(57)【要約】【課題】一旦、被洗浄物が水分を含有した後に噴霧されたスチームについては、被洗浄物表面に付着した水膜により、被洗浄物内部まで浸透することが困難となる。スチーム噴霧とスチーム吸引を同一ノズル内で実施する場合には、噴霧したスチームの温度が、スチーム吸引手段の作動により急激に下がり、洗浄力が低下する。【解決手段】洗浄水を加熱してスチームを発生させるスチーム発生手段と、前記スチーム発生手段に連接し、スチームを被洗浄物に噴霧するスチーム噴霧手段と、前記スチーム噴霧手段により被洗浄物に対して噴霧されるスチーム量を調整するスチーム量調整手段と、噴霧したスチームにより被洗浄物に付着した水分を除去する水分除去手段とを備えたスチーム洗浄装置であって、スチーム噴霧と水分除去の動作を交互に実施する。【選択図】      図１
2004209456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水を加熱してスチームを発生させるスチーム発生手段と、前記スチーム発生手段により発生したスチームを被洗浄物に噴霧するスチーム噴霧手段と、噴霧したスチームにより被洗浄物に付着した水分を除去する水分除去手段とを備えたスチーム洗浄装置であって、スチーム噴霧と水分除去の動作を交互に実施することを特徴とするスチーム洗浄装置。
【請求項２】
スチーム噴霧と水分除去のそれぞれの動作時間を制御するタイマーを備えたことを特徴とする請求項１に記載のスチーム洗浄装置。
【請求項３】
被洗浄物の温度を検知する手段を設け、前記温度を検知する手段からの信号に基づいて、スチーム噴霧と水分除去の動作を切り替えることを特徴とする請求項１に記載のスチーム洗浄装置。
【請求項４】
被洗浄物の電気抵抗を測定する手段を備え、前記電気抵抗を測定する手段からの信号に基づいて、スチーム噴霧と水分除去の動作を切り替えることを特徴とする請求項１に記載のスチーム洗浄装置。
【請求項５】
被洗浄物へ近赤外線を照射する手段と、被洗浄物からの近赤外線を検知する手段を備え、前記近赤外線を検知する手段からの信号に基づいて、スチーム噴霧と水分除去の動作を切り替えることを特徴とする請求項１に記載のスチーム洗浄装置。
【請求項６】
被洗浄物の重量を検知する手段を備え、前記重量を検知する手段により測定される前記被洗浄物の重量に基づいて、スチーム噴霧と水分除去の動作を切り替えることを特徴とする請求項１に記載のスチーム洗浄装置。
【請求項７】
前記水分除去手段として、超音波照射手段を用いることを特徴とする請求項１乃至６に記載のスチーム洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衣類用洗浄装置に係り、特に一般家庭における洗面化粧台で使用する際に好適なスチーム洗浄装置に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の家庭用スチーム洗浄装置は、一定量の洗浄水を貯水する貯蔵容器を備え、この貯蔵容器からポンプにより供給された洗浄水を、ヒーターを介してスチームに変換し、前記スチームをノズルから被洗浄物に対して噴射する形態を有するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、噴射したスチームの飛散防止を目的とし、ノズル内にスチーム吸引用ノズルを別途設ける形態も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０２３８２号公報
【特許文献２】
特開平６−３１２０７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のスチーム洗浄装置における洗浄工程は、スチームを連続的に被洗浄物に対して噴霧し続ける形態であるため、洗浄開始から所定時間経過後、被洗浄物は常にスチーム由来の水分を含有した状態となる。このような洗浄形態において、一旦被洗浄物が水分を含有した後に噴霧されたスチームについては、被洗浄物表面に付着した水膜により、被洗浄物内部まで浸透することが困難となる。この結果、スチーム自体が含有する熱量や、スチーム噴霧時の圧力による洗浄効果を被洗浄物に対して効果的に伝搬することが困難となり、洗浄力はスチーム洗浄開始時から経時的に減衰することとなる。また、スチームを連続的に噴霧することで、余剰スチームが周囲に飛散し、本装置を使用する空間の湿度が極端に上昇するといった不具合も併発する。
【０００５】
特許文献２では余剰スチームの飛散を防止する目的で、スチーム噴霧ノズル内にスチーム吸引手段を別途設けているが、スチーム噴霧とスチーム吸引を同一ノズル内で実施する場合には、噴霧したスチームの温度が、スチーム吸引手段の作動により急激に下がり、洗浄力が低下するといった不具合も発生する。
本発明は、前記問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、洗面化粧台における衣類洗浄において、使い勝手がよく、且つ効率のよい洗浄を実施できるスチーム洗浄装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、洗浄水を加熱してスチームを発生させるスチーム発生手段と、前記スチーム発生手段により発生したスチームを被洗浄物に噴霧するスチーム噴霧手段と、噴霧したスチームにより被洗浄物に付着した水分を除去する水分除去手段とを備えたスチーム洗浄装置であって、スチーム噴霧と水分除去の動作を交互に実施することを特徴とする。
【０００７】
このように、スチーム噴霧手段と、水分除去手段の動作を交互に実施することで、スチーム噴霧により被洗浄物に含有された水分は、都度、水分除去手段により被洗浄物から除去される。このため、被洗浄物表面に水膜が出来るのを防ぐことができる。結果として、スチームが含有する熱量や、スチーム噴霧時の圧力といったものが、被洗浄物の汚れ成分に対して、より効果的に作用することが可能となる。上記の効果を得るには、スチーム噴霧を少なくとも２回行うことが必要である。また、所定時間間隔でスチーム洗浄と水分除去の動作を繰り返すことが望ましい。また、厳密に交互でなく、両動作が数秒同時に行われていたり、水分除去中にスチームが少し漏れていたりしてもよい。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、スチーム噴霧と水分除去のそれぞれの動作時間を制御するタイマーを備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように、スチーム量調整手段と水分除去手段の作動時間を制御するタイマーを設けることで、それぞれを所定の時間間隔で作動させることが可能となる。また、スチーム量調整手段と、水分除去手段の動作時間を調整することで、余剰スチームを低減することが可能となるため、本装置の動作による周辺機器へのスチーム飛散量についても低減することができる。従って、周辺機器への湿気拡散や、汚染といった不具合も解消することが可能となる。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、被洗浄物の温度を検知する手段を設け、前記温度を検知する手段からの信号に基づいて、前記スチーム量調整手段と前記水分除去手段の動作を切替えることを特徴とする。
【００１１】
衣類のようにスチーム透過性が高い被洗浄物に対しては、温度検知手段により、スチーム洗浄開始時から、経時的に被洗浄物の温度上昇を追跡することが可能となる。このとき測定される温度上昇は、被洗浄物を透過したスチームに由来することから、この温度上昇により、噴霧したスチームが被洗浄物を透過したことを確認することができる。よって、この温度上昇の検知によりスチーム量調整手段の動作を停止し、水分除去手段を作動させることで、被洗浄物がスチーム由来の水分で飽和状態となる前、または飽和状態直後に、被洗浄物から余剰水分を除去することが可能となる。続いて、温度検知手段により、水分除去手段の作動に基づき一定幅の温度低下を検知した場合には、水分除去手段の動作を停止し、スチーム量調整手段を作動させる。この一連のサイクルを繰り返すことで、本洗浄装置においては、常に余剰水分による水膜などの障害が存在しない被洗浄物に対してスチームを噴霧できることから、スチームの熱量や、噴霧時の圧力を効果的に被洗浄物の汚れに作用させることが可能となる。ここで温度検知手段については、例えば熱電対を利用した形態が考えられるが、この場合、熱電対を被洗浄物支持手段における被洗浄物との接触面に配置し、常に、被洗浄物に熱電対が接触するよう設計する必要がある。赤外線を利用した非接触式の温度検知手段を用いることも出来る。
【００１２】
本発明の好ましい態様においては、被洗浄物の電気抵抗を測定する手段を備え、前記電気抵抗を測定する手段からの信号に基づいて、スチーム噴霧と水分除去の動作を切り替えることを特徴とする。
【００１３】
電極を被洗浄物表面に接触させることで電気抵抗値を測定し、この電気抵抗値の経時変化を追跡することで、被洗浄物の水分の有無を判断することが可能である。衣類のような被洗浄物において、上記した電気抵抗を測定する手段により測定される電気抵抗値は、被洗浄物に含まれる水の存在により低下するため、スチーム洗浄開始後、所定値以下の電気抵抗値を計測した場合には、スチーム量調整手段の動作を停止し、水分除去手段の動作を開始する。これにより、被洗浄物がスチーム由来の水分で飽和状態となる前、若しくは飽和状態直後に被洗浄物を余剰水分を除去することが可能となる。続いて、電気抵抗を測定する手段により、水分除去手段の作動中に所定値以上の電気抵抗を検知した場合には、水分除去手段の動作を停止し、スチーム量調整手段を作動させる。この一連のサイクルを繰り返すことで、本洗浄装置においては、常に余剰水分による水膜などの障害が存在しない被洗浄物に対してスチームを噴霧できることから、スチームの熱量や、噴霧時の圧力を効果的に被洗浄物の汚れに作用させることが可能となる。
なお、近赤外線を照射する手段には赤外線ランプや赤外線発行ダイオードなどが利用でき、赤外線測定手段には赤外線センサーが利用できる。
【００１４】
本発明の好ましい態様においては、被洗浄物へ近赤外線を照射する手段と、被洗浄物からの近赤外線を検知する手段を備え、前記近赤外線を検知する手段からの信号に基づいて、スチーム噴霧と水分除去の動作を切り替えることを特徴とする。
【００１５】
水分には、近赤外線の特定波長を吸収する性質があるため、被洗浄物に所定値の波長を有する近赤外線を照射し、近赤外線量測定手段により被洗浄物に吸収された光エネルギーの経時変化を追跡することで、被洗浄物の水分の有無を判断することが可能である。このため、スチーム洗浄開始後、被洗浄物による近赤外線の特定波長吸収が計測された場合には、スチーム量調整手段の動作を停止し、水分除去手段の動作を開始する。これにより、被洗浄物がスチーム由来の水分で飽和状態となる前、若しくは飽和状態直後に被洗浄物における余剰水分を除去することが可能となる。続いて、近赤外線量測定手段により、水分除去手段の作動による特定波長の近赤外線を検知した場合には、水分除去手段の動作を停止し、スチーム量調整手段を作動させる。この一連のサイクルを繰り返すことで、本洗浄装置においては、常に余剰水分による水膜などの障害が存在しない被洗浄物に対してスチームを噴霧できることから、スチームの熱量や、噴霧時の圧力を効果的に被洗浄物の汚れに作用させることが可能となる。
【００１６】
本発明の好ましい態様においては、被洗浄物の重量を検知する手段を備え、前記重量を検知する手段により測定される前記被洗浄物の重量に基づいて、スチーム噴霧と水分除去の動作を切り替えることを特徴とする。
【００１７】
被洗浄物の重量を検知する手段を設け、スチーム洗浄開始時から噴霧されたスチームによる被洗浄物の重量変化を測定し、この重量変化の経時変化を追跡することで、被洗浄物の水分の有無を判断することが可能である。衣類のような被洗浄物において、噴霧されたスチームは吸収され、被洗浄物の重量増加に繋がるため、スチーム洗浄開始後、所定値以上の重量増加を計測した場合には、スチーム量調整手段の動作を停止し、水分除去手段の動作を開始する。これにより、被洗浄物がスチーム由来の水分で飽和状態となる前、若しくは飽和状態直後に被洗浄物における余剰水分を除去することが可能となる。続いて、重量測定手段により、水分除去手段の作動による所定値以上の重量減少を検知した場合には、水分除去手段の動作を停止し、スチーム量調整手段を作動させる。この一連のサイクルを繰り返すことで、本洗浄装置においては、常に余剰水分による水膜などの障害が存在しない被洗浄物に対してスチームを噴霧できることから、スチームの熱量や、噴霧時の圧力を効果的に被洗浄物の汚れに作用させることが可能となる。
なお、重量を検知する手段としては、ストレインゲージ、ロードセルなどを利用した重量センサを用いることが出来る。
【００１８】
本発明の好ましい態様においては、前記水分除去手段として、超音波照射手段を用いることを特徴とする。
超音波由来の微振動によって効果的に水分除去することが可能になる。また、超音波由来の局所的な熱や圧力といったキャビテーション効果によって、被洗浄物に付着した汚れを除去する洗浄効果も期待できる。超音波洗浄手段は前記スチーム噴霧手段におけるスチーム噴霧下方向に設けることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明にかかるスチーム洗浄装置の概略図であり、上水栓に直結されたスチーム量調整手段１と、スチーム量調整手段１より供給される上水を加熱しスチーム化するスチーム発生手段２と、スチーム発生手段２より発生したスチームを被洗浄物７に対して噴霧するスチーム噴霧手段３と、被洗浄物７を固定するための被洗浄物支持手段４と、被洗浄物支持手段４に連接され、スチーム洗浄により被洗浄物７に付着した水分を除去する水分除去手段５と、スチーム量調整手段１と水分除去手段５の動作を制御するタイマー６から構成されている。スチーム量調整手段１、スチーム発生手段２、とスチーム噴霧手段３はホースなどの配管により接続されている。
【００２０】
上水栓に直結されたバルブなどの上水供給量を調整できるスチーム量調整手段１により所定の流量に調整された上水は、上水圧をもってスチーム発生手段２に供給される。スチーム量調整手段１はこのように水源側に設けてもよいし、スチーム発生手段２やスチーム噴射手段３のところに設けてもよい。
ここでヒーター機能を有するスチーム発生手段２により瞬時に加熱された上水は高温高圧状態下、ノズル機能を有するスチーム噴霧手段３に供給され、スチーム噴霧手段３で大気開放条件下、被洗浄物７へと噴霧される。その際、スチーム量調整手段１によりスチーム発生手段２へ供給される上水量については、スチーム発生手段２におけるヒーター能力に依存するが、スチーム噴霧手段３より被洗浄物７へ供給される量を考慮して５０ｍｌ／ｍｉｎ程度が望ましい。また、スチーム噴霧手段３におけるノズル径がφ３ｍｍからφ５ｍｍ程度のとき、ノズル先端部付近で９０℃程度のスチーム噴霧が可能なヒーターを選択することが望ましい。その後、予め設定したタイマー６の制御により、所定時間経過後、スチーム量調整手段１を閉状態とすることで、スチーム噴霧を停止する。同時に、タイマー６の制御により、水分除去手段５の動作を開始し、上記したスチーム噴霧により被洗浄物７へ付着した水分を水分除去手段５により取り除く。この水分除去手段５の稼動時間についても、予め設定したタイマー６の制御に従い、所定時間実施後、水分除去手段５の動作を停止し、同時にスチーム量調整手段１の動作を開始する。このように、所定の時間間隔で上記したサイクルを繰り返すことで、被洗浄物が常に乾燥した状態で、スチームを噴霧する形態の洗浄を実施することが可能となる。また、ヒーター機能を有するスチーム発生手段３では、長時間の連続使用により、スチーム発生手段３自体が高熱を帯びる可能性があるため、図示していないタイマーを別途設け、このタイマーにより、スチーム発生手段２の連続稼動時間が所定値以上となった場合には、スチーム量調整手段１を閉状態とし、スチーム洗浄自体を停止する形態が望ましい。
【００２１】
また、本スチーム洗浄装置を洗面化粧台へ取り付けた場合の実施例について説明する。この場合、本洗浄装置へ供給される上水は、洗面化粧台概設の上水栓を分岐して使用し、噴霧されたスチームの排水についても洗面化粧台概設の排水栓を利用する。スチーム洗浄装置の形状としては、スチーム噴霧手段３、被洗浄物支持手段４、水分除去手段５を同一ヘッド内に設け、このヘッド部を洗面カウンターに接続する。ヘッド部の形状については、スチーム噴霧手段３と被洗浄物支持手段４の間に一定幅のスリットを設け、被洗浄物のヘッド内での移動が容易な構造とする。但し、スリット幅については、噴霧するスチーム温度を効率的に被洗浄物へ伝搬する目的から、５ｍｍ以上３０ｍｍ以内の形状が望ましい。また、水分除去手段５により除去されたスチーム由来の水分は、洗面ボウル面へ排水されるよう、上記ヘッドを洗面ボウル面に対して設ける必要がある。ただし、ヘッド位置と洗面ボウル面の距離によっては、上記排水による水跳ねが問題となる可能性があるため、ヘッドにおける排水面と洗面ボウルにおける排水接触点との距離が４００ｍｍ以下であることが望ましい。また、バルブ機能を有すスチーム量調整手段１や、フラッシュヒーター機能を有すスチーム発生手段２、タイマー６などの機能部は洗面カウンター内部に設ける形状が望ましい。また、上記ヘッド部にタイマー６やスチーム発生手段２へ電力を供給するためのスイッチを設けることで、より使い勝手のよいスチーム洗浄装置を供給することが可能となる。更に、ヘッド部と洗面カウンターの接続部位は水平可変式とすることで、洗面ボウルに対してヘッド部の最適位置を使用者が選択することが可能となる。
【００２２】
上記したスチーム噴霧と水分除去の交互動作と洗浄率の関係を、被洗浄物として疑似汚れの付着した衣類を用いて検証した。疑似汚れについては、洗剤の洗浄力試験法などに用いられ、ＪＩＳ  Ｃ９６０６に指定されている湿式人工汚染布を利用し、この湿式人工汚染布に対して、スチーム噴霧手段として、流量が毎分１５０ｍｌ程度、噴霧直後の温度が９０℃前後のスチーム噴霧が可能なハンディ式スチーム洗浄装置、水分除去手段として真空ポンプを使用して評価した。この評価で実施した制御内容を図２に示すが、記載Ａはスチーム噴霧手段の稼動状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を、記載Ｂは水分除去手段の稼動状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を示す。制御１は、スチーム噴霧手段と水分除去手段を同時に連続運転した場合、制御２は、スチーム噴霧手段を連続運転し、水分除去手段を所定間隔でＯＮ／ＯＦＦした場合、制御３は、スチーム噴霧手段を所定間隔でＯＮ／ＯＦＦし、水分除去手段を連続運転した場合、制御４は、スチーム噴霧手段と水分除去手段を各々交互に運転した場合の実施例である。このような制御モードにより、各々湿式人工汚染布に対する洗浄率を目視により測定し、５段階で相対評価したところ、制御４では５、制御２では４、制御１では３、制御３では２という内容であった。ここで数値が大きい方が洗浄効率がよかったことを示す。したがって、制御１から制御３の洗浄方式と比較して制御４において、最も高い洗浄効率が確認できた。ここで、相対評価の結果としては、制御４では５、制御２では４、制御１では３、制御３では２という内容であった。詳細な制御条件としては、制御１から制御４まで、何れも洗浄時間は３分間で、制御２から制御４で実施したＯＮ／ＯＦＦ動作の繰り返しについては、各々１０秒間隔で実施した。また、上記同様の条件下、３分間連続でスチーム噴霧手段を湿式人工汚染布に噴霧した場合の相対評価は４で、制御４と比較すると劣る結果であった。このように、スチーム噴霧手段の稼動時間、すなわち噴霧されるスチーム量自体は多いにも関わらず、洗浄効果は制御４よりも劣るという結果から、被洗浄物に対する過剰のスチームは洗浄効果を阻害することが明らかとなった。
【００２３】
また、上記評価では、スチーム噴霧手段の稼動時間（Ａ）と水分除去手段の稼働時間（Ｂ）の比をともに１０秒間隔の１：１としたが、最適条件を見極めるため、水分除去手段の稼働時間（Ｂ）を１０秒と固定し、スチーム噴霧手段の稼動時間（Ａ）を可変とする様々なＡ／Ｂ比率における洗浄試験を実施し、洗浄率を目視による５段階で相対評価した。この結果を図３に示す。Ａ／Ｂ比が小さい場合には制御２から制御４の何れの場合にも洗浄率に差異は認められなかったが、Ａ／Ｂ比が大きくなるにつれ、洗浄率の差異は明確となった。各制御のピーク位置については、使用するスチーム噴霧手段と水分除去手段の仕様に大きく影響されるが、最も効率のよい洗浄工程は制御４に基づく仕様であることが分かる。これは水分除去手段の動作が、スチーム噴霧手段の動作と重複する場合には、スチーム噴霧による被洗浄物への付与熱量が水分除去手段の動作により低減し、これが洗浄率に悪影響を及ぼしているものと考えられる。逆に制御４の場合には、スチーム噴霧手段と水分除去手段が交互に作動するため、スチームが、常に余剰水分による水膜などの障害が存在しない被洗浄物に対して噴霧されることで、より効率的な洗浄が実施できるものと考える。
【００２４】
上記した被洗浄物の水分含有率が洗浄率に及ぼす効果を図４に示す。被洗浄物である湿式人工汚染布に対して予め異なる水分量を添加し、この各々サンプルに対して所定時間（３分間）のスチーム噴霧後、その洗浄率を目視により５段階評価した場合の結果である。このグラフから、スチーム洗浄においては、被洗浄物の水分含有率がある範囲に達すると大幅に洗浄効率が低下することが明らかとなった。すなわち、被洗浄物に水分が過剰に含まれない状態でスチームを噴霧することで効率よく洗浄できることが分かる。逆に、被洗浄物が一定値以上の水分を含有する場合には、この水分が障害となり、噴霧されるスチームの熱量や圧力といったものが、被洗浄物の汚れに対して効果的に作用しないものと考えられる。以上、図２、３，４に示した結果から、最も効率のよいスチーム洗浄は、スチーム噴霧と水分除去を交互に実施し、常に被洗浄物が乾燥状態においてスチームを噴霧する形態であると考えられる。
【００２５】
図１と異なる実施例として、図５には、上水栓から得られる上水を一旦、混合タンク１１へ貯水し、この混合タンク１１からポンプなどのスチーム量調整手段１により混合タンク１１内の水をスチーム発生手段２へ供給する形態を示した。この場合、洗剤などの洗浄成分を混合タンク１１内へ別途供給し、この洗浄成分を混合タンク１１内で上水と混合した洗浄水をスチームとして噴霧することが可能となる。また、混合タンク１１内に、図示していない水位センサや、オーバーフロー口を設けることで、混合タンク１１内の水が上水栓へ逆流することなどを防止できる。混合タンク１１への洗浄成分供給については、洗浄成分を一時的に貯める洗浄成分タンク１０から、洗浄成分用バルブ９を介して混合タンク１１へ供給する形態が考えられる。また、図示していないが、タンク内に電極を配設し、この電極を用いた電解により発生する電解水を洗浄水として利用する形態も考えられる。このように、別途混合タンク１１を有す形態においては、スチーム量調整手段１として、洗浄水に圧力を加えられるポンプなどを使用し、このポンプの動作を制御することで、上記したように、スチーム噴霧と水分除去の動作を交互に実施することが可能となる。
【００２６】
水分除去手段５については、ファンなどの水分吸引手段や、ドライヤーなどの乾燥手段のような非接触手段と超音波やモーターなど振動由来の衣類に接触させる手段が考えられる。設置箇所としては、衣類に接触させる手段では洗浄物を載せる台などの被洗浄物支持手段４に直結するもの
非接触手段の場合、その図示したように被洗浄物支持手段４に直結した形状であっても、スチーム噴霧手段３に内包された形状であってもよい。
【００２７】
図６は、タイマー６の代替手段として、温度検知手段１２を被洗浄物支持手段５に設けた場合の実施例である。この場合、温度検知手段１２により得られた情報により、制御部１３を介してスチーム量調整手段１と、水分除去手段６の動作を制御する形態となる。
【００２８】
図７は、温度検知手段１２を用いたスチーム洗浄の動作フロー図である。スチーム洗浄開始時、バルブなどのスチーム量調整手段１を開状態とする（Ｓ１）。この動作により、ヒーターなどのスチーム発生手段２に供給された上水はスチーム化し、スチーム噴霧手段３から被洗浄物支持手段５に固定された被洗浄物７へと噴霧される。スチーム噴霧開始時から、被洗浄物支持手段５に設けられた温度検知手段１２による測定が開始され、所定値Ａ（℃）より高い温度が計測された場合（Ｓ２）には、スチーム量調整手段１を閉状態とし、同時に水分除去手段６の動作を開始する（Ｓ３）。水分除去手段５の動作開始後（Ｓ３）、温度検知手段１２により所定値Ｂ（℃）より低い温度が計測された場合には、水分除去手段６の動作を停止し、スチーム量調整手段１を開状態とし、被洗浄物に対するスチーム噴霧を開始する（Ｓ１）。このサイクルを繰り返し、スチーム洗浄を実施するが、Ｓ１において、スチーム噴霧開始時から一定時間経過後も所定値Ａ（℃）より高い温度が計測されない場合や、一定時間以上、上記サイクルが稼動する場合には、別途図示していないタイマー制御によりスチーム量調整手段１を閉状態とし、スチーム発生手段２におけるヒーターなどの発熱部位への通電を停止することで、スチーム洗浄を停止する形態が望ましい。
【００２９】
また、前記温度検知手段１２の代替手段として、電気抵抗を測定する手段を被洗浄物支持手段５に配設する形態も考えられる。この場合、電気抵抗を測定する手段における電極を被洗浄物４表面に接するよう配設する必要があるが、電極の形態としては、被洗浄物４表面を傷めないといった観点から、針状のものよりも平板状が望ましい。この電極に通電することで得られる被洗浄物７の電気抵抗値から、被洗浄物における水分の有無を制御部１３にて判断し、スチーム量調整手段１と水分除去手段６の動作切替えを実施する形態が考えられる。ここで、被洗浄物として衣類などを想定した場合、水分が存在することで電気抵抗は低下する。よって、この抵抗値低下に応じて水分除去手段を作動し、抵抗値上昇に応じてスチーム量調整手段を作動する形態が考えられる。
【００３０】
また、近赤外線を照射する手段と、近赤外線を検知する手段を被洗浄物支持手段５に配設する場合、近赤外線を照射する手段から被洗浄物へ照射される近赤外線の特定波長としては、１．２μｍ、１．４５μｍ、１．９４μｍ、２．９５μｍ等が考えられる。これらは何れも水分に吸収される波長帯であるが、例えば、１．９４μｍの波長を有する近赤外線を被洗浄物４へ照射する場合、被洗浄物４に水分が存在すると、この水分により１．９４μｍの波長は吸収されるため、近赤外線を検知する手段ではこの波長における強度が減少することから、被洗浄物４の水分の存在を認知することが可能となる。逆に、この波長における強度が一定以上である場合には、被洗浄物４には余剰の水分が存在しないと判断することができる。この原理を利用して、被洗浄物４の余剰水分の有無を判断し、スチーム量調整手段１と、水分除去手段６の動作を交互に実施することが可能となる。但し、この１．９４μｍの特定波長の近赤外線のみを被洗浄物４に照射し、反射した近赤外線を測定することで被洗浄物４の水分の有無を判断することはできるが、この特定波長のみの照射では、被洗浄物４の色や、表面状態等の影響を受け、正確な判断が困難となることから、特定波長（１．９４μｍ）に隣接し、水分に影響されず、且つ、被洗浄物４の色や、表面状態等の影響を特定波長と同様に受ける参照光（例えば波長１．８μｍ、２．１μｍ）を同時に照射する形態が望ましい。このような参照光と特定波長の両方を測定することで、被洗浄物４における水分の有無を正確に判断することが可能となる。
【００３１】
重量を検知する手段を被洗浄物支持手段５に設ける場合、スチーム洗浄開始時に被洗浄物支持手段５にかかる被洗浄物４自体の重量を基準とする。その後、噴霧スチームによる被洗浄物への吸着水分量を重量を検知する手段により計測し、所定値以上の重量を計測した場合、被洗浄物における水分量は飽和と判断し、スチームの噴射を止め、水分除去手段５の動作を開始する。水分除去手段５の作動により、被洗浄物の重量が所定値以上に低下した場合、若しくはスチーム洗浄開始時の基準値と同様の値を計測した場合には、被洗浄物の乾燥が完了したと判断し、水分除去手段５の動作を停止し、再びスチーム量調整手段１を作動し、スチーム洗浄を実施する。
【００３２】
スチームを十分時間噴霧し、水分を飽和状態まで含んだ湿式人工汚染布を超音波振動子と接触させ、異なる出力、周波数を有する超音波を照射した。図８には、その際計測した、超音波照射時間と、湿式人工汚染布における水分残存率の関係を示す。水分残存率については、湿式人工汚染布の重量を都度測定した。この結果、水分残存率は、照射する超音波の単位面積当たりの出力に依存することが明らかとなった。例えば、４００ｗ／ｃｍ２の出力を有する超音波を照射した場合、照射開始から５秒程度で７０％から８０％程度の水分を除去できることが分かった。更なる水分除去も可能ではあるが、効率から考えると５秒程度の超音波照射が最も有効であることが分かる。一方、更に出力を上げた場合にも、より効率的な水分除去が実施できたが、４００ｗ／ｃｍ２を越える出力の超音波を複数回照射した場合には、被洗浄物である衣類表面に損傷が観測されたため、実使用は困難であると考える。また、照射する超音波の周波数については、図８に示す評価では５０ｋＨｚを使用したが、２０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、４０ｋＨｚと異なる周波数で計測したが、大きな差違は認められなかった。
【００３３】
図９、図１０には、超音波振動子を水分除去手段として用いた場合の実施例を示す。図９は超音波振動子を被洗浄物を介して、スチーム噴霧手段の対面に配設した場合の概略図であり、上水栓に直結されたスチーム量調整手段１と、スチーム量調整手段１より供給される上水を過熱してスチーム化するスチーム発生手段２と、スチーム発生手段２より発生したスチームを被洗浄物７に対して噴霧するスチーム噴霧手段３と、被洗浄物７を支持する被洗浄物支持手段４と、被洗浄物支持手段４に支持手段１８により固定され、超音波発振器１７による超音波を被洗浄物７へ伝搬する振動子１６、コーン１５、ホーン１４と、スチーム噴霧手段３から被洗浄物７へ噴霧されたスチームを排水する排水口２０とから構成されている。
【００３４】
被洗浄物７に対するスチーム噴霧については、バルブなどのスチーム量調整手段１の開閉により供給される上水を、ヒーターなどのスチーム発生手段２で高温高圧状態とし、上水圧をもってスチーム噴霧手段３から被洗浄物７へと噴霧される。この時、スチーム噴霧手段３の形態としては図示してないが、スチームの出先を複数個設け、被洗浄物４にむらなく噴霧する形態や、単独ノズルであっても、その形状により放射状にスチームを噴霧する形態などが考えられる。但し、水分除去効率の面からは、水分除去手段であるホーン１４の先端面積と、スチーム噴霧手段３から被洗浄物７に噴霧されるスチームの被洗浄物７との接触面積が同等程度であることが望ましい。例えば、スチーム噴霧手段３として使用するノズルの直径をφ３と設定した場合、前記ノズルの最下位面と被洗浄物７との距離やスチームの噴霧流量にもよるが、ホーン１４の断面積としては、φ１０程度の設定とすることが望ましい。また、スチーム噴霧手段３の設置位置については、噴霧されたスチームの温度低下や、周囲へのスチーム飛散の影響を考慮し、被洗浄物支持手段１９の最上面から５ｃｍ以内に設けることが望ましい。
【００３５】
上記したように、被洗浄物７に対して噴霧されたスチーム由来の水分除去については、超音波発振器１７の信号による超音波振動子１６の超音波振動を、超音波振動子１６の出力端に接続されたコーン１５を介してホーン１４により増幅し被洗浄物７へと伝搬する。また、静止状態でホーン１４の先端面は被洗浄物７と接するように支持手段１８により被洗浄物支持手段１９に接続する形態が望ましい。このようにホーン１４と被洗浄物７が媒体を介さずに直接接することで、照射する超音波を効率よく被洗浄物７へ伝搬することが可能となる。衣類などの水分透過性が高い被洗浄物７の場合、ホーン１４により照射される超音波により、スチーム噴霧により付着した水分は、微粒子となり被洗浄物７から除去されることとなる。この際、超音波由来の局所的な熱や圧力といったキャビテーション効果により、被洗浄物に付着した汚れを除去する洗浄効果についても期待できる。
【００３６】
また、超音波の照射手段である超音波発振器１７に接続されたホーン１４、コーン１５、振動子１６をスチーム噴霧手段３の直下で、且つ、被洗浄物支持手段４の排出口２０内に配設することで、噴霧されたスチームによる余剰水分が排出口２０より排水される際、ホーン１４と被洗浄物支持手段４を接続する支持手段１８を通過するため、超音波発振により熱を帯びた支持手段１８を冷却する効果が得られる。噴霧されるスチームは微細粒子であるため、その含有熱量が小さく、噴霧手段３における噴霧口から一定距離を保った支持手段１８の箇所では、支持手段１８の冷却水として作用することが可能となる。
【００３７】
図１０には、スチーム噴霧手段３と、水分除去手段である超音波振動子を被洗浄物７に対して同一方向とし、水分除去手段を備えるスチーム洗浄装置を単一部材として設計した場合の実施例である。この場合、スチーム発生手段２へ上水を供給するためのスチーム量調整手段１とは別途、スチーム量調整手段１の上流部に冷却水供給手段２１を設け、この冷却水供給手段２１の動作により図示していないホーン１４のスチーム遮蔽板２３との接続部に上水を供給する形態が望ましい。これは、超音波照射により加熱されるホーン１４部と、上記した接続部の冷却を第一目的とするが、洗浄の面からは、スチーム噴霧手段３から噴霧されるスチームにより被洗浄物７表面に浮き出した汚れを洗い流すといった効果も期待できる。この洗い流す効果については、上水温度が上記した冷却作用により上昇しているため、室温の上水を使用するよりも効果が大きい。また、スチーム洗浄中、スチームの周囲への飛散を防止する目的でスチーム遮蔽板２３を設け、その気密性を高めるために、スチーム遮蔽板２３と被洗浄物７との接触面にパッキン２４を配設したが、このパッキン２４により、スチームの周囲への飛散防止はもとより、その気密性から空間温度が開放系での本装置使用よりも上昇するため、より高い洗浄力を確保することが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、噴霧したスチームによる被洗浄物表面の水分付着による影響を受けない、効率的なスチーム洗浄装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスチーム噴霧と水分除去の動作制御機構を有する第一構成図である。
【図２】本発明のスチーム噴霧と水分除去手段の制御仕様図である。
【図３】本発明の制御仕様と洗浄率の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の水分含有率と洗浄率の関係を示すグラフである。
【図５】本発明のスチーム用洗浄タンクを有する第一構成図である。
【図６】本発明のスチーム噴霧と水分除去の動作制御機構を有する第二構成図である。
【図７】本発明のスチーム噴霧と水分除去の動作制御機構を有する第二構成図の動作手順を示すフロー図である。
【図８】本発明の超音波照射時間と水分残存率を示すグラフである。
【図９】本発明の水分除去手段として超音波を用いる場合の第一構成図である。
【図１０】本発明の水分除去手段として超音波を用いる場合の第二構成図である。
【符号の説明】
１…スチーム量調整手段、２…スチーム発生手段、３…スチーム噴霧手段、４…被洗浄物支持手段、５…水分除去手段、６…タイマー、７…被洗浄物、８…上水用バルブ、９…洗浄成分用バルブ、１０…洗浄成分タンク、１１…混合タンク、１２…温度検知手段、１３…制御部、１４…ホーン、１５…コーン、１６…振動子、１７…超音波発振器、１８…支持手段、１９…被洗浄物支持手段、２０…排水口、２１…冷却水供給手段、２２…冷却水用ノズル、２３…スチーム遮蔽板、２４…パッキン
【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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【図１０】
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