JP5153729B2

JP5153729B2 - 洗浄装置、洗浄方法および被洗浄物

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Publication number: JP5153729B2
Application number: JP2009144046A
Authority: JP
Inventors: 誠宮本; 久恵山崎; 洋志黒木; 智嗣上山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2029-06-17
Also published as: JP2011000516A

Description

この発明は、洗浄液を用いて被洗浄物を洗浄する洗浄装置、洗浄液を用いて被洗浄物を洗浄する洗浄方法およびこの洗浄方法によって洗浄された被洗浄物に関する。

従来、洗浄水を貯留する貯留槽と、この貯留槽内で洗浄水に浸漬された金属屑に向かって洗浄水を吹き付ける洗浄水吹付装置とを備え、洗浄水吹付装置によって金属屑に吹き付けられた洗浄水が、金属屑に付着している汚れに当たることで、汚れが金属屑から分離する洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−２７１９７２号公報

しかしながら、このものの場合、金属屑から分離した汚れが洗浄液に蓄積されるので、連続して金属屑を洗浄することで、洗浄液に蓄積される汚れが増加してしまう。
その結果、金属屑への汚れの再付着が増加してしまい、金属屑の洗浄度が低下してしまう。
連続して金属屑を洗浄する場合に、金属屑の洗浄度が低下することを抑制するためには、貯留槽に貯留された洗浄水を頻繁に入れ替えなければならず、手間がかかるという問題点があった。

この発明は、連続して被洗浄物を洗浄する場合であっても、被洗浄物の洗浄度が低下することを容易に抑制することができる洗浄装置、洗浄方法およびこの洗浄方法によって洗浄された被洗浄物を提供するものである。

この発明に係る洗浄装置は、微細気泡が供給された洗浄液および被洗浄物が中に入り、前記洗浄液の流れによって前記微細気泡と前記被洗浄物とを混ぜ合わせながら、前記洗浄液および前記被洗浄物を外へ出す混合手段と、前記混合手段よりも下流に設けられ、前記混合手段の外へ出た前記被洗浄物を前記洗浄液から取り出すとともに、取り出された前記被洗浄物を搬送するろ過搬送手段と、搬送される前記被洗浄物に向かって、前記微細気泡が供給された前記洗浄液を噴射する洗浄液噴射手段と、前記洗浄液噴射手段から噴射された前記洗浄液が前記被洗浄物に当たった後に、前記被洗浄物に気体を吹き付ける気体吹付手段とを備えている。

この発明に係る洗浄装置によれば、気泡が供給された洗浄液と被洗浄物とが混合手段の中に入り、洗浄液の流れによって気泡と被洗浄物とを混ぜ合わせながら、洗浄液および被洗浄物が混合手段の外へ出るので、連続して被洗浄物を洗浄する場合であっても、汚れの少ない洗浄液を容易に使用することができ、被洗浄物の洗浄度が低下することを容易に抑制することができる。

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。図１の気泡生成器を示す縦断面図である。図１の気泡生成器の中に洗浄水および金属屑が入っているときの様子を示す縦断面図である。図１の洗浄装置を用いて洗浄した前後に金属屑に付着している残留油分密度を測定した結果を示す図である。図１の洗浄装置を複数回洗浄したときの各洗浄後の残留油分密度を測定した結果を示す図である。この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の変形例の要部を示す図である。この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の他の変形例の要部を示す側面図である。図７の洗浄装置を用いた洗浄の前後に金属屑に付着している残留油分密度を測定した結果を示す図である。この発明の実施の形態２に係る洗浄装置の要部を示す側断面図である。この発明の実施の形態３に係る洗浄装置の要部を示す側面図である。

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、図２は図１の気泡生成器５を示す縦断面図である。なお、図２は気泡生成器５に洗浄水１が流れ込んでいるときの様子を示している。
この実施の形態に係る洗浄装置は、洗浄液である洗浄水１および被洗浄物である金属屑２が供給される攪拌槽３と、この攪拌槽３から洗浄水１および金属屑２が中に入り、洗浄水１に微細気泡４を生成し、金属屑２と微細気泡４とを混ぜ合わせながら、洗浄水１および金属屑２を外へ出す３個の混合手段である気泡生成器５とを備えている。
攪拌槽３は、洗浄水１の流路へ金属屑２を導入する被洗浄物導入手段となっている。
気泡生成器５よりも下流には、気泡生成器５から出た洗浄水１および金属屑２を下方に向かって噴射する金属屑混合洗浄水シャワーノズル６が設けられている。

また、この洗浄装置は、金属屑混合洗浄水シャワーノズル６から噴射された洗浄水１から金属屑２をろ過して搬送するろ過搬送手段であるろ過コンベア７を備えている。
金属屑混合洗浄水シャワーノズル６よりも金属屑２の搬送方向にずれた位置には、ろ過コンベア７によってろ過された金属屑２に向かって洗浄水１を噴射する洗浄液噴射手段である洗浄水シャワーノズル８が設けられている。
この洗浄水シャワーノズル８よりも金属屑２の搬送方向にずれた位置には、洗浄水シャワーノズル８から噴射された洗浄水１によって洗浄された金属屑２に向かってすすぎ水９を噴射するすすぎ水シャワーノズル１０が設けられている
このすすぎ水シャワーノズル１０よりも金属屑２の搬送方向にずれた位置には、すすぎ水シャワーノズル１０から噴射されたすすぎ水９によって洗浄水１が取り除かれた金属屑２に向かって空気を吹き付けるエアブローノズル１１が設けられている。
なお、エアブローノズル１１が吹き付ける気体は、空気に限らない。

ろ過コンベア７よりも下方には、洗浄水１を貯留する洗浄水貯留槽１２が設けられている。洗浄水貯留槽１２、攪拌槽３、気泡生成器５および金属屑混合洗浄水シャワーノズル６は、それぞれが洗浄水配管１３によって連結されている。
洗浄水貯留槽１２と攪拌槽３との間の洗浄水配管１３には、洗浄水貯留槽１２に貯留されている洗浄水１を汲み上げて、攪拌槽３へ洗浄水１を供給する洗浄水ポンプ１４が設けられている。
洗浄水貯留槽１２には、上部から下部に向かって延びた分離板１２ａが設けられている。この分離板１２ａによって、洗浄水貯留槽１２には、汚れの少ない洗浄水１が貯留される油水分離槽１２ｂが形成されている。
分離板１２ａの下端部と洗浄水貯留槽１２の底面との間には、洗浄水１が通過可能な隙間が形成されている。
ろ過コンベア７から流下した洗浄水１に含まれる汚れは、洗浄水１の水面に浮遊するので、この分離板１２ａによって汚れの油水分離槽１２ｂへの侵入が抑制される。したがって、油水分離槽１２ｂには、汚れの少ない洗浄水１が貯留される。
洗浄水配管１３の洗浄水貯留槽１２側の端部は、油水分離槽１２ｂに接続されており、油水分離槽１２ｂから洗浄水１が汲み上げられる。

攪拌槽３よりも上方には、未洗浄の金属屑２を収容する金属屑収容槽１５が設けられている。この金属屑収容槽１５の下端部には開口部（図示せず）が形成されている。また、この金属屑収容槽１５の下端部には、この開口部を開閉する開閉装置１６が設けられている。
金属屑収容槽１５の開口部を通った金属屑２は、金属屑配管１７を介して、攪拌槽３に供給される。なお、金属屑収容槽１５の開口部を通った金属屑２は、金属屑配管１７を介さずに、直接に攪拌槽３に供給されてもよい。
開閉装置１６が開口部を開閉することで、攪拌槽３へ供給される金属屑２の量を調節することができる。

攪拌槽３の内部には、洗浄水１および金属屑２を攪拌する攪拌羽１８が設けられている。攪拌槽３の外壁には、攪拌槽３内の金属屑２に向かって超音波を発する被洗浄物用超音波発信器である超音波発信器１９が設けられている。金属屑２に向かって超音波を発することで、金属屑２に付着した汚れが金属屑２から分離し、また、攪拌槽３の内部で金属屑２を分散させることができる。
金属屑２が分散することで、金属屑２が攪拌槽３から気泡生成器５へ移動する際に金属屑２が攪拌槽３の出口を閉塞してしまうことを抑制することができる。

気泡生成器５は、ろ過コンベア７による金属屑２の搬送方向に沿って３個並べられている。なお、気泡生成器５の数は、３個に限らず、１個、２個または４個以上であってもよい。
攪拌槽３と各気泡生成器５との間の洗浄水配管１３には、攪拌槽３内の洗浄水１および金属屑２を各気泡生成器５へ送り出す金属屑混合洗浄水ポンプ２０が設けられている。
攪拌槽３と金属屑混合洗浄水ポンプ２０との間の洗浄水配管１３には、洗浄水配管１３を流れる洗浄水１および金属屑２の流量を計測する圧力計２１が設けられている。

気泡生成器５には、気泡生成器５へ空気を送り込むガスポンプ２２が設けられている。ガスポンプ２２と気泡生成器５とは、空気配管２３によって連結されている。この空気配管２３には、空気配管２３を流れる空気の流量を計測するガス流量計２４が設けられている。

ろ過コンベア７よりも上方には、金属屑混合洗浄水シャワーノズル６から噴射された洗浄水１および金属屑２が飛び散ることを防止する飛散防止カバー２５が設けられている。
ろ過コンベア７の内側には、この飛散防止カバー２５に対向して、金属屑混合洗浄水シャワーノズル６から噴射された洗浄水１を受ける桶２６が設けられている。
桶２６が受けた洗浄水１は、洗浄水配管１３を介して、洗浄水貯留槽１２に貯留される。

洗浄水ポンプ１４と攪拌槽３との間の洗浄水配管１３は、分岐して洗浄水シャワーノズル８に接続されている。
この分岐した洗浄水配管１３には、洗浄水１に微細気泡４を生成する気泡生成器２７が設けられている。この気泡生成器２７には、空気配管２３が接続されている。
気泡生成器２７によって微細気泡４が生成された洗浄水１は、洗浄水シャワーノズル８へ供給される。
ろ過コンベア７よりも上方には、洗浄水シャワーノズル８から噴射された洗浄水１が飛び散ることを防止する飛散防止カバー２８が設けられている。
ろ過コンベア７の内側には、この飛散防止カバー２８に対向して、洗浄水シャワーノズル８から噴射された洗浄水１を受ける桶２９が設けられている。
桶２９が受けた洗浄水１は、洗浄水配管１３を介して、洗浄水貯留槽１２に貯留される。

すすぎ水シャワーノズル１０は、すすぎ水配管３０を介して、すすぎ水９を貯留するすすぎ水貯留槽３１に連結されている。
すすぎ水配管３０には、すすぎ水貯留槽３１に貯留されているすすぎ水９を汲み上げて、すすぎ水シャワーノズル１０へすすぎ水９を供給するすすぎ水ポンプ３２が設けられている。すすぎ水ポンプ３２とすすぎ水シャワーノズル１０との間のすすぎ水配管３０には、すすぎ水配管３０を流れるすすぎ水９の流量を計測するすすぎ水流量計３３が設けられている。
ろ過コンベア７よりも上方には、すすぎ水シャワーノズル１０から噴射されたすすぎ水９が飛び散ることを防止する飛散防止カバー３４が設けられている。
ろ過コンベア７の内側には、この飛散防止カバー３４に対向して、すすぎ水シャワーノズル１０から噴射されたすすぎ水９を受ける桶３５が設けられている。
桶３５が受けたすすぎ水９は、すすぎ水配管３０を介して、すすぎ水貯留槽３１に貯留される。

エアブローノズル１１は、空気配管３６を介して、ガスポンプ３７に連結されている。空気配管３６には、空気配管３６を流れる空気の流量を計測するガス流量計３８が設けられている。
ろ過コンベア７よりも上方には、エアブローノズル１１から噴射された空気によって金属屑２から分離したすすぎ水９が飛び散ることを防止する飛散防止カバー３９が設けられている。
桶３５は、この飛散防止カバー３９にも対向しており、エアブローノズル１１から噴射された空気によって金属屑２から分離したすすぎ水９を受ける。

エアブローノズル１１よりも金属屑２の搬送方向へずれた位置には、ろ過コンベア７に付着している金属屑２を削り取るドクターナイフ４０が設けられている。
ドクターナイフ４０よりも下方には、ドクターナイフ４０によって削り取られた金属屑２を収容する金属屑収容槽４１が設けられている。

気泡生成器５は、ベンチュリータイプである。この気泡生成器５には、図２に示すように、中間部が狭窄な貫通孔５ａが形成されている。また、この気泡生成器５には、気泡生成器５の外側から貫通孔５ａの中で最も狭窄な部分である狭窄部５ｂに連通し、空気４２を狭窄部５ｂへ導く気体吸引孔であるガス吸引孔５ｃが形成されている。
気泡生成器５の貫通孔５ａの入口５ｄに入り込んだ洗浄水１は、狭窄部５ｂで流速が増加する。
流速が増加することによって、狭窄部５ｂを流れる洗浄水１には、ベルヌーイの定理によって、減圧現象が発生する。
これにより、気泡生成器５の外側からガス吸引孔５ｃを通って貫通孔５ａに空気４２が吸引され、貫通孔５ａを通過する洗浄水１に微細気泡４が生成される。
ガスポンプ２２を駆動させなくても、洗浄水１に微細気泡４を生成することができるが、ガス流量計２４をモニタしながら、ガスポンプ２２から送り出される空気の量を制御することで、ガス吸引孔５ｃを通過する空気４２の流量を制御して、微細気泡４の粒径および洗浄水１における微細気泡４の密度を調節することができる。
気泡生成器２７は、気泡生成器５と同様の構成となっている。

洗浄水１には、微細気泡４を安定的に維持する効果を有するアルコール系化合物または界面活性剤などの添加剤が添加されている。
添加剤の具体例としては、カルボキシル基とアミノ基とを分子内に持ち、分子量をカルボキシル基の数で割った値が９４以上２８０以下の物質、分子内に水酸基を複数持ち、分子量を水酸基の数で割った値が３８以上７３以下の物質、分子内にエステル基を持ち、分子量をエステル基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質またはスルホン酸基を持ち、分子量をスルホン酸基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質が挙げられる。
この添加剤を、洗浄水１中に微量（０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下）に添加することにより、微細気泡４を安定的に維持することができる。

ここで、微細気泡４とは、球状となる気泡のことである。微細気泡４と異なる通常の大きな気泡は、水中を浮上するときに受ける力の抗力によって球状でなくなり、歪んだ形となる。これに対して、微細気泡４は、気泡内部の圧力が高いために、水の抗力による歪みがなく球状となることが知られている。具体的には、球径ｄが１ｍｍ以下となる場合に気泡は球状となる。

金属屑２は、金属の切断、切削その他の機械加工によって発生するものであり、粒径が１０μｍ〜５００００μｍ程度である。
金属屑２としては、ベースメタル、貴金属、レアメタルまたはこれらの合金が考えられる。ベースメタルの具体例としては、鉄または銅等である重金属、または、アルミニウム、マグネシウムまたはチタン等の軽金属が挙げられる。貴金属の具体例としては、金、銀、白金またはパラジウム等が挙げられる。レアメタルの具体例としては、リチウム、チタンまたはモリブデン等が挙げられる。
なお、被洗浄物は、金属屑２に限らず、汎用プラスチック、エンジニアリング・プラスチックまたは特殊な合成樹脂であって、比重が水より重いものであってもよい。汎用プラスチックの具体例としては、熱硬化性樹脂、ポリエチレンまたはポリプロピレン等が挙げられる。エンジニアリング・プラスチックの具体例としては、ポリエチレンテレフタラート等が挙げられる。特殊な合成樹脂の具体例としては、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。

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。
洗浄水ポンプ１４の駆動によって洗浄水貯留槽１２から汲み上げられた洗浄水１は攪拌槽３へ供給される。さらに、開閉装置１６を動作させて、攪拌槽３の出口を開くことで、金属屑収容槽１５から未洗浄の金属屑２が攪拌槽３へ供給されて、攪拌槽３の内部には、洗浄水１と金属屑２とが混在する。
攪拌羽１８が回転することにより、攪拌槽３の内部では、洗浄水１および金属屑２が攪拌される。
さらに、超音波発信器１９が攪拌槽３の内部にある金属屑２に向かって超音波を発するので、金属屑２が分散されて、金属屑２が攪拌槽３の出口を通るときに、金属屑２がこの出口を閉塞することを抑制することができる。

金属屑混合洗浄水ポンプ２０を駆動させることで、攪拌槽３から気泡生成器５へ洗浄水１および金属屑２が供給される。
図３は図１の気泡生成器５の貫通孔５ａを洗浄水１および金属屑２が通過するときの様子を示す側断面図である。
汚れ４３が付着した金属屑２と洗浄水１は、気泡生成器５の入口５ｄから中に入り、さらに、狭窄部５ｂに向かって流れる。
洗浄水１が狭窄部５ｂを流れることで、ガス吸引孔５ｃから空気４２が吸引されて、洗浄水１には大量の微細気泡４が生成される。
この微細気泡４が金属屑２に付着している汚れ４３に吸着して、金属屑２から汚れ４３を分離させる。
また、狭窄部５ｂでは、洗浄水１の流速が増加して、洗浄水１の流れが高速ジェット水流となる。洗浄水１の流速が増加するので、狭窄部５ｂおよびこの狭窄部５ｂより下流側の貫通孔５ａには、洗浄水１による乱流が発生して、金属屑２と微細気泡４とが混ぜ合わされる。
これにより、金属屑２は、斑なく洗浄される。
気泡生成器５を通過した後の洗浄水１は、乱流による攪拌が収まっているものの、金属屑２と微細気泡４とが均一に混ざり合った状態となっており、微細気泡４による金属屑２の洗浄が引き続き行われる。

気泡生成器５を通過した洗浄水１および金属屑２は、金属屑混合洗浄水シャワーノズル６から噴射されて、ろ過コンベア７でろ過される。
ろ過コンベア７でろ過された金属屑２は、ろ過コンベア７によって搬送される。
微細気泡４を含んだ洗浄水１が洗浄水シャワーノズル８から噴射され、この洗浄水１がろ過コンベア７によって搬送される金属屑２に当たる。
これにより、金属屑２に付着していた汚れ４３をさらに取り除くことができる。

金属屑混合洗浄水シャワーノズル６から噴射された洗浄水１と、洗浄水シャワーノズル８から噴射された洗浄水１は、洗浄水貯留槽１２に貯留される。
洗浄水貯留槽１２に貯留された洗浄水１は、再利用される。このとき、洗浄水１とともに洗浄水貯留槽１２に落下した汚れは、微細気泡４とともに洗浄水貯留槽１２の水面付近に浮遊する。分離板１２ａによって汚れが油水分離槽１２ｂへ移動することが抑制されており、洗浄水配管１３は油水分離槽１２ｂに接続されているので、洗浄水１が洗浄水貯留槽１２から攪拌槽３へ送られる際に、汚れが洗浄水１と一緒に送られることが抑制される。

洗浄水シャワーノズル８から洗浄水１が当てられた金属屑２は、ろ過コンベア７によってさらに搬送される。
すすぎ水ポンプ３２の駆動によってすすぎ水９がすすぎ水シャワーノズル１０へ供給され、このすすぎ水９がすすぎ水シャワーノズル１０から噴射されて、ろ過コンベア７によって搬送された金属屑２へすすぎ水９が当てられる。
これにより、金属屑２に付着していた洗浄水１を取り除くことができる。

すすぎ水シャワーノズル１０からすすぎ水９が当てられた金属屑２は、ろ過コンベア７によってさらに搬送される。
ガスポンプ３７の駆動によってエアブローノズル１１から空気が送られて、ろ過コンベア７によって搬送された金属屑２には、空気が吹き付けられる。
これにより、金属屑２に付着していたすすぎ水９を取り除くことができる。

すすぎ水シャワーノズル１０から噴射されたすすぎ水９と、金属屑２から取り除かれたすすぎ水９は、すすぎ水貯留槽３１に貯留される。すすぎ水貯留槽３１に貯留されたすすぎ水９は、再利用される。

エアブローノズル１１から空気が吹き付けられた金属屑２は、ドクターナイフ４０によってろ過コンベア７から削り取られる。削り取られた金属屑２は、金属屑収容槽４１に収容され、金属屑２の洗浄が終了する。

実際、本願発明者は、銅製品の製造工程から排出された、油が付着した銅屑（粒径５００μｍ〜１０００μｍ）をこの洗浄装置を用いて洗浄した。
図４は洗浄前後の残留油分密度を測定した結果を示す図である。図４では、未洗浄の銅屑（ａ）、アルカリ洗剤を用いて洗浄した銅屑（ｂ）、この実施の形態に係る洗浄装置を用いて洗浄した銅屑（ｃ）のそれぞれの残留油分密度を示している。
この実施の形態に係る洗浄装置による洗浄では、攪拌槽３における銅屑の占有率を１０％以下、攪拌羽１８の回転速度を６０〜１２０ｒｐｍ、洗浄水１に添加された添加剤の割合を０．００５ｍｏｌ／Ｌ、水温を５０℃、気泡生成器５を流れる洗浄水１と空気４２との割合を１：１〜１：３とした。
この実施の形態に係る洗浄装置を用いた洗浄の後には、銅屑を６０℃の乾燥機に入れ、銅屑に付着した水分を完全に蒸発させた。
一方、アルカリ洗剤を用いた洗浄では、アルカリ洗剤の洗浄水中の濃度を１０％とした。また、このアルカリ洗浄では、シャワーノズルからアルカリ洗浄液を噴射して、４分間洗浄した。

それぞれの銅屑を１ｇだけ取り出し、油分抽出溶媒に浸漬して、残留油分を抽出し、油分濃度計を用いて残留油分濃度を測定した。得られた残留油分濃度と、銅屑１ｇの総表面積とから、残留油分密度を算出した。なお、銅屑の一粒あたりの形状、大きさが同程度であることを利用して、光学顕微鏡で１粒の寸法を測定し、１ｇあたりの粒数から表面積を算出した。
測定結果からわかるように、洗浄前の残留油分密度は５１８．１μｇ／ｃｍ^２であり、アルカリ洗浄を行った場合の残留油分密度は、１１２．５μｇ／ｃｍ^２であり、この洗浄装置を用いて洗浄した場合の残留油分密度は、２０．４μｇ／ｃｍ^２であった。
以上の結果から、この実施の形態に係る洗浄装置を用いることで、従来のアルカリ洗剤を用いた洗浄と比較して、高い洗浄効果が得られることが確認できた。

この洗浄装置を実際にライン化するためには、金属屑２を繰り返し洗浄した場合であっても、安定して良好な洗浄効果が得られなければならない。
そこで、本願発明者は、この洗浄装置を用いて金属屑２を連続して洗浄し、各洗浄後に金属屑２に付着している残留油分密度を測定した。
図５は各洗浄後の残留油分密度を測定した結果を示す図である。図５では、丸印がこの実施の形態に係る洗浄装置によって洗浄したときの金属屑２の残留油分密度を示し、三角印が超音波およびアルカリ洗剤を用いて洗浄したときの金属屑２の残留油分密度を示している。
この実施の形態に係る洗浄装置による洗浄条件は、上述した実験の条件と同様である。
超音波およびアルカリ洗剤を用いた洗浄は、上述したアルカリ洗剤による洗浄に加え、同時に金属屑２に向かって超音波を発して洗浄した。
洗浄バッチ回数が１回のとき、この洗浄装置を用いた洗浄による洗浄結果は、２０．４μｇ／ｃｍ^２であり、洗浄バッチ回数を６回まで行った場合であっても、１回目と同程度の洗浄効果が得られた。
一方、洗浄バッチ回数が１回のとき、超音波およびアルカリ洗剤を用いた洗浄による洗浄効果は、２２．３μｇ／ｃｍ^２であり、図４に示すアルカリ洗剤を用いた洗浄による洗浄効果である１１２．５μｇ／ｃｍ^２と比較して、大幅に洗浄効果が向上している。これは、超音波を用いた洗浄による効果であると考えられる。しかしながら、洗浄バッチ回数が増えるにつれて、残留油分密度が増加し、洗浄バッチ回数が６回の場合には、５８．３μｇ／ｃｍ^２であった。
超音波およびアルカリ洗剤を用いた洗浄では、洗浄水中に汚れが蓄積され、この洗浄水から汚れを分離することができないので、洗浄水が劣化し、洗浄効果が低下してしまう。
一方、この実施の形態に係る洗浄装置による洗浄では、洗浄水貯留槽１２において、汚れを洗浄水１から分離することができるので、洗浄水１が劣化せず、洗浄回数を増やしても一定の洗浄効果を得ることができる。

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、微細気泡４が供給された洗浄水１と金属屑２とが気泡生成器５の中に入り、洗浄水１の流れによって微細気泡４と金属屑２とを混ぜ合わせながら、洗浄水１とともに金属屑２が気泡生成器５から外へ出るので、連続して金属屑２を洗浄する場合であっても、汚れの少ない洗浄水１を容易に使用することができ、金属屑２の洗浄度が低下することを容易に抑制することができる。

また、この実施の形態に係る洗浄方法によれば、微細気泡４が供給された洗浄水１を流しながら、洗浄水１の流れによって微細気泡４と金属屑２とを混ぜ合わせるので、連続して金属屑２を洗浄する場合であっても、汚れの少ない洗浄水１を容易に使用することができ、金属屑２の洗浄度が低下することを容易に抑制することができる。

なお、この実施の形態では、攪拌槽３に設けられた超音波発信器１９を備えた洗浄装置について説明したが、このものに限らず、攪拌槽３を振動させる被洗浄物用振動手段を備えた洗浄装置であってもよい。
このものの場合、攪拌槽３が振動することで、攪拌槽３の内部で金属屑２を分散させることができ、攪拌槽３から気泡生成器５へ移動する際に金属屑２が攪拌槽３の出口を閉塞してしまうことを抑制することができる。
また、例えば、図６の（ａ）に示すように、気泡生成器５の狭窄部５ｂ近傍に狭窄部用振動手段である振動手段４４が設けられた洗浄装置であってもよい。
このものの場合、気泡生成器５の狭窄部５ｂの内周面が振動することで、狭窄部５ｂを流れる金属屑２が分散し、金属屑２が狭窄部５ｂを閉塞することを抑制することができる。
また、例えば、図６の（ｂ）に示すように、気泡生成器５の狭窄部５ｂの近傍に狭窄部用超音波発信器である超音波発信器４５が設けられた洗浄装置であってもよい。
このものの場合、超音波発信器４５によって、狭窄部５ｂを流れる金属屑２が振動し、この振動によって金属屑２が分散し、金属屑２が狭窄部５ｂを閉塞することを抑制することができる。
また、例えば、図６の（ｃ）に示すように、気泡生成器５と洗浄水配管１３との間にワンタッチ着脱継手４６を設けてもよい。
これにより、金属屑２が狭窄部５ｂを閉塞した場合には、簡単に気泡生成器５を洗浄水配管１３から取り外して、狭窄部５ｂから金属屑２を取り出すことができる。

また、この実施の形態では、洗浄水シャワーノズル８から金属屑２に向かって洗浄水１を噴射した後に、続けて、すすぎ水シャワーノズル１０から金属屑２に向かってすすぎ水９を噴射する洗浄装置について説明したが、このものに限らない。
例えば、洗浄水シャワーノズル８から金属屑２に向かって洗浄水１を噴射し、その後、気体吹付手段であるエアブローノズルから空気を金属屑２に吹き付けた後に、続けて、すすぎ水シャワーノズル１０から金属屑２に向かってすすぎ水９を噴射する洗浄装置であってもよい。
これにより、例えば、金属屑２が微細なために、ろ過コンベア７上で金属屑２が密に重なってしまい、自然滴下では水切りが困難な場合であっても、エアブローノズルから噴射された空気が金属屑２に当たることによって、汚れ４３が混ざっている洗浄水１を金属屑２から速やかに取り除くことができる。
これにより、金属屑２の洗浄度を向上させることができる。

さらに、図７に示すように、金属屑２の搬送方向に沿って、複数の洗浄水シャワーノズル８と複数のエアブローノズル４７とを交互に並べ、金属屑２への洗浄水１の噴射と、金属屑２への空気の吹き付けとを交互に行う洗浄装置であってもよい。
これにより、洗浄水シャワーノズル８から噴射させた洗浄水１による金属屑２の洗浄と、エアブローノズル４７から金属屑２への空気の吹き付けとを繰り返して行うことで、汚れ４３が混ざっている洗浄水１を金属屑２から効果的に取り除くことができる。

実際、本願発明者は、洗浄水シャワーノズル８から噴射させた洗浄水１による金属屑２の洗浄と、エアブローノズル４７から金属屑２への空気の吹き付けとを繰り返して行った。図８は洗浄前後の残留油分密度を測定した結果を示す図である。図８では、未洗浄の残留油分密度（ａ）と、洗浄水シャワーノズル８から噴射させた洗浄水１による金属屑２の洗浄の後に続けて金属屑２のすすぎを行った場合の残留油分密度（ｂ）と、洗浄水シャワーノズル８から噴射させた洗浄水１による金属屑２の洗浄と、エアブローノズル４７から金属屑２への空気の吹き付けとを繰り返して行った後に金属屑２のすすぎを行った場合の残留油分密度（ｃ）とを示している。
洗浄前では、残留油分密度が５１８．１μｇ／ｃｍ^２であったが、洗浄水シャワーノズル８から噴射させた洗浄水１による金属屑２の洗浄の後に続けて金属屑２のすすぎを行った場合では、残留油分密度が２０．４μｇ／ｃｍ^２となり、洗浄水シャワーノズル８から噴射させた洗浄水１による金属屑２の洗浄と、エアブローノズル４７から金属屑２への空気の吹き付けとを繰り返して行った後に金属屑２のすすぎを行った場合では、残留油分密度が１３．５μｇ／ｃｍ^２まで低下した。

実施の形態２．
図９はこの実施の形態に係る洗浄装置の要部を示す側断面図である。
この実施の形態に係る洗浄装置は、洗浄水ポンプ１４に接続された洗浄水配管１３が気泡生成器５に直接に接続されている。
また、気泡生成器５よりも下流には、被洗浄物導入器である金属屑導入器４８が設けられている。
この金属屑導入器４８には、気泡生成器５と同様に、中間部が狭窄な貫通孔４８ａが形成されている。また、この金属屑導入器４８には、金属屑導入器４８の外側から貫通孔４８ａの中で最も狭窄な部分である狭窄部４８ｂに連通した被洗浄物導入孔である金属屑導入孔４８ｃが形成されている。
金属屑収容槽１５の開口部を通った金属屑２は、金属屑配管１７を介して、この金属屑導入器４８の金属屑導入孔４８ｃに供給され、この金属屑導入孔４８ｃに供給された金属屑２は狭窄部４８ｂへ導入される。
つまり、金属屑導入器４８は、洗浄水１の流路へ金属屑２を導入する被洗浄物導入手段となっている。

金属屑導入器４８の貫通孔４８ａの入口４８ｄに入り込んだ洗浄水１は、狭窄部４８ｂで流速が増加する。
流速が増加することによって、狭窄部４８ｂおよびこの狭窄部４８ｂより下流側の貫通孔４８ａには、洗浄水１による乱流が発生する。
このとき、金属屑導入孔４８ｃから金属屑２が導入されることで、金属屑２と微細気泡４とが混ぜ合わされる。
これにより、金属屑２は、斑なく洗浄される。
つまり、金属屑導入器４８は、洗浄水１の流れによって微細気泡４と金属屑２とを混ぜ合わせる混合手段を兼ねている。
金属屑導入器４８を通過した後の洗浄水１では、乱流による攪拌が収まっているものの、金属屑２と微細気泡４とが均一に混ざり合った状態となっており、微細気泡４による金属屑２の洗浄が引き続き行われる。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
なお、実施の形態１に記載の洗浄装置の変形例と同様にして、金属屑導入器４８に、振動手段または超音波発信器と設けてもよい。

この実施の形態に係る洗浄装置によれば、気泡生成器５よりも下流に金属屑導入器４８が設けられているので、金属屑導入孔４８ｃへの金属屑２の導入量を制御することで、この洗浄装置によって洗浄させる金属屑２の量を制御することができる。その結果、この洗浄装置をより安全に運用することができる。

実施の形態３．
図１０はこの実施の形態に係る洗浄装置の要部を示す側面図である。
この実施の形態に係る洗浄装置は、気泡生成器５が洗浄水配管１３にワンタッチ着脱継手４６によって着脱可能に取り付けられている。
また、この洗浄装置は、実施の形態２に記載の洗浄装置と同様にして、洗浄水ポンプ１４に接続された洗浄水配管１３が気泡生成器５に直接に接続されている。
また、洗浄水配管１３の下流端部に、洗浄水１と金属屑２とを混ぜ合わせて放出する混合手段であるミキシングノズル４９が取り付けられている。

このミキシングノズル４９の上流側端部には、洗浄水配管１３を流れた洗浄水１が流れ込む洗浄水入口４９ａと、金属屑２が入り込む金属屑入口４９ｂとが形成されている。
洗浄水入口４９ａは、流路面積が洗浄水配管１３の流路面積よりも徐々に狭くなるように形成されている。これにより、ミキシングノズル４９に流れ込んだ洗浄水１の流速が増加する。
洗浄水入口４９ａに沿って視たときに、金属屑入口４９ｂは洗浄水入口４９ａよりも外側に形成されている。
金属屑収容槽１５の開口部を通った金属屑２は、金属屑配管１７を介して、このミキシングノズル４９の金属屑入口４９ｂに供給され、この金属屑入口４９ｂに供給された金属屑２はミキシングノズル４９の内部へ導入される。
つまり、ミキシングノズル４９は、洗浄水１の流路へ金属屑２を導入する金属屑導入手段となっている。
この金属屑入口４９ｂから入り込んだ金属屑２は、ミキシングノズル４９の内部で、流速が増加した洗浄水１に衝突され、金属屑２と微細気泡４とが混ぜ合わされる。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
なお、実施の形態１に記載の洗浄装置の変形例と同様にして、ミキシングノズル４９に、振動手段または超音波発信器と設けてもよい。
また、実施の形態２と同様にしてもよい。

この実施の形態に係る洗浄装置によれば、洗浄水配管１３の下流端部に取り付けられたミキシングノズル４９の中に洗浄水１および金属屑２が別々の入口から入り、微細気泡４と金属屑２とが混ぜ合わされるので、洗浄水配管１３に金属屑２を流すことがない。
その結果、金属屑２によって洗浄水配管１３が閉塞されることを防止することができる。

なお、各上記実施の形態では、洗浄液として洗浄水１を例に説明したが、このものに限らず、微細気泡４を生成することができる洗浄液であればよい。

また、各上記実施の形態では、洗浄水１を再利用する洗浄装置について説明したが、洗浄水１を再利用せずに、新しい洗浄水１を利用する洗浄装置であってもよい。

１洗浄水（洗浄液）、２金属屑（被洗浄物）、３攪拌槽（被洗浄物導入手段）、４微細気泡、５気泡生成器（混合手段）、５ａ貫通孔、５ｂ狭窄部、５ｃガス吸引孔（気体吸引孔）、５ｄ入口、６金属屑混合洗浄水シャワーノズル、７ろ過コンベア（ろ過搬送手段）、８洗浄水シャワーノズル（洗浄液噴射手段）、９すすぎ水、１０すすぎ水シャワーノズル、１１エアブローノズル、１２洗浄水貯留槽、１２ａ分離板、１２ｂ油水分離槽、１３洗浄水配管、１４洗浄水ポンプ、１５金属屑収容槽、１６開閉装置、１７金属屑配管、１８攪拌羽、１９超音波発信器（被洗浄物用超音波発信器）、２０金属屑混合洗浄水ポンプ、２１圧力計、２２ガスポンプ、２３空気配管、２４ガス流量計、２５飛散防止カバー、２６桶、２７気泡生成器、２８飛散防止カバー、２９桶、３０すすぎ水配管、３１すすぎ水貯留槽、３２すすぎ水ポンプ、３３すすぎ水流量計、３４飛散防止カバー、３５桶、３６空気配管、３７ガスポンプ、３８ガス流量計、３９飛散防止カバー、４０ドクターナイフ、４１金属屑収容槽、４２空気、４３汚れ、４４振動手段（狭窄部用振動手段）、４５超音波発生器（狭窄部用超音波発信器）、４６ワンタッチ着脱継手、４７エアブローノズル（気体吹付手段）、４８金属屑導入器（被洗浄物導入手段、混合手段）、４８ａ貫通孔、４８ｂ狭窄部、４８ｃ金属屑導入孔（被洗浄物導入孔）、４８ｄ入口、４９ミキシングノズル（被洗浄物導入手段、混合手段）、４９ａ洗浄水入口、４９ｂ金属屑入口。

Claims

微細気泡が供給された洗浄液および被洗浄物が中に入り、前記洗浄液の流れによって前記微細気泡と前記被洗浄物とを混ぜ合わせながら、前記洗浄液および前記被洗浄物を外へ出す混合手段と、
前記混合手段よりも下流に設けられ、前記混合手段の外へ出た前記被洗浄物を前記洗浄液から取り出すとともに、取り出された前記被洗浄物を搬送するろ過搬送手段と、
搬送される前記被洗浄物に向かって、前記微細気泡が供給された前記洗浄液を噴射する洗浄液噴射手段と、
前記洗浄液噴射手段から噴射された前記洗浄液が前記被洗浄物に当たった後に、前記被洗浄物に気体を吹き付ける気体吹付手段と
を備えたことを特徴とする洗浄装置。
前記混合手段は、中間部が狭窄な貫通孔と、前記貫通孔の狭窄部に連通し、気体を前記狭窄部へ導く気体吸引孔とが形成され、前記洗浄液とともに前記被洗浄物が前記貫通孔を通過することで、前記洗浄液に前記微細気泡を生成しながら、前記微細気泡と前記被洗浄物とを混ぜ合わせる気泡生成器であり、
前記狭窄部の内壁面を振動させる狭窄部用振動手段、または、前記狭窄部を通過する前記被洗浄物に向かって超音波を発する狭窄部用超音波発信器をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
前記混合手段は、中間部が狭窄な貫通孔と、前記貫通孔の狭窄部に連通し、気体を前記狭窄部へ導く気体吸引孔とが形成され、前記洗浄液とともに前記被洗浄物が前記貫通孔を通過することで、前記洗浄液に前記微細気泡を生成しながら、前記微細気泡と前記被洗浄物とを混ぜ合わせる気泡生成器であり、
前記気泡生成器は、前記洗浄液の流路を形成する配管に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
前記洗浄液の流路へ前記被洗浄物を導入する被洗浄物導入手段と、
前記被洗浄物導入手段に設けられ、前記被洗浄物導入手段を振動させる被洗浄物用振動手段または前記被洗浄物導入手段を通過する前記被洗浄物に向かって超音波を発する被洗浄物用超音波発信器とをさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の洗浄装置。
前記混合手段は、中間部が狭窄な貫通孔と、前記貫通孔の狭窄部に連通し、前記被洗浄物が前記狭窄部へ導入される被洗浄物導入孔とが形成され、前記微細気泡が供給された前記洗浄液が前記貫通孔を通過するときに、前記被洗浄物が前記被洗浄物導入孔を通って前記狭窄部へ導入されることで、前記微細気泡と前記被洗浄物とを混ぜ合わせる被洗浄物導入器であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
前記混合手段は、前記微細気泡が供給された前記洗浄液の流路の下流端部に設けられており、前記微細気泡が供給された前記洗浄液と前記被洗浄物とが別々の入口から中に入るミキシングノズルであることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
前記洗浄液には、前記微細気泡を安定的に維持する添加剤が添加されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の洗浄装置。
微細気泡が供給された洗浄液および被洗浄物を流しながら、前記洗浄液の流れによって前記微細気泡と前記被洗浄物とを混ぜ合わせ、
前記微細気泡と混ぜ合わされた前記被洗浄物を前記洗浄液から取り出すとともに、取り出された前記被洗浄物を搬送し、
搬送される前記被洗浄物に向かって、前記微細気泡が供給された前記洗浄液を噴射し、
噴射された前記洗浄液が前記被洗浄物に当った後に、前記被洗浄物に気体を吹き付けることを特徴とする洗浄方法。
請求項８に記載の洗浄方法によって洗浄されたことを特徴とする被洗浄物。