(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波洗浄液等の処理液を真空容器内に導入して処理液の中に含まれる気体を脱気するようにした真空脱気装置であって、前記真空容器内に孔径が１００μｍ以下の微細孔を有する濾過用フィルタを設け、前記真空容器と、この真空容器内に収容される濾過用フィルタを共に筒型形状とするとともに、前記濾過用フィルタの筒内に真空引きパイプを設け、かつ該真空容器の内壁と濾過用フィルタの外面との間には、螺旋状のシール部材を介装して、真空容器内に導入した処理液をこの濾過用フィルタを通過させるとともに、上記真空引きパイプによって通過した処理液から気体を脱気する、濾過と脱気を同時に行うようにしたことを特徴とする真空脱気装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空脱気装置において、前記濾過用フィルタは、簡易に取換え可能なカートリッジ式に構成されることを特徴とする真空脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波洗浄液等に含まれる気体を脱気する真空脱気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、超音波洗浄、超音波ばり取り洗浄、超音波研磨処理、超音波エッチング処理等においては、洗浄液等の液中に超音波を放射し、その時に発生するキャビテーションの衝撃力で洗浄や微小ばり取りや研磨やエッチング等を行うようにしているが、この際、洗浄液等に含まれる気体を除去すると、キャビテーションの衝撃力が強化されると同時に、液体中の音波の伝搬特性が向上することが知られており、このため、例えば中空糸膜等を使用して脱気する技術とか、または図６に示すような脱気装置５１を使用して、洗浄液等の中に含まれる気体を脱気するような技術が知られている。
【０００３】
そして上記脱気装置５１は、洗浄槽５２中の洗浄液Ｓから溶存酸素等の気体を脱気するようにされ、真空ポンプ５４によって洗浄液Ｓを脱気筒５５内に吸引するとともに、吸引した洗浄液Ｓを散布部５６からシャワー噴射し、孔径が数ミリ程度の複数の孔が設けられたプラスチック板またはＳＵＳ板または網等の複数の濾材５７を順次通して、真空雰囲気下における液体の接触面積を増加させて脱気した後、脱気済みの液体を循環ポンプ５８を通して洗浄槽５２に戻すようにしている。
尚、脱気筒５５の側壁には、筒内の液面の高さを検知する液柱管５９を設けており、この液柱管５９の所定箇所に設けたレベルスイッチ６０ａ、６０ｂ、６０ｃで液面を検知するとともに、この検知信号によって電磁弁６１や、前記循環ポンプ５８の作動を自動制御するようにしている。
また、図番６２は超音波発生器である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、中空糸膜等を使用する場合は、設備費が高価になるとともに目詰りを起こしやすく、また、液体の表面張力を利用しているため、アルコールや界面活性剤等が入ると減圧装置側に液体が洩れ出すという不具合があり、超音波洗浄液等の脱気には不向きである。
このため、現実には、市水、純水等、水の脱気に限って使用されているのが実情である。
【０００５】
一方、前記脱気装置５１の場合は、洗浄液が水以外の炭化水素系溶剤やアルコール、その他代替フロン等の洗浄剤の場合でも適用出来るため、超音波洗浄液等の脱気装置として広く利用されているが、脱気能力を高めようとして細かい目の瀘材５７を使用した場合は、洗浄、交換作業が大掛かりとなり、大変な作業になるという問題がある。
また、瀘材５７として目の詰りにくい孔径が数ミリ程度のものが使用されているものの、有機物等が液体に多く含まれている場合には、長期間使用すると腐敗や細菌等が発生する原因になりやすい。
更に、目の粗い瀘材５７を使用しているため、真空雰囲気下における液体の接触面積を増やして脱気効率を高めようとすると、瀘材５７を幾層にも積層する必要が生じて、装置の大型化や設備費の高価格化を招きやすくなるという問題もある。
【０００６】
そこで本発明は、脱気装置を安価に構成すると同時に小型化して取り扱いやすくし、また脱気効率の良い装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、超音波洗浄液等の処理液を真空容器内に導入して処理液の中に含まれる気体を脱気するようにした真空脱気装置において、前記真空容器内に孔径が１００μｍ以下の微細孔を有する濾過用フィルタを設け、前記真空容器と、この真空容器内に収容される濾過用フィルタを共に筒型形状とするとともに、前記濾過用フィルタの筒内に真空引きパイプを設け、かつ該真空容器の内壁と濾過用フィルタの外面との間には、螺旋状のシール部材を介装して、真空容器内に導入した処理液をこの濾過用フィルタを通過させるとともに、上記真空引きパイプによって通過した処理液から気体を脱気する、濾過と脱気を同時に行うようにした。
【０００８】
すなわち、従来の真空脱気装置では、瀘材の目を詰らせないことを前提に設計されているが、逆に目の詰りやすい瀘材を使用すれば脱気性能を向上させることが出来ることに着目し、孔径が１００μｍ以下、特に好ましくは１〜５μｍの微細孔を有する濾過用フィルタによって濾過と脱気を同時に行う。
この際、濾過用フィルタは、多孔質素材、穴明き素材、繊維状素材等の市販されているものを使用すれば、より安価に且つ簡単に構成出来る。
【０００９】
また、このような目の細かい濾過用フィルタを使用すれば、真空雰囲気下における液体の接触面積を増やすことが出来るため、従来のように装置を大型化しなくても所望の脱気効果を得ることが出来る。
更に、濾過と脱気を同時に行えるため、別に濾過器等を設ける必要がなく、装置の一層の小型化、低コスト化が図れる。
【００１０】
ここで、超音波洗浄液等の処理液としては、超音波洗浄液の他、超音波ばり取り洗浄の処理液、超音波研磨処理の処理液、超音波エッチング処理の処理液等も含まれ、また、液体としては、水の他、各種溶剤、アルコール、処理剤等も含まれる。
【００１１】
また、螺旋状のシール部材を介して筒型形状の真空容器内に濾過用フィルタを内装し、容器内に導入される処理液をシール部材に沿って螺旋状に流動させつつ、濾過用フィルタの外側から内側に通過させて濾過するようにすれば、濾過用フィルタの一部に詰まりが発生しても、処理液は他の箇所を通過して濾過され、濾過用フィルタの全域を効率的に使用しながら濾過、脱気することができる。
【００１２】
また請求項２では、前記濾過用フィルタを、簡易に取換え可能なカートリッジ式に構成した。
すなわち、この濾過用フィルタは目詰まりを起こすことを前提にしているため、使用中の濾過用フィルタの目が詰まると、新しい濾過用フィルタに簡単に取換え出来ることが望まれる。そこで、カートリッジ式にして簡易に取換え出来るようにし、常に所望の脱気性能を維持し得るようにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は真空脱気装置を組み込んだ超音波洗浄装置の全体斜視図、図２は同正面図、図３は超音波洗浄装置の装置構成の模式図、図４は真空脱気装置の基本的構成例図、図５は本発明に係る真空脱気装置の構成例図である。
【００１４】
本発明に係る真空脱気装置２は、図１及び図２に示すような超音波洗浄装置１に組み込まれており、この超音波洗浄装置１には、真空脱気装置２の他、洗浄液を貯溜する洗浄槽３や、洗浄槽３の底部で洗浄液に超音波を放射する超音波発生器４や、真空ポンプ、循環ポンプ等が内蔵されてコンパクトに構成され、また、各種スイッチ等が設けられた操作部５を備えている。
【００１５】
そして、この超音波洗浄装置１の基本的構成では、図３の模式図に示すように、洗浄槽３内の洗浄液Ｓを真空ポンプ６で吸引して真空脱気装置２内に導入し、この真空脱気装置２によって洗浄液Ｓを濾過、脱気した後、処理済の洗浄液Ｓｗｏ循環ポンプ７で洗浄槽３に戻すようにしている。
【００１６】
基本的構成の真空脱気装置２は、図４にも示すように、筒型形状の真空容器８と、この真空容器８内にパッキン９（シール部材）や真空シール１０を介して内装される筒型形状の濾過用フィルタ１１と、この濾過用フィルタ１１の筒内を挿通する孔明きの真空引きパイプ１２を備えており、この濾過用フィルタ１１や真空引きパイプ１２は、カートリッジ式に構成されて真空容器８に対して容易に着脱出来るようにされている。
【００１７】
すなわち、真空容器８の一端側には、Ｖバンド１３の締付、解放によって着脱自在なカバー１４が設けられており、このカバー１４の外側には把手１４ａが設けられるとともに、内側には通気性のあるホルダ１５が取付けられ、このホルダ１５に、通気性、液体透過性のある補強材１６で支持される前記濾過用フィルタ１１と、真空引きパイプ１２が取付けられている。
このため、Ｖバンド１３を弛めて把手１４ａを持ってカバー１４を取外せば、ホルダ１５を介して濾過用フィルタ１１と真空引きパイプ１２を一体に取外すことが出来る。
【００１８】
そしてカバー１４は真空容器８に対してシールリング１７によって気密状態で取付可能とされ、またカバー１４の一部には真空ポンプ６に接続するための真空引き接続部１８が設けられている。
【００１９】
前記真空容器８は、洗浄液Ｓが流入する導入口２０と、濾過用フィルタ１１を通過した処理済みの洗浄液Ｓが流出する導出口２１を備えている。
そして前記濾過用フィルタ１１の外面と真空容器８の内壁との間には、前記真空シール１０やパッキン９によって隙間が形成され、前記導入口２０は、洗浄液Ｓを真空シール１０とパッキン９の間の隙間に導入せしめることが出来る位置に設けられている。
因みに、実施形態の濾過用フィルタ１１は市販されているものであり、孔径は１〜５μｍ程度である。勿論、市販タイプのものに限定されるものではない。
【００２０】
以上のような真空脱気装置２において、真空ポンプ６によって真空引き接続部１８から真空引きすると、真空引きパイプ１２から空気が吸引され、真空容器８内が真空状態となる。
このため、導入口２０から吸引された洗浄液Ｓは、濾過用フィルタ１１の外側から筒内に向けて通過し、所定径以上の異物等が除去されるとともに、濾過用フィルタ１の目を通過する時に溶存酸素等の気体が真空引きとともに脱気される。この際、濾過用フィルタ１１の目が従来より細かいため、真空雰囲気下における液体の接触面積が増えてより効率的に脱気される。
【００２１】
因みに、７０リットルの市水（溶存酸素５．６５mg/l）を循環させながら３０分脱気した場合、中空糸膜を使用した脱気装置では、溶存酸素が０．７〜１．２mg/lであり、図６に示す従来の脱気装置では、溶存酸素が１．２〜１．８mg/lであったが、本発明の脱気装置では、溶存酸素が０．９〜１．５mg/lであり、従来より効率の良い脱気効果が得られることが確認されている。
【００２２】
また、中空糸膜を使用した脱気装置の場合、水に限定されるのに対して、本発明の場合は、水以外の各種溶剤等の脱気にも使用することが出来、価格も中空糸膜に較べて約１／５以下、従来の脱気装置に較べても約１／３以下で構成することが出来る。
また中空糸膜の脱気装置も従来の脱気装置も共に、別途濾過器等の濾過手段を必要とするのに対して、本発明の場合は不要であり、その分のコスト削減も図られる。
【００２３】
更に装置の大きさも、中空糸膜の脱気装置や従来の脱気装置の大きさ（いずれも幅４００mm、長さ８００mm、高さ１５００mm程度）に較べて大幅に小型化することが出来、実施形態では、幅２５０mm、長さ６００mm、高さ６００mm程度である。
【００２４】
ところで、図５は濾過用フィルタ１１の全域を効率的に使用して濾過、脱気するようにした本発明に係る真空脱気装置２の構成例図である。
すなわち、図４のようなパッキン９の形態であると、導入口２０から吸引された洗浄液Ｓは、吸引力の作用によって、当初、大部分が導入口２０付近の濾過用フィルタ１１を通過して濾過、脱気が行われるため、導入口２０付近の目が局所的に詰ってくる。すると今度は、洗浄液Ｓは下方のパッキン９の位置まで流下するようになり、パッキン９付近の濾過用フィルタ１１の目が局所的に詰るようになる。すなわち濾過用フィルタ１１の中間部が効率的に使用されない虞れがある。
【００２５】
そこで、この構成例では、図４の真空脱気装置２のパッキン９の形態を螺旋状パッキン９ｒに変更し、導入口２０から導入した洗浄液Ｓを螺旋状パッキン９ｒに沿って螺旋状に導くようにすることで、最初に導入口２０附近の濾過用フィルタ１１の目が詰ってくると、洗浄液Ｓは詰った箇所からやヽ螺旋状に下った箇所から濾過用フィルタ１１を通過して濾過、脱気されるようになり、濾過用フィルタ１１の全域を上方から下方にかけて順次効率的に使用しながら濾過、脱気することが出来る。
尚、図５において、図４と同じ部品等に対しては同一の番号を付している。
【００２６】
そして濾過用フィルタ１１の目が全域に亘って詰ってくると、カバー１４を取外してカートリッジごと交換するが、交換作業は極めて簡単である。
【００２７】
尚、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば本発明に係る真空脱気装置２は、超音波洗浄装置１以外の超音波研磨装置、エッチング装置等にも適用することが出来、洗浄液Ｓは超音波研磨、エッチング等の処理液でも良い。
また濾過用フィルタ１１の孔径は１〜５μｍに限定されるものではない。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る真空脱気装置は、筒型形状の真空容器内に孔径が所定径以下の微細孔を有する筒型形状の濾過用フィルタを設け、濾過用フィルタの筒内に真空パイプを設ける一方、真空容器の内壁と濾過用フィルタの外面との間に螺旋状のシール部材を介装して、真空容器内に導入した洗浄液等の処理液を、この濾過用フィルタを通過させて濾過と脱気を同時に行うようにしたため、真空雰囲気下における液体の接触面積を増やすことが出来、所望の脱気効果を得ながら装置を小型で且つ安価に構成出来る。
また、濾過と脱気を同時に行えるため、濾過器等を設ける必要がなく、一層の小型化、低コスト化が図れる。
また、螺旋状のシール部材により、濾過用フィルタの全域を効率的に使用しながら濾過、脱気することが出来る。
更に、水以外の液体、例えば各種溶剤、アルコール、処理剤等も脱気出来るため便利である。
【００２９】
この際、請求項２のように、濾過用フィルタを簡易に取換え可能なカートリッジ式に構成すれば、常に所望の脱気性能を維持することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】          真空脱気装置を組み込んだ超音波洗浄装置の全体斜視図
【図２】          同正面図
【図３】          超音波洗浄装置の装置構成の模式図
【図４】          真空脱気装置の基本的構成例図
【図５】          本発明に係る真空脱気装置の構成例図
【図６】          従来の真空脱気装置を組み込んだ超音波洗浄装置の説明図
【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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