(57)【要約】【課題】洗浄効果に優れた泡沫を生成する上で有利な洗浄装置及び気液混合装置を提供する。【解決手段】洗浄装置１Ａは、洗剤水を貯留可能な貯留部３と、貯留部３の内部の洗剤水の中に気泡を発生させる気液混合装置４を有する気泡発生手段と、貯留部３の内部で生成した泡沫を吐出する吐出部１０と、吐出部１０から吐出される泡沫の泡径を調整可能な泡径調整手段と、吐出部１０から吐出される泡沫の含水率を調整可能な含水率調整手段と、複数の運転モードを有する制御装置５０とを備える。複数の運転モードの間で、泡径及び含水率が異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗剤水を貯留可能な貯留部と、
前記貯留部の内部の洗剤水の中に気泡を発生させる気泡発生手段と、
前記貯留部の内部で生成した泡沫を吐出する吐出部と、
前記吐出部から吐出される前記泡沫の泡径を調整可能な泡径調整手段と、
前記吐出部から吐出される前記泡沫の含水率を調整可能な含水率調整手段と、
複数の運転モードを有する制御手段とを備え、
前記複数の運転モードの間で、前記泡径及び前記含水率が異なる洗浄装置。
【請求項２】
前記複数の運転モードは、
第一モードと、
前記泡径が前記第一モードよりも大きく前記含水率が前記第一モードよりも低い第二モードと、
前記泡径が前記第一モードよりも大きく前記含水率が前記第二モードよりも高い第三モードと、
前記泡径が前記第二モードよりも小さく前記含水率が前記第一モードよりも低い第四モードとのうちの少なくとも三つのモードを含む請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記複数の運転モードは、
第一モードと、
前記泡径が前記第一モードよりも大きく前記含水率が前記第一モードよりも低い第二モードと、
前記泡径が前記第一モードよりも大きく前記含水率が前記第二モードよりも高い第三モードと、
前記泡径が前記第二モードよりも小さく前記含水率が前記第一モードよりも低い第四モードとを含む請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記気泡発生手段は、前記洗剤水が流れる通路に設けられ、前記洗剤水の中に気体を混合させる気液混合装置を備え、
前記気液混合装置は、
前記洗剤水の下流に向かって内径が縮小する縮径部を有する液体流路と、
前記液体流路の内部に連通する吸気通路を有し、該吸気通路を通して前記液体流路の内部に前記気体を導入する気体導入部と、
前記液体流路の最小内径を可変にする流路径可変機構とを備え、
前記泡径調整手段は、前記液体流路の前記最小内径を変化させることによって前記泡径を調整可能であり、
前記含水率調整手段は、前記液体流路の前記最小内径を変化させることによって前記含水率を調整可能である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記液体流路は、伸縮可能な材料で作られた伸縮部を有し、
前記流路径可変機構は、前記伸縮部に対して、径方向の力、または前記径方向に直交する軸方向の力を加えることにより、前記最小内径を変化させる請求項４に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記貯留部から前記吐出部までの内部にある前記泡沫を微細化可能な微細化手段を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記含水率調整手段は、前記貯留部の内部にある前記泡沫に水を供給する水供給機構を備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項８】
洗浄対象物に付着した汚れの種類を判別する汚れ判別手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記複数の運転モードのうちのいずれのモードで運転するかを前記汚れの種類に応じて選択可能である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項９】
液体が流れる通路に設けられ、前記液体の中に気体を混合させる気液混合装置において、
前記液体の下流に向かって内径が縮小する縮径部を有する液体流路と、
前記液体流路の内部に連通する吸気通路を有し、該吸気通路を通して前記液体流路の内部に前記気体を導入する気体導入部と、
前記液体流路の最小内径を可変にする流路径可変機構とを備える気液混合装置。
【請求項１０】
前記液体流路は、伸縮可能な材料で作られた伸縮部を有し、
前記流路径可変機構は、前記伸縮部に対して、径方向の力、または前記径方向に直交する軸方向の力を加えることにより、前記最小内径を変化させる請求項９に記載の気液混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置及び気液混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、キッチン用流し台において、シンク用水経路内を流れるシンク用水に気体を混入する気体混入部と、気体混入部にてシンク用水内に混入された気体を微細化して微細気泡を発生させる微細気泡発生部とを備えること、微細気泡発生部で泡径０．１〜１０００μｍの微細気泡を発生させること、及び、微細気泡発生部には、発生させる微細気泡の泡径を調整する泡径調整手段を設けたこと、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１７３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の発明は、気泡を含む洗浄液を吐出することで対象物を洗浄するものである。これに対し、気泡を含む洗浄液ではなく、泡沫を吐出することで対象物を洗浄することが考えられる。泡沫は、気泡を含む洗浄液よりも高い洗浄効果が得られる。
【０００５】
本発明は、洗浄効果に優れた泡沫を生成する上で有利な洗浄装置及び気液混合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】
【０００６】
本発明に係る洗浄装置は、洗剤水を貯留可能な貯留部と、貯留部の内部の洗剤水の中に気泡を発生させる気泡発生手段と、貯留部の内部で生成した泡沫を吐出する吐出部と、吐出部から吐出される泡沫の泡径を調整可能な泡径調整手段と、吐出部から吐出される泡沫の含水率を調整可能な含水率調整手段と、複数の運転モードを有する制御手段とを備え、複数の運転モードの間で、泡径及び含水率が異なるものである。
また、本発明に係る気液混合装置は、液体が流れる通路に設けられ、液体の中に気体を混合させる気液混合装置において、液体の下流に向かって内径が縮小する縮径部を有する液体流路と、液体流路の内部に連通する吸気通路を有し、該吸気通路を通して液体流路の内部に気体を導入する気体導入部と、液体流路の最小内径を可変にする流路径可変機構とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の洗浄装置によれば、泡径調整手段と、含水率調整手段と、泡径及び含水率が異なる複数の運転モードを有する制御手段とを備えたことで、洗浄効果に優れた泡沫を生成することが可能となる。
また、本発明の気液混合装置によれば、液体流路の最小内径を可変にする流路径可変機構とを備えたことで、気泡の径を容易に調整することができるので、洗浄効果に優れた泡沫を生成する上で有利になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１による洗浄装置を示す図である。
【図２】実施の形態１における気液混合装置を示す模式的な縦断面図である。
【図３】実施の形態１における気液混合装置を示す模式的な縦断面図である。
【図４】実施の形態１による洗浄装置の制御装置の複数の運転モードを説明するための図である。
【図５】実施の形態１の洗浄装置を用いた洗浄動作の例を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２による洗浄装置を示す図である。
【図７】実施の形態３による洗浄装置を示す図である。
【図８】実施の形態４による洗浄装置を示す図である。
【図９】実施の形態５による洗浄装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組合わせ可能な構成のあらゆる組合わせを含み得る。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による洗浄装置１Ａを示す図である。本実施の形態１の洗浄装置１Ａは、対象物を洗浄するための泡沫を生成できる。本明細書において、泡沫とは、気泡が多数集まることで形成されるクリーム状の泡を意味する。すなわち、泡沫とは、フォーム（ｆｏａｍ）を意味する。以下の説明では、洗剤すなわち界面活性剤が混合された水を「洗剤水」と称する。また、洗浄装置１Ａにより洗浄される対象物を「洗浄対象物」と称する。洗浄対象物は、例えば、食器、調理具等でもよい。洗浄装置１Ａは、洗剤水から泡沫を生成する。
【００１１】
図１に示すように、本実施の形態の洗浄装置１Ａは、洗剤供給部２、貯留部３、気液混合装置４、及び吐出部１０を備える。貯留部３は、洗剤水及び泡沫を貯留可能な内部空間を有する。貯留部３の内部空間に貯留された洗剤水の液面９５の上に、泡沫が生成される。本実施の形態における貯留部３は、鉛直方向を長手方向とする筒状の容器である。図１は、貯留部３を模式的な断面図として表している。貯留部３の少なくとも一部は、透明でも良い。貯留部３の透明部分を通して、貯留部３の内部を外側から目視できるように構成されていてもよい。洗浄装置１Ａは、後述する弁類及びポンプ類等の動作を制御する制御装置５０をさらに備える。
【００１２】
気液混合装置４は、貯留部３の内部の洗剤水の中に気泡を発生させる気泡発生手段としての機能を有する。気液混合装置４は、循環流路６に対して接続されている。循環流路６は、貯留部３に接続されている。循環流路６の途中に水流ポンプ７が配置されている。水流ポンプ７の下流側の循環流路６が気液混合装置４に接続されている。気液混合装置４の下流部は、貯留部３に接続されている。水流ポンプ７が運転されると、貯留部３内の洗剤水は、気液混合装置４を経由して、貯留部３内へ戻るように循環する。気液混合装置４は、洗剤水に気体を導入することで気泡を生成する。この気体は、例えば空気である。
【００１３】
図２及び図３は、本実施の形態における気液混合装置４を示す模式的な縦断面図である。これらの図に示すように、気液混合装置４は、本体４１、液体流路４２、気体導入部４３、及び加圧機構４４を備える。液体流路４２は、本体４１の内部に形成されている。液体流路４２は、縮径部４２ａと、縮径部４２ａの下流側にある伸縮部４２ｂと、伸縮部４２ｂの下流側にある拡径部４２ｃとを有する。図２及び図３は、液体流路４２の中心軸を含む平面で切断した断面図に相当する。なお、図１においては液体流路４２が縦方向になるように気液混合装置４が配置されているが、図２及び図３では、液体流路４２を横方向とした状態を示す。
【００１４】
循環流路６を流れる流体が液体流路４２を通過するように、気液混合装置４が循環流路６に接続される。本体４１は、入口４１ａ及び出口４１ｂを有する。循環流路６を流れる液体すなわち洗剤水は、入口４１ａから液体流路４２に流入する。以下の説明では、入口４１ａから出口４１ｂへ向かう方向を「流体進行方向」と称する。
【００１５】
縮径部４２ａは、洗剤水の下流に向かって縮小する内径を有する。すなわち、縮径部４２ａの内径は、流体進行方向に向かって小さくなる。図示の例では、縮径部４２ａの内径は、入口４１ａから伸縮部４２ｂに向かって連続的に減少する。
【００１６】
伸縮部４２ｂは、液体流路４２のうちで最も小さい内径を有する。伸縮部４２ｂは、伸縮可能な材料で作られている。例えば、伸縮部４２ｂは、ゴム、シリコーン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートのうちの少なくとも一つを用いて作られていてもよい。
【００１７】
図示の例では、伸縮部４２ｂは、流体進行方向に沿って一定の内径を有する。変形例として、伸縮部４２ｂの内径が流体進行方向に沿って変化していてもよい。
【００１８】
拡径部４２ｃは、洗剤水の下流に向かって拡大する内径を有する。すなわち、拡径部４２ｃの内径は、流体進行方向に向かって大きくなる。図示の例では、拡径部４２ｃの内径は、伸縮部４２ｂから出口４１ｂに向かって連続的に拡大する。
【００１９】
気体導入部４３は、液体流路４２の内部に連通する吸気通路４３ａを有する。例えば空気のような気体が吸気通路４３ａを通って液体流路４２の内部に導入されることで、気泡が発生する。この気泡を含む気液混合流体が出口４１ｂから流出する。吸気通路４３ａは、本体４１の内部に配置された部分と、本体４１の外側へ突出する部分とを有する。本体４１の外側へ突出した部分の吸気通路４３ａに弁４３ｂが取り付けられている。弁４３ｂの開度を調整することにより吸気量を制御してもよい。吸気通路４３ａの少なくとも一部は、流体進行方向に対して垂直な方向に延びる。
【００２０】
吸気通路４３ａは、伸縮部４２ｂの内周面に開口する開口部を有する。図示の例では、吸気通路４３ａの開口部が一つのみであるが、変形例として、複数の開口部が周方向に沿って並んで形成されていてもよい。また、吸気通路４３ａの開口部は、伸縮部４２ｂ以外の部位の内周面に形成されていてもよい。
【００２１】
本体４１の内部には、中空部４１ｃが形成されている。中空部４１ｃは、本体４１の外壁と、液体流路４２を形成する内壁との間にある。液体流路４２の中心軸に平行な方向から見たとき、中空部４１ｃは、液体流路４２の周りの全周に形成されている。中空部４１ｃは、管路４５を介して、加圧機構４４に連通している。加圧機構４４は、流体を中空部４１ｃ内に送り込むことで中空部４１ｃの圧力を増大させることができる。当該流体は、例えば水のような液体でもよいし、例えば空気のような気体でもよい。管路４５の途中に設けられた弁４６は、管路４５を開閉する。弁４６を閉じると、中空部４１ｃ内が密閉される。
【００２２】
気液混合装置４は、液体流路４２の最小内径を可変にする流路径可変機構を備える。本実施の形態における流路径可変機構は、中空部４１ｃ、伸縮部４２ｂ、加圧機構４４、管路４５、及び弁４６を備えた構成を有する。図２は、中空部４１ｃが加圧されていない状態を示す。例えば、加圧機構４４を停止した状態で弁４６を開くと、中空部４１ｃの圧力が大気圧になることで、図２の状態となる。
【００２３】
図３は、中空部４１ｃが加圧された状態を示す。例えば、加圧機構４４により中空部４１ｃの圧力を大気圧よりも高くなるように加圧した後、弁４６を閉じて加圧機構４４を停止することにより、図３に示す状態にすることができる。図３に示す状態では、伸縮部４２ｂを径方向の内方へ押す圧力が全周から作用することで、伸縮部４２ｂが径方向の内方へ変位する。これにより、伸縮部４２ｂの内径、すなわち液体流路４２の最小内径が図２に示す状態よりも小さくなる。中空部４１ｃの圧力に応じて、伸縮部４２ｂの径方向の内方への変位量が変化するので、液体流路４２の最小内径を多段階または連続的に調整可能である。
【００２４】
本体４１の内部にある部分の吸気通路４３ａは、その長手方向に伸縮可能な材料で作られている。この吸気通路４３ａが伸縮することで、伸縮部４２ｂの径方向への変位に追従できる。変形例として、吸気通路４３ａは、重なり合った複数の筒がスライドすることで伸縮するテレスコピック式の構造を有していてもよい。
【００２５】
このように、本実施の形態における流路径可変機構は、伸縮部４２ｂに対して、径方向の力を加えることにより、液体流路４２の最小内径を変化させることができる。これにより、簡単な構造で、液体流路４２の最小内径を調整できる。変形例として、流路径可変機構は、伸縮部に対して、径方向に直交する軸方向の力を加えることによって液体流路４２の最小内径を変化させるように構成されてもよい。例えば、本体４１の全体を伸縮可能な伸縮部として構成し、本体４１を軸方向に引っ張ることのできる、例えばシリンダーのようなアクチュエータ（図示省略）を設け、当該アクチュエータにより本体４１を軸方向に引っ張って伸長させることにより、液体流路４２の最小内径を小さくすることが可能な流路径可変機構を用いることができる。
【００２６】
本実施の形態では、上述したような流路径可変機構によって液体流路４２の最小内径を変化させることにより、気液混合装置４により発生する気泡の直径を変化させることができる。液体流路４２の最小内径を小さくするほど、液体流路４２を通過する液体の流速が高くなり、吸気通路４３ａから流入した気体が液体の流れによってさらに細分化されるので、発生する気泡の直径がより小さくなる。
【００２７】
本実施の形態であれば、流路径可変機構を備えたことで、気液混合装置４により発生する気泡の径を、広い範囲において精度良く調整することが可能となる。また、複数の気泡発生部を設ける必要がなく、一つの気液混合装置４において気泡径を調整可能であるので、洗浄装置１Ａの小型化に有利になる。
【００２８】
本実施の形態における気液混合装置４は、上述したように、縮径部４２ａを有するエジェクタとしての構造を有しており、液体流路４２に発生する負圧により、吸気通路４３ａから気体を自然吸気することが可能である。気液混合装置４は、縮径部４２ａに流入する水流を、流路中心軸の周りに旋回させる固定翼を備えていてもよい。当該固定翼により形成される旋回流が気泡をせん断して微細化することで、より微細な気泡を生成できる。
【００２９】
吸気通路４３ａから吸気する方法は、自然吸気に限定されない。例えば、エアポンプ（図示せず）を用いて強制的に空気を気液混合装置４へ供給してもよい。この場合、エアポンプの動作速度を調整することで、気液混合装置４の吸気量を調整してもよい。
【００３０】
図１に戻って説明する。洗剤供給部２は、洗剤を貯留する。洗剤供給部２は、洗剤導入部５を介して、貯留部３に接続されている。弁１４は、洗剤導入部５の洗剤通路を開閉する。弁１４が開くと、洗剤供給部２から貯留部３内に洗剤が供給される。使用者が手動で弁１４の開閉を操作してもよいし、制御装置５０により自動的に弁１４が開閉されてもよい。貯留部３から洗剤供給部２への逆流を確実に防止するために、弁１４が逆止弁の構造を備えてもよい。
【００３１】
気液混合装置４により貯留部３内の洗剤水の中に気泡を発生させることで、貯留部３内の洗剤水の液面９５の上に、泡沫が生成する。このようにして泡沫を生成する動作を以下「泡沫生成動作」と称する。泡沫生成動作では、以下のようになる。貯留部３の内部の洗剤水の液中の気泡は、浮力により、洗剤水の液面９５へ向かって浮上する。気泡が洗剤水の液面９５の上に浮上するときに、気泡の外周が洗剤すなわち界面活性剤で覆われた状態で多数集まることで、泡沫が生成される。泡沫が生成され始めると、泡沫は、洗剤水の液面９５の上へ隆起する。泡沫生成動作が継続されることで、液面９５の上の泡沫が成長を続ける。やがて、貯留部３内の液面９５の上の空間に泡沫が充満する。
【００３２】
貯留部３の上部には、導管２８が接続されている。導管２８の先端部に吐出部１０が設けられている。吐出部１０は、泡沫を吐出可能な吐出口を有する。導管２８は、貯留部３の内部の泡沫を吐出部１０へ送る通路を有する。貯留部３内の液面９５の上の空間に泡沫が充満した後も泡沫生成動作が継続されることで、貯留部３内から導管２８を通って吐出部１０まで泡沫が到達し、吐出部１０より泡沫が吐出される。以下の説明では、吐出部１０及び導管２８の内部空間を吐出通路１６と称する。
【００３３】
本実施の形態であれば、以下の効果が得られる。吐出部１０から吐出した泡沫を、貯留部３の外部にある洗浄対象物に供給することができる。泡沫は、洗剤水によって形成された多数の気泡を含むことで、優れた洗浄能力を有する。
【００３４】
洗浄対象物は、貯留部３の外部に配置される。貯留部３は、洗浄対象物を入れないので、容積を小さくできる。貯留部３の容積が小さいことで、洗剤水の消費量を抑制できる。貯留部３の容積が小さいことで、貯留部３での泡沫生成動作の開始から、吐出部１０が泡沫を吐出するまでの時間を短縮できる。
【００３５】
吐出部１０は、貯留部３に対して、移動可能でもよい。例えば、吐出部１０及び導管２８が、貯留部３に対して、回転移動可能でもよい。導管２８は、硬質の材料で構成されたものでもよい。または、導管２８は、ホースまたは蛇腹管のような、曲げることのできる部材で構成されていてもよい。導管２８は、長さを伸縮できる構造でもよい。導管２８を曲げることができるようにしたり、導管２８の長さを伸縮できるようにしたりすることで、吐出部１０を洗浄対象物の近くに移動できるので、使い勝手が向上する。
【００３６】
吐出部１０の下に洗浄対象物を配置することで、吐出部１０から吐出された泡沫を洗浄対象物の上部に供給できる。泡沫に含まれる洗浄成分により洗浄対象物に付着している汚れを除去できる。洗浄対象物の上部に付着した泡沫は、重力により、洗浄対象物の下部へ移動する。洗浄対象物の表面を泡沫が移動することで、洗浄対象物の表面の汚れに対してずり応力、すなわちせん断応力が作用するので、少ない量の泡沫でも当該汚れをより効率良く落とすことが可能となる。
【００３７】
本実施の形態では、気液混合装置４の下流部は、貯留部３の底部に接続されている。これにより、気液混合装置４からの気泡は、貯留部３の底部に流入する。このようにして、貯留部３の底部に気泡が流入することで、以下の効果が得られる。貯留部３の底部から上方へ気泡が浮上する間に、浮力によって気泡の上昇速度が加速されることで、液面９５上への泡沫生成速度をさらに向上できる。
【００３８】
本発明では、上記のような構成に限らず、例えば、気液混合装置４の下流部が、貯留部３の側面部に接続されていてもよい。
【００３９】
貯留部３には、給水部８が接続されている。給水部８は、貯留部３に給水する流路を備える。給水部８は、例えば水道等の水源から供給される水を貯留部３へ導く。弁１１は、給水部８の流路を開閉する。弁１１を開くと、給水部８から貯留部３へ水が供給される。弁１１を閉じると、給水部８から貯留部３への給水が停止する。
【００４０】
吐出部１０から吐出された泡沫で洗浄対象物を洗浄した後、弁１１を開き、給水部８から貯留部３へ給水することで、給水部８からの水をすすぎ水として吐出部１０から吐出可能である。
【００４１】
本実施の形態であれば、泡沫及びすすぎ水を、共通の吐出部１０から吐出可能であることで、以下の効果が得られる。泡沫を吐出する吐出部と、すすぎ水を吐出する吐出部とを別々に備える構成に比べて、装置の小型化が図れる。
【００４２】
貯留部３と導管２８との間には、弁１５が設置されている。弁１５は、貯留部３と導管２８との間の通路を開閉する。弁１５を開閉することで、吐出部１０からの泡沫またはすすぎ水の吐出を、開始及び停止する操作を行うことができる。使用者が操作部２９を操作することで弁１５が開閉するように構成されていてもよい。操作部２９を使用者が操作して弁１５を開閉することで、吐出部１０からの泡沫またはすすぎ水の吐出を、容易に一時停止したり再開したりすることができる。
【００４３】
排出部９は、貯留部３内の流体を洗浄装置１Ａの外部へ排出する流路を有する。弁１２は、排出部９の流路を開閉する。弁１２を開くことで、洗浄終了後に貯留部３内に残存した泡沫及び洗剤水を、排出部９を通して外部へ排出することができる。図示の構成では、循環流路６の途中に排出部９が接続されている。このような構成に限らず、排出部９が直接貯留部３に接続されてもよい。排出部９の下流側は、下水管に接続されてもよい。
【００４４】
本実施の形態であれば、気泡を含む洗浄液ではなく、クリーム状の泡沫を洗浄対象物に付着させることで洗浄を行うことができる。このため、洗剤水の使用量が少ないので、水及び洗剤の消費量を抑制できる。また、例えばガラス製品、めっき製品などのデリケートな洗浄対象物を洗浄する際でも、洗浄対象物を傷つけることを確実に抑制できる。
【００４５】
本実施の形態の洗浄装置１Ａは、吐出部１０から吐出される泡沫の泡径を調整可能な泡径調整手段と、吐出部１０から吐出される泡沫の含水率を調整可能な含水率調整手段とを備える。「泡沫の含水率」とは、泡沫全体の体積に対する、泡沫に含まれる液体の体積の比率である。以下の説明では、特に断らない限り、「泡径」とは吐出部１０から吐出される泡沫の泡径を指し、「含水率」とは吐出部１０から吐出される泡沫の含水率を指すものとする。
【００４６】
泡径とは、個々の気泡の直径を算術平均した値を意味するものとする。すなわち、泡径とは、個数平均径を意味するものとする。泡径は、例えば、レーザー回折・散乱法または画像解析法により計測することができる。
【００４７】
本実施の形態における泡径調整手段は、流路径可変機構によって気液混合装置４の液体流路４２の最小内径を変化させることにより、泡径を調整することができる。液体流路４２の最小内径を小さくするほど、気液混合装置４により発生する気泡の径が小さくなるので、泡径が小さくなる。
【００４８】
本実施の形態における含水率調整手段は、流路径可変機構によって気液混合装置４の液体流路４２の最小内径を変化させることにより、含水率を調整することができる。液体流路４２の最小内径を小さくするほど、泡径が小さくなり、泡沫の単位体積当たりに含まれる液膜の面積が増大するので、含水率が高くなる。
【００４９】
本実施の形態における泡径調整手段は、気液混合装置４の吸気量を調整することによって泡径を調整してもよい。気液混合装置４の吸気量を多くするほど、気液混合装置４により発生する気泡の径が大きくなるので、泡径が大きくなる。
【００５０】
気液混合装置４で生成された気泡が貯留部３の底部から上方へ浮上するときに、気泡の周囲の洗剤水が気泡に引き連れられて上昇することにより、液面９５の下の洗剤水に上昇流が発生する。液面９５の下の洗剤水の上昇流速が高いほど、洗剤水が液面９５を超えて泡沫中に移行しやすくなるので、泡沫の含水率が高くなる。気液混合装置４の吸気量が多いほど、液面９５の下で上昇する気泡の量が多くなるので、液面９５の下の洗剤水の上昇流速が高くなる。このため、気液混合装置４の吸気量が多いほど、泡沫の含水率が高くなる。
【００５１】
本実施の形態における含水率調整手段は、気液混合装置４の吸気量を調整することによって泡沫の含水率を調整してもよい。上述したように、気液混合装置４の吸気量を多くするほど、泡沫の含水率が高くなる。
【００５２】
気液混合装置４により生成される気泡の直径は、例えば、１μｍから５０００μｍの範囲にあってもよい。
【００５３】
気液混合装置４は、直径５０μｍ以下の気泡を生成可能であることが好ましい。すなわち、気液混合装置４は、マイクロバブルを生成可能であることが好ましい。そのような微細な気泡を含む泡沫によれば、特に優れた洗浄性能が得られる。
【００５４】
気液混合装置４は、直径５００μｍ以上の気泡を生成可能でもよい。そのような比較的大きい径の気泡を含む泡沫を生成することで、泡沫生成速度を高くすることが可能となる。
【００５５】
本実施の形態の洗浄装置１Ａが備える制御装置５０は、複数の運転モードを有する。それらの複数の運転モードの間では、泡沫の泡径及び含水率が異なる。本実施の形態であれば、泡沫の泡径及び含水率が異なる複数の運転モードから、汚れの種類に応じて、その汚れに適した泡径及び含水率となるように、より適切な運転モードを選択することができるので、優れた洗浄効果を得ることが可能となる。
【００５６】
例えば、油分の多い汚れに対しては、泡径が比較的小さい泡沫が適する。例えば、固形状の汚れのように、表面にこびりついた汚れに対しては、泡径が比較的大きい泡沫が適する。泡径が比較的大きいと、泡沫の気泡が破裂するときに、こびりついた汚れを表面から物理的に剥離させる効果が高くなる。
【００５７】
例えばご飯粒のようなデンプン質の汚れ、固形状の汚れなどに対しては、含水率が比較的高い泡沫が適する。含水率が比較的高い泡沫によれば、デンプン質の汚れ、固形状の汚れなどを効率良くふやけさせることができるので、汚れを除去しやすい。また、油分の多い汚れ、流動状の汚れなどに対しては、含水率が比較的低い泡沫が適する。含水率が比較的低い泡沫は、粘性が高く、破裂しにくいので、泡沫の状態をより長時間保つことができる。このため、含水率が比較的低い泡沫であれば、油分の多い汚れ、流動状の汚れなどに対してより長い時間接触することができるので、汚れをより確実に除去することができる。
【００５８】
図４は、実施の形態１による洗浄装置１Ａの制御装置５０の複数の運転モードを説明するための図である。図４に示すように、本実施の形態において、制御装置５０は、第一モード、第二モード、第三モード、及び第四モードを運転モードとして備える。第二モードは、泡径が第一モードよりも大きく含水率が第一モードよりも低いモードである。第三モードは、泡径が第一モードよりも大きく含水率が第二モードよりも高いモードである。第四モードは、泡径が第二モードよりも小さく含水率が第一モードよりも低いモードである。
【００５９】
制御装置５０は、例えば以下のようにして、第一モード、第二モード、第三モード、及び第四モードを切り替えてもよい。第一モードでは、流路径可変機構によって気液混合装置４の液体流路４２の最小内径を第二モードよりも小さくしてもよい。前述したように、液体流路４２の最小内径が小さいほど、泡径が小さくなるとともに含水率が高くなる。第三モードでは、気液混合装置４の吸気量を第二モードよりも多くしてもよい。これにより、第三モードの含水率を第二モードよりも高くすることができる。第四モードでは、気液混合装置４の吸気量を第一モードよりも少なくしてもよい。これにより、第四モードの含水率を第一モードよりも低くすることができる。
【００６０】
本実施の形態の洗浄装置１Ａは、洗浄対象物に付着した汚れの種類を判別する汚れ判別手段を備える。本実施の形態における汚れ判別手段は、汚れ判別センサ２３を有する。図１に示す例では、汚れ判別センサ２３は、吐出部１０の近くに取り付けられている。汚れ判別センサ２３は、他の位置に配置されてもよい。また、洗浄装置１Ａは、複数の汚れ判別センサ２３を備えてもよい。汚れ判別センサ２３は、洗浄対象物に付着した汚れの種類を非接触で判別してもよい。
【００６１】
汚れ判別センサ２３は、例えば、固形状の汚れか流動状の汚れかを判別可能でもよい。また、汚れ判別センサ２３は、汚れの成分を判別可能でもよい。例えば、汚れ判別センサ２３は、油分を主成分とする汚れであるか、タンパク質を主成分とする汚れであるか、デンプン質を主成分とする汚れであるかを判別可能でもよい。
【００６２】
例えば、汚れ判別センサ２３がカメラを有し、カメラにより撮影した汚れの画像を制御装置５０が画像処理をして解析することにより、汚れの種類を判別してもよい。また、汚れに対して例えば赤外線その他の電磁波を照射する照射部と、汚れの表面で反射した電磁波を受光する受光部とを汚れ判別センサ２３が有し、汚れの表面の反射率によって汚れの種類を判別してもよい。または、汚れの電気伝導率を計測するための電極を汚れ判別センサ２３が有し、汚れの電気伝導率によって汚れの種類を判別してもよい。
【００６３】
制御装置５０は、汚れ判別センサ２３によって判別された汚れの種類に応じて、複数の運転モードのうちのいずれのモードで運転するかを自動で選択可能である。これにより、使用者が運転モードを選択する必要がないので、優れた使い勝手が得られる。例えば、以下のようにしてもよい。油分を主成分とする汚れであると判別された場合には第一モードまたは第四モードを選択してもよい。デンプン質を主成分とする汚れ、または固形状の汚れであると判別された場合には、第三モードを選択してもよい。流動状の汚れであると判別された場合には、第二モードを選択してもよい。
【００６４】
また、使用者が操作可能なスイッチのような操作部（図示省略）を設け、使用者が操作部を操作することによって複数の運転モードのうちのいずれのモードで運転するかを選択できるようにしてもよい。この場合、使用者は、自身で判断した汚れの種類に応じて、複数の運転モードのうちから最も適切な運転モードを選択できる。
【００６５】
図５は、実施の形態１の洗浄装置１Ａを用いた洗浄動作の例を示すフローチャートである。例えば、洗浄装置１Ａに備えられた洗浄開始ボタン（図示省略）を使用者が押下することで、洗浄装置１Ａの動作が開始する。この時点で、貯留部３の内部は空である。まず、制御装置５０は、ステップＳ１として、排出部９の弁１２を閉じた状態とし、給水部８の弁１１を開くことで貯留部３内へ給水する。これにより、貯留部３の内部に水が溜まっていき、貯留部３内の水位が上昇していく。循環流路６への循環が可能な水位まで水が溜まると、制御装置５０は、給水部８の弁１１を閉じることで、貯留部３内への給水を停止する。
【００６６】
次に、制御装置５０は、ステップＳ２として、洗剤供給部２の弁１４を開くことで、洗剤供給部２から貯留部３内へ洗剤を供給する。続いて、制御装置５０は、ステップＳ３として、洗浄対象物に付着している汚れの種類を汚れ判別センサ２３により判別する。次いで、ステップＳ４として、制御装置５０は、判別された汚れの種類に適した泡径及び含水率の運転モードとなるように、流路径可変機構によって気液混合装置４の液体流路４２の最小内径を調整する。また、ステップＳ４で、制御装置５０は、判別された汚れの種類に適した泡径及び含水率の運転モードとなるように、気液混合装置４の吸気量を設定してもよい。
【００６７】
次に、制御装置５０は、ステップＳ５として、水流ポンプ７の稼働を開始する。これにより、ステップＳ６として、貯留部３内の洗剤水が、循環流路６及び気液混合装置４を経由して貯留部３内に戻るように循環する運転が開始する。この運転により循環する洗剤水が気液混合装置４を通過するときに気泡が発生し、気泡が貯留部３内に流入する。ステップＳ７として、貯留部３内で気泡が液面９５の上に浮上することにより、液面９５の上に泡沫が生成される。泡沫生成動作が継続されることで、貯留部３内の液面９５の上に泡沫が充満し、泡沫が導管２８へ流出する。ステップＳ８として、液面９５の上に充満した泡沫は、導管２８を通過し、吐出部１０の吐出口から吐出される。ステップＳ９として、吐出部１０から吐出された泡沫が洗浄対象物の表面に付着することで、洗浄対象物が洗浄される。
【００６８】
制御装置５０は、前述した第一モード、第二モード、第三モード、及び第四モードのうちの、二つのみのモードを備えるものでもよいし、三つのみのモードを備えるものでもよい。例えば、第一モード及び第二モードの二つのモードのみを備えるものでもよいし、第一モード、第二モード及び第三モードの三つのモードのみを備えるものでもよいし、第一モード、第二モード及び第四モードの三つのモードのみを備えるものでもよい。それらの場合においても、前述した効果に類似した効果が得られる。
【００６９】
図示を省略するが、洗浄装置１Ａは、吐出部１０の吐出口の開口面積を可変にする機構を備えてもよい。例えば、吐出部１０の吐出口の開口面積を泡径に応じて調整してもよい。
【００７０】
本実施の形態では、気泡発生手段として気液混合装置４を備えた構成について説明したが、本発明における気泡発生手段は、このような構成に限定されるものではない。例えば、気泡発生手段は、多孔質体（図示せず）を備え、その多孔質体の多数の細孔から洗剤水の中に気体を放出することで気泡を生成するものでもよい。その場合、多孔質体は、貯留部３の内部に配置されてもよい。エアポンプ（図示せず）から多孔質体へ空気を送り、多孔質体の多数の細孔から洗剤水の中に空気を放出することができる。多孔質体の材質は、例えば、金属メッシュ、セラミックス、樹脂材料などでもよい。細孔径の異なる複数の多孔質体と、いずれの多孔質体に気体を供給するかを切り替える機構とを設けることで、泡径を調整できる。また、多孔質体への吸気量を多くすると含水率が高くなり、多孔質体への吸気量を少なくすると含水率が低くなる。
【００７１】
また、気泡発生手段は、洗剤水に超音波を照射する超音波照射手段を備えるものでもよい。例えば、２０ｋＨｚから数ＭＨｚの周波数範囲の超音波を超音波照射手段から洗剤水に照射することで、気泡、特に微細な気泡を発生することが可能である。この場合、超音波の周波数を大きくするほど、泡径が小さくなる。
【００７２】
また、気泡発生手段は、モータにより駆動される攪拌器を備え、貯留部３の内の洗剤水を当該攪拌器で攪拌することで気泡を生成するものでもよい。この場合、モータの回転速度を高くするほど、泡径が小さくなる。
【００７３】
洗浄装置１Ａが備える制御装置５０は、以下のように構成されてもよい。制御装置５０の各機能は、処理回路により実現されてもよい。制御装置５０の処理回路は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを備えてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置５０の各機能を実現してもよい。制御装置５０の処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェアを備えてもよい。制御装置５０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、制御装置５０の各機能を実現しても良い。単一の制御装置５０により動作が制御される構成に限定されるものではなく、複数の制御装置が連携することで動作を制御する構成にしてもよい。
【００７４】
本実施の形態で説明した気液混合装置４は、上述した洗浄装置１Ａ以外の機器に適用することも可能である。例えば、浴槽に接続された循環配管の内部を洗浄するための微細気泡を発生させる気泡発生装置、あるいは浴槽内に供給するための微細気泡を発生させる気泡発生装置などに対して気液混合装置４を適用することも可能である。
【００７５】
実施の形態２．
次に、図６を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。図６は、実施の形態２による洗浄装置１Ｂを示す図である。
【００７６】
図６に示すように、本実施の形態の洗浄装置１Ｂは、貯留部３内の上部に配置された微細化部２４を備える。微細化部２４は、メッシュ状になっている。貯留部３内の泡沫は、メッシュ状の微細化部２４を通過して吐出通路１６へ移動し、吐出部１０から吐出される。泡沫を形成する気泡は、微細化部２４を通過するときに微細化され得る。その結果、泡径が小さくなるので、例えば油分の多い汚れなどに対する洗浄効果を向上することが可能となる。
【００７７】
微細化部２４は、貯留部３から吐出部１０までの内部にある泡沫を微細化可能な微細化手段に相当する。微細化手段の変形例として、例えば、泡沫に超音波を照射することで泡沫を微細化する機構を設けてもよい。微細化手段の他の変形例として、例えば、泡沫を攪拌または破砕する羽根または固定翼のような機構を設けてもよい。
【００７８】
実施の形態３．
次に、図７を参照して、実施の形態３について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。図７は、実施の形態３による洗浄装置１Ｃを示す図である。
【００７９】
図７に示すように、本実施の形態の洗浄装置１Ｃは、洗剤水吐出部３０、弁３１、洗剤水通路３２、及び水移送部３３を備える。洗剤水吐出部３０は、貯留部３の上部に形成されている。洗剤水通路３２は、貯留部３の外側を通る。洗剤水通路３２は、貯留部３の下部と、洗剤水吐出部３０との間をつなぐ。弁３１は、洗剤水通路３２を開閉する。洗剤水通路３２の途中に水移送部３３が配置されている。水移送部３３は、水を移送可能なポンプまたはシリンダ等の機構を少なくとも一つ備える。
【００８０】
弁３１を開き、水移送部３３を運転すると、貯留部３内の下部にある洗剤水が、洗剤水通路３２を通って洗剤水吐出部３０に達し、洗剤水吐出部３０から貯留部３の内部に吐出される。洗剤水吐出部３０は、洗剤水を霧状にして噴射してもよい。
【００８１】
洗剤水吐出部３０から洗剤水を吐出すると、貯留部３内にある泡沫の含水率が高くなるので、吐出部１０から吐出される泡沫の含水率も高くなる。このように、本実施の形態では、洗剤水吐出部３０からの洗剤水の吐出量を調整することで、含水率を調整可能である。
【００８２】
洗剤水吐出部３０、弁３１、洗剤水通路３２、及び水移送部３３は、貯留部３の内部にある泡沫に水を供給する水供給機構の例である。本実施の形態では、この水供給機構を含水率調整手段として用いることができる。
【００８３】
制御装置５０は、水移送部３３の動作速度を調整することで、洗剤水吐出部３０からの洗剤水の吐出量を調整し、含水率を調整してもよい。制御装置５０は、弁３１の開度を調整することで、洗剤水吐出部３０からの洗剤水の吐出量を調整し、含水率を調整してもよい。
【００８４】
変形例として、貯留部３とは別個に設けられた貯水容器（図示せず）に水移送部３３を接続し、この貯水容器に貯留された水を洗剤水吐出部３０から吐出してもよい。
【００８５】
実施の形態４．
次に、図８を参照して、実施の形態４について説明するが、前述した実施の形態との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。図８は、実施の形態４による洗浄装置１Ｄを示す図である。
【００８６】
図８に示すように、本実施の形態４の洗浄装置１Ｄは、シンク２１を備える。シンク２１は、キッチンシンクでもよい。洗浄対象物をシンク２１内に収容できる。吐出部１０から吐出される泡沫をシンク２１内に供給可能である。シンク２１の底部には排水口２２が設けられている。排水口２２は、排出部９に連通している。
【００８７】
本実施の形態の洗浄装置１Ｄでは、制御装置５０は、実施の形態１と同様に、シンク２１内にある洗浄対象物に付着した汚れの種類を汚れ判別センサ２３によって判別し、その判別された汚れの種類に応じて、その汚れに適した泡径及び含水率となるように、複数の運転モードのうちのいずれのモードで運転するかを自動で選択可能である。その後、洗浄装置１Ｄが泡沫生成動作を行うことで、シンク２１内にある洗浄対象物に対して、吐出部１０から泡沫を吐出し、洗浄対象物を洗浄できる。洗浄後は、貯留部３内に残った泡沫及び洗剤水を排出部９または吐出部１０から排出する。吐出部１０から排出された泡沫及び洗剤水は、シンク２１の排水口２２を通って排出される。その後、吐出部１０からすすぎ水を吐出することにより、洗浄対象物のすすぎを行ってもよい。
【００８８】
実施の形態５．
次に、図９を参照して、実施の形態５について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図９は、実施の形態５による洗浄装置１Ｅを示す図である。本実施の形態５の洗浄装置１Ｅは、洗浄対象物である食器９０を収容可能な空間を有する洗浄槽１９を備え、かつ、実施の形態１の洗浄装置１Ａに類似した洗浄装置を内蔵した食器洗い機である。洗浄槽１９は、洗浄対象物を収容可能な収容部の例である。
【００８９】
図９に示すように、洗浄装置１Ｅは、実施の形態１における吐出部１０に代えて吐出部１８を備える。吐出部１８は、細長い管状の部材であり、その管壁には、泡沫及びすすぎ水を吐出する複数の孔が形成されている。接続部１７は、貯留部３の上部と吐出部１８との間を接続する。排出部２０は、洗浄槽１９内の流体を排出するための通路を有する。排出部２０は、洗浄槽１９内の底部と、排出部９との間を接続する。
【００９０】
本実施の形態の洗浄装置１Ｅでは、制御装置５０は、実施の形態１と同様に、洗浄槽１９内にある食器９０に付着した汚れの種類を汚れ判別センサ２３によって判別し、その判別された汚れの種類に応じて、その汚れに適した泡径及び含水率となるように、複数の運転モードのうちのいずれのモードで運転するかを自動で選択可能である。
【００９１】
次に、洗浄装置１Ｅの動作について説明する。洗浄装置１Ｅの動作は、制御装置５０により制御される。食器９０が洗浄槽１９内の空間に収容され、洗浄運転が開始されると、まず、給水部８から貯留部３に給水される。次に、洗剤供給部２から貯留部３内に洗剤が供給される。次いで、制御装置５０は、食器９０に付着している汚れの種類を汚れ判別センサ２３により判別する。次いで、制御装置５０は、判別された汚れの種類に適した泡径及び含水率の運転モードとなるように、流路径可変機構によって気液混合装置４の液体流路４２の最小内径を調整する。また、制御装置５０は、判別された汚れの種類に適した泡径及び含水率の運転モードとなるように、気液混合装置４の吸気量を設定してもよい。次に、水流ポンプ７を稼働させ、貯留部３から循環流路６及び気液混合装置４へ洗剤水を循環させる。実施の形態１と同様の泡沫生成動作により、貯留部３内の液面９５の上に泡沫が生成される。貯留部３で生成された泡沫は、接続部１７を通り、吐出部１８から、洗浄槽１９内の食器９０へ向かって吐出される。食器９０は、吐出部１８から吐出される泡沫で覆われる。泡沫による食器９０の洗浄が終了した後、弁１２を開くことで、貯留部３内に残った泡沫及び洗剤水を排出部９を通して外部へ排出する。次いで、制御装置５０は、排出部９の弁１２を閉じるとともに給水部８の弁１１を開くことですすぎ水を貯留部３内へ供給する。すすぎ水が貯留部３及び接続部１７を通過し、吐出部１８から洗浄槽１９内の食器９０へ向かってすすぎ水が吐出される。すすぎ水は、食器９０を覆っていた泡沫を消泡する。洗浄槽１９内の底部に流下したすすぎ水は、排出部２０及び排出部９を通って外部へ排出される。
【００９２】
吐出部１８が、少なくとも部分的に、接続部１７の内部へ引っ込められるように構成されていてもよい。すなわち、吐出部１８が図９中で左方向へ移動することでその少なくとも一部が接続部１７内に収納可能になっていてもよい。吐出部１８の少なくとも一部を接続部１７に収納した状態にすることで、食器９０を洗浄槽１９に入れたり食器９０を洗浄槽１９から出したりする作業のときに、吐出部１８が邪魔にならないようにできる。吐出部１８を接続部１７に対して自動的に出し入れするアクチュエータ（図示せず）が備えられてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  洗浄装置、  ２  洗剤供給部、  ３  貯留部、  ４  気液混合装置、  ５  洗剤導入部、  ６  循環流路、  ７  水流ポンプ、  ８  給水部、  ９  排出部、  １０  吐出部、  １１，１２，１４，１５  弁、  １６  吐出通路、  １７  接続部、  １８  吐出部、  １９  洗浄槽、  ２０  排出部、  ２１  シンク、  ２２  排水口、  ２３  汚れ判別センサ、  ２４  微細化部、  ２８  導管、  ２９  操作部、  ３０  洗剤水吐出部、  ３１  弁、  ３２  洗剤水通路、  ３３  水移送部、  ４１  本体、  ４１ａ  入口、  ４１ｂ  出口、  ４１ｃ  中空部、  ４２  液体流路、  ４２ａ  縮径部、  ４２ｂ  伸縮部、  ４２ｃ  拡径部、  ４３  気体導入部、  ４３ａ  吸気通路、  ４３ｂ  弁、  ４４  加圧機構、  ４５  管路、  ４６  弁、  ５０  制御装置、  ９０  食器、  ９５  液面
【図１】
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【図２】
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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８】
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【図９】
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