(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧力液体と圧力気体とを混合器内の混合空間に高速噴射してそれらの高速混合流を形成するとともに、その高速混合流に基づくエジェクタ作用により気体を吸引して液滴状の液体を含んだ洗浄剥離媒体流をノズルより噴射することを特徴とする洗浄剥離媒体流の形成方法。
【請求項２】
前記混合器内の混合空間を開孔部を備えた隔壁により分割し、その隔壁の上流側の空間に少なくとも圧力液体と圧力気体とを高速噴射してそれらの高速混合流に基づくエジェクタ作用により気体を吸引させるとともに、適宜空間に粉粒体を供給して気体、液滴状の液体及び粉粒体を含んだ洗浄剥離媒体流をノズルより噴射することを特徴とする請求項１記載の洗浄剥離媒体流の形成方法。
【請求項３】
前記圧力液体及び／又は圧力気体を加熱した状態で混合空間に噴射するように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の洗浄剥離媒体流の形成方法。
【請求項４】
前記混合器内の混合空間を開孔部を備えた隔壁により分割し、その隔壁の上流側の空間に少なくとも圧力液体と圧力気体とを高速噴射してそれらの高速混合流に基づくエジェクタ作用により気体を吸引させるとともに、同隔壁の下流側の空間に洗剤を供給して気体、液滴状の液体及び洗剤を含んだ洗浄剥離媒体流をノズルより噴射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の洗浄剥離媒体流の形成方法。
【請求項５】
前記圧力液体、圧力気体、粉粒体及び洗剤のうちの少なくともいずれかの供給条件を変えることにより、液体分や気体分の供給量が多く粉粒体の供給量の少ない洗浄作用の大きい処理形態から液体分や気体分の供給量が少なく粉粒体の供給量の多い剥離作用の大きい処理形態までの範囲で処理形態を選択可能に構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の洗浄剥離媒体流の形成方法。
【請求項６】
混合器内の混合空間に少なくとも圧力液体及び圧力気体の噴射口を形成するとともに、その混合空間に気体供給管を接続し、前記噴射口を介して噴射される前記圧力液体と圧力気体を含んだ高速混合流に基づくエジェクタ作用により気体を吸引して液滴状の液体を含んだ洗浄剥離媒体流をノズルより噴射することを特徴とする洗浄剥離媒体流の形成装置。
【請求項７】
前記混合器内の混合空間を開孔部を備えた隔壁により分割し、その隔壁の上流側の空間に少なくとも圧力液体と圧力気体とを高速噴射してそれらの高速混合流に基づくエジェクタ作用により気体を吸引させるとともに、適宜空間に粉粒体を供給して気体、液滴状の液体及び粉粒体を含んだ洗浄剥離媒体流をノズルより噴射することを特徴とする請求項６記載の洗浄剥離媒体流の形成装置。
【請求項８】
前記圧力液体及び／又は圧力気体を加熱して混合空間に噴射するように構成したことを特徴とする請求項６又は７記載の洗浄剥離媒体流の形成装置。
【請求項９】
前記混合器内の混合空間を開孔部を備えた隔壁により分割し、その隔壁の上流側の空間に少なくとも圧力液体と圧力気体とを高速噴射してそれらの高速混合流に基づくエジェクタ作用により気体を吸引させるとともに、同隔壁の下流側の空間に洗剤を供給して気体、液滴状の液体及び洗剤を含んだ洗浄剥離媒体流をノズルより噴射することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の洗浄剥離媒体流の形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、鉄道車両、航空機、ビルの壁面などの大きなものや、食器等の比較的小さなものなど、適宜の物の表面に付着した汚れを洗浄したり、ラベルや塗装などの物の表面に付着した付着物を剥離したりするための洗浄剥離技術に関する。より詳しくは、ノズルから被処理面に対して噴射される洗浄剥離媒体流の形成技術に関する。なお、洗浄剥離媒体とは、洗浄作用又は剥離作用のための媒体と、洗浄作用及び剥離作用の双方のための媒体を含む。
【０００２】
【従来の技術】
洗浄方法として、多量の低圧気体流に液滴状又は霧状（両者を含めて単に液滴状という）の液体を乗せてノズルより噴射することにより、噴流断面の大きい洗浄媒体流として用いる方法が従来から知られている（特公平５−８６２７４号公報）。さらに、液体に炭酸水素ナトリウム等の粉粒体を添加して吹付けることにより、その衝撃作用による物理的洗浄作用も加えて洗浄する方法も知られている（特開平８−１６８７２９号公報）。また、低圧空気流に研掃材を乗せて高速で吹付ける乾式ブラスト装置も知られている（特公平１−６０３９２号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、低圧気体流に乗せて液滴状の液体を吹付けて洗浄を実施する場合には前提として多量の気体の供給が必要とされるため、従来の圧力気体発生装置としては、ルーツブロア等の低圧多量の吐出性能を有するものが使用されていた。すなわち、圧力気体発生装置に関する機種選定の自由度は狭く、装置としての外形も大きくなる傾向にあり、さらに圧力気体発生装置から混合器までの気体供給管に関しても径が大きくなるといった難点があった。また、後者の液体に炭酸水素ナトリウムなどの粉粒体を添加して吹付ける洗浄方法の場合には、その洗浄剥離媒体流に気体が積極的に加えられていないため、均質の安定した広い噴流断面を形成することは技術的に困難であった。また、乾式ブラスト手段の場合には、処理表面にキズが付きやすいため、表面に付着した汚れを落す程度の洗浄への適用は困難であった。
【０００４】
本発明は、以上のような従来の技術的事情に鑑みて開発したもので、前記圧力気体発生装置として、ルーツブロアのほかに、ターボ形や往復動形ないし回転形の圧縮機などの適宜の機種の選択が可能で、その装置としての外形や混合器までの気体供給管の小形化にも有効であり、しかも均質で安定した噴流断面の大きい洗浄隔離媒体流を容易に得ることのできる洗浄剥離媒体流の形成技術を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、少なくとも圧力液体と圧力気体とを混合器内の混合空間に高速噴射してそれらの高速混合流を形成するとともに、その高速混合流に基づくエジェクタ作用により気体を吸引して液滴状の液体を含んだ洗浄剥離媒体流をノズルより噴射するという技術手段を採用した。本発明の場合には、洗浄剥離媒体流を形成し搬送する搬送用気体として、混合器に供給される圧力気体と前記高速混合流に基づくエジェクタ作用により吸引される気体とが含まれる。そして、前記圧力気体が混合器内の混合空間に噴射されると急速に膨張し、同時に供給される圧力液体との混合流を形成しながら増速して液滴状の液体を含んだ流速の大きい高速混合流を形成する。この場合、前記圧力気体に対して少量の液体を高速で供給するように構成することによって、洗浄剥離媒体を構成する混合流の速度低下を抑えることができる。しかも、その高速混合流に基づくエジェクタ作用によって吸引された新たな気体も加わり混合流の混合状態も促進されることから、液滴の分布状態がきわめて良好な洗浄剥離媒体流を簡便に形成することができる。また、気体と液体との高速混合流に基づくエジェクタ作用により気体を吸引するように構成したから、圧力気体のみからなる高速流に基づくエジェクタ作用の場合に比べて多量の気体を吸引することが可能になる。以上のように、洗浄剥離媒体の搬送用気体として、圧力気体にエジェクタ作用により吸引された気体が加算されるので、従来のように圧力気体が低圧のものに限定されることなく、その圧力気体の圧力や供給量ないし吸引される気体量を調整することによって種々の実施形態が可能である。
【０００６】
さらに、前記混合器内の混合空間を開孔部を備えた隔壁により分割し、その隔壁の上流側の空間に少なくとも圧力液体と圧力気体とを高速噴射して、それらの高速混合流に基づくエジェクタ作用により気体を吸引させるとともに、適宜空間、すなわち前記隔壁の上流側あるいは下流側ないし双方の空間に粉粒体や洗剤を供給して気体、液滴状の液体及び粉粒体ないし洗剤を含んだ洗浄剥離媒体流を形成することも可能である。なお、本発明に使用される前記圧力液体や圧力気体を予め加熱した状態で用いれば、洗浄剥離作用を更に促進することができる。その場合、圧力気体として蒸気を用いることも可能である。また、前記圧力液体、圧力気体、粉粒体及び洗剤のうちの少なくともいずれかの供給条件を変えることにより、液体分や気体分の供給量が多く粉粒体の供給量の少ない洗浄作用の大きい処理形態から液体分や気体分の供給量が少なく粉粒体の供給量の多い剥離作用の大きい処理形態までの範囲で処理形態を選択可能に構成することも可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態としては、少なくとも圧力液体と圧力気体を混合器に供給して高速混合流を形成する形態のものであればよい。すなわち、圧力液体と圧力気体を供給して液体と気体のみからなる混合流を形成する形態のものでもよいし、いうまでもなく、以下の実施例のように必要に応じて粉粒体等を加えた形態のものでもよい。また、前述のように、前記圧力液体、圧力気体、吸引気体、粉粒体及び／又は洗剤の供給条件や種類を調整することにより、専ら洗浄の目的で使用する処理形態から剥離処理のために使用する処理形態までの広い範囲の処理形態を選択できる。例えば、液体分や空気などの気体分の供給量を多くして粉粒体の供給量を少なくしたり、粉粒体として剥離作用の小さいものを使用するようにすれば、処理形態を洗浄作用の占める割合が大きい側に設定することができる。逆に、液体分や気体分の供給量を少なくして粉粒体の供給量を多くしたり、粉粒体として剥離作用の大きいものを使用するようにすれば、処理形態を剥離作用の占める割合が大きい側に設定することができる。なお、粉粒体の混合器への供給形態に関しては、粉粒体の状態で供給するようにしてもよいが、その粉粒体を混入した液体からなるメディア原液の状態で供給することも可能である。また、前記圧力液体、圧力気体、吸引気体、粉粒体あるいは洗剤を予熱して混合器へ供給すれば、洗浄剥離作用を向上することが可能である。その場合、混合器へ供給する圧力気体として蒸気を使用することも可能である。なお、前記液体や気体の加熱手段としては、電気的な加熱手段や燃焼熱、蒸気などの適宜の加熱源が使用できる。しかして、加熱した液体や気体などを使用すれば、混合流を形成する液体等が昇温され洗浄剥離作用が促進される結果、同効果が大幅に向上されることになる。
【０００８】
前記圧力液体としては、水や界面活性剤の添加したものなどの適宜の液体の使用が可能である。なお、その液滴の大きさに関しては、細かい霧状のものから大粒のものまで処理形態に応じて選択することができる。また、前記粉粒体としては、アルミナ等の一般の研掃材のほか、炭酸水素ナトリウムや、ドライアイス、氷粒、塩などの可溶性の物質を使用して洗浄剥離作業後に前記液体中に溶解するようにしてもよい。なお、粉粒体として可溶性の物質を用い、前述のように加熱した圧力液体や圧力気体を使用するようにすれば、昇温によって粉粒体が温水や蒸気に溶けやすくなることから、その加熱による温度制御を介して可溶性を調整することにより、粉粒体の奏する衝撃作用を調整することも可能である。また、圧力気体発生手段としては、ルーツブロアやターボ形ブロア等の送風機のほか、往復動形や回転形の圧縮機など、適宜の機種の選択が可能である。
【０００９】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例に関して説明する。図１は本発明に係る混合器に関する一実施例を示した縦断面図であり、図２はその混合器を使用した第１実施例の要部を示した構成回路図である。図１に示したように、本実施例の混合器１は、その混合空間を開孔部２を備えた隔壁部材３によって空間Ａと空間Ｂとに分割されている。上流側の空間Ａには、駆動用流体の主流入路４及び噴射部５を介して圧力液体として圧力水が噴射されるように構成されている。すなわち、図２に示したように、水タンク６からの水がポンプ７により昇圧されて圧力液体として噴射部５から空間Ａに噴射されるように構成されている。また、主流入路４の周囲に形成された副流入路８には、接続部９を介して図２に示したように圧縮機等の圧力気体発生装置１０が接続されており、前記噴射部５を介して前記圧力水の周囲に圧力気体としての圧力空気を同時に空間Ａに対して噴射するように構成されている。さらに、空間Ａは、気体流入路１１及び図２のバルブ１２を介して大気に連通されている。なお、水タンク６に加熱手段を配設したり、圧力気体発生装置１０の下流側や気体流入路１１の経路中に加熱手段を配設して、ノズル２１から高速噴射される混合流が適度に昇温させるように構成すれば、洗浄剥離作用を更に促進できる。
【００１０】
また、前記空間Ｂには、接続部１３を介して図２に示したようにスクリュウ式などの送出し装置１４と粉粒体用のタンク１５からなる粉粒体供給手段が接続されており、粉粒体を空間Ｂに供給するように構成されている。なお、粉粒体の混合器１に対する供給形態に関しては、粉粒体のままの状態の供給でも、粉粒体を混入した液体からなるメディア原液の状態の供給でもよい。さらに、同空間Ｂの接続部１６には、ポンプ１７、電磁弁１８及び流量調整弁１９を介して洗剤タンク２０が接続されており、洗剤を空間Ｂに供給し得るように構成されている。なお、図中、２１はノズルであり、本実施例では空間Ｂに対して直接的に接続されているが、空間Ｂに対して可撓性ホース等を介してその先端にノズルを接続するようにしたり、前記ノズル２１に対して可撓性ホース等を介して先端に別のノズルを接続するようにしてもよい。
【００１１】
しかして、前記主流入路４を介して圧力液体としての圧力水を噴射部５から空間Ａに噴射するとともに、その圧力水の周囲に副流入路８を介して圧力気体としての圧力空気が噴射されると、両者が混合して高速混合流を形成しながら前記開孔部２を介して空間Ｂに流入し、さらにノズル２１を介して洗浄剥離媒体流として噴射され、洗浄ないし剥離作業に供されることになる。その場合、空間Ａに噴射された圧力空気は急速に膨張しながら圧力水と混合し、その混合流を増速しながら流速の大きい高速混合流を形成する。その結果、その高速混合流に基づくエジェクタ作用によって前記気体流入路１１を介して大気が空間Ａに吸引され、洗浄剥離媒体の搬送用気体として、前記副流入路８からの圧力空気に加算されるので、液滴状の液体を含んだ洗浄剥離媒体流のより効率的な形成が可能になる。なお、バルブ１２により大気の吸引量に関して調整することも可能である。
【００１２】
また、空間Ｂにおいては、前記開孔部２を介して流入した高速混合流が同空間Ｂを通過する際に、前述のように接続部１３，１６を介して供給される粉粒体及び洗剤を巻込みながら、それらの粉粒体、洗剤及び液滴状の液体を含んだ多量の空気流からなる洗浄剥離媒体流を形成し、ノズル２１から被処理面に向けて噴射されることになる。なお、以上の実施例では混合空間を空間ＡとＢに分割したが、分割しない形態も可能である。さらに、前記圧力水や圧力空気、洗剤等の供給路に加熱部を設けて予熱した状態で混合器１に供給することにより洗浄ないし剥離作用を更に向上することも可能である。また、粉粒体として可溶性の物質を用い、圧力水等を加熱するように構成すれば、昇温によって粉粒体が溶けやすくなることから、その加熱による温度制御を介して可溶性を調整することにより、粉粒体の奏する衝撃作用を調整することも可能である。
【００１３】
図３は本発明の第２実施例の要部を示した構成回路図である。本実施例は、前記第１実施例に対して、送出し装置１４と粉粒体用のタンク１５からなる粉粒体供給手段を混合器１の副流入路８の接続部９と圧力気体発生装置１０との間に移動したものである。すなわち、副流入路８を介して供給する圧力空気に乗せて粉粒体を供給するように変更したものである。なお、本実施例では、洗剤の供給ラインを接続部１３側へ変更して接続部１６側を省略するようにしたが、前記接続変更を行わないで接続部１３側を省略してもよいことはいうまでもない。また、前記圧力水や圧力空気、洗剤等を予熱するように構成したり、粉粒体として可溶性の物質を用いて、圧力水等の加熱による温度制御を介して可溶性を調整することにより、粉粒体の奏する衝撃作用を調整することも可能である。
【００１４】
図４は本発明の第３実施例の要部を示した構成回路図である。本実施例は、前記第１実施例に対して、混合器１の主流入路４には圧縮機等の圧力気体発生装置２２を接続し、副流入路８の接続部９にはポンプ２３、電磁弁２４及び流量調整弁２５を介して水タンク２６を接続するように変更したものである。すなわち、主流入路４及び副流入路８に供給する内容物を逆に設定して、主流入路４を介して噴射部５から圧力空気を噴射し、その圧力空気の周囲に副流入路８を介して圧力水を噴射させるように構成したものである。なお、粉粒体の混合器１への供給形態に関しては、粉粒体を混入した液体からなるメディア原液の状態での供給も可能である。また、前述の実施例と同様に、水タンク２６に加熱手段を配設して圧力水を予熱するように構成したり、圧力空気や洗剤を予熱するように構成することも可能である。さらに、粉粒体として可溶性の物質を用い、圧力水等の加熱による温度制御を介して可溶性を調整することにより、粉粒体の奏する衝撃作用を調整することも可能である。
【００１５】
図５は本発明の第４実施例の要部を示した構成回路図である。本実施例は、図３に示した第２実施例の変形例で、同様の構成部分には同じ符号を付して説明すると、前記圧力気体発生装置１０に替えて蒸気供給源２７を採用し、その蒸気供給源２７からの高温の蒸気を接続部９を介して混合器１へ供給するように構成するとともに、送出し装置１４と粉粒体用のタンク１５からなる粉粒体供給手段を大気に連通されたバルブ１２と気体流入路１１との間に接続するように変更したものであり、他の構成において前記実施例と基本的に異なるところはない。すなわち、前記圧力気体として高温の蒸気を使用するとともに、前記エジェクタ効果によって大気から吸引される大量の空気と共に粉粒体を混合器１へ吸引するように構成した点で特徴を有するものである。なお、この場合、粉粒体の供給形態に関しては、粉粒体のままの供給でもよいし、粉粒体を混入した液体からなるメディア原液の状態での供給でもよい。しかして、本実施例においては、圧力気体として高温の蒸気が混合器１に供給され、ノズル２１から噴射される混合流が昇温される結果、その洗浄剥離作用が促進され、同効果も大幅に向上される。なお、更に水タンク２０等に電気ヒータなどの適宜の加熱手段を配設することも可能である。また、前記粉粒体として可溶性の粉粒体を用いた場合には、前記蒸気等による昇温により溶けやすくなることから、その加熱による温度制御を介して粉粒体の奏する衝撃作用を調整することも可能である。因みに、以上の各実施例において粉粒体を供給しなければ、液体と気体からなる混合流を形成し得ることになる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）混合器内の混合空間に供給された圧力気体は急速に膨張しながら圧力液体と混合し、その混合流を増速して流速の大きい高速混合流を形成するとともに、その高速混合流に基づくエジェクタ作用により気体を吸引して洗浄剥離媒体の搬送用気体として加算できることから、混合状態の良好な良質の洗浄剥離媒体流をより効率的に形成することが可能になる。特に、液滴状の液体に対して気体を大量に要する場合には非常に効率的である。
（２）洗浄剥離媒体の搬送用気体が圧力気体とエジェクタ作用により吸引される気体とから構成されるので、圧力気体発生装置が従来のように低圧多量の吐出性能を有するものに限定されることなく、ルーツブロアのほかに、ターボ形や往復動形ないし回転形の圧縮機などの適宜の機種の選択が可能であり、高圧のものを採用すれば、装置としての外形や混合器までの気体供給管の小形化にも有効である。また、その圧力気体の圧力及び供給量や吸引される気体量を調整することによって種々の実施形態が可能である。
（３）混合器内の混合空間を開孔部を備えた隔壁により分割し、その隔壁の上流側の空間に少なくとも圧力液体と圧力気体とを高速噴射し、同隔壁の下流側の空間に粉粒体や洗剤を供給するように構成することにより、粉粒体ないし洗剤を加えた良質の洗浄剥離媒体流の形成が可能である。
（４）前記圧力液体、圧力気体、粉粒体及び洗剤のうちの少なくともいずれかの供給条件を変えることにより処理形態を選択可能に構成することも可能である。
（５）混合器に供給する前記圧力液体や圧力気体などを加熱するように構成すれば、洗浄剥離媒体を構成する混合流が昇温され、その洗浄剥離作用が促進されることから同効果も大幅に向上される。さらに、前記粉粒体として可溶性のものを採用した場合には、前記混合流の昇温によって溶けやすくなることから、その加熱による温度制御を介して可溶性を調整することによって、粉粒体の奏する衝撃作用を調整することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る混合器に関する実施例を示した縦断面図である。
【図２】  本発明に係る混合器を使用した第１実施例の要部を示した構成回路図である。
【図３】  本発明に係る混合器を使用した第２実施例の要部を示した構成回路図である。
【図４】  本発明に係る混合器を使用した第３実施例の要部を示した構成回路図である。
【図５】  本発明に係る混合器を使用した第４実施例の要部を示した構成回路図である。
【符号の説明】
１…混合器、２…開孔部、３…隔壁部材、４…主流入路、５…噴射部、６…水タンク、７…ポンプ、８…副流入路、９…接続部、１０…圧力気体発生装置、１１…気体流入路、１２…バルブ、１３…接続部、１４…送出し装置、１５…粉粒体用タンク、１６…接続部、１７…ポンプ、１８…電磁弁、１９…流量調整弁、２０…洗剤タンク、２１…ノズル、２２…圧力気体発生装置、２３…ポンプ、２４…電磁弁、２５…流量調整弁、２６…水タンク、２７…蒸気供給源
【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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