JP4641266B2

JP4641266B2 - 脱気兼異物除去装置

Info

Publication number: JP4641266B2
Application number: JP2006027834A
Authority: JP
Inventors: 郁男石井
Original assignee: Act Five Co Ltd
Current assignee: Act Five Co Ltd
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2026-02-06
Also published as: JP2007203262A

Description

本発明は、被処理液中から気体を脱気すると共に、被処理液中の異物を除去する脱気兼異物除去装置に関する。

精密部品等の被洗浄物を洗浄する際に、超音波洗浄法が用いられる。
洗浄液に超音波振動を与えると液内に疎密波が形成される。疎密波の「疎」の状態において、液体が蒸気圧以下まで減圧され、それによりこの液体が気化した泡が生じる（キャビテーション）。次に、泡のある部分が「密」の状態になると、この泡が周囲の液体に押されることより液化を伴いつつ急激に圧縮され、この時に液体内での音速よりも速い速度で液体が移動することにより衝撃波が発生する。この衝撃波により、被洗浄物の表面の汚れが落とされる。

洗浄液中に酸素等の気体が溶解していると、「疎」の状態において生じる泡に、液体が気化した気体のみならずこの溶解気体も混入する。この場合、「密」の状態において泡が圧縮されても溶解気体は液化せずに残り、疎密波による振動を溶解気体が吸収してしまう。そのため、衝撃波が生成され難くなり、被洗浄物の洗浄効率が低下する。
そこで、従来より、超音波洗浄による洗浄効率を高めるために、洗浄液中の気体を除去すること（脱気）が行われている。

また、一般に洗浄液は使い捨てではなく、繰り返し使用される。しかし、繰り返し使用された洗浄液には被洗浄物の表面から離脱した異物が混入しているため、異物が再付着して被洗浄物を汚染するおそれがある。そこで、使用済みの洗浄液を再使用する前に、洗浄液から異物を除去する必要がある。

特許文献１には、洗浄液を貯留する洗浄槽と、洗浄液を循環させるためのポンプと、洗浄液を脱気するための脱気タンクと、洗浄液中の異物を除去するためのフィルタを備える、脱気兼異物除去装置付の洗浄装置が記載されている。この装置は、洗浄液が洗浄槽から、ポンプ、脱気タンク、フィルタの順でこれらを通過して洗浄槽に戻る流路を有する。しかし、この装置では、ポンプを通過する洗浄液は未だフィルタを通過しておらず異物を含んだままであるため、この異物の影響によりポンプが故障する恐れがある。
フィルタをポンプよりも上流側に設ければ、異物によるポンプの故障は防ぐことができる。しかし、その場合には、ポンプはフィルタの抵抗に抗して被処理液を吸引しなければならないことから、吸引力の大きいポンプを使用する必要があるため、コストが上昇してしまう。

一方、特許文献２には、洗浄槽と、洗浄液を貯留して内部を減圧することにより洗浄液を脱気する脱気槽と、前記減圧に用いるエゼクタを備える脱気装置付の洗浄装置が記載されている。ここで、脱気槽は、その内部に貯留される洗浄液の液面の下限が洗浄槽の液面の上限よりも高い位置になるように設けられる。また、この装置は、洗浄槽から脱気槽を経て洗浄槽に戻る流路を有する。なお、この装置には洗浄液中の異物を除去する装置は設けられていない。
この装置ではまず、エゼクタを用いて脱気槽内を減圧することにより、洗浄槽内の洗浄液を脱気槽内に導入する。脱気槽内の洗浄液が所定の量になった時、脱気槽内が大気圧に開放される。この時、脱気槽内の液面が洗浄槽の液面よりも高い位置にあるため、脱気槽内の洗浄液は洗浄槽に返送される。この装置では異物の除去は行わないが、流路中にポンプがないため、異物の影響によりポンプが故障するという問題は生じない。
しかし、この装置では、脱気槽から洗浄槽へ洗浄液を返送する時に洗浄液を大気に晒すため、洗浄液に再度気体が混入してしまう、という問題が生じる。また、返送中は脱気処理を行わないため、脱気の効率が低い、という欠点もある。

特開平6-151403号公報（[0011]〜[0014], 図1）特開平6-071239号公報（[0032]〜[0035], 図1）

本発明が解決しようとする課題は、被処理液の脱気を効率よく行うことができると共に、被処理液中の異物を除去することができ、それによりポンプの故障を防ぐことができる脱気兼異物除去装置を提供することにある。

上記課題を解決するために成された本発明に係る脱気兼異物除去装置は、被処理液を脱気処理すると共に、被処理液中の異物を除去する脱気兼異物除去装置において、
a) 被処理液を貯留する被処理液貯留槽と、
b) 内部に被処理液を導入して該内部を減圧にすることにより被処理液を脱気する脱気槽と、
c) 前記脱気槽内を減圧するエゼクタと、
d) 前記被処理液貯留槽から前記脱気槽に被処理液を送液する第１流路と前記脱気槽から前記被処理液貯留槽に被処理液を戻す第２流路から成る被処理液循環流路と、
e) 前記第１流路中に設けた被処理液の濾過装置と、
f) 前記第２流路中に設けた、前記エゼクタによる減圧に抗して前記脱気槽から被処理液を吸引可能な送液ポンプと、
を備え、被処理液は、前記被処理液貯留槽から脱気槽までは前記エゼクタを用いて脱気槽内を減圧することにより送液され、前記脱気槽から被処理液貯留槽までは前記送液ポンプを用いることにより送液されることを特徴とする。

この脱気兼異物除去装置は更に、
前記エゼクタを作動させるための作動用液を貯留する作動用液貯留槽と、
前記作動用液貯留槽からエゼクタを経て該作動用液貯留槽に戻る作動用液循環流路と、
前記作動用液循環流路中に設けた作動用液循環ポンプと、
前記第２流路と前記作動用液貯留槽を接続する作動用液補充流路と、
前記作動用液貯留槽内の作動用液が所定の残量以下になった時に、被処理液を作動用液として液補充流路から作動用液貯留槽に供給する液補充制御部と、
から成る作動用液循環装置を備えることができる。

発明の実施の形態及び効果

本発明に係る脱気兼異物除去装置では、被処理液は被処理液貯留槽から第１流路（及びその途中にある濾過装置）、脱気槽、第２流路（及びその途中にある送液ポンプ）を通って被処理液貯留槽に戻る被処理液循環流路を流れる。その間に、濾過装置で異物除去処理が行われ、脱気槽で脱気処理が行われる。

被処理液は、被処理液貯留槽から脱気槽まではエゼクタを用いて脱気槽内を減圧することにより、脱気槽から被処理液貯留槽までは送液ポンプを用いることにより、それぞれ送液される。送液ポンプは、エゼクタにより減圧された脱気槽から被処理液を吸引することができるだけの能力を有するものを用いる。これらエゼクタ及び送液ポンプはいずれも安価であるため、脱気兼異物除去装置のコストが抑えられる。送液ポンプには濾過装置により異物除去処理がなされた後の被処理液しか通過しないため、異物による故障を防ぐことができる。また、本発明の脱気兼異物除去装置では、脱気槽中で脱気処理がなされた被処理液は送液ポンプにより連続的に取り出されるため、脱気処理を中断することなく効率よく行うことができる。

本発明の脱気兼異物除去装置には更に、前記送液ポンプの下流側に吐出される被処理液の圧力を調整する吐出圧調整部を設けることができる。吐出圧を調整することにより、被処理液が十分に脱気がされないまま脱気槽から送出されることを防ぐことができる。吐出圧の大きさは予備実験により求めておくことができる。

前記作動用液循環装置はエゼクタを作動させるための装置である。この作動用液循環装置では、作動用液貯留槽内の作動用液が所定の量以下になると、前記第２流路から被処理液の一部を取り出して、液補充流路から作動用液貯留槽に供給することにより、被処理液を作動用液として補充する。ここで第２流路から取り出される被処理液は既に異物が除去された後の液であるため、作動用液を循環させるための作動用液循環ポンプが異物により故障することはない。この作動用液循環装置を用いることにより、作動用液が蒸発等により減少しても、作動用液を自動的に補充することができる。

本発明に係る脱気兼異物除去装置の一実施例を、図１を用いて説明する。この装置は、被処理液貯留槽１１に貯留された洗浄液（被処理液）の脱気処理及び異物除去処理を行うためのものである。なお、図１では、液体の流路を太線で、気体の流路を二重線で、それぞれ示した。
被処理液貯留槽１１内の底付近には、内部の被処理液を取り出すための吸引口１１１と、脱気及び異物除去処理がなされた被処理液を被処理液貯留槽１１に戻すための吐出口１１２が、互いに対向するように配置されている。吸引口１１１は異物を除去するためのフィルタ１２の流入口に接続され、フィルタ１２の流出口は脱気槽１３の流入口に接続される。脱気槽１３の流出口は送液ポンプ１４に接続されている。送液ポンプ１４の出口側には圧力調整バルブ１５１、圧力計１５２及びフローメータ１５３から成る吐出圧調整部１５が設けられている。吐出圧調整部１５の出口側は被処理液貯留槽１１内の吐出口１１２と接続される送出管１６１と脱気槽１３に接続される還流管１６２に分岐しており、送出管１６１には送出バルブ１７１が、還流管１６２側には還流バルブ１７２が、それぞれ接続される。

脱気槽１３は逆止弁１８を介してエゼクタ２１に接続される。エゼクタ２１は後述の作動用液循環装置２０内に設けられており、作動用液体が通過することにより脱気槽１３内の気体を吸引するものである。また、脱気槽１３の流入口には、脱気槽１３内の被処理液の液面を所定の高さになるように調整するボールタップ１３１が設けられている。

本実施例の脱気兼異物除去装置の動作を説明する。まず、準備段階として、以下のようにして脱気槽１３内に被処理液を貯留させる。
後述のように作動用液循環装置２０を動作させることにより脱気槽１３内の気体をエゼクタ２１により吸引する。これにより、被処理液貯留槽１１中の被処理液は吸引口１１１からフィルタを通過して脱気槽１３内に導入される。脱気槽１３内の被処理液の液面が所定の高さに達すると、ボールタップ１３１の動作により脱気槽１３の流入口は閉鎖され、脱気槽１３内への被処理液の流入は一旦停止する。また、脱気槽１３と逆止弁１８の間に設けた脱気吸引バルブ１３２を閉鎖して、脱気槽１３に設けたリークバルブ１３３を開放することにより、脱気槽１３内の圧力を一旦大気圧に戻す。

次に、送出バルブ１７１を閉鎖した状態で還流バルブ１７２を開放し、送液ポンプ１４を作動させる。そして、圧力計１５２の指針を確認しながら圧力調整バルブ１５１の開度を変更することにより、送液ポンプ１４から吐出される被処理液の吐出圧を調整する。本実施例では吐出圧は、エゼクタによる圧力の減少分である0.10MPaよりもやや大きい、0.15MPaに設定した。

次に、リークバルブ１３３を閉鎖して脱気吸引バルブ１３２を開放すると共に、還流バルブ１７２を閉鎖して送出バルブ１７１を開放する。これにより、エゼクタ２１によって脱気槽１３内が減圧され、処理液が脱気される。また被処理液は、エゼクタ２１による減圧のため被処理液貯留槽１１からフィルタ１２を通って脱気槽１３内に導入されると共に、送液ポンプ１４により脱気槽１３内から排出されて被処理液貯留槽１１に返送される。その際、被処理液貯留槽１１内では、被処理液が吐出口１１２からそれに対向した吸引口１１１に向かって吐出されることにより、被処理液貯留槽１１の底に沈澱した異物は吸引口１１１側に移動するため、被処理液貯留槽１１からの異物除去の効率は更に高まる。
こうして被処理液はフィルタ１２及び脱気槽１３を通る流路を循環し、フィルタ１２において被処理液内の異物が除去されると共に、脱気槽１３において脱気処理がなされる。

エゼクタ２１及び送液ポンプ１４の動作により、脱気槽１３においては被処理液が連続的に供給及び排出される。そのため、脱気処理が中断されることがなく、脱気処理の効率が高い。また、送液ポンプ１４から吐出される被処理液の吐出圧が前述のように吐出圧調整部１５により設定されているため、被処理液が十分に脱気がされないまま脱気槽１３から送出されることを防ぐことができる。

次に、作動用液循環装置２０について説明する。作動用液循環装置２０は、作動用液循環流路２４中にエゼクタ２１、作動用液貯留槽２２及び作動用液循環ポンプ２３を設けたものである。作動用液循環ポンプ２３を動作させて作動用液循環流路２４に作動用液を循環させることにより、エゼクタ２１を作動用液が通過し、それによりエゼクタ２１は脱気槽１３内の気体を吸引する。作動用液には被処理液と同じものを用いる。

また、作動用液貯留槽２２には、作動用液貯留槽２２と送出管１６１を結ぶ作動用液補充管２５が設けられると共に、作動用液貯留槽２２内に作動用液ボールタップ２６が設けられている。そのため、作動用液の蒸発等により作動用液が減少したとしても、作動用液ボールタップ２６が動作し、送出管１６１内を流れる被処理液が自動的に作動用液として作動用液貯留槽２２内に補充される。

本発明に係る脱気兼異物除去装置の一実施例を示す概略構成図。

符号の説明

１１…被処理液貯留槽
１１１…吸引口
１１２…吐出口
１２…フィルタ
１３…脱気槽
１３１…ボールタップ
１３２…脱気吸引バルブ
１３３…リークバルブ
１４…送液ポンプ
１５…吐出圧調整部
１５１…圧力調整バルブ
１５２…圧力計
１５３…フローメータ
１６１…送出管
１６２…還流管
１７１…送出バルブ
１７２…還流バルブ
１８…逆止弁
２０…作動用液循環装置
２１…エゼクタ
２２…作動用液貯留槽
２３…作動用液循環ポンプ
２４…作動用液循環流路
２５…作動用液補充管
２６…作動用液ボールタップ

Claims

被処理液を脱気処理すると共に、被処理液中の異物を除去する脱気兼異物除去装置において、
a) 被処理液を貯留する被処理液貯留槽と、
b) 内部に被処理液を導入して該内部を減圧にすることにより被処理液を脱気する脱気槽と、
c) 前記脱気槽内を減圧するエゼクタと、
d) 前記被処理液貯留槽から前記脱気槽に被処理液を送液する第１流路と前記脱気槽から前記被処理液貯留槽に被処理液を戻す第２流路から成る被処理液循環流路と、
e) 前記第１流路中に設けた被処理液の濾過装置と、
f) 前記第２流路中に設けた、前記エゼクタによる減圧に抗して前記脱気槽から被処理液を吸引可能な送液ポンプと、
を備え、被処理液は、前記被処理液貯留槽から脱気槽までは前記エゼクタを用いて脱気槽内を減圧することにより送液され、前記脱気槽から被処理液貯留槽までは前記送液ポンプを用いることにより送液されることを特徴とする脱気兼異物除去装置。
前記送液ポンプの下流側に吐出される被処理液の圧力を調整する吐出圧調整部を備えることを特徴とする請求項１に記載の脱気兼異物除去装置。
前記エゼクタを作動させるための作動用液を貯留する作動用液貯留槽と、
前記作動用液貯留槽からエゼクタを経て該作動用液貯留槽に戻る作動用液循環流路と、
前記作動用液循環流路中に設けた作動用液循環ポンプと、
前記第２流路と前記作動用液貯留槽を接続する作動用液補充流路と、
前記作動用液貯留槽内の作動用液が所定の残量以下になった時に、被処理液を作動用液として液補充流路から作動用液貯留槽に供給する液補充制御部と、
から成る作動用液循環装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の脱気兼異物除去装置。