(57)【要約】【課題】  流動により帯電した洗浄液や石油等の用剤を効率的に除電する除電装置を提供する。またこの除電装置を用いることで、洗浄液と被洗浄物を安全に扱うことができると共に洗浄性能を向上させることができる洗浄装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る除電装置１０は、用剤の通過する流路と、流路途中に設けられた、接地された導電性の容器１５と、前記導電性の容器内に収容された磁石１１と、を備える。用剤中に含まれる電荷１２は用剤と共に流路に沿って移動するため、磁石が形成する磁場によって電荷にローレンツ力１３が働く。このうち、磁石の存在する方向に引き寄せられた電荷は、磁石を囲む導電性の容器１５に接触し、容器が接地されていることにより除去される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用剤の通過する流路と、
前記流路途中に設けられた、接地された導電性の容器及び該容器の内部に収容された磁石から成る除電ユニットと、
を備えることを特徴とする用剤用除電装置。
【請求項２】
前記導電性の容器にオーステナイト系ステンレス鋼を用いることを特徴とする請求項１に記載の用剤用除電装置。
【請求項３】
前記流路を形成する経路の少なくとも一部が導電性の材料で構成されており、該経路部材が接地されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の用剤用除電装置。
【請求項４】
前記経路部材にオーステナイト系ステンレス鋼を用いることを特徴とする請求項３に記載の用剤用除電装置。
【請求項５】
洗浄液により被洗浄物の洗浄を行う洗浄槽と、
前記洗浄槽内から排出された前記洗浄液を、所定の経路を通して洗浄槽内に戻す洗浄液循環経路と、
前記洗浄液を前記洗浄槽及び前記洗浄液循環経路の間で循環させる循環手段と、
前記洗浄槽内及び／又は前記洗浄液循環経路途中に設けられた、接地された導電性の容器及び該容器の内部に収容された磁石から成る除電ユニットと、
を備えることを特徴とする洗浄装置。
【請求項６】
前記導電性の容器にオーステナイト系ステンレス鋼を用いることを特徴とする請求項５に記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄槽及び前記洗浄液循環経路のうち前記除電ユニットが設けられた場所の少なくとも一部が、接地された導電性の部材で構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記導電性の部材にオーステナイト系ステンレス鋼を用いることを特徴とする請求項７に記載の洗浄装置。
【請求項９】
洗浄液を再生する再生手段を前記洗浄液循環経路の途中に備えることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動により帯電した用剤を除電する除電装置及び該除電装置を用いた洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用の部品洗浄に使用する洗浄液には、塩素系、炭化水素系、アルコール系、水系等、様々なものがある。このうち塩素系洗浄液は優れた洗浄性、高い揮発性、不燃性といった洗浄液として多くの適性を有する一方、オゾン層破壊物質や大気汚染物質、あるいは発癌性物質が含まれていたりするなど、環境保護や人体に対する影響の問題から近年では使用が規制されるようになった。
【０００３】
塩素系洗浄液に替わる洗浄液として、近年では炭化水素系洗浄液や水系洗浄液が注目されている。炭化水素系洗浄液は表面張力や粘性が低く、工作油に対する相溶性が高いため、工業用部品の洗浄に適している。また揮発性が高く、金属に対する腐食性が低いなど、工業用部品の洗浄液として優れた特性を有している。しかしながら可燃性であるため、安全に使用するためには洗浄装置を防爆構造にしなければならず、設備費用がかかるという欠点がある。また、水系洗浄液は炭化水素系洗浄液に比べて洗浄液としての性質には劣るものの、安全性が高いといった利点がある。一方、被洗浄物や不純物の種類によってはアルコール系洗浄液や他の洗浄液も用いられる。
【０００４】
洗浄液を用いた洗浄方法として代表的なものに浸漬洗浄がある。浸漬洗浄は洗浄槽に満たされた洗浄液中に被洗浄物を浸漬し、超音波振動等によって被洗浄物の洗浄を行う方法である。浸漬洗浄では被洗浄物が満遍なく洗浄液に接触するため、均一に洗浄することができる。しかしながら、被洗浄物の周囲の不純物の濃度が高まると洗浄力が低下してしまうため、洗浄液を装置内で循環させることにより被洗浄物の周囲の濃度を下げることが一般的に行われている。
【０００５】
また、特許文献１に記載の洗浄装置では、洗浄液の循環経路の途中に洗浄液再生装置を設けることにより、洗浄液に含まれる不純物を除去し、洗浄液を再利用している。これにより長期に亘って高い洗浄性能を維持でき、洗浄液の使用量及び廃液の処理量を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６２１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、洗浄液を循環させると、洗浄槽や配管の壁面と洗浄液との接触によって静電気（流動帯電）が生じるという問題がある。炭化水素系洗浄液やアルコール性洗浄液は絶縁性が高いため、流動帯電が生じやすい。また洗浄液の絶縁性が低い場合でも、絶縁性の高い配管を通過した場合などには流動帯電が生じる。また、被洗浄物との接触によっても静電気が発生する。
【０００８】
静電気は被洗浄物に損傷を与えることがある。また、洗浄液が炭化水素系洗浄液やアルコール系洗浄液である場合には、放電によって着火するおそれがある。このため、洗浄装置では静電気を除去するための対策が必要となる。通常、洗浄槽や配管等に導電性の材料を用い、これらを接地することにより、洗浄液中の静電気除去を行う。しかし、洗浄液中の電荷（イオン）が接地導体に接触しないと静電気の除去を行えないため、この方法では静電気除去の効率が低い。静電気除去の効率が低いと流動帯電を低く抑えるために洗浄液の循環を遅くしなければならず、洗浄力が低下してしまう。また、これにより洗浄にかかる時間が増大するという問題も生じる。
このような帯電の問題は、洗浄装置ばかりではなく、ガソリンや灯油等の石油が内部を流動する装置等でも生じる。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、流動により帯電した洗浄液や石油等の用剤を効率的に除電する除電装置を提供することである。またこの除電装置を用いることで、洗浄液及び被洗浄物を安全に扱うことができると共に、洗浄性能を向上させることができる洗浄装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために成された本発明に係る用剤用除電装置は、
用剤の通過する流路と、
前記流路途中に設けられた、接地された導電性の容器及び該容器の内部に収容された磁石から成る除電ユニットと、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る除電装置によれば、流路に沿って移動する用剤と共に用剤に含まれる電荷が移動するため、流路の途中に存在する磁石が形成した磁場によって電荷にローレンツ力が働く。磁石と電荷の位置関係によって電荷に掛かるローレンツ力の向きは異なるが、このうち磁石の存在する方向に引き寄せられた電荷は、磁石を囲む導電性の容器に接触し、容器が接地されていることにより除去される。
【００１２】
磁石を収容する導電性の容器には、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼を用いることが望ましい。オーステナイト系ステンレス鋼は耐食性が高く、用剤又はそれに含まれる不純物による腐食・劣化を抑えることができると共に、非磁性体でもあるため、内部に収容した磁石から形成される磁界を乱すことがない。また、磁石の収容及び搬出が容易となる。
【００１３】
前記流路を形成する経路の少なくとも一部は、接地された導電性の部材で構成されることが好ましい。これによりローレンツ力によって磁石の存在する方向以外に移動した電荷も除去することができる。
また、この経路部材には、導電性の容器と同じ理由で、オーステナイト系ステンレス鋼を好適に用いることができる。
【００１４】
また、本発明に係る洗浄装置は、
洗浄液により被洗浄物の洗浄を行う洗浄槽と、
前記洗浄槽内から排出された前記洗浄液を、所定の経路を通して洗浄槽内に戻す洗浄液循環経路と、
前記洗浄液を前記洗浄槽及び前記洗浄液循環経路の間で循環させる循環手段と、
前記洗浄槽内及び／又は前記洗浄液循環経路途中に設けられた、接地された導電性の容器及び該容器の内部に収容された磁石から成る除電ユニットと、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る洗浄装置によれば、洗浄液を洗浄槽と洗浄液循環経路の間で循環させ、その流路の途中に、接地された導電性の容器及びこの容器の内部に収容された磁石から成る除電ユニットを設けている。この構成は上記除電装置と同じであるため、被洗浄物を洗浄槽で洗浄する際、洗浄液中の不純物の濃度が被洗浄物の周囲で局所的に高まることを防ぐと共に、洗浄液が循環することによって発生する流動帯電を効率的に除電することができる。これにより、炭化水素系やアルコール系などの洗浄液を用いた場合でも安全に洗浄を行うことができる。また、帯電を防止しつつ洗浄液の循環速度を上げることができ、洗浄装置の洗浄性能を高めることができる。
【００１６】
本発明に係る洗浄装置では、上記除電装置と同じ構成を好適に用いることができる。即ち、導電性の容器にＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼を用いることや、洗浄槽及び洗浄液循環経路のうち除電ユニットが設けられた場所の少なくとも一部を、接地された導電性の部材で構成することができる。また、この導電性の部材として導電性の容器と同様にオーステナイト系ステンレス鋼を用いることができる。
【００１７】
また、前記洗浄液循環経路は、その経路途中に蒸留や濾過等によって洗浄液の再生を行う再生手段を設けることができる。これにより、洗浄液中に含まれる不純物を除去することができ、長期に亘って高い洗浄力を維持することができると共に、被洗浄物の洗浄時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１８】
接地された導電性の容器及び該容器内に収容された磁石から成る除電ユニットを用剤の流路中に設置することにより、流路を流れる用剤に含まれる静電気を効率的に除去することができる。また、洗浄装置にこの除電装置を設けることにより、安全に洗浄液及び被洗浄物を扱うことができると共に、洗浄液の流動速度を上げることができ、洗浄装置の洗浄性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】洗浄槽内に配置した除電ユニットを示した平面図(a)、及び導電性の容器の内部に収容された磁石と移動する正イオンに働くローレンツ力の向きを示した縦断面図(b)。
【図２】磁石の周囲に形成される磁力線と移動する正イオンに働くローレンツ力の向きを示した模式図。
【図３】導電性の容器の内部に収容された磁石と移動する負イオンに働くローレンツ力の向きを示した縦断面図。
【図４】接地された導電性の配管の内部に設置された除電ユニットと、移動する正イオンにかかるローレンツ力の向きを示した縦断面図(a)、及び移動する負イオンにかかるローレンツ力の向きを示した縦断面図(b)。
【図５】本発明に係る洗浄装置の一実施例を示した概略構成図(a)、及びその洗浄槽を示した縦断面図(b)。
【図６】洗浄装置から除電ユニットを外した状態での経過時間と洗浄液の帯電の関係を表すグラフ。
【図７】洗浄装置に除電ユニットを設置した状態での経過時間と洗浄液の帯電の関係を表すグラフ。
【図８】洗浄液の帯電後に洗浄装置に除電ユニットを設置した場合の経過時間と洗浄液の帯電の関係を表すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２０】
本発明に係る除電装置の一実施例を図１〜図３を用いて説明する。
図１は、洗浄槽内に設けた本実施例の除電装置１０の平面図(a)、及び縦断面図(b)である。洗浄液１４は供給路１８から洗浄槽１６内に流入し、流線１４１に沿って洗浄槽内を流動し、回収路１７から洗浄槽外に流出する。洗浄液中に含まれる電荷は洗浄液と共に移動するため、流路中に存在する磁石１１により形成された磁場によって電荷にローレンツ力が働く。図２に、磁石１１から放射される磁力線の向き１１１と、前記磁石の周囲に存在する複数の正イオン１２と、各正イオン１２が洗浄液の流動によって紙面に垂直な方向であって紙面の表から裏の方向に動いた場合のローレンツ力の向き１３を示す。図２に示すように、正イオン１２に働くローレンツ力の向きは磁石との位置関係によって異なる。洗浄液中の正イオンを効率良く除去するためには、磁石から離れる正イオンの数よりも磁石に引き寄せられる正イオンの数を多くする必要があるため、除電ユニット１０１はこれらを考慮して配置する必要がある。
【００２１】
本実施例では、洗浄液の流動方向１４１から見て左右側に導電性の容器１５を１個ずつ配置し、それぞれの容器を接地している（図１(a)）。また、流動方向から見て左側の容器にはＳ極を下、Ｎ極を上にし、右側の容器にはＮ極を下、Ｓ極を上にして、磁石１１をそれぞれ収容している（図１(b)）。なお、図１(b)における洗浄液の流動方向は、紙面に垂直な方向であって紙面の表から裏の方向である。また、容器１５は、一方の容器の内部に収容された磁石から形成される磁界が、他方の容器内部の磁石から形成される磁界の影響を受けない程度に離間させると共に、容器１５を洗浄槽の側壁１６１と接触させるか、又は容器１５と側壁１６１の間の距離が十分狭くなるように配置する。このように導電性の容器１５及び磁石１１を洗浄槽内に配置することにより、磁石から離れる正イオンの数よりも磁石に引き寄せられる正イオンの数を多くすることができる。磁石１１に引き寄せられた正イオン１２は、磁石を囲む導電性の容器１５と接触し、容器１５が接地されていることにより中和（除電）される。
【００２２】
また、洗浄液に含まれる電荷が負イオン（負電荷）である場合には、図１(b)に示す２個の磁石の向きをそれぞれ逆にすればよい（図３）。
【実施例２】
【００２３】
次に、除電装置の第2の実施例について図４を用いて説明する。
図４は循環経路の途中に設けられた導電性の配管の内部に除電ユニット１０１を配置した除電装置である。本実施例では導電性の配管１９が接地されており、容器１５と配管１９は電気的に接続されている。また、磁石１１は、Ｎ極からＳ極へ向かう直線の向きが洗浄液の流動方向と直交するように容器内に収容されている。このように導電性の容器及び磁石を配置した接地導体から成る配管１９は、正負いずれのイオンに対してもローレンツ力により配管又は容器の方向にイオンが移動するため、好適に静電気を除去することができる。
【実施例３】
【００２４】
次に本発明に係る洗浄装置の一実施例を、図５〜図８を用いて説明する。
図５は本実施例の洗浄装置２０を示した概略構成図である。この洗浄装置２０は、内部に洗浄液を貯留して被洗浄物を浸漬させ、洗浄液に超音波振動を与えることによって被洗浄物を洗浄する洗浄槽２１と、洗浄槽に設置された除電ユニット２２と、洗浄液に含まれる不純物を除去するフィルタ２３と、洗浄槽２１から再生部２３に洗浄液を送る回収路２４と、再生部２３によって不純物が除去された洗浄液を洗浄槽２１に送る供給路２５と、これら各部に洗浄液を循環させる循環ポンプ２６と、を備える。
【００２５】
洗浄槽２１は導電性の金属ＳＵＳ３０４により構成されている（接地せず）。槽の上面が開口しており、蓋２１１によって上面開口を開閉できる。被洗浄物はこの上面開口を通じて洗浄槽２１に搬入、搬出される。また、洗浄槽内部に貯蓄された洗浄液に超音波振動を与える超音波振動発振器２１２は、洗浄槽２１の底面の下部に設置されている。
【００２６】
除電ユニット２２は、接地されたＳＵＳ３０４製金属容器２２１と、金属容器２２１の内部に収容された磁石２２２から成る。本実施例では除電ユニットを２つ設けているが、各々の金属容器内に収容される磁石の向きは、前述のように洗浄液の流動方向と帯電の正負によって適宜変える必要がある。
【００２７】
また、回収路２４及び供給路２５は、回収路開閉弁２４１及び供給路開閉弁２５１をそれぞれ備えている。洗浄槽２１内に貯蓄される洗浄液は、これらの開閉弁を開くことにより、洗浄槽２１と再生部２３の間を循環する。
【００２８】
本実施例の洗浄装置２０における洗浄液の静電気除去の効果について実験を行った。その結果を以下に示す。
なお、洗浄液は炭化水素系洗浄液のＮＳ１００（ジャパンエナジー社製）を用いた。また、洗浄槽の大きさは縦６０cm、横６０cm、深さ５５cmであり、洗浄液を約２００L貯留することができる。さらに、超音波振動発振器の出力及び周波数は１２００W、２８KHzとし、装置内を循環する洗浄液の循環量は２０L/minとした。
まず、比較例として、除電ユニット２２を外した状態で実験を行った。回収路開閉弁２４１及び供給路開閉弁２５１を開き、超音波振動発振器２１２と循環ポンプ２６を作動させると、図６に示すように３０秒ほどで洗浄液は−１０００V〜１３００Ｖにまで帯電した。また、超音波振動発振器と循環ポンプを停止させた後も、洗浄液中の静電気が完全に除電されるまで１２０秒程度の時間がかかった。
【００２９】
次に、除電ユニット２２を洗浄槽２１に設置した場合の結果を図７に示す。除電ユニットを設置することにより、洗浄液は−５００V程度までしか帯電しなかった。一方、超音波振動発振器と循環ポンプを停止させた後、洗浄液中の静電気が完全に除電されるまで６０秒程度の時間がかかった。この時間は、除電ユニットを外した状態で−５００Vから０Vになるのに要した時間とほぼ変わらない（図６）。これは洗浄液の流動が止まり、電荷の移動がなくなったため、電荷にローレンツ力が働かなくなったためと考えられる。
【００３０】
また、除電ユニット２２を外した状態で超音波振動発振器２１２と循環ポンプ２６を作動させ、洗浄液が帯電した後、超音波振動発振器２１２のみを停止させ、除電ユニット２２を洗浄槽２１に設置したときの結果を図８に示す。この場合、洗浄液が流動したままであるにも関わらず、約３０秒ほどで−５００Vにまで除電された。
【００３１】
なお、本発明では除電ユニットの数は限定されない。除電ユニットの数を増加させることで、除電の効率をさらに向上させることができる。また、洗浄液の循環経路中に除電のための槽を別に設け、その槽に除電ユニットを設置してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０…除電装置
１０１…除電ユニット
１１…磁石
１１１…磁力線の向き
１２…正イオン
１２A…負イオン
１３…ローレンツ力の向き
１４…洗浄液
１４１…流線（流動方向）
１５…導電性の容器
１６…洗浄槽
１６１…洗浄槽の側壁
１７…回収路
１８…供給路
１９…配管
２０…洗浄装置
２１…洗浄槽
２１１…蓋
２１２…超音波振動発振器
２２…除電ユニット
２２１…導電性の容器
２２２…磁石
２３…再生部（フィルタ）
２４…回収路
２４１…回収路開閉弁
２５…供給路
２５１…供給路開閉弁
２６…循環ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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