JP2014057924A - ノズル管ユニットとこれを用いた洗浄装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を簡素化するとともに複数のノズルにおいて液体と気体の混合比を均一にして噴射させることができるノズル管ユニットを得る。
【解決手段】管長方向に液体を噴射する複数の噴射ノズル４３を装着した外管４２と、外管の内側に複数の噴射ノズルの各々と略対向させた気体を噴出する複数の小孔５０を有する内管４９とを所定の間隔を有して略同心状に配置し、外管の内面と内管の外面との間隔に液体通路５１を構成するとともに、内管に有する小孔から液体通路に吐出させた気体を噴射ノズルに導出させて液体と気体の混合流体として噴射することを特徴とするノズル管ユニットと、これを用いた洗浄装置としたものである。
【選択図】図７

Description

本発明は、液体と気体の二流体を混合してこれを複数の噴射ノズルから噴射する二重管を構成したノズル管ユニット(ノズル装置)と、これを用いた被洗浄物の洗浄装置に関するものである。

従来、液体と気体の混合流体（二流体）を複数の噴射ノズルから噴射するノズル管ユニットとしては、二重管として二流体の各々の流通通路を構成し、混合流体を複数の噴射ノズル部において混合して噴射するものがある。

特許文献１に記載されたものは、外側に位置するガス供給管１１の内側に水供給管１０を同心状に配置した二重管とし、水供給管１０とガス供給管１１の間隔（外側通路）に空気を供給し、水供給管１０内に水を供給する。さらにガス供給管１１を貫通して水供給管１０内に開口する複数のスプレーノズル１３を設け、水供給管１０とガス供給管１１の間隔に位置するスプレーノズル１３の側面にガス供給孔１５を設けてここから空気を供給して混合し、スプレーノズル１３の出口から混合流体を噴射するものである。

また、特許文献２に記載されたものは、噴射ノズルを用いる煤吹き器であり、この煤吹き器２０は、内外二重のパイプ２１、２２の両端部をそれぞれ鏡板２３、２４で閉塞して、内側のパイプ２１の内部に一次側蒸気室２５を、内外両パイプ２１、２２の間に二次側空気室２６をそれぞれ形成し、内側のパイプ２１の周壁に複数の噴射ノズルの各一次側ノズル１を、外側のパイプ２２の周壁に二次側ノズル２をそれぞれ支持させている。二次側ノズル２の肉壁部には二次側空気室２６と高圧噴出口８とを連通させる空気通路２７が形成されている（図３参照）。

すなわち、前記特許文献１、２に記載されたものは、外管と内管とを同心状に配置して二重管を構成するとともに、内管に液体（水）を供給し、内管と外管の間隔に気体（空気）の流通通路を構成して供給するものである。また、外管の管長方向に複数の噴射ノズルを配置し、内管から液体（水）を各々の噴射ノズルに導出させ、前記噴射ノズル部の側面に形成した孔から気体(空気)を導出させて気液の混合流体（二流体）として噴出させるものである。さらに、噴射ノズルは外管を貫通するとともに、その先端を内管にまで延長させてこの内管を貫通または当接させるものである。
実開昭５６−５９１６８号公報 特開平７−１１６５６１号公報

しかしながら、前記特許文献１、２に記載されたものは、内管と外管の間隔に気体（空気）の流通通路を構成し、小さい直径の内管に液体(水)を供給しているため、気体に比べてより流量の多い液体の流通抵抗が大きくなり高い供給圧力を必要とするとともに、内管中の液体の流通速度が速くなり複数の噴射ノズルから均一量の噴射が困難になりやすい。

また、噴射ノズルは外管を貫通させるとともに、噴射ノズル先端を内管にまで延長させてこの内管を貫通または当接させて固定する構成であるため、内管、外管、複数の噴射ノズルを一体となるように各々を加工し、組立を行う複雑な構造となるとともに、加工、組み立てに高い寸法精度を必要とする課題を有している。

また、前記したように内管、外管、複数の噴射ノズルを一体的に組立加工し、さらに噴射ノズル部の側面に孔を形成させるものであるため、噴射ノズルは汎用性のあるものを自由に選択して用いることができず、専用のものを用いる必要がありその着脱も困難となる。

さらに、前記したような課題に加え、液体または気体の供給源から外管、内管への液体または気体の供給接続が外管、内管の管長方向に対して直交方向となっているため、例えば洗浄装置等への装着が限定され、また制約が生じ、全体的な小型化、省スペース性、メンテナンス性に課題がある。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、構造を簡素化するとともに複数の噴射ノズルにおいて液体と気体の混合比を均一にして噴射させることができるノズル管ユニットを得ることを目的とするものである。また、前記ノズル管ユニットを用いて被洗浄物の洗浄を効率的に行うことができる洗浄装置を得ることを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明のノズル管ユニットは、管長方向に液体を噴射する複数の噴射ノズルを装着した外管と、前記外管の内側に前記複数の噴射ノズルの各々と略対向させた気体を噴出する複数の小孔を有する内管とを所定の間隔を有して略同心状に配置し、前記外管の内面と内管の外面との間隔に液体通路を構成するとともに、前記内管に有する小孔から液体通路に吐出させた気体を噴射ノズルに導出させて液体と気体の混合流体として噴射することを特徴とするものである。

本発明の洗浄装置は、前記ノズル管ユニットの噴射ノズルから洗浄水と空気の混合流体を噴出させて被洗浄物の洗浄を行うこと特徴とするものである。

本発明のノズル管ユニットによれば、構造を簡素化するとともに複数の噴射ノズルにおいて液体と気体の混合比を均一にして噴射させることができる。また、本発明の洗浄装置によれば、被洗浄物の洗浄を効率的に行うことができる。

本発明の一実施例の被洗浄物である食器の洗浄装置の基本構成を示す正面構成図。 図１のＡ−Ａ線における側断面図。 マニホールドの形状を示す外観斜視図。 ノズル管の配置と構成を示す断面図。 図１のＢ−Ｂ線における側断面図。 マニホールドの形状を示す外観斜視図。 ノズル管ユニットの配置と構成を示す断面図。 （ａ）（ｂ）ノズル管ユニットの外観図。 ノズル管ユニットの空気接続状態を示す外観図。 （ａ）（ｂ）ノズル管ユニットの一端側の構成図。 （ａ）（ｂ）ノズル管ユニットの他端側の構成図。 （ａ）（ｂ）ノズル管ユニットの噴射ノズル部の一部拡大断面図。 （ａ）（ｂ）噴射ノズルの構成を示す図。 （ａ）（ｂ）噴射ノズルからの噴出状態の比較を示す図。 （ａ）（ｂ）噴射ノズルからの噴出状態の比較を示す図。 噴射ノズル内の圧力状態の比較を示す図。

第１の発明は、管長方向に液体を噴射する複数の噴射ノズルを装着した外管と、
前記外管の内側に前記複数の噴射ノズルの各々と略対向させた気体を噴出する複数の小孔を有する内管とを所定の間隔を有して略同心状に配置し、
前記外管の内面と内管の外面との間隔に液体通路を構成するとともに、
前記内管に有する小孔から液体通路に吐出させた気体を噴射ノズルに導出させて液体と気体の混合流体として噴射することを特徴とするノズル管ユニットとしたものである。

本発明のノズル管ユニットにおいては、内管と外管の間隔に断面積の大きい液体通路を構成し、小さい直径の内管に気体を供給しているため、気体に比べより流量の多い液体の流通抵抗が小さくなり高い供給圧力を必要としない。液体通路中の液体の流通速度がより遅くなり複数の噴射ノズルから均一量の噴射ができる。

また、噴射ノズル先端を内管にまで延長させず、この内管を貫通または当接させて固定する必要がないこと、および、複数の噴射ノズルを含めた内管、外管の一体的な組立加工を行う必要がないことからノズル管ユニット全体の構造を簡素することができるとともに、加工、組み立ても簡素化でき、高い寸法精度を必要としない。

また、前記したように従来は、内管、外管、複数の噴射ノズルを一体的に組立加工し、さらに噴射ノズル部の側面に孔を形成させるものであるが、本発明のノズル管ユニットにおいては、噴射ノズルは汎用性のものを自由に選択して用いることができ、その着脱も簡単に行うことができる。

したがって、本発明のノズル管ユニットによれば、構造を簡素化するとともに複数の噴射ノズルにおいて液体と気体の混合比を均一にして噴射させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、内管に有する小孔の中心位置を噴射ノズルの中心位置よりも液体通路を流動する液体の上流側にずらして配置したことを特徴とする請求項１に記載のノズル管ユニットとしたものである。

これによって、内管に有する小孔からの空気は、噴射ノズルに対して液体通路内を流動する洗浄水のやや上流側に噴出することになり、小孔から噴出した空気は、液体通路内を流動する洗浄水によって下流側に移動する流れパターンとなる。したがって、小孔からの空気はその全量が噴射ノズルに入ることとなり、ノズル管ユニットに有する複数の噴射ノズルの個々で洗浄水と空気の混合比が一定となり、個々のおよび全体の噴射ノズルにおいて安定した噴出パターンを得ることができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、液体通路の一方端側に液体の入る開口を位置させ、前記開口の他方端側は閉塞し、さらに、内管の一方端側である前記液体通路の開口側は閉塞し、他方端側には気体の入る開口を位置させて、液体と気体の入る開口を管長方向において対向配置したことを特徴とするノズル管ユニットとしたものである。

これによって、液体または気体の供給源から外管、内管への液体または気体の供給接続が外管、内管の管長方向にとなり、例えば洗浄装置等への装着が容易となり全体的な小型化、省スペース性、メンテナンス性を向上させることができる。

第４の発明は、第３の発明において、ノズル管ユニットに液体を供給するマニホールドを備え、液体通路の液体の入る開口側を前記マニホールドの開口に着脱自在としたノズル管ユニットとしたものである。

これによって、洗浄装置等への装着が容易となり全体的な小型化、省スペース性、メンテナンス性を向上させることができる。

第５の発明は、請求項１〜４に記載のノズル管ユニットの噴射ノズルから洗浄水と空気の混合流体を噴出させて被洗浄物の洗浄を行うことを特徴とする洗浄装置としたものである。

これによって、洗浄水の使用量を削減するとともに、被洗浄物の洗浄を確実に効率的に行うことができる。

第６の発明は、第５の発明において、複数のノズル管ユニットを対向させて配置し、被洗浄物に前記対向する方向から洗浄水と空気の混合流体を噴射させて被洗浄物の洗浄を行うことを特徴とする洗浄装置としたものである。

これによって、被洗浄物の洗浄をより確実に効率的に行うことができるとともに、多種、多様な被洗浄物の洗浄を行うことができる。

第７の発明は、第５または第６の発明において、循環使用する洗剤成分を含む加温した洗浄水を被洗浄物に噴射して洗浄を行う本洗い洗浄ゾーンと、前記本洗い洗浄ゾーンの後段に、水道水等の清水を洗浄水として噴射して前記被洗浄物に付着した洗剤成分を除去するとともに前記洗浄水を廃棄する仕上げ洗浄ゾーンを備え、前記仕上げ洗浄ゾーンにノズル管ユニットを配置したことを特徴とする洗浄装置としたものである。

これによって、洗浄水の使用量を削減するとともに、被洗浄物に付着した洗剤成分を確実に効率的に行うことができる。

以下、本発明の一実施形態においては、皿、お椀等の食器類を被洗浄物の例とし、液体を洗浄水、気体を空気として図１〜図１６を参照しながら説明する。

洗浄装置は、図１に示すように、主に搬送手段である無端状のコンベア３と、このコンベア３により上下方向に区分され、上方部は上部外郭体１、下方部は下部外郭体２によって外郭を構成している。本実施形態においては、コンベア３の上に例えば皿、お椀等の食器類（被洗浄物）４をうつ伏せ状態にして載せ図１中の実線矢印方向に搬送される。

なお、図示しないが、コンベア３は格子状、またはネット状等に構成されたものであり、食器類４が落下しない程度の開口を有し、噴射された洗浄水が前記開口を通過して食器類４に十分当接（衝突）するようにしてある。これによって、噴射された洗浄水により食器類４およびコンベア３自体を洗浄することができる。また、無端状のコンベア３はモータ等の駆動手段により回動し上段のコンベア面により食器類４を搬送する。さらに、コンベア３上の食器類４の浮き上がりを防止するため、食器類４の上面に別の押さえコンベアを設置してもよい。

また、被洗浄物を皿、お椀等の食器類４としたが、食器を載せるトレイ、食缶容器でもよく、また、その他の一般容器、板状体、加工製品等であってもよい。さらに、コンベア３の上に例えば皿、お椀等の食器類（被洗浄物）４をうつ伏せ状態にして載せるようにしたが、例えばコンベア３の構成によってトレイ、板状体、加工製品等を縦方向の姿勢として搬送するようにしてもよい。

また、食器類４はコンベア３上と上部外郭体１内に形成した洗浄スペース５内を搬送され、洗浄スペース５は入口側に位置する本洗い洗浄ゾーン６、この本洗い洗浄ゾーン６の後段である出口側に位置する仕上げ洗浄ゾーン７で構成している。なお、洗浄スペース５の構成は実施形態に限定するものではない。

本洗い洗浄ゾーン６の下部には所定量の洗浄水を貯める貯水タンク８を備えている。貯水タンク８には一定量レベル以上の洗浄水を排出する排水管９を設けている。ポンプ１０は貯水タンク８の底部に連通する吸入フランジ１１と、マニホールド２０に連通する吐出フランジ２６を設けている。なお、図示しないが、貯水タンク８の底部には貯水タンク８内の洗浄水の全てを排出するバルブを有する排水管を設けてもよい。

また、貯水タンク８内に給水する給水管１２、開閉用のバルブ１３、フロート１４の上下動作によって給水を調節する弁１５を備えており、貯水タンク８内の洗浄水の水位を所定の高さに維持する。なお、給水管１２は洗浄水として用いる水道管（上水道、図示なし）に接続してある。

なお、図示していないが、貯水タンク８内の洗浄水の温度は、例えば６０〜７０度Cに保たれるように加温装置により温度調節されている。この加温装置は別途に設置するブースターに貯水タンク８内の洗浄水を循環させる方法、貯水タンク８内の洗浄水中に電気ヒータ、蒸気配管を設置して加温する方法等を選択して用いる。

食器類４の搬入側であるコンベア３の下方には、食器類４の表面側から落下する残飯、残汁等を受ける受容器１６を位置させ、排出管１７より下方に落下させる。

また、食器類４の搬出側で仕上げ洗浄ゾーン７のコンベア３の下方には、排水受１８を位置させ排水管１９より外部に放出し廃棄する。

次に、図１〜図４を参照しながら本洗い洗浄ゾーン６に関連する基本構成を説明する。
なお、図２、図４において実線矢印は洗浄水の流動方向を示す。
図３に示すように、縦方向（略鉛直方向）に設置したマニホールド２０には略水平方向に上部マニホールド２１、下部マニホールド２２を連通させて分岐し、各々に複数の開口２３、２４を設けている。マニホールド２０の下部端にはベース２５を設け、このベース２５をポンプ１０の吐出フランジ２６と連設させている。

図４に示すように、マニホールド２０から分岐した上部マニホールド２１、下部マニホールド２２の各々の複数の開口２３、２４には所定の弾性を有するゴム等からなるシールリング２７を挿入、固定してある。

上部マニホールド２１のシールリング２７には、洗浄水を噴射する複数の小孔２９を形成したノズル管２８の開口２８ａ側が挿入され、開口２８ａと反対側のノズル管２８は先端が押し潰されて板状となった閉止部３０を形成し、この閉止部３０は洗浄装置に別途固定した固定板３１の開口３１ａに挿入され、シールリング２７と固定板３１の開口３１ａによって保持されている。

また、下部マニホールド２２のシールリング２７には、洗浄水を噴射する複数の小孔３３を形成したノズル管３２の開口３２ａ側が挿入され、開口３２ａと反対側のノズル管３２は先端が押し潰されて板状となった閉止部３４を形成し、この閉止部３４は洗浄装置に別途固定した固定板３５の開口３５ａに挿入され、シールリング２７と固定板３５の開口３５ａによって保持されている。

上部マニホールド２１に着脱自在に装着した複数のノズル管２８は、コンベア３の上方部に設置し、複数の小孔２９から下方側に洗浄水を噴射する。これによって、うつ伏せとなっている食器類４の上面側(食器類の裏面側)に洗浄水を噴射し汚れを除去する。

また、下部マニホールド２２に着脱自在に装着した複数のノズル管３２は、回動するコンベア３の上下間に設置し、複数の小孔３３から上方側に洗浄水を噴射する。これによって、うつ伏せとなっている食器類４の下面側(食器類の表面側)に洗浄水を噴射し汚れを除去する。

マニホールド２０、上部マニホールド２１、下部マニホールド２２は、コンベア３による食器類４の搬送方向と直交方向の一方の片側に配置し、ノズル管２８、３２は、コンベア３による食器類４の搬送方向と略直交方向に複数列配置している。

ノズル管２８、３２の着脱方法は、先ず上部マニホールド２１、下部マニホールド２２の開口２３、２４に固定した弾性を有するシールリング２７に、ノズル管２８、３２の開口２８ａ、３２ａ側を上部マニホールド２１、下部マニホールド２２内に挿入する。このとき閉止部３０、３４の先端は固定板３１、３５よりも上部マニホールド２１、下部マニホールド２２側になるまで挿入する。一旦挿入後ノズル管２８、３２を引き戻し、閉止部３０、３４の先端を開口３１ａ、３５ａに挿入して固定する。掃除等でノズル管２８、３２を外すときは、前記固定時と逆の動作を行う。

なお、ノズル管２８、３２は、閉止した先端部の曲げ方向が相違するが基本的には同一構成のものを共用し、上部マニホールド２１に装着するノズル管２８においては複数の小孔２９を下向き方向とし、下部マニホールド２２に装着するノズル管３２においては複数の小孔３３を上向き方向にして配置するものである。

次に、図５〜図１３を参照しながら仕上げ洗浄ゾーン７に関連する基本構成を説明する。なお、図中の実線矢印は洗浄水（液体）の流動方向、破線矢印は空気（気体）の流動方向を示す。

図６に示すように、縦方向（略鉛直方向）に設置したマニホールド３６には上下方向に複数の開口３７、３８を設けている。マニホールド３６の下部端にはベース３９を設け、図５に示すように、このベース３９を給水管６６に連設している。図７に示すように、マニホールド３６に設けた開口３７、３８には所定の弾性を有するゴム等からなるシールリング４０を挿入、固定してある。

次に、ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂの基本構成を説明する。マニホールド３６の上方向に位置する開口３７にノズル管ユニット４１ａ、マニホールド３６の下方向に位置する開口３８にノズル管ユニット４１ｂを装着している。ノズル管ユニット４１ａ、ノズル管ユニット４１ｂの構成は同一であり、以下に両者の基本構成について説明する。

各々の開口３７、３８に固定したシールリング４０には、管長方向に洗浄水を噴射する所定ピッチごとに複数の噴射ノズル４３を装着した外管４２の開口４２ａ側(洗浄水の入口側)が挿入されている。

噴射ノズル４３は、図１２、１３に示すように、液体である洗浄水の導入通路４４、中間通路４５、導入端部４６、スリット４７、吐出口４８により構成されている。吐出口４８からは後述する空気（気体）を混入させた洗浄水を帯状に噴射する。

なお、導入通路４４、中間通路４５、吐出口４８にかけてその直径を順次小さく構成し、また、導出通路４５の直径よりもスリット４７の短辺側の幅は小さく設定されおり、したがって、吐出口４８はスリット４７の長辺側に大きい略楕円形状となっている。

外管４２の内側には、管長方向に前記複数の噴射ノズル４３と略対向させた複数の小孔５０を有する内管４９を、洗浄水通路（液体通路）５１となる所定の間隔を有して略同心状に配置している。

図１０に示すように、内管４９のマニホールド３６側の端部は押し潰して閉止し、ここに連結板５２を連設し、かつ連結板５２の外周端部は外管４２の開口４２ａ部の端面または内周面に溶接等により固定してある。

図１１に示すように、内管４９の他方側端には開口４９ａ(空気の入口)を有し、内管４９と外管４２とを固定板５３を介して溶接等により固定してある。また、この固定板５３は外管４２の内周面と内管４９の外周面に溶接等により固定してある。これにより開口４２ａの他方端側（内管４９の開口４９ａ側）の洗浄水通路５１は閉塞させているものである。

以上のように、洗浄水通路５１における洗浄水の流動方向と内管４９内の空気（気体）の流動方向は逆向き（対向流）となっているものである。

また、固定板５３にはチーズ５４を連設し、このチーズ５４の内側通路と内管４９の開口４９ａが連通している。また、チーズ５４には突出板５５が設けられており、図７に示すように、突出板５５を洗浄装置に別途固定した固定板５６の開口５６ａに挿入している。これらによって、ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂはシールリング４０と固定板５６によって保持されている。

以上のように、管長方向に洗浄水を噴射する複数の噴射ノズル４３を装着した外管４２と、外管４２の内側には、管長方向に前記噴射ノズル４３と略対向させた複数の小孔５０を有する内管４９を、所定の間隔を有して略同心状に配置、固定して、前記外管４２の内面と内管４９の外面との間隔に洗浄水通路(液体通路)５１を構成するとともに、洗浄水通路５１の一方端側（マニホールド３６側）に洗浄水の入る開口４２ａを位置させ、開口４２ａの他方端側は固定板５３により閉塞し、さらに、内管４９の一方端側（マニホールド３６側、開口４２ａ側）は閉塞し、他方端側には気体の入る開口４９ａを位置させてノズル管ユニット４１ａ、４１ｂを構成しているものである。

また、図８はノズル管ユニットの外観図、図９は、マニホールド３６の上下側の開口３７、３８に位置する両者のノズル管ユニット４１ａ、４１ｂへの気体供給経路の構成を示す。

図８、図９に示すように、チーズ５４の一方側には逆止弁５７を接続し、さらに逆止弁５７はエルボ５８を介してホース５９の一方端側が接続されている。さらに、図５に示すように、ホース５９の一方端側は、空気ポンプ（気体供給手段）６３に接続されている。また、チーズ５４の他方側にはニュージョイント６０を接続している。

また、主に図９に示すように、マニホールド３６の上側の開口３７に位置するノズル管ユニット４１ａに装着したニュージョイント６０には、ホース６１の一方端側が接続されている。ホース６１の他方端側はニュージョイント６０を介してマニホールド３６の下側の開口３８に位置するノズル管ユニット４１ｂに装着したチーズ５４の一方端側に接続されている。このチーズ５４の他方端側は閉止キャップ６２により塞がれている。

これらの構成により、空気ポンプ（気体供給手段）６３により供給された気体は、ホース５９、チーズ５４を介してマニホールド３６の上側の開口３７に位置するノズル管ユニット４１ａの開口４９ａから内管４９内に入り、内管４９に有する複数の小孔５０から噴出する。

また、空気ポンプ（気体供給手段）６３により供給された気体は、ホース５９、チーズ５４を介してホース６１に流れ、チーズ５４からマニホールド３６の下側の開口３８に位置するノズル管ユニット４１ｂの開口４９ａから内管４９内に入り、内管４９に有する複数の小孔５０から噴出する。

また、図５に示すように、水道管に接続されたバルブ６４、水道水の圧力を調節するレギュレータ６５、給水管６６、ベース３９を順次介してマニホールド３６内に水道水（清水）を供給するものである。

また、図７に示すように、マニホールド３６内に供給した水道水は、ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂの開口４２ａから外管４２と内管４９との間隔である洗浄水通路５１内に入り、管長方向に流動する。この管長方向に流動する洗浄水は、外管４２に装着した複数の噴射ノズル４３から噴出する。

また、図１２に示すように、外管４２に装着した複数の噴射ノズル４３の中心位置に対する内管４９に有する複数の小孔５０の中心位置は、図１２中のLで示す距離分、外管４２と内管４９との間隔である洗浄水通路５１内を流動する洗浄水の上流側（開口４２ａ側）にずらして構成しているものである。

洗浄水は、外管４２に装着した複数の噴射ノズル４３の導入通路４４に入った洗浄水に、内管４９に有する複数の小孔５０から噴出した空気が混入し、この混合流体は噴射ノズル４３の導出通路４５を介して吐出口４８から噴射される。この時スリット４７によって帯状に拡がる噴射パターンを形成するものである。

マニホールド３６の上部の開口３７に着脱自在に装着した複数のノズル管ユニット４１ａは、コンベア３の上方部に設置し、複数の噴射ノズル４３から下方側に空気を混合させた洗浄水を噴射する。これによって、うつ伏せとなっている食器類４の上面側(食器類の裏面側)に付着した主に洗剤成分を除去する。

また、マニホールド３６の下部の開口３８に着脱自在に装着した複数のノズル管４１ｂは、回動するコンベア３の上下間に設置し、複数の噴射ノズル４３から上方側に空気を混合させた洗浄水を噴射する。これによって、うつ伏せとなっている食器類４の下面側(食器類の表面側)に付着した主に洗剤成分を除去する。なお、ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂをコンベア３の上下方向に配置したがこれに限定するものではない。例えばノズル管ユニット４１ａ、４１ｂの管長方向を食器類４の搬送方向に平行に配置してもよい。

マニホールド３６は、コンベア３による食器類４の搬送方向と直交方向の一方の片側に配置し、各々のノズル管ユニット４１ａ、４１ｂは、管長方向をコンベア３による食器類４の搬送方向と略直交方向に配置している。なお、ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂは、管長方向をコンベア３による食器類４の搬送方向と略直交方向にして複数列配置してもよい。

各々のノズル管ユニット４１ａ、４１ｂの着脱方法は、先ずマニホールド３６の開口３７、３８に固定した弾性を有するシールリング４０に、ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂの開口４２ａ側をマニホールド３６内に挿入する。このとき突出板５５の先端は固定板５６よりもマニホールド３６側になるまで挿入する。一旦挿入後ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂを引き戻し、突出板５５の先端を開口５６ａに挿入して固定する。掃除等でノズル管ユニット４１ａ、４１ｂを外すときは、前記固定時と逆の動作を行う。

次に、実施例における洗浄装置の運転動作を説明する。

先ず、本洗い洗浄ゾーンの運転動作を図１〜４を参照しながら説明する。
貯水タンク８に洗浄水が無い場合において、フロート１４には浮力が発生していなことから弁１５は開状態となっている。この状態においてバルブ１３を開として、給水管１２、弁１５を介して洗浄水である水道水を貯水タンク８内に導入する。貯水タンク８内に洗浄水が所定レベルに達するとフロート１４が上昇し弁１５を閉として供給を停止させる。

この後、図示しない加温装置により貯水タンク８内の洗浄水の温度を例えば６０〜７０度Cに温度上昇させるともに、洗剤を洗浄水に溶解させる。

貯水タンク８内の洗浄水の例えば６０〜７０度Cへの加温完了後、ポンプ１０を駆動し吸入フランジ１１から洗浄水をマニホールド２０内に供給する。マニホールド２０内の洗浄水は上部マニホールド２１、下部マニホールド２２に分岐して流動し、さらに開口２８ａ、３２ａから複数のノズル管２８、３２内を管長方向に流動し、各々の小孔２９、３３から上下方向において対向するように噴出する。

ノズル管２８、３２の各々の小孔２９、３３から噴出した洗浄水は、貯水タンク８内に落下し循環使用する。食器類に付着した水分、蒸発等にともなう貯水タンク８内の水量の僅かな減少分は、水位の変動によるフロート１４の上下による弁１５を開閉により洗浄水を補給し貯水タンク８内を一定水位に維持する。

次に、仕上げ洗浄ゾーン７の運転動作を図５〜１６を参照しながら説明する。先ず、空気ポンプ(気体供給手段)６３を駆動し、この空気ポンプ６３から所定圧力を有する空気が、ホース５９、エルボ５８、逆止弁５７、チーズ５４、ニュージョイント６０、ホース６１、ニュージョイント６０、チーズ５４の順に流動、供給される。

このとき、空気ポンプ６３の駆動開始は、前記したように、本洗い洗浄ゾーン６において、貯水タンク８内の洗浄水の例えば６０〜７０度Cへの加温完了後におけるポンプ１０の駆動後、または、ポンプ１０の駆動とほぼ同時に行う。

なお、空気ポンプ６３の駆動開始は、貯水タンク８内への洗浄水の供給開始、または、加温開始と同時に行ってもよいが、貯水タンク８内の洗浄水の例えば６０〜７０度Cへの加温完了までに、洗浄水の初期温度が低温の場合には例えば数十分間を要する場合がある。

このため、空気ポンプ６３の駆動電力の削減による省エネルギー性の向上、耐久性向上のために、前記したように貯水タンク８内の洗浄水の例えば６０〜７０度Cへの加温完了後におけるポンプ１０の駆動後、または、ポンプ１０の駆動とほぼ同時に行うことが好ましい。

マニホールド３６の上側の開口３７に装着したノズル管ユニット４１ａに有するチーズ５４に入った空気は、開口４９ａから内管４９内を閉止された先端部へ向かって流動し、この流動する過程で内管４９に複数設けた小孔５０から液体通路５１内に噴出する。

さらに、ノズル管ユニット４１ａに有するチーズ５４に入った空気は、ホース６１に分流してマニホールド３６の下側の開口３８に装着したノズル管ユニット４１ｂに有するチーズ５４に入る。チーズ５４に入った空気は、開口４９ａから内管４９内を閉止された先端部へ向かって流動し、この流動する過程で内管４９に複数設けた小孔５０から液体通路５１内に噴出する。

なお、空気供給経路に設けた逆止弁５７は、空気ポンプ６３の駆動による空気圧送によって逆止弁５７内に有する弁（図示なし）を開として空気の流動を可能とし、空気ポンプ６３が駆動されないとき、または、何らかの要因により空気圧力が所定値以下の場合には、逆止弁５７内に有する弁は閉のままとなり逆流を防止する。

逆止弁５７を設けない場合には、何らかの要因により空気ポンプ６３が駆動されないとき、または、空気圧力が所定値以下の場合には、マニホールド３６内、液体通路５１に供給された洗浄水が液体通路５１から内管４９の小孔５０を介して内管４９内に逆流し、さらには、ホース５９を通り空気ポンプ６３内に逆流する恐れがある。この場合には、空気ポンプ６３自体を破損するか、再起動を困難にする恐れが生じる。したがって、逆止弁５７を設けることによって、空気ポンプ６３を保護し、耐久性の向上を図ることができる。

なお、空気供給手段として空気ポンプ６３を用いて説明したが、これに限定するものではなく、コンプレッサー、その他の手段を用いてもよい。

次に、空気ポンプ６３の駆動により、空気をノズル管ユニット４１ａ、４１ｂを構成する内管４９に複数設けた小孔５０から液体通路５１内に噴出させた後、バルブ６４を開として洗浄水（水道水、清水）をレギュレータ６５、給水管６６を介してマニホールド３６内に供給する。

水道水の供給圧力によりマニホールド３６内に供給した洗浄水は、ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂを構成する各々の外管４２の開口４２ａから液体通路５１内に入り、液体通路５１を管長方向に向かって流動し、ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂの外管４２に装着した各々の噴射ノズル４３から上下方向において対向するように噴出する。

次に、主に図１２を用いてノズル管ユニット４１ａ、４１ｂにおいて、先ず空気を供給し、この後に洗浄水の供給を開始したときにおける複数の噴射ノズル４３からの空気を混入させた洗浄水の噴射状態を説明する。

ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂの各開口４２ａから入り液体通路５１を実線矢印方向に流動する洗浄水は、外管４２に所定ピッチで装着した複数の噴射ノズル４３に分岐して流れる。小孔５０を形成した内管４９の外周面と、噴射ノズル４３の導入端部４６とは所定の距離離れて設置されているので、この間隔から液体通路５１を実線矢印方向に流動する洗浄水の一部が分岐して導入通路４４に入り、さらに、中間通路４５を経て吐出口４８から噴出する。このとき、液体通路５１を流動する洗浄水から導入通路４４へ向かって流動する洗浄水の分流経路、すなわち流束が形成されているものである。

また同時に、噴射ノズル４３の導入通路４４とこれに略対向位置にある小孔５０からは内管４９内を流動する空気の一部が液体通路５１を流動する洗浄水中に吐出する。この小孔５０から噴出した空気は、液体通路５１を流動する洗浄水を介して、前記導入通路４４へ向かって流動する洗浄水の分流経路（流束中）に引き込まれる作用を生じる。

これによって、小孔５０を形成した内管４９の外周面と、噴射ノズル４３の導入端部４６とは所定の距離離れて設置されていても、導入通路４４に入った洗浄水に空気を確実に混入させることができる。さらに、導入通路４４、中間通路４５の経路において洗浄水と空気が均一に混合し、この均一な混合流体が吐出口４８から噴出する。

また、図１２を用いて説明したように、外管４２に装着した複数の噴射ノズル４３の中心位置に対する内管４９に有する複数の小孔５０の中心位置は、管長方向の一部断面である図１２（ｂ）中のLで示す距離分外管４２と内管４９との間隔である洗浄水通路５１内を流動する洗浄水の上流側（開口４２ａ側）にずらして構成しているものである。なお、管の断面である（管長方向と直交する方向の断面）図１２（ａ）に示すように噴射ノズル４３の中心位置に対する内管４９に有する小孔５０の中心位置は、略同一としているものである。

空気を小孔５０から洗浄水通路５１を流動する洗浄水中に噴射するが、小孔５０から噴出した空気（気泡群、空気束）は、噴射ノズル４３の導入通路４４に達するまでに洗浄水の流動方向（下流側）に流されやすく、小孔５０から噴出した空気の一部または大半が導入通路４４内に入らない現象を生じることがある。

小孔５０から噴出した空気がこの小孔５０と略対向する噴射ノズル４３に入らなかった場合には、この入らなかった分の空気は洗浄水通路５１内を流動する洗浄水に混入して下流側に流動することになる。これによって、この部分における噴射ノズル４３への空気の混入量が減少してしまうとともに、下流側に流動した空気分は下流側の噴射ノズル４３に不安定に混入し、ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂに有する複数の噴射ノズル４３の個々で洗浄水と空気の混合比にバラツキを生じ、個々のおよび全体の噴射ノズル４３において安定した噴出パターンが得られ難くなる。

本実施形態においては、図１２を用いて説明したように、外管４２に装着した複数の噴射ノズル４３の中心位置に対する内管４９に有する複数の小孔５０の中心位置は、図１２中のLで示す距離分、外管４２と内管４９との洗浄水通路５１内を流動する洗浄水の上流側（開口４２ａ側）にずらして構成しているものである。

これによって、小孔５０からの空気は、噴射ノズル４３に対して洗浄水通路５１内を流動する洗浄水のやや上流側に噴出することになる。これによって、小孔５０から噴出した空気は、洗浄水通路５１内を流動する洗浄水によって図１２中のLで示す距離分、前記下流側に移動する流れパターンとなる。したがって、小孔５０からの空気はその全量が噴射ノズル４３の導入通路４４に入ることとなり、ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂに有する複数の噴射ノズル４３の個々で洗浄水と空気の混合比が一定となり、個々のおよび全体の噴射ノズル４３において安定した噴出パターンを得ることができる。

なお、前記噴射ノズル４３の中心位置に対する内管４９に有する複数の小孔５０の中心位置のずれ幅であるＬの距離は、液体通路５１内を流動する洗浄水の流速、小孔５０からの空気の噴出速度、噴射ノズル４３の先端と内管４９との距離等によって、小孔５０からの空気の全量が噴射ノズル４３の導入通路４４に入るように最適値に設定するものである。なお、本実施形態においては、前記噴射ノズル４３の中心位置に対する内管４９に有する複数の小孔５０の中心位置のずれ幅であるＬの距離は、例えば１〜３ミリメートルに設定することによって、洗浄水と空気の混合比を一定とすることができる。また、例えば小孔５０の直径は、０．５〜１．０ミリメートル、導入通路４４の直径は、４〜６ミリメートルである。

ノズル管ユニット４１ａ、４１ｂにおけるマニホールド３６（噴射ノズル４３）内への洗浄水および空気の供給圧力は、例えば、洗浄水の供給圧力を略０．０２ＭＰａ、空気の供給圧力を略０．０３５ＭＰａとし、両者を前記圧力で供給した場合の合算圧力は略０．０５ＭＰａとなる。洗浄水の供給圧力と空気の供給圧力を設定によって、洗浄水量と空気量の混合比を変えることができるが、安定噴射、洗浄能力、洗浄水の使用量等から最適値に設定するものである。洗浄水の供給圧力に対して、空気の供給圧力をより高く設定することによって、洗浄水の使用量を最少必要量とし、かつ両者に多少の圧力バラツキがあっても洗浄水へ空気の混入を安定して容易に行うことができる。なお、この圧力設定は一例であってこれに限定するものではない。

図１４は、噴射ノズル４３のスリット４７をノズル管ユニット４１ａ、４１ｂの管長方向に対して所定角度を有して傾斜させて装着したものである。この場合の空気混合の有無による噴射ノズル４３からの噴射状態の比較を示す図である。なお、図中のＷ１、Ｗ２は噴射状態における帯状の洗浄水を示す。（ａ）は小孔５０からの空気の噴出がなく洗浄水のみの噴射状態、（ｂ）は洗浄水と空気を混合させた場合の噴射状態における帯状の洗浄水を示す。

また、図１５は噴射ノズル４３のスリット４７をなくし、丸孔の吐出口としてノズル管ユニット４１ａ、４１ｂに装着したもので、この場合の空気混合の有無による噴射ノズル４３からの噴射状態の比較を示す図である。なお、図中のＷ３、Ｗ４は噴射状態における円形状の洗浄水を示す。（ａ）は小孔５０からの空気の噴出がなく洗浄水のみの噴射状態、（ｂ）は洗浄水と空気を混合させた場合の噴射状態を示す。

さらに、図１６は空気混合の有無による噴射ノズル４３内の圧力状態の比較を示す図であり、小孔５０からの空気の噴出がなく洗浄水のみの噴射状態時と洗浄水に空気を混合させた場合の噴射状態時の圧力状態を示す。

図１４において、（ａ）、（ｂ）を対比すると、空気を混合させた場合の（ｂ）の方が帯状の洗浄水（Ｗ２）の長辺方向の幅がより大きくなることが分かる。これによって、空気を混合させない場合の（ａ）に対して、複数の噴射ノズル４３による食器類４の搬送方向と直交する方向の全体の幅、および、食器類４の搬送方向の全体の幅が大きくなり、より広いエリアに洗浄水を噴射し、食器類４を確実に洗浄することができる。

また、図１５において、（ａ）、（ｂ）を対比すると、空気を混合させた場合の（ｂ）の方が円形状の洗浄水（Ｗ４）の噴射パターンの直径がより大きくなることが分かる。これによって、空気を混合させない場合の（ａ）に対して、複数の噴射ノズル４３による食器類４の搬送方向と直交する方向の全体の幅、および、食器類４の搬送方向の全体の幅が大きくなり、より広いエリアに洗浄水を噴射し、食器類４を確実に洗浄することができる。

さらに、図１６に示すように、空気を混合させない場合に比べ、空気を混合させた場合のマニホールド３６（噴射ノズル４３）内の圧力が増すとともに、圧力が細かく変動する。これは、噴射ノズル４３の吐出口４８からの空気成分の微小な吐出量変化による吐出抵抗の変化によって生じるものである。

空気を混合させた場合のマニホールド３６（噴射ノズル４３）内の圧力が増すとともに、圧力が細かく変動することによって、この洗浄水の食器類４への衝突力（打力）が増すとともに、絶えず変化し、食器類４に付着した汚れ、および洗剤成分の剥離、除去を促進させることができる。

なお、空気を混合させないで洗浄水の供給圧力をアップすれば、図１４、図１５の（ｂ）に示すような噴霧パターンを得ることも可能であるが、洗浄水の使用量が大幅に増えることになり好ましくない。特に、仕上げ洗浄ゾーン７においては、供給、洗浄に使用した洗浄水を再利用せずそのまま排水、廃棄する場合には節水とならず一層好ましくない

次に、前記したような本洗い洗浄ゾーン６、仕上げ洗浄ゾーン７の運転動作開始後の食器類４の洗浄動作を説明する。先ず、コンベア３を駆動し、本洗い洗浄ゾーン６側から食器類４をコンベア３の上に載せ、図１中の実線矢印方向に所定速度で移動を開始させる。食器類４が本洗い洗浄ゾーン６を移動する際、図２に示すようにノズル管２８、３２の小孔２９、３３から対向して噴射した洗浄水が食器類４に衝突し付着した喫食後の汚れを除去する。噴射した洗浄水は貯水タンク８内に落下しポンプ１０により循環使用される。

また、本洗い洗浄ゾーン６内に、仕上げ洗浄ゾーン７に用いたノズル管ユニット４１ａ、４１ｂを配置し、噴射ノズル４３から循環使用する洗浄水と空気の混合流体を噴射して食器類４を洗浄するようにしてもよい。この場合には混合流体の食器類４への衝突力（打力）が増すとともに、絶えず変化し、食器類４に付着した汚れの剥離、除去を一層促進させることができる。

本洗い洗浄ゾーン６を通過した食器類４は仕上げ洗浄ゾーン７に移動する。食器類４が仕上げ洗浄ゾーン７を移動する際、図５に示すようにノズル管ユニット４１ａ、４１ｂの噴射ノズル４３から対向して噴射した洗浄水が食器類４に衝突し付着した洗剤成分を除去する。仕上げ洗浄ゾーン７においては、供給、洗浄に使用した洗浄水を再利用せずそのまま排水し、廃棄するものである。

なお、仕上げ洗浄ゾーン７における食器類４の洗浄は前記した通りの作用、効果を有するものである。また、仕上げ洗浄ゾーン７で使用した洗浄水の一部を本洗い洗浄ゾーン６の貯水タンク８内に流入させてもよいが、この流入量は、貯水タンク８内の洗浄水の温度低下、温度バラツキ、および、加温手段の負荷増等の要素から最適条件に設定とすることが好ましい。

仕上げ洗浄ゾーン７を通過した食器類４は、洗浄装置から取り出し、保管、喫食に利用するものである。

各種の液体、気体にも適用できる。さらに食器に限らず、例えば機械加工部品等の被洗浄物の洗浄用途にも適用できる。

１ 上部外郭体
２ 下部外郭体
３ コンベア（搬送手段）
４ 食器類（被洗浄物）
５ 洗浄スペース
６ 本洗い洗浄ゾーン
７ 仕上げ洗浄ゾーン
８ 貯水タンク
９ 排水管
１０ ポンプ
１１ 吸入フランジ
１２ 給水管
１３ バルブ
１４ フロート
１５ 弁
１６ 受容器
１７ 排出管
１８ 排水受
１９ 排水管
２０ マニホールド
２１ 上部マニホールド
２２ 下部マニホールド
２３ 開口
２４ 開口
２５ ベース
２６ 吐出フランジ
２７ シールリング
２８ ノズル管
２８ａ 開口
２９ 小孔
３０ 閉止部
３１ 固定板
３１ａ 開口
３２ ノズル管
３２ａ 開口
３３ 小孔
３４ 閉止部
３５ 固定板
３５ａ 開口
３６ マニホールド
３７ 開口
３８ 開口
３９ ベース
４０ シールリング
４１ａ ノズル管ユニット
４１ｂ ノズル管ユニット
４２ 外管
４２ａ 開口
４３ 噴射ノズル
４４ 導入通路
４５ 中間通路
４６ 導入端部
４７ スリット
４８ 吐出口
４９ 内管
４９ａ 開口
５０ 小孔
５１ 液体通路（洗浄水通路）
５２ 連結板
５３ 固定板
５４ チーズ
５５ 突出板
５６ 固定板
５６ａ 開口
５７ 逆止弁
５８ エルボ
５９ ホース
６０ ニュージョイント
６１ ホース
６２ 閉止キャップ
６３ 空気ポンプ（気体供給手段）
６４ バルブ
６５ レギュレータ
６６ 給水管

Claims (7)

1. 管長方向に液体を噴射する複数の噴射ノズルを装着した外管と、
   前記外管の内側に前記複数の噴射ノズルの各々と略対向させた気体を噴出する複数の小孔を有する内管とを所定の間隔を有して略同心状に配置し、
   前記外管の内面と内管の外面との間隔に液体通路を構成するとともに、
   前記内管に有する小孔から液体通路に吐出させた気体を噴射ノズルに導出させて液体と気体の混合流体として噴射することを特徴とするノズル管ユニット。
2. 内管に有する小孔の中心位置を噴射ノズルの中心位置よりも液体通路を流動する液体の上流側にずらして配置したことを特徴とする請求項１に記載のノズル管ユニット。
3. 液体通路の一方端側に液体の入る開口を位置させ、前記開口の他方端側は閉塞し、さらに、内管の一方端側である前記液体通路の開口側は閉塞し、他方端側には気体の入る開口を位置させて、液体と気体の入る開口を管長方向において対向配置したことを特徴とする請求項１または２に記載のノズル管ユニット。
4. ノズル管ユニットに液体を供給するマニホールドを備え、液体通路の液体の入る開口側を前記マニホールドの開口に着脱自在とした請求項３に記載のノズル管ユニット。
5. 請求項１〜４に記載のノズル管ユニットの噴射ノズルから洗浄水と空気の混合流体を噴出させて被洗浄物の洗浄を行うことを特徴とする洗浄装置。
6. 複数のノズル管ユニットを対向させて配置し、被洗浄物に前記対向する方向から洗浄水と空気の混合流体を噴射させて被洗浄物の洗浄を行うことを特徴とする請求項５に記載の洗浄装置。
7. 循環使用する洗剤成分を含む加温した洗浄水を被洗浄物に噴射して洗浄を行う本洗い洗浄ゾーンと、前記本洗い洗浄ゾーンの後段に、水道水等の清水を洗浄水として噴射して前記被洗浄物に付着した洗剤成分を除去するとともに前記洗浄水を廃棄する仕上げ洗浄ゾーンを備え、前記仕上げ洗浄ゾーンにノズル管ユニットを配置したことを特徴とする請求項５または６に記載の洗浄装置。