特開 2024-58824 洗浄方法、洗浄装置及びスプレーノズル

(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】P2024058824

(43)【公開日】2024-04-30

(54)【発明の名称】洗浄方法、洗浄装置及びスプレーノズル

(51)【国際特許分類】

   B08B 3/02 20060101AFI20240422BHJP

   B08B 5/00 20060101ALI20240422BHJP

   B05B 3/02 20060101ALI20240422BHJP

【ＦＩ】

B08B3/02 D

B08B5/00 Z

B05B3/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022166178

(22)【出願日】2022-10-17

(71)【出願人】

【識別番号】000107767

【氏名又は名称】スプレーイングシステムスジャパン合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100211052

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 大輔

(72)【発明者】

【氏名】篠原 史将

(72)【発明者】

【氏名】清野 太平

(72)【発明者】

【氏名】熊倉 宏樹

【テーマコード（参考）】

3B116

3B201

4F033

【Ｆターム（参考）】

3B116AA46

3B116AB03

3B116BB23

3B116BB33

3B116BB43

3B116BB62

3B116CA01

3B116CC01

3B201AA46

3B201AB03

3B201BB23

3B201BB33

3B201BB43

3B201BB62

3B201BB92

3B201CA01

3B201CB12

3B201CC01

4F033PA01

4F033PB02

4F033PD02

(57)【要約】

【課題】洗浄不良を抑制する。
【解決手段】
一態様に係るスプレーノズルは、軸線に沿って延在する洗浄液の通路を形成する洗浄液パイプと、洗浄液パイプに収容される回転可能な伝達シャフトと、伝達シャフトを軸線周りに回転させる駆動装置であり、伝達シャフトの回転方向を正方向又は正方向とは反対の逆方向に切り替え可能である、該駆動装置と、通路から供給された洗浄液を噴射する１又は複数の噴射口が形成され、伝達シャフトの回転に伴って軸線周りに回転する筒状の回転ヘッドと、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線に沿って延在する洗浄液の通路を形成する洗浄液パイプと、前記通路から供給された前記洗浄液を噴射する１又は複数の噴射口が形成され、前記軸線周りに回転可能な筒状の回転ヘッドとを含むスプレーノズルを容器内に設置する工程と、
前記通路に前記洗浄液を供給する工程と、
前記回転ヘッドを正方向に回転させながら前記１又は複数の噴射口から前記洗浄液を噴射する工程と、
前記回転ヘッドを前記正方向とは反対の逆方向に回転させながら前記１又は複数の噴射口から前記洗浄液を噴射する工程と、
を含む、洗浄方法。

【請求項2】

前記回転ヘッドを第１回転速度で回転させながら前記洗浄液を噴射する工程と、
前記回転ヘッドを前記第１回転速度よりも低速な第２回転速度で回転させながら前記洗浄液を噴射する工程と、
を更に含む、請求項１に記載の洗浄方法。

【請求項3】

第１回転角と第２回転角の範囲内で前記回転ヘッドを前記正方向及び前記逆方向に交互に回転させて、前記容器の特定箇所を繰り返し洗浄する工程を更に含む、請求項１又は２に記載の洗浄方法。

【請求項4】

洗浄液を噴射するスプレーノズルと、
制御装置と、
を備え、
前記スプレーノズルは、
軸線に沿って延在する前記洗浄液の通路を形成する洗浄液パイプと、
前記洗浄液パイプに収容される回転可能な伝達シャフトと、
前記伝達シャフトを前記軸線周りに回転させる駆動装置と、
前記通路から供給された前記洗浄液を噴射する１又は複数の噴射口が形成され、前記伝達シャフトの回転に伴って前記軸線周りに回転する筒状の回転ヘッドと、
を含み、
前記制御装置は、前記駆動装置を制御して、前記伝達シャフトの回転方向を正方向、又は、前記正方向とは反対の逆方向に切り替える、洗浄装置。

【請求項5】

軸線に沿って延在する洗浄液の通路を形成する洗浄液パイプと、
前記洗浄液パイプに収容される回転可能な伝達シャフトと、
前記伝達シャフトを前記軸線周りに回転させる駆動装置であり、前記伝達シャフトの回転方向を正方向又は前記正方向とは反対の逆方向に切り替え可能である、該駆動装置と、
前記通路から供給された前記洗浄液を噴射する１又は複数の噴射口が形成され、前記伝達シャフトの回転に伴って前記軸線周りに回転する筒状の回転ヘッドと、
を備える、スプレーノズル。

【請求項6】

前記伝達シャフトと前記回転ヘッドとの間に配置され、前記通路からの前記洗浄液を前記回転ヘッドの内部空間に導入する貫通孔を有する固定パイプと、
前記固定パイプと前記回転ヘッドとの間に配置され、前記回転ヘッドの内部空間を封止しつつ前記回転ヘッドを軸支する一対の軸受と、
を更に備え、
前記一対の軸受が滑り軸受である、請求項５に記載のスプレーノズル。

【請求項7】

前記一対の軸受の各々は、前記回転ヘッドの前記内部空間側に配置された第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部とを有し、
前記軸線に垂直な方向における前記２端部の厚みは、前記軸線に垂直な方向における前記第１端部の厚みよりも大きい、請求項６に記載のスプレーノズル。

【請求項8】

前記軸線を含む断面で見たときに、前記第１端部は、前記内部空間に向けてＶ字状に広がる一対の突出部を有する、請求項７に記載のスプレーノズル。

【請求項9】

前記１又は複数の噴射口は、前記軸線を含む平面に沿って延びるスリット状の開口である、請求項５～８の何れか一項に記載のスプレーノズル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、洗浄方法、洗浄装置及びスプレーノズルに関する。

【背景技術】

【0002】

回転しながら液体を噴射する回転式のスプレーノズルが利用されている。例えば、特許文献１には、圧力液水を噴射する複数の放射状噴射口が形成された円筒状のボディと、当該ボディに回転自在に取り付けられ、スリット状のオリフィスが形成された回転ヘッドとを備え、複数の放射状噴射口から供給された圧力液水によって回転ヘッドを回転させつつ、オリフィスから圧力液水を噴射する回転式スプレーノズルが記載されている。

【0003】

特許文献２には、複数の液噴出口を有する給液軸管と、当該給液軸管を囲む回転体と、回転体を回転自在に支持する軸受材とを備え、回転体の内周面に液噴出口と対向する中央環状溝が形成され、長さ方向における回転体の中央環状溝から離れた位置に複数の噴口が形成された回転式スプレーノズルが記載されている。

【0004】

特許文献３には、流体配管に接続されたボディと、当該ボディに対して直角に且つ回転自由に取り付けられたロータヘッドと、噴出口を有するノズルを有し、ロータヘッドと一体的に回転するノズルロータとを備え、液体配管から供給された流体によってロータヘッドを回転させながらノズルの噴出口から流体を噴射する回転ノズルが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４５３２５３４号公報

【特許文献2】特許第６６３０９３７号公報

【特許文献3】特許第４０５６００８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したスプレーノズルは、当該スプレーノズルに供給された洗浄液の圧力によって回転ヘッドを回転させているので、回転ヘッドの回転方向は一方向に制限される。回転ヘッドを一方向に回転させながら容器の内部を洗浄する場合には、容器の形状や容器内に配置された障害物によっては、洗浄液が行き届かない洗浄死角が発生して洗浄不良が生じることがある。

【0007】

そこで本開示は、洗浄不良を抑制することができる洗浄方法、洗浄装置及びスプレーノズル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】

【0008】

一態様に係る洗浄方法は、軸線に沿って延在する洗浄液の通路を形成する洗浄液パイプと、通路から供給された洗浄液を噴射する１又は複数の噴射口が形成され、軸線周りに回転可能な筒状の回転ヘッドとを含むスプレーノズルを容器内に設置する工程と、通路に洗浄液を供給する工程と、回転ヘッドを正方向に回転させながら１又は複数の噴射口から洗浄液を噴射する工程と、回転ヘッドを正方向とは反対の逆方向に回転させながら１又は複数の噴射口から洗浄液を噴射する工程と、を含む。

【0009】

本態様に係る洗浄方法では、回転ヘッドの回転方向を切り替えながら洗浄液を噴射するので、洗浄不良を抑制することができる。

【0010】

一実施形態では、回転ヘッドを第１回転速度で回転させながら洗浄液を噴射する工程と、回転ヘッドを第１回転速度よりも低速な第２回転速度で回転させながら洗浄液を噴射する工程と、を更に含んでもよい。回転ヘッドの回転速度を早くすることにより、容器の洗浄時間を短くすることができる。一方、回転ヘッドの回転速度を遅くすることにより、容器の汚れをより確実に除去することができる。この実施形態では、回転ヘッドの回転速度を第１回転速度及び第２回転速度に切り替えることで、容器の洗浄効率を高めることができる。

【0011】

一実施形態では、第１回転角と第２回転角の範囲内で回転ヘッドを正方向及び逆方向に交互に回転させて、容器の特定箇所を繰り返し洗浄する工程を更に含んでもよい。この実施形態では、容器の特定箇所を重点的に洗浄することができる。

【0012】

一態様に係る洗浄装置は、洗浄液を噴射するスプレーノズルと、制御装置と、を備える。スプレーノズルは、軸線に沿って延在する洗浄液の通路を形成する洗浄液パイプと、洗浄液パイプに収容される回転可能な伝達シャフトと、伝達シャフトを軸線周りに回転させる駆動装置と、通路から供給された洗浄液を噴射する１又は複数の噴射口が形成され、伝達シャフトの回転に伴って軸線周りに回転する筒状の回転ヘッドと、を含む。制御装置は、駆動装置を制御して、伝達シャフトの回転方向を正方向、又は、正方向とは反対の逆方向に切り替える。

【0013】

本態様に係る洗浄装置では、制御装置によって伝達シャフトの回転方向を正方向又は逆方向に切り替え可能であるので、回転ヘッドの回転方向を切り替えることが可能である。この洗浄装置では、回転ヘッドの回転方向を切り替えながら洗浄液を噴射することができるので、洗浄不良を抑制することができる。

【0014】

一態様に係るスプレーノズルは、軸線に沿って延在する洗浄液の通路を形成する洗浄液パイプと、洗浄液パイプに収容される回転可能な伝達シャフトと、伝達シャフトを軸線周りに回転させる駆動装置であり、伝達シャフトの回転方向を正方向又は正方向とは反対の逆方向に切り替え可能である、該駆動装置と、通路から供給された洗浄液を噴射する１又は複数の噴射口が形成され、伝達シャフトの回転に伴って軸線周りに回転する筒状の回転ヘッドと、を備える。

【0015】

本態様に係るスプレーノズルは、伝達シャフトの回転方向を正方向又は逆方向に切り替え可能であるので、回転ヘッドの回転方向を切り替えることが可能である。このスプレーノズルでは、回転ヘッドの回転方向を切り替えながら洗浄液を噴射することができるので、洗浄不良を抑制することができる。

【0016】

一実施形態では、伝達シャフトと回転ヘッドとの間に配置され、通路からの洗浄液を回転ヘッドの内部空間に導入する貫通孔を有する固定パイプと、固定パイプと回転ヘッドとの間に配置され、回転ヘッドの内部空間を封止しつつ回転ヘッドを軸支する一対の軸受とを更に備え、一対の軸受が滑り軸受であってもよい。一対の滑り軸受で回転ヘッドの内部空間を封止することにより、固定パイプと回転ヘッドとの隙間から洗浄液が漏れることを防止することができる。

【0017】

一実施形態では、一対の軸受の各々は、回転ヘッドの内部空間側に配置された第１端部と、第１端部とは反対側の第２端部とを有し、軸線に垂直な方向における２端部の厚みは、軸線に垂直な方向における第１端部の厚みよりも大きくてもよい。一対の軸受の第２端部の厚みを第１端部の厚みよりも大きくすることにより、固定パイプと回転ヘッドとの隙間が屈曲した形状になる。その結果、洗浄液の漏れをより確実に防止することができる。

【0018】

一実施形態では、軸線を含む断面で見たときに、第１端部は、内部空間に向けてＶ字状に広がる一対の突出部を有していてもよい。この実施形態では、内部空間から第１端部に洗浄液の圧力が付与されたときに、一対の突出部が押し広げられて固定パイプと回転ヘッドに密着する。その結果、洗浄液の漏れをより確実に防止することができる。

【0019】

一実施形態では、１又は複数の噴射口は、軸線を含む平面に沿って延びるスリット状の開口であってもよい。この実施形態では、回転ヘッドに１又は複数の噴射口を形成する加工を容易にすることができる。

【発明の効果】

【0020】

本開示によれば、洗浄不良を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】一実施形態に係る洗浄装置を概略的に示す図である。

【図2】一実施形態に係るスプレーノズルを示す断面図である。

【図3】固定パイプの側面図である。

【図4】回転ヘッドの側面図である。

【図5】軸受の周辺を拡大して示すスプレーノズルの断面図である。

【図6】正回転時に回転ヘッドから噴射された洗浄液の軌跡を概略的に示す図である。

【図7】逆回転時に回転ヘッドから噴射された洗浄液の軌跡を概略的に示す図である。

【図8】一実施形態に係る洗浄方法を示すフローチャートである。

【図9】本洗浄の流れの示すフローチャートである。

【図10】スプレーノズルの変形例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において同一要素には同一符号が付され、重複する説明は省略される。図面は、理解の容易化のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率及び角度等は図面に記載のものに限定されない。

【0023】

図１は、一実施形態に係る洗浄装置１を概略的に示す図である。洗浄装置１は、洗浄液を噴射して容器２の内部を洗浄する。容器２は、材料を収容するタンクである。容器２に収容される材料としては、食品、医薬品及び化粧品等が例示される。容器２には定期的な洗浄が求められる。

【0024】

図１に示す容器２は、収容された材料を撹拌するミキシングタンクであり、上面２ａ、底面２ｂ及び側面２ｃを有している。容器２の側面２ｃは、例えば円筒形状を有している。容器２内には、材料を収容する内部空間２ｓが画成されている。容器２は、材料を撹拌するために撹拌装置４０及びバッフル板４５を備えている。

【0025】

撹拌装置４０は、容器２の内部空間２ｓで上下方向に延在する回転軸４１と、回転軸４１に固定された撹拌翼４２と、回転軸４１を回転させる駆動装置４３とを含む。駆動装置４３が駆動して回転軸４１が回転すると、撹拌翼４２が内部空間２ｓで回転して容器２内の材料を撹拌する。バッフル板４５は、容器２内に配置され、容器２の側面２ｃに固定されている。バッフル板４５は、側面２ｃから容器２の径方向の内側に張り出しており、内部空間２ｓで撹拌される材料の動きを部分的に妨げることで材料の流れを乱し、撹拌効率を向上させる。

【0026】

洗浄装置１は、スプレーノズル１０及び制御装置３０を備えている。スプレーノズル１０は、回転しながら洗浄液Ｆを噴射する回転式スプレーノズルである。図１に示す洗浄装置１は、２つのスプレーノズル１０を備えている。これら２つのスプレーノズル１０は同一の構成を有しているので、以下の説明では、一方のスプレーノズル１０について説明する。

【0027】

図１に示すように、スプレーノズル１０は、容器２の上面２ａに形成された開口を通して容器２に挿入されている。以下の説明では、スプレーノズル１０の下端側（後述する回転ヘッド２０側）を「先端側」といい、スプレーノズル１０の上端側（後述する駆動装置１６側）を「基端側」ということがある。

【0028】

図２は、一実施形態に係るスプレーノズル１０を概略的に示す断面図である。図２に示すように、スプレーノズル１０は、洗浄液パイプ１２、伝達シャフト１４、駆動装置１６、固定パイプ１８及び回転ヘッド２０を備えている。洗浄液パイプ１２、伝達シャフト１４、駆動装置１６、固定パイプ１８及び回転ヘッド２０は、鋼、ステンレス及びアルミニウム等の金属によって構成されている。洗浄液パイプ１２は、円筒形状を有する管体であり、その内部に軸線ＡＸに沿って延在する洗浄液Ｆの通路２４を形成する。洗浄液パイプ１２は、軸線ＡＸが上下方向に一致するように容器２内に配置されている。

【0029】

伝達シャフト１４は、洗浄液パイプ１２に収容され、軸線ＡＸに沿って延在している。すなわち、洗浄液Ｆの通路２４は、洗浄液パイプ１２と伝達シャフト１４との間に形成される。伝達シャフト１４の一端は、容器２の外部で駆動装置１６に接続されている。伝達シャフト１４の他端は、洗浄液パイプ１２の端部よりも先端側に配置されている。伝達シャフト１４は、軸線ＡＸ周りに回転可能である。

【0030】

駆動装置１６は、例えば電動モータ又はエアモータであり、伝達シャフト１４を回転させる駆動力を発生させる。駆動装置１６が電動モータである場合には、駆動装置１６は不図示の電源から供給される電力により駆動する。駆動装置１６がエアモータである場合には、駆動装置１６は不図示の空気供給器から供給される圧縮空気により駆動する。駆動装置１６は、伝達シャフト１４の回転方向を正方向又は逆方向に切り替えることが可能である。正方向及び逆方向は、軸線ＡＸ周りで反対の回転方向である。

【0031】

駆動装置１６は、マウント１５に支持されている。マウント１５には、洗浄液パイプ１２の一端が接続されている。マウント１５は、容器２の上面２ａ上に配置され、洗浄液パイプ１２を内部空間２ｓに吊り下げた状態で支持する。マウント１５には、通路２４に連通する洗浄液Ｆの供給口１５ａが形成されている。供給口１５ａには、洗浄液タンク３４に貯えられた洗浄液Ｆを供給口１５ａに圧送するポンプ３２が接続されている。

【0032】

洗浄液タンク３４に貯えられる洗浄液Ｆは、例えば中性洗剤、アルカリ洗剤又はクエン酸等の薬剤を含む洗浄水である。洗浄液Ｆは、薬剤を含まない洗浄水であってもよい。

【0033】

固定パイプ１８は、円筒形状を有する管体であり、洗浄液パイプ１２の先端側に配置されている。固定パイプ１８は、伝達シャフト１４を囲むように配置されている。固定パイプ１８は、洗浄液パイプ１２に連通している。したがって、通路２４は、洗浄液パイプ１２及び固定パイプ１８の内部に連続的に形成されている。後述するように、固定パイプ１８は、伝達シャフト１４と回転ヘッド２０との間に配置されている。

【0034】

図３は、固定パイプ１８の一例を示す側面図である。図３に示すように、固定パイプ１８は、連結部１８ａ、フランジ部１８ｂ及び本体部１８ｃを含んでいる。連結部１８ａ、フランジ部１８ｂ及び本体部１８ｃは、基端側からこの順に配置されている。連結部１８ａは、固定パイプ１８を洗浄液パイプ１２に連結する。連結部１８ａは、洗浄液パイプ１２の内径よりも僅かに小さな外径を有している。連結部１８ａの外周面には、ネジ山又はネジ溝が形成され、連結部１８ａが洗浄液パイプ１２に螺合されることで固定パイプ１８が洗浄液パイプ１２に連結される。なお、連結部１８ａは、接着又は溶接で洗浄液パイプ１２に連結されていてもよい。

【0035】

フランジ部１８ｂは、連結部１８ａ及び本体部１８ｃよりも大きな径を有している。フランジ部１８ｂの基端側の面は、洗浄液パイプ１２の先端側の端面に当接する。

【0036】

本体部１８ｃは、軸線ＡＸに沿って延在する円筒形の筒体である。本体部１８ｃには、後述する回転ヘッド２０の内部空間２８に開口する複数の貫通孔２５が形成されている。例えば複数の貫通孔２５は、一対の貫通孔２５ａ及び一対の貫通孔２５ｂを含んでいる。図３に示すように、一対の貫通孔２５ａは互いに対面する位置に形成され、一対の貫通孔２５ｂは互いに対面する位置に形成されている。軸線ＡＸ周りの周方向において、一対の貫通孔２５ｂは、一対の貫通孔２５ａに対して９０°ずれた位置に配置されている。また、一対の貫通孔２５ｂは、一対の貫通孔２５ａよりも基端側（洗浄液パイプ１２側）に配置されている。複数の貫通孔２５は、通路２４と内部空間２８とを連通しており、通路２４からの洗浄液Ｆを回転ヘッド２０の内部空間２８に導入する。

【0037】

図２に示すように、固定パイプ１８の先端側には、シール部材２６が設けられている。シール部材２６は、通路２４の先端側の端部を閉じている。シール部材２６の先端側には、連結部材２７が設けられている。連結部材２７は、伝達シャフト１４及び回転ヘッド２０に連結され、伝達シャフト１４の駆動力を回転ヘッド２０に伝達する。連結部材２７の先端側には、当該連結部材２７に嵌合するカバー２９が設けられている。連結部材２７及びカバー２９は、伝達シャフト１４の回転に伴って回転ヘッド２０と共に回転する。

【0038】

回転ヘッド２０は、筒状を呈し、固定パイプ１８の本体部１８ｃの外周を囲むように配置されている。すなわち、回転ヘッド２０は、伝達シャフト１４を囲むように配置されている。回転ヘッド２０は、伝達シャフト１４の回転に伴って軸線ＡＸ周りに回転する。回転ヘッド２０は、基端側に配置された上部２０ａと、先端側に配置された下部２０ｂと、上部２０ａと下部２０ｂとの間に配置された胴部２０ｃとを含んでいる。回転ヘッド２０の上部２０ａ、下部２０ｂ及び胴部２０ｃの各々は、略円筒形状を有している。胴部２０ｃの径は、上部２０ａ及び下部２０ｂの径よりも大きくなっている。

【0039】

回転ヘッド２０は、洗浄液Ｆを滞留させる内部空間２８を有している。内部空間２８は、第１部分２８ａ、第２部分２８ｂ及び第３部分２８ｃを含んでおり、これら第１部分２８ａ、第２部分２８ｂ及び第３部分２８ｃは、スプレーノズル１０の基端側からこの順に配置されている。図２に示すように、軸線ＡＸに沿った断面視において、第１部分２８ａ、第２部分２８ｂ及び第３部分２８ｃの各々は、横長のトラック形状を有する。回転ヘッド２０は、第１部分２８ａ、第２部分２８ｂ及び第３部分２８ｃをそれぞれ画成する外側に凸の湾曲した内壁面を有する。

【0040】

一実施形態では、固定パイプ１８に形成された一対の貫通孔２５ａは、上下方向（軸線ＡＸに沿った方向）において、第２部分２８ｂと第３部分２８ｃとの境界に重なる位置に配置され、一対の貫通孔２５ｂは、内部空間２８の第１部分２８ａと第２部分２８ｂとの境界に重なる位置に配置されていてもよい。一対の貫通孔２５ａ及び一対の貫通孔２５ｂが上述した位置に形成されることにより、回転ヘッド２０の内部空間２８の圧力が均一に近づけられる。

【0041】

回転ヘッド２０には、通路２４から供給された洗浄液Ｆを噴射する１又は複数の噴射口３６が形成されている。図４（ａ）は、回転ヘッド２０の一例を示す側面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す回転ヘッド２０を周方向の反対側から見た側面図である。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、回転ヘッド２０には、当該回転ヘッド２０の周辺に洗浄液Ｆを噴射する複数の噴射口３６が形成されている。複数の噴射口３６の各々は、スリット状の開口であり、軸線ＡＸを含む平面に沿って延びている。すなわち、複数の噴射口３６の各々は、軸線ＡＸに垂直な方向から見たときに、軸線ＡＸに沿って直線状に延在している。

【0042】

複数の噴射口３６は、第１噴射口３６ａ、第２噴射口３６ｂ及び第３噴射口３６ｃを含んでいる。図４（ａ）に示すように、第１噴射口３６ａは、回転ヘッド２０の胴部２０ｃの上部に形成されている。第２噴射口３６ｂは、回転ヘッド２０の胴部２０ｃの下部に形成されている。第１噴射口３６ａと第２噴射口３６ｂとは、回転ヘッド２０の周方向において同位置に配置されている。一方、図４（ｂ）に示すように、第３噴射口３６ｃは、回転ヘッド２０の周方向において第１噴射口３６ａ及び第２噴射口３６ｂとはオフセットされた位置に形成されている。例えば、第３噴射口３６ｃは、周方向において第１噴射口３６ａ及び第２噴射口３６ｂに対して１８０°ずれた位置に形成されている。また、上下方向において、第３噴射口３６ｃは、第１噴射口３６ａと第２噴射口３６ｂとの間に形成されている。

【0043】

第１噴射口３６ａからは回転ヘッド２０の上方に向けて洗浄液が噴射される。第２噴射口３６ｂからは回転ヘッド２０の下方に向けて洗浄液が噴射される。第３噴射口３６ｃからは回転ヘッド２０の側方（軸線ＡＸに垂直な方向）に向けて洗浄液が噴射される。

【0044】

図２に示すように、スプレーノズル１０は、固定パイプ１８と回転ヘッド２０との間に配置される一対の軸受２２を更に備えている。一対の軸受２２は、固定パイプ１８と回転ヘッド２０の上部２０ａとの間、及び、固定パイプ１８と回転ヘッド２０の下部２０ｂとの間にそれぞれ配置されている。一対の軸受２２は、回転ヘッド２０の内部空間２８を封止しつつ、回転ヘッド２０を軸支する。一実施形態では、一対の軸受２２は、ナイロン等の合成樹脂によって構成され、固定パイプ１８の外周面に摺動することで回転ヘッド２０を回転可能に支持する滑り軸受であってもよい。

【0045】

図５を参照して、一対の軸受２２について詳細に説明する。一対の軸受２２は、上下対称に配置されているので、以下の説明では一対の軸受２２のうちの一方について説明する。図５は、固定パイプ１８と回転ヘッド２０の上部２０ａとの間に配置された軸受２２の周辺を拡大して示すスプレーノズル１０の断面図である。

【0046】

軸受２２は、軸線ＡＸを中心とする略円環状を呈し、回転ヘッド２０の内周面に接合されている。軸受２２は、伝達シャフト１４が回転したときに、軸受２２の内周面が固定パイプ１８の外周面に対して摺動することで回転ヘッド２０の回転を許容する。軸受２２は、スプレーノズル１０の先端側に配置された第１端部３５ａと、スプレーノズル１０の基端側に配置された第２端部３５ｂとを有している。軸受２２の第１端部３５ａは、回転ヘッド２０の内部空間２８に面している。

【0047】

図５に示すように、軸受２２は、軸線ＡＸを含む平面に沿って切断したときに、略Ｌ字型の断面形状を有する。すなわち、軸線ＡＸに垂直な方向における第２端部３５ｂの厚みＴ２は、軸線ＡＸに垂直な方向における第１端部３５ａの厚みＴ１よりも大きい。軸受２２が略Ｌ字型の断面形状を有することにより、固定パイプ１８と軸受２２との間に形成される微小な隙間が屈曲した形状になる。その結果、固定パイプ１８と軸受２２との隙間から洗浄液Ｆが漏れにくくなる。

【0048】

また、図５に示すように、軸線ＡＸを含む断面で見たときに、第１端部３５ａは、回転ヘッド２０の内部空間２８に向けてＶ字状に広がる一対の突出部３８を含んでいる。言い換えると、第１端部３５ａは、内部空間２８側に解放された二股形状を有している。回転ヘッド２０の内部空間２８に洗浄液Ｆが導入されると、洗浄液Ｆによってスプレーノズル１０の基端側に向かう圧力が第１端部３５ａに作用し、一対の突出部３８が押し広げられる。その結果、一対の突出部３８が固定パイプ１８の外周面及び回転ヘッド２０内周面に押し当てられる。したがって、固定パイプ１８と軸受２２との隙間から洗浄液Ｆが漏れることが防止される。

【0049】

なお、軸受２２は、固定パイプ１８の外周面に接合され、伝達シャフト１４が回転したときに、軸受２２の外周面が回転ヘッド２０の内周面に摺動してもよい。

【0050】

図１を再び参照する。制御装置３０は、プロセッサ、記憶装置、入力装置、表示装置、通信装置等を備えるＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等のコンピュータであり、洗浄装置１全体の動作を制御する。制御装置３０は、例えば、記憶装置に記憶されているプログラムをロードし、ロードされたプログラムをプロセッサで実行することにより各種機能を実現する。制御装置３０では、入力装置を用いてオペレータが洗浄装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができ、また、表示装置により洗浄装置１の稼働状況を可視化して表示することができる。制御装置３０は、駆動装置１６、ポンプ３２及び駆動装置４３と通信可能に接続されている。制御装置３０は、スプレーノズル１０の駆動装置１６、ポンプ３２及び撹拌装置４０の駆動装置４３に制御信号を送出して、スプレーノズル１０の伝達シャフト１４及び撹拌装置４０の回転軸４１の回転方向及び回転速度、及び、ポンプ３２の動作を制御する。

【0051】

図２に示すように、上述した洗浄装置１では、ポンプ３２からマウント１５の供給口１５ａに供給された洗浄液Ｆは、洗浄液パイプ１２内に形成された通路２４に導入される。軸線ＡＸに沿って通路２４を流れた洗浄液Ｆは、シール部材２６に到達すると、流れ方向を変えて固定パイプ１８の複数の貫通孔２５を通って回転ヘッド２０の内部空間２８に導入される。内部空間２８に導入された洗浄液Ｆは、回転ヘッド２０の複数の噴射口３６から噴射される。このとき、第１噴射口３６ａから噴射された洗浄液Ｆは、容器２の上面２ａに向けて回転ヘッド２０から上方に噴射される。第２噴射口３６ｂから噴射された洗浄液Ｆは、容器２の底面２ｂに向けて回転ヘッド２０から下方に噴射される。第３噴射口３６ｃから噴射された洗浄液Ｆは、容器２の側面２ｃに向けて回転ヘッド２０の側方に噴射される。

【0052】

また、制御装置３０は、駆動装置１６を制御して伝達シャフト１４を回転させる。伝達シャフト１４が回転すると、回転ヘッド２０は、伝達シャフト１４に連動して軸線ＡＸ周りに回転しながら洗浄液Ｆを噴射する。その結果、回転ヘッド２０から上下左右の全方向に洗浄液Ｆが噴射される。

【0053】

図６は、回転ヘッド２０を正方向に回転させながら洗浄液Ｆを噴射したときの上方から見た洗浄液Ｆの軌跡を概略的に示している。図６では、洗浄液Ｆの主流の噴射方向を矢印で表している。図６に示すように、回転ヘッド２０を正方向に回転させながら洗浄液Ｆを噴射した場合には、バッフル板４５の表面４５ａには洗浄液Ｆが当たるもののバッフル板４５の裏面４５ｂには洗浄液Ｆが強く当たらないため、バッフル板４５の裏面４５ｂに洗浄不良が生じることがある。

【0054】

このような洗浄不良を防止するために、制御装置３０は、容器２の洗浄中に伝達シャフト１４の回転方向を正方向から逆方向に切り替える。その結果、回転ヘッド２０が逆方向に回転しながら洗浄液Ｆが噴射される。図７は、回転ヘッド２０を逆方向に回転させながら洗浄液Ｆを噴射したときの上方から見た洗浄液Ｆの軌跡を概略的に示している。図７に示すように、回転ヘッド２０を逆方向に回転させながら洗浄液Ｆを噴射した場合には、バッフル板４５の裏面４５ｂに洗浄液Ｆが勢いよく当たるので裏面４５ｂを効果的に洗浄することができる。上記のように、洗浄装置１では、回転ヘッド２０の回転方向を切り替えながら洗浄液Ｆを噴射することができるので、容器２の洗浄不良を抑制することができる。また、回転ヘッド２０の回転方向を切り替えることで、洗浄効率が高められ、容器２の洗浄時間を短縮化することができる。これに伴って、洗浄液Ｆの使用量及び消費電力を削減することができる。

【0055】

次に、洗浄装置１を用いて行われる容器２の洗浄方法について説明する。図８は、一実施形態に係る洗浄方法を示すフローチャートである。

【0056】

この方法では、まずスプレーノズル１０が容器２に設置される（工程ＳＴ１）。このとき、図１に示すように、回転ヘッド２０が容器２の内部空間２ｓに配置されるように、スプレーノズル１０が容器２内に挿入される。次いで、容器２の粗洗浄が行われる（工程ＳＴ２）。この粗洗浄では、洗浄液Ｆとして水が使用される。また、粗洗浄では、回転ヘッド２０の回転方向が正方向に設定され、回転ヘッド２０の回転速度が相対的に高速な第１回転速度に設定された状態で回転ヘッド２０から洗浄液Ｆが噴射される。粗洗浄により、容器２の内面に付着した大きな汚れが除去される。

【0057】

次いで、薬剤散布が行われる（工程ＳＴ３）。薬剤散布では、中性洗剤、アルカリ洗剤又はクエン酸等の薬剤を含む洗浄液Ｆが使用される。このとき、回転ヘッド２０の回転方向が正方向に設定され、回転ヘッド２０の回転速度が相対的に高速な第１回転速度に設定された状態で回転ヘッド２０から洗浄液Ｆが噴射される。薬剤散布により、薬剤を含む洗浄液Ｆが容器２の内面全体に供給される。

【0058】

次いで、本洗浄が行われる（工程ＳＴ４）。図９は、本洗浄の流れの示すフローチャートである。本洗浄では、まず洗浄液Ｆがマウント１５の供給口１５ａを介して通路２４に供給される（工程ＳＴ１１）。次に、制御装置３０が、駆動装置１６を制御して回転ヘッド２０を正方向に回転させる。このとき、回転ヘッド２０の回転速度は第１回転速度よりも低速な第２回転速度に設定される。回転ヘッド２０を低速で回転させることで、容器２の内面に対する洗浄液Ｆの接触時間が増加し、容器２の汚れが確実に除去される。

【0059】

次に、制御装置３０が、駆動装置１６を制御して回転ヘッド２０の回転方向を逆方向に切り替える（工程ＳＴ１３）。このとき、回転ヘッド２０の回転速度は第２回転速度に設定される。回転ヘッド２０の回転方向が逆方向に切り替えられることで、容器２の内面の全体に洗浄液Ｆが行き渡り、洗浄不良が抑制される。

【0060】

なお、本洗浄では、第１回転角と第２回転角の範囲内で回転ヘッド２０を正方向及び逆方向に交互に回転させて、容器２の特定箇所を繰り返し洗浄してもよい。汚れが付着しやすい容器２の特定箇所に繰り返し洗浄液Ｆを噴射することで頑固な汚れを除去することができる。

【0061】

本洗浄の後にリンス洗浄が行われる（工程ＳＴ５）。リンス洗浄では、洗浄液Ｆとして水が使用される。このとき、回転ヘッド２０の回転方向が正方向に設定され、回転ヘッド２０の回転速度が相対的に高速な第１回転速度に設定された状態で回転ヘッド２０から洗浄液Ｆが噴射される。リンス洗浄により、容器２の内面に付着した汚れ及び薬剤が除去される。このようにして、容器２の洗浄が行われる。

【0062】

以上、種々の実施形態に係るスプレーノズル１０、洗浄装置１及び洗浄方法について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。すなわち、上述した実施形態は例示説明を目的とするものであり、本発明の範囲を制限するものではないことに留意すべきである。

【0063】

例えば、図１に示す洗浄装置１は、２つのスプレーノズル１０を備えているが、スプレーノズル１０は１つであってもよい。図４（ａ）及び（ｂ）に示す回転ヘッド２０は、複数の噴射口３６を有しているが、回転ヘッド２０は少なくとも１つの噴射口３６を有していればよい。

【0064】

また、図１に示す実施形態では、軸線ＡＸが上下方向に一致するようにスプレーノズル１０が容器２内に吊り下げられているが、スプレーノズル１０は上下方向に設置されていなくてもよい。例えば、軸線ＡＸが水平方向に一致するようにスプレーノズル１０が設置されてもよい。水圧によって回転する従来の回転式スプレーノズルは、水平方向に設置されると重力の影響によってスムーズに回転ヘッドを回転させることが難しい。その結果、スプレーノズルの一部に偏摩耗が発生し、短期間で回転不良が生じることがある。これに対し、一実施形態に係るスプレーノズル１０では、洗浄液Ｆの圧力ではなく、駆動装置１６の駆動力によって回転ヘッド２０を回転させているので、水平方向に設置された場合でも回転ヘッド２０をスムーズに回転させることができる。なお、スプレーノズル１０の先端側が上方に向けられるように、スプレーノズル１０が設置されてもよい。

【0065】

なお、洗浄装置１の洗浄対象物は、容器２に限定されない。スプレーノズル１０の回転ヘッド２０は、洗浄対象物に応じて交換可能であってもよい。例えば、図１０は、回転ヘッド２０とは異なる別の回転ヘッド５０を含むスプレーノズル１０Ａを示している。回転ヘッド５０は、略球形を呈し、固定パイプ１８を囲むように配置されている。回転ヘッド５０は、駆動装置１６の駆動に伴って、正方向又は逆方向に軸線周りに回転可能である。回転ヘッド５０には、複数の噴射管５２が設けられている。複数の噴射管５２は、互いに異なる方向に向けられた複数の噴射口５４をそれぞれ有している。複数の噴射口５４は、例えば円形を呈する。回転ヘッド５０は、軸線ＡＸ周りに回転しながら複数の噴射口５４から洗浄液Ｆを噴射する。その結果、回転ヘッド５０から上下左右の全方向に洗浄液Ｆが噴射される。

【0066】

なお、上述した種々の実施形態は、矛盾の生じない範囲で組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0067】

１…洗浄装置、２…容器、１０…スプレーノズル、１２…洗浄液パイプ、１４…伝達シャフト、１６…駆動装置、１８…固定パイプ、２０…回転ヘッド、２２…軸受、２４…通路、２５…貫通孔、２８…内部空間、３０…制御装置、３５ａ…第１端部、３５ｂ…第２端部、３６…噴射口、３８…突出部、ＡＸ…軸線、Ｆ…洗浄液。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】