JP5014316B2

JP5014316B2 - 洗浄装置およびこの洗浄装置を用いた被洗浄物の洗浄方法

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Publication number: JP5014316B2
Application number: JP2008305969A
Authority: JP
Inventors: 洋志黒木; 誠宮本; 久恵松井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2028-12-01
Also published as: JP2010125436A

Description

この発明は、気泡を噴射して被洗浄物に気泡を衝突させる気泡噴射手段と、超音波を放射して被洗浄物に超音波を照射する超音波照射手段とを備えた洗浄装置およびこの洗浄装置を用いた被洗浄物の洗浄方法に関する。

従来、気泡同士の合一を抑制する添加剤が添加された洗浄水を貯留する洗浄槽と、洗浄槽内の洗浄水に微細気泡を噴射して、被洗浄物に微細気泡を衝突させる微細気泡噴射手段と、洗浄槽内に超音波を放射して、被洗浄物に超音波を照射する超音波照射手段とを備え、超音波照射手段は、洗浄槽の底面に取り付けられた、上方に向かって超音波を放射する超音波振動子を有し、微細気泡噴射手段は、超音波振動子の上方に隣接して配置された、微細気泡を生成して、上方に向かって微細気泡を噴射する気泡生成器を有した洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２７８８６０号公報

しかしながら、このものの場合、微細気泡によって超音波の伝播が阻害されるので、気泡噴射器が微細気泡を噴射し、噴射された微細気泡が微被洗浄物に衝突して、被洗浄物が洗浄された後、超音波振動子が超音波を放射し、放射された超音波を被洗浄物に照射して、被洗浄物を洗浄するためには、微細気泡が洗浄水から消えるまで待たなければならず、被洗浄物の洗浄の効率が悪いという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、被洗浄物の洗浄の効率を向上させることができる洗浄装置およびこの洗浄装置を用いた被洗浄物の洗浄方法を提供するものである。

この発明に係る洗浄装置は、第１の気泡同士の合一を抑制する添加剤が添加された洗浄水を貯留するとともに、内側に被洗浄物が挿入される洗浄槽と、前記洗浄槽内の前記洗浄水に前記第１の気泡を噴射して、前記被洗浄物に前記第１の気泡を衝突させる第１の気泡噴射手段と、前記洗浄槽内に超音波を放射して、前記被洗浄物に前記超音波を照射する超音波照射手段とを備え、前記第１の気泡噴射手段は、前記第１の気泡を生成して前記第１の気泡を噴射する気泡生成器と、前記気泡生成器に前記洗浄水を送り込む第１の洗浄水ポンプと、前記気泡生成器に空気を送り込むガスポンプとを有し、前記超音波照射手段は、前記超音波を放射する超音波振動子と、前記超音波振動子に前記超音波を放射させる超音波発信器とを有した洗浄装置において、前記第１の気泡が前記超音波振動子に向かって移動することを抑制する気泡移動抑制手段を備え、前記気泡移動抑制手段は、前記洗浄槽内に前記洗浄水を噴射する噴射板と、この噴射板に前記洗浄水を送り込む第２の洗浄水ポンプと、前記洗浄槽内を前記気泡生成器側と前記超音波振動子側とに分割し、前記被洗浄物が通過可能な開閉部を含んだ仕切り板とを有し、前記超音波振動子は、前記洗浄槽の底面側に設けられ、前記気泡生成器は、前記超音波振動子より上方に設けられ、前記噴射板は、前記洗浄槽の底面側から上方に向かった前記洗浄水の流れである上向流を発生させ、前記仕切り板には、前記洗浄水が通過可能であって、前記第１の気泡の通過が抑制される貫通孔が形成されている。

また、この発明に係る洗浄装置を用いた被洗浄物の洗浄方法は、添加剤を洗浄水に添加する添加工程と、前記洗浄水を洗浄槽に貯留する貯留工程と、前記添加工程および前記貯留工程の後に、被洗浄物を前記洗浄槽内の気泡生成器側に配置し、前記気泡生成器から噴射された第１の気泡を前記被洗浄物に衝突させる気泡洗浄工程と、前記気泡洗浄工程の後に、前記被洗浄物を前記洗浄槽内の超音波振動子側に移動させ、前記超音波振動子から放射された超音波を前記被洗浄物に照射する超音波洗浄工程とを備えている。

この発明に係る洗浄装置によれば、気泡移動抑制手段によって、第１の気泡が超音波振動子に向かって移動することが抑制されるので、気泡生成器が第１の気泡を噴射し、噴射された第１の気泡が被洗浄物に衝突して、被洗浄物が洗浄された後、第１の気泡が洗浄水から消えるまで待つことなく、超音波振動子が超音波を放射し、放射された超音波を被洗浄物に照射して、被洗浄物を洗浄することができ、被洗浄物の洗浄の効率を向上させることができる。

また、この発明に係る洗浄装置を用いた被洗浄物の洗浄方法によれば、超音波洗浄工程は、気泡洗浄工程の後に、被洗浄物を洗浄槽内の超音波振動子側に移動させるので、第１の気泡が洗浄水から消えるまで待つことなく、超音波振動子が超音波を放射し、放射された超音波を被洗浄物に照射して、被洗浄物を洗浄することができ、被洗浄物の洗浄の効率を向上させることができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの実施の形態に係る洗浄装置を示す構成図である。
この実施の形態に係る洗浄装置は、洗浄水１を貯留するとともに、内側に被洗浄物２が挿入される洗浄槽３と、この洗浄槽３内の洗浄水１に第１の気泡である微細気泡４を噴射する第１の気泡噴射手段５と、洗浄槽３内に超音波を放射する超音波照射手段６とを備えている。
第１の気泡噴射手段５から噴射された微細気泡４は、被洗浄物２に衝突して、被洗浄物２が洗浄させる。
超音波照射手段６から放射された超音波は、被洗浄物２に照射して、被洗浄物２が洗浄される。
洗浄水１には、微細気泡４同士の合一を抑制する添加剤が添加されており、微細気泡４による被洗浄物２の洗浄度を向上させている。
添加剤は、アルコール系化合物または界面活性剤等が用いられている。

第１の気泡噴射手段５は、微細気泡４を生成して微細気泡４を噴射する気泡生成器７と、この気泡生成器７に洗浄水１を送り込む第１の洗浄水ポンプ８と、ガス供給用配管９を介して気泡生成器７に取り付けられた、気泡生成器７に空気を送り込むガスポンプ１０とを有している。
超音波照射手段６は、周波数が１０Ｈｚ〜１ＭＨｚの範囲の超音波を放射する超音波振動子１１と、この超音波振動子１１に制御配線１２を介して接続された、超音波振動子１１に超音波を放射させる超音波発信器１３とを有している。
超音波振動子１１は、洗浄槽３の底面側であって、洗浄槽３の外壁に取り付けられており、気泡生成器７は、超音波振動子１１より上方であって、洗浄槽３の側壁に取り付けられている。

また、この洗浄装置は、不純物１４とともに洗浄槽３からオーバーフローした洗浄水１を、オーバーフロー用配管１５を介して、貯留する分離槽１６と、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することを抑制する気泡移動抑制手段１７とを備えている。
気泡移動抑制手段１７は、洗浄槽３の底面に取り付けられた噴射板１８と、この噴射板１８に洗浄水１を送り込む第２の洗浄水ポンプ１９とを有している。
噴射板１８は、洗浄水１を噴射して、洗浄槽３の底面側から上方に向かった洗浄水１の流れである上向流２０を発生させる。

分離槽１６には、分離槽１６に貯留された洗浄水１を、気泡生成器７および噴射板１８へ供給可能な循環配管２１が取り付けられている。
循環配管２１は、分離槽１６側の端部に循環水取込口２２が取り付けられ、中間部に第１の洗浄水ポンプ８および第２の洗浄水ポンプ１９が取り付けられている。

洗浄槽３の上方には、固定棒２３を介して被洗浄物２を上下方向に移動させる上下移動機構２４が取り付けられている。
上下移動機構２４は、支持手段（図示せず）により支持されている。

次に、この実施の形態に係る洗浄装置を用いた洗浄方法について説明する。
まず、洗浄槽３に洗浄水１を貯留する貯留工程を開始し、次に、洗浄槽３に貯留された洗浄水１に添加剤を添加する添加工程を開始する。
なお、貯留工程より先に添加工程を開始して、洗浄槽３に貯留される前の洗浄水１に添加剤を添加してもよい。
次に、上下移動機構２４によって、被洗浄物２を洗浄槽３内の洗浄水１に浸漬し、被洗浄物２を洗浄槽３内の超音波振動子１１側である洗浄槽３の底面近傍にまで移動させた後、第２の洗浄水ポンプ１９を駆動させ、噴射板１８から洗浄水１を噴射させて、上向流２０を発生させる。
さらに、第１の洗浄水ポンプ８およびガスポンプ１０を駆動させて、気泡生成器７から微細気泡４を噴射させる。
このとき、気泡生成器７から噴射された微細気泡４は、上向流２０によって押し上げられるので、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することが抑制される。
次に、超音波発信器１３によって超音波振動子１１に超音波を放射させ、放射された超音波を被洗浄物２に照射する超音波洗浄工程を開始する。
被洗浄物２に超音波を照射することで、被洗浄物２の表面に付着している不純物１４を、超音波によって発生するキャビテーションの力によって被洗浄物２から剥離させる。
被洗浄物２から剥離した不純物１４は、上向流２０によって上方へ移動し、さらに、微細気泡４に付着して、微細気泡４とともに洗浄槽３内の洗浄水１の水面に浮上する。
超音波洗浄工程の後、上下移動機構２４によって、被洗浄物２を洗浄槽３内の気泡生成器７側にまで上昇させ、気泡生成器７から噴射された微細気泡４を被洗浄物２に衝突させる気泡洗浄工程を開始する。
微細気泡４が被洗浄物２に衝突することで、被洗浄物２の表面に付着している不純物１４が被洗浄物２から除去される。
被洗浄物２から除去された不純物１４は、微細気泡４とともに洗浄槽３内の洗浄水１の水面に浮上する。
洗浄槽３内の洗浄水１の水面に浮上した不純物１４は、洗浄水１とともにオーバーフロー用配管１５を介して、分離槽１６に貯留される。
気泡洗浄工程の後、再度、上下移動機構２４によって、被洗浄物２を洗浄槽３内の超音波振動子１１側にまで下降させ、超音波振動子１１から放射された超音波を被洗浄物に照射する超音波洗浄工程を開始する。
このとき、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することが抑制されているので、微細気泡４が洗浄水１から消えるこまで待つことなく、超音波振動子１１が超音波を放射し、放射された超音波を被洗浄物２に照射して、被洗浄物２を洗浄することができ、被洗浄物２の洗浄の効率を向上させることができる。
気泡洗浄工程および超音波洗浄工程を交互に繰り返して行うことで、被洗浄物２の洗浄度が向上する。

本願発明者は、実際に、超音波および微細気泡４を用いた洗浄を行い、被洗浄物２の残留油分密度を測定した。
被洗浄物２の初期油分密度を、６００μｇ／ｃｍ^２とした。
なお、被洗浄物２の洗浄度を比較するために、超音波のみを用いた洗浄の場合および微細気泡４のみを用いた洗浄の場合の被洗浄物２の残留油分密度も測定した。
図２は超音波のみを用いた洗浄、微細気泡４のみを用いた洗浄、超音波および微細気泡４を用いた洗浄を行った後の被洗浄物２の残留油分密度を示す図である。
図２に示すように、超音波のみを用いた洗浄および微細気泡４のみを用いた洗浄と比較して、超音波および微細気泡４を用いた洗浄では、被洗浄物２の残留油分密度が明確に低減した。

以上説明したように、この実施の形態に係る洗浄装置によれば、気泡移動抑制手段１７によって、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することが抑制されるので、気泡生成器７が微細気泡４を噴射し、噴射された微細気泡４が被洗浄物２に衝突して、被洗浄物２を洗浄した後、微細気泡４が洗浄水１から消えるまで待つことなく、超音波振動子１１が超音波を放射し、放射された超音波を被洗浄物２に照射して、被洗浄物２を洗浄することができ、被洗浄物２の洗浄の効率を向上させることができる。
また、フロン系の溶剤や有機溶剤、石油系溶剤などの洗浄剤を用いた従来の洗浄装置と比較して、オゾン層の破壊や地下水、河川、海洋等の汚染を低減させることができる。
また、微細気泡４のみを用いて被洗浄物２を洗浄する従来の洗浄装置と比較して、被洗浄物２の洗浄度を向上させることができる。
また、添加剤を添加しない従来の洗浄装置を比較して、微細気泡４同士の合一が抑制されるので、微細気泡４を、微細な形状のまま、高密度に発生させることができ、被洗浄物２の高い洗浄度を安定的に維持することができる。

また、噴射板１８が、洗浄槽３の底面側から上方に向かう上向流２０を発生させるので、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することを抑制するとともに、超音波によって被洗浄物２から剥離した不純物１４を上方へ移動させることができる。
その結果、超音波によって被洗浄物２から剥離した不純物１４によって、洗浄水１が劣化することを抑制することができる。

また、気泡洗浄工程の後に、被洗浄物２を洗浄槽３内の超音波振動子１１側に移動させるので、微細気泡４が洗浄水１から消えるまで待つことなく、超音波振動子１１が超音波を放射し、放射された超音波を被洗浄物２に照射して、被洗浄物２を洗浄することができ、被洗浄物の洗浄の効率を向上させることができる。

実施の形態２．
図３はこの実施の形態に係る洗浄装置を示す構成図である。
この実施の形態に係る洗浄装置は、気泡移動抑制手段１７が、洗浄槽３の内壁面であって、気泡生成器７と超音波振動子１１との間に取り付けられた平板ドーナツ形状の邪魔板２５をさらに有している。
邪魔板２５は、洗浄槽３の内壁面に沿って下方へ移動する微細気泡４と衝突する。
なお、邪魔板２５は、平板形状に限らず、コの字形状または半円形状等、微細気泡４の進行方向を変えることができる形状であればよい。
その他の構成は実施の形態１と同様である。
なお、気泡生成器７を、微細気泡４が水平方向よりも上方へ向かうように、水平面から傾斜して洗浄槽３の側壁に取り付けてもよい。
これにより、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することをさらに抑制することができる。

この実施の形態に係る洗浄装置によれば、邪魔板２５が、洗浄槽３の内壁面に沿って下方へ移動する微細気泡４と衝突するので、実施の形態１に係る洗浄装置と比較して、微細気泡４が、超音波振動子１１に向かって移動することをさらに抑制することができる。

実施の形態３．
図４はこの実施の形態に係る洗浄装置を示す構成図、図５は図４の洗浄装置の要部を示す拡大図である。
この実施の形態に係る洗浄装置は、気泡移動抑制手段１７が、洗浄槽３内を気泡生成器７側と超音波振動子１１側とに分割した開閉可能な仕切り板２６をさらに有している。
仕切り板２６には、洗浄水１が通過可能であって、微細気泡４の通過が抑制される貫通孔２６ａが複数形成されている。
仕切り板２６は、洗浄槽３の側壁に固定された固定板２７と、この固定板２７に蝶番２８を介して回動可能に取り付けられた、被洗浄物２が通過可能な開閉部である回動板２９とを含んでいる。
固定板２７には、モータ３０および滑車３１が取り付けられており、モータ３０と滑車３１とには、第１のベルト３２が巻き掛けられている。
また、滑車３１と蝶番２８とには、第２のベルト３３が巻き掛けられている。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

次に、この実施の形態に係る洗浄装置の動作について説明する。
上下移動機構２４によって、被洗浄物２を洗浄槽３内の洗浄水１に浸漬する。
次に、モータ３０を駆動させ、例えば、図５の左側にある第１のベルト３２および滑車３１を時計回りに回転させて、第２のベルト３３を時計回りに回転させる。
これにより、回動板２９が蝶番２８中心に下方向に回動して、仕切り板２６が開く。
次に、上下移動機構２４によって、被洗浄物２を洗浄槽３内の超音波振動子１１側であるの洗浄槽３の底面近傍にまで移動させる。
さらに、モータ３０を駆動させ、例えば、図５の左側にある第１のベルト３２および滑車３１を反時計回りに回転させて、第２のベルト３３を反時計回りに回転させる。
これにより、回動板２９が蝶番２８を中心に上方向に回動して、仕切り板２６が閉じる。
次に、第２の洗浄水ポンプ１９を駆動させ、噴射板１８から洗浄水１を噴射させて、上向流２０を発生させる。
ここで、超音波発信器１３によって超音波振動子１１に超音波を放射させ、放射された超音波を被洗浄物２に照射する超音波洗浄工程を開始する。
被洗浄物２に超音波を照射することで、被洗浄物２の表面に付着している不純物１４が被洗浄物２から剥離する。
超音波洗浄工程の後、仕切り板２６を再び開き、上下移動機構２４によって、被洗浄物２を仕切り板２６より上方まで移動させた後、仕切り板２６を再び閉じる。
次に、第１の洗浄水ポンプ８およびガスポンプ１０を駆動させて、気泡生成器７から微細気泡４を噴射させ、気泡生成器７から噴射された微細気泡４を被洗浄物２に衝突させる気泡洗浄工程を開始する。
微細気泡４が被洗浄物２に衝突することで、被洗浄物２の表面に付着している不純物１４が被洗浄物２から除去される。
気泡洗浄工程の後、再度、仕切り板２６を開き、被洗浄物２を洗浄槽３の底面近傍にまで移動させた後、仕切り板２６を閉じて、超音波振動子１１から放射された超音波を被洗浄物に照射する超音波洗浄工程を開始する。
このとき、仕切り板２６によって、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することが抑制されるので、微細気泡４が洗浄水１から消えるこまで待つことなく、超音波振動子１１が超音波を放射し、放射された超音波を被洗浄物２に照射して、被洗浄物２を洗浄することができ、被洗浄物２の洗浄の効率を向上させることができる。
気泡洗浄工程および超音波洗浄工程を交互に繰り返して行うことで、被洗浄物２の洗浄度が向上する。

この実施の形態に係る洗浄装置によれば、開閉可能な仕切り板２６が、気泡生成器７と超音波振動子１１との間に取り付けられているので、実施の形態１に係る洗浄装置と比較して、超音波振動子１１から放射された超音波を被洗浄物２に照射する際に、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することをさらに抑制することができ、被洗浄物２の洗浄度を向上させることができる。

実施の形態４．
図６はこの実施の形態に係る洗浄装置を示す構成図である。
この実施の形態に係る洗浄装置は、気泡移動抑制手段１７が、洗浄槽３内を気泡生成器７側と超音波振動子１１側とに分割した仕切り板３４をさらに有している。
仕切り板３４は、洗浄槽３の底面に向かって凹んだ椀形状に形成されている。
仕切り板３４の超音波振動子１１に対向した領域には、洗浄水１が通過可能な貫通孔３４ａが複数形成されている。
超音波振動子１１から放射された超音波は、仕切り板３４の下方から貫通孔３４ａを通過可能である。
噴射板１８は、洗浄槽３の側壁であって、仕切り板３４より下側の領域に取り付けられている。
噴射板１８は、洗浄水１を洗浄槽３内に噴射することで、洗浄水１を洗浄槽３の側壁および底面に沿って超音波振動子１１近傍まで流し、仕切り板３４の下方から貫通孔３４ａを通過する上向流２０を発生させる。
仕切り板３４の上方の洗浄槽３には、内部に複数の被洗浄物２を収納するバレル３５が回転軸３５ａを中心に回転可能に取り付けられている。
バレル３５は、洗浄水１および微細気泡４が通過可能な網から構成されている。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

次に、この実施の形態に係る洗浄装置の動作について説明する。
まず、第２の洗浄水ポンプ１９を駆動させて、噴射板１８から洗浄水１を噴射させ、仕切り板３４の下方から貫通孔３４ａを通過する上向流２０を発生させて、上向流２０をバレル３５の内部に流れ込ませる。
次に、第１の洗浄水ポンプ８およびガスポンプ１０を駆動させ、気泡生成器７から微細気泡４を噴射させる。
また、超音波発信器１３によって超音波振動子１１に超音波を放射させ、仕切り板３４の下方から貫通孔３４ａに超音波を通過させる。
ここで、バレル３５の超音波振動子１１側では、上向流２０が微細気泡４を押し上げるので、微細気泡４の密度が低い領域となり、バレル３５の気泡生成器７側では、微細気泡４の密度が高い領域となる。
微細気泡４の密度が高い領域では、気泡生成器７から噴射された微細気泡４を被洗浄物２に衝突させる気泡洗浄工程をとなる。
一方、微細気泡４の密度が低い領域では、超音波振動子１１から放射された超音波を被洗浄物２に照射する超音波洗浄工程となる。
バレル３５が回転軸３５ａを中心に回転することで、バレル３５に収納された被洗浄物２が攪拌される。
この攪拌により、被洗浄物２が気泡生成器７側で微細気泡４により洗浄される気泡洗浄工程と、被洗浄物２が超音波振動子１１側で超音波により洗浄される超音波洗浄工程とが互いに繰り返され、被洗浄物２の洗浄度が向上する。

この実施の形態に係る洗浄装置によれば、洗浄槽３の底面に向かって凹んだ椀形状の仕切り板３４が、洗浄槽３内を気泡生成器７側と超音波振動子１１側とに分割し、仕切り板３４には、洗浄水１が通過可能な貫通孔３４ａが形成され、超音波振動子１１から放射された超音波が仕切り板３４の下方から貫通孔３４ａを通過し、上向流２０が、仕切り板３４の下方から貫通孔３４ａを通過するので、被洗浄物２が洗浄槽３内で揺動され、洗浄槽３の超音波振動子１１側では、超音波振動子１１から放射された超音波が被洗浄物２に照射され、洗浄槽３の気泡生成器７側では、気泡生成器７から噴射された微細気泡４が被洗浄物２に衝突する。
これにより、超音波洗浄と微細気泡洗浄とを短時間で交互に実施することができる。

実施の形態５．
図７はこの実施の形態に係る洗浄装置を示す構成図である。
この実施の形態に係る洗浄装置は、気泡生成器７と超音波振動子１１とが、互いに水平方向に離間して洗浄槽３に取り付けられている。
気泡生成器７は、洗浄槽３の側壁に取り付けられており、洗浄槽３の中心に向かって微細気泡４を噴射する。
超音波振動子１１は、洗浄槽３の底面に取り付けられており、上方に向かって超音波を放射する。
噴射板１８は、気泡生成器７に対向して洗浄槽３の側壁に取り付けられており、超音波によって被洗浄物２から剥離した不純物１４を気泡生成器７側に押し流す。

気泡移動抑制手段１７は、洗浄槽３内の洗浄水１に第２の気泡である大型気泡３６を噴射する第２の気泡噴射手段３７をさらに有している。
第２の気泡噴射手段３７は、大型気泡３６を噴射する気泡用噴射ノズル３８と、この気泡用噴射ノズル３８に曝気管３９を介して接続された曝気ポンプ４０とを含んでいる。
気泡用噴射ノズル３８は、気泡生成器７と超音波振動子１１との間であって、洗浄槽３の底面に取り付けられており、大型気泡３６は、洗浄槽３の底面側から上方に向かって噴射される。
大型気泡３６は、泡径が１ｍｍ〜数ｃｍの大きさである。
洗浄槽３の上方には、上下移動機構２４を水平方向に移動させる水平移動機構４１が取り付けられている。
水平移動機構４１は、支持手段（図示せず）により支持されている。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

次に、この実施の形態に係る洗浄装置の動作について説明する。
曝気ポンプ４０を駆動することで、気泡用噴射ノズル３８から大型気泡３６が噴射され、この大型気泡３６は、洗浄槽３の洗浄水１を、気泡生成器７側と超音波振動子１１側とに分断しながら、洗浄水１の水面に向かって上昇する。
次に、被洗浄物２を洗浄槽３の気泡生成器７側に配置し、気泡生成器７から噴射された微細気泡４を被洗浄物２に衝突させる気泡洗浄工程を開始する。
気泡生成器７から噴射された微細気泡４は、大型気泡３６によって洗浄水１の水面に向かって押し流されるので、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することが抑制される。
これにより、洗浄槽３の気泡生成器側である大型気泡３６と気泡生成器７との間では、微細気泡４の密度の高い領域となり、洗浄槽３の超音波振動子１１側である大型気泡３６と超音波振動子１１との間では、微細気泡４の密度の低い領域となる。
気泡洗浄工程を終了させた後、水平移動機構４１を駆動させ、上下移動機構とともに被洗浄物２を気泡生成器７側から超音波振動子１１側に移動させて、超音波振動子１１から放射された超音波を被洗浄物２に照射する超音波洗浄工程を開始する。
これにより、微細気泡４が洗浄水１から消えるこまで待つことなく、超音波振動子１１が超音波を放射し、放射された超音波を被洗浄物２に照射して、被洗浄物２を洗浄することができ、被洗浄物２の洗浄の効率を向上させることができる。
気泡洗浄工程および超音波洗浄工程を互いに繰り返して行うことで、被洗浄物２の洗浄度が向上する。

この実施の形態に係る洗浄装置によれば、気泡生成器７と超音波振動子１１とが、互いに水平方向に離間して洗浄槽３に取り付けられ、第２の気泡噴射手段３７が、洗浄槽３の底面側から上方に向かった大型気泡３６を噴射して、超音波振動子１１に向かって移動する微細気泡４に大型気泡３６を衝突させるので、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することを抑制することができる。

なお、この実施の形態では、大型気泡３６を噴射する第２の気泡噴射手段３７を用いて、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することを抑制する洗浄装置について説明したが、勿論このものに限らず、例えば、実施の形態３に記載の仕切り板２６を、気泡生成器７と超音波振動子１１との間に取り付けて、微細気泡４が超音波振動子１１に向かって移動することを抑制する洗浄装置であってもよい。
仕切り板２６を開閉して、被洗浄物２を水平方向に移動させることで、気泡洗浄工程および超音波洗浄工程を交互に繰り返して行うことができる。

この発明の実施の形態１に係る洗浄装置を示す構成図である。超音波を用いた洗浄、微細気泡を用いた洗浄、超音波および微細気泡を用いた洗浄を行った後の残留油分密度を示す図である。この発明の実施の形態２に係る洗浄装置を示す構成図である。この発明の実施の形態３に係る洗浄装置を示す構成図である。図４の洗浄装置の要部を示す拡大図である。この発明の実施の形態４に係る洗浄装置を示す構成図である。この発明の実施の形態５に係る洗浄装置を示す構成図である。

符号の説明

１洗浄水、２被洗浄物、３洗浄槽、４微細気泡（第１の気泡）、５第１の気泡噴射手段、６超音波照射手段、７気泡生成器、８第１の洗浄水ポンプ、９ガス供給用配管、１０ガスポンプ、１１超音波振動子、１２制御配線、１３超音波発信器、１４不純物、１５オーバーフロー用配管、１６分離槽、１７気泡移動抑制手段、１８噴射板、１９第２の洗浄水ポンプ、２０上向流、２１循環配管、２２循環水取込口、２３固定棒、２４上下移動機構、２５邪魔板、２６仕切り板、２６ａ貫通孔、２７固定板、２８蝶番、２９回動板（開閉部）、３０モータ、３１滑車、３２第１のベルト、３３第２のベルト、３４仕切り板、３４ａ貫通孔、３５バレル、３５ａ回転軸、３６大型気泡（第２の気泡）、３７第２の気泡噴射手段、３８気泡用噴射ノズル、３９曝気管、４０曝気ポンプ、４１水平移動機構。

Claims

第１の気泡同士の合一を抑制する添加剤が添加された洗浄水を貯留するとともに、内側に被洗浄物が挿入される洗浄槽と、
前記洗浄槽内の前記洗浄水に前記第１の気泡を噴射して、前記被洗浄物に前記第１の気泡を衝突させる第１の気泡噴射手段と、
前記洗浄槽内に超音波を放射して、前記被洗浄物に前記超音波を照射する超音波照射手段とを備え、
前記第１の気泡噴射手段は、前記第１の気泡を生成して前記第１の気泡を噴射する気泡生成器と、前記気泡生成器に前記洗浄水を送り込む第１の洗浄水ポンプと、前記気泡生成器に空気を送り込むガスポンプとを有し、
前記超音波照射手段は、前記超音波を放射する超音波振動子と、前記超音波振動子に前記超音波を放射させる超音波発信器とを有した洗浄装置において、
前記第１の気泡が前記超音波振動子に向かって移動することを抑制する気泡移動抑制手段を備え、
前記気泡移動抑制手段は、前記洗浄槽内に前記洗浄水を噴射する噴射板と、この噴射板に前記洗浄水を送り込む第２の洗浄水ポンプと、前記洗浄槽内を前記気泡生成器側と前記超音波振動子側とに分割し、前記被洗浄物が通過可能な開閉部を含んだ仕切り板とを有し、
前記超音波振動子は、前記洗浄槽の底面側に設けられ、
前記気泡生成器は、前記超音波振動子より上方に設けられ、
前記噴射板は、前記洗浄槽の底面側から上方に向かった前記洗浄水の流れである上向流を発生させ、
前記仕切り板には、前記洗浄水が通過可能であって、前記第１の気泡の通過が抑制される貫通孔が形成されていることを特徴とする洗浄装置。
第１の気泡同士の合一を抑制する添加剤が添加された洗浄水を貯留するとともに、内側に被洗浄物が挿入される洗浄槽と、
前記洗浄槽内の前記洗浄水に前記第１の気泡を噴射して、前記被洗浄物に前記第１の気泡を衝突させる第１の気泡噴射手段と、
前記洗浄槽内に超音波を放射して、前記被洗浄物に前記超音波を照射する超音波照射手段とを備え、
前記第１の気泡噴射手段は、前記第１の気泡を生成して前記第１の気泡を噴射する気泡生成器と、前記気泡生成器に前記洗浄水を送り込む第１の洗浄水ポンプと、前記気泡生成器に空気を送り込むガスポンプとを有し、
前記超音波照射手段は、前記超音波を放射する超音波振動子と、前記超音波振動子に前記超音波を放射させる超音波発信器とを有した洗浄装置において、
前記第１の気泡が前記超音波振動子に向かって移動することを抑制する気泡移動抑制手段を備え、
前記気泡移動抑制手段は、前記洗浄槽内に前記洗浄水を噴射する噴射板と、この噴射板に前記洗浄水を送り込む第２の洗浄水ポンプと、前記洗浄槽内を前記気泡生成器側と前記超音波振動子側とに分割した、前記洗浄槽の底面に向かって凹んだ椀形状の仕切り板とを有し、
前記超音波振動子は、前記洗浄槽の底面側に設けられ、
前記気泡生成器は、前記超音波振動子より上方に設けられ、
前記噴射板は、前記洗浄槽の底面側から上方に向かった前記洗浄水の流れである上向流を発生させ、
前記仕切り板の前記超音波振動子に対向した領域には、前記洗浄水が通過可能な貫通孔が形成され、
前記超音波振動子から放射された前記超音波は、前記仕切り板の下方から前記貫通孔を通過し、
前記上向流は、前記仕切り板の下方から前記貫通孔を通過することを特徴とする洗浄装置。
第１の気泡同士の合一を抑制する添加剤が添加された洗浄水を貯留するとともに、内側に被洗浄物が挿入される洗浄槽と、
前記洗浄槽内の前記洗浄水に前記第１の気泡を噴射して、前記被洗浄物に前記第１の気泡を衝突させる第１の気泡噴射手段と、
前記洗浄槽内に超音波を放射して、前記被洗浄物に前記超音波を照射する超音波照射手段とを備え、
前記第１の気泡噴射手段は、前記第１の気泡を生成して前記第１の気泡を噴射する気泡生成器と、前記気泡生成器に前記洗浄水を送り込む第１の洗浄水ポンプと、前記気泡生成器に空気を送り込むガスポンプとを有し、
前記超音波照射手段は、前記超音波を放射する超音波振動子と、前記超音波振動子に前記超音波を放射させる超音波発信器とを有した洗浄装置において、
前記第１の気泡が前記超音波振動子に向かって移動することを抑制する気泡移動抑制手段を備え、
前記気泡生成器と前記超音波振動子とは、互いに水平方向に離間して設けられ、
前記気泡移動抑制手段は、前記気泡生成器と前記超音波振動子との間に設けられた、前記洗浄槽の底面側から上方に向かった第２の気泡を噴射して、前記超音波振動子に向かって移動する前記第１の気泡に前記第２の気泡を衝突させる第２の気泡噴射手段を有していることを特徴とする洗浄装置。
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の洗浄装置を用いた被洗浄物の洗浄方法であって、
前記添加剤を前記洗浄水に添加する添加工程と、
前記洗浄水を前記洗浄槽に貯留する貯留工程と、
前記添加工程および前記貯留工程の後に、前記被洗浄物を前記洗浄槽内の前記気泡生成器側に配置し、前記気泡生成器から噴射された前記第１の気泡を前記被洗浄物に衝突させる気泡洗浄工程と、
前記気泡洗浄工程の後に、前記被洗浄物を前記洗浄槽内の前記超音波振動子側に移動させ、前記超音波振動子から放射された前記超音波を前記被洗浄物に照射する超音波洗浄工程とを備えたことを特徴とする洗浄装置を用いた被洗浄物の洗浄方法。