JPS62294475A - 物品洗浄方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の利用分野〕 本発明は物品の洗浄方法及び装置に関し、特にｒｃ基盤
のような微細な隙間や孔を有する物品の洗浄に適した洗
浄方法及び装置に関する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

微細な隙間や四部を有する基盤などの精密加工品の洗浄
にバー・般に超音波洗浄が行われている。

超音波洗浄は物品の平滑面にイ・１着している汚れは比
較的容易に除去できるが微細な隙間や小孔の中に付着し
ているｌりれは執着状になるものの完全離脱までにいた
らない。このため製品としての歩留まりが悪く、また払
拭・除去などの機械的後処理に手数がかかるという問題
があった。さらに、発振子を用いた従来の超音波洗浄装
置の発生周波数は−けいぜい２８ｋｌｌｚであり、それ
自体、性能的に不充分であった。

本発明は、この問題を解消するためになされたもので、
その［１的は基盤の隙間や小孔内のン万れを洗浄槽内で
簡明Ｙ１一つ完全に除去できる新規な洗浄方法及びこの
方法を実施する装置を提供することにある。

Ｃ問題を解決するための手段〕 ト記［１的を達成するために本発明は、被洗浄物を収納
した洗浄槽の洗浄液を所定流圧で循環させると同時に循
環系の洗浄液に空気を導入しながら混合装置で気　液混
合することにより、洗浄槽内に、微細気泡を含む噴出流
と超音波とを発生させ、これにより槽内の被洗浄物に超
音波洗浄と摩擦洗浄による第１次洗浄を施ごし、次いで
、洗浄槽を密閉して循環系の前記混合装置を通して洗浄
液に二酸化炭素を正大混合しながら溶解さセ、しかる後
、洗浄槽を減圧して洗浄液中の混合気体を液中から沸騰
状に発散離脱させることにより槽内の被洗浄物に離脱時
の振動及び波動による第２次の洗浄を施こすようにした
ものである。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を添付の図面に基づいて説明する。

図において１は内部の洗浄液中に被洗浄物を投入して洗
浄を行・）洗浄槽である。この洗浄槽１ば密閉、開放自
在のＭ２を有する耐圧容器からなり、蓋２に減圧弁３が
設けられている。

ここで洗浄液とは水あるいは水と洗剤を溶解したいわゆ
る洗浄用水一般を指称するものとする。

洗浄槽１にはポンプ４を介して槽内の洗浄液を所定の圧
力で循環させる流路５が設ＬＪられているとともに、こ
の循環流路５のポンプ吐出側配管５ａ、好ましくは洗浄
槽１への接続部に、後述する混合装ＴＩ、６が配設され
ている。

前記循環流路５には外部から流路内の洗浄液に空気ある
いは必要に応じて空気とともに洗剤を導入する空気供給
手段７が接続されている。

空気供給手段７は供給パイプ７ａにパイプ内の空気流ｍ
を制御するエゼクタバルブ７ｂを設はパイプ７ａを循環
流路５の混合装置６またはその」二流側に接続してなる
ものである。図の実施例では混合装置６として第４図に
示すような自給式混合装置を使用しているため供給パイ
プ７ａを混合装置６の軸芯に合流させであるが、空気の
導入位置は図の構造に限定されるものではなく、例えば
循環流路５のポンプ４と混合装置６の間の配管５ａに供
給パイプ７ａを接続し、エアコンブレソザー等を用いて
流路５内の洗浄液に空気を圧入する構造でもよく、また
、キャビテーションの発付；などで長期的には好ましく
ないが、循環流路５のポンプ吸込側配管５ｂに空気供給
パイプ７ａを接続し、流路内に空気を吸引させる構造に
してもよい。

さらに、循環流路５のポンプ４と混合装置６０間の配管
５ａ（ポンプ吐出側配管）には外部がら流路内の洗浄液
に二酸化炭素ＣＯ２を圧入する二酸化炭素供給装置８が
接続されている。このＣＯ２供給装置８はＣＯ□ボンへ
８ａの供給パイプ８ｂを洗浄液循環流路５のポンプ４と
混合装置６の間の配管５ａ（ポンプ吐出側配管）あるい
は混合装置６に連通させであるとともに、レギュレータ
機構８０により予め放出圧力を調整できるようになって
いる。

図の実施例では　ＯＯλ供給パイプ８ｂをボンブ４と混
合装置６の間の配管５ａ６ご接続しであるが、ごれに代
え゛（パイプ８Ｉ）４空気供給バイブ７ａに切替えバル
ブを介して接続し、二酸化炭素が自給式混合装置６の軸
芯に導入されるようにＵ７てもよい。

尚、二酸化炭素の圧力はポンプ４の正味揚程（全揚程か
ら配管、混合装置の圧力損失を差引いたもの）と略々等
しくなるようにするのが望ましい。例えばＣＯ□供給圧
力を４．　ｋｇ／　ｃｌとした場合はポンプ４の１易程
は（４＋Δｐ、−１−ΔＰｚ）ｋｇｆ／Ｃｌｌ１（ΔＰ
１は配管の圧力損失、ΔＰ２は混合装置６の圧力１１１
失）にする。このようにするとＣＯ□供給装置８の送入
圧力がポンプの実質揚程と等しくなった時点で二酸化炭
素のイバ給が１′−Ｉ動的に停止するという利点が得ら
れる。これはまた洗浄液中のＣＯ□が設４１温度、圧力
下において飽和値まで溶解した時点で００２のＩバ給が
自動停止１−することを意味するので管ｌｌ１１−きわ
めて好都合である。

尚、ＣＯ□（Ｊ（給装置８から（自給される二酸化炭素
ＣＯ□は気体、液体または固体のいずれでもよい。

次に第２図及び第３図は本発明の実施に好適な混合装置
６の具体例を示すもので、図の混合装置６は基本的には
第２図に示すよ・うに、円筒状の混合管６１の上流側内
周壁に、内部流体を、中心部に負圧部分を有する加速さ
れた同心同形状の多層状旋回流に生成する変流ガイトヘ
ーン６２が設けられているとともに、その下流側内周壁
に多数の衝突体６３が固設され、多層状旋回流がこの衝
突体６３に衝突して激しく撹乱されるようにな−、てい
る。

このため変流ガイドベーン６２は一対の割楕円盤６４、
６４．６４の弦側側縁６５．６５を交差させ、交差部上
流側の弦側側縁間を、混合管１内を軸方向に部分する三
角形の仕切板６６で閉塞した構成になり、一対の割楕円
盤６４、６４．６４の円弧側側縁６７．６７を混合管６
１の内壁に接合するようにして混合管６１内に配設され
ている。

また、衝突体６３は好ましくは第３図のように先端に半
球部６３ａを有する逆戟頭薙台部６３ｂを有し、混合管
内を流下する多層状旋回流がこの衝突体６３に衝突する
ような位置関係で混合管６１の軸芯に四りで配置されて
いる。

第２図の！、（木彫混合装置をそのまま本発明の洗浄液
循環回路５に取り付け、混合装置６の」二流側から空気
を導入することはもらろん可能であるが、好ましくは第
１図及び第４図に示すように空気供給手段７の供給パイ
プ７ａの先端を前記変流ガイトヘーン６６に貫通させて
自給式混合装置として使用する。すなわち、このように
構成した場合は変流ガイトヘーン６６の下流に形成され
る多層状旋回流の中心負圧部に空気供給パイプ７ａの先
端開口が臨むので空気供給手段７の空気は特別な給送手
段を要することなく、洗浄液の旋回流内に自吸式に吸引
されることになる。次に本発明の洗浄方法及び装置の作
用を説明する。

先ず、洗浄槽１にＩＣ基盤などの被洗浄物品と洗浄液を
入れる。

当初は、ＣＯ□（ｊ（給装置８の供給パイプ８ｂを閉に
して循環回路５のポンプ４を作動させることにより槽ｌ
内の洗浄液を循環流路５の混合装置６に所定流速で循環
させるとともに、空気供給手段７のエゼクタバルブ７ｂ
を操作して混合装置６を通る洗浄液流に空気を導入する
。（必要により洗剤を添加）。この段階では洗浄槽１の
減圧弁３あるいは蓋２は閉じてあっても開いてあっても
よい。

ポンプ４で圧送された循環回路５の洗浄液はｌ）Ｌ合装
置６の変流ガイドベーン６２で密度の異なる加速された
同心円構造の多層状旋回流と化すと同時に旋回渦流の中
心負圧部に吸引した空気供給装置７からの空気を伴って
高速旋回しながら混合管を流下し、流下の過程で突起６
３に衝突するごとにより振盪、攪拌される。その結果、
洗浄液に超音波が発生ずるとともに洗浄液中に導入され
た空気は微細気泡化して洗浄液と共に槽１番、−噴出さ
れ、この超音波と噴出流により槽１内で超音波洗浄と摩
擦洗浄が行われる。

特に本発明の混合装置はその下流側中芯軸伺近に低圧部
分を形成するので圧力勾配の１１用による剪断力によっ
て流体の飽和蒸気圧を下げる効果があり、このため気液
混合が急速に行われる。

混合装置６の変流ガイドベーン」二流側がら空気を導入
した場合も同様である。

空気供給装置６のエゼクタバルブ７ｂを「開」から「閉
−Ｊの間でＩ！Ｊ整することにより、導入空気量、発生
気泡量、気泡粒径ならびに発生超音波の周波数を制御す
ることができる。ちなみに、洗浄流量およびエゼクタバ
ルブの調整によって本発明から得られる超音波の周波数
及びその調整範囲はおおよそ１Ｇ〜４０ｋｌｔｚである
。

超音波洗浄と摩擦洗浄による第１次洗浄処理の後、空気
（Ｊ（給装置７のエゼクタバルブ７ｂを閉じ、洗浄槽１
の減圧ブｔ３を閉じて密閉して後、ＣＯ□供給装置８の
弁８ｃを開き、流路５内の洗浄液に二酸化炭素Ｃ０２を
圧入する。

循環流路５内に送入された炭酸ガスは洗浄液とともに混
合装置（′８を通過する過程で混合装置６の前記作用で
強引に攪拌、混合され、微細気泡となって液中に均一・
Ｃに２分散し、かつ、その時の温度、圧力におＧＪるほ
ぼ飽和値まで溶解する。従って、被洗浄物品の１戚小間
隙や小孔内の液体中にはほぼ飽和値の炭酸ガスが溶解さ
れている。

尚、ＣＯ□供給装置８は予めその放出圧力が循環ポンプ
の正味揚程とほぼ等しくなるようにレギュレーター機構
８０によって調整されているので、洗浄槽１内の圧力が
ＣＯ□供給装置の調整圧力付近まで上昇した時点でＣＯ
□の供給が自動的に停止する。

次いで、洗浄槽１の上部Ｍ２に設４Ｊられている減圧弁
３を開く。すると、大きい溶解度で洗浄液中に高圧封入
されていた二酸化炭素ＣＯ□は、槽外部の圧力（例えば
大気圧）における溶解度と平衡になるべく、圧力減少に
伴って急速に気化し、大量の小気泡となって洗浄槽１内
のあらゆる領域の液中からいわば沸謄状に激しく沸き上
りながら発散、離脱する。かくして、液中からの炭酸ガ
ス離脱時に生ずる気・液の振動と摩擦力により被洗浄物
品の微細隙間及び小孔内の軟着付着物、すなわち、超音
波洗浄で除去できなかった（＝１着物がきれいに取り除
かれる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明は超音波洗浄及び摩擦洗浄で第１
次洗浄を行うとともに、これら第１次洗浄で除去しきれ
ない微細間隙内の軟着付着物を炭酸ガス発散時の振動、
波動及び摩擦力で第２次洗浄するので洗浄効果が著しく
向トし、且つ後処理が不要となる。しかもこれら第１次
、第２次洗浄を同一洗浄槽内で連続的に行うので、操作
、管理が容易である。

また、本発明でば４Ｑｋｌｌｚの高い周波数を得ること
ができるので超音波洗浄それ自体を飛躍的に改善できる
ほか、バルブを操作するだけで１６〜４０ｋＨｚの広範
囲の調整が可能である。さらに本発明に使用される混合
装置は超音波発生装置として優れているだけでなく、気
液の均一混合、攪拌が容易であり、ガス吸収効果が高い
ので第１次及び第２次洗浄の双方に貢献でき、洗浄作用
を相乗的に向上させ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図番Ｊ木発明装置のフローチャート、第２図は本発
明に用いられる混合装置の一部切欠き透視図、第３図は
混合装置の衝突体拡大側面図、第４図は第１図の実施例
における混合装置の縦断面図である。 １・・・洗浄槽、３・・・減圧弁、４・・・ポンプ、５
・・・循環流路、６・・・混合装置、７・・・空気供給
装置、８・・・ＣＯ□供給装置、６２・・・変流ガイド
ベーン、６３・・・衝突体。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被洗浄物を収納した洗浄槽の洗浄液を所定流圧で
   循環させると同時に循環系の洗浄液に空気を導入しなが
   ら混合装置で気−液混合することにより、洗浄槽内に、
   微細気泡を含む噴出流と超音波とを発生させ、これによ
   り槽内の被洗浄物に超音波洗浄と摩擦洗浄による第１次
   洗浄を施こし、次いで、洗浄槽を密閉して循環系の前記
   混合装置を通して洗浄液に二酸化炭素ＣＯ＿２を圧入混
   合しながら溶解させ、しかる後、洗浄槽を減圧して洗浄
   液中の混合気体を液中から沸騰状に発泡離脱させること
   により槽内の被洗浄物に離脱時の振動及び波動による第
   ２次の洗浄を施こすことを特徴とする物品の洗浄方法。
2. （２）減圧弁３を有する密閉可能な耐圧洗浄槽１と、洗
   浄槽１内の洗浄液をポンプ４を介して循環する洗浄液循
   環流路５と、 循環流路５のポンプ吐出側配管５ａに配設された混合装
   置６と、 循環流路の混合装置６もしくはその上流側に接続され、
   流路５内の洗浄液に空気を導入する空気供給手段７と、 循環流路５の混合装置６もしくはその上流側に接続され
   、流路５内の洗浄液に二酸化炭素を導入するＣＯ＿２供
   給装置８とを含むことを特徴とする物品洗浄装置。
3. （３）混合装置６が円筒混合管６１の上流側に、一対の
   割楕円盤６４、６４の弦側側縁を交差させ且つ交差部上
   流側の弦側側縁間を、混合管６１を軸方向に二分する三
   角形の仕切板６６で閉塞した変流ガイドベーン６２を具
   備し、該ガイドベーン６２の下流側の混合管内周壁に多
   数の衝突体６３を突設してなることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の物品洗浄装置。
4. （４）空気供給装置７の供給パイプ７ａを、混合装置６
   の変流ガイドベーン６２の軸芯に貫設したことをさらに
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の物品洗浄装置。