JPS5854236Y2

JPS5854236Y2 - 超音波洗浄機

Info

Publication number: JPS5854236Y2
Application number: JP1980041759U
Authority: JP
Inventors: 雄喜加藤
Original assignee: 加藤鉄工株式会社
Priority date: 1980-03-29
Filing date: 1980-03-29
Publication date: 1983-12-09
Also published as: JPS56146483U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、液相の溶剤中における超音波洗浄と、気相
の溶剤中におけるリンシングとを組合せることによって
機械部品などの洗浄を行う超音波洗浄機に関する。

この種の超音波洗浄機では、溶剤を蒸発させるための熱
源と、溶剤の蒸気を凝縮させて回収するための冷却手段
とが必要であり、熱源としては電気ヒータが、また冷却
手段としてはウォータージャケットあるいは冷凍機が使
用されている。

しかしながら電気ヒータで充分な蒸発効果を得るために
は、小形の洗浄機でもＩＫＷ程度の大容量のものが必要
であり、また冷却のために多量の冷却水をウォータージ
ャケットに供給し、あるいは冷凍機を運転しなければな
らないこともあって、運転経費の面で不利な点が多い。

この考案は、溶剤の蒸発に必要な熱源のコストが低く、
シかも溶剤蒸発の凝縮のための冷却水を必要とせずに熱
交換を能率よく行う超音波洗浄機を提供することを目的
とする。

つぎにこの考案の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図に符号１で示すハウジングの内部は、液相の溶剤
を収容する超音波タンク２と、この超音波タンク２に隔
壁３で隔てられた蒸気室４とが形成され、超音波タンク
２の底部に、電気エネルギを超音波振動に変換する１〜
ランステ゛ユーサ５が設けられている。

また蒸気室４の底部には、超音波タンク２から隔室３の
上端を越えて流入した液相の溶剤を加熱して蒸発させる
ための熱交換器６が設けられ、そして超音波タンク２お
よび蒸気室４の上方には、溶剤蒸気を冷却して凝縮させ
るための冷却器７が設けられている。

この冷却器７は、内部を冷媒が流れるコイル状のパイプ
からなり、したがってその周囲に存在する溶剤蒸気は、
このパイプの外壁に凝縮したのち、その下方に設けられ
た受器８内に滴下する。

さらにハウジング１内には、溶剤分離器９が設けられて
いる。

この溶剤分離器９は、受器８からパイプ１０を経て供給
された液体を、溶剤とそれ以外の成分（これは水、オイ
ル、ゴミ等を含む）とに分離するためのもので、溶剤は
パイプ１１から超音波タンク２に戻され、溶剤以外の成
分は適当な時期にバルブ１２を開いて外部に排出される
ようになっている。

熱交換器６および冷却器７を含む熱交換システムの構成
を第２図ａに示す。

第２図ａにおいて符号２１はコンプレッサを示し、この
コンプレッサ２１で圧縮されて高温高圧となった冷媒は
、電磁弁２２を有するパイプ２３を通って熱交換器６に
供給され、熱交換器６の管壁を加熱する。

これによって熱交換器６の周囲に存在する溶剤が加熱さ
れて蒸発し、同時に冷媒が冷却されて、液化する。

この冷媒は、パイプ２４を通って過冷却器２５に入り、
ここで冷却器７からもどって来たエンタルピーの高い冷
媒によって過冷却される。

またファン４０によって空冷されている放熱器４１が設
けられ、その一端はパイプ２６を介して冷却器２５に、
他端は膨張弁４２を有するパイプ４３を介して溶剤用熱
交換器４４及びそれに連なる冷却器７にそれぞれ接続さ
れている。

この放熱器４１は過冷却器２５で過冷却された冷媒を更
に過冷却するために設けられたものである。

即ち過冷却器２５で過冷却された冷媒は、放熱器４１に
入りファン４０で更に過冷却された後、膨張弁４２で断
熱膨張することで減圧され、ついで冷却器７に入る。

この過冷却冷媒は冷却器７のパイプ内に入るときに膨張
して気化し、周囲から気化熱をうばうことによって冷却
器７の管壁を冷却する。

これによって冷却器７の周囲に存在する溶剤蒸気が冷却
されて凝縮する。

また冷却器７を通過した冷媒は、パイプ２８を通って過
冷却器２５に入り、ここで熱交換器６からの冷媒との間
で熱交換を行ってこの冷媒を過冷却したのち、パイプ２
９を経てコンプレッサ２１に吸入される。

、すなわち冷媒は、コンプレッサ２１．冷却器７および
熱交換器６を通って循環し、この過程で、冷却器７の周
囲に存在する溶剤の蒸気を冷却して凝縮させ、熱交換器
６の周囲に存在する溶剤を加熱して気化させるように働
く。

この循環の過程の冷媒の状態を圧力−エンタルピー線図
（Ｐ−ｉ線図）で示すと第３図のようになる。

即ち、コンプレッサ２１で圧縮された冷媒は符号１で示
す状態にあり、熱交換器６の管壁を加熱し溶剤を蒸発さ
せることによりエンタルピーが順次に低下し、符号■で
示された過冷却器２５に入った所で液化する。

そして過冷却器２５で過冷却され、エンタルピーは符号
■で示す状態まで低下する。

更に放熱器４１で過冷却され符号■で示すエンタルピー
の最小値まで低下する。

その後膨張弁４２によって断熱膨張し、符号■で示す点
まで減圧される。

そして冷却器７に入り、ここで膨張して気化し、溶剤蒸
気を凝縮することにより熱を得てエンタルピーを増加さ
せ、符号■で示す点でガス化し、更に過冷却器２５に入
り、熱交換器６からの冷媒との間で熱交換を行って符号
■に示す位置までエンタルピーを増加させ、コンプレッ
サ２１に吸入され、断熱圧縮されて、元の状態すなわち
符号■で示す位置まで加圧されて一サイクルを完了する
。

熱交換において、（溶剤の蒸気発生熱量）≦（溶剤の冷
却回収熱量）の平衡関係が保たれれば、溶剤蒸気発生熱
量を最も高い効率で回収することが可能となる。

この考案はこの点に着目して、種々の実験の結果第３図
でエンタルピーの最Ｆ点■を得る為に過冷却器２５に加
え、放熱器４１を設けて冷媒の持つ熱量を放熱させるこ
とを特徴とする。

即ち、本考案において、（溶剤の蒸気発生熱量）■−■
であり（溶剤の冷却回収熱量）＝■−■である。

従って平衝関係の式は■−■く■−■ であり、平衡関係を保つことができる。

また■の点（放熱器４１により放熱が開始される点）の
温度は大気温度より高いので空気冷却によって充分冷媒
を冷却できる。

またその放熱量（■−■）は、■−■−■−■で示され
溶剤の蒸気発生熱量に較べ少熱量なので放熱の目的は簡
単に達成される。

またこの超音波洗浄装置の使用される周囲温度の変化は
狭い範囲なので、放熱器によってエンタルピーの最下点
となる符号■の点の変動は少ない。

従って本考案の熱交換装置は周囲温度の変化による性能
の変動も少なく、極めて安定した性能を得ることができ
る。

尚第３図の熱量平衝式は■−■−■−■、■−■＝■−
■、■−■＝■−■である。

また溶剤は超音波タンク２からラヂエータ４８及びフィ
ルター４９を有するパイプ４７を経てパイプ５０溶剤熱
交換器４４を通って超音波タンク２に戻る。

またファン３０によって空冷されている凝縮器３１が設
けられ、その一端は膨張弁４５、逆止弁４６を有するパ
イプ３２を介して熱交換器６に、そして他端は電磁弁３
４を有するパイプ３５を介してコンプレッサ２１にそれ
ぞれ続されている。

また電磁弁３６を有するパイプ３７は、パイプ２４と２
９とを接続している。

これらの要素は、運転を休止するために溶剤の加熱を中
止するとともに保冷するのに備えて設けられたもので、
保冷時には、電磁弁２２が閉じられ、代わって電磁弁３
４が開かれる。

この状態では、コンプレッサ２１から送り出された高温
高圧の冷媒は、パイプ３５を通って凝縮器３１に入り、
ここで冷却されることによって液化したのち、バイブ３
２、膨張弁４５、および逆止弁４６を経て熱交換器６に
供給され、このときの減圧で気化することによって熱交
換器６の管壁を冷却する。

すなわち熱交換器６は、稼動時にはその周囲の溶剤を加
熱するが、休止時には溶剤を冷却するように働く。

そして熱交換器６内で気化した冷媒は、稼動時と同し経
路を通ってコンプレッサ２１に戻る。

以上に説明したようにこの考案によれば、溶剤の蒸発に
必要な熱は、熱交換器６内での冷媒の凝縮熱によって与
えらＩ′Ｌ、また溶剤蒸気の冷却は、冷却器７内での冷
媒の蒸発熱を利用して行われる。

すなわち溶剤の蒸発および凝縮に必要な熱エネルギーは
、共通の冷媒の凝縮−蒸発サイクルによって供給され、
したがって運転に必要なエネルギーはコンプレッサを駆
動するのに要する動力だけである。

更に冷媒を過冷却器２５及び放熱器４１とで二重に過冷
却させ溶剤蒸気発生熱量を全て冷却回収することが可能
となる。

このため、溶剤の加熱に電気ヒータを、また冷却に冷凍
機をそれぞれ使用する従来の装置と比較して、運転経費
の大半を占める消費電力は約キ以下に低減される。

また消費電力の低減は放熱量の減少をもたらすので、室
温の上昇が防止でき、作業循境が改善される。

しかも冷却水を必要としないので、設置条件に対する制
約が少なく、このためパッケージ形のものとして構成す
るのに有利である。

そしてこれらの利点は、装置の規模が大きくなるほど増
大する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例による超音波洗浄機の縦断
面図、第２図ａおよびｂは熱交換システムの構成を示す
系統図、第３図は冷媒の圧力−エンタルピー線図である
。１・・・・・・ハウジング、２・・・・・・超音波タン
ク、３・・・・・・隔壁、４・・・・・・蒸気室、５・
・・・・川・ランステ゛ユーサ、６・・・・・・熱交換
器、７・・・・・・冷却器、８・・・・・・受器、９・
・・・・・溶剤分離器、２１・・・・・・コンプレッサ
、２５・・・・・・過冷却器、３１・・・・・・凝縮器
、４１・・・・・・放熱器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

液相の溶剤に超音波振動を与えるためのトランステ゛ユ
ーサと、前記溶剤を加熱して蒸発させる熱交換器と、前
記溶剤の蒸気を冷却して凝縮させる冷却器と、圧縮され
た冷媒を前記熱交換器に供給し、前述の溶剤加熱蒸発作
用を行なわせるコンプレッサと、前記熱交換器から出た
冷媒を過冷却する過冷却器と、過冷却された冷媒を更に
冷却する放熱器と、この放熱器を出た冷媒を前記冷却器
へ供給し前述の溶剤蒸気の冷却を行った後、前記過冷却
器を経て前記コンプレッサに戻すパイプとを備えたこと
を特徴とする超音波洗浄機。