(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体化学薬品のためのディスペンサーであって、
（ａ）固体化学薬品の浸食面の上に溶剤を噴霧するための噴霧ノズルと、ディスペンサー内のケースの中に置かれた固体化学薬品と、前記固体化学薬品を噴霧ノズルの上に支持する支持スクリーンを備え、前記噴霧ノズルに直面する固体化学薬品は溶解してディスペンサーから溶液として取り出すことができ、
（ｂ）前記噴霧ノズルと支持スクリーンの間の距離を変える調節手段と、高濃度設定であるノズル第一位置と低濃度設定であるノズル第二位置とを備え、前記固体化学薬品は固定した位置の浸食面を有し、前記噴霧ノズルの位置をノズル第一位置とノズル第二位置との間で可変とすることにより、化学薬品の溶液中の濃度を前記高濃度設定と前記低濃度設定との間で調節することができ、
（ｃ）前記高濃度設定と低濃度設定の噴霧ノズルの位置を表示する表示手段
を備えた可動ノズル付固体化学物質ディスペンサー。
【請求項２】
前記調節手段が固体化学薬品の浸食面を可動する手段である請求項１に記載の可動ノズル付固体化学物質ディスペンサー。
【請求項３】
固体化学薬品の半径がＲ、前記ノズルがおよそ90度の噴霧角度であり、前記調節手段により調節可能な前記噴霧ノズルと前記浸食面との間の距離がおそよ1/2Rから2Rである請求項１に記載の可動ノズル付固体化学物質ディスペンサー。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本出願は、1993年12月17日付けの米国出願番号08/169,325の一部継続出願であり、また前記出願は、1993年10月５日付けの米国出願番号08/131,653の一部継続出願である。
本発明は、洗浄過程において用いられる水溶性組成物の調合に関する。さらに詳しくは、本発明は、固体洗浄組成物から濃縮洗浄溶液を調合するものに関する。濃縮洗浄溶液は、固体洗浄組成物を溶解する液体に混合させることによって作られる。洗浄組成物には、織物、食器、そして堅い表面を洗浄するのに用いられる洗剤、すすぎ剤、およびそれに類する化合物が含まれる。
発明の背景
洗浄過程において用いられる固体化学薬品を濃縮溶液に変えるために、様々の異なった技術が今までに開発され、用いられている。たとえば、粉末状、断片状、あるいは粒状の洗剤向けの装置は、1991年７月27日にダレイその他に与えられた米国特許番号3,595,438、1977年５月３日にモフェットその他に与えられた米国特許番号4,020,865、そして1977年12月20日にラーソンその他に与えられた米国特許番号4,063,663に開示されている。固体洗剤の別の形態は、あらかじめ成型された大きなかたまりである。洗剤の大きなかたまりを溶解するための調合システムは、従来技術において知られている。たとえば、1945年８月14日に全てマクマホンに与えられた米国特許番号2,382,163、2,382,164、そして2,382,165、そして1946年12月17日にマクマホンに与えられた米国特許番号2,412,819が挙げられる。
固体洗剤の最近見られる形態は、「鋳造物」またはブロック形である。洗剤のブロックは、型や容器内に鋳込まれた洗剤、もしくは置くことが可能な洗剤ブロックであってもよい。これら固体洗剤向けの調合システムは、従来技術において知られている。たとえば、コープランドその他に与えられた米国特許番号4,426,362、そして1986年２月11日にフェーンホルツその他に与えられた一般に属する米国特許番号4,569,781と4,569,780を参照することである。鋳造された洗剤は、容器内の洗剤ブロックの上に溶剤を吹きかけることによって調合され、それにより、洗剤の露出面を溶解して濃縮溶液を造る。この濃縮溶液は、貯蔵器の中に溜まるか、もしくは洗濯装置の洗浄タンクへと導管によって導かれる。容器内の化学化合物を使い切れば、使用済み容器を廃棄して、化学化合物が充填された容器を新たにディスペンサーに装填すればよい。
洗浄過程において用いられる固体の鋳造された化学薬品は、型、運搬及び貯蔵用の容器、そしてディスペンサーのケースとしての役割を果たすことができるような丈夫な容器の中で鋳込まれるのが望ましい。鋳造された化学薬品は、噴霧ノズルの上に容器を反対向きの方向に装着され、溶剤を露出面や容器内の化学薬品の表面に直接接触させることで調合される。容器は化学薬品が使われている間、ディスペンサー内に装着されたままでもよいし、取りはずして化学薬品をディスペンサーの中に残してもよい。しかしながら、洗浄過程において用いられる危険な化学薬品、たとえば高アルカリ性の洗剤は、人体に直接触れることなく調合されうるように収納されていることが望ましい。
従来の調合装置は、溶解させる噴霧ノズルと化学薬品の固体ブロックの露出浸食面との間の決まった距離を維持することによって、調合される化学薬品が比較的一定の割合あるいは一定の濃度を保つように工夫されている。たとえば、1987年８月18日にコープランドに与えられた一般に属する米国特許番号4,687,121、1987年９月１日にコープランドに与えられた米国特許番号4,690,305及び1988年５月２日にコープランドその他に与えられた米国特許番号4,826,661が挙げられる。他には別の制御システムが調合される洗剤の量を調節して一定の濃度を維持するものがあり、この装置ではノズルから浸食面への距離を制御する必要がない。
しかし、多くの場合、噴霧化学薬品の濃度を変えられることが望ましい。化学薬品の最適な濃度は、調合される固体化学薬品の種類、洗浄される表面の種類、洗浄される織物や表面から取り除かれる汚物の量、溶剤の温度、洗浄される織物や表面に対して加えられる機械的動作の度合い、そして製造される洗浄溶液の容量といった要素に依存している。
過去において、典型的な場合、洗浄溶液の濃度は操作員によって手動で調節されていた。つまり、固体化学薬品からある一定量の洗浄溶液が調合され、それに一定量の水が加えられた。もしもより高い使用溶液濃度が必要な場合には、濃縮洗浄溶液加える水の量を少なくすれば良い。しかしながらこの方法では一定で正確に制御できる溶液濃度を得ることは難しく、結果的には使用溶液に含まれる洗浄化学薬品濃度が大きすぎるものまたは小さすぎるものとなることが多い。
従って、洗浄化学薬品の固体ブロックから容易に、安全に、効率的に、安価に、その上濃度の調節可能な、濃縮化学薬品溶液調合装置が必要とされている。
発明の概要
ノズルと洗剤製品との間の距離の調節により、調合される洗剤の割合を変えることができることが発見された。ディスペンサーには、望ましくは水である溶剤を、固体化学薬品の露出浸食面の上に注ぐための噴霧ノズルがある。調節手段が、噴霧ノズルと浸食面との間の距離を変化させる。好ましい実施例において、固体ブロック化学薬品は、固定した位置で支えられており、そして調節組立部品は、固体化学薬品に対するノズルの垂直位置を変化させる。
本発明の別の側面は、固体化学薬品の調合方法であり、その方法は、吸い込み管路と噴霧ノズルの中に溶剤を注ぎ、噴霧ノズルの位置を調節することで噴霧ノズルと固体化学薬品の浸食面との間の距離を調節し、それにより調合される化学薬品の濃度を調節し、溶剤を噴霧ノズルから固体化学薬品の浸食面の上に接触させることである。
本発明は、噴霧ノズルと化学薬品の固体ブロックの露出浸食面との間の距離を変えるように構成されている。この特徴は、化学薬品の種類及び特定の利用に基づいて、使用者が調合される化学薬品の割合を変えることを可能にする。洗浄に利用される場合には、最適な調合の割合は、洗剤の種類、取り除かれる汚物の種類と量、洗浄される織物や堅い表面の種類、溶剤の温度、その他の要因によって決定されるであろう。このようにして調合される洗浄化学薬品の量は、状況に合わせて一層正確に調節することができ、品質と効率の向上を可能にする。また本発明は洗浄化学薬品の含有不足を防ぎ、使用目的に見合う含有量が確保された洗浄製品を供給すると同時に、化学薬品の含有過剰を防ぎ、望ましくない残留物と無駄な化学薬品を含む洗浄製品を供給を防ぐことになる。
本発明のその他の利点は、溶液の濃度を容易に調節できることである。調節手段のいくつかの実施例において、洗浄化学薬品の濃度は、一連の機械的リンク装置を介して使用者により手動で素早く変えることができる。調節手段の別の実施例において、サーボシステムのような適切な電子制御手段によって、濃度を自動的に制御することができる。
本発明のさらなる別の利点は、固体ブロック洗剤の使用を可能にすることであり、これにより、洗浄化学薬品と人体との接触の可能性を最小限にすること、固体洗浄化学薬品を一つの工程で製造して包装できること、予想どおりの溶解特徴を持つこと、といった効果をもたらすことができる。固体洗剤はまた、非相溶性の成分、たとえば液体では効果的に混合できないシリコン消泡剤と界面活性剤との組み合わせを可能にする。
本出願で用いられる「利用部位（utilization point）」という用語は、濃縮化学薬品溶液向けに使用する場合、溶液が用いられる場所または貯蔵される場所を指している。すなわち、洗剤タンク、貯蔵器、噴霧ノズル等である。
この中で用いられる「洗浄組成物（cleaning composition）」という用語は、織物、製品、及び堅い表面の洗浄とすすぎを助けるために水溶性液体に通常添加される化合物や混合物を指している。これらの化学薬品には、洗剤、柔軟剤、漂白剤、すすぎ剤等が含まれる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のディスペンサーを使用している床掃除機械の斜視図である。
図２は、図１に例示された床掃除機械の構成図である。
図３は、本発明のディスペンサーの側面構成図である。
図４は、ノズル調節手段の第１実施例に係るディスペンサーの側面構成図である。
図５は、ノズル調節手段の第２実施例に係るディスペンサーの側面構成図である。
図６は、ノズル調節手段の第３実施例に係るディスペンサーの側面構成図である。
図７は、ノズル調節手段の第４実施例に係るディスペンサーの側面構成図である。
図8A、8B、及び8Cは、ノズル調節手段の第５実施例に係るディスペンサーの側面構成図である。
図９は、ノズル調節手段の第６実施例に係るディスペンサーの側面構成図である。
図10は、ノズル調節手段の第７実施例に係るディスペンサーの側面構成図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明に係るディスペンサーを、床掃除機械75への応用と関連づけて説明する。しかしながら、本発明に係るディスペンサーは、他の多くの応用形態において用いられうる。たとえば、洗濯用化学薬品、食器洗浄用化学薬品、そして使用前に溶剤によって溶解されうる他のどんな固体化学薬品組成物に対しても応用できる。
図１と図２を参照すると、床掃除機械75には、金属製の骨組部分からなる支援構造76と、成型された高分子材料から造られたケース77とが含まれる。機械75には、前端78と後端79とがある。支援構造の下には車輪80がある。機械75の後方には、洗浄機械75を手でつかんで押すためのハンドル81がある。
操作員は、床掃除機械75の直線速度を制御することができる。いくつかの種類の床掃除機械の場合、操作員は三つか四つの直線速度を選ぶことができ、別の床掃除機械の場合には、直線速度を連続して変えることができる。速度制御つまみ（図示せず）は、ハンドル81に隣接した制御パネル50に配置されている。
機械75の前面78の近くには、一つまたは二つの回転式掃除用ブラシ85があり、そのブラシの大きさと形状は数々異なったものであってもよい。動力作動式掃除用ブラシ85は、駆動ベルト（図示せず）またはその均等物によって操作される。
機械75の後方付近には、つまり掃除用ブラシ85の後ろには、使われた洗剤溶液を床から吸い上げる複数の真空ピックアップ吸い込みノズル（図示せず）がある。使われた溶液は、導管36、そして汚物溶液タンク84の中へと引き込まれる。真空ピックアップノズルは、ゴムのピックアップ平板86に付けられており、これが洗剤溶液を真空導管36へと導くのである。
本発明のディスペンサーとその関連の構成部分を説明する。ディスペンサー10は、図１と図２に例示されているように、床掃除機75の前壁78に取り付けられているのが望ましい。しかし、ディスペンサー10は前壁78に限らず、床掃除機械75の内部など他の適切な位置であればどこに設置しても良い。この実施形態においては、成型されたプラスチック側板90がディスペンサー10の底部分を取り囲んで封入している。ディスペンサー10の上部は側板によって覆われてなく、操作員が洗剤を追加できるようになっている。ディスペンサー10は、ねじなどの適切な締結装置によって側板90に取り付けられており、側板90は、ねじなどの適切な締結装置によって機械75の前壁に取り付けられている。
従来の床掃除機械では洗剤溶液はタンク83の中に入っている。本発明の場合、床掃除機のタンク83は水を入れるタンクとして使われている。あるいはタンク83には、溶剤としても機能し、かつ固体洗剤と必要な反応を行う化学添加剤を充填してもよい。
タンク83には水導管50があり、これは電気水ポンプ51へと延びている。ポンプ51の速度は、回路53によってポンプに連結されている制御装置52によって調節することができる。たとえば、本実施形態ではポンプはダイアフラム型とする。水ポンプ51の下流で、水導管は二本に分かれている。すなわち、水すすぎ管路54と、ディスペンサー10のための水吸い込み管路22である。これらの水管路54、22のそれぞれに、方向制御弁55、56がある。方向制御弁55、56は操作員の調節により、交互に開かれる。方向制御弁55が開かれていて方向制御弁56が閉じられている場合には、洗剤溶液を作るために水がディスペンサー10に供給される。方向制御弁56が開かれていて方向制御弁55が閉じられている場合には、すすぎ水が床に供給される。
ディスペンサー10には、ノズルの位置を変えるノズル調節手段58があり、これにより洗剤の濃度を調節している。管路57は、ノズル調節手段58を制御パネル50上でのノズル位置制御機構59に相互接続させる。ノズル位置制御59は、レバーを動かすことで操作されるのが望ましい。管路57は電気接続、もしくは以下に説明される押し引き型ケーブルといった機械接続でよい。
図３は、本発明のディスペンサー10を例示している。ディスペンサー10は、ケース11を有している。ケース11には、固体ブロック化学薬品13の塊を支えながら保持する化学薬品貯蔵部12が含まれる。化学薬品貯蔵部12には、固体ブロック化学薬品13をケース11の中に装填する際に利用するアクセス部分14があるのが望ましい。計量ポンプ51は、調合される洗浄溶液の所望の容量と流量によって、水の流入量を調節できる。通常、アクセス部分14は、ケース11の上に取り付けられている蓋15によって覆われている。蓋15は、アクセス部分14を完全に覆って、ケース11を密閉するようにアクセス部分に合う大きさに合わせて作られている。ケース11には、溶液収集部が含まれ、それは水平な底壁29であってもよいし、あるいは出口部分17に集めるようなじょうご型に構成されているものであってもよい。
出口部分17の垂直の高さは、床や他の装置使用位置よりも高い。図２に示されているように、自然重力によって、化学薬品溶液をディスペンサー10から床の方に導くために、導管25はケース11の出口部分17から延びている。別の方法としては、溶液を装置使用位置に注ぐために、洗剤管路25の中のポンプ18を用いてもよい。
洗浄化学薬品13の固体ブロックは、少なくとも一つの露出面とその露出面を使用前に密閉するための取り外し可能なキャップまたは蓋（図示せず）を持っている丈夫な容器の中に貯蔵されている。利用の際、キャップまたは蓋は取り外され、容器はディスペンサー10のアクセス部分14上に反対向きに置かれ、化学薬品はディスペンサー10の中に置かれる。
特殊な洗浄用途によっては、固体洗剤13は、様々な化学薬品組成物と混合されうる。固体ブロック13は、液体では有効に化合することのできない非相溶性要素、たとえばシリコン消泡剤と界面活性剤を含んでいることがある。
化学薬品13の固体ブロックは、水平なスクリーン19によって支えられている。化学薬品13はその容器から取り出されて、スクリーン19の上に置かれる形でも良いし、または化学薬品が鋳造されて運搬された容器の中に保たれる形でも良い。もしもディスペンサー10が洗浄化学薬品13のブロックが「上面から突き出る」ことを許すのであれば、化学薬品容器は、少なくともその底と同じくらいか、できればいくらかそれよりも大きな開放口を持っていなければならず、洗浄化学薬品13の固体ブロックが容器から抜け出るのを防ぐための内周面のへこみ、隆起や角がないものでなければならない。
この好ましい実施形態において、スクリーン19は平らで、全体的に水平で連続した物体を支持できるスクリーンであり、ケース11の内壁の化学薬品貯蔵部12と溶液収集部16の交点にあたる位置に取り付けられている。スクリーン19の網目サイズは、水噴霧が洗浄化学薬品13の低面31に到達するのを著しく妨げることなく、洗浄化学薬品13の固体ブロックを支えている。スクリーン19には、約5/32インチ（0.4センチ）大の開口部があるのが望ましい。
ここで開示されているディスペンサー10は垂直な構造であり、ブロック固体化学薬品13は噴霧ノズル21の上に配置されている。この構造に加えて別の構造も利用されうる。たとえば、水平構造として、噴霧ノズル21が浸食面31に水平方向からスプレーをかけ、ブロック固体化学薬品13は後面から適度な圧力印可手段によって水平方向に押され、その浸食面31が支持スクリーン19に対して保持される構造である。
噴霧手段は、ケース11の中に取り付けられている。噴霧ノズル21は加圧された水源（あるいは別の溶剤）に、水供給管路25によって接続されている。水供給管路22の方向制御弁55から構成されている噴霧制御手段は、噴霧ノズル21への水の流れを制御する。方向制御弁55は、その中を流れる水量を変化させることが可能な制御弁であってもよい。方向制御弁55は通常、ノズル21への水の流入を閉鎖し、外部からの制御信号を受信したときに限り、水の流入を開口する制御を行う。水流入制御信号を受信したとき、方向制御弁55は開き、水は水供給管路22の中を流れることができる。水は噴霧手段21によって拡散され、その結果、実質上化学薬品ブロック13の低面31全体に当たる。ノズル21からの噴霧は比較的圧力が低く（典型的には10から25p.s.i.）、固体ブロック化学薬品13の低位部分30だけを濡らす。溶解した化学薬品は、液体として支持スクリーン19を通り抜け、ケース11の溶液収集部16によって出口部17へと導かれ、そして化学薬品溶液導管25を通って装置使用位置へと流れる。もしも洗浄溶液がすぐに使用される必要のない場合には、溶液は貯蔵器（図示せず）へ注ぐことができる。
別の方法としては、1/4から1/20インチ（0.64−0.13インチ）の低いスクリーン（図示せず）を、出口部分17に隣接したケース11の溶液収集部16に配置することにより、主となるブロック固体化学薬品13から壊れて溶けなかった化学薬品のかたまりで、支持スクリーン19を通り抜けられるほどの小さいものであればどんなものでも捕捉することができる。これは、化学薬品の小さなかたまりが出口部分17が導管25の中に集まるのを防ぎ、ディスペンサー10から濃縮化学薬品溶液が流れ出すのを阻止することができる。
電気的あるいは機械的に作動させる安全制御切替回路は、アクセス部分14を覆っている蓋15の作動位置を感知するために接続されることもでき、そうすることによって、アクセス部分14の上にある蓋15が閉鎖位置にないとき、あるいはディスペンサー10の中に固体化学薬品がないときにはいつも、ノズル21から水が噴霧するのを防ぐのである。これは、操作員がディスペンサーを充填している間、濃縮化学薬品溶液が噴霧するのを防ぐ。安全制御スイッチ28を、蓋15の上に取り付けてもよい。
この好ましい実施形態において、噴霧ノズルは、固定されたブロック固体化学薬品13に対して垂直に移動可能なように取り付けられ、またはノズルの位置と浸食面の両方を移動させて、両者の間の距離の制御およびその結果としての濃度を制御することは、本発明の範疇に含まれる。噴霧ノズルの垂直位置を調節する好ましいメカニズムは、図４から10に例示されている。
図４は、第１の実施形態のノズル調節手段を有するディスペンサー60を示している。ディスペンサー60は曲げられる吸い込み管路22を持ち、これはノズル21の吸い込みチューブ61に相互接続されている。ノズル吸い込みチューブ61は、ノズル21の噴霧ヘッド62に接続されている。この好ましい実施形態で、噴霧ヘッド62は、ほぼ90度の噴霧角度になっている。ブロック固体化学薬品13は、スライド式カプセル63に包囲された状態で入っており、そのスライド式カプセルは、化学薬品上部の水平な端部64と、一面以上の側壁65からなっている。相対する側壁65間の距離は、ディスペンサーの溶液収集部16のケース壁間の距離よりも少しだけ離れている。ブロック固体化学薬品13が使い果たされたなら、ブロック固体化学薬品13とそのカプセル63は下がり、カプセルの壁65は、ディスペンサーの溶液収集部16の壁の中へスライドしていく。このようにして、ブロック固体化学薬品13の浸食面31は常に固定スクリーン19に面しており、浸食面31はディスペンサーの中で一定の位置を維持している。
ブラケット66はノズル21を支え、このブラケット66には丸形リング封印67があるのが望ましい。ノズル21は下部において、ねじジャッキ68によって支えられている。ねじジャッキ68の回転によって、ノズル21が上がったり下がったりする。ねじジャッキ68は、モータ69によって上下される。モータ69は、連続値として出力調節が行える永久磁石モータか、あるいは適度な間隔で調節が行えるステップモータであるのが望ましい。モータの軸70は、ギヤボックス71、ウォームギヤ72、及びねじジャッキ68と作動的に接続されている。
ねじジャッキ68の位置は、複数の位置の表示及び制御スイッチィ73、74、75によって制御されている。例示されているこの実施形態においては、三つの濃縮設定、すなわち、高濃度（スイッチ73に当たる）、中濃度（スイッチ74に当たる）、低濃度（スイッチ75に当たる）に対応する三つのスイッチが垂直に並べられている。ノズル21からのフランジ176は、スイッチ73、74、75に隣接して延びている。モータ69は希望のスイッチ73、74、または75とフランジ176が接触するまで上下に作動し、それによってノズル21が希望の位置にあることを示している。
図５は、第２の実施形態のノズル調節手段を有するディスペンサー76を示している。ディスペンサー76はフレキシブルな吸い込み管路22を持ち、これは適切な接続手段によってノズル吸い込みチューブ61と相互に接続されている。ノズル吸い込みチューブ61はノズル21の噴霧ヘッド62で終わっている。化学薬品の浸食面31は、第１の実施形態で説明されたのと同じ方法で、スクリーン19に対して固定した位置で維持されている。
ブラケット66はノズル21を支え、このブラケット66にはＯ形リング封印67があるのが望ましい。ノズル21は下部において、ねじジャッキ68によって支えられている。ねじジャッキ68の回転によって、ノズルが上がったり下がったりする。
ねじジャッキ68は、手動の回転可能な取っ手あるいはハンドル車77によって上下される。取っ手77は、ねじジャッキ68に直接接続されているか（図５に示すように）、または一連の機械的リング手段（図示せず）によってねじジャッキ68に接続されている。この好ましい実施形態においては、ノズル21の位置は連続的に調節可能であり、前の実施形態ほどはっきり区別する位置設定は必要ではない。
図６は、第３の実施形態のノズル調節手段を有するディスペンサー91を示している。ディスペンサー91は水吸い込み管路22を持ち、これはフレキシブルなものでも固定されているものでもよい。ノズル21は下部においてケーブル先端92に相互接続されている。ケーブル先端92の動きが、ノズル21を上げたり下げたりする。ケーブル先端92は、ケーブルケース94内に収められているケーブル93に付けられている。
ディスペンサー91の底壁29と隣接して、ケーブルケース94のねじ山95に合うねじ山をもった管継手95がある。ねじ山95は、ケーブルケース94の位置を幾分調節するのを可能にする。矢印96、97が示すように、ノズル21の動きはケーブル93を動かすことによって実現される。つまり、ケーブル93を右へ動かすと、ノズル21が下がることになる。
ケーブル93は、図２の管路57によって示されるように、床掃除機械の制御パネル50に相互接続されている。制御パネル50には取っ手（図示せず）があり、その取っ手がセクタと小歯車ギヤ（図示せず）に接続されており、取っ手操作の回転運動が、制御コントローラによりケーブル93の直線的な押し引き型運動に変換される。別の方法としては、クリックスプリングを適用して、設定濃度に対応するある一定の回転位置とその回転位置に止まるための摩擦を与えて「カチッ」と取っ手を回すこともできる。
図７は、第４の実施形態のノズル調節手段を有するディスペンサー98を示している。ディスペンサー98は水吸い込み管路22を持ち、フレキシブルであるのが望ましい。ノズル21の下部は、支持棒99に付けられており、その位置は、ソレノイド100によって制御されている。この実施形態において、ノズルは二通りの垂直な配置を有している。すなわち、ソレノイド100の電源が入った位置に相当する上部位置と、ソレノイド100の電源が遮断された位置に相当する下部位置とである。図７において、電源が入った位置でのソレノイド100が示されている。ソレノイドに電源が入っていないときには、ばね101はその「下」の位置で支持棒99に電圧を印加する。
ソレノイド100は、回路103によって電源102に電気的に相互接続されており、その電源は壁面プラグ、電池、または他の適切な壁面電源であればよい。スイッチ104を閉じるとソレノイド100に電源が入り、そうすることで支持棒99とノズル21が引上げられ、ディスペンサーをその「高濃度」位置へと移動させる。ソレノイドの電源が遮断されているときには、ノズルはその「低濃度」位置へと下に移動する。
図8A、8B、及び8Cは、第５の実施形態のノズル調節手段を有するディスペンサー105を示している。図8Aは、ノズル21がその高い位置にあるものを例示しており、図8Bはノズル21が中程度の位置にあるものを例示しており、そして図8Cはノズル21が低い位置にあるものを例示しているが、これは装置停止の状態である。
この実施形態の場合、水吸い込み管路22は固定している方が望ましい。これは、出口部分107を有する中間水管路106と接続されている。噴霧ヘッド62の反対側の端部で、ノズルの水チューブ61が縦方向の環状水路108の中に接続されている。ノズル21の垂直方向の動きは、図６に例示されたもの同様、ケーブルの位置によって制御されている。
図8Aに示されているように、水は管路22の中を流れて、そして中間管路106を通る。出口部分107は、水がノズル21を上昇して噴霧ヘッド62から出るように、環状水路108の下部と接続されている。同様に、ノズルが図8Bに示された位置にあるときには、水は導管22、106、及び61の中を流れる。ノズル21がその低い位置にある図8Cにおいては、水の流れは妨げられている。なぜなら出口部分106が、環状水路108と接続されていないからである。
図９は、第６の実施形態のノズル調節手段を有するディスペンサー109を示している。この実施形態において、ノズル低部はＵ型チューブ110と接続されている。Ｕ型チューブ110は、ノズル21を支える役割を果たしている。固定されたＵ型チューブの端部113は、フレキシブルな水吸い込みホース22と接続されている。Ｕ型チューブ110は、線形軸受112を有するガイド111の中を貫通している。Ｕ型チューブ110の垂直位置が、ノズル21の垂直位置を制御している。図６との関連で説明されたものと同様のケーブルの構造により、Ｕ型チューブ110の垂直位置を調節している。複数のブラケット114がガイド111から延びて、ケーブル先端92を安定させている。
図10は、第７の実施形態のノズル調節手段を有するディスペンサー115を示している。ノズル21の低部に付けられているのは、垂直な押し棒116である。押し棒116の低部端はレバー117に付けられており、このレバーはその中心点118を軸として回転できる。実線は、レバー117、押し棒116、そしてノズル21が高い位置にある配置を例示している。点線は、レバー117、押し棒116、そしてノズル21がその低い位置にある配置を例示している。もしもレバー117が離されたなら、ばね119は押し棒116を最も低い位置へ押し下げる。
レバー117の位置は、レバー棒121の端部に付けられている取っ手120の動きによって調節されている。位置ロック123は、制御パネル50と隣接して設けられている。レバー棒121は位置ロック123上に複数あるアパーチャ122の中の一つに移動させることができ、それによりノズル21の位置を調節する。図10に例示されている実施形態は、五つの位置をもつ位置ロック103を示している。しかしながら、異なった数の位置や、連続的な調節を可能にするレバー制御を設けてもよい。
ノズル21と浸食面30との間の距離は、ノズル21によって噴霧される水が直接当たる浸食面の領域に影響を与える。図３に示されるように、ブロック固体化学薬品13が低い位置にあるときには、浸食面31の中心部分だけに直接水があたるかもしれない。ノズル21を下がるにつれて、浸食面31のより広い面に当たることになり、いずれ浸食面31全体が「完全円錐形範囲」として当たる。ノズルから浸食面への距離がその点を越えて広がったとしたら、水噴霧の外側の部分は、固体化学薬品13に到達する前にケース12の内壁に当たることになる。
たとえ噴霧ノズル21が、完全円錐形範囲の達成される点よりも高かったり低かったりしても、濃度は効果的に制御され、調節されることができる。しかしながら、スクリーン19、水圧、そしてノズル21と浸食面31との間の距離は、ブロック固体化学薬品13の低面31が本質的に平坦で凸面のないような状態でなければならない。スクリーン19の周囲の水の流れは、比較的一定の溶解率と、ブロック固体化学薬品の低面31の比較的平坦である面の形成を可能にすることが発見されている。
ノズル21と浸食面31との間の最適な距離は、ブロック固体化学薬品13の直径によるであろう。固体化学薬品13は、様々な大きさと構成に鋳込まれるであろうが、好ましいブロック固体化学薬品13は、円柱状のかたまりで、直径が約３インチ（7.6センチ）である。さらに、様々なノズルの構成が使用されうるが、この好ましい実施形態では90゜の噴霧角度を有するノズルを用いる。ノズルが60゜から120゜の範囲の噴霧角度をもっていると仮定して、そしてＲがブロック固体化学薬品13の半径であると仮定すると、好ましいノズルから浸食面への距離は、およそ1/2Rから2Rである。すなわち、直径３インチの固体化学薬品にとって、好ましい距離とはおよそ0.75インチから３インチである。異なった噴霧角度を有するノズルの場合、上記範囲は状況の幾何的条件により幾らか異なるであろう。
ここで用いられている用語「直径」、「半径」、そして「Ｒ」の文字は、ブロック固体化学薬品13の横断面が円形でなければならないことを意味しているわけではない。むしろ、ブロック固体化学薬品13は異なった横断面の形、たとえば四角、八角などでもありうる。
本発明は、固体ブロック濃縮物と平板スクリーン19との関連で説明されているものの、ディスペンサーには、比較的きめの細かいスクリーンによって支えられた粉末の濃縮物が収められていることもありうる、と理解されるべきである。スクリーンは水平でも凸面でも構わない。
操作中、ひとかたまりのブロック固体化学薬品13の入っている容器20は、アクセス部分14を通じてケース11の中へ装着される。容器のキャップ（図示せず）は外されて、容器20はひっくり返されて、ブロック固体洗浄化学薬品13の開口面あるいは露出面31は支持スクリーン19の上に置かれる。ブロック固体化学薬品13の横断面領域は、ブロックが支持スクリーン19の上に平らに置かれるのを可能にするために、そして水噴霧がディスペンサーケースの内壁に沿って流れたり、蓋15の上に当たったりするのを防ぐために、ケース11の横断面領域とほぼ同じ大きさであるべきである。
溶剤は貯蔵器83に加えられて、そして溶剤は水であるのが望ましい。あるいは、溶剤は化学的に改良された溶液であってもよい。すなわち、溶剤は固体化学薬品ブロック13に対して反応する溶液であってもよい。たとえば、液体水素過酸化物を水に加えて溶剤を造ることが可能であり、そして固体ブロックには酢酸が含まれていてもよい。その結果としての化学溶液は過酢酸を含むことになり、それは効果的な消毒剤と漂白剤となる。
水は、方向制御弁55が開いているときにはいつでも、電子的または手動で、水源から水供給管路50と25を通って噴霧ノズル21へと液体流路に従って流れる。ここの中を液体が流れると、噴霧ノズル21は、ブロック固体化学薬品13の下の部分を濡らしながら、ブロック固体化学薬品13の底面31に噴霧を吹き付け、それは溶解して溶液として支持スクリーン19の中を通ってケース11の溶液収集部16へと流れる。濃縮洗剤溶液は、ケース部材11の出口部分17の中を通り、導管25によって貯蔵器や利用点へと導かれていく。
溶剤溶液の濃度は、使用者によって手動で、あるいは伝導性センサーといった適切な感知手段によって自動的に制御されている。この望ましい実施形態おいては、固定された固体化学薬品との関連で噴霧ノズルを下げることは、結果として洗剤溶液の濃度を下げる。あるいは、洗剤溶液の濃度を上げることは、噴霧ノズルの位置を上げることによって達成される。このような噴霧ノズルの上げ下げは、図４−10で例示された調節手段やそれに相当するものによって達成される。
以下の例１で開示されているのは、ディスペンサー10の溶解特徴のために必要なデータを作り出すのに利用される過程である。ノズルから浸食面への距離の効果に関するこのようなデータに基づき、フィードバックモデルを開発することができる。このフィードバックモデルは、ある一定の噴霧ノズルから浸食面への距離が設定されたときに、結果として得られる化学濃度を予想するために利用できる。ポンプ51の電圧と水温といった他の変動要因は、溶液濃度に影響を与えるであろう。つまり、水圧が上がって温度が上がれば、溶解されるブロック固体化学薬品13の量が増え、溶液の濃度が上がる結果となる。しかしながら、ノズルから浸食面への距離は、ポンプの電圧、水温、そして水圧よりも溶液濃度を決定するもっと大切な要素である。
例１
直径約3.5インチ（8.9センチ）、高さ約３インチ（7.6センチ）の円柱状の容器には、１ポンド（0.45キロ）の床洗浄剤が満たされている。容器20は、調合する前に室温に下げることが許容されている。
容器20は、ブロック固体化学薬品13が平らな水平スクリーン19の上に支えられた状態で、本発明のディスペンサー10と同様のディスペンサーの中に置かれた。スクリーン19は金属の平板で、5/32インチ（0.4センチ）の丸い穴がおよそインチ当たり５つ（センチ当たり２つ）あけられている。ノズルは90゜の噴霧角度をもち、スプレーイング・システムズ・インクによって製造されたものである。スクリーン往復台の位置は垂直方向に動かさせ、そうすることで露出化学薬品面を動かして、その結果、噴霧ノズル21と洗剤の露出浸食面30との間の距離は、約１インチ（2.5センチ）から約２インチ（5.1センチ）であった。
別のテストで、水温を約50゜Fと80゜Fに保持した状態で、約10psiと30psiの圧力で水を洗剤の露出浸食面の上に噴霧し、５リットルのサンプルを製造した。調合された洗剤の量は、噴霧直前と直後の容器の重さを計ることで計量された。
実験結果は表１に示されている。表１から明らかに示されているように、調合された洗剤溶液の濃度は、噴霧ノズル21と浸食面30との間の距離が狭くなるにしたがって上昇した。噴霧ノズルと浸食面との間の1.5インチ（3.8センチ）の距離の差は、洗剤濃度に対して約２から３倍の効果を引き起こした。
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この発明に他の変形を加えることは、前述の説明を鑑みれば、当該技術を有する者には明白であろう。たとえば、お互いに非相溶性の二種類の異なった種類のブロック固体化学薬品13を調合するために、二つのディスペンサー10を使用することが可能であろう。装置使用位置の近隣で、二つの溶液を混合させることができるであろう。
上記説明は、本発明において明確に開示された個々の実施形態の具体的な例を提供することを目的としている。したがって、この発明はこれらの実施形態やこれら特定要素の使用に限られるものではない。特許請求の範囲の精神と範疇に当てはまる本発明の別の変形は全て本発明に含まれるものである。
【図１】
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【図８Ｂ】
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【図２】
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【図８Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図９】
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【図１０】
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