JP2015112506A

JP2015112506A - 洗浄装置

Info

Publication number: JP2015112506A
Application number: JP2013254060A
Authority: JP
Inventors: 竜一谷村; Ryuichi Tanimura; 清廣▲瀬▼; Kiyoshi Hirose
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2015-06-22

Abstract

【課題】洗浄水を高圧で噴射する仮洗浄と微細気泡を含んだ洗浄水を噴射する本洗浄が可能な洗浄装置を提供すること。
【解決手段】溶解タンク３と、溶解タンク３に洗浄水と気体の混合体を導入する導入菅４と、駆動時の負圧を利用して導入菅内４へ気体を導入することにより気体と洗浄水の混合体を生成しこれを溶解タンク３に圧送するポンプ５と、溶解タンク２から洗浄水を排出するとともに、途中で分岐して第１下流導出菅７と第２下流導出菅８を備える導出菅６と、第１下流導出菅７に取り付けられ、洗浄水を洗浄物に高圧で噴射する高圧スプレーノズル９と、第２下流導出菅８に取り付けられ、微細気泡を含む洗浄水を生成し、これを洗浄物に噴射する微細気泡生成ノズル１０と、導出菅６の分岐位置に設けられ、高圧スプレーノズル９又は微細気泡生成ノズル１０の何れか一方から洗浄水を噴射するよう流路を切り換える弁１１とを備える洗浄装置による。
【選択図】図１

Description

本発明は、微細気泡を利用した洗浄装置に関する。

機械・金属や樹脂などの製造業の生産過程では、様々な洗浄工程が設けられている。近年の世界的な環境意識の高まりを受け、環境負荷の大きい有機溶剤や酸・アルカリなどの化学合成物質を使用した洗浄方法を見直す機運が高まっている。特に有機溶剤を使用することによる作業者への健康被害が社会問題化しており、洗浄工程の安全性に対する早急な対応が求められている。このような状況下にあって、必ずしも高度な洗浄能力を必要としない工程間洗浄では、人体に対する有害性が少なく、環境負荷が低いだけでなく、経済的であることから、水系洗浄が注目されるようになっている。マイクロバブルを利用した洗浄装置が注目を集めている。

そこで、マイクロバブルを生成するためのノズルとしては、特許文献１に示す微細気泡発生ノズルがある。このような微細気泡発生ノズルの基本構造は、液体中に気体を加圧溶解した気液溶解流体を、減圧又は大気圧に開放することにより、微細気泡を発生させるように構成されている。

特開２００５−２０５３２６号公報

しかしながら、上記微細気泡発生ノズルは、微細気泡の生成過程で減圧させなければならない構成であるため、微細気泡を含んだ洗浄水を高圧で噴射することができない。これでは、噴射する洗浄水の打撃力で大まかに汚れを落とすような仮洗浄には不向きであり、打撃力による洗浄効果と、微細気泡の特性を利用した洗浄効果とを１つの装置で発揮することができなかった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、洗浄水を高圧で噴射する仮洗浄と、微細気泡を含んだ洗浄水を噴射する本洗浄が可能な洗浄装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係る洗浄装置は、洗浄水に気体を溶解させる溶解タンクと、前記溶解タンクに洗浄水と気体の混合体を導入する導入菅と、駆動時の負圧を利用して前記導入菅内へ気体を導入することにより気体と洗浄水の混合体を生成し、これを溶解タンクに圧送するポンプと、前記溶解タンクから洗浄水を排出するとともに、途中で分岐して第１下流導出菅と第２下流導出菅を備える導出菅と、前記第１下流導出菅に取り付けられ、洗浄水を洗浄物に高圧で噴射する高圧スプレーノズルと、前記第２下流導出菅に取り付けられ、微細気泡を含む洗浄水を生成し、これを洗浄物に噴射する微細気泡生成ノズルと、前記導出菅の分岐位置に設けられ、前記高圧スプレーノズル又は前記微細気泡生成ノズルの何れか一方から洗浄水を噴射するよう流路を切り換える弁とを備えることを特徴とする。

また、前記弁は電磁弁であって、当該電磁弁を制御することにより、仮洗浄では洗浄水を前記高圧スプレーノズルから噴射する一方、本洗浄では洗浄水を前記微細気泡生成ノズルから噴射するように構成することが望ましい。

上記のように構成すれば、仮洗浄では高圧スプレーノズルから洗浄水を高圧で噴射し、本洗浄では微細気泡を含む洗浄水を噴射できるようになり、１つの装置で、打撃による洗浄効果と微細気泡の特性による洗浄効果を発揮できるようになる。

洗浄装置の全体構成を示す図である。制御部と他のセンサ等の部材との信号のやりとりを説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１においては、１は、本発明の実施の一形態に係る洗浄装置であり、浴槽２内の洗浄水（水）を溶解タンク３へ供給するための配管として導入菅４が、溶解タンク３の上部に設けられた開口３ａに接続されている。この導入菅４には圧送ポンプ５が配設されており、浴槽２の洗浄水が矢印Ａの方向に圧送ポンプ５まで搬送される。

前記圧送ポンプ５には、気体導入菅４ａが接続されており、その途中には電磁弁４ｂが配設されている。また、前記圧送ポンプ５は、例えば渦巻きポンプであり、内蔵のインペラ（図示せず）の回転に伴う負圧により当該気体導入菅４ｂから空気を吸引し、洗浄水と空気との混合体を生成し、矢印Ｂの方向に溶解タンク３内まで供給する。なお、気体導入菅４ａにオゾンボンベを接続することにより、空気に代えてオゾンを導入するように構成してもよい。

前記溶解タンク３は、気液接触によって、洗浄水に空気を溶解させるように構成されており、その内部構造は、特開２０１０−２６９２９９に掲載されたものを採用している。また、溶解タンク３の内部は、大気圧よりも高い圧力（例えば０．３〜０．４〔ＭＰａ〕）を維持し、洗浄水に対する気体の溶解濃度を安定して高めている。

前記溶解タンク３に設けられているＬＳ１は、溶解タンク３内の洗浄水の水位が下がったときの下限を検出するためのセンサであり、ＬＳ２は、水位が上がったことを検出するためのセンサである。各センサの検出に基づく制御内容については、後述する。

前記溶解タンク３の底部に設けられた開口３ｂには、導出菅６が接続されており、当該溶解タンク３内で溶解濃度が高められた洗浄水を、矢印Ｃの方向に排出するように構成されている。また、この導出菅６は途中で分岐しており、分岐後の導出菅６は、第１下流導出菅７と第２下流導出菅８とから成る。

前記第１下流導出菅７の一端には、洗浄水を洗浄物に高圧で噴射する高圧スプレーノズル９が取り付けられている。一方、第２下流導出菅８の一端には、微細気泡を大量に含む洗浄水を洗浄物に噴射する微細気泡生成ノズル１０が取り付けられている。

前記微細気泡生成ノズル１０は、その一例として旋回流方式によるものであり、圧力を急激に開放することで飽和状態となった気体が洗浄水に微細な気泡を発生させる。そして、この気泡の混じった洗浄水を、内蔵の旋回ノズルで高速せん断することでマイクロ粒径のバブルを大量に含んだ洗浄水を生成するように構成されている。

前記導出菅６の分岐位置には、弁の一例として三方電磁弁１１が取り付けられている。この三方電磁弁１１は、接続口を三箇所備えており、それぞれの接続口には導出菅６、第１下流導出菅７及び第２下流導出菅８が接続される。また、三方電磁弁１１は、内部に２箇所の弁座（図示せず）を備えており、常に、弁座の一箇所は開き、もう一方の弁座は閉じるように構成されている。このため、洗浄水の流路が第１下流導出菅７又は第２下流導出菅８に切り換えられ、洗浄水が高圧スプレーノズル９又は微細気泡生成ノズル１０から噴射される。なお、三方電磁弁１１の開閉は、制御部によって制御されており、その制御方法については、詳細を後述する。

洗浄物を入れるための籠１６は網目になっている。このため、各ノズルから噴射された洗浄水は下方に流れ落ち、そこに配置された浴槽２に貯水されるようになっている。また、籠１６は、モータ（図示せず）の駆動により円周方向に回転するように構成することで洗浄物を攪拌して洗浄水を均一に浴びせることにより、洗浄効果を高めている。

前記各ノズルから噴射された洗浄水は、一旦浴槽２に貯水される。浴槽２には、洗浄水を加熱するためのヒータ１２と、洗浄水の液温を検出するための温度センサ１３が配設されている。

また、前記浴槽２には、浮上油槽１４が隣設されており、この浮上油槽１４にはオイルスキマー（図示せず）が取り付けられている。このため、洗浄物から洗い落とされ、浴槽２に浮上した油を回収することができる。このようにして油が取り除かれた洗浄水は再度導入菅４に流入し循環する。

図２は、制御部２０と他のセンサ等の部材との信号のやりとりを説明するための図である。制御部２０は、液面下限検出センサＬＳ１及び液面上限検出センサＬＳ２の検出信号に応じて、電磁弁４ｂの開閉を制御するように構成されている。具体的には、液面下限検出センサＬＳ１により溶解タンク３内の洗浄水の水位が下限まで低下したことが検出されると、電磁弁４ｂを閉める。これにより、溶解タンク３内への空気の供給が停止するため、溶解タンク３内の水位が上昇する。一方、液面上限検出センサＬＳ２により溶解タンク３内の洗浄水の水位が上限まで上昇したことが検出されると、電磁弁４ｂを開ける。これにより、溶解タンク３内に空気が供給されるため、水位が下がる。このようにして、溶解タンク３内の圧力を一定のレベルに保っている。

また、前記制御部２０は、温度センサ１３の検出信号に応じてヒータ１２の作動を制御することで、洗浄水の液温を一定（例えば３０〔℃〕）に保つように構成されている。

さらに、前記制御部２０は、操作部からの動作指示信号に応じて圧送ポンプ５及び三方電磁弁１１の作動を制御するように構成されている。洗浄水の噴射を止める場合には、圧送ポンプ５に停止指示信号を発する。このとき、各ノズルは、溶解タンク３内の洗浄水の液面よりも高い位置に設置されているので、導出菅６内の洗浄水は、液だれすることなく、洗浄水の噴射が止まる。また、浮上油槽１４と圧送ポンプ５の間において導入菅４の流路上には、逆止弁１５が設けられているので圧送ポンプ５を停止しても、洗浄水が逆流しないようになっている。一方、洗浄水を噴射する場合には、圧送ポンプ５に作動指示信号を発するとともに、仮洗浄では高圧スプレーノズル９から洗浄水が噴射されるよう、三方電磁弁１１を切り換える。続いて、本洗浄ではマイクロバブル生成ノズル１０から洗浄水が噴射されるよう三方電磁弁１１を切り換える。

なお、上記実施形態において、圧送ポンプ５及び三方電磁弁１１への動作指令は、作業者が操作部から直接入力することにより発することを想定したものであるが、これに代えて制御部５０にタイマーパラメータを記憶させ、当該動作指令を発するようにしてよい。また、操作部としては、タッチパネルのほかにフットペダルスイッチを用いて、作業者によるフットペダルスイッチの操作パターンに応じて圧送ポンプ５及び三方電磁弁１１に動作指令を発するように構成してもよい。この構成によれば、洗浄物を作業者が手に持って状態で洗浄することができる。さらに、本洗浄の後に、洗浄物をエアーブローする乾燥工程を挟むよう構成してもよい。

１洗浄装置
２浴槽
３溶解タンク
４導入菅
４ａ気体導入菅
４ｂ電磁弁
５圧送ポンプ
６導出菅
７第１下流側導出菅
８第２下流側導出菅
９高圧スプレーノズ
１０微細気泡生成ノズル
１１三方電磁弁
１２ヒータ
１３温度センサ
１４浮上油槽
１５逆止弁
１６籠

Claims

洗浄水に気体を溶解させる溶解タンクと、
前記溶解タンクに洗浄水と気体の混合体を導入する導入菅と、
駆動時の負圧を利用して前記導入菅内へ気体を導入することにより気体と洗浄水の混合体を生成し、これを溶解タンクに圧送するポンプと、
前記溶解タンクから洗浄水を排出するとともに、途中で分岐して第１下流導出菅と第２下流導出菅を備える導出菅と、
前記第１下流導出菅に取り付けられ、洗浄水を洗浄物に高圧で噴射する高圧スプレーノズルと、
前記第２下流導出菅に取り付けられ、微細気泡を含む洗浄水を生成し、これを洗浄物に噴射する微細気泡生成ノズルと、
前記導出菅の分岐位置に設けられ、前記高圧スプレーノズル又は前記微細気泡生成ノズルの何れか一方から洗浄水を噴射するよう流路を切り換える弁と、
を備えることを特徴とする洗浄装置。
前記弁は電磁弁であって、当該電磁弁を制御することにより、仮洗浄では洗浄水を前記高圧スプレーノズルから噴射する一方、本洗浄では洗浄水を前記微細気泡生成ノズルから噴射するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。