JP3579612B2

JP3579612B2 - 脱気装置及び同脱気装置を備えた超音波洗浄装置

Info

Publication number: JP3579612B2
Application number: JP09954599A
Authority: JP
Inventors: 佳英柴野
Original assignee: 株式会社スター・クラスター
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2019-04-07
Also published as: JP2000288307A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば界面活性剤等が含まれる洗浄液中から溶解気体や混入気体を脱気する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被洗浄物を洗浄液中に浸漬させ、液中に超音波を放射して真空核の微小なキャビテーションを発生させ、このキャビテーションの衝撃力で被洗浄物を洗浄するような超音波洗浄装置が知られており、この際、キャビテーションの衝撃力を強化し、また伝播特性を向上させるため、洗浄液中に溶解する気体や洗浄液中に混入する気体を脱気するのが効果的であることが知られている。
この際、脱気手段として、中空糸脱気モジュールを使用したり、または真空容器内で液体をシャワー噴射等によって微細化し、液中の気体を真空引きで脱気するような手段が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、洗浄液に界面活性剤等が含まれる場合、中空糸脱気モジュールでは中空糸内面が親水性となって洗浄液がそのまま通過し、結果として脱気することが出来ず、また真空脱気方式では減圧によって溶解気体等がシャボン玉のように膨れ上がって、気体の周囲が薄い液体殻で包み込まれる泡になり、真空ポンプ側に液体が一緒に流れ込んでくるため脱気が不可能になる。
【０００４】
一方、真空脱気容器と真空ポンプとの間に泡を集める真空の消泡容器を設け、この消泡容器に一定量の泡が溜まった時点で、真空容器内を大気圧に戻して泡を消し、液体だけを回収するような方法も考えられるが、この方法では、大気圧に戻した際に気体が液体中に再溶解する量も多く、充分な脱気効果を得ることが出来ない。
【０００５】
そこで本発明は、例えば超音波洗浄装置等において、真空状態で泡が発生する液体中から溶解気体や混入気体を効果的に除去することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、真空状態で泡が発生する液体中から溶解気体等を除去するため、発熱体を収容した真空容器を設け、この真空容器内に液体を導入し、泡を発熱体に接触させて破壊するようにするとともに、該真空容器内に、泡のレベルを検知して前記発熱体に発熱信号を発するレベル検知手段を設け、このレベル検知手段として、高さが異なる複数の検知バーから構成し、そのうち２本の検知バーが泡の存在を検地すると発熱信号を発するようにした。
【０００７】
すなわち、真空容器中に洗浄液を導いて脱気する際、溶解する気体や混入する気体が泡になるため、この泡を破壊して気体だけを真空ポンプで排出し、液体を回収して例えば循環させる等によって再利用するが、真空容器内の発熱体に泡を接触させて破壊するようにすれば、真空容器内を減圧状態に保ったまま泡を消すことが出来、回収した液体中に気体が再溶解する量を減らすことが出来る。
【０００８】
ここで発熱体としては、例えばヒータ等の発熱線の周囲を樹脂被覆等で覆ったようなものが適用出来、表面温度が５０℃程度以上に加熱されるものであれば、消泡は充分可能である。
【０００９】
そして、真空容器内に、泡のレベルを検知して発熱体に発熱信号を発するレベル検知手段を設け、このレベル検知手段として、高さが異なる複数の検知バーから構成し、そのうち２本の検知バーが泡の存在を検地すると発熱信号を発するようにする。
【００１０】
このようにレベル検知手段によって発熱信号を発するようにすれば、常時発熱体を発熱させることに比べてより経済的である。
【００１１】
また請求項２では、超音波洗浄装置として、超音波洗浄槽で洗浄に使用した液体を前記脱気装置に送り込んで液体中の溶解気体等を除去し、再び超音波洗浄槽に循環させるようにした。
【００１２】
このように前記脱気装置を超音波洗浄装置に適用すれば好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は超音波洗浄装置のシステム構成図、図２は消泡筒内部の構成図である。
【００１４】
本発明に係る超音波洗浄装置は、例えば超音波洗浄や、超音波バリ取り洗浄や、超音波研磨処理等を行う装置において、清浄液中に超音波を放射した際、強力な衝撃力のキャビテーションを発生させるため、洗浄液中に溶解または混入する気体（主として空気）を有効に除去することが出来るようにされ、特に真空状態において泡が発生しやすい水溶性洗浄剤等が含まれる洗浄液に適用すれば効果的である。
【００１５】
この超音波洗浄装置１は、図１に示すように、水溶性洗浄剤等が含まれる洗浄液Ｓを貯留する超音波洗浄槽２と、この超音波洗浄槽２に導出ライン３を介して連結される脱気筒４と、この脱気筒４に接続ライン５を介して連結される消泡筒６と、この消泡筒６に真空引きライン７を介して連結される真空ポンプ８を備えており、脱気筒４と消泡筒６には、リターンライン１０の一端側が接続され、リターンライン１０の他端側は前記超音波洗浄槽２に接続されている。
【００１６】
そして、超音波洗浄槽２で被洗浄物を洗浄した後、洗浄液Ｓを脱気筒４に送り込んで液中に含まれる気体を真空脱気し、液体をリターンライン１０を通じて超音波洗浄槽２に戻すとともに、脱気筒４で発生した泡を、本発明に係る脱気装置としての消泡筒６に送り込み、この消泡筒６で減圧状態を保ったまま泡を破壊して気体だけを真空ポンプ８で吸い込んで排出し、液体はリターンライン１０を通して超音波洗浄槽２に戻すようにしている。
【００１７】
前記超音波洗浄槽２は、超音波発生器１１を備えた洗浄槽１２と、この洗浄槽１２の隣りに並設されるオーバーフロー槽１３を備えており、超音波発生器１１により洗浄槽１２の洗浄液Ｓ中に超音波を放射して微小な真空核からなるキャビテーションを発生させるようにされ、また前記リターンライン１０の複数の接続部のうち、１ヵ所の接続部を洗浄液Ｓの液面附近にスリット状に開口させ、洗浄液Ｓの上層液をオーバーフロー槽１３に送り込むことが出来るようにしている。
【００１８】
前記導出ライン３には、ノーマルクローズの電磁バルブ１４を含む複数のバルブが配設され、必要に応じて電磁バルブ１４を開いて洗浄液Ｓを脱気筒４に送り込むことが出来るようにされている。
【００１９】
前記脱気筒４は、前記接続ライン５を通じて真空ポンプ８の吸引作用によって減圧可能とされ、例えば洗浄液Ｓをフィルタやシャワー噴射等によって微細化し、真空雰囲気化における接触面積を増やして液体内部に含まれる気体を脱気出来るようにされている。
【００２０】
前記接続ライン５は、脱気筒４で発生した泡を吸引して消泡筒６に送り込むことが出来るような状態で接続され、その途中には、ノーマルオープンの電磁バルブ１５が配設されている。
【００２１】
本発明の特徴部分である脱気装置としての消泡筒６の内部には、図２に示すようなレベル検知手段としての電極式のレベルゲージ１６と、テフロンまたはフッ素樹脂等の樹脂被覆で覆われた発熱線１７が収容されており、レベルゲージ１６は、高さが異なる複数（実施形態では３本）の検知バーから構成され、例えば所定の２本の検知バーが泡の存在を検出すると、発熱線１７に電気信号を送るようにされている。そして発熱線１７は、レベルゲージ１６から電気信号が供給されると、表面温度が６０〜１２０℃程度に加熱されるようになっている。
そしてこの消泡筒６の比較的上位の箇所に前記真空引きライン７が接続され、また下位の箇所に前記リターンライン１０が接続されている。
【００２２】
前記リターンライン１０の途中には、循環ポンプ２０が設けられ、また、この循環ポンプ２０と前記消泡筒６の間には、ノーマルクローズの電磁バルブ２１が配設され、また循環ポンプ２０と脱気筒４の間には、ノーマルオープンの電磁バルブ２２が配設されている。
また前記真空引きライン７には、電磁三方弁が配設されている。
【００２３】
以上のように構成される超音波洗浄装置１の作用等について説明する。
まず、洗浄液Ｓの脱気を行う時は、真空ポンプ８の作動により、脱気筒４と消泡筒６の内部圧力をマイナス５００ｍｍＨｇ以下に減圧する。
【００２４】
そして導出ライン３の電磁バルブ１４を開いてオーバーフロー槽１３内の洗浄液Ｓを脱気筒４に導入すると、溶解気体や混入気体（主として空気）がシャボン玉状の泡になり、この泡は接続ライン５の電磁バルブ１５を通して消泡筒６に導かれる。
【００２５】
消泡筒６に導かれた泡が一定量に達すると、レベルゲージ１６が検知し、発熱線１７に電気を供給して６０〜１２０℃程度に発熱させる。すると、この発熱線１７に接触する泡は直ちに破裂し、内部の気体は真空ポンプ８に吸引されて外部に排出され、シャボン玉の表面殻であった液体は破裂すると同時に下方に溜まる。
そしてこの液体が一定量以上になると、リターンライン１０の電磁バルブ２１が開かれて、循環ポンプ２０の作動により洗浄槽１２に戻される。
【００２６】
以上のような操作を連続的に行うことで、洗浄剤に含まれる空気等の気体や、被洗浄物に付着して洗浄液Ｓ中に混入してくる気体や、洗浄液Ｓ中に溶解する気体を効果的に除去することが出来、キャビテーションの衝撃力を向上させることが出来る。
【００２７】
尚、前記消泡筒６を使用して脱気したところ、当初、洗浄剤（界面活性剤２３％、ポリエキシエチレンアルキルエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、直鎖アルギルベンゼンスルホン酸ナトリウムの成分）５％液、３０リットルの洗浄液Ｓに空気が６〜８ｍｇ／リットル含まれていたものを、３０分で１〜２ｍｇ／リットルに減少させることが出来た。
【００２８】
また、この消泡筒６を用いた超音波洗浄装置１により、前記成分の洗浄剤５％液で、温度５５℃、超音波諸元２５ＫＨｚ、出力１Ｗ／ｃｍ^２、１２００Ｗの条件でナイフ類２０本のバフ研磨除去を行ったところ、２分で全数が合格した。
これに対して、従来の超音波洗浄装置で、同じ超音波諸元等でバフ研磨除去を行ったところ、５分では全数が不合格であり、１０分で５０％が合格したにとどまった。
この結果から、本発明の有効性が確認された。
【００２９】
尚、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば発熱体は、シーズプラグ形ヒータやその他の固体ヒータでも良く、また超音波洗浄装置の使用目的等も任意である。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る脱気装置は、発熱体を収容した真空容器を設け、この真空容器内に液体を導入し、泡を発熱体に接触させて破壊するようにしたため、真空容器内を減圧状態に保ったまま泡を消すことが出来、回収した液体中に気体が再溶解する量を減らすことが出来る。
この際、真空容器内に泡のレベルを検知して発熱体に発熱信号を発するレベル検知手段を設け、このレベル検知手段として、高さが異なる複数の検知バーから構成し、そのうち２本の検知バーが泡の存在を検知すると発熱信号を発するようにすれば、より経済的である。
またこのような脱気装置を、超音波洗浄装置に組み込むようにすれば好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】超音波洗浄装置のシステム構成図
【図２】消泡筒内部の構成図
【符号の説明】
１…超音波洗浄装置、６…消泡筒、１６…レベルゲージ、１７…発熱線。

Claims

真空状態で泡が発生する液体中から溶解気体等を除去するため、発熱体を収容した真空容器を設け、この真空容器内に前記液体を導入し、泡を発熱体に接触させて破壊するようにするとともに、該真空容器内に、泡のレベルを検知して前記発熱体に発熱信号を発するレベル検知手段を設け、このレベル検知手段として、高さが異なる複数の検知バーから構成し、そのうち２本の検知バーが泡の存在を検知すると発熱信号を発するようにしたことを特徴とする脱気装置。
超音波洗浄槽で洗浄に使用した液体を請求項１に記載の脱気装置に送り込んで液体中の溶解気体等を除去し、再び超音波洗浄槽に循環させるようにしたことを特徴とする脱気装置を備えた超音波洗浄装置。