、たとえば、５分が計時されたときに、洗浄水４中のオゾンの溶解量または濃度が所望の値まで低下したことを認識するものであってもよい。

また、制御ユニット５００は、前述の制御によって、洗浄水４中のオゾン濃度が所望の値まで低下したときに、筐体１２上の操作スイッチパネル１０００等に設けられた報知器に、再利用水４が使用可能な状態なっていることを報知させるための信号を送る。その信号を受けた報知器（たとえば、発光ダイオード）は、点灯によって、ユーザーに対して、再利用水４の生成が完了したことを報知することができる。これによれば、洗浄装置の利便性が向上する。

また、制御ユニット５００が、洗浄水４中のオゾン濃度が所定値以下になっていること、または、オゾン発生機構３の停止から所定時間が経過したこと、つまり、洗浄水４の浄化が完了したことを認識した場合に、弁９および５０００を開き、弁７を閉じ、ポンプ５を駆動させる制御を実行すれば、より安全な再利用水４が洗浄槽１に供給される制御を自動的に行なうことが可能になる。

また、図１においては、オゾン発生機構３が設置されている位置は、洗浄槽１と外槽２で形成された空間７０内の位置である。外槽２と洗浄槽１との間には、洗浄槽１がモータ１３によって回転するために、微小な隙間６０があるが、前述の空間７０は実質的に密閉状態になっている。したがって、オゾン発生機構３において発生したオゾンガスが、前述の空間７０を満たすこととなる。オゾンガスは、上記のように、殺菌作用および消毒作用を発揮するため、この空間７０内にオゾン発生機構３が設置されると、外槽２の内側の表面および洗浄槽１の外側の表面は、再利用水４を生成するときには必ず殺菌および消毒されることになる。

また、本実施の形態の洗浄装置においては、洗浄槽１は、側壁および底板に貫通孔を有している槽であっても、前述の貫通孔を有していない槽であっても、前述の微細気泡発生機構による効果を得ることは可能である。しがしながら、貫通孔を有している洗浄槽１が用いられる場合には、オゾン発生機構３で発生したオゾンが貫通孔を通って洗浄槽１内に拡散されてしまう。そのため、オゾンを効率的に洗浄水４内に溶解させることができない。

これに対して、本実施の形態の洗浄装置のように、洗浄槽１が貫通孔を有していない槽である場合には、つまり、空間７０が洗浄槽１と外槽２とによって囲まれた実質的な密閉空間であれば、オゾン発生機構３によって生成されたオゾンは、貫通孔が無いために、貫通孔から漏れることがない。そのため、空間７０の上部に設けられている大気と通じる連通路または隙間の近傍の空間までオゾンを満たすことができるため、空間７０内にオゾンは滞留しやすくなる、言い換えれば、洗浄槽１内に拡散してしまうことがない。したがって、効率的に、オゾンを洗浄水４内に溶解させることができる。

なお、再利用水４を使用するか否かは、ユーザーの操作スイッチパネル１０００の操作によって選択可能である。つまり、ユーザーが操作スイッチパネル１０００の所定のスイッチを押せば、操作スイッチパネル１０００から制御ユニット５００へ信号が送信され、制御ユニット５００が、ポンプ５を駆動させるための信号および弁９を開くための信号をそれぞれへ送信する。一方、ユーザーが操作スイッチパネル１０００の所定のスイッチを押さなければ、ポンプ５が駆動され、弁９が開かれることはない。

（実施の形態２）
次に、図２を用いて、本発明の実施の形態２の洗浄装置を説明する。

本実施の形態の洗浄装置は、実施の形態１の洗浄装置とほぼ同様の構造を有している。したがって、本実施の形態の洗浄装置においては、実施の形態１の洗浄装置と同様の構造および機能を有する部位には、実施の形態１の洗浄装置と同一の符号が付されている。なお、本実施の形態の洗浄装置の動作は、実施の形態１の洗浄装置の動作と基本的に同様である。

以下においては、本実施の形態の洗浄装置と実施の形態１の洗浄装置との相違点のみが説明される。

本実施の形態の洗浄装置と実施の形態１の洗浄装置との相違点は、外槽２の底部に凹部２ａが設けられている点、および、オゾン発生機構３が外槽２と洗浄槽１との間の空間７０より小さい閉空間１５ａを構成するケース１５内に設けられている点、および、気体吸入管１１がケース１５を貫通して閉空間１５ａと微細気泡発生機構８とを連通させている点である。

より具体的には、外槽２は、その底部に洗浄水４を貯留する凹部２ａを有し、凹部２ａは、モータ１３の側方の空間であって、回転軸２３が貫通する外槽２の底部と筐体１２の底部との間の高さ位置に設けられている。

通常、洗浄装置の外槽２の底板の下側面と、外槽２を囲むように設けられた筐体１２の底面、または地面との間には、前述の特開平１１−１３７８８２号公報に示されるように、比較的広い空間は、いわゆるデッドゾーンとして存在する。

したがって、本実施の形態の洗浄装置のように、外槽２内で再利用水４を生成する場合には、凹部２ａは有効に活用され得る。すなわち、再利用水４が次の洗浄工程において使用される場合には、脱水工程において、再利用水４が洗浄槽１の底板の下面に接しないことが必要になる。脱水工程において、再利用水４が洗浄槽１の底板に接すると、洗浄槽１の回転するときに、再利用水４が抵抗になり、脱水のために必要な洗浄槽１の回転速度が得られないために、十分な脱水がなされないという問題が生じる。

この問題を解決するために、本実施の形態の洗浄装置においては、外槽２の底部に凹部２ａが設けられ、従来技術の洗浄装置においてデットゾーンであった空間が有効に利用され、外槽２の容量が大きくなっている。したがって、容量が増加した分、外槽２内の水位は低くなる。そのため、洗浄槽１の底部が再利用水４に接することが防止される。その結果、洗浄装置の外形を大きくすることなく、脱水工程において必要な洗浄槽１の回転速度を得ることができ、かつ、再利用水４を有効に用いることができる洗浄装置が実現される。

また、凹部２ａは外槽２内で他の部位に比較して最も低い位置に存在するため、凹部２ａが最初に洗浄水４よって満たされる。したがって、この凹部２ａ内に微細気泡発生機構８が配置されれば、微細気泡発生機構８は、確実に、水面より下側に位置し、洗浄水４の水面より上に位置することがない。そのため、微細気泡を洗浄水４中に確実に吐出することができる。

また、図２の洗浄装置においては、外槽２内のオゾン発生機構３が外槽２より小さい閉空間１５ａ内に設置されている。これによれば、オゾン発生機構３で発生したオゾンガスが閉空間１５ａ内に滞留し、高濃度のオゾンが生成される。また、閉空間１５ａには微細気泡発生機構８の気体吸入管１１が接続されているため、高濃度なオゾンは、微細気泡発生機構８によって、気体吸入管１１を介して、吸引され、洗浄水４中に吐出される。したがって、オゾンは高い効率で洗浄水４中に溶解し、再利用水４が高い効率で生成される。

（実施の形態３）
次に、図３を用いて、本発明の実施の形態３の洗浄装置を説明する。

本実施の形態の洗浄装置は、実施の形態２の洗浄装置とほぼ同様の構造を有している。したがって、本実施の形態の洗浄装置においては、実施の形態１および２の洗浄装置と同様の構造および機能を有する部位には、実施の形態１および２の洗浄装置と同一の符号が付されている。なお、本実施の形態の洗浄装置の動作は、実施の形態１の洗浄装置の動作と基本的に同様である。

以下においては、本実施の形態の洗浄装置と実施の形態２の洗浄装置との相違点のみが説明される。

本実施の形態の洗浄装置と実施の形態２の洗浄装置との相違点は、外槽２の凹部２ａの上側に蓋１６が設けられている点、および、空間７０と閉空間１５ａとを連通させる開口を閉じるシャッター１７が設けられている点である。

また、図３に示すように、凹部２ａには、蓋１６が設けられている。また、蓋１６には、開閉式のシャッター１８が設置されている。それにより、凹部２ａに再利用水４が貯留されるときには、シャッター１８が開かれ、洗浄槽１から排出された最終すすぎ水が外槽２の凹部２ａに貯留される。凹部２ａに貯留された洗浄水４は、実施の形態１および２において説明された原理と同様の原理により、再利用水４に生まれ変わる。

再利用水４が生成されるときには、蓋１６のシャッター１８が閉じられる。このように、蓋１６およびシャッター１８が設けられているため、人体に有害なオゾンガスの漏洩を防止することができる。

また、ケース１５内の外槽２より小さい閉空間１５ａにオゾン発生機構３が設置されている。また、ケース１５にはシャッター１７が設けられている。シャッター１７は、閉空間１５ａと空間７０とを連通させる状態になることが可能であるとともに、閉空間１５ａと空間７０とを分離する状態になることも可能である。そのため、再利用水４が生成されるときに、シャッター１７が閉じられる。一方、洗浄槽１の外側の表面および外槽２の内側の表面が消毒される場合には、シャッター１７が開かれる。

これらのシャッター１７および１８の開閉のための制御は、制御ユニット５００からシャッター１７および１８に送信される信号によって行なわれる。

また、操作スイッチパネル１０００には、シャッター１７および１８の開閉を行なうための操作スイッチが設けられている。したがって、ユーザーが操作スイッチを操作して、制御ユニット５００にシャッター１７および１８の開閉状態を指定する信号が送信されれば、制御ユニット５００は、シャッター１７および１８の開閉を制御することができる。

このような構成によれば、目的に応じたオゾンガスの使用が可能になる。すなわち、外槽２より小さい閉空間１５ａが設けられている場合においては、再利用水４がなくても、シャッター１７および１８の開閉を制御することによって、洗浄槽１と外槽２で構成される空間７０オゾンを満たすことが可能となり、洗浄槽１の外側の表面と外槽２の内側の表面とが殺菌および消毒される。

（実施の形態４）
次に、図４を用いて、前述の実施の形態１〜３の洗浄装置に用いられる微細気泡発生機構８の詳細構造を説明する。

図４に示すように、前述の各実施の形態の洗浄装置に用いられる微細気泡発生機構８は、ベンチュリー型の微細気泡発生機構である。つまり、縮流部８ａ、細管部８ｂ、および拡大部８ｃがこの順番で連続している。なお、図４においては、洗浄水の流れが矢印１５０で示されている。

図４において、矢印１５０で示すように、洗浄水が、除々に断面積が小さくなる縮流部８ａに供給される。このとき縮流部８ａはその断面積が徐々に小さくなるため、洗浄水は除々に流速が増加する。一方、ベルヌイの定理によれば、洗浄水の静圧は除々に低減する。

したがって、最も断面積の小さい細管部８ｂに至った洗浄水４は、静圧が最も低い状態になる。より具体的には、洗浄水４は、大気圧よりも低い状態になる。また、気体吸入管１１が細管部８ｂに接続されており、気体吸入管１１から細管部８ｂへオゾンガスが導かれる。それにより、細管部８ｂに導かれたオゾンガスは、洗浄水とともに、比較的大きな気泡として、拡大部８ｃに噴出される。拡大部８ｃは、徐々に断面積が大きくなっているため、洗浄水の静圧は大きくなる。

このとき、静圧が大きくなると、気泡径は大きくなるが、拡大部８ｃにおいては、噴流に起因した乱流が生じている。この乱流内には通常せん断流れが生じる。このとき、比較的径の大きな気泡は、せん断流れによって、分断され、微細気泡４００に変化する。この微細気泡４００を含む洗浄水４が、噴流として、吐出管８０から外槽２内の洗浄水４へ吐出される。

このとき、拡大部８ｃの終端の断面積が縮流部８ａの始端の断面積と同一かまたはそれ以下であれば、略一定の流速で洗浄水４をベンチュリー管の中心軸の方向に沿って噴出することができる。つまり、ベンチュリー管において、導出口が導入口よりも小さければ、洗浄水４の圧力がベンチュリー管内で高められるため、吐出管８０に流れ込む洗浄水４の圧力を配管１０からベンチュリー管に流れ込む洗浄水４の圧力よりも高くすることができる。その結果、洗浄水４中により高い圧力を有する洗浄水４が吐出される。

なお、図４中の細管部８ｂは、ある程度の長さを有しているように描かれているが、その長さは、描画上の簡便のために決定されている。したがって、上記説明の気体導入効果が発揮されるのであれば、細管部８ｂの長さはいかなるものであってもよい。

一方、微細気泡発生機構として、旋回流型のものも提案されている。旋回流型の微細気泡発生機構が用いられる場合には、微細気泡を含む洗浄水が、旋回流が形成する円形の接線方向に噴出される。旋回流型の微細気泡発生機構によっては、洗浄水を攪拌するように微細気泡を含む洗浄水を吐出することが困難であるが、ベンチュリー型の微細気泡発生機構８が採用されれば、比較的簡単に再利用水４を攪拌することができる。そのため、再利用水４内においてオゾンを均一に分散させることが可能になる。その結果、効率的に再利用水４を生成することができる。

（実施の形態５）
次に、図５を用いて、本発明の実施の形態５の洗浄装置を説明する。

本実施の形態の洗浄装置は、実施の形態１の洗浄装置とほぼ同様の構造を有している。したがって、以下においては、本実施の形態の洗浄装置と実施の形態１の洗浄装置との相違点のみが説明され、互いの共通の構造の説明は繰り返さない。

本実施の形態の洗浄装置と実施の形態１の洗浄装置との相違点は、図５に示されるように、外槽２と洗浄槽１とで形成される空間７０の大気と連通する部位の近傍にオゾン除外機構５１０が設けられている点である。このオゾン除外機構５１０は、人体に有害なオゾンが大気中に放出されることを抑制または抑止するものであり、オゾン発生機構３が動作している間、もしくは停止した後の所定期間(５分以上)、オゾン除外機構５１０の稼動状態が継続している。

より具体的には、前述の実施の形態において説明された制御ユニット５００が、オゾン除外機構５１０の制御を行なう。具体的には、オゾン発生機構３を停止する信号をオゾン発生機構３に出力した後、タイマーが所定期間を計時したときに、オゾン発生除外機構５１０を停止する信号をオゾン除外機構３へ出力する。

これによって、オゾンが大気中に放出されることを抑制または抑止することかできる。オゾン除外機構５１０は、図５中の外槽２の上側プレート部の内側面にビスまたは接着剤などで固定されており、望ましくは、円周形状を有する上側プレート部の内側面の全周にわたって設置されている。したがって、オゾンが、図５における空間７０に充満し、オゾン除外機構５１０に至ると、そのオゾン除外機構５１０の作用によって、オゾンを化学的に変化させ、人体に無害な物質にすることができる。

図６は、図５において円で囲まれたオゾン除外機構５１０が設置されている部位の拡大図である。図６において、複数のフィン５１１が外槽２の上側プレート部から下方へ延びるように設置され、そのフィン５１１の主表面に沿ってオゾン除外機構５１０が設置されている。このようにすると、オゾン除外機構５１０とオゾンとが接する表面の面積を増加させることが可能となり、オゾン処理能力を向上させることができる。図６において、オゾン除外機構５１０は、ゼオライト、活性炭、ヒータ、および光触媒を含む触媒の内いずれか１つによって構成され、フィン５１１に塗布されるか、または、接着剤もしくはビスなどによって固定されている。

ゼオライトおよび活性炭は、オゾンを吸着する機能を有し、それらに吸着されたオゾンは時間の経過とともに自然に分解される。ヒータは、温度が高いほどオゾンの活性力が高いことを利用してオゾンを分解するものであり、具体的には、ヒータの熱で周囲の空気中の酸素等とオゾンとの化学反応を促進させ、オゾンを分解するものである。

また、光触媒は、触媒の作用を利用してオゾンの反応を促進させることによってオゾンを除外することができる。図６では、フィン５１１の一方の主表面にのみオゾン除外機構５１０が設置されているが、オゾン除外機構５１０とオゾンとの接触面積を増加させるために、フィン５１１の両主表面にオゾン除外機構５１０が設置されてもよい。

図７は、ゼオライト、活性炭、ヒータ、および光触媒を含む触媒のうちのいずれか２つのものが、除外機構５１０及び５１２として、フィン５１１に塗布されるか、または、フィン５１１に接着剤もしくはビスなどによって固定されている。このようにすることによって、同時に二種の除外能力を併用することができるので、処理能力が向上し、オゾンの大気放出を抑止することができる。また、ゼオライトもしくは活性炭とヒータとを組み合わせることによって、オゾン除外時でないときにヒータを用いて、ゼオライトもしくは活性炭をヒータの熱で乾燥させ再生することも可能となる。

また、図８に示されるように、オゾン除外機構が光触媒５１３で構成され、フィン５１１に該光触媒５１３が設置されていてもよい。この場合、光触媒５１３に対向する位置に光源５２０が設置され、光源５２０の光がオゾン除外機構の全面に照射される。また、空間７０に充満しているオゾン５２１が大気中に流出することを抑制するために、フィン５１１および光触媒５１３は、洗浄槽１の上端部よりも低い位置まで到達するように配置されている。

このような構成によれば、オゾンの流出を抑制することが可能となるとともに、光源５２０をオゾン除外時ならびにオゾン除外機構を再生する時に光源５２０からオゾン除外機構としての光触媒５１３に向かって光を照射することで、オゾンの除外を行なうことができ、かつ、オゾン除外機構の再生も行なうことが可能となる。

また、この光源５２０がＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源であれば、蛍光灯または紫外線灯等のガラスを有する蛍光管を用いずに、光源５２０を設置することができる。したがって、線光源ではなく、点光源が用いられ得る。そのため、光源５２０を設置しやすくでき、かつ、光源５２０をコンパクトにすることができる。また、ＬＥＤ光源は消費電力が小さいため、洗浄装置の省エネルギー化を図ることができる。

なお、図５〜図８においては、外槽２と洗濯槽１との連通路の近傍（隙間６０の近傍）の外槽２側の空間にオゾン除外機構が設けられているが、オゾン除外機構は、洗浄槽１と洗浄装置との連通空間の近傍の洗浄装置側の空間に設けられていてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

実施の形態１の洗浄装置を示す断面模式図である。 実施の形態２の洗浄装置を示す断面模式図である。 実施の形態３の洗浄装置を示す断面模式図である。 各実施の形態の洗浄装置の微細気泡発生機構として用いられるベンチュリー型の気泡発生機構の断面模式図である。 実施の形態５の洗浄装置を示す断面模式図である。 実施の形態５のオゾン除外機構の概略の拡大図である。 他の例のオゾン除外機構の概略の拡大図である。 他の例のオゾン除外機構の概略の拡大図である。

符号の説明

１ 洗浄槽、２ 外槽、２ａ 凹部、３ オゾン発生機構、４ 洗浄水（再利用水）、５ ポンプ、６，１０，２０００，４０００，６０００ 配管、７，９，３０００，５０００，７０００ 弁、８ 微細気泡発生機構、８ａ 縮流部、８ｂ 細管部、８ｃ 拡大部、１１ 気体吸入管、１２ 外槽、１３ モータ、１４ オゾンセンサー、１５ ケース、１５ａ 閉空間、２３ 回転軸、８０ 吐出管、５００ 制御ユニット、１０００ 操作スイッチパネル、５１０ オゾン除外機構、５１１ フィン、５１２ オゾン除外機構、５１３ 光触媒、５２０ 光源(ＬＥＤ含む)。

Claims (33)

1. 被洗浄物が収容されるとともに洗浄水が貯留される洗浄槽と、
   前記洗浄水中に微細気泡を発生させることができる微細気泡発生機構とを備え、
   前記微細気泡発生機構は、
   断面積が徐々に小さくなり、前記洗浄水が流れ込む縮流部と、
   前記縮流部に連続し、気体を吸入するための吸入管が接続された細管部と、
   前記細管部に連続し、断面積が徐々に大きくなる拡大部とを含み、
   前記洗浄槽内の前記洗浄水を前記縮流部から導入することによって、前記吸入管から導入される気体と前記洗浄水とを前記細管部で混合させるとともに、前記拡大部で気体を分断させることによって微細気泡を生成して、該微細気泡を前記洗浄槽内の前記洗浄水中に吐出することを特徴とする、洗浄装置。
2. 前記洗浄槽とは別に、前記洗浄水を一時的に貯留するための貯留槽を備えている、請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記貯留槽に貯留された洗浄水を前記微細気泡発生機構に導入し、前記貯留槽中の洗浄水に微細気泡を混入させることを特徴とする、請求項２に記載の洗浄装置。
4. 前記微細気泡が混入された後の前記貯留槽中の洗浄水を前記洗浄槽に導入することを特徴とする、請求項３に記載の洗浄装置。
5. 前記微細気泡発生機構における前記拡大部の終端の断面積が、前記縮流部の始端の断面積よりも小さいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の洗浄装置。
6. 前記微細気泡の直径は６０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の洗浄装置。
7. 前記気泡の直径は４０μｍ以下であることを特徴とする、請求項６に記載の洗浄装置。
8. 前記微細気泡発生機構を機能させるか否かを制御する制御ユニットをさらに備え、
   前記制御ユニットは、目的に応じて微細気泡を発生させるタイミングを制御することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の洗浄装置。
9. 前記微細気泡発生機構に供給される洗浄水の流量を制御するための制御弁をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の洗浄装置。
10. 前記吸入管から導入される気体がオゾンを含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の洗浄装置。
11. 前記オゾンが酸素から生成されることを特徴とする、請求項１０に記載の洗浄装置。
12. 前記酸素が水を電気分解することによって生成されることを特徴とする、請求項１１に記載の洗浄装置。
13. 前記電気分解に使用する水は、洗剤が混入された水であることを特徴とする、請求項１２に記載の洗浄装置。
14. 被洗浄物が収容されるとともに、洗浄水が貯留される洗浄槽と、
    前記洗浄槽とは別に、前記洗浄水を一時的に貯留するための貯留槽と、
    前記洗浄槽と前記貯留槽とを連通させる配管と、
    オゾンを発生させるオゾン発生機構と、
    前記オゾンを吸入して、前記洗浄水内部にオゾンを含む微細気泡を混入させるための微細気泡発生機構とを備え、
    前記オゾンを含む微細気泡によって前記貯留槽中の洗浄水を浄化し、この浄化水を洗浄槽に戻して再利用することが可能な洗浄装置であって、
    前記洗浄水の浄化が終了して所定時間が経過した後、前記浄化水を前記洗浄槽に戻すことを特徴とする、洗浄装置。
15. 前記洗浄水の浄化の終了を検知するための浄化度検知手段を備えることを特徴とする、請求項１４に記載の洗浄装置。
16. 前記浄化度検知手段により浄化の終了が検知された場合に、浄化の終了をユーザーに報知するための報知器を備えることを特徴とする、請求項１５に記載の洗浄装置。
17. 前記浄化水中、あるいは前記貯留槽中の空間のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出手段と、
    前記オゾン濃度が所定値以下になった場合に前記所定時間が経過した旨の判定をする制御ユニットとを備えることを特徴とする、請求項１４に記載の洗浄装置。
18. 前記オゾン発生機構を制御する制御ユニットを備え、
    前記制御ユニットは、前記貯留槽内に浄化済みの浄化水が存在する間、前記オゾン発生機構によるオゾン発生動作を停止させることを特徴とする、請求項１４に記載の洗浄装置。
19. 前記貯留槽に貯留された前記浄化水を次の洗浄工程において使用するか否かの選択をユーザーが行なうための操作スイッチを備えることを特徴とする、請求項１４に記載の洗浄装置。
20. 前記浄化を行なうための洗浄水は、最終のすすぎ工程が終了した後の水であることを特徴とする、請求項１４に記載の洗浄装置。
21. 前記微細気泡発生機構において、前記オゾンを吸入するための空間内にオゾンが充満していることを検知してから微細気泡発生機構を駆動させることを特徴とする、請求項１４に記載の洗浄装置。
22. 被洗浄物が収容されるとともに、洗浄水が貯留される洗浄槽と、
    前記洗浄槽とは別に、前記洗浄水を一時的に貯留するための貯留槽と、
    前記貯留槽中の前記洗浄水を浄化し得るようにオゾンを発生させるオゾン発生機構とを備え、
    前記貯留槽は、前記洗浄槽の底面および側面を囲むように設けられた外槽であることを特徴とする、洗浄装置。
23. 前記外槽は、その底部に前記洗浄水を貯留するための凹部を有し、
    前記凹部は、前記洗浄槽を回転させるためのモータの側方の空間に位置することを特徴とする、請求項２２に記載の洗浄装置。
24. 前記オゾン発生機構が、前記外槽と前記洗浄槽との間の空間に設けられたことを特徴とする、請求項２２に記載の洗浄装置。
25. 前記オゾン発生機構が、前記外槽と前記洗浄槽との間の空間より小さな密閉空間を構成するケース内に配置され、
    前記オゾン発生機構によって生成され、前記ケース内に存在するオゾンが、前記微細気泡発生機構に導かれることを特徴とする、請求項２４に記載の洗浄装置。
26. 前記洗浄槽と前記外槽との間に存在する空間は、該空間内に存在するオゾンが外部へ漏れ出さない程度の実質的な密閉空間であることを特徴とする、請求項２２に記載の洗浄装置。
27. 実質的な密閉空間内に配置され、被洗浄物あるいは洗浄水の浄化を行なうためのオゾンを発生させるオゾン発生機構と、
    前記オゾン発生機構と大気とを連通させる前記実質的な密閉空間の隙間と、
    前記実質的な密閉空間内の前記オゾン発生機構から前記隙間に至るまでの経路に、前記オゾンを除外し得るように設けられたオゾン除外機構とを備えたことを特徴とする、洗浄装置。
28. 前記オゾン除外機構は、前記密閉空間内に設けられた複数のフィンにより構成されていることを特徴とする、請求項２７に記載の洗浄装置。
29. 前記オゾン除外機構は、ゼオライト、活性炭、ヒータ、および触媒のいずれか１つによって構成されたことを特徴とする、請求項２７または２８に記載の洗浄装置。
30. 前記オゾン除外機構は、ゼオライト、活性炭、ヒータ、および触媒のいずれか２つ以上によって構成されていることを特徴とする、請求項２７または２８に記載の洗浄装置。
31. 前記オゾン除外機構は、光触媒と、該光触媒に対向する位置に設けられた光源とによって構成されたことを特徴とする、請求項２９または３０に記載の洗浄装置。
32. 前記光源がＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源であることを特徴とする、請求項３１に記載の洗浄装置。
33. 被洗浄物が収容されるとともに、洗浄水が貯留される洗浄槽と、
    前記洗浄槽の底面および側面を囲むように設けられた外槽とを備え、
    前記オゾン除外機構を前記洗浄槽と外槽との間の空間の外槽側に固定したことを特徴とする、請求項２７に記載の洗浄装置。

Images