(57)【要約】【課題】  より安価に液体中の溶存気体の脱気の程度を確認することができる技術を提供する。【解決手段】  液体中の溶存気体を除去する脱気装置であって、液体を貯液する貯液槽から液体を吸入するとともに、吸入した液体を貯液槽へ排出するポンプと、貯液槽とポンプの吸入側との間に設けられ、貯液槽から液体が流入するとともに流入した液体を流出する貫通孔を有する筒状に形成された脱気管３であって、貫通孔が所定の断面積に形成された第１部分３１と、第１部分３１に対して排出側に隣接して第１部分３１の断面積より小さい断面積に形成された第２部分３２と、第２部分３２に対して排出側に隣接して第２部分３２の断面積より大きい断面積に形成された第３部分３３とを有する脱気管とを備え、脱気管は、透過性を有する部材により少なくとも前記第３部分３３が外部から視認可能に形成されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中の溶存気体を除去する脱気装置であって、
液体を貯液する貯液槽から液体を吸入するとともに、吸入した液体を前記貯液槽へ排出するポンプと、
前記貯液槽と前記ポンプの吸入側との間に設けられ、前記貯液槽から液体が流入するとともに流入した液体を流出する貫通孔を有する筒状に形成された脱気管であって、該貫通孔が所定の断面積に形成された第１部分と、該第１部分に対して排出側に隣接して該第１部分の断面積より小さい断面積に形成された第２部分と、該第２部分に対して排出側に隣接して該第２部分の断面積より大きい断面積に形成された第３部分とを有する脱気管とを備え、
前記脱気管は、透過性を有する部材により少なくとも前記第３部分が外部から視認可能に形成されていることを特徴とする脱気装置。
【請求項２】
前記脱気管は、前記貫通孔の貫通方向に直交する方向へ向けて該貫通孔の第３部分に光を照射する発光部と、該発光部により照射され前記貫通部を通過した光の光量を測定する受光センサとを更に有することを特徴とする請求項１に記載の脱気装置。
【請求項３】
前記受光センサにより測定された光量を取得する取得部と、
前記取得部により取得された光量が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定に基づいて、前記ポンプの駆動を制御する駆動制御部とを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の脱気装置。
【請求項４】
前記発光部は、前記第２部分の断面範囲と重複しない前記第３部分の断面範囲を少なくとも一部の光が通過するように光を照射し、
前記受光センサは、前記直交方向において、前記第２部分の断面範囲と重複しない前記第３部分の断面範囲を通過した光を受光することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中の溶存気体の脱気の程度を確認する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗浄槽内の洗浄液に浸されたワークを超音波により洗浄する超音波洗浄装置において、溶存気体による超音波振動の減衰を低減することを目的として洗浄液の脱気がなされている。
【０００３】
また、脱気を行う超音波洗浄装置として、洗浄槽と、洗浄槽に取り付けられて超音波を発生する超音波発振器と、洗浄槽内の溶存酸素濃度を計測する溶存酸素濃度計測器と、洗浄槽内の洗浄液が循環して通過可能であって洗浄液内の溶存酸素を除去可能な脱気装置と、洗浄槽内の洗浄液を循環させる循環ポンプと、更に溶存酸素濃度計測器により計測された洗浄液内の溶存酸素濃度を入力されて前記超音波洗浄装置の運転を制御する制御装置とを備えた超音波洗浄装置（例えば、特許文献１参照）が知られている。
【０００４】
また、低コストで脱気を行うため、洗浄液の通過する流路を備え、流路の途中に流路の内腔断面積を狭めた絞り部を設け、流路を変形不可能な剛性パイプで構成し、剛性パイプの適宜位置においてその径を絞ることにより、絞り部を形成し、絞り部の後方側でキャビテーションを発生させることにより、洗浄液中の溶存空気を気泡化する脱気装置（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３０２５９号公報
【特許文献２】特開２００８−２９６２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
脱気装置による溶存気体の濃度を確認するためには溶存酸素計を用いる必要があるが、超音波洗浄槽内の洗浄液を脱気する場合のように、正確な溶存酸素濃度ではなく、超音波振動を減衰させない程度に脱気されているかのみを判別できれば良い場合には溶存酸素計を用いることは高コストとなる、という問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、より安価に液体中の溶存気体の脱気の程度を確認することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本実施形態における脱気装置は、液体中の溶存気体を除去する脱気装置であって、液体を貯液する貯液槽から液体を吸入するとともに、吸入した液体を前記貯液槽へ排出するポンプと、前記貯液槽と前記ポンプの吸入側との間に設けられ、前記貯液槽から液体が流入するとともに流入した液体を流出する貫通孔を有する筒状に形成された脱気管であって、該貫通孔が所定の断面積に形成された第１部分と、該第１部分に対して排出側に隣接して該第１部分の断面積より小さい断面積に形成された第２部分と、該第２部分に対して排出側に隣接して該第２部分の断面積より大きい断面積に形成された第３部分とを有する脱気管とを備え、前記脱気管は、透過性を有する部材により少なくとも前記第３部分が外部から視認可能に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より安価に液体中の溶存気体の脱気の程度を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る脱気装置の構成を示す模式図である。
【図２】脱気管の構成を示す概略斜視図である。
【図３】脱気管の構成を示す概略側断面図である。
【図４】脱気管の構成を示す概略正面図である。
【図５】洗浄液の脱気が不十分な状態を示す概略図である。
【図６】洗浄液の脱気が十分な状態を示す概略図である。
【図７】脱気制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図８】脱気制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図９】脱気制御装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
（脱気装置の構成）
まず、本実施の形態に係る脱気装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る脱気装置の構成を示す模式図である。
【００１３】
図１に示すように、脱気装置１は、超音波洗浄装置に設けられ、洗浄液を貯める容器である洗浄槽９に洗浄液を吸引及び排出可能に接続される装置であり、ポンプ２と脱気管３と脱気装置４とを備える。洗浄槽９には、洗浄液を外部に流出させるための流出孔と、外部から洗浄液を流入させるための流入孔とが設けられる。
【００１４】
ポンプ２は、吸入口から洗浄液を吸入するとともに吸入した洗浄液を排出口から排出する。脱気管３は、一方がポンプ２の吸入口に接続されるとともに他方が洗浄槽９の流出孔に接続され、洗浄槽９から流入した洗浄液を脱気してポンプ２へ流出させる。脱気制御装置４は、脱気管３による洗浄液中の溶存気体の程度に応じてポンプ２を制御する。なお、本実施形態において、ポンプ２は、プロペラの回転によりこのプロペラの回転軸方向に流体を送り出す軸流ポンプとして構成されているものとする。ポンプ２を軸流ポンプとした場合には、ポンプ２により洗浄液にキャビテーションが発生し、これによって洗浄液が脱気されるが、ポンプ２は他の種類のポンプであっても良い。
【００１５】
（脱気管の構成）
次に、脱気管の構成について説明する。図２は、脱気管の構成を示す概略斜視図である。図３は、脱気管の構成を示す概略側断面図である。図４は、脱気管の構成を示す概略正面図である。図５は、洗浄液の脱気が不十分な状態を示す概略図である。図６は、洗浄液の脱気が十分な状態を示す概略図である。なお、図４においては、流出側から見た脱気管が示される。また、図５及び図６においては、後述する発光部及び受光センサを省略している。
【００１６】
図２〜図４に示すように、脱気管３は、洗浄液が流入する流入側から洗浄液を流出する流出側まで貫通するように対向する２つの開口を有する円筒状の部材であり、この脱気管３の貫通孔において、流入側において所定の径に形成された第１径部３１と、この第１径部３１に対して流出側に隣接して第１径部３１より小さい径に形成された第２径部３２と、この第２径部３２対して流出側に隣接して第２径部３２より大きい径に形成された第３径部３３とを有する。脱気管３は、所謂ベンチュリ管として構成される部材であり、貫通孔において他の部分と比較して断面積を狭くした中途部分が形成された筒状の部材であれば良い。ここで中途部分とは、貫通方向において流入側開口及び流出側開口のいずれとも離間する部分を示す。つまり、第１径部３１は所定の断面積を有する貫通孔であり、第２径部３２は第１径部３１より小さい断面積を有する貫通孔であり、第３径部３３は第２径部３２より大きい断面積を有する貫通孔であり、第１径部３１、第２径部３２、及び第３径部３３は互いに連通する。なお、脱気管３は、筒状の剛性部材であれば良く、貫通孔の断面形状についても円形以外の他の形状であっても良い。
【００１７】
脱気管３は、少なくとも第３径部３３を形成する外壁部が、アクリルやガラスなどの透過性のある部材により形成されており、これによって、第２径部３２から流出された洗浄液の状態が、脱気管３の側壁外周側から、具体的には脱気管３の貫通孔の貫通方向と直交する方向から視認可能となっている。
【００１８】
また、脱気管３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）として構成される発光部３３１と、この発光部３３１により照射された光を受光してその光量を測定する受光センサ３３２とを更に有する。発光部３３１及び受光センサ３３２は、いずれも、脱気管３の外部に設けられ、貫通方向において第３径部３３が形成される範囲内に配置される。発光部３３１は、脱気管３の外部から透過性を有する部材により形成された脱気管３の外壁を透過して貫通孔に向けて光を照射するように配置され、受光センサ３３２は、発光部３３１により貫通孔に照射された後に脱気管３の外壁を透過した光を受光するように発光部３３に対向して配置される。なお、発光部３３１及び受光センサ３３２は、図４に示すように、貫通方向と直交する平面である断面上において少なくとも一部の照射光が第２径部３２の形成位置を通過しないように、即ち、少なくとも一部の照射光が第２径部３２を貫通方向に延長した空間を通過しないように配置される。言い換えれば、発光部３３１は、第２径部３２の断面範囲と重複しない第３径部３３の断面範囲を少なくとも一部の光が通過するように光を照射するように配置され、また、受光センサ３３２は、第２径部３２の断面範囲と重複しない第３径部３３の断面範囲を通過した光を受光するように配置される。
【００１９】
このような脱気管３によれば、第１径部３１から第２径部３２に流入した洗浄液は、第１径部３１における洗浄液よりも流速が上昇するとともに水圧が低下し、洗浄液中の溶存気体の飽和レベルが減少することによって、溶存気体が洗浄液から分離される。この脱気管３の作用によって、洗浄液中の溶存気体が多い場合、即ち脱気が不十分である場合は、図５に示すように、第２径部３２から第３径部３３へ気泡を多く含む洗浄液が流入し、第３径部３３における洗浄液は、気泡による乱流が発生するために白濁することとなる。洗浄液中に発生した気泡は、その一部は洗浄槽９へ流入する過程で撹拌や加圧により再度洗浄液に溶解してしまうものの、溶解しない気泡は洗浄液から抜けていくため、脱気管３、ポンプ２、及び洗浄槽９を循環する過程で洗浄液は徐々に脱気されることとなる。
【００２０】
洗浄液が十分に脱気されると、即ち洗浄液中の溶存気体がある程度まで低減すると、気泡が減少して洗浄液が白濁しなくなるとともに、図６に示すように、第２径部３２から貫通方向に所定距離だけ洗浄液が直進し、この直進する洗浄液の周辺、具体的には、第３径部３３の断面範囲から第２径部３２の断面範囲を除いた部分の空間に空気層が生じる。このことから、透過性を有する部材により脱気管３を形成することによって、洗浄液の脱気の程度を外部から視認することができるとともに、発光部３３１と受光センサ３３２とを上述のように配置して洗浄液の脱気の程度を自動的に判定することが可能となる。
【００２１】
（脱気制御装置の構成）
次に、脱気制御装置の構成について説明する。図７は、脱気制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図８は、脱気制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【００２２】
脱気制御装置４は、図７に示すように、ハードウェアとして、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４３、入出力ＩＦ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）４３を備える。ＣＰＵ４１及びＲＡＭ４２は、協働して後述する各種機能を実行する。ＲＯＭ４３は、各種機能をプログラムとして記憶する。入出力ＩＦは、脱気制御装置４が外部の機器、具体的には受光センサ３３２及びポンプ２に対する信号またはデータの入出力を行うためのインターフェイスである。
【００２３】
また、脱気制御装置４は、図６に示すように、機能として、取得部４０１、判定部４０２、駆動制御部４０３を備える。取得部４０１は、入出力ＩＦ４３を介して、受光センサ３３２により測定された光量を取得する。判定部４０２は、取得部４０１により取得された光量が予め設定された閾値以上であるか否かを判定する。駆動制御部４０３は、判定部４０２による判定に基づいてポンプ２の駆動を制御する。
【００２４】
（脱気制御装置の動作）
次に、脱気制御装置の動作について説明する。図９は、脱気制御装置の動作を示すフローチャートである。なお、図９に示すフローチャートにおいては、すでにポンプが駆動されているものとする。
【００２５】
図９に示すように、まず、取得部４０１が受光センサ３３２により測定された光量を取得し（Ｓ１０１）、判定部４０２は取得された光量が予め設定された閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。ここで、閾値は、図６に示した脱気が十分な状態の光量に基づいて設定される。
【００２６】
光量が閾値以上ではない場合（Ｓ１０２，ＮＯ）、即ち、図５に示すように洗浄液が白濁し、これによって発光部３３１から照射されて受光センサ３３２により測定される光の光量が小さくなる場合、駆動制御部４０３は、ポンプ２の駆動を維持し（Ｓ１０３）、所定時間待機後、再度、取得部４０１が受光センサ３３２により測定された光量を取得する（Ｓ１０１）。
【００２７】
一方、光量が閾値以上である場合（Ｓ１０２，ＹＥＳ）、即ち、図６に示すように洗浄液が直進して第３径部３３に空気層が生じ、これによって発光部３３１から照射されて受光センサ３３２により測定される光の光量が大きくなる場合、駆動制御部４０３は、ポンプ２の駆動を停止する（Ｓ１０４）。
【００２８】
このように、脱気管３の第３径部３３を透過する光の光量に基づいてポンプ２を駆動することによって、洗浄液の脱気が十分になされた場合に自動にポンプ２を停止するように制御することができる。
【００２９】
本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
１  脱気装置
２  ポンプ
３  脱気管
３１  第１径部（第１部分）
３２  第２径部（第２部分）
３３  第３径部（第３部分）
【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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【図９】
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