JPH0349636B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、脱臭装置を有する超音波洗浄装置に
係わり、更に詳しくは、洗浄槽内の洗浄液の温度
を脱気効果の高い最適温度と洗浄効果の高い最適
温度に適応できるように洗浄液を循環させること
を特徴とする超音波洗浄装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、脱気装置を有する超音波洗浄装置が提案
されている。即ち本出願人が先に出願したもの
で、これによれば、超音波を放射した時、ある条
件下で著しい減圧が生じ、溶液の圧力がその温度
に於ける飽和蒸気圧に下つたときに、溶液が蒸発
して泡を生じ、これが核となつて膨張し空洞をつ
くり、次に圧縮されて著しい高圧を生ずる原理に
於いてより良くキヤビテーシヨンを起こさせる為
に洗浄液より脱気するようにしたものである。

この技術の洗浄効果について確認した所、洗浄
物の単位時間当りの洗浄効果が良かつたものであ
り、換言すれば、同一の汚れに対する所定の洗浄
効果を得る為の洗浄時間が短かいことが確認され
ている。この具体的な従来技術は一般的に洗浄槽
の下流側に洗浄液中に含有されている気体を脱気
する為の沸騰槽を配設し、更に該沸騰槽の下流側
に蒸気槽を配設し、他方上記洗浄槽の上流側に回
収槽を配設し、又上記沸騰槽の上流側に蒸気凝縮
管と水分離器を有する超音波洗浄装置である。

上記超音波洗浄装置によれば、気体を含んだ洗
浄液は蒸気槽より蒸気凝縮管、水分離器を介して
連続的に脱気装置である沸騰槽に送られ、この沸
騰槽によつて洗浄液の沸点より低い溶解度の少な
い洗浄液のみが再び洗浄槽に戻される。この動作
の連続により洗浄槽には可及的に脱気された洗浄
液のみになる。

そこで振動子を作動させて超音波を放射すると
洗浄液は減圧されて、その温度に於ける飽和蒸気
圧に達すると蒸気して空洞を発生する。従つてキ
ヤビテーシヨンが生じ易いようにしたものであ
る。所でこの従来技術を研究した所理想としては
洗浄槽の上部に沸騰温度に近い高温である高温ゾ
ーンと他方下部のほうがより低温である低温ゾー
ンがあることがよいと確認された。そして上記低
温ゾーン内でワークを洗浄することによつてより
洗浄効果が大であることが確認された。

この従来もその洗浄に良い条件下で洗浄してい
たものであつたが、積極的に高温ゾーンと低温ゾ
ーンを設けたものではなかつた。即ち上記洗浄に
於ける高温ゾーンと低温ゾーンに関する開示がな
されていなかつた。

従つて本発明の目的とする所は、洗浄液の脱
気効果を向上させることができる手段を提供する
にある。即ち、沸騰槽によつて脱気された洗浄液
は、常時沸騰温度に近い液温の膜を洗浄槽の上端
部に形成されるので洗浄槽上の気体の溶解を防ぐ
ことができる超音波洗浄装置を提供するにある。

更に洗浄効果をより向上させることができる
手段を提供するにある。即ち、洗浄槽内の洗浄領
域はより低温とすることが可能であり、而もこの
洗浄領域の洗浄液を積極的に循環させることによ
り低温化することができる超音波洗浄装置を提供
するにある。

更に洗浄槽内の洗浄領域内の洗浄液を循環さ
せることによつて洗浄に伴う油含有率等を低くす
ることが可能であり、その結果洗浄効果をより向
上させることができる超音波洗浄装置を提供する
にある。

〔発明が解決しようとする手段〕

本発明は上記目的を達成する為に次の技術的手
段を有する。即ち実施例に対応する添付図面に使
用した符号を用いて説明すると、洗浄槽と該洗浄
槽に満され、被洗浄物を浸漬する為の洗浄液と、
該洗浄液に超音波を放射せしめる超音波振動子
と、該超音波振動子を作動せしめる発振器より成
る超音波洗浄装置であつて、該洗浄槽に該洗浄槽
内の洗浄液に超音波を放射せしめた時、洗浄液中
にキヤビテーシヨンを良好に発生させられる様に
上記洗浄液中に含有されている気体を脱気するた
めの脱気装置を有する超音波洗浄装置であつて、
上記脱気装置は沸騰槽より成り、この沸騰槽は、
上記洗浄槽への洗浄液の供給側に配設されている
と共に、上記洗浄液の沸点より低い他の溶解気体
を脱気する超音波洗浄装置に於いて； 上記沸騰槽３によつて脱気された洗浄液７が該
洗浄槽２の上端部１５に流入すると共に高温ゾー
ンを形成し、ワークを洗浄槽２内に浸漬させるこ
とによつて上記高温ゾーンのオーバーフローした
洗浄液７を回収槽１７に収容すると共に循環管１
８を介して上記洗浄槽２に循環せしめ、更に洗浄
槽２内の洗浄液７を蒸発槽４へ供給する為に回収
管２５が配設され、而も上記循環管１８の配設位
置は該洗浄槽下部１９の低温ゾーンであり、上記
回収管２５の配設位置は該洗浄槽上端部１５高温
ゾーンと下部低温ゾーンの略中間位置であるワー
ク浸漬位置であることを特徴とする超音波洗浄装
置である。

〔作用〕

上記構成によると、気体を含んだ洗浄液７は蒸
気槽４より蒸気凝縮管１１、水分離器１３を介し
て連続的に脱気装置である沸騰槽３に送られ、こ
の沸騰槽３によつて洗浄液７の沸点より低い溶解
気体と洗浄液に分離され、これにより気体溶解度
の少ない即ち脱気された高温の洗浄液７が洗浄槽
２に供給される。すると上記高温の洗浄液７は洗
浄槽２の上端部１５に高温ゾーンを形成し、且つ
洗浄槽２上の気体が溶解するのを防ぐものであ
る。

又上記洗浄槽２にワークを浸漬することによつ
てワークの体積分だけ上層の高温ゾーンを形成し
ている洗浄液７がオーバーフローして回収槽１７
に流入せしめられる。この回収槽１７に流入した
洗浄液７は循環管１８によつて上記洗浄槽２内に
供給される。するとこの時上記洗浄槽２の上端部
１５高温ゾーンに対して洗浄槽２内部は温度の低
い低温ゾーンが形成される。

そして振動子６を作動させて超音波を放射する
ことによつて上記ワークの洗浄効果がより向上さ
れる。又上記ワークの洗浄に伴つて生ずる油分、
水分等が比較的多く含まれている領域即ち、上記
高温ゾーンと低温ゾーンの間であるワーク洗浄範
囲に回収管２５が配設され、この回収管２５によ
つて油分、水分等が多く含有される洗浄液７が蒸
気槽４に供給される。

又上記した循環管１８によつて形成された低温
ゾーンには該循環管１８から分岐された温度調節
管２３が上記循環管１８よりも下方に位置して配
設され、この温度調節管２３によつて低温ゾーン
を常時洗浄に最適な温度設定にすることができ、
且つ上記ワークを洗浄した時に生ずるワークの油
分等の比較的比重の重いものが洗浄槽２の底部側
に下がり、上記洗浄槽２の上端部１５に形成され
た高温ゾーンより成る油分等を含有されていない
洗浄液７を循環管１８を介して洗浄槽２の低温ゾ
ーンに供給することによつて、低温ゾーン内の洗
浄液７の油分等の含有率を相対的に少なくするこ
とができる。

〔実施例〕

次に添付図面に従い本発明の好適な実施例を詳
述する。

図中１は超音波洗浄装置を示し、この装置１は
洗浄槽２、沸騰槽３、蒸気槽４、蒸気凝縮部５よ
り構成されている。

上記洗浄槽２は単一槽より成り、この洗浄槽２
には図示せざる発振器に連結した圧電型超音波振
動子６が配設されている。

更に上記洗浄槽２の洗浄液７の供給側の上流側
に上記沸騰槽３が配設され、この沸騰槽３にはヒ
ーター８が配管され、洗浄液７の沸点付近の温度
で加熱されている。

本例に於いては、種々ある洗浄液７のうちフロ
ン113の例を示したものであり、このフロン１１
３の沸点は47.6℃であるので上記沸騰槽３はヒー
ター８によつて加温され、略47℃前後に設定され
ている。従つて上記洗浄液７であるフロン113の
沸点より低い溶解気体は沸点分離によつて分離せ
しめられる。

更に上記沸騰槽３の洗浄液７の供給側の上流側
には上記蒸気槽４が配設され、この蒸気槽４には
ヒーター９が配管されている。このヒーター９に
よつて洗浄液７が沸点以上に加熱蒸発される。上
記した洗浄槽２、沸騰槽３の上部１０には蒸気凝
縮管１１が周囲に配設された蒸気凝縮部５が設け
られている。

上記蒸気凝縮部５によつて凝縮された洗浄液７
は連結管１２を介して水分離器１３に送られる。
そしてこの水分離器１３で水分を分離される。こ
の時分離される水分は主に上記洗浄槽２に被洗浄
物（ワーク）を入れる時にすでに付着している付
着水等である。この水分離器１３によつて水分を
分離された洗浄液８は洗浄液導入管１４を介して
上記沸騰槽３に送られる。そして再び沸点分離に
よつて分離された洗浄液７のみが洗浄槽２に供給
され、沸点温度付近の高温の洗浄液７が上記洗浄
槽２の上部１５に高温の洗浄液７層即ち高温ゾー
ンを形成する。

従つて上記洗浄槽２の上端部１５の高温ゾーン
が洗浄液７の沸点付近の高温である為に他の気体
を再び洗浄液７内に溶解させることを防ぐもので
あり、洗浄槽２内の脱気効果が向上し、ワークの
洗浄効果も向上する。

又、上記洗浄槽２の前部１６にはオーバーフロ
ー回収槽１７が連設されている。上記洗浄槽２は
上端まで洗浄液７が満たされているので、ワーク
を投入した時に、このワークの体積分だけの洗浄
液７がオーバーフローするので、このオーバーフ
ローした洗浄液を回収槽１７によつて回収し、循
環管１８を介して上記洗浄槽２の下部１９に導入
されている。

上記循環管１８には循環ポンプ２０が配設さ
れ、この循環ポンプ２０の一次側にはバルブ２１
が配設され、更に二次側には図示せざるフイルタ
ー、冷却器２２が配設されている。

従つて上記洗浄槽２の下部１９は上端部１５に
比べて洗浄液７の温度が低い低温ゾーンが形成さ
れている。更に上記循環管１８に配設されている
循環ポンプ２０の一次側のバルブ２１との間に分
岐された温度調節管２３が配管され、この温度調
節管２３の配設位置は上記洗浄槽２の下部１９で
あつて、而も上記循環パイプ２０の配管位置より
もより下方位置に配管されている。そしてこの温
度調節管２３には温度調節バルブ２４が配設され
ている。

又上記洗浄槽２の上部１５の高温ゾーンと下部
１９の低温ゾーンの間に位置するワーク洗浄領域
内の洗浄液７は回収管２５を介して上記蒸気槽４
に導入され、再びヒーター９によつて洗浄液７が
沸点以上に加熱蒸発される。

上記洗浄槽２の洗浄液７は循環管１８を介しポ
ンプ２０により循環させる過程でフイルターによ
り洗浄液７中の異物（ゴミ、付着物、油）等を除
去すると共に、上記冷却器２２によつて超音波に
よる発熱分を冷却し、洗浄液７の温度を一定に維
持している。

尚、上記した洗浄液７はフロン113の例を示し
たが、フロン113以外の洗浄液を用いることが可
能である。即ち、フロン112、イソプロピルアル
コール（IPA）、エタノール、塩化メチレン、ト
リクレン、パークロルエチレン、111トリクロー
ルエタン、及びそれらの共沸物そして水等を用い
ることもできる。

本例に於いては洗浄槽２を単一槽としたが複数
槽用いることも可能である。

次にこの実施例の使用例を説明する。

先ず洗浄槽２に洗浄目的物（ワーク）を投入
し、そこで超音波振動子６を作動させて洗浄す
る。即ち、上記洗浄目的物（ワーク）を洗浄槽２
に投入することによつてこの洗浄槽２内の洗浄液
７がオーバーフローし、このオーバーフローした
洗浄液７は回収槽１７に入り、循環管１８を介し
て上記洗浄槽２の下部１９に導入される。

そして、上記洗浄槽２の内部即ちワークを洗浄
する為の洗浄領域内の洗浄液７を回収管２５を介
して蒸気槽４に導入される。この蒸気槽４に導入
された洗浄液７はヒーター９によつて加熱され蒸
気となつて上部１０に位置する蒸気凝縮部５の凝
縮管１１によつて再び液体に戻される。

そして、連結管１２を介して水分離器１３に導
入され水分を分離される。水分を分離された洗浄
液７は洗浄液導入管１４を介して沸騰槽３に導入
される。この時洗浄液７はヒーター８により加温
されることによる沸点分離によつて、この洗浄液
７の沸点より低い溶解気体は脱気される。脱気さ
れた洗浄液７のみが洗浄槽２に導入される。

上記工程に於いて、沸騰槽３によつて脱気され
た洗浄液７は沸点付近の温度に加温されて洗浄槽
２の上端部１５に導入されると共にこの洗浄液７
によつて層が形成され、この層即ち高温ゾーンに
よつて上記洗浄槽２に他の気体（洗浄液７の沸点
以下の気体）の溶解を防止する。従つて洗浄槽２
内の洗浄液７の脱気効果を向上させることができ
る。

更に洗浄槽２にワークを投入した時にオーバー
フローによつて回収槽１７に導入される洗浄槽２
の上端部１５に位置する高温ゾーンの洗浄液７を
循環管１８によつて洗浄槽２の下部１９に導入す
ることによつて積極的に洗浄槽２内のワーク洗浄
領域を冷やすことによつて洗浄効果を向上させる
ことができる。この時、上記循環管１８に配設さ
れている冷却器２２によつて所定の温度に維持す
るものである。

又循環管１８より分岐されている温度調節管２
３の配管位置が循環管１８の配管位置より低い位
置に配管されているのでより温度調節を容易にす
ると共にワーク洗浄に伴う油分が下方に沈澱した
時等には温度調節管２３を介して下方の洗浄液７
を循環させることにより、フイルター等により異
物である油等を除去することができると共により
ワークの洗浄に最適温度にすることができる。

又、上記ワーク洗浄領域即ち洗浄槽２の上端部
１５高温ゾーンと下部１９低温ゾーンの間には、
回収管２５が配設され、ワーク洗浄時の超音波に
よつて洗浄液７があたためられると共に異物が含
有されている洗浄液７を回収管２５を介して蒸気
槽４に導入し再び沸点分離される。

以上のように本例に於いてはワークの洗浄に最
し洗浄液７の脱気効果即ち洗浄液７を沸点付近ま
で加温して脱気効果を向上されると共にワークの
洗浄領域内を洗浄に最適温度即ちより低温に維持
することにより洗浄効果を向上させることができ
る相反する洗浄槽２内の洗浄液７の温度管理を積
極的に可能にしたものである。従つて洗浄液７自
体の相反する温度変化を可能にしつつ而も作業効
率を向上させることができるものである。

更に本例に於いては洗浄槽２の洗浄液７は循環
管１８を介してポンプ２０により循環させる過程
でフイルターにより洗浄液７中の異物（ゴミ、付
着物、油）等を除去すると共に、冷却器２２を連
結することによつて超音波による発熱分を除去す
ると共に洗浄に最適温度に維持するものである。
その結果よりキヤビテーシヨンを良好にすると共
に洗浄効果を向上させることが可能である。

更に本例に於いては洗浄槽２を単一槽とした例
を示したが複数槽にすることも可能である。更に
装置１自体の構造を簡単にすることができるので
より小型化省スペース型とすることができ、加え
てこの装置１を連続して使用する時に於いてより
一層の省スペース化がはかれるものである。

更に上記ワークを洗浄した時に生ずるワークの
油分等の比較的比重の重いものは洗浄槽２の低温
ゾーンに下がり、上記洗浄槽２の上端部１５に形
成されている高温ゾーンの油分等の含有されてい
ない洗浄液７を循環管１８を介して洗浄槽２の底
部に位置する低温ゾーンに循環させることによつ
て上記低温ゾーンの洗浄液７の油分等の含有率を
相対的に少なくすることができる。

〔発明の効果〕 以上詳述した如く、洗浄液７の脱気効果を向
上させることができる手段を提供できる。即ち、
沸騰槽３によつて脱気された洗浄液７は、常時沸
騰温度に近い液温の膜を洗浄槽２の上端部１５に
形成されるので洗浄槽２上の他の気体の溶解を防
ぐことができる超音波洗浄装置を提供できる。

更に洗浄効果をより向上させることができる
手段を提供できる。即ち、洗浄槽２内の洗浄領域
内をより低温にすることが可能であり、而もこの
洗浄領域内の洗浄液７を積極的に循環させること
により低温化することができる超音波洗浄装置を
提供できる。

更に洗浄槽２内の洗浄領域内の洗浄液７を循
環させることによつて洗浄に伴う油含有率等を低
くすることが可能であり、その結果洗浄効果をよ
り向上させることができる超音波洗浄装置を提供
できる等の種々の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明の実施例を示し、洗浄装置
の構成図である。 尚、図中２……洗浄槽、３……沸騰槽、４……
蒸気槽、７……洗浄液、１５……上端部、１７…
…回収槽、１８……循環管、１９……下部、２０
……ポンプ、２１……バルブ、２２……冷却器、
２３……温度調節管、２５……回収管、をそれぞ
れ示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 洗浄槽と該洗浄槽に満され、被洗浄物を浸漬
   する為の洗浄液と、該洗浄液に超音波を放射せし
   める超音波振動子と、該超音波振動子を作動せし
   める発振器より成る超音波洗浄装置であつて、該
   洗浄槽に該洗浄槽内の洗浄液に超音波を放射せし
   めた時、洗浄液中にキヤビテーシヨンを良好に発
   生させられる様に上記洗浄液中に含有されている
   気体を脱気するための脱気装置を有する超音波洗
   浄装置であつて、上記脱気装置は沸騰槽より成
   り、この沸騰槽は、上記洗浄槽への洗浄液の供給
   側に配設されると共に、上記洗浄液の沸点より低
   い他の溶解気体を脱気する超音波洗浄装置に於い
   て； 上記沸騰槽３によつて脱気された洗浄液７が該
   洗浄槽２の上端部１５に流入すると共に高温ゾー
   ンを形成し、ワークを洗浄槽２内に浸漬させるこ
   とによつて上記高温ゾーンからオーバーフローし
   た洗浄液７を回収槽１７に収容すると共に循環管
   １８を介して上記洗浄槽２に循環せしめ、更に洗
   浄槽２内の洗浄液７を蒸発槽４へ供給する為に回
   収管２５が配設され、而も上記循環管１８の配設
   位置は該洗浄槽下部１９の低温ゾーンであり、上
   記回収管２５の配設位置は該洗浄槽上端部１５高
   温ゾーンと下部低温ゾーンの略中間位置であるワ
   ーク浸漬位置であることを特徴とする超音波洗浄
   装置。 ２ 上記循環管１８にはろ過フイルター、冷却器
   ２２、ポンプ２０が配設され、このポンプ２０の
   一次側には調節バルブ２１が配設されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波
   洗浄装置。 ３ 上記循環管１８のポンプ２０とバルブ２１の
   間に温度調節弁２４を有する温度調節管２３が配
   設され、上記温度調節管２３は上記循環管１８よ
   りも該洗浄槽２の下方１９位置に配設されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の超
   音波洗浄装置。