JPH06210252A - 水中洗浄方法及びその装置 - Google Patents

水中洗浄方法及びその装置

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JPH06210252A
JPH06210252A JP5026078A JP2607893A JPH06210252A JP H06210252 A JPH06210252 A JP H06210252A JP 5026078 A JP5026078 A JP 5026078A JP 2607893 A JP2607893 A JP 2607893A JP H06210252 A JPH06210252 A JP H06210252A
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JP
Japan
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cleaning
water
nozzle
cleaned
pressurized water
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JP5026078A
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Toshirou Uchinami
敏郎 内波
Tadao Nishikawa
忠男 西川
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UCHINAMI TECHNO CLEAN KK
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UCHINAMI TECHNO CLEAN KK
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/102—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration with means for agitating the liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/003—Cleaning involving contact with foam

Abstract

(57)【要約】 【目的】 洗浄水中に浸漬された被洗浄物を洗浄するに
あたり、洗浄のために噴射される気泡の運動を支配でき
るようにする。 【構成】 水中の被洗浄物に加圧水流を噴射し、キャビ
テーションを発生させて洗浄する方法である。加圧水流
により負圧を発生させ、その負圧により気流を吸引して
加圧水流中に混入させる。かくして無数の気泡が加圧水
流によって被洗浄物へ運ばれるので、水流の制御により
気泡の運動が支配でき、その気泡の擾乱とその気泡の破
裂による衝撃波及び水撃により、被洗浄物を洗浄するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水を主体とした洗浄を
行なうための水中洗浄方法及びその装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、特に工業的洗浄の分野ではフロン
溶剤、有機溶剤その他石油系等の特別な洗浄剤を使用す
ることが前提とされてきた。しかしフロン溶剤はオゾン
層破壊の原因とみなされており、有機溶剤は地下水や河
川、近海を汚染し、また人的２次公害を起すため問題に
なっている。
【０００３】このため本発明者はさきに、特別な洗浄剤
を使用せず、水を主体として効果的な洗浄を行なうこと
ができる方法とそれを実施するための装置を開発し、そ
の成果の一部を出願した。特開平３−１０９９８１号、
及び実開平３−５６６９１号がそれであり、これらは洗
浄水と気泡を水中で被洗浄物に噴射し、気泡による振
動、揺動作用と、加圧の洗浄水流の噴射による水撃エネ
ルギ及びこのエネルギが気泡に作用してできる高速気泡
の３要素からなる洗浄手段により、所期の洗浄効果を得
るものである。
【０００４】前記の発明、考案では被洗浄物に気泡を効
果的に作用させるために、被洗浄物を気泡の移動方向に
配置するようにしている。気泡は吹き上げられる方向が
最も大きな運動エネルギを有するため、下面を露出した
宙吊り的な方法で被洗浄物を支持し、下方から加圧水流
を被洗浄物に噴射してキャビテーションを生じさせる手
段、方法をとっていたのである。
【０００５】しかし前記の発明、考案によると、気泡を
吹き上げさせなければならないため、被洗浄物の下面が
主な洗浄部分となる。つまり気泡の移動方向や速度を完
全に支配するものではないため、前記の発明、考案によ
り被洗浄物の洗浄部分へ例えば側方や上方から気泡を吹
きつけて所期の洗浄効果を得るという訳にはいかない問
題があった。例えば洗浄部分が下部にない場合にはその
被洗浄物の向きを変えなければならず、また洗浄槽の底
に気泡吹き上げ用の配管や加圧水配管及び被洗浄物の支
持設備を設ける必要があるため、底部の設備が複雑化
し、かつ槽内の有効高さが少なくなるという点などであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の点に鑑
みなされたもので、その課題とするところは水を主体と
した洗浄を行なうにあたり、特に気泡が被洗浄物の洗浄
部分へ的確に噴射されるように、気泡の運動を支配でき
るようにすることである。
【０００７】即ち本発明は、非洗浄物の下方のみならず
前後左右及び上方のすべての方向から気泡と加圧洗浄水
流を被洗浄物へ噴射できるようにし、それにより水中洗
浄方法の実用性をさらに高め、一般化することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は、洗浄水中に浸漬されている被洗浄物に対して
加圧水流を噴射し、水流にキャビテーションを発生させ
て被洗浄物を洗浄する方法について、前記加圧水流によ
り負圧を発生させ、その負圧により気流を吸引すること
によって高速度の気流を洗浄水中に導入する気流吸引工
程と、吸引された気流を被洗浄物方向へ前記の加圧水流
とともに誘導し、キャビテーションにより発生した高速
度で運動する気泡及びその破裂による衝撃波と加圧水流
の水撃により被洗浄物を洗浄する洗浄工程とを含めると
いう手段を講じたものである。
【０００９】前記気流は加圧水流に巻き込まれて気泡と
なり撹拌されながら被洗浄物まで加圧水流によって搬送
される。ゆえに、気泡の噴射方向や速度は加圧水流によ
って支配することができる。
【００１０】そして、前記水中洗浄方法を実施する装置
は、被洗浄物を浸漬する洗浄水を貯溜可能な洗浄槽１
と、洗浄槽内の洗浄水中へ加圧水流を噴射するためのノ
ズル２を有する加圧水配管３と、前記ノズル２の周囲を
取り囲む形状を有しかつノズル２よりも洗浄槽内へ向か
って突出した先端開口４を有し、ノズル２外周と先端開
口４との間へ気流を導く気流配管５とによって構成する
ことが望ましい。
【００１１】前記の方法及び装置に用いる洗浄水は工業
用水で良いが純水、一般水道水も使用でき、冷水よりは
温水のほうが効果的であり、概ね室温〜８０℃の水温の
ものが用いられる。さらに洗浄水噴射に当り加圧を行な
うものとする。ここで加える圧力は数ｋｇ／ｃｍ2 でも
それなりの効果はあるが、通常は数十〜１５０ｋｇ／ｃ
ｍ2 を越える圧力である。しかしこれらの数値は限定的
なものではない。水流に加える圧力はノズル２から被洗
浄物Ｍまでの距離、洗浄部分の汚れの質、或いは汚れの
度合、それに強度等を考慮して決められるべきものであ
る。また水流に加える圧力は、キャビテーションにより
発生する気泡の運動特性例えば振動数を制御するので、
汚れに最適の圧力は個々の条件で変わり得る。なおの加
圧水流は洗浄中連続して或いは間欠的に噴射される。ま
た従来のような洗浄剤は用いないが被洗浄物の条件によ
ってはアルカリ性洗剤を用いることができ、鉄やアルミ
系物質の洗浄の場合には防錆剤を使用することもある。
この意味で本発明は洗浄水のみによる洗浄法といえる。
【００１２】
【実施例】以下図面を参照して本発明を説明する。
【００１３】［１］ 図１には、本発明に係る水中洗浄
方法及びその装置の基本的な実施例１が示されている。
【００１４】洗浄水Ｗは適当な内容積を有する洗浄槽１
に貯溜され、被洗浄物Ｍはその洗浄水中に浸漬されてい
て、実施例１では被洗浄物Ｍの側面の洗浄部分に対して
洗浄を行なう。加圧水流を被洗浄物Ｍに噴射する、ノズ
ル２を有する加圧水配管３は洗浄槽１の側壁に設けら
れ、そのノズル２の周囲を取り囲む大きさ形状を有する
先端開口４がノズル２よりも洗浄槽内の向かって突出配
置され、先端開口４の他端は気流配管５により大気、又
は気体源に通じている。実施例１の場合、洗浄水流に加
える加圧の程度は、１５０ｋｇ／ｃｍ2 のオーダーで良
好な成果を得ることができた。この加圧度合は、被洗浄
物の汚れの程度及び被洗浄物の強度等に応じて調節す
る。なお、被洗浄物Ｍは適当な支持手段８により支持さ
れる。
【００１５】加圧水流がノズル２から被洗浄物Ｍへ向け
て噴射されると、その水流は被洗浄物Ｍの洗浄部分に衝
突して水流によりその衝突箇所と周辺を洗うが、同時に
ノズル２の外周が一種のスロートとなって負圧が発生
し、ノズル周囲の気流が洗浄槽内へ負圧吸引作用によっ
て導入される（気流吸引工程）。導入気流は大気、又
は、気体源からの気流であり、連続的な気流が形成さ
れ、この気流はノズル２から洗浄槽中へ噴射される加圧
水流に混入される。
【００１６】これにより加圧水流は無数の気泡を巻き込
んだ流れとなって、洗浄部分に衝突するが、その気泡は
加圧水流に巻き込まれて猛烈に撹拌されているような運
動を伴っており、かつ加圧水流によって洗浄水中を搬送
されている状態にあるので、その移動方向は加圧水流の
噴射方向にしたがう。即ち気泡の運動を加圧水流によっ
て支配することができ、巻き込まれた気泡は高速で運動
し、被洗浄物に衝突することによってキャビテーション
を生じ、加圧水流が洗浄部分を水撃することに加え、キ
ャビテーションで生じる微細な気泡が破裂、消滅すると
きに発生する強い衝撃波により、洗浄部分に対する洗浄
が行なわれる（洗浄工程）。
【００１７】［２］ 図２は、加圧水流の中にエアを加
圧混入して被洗浄物に衝突する洗浄水の比容積を増大す
るようにした実施例２を示しており、それ以外の基本的
な水中洗浄方法及びその装置構成は前記［１］の場合と
同じである。
【００１８】図２の場合、加圧水流を被洗浄物Ｍに噴射
するノズル２は洗浄槽１の側壁に２組設けられ、さらに
夫々のノズル２を取り囲む大きさ形状を有する先端開口
４にエアを圧送する気流配管５が設けられている。気流
配管５は連通管状に洗浄槽１内の洗浄水Ｗに通じ、その
外方端部に接続された供給配管６より加圧エアＡが供給
される構成である。
【００１９】図２の例でもノズル２から加圧水流を噴射
させると、最初洗浄槽内と連通した状態にある気流配管
５内の洗浄水Ｗはノズル２からの噴射と同時に洗浄槽内
へ戻り、かつ気流が吸引作用により洗浄槽内へ導入さ
れ、さらに加圧エアの印加により吸引気流量以上の気流
が加圧水流に巻き込まれて洗浄水中に噴射される。
【００２０】このため、加圧水流中に混入される気流の
量が著しく増し、水の比容積も増大して洗浄部分の受水
面積の拡大が図られる。
【００２１】［３］ 図３、図４に示す実施例３は、ノ
ズル２とそれを取り囲む先端開口４の組数を多数組に増
大し、かつ設置位置を洗浄槽１の底部として、上向きに
洗浄水及び気流を噴射させるようにしたものである。洗
浄水流の噴射ノズル２と気流吸引開口４の増大により、
洗浄面積が広い場合、或いは何箇所かを集中的に洗浄す
る必要があるような場合に対応できるようにしたもの
で、気流配管５の外端部に供給配管６を接続し加圧エア
Ａを供給する気流吸引工程と洗浄工程を含む点、前記実
施例２の例の場合と同じである。
【００２２】［４］ これは、ノズル２とそれを取り囲
む先端開口４とからなる部分が被洗浄物Ｍに対して回転
するようにした実施例４であり、図５、図６に示されて
いるような放射状ノズル構成を有するが、洗浄方法は前
記実施例１を基本とすること実施例２及び３の例と同様
である。
【００２３】ノズル２は中心の加圧水配管３から放射状
に分岐しており、ノズル２の外側を取り囲み、かつノズ
ル２より洗浄槽内方法へ突出した位置関係にある先端開
口４が各ノズル２の部分に設けられていてその開口４も
中心の回転筒部５′から放射状にのびている。回転筒部
５′は加圧エアの供給配管６に続く中心筒部６′に接続
されている。
【００２４】この実施例４の場合、ノズル２から噴射さ
れる加圧水流により負圧を生じさせ、その負圧により気
流を吸引し、かつまた加圧エアＡを印加し、加圧水流に
気泡を巻き込んで噴射し、キャビテーションを発生させ
る点実施例３までの場合と同様であるが、さらにノズル
２及び先端開口４の部分を回転させる構成である。この
ため回転ノズル２及び開口４から噴射される加圧水流及
び気流は螺旋形に捩りが加えられ、キャビテーションの
発生度合が著しく高められる。
【００２５】［５］ 実施例５は図７、図８及び図９に
例示されており、実施例４に示した回転洗浄装置１０が
洗浄槽１の前後及び上下の側面に設けられている。図７
は正面図、図８は平面図、図９は側面図である。各図か
ら了解されるように、被洗浄物Ｍを洗浄水中で移動させ
るための支持手段８を兼ねた移動手段１１が槽内に設け
られており、下位の洗浄装置１０′は移動手段１１の下
から洗浄水流及び気流を吹き上げるため、移動手段１１
は水流及び気流の通過が可能なようにすの子状等のコン
ベアなどによって形成される。
【００２６】さらに実施例５の場合、移動手段１１と下
位の洗浄装置１０′との間に吹き上げ手段１２を装備し
ており、この吹き上げ手段１２は、洗浄水流を噴射する
ノズル２と、それにより吸引、導入される気流を誘導す
るための先端開口４の組を多数具備している。故に実施
例５は実施例４の回転洗浄装置１０及び下位の洗浄装置
１０′で被洗浄物Ｍの周囲全体を囲み、被洗浄物全面を
同時に洗浄するのに適した構成である。
【００２７】
【発明の作用】本発明に係る水中洗浄方法は、気泡を単
に吹き上げるとか、気泡に水流を単に当てるのとは異な
り、加圧水流により気流を吸引することにより高速度の
気流を洗浄水中に導入し、かつ水流中に巻き込んで、加
圧水流の水中噴射によるキャビテーション発生とともに
無数の気泡を被洗浄物へ噴射する構成を有するため加圧
水流によって気泡の動きを完全に支配することが可能に
なる。このため気流は加圧水流とともに洗浄水中を移動
するので、加圧水流の噴射方向を制御、調節することに
より、下から吹き上げるだけではなく、側方或いは上方
からも被洗浄物Ｍへ気流を噴射し、キャビテーションを
発生させて水を主体とした洗浄を実施することができ
る。
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成され、かつ作用
するものであるから、積極的に気泡を取り込んで加圧水
流を噴射する際に発生するキャビテーション作用を高度
に推進し、無数の気泡の動きを加圧水流により被洗浄物
の所望の洗浄部分へ的確に噴射し、それを被洗浄物表面
で破裂させることにより、気泡の擾乱、その破裂衝撃波
及び水流の衝撃の各作用で洗浄部分の汚れを落すことが
出来る。従って水を主体とした洗浄で重要な役割を果た
す気泡の運動を支配することによって、水中洗浄方法の
実用性を高め、その実用性を著しく向上し無公害の洗浄
方法を完成し、環境の改善に資することができる効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水中洗浄方法及びその装置の実施
例１を示す側面説明図。
【図２】同じく実施例２の側面説明図。
【図３】実施例３の平面説明図。
【図４】同上の側面説明図。
【図５】実施例４正面説明図。
【図６】同上の側面説明図。
【図７】実施例５の正面説明図。
【図８】同上の平面説明図。
【図９】同じく側面説明図。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 洗浄水中に浸漬されている被洗浄物に対
    して加圧水流を噴射し、水流にキャビテーションを発生
    させて被洗浄物を洗浄する方法であって、前記加圧水流
    により負圧を発生させ、その負圧により気流を吸引する
    ことによって高速度の気流を洗浄水中に導入する気流吸
    引工程と、吸引された気流を被洗浄物方向へ前記の加圧
    水流とともに誘導し、キャビテーションにより発生した
    高速度で運動する気泡及びその破裂による衝撃波と加圧
    水流の水撃により被洗浄物を洗浄する洗浄工程とを含む
    ことを特徴とする水中洗浄方法。
  2. 【請求項２】 負圧により吸引される気流に正圧を印加
    し、供給気流量を増大することによって、被洗浄物に当
    る水の比容積を大きくする請求項第１項記載の水中洗浄
    方法。
  3. 【請求項３】 加圧水流及び高速度の気流を洗浄水中へ
    回転させながら噴射させる請求項第１項記載の水中洗浄
    方法。
  4. 【請求項４】 被洗浄物を浸漬する洗浄水を貯溜可能な
    洗浄槽１と、洗浄槽内の洗浄水中へ加圧水流を噴射する
    ためのノズル２を有する加圧水配管３と、前記ノズル２
    の周囲を取り囲む形状を有しかつノズル２よりも洗浄槽
    内へ向かって突出した先端開口４を有し、ノズル２外周
    と先端開口４との間へ気流を導く気流配管５とからなる
    ことを特徴とする水中洗浄装置。
  5. 【請求項５】 ノズル２とそれを取り囲む先端開口４と
    が洗浄槽１の壁面に複数個ずつ設けられている請求項第
    ４項記載の水中洗浄装置。
  6. 【請求項６】 気流配管５の外方端部に加圧部の供給配
    管６が接続されている請求項第４項記載の水中洗浄装
    置。
  7. 【請求項７】 ノズル２は加圧水配管３の中心部から概
    ね放射状に設けられ、ノズル２を取り囲む先端開口４も
    前記中心部に設けられた気流配管５より放射状にのびて
    いて、それら放射状のノズル２及び先端開口４の部分が
    回転可能に洗浄槽１に装着されている請求項第４項記載
    の水中洗浄装置。
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