JP2008212788A - Cleaning apparatus and cleaning method - Google Patents

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嘉治 太田
Masahiko Koshiba
真彦 小柴
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cleaning apparatus and a cleaning method having improved cleaning efficiency at the time of cleaning a solid body surface by jetting a liquid in which foams are generated. <P>SOLUTION: The cleaning apparatus comprises a liquid introduction part 11 for introducing a liquid; a gas introduction part 12 for mixing a gas to the liquid introduced by the liquid introduction part; a reversely tapered nozzle part 14 composed of a narrowed part having a narrowed fluid cross sectional surface area and a reversely tapered part having gradually widened fluid cross sectional surface area in the flow direction of the gas-liquid mixed fluid for generating a large number of very small foams of the gas introduced from the gas introduction part; a cleaning nozzle 10 having a jetting outlet 17 for jetting the produced gas-liquid mixed fluid containing a large number of the very small foams to an object to be washed; liquid supply means for supplying a liquid for washing to the liquid introduction part of the cleaning nozzle; and gas supply means for introducing a gas to the gas introduction part of the cleaning nozzle for mixing the gas to the liquid introduced by the liquid introduction part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガラス基板等の固体表面を洗浄するのに有用な洗浄装置及び洗浄方法に関し、特に、洗浄対象物に直接射出する液体におけるボイド率を高く維持できる所定の形状を有する洗浄ノズルを用いた洗浄装置及び洗浄方法に関する。   The present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method useful for cleaning a solid surface such as a glass substrate, and more particularly, to a cleaning nozzle having a predetermined shape capable of maintaining a high void ratio in a liquid directly injected onto an object to be cleaned. The present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method.

従来、固体表面に付着した汚染物質を除去するために、水、界面活性剤、有機溶剤等の液体を洗浄液として用い、これを洗浄面に射出して洗浄を行うことが一般に行われていた。しかし、水のみの洗浄では洗浄効果が弱く、界面活性剤や有機溶剤等を使用すると洗浄効果は向上するものの洗浄廃液の処理等が必要となり、環境負荷が高いものであった。   Conventionally, in order to remove contaminants adhering to a solid surface, a liquid such as water, a surfactant, an organic solvent, or the like is used as a cleaning liquid, and the cleaning is generally performed by injecting the liquid onto a cleaning surface. However, cleaning with water alone has a weak cleaning effect. When a surfactant, an organic solvent, or the like is used, the cleaning effect is improved, but cleaning waste liquid is required and the environmental load is high.

そこで、界面活性剤や有機溶剤等を使用することなく、洗浄効果を高める方法として、空洞現象により発生させた微細気泡を含む水を被洗浄対象物に噴射して洗浄する洗浄方法が知られていた(例えば、特許文献1参照)。この洗浄方法は、断面積が急激に広がる部分を持つノズルを用い高圧水を供給することにより行われるものであった。
特開平5−317815号公報
Therefore, as a method for enhancing the cleaning effect without using a surfactant or an organic solvent, a cleaning method is known in which water containing fine bubbles generated by a cavity phenomenon is sprayed onto the object to be cleaned. (For example, refer to Patent Document 1). This cleaning method is performed by supplying high-pressure water using a nozzle having a portion where the cross-sectional area spreads rapidly.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-317815

しかしながら、このような空洞現象(キャビテーション)により気泡を発生させて液体を射出する洗浄装置においては、液体に含まれる気泡のボイド率が10%程度が限界であり、より洗浄効果の高い洗浄装置が求められていた。   However, in a cleaning apparatus that generates bubbles by such a cavity phenomenon (cavitation) and injects a liquid, the void ratio of bubbles contained in the liquid is limited to about 10%, and a cleaning apparatus with a higher cleaning effect is available. It was sought after.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、気泡を生じさせた液体を射出して固体表面を洗浄する際の洗浄効率をより向上させ、さらに、低コストで、洗浄を確実に行うことができる洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and further improves the cleaning efficiency when cleaning the solid surface by injecting the liquid in which bubbles are generated. It is an object to provide a cleaning apparatus and a cleaning method that can be reliably performed.

本発明の洗浄装置は、液体を導入する液体導入部と、液体導入部より導入される液体に気体を混入する気体導入部と、流断面積を狭める絞り部と気液混合流体の流れ方向に流断面積が徐々に増大する末広部とからなり、気体導入部から導入された気体から多数の微小気泡を生成させる末広ノズル部と、生成した多数の微小気泡を含有する気液混合流体を洗浄対象物に射出する射出口とを有する洗浄ノズルと、洗浄に用いる液体を洗浄ノズルの液体導入部に供給する液体供給手段と、液体導入部より導入される液体に気体を混入するために、洗浄ノズルの気体導入部に気体を導入する気体供給手段と、を有することを特徴とするものである。   The cleaning device according to the present invention includes a liquid introduction part that introduces liquid, a gas introduction part that mixes gas into the liquid introduced from the liquid introduction part, a throttle part that narrows a flow cross-sectional area, and a flow direction of the gas-liquid mixed fluid. It is composed of a divergent part with a gradually increasing flow cross-sectional area, and cleans a divergent nozzle part that generates a large number of microbubbles from the gas introduced from the gas introduction part, and a gas-liquid mixed fluid containing a large number of generated microbubbles A cleaning nozzle having an injection port for injecting the object, a liquid supply means for supplying a liquid used for cleaning to a liquid introducing portion of the cleaning nozzle, and a cleaning for mixing gas into the liquid introduced from the liquid introducing portion Gas supply means for introducing gas into the gas introduction part of the nozzle.

また、本発明の他の洗浄装置は、液体を導入する液体導入部と、液体導入部より導入される液体に気体を混入する自給式の気体導入部と、流断面積を狭める絞り部と気液混合流体の流れ方向に流断面積が徐々に増大する末広部とからなり、気体導入部から導入された気体から多数の微小気泡を生成させる末広ノズル部と、生成した多数の微小気泡を含有する気液混合流体を洗浄対象物に射出する射出口とを有する洗浄ノズルと、洗浄に用いる液体を洗浄ノズルの液体導入部に供給する液体供給手段と、を有することを特徴とするものである。   In addition, another cleaning apparatus of the present invention includes a liquid introduction unit that introduces a liquid, a self-contained gas introduction unit that mixes gas into the liquid introduced from the liquid introduction unit, a throttle unit that narrows the flow cross-sectional area, and a gas It consists of a divergent part whose flow cross-sectional area gradually increases in the flow direction of the liquid mixture fluid, and contains a divergent nozzle part that generates a large number of microbubbles from the gas introduced from the gas introduction part, and a large number of generated microbubbles And a liquid supply means for supplying a liquid used for cleaning to a liquid introducing portion of the cleaning nozzle. .

そして、本発明の洗浄方法は、液体を導入する液体導入工程と、液体導入工程より導入される液体に気体を混入する気体導入工程と、流断面積を狭める絞り部の後に形成された気液混合流体の流れ方向に流断面積が徐々に増大する末広部に気液混合流体を通過させ、気体導入部から導入された気体から多数の微小気泡を生成させる微小気泡生成工程と、生成した多数の微小気泡を含有する気液混合流体を洗浄対象物に射出する射出工程と、を有することを特徴とするものである。   The cleaning method of the present invention includes a liquid introduction step for introducing a liquid, a gas introduction step for mixing a gas into the liquid introduced from the liquid introduction step, and a gas-liquid formed after a throttle portion that narrows the flow cross-sectional area. A micro-bubble generating process for causing a gas-liquid mixed fluid to pass through a divergent part where the flow cross-sectional area gradually increases in the flow direction of the mixed fluid and generating a large number of micro-bubbles from the gas introduced from the gas introduction part, And an injection step of injecting the gas-liquid mixed fluid containing microbubbles onto the object to be cleaned.

本発明の洗浄装置は、その用いる洗浄ノズルに特徴を有するものであって、この洗浄ノズルにおける微小気泡生成部の構成は、微小気泡生成部を有するノズル本体は、流断面積を狭める絞り部と、気液混合流体の流れ方向に流断面積が徐々に増大する末広部とを有している。このような構造により気液混合流体の流れ方向に圧力差を生成させて乱流を生じさせることで、液体に導入された気体からなる気泡を剪断して多数の微小気泡を生成する。さらに好ましくは、該微小気泡生成部は円錐形状を有し、気液混合流体の流れ方向に拡径するベンチュリー型のものが挙げられる。   The cleaning device of the present invention is characterized by the cleaning nozzle used, and the configuration of the microbubble generating unit in the cleaning nozzle is such that the nozzle body having the microbubble generating unit includes a throttle unit that narrows the flow cross-sectional area. And a divergent portion where the flow cross-sectional area gradually increases in the flow direction of the gas-liquid mixed fluid. With such a structure, a pressure difference is generated in the flow direction of the gas-liquid mixed fluid to generate a turbulent flow, whereby the bubbles made of the gas introduced into the liquid are sheared to generate a large number of microbubbles. More preferably, the microbubble generator has a conical shape, and a venturi type that expands in the flow direction of the gas-liquid mixed fluid can be used.

さらに、省エネルギーの観点からは、該微小気泡生成部における末広部の開き角度が狭い方が望ましく(導入する液体の圧力を下げることができる)、該末広部の開き角度は40度未満であり、さらに、20度以下であることが好ましい。   Furthermore, from the viewpoint of energy saving, it is desirable that the opening angle of the divergent part in the microbubble generating part is narrower (the pressure of the liquid to be introduced can be reduced), and the opening angle of the divergent part is less than 40 degrees, Furthermore, it is preferably 20 degrees or less.

ここで、洗浄ノズルに設けられる気体導入部は、強制導入させても、気体を自然吸引させてもどちらでもよく、実施の状況に合わせて選択することができる。強制導入とは、気体を自然吸引するものではないことを意味し、例えば、コンプレッサーを用いて加圧しながら気体を液体中に導入することを含むものである。気体を強制導入することによって、気液割合を任意に設定したり、調整したり、または、液体における気体の割合を高くすることが可能となる。また、流量比を制御することで、生成される微小気泡の径を制御することも可能である。   Here, the gas introduction part provided in the cleaning nozzle may be either forcedly introduced or naturally sucked in gas, and can be selected according to the actual situation. The forced introduction means that the gas is not naturally sucked, and includes, for example, introducing the gas into the liquid while applying pressure using a compressor. By forcibly introducing the gas, the gas-liquid ratio can be arbitrarily set or adjusted, or the gas ratio in the liquid can be increased. It is also possible to control the diameter of the generated microbubbles by controlling the flow rate ratio.

自然吸引させる場合には、洗浄ノズルにおいて、微小気泡生成部の直前に自給式の吸引式気体導入口を設けて、液体導入部により導入された液体が移動するときに、微小気泡生成のために設けられた流断面積を狭める絞り部において圧力が低下する作用を利用して気体を自然吸引するようにすればよい。   In the case of natural suction, a self-contained suction type gas introduction port is provided in the cleaning nozzle immediately before the microbubble generation unit, and the liquid introduced by the liquid introduction unit moves to generate microbubbles. What is necessary is just to make it suck | suck naturally by utilizing the effect | action which a pressure falls in the throttle part which narrows the provided flow cross-sectional area.

本発明の洗浄装置及び洗浄方法によれば、微小気泡を多く含んだ液体を洗浄液として射出することができ、これにより洗浄効率が高い効果的な洗浄を行うことができる。また、従来の洗浄と比べて、同等の洗浄効果を得ようとする場合には、液体の供給圧力が小さくて済むためエネルギー消費が少なく、また、液体の使用量も少なくすることができ低コスト、環境負荷の低減等の効果を得ることもできる。   According to the cleaning apparatus and the cleaning method of the present invention, it is possible to inject a liquid containing a large amount of microbubbles as a cleaning liquid, thereby enabling effective cleaning with high cleaning efficiency. In addition, compared with conventional cleaning, when the same cleaning effect is to be obtained, the liquid supply pressure can be reduced, so that energy consumption is reduced, and the amount of liquid used can be reduced, resulting in low cost. In addition, effects such as reduction of environmental load can be obtained.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る洗浄装置の構成を示した概略図であり、図2は本発明に係る洗浄ノズルの構成例を示した概略断面図である。また、図3は洗浄時の微小気泡による洗浄機構を説明する模式図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a cleaning apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a cleaning nozzle according to the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a cleaning mechanism using micro bubbles during cleaning.

まず、本実施形態の洗浄装置1は、洗浄ノズル2と、洗浄に用いる液体を洗浄ノズル2の液体導入部に供給する液体供給手段3と、液体導入部より導入される液体に気体を混入するために、洗浄ノズル2の気体導入部に気体を導入する気体供給手段4と、からなるものである。   First, the cleaning apparatus 1 of this embodiment mixes gas into the cleaning nozzle 2, the liquid supply means 3 that supplies the liquid used for cleaning to the liquid introducing portion of the cleaning nozzle 2, and the liquid introduced from the liquid introducing portion. For this purpose, gas supply means 4 for introducing gas into the gas introduction part of the cleaning nozzle 2 is provided.

洗浄ノズル2は、例えば、図2に示した洗浄ノズル10のように、液体を導入する液体導入部11と、この液体導入部11より導入される液体に気体を混入する気体導入部12と、気体導入部12から強制導入により気体が供給液体に導入された気液混合流体を内部に引き込む気液混合流体導入部13と、末広ノズル部14と、から構成されている。   The cleaning nozzle 2 includes, for example, a liquid introduction unit 11 that introduces a liquid, a gas introduction unit 12 that mixes a gas into the liquid introduced from the liquid introduction unit 11, as in the washing nozzle 10 illustrated in FIG. The gas-liquid mixed fluid introducing portion 13 for drawing the gas-liquid mixed fluid in which the gas is introduced into the supply liquid by forced introduction from the gas introducing portion 12 and the divergent nozzle portion 14 are configured.

末広ノズル部14は、気液混合流体導入部13の後段で、流れ方向に断面積が小さくなった後に、その断面積が徐々に大きくなるノズルであり、ベンチュリー管形状を有している。このベンチュリー管形状をさらに説明すれば、気液混合流体導入部13と末広ノズル部14の連結部には、流断面積を絞った絞り部が形成されており、この絞り部の後、一定の断面積のスロート部15を通過すると、内壁は連続的に拡径していくものである。スロート部15以降の内壁で囲まれる空間は略円錐形状を有しているものであり、この末広ノズル部14の内壁で囲まれた空間(略円錐形状の空間)が微小気泡生成部16を形成している。図示したものでは、末広ノズル部14の絞り部は直線状の傾斜面に形成されているが、断面視形状がR面に形成されていてもよい。   The divergent nozzle portion 14 is a nozzle that has a venturi tube shape after the gas-liquid mixed fluid introduction portion 13 has a sectional area that gradually decreases after the sectional area decreases in the flow direction. The venturi tube shape will be further described. A constricted portion with a reduced flow cross-sectional area is formed at the connecting portion between the gas-liquid mixed fluid introducing portion 13 and the divergent nozzle portion 14. When passing through the throat portion 15 having a cross-sectional area, the inner wall continuously expands in diameter. The space surrounded by the inner wall after the throat portion 15 has a substantially conical shape, and the space (substantially conical space) surrounded by the inner wall of the divergent nozzle portion 14 forms the microbubble generating portion 16. is doing. In the illustrated example, the throttle portion of the divergent nozzle portion 14 is formed on a linear inclined surface, but the sectional view shape may be formed on an R surface.

さらに、この末広ノズル部14は、微小気泡生成部16と通じる気液混合流体を射出する射出口17を先端に有する構成となっている。ここで、微小気泡生成部16(略円錐形状の空間)は、その拡がり角θが0度より大きく40度以下であればよく、20度以下であることが好ましい。図2に示した角θは6度である。   Further, the divergent nozzle part 14 has a configuration having an injection port 17 for injecting a gas-liquid mixed fluid communicating with the microbubble generating part 16 at the tip. Here, the micro-bubble generating unit 16 (substantially conical space) may have an expansion angle θ larger than 0 degree and 40 degrees or less, and preferably 20 degrees or less. The angle θ shown in FIG. 2 is 6 degrees.

この拡がり角θが大きいと、射出口17近傍で流れの剥離が起きてしまい、流れに対する抵抗が大きくなる。したがって、それだけノズルの入口の圧力を高くする必要があり、その分だけ動力を余分に使わなければならなくなる。この拡がり角θを狭くすることで、省エネルギー性に優れるノズルを提供することができる。なお、図示の実施形態では、末広ノズル部14の内壁で囲まれた空間の内壁は断面視で直線状(空間が円錐状である)であるが、例えば、断面視において緩やかな湾曲面に形成してもよい。   When this divergence angle θ is large, flow separation occurs in the vicinity of the injection port 17 and resistance to the flow increases. Therefore, it is necessary to increase the pressure at the inlet of the nozzle, and it is necessary to use extra power accordingly. By narrowing the spread angle θ, it is possible to provide a nozzle that is excellent in energy saving. In the illustrated embodiment, the inner wall of the space surrounded by the inner wall of the divergent nozzle portion 14 is linear in the cross-sectional view (the space is conical). For example, it is formed on a gently curved surface in the cross-sectional view. May be.

洗浄ノズル10の構成部材は、ステンレス、チタン、砲金、真鍮等の金属、アクリル樹脂、フッ素系樹脂、PVC、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂、加工可能なガラス等により作成できるが、これらの材質に限定されるものではなく、洗浄ノズルの使用環境への耐候性や、供給液体等の圧力に耐えうる強度を有する材料の中で適切な材料を採用して作成することができる。   The components of the cleaning nozzle 10 can be made of metal such as stainless steel, titanium, gunmetal, brass, acrylic resin, fluorine resin, resin such as PVC, polypropylene, polyethylene, processable glass, etc., but are limited to these materials However, it can be made by adopting an appropriate material among materials having weather resistance to the use environment of the cleaning nozzle and strength capable of withstanding the pressure of the supply liquid or the like.

液体供給手段3は、洗浄液となる液体を洗浄ノズル2に供給するためのものであり、所定の流量で液体を供給することができるものであればよく、例えば、ポンプ等が挙げられる。   The liquid supply means 3 is for supplying a liquid as a cleaning liquid to the cleaning nozzle 2, and any liquid supply means 3 may be used as long as it can supply the liquid at a predetermined flow rate.

この液体供給手段3により供給される液体は、液体導入部11から洗浄ノズル10の内部に引き込まれ、気液混合流体として洗浄ノズル2から射出されて洗浄対象面の洗浄に用いられるものであり、水道水、純水、超純水、有機溶剤、薬液等の洗浄効果を有するものであれば特に限定されずに用いることができる。また、この液体の温度は、特に限定されないが、20〜25℃程度の室温付近で用いられることが多く、さらに高い温度のほうが洗浄効果を高めることができる。   The liquid supplied by the liquid supply means 3 is drawn into the cleaning nozzle 10 from the liquid introduction unit 11 and is ejected from the cleaning nozzle 2 as a gas-liquid mixed fluid to be used for cleaning the surface to be cleaned. Any tap water, pure water, ultrapure water, organic solvent, chemical solution, or the like having a cleaning effect can be used without particular limitation. The temperature of the liquid is not particularly limited, but is often used around room temperature of about 20 to 25 ° C., and higher temperature can enhance the cleaning effect.

このとき、微小気泡を安定して存在させることができるため、液体中に気泡合一防止剤を添加してもよい。微小気泡は、複数の微小気泡が直接合一したり、複数の気泡が合体してまずは泡沫が形成され、次いで合一したりして径の大きい気泡となりやすく、気泡合一防止剤の添加がこれを防止するのに効果的であるからである。   At this time, since microbubbles can be stably present, a bubble coalescence inhibitor may be added to the liquid. Microbubbles are easily combined into a plurality of microbubbles, or a plurality of bubbles are combined to form a foam first, and then combined into a large diameter bubble. This is because this is effective in preventing this.

ここで用いられる気泡合一防止剤としては、イソプロピルアルコール(IPA)、ペンタノール、オクタノール等のアルコール、食塩、塩化カリウム等の塩、その他界面活性剤等の気泡の合一を防止するものとして公知の物質を用いることができる。この気泡合一防止剤の添加量は、溶液濃度が50〜40000ppmの範囲であることが好ましい。   As the coalescence preventive agent used here, it is known as an agent for preventing coalescence of bubbles such as alcohols such as isopropyl alcohol (IPA), pentanol and octanol, salts such as salt and potassium chloride, and other surfactants. These materials can be used. The amount of the bubble coalescence inhibitor added is preferably such that the solution concentration is in the range of 50 to 40,000 ppm.

気体供給手段4は、液体導入部11より導入された液体に気体を混入するために、洗浄ノズル2の気体導入部12に気体を導入することができるものであり、コンプレッサー等が挙げられ、液体中に強制的に気体を混入させるものである。   The gas supply means 4 can introduce gas into the gas introduction part 12 of the cleaning nozzle 2 in order to mix the gas into the liquid introduced from the liquid introduction part 11, and includes a compressor and the like. The gas is forcibly mixed in.

ここで、本実施例では空気を導入するような構成としているが、液体貯留槽を設けて、この液体貯留槽に貯留される空気以外の気体を液体に強制導入するようにしてもよい。このとき導入される気体としては、窒素、酸素、炭酸ガス、水素、アルゴン、オゾン等が挙げられる。   In this embodiment, air is introduced. However, a liquid storage tank may be provided, and a gas other than air stored in the liquid storage tank may be forcibly introduced into the liquid. Examples of the gas introduced at this time include nitrogen, oxygen, carbon dioxide gas, hydrogen, argon, and ozone.

液体供給手段3、気体供給手段4は、それぞれ、供給する液体を貯留する液体貯留手段、供給する気体を貯留する気体貯留手段に接続しておき、洗浄を行うときに貯留されている液体、気体を洗浄ノズル2に供給することができるようになっているものである。この液体貯留手段、気体貯留手段は、それぞれ、例えば、金属、樹脂等により形成した容器等であって、液体又は気体を安定して貯留することができるものであれば、その材質は特に限定されずに用いることができる。   The liquid supply means 3 and the gas supply means 4 are connected to a liquid storage means for storing the supplied liquid and a gas storage means for storing the supplied gas, respectively, and the liquid and gas stored when cleaning is performed. Can be supplied to the cleaning nozzle 2. The liquid storage means and the gas storage means are, for example, containers made of metal, resin, etc., and the materials thereof are particularly limited as long as the liquid or gas can be stably stored. It can be used without.

また、気体貯留手段については、気体として空気を導入する場合には、特に設ける必要がなく、気体供給手段4が、その周囲に存在する空気を圧縮して洗浄ノズルに送り込むことができるようにすればよい。   Further, the gas storage means is not particularly required when air is introduced as a gas, and the gas supply means 4 can compress the air existing around it and send it to the cleaning nozzle. That's fine.

次に、本発明の洗浄方法について、図2に示した洗浄ノズルを用いた洗浄装置を例に説明する。   Next, the cleaning method of the present invention will be described using a cleaning apparatus using the cleaning nozzle shown in FIG. 2 as an example.

本発明の洗浄方法は、洗浄ノズル2から洗浄対象物に微小気泡を含んだ液体を射出し、洗浄対象物の洗浄面に存在する汚染物質を除去するものであり、汚染物質を効率的に除去するために、洗浄面に所定の圧力以上で微小気泡を含んだ液体を衝突させるようにするものである。そのため、まず、液体貯留手段に貯留されている液体を液体供給手段3により洗浄ノズル2に導入する液体導入工程を行い、次いで、この洗浄ノズル2に導入された液体に気体供給手段4により気体を混入する気体導入工程を行う。   The cleaning method of the present invention ejects a liquid containing fine bubbles from the cleaning nozzle 2 to the object to be cleaned, and removes contaminants present on the cleaning surface of the object to be cleaned, thereby efficiently removing the contaminants. For this purpose, the liquid containing microbubbles is made to collide with the cleaning surface at a predetermined pressure or higher. Therefore, first, a liquid introduction process is performed in which the liquid stored in the liquid storage means is introduced into the cleaning nozzle 2 by the liquid supply means 3, and then gas is supplied to the liquid introduced into the cleaning nozzle 2 by the gas supply means 4. The mixed gas introduction step is performed.

ここで、洗浄ノズル10を用いた場合に、液体導入工程は、洗浄液となる液体を液体導入部11から洗浄ノズル内部に導入するものである。この液体は、洗浄ノズル内部を通過して、洗浄ノズルの射出部から洗浄対象物に射出され、洗浄対象物の洗浄に用いられる。   Here, in the case where the cleaning nozzle 10 is used, the liquid introduction step is to introduce a liquid serving as a cleaning liquid from the liquid introduction unit 11 into the cleaning nozzle. This liquid passes through the inside of the cleaning nozzle and is injected from the injection unit of the cleaning nozzle onto the object to be cleaned, and is used for cleaning the object to be cleaned.

このとき、液体導入部11から導入される液体の洗浄ノズルへの供給圧力は、洗浄ノズルの形状等にも影響されるが、洗浄対象物への液体の射出圧、すなわち所望の洗浄力が得られるように適宜調整して用いることができる。   At this time, the supply pressure of the liquid introduced from the liquid introduction unit 11 to the cleaning nozzle is affected by the shape of the cleaning nozzle and the like, but the injection pressure of the liquid onto the object to be cleaned, that is, a desired cleaning power is obtained. Can be appropriately adjusted and used.

例えば、洗浄ノズル20と洗浄対象物との距離が1〜5cmである場合に、洗浄対象面からの汚染物質の除去を効率よく行うためには、液体の供給圧は0.1〜0.5MPaで行うことが好ましく、0.2〜0.4MPaであることがより好ましい。   For example, when the distance between the cleaning nozzle 20 and the object to be cleaned is 1 to 5 cm, the liquid supply pressure is 0.1 to 0.5 MPa in order to efficiently remove contaminants from the surface to be cleaned. It is preferable to carry out at 0.2 to 0.4 MPa.

次いで行われる、気体導入工程は、洗浄ノズル内部に導入された液体に気体を混入するために、気体導入部12から気体を導入するものであり、この気体は、例えば、コンプレッサー等の気体供給手段4により液体中に気体が混入される。   The gas introduction step performed next introduces gas from the gas introduction unit 12 in order to mix the gas into the liquid introduced into the cleaning nozzle. This gas is, for example, a gas supply means such as a compressor. 4 causes gas to be mixed into the liquid.

気体をコンプレッサーにより導入する場合、気体を強制導入することができるため、気液割合を任意に設定することができ、圧力により気体の導入量を増大させることができる点で好ましい。   When the gas is introduced by a compressor, the gas can be forcibly introduced. Therefore, the gas-liquid ratio can be arbitrarily set, and the amount of introduced gas can be increased by pressure, which is preferable.

このとき、液体中の気体の割合(ボイド率)を10〜40%とすることができ、10〜30%とすることが好ましく、中でも20%以上とすることが特に好ましい。例えば、図2においてスロート部15の直径が3mmであって、θが6°の洗浄ノズル10を用いたときに、供給液体にかける圧力を0.3MPaとした場合、液体の供給量を9.0mL/分、気体の供給量を1.8NL/分とすることが好ましい。これによりボイド率を20%以上とすることができ、高い洗浄効果を得ることができる。   At this time, the ratio (void ratio) of the gas in the liquid can be 10 to 40%, preferably 10 to 30%, and particularly preferably 20% or more. For example, in FIG. 2, when the cleaning nozzle 10 having a diameter of the throat portion 15 of 3 mm and θ of 6 ° is used, and the pressure applied to the supply liquid is 0.3 MPa, the supply amount of the liquid is 9. It is preferable that 0 mL / min and the gas supply amount be 1.8 NL / min. Thereby, a void rate can be made into 20% or more, and a high cleaning effect can be acquired.

そして、微小気泡生成工程は、気体が導入された供給液体を細い流路の後にそれよりも広い流路を通すように、気液混合流体の流れ方向に圧力差を生じさせて、気体導入工程により気体が混入された液体中で、多数の微小気泡を生成させるものである。まず、液体供給手段及び気体供給手段により得られた気液混合流体は、気液混合流体導入部13を通過した後、洗浄ノズル10における、流断面積を狭める絞り部からスロート部15を通過し、次いで、気液混合流体の流れ方向に流断面積が増大する末広部を通過する。このとき、スロート部15においてはベルヌーイの定理により圧力が下がった状態となり、末広部に入ったところで圧力が増大していき、このとき生じる乱流により液体中に混入された気体が剪断され多数の微小気泡が生成する。ここで、スロート部を通過した直後の圧力が増大していく末広部が微小気泡生成部として微小気泡を生成する場となる。   Then, the microbubble generation process generates a pressure difference in the flow direction of the gas-liquid mixed fluid so that the supply liquid into which the gas has been introduced passes through a narrower flow path and a wider flow path. In this way, a large number of microbubbles are generated in the liquid mixed with gas. First, the gas-liquid mixed fluid obtained by the liquid supply means and the gas supply means passes through the gas-liquid mixed fluid introduction portion 13 and then passes through the throat portion 15 from the throttle portion that narrows the flow cross-sectional area in the cleaning nozzle 10. Then, it passes through the divergent part where the flow cross-sectional area increases in the flow direction of the gas-liquid mixed fluid. At this time, the pressure in the throat portion 15 is reduced by Bernoulli's theorem, and the pressure increases when entering the divergent portion, and the gas mixed in the liquid is sheared by the turbulence generated at this time, and a large number of Microbubbles are generated. Here, the divergent portion where the pressure immediately after passing through the throat portion increases serves as a place for generating microbubbles as the microbubble generating portion.

ここで生じる微小気泡は、例えば、その直径が50〜500μm、好ましくは50〜200μmの気泡を多数生成するものである。   The microbubbles generated here generate, for example, many bubbles having a diameter of 50 to 500 μm, preferably 50 to 200 μm.

次に、射出工程は、微小気泡生成工程に生成した多数の微小気泡を含有した気液混合流体を洗浄対象物に射出して、洗浄対象物の洗浄面に存在する汚染物質を洗浄面から除去するものである。   Next, the injection process injects the gas-liquid mixed fluid containing a large number of microbubbles generated in the microbubble generation process onto the object to be cleaned, and removes contaminants present on the cleaning surface of the object to be cleaned from the cleaning surface. To do.

このとき、例えば、液体のみの洗浄と比較して微小気泡を含有する液体が洗浄効果が高いことが知られているが、これは、洗浄対象物に微小気泡を含有した液体が衝突する際に、次のような効果が生じるためと考えられる。   At this time, for example, it is known that a liquid containing microbubbles has a higher cleaning effect compared to cleaning with only a liquid, but this may occur when a liquid containing microbubbles collides with an object to be cleaned. This is thought to be because of the following effects.

すなわち、液体のみと同様に液体の流れによる衝撃で汚染物質が洗浄面から除去される他、図3に示したように、微小気泡51が洗浄対象物50の洗浄面と衝突する際に液体流等の影響により微小気泡51が図3に示したように変形し、微小気泡51と洗浄対象物50が衝突する直前にその間に存在していた液体が、微小気泡51と洗浄対象物50とが衝突することで、洗浄面と水平方向に加速して押出され、このときの押出された液体の流れ(サイドジェット)によって汚染物質52の除去が促進されるものと考えられる。   That is, the contaminants are removed from the cleaning surface by impact due to the flow of the liquid as in the case of the liquid alone, and also when the microbubbles 51 collide with the cleaning surface of the cleaning object 50 as shown in FIG. The microbubbles 51 are deformed as shown in FIG. 3 due to the influence of the above, and the liquid existing between the microbubbles 51 and the cleaning target object 50 immediately before the microbubbles 51 and the cleaning target object 50 collide with each other. It is considered that the collision accelerates in the horizontal direction with the cleaning surface and is pushed out, and the removal of the contaminant 52 is promoted by the flow (side jet) of the pushed liquid at this time.

また、この洗浄ノズル10から射出される液体の射出方向は、洗浄対象物の洗浄面に射出するものであれば特に限定されるものではないが、洗浄面に対して垂直となる方向に射出することが、微小気泡を含有する液体が洗浄面へ衝突する際の圧力が最大となり、洗浄効果を高める点で好ましい。   Further, the injection direction of the liquid injected from the cleaning nozzle 10 is not particularly limited as long as it is injected onto the cleaning surface of the object to be cleaned. However, the liquid is injected in a direction perpendicular to the cleaning surface. This is preferable in that the pressure when the liquid containing microbubbles collides with the cleaning surface is maximized and the cleaning effect is enhanced.

なお、本実施形態のように、ボイド率を高めることにより、水だけの洗浄や従来の気泡を含有させた洗浄と比べて、洗浄液として使用する液体の使用量を減らすことができるため節水効果により洗浄操作を低コストで行うことができる。それでいて同等以上の洗浄効果を得ることができる。   As in this embodiment, by increasing the void ratio, the amount of liquid used as a cleaning liquid can be reduced compared to cleaning with water alone or cleaning with conventional air bubbles. The washing operation can be performed at a low cost. Nevertheless, a cleaning effect equal to or higher than that can be obtained.

さらに、このようにボイド率が高くなった場合には、液体供給手段による液体の供給圧力を、水だけの洗浄や従来の気泡を含有させた洗浄と比べて、低くしても同等以上の洗浄効果を得ることができる。   Further, when the void ratio becomes high in this way, even if the supply pressure of the liquid by the liquid supply means is lower than that of water-only cleaning or conventional air-containing cleaning, the cleaning is equivalent or better. An effect can be obtained.

(第2の実施形態)
この第2の実施の形態は、洗浄ノズルとして図4に示した洗浄ノズル20を用い、気体供給手段4を設けていない以外は第1の実施形態と同一の構成でなされた洗浄装置によるものである。そして、この洗浄ノズル20は、洗浄ノズル10において、気体導入を自給により行う吸引式気体導入口が設けられ、気体供給手段を個別に設けることなく吸引式気体導入口26から気体を取り入れること以外の構成は、図2の洗浄ノズル10と同様のものである。
(Second Embodiment)
This second embodiment is based on a cleaning apparatus having the same configuration as that of the first embodiment except that the cleaning nozzle 20 shown in FIG. 4 is used as the cleaning nozzle and the gas supply means 4 is not provided. is there. The cleaning nozzle 20 is provided with a suction-type gas introduction port for performing gas introduction by self-supply in the cleaning nozzle 10, and other than taking in gas from the suction-type gas introduction port 26 without providing gas supply means individually. The configuration is the same as that of the cleaning nozzle 10 of FIG.

すなわち、この洗浄ノズル20は、液体を導入する液体導入部21と、末広ノズル部22とから構成されている。末広ノズル部22は、液体導入部21において流れ方向に断面積が小さくなった後に次第に大きくなるノズルであり、ベンチュリー管形状を有している。液体導入部21と末広ノズル部22との連結部には、流断面積を絞った絞り部が形成されており、この絞り部の後、一定の断面積のスロート部23を通過すると、内壁は連続的に拡径していき、スロート部23以降の内壁で囲まれる空間は略円錐形状を有している。この末広ノズル部22の内壁で囲まれた空間(略円錐形状の空間)が微小気泡生成部24を形成している。図示したものでは、末広ノズル部22の絞り部は直線状の傾斜面に形成されているが、断面視形状がR面に形成されていてもよい。さらに、この末広ノズル部22は、微小気泡生成部24と通じる気液混合流体を射出する射出口25を構成する先端部を有している。   That is, the cleaning nozzle 20 includes a liquid introduction part 21 for introducing a liquid and a divergent nozzle part 22. The divergent nozzle portion 22 is a nozzle that gradually increases after the cross-sectional area decreases in the flow direction in the liquid introduction portion 21, and has a Venturi tube shape. The connecting part between the liquid introducing part 21 and the divergent nozzle part 22 is formed with a throttle part with a reduced flow cross-sectional area, and after passing through the throat part 23 with a constant cross-sectional area, the inner wall becomes The space continuously expanding and surrounded by the inner wall after the throat portion 23 has a substantially conical shape. A space (substantially conical space) surrounded by the inner wall of the divergent nozzle portion 22 forms a microbubble generator 24. In the illustrated example, the throttle portion of the divergent nozzle portion 22 is formed on a linear inclined surface, but the sectional view shape may be formed on an R surface. Further, the divergent nozzle part 22 has a tip part constituting an injection port 25 for injecting a gas-liquid mixed fluid that communicates with the microbubble generation part 24.

また、スロート部23に液体に気体を自給的に混入する吸引式気体導入口26が設けられ、これは、液体導入部21により導入された液体が、スロート部23で流速が増すため、ベンチュリー効果によって圧力が低下し、この減圧になった液体流に周囲の気体が自然吸引されるものである。このように気体を自給的に供給する構成とすることによって、コンプレッサー等の装置が不要となり、気体を一定割合、すなわち単位水流量に対する吸引空気量(ボイド率)を一定の割合で供給液体中に取り込むことができる簡便な構成となる。したがって、操作が簡便で、コストを抑えた洗浄装置を構成することができる。   Further, the throat portion 23 is provided with a suction type gas introduction port 26 for mixing gas into the liquid in a self-sufficient manner. This is because the liquid introduced by the liquid introduction portion 21 increases the flow velocity at the throat portion 23, so that the venturi effect is achieved. As a result, the pressure is reduced, and the surrounding gas is naturally sucked into the reduced liquid flow. By adopting a configuration in which gas is supplied in a self-sufficient manner, a device such as a compressor becomes unnecessary, and the gas is supplied at a constant rate, that is, the suction air amount (void ratio) with respect to the unit water flow rate at a constant rate in the supply liquid. It becomes a simple structure which can be taken in. Therefore, it is possible to configure a cleaning apparatus that is simple in operation and low in cost.

このとき、ボイド率は、洗浄ノズル20の形状、特に、スロート部23及び吸引式気体導入口26の形状、と使用する際の液体の流速に依存するが、10〜30%とすることができ、洗浄に好ましい20%以上とすることもできる。   At this time, the void ratio depends on the shape of the cleaning nozzle 20, particularly the shape of the throat portion 23 and the suction type gas inlet 26, and the flow rate of the liquid when used, but can be 10 to 30%. Further, it may be 20% or more which is preferable for cleaning.

この実施形態では、気体導入を自給式に行うため、気体導入手段を個別に設ける必要がなく、第1の実施形態の洗浄ノズルを用いる場合に比べて、気体導入に係るエネルギーを節約して低コストで洗浄操作を行うことができる。   In this embodiment, since the gas introduction is performed in a self-contained manner, it is not necessary to provide gas introduction means separately, and the energy associated with the gas introduction can be saved and reduced as compared with the case where the cleaning nozzle of the first embodiment is used. Cleaning operation can be performed at a low cost.

(第3の実施形態)
この第3の実施の形態は、第2の実施の形態において、洗浄ノズルとして、吸引式気体導入口が複数個設けられている点が異なるのみで、その他は第2の実施形態と同一の構成を有するものである。以下、相違点である洗浄ノズルについて説明する。図5は、気液混合流体の流れ方向に対して垂直な末広ノズル部の断面図であるが、吸引式気体導入口が設けられた部分を説明するものである。
(Third embodiment)
This third embodiment differs from the second embodiment only in that a plurality of suction type gas inlets are provided as cleaning nozzles, and the other configuration is the same as that of the second embodiment. It is what has. Hereinafter, the cleaning nozzle as a difference will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view of the divergent nozzle portion perpendicular to the flow direction of the gas-liquid mixed fluid, and illustrates a portion provided with a suction type gas inlet.

この実施形態で用いる洗浄ノズルは、図5で示すように、吸引式の気体導入口を有するものであって、この吸引式気体導入口を複数個有するものである。図5において、図5(a)は吸引式気体導入口26Aを2個、図5(b)は吸引式気体導入口26Bを3個、図5(c)は吸引式気体導入口26Cを4個、有するものを例示したが、それ以上の吸引式気体導入口を設けるようにしても良い。   As shown in FIG. 5, the cleaning nozzle used in this embodiment has a suction-type gas inlet, and has a plurality of the suction-type gas inlets. 5, FIG. 5 (a) shows two suction-type gas introduction ports 26A, FIG. 5 (b) shows three suction-type gas introduction ports 26B, and FIG. 5 (c) shows four suction-type gas introduction ports 26C. Although an example has been given, it is also possible to provide more suction type gas inlets.

第2の実施形態のような吸引式気体導入口を有する洗浄ノズルは、気体を供給する手段を別に設ける必要がなく、それでいて気体の導入効率は高く維持できるため、洗浄ノズルとして優れたものであるが、気液混合流体を射出中心が、洗浄ノズルの軸の延長上からずれたものとなる場合があった。この洗浄ノズルの軸は、スロート部の軸、末広部における軸(略円錐形状の中心軸)のことであり、射出される気液混合液体の原因は定かではないが、吸引式気体導入口から導入される気体が、末広部において、その吸引式気体導入口が設けられている側面に偏って存在しやすく、それとは反対方向へ気液混合流体の射出がしやすくなるためと考えられる。   The cleaning nozzle having the suction-type gas inlet as in the second embodiment is excellent as a cleaning nozzle because it is not necessary to separately provide a means for supplying gas and the gas introduction efficiency can be maintained high. However, the injection center of the gas-liquid mixed fluid sometimes deviates from the extension of the axis of the cleaning nozzle. The axis of the cleaning nozzle is the axis of the throat part and the axis of the divergent part (the central axis of the substantially conical shape). The cause of the gas-liquid mixed liquid to be injected is not clear, but from the suction type gas inlet It is considered that the introduced gas tends to be present in the divergent part in a side face where the suction type gas inlet is provided, and the gas-liquid mixed fluid can be easily ejected in the opposite direction.

そこで、この実施形態においては、そのような気液混合流体の射出時のずれ(偏流)を解消すべく、吸引式導入口を複数個所設けるようにしたが、このとき、吸引式気体導入口は、スロート部における気体の供給場所が、等間隔で配置されていることが好ましい。このように等間隔で配置することにより、微小気泡を含有する液体の射出位置を、洗浄ノズルの軸の延長上近辺に射出の中心がくるように調整することができ、洗浄対象物の洗浄面において、所望の位置に気液混合流体を射出することができる。このとき、各吸引式気体導入口は同一量の気体を導入するようにしておくことが好ましい。   Therefore, in this embodiment, a plurality of suction-type inlets are provided in order to eliminate such deviation (diffusion) at the time of injection of the gas-liquid mixed fluid, but at this time, the suction-type gas inlets are The gas supply locations in the throat section are preferably arranged at equal intervals. By arranging them at regular intervals in this way, the injection position of the liquid containing microbubbles can be adjusted so that the center of injection is near the extension of the axis of the cleaning nozzle, and the cleaning surface of the object to be cleaned In this case, the gas-liquid mixed fluid can be ejected to a desired position. At this time, it is preferable that each suction type gas introduction port introduces the same amount of gas.

なお、以上で説明した実施形態における洗浄ノズルは、微小気泡生成部における末広部が略円錐形状を有するものとしたが、これを三角錐、四角錘、五角錘等の略多角錘形状としたり、略三角柱形状としたりしてもよい。また、洗浄ノズルも一つを有するものの他に、複数個を整列させて洗浄効率を上げる構成とした洗浄装置をしてもよいし、気液混合流体を射出できる射出口の複数個をスリット状に設けたものとすることもできる。   The cleaning nozzle in the embodiment described above has a substantially conical shape at the divergent portion in the microbubble generating unit, but this has a substantially polygonal pyramid shape such as a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, a pentagonal pyramid, A substantially triangular prism shape may be used. In addition to a single cleaning nozzle, there may be a cleaning device configured to increase the cleaning efficiency by aligning a plurality of nozzles, and a plurality of injection ports through which gas-liquid mixed fluid can be injected are slit-shaped. It can also be provided.

(実施例1)
図4に示した洗浄ノズルを用いて構成された洗浄装置、すなわち、液体貯留手段と、液体供給手段と、洗浄ノズルと、により構成された洗浄装置、により以下の実験を行なった。なお、ここで用いる洗浄装置の液体貯留手段に貯留された液体はろ過水である。
(Example 1)
The following experiment was performed using a cleaning apparatus configured using the cleaning nozzle shown in FIG. 4, that is, a cleaning apparatus including a liquid storage unit, a liquid supply unit, and a cleaning nozzle. The liquid stored in the liquid storage means of the cleaning device used here is filtered water.

洗浄装置の液体貯留手段には、水道水を孔径1μmのフィルターによりろ過したろ過水にイソプロピルアルコールを1000ppm溶解させた洗浄液を貯留させ、ポンプにより洗浄ノズルに洗浄液を供給できるようにし、鉛直方向下方に洗浄液を射出するようにスロート部の直径1.0mmの洗浄ノズルを設置した。また、洗浄対象物としては、表面に白色ワセリンを厚さ0.15mm程度に一様に塗布した幅24mm×長さ30mmのカバーガラスを用意し、これを洗浄ノズルの射出口から3cm離れた位置に水平に配置した。   In the liquid storage means of the cleaning device, a cleaning liquid in which 1000 ppm of isopropyl alcohol is dissolved in filtered water obtained by filtering tap water through a filter having a pore diameter of 1 μm is stored, and the cleaning liquid can be supplied to the cleaning nozzle by a pump. A cleaning nozzle having a diameter of 1.0 mm at the throat portion was installed so as to inject the cleaning liquid. In addition, as a cleaning object, a cover glass having a width of 24 mm × a length of 30 mm in which white petrolatum is uniformly applied to the surface to a thickness of about 0.15 mm is prepared, and this is a position 3 cm away from the injection port of the cleaning nozzle Placed horizontally.

このガラス基板の洗浄面に対して、液体貯留手段に貯留されている液温24℃のろ過水を、ポンプにより流量700mL/分、供給圧力0.17MPaで洗浄ノズルへ供給して、洗浄ノズルから微小気泡の含んだ洗浄液を10秒間射出した。   With respect to the cleaning surface of this glass substrate, filtered water having a liquid temperature of 24 ° C. stored in the liquid storage means is supplied to the cleaning nozzle by a pump at a flow rate of 700 mL / min and a supply pressure of 0.17 MPa. A cleaning liquid containing microbubbles was ejected for 10 seconds.

このとき、吸引式気体導入部から吸引される空気の量は191mL/分であり、洗浄液のボイド率は21体積%であった。   At this time, the amount of air sucked from the suction-type gas introduction part was 191 mL / min, and the void ratio of the cleaning liquid was 21% by volume.

この洗浄操作により、洗浄面に塗布した白色ワセリンは十分に除去されていることが目視によって確認され、洗浄操作後のカバーガラスにおける白色ワセリンの除去面積は3.52mmであった。 By this washing operation, it was confirmed by visual observation that white petrolatum applied to the washing surface was sufficiently removed, and the removal area of white petrolatum in the cover glass after the washing operation was 3.52 mm 2 .

また、ここで吸引される空気の量を調節してボイド率を11〜29%まで変化させたときの白色ワセリンの洗浄操作を同様に行い、白色ワセリンの除去面積を求めた。その結果を表1に示した。   Moreover, the white petrolatum washing operation when the amount of air suck | inhaled here was adjusted and the void ratio was changed to 11-29% was performed similarly, and the removal area of white petrolatum was calculated | required. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例1と同一の構成となる洗浄装置を用い、洗浄ノズルの吸引式気体導入口を塞いで、洗浄液のボイド率を0%としたときの白色ワセリンの洗浄操作を実施例1と同様に行い、白色ワセリンの除去面積について求めた。その結果を表1に併せて示した。
(Comparative Example 1)
Using the cleaning device having the same configuration as in Example 1, the suction type gas inlet of the cleaning nozzle was closed, and the white petrolatum was cleaned in the same manner as in Example 1 when the cleaning liquid had a void fraction of 0%. The removal area of white petrolatum was determined. The results are also shown in Table 1.

Figure 2008212788
この結果から、ボイド率が10%程度となると汚染物質の固体表面からの除去効果が有効に得られ、20%以上になると特に好ましい除去効果が得られることがわかった。
Figure 2008212788
From this result, it was found that when the void ratio was about 10%, the effect of removing contaminants from the solid surface was effectively obtained, and when it was 20% or more, a particularly preferable removal effect was obtained.

(比較例2)
実施例1と同一の構成となる洗浄装置において洗浄ノズルの吸引式気体導入口を塞いで、洗浄液のボイド率が0%となるようにした以外は実施例1と同様の操作により試験を行った。
(Comparative Example 2)
The test was performed in the same manner as in Example 1 except that the suction type gas inlet of the cleaning nozzle was closed in the cleaning apparatus having the same configuration as in Example 1 so that the void ratio of the cleaning liquid was 0%. .

なお、このとき、ポンプにより液体貯留手段から洗浄ノズルに供給される洗浄液の流量は900mL/分、供給圧力は0.28MPaとし、実施例1の水流量700mL/分+空気流量191mL/分に対して流体の総量を同程度にして試験を行った。   At this time, the flow rate of the cleaning liquid supplied from the liquid storage means to the cleaning nozzle by the pump is 900 mL / min, the supply pressure is 0.28 MPa, and the water flow rate of Example 1 is 700 mL / min + air flow rate of 191 mL / min. Thus, the test was conducted with the same total amount of fluid.

この洗浄操作により、洗浄面に塗布した白色ワセリンは除去されていないことが目視によっても確認され、洗浄操作後のカバーガラスにおける白色ワセリンの除去面積は0mmであった。 By this washing operation, it was confirmed by visual observation that white petrolatum applied to the washing surface was not removed, and the removal area of white petrolatum in the cover glass after the washing operation was 0 mm 2 .

(実施例2)
実施例1と同一の構成となる洗浄装置を用い、イソプロピルアルコールを溶解させずに、水道水を孔径1μmのフィルターによりろ過したろ過水を洗浄液とした以外は実施例1と同様の洗浄操作を行い、白色ワセリンの除去面積について求めた。なお、ここで、ボイド率は11%、21%とし、その結果を表2に示す。
(Example 2)
A cleaning apparatus having the same configuration as in Example 1 was used, and the same cleaning operation as in Example 1 was performed except that isopropyl alcohol was not dissolved and filtered water obtained by filtering tap water through a filter having a pore size of 1 μm was used as the cleaning liquid. The removal area of white petrolatum was determined. Here, the void ratio is 11% and 21%, and the results are shown in Table 2.

Figure 2008212788
Figure 2008212788

本発明に係る洗浄装置の構成を示した概略図である。It is the schematic which showed the structure of the washing | cleaning apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る洗浄ノズルの構成例を示した概略側断面図である。It is the schematic sectional side view which showed the structural example of the washing nozzle which concerns on this invention. 洗浄時の微小気泡による洗浄機構を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the washing | cleaning mechanism by the micro bubble at the time of washing | cleaning. 本発明に係る他の洗浄ノズルの概略側断面図である。It is a schematic sectional side view of the other washing nozzle which concerns on this invention. 気液混合流体の流れ方向に対して垂直な末広ノズル部の断面図である。It is sectional drawing of the divergent nozzle part perpendicular | vertical with respect to the flow direction of a gas-liquid mixed fluid.

符号の説明Explanation of symbols

1…洗浄装置、2…洗浄ノズル、3…液体供給手段、4…気体供給手段、10…洗浄ノズル、11…液体導入部、12…気体導入部、13…気液混合流体導入部、14…末広ノズル部、15…スロート部、16…微小気泡生成部、17…射出口、20…洗浄ノズル、21…液体導入部、22…末広ノズル部、23…スロート部、24…微小気泡生成部、25…射出口、26…吸引式気体導入口、50…洗浄対象物、51…微小気泡、52…汚染物質   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cleaning apparatus, 2 ... Cleaning nozzle, 3 ... Liquid supply means, 4 ... Gas supply means, 10 ... Cleaning nozzle, 11 ... Liquid introduction part, 12 ... Gas introduction part, 13 ... Gas-liquid mixed fluid introduction part, 14 ... Suehiro nozzle part, 15 ... Throat part, 16 ... Microbubble generation part, 17 ... Injection port, 20 ... Cleaning nozzle, 21 ... Liquid introduction part, 22 ... Swelling nozzle part, 23 ... Throat part, 24 ... Microbubble generation part, 25 ... Injection port, 26 ... Suction type gas inlet, 50 ... Object to be cleaned, 51 ... Microbubble, 52 ... Contaminant

Claims (12)

液体を導入する液体導入部と、前記液体導入部より導入される液体に気体を混入する気体導入部と、流断面積を狭める絞り部と気液混合流体の流れ方向に流断面積が徐々に増大する末広部とからなり、前記気体導入部から導入された気体から多数の微小気泡を生成させる末広ノズル部と、生成した多数の微小気泡を含有する気液混合流体を洗浄対象物に射出する射出口とを有する洗浄ノズルと、
洗浄に用いる液体を前記洗浄ノズルの液体導入部に供給する液体供給手段と、
前記液体導入部より導入される液体に気体を混入するために、前記洗浄ノズルの気体導入部に気体を導入する気体供給手段と、
を有することを特徴とする洗浄装置。
The flow introduction area gradually increases in the flow direction of the liquid introduction section for introducing the liquid, the gas introduction section for mixing the gas into the liquid introduced from the liquid introduction section, the throttle section for narrowing the flow cross section, and the gas-liquid mixed fluid. And a divergent nozzle part that generates a large number of microbubbles from the gas introduced from the gas introduction part, and a gas-liquid mixed fluid containing the generated many microbubbles to the object to be cleaned. A cleaning nozzle having an injection port;
A liquid supply means for supplying the liquid used for cleaning to the liquid introducing portion of the cleaning nozzle;
A gas supply means for introducing gas into the gas introduction portion of the cleaning nozzle in order to mix gas into the liquid introduced from the liquid introduction portion;
A cleaning apparatus comprising:
液体を導入する液体導入部と、前記液体導入部より導入される液体に気体を混入する自給式の気体導入部と、流断面積を狭める絞り部と気液混合流体の流れ方向に流断面積が徐々に増大する末広部とからなり、前記気体導入部から導入された気体から多数の微小気泡を生成させる末広ノズル部と、生成した多数の微小気泡を含有する気液混合流体を洗浄対象物に射出する射出口とを有する洗浄ノズルと、
洗浄に用いる液体を前記洗浄ノズルの液体導入部に供給する液体供給手段と、
を有することを特徴とする洗浄装置。
A liquid introduction part for introducing a liquid; a self-contained gas introduction part for mixing gas into the liquid introduced from the liquid introduction part; a throttle part for narrowing a flow cross-sectional area; and a flow cross-sectional area in the flow direction of the gas-liquid mixed fluid And a divergent nozzle part that generates a large number of microbubbles from the gas introduced from the gas introduction part, and a gas-liquid mixed fluid containing the generated many microbubbles to be cleaned. A cleaning nozzle having an injection port for injecting into
A liquid supply means for supplying the liquid used for cleaning to the liquid introducing portion of the cleaning nozzle;
A cleaning apparatus comprising:
前記洗浄ノズルにおける前記自給式の気体導入部が、前記気液混合流体の流れ方向に対する垂直断面において等間隔に複数箇所設けられていることを特徴とする請求項2記載の洗浄装置。   3. The cleaning apparatus according to claim 2, wherein a plurality of the self-contained gas introduction portions in the cleaning nozzle are provided at equal intervals in a vertical cross section with respect to a flow direction of the gas-liquid mixed fluid. 前記末広部が、略円錐形状であって、気液混合流体の流れ方向に拡径するものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の洗浄装置。   The cleaning device according to any one of claims 1 to 3, wherein the divergent portion has a substantially conical shape and expands in the flow direction of the gas-liquid mixed fluid. 前記末広部の開き角度が20度以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の洗浄装置。   The cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein an opening angle of the divergent portion is 20 degrees or less. 液体を導入する液体導入工程と、前記液体導入工程より導入される液体に気体を混入する気体導入工程と、流断面積を狭める絞り部の後に形成された気液混合流体の流れ方向に流断面積が徐々に増大する末広部に気液混合流体を通過させ、前記気体導入部から導入された気体から多数の微小気泡を生成させる微小気泡生成工程と、生成した多数の微小気泡を含有する気液混合流体を洗浄対象物に射出する射出工程と、を有することを特徴とする洗浄方法。   A liquid introduction step for introducing a liquid, a gas introduction step for mixing gas into the liquid introduced from the liquid introduction step, and a flow of gas-liquid mixed fluid formed after the constricted portion that narrows the flow cross-sectional area in the flow direction A gas-liquid mixed fluid is caused to pass through the divergent part having a gradually increasing area to generate a large number of microbubbles from the gas introduced from the gas introduction part, and a gas containing a large number of generated microbubbles. An injection step of injecting the liquid mixture fluid onto the object to be cleaned. 前記末広部の開き角度が20度以下であることを特徴とする請求項6記載の洗浄方法。   The cleaning method according to claim 6, wherein an opening angle of the divergent portion is 20 degrees or less. 前記気体導入工程が、自給式であることを特徴とする請求項6又は7記載の洗浄方法。   The cleaning method according to claim 6 or 7, wherein the gas introduction step is self-contained. 前記気体導入工程が、前記気液混合流体の流れ方向の垂直断面において、等間隔に複数箇所でなされることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項記載の洗浄方法。   The cleaning method according to any one of claims 6 to 8, wherein the gas introduction step is performed at a plurality of positions at equal intervals in a vertical cross section in the flow direction of the gas-liquid mixed fluid. 前記液体導入工程における、液体の供給圧力が0.1〜0.5MPaであることを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項記載の洗浄方法。   The cleaning method according to any one of claims 6 to 9, wherein a supply pressure of the liquid in the liquid introduction step is 0.1 to 0.5 MPa. 前記微小気泡生成工程で生成された微小気泡を含有する気液混合流体のボイド率が10〜30%であることを特徴とする請求項6乃至10のいずれか1項記載の洗浄方法。   The cleaning method according to any one of claims 6 to 10, wherein the void ratio of the gas-liquid mixed fluid containing the microbubbles generated in the microbubble generating step is 10 to 30%. 前記液体に気泡合一防止剤を添加することで、生成された微小気泡の合体を抑制しながら微小気泡を射出させることを特徴とする請求項6乃至11のいずれか1項記載の洗浄方法。   The cleaning method according to any one of claims 6 to 11, wherein microbubbles are ejected while suppressing coalescence of the generated microbubbles by adding a bubble coalescence inhibitor to the liquid.
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