KR20120022850A - 세정 장치 및 세정 방법 - Google Patents

Abstract

세정조(3)에는 세정액이 저장되고 그 세정액에 피세정물(2)이 침지된다. 감압 수단(5)은 세정조(3) 내의 기체를 외부로 흡인 배출해서 세정조(3) 내를 감압한다. 가열 수단(7)은 세정조(3) 내의 세정액을 가열한다. 급기 수단(6)은 피세정물(2)보다 하방으로부터 세정조(3) 내의 세정액 중에 기체를 도입한다. 가열 수단(7)에 의해 세정액을 설정 온도까지 가열한 후 감압 수단(5)에 의해 세정조(3) 내를 감압해서 세정액을 비등시키고, 이 비등 중에 급기 수단(6)에 의해 세정액 중에 기체를 도입한다. 이에 따라, 세정액을 격렬하게 비등시켜서 피세정물(2)의 세정 효과를 증가시킬 수 있다.

Description

세정 장치 및 세정 방법{CLEANING DEVICE AND CLEANING METHOD}

본 발명은 의료 기구 외 전자 부품이나 기계 부품 등을 세정하는 세정 장치와 세정 방법에 관한 것이다. 본 출원은 2009년 5월 28일에 일본에 출원된 특허 출원 2009-128369호 및 2010년 3월 1일에 일본에 출원된 특허 출원 2010-043688호에 의거하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 하기 특허문헌 1에 개시되는 바와 같이 피세정물을 밀폐적으로 수납하는 챔버 내에 세정수를 채우고, 챔버 내를 감압함으로써 세정수를 비등(沸騰)시키고, 이 때 발생되는 기포와 이 기포에 의한 요동 운동에 의해 피세정물을 세정하는 세정 방법이 알려져 있다. 이 경우 세정수의 상하의 위치에서의 수압의 차이에 의해 세정수의 하층은 상층보다 비등하기 어려워 기포의 발생량이 적어지므로 세정수의 하층을 히터에 의해 가열하고 있다.

또한, 종래 하기 특허문헌 2에 개시되는 바와 같이 1종류 이상의 가스를 용존시킨 과포화 농도 또한 다량의 기포를 포함한 가스 용해액을 세정액으로 하고 세정조 내부를 대기압으로 한 상태에서 세정액의 순환에 의한 세정을 소정 시간 행하는 순환 세정 공정과, 세정조 내부를 대기압 하 또는 감압 하로 한 상태에서 세정액에 초음파 진동을 부여해서 초음파 세정을 소정 시간 행하는 초음파 세정 공정을 포함하는 세정 방법이 알려져 있다.

일본 공개 특허 소61-109567호 공보 일본 공개 특허 제 2008-119642호 공보(단락 번호 0061)

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 발명의 경우 세정수의 상하의 위치에서의 수압의 영향을 해소하기 위해서 히터가 필요하다. 또한, 「비등의 핵」을 발생시켜서 비등을 유발시키거나 비등을 폭발적으로 격렬하게 하는 것도 아니다. 세정조 저부로부터 히터 등에 의해 가열되면서 감압되면 세정수 하방으로부터 발생된 기포는 상승과 함께 주위의 세정액에 용해되어 미세하게 수축 분열해 가지만 이러한 기포의 상승에서는 세정액을 분출시킬만큼의 효과가 얻어지지 않는다.

또한, 상기 특허문헌 2에 기재된 발명의 경우 세정액 중에 기포를 공급해서 피세정물의 세정을 도모하는 것이지만 대기압 상태에서 세정을 도모하는 것이며 세정액을 비등시키는 것도 아니다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 간이한 구성 및 제어에 의해 비등을 발생시킴과 아울러 비등을 격렬하게 일으킴으로써 피세정물의 효과적인 세정을 도모하는 것에 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 그 제 1 발명은 세정액이 저장되고 그 세정액에 피세정물이 침지되는 세정조와, 이 세정조 내의 기체를 외부로 흡인 배출해서 상기 세정조 내를 감압하는 감압 수단과, 이 감압 수단에 의해 상기 세정조 내의 기상부의 압력을 상기 세정조 내의 세정액의 증기압 이하 또는 그 직전까지 낮춘 상태에서 상기 피세정물보다 하방으로부터 상기 세정조 내의 세정액 중에 기체를 도입하는 급기 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 세정 장치이다.

제 1 발명에 의하면 세정조 내의 세정액에 피세정물을 침지시킨 상태에서 세정조 내를 감압해서 세정액을 비등시키고, 이것에 의한 세정액의 요동에 의해 피세정물의 세정을 도모할 수 있다. 세정액을 비등시킬 때 세정액의 상하의 위치에서의 수압의 상위나 장소에 따른 액온의 상위 등에 의거하여 비등이 전체적으로 발생되지 않거나, 비등이 완만해서 폭발적인 격렬한 비등이 발생되지 않거나, 그러한 격렬한 비등이 발생되어도 국소적 또한 산발적으로 발생되는 정도이거나 할 우려가 있지만, 본 제 1 발명에 의하면 급기 수단에 의해 세정액 중으로 기체를 도입함으로써 그러한 문제점을 방지할 수 있다. 즉, 비등하고 있는 중에 세정조 저부로부터 기체를 일시적으로 도입하면 도입된 기체가 비등의 핵이 되고, 도입된 기체와 세정액의 경계층, 특히 그 하층에서 격렬한 비등이 일어나서 큰 기포가 형성된다. 이 크게 형성되는 기포가 상승함으로써 세정액이 크게 분출된다. 그 직후에 분출된 세정액이 낙하한다. 이 폭발적인 세정액의 분출과 그것에 계속되는 낙하에 의하여 세정조 내의 세정액을 크게 요동시킬 수 있어 피세정물의 세정을 효과적으로 도모할 수 있다.

제 2 발명은 제 1 발명의 구성 요건에 추가해서 상기 세정조 내의 세정액을 가열하는 가열 수단을 더 구비하고, 이 가열 수단에 의해 세정액을 설정 온도까지 가열한 후 상기 감압 수단에 의해 상기 세정조 내를 감압해서 세정액을 비등시키고, 이 비등 중에 상기 급기 수단에 의해 세정액 중에 기체를 도입하는 것을 특징으로 하는 세정 장치이다.

제 2 발명에 의하면 미리 가열 수단에 의해 세정액을 설정 온도까지 가열해 둠으로써 안정되고 확실하게 비등을 발생시켜 세정 효과를 안정시킬 수 있다. 또한, 세정액의 적어도 일부에 있어서의 비등 중에 세정액 중에 기체를 도입함으로써 세정액 중에 공급된 기체를 「비등의 핵」으로 해서 비등 또한 폭발적인 격렬한 비등을 확실히 발생시킬 수 있다.

제 3 발명은 제 2 발명의 구성 요건에 추가해서 상기 급기 수단에 의한 세정액 중으로의 기체 도입의 정지와, 세정액을 상기 설정 온도까지 재가열하거나 재가열하지 않고 세정액을 재비등시킬때까지의 상기 세정조 내의 감압과, 이 비등 중의 상기 급기 수단에 의한 세정액 중으로의 기체 도입을 반복하는 것을 특징으로 하는 세정 장치이다.

제 3 발명에 의하면 세정조 내의 감압과, 그것에 의한 비등 중의 세정액 중으로의 기체 도입과, 그 기체 도입의 정지를 반복함으로써 피세정물의 세정을 확실히 도모할 수 있다.　세정조 내의 감압 전에는 세정액을 설정 온도까지 가열해도 좋고 가열하지 않아도 좋다.　설정 온도까지 가열해 두면 세정 효과를 안정시킬 수 있고, 설정 온도까지 가열하지 않으면 그 만큼 세정 시간의 단축을 도모할 수 있다.

제 4 발명은 제 2 발명 또는 제 3 발명의 구성 요건에 추가해서 상기 감압 수단에 의해 감압된 상기 세정조 내의 기상부로 기체를 도입해서 상기 세정조 내를 복압(復壓)하는 복압 수단을 더 구비하고, 상기 가열 수단에 의해 세정액을 상기 설정 온도까지 가열해서 유지한 후 세정액이 계속해서 비등하도록 상기 감압 수단에 의해 상기 세정조 내의 감압을 계속하고, 이 감압 중에 상기 세정조 내를 세정액의 비등이 정지하기까지 순시에 일시적으로 복압하는 것을 반복하고, 세정액을 상기 설정 온도로 유지하는 동안 상기 감압 수단에 의한 상기 세정조 내의 감압과, 그것에 의한 세정액의 비등 중의 상기 급기 수단에 의한 기체 도입을 행하는 것을 특징으로 하는 세정 장치이다.

제 4 발명에 의하면 세정조의 액상부로의 급기 수단 이외에 세정조의 기상부로의 복압 수단도 구비하기 때문에 다음과 같은 세정 방법과의 병용이 가능하게 된다.　즉, 감압 수단에 의해 세정조 내를 감압해서 세정액을 비등시키고, 이 비등 중에 복압 수단에 의해 세정조 내를 순시에 복압해서 세정액의 비등을 단숨에 정지하는 것이다. 이 복압시 그때까지의 비등에 의해 세정액 중에 발생되고 있었던 수증기의 기포는 순시에 응축된다.　따라서, 이 응축시의 압력파나 압력차에 의해 세정액이 교반 및 이송되어 피세정물의 세정이 도모된다.　또한，세정조 내의 감압에 의해 피세정물의 관 내나 구멍 내에는 증기 고임이 발생되지만 세정조 내의 복압에 의해 그러한 증기 고임이 순시에 소멸된다. 따라서, 피세정물의 관 내나 구멍 내에 세정액을 격렬하게 출입시킬 수 있고 그에 따라 피세정물의 세정이 도모된다. 이러한 공정 전에는 세정액을 설정 온도로 가열 유지하는 것이 좋지만, 그 동안에 세정조 내의 감압과, 그것에 의한 비등 중의 세정액 중으로의 기체의 도입에 의하여 피세정물의 세정을 도모하면 세정액의 가열 유지 시간을 헛되게 할 일이 없다.

제 5 발명은 제 1 발명으로부터 제 4 발명까지 중 어느 하나의 구성 요건에 추가해서 상기 급기 수단은 횡방향으로 배치되는 파이프를 상기 세정조 내의 저부에 구비하고, 이 파이프에는 설정 간격으로 기체 도출 구멍이 하방으로 개구되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치이다.

제 5 발명에 의하면 세정조 내의 저부에 횡방향으로 파이프를 배치하고, 그 파이프의 둘레측벽에 설정 간격으로 형성된 구멍으로부터 기체를 도출함으로써 세정조 내의 세정액에 편차없이 균질하게 기체를 도입해서 세정액의 전체에 비등을 발생시킬 수 있다. 또한, 파이프에 형성되는 구멍은 하방으로만 개구되므로 세정액 중에 편차없이 균질하게 기체를 도입해서 세정액의 전체에 비등을 발생시킬 수 있다.

제 6 발명은 세정조 내에 저장된 세정액에 피세정물을 침지시켜 세정을 도모하는 세정 방법으로서, 상기 세정조 내를 감압해서 상기 세정조 내의 기상부의 압력을 상기 세정조 내의 세정액의 증기압 이하 또는 그 직전까지 낮춘 상태에서 상기 피세정물보다 하방으로부터 상기 세정조 내의 세정액 중에 기체를 도입하는 것을 특징으로 하는 세정 방법이다.

제 6 발명에 의하면 세정조 내의 세정액에 피세정물을 침지시킨 상태에서 세정조 내를 감압해서 세정액을 비등시키고, 이것에 의한 세정액의 요동에 의해 피세정물의 세정을 도모할 수 있다. 세정액을 비등시킬 때 세정액의 상하의 위치에서의 수압의 상위나 장소에 따른 액온의 상위 등에 의거하여 비등이 전체적으로 발생되지 않거나, 비등이 완만해서 폭발적인 격렬한 비등이 발생되지 않거나, 그러한 격렬한 비등이 발생되어도 국소적 또한 산발적으로 발생되는 정도이거나 할 우려가 있지만, 본 제 6 발명에 의하면 세정액 중으로 기체를 도입함으로써 그러한 문제점을 방지할 수 있다. 즉, 비등하고 있는 중에 세정조 저부로부터 기체를 일시적으로 도입하면 도입된 기체가 비등의 핵이 되고, 도입된 기체와 세정액의 경계층, 특히 그 하층에서 격렬한 비등이 일어나서 큰 기포가 형성된다. 이 크게 형성되는 기포가 상승함으로써 세정액이 크게 분출된다. 그 직후에 분출된 세정액이 낙하된다. 이 폭발적인 세정액의 분출과 그것에 계속되는 낙하에 의하여 세정조 내의 세정액을 크게 요동시킬 수 있어 피세정물의 세정을 효과적으로 도모할 수 있다.

또한, 제 7 발명은 제 6 발명의 구성 요건에 추가해서 상기 세정조 내의 세정액을 설정 온도까지 가열한 후 상기 세정조 내를 감압해서 세정액을 비등시키고, 이 비등 중에 세정액 중에 기체를 도입하는 것을 특징으로 하는 세정 방법이다.

제 7 발명에 의하면 미리 세정액을 설정 온도까지 가열해 둠으로써 안정되고 확실하게 비등을 발생시켜 세정 효과를 안정시킬 수 있다. 또한, 세정액의 적어도 일부에 있어서의 비등 중에 세정액 중에 기체를 도입함으로써 세정액 중에 공급된 기체를 「비등의 핵」으로 해서 비등 또한 폭발적인 격렬한 비등을 확실히 발생시킬 수 있다.

<발명의 효과>

본 발명에 의하면 간이한 구성 및 제어에 의해 비등을 발생시킴과 아울러 비등을 격렬하게 일으킴으로써 피세정물의 효과적인 세정을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 세정 장치의 실시예 1을 도시하는 개략 구성도이며, 일부를 단면으로 해서 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 세정 장치의 세정조의 개략 횡단면도이다.
도 3은 도 2의 일부에 있어서의 개략 종단면도이다.
도 4는 도 2의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 세정 장치의 실시예 2를 도시하는 개략 구성도이며, 일부를 단면으로 해서 도시하고 있다.
도 6은 도 5의 세정 장치를 사용한 세정 방법의 일례를 도시하는 도면이고, 세정 개시로부터의 경과 시간과 세정조 내의 압력의 관계와, 세정 개시로부터의 경과 시간과 세정액의 온도의 관계를 도시하고 있다.
도 7은 도 5의 세정 장치를 사용한 세정 방법의 일례를 도시하는 플로우챠트이다.
도 8은 도 1 및 도 5의 세정 장치에 있어서의 가열 수단의 변형예를 도시하는 도면이고, 가열 수단 이외의 구성을 생략해서 도시하고 있다.

이하, 본 발명의 구체적 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 세정 장치의 실시예 1을 도시하는 개략 구성도이며, 일부를 단면으로 해서 도시하고 있다. 또한, 도 2는 이 세정 장치의 세정조의 개략 횡단면도이다. 또한, 도 3은 도 2의 일부에 있어서의 개략 종단면도이며, 세정액 중으로의 기체 도입 상태를 도시하고 있다.

본 실시예의 세정 장치(1)는 세정액을 저장해서 피세정물(2)이 침지되는 세정조(3)와, 이 세정조(3) 내에 세정액을 공급하는 급수 수단(4)과, 세정조(3) 내의 기체를 외부로 흡인 배출해서 세정조(3) 내를 감압하는 감압 수단(5)과, 세정조(3) 내의 세정액 중에 기체를 도입하는 급기 수단(6)과, 세정조(3) 내의 세정액을 가열하는 가열 수단(7)과, 세정조(3) 내의 세정액을 배출하는 배수 수단(8)과, 세정조(3) 내의 기상부의 압력을 검출하는 압력 센서(9)와, 세정조(3) 내의 액상부의 온도(즉, 세정액의 온도)를 검출하는 액온 센서(10)와, 이들 센서(9, 10)의 검출 신호 등에 의거하여 상기 각 수단(4?8)을 제어하는 제어 수단(11)을 구비한다. 또한, 세정조(3) 내의 기상부의 압력을 검출하는 압력 센서(9) 대신에 또는 이것에 추가해서 세정조(3) 내의 기상부의 온도를 검출하는 온도 센서(도시 생략)를 구비해도 좋다.

세정액은 감압 수단(5)에 의한 세정조(3) 내의 감압에 의해 비등 가능하면 특별히 불문하지만 예를 들면 물이다. 본 실시예에서는 세정액은 세제를 0.5%전후 포함한 물이다. 단, 세정액은 세제를 포함하는 물 이외에 세제를 포함하지 않는 물이어도 좋다. 또한, 세정액은 연수, 순수, 용제 등 세정에 사용할 수 있는 그 밖의 액체이어도 좋다.

피세정물(2)은 세정을 도모하고 싶은 물품이며, 예를 들면 의료 기구, 전자 부품, 또는 기계 부품이다. 본 실시예의 세정 장치(1)는 세정액의 비등을 이용해서 피세정물(2)의 세정을 도모하지만 피세정물(2)에는 비등에 의한 증기가 고이는 개소가 있어도 좋고 없어도 좋다. 즉, 피세정물(2)은 관상의 물품이나 구멍이 형성된 물품과 같이 증기가 고이는 개소가 있어도 좋고, 겸자와 같이 증기가 고이는 개소가 없어도 좋다.

세정조(3)는 내부 공간의 감압에 견디는 중공용기이다. 본 실시예의 세정조(3)는 상방으로 개구되어 중공부를 갖는 본체(12)와 이 본체(12)의 개구부를 개폐하는 덮개(13)를 구비한다. 본체(12)에 덮개(13)를 한 상태에서는 본체(12)와 덮개(13)의 간극은 패킹(14)에 의해 밀봉된다. 이에 따라, 본체(12)의 중공부는 밀폐되어 세정조(3) 내에 밀폐 공간이 형성된다.

세정조(3)에는 세정조(3) 내에 세정액을 공급하는 급수 수단(4)이 접속된다. 본 실시예의 급수 수단(4)은 급수로(15)를 통해서 세정조(3) 내에 세정액을 공급한다. 급수로(15)에는 급수 밸브(16)가 설치되어 있고, 세정조(3) 내로의 급수시 급수 밸브(16)가 개방된다.

세정조(3)에는 세정조(3) 내의 기체를 외부로 흡인 배출해서 세정조(3) 내를 감압하는 감압 수단(5)이 접속된다. 본 실시예의 감압 수단(5)은 배기로(17)를 통해서 세정조(3) 내의 기체를 흡인 배출하는 진공 발생 장치(18)이다. 진공 발생 장치(18)는 특별히 불문하지만 전형적으로는 수봉식(水封式)의 진공 펌프를 구비하고, 이 진공 펌프에 의해 상류측에 배기로(17) 내의 증기를 응축시키는 간접 열교환기를 더 구비해도 좋다.

배기로(17)에는 세정조(3)와 진공 발생 장치(18) 사이에 체크 밸브(19)를 설치하는 것이 바람직하다. 단, 체크 밸브(19) 대신에 진공 밸브를 설치하여도 좋다. 이 경우 진공 밸브의 개폐는 진공 발생 장치(18)의 작동의 유무와 연동한다. 즉, 진공 발생 장치(18)의 작동시 진공 밸브가 개방된다.

세정조(3)에는 세정조(3) 내의 세정액 중에 기체를 도입하는 급기 수단(6)이 설치된다. 본 실시예의 급기 수단(6)은 감압 하의 세정조(3) 내의 세정액 중에 급기로(20)를 통해서 외기를 도입한다. 급기로(20)에는 급기 밸브(21)가 설치되어 있고, 세정조(3) 내가 감압된 상태에서 급기 밸브(21)를 개방하면 차압에 의해 외기를 세정조(3) 내로 도입할 수 있다. 급기로(20)에는 급기 밸브(21)보다 상류측의 단부에 필터(22)를 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우 필터(22)를 통한 공기가 세정조(3) 내의 세정액 중에 도입된다.

본 실시예에서는 급기로(20)로부터의 기체는 세정조(3) 내의 저부에 설치된 급기 파이프(23)를 통해서 세정액 중에 도입된다. 이 급기 파이프(23)는 세정조(3) 내의 저부에 횡방향으로 배치되어 있다. 구체적으로는, 급기 파이프(23)는 세정조(3) 내의 저부이기는 하지만 저면으로부터 이격하여 수평으로 유지되어 있다. 본 실시예에서는 도 2에 도시하는 바와 같이 세정조(3) 내의 저부를 사행(蛇行)하도록 급기 파이프(23)가 설치되어 있다. 단, 급기 파이프(23)의 구성은 도 2에 한정되지 않고 적절하게 변경 가능하다. 예를 들면, 도 4에 도시하는 바와 같이 복수개의 직관형상의 급기 파이프(23, 23, …)를 동일한 간격으로 평행하게 배치해도 좋다. 그 경우 각 직관형상의 급기 파이프(23)의 일단부는 급기로(20)로서 하나로 모여지는 것이 바람직하다.

급기 파이프(23)는 일단부가 급기로(20)에 접속되는 한편 타단부가 폐쇄 또는 상기 일단부에 접속되어서 루프 형상으로 되어 있고, 연장 방향을 따라서 설정 간격으로 기체 도출 구멍(노즐)(24)이 형성되어 있다. 이 때, 도 3에 도시하는 바와 같이 기체 도출 구멍(24)은 하측으로만 개구되어 형성된다. 기체 도출 구멍(24)을 하방을 향해서 개구시킴으로써 세정액 중에 편차없이 균질하게 기체를 도입할 수 있다. 만약, 기체 도출 구멍(24)을 상방을 향해서 개구하면 급기 파이프(23)의 하류로 갈수록 기체의 토출량이 감소하여 세정 효과에 영향을 주지만 본 실시예와 같이 기체 도출 구멍(24)을 하방을 향해서 개구함으로써 그러한 문제점을 회피할 수 있다.

기체 도출 구멍(24)은 세정조(3) 내의 저면에 빠짐없이 배치된다. 구체적으로는, 세정조(3) 내의 저면을 1변 100㎜의 격자상으로 구획했다고 가정한 경우에 각 격자 내에 적어도 1개의 기체 도출 구멍(24)이 형성된다. 이 때, 기체 도출 구멍(24)의 수는 많을수록 바람직하다. 그리고, 그들 기체 도출 구멍(24)의 전부가 상술한 바와 같이 하방을 향해서 개구되는 것이 바람직하다. 또한, 기체 도출 구멍(24)이 형성된 급기 파이프(23)는 피세정물(2)보다 하방에 배치된다. 또한, 기체 도출 구멍(24)의 직경은 특별히 불문하지만 예를 들면 본 실시예에서는 1㎜로 되어 있다.

그런데, 본 실시예에서는 급기 수단(6)은 세정조(3) 내의 세정액 중에 공기를 도입하는 구성으로 했지만 공기 이외의 기체를 도입하는 구성으로 하여도 좋다. 즉, 급기 수단(6)에 의해 세정액 중에 도입되는 기체는 공기 이외에, 예를 들면 질소, 이산화탄소, 증기 등이어도 좋다. 세정액 중에 도입되는 기체는 세정액을 비등시키는 핵으로 하기 위해서 세정액에 용해되기 어려운 기체일수록 바람직하다. 공기 이외의 기체를 사용할 경우도 그 기체는 급기 밸브(21) 및 급기 파이프(23)를 통해서 기체 도출 구멍(24)으로부터 세정액 중에 도입된다.

세정조(3)에는 세정조(3) 내의 세정액을 가열하는 가열 수단(7)이 설치된다. 본 실시예의 가열 수단(7)은 세정조(3) 내의 세정액 중에 증기를 내뿜어서 세정액을 가열한다. 구체적으로는, 세정조(3)에는 보일러 등의 증기 공급원으로부터 급증로(25)를 통해서 증기가 공급 가능하게 된다. 급증로(25)에 설치한 급증 밸브(26)를 개폐함으로써 세정조(3) 내로의 증기 공급의 유무를 스위칭할 수 있다.

단, 가열 수단(7)은 세정조(3) 내의 세정액에 직접적으로 증기를 내뿜는 것 이외에 세정조(3) 내에 전기 히터를 설치하거나, 전기 히터를 장착한 용기를 별도 설치해서 그 용기와 세정조(3) 사이를 순환 펌프에 의해 세정액 또는 열매를 순환시키거나, 세정조(3)를 재킷 구조(내외 이중 구조)로 해서 그 중공부에 증기 등의 열매를 넣어서 세정조(3) 내의 세정액을 간접적으로 가열하거나 해도 좋다. 단, 에너지 효율 및 세정조(3)의 구성 간소화의 관점으로부터 본 실시예와 같이 세정액 중에 증기를 내뿜어서 세정액을 가열하는 것이 바람직하다.

세정조(3)에는 세정조(3) 내의 세정액을 배출하는 배수 수단(8)이 접속된다. 본 실시예의 배수 수단(8)은 세정조(3) 내의 세정액을 세정조(3)의 저부로부터 배수로(27)를 통해서 배출한다. 배수로(27)에는 배수 밸브(28)가 설치되어 있고, 세정조(3) 내에 세정액이 저장된 상태에서 배수 밸브(28)를 개방하면 세정액을 세정조(3) 밖으로 자연스럽게 도출시킬 수 있다.

세정조(3)에는 세정조(3) 내의 기상부의 압력을 검출하는 압력 센서(9)와, 세정조(3) 내의 세정액의 온도를 검출하는 액온 센서(10)가 설치된다. 또한, 소망에 의해 압력과 온도를 환산함으로써 압력 센서(9) 대신에 온도 센서를 사용할 수도 있다.

급수 수단(4), 감압 수단(5), 급기 수단(6), 가열 수단(7), 및 배수 수단(8)은 제어 수단(11)에 의해 제어된다. 이 제어 수단(11)은 상기 각 센서(9, 10)의 검출 신호 등에 의거하여 상기 각 수단(4?8)을 제어하는 제어기(29)이다. 구체적으로는, 급수 밸브(16), 진공 발생 장치(18), 급기 밸브(21), 급증 밸브(26), 배수 밸브(28) 이외에 압력 센서(9) 및 액온 센서(10)는 제어기(29)에 접속되어 있다. 그리고, 제어기(29)는 이하에 설명하는 바와 같이 소정의 순서(프로그램)에 따라 세정조(3) 내의 피세정물(2)의 세정을 도모한다.

이하, 본 실시예의 세정 장치(1)를 사용한 세정 방법에 대해서 설명한다. 여기서는 주수 공정의 후, 승온 공정, 감압 공정, 급기 공정, 및 배수 공정이 순서대로 실행된다.

주수 공정은 급수 수단(4)에 의해 세정조(3) 내에 세정액을 넣는 공정이다. 구체적으로는, 급수 밸브(16)를 개방해서 세정조(3) 내에 세정액을 넣고 세정조(3) 내에 소망량의 세정액이 저장되면 급수 밸브(16)를 폐쇄한다. 주수 공정에서는, 세정조(3) 내의 전부를 세정액으로 채우는 것은 아니고 세정조(3) 내의 중도까지 세정액이 넣어진다. 이에 따라, 세정조(3) 내는 하방의 액상부와 상방의 기상부로 나누어진다.

피세정물(2)은 세정조(3) 내에 세정액을 넣기 전에 미리 세정조(3) 내에 넣어 두어도 좋고, 세정조(3) 내에 세정액을 넣은 후에 세정조(3) 내에 넣어도 좋다. 어떻게 해도, 피세정물(2)은 세정조(3) 내의 세정액 내에 침지된다. 이 때, 피세정물(2)은 급기 파이프(23)보다 상방에 망상의 바스켓 등에 넣어져서 유지된다. 이와 같이 해서, 세정조(3) 내에는 세정액이 저장됨과 아울러 그 세정액에는 피세정물(2)이 침지된다. 또한, 세정조(3)의 덮개(13)는 폐쇄된 상태로 된다.

승온 공정은 세정조(3) 내의 세정액을 설정 온도(예를 들면 50℃)까지 가열하는 공정이다. 구체적으로는, 세정액이 설정 온도가 될 때까지 가열 수단(7)에 의해 세정액을 가열한다. 본 실시예에서는 급증 밸브(26)를 개방해서 세정조(3) 내의 세정액 중에 증기를 내뿜어서 세정액을 가열한다. 이 급증 중 액온 센서(10)에 의해 세정액의 온도를 감시하여 세정액이 설정 온도가 되면 급증 밸브(26)를 폐쇄해서 다음 공정으로 이행한다.

또한, 세정액이 설정 온도가 되면 그 온도를 설정 시간 유지하도록 액온 센서(10)의 검출 신호에 의거하여 급증 밸브(26)의 개폐를 제어(유지 공정)한 후 급증 밸브(26)를 폐쇄해서 다음 공정으로 이행하도록 하여도 좋다. 세정액을 설정 온도로 설정 시간 유지함으로써 세정액의 온도를 일정하게 할 수 있다.

감압 공정은 감압 수단(5)에 의해 세정조(3) 내를 감압하는 공정이다. 구체적으로는, 진공 발생 장치(18)를 작동시켜서 세정조(3) 내의 기체를 외부로 흡인 배출한다. 이 감압 중 액온 센서(10)에 의해 검출되는 세정액의 온도가 소정 온도(예를 들면, 49.5℃)까지 내려가거나, 압력 센서(9)에 의해 검출되는 세정조(3) 내의 압력이 소정 압력까지 내려가거나, 또는 소정 시간이 경과하면 급기 공정이 개시된다.

이 소정 온도, 소정 압력, 또는 소정 시간은 이 중 어느 하나가 채용되어서 상술한 바와 같이 제어에 사용되지만 세정조(3) 내의 세정액을 비등 가능 상태가 되도록 설정한다. 바꿔 말하면, 이 소정 온도, 소정 압력, 또는 소정 시간까지 감압함으로써 세정조(3) 내의 세정액은 비등 가능 상태로 된다. 즉, 세정조(3) 내의 기상부의 압력은 세정조(3) 내의 세정액의 증기압 이하 또는 그 직전까지 낮춘 상태로 된다. 이 상태에서는 통상 세정조(3) 내의 세정액의 적어도 일부에 있어서 비등이 발생된다.

또한, 세정조(3) 내의 세정액을 비등 가능 상태로 하기 위해서는 기본적으로는 세정조(3) 내의 기상부의 압력을 세정조(3) 내의 세정액의 증기압 이하로 할 필요가 있다. 단, 실제로는 세정조(3) 내의 세정액의 증기압보다 조금 높은 압력이어도 세정액의 일부에 과열된 부분이 존재함으로써 이어서 설명하는 급기 공정에 있어서 세정액 중에 기체를 도입함으로써 비등이 일어날 경우가 있다. 그래서, 세정조(3) 내의 기상부의 압력을 세정조(3) 내의 세정액의 증기압 이하 또는 경우에 따라 그 직전까지 낮춘 상태로 해서 급기 공정이 개시된다.

급기 공정은 감압 수단(5)에 의해 세정조(3) 내의 기상부의 압력을 세정조(3) 내의 세정액의 증기압 이하(또는 그 직전)까지 낮춘 상태에서 피세정물(2)보다 하방으로부터 세정조(3) 내의 세정액 중에 기체를 도입하는 공정이다. 이에 따라, 세정액을 비등 또한 격렬하게 비등시킬 수 있어 피세정물(2)의 세정을 도모할 수 있다.

세정액을 비등시킬 때 세정액의 상하의 위치에서의 수압의 상위나 장소에 따른 액온의 상위 등에 의거하여 비등이 전체적으로 발생되지 않거나, 비등이 완만해서 폭발적인 격렬한 비등이 발생되지 않거나, 그러한 격렬한 비등이 발생되어도 국소적 또한 산발적으로 발생되는 정도이거나 할 우려가 있지만, 급기 수단(6)에 의해 세정액 중으로 기체를 도입함으로써 그러한 문제점을 방지할 수 있다. 즉, 비등하고 있는 중에 세정조(3) 저부로부터 기체를 일시적으로 도입하면 도입된 기체가 비등의 핵이 되고, 도입된 기체와 세정액의 경계층, 특히 그 하층에서 격렬한 비등이 일어나서 큰 기포가 형성된다. 이 크게 형성되는 기포가 상승함으로써 세정액이 크게 분출된다. 그 직후에 분출된 세정액이 낙하된다. 이 폭발적인 세정액의 분출과 그것에 계속되는 낙하에 의하여 세정조(3) 내의 세정액을 크게 요동시킬 수 있어 피세정물(2)의 세정을 효과적으로 도모할 수 있다.

급기 공정은 소정 시간 또는 소정 압력에 도달하면 종료한다. 이 종료는 예를 들면 제어기(29)의 타이머에 의해 계측하거나 또는 압력 센서(9)에 의해 검출하여 파악한다.

그런데, 감압 공정에서 개시된 감압 수단(5)의 작동은 급기 공정의 종료와 동시에 종료해도 좋고 계속시켜도 좋다. 즉, 이어서 설명하는 바와 같이 상기 각 공정을 반복할 경우에는 감압 수단(5)의 작동은 계속한 채로 하여도 좋다.

급기 공정의 종료 후에는 소망에 따라 이상에서 설명한 승온 공정, 감압 공정 및 급기 공정이 반복된다. 예를 들면 승온 공정으로 리턴해서 세정액을 설정 온도(예를 들면 50℃)까지 재가열하고, 감압 공정으로서 세정조(3) 내를 소정까지 감압한 후 급기 공정으로서 세정액 중에 기체를 도입하면 좋다. 단, 승온 공정을 생략해서 감압 공정 및 급기 공정을 반복해도 좋다. 이 경우 감압 공정 때마다 세정조(3) 내의 압력은 서서히 내려가게 된다. 예를 들면, 첫 회의 감압 공정에서는 세정액을 제 1 소정 온도(예를 들면 49.5℃)로 할 때까지 감압되었을 경우 다음 감압 공정에서는 세정액을 제 2 소정 온도(예를 들면 49℃)로 할 때까지 감압된다.

그 후의 배수 공정은 세정조(3) 내를 대기압까지 복압해서 세정조(3) 내의 세정액을 배출하는 공정이다. 세정조(3) 내를 대기압까지 복압하기 위해서 급기 수단(6)에 의해 세정조(3) 내로 외기를 도입해도 좋지만 세정조(3) 내의 기상부로 외기를 도입하는 복압 수단(도시 생략)을 더 설치하고, 이 복압 수단에 의해 세정조(3) 내를 대기압까지 복압해도 좋다. 이와 같이 해서 세정조(3) 내를 대기압까지 복압한 후 배수 밸브(28)를 개방해서 세정액을 배수하면 좋다. 그 후는 소망에 의해 피세정물(2)의 헹굼을 하거나, 그 후 피세정물(2)의 건조를 더욱 도모해도 좋다. 또한, 헹굼은 피세정물(2)에 잔류한 세정액 등을 다른 세정액을 이용하여 세정하는 것을 말한다. 이 헹굼 공정에서도 세정조(3) 내의 세정액을 비등 가능 상태로 할 때까지 감암한 상태에서 세정조(3) 내의 세정액 중에 기체를 도입해서 세정액을 격렬하게 비등시켜서 피세정물(2)의 세정을 도모해도 좋다.

실시예 2

도 5는 본 발명의 세정 장치(1)의 실시예 2를 도시하는 개략 구성도이며, 일부를 단면으로 해서 도시하고 있다. 본 실시예 2의 세정 장치(1)도 기본적으로는 상기 실시예 1과 마찬가지이다. 그래서, 이하에 있어서는 양자의 다른 점을 중심으로 설명하고 대응하는 개소에는 동일한 부호를 부여해서 설명한다.

본 실시예 2의 세정 장치(1)는 세정액을 저장해서 피세정물(2)이 침지되는 세정조(3)와, 이 세정조(3) 내에 세정액을 공급하는 급수 수단(4)과, 세정조(3) 내의 기체를 외부로 흡인 배출해서 세정조(3) 내를 감압하는 감압 수단(5)과, 감압된 세정조(3) 내의 기상부로 외기를 도입해서 세정조(3) 내를 복압하는 복압 수단(30)과, 감압된 세정조(3) 내의 액상부(즉, 세정액 중)로 기체를 도입하는 급기 수단(6)과, 세정조(3) 내의 세정액을 가열하는 가열 수단(7)과, 세정조(3) 내의 세정액을 배출하는 배수 수단(8)과, 세정조(3) 내의 기상부의 압력을 검출하는 압력 센서(9)와, 세정조(3) 내의 액상부의 온도(즉, 세정액의 온도)를 검출하는 액온 센서(10)와, 이들 센서(9, 10)의 검출 신호 등에 의거하여 상기 각 수단(4?8, 30)을 제어하는 제어 수단(11)을 구비한다. 또한, 세정조(3) 내의 기상부의 압력을 검출하는 압력 센서(9) 대신에 또는 이것에 추가해서 세정조(3) 내의 기상부의 온도를 검출하는 온도 센서(도시 생략)를 구비해도 좋다.

세정조(3), 급수 수단(4), 급기 수단(6), 가열 수단(7), 배수 수단(8) 이외에 압력 센서(9) 및 액온 센서(10)는 상기 실시예 1과 마찬가지이기 때문에 설명은 생략한다.

감압 수단(5)에 대해서 설명하면 감압 수단(5)의 구체적 구성은 상기 실시예 1과 마찬가지로 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시예 2에서는 배기로(17)에는 세정조(3)의 측으로부터 순차적으로 체크 밸브(19), 열교환기(31), 체크 밸브(32), 및 수봉식의 진공 펌프(33)가 설치된다. 열교환기(31)는 배기로(17) 내의 증기를 냉각해 응축시킨다. 그 때문에, 열교환기(31)에는 열교 급수 밸브(34)를 통해서 물이 공급되어 배출된다. 배기로(17) 내의 증기를 미리 응축시킴으로써 그 후의 진공 펌프(33)의 부하를 경감해서 세정조(3) 내의 감압을 유효하게 도모할 수 있다.

수봉식의 진공 펌프(33)는 주지와 같이, 봉수(封水)라고 불리는 물이 공급되어서 작동된다. 그 때문에, 진공 펌프(33)에는 봉수 급수 밸브(35)를 통해서 물이 공급되어 배출된다. 진공 펌프(33)를 작동시킬 때 봉수 급수 밸브(35)는 진공 펌프(33)에 연동해서 개방된다.

복압 수단(30)에 대해서 설명하면, 본 실시예 2에서는 세정조(3)에는 감압 하의 세정조(3) 내의 기상부로 외기를 도입해서 세정조(3) 내를 복압하는 복압 수단(30)이 설치된다. 즉, 복압 수단(30)은 감압 하의 세정조(3) 내에 진공 해제로(36)를 통해서 외기를 도입한다. 진공 해제로(36)에는 진공 해제 밸브(37)가 설치되어 있고, 세정조(3) 내가 감압된 상태에서 진공 해제 밸브(37)를 개방하면 차압에 의해 외기를 세정조(3) 내로 도입해서 세정조(3) 내를 복압할 수 있다.

급수 수단(4), 감압 수단(5), 복압 수단(30), 급기 수단(6), 가열 수단(7), 및 배수 수단(8)은 제어 수단(11)에 의해 제어된다. 이 제어 수단(11)은 상기 각 센서(9, 10)의 검출 신호 등에 의거하여 상기 각 수단(4?8, 30)을 제어하는 제어기(29)이다. 구체적으로는, 급수 밸브(16), 열교 급수 밸브(34), 봉수 급수 밸브(35), 진공 펌프(33), 진공 해제 밸브(37), 급기 밸브(21), 급증 밸브(26), 배수 밸브(28) 이외에 압력 센서(9) 및 액온 센서(10)는 제어기(29)에 접속되어 있다. 그리고, 제어기(29)는 이하에 설명하는 바와 같이 소정의 순서(프로그램)에 따라서 세정조(3) 내의 피세정물(2)의 세정을 도모한다.

이하, 본 실시예 2의 세정 장치(1)를 사용한 세정 방법에 대해서 구체적으로 설명한다. 도 6은 본 실시예 2의 세정 방법을 도시하는 도면이고, 선 P는 세정 개시로부터의 경과 시간과 세정조(3) 내의 압력의 관계를 나타내고, 선 T는 세정 개시로부터의 경과 시간과 세정액의 온도의 관계를 도시하고 있다. 또한, 도 7은 본 실시예 2의 세정 방법을 도시하는 플로우챠트이다.

초기 상태에 있어서, 세정조(3) 내에 세정액은 없고 진공 해제 밸브(37) 이외의 각 밸브(16, 19, 34, 35, 21, 26, 28)는 폐쇄되어 진공 펌프(33)는 작동을 정지하고 있다. 이 초기 상태로부터 주수 공정(S1), 승온 공정(S2), 유지 공정(S3), 감복압 펄스 공정(S4) 및 배수 공정(S5)이 순서대로 행해진다.

주수 공정(S1)은 급수 수단(4)에 의해 세정조(3) 내에 세정액을 넣는 공정이다. 구체적으로는, 급수 밸브(16)가 개방되어서 세정조(3) 내에 세정액이 넣어지고, 세정조(3) 내에 소망량의 세정액이 저장되면 급수 밸브(16)가 폐쇄된다. 주수 공정(S1)에 있어서, 세정조(3)의 덮개(13)가 폐쇄되어 있을 경우 세정조(3) 내로의 주수에 따라 세정조(3) 내의 공기는 진공 해제로(36)로부터 배출된다. 단, 진공 해제 밸브(37)를 폐쇄하는 대신에 감압 수단(5)을 작동시켜도 좋다. 그 경우, 세정조(3) 내로의 세정액의 공급 중 세정조(3) 내로부터의 공기 배제를 확실히 도모할 수 있다.

주수 공정(S1)에 앞서 세정조(3) 내에는 피세정물(2)이 넣어지고, 세정조(3)의 덮개(13)는 폐쇄된다. 단, 피세정물(2)은 주수 공정(S1)의 직후에 세정조(3) 내에 넣어도 좋고, 그 경우도 세정조(3) 내에 피세정물(2)을 넣은 후 세정조(3)의 덮개(13)는 폐쇄된다. 어떻게 해도, 피세정물(2)은 세정조(3) 내의 세정액 내에 침지된다.

승온 공정[S2(S21, S22)]은 세정조(3) 내의 세정액을 설정 온도(예를 들면 50℃이며, 이하 감복압 펄스 개시 온도라고 함)까지 가열하는 공정이다. 구체적으로는, 세정액이 감복압 펄스 개시 온도가 될 때까지 가열 수단(7)에 의해 세정액을 가열한다. 본 실시예에서는 급증 밸브(26)를 개방해서 세정조(3) 내의 세정액 중에 증기를 내뿜어서 세정액을 가열한다(S21). 이 급증 중 액온 센서(10)에 의해 세정액의 온도를 감시하고 세정액이 감복압 펄스 개시 온도가 되면 다음 공정으로 이행한다(S22).

그런데, 승온 공정(S2)에서는 도 6에 도시하는 바와 같이 세정조(3) 내의 감압과 그 복압을 일회 또는 복수회 행하여도 좋다. 즉, 가열 수단(7)에 의한 세정액의 가열중 감압 수단(5)에 의해 세정조(3) 내를 소망까지 감압한 후 복압 수단(30)에 의해 세정조(3) 내를 대기압 가까이까지 복압하는 것을 일회 또는 복수회 행하여도 좋다.

감압 수단(5)에 의한 세정조(3) 내의 감압은 진공 해제 밸브(37)를 폐쇄해서 열교 급수 밸브(34) 및 봉수 급수 밸브(35)를 개방한 상태에서 진공 펌프(33)를 작동시키면 좋다. 이 감압은 세정액을 비등시키지 않는 압력까지에서 정지된다. 세정액을 비등시키지 않는 한 감압 목표 압력은 낮은 쪽이 바람직하다. 세정액을 비등시키지 않으므로 세정액이 냉각되어버리는 것이 방지된다. 한편, 복압 수단(30)에 의한 복압은 진공 해제 밸브(37)를 개방하면 좋다. 이 복압시, 감압 수단(5)은 작동시킨 채로도 좋고 정지시켜도 좋다.

이와 같이 해서, 승온 공정(S2)에서 세정조(3) 내의 압력을 변동시킴으로써 피세정물(2)의 간이한 세정을 도모할 수 있다. 특히, 피세정물(2)이 관이나 구멍을 가질 경우 이들 내측에 남는 공기를 팽창시키거나 압축시키켜서 공기 배제나 세정액의 출입에 의한 세정을 도모할 수 있다.

유지 공정(S3)은 세정조(3) 내의 세정액을 감복압 펄스 개시 온도로 설정 시간 유지하는 공정이다. 구체적으로는, 세정조(3) 내의 세정액이 감복압 펄스 개시 온도를 유지하도록 액온 센서(10)에 의한 검출 온도에 의거하여 급증 밸브(26)의 개폐를 제어한다. 그리고, 이와 같이 해서 세정액을 감복압 펄스 개시 온도로 설정 시간만큼 유지하도록 제어한 후 급증 밸브(26)를 폐쇄해서 다음 공정으로 이행한다. 세정액을 감복압 펄스 개시 온도에서 설정 시간 유지함으로써 세정액의 온도를 장소에 상관없이 일정하게 할 수 있다.

그런데, 유지 공정(S3)에서는 도 6에 도시하는 바와 같이 상기 실시예 1의 세정 방법에 있어서의 감압 공정과 급기 공정이 실행된다. 즉, 우선 감압 수단(5)에 의해 세정조(3) 내가 감압된다. 구체적으로는, 진공 해제 밸브(37)를 폐쇄해서 열교 급수 밸브(34) 및 봉수 급수 밸브(35)를 개방한 상태에서 진공 펌프(33)를 작동시키면 좋다. 그리고, 이 감압 중 액온 센서(10)에 의해 검출되는 세정액의 온도가 소정 온도(예를 들면 49.5℃)까지 내려가거나, 압력 센서(9)에 의해 검출되는 세정조(3) 내의 압력이 소정 압력까지 내려가거나, 또는 소정 시간이 경과하면 급기 수단(6)에 의해 세정액 중에 기체가 도입된다. 이 소정 온도, 소정 압력, 또는 소정 시간은 세정조(3) 내의 세정액을 비등 가능 상태가 되도록 설정되는 점은 상기 실시예 1과 마찬가지이다.

이와 같이 해서, 감압 수단(5)에 의해 세정조(3) 내의 기상부의 압력을 세정조(3) 내의 세정액의 증기압 이하(또는 그 직전)까지 낮춘 상태에서 급기 수단(6)에 의해 피세정물(2)보다 하방으로부터 세정조(3) 내의 세정액 중에 기체를 도입한다. 이에 따라, 세정액을 비등, 또한 격렬하게 비등시킬 수 있어 피세정물(2)의 세정을 도모할 수 있다. 그 후에, 소망에 의해 세정액을 감복압 펄스 개시 온도까지 재가열한 후, 다시 소정까지의 감압과 그 감압에 의해 비등 가능 상태의 세정액 중으로의 기체 도입에 의한 돌비(突沸)의 유발이 복수회[전형적으로는 유지 공정(S3)이 종료할 때까지] 행하여진다. 그리고, 이러한 유지 공정(S3)을 설정 시간 행하면 다음 공정으로 이행한다.

감복압 펄스 공정[S4(S41?S45)]에서는 세정조(3) 내의 세정액이 감복압 펄스 종료 온도(예를 들면 30℃)가 될 때까지 세정액을 비등시켜서 지속시키도록 세정조(3) 내의 감압이 도모된다(S41, S42). 이 동안, 세정액의 비등 중에는 소정 타이밍에서 세정조(3) 내를 순시에 복압해서 세정액의 비등을 일시적으로 중단시키는 조작이 반복된다(S43, S44). 이와 같이 해서 감압과 순시의 복압이 반복된다.

보다 구체적으로 설명하면, 감복압 펄스 공정(S4)에서는 감압 수단(5)의 작동을 계속해서 세정조(3) 내의 압력을 서서히 저하시키고, 그에 따라 세정액의 비등의 계속이 도모된다(S41, S42). 단, 이 동안 액온 센서(10)에 의해 세정액의 온도를 감시하고 세정액의 온도가 소정씩 내려갈 때마다 복압 수단(30)에 의해 세정조(3) 내를 일시적으로 복압한다(S43, S44). 감압 수단(5)에 의한 세정조(3) 내의 감압은 진공 해제 밸브(37)를 폐쇄해서 열교 급수 밸브(34) 및 봉수 급수 밸브(35)를 개방한 상태에서 진공 펌프(33)를 작동시키면 좋다. 또한, 복압 수단(30)에 의한 설정 압력까지의 순시의 복압은 전자 밸브로 이루어지는 진공 해제 밸브(37)를 개방하면 좋다. 이 복압시에도 감압 수단(5)은 작동시킨 채이어도 좋다. 그리고, 진공 해제 밸브(37)를 개방해서 세정조(3) 내를 복압해서 세정액의 비등을 중단시킨 후는 진공 해제 밸브(37)를 다시 폐쇄해서 세정조(3) 내의 감압과 그것에 의한 세정액의 비등이 도모된다(S41).

감복압 펄스 공정(S4)에서는 세정액의 비등 중에 복압이 이루어지는 한 복압의 타이밍은 특별히 불문한다. 본 실시예에서는 액온 센서(10)에 의거하여 세정액의 온도를 감시해서 그 온도가 소정 온도씩 내려갈 때마다 복압하고 있지만 압력 센서(9)에 의거하여 세정조(3) 내의 압력을 감시해서 그 압력이 소정 압력씩 내려갈 때마다 복압해도 좋다. 또는, 세정조(3) 내의 기상부에 온도 센서를 설치하고, 이 온도 센서에 의거하여 세정조(3) 내의 기상부의 온도를 감시해서 그 온도가 소정 온도씩 내려갈 때마다 복압해도 좋다.

감복압 펄스 공정(S4)에 있어서의 복압 타이밍으로서의 상기 소정 온도(상기 소정 압력도 이것에 준해서 마찬가지로 결정됨)는 적절하게 설정되지만 본 실시예에서는 예를 들면 2℃가 채용된다. 따라서, 승온 공정(S2)에서 50℃까지 세정액을 가열한 경우 첫 회의 복압은 세정액이 48℃가 되면 실행된다. 한편, 순시의 복압은 세정액의 비등이 정지되는 압력까지 이루어진다. 세정액의 비등이 정지되는 압력이면 대기압 미만의 압력이면 좋고, 처리 시간의 단축 등의 관점으로부터 오히려 그쪽이 바람직하다. 또한, 세정조(3) 내의 복압은 급기 수단(6)에 의해 액상부에 기체를 도입함으로써도 가능하지만 복압 수단(30)에 의해 기상부로 기체를 도입해서 행함으로써 순시의 복압이 실현된다.

이와 같이, 감복압 펄스 공정(S4)에서는 세정조(3) 내를 감압해서 세정액을 비등시키고, 이 비등 중에 세정조(3) 내를 설정 압력까지 순시에 복압해서 세정액의 비등을 단숨에 정지하게 된다. 따라서, 복압시 그때까지의 비등에 의해 세정액 중에 발생되어 있었던 수증기의 기포는 순시에 응축되게 된다. 이 응축시의 압력파나 압력차에 의해 세정액이 교반 및 이송되어 피세정물(2)의 세정이 도모된다. 또한, 피세정물(2)이 관이나 구멍을 가질 경우 세정조(3) 내의 감압에 의해 피세정물(2)의 관 내나 구멍 내에는 증기류가 발생되지만 세정조(3) 내의 복압에 의해 그러한 증기류가 순시에 소멸된다. 따라서, 피세정물(2)의 관 내나 구멍 내에 세정액을 격렬하게 출입시킬 수 있고, 그에 따라 피세정물(2)의 세정이 도모된다.

이러한 감복압 펄스 공정(S4)은 세정액이 감복압 펄스 종료 온도가 될 때까지 행하여진다(S42). 세정액이 감복압 펄스 종료 온도가 되면 감압 수단(5)의 작동을 정지한다. 그 후에, 진공 해제 밸브(37)를 개방해서 세정조(3) 내를 대기압까지 복압해서 세정을 종료해도 좋지만 승온 공정(S2)으로부터 감복압 펄스 공정(S4)까지의 세팅을 복수회 반복해도 좋다(S45).

즉, 세정액이 감복압 펄스 종료 온도가 되면 세정액이 감복압 펄스 개시 온도가 될 때까지 재가열해서 다시 세정액이 감복압 펄스 종료 온도가 될 때까지 감압과 복압을 반복해도 좋다. 그리고, 세정액이 감복압 펄스 개시 온도가 될 때까지의 세정액의 가열과, 세정액이 감복압 펄스 종료 온도가 될 때까지의 세정조(3) 내의 감복압의 반복으로 이루어지는 사이클을 설정 횟수 행하는 것이 좋다. 일회의 사이클에서는 감복압의 반복에 의해 세정액 온도가 점차로 저하되어서 예를 들면 지방분이 굳어져서 세정 효과가 옅어질 경우가 있지만 다시 세정액 온도를 상승시키고나서 감복압의 반복을 행함으로써 보다 확실하고 안정된 세정을 행할 수 있다.

또한, 세정액이 감복압 펄스 종료 온도가 될 때까지 세정조(3) 내의 감압과 복압을 반복했지만 세정조(3) 내가 감복압 펄스 종료 압력이 되거나, 세정조(3) 내가 감복압 펄스 종료 온도가 될 때까지 세정조(3) 내의 감압과 복압을 반복해도 좋다.

그 후의 배수 공정(S5)은 세정조(3) 내를 대기압까지 복압해서 세정조(3) 내의 세정액을 배출하는 공정이다. 구체적으로는, 진공 해제 밸브(37)를 개방해서 세정조(3) 내를 대기압까지 복압한 후 배수 밸브(28)를 개방해서 세정액을 배수하면 좋다. 그 후는, 소망에 의해 피세정물(2)의 헹굼이나 건조 공정이 행하여진다.

본 발명의 세정 장치 및 세정 방법은 상기 각 실시예의 구성에 한정되지 않고 적절하게 변경 가능하다. 예를 들면, 상기 급기 수단(6) 및/또는 복압 수단(30)에서는 외기(공기)를 도입했지만 상술한 바와 같이 경우에 따라 공기 이외의 기체를 도입해도 좋다.

또한, 상기 실시예 1에 있어서의 감압 공정 및 급기 공정에서는 가열 수단(7)에 의한 세정액의 가열을 정지했지만 가열 수단(7)에 의해 세정액의 가열을 계속해도 좋다. 그 경우, 세정액을 설정 온도로 유지하면서 또는 세정액을 승온시키면서 본 발명의 세정 방법을 실시할 수도 있다.

또한, 상기 실시예 1에 있어서 승온 공정을 생략할 수도 있다. 그 경우, 액온 센서(10)의 검출 온도에 의거하여 세정액의 증기압을 파악함으로써 감압 공정이나 급기 공정에 의해 피세정물(2)의 세정을 도모할 수 있다.

또한, 상기 각 실시예에서는 급기 수단(6)으로서 세정조(3) 내의 저부에 급기 파이프(23)를 설치하고, 그 급기 파이프(23)의 기체 도출 구멍(24)으로부터 기체를 세정액 중에 도입하는 구성으로 했지만 세정액 중으로의 기체 도입 방법은 적절하게 변경 가능하다. 예를 들면, 세정조(3)의 저부를 펀칭 플레이트와 같은 작은 구멍을 다수 형성한 판재로 칸막이함으로써 세정조(3) 내의 저면을 이중 구조로 해서 그 속에 기체를 도입해도 좋다. 이 경우 상기 플레이트에 형성된 다수의 구멍으로부터 상방으로 기체를 도입할 수 있다.

또한, 상기 각 실시예에서는 가열 수단(7)은 세정액 중에 증기를 직접적으로 내뿜어서 세정액을 가열하는 구성으로 했지만, 도 8에 도시하는 바와 같이 세정조(3) 내에 간접 열교환기(38)를 배치해서 세정액과 증기를 간접 열교환시켜서 세정액을 가열하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우 급증로(25)로부터 간접 열교환기(38)로 공급되는 증기의 응축수는 스팀 트랩(39)을 통해서 배출된다. 이러한 구성의 경우 세정조(3) 내로부터 세정액을 배출 후 간접 열교환기(38)에 증기를 공급함으로써 동일한 장치에 의해 피세정물(2)의 건조도 도모할 수 있다. 또한, 도 8에서는 세정조(3)와 가열 수단(7)만을 도시하고 있고, 그 밖의 구성은 생략해서 나타내고 있다.

또한, 상기 실시예 2에서는 주수 공정(S1), 승온 공정(S2), 유지 공정(S3), 감복압 펄스 공정(S4), 및 배수 공정(S5)으로 이루어지는 세정 방법을 설명했지만 본 발명의 세정 방법은 이것에 한정되는 것은 아니다. 특히, 이 중 유지 공정(S3)을 가지면 그 밖의 공정의 유무나, 또한 다른 공정의 부가 삭제의 이외 그들 각 공정의 내용은 적절하게 변경 가능하다. 요컨대, 세정조(3) 내의 세정액을 비등 가능 상태로 할 때까지 감암한 상태에서 세정조(3) 내의 세정액 중에 기체를 도입해서 세정액을 격렬하게 비등시키는 공정을 포함하면 좋다.

또한, 상기 각 실시예의 세정 방법을 조합시켜도 좋다. 즉, 상기 실시예 1의 세정 방법을 실시한 후 상기 실시예 2의 세정 방법을 실시해서 피세정물(2)의 세정을 도모해도 좋다. 그 경우, 유지 공정(S3)에 있어서 상기 실시예 1의 세정 방법에 있어서의 감압 공정과 급기 공정의 실행의 병용을 생략해도 좋다.

최후에, 상기 각 실시예에 있어서 세정조(3) 내로 피세정물(2)을 수용한 직후의 상태에서는 모든 피세정물(2)이 반드시 세정액에 침지되어 있을 필요는 없다. 예를 들면 피세정물(2)을 넣은 랙을 세정조(3) 내에 상하로 복수단으로 해서 수용할 경우 최상단의 랙은 침지되어 있지 않아도 좋다. 그 경우에도, 세정액의 비등(특히, 액상부로의 공기 도입에 의한 돌비)에 의해 모든 피세정물(2)에 세정액을 접촉시켜서 세정할 수 있다. 이와 같이, 피세정물(2)은 세정조(3) 내의 세정액의 비등 전에는 세정액에 침지되지 않지만 세정조(3) 내의 세정액을 비등시키거나 그 세정액 중으로의 기체 도입에 의해 세정액을 분출할 때에는 세정액에 잠기는 위치에도 배치할 수 있다. 이 경우, 피세정물(2)의 설치 공간을 증대시킬 수 있고 한번의 운전에 의해 보다 많은 피세정물(2)의 세정이 가능하게 된다. 또한, 액위를 낮춰서 운전할 수 있으므로 세정액의 사용량이 억제된다.

1 : 세정 장치 2 : 피세정물
3 : 세정조 4 : 급수 수단
5 : 감압 수단 6 : 급기 수단
7 : 가열 수단 8 : 배수 수단
9 : 압력 센서 10 : 액온 센서
11 : 제어 수단 20 : 급기로
21 : 급기 밸브 22 : 필터
23 : 급기 파이프 24 : 기체 도출 구멍
30 : 복압 수단

Claims (7)

1. 세정액이 저장되고 그 세정액에 피세정물이 침지되는 세정조,
   이 세정조 내의 기체를 외부로 흡인 배출해서 상기 세정조 내를 감압하는 감압 수단, 및
   이 감압 수단에 의해 상기 세정조 내의 기상부의 압력을 상기 세정조 내의 세정액의 증기압 이하 또는 그 직전까지 낮춘 상태에서 상기 피세정물보다 하방으로부터 상기 세정조 내의 세정액 중에 기체를 도입하는 급기 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 세정조 내의 세정액을 가열하는 가열 수단을 더 구비하고,
   이 가열 수단에 의해 세정액을 설정 온도까지 가열한 후 상기 감압 수단에 의해 상기 세정조 내를 감압해서 세정액을 비등시키고, 이 비등 중에 상기 급기 수단에 의해 세정액 중에 기체를 도입하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 급기 수단에 의한 세정액 중으로의 기체 도입의 정지와, 세정액을 상기 설정 온도까지 재가열하거나 재가열하지 않고 세정액을 재비등시킬때까지의 상기 세정조 내의 감압과, 이 비등 중의 상기 급기 수단에 의한 세정액 중으로의 기체 도입을 반복하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 감압 수단에 의해 감압된 상기 세정조 내의 기상부로 기체를 도입해서 상기 세정조 내를 복압하는 복압 수단을 더 구비하고,
   상기 가열 수단에 의해 세정액을 상기 설정 온도까지 가열해서 유지한 후 세정액이 계속해서 비등하도록 상기 감압 수단에 의해 상기 세정조 내의 감압을 계속하고, 이 감압 중에 상기 세정조 내를 세정액의 비등이 정지할 때까지 순시에 일시적으로 복압하는 것을 반복하고,
   상기 세정액을 상기 설정 온도로 유지하는 동안 상기 감압 수단에 의한 상기 세정조 내의 감압과, 그것에 의한 세정액의 비등 중의 상기 급기 수단에 의한 기체 도입을 행하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 급기 수단은 횡방향으로 배치되는 파이프를 상기 세정조 내의 저부에 구비하고,
   이 파이프에는 설정 간격으로 기체 도출 구멍이 하방으로 개구되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
6. 세정조 내에 저장된 세정액에 피세정물을 침지시켜 세정을 도모하는 세정 방법으로서:
   상기 세정조 내를 감압해서 상기 세정조 내의 기상부의 압력을 상기 세정조 내의 세정액의 증기압 이하 또는 그 직전까지 낮춘 상태에서 상기 피세정물보다 하방으로부터 상기 세정조 내의 세정액 중에 기체를 도입하는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 세정조 내의 세정액을 설정 온도까지 가열한 후 상기 세정조 내를 감압해서 세정액을 비등시키고, 이 비등 중에 세정액 중에 기체를 도입하는 것을 특징으로 하는 세정 방법.

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