特開 2024-3456 洗浄装置及び洗浄方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024003456

(43)【公開日】2024-01-15

(54)【発明の名称】洗浄装置及び洗浄方法

(51)【国際特許分類】

   B08B 3/04 20060101AFI20240105BHJP

   B08B 5/00 20060101ALI20240105BHJP

【ＦＩ】

B08B3/04 Z

B08B5/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022102617

(22)【出願日】2022-06-27

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】春山 晃寿

(72)【発明者】

【氏名】大栗 延章

【テーマコード（参考）】

3B116

3B201

【Ｆターム（参考）】

3B116AA46

3B116AA47

3B116AB53

3B116BB22

3B116BB62

3B116BB88

3B116BC01

3B116CD22

3B201AA46

3B201AA47

3B201AB53

3B201BB22

3B201BB62

3B201BB88

3B201BB92

3B201BB98

3B201BC01

3B201CD22

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高い洗浄効果を有する洗浄装置を提供すること。
【解決手段】本発明の一態様による洗浄装置１は、内面に第１光触媒層２１が設けられた筐体２と、前記筐体２の外側に配置された光源４と、前記第１光触媒層２１に向けて流体を供給し、前記第１光触媒層２１の汚れ付着面を洗浄する洗浄部５と、を備え、前記筐体２は、少なくとも一部に、前記光源４から到来する光を前記汚れ付着面Ｓ２の背面に透過させる光透過部２４を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内面に第１光触媒層が設けられた筐体と、
前記筐体の外側に配置された光源と、
前記第１光触媒層に向けて流体を供給し、前記第１光触媒層の汚れ付着面を洗浄する洗浄部と、
を備え、
前記筐体は、少なくとも一部に、前記光源から到来する光を前記汚れ付着面の背面に透過させる光透過部を有する、洗浄装置。

【請求項2】

前記洗浄部は、前記第１光触媒層に向けて前記光源の光が照射された後、前記第１光触媒層に向けて前記流体を供給する、請求項１に記載の洗浄装置。

【請求項3】

前記光源は、前記第１光触媒層に向けて前記流体が供給された後、前記第１光触媒層に向けて前記光源の光を照射する、請求項１に記載の洗浄装置。

【請求項4】

前記光源は、前記筐体の底部と対向して配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の洗浄装置。

【請求項5】

前記筐体の外周面は、前記光透過部以外の部分が、反射部材で被覆されている、請求項４に記載の洗浄装置。

【請求項6】

前記洗浄部から供給する前記流体は、水である、請求項５に記載の洗浄装置。

【請求項7】

前記筐体は、前記洗浄部から供給された水を前記筐体の外部に流出させる流出部を有する、請求項６に記載の洗浄装置。

【請求項8】

前記流出部から流出した水を貯留する貯水容器を備え、
前記貯水容器の内面に、第２光触媒層が設けられ、
前記貯水容器は、前記筐体の外側において、前記光源と対向して配置され、
前記光源は、前記第２光触媒層に向けて光を照射し、
前記貯水容器に貯留された水を前記洗浄部に送り、循環させる、請求項７に記載の洗浄装置。

【請求項9】

前記洗浄部から供給する前記流体は、気体である、請求項５に記載の洗浄装置。

【請求項10】

光源から到来する光を、筐体の内面に設けられた第１光触媒層の汚れ付着面の背面に透過させた後、前記第１光触媒層に向けて流体を供給し、前記第１光触媒層の前記汚れ付着面を洗浄する、洗浄方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、洗浄装置及び洗浄方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、様々な工業製品において、光触媒反応の酸化作用による自動洗浄構造が採用され、メンテナンスの省力化や費用削減が図られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、シンクから排水が流入する内面側に光触媒のコーティング層が施されている排水筒部と、光触媒を活性化させるために排水筒部の外面側周囲に配置されているＬＥＤ光源と、を備えたシンクの排水部が開示されている。複数のＬＥＤ光源は、所定の間隔を開けて排水筒部の周囲に円周状に配置されており、排水筒部の内部により近い位置から、ＬＥＤ光源で光を照射することができ、加えて光透過ガラスで形成された下筒の周壁の内部において光を反射、拡散させて、排水筒部の光触媒のコーティング層を均一、かつ効果的に照射している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１８５３０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のシンクの排水部のように、光触媒を活性化させるための励起光を汚れの付着面側から照射する場合、励起光が光触媒層まで導光しないことにより、光触媒反応が十分に進まず、汚れが十分に分解されず残存する可能性がある。特に、汚れの付着量が多い程、励起光の透過率が低くなり、汚れが分解されず残存する可能性が高くなる。

【0006】

上記の点に鑑みて、本発明の一態様は、高い洗浄効果を有する洗浄装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様による洗浄装置は、内面に第１光触媒層が設けられた筐体と、前記筐体の外側に配置された光源と、前記第１光触媒層に向けて流体を供給し、前記第１光触媒層の汚れ付着面を洗浄する洗浄部と、を備え、前記筐体は、少なくとも一部に、前記光源から到来する光を前記汚れ付着面の背面に透過させる光透過部を有する。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、高い洗浄効果を有する洗浄装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態による洗浄装置の断面の模式図である。

【図2A】一実施形態による洗浄方法を説明するための図である（その１）。

【図2B】一実施形態による洗浄方法を説明するための図である（その２）。

【図2C】一実施形態による洗浄方法を説明するための図である（その３）。

【図3】ラテマシンノズルの斜視図である。

【図4】ラテマシンノズルの平面図である。

【図5】図４のＩ－Ｉ断面図である。

【図6】ラテマシンノズルの底面図である。

【図7】他の実施形態による洗浄装置の断面の模式図である。

【図8】光源の消費電力量と付着油脂除去率の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号を付して、重複する説明は省略する場合がある。

【0011】

本発明の一実施形態による洗浄装置について説明する。図１は、一実施形態による洗浄装置１の断面の模式図である。

【0012】

洗浄装置１は、被洗浄対象である筐体２に付着した汚れＤを洗浄、除去する装置である。汚れＤは、例えば、油脂等の有機物であってよく、具体的には、飲料、汚水等に含まれる有機物が挙げられる。

【0013】

図１に示すように、本発明の一実施形態による洗浄装置１は、内面に第１光触媒層２１が設けられた筐体２と、筐体２の外側に配置された光源４と、第１光触媒層２１に向けて流体を供給し、第１光触媒層２１の汚れ付着面Ｓ２を洗浄する洗浄部５とを備える。また、筐体２は、少なくとも一部に、光源４から到来する光を汚れ付着面Ｓ２の背面Ｓ３に透過させる光透過部２４を有する。なお、汚れ付着面Ｓ２とは、第１光触媒層２１における汚れＤの付着が想定される面を意味する。換言すると、汚れ付着面Ｓ２とは、汚れＤが付着していない第１光触媒層２１において、筐体２の内部空間に露出している面を意味する。

【0014】

この構成により、第１光触媒層２１における汚れ付着面Ｓ２の背面Ｓ３に光源４の光が照射され、汚れＤと第１光触媒層２１の界面において光触媒反応の酸化作用を生じさせ、汚れＤの付着力を低下させることができる。そして、洗浄部５から供給された流体の圧力によって、容易に汚れＤを除去することができる。なお、界面における光触媒反応は、界面の面積に依存し、界面より上側の汚れＤの付着量に依存しない。よって、洗浄装置１は、高い洗浄効果を発揮することができる。また、洗浄装置１は、例えば、流水を伴うシンクの排水部、屋外で使用される照明装置等、適用分野を限定せず、適用することができる。

【0015】

筐体２は、上部に開口２０を有し、側面である周壁２２と、底部２３とを有していてよい。筐体２は、内部に、液体又は固体を収容可能である。筐体２は、底部２３に傾斜部２５を有していてもよい。これにより、洗浄部５から供給された流体の圧力によって、汚れＤが底部２３の第１光触媒層２１上を流れ易くなり、汚れＤを底部２３の一部に集めることができる。よって、洗浄装置１は、汚れＤをより容易に除去することができる。

【0016】

洗浄装置１は、筐体２の開口２０を覆う蓋体３を備えていてもよい。筐体２の形状は、特に限定されず、適用される製品に応じて任意の形状とすることができる。

【0017】

筐体２の光透過部２４は、傾斜部２５に設けられていてよい。これにより、汚れＤと第１光触媒層２１の界面において、付着力が低下した汚れＤが、洗浄部５から供給された流体の圧力によって、底部２３の第１光触媒層２１上を流れ、底部２３の一部に集めることができる。よって、洗浄装置１は、より高い洗浄効果を発揮することができる。

【0018】

筐体２の光透過部２４は、筐体２の周壁２２及び底部２３の全てに設けられていてもよい。この構成により、光源４を筐体２の外周面に対向する、いずれの位置に配置しても、第１光触媒層２１に対してより近い位置から光源４の光を照射することができるため、汚れＤと第１光触媒層２１の界面において、汚れＤの付着力をより低下させることができる。そして、付着力が低下した汚れＤが、洗浄部５から供給された流体の圧力によって、底部２３を流れ、底部２３の一部に集めることができる。よって、洗浄装置１は、より高い洗浄効果を発揮することができる。

【0019】

光透過部２４を構成する材料は、光源４から照射された光を透過する導光材料であればよく、例えば、ホウケイ酸ガラス等の耐熱ガラス、ソーダガラス等を用いることができる。例えば、光触媒として二酸化チタン（ＴｉＯ_２）を用いる場合は、二酸化チタンが４００ｎｍ以下の波長に対して良好な吸収を示すことから、光源４は、励起波長３６５ｎｍのＵＶ－Ａ（Ａ領域紫外線、又は長波長紫外線） ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が好ましい。そのため、光触媒として二酸化チタンを用いる場合、筐体２を構成する材料は、波長３６５ｎｍの光に対して良好な透過率を示すホウケイ酸ガラスが好ましい。また、筐体２を構成する材料は、光透過部２４を構成する材料と同じ材料を含んでいてよい。

【0020】

第１光触媒層２１を構成する光触媒は、汚れＤに応じて選択することができ、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、バナジン酸ビスマス（ＢｉＶＯ_４）等が挙げられる。第１光触媒層２１を構成する光触媒が、二酸化チタンである場合、酸化反応及び分解反応により、空気洗浄、浄水、脱臭、除菌、防汚等の作用が得られる。

【0021】

筐体２は、洗浄部５から供給された水を流入させる流入部１１と、洗浄部５から供給された水を筐体２の外部に流出させる流出部１２とを有していてよい。洗浄装置１が蓋体３を備える場合、流入部１１は、蓋体３に設けられていてもよい。流出部１２は、筐体２の底部２３に設けられていてよい。筐体２が傾斜部２５を有する場合、流出部１２は、筐体２の底部２３のうち、傾斜部２５以外の水平部分に設けられていてよい。

【0022】

光源４から照射された光は、筐体２の外周面Ｓ１から光透過部２４に入射し、第１光触媒層２１における汚れ付着面Ｓ２の背面Ｓ３まで透過する。光源４としては、光触媒に応じて任意の光源を選択することができ、例えば、ＵＶライト（ブラックライト）、キセノンランプ、エキシマーランプ等が挙げられる。ＵＶライトとしては、具体的には、ＵＶ－Ａ ＬＥＤが挙げられる。例えば、光触媒として二酸化チタンを用いる場合は、二酸化チタンが４００ｎｍ以下の波長に対して良好な吸収を示すことから、光源４としては、励起波長３６５ｎｍのＵＶ－Ａ ＬＥＤが好ましい。

【0023】

光源４は、筐体２の外側において、底部２３と対向して配置されることが好ましい。これにより、汚れＤが付着しやすい筐体２の底部２３に位置する第１光触媒層２１の背面Ｓ３に光を照射することができる。よって、底部２３に付着した汚れＤと第１光触媒層２１の界面において光触媒反応の酸化作用をより生じさせ、底部２３に付着した汚れＤの付着力をより低下させることができる。そして、洗浄部５から供給された流体の圧力によって、容易に汚れＤを除去することができる。よって、洗浄装置１は、より高い洗浄効果を発揮することができる。

【0024】

光源４は、筐体２の外側において、周壁と対向して配置されていてもよい。これにより、第１光触媒層２１の側面Ｓ４に光を照射することができる。よって、汚れＤと第１光触媒層２１の界面において光触媒反応の酸化作用を生じさせ、底部２３に付着した汚れＤの付着力を低下させることができる。そして、洗浄部５から供給された流体の圧力によって、容易に汚れＤを除去することができる。よって、洗浄装置１は、高い洗浄効果を発揮することができる。

【0025】

筐体２の光透過部２４が、傾斜部２５に設けられている場合、光源４は、筐体２の傾斜部２５と対向して設けられていてよい。これにより、第１光触媒層２１に対してより近い位置から光源４の光を照射することができるため、汚れＤと第１光触媒層２１の界面において、汚れＤの付着力をより低下させることができ、付着力が低下した汚れＤが、洗浄部５から供給された流体の圧力によって、底部２３を流れ、底部２３の一部に集めることができる。よって、洗浄装置１は、高い洗浄効果を発揮することができる。

【0026】

光源４は、筐体２と別の部材に設けられていてもよく、筐体２に設けられていてもよい。光源４の個数は、特に制限はなく、消費電力及び光源４の放熱量から決定することができる。光源４は、例えば、複数の発光素子（例えば、ＬＥＤ素子）が、基板の表面に設けられていてよい。光源４は、基板の表面と直交する方向に光軸が揃えられた状態で配列された複数の発光素子を含んでもよい。

【0027】

洗浄部５から供給する流体は、液体であってもよく、気体であってもよい。洗浄部５から供給する流体の圧力は、０．０５ＭＰ～０．１０ＭＰが好ましい。洗浄部５から供給する流体は、水であることが好ましい。洗浄部５から供給する流体が、水である場合、水の温度は、高い方が好ましく、例えば、２５℃～９０℃とすることができる。

【0028】

洗浄部５から供給する流体が、水である場合、洗浄部５は、ポンプ５１と、ポンプ５１及び水道を接続する配管５２と、ポンプ５１及び筐体２の流入部１１を接続する配管５３とを有していてよい。洗浄部５から供給する流体が、気体である場合、洗浄部５は、ブロワと、ブロワと流入部１１とを接続する配管とを有していてよい。

【0029】

洗浄部５は、第１光触媒層２１に向けて光源４の光が照射された後、第１光触媒層２１に向けて流体を供給してよい。これにより、汚れＤと第１光触媒層２１の界面において光触媒反応の酸化作用を生じさせ、汚れＤの付着力を低下させた状態で、洗浄部５から供給された流体の圧力によって、汚れＤを容易に除去することができる。よって、洗浄装置１は、高い洗浄効果を発揮することができる。

【0030】

第１光触媒層２１に向けて供給される流体が水である場合、光源４は、第１光触媒層２１に向けて水を供給し、筐体２内を水で満たした後、第１光触媒層２１に向けて光源４の光を照射し、その後に、筐体２から水を流出させてもよい。これにより、水中において、汚れＤと第１光触媒層２１の界面において光触媒反応の酸化作用を生じさせ、汚れＤの付着力を低下させることができる。そして、筐体２から水を流出させる時の水の流れと共に、汚れＤを容易に除去することができる。よって、洗浄装置１は、高い洗浄効果を発揮することができる。

【0031】

筐体２の外周面Ｓ１は、光透過部２４以外の部分が、反射部材６で被覆されていてよい。具体的には、筐体２の光透過部２４以外の周壁２２及び底部２３における外周面Ｓ１が、反射部材６で被覆されていてよい。これにより、光源４から光透過部２４に入射した光が、筐体２の外部に漏れることを抑制し、他の部品の紫外線劣化を抑制することができる。また、光源４から光透過部２４に入射した光のうち、筐体２の底部２３又は周壁２２の内部で散乱した光が、反射部材６によって、第１光触媒層２１の汚れ付着面Ｓ２の背面Ｓ３に向かって反射し、第１光触媒層２１の背面Ｓ３への光の照射効率を向上させることができる。よって、汚れＤと第１光触媒層２１の界面において光触媒反応の酸化作用が促進され、汚れＤの付着力をより低下させることができる。そして、洗浄部５から供給された流体の圧力によって、より容易に汚れＤを除去することができる。以上により、洗浄装置１は、より高い洗浄効果を発揮することができる。

【0032】

反射部材６は、筐体２と別体であってもよく、筐体２の外周面Ｓ１と対向する位置に設けられていてもよい。

【0033】

反射部材６を構成する材料としては、特に限定されないが、アルミニウム等の金属、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。これらの中でも、反射部材６を構成する材料は、金属であることが好ましい。反射部材６を構成する材料が金属であることにより、光源４から照射される光が短波長（例えば、２８０ｎｍ以下）である場合においても、劣化することを抑制することができる。反射部材６は、鏡面であってもよく、散乱面であってもよい。

【0034】

洗浄部５の配管５２、５３は、内周面に光触媒層を有し、洗浄装置１は、配管５２、５３の外周面と対向して配置され、光触媒層に向けて光を照射する光源を備えていてもよい。また、配管５２、５３は、少なくとも一部に、光源の光を透過させる光透過部を有していてもよい。そして、光透過部は、光源の光を配管５２、５３の外周面から、光触媒層における汚れ付着面の背面に透過させてもよい。この構成により、配管５２、５３の内周面に汚れが付着した場合においても、汚れを分解、除去することができる。よって、配管５２、５３又は配管５２、５３を流れる流体を清浄に保つことができるため、洗浄装置１は、より高い洗浄効果を発揮することができる。なお、配管５２、５３における汚れ付着面とは、光触媒層において、配管５２、５３の内部を流れる流体によって、汚れの付着が想定される面を意味する。換言すると、配管５２、５３における汚れ付着面とは、光触媒層において配管５２、５３の内側の空間に露出している面を意味する。

【0035】

洗浄装置１は、光源４の照射時間又は照射タイミングを制御する制御部８を備える。制御部８は、予め定めた照射時間だけ光源４を発光させてもよい。具体的には、予め、使用する筐体２の底面積、光源４の消費電力量、及び汚れＤの種類と、汚れＤの除去率との相関を把握しておく。そして、汚れＤの除去率が１００％となる、光源４の照射時間を算出し、算出された光源４の照射時間を予め制御部８に設定する。これにより、洗浄装置１を使用する際、予め定めた照射時間だけ光源４を発光させることができる。よって、筐体２の底部２３に付着した汚れを完全に除去することができ、洗浄装置１は、より高い洗浄効果を発揮することができる。また、光源４の照射時間を必要最小限にすることができ、洗浄装置１の運転コストを削減することができる。

【0036】

さらに、制御部８は、予め定めた周期で光源４を発光させてもよい。具体的には、２４時間、２日等、洗浄を行う周期に応じて、光源４を発光させる周期を予め制御部８に設定する。これにより、洗浄装置１を使用する際、自動で、予め定めた周期で、予め定めた照射時間だけ光源４を発光させることができる。よって、メンテナンスを省力化すると共に、洗浄装置１は、より高い洗浄効果を発揮することができる。また、光源４の照射時間を必要最小限にすることができ、洗浄装置１の運転コストを削減することができる。

【0037】

制御部８は、汚れが付着した場所に最も近い距離に配置されている光源４を発光させてもよい。これにより、光源４の消費電力量を必要最小限にすることができ、運転コストを削減することができる。

【0038】

次に、本発明の一実施形態による洗浄方法について説明する。

【0039】

図２Ａから図２Ｃは、一実施形態による洗浄方法を説明するための図である。図２Ａは、筐体２の内面に汚れＤが付着した状態を示す。一実施形態による洗浄方法は、図２Ｂに示すように、光源４から到来する光Ｌを、筐体２の内面に設けられた第１光触媒層２１の汚れ付着面Ｓ２の背面Ｓ３に透過させた（照射工程）後、図２Ｃに示すように、第１光触媒層２１に向けて流体を供給し、第１光触媒層２１の汚れ付着面Ｓ２を洗浄する（除去工程）。この方法により、洗浄装置１は、高い洗浄効果を発揮することができる。この方法により、第１光触媒層２１における汚れ付着面Ｓ２の背面Ｓ３に光源４の光が照射され、汚れＤと第１光触媒層２１の界面において光触媒反応の酸化作用を生じさせ、汚れＤの付着力を低下させることができる。そして、洗浄部５から供給された流体の圧力によって、容易に汚れＤを除去することができる。なお、界面における光触媒反応は、界面の面積に依存し、界面より上側の汚れＤの付着量に依存しない。よって、洗浄装置１は、高い洗浄効果を発揮することができる。

【0040】

第１光触媒層２１に向けて供給される流体が水である場合、他の実施形態による洗浄方法は、筐体２の内面に設けられた第１光触媒層２１に向けて水を供給し、筐体２内を水で満たした後、第１光触媒層２１に向けて光源４の光を照射し、光源４から到来する光を、筐体２の内面に設けられた第１光触媒層２１の汚れ付着面Ｓ２の背面Ｓ３に透過させ、その後に、筐体２から水を流出させる。これにより、水中で、汚れＤと第１光触媒層２１の界面において光触媒反応の酸化作用を生じさせ、汚れＤの付着力を低下させることができる。そして、筐体２から水を流出させる時の水の流れと共に、汚れＤを容易に除去することができる。よって、洗浄装置１は、高い洗浄効果を発揮することができる。

【0041】

次に、本発明の他の実施形態による筐体１０２について説明する。図３は、ラテマシンノズルの斜視図である。図４は、ラテマシンノズルの平面図である。図５は、図４のＩ－Ｉ断面図である。図６は、ラテマシンノズルの底面図である。筐体２は、ラテマシンノズルであってもよい。ラテマシンノズルは、飲料容器に対して飲料を提供する飲料ディスペンサに適用され、例えば、コーヒーや牛乳等の飲料を吐出口から吐出して供給するための部材である。

【0042】

図３から図５に示すように、筐体１０２は、上部に開口１２０を有し、側面である周壁１２２と、底部１２３とを有する。また、筐体１０２は、第１の飲料成分を収容する第１収容部１２７と、第２の飲料成分を収容する第２収容部１２８と、第１収容部１２７と第２収容部１２８とを仕切る仕切板１２６とを有していてよい。筐体１０２は、内面に第１光触媒層１２１が設けられている。第１収容部１２７及び第２収容部１２８は、それぞれ、第１の飲料成分又は第２の飲料成分を流出させる吐出口１２９を有していてよい。筐体２の外側には、光源１４０が配置されている。

【0043】

洗浄装置１において、筐体２の代わりに筐体１０２を適用し、光源４の代わりに光源１４０を適用した場合においても、第１光触媒層１２１における汚れ付着面Ｓ１０２の背面Ｓ１０３に光源１４０の光が照射され、汚れＤと第１光触媒層１２１の界面において光触媒反応の酸化作用を生じさせ、汚れＤの付着力を低下させることができる。そして、洗浄部５から供給された流体の圧力によって、容易に汚れＤを除去することができる。なお、界面における光触媒反応は、界面の面積に依存し、界面より上側の汚れＤの付着量に依存しない。よって、洗浄装置１は、高い洗浄効果を発揮することができる。

【0044】

筐体１０２の平面視形状は、図４に示すように、一方側に向かって先細りになっていてよい。筐体１０２は、図５に示すように、底部１２３に傾斜部１２５を有し、傾斜部１２５に光透過部１２４を有する。

【0045】

筐体１０２の外周面Ｓ１０１は、光透過部１２４以外の部分が、反射部材１６０で被覆されていてよい。具体的には、筐体１０２の周壁１２２における外周面Ｓ１０１が、反射部材１６０で被覆されていてよい。

【0046】

光源１４０は、筐体１０２の外側において、底部１２３と対向して配置されている。光源１４０と筐体２の底部１２３との最短距離は、例えば、２０ｍｍとすることができる。

【0047】

図５及び６において、光源１４０は、基板１４２と、４個の発光素子１４１とを有する。図６では、基板１４２は省略している。４個の発光素子１４１は、筐体１０２の第１方向の長さＬ１を３等分する点、及び、筐体１０２の第２方向の長さＬ２を３等分する点に配置されている。なお、第２方向は、第１方向に直交する方向である。この構成により、光源１４０から光透過部１２４に入射した光を、第１光触媒層１２１の汚れ付着面Ｓ１０２の背面１０３に均一に照射することができる。よって、筐体１０２を搭載する洗浄装置は、高い洗浄効果を発揮することができる。

【0048】

筐体１０２の外形の寸法は、例えば、第１方向の長さＬ１が１１０ｍｍ、第２方向の長さＬ２が１００ｍｍとすることができる。

【0049】

他の実施形態において、洗浄装置１に、以上の構成を有する筐体１０２及び光源１４０を適用した場合においても、一実施形態の洗浄装置１と同様の効果を奏する。

【0050】

図７は、他の実施形態による洗浄装置１の断面の模式図である。他の実施形態による洗浄装置１は、流出部１２から流出した水を貯留する貯水容器７を備え、貯水容器７の内面に、第２光触媒層７２が設けられている。また、貯水容器７は、筐体２の外側において、光源４と対向して配置され、光源４は、第２光触媒層７２に向けて光を照射する。貯水容器７に貯留された水は、洗浄部５に送られ、流入部１１、筐体２の内部、流出部１２を経由して循環する。第１光触媒層２１を照射する光源４と第２光触媒層７２を照射する光源４とは、共通の光源である。なお、貯水容器７及び第２光触媒層７２以外の構成は、図１に示す洗浄装置１と同様である。この構成により、筐体２から流出された使用後の水は、貯水容器７に送られ、第２光触媒層７２の光触媒反応により、使用後の水中に含まれる有機物が分解される。そして、浄化された水を再利用することができるため、洗浄装置１は、環境負荷を低減することができると共に、運転コストを削減することができる。

【実施例0051】

以下、実施例及び比較例を示して実施形態を更に具体的に説明するが、実施形態はこれらの実施例により限定されるものではない。

【0052】

（実施例１）
第１方向の長さ１００ｍｍ、第２方向の長さ１１０ｍｍの、ホウケイ酸ガラス製のラテマシンノズルの内面に、アナターゼ型ＴｉＯ_２を塗布し焼き付けることで、ラテマシンノズルの内周面にＴｉＯ_２光触媒層を形成した。図６に示すように、ノズル底面に対して均等配置となるように、ＵＶ－Ａ ＬＥＤ（３６５ｎｍ、９５０ｍＷ）を４個備えた基板を、ノズル外底面とＬＥＤ先端の距離が２０ｍｍとなる位置に設置した。照射面であるノズル底面以外の外周面にはアルミ蒸着（反射率８４％）加工を施し、流入部にチューブ及びポンプを接続することで洗浄装置を得た。

【0053】

汚れとして水溶系の油脂を含有する、水で固形１０％に調製した牛乳（調製液）を用い、ノズル内底面に調製液を乾燥固着させた状態（固着油脂量２．１μｇ／ｍｍ^２）で、ＬＥＤを照射し、温水をノズル内に流通させ、洗浄試験を実施した。そして、ＬＥＤを２．０ｈ照射し、温水を１００ｍＬ流通後、ノズル内底面の残留油脂量を固体ＴＯＣ（全有機炭素測定）により定量することで、洗浄性能を評価した。

【0054】

（比較例１）
実施例１の洗浄装置を用いて、ＬＥＤを照射した後、温水をノズル内に流通させなかったこと以外は、実施例１と同様にして洗浄性能の評価を行った。

【0055】

その結果、光触媒反応のみの洗浄では洗浄除去不可の付着物に対しても、温水流通と組合せることで完全な洗浄除去が可能であることを確認した。図８は、光源の消費電力量と付着油脂除去率の関係を示すグラフである。

【0056】

ＬＥＤ照射後に温水を流通した場合、図８に示すように、光源の消費電力量、即ち光触媒層に与えた光エネルギー量に伴い、ノズル内底面の付着油脂の除去率が増加した。付着油脂の除去率をＹ、光源の消費電力量をＸとしたとき、Ｙ＝０．０６３７Ｘ＋２７．２２３（式（１））となる比例関係であることを確認した。検証範囲（消費電力量０～５００ｍＷｈ）では除去率は１００％未満であるが、これは、光触媒層と付着油脂との界面における付着油脂の分解が不十分で、付着力が強い油脂が残っているためと考えられる。上述の式（１）より、照射工程時に与える光源の消費電力量≧１１４２ｍＷｈとすることで付着油脂を完全に分解除去可能と考えられる。例えば、光源の出力が９５０ｍＷである場合、１．２時間照射することで、付着油脂を完全に分解除去可能と考えられる。実使用上は、完全に分解除去可能な照射時間に余裕を持たせて、照射時間を追加してよい。

【0057】

一方、照射のみを行った場合、光源の消費電力量を増加させ、光触媒反応量を増加させたところ、ノズル内底面の付着油脂の除去率は増加しなかった。これは、光触媒層と付着油脂との界面で、付着油脂が光触媒反応により分解したことで、それ以上油脂と光触媒が接触しなくなり、光触媒反応の効果が充分に得られなくなったためと考えられる。

【0058】

以上の検討結果より、本実施形態の洗浄装置は、高い洗浄効果が得られることを確認した。また、所定のノズルの底面積、光源の消費電力、及び汚れの種類に対して、一定の照射時間で汚れを十分に除去できることを確認した。

【0059】

本実施形態の洗浄装置１は、ラテマシン等の飲料供給装置に搭載される洗浄装置に適用可能である。また、洗浄装置１は、自動販売機、ショーケース等に適用することができる。

【0060】

以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0061】

１ 洗浄装置
２、１０２ 筐体
２０、１２０ 開口
２１、１２１ 第１光触媒層
２２、１２２ 周壁
２３、１２３ 底部
２４、１２４ 光透過部
２５、１２５ 傾斜部
３ 蓋体
４、１４０ 光源
５ 洗浄部
５１ ポンプ
５２、５３ 配管
６、１６０ 反射部材
７ 貯水容器
７２ 第２光触媒層
８ 制御部
１１ 流入部
１２ 流出部
１２６ 仕切板
１２７ 第１収容部
１２８ 第２収容部
１２９ 吐出口
１４１ 発光素子
１４２ 基板
Ｓ１、Ｓ１０１ 外周面
Ｓ２、Ｓ１０２ 汚れ付着面
Ｓ３、Ｓ１０３ 背面
Ｓ４ 側面
Ｄ 汚れ

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】