JP5295671B2 - 洗濯装置 - Google Patents

Description

本発明は、被洗浄物を洗浄する洗濯装置に関するもので、特に、水、石油溶剤或いは有機系溶剤などを含む洗浄液を充填密封した洗濯槽内で非洗浄物を洗浄する洗濯装置に関する。

従来の洗濯装置として、鉛直方向に回転軸を形成する洗濯槽を備えるものだけでなく、水平方向或いは水平方向から傾斜させた方向（以下、単に「水平傾斜方向」と呼ぶ）に回転軸を形成する洗濯槽を備えるものが、広く普及されている。そして、鉛直方向に回転軸を形成する洗濯槽を備えた洗濯装置は、洗濯槽の底部に設置されたパルセータを回転させて、洗濯槽内の洗浄液に回転流（渦巻き水流）を発生させる。そして、発生した洗浄液の回転流の力によって、衣類などの被洗浄物同士が擦り合わさることで（もみ洗いの原理）、被洗浄物が洗浄される。一方、水平方向或いは水平傾斜方向に回転軸を形成する洗濯槽を備えた洗濯装置は、洗濯槽を回転させることで、洗濯槽の内壁面に突設された羽根により被洗浄物を洗濯槽の上側に移動させた後、その被洗浄物を自重で落下させる。この被洗浄物が落下したときに、洗濯槽の内壁面との衝突による衝撃力によって（たたき洗いの原理）、被洗浄物が洗浄される。

このような洗濯装置による洗濯に利用される洗浄液は、水、或いは水に界面活性剤を混入させた溶剤などの水系の洗浄液と、石油系溶剤、或いは有機系溶剤などの非水系の洗浄液とに分類される。水系の洗浄液を利用した場合、被洗浄物に付着した水溶性の汚れが洗浄されるが、被洗浄物の生地や繊維によっては硬化や損傷を受けるため、洗浄後の被洗浄物の状態を悪くしてしまう。一方、非水系の洗浄液を利用した場合、水系の洗浄液のような被洗浄物の損傷の危険性を回避できるが、水溶性の汚れを確実に洗浄できない。

これに対して、本出願人は、中心軸が水平方向となる洗濯槽がその内部に設置されたケーシング内を洗浄液で充填密封させて、洗濯槽を回転させることで、洗濯槽内に収容された被洗浄物を洗浄液中で浮遊させるようにして洗浄する洗濯方法（特許文献１参照）及び洗濯装置（特許文献２）を提案した。この特許文献１の洗濯方法及び特許文献２の洗濯装置ではそれぞれ、内壁面に周方向に連続した凹凸が設けられた洗濯槽を回転させることで、洗濯槽の内壁面側の洗浄液において、洗濯槽の内壁面の凹凸毎の渦流が発生する。この渦流が洗濯槽の内壁面に沿って連続して形成されることで、洗濯槽内の洗浄液には、洗濯槽の回転に沿った大きな流れが発生する。このようにして発生する渦流と大きな流れとが被洗浄物に影響を与えるため、被洗浄物は、洗濯槽内で漂うように浮遊して広がる。そのため、被洗浄物における洗浄液との接触面が広くなるだけでなく、被洗浄物への洗浄液の浸透力が高まり、結果、被洗浄物の汚れに対する洗浄液による洗浄効果が高まった。

即ち、本出願人は、特許文献１の洗濯方法及び特許文献２の洗濯装置のように、ケーシング内に充填密封させた洗浄液に対して、洗濯槽の回転に基づく圧力分布を形成して洗浄を行うことで、被洗浄物の損傷を防ぐとともに、その洗浄効果を高めることができた。又、洗浄液に形成される圧力分布が、被洗浄物の洗浄液中での挙動に影響するため、これらの効果を十分に発揮するためには、ケーシング内に充填密封させた洗浄液に対して、その圧力分布を効果的に形成する必要がある。

そして、本出願人は、特許文献１及び特許文献２それぞれの構成について更なる検証を行った結果、上述したように、洗濯槽の内壁面に周方向に連続して設けられた凹凸面の回転により、洗浄液内に圧力分布が形成されることが明らかになった。即ち、洗濯槽には、その回転方向に沿って凹凸面が形成される。そのため、洗濯槽が回転したとき、凹部内の洗浄液は凸部によって回転方向に移動しようとするが、洗浄液自身は滞留しようとすることで、その凹部内に渦巻状の旋回流が発生する。

この渦巻き状の旋回流が、各凹部に形成されることで、ケーシング内に充填密封させた洗浄液は、洗濯槽の径方向に略同心円状に異なる流速で流れて、洗濯槽の径方向に圧力分布が形成される。洗濯槽の径方向に対して形成される圧力分布が、洗濯槽内で被洗浄物を浮遊させるため、結果的に、洗浄液中で浮遊して漂う被洗浄物を拡げることとなり、洗浄効果を促進するとともに、被洗浄物の損傷を防止できる。
特許３８４１８２２号公報 特許３８６３１７６号公報

この特許文献１及び特許文献２それぞれでは、ケーシング内に洗浄液を充填密封する構成として、タンク内の洗浄液をポンプによってケーシングに供給して、ケーシングを充填密封させる構成を提案した。即ち、ケーシング内に供給する前に、タンク内で洗浄液の調合を行う。そして、タンクからケーシングへの流路を形成した後に、ポンプを駆動することで、タンク内の洗浄液がケーシングへ供給され、ケーシング内に洗浄液を充填密封させる。ケーシング内に洗浄液が充填密封したことが検出されると、洗濯槽を回転させて洗浄を開始する。

このようにケーシング内を洗浄液で充填密封した状態とするためには、ケーシング内の空気を排出する必要があるが、特許文献１及び特許文献２で提案した構成では、空気を排出するための空気流路については言及していない。この空気流路を取り付けることにより、ケーシング内に洗浄液を供給する際に、ケーシング内からの空気の排出を促進できるため、ケーシング内への洗浄液による充填密封にかかる時間を短縮できるだけでなく、ポンプの負荷も低減できる。

しかしながら、このような空気流路を単純にケーシングに取り付けただけでは、洗浄液によるケーシングの充填密封後に、この空気流路から洗浄液が排出されることとなる。そのため、作業者は、ケーシングを洗浄液で充填密封したことを確認した際、ケーシングに取り付けられた空気流路からの洗浄液の排出を防ぐため、空気流路を閉じる作業を行う必要があった。

このような問題に鑑みて、本発明は、ケーシング内の空気を排出させる空気流路を備えて、効率よくケーシング内に洗浄液を充填密封できる洗濯装置を提案することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の洗濯装置は、鉛直方向より水平方向に傾いた方向或いは水平方向となる回転軸により回転するとともに被洗浄物が内部に収容される洗濯槽と、該洗濯槽を覆うとともに洗浄液を充填密封するケーシングと、該ケーシングに前記洗浄液を供給する給液流路と、該ケーシングから前記洗浄液を排出する排液流路とを備える洗濯装置において、前記ケーシングに接続されて前記ケーシングの内部を外気に対して大気開放する空気流路と、該空気流路に流入した前記洗浄液の液量により前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されたことを検知する検知部と、前記排液流路からの洗浄液を前記給液流路に送出するポンプと、を備え、前記被洗浄物を洗浄する際、前記洗濯槽に前記被洗浄物を収容した後、前記空気流路により前記ケーシングを外気に開放させた状態で、前記給液流路より前記洗浄液を前記ケーシングへ供給し、前記検知部が、前記空気流路に流入した前記洗浄液の液量に基づいて、前記ケーシングが前記洗浄液で充填密封された状態であることを検知したとき、前記排液流路からの前記洗浄液の循環を許可して、前記洗浄液で充填密封された前記ケーシングに対して前記洗浄液を前記ポンプにより循環させると同時に前記洗濯槽を回転して、前記被洗浄物の洗浄を開始することを特徴とする。

このような洗濯装置において、前記洗濯槽が、その内壁面において、該洗濯槽の径方向に凹凸させた凹凸曲面を備え、該凹凸曲面は、該洗濯槽の軸に対して垂直な断面が円周方向に連続させた凹凸形状の曲線であり、当該曲線を該洗濯槽の軸に沿って連続させた形状であるものとする。そして、前記洗濯槽が、その内壁面から外壁面に向かって貫通したスリットを備える。このとき、前記凹凸曲面と前記スリットが、前記洗濯槽の内壁面の周方向に沿って交互に設けられるものとしてもよい、前記洗濯槽の端面側に前記スリットが設けられるものとしてもよい。

又、前記ケーシングに対する空気の流入及び排出を許可し、且つ、前記ケーシングからの前記洗浄液の排出を禁止する、前記空気流路に設置された空気弁を、更に備え、前記検知部が、前記空気流路に前記洗浄液が流入し前記空気弁が閉じることで、前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されたものと判断するものとしてもよい。更に、前記洗浄液を一時的に貯えるとともに、接続された前記ポンプによって前記洗浄液を前記給液流路に排出するタンクを備えるものとしてもよい。

このとき、前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されるまで、前記ポンプによって前記タンクから前記給液流路を通じて前記洗浄液を前記ケーシングに供給し、前記検知部が、前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されたことを検知した後は、前記排液流路から排出された洗浄液を前記ポンプによって前記給液流路に送出することで、前記洗浄液を循環させるものとしてもよい。

又、前記排液流路と前記タンクとが接続され、前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されるまで、前記ポンプの駆動を停止して、前記給液流路から直接前記洗浄液が前記ケーシングに供給され、前記検知部が、前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されたことを検知した後は、前記排液流路から前記タンクに排出した洗浄液を前記ポンプによって前記タンクから前記給液流路に送出することで、前記洗浄液を循環させるものとしてもよい。

前記排液流路及び前記空気流路と接続され、前記洗浄液を一時的に貯えるとともに、接続された前記ポンプによって前記洗浄液を前記給液流路に排出するタンクと、該タンク内に貯えられた前記洗浄液の液量を測定する液量検出センサと、を更に備え、大気開放された前記タンクに前記空気流路を通じて前記ケーシング内の空気が排出される一方で、前記ケーシングが前記洗浄液によって充填密封されたときに、前記空気流路を通じて前記ケーシング内の前記洗浄液が前記タンクに排出され、前記検知部が、前記液量検出センサによって測定された前記タンクに貯えられた前記洗浄液の液量が所定量に達したときに、前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されたものと判断するものとしてもよい。

これらの洗濯装置において、前記洗濯槽の内壁面に凹凸を設けることによって、前記ケーシングを前記洗浄液により充填密封させるとともに前記洗濯槽を回転させて、前記洗濯槽内の前記洗浄液に圧力分布を形成し、被洗浄物に損傷を与えることなく洗浄することができる。

本発明によると、ケーシング内に洗浄液を充填密封させて被洗浄物の洗浄を行う洗濯装置において、そのケーシングに空気流路を設置して、空気流路を介したケーシング内部の大気開放がなされる。そのため、ケーシング内外で空気の入れ換えができ、ケーシングに対する洗浄液の供給と排出を短時間で行うことができる。又、空気流路に流入した洗浄液の液量に基づいて、ケーシングの洗浄液による充填密封状態を検知する検知部を備えるため、確実にケーシング内を洗浄液で充填密封された後に洗浄を開始できる。
また、ケーシング内が洗浄液で充填密封されようとするとき、空気流路５内に洗浄液が流入するが、この洗浄液により空気弁が閉じ、空気流路からの洗浄液の漏れが防がれ、空気弁が設けられることでケーシングが洗浄液で充填密封されると同時に閉じられ、更に、洗浄液を循環させるポンプを備えるので、洗浄中においてケーシングに対して洗浄液の供給と排水を行える。よって、洗浄後の洗浄液がケーシング内で澱むことを防ぐことができ、その結果、被洗浄物の洗浄効果を高めることができる。

＜基本構成＞
本発明の洗濯装置における基本構成について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の洗濯装置を構成するケーシング周辺における各流路の関係を示す概略図である。又、図２は、本発明の洗濯装置のケーシング内に設けられる洗濯槽の構成を示す概略斜視図である。更に、図３は、図２に示す洗濯槽の回転軸に垂直な方向における洗濯槽の概略断面図であり、図４は、図３における要部拡大図である。

１．洗濯装置による洗浄の流れ
図１に示すように、本発明の洗濯装置は、その基本構成として、洗浄液を内部に充填密封するケーシング１と、このケーシング１内部に設けられる円筒形状の洗濯槽２と、ケーシング１に洗浄液を供給する給液流路３と、ケーシング１から洗浄機を排出する排液流路４と、ケーシング１内の空気の排気と吸気とを行う空気流路５とを、その主要部として備える。そして、洗濯槽２は、その中心軸が鉛直方向から水平方向に傾斜され、この中心軸を中心としてケーシング１内で回転する。尚、ケーシング１は、洗濯槽２と同心円状の断面を備える円筒形状に限られるものではなく、その内部で洗濯槽２が自由に回転できる形状であればよい。

このように構成される洗濯装置は、ケーシング１内を洗浄液で充填密封する際、排液流路４を弁で閉じた状態として、給液流路３から洗浄液が供給される。このとき、空気流路５を開放されていることで、ケーシング１内の空気が空気流路５を通じて外気に排気される。よって、ケーシング１内の空気が、給液流路３から供給される洗浄液との入れ換えにより排気されるため、ケーシング１内へ洗浄液を順調に供給でき、洗浄液の供給に利用する不図示のポンプなどにかかる負荷を低減できる。

そして、ケーシング１が洗浄液で充填密封された状態となると、排液流路４を開放するとともに、不図示のポンプによって、排液流路４から排出された洗浄液を給液流路３に流すことで、再び、ケーシング１内に供給する。即ち、給液流路３による洗浄液の供給と、排液流路４による洗浄液の排出とが成されることによって、ケーシング１に対して洗浄液が循環する。このとき、洗浄液で充填密封されたケーシング１内において、洗濯槽２が回転軸を中心に回転し、洗濯槽２内に収容された被洗浄物が洗浄液により洗浄される。この洗濯槽２の構成、及び洗濯槽２の回転による洗浄については、後述する。

このようにして、ケーシング１が洗浄液で充填密封されるとともに、給液流路３及び排液流路４を利用して洗浄液が循環することで、ケーシング１内で回転する洗濯槽２内の洗浄液も循環する。このとき、排液流路４から排出される洗浄液については、濾過などによる廃液処理を施して浄化再生するものとしてもよい。又、空気流路５については、以下の各実施形態で後述するが、フロート弁体を備えた空気弁などが設けられることで、ケーシング１が洗浄液で充填密封されると同時に閉じられる構成としてもよいし、ケーシング１の洗浄液による充填密封後には排液流路として利用される構成としてもよい。

このケーシング１に充填密封される洗浄液は、水系又は非水系のいずれであっても構わない。そして、水系の洗浄液としては、水、或いは水に界面活性剤を調合させたものなどが使用される。この水系の洗浄液により、水溶性の汚れを洗浄することができる。又、界面活性剤が調合される場合は、この界面活性剤が化学的に反応することで、油性の汚れをも洗浄できる。一方、非水系の洗浄液としては、石油系（炭化水素系）溶剤、或いは有機系溶剤などが使用される。この非水系の洗浄液は、主に油性の汚れを洗浄でき、又、水系の洗浄液に比べて乾燥性が良いという特性を備える。

そして、給液流路３及び排液流路４を利用して、ケーシング１内を充填密封させる洗浄液を循環させた洗浄を終了すると、ケーシング１の洗濯槽２に収容された被洗浄物を取り出すために、ケーシング１内を充填密封している洗浄液を排出する。このとき、排液流路４から不図示のポンプへの流路から分岐した不図示のドレインより洗浄液が排出されることで、ケーシング１、給液流路３及び排液流路４により構成される洗浄液の循環路から、洗浄液を排出できる。又、空気流路５は、外気に対して開放されることにより、外気から空気がケーシング１内に供給され、ケーシング１内が大気開放された状態となり、ケーシング１内の洗浄液を全て排出できる。

このように、ケーシング１内への洗浄液の充填密封が成された後、洗浄液の循環と洗濯槽２の回転による被洗浄物に対する洗浄を行い、その洗浄が終了すると、ケーシング１に充填密封されて循環していた洗浄液が全て排出される。このとき、排出される洗浄液は、濾過などによる廃液処理を施して浄化再生するものとしてもよい。そして、この洗浄が、界面活性剤が調合された水系の洗浄液を用いたものである場合、被洗浄物を水による濯ぎを行うため、上述した洗浄時の動作と同様、ケーシング１内への水を充填密封させた後、水の循環と洗濯槽２の回転による被洗浄物に対する濯ぎを行う。

又、例えば、ケーシング１を非水系の洗浄液で充填密封させて洗浄を行った後に、ケーシング１を水系の洗浄液で充填密封させて洗浄を行うなどのように、種類の異なる洗浄液による洗浄を行う場合も同様である。即ち、ケーシング１の洗浄液の充填密封、洗浄液の循環と洗濯槽２の回転、洗浄液のケーシング１からの排出という作業工程を、種類の異なる洗浄液毎に繰り返すことによって、被洗浄物に対して、種類の異なる洗浄液による複数の洗浄や濯ぎを実現できる。

２．洗濯槽の構成と洗濯槽の回転による洗浄
上述のように、洗浄液が充填密封されたケーシング１内を、その内部に被洗浄物を収容した洗濯槽２が回転することで、洗濯槽２内の洗浄液に圧力分布を形成し、洗濯槽２内の洗浄液の流れによって被洗浄物を損傷することなく洗浄できる。この洗浄液の流れを利用した洗浄を説明するにあたって、まず、ケーシング１内に充填密封された洗浄液に対して流れを形成する洗濯槽２の構造について、図２〜図４を参照して説明する。

図２に示すように、その回転軸が鉛直方向から水平方向に傾斜した円筒形状に構成された洗濯槽２は、一方の底面に開口された開口部２１を備えた籠形状である。洗濯槽２の内壁面には、洗濯槽２の回転軸に対して垂直な断面が円周方向に連続した凹凸形状となる凹凸曲面２２と、洗濯槽２の回転軸の方向を長手方向として開口したスリット２３とを備える。そして、図３に示すように、洗濯槽２の回転軸に対して垂直な洗濯槽２の内壁面の断面における円周方向に沿って、凹凸曲面２２とスリット２３とが交互に形成される。

洗濯槽２の内壁面に構成される凹凸曲面２２は、図２に示すように、洗濯槽２の回転軸に対して垂直となる凹凸形状による断面を洗濯槽２の回転軸方向に沿って連続させた曲面によって形成される。即ち、洗濯槽２の回転軸方向をそれぞれの長手方向とする凹部２２ａ及び凸部２２ｂ（図３参照）が、洗濯槽２の回転軸に垂直な円周方向に沿って交互に連続して形成されることで、洗濯槽２の内壁面に凹凸曲面２２が構成される。又、スリット２３は、洗濯槽２の内壁から外壁に向かって貫通するため、このスリット２３によって、洗濯槽２内の洗浄液がケーシング１と洗濯槽２との間の領域に排出されるとともに、ケーシング１と洗濯槽２との間の領域内の洗浄液が洗濯槽２内に流入される。

尚、図２の構成では、スリット２３を、洗濯槽２の回転軸方向を長手方向として開口させたものとしたが、洗濯槽２の回転軸方向に対して配列させた複数の孔によって形成されるものとしてもよい。又、このスリット２３は、洗濯槽２の周面となる内壁面だけでなく、開口面２１に対抗した底面２４にも設けられるものとしてもよいし、ケーシング１（図１参照）と開口面２１との間に間隙を設けて構成してもよい。そして、ケーシング１と開口面２１との間又は底面２４だけにスリット２３を設けるものとしてもよい。更に、洗濯槽２の構成についても、その内壁面に凹凸曲目２２とスリット２３とが交互に形成されるものに限らず、洗濯槽２の内壁面の全周面にわたって、凹凸曲面２２が形成されるとともに、凹部２２ａ（図３参照）の一部にスリット２３が設けられる構成としてもよい。

このように構成される洗濯槽２において、図３に示すように、洗濯槽２の周方向に隣接するスリット２３の間に設けられた凹凸曲面２２は、複数の凹部２２ａと複数の凸部２２ｂとが交互に形成された構成となる。このとき、図４に示すように、凹部２２ａの底部２２１、凸部２２ｂの頂部２２２、及び凹部２２ａと凸部２２ｂとの接続部２２３それぞれにおける形状の変化を緩やかなものとすることで、凹凸曲面２２の周方向の断面による曲線を滑らかなものとする。

これにより、凹凸曲面２２が洗濯槽２の周方向に沿って回転したとき、凹部２２ａの内側の流体に対して、凸部２２ｂが流れを形成する際、その流れに与える乱れを抑制できる。この凹凸曲面２２は、洗濯槽２の周方向に対して同じ幅に形成されるものとしてもよいし、図３に示すように、洗濯槽２の周方向に沿った幅が異なるものとしてもよい。尚、この凹凸曲面２２は、湾曲させた薄肉の金属板で形成し、スリット２３を設けられた円筒籠状の洗濯槽２の内壁面に取り付けられるものとしてもよい。

そして、洗濯槽２は、図２に示すように、底面２４の中心位置に、洗濯槽２を回転させる駆動機構２６の回転軸２５が接続される。尚、駆動機構２６は、回転軸２５を備えた電動モータで構成するものとしてもよいし、回転軸２５を間接的に回転させる電動モータと、電動モータの回転を回転軸２５に伝達させるプーリ及びベルトとによって構成するものとしてもよい。又、この駆動機構２６は、図２で不図示となるケーシング１の外部に設けられため、回転軸２５は、ケーシング１に挿入されて洗濯槽２と接続される。よって、ケーシング１は、この回転軸２５が挿入される軸受部が設けられる。この軸受部は、ケーシング１内の洗浄液が外部に漏れないようにするシール構造を備える。

図２〜図４に示す構成を備えた洗濯槽２が、回転軸２５を通じて駆動機構２６から伝達された回転力によって、洗浄液を充填密封したケーシング１内で回転して、洗濯槽２内に収容された被洗浄物の洗浄や濯ぎが成される。このときの洗濯槽２内部における洗浄液の挙動と被洗浄物の関係について、図３及び図４を参照して簡単に説明する。

図４に示す矢印Ａの方向に洗濯槽２が回転するとき、この回転方向（矢印Ａ）に対して凹部２２ａよりも後ろ側の凸部２２ｂが、凹部２２ａの位置に移動するため、凹部２２ａの両側にある２つの凸部２２ｂと凹部２２ａに囲まれた領域Ｒ内の洗浄液が回転方向（矢印Ａ）に移動しようとする。しかしながら、領域Ｒ内において凸部２２ｂの頂部２２２に近い側では、凹部２２ａの両側に挟まれた凸部２２ｂの間隔が広くなるため、凸部２２ｂの移動による影響が小さくなる。そのため、凸部２２ｂの頂部２２２に近い側の洗浄液は停滞しようとして、矢印Ａに沿って回転する凸部２２ｂに沿った大きな流れを形成する。

このように、洗濯槽２の内壁面に近傍の洗浄液は、凹凸曲面２２の回転により、その回転方向（矢印Ａ）に沿った大きな流れを形成するとともに、凹凸曲面２２における凹部２２ａ及び凸部２２ｂで形成される各領域Ｒ内に、凹部２２ａ及び凸部２２ｂに沿った渦流を形成する。一方、洗濯槽２の回転軸側の領域における洗浄液は、凹凸曲面２２から離れるため、この凹凸曲面２２の回転による影響が小さい。これらのことから、凹凸曲面２２の回転により形成される回転方向（矢印Ａ）に沿った大きな流れと凹部２２ａ及び凸部２２ｂに沿った渦流とが、洗濯槽２の中心軸に向かって径方向に伝播する。

よって、洗濯槽２内の洗浄液は、洗濯槽２の回転軸に対して垂直な断面において、洗濯槽２の内壁面から回転軸に向かって、異なる流速による洗浄液の流れの層が形成される。即ち、洗濯槽２内では、内壁面側に、最も速い流速となる洗浄液の流れの層が周方向に形成され、洗濯槽２の回転軸に向かって、その流速が遅くなる洗浄液の流れの層が形成される。これによって、洗濯槽２内を充填密封される洗浄液は、内壁面から回転軸に向かう径方向に対して、圧力分布が形成されることとなり、この圧力分布に基づいて被洗浄物が洗浄液中を漂う。即ち、洗浄液中に発生する圧力分布や浮力などの影響により、洗濯槽２内を充填密封される洗浄液内における被洗浄物は、無重力状態で遊泳しているような挙動を示す。よって、この洗濯槽２内の被洗浄物は、自身も拡がりながら洗浄液中を浮遊することとなる。

このように洗濯槽２内の洗浄液に流速の異なる層が形成されて圧力分布ができるため、洗浄液中の被洗浄物は、洗濯槽２の内壁面側に移動した場合、洗浄液の速い流れに影響された挙動を示す。即ち、回転方向の大きな流れに加えて、凹凸曲面２２によって形成される渦流が存在することから、この洗浄液の流れによって、被洗浄物が洗濯槽２の内壁面に衝突が防がれるだけでなく、回転軸側に強制的に移動させられる。又、洗浄液の流速が異なることから圧力分布が形成されるため、各層の流速の影響を受ける被洗浄物は、洗浄液中を漂うことで拡がる。これにより、被洗浄物は、洗浄液の液体分子と接触する面が拡がるため、洗浄液による洗浄及び濯ぎの効果が高くなるだけでなく、被洗浄物に対して、洗浄液の流れに基づく捻りや洗濯槽への衝突などの負担が軽減されるため、洗浄による損傷が低減される。

このように洗濯槽２を回転させて、洗濯槽２内の洗浄液に圧力分布を形成して、洗浄液中で被洗浄物を拡がるように浮遊させることで、被洗浄物の洗浄や濯ぎを行える。この被洗浄物の洗浄や濯ぎを行うための洗濯槽２の回転については、一定方向の回転のみを所定時間連続して行うものとしてもよいし、一定方向の回転を所定時間毎に断続して行うものとしてもよい。即ち、洗濯槽２を正転方向（或いは逆転方向）に一定時間連続して回転させてもよいし、洗濯槽２を正転方向（或いは逆転方向）に回転させる回転期間と洗濯槽２の回転の停止期間とを一定期間が経過するまで繰り返し行うものとしてもよい。更に、洗浄や濯ぎのための洗濯槽２の回転を断続的に行う場合において、断続的に開始される回転毎に、その回転方向を逆方向に切り換えるものとしてもよい。即ち、洗濯槽２を回転させ回転させる回転期間と洗濯槽２の回転の停止期間とを一定期間が経過するまで繰り返し行い、且つ、回転期間毎に洗濯槽２の回転方向を正転方向と反転方向とで切り換えるものとしてもよい。

以下の各実施形態における洗濯装置は、この基本構成で説明した洗濯装置の構成を共通に備えるものであり、又、この基本構成で説明した洗浄における各工程の動作を共通に行うものである。よって、以下では、各実施形態の洗濯装置で特徴とする部分について詳細に説明するものとし、基本構成で共通となる部分の説明については省略する。

＜第１の実施形態＞
本発明の洗濯装置における第１の実施の形態について、図面を参照して以下に説明する。図５は、本実施形態の洗濯装置における配管の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の洗濯装置は、上述の基本構成で説明した構成を有するケーシング１及び洗濯槽２を備えるとともに、ケーシング１内に洗浄液を充填密封させるための図５に示す各流路が構成される。

（洗濯装置の構成）
まず、洗濯装置は、図５に示すように、給液流路３（図１参照）として、洗浄液を一時的に貯水するタンク３１と、タンク３１に貯水された洗浄液を吸い上げるポンプ３２と、タンク３１とポンプ３２との間を接続するポンプ吸入側配管３３と、ポンプ３２とケーシング１との間を接続するポンプ吐出側配管３４と、ポンプ吸入側配管３３に設けられた制御弁３５とを備える。又、タンク３１には、タンク３１内に洗浄液を供給するとともに制御弁３７を有するタンク供給用配管３６と、タンク３１内の洗浄液の量を検出する液量検出センサ３８とが設置される。尚、液量検出センサ３８は、例えば、タンク３１内の洗浄液の液面に浮遊するフロートを備えた液位センサなどで構成した場合、フロートと接続された継手の角度や高さ位置を、洗浄液の量を示す電気信号に変換して出力できる。

そして、排液流路４（図１参照）として、ケーシング１に接続された排液用配管４１と、排液用配管４１から分岐してドレイン配管４２と、排液用配管４１及びドレイン配管４２のそれぞれに接続される廃液処理部４３，４４と、廃液処理部４３とポンプ３２との間を接続する廃液処理部吐出側配管４５と、ドレイン配管４２及び廃液処理部吐出側配管４５のそれぞれに設けられた制御弁４６，４７とを備える。尚、廃液処理部吐出側配管４５は、ポンプ吸入側配管３３におけるポンプ３２と制御弁３５との間の位置から分岐した構成となる。又、排液流路４は、ドレイン配管４２によりケーシング１の外部に洗浄液を排出するため、ケーシング１に対して、その鉛直方向の下側に形成されることが望ましい。

更に、ケーシング１には、鉛直方向の上側に空気流路５が形成され、この空気流路５に、ケーシング１が洗浄液によって充填密封されたときに洗浄液の外部への排出を防ぐ空気弁５１が設置される。この空気弁５１は、例えば、空気流路５の端部に設置された二重管形状とし、外側の管が大気開放されるとともに、外側の管と連通させた内側の管内には、その管壁に接触した状態でスライドして移動するフロート弁体を備える構成としてもよい。このとき、外側の管には、フロート弁体の外径よりもその内径が小さい大気開放用の穴が設けられる。

このように構成することで、空気流路５を通じてケーシング１より空気が排出されるとき、空気弁５１を構成する外側と内側の管の間を通って空気が外気に排出される。空気流路５に洗浄液が流入したときは、外側及び内側それぞれの管に洗浄液が流入するが、フロート弁体が内側の管をスライドして移動して、外側の管に設けられた大気開放用の穴が閉鎖される。このフロート弁体による大気開放用の穴の閉鎖によって、外側の管に設けられた大気開放用の穴から洗浄液が外部に漏れることを防止できる。

このような空気弁５１に更に、例えば、外側の管に設けられた大気開放用の穴とフロート弁体とが接触する部分に導体を設けて、大気開放用の穴とフロート弁体とが接触したときに電気的に導通できる構造を設ける。この空気弁５１の構成により、ケーシング１が洗浄液により充填密封されたとき、空気弁５１が、フロート弁体が大気開放用の穴を封鎖して、洗浄液の排出を禁止するとともに、洗浄液の充填密封を報知する電気信号を生成できる。

更に、図５に示す洗濯装置は、液量検出センサ３８及び空気弁５１からの電気信号を受けるとともに、ポンプ３２の駆動と、制御弁３５，３７，４６，４７の開閉を制御する制御部１００を備える。即ち、洗濯装置が洗浄を行う際、制御部１００が、空気弁５１からの電気信号に基づいて、ケーシング１内の洗浄液の充填密封を検出する。又、制御部１００が、制御弁３５，３７，４６，４７の開閉を制御して、ケーシング１に対して接続する配管を決定するとともに、ポンプ３２の駆動を制御することで、洗浄液の供給、排出、循環を行う。

（洗浄による制御フロー）
１．洗浄液の供給
次に、図５に示す構成の配管を備えた洗濯装置による洗浄における各工程に対する制御フローについて、以下に説明する。制御部１００は、制御弁３５及びポンプ３２に制御信号を与えて、制御弁３５を閉じた状態とするとともに、ポンプ３２を停止状態とする。そして、制御部１００が制御弁３７に制御信号を与えることで、制御弁３７を開き、タンク供給用配管３６を通じて洗浄液をタンク３１内に供給させる。尚、ケーシング１への洗浄液の供給が禁止されるとともに、タンク３１内に洗浄液が供給される状態であればよいので、制御弁３５が閉じた状態であれば、制御弁４６，４７については開閉いずれの状態であっても構わない。

このとき、ケーシング１は、空気弁５１によって大気開放された状態であるため、作業者は、ケーシング１に設けられた不図示の扉を開いて、被洗浄物を洗濯槽２内に収容する。そして、洗濯槽２内に被洗浄物を収容すると、作業者は、不図示の扉を閉じて、ケーシング１を密閉する。尚、この被洗浄物のケーシング１内への収容については、作業者ではなく、搬入装置により自動的に行われるものとしてもよい。又、ケーシング１に充填密封する洗浄液として、界面活性剤を混入させた水系の洗浄液を利用する場合、タンク３１内で、タンク供給用配管３６を通じて供給される水に、界面活性剤が調合される。

このようにして、タンク３１内に洗浄液が供給され、タンク３１内に洗浄液が貯えられているとき、タンク３１内に設けられた液量検出センサ３８からの電気信号が制御部１００に与えられ、タンク３１内の洗浄液の液量が検出される。そして、この液量検出センサ３８からの電気信号に基づいて、タンク３１内に貯えられた洗浄液の液量が、ポンプ３２、ポンプ吸入側配管３３、ポンプ吐出側配管３４、排液用配管４１、廃液処理部４３、及び廃液処理部吐出側配管４５で形成される、ケーシング１に対する洗浄液の循環路による容積と、ケーシング１の容積とを合計した量よりも十分に多くなったことが確認される。即ち、液量検出センサ３８からの電気信号に基づいて、タンク３１内に貯えられた洗浄液の液量が、ケーシング１を洗浄液で充填密封させ、且つ、洗浄液を循環可能な量であるか否かが確認される。

２．ケーシングの充填密封
そして、制御部１００は、液量検出センサ３８からの電気信号より、ケーシング１を洗浄液で充填密封させ、且つ、洗浄液を循環可能な量となる洗浄液が、タンク３１内に貯えられたことを確認すると、制御弁３７に制御信号を与えて制御弁３７を閉じる。これにより、タンク供給用配管３６による、タンク３１への洗浄液の供給を停止する。そして、制御部１００は、制御弁３５，４６，４７に制御信号を与えて、制御弁３５，４７を開く一方で、制御弁４６を閉じる。即ち、ケーシング１を含む洗浄液の循環路を開放するとともに、タンク３１からポンプ３２への洗浄液の供給路を開放する。このように洗浄液の流路を形成すると、ポンプ３２を駆動して、タンク３１内の洗浄液を吸い上げて、ケーシング１への供給を開始する。尚、ポンプ３２の負担を低減するために、制御弁４７を最初は閉じた状態とし、ポンプ３２を駆動して洗浄液の吸い上げを開始した後に制御弁４７を開くものとしてもよい。

ポンプ３２が駆動を開始すると、タンク３１内の洗浄液が、ポンプ吸入側配管３３を通じて、ポンプ３２に吸い上げられた後、ポンプ吐出側配管３４を通じてケーシング１内に供給される。ケーシング１内に供給された洗浄液は、排液用配管４１、廃液処理部４３、及び廃液処理部吐出側配管４５に流れ込む。そして、排液用配管４１、廃液処理部４３、及び廃液処理部吐出側配管４５が洗浄液で充填されると、ケーシング１内についても、洗浄液で充填される。このとき、ケーシング１、ポンプ３２、ポンプ吸入側配管３３、ポンプ吐出側配管３４、排液用配管４１、廃液処理部４３、及び廃液処理部吐出側配管４５のそれぞれに含まれる空気が、空気流路５の空気弁５１を通じて外気に排出される。そして、ケーシング１内が洗浄液で充填密封されようとするとき、空気流路５内に洗浄液が流入するため、この洗浄液により空気弁５１が閉じ、空気流路５からの洗浄液の漏れが防がれる。

このように、ケーシング１、ポンプ３２、ポンプ吸入側配管３３、ポンプ吐出側配管３４、排液用配管４１、廃液処理部４３、及び廃液処理部吐出側配管４５それぞれによる循環路に洗浄液が充填されて、ケーシング１内が洗浄液で充填密封される。このとき、空気弁５１が閉じるため、この空気弁５１が閉じたことを示す電気信号が制御部１００に与えられて、制御部１００が、ケーシング１が洗浄液で充填密封されたことを認識する。

３．洗浄工程
制御部１００が、空気弁５１からの電気信号によって、ケーシング１の洗浄液による充填密封を検出すると、制御弁３５に制御信号を与え、制御弁３５を閉じる。即ち、制御弁４７のみが開いた状態となり、ポンプ３２の駆動により、ケーシング１に対する洗浄液の循環が開始される。このケーシング１に対する洗浄液の循環を開始すると、洗濯槽２に収容した被洗浄物の洗浄を行うために、制御部１００が、洗濯槽２を回転させるように、駆動機構２６（図２参照）に対して、回転駆動の開始する指令を与える。これにより、ケーシング１に対する洗浄液の循環と洗濯槽２の回転による、被洗浄物に対する洗浄工程が開始する。

この洗浄工程における洗浄液の循環について、簡単に説明する。ポンプ３２によって、ポンプ吸入側配管３３からの洗浄液がポンプ吐出側配管３４に送出され、このポンプ吐出側配管３４を流れる洗浄液がケーシング１に供給される。そして、ケーシング１内では、上述のように洗濯槽２が回転することで、洗濯槽２内に洗浄液の圧力分布が形成されて、被洗浄物の洗浄又は濯ぎが行われる。この洗濯槽２は、図２に示すスリット２３を備えるため、洗濯槽２の外側と内側との間で、洗浄液の入れ替えが成される。即ち、ケーシング１内に供給された洗浄液が、スリット２３を通じて洗濯槽２内に流入し、洗濯槽２内で洗浄を行った洗浄液がスリット２３を通じて洗濯槽２から流出する。

そして、ケーシング１は、ポンプ吐出側配管３４より洗浄液が供給されるため、ケーシング１が充填密封された状態であることから、ケーシング１内の洗浄液が排液用配管４１に吐出される。このケーシング１から排液用配管４１に吐出された洗浄液は、廃液処理部４３に供給されることとなり、濾過などにより再生処理が施され、洗浄による汚れを含む不純物が除去される。この再生処理された洗浄液は、廃液処理部４３から廃液処理部吐出側配管４５に排出されると、ポンプ吸入側配管３３を通じてポンプ３２に供給される。

このようにして、ポンプ３２の駆動と、制御弁４７の開状態と、制御弁３５，４６の閉状態とにより、ケーシング１に対して洗浄液を循環させることができる。このとき、洗浄液の汚れがひどくなったことを確認すると、制御部１００により、一時的に、制御弁４７の開度を小さくするとともに、制御弁３５，４６の開度を同程度の開度まで開くものとしてもよい。この洗浄液の汚れの状態を検出するセンサは、透過光又は散乱光の受光量により汚れを測定する光学方式のセンサ、洗浄液の電気伝導率又は電気抵抗率を計測することで汚れを測定する電気方式のセンサ、或いは、洗浄液のＰＨを測定するＰＨセンサなどによって構成できる。これにより、ケーシング１を含む洗浄液の循環路に対して、ケーシング１から排出された汚れた洗浄液をドレイン配管４２より排出し、新たな汚れのない洗浄液をタンク３１より供給できる。このとき、ケーシング１を含む循環路を流れる洗浄液の汚れが低減すると、再び、制御部１００により、制御弁４７の開度を大きくするとともに、制御弁３５，４６を完全に閉じて、洗浄液を循環させて被洗浄物の洗浄を続ける。

４．洗浄液の排出
そして、制御部１００は、洗濯槽２の回転を開始してから所定時間の経過を確認するなどして、洗浄液の循環と洗濯槽２の回転による洗浄工程の終了を検知する。尚、洗浄液に混入された不純物を測定するセンサを、ケーシング１を含む循環路に設け、このセンサの測定値によって、被洗浄物の汚れが落ちたことを制御部１００が確認したときに、この洗浄工程の終了を検知するものとしてもよい。制御部１００は、この洗浄工程の終了の検知によって、洗浄された被洗浄物をケーシング１から取り出すために、ケーシング１に充填密封された洗浄液の排出を開始する。

即ち、ケーシング１に充填密封された洗浄液の排出を開始するために、制御部１００によって、ポンプ３２の駆動が停止されるとともに、制御弁４６が開かれる。これにより、ケーシング１内の洗浄液が、排液用配管４１及びドレイン配管４２を通じて外部に排出される。この排出される洗浄液は、廃液処理部４４に供給されるため、濾過や化学処理などによる再生処理がなされる。このとき、空気流路５における洗浄液の液位が下がるため、空気弁５１が開いて、ケーシング１が大気開放される。これにより、外気がケーシング１内に流入可能となり、ケーシング１内は、洗浄液に変わって空気が充満し、洗浄液の排出が促進する。

このケーシング１に充填密封された洗浄液が全て排出されると、洗濯槽２に収容された洗浄後の被洗浄物を取り出す場合、作業者は、ケーシング１の扉を開いて、被洗浄物を取り出す。又、洗浄後に濯ぎを行う場合や、前述の洗浄に利用した洗浄液と異なる洗浄液で洗浄を行うは、上述の工程を再び行う。洗浄後に濯ぎを行う場合を例に説明すると、上述のように洗浄液をケーシング１から排出するとき、タンク３１からも洗浄液を排出する。そして、上述した動作と同様、まず、洗浄液である水をタンク供給用配管３６よりタンク３１に供給する。その後、ポンプ３２を駆動してケーシング１へ水を供給して、ケーシング１を含む循環路を水で充填密封した後、この水を循環させながら、洗濯槽２を回転して濯ぎを行う。この濯ぎが終了すると、ドレイン配管４２によって、濯ぎに使用した水をケーシング１から排出する。

このように、本実施形態の洗濯装置は、ケーシング１を大気開放させるための空気流路５が設けられるとともに、この空気流路５に空気弁５１を設置することで、ケーシング１を洗浄液で充填密封させたときに、洗浄液が漏れること防ぐ構成とした。これにより、ケーシング１に対する洗浄液の供給と排出を順調に行える構成となるとともに、ケーシング１に対する洗浄液の供給と排出を行う際のポンプ３２の負担を軽減できる。

＜第２の実施形態＞
本発明の洗濯装置における第２の実施の形態について、図面を参照して以下に説明する。図６は、本実施形態の洗濯装置における配管の概略構成を示すブロック図である。尚、図６に示す構成において、図５に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

（洗濯装置の構成）
本実施形態の洗濯装置は、第１の実施形態の洗濯装置（図５参照）と異なり、ケーシング１に対して循環させる洗浄液の循環路に、タンク３１が含まれる構成とするとともに、排液用配管４１とドレイン配管４２とが、ケーシング１の別の位置に設けられる。即ち、本実施形態の洗濯装置は、図６に示すように、ケーシング１に対して、ポンプ吐出側配管３４、排液用配管４１、ドレイン配管４２、及び空気流路５が接続される。これにより、ケーシング１には、ポンプ吐出側配管３４より洗浄液が供給され、排液用配管４１及びドレイン配管４２より洗浄液が排出され、空気流路５より空気の吸入と排出がなされる。

この洗濯装置は、タンク供給用配管３６（図５参照）に代わって、ポンプ吐出側配管３４に接続した給液配管６１が設けられ、この給液配管６１より外部から洗浄液が洗濯装置の配管システムに洗浄液が供給される。又、廃液処理部４３及び廃液処理部吐出側配管４５に代わって、タンク３１から洗浄液を排出するタンク用の排液用配管６４と、排液用配管６４から流入した洗浄液をポンプ吸入側配管３３に吐出する廃液処理部６６とが設けられるとともに、排液用配管４１がタンク３１に接続される。即ち、ケーシング１からタンク３１を通じて排出された洗浄液を、廃液処理部６６で再生処理してポンプ３２に供給する帰還流路が、排液用配管４１，６４及びポンプ吸入側配管３３によって形成される。

又、図６の洗濯装置は、ケーシング１にドレイン配管４２を直接接続するとともに、排液用配管６４から分岐してドレイン配管４２と接続されるタンク用のドレイン配管６５を備える。更に、制御弁６２，６３が、ポンプ吐出側配管３４及び給液配管６１のそれぞれに設置されて、ケーシング１へ供給する洗浄液の流量が制御される。又、ドレイン配管６５に制御弁６７が設置されることで、タンク３１から排出される洗浄液の流量が制御される。更に、排液用配管４１，６４のそれぞれに制御弁６８，６９が設置されて、ケーシング１から排出されて循環される洗浄液の流量が制御される。尚、制御弁６９は、ドレイン配管６５への分岐と廃液処理部６６との間に設置される。

そして、図６の洗濯装置は、鉛直方向に対して、ケーシング１の上側に、ポンプ吐出側配管３４、排液用配管４１、及び空気流路５が接続され、ケーシング１の下側に、ドレイン配管４２が接続されることが望ましい。即ち、排液用配管４１をケーシング１の上側に設けることで、ケーシング１が洗浄液によって充填密封されたときに、洗浄液が排液用配管４１からタンク３１に流れ込む。又、ドレイン配管４２をケーシング１の下側に設けることで、洗濯装置の配管システムから洗浄液を排出するとき、ドレイン配管４２を通じてケーシング１から簡単に排出できる。

排液用配管６４についても、鉛直方向に対して、タンク３１の下側に接続されることが望ましい。これにより、洗濯装置の配管システムから洗浄液を排出するとき、ドレイン配管６５を通じてタンク３１から簡単に排出できる。尚、図６の構成に限らず、タンク３１において、ケーシング１と同様、ドレイン配管６５と排液用配管６４とを別に接続するものとしてもよい。このとき、ドレイン配管６５をタンク３１の下側に接続することで、洗濯装置の配管システムから洗浄液を排出するとき、ドレイン配管６５を通じてタンク３１から簡単に排出できるため、排液用配管６４のタンク３１への接続位置については、タンク３１の下側に限定されることがない。

（洗浄による制御フロー）
このように構成される図６の洗濯装置による洗浄における各工程に対する制御フローについて、以下に説明する。尚、制御部１００は、空気弁５１及び液量検出センサ３８の電気信号が入力されるとともに、制御弁４６，６２，６３，６７〜６９及びポンプ３２に対して制御信号を出力する。

１．ケーシングの充填密封
制御部１００は、制御弁４６，６３，６８に制御信号を与えることで、制御弁４６，６８を閉じた状態とするとともに、制御弁６３を開いた状態とする。又、ポンプ３２を停止状態とするとともに、制御弁６２，６７，６９については開閉いずれの状態であっても構わない。これによって、給液配管６１を通じて、洗浄液がケーシング１内に供給される。制御弁４６を閉じて、ケーシング１の下部に接続されたドレイン配管４２からの洗浄液の流出が禁止されるため、ケーシング１内に洗浄液が充填される。

そして、ケーシング１内に洗浄液が充填密封されると、ケーシング１内の空気を排出する空気流路５に設けられた空気弁５１が閉じるため、この空気弁５１からの電気信号が入力される制御部１００で、空気弁５１が閉じたことを確認する。これにより、ケーシング１の洗浄液による充填密封を制御部１００が認識し、制御弁６９に制御信号を与えて制御弁６９を閉じた後、制御弁６８に制御信号を与えて、制御弁６８が開く。よって、給液配管６１を通じて洗浄液が供給される続けることで、ケーシング１から溢れる洗浄液が、排液用配管４１を通じてタンク３１に供給される。このとき、制御弁６３，６８それぞれの開度が調整されて、給液配管６１から供給される洗浄液の流量が、排液用配管４１より排出される洗浄液の流量よりも少なくなることを防ぐ。これにより、ケーシング１が洗浄液で充填密封された状態を保持できる。

このように制御弁６８が開くことで、タンク３１には、ケーシング１から排出される洗浄液が供給される。このとき、制御弁６７，６９が閉じられているため、タンク３１から排液用配管６４へ洗浄液が排出されることが防がれるため、タンク３１には洗浄液が貯えられる。又、界面活性剤を混入させた水系の洗浄液を利用した洗浄を行う場合、タンク３１において貯えられた洗浄液に対して、界面活性剤が調合される。即ち、給液配管６１から供給される洗浄液を水とし、この水をケーシング１及びタンク３１に供給した後、タンク３１で界面活性剤を調合する。

このようにタンク３１で洗浄液を貯えているとき、タンク３１内に設けられた液量検出センサ３８からの電気信号が制御部１００に与えられることで、タンク３１に貯えられた洗浄液の液量が検出される。制御部１００は、液量検出センサ３８からの電気信号により、タンク３１に貯えられた洗浄液の液量が、洗浄液を循環させるのに十分な量であるものと判断すると、制御弁６９に制御信号を与えて制御弁６９を開く。その後、制御弁６２に対しても制御部１００が制御信号を与えて、制御弁６２を開いた後、ポンプ３２に制御信号を与えて、ポンプ３２を駆動させる。

このように、ポンプ３２が駆動することで、タンク３１から廃液処理部６６を介してポンプ３２に流入する洗浄液を、ケーシング１に再び供給させるため、ケーシング１に対する洗浄液の循環を開始する。その後、制御部１００が制御弁６３に制御信号を与えて、制御弁６３を閉じるとともに、ケーシング１が洗浄液で充填密封された状態を保持するために、制御弁６２，６８の開度を調整する。即ち、ポンプ吐出側配管３４から供給される洗浄液の流量が、排液用配管４１より排出される洗浄液の流量よりも少なくなることを防ぐように、制御弁６２，６８の開度が制御部１００によって調整される。又、タンク３１内の洗浄液の液量を所定量で保持するために、制御部１００が、液量検出センサ３８からの電気信号に基づいて、制御弁６９の開度を調整するものとしてもよい。

２．洗浄工程
このように洗浄液の循環が開始すると、制御部１００が、駆動機構２６（図２参照）に対して、回転駆動の開始する指令を与えることで、洗濯槽２の回転が開始されて、洗濯槽２に収容された被洗浄物が洗浄される。即ち、充填密封されたケーシング１内で洗濯槽２が回転することで、洗濯槽２内には流速分布に基づく圧力分布が形成され、上述したような、被洗浄物の洗浄が行われる。このとき、洗濯槽２は、その回転により、洗濯槽２内部の洗浄液と洗濯槽２外部の洗浄液との入れ換えがスリット２３（図２参照）で行われ、洗濯槽２内の洗浄液が循環する。

この洗濯槽２を内部に備えたケーシング１は、ポンプ３２によってタンク３１より汲み上げられた洗浄液が、ポンプ吐出側配管３４から供給されると同時に、排液用配管４１から洗浄を行った洗浄液が排出される。排液用配管４１を流れるケーシング１から排出された洗浄液はタンク３１に送出されて、タンク３１に一時的に貯えられる。そして、タンク３１内の洗浄液が、排液用配管６４を通じて廃液処理部６６に与えられて、洗浄液の再生処理が行われ、洗浄液内の不純物が除去された後、ポンプ吸入側配管３３を通じてポンプ３２に送出される。

このように、ポンプ３２の駆動と、制御弁６２，６８，６９の開状態と、制御弁４６，６３，６７の閉状態とにより、ケーシング１に対して洗浄液を循環させることができる。この循環路において、タンク３１が設けられることで、洗浄液を一時的に保管した後、廃液処理部６６により洗浄液を再生処理して循環させることができる。この際、制御部１００が、液量検出センサ３８からの電気信号により、タンク３１内の洗浄液の液量を確認することで、ケーシング１に対する洗浄液の供給量と排出量の関係を認識するものとしてもよい。

即ち、タンク３１内の液量が少ない場合は、ケーシング１内への供給量が多いものとして、ポンプ３２の流量を少なくするか、或いは、制御弁６２，６９のうち少なくとも一方の開度を小さくして、ケーシング１内への供給量を抑制する。逆に、制御弁６８の開度を大きくして、ケーシング１からの排出量を増加させてもよい。一方、タンク３１内の液量が多い場合は、ケーシング１内への供給量が少ないものとして、ポンプ３２の流量を多くするか、或いは、制御弁６２，６９の両方の開度を大きくして、ケーシング１内への供給量を増加させる。逆に、制御弁６８の開度を小さくして、ケーシング１からの排出量を抑制してもよい。

更に、タンク３１において洗浄液の状態を検出できるセンサを設け、洗浄液の汚れが検出できるようにしてもよい。この洗浄液の状態を検出するセンサは、第１の実施形態で説明した各種センサによって構成される。このとき、タンク３１内の洗浄液の汚れがひどくなったことを確認すると、制御部１００により、一時的に、制御弁６３，４６の開度を同程度の開度まで開くものとしてもよい。これにより、ケーシング１を含む洗浄液の循環路に対して、ケーシング１から排出された汚れた洗浄液をドレイン配管４２より排出し、新たな汚れのない洗浄液を給液配管６１より供給できる。

そして、ケーシング１を含む循環路を流れる洗浄液の汚れが低減すると、再び、制御部１００により、制御弁６３，４６を完全に閉じて、洗浄液を循環させて被洗浄物の洗浄を続ける。又、洗浄液に界面活性剤が調合されている場合は、制御弁６３，４６を開いている間に、タンク３１において界面活性剤が追加されるものとしてもよい。尚、制御弁４６を開くものとしたが、制御弁６７を開いて、ケーシング１から排出された汚れた洗浄液をタンク３１及びドレイン配管６５を介して排出するものとしてもよい。

３．洗浄液の排出
そして、制御部１００は、第１の実施形態と同様、洗濯槽２の回転開始からの時間経過或いは洗浄液の汚れ具合などによって、洗浄液の循環と洗濯槽２の回転による洗浄工程の終了を検知する。制御部１００は、この洗浄工程の終了の検知によって、洗浄された被洗浄物をケーシング１から取り出すために、ケーシング１に充填密封された洗浄液の排出を開始する。即ち、第１の実施形態と同様、ケーシング１に充填密封された洗浄液の排出を開始するために、制御部１００によって、ポンプ３２の駆動が停止されるとともに、制御弁４６が開かれる。このとき、タンク３１からも洗浄液を外部に排出するために、制御部１００は制御弁６７にも制御信号を与えて、制御弁６７を開く。

これにより、ケーシング１内の洗浄液が、ドレイン配管４２を通じて外部に排出されると同時に、タンク３１内の洗浄液が、ドレイン配管６５を通じて外部に排出される。ドレイン配管４２，６５のそれぞれから排出される洗浄液は、廃液処理部４４に供給されるため、濾過や化学処理などによる再生処理がなされる。このとき、第１の実施形態と同様、空気流路５における洗浄液の液位が下がるため、空気弁５１が開いて、ケーシング１が大気開放されるため、ケーシング１内は、洗浄液に代わって空気が充満し、洗浄液の排出が促進する。その後は、第１の実施形態と同様、洗濯槽２に収容された洗浄後の被洗浄物を取り出す場合、作業者は、ケーシング１の扉を開いて、被洗浄物を取り出す。又、洗浄後に濯ぎを行う場合や、前述の洗浄に利用した洗浄液と異なる洗浄液で洗浄を行うは、上述の工程を再び行う。

このように、本実施形態の洗濯装置は、第１の実施形態と異なり、ケーシング１に対する洗浄液の循環路にタンク３１が含まれる構成とした。これにより、ケーシング１から排出された洗浄液をタンク３１において一時的に保管できるため、ケーシング１内の洗浄液の充填密封の度合いや洗浄液の汚れ具合を、タンク３１において確認できる。よって、循環させている洗浄液の状態や流量によって、循環路内の各部を制御して、洗浄に適した洗浄液の状態及び流量に適宜変更できる。

＜第３の実施の形態＞
本発明の洗濯装置における第３の実施の形態について、図面を参照して以下に説明する。図７は、本実施形態の洗濯装置における配管の概略構成を示すブロック図である。尚、図７に示す構成において、図６に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

（洗濯装置の構成）
本実施形態の洗濯装置は、第２の実施形態の洗濯装置（図６参照）と異なり、空気流路５として、ケーシング１とタンク３１とを接続した吸排気用配管５２を備え、空気弁５１が除かれた構成となる。尚、タンク３１は、大気開放された構成とし、吸排気用配管５２は、第１及び第２の実施形態における空気流路５と同様、鉛直方向に対してケーシング１の上部に設置される。これにより、ケーシング１は、この吸排気用配管５２とタンク３１とを通じて大気開放された構成となる。又、詳細は後述するが、ケーシング１が洗浄液で充填密封された後は、この吸排気用配管５２に洗浄液が流れてタンク３１まで送出するため、吸排気用配管５２は、排液用配管４１と同様の機能を果たす。

（洗浄による制御フロー）
１．ケーシングの充填密封
このように構成される図７の洗濯装置による洗浄における各工程に対する制御フローについて、以下に説明する。制御部１００は、制御弁４６，６３，６７〜６９に制御信号を与えることで、制御弁４６，６７〜６９を閉じた状態とするとともに、制御弁６３を開いた状態とする。又、ポンプ３２を停止状態とするとともに、制御弁６２については開閉いずれの状態であっても構わない。これによって、第２の実施形態と同様、給液配管６１を通じて、洗浄液がケーシング１内に供給される。制御弁４６を閉じて、ケーシング１の下部に接続されたドレイン配管４２からの洗浄液の流出が禁止されるため、ケーシング１内に洗浄液が充填される。

このようにして、ケーシング１内へ洗浄液が充填されている間、ケーシング１内の空気は、吸排気用配管５２を通じて、外気に対して開放されたタンク３１に排出されるため、タンク３１を通じて外気に排出される。そして、ケーシング１が洗浄液によって充填密封されると、吸排気用配管５２に洗浄液が流れ込むため、洗浄液は、吸排気用配管５２を通じてタンク３１に供給される。このとき、制御弁６７，６９が閉じた状態であるため、タンク３１から洗浄液が排出されることがないため、タンク３１に洗浄液が貯えられる。又、制御弁６３の開度が調整されて、給液配管６１から供給される洗浄液の流量が、吸排気用配管５２より排出される洗浄液の流量よりも少なくなることを防ぐ。これにより、ケーシング１が洗浄液で充填密封された状態を保持できる。

このようにタンク３１で洗浄液を貯えているとき、タンク３１内に設けられた液量検出センサ３８からの電気信号が制御部１００に与えられることで、タンク３１に貯えられた洗浄液の液量が検出される。又、第２の実施形態と同様、界面活性剤を混入させた水系の洗浄液を利用した洗浄を行う場合、タンク３１において貯えられた洗浄液に対して、界面活性剤が調合される。そして、制御部１００は、液量検出センサ３８からの電気信号により、タンク３１に貯えられた洗浄液の液量が、洗浄液を循環させるのに十分な量であるものと判断すると、制御弁６８，６９に制御信号を与えて制御弁６８，６９のそれぞれを開く。その後、制御弁６２に対しても制御部１００が制御信号を与えて、制御弁６２を開いた後、ポンプ３２に制御信号を与えて、ポンプ３２を駆動させる。

このように、第２の実施形態と同様、ポンプ３２の駆動によるケーシング１に対する洗浄液の循環が開始した後、制御部１００が制御弁６３に制御信号を与えて、制御弁６３を閉じて、給液配管６１からの洗浄液の供給を停止する。そして、第２の実施形態と同様、ケーシング１が洗浄液で充填密封された状態を保持するために、制御弁６２，６８の開度を調整する。このとき、タンク３１内の洗浄液の液量を所定量で保持するために、制御部１００が、液量検出センサ３８からの電気信号に基づいて、制御弁６９の開度を調整するものとしてもよい。

尚、このケーシング１を洗浄液で充填密封させる際、制御弁６８を開いた状態とし、タンク３１への洗浄液の供給を排液用配管４１と吸排気用配管５２とによって行うものとしてもよい。このとき、制御部１００によって制御弁６３，６８それぞれの開度が調整されて、給液配管６１から供給される洗浄液の流量が、排液用配管４１及び吸排気用配管５２より排出される洗浄液の流量よりも少なくなることを防ぐ。

２．洗浄工程
このように洗浄液の循環が開始すると、第２の実施形態と同様、洗濯槽２の回転が開始されて、洗濯槽２に収容された被洗浄物が洗浄される。回転する洗濯槽２を内部に備えたケーシング１は、ポンプ３２によってタンク３１より汲み上げられた洗浄液が、ポンプ吐出側配管３４から供給されると同時に、排液用配管４１及び吸排気用配管５２から洗浄を行った洗浄液が排出される。排液用配管４１及び吸排気用配管５２によりケーシング１から排出された洗浄液はタンク３１に送出される。そして、タンク３１内の洗浄液は、排液用配管６４を通じて廃液処理部６６に与えられて、洗浄液の再生処理が行われた後、ポンプ吸入側配管３３を通じてポンプ３２に送出される。

よって、本実施形態の洗濯装置においても、第２の実施形態の洗濯装置と同様、ポンプ３２の駆動と、制御弁６２，６８，６９の開状態と、制御弁４６，６３，６７の閉状態とにより、ケーシング１に対して洗浄液を循環させることができる。そして、制御部１００が、液量検出センサ３８からの電気信号により、ケーシング１に対する洗浄液の供給量と排出量の関係を認識する場合、第２の実施形態と同様、ポンプ３２の流量、或いは制御弁６２，６８，６９の開度を調整することで、循環させる洗浄液の流量を制御できる。これにより、タンク３１内の洗浄液の液量に基づいて、ケーシング１を洗浄液で充填密封させた状態を保持させることができる。

又、第２の実施形態と同様、タンク３１において洗浄液の状態を検出できるセンサを設け、洗浄液の汚れが検出できるようにしてもよい。即ち、タンク３１内の洗浄液の汚れがひどくなった場合、制御弁６３，４６の開度を同程度の開度まで一時的に開いて、洗浄液を外部から追加するものとしてもよい。又、制御弁６３を開いて循環路の外部から洗浄液を供給する場合、制御弁４６の代わりに制御弁６７を開いて、循環路の汚れた洗浄液をタンク３１及びドレイン配管６５を介して排出するものとしてもよい。

３．洗浄液の排出
その後、制御部１００が、洗浄液の循環と洗濯槽２の回転による洗浄工程の終了を検知すると、第２の実施形態と同様、ポンプ３２の駆動を停止するとともに、制御弁４６，６７を開いて、ケーシング１に充填密封された洗浄液の排出を開始する。これにより、本実施形態の洗濯装置においても、第２の実施形態の洗濯装置と同様、ケーシング１内の洗浄液だけでなく、タンク３１内の洗浄液についても、廃液処理部４４に排出される。

このようにケーシング１及びタンク３１からの洗浄液の排出を行う際、タンク３１が大気開放されているため、まず、タンク３１に外気から空気が流入する。そして、ケーシング１には、外気からタンク３１に流入された空気が吸排気用配管５２を通じて流入する。よって、ケーシング１及びタンク３１それぞれが大気開放されるため、ケーシング１及びタンク３１それぞれには、洗浄液に代わって空気が充満し、ケーシング１及びタンク３１それぞれからの洗浄液の排出が促進する。

このように、本実施形態の洗濯装置は、第２の実施形態と異なり、空気流路として、ケーシング１とタンク３１とを接続した吸排気用配管５２を設けた構成とした。これにより、大気開放されたタンク３１と吸排気用配管５２を介して、ケーシング１を大気開放させることができ、ケーシング１に対する洗浄液の供給及び排出にかかる時間を低減できる。又、吸排気用配管５２は、ケーシング１の空気を全て排出した後は、排液用配管４１と同様の機能を果たすため、洗浄液を循環させる際の排液用配管４１にかかる負担を吸排気用配管５２に分散させて、その負担を低減できる。

尚、本実施形態において、ケーシング１に洗浄液を充填密封する際、制御弁６８を開くことで、排液用配管４１からもケーシング１内の空気がタンク３１に排出されるものとしてもよい。即ち、排液用配管４１が、吸排気用配管５２と同様の機能を果たすとともに、洗浄液を循環させるときには、制御弁６８の開度を制御することで、ケーシング１からの洗浄液の排出量を制御できる。又、本実施形態において、制御弁６８と吸排気用配管５２とを除いた排液用配管４１のみの構成とし、この排液用配管４１が上記の吸排気用配管５２の機能を果たすものとしてもよい。

又、第２及び第３の実施形態において、ケーシング１に対する洗浄液の循環路に制御弁６２，６８，６９を設けて、ケーシング１への洗浄液の供給量と、ケーシング１からの洗浄液の排出量が制御されるものとしたが、ケーシング１に対して循環させる洗浄液の流量制御について、この構成によって限るものではない。このとき、制御弁６２，６８，６９を配管構成から取り外し、各配管の流量やポンプ３２の性能に基づいて、循環させる洗浄液の流量が制御されるものとしてもよい。

即ち、第２の実施形態の場合において、排液用配管４１を流れる洗浄液の流量が、ポンプ吐出側配管３４を流れる洗浄液の流量に比べて、略等しい又は若干少なくなるように、その配管面積や配管抵抗を設けるものとしてもよい。又、ポンプ３２による流量制御により、ケーシング１への洗浄液の供給量と、ケーシング１からの洗浄液の排出量とが制御され、ケーシング１が洗浄液で充填密封された状態で、洗浄液が循環できるようにしてもよい。

本発明は、洗浄液を充填密封させたケーシング内で洗濯槽を回転させて被洗浄物の洗浄を行う洗濯装置に適用できる。又、この洗濯装置において使用する洗浄液として、水系の洗浄液であっても構わないし、非水系の洗浄液であっても構わない。

は、本発明の洗濯装置を構成するケーシング周辺における各流路の関係を示す概略図である。 は、本発明の洗濯装置のケーシング内に設けられる洗濯槽の構成を示す概略斜視図である。 は、図２に示す洗濯槽の回転軸に垂直な方向における洗濯槽の概略断面図である。 は、図３に示す洗濯槽の要部拡大図である。 は、本発明の第１の実施形態の洗濯装置における配管の概略構成を示すブロック図である。 は、本発明の第２の実施形態の洗濯装置における配管の概略構成を示すブロック図である。 は、本発明の第３の実施形態の洗濯装置における配管の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ ケーシング
２ 洗濯槽
３ 給液流路
４ 排液流路
５ 空気流路
２１ 開口部
２２ 凹凸曲面
２２ａ 凹部
２２ｂ 凸部
２３ スリット
２４ 底面
２５ 回転軸
２６ 駆動機構
３１ タンク
３２ ポンプ
３３ ポンプ吸入側配管
３４ ポンプ吐出側配管
３５，３７ 制御弁
３６ タンク供給用配管
３８ 液量検出センサ
４１ 排液用配管
４２ ドレイン配管
４３，４４ 廃液処理部
４５ 廃液処理部吐出側配管
４６，４７ 制御弁
５１ 空気弁
５２ 吸排気用配管
６１ 給液配管
６２，６３ 制御弁
６４ 排液用配管
６５ ドレイン配管
６６ 廃液処理部
６７〜６９ 制御弁
１００ 制御部
２２１ 底部
２２２ 頂部
２２３ 接続部

Claims (6)

1. 鉛直方向より水平方向に傾いた方向或いは水平方向となる回転軸により回転するとともに被洗浄物が内部に収容される洗濯槽と、該洗濯槽を覆うとともに洗浄液を充填密封するケーシングと、該ケーシングに前記洗浄液を供給する給液流路と、該ケーシングから前記洗浄液を排出する排液流路とを備える洗濯装置において、
   前記ケーシングに接続されて前記ケーシングの内部を外気に対して大気開放する空気流路と、
   該空気流路に流入した前記洗浄液の液量により前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されたことを検知する検知部と、
   前記ケーシングに対する空気の流入及び排出を許可し、且つ、前記ケーシングからの前記洗浄液の排出を禁止する、前記空気流路に設置された空気弁と、
   前記排液流路からの洗浄液を前記給液流路に送出するポンプと、
   を備え、
   前記被洗浄物を洗浄する際、
   前記洗濯槽に前記被洗浄物を収容した後、前記空気流路により前記ケーシングを外気に開放させた状態で前記給液流路より前記洗浄液を前記ケーシングへ供給し、
   前記検知部は、前記ケーシングが前記洗浄液で充填密封された状態であることを検知したとき、及び、前記空気流路に前記洗浄液が流入し前記空気弁が閉じることで、前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されたものと判断することで、前記排液流路からの前記洗浄液の循環を許可して、前記洗浄液で充填密封された前記ケーシングに対して前記洗浄液を前記ポンプにより循環させると同時に前記洗濯槽を回転して、前記被洗浄物の洗浄を開始することを特徴とする洗濯装置。
2. 請求項１において、
   前記洗濯槽が、その内壁面において、該洗濯槽の径方向に凹凸させた凹凸曲面を備え、
   該凹凸曲面は、該洗濯槽の軸に対して垂直な断面が円周方向に連続させた凹凸形状の曲線であり、当該曲線を該洗濯槽の軸に沿って連続させた形状であることを特徴とする洗濯装置。
3. 請求項２において、
   前記洗濯槽が、その内壁面から外壁面に向かって貫通したスリットを備えることを特徴とする洗濯装置。
4. 請求項１において、
   前記洗浄液を一時的に貯えるとともに、接続された前記ポンプによって前記洗浄液を前記給液流路に排出するタンクを備えることを特徴とする洗濯装置。
5. 請求項４において、
   前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されるまで、前記ポンプによって前記タンクから前記給液流路を通じて前記洗浄液を前記ケーシングに供給し、
   前記検知部が、前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されたことを検知した後は、前記排液流路から排出された洗浄液を前記ポンプによって前記給液流路に送出することで、前記洗浄液を循環させることを特徴とする洗濯装置。
6. 請求項４において、
   前記排液流路と前記タンクとが接続され、
   前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されるまで、前記ポンプの駆動を停止して、前記給液流路から直接前記洗浄液が前記ケーシングに供給され、
   前記検知部が、前記ケーシング内が前記洗浄液により充填密封されたことを検知した後は、前記排液流路から前記タンクに排出した洗浄液を前記ポンプによって前記タンクから前記給液流路に送出することで、前記洗浄液を循環させることを特徴とする洗濯装置。

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