JP5588582B2

JP5588582B2 - Cleaning device

Info

Publication number: JP5588582B2
Application number: JP2011264639A
Authority: JP
Inventors: 裕之門倉; 等佐藤
Original assignee: 株式会社コンタクト
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: JP2013116441A

Description

本発明は、マイクロバブルを含有する液体を用いて洗浄対象物を洗浄する洗浄装置に関する。特に、高度な清浄状態が要求される半導体基板収納容器の洗浄装置に関する。 The present invention relates to a cleaning apparatus that cleans an object to be cleaned using a liquid containing microbubbles. In particular, the present invention relates to a semiconductor substrate storage container cleaning apparatus that requires a high degree of cleanness.

マイクロバブルは直径５０μｍ以下の微細な気泡であり、気泡体積が微細であるため、上昇速度が遅く長い間液体中に滞在し続けることが知られている。マイクロバブルは、加圧溶解した気体を再気泡化したり、気液２相を旋回させながら分散させたりすることで作り出されるとされている。 It is known that the microbubble is a fine bubble having a diameter of 50 μm or less and has a fine bubble volume, so that the rising speed is slow and the liquid stays in the liquid for a long time. Microbubbles are said to be created by re-foaming gas that has been dissolved under pressure, or by dispersing the gas-liquid two phases while swirling them.

マイクロバブルは、マイクロバブルの内部や周囲に存在している水分子などを分解してフリーラジカルを形成することが知られている。フリーラジカルは反応性が非常に高いため、排水処理などにおいて汚れた水を奇麗にしたり、工場からの排水中に含まれる有害化学物質を分解したりすることが可能である。 It is known that microbubbles form free radicals by decomposing water molecules present in and around microbubbles. Since free radicals are extremely reactive, it is possible to clean dirty water in wastewater treatment and to decompose harmful chemical substances contained in wastewater from factories.

また、マイクロバブルは油脂成分（汚れ）を吸着して除去する効果があることが知られている。これは、マイクロバブル表面に油脂成分が吸着し、洗浄対象物の表面から油脂成分が除去されることが繰り返されることにより、最終的に洗浄対象物の表面の油脂成分が完全に除去される事によるものである。そして、大量の油脂成分を短時間で除去するためにはマイクロバブルの高密度化、すなわち単位体積あたりのマイクロバブル数の増加が必要となる（非特許文献１）。 Microbubbles are known to have an effect of adsorbing and removing oil and fat components (dirt). This is because the oil and fat component is adsorbed on the surface of the microbubble and the oil and fat component is repeatedly removed from the surface of the object to be cleaned, so that the oil and fat component on the surface of the object to be cleaned is finally completely removed. Is due to. In order to remove a large amount of oil and fat components in a short time, it is necessary to increase the density of microbubbles, that is, increase the number of microbubbles per unit volume (Non-Patent Document 1).

一方、マイクロバブルを水中に噴射させるとマイクロバブルが消失することが知られている。これは、水中でマイクロバブル同士が頻繁に衝突して気泡同士が合体を繰り返し、マイクロバブルが消滅するためである（非特許文献１）。 On the other hand, it is known that microbubbles disappear when microbubbles are jetted into water. This is because the microbubbles frequently collide in water and the bubbles repeat coalescence, and the microbubbles disappear (Non-Patent Document 1).

さらに、マイクロバブルを空気中にスプレーノズルから噴出させるとマイクロバブルが消失するとされている。これは、スプレーノズルから噴出される水滴中に十分な量のマイクロバブルが存在できないためと考えられているが、詳しくは明らかにされていない。 Furthermore, it is said that microbubbles disappear when microbubbles are ejected from a spray nozzle into the air. This is thought to be because a sufficient amount of microbubbles cannot be present in the water droplets ejected from the spray nozzle, but this has not been clarified in detail.

そこで、非特許文献１にはマイクロバブルを高密度に発生させた水槽に洗浄対象物を浸漬して洗浄する方法が述べられている。一方、特許文献１〜５には気体と液体を混合して噴射させることにより洗浄する装置の発明が開示されている。 Therefore, Non-Patent Document 1 describes a method of cleaning by immersing an object to be cleaned in a water tank in which microbubbles are generated at a high density. On the other hand, Patent Documents 1 to 5 disclose inventions of apparatuses for cleaning by mixing and injecting gas and liquid.

特許文献１に開示された洗浄装置は、半導体ウエハ上の汚染物を効率よく除去するために、噴出ノズルに液体供給手段とガス供給手段とが接続され、基板表面に損傷を与えずに汚染物粒子を除去するものである。 In the cleaning apparatus disclosed in Patent Document 1, in order to efficiently remove contaminants on a semiconductor wafer, a liquid supply means and a gas supply means are connected to the ejection nozzle, and the contaminants are not damaged without damaging the substrate surface. Particles are removed.

特許文献２に開示された噴霧ノズルは、直線状に形成された管状ノズルチップの、少なくとも一端部から流体が供給され、管状ノズルチップの外周面には、軸線に沿って多数の噴霧孔が形成されており、この多数の噴霧孔から、流体が対象物へと噴霧されるものである。 The spray nozzle disclosed in Patent Document 2 is supplied with fluid from at least one end of a linear nozzle tip, and a plurality of spray holes are formed along the axis on the outer peripheral surface of the tubular nozzle tip. The fluid is sprayed onto the object from the numerous spray holes.

特許文献３に開示された微細気泡発生ノズルは、流速または衝突力を低下させることなく、微細気泡を含む水流を広い角度で生成するノズルに関するものである。気泡発生ノズルはベンチュリ管を形成する液体流路と気体流路を備えており、微細気泡を広角に噴出するものである。 The fine bubble generating nozzle disclosed in Patent Document 3 relates to a nozzle that generates a water flow containing fine bubbles at a wide angle without reducing the flow velocity or the collision force. The bubble generating nozzle includes a liquid channel and a gas channel that form a venturi tube, and ejects fine bubbles at a wide angle.

特許文献４に記載の発明では、キャビテーション現象を起こすマイクロバブル発生器を用いて、メッシュ体が配設されたスプレーノズルからマイクロバブルを含んだ水粒子を噴霧し、気流中の揮発性有機化合物を除去するものである。 In the invention described in Patent Document 4, water particles containing microbubbles are sprayed from a spray nozzle provided with a mesh body using a microbubble generator that causes a cavitation phenomenon, and volatile organic compounds in the airflow are removed. To be removed.

特許文献５に開示された発明は、気体を液体に加圧溶解させて飽和状態としたのち、大気圧まで減圧して、脈動流を発生させるポンプにより気液混合体を噴射させるものである。 In the invention disclosed in Patent Document 5, gas is pressurized and dissolved in a liquid to obtain a saturated state, and then the pressure is reduced to atmospheric pressure, and a gas-liquid mixture is ejected by a pump that generates a pulsating flow.

宮本誠、「マイクロバブルを用いた環境配慮型洗浄技術」、三菱電機技報、三菱電機株式会社、平成20年8月、第82巻、第8号、Ｐ.489―492Makoto Miyamoto, “Environmentally friendly cleaning technology using microbubbles”, Mitsubishi Electric Technical Bulletin, Mitsubishi Electric Corporation, August 2008, Volume 82, Number 8, pages 489-492

特開平８−３１８１８１号公報JP-A-8-318181 特開２００３−３１１１８９号公報JP 2003-311189 A 特開２００９−２７３９６６号公報JP 2009-273966 A 特開２００９−２９７６９８号公報JP 2009-297698 A 特開２００９−１５４０５９号公報JP 2009-154059 A

しかしながら、非特許文献１に記載の方法はマイクロバブルを高濃度に生成するために添加剤を用いており、高度な清浄状態が要求される分野においては添加剤が汚染原因となるために好ましくない。また、洗浄方法としては、マイクロバブルを発生させた水槽中に洗浄対象物を浸漬する方法を取るため、洗浄対象物に複雑な形状や凹凸などがあると、複雑な形状部分等を十分に洗浄することができない。また、水槽中に浸漬できない大きな洗浄対象物は洗浄することができず、さらに水槽の内部の汚染に注意が必要となり、液管理に多大の労力を要する。 However, the method described in Non-Patent Document 1 uses an additive in order to generate microbubbles at a high concentration, and is not preferable because the additive causes contamination in a field where a high clean state is required. . In addition, as a cleaning method, a method of immersing the object to be cleaned in a water tank in which microbubbles are generated is taken. If the object to be cleaned has a complicated shape or unevenness, a complicated shape portion or the like is sufficiently cleaned. Can not do it. In addition, a large object to be cleaned that cannot be immersed in the water tank cannot be cleaned, and further attention must be paid to contamination inside the water tank, which requires a great deal of labor for liquid management.

特許文献１に記載の発明では、マイクロバブルの洗浄力を利用せずに、単に液体を気体の供給圧力により液滴にして半導体ウエハを洗浄することを目的としている。しかしながら、噴出ノズルに液体供給手段とガス供給手段とを接続しており、スプレーノズルの構造が複雑である。そのため、複数のスプレーノズルで洗浄する場合に装置全体が複雑になるという問題がある。 An object of the invention described in Patent Document 1 is to clean a semiconductor wafer by simply using a liquid as a droplet by a gas supply pressure without using the cleaning power of microbubbles. However, the liquid supply means and the gas supply means are connected to the ejection nozzle, and the structure of the spray nozzle is complicated. Therefore, there is a problem that the entire apparatus becomes complicated when cleaning with a plurality of spray nozzles.

特許文献２に記載の発明では、マイクロバブルの洗浄力を利用せずに、直線状に形成された管状ノズルチップの一端で水と空気を混合させた気液混合流体を、管状ノズルチップに設けられた噴霧孔から噴霧するものである。また、特許文献２の主目的は、洗浄物の洗浄時にノズルの移動がなく、洗浄ムラなく洗浄するため管に噴霧孔を開けて液体を噴霧することであり、高度な洗浄を目的としたものではない。 In the invention described in Patent Document 2, the tubular nozzle tip is provided with a gas-liquid mixed fluid in which water and air are mixed at one end of the tubular nozzle tip formed in a straight line without using the detergency of microbubbles. It sprays from the sprayed hole. In addition, the main purpose of Patent Document 2 is to spray the liquid by opening the spray hole in the tube so that there is no movement of the nozzle when washing the washing object and washing is performed without any unevenness. is not.

特許文献３に記載の発明では、微細気泡を発生させるためにベンチュリ管を用いており、かつ広角ノズルを組み合わせて液体を噴出させているために、ノズルが複数必要な場合には装置の構造が複雑になるという問題がある。また、マイクロバブルの濃度に関する示唆はなく、高い衝突力をもって広角に洗浄するための装置であり、マイクロバブルの効果により洗浄する発明ではない。 In the invention described in Patent Document 3, a Venturi tube is used to generate fine bubbles, and a liquid is ejected by combining wide-angle nozzles. There is a problem of complexity. Further, there is no suggestion regarding the concentration of microbubbles, and this is an apparatus for cleaning at a wide angle with a high collision force, and is not an invention for cleaning by the effect of microbubbles.

特許文献４に記載の発明では、キャビテーション現象を起こすマイクロバブル発生器が必須の構成要件であるが、キャビテーション現象を起こすマイクロバブル発生器は複雑な形状をしており装置の構造が複雑になるという問題がある。 In the invention described in Patent Document 4, a microbubble generator that causes a cavitation phenomenon is an essential component, but a microbubble generator that causes a cavitation phenomenon has a complicated shape and the structure of the apparatus is complicated. There's a problem.

また、水道水から直接マイクロバブル発生器を通すことにより、気泡径１０〜１９μmのマイクロバブルが約１０，０００個/ｍｌ発生するとしているが、この数値はスプレーノズルを通した後の値ではないため、実際にスプレーノズルを通した後の水粒子にどれくらいのマイクロバブルが含まれているか不明である。さらに、スプレーノズルはマイクロバブル発生器に対して直線的に取り付けられており、複数のスプレーノズルで幅広く洗浄するためのものではない。 Moreover, it is said that about 10,000 microbubbles / ml with a bubble diameter of 10 to 19 μm are generated by passing a microbubble generator directly from tap water, but this value is not a value after passing through a spray nozzle. Therefore, it is unclear how many microbubbles are contained in the water particles after actually passing through the spray nozzle. Furthermore, the spray nozzle is attached linearly to the microbubble generator and is not intended for extensive cleaning with a plurality of spray nozzles.

なお、水に気泡を十分に含有させた気体含有水を用いない場合には、特許文献４に記載のキャビテーション現象を起こすマイクロバブル発生器を用いてもマイクロバブルは発生しないことが確認されている。 In addition, when not using the gas containing water which fully contained the bubble in water, even if it uses the microbubble generator which raise | generates the cavitation phenomenon of patent document 4, it has been confirmed that a microbubble does not generate | occur | produce. .

特許文献５に記載の発明では、脈動流を発生させるポンプと、気体を液体に加圧溶解して飽和状態となった液体を大気圧まで減圧する減圧部とが必要となり、装置の構成が複雑となる。また、明細書中には被洗浄物の表面で十分に微細気泡を発生させるとあるが、定量的に微細気泡がどれくらい発生しているかという記述はなく、微細気泡が実際に発生しているかどうかは疑問である。 The invention described in Patent Document 5 requires a pump that generates a pulsating flow and a decompression unit that decompresses the liquid that is saturated by pressurizing and dissolving the gas into the liquid, and the configuration of the apparatus is complicated. It becomes. In addition, there is a description in the specification that sufficiently fine bubbles are generated on the surface of the object to be cleaned, but there is no description of how much fine bubbles are generated quantitatively, whether or not fine bubbles are actually generated Is doubtful.

上記いずれの先行技術文献にも、マイクロバブルを含んだ水溶液をスプレーノズルの先端から噴霧した水滴中にどれくらいのマイクロバブルが存在しているかを明示した発明はなく、マイクロバブルとスプレー噴射の相乗効果による洗浄力を示したものではない。 None of the above prior art documents clearly described how many microbubbles exist in the water droplets sprayed from the tip of the spray nozzle with an aqueous solution containing microbubbles, and the synergistic effect of microbubbles and spray injection It does not show the cleaning power by.

本発明は、前記の不具合を解消するためになされたものであって、複雑なノズル形状や特殊な装置が不要で、コンパクトに構成され、且つ、マイクロバブルを多く含んだ流体をノズル先端から噴出して洗浄することにより高い洗浄効果を達成することのできる洗浄装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and does not require a complicated nozzle shape or special device, is compactly configured, and ejects fluid containing many microbubbles from the tip of the nozzle. It is an object of the present invention to provide a cleaning apparatus that can achieve a high cleaning effect by cleaning.

本発明に係る洗浄装置は、流体に気泡を混入させる気泡混入装置と、前記気泡混入装置によって気泡が混入された前記流体が導入される導入部と、一端部が前記導入部に接続され、他端部から前記流体を噴出させる複数のノズルとを備え、前記ノズルは、前記導入部から前記流体が供給される円筒状内周面が形成され、前記円筒状内周面の内径が一定である流路部を有し、前記流路部の前記一端部側には、前記導入部における前記流体の圧力Ｐ１を前記流路部における前記流体の圧力Ｐ２に減圧させる複数の孔を有する圧力調整部が配設され、前記流路部の前記他端部側には、減圧された前記流体を噴出させる略円形の噴出口が一体形成された噴出部が配設され、前記圧力Ｐ１及びＰ２の圧力比Ｐ１／Ｐ２が２０〜１００に設定され、前記圧力調整部から前記噴出部までの距離が１０ｍｍ〜７０ｍｍに設定され、前記噴出部における前記噴出口の直径が３ｍｍ〜６ｍｍに設定されることを特徴とする。 The cleaning device according to the present invention includes a bubble mixing device that mixes bubbles into a fluid, an introduction portion into which the fluid in which bubbles are mixed by the bubble mixing device, and one end portion connected to the introduction portion. A plurality of nozzles for ejecting the fluid from an end portion, and the nozzle has a cylindrical inner peripheral surface to which the fluid is supplied from the introduction portion, and an inner diameter of the cylindrical inner peripheral surface is constant. A pressure adjusting unit having a flow channel part and having a plurality of holes on the one end side of the flow channel unit for reducing the pressure P1 of the fluid in the introduction unit to the pressure P2 of the fluid in the flow channel unit Is disposed on the other end portion side of the flow path portion, and an ejection portion in which a substantially circular ejection port for ejecting the decompressed fluid is integrally formed is disposed, and pressures of the pressures P1 and P2 are provided. The ratio P1 / P2 is set to 20-100, and the pressure Distance from the adjustment portion to the ejection portion is set to 10Mm～70mm, the diameter of the ejection port in the jetting portion is characterized in that it is set to 3 mm to 6 mm.

前記洗浄装置において、複数の前記孔は、前記流路部の延在方向に対して回転対称に形成され、前記流体に旋回流を生成させる傾斜孔であることを特徴とする。 In the cleaning apparatus, the plurality of holes are inclined holes that are rotationally symmetric with respect to the extending direction of the flow path portion and generate a swirling flow in the fluid.

複数の前記孔は、前記流路部の延在方向に対して平行に設けられ、前記流路部には、前記流体の進路を直進方向から斜め方向に変更することで、前記流体に旋回流を生成させる旋回流生成部材が配設されることを特徴とする。 The plurality of holes are provided in parallel to the extending direction of the flow path portion, and the flow path of the fluid is swirled in the flow path by changing the path of the fluid from a straight traveling direction to an oblique direction. A swirling flow generating member is provided for generating.

前記洗浄装置において、前記噴出口は、略楕円形であって、前記流体を拡散させることを特徴とする。

In the cleaning apparatus, the ejection port is substantially elliptical and diffuses the fluid .

前記洗浄装置において、前記被洗浄物は、半導体基板を収納する収納容器であることを特徴とする。 In the cleaning apparatus, the object to be cleaned is a storage container that stores a semiconductor substrate.

本発明の洗浄装置は、圧力調整部により発生したマイクロバブルを含む流体を、圧力調整部により所定の減圧比で減圧し、流体の移動距離が最適化された流路部を介して、直径が最適化された噴出部の噴出口に導くことにより、マイクロバブルを多く含んだ溶液を複数のノズルの噴出部から噴出させて洗浄対象物を洗浄することができる。また、旋回流生成機能を併せ持つ圧力調整部または旋回流生成部により流体を旋回流とすることにより、あるいは噴出部に拡散部が一体に形成されることにより、噴出部から円錐状または扇状に液体を噴出させ、洗浄対象物を広範囲に洗浄する事ができる。 In the cleaning device of the present invention, the fluid containing the microbubbles generated by the pressure adjusting unit is depressurized by the pressure adjusting unit at a predetermined depressurization ratio, and the diameter of the fluid is adjusted via the flow path unit in which the fluid moving distance is optimized. By introducing the optimized ejection port to the ejection port, a solution containing a large amount of microbubbles can be ejected from the ejection units of the plurality of nozzles to clean the object to be cleaned. In addition, by making the fluid into a swirl flow by the pressure adjusting unit or swirl flow generation unit that also has a swirl flow generation function, or by forming the diffusion unit integrally with the discharge unit, the liquid is formed in a conical or fan shape from the discharge unit. The object to be cleaned can be cleaned extensively.

その結果、本発明の洗浄装置はノズルから高密度のマイクロバブルを含んだ流体を噴射することで、複雑な凹凸形状を有する洗浄対象物を効率的に洗浄することができる。また、流体の噴射とマイクロバブルとの相乗効果により、短時間で清浄度の極めて高い結果を得ることができる。 As a result, the cleaning apparatus of the present invention can efficiently clean a cleaning object having a complicated uneven shape by ejecting a fluid containing high-density microbubbles from a nozzle. In addition, due to the synergistic effect of the fluid injection and the microbubbles, a result with a very high cleanliness can be obtained in a short time.

また、この装置を用いることにより、添加剤や界面活性剤が不要となるため、添加剤や界面活性剤を洗い流す洗浄液を少なくすることができ、かつ、添加剤や界面活性剤の残留による汚染を確実に回避することができる。 In addition, the use of this apparatus eliminates the need for additives and surfactants, so that it is possible to reduce the amount of cleaning liquid for washing away additives and surfactants, and to prevent contamination due to residual additives and surfactants. It can be avoided reliably.

本実施形態の洗浄装置の全体構成斜視図である。It is a whole composition perspective view of the washing device of this embodiment. 本実施形態の洗浄装置に配設されるノズルの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle arrange | positioned at the washing | cleaning apparatus of this embodiment. 本実施形態のノズル内部に配設される圧力調整部の斜視図である。It is a perspective view of the pressure adjustment part arrange | positioned inside the nozzle of this embodiment. 図３に示す圧力調整部のIV−IV断面図である。It is IV-IV sectional drawing of the pressure adjustment part shown in FIG. 本実施形態の洗浄装置に配設されるノズルの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the nozzle arrange | positioned at the washing | cleaning apparatus of this embodiment. 本実施形態のノズル内部に配設される圧力調整部の変形例の斜視図である。It is a perspective view of the modification of the pressure adjustment part arrange | positioned inside the nozzle of this embodiment. 圧力調整部と旋回流生成部とを別体に構成したノズルの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle which comprised the pressure adjustment part and the turning flow production | generation part separately. 本実施形態のノズル内部に配設される圧力調整部の変形例の斜視図である。It is a perspective view of the modification of the pressure adjustment part arrange | positioned inside the nozzle of this embodiment. 本実施形態のノズル内部に配設される旋回流生成部の一部切欠斜視図である。It is a partially cutaway perspective view of a swirl flow generating unit disposed inside the nozzle of the present embodiment. 本実施形態における噴出口に流体の拡散部が一体に形成されたノズルの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle by which the diffusion part of the fluid was integrally formed in the jet nozzle in this embodiment. 本実施形態における噴出口に流体の拡散部が一体に形成されたノズルの正面図である。It is a front view of the nozzle by which the diffusion part of the fluid was integrally formed in the jet nozzle in this embodiment. 本実施形態における噴出口に流体の拡散部が一体に形成されたノズルの斜視図である。It is a perspective view of the nozzle by which the diffusion part of the fluid was integrally formed in the jet nozzle in this embodiment. 本実施形態において洗浄水がノズル内部を通過して噴射される説明図である。In this embodiment, it is explanatory drawing by which washing water is injected through the inside of a nozzle. 本実施例におけるマイクロバブル個数測定の説明図である。It is explanatory drawing of the number measurement of microbubbles in a present Example. 実施例１における各種データの測定結果である。It is a measurement result of various data in Example 1. 実施例２におけるマイクロバブル数の測定結果である。It is a measurement result of the number of microbubbles in Example 2. 比較例１における各種データの測定結果である。It is a measurement result of various data in comparative example 1. 実施例１及び比較例１におけるマイクロバブル数対圧力調整位置のグラフである。6 is a graph of the number of microbubbles versus the pressure adjustment position in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例１及び比較例１におけるマイクロバブル数対噴出口径のグラフである。It is a graph of the number of microbubbles in Example 1 and Comparative Example 1 versus the diameter of a jet nozzle. 実施例１及び比較例１における噴出角度対噴出口径のグラフである。It is a graph of the ejection angle versus the ejection port diameter in Example 1 and Comparative Example 1.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本実施形態の洗浄装置１０の全体構成斜視図である。 FIG. 1 is an overall configuration perspective view of a cleaning apparatus 10 according to the present embodiment.

洗浄装置１０は、気泡混入装置１２で発生した気泡を含む液体から圧力調整部４２（図２）でマイクロバブルを発生させ、かつ旋回流としてノズル３４から洗浄水２０を噴出させることにより洗浄対象物３６を洗浄するための装置である。気泡混入装置１２は洗浄水２０を貯留する水槽１４と、水槽１４の上部に配設され、洗浄水２０に空気を供給する空気ポンプ１８と、水槽１４内の気圧を測定する気圧計１６と、空気ポンプ１８に連結された空気導入管２４の下端部に装着された空気泡発生器２２とを備える。水槽１４には洗浄水２０を供給するための図示しない給水管と、水槽１４内を大気圧に解放するバルブが連結される。また、水槽１４には水流管２８ａを経由してバルブ２６が連結され、バルブ２６には水流管２８ｂを経由して導入部３２の下端部が連結される。 The cleaning device 10 generates microbubbles from the liquid containing bubbles generated in the bubble mixing device 12 by the pressure adjusting unit 42 (FIG. 2), and jets the cleaning water 20 from the nozzle 34 as a swirling flow, thereby cleaning objects. 36 is an apparatus for cleaning. The bubble mixing device 12 includes a water tank 14 that stores the cleaning water 20, an air pump 18 that is disposed above the water tank 14 and supplies air to the cleaning water 20, a barometer 16 that measures the atmospheric pressure in the water tank 14, And an air bubble generator 22 attached to the lower end portion of the air introduction pipe 24 connected to the air pump 18. A water supply pipe (not shown) for supplying cleaning water 20 and a valve for releasing the inside of the water tank 14 to atmospheric pressure are connected to the water tank 14. Further, a valve 26 is connected to the water tank 14 via a water flow pipe 28a, and a lower end portion of the introduction part 32 is connected to the valve 26 via a water flow pipe 28b.

導入部３２の側面には所定の間隔で複数のノズル３４が配設される。洗浄対象物３６は、ノズル３４の先端部から噴出されるマイクロバブルを含む洗浄水２０により洗浄できる適切な位置に配置される。 A plurality of nozzles 34 are arranged on the side surface of the introduction portion 32 at a predetermined interval. The cleaning target 36 is disposed at an appropriate position where it can be cleaned with the cleaning water 20 including microbubbles ejected from the tip of the nozzle 34.

図２は、本実施形態の洗浄装置１０に配設されるノズル３４の断面図である。ノズル３４は洗浄水２０の流路である円筒状内周面３８が形成された流路部４０を有する。流路部４０は一端部が導入部３２に接続される。流路部４０の一端部には圧力調整部４２が配設される。また、流路部４０の他端部には略円形の噴出口４４が形成された噴出部４６が一体に形成される。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the nozzle 34 disposed in the cleaning device 10 of the present embodiment. The nozzle 34 has a flow path portion 40 in which a cylindrical inner peripheral surface 38 that is a flow path of the cleaning water 20 is formed. One end of the flow path part 40 is connected to the introduction part 32. A pressure adjustment unit 42 is disposed at one end of the flow path unit 40. In addition, an ejection portion 46 in which a substantially circular ejection port 44 is formed is integrally formed at the other end portion of the flow path portion 40.

圧力調整部４２は洗浄水２０内に存在する空気を膨張させてマイクロバブルを生成し、かつ、旋回流を生成させる部材であり、例えば、図３及び図４に示すように、円形の板体に、その中心軸の方向である流路部４０の延在方向に対して回転対称となる位置に配設された複数の傾斜孔４８を形成して構成される。なお、図３において、矢印は圧力調整部４２の各傾斜孔４８を通過した洗浄水２０の流れ方向を示す。圧力調整部４２の位置は、圧力調整部４２から噴出口４４までの距離Ｌが１０ｍｍ〜７０ｍｍ、好適には３０ｍｍ〜５０ｍｍとなるように設定される。また、噴出部４６に形成された噴出口４４の直径ｄは３ｍｍ〜６ｍｍ、好適には３ｍｍ〜５ｍｍに設定される。 The pressure adjusting unit 42 is a member that expands the air present in the cleaning water 20 to generate microbubbles and generates a swirling flow. For example, as shown in FIGS. 3 and 4, a circular plate body In addition, a plurality of inclined holes 48 are formed at positions that are rotationally symmetric with respect to the extending direction of the flow path portion 40 that is the direction of the central axis. In FIG. 3, the arrows indicate the flow direction of the cleaning water 20 that has passed through the inclined holes 48 of the pressure adjusting unit 42. The position of the pressure adjusting unit 42 is set so that the distance L from the pressure adjusting unit 42 to the ejection port 44 is 10 mm to 70 mm, preferably 30 mm to 50 mm. Moreover, the diameter d of the ejection port 44 formed in the ejection part 46 is set to 3 mm-6 mm, Preferably it is 3 mm-5 mm.

また、ノズル３４は、図５に示すように、導入部側流路部５０と噴出部側流路部５２との２つの部材に分割されるノズル３４ａとして構成することもできる。導入部側流路部５０及び噴出部側流路部５２は、洗浄水２０の流路である円筒状内周面３８ａを有する。また、噴出部側流路部５２には、円形の噴出口４４ａが形成された噴出部４６ａが一体に形成される。噴出部側流路部５２は導入部側流路部５０に対してねじ込み式とすることで、適宜交換可能となる。 Moreover, the nozzle 34 can also be comprised as a nozzle 34a divided | segmented into two members, the introduction part side flow path part 50 and the ejection part side flow path part 52, as shown in FIG. The introduction portion side flow passage portion 50 and the ejection portion side flow passage portion 52 have a cylindrical inner peripheral surface 38 a that is a flow passage of the cleaning water 20. Moreover, the ejection part side flow path part 52 is integrally formed with an ejection part 46a in which a circular ejection port 44a is formed. The ejection part side flow path part 52 can be appropriately replaced by being screwed into the introduction part side flow path part 50.

また、圧力調整部４２は、円形の板体の中心軸の方向である流路部４０の延在方向に対して傾斜孔４８が回転対称に配設されるのであれば、例えば、図６に示すように、中央部に洗浄水２０を通過させる中央孔５４を形成し、その周囲に複数の傾斜孔４８ａを形成した圧力調整部４２ａとして構成することができる。なお、傾斜孔４８又は４８ａの数は、３〜５個程度とすることが好ましい。また、図６において、矢印は圧力調整部４２ａの各傾斜孔４８ａを通過した洗浄水２０の流れ方向を示す。 Further, if the inclined hole 48 is arranged in a rotationally symmetrical manner with respect to the extending direction of the flow path portion 40 that is the direction of the central axis of the circular plate body, for example, the pressure adjusting portion 42 is shown in FIG. As shown, a central hole 54 for allowing the cleaning water 20 to pass therethrough is formed in the central portion, and a pressure adjusting portion 42a in which a plurality of inclined holes 48a are formed around the central hole 54 can be configured. The number of inclined holes 48 or 48a is preferably about 3 to 5. Moreover, in FIG. 6, the arrow shows the flow direction of the cleaning water 20 that has passed through each inclined hole 48a of the pressure adjusting portion 42a.

図７は、圧力調整部５６と旋回流生成部６０とを別体に構成したノズル３４ｂの断面図である。圧力調整部５６は、図８に示すように円形の板体に複数の導入孔５８を形成して構成される。導入孔５８は、流路部４０の延在方向に対して平行に設けられる。 FIG. 7 is a cross-sectional view of the nozzle 34b in which the pressure adjusting unit 56 and the swirling flow generating unit 60 are configured separately. As shown in FIG. 8, the pressure adjusting unit 56 is configured by forming a plurality of introduction holes 58 in a circular plate. The introduction hole 58 is provided in parallel to the extending direction of the flow path portion 40.

導入孔５８は中央部に洗浄水２０を通過させる中央孔を形成したり、５個程度の複数の穴を設けることができる。なお、図８において、矢印は圧力調整部５６の導入孔５８を通過した洗浄水２０の流れ方向を示す。 The introduction hole 58 can form a central hole for allowing the cleaning water 20 to pass through the central part, or can be provided with a plurality of about five holes. In FIG. 8, the arrow indicates the flow direction of the cleaning water 20 that has passed through the introduction hole 58 of the pressure adjusting unit 56.

図９は、旋回流生成部６０の一部切欠斜視図である。旋回流生成部６０は内部に流体の進行方向を斜め方向に変更して旋回流を生成させるための旋回流生成板６２が配設されている。流体は旋回流生成部６０の圧力調整部５６側に設けられた流入部６４から旋回流生成部６０内へと導入され、旋回流生成板６２によって、例えば流体の一部が進行方向の斜め下方向へ、流体の残りが斜め上方向へと導かれることにより旋回流となり、旋回流生成部６０の噴出部４６側に設けられた流出部６６から旋回流として流出する。その後、旋回流となった流体は噴出口４４から円錐状に噴出する。 FIG. 9 is a partially cutaway perspective view of the swirl flow generator 60. The swirling flow generating unit 60 is provided with a swirling flow generating plate 62 for generating a swirling flow by changing the traveling direction of the fluid in an oblique direction. The fluid is introduced into the swirling flow generating unit 60 from an inflow portion 64 provided on the pressure adjusting unit 56 side of the swirling flow generating unit 60, and the swirling flow generating plate 62 causes, for example, a part of the fluid to move obliquely downward in the traveling direction. In the direction, the remainder of the fluid is guided obliquely upward to form a swirl flow, and flows out as a swirl flow from the outflow portion 66 provided on the ejection portion 46 side of the swirl flow generation unit 60. Thereafter, the fluid that has turned into a swirling flow is ejected from the ejection port 44 in a conical shape.

図１０は、噴出部４６ｃに流体の拡散部となる噴出口４４ｃが一体に形成されたノズル３４ｃの断面図である。流体は導入部３２から圧力調整板５６ａを通り、円筒状内周面３８ｃを有する流路部４０ｃへと流入し、噴出口４４ｃへと導かれる。図１１に示すように、噴出口４４ｃは楕円形に形成されることで、洗浄水２０に旋回流を生成させなくても、噴出口４４ｃの長尺な方向に扇型に噴出する。（図１２） FIG. 10 is a cross-sectional view of a nozzle 34c in which a jet outlet 44c serving as a fluid diffusion portion is formed integrally with the jet portion 46c. The fluid passes from the introducing portion 32 through the pressure adjusting plate 56a, flows into the flow path portion 40c having the cylindrical inner peripheral surface 38c, and is guided to the ejection port 44c. As shown in FIG. 11, the spout 44c is formed in an elliptical shape so that the spout is ejected in a fan shape in the long direction of the spout 44c without generating a swirling flow in the cleaning water 20. (Fig. 12)

本実施形態の洗浄装置１０は、基本的には以上のように構成される。次に洗浄装置１０の動作につき、図１３に基づいて以下に説明する。 The cleaning apparatus 10 of the present embodiment is basically configured as described above. Next, the operation of the cleaning apparatus 10 will be described below with reference to FIG.

まず、図１に示す水槽１２に図示しない給水管から洗浄水２０を供給し、所定量を貯留する。その時、図示しない水槽１４に接続されたバルブを開いて水槽１４を解放状態とする。その後、空気ポンプ１８を駆動させ、空気導入管２４を介して、水槽１４に貯留した洗浄水２０中に空気泡発生器２２により空気をバブリングする。所定時間バブリングした後、図示しない水槽１４に接続されたバルブを閉じて水槽１４を密閉状態とし、水槽１４が所定圧力になるまで空気をバブリングする。その後、バルブ２６を開き、水槽１４内の気泡を含んだ洗浄水２０は、水流管２８ａ、２８ｂを経由して導入部３２に導入され、導入部３２の側面に複数配設されたノズル３４へと送られる。 First, wash water 20 is supplied from a water supply pipe (not shown) to the water tank 12 shown in FIG. 1, and a predetermined amount is stored. At that time, a valve connected to the water tank 14 (not shown) is opened to bring the water tank 14 into a released state. Thereafter, the air pump 18 is driven, and air is bubbled by the air bubble generator 22 into the cleaning water 20 stored in the water tank 14 through the air introduction pipe 24. After bubbling for a predetermined time, a valve connected to a water tank 14 (not shown) is closed to make the water tank 14 sealed, and air is bubbled until the water tank 14 reaches a predetermined pressure. Thereafter, the valve 26 is opened, and the cleaning water 20 containing bubbles in the water tank 14 is introduced into the introduction part 32 via the water flow pipes 28 a and 28 b, and to a plurality of nozzles 34 arranged on the side surface of the introduction part 32. Sent.

気泡を含んだ洗浄水２０は、導入部３２からノズル３４へと送られる際、圧力調整部４２に形成された複数の傾斜孔４８を通過して流路部４０へと流入する。図３に示すように、洗浄水２０は圧力調整部４２の中心軸に対して回転対称に形成された複数の傾斜孔４８を介して流路部４０側に導入され、矢印で示すように、流路部４０の円筒状内周面３８に沿って旋回しながら噴出部４６の噴出口４４に供給される。この場合、圧力調整部４２では、導入部３２側の洗浄水２０の圧力が複数の傾斜孔４８を通過することにより大きく減圧されて流路部４０に供給される。そして、圧力調整部４２から噴出口４４までの距離Ｌを最適化することにより、好適には３０ｍｍ〜５０ｍｍとなるように設定することにより、空気を含む流体からマイクロバブルを効果的に発生させ、マイクロバブルを高濃度に含んだ洗浄水２０が噴出口４４に供給される。 When the cleaning water 20 containing air bubbles is sent from the introduction part 32 to the nozzle 34, it passes through the plurality of inclined holes 48 formed in the pressure adjustment part 42 and flows into the flow path part 40. As shown in FIG. 3, the cleaning water 20 is introduced to the flow path part 40 side through a plurality of inclined holes 48 formed rotationally symmetrical with respect to the central axis of the pressure adjusting part 42, and as indicated by arrows, While being swung along the cylindrical inner peripheral surface 38 of the flow path portion 40, the gas is supplied to the ejection port 44 of the ejection portion 46. In this case, in the pressure adjustment unit 42, the pressure of the cleaning water 20 on the introduction unit 32 side is greatly reduced by passing through the plurality of inclined holes 48 and supplied to the flow path unit 40. And by optimizing the distance L from the pressure adjusting unit 42 to the jet port 44, preferably by setting it to be 30 mm to 50 mm, microbubbles are effectively generated from the fluid containing air, Washing water 20 containing microbubbles at a high concentration is supplied to the ejection port 44.

次いで、圧力調整部４２を通過することにより、旋回しながら噴出部４６に達した洗浄水２０は、噴出口４４から円錐状に広がりながら噴出され、洗浄対象物３６に噴射され、洗浄が行われる。この場合、噴出口４４の直径ｄを最適化することにより、好適には３ｍｍ〜５ｍｍに設定することにより、マイクロバブルを高濃度に発生させた状態で洗浄水２０が洗浄対象物３６に噴射される。 Next, the washing water 20 that has reached the ejection part 46 while turning by passing through the pressure adjustment part 42 is ejected from the ejection port 44 while spreading in a conical shape, and is jetted onto the object 36 to be washed. . In this case, the cleaning water 20 is jetted onto the cleaning target 36 in a state where the microbubbles are generated at a high concentration by optimizing the diameter d of the jet port 44 and preferably by setting it to 3 mm to 5 mm. The

図７に示すように、流路部４０の内部に圧力調整部５６と旋回流生成部６０のそれぞれが配設されたノズル３４ｂ用いた場合には、洗浄水２０が導入部３２から圧力調整部５６に形成された導入孔５８を通過して旋回流生成部６０へと流入し、旋回流生成部６０において旋回流となり、噴出口４４から円錐状に噴出する他は前述したとおりである。 As shown in FIG. 7, when the nozzle 34 b in which the pressure adjusting unit 56 and the swirling flow generating unit 60 are disposed inside the flow path unit 40 is used, the cleaning water 20 is supplied from the introducing unit 32 to the pressure adjusting unit. It passes through the introduction hole 58 formed in 56, flows into the swirling flow generation unit 60, becomes a swirling flow in the swirling flow generation unit 60, and is ejected in a conical shape from the ejection port 44 as described above.

図１０に示すように、流路部４０の内部に圧力調整部５６と噴出部４６ｃに流体の拡散部が一体に形成された噴出口４４ｃを有するノズル３４ｃを用いた場合には、洗浄水２０は導入部３２から圧力調整板５６ａを通り、円筒状内周面３８ｃを有する流路部４０ｃへと流入し、噴出口４４ｃへと導かれ、楕円形に形成された噴出口４４ｃから、噴出口４４ｃの長尺な方向に扇型に噴出する他は前述したとおりである。 As shown in FIG. 10, when a nozzle 34 c having an outlet 44 c in which a fluid diffusing portion is integrally formed in the pressure adjustment portion 56 and the ejection portion 46 c is used in the flow path portion 40, the cleaning water 20 Flows from the introduction part 32 through the pressure adjusting plate 56a, into the flow path part 40c having the cylindrical inner peripheral surface 38c, led to the ejection port 44c, and from the ejection port 44c formed in an elliptical shape, the ejection port Other than ejecting in a fan shape in the long direction of 44c, it is as described above.

以下に、前述した構成により噴出した流体中にあるマイクロバブルの個数の測定、噴出角度、洗浄効果及び導入部３２内の流体の圧力Ｐ１と流路部４０内の流体の圧力Ｐ２の比Ｐ１／Ｐ２を測定した実施例を示す。 Hereinafter, the measurement of the number of microbubbles in the fluid ejected by the above-described configuration, the ejection angle, the cleaning effect, and the ratio P1 / the fluid pressure P1 in the introduction portion 32 and the fluid pressure P2 in the flow passage portion 40 The Example which measured P2 is shown.

実施例１
洗浄装置１０として、図１に示す気泡発生装置１２と、導入部３２と、ノズル３４とを用意した。まず、水槽１２に洗浄水２０として純水を１００リットル給水し、その後水温を３０℃に加温した。水温が安定してから、空気ポンプ１８を駆動して空気を水中に送り込み、５分間空気泡発生器２２から気泡を洗浄水２０中に放出した。この時、水槽１４は図示しないバルブを開いて開放状態にしてある。その後、水槽１４は図示しないバルブを閉じて密閉状態とした後、水槽１４内部を所定の圧力まで加圧状態にした。水槽１４の内部が所定の圧力まで加圧できた後、バルブ２６を解放して水槽内１４の水を水流管２８ａ、２８ｂを経由して導入部３２からノズル３４へと導入し、図１３に示すように、噴出部４６の噴出口４４からマイクロバブルを含んだ洗浄水２０を噴出させた。 Example 1
As the cleaning device 10, the bubble generating device 12, the introduction unit 32, and the nozzle 34 shown in FIG. 1 were prepared. First, 100 liters of pure water was supplied to the water tank 12 as the washing water 20, and the water temperature was then heated to 30 ° C. After the water temperature was stabilized, the air pump 18 was driven to send air into the water, and bubbles were discharged from the air bubble generator 22 into the washing water 20 for 5 minutes. At this time, the water tank 14 is opened by opening a valve (not shown). Thereafter, the water tank 14 was closed by closing a valve (not shown), and then the inside of the water tank 14 was pressurized to a predetermined pressure. After the inside of the water tank 14 has been pressurized to a predetermined pressure, the valve 26 is released, and the water in the water tank 14 is introduced from the introduction part 32 to the nozzle 34 via the water flow pipes 28a and 28b, and FIG. As shown, the washing water 20 containing microbubbles was ejected from the ejection port 44 of the ejection part 46.

図１４に示すように、噴出部４４から噴出する洗浄水２０をトレイ７０に受け、マイクロバブル測定装置６８を用いてマイクロバブルの個数を測定した。マイクロバブル測定装置は、リオン株式会社製パーティクルセンサKS-42Dを用いた。マイクロバブル個数は６μm〜３８μmまでのマイクロバブルの個数を３回測定し、その平均値を取った。 As shown in FIG. 14, the washing water 20 ejected from the ejection part 44 was received by the tray 70, and the number of microbubbles was measured using the microbubble measuring device 68. As a microbubble measuring apparatus, a particle sensor KS-42D manufactured by Rion Co., Ltd. was used. For the number of microbubbles, the number of microbubbles from 6 μm to 38 μm was measured three times, and the average value was taken.

マイクロバブル個数の測定では、ノズル３４の噴出口４４の直径ｄを３ｍｍから６ｍｍまで変化させた時のマイクロバブル数を測定した。また、同時にノズル３４の圧力調整部４２から噴出口４４までの距離を１５ｍｍから７０ｍｍまで変化させた場合についてマイクロバブルの個数を測定した。 In the measurement of the number of microbubbles, the number of microbubbles was measured when the diameter d of the nozzle 44 of the nozzle 34 was changed from 3 mm to 6 mm. At the same time, the number of microbubbles was measured in the case where the distance from the pressure adjusting unit 42 of the nozzle 34 to the jet port 44 was changed from 15 mm to 70 mm.

また、前述した条件下において、噴出口４４から噴出される洗浄水２０の噴出角度、洗浄効果、導入部３２内の流体の圧力Ｐ１と流路部４０内の流体の圧力Ｐ２の比Ｐ１／Ｐ２を測定した。 Further, under the above-described conditions, the ejection angle of the cleaning water 20 ejected from the ejection port 44, the cleaning effect, and the ratio P1 / P2 of the fluid pressure P1 in the introduction section 32 and the fluid pressure P2 in the flow path section 40. Was measured.

噴出角度は噴出口４４から噴出する洗浄水２０を写真に取り、画像解析ソフトにより噴出口４４から噴出する洗浄水２０の角度を測定した。 As for the ejection angle, the washing water 20 ejected from the ejection port 44 was photographed, and the angle of the washing water 20 ejected from the ejection port 44 was measured by image analysis software.

洗浄効果の試験では、アクリル板（５０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍ）を用意し加工油を全面に塗布した。その後、噴出部４４からのマイクロバブルを含んだ洗浄水２０をアクリル板全面に１分間噴出させ、加工油の残存状態を観察した。 In the cleaning effect test, an acrylic plate (50 mm × 50 mm × 3 mm) was prepared, and processing oil was applied to the entire surface. Thereafter, the washing water 20 containing microbubbles from the ejection part 44 was ejected on the entire surface of the acrylic plate for 1 minute, and the remaining state of the processing oil was observed.

導入部３２内の流体の圧力Ｐ１と流路部４０内の流体の圧力Ｐ２の比Ｐ１／Ｐ２は図１４に示す圧力計７２及び７４により測定し、Ｐ１／Ｐ２を計算した。以上の結果を図１５に示す。 The ratio P1 / P2 between the pressure P1 of the fluid in the introduction section 32 and the pressure P2 of the fluid in the flow path section 40 was measured by the pressure gauges 72 and 74 shown in FIG. 14, and P1 / P2 was calculated. The above results are shown in FIG.

図１５より、ｄ＝３ｍｍ以上６ｍｍ以下で、かつＬ=１５ｍｍ以上７０ｍｍ以下の場合にマイクロバブル発生平均個数は４，０００個／ｍｌ以上であり、１分間の洗浄で加工油を完全に除去することができた。また、噴出口４４から噴出する流体は頂角が３０度以上の円錐状であり、スプレー噴射による洗浄を好適に行える角度を持っていた。さらに、圧力比Ｐ１／Ｐ２は２０以上の値を示すことがわかった。 From FIG. 15, when d = 3 mm to 6 mm and L = 15 mm to 70 mm, the average number of microbubbles generated is 4,000 / ml or more, and the processing oil is completely removed by washing for 1 minute. I was able to. Further, the fluid ejected from the ejection port 44 has a conical shape with an apex angle of 30 degrees or more, and has an angle at which cleaning by spraying can be suitably performed. Furthermore, it was found that the pressure ratio P1 / P2 showed a value of 20 or more.

実施例２
ノズル３４の噴出口４４の直径ｄを３ｍｍと４ｍｍとし、ノズル３４の圧力調整部４２から噴出口４４までの距離を１５ｍｍと５０ｍｍとして圧力調整部４２、圧力調整部５６（図８）のみ、圧力調整部５６と旋回流生成部６０（図７）を併用した場合についてマイクロバブルの個数を測定した。それ以外の条件はすべて実施例１と同様とした。結果を図１６に示す。 Example 2
The diameter d of the jet port 44 of the nozzle 34 is 3 mm and 4 mm, the distance from the pressure adjusting unit 42 of the nozzle 34 to the jet port 44 is 15 mm and 50 mm, and only the pressure adjusting unit 42 and the pressure adjusting unit 56 (FIG. 8) are pressurized. The number of microbubbles was measured when the adjusting unit 56 and the swirling flow generating unit 60 (FIG. 7) were used together. All other conditions were the same as in Example 1. The results are shown in FIG.

図１６より、圧力調整部５６のみを用いた場合は圧力調整部４２よりもマイクロバブル数が多く発生した。また、圧力調整部５６と旋回流生成部６０を併用した場合は圧力調整部４２の場合と同様な結果となった。 From FIG. 16, when only the pressure adjustment unit 56 was used, the number of microbubbles was larger than that of the pressure adjustment unit 42. Further, when the pressure adjusting unit 56 and the swirling flow generating unit 60 were used in combination, the same result as that of the pressure adjusting unit 42 was obtained.

比較例１
実施例１以外の条件について、ノズル３４の噴出口４４の直径ｄを１ｍｍから１０ｍｍまで変化させ、同時にノズル３４の圧力調整部４２から噴出口４４までの距離を５ｍｍから１６０ｍｍまで変化させた場合及び圧力調整部４２を用いない場合に対して、マイクロバブルの個数、噴出角度、洗浄効果、圧力比Ｐ１／Ｐ２を測定した。その他の条件は実施例１と同じ条件で試験を行った。結果を図１７に示す。 Comparative Example 1
For conditions other than Example 1, when the diameter d of the ejection port 44 of the nozzle 34 is changed from 1 mm to 10 mm, and at the same time, the distance from the pressure adjusting unit 42 of the nozzle 34 to the ejection port 44 is changed from 5 mm to 160 mm; The number of microbubbles, the ejection angle, the cleaning effect, and the pressure ratio P1 / P2 were measured when the pressure adjusting unit 42 was not used. The other conditions were tested under the same conditions as in Example 1. The results are shown in FIG.

図１７の結果より、圧力調整部４２がない場合にはマイクロバブルの発生量は極端に少なく、１，０００個/ｍｌ以下であった。その条件で洗浄試験を行うと、加工油はかなり残存し、洗浄が不十分であった。また、ｄ＝１ｍｍと２ｍｍではマイクロバブル数は圧力調整部４２の位置Ｌにかかわらず全体的に３，０００個/ｍｌと低く、十分な洗浄効果を発揮することができなかった。（図１８、図１９参照） From the result of FIG. 17, when there was no pressure adjustment part 42, the generation amount of microbubbles was extremely small and was 1,000 pieces / ml or less. When the cleaning test was conducted under the conditions, the processing oil remained considerably and the cleaning was insufficient. Further, when d = 1 mm and 2 mm, the number of microbubbles was as low as 3,000 / ml as a whole regardless of the position L of the pressure adjusting portion 42, and a sufficient cleaning effect could not be exhibited. (See FIGS. 18 and 19)

さらに、噴出口４４の直径ｄが３ｍｍ〜１０ｍｍでも圧力調整部４２の位置Ｌが５ｍｍの場合にはマイクロバブル数は２，０００/ｍｌと低く、十分な洗浄効果を発揮することができなかった。 Further, even when the diameter d of the jet port 44 is 3 mm to 10 mm, when the position L of the pressure adjusting portion 42 is 5 mm, the number of microbubbles is as low as 2,000 / ml, and a sufficient cleaning effect could not be exhibited. .

そして、圧力調整部４２の位置Ｌが１２０ｍｍ、１６０ｍｍの場合及び噴出口４４の直径ｄが１０ｍｍと大口径の場合には、洗浄液２０の噴出角度が２０度以下であり、スプレーノズルによる洗浄としては極めて狭い範囲の洗浄しか行うことができない（図２０）。 And when the position L of the pressure adjustment part 42 is 120 mm, 160 mm, and when the diameter d of the ejection port 44 is 10 mm and a large diameter, the spray angle of the cleaning liquid 20 is 20 degrees or less, and as cleaning by the spray nozzle, Only a very narrow range of cleaning can be performed (FIG. 20).

以上の結果より、ノズル３４の噴出口４４の直径ｄは３ｍｍから６ｍｍまで、ノズル３４の圧力調整部４２から噴出口４４までの距離は１０ｍｍから７０ｍｍまでがマイクロバブルは高濃度に発生し、十分な洗浄力を示し、かつ適切な噴出角度を有することが判明した。 From the above results, the diameter d of the jet port 44 of the nozzle 34 is 3 mm to 6 mm, and the distance from the pressure adjusting unit 42 of the nozzle 34 to the jet port 44 is 10 mm to 70 mm. It has been found that it has a good detergency and has an appropriate ejection angle.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified without departing from the gist of the present invention.

例えば、空気ポンプ１８に代えて、コンプレッサー等で圧縮した空気を水槽１４内部に送り込むことで、洗浄水２０中に空気をバブリングさせると共に、空気圧により洗浄水２０を導入部３２へと送ることもできる。 For example, instead of the air pump 18, air compressed by a compressor or the like is sent into the water tank 14, so that the air can be bubbled into the wash water 20 and the wash water 20 can be sent to the introduction unit 32 by air pressure. .

あるいは、気泡混入装置１２は、洗浄水２０を貯留する水槽１４と、水槽１４に水流管２８ａを経由して空気を混入可能なポンプを配設し、洗浄水２０を前記ポンプにて空気を混入すると同時に導入部３２へ送水する構成とすることができる。 Or the bubble mixing apparatus 12 arrange | positions the water tank 14 which stores the wash water 20, and the pump which can mix air into the water tank 14 via the water flow pipe 28a, and mixes the wash water 20 with the said pump with air. At the same time, water can be supplied to the introduction section 32.

１０…洗浄装置
１２…気泡混入装置
１４…水槽
１６…圧力計
１８…空気ポンプ
２０…洗浄水
２２…空気泡発生器
２４…空気導入管
２６…バルブ
２８ａ、２８ｂ…水流管
３２…導入部
３４、３４ａ、３４b、３４c…ノズル
３６…洗浄対象物
３８、３８ａ、３８c……円筒状内周面
４０、４０b、４０c…流路部
４２、４２ａ…圧力調整部
４４、４４ａ、４４c…噴出口
４６、４６ａ、４６c…噴出部
ｄ…噴出口径
Ｌ…噴出口から圧力調整部までの距離
４８、４８ａ…傾斜孔
５０…導入部側流路部
５２…噴出部側流路部
５４…中央孔
５６、５６ａ…圧力調整部
５８、５８ａ…導入孔
６０…旋回流生成部
６２…旋回流生成板
６４…流入部
６６…流出部
６８…マイクロバブル測定装置
７０…トレイ
７２…圧力計Ｐ１
７４…圧力計Ｐ２ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cleaning apparatus 12 ... Bubble mixing apparatus 14 ... Water tank 16 ... Pressure gauge 18 ... Air pump 20 ... Washing water 22 ... Air bubble generator 24 ... Air introduction pipe 26 ... Valve 28a, 28b ... Water flow pipe 32 ... Introduction part 34, 34a, 34b, 34c ... Nozzle 36 ... Objects to be cleaned 38, 38a, 38c ... Cylindrical inner peripheral surfaces 40, 40b, 40c ... Channel portions 42, 42a ... Pressure adjusting portions 44, 44a, 44c ... Jet 46, 46a, 46c ... ejection portion d ... ejection port diameter L ... distance 48, 48a from ejection port to pressure adjusting portion ... inclined hole 50 ... introduction portion side flow passage portion 52 ... ejection portion side flow passage portion 54 ... central holes 56, 56a ... pressure adjusting sections 58 and 58a ... introduction hole 60 ... swirling flow generating section 62 ... swirling flow generating plate 64 ... inflow section 66 ... outflow section 68 ... microbubble measuring device 70 ... tray 72 ... pressure gauge P1
74 ... Pressure gauge P2

Claims

In a cleaning apparatus that performs cleaning by injecting a fluid containing microbubbles onto an object to be cleaned,
A bubble mixing device for mixing bubbles in the fluid;
An introduction part for introducing the fluid mixed with bubbles by the bubble mixing device;
One end portion is connected to the introduction portion, and includes a plurality of nozzles for ejecting the fluid from the other end portion,
The nozzle has a flow path portion in which a cylindrical inner peripheral surface to which the fluid is supplied from the introduction portion is formed, and an inner diameter of the cylindrical inner peripheral surface is constant ,
A pressure adjusting part having a plurality of holes for reducing the pressure P1 of the fluid in the introduction part to the pressure P2 of the fluid in the flow path part is disposed on the one end side of the flow path part,
On the other end portion side of the flow path portion, a jet portion integrally formed with a substantially circular jet port for jetting the decompressed fluid is disposed,
The pressure ratio P1 / P2 of the pressures P1 and P2 is set to 20-100,
The distance from the pressure adjustment part to the ejection part is set to 10 mm to 70 mm,
The diameter of the said ejection outlet in the said ejection part is set to 3 mm-6 mm, The washing | cleaning apparatus characterized by the above-mentioned.

The cleaning device according to claim 1,
The cleaning device according to claim 1, wherein the plurality of holes are inclined holes that are formed rotationally symmetrically with respect to an extending direction of the flow path portion and generate a swirling flow in the fluid.

The cleaning device according to claim 1,
The plurality of holes are provided in parallel to the extending direction of the flow path part,
The cleaning device according to claim 1, wherein a swirl flow generating member that generates a swirl flow in the fluid by changing a course of the fluid from a straight traveling direction to an oblique direction is disposed in the flow path portion.

The cleaning device according to claim 1,
The cleaning device is characterized in that the jet port is substantially elliptical and diffuses the fluid .

In the washing | cleaning apparatus of any one of Claims 1-4,
The cleaning apparatus, wherein the object to be cleaned is a storage container for storing a semiconductor substrate.