(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液面を大気に接触させた状態で作用液を貯留する貯液槽と、
下端開口を貯液槽内の作用液中に浸して配置された中空の縦長管と、
縦長管の上端に連通接続して貯液槽から所定高さ位置に設けられ、対象物が入れられる負圧の作用空間が内部に形成された負圧作用部であって、縦長管の下端開口を閉鎖した状態で該縦長管とは別経路で貯液槽から作用液を負圧作用部内及び縦長管内に充填させた後、縦長管の下端開口を開放し、作用空間に負圧を形成保持させる負圧作用部と、
負圧作用部の作用空間に設置され、該作用空間の負圧を形成保持する作用液に対象物を接触させない状態、又は短時間だけ接触させた状態で、作用空間への投入口側から排出口側に向けて対象物を搬送する搬送装置と、
負圧作用部の投入口側に設けられ、負圧作用部の負圧を保持させた状態で外気側から負圧作用部内に対象物を投入する負圧保持機能付き投入装置と、
負圧作用部の排出口側に設けられ、負圧作用部の負圧を保持させた状態で、かつ負圧作用部内の負圧作用済みの対象物を作用液とは接触させない状態で外気側に取り出す負圧保持機能付き排出装置と、を備えたことを特徴とする負圧作用装置。
【請求項２】
投入装置と排出装置は、対象物が入れられる中空内部を形成したケースを備え、ケースの中空内部への液体の充填と排出を行わせることにより負圧作用部の負圧を保持する液体利用の負圧保持機構を有することを特徴とする請求項１記載の負圧作用装置。
【請求項３】
投入装置と排出装置は、ケースの中空内部を、外気側及び負圧作用部とは気密閉鎖した態様と、外気側と連通した態様と、負圧作用部と連通した態様と、に切り換え可能に設けられ、
該中空内部を外気側及び負圧作用部とは閉鎖した態様で作用液を充填した後、負圧作用部と連通して作用液を排出することにより、負圧形成部の負圧を保持させることを特徴とする請求項２記載の負圧作用装置。
【請求項４】
投入装置と排出装置はそれぞれ、対象物が入れられる中空内部を形成したケースと、
閉時には中空内部と負圧作用部、又は中空内部と外気側を気密閉鎖するとともに、開時には対象物が通過可能に中空内部と負圧作用部、又は中空内部と外気側とを連通させる複数の開閉扉と、
中空内部と負圧作用部とを連通させる際に中空内部に負圧を形成する状態と、中空内部と外気側とを連通させる際に中空内部を大気圧とする状態とを選択的に切り換える負圧切換機構と、を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の負圧作用装置。
【請求項５】
投入装置と排出装置は、貯液槽から所定の高さ位置に設置され、
負圧切換機構は、ケースの中空内部に貯液槽内の作用液を充填させるための経路に介設された給液弁と、
中空内部から空気を排気する排気弁と、
開時に中空内部の作用液を負圧作用部に排出させるように設けられた負圧作用部側の開閉扉と、を含み、
給液弁及び排気弁を開放して充填経路を介して中空内部に作用液を充填した後、給液弁及び排気弁を閉鎖し、負圧作用部側の開閉扉のみを開くことにより、中空内部に負圧を形成することを特徴とする請求項４記載の負圧作用装置。
【請求項６】
負圧作用部に負圧を形成するための機構は負圧作用部内に貯液槽内の作用液を充填させる経路に設けられたポンプを含み、
該経路はポンプの下流側で分岐され投入装置と排出装置とにそれぞれ給液弁を介して接続されたことを特徴とする請求項５記載の負圧作用装置。
【請求項７】
投入装置及び／又は排出装置には、対象物を搬送し、負圧作用部内の搬送装置と受け渡しする移送装置が設置されたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の負圧作用装置。
【請求項８】
投入装置と排出装置はそれぞれ、円筒状周壁の外気側に臨む一部分と負圧形成部に臨む一部分に対象物が通過する開口が設けられた円筒状ケースと、
円筒状ケース中心に軸支された回転軸からケース内壁に向けて突出しケース内部を外気側及び負圧作用部とは気密閉鎖された閉鎖空間と外気側に臨む空間と負圧作用部に臨む空間とに分割して水密気密状態を保持して仕切る複数の羽根を含む回転扉と、を含み、
複数の羽根で仕切られた閉鎖空間に作用液を充填させた状態で回転扉を回転軸周りに回転させることにより負圧作用部の負圧を保持させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の負圧作用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を負圧処理するのに利用される負圧作用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気圧より低い負圧、真空を利用する技術は、食品、医薬品、金属材料、電子部品や半導体、化学製品の製造や加工、保存、乾燥処理等、広い分野で利用されている。従来、真空や負圧を形成する装置としては、処理対象の密封容器内の空気を強制的に排気して圧力を下げる真空ポンプや、特許文献１に開示された吸引装置等が知られている。特許文献１の吸引装置は、高所に設置された密閉式の真空タンク１ａに水を満杯にし、その下側排水口から配管を貯水槽２へ通ずることで、真空タンク１ａ内は貯水槽２との水位差により負圧となるものであった。そして、特許文献１添付図面の図４に示すように、真空タンク１ａを下水処理設備１２等の目的の負圧処理装置に接続して、真空タンク１ａの負圧を汚水の処理に利用していた。なお、番号は特許文献１記載のものである。
【０００３】
また、本出願人らは、特許文献２において連続的に対象物の負圧処理を行える負圧作用装置を提案した。特許文献２の負圧作用装置は、上方を開放し内部に作用液Ｌが溜められた貯液槽と、上端を閉鎖し下端を開口して縦長く形成された中空管からなり、下端開口を貯液槽内の作用液中に浸して配置され、管内作用液と貯液槽内の作用液に対する大気圧とのバランスにより上部に負圧空間を形成させた負圧形成管と、複数の対象物を順次連続的に搬送し負圧形成管の下端開口から負圧形成管内の上部に形成させた負圧空間まで上下往復移動させつつ負圧形成管外へ搬出する連続搬送機構と、を備えたものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４４６９８号公報
【特許文献２】特許第４６４０５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来では、目的の対象物を負圧処理する際には、真空ポンプや吸引装置を処理目的の負圧処理装置に接続して使用するものであり、真空ポンプ等に接続された密封容器内に対象物を入れ、該容器を気密密封した状態で真空ポンプ等を介して排気して負圧を形成することにより対象物を所望の負圧処理した後、密封容器を大気圧に戻して対象物を取り出すといったバッチ処理を行っていた。したがって、多くの対象物を負圧処理する場合には、密封容器への対象物の出し入れや負圧形成、大気圧への復帰等の繰り返し行われる作業が煩雑であるとともに、負圧形成に大幅に時間がかかり効率性に劣る問題があった。また、特許文献１の吸引装置はそれ自体で大型に構成されているが、対象物に負圧作用させるための密封容器等を別個に設ける必要があるので設置スペースの利用効率も悪かった。一方、特許文献２の負圧作用装置では、連続搬送機構によって連続的に対象物を処理できる点で優れている。連続搬送機構は負圧形成管の作用液中を通って上部に形成させた負圧空間まで上下往復移動させるものであることから、負圧処理済みの対象物も作用液中を長距離間すなわち長時間かけて通過させるものであった。しかしながら、対象物の種類によっては、負圧作用した後に作用液に濡らさない状態で取り出したい場合があったり、該対象物を作用液に短時間だけ浸けて負圧作用処理させたい場合があった。従って、この種の対象物に対応して負圧作用を行える新しい負圧作用装置を開発した。
【０００６】
本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、簡単な構成で連続的又は断続的に対象物の負圧処理を行えるとともに、負圧作用済みの対象物を作用液に接触させることなく、或いは所定の短時間だけ作用液に接触させて、円滑に取り出せる負圧作用装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、液面を大気に接触させた状態で作用液を貯留する貯液槽１２と、下端開口２４を貯液槽１２内の作用液Ｌ中に浸して配置された中空の縦長管１４と、縦長管１４の上端に連通接続して貯液槽１２から所定高さ位置に設けられ、対象物Ｆが入れられる負圧の作用空間３０が内部に形成された負圧作用部１６であって、縦長管１４の下端開口２４を閉鎖した状態で該縦長管１４とは別経路（３６）で貯液槽１２から作用液を負圧作用部１６内及び縦長管１４内に充填させた後、縦長管１４の下端開口２４を開放し、作用空間３０に負圧を形成保持させる負圧作用部１６と、負圧作用部１６の作用空間３０に設置され、該作用空間３０の負圧を形成保持する作用液に対象物Ｆを接触させない状態、又は短時間だけ接触させた状態で、作用空間３０への投入口３２側から排出口３４側に向けて対象物Ｆを搬送する搬送装置１８と、負圧作用部１６の投入口３２側に設けられ、負圧作用部１６の負圧を保持させた状態で外気側ＥＸから負圧作用部１６内に対象物Ｆを投入する負圧保持機能付き投入装置２０と、負圧作用部１６の排出口３２側に設けられ、負圧作用部１６の負圧を保持させた状態で、かつ負圧作用部１６内の負圧作用済みの対象物Ｆを作用液とは接触させない状態で外気側ＥＸに取り出す負圧保持機能付き排出装置２２と、を備えたことを特徴とする負圧作用装置１０から構成される。
【０００８】
また、投入装置２０と排出装置２２は、対象物Ｆが入れられる中空内部を形成したケース５０、８２を備え、ケース５０、８２の中空内部への液体の充填と排出を行わせることにより負圧作用部１６の負圧を保持する液体利用の負圧保持機構６４を有することとしてもよい。
【０００９】
また、投入装置２０と排出装置２２は、ケース５０、８０の中空内部を、外気側ＥＸ及び負圧作用部１６とは気密閉鎖した態様と、外気側と連通した態様と、負圧作用部と連通した態様と、に切り換え可能に設けられ、該中空内部５２を外気側及び負圧作用部とは閉鎖した態様で作用液を充填した後、負圧作用部１６と連通して作用液を排出することにより、負圧形成部１６の負圧を保持させることとしてもよい。
【００１０】
また、投入装置２０と排出装置２２はそれぞれ、対象物Ｆが入れられる中空内部５２を形成したケース５０と、閉時には中空内部５２と負圧作用部１６、又は中空内部５２と外気側ＥＸを気密閉鎖するとともに、開時には対象物Ｆが通過可能に中空内部５２と負圧作用部１６、又は中空内部５２と外気側ＥＸとを連通させる複数の開閉扉５４、５５、５６、５７と、中空内部５２と負圧作用部１６とを連通させる際に中空内部５２に負圧を形成する状態と、中空内部５２と外気側ＥＸとを連通させる際に中空内部５２を大気圧とする状態とを選択的に切り換える負圧切換機構５８と、を有することとしてもよい。
【００１１】
また、投入装置２０と排出装置２２は、貯液槽１２から所定の高さ位置に設置され、負圧切換機構５８は、中空内部５２に貯液槽１２内の作用液を充填させるための経路に介設された給液弁６０、６１と、中空内部５２から空気を排気する排気弁６２、６３と、開時に中空内部５２の作用液を負圧作用部１６に排出させるように設けられた負圧作用部側の開閉扉５６、５７と、を含み、給液弁６０、６１及び排気弁６２、６３を開放して充填経路３６を介して中空内部５２に作用液を充填した後、給液弁６０、６１及び排気弁６２、６３を閉鎖し、負圧作用部側の開閉扉５６、５７のみを開くことにより、中空内部５２に負圧を形成することとしてもよい。
【００１２】
また、負圧作用部１６に負圧を形成するための機構は負圧作用部１６内に貯液槽１２内の作用液を充填させる経路３６に設けられたポンプ４４を含み、該経路３６はポンプ４４の下流側で分岐され投入装置２０と排出装置２２とにそれぞれ給液弁６０、６１を介して接続されたこととしてもよい。
【００１３】
また、投入装置２０及び／又は排出装置２２には、対象物Ｆを搬送し、負圧作用部１６内の搬送装置１８と受け渡しする移送装置６８が設置されたこととしてもよい。
【００１４】
また、投入装置２０と排出装置２２はそれぞれ、円筒状周壁の外気側に臨む一部分と負圧形成部１６に臨む一部分に対象物が通過する開口８８、８９が設けられた円筒状ケース８０と、円筒状ケース中心に軸支された回転軸８６からケース内壁に向けて突出しケース内部を外気側及び負圧作用部とは気密閉鎖された閉鎖空間と外気側に臨む空間と負圧作用部に臨む空間とに分割して水密気密状態を保持して仕切る複数の羽根８４を含む回転扉８２と、を含み、複数の羽根８４で仕切られた閉鎖空間に作用液を充填させた状態で回転扉８２を回転軸８６周りに回転させることにより負圧作用部１６の負圧を保持させることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の負圧作用装置によれば、液面を大気に接触させた状態で作用液を貯留する貯液槽と、下端開口を貯液槽内の作用液中に浸して配置された中空の縦長管と、縦長管の上端に連通接続して貯液槽から所定高さ位置に設けられ、対象物が入れられる負圧の作用空間が内部に形成された負圧作用部であって、縦長管の下端開口を閉鎖した状態で該縦長管とは別経路で貯液槽から作用液を負圧作用部内及び縦長管内に充填させた後、縦長管の下端開口を開放し、作用空間に負圧を形成保持させる負圧作用部と、負圧作用部の作用空間に設置され、該作用空間の負圧を形成保持する作用液に対象物を接触させない状態、又は短時間だけ接触させた状態で、作用空間への投入口側から排出口側に向けて対象物を搬送する搬送装置と、負圧作用部の投入口側に設けられ、負圧作用部の負圧を保持させた状態で外気側から負圧作用部内に対象物を投入する負圧保持機能付き投入装置と、負圧作用部の排出口側に設けられ、負圧作用部の負圧を保持させた状態で、かつ負圧作用部内の負圧作用済みの対象物を作用液とは接触させない状態で外気側に取り出す負圧保持機能付き排出装置と、を備えた構成であるから、連続的又は断続的に対象物を負圧作用部で負圧処理することができ、高い処理効率を実現して、大量の対象物を負圧作用させるのに有利である。さらに、負圧作用中及び外側へ排出する際に対象物を作用液に接触させることがないので、負圧作用済みの対象物を扱いやすく、対象物の乾燥処理や解凍等に適用するのに優れる。また、対象物を所定の短時間だけ作用液に接触させて、作用液による含浸や洗浄等を行うこともでき、負圧作用の実用性を向上しうる。
【００１６】
また、投入装置と排出装置は、対象物が入れられる中空内部を形成したケースを備え、ケースの中空内部への液体の充填と排出を行わせることにより負圧作用部の負圧を保持する液体利用の負圧保持機構を有する構成とすることにより、簡単な構成で負圧保持機能を実現できると同時に、例えば、作用液等の液体をケース内に充填、排出するだけの簡単な操作又は制御でケース内に負圧作用部と同等な負圧を形成して負圧を保持できる。
【００１７】
また、投入装置と排出装置は、ケースの中空内部を、外気側及び負圧作用部とは気密閉鎖した態様と、外気側と連通した態様と、負圧作用部と連通した態様と、に切り換え可能に設けられ、該中空内部を外気側及び負圧作用部とは閉鎖した態様で作用液を充填した後、負圧作用部と連通して作用液を排出することにより、負圧形成部の負圧を保持させる構成とすることにより、簡単な構成で負圧保持機能を実現できると同時に、ケースの態様を切換えながら作用液をケース内に充填、排出するだけの簡単な操作又は制御で負圧を保持できる。
【００１８】
また、投入装置と排出装置はそれぞれ、対象物が入れられる中空内部を形成したケースと、閉時には中空内部と負圧作用部、又は中空内部と外気側を気密閉鎖するとともに、開時には対象物が通過可能に中空内部と負圧作用部、又は中空内部と外気側とを連通させる複数の開閉扉と、中空内部と負圧作用部とを連通させる際に中空内部に負圧を形成する状態と、中空内部と外気側とを連通させる際に中空内部を大気圧とする状態とを選択的に切り換える負圧切換機構と、を有する構成とすることにより、投入装置及び排出装置の負圧保持機能を簡単な構成で具体的に実現できる。
【００１９】
また、投入装置と排出装置は、貯液槽から所定の高さ位置に設置され、負圧切換機構は、中空内部に貯液槽内の作用液を充填させるための経路に介設された給液弁と、中空内部から空気を排気する排気弁と、開時に中空内部の作用液を負圧作用部に排出させるように設けられた負圧作用部側の開閉扉と、を含み、給液弁及び排気弁を開放して充填経路を介して中空内部に作用液を充填した後、給液弁及び排気弁を閉鎖し、負圧作用部側の開閉扉のみを開くことにより、中空内部に負圧を形成する構成とすることにより、投入装置及び排出装置の中空内部の負圧形成を、負圧作用部の負圧形成と略同じ原理で、かつ多くの部材を共通化して実現でき、簡単な構成で、低コストで製造できる。
【００２０】
また、負圧作用部に負圧を形成するための機構は負圧作用部内に貯液槽内の作用液を充填させる経路に設けられたポンプを含み、該経路はポンプの下流側で分岐され投入装置と排出装置とにそれぞれ給液弁を介して接続された構成とすることにより、負圧作用装置、投入装置及び排出装置に負圧を形成させる機構を構成する部材を共通化して、少ない部材点数で簡単な構成で製造できるとともに、低コストで製造できる。
【００２１】
また、投入装置及び／又は排出装置には、対象物を搬送し、負圧作用部内の搬送装置と受け渡しする移送装置が設置された構成とすることにより、負圧を保持した状態でスムーズに対象物を負圧作用部へ投入、又は負圧作用部から排出することができる。
【００２２】
また、投入装置と排出装置はそれぞれ、円筒状周壁の外気側に臨む一部分と負圧形成部に臨む一部分に対象物が通過する開口が設けられた円筒状ケースと、円筒状ケース中心に軸支された回転軸からケース内壁に向けて突出しケース内部を外気側及び負圧作用部とは気密閉鎖された閉鎖空間と外気側に臨む空間と負圧作用部に臨む空間とに分割して水密気密状態を保持して仕切る複数の羽根を含む回転扉と、を含み、複数の羽根で仕切られた閉鎖空間に作用液を充填させた状態で回転扉を回転軸周りに回転させることにより負圧作用部の負圧を保持させる構成とすることにより、投入装置及び排出装置の負圧保持機能を簡単な構成で具体的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る負圧作用装置の概略説明図である。
【図２】図１の負圧作用装置の概略フローチャートである。
【図３】図１の負圧作用装置の負圧作用部に負圧を形成する際のフローチャートである。
【図４】図１の負圧作用装置の投入装置を介して対象物を負圧作用部へ投入する際のフローチャートである。
【図５】図１の負圧作用装置の排出装置を介して対象物を負圧作用部から排出する際のフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る負圧作用装置の概略説明図である。
【図７】図６の負圧作用装置の投入装置を介して対象物を負圧作用部へ投入する際のフローチャートである。
【図８】図６の負圧作用装置の排出装置を介して対象物を負圧作用部から排出する際のフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る負圧作用装置の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下添付図面を参照しつつ本発明の負圧作用装置の実施形態について説明する。本発明に係る負圧作用装置は、負圧作用部に負圧を形成保持し、例えば、食品、医薬品、機械部品等の対象物を効率的に負圧処理する負圧処理装置である。図１ないし図５は、本発明の負圧作用装置の第１の実施形態を示している。図１に示すように、本実施形態において、負圧作用装置１０は、作用液Ｌを貯留する貯液槽１２と、中空の縦長管１４と、縦長管１４の上端に接続された負圧作用部１６と、負圧作用部１６に設置された搬送装置１８と、負圧作用部１６への対象物Ｆの投入装置２０と、負圧作用部１６からの対象物Ｆの排出装置２２と、を備えている。なお、本実施形態では、負圧作用装置１０で負圧作用させる対象物Ｆは、例えば、食品等の固形物又は固形状物を適用した場合で説明する。
【００２５】
図１に示すように、貯液槽１２は、液面Ｌａｆを大気に接触させて所定量の作用液Ｌを貯留する液溜め手段である。本実施形態では、貯液槽１２は、例えば、上面側全体を開放した有底の中空容器からなり、上面開放部分から内部に溜めた作用液Ｌ（Ｌａ）の液面Ｌａｆに大気圧が作用するようになっている。貯液槽１２内の作用液Ｌは、例えば、水からなり、後述のように縦長管１４内及び負圧作用部１６内に導入され、貯液槽１２内の作用液Ｌａと縦長管１４或いは負圧作用部１６内の作用液Ｌｂの液面の高低差で負圧作用部１６に負圧の作用空間３０を形成し、その負圧を気密保持する媒体である。なお、作用液Ｌは、水に限らず、対象物Ｆの種類等に応じて種々変更してもよい。例えば、対象物Ｆが食品の場合には作用液Ｌを調味液や着色液等としたり、対象物が電気電子部品の場合には作用液を絶縁剤としたり、対象物が機械部品の場合には作用液を潤滑油としたり、対象物が木材の場合には作用液を防腐剤としたり、その他処理目的に応じて任意の組み合わせで設定するとよい。
【００２６】
図１に示すように、縦長管１４は、上下両端部に開口２４、２６を有し細長く形成された中空管からなり、下端開口２４を貯液槽１２内の作用液Ｌに浸して配置されている。本実施形態では、縦長管１４は、例えば、管の長さが約１０ｍ程度の円筒管からなり、図示しない支持手段で支持されて略鉛直状に立てて配置されている。縦長管１４の下端側には、下端開口２４を開閉する下部開閉弁２８が設けられている。なお、下部開閉弁の代わりに、縦長管１４の上端側又は上下中間位置の任意の位置に開閉弁を設ける構成としてもよい。
【００２７】
縦長管１４の上端には負圧作用部１６が互いに内部を連通させた状態で接続されている。負圧作用部１６は、対象物Ｆが入れられる負圧の作用空間３０が内部に形成され、貯液槽１２内の作用液の液面Ｌａｆから所定高さ位置に設置されている。本実施形態では、負圧作用部１６は、例えば、耐圧製の素材で形成され、複数の対象物Ｆを収容可能な大きさの中空内部を有する横長中空箱体からなり、図示しない支持手段で支持されている。負圧作用部１６は、その底壁の横長方向中間位置に縦長管１４の上端が接続され、縦長管１４の上端開口２６を介して該縦長管内と連通しており、底壁が貯液槽１２内の作用液面Ｌａｆから約１０ｍ程度の位置に設置されている。負圧作用部１６は、横長方向の一端側（図１上、左側）に対象物Ｆの投入口３２が設けられるとともに、他端側（図１上、右側）に排出口３４が設けられている。そして、投入口３２に投入装置２２が、排出口３４に排出装置２２がそれぞれ設けられると同時に、後述の負圧側開閉扉５６、５７で開閉されるようになっている。負圧作用部１６には、貯液槽１２内の作用液Ｌを縦長管１４とは別経路で充填させる充填経路３６が接続されている。充填経路３６は、例えば、一端を貯液槽１２の作用液を浸すとともに、他端を負圧作用部１６に接続された配管等からなり、負圧作用部１６と貯液槽１２とを迂回状に連通している。負圧作用部１６は、縦長管１４の下端開口２４を下部開閉弁２８により閉鎖した状態で充填経路３６を介して貯液槽１２から作用液Ｌを負圧作用部１６内及び縦長管１４内に充填させた後、縦長管１４の下端開口２４を開放すると、負圧作用部１６内の作用液が下降し、該液面Ｌｂｆの上方側に負圧の作用空間３０が形成保持される。本実施形態では、負圧の作用空間３０を形成した状態で負圧作用部１６内に作用液Ｌｂが残っている。なお、例えば、縦長管１４をより長く形成して負圧作用部１６をより高い位置に設けることにより、縦長管の縦長管１４内まで液面Ｌｂｆを下降させ、負圧作用部１６の内部全体を作用空間とするようにしてもよい。
【００２８】
負圧作用部１６の作用空間３０は、負圧作用部１６内及び縦長管１４内の作用液Ｌ（Ｌｂ）の重さによる圧力と、貯液槽１２内の作用液Ｌｂの液面Ｌに作用する大気圧と、のバランスにより負圧が形成保持される。貯液槽１２の作用液Ｌａに作用する大気圧Ｐと、負圧作用部１６の作用空間３０の圧力Ｐ１と該負圧作用部１６内及び縦長管１４内の作用液Ｌｂの重さによる圧力Ｐ２の和と、がバランスをとってつりあう（Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２）。縦長管１４内の作用液の圧力Ｐ２は、作用液の密度ρ×重力加速度ｇ×縦長管１４内の作用液面Ｌｂｆと貯液槽１２の作用液面Ｌａｆとの差ｈ、すなわち、作用液の単位体積あたりの重量γ×管内の作用液面Ｌｂｆの貯液槽１２の作用液面Ｌａｆからの高さｈ、であらわされる（Ｐ２＝ρｇｈ＝γｈ）。本実施形態では、作用空間３０の圧力Ｐ１ができるだけ小さな（Ｐ１が０に近い）略真空状態に設定されるように設けられており、いわゆるトリチェリの真空を形成するように縦長管１４及び負圧作用部１６の高さが設定されている。上記式で作用空間２０の圧力Ｐ１を０（真空）に近似するとＰ＝γｈで近似できるので、大気圧Ｐを作用液Ｌの単位体積の重量γで割った値（ｈ＝Ｐ／γ）が大気圧とつりあう作用液Ｌｂの液面限界高さとなる。よって、作用空間３０を略真空状態にするために、貯液槽１２内の作用液面Ｌａｆからの負圧作用部１６の設置高さは、大気圧Ｐを作用液Ｌの単位体積の重量γで割った値（ｈ＝Ｐ／γ）よりも高く設定される。例えば、作用液Ｌが水の場合には負圧作用部１６内の作用液面Ｌｂｆは、貯液槽１２の作用液面Ｌａｆからの高さが約１０ｍ程度となるので、上述のように負圧作用部１６は約１０ｍよりも高い位置に設定されている。
【００２９】
本実施形態では、負圧作用部１６の作用空間３０を負圧にするための負圧形成機構３８が設けられている。負圧形成機構３８は、例えば、上述の縦長管１４の下端開口２４を開閉する下部開閉弁２８と、充填経路３６と、負圧形成部１６の上端に設けられた排気管４０と、排気管４０を開閉する排気弁４２と、充填経路３６に介設され作用空間３０内に作用液を強制的に送る揚水ポンプ４４と、充填経路３６の負圧作用部１６側に介設された給液弁４６と、を含む。排気管４０は、負圧作用部１６の閉鎖されている上端側で管内外を連通するように接続された小管からなる。排気管４０には、水位センサ４８が設けられており、負圧作用部１６に負圧を形成する際に作用液Ｌが負圧作用部１６内に満杯になるのを検出する。揚水ポンプ４４は、例えば、遠心ポンプからなり、稼動時には貯液槽１２内の作用液Ｌを吸引して充填経路３６を圧送して負圧作用部１６内に充填する。図３に示すように、負圧形成機構３８は、下部開閉弁２８、排気弁４２、給液弁４６等の複数の弁の開閉操作及び揚水ポンプ４４のオンオフ操作を行なって、負圧作用部１６の作用空間３０に負圧を形成する。
【００３０】
図１に示すように、搬送装置１８は、負圧作用部１６の作用空間３０に設置され、該作用空間３０において対象物Ｆを作用液Ｌに接触させない状態を維持しながら該対象物Ｆを投入口３２側から排出口３４側に向けて搬送する搬送手段である。本実施形態では、搬送装置１８は、例えば、負圧作用部１６内の作用液の液面Ｌｂｆよりも上方に設置され、無端状のベルトを２つのプーリに巻き掛けて構成されたベルトコンベアからなる。搬送装置１８は、例えば、ベルトコンベアの一端を投入口３２側に近接配置されるとともに、他端側を排出口３４側に近接配置されている。搬送装置１８、複数の対象物Ｆをベルト上に載せて連続的又は断続的に横方向に向けて略直線状に搬送しながら作用空間において対象物Ｆを所定時間負圧作用させることができる。搬送装置１８は、作用空間３０中で対象物Ｆを作用液に接触させないので、例えば、対象物Ｆに付着する液が少ない又はほとんど無い状態となるので対象物Ｆを扱いやすく、乾燥処理や食品の解凍等に有利である。なお、搬送装置１８は、本実施形態に限らず、例えば、対象物Ｆを作用液Ｌｂに所定の短時間だけ接触させて搬送するように構成してもよい。
【００３１】
負圧作用部１６の投入口３２側に設けられる投入装置２０は、負圧作用部１６の作用空間３０の負圧を保持させた状態で、対象物Ｆを外気側ＥＸから作用空間３０内に投入するための負圧保持機能付きの投入手段である。一方、負圧作用部１６の排出口３４側に設けられる排出装置２２は、作用空間３０の負圧を保持させた状態で、処理済みの対象物Ｆを作用空間３０内から外気側ＥＸに取り出す（排出する）ための負圧保持機能付きの排出手段である。さらに、排出装置２２は、排出する際に作用済みの対象物Ｆを作用液に接触させない状態を維持する。投入装置２０と排出装置２２とは、互いに同じ構成で対称的に設けられており、負圧作用部１６と略同じ高さ位置に設けられている。
【００３２】
本実施形態では、投入装置２０と排出装置２２は、対象物Ｆが入れられる中空内部５２を形成したケース５０を備え、ケース５０の中空内部５２への液体の充填と排出を行わせることにより負圧作用部１６の負圧を保持する液体利用の負圧保持機構６４を有する。具体的には、投入装置２０と排出装置２２とはそれぞれ、例えば、それぞれ内部に対象物Ｆを入れることが可能な中空内部５２を形成した中空箱状又は筒状のケース５０と、中空内部５２の外気側ＥＸを開閉する外気側開閉扉５４、５５と、中空内部５２の負圧作用部１６側を開閉する負圧側開閉扉５６、５７と、中空内部５２に負圧を形成した状態と大気圧状態とを切り換える負圧切換機構５８と、を含む。ケース５０は、例えば、横方向に対向する側面を開放して対象物の入口又は出口を形成し、開放部分に外気側開閉扉５４、５５と負圧側開閉扉５６、５７が設置されている。ケース５０は一部を負圧作用部１６の作用空間３０内に突出した状態で該負圧作用部１６に一体的に接続されている。中空内部５２は、例えば、対象物Ｆを１個ないし数個投入できるような比較的小さな空間で形成され、対象物Ｆを通過させる通路となる。中空内部５２は、例えば、負圧作用部１６と略同じ高さ位置であって、負圧作用部１６内の作用液の液面Ｌｂｆよりも高い位置に設けられている。中空内部５２には、貯液槽１２内の作用液を負圧作用部１６に充填する充填経路３６に分岐接続３６１、３６２されている。外気側開閉扉５４、５５は、外気側ＥＸに臨ませて設けられており、閉時には中空内部５２と外気側ＥＸとを気密閉鎖するとともに、開時には中空内部５２と外気側ＥＸとを連通させる。負圧側開閉扉５６、５７は、負圧作用部１６の作用空間３０の投入口３２又は排出口３４に臨ませて設けられており、閉時には中空内部５２と負圧作用部１６とを気密閉鎖するとともに、開時には中空内部５２と負圧作用部１６とを連通させる。外気側開閉扉５４、５５及び負圧側開閉扉５６、５７は、開時には対象物Ｆを通過可能な大きさで開口するように設けられており、例えば、中空内部５２の横方向の側面部分全体を閉鎖、開放するように設けられている。外気側開閉扉５４、５５及び負圧側開閉扉５６、５７は、例えば、上下方向又は左右方向にスライドして開閉するスライド式の扉からなり、図示しないガイド等に案内されてシリンダやモータ等の任意の駆動機構により開閉駆動される。さらに、負圧側開閉扉５６、５７を開放すると、中空内部５２内に充填される作用液は負圧作用部１６側へ自然に排出できるようになっている。
【００３３】
負圧切換機構５８は、中空内部５２と負圧作用部１６とを連通させる際に中空内部５２を負圧形成する状態と、中空内部５２と外気側ＥＸとを連通させる際に中空内部５２を大気圧とする状態と、を選択的に切り換える。このように負圧と大気圧とを切り換えることによって、投入、排出装置２０、２２の負圧保持機能を具体的に実現している。すなわち、外気側ＥＸから投入装置２０に対象物Ｆを入れる際、及び排出装置２２から外気側に対象物Ｆを取り出す際には、中空内部５２と外気側ＥＸとが連通して該中空内部５２は大気圧となるが、負圧作用部１６側の開閉扉５６、５７を気密閉鎖しておくことで該負圧作用部１６の作用空間３０の負圧を保持できる。一方、投入装置２０から負圧作用部１６に対象物Ｆを投入する際、及び負圧作用部１６から排出装置２２へ対象物Ｆを排出する際には、負圧切換機構５８により中空内部５２に負圧を形成することで、中空内部５２と負圧作用部１６とが連通しても該負圧作用部１６の作用空間３０の負圧を保持できる。
【００３４】
本実施形態では、負圧切換機構５８は、例えば、外気側開閉扉５４、５５と、負圧側開閉扉５６、５７と、充填経路３６の分岐経路３６１、３６２に介設された給液弁６０、６１と、中空内部５２から空気を排気する排気弁６２、６３と、を含む。排気弁６２、６３は、中空内部５２から外部に連通した排気管に介設されている。排気管には、水位センサ６６が設けられており、負圧形成のために中空内部５２に作用液Ｌを充填した際に作用液が満杯になるのを検出する。給液弁６０、６１が設けられる分岐経路３６１、３６２は、充填経路３６において揚水ポンプ４４が介設された位置より下流側で分岐されている。投入装置２０の給液弁６０と排出装置２２の給液弁６１と負圧作用部１６の給液弁４６との３つの給液弁を開閉制御することで、１つのポンプだけで作用液を供給する３つの負圧形成空間を選択的に切り換えることができる。負圧切換機構５８により投入装置２０（排出装置２２）の中空内部５２に負圧を形成する場合には、外気側開閉扉５４（５５）、負圧側開閉扉５６（５７）を閉鎖し、給液弁６０（６１）及び第２排気弁６２（６３）を開放して、充填経路３６を介して中空内部５２に作用液を充填する。その後、給液弁６０（６１）及び排気弁６２（６３）を閉鎖し、負圧側開閉扉５６（５７）のみを開くことにより、作用液が負圧作用部１６内に流出し、中空内部５２に負圧が形成される。すなわち、中空内部５２は、負圧作用部１６の負圧形成と同じ原理で、負圧作用部内の作用液の液面Ｌｂｆと貯液槽１２内の液面Ｌａｆとの差により負圧が形成される。よって本実施形態では、貯液槽から所定の高さ位置に設けられ作用液の自重と大気圧とのバランスにより内部に負圧が形成される３つの負圧形成空間（３０、５２、５２）が開閉扉（５６、５７）を介して直列状に接続され、中央の負圧形成空間（３０）の負圧を保持した状態で、両側の負圧形成空間（５２、５２）のみを負圧状態と大気圧状態とを切り換えて対象物Ｆを投入、排出させるような構成とも言える。そして、これらの３つの負圧形成空間の負圧形成に必要な部材を共通させた構成とすることにより、部品点数が少なく構造が簡単で、制御等も行ないやすい。
【００３５】
図１に示すように、投入装置２０及び排出装置２２の中空内部５２には、移送装置６８が設けられている。移送装置６８は、例えば、搬送装置１８と同じ高さ位置に設置され、無端状のベルトを２つのプーリに巻き掛けて構成されるベルトコンベア等からなる。投入装置２０側では、負圧側開閉扉５６が開いた際に移送装置６８が駆動され、対象物Ｆを中空内部５２内で横方向に搬送させ、該移送装置６８から負圧作用部１６内の搬送装置１８へ対象物Ｆを受け渡して投入させる。同様に、排出装置２２側では、負圧側開閉扉５７が開いた際に移送装置６８が駆動され、負圧作用部１６内の搬送装置１８から移送装置６８へ処理済みの対象物Ｆを受け渡して負圧作用部から排出し、対象物Ｆを中空内部５２で横方向に移動させる。なお、移送装置６８は、投入装置２０、排出装置２２のいずれか一方のみに設けることとしても良い。また、移送装置６８の構成はベルトコンベアに限らず、レールや転動体、ピストン等により対象物を移動させる構成等その他任意の構成でもよい。また、投入、排出装置２０、２２は、例えば、対象物を滑り落とすシュータ等の構造を有していても良い。
【００３６】
負圧作用部１６の作用空間３０で対象物Ｆを負圧作用処理させていると、対象物中の空気やガス等が脱気されたり水分が蒸発して、作用空間３０内の圧力が次第に上がって真空度が下がる。その結果、負圧処理の効率、確実性が低下してくる。本実施形態では、作用空間３０の圧力が上昇してきた場合に該作用空間３０を設定された負圧に復帰させる負圧復帰機構７０が設けられている。負圧復帰機構７０は、作用空間３０の圧力を測定する真空センサ７２に連動して負圧形成機構３８を作動するように設けられている。すなわち、負圧復帰機構７０は、真空センサ７２と、負圧形成機構３８と、を含む。真空センサ７２は、例えば、作用空間３０の圧力を直接測定する種々の真空計、または作用空間の圧力により上下変動する負圧作用部内の作用液の液面Ｌｂｆの変化を検知する水位センサを利用したもの等からなる。真空センサ７２からの信号が所定の圧力値以上になった際に、負圧形成機構３８により略真空状態の作用空間３０を復帰形成する。
【００３７】
本実施形態では、図２に示すように、負圧形成機構３８及び負圧復帰機構７０、投入装置２０、排出装置２２は、それぞれ制御部７４によって自動的または半自動的に制御される。制御部７４には、真空センサ７２、負圧作用部１６の水位センサ４８、投入装置２０の水位センサ６６、排出装置２２の水位センサ６６、縦長管１４の下部開閉弁２８、揚水ポンプ４４、が電気的に接続されている。そして、図３に示すように、制御部７４は、それぞれのセンサからの信号に応じて、下部開閉弁２８の開閉制御や揚水ポンプ４４のオンオフ制御を行って作用空間３０に負圧を形成又は復帰する。さらに、制御部７４には搬送装置１８、移送装置６８、開閉扉５４〜５７、排気弁４２、６２、６３、給液弁４６、６０，６１が電気的に接続されており、図４、図５に示すように、制御信号に応じて、開閉扉の開閉制御や移送装置等の駆動停止制御が行なわれる。なお、開閉扉や排気弁、給液弁等の各構成要素は、制御部７４で自動制御する構成に限らず、手動で操作することとしてもよい。
【００３８】
次に、図２ないし図５を参照しつつ、本実施形態に係る負圧作用装置１０の作用すなわち負圧処理方法について説明する。図２に示すように、まず、負圧形成機構３８により負圧作用部１６に負圧の作用空間３０を形成保持させる（Ｓ１００）。具体的には、図３に示すように、最初に、負圧形成部１６の排気弁４２と給液弁４６を開放するとともに縦長管１４の下部開閉弁２８を閉鎖する（Ｓ１０）。この際、全ての開閉扉５４〜５７、及び投入装置２０、排出装置２２の給液弁６０、６１と排気弁６２、６３は閉鎖しておく。その状態で揚水ポンプ４４を駆動して貯液槽１２の作用液Ｌを充填経路３６を介して負圧作用部１６内に強制的に送り入れる（Ｓ１２）。負圧作用部１６内に圧送された作用液Ｌは、縦長管１４の上端開口２６から縦長管１４内に入り、下部開閉弁２８で受け止められ次第に液面を上昇して充填されていくと同時に、縦長管１４内及び負圧作用部１６内の空気は排気弁４２を介して排気される。そして、負圧作用部１６内と縦長管１４内に作用液Ｌが完全に満たされると（Ｓ１４）、水位センサ４８により感知されて、揚水ポンプ４４を停止する（Ｓ１６）。そして、負圧作用部１６の排気弁４２と給液弁４６を閉鎖し（Ｓ１８）、縦長管１４の下部開閉弁２８を開くと（Ｓ２０）、図１に示すように、該縦長管１４の下端開口２４から作用液が貯液槽１２内に一部戻り、負圧作用部１６内の作用液の液面Ｌｂｆが下降して、縦長管内の作用液が大気圧とバランスでつりあう液面高さｈで停止し、液面Ｌｂｆより上方に略真空状態の負圧の作用空間３０が形成される（Ｓ２２）。なお、例えば、揚水ポンプ４４で負圧作用部１６内に作用液Ｌを送り込む際に、負圧作用部１６内に空気を残しておくことで、真空度が低い（圧力が比較的高い）負圧空間を形成することもできる。対象物Ｆの種類に応じて、真空度を調整するようにしてもよい。
【００３９】
負圧作用部１６の作用空間３０内に投入装置２０から対象物Ｆを投入する場合には、負圧側開閉扉５４を閉鎖した状態で大気圧状態の中空内部５２に対象物Ｆを外気側から投入装置２０に投入し（Ｓ１０２）、負圧切換機構５８により中空内部５２に負圧を形成して（Ｓ１０４）、対象物を中空内部５２から負圧作用部１６に投入する（Ｓ１０６）。その後、再び負圧側開閉扉５４を閉鎖した状態で負圧切換機構５８により中空内部５２を大気圧状態に復帰して（Ｓ１０８）、上記同様の操作が繰り返されて負圧作用部１６の負圧を保持しながら複数の対象物Ｆを該負圧作用部１６へ断続的に順番に投入する。具体的には、図４に示すように、まず、投入装置２０の給液弁６０と排気弁６２及び負圧開閉扉５６を閉鎖した状態で、外気側開閉扉５４を開放する（Ｓ３０）。投入装置２０の中空内部５２は外気側ＥＸと連通し大気圧となっており、該開閉扉５４を開けた開口より対象物Ｆを中空内部５２内に入れ、移送装置６８に載せる（Ｓ３２）。この際、負圧側開閉扉５６により気密閉鎖されているので、負圧作用部１６内の負圧は保持される。外気側開閉扉５４を閉鎖して（Ｓ３４）、給液弁６０と排気弁６２を開放した状態で（Ｓ３６）、揚水ポンプ４４を駆動して投入装置２０の中空内部５２に作用液を充填する（Ｓ３８）。中空内部５２に作用液が充填されてその液面が上昇していくと同時に、中空内部５２の空気は排気弁６２を介して排気される。この際、対象物Ｆは作用液Ｆに浸されることとなる。よって、例えば、この作用液を充填するステップを利用して、作用液を対象物に含浸させるような構成としてもよい。中空内部５２内に作用液Ｌが完全に充填されると（Ｓ４０）、水位センサ６６により感知されて、揚水ポンプ４４を停止する（Ｓ４２）。そして、投入装置２０の給液弁６０と排気弁６２とを閉鎖する（Ｓ４４）。この状態で、負圧側開閉扉５６を開くと（Ｓ４６）、投入装置２０は負圧を形成保持する作用液がつりあう液面位置よりも高い位置に設けられていることから、開いた開口から中空内部５２内の作用液は負圧作用部１６へ流出し、中空内部５２に略真空状態の負圧が形成される（Ｓ４８）。この状態では、外気側開閉扉５４は閉鎖されているので負圧形成部１６の負圧が保持される。投入装置２０の移送装置６８を駆動して、対象物Ｆを負圧作用部１６内の搬送装置１８の投入口３２側に移送して、対象物Ｆの投入を行う（Ｓ５０）。その後、再び負圧側開閉扉５６を閉じ（Ｓ５２）、外気側開閉扉５４を開くと中空内部５２は大気圧に復帰する。なお、排気弁６２を開いて大気圧に復帰させることとしてもよい。このように上記ステップ（Ｓ３０〜Ｓ５２）を繰り返して、負圧を保持しながら対象物の負圧作用部への投入を行う。
【００４０】
図２に戻って、負圧作用部１６に投入された対象物Ｆは、搬送装置１８を介して作用液に接触しない状態で作用空間３０を排出口３４に向かって搬送されながら、所定時間負圧作用を受けて、対象物内部の気体の脱気、脱泡及び乾燥処理等される（Ｓ１１０）。搬送装置１８の速度を調整して処理時間を設定してもよい。
【００４１】
負圧作用部１６で負圧作用処理を受けた処理済みの対象物Ｆを、負圧作用部１６の排出口３４から排出装置２２を介して外気側ＥＸに排出する場合には、排出装置２２の中空内部５２を負圧切換機構５８により大気圧状態から負圧を形成し（Ｓ１１２）、対象物Ｆを搬送装置１８から負圧の中空内部５２へ排出する（Ｓ１１４）。その後、負圧側開閉扉５７を閉鎖した状態で負圧切換機構５８により中空内部５２を大気圧状態に復帰して（Ｓ１１６）、対象物を排出装置２２から外気側へ取り出す（Ｓ１１８）。上記同様の操作が繰り返されて負圧作用部１６の負圧を保持しながら複数の対象物Ｆを断続的に順次排出する。具体的には、図５に示すように、排出装置２２の負圧側開閉扉５７と外気側開閉扉５５をともに閉鎖した状態で、給液弁６１、排気弁６３を開放する（Ｓ６０）。揚水ポンプ４４を駆動して排出装置２２の中空内部５２に作用液を充填する（Ｓ６２）。中空内部５２に作用液が充填されてその液面が上昇していくと同時に、中空内部５２の空気は排気弁６３を介して排気される。中空内部５２内に作用液Ｌが完全に充填されると（Ｓ６４）、水位センサ６６が感知し、揚水ポンプ４４を停止する（Ｓ６６）。排出装置２２の給液弁６１と排気弁６３とを閉鎖する（Ｓ６８）。この状態で負圧側開閉扉５７を開くと（Ｓ７０）、排出装置２２は負圧を形成保持する作用液がつりあう液面Ｌｂｆ位置よりも高い位置に設けられていることから、扉を開いた開口から中空内部５２内の作用液は負圧作用部１６へ流出し、中空内部５２に略真空状態の負圧が形成される（Ｓ７２）。この際、外気側開閉扉５５は閉鎖されているので負圧形成部１６の負圧は保持される。そして、負圧作用部１６の搬送装置１８から排出装置２２の移送装置６８へ処理済みの対象物Ｆが受け渡された後、移送装置６８を停止して対象物Ｆを中空内部５２に収容する（Ｓ７４）。負圧側開閉扉５７を閉鎖した後（Ｓ７８）、外気側開閉扉５５を開放することにより中空内部５２は大気圧に復帰する（Ｓ８０）。この際、閉鎖された負圧側開閉扉５７により、負圧作用部１６の負圧は保持される。排出装置２２の中空内部５２から対象物Ｆを取り出し（Ｓ８２）、外気側開閉扉５５を閉鎖する（Ｓ８４）。このように上記ステップ（Ｓ６０〜Ｓ８４）を繰り返して、負圧を保持しながら対象物の負圧作用部からの排出を行う。なお、投入装置２０による投入と排出装置２２による排出のタイミングを同期するようにしてもよい。
【００４２】
上述のように、負圧作用部１６の作用空間３０で、複数の対象物Ｆを連続的又は断続的に負圧作用させるとともに、負圧作用部１６の負圧を保持した状態で対象物Ｆを外気側ＥＸから負圧作用部１６へ投入及び負圧作用部１６から外気側へ排出することができ、効率良く大量の対象物を負圧作用することができる。負圧処理中に対象物から脱気された空気やガスにより負圧作用部１６の作用空間３０の真空度が低くなってくると真空センサ７２で感知し、負圧作用部の搬送装置１８を停止して、図２と同じフローチャートで作用空間３０は所定の負圧に復帰形成される。なお、本実施形態では食品等の固形物を単に脱気や含有水分を蒸発して乾燥するために負圧作用を利用する態様で説明したがそれに限るものではなく、例えば、食品、医薬品、化学製品、金属材料、電子・電気部品や半導体、機械部品、木製品の製造や加工、保存、乾燥処理等で負圧作用する際にも適用することができる。また、負圧処理装置は、例えば、機械や精密機器類、又は繊維製品の洗浄にも適用できる。
【００４３】
次に、図６ないし図８を参照しつつ、本発明の第２実施形態の負圧作用装置１０−２について説明する。上記した第１実施形態と同一構成、同一部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。図６に示すように本実施形態では、貯液槽１２と、縦長管１４と、負圧作用部１６と、は上記実施形態と略同じ構成であるが、搬送装置１８と、投入装置２０と、排出装置２２の構成が上記実施形態とは異なっている。また、縦長管１４には、下端開閉弁２８の代わりに上部寄りの中間位置に開閉弁７６が設けられている。
【００４４】
本実施形態では、搬送装置１８は、負圧作用部１６の内部で対象物を横方向に搬送するとともに、作用液の液面Ｌｂｆより上方に上昇して作用液とは接触しない位置と、下降して作用液中に没する位置と、に上下変位するように設けられている。搬送装置１８は、例えば、シリンダ等の上下駆動機構７８で支持されるとともに、図示しないガイド等を介して安定した状態で上下移動を案内される。搬送装置１８と上下駆動機構７８は、例えば、制御部７４に電気的に接続されて制御される。搬送装置１８は、通常は対象物Ｆを搬送しつつ作用液の液面Ｌｂｆより高い非接触の位置に配置させておき、予め設定した時間ごとに作用液中まで下降して対象物を所定の短時間だけ作用液Ｌｂｆに浸けて、再び液面より高い位置に上昇させるのを繰り返しながら対象物を排出口側まで搬送する。
【００４５】
投入装置２０及び排出装置２２は、中空内部を形成したケースを備え、ケースの中空内部への液体の充填と排出を行わせることにより負圧作用部１６の負圧を保持する液体利用の負圧保持機構６４を有するが、詳細な構造が上記実施形態と異なっている。本実施形態では、図６に示すように、投入装置２０及び排出装置２２は、円筒状ケース８０と、円筒状ケース８０を複数の空間に分割して円筒状ケース中心に軸支された回転軸８６回りに回転する回転扉８２と、を含む。円筒状ケース８０は、例えば、円筒状周壁の外気側ＥＸに臨む一部分と負圧形成部１６に臨む一部分に対象物Ｆが通過する開口８８、８９が設けられている。回転扉８２は、例えば、回転軸８６から円筒状ケース内壁に向けて突出し回転軸周りに９０度間隔で配置された４つの羽根８４を有している。羽根８４は、円筒状ケース８０の中空空間を右上、右下、左上、左下の４つの同じ大きさの扇形状空間に分割しており、羽根先端側には円筒状ケース内壁に接摺して水密気密を保持するパッキンが取り付けられている。投入装置２０では、右上空間と左下空間が外気側及び負圧作用部とは気密閉鎖された閉鎖空間となり、左上空間が外気側ＥＸに臨む空間となり、右下空間が負圧作用部１６に臨む空間となっている。そして、回転扉８２が回転軸８６中心に右回りに９０度ずつ回転するごとに、これらの４つの空間の位置が切り換えられることとなる。一方、排出装置２２では、右上空間と左下空間が外気側及び負圧作用部とは気密閉鎖された閉鎖空間となり、右下空間が外気側ＥＸに臨む空間となり、左上空間が負圧作用部１６に臨む空間となっている。そして、回転扉８２が回転軸８６中心に左回りに９０度ずつ回転するごとに、これらの４つの空間の位置が切り換えられることとなる。さらに、投入装置２０及び排出装置２２の右上の閉鎖空間には、給液弁６０、６１を介設した分岐管３６１、３６２が接続されるとともに、排気弁６２、６３を介設した排気管が接続され、該閉鎖空間内部に貯液槽１２内の作用液をポンプ４４により充填できるようになっている。このケース内部の右上閉鎖空間内に作用液を充填して空気を排気した状態で排気弁、給液弁を閉鎖し、回転扉８２を９０度回転させて、負圧作用部１６に連通させると、作用液が負圧作用部１６内に流出されるとともに、負圧作用部１６の負圧が保持される。投入装置２０と排出装置２２は、それらの負圧作用部への投入位置と排出位置に応じて高さが異なって設定されている。なお、例えば、円筒状ケース８０の外気側ＥＸに臨む部分に作用液を貯留した液槽を連通して設け、給液弁の代わりに液槽から常に該空間に作用液が充填されるように構成してもよい。また、回転扉８２の羽根８４の数は、３枚以上であれば任意でよく、円筒状ケース８０内を少なくとも３つの空間に気密状態で分割するような構成であればよい。また、図６では、排出装置２２から排出された対象物Ｆを受けて搬送する外部搬送装置９０が設けられている。
【００４６】
次に、本実施形態に係る負圧作用装置１０−２の作用について説明する。上記第１実施形態と同じ操作及び制御を行って、負圧形成機構３８により負圧作用部１６に負圧の作用空間３０を形成保持させる。なお、本実施形態では、開閉弁７６が縦長管１６の中間位置に設けられているので、最初に負圧を形成する際には、縦長管１６中の開閉弁７６と貯液槽１２の作用液液面までの分の空気が残るので、同じ操作を２回行なうことで空気を略完全に排気して負圧作用部１６に略真空に近い負圧を形成する。負圧作用部１６の作用空間３０内に投入装置２０から対象物Ｆを投入する場合には、図７に示すように、大気圧状態の円筒状ケース８０の左上の外気側に臨む空間に対象物Ｆを投入する（Ｓ１３０）。回転扉８２を９０度回転すると対象物が入れられた空間は円筒状ケースの右上の閉鎖された空間に移動する。投入装置２０の給液弁６０、排気弁６２を開放した状態で（Ｓ１３２）、揚水ポンプ４４を駆動して該右上の閉鎖空間に作用液を充填し（Ｓ１３４）、該右上の閉鎖空間内に作用液が充満すると（Ｓ１３６）、揚水ポンプ４４を停止し（Ｓ１３８）、給液弁６０、排気弁６２を閉鎖する（Ｓ１４０）。その状態で回転扉８２を９０度回転すると、作用液が充填した空間は右下の負圧作用部１６と連通した空間に切り換えられ、作用液が負圧作用部１６内に流出すると同時に、対象物Ｆは負圧作用部１６の搬送装置に移動される（Ｓ１４２）。これにより、負圧作用部１６の負圧を保持できる。その後、回転扉８２を９０度回転させると、空になった右下の空間は負圧の状態で左下の閉鎖空間を経て（Ｓ１４４）、さらに回転扉８２を９０度回転させると１周して左上の空間に戻る。このような工程を繰り返して対象物を投入する。
【００４７】
負圧作用部１６に投入された対象物Ｆは、搬送装置１８を介して排出口３４に向かって搬送されながら、作用液に接触しない状態と作用液に接触した状態とを切り換えることによって、予め設定した所定の短時間だけ対象物を作用液に接触される。負圧作用部１６で負圧作用処理を受けた処理済みの対象物Ｆを、負圧作用部１６の排出口３４から排出装置２２を介して外気側ＥＸに排出する場合には、図８に示すように、上記同様に右上の閉鎖空間で排出装置２２の給液弁６１、排気弁６３を開放した状態で（Ｓ１５０）揚水ポンプ４４を駆動して右上の閉鎖空間内に作用液を充填し（Ｓ１５２）、作用液が充満したら（Ｓ１５４）揚水ポンプ４４を停止して（Ｓ１５６）、排出装置２２の給液弁６１、排気弁６３を閉鎖する（Ｓ１５８）。回転扉８２を左回りに９０度回転すると、作用液が充填された空間が左上に移動して負圧作用部１６に連通し、作用液が流出して負圧が保持される（Ｓ１６０）。負圧作用部１６の処理済みの対象物Ｆを受け取ると（Ｓ１６２）、回転扉８２を９０度回転して負圧状態で左下の閉鎖空間へ移動し（Ｓ１６４）、さらに回転扉８２を９０度回転すると、対象物Ｆが入った空間が外気側に連通して対象物Ｆを外側に排出する（Ｓ１６６）。このような工程を繰り返して対象物を排出する。本実施形態においても、負圧作用部１６の負圧を保持して対象物を断続的に投入、排出しながら負圧作用処理できると同時に、対象物を短時間だけ作用液に接触させて負圧処理することができる。
【００４８】
次に、図９を参照しつつ、本発明の第３実施形態の負圧作用装置１０−３について説明する。上記した第２実施形態と同一構成、同一部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。図９に示すように、本実施形態では、貯液槽１２と、縦長管１４と、負圧作用部１６と、投入装置２０と、排出装置２２と、は上記第２実施形態と略同じ構成であるが、搬送装置１８の構成が第２実施形態とは異なっている。なお、本実施形態では、投入装置２０と排出装置２２は、同じ高さ位置に設定されている。搬送装置１８は、投入口側と、搬出口側が作用液の液面より上方に位置され、中間位置が作用液中に没するように設けられている。よって、搬送装置１８で搬送される対象物Ｆは、搬送途中で短時間だけ作用液に接触されて負圧処理される。搬送装置１８には、対象物Ｆが落ちないように支持するフックや籠等の図示しない係止部材が設けられている。本実施形態でも第２実施形態同様の作用効果を奏しうる。なお、投入装置２０及び排出装置２２は、上記した第１ないし第３の実施形態の構成に限らず、負圧作用部の負圧を保持しながら対象物を投入又は排出できる構成であれば任意の構成でよい。
【００４９】
以上説明した本発明の負圧作用装置は、上記した実施形態のみの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の負圧作用装置は、例えば、食品、医薬品、化学製品、金属材料、電子・電気部品や半導体、機械部品、木製品、繊維製品の製造や加工、保存、洗浄、乾燥処理等に利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１０    負圧作用装置
１２    貯液槽
１４    縦長管
１６    負圧作用部
１８    搬送装置
２０    投入装置
２２    排出装置
２４    下端開口
３０    作用空間
３２    投入口
３４    排出口
３６    充填経路
４４    揚水ポンプ
５２    中空内部
５４、５５    外気側開閉扉
５６、５７    負圧側開閉扉
５８    負圧切換機構
６０、６１    給液弁
６２、６３    排気弁
６８    移送装置
８０    円筒状ケース
８２    回転扉
８４    羽根
Ｌ    作用液
ＥＸ    外気側
【要約】
【課題】簡単な構成で連続的又は断続的に対象物の負圧処理を行えるとともに、対象物を作用液に接触させることなく取り出せる負圧作用装置を提供する。
【解決手段】作用液を貯留する貯液槽１２と、下端開口２４を貯液槽１２内の作用液Ｌ中に浸して配置された中空の縦長管１４と、縦長管１４の上端に連通接続し、対象物Ｆが入れられる負圧の作用空間３０が内部に形成された負圧作用部１６と、負圧作用部１６に設置され作用液に対象物Ｆを接触させない状態で投入口３２側から排出口３４側に向けて対象物Ｆを搬送する搬送装置１８と、負圧作用部１６の負圧を保持させた状態で外気側ＥＸから負圧作用部１６内に対象物Ｆを投入する負圧保持機能付き投入装置２０と、負圧作用部１６の負圧を保持させた状態で外気側ＥＸに取り出す負圧保持機能付き排出装置２２と、を備えた負圧作用装置１０から構成される。
【選択図】図１【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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