(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を用いて被洗浄物を洗浄する超音波洗浄方法であって、
洗浄槽に洗浄液と前記被洗浄物とを収容し、
超音波振動子と前記洗浄槽内に配置された振動部とが連結されて構成されかつ前記振動部において前記洗浄槽内に開口する連通路が内部に設けられた超音波振動部材を設け、
前記超音波振動部材を駆動して前記洗浄液および前記被洗浄物に超音波振動を与えるとともに、前記連通路からオゾンを含む空気を供給してその開口部から洗浄液中に吐出させ、これによりオゾンを含む空気の気泡を超音波振動によって微細化する、
ことを特徴とする超音波洗浄方法。
【請求項２】
超音波を用いて被洗浄物を洗浄する超音波洗浄方法であって、
洗浄槽に洗浄液と前記被洗浄物とを収容し、
超音波振動子と前記洗浄槽内に配置された振動部とが連結されて構成されかつ前記振動部において前記洗浄槽内に開口する連通路が内部に設けられた超音波振動部材を設け、しかも前記振動部による超音波の放射方向が互いに異なるように２以上の振動部を設け、
前記超音波振動部材を駆動して前記洗浄液および前記被洗浄物に超音波振動を与えるとともに、前記連通路からオゾンを含む空気を供給してその開口部から洗浄液中に吐出させ、これによりオゾンを含む空気の気泡を超音波振動によって微細化する、
ことを特徴とする超音波洗浄方法。
【請求項３】
洗浄槽と、
超音波振動子と前記洗浄槽内に配置された振動部とが連結されて構成され、前記振動部において前記洗浄槽内に開口する連通路が内部に設けられた超音波振動部材と、
空気からオゾンを生成するためのオゾン生成装置と、
前記オゾン生成装置により生成したオゾンを含む空気を前記連通路に供給するためのオゾン供給手段と、を有し、
前記超音波振動部材を駆動して前記洗浄液および前記洗浄槽内の被洗浄物に超音波振動を与えるとともに、前記連通路からオゾンを含む空気を供給してその開口部から洗浄液中に吐出させ、これによりオゾンを含む空気の気泡を超音波振動によって微細化するように構成されてなる、
ことを特徴とする超音波洗浄装置。
【請求項４】
前記超音波振動部材を複数有し、
前記超音波振動部材の一部または全部の振動部が円錐状、角錐状、または曲面状の端部を有し、
前記超音波振動部材の一部または全部の振動部が緩衝部材を介して直接的または間接的に前記洗浄槽に取り付けられてなる、
請求項３記載の超音波洗浄装置。
【請求項５】
前記複数の前記超音波振動部材は、超音波振動子の振動方向が異なる２方向以上となるように、前記洗浄槽に取り付けられてなる、
請求項４記載の超音波洗浄装置。
【請求項６】
前記複数の超音波振動部材は、出力が５０Ｗ以下であってそれぞれ独立して超音波振動するように個別に電気的に駆動される、
請求項４または請求項５記載の超音波洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄槽、前記オゾン発生装置、前記オゾン供給手段、前記超音波振動部材を駆動するための駆動回路などが架台に一体化され、
前記オゾン供給手段はオゾンを含む空気を収容するための空気槽を有し、
前記空気槽は、前記洗浄槽の洗浄液の液面よりも高い位置に設けられてなる、
請求項３ないし請求項６のいずれかに記載の超音波洗浄装置。
【請求項８】
前記洗浄液中に銀電極を設けて銀イオンを溶出させ、前記被洗浄物に対して前記オゾンによる殺菌に加え銀イオンによる電解殺菌を作用させる、
請求項１または２記載の超音波洗浄方法。
【請求項９】
前記洗浄液中に銅電極を設けて銅イオンを溶出させ、前記被洗浄物に対して前記オゾンによる殺菌に加え銅イオンによる電解殺菌を作用させる、
請求項１または２記載の超音波洗浄方法。
【請求項１０】
前記洗浄液中に浸かるように配置される２つの電極板と、
２つの前記電極板の間に電圧を印加するための電源装置と、を有し、
前記被洗浄物に対して電解殺菌を作用させるように構成されている、
請求項３記載の超音波洗浄装置。
【請求項１１】
前記電極板の一方は銀電極板であり、前記電解殺菌は前記銀電極板による銀電解殺菌である、
請求項１０記載の超音波洗浄装置。
【請求項１２】
前記洗浄槽は金属材料からなり、
前記洗浄槽の上部において当該洗浄槽とは電気的に非接触の状態で前記洗浄液中に浸かるように配置された銀を含む電極板が設けられ、
前記電極板と前記洗浄槽との間に電圧を印加するための電源装置が設けられ、
前記被洗浄物に対して銀電解殺菌を作用させるように構成されている、
請求項３記載の超音波洗浄装置。
【請求項１３】
洗浄槽と、
ハウジングおよび前記ハウジングの内側に配置された超音波振動子と前記ハウジングの外周面に配置された振動部とが連結されてなりかつ前記振動部の表面に開口する連通路が内部に設けられた超音波振動部材を含んで構成され、前記洗浄槽内に収容された洗浄液中に浸される超音波ユニットと、
空気からオゾンを生成するためのオゾン生成装置と、
前記オゾン生成装置により生成したオゾンを含む空気を移送し、前記連通路を介してその開口部から洗浄液中に吐出させるためのオゾン供給手段と、
を有することを特徴とする超音波洗浄装置。
【請求項１４】
前記ハウジングは、前記洗浄液の液面に浮かべて配置されるように密閉構造となっている、
請求項１３記載の超音波洗浄装置。
【請求項１５】
前記洗浄槽の上方において前記超音波ユニットを移動させるためのユニット移動装置が設けられている、
請求項１３または１４記載の超音波洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄槽内の洗浄液に対し超音波振動を与え洗浄を行う超音波洗浄方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、病院などにおいて、はさみ、生体鉗子などの手術や治療などに用いられる医療用器具の洗浄および滅菌は、（１）熱湯または酵素処理による血液などの除去（以下、「前洗浄」という。）、（２）洗剤を使用した超音波洗浄、（３）オートクレーブを使用した１３５度の高圧蒸気による滅菌、または、エチレンオキシドガスによるガス滅菌、２％グルタルアルデヒド水溶液に浸漬しての滅菌等が行われている。【０００３】
また、白衣などの衣類については、通常の洗濯を行って汚れを落とした後に、高圧蒸気による滅菌処理がなされている。【０００４】
ここで、（２）の超音波により洗浄を行う装置は、現在数多く市販されているが、超音波洗浄により洗浄可能な物は、機械的なインピーダンス（「固有音響インピーダンス」ともいい、密度×伝搬速度で表される。）が高い物、例えば、めがね、宝石、および金属類などに限られており、衣類、ガーゼなどの布、および皮革などの軟らかな変形しやすい物は、超音波洗浄により洗浄を行うことができなかった。超音波洗浄におけるかかる問題を解決すべく、特許文献１に開示された超音波洗浄装置は、洗浄液中に空気による気泡を送り込みながら同時に超音波振動を洗浄液に与えて、超音波エネルギと気泡との相乗効果により、衣類などの被洗浄物に付着した汚れを除去している。
【特許文献１】実開昭６３−７３１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来より行われている医療用器具の洗浄および滅菌は、酵素処理による前洗浄、超音波洗浄、滅菌の、３つの処理過程を必要とし、その作業が煩雑であった。また、高圧蒸気による滅菌方法は内視鏡などの高温処理に適さない器具には使用できず、ガス滅菌方法はエチレンオキシドが爆発性の危険物であり、グルタルアルデヒドによる滅菌方法はグルタルアルデヒド自体が慢性毒性を有するおそれがある等、従来の滅菌方法についても、それぞれに問題があった。【０００６】
また、病院などでは、手術前や病室に出入りする際に手洗いが習慣づけられている。特に、近年、ＭＲＳＡ（黄色ブドウ球菌多剤耐性）による院内感染が深刻な状況になっており、医療従事者および面会者などの手洗いの重要性が一層高まっている。このような手洗い用の殺菌剤として、一般に、塩化ベンザルコニウムなどの逆性せっけんが使用されている。【０００７】
ところで、大規模の病院などから排出される排出規制を超える医療排水は、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）を高める有機物を多量に含み、公共下水道や河川に放水する前に独自に処理する必要がある。医療排水の処理において、洗浄剤などの有機物を微生物に分解させる活性汚泥設備などによってＢＯＤを低下させる方法が用いられることが多い。しかし、微生物に分解させる医療排水に殺菌効果のある手洗いの廃水が多量に混入すると、活性汚泥中の微生物を死滅させる等の問題を引き起こすおそれがある。【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、医療用器具等の洗浄および滅菌の同時処理が可能であって、消毒用の手洗いなどにも使用することができ、且つ廃水に対して特別の処理を必要としない超音波洗浄方法および装置を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の超音波洗浄装置の構成を表す図である。
【図２】オゾン生成装置の構造を示す図である。
【図３】超音波振動トランスデューサの正面断面図である。
【図４】超音波振動トランスデューサの平面図である。
【図５】超音波振動トランスデューサを分解して示す斜視図である。
【図６】超音波洗浄装置の斜視図である。
【図７】超音波洗浄装置における超音波振動トランスデューサの配置を示す図である。
【図８】本発明に係る第２の実施形態の超音波洗浄装置の洗浄槽の側面断面図である。
【図９】図８に示す超音波洗浄装置の正面断面図である。
【図１０】本発明に係る第３の実施形態の超音波洗浄装置の洗浄槽の側面断面図である。
【図１１】図１０に示す超音波洗浄装置の正面断面図である。
【図１２】本発明に係る第４の実施形態の超音波洗浄装置の洗浄槽の断面図である。
【図１３】電極板の正面図である。
【図１４】本発明に係る第５の実施形態の超音波洗浄装置の洗浄槽の断面図である。
【図１５】変形例１の超音波洗浄装置の断面図である。
【図１６】変形例２の超音波洗浄装置の断面図である。
【図１７】変形例３の超音波洗浄装置の蓋を開けた状態の斜視図である。
【図１８】変形例３の超音波洗浄装置の蓋を閉じた状態の斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
〔第１の実施形態〕
図１は本発明に係る第１の実施形態の超音波洗浄装置１の構成を表す図、図２はオゾン生成装置１２の構造を示す図、図３は超音波振動トランスデューサ１４の正面断面図、図４は超音波振動トランスデューサ１４の平面図、図５は超音波振動トランスデューサ１４を分解して示す斜視図、図６は超音波洗浄装置１の斜視図、図７は超音波洗浄装置１における超音波振動トランスデューサ１４の配置を示す図である。【００１１】
図１〜図７において、超音波洗浄装置１は、コンプレッサ１１、オゾン生成装置１２、バッファ槽１３、超音波トランスデューサ１４、駆動部（駆動回路）１５、および洗浄槽１６からなる。図６に示されるように、コンプレッサ１１、オゾン生成装置１２、バッファ槽１３、超音波トランスデューサ１４、駆動部１５、および洗浄槽１６は、樹脂製の丸パイプ材で組み立てられた架台１７に据え付けられて一体化されている。コンプレッサ１１、オゾン生成装置１２、バッファ槽１３、および超音波トランスデューサ１４のそれぞれの間は、空気を送るために特殊医療用である耐オゾン性のシリコンチューブ１８ａ〜ｃによって接続されている。【００１２】
コンプレッサ１１は、大気から空気を吸入し、これを圧縮してオゾン生成装置１２に送り出す。圧縮された空気は、オゾン生成装置１２およびバッファ槽１３を経由して超音波トランスデューサ１４の中に送り込まれ、超音波トランスデューサ１４の振動部２７に設けられた放出口４０より洗浄槽１６内に吐出される。コンプレッサ１１の吸入側には、塵を除去するためのフィルタ１９が取り付けられている。コンプレッサ１１として、ダイヤフラム型のポンプが使用される。【００１３】
オゾン生成装置１２は、コンプレッサ１１により送り込まれた空気からオゾンを生成するためのものである。図２に示されるように、オゾン生成装置１２は、空気入口２０とオゾン出口２１とを有するケース２２の中にオゾンランプ２３が設けられたものである。オゾンランプ２３には、紫外線を放射するＵＶランプが使用される。コンプレッサ１１から送り出された空気は空気入口２０よりオゾン生成装置１２の内部に入り、オゾン生成装置１２内部を流れる際にオゾンランプ２３から紫外線を照射されて酸素の一部がオゾンに転化する。オゾンを含む空気はオゾン出口２１からバッファ槽１３に送られる。ケース２２は、紫外線によって劣化しない金属などの材料で製作されている。【００１４】
バッファ槽１３は、コンプレッサ１１（ダイヤフラム型のポンプ）から吐出される空気の脈動を軽減するためのものである。超音波洗浄装置１では、架台１７のハンドル２４内の空間を仕切ってバッファ槽１３としている。オゾンを含む空気は、バッファ槽１３から調整弁２５を通って超音波トランスデューサ１４に送られる。調整弁２５はハンドル２４に固定されており、洗浄槽１６内に吐出されるオゾンを含む空気の流量を調節する。【００１５】
超音波トランスデューサ１４は洗浄槽１６の底部４５に取り付けられて、洗浄槽１６の中に収容された洗浄液および被洗浄物に対して超音波振動を与え、且つ、オゾンを含む空気を洗浄液中に吐出する。【００１６】
図３に示されるように、超音波トランスデューサ１４は、振動子２６と振動部２７とが連結されたボルト締め振動子である。【００１７】
振動子２６は、軸方向に並んだリング状の２つの電歪型の圧電セラミック素子２８ａ，ｂが２つのブロック部材２９ａ，ｂに挟み込まれて形成される。圧電セラミック素子２８ａ，ｂおよびブロック部材２９ａ，ｂは、一方のブロック部材２９ａの軸心を貫通する連結ボルト３０が他方のブロック部材２９ｂの端部の雌ネジ３１に螺合され締め付けられて一体化される。他方のブロック部材２９ｂのもう一方の端部には、振動部２７を連結するための雌ネジ３２が設けられている。ブロック部材２９ｂの２つの雌ネジ３１，３２の穴は通気孔３３により連通している。連結ボルト３０は、軸心を貫通する貫通穴３４を有し、ブロック部材２９ｂの雌ネジ３１に螺合された状態で、貫通穴３４がブロック部材２９ｂの通気孔３３に連通する。連結ボルト３０の頭部側には、貫通穴３４が開口し、シリコンチューブなどに差し込むための取付部３５が設けられている。【００１８】
２つの圧電セラミック素子２８ａ，ｂは、互いに逆極性となるように配置され、これらの間とこれらを外側から挟むようにして、合計３つのリング状の電極板５０ａ〜ｃが配置されている。外側の電極板５０ａ，５０ｃは、電気的に互いに接続され、共通の電位が印加される。電極板５０ａ，５０ｃおよび電極板５０ｂは、駆動部１５の駆動回路に接続されている。また、３つの電極板５０ａ〜ｃの間を絶縁するために、連結ボルト３０と電極板５０ａ〜ｃとの間に絶縁リング３６が設けられている。【００１９】
図３および図４を参照して、振動部２７は頭部３７および雄ネジ部３８からなる。頭部３７は、略円錐形状を有し、その軸心は雄ネジ部３８の軸心と共通する。振動部２７には、雄ネジ部３８の軸心を通り、頭部３７の内部で軸心に直交する６方向に分岐する通気路４１が設けられている。分岐した通気路４１は、それぞれが頭部３７のテーパ面３９に開口する放出口４０を有している。通気路４１は、雄ネジ部３８が雌ネジ３２に螺合されたときに、ブロック部材２９ｂの通気孔３３および連結ボルト３０の貫通穴３４とともに、取付部３５を起点とし放出口４０に至る連通路４２を形成する。頭部３７の下面には、Ｏリング４３を嵌め込むための環状の溝４４が設けられている。超音波トランスデューサ１４が洗浄槽１６に取り付けられたときに、振動部２７は、溝４４に嵌め込まれたＯリング４３を介して洗浄槽１６の底部４５に接する。そのため、振動部２７から底部４５への超音波振動の伝播が弱められ、底部４５のエロージョンの発生が防止される。【００２０】
なお、後に説明するように、超音波トランスデューサ１４は、洗浄槽１６の側壁にも取り付けることができるが、その場合には、溝４４に嵌め込まれたＯリング４３は側壁のエロージョンの発生を防止する。Ｏリングに代えてゴム製のガスケットまたは有機繊維系、無機繊維系のガスケットを用いてもよい。【００２１】
図３および図５に示されるように、超音波トランスデューサ１４は、洗浄槽１６の底部４５に設けられた取付穴４７に雄ネジ部３８を挿入し、雄ネジ部３８とブロック部材２９ｂの雌ネジ３２とを螺合させ締め付けることにより洗浄槽１６に取り付けられる。この取り付けの際に、洗浄槽１６の底部４５と振動子２６との間に補助板４８が挟み込まれる。補助板４８は、振動子２６の外径のほぼ３倍の外径を有する金属製の円盤状の板である。補助板４８の中心には、取付穴４７の径にほぼ等しい径の挿通穴４９が設けられている。補助板４８を使用することなく、超音波トランスデューサ１４を洗浄槽１６に取り付けてもよい。【００２２】
図６および図７に示されるように、超音波洗浄装置１においては、超音波トランスデューサ１４は、洗浄槽１６の底部４５に取り付けられ、４個が等間隔に並べられた列が２列平行になるようにして計８個配置されている。超音波洗浄装置１には、それぞれの出力が５０Ｗ以下の超音波トランスデューサ１４が使用される。調整弁２５に接続されたシリコンチューブ１８ｃは、洗浄槽１６の下部で２つに分岐し、それぞれがさらに分岐して、各列の超音波トランスデューサ１４のそれぞれの取付部３５に接続されている。【００２３】
駆動部１５には、各超音波トランスデューサ１４の圧電セラミック素子２８ａ，ｂを超音波振動させるための駆動回路が組み込まれている。駆動回路は、それぞれの超音波トランスデューサ１４について個別独立に設けられている。超音波トランスデューサ１４ごとに駆動回路を独立させ、全ての超音波トランスデューサ１４の出力を５０Ｗ以下に制限することにより、超音波洗浄装置１に起因する不要輻射やラインノイズを軽減することができる。例えば、病院や実験研究所において、医療用器具や衣類の洗浄、または手洗いなどに超音波洗浄装置１を使用する場合にも、コンピュータ、数々の電子的モニターや運転機器、およびペースメーカ等の異常動作を引き起こす「不要輻射ノイズ（スプリアス・ラジエーション）」の問題を回避することが可能である。本方式は、個別独立電気的駆動で分割された集合であり、超音波発振源が最大５０Ｗの集合である為に電気的に小電力駆動であり、問題となる上記害に有利で、対策も独立的に個々に具備された「コモン打ち消し」のフィルタを装着している。【００２４】
洗浄槽１６は、ステンレス鋼で製作され、架台１７に図示しないゴムのシートを介して据え付けられている。ゴムのシートは、洗浄槽１６の振動を遮断し、架台１７の破損を防止する働きをする。洗浄槽１６の外周面には図示しない布テープが巻かれている。布テープは、その弾性によって洗浄槽１６の外周面の超音波振動を緩和し、洗浄槽１６の外周面より発生する騒音を軽減させる。布テープの代わりにゴム、樹脂その他の弾性を有する材料で洗浄槽１６の外周面を被覆しても同様の効果が得られる。【００２５】
次に、超音波洗浄装置１による洗浄について説明する。【００２６】
洗浄では、洗浄液として水を用いる。洗浄は、洗浄槽１６の中に、被洗浄物、例えば、内視鏡、手術器具などの医療用機具、または白衣などの衣類を収容し、超音波トランスデューサ１４によりこれらに超音波振動を与えながら、振動部２７の放出口４０からオゾンを含む空気を洗浄槽１６内に吐出して行われる。【００２７】
超音波トランスデューサ１４の超音波振動の周波数は、通常、２５〜１００ｋＨｚが用いられる。この周波数範囲内で、被洗浄物の構造、被洗浄物の材質や強度等に応じて周波数が選択される。一般に、被洗浄物が微細な空間部を有する精緻なものの場合には高い周波数が好ましい。超音波振動の周波数として、前記範囲よりも低い周波数、または高い周波数を使用することもできる。【００２８】
オゾン生成装置１２を通過し洗浄槽１６内の水に吐出される空気には、オゾンが数ｐｐｍ〜数十ｐｐｍ〜数百ｐｐｍ含まれる。オゾン濃度が高いほど洗浄および殺菌効果は高くなる。換気装置または排気装置を備えた無人の部屋で洗浄作業を行う場合には、放出口４０から吐出する空気中のオゾン濃度を高くすることができる。しかし、オゾンは毒性を有するので、人が常駐する場所で洗浄作業を行う場合には、オゾン濃度を低くするのが好ましい。オゾン生成装置１２から送り出される空気中のオゾン濃度は、オゾン生成装置１２内の空気がオゾンランプ２３からの紫外線照射を受ける時間（滞留時間）などにより影響される。例えば、オゾン濃度を高くするにはオゾンランプの出力を大きくすることの他、オゾン生成装置１２を通過させる空気量を減少し、または、設計段階でオゾン生成装置１２のケース２２を大きくしておき、空気のケース内における滞留時間を長くする。なお、オゾン生成には、上記紫外線照射のほか、放電などを用いてもよい。【００２９】
超音波洗浄装置１による洗浄では、放出口４０から吐出された空気の気泡が上昇して液面を乱すことによって、液深が絶えず変動する。液深が変動することにより、振動部２７から放射された超音波振動と液面で反射した超音波振動とにより生ずる定在波の音圧分布も絶えず変化し、見かけ上洗浄槽１６内には進行波による音圧分布が存在するかのような状態となる。つまり、本実施形態の超音波洗浄装置１では、進行波の放射によって超音波エネルギーとマイクロバブルの相乗効果が得られ、これによって柔らかいものでも効果的に洗浄を行うことが可能である。しかも、従来より超音波洗浄において問題となっていた定在波による洗浄斑、つまり、洗浄ムラは殆ど生じない。【００３０】
また、放出口４０から吐出された空気の気泡は、上昇する際に回りの水を同伴して洗浄槽１６内に循環流を生じさせる（噴流効果）。気泡の一部は超音波により微細化されてその上昇する速度は低下し、循環流に同伴して被洗浄物の細部の表面に到達し易くなる。気泡の微細化は、界面の面積、つまり、気泡中のオゾンと水との接触面積を大幅に増加させ、オゾンの溶解およびオゾンと水との反応を促進させる。オゾンと水との反応は、強い酸化力および殺菌力を有するヒドロキシラジカルを生成させる。ヒドロキシラジカルは、その強い酸化力で被洗浄物に付着した血液や皮脂などの汚れを分解し汚れの中に潜む有害な菌を死滅させる。このように、超音波洗浄装置１は、被洗浄物の洗浄と滅菌とを同時に行うことができる。【００３１】
超音波洗浄装置１による洗浄では、汚れの主成分である有機物はヒドロキシラジカルによって二酸化炭素と水にほぼ完全に分解され、被洗浄物が衣類の場合には、消臭だけでなく漂白も行われる。洗浄後の水にはＢＯＤを高める有機物は殆ど残存せず、水中のオゾンおよびヒドロキシラジカルは短時間で酸素や水に変化するので、洗浄後の水は特別な排水処理を行うことなく、下水道に排出することが可能で、環境への二次汚染を抑えることができる。【００３２】
超音波洗浄装置１は、病院での病室の出入り時の手洗いや学校での手洗いなどの消毒用に使用される場合には、オゾンによる健康への害を防止するため、水中に吐出される空気中のオゾン濃度を低くし、換気の良い場所に設置するのが好ましい。
〔第２の実施形態〕
図８は本発明に係る第２の実施形態の超音波洗浄装置１Ｂにおける超音波トランスデューサ１４Ｂａ，ｂが取り付けられた洗浄槽１６Ｂの側面断面図、図９は図８に示す超音波洗浄装置１Ｂの正面断面図である。【００３３】
第２の実施形態の超音波洗浄装置１Ｂは、図８に示される超音波トランスデューサ１４Ｂａ，ｂおよび洗浄槽１６Ｂの他に、コンプレッサ、オゾン生成装置、バッファ槽、および駆動部を有するが、これらは第１の実施形態の超音波洗浄装置１と同様であるので説明を省略する。また、超音波トランスデューサ１４Ｂａ，ｂの構成は超音波洗浄装置１に使用されたものと同一であるので、超音波トランスデューサ１４Ｂａ，ｂの説明も省略する。なお、第２の実施形態においては、第１の実施形態の超音波洗浄装置１と区別するために、超音波洗浄装置１Ｂのように符号Ｂを付することがある。また、全ての実施形態に対して共通である場合には、符号Ｂ，Ｃ，Ｄなどを省略して示すこともある。【００３４】
図８および図９において、超音波トランスデューサ１４Ｂａ，ｂは、洗浄槽１６Ｂの底部４５Ｂに１列に６個、および一方の側壁４６Ｂに１列に６個取り付けられている（水平・垂直交叉対向型）。底部４５Ｂおよび側壁４６Ｂの各超音波トランスデューサ１４Ｂａ，ｂは、各１個ずつの軸心が、図９に示されるように、正面図上で底面に直角な１本の線上に位置するように配置されている。そして、底部４５Ｂに取り付けられた超音波トランスデューサ１４Ｂａの振動周波数は全て同じであり、側壁４６Ｂに取り付けられた超音波トランスデュー１４Ｂｂの振動周波数も全て同じである。ただし、底部４５Ｂに取り付けられた超音波トランスデューサ１４Ｂａの振動周波数と側壁４６Ｂに取り付けられた超音波トランスデュー１４Ｂｂの振動周波数とは異なっている。底部４５Ｂおよび側壁４６Ｂのいずれか一方の超音波トランスデューサの振動周波数は、他方の超音波トランスデューサの振動周波数の２倍〜３倍とし、５倍以上が好ましい。例えば、底部４５Ｂの超音波トランスデューサ１４Ｂａの振動周波数が２５ｋＨｚの場合に、側壁４６Ｂの超音波トランスデューサ１４Ｂｂの振動周波数は１５０ｋＨｚであり、底部４５Ｂの超音波トランスデューサ１４Ｂａの振動周波数が４０ｋＨｚの場合に側壁４６Ｂの超音波トランスデューサ１４Ｂｂの振動周波数は２００ｋＨｚである、という具合である。【００３５】
超音波洗浄装置１Ｂによる洗浄においても、洗浄液として水を用い、洗浄槽１６Ｂの中に水と被洗浄物とを収容する。超音波洗浄装置１Ｂによる洗浄作業では、底部４５Ｂおよび側壁４６Ｂに設けられた各超音波トランスデューサ１４Ｂａ，ｂから同時に超音波振動を水に与えながらオゾンを含む空気を洗浄槽１６Ｂ内に吐出する。【００３６】
超音波洗浄装置１Ｂによる洗浄は次のようにして行われる。【００３７】
超音波洗浄装置１Ｂにおいても、放出口４０Ｂａ，ｂから吐出された空気の気泡の上昇により液面が乱れ、液深が絶えず変化して、見かけ上洗浄槽１６Ｂ内には超音波振動の進行波による音圧分布が存在するかのような状態となる。また、放出口４０Ｂａ，ｂから吐出された空気の気泡により洗浄槽１６Ｂ内に循環流が生じ、微細化された気泡の一部が循環流に乗って被洗浄物の細部に到達し易くなり、オゾンと被洗浄物との接触面積も増加する。【００３８】
しかし、超音波洗浄装置１Ｂでは、図８および図９に示されるように底部４５Ｂだけではなく、側壁４６Ｂにも超音波トランスデューサ１４Ｂｂが配置されている。そして、側壁４６Ｂの超音波トランスデューサ１４Ｂｂの振動周波数と底部４５Ｂの超音波トランスデューサ１４Ｂａの振動周波数とが異なるために、超音波振動の「進行波のサブハーモニック干渉」によって水中に過酸化水素が発生する。発生した過酸化水素はオゾンと反応してヒドロキシラジカルに変わる。つまり、超音波洗浄装置１Ｂでは、強い酸化分解力および殺菌力をもつヒドロキシラジカルは、水とオゾンとの反応により生成するほか、水中に生成した過酸化水素とオゾンとの反応によっても生成する。このように、異なる周波数を有する超音波振動同士を干渉させ、過酸化水素の発生を促すことにより、オゾンのヒドロキシラジカルへの転化率が高まり、洗浄および滅菌を効率的に行うことができる。【００３９】
超音波洗浄装置１Ｂにおいても、被洗浄物に付着していた汚れは二酸化炭素と水にほぼ完全に分解され、洗浄後の廃水は、特別な処理を行うことなく、自己完結的に下水道に排出することが可能である。
〔第３の実施形態〕
図１０は、本発明に係る第３の実施形態の超音波洗浄装置１Ｃにおける超音波トランスデューサ１４Ｃａ〜ｃが取り付けられた洗浄槽１６Ｃの側面断面図、図１１は図１０に示す超音波洗浄装置１Ｃの正面断面図である。【００４０】
図１０および図１１を参照して、超音波トランスデューサ１４Ｃａ〜ｃは洗浄槽１６Ｃの底部４５Ｃに２列に各列４個ずつ、および対向する２つの側壁４６Ｃａ，ｂにそれぞれ１列に４個ずつ取り付けられている（水平・垂直３叉干渉型）。底部４５Ｃの２列の超音波トランスデューサ１４Ｃａおよび側壁４６Ｃａ，ｂの超音波トランスデューサ１４Ｃｂ，ｃは、各１個ずつ計４個の軸心が、底部４５Ｃおよび２つの側壁４６Ｃａ，ｂのいずれにも直交する面上に位置するように配置されている。底部４５Ｃに取り付けられた８個の超音波トランスデューサ１４Ｃａの振動周波数は全て同じである。２つの側壁４６Ｃｂ，ｃに取り付けられた８個の超音波トランスデューサ１４Ｃｂ，ｃの振動周波数も全て同じである。ただし、底部４５Ｃの超音波トランスデューサ１４Ｃａの振動周波数と側壁４６Ｃａ，ｂの超音波トランスデューサ１４Ｃｂ，ｃの振動周波数とは異なっている。底部４５Ｃおよび側壁４６Ｃａ，ｂのいずれか一方の超音波トランスデューサの振動周波数は、他方の超音波トランスデューサの振動周波数の２倍〜３倍とし、５倍以上とするのが好ましい。【００４１】
洗浄は、超音波洗浄装置１Ｂと同様に、それぞれの超音波トランスデューサ１４Ｃａ〜ｃの放出口４０Ｃａ〜ｃからオゾンを含む空気を洗浄槽１６Ｃ内の水中に吐出しながら、同時に、洗浄槽１６Ｃ内の水および被洗浄物に対し超音波振動を与えて行う。超音波振動の「進行波のサブハーモニック干渉」により水中に過酸化水素が生成し、その結果、多量のヒドロキシラジカルが発生して洗浄力および滅菌力が向上する点は、先に超音波洗浄装置１Ｂについて説明した通りである。【００４２】
なお、一方の側壁４６Ｃａの超音波トランスデューサ１４Ｃｂと他方の側壁４６Ｃｂの超音波トランスデューサ１４Ｃｃとを同一の振動周波数としないで、それぞれ異なる振動周波数で洗浄および滅菌作業を行うこともできる。その場合、超音波トランスデューサ１４Ｃｂ，ｃのいずれか一方の振動周波数を底部４５Ｃの超音波トランスデューサ１４Ｃａの振動周波数と同一としてもよい。
〔第４の実施形態〕
図１２は本発明に係る第４の実施形態の超音波洗浄装置１Ｄの洗浄槽１６Ｄの断面図、図１３は電極板５３の正面図である。【００４３】
第４の実施形態においては、電解殺菌を行うために、電極板５３および電源装置５６などからなる電解殺菌装置５０が設けられている。その他の構成については第１の実施形態と同じである。【００４４】
すなわち、図１２に示すように、第４の実施形態では、洗浄槽１６Ｄの上部の開放部に、合成樹脂などの電気絶縁材料からなる蓋体５１が載置されている。蓋体５１には、その内側の面に２つの支持板５２ａ，ｂが取り付けられており、支持板５２ａ，ｂによって電極板５３が支持されている。【００４５】
支持板５２ａ，ｂおよび電極板５３は、銀または銅銀合金（例えば、銅８０％、銀２０％）などからなり、支持板５２ａ，ｂの端部に電極板５３の両縁部がネジで固定されることによって電気的に接続されている。【００４６】
図１３に示すように、電極板５３は、多数の円形の穴があけられた網状板であり、体積の割りには表面積を大きくして拡散性の向上が図られている。電極板５３は、洗浄槽１６Ｄ内の洗浄液に十分に浸かる程度の位置に取り付けられている。【００４７】
電極板５３と洗浄槽１６Ｄとの間には、電源装置５６からの直流電圧Ｖ１が、電線５４，５５を介して印加される。電源装置５６は、１０分の数ボルト〜１０数ボルト程度の直流電圧を出力可能であり、また、数ｍＡ〜数Ａ程度の直流電流を負荷に流すことが可能である。電源装置５６によって、電極板５３が正極となり洗浄槽１６Ｄが負極となるように電圧が加えられ、それらの間に数ｍＡから数１０ｍＡ程度、例えば６０ｍＡ程度の電流を流すようになっている。なお、洗浄槽自体の清掃などのために、電極の正負を反転することもできる。【００４８】
このように、第４の実施形態においては、電極板５３と洗浄槽１６Ｄとの間で直流電流を流し、洗浄液（水道水）中に銀（Ａｇ）イオンまたは銅（Ｃｕ）イオンを溶出させる。銅イオンの場合には、陰極から水素が発生するとアルカリ性となり、そのため水に不溶の水酸化物の沈殿が生成する。銀電極の場合は、銀が負極の洗浄槽面に析出するので、水酸化物沈殿のような反応は主反応とは考えられない。いずれにしても、銀イオンまたは銅イオンによる電解殺菌を行うことができる。オゾン殺菌と電解殺菌を併用することにより、ほとんどの細菌やウィルスを滅菌することができ、ほぼ完全な消毒を行うことが可能である。つまり、第４の実施形態では、上に述べたオゾンによる洗浄、殺菌効果に加え、さらに銀電解酸化による殺菌作用、または銅電解による殺菌作用を行う。【００４９】
したがって、内視鏡、手術器具などの医療用機具などを使用した後、超音波洗浄装置１Ｄを用いて洗浄することにより、ほぼ完全な洗浄、消毒、殺菌が行え、他の人が短時間で繰り返し安心して使うことが可能となる。【００５０】
なお、水道水には、１０ｐｐｍ程度のＣｌ- イオンが含まれており、電流が流れる。純水（蒸留水）では殆ど電流が流れない。銀イオンの場合に、電解するにつれて白濁するが、これは塩化銀の浮遊粒子が生じるためである。原子吸光法によって定量分析した結果、水道水に溶けている銀イオンは、０．４６μｍのフィルターで沈殿を除去した後は０．１８ｐｐｍ程度である。この濃度で十分に殺菌できる。【００５１】
電極板５３を蓋体５１に取り付けるのではなく、絶縁材料からなる適当な支持部材によって、洗浄液に浸かるように支持してもよい。また、ステンレス製の洗浄槽１６Ｄを負極にしたが、負極のための金属材料からなる電極板を別途設けてもよい。【００５２】
なお、図１２およびその説明においては、第１の実施形態の超音波洗浄装置１に電解殺菌装置５０を追加した例を示したが、第２または第３の実施形態の超音波洗浄装置１Ｂ，１Ｃ、またはその他の形態の装置に電解殺菌装置５０を追加して超音波洗浄装置１Ｄを構成してもよい。【００５３】
次に、超音波洗浄装置１Ｄの実験例およびそれによる殺菌効果について説明する。
〔実験例〕
洗浄槽１６として、内容積が、幅５００×奥行き３００×深さ１４０ｍｍのものを用い、そこに水１５リットルを入れた。超音波トランスデューサ１４は、洗浄槽の底面に２５ｋＨｚのものを４×２個、両側面に５０ｋＨｚのものを３個ずつ、合計１４個取り付けた。つまり、放射状に分散独立の振動を発生させ、水平垂直の干渉を含め位相角考慮の３面からの振動に伴う進行波衝撃干渉剪断作用による超音波洗浄を行う。【００５４】
超音波トランスデューサ１４の連通路４２を通してオゾンを含む空気を送り込み、放出口４０から超音波励起マイクロバブルとして槽内に吐出する。【００５５】
非病原性微生物として、大腸菌はＪＭ１０９株を、出芽酵母はＳ２８８Ｃ株由来ＦＹ２４株を取りあげ、滅菌操作としてオゾンのみ、オゾンと超音波、銅電解、銀電解の４つの方法を検討した。培養液を入れた試験管（１０、１２、１５ｍｌ）、またはビーカー（５０ｍｌ）に、大腸菌用培地であるＬＢプレート中に４℃で保存していた上記のコロニー１株を前日に植え付け、３７℃で１２〜１４時間培養してコンフルアントにした（−杯に密着するまで増殖させた）。この培養液を、１５リットルの水道水で満たした洗浄槽に適当量入れ、１ｍｌ当たりほぼ１０００、１００００、１００００００〔ｃｅｌｌｓ〕となるように調製した。オゾンのみのバブリング、オゾンと超音波の併用による滅菌操作、または、空気をバブリングしながら銅電極または銀電極を正極として一定の直流電流を流し、銅イオンまたは銀イオンを溶出させて滅菌操作を行った。【００５６】
操作開始直後から２分おきに、または１０分おきに、試料水１ｍｌを採取し、そのうちの０．１ｍｌをＬＢプレート上に均等に塗り広げ、３７℃で１２〜１４時間培養した。コロニー数を計測し、大腸菌の生残曲線を作成した。生残曲線を示したグラフ中の実線は、移動平均法で求めた近似曲線である。【００５７】
結果は次のとおりである。【００５８】
まず、進行波状超音波による洗浄効果は次のとおりである。【００５９】
最初にこの装置を用いて、超音波（間欠モード）を１５分間作用させたときの洗浄効果を調べた。オゾンは強力な酸化力を有し、殺菌、脱色、脱臭、有機物除去等の効果をもつ。しかも、放置すれば酸素に戻るので残留性がない。簡単な汚れは、洗剤を全く使わないでも落とすことができた。タオルにつけたソースや醤油、カフェオレ、紅茶、マヨネーズのシミも、１時間後のものは簡単に取れたが、１日後の物はオゾン水だけでは余り汚れが取れなかったので、台所用洗剤を少量追加して汚れを取った。しかし、紅茶とソースのシミは完壁には取れなかった。【００６０】
マウスの血を付けて１日乾燥した血痕に関しては、機械的インピーダンスの高いステンレス（薬サジ）やプラスチック（ポリプロプレンＰＰの蓋付ビン）では完全に洗浄できた。軟らかいガーゼやゴム手袋もほぼきれいに洗浄することができた。したがって、使用直後の血の付いた内視鏡や関連部材は洗剤を全く使わなくてもきれいに洗浄できることが分かった。【００６１】
大腸菌の生残曲線については次のとおりである。【００６２】
大腸菌ＪＭ１０９株について、オゾン殺菌、超音波殺菌、超音波オゾン殺菌、銅電解殺菌および銀電解殺菌について検討した。大腸菌の殺菌効果の実験を行い、各々について生残曲線を作った。【００６３】
大腸菌は、オゾンまたはオゾン超音波では２０分以内で完全に死滅した。超音波だけではほとんど死ななかった。ウィルスや黄色ブドウ状球菌をも滅菌できるように、大腸菌を例にとって電解殺菌を試みた。網状銅電極を使用して、大腸菌が完全に死滅するまでに１２０分を要した。銅電極の場合、直流電流を３ｍＡ→２０ｍＡ→４０ｍＡ→６０ｍＡ→１．７Ａと増大させても、大腸菌の滅菌に要する時間は６０分以内には短縮できなかった。これは、反対極で水素Ｈ2 が発生し、残ったＯＨ- イオンがＣｕ2+と反応し、Ｃｕ（ＯＨ）2 の沈殿を生じるためと考えられる。電解槽中に溶解しているＣｕ2+イオンの濃度が希薄すぎるせいと考えられる。多量のＣｕ（ＯＨ）2 の青色沈殿が電解槽の底部に蓄積していた。水溶性の硫酸銅ＣｕＳＯ4 を溶かしたときは、５０ｍｇ弱で直ちに死滅した。網状銀電極を使った場合には、７．４ボルト、６０ｍＡの直流で２０分以内に滅菌できることが分かった。銀電極の場合は、負極の洗浄槽に銀が析出して薄黒くなるのが認められた。硝酸銀を溶かしたときは、１．５ｍｇ弱で直ちに死滅した。超音波オゾン殺菌と銀電解殺菌とを同時に作用させた実験では、大腸菌を１０分以内で滅菌できた。なお、オゾン酸化殺菌の場合は、しばらくは殆ど全部生きていて、その後急速に死滅するが、銀電解酸化殺菌の場合は、初めからリニアに死滅していくことが注目される。前者は主として生殖機能に、後者は生命活動そのものに致命的な損傷を与えるのではないかと考えられる。【００６４】
出芽酵母の生残曲線については次のとおりである。【００６５】
核膜と細胞壁を有する真核生物である出芽酵母ＦＹ２４株を用いて、滅菌実験を行い、生残曲線を作った。オゾン超音波の殺菌実験では、酵母の場合細胞数密度に依存することが認められた。すなわち、１０００ｃｅｌｌｓ／ｍｌ（以下、ｃｅｌｌｓ／ｍｌを「細胞数」と略する）では直ちに死滅し、２００００細胞数では５０分で、４００００細胞数では８０分で死滅したが、６００００細胞数では９０分後でも３０％程度しか死ななかった。銀電極を用いたときは、いずれの細胞数でも６０ｍＡの場合は３０秒以内で、１０ｍＡの場合は２分以内で死滅した。なお、銀が洗浄槽に少しでも付着している状態では、銀が空気で一部酸化されているためか、出芽酵母は投入と同時に死滅した。超音波オゾン殺菌と６０ｍＡ銀電解殺菌を併用した実験では、直ちに（３０秒以内で）滅菌できた。【００６６】
これらのことから、実験に用いた装置は、超音波オゾン洗浄のほか、オゾン酸化と銀電解酸化による強力な滅菌作用を有する。本実験において、細菌のモデルとして大腸菌を、真菌のモデルとして出芽酵母を用いて、本装置の滅菌作用を評価した。その結果、大腸菌、出芽酵母のいずれも短時間で滅菌できることが実証された。血液などの体液に含まれる病原体には、ウィルスや原核生物から真核生物にわたる種々の微生物がある。各種病原体の付着しているおそれのある使用後の内視鏡に対しても、洗浄、消毒、滅菌を簡単に行うことも検討可能である。
〔第５の実施形態〕
図１４は本発明に係る第５の実施形態の超音波洗浄装置１Ｅの洗浄槽１６Ｅの断面図である。【００６７】
上に述べた種々の実施形態では、洗浄槽１６に超音波トランスデューサ１４を取り付けた。しかし、第５の実施形態では、超音波トランスデューサ１４を取り付けた超音波ユニット６０Ｅを洗浄槽１６とは別個に設け、超音波ユニット６０Ｅを洗浄槽１６の上方から吊り下げて洗浄液に浸ける、または洗浄液の液面に浮かす構成とする。【００６８】
すなわち、図１４に示すように、超音波洗浄装置１Ｅは、洗浄液および被洗浄物を入れるための容器としての洗浄槽１６Ｅ、および超音波ユニット６０Ｅから構成される。【００６９】
超音波ユニット６０Ｅは、密閉された構造のハウジング６１Ｅに、１つまたは複数の超音波トランスデューサ１４Ｅが外周面に向かって取り付けられている。ハウジング６１Ｅの内部には駆動部１５Ｅが設けられ、駆動部１５Ｅに電源を供給するための電線６２が外部に引き出されている。【００７０】
ハウジング６１Ｅは、金属板および合成樹脂板などを用いて、または合成樹脂を用いた成形によって、箱状に構成されている。ハウジング６１Ｅの壁面に設けた穴に、上に述べた超音波トランスデューサ１４を取り付ける。つまり、ハウジング６１Ｅの内側に配置された振動子２６と、ハウジング６１Ｅの外周面に配置された振動部２７とがボルト締めによって連結されて構成される。ハウジング６１Ｅの密閉のために、適当なシーリング材やパッキンが用いられる。【００７１】
超音波ユニット６０Ｅは、密閉構造であるため、洗浄液の水面ＳＳに浮く。つまり、フローティング状態となる。また、超音波ユニット６０Ｅに超音波トランスデューサ１４Ｅを密集させることにより、超音波ユニット６０Ｅの小型化を図ることができ、水面ＳＳを自由に移動させ、また水中に沈ませるなど、水平方向および上下浮沈方向に自由に移動させて洗浄することができる。したがって、洗浄槽１６Ｅの形状、寸法、大きさ、深さなどは自由に選定することが可能である。【００７２】
また、ハウジング６１Ｅを金属材料により構成して密閉構造とすることにより、内部に設けた駆動部１５Ｅが電磁的にシールドされ、不要輻射ノイズがなくなる。しかし、駆動部１５Ｅをハウジング６１Ｅの内部ではなく外部に設けるようにすることも可能である。【００７３】
なお、洗浄の手順の例を説明すると次のとおりである。まず、洗浄槽１６Ｅに洗浄液および被洗浄物を入れる。このときに、洗浄槽１６Ｅの内部に挿入することの可能な網状の籠を用い、被洗浄物を網状の籠に入れた状態で洗浄槽１６Ｅへの出し入れを行うようにしてもよい。そして、超音波ユニット６０Ｅを水面ＳＳに浮かべ、超音波トランスデューサ１４Ｅを駆動した状態で、超音波ユニット６０Ｅを前後および左右に移動させる。また、超音波ユニット６０Ｅを水中に沈める。洗浄が終われば、超音波ユニット６０Ｅを取り出し、その後に被洗浄物を取り出す。【００７４】
なお、ハウジング６１Ｅは、必ずしも密閉構造でなくてもよい。つまり、洗浄液が内部に入らない高さ位置に配置するようにすれば、その上部に隙間があったり、上部が開放されていてもよい。【００７５】
次に、第５の実施形態において、その構造の変形例について説明する。【００７６】
図１５は変形例１の超音波洗浄装置１Ｆの断面図、図１６は変形例２の超音波洗浄装置１Ｇの断面図、図１７は変形例３の超音波洗浄装置１Ｈの蓋を開けた状態の斜視図、図１８は変形例３の超音波洗浄装置１Ｈの蓋を閉じた状態の斜視図である。【００７７】
図１５に示す超音波洗浄装置１Ｆでは、超音波ユニット６０Ｆは、全ての超音波トランスデューサ１４Ｆがハウジング６１Ｆの底面に下方を向いた状態で取り付けられている。したがって、洗浄槽１６Ｆの底面近くに存在する被洗浄物を万遍なく効率的に洗浄することができる。【００７８】
図１６に示す超音波洗浄装置１Ｇでは、床面に設置された支柱により水平方向に支持された懸架ビーム６５が設けられている。超音波ユニット６０Ｇは、懸架ビーム６５からアーム６６によって吊り下げられ、且つ懸架ビーム６５に沿って水平方向に移動駆動されるようになっている。つまり、懸架ビーム６５およびアーム６６などによってユニット移動装置が構成されている。【００７９】
したがって、超音波ユニット６０Ｇを水平方向に駆動して移動させ、洗浄槽１６Ｇの内部の被洗浄物を万遍なく効率的に洗浄することができる。【００８０】
なお、超音波ユニット６０Ｇを水平方向のＸ方向およびＹ方向のいずれにも駆動可能としておけばなおよい。上下方向であるＺ方向にも駆動可能としておいてもよい。また、懸架ビーム６５の高さを高くし、且つ超音波ユニット６０Ｇを上下方向にも駆動可能としておくことによって、超音波ユニット６０Ｇを上昇させた状態で、洗浄槽１６Ｇを水平方向に移動させて入れ替えることができる。このようにすると、多数の洗浄槽１６Ｇを例えばコンベアなどで水平方向に移動させ、超音波ユニット６０Ｇの位置において連続的に洗浄を行うようにすることができる。また、複数の超音波ユニット６０Ｇを配置しておくことによって、１つの洗浄槽１６Ｇに対して、例えば衣類の予備洗浄、本洗浄、濯ぎ洗いなどを順次行うことができる。【００８１】
図１７および図１８に示す超音波洗浄装置１Ｈでは、洗浄槽１６Ｈが全体のハウジングを兼ねており、その上部に蓋体６７が開閉可能に取り付けられている。蓋体６７の裏面には、上に述べたと同様の超音波ユニット６０Ｈが取り付けられている。蓋体６７の表面には、制御パネル６８、および２つの取っ手６９，６９が取り付けられている。また、洗浄槽１６Ｈの側面の上部に注水栓口７０が設けられ、下部に排水栓口７１が設けられている。【００８２】
この超音波洗浄装置１Ｈによると、蓋体６７を開け、洗浄槽１６Ｈ内に被洗浄物を入れ、注水栓口７０から洗浄液を入れ、蓋体６７を閉め、制御パネル６８を操作して電源をオンにすることにより、容易に被洗浄物の洗浄を行うことができる。また、超音波洗浄装置１Ｈの設置が容易であり、移動も容易である。【００８３】
なお、これら第５の実施形態およびその変形例の超音波洗浄装置１Ｅ〜Ｈにおいても、上の述べた第１〜第５の実施形態の超音波洗浄装置１〜１Ｄの種々の特徴との組み合わせが可能である。【００８４】
上に述べたように、本実施形態によると、医療用器具等の洗浄および滅菌の同時処理が可能であって、消毒用の手洗いなどにも使用することができ、且つ廃水に対して特別の処理を必要としない超音波洗浄方法および装置を提供することができる。【００８５】
上述の種々の実施形態において、コンプレッサ１１として種々の型式のポンプを使用することができる。回転式のコンプレッサを使用する場合には、バッファ槽１３を省略してもよい。【００８６】
超音波トランスデューサの振動部の頭部の形状は、円錐状のほかに、角錐状、または球面の一部のような曲面状などであってもよい。頭部をこのような軸心に対して傾斜する面を有する形状にすることで、振動部から水中に放射される超音波振動は、超音波トランスデューサの軸心方向以外の方向にも放射され、隣り合う振動部から放射された超音波振動同士が干渉し合うことになる。したがって、図７に示されるような、底部４５にのみ超音波トランスデューサ１４を取り付けた場合であっても、超音波振動の干渉が生じ、干渉による効果を得ることができる。さらに、隣り合う超音波トランスデューサ１４の超音波振動の周波数を異なるものとすれば、より効果的な超音波振動の干渉が生じて、ヒドロキシラジカルの生成を促し、洗浄および滅菌効果を高めることができる。【００８７】
オゾンを含む空気を、超音波トランスデューサの放出口から水中に吐出するのではなく、超音波トランスデューサとは別に設けた空気供給手段の吐出口から水中に吐出することもできる。この場合、吐出口を振動部の直上または近傍に配置すると、気泡の微細化に効果的である。【００８８】
また、図７〜１１において各超音波トランスデューサの配置を変更することができる。例えば、図７において、４列×２の矩形配列ではなく４個１列と３個１列とが互い違いとなる４＋３の三角配列されたものとしてもよい。また、図８における底部４５Ｂおよび側壁４６Ｂに取り付けられた１組の超音波トランスデューサ１４Ｂａ，ｂの配置、および図１０における底部４５Ｃと側壁４６Ｃａ，ｂに取り付けられた１組の超音波トランスデューサ１４Ｃａ〜ｃの配置は、必ずしも上に述べたように行う必要はない。例えば、それぞれの超音波トランスデューサ１４Ｃａ〜ｃを、平面視においてジグザグに配置してもよい。底部や同じ側壁に取り付けられた複数の超音波トランスデューサは、その振動周波数を互いに異なるものとしてもよい。【００８９】
本実施形態の超音波洗浄装置は、消毒と殺菌を付帯した洗浄方法として有効であり、加えて洗浄装置自身が常に消毒殺菌の自己処理済みであり、洗浄に際して従来のようにあらためて前洗浄や消毒殺菌を行う必要がない。したがって、水の過剰消費を極力少なくすることができ、種々の洗浄において多くの利点がある。【００９０】
上述の実施形態において、洗浄槽を樹脂で製作し、また、フィルム状の容器とすることもできる。洗浄槽を折りたたみ式とし、必要な時に超音波トランスデューサおよびオゾンを含む空気を吐出するノズルを投入して携帯用の超音波洗浄装置とすることもできる。【００９１】
その他、コンプレッサ、オゾン生成装置、バッファ槽、超音波トランスデューサ、駆動部、洗浄槽、架台、電解殺菌装置、電極板、電源装置、超音波ユニットおよびその支持装置、または超音波洗浄装置の全体または各部について、その構造、形状、寸法、個数、材質、配置、位置などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、めがね、宝石などの日曜品や貴重品などは勿論のこと、生体鉗子などの手術や治療などに用いられる医療用器具、衣類、ガーゼなどの布、皮革などの軟らかな物など、種々の被洗浄物に対して、洗浄、消毒、殺菌を行うために利用できる。【００９３】
さらに、画期的な応用として、野菜、果物は勿論のこと、近年のカット野菜、学校給食の容器などの洗浄にも利用可能である。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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