JP5515731B2 - 洗浄方法 - Google Patents
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また、請求項1に記載の発明によれば、洗浄槽内を減圧して貯留液を沸騰させ、この沸騰中に洗浄槽内を瞬時に復圧して、貯留液の沸騰を一気に止める。この復圧時、それまでの沸騰により貯留液中に生じていた水蒸気の気泡は、瞬時に凝縮する。この凝縮時の圧力波や圧力差で、貯留液が攪拌および移送され、被洗浄物の洗浄または濯ぎが図られる。
洗浄槽3は、内部空間の減圧に耐える中空容器である。図示例の洗浄槽3は、上方へ開口して中空部を有する本体14と、この本体14の開口部を開閉する蓋15とを備える。本体14に蓋15をした状態では、本体14と蓋15との隙間はパッキン16で封止される。
給水手段4は、洗浄槽3内へ水を供給する。洗浄槽3内へ供給する水は、軟水または純水であるのが好ましい。図示例では、給水手段4は、第一給水路17を介して洗浄槽3内へ軟水を供給すると共に、第二給水路18を介して洗浄槽3内へ純水(RO水)を供給する。洗浄槽3内への軟水の供給は、第一給水路17に設けた第一給水弁19の開閉により切り替えられ、洗浄槽3内への純水の供給は、第二給水路18に設けた第二給水弁20の開閉により切り替えられる。第一給水弁19より下流の第一給水路17と、第二給水弁20より下流の第二給水路18とは、共通給水路21として統一してもよい。
給液手段5は、洗浄槽3内へ洗浄剤または濯ぎ剤を供給する。本実施例では、給液手段5は、洗浄槽3内へ洗浄剤を供給する第一給液手段22と、洗浄槽3内へ濯ぎ剤を供給する第二給液手段23とを備える。
加熱手段6は、洗浄槽3内を加熱する。洗浄槽3内を加熱する方法は特に問わないが、図示例の加熱手段6は、洗浄槽3内の底部に配置された電気ヒータ32である。この場合、洗浄槽3内に液体(洗浄液または濯ぎ液)を貯留した状態で、電気ヒータ32に通電することで、洗浄槽3内の液体を加熱することができる。
減圧手段7は、洗浄槽3内の気体を、排気路33を介して外部へ吸引排出して、洗浄槽3内を減圧する。図示例の場合、排気路33には、洗浄槽3の側から順に、気水分離器34、熱交換器35、逆止弁36、および水封式の真空ポンプ37が設けられる。
気相給気手段8は、減圧された洗浄槽3内の気相部へ、気相給気路43を介して外気を導入する。気相給気路43には、洗浄槽3へ向かって順に、フィルター44および気相給気弁45が設けられる。従って、洗浄槽3内が減圧された状態で気相給気弁45を開くと、洗浄槽3の内外の差圧により、フィルター44を介した空気を洗浄槽3内へ導入して、洗浄槽3内を復圧することができる。
液相給気手段9は、減圧された洗浄槽3内の液相部へ、液相給気路46を介して外気を導入する。液相給気路46には、洗浄槽3へ向かって順に、フィルター47および液相給気弁48が設けられる。従って、洗浄槽3内が減圧された状態で液相給気弁48を開くと、洗浄槽3の内外の差圧により、フィルター47を介した空気を、洗浄槽3内の貯留液中に導入することができる。但し、液相給気手段9は、差圧により外気を自然に導入する以外に、圧縮機やポンプから強制的に空気を送り込んでもよい。また、液相給気手段9は、空気を送り込む以外に、所望により空気以外の気体を送り込んでもよい。洗浄槽3内の貯留液中に導入する気体は、後述するように、貯留液を沸騰させる核とするために、貯留液に溶け込みにくい気体ほど好ましい。
排水手段10は、洗浄槽3内の液体を、洗浄槽3の底部から排水路50を介して排出する。排水路50には、排水弁51が設けられている。洗浄槽3内に液体が貯留された状態で排水弁51を開くと、その液体を洗浄槽3外へ自然に排出することができる。なお、図示例では、前述した気水分離器34から洗浄槽3の液相部への配管40は、排水路50の内、洗浄槽3から排水弁51への中途に、接続されている。
さらに、洗浄槽3には、洗浄槽3内の気相部の圧力を検出する圧力センサ11と、洗浄槽3内の液相部の温度を検出する液温センサ12とが設けられる。また、前述したとおり、所望により、圧力センサ11に代えてまたはこれに加えて、洗浄槽3内の気相部の温度を検出する温度センサが設けられる。
制御手段13は、前記各センサ11,12の検出信号などに基づき、前記各手段4〜10を制御する制御器54である。具体的には、第一給水弁19、第二給水弁20、第一給液弁26、第二給液弁30、電気ヒータ32、真空ポンプ37、熱交給水弁41、封水給水弁42、気相給気弁45、液相給気弁48、排水弁51の他、圧力センサ11、液温センサ12および液位検出器は、制御器54に接続されている。そして、制御器54は、以下に述べるように、所定の手順(プログラム)に従い、洗浄槽3内の被洗浄物2の洗浄や濯ぎなどを図る。
ここでは、予洗工程S1、一以上の洗浄工程S2〜S3、一以上の濯ぎ工程S4〜S6、および液切り工程S7の内から選択された工程を順次に実行する。より具体的には、図示例の場合、予洗工程S1、第一洗浄工程S2、第二洗浄工程S3、第一濯ぎ工程S4、第二濯ぎ工程S5、第三濯ぎ工程S6、および液切り工程S7の内、選択された工程を順次に実行する。
予洗工程S1および各洗浄工程S2,S3では、液切り動作、給水動作、洗浄剤投入動作、加温動作、保温動作、冷却動作、復圧動作、および排水動作の内、選択された動作を順次に実行する。
液切り動作は、減圧手段7により洗浄槽3内を減圧する。具体的には、第一給水弁19、第二給水弁20、第一給液弁26、第二給液弁30、気相給気弁45、液相給気弁48、排水弁51を閉じると共に、電気ヒータ32を停止した状態で、減圧手段7を作動させればよい。これにより、洗浄槽3内の気体を外部へ吸引排出して、洗浄槽3内を減圧することができる。
給水動作は、給水手段4により洗浄槽3内へ水を供給する。具体的には、第二給水弁20、第一給液弁26、第二給液弁30、液相給気弁48、排水弁51を閉じる一方、気相給気弁45を開くと共に、電気ヒータ32および減圧手段7を停止した状態で、第一給水弁19を開けばよい。これにより、洗浄水が、洗浄槽3内へ供給される。この際、洗浄槽3内の空気は、気相給気路43を逆流して、洗浄槽3外へ排出される。
洗浄剤投入動作は、給液手段5により洗浄槽3内へ洗浄剤を供給する。本実施例では、減圧手段7により洗浄槽3内を減圧後、第一給液手段22により洗浄槽3内へ洗浄剤を引き込むことで、洗浄槽3内の洗浄水に洗浄剤を混入して洗浄液とする。具体的には、第一給水弁19、第二給水弁20、第一給液弁26、第二給液弁30、気相給気弁45、液相給気弁48、排水弁51を閉じると共に、電気ヒータ32を停止した状態で、減圧手段7を作動させて、洗浄槽3内を所望まで減圧した後、減圧手段7を停止させた状態で、第一給液弁26を開けばよい。
加温動作は、洗浄槽3内の液体が加温目標温度になるまで、洗浄槽3内の液体を加熱する。具体的には、第一給水弁19、第二給水弁20、第一給液弁26、第二給液弁30、液相給気弁48、排水弁51を閉じた状態で、電気ヒータ32を作動させればよい。
保温動作は、加温動作で洗浄槽3内の液体を加温目標温度まで昇温した後、その加温目標温度に液体を設定保温時間だけ保持する。具体的には、第一給水弁19、第二給水弁20、第一給液弁26、第二給液弁30、排水弁51を閉じた状態で、液温センサ12による検出温度を加温目標温度に維持するように、電気ヒータ32への通電の有無または供給電力を制御すればよい。
冷却動作は、所定の終了条件を満たすまで、洗浄槽3内を減圧し、洗浄槽3内の液体を冷却する。具体的には、第一給水弁19、第二給水弁20、第一給液弁26、第二給液弁30、液相給気弁48、排水弁51を閉じると共に、電気ヒータ32を停止した状態で、減圧手段7を作動させればよい。
復圧動作は、洗浄槽3内を復圧目標圧力まで復圧する。具体的には、第一給水弁19、第二給水弁20、第一給液弁26、第二給液弁30、液相給気弁48、排水弁51を閉じると共に、電気ヒータ32および減圧手段7を停止した状態で、気相給気弁45を開けばよい。洗浄槽3内が復圧目標圧力まで復圧されると、復圧工程を終了する。
排水動作は、洗浄槽3内の液体を排出する。具体的には、第一給水弁19、第二給水弁20、第一給液弁26、第二給液弁30、液相給気弁48を閉じる一方、気相給気弁45を開くと共に、電気ヒータ32および減圧手段7を停止した状態で、排水弁51を開けばよい。これにより、洗浄槽3内の液体が、洗浄槽3外へ排出される。洗浄槽3内の液体が完全に排出されたことを液位検出器で検知すると、排水弁51を閉じて、排水動作を終了する。
各濯ぎ工程S4〜S6では、液切り動作、給水動作、濯ぎ剤投入動作、加温動作、保温動作、減圧動作、復圧動作および排水動作の内、選択された動作を順次に実行する。この内、液切り動作、給水動作、加温動作、保温動作、減圧動作、復圧動作および排水動作は、上述した各洗浄工程S2〜S3におけるものと同様であるから、その説明を省略する。但し、濯ぎ工程S4〜S6における給水動作では、第一給水弁19に代えて第二給水弁20を開くことで、洗浄槽3内へは濯ぎ水が供給される。また、加温動作、保温動作および減圧動作において、給気パルス制御を行うか否か、給気パルス制御を行う場合には気相給気パルス制御と液相給気パルス制御との内のいずれを行うか、実行しようとする給気パルス制御をどのような圧力や温度で行うかなどは、各工程の各動作に応じて適宜に設定される。
濯ぎ剤投入動作は、上述した各洗浄工程S2,S3における洗浄剤投入動作に対応するものであり、異なる点は、洗浄槽3内へ供給される液が、洗浄剤ではなく濯ぎ剤である点にある。つまり、洗浄工程S2〜S3における洗浄剤投入動作では、減圧手段7により洗浄槽3内を減圧後、第一給液弁26を開いて洗浄剤を洗浄槽3へ供給したが、濯ぎ工程S4〜S6における濯ぎ剤投入動作では、減圧手段7により洗浄槽3内を減圧後、第二給液弁30を開いて濯ぎ剤を洗浄槽3へ供給する。このようにして、洗浄槽3内へ濯ぎ剤を引き込むことで、洗浄槽3内の濯ぎ水に濯ぎ剤を混入して濯ぎ液とする。そして、設定時間だけ第二給液弁30を開くなどして、所望量の濯ぎ剤を洗浄槽3内へ供給した後、第二給液弁30を閉じる一方、気相給気弁45または液相給気弁48を開けて、濯ぎ剤投入動作を終了する。
液切り工程S7は、前記予洗工程S1、前記各洗浄工程S2〜S3および前記各濯ぎ工程S4〜S6における液切り動作およびその後の復圧動作に対応するものである。つまり、液切り工程S7における液切り動作は、洗浄工程S2〜S3などにおける液切り動作に相当し、液切り工程S7における復圧動作は、洗浄工程S2〜S3などにおける復圧動作に相当する。従って、液切り工程S7では、洗浄槽3内が空気で満たされた状態で、洗浄槽3内を減圧した後、洗浄槽3内を大気圧まで復圧する。
2 被洗浄物
3 洗浄槽
4 給水手段
5 給液手段
6 加熱手段
7 減圧手段
8 気相給気手段
9 液相給気手段
10 排水手段
11 圧力センサ
12 液温センサ
13 制御手段
Claims (4)
- 洗浄槽内の液体に被洗浄物を浸漬して洗浄または濯ぎを図った後、前記洗浄槽内から液体を排出し、その後、前記被洗浄物に残る液体の飽和蒸気圧以下まで前記洗浄槽内を減圧後、復圧し、再び減圧することで前記被洗浄物からの液切りを図り、
前記被洗浄物の洗浄または濯ぎは、加熱手段により前記洗浄槽内の液体を設定温度まで加熱した後、減圧手段による前記洗浄槽内からの排気を継続して前記洗浄槽内の圧力を低下させる過程で、この減圧による前記洗浄槽内の液体の沸騰中に気相給気手段により前記洗浄槽内の気相部へ外気を導入して前記洗浄槽内を液体の沸騰が止むまで瞬時に一時的に復圧することを繰り返す動作を含む
ことを特徴とする洗浄方法。 - 前記液切り後、前記洗浄槽内に再び液体を貯留して、前記被洗浄物の洗浄または濯ぎを図る
ことを特徴とする請求項1に記載の洗浄方法。 - 前記洗浄槽内への液体の貯留と、前記被洗浄物の洗浄または濯ぎと、前記洗浄槽内からの液体の排出と、前記被洗浄物からの液切りとを含むサイクルを、設定回数行う
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の洗浄方法。 - 前記液切りにより、前記被洗浄物の乾燥を図るか、前記液切り後、前記被洗浄物の乾燥を図る
ことを特徴とする請求項1または請求項3に記載の洗浄方法。
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