(57)【要約】      （修正有）【課題】洗浄の対象物を大きく損傷させることなく、物理的な洗浄を可能とする装置を提供する。【解決手段】洗浄液生成装置１は、過飽和液ＬＳを生成する過飽和液生成装置２と、所定の領域Ａの上流側、下流側でそれぞれ過飽和液ＬＳ及び洗浄液ＬＣを通す経路３と、経路３内の所定の領域Ａで、経路３を流れる過飽和液ＬＳに刺激を与えて洗浄液ＬＣを生成する刺激器４と、領域Ａの下流側において、単位体積の洗浄液ＬＣに含まれる微細気泡の数である気泡密度を計測する下流側気泡密度計測器７と、気泡密度が一定に保たれるように、気泡密度の増大／減少に対して刺激の強さが減少／増大するように刺激器４を制御する第１制御器６と、領域Ａの上流側において、経路３を流れる過飽和液ＬＳ内に粉末を散布する散布器２１と、を備える。【選択図】図１
2013123703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過飽和液に物理的な又は電気的な刺激を加えることによって、前記過飽和液から微細気泡を含む洗浄液を生成する洗浄液生成装置であって、
前記過飽和液及び前記洗浄液を通す経路と、
前記経路内の所定の領域で、前記経路を流れる前記過飽和液に前記刺激を与える刺激器と、
前記領域の下流側において、単位体積の前記洗浄液に含まれる前記微細気泡の数である気泡密度を計測する下流側気泡密度計測器と、
前記気泡密度が一定に保たれるように、気泡密度の増大／減少に対して刺激の強さが減少／増大するように前記刺激器を制御する制御器と、
前記領域の上流側において、前記経路を流れる前記過飽和液内に粉末を散布する散布器と、を備えている洗浄液生成装置。
【請求項２】
過飽和液に物理的な又は電気的な刺激を加えることによって、前記過飽和液から微細気泡を含む洗浄液を生成する洗浄液生成装置であって、
前記過飽和液及び前記洗浄液を通す経路と、
前記経路内の所定の領域で、前記経路を流れる前記過飽和液に前記刺激を与える刺激器と、
前記領域の下流側において、前記経路を流れる前記洗浄液に溶存している前記気体の濃度を計測する下流側濃度計測器と、
前記濃度の増大／減少に対して前記刺激の強さを増大／減少させるように前記刺激器を制御する制御器と、
前記領域の上流側において、前記経路を流れる前記過飽和液内に粉末を散布する散布器と、を備えている洗浄液生成装置。
【請求項３】
過飽和液に物理的な又は電気的な刺激を加えることによって、前記過飽和液から微細気泡を含む洗浄液を生成する洗浄液生成装置であって、
前記過飽和液及び前記洗浄液を通す経路と、
前記経路内の所定の領域で、前記経路を流れる前記過飽和液に前記刺激を与える刺激器と、
前記領域の上流側において、前記経路を流れる前記過飽和液に溶存している前記気体の濃度を計測する上流側濃度計測器と、
前記濃度の増大／減少に対して前記刺激の強さを減少／増大させるように前記刺激器を制御する制御器と、
前記領域の上流側において、前記経路を流れる前記過飽和液内に粉末を散布する散布器と、を備えている洗浄液生成装置。
【請求項４】
前記領域の下流側において、前記経路を流れる前記洗浄液から前記粉末を回収する回収器を更に備えている請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の洗浄液生成装置。
【請求項５】
回収された前記粉末を洗浄する洗浄器と、
洗浄された前記粉末を乾燥する乾燥器と、
前記粉末を前記回収器から前記洗浄器及び前記乾燥器を経由して前記散布器に搬送する搬送装置と、を更に備えている請求項４に記載の洗浄液生成装置。
【請求項６】
前記粉末の材料は、磁性体又は磁性体を含む複合材料であり、
前記回収器は、磁力を発生させることにより前記粉末を回収する、請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の洗浄液生成装置。
【請求項７】
前記粉末の材料は、シリコン樹脂又はシリコン樹脂によって被覆される複合材料である、請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の洗浄液生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過飽和液に物理的な又は電気的な刺激を加えることによって、前記過飽和液から微細気泡を含む洗浄液を生成する洗浄液生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗浄方法として、化学的な洗浄や、物理的な洗浄がある。前者として、洗浄剤を用いた洗浄がある。アルコールも、洗浄剤の一例である。一方、後者として、超音波洗浄がある。超音波洗浄は、洗浄剤を用いた洗浄とは異なり、洗浄剤のような薬剤を用いないので、環境に対して大きな負荷をかけない。
【０００３】
超音波洗浄の例として、特許文献１は超音波洗浄装置を開示しており、特許文献２は超音波洗浄用の洗浄液の製造装置を開示している。これらの超音波洗浄は、キャビテーションを利用して対象物を洗浄している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３１１３号公報
【特許文献２】特開２００８−１１９６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超音波洗浄は、超音波によりキャビテーションを発生させる。具体的には、超音波が流体の圧力を局所的に低下させることによって、流体内に圧力差が発生する。この圧力差により、短時間で気泡の生成及び消滅が繰り返され、強い圧力波が発生する。この圧力波が対象物を洗浄するが、この圧力波が洗浄の対象物を損傷させる虞もある。このため、損傷しやすい対象物や人体を洗浄するには、超音波洗浄は適していない。
【０００６】
そこで、本発明は、洗浄の対象物を大きく損傷させることなく、物理的な洗浄を可能とする装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る洗浄液生成装置は、過飽和液に物理的な又は電気的な刺激を加えることによって、前記過飽和液から微細気泡を含む洗浄液を生成する洗浄液生成装置であって、前記過飽和液及び前記洗浄液を通す経路と、前記経路内の所定の領域で、前記経路を流れる前記過飽和液に前記刺激を与える刺激器と、前記領域の下流側において、単位体積の前記洗浄液に含まれる前記微細気泡の数である気泡密度を計測する下流側気泡密度計測器と、前記気泡密度が一定に保たれるように、気泡密度の増大／減少に対して刺激の強さが減少／増大するように前記刺激器を制御する制御器と、前記領域の上流側において、前記経路を流れる前記過飽和液内に粉末を散布する散布器と、を備えている。
【０００８】
本発明に係る洗浄液生成装置は、過飽和液に物理的な又は電気的な刺激を加えることによって、前記過飽和液から微細気泡を含む洗浄液を生成する洗浄液生成装置であって、前記過飽和液及び前記洗浄液を通す経路と、前記経路内の所定の領域で、前記経路を流れる前記過飽和液に前記刺激を与える刺激器と、前記領域の下流側において、前記経路を流れる前記洗浄液に溶存している前記気体の濃度を計測する下流側濃度計測器と、前記濃度の増大／減少に対して前記刺激の強さを増大／減少させるように前記刺激器を制御する制御器と、前記領域の上流側において、前記経路を流れる前記過飽和液内に粉末を散布する散布器と、を備えている。
【０００９】
本発明に係る洗浄液生成装置は、過飽和液に物理的な又は電気的な刺激を加えることによって、前記過飽和液から微細気泡を含む洗浄液を生成する洗浄液生成装置であって、前記過飽和液及び前記洗浄液を通す経路と、前記経路内の所定の領域で、前記経路を流れる前記過飽和液に前記刺激を与える刺激器と、前記領域の上流側において、前記経路を流れる前記過飽和液に溶存している前記気体の濃度を計測する上流側濃度計測器と、前記濃度の増大／減少に対して前記刺激の強さを減少／増大させるように前記刺激器を制御する制御器と、前記領域の上流側において、前記経路を流れる前記過飽和液内に粉末を散布する散布器と、を備えている。
【００１０】
好ましくは、前記洗浄液生成装置は、前記領域の下流側において、前記経路を流れる前記洗浄液から前記粉末を回収する回収器を更に備えている。
【００１１】
好ましくは、前記洗浄液生成装置は、回収された前記粉末を洗浄する洗浄器と、洗浄された前記粉末を乾燥する乾燥器と、前記粉末を前記回収器から前記洗浄器及び前記乾燥器を経由して前記散布器に搬送する搬送装置と、を更に備えている。
【００１２】
好ましくは、前記粉末の材料は、磁性体又は磁性体を含む複合材料であり、前記回収器は、磁力を発生させることにより前記粉末を回収する。
【００１３】
好ましくは、前記粉末の材料は、シリコン樹脂又はシリコン樹脂によって被覆される複合材料である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る洗浄液生成装置は、対象物を大きく損傷させることなく、物理的な洗浄を可能とする。また、本発明に係る洗浄液生成装置は、洗浄液の性能の変動を抑制できる。また、本発明に係る洗浄液生成装置は、刺激によって発生する気泡密度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、第１実施形態に係る洗浄液生成装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、第２実施形態に係る洗浄液生成装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、第３実施形態に係る洗浄液生成装置の構成を示す図である。
【図４】図４は、第４実施形態に係る洗浄液生成装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、第５実施形態に係る洗浄液生成装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る洗浄液生成装置１の構成を示す図である。洗浄液生成装置１は、過飽和液ＬＳに物理的な又は電気的な刺激を加えることによって、過飽和液ＬＳから微細気泡を含む洗浄液ＬＣを生成する。飽和又は飽和していない溶液が安定状態にあるのに対して、過飽和液ＬＳは、準安定状態にある。このため、過飽和液ＬＳに刺激を加えることによって、準安定状態が安定状態に変化し、過飽和液ＬＳに溶存している気体の一部が微小気泡に変化する。この結果、過飽和液ＬＳから、微小気泡を含む洗浄液ＬＣが生成される。
【００１７】
図１において、洗浄液生成装置１は、過飽和液生成装置２、経路３、刺激器４、下流側気泡密度計測器５、第１制御器６、及び散布器２１を備えている。過飽和液生成装置２は、過飽和液ＬＳを生成する。経路３は、過飽和液ＬＳ及び洗浄液ＬＣを流す。経路３の始端は、過飽和液生成装置２に接続されている。刺激器４は、経路３内の所定の領域Ａで、経路３を流れる過飽和液ＬＳに刺激を与える。領域Ａにおいて、過飽和液ＬＳが洗浄液ＬＣに変化する。このため、領域Ａの上流側において、過飽和液ＬＳが経路３を流れており、領域Ａの下流側において洗浄液ＬＣが経路３を流れている。下流側気泡密度計測器５は、領域Ａの下流側において、洗浄液ＬＣの気泡密度を計測する。洗浄液ＬＣの気泡密度は、単位体積の洗浄液ＬＣに含まれる微細気泡の数である。第１制御器６は、洗浄液ＬＣの気泡密度が一定に保たれるように、気泡密度の増大／減少に対して刺激の強さが減少／増大するように刺激器４を制御する。第１制御器６は、下流側気泡密度計測器５によって検出された気泡密度を認識できる。
【００１８】
領域Ａの下流側には、洗浄液ＬＣによって洗浄される対象物が配置されている。経路３は、例えば、水道の蛇口である。この場合、食器や手が洗浄の対象物である。
【００１９】
第１実施形態では、過飽和液ＬＳの溶媒としての液体は水であり、過飽和液ＬＳの溶質としての気体は水素である。
【００２０】
気泡密度は次のようにして一定に保たれる。刺激の強さの増大／減少に応じて、微細気泡の発生が容易／困難になる。このため、気泡密度の増大／減少に対して刺激の強さを減少／増大させることにより、気泡密度の変動が抑制される。このため、気泡密度を一定に保つように、第１制御器６は刺激器４を制御できる。
【００２１】
散布器２１は、領域Ａの上流側において、経路３を流れる過飽和液ＬＳ内に粉末を散布する。
【００２２】
作用は次の通りである。洗浄液生成装置１は、過飽和液ＬＳに刺激を与えることによって微細気泡を発生させる。このため、超音波によるキャビテーションと比べて、洗浄液ＬＣ中に発生する圧力差が小さく、微細気泡は比較的緩やかに消滅する。つまり、洗浄液ＬＣが洗浄の対象物に与える衝撃は、超音波によるキャビテーションと比べて、小さい。また、洗浄液ＬＣの気泡密度が一定に保たれる。更に、粉末の散布により、過飽和液の固液界面が増加する。固液界面の増加は、微細気泡の発生量を増大させる。
【００２３】
また、粉末の材料は、シリコン樹脂又はシリコン樹脂によって被覆される複合材料である。
【００２４】
粉末と気体との間に化学反応が発生すると、微細気泡の発生量が減少する。過飽和液に溶存させる気体は、例えば、酸素、二酸化炭素、水素、及び空気である。シリコン樹脂は、これらの気体と化学反応しない。つまり、この粉末は、化学反応による微細気泡の発生量の低下を防止しながら、固液界面の増加による微細気泡の発生量を増加させる。
【００２５】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る洗浄液生成装置１の構成を示す図である。図２において、第２実施形態に係る洗浄液生成装置１は、第１実施形態に係る洗浄液生成装置１の構成要素（図１）に加えて、回収器２２を備えている。
【００２６】
回収器２２は、領域Ａの下流側において、経路３を流れる洗浄液ＬＣから粉末を回収する。
【００２７】
作用は次の通りである。過飽和液ＬＳに散布された粉末が洗浄液ＬＣから除去される。
【００２８】
また、粉末の材料は、磁性体又は磁性体を含む複合材料であり、回収器２２は、磁力を発生させることにより粉末を回収する。
【００２９】
作用は次の通りである。磁力に引かれて粉末が回収器２２に移動し、回収される。
【００３０】
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態に係る洗浄液生成装置１の構成を示す図である。図３において、第３実施形態に係る洗浄液生成装置１は、第２実施形態に係る洗浄液生成装置１の構成要素（図２）に加えて、洗浄器２３、乾燥器２４、及び搬送装置２５を備えている。
【００３１】
洗浄器２３は、回収された粉末を洗浄する。乾燥器２４は、洗浄された粉末を乾燥する。搬送装置２５は、粉末を回収器２２から洗浄器２３及び乾燥器２４を経由して散布器２１に搬送する。
【００３２】
作用は次の通りである。回収器２２で回収された粉末は洗浄器２３で洗浄され、洗浄された粉末は乾燥器２４で乾燥され、乾燥された粉末は散布器２１に供給される。つまり、粉末が再利用される。
【００３３】
（第４、５実施形態）
第４、５実施形態に係る洗浄液生成装置１のそれぞれは、散布器２１を備えている。散布器２１を除く洗浄液生成装置１の構成が、第１、４、５実施形態の間で異なっている。また、第４、５実施形態に係る洗浄液生成装置１のそれぞれは、第２、３実施形態に係る洗浄液生成装置１と同様に、回収器２２、洗浄器２３、乾燥器２４、及び搬送装置２５を更に備えてもよい。
【００３４】
（第４実施形態）
図４は、第４実施形態に係る洗浄液生成装置１の構成を示す図である。図４において、第４実施形態に係る洗浄液生成装置１は、過飽和液生成装置２、経路３、刺激器４、下流側濃度計測器１３、第２制御器１４、及び散布器２１を備えている。
【００３５】
下流側濃度計測器１３は、領域Ａの下流側において、経路３を流れる洗浄液ＬＣに溶存している気体の濃度を計測する。第２制御器１４は、濃度の増大／減少に対して刺激の強さを増大／減少させるように刺激器４を制御する。
【００３６】
作用は次の通りである。まず、刺激の強さの増大／減少に応じて、微細気泡の発生が容易／困難になる。微細気泡の発生が容易／困難になると、過飽和液ＬＳに溶存している気体が微細気泡になる割合が増大／減少する。一方、過飽和液ＬＳに溶存している気体が微細気泡になる割合が増大／減少するにつれて、洗浄液ＬＣに溶存している気体の濃度が減少／増大する。ここで、洗浄液ＬＣに溶存している気体は、過飽和液ＬＳ中で微細気泡に変化しなかった気体である。このため、濃度の増大／減少に対して刺激の強さが増大／減少すると、気泡密度の大きな変動が抑制される。更に、粉末の散布により、過飽和液の固液界面が増加する。固液界面の増加は、微細気泡の発生量を増大させる。
【００３７】
（第５実施形態）
図５は、第５実施形態に係る洗浄液生成装置１の構成を示す図である。図５において、第５実施形態に係る洗浄液生成装置１は、過飽和液生成装置２、経路３、刺激器４、上流側濃度計測器７、第３制御器１５、及び散布器２１を備えている。
【００３８】
上流側濃度計測器７は、領域Ａの上流側において、経路３を流れる過飽和液ＬＳに溶存している気体の濃度を計測する。第３制御器１５は、濃度の増大／減少に対して刺激の強さを減少／増大させるように刺激器４を制御する。
【００３９】
作用は次の通りである。濃度の増大／減少に応じて、刺激による微細気泡の発生が容易／困難になる。濃度の増大／減少に対して刺激の強さが減少／増大するので、気泡密度の大きな変動が抑制される。更に、粉末の散布により、過飽和液の固液界面が増加する。固液界面の増加は、微細気泡の発生量を増大させる。
【００４０】
（本実施形態の効果）
本実施形態に係る洗浄液生成装置１は、次の効果を有している。
【００４１】
第１実施形態に係る洗浄液生成装置１は、過飽和液生成装置２、経路３、刺激器４、下流側気泡密度計測器５、第１制御器６、及び散布器２１を備えている。このため、第１実施形態に係る洗浄液生成装置１は、対象物を大きく損傷させることなく、物理的な洗浄を可能とする。また、第１実施形態に係る洗浄液生成装置１は、洗浄液の性能の変動を抑制できる。また、第１実施形態に係る洗浄液生成装置１は、刺激によって発生する気泡密度を増加させることができる。
【００４２】
第４実施形態に係る洗浄液生成装置１は、過飽和液生成装置２、経路３、刺激器４、下流側濃度計測器１３、第２制御器１４、及び散布器２１を備えている。このため、第４実施形態に係る洗浄液生成装置１は、対象物を大きく損傷させることなく、物理的な洗浄を可能とする。また、第４実施形態に係る洗浄液生成装置１は、洗浄液の性能の変動を抑制できる。また、第４実施形態に係る洗浄液生成装置１は、刺激によって発生する気泡密度を増加させることができる。
【００４３】
第５実施形態に係る洗浄液生成装置１は、過飽和液生成装置２、経路３、刺激器４、上流側濃度計測器７、第３制御器１５、及び散布器２１を備えている。このため、第５実施形態に係る洗浄液生成装置１は、対象物を大きく損傷させることなく、物理的な洗浄を可能とする。また、第５実施形態に係る洗浄液生成装置１は、洗浄液の性能の変動を抑制できる。また、第５実施形態に係る洗浄液生成装置１は、刺激によって発生する気泡密度を増加させることができる。
【００４４】
第２実施形態に係る洗浄液生成装置１は、回収器２２を備えている。このため、第２実施形態に係る洗浄液生成装置１は、気泡密度を増加させながら、粉末が洗浄の対象物を汚すことを防止できる。
【００４５】
第２実施形態に係る洗浄液生成装置１において、粉末の材料は、磁性体又は磁性体を含む複合材料であり、回収器２２は、磁力を発生させることにより粉末を回収する。つまり、第２実施形態に係る洗浄液生成装置１は、粉末を除去するために洗浄液ＬＣを一緒に掬い取る必要が無い。このため、第２実施形態に係る洗浄液生成装置１は、洗浄液ＬＣの流量を低下させることなく、粉末を回収できる。
【００４６】
第３実施形態に係る洗浄液生成装置１は、洗浄器２３、乾燥器２４、及び搬送装置２５を備えている。このため、第３実施形態に係る洗浄液生成装置１は、固液界面を増加させるための粉末の消費量を抑制でき、粉末の廃棄によって環境に対する負荷を発生させることを防止できる。
【００４７】
第１実施形態に係る洗浄液生成装置１において、粉末の材料は、シリコン樹脂又はシリコン樹脂によって被覆される複合材料である。このため、第１実施形態に係る洗浄液生成装置１は、粉末の散布によって気泡密度を確実に増大できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  洗浄液生成装置
２  過飽和液生成装置
３  経路
４  刺激器
５  下流側気泡密度計測器
６  第１制御器
１３  下流側濃度計測器
１４  第２制御器
１５  第２制御器
２１  散布器
２２  回収器
２３  洗浄器
２４  乾燥器
２５  搬送装置
Ａ  領域
ＬＳ  過飽和液
ＬＣ  洗浄液
【図１】
2013123703.tif 000003
【図２】
2013123703.tif 000004
【図３】
2013123703.tif 000005
【図４】
2013123703.tif 000006
【図５】
2013123703.tif 000007