JPH06254520A - 液化ガス内でのキャビテーションによる洗浄 - Google Patents

液化ガス内でのキャビテーションによる洗浄

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JPH06254520A
JPH06254520A JP5197402A JP19740293A JPH06254520A JP H06254520 A JPH06254520 A JP H06254520A JP 5197402 A JP5197402 A JP 5197402A JP 19740293 A JP19740293 A JP 19740293A JP H06254520 A JPH06254520 A JP H06254520A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】キャビテーションを利用して基体を洗浄するた
めの単純で安価な、また無害で再生可能な洗浄媒体を使
用する洗浄システム及び装置を得る。 【構成】超音波ノズル等のキャビテーション発生器付の
洗浄室内の洗浄媒体の温度及び圧力の両方を夫々の臨界
値より少し下に制御してキャビテーションを発生させて
洗浄する。またその前または後に媒体を夫々の臨界値よ
りも高い温度と圧力の稠密相のガスにして固化した可溶
性の汚染物を取除く。使用されるガスは、ＣＯ2 が最適
であるが、亜酸化窒素、六弗化硫黄、及びキセノンも使
用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基体を洗浄するための
キャビテーションの使用、特にキャビテーションを有す
る液体二酸化炭素の様な液化ガスを採り入れて、複雑な
材料及びハードウエアを含む、広範囲に亘る色々な基体
の洗浄度を高める処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波洗浄は長年の間、工業で利用され
てきた。従来の工程では、超音波処理をする媒体（soni
cating media）は、有機溶剤、水、或いは水溶液であ
り、超音波エネルギーがその媒体に加えられてキャビテ
ーションを、即ち気泡の形成及び続くそれらの潰壊を促
進する。超音波処理の洗浄に適してはいるが、両方の種
類の溶剤は欠点を有する。多くの基体は水性媒体への晒
しに続く過酷な乾燥工程を必要とし、これはしばしば時
間を消費する熱の移動（excursion ）である。超音波処
理の媒体としての有機溶剤の使用は化学薬品処理の問題
を提示し、厳しい規制の管理を受ける。他の欠点は有機
物か或いは微粒子かの取り除かれた汚染物の取扱いに関
する。汚染物が放射性の粒子の様な管理材料（controll
ed material）である時、溶液或いは懸濁液内でその量
がかなり増加すると、これは更なる前処理／廃棄の問題
を提示する。
【０００３】これ等の従来の超音波洗浄工程で、音波ホ
ーン（sonic horn）はしばしば音波のエネルギーを生成
するのに使用される。別の工程では、キャビテーション
・ノズルが使用され得る。例えば１９９０年３月６日出
願のピサニ氏（J.Pisani）による、“冷却塔と一緒に使
用される冷却水内の酸化し得る汚染物を取り除くための
方法”という標題の米国特許第 4,906,387号明細書と、
１９９１年２月５日出願のピサニ氏（J.Pisani）によ
る、“水中の酸化し得る汚染物を取り除いて工業用の高
純度の水を得るための方法及び装置”という標題の米国
特許第 4,990,260号明細書とが、水中のキャビテーショ
ンを誘起して水を解離させ、酸化剤として働く水酸遊離
基（hydroxyl free-radical ）を生成するための方法を
開示する。ピサニ氏の製法では、紫外線放射がキャビテ
ーションと組合せて利用されて、水酸遊離基によって始
められる酸化工程を続ける。ピサニ氏の工程に於けるキ
ャビテーションは“臨界流れ（critical flow ）”のノ
ズルによって生成される。
【０００４】稠密な相のガス（dense phase gas ）の移
相を利用する他のタイプの洗浄工程が、ジャクソン氏
（D.P.Jacson）他、によって出願された米国特許第 5,0
13,366号明細書によって開示且つ権利請求され、本出願
と同じ出願人に譲渡された。その工程は臨界圧で或いは
それ以上で稠密な相のガスを使う。それから稠密な相の
ガスの相は、臨界値より高い圧力を維持しつつ、一連の
ステップで稠密な流体の臨界温度より高い温度と低い温
度との間で稠密な流体の温度を変化させることによって
液体の状態と超臨界状態との間をシフトさせられる。流
体の例は、（１）メタン、エタン、プロパン、ブタン、
ペンタン、ヘクサン、エチレン、及びプロピレンの様な
炭化水素；（２）四弗化メタン、クロロ二弗化メタン、
及び過弗化プロパンの様なハロゲン化炭化水素；（３）
二酸化炭素、アンモニア、ヘリウム、クリプトン、アル
ゴン、六弗化硫黄、及び亜酸化窒素の様な無機物；及び
（４）それらの混合物を含む。代りの実施例で、稠密な
相のガスは洗浄工程の間、紫外線（ＵＶ）の放射に晒さ
れ得るか、或いは超音波のエネルギーが洗浄工程の間加
えられて稠密な相のガスと基体の表面とを揺り動かし得
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この工程はその意図さ
れる目的に良く適しているが、単純化された工程で手頃
な値段の、無毒性の洗浄媒体を採用する洗浄工程の様に
更に向上させることが望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明による
と、選ばれた基体から望ましくない材料は、（ａ）キャ
ビテーション生成手段を具備する洗浄室内に望ましくな
い材料を含む基体を配置すること；（ｂ）約５０゜Ｃ未
満の温度で約１００気圧（１０３．３ｋｇ／ｃｍ2 ）或
いはそれ以下の圧力を選択されたガスに加える事によっ
て作られる液化ガスを洗浄室内に導き入れ、望ましくな
い材料を含む基体にその臨界温度より低い温度で液化ガ
スを接触させる事によって；且つ（ｃ）望ましくない材
料を基体から取り除くのに十分な時間の間、液化ガスを
キャビテーション生成手段に晒すこと；とのステップを
具備する工程によって取り除かれる。
【０００７】液体二酸化炭素（ＣＯ2 ）は、手頃な値段
で無毒性の物質である。液体ＣＯ2を使用する洗浄工程
は比較的単純で、液体ＣＯ2 内に取り上げられる汚染物
は、例えば液体の減圧によって、或いは濾過によって、
或いはその２つの組合わせによって、そこから容易に取
り除かれる。他の適切な液化可能なガスが使用され得
る。
【０００８】
【実施例】本発明によると微粒子及び有機物の膜はキャ
ビテーションを利用することによって固体表面から取り
除かれ得る。ここでキャビテーションとは液体内での気
泡即ち空洞の形成と、これに続くこれ等の気泡の潰壊を
意味するのに使用される。この工程の斬新な態様は、使
用される媒体：その臨界温度より低い温度で使用される
選択された液化ガス、の特性である。
【０００９】本発明の実施の際に使用される液化ガス
は、温度及び圧力の適度な状態、即ち通常、実際的な目
的のために約１００気圧（１０３．３ｋｇ／ｃｍ2 ）以
下の圧力と、約５０゜Ｃ未満の温度で液化されることが
できるガスが選択される。更に実際的な目的のために、
ガスは無毒性で、不燃性で、環境に何等の害ももたらさ
ないことも望ましい。本発明を実施するのに適切なガス
は、これ等に限定されないが、二酸化炭素、亜酸化窒素
（Ｎ2 Ｏ）、六弗化硫黄（ＳＦ6 ）、及びキセノンを含
む、しかし最も好ましいのは二酸化炭素である。下記の
説明で、二酸化炭素は本発明を実施する際に使用され得
る１つのガスの例として使われるが、本発明はそれに限
定されないことが理解されるべきである。
【００１０】二酸化炭素は、無制限で、手頃な値段で、
無毒性で、且つ容易に液化可能な天然の資源である。そ
れは、液化されると、比較的低い圧力（１平方インチ当
り約６００乃至１、０４０ポンド、即ち約４２．２乃至
７３．１ｋｇ／ｃｍ2 ）と適度な温度（約１０゜乃至３
０゜Ｃ）で、良好な低い粘性の超音波処理の媒体とな
る。これ等の値はＣＯ2 の臨界圧力７５．３ｋｇ／ｃｍ
2 及び臨界温度３２゜Ｃより低い。
【００１１】本発明の実施の際に必要とされるキャビテ
ーション作用は、好ましくは５乃至１００キロヘルツの
周波数を持つエネルギーを生成する変換器の様な手段に
よってもたらされ得る。その様な変換器の１つの例は、
図１及び２を参照して更に詳細に説明される様な超音波
処理ホーンである。本発明の代りの実施例で、キャビテ
ーションは例えばピサニ氏によって米国特許第 4,990,2
60号で開示された公知のキャビテーション“臨界流れ”
ノズルを使用することによって生成されることができ、
その内容はここで参考として採り入れられる。その様な
キャビテーション・ノズル内で、気泡は液体の流体動力
圧（hydrodynamic pressure ）を液体の蒸気圧より低く
低めることによって液体内に作られる。気泡はその様に
形成されて、圧力が釣り合う時に潰壊する。この潰壊は
非常に高い圧力を生じ、続いて衝撃波を生じる。本発明
のこの代りの実施例は、キャビテーション・ノズルのア
レイを示す図３を参照して更に説明される。代りに、本
発明の実施の際に必要とされるキャビテーション作用
は、当業者に公知の様にプロペラ手段、或いは羽根によ
ってもたらされ得る。
【００１２】図１は、本発明の実施の際に上手く用いら
れる抽出器／洗浄容器10を示す。洗浄容器10は、ステン
レス鋼の様な適切な材料で作られる壁付き洗浄室12を具
備し、工程中に使用される圧力に耐えるのに十分な厚さ
の壁を備える。洗浄室12は、同じくその様に十分な厚さ
の蓋14を具備する。洗浄室12は更に、変換器18（ブース
タを持つものと持たないものがある）によって作動させ
られる超音波処理ホーン16を具備するキャビテーション
手段を更に具備する。超音波処理をするホーン16はその
節点で洗浄室12に装着されて、超音波エネルギーの液体
ＣＯ2 への効率的な移動を可能にする。ホーン16は洗浄
室12の図１に示される様に上部か、図２に示される様に
上部及び底部の両方か底部かに、或いは（両）側部上か
に装着され得る。その代りにホーン16及び変換器18は両
方共、完全に洗浄室12内に配置され得る。変換器は、パ
ワー手段（図示されていない）によってパワーが与えら
れる発振器20によってエネルギーを与えられる。
【００１３】ホーン16（或いはホーンのアレイ）の表面
面積、基体からのホーンの距離、更に加えて発振器のパ
ワーと変換器の作動周波数は、工程される個々の汚染物
及び基体によって決まる。通常、基体の近くにホーンを
置くこととホーンの面積を減らすことすことによってよ
り激しく音波の揺り動かしが行われるという結果になる
であろう。ホーンの面積を増やすことによってより大き
い領域に広げられるより低い揺り動かしのレベルをもた
らすであろう。
【００１４】洗浄室12はＣＯ2 の取入れ手段22と排出手
段24とを更に具備する。随意で、攪拌器26はほぼ均一な
温度を、また平衡状態では、その圧力はその温度によっ
て決定されるのでほぼ均一な圧力を維持するために超音
波処理の間、液体ＣＯ2 を攪拌するのに使用されること
ができる。
【００１５】参照番号28で示される洗浄されるべきサン
プルは、バッスケット30の様な基体ホールダ内に吊され
て、望ましくない素材の除去のためにＣＯ2 によって接
触させられ得る。
【００１６】更に洗浄室12は、内部の抵抗加熱要素31
と、外部の冷却ジャケット32と、冷却室内で必要とされ
る温度を維持するために使用される熱電対用の窪み（we
ll）33とを組入れ得る。更に圧力ゲージ（或いは圧力変
換器）が洗浄室12内の圧力を測定して制御するのに使用
され得る。洗浄室12は、随意でポート（図示されていな
い）を有して、外置きの液体レベル指標器（図示されて
いない）を取付けて、隔室12内の液体ＣＯ2 のレベルを
示させ得る。
【００１７】超音波処理のパラメータは、液体ＣＯ2 の
温度及び圧力と超音波処理の条件（周波数、超音波処理
の時間、等）を含む。二酸化炭素或いは他のガスは液体
状でなければならない。従って、温度及び圧力は三重点
（例えば、ＣＯ2 の場合、−５７゜Ｃと、平方インチ当
り７５ポンド即ち５．３ｋｇ／ｃｍ2 ）より高くなけれ
ばならない。更に温度は臨界温度よりも低くなければな
らない。圧力は臨界圧力よりも高いか或いは低いかの何
れかであり得るが、音波利用のキャビテーションが邪魔
される程高くはない。キャビテーションは与えられる温
度での平常の蒸気圧（natural vapor pressure）より約
２００ｐｓｉ（１４．１ｋｇ／ｃｍ2 ）高い圧力で妨害
されるであろう。
【００１８】１８゜Ｃより低いか或いは臨界値より高い
と洗浄能力が下がるので、好ましくは、温度は約１８゜
Ｃ乃至臨界値より少し低い範囲にあることが好ましい。
平衡状態の下では圧力は温度によって決められ、従って
二酸化炭素に対しては好ましくは平方インチ当り約８２
０ポンド（約５７．７ｋｇ／ｃｍ2 ）乃至その臨界値よ
りも少し低い点までの範囲にあることが好ましい。
【００１９】当該の工程は特殊な超音波の周波数によっ
て行われるわけではなく、何等かの市販の装置が使用さ
れ得る。通常、市販の超音波発振器は約２０乃至９０キ
ロヘルツの周波数で作動し、これ等の発生器は本発明の
実施の際に上手く使用される。
【００２０】超音波の波の振幅は、約１０乃至２２０マ
イクロメータの範囲に亘り得る。振幅がより大きくなれ
ば、取り除き難い微粒子のための洗浄力がより大きくな
るであろう。より低い振幅は、壊れやすい基体の破損を
防ぐのに必要とされ得る。
【００２１】作業時に、洗浄されるサンプル28は洗浄室
12内へ導き入れられる。それから液体ＣＯ2 は、当業者
に公知である様に、流れ率、温度、及び圧力とが制御さ
れた状態で源（図示されていない）から取入れ口22を通
って洗浄室12内へ導き入れられる。液体ＣＯ2 は、上記
で示された様にＣＯ2 の臨界値よりも低い温度で導き入
れられる。温度は予め加熱された或いは冷却されたＣＯ
2 でその室を満たす事によってか、或いはその室を加熱
或いは冷却することによってか、の何れかで制御される
事ができる。通常、圧力は与えられる温度でのＣＯ2 の
蒸気圧によって決められるであろう。場合によっては、
高くされた圧力を供給してより強いキャビテーション生
じさせる事が好ましくあり得る。この付加圧力を提供す
るために窒素の様な不可凝縮ガス（即ち本発明の工程が
実施される温度で液化されないガス）が、圧縮機或いは
高圧のガス・シリンダによって室へ導き入れられる事が
出来る。付加圧力は、液体ＣＯ2 で完全に満たされた室
を満たし、取入れ或いは排出の流れの圧力を制御する事
によっても提供される事ができる。
【００２２】従って音波処理は上記で示された周波数及
び振幅で適用される。超音波処理の時間は、洗浄される
個々のサンプル、及び取り除かれる望ましくない物質即
ち汚染物の性質によって決まる。幾つかのサンプルは、
長い時間の間、超音波処理に晒され得ない。他方、幾つ
かの望ましくない物質は他の物よりも取り除くのにより
長い時間がかかる。単純な実験により、ほぼ全ての汚染
物質を取除くための音波処理に対する最良の時間が決め
られるであろう。一般に、少なくとも約３０秒間、場合
によっては恐らく最大約５分間が必要とされる、音波処
理が、かなりの量の汚染物質を取除くのに期待される。
しかしある環境の下では、上記で説明された理由のため
に、更にずっと長い音波処理さえもが必要とされ得る。
【００２３】超音波処理サイクルの終了時に、液体ＣＯ
2 の除去が始められる。除去ステップに続いて、必要と
される様に室はサンプルの取出しのために減圧され得る
か、或いは、洗浄ステップが繰り返され得る。サンプル
が十分にきれいであるかどうかを決定するために、基体
の視覚的検査、或いは微粒子の濃度、及び／或いは有機
物膜の存在の測定が適切に行われ得る。
【００２４】本発明の別の実施例では、洗浄されるサン
プル28は、洗浄室12内に積まれ、それからそれは閉鎖さ
れて予め決められた時間の間ＣＯ2 で浄化される。室
は、個々の汚染物及び基体によって決められる適切な超
臨界レベルまで圧力を加えられ加熱されて、大部分の有
機汚染物を取除く。特に、圧力及び温度の両方はＣＯ2
の臨界値を越える様に調整される。サンプルは、超臨界
のＣＯ2 内で可溶性の汚染物（ここでは“可溶性汚染
物”と記される）を溶解するのに十分な時間の間、稠密
な、或いは超臨界の、相で、ＣＯ2 に晒される。
【００２５】それから温度はその臨界値より低くされ
て、ＣＯ2 を液化する。液体ＣＯ2 の音波処理が始めら
れて、上で説明された様に取除き難い微粒子及び／或い
は有機物膜の汚染物を取除く。超音波処理による処理及
び超臨界のＣＯ2 による処理のステップは、サンプルを
洗浄するのに必要とされるだけの回数繰り返され得る。
【００２６】本発明の別の実施例では、洗浄されるサン
プルは本発明の工程に従って処理され、その後で、ＣＯ
2 を超臨界状態へ再加圧及び再加熱することによって稠
密な相のガスの洗浄を受けさせる。この２つのステップ
の工程は、例えば微粒子と可溶性汚染物との凝固した混
合物を取除くのに有用である。
【００２７】本発明の別の実施例では、取除かれた汚染
物（有機物或いは微粒子）がキャビテーション媒体から
容易に分離され得る、閉鎖ループの再循環ＣＯ2 再生シ
ステムが採用される。これは減圧、濾過、或いは両方の
組合わせの何れかによって達成され得る。液体ＣＯ2 の
減圧によって、ガス状のＣＯ2 が形成されて、汚染物が
容易な処分を可能にする濃縮された形で分離する。従っ
て残りの清浄なガス状ＣＯ2 の部分は液体状に再圧縮さ
れ、清浄な液体ＣＯ2 は洗浄室12へ再循環される。この
工程を完了するために、汚染物を含む液化ガスは排出手
段24を通って室12から処理装置（図示されていない）へ
運ばれる。処理装置内で、汚染物を含んだ液化ガスは、
上記で説明された様に減圧及び／或いは濾過される。そ
れから清浄な液体ＣＯ2 は、配管（図示されていない）
によって取入れ手段22を通って室12内へ運ばれる。
【００２８】電子工学、医療、自動車、及び航空の分野
で、色々な表面が本発明の工程によって洗浄され得る。
本発明の工程は色々な材料から形成される広範囲に亘る
色々な基体を洗浄するのに使用される。本工程は、解体
を必要とせずに複雑なハードウエアを洗浄するのに特に
上手く取入れられる。幾つかの例示的な洗浄の応用は；
ハンダ付けされたコネクタ、ケーブル、及び普通の回路
板のフラックスの除去；基板からの感光レジストの除
去；先端に綿或いは発泡材を付けた塗布器（cotton or
form-tipped applicator）、ワイパ、グローブ、等；複
雑なハードウエアのグリース除去；及びポンプ、変圧
器、リベット、絶縁物、ハウジング、線形ベアリング、
光学台組立て、加熱パイプ、スイッチ、ガスケット、及
び活性金属ケーシングを含む電気光学の、レーザの、及
び宇宙船の複雑なハードウエアの汚れを落とすこと；を
含む。本発明に従って基体から取除かれ得る汚染素材
は、油、グリース、潤滑剤、ハンダ・フラックス残留
物、感光レジスト、無機材料或いは有機材料を含む微粒
子、接着剤残留物、可塑剤、未反応モノマ、染料、及び
誘電体流体を含むが、それらに限定されない。本工程に
よって汚染物が取除かれ得る通常の基体は、金属、ゴ
ム、プラスチック、綿、セルロース、セラミックス、及
び他の有機或いは無機の化合物を含むが、それらに限定
されない。基体は単純な或いは複雑な形状を有し得て、
他の公知の方法によっては洗浄し難い隙間の空間を具備
し得る。更に、基体は微粒子体の或いは他の細かく分割
された素材の形状であり得る。本発明は、グリースの除
去、テープ残留物の除去、及び機能的流体（functional
fluid）の除去の様な粗清浄化工程への応用を有し、更
に高レベルの清浄度の複雑なハードウエアの精清浄化に
特に上手く適応する。
【００２９】図２は、多数の音波処理ホーンが使用され
ている、本発明を実施するのに採用され得る第１の代り
の洗浄容器の切取り図である。図２で使用される参照記
号は、図１で使用されるものと同じである。図２では、
洗浄室12は図１のシステムに於ける様に、蓋14内に音波
処理ホーンを装着する事によって、変換器（ブースタを
持つものと持たないものがある）によって作動させられ
る音波処理ホーン16を具備する。図２では、洗浄室12は
室の底壁40に第２の音波処理ホーン36と第２の変換器38
とを更に具備する。２つの音波処理ホーンを使用する、
図２で示される形状は、室12全体に亘って均一な音波処
理を提供する。この形状の変形実施例は、室12の上及び
側壁、底及び側壁、或いは両側壁内の色々な位置に音波
処理ホーンを付けて使用され得る。図を平明にするため
に、加熱要素31、冷却ジャケット32、熱電対の窪み33、
圧力計34、及び攪拌器26とは図２から省かれているが、
図１で示されたのと同じ様に本発明のこの実施例内に含
まれる。
【００３０】図３は、多数のキャビテーション・ノズル
が使用されている、本発明を実行するのに採用され得る
第２の代替洗浄容器のための洗浄室の一部分の切取り図
である。本発明のこの実施例では、音波処理ホーン18が
取り除かれ、図１の洗浄室12が図３に示される洗浄室50
に置き換えられる事を除いて、図１と同じ構成要素が使
用される。室50の各壁は、例えば室の壁内の適切な寸法
の孔を空けることによって、室の壁と統合して形成され
るキャビテーション・ノズルのアレイ52を具備する。流
れ率、温度、及び圧力の制御された状態の下で、液化ガ
スは源（図示されていない）から取入れ手段54、56、及
び58を通って室50内へ導き入れられる。液化ガスは空間
60内へ、それからノズル52を通って、洗浄される基体
（図示されていない）を保持する洗浄領域62内へ流れ
る。当業者に公知の様に、源の圧力は、必要とされる圧
力の低下をもたらしてキャビテーションを生じさせるで
あろうノズルでの流速を起こすのに十分に高くなければ
ならない。随意で、室50は４つ目の（即ち上部の）壁内
にキャビテーション・ノズルのアレイ52を更に具備し得
る。作業時に図３の洗浄容器は、キャビテーション・ノ
ズルが第１回での超音波処理ホーンに置き換わっている
ことを除いて図１の洗浄容器と同じ様に使用される。適
切なキャビテーション・ノズルは例えばコネチカット州
ニューヨーク市のソニック・エンジニアリング・コーポ
レーション（Sonic Engineering Corporation,Norwalk,
Connecticut ）より市販されている。
【００３１】本発明の実用の例は以下の様である。例 酸化アルミニウム粒子（直径１．４マイクロメータ）で
汚染されたプラスチック（アクリル）部品が、図１を参
照して説明された型の洗浄容器を使って、液体ＣＯ2 に
浸して超音波処理する事によって洗浄された。下の表１
は、超音波変換器18に印加されるパワー、液体ＣＯ2 の
温度、ＣＯ2 の公称圧力（ポンド／平方インチ、ｐｓｉ
で、及びＫｇ／ｃｍ2 で）、超音波処理時間、及び洗浄
率を表にしたものである。部品は視覚的に検査され、５
が最少の汚染状態である１乃至５の値を割り当てられ
た。特に、値１はアルミナ粒子の汚染の結果としてプラ
スチック部品上の僅かな曇りを示し；値５は粒子が殆ど
全く無い事を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】この例で、３７５及び６００ワットの電源
20は、２０キロヘルツの周波数でオハイオ州シンシナテ
ィ市のテクマ社（Tekmar）より購入されたテクマ・ソニ
ック・ディスラプタ（Tekmer Sonic Disruptor）であっ
た。超音波処理ホーン16は、５インチ（１２．７ｃｍ）
のエキステンダを具備する０．５０インチ（１．２７ｃ
ｍ）であった。
【００３４】表Ｉは、この応用のためにより良い洗浄は
より高い温度及び圧力と、より高いパワー及び超音波処
理時間とで獲得されることを立証する。音波エネルギー
の入力部上の液体ＣＯ2 の温度の影響が研究された。下
記の表IIは液体ＣＯ2 の超音波に対するエネルギー入力
データを表にしたものである。各場合のＣＯ2 の量は
５．７リットルであった。表IIで、Ｔは温度、Ｐは圧力
である。
【００３５】
【表２】
【００３６】表IIのデータは、エネルギーが流体に伝え
られる結果として、液体ＣＯ2 内で如何に上手くキャビ
テーションが起るかの尺度を提供する。特に、より低い
温度でパワー出力はかなり下がる。
【００３７】この様にして、液化ガスを使って、基体か
ら汚染物を取除くための工程が開示された。色々な変形
実施例及び明白な特性の変更実施例が、本発明の範囲を
逸脱する事なしに作られ得て、その様な変形実施例及び
変更実施例の全てが、請求の範囲によって規定される様
に、本発明の範囲内に入る様に意図される事はこの技術
の当業者によって理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】キャビテーション手段が洗浄室の上部に置かれ
ている超音波処理をするホーンである本発明の実施の際
に採用される１つの洗浄容器の切取り図。
【図２】夫々１つの超音波処理をするホーンが洗浄室の
上部及び底部の置かれている、本発明の実施の際に採用
され得る第１の代りの洗浄室の切取り図。
【図３】キャビテーション手段が多くのキャビテーショ
ン・ノズルを具備する、本発明の実施の際に採用され得
る第２の代りの洗浄室の一部分の切取り図。
【符号の説明】
10…抽出／洗浄容器、12、50…洗浄室、14…蓋、16、36
…超音波処理ホーン、18、38…変換器、20…発生器、2
2、54、56、58…取入れ手段、24…排出手段、26…攪拌
器、28…サンプル、30…バスケット、31…加熱要素、32
…冷却ジャケット、33…熱電対の窪み、34…圧力計、40
…底壁、52…キャビテーション・ノズル、60…空間、62
…洗浄領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドナ・エム・ピュラー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90046、ロサンゼルス、エヌ・クレセン ト・ハイツ 828 (72)発明者 トーマス・ビー・スタンフォード アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90731、サン・ペドロ、サウス・グラン ド・アベニュー 2112 (72)発明者 カール・ダブリュ・タウンセンド アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90066、ロサンゼルス、レッドウッド・ア ベニュー 3621

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）キャビテーション生成手段（16,3
    6,52）を具備する洗浄室（12）内に好ましくない素材を
    含む基体を配置することと； （ｂ）約５０゜Ｃより低い温度で約１００気圧（１０
    ３．３Ｋｇ／ｃｍ2）か或いはそれよりも低い圧力を選
    択されたガスに加えることによって形成される液化ガス
    を前記洗浄室内に導き入れることと、前記ガスの臨界温
    度よりも低い温度で前記液化ガスを前記望ましくない素
    材を含む前記基体と接触させることと； （ｃ）前記洗浄室内の前記液化ガスを、前記望ましくな
    い素材を前記基体から取除くのに十分な時間の間前記キ
    ャビテーション生成手段に晒すこと：とのステップを具
    備する前記選択された基体（28）から望ましくない前記
    素材を取除くための工程。
  2. 【請求項２】 前記ガスが、二酸化炭素、亜酸化窒素、
    六弗化硫黄、及びキセノンから構成されるグループから
    選択される請求項１の工程。
  3. 【請求項３】 以下のステップ：（１）前記望ましくな
    い素材を含む基体を前記液化ガスに接触させるのに先立
    って、前記ガスの臨界圧力よりも高い圧力と、前記ガス
    の臨界温度よりも高い温度の稠密な相の前記ガスを、前
    記稠密な相の前記ガス内で可溶性である前記望ましくな
    い素材を取除くのに十分な時間の間、前記基体に接触さ
    せること、或いは（２）前記晒しのステップの後、前記
    基体を前記ガスの臨界圧力よりも高い圧力と、前記ガス
    の臨界温度よりも高い温度の稠密な相の前記ガスと、前
    記稠密な相の前記ガス内で可溶性である前記望ましくな
    い素材を取除くのに十分な時間の間、接触させること：
    の中の少なくとも１つの実行を更に含む請求項１の工
    程。
  4. 【請求項４】 前記晒しのステップの後に、前記望まし
    くない素材を含む前記液化ガスを処理して前記望ましく
    ない素材を取除き、前記処理された液化ガスを前記洗浄
    容器へ戻すステップを更に具備する請求項１の工程。
  5. 【請求項５】 前記ガスが二酸化炭素であり、前記温度
    が約−５７゜Ｃ乃至３２゜Ｃ未満の範囲にあって、前記
    圧力が約７５ポンド／平方インチ（約５．３Ｋｇ／ｃｍ
    2 ）乃至前記温度でのＣＯ2 の蒸気圧よりも高い、約２
    ００ポンド／平方インチ（約１４．１Ｋｇ／ｃｍ2 ）の
    範囲にある請求項１の工程。
  6. 【請求項６】 前記晒しが少なくとも約３０秒の時間の
    間行われる請求項１の工程。
  7. 【請求項７】 前記キャビテーション生成手段が、超音
    波揺り動かし手段（16、36）、キャビテーション・ノズ
    ル手段（52）、及びキャビテーション・プロペラ手段か
    ら構成されるグループから選択される請求項１の工程。
  8. 【請求項８】 少なくともステップ（ｃ）が少なくとも
    １回は繰返される請求項１の方法。
  9. 【請求項９】 以下のステップ：（１）不可凝縮性のガ
    スを加えること、或いは（２）前記液化ガスの平常の蒸
    気圧よりも高い圧力の液化ガスで前記容器を完全に満た
    すこと、の中の１つによって前記洗浄容器内の圧力が、
    前記平常の蒸気圧よりも高く上げられる請求項１の工
    程。
  10. 【請求項１０】 （ａ）前記液化ガスと、前記望ましく
    ない素材を含む前記基体とを入れるための前記洗浄室
    と； （ｂ）前記液化ガス内にキャビテーションを生成するた
    めに、前記室内に配置される、前記キャビテーション生
    成手段と； （ｃ）前記室内の圧力を制御するために前記室に連結さ
    れる圧力制御手段（34）と； （ｄ）前記室内の温度を制御するために前記室に連結さ
    れる温度調節手段（31,32,33）と； （ｅ）前記液化ガスを前記室内へ導き入れるための前記
    室の取入れ手段（22）と； （ｆ）前記液化ガスを前記室から取除くための前記室の
    排出手段（24）：とを具備し前記基体から前記望ましく
    ない素材を取除くための請求項１の工程を採用するシス
    テム。
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