水下清洗方法和装置 本发明涉及一种水下清洗方法和依赖于水的清洗装置。
按照惯例，在一些清洗方法中，特别是那些适宜于工业清洗应用的清洗方法中，使用特殊的洗涤剂比如氟里昂、或者有机的或石油溶剂已经是必不可少的。然而，氟里昂溶剂被认为是对臭氧层有害的，而有机溶剂则可能污染地下水，河流和海水，且对人类有副作用。
因此，本发明人已经研制了一种依赖于水的有效的清洗方法和实现这种清洗方法的装置，而且已将部分研究结果申请了专利，见日本的公开特许公报平3-109981和日本的实用新案公开公报平3-56691。这些发明用一种清洗装置达到了预期的清洗效果，所说的这种清洗装置将清洗水和气泡喷射到在水下的物品地表面上，其包括三种机理：由气泡所引起的振动和振荡；由喷射的加压水流所产生的水撞击能以及由涡流所引起的气泡的快速移动。
在这些发明当中，物品放置在气泡的运动方向上，因此，气泡能够有效地喷射到物品上。物品被悬挂并支撑着，因此，它的底表面被暴露出来，加压水流向上喷射到物品上，以便引起气蚀现象，因为当气泡被向上吹出时，它具有最大的动能。
然而，在这些发明所用的方法中，由于气泡必须向上吹出，所以，这些方法主要清洗物品的底表面。若将气泡从侧面或从向下的方向上喷射到物品的目标部分上，则不能获得预期的清洗效果，这是因为气泡的运动方向和速度不能完全地控制。例如，如果物品的目标部分并不处在底部，则物品的取向必须改变。另外，用以吹气泡的管道、加压水的管道以及物品的支承装置都必须设置在清洗槽的底部。这种结构使得清洗槽的底部复杂化，并降低了清洗槽的有效高度。
鉴于上述论点，本发明的任务是控制气泡的运动，以使它们能够正确地喷射到物品的目标部分上。
亦就是说，气泡和加压的清洗水流将不仅能向上喷射到物品上，而且还能够向前、向后、向左、向右和向下喷射到物品上，以便改进水下清洗方法的实用性，使它更加通用。
本发明的目的是提供一种把加了压的水流喷射到浸没在清洗水之中的一件物品上，以便在清洗该物品的水流中引起气蚀现象的方法。该清洗过程由两个步骤组成：一个气流吸入步骤，在该步骤中，用由加压的水流所产生的负压将空气流吸入，以便将快速空气流引进清洗水中；一个清洗步骤，在该步骤中，物品被气流和加压的水，由气蚀现象所产生的快速移动的气泡，由气泡的爆破所引起的冲击波以及加压的水流的涡流力的综合作用所清洗。
由加压的水流所吸入的气流形成气泡，然后，这些气泡在被搅动的同时转移到置于加压的水流之内的物品。因此，气泡的喷射方向和速度能够用加压的水流予以控制。
用以实现上述的水下清洗方法的装置最好包括：一个能够储存浸泡物品用的清洗水的清洗槽；一条具有一个用以将加压的水喷射进清洗槽内的清洗水之内的喷咀的加压水水管；以及，一根在喷咀的外圆周和一尾部通道之间引导气流的气流管，该尾部通道将喷咀包围且伸进清洗槽内的长度大于喷咀伸进清洗槽内的长度。
除了工业用水之外，纯净的水或者一般的城市用水都可以用作清洗水。温水要比冷却的水更有效，因此，要使用大约是室温到80℃的水。另外，清洗水必须在喷射之前加压。每平方厘米若干公斤的压力已是有效的，但是，通常使用每平方厘米几十公斤到大于150公斤(150Kg/cm2)的压力。然而，并不建议确定的值。施加到水流上的压力应当根据喷咀和物体之间的距离、目标区域内的污点的类型以及弄污的程度和密度来确定。各种污渍用的最佳压力应根据各自的情况而变化，因为压力控制由气蚀现象所产生的气泡的动能特性，比如振动频率。加压的水流或者连续喷射或者间断喷射。尽管常规的洗涤剂并没有被使用，然而，可根据物品的情况使用碱性洗涤剂，而且，也可以用防腐剂来清洗铁或铝类物品。在这种意义上，本发明可以看作是只使用清洗水的清洗方法。
图1是根据本发明的水下清洗方法和装置的实施例1的解释性侧视图；
图2是实施例2的解释性侧视图；
图3是实施例3的解释性平面图；
图4是实施例3的解释性侧视图；
图5是实施例4的解释性前视图；
图6是实施例4的解释性侧视图；
图7是实施例5的解释性前视图；
图8是实施例5的解释性顶视图；
图9是实施例5的解释性侧视图。
以下结合附图描述本发明。
[1]图1示出了根据本发明的一种水下清洗方法和装置的一个基本的实施例1。
清洗水W盛装在一个具有足够的容积的清洗槽1内，物品M浸泡在清洗水W之内。在实施例1中，要清洗的是物品M的位于侧面的目标部分。带有一个把加压的水流喷射到物品M上的喷咀2的加压的水的水管3设置在清洗槽1的侧壁上；尾部通道4具有适合于包围喷咀2的大小和形状，而且，它的一端要比喷咀2更深地伸进清洗槽1的内部，而尾部通道4的另一端则通向外面的空气或者借助于一气流管5而通向一个气源。就实施例1来说，当对清洗水W施加约150Kg/cm2的压力时获得了良好的效果。压力的大小可根据物品M的污染的强度和程度来调整。物品M由一个适当的支承装置8支承住。
当加了压的水流由喷咀2喷射到物品M上时，水流同物品M的目标部分相撞，并清洗碰撞区和它的周围部分。与此同时，喷咀2的外圆周部分起一个加速喉道的作用，以便产生负压，然后，围绕喷咀2的气流被负压吸入作用引进清洗槽1(即，气流吸入步骤)。连续地引入的气流由大气或者气源供给。该气流被混进从喷咀2喷射进清洗槽1内的加了压的水流当中。于是，加了压的水流携带几乎无限数量的气泡并碰撞目标部分。这些气泡被加了压的水流抽吸，而且，在这些气泡被加了压的水流转移进清洗水的同时被剧烈地搅动。因此，气泡的运动方向遵循加压的水流被喷射的方向。换句话说，气泡的运动能够被加了压的水流控制住。被吸收进水流当中的气泡快速地移动并与物品M相碰撞，以便引起气蚀现象，目标区由撞击该目标区的加了压的水流和当气蚀现象所产生的小气泡爆破时出现的强的冲击波所清洗(即，清洗步骤)。
[2]图2示出了实施例2，其中，空气被加压并被混进加了压的水流当中，以提高撞击物品M的清洗水的比容。除了这一点之外，基本的水下清洗方法和装置和实施例[1]的那些相同。
在图2中，在清洗槽1的侧壁上设置两个用以将加了压的水流喷射到物品M上的喷咀2，而且，设置了气流管5，以便向两个尾部通道4供应压缩空气，这两个尾部通道具有适合于包围每个喷咀2的尺寸和形状。气流管5以一个连通管的方式通向清洗槽1内的清洗水W，而连接在气流管5的外端的一条供应管6则供应压缩空气A。
在图2中，加了压的水流一由喷咀2喷射出，则处于气流管5内的最初与清洗槽1的内部连通的清洗水W就返回到清洗槽1的内部。空气流由吸入作用而被引入清洗槽1内，压缩空气的应用导致更大量的气流被加压了的水流吸入并喷射进清洗水内。
因此，混进加了压的水流内的气流的量显著地增加，而且，水的比容也增加，从而扩大了接受水流的目标区的尺寸。
[3]图3和图4所示的实施例3具有更多的喷咀2和包围喷咀2的尾部通道4。喷咀2及尾部通道4均设置在清洗槽1的底部，以便向上喷射清洗水和气流。如果目标区的面积较大或者如果若干个特殊点必须强烈地清洗，则，增加了数量的喷咀2和尾部通道4使得这个实施例更加有效。实施例3与实施例2的相同之处在于，都是把供应管6连接到气流管5的外端，以供应压缩空气A，而且都包括气流吸入步骤和清洗步骤。
[4]实施例4具有一个装有喷嘴2和包围这些喷咀2的尾部通道4的部件，该部件可相对物品M旋转；如图5和6所示，它还具有径向的喷咀结构。该清洗方法与实施例2和3一样都是基于实施例1的。
喷咀2离开加了压的水管3形成径向分支。每个喷咀2都设置了一个包围该喷咀2的且比喷咀2更深地伸进清洗槽1的内部的尾部通道4，而且，这些通道4从一个可旋转的圆筒状部件5′起径向伸出，该旋转的圆筒状部件5′连接到一个在供应管6的后面的中央圆筒状部件6′上。
与实施例3一样，实施例4也是用从喷咀2喷射的加了压的水流来产生负压，并用负压来吸入气流。也是应用压缩空气A并喷射带有气泡的加了压的水流，以引起气蚀现象。然而，在这一实施例中，喷咀2和尾部通道4是转动的。从喷咀2和尾部通道4喷射出的加了压的水流和气流呈螺旋形地旋转，从而显著地增加气蚀现象的发生率。
[5]图7、图8和图9示出了实施例5，其中，实施例4所示的旋转清洗装置10设置在清洗槽1的前面、后面、顶部和底部。图7是一前(正)视图，图8是一顶视图，图9是一侧视图。如从这些附图中所清楚地看到的那样，在清洗槽1内设置了一个移动装置11，该移动装置11在清洗水W内移动物品M并且还起支承装置8的作用。较低的那个旋转清洗装置10′用来从移动装置11的下方喷射清洗水和气流，移动装置11由框格状的传送带组成，以便让水流和气流通过。
实施例5还包括一个在移动装置11和较低的那个旋转清洗装置10′之间的向上吹送的装置12，该向上吹送的装置包括许多个喷咀2和许多个用以引导被喷咀2吸入并引入的气流的尾部通道4。因此，实施例5用实施例4中的旋转清洗装置10和较低的那个清洗装置10′来包围整个物品M。这种布置能够使物品M的所有的表面同时被清洗。
本发明的水下清洗方法不是简单地向上吹送气泡或者简单地喷射含有气泡的水流，而是利用加了压的水流来吸入气流，因此，快速的气流能够被水流引入清洗水中并被水流抽吸。于是，由加了压的水流的水下喷射而引起气蚀现象，且把几乎无数的气泡喷射到物品上。因此，加了压的水流能够完全控制这些气泡的移动。由于气流同加了压的水流一起如此地移进清洗水中，加了压的水流的喷射方向能够加以控制和调整，以使得气流不仅能向上喷射到物品M上，而且能从侧面或向下喷射到物品M上，以引起气蚀现象，从而实现只用水的清洗。
由于本发明具有上述的形体且起到上述的作用，因此，可以用借助于加了压的水流把几乎无数的气泡喷射到物品M的所希望的目标区域上的办法来加强气蚀现象。
然后，当气泡在物品的表面上爆破时，所产生的扰动和冲击波以及水流的撞击用来清洗目标区。于是，气泡的运动(这种运动在只用水的清洗方法中是非常重要的)得到控制，从而大大地改善水下清洗方法的实用性。结果是，能够提供一种不引起污染的清洗方法，以改善大气环境。