JPH0437754B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波洗浄装置に係わり、更に詳しく
は、洗浄液の脱気装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

周知の通りワークの洗浄装置に於いては、洗浄
液中に超音波を放射し且つキヤビテーシヨンを生
ぜしめてワークを洗浄することが多々用いられて
おり、而も洗浄液中から空気等気体を脱気して超
音波を放射すると、よりよくキヤビテーシヨンが
生じて洗浄効率がよいことも確認されている。そ
こで従来より洗浄液の脱気手段を有する洗浄装置
が提案されている。例えば実開昭50−66476号公
報、実開昭50−81064号公報記載の考案が知られ
ている。即ち洗浄槽と加温槽を備え、洗浄液を加
温槽で加温し、脱気を図り、それを洗浄槽に送
り、即ち洗浄液を洗浄槽と加温槽間に循環させて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

所で、大気の開放条件下で洗浄槽中の洗浄液の
脱気状態を維持するには、即ち脱気する時の装置
のみではなく、脱気した後、脱気状態を維持する
迄を考慮した意味での装置としては、次の点が考
慮されていなければならない。

脱気後の洗浄液と大気との界面からの洗浄液
中への空気の溶解防止が図られていること。

脱気後の洗浄液と大気との界面からの洗浄液
中への大気（空気）の溶解速度より、早い速度
の脱気方式が採られているか否か。

の２点である。

この点より以上２つの従来技術をみてみると、
従来技術は共に、加温槽で加温して洗浄液を脱気
するものの、基本的には脱気後の加温洗浄液は洗
浄槽との間を循環しているので、循環して洗浄槽
へ入つた加温洗浄液は、直ちに冷却された液と混
合してしまう。即ち洗浄槽中の液は、加温されて
入るものの、直ちに冷却される。冷却されると、
界面から大気が溶解しやすくなり、脱気状態が維
持できなくなる。即ちワーク洗浄時、放射された
超音波は界面を波立て、そこから空気を取入れる
ものであるが、冷却されているのでより空気が溶
解しやすい。加えて、積極的に冷却しているの
で、より空気が入り易い。従つて加温脱気してい
ても、洗浄する段階では洗浄液中に空気が溶解し
ていて、脱気状態下での超音波放射によるキヤビ
テーシヨンのよりよい発生が望めない。従つて、
脱気下の洗浄効果の改善という所期の目的が果し
得ない場合がある。

〔目的〕

従つて本発明の目的とする所は、洗浄液を脱気
した後、洗浄槽に於けるワークの洗浄時に於いて
も洗浄液の脱気状態をよりよく維持できる手段を
提供するにある。より具体的には、洗浄槽の脱気
後の洗浄液中に界面から空気が溶解しがたく、ワ
ークの洗浄時に於いても洗浄液の脱気状態をより
維持し、超音波放射時のキヤビテーシヨン発生を
より良好とし、ワークの洗浄効果をよりよくする
手段を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する為に本発明は次の技術的手
段を有する。即ち本発明は被洗浄物を浸漬する為
の洗浄液が満たされている洗浄槽と、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発
生させられる様に上記洗浄液中に溶解されている
気体を脱気するための脱気装置を有する超音波洗
浄装置に於いて； 上記脱気装置は、上記洗浄槽の横に設けられて
いて、洗浄槽に被洗浄物を投入した時、被洗浄物
の体積分に相当する量のオーバーフロー洗浄液を
受入れる為のオーバーフロー回収槽と、上記洗浄
槽の横に設けられていて、上記オーバーフロー回
収槽から戻入された洗浄液が順次流入せしめられ
た時、その流入分の量の洗浄液をオーバーフロー
して洗浄槽内へ流入せしめた為の沸騰槽を備え、
上記沸騰槽には、洗浄液の沸点より低い溶解気体
を蒸発せしめて当該溶解気体を沸点分離できるよ
うに洗浄液を加温するヒータが配設されているこ
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８は蒸
気槽４より蒸気凝縮器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８の沸点より低い溶解
気体と洗浄液８に分離され、これにより気体溶解
度の少ない洗浄液８のみが再び洗浄槽２戻され
る。

この洗浄槽２に戻される状態は、沸騰槽３に入
つた洗浄液分だけ沸騰槽をオーバーフローして洗
浄槽２に入る。即ち洗浄槽２中の洗浄液の上面の
流入する。従つて洗浄槽２中の洗浄液を大きくか
き乱すこともなく、洗浄槽２中に洗浄液の状態
は、上方部分に沸騰槽３で加温されて比較的高温
の層が形成され、その下方部分に比較的低温の層
が形成される。即ち上部の高温層と下部の低温層
の二重層が形成され、両者の間は安定する。

そこで振動子６を作動させて超音波を放射する
とキヤビテーシヨンが生ずる。而も液中に存在し
ていた気泡が膨張したりすることはないからキヤ
ビテーシヨンの発生が良好となる。又キヤビテー
シヨン時の空洞の圧縮下に於ける破壊による衝撃
エネルギーも上記気泡に妨げられることなく十分
に被洗浄物に達する。故に洗浄効果良好となる。

特に、洗浄槽２の洗浄液の様子をみると、上部
が比較的高温層として形成されていて、その高温
層はもともと前段階で脱気されていると共に高温
として維持されているが故に冷却されている場合
に比し大気との界面から空気が溶解しにくいこ
と、更に下部の低温層の上部には上記の高温層が
安定しているので、この低温層には界面から空気
が溶解しないこと等の理由により脱気状態が長く
維持され、ワークの超音波放射による洗浄時の脱
気下のキヤビテーシヨン発生の効率及びそれから
もたらされる洗浄効率を良好とする。

而も洗浄槽２にワークを投入した時も、ワーク
の体積分に相当する洗浄液は洗浄槽２かオーバー
フローして回収槽８に入るので、即ち洗浄液に流
れが生じないので洗浄槽２中の洗浄液をかき乱す
程度が少なく、洗浄後の上下の高低温層形成に役
立つ。

〔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、蒸気凝縮器
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８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７が配管され、洗浄液８の沸点付近に近い
がそれ以下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８のうちのフロン１１３の
例を示したものであり、このフロン１１３の沸点
は47.6℃であるので上記沸騰槽３はヒーター７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８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。

所で、上記沸騰槽３は、洗浄槽２の横に設けら
れていて、この沸騰槽３に戻入された洗浄液の量
分だけ、洗浄槽２へオーバーフローして流入す
る。その際洗浄槽２の洗浄液の上面に流入し、洗
浄槽２の洗浄液をかき乱すこともない。

更に上記沸騰槽３の洗浄液８の供給側の上流側
には上記蒸気槽４が配設されて、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８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、蒸気槽４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８
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
の時の分離される水分は主に上記洗浄槽２に被洗
浄物（ワーク）を入れる時にすぐに付着している
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８のみが洗浄槽２に導
入される。又、上記洗浄槽２の前部１５にはオー
バーフロー回収槽１６が連設されている。上記洗
浄槽２の上端まで洗浄液８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８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８を回収槽１６によつ
て回収し、回収管１７を介して上記蒸気槽４に導
入されている。

又上記洗浄槽２の底部１８の一方１９側にろ過
管２０が配管され、このろ過管２０にはポンプ２
１、図示せざるフイルター、冷却器２２が配設さ
れ、ろ過管２０の他端が上記洗浄槽２の底部１８
の他方２３側に配管されている。

上記洗浄槽２の洗浄液８はろ過管２０を介して
ポンプ２１により循環させる過程でフイルターに
より洗浄液８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８の温度を一定に
維持している。

尚、上記した洗浄液８はフロン113の例で示し
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。

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
８がオーバーフローし、このオーバーフローした
洗浄液８は回収槽１６に入り、回収管１７を介し
て蒸気槽４に導入される。このオーバーフローに
よる流入なので、洗浄槽２中の洗浄液の中に流れ
が生じて洗浄槽２中の洗浄液を大きくかき乱すこ
とがない。さてこの蒸気槽４に導入された洗浄液
８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８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８は
ヒーター７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８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８のみが洗浄槽
２に導入される。

この時、沸騰槽８からオーバーフローして洗浄
槽２に入るので、洗浄槽２の洗浄液の状態を大き
く乱すこともない。即ち洗浄槽２中の洗浄液の状
態は上部域に沸騰槽８で加温された高温洗浄層が
形成され、下方域に低温層が形成される。ここで
洗浄槽２の洗浄液中にワークを投入し、超音波振
動子６を作動させて超音波を洗浄液８に放射する
ことによつて常時良好なキヤビテーシヨン効果を
得ることができ、従つて良好な洗浄力を得ること
ができるものである。

即ち、洗浄液は沸騰槽８で脱気されているこ
と、及び洗浄槽中の洗浄液の上部は比較的高温層
であつて大気との界面より空気が溶解しにくいこ
と、並びに下部低温層は安定した上部高温層によ
り大気との接触を遮断されて空気が溶解しにくい
こと等の理由により洗浄槽２中の洗浄液の脱気状
態が良好に維持されているから、キヤビテーシヨ
ンの発生がよりよく実現され、洗浄効率がよくな
るものである。

更に本例に於いては洗浄槽２の洗浄液８はろ過
管２０を介してポンプ２１により循環させる過程
でフイルターにより洗浄液８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なる発熱分を除去す
るものであり、従つて洗浄液８は略温度を一定に
維持されている。その結果よりキヤビテーシヨン
を良好にすることが可能である。従つてより洗浄
効果をより向上させることができる。

更に脱気手段を沸騰槽３にすることにより装置
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。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、この発明によれば、洗浄槽
に入る前の洗浄液を沸騰槽により脱気しているの
で、脱気洗浄液を洗浄槽に送りこみ、脱気洗浄液
中で超音波放射によりワークを洗浄できるので、
洗浄効果がよいことは勿論のこと、特に、沸騰槽
から洗浄槽へ洗浄液が入る時は洗浄槽からオーバ
ーフローして洗浄槽中の洗浄液の上面に流入し、
洗浄槽中洗浄液を大きくかき乱すことがなく、そ
れ故に洗浄槽中の洗浄液の様子は上部が比較的高
温の層、下部が低温の層となり、この状態は安定
する。従つて空気との界面をもつ高温洗浄液中に
は、低温のものに比し界面から空気が溶解しがた
いこと、及び下部の低温層は上部の高温層によつ
て空気に対し遮断されているので、空気が溶解し
がたいこと等の理由により上記の脱気状態が長く
維持される。故に脱気状態下のキヤビテーシヨン
発生がよりよく実現され、洗浄効果がよい利点を
有する。

【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、８……洗浄液、１１……蒸気凝縮器、
１３……水分離器、１６……回収槽、１８……底
部、２１……ポンプ、２２……冷却器、をそれぞ
れ示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被洗浄物を浸漬する為の洗浄液が満たされて
   いる洗浄槽と、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発生させられる様に上記
   洗浄液中に溶解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に於いて；上記
   脱気装置は、上記洗浄槽の横に設けられていて、
   洗浄槽に被洗浄物を投入した時、被洗浄物の体積
   分に相当する量のオーバーフロー洗浄液を受入れ
   る為のオーバーフロー回収槽と、上記洗浄槽の横
   に設けられていて、上記オーバーフロー回収槽か
   ら戻入された洗浄液が順次流入せしめられた時、
   その流入分の量の洗浄液をオーバーフローして洗
   浄槽内へ流入せしめた為の沸騰槽を備え、上記沸
   騰槽には、洗浄液の沸点より低い溶解気体を蒸発
   せしめて当該溶解気体を沸点分離できるように洗
   浄液を加温するヒータが配設されていることを特
   徴とする超音波洗浄装置。 ２ 上記沸騰槽３の上流側に水分離器１３を設け
   た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 上記水分離器１３の上流側に蒸気凝縮器１１
   と蒸気槽４とを設けた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。