JP3986333B2 - 洗浄液の脱気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば発泡性の強い水溶性洗浄剤等の洗浄液から脱気する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、超音波を使用して被洗浄物を洗浄する技術が知られており、この技術では、洗浄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の衝撃力で洗浄するようにしているが、この際、キャビテーションの衝撃力を強めると同時に衝撃力の伝播特性を向上させるため、本出願人は特開２０００−２８８３０７のような脱気装置を開示している。
この技術では、真空ポンプにより真空状態にした脱気筒に洗浄液を導入し、脱気筒で生じた泡を消泡筒に送り込むとともに、消泡筒の筒内に設けた発熱線に泡を接触させることで泡を破壊し、気体を取り除くようにしている。そして、気体を取り除いた液体を再び洗浄槽に戻して循環させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような技術の場合、発泡性の強い洗浄液であると、消泡しきれないことがあり、泡が真空ポンプに流れ込んでポンプの故障を招いたり、洗浄液の流出事故の原因になったりする等の不具合があった。また特に、洗浄液の温度を上げて使用するような場合は、気化した洗浄液が真空ポンプに入り込み易くなるという問題があった。
また、消泡筒の内部に発熱線を内装するような組付け作業が複雑で、また、消泡筒の補修や整備等にも手間がかかるという問題もあった。
更に、洗浄液の種類や温度や目標溶存酸素量等によって脱気筒の真空度を変化させることが好ましいが、通常の真空ポンプでは真空度が殆ど固定値であり、適切な真空度に設定できないという問題もあった。
【０００４】
そこで本発明は、発泡性の強い洗浄液でも、確実に泡を消すことができるようにするとともに、消泡筒の構成を簡素化することにより、消泡筒の組み付けや、発熱体の補修、整備等の容易化を図り、また、脱気筒の真空度を調整出来るようにすることを目的とする。
【０００５】
【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、真空ポンプにより真空引きされた発泡部内に洗浄液を導入して洗浄液の発泡を促進させ、発泡部内の泡を消泡部の発熱体に接触させて破壊することにより、洗浄液中の気体を脱気するようにした脱気装置において、前記消泡部として、伝熱部材の外面にヒータを巻き付けるか、または伝熱部材の内部にヒータを鋳込むことにより構成し、また伝熱部材の内部には、前記発泡部に連通する真空引き孔を穿孔して、この真空引き孔の内面に泡を接触させて破壊するようにした。
【０００６】
そして、ヒータの熱を伝熱部材に伝えて、真空引き孔の内面に接触する泡を熱で破壊することにより、効率的に泡を消すようにする。この際、伝熱部材の外面にヒータを巻き付けるようにすれば、組み付けやヒータの修理、整備等が楽に行われるようになり、また、伝熱部材の内部にヒータを鋳込むようにすれば、ヒータが損傷するような事態が抑制されて、いずれも補修や整備等の手間が省ける。ここで、伝熱部材としては、ヒータの熱を伝えることができれば材質等は任意であり、例えばアルミやスチール等の金属部材が好適である。
また、真空引き孔としては、真空引きによって泡が通過する際、確実に孔の内面に接触するよう、少なくとも一部に、ある程度小径の孔部分を複数設けることが好ましい。
【０００７】
また本発明では、伝熱部材の真空引き孔の内面に、フッ素樹脂コーティングを施すようにした。
このように、真空引き孔の内面にフッ素樹脂コーティングを施すようにすれば、孔の内面に洗浄液成分や汚れ等の付着物が付着しにくくなり、孔詰まりを防止できるとともに、清掃等の手間を省くことが出来る。
ここで、フッ素樹脂コーティングとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（例えばデュポン社の商標登録テフロン）コーティングが好ましい。
【０００８】
また本発明では、前記消泡部の真空引き孔と真空ポンプとの間に接続される真空引きラインの途中に、液体が真空ポンプに入り込むのを防止するトラップ部を設けるようにし、このトラップ部には、内部を冷却する冷却手段を設けるようにした。
【０００９】
そしてトラップ部によって、何らかの理由で真空引き孔を通過した液体成分が直接真空ポンプ内に入り込むのを防止するが、例えば洗浄液の温度を上げて洗浄している場合等にあっては、気化した液体が真空ポンプ内に入り込み易くなるため、冷却手段によって冷却することで凝集を促進し、これを捕捉して液体が真空ポンプ内に入り込むのを防止する。
ここで、冷却手段としては任意であり、例えばトラップ部の内部に冷却管を配設するようにしても良く、その他の方法によるようにしても良い。
【００１０】
また本発明では、前記真空引きラインの途中に、発泡部内の真空度を制御する制御手段を設けるようにした。
そして、洗浄液の種類や温度や目標溶存酸素量等によって発泡部内の真空度を適切に調整すれば、通常の安価な真空ポンプを使用しながら効率的に脱気することができる。
ここで、ラインの途中に設ける制御手段としては、例えばデジタル真空計とニードルバルブを組合せて、微量の大気を流入可能にした機構等が適用可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る洗浄液の脱気装置について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係る脱気装置の回路図、図２は発泡部と消泡部の具体的構成の一例を示す分解斜視図、図３は伝熱部材の平面図、図４は同組立図である。
【００１２】
本発明に係る洗浄液の脱気装置は、超音波洗浄によりワークに付着する異物を取り除いたり、バリを除去したりするような超音波洗浄装置に適用され、特に真空状態において泡が発生しやすい水溶性洗浄剤が含まれる洗浄液から脱気するのに有効なようにされている。
そしてこの際、発生した泡が真空ポンプ内に流れ込むような不具合を防止すると同時に、消泡部の構成を簡素化することにより、消泡部の組み付けや、補修、整備等の容易化を図り、また、発泡部の真空度を調整出来るようにされている。
【００１３】
本脱気装置の脱気回路１は、図１に示すように、不図示の洗浄槽から延出する導出ライン２に接続される発泡部３と、この発泡部３の上部に取り付けられる消泡部４と、この消泡部４と真空ポンプ５の間に接続される真空引きライン６と、この真空引きライン６の途中に配設されるトラップ部７と、前記発泡部３に連結ライン８を介して接続される貯留部９を備えており、この貯留部９には、戻しポンプ１０を介して洗浄槽との間に戻しライン１１が接続されるとともに、前記トラップ部７と洗浄槽との間にも戻しライン１２が接続されている。
【００１４】
そして、真空ポンプ５により発泡部３を真空状態にすることによって洗浄槽内の洗浄液を発泡部３内に導入させ、発泡部３で洗浄液の発泡を促進させるとともに、泡以外の液体を貯留部９に送り込み、泡については消泡部４で泡を破壊した後、気体を真空引きライン６側に吸引し、液体を貯留部９に落下させる。
そして、真空引きライン６に吸引した気体については、気体中に含まれる液体が真空ポンプ５内に流入しないよう、トラップ部７で再度液体を捕集して回収するようにしている。
【００１５】
このため、前記導出ライン２には、開閉弁や電磁弁を配設して洗浄槽内の洗浄液の吸引を制御するようにし、真空引きライン６には、真空計１３や、真空制御機構１４や、三方弁等を配設して、発泡部３内の真空度を制御出来るようにしている。
【００１６】
前記発泡部３は、図２及び図４に示すように、筒本体１６と、この筒本体１６の側面部に接続されるソケット１７を備えており、このソケット１７の一端側に前記導出ライン２が接続されるとともに、他端側は筒本体１６の筒内に挿入されており、ソケット１７の挿入先端側には、上向きに開口する曲り管１８が取り付けられている。
【００１７】
前記消泡部４は、図２、図３に示すように、金属製の伝熱部材２０と、この伝熱部材２０の中間外周面に巻き付けられて固定されるバンドヒータ２１を備えており、伝熱部材２０の上下両端部には、大径のフランジ部が形成されるとともに、上下に貫通する真空引き孔２２が設けられている。そしてこの真空引き孔２２は、図４に示すように、上面と下面に彫り込まれる凹部２２ｄと、これら凹部２２ｄの底面同士を貫通する複数の貫通孔２２ｈから構成され、この複数の貫通孔２２ｈは、図４にも示すように、外側円周方向に沿ったものと、内側円周方向に沿ったものと、中心部を貫通するものとから構成されている。
そして、この伝熱部材２０の真空引き孔２２には、凹部２２ｄと貫通孔２２ｈを含めて内面全体にテフロン（デュポン社の登録商標）コーティングが施されており、洗浄液成分や汚れ等の付着物が内面に付着しにくくなるようにしている。
【００１８】
また、外側円周方向に沿った部分の一箇所は、上方から熱電対２３（図１、図２）を挿し込むための袋状孔２４とされ、この袋状孔２４に挿し込んだ熱電対２３により伝熱部材２０の温度を検知できるようにされている。
また、伝熱部材２０の上下のフランジ部の上面と下面には、それぞれフッ素ゴム等の耐熱性のＯリングを装入するための溝ｍが形成され、また、上面と下面の外周部には複数のボルト孔が設けられている。
【００１９】
また、消泡部４の上面には、キャップ部材２５が取り付け可能とされている。このキャップ部材２５は、図２に示すように、真空引きライン６の接続端子６ｔを接続するための雌ネジ孔２５ｎと、熱電対２３を挿し込むための挿込み孔２５ｓを備えており、外周部には、複数のボルト孔が設けられている。
【００２０】
以上のようなキャップ部材２５と消泡部４と発泡部３は複数のボルトで締結され、この結合状態は図４の通りであるが、結合や分解作業が容易であるのみならず、バンドヒータ２１の点検や整備、または伝熱部材２０の真空引き孔２２の点検や整備等も非常に楽に行うことが出来る。
【００２１】
ところで、前記貯留部９は、図１に示すように、液面の高さを検知するレベルセンサ２６を備えており、このレベルセンサ２６の検知信号によって前記戻しポンプ１０を作動させ、洗浄液がないにも拘わらず戻しポンプ１０を空回りさせて故障させるような不具合を防止するようにしている。
また、前記真空制御機構１４は、目標の真空度を設定可能なデジタル真空計２７と、この目標値と真空計１３による測定値との差を感知して、目標値に合わせるべく大気の流入量を微妙に調整するためのニードル弁２８を備えており、デジタル真空計２７の真空度を所定値に設定することにより、発泡部３内の真空度を制御できるようにされている。
【００２２】
また、前記トラップ部７は、例えば、洗浄液の温度が５０℃以上程度に高められて使用される場合など、真空引きライン６を通して吸引された気体中に含まれる液体の回収率を高めることができるよう、内部に冷却管２８が内装されており、この冷却管２８によって内部を冷却することにより、気化する液体の凝集を促進させるようにしている。
また、このトラップ部７にも、液面を検知するレベルセンサ３０を設けており、このレベルセンサ３０の検知によって不図示の戻しポンプ等を作動させるようにしている。
【００２３】
以上のような洗浄液の脱気装置の作用等について説明する。
まず、真空ポンプ５を作動させ、真空引きライン６や消泡部４を介して発泡部３が所定の真空度になるように真空引きする。この際、洗浄液の種類や、温度や、目標の溶存酸素量等に基づいて真空制御機構１４により、発泡部３の真空度を適切に調整する。
【００２４】
次いで、導出ライン２の開閉弁や電磁弁を開いて洗浄槽の洗浄液を発泡部３内に導入する。
すると、洗浄液は、開閉弁や電磁弁を通過した流入時点から、溶解する気体や混入する気体が膨らんで発泡を始めてシャボン玉状となり、この泡は真空度が高まるに連れて大きくなる。
そして発泡部３内に吸引された洗浄液のうち、液体は下方の貯留部９に落下し、泡は発泡部３内から上方の消泡部４内に引き込まれるようになる。
【００２５】
一方、消泡部４では、バンドヒータ２１を介して、伝熱部材２０が例えば８０〜１７０℃程度、好ましくは１２０℃前後に加熱されている。このため、真空引きによって上方に吸引される泡が、真空引き孔２２（凹部２２ｄと貫通孔２２ｈ）の内面に接触すると、泡は熱によって直ちに破裂し、気体は真空引き孔２２を通して上方の真空引きライン６に吸い込まれるとともに、表面殻であった液体は下方に落下し、発泡部３を通して貯留部９に溜まり込む。
そしてこの貯留部９の液体が一定量以上になると、レベルセンサ２６が検知して戻しポンプ１０が作動し、脱気された洗浄液が洗浄槽に戻される。
【００２６】
この際、伝熱部材２０の真空引き孔２２には、テフロン（デュポン社の登録商標）コーティングが施されているため、内面に付着物が付着して孔詰まりを起こすような不具合を抑制できる。
また、消泡部４については、伝熱部材２０の外面にバンドヒータ２１が巻き付けられた構成であり、組み付けや補修、整備等が楽に行える。
【００２７】
ところで、真空引きライン６に吸引された気体はトラップ部７に入り込み、気化している液体が凝集された後、液体分が除去された気体が真空ポンプ５内に吸引されて大気に開放される。
この際、洗浄液が例えば５０℃程度以上に加熱されている場合、気化分が増えるため、冷却管２８に冷却水等が流されて液体の凝集が促進され、捕集された液体は戻しライン１２を通して洗浄槽に戻される。
【００２８】
以上のような操作を連続的に行うことで、洗浄液に含まれる気体や、洗浄液中に溶解する気体や、被洗浄物に付着して洗浄液中に混入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て洗浄能力を高めることが出来、例えば溶存酸素量を短時間で１．０ｐｐｍ以下にすることができるようになった。
【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、伝熱部材２０の外面に巻き付けられるバンドヒータ２１の代わりに、伝熱部材２０にヒータを鋳込むようにしても良く、また、伝熱部材２０の材質等も一例である。
更に、トラップ部７の冷却機構等も一例である。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る洗浄液の脱気装置は、発泡部内の泡を消泡部の発熱体に接触させて破壊するようにした脱気装置において、消泡部として、真空引き孔を有する伝熱部材の外面にヒータを巻き付けるか、または伝熱部材の内部にヒータを鋳込むことにより構成するようにしたため、消泡部の組付けや補修、整備等が楽に行われるようになった。
そして、伝熱部材の真空引き孔の内面にフッ素樹脂コーティングを施すようにすれば、孔に付着する付着物が抑制され、孔詰まりを防止できるとともに、清掃等の手間を省くことが出来る。
また、消泡部の真空引き孔と真空ポンプとの間に接続される真空引きラインの途中に、トラップ部を設けるようにし、このトラップ部に冷却手段を設ければ、例えば洗浄液の温度を上げて洗浄している場合等において、気化した液体の凝集が促進され、液体が真空ポンプ内に入り込むのを防止できる。
また真空引きラインの途中に、真空度を制御する制御手段を設ければ、通常の安価な真空ポンプを使用しながら効率的に脱気することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る脱気装置の回路図
【図２】発泡部と消泡部の具体的構成の一例を示す分解斜視図
【図３】伝熱部材の平面図
【図４】同組立図
【符号の説明】
１…脱気回路、３…発泡部、４…消泡部、５…真空ポンプ、６…真空引きライン、７…トラップ部、１４…真空制御機構、２０…伝熱部材、２１…バンドヒータ、２２…真空引き孔、２８…冷却管。

Claims (4)

1. 真空ポンプにより真空引きされた発泡部内に洗浄液を導入して洗浄液の発泡を促進させ、発泡部内の泡を消泡部の発熱体に接触させて破壊することにより、洗浄液中の気体を脱気するようにした脱気装置であって、前記消泡部は、伝熱部材の外面にヒータが巻き付けられるか、または伝熱部材の内部にヒータが鋳込まれることにより構成され、また伝熱部材の内部には、前記発泡部に連通する真空引き孔が穿孔され、この真空引き孔の内面に泡を接触させて破壊するようにされることを特徴とする洗浄液の脱気装置。
2. 請求項１に記載の洗浄液の脱気装置において、前記伝熱部材の真空引き孔の内面には、フッ素樹脂コーティングが施されることを特徴とする洗浄液の脱気装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の洗浄液の脱気装置において、前記消泡部の真空引き孔と真空ポンプとの間に接続される真空引きラインの途中には、液体が真空ポンプに入り込むのを防止するトラップ部が設けられ、このトラップ部には、内部を冷却する冷却手段が設けられることを特徴とする洗浄液の脱気装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の洗浄液の脱気装置において、前記真空引きラインの途中には、前記発泡部内の真空度を制御する制御手段が設けられることを特徴とする洗浄液の脱気装置。

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