JP6325899B2 - 水耕パネルの洗浄装置および方法 - Google Patents

Description

この発明は、水耕パネルの洗浄装置および方法に関し、特にたとえば、面内に複数の孔を有し、発泡スチロールのような合成樹脂によって平板状に形成された水耕パネルを洗浄する、水耕パネルの洗浄装置および方法に関する。

この発明の背景となる背景技術の一例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１の技術では、水耕パネルを、横方向の上後ろロールブラシの前方まで２列の搬送チェーンで送り込み、上前ロールブラシと下ロールブラシに通して洗浄する。

特開２０００‐２４５２７６号［A01G 31/02, B08B 1/04］

特許文献１の技術では、水耕パネルの表面の汚れは落とせるが、孔の内壁に付着した汚れや苔あるいは藻は洗浄（除去）しにくいという問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、水耕パネルの洗浄装置および方法を提供することである。

この発明の他の目的は、孔の内壁も効率よく洗浄できる、水耕パネルの洗浄装置および方法を提供することである。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、孔を有する水耕パネルを洗浄するための洗浄装置であって、水耕パネルを搬送する搬送手段、および搬送手段による水耕パネルの搬送経路に設けられる洗浄部を備え、洗浄部は、孔の内壁と接触する高圧水を噴射するノズル、ノズルを取り付けるためのパイプ、およびパイプを上下する上下動手段を含む、洗浄装置である。

第１の発明によれば、水耕パネルの孔内も含めて、効率よく洗浄できる。また、高圧水を用い、ブラシなどを用いないので、水耕パネルが損傷する可能性が低減できる。パイプを上下動させるので、多くのノズルを効率よく上下動させることができる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、洗浄部は、水耕パネルの上方および下方から同じ孔内に高圧水を噴射する上ノズル（２２ｕ）および下ノズル（２２ｄ）を含む、洗浄装置である。

第２の発明では、同じ孔を上下から高圧水で洗浄するので、水耕パネルが１回洗浄部を通過するだけで洗浄でき、効率的である。

第３の発明は、第１または２の発明に従属し、上下動手段は、パイプをフォロワとする偏心カムを含む、洗浄装置である。

第３の発明では、上下動手段として偏心カムを用いるので、簡単な構成で安定して上下動を行わせることができる。

第４の発明は、第１ないし第３の発明のいずれかに従属し、ノズルは高圧円錐水を噴出し、高圧円錐水の円錐面が孔の内壁と接触する、洗浄装置である。

第４の発明では、ノズルとして円錐ノズルを用い、高圧円錐水の円錐面を内壁に入射させる。高圧円錐水の円錐面が内壁の全周に一度に接触するので、高圧水と内壁との接触範囲が広く、効率的な洗浄が可能である。

第７の発明でも第１の発明と同様の効果が期待できる。

この発明によれば、水耕パネルの孔の内壁も効率よく洗浄できる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１はこの発明の一実施例の水耕パネルの洗浄装置の要部を示す概略図である。 図２は図１実施例における高圧円錐水を図解する概略図であり、図２（Ａ）は水耕パネルの孔の内壁と高圧円錐水との接触状態を示し、図２（Ｂ）は高圧円錐水の上下動の範囲を示す。 図３はこの発明の一実施例の水耕パネルの洗浄装置の外観を示す概略図である。 図４は図３実施例の内部の、扉を開いた状態を示す概略図である。 図５は図３実施例の内部の、水耕パネル投入口側から見た状態を示す概略図である。

図１を参照して、この発明の一実施例の水耕パネルの洗浄装置１０は、水耕パネル１００を、洗浄部１４を通過するように搬送する搬送機構１２を含む。この搬送機構１２は、一例として、チェーンコンベア、ローラコンベアなどで構成される。

水耕パネル１００は、たとえば、発泡スチロール、発泡ポリエチレンなどの発泡樹脂によって、一例として、６００mm×９００mmの平面長方形の板状に形成される。水耕パネル１００には、一例として１列当たり８個の孔１０２が複数列（実施例では８列）形成される。このような水耕パネル１００は、たとえば、みつば、レタス、ホウレン草などの葉物野菜の水耕栽培に利用される。

洗浄部１４は、搬送機構１２によって洗浄部１４の位置まで搬送された水耕パネル１００を洗浄するものであり、水耕パネル１００がその中を通過できる大きさの長方形のフレーム状に形成されたフレームパイプ１６を含む。フレームパイプ１６は、それぞれがたとえば塩化ビニルパイプからなる上パイプ１６１、下パイプ１６２、左パイプ１６３および右パイプ１６４を継手で連結してフレーム状に形成される。フレームパイプ１６には、ホース１８を通して、ポンプ２０から高圧水が送られ、フレームパイプ１６内に充満する水は、フレームパイプ１６に取り付けられたノズル２２によって、高圧円錐水２４として噴出される。なお、以下では、特に区別する必要がある場合を除いて、ノズルに対して参照符号「２２」を用いる。

なお、ノズル２２は、高圧円錐水２４を噴射するが、高圧円錐水は充円錐（full-cone）であっても空円錐（hollow cone）であってもよく、要は、噴射水の外縁が円錐形状であればよい。また、円錐水２４の外縁すなわち円錐面の角度は、任意であるが、１０°‐８０°の範囲で利用可能である。

詳しく説明すると、フレームパイプ１６の上パイプ１６１には、それぞれ高圧円錐水２４が下方に噴射されるように、８個の上ノズル２２ｕが下向きに取り付けられる。これらの上ノズル２２ｕは、水耕パネル１００を上面から洗浄するためのものである。

この上ノズル２２ｕから高圧円錐水２４を噴出すると、水耕パネル１００の孔１０２の内壁１０４に円錐水２４の円錐面が一定以上の角度で入射される。したがって、内壁１０４に付着しているごみ、苔、藻などを水圧で剥落させることができる。

フレームパイプ１６の下パイプ１６２にも、８個の下ノズル２２ｄが上向きに取り付けられる。下ノズル２２ｄは、水耕パネル１００の下面から高圧円錐水２４を噴射する。この下パイプ１６２のノズル２２ｄからの高圧円錐水２４も、その円錐面が一定以上の角度で内壁１０４に吹き付けられ、内壁１０４の付着物を水圧で剥落させる。

ただし、各々の下ノズル２２ｄは各々の上ノズル２２ｕと対応していて、図２に示すように、水耕パネル１００の同じ孔内に上下から高圧円錐水２４を噴射する。これによって、水耕パネル１００を短時間で洗浄することができる。つまり、もし上ノズル２２ｕまたは下ノズル２２ｄだけを設けた場合、水耕パネル１００の上面（一面）側の洗浄が終わった後、同じ水耕パネルを裏返して再度上ノズル２２ｕまたは下ノズル２２ｄによって下面（他面）側を洗浄する必要があるが、この実施例のように上ノズル２２ｕおよび下ノズル２２ｄの両方を設けた場合、図２ｋ９４ｉ水耕パネル１００を上下面側から同時に洗浄できるので、効率的である。

なお、この発明は、水耕パネル１００を片面ずつ洗浄する構成を排除するものではない。

さらに、フレームパイプ１６の左パイプ１６３には、それぞれの高圧円錐水２４が右方に噴射されるように、２個の左ノズル２２ｌ（エル）が右向きに取り付けられ、フレームパイプ１６の右パイプ１６４には、２個の右ノズル２２ｒが左向きに取り付けられる。

図２（Ａ）に示すように、上ノズル２２ｕおよび下ノズル２２ｄからの高圧円錐水２４の円錐面が所定の角度で内壁１０４に吹き付けられるが、上下それぞれの高圧円錐水２４の円錐面（外縁）と内壁１０４とは内壁１０４の周方向には全周であるが水耕パネル１００の厚み方向には１点でのみ接触する。したがって、そのままであれば、内壁１０４には厚み方向において、洗浄むら（洗浄できたところと、洗浄が不完全なところの存在）が発生する可能性がある。

そこで、この実施例では、洗浄部１４を構成するフレームパイプ１６すなわち上下ノズル２２ｕおよび２２ｄ（左右ノズル２２ｌおよび２２ｒ）を上下方向に変位させるための上下動機構２６を設けた。この上下動機構２６としては任意の機構を利用可能である。たとえば、フレームパイプ１６にナットを取り付け、そのナットにリードスクリューを螺合する機構あるいは流体アクチュエータや電磁アクチュエータを用いる機構などが考えられる。ただし、実施例では、フレームパイプ１６の下端をカムフォロワとする偏心カムで上下動機構２６を構成する。

上下動機構２６でフレームパイプ１６すなわちノズル２２ｕおよび２２ｄを上下させると、図２（Ｂ）に示すように、高圧円錐水２４と孔１０２の内壁１０４との接触部が孔１０２内で上下する。したがって、内壁１０４は厚み方向（孔１０２の高さ方向）の全長に亘って高圧円錐水２４の噴射を受けることになり、上述した洗浄むらはなくなる。

また、上下動機構２６で、フレームパイプ１６すなわちノズル２２を上下動させる範囲は、次のような条件に従って設定される。

上パイプ１６１に取り付けたノズル２２ｕでは、図２（Ｂ）に示すように、最も高い位置（上位置）に上昇されたとき、高圧円錐水２４の下端が孔１０２より大きく広がって孔１０２の周囲の水耕パネル１００の上面と接触し、最も低い位置（下位置）に降下されたとき、高圧円錐水２４の円錐面が内壁１０４の厚み方向下端と接触する。上位置のとき、高圧円錐水２４は孔１０２の周囲の上面を洗浄する。そして、上位置から降下するにつれて、水耕パネル１００の上面に作用する高圧円錐水２４の範囲（広がり）は小さくなり、やがて孔１０２の内壁１０４の厚み方向上端に接触する。さらに降下すると下位置に至り、高圧円錐水２４の円錐面が内壁１０４の厚み方向下端と接触する。そして、下位置から上昇されると、高圧円錐水２４はまた内壁１０４に接触しながら上昇される。

下パイプ１６２に取り付けたノズル２２ｄでは、図２（Ｂ）に示すように、最も高い位置（上位置）に上昇されたとき、高圧円錐水２４の円錐面が内壁１０４の厚み方向上端と接触し、最も低い位置（下位置）に降下されたとき、高圧円錐水２４の上端が孔１０２より大きく広がって孔１０２の周囲の水耕パネル１００の下面と接触する。下位置のとき、高圧円錐水２４は孔１０２の周囲の下面を洗浄する。そして、下位置から上昇するにつれて、水耕パネル１００の下面に作用する高圧円錐水２４の範囲（広がり）は小さくなり、やがて孔１０２の内壁１０４の厚み方向下端に接触する。さらに上昇すると上位置に至り、高圧円錐水２４の円錐面が内壁１０４の厚み方向上端と接触する。そして、上位置から降下されると、高圧円錐水２４はまた内壁１０４に接触しながら降下される。

このような高圧円錐水２４の上下動によって、水耕パネル１００の上面も孔１０２の内壁１０４も高圧円錐水２４で十分洗浄され得る。

左パイプ１６３に右向きに取り付けられたノズル２２ｌについては、高圧円錐水２４は、水耕パネル１００の左側において、左側面および上下面の左端部を洗浄するように配置される。同様に、右パイプ１６４に左向きに取り付けられたノズル２２ｒは、高圧円錐水２４は、水耕パネル１００の左側面および上下面の左端部を洗浄するように配置される。

ただし、これら左右パイプ１６３および１６４のノズル２２ｌおよび２２ｒは、孔の中を洗うものではないので、つまり水耕パネル１００の外表面のみを洗浄するものなので、高圧円錐水を噴出する円錐ノズルである必要はない。扇形ノズル（先に向かって広がる扇形の高圧水を噴射する）や直進または直噴ノズル（直線状の高圧水を噴射する）などに代えられてもよい。

図３‐図５が洗浄装置１０の具体的な実施例を示す。洗浄装置１０は、図３に示すように、直方体形状のハウジング２８を含み、このハウジング２８の後パネル３０の適宜の位置に、洗浄済の水耕パネル１００を排出する排出口３２が形成される。ハウジング２８の側面には、ハウジング内部の点検や調整、修理のために、開閉可能な扉３４が設けられる。そして、ハウジング２８は脚３６によって支持され、それによって排出口３２が適宜の高さにされる。

排出口３２の幅は、水耕パネル１００の幅よりやや大きく７００mmに設定される。そして、ハウジング２８の図３での奥行方向（図５の幅方向）がおよそ７００mm、扉３４も含んで図３での左右方向（図４の幅方向）がおよそ１０２０mm、２６０mmの脚３６を含むハウジングの高さがおよそ１２５０mmに設定されている。

図４を参照して、図３のハウジング２８の後パネル３０に対向する前パネル３８には、排出口３２に相当する位置に投入口４０が設けられていて、洗浄すべき水耕パネル１００はその投入口４０からハウジング２８の内部に投入される。そして、その投入口４０から投入された水耕パネル１００は、図１の搬送機構１２を構成する送りローラ１２１と押えローラ１２６との間に導入される。送りローラ１２１および押えローラ１２６の対は、投入口４０の近傍と、排出口３２の近傍の２箇所に設置される。ただし、押えローラ１２６は、洗浄部１４すなわちフレームパイプ１６の手前に１つ増設されている。これは、洗浄部１４での高圧水の下面側からの噴射によって水耕パネルが浮き上がるのを防止し、水耕パネルを安定的に保持するためである。なお、高圧水の上面側からの噴射によって水耕パネルが沈むのを防止するために、レール１２９（図５。後述）が設けられる。

ハウジング内の上部には、支持板４２が設けられ、その支持板４２の上には、図１で示したポンプ２０の他に、モータ４４が設置される。これらモータ４４やポンプ２０はハウジングの下部に設置してもよいが、水による電気系統の事故の可能性を最小にするために、実施例では、フレームパイプ１６（図５）より上に設置するようにした。

図５に示すように、ハウジング内のほぼ中央には、洗浄部１４を構成するフレームパイプ１６が配置される。ただし、図５ではフレームパイプ１６に取り付けられているノズル２２（図１）は、図面の煩瑣を回避するために、省略されている。

フレームパイプ１６の下方には、図１に示す上下動機構２６を構成する偏心カム２６１が設けられる。偏心カム２６１は、カム軸２６２に固着されていて、このカム軸２６２には、その端部（扉３４側）に２つのプーリ２６３および２６４が設けられる。一方、モータ４４は出力軸４６を有し、出力軸４６にはプーリ４８が設けられる。

モータ４４の出力軸４６のプーリ４８と、カム軸２６２のプーリ２６３との間に、ベルト５０が架け渡される。したがって、カム軸２６２すなわち偏心カム２６１は、モータ４４の駆動力で回転される。

偏心カム２６１の外面（輪郭）は、フレームパイプ１６の下パイプ１６２の下面と接触する。つまり、下パイプ１６２すなわちフレームパイプ１６が偏心カム２６１のフォロワとなり、偏心カム２６１のモータ４４による回転に応じて、図２(Ｂ)を参照して前述したように、上位置と下位置の間を往復運動（上下動）する。ただし、図５は、フレームパイプ１６が下位置にある状態を図示している。

なお、フレームパイプ１６の下パイプ１６２の下面が偏心カム２６１のカム面に直接接触するので、たとえば塩ビのような樹脂からなる下パイプ１６２が損傷する可能性がある場合には、この実施例のように、偏心カム２６１と下パイプ１６２との間に、たとえばステンレス板で挟んだクッション材１６５を介在させるようにしてもよい。

上述のように、投入口４０（図４）から投入された水耕パネル１００は、図５に示す送りローラ１２１および押えローラ１２６の間を移送されるが、送りローラ１２１のローラ軸１２２には軸方向に間隔を隔てて、たとえば３つのゴムローラ１２３が固着される。ローラ軸１２２の扉３４側の端部には、２つのプーリ１２４および１２５が設けられる。

プーリ１２４と、先のカム軸２６２に設けられたプーリ２６４との間には、ベルト５２が架け渡される。また、図４に示すように投入口４０および排出口３２のそれぞれの近傍に配置される２つの送りローラ１２１のローラ軸１２２に設けられるプーリ１２５どうしの間にはベルト５４が架け渡される。

先に説明したように、モータ４４の出力軸４６が、プーリ４８、２６３およびベルトを介してカム軸２６２に連結されるので、モータ４４の駆動力が、カム軸２６２に伝達されて、カム軸２６２すなわち偏心カム２６１が回転される。さらに、プーリ２６４、１２４およびベルト５２を介して、カム軸２６２とローラ軸１２２が連結されるので、モータ４４の駆動力はローラ軸１２２に伝達される。

したがって、１つのモータ４４によって、搬送機構１２すなわち送りローラ１２１および上下動機構２６すなわち偏心カム２６１が同時に駆動される。偏心カム２６１はフレームパイプ１６を上下させる必要があり、フレームパイプ１６にはポンプ２０から圧力水が送り込まれているので、フレームパイプ１６はかなりの重量（３ｋｇ以上）になる。したがって、モータ４４としては或る程度のパワーが必要だが、実施例では、単相１００Ｖで２馬力のモータを利用した。

ただし、偏心カム２６１および送りローラ１２１をそれぞれ別のモータで駆動するようにしてもよい。

なお、２つの送りローラ１２１とそれぞれ対をなす押えローラ１２６は、送りローラ１２１と同様に、ローラ軸１２７とそれに取り付けられたゴムローラ１２８を含むが、この押えローラ１２６には駆動力は与えられない。したがって、押えローラ１２６は送りローラ１２１に従動するだけである。

上述のように送りローラ１２１はローラ軸１２２に固着されたゴムローラ１２３を有するが、両端のゴムローラよりさらに外側には、それぞれ比較的肉薄の樹脂や金属で形成されるレール１２９が敷設される。このレール１２９は、送りローラ１２１のゴムローラ１２３の上端面と面一かまたはそれよりやや下方となる上面を有し、投入口４０の近傍から排出口３２の近傍まで延びて設置される。したがって、投入口４０から投入した水耕パネル１００の下面が送りローラ１２１およびレール１２９によって支持されながら送りローラ１２１によって搬送される。

ハウジング２８の内部底面上には、排水パン５６が設置され、洗浄部１４すなわちフレームパイプ１６のノズル２２（図１）で水耕パネル１００を洗浄した後の排水が排水パン５６から、排水ホース（図示せず）を通して、排水される。

この実施例の洗浄装置１０を使用して水耕パネル１００を洗浄する場合、まず、モータ４４およびポンプ２０の電源をオンする。応じて、送りローラ１２１が回転を開始し、投入口４０から投入した水耕パネル１００が排出口３２へ向かって搬送される。

一方、ポンプ２０からホース（図示せず）を通してフレームパイプ１６内に圧力水が送られて、図１の各ノズル２２ｕ、２２ｄ、２２ｌ、２２ｒから高圧円錐水が噴射される。

したがって、フレームパイプ１６の中を水耕パネル１００が通過するとき、先に説明したように、各ノズル２２ｕ、２２ｄ、２２ｌ、２２ｒからの高圧円錐水によって、水耕パネル１００が洗浄される。このとき、モータ４４によって偏心カム２６１が回転されるので、フレームパイプ１６が上下動を繰り返す。したがって、先に図１を用いて説明したように、水耕パネル１００が洗浄される。そして、洗浄後の水耕パネルは、送りローラ１２１によって排出口３２から排出される。

なお、図１では洗浄部１４すなわちフレームパイプ１６が水耕パネル１００の前端部に設けられているように描いたが、これはフレームパイプ１６に設けられているすべてのノズル２２ｕ、２２ｄ、２２ｌ、２２ｒを明確に図示する意図であって、実際には、フレームパイプは図４に示すように偏心カム２６１の位置に設けられているので、ハウジング２８内のほぼ中央で水耕パネルが洗浄される。もちろん、水耕パネル１００の搬送経路のどの位置に洗浄部１４を設定するは任意であり、図１のような先端部や後端部に設定してもよい。

上述の実施例では、孔１０２の内壁を効率的に洗浄するために、高圧水として、先端に向かうにつれて拡散（広がる）する円錐水を用いた。しかしながら、同様に、先端に向かうにつれて広がる高圧扇形水を噴射する扇形ノズルを用いることもできる。

さらに、上述の実施例では、高圧水と孔１０２の内壁の接触部を上下に変位させることによって、内壁１０４の高さ方向に万遍なく高圧水を吹き付けるために、ノズル２２を上下させた。しかしながら、ノズルの高さ方向は固定しておき、水耕パネル１００を上下方向に変位させるようにしてもよく、両方を上下方向に変位させるなど、ノズル２２および水耕パネル１００を相対的に上下動させればよい。

なお、上述の実施例では、モータ４４の駆動力はプーリおよびベルトで伝達するようにしたが、これらプーリおよびベルトはそれぞれタイミングプーリおよびタイミングベルトでもよく、あるいは歯車およびチェーンに代替されてもよい。

また、上で挙げた寸法などの具体的数値はいずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。

１０ …洗浄装置
１２ …搬送機構
１４ …洗浄部
１６ …フレームパイプ
２０ …ポンプ
２２ …ノズル
２４ …高圧円錐水
２６ …上下動機構
２８ …ハウジング
３２ …排出口
４０ …投入口
４４ …モータ
１２１ …送りローラ
１２６ …押えローラ
２６１ …偏心カム
１００ …水耕パネル
１０２ …孔
１０４ …内壁

Claims (4)

1. 孔を有する水耕パネルを洗浄するための洗浄装置であって、
   前記水耕パネルを搬送する搬送手段、および
   前記搬送手段による前記水耕パネルの搬送経路に設けられる洗浄部を備え、
   前記洗浄部は、
   前記孔の内壁と接触する高圧水を噴射するノズル、
   前記ノズルを取り付けるためのパイプ、および
   前記パイプを上下する上下動手段を含む、洗浄装置。
2. 前記洗浄部は、前記水耕パネルの上方および下方から同じ孔内に前記高圧水を噴射する上ノズルおよび下ノズルを含む、請求項１記載の洗浄装置。
3. 前記上下動手段は、前記パイプをフォロワとする偏心カムを含む、請求項１または２記載の洗浄装置。
4. 前記ノズルは高圧円錐水を噴出し、前記高圧円錐水の円錐面が前記孔の前記内壁と接触する、請求項１ないし３のいずれかに記載の洗浄装置。

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