JP4458831B2 - 洗浄機及び洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば空気清浄機の機械部品等の被洗浄物を洗浄剤液中で気泡により洗浄する洗浄機及び洗浄方法に関するものである。

空気清浄機は、空気を循環させて空気中の塵埃粒子等の汚れを取るものであって、集塵電極が備わっており、該集塵電極の極板には汚れが強固に付着する。そこで、この汚れを除去する洗浄機としては、エッチング洗浄剤液による水流洗浄機や超音波式洗浄機が用いられている。

エッチング洗浄剤液による水流洗浄機は、集塵電極の極板を溶かして汚れを除去するものであるので、極板を腐食させて製品寿命を短くするという問題があった。

超音波式洗浄機は、洗浄液中に超音波を放射させて液分子とキャビテーションにより汚れを除去するものであるが、集塵電極は複数枚の極板を併設して形成されているので、極板間の隙間部分には洗浄力が及び難く洗浄ムラが発生するという問題があった。

この点、エアバブリング式洗浄機は、洗浄剤水溶液中で被洗浄物に気泡を衝突させて洗浄するものであり、気泡が集塵電極の隅々にまで行き渡ってムラなく洗浄することができ、専用洗浄剤液を用いることにより極板を腐食させることもない。

しかしながら、エアバブリング式洗浄機を用いれば、洗浄剤水溶液に含まれる界面活性剤によって多量の気泡が発生し、該気泡が洗浄槽から溢れ出して洗浄機の設置場所及びその周囲を汚してしまうという問題がある。しかも、集塵電極の極板には溶接ヒューム、オイルミスト、たばこの煙等の各種の汚れが付着するので、多量の界面活性剤が必要になるケースも多く、消泡剤を投入しても洗浄槽からの気泡の溢れ出しを防ぐことができないという問題がある。

本発明は、バブリング洗浄中に発生する気泡が洗浄槽から溢れ出して設置場所などを汚すのを防止できる洗浄機及び洗浄方法を提供する。

本発明の洗浄機は、洗浄剤液が満たされる洗浄槽と、送風機と散気管とを備え、前記洗浄槽内の前記洗浄剤液中にエアを噴出させるエアバブリング装置と、前記洗浄槽内の前記洗浄剤液の液面上に生成される気泡を破泡するための消泡槽と、前記洗浄槽と前記消泡槽とを仕切り、前記気泡を前記洗浄槽から前記消泡槽に向けて溢流させるためのオーバーフロー壁と、を備えたことを特徴とする。

また、前記消泡槽内に前記気泡を落下させる気泡移動プレートを、前記オーバーフロー壁から前記消泡槽の上方に向けて突出されるのが望ましい。

また、破泡した前記洗浄剤液を溜めるための液溜め部を、前記消泡槽の底部のうち前記気泡が前記気泡移動プレートから落下する位置に設けるのが望ましい。

また、破泡した前記消泡槽内の前記洗浄剤液を前記洗浄槽に返送する返送手段を設けるのが望ましい。

本発明の洗浄方法は、被洗浄物を洗浄槽内の洗浄剤液中に浸漬してエアバブリングにより洗浄し、エアバブリングにより前記洗浄剤液の液面上に生成される気泡を前記洗浄槽を溢流させて消泡槽に流入させることを特徴とする。

洗浄剤の成分としては、ケイ酸塩、リン酸塩、炭酸塩およびキレート剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する界面活性剤フリーの洗浄剤を含有する洗浄剤を用いるのが望ましい。また、本発明の洗浄剤は、消泡剤と組み合わせて用いるのが好ましい。好ましい洗浄剤は、ケイ酸塩、リン酸塩、炭酸塩およびキレート剤を含む。

ケイ酸塩としては、メタケイ酸、オルトケイ酸のアルカリ金属（ナトリウム、カリウムなど）塩、アンモニウム塩が挙げられる。

リン酸塩としては、モノリン酸、ピロリン酸、トリリン酸、ポリリン酸ヘキサメタリン酸などのアルカリ金属（ナトリウム、カリウムなど）塩、アンモニウム塩が挙げられる。

炭酸塩としては、アルカリ金属（ナトリウム、カリウムなど）、アンモニアの炭酸塩、重炭酸塩、セスキ炭酸塩が挙げられる。

キレート剤としては、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、ヒドロキシエチルジホスホン酸塩のアルカリ金属（ナトリウム、カリウムなど）塩、アンモニウム塩が挙げられる。

洗浄剤の各成分の配合割合を以下に示す：
ケイ酸塩：通常５〜４０重量％、好ましくは１０〜２０重量％；
リン酸塩：通常２〜１０重量％、好ましくは３〜５重量％；
炭酸塩：通常２〜１０重量％、好ましくは３〜５重量％；
キレート剤：通常２〜１０重量％、好ましくは３〜５重量％。

本発明の洗浄剤は、洗浄剤液１００重量部あたり、通常２０〜５０重量部、好ましくは３０〜４０重量部を１０〜２００倍、好ましくは２０〜３０倍に水で希釈して使用される。

本発明は、界面活性剤フリーであるので、洗浄中の泡立ちが小さく、洗浄液を交換することなく多数の被洗浄物を連続して洗浄しても、洗浄された汚れに由来する泡立ちが少なく、洗浄中に泡が洗浄槽からあふれることがない。また、本発明の洗浄剤は、界面活性剤フリーであり、かつ、有機酸フリーであるのが好ましい。有機酸フリーであることで、被洗浄物の腐食が防止でき、洗浄に伴う被洗浄物の耐久性の低下を防止することができる。

被洗浄物の汚れが、例えば油脂類等の起泡性物質を含む場合には、消泡剤をさらに添加するのが好ましい。

消泡剤としては、シリコン系の消泡剤を好ましく例示できる。
消泡剤の配合量は、洗浄剤液１００重量部あたり通常０．０１〜２．０重量部、好ましくは０．１〜１．０重量部使用される。又は、希釈使用液に対して０．００１〜０．１重量部、好ましくは０．０１〜０．０３重量部使用される。

本発明の洗浄剤液のｐＨは、通常６〜１３、好ましくは，７〜１２，より好ましくは８〜１１である。本発明の洗浄剤液は、ｐＨがほぼ中性ないしアルカリ性であるので、金属製の被洗浄物（特に集塵電極の極板）に対する腐食性が少ないので好ましい。

本発明の洗浄機によれば、前記洗浄槽内の前記洗浄剤液の液面上に生成される気泡は、オーバーフロー壁を溢流して消泡槽内に流入させるので、前記エアバブリング装置による泡発生エネルギーの気泡への供給は、気泡が前記オーバーフロー壁を溢流することによって遮断されることになり、エアバブリング中であっても気泡の自然破泡が可能になり、気泡が前記洗浄槽から溢れ出て洗浄機の設置場所やその周辺を汚すことがなくなる。

また、気泡移動プレートを前記オーバーフロー壁から前記消泡槽の上方に向けて突出すれば、前記気泡移動プレート上は泡発生エネルギーの気泡への供給が遮断されるエリアになるので、気泡を前記気泡移動プレート上を移動する間に自然破泡させることができ、更に、気泡移動プレート上に残った気泡は気泡移動プレートの先端から消泡槽内に落下し、その際の衝撃によって破泡させることができる。更に、消泡槽内に残った気泡は該消泡槽内にしばらく留めることによって自然破泡させることができる。

また、破泡した前記洗浄剤液を溜めるための液溜め部を、前記消泡槽の底部のうち前記気泡が前記気泡移動プレートから落下する位置に設ければ、気泡が前記洗浄槽から前記消泡槽に移動することにより、洗浄剤液中に投入される消泡剤や被洗浄物から剥離した油分も気泡と共に前記消泡槽の前記液溜め部に残留させることができ、前記消泡槽内での破泡を効率良く行うことができる。その結果、気泡が多量に発生する場合であっても、消泡槽内に気泡が広がるのを防止することができる。

また、破泡した前記消泡槽内の前記洗浄剤液を前記洗浄槽に返送するための返送手段を設ければ、洗浄剤液を循環させて洗浄剤液を繰り返し使用することができる。

このように、本発明の洗浄機によれば、洗浄槽内で生成される気泡を自然破泡させることができ、破泡のための特別な作業が不要になるので、空気清浄機の機械部品等の被洗浄物を定期的に洗浄することが容易になる。

本発明の洗浄方法によれば、被洗浄物を洗浄槽内の洗浄剤液中に浸漬してエアバブリングにより洗浄し、エアバブリングにより前記洗浄剤液の液面上に生成される気泡を前記洗浄槽を溢流させて消泡槽に流入させるので、エアバブリングによる泡発生エネルギーの気泡への供給が遮断されることと、消泡剤の破泡機能とが相俟って効率良く破泡することができる。

洗浄剤の成分としては、ケイ酸塩、リン酸塩、炭酸塩およびキレート剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する界面活性剤フリーの洗浄剤を用いれば、十分な洗浄能力を保持しつつ、洗浄槽内の洗浄剤液の液面上での気泡の生成を抑えることができる。

洗浄剤とともに消泡剤を用いれば、エマルジョン型加工油等に含まれる油脂類等の気泡発生原因となる汚れをエアバブリングにより除去する場合、鹸化反応に伴う気泡の生成を抑えることができる。

以下、本発明の実施形態の洗浄機を図面にもとづいて説明する。図１は本実施形態の洗浄機の正断面図であり、図２は同洗浄機の平面図である。

洗浄機は、洗浄剤水溶液１が満たされる洗浄槽２と、エアバブリング装置３と、消泡槽４と、洗浄槽２と消泡槽４とを仕切るためのオーバーフロー壁５と、気泡移動プレート６と、これらを収納するハウジング７とを備えている。

洗浄槽２は、底部には排液口８が設けられ、排液口８には排液管９が接続され、底部の上には洗浄用籠１０を載置するためのスペーサ１１を配設されている。

エアバブリング装置３は、洗浄槽２内の洗浄剤水溶液１中にエアを噴出させるものであって、図１のように送風機３１と、送風管３２と、洗浄槽２の底部とスペーサ１１との間に配設されるバブリング用の散気管３３とを備え、散気管３３には多数のエア吹き出し孔が設けられている。また、図４のようにハウジング７の底部には吸気口３４が設けられている。そして、送風機３１を駆動させることにより、外部空気を吸気口３４から吸い込んで散気管３３の前記エア吹き出し孔から洗浄剤水溶液１中に吹き出す。また、送風機３１にはフィルター３５が設けられ、該フィルター３５によって外部空気を濾過する。なお、送風管３２は、洗浄槽２の洗浄剤液の逆流を防ぐために、図４のように洗浄槽２よりも高い位置３６を経由するようにして配管されている。

オーバーフロー壁５は、気泡Ｂを溢流させるために洗浄剤水溶液１の液面よりも高くなっている。オーバーフロー壁５の頂部には気泡移動プレート６が起倒自在にしてヒンジ連結され、倒れた状態ではオーバーフロー壁５から消泡槽４の上方に水平に又は前傾させて突出している。そして、気泡Ｂは気泡移動プレート６上を流れて気泡移動プレート６の先端から消泡槽４内に落下するようになっている。なお、消泡槽４の清掃の際には、図１の二点鎖のように気泡移動プレート６を起こす。

消泡槽４は、洗浄槽２内の洗浄剤水溶液１の液面上に生成される気泡Ｂを破泡するものであって、洗浄剤水溶液１を溜める液溜め部が形成されている。消泡槽４の底部には流出口１２が設けられ、流出口１２の周囲には前記液溜め部を構成する囲繞壁１３が僅かに立ち上げられ、この囲繞壁１３により洗浄剤水溶液１の一部が排液されずに消泡槽４の底部に溜まるようになっている（図３参照）。

消泡槽４の底部の流出口１２と洗浄槽２の側壁に設けられた流入口１４とは返送管（返送手段の一例）１５により連通され、消泡槽４内の破泡した洗浄剤水溶液１は洗浄槽２内に自然流入するようになっている。

なお、人力による洗浄機の移動を可能にするためのキャスター１６がハウジング７の底部に設けられ、送風機３１を操作する操作ボタン１７を有する操作盤がハウジング７の外壁面に設けられている。

かかる洗浄機を用いれば、被洗浄物を収容した洗浄用籠１０を、洗浄槽２内のスペーサ１１の上に載置して洗浄剤水溶液１中に浸漬配置し、エアを散気管３３の前記エア吹き出し孔から洗浄槽２内に噴出させ、バブリング及びキャビテーションにより被洗浄物を洗浄することができる。

洗浄が完了した後は、洗浄済みの被洗浄物と未洗浄の被洗浄物とを入れ換えて洗浄する。後述する界面活性剤を含有しない本機専用の洗浄剤を用いた場合であっても、洗浄剤水溶液１の汚れが進行すると、多量の気泡Ｂが発生することになる。この場合には、後述する本機専用の消泡剤を洗浄剤水溶液１に加えると共に、以下のようにして破泡させる。

洗浄槽２内の洗浄剤水溶液１の液面上に生成される気泡Ｂは、前記消泡剤との接触及び被洗浄物から剥離した油分との接触によって破泡される。

また、洗浄槽２からオーバーフロー壁５を溢流する気泡Ｂは、エアバブリング装置３から供給される泡発生エネルギーが遮断されて破泡し、気泡移動プレート６上を流れる過程で消泡剤及び油分と接触して破泡する。

また、気泡移動プレート６上に破泡されずに残った気泡Ｂは、オーバーフロー壁５の壁面を伝って落ちることなく、気泡移動プレート６の先端から消泡槽４の底部に溜まった洗浄剤水溶液１の液面上に落下し、その落下時の衝突エネルギーによって破泡する。

更に、消泡槽４の前記液溜め部に溜まった洗浄剤水溶液１中の消泡剤及び油分との接触によって破泡する。すなわち、気泡Ｂが洗浄槽２から消泡槽４に移行すると同時に洗浄液中に含まれる消泡剤や、被洗浄物から剥離した油分も消泡槽４に移行して消泡成分として消泡槽４の液溜め部に残留するので、これによって消泡槽４の洗浄剤水溶液の液面で気泡Ｂは破泡する。

その結果、消泡槽４内で気泡Ｂが広がって破泡され難くなるのを回避できる。

更にまた、消泡槽４内では泡発生エネルギーが及ばないことによって消泡槽４内で自然破泡する。

このようにして、気泡Ｂを効率良く破泡することができるので、洗浄機の洗浄槽２及び消泡槽４から気泡Ｂが溢れ出るのを防ぐことができる。

以上のように構成される洗浄機を用い、空気清浄機の極板を洗浄槽２に収容し、２０倍希釈洗浄剤水溶液１が１５０リットル（常温の水が１４２．５リットル、界面活性剤および有機酸をともに含有しない本機専用の洗浄剤が７．５リットル）入った洗浄槽２に、散気管３３から洗浄剤水溶液１中にエアを３．０ｍ³／分で送り込み、３０分間洗浄運転を行った。極板に油脂類等の気泡発生原因となる汚れが付着していない場合には、洗浄槽２の洗浄剤水溶液１の液面上に気泡Ｂが発生しないことが確認された。

極板に油脂類等の鹸化により気泡発生原因となる汚れが付着している場合には、本機専用の洗浄剤と鹸化反応して洗浄剤水溶液１の液面上に多量の気泡Ｂが発生することが確認された。そこで、未洗浄の極板の洗浄運転を開始時に、鹸化反応と抑制する本機専用の消泡剤（商品名「ＫＳ−５３８」、信越化学工業（株）製造）を洗浄槽２内の洗浄剤水溶液１中に１０ミリリットル滴下した。この結果、気泡Ｂは発生したが、洗浄槽２及び消泡剤から洗浄機の外に溢れ出ないことが確認された。
本機専用の洗浄剤の組成の一例を、以下の表に示す。

なお、洗浄剤水溶液による洗浄が完了した極板を、純水でリンスした後乾燥した。

本発明の実施形態に係る洗浄機の正断面図である。 同洗浄機の平面図である。 図１の一部分を拡大した図である。 同洗浄機の送風管の配管図である。

符号の説明

１ 洗浄剤水溶液
２ 洗浄槽
３ エアバブリング装置
４ 消泡槽
５ オーバーフロー壁
６ 気泡移動プレート

Claims (8)

1. 洗浄剤液が満たされる洗浄槽と、
   送風機と散気管とを備え、前記洗浄槽内の前記洗浄剤液中にエアを噴出させるエアバブリング装置と、
   前記洗浄槽内の前記洗浄剤液の液面上に生成される気泡を破泡するための消泡槽と、
   前記洗浄槽と前記消泡槽とを仕切り、前記気泡を前記洗浄槽から前記消泡槽に向けて溢流させるためのオーバーフロー壁と、を備え、
   前記消泡槽内に前記気泡を落下させる気泡移動プレートを、前記オーバーフロー壁から前記消泡槽の上方に向けて突出し、
   破泡した前記洗浄剤液を溜めるための液溜め部を、前記消泡槽の底部のうち前記気泡が前記気泡移動プレートから落下する位置に設け、
   前記液溜め部を、前記消泡槽の底部に形成された流出口の周囲から僅かに立ち上がる囲繞壁により構成した洗浄機。
2. 前記流出口は、前記洗浄槽の側壁に設けられた流入口と返送管を介して連通しており、前記流入口が前記流出口よりも下方に配置されることにより、前記消泡槽の底部に貯留された前記洗浄剤液が前記洗浄槽に自然流入するように構成されている請求項１に記載の洗浄機。
3. 前記洗浄剤液が、ケイ酸塩、リン酸塩、炭酸塩およびキレート剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する界面活性剤フリーの洗浄剤液であることを特徴とする請求項１または２に記載の洗浄機。
4. 前記洗浄剤液が消泡剤をさらに含む請求項３に記載の洗浄機。
5. 被洗浄物を洗浄槽内の洗浄剤液中に浸漬してエアバブリングにより洗浄し、エアバブリングにより前記洗浄剤液の液面上に生成される気泡を、前記洗浄槽からオーバーフロー壁を溢流させて消泡槽に流入させる第１のステップを備える洗浄方法であって、
   前記消泡槽内に前記気泡を落下させる気泡移動プレートを、前記オーバーフロー壁から前記消泡槽の上方に向けて突出し、破泡した前記洗浄剤液を溜めるための液溜め部を、前記消泡槽の底部のうち前記気泡が前記気泡移動プレートから落下する位置に設け、前記液溜め部を、前記消泡槽の底部に形成された流出口の周囲から僅かに立ち上がる囲繞壁により構成し、
   前記第１のステップは、前記消泡槽の底部に前記洗浄剤液が貯留された状態で、前記気泡を前記気泡移動プレートから落下させる洗浄方法。
6. 前記流出口は、前記洗浄槽の側壁に設けられた流入口と返送管を介して連通し、前記流入口が前記流出口よりも下方に配置されており、
   前記消泡槽の底部に貯留された前記洗浄剤液が前記洗浄槽に自然流入する第２のステップを更に備える請求項５に記載の洗浄方法。
7. 前記洗浄剤液が、ケイ酸塩、リン酸塩、炭酸塩およびキレート剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する界面活性剤フリーの洗浄剤液であることを特徴とする請求項６に記載の洗浄方法。
8. 前記洗浄剤液が消泡剤をさらに含む請求項７に記載の洗浄方法。

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