JP4879768B2 - 洗浄装置の使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、被洗浄物を洗浄する洗浄装置の使用方法に関するものである。

近年、環境問題に対する認識が高まっている。そのため、洗浄装置の分野においても、排水の浄化および節水を考慮して製造された洗浄装置が、たとえば、特開２００１−２８６６９８号公報において、提案されている。この洗浄装置においては、洗浄槽とは別に、配管経路の途中に、排水貯留容器および浄水機構（電解機構またはオゾン発生機構）が設けられている。また、浄水機構によって、洗浄槽から排出された洗浄水またはすすぎ水が、浄化され、再利用されている。 また、特開平５−２５３３８０号公および特開平１１−１３７８８２公報には、オゾン発生機構を用いて汚物を含む洗浄水が浄化され、その浄化水が外部に排出される洗浄装置が開示されている。
特開２００１−２８６６９８号公報 特開平５−２５３３８０公報 特開平１１−１３７８８２公報

上記特開平５−２５３３８０号公報に開示されている洗浄装置によれば、洗浄水に混入される気泡の径が大きい。そのため、洗浄水中に溶存するオゾンの量が少ない。したがって、オゾンによる殺菌、洗浄、および漂白の効果が、洗浄水中で効率的には発揮されない。また、洗浄装置においては、微細気泡が破壊するときに非常に大きな流体力が発生するマイクロジェット効果を洗浄のために用いることは不可能である。したがって、洗浄装置の洗浄能力はあまり高くない。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、その一の目的は、洗浄能力が高い洗浄装置の使用方法を提供することである。

上述した特開２００１−２８６６９８号公報に開示されている洗浄装置によれば、排水貯留容器および浄化機構を洗浄槽とは別に配管経路の途中に設ける必要があるため、洗浄装置を小型化することが困難である。したがって、本発明の他の目的は、小型化された洗浄装置の使用方法を提供することである。

さらに、特開平１１−１３７８８２公報に開示されている洗浄装置によれば、洗浄水の再利用がなされていない。したがって、本発明のさらに他の目的は、洗浄水を再利用し得る洗浄装置の使用方法を提供することである。

本発明の洗浄装置の使用方法は、
筐体と、
被洗浄物を洗浄するための洗浄槽と、
前記洗浄槽を内包し、洗浄水を貯留可能な外槽と、
前記洗浄槽から前記外槽を経由して前記洗浄槽へ前記洗浄水を再び戻すための経路と、
前記経路の途中に設けられ、前記洗浄水を前記経路において循環させるためのポンプと、
前記筐体内の空気からオゾンを生成するためのオゾン発生機構と、
前記洗浄水の流れを利用して、前記オゾン発生機構から発生したオゾンを含む空気を吸引して、前記洗浄水の流れ中にオゾンを含む微細気泡を発生させるための微細気泡発生機構とを備えた洗浄装置の使用方法であって、
前記オゾンを含む微細気泡により前記洗浄水を浄化するステップと、
前記オゾンを含む空気による前記洗浄槽の殺菌または消毒を行うステップとを備えている。
また、前記洗浄槽の殺菌または消毒を行うステップにおいては、前記オゾンを含む空気の漏洩が防止される状態で、前記洗浄槽および前記外槽が前記オゾンを含む空気に曝されることが望ましい。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態の洗浄装置を説明する。

（実施の形態１）
図１を用いて、本発明の実施の形態１の洗浄装置を説明する。図１に示すように、本実施の形態の洗浄装置は、被洗浄物が洗浄水で洗浄される洗浄槽１、洗浄槽１の底面および側面を囲むように設けられた外槽２とを備えている。

また、洗浄槽１および外槽２の外側には、洗浄槽１および外槽２を内装するように、筐体１２が設けられている。筐体１２の内側であって、外槽２の外側には、洗浄槽１を回転させるモータ１３が設けられている。洗浄槽１には、外槽２の底部を貫通する回転軸２３が接続されている。モータ１３の回転は、回転軸２３を介して洗浄槽１に伝達される。

また、外槽２内には、洗浄槽１において洗浄のために使用された後の汚物を含む洗浄水４が貯留される。ただし、外槽２内の汚物を含む洗浄水４は、後述する微細気泡発生機構８およびオゾン発生機構３によって浄化された後、ポンプ５によって、配管６を介して、再利用水（洗浄水）４として、洗浄槽１に戻される。

また、配管６には、弁９が設けられている。また、外槽２とポンプ５とは、配管４０００を介して連通している。配管４０００には、弁５０００が設けられている。また、弁９の近傍の位置で、配管６に配管１０が接続されている。そのため、弁９が閉じられているときには、弁５０００および弁７が開かれていれば、ポンプ５が送り出した洗浄水４は、配管６および配管１０を介して微細気泡発生機構８に送り込まれる。

なお、ポンプ５の駆動量、ならびに、弁７、９、３０００、５０００、および７０００のそれぞれの開放量は、すべて、制御ユニット５００によって制御される。したがって、制御ユニット５００は、弁７および９を制御して、外槽２から洗浄槽１へ戻される再利用水４の量を調節することが可能であるとともに、洗浄水４内に吐出される微細気泡の量を調節することが可能である。

制御ユニット５００は、一般に用いられるマイクロコンピュータ等のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、
タイマー、入力ポートおよび出力ポートを備えたものである。したがって、制御ユニット５００は、後述するオゾンセンサー１４および操作スイッチパネル１０００等から送信されてきた信号を受けた場合、タイマーの計時状態、ＲＯＭに記憶されているプログラム、およびＲＡＭに記憶されている一時記憶情報等に従って、モータ１３、ポンプ５、弁７、９、３０００、５０００、および７０００、ならびに、後述する実施の形態で説明される図３に示すシャッター１７および１８等へ信号を出力して、それらを制御することができるものである。

また、オゾン発生機構３は、洗浄槽１と外槽２との間に形成された空間７０に設けられている。洗浄槽１と外槽２との間の隙間６０から空間７０へ空気が流れ込む。ただし、隙間６０は、非常に微小であり、また、オゾンは、空気よりも重い。そのため、オゾンは、隙間６０を介して空間７０から外部へ漏れ出すことはない。つまり、空間７０は、オゾンにとっては、実質的な密閉空間になっている。したがって、オゾンは、空間７０内に留まっている。

また、微細気泡発生機構８には、気体吸入管１１が設けられている。この気体吸入管１１を介して、空間７０内に充満しているオゾンが微細気泡発生機構８に吸入される。また、外槽２の底面には、洗浄水４中のオゾンの溶解量またはオゾン濃度を測定することができるオゾンセンサー１４が設けられている。オゾンセンサー１４は、洗浄水４中のオゾンの溶解量または濃度の情報を制御ユニット５００に送信する。これにより、制御ユニット５００は、洗浄水４中にオゾンがなくなっていることを認識することが可能である。

また、通常の洗浄装置に必要なパルセータ（図示せず）、排水管６０００、排水用の弁７０００、およびクラッチ（図示せず）等のその他の構成要素が、筐体１２内に配置されている。排水管６０００は、外槽２内の洗浄水４を外部へ排出するためのものであり、排水管６０００に設けられた排水用の弁７０００の開閉によって、外槽２から洗浄装置の外部へ洗浄水４を排出するか否かが切り替えられる。なお、弁７０００の開閉は、制御ユニット５００からの制御信号に基づいて行なわれる。

洗浄が実行されているときには、モータ１３によって、図示されていないパルセータが駆動されて、洗浄槽１内で被洗浄物が洗浄される。また、制御ユニット５００が、ポンプ５を駆動して、弁９および弁７の開放量を調整することによって、外槽２内に貯留された洗浄水４（再生が実行された後の洗浄水４は、再利用水４と呼ばれる）は、ポンプ５内に吸引され、配管６を通って、弁９および弁７のそれぞれに位置まで到る。このとき、弁９が開かれており、弁７が閉じられていれば、再利用水４は、弁９を通過して、洗浄槽１内に到る。

一方、弁７が開放されており、弁９が閉じられていれば、洗浄水４は、弁７を通って、微細気泡発生機構８に至る。このとき、微細気泡発生機構８内で生じる負圧によってオゾン発生機構３によって生成されたオゾンガスが微細気泡発生機構８内に取り入れられる。微細気泡発生機構８内では、オゾンガスを内包する微細気泡が生成される。

その後、オゾンガスを含む微細気泡と洗浄水４との気液混合体が、微細気泡発生機構８の吐出管８０から外槽２内に貯留されている洗浄水４へ向かって噴出される。洗浄水４とともに噴出された微細気泡は、その径が６０μｍ以下である。

なお、本明細書においては、６０μｍ以下の径を有する気泡は、「微細気泡」と呼ばれる。一般に、微細気泡は、大気泡とは異なり、自身の表面張力によって、自身の径を小さくする。径が６０μｍ以下の微細気泡に生じる前述のような現象は、自己加圧現象と呼ばれている。

自己加圧現象が生じると、微細気泡の径は除々に小さくなり、微細気泡内の圧力は数十から数百気圧までの範囲内の値まで上昇する。このとき、微細気泡内に閉じ込められていたオゾンガスは、洗浄水４内に溶解する。このときのオゾンガスの溶解量は、ヘンリーの法則に従っており、洗浄水４の圧力と微細気泡内の圧力との差に比例して変化する。そのため、本実施の形態の洗浄装置は、６０μｍよりも大きな径の気泡にオゾンガスが混入される従来の洗浄装置との比較において、数倍（３倍〜１０倍）のオゾンガスを洗浄水４内に溶解させることができる。したがって、本実施の形態の洗浄装置によれば、オゾン濃度が高い洗浄水４を用いて、被洗浄物を洗浄することができるため、洗浄、殺菌、および漂白の作用が、従来の洗浄装置より高くなっている。また、洗浄槽１において洗浄のために使用された後の洗浄水４を浄化することができる。なお、前述の一連の工程は、被洗浄物の洗浄のために繰り返される。

また、一般に、大きな径を有する気泡は、自身の浮力が大きいため、自身の浮力によって浮上してしまうが、一方、微細気泡は、自身の浮力が小さいため、浮上せずに洗浄水４中に留まる。そのため、微細気泡は、大きな径を有する気泡よりも寿命が長い。したがって、洗浄水４内には、多量の微細気泡が存在している。なお、制御ユニット５００は、弁７を閉じ、弁９を開いて、かつ、ポンプ５を駆動させて、微細気泡が混入された洗浄水４を洗浄槽１に戻す制御を実行することができる。

また、６０μｍ以下の径を有する微細気泡は、オゾンを洗浄水４に溶解させ易いという効果を有しているだけでなく、自身が破裂したときに生じる大きな流体力によって被洗浄物に付着している汚物を除去する効果も有している。この微細気泡の破裂したときに大きな流体力が生じる現象は、マイクロジェットと呼ばれる。

マイクロジェットとは、より厳密には、微小空間で数百〜数千ｍ／ｓの速さで流体を移動させる現象をいう。このマイクロジェットが発生する位置の近傍においては、汚物は極めて大きな流体力によって除去される。また、マイクロジェットは、微細気泡が、被洗浄物の近傍の位置に到達し、被洗浄物の微細繊維に触れて破裂するときに生じる。

なお、微細気泡のサイズは４０μｍ以下である場合には、洗浄水４が通常使用されるもの（風呂の残水等の４２℃以下の温度）であれば、その温度がいかなるものであっても、前述のマイクロジェット効果が発揮される。

上記のような本実施の形態の洗浄装置によれば、マイクロジェットに起因する流体力を利用して、洗浄力を向上させることが可能になる。ただし、前述のようなマイクロジェトは、ポンプ５が空回りすると発生しない。したがって、本実施の形態の洗浄装置においては、ポンプ５の空回りを防止するために、洗浄槽１と外槽２とに連通し、洗浄槽１から外槽２へ使用後の洗浄水４を導く配管２０００に弁３０００が設けられており、その弁３０００の開放量が制御ユニット５００によって制御される。これによれば、洗浄時に、制御ユニット５００は、外槽２内の洗浄水４の量を制御することができる。したがって、外槽２内の洗浄水４の量が少なくなり過ぎないように制御ユニット５００が前述の弁３０００を制御すれば、ポンプ５の空回りを防止することができ、より確実に上記マイクロジェットによる効果を得ることが可能となる。

次に、再利用水を生成するときの微細気泡発生機構８およびオゾン発生機構３の動作をより詳細に説明する。

通常、家庭用の洗濯機のような洗浄装置は、洗浄工程、第１排水工程、第１脱水工程、第１のすすぎ工程、第２排水工程、第２脱水工程、第２のすすぎ工程、第３排水工程、および第３脱水工程からなる一連の洗浄工程を行う。なお、被洗浄物としてのいわゆる洗濯物が少ない場合には、洗浄工程を短縮するために、第２のすすぎ工程、第３排水工程および第３脱水工程が省略される場合もある。

図１は、最終すすぎ工程が完了し、最後の脱水工程が行われる直前の状態、すなわち、再利用水４が生成されるときの状態、再利用水４が外槽２に貯留された状態、または、外槽２に貯留された再利用水４が洗浄槽１に送られている状態を示している。前述の各状態において動作する構成要素は異なっているため、各状態における各構成要素の動作を説明する。

まず、再利用水が生成されるときの各構成要素の動作状態を説明する。

最終すすぎ工程が終了した後、制御ユニット５００が洗浄槽１と外槽２とを連通する配管２０００に設けられた弁３０００を開く。それにより、洗浄槽１内の洗浄水４が外槽２へ導かれる。このとき、図示されていない排水用の弁７０００は閉じられているため、最終すすぎ工程終了後の洗浄水が外槽２に貯留される。その後、この洗浄水４が浄化されて、再利用水４が生成される。このとき、微細気泡発生機構８は水面より下側に位置するが、その水面がオゾン発生機構３に至らない程度の高さまで、再利用水４が外槽２に貯留される。

この状態で、制御ユニット５００は、オゾン発生機構３を駆動させる。オゾン発生機構３が駆動された後、数分が経過すると、外槽２と洗浄槽１との間に形成された空間７０がオゾンガスで満たされる。この数分の経過は、制御ユニット５００内のタイマーによって計時される。つまり、制御ユニット５００は、オゾン発生機構３を駆動させると同時に、タイマーによる計時を開始し、オゾンガスが空間７０に充満された状態をタイマーの所定時間の計時の終了によって把握している。

したがって、制御ユニット５００は、空間７０にオゾンガスが充満している状態を検知し、その後、外槽２とポンプ５とを連通する配管４０００に設置された弁５０００を開き、配管６に設置された弁９を閉じ、配管１０に設置された弁７を開くとともに、ポンプ５を駆動させる。これらの制御は、制御ユニット５００からそれぞれのアクチュエータに送信される制御信号によって実行される。ポンプ５が駆動されると、外槽２内に貯留された洗浄水４が、ポンプ５内に吸引され、ポンプ５内で加圧され、配管６内へ送り込まれる。配管６内に吐出された洗浄水４は、弁９が閉じられ、弁７が開かれているため、配管１０を介して、微細気泡発生機構８内に導かれる。

微細気泡発生機構８は、旋回流型、または、ベンチュリー型の微細気泡発生機構であり、旋回流の渦部、または、ベンチュリー管内の細管部に負圧が生じる。この負圧が生じる部位は、気体吸入管１１を介して、洗浄槽１、外槽２、および再利用水４の表面によって囲まれた空間７０に連通している。前述の空間７０には、オゾンガスが充満している。そのため、空間７０から気体吸入管１１を介してオゾンガスが微細気泡発生機構８内に吸い込まれ、微細気泡内にオゾンガスが混入する。オゾンガスが混入している微細気泡（径が６０μｍ以下）は、洗浄水４とともに、吐出管８０から洗浄水４内に吐出される。外槽２内に戻った洗浄水４は、再び、ポンプ５に吸引される。

一方、微細気泡発生機構８から吐出された微細気泡は極めて小さいため、その浮力は極めて小さい。そのため、数分間、微細気泡は、洗浄水４中に漂うことができる。また、微細気泡は、極めて小さいために、その表面張力が大きい。そのため、微細気泡においては、表面張力が内圧よりも大きくなるという自己加圧現象が発生する。すなわち、微細気泡においては、その径がさらに小さくなるように表面張力が作用する。したがって、微細気泡においては、その内圧が除々に上昇する。最終的には、微細気泡が破裂する。その結果、微細気泡に内包されていたオゾンガスが洗浄水４中に溶解する。

一般に、ガスの圧力とそのガスが溶解しようとする液体の圧力との差が大きいほど、ガスの溶解量は大きくなる。したがって、微細気泡が洗浄水４中に滞在している時間が長くなればなるほど、その自己加圧現象の発生頻度が高くなり、オゾンガスが洗浄水４中に溶解する量が多くなる。前述のような微細気泡の自己加圧効果を利用して、外槽２内に貯留された最終すすぎ工程において使用された洗浄水４が、効率的に、再利用水４に変換される。

また、再利用水４が外槽２内に貯留されているときには、制御ユニット５００は、オゾン発生機構３およびポンプ５を停止させる。このとき、微細気泡発生機構８による微細気泡の発生は行われない。そのため、再利用水４が外槽２内で放置される。この状態が５分以上継続されると、再利用水４内に含まれるオゾンガスが分解される。その結果、再利用水４は、次の洗浄工程において利用可能な状態、すなわち、人体に悪影響を与えない状態になる。

次に、制御ユニット５００は、外槽２に貯留された再利用水４を洗浄槽１に送るときには、オゾン発生機構３を停止し、配管１０に設けられた弁７を閉じ、配管６に設けられた弁９を開く。この状態で、制御ユニット５００は、弁５０００および弁９を開き、ポンプ５を駆動する。それによって、外槽２に貯留された再利用水４が、ポンプ５に吸引され、配管６内を流れる。このときに、再利用水４は、微細気泡発生機構８には流れ込まずに、弁９を介して、洗浄槽１に吐出される。

また、前述の再利用水４は、洗剤が洗浄水４に混入された状態で被洗浄物を洗浄する洗浄工程、および、洗剤を用いずに洗浄水のみで被洗浄物を水洗いするすすぎ工程においても利用される。したがって、制御ユニット５００は、洗剤を用いる洗浄工程および洗剤を用いないすすぎ工程のうちの少なくともいずれか一方の工程において、前述の再利用水４を洗浄槽１へ送り込む制御を実行することが可能に設定されている。

前述の再利用水４は、次の洗浄工程において用いられることが好ましい。したがって、洗浄工程に用いられた再利用水４は、洗浄工程が終了した場合に、制御ユニット５００が弁３０００および７０００を開く制御を実行することにより、洗浄槽１、配管２０００、外槽２、および排水管６０００を介して、洗浄装置の外部へ排出される。なお、洗浄工程の終了は、制御ユニット５００内のプログラムが一連の工程を実行しているときに、タイマーによって所定の洗浄工程の時間が計時されたことによって、検出される。したがって、制御ユニット５００は、内蔵されたタイマーが洗浄工程の開始から終わりまでの時間を計時したことによって、洗浄工程が終了したことを認識する。

また、洗浄工程後のすすぎ工程においては、新鮮な洗浄水が、図示されていない水道管および蛇口を介して洗浄槽１内へ供給される。なお、この作業は、ユーザーによる蛇口の操作によって行われる。したがって、無機物およびその他のゴミ等が、再利用水４中に蓄積されることがない。そのため、常に洗浄工程において適切な再利用水４を洗浄槽１内へ供給することが可能になる。

次に、上記した再利用水４が５分以上放置される理由を説明する。上述のように、浄化が完了した直後の再利用水４は、多量のオゾンを含んでいる。オゾンは、漂白作用および殺菌作用を有している。したがって、オゾンを多量に含んでいる再利用水４が洗浄工程において使用されると、汚物の除去に加えて、被洗浄物の漂白および洗浄水の殺菌を行うことができる。したがって、洗浄槽１に漂白剤を添加する必要がなくなる。

しかしながら、その漂白作用および殺菌作用は、オゾンの大きな活性化エネルギーを利用しているため、たとえば、ゴムまたは有機物等を含む洗濯物がオゾンの大きな活性化エネルギーに起因して劣化するという、いわゆる洗濯物の傷みが生じる。この問題を回避するために、被洗浄物が、ゴムおよび有機物を含んでいない洗濯物に限定されれば、オゾンを多量に含む再利用水４を洗浄工程に用いることは可能である。だだし、洗浄装置のユーザーは、不便な使用方法を採用せざる得なくなる。

一方、活性化エネルギーが高いオゾンは、極めて短い時間で分解される。したがって、再利用水４が、数分間、放置されれば、オゾンが自然に分解される。したがって、オゾンによる浄化処理が終了した後、再利用水４を５分間以上放置することによって、再利用水４中のオゾンの自然分解を進行させることが望ましい。これにより、有機物繊維およびゴムなどが劣化することが防止される。そのため、本実施の形態の洗浄装置においては、制御ユニット５００は、ポンプ５およびオゾン発生機構３の駆動を停止させたと同時に、タイマーによる計時を開始し、タイマーが所定時間の計時が終了したときに、洗浄水４中のオゾンが分解されたとことを認識するように設定されている。

また、環境汚染および節水を考慮すると、洗浄のための全ての工程において、再利用水４を用いることが好ましい。しかしながら、各工程終了直後に、十分な再利用水４を洗浄槽１に供給することは困難である。再利用水４を洗浄工程、すすぎ工程、および脱水工程のそれぞれの終了直後に洗浄槽１に供給できなければ、全工程のために要する時間が長くなってしまう。したがって、再利用水４ではなく、通常の水道水を用いて、一連の洗浄のための一部の工程を行う必要がある。このように、再利用水４を用いずに洗浄工程の一部が行われれば、連続して一連の洗浄のための全工程を実行することができるため、ユーザーの利便性が向上する。

また、本実施の形態の洗浄装置においては、外槽２の底面にオゾンセンサー１４が設置されている。また、制御ユニット５００は、オゾンセンサー１４から受ける検出信号を用いて、所定のオゾン濃度まで低下したことを検出することが可能である。それにより、制御ユニット５００は、洗浄水４が浄化され、再利用水４の生成が完了したことを検知することができる。つまり、制御ユニット５００は、オゾンセンサー１４から送信されてきた信号に基づいて、オゾンが分解されて洗浄水４中のオゾン濃度が人体に悪影響を与えない程度まで低下したことを検出することができる。

ただし、制御ユニット５００は、オゾン発生機構３およびポンプ５の駆動を停止させると同時に、内蔵されたタイマーに計時を開始させているため、タイマーによって、所定時間、たとえば、５分が計時されたときに、洗浄水４中のオゾンの溶解量または濃度が所望の値まで低下したことを認識するものであってもよい。

また、制御ユニット５００は、前述の制御によって、洗浄水４中のオゾン濃度が所望の値まで低下したときに、筐体１２上の操作スイッチパネル１０００等に設けられた報知器に、再利用水４が使用可能な状態なっていることを報知させるための信号を送る。その信号を受けた報知器（たとえば、発光ダイオード）は、点灯によって、ユーザーに対して、再利用水４の生成が完了したことを報知することができる。これによれば、洗浄装置の利便性が向上する。

また、制御ユニット５００が、洗浄水４中のオゾン濃度が所定値以下になっていること、または、オゾン発生機構３の停止から所定時間が経過したこと、つまり、洗浄水４の浄化が完了したことを認識した場合に、弁９および５０００を開き、弁７を閉じ、ポンプ５を駆動させる制御を実行すれば、より安全な再利用水４が洗浄槽１に供給される制御を自動的に行うことが可能になる。

また、図１においては、オゾン発生機構３が設置されている位置は、洗浄槽１と外槽２で形成された空間７０内の位置である。外槽２と洗浄槽１との間には、洗浄槽１がモータ１３によって回転するために、微小な隙間６０があるが、前述の空間７０は実質的に密閉状態になっている。したがって、オゾン発生機構３において発生したオゾンガスが、前述の空間７０を満たすこととなる。オゾンガスは、上記のように、殺菌作用および消毒作用を発揮するため、この空間７０内にオゾン発生機構３が設置されると、外槽２の内側の表面および洗浄槽１の外側の表面は、再利用水４を生成するときには必ず殺菌および消毒されることになる。

また、本実施の形態の洗浄装置においては、洗浄槽１は、側壁および底板に貫通孔を有している槽であっても、前述の貫通孔を有していない槽であっても、前述の微細気泡発生機構による効果を得ることは可能である。しがしながら、貫通孔を有している洗浄槽１が用いられる場合には、オゾン発生機構３で発生したオゾンが貫通孔を通って洗浄槽１内に拡散されてしまう。そのため、オゾンを効率的に洗浄水４内に溶解させることができない。

これに対して、本実施の形態の洗浄装置のように、洗浄槽１が貫通孔を有していない槽である場合には、空間７０が洗浄槽１と外槽２とによって囲まれた実質的な密閉空間であれば、オゾン発生機構３によって生成されたオゾンは、空間７０内に滞留する、言い換えれば、洗浄槽１内に拡散してしまうことがない。したがって、効率的に、オゾンを洗浄水４内に溶解させることができる。

なお、再利用水４を使用するか否かは、ユーザーの操作スイッチパネル１０００の操作によって選択可能である。つまり、ユーザーが操作スイッチパネル１０００の所定のスイッチを押せば、操作スイッチパネル１０００から制御ユニット５００へ信号が送信され、制御ユニット５００が、ポンプ５を駆動させるための信号および弁９を開くための信号をそれぞれへ送信する。一方、ユーザーが操作スイッチパネル１０００の所定のスイッチを押さなければ、ポンプ５が駆動され、弁９が開かれることはない。

（実施の形態２）
次に、図２を用いて、本発明の実施の形態２の洗浄装置を説明する。

本実施の形態の洗浄装置は、実施の形態１の洗浄装置とほぼ同様の構造を有している。したがって、本実施の形態の洗浄装置においては、実施の形態１の洗浄装置と同様の構造および機能を有する部位には、実施の形態１の洗浄装置と同一の符号が付されている。なお、本実施の形態の洗浄装置の動作は、実施の形態１の洗浄装置の動作と基本的に同様である。

以下においては、本実施の形態の洗浄装置と実施の形態１の洗浄装置との相違点のみが説明される。

本実施の形態の洗浄装置と実施の形態１の洗浄装置との相違点は、外槽２の底部に凹部２ａが設けられている点、および、オゾン発生機構３が外槽２と洗浄槽１との間の空間７０より小さい閉空間１５ａを構成するケース１５内に設けられている点、および、気体吸入管１１がケース１５を貫通して閉空間１５ａと微細気泡発生機構８とを連通させている点である。

より具体的には、外槽２は、その底部に洗浄水４を貯留する凹部２ａを有し、凹部２ａは、モータ１３の側方の空間であって、回転軸２３が貫通する外槽２の底部と筐体１２の底部との間の高さ位置に設けられている。

しかしながら、本実施の形態の洗浄装置のように、外槽２内で再利用水４を生成する場合には、前述の凹部２ａは有効に活用され得る。すなわち、再利用水４が次の洗浄工程において使用される場合には、脱水工程において、再利用水４が洗浄槽１の底板の下面に接しないことが必要になる。脱水工程において、再利用水４が洗浄槽１の底板に接すると、洗浄槽１の回転するときに、再利用水４が抵抗になり、脱水のために必要な洗浄槽１の回転速度が得られないために、十分な脱水がなされないという問題が生じる。この問題を解決するために、本実施の形態の洗浄装置においては、外槽２の底部に凹部２ａが設けられ、従来技術の洗浄装置においてデットゾーンであった空間が有効に利用され、外槽２の容量が大きくなっている。したがって、容量が増加した分、外槽２内の水位は低くなる。そのため、洗浄槽１の底部が再利用水４に接することが防止される。その結果、洗浄装置の外形を大きくすることなく、脱水工程において必要な洗浄槽１の回転速度を得ることができ、かつ、再利用水４を有効に用いることができる洗浄装置が実現される。

また、凹部２ａは外槽２内で他の部位に比較して最も低い位置に存在するため、凹部２ａが最初に洗浄水４よって満たされる。したがって、この凹部２ａ内に微細気泡発生機構８が配置されれば、微細気泡発生機構８は、確実に、水面より下側に位置し、洗浄水４の水面より上に位置することがない。そのため、微細気泡を洗浄水４中に確実に吐出することができる。

また、図２の洗浄装置においては、外槽２内のオゾン発生機構３が外槽２より小さい閉空間１５ａ内に設置されている。これによれば、オゾン発生機構３で発生したオゾンガスが閉空間１５ａ内に滞留し、高濃度のオゾンが生成される。また、閉空間１５ａには微細気泡発生機構８の気体吸入管１１が接続されているため、高濃度なオゾンは、微細気泡発生機構８によって、気体吸入管１１を介して、吸引され、洗浄水４中に吐出される。したがって、オゾンは高い効率で洗浄水４中に溶解し、再利用水４が高い効率で生成される。

（実施の形態３）
次に、図３を用いて、本発明の実施の形態３の洗浄装置を説明する。

本実施の形態の洗浄装置は、実施の形態２の洗浄装置とほぼ同様の構造を有している。したがって、本実施の形態の洗浄装置においては、実施の形態１および２の洗浄装置と同様の構造および機能を有する部位には、実施の形態１および２の洗浄装置と同一の符号が付されている。なお、本実施の形態の洗浄装置の動作は、実施の形態１および２の洗浄装置の動作と基本的に同様である。

以下においては、本実施の形態の洗浄装置と実施の形態１および２の洗浄装置との相違点のみが説明される。

本実施の形態の洗浄装置と実施の形態１および２の洗浄装置との相違点は、外槽２の凹部２ａの上側に蓋１６が設けられている点、および、空間７０と閉空間１５ａとを連通させる開口を閉じるシャッター１７が設けられている点である。

また、図３に示すように、凹部２ａには、蓋１６が設けられている。また、蓋１６には、開閉式のシャッター１８が設置されている。それにより、凹部２ａに再利用水４が貯留されるときには、シャッター１８が開かれ、洗浄槽１から排出された最終すすぎ水が外槽２の凹部２ａに貯留される。凹部２ａに貯留された洗浄水４は、実施の形態１および２において説明された原理と同様の原理により、再利用水４に生まれ変わる。

再利用水４が生成されるときには、蓋１６のシャッター１８が閉じられる。このように、蓋１６およびシャッター１８が設けられているため、人体に有害なオゾンガスの漏洩を防止することができる。

また、ケース１５内の外槽２より小さい閉空間１５ａにオゾン発生機構３が設置されている。また、ケース１５にはシャッター１７が設けられている。シャッター１７は、閉空間１５ａと空間７０とを連通させる状態になることが可能であるとともに、閉空間１５ａと空間７０とを分離する状態になることも可能である。そのため、再利用水４が生成されるときに、シャッター１７が閉じられる。一方、洗浄槽１の外側の表面および外槽２の内側の表面が消毒される場合には、シャッター１７が開かれる。

これらのシャッター１７および１８の開閉のための制御は、制御ユニット５００からシャッター１７および１８に送信される信号によって行われる。

また、操作スイッチパネル１０００には、シャッター１７および１８の開閉を行うための操作スイッチが設けられている。したがって、ユーザーが操作スイッチを操作して、制御ユニット５００にシャッター１７および１８の開閉状態を指定する信号が送信されれば、制御ユニット５００は、シャッター１７および１８の開閉を制御することができる。

このような構成によれば、目的に応じたオゾンガスの使用が可能になる。すなわち、外槽２より小さい閉空間１５ａが設けられている場合においては、再利用水４がなくても、洗浄槽１の外側の表面と外槽２の内側の表面とが殺菌および消毒される。

（実施の形態４）
次に、図４を用いて、前述の実施の形態１〜３の洗浄装置に用いられる微細気泡発生機構８の詳細構造を説明する。

図４に示すように、前述の各実施の形態の洗浄装置に用いられる微細気泡発生機構８は、ベンチュリー型の微細気泡発生機構である。つまり、縮流部８ａ、細管部８ｂ、および拡大部８ｃがこの順番で連続している。なお、図４においては、洗浄水の流れが矢印１５０で示されている。

図４において、矢印１５０で示すように、洗浄水が、除々に断面積が小さくなる縮流部８ａに供給される。このとき縮流部８ａはその断面積が徐々に小さくなるため、洗浄水は除々に流速が増加する。一方、ベルヌイの定理によれば、洗浄水の静圧は除々に低減する。

したがって、最も断面積の小さい細管部８ｂに至った洗浄水４は、静圧が最も低い状態になる。より具体的には、洗浄水４は、大気圧よりも低い状態になる。また、気体吸入管１１が細管部８ｂに接続されており、気体吸入管１１から細管部８ｂへオゾンガスが導かれる。それにより、細管部８ｂに導かれたオゾンガスは、洗浄水とともに、比較的大きな気泡として、拡大部８ｃに噴出される。拡大部８ｃは、徐々に断面積が大きくなっているため、洗浄水の静圧は大きくなる。

このとき、静圧が大きくなると、気泡径は大きくなるが、拡大部８ｃにおいては、噴流に起因した乱流が生じている。この乱流内には通常せん断流れが生じる。このとき、比較的径の大きな気泡は、せん断流れによって、分断され、微細気泡４００に変化する。この微細気泡４００を含む洗浄水４が、噴流として、吐出管８０から外槽２内の洗浄水４へ吐出される。このとき、拡大部８ｃの終端の断面積が縮流部８ａの始端の断面積と同一かまたはそれ以下であれば、略一定の流速で洗浄水４をベンチュリー管の中心軸の方向に沿って噴出することができる。つまり、ベンチュリー管において、導出口が導入口よりも小さければ、洗浄水４の圧力がベンチュリー管内で高められるため、吐出管８０に流れ込む洗浄水４の圧力を配管１０からベンチュリー管に流れ込む洗浄水４の圧力よりも高くすることができる。その結果、洗浄水４中により高い圧力を有する洗浄水４が吐出される。

一方、旋回流型の微細気泡発生機構が用いられる場合には、微細気泡を含む洗浄水が、旋回流が形成する円形の接線方向に噴出される。旋回流型の微細気泡発生機構によっては、洗浄水を攪拌するように微細気泡を含む洗浄水を吐出することが困難であるが、ベンチュリー型の微細気泡発生機構８が採用されれば、比較的簡単に再利用水４を攪拌することができる。そのため、再利用水４内においてオゾンを均一に分散させることが可能になる。その結果、効率的に再利用水４を生成することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

実施の形態１の洗浄装置を示す断面模式図である。 実施の形態２の洗浄装置を示す断面模式図である。 実施の形態３の洗浄装置を示す断面模式図である。 各実施の形態の洗浄装置の微細気泡発生機構として用いられるベンチュリー型の気泡発生機構の断面模式図である。

符号の説明

１ 洗浄槽
２ 外槽（貯留槽）
３ オゾン発生機構（オゾン発生手段）
４ 洗浄水（再利用水）
５ ポンプ
６ 配管（第１の経路／第２の経路）
１０ 配管（第１の経路）
２０００，４０００，６０００ 配管
７，９ 弁（制御弁）
３０００，５０００，７０００ 弁
８ 微細気泡発生機構（気泡混入部）
８ａ 縮流部
８ｂ 細管部
８ｃ 拡大部
１１ 気体吸入管
１２ 筐体
８０ 吐出管
５００ 制御ユニット（制御部）
１０００ 操作スイッチパネル。

Claims (2)

1. 被洗浄物を洗浄するための洗浄槽と、
   前記洗浄槽を内包し、洗浄水を貯留可能な外槽と、
   前記外槽から前記洗浄槽へ前記洗浄水を再び戻すための経路と、
   前記経路の途中に設けられ、前記洗浄水を前記経路において循環させるためのポンプと、
   前記洗浄槽および前記外槽を内装するように設けられた筐体と、
   前記筐体内の空気からオゾンを生成するためのオゾン発生機構と、
   前記洗浄水の流れを利用して、前記オゾン発生機構から発生したオゾンを含む空気を吸引して、前記洗浄水の流れ中にオゾンを含む微細気泡を発生させるための微細気泡発生機構とを備えた洗浄装置の使用方法であって、
   前記オゾンを含む微細気泡により前記洗浄水を浄化するステップと、
   前記オゾンを含む空気による前記洗浄槽の殺菌または消毒を行うステップとを備えた、洗浄装置の使用方法。
2. 前記洗浄槽の殺菌または消毒を行うステップにおいては、前記オゾンを含む空気の漏洩が防止される状態で、前記洗浄槽および前記外槽が前記オゾンを含む空気に曝される、請求項１に記載の洗浄装置の使用方法。

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