JPH0586274B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、環境に悪影響を及ぼすことなく、
工業的に製造される物品を洗浄する洗浄装置に関
する。

【従来の技術】

電子部品や精密機械の製造において、加工や化
学的処理によつて物品または製品に付着した汚れ
を除去する洗浄工程は不可欠である。 このような洗浄のうち、高い洗浄度が要求され
る洗浄には、従来、液化フロンガスやトリクレン
を洗浄媒体としているのはよく知られたところで
ある。 ところが、この種の洗浄において大量に消費さ
れるフロンガスが地球を取り巻く大気のオゾン層
の破壊に関与していることが明らかにされるにい
たつて、全世界的にフロンの使用が規制される傾
向にあり、我が国もその例外ではない。また、ト
リクレンを使用する場合においても、強い揮発性
をもつているために作業環境を悪化させ、また、
廃棄処分に困るという問題がある。 したがつて、フロン等による洗浄に代えて、地
球環境に悪影響を及ぼすことなく、フロン等と同
程度の洗浄度の高い洗浄をなしうる洗浄方法を提
供することは、電子部品工業や精密機械工業が多
数存在し、従来からフロン等の使用量の多かつた
我が国の産業界にとつて、緊急かつ重要な課題で
ある。 なお、フロン以外の洗浄媒体を使用しつつ比較
的洗浄度の高い洗浄を行う方法として、水、好ま
しくは純水を洗浄媒体として使用してこれを対象
物に噴射するという方法も存在した。しかし、こ
の方法は、ノズルから単に水を噴射するというも
のであつたため、洗浄度および洗浄効率に限界が
あつた。 この発明は、上述の事情のもとで考え出された
ものであつて、全く新しい発想により、フロンを
使用しなくとも、フロン使用に匹敵する高い洗浄
度を達成することができるとともに、従来と比較
にならない高い洗浄効率を達成することができる
洗浄装置を提供することをその課題とする。

【課題を解決するための手段】 上記の課題を解決するため、この発明では、次
の技術的手段を講じている。 すなわち、本願発明の洗浄装置は、低圧気体供
給源と、この低圧気体供給源に気体搬送路を介し
て連結され、上記気体搬送路を介して送られた低
圧気体を高速大流量で噴射する洗浄ノズルと、上
記洗浄ノズルまたは上記気体搬送路内の高速気体
流れに液体洗浄媒体を液滴状または霧状に混入さ
せる洗浄媒体供給手段とを備えることを特徴とす
る。

【作用および効果】

上記の液体洗浄媒体としては、たとえば水が使
用される。また、低圧気体供給源から搬送路を通
じて洗浄ノズルに送られる気体は、たとえば空気
である。 そして、本願発明の洗浄装置は、上記洗浄ノズ
ルまたは気体搬送路中の高速気体流れに液体洗浄
媒体を液滴状または霧状に混入しているから、本
願発明装置の洗浄ノズルは、液滴状または霧状の
液体洗浄媒体が混入する気体を低圧高速で噴射す
る機能を有することになる。すなわち、本願発明
装置における洗浄ノズルは、液体のみを噴射する
のでも、気体のみを噴射するのでもなく、液滴状
または霧状の洗浄媒体が混入する気体をゲージ圧
でたとえば0.2気圧から0.1気圧の低圧でかつ高速
で噴射する。このような低圧の気体流、たとえば
空気流の発生は、ルーツブロアなどの低圧ブロア
を洗浄ノズルまで送ることによつて容易に得られ
る。この空気流は、低圧であるが故に、高速大流
量を達成することができ、たとえば、洗浄ノズル
からの噴射直後の流速を200メートル／秒に到達
させることも困難なことではない。そして、かか
るきわめて高速の空気流が達成されるが故に、洗
浄ノズルまでの気体搬送路のいずれかの部位にお
いて、簡単な液体供給装置を設けることにより、
こうして供給された液体は、気体搬送路内を高
速、乱流状態で流れる気体流の乱流エネルギない
しは動圧を受けて、容易に液滴化または霧化する
のである。 洗浄対象物は、上記の洗浄ノズルからきわめて
高速の気体流にのせて噴射された液滴状または霧
状の液体洗浄媒体が衝突させられることにより、
表面に損傷を受けることなく、きわめて洗浄度の
高い洗浄がなされる。 このような効果は、すでに発明者によつて実証
ずみであるが、仮に液体洗浄媒体のみを対象物に
対して噴射する場合、および、気体流のみを対象
物に対して噴射する場合の作用を比較考慮するこ
とにより、明らかになろう。 すなわち、液体洗浄媒体のみをたとえば200メ
ートル／秒で対象物に衝突させることは、第一
に、巨大な圧力発生装置を必要とするために装置
自体の作製が困難かつ高コストとなり、第二、た
とえそのような高速の液体流が達成されたとして
も、これを洗浄すべき対象物に衝突させると、液
体流のもつ巨大な運動エネルギによつて対象物が
破壊されてしまい、洗浄どころではなるなるとい
う決定的な欠陥を露呈する。そのために、液体の
みを噴射して洗浄を行う場合、その噴射速度は洗
浄すべき対象物が破損しない程度の比較的低速に
抑制せざるをえず、洗浄効率は本願発明装置の洗
浄ノズルを使用する場合に比較して著しく低いも
のとなるのである。 次に、気体のみをきわめて高速で対象物に吹き
つけたとしても、それは単にブローでしかありえ
ず、液体洗浄媒体による洗浄効果は全く期待でき
ない。 本願発明の洗浄装置は、上記のようにして洗浄
度の高い洗浄が達成され、液体洗浄媒体として水
を使用したとしても、決して、従前のフロンによ
る洗浄に劣らない洗浄効果を発揮する。 また、本願発明装置の洗浄ノズルは、低圧高速
の気体流によつて液滴状または霧状の液体洗浄媒
体を対象物に向けて噴射するので、気体流を大流
量として噴流の断面積を大きくでき、洗浄効率も
きわめて高い。 さらに、洗浄ノズルへの気体搬送路は低圧用に
構成すればよいので、たとえば、コンプレツサの
ような圧縮空気発生源によつて発生させた高圧空
気を使用することに比して、装置が軽量、簡易、
低コストとなる。

【実施例の説明】

以下、本願発明の実施例を図面を参照しつつ具
体的に説明する。 第１図は本願発明の洗浄装置１の第一の実施例
を示す。 前述のように、本願発明の洗浄装置１は、低圧
気体供給源２と、この低圧気体供給源２に気体搬
送路３を介して連結され、上記気体搬送路３を介
して送られた低圧気体を高速大流量で噴射する洗
浄ノズル４と、この洗浄ノズル３または上記気体
搬送路内の高速気体流れに液体洗浄媒体を液滴状
または霧状に混入させる洗浄媒体供給手段５とを
有する。 第１図に示すように、本例では、上記低圧供給
源２をルーツブロアで構成している。または、気
体搬送路３は、上記ルーフブロア２からの気体を
送気管６を介していつたんヘツダ７に導入し、こ
れから複数本のホース８…を介してその先端に接
続された各洗浄ノズル４…に導入するように構成
して、洗浄効率をより高めるように構成してい
る。 また、本例では、上記洗浄媒体供給手段５は、
ホース１０…を介して洗浄水を各洗浄ノズル４に
導き、この洗浄ノズル４においてその内部を流れ
る空気流に混入するように構成している。 第２図に上記洗浄ノズル４の詳細を示す。 筒状のノズル本体１１の前端部には、ベンチユ
リ状の縮径部を形成したノズルヘツド１２が一体
連結されるとともに、ノズル本体１１の後端部に
上記の空気導入ホース８が接続され、かつ、ノズ
ル本体１１の上記ノズルヘツド１２よりやや上流
側には、洗浄液供給ホース１０に接続された管１
３が突入させられている。この洗浄ノズル４にホ
ース８から低圧高速の空気を流しつつ、ホース１
０ないし管１３から洗浄水を導入すると、この洗
浄水は、ノズル本体１１ないしノズルヘツド１２
を高速で流れる空気の乱流エネルギによつて即座
に細かい液滴状ないし霧状に分裂させられ、洗浄
ノズル４からは、液滴状または霧状の洗浄水が混
入した高速空気が噴出することになる。なお、低
圧空気供給源２としては、ルーツブロアが適当で
あり、このブロアで生成される空気流れのゲージ
圧は、0.2気圧ないし1.0気圧であり、好ましく
は、0.5気圧程度で運転される。また、洗浄ノズ
ル４から噴出する空気の流速は、200メートル／
秒に達しうることが確認されている。このような
きわめて高速大流量の空気流にのせて液滴状また
は霧状の洗浄液を洗浄対象物に吹きつけることに
より、きわめて洗浄度の高い洗浄が達成され、ま
た、きわめて高速であつても洗浄液自体は細かい
粒子であるが故に、対象物の表面に損傷を与える
といつた問題はないのである。とくに、電子部品
の樹脂成形品を洗浄する場合には、静電気によつ
てその表面に強く付着した汚れさえも、効果的に
取り除かれる。さらに、洗浄ノズルから空気流に
混入する洗浄液量を加減することにより、高速で
物品にぶつかる液滴によつて、樹脂成形時に生じ
るバリさえも効果的に取り除きうることが確認さ
れている。 そして、ルーツブロアによつて0.5気圧程度の
圧力の空気流を生成する場合、その定常運転にお
いて洗浄ノズル内の空気流の温度が60℃ないし80
℃に高められるので、このように昇温された空気
に接触する洗浄水の液滴も昇温され、これが洗浄
効果をさらに高めるということもいえる。これ
は、衣服を冷水で洗濯するよりも温水で洗濯する
ほうが汚れが落ちやすいことと同じ理屈である。 上記洗浄水は、図示しないポンプによつて送ら
れ、または水道管からの水を直接的にヘツダ管９
に導入し、かつ、上記洗浄ノズル４の個数と対応
した本数に分岐させられたホース１０を介して各
洗浄ノズル４に導くように構成している。なお、
このとき、上述したように洗浄ノズル４内の静圧
は１気圧以下であるので、少なくともほぼ１気圧
の水圧で供給される水道水を流量調節弁（図示
略）を介して上記洗浄ノズル４に導入しても、問
題なく水道水を洗浄ノズル４の内部に導入するこ
とができる。 第３図および第４図は本願発明の洗浄装置の第
二の実施例を示す。 この第二の例では、洗浄媒体供給手段６を、低
圧気体供給源２と洗浄ノズル４とをつなぐ気体搬
送路３の中間に設けている。 第３図に示すように、気体搬送路としての送気
管１４の中間部に、流量調節弁１５を介して洗浄
水タンク１６の下部が連結されており、かつ、こ
のタンク１６の上部には、上記送気管１４の上流
部から枝分かれする圧力導入管１７が接続されて
いる。洗浄水タンク１６の頂部には、開閉弁や流
量調節弁１８を介して図示しない洗浄水供給源か
らの管路１９が連結されている。また、洗浄水タ
ンク１６の内部には、たとえばフロートを用いた
レベル計２０が設けられており、このレベル計と
連動させて上記の流量調節弁１８を作動させるこ
とにより、洗浄水タンク１６内の洗浄水の量が一
定に保たれるように構成されている。 ここで、低圧気体供給源２として上記の第一の
実施例と同様にルーツブロアが使用される。 作動時、上記洗浄タンク１６は気密性が保たれ
ており、したがつて、圧力導入管１７によつて送
気管１４の静圧が洗浄タンク１６内に導入される
ことにより、洗浄タンク１６内の気相部圧力は、
送気管１４の静圧と同圧となる。したがつて、流
量調節弁１５を開けると、タンク内の洗浄水は、
その自重によつて送気管１４内に流下することに
なる。送気管１４内には、ルーツブロアから送ら
れた低圧（0.5ないし1.0気圧）で高速の空気流が
生成されているので、上記のように洗浄水タンク
１６から流下した洗浄水は、送気管１４内を高速
で流れる空気流の乱流エネルギによつて即座に細
かい液滴状または霧状に分裂させられ、こうして
液滴状または霧状の洗浄水が混じつた高速空気が
送気管１４の先端の洗浄ノズル４から噴射するこ
とになる。 なお、本例における洗浄ノズル４は、単に開口
部をややテーパ状に縮径させたもののほか、洗浄
対象物の形状にあわせて、たとえば、第４図に示
すように、開口部を長矩形状とするなど、種々の
形状とすることができる。 また、本例では、低圧気体供給源としてルーツ
ブロアを使用していることから、送気管内圧力お
よびタンク内気相部圧力がいずれも１気圧以下で
あるので、洗浄水タンク１６に直接的に水道水を
導入することにより、他に特別なポンプ手段を介
装することなく、タンク内に洗浄水を導入するこ
とができる。けだし、一般水道の水圧は、ほぼ１
気圧だからである。なお、第３図において符号２
１は、装置停止時等において、送気管１４内に残
る洗浄水がブロアにむけて逆流するのを防止する
ための逆止弁であり、符号２２は、洗浄効率を高
めるために洗浄水に混入すべき添加剤を洗浄水タ
ンク１６に導入するための添加剤供給管を示す。 第５図は、上記第３図に示す第二の例と同様の
仕組みにおいて、単一のブロアを用いて複数の洗
浄ノズル４を作動させるように構成した例であ
る。 すなわち、この例では、ブロア２からの空気が
ヘツダ２３を介して複数本に枝分かれする送気管
１４…をその先端の洗浄ノズル４…まで送られる
ようになつており、横長状に形成した洗浄水タン
ク１６の下部が、それぞれ流量調節弁１５を介し
て各別に上記各送気管１４…に接続されている。
また、ヘツダ２３から上方に枝分かれさせた圧力
導入管１７が洗浄水タンク１６の上部に連結さ
れ、タンク内の気相部に送気管内圧力と同等の圧
力を与えている点は、第３図の例と同様である。 本例においても、上記第３図の例と同様に、各
送気管１４内を流れる高速の空気流に、洗浄水タ
ンク１６から流下した洗浄液が液滴状または霧状
となつて混入され、各洗浄ノズル４からは、上記
液滴状または霧状の洗浄液が混入した高速低圧の
空気が噴射される。 以上のように、本願発明の洗浄装置によれば、
細かい液滴状ないしは霧状の洗浄液を超高速の気
体流にのせて吹きつけるという独特の手法によつ
て、洗浄度のきわめて高い洗浄が達成される。ま
た、低圧高速の気体流によつて液滴状または霧状
の洗浄液を対象物に向けて噴射しているので、気
体流を大流量として噴流の断面積を大きくでき、
洗浄効率もきわめて高い。 さらに、洗浄ノズルへの気体搬送路は低圧用に
構成すればよいので、コンプレツサのような圧搾
空気発生装置を使用して発生させた高圧空気を使
用することに比して、装置が軽量、簡易、低コス
トとなるという付随的効果もある。 もちろん、この発明の範囲は上述の実施例に限
定されることはない。 とくに、洗浄媒体供給手段は実施例の他にも
種々の変形例が考えられる。たとえば、洗浄液の
霧化を促進するために、気体搬送路中にベンチユ
リ部を設け、この部において流速をさらに増進さ
せた気体流れ中に洗浄液を放出することも考えら
れる。また、実施例において洗浄水を送り込む力
を水道水の水圧を利用する場合を説明したが、ポ
ンプを介して洗浄水を送気管に送り込むようにし
てももちろんよい。 液体洗浄媒体としても、水道水の他、純水や、
これに添加剤を加えたものなど、適宜、洗浄の対
象物に応じて選択されるのであり、特定のものに
限定されない。 なお、ここでいう洗浄の概念には、液体で物品
の表面に付着した汚れを洗い流すことのほか、た
とえば、成形品の成形時に生じるバリを液滴のも
つ運動エネルギによつて取り去るという意味も含
まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の洗浄装置の第一の実施例の
全体構成図、第２図はその洗浄ノズルの詳細断面
図、第３図は第二の実施例の全体構成図、第４図
はノズルの変形例の斜視図、第５図は第二の実施
例の変形例の全体構成図である。 １…洗浄装置、２…低圧気体供給源、３…気体
搬送路、４…洗浄ノズル、５…洗浄媒体供給手
段、１４…送気管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 低圧気体供給源と、この低圧気体供給源に気
   体搬送路を介して連結され、上記気体搬送路を介
   して送られた低圧気体を高速大流量で噴射する洗
   浄ノズルと、上記洗浄ノズルまたは上記気体搬送
   路内の高速気体流れに液体洗浄媒体を液滴状また
   は霧状に混入させる洗浄媒体供給手段とを備える
   ことを特徴とする、洗浄装置。