JPS6254557B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6254557B2 JPS6254557B2 JP53009232A JP923278A JPS6254557B2 JP S6254557 B2 JPS6254557 B2 JP S6254557B2 JP 53009232 A JP53009232 A JP 53009232A JP 923278 A JP923278 A JP 923278A JP S6254557 B2 JPS6254557 B2 JP S6254557B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- cleaning
- frequency
- cavitation
- vibrations
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は洗浄効果を改善した超音波洗浄装置に
関する。
関する。
従来の超音波洗浄装置では単一周波数の超音波
振動を利用するものが用いられている。このよう
な装置では洗浄槽内に定在波を発生させると強力
なキヤビテーシヨンが得られ洗浄効果が高められ
る。しかしもし定在波を発生させなければ、すな
わち振動放射面において新たに励振された波動の
位相と被洗浄物や液面などからの反射波の位相が
同相でない場合には強い振動が得られず強力はキ
ヤビテーシヨンが発生しない。このため定在波を
発生させる方法が主に用いられているが、この方
法では音圧最大の位置が一定しているためキヤビ
テイシヨンを発生する位置が定まり被洗浄物に対
する洗浄効果にむらがある。さらにキヤビテーシ
ヨンの作用によつて発生した気泡が一定位置に停
滞し超音波振動の反射面を形成するが、この気泡
面は半波長毎に存在するので幾つかの気泡面を通
過して被洗浄物に到達する超音波エネルギは著し
く減衰する。このため洗浄効率を高めるにはキヤ
ビデーシヨンが多量に発生することは抑制する必
要があり放射可能な超音波エネルギに限界があ
る。たとえば洗浄槽に約1W／cm2以上の超音波エ
ネルギを投入するとキヤビテーシヨンは振動放射
面を這うように発生し被洗浄物までエネルギは到
達しない。さらに上記の欠点を除くため同時に２
つ以上の異つた周波数の超音波を被洗浄物に照射
する装置が提案されているが、これら複数の周波
数の波動が重畳された１つの成分として動作する
ため優れた効果は期待できない。このためあまり
実用化されていない。
振動を利用するものが用いられている。このよう
な装置では洗浄槽内に定在波を発生させると強力
なキヤビテーシヨンが得られ洗浄効果が高められ
る。しかしもし定在波を発生させなければ、すな
わち振動放射面において新たに励振された波動の
位相と被洗浄物や液面などからの反射波の位相が
同相でない場合には強い振動が得られず強力はキ
ヤビテーシヨンが発生しない。このため定在波を
発生させる方法が主に用いられているが、この方
法では音圧最大の位置が一定しているためキヤビ
テイシヨンを発生する位置が定まり被洗浄物に対
する洗浄効果にむらがある。さらにキヤビテーシ
ヨンの作用によつて発生した気泡が一定位置に停
滞し超音波振動の反射面を形成するが、この気泡
面は半波長毎に存在するので幾つかの気泡面を通
過して被洗浄物に到達する超音波エネルギは著し
く減衰する。このため洗浄効率を高めるにはキヤ
ビデーシヨンが多量に発生することは抑制する必
要があり放射可能な超音波エネルギに限界があ
る。たとえば洗浄槽に約1W／cm2以上の超音波エ
ネルギを投入するとキヤビテーシヨンは振動放射
面を這うように発生し被洗浄物までエネルギは到
達しない。さらに上記の欠点を除くため同時に２
つ以上の異つた周波数の超音波を被洗浄物に照射
する装置が提案されているが、これら複数の周波
数の波動が重畳された１つの成分として動作する
ため優れた効果は期待できない。このためあまり
実用化されていない。
本発明は、以上の問題点を解決するために、相
異なる周波数を有する複数の超音波振動が予め定
めた時間毎に順次切換わつて一周波ずつ洗浄槽に
印加され、洗浄液は相異なる周波数に対応した複
数の定在波を順に発生されることを特徴とし、定
在波すなわちキヤビテーシヨンの効果が均一分散
し、被洗浄物に対する洗浄効果の均一性が得られ
る超音波洗浄装置を提供するものである。
異なる周波数を有する複数の超音波振動が予め定
めた時間毎に順次切換わつて一周波ずつ洗浄槽に
印加され、洗浄液は相異なる周波数に対応した複
数の定在波を順に発生されることを特徴とし、定
在波すなわちキヤビテーシヨンの効果が均一分散
し、被洗浄物に対する洗浄効果の均一性が得られ
る超音波洗浄装置を提供するものである。
本発明によれば、さらにキヤビテーシヨンによ
つて発生した気泡は他の周波数の振動によつて分
散された洗浄液面に浮上させることができるの
で、気泡面における超音波振動の反射が避けられ
強い超音波エネルギを被洗浄物に到達させ良好な
洗浄が行われるという実用上著しい利点がある。
以下図面を用いて本発明をさらに具体的に説明す
る。
つて発生した気泡は他の周波数の振動によつて分
散された洗浄液面に浮上させることができるの
で、気泡面における超音波振動の反射が避けられ
強い超音波エネルギを被洗浄物に到達させ良好な
洗浄が行われるという実用上著しい利点がある。
以下図面を用いて本発明をさらに具体的に説明す
る。
まず、同一洗浄槽に互いに異なる複数の周波数
の超音波振動を予め定めた時間毎に順次切換えて
一周波ずつ発生させる回路構成を説明する。図１
は本発明の実施例で２つの周波数の超音波振動で
駆動する場合の超音波洗浄装置の回路構成図、図
２は図１中の振動子の駆動波形図である。図１に
おいて１は洗浄槽、２は洗浄液、３および４は共
振周波数がそれぞれたとえば26KHzおよび36KHz
の振動子で、１つの洗浄槽１の底に取付けてお
く。５は商用周波数電源、６，７は共に発振器
で、その出力はそれぞれ振動子３および４を駆動
する。８，９は電源整流素子である。図のように
商用電源よりの入力を８，９により非平滑の半波
整流を行い、商用周波数（たとえば50Hz）の半周
期（1/100秒）に26KHz振動子３を駆動し、次の
半周期には36KHz振動子４を駆動する。いま電源
５を単相、50Hzとすれば26KHzではその1/100秒
間に260回振動が継続する。平滑回路を挿入して
いないためこの振動の大さは図２の１１に示すよ
うに正弦波的に大きくなりまた小さくなる。そし
て次の1/100秒間には36KHzの振動子が360回振動
し図２の１０のように振幅が変化する、１２はこ
れらの包絡線である。以後はこの繰返しが行われ
る。この結果26KHzと36KHzとによる定在波が交
互に発生するので定在波の数が増し定在波が洗浄
槽内に分散した効果が得られ、それぞれの超音波
振動によつて発生するキヤビテーシヨンによる気
泡は他の超音波振動によつて分散浮上するので気
泡群による超音波振動の反射面は形成されず強い
超音波エネルギが被洗浄物に到達する。
の超音波振動を予め定めた時間毎に順次切換えて
一周波ずつ発生させる回路構成を説明する。図１
は本発明の実施例で２つの周波数の超音波振動で
駆動する場合の超音波洗浄装置の回路構成図、図
２は図１中の振動子の駆動波形図である。図１に
おいて１は洗浄槽、２は洗浄液、３および４は共
振周波数がそれぞれたとえば26KHzおよび36KHz
の振動子で、１つの洗浄槽１の底に取付けてお
く。５は商用周波数電源、６，７は共に発振器
で、その出力はそれぞれ振動子３および４を駆動
する。８，９は電源整流素子である。図のように
商用電源よりの入力を８，９により非平滑の半波
整流を行い、商用周波数（たとえば50Hz）の半周
期（1/100秒）に26KHz振動子３を駆動し、次の
半周期には36KHz振動子４を駆動する。いま電源
５を単相、50Hzとすれば26KHzではその1/100秒
間に260回振動が継続する。平滑回路を挿入して
いないためこの振動の大さは図２の１１に示すよ
うに正弦波的に大きくなりまた小さくなる。そし
て次の1/100秒間には36KHzの振動子が360回振動
し図２の１０のように振幅が変化する、１２はこ
れらの包絡線である。以後はこの繰返しが行われ
る。この結果26KHzと36KHzとによる定在波が交
互に発生するので定在波の数が増し定在波が洗浄
槽内に分散した効果が得られ、それぞれの超音波
振動によつて発生するキヤビテーシヨンによる気
泡は他の超音波振動によつて分散浮上するので気
泡群による超音波振動の反射面は形成されず強い
超音波エネルギが被洗浄物に到達する。
図３は、図１の実施例に用いられている発振器
６，７の構成例を示すものである。発振器６にお
いて６−１は26KHzの発振回路、６−２は電圧増
幅回路、６−３は電力増幅回路、６−４は電源５
からの電源を安定化して発振回路６−１に供給す
る安定化電源、６−５は電力増幅回路６−３の出
力を26KHz振動子３に供給するためのマツチング
コンデンサである。電圧増幅回路６−２と電力増
幅回路６−３は、電源５の出力を半波の電源整流
素子８を介して電源駆動される。発振器７を構成
する発振回路７−１、電圧増幅回路７−２、電力
増幅回路７−３、安定化電源７−４、マツチング
コンデンサ７−５は36KHz振動子４を駆動するよ
うに構成されている点を除き、機能としては発振
器６と同様である。電源整流素子８と９は電源５
に対しては互いに逆極性であるから、発振器６，
７の出力がそれぞれ図２に示す波形１１，１０の
ように変化することになることは容易に理解され
る。
６，７の構成例を示すものである。発振器６にお
いて６−１は26KHzの発振回路、６−２は電圧増
幅回路、６−３は電力増幅回路、６−４は電源５
からの電源を安定化して発振回路６−１に供給す
る安定化電源、６−５は電力増幅回路６−３の出
力を26KHz振動子３に供給するためのマツチング
コンデンサである。電圧増幅回路６−２と電力増
幅回路６−３は、電源５の出力を半波の電源整流
素子８を介して電源駆動される。発振器７を構成
する発振回路７−１、電圧増幅回路７−２、電力
増幅回路７−３、安定化電源７−４、マツチング
コンデンサ７−５は36KHz振動子４を駆動するよ
うに構成されている点を除き、機能としては発振
器６と同様である。電源整流素子８と９は電源５
に対しては互いに逆極性であるから、発振器６，
７の出力がそれぞれ図２に示す波形１１，１０の
ように変化することになることは容易に理解され
る。
なお電源５には単相、３相、50または60Hzのい
ずれも使用できるが周波数も商用周波数と異なる
ものを使用してもよい。また異なる定在波分布を
発生させるには同一の周波数（f0）を有する２個
の振動子を僅かに異る２周波数（f0＋Δf0とf0−
Δf0）でそれぞれ駆動してもよく、さらに同一周
波数で駆動し電気的整合条件を異にしても達成で
きる。またｎ種の定在波分布を順に発生させるよ
うに構成してもよく、駆動する超音波エネルギの
大さを目的に応じて振動周波数毎に変えてもよ
い。
ずれも使用できるが周波数も商用周波数と異なる
ものを使用してもよい。また異なる定在波分布を
発生させるには同一の周波数（f0）を有する２個
の振動子を僅かに異る２周波数（f0＋Δf0とf0−
Δf0）でそれぞれ駆動してもよく、さらに同一周
波数で駆動し電気的整合条件を異にしても達成で
きる。またｎ種の定在波分布を順に発生させるよ
うに構成してもよく、駆動する超音波エネルギの
大さを目的に応じて振動周波数毎に変えてもよ
い。
以上の説明のように本発明の装置では少くとも
２種の定在波群によるキヤビテーシヨン層が洗浄
槽内の空間内に異つた位置に分散して順に発生す
ることを繰返すのでキヤビテーシヨンの作用が均
一分散し均一な洗浄効果が得られる。本発明の効
果を実測例によつて示すと380mm×250mm×150mm
（深さ）の洗浄槽内に外径40mm、高さ15mm、板厚
0.5mmのアルマイト処理したアルミニウムの薬品
容器10個を入れ26KHz入力300Wの単一周波数振
動で３分間洗浄したところ部分的に汚れが残つ
た。同条件のこの薬品容器を26KHzと36KHzの２
つの超音波振動で50Hzの電源周波数の半周期ずつ
交互にそれぞれの電気的高周波入力の平均値を
150Wとして洗浄したところ１分間で完全に洗浄
が完了し本発明の効果が著しいことが確められ
た。
２種の定在波群によるキヤビテーシヨン層が洗浄
槽内の空間内に異つた位置に分散して順に発生す
ることを繰返すのでキヤビテーシヨンの作用が均
一分散し均一な洗浄効果が得られる。本発明の効
果を実測例によつて示すと380mm×250mm×150mm
（深さ）の洗浄槽内に外径40mm、高さ15mm、板厚
0.5mmのアルマイト処理したアルミニウムの薬品
容器10個を入れ26KHz入力300Wの単一周波数振
動で３分間洗浄したところ部分的に汚れが残つ
た。同条件のこの薬品容器を26KHzと36KHzの２
つの超音波振動で50Hzの電源周波数の半周期ずつ
交互にそれぞれの電気的高周波入力の平均値を
150Wとして洗浄したところ１分間で完全に洗浄
が完了し本発明の効果が著しいことが確められ
た。
図１は本発明を実施した超音波洗浄装置の回路
構成図、図２は図１中の振動子の駆動波形図、図
３は本発明に用いる発振器の具体例を示すブロツ
ク図である。 １……洗浄槽、２……洗浄液、３，４……振動
子、５……商用電源、６，７……発振器、８，９
……電源整流素子、１０，１１……振動子３，４
の各駆動波形、１２……１０，１１の包絡線、６
−１，７−１……発振回路、６−２，７−２……
電圧増幅回路、６−３，７−３……電力増幅回
路、６−４，７−４……安定化電源、６−５，７
−５……マツチングコンデンサ。
構成図、図２は図１中の振動子の駆動波形図、図
３は本発明に用いる発振器の具体例を示すブロツ
ク図である。 １……洗浄槽、２……洗浄液、３，４……振動
子、５……商用電源、６，７……発振器、８，９
……電源整流素子、１０，１１……振動子３，４
の各駆動波形、１２……１０，１１の包絡線、６
−１，７−１……発振回路、６−２，７−２……
電圧増幅回路、６−３，７−３……電力増幅回
路、６−４，７−４……安定化電源、６−５，７
−５……マツチングコンデンサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 同一洗浄槽内に複数の相異なる周波数の超音
波振動が予め定めた時間毎に順次切換わつて１周
波ずつ発生されるように構成されたことを特徴と
する超音波洗浄装置。 ２ 同一洗浄槽内に商用電源周波数に比べて数
100倍以上でかつ相異なる２周波の振動が商用電
源周波数の半周期ずつ交互に発生されるように構
成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の超音波洗浄装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP923278A JPS54103264A (en) | 1978-02-01 | 1978-02-01 | Ultrasonic cleaning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP923278A JPS54103264A (en) | 1978-02-01 | 1978-02-01 | Ultrasonic cleaning device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54103264A JPS54103264A (en) | 1979-08-14 |
| JPS6254557B2 true JPS6254557B2 (ja) | 1987-11-16 |
Family
ID=11714652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP923278A Granted JPS54103264A (en) | 1978-02-01 | 1978-02-01 | Ultrasonic cleaning device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54103264A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5962382A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-04-09 | 神明台工業株式会社 | 交互多周波式超音波洗浄機の励振方法 |
| JPS62123289U (ja) * | 1986-12-04 | 1987-08-05 | ||
| JP2785022B2 (ja) * | 1988-12-09 | 1998-08-13 | 本多電子株式会社 | キャビテーションを利用した洗浄方法 |
| JP2794438B2 (ja) * | 1989-02-16 | 1998-09-03 | 本多電子株式会社 | キャビテーションを利用した洗浄方法 |
| US10569309B2 (en) | 2015-12-15 | 2020-02-25 | General Electric Company | Equipment cleaning system and method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5250730Y2 (ja) * | 1973-05-11 | 1977-11-17 |
-
1978
- 1978-02-01 JP JP923278A patent/JPS54103264A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54103264A (en) | 1979-08-14 |
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