JP2015024383A - 洗浄装置および汚れ除去方法 - Google Patents

洗浄装置および汚れ除去方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 洗浄装置に備えられた回転ノズル内部に混入した汚れ物質を容易かつ確実に取り除くことができる洗浄装置およびその汚れ除去方法を提供する。【解決手段】 回転ノズル(3)に操作レバー(29)、蓋体(28)、リベット(30)を備え、操作レバー(29)を回転操作することによって蓋体(28)を変位させて、第2放出孔(26)を容易に開閉することができる蓋体(28)を設け、蓋体(28)を開放させた状態で洗浄装置(1)を濯ぎ運転することによって、回転ノズル(3)内部に混入した汚れ物質を除去する。【選択図】 図3

Description

本発明は、洗浄槽内に備えられる回転ノズルの内部に混入した汚れ物質を洗浄処理することができる洗浄装置および汚れ除去方法に関する。
従来から、精密加工部品、半導体、IC(Integrated Circuit)、レンズ、医療器具などの被洗浄物の洗浄を行うには、被洗浄物を蒸気で洗浄する蒸気洗浄方法、被洗浄物をノズルから噴射する洗浄液により洗浄するシャワー洗浄方法、被洗浄物を、キャビテーション効果を利用して洗浄する超音波洗浄方法などが周知である。特に、迅速な洗浄を行うことができ、洗浄装置の洗浄槽内に配置された被洗浄物を、少ない偏差で洗浄可能なシャワー洗浄は、工業用あるいは医療用の洗浄装置として広く用いられている。
前記シャワー洗浄に用いられている回転ノズルは、洗浄工程中に内部に汚れ物質が混入されてしまうため、回転ノズルの内部の汚れ物質を除去する必要がある。このような除去機能を備える従来技術としては、回転ノズルのノズル本体の周端に取外し可能な蓋体を設け、前記蓋体をノズル本体から外して、回転ノズルの内部を洗浄することができる洗浄装置および汚れ除去方法が提案されている(たとえば、特許文献1を参照)。
特表2009−540891号公報
しかしながら、前述の特許文献1に開示される従来技術では、回転ノズルの内部の汚れ除去作業を行うにあたって、洗浄装置から一旦回転ノズルを取り外し、さらに前記回転ノズルの蓋体をノズル本体から取り外した後、人手によってノズル本体および蓋体を個別に洗浄する必要があり、このような洗浄作業は煩雑であり、洗浄作業に手間を要するという問題がある。
本発明の目的は、回転ノズルの内部の汚れ物質を容易かつ効率よく除去することができる洗浄装置および汚れ除去方法を提供することである。
本発明は、被洗浄物を収容可能な洗浄槽と、
前記被洗浄物を洗浄するための洗浄液を放出させる回転ノズルと、を備える洗浄装置において、
前記回転ノズルは、
前記洗浄槽内に予め定める回転軸線まわりに回転自在に設けられ、前記回転軸線に垂直に延び、前記洗浄液が導入される導入空間を有する中空のノズル本体であって、
前記導入空間に導入された洗浄液を外部へ放出させるための複数の第1放出孔、および前記各第1放出孔の流路断面積よりも大きい流路断面積を有し、前記導入空間に導入された洗浄液を外部へ放出させるための第2放出孔が設けられるノズル本体と、
前記ノズル本体に設けられ、前記第2放出孔を開閉可能な開閉手段と、を含むことを特徴とする洗浄装置である。
また本発明において、前記第2放出孔は、前記ノズル本体の前記回転軸線から最も離れた部分に設けられることを特徴とする。
また本発明において、前記開閉手段は、
前記ノズル本体に、前記第2放出孔を塞ぐ閉鎖位置と前記第2放出孔を開放させた開放位置とにわたって移動可能に保持される蓋体と、
前記蓋体に固定される操作レバーと、を含むことを特徴とする。
また本発明、前記開閉手段は、前記第2放出孔が開放されていることを示す開放情報と、前記第2放出孔が閉鎖されていること示す閉鎖情報とを、前記第2放出孔の開閉状態に応じて表示する開閉状態表示手段を含むことを特徴とする。
本発明は、前記洗浄装置に備えられる前記ノズル本体の汚れ物質を除去する汚れ除去方法であって、
前記開閉手段によって前記第2放出孔を開放させた状態で、前記導入空間に洗浄液を導入して、前記導入空間内の洗浄液を前記第2放出孔から放出させることを特徴とする汚れ除去方法である。
本発明によれば、洗浄装置に備えられる回転ノズル内に残存する汚れ物質を、開閉手段によって第2放出孔を開放させた状態で、ノズル本体に洗浄液を導入することよって、ノズル本体内を容易かつ安全に洗浄して、ノズル本体内の汚れ物質を除去することができる。また、前記開閉手段によって第2放出孔を閉鎖することによって、導入空間に導入された洗浄液を各第1放出孔から放出させて、通常の洗浄運転を行い、被洗浄物を洗浄することができる。
また本発明によれば、第2放出孔がノズル本体の回転軸線から最も離れた部分に設けられるので、前記開閉手段によって第2放出孔を開放させた状態で導入空間内に洗浄液が供給されると、回転ノズルに働く遠心力によって、導入空間内の洗浄液を回転ノズルの周端部へ向けて流動させて、第2放出孔から放出することができる。これによって、回転ノズル内部の汚れ物質を、より確実に、除去することができる。
また本発明によれば、開閉手段が蓋体を操作レバーによって開閉するように構成されるので、回転ノズルを洗浄槽から取り外すことなく、第2放出孔を開放し、または閉鎖することができる。これによって回転ノズルの洗浄を、容易かつ迅速に行うことができ、メンテナンス性を向上することができる。
また本発明によれば、開閉手段には開閉状態表示手段が設けられるので、第2放出孔が開放状態か閉鎖状態かを目視で容易に識別することができる。
本発明の洗浄方法によれば、開閉手段によって第2放出孔を開放させた状態で、導入空間に洗浄液を導入して、洗浄運転を行うことによって、ノズル本体内を容易かつ安全に洗浄して、ノズル本体内の汚れ物質を除去することができる。
本発明の一実施形態に係る洗浄装置1の概略的な全体の構成を示す系統図である。 洗浄装置1の外観を示す斜視図である。 回転ノズル3の一端部付近の拡大断面図である。 回転ノズル3の一端部付近の拡大底面図である。 回転ノズル3の一端部付近の分解斜視図である。 ノズル本体27の外観を示す斜視図である。 ノズル本体27の平面図である。 ノズル本体27の底面図である。 本発明の他の実施形態の洗浄装置1aに用いられる回転ノズル3aの一端部付近の拡大底面図である。 回転ノズル3aの一端部付近を図9の切断面線X−Xから見た断面図である。 回転ノズル3aを図9の切断面線IX−IXから見た断面図である。 回転ノズル3aの底面図である。 本発明のさらに他の実施形態の洗浄装置1bに備えられる回転ノズル3bの一端部付近の拡大底面図である。 回転ノズル3bの一端部付近を図13の切断面線XIV−XIVから見た断面図である。 回転ノズル3bの底面図である。
(実施形態1)
図1は、本発明の一実施形態に係る洗浄装置1の概略的な全体の構成を示す系統図であり、図2は洗浄装置1の外観を示す斜視図である。なお、本実施形態の洗浄装置1によって、本発明に係る汚れ除去方法が実施される例について、以下に説明する。
本実施形態の洗浄装置1は、工業用あるいは医療用の洗浄装置であり、精密加工部品、半導体、IC(Integrated Circuit)、レンズ、医療器具などの被洗浄物2の洗浄に用いられ、後述するように、回転ノズル3の内部に付着または混入した汚れ物質を除去するための機能を備える。
洗浄装置1は、複数の回転ノズル3、洗浄槽4、貯留タンク5、循環ポンプ6、循環流入管7、循環流出管8、供給ポンプ9、一次側供給管10、二次側供給管11、複数段の洗浄棚12、および被洗浄物2を収容して洗浄棚12の各段に載置される網状の複数のバスケット13を備える。
洗浄槽4の下部には、洗浄後の洗浄液を濾過する槽内フィルタ14と、超音波発振パネル15a,15bとが備えられている。貯留タンク5と供給ポンプ9の流入ポートとは、一次側供給管10によって接続される。供給ポンプ9の流出ポートと洗浄槽4とは、二次側供給管11によって接続される。洗浄槽4内には、各回転ノズル3に洗浄液を導く給液管16が配設される。給液管16には、二次側供給管11が接続される。
貯留タンク5内には、洗浄液が貯留され、供給ポンプ9を動作させることによって、貯留タンク5内の洗浄液は、一次側供給管10、供給ポンプ9、二次側供給管11および給液管16を通って、各回転ノズル3に供給される。
このようにして、洗浄槽4内に供給された洗浄液は、各回転ノズル3を介して被洗浄物2に噴射されるように構成されている。
洗浄槽4の下部に設けられるドレンポート17と循環ポンプ6の流入ポート18とは、循環流入管7によって接続され、循環ポンプ6の流出ポート19と洗浄槽4の流入ポート20とは、循環流出管8によって接続される。洗浄槽4の流入ポート20は、洗浄槽4内で給液管16または二次側供給管11に接続され、循環液に貯留タンク5内の洗浄液を補充しながら洗浄することができるように構成されている。
洗浄槽4の底部には、槽内フィルタ14が配置され、洗浄後の洗浄液に混入している汚れ物質が槽内フィルタ14によって除去される。汚れ物質が除去された洗浄液は、前述のように、循環流入管7、循環ポンプ6および循環流出管8を通って、再び洗浄槽4に供給されて洗浄に用いられる。
前述の槽内フィルタ4としては、たとえば第1段フィルタと第2段フィルタとによって構成される多段フィルタが用いられてもよい。第1段フィルタは、樹脂フィルタが好ましく、第2段フィルタは、樹脂以外のフィルタが好ましい。樹脂フィルタは、ろ過面積を容易に広くすることができるので、ろ過精度を高いまま、流量も大きくすることができるが、圧力が変動すると伸び縮みして精密なろ過ができない。
これに対して、樹脂以外のフィルタは、圧力の変動によるろ過精度の変動が小さいが、大流量を通過させるためには、樹脂フィルタよりも大きなスペースが必要となるので、大流量を確保することが困難である。したがって、第1段フィルタに樹脂フィルタを用い、第2段フィルタに樹脂以外のフィルタを用いることによって、ろ過精度および流量を充分に確保することができるので、被洗浄物2を充分に洗浄することができる。
樹脂フィルタとしては、ポリプロピレン、ポリスルホン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレンなどの樹脂およびそれらの樹脂に適当な添加剤を混ぜた樹脂から成るフィルタが挙げられる。また樹脂以外のフィルタとしては、酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素などを焼き固めたセラミックフィルタ、ステンレスを焼き固めた焼結フィルタ、ステンレスおよびタングステンなどで微細の孔を形成させたフィルタなどが挙げられる。
槽内フィルタ14を洗浄液が通過するときに捕捉されなかった汚れ物質、たとえばガーゼなどのリネン、小径チューブ片、紙片などの微細物質は除去されずに、槽内フィルタ14を通過し、回転ノズル3内に残着してしまう場合がある。そこで、回転ノズル3において、後述の開閉手段である蓋体28によって第2放出孔26を開放状態にし、濯ぎ運転を実施することによって、回転ノズル3内の汚れ物質を除去することができるように構成される。
前述の洗浄装置1の装置本体21には、洗浄コースを設定するための操作パネル22が洗浄槽3の開口部に隣接して設けられる。洗浄装置1には、洗浄コースとして、温水ジェット洗浄を行う「予洗浄工程」、洗浄剤を自動投入し、温水ジェット洗浄を行う「洗浄工程」、洗浄液を昇温させ、高温ジェットで洗浄を行い、プリオン対策の条件である、アルカリ洗浄剤のよる熱湯洗浄も行なう「高温洗浄工程」、温水ジェット洗浄と2400Wの超音波で精密洗浄を行う「超音波洗浄工程」、温水ジェット洗浄を行う「濯ぎ工程」、熱湯による除染を行う「高温除染工程」、潤滑剤を自動投入し、潤滑防錆処理を行う「潤滑防錆工程」、最大130℃の温風を回転ノズル3から吐出する「乾燥工程」のうちの1または複数の組合せを選択的に設定可能である。
回転ノズル3の具体的構成については、以下に詳述するが、実施形態は本発明の一実施態様であり、本発明を限定するものではない。
図3は、回転ノズル3の一端部付近の拡大断面図であり、図4の切断面線III-IIIから見た断面を示す。図4は回転ノズル3の一端部付近の拡大底面図であり、図5は回転ノズル3の一端部付近の分解斜視図である。図6は、ノズル本体27の外観を示す斜視図であり、図7はノズル本体27の平面図であり、図8はノズル本体27の底面図である。
回転ノズル3は、洗浄槽4内に予め定める回転軸線L1まわりに矢符C方向に回転自在に設けられ、回転軸線L1に垂直に延び、洗浄液が導入される導入空間23を有する中空のノズル本体24であって、導入空間23に導入された洗浄液を外部へ放出させるための複数の第1放出孔25、および導入空間23に導入された洗浄液を外部へ放出させるための複数(本実施形態では2)の第2放出孔26が設けられるノズル本体27と、ノズル本体27に設けられ、第2放出孔26を開閉可能な開閉手段である蓋体28とを含む。
ノズル本体27は、たとえば耐薬品性に優れた材料、たとえばステンレス鋼・チタン・耐薬品性樹脂などから成る。各第2放出孔26の流路断面積A2は、各第1放出孔25の流路断面積A1よりも大きく(A1>A2)選ばれる。本実施形態においては、蓋体28に操作レバー29、リベット30が備えられている。操作レバー29と蓋体28とは接着されており、リベット30によって回転軸線L1に平行な角変位軸線L2まわりに回動可能に取り付けられている。
ノズル本体27は、上カバー体27aと、下カバー体27bとによって構成される。上カバー体27aは、回転軸線L1から垂直に延び、回転軸線L1から離反するにつれて先細状となる板状の天板部27a1と、天板部27a1の周縁部に連なり、天板部27a1の導入空間23に臨む一方の主面、すなわち内面60を含む仮想一表面に対して垂直に離反するにつれて外方へ傾斜する周壁部27a2とを有する。また、下カバー体27bは、回転軸線L1から垂直に延び、回転軸線L1から離反するにつれて先細状となり、天板部27a1に平行な板状体から成る。
天板部27a1には、複数の放出孔25aが形成され、周壁部27a2の長手方向両端部には、複数の放出孔25bが回転軸線L1に関して軸対称に形成され、下カバー体27bには、複数の放出孔25cが形成される。これらの放出孔25a〜25cによって、前述の第1放出孔25が構成される。放出孔25bは、前述のように、傾斜した周壁部27a2に軸対称に形成されるので、噴射した洗浄液の反力によって、回転ノズル3の矢符C方向への推進力が発生し、回転ノズル3を洗浄液の噴射力によって回転させることができる。
このような構成によって、リベット30を中心にして、操作レバー29を回転させることができる。また蓋体28を開閉することができるので、回転ノズル3内に導入された洗浄液を第2放出孔6から放出させて、ノズル本体27を内部洗浄し、汚れ物質を除去することができる。このとき、操作レバー29の回転は手動で行ってもよく、あるいは電動モータ、電磁プランジャなどのアクチュエータを用いて、いわば自動で実施できる構造を設けるように構成されてもよい。
このように、回転ノズル3の蓋体28を、操作レバー29を用いて簡易に備えることができるため、洗浄装置1から回転ノズル3を取り外すことなく、回転ノズル3の内部洗浄を行い、回転ノズル3内部に混入した汚れ物質を除去することができる。
さらに、蓋体28の開閉状態を外部からオペレータが目視で容易に判断するための開閉状態表示手段として、操作レバー29において、側方から見て表側と裏側に異なる色、たとえば開放時に手前側に配置される表面を赤色に、また閉鎖時に手前側に配置される裏面を青色に塗装して、色で開閉状態を識別することができるように構成される。
このように、蓋体28の開閉を判断し、洗浄装置1を用いて被洗浄物を洗浄する時は蓋体28を閉口状態にして通常運転し、洗浄装置1を用いて回転ノズル3の内部に混入した汚れ物質を除去するときは、蓋体28を開放状態にして濯ぎ運転すればよい。
(実施形態2)
図9は、本発明の他の実施形態の洗浄装置1aに用いられる回転ノズル3aの一端部付近の拡大底面図であり、図10は回転ノズル3aの一端部付近を図9の切断面線X−Xから見た断面図であり、図11は回転ノズル3aを図9の切断面線IX−IXから見た断面図であり、図12回転ノズル3aの底面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分に同一の参照符を付し、重複する部分の説明は省略する。
本実施形態の洗浄装置1aにおいては、回転ノズル3aのノズル本体26にシャッタ部材40が取り付けられている。したがって、シャッタ部材40を、下カバー体27bの内面61の第2放出孔26の両側に固着される一対の案内レール62a,62bによって、図9および図10において左右方向B1,B2、すなわち回転ノズル3aの長手方向にスライドさせることによって、第2放出孔26を開閉させることができる。
この場合、シャッタ部材40のスライドは、手動で行ってもよく、あるいは電磁プランジャおよび空気圧シリンダなどのアクチュエータによって自動で開閉する構成によって実現されてもよい。
このように、回転ノズル3の開閉手段を、シャッタ部材40を用いて簡易に実現することができるため、洗浄装置1から回転ノズル3を取り外すことなく、回転ノズル3内部に混入した汚れ物質を除去することができる。
(実施形態3)
図13は、本発明のさらに他の実施形態の洗浄装置1bに備えられる回転ノズル3bの一端部付近の拡大底面図であり、図14は回転ノズル3bの一端部付近を図13の切断面線XIV−XIVから見た断面図であり、図15は回転ノズル3bの底面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複する部分の説明は省略する。
本実施形態においては、回転ノズル3にごむまたは合成ゴムから成る栓体50が着脱可能に設けられる。このような栓体50によって放出孔26を開閉可能な開閉手段を実現することができる。
このように、回転ノズル3の開閉手段として栓体50を用いて簡易に備えることができるため、洗浄装置1から回転ノズル3を取り外すことなく、回転ノズル3内部に混入した汚れ物質を除去することができる。
(回転ノズル3内部に混入した汚れ物質の除去確認試験)
本件発明者は、本発明に係る洗浄装置および汚れ除去方法による汚れ除去の効果を確認するため、図1に示した洗浄装置1を用いて、回転ノズル3内部に汚れ物質を混入させ、洗浄装置1の濯ぎ運転による汚れ物質の除去確認試験を実施した。
<汚れ物質の混入>
槽内フィルタ14を通過する汚れ物質として、ガーゼなどのリネン、小径チューブ片、紙片などを用いた。汚れ物質を洗浄槽4内に配置し、回転ノズル3の開閉手段を閉口した状態で、洗浄装置1を1分間濯ぎ運転することで、回転ノズル3内に汚れ物質を混入させた。
<実施>
前記の汚れ物質が混入した回転ノズル3の蓋体を開口した状態で、洗浄装置1を5分間濯ぎ運転した。
<実験結果>
前述の実施形態1において、回転ノズル3の内部に混入した汚れ物質の除去性を目視評価したところ、回転ノズル3の内部に混入した汚れ物質は完全に除去できていることを確認した。
以上のように、本発明に従う洗浄装置および汚れ除去方法を用いて、洗浄装置に備えられた回転ノズル3に混入する汚れ物質を、高い洗浄処理能力で除去できることが確認された。
本実施形態によれば、洗浄装置1、1a,1bに備えられる回転ノズル3,3a,3b内に残存する汚れ物質を、開閉手段である蓋体28によって第2放出孔26を開放させた状態で、ノズル本体27に洗浄液を導入することよって、ノズル本体27内を容易かつ安全に洗浄して、ノズル本体27内の汚れ物質を除去することができる。また、蓋体28によって第2放出孔26を閉鎖することによって、導入空間23に導入された洗浄液を各第1放出孔25から放出させて、通常の洗浄運転を行い、被洗浄物を洗浄することができる。
また、蓋体28および第2放出孔26がノズル本体27の回転軸線L1から最も離れた部分に設けられるので、蓋体28によって第2放出孔26を開放させた状態で導入空間23内に洗浄液が供給されると、回転ノズル3に働く遠心力によって、導入空間23内の洗浄液を回転ノズル3の周端部へ向けて流動させて、第2放出孔26から放出することができる。これによって、回転ノズル3内部の汚れ物質を、より確実に、除去することができる。
また、蓋体28を操作レバー29によって開閉するように構成されるので、回転ノズル3を洗浄槽4から取り外すことなく、第2放出孔26を開放し、または閉鎖することができる。これによって回転ノズル3の洗浄を、容易かつ迅速に行うことができ、メンテナンス性を向上することができる。
また、蓋体28には開閉状態表示手段が設けられるので、第2放出孔26が開放状態か閉鎖状態かを目視で容易に識別することができる。
本発明は、工業用あるいは医療用の洗浄装置に備えられた回転ノズルの洗浄に利用することができ、医療分野や様々な製造業の分野において有用なものである。
1,1a,1b 洗浄装置
2 被洗浄物
3,3a,3b 回転ノズル
4 洗浄槽
5 貯留タンク
6 循環ポンプ
7 循環流入管
8 循環流出管
9 供給ポンプ
10 一次側供給管
11 二次側供給管
12 洗浄棚
13 バスケット
14 槽内フィルタ
15a,15b 超音波発振パネル
16 給液管
17 洗浄槽4のドレンポート
18 循環ポンプ6の流入ポート
19 循環ポンプ6の流出ポート
20 洗浄槽4の流入ポート
23 導入空間
24 ノズル本体
25 第1放出孔
26 第2放出孔
27 ノズル本体
28 蓋体
29 操作レバー
30 リベット
40 シャッタ部材
50 栓体
A1,A2 流路断面積
L1 回転軸線
L2 角変位軸線

Claims (5)

  1. 被洗浄物を収容可能な洗浄槽と、
    前記被洗浄物を洗浄するための洗浄液を放出させる回転ノズルと、を備える洗浄装置において、
    前記回転ノズルは、
    前記洗浄槽内に予め定める回転軸線まわりに回転自在に設けられ、前記回転軸線に垂直に延び、前記洗浄液が導入される導入空間を有する中空のノズル本体であって、
    前記導入空間に導入された洗浄液を外部へ放出させるための複数の第1放出孔、および前記各第1放出孔の流路断面積よりも大きい流路断面積を有し、前記導入空間に導入された洗浄液を外部へ放出させるための第2放出孔が設けられるノズル本体と、
    前記ノズル本体に設けられ、前記第2放出孔を開閉可能な開閉手段と、を含むことを特徴とする洗浄装置。
  2. 前記第2放出孔は、前記ノズル本体の前記回転軸線から最も離れた部分に設けられることを特徴とする請求項1に記載の洗浄装置。
  3. 前記開閉手段は、
    前記ノズル本体に、前記第2放出孔を塞ぐ閉鎖位置と前記第2放出孔を開放させた開放位置とにわたって移動可能に保持される蓋体と、
    前記蓋体に固定される操作レバーと、を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の洗浄装置。
  4. 前記開閉手段は、前記第2放出孔が開放されていることを示す開放情報と、前記第2放出孔が閉鎖されていること示す閉鎖情報とを、前記第2放出孔の開閉状態に応じて表示する開閉状態表示手段を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の洗浄装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1つに記載の洗浄装置に備えられる前記ノズル本体の汚れ物質を除去する汚れ除去方法であって、
    前記開閉手段によって前記第2放出孔を開放させた状態で、前記導入空間に洗浄液を導入して、前記導入空間内の洗浄液を前記第2放出孔から放出させることを特徴とする洗浄装置の汚れ除去方法。
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JP2018202315A (ja) * 2017-06-02 2018-12-27 三浦工業株式会社 洗浄器

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