(57)【要約】【課題】  気体と液体を洗浄に用いることにより、洗浄時に周辺への洗浄水の飛散を抑制しつつ洗浄可能な洗浄方法及び洗浄装置を提供する。【解決手段】  気体によって液体を微粒化する二流体ノズル形式の洗浄方法において、被洗浄体７４の表面と噴霧装置１０との間の距離Ｌが洗浄距離以内にあるとき気体と液体とを気液混合部１５で混合し、微粒化した液体を噴出口１６ａから噴霧して被洗浄体を洗浄する。【選択図】  図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体流路と気体流路とを有する噴霧装置本体部と、
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて、前記液体流路の開口を覆いかつ平らな内側端面を有する内蓋部と、
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて前記内蓋部を覆うとともに、前記気体流路の開口を覆いかつ前記内蓋部の前記内側端面に対向する平らな外側端面を持つ外側端部
を有する外蓋部と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間に配置され、前記内蓋部の前記内側端面と前記外蓋部の前記外側端面との間の円板状の外形の空間で構成され、前記気体流路を流れる気体流と前記液体流路を流れる液体流とを混合する気液混合部と、
前記内蓋部の前記内側端面の周方向の少なくとも１箇所に貫通して設けられて前記気液混合部と連通して、前記液体流路を流れる液体流を前記気液混合部に流入させる液体流入口と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間の前記気液混合部の側部に前記気液混合部と連通して配置されて、前記液体流入口から前記気液混合部に流入する前記液体流に向かって、前記気体流路を流れる前記気体流を前記気液混合部に流入させる気体流入口と、
前記外蓋部の前記外側端面に貫通して設けられて前記気液混合部と連通し、前記気液混合部で前記気体流と前記液体流が混合して微粒化した液体を噴出する噴出口とを備える噴霧装置を使用して、前記気液混合部で前記気体流と前記液体流が混合して前記微粒化した液体を被洗浄体の表面に噴霧して前記被洗浄体の表面を洗浄する洗浄方法であって、
前記被洗浄体の表面と前記噴霧装置との間の距離が、予め決められた洗浄距離以内にあるか否かを表示装置で表示し、
前記被洗浄体の表面と前記噴霧装置との間の前記距離が前記洗浄距離以内にあると前記表示装置で表示されたのち、前記噴霧装置から前記微粒化した液体を前記被洗浄体の表面に噴霧して前記被洗浄体の表面を洗浄する、洗浄方法。
【請求項２】
前記洗浄距離は５ｍｍ〜３０ｍｍであり、
前記被洗浄体の表面と前記噴霧装置との間の前記距離が前記洗浄距離である５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲以内にあると前記表示装置で表示されたのち、前記噴霧装置から前記微粒化した液体を前記被洗浄体の表面に噴霧して前記被洗浄体の表面を洗浄する、請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項３】
前記噴霧装置を少なくとも二つ以上配置して、前記少なくとも二つ以上の噴霧装置の前記噴霧装置本体部から前記微粒化した液体を前記被洗浄体の表面に同時に噴霧して、噴霧範囲を互いに重複させた状態で前記被洗浄体の表面を洗浄する、請求項１又は２に記載の洗浄方法。
【請求項４】
液体を前記噴霧装置に供給するとき前記液体を間欠的に供給することにより、前記液体を前記噴霧装置に供給して前記噴霧装置本体部から前記微粒化した液体を前記被洗浄体の表面に噴霧して前記被洗浄体の表面を洗浄する洗浄動作と、前記液体の前記噴霧装置に対する供給を停止して前記噴霧装置本体部から気体のみを前記被洗浄体の表面に噴射する気体噴射動作とを繰り返して行う、請求項１〜３のいずれか１つに記載の洗浄方法。
【請求項５】
前記噴霧装置の前記噴霧装置本体部と前記被洗浄体の表面との距離を測長装置で測定し、その測定結果を前記表示装置で表示して、前記測定した距離を５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内に維持しつつ前記洗浄を行う、請求項１〜４のいずれか１つに記載の洗浄方法。
【請求項６】
液体流路と気体流路とを有する噴霧装置本体部と、
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて、前記液体流路の開口を覆いかつ平らな内側端面を有する内蓋部と、
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて前記内蓋部を覆うとともに、前記気体流路の開口を覆いかつ前記内蓋部の前記内側端面に対向する平らな外側端面を持つ外側端部
を有する外蓋部と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間に配置され、前記内蓋部の前記内側端面と前記外蓋部の前記外側端面との間の円板状の外形の空間で構成され、前記気体流路を流れる気体流と前記液体流路を流れる液体流とを混合する気液混合部と、
前記内蓋部の前記内側端面の周方向の少なくとも１箇所に貫通して設けられて前記気液混合部と連通して、前記液体流路を流れる液体流を前記気液混合部に流入させる液体流入口と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間の前記気液混合部の側部に前記気液混合部と連通して配置されて、前記液体流入口から前記気液混合部に流入する前記液体流に向かって、前記気体流路を流れる前記気体流を前記気液混合部に流入させる気体流入口と、
前記外蓋部の前記外側端面に貫通して設けられて前記気液混合部と連通し、前記気液混合部で前記気体流と前記液体流が混合して微粒化した液体を噴出する噴出口とを備える噴霧装置を少なくとも二つ以上備え、
被洗浄体の表面と前記噴霧装置との間の距離が、予め決められた洗浄距離以内にあるか否かを表示する表示装置をさらに備えて、
前記被洗浄体の表面と前記噴霧装置との間の前記距離が前記洗浄距離以内にあると前記表示装置で表示されるとき、前記噴霧装置から前記微粒化した液体を前記被洗浄体の表面に噴霧して前記被洗浄体の表面を洗浄する洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄距離は５ｍｍ〜３０ｍｍであり、
前記被洗浄体の表面と前記噴霧装置との間の前記距離が前記洗浄距離である５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲以内にあると前記表示装置で表示されるとき、前記噴霧装置から前記微粒化した液体を前記被洗浄体の表面に噴霧して前記被洗浄体の表面を洗浄する、請求項６に記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記噴霧装置を少なくとも二つ以上配置して、前記少なくとも二つ以上の噴霧装置の前記噴霧装置本体部から前記微粒化した液体を前記被洗浄体の表面に同時に噴霧して、噴霧範囲を互いに重複するように、隣接する前記噴霧装置の間隔を狭く配置する、請求項６又は７に記載の洗浄装置。
【請求項９】
液体を前記噴霧装置に供給するとき前記液体を間欠的に供給することにより、前記液体を前記噴霧装置に供給して前記噴霧装置本体部から前記微粒化した液体を前記被洗浄体の表面に噴霧して前記被洗浄体の表面を洗浄する洗浄動作と、前記液体の前記噴霧装置に対する供給を停止して前記噴霧装置本体部から気体のみを前記被洗浄体の表面に噴射する気体噴射動作とを繰り返して行うように前記噴霧装置を制御する制御部をさらに備える、請求項６〜８のいずれか１つに記載の洗浄装置。
【請求項１０】
前記噴霧装置の前記噴霧装置本体部と前記被洗浄体の表面との距離を測定する測長装置をさらに備えて、
前記測長装置からの測定結果を前記表示装置で表示する、請求項６〜９のいずれか１つに記載の洗浄装置。
【請求項１１】
前記噴霧装置の前記噴霧装置本体部と前記被洗浄体の表面との距離を測定する測長装置と、
前記噴霧装置と前記被洗浄体との距離を可変させるように前記噴霧装置を前記被洗浄体に対して移動させる移動装置と、
前記噴霧装置を前記被洗浄体に接近して前記測長装置で測定された前記距離が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲で維持されるように前記移動装置を駆動制御する制御部とを備える、請求項６〜８のいずれか１つに記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体によって液体を微粒化する二流体ノズルを使用する洗浄方法及び洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高圧洗浄装置は、車、又は外壁などの洗浄用に広く用いられている。高圧洗浄装置の例としては、例えば、特許文献１に記載された高圧洗浄装置がある。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、高圧洗浄機８０は、洗浄機本体８１と吐出装置９１とを備えて構成されている。洗浄機本体８１には、吸水口８６と吐水口８７とが設けられている。吸水口８６は、不図示のホースを介して水道管又は貯水槽等に設けられた蛇口等と接続されることにより、洗浄機本体８１の内部に対して水を取り込む役割を担っている。一方、吐水口８７は、洗浄機本体８１の内部に設けられた加圧ユニット８８で加圧された高圧水を、洗浄機本体８１から吐出する箇所である。この吐水口８７は、不図示のホースを介して吐出装置９１と接続されることとなる。
【０００３】
吐出装置９１は、ガン９２とノズル９３とを組み合わせて構成される部材である。ガン９２とノズル９３とは、分割された状態で洗浄機本体８１に収納できるようになっている。ガン９２とノズル９３とは、ガン９２の先端部とノズル９３の後端部とにそれぞれ形成された接続部を接続することで結合できるようになっている。
【０００４】
また、ガン９２には、不図示のホースを介して吐水口８７と接続するための導水口９２ａが形成されており、さらに、ガン９２の内部には、導水口９２ａからノズル９３へ高圧水を導く高圧水の導水経路内に不図示の開閉機構が備わっている。この開閉機構を開閉動作させることによって、ノズル９３の先端からの高圧水の吐出を制御できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６０４６３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された前記従来の高圧洗浄機の構成は、加圧ユニットにて約９ＭＰａ以上の高圧に加圧された水をノズルに供給するために、ノズル先端から吐出される洗浄水は高圧である。そのため、洗浄水が被洗浄体に衝突した際に周辺に跳ね返った洗浄水が飛散するという問題を有している。
本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、気体と液体とを供給した二流体ノズルを洗浄に用いることにより、洗浄時に周辺への洗浄水の飛散を抑制しつつ洗浄可能な洗浄方法及び洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかる洗浄方法は、
液体流路と気体流路とを有する噴霧装置本体部と、
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて、前記液体流路の開口を覆いかつ平らな内側端面を有する内蓋部と、
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて前記内蓋部を覆うとともに、前記気体流路の開口を覆いかつ前記内蓋部の前記内側端面に対向する平らな外側端面を持つ外側端部を有する外蓋部と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間に配置され、前記内蓋部の前記内側端面と前記外蓋部の前記外側端面との間の円板状の外形の空間で構成され、前記気体流路を流れる気体流と前記液体流路を流れる液体流とを混合する気液混合部と、
前記内蓋部の前記内側端面の周方向の少なくとも１箇所に貫通して設けられて前記気液混合部と連通して、前記液体流路を流れる液体流を前記気液混合部に流入させる液体流入口と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間の前記気液混合部の側部に前記気液混合部と連通して配置されて、前記液体流入口から前記気液混合部に流入する前記液体流に向かって、前記気体流路を流れる前記気体流を前記気液混合部に流入させる気体流入口と、
前記外蓋部の前記外側端面に貫通して設けられて前記気液混合部と連通し、前記気液混合部で前記気体流と前記液体流が混合して微粒化した液体を噴出する噴出口とを備える噴霧装置を使用して、前記気液混合部で前記気体流と前記液体流が混合して前記微粒化した液体を被洗浄体の表面に噴霧して前記被洗浄体の表面を洗浄する洗浄方法であって、
前記被洗浄体の表面と前記噴霧装置との間の距離が、予め決められた洗浄距離以内にあるか否かを表示装置で表示し、
前記被洗浄体の表面と前記噴霧装置との間の前記距離が前記洗浄距離以内にあると前記表示装置で表示されたのち、前記噴霧装置から前記微粒化した液体を前記被洗浄体の表面に噴霧して前記被洗浄体の表面を洗浄する。
【０００８】
また、前記目的を達成するために、本発明の別の態様にかかる洗浄装置は、
液体流路と気体流路とを有する噴霧装置本体部と、
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて、前記液体流路の開口を覆いかつ平らな内側端面を有する内蓋部と、
前記噴霧装置本体部の先端に配置されて前記内蓋部を覆うとともに、前記気体流路の開口を覆いかつ前記内蓋部の前記内側端面に対向する平らな外側端面を持つ外側端部を有する外蓋部と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間に配置され、前記内蓋部の前記内側端面と前記外蓋部の前記外側端面との間の円板状の外形の空間で構成され、前記気体流路を流れる気体流と前記液体流路を流れる液体流とを混合する気液混合部と、
前記内蓋部の前記内側端面の周方向の少なくとも１箇所に貫通して設けられて前記気液混合部と連通して、前記液体流路を流れる液体流を前記気液混合部に流入させる液体流入口と、
前記内蓋部と前記外蓋部との間の前記気液混合部の側部に前記気液混合部と連通して配置されて、前記液体流入口から前記気液混合部に流入する前記液体流に向かって、前記気体流路を流れる前記気体流を前記気液混合部に流入させる気体流入口と、
前記外蓋部の前記外側端面に貫通して設けられて前記気液混合部と連通し、前記気液混合部で前記気体流と前記液体流が混合して微粒化した液体を噴出する噴出口とを備える噴霧装置を少なくとも二つ以上備え、
被洗浄体の表面と前記噴霧装置との間の距離が、予め決められた洗浄距離以内にあるか否かを表示する表示装置をさらに備えて、
前記被洗浄体の表面と前記噴霧装置との間の前記距離が前記洗浄距離以内にあると前記表示装置で表示されるとき、前記噴霧装置から前記微粒化した液体を前記被洗浄体の表面に噴霧して前記被洗浄体の表面を洗浄する。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明の前記態様にかかる洗浄装置及び洗浄方法によれば、気体と液体とを洗浄に用いることにより、気液混合部で液体と気体とが混合されて液体が微粒化し、微粒化した液体を噴出口から噴出することができる。この結果、気化が早くかつ濡れ等を感じない粒径の小さな液体を噴霧できて、洗浄時に周辺への洗浄水の飛散を抑制しつつ洗浄可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１における洗浄装置が有する噴霧装置の噴霧装置本体部近傍の断面図
【図１Ｂ】図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線での断面図
【図２Ａ】本発明の実施の形態１における噴霧装置全体の概略構成図
【図２Ｂ】本発明の実施の形態１における洗浄装置全体の概略構成図
【図３Ａ】本発明の実施の形態２における噴霧装置本体部を複数配置したときの概略断面図
【図３Ｂ】図３Ａの概略平面図
【図３Ｃ】図３Ｂの変形例を示す概略平面図
【図３Ｄ】図３Ｂの別の変形例を示す概略平面図
【図４】本発明の実施の形態３における洗浄装置と被洗浄体を示す概略図
【図５】本発明の実施の形態３における洗浄装置の応用例を示す概略図
【図６Ａ】従来の高圧洗浄機を示す概略図
【図６Ｂ】従来の高圧洗浄機の断面を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１における洗浄装置７１が有する噴霧装置１０の噴霧装置本体部１０ａ近傍の切断断面図である。図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線での断面図である。以下に、この噴霧装置１０の構成について図１Ａを参照しながら説明する。
洗浄装置７１は、少なくとも１個の噴霧装置１０を備えている。
噴霧装置１０は、噴霧装置本体部１０ａと、内蓋部１３と、外蓋部１４とを少なくとも備えている。内蓋部１３と外蓋部１４とで気液混合部１５を構成している。噴霧装置１０は、さらに、噴霧装置蓋固定部１７を備えている。
【００１２】
噴霧装置本体部１０ａは、円柱状部材の中心部に軸方向沿いに配置された液体流路１１と、液体流路１１の周囲に間隔をおいて軸方向沿いに配置された円筒状の気体流路１２とがそれぞれ形成されている。液体流路１１と気体流路１２とは、噴霧装置本体部１０ａの一部として中央部に位置する円筒部１０ｂで区切られている。
円筒部１０ｂの先端は、円筒部１０ｂ以外の噴霧装置本体部１０ａより先端側に少し突出し、その先端に内蓋部１３が固定されている。
【００１３】
内蓋部１３は、噴霧装置本体部１０ａの先端に配置され、液体流路１１の開口を覆いかつ平らな内側端面１３ａを有する断面略Ｃ字形状をなしている。内蓋部１３は、円筒部１０ｂの端面と内蓋部１３の内側端面１３ａの内面との間には、円板状の外形の第１隙間２２が形成されている。内蓋部１３の内側端面１３ａの外周部の１カ所には、内側端面１３ａを軸方向に貫通する液体流入口１８が形成されている。すなわち、液体流入口１８は、気液混合部１５の外周壁面近傍の上流側平坦面である内蓋部１３の内側端面１３ａに位置しており、液体流路１１と気液混合部１５とを連通させている。
【００１４】
外蓋部１４は、噴霧装置本体部１０ａの先端に配置され、内蓋部１３を覆うとともに、気体流路１２の開口を覆いかつ内蓋部１３の内側端面１３ａに対向する平らな外側端面１４ａを有する断面略Ω形状をなしている。外蓋部１４は、内蓋部１３との間の側部では、所定間隔の円筒状の外形の第２隙間２３をあけて覆うとともに、内蓋部１３との間の端部では、所定間隔の円板状の外形の空間の気液混合部１５を隙間として形成しつつ内蓋部１３を覆うように、噴霧装置本体部１０ａの端面と噴霧装置蓋固定部１７との間に挟持されて固定されている。なお、噴霧装置蓋固定部１７を無くして、外蓋部１４が、直接、噴霧装置本体部１０ａの端面に固定されるようにしてもよい。
【００１５】
外蓋部１４と内蓋部１３との間において所定間隔の円板状の外形の気液混合部１５を確実に形成するため、外蓋部１４の外側端面１４ａの内面に円環状の凸部２４を形成して、外蓋部１４の内面と内蓋部１３の内側端面１３ａとの間に強制的に隙間として気液混合部１５が配置形成できるようにしている。円環状の凸部２４は、外蓋部１４の外側端面１４ａの内面に設ける代わりに、内蓋部１３の内側端面１３ａの外面に設けても良い。このように構成される気液混合部１５は、気体流路１２を流れる気体流と液体流路１１を流れる液体流とを混合するためのものである。
【００１６】
また、気液混合部１５の側部において、円環状の凸部２４の一部を径方向に切り欠いて、気体流路１２と気液混合部１５とを連通させる気体流入口１９を形成している。よって、気体流入口１９は、液体流入口１８から流入する液体流の流入方向に対して、気体流入口１９から流入する気体流の流入方向が交差するように配置されている。気体流入口１９は、噴霧装置本体部１０ａの中心（中心軸２７）に対して液体流入口１８とは１８０度位相を異にした、液体流入口１８に対向する位置に位置する。さらに、外蓋部１４の外側端面１４ａの外面の中央には、円筒部が突出して固定され、軸方向に外側端面１４ａ及び円筒部を貫通した噴出口１６ａを有する噴出部１６を形成している。噴出口１６ａは、液体流路１１と同一中心軸２７上に配置されている。これに対して、液体流入口１８は、この中心軸２７から外れた位置に位置している。
【００１７】
よって、気液混合部１５は、円環状の凸部２４と内蓋部１３と外蓋部１４とで囲まれて形成されており、軸方向沿いに内蓋部１３を貫通した液体流入口１８と、軸方向とは交差する方向沿いに円環状の凸部２４を切り欠いた気体流入口１９と、軸方向沿いに外蓋部１４を貫通した噴出口１６ａとに連通している。
【００１８】
このような構成において、噴霧装置１０に供給された液体は、噴霧装置本体部１０ａに対して、図示しない液体供給口から装置先端側に液体流路１１を流れて液体流となり、その液体流は、第１隙間２２と液体流入口１８とを通って、気液混合部１５に供給される。また、噴霧装置１０に供給された気体は、噴霧装置本体部１０ａに対して、図示しない気体供給口から装置先端側に気体流路１２を流れて気体流となり、その気体流は、第２隙間２３と気体流入口１９とを通って、気液混合部１５に供給される。
【００１９】
気液混合部１５に対して気体流と液体流とが供給されると、気液混合部１５内で互いに混合され、液体が微粒化された後に、外蓋部１４に設けられた噴出部１６の噴出口１６ａから、混合されて微粒化された液体を外側に噴出する。
【００２０】
以下、気液混合部１５での微粒化の機構について、図１Ｂを参照しながら説明する。液体流路１１を流れてきた液体流は、第１隙間２２を通り、内蓋部１３に設けられた液体流入口１８を通り、図１Ｂに示すように、気液混合部１５の円環状の凸部２４の近傍より、液体流が噴出部１６の方向へ供給される。
【００２１】
一方、液体流入口１８から気液混合部１５に供給された液体流に対して、液体流入口１８の対向する位置に位置する気体流入口１９を通って気液混合部１５に供給された気体が、気液混合部１５内で液体に衝突する。このように衝突することで、液体は円環状の凸部２４に押し広げられ、薄い膜状になり円環状の凸部２４の周方向に流れることにより、薄い膜状からさらに細かな液滴へと変化する。さらに、この液滴を含む気液混合流を、気液混合部１５の円環状の凸部２４に沿って、周回及び撹拌することで、液滴をさらに微粒化することができ、より粒径の小さな液体を噴出口１６ａから噴霧することが可能である。
【００２２】
より具体的には、気液混合部１５は直径８．０ｍｍ、高さ２．０ｍｍであり、噴出部１６の噴出口１６ａは直径１．５ｍｍ、長さ２．０ｍｍ、液体流入口１８は直径０．７ｍｍ、気体流入口１９は矩形であり、幅１．０ｍｍ、高さ１．０ｍｍの噴霧装置である。
【００２３】
この噴霧装置に対し、気体の例として圧縮空気を０．２ＭＰａ（ゲージ圧）の圧力で供給し、液体の例として水を０．１５ＭＰａ（ゲージ圧）の圧力で供給した。この条件で微粒化した水のザウター平均粒径をレーザー回折法にて評価を行った。レーザー回折法の測定距離は噴霧装置の先端から３００ｍｍの位置であり、ザウター平均粒径は１０μｍとなった。また、気体の例として圧縮空気を０．２ＭＰａ（ゲージ圧）の圧力で供給し、液体の例として、前記と同様に水を０．１５ＭＰａで供給した。この条件で微粒化した水のザウター平均粒径を、同様にレーザー回折法にて評価を行った。レーザー回折法の測定距離は噴霧装置の先端から３００ｍｍの位置であり、この条件で微粒化した水のザウター平均粒径は１０μｍとなった。
【００２４】
図２Ａは、噴霧装置本体部１０ａを含む噴霧装置１０の全体を示す概略図である。図２Ａにおいて、噴霧装置本体部１０ａには、液体流路配管５１の一端と気体流路配管５２の一端とが接続される。液体流路１１は、先端側のみを図示しており、後端の図示しない液体供給口は液体流路配管５１の一端に接続されている。気体流路１２も、先端側のみを図示しており、後端の図示しない気体供給口は、気体流路配管５２の一端に接続されている。
【００２５】
液体流路配管５１の他端には、液槽(図示せず)に接続されたポンプ５６が接続されている。ポンプ５６は、一例として、常温で大気圧以上に加圧した液体、より具体的には水、を供給可能としている。
気体流路配管５２の他端には、高圧気体発生器５８が接続されている。高圧気体発生器５８は、一例として、大気圧以上に加圧した気体、より具体的には圧縮空気、を供給可能としている。
【００２６】
液体流路配管５１の途中には、一端から他端の間に順に流量制御器５９と圧力制御器６０とが順に配置されている。
また、気体流路配管５２の途中には、一端から他端の間に順に流量制御器６３と圧力制御器６４とが配置されている。
【００２７】
さらに、流量制御器５９と圧力制御器６０とポンプ５６と流量制御器６３と圧力制御器６４と高圧気体発生器５８とに接続されて、液体流路配管５１の流量及び圧力と気体流路配管５２の流量及び圧力を同時に制御する制御部６５が設置されている。すなわち、ポンプ５６から液体流路配管５１に供給される液体の流量が流量制御器５９で検出されて制御部６５に入力され、ポンプ５６から液体流路配管５１に供給される液体の圧力が圧力制御器６０で検出されて制御部６５に入力されるとともに、検出された流量及び圧力に基づいて制御部６５によりポンプ５６の駆動が制御される。同様に、高圧気体発生器５８から第１気体流路配管５２に供給される気体の流量が流量制御器６３で検出されて制御部６５に入力され、高圧気体発生器５８から気体流路配管５２に供給される気体の圧力が圧力制御器６４で検出されて制御部６５に入力されるとともに、検出された流量及び圧力に基づいて制御部６５により高圧気体発生器５８の駆動が制御される。実施の形態の噴霧及び洗浄動作は、この制御部６５での制御の基に実施することができる。
【００２８】
洗浄動作開始時には、まず、大気圧以上に加圧した気体例えば圧縮空気を、高圧気体発生器５８から気体流路配管５２により噴霧装置本体部１０ａに供給するとともに、常温で大気圧以上に加圧した液体例えば水を、ポンプ５６から液体流路配管５１により噴霧装置本体部１０ａに供給する。この結果、噴霧装置本体部１０ａに供給された圧縮空気と水とが気液混合部１５で混合され、噴出口１６ａから噴霧される微粒化した液体である水と気体である空気とにより、被洗浄体に対して噴霧することができて、被洗浄体の表面を洗浄することができる。
【００２９】
詳しくは、内蓋部１３と外蓋部１４との間に設けられた気液混合部１５で、液体流入口１８から流入する液体と気体流入口１９から流入する気体とが向かい合って衝突するとともに、円環状凸部２４に沿って周回及び撹拌して液体が微粒化し、微粒化した液体を噴出口１６ａから噴霧空間に噴出することができる。
【００３０】
したがって、噴出口１６ａから微細な液体を被洗浄体に対して噴霧しつつ被洗浄体に対する洗浄動作が行える。より具体的には、気化が早くかつ濡れ等を感じないような小さな粒径の例として１０μｍ以下のザウター平均粒径の液体を噴霧しつつ洗浄動作が行える。よって、前記実施の形態によれば、気化が早くかつ濡れ等を感じない粒径の小さな液体による噴霧及び洗浄が可能となる。
【００３１】
なお、本実施形態では、液体を加圧するためにポンプ５６を設置する例を示しているが、高圧気体発生器５８によって発生する高圧気体を活用し、液体を加圧することもできる。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態１にかかる洗浄方法において、洗浄効果を確かめる実験を行った。その実験結果について、以下に説明する。
本実験例では、洗浄効果を確認するための被洗浄体として、数日間雨ざらしにすることで表面に汚れが付着した鋼板を用いた。噴霧装置本体部１０ａに供給する気体の例として圧縮空気を、液体の例として水をそれぞれ使用し、圧縮空気の圧力を０．２ＭＰａ（ゲージ圧）、水の圧力を０．１５ＭＰａ（ゲージ圧）とし、水の供給量は５０ｍｌ／ｍｉｎとし、洗浄の効果を確認している。本実験条件においては、噴霧装置本体部１０ａから被洗浄体表面までの距離を概略５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲で維持することで、被洗浄体表面が洗浄できることが確認できた。
【００３３】
以上より、供給された気体と液体とを気液混合部１５で混合し、噴出口１６ａから噴霧される微粒化した液体である常温の水と気体である圧縮空気とにより、被洗浄体を洗浄できることがわかった。
【００３４】
図２Ｂは、本発明の実施の形態１における洗浄装置７１全体の概略構成図である。
この実施の形態１にかかる洗浄装置７１は、少なくとも１つの噴霧装置１０を有して、被洗浄体７４の表面に近接して配置された状態で噴霧を行って洗浄を行うことを想定している。その理由は、気体及び液体の供給圧力が比較的低いため、噴霧範囲７９が小さいためである。
【００３５】
そこで、例えば、洗浄装置７１をユーザが手で持って洗浄動作を行うとき、洗浄装置７１を被洗浄体７４の表面に対してどの程度まで近接する必要があるか、ユーザにはわかりにくい場合がある。このため、１つの例として、どの程度まで近接すればよいかを表示装置で表示することが考えられる。
【００３６】
このため、まず、洗浄装置７１には、被洗浄体７４の表面までの距離を測定する、レーザーを用いた測長装置、例えばレーザー距離計のような測長装置７３が設置されている。測長装置７３は制御部６５と接続されている。
【００３７】
また、被洗浄体７４の表面と噴霧装置１０との間の距離Ｌが、予め決められた洗浄距離Ｌｗ以内にあるか否かを表示するＬＥＤ又は液晶表示装置などの表示装置７８を備えている。表示装置７８は制御部６５と接続されている。
【００３８】
よって、測長装置７３で被洗浄体７４の表面と噴霧装置１０との間の距離Ｌを測定し、測定結果を制御部６５に入力する。制御部６５は、測定距離Ｌが洗浄距離Ｌｗ以内にあるとき、表示装置７８に洗浄距離Ｌｗ以内にあることを表示する。例えば、測定距離Ｌが洗浄距離Ｌｗ以内ならば表示装置７８で緑色を点灯し、それ以外の場合には表示装置７８で赤色を点灯するようにしてもよい。又は、測定距離Ｌが洗浄距離Ｌｗ以内にあるか否かを、表示装置７８において文字又は音声で表示してもよい。
【００３９】
このように構成すれば、ユーザは、被洗浄体７４の表面と噴霧装置１０との間の距離Ｌが、洗浄距離Ｌｗ以内にあるか否か、言い換えれば、有効な洗浄が行える状態か否かを明確に判断することが可能となり、洗浄作業をより効率的に行うことができる。
また、制御部６５により、測定距離Ｌが洗浄距離Ｌｗ以内にある場合にのみ、噴霧装置１０から、微粒化した液体を被洗浄体表面に噴霧可能となるようにポンプ５６と高圧気体発生器５８とを駆動制御するようにして、被洗浄体表面を洗浄することもできる。
【００４０】
さらに、上記構成において、制御部６５によりポンプ５６を駆動制御して、液体を間欠的に導入可能に構成することもできる。例えば、図２Ａにおいて、制御部６５によりポンプ５６の駆動を停止すれば液体供給を停止することができる。よって、制御部６５に間欠駆動情報としてポンプ５６の駆動時間と駆動停止時間とを予め記憶させておき、記憶させた間欠駆動情報を基に、ポンプ５６の駆動時間では、ポンプ５６を駆動して液体と気体とで噴霧動作を行い、ポンプ５６の駆動停止時間では、ポンプ５６を駆動停止して気体のみの気体噴射動作を行うようにして、液体と気体とが混合された噴霧動作と、気体のみの噴出動作とが交互に実施することができる。
【００４１】
このような構成を使用して水を間欠的に供給した場合の洗浄効果を確認した。水を間欠的に供給することで、水を噴霧装置本体部１０ａに供給しないときは噴霧装置本体部１０ａからは空気のみが噴出されることとなり、噴出した空気で、洗浄時に被洗浄体に残留する水滴を除去するという効果が得られる。本実験においては、一例として、水を２秒間供給し、その後に水を１秒間だけ供給停止するという動作を繰り返すことで、水を間欠的に供給した。水を間欠的に供給することにより、洗浄時の被洗浄体の洗浄の程度を確認しながら洗浄動作を実施できるという効果があることがわかった。
【００４２】
なお、使用可能な範囲として、気体の圧力範囲は０．１〜０．５ＭＰａであり、液体の圧力範囲は０．１〜０．５ＭＰａであり、特許文献１に記載の９ＭＰａなどの高圧よりもかなり低圧である。
【００４３】
前記実施の形態１にかかる洗浄装置及び洗浄方法によれば、気体及び液体を洗浄に用いて、気液混合部１５で、液体流入口１８から流入する液体と気体流入口１９から流入する気体とが向かい合って衝突するとともに、円環状の凸部２４に沿って周回及び撹拌して液体が微粒化し、微粒化した液体を噴出部１６から噴出することができる。この結果、気化が早くかつ濡れ等を感じない粒径の小さな液体を噴霧できて、洗浄時に周辺への洗浄水の飛散を抑制しつつ洗浄することができる。
【００４４】
また、実施の形態１では、液体と気体の両方を加圧する際の圧力が０．１５ＭＰａ（ゲージ圧）の気体及び０．２ＭＰａ（ゲージ圧）の液体のように比較的低圧であることから、洗浄時に周辺への洗浄水を飛散をより一層抑制しつつ洗浄することができるとともに、動作に必要な機器の大型化を抑制することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の実施の形態２における、噴霧装置１０の噴霧装置本体部１０ａを六個、一列に配置して洗浄装置７１ａを構成するときの断面図及び平面図である。図３Ａあるいは図３Ｂにおいて、六個の噴霧装置本体部１０ａは、細長い矩形の支持プレート７０ａによって一列に間隔をあけて固定保持されて洗浄装置７１ａを構成している。図３Ａおける三角形の点線７９は、各噴霧装置本体部１０ａからの噴霧範囲の概略をイメージしたものであり、隣接する噴霧装置本体部１０ａからそれぞれ噴霧された噴霧範囲は互いに重複する重複範囲７９ａを有するものとして、洗浄効果を高めるようにしている。逆に言えば、洗浄効果を高めるために、噴霧範囲７９を重複範囲７９ａで互いに重複するように、隣接する噴霧装置１０の間隔を狭く配置している。一例としては、洗浄効果をより高めるために、重複範囲７９ａとして少なくとも噴霧範囲の４分の１は、互いに重複するように構成することができる。
【００４６】
また、例えば３個の噴霧装置本体部１０ａが隣接して配置される場合、洗浄効果をより高めるために、隣接する３個の噴霧装置本体部１０ａのうち両端の噴霧装置本体部１０ａの噴霧範囲が互いに重複する範囲を有することもできる。
【００４７】
かかる構成によれば、噴霧装置本体部１０ａで同時に噴霧できる領域を、１個の噴霧装置本体部１０ａの場合よりも大きくすることが可能となり、よって、同時に洗浄できる範囲を拡大することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態２において、噴霧装置本体部１０ａを複数配置する例として、六個配置する例を示したが、洗浄対象となる洗浄物などに応じて、配置する個数を２個以上の任意の数に選択できることは言うまでもない。さらに、本実施の形態２において、噴霧装置本体部１０ａを複数配置する例として、直線状に配置する例を示したが、対象となる洗浄物の形状又は構造などに応じて、図３Ｃ及び図３Ｄに示す変形例にかかる洗浄装置７１ｃ，７１ｄのように、矩形又は正方形の支持プレート７０ｃ，７０ｄに、複数個の噴霧装置本体部１０ａを行列状又は円周状に配置しても問題はなく、また、複数個の噴霧装置本体部１０ａを必ずしも対称的に配置する必要もない。
【００４９】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における洗浄装置７１により、被洗浄体７４を洗浄する場合の構成を示す概略図である。洗浄装置７１は、噴霧装置本体部１０ａ(図示せず)と支持プレート７０ａ(図示せず)から構成されている。例えば、洗浄装置７１は、図３Ａ〜図３Ｄのうちのいずれかで構成されてもよい。本実施の形態３において、洗浄装置７１は、互いに直角なＸＹＺの３方向にそれぞれ独立して移動可能な機構を有する移動装置７２に設置されている。移動装置７２は、例えば、洗浄装置７１をＸ方向に移動可能なＸ方向移動装置７２ｘと、洗浄装置７１をＹ方向に同期して移動可能な一対のＹ方向移動装置７２ｙと、洗浄装置７１をＺ方向に同期して移動可能な一対のＺ方向移動装置７２ｚとで構成することができ、制御部６５で駆動制御される。
【００５０】
Ｘ方向移動装置７２ｘは、例えば、正逆回転駆動可能なモータ８１ｘと、モータ８１ｘにより正逆回転される螺子軸８２ｘと、螺子軸８２ｘに螺合して進退可能な可動部８３ｘとで構成される。各Ｚ方向移動装置７２ｚは、例えば、正逆回転駆動可能なモータ８１ｚと、モータ８１ｚにより正逆回転される螺子軸８２ｚと、螺子軸８２ｚに螺合して進退可能な可動部８３ｚとで構成される。各Ｙ方向移動装置７２ｙは、例えば、Ｘ方向移動装置７２ｘと同様に、正逆回転駆動可能なモータ８１ｙと、モータ８１ｙにより正逆回転される螺子軸８２ｙと、螺子軸８２ｙに螺合して進退可能な可動部８３ｙとで構成される。
【００５１】
また、洗浄装置７１には、被洗浄体７４の表面までの距離を測定する、例えばレーザー距離計のような測長装置７３が設置されている。
よって、測長装置７３で被洗浄体７４の表面と噴霧装置１０との間の距離Ｌを測定し、測定結果を制御部６５に入力する。制御部６５は、測定距離Ｌが洗浄距離Ｌｗ以内にあるとき、移動装置７２に対してはＸ方向移動装置７２ｘのみを駆動して噴霧及び洗浄動作を行う。制御部６５は、測定距離Ｌが洗浄距離Ｌｗ以内ではないとき、被洗浄体７４の表面に接近するように各Ｙ方向移動装置７２ｙ及び各Ｚ方向移動装置７２ｚを駆動して、測定距離Ｌが洗浄距離Ｌｗ以内に入るように駆動制御し、測定距離Ｌが洗浄距離Ｌｗ以内に入ると噴霧及び洗浄動作を行う。所定時間駆動しても測定距離Ｌが洗浄距離Ｌｗ以内に入らないときは、異常であるとしてすべての移動装置の駆動を停止する。
【００５２】
このように構成すれば、被洗浄体７４の表面と噴霧装置１０との間の距離Ｌが洗浄距離Ｌｗ以内にあるように自動的に調整しつつ洗浄が行え、洗浄作業がより一層効率的に行うことができる。
【００５３】
また、制御部６５により、測定距離Ｌが洗浄距離Ｌｗ以内にある場合にのみ、噴霧装置１０から、微粒化した液体を被洗浄体表面に噴霧可能となるようにポンプ５６と高圧気体発生器５８とを駆動制御するようにして、被洗浄体表面を洗浄することもできる。
【００５４】
かかる構成によれば、被洗浄体７４の形状に対し、洗浄装置７１が自動的に移動して最適な位置で洗浄することができる。さらに、被洗浄体７４の形状によらず、洗浄装置７１と被洗浄体７４との距離を一定またはそれに準ずる距離に制御することができ、より安定な洗浄効果を得ることができる。
【００５５】
図５は、応用例として大型の被洗浄体７４、例えば自家用車を自動で洗浄する場合の構成例を示したものである。上下方向沿いに起立した一対の支柱７５に、移動装置７２に設置された洗浄装置７１を両側と上側との合計３つ配置しており、被洗浄体７４に対し、３方向から洗浄可能な構成としている。一対の支柱７５は、例えば、紙面貫通方向のＹ方向に移動可能なＹ方向移動装置７２ｙが組み込まれているとする。なお、図５では、図４の移動装置７２を３組配置しているが、説明を簡略化するため、図４と同一機能を有する装置には同一符号を付している。このため、一対の支柱７５の近くの移動装置７２では、Ｚ方向移動装置７２ｚは図５ではＸ方向に移動させる装置として機能し、Ｘ方向移動装置７２ｘは図５ではＺ方向に移動させる装置として機能する。
かかる構成によれば、自家用車のような大型の被洗浄体７４を自動的に洗浄することが可能となる。
【００５６】
なお、前記様々な実施形態又は応用例のうちの任意の実施形態又は応用例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の前記態様にかかる洗浄方法及び洗浄装置は、気体と液体を洗浄に用いることにより、洗浄時に周辺への洗浄水の飛散を抑制しつつ洗浄可能な洗浄方法及び洗浄装置である。この洗浄方法及び洗浄装置は、車又は外壁の洗浄等に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  噴霧装置
１０ａ  噴霧装置本体部
１１  液体流路
１２  気体流路
１３  内蓋部
１３ａ  内側端面
１４  外蓋部
１４ａ  外側端面
１５  気液混合部
１６  噴出部
１６ａ  噴出口
１７  噴霧装置蓋固定部
１９  気体流入口
５１  液体流路配管
５２  気体流路配管
５６  ポンプ
５８  高圧気体発生器
５９  流量制御器
６０  圧力制御器
６３  流量制御器
６４  圧力制御器
６５  制御部
７０ａ，７０ｃ，７０ｄ  支持プレート
７１，７１ａ，７１ｃ，７１ｄ  洗浄装置
７２  移動装置
７２ｘ  Ｘ方向移動装置
７２ｙ  Ｙ方向移動装置
７２ｚ  Ｚ方向移動装置
７４  被洗浄体
８１ｘ，８１ｙ，８１ｚ  モータ
８２ｘ，８２ｙ，８２ｚ  螺子軸
８３ｘ，８３ｙ，８３ｚ  可動部
【図１Ａ】
2019013897.tif 000003
【図１Ｂ】
2019013897.tif 000004
【図２Ａ】
2019013897.tif 000005
【図２Ｂ】
2019013897.tif 000006
【図３Ａ】
2019013897.tif 000007
【図３Ｂ】
2019013897.tif 000008
【図３Ｃ】
2019013897.tif 000009
【図３Ｄ】
2019013897.tif 000010
【図４】
2019013897.tif 000011
【図５】
2019013897.tif 000012
【図６Ａ】
2019013897.tif 000013
【図６Ｂ】
2019013897.tif 000014