JP4620599B2 - 異物除去処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、被処理液槽内の被処理液の異物を除去するための異物除去処理装置に関する。

精密部品の製造工程には、精密部品に付着した切粉などの異物を除去するための洗浄工程が含まれる。この洗浄には、被洗浄物（精密部品）を有機溶剤や水性の洗浄液に浸漬し、超音波振動を与えて異物を被洗浄物の表面から除去する超音波洗浄がよく用いられる。

洗浄後は被洗浄物表面の異物は洗浄液に移転し、洗浄液内に浮遊したり、被処理液槽の底に沈殿したりする。この状態で洗浄液を使用し続けると、異物が被洗浄物に再付着してしまう。

そのため、洗浄液の異物を定期的に除去する作業が必要となる。特許文献１には、フィルタ及びその下流側に送液ポンプを設けた、洗浄液の循環濾過経路を有する超音波洗浄装置が記載されている。この装置では、送液ポンプにより洗浄液を循環濾過経路に循環させ、フィルタにおいて異物を除去している。しかし、このように送液ポンプをフィルタの下流側に設けると、フィルタが送液の抵抗となるため、通常の送液ポンプでは吸引力が不足して異物の除去ができなくなることがある。

特許文献２には、真空ポンプにより、懸濁液を貯留槽から導入管を通して減圧槽内に吸引し、該減圧槽内で懸濁液中の気泡を除去する装置が記載されている。この文献では、前記導入管の途中にフィルタを設けることができる、とされている。この装置では、送液ポンプよりも吸引力の高い真空ポンプを用いているため、超音波洗浄装置の洗浄液よりも更に粘性の高い懸濁液であっても、フィルタを通して吸引することができる。
しかし、特許文献２に記載の装置は、真空ポンプを用いることにより、送液ポンプよりも初期コストが高くなると共に、メンテナンスの手間がより多くかかる。また、特許文献２に記載の装置では、濾過（及び気泡の除去）処理が終了した液体は、減圧槽内に貯留されており、人力又は別途設けた返送装置により元の貯留槽に戻す必要がある。

特開平11-076714号公報（[0003], 図3） 特開平5-115705号公報（[0011]〜[0016], 図1）

本発明が解決しようとする課題は、低コストでメンテナンスが容易であり、処理対象の液（被処理液）内の異物を除去した後に該液を元の槽（被処理液槽）に返送することができる異物除去処理装置を提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明は、被処理液槽内の被処理液の異物を除去するための異物除去処理装置において、
a) 気密な回収槽と、
b) 前記被処理液槽と回収槽を接続する送液流路と、
c) 前記送液流路の途中に設けられ、フィルタと逆止弁を有するフィルタユニットと、
d) 入口、出口、及び吸引口を有し、入口から出口に空気が通過すると吸引口から気体を吸引するエゼクタと、
e）前記エゼクタの入口に接続され、該入口に空気を供給する空気供給手段と、
f) 前記エゼクタの出口を大気又は前記回収槽のいずれかに選択的に接続する気体流路切替弁と、
g) 前記エゼクタの吸引口を前記回収槽に接続する吸引管と、
h) 前記吸引管上に設けられた開閉弁と、
を備え、
前記気体流路切替弁によってエゼクタの出口を大気に接続すると共に前記開閉弁を開き、前記空気供給手段によってエゼクタの入口に空気を供給することにより、前記回収槽内を減圧して前記被処理液槽内の被処理液を前記フィルタユニットを介して前記回収槽に吸引し、
前記気体流路切替弁によってエゼクタの出口と回収槽を接続すると共に前記開閉弁を閉じ、前記空気供給手段によってエゼクタの入口に空気を供給することにより、前記回収槽内を加圧して前記回収槽内の被処理液を前記フィルタユニットを介して前記被処理液槽に返送するものであって、
前記逆止弁により、前記被処理液の返送時に、前記吸引時とは逆方向に該被処理液がフィルタを通過することが防止されることを特徴とする。

発明の実施の形態及び効果

本発明に係る異物除去処理装置において、回収槽には、後述のように内部を減圧及び加圧するために、気密なものを用いる。この減圧及び加圧を行うために、エゼクタ、切替弁及び吸引管を用いる。
気体流路切替弁は、エゼクタの出口から排出される気体を、大気又は回収槽のいずれかに送出するための弁である。気体流路切替弁として、エゼクタの出口と大気に開放される管と回収槽に接続される管の合流点に三方弁を設けることができる。また、大気開放管と回収槽接続管にそれぞれ開閉弁を設けていずれか一方のみが開状態になるように制御することにより、これら２つの開閉弁を気体流路切替弁として機能させることができる。

フィルタユニットは、後述のように被処理液が被処理液槽から回収槽に吸引される時に被処理液中の異物を除去するためのものである。フィルタには、被処理液から異物を除去するために通常用いられているフィルタをそのまま用いることができる。
また、フィルタユニットは、後述のように被処理液を回収槽から被処理液槽に返送する時に被処理液が前記吸引時と逆方向にフィルタを通過する（逆流する）ことを防ぐための逆止弁を有する。これにより、吸引時にフィルタに捕獲された異物が返送時に被処理液に再度混入することを防ぐ。返送時の被処理液の流路については、後述するように各種構成をとることができる。

本発明に係る異物除去処理装置の作用を説明する。この装置では(1)まず、被処理液槽内の被処理液を回収槽に吸引し、(2)次に、回収槽内の被処理液を被処理液槽に返送する。以下、これらの動作を詳しく説明する。

(1)吸引時
切替弁を、エゼクタの出口と大気の接続に切り替え、吸引管の開閉弁を開とする。
エゼクタの入口に空気を供給すると、回収槽内の空気がエゼクタの吸引口から吸引され、回収槽内が減圧される。これにより、被処理液が被処理液槽から送液流路を介して回収槽に吸引され、送液流路上に設けられたフィルタで被処理液内の異物が除去される。
被処理液槽内の被処理液がほぼ全て回収槽に吸引された後、被処理液槽内に残留する異物を洗浄することができる。

(2)返送時
切替弁を、エゼクタの出口と回収槽の接続に切り替え、吸引管の開閉弁を閉とする。
エゼクタの入口に空気を供給すると、その空気は回収槽に供給され、回収槽内が加圧される。これにより、被洗浄液は回収槽から被処理液槽に押し出される。その際、逆止弁の作用により、被処理液がフィルタを逆流することはない。被洗浄液が全て被処理液槽に返送されると、異物除去処理は終了する。

次に、返送流路について詳しく説明する。
第１の構成例は、流路切替弁を２つ用いて構成される。第１の弁は、被処理液槽からフィルタの流入口への流路とフィルタの流出口から被処理液槽への流路を切り替える。第２の弁は、回収槽からフィルタの流入口への流路とフィルタの流出口から回収槽への流路を切り替える。いずれの流路切替弁にも、２つの流路の分岐点に設けた三方弁を用いることができる。或いは、２つの流路にそれぞれ設けた開閉弁を用いることもできる。
第１の構成例の動作を説明する。吸引時には、第１の流路切替弁ではフィルタの流入口側の流路を、第２の流路切替弁ではフィルタの流出口側の流路を、それぞれ開状態にする。これにより、被処理液は流入口から流出口に向かってフィルタを通過する。次に、返送時には、第１の流路切替弁ではフィルタ流出口側の流路を、第２の流路切替弁ではフィルタ流入口の流路を、それぞれ開状態にする。これにより、被処理液は吸引時と同様に流入口から流出口に向かってフィルタを通過し、逆流することはない。従って、第１の構成例を用いた場合には、被処理液は送液時及び返送時共に同じフィルタを通過し、２回、フィルタリングが行われる。

第２の構成例では、フィルタを通過するフィルタ流路とは別に、フィルタを通らないバイパス流路を設ける。そして、フィルタ流路とバイパス流路を切り替える流路切替弁を設ける。バイパス流路には別途フィルタを設けてもよいし、被処理液がそれほど汚れていない場合やコスト低減を優先する場合には、そのようなフィルタを設けなくてもよい。
この構成例の動作を説明する。吸引時には、流路切替弁はフィルタ流路側を開状態にする。これにより、被処理液はフィルタ流路中にあるフィルタを通過する。返送時には、流路切替弁はバイパス流路側を開状態にする。これにより、被処理液はフィルタを通過することなく被処理液槽に返送される。前記別途のフィルタを設けた場合には、返送時にそのフィルタを通過するため、被処理液は２回、フィルタリングされる。

（本発明の効果）
本発明では、被処理液を吸引してフィルタを通過させるための吸引装置としてエゼクタを用いているため、送液ポンプや真空ポンプを吸引装置として用いるよりも装置のコストを抑えることができる。エゼクタは送液ポンプや真空ポンプ等よりもメンテナンスが容易であり、装置の保守コストも抑えることができる。

また、本発明では、被処理液を回収槽に吸引して回収した後、人手を用いることなく、被処理液を回収槽から被処理液槽に返送することができる。この返送のための装置は、エゼクタを用いた被処理液吸引装置において、エゼクタの出口と回収槽を接続して前記切替弁を設けただけの簡単な構成から成る。そのため、装置を小型化しコストを抑えることができる。

更に、前記第１の返送流路構成例を用いた場合には、１個のフィルタを用いて吸引時及び返送時の２回のフィルタリングを行うことができるため、低コストで高い異物の除去効果が得られる。

本発明に係る異物除去処理装置の実施例を、図１〜図５を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例である異物除去処理装置１０の概略構成図である。被処理液槽１１は、異物１２１を含む被処理液１２を貯留するタンクである。異物１２１は被処理液１２中に浮遊しており、更には被処理液槽１１の底に沈澱している場合もある。被処理液１２として、前述の超音波洗浄用の洗浄液の他に、金属を切削する際に用いるクーラント液等が挙げられる。

異物除去処理装置１０は、被処理液を被処理液槽１１内から後述の回収槽１６に吸引し、回収槽１６から被処理液槽１１に返送するための流路を有し、その途中にフィルタユニット１４を有する。フィルタユニット１４は、被処理液の濾過用のフィルタ１４１、流入口側送液管１３２、流出口側送液管１３３、被処理液槽側三方弁１５１及び回収槽側三方弁１５２から成る。また、被処理液槽１１とフィルタユニット１４の間には処理液槽側送液管１３１を、回収槽１６とフィルタユニット１４の間には回収槽側送液管１３４を、それぞれ設ける。
フィルタ１４１、各送液管及び三方弁は、以下のように接続されている。被処理液槽側送液管１３１は、被処理液槽１１と被処理液槽側三方弁１５１に接続されている。流入口側送液管１３２は、フィルタ１４１の流入口１４２から延びて途中で二手に分岐し、その一方は被処理液槽側三方弁１５１に、他方は回収槽側三方弁１５２に接続されている。流出口側送液管１３３は、フィルタ１４１の流出口１４３から延びて途中で二手に分岐し、その一方は被処理液槽側三方弁１５１に、他方は回収槽側三方弁１５２に接続されている。回収槽側送液管１３４は、回収槽側三方弁１５２と回収槽１６に接続されている。

回収槽１６は気密容器から成る。回収槽１６内に、回収槽側送液管１３４の一方の端、及び後述の空気吸引・供給装置２０の槽内吸排気管２３６の一方の端が挿入されている。

次に、空気吸引・供給装置２０の構成を説明する。
空気吸引・供給装置２０は空気供給源２１とエゼクタ２２を有する。空気供給源２１には空気圧縮機を用いる。エゼクタ２２は、入口２２１、出口２２２及び吸引口２２３を有する。
空気吸引・供給装置２０内は以下のように配管されている。エゼクタ２２には、空気供給源２１と入口２２１を結ぶ入口管２３１と、出口２２２と後述の空気用三方弁２６を結ぶ出口管２３２と、吸引口２２３から延びる吸引管２３３が接続されている。空気用三方弁２６の３つの弁にはそれぞれ、前述の出口管２３２と、吸引管２３３と結ぶ供給管２３４と、外気と接続される排気管２３５が接続される。更に、空気吸引・供給装置２０は、先端が回収槽１６内に挿入され吸引管２３３及び供給管２３４と接続される槽内吸排気管２３６を有する。
入口管２３１の途中に、エゼクタ２２への空気の供給量を調整する空気供給弁２４１、及び圧力調整器２４２を設ける。また、吸引管２３３の途中に吸引弁２５を設ける。

この異物除去処理装置１０の動作を説明する。
まず、図２に示すように、被処理液槽側送液管１３１の先端を被処理液槽１１内の被処理液１２に浸漬する。その際、被処理液槽１１の底に沈澱した異物１２１も除去できるよう、前記送液管の先端は被処理液槽１１の底にできるだけ近づけておく。

次に、図２を用いて、吸引時における空気及び被処理液の流路の設定を説明する。
被処理液の流路は以下のように設定する。被処理液槽側送液管１３１から流入口側送液管１３２へ流路を形成するように被処理液槽側三方弁１５１を設定すると共に、流出口側送液管１３３から回収槽側送液管１３４へ流路を形成するように回収槽側三方弁１５２を設定する。これにより、被処理液槽側送液管１３１、流入口側送液管１３２、フィルタ１４１、流出口側送液管１３３、回収槽側送液管１３４の順で通過する被処理液の流路L1が形成される。
空気の流路は以下のように設定する。出口管２３２から排気管２３５に向けて気体が流れるように空気用三方弁２６を設定したうえで、空気供給弁２４１を開にすると共に、吸引弁２５を開にする。これにより、空気は空気供給源２１から入口管２３１、エゼクタ２２、出口管２３２及び空気用三方弁２６を通って排気管２３５から外部に排出される（図２に示した流路G1）。このように空気供給源２１からの空気がエゼクタ２２を通過することにより、回収槽１６内の気体は槽内吸排気管２３６、吸引管２３３を通ってエゼクタ２２により吸引される（図２中の流路G2）。

これにより、回収槽１６内が減圧され、被処理液槽１１内の被処理液１２は流路L1を通って回収槽１６内に吸引される。その際、被処理液１２中の異物はフィルタ１４１により除去される。被処理液１２が全て回収槽１６に吸引された後、吸引弁２５を閉鎖する。

次に、図３を用いて、返送時における空気及び被処理液の流路の設定を説明する。
被処理液の流路は以下のように設定する。回収槽側送液管１３４から流入口側送液管１３２へ流路を形成するように回収槽側三方弁１５２を設定すると共に、流出口側送液管１３３から被処理液槽側送液管１３１へ流路を形成するように回収槽側三方弁１５２を設定する。これにより、回収槽側送液管１３４、流入口側送液管１３２、フィルタ１４１、流出口側送液管１３３、被処理液槽側送液管１３１をこの順で通る流路L2が形成される。ここで、回収槽側三方弁１５２は回収槽送液管１３４から流出口側送液管１３３への流路を閉鎖するため、被処理液がフィルタ１４１を逆流することを防ぐ逆止弁として機能している。
空気は、出口管２３２から供給管２３４に向けて流れるように空気用三方弁２６を切り替える（図３中の流路G3）。これにより、空気は、空気供給源２１からエゼクタ２２の入口２２１、出口２２２、出口管２３２、供給管２３４を通って槽内吸排気管２３６から回収槽１６内に供給される。

これにより、回収槽１６内が加圧され、回収槽１６内の被処理液１２は流路L2を通って被処理液槽１１内に返送される。その際、被処理液１２’は、フィルタ１４１を吸引時と同じ方向に通過するため、吸引時にフィルタ１４１に捕獲された異物が被処理液内に混入することが防止されると共に、更に異物を除去することができる。異物が除去された後の被処理液は元の被処理液槽１１に貯留され、再度使用することができるようになる。

本実施例の異物除去処理装置１０では、被処理液を貯留する被処理液槽１１と回収槽１６の間で被処理液を吸引・返送する間の流路にポンプ等の機器がなく、送液管及びフィルタ以外のものを通過することがない。そのため、そのような機器が被処理液中の異物により故障することがなく、装置の動作が安定する。また、エゼクタ２２を用いることにより、強い動力で被処理液を回収槽１６内に吸引でき、且つコストも低く抑えることができる。更に、空気吸引・供給装置２０内の空気の流路を切り替えることにより、同じ空気供給源２１を用いて被処理液の吸引と返送の双方を行うことができるため、装置を簡素化することができる。そして、流路を切り替えて吸引時、返送時共に被処理液をフィルタ１４１に通すことができるため、被処理液中の異物をより効率的に除去することができる。

（変形例）
図４に示す異物除去処理装置３０は、被処理液槽１１と回収槽１６の間の流路を途中の一部のみ、フィルタ３２を有するフィルタ流路３５とフィルタ３２を回避するバイパス流路３６の２手に分岐し、被処理液槽１１側の分岐点に被処理液槽側三方弁３３を、回収槽１６側の分岐点に回収槽側三方弁３４を有するフィルタユニット３１を設けたものである。バイパス流路３６には別途フィルタ３７を設けることもできる。それ以外の構成は異物除去処理装置１０と同じである。
この異物除去処理装置３０では、吸引時にはフィルタ流路３５側が開弁し、被処理液はフィルタ３２により異物除去処理が行われる。また、返送時にはバイパス流路３６側が開弁し、被処理液はフィルタ３２を逆流することなく被処理液槽１１に返送される。フィルタ３７を設けた場合には、返送時にも異物除去処理が行われる。

なお、図５に示すように、異物除去処理装置１０又は３０において、空気用三方弁２６の代わりに、供給管２３４及び排気管２３５にそれぞれ開閉弁２６１及び２６２を設けてもよい。また、同じく図５に示すように、異物除去処理装置１０の被処理液槽側三方弁１５１の代わりに、流入口側送液管１３２に開閉弁１５１１を、流出口側送液管１３３に開閉弁１５１２を設け、回収槽側三方弁１５２の代わりに、流入口側送液管１３２に開閉弁１５１１を、流出口側送液管１３３に開閉弁１５２２を設けてもよい。異物除去処理装置１０の被処理液槽側三方弁３３や回収槽側三方弁３４も同様である。

本発明の一実施例である異物除去処理装置１０の概略構成図。 異物除去処理装置１０における、被処理液槽１１から回収槽１６への被処理液の移送時の動作を示す概略構成図。 異物除去処理装置１０における、回収槽１６から被処理液槽１１への被処理液の返送時の動作を示す概略構成図。 本発明の一実施例である異物除去処理装置３０の概略構成図。 本実施例の異物除去処理装置１０の変形例の概略構成図。

符号の説明

１０、３０…異物除去処理装置
１１…被処理液槽
１２…被処理液
１２１…異物
１３１…被処理液槽側送液管
１３２…流入口側送液管
１３３…流出口側送液管
１３４…回収槽側送液管
１４、３１…フィルタユニット
１４１、３２、３７…フィルタ
１４２…フィルタの流入口
１４３…フィルタの流出口
１５１、３３…被処理液槽側三方弁
１５１１、１５１２…被処理液槽側開閉弁
１５２、３４…回収槽側三方弁
１５２１、１５２２…回収槽側開閉弁
１６…回収槽
２０…空気吸引・供給装置
２１…空気供給源
２２…エゼクタ
２２１…エゼクタの入口
２２２…エゼクタの出口
２２３…エゼクタの吸引口
２３１…入口管
２３２…出口管
２３３…吸引管
２３４…供給管
２３５…排気管
２３６…槽内吸排気管
２４１…空気供給弁
２４２…圧力調整器
２５…吸引弁
２６…空気用三方弁
２６１、２６２…空気用開閉弁
３５…フィルタ流路
３６…バイパス流路

Claims (4)

1. 被処理液槽内の被処理液の異物を除去するための異物除去処理装置において、
   a) 気密な回収槽と、
   b) 前記被処理液槽と回収槽を接続する送液流路と、
   c) 前記送液流路の途中に設けられ、フィルタと逆止弁を有するフィルタユニットと、
   d) 入口、出口、及び吸引口を有し、入口から出口に空気が通過すると吸引口から気体を吸引するエゼクタと、
   e）前記エゼクタの入口に接続され、該入口に空気を供給する空気供給手段と、
   f) 前記エゼクタの出口を大気又は前記回収槽のいずれかに選択的に接続する気体流路切替弁と、
   g) 前記エゼクタの吸引口を前記回収槽に接続する吸引管と、
   h) 前記吸引管上に設けられた開閉弁と、
   を備え、
   前記気体流路切替弁によってエゼクタの出口を大気に接続すると共に前記開閉弁を開き、前記空気供給手段によってエゼクタの入口に空気を供給することにより、前記回収槽内を減圧して前記被処理液槽内の被処理液を前記フィルタユニットを介して前記回収槽に吸引し、
   前記気体流路切替弁によってエゼクタの出口と回収槽を接続すると共に前記開閉弁を閉じ、前記空気供給手段によってエゼクタの入口に空気を供給することにより、前記回収槽内を加圧して前記回収槽内の被処理液を前記フィルタユニットを介して前記被処理液槽に返送するものであって、
   前記逆止弁により、前記被処理液の返送時に、前記吸引時とは逆方向に該被処理液がフィルタを通過することが防止されることを特徴とする異物除去処理装置。
2. 前記フィルタユニットが、被処理液槽からフィルタの流入口への流路、フィルタの流出口から被処理液槽への流路、回収槽からフィルタの流入口への流路、フィルタの流出口から回収槽への流路を有すると共に、前記逆止弁として前記各流路の切り替えを行うための流路切替弁を有するものであって、
   前記流路切替弁が、前記被処理液の吸引時には、被処理液槽からフィルタの流入口への流路及びフィルタの流出口から回収槽への流路を開状態にすると共に、回収槽からフィルタの流入口への流路及びフィルタの流出口から被処理液槽への流路を閉状態とし、前記被処理液の返送時には、回収槽からフィルタの流入口への流路及びフィルタの流出口から被処理液槽への流路を開状態にすると共に、被処理液槽からフィルタの流入口への流路及びフィルタの流出口から回収槽への流路を閉状態とするものであることを特徴とする請求項１に記載の異物除去処理装置。
3. 前記フィルタユニットが、前記フィルタを通過する流路と前記フィルタを回避するバイパス流路とを有すると共に、前記逆止弁として、前記フィルタを通過する流路とバイパス流路とを切り替える流路切替弁を有するものであって、
   前記流路切替弁が、前記被処理液の吸引時には、前記フィルタを通過する流路を開状態として前記バイパス流路を閉状態とし、前記被処理液の返送時には、前記バイパス流路を開状態として前記フィルタを通過する流路を閉状態とするものであることを特徴とする請求項１に記載の異物除去処理装置。
4. 前記バイパス流路中にフィルタを備える請求項３に記載の異物除去処理装置。

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