洗浄装置
【課題】微細気泡を用いた効率的な洗浄を行うと共に、洗浄液の清浄度を確保可能な洗浄装置を得る。
【解決手段】第１および第２の仕切り１１、１２により形成された旋回状の流路部１４を有する洗浄槽１０と、旋回状の流路部１４に微細気泡と洗浄液の混合による流れを発生させ、旋回状の流路部１４内で被洗浄物を洗浄する気液混合エジェクタ２０と、洗浄後の洗浄液から油脂や異物などを分離する油水分離槽５０を備える。
【解決手段】第１および第２の仕切り１１、１２により形成された旋回状の流路部１４を有する洗浄槽１０と、旋回状の流路部１４に微細気泡と洗浄液の混合による流れを発生させ、旋回状の流路部１４内で被洗浄物を洗浄する気液混合エジェクタ２０と、洗浄後の洗浄液から油脂や異物などを分離する油水分離槽５０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、微細金属粉および金属粒などを、気泡を含む洗浄液を用いて洗浄する洗浄装置に関するものである。主として切削屑などの脱脂洗浄に関するものであるが、これに限定されるものではなく、例えば小型ベアリング球、子ネジ、小型設定材などの微細な金属加工品に付着する油脂や粉塵などの除去洗浄にも適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
過去、工業洗浄の分野ではフロン系の溶剤や有機溶剤、そのほか炭化水素系などの洗浄剤が用いられてきた。その結果、オゾン層の破壊や地下水、河川、海洋汚染などの環境問題を誘起することが明らかにされてきた。そのため、環境負荷低減の目的からこれらの洗浄剤を用いない洗浄方法および洗浄装置の開発が進められている。また、被洗浄物としては、金属加工物をはじめとする部品、製品のみならず、これらの加工時に発生する切削屑などについても、環境負荷に配慮した廃棄あるいは再利用が進められ、金属の粉体・粒体状の被洗浄物を効率的に洗浄できる装置が望まれている。
【０００３】
切削屑などの金属粉や金属粒を洗浄する方法としては、従来からイソプロピルアルコールまたはアセトンで洗浄することにより脱脂するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法では洗浄のための溶剤としてイソプロピルアルコールやアセトンという有機溶剤を使用しており、これらの有機溶剤がオゾン層の破壊や地下水、河川、海洋汚染などの環境問題を誘起することが明らかにされてきた昨今、環境負荷低減の目的から、これらの洗浄剤を用いない洗浄方法および洗浄装置が望ましい。
【０００４】
これらの観点から、水と微細気泡により被洗浄物に付着した油脂などを除去する技術として、被洗浄物を収納する被洗浄物容器を洗浄液に浸漬し、当該被洗浄物容器を回転させながら気泡発生部から噴出する微細気泡と洗浄液の混合体を被洗浄物に接触させることによって被洗浄物に付着した油脂などを除去する装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、特許文献２に開示された装置では被洗浄物を被洗浄物容器に収容して洗浄する必要があり、切削屑などの微細な金属粉状の被洗浄物を洗浄するには、被洗浄物容器の網目が微細になり、微細気泡と洗浄液が被洗浄物に接触する速度が阻害され洗浄能力が低下するという問題があった。また、この種の装置では、洗浄後に洗浄物容器を引き上げて搬出する必要があり、洗浄液の上部に浮上し残留している油脂分を含む気泡との接触による再付着の問題があった。さらに、一定量の被洗浄物を被洗浄物容器に入れて洗浄するため、洗浄処理はバッチ処理となり、被洗浄物の出し入れに人手が必要となるという問題があった。
【０００６】
連続処理を可能とし自動化するための装置としては、傾斜したエンドレスチェーンコンベアに切削屑を収容する洗浄カゴを取付け、これを間欠的に移動させて無機水溶液浸漬、散水洗浄、脱水の工程を順次処理する装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−０５５７８３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９６７８６号公報
【特許文献３】特開平０７−２５８８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の洗浄装置は以上のように構成されているので、連続処理を可能として自動化する装置では、多段階の処理を順次実施するため処理段階ごとに水槽設備が必要となり、設備全体が大型になるという課題があった。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、微細気泡を被洗浄物に直接接触させて洗浄を効果的に行い、かつ、被洗浄物から剥離され洗浄液に混合した油脂などと洗浄液とを速やかに分離して洗浄液の清浄度を確保すると共に、人手を介さない連続自動運転が可能な洗浄装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る洗浄装置は、仕切り部材により形成された旋回状の流路部を有する洗浄槽と、前記旋回状の流路部に微細気泡と洗浄液の混合による流れを発生させ、前記旋回状の流路部内で被洗浄物を洗浄する洗浄手段と、前記洗浄後の洗浄液から油脂や異物などを分離する油水分離手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、仕切り部材により形成された旋回状の流路部を有する洗浄槽と、旋回状の流路部に微細気泡と洗浄液の混合による流れを発生させ、旋回状の流路部内で被洗浄物を洗浄する洗浄手段と、洗浄後の洗浄液から油脂や異物などを分離する油水分離手段とを備えるように構成したので、特別な攪拌手段や加速手段、被洗浄物を保持するための保持手段を設けることなく簡易な構成により効率的、かつ連続的に被洗浄物の洗浄を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の構成を示す部分断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る洗浄槽の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る負圧発生手段の構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の微細気泡と旋回流の流れを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態５に係る洗浄装置の構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態６に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の構成を示す断面図であり、図２は、この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の構成を示す部分断面図である。なお、以下では、主として金属切削屑などを被洗浄物とする洗浄に最適な実施例を示すが、被洗浄物はこれに限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１の洗浄装置は、円筒形状を有し被洗浄物を洗浄する洗浄槽１０、気液混合エジェクタ（洗浄手段）２０、被洗浄物と洗浄液を混合する混合槽３０、洗浄槽１０の上部外側に配置されるオーバーフロー槽４０、洗浄後の洗浄液を分離する油水分離槽（油水分離手段）５０、および被洗浄物の水切りを行う水切り槽６０などで構成される。洗浄槽１０は円筒形状の軸方向の中央部付近に中央に開口部を有する第１の仕切り１１および第２の仕切り１２を有している。洗浄槽１０内部に、第１の仕切り１１および第２の仕切り１２を設けることにより被洗浄物が旋回しながら通過する旋回状の流路部１４が形成される。洗浄槽１０上部にはメッシュ状の微細な穴をもつ板状の微細メッシュ部材１５が設置されており、微細気泡と一緒に被洗浄物が上昇し、洗浄槽１０外へ流れてしまうのを防ぐ。
【００１５】
ここで、微細気泡とは、球状となる微細な気泡のことである。微細気泡と異なる通常の大きな気泡は、水中を浮上するときに受ける水からの抗力によって球状ではなく歪んだ形となる。これに対して、微細気泡は、気泡内部の圧力が高いため水の抗力による歪みがなく球状となることが広く知られている。具体的には、気泡径ｄが１ｍｍ以下となる場合に気泡は球状となる。さらに洗浄液には、微細気泡を安定に維持する効果を有するアルコール系化合物や界面活性剤などの添加剤を添加している。例えば、添加剤の具体例としては、カルボキシル基とアミノ基を分子内に持ち、分子量をカルボキシル基の数で割った値が９４以上２８０以下の物質、分子内に水酸基を複数持ち、分子量を水酸基の数で割った値が３８以上７３以下の物質、分子内にエステル基を持ち、分子量をエステル基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質、あるいは、分子内にスルホン酸基を持ち、分子量をスルホン酸基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質が挙げられる。これらの添加剤を、洗浄液中に微量添加（０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下）することにより、微細気泡を安定に維持する効果を発揮する。
【００１６】
また、第１の仕切り１１の開口部の面積は、第２の仕切り１２の開口部の面積よりも大きくなるように形成されている。これにより、旋回状の流路部１４の上側の洗浄液の旋回を激しく、下側の洗浄液の旋回を緩やかに構成することができる。さらに、第２の仕切り１２は、外周面に洗浄槽１０の内周壁との間に複数の外周開口部１３を形成する凹部を有している。
【００１７】
気液混合エジェクタ２０は、洗浄槽１０の外部から内周壁に沿う方向に挿通するように配設されている。気液混合エジェクタ２０は両端に開口部が形成され、一方の開口部は洗浄槽１０内に位置している。他方の洗浄槽１０の外側に位置する開口部は、圧縮水導入管２１を介して水ポンプ２２が接続され、圧縮空気導入管２３を介して空気ポンプ２４が接続されている。この水ポンプ２２および空気ポンプ２４を用いることにより、洗浄槽１０の旋回状の流路部１４に気液混合体を噴出させて旋回流を形成するように構成されている。また、気泡混合エジェクタ２０と圧縮水導入管２１の接続口の近傍には、微細な被洗浄物が混入して詰まった場合などに自動的に詰まりを検知する詰まり検知部２５が設けられている。さらに、気泡混合エジェクタ２０と圧縮空気導入管２３の接続口の近傍には、洗浄液の逆流を防ぐための逆止弁２６が設けられている。
【００１８】
図３は、この発明の実施の形態１に係る洗浄槽の構成を示す図である。気液混合エジェクタ２０は、一個乃至複数個を配置する。図３の例では、気液混合エジェクタ２０を洗浄槽１０の外周に対して等間隔に４箇所設け、洗浄槽１０の内側に位置する開口部を全て反時計周り方向に向けて配置している。このように配置することにより、水ポンプ２２および空気ポンプ２４を用いて気液混合体を噴出させると、矢印Ａで示す反時計周りの旋回流が形成される。なお、気液混合エジェクタ２０へ供給する空気は空気ポンプ２４による圧縮空気の他、気液混合エジェクタ２０の絞り構造の効果による自然吸気による方法としてもよい。第２の仕切り１２の外周開口部１３は、外周部に等間隔に４箇所設けられている。
【００１９】
混合槽３０は、上部から導入される被洗浄物と洗浄液を混合する槽である。混合槽３０は、洗浄槽１０の第１の仕切り１１の上部と連通する混合槽連通管３１を有し、この混合槽連通管３１を介して洗浄槽１０内の洗浄液を混合槽３０内に取り込む。また、混合槽３０下部から延びる被洗浄物投入管（被洗浄物投入手段）３２によって洗浄槽１０内の旋回状の流路部１４と連通している。この被洗浄物投入管３２の洗浄槽１０内に位置する開口部（被洗浄物投入口）には負圧発生手段３３が設けられている。
【００２０】
図４は、この発明の実施の形態１に係る負圧発生手段の構成を示す図である。図４（ａ）に示す負圧発生手段３３ａは、流線形状の覆いであり、洗浄槽１０内部に挿入された被洗浄物投入管３２の先端開口部を覆うように配設し、旋回状の流路部１４の旋回流Ａの下流側を開口して設けている。また、図４（ｂ）に示す負圧発生手段３３ｂは、被洗浄物投入管３２の先端開口部付近の洗浄槽１０の内周壁に設けられた凹部である。この凹部を旋回流Ａが通過する際に局部的に旋回流速が低下し、負圧が発生する。このように、負圧発生手段３３は、旋回状の流路部１４に負圧を発生させる構成であれば適宜変更可能である。
【００２１】
オーバーフロー槽４０は、洗浄槽１０の上部外側に配置され、洗浄槽１０と同様に円筒形状を有している。このオーバーフロー槽４０は、洗浄槽１０の上端部から溢れ出る洗浄液を受け止め、受け止めた洗浄液を送液管４１を介して油水分離槽５０に排出する。
【００２２】
油水分離槽５０は、第１の仕切り板５１と第２の仕切り板５２により第１分離槽５３、第２分離槽５４、第３分離槽５５の少なくとも３槽に分離して構成される。第１の仕切り板５１は油水分離槽５０の底部に接合され、第１分離槽５３と第２分離槽５４は上部で連通している。第２の仕切り板５２は油水分離槽５０の底部に接合されておらず、第２の分離５４と第３の分離槽５５が下部で連通している。これらの構成により、油脂分が第１分離槽５３および第２分離槽５４の上部に留まり、油脂分を含まない洗浄液を第３分離槽５５に溜めることができる。第３分離槽５５の中央部付近に水ポンプ２２に接続された排出管５６が挿入され、第３分離槽５５の油脂分を含まない洗浄液を洗浄槽１０内へ循環させることができる。また、第２分離槽５４には水平方向の仕切り板５７が設置され、気泡巻き込みを防止する。
【００２３】
洗浄槽１０の下部は円錐状に絞られ、円錐状の先端部分に略Ｌ字形状に形成した被洗浄物溜まり１６、この被洗浄物溜まり１６の先端部分には、搬出量調節絞り１７ａを有し、洗浄後の被洗浄物を洗浄液と共に洗浄槽１０外部に搬出する搬出口１７が形成されている。搬出量調節絞り１７ａは、洗浄槽１０に投入される被洗浄物の量と、気液混合エジェクタ２０から流入する洗浄液の量に基づき搬出量を調節するための絞りである。
【００２４】
搬出口１７の下方には、搬出された被洗浄物と洗浄液の混合体から被洗浄物を濾し取るフィルタ６１を有する水切り槽６０が配設されている。このフィルタ６１には振動印加部６２が付属されている。これにより、フィルタ６１による水切りが促進される。また、水切り層６０には、水洗が必要な場合のためのすすぎ水供給部６３、および被洗浄物の乾燥性向上のための乾燥ブロア６４が設けられている。さらに、水切り槽６０の底部付近に排出管６５が挿入されている。フィルタ６１により水切りされて回収された洗浄液が、排出管６５およびこの排出管６５が接続されている循環ポンプ６６を介して、油水分離槽５０の第１分離槽５３に導入される。
【００２５】
次に、この実施の形態１に係る洗浄装置の動作について説明する。図３で示したように気液混合エジェクタ２０は、円筒状の洗浄槽１０の内周に沿って４箇所に取り付けられているため、この気液混合エジェクタ２０から噴出する洗浄液と微細気泡の混合体は、旋回状の流路部１４内で激しく旋回する気液混合流体となる。一方、混合槽３０の上部から被洗浄物が投入されると、旋回状の流路部１４に連通する被洗浄物投入管３２と旋回状の流路部１４に設けた負圧発生手段３３により発生する負圧の効果によって、混合槽３０内の被洗浄物と洗浄液の混合体が洗浄槽１０内へ吸引され、旋回状の流路部１４内へ投入される。また、混合槽連通管３１を介して洗浄液が混合槽３０に流入し、混合槽３０内部で洗浄液と被洗浄物が混合される。
【００２６】
旋回状の流路部１４内に投入された被洗浄物は、気液混合エジェクタ２０から供給される高速の洗浄液および微細気泡と激しく衝突しながら、付着した油脂分が剥離され微細気泡に吸着されていく。これにより、特別な攪拌手段や加速手段を設けることなく、短時間で効率的に被洗浄物を洗浄することができる。
さらに洗浄効果を高めるためには旋回状の流路部１４の角度を適宜変更できようにしておくとよい。これは微細気泡と被洗浄物との接触確率を向上させるためである。また旋回状の流路部１４に流れを乱すための部材、たとえば平板などを部材に対して数１０度以上、９０度以下の角度で設置してもよい。これにより、前述のように流れを乱す以外に、被洗浄物が一時的に平板でせき止められ、その間に微細気泡が接触することで洗浄力が高まる効果にもつながる。
【００２７】
旋回状の流路部１４内では、洗浄液と微細気泡および被洗浄物の旋回に伴って、油脂分を吸着した微細気泡は水との比重差による効果に伴い旋回流の中央部分に集積し、旋回状の流路部１４の上側に設けた第１の仕切り１１の中央開口部から洗浄槽１０の上部に向かって上昇する。
【００２８】
一方、旋回状の流路部１４内を旋回する被洗浄物は水との比重差による効果に伴い、旋回状の流路部１４の外周部分を旋回すると共に、旋回状の流路部１４の下側に設けた第２の仕切り１２の外周開口部１３から洗浄槽１０の下部に向かって沈降する。このように、被洗浄物は旋回状の流路部１４を旋回しながら洗浄され、油脂を含む気泡は旋回状の流路部１４の上側へ、洗浄された被洗浄物は旋回状の流路部１４の下側に分離されることにより、洗浄後の被洗浄物への油脂の再付着を抑制することができる。
【００２９】
次に、旋回状の流路部１４の上側に移動した微細気泡と旋回流の動きについて説明する。図５は、この発明の実施の形態１に係る洗浄装置における微細気泡と旋回流の流れを示す図である。洗浄槽１０上部では、旋回状の流路部１４の上側に位置する第１の仕切り１１の中央開口部を通じて旋回状の流路部１４の高速旋回流につれて旋回する流れが発生する。図４に示すように、この旋回流は洗浄液が旋回の外側に分布し、気体が旋回の中央部に分布する気液二層流となるため、油脂を含む微細気泡は中央部に集積されて上昇する。旋回流の水面に達した微細気泡は、洗浄槽１０の上端外周部へ向かう水の流れに乗って洗浄槽１０の上端からオーバーフロー流となってオーバーフロー槽４０へ流出する。このように、油脂を含む微細気泡は速やかにオーバーフロー槽４０へ移動するため、効果的に油脂分を排出することができ、常に洗浄液を清浄に保つことができる。
【００３０】
オーバーフロー槽４０へ流入した洗浄液は、送液管４１を介して油水分離槽５０へ導入される。第１分離槽５３では、流入する洗浄液の勢いが強く洗浄液が攪拌される。第１分離槽５３と第２分離槽５４は第１の仕切り板５１によって仕切られているため、第２分離槽５４内の洗浄液は静置された状態となり、洗浄液に含まれる油脂分および油脂分を吸着した気泡は第２分離槽５４の表面に浮上する。
【００３１】
一方、第２分離槽５４の底部にある浄化された洗浄液は第２の仕切り板５２の下部を通じて第３分離槽５５へ流入する。浮遊する油脂分を含む気泡が取り除かれた第３分離槽５５では、その中央付近に挿入された排出管５６により油水分離槽５０の外部へ取り出され、水ポンプ２２により気液混合エジェクタ２０へ循環される。これにより、気液混合エジェクタ２０から噴出される洗浄液は常に清浄が保たれる。なお、油水分離槽５０の第１分離槽５３および第２分離槽５４の上部表面に浮遊する油脂分は、オイルスキマーあるいは油膜層排出経路などによる公知の方法により回収することができる。
【００３２】
次に、洗浄槽１０の下側に移動した被洗浄物の搬出動作について説明する。旋回状の流路部１４の下側に位置する第２の仕切り１２に設けた外周開口部１３を経て洗浄槽１０の下側に移動した洗浄後の被洗浄物は、緩やかに旋回しながら洗浄槽１０下部の被洗浄物溜まり１６に沈降する。沈降した被洗浄物は、搬出量調節絞り１７ａにより洗浄液と共に搬出口１７から水切り槽６０へ流出する。搬出量調節絞り１７ａは、少なくとも気液混合エジェクタ２０からの洗浄液の流入量よりも少ない量の流出量に調節する。また、洗浄槽１０への被洗浄物の投入量は、被洗浄物溜まり１６に被洗浄物が滞らない程度に調節することが望ましい。
【００３３】
水切り槽６０へ流出した被洗浄物は、水切り槽６０の上部に設けたフィルタ６１により水切りが行われる。また、水切り槽６０の下部に溜まった洗浄液は、排出管６５から排出され、循環ポンプ６６を経由して油水分離槽５０の第１分離槽５３に循環される。なお、水切り槽６０の排出管６５の内側に仕切り板を設けてもよく、この仕切り板により、汚れや小さな異物を含んだ洗浄液が循環ポンプ６６を介して油水分離槽５０に循環されることを防ぐことができる。また、循環ポンプ６６を設けることなく、水切り槽６０と油水分離槽５０の設置位置の高低差により自然流下する方法で構成してもよい。
【００３４】
以上のように、この実施の形態１によれば、洗浄槽１０内に少なくとも２枚以上の仕切り１１，１２を設け、当該仕切り１１，１２によって形成される旋回状の流路部１４内に被洗浄物を投入して旋回状の流路部１４を旋回する洗浄液および微細気泡が直接接触させ、さらに気液混合エジェクタ２０から噴出する気液混合体の流速によって旋回流を発生させ、微細気泡と被洗浄物が激しく接触するように構成したので、特別な攪拌手段や加速度手段を設けることなく簡単な構成により効率的に被洗浄物の洗浄を行うことができる。
【００３５】
また、この実施の形態１によれば、第１の仕切り１１の中央に開口部を設け、旋回状の流路部１４の上側に気液二層流を発生させるように構成したので、油脂分を吸着した微細気泡は洗浄槽１０の中心部に集まって上昇し、洗浄槽１０水面に達した時に洗浄槽１０上端外周部へ向かう水流に乗って移動し、速やかにオーバーフローさせることができる。これにより洗浄に寄与する旋回状の流路部１４内の洗浄液を常に清浄な状態に保つことができる。
【００３６】
さらに、この実施の形態１によれば、旋回状の流路部１４の上側に位置する第１の仕切り１１中央の開口部を、旋回状の流路部１４の下側に位置する第２の仕切り１２中央の開口部より大きくなるように構成したので、旋回状の流路部１４の上側の洗浄液の旋回を激しく、下側の洗浄液の旋回を緩やかにすることができ、被洗浄物から剥離された油脂分の上昇および排出を促進すると共に、被洗浄物が沈降し易くなる。
【００３７】
さらに、この実施の形態１によれば、第１の仕切り１１および第２の仕切り１２の中央に開口部を設け、さらに第２の仕切り１２の外周部に外周開口部１３を設け、旋回状の流路部１４上側では気液二層流となって油脂分を含む気泡は第１の仕切り１１の開口部を上昇すると共に、旋回状の流路部１４内の外周部では遠心力によって被洗浄物が外周部を旋回しながら外周開口部１３から沈降するように構成したので、被洗浄物への油脂分の再付着を回避すると共に、有効に油脂分と被洗浄物を分離することができる。
【００３８】
さらに、この実施の形態１によれば、油水分離槽５０を少なくとも３つに分割して第１から第３分離槽５３，５４，５５を形成し、オーバーフロー槽４０から流入する洗浄液を一旦第１分離槽５３で受け入れるように構成したので、洗浄液の受け入れの際に生じる洗浄液の攪拌を第１分離槽５３内に留めることができ、第２分離槽５４では安定した油脂分の浮上分離を行うことができる。
【００３９】
さらに、この実施の形態１によれば、第２分離槽５４と第３分離槽５５は槽の底部で連通するように構成しているので、第２分離槽５４では油脂分が浮上し、第２分離槽５４の底部に位置する清浄な洗浄液のみが第３分離槽５５へ流出するので、洗浄槽１０に清浄な洗浄液を循環させることができる。
【００４０】
さらに、この実施の形態１によれば、洗浄槽１０外部で被洗浄物と洗浄液を混合する混合槽３０と、当該混合槽３０と洗浄槽１０を接続する被洗浄物投入管３２の洗浄槽１０側開口部付近に負圧発生手段３３を設けて、被洗浄物と洗浄液の混合体を洗浄槽１０内に吸入するように構成したので、特別な投入機構を用いることなく被洗浄物を洗浄槽１０内の旋回状の流路部１４へ投入することができる。
【００４１】
さらに、この実施の形態１によれば、洗浄槽１０下部を円錐形状または角錐状に絞り、下端に被洗浄物溜まり１６、当該被洗浄物溜まり１６から洗浄槽１０外部に突出した搬出口１７と流出量を調節する搬出量調節絞り１７ａを設け、洗浄液と被洗浄物の混合体を搬出するように構成したので、特別な搬出機構を設けることなく簡易な構成で洗浄装置を自動化運転させることができる。
【００４２】
さらに、この実施の形態１によれば、洗浄液と共に搬出される被洗浄物を受ける水切り槽６０を設け、当該水切り槽６０内にフィルタ６１を配設するように構成したので、簡易な構成により被洗浄物に付着した水を除去することができる。
【００４３】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。以下では、実施の形態１に係る洗浄装置の構成要素と同一部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
この実施の形態２の洗浄装置では、混合槽３０への被洗浄物の投入を、例えばスクリュー式の搬入機構７０により連続的に行うように構成している。また、被洗浄物溜まり１６に溜まった被洗浄物の回収を、例えばスクリュー式の搬出機構１８により連続的に行うように構成している。
【００４４】
搬入機構７０は、混合槽３０の上部に設けられ、底部にモータ７１により駆動するスクリュー７２を有し、上部から導入される被洗浄物をこのスクリュー７２の駆動により連続的に混合槽３０に投入する。スクリュー７２の回転速度を調整することにより混合槽３０に投入する被洗浄物の量を制御し、旋回状の流路部１４内の水流速度と被洗浄物の割合を最適に保つことができ、最大の洗浄能力を引き出すことができる。混合槽３０の底部には新たに圧縮空気を吹き込む吹込口３４を設けている。この吹込口３４から圧縮空気を吹き込むことにより混合槽３０内の洗浄液と被洗浄物を常に攪拌する状態となり、被洗浄物投入管３２へ速やかに被洗浄物を流入させることができる。
【００４５】
搬出機構１８は、被洗浄物溜まり１６の略Ｌ字状の底部にモータ１８ａにより駆動するスクリュー１８ｂを設けて構成している。これにより被洗浄物溜まり１６の被洗浄物を連続的に回収することができる。さらに、混合槽３０に設けた搬入機構７０と連動させ、旋回状の流路部１４内の水流速度と被洗浄物の割合を最適に保つことができる。
【００４６】
以上のように、この実施の形態２によれば、混合槽３０の上部に被洗浄物を連続的に投入する搬入機構７０を設けるように構成したので、混合槽３０に投入する被洗浄物の量を制御することができる。これにより、旋回状の流路部１４の水流速度と投入する被洗浄物の割合を最適に保ち、最大の清浄能力を引き出すことができる。さらに、人手を介することなく被洗浄物を連続的に洗浄槽１０に投入する自動化運転が可能となる。
【００４７】
また、この実施の形態２によれば、混合槽３０の底部に圧縮空気を吹き込む吹込口３４を設けるように構成したので、混合槽３０内の洗浄液と被洗浄物が常に攪拌される状態となり、被洗浄物を速やかに洗浄槽１０の旋回状の流路部１４へ導くことができる。
【００４８】
さらに、この実施の形態２によれば、洗浄槽１０下部を円錐状または角錐状に絞り、下端に被洗浄物溜まり１６を設け、当該被洗浄物溜まり１６から外部に向けて被洗浄物を送り出す搬出機構１８を設けるように構成したので、洗浄後の被洗浄物を連続的に回収することができる。また、混合槽３０に設けた搬入機構７０と連動同期させることにより洗浄効果が最適となる投入量と搬出量に制御することができる。
【００４９】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。この実施の形態３では、実施の形態１および２で示した水切り槽６０を水切り機構に置き換えて構成している。以下では、実施の形態１および２に係る洗浄装置の構成要素と同一部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
【００５０】
この実施の形態３の水切り機構は搬出機構１８の下方に配置され、コンベア８０、水受け８１、貯水槽８２、回収箱８３および乾燥ブロア８４で構成されている。コンベア８０は、水切り機能をもつフィルタ付きコンベアであり、搬出機構１８により搬出された被洗浄物を受け、この被洗浄物を回収箱８３に搬送しながら付着した洗浄液を滴下して水切りを行う。乾燥ブロア８４は、コンベア８０の上方に設けられ、回収箱８３に搬送される被洗浄物に対して熱風発生装置（図示せず）から送られた熱風を吹き付けて乾燥させる。
【００５１】
水受け８１は、コンベア８０の下方に設けられ、被洗浄物から滴下した洗浄液を受け、貯水槽８２に導く。貯水槽８２は、水受け８１から導入される洗浄液を貯蔵すると共に、排出管６５および循環ポンプ６６を介して油水分離槽５０の第１分離槽５３へ循環させる。
【００５２】
以上のように、この実施の形態３によれば、洗浄液と共に搬出された被洗浄物から洗浄液を滴下させて水切りを行うフィルタ付きコンベア８０と、当該コンベア８０上の被洗浄物に熱風を吹き付ける乾燥ブロア８４を設けるように構成したので、人手を要することなく被洗浄物の水切りと乾燥を行うことができる。
【００５３】
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。この実施の形態４では、実施の形態１で示した洗浄槽１０に第３の仕切り１２´を追加して設けている。以下では、実施の形態１に係る洗浄装置の構成要素と同一部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。また、この実施の形態４の構成は他の実施の形態で示す構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００５４】
洗浄槽１０内には、中央部に開口部を有する第１の仕切り１１、第２の仕切り１２および第３の仕切り１２´が配設され、第１の仕切り１１および第２の仕切り１２により第１の旋回状の流路部１４ａが形成され、第２の仕切り１２および第３の仕切り１２´により第２の旋回状の流路部１４ｂが形成される。また、第２の仕切り１２および第３の仕切り１２´は、外周部に被洗浄物が洗浄槽１０の下方に沈降するための外周開口部１３，１３´を有している。
【００５５】
さらに、第１の旋回状の流路部１４ａおよび第２の旋回状の流路部１４ｂには、洗浄槽１０の内周壁に沿って気液混合体を噴出する気液混合エジェクタ２０，２０´がそれぞれ取り付けられている。また、上部に位置する第１の旋回状の流路部１４ａには被洗浄物投入管３２が挿入され、被洗浄物投入管３２の洗浄槽１０内に位置する開口部には負圧発生手段３３が設けられている。
【００５６】
次に、被洗浄物と洗浄液の動きについて説明する。被洗浄物投入管３２から洗浄槽１０内に投入された被洗浄物は、まず第１の旋回状の流路部１４ａ内を旋回しながら洗浄され、第２の仕切り１２の外周部に設けた外周開口部１３から第２の旋回状の流路部１４ｂに導入される。第２の旋回状の流路部１４ｂに導入された被洗浄物は、さらに第２の旋回状の流路部１４ｂ内を旋回しながら洗浄され、第３の仕切り１２´の外周部に設けた外周開口部１３´から洗浄槽１０の下方へ沈降する。このように、被洗浄物が第１の旋回状の流路部１４ａと第２の旋回状の流路部１４ｂ内を旋回するため、被洗浄物が洗浄液と微細気泡に長時間接触し洗浄度を高めることができる。
【００５７】
以上のように、この実施の形態４によれば、少なくとも３枚以上の仕切り１１，１２，１２´を配設して複数段の旋回状の流路部１４ａ，１４ｂを形成し、各旋回状の流路部１４ａ，１４ｂに気液混合エジェクタ２０，２０´を設けて微細気泡と水の混合体を噴射するように構成したので、被洗浄物の洗浄液および微細気泡との接触時間を長く確保することができ、被洗浄物の洗浄度を高めることができる。
【００５８】
なお、上述した実施の形態４では、３枚の仕切り１１，１２，１２´を設けて２つの旋回状の流路部１４ａ，１４ｂを形成するように構成したが、仕切りの枚数をさらに増やし、多段の旋回状の流路部を構成してもよい。また、気液混合エジェクタ２０，２０´は必ずしも各旋回状の流路部１４ａ，１４ｂに設ける必要はなく、例えば、最上部の第１の旋回状の流路部１４ａにのみ気液混合エジェクタ２０を設け、下部の第２の旋回状の流路部１４ｂでは第１の旋回状の流路部１４ａにおける旋回流につられて発生する旋回流を利用するように構成してもよい。また、最下部の第２の旋回状の流路部１４ｂに気液混合エジェクタ２０´を設け、上部の第１の旋回状の流路部１４ａでは第２の旋回状の流路部１４ｂにおける旋回流につられて発生する旋回流を利用するように構成してもよい。
【００５９】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５に係る洗浄装置の構成を示す図である。図９（ａ）は洗浄装置の断面図であり、図９（ｂ）は洗浄装置内の斜視図である。この実施の形態５では、実施の形態１で示した洗浄槽１０の第１の仕切り１１および第２の仕切り１２に加え螺旋状仕切り１９を追加して設けている。以下では、実施の形態１に係る洗浄装置の構成要素と同一部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。また、この実施の形態５の構成は他の実施の形態で示す構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００６０】
螺旋状仕切り１９は、洗浄槽１０の内周壁に沿って配設された螺旋形状を有する仕切りであり、配設した際に中央部分が開口するように構成されている。この螺旋状仕切り１９の上部および下部には第１の仕切り１１および第２の仕切り１２が設けられている。第２の仕切り１２の外周部には外周開口部１３が形成されている。気液混合エジェクタ２０および被洗浄物投入管３２は、第１の仕切り１１と螺旋状仕切り１９の最上部との間に形成される空間に挿入されている。
【００６１】
次に、被洗浄物と洗浄液の動きについて説明する。気液混合エジェクタ２０から洗浄液と微細気泡が噴出されると共に、被洗浄物投入管３２から洗浄槽１０内に被洗浄物が投入される。投入された被洗浄物は、螺旋状仕切り１９の螺旋状の流路を上から下に向けて移動し、この移動の間に洗浄液と微細気泡に接触して洗浄される。被洗浄物の移動が進み、第２の仕切り１２部分に被洗浄物が移動すると外周開口部１３から洗浄槽１０の下部に沈降する。
【００６２】
以上のように、この実施の形態５によれば、第１の仕切り１１と第２の仕切り１２の間に螺旋状仕切り１９を設けるように構成したので、被洗浄物の洗浄液および微細気泡との接触時間を長く確保することができ、被洗浄物の洗浄度を高めることができる。
【００６３】
実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。この実施の形態６では、実施の形態２で示した洗浄装置に粉砕装置９０を追加して設けている。以下では、実施の形態２に係る洗浄装置の構成要素と同一部分には、実施の形態２で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。また、この実施の形態６の構成は他の実施の形態で示す構成と組み合わせて適用することも可能である。なお、以下では、主としてさまざまな形状を持つ金属切削屑を被洗浄物とする洗浄に最適な実施例を示すが、他の実施の形態で示す構成と組み合わせてその他の被洗浄物の洗浄にも適用することができる。
【００６４】
この粉砕装置９０は、多種多様な形状の切削屑などをこの洗浄装置で洗浄処理するのに適した大きさに粉砕するための一般的な粉砕装置である。粉砕装置９０で粉砕された被洗浄物は下方に設けられた投入ホッパー９１に受け入れられる。この投入ホッパー９１の下部には洗浄槽１０の旋回状の流路部１４に貫通して設けた、例えばスクリュー式の投入機構９２が配設されている。この投入機構９２を用いて粉砕された被洗浄物を旋回状の流路部１４内に直接連続的に投入する。
【００６５】
この構成では、粉砕装置９０により適当な大きさに粉砕された切削屑などの被洗浄物が投入機構９２により旋回状の流路部１４内に直接連続的に投入され洗浄される。被洗浄物は、旋回状の流路部１４内で洗浄され、油脂を含む微細気泡と分離されて洗浄槽１０の底部に設けた被洗浄物溜まり１６から例えばスクリュー１８ｂによる搬出機構１８によって洗浄槽１０の外部へ搬出される。
【００６６】
以上のように、この実施の形態６によれば、洗浄槽１０の旋回状の流路部１４の位置に投入機構９２を貫通して設け、粉砕装置９０で粉砕した切削屑などの被洗浄物を直接旋回状の流路部１４へ送り込むように構成したので、粉状の切削屑のみならず、多種多様な切削屑の洗浄処理に対応でき、さらに洗浄後の切削屑を連続的に回収することができるので、洗浄装置の無人化自動運転が可能になる。
【００６７】
なお、上記実施の形態６において、搬出後の被洗浄物の水切りを行う構成、乾燥を行う構成、あるいは旋回状の流路部の構成について、他の実施の形態で示した方法によっても同様に実施可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 洗浄槽、１１ 第１の仕切り、１２ 第２の仕切り、１２´ 第３の仕切り、１３，１３´ 外周開口部、１４ 旋回状の流路部、１４ａ 第１の旋回状の流路部、１４ｂ 第２の旋回状の流路部、１５ 微細メッシュ部材、１６ 被洗浄物溜まり、１７ 搬出口、１７ａ 搬出量調節絞り、１８ 搬出機構、１８ａ モータ、１８ｂ スクリュー、１９ 螺旋状仕切り、２０，２０´ 気液混合エジェクタ（洗浄手段）、２１ 圧縮水導入管、２２ 水ポンプ、２３ 圧縮空気導入管、２４ 空気ポンプ、２５ 詰まり検知部、２６ 逆止弁、３０ 混合槽、３１ 混合槽連通管、３２ 被洗浄物投入管（被洗浄物投入手段）、３３，３３ａ，３３ｂ 負圧発生手段、３４ 吹込口、４０ オーバーフロー槽、４１ 送液管、５０ 油水分離槽（油水分離手段）、５１ 第１の仕切り板、５２ 第２の仕切り板、５３ 第１分離槽、５４ 第２分離槽、５５ 第３分離槽、５６ 排出管、５７ 水平方向の仕切り板、６０ 水切り槽、６１ フィルタ、６２ 振動印加部、６３ すすぎ水供給部、６４ 乾燥ブロア、６５ 排出管、６６ 循環ポンプ、７０ 搬入機構、７１ モータ、７２ スクリュー、８０ コンベア、８１ 水受け、８２ 貯水槽、８３ 回収箱、８４ 乾燥ブロア、９０ 粉砕装置、９１ 投入ホッパー、９２ 投入機構、Ａ 旋回流。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、微細金属粉および金属粒などを、気泡を含む洗浄液を用いて洗浄する洗浄装置に関するものである。主として切削屑などの脱脂洗浄に関するものであるが、これに限定されるものではなく、例えば小型ベアリング球、子ネジ、小型設定材などの微細な金属加工品に付着する油脂や粉塵などの除去洗浄にも適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
過去、工業洗浄の分野ではフロン系の溶剤や有機溶剤、そのほか炭化水素系などの洗浄剤が用いられてきた。その結果、オゾン層の破壊や地下水、河川、海洋汚染などの環境問題を誘起することが明らかにされてきた。そのため、環境負荷低減の目的からこれらの洗浄剤を用いない洗浄方法および洗浄装置の開発が進められている。また、被洗浄物としては、金属加工物をはじめとする部品、製品のみならず、これらの加工時に発生する切削屑などについても、環境負荷に配慮した廃棄あるいは再利用が進められ、金属の粉体・粒体状の被洗浄物を効率的に洗浄できる装置が望まれている。
【０００３】
切削屑などの金属粉や金属粒を洗浄する方法としては、従来からイソプロピルアルコールまたはアセトンで洗浄することにより脱脂するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法では洗浄のための溶剤としてイソプロピルアルコールやアセトンという有機溶剤を使用しており、これらの有機溶剤がオゾン層の破壊や地下水、河川、海洋汚染などの環境問題を誘起することが明らかにされてきた昨今、環境負荷低減の目的から、これらの洗浄剤を用いない洗浄方法および洗浄装置が望ましい。
【０００４】
これらの観点から、水と微細気泡により被洗浄物に付着した油脂などを除去する技術として、被洗浄物を収納する被洗浄物容器を洗浄液に浸漬し、当該被洗浄物容器を回転させながら気泡発生部から噴出する微細気泡と洗浄液の混合体を被洗浄物に接触させることによって被洗浄物に付着した油脂などを除去する装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、特許文献２に開示された装置では被洗浄物を被洗浄物容器に収容して洗浄する必要があり、切削屑などの微細な金属粉状の被洗浄物を洗浄するには、被洗浄物容器の網目が微細になり、微細気泡と洗浄液が被洗浄物に接触する速度が阻害され洗浄能力が低下するという問題があった。また、この種の装置では、洗浄後に洗浄物容器を引き上げて搬出する必要があり、洗浄液の上部に浮上し残留している油脂分を含む気泡との接触による再付着の問題があった。さらに、一定量の被洗浄物を被洗浄物容器に入れて洗浄するため、洗浄処理はバッチ処理となり、被洗浄物の出し入れに人手が必要となるという問題があった。
【０００６】
連続処理を可能とし自動化するための装置としては、傾斜したエンドレスチェーンコンベアに切削屑を収容する洗浄カゴを取付け、これを間欠的に移動させて無機水溶液浸漬、散水洗浄、脱水の工程を順次処理する装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−０５５７８３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９６７８６号公報
【特許文献３】特開平０７−２５８８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の洗浄装置は以上のように構成されているので、連続処理を可能として自動化する装置では、多段階の処理を順次実施するため処理段階ごとに水槽設備が必要となり、設備全体が大型になるという課題があった。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、微細気泡を被洗浄物に直接接触させて洗浄を効果的に行い、かつ、被洗浄物から剥離され洗浄液に混合した油脂などと洗浄液とを速やかに分離して洗浄液の清浄度を確保すると共に、人手を介さない連続自動運転が可能な洗浄装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る洗浄装置は、仕切り部材により形成された旋回状の流路部を有する洗浄槽と、前記旋回状の流路部に微細気泡と洗浄液の混合による流れを発生させ、前記旋回状の流路部内で被洗浄物を洗浄する洗浄手段と、前記洗浄後の洗浄液から油脂や異物などを分離する油水分離手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、仕切り部材により形成された旋回状の流路部を有する洗浄槽と、旋回状の流路部に微細気泡と洗浄液の混合による流れを発生させ、旋回状の流路部内で被洗浄物を洗浄する洗浄手段と、洗浄後の洗浄液から油脂や異物などを分離する油水分離手段とを備えるように構成したので、特別な攪拌手段や加速手段、被洗浄物を保持するための保持手段を設けることなく簡易な構成により効率的、かつ連続的に被洗浄物の洗浄を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の構成を示す部分断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る洗浄槽の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る負圧発生手段の構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の微細気泡と旋回流の流れを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態５に係る洗浄装置の構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態６に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の構成を示す断面図であり、図２は、この発明の実施の形態１に係る洗浄装置の構成を示す部分断面図である。なお、以下では、主として金属切削屑などを被洗浄物とする洗浄に最適な実施例を示すが、被洗浄物はこれに限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１の洗浄装置は、円筒形状を有し被洗浄物を洗浄する洗浄槽１０、気液混合エジェクタ（洗浄手段）２０、被洗浄物と洗浄液を混合する混合槽３０、洗浄槽１０の上部外側に配置されるオーバーフロー槽４０、洗浄後の洗浄液を分離する油水分離槽（油水分離手段）５０、および被洗浄物の水切りを行う水切り槽６０などで構成される。洗浄槽１０は円筒形状の軸方向の中央部付近に中央に開口部を有する第１の仕切り１１および第２の仕切り１２を有している。洗浄槽１０内部に、第１の仕切り１１および第２の仕切り１２を設けることにより被洗浄物が旋回しながら通過する旋回状の流路部１４が形成される。洗浄槽１０上部にはメッシュ状の微細な穴をもつ板状の微細メッシュ部材１５が設置されており、微細気泡と一緒に被洗浄物が上昇し、洗浄槽１０外へ流れてしまうのを防ぐ。
【００１５】
ここで、微細気泡とは、球状となる微細な気泡のことである。微細気泡と異なる通常の大きな気泡は、水中を浮上するときに受ける水からの抗力によって球状ではなく歪んだ形となる。これに対して、微細気泡は、気泡内部の圧力が高いため水の抗力による歪みがなく球状となることが広く知られている。具体的には、気泡径ｄが１ｍｍ以下となる場合に気泡は球状となる。さらに洗浄液には、微細気泡を安定に維持する効果を有するアルコール系化合物や界面活性剤などの添加剤を添加している。例えば、添加剤の具体例としては、カルボキシル基とアミノ基を分子内に持ち、分子量をカルボキシル基の数で割った値が９４以上２８０以下の物質、分子内に水酸基を複数持ち、分子量を水酸基の数で割った値が３８以上７３以下の物質、分子内にエステル基を持ち、分子量をエステル基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質、あるいは、分子内にスルホン酸基を持ち、分子量をスルホン酸基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質が挙げられる。これらの添加剤を、洗浄液中に微量添加（０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下）することにより、微細気泡を安定に維持する効果を発揮する。
【００１６】
また、第１の仕切り１１の開口部の面積は、第２の仕切り１２の開口部の面積よりも大きくなるように形成されている。これにより、旋回状の流路部１４の上側の洗浄液の旋回を激しく、下側の洗浄液の旋回を緩やかに構成することができる。さらに、第２の仕切り１２は、外周面に洗浄槽１０の内周壁との間に複数の外周開口部１３を形成する凹部を有している。
【００１７】
気液混合エジェクタ２０は、洗浄槽１０の外部から内周壁に沿う方向に挿通するように配設されている。気液混合エジェクタ２０は両端に開口部が形成され、一方の開口部は洗浄槽１０内に位置している。他方の洗浄槽１０の外側に位置する開口部は、圧縮水導入管２１を介して水ポンプ２２が接続され、圧縮空気導入管２３を介して空気ポンプ２４が接続されている。この水ポンプ２２および空気ポンプ２４を用いることにより、洗浄槽１０の旋回状の流路部１４に気液混合体を噴出させて旋回流を形成するように構成されている。また、気泡混合エジェクタ２０と圧縮水導入管２１の接続口の近傍には、微細な被洗浄物が混入して詰まった場合などに自動的に詰まりを検知する詰まり検知部２５が設けられている。さらに、気泡混合エジェクタ２０と圧縮空気導入管２３の接続口の近傍には、洗浄液の逆流を防ぐための逆止弁２６が設けられている。
【００１８】
図３は、この発明の実施の形態１に係る洗浄槽の構成を示す図である。気液混合エジェクタ２０は、一個乃至複数個を配置する。図３の例では、気液混合エジェクタ２０を洗浄槽１０の外周に対して等間隔に４箇所設け、洗浄槽１０の内側に位置する開口部を全て反時計周り方向に向けて配置している。このように配置することにより、水ポンプ２２および空気ポンプ２４を用いて気液混合体を噴出させると、矢印Ａで示す反時計周りの旋回流が形成される。なお、気液混合エジェクタ２０へ供給する空気は空気ポンプ２４による圧縮空気の他、気液混合エジェクタ２０の絞り構造の効果による自然吸気による方法としてもよい。第２の仕切り１２の外周開口部１３は、外周部に等間隔に４箇所設けられている。
【００１９】
混合槽３０は、上部から導入される被洗浄物と洗浄液を混合する槽である。混合槽３０は、洗浄槽１０の第１の仕切り１１の上部と連通する混合槽連通管３１を有し、この混合槽連通管３１を介して洗浄槽１０内の洗浄液を混合槽３０内に取り込む。また、混合槽３０下部から延びる被洗浄物投入管（被洗浄物投入手段）３２によって洗浄槽１０内の旋回状の流路部１４と連通している。この被洗浄物投入管３２の洗浄槽１０内に位置する開口部（被洗浄物投入口）には負圧発生手段３３が設けられている。
【００２０】
図４は、この発明の実施の形態１に係る負圧発生手段の構成を示す図である。図４（ａ）に示す負圧発生手段３３ａは、流線形状の覆いであり、洗浄槽１０内部に挿入された被洗浄物投入管３２の先端開口部を覆うように配設し、旋回状の流路部１４の旋回流Ａの下流側を開口して設けている。また、図４（ｂ）に示す負圧発生手段３３ｂは、被洗浄物投入管３２の先端開口部付近の洗浄槽１０の内周壁に設けられた凹部である。この凹部を旋回流Ａが通過する際に局部的に旋回流速が低下し、負圧が発生する。このように、負圧発生手段３３は、旋回状の流路部１４に負圧を発生させる構成であれば適宜変更可能である。
【００２１】
オーバーフロー槽４０は、洗浄槽１０の上部外側に配置され、洗浄槽１０と同様に円筒形状を有している。このオーバーフロー槽４０は、洗浄槽１０の上端部から溢れ出る洗浄液を受け止め、受け止めた洗浄液を送液管４１を介して油水分離槽５０に排出する。
【００２２】
油水分離槽５０は、第１の仕切り板５１と第２の仕切り板５２により第１分離槽５３、第２分離槽５４、第３分離槽５５の少なくとも３槽に分離して構成される。第１の仕切り板５１は油水分離槽５０の底部に接合され、第１分離槽５３と第２分離槽５４は上部で連通している。第２の仕切り板５２は油水分離槽５０の底部に接合されておらず、第２の分離５４と第３の分離槽５５が下部で連通している。これらの構成により、油脂分が第１分離槽５３および第２分離槽５４の上部に留まり、油脂分を含まない洗浄液を第３分離槽５５に溜めることができる。第３分離槽５５の中央部付近に水ポンプ２２に接続された排出管５６が挿入され、第３分離槽５５の油脂分を含まない洗浄液を洗浄槽１０内へ循環させることができる。また、第２分離槽５４には水平方向の仕切り板５７が設置され、気泡巻き込みを防止する。
【００２３】
洗浄槽１０の下部は円錐状に絞られ、円錐状の先端部分に略Ｌ字形状に形成した被洗浄物溜まり１６、この被洗浄物溜まり１６の先端部分には、搬出量調節絞り１７ａを有し、洗浄後の被洗浄物を洗浄液と共に洗浄槽１０外部に搬出する搬出口１７が形成されている。搬出量調節絞り１７ａは、洗浄槽１０に投入される被洗浄物の量と、気液混合エジェクタ２０から流入する洗浄液の量に基づき搬出量を調節するための絞りである。
【００２４】
搬出口１７の下方には、搬出された被洗浄物と洗浄液の混合体から被洗浄物を濾し取るフィルタ６１を有する水切り槽６０が配設されている。このフィルタ６１には振動印加部６２が付属されている。これにより、フィルタ６１による水切りが促進される。また、水切り層６０には、水洗が必要な場合のためのすすぎ水供給部６３、および被洗浄物の乾燥性向上のための乾燥ブロア６４が設けられている。さらに、水切り槽６０の底部付近に排出管６５が挿入されている。フィルタ６１により水切りされて回収された洗浄液が、排出管６５およびこの排出管６５が接続されている循環ポンプ６６を介して、油水分離槽５０の第１分離槽５３に導入される。
【００２５】
次に、この実施の形態１に係る洗浄装置の動作について説明する。図３で示したように気液混合エジェクタ２０は、円筒状の洗浄槽１０の内周に沿って４箇所に取り付けられているため、この気液混合エジェクタ２０から噴出する洗浄液と微細気泡の混合体は、旋回状の流路部１４内で激しく旋回する気液混合流体となる。一方、混合槽３０の上部から被洗浄物が投入されると、旋回状の流路部１４に連通する被洗浄物投入管３２と旋回状の流路部１４に設けた負圧発生手段３３により発生する負圧の効果によって、混合槽３０内の被洗浄物と洗浄液の混合体が洗浄槽１０内へ吸引され、旋回状の流路部１４内へ投入される。また、混合槽連通管３１を介して洗浄液が混合槽３０に流入し、混合槽３０内部で洗浄液と被洗浄物が混合される。
【００２６】
旋回状の流路部１４内に投入された被洗浄物は、気液混合エジェクタ２０から供給される高速の洗浄液および微細気泡と激しく衝突しながら、付着した油脂分が剥離され微細気泡に吸着されていく。これにより、特別な攪拌手段や加速手段を設けることなく、短時間で効率的に被洗浄物を洗浄することができる。
さらに洗浄効果を高めるためには旋回状の流路部１４の角度を適宜変更できようにしておくとよい。これは微細気泡と被洗浄物との接触確率を向上させるためである。また旋回状の流路部１４に流れを乱すための部材、たとえば平板などを部材に対して数１０度以上、９０度以下の角度で設置してもよい。これにより、前述のように流れを乱す以外に、被洗浄物が一時的に平板でせき止められ、その間に微細気泡が接触することで洗浄力が高まる効果にもつながる。
【００２７】
旋回状の流路部１４内では、洗浄液と微細気泡および被洗浄物の旋回に伴って、油脂分を吸着した微細気泡は水との比重差による効果に伴い旋回流の中央部分に集積し、旋回状の流路部１４の上側に設けた第１の仕切り１１の中央開口部から洗浄槽１０の上部に向かって上昇する。
【００２８】
一方、旋回状の流路部１４内を旋回する被洗浄物は水との比重差による効果に伴い、旋回状の流路部１４の外周部分を旋回すると共に、旋回状の流路部１４の下側に設けた第２の仕切り１２の外周開口部１３から洗浄槽１０の下部に向かって沈降する。このように、被洗浄物は旋回状の流路部１４を旋回しながら洗浄され、油脂を含む気泡は旋回状の流路部１４の上側へ、洗浄された被洗浄物は旋回状の流路部１４の下側に分離されることにより、洗浄後の被洗浄物への油脂の再付着を抑制することができる。
【００２９】
次に、旋回状の流路部１４の上側に移動した微細気泡と旋回流の動きについて説明する。図５は、この発明の実施の形態１に係る洗浄装置における微細気泡と旋回流の流れを示す図である。洗浄槽１０上部では、旋回状の流路部１４の上側に位置する第１の仕切り１１の中央開口部を通じて旋回状の流路部１４の高速旋回流につれて旋回する流れが発生する。図４に示すように、この旋回流は洗浄液が旋回の外側に分布し、気体が旋回の中央部に分布する気液二層流となるため、油脂を含む微細気泡は中央部に集積されて上昇する。旋回流の水面に達した微細気泡は、洗浄槽１０の上端外周部へ向かう水の流れに乗って洗浄槽１０の上端からオーバーフロー流となってオーバーフロー槽４０へ流出する。このように、油脂を含む微細気泡は速やかにオーバーフロー槽４０へ移動するため、効果的に油脂分を排出することができ、常に洗浄液を清浄に保つことができる。
【００３０】
オーバーフロー槽４０へ流入した洗浄液は、送液管４１を介して油水分離槽５０へ導入される。第１分離槽５３では、流入する洗浄液の勢いが強く洗浄液が攪拌される。第１分離槽５３と第２分離槽５４は第１の仕切り板５１によって仕切られているため、第２分離槽５４内の洗浄液は静置された状態となり、洗浄液に含まれる油脂分および油脂分を吸着した気泡は第２分離槽５４の表面に浮上する。
【００３１】
一方、第２分離槽５４の底部にある浄化された洗浄液は第２の仕切り板５２の下部を通じて第３分離槽５５へ流入する。浮遊する油脂分を含む気泡が取り除かれた第３分離槽５５では、その中央付近に挿入された排出管５６により油水分離槽５０の外部へ取り出され、水ポンプ２２により気液混合エジェクタ２０へ循環される。これにより、気液混合エジェクタ２０から噴出される洗浄液は常に清浄が保たれる。なお、油水分離槽５０の第１分離槽５３および第２分離槽５４の上部表面に浮遊する油脂分は、オイルスキマーあるいは油膜層排出経路などによる公知の方法により回収することができる。
【００３２】
次に、洗浄槽１０の下側に移動した被洗浄物の搬出動作について説明する。旋回状の流路部１４の下側に位置する第２の仕切り１２に設けた外周開口部１３を経て洗浄槽１０の下側に移動した洗浄後の被洗浄物は、緩やかに旋回しながら洗浄槽１０下部の被洗浄物溜まり１６に沈降する。沈降した被洗浄物は、搬出量調節絞り１７ａにより洗浄液と共に搬出口１７から水切り槽６０へ流出する。搬出量調節絞り１７ａは、少なくとも気液混合エジェクタ２０からの洗浄液の流入量よりも少ない量の流出量に調節する。また、洗浄槽１０への被洗浄物の投入量は、被洗浄物溜まり１６に被洗浄物が滞らない程度に調節することが望ましい。
【００３３】
水切り槽６０へ流出した被洗浄物は、水切り槽６０の上部に設けたフィルタ６１により水切りが行われる。また、水切り槽６０の下部に溜まった洗浄液は、排出管６５から排出され、循環ポンプ６６を経由して油水分離槽５０の第１分離槽５３に循環される。なお、水切り槽６０の排出管６５の内側に仕切り板を設けてもよく、この仕切り板により、汚れや小さな異物を含んだ洗浄液が循環ポンプ６６を介して油水分離槽５０に循環されることを防ぐことができる。また、循環ポンプ６６を設けることなく、水切り槽６０と油水分離槽５０の設置位置の高低差により自然流下する方法で構成してもよい。
【００３４】
以上のように、この実施の形態１によれば、洗浄槽１０内に少なくとも２枚以上の仕切り１１，１２を設け、当該仕切り１１，１２によって形成される旋回状の流路部１４内に被洗浄物を投入して旋回状の流路部１４を旋回する洗浄液および微細気泡が直接接触させ、さらに気液混合エジェクタ２０から噴出する気液混合体の流速によって旋回流を発生させ、微細気泡と被洗浄物が激しく接触するように構成したので、特別な攪拌手段や加速度手段を設けることなく簡単な構成により効率的に被洗浄物の洗浄を行うことができる。
【００３５】
また、この実施の形態１によれば、第１の仕切り１１の中央に開口部を設け、旋回状の流路部１４の上側に気液二層流を発生させるように構成したので、油脂分を吸着した微細気泡は洗浄槽１０の中心部に集まって上昇し、洗浄槽１０水面に達した時に洗浄槽１０上端外周部へ向かう水流に乗って移動し、速やかにオーバーフローさせることができる。これにより洗浄に寄与する旋回状の流路部１４内の洗浄液を常に清浄な状態に保つことができる。
【００３６】
さらに、この実施の形態１によれば、旋回状の流路部１４の上側に位置する第１の仕切り１１中央の開口部を、旋回状の流路部１４の下側に位置する第２の仕切り１２中央の開口部より大きくなるように構成したので、旋回状の流路部１４の上側の洗浄液の旋回を激しく、下側の洗浄液の旋回を緩やかにすることができ、被洗浄物から剥離された油脂分の上昇および排出を促進すると共に、被洗浄物が沈降し易くなる。
【００３７】
さらに、この実施の形態１によれば、第１の仕切り１１および第２の仕切り１２の中央に開口部を設け、さらに第２の仕切り１２の外周部に外周開口部１３を設け、旋回状の流路部１４上側では気液二層流となって油脂分を含む気泡は第１の仕切り１１の開口部を上昇すると共に、旋回状の流路部１４内の外周部では遠心力によって被洗浄物が外周部を旋回しながら外周開口部１３から沈降するように構成したので、被洗浄物への油脂分の再付着を回避すると共に、有効に油脂分と被洗浄物を分離することができる。
【００３８】
さらに、この実施の形態１によれば、油水分離槽５０を少なくとも３つに分割して第１から第３分離槽５３，５４，５５を形成し、オーバーフロー槽４０から流入する洗浄液を一旦第１分離槽５３で受け入れるように構成したので、洗浄液の受け入れの際に生じる洗浄液の攪拌を第１分離槽５３内に留めることができ、第２分離槽５４では安定した油脂分の浮上分離を行うことができる。
【００３９】
さらに、この実施の形態１によれば、第２分離槽５４と第３分離槽５５は槽の底部で連通するように構成しているので、第２分離槽５４では油脂分が浮上し、第２分離槽５４の底部に位置する清浄な洗浄液のみが第３分離槽５５へ流出するので、洗浄槽１０に清浄な洗浄液を循環させることができる。
【００４０】
さらに、この実施の形態１によれば、洗浄槽１０外部で被洗浄物と洗浄液を混合する混合槽３０と、当該混合槽３０と洗浄槽１０を接続する被洗浄物投入管３２の洗浄槽１０側開口部付近に負圧発生手段３３を設けて、被洗浄物と洗浄液の混合体を洗浄槽１０内に吸入するように構成したので、特別な投入機構を用いることなく被洗浄物を洗浄槽１０内の旋回状の流路部１４へ投入することができる。
【００４１】
さらに、この実施の形態１によれば、洗浄槽１０下部を円錐形状または角錐状に絞り、下端に被洗浄物溜まり１６、当該被洗浄物溜まり１６から洗浄槽１０外部に突出した搬出口１７と流出量を調節する搬出量調節絞り１７ａを設け、洗浄液と被洗浄物の混合体を搬出するように構成したので、特別な搬出機構を設けることなく簡易な構成で洗浄装置を自動化運転させることができる。
【００４２】
さらに、この実施の形態１によれば、洗浄液と共に搬出される被洗浄物を受ける水切り槽６０を設け、当該水切り槽６０内にフィルタ６１を配設するように構成したので、簡易な構成により被洗浄物に付着した水を除去することができる。
【００４３】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。以下では、実施の形態１に係る洗浄装置の構成要素と同一部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
この実施の形態２の洗浄装置では、混合槽３０への被洗浄物の投入を、例えばスクリュー式の搬入機構７０により連続的に行うように構成している。また、被洗浄物溜まり１６に溜まった被洗浄物の回収を、例えばスクリュー式の搬出機構１８により連続的に行うように構成している。
【００４４】
搬入機構７０は、混合槽３０の上部に設けられ、底部にモータ７１により駆動するスクリュー７２を有し、上部から導入される被洗浄物をこのスクリュー７２の駆動により連続的に混合槽３０に投入する。スクリュー７２の回転速度を調整することにより混合槽３０に投入する被洗浄物の量を制御し、旋回状の流路部１４内の水流速度と被洗浄物の割合を最適に保つことができ、最大の洗浄能力を引き出すことができる。混合槽３０の底部には新たに圧縮空気を吹き込む吹込口３４を設けている。この吹込口３４から圧縮空気を吹き込むことにより混合槽３０内の洗浄液と被洗浄物を常に攪拌する状態となり、被洗浄物投入管３２へ速やかに被洗浄物を流入させることができる。
【００４５】
搬出機構１８は、被洗浄物溜まり１６の略Ｌ字状の底部にモータ１８ａにより駆動するスクリュー１８ｂを設けて構成している。これにより被洗浄物溜まり１６の被洗浄物を連続的に回収することができる。さらに、混合槽３０に設けた搬入機構７０と連動させ、旋回状の流路部１４内の水流速度と被洗浄物の割合を最適に保つことができる。
【００４６】
以上のように、この実施の形態２によれば、混合槽３０の上部に被洗浄物を連続的に投入する搬入機構７０を設けるように構成したので、混合槽３０に投入する被洗浄物の量を制御することができる。これにより、旋回状の流路部１４の水流速度と投入する被洗浄物の割合を最適に保ち、最大の清浄能力を引き出すことができる。さらに、人手を介することなく被洗浄物を連続的に洗浄槽１０に投入する自動化運転が可能となる。
【００４７】
また、この実施の形態２によれば、混合槽３０の底部に圧縮空気を吹き込む吹込口３４を設けるように構成したので、混合槽３０内の洗浄液と被洗浄物が常に攪拌される状態となり、被洗浄物を速やかに洗浄槽１０の旋回状の流路部１４へ導くことができる。
【００４８】
さらに、この実施の形態２によれば、洗浄槽１０下部を円錐状または角錐状に絞り、下端に被洗浄物溜まり１６を設け、当該被洗浄物溜まり１６から外部に向けて被洗浄物を送り出す搬出機構１８を設けるように構成したので、洗浄後の被洗浄物を連続的に回収することができる。また、混合槽３０に設けた搬入機構７０と連動同期させることにより洗浄効果が最適となる投入量と搬出量に制御することができる。
【００４９】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。この実施の形態３では、実施の形態１および２で示した水切り槽６０を水切り機構に置き換えて構成している。以下では、実施の形態１および２に係る洗浄装置の構成要素と同一部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
【００５０】
この実施の形態３の水切り機構は搬出機構１８の下方に配置され、コンベア８０、水受け８１、貯水槽８２、回収箱８３および乾燥ブロア８４で構成されている。コンベア８０は、水切り機能をもつフィルタ付きコンベアであり、搬出機構１８により搬出された被洗浄物を受け、この被洗浄物を回収箱８３に搬送しながら付着した洗浄液を滴下して水切りを行う。乾燥ブロア８４は、コンベア８０の上方に設けられ、回収箱８３に搬送される被洗浄物に対して熱風発生装置（図示せず）から送られた熱風を吹き付けて乾燥させる。
【００５１】
水受け８１は、コンベア８０の下方に設けられ、被洗浄物から滴下した洗浄液を受け、貯水槽８２に導く。貯水槽８２は、水受け８１から導入される洗浄液を貯蔵すると共に、排出管６５および循環ポンプ６６を介して油水分離槽５０の第１分離槽５３へ循環させる。
【００５２】
以上のように、この実施の形態３によれば、洗浄液と共に搬出された被洗浄物から洗浄液を滴下させて水切りを行うフィルタ付きコンベア８０と、当該コンベア８０上の被洗浄物に熱風を吹き付ける乾燥ブロア８４を設けるように構成したので、人手を要することなく被洗浄物の水切りと乾燥を行うことができる。
【００５３】
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。この実施の形態４では、実施の形態１で示した洗浄槽１０に第３の仕切り１２´を追加して設けている。以下では、実施の形態１に係る洗浄装置の構成要素と同一部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。また、この実施の形態４の構成は他の実施の形態で示す構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００５４】
洗浄槽１０内には、中央部に開口部を有する第１の仕切り１１、第２の仕切り１２および第３の仕切り１２´が配設され、第１の仕切り１１および第２の仕切り１２により第１の旋回状の流路部１４ａが形成され、第２の仕切り１２および第３の仕切り１２´により第２の旋回状の流路部１４ｂが形成される。また、第２の仕切り１２および第３の仕切り１２´は、外周部に被洗浄物が洗浄槽１０の下方に沈降するための外周開口部１３，１３´を有している。
【００５５】
さらに、第１の旋回状の流路部１４ａおよび第２の旋回状の流路部１４ｂには、洗浄槽１０の内周壁に沿って気液混合体を噴出する気液混合エジェクタ２０，２０´がそれぞれ取り付けられている。また、上部に位置する第１の旋回状の流路部１４ａには被洗浄物投入管３２が挿入され、被洗浄物投入管３２の洗浄槽１０内に位置する開口部には負圧発生手段３３が設けられている。
【００５６】
次に、被洗浄物と洗浄液の動きについて説明する。被洗浄物投入管３２から洗浄槽１０内に投入された被洗浄物は、まず第１の旋回状の流路部１４ａ内を旋回しながら洗浄され、第２の仕切り１２の外周部に設けた外周開口部１３から第２の旋回状の流路部１４ｂに導入される。第２の旋回状の流路部１４ｂに導入された被洗浄物は、さらに第２の旋回状の流路部１４ｂ内を旋回しながら洗浄され、第３の仕切り１２´の外周部に設けた外周開口部１３´から洗浄槽１０の下方へ沈降する。このように、被洗浄物が第１の旋回状の流路部１４ａと第２の旋回状の流路部１４ｂ内を旋回するため、被洗浄物が洗浄液と微細気泡に長時間接触し洗浄度を高めることができる。
【００５７】
以上のように、この実施の形態４によれば、少なくとも３枚以上の仕切り１１，１２，１２´を配設して複数段の旋回状の流路部１４ａ，１４ｂを形成し、各旋回状の流路部１４ａ，１４ｂに気液混合エジェクタ２０，２０´を設けて微細気泡と水の混合体を噴射するように構成したので、被洗浄物の洗浄液および微細気泡との接触時間を長く確保することができ、被洗浄物の洗浄度を高めることができる。
【００５８】
なお、上述した実施の形態４では、３枚の仕切り１１，１２，１２´を設けて２つの旋回状の流路部１４ａ，１４ｂを形成するように構成したが、仕切りの枚数をさらに増やし、多段の旋回状の流路部を構成してもよい。また、気液混合エジェクタ２０，２０´は必ずしも各旋回状の流路部１４ａ，１４ｂに設ける必要はなく、例えば、最上部の第１の旋回状の流路部１４ａにのみ気液混合エジェクタ２０を設け、下部の第２の旋回状の流路部１４ｂでは第１の旋回状の流路部１４ａにおける旋回流につられて発生する旋回流を利用するように構成してもよい。また、最下部の第２の旋回状の流路部１４ｂに気液混合エジェクタ２０´を設け、上部の第１の旋回状の流路部１４ａでは第２の旋回状の流路部１４ｂにおける旋回流につられて発生する旋回流を利用するように構成してもよい。
【００５９】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５に係る洗浄装置の構成を示す図である。図９（ａ）は洗浄装置の断面図であり、図９（ｂ）は洗浄装置内の斜視図である。この実施の形態５では、実施の形態１で示した洗浄槽１０の第１の仕切り１１および第２の仕切り１２に加え螺旋状仕切り１９を追加して設けている。以下では、実施の形態１に係る洗浄装置の構成要素と同一部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。また、この実施の形態５の構成は他の実施の形態で示す構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００６０】
螺旋状仕切り１９は、洗浄槽１０の内周壁に沿って配設された螺旋形状を有する仕切りであり、配設した際に中央部分が開口するように構成されている。この螺旋状仕切り１９の上部および下部には第１の仕切り１１および第２の仕切り１２が設けられている。第２の仕切り１２の外周部には外周開口部１３が形成されている。気液混合エジェクタ２０および被洗浄物投入管３２は、第１の仕切り１１と螺旋状仕切り１９の最上部との間に形成される空間に挿入されている。
【００６１】
次に、被洗浄物と洗浄液の動きについて説明する。気液混合エジェクタ２０から洗浄液と微細気泡が噴出されると共に、被洗浄物投入管３２から洗浄槽１０内に被洗浄物が投入される。投入された被洗浄物は、螺旋状仕切り１９の螺旋状の流路を上から下に向けて移動し、この移動の間に洗浄液と微細気泡に接触して洗浄される。被洗浄物の移動が進み、第２の仕切り１２部分に被洗浄物が移動すると外周開口部１３から洗浄槽１０の下部に沈降する。
【００６２】
以上のように、この実施の形態５によれば、第１の仕切り１１と第２の仕切り１２の間に螺旋状仕切り１９を設けるように構成したので、被洗浄物の洗浄液および微細気泡との接触時間を長く確保することができ、被洗浄物の洗浄度を高めることができる。
【００６３】
実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６に係る洗浄装置の構成を示す断面図である。この実施の形態６では、実施の形態２で示した洗浄装置に粉砕装置９０を追加して設けている。以下では、実施の形態２に係る洗浄装置の構成要素と同一部分には、実施の形態２で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。また、この実施の形態６の構成は他の実施の形態で示す構成と組み合わせて適用することも可能である。なお、以下では、主としてさまざまな形状を持つ金属切削屑を被洗浄物とする洗浄に最適な実施例を示すが、他の実施の形態で示す構成と組み合わせてその他の被洗浄物の洗浄にも適用することができる。
【００６４】
この粉砕装置９０は、多種多様な形状の切削屑などをこの洗浄装置で洗浄処理するのに適した大きさに粉砕するための一般的な粉砕装置である。粉砕装置９０で粉砕された被洗浄物は下方に設けられた投入ホッパー９１に受け入れられる。この投入ホッパー９１の下部には洗浄槽１０の旋回状の流路部１４に貫通して設けた、例えばスクリュー式の投入機構９２が配設されている。この投入機構９２を用いて粉砕された被洗浄物を旋回状の流路部１４内に直接連続的に投入する。
【００６５】
この構成では、粉砕装置９０により適当な大きさに粉砕された切削屑などの被洗浄物が投入機構９２により旋回状の流路部１４内に直接連続的に投入され洗浄される。被洗浄物は、旋回状の流路部１４内で洗浄され、油脂を含む微細気泡と分離されて洗浄槽１０の底部に設けた被洗浄物溜まり１６から例えばスクリュー１８ｂによる搬出機構１８によって洗浄槽１０の外部へ搬出される。
【００６６】
以上のように、この実施の形態６によれば、洗浄槽１０の旋回状の流路部１４の位置に投入機構９２を貫通して設け、粉砕装置９０で粉砕した切削屑などの被洗浄物を直接旋回状の流路部１４へ送り込むように構成したので、粉状の切削屑のみならず、多種多様な切削屑の洗浄処理に対応でき、さらに洗浄後の切削屑を連続的に回収することができるので、洗浄装置の無人化自動運転が可能になる。
【００６７】
なお、上記実施の形態６において、搬出後の被洗浄物の水切りを行う構成、乾燥を行う構成、あるいは旋回状の流路部の構成について、他の実施の形態で示した方法によっても同様に実施可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 洗浄槽、１１ 第１の仕切り、１２ 第２の仕切り、１２´ 第３の仕切り、１３，１３´ 外周開口部、１４ 旋回状の流路部、１４ａ 第１の旋回状の流路部、１４ｂ 第２の旋回状の流路部、１５ 微細メッシュ部材、１６ 被洗浄物溜まり、１７ 搬出口、１７ａ 搬出量調節絞り、１８ 搬出機構、１８ａ モータ、１８ｂ スクリュー、１９ 螺旋状仕切り、２０，２０´ 気液混合エジェクタ（洗浄手段）、２１ 圧縮水導入管、２２ 水ポンプ、２３ 圧縮空気導入管、２４ 空気ポンプ、２５ 詰まり検知部、２６ 逆止弁、３０ 混合槽、３１ 混合槽連通管、３２ 被洗浄物投入管（被洗浄物投入手段）、３３，３３ａ，３３ｂ 負圧発生手段、３４ 吹込口、４０ オーバーフロー槽、４１ 送液管、５０ 油水分離槽（油水分離手段）、５１ 第１の仕切り板、５２ 第２の仕切り板、５３ 第１分離槽、５４ 第２分離槽、５５ 第３分離槽、５６ 排出管、５７ 水平方向の仕切り板、６０ 水切り槽、６１ フィルタ、６２ 振動印加部、６３ すすぎ水供給部、６４ 乾燥ブロア、６５ 排出管、６６ 循環ポンプ、７０ 搬入機構、７１ モータ、７２ スクリュー、８０ コンベア、８１ 水受け、８２ 貯水槽、８３ 回収箱、８４ 乾燥ブロア、９０ 粉砕装置、９１ 投入ホッパー、９２ 投入機構、Ａ 旋回流。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕切り部材により形成された旋回状の流路部を有する洗浄槽と、
前記旋回状の流路部に微細気泡と洗浄液の混合による流れを発生させ、前記旋回状の流路内で被洗浄物を洗浄する洗浄手段と、
前記洗浄後の洗浄液から油脂や異物などを分離する油水分離手段とを備えることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
洗浄手段は、洗浄槽の外部から前記洗浄槽内の旋回状の流路部に貫通し、前記洗浄槽の内周に沿って微細気泡と洗浄液の混合体を噴出する気液混合エジェクタであることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項３】
油水分離手段は、油水分離槽と、前記油水分離槽を分割する少なくとも３つ以上の仕切り板とを備え、
前記油水分離槽は、前記仕切り板により、洗浄槽からオーバーフローした洗浄液を収容する第１分離槽と、前記第１分離槽と上部で連通する第２分離槽と、前記第２分離槽と下部で連通する第３分離槽とに仕切られ、
前記第３分離槽の洗浄液を洗浄手段に循環させることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項４】
旋回状の流路部は、中央に開口部を有する少なくとも２つ以上の仕切り部材により形成され、前記旋回状の流路部の上方に位置する仕切り部材の開口部の面積は、前記旋回状の流路部の下方に位置する仕切り部材の開口部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項５】
旋回状の流路部は、中央に開口部を有する少なくとも２つ以上の仕切り部材により形成され、
前記旋回状の流路部の下方に位置する仕切り部材は、外周部に被洗浄物が通過する外周開口部を有することを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項６】
旋回状の流路部は、中央に開口部を有する少なくとも３つ以上の仕切り部材により複数形成され、
洗浄手段は、前記複数の旋回状の流路部にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項７】
旋回状の流路部は、第１および第２の仕切り部材と、前記第１の仕切り部材と第２の仕切り部材の間に配置され中央に開口部を形成する螺旋形状の仕切り部材により形成されることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項８】
被洗浄物と洗浄液を混合する混合槽を備え、
前記混合槽は、洗浄槽内の旋回状の流路部の上側と連通する被洗浄物投入手段を有し、
前記被洗浄物投入手段は前記旋回状の流路部に貫通して前記洗浄槽の内周壁に被洗浄物投入口を形成することを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項９】
洗浄槽は、被洗浄物投入口近傍の内周壁に負圧発生手段を有し、
前記負圧発生手段が発生させる負圧により、被洗浄物と洗浄液の混合体を前記洗浄槽内に吸引することを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１０】
負圧発生手段は、被洗浄物投入口近傍の洗浄槽の内周壁に形成された流線形状の覆いであり、旋回流の下流側が開口していることを特徴とする請求項９記載の洗浄装置。
【請求項１１】
負圧発生手段は、被洗浄物投入口近傍の洗浄槽の内周壁に形成された凹部であり、旋回流が前記凹部を通過する際に局部的に旋回流速が低下することを特徴とする請求項９記載の洗浄装置。
【請求項１２】
混合槽は、下端部に圧縮空気を吹き込む吹込口を有し、
前記吹込口から前記混合槽内に向けて吹き込まれる圧縮空気により被洗浄物と洗浄液を攪拌することを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１３】
混合槽に被洗浄物を連続的に搬入する搬入機構を備え、
前記搬入機構は、被洗浄物投入口において吸引される被洗浄物の吸引量に応じて搬入速度を調整することを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１４】
被洗浄物投入手段は、被洗浄物投入口に被洗浄物と洗浄液を連続的に投入する投入機構を有することを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１５】
洗浄槽は、下部を円錐状または角錐状に絞り、当該絞りの下端部に被洗浄物を溜める被洗浄物溜まりと、前記被洗浄物溜まりから前記洗浄槽外部に向けて突設して設け前記被洗浄物溜まりから前記洗浄槽外部に被洗浄物と洗浄液を搬出する搬出口と、前記搬出口からの被洗浄物と洗浄液の搬出量を調節する搬出量調節絞りとを備えることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項１６】
洗浄槽は、下部を円錐状または角錐状に絞り、当該絞りの下端部に被洗浄物を溜める被洗浄物溜まりと、前記被洗浄物溜まりから前記洗浄槽外部に被洗浄物と洗浄液を連続的に搬出する搬出機構を備えることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項１７】
洗浄槽外部に搬出された被洗浄物を収容し、前記被洗浄物に付着した水分を除去するフィルタを有する水切り槽を備えることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項１８】
洗浄槽外部に搬出された被洗浄物を搬送しながら水切りを行うフィルタ付きコンベアと、
前記コンベアから滴下する水を受ける水受けと、
前記水受けが受けた水を貯蔵する貯水槽と、
前記コンベア上の被洗浄物に熱風を送る乾燥ブロアとを備えることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項１】
仕切り部材により形成された旋回状の流路部を有する洗浄槽と、
前記旋回状の流路部に微細気泡と洗浄液の混合による流れを発生させ、前記旋回状の流路内で被洗浄物を洗浄する洗浄手段と、
前記洗浄後の洗浄液から油脂や異物などを分離する油水分離手段とを備えることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
洗浄手段は、洗浄槽の外部から前記洗浄槽内の旋回状の流路部に貫通し、前記洗浄槽の内周に沿って微細気泡と洗浄液の混合体を噴出する気液混合エジェクタであることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項３】
油水分離手段は、油水分離槽と、前記油水分離槽を分割する少なくとも３つ以上の仕切り板とを備え、
前記油水分離槽は、前記仕切り板により、洗浄槽からオーバーフローした洗浄液を収容する第１分離槽と、前記第１分離槽と上部で連通する第２分離槽と、前記第２分離槽と下部で連通する第３分離槽とに仕切られ、
前記第３分離槽の洗浄液を洗浄手段に循環させることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項４】
旋回状の流路部は、中央に開口部を有する少なくとも２つ以上の仕切り部材により形成され、前記旋回状の流路部の上方に位置する仕切り部材の開口部の面積は、前記旋回状の流路部の下方に位置する仕切り部材の開口部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項５】
旋回状の流路部は、中央に開口部を有する少なくとも２つ以上の仕切り部材により形成され、
前記旋回状の流路部の下方に位置する仕切り部材は、外周部に被洗浄物が通過する外周開口部を有することを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項６】
旋回状の流路部は、中央に開口部を有する少なくとも３つ以上の仕切り部材により複数形成され、
洗浄手段は、前記複数の旋回状の流路部にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項７】
旋回状の流路部は、第１および第２の仕切り部材と、前記第１の仕切り部材と第２の仕切り部材の間に配置され中央に開口部を形成する螺旋形状の仕切り部材により形成されることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項８】
被洗浄物と洗浄液を混合する混合槽を備え、
前記混合槽は、洗浄槽内の旋回状の流路部の上側と連通する被洗浄物投入手段を有し、
前記被洗浄物投入手段は前記旋回状の流路部に貫通して前記洗浄槽の内周壁に被洗浄物投入口を形成することを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項９】
洗浄槽は、被洗浄物投入口近傍の内周壁に負圧発生手段を有し、
前記負圧発生手段が発生させる負圧により、被洗浄物と洗浄液の混合体を前記洗浄槽内に吸引することを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１０】
負圧発生手段は、被洗浄物投入口近傍の洗浄槽の内周壁に形成された流線形状の覆いであり、旋回流の下流側が開口していることを特徴とする請求項９記載の洗浄装置。
【請求項１１】
負圧発生手段は、被洗浄物投入口近傍の洗浄槽の内周壁に形成された凹部であり、旋回流が前記凹部を通過する際に局部的に旋回流速が低下することを特徴とする請求項９記載の洗浄装置。
【請求項１２】
混合槽は、下端部に圧縮空気を吹き込む吹込口を有し、
前記吹込口から前記混合槽内に向けて吹き込まれる圧縮空気により被洗浄物と洗浄液を攪拌することを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１３】
混合槽に被洗浄物を連続的に搬入する搬入機構を備え、
前記搬入機構は、被洗浄物投入口において吸引される被洗浄物の吸引量に応じて搬入速度を調整することを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１４】
被洗浄物投入手段は、被洗浄物投入口に被洗浄物と洗浄液を連続的に投入する投入機構を有することを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１５】
洗浄槽は、下部を円錐状または角錐状に絞り、当該絞りの下端部に被洗浄物を溜める被洗浄物溜まりと、前記被洗浄物溜まりから前記洗浄槽外部に向けて突設して設け前記被洗浄物溜まりから前記洗浄槽外部に被洗浄物と洗浄液を搬出する搬出口と、前記搬出口からの被洗浄物と洗浄液の搬出量を調節する搬出量調節絞りとを備えることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項１６】
洗浄槽は、下部を円錐状または角錐状に絞り、当該絞りの下端部に被洗浄物を溜める被洗浄物溜まりと、前記被洗浄物溜まりから前記洗浄槽外部に被洗浄物と洗浄液を連続的に搬出する搬出機構を備えることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項１７】
洗浄槽外部に搬出された被洗浄物を収容し、前記被洗浄物に付着した水分を除去するフィルタを有する水切り槽を備えることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項１８】
洗浄槽外部に搬出された被洗浄物を搬送しながら水切りを行うフィルタ付きコンベアと、
前記コンベアから滴下する水を受ける水受けと、
前記水受けが受けた水を貯蔵する貯水槽と、
前記コンベア上の被洗浄物に熱風を送る乾燥ブロアとを備えることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−３６８１５（Ｐ２０１１−３６８１５Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８７６５０（Ｐ２００９−１８７６５０）
【出願日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【出願人】（５９１０３６４５７）三菱電機エンジニアリング株式会社 (419)
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【出願人】（５９１０３６４５７）三菱電機エンジニアリング株式会社 (419)
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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