TW201114506A - Object cleaning method by using supersonic - Google Patents

Description

201114506 7、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 存二高濃度(溶 ;=聲:學所產生的過氧化氫 進 ;=!，有/崎導體製品·金屬加工品·編^ 艮為寻物品之洗淨·殺菌。 【先前技術】 被、作為枝，以針對浸潰在洗淨水中的 所知rll·品’從複數個不同方向照射超音波的方法最為人 郝0』考特開平5侧〇67 !虎公報、實開昭56-20684號公 ^門f露細號公報、特開麟]應號公報、 能㈣將超音波照在整 5 得到均勾的洗淨效果。不過，特開平 號公報、她自5㈣684號錢姻雇·35139 2二卜特開2〇09-125645號公報、特開平6-262148號公 =栽的祕’其料雜^的鋪御情洗淨槽所 ==子的洗淨水仙’或使該生超音波振動後，將該 至歸水，因此’麻分子的超音波振動較弱， 又 淨槽的水面會形成定波’水分子的隨機超音波振動 =更弱。這些導致超音波振動作闕化，洗淨力 V再者，洗淨水為純水、自來水，無法充分將氧及氮 4子’幾乎不會產生聲化學反應，㈣效果也不佳。 動、、^外’在以高漢度溶存氧及氮的洗淨水給予超音波振 / /尹的方法也是為人所知（參照特開平9_194887號公 報、特開聰-4⑽號公報）。該方法能讓洗淨水中產生大 4/18 201114506

量的Hex過氧化氣）、H 效果。不過，特特 物~，嫩跑單一方 此’超音波無法均勾照在整個被洗淨物 呈㈣Γ主1 &囷效果不均，且氧及氮是利用導入管等工 招〜 i超音波洗淨裝置的高成本成為問題。 ^ θ ’Π振^絲在洗淨槽，111前述原因，超音波 =及=，洗淨水中溶存之氧及氮分解後，所產生 •聲化學反應不完全，以致有洗淨·殺菌效 :蔔：：二立此外’以不更換水槽内的洗淨水，或不吹 …二二S波振動所進行的批次洗淨㈣，會將洗淨 水中的减氮在短時間内分解龍，喪失洗淨殺菌效果。 另方面將洗净水與空氣接觸循環，自然吸取空氣中的 氮’以進行溶存的方法亦是眾所皆知(參考特開2_-91546 ：!^}； 5 2008-91546 π將洗淨水的水面魅氣接觸，因此_吸取量不完全， 為補八不（&另行配置洗淨水流量調整裝置及溫度調整 裝置，故依舊存有超音波洗淨裝置高成本的問題。且因從 早-方向照射超音波之故，與特開平9_194887號公報、特 開雇-45159號公報記載的技術相同，洗淨殺菌效果不 再者，因為超音波振㈣安Μ洗淨槽，因此，基於 月]述原因纟超音波無㈣力輸出，即不能充分洗淨。 再者，本發明者等早先所開發之特開平4-Π㈣號公 報的連續超音波洗淨裝置，麵I下—對超音波㈣ 為’使被洗淨物通過其間，但該洗淨方法將超音波振遭器 上下相對加強超3波振動以有效洗淨被洗淨物。不過， 5/18 201114506 〇亥洗/爭方法不被視為聲化學反應(s〇n〇chemiStry)，且洗淨水 是以快速且相當比例在超音波振盪器間流動的水流，因 此，即使產生聲化學反應，該反應產生的過氧化氫、亞硝 酸因快速流出之故，也無法充分將被洗淨物洗淨。此外， /谷存於洗淨水的氧•氮在循環過程中被消耗，以致溶存濃度 大幅降低後，聲化學反應變差，目此，以聲化學反應連續 穩定的殺菌•洗淨效果不佳。 、 【發明内容】 本勒明欲解決的棘在於提供—種超音波洗淨方法每 決以往這些問題，高洗淨力及高«效果，將附聋 於物品表面的指紋、油脂都去除，^以低輸出的超音波和 得南洗淨殺g效果。再者，本案發明之其他課題在於，拐 仏種洗淨方法，月匕將洗淨水循環使用，且穩定且連續網 淨㈣，則隨的設備及運轉成本進行連續洗淨翻 本發明用以解決相關課題的結構在於， υ-種使用超音波之物品洗淨方法，其特徵在於： 將複數_音波振㈣之發振面浸潰在洗淨水的水面 二彼二對的形式配置在洗淨槽内，該洗淨 =有啸紅赫減氮財巾，錢触連續供 ;=，！：高濃度溶存之氧及氮於水中，以每分鐘 同：!將被洗淨物置於上述狹窄區域： 動，將洗淨水對之超音波顯11的超音波振 進行被洗淨物的洗淨解’產生過氧化氫及石肖酸， 6/18 201114506 同日士，/Ί'辰度/谷存氧及氮的洗淨水連續供給至洗淨槽内， 二：入Γ共給之洗淨水的一部份流通過狹柳或後，將 卩洗淨水連續從洗淨槽排出，排出的洗淨水被送 '、曲及氣的溶解部，在該溶解部提高溶存濃度，以高 =:::子乳及氮後，利用幫浦將洗淨水供給至洗淨槽，作 趾=使用，同時將供給至洗淨槽内的洗淨水之中，通過 率乍=之流量與未通過狹窄區域之排水流量的分流比 上升lit，部的洗淨水中’其溶存之氧或氣的各滚度 古，曲卜Γ父低者运低’將供給至洗淨槽之洗淨水經常以 存乳及氮，使連續洗淨成為可能，再者，分別於 過置開口，並設置輪送帶’使被洗淨物透 ^/爭槽内的水中移動，通過洗淨水面下的 以輸送，並在槽内側的左右開口附近，將供 槽内的洗淨水從左右開口大1= 綦巾制 里排水，再者，噴出的部份洗 域左丄====:-邊被誘導從狹窄區 "_L且將洗甲水將以水膜或水脈狀 中的氧^氣二洛ΐί氣中’在落下過程中將接觸到空氣 的接㈣’：此讀體溶存至洗淨水，彻洗淨槽下方 SC ;:的洗淨水，將所回收的洗淨水以幫浦送 :::形Γ部乃由洗淨槽的開口及配置於該開口下方 本發明將超音波振盪器的 中在相對的狹窄區域，針料日波振動集 且隨機給抑讀勘，《有效 空洞狀態取料㈣ 201114506 水流入换·迷關，將以高漠度溶存氧及氮的洗淨 生，L同’ M維持高濃度過氧化氫及硝酸連續產 狹窄區Ml生之魏化氫及俩快速紐流出，確保 持長空洞狀態，使物品保 、、、3稳疋且有效的洗淨及殺菌效果。 對本式及本㈣合之實峨的記載，可 【實施方式】 第一實施形態 2明的洗㈣除水槽結構外，亦可採用洗淨水流入 後’被洗淨物被置於該水流中的水路結構。 大氣於/淨:”的氧及氮之「高漠度」意指， 70^二。二〜:存'辰度或該濃度上下、飽和溶存濃度 大氣下的氣體溶存濃度以溶解絲示，每1 ^的容積單位⑽3,氧在室溫下為⑼3W/水lec，氮在 至溫^約為^016cm3/水以，其加壓後較飽和溶存濃度高， 此抑也㉟蓋其巾。此外，洗淨水亦可在純水、自來 水中加入洗淨劑。 本發明的溶解部是以高濃度將氧及氣溶存於洗淨水中 的結構部’此溶解部用來溶存氧讀的方法，是將洗淨水 在大氣中以水職、水脈狀、讀狀或淋浴狀落下或喷出， 使其與大氣中的氧及氮接觸後再溶存。 流入本發明之狹窄區域，且以高濃度溶存氧及氮的洗 淨水’其流速(流速變動時’其平均流速)為15〜職爪/分， 最好為如〜6〇em/分。由於流速慢，狹f區_之洗淨水所 ’奋存的氧及氮，-旦進人該狹窄區域，即受超音波振動影 8/ 18 201114506 響而分解消耗，因此，若$右 窄區域内的氧及氮絕的洗淨水流^，狹 酸。再產生的過氧化氫及硝酸的生新的過氧化鼠及硝 流出而變低，喪失洗=的π因化學反應!散、 . m节仅囷刀另—方面，產生的空洞狀 心也“出二因此’需源源不絕的新的洗淨水。 μ合/速快’產生的過氧化氫及硝酸與空洞 狀態會k到狹―域外，導致洗淨殺菌力降低。 W抓速在15 lGGem/分|&圍’可調和麵者以提高洗淨殺 囷力’該流速最好在2〇〜6〇cm/分。 、本，明所供給洗淨槽之洗淨水全流量之中流入狹窄區 域的流量比率’係低於該溶存濃度在溶解部上升的比率， 如此來’當洗淨水通過狹窄區域所分解失去的氧及氮， 將可在溶解部恢復，並能被連續彳_使帛，敎洗淨殺菌 處理，且長時間維持其洗淨殺菌力。 本發明將狹窄區域内洗淨水的流速設為v、流入狹窄區 域的流入面積設為S、給予狹窄區域超音波振動之相對的超 曰波振盈益總電力W t只要滿足下列不等式1，最好是不等 式2,即可在短時間内去除被洗淨物表面指紋、油脂等難以 去除的附著物。單位為cm、秒、瓦。因此可知(Wt/(v*s)) 的值，其流速V越快越小、越慢(小)越大，上述流速範圍及 超音波總電力將在適當值’下列不等式1、2也在適當值。 (公式1) " 不等式 l:0.67<(Wt/(v*S))<13.3 不等式 2:l.l<(Wt/(v*S))<10.0 此外，在上述不等式中亦可將（Wt/(v*S))的値設為 (Wt/q2)。v、s的值不清楚或難以測量，而通過流量七可輕 9/18 201114506 易測量或容易計算的情況下’可將(Wt/(v*s))換成(wt/q2)。 再者’將分流比率k設在k^/h+q^WQ，則因q2=k*Q， 故亦可將(Wt/(v*S))換成(Wt/(k*QX)。不等式工、2可換成下 列公式2。 、 (公式2) 不等式 3:0.67<(Wt/(k*Q))<13.3 不等式 4:l.l<(Wt/(k*Q))<l〇.〇 k=q2/Q=分流比率 此外，將以高濃度溶存氧及氮，再供給至洗淨槽的洗 淨水，其流量視為Q、將通過狹窄區域之洗淨水的流量視 為qz、未通過狹窄區域而直接排放的流量視為， 在;谷解部之氧及氮，其遭度上升較低之比率值視為丫，則自 開口落下前的濃度β，因通過狹窄區域之氧及氮幾乎已分解 消耗而形成o^qAqfq2)，故溶解部的比率值γ將上升，且 比率值γ大於流入狹窄區域之洗淨水的流量與未流入之洗 淨水的流量，其兩者的分流比率(七/中），因此，經過溶解部 之洗淨水，其濃度δ為(β+γβ)，濃度上升的比率值丫气&⑴小 大於分流比率(qs/qO的值，如下列公式，濃度δ將大於供給 時的遭度(X。 (公式3) q2/qi<Y · δ=β+γ(3=β( 1 +γ)=α * q, * (i +y)/(q! +q2) δ>α * q! * (1 +q2/q i )/(q, +q2)=a 6>a 如此一來’因溶解部之濃度上升的比率值γ較分流比 率大（或將分流比率設成較溶解部之濃度上升的比率值γ 10/18 201114506 小），故可將供給至洗淨槽之洗淨水的氧及氮，其濃度維持 在一定濃度之上，且進行連續且長時間洗淨殺菌。此外， 初期設定這些濃度時，將使超音波振盪器在不運轉下反覆 循環，故能達到一定濃度。 以下將根據實施例及圖式具體說明本發明。圖]係用 於實施例之超音波洗淨裝置T的說明圖。圖2至圖4係表 示實施例之該洗淨水的流動、其溶存氧及氮的濃度及流量 的說明圖。 圖中，1為接水槽、1 a為該接水槽上方左右側開口之 輸送帶3的通過口、2為洗淨槽、2a為洗淨槽左右側開口 形成的排水口。2b為從細長裂縫以水膜狀噴出洗淨水的噴 出部、2c為洗淨水的暫時儲水部、3為使用擱板輸送機(slat Conveyor)讓水上下通過的輸送帶、4為距離1〇cm間隔之上 下—對各lOOOwatt(瓦)的超音波振盪器、如為其振動面、5 為幫浦、6為洗淨水的供給管、7為在超音波振盈器4相對 之振動面内的狹窄區域，具高1〇cm、左右長4〇咖、寬3〇咖 :空間、8為上下-對擋板，其控制流人水量及流入速度， ^部份的水流以水膜狀從喷出部2b沿著槽内側開口 ^ ^ ’避免流人狹窄區域7、9為接水槽〗之洗淨水在進入 2 5前賴之雜物去除部。A 洗淨物半導體基板、W 马洗淨水、Wa為水幕。 枰1 例之超音波洗淨裝置如圖丨，在上面開放之接水 ^ 口内部配置洗淨槽2,將接水槽]及洗淨槽2之前後側面 送帶h'開口 23 ’該前後通過Π la、開口 2a與輸 開口 2二通在接7J1 槽1儲存洗淨水w。*洗淨槽2左右 、上方位置絲科部2b，其具備可向下且稱微向 11/18 201114506 =喷,出之長6〇cm、寬5mm的裂縫，以將洗淨水w的水幕 ::者開口仏的槽内側成形。在洗淨槽2内以距離1〇咖 置超音波缝器4，使該發振面在水面下彼此相對， 。又浦5及供給管6，而幫浦5將接水槽丨洗淨水w供 給至噴出部2b。 、接水槽1的儲水量為100〜300公升、洗淨槽2的容積 為30 60公升、幫浦4的給水能力為300〜1000公升/分。各 超音波振盪器4為1〇〇〇瓦，頻率以25kHz.4〇kHz.12〇kHz 更換。 本實施例中，幫浦5 -旦運作，儲存於接水槽i且以 乾和/谷存’辰度;谷存氧及氣之洗淨水w，將透過供給管6輸 送至洗淨槽2。 洗淨槽2中，由供給管6輸送的洗淨水在暫時儲水部 2c儲存後，裂縫狀的喷出口將從寬5mm、長6〇cm的喷出 部2b，以母分鐘50m的高速喷出水幕狀。喷出部2b的水 幕Wa，如同封閉洗淨槽2的開口 2a，抑制洗淨槽2内的洗 淨水從開口 2a大量排出，而該水面高於該開口 2a，以維持 水面高度。 水幕Wa的水流因上下一對擋板8，大部分(約9〇0/〇)將 滯留在擔板8及槽内面之間後，從開口 2a排出。 水幕Wa中，約10%的水將從上下擋板8的空隙以左右 兩側呈現相對的形式，流入超音波振盪器4間的狹窄區域 7。該流入速度以每分鐘50cm的程度大幅降低。狹窄區域 為高10cm、寬30cm、長(左右長)約為40cm，該領域的容 積L為12公升。以水幕狀噴出，且以高濃度溶存氧及氮之 部份洗淨水，將以左右相對的形式進入該狹窄區域7，再從 12/18 201114506 該區„出。該狀態如圖3所示。 立、/爪入，乍區域7之洗淨水的氧及氮因狹窄區域上下超 ρ皮捃蓋ϋ 4之強力超音波振動而分解，立刻變成過氧^ f及硝，。另—方面’從狹⑽域7流出之洗淨水的氧及 鼠’其濃度接近〇。流出的洗淨水與未流人(通過)狹窄區域 之洗淨Jc(、，勺％/〇)合、流，從開口 2a向槽外排出，洗淨水 從該開口 2a以水膜•水脈狀落至下方，由接水槽】回收、 儲存。^水以水膜•水脈狀落下時，與大氣中的氧及氣接 觸’此㈣體將溶解在洗淨水巾，以提高濃度。如此_來， 在實施例下，本發明之溶解部乃由洗淨槽關口 &及配置 於该開口下㈣接水槽丨之簡單結構形成。接著，此等氣 體的溶存濃度落下-次，可提料15%的濃度。溶解部濃 度上升的比率值γ約〇 15。 從左右噴出部2b之洗淨水的供給量，每分鐘約3〇〇公 升’且流^狹窄區域7的洗淨水量，為以每分鐘約30公升 供給之洗淨水的10%。 因此發現’流入狹窄區域7的洗淨水，受距離10cm之 各0喊(瓦)的上下超音波振盈器4，在該區域產生之^ 機強力超音波油影響，其料於水巾的氧及氮將以下^ 公式分解’產生過氧化氫及㈣酸等’以出現包括高 去油力及空洞狀態的高洗淨力。 【化1】 η2ο—η·+οη· Ν2-^2Ν· 02—20· 0·+Η20·—Η2〇2 13/18 201114506

Ν·+0·—>NO Ν0+0·—Ν02 οη·+νο2^ην〇3 本實施例中，通過(流入)狭窄區域7之流量及未通過(未 流入)之流量的分流比率(q2/qi)約0.1，狹窄區域7的容積L 為12公升，來自左右之狹窄區域7的洗淨水，其流入面積 S約30cmxl0cmx2=600cm2，流入速度為50cm/分，超音波 振盡器的總輸出為2000watt(瓦）’因此’（Wt/(v*S))的值為 4.0，且(Wt/q2)、（Wt/(k*Q))皆為 4.0。 狹窄區域7之洗淨水的流入速度，以每分鐘15〜l〇〇cm 為貫用’以每分鐘20〜60cm最佳。一旦低於下限值，則以 尚濃度溶存氧及氮之洗淨水的流入量就會不足、過氧化氯 及硝酸的產生量少，導致洗淨殺菌力變差。一旦高於上限 值，產生的過氧化氫及硝酸、空洞狀態就會流出消失，最 後導致洗淨殺菌效果變差。 此外，亦會影響超音波振盪器的總電力Wt，已知 (Wt/(v*S))的值在〇.67〜13.3的範圍最實用，以u〜1〇 〇的 範圍最佳。 戈口此一采，在狹窄區域 度王难刀荦化學反應的狀 下，使輸送帶3運作，輸送帶3藉由接水槽1將被洗淨彩 通過洗淨槽2的開σ 2a ’送至洗淨槽2 _洗淨水中， -定速度通過狹窄區域7。這樣就能利㈣水集中於狹窄 ，產生之強力超音波振動、空洞狀g及過氧化氫水、硝 导，將被洗淨物A強力洗淨殺菌。 將洗淨水混人LuminGl發歧，狹窄區域將因

Lumii 14/18 201114506 生藍白光，藉此目測觀察狹窄區域產生的 強力琴化子巧。本實施例中’可目測到整個狹窄區域皆 出現強大的監白光’―旦上方的超音波振盪器運作停止， =情況就只剩超音波振助下㈣在運作的部份，且會 丹有 既右立 曰中儲存洗淨水，給予超音波振動之 ^有批w超4洗淨器，及本實施例巾 置，清洗蓋子或塗有牛血之醫療用顯示裝置時，既有= iff!器需90〜12”，方能將血潰等污垢完全洗 醫療用顯示裝置完全洗淨。 』竹 產業上使用可能 本發:的技術可用於⑯電子零件•機械加工品•醫療器 、3、硬帶•假牙等附著之污垢、油潰等洗淨殺菌。此 ，y將起g波振盪器左右相對配置，將房間的空氣形 、彳政氣心彳文下方送到該振盪器之間，作為洗淨殺菌的 空氣清淨用。 有關本發明係根據特定的實施形態記載，然業者亦可 不跳脫本發明申請專利範圍及思維之範㈣，進行各種 變更、修正。 【圖式簡單說明】 圖1係貫施例超音波洗淨裝置的說明圖。 圖2係表不實施例供給之洗淨水分流狀態的說明圖。 圖3係表不實施例之洗淨水於狹窄區域的流入及流出 狀態說明圖。 圖4係表示洗淨水中溶存氧•氮的濃度變動說明圖。 201114506 【主要元件符號說明】 1.. .接水槽 la...通過口 2.. .洗淨槽 2a...開口 2b...喷出部 2c...暫時儲水部 3.. .輸送帶 4.. .超音波振盪器 5.. .幫浦 6.. .供給管 7.. .狹窄區域 8.. .擋板 9.. .雜物去除部 A...被洗淨物 W...洗淨水 Wa...水幕 16/18

Claims (1)

1. 201114506 、申請專利範圍： 一種使用超音波之物品洗淨 將複數個超音波振蓋器之發#而其特徵在於： 下，且依發振面彼此相對_ =浸潰在洗淨水的水面 槽儲有高濃度之溶存氧及|^=置在洗淨槽内，該洗淨 洗淨水，並將以高濃度溶存，且能提供連續供給的 15〜100cm範圍的流速，流m淨^ ’以每分鐘 圍住的狹窄區域，同時 ;^振面彼此相對所夾住或 時間，利用於上述狹窄區域相;之述狹窄區域-定 振動’將洗淨水中的溶存氧及氮分解:產 酸’進行贱淨物軌淨及殺g ; k 七 1. 度溶存氧及氮之洗淨水連續供給至洗淨槽内，同 /、使所供給之洗淨水的—赌流通職⑽域後，將供 洗’/f•水連續從洗淨槽排出，排出的洗淨水被送至 :存氧及氮的溶解部，在雜解部提高溶存濃度，以高濃 广=存氧及氮後，利用幫浦將洗淨水供給至洗淨槽，作為 使用，同時將供給至洗淨槽内的洗淨水之中，通過狹 ;乍區域之流量與未通過狹窄區域之排水流量的分流比 率’设為比溶解部的洗淨水中，其溶存之氧或氮的各濃度 士升比率中較低者還低，將供給至洗淨槽之洗淨水經常以 阿泰度溶存氧及氮，使連續洗淨成為可能，再者，分別於 洗淨槽左右壁面設置開口，並設置輸送帶，使被洗淨物透 過該左右開口於洗淨槽内的水中移動，通過洗淨水面下的 乍&域而加以輸送，並在槽内側的左右開口附近，將供 給至洗淨槽的洗淨水以水膜狀喷出，形成水幕，抑制洗淨 槽内的洗'淨水從左右開 口大量排水，再者，喷出的部份洗 17/18 201114506 淨水-邊a設於彻的#板而減速…邊被料從狹窄區 =右側面互為對向流人’且觀淨水將财職水脈狀 :洗稍㈣口落至空氣中，在落下過程中將接觸到空氣 中的氧及氮，將此等氣體溶存至洗淨水，利用洗淨槽下方 的接水槽回收落下的洗淨水’將所回收的洗淨水以幫浦送 至洗淨槽’溶解部乃由洗淨槽的開口及配置於該開口下方 的接水槽形成。 18/18