專利名稱：脫氣裝置以及使用其的超聲波清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于去除清洗液中的溶解空氣的脫氣裝置和使用該脫氣裝置的超聲波清洗裝置。
背景技術(shù)：
在工業(yè)用清洗裝置中，如何干凈地去除附著于零件或部件的污漬、毛刺等來(lái)加工是重要的課題。以往，作為這種清洗裝置的一種，使用超聲波清洗裝置。
超聲波清洗裝置，是在充滿清洗液的清洗槽中安裝超聲波產(chǎn)生器，并通過(guò)向浸漬于清洗液中的被清洗物輻射超聲波，而由超聲波的振動(dòng)能量剝離去除附著于被清洗物表面的污漬或毛刺等。
但是，這種超聲波清洗裝置的情況，已知有超聲波的聲壓、即超聲波的振動(dòng)能量受到含于清洗液中的溶解空氣濃度的較大的影響，若溶解空氣較多，則阻礙超聲波的傳播，引起能量損耗且降低聲壓，從而降低清洗力。因此，以往，設(shè)法在超聲波清洗裝置中附加設(shè)置脫氣裝置，以便通過(guò)降低清洗液中的溶解空氣，有效地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的清洗。
若例舉上述脫氣裝置的例子，則例如專利文獻(xiàn)1所述的結(jié)構(gòu)。該專利文獻(xiàn)1所述的脫氣裝置，是使用僅讓空氣通過(guò)的脫氣膜的膜式脫氣裝置的一例，由脫氣膜將形成為密封空間的脫氣室內(nèi)隔開(kāi)為2室，一方的室內(nèi)流過(guò)作為脫氣對(duì)象的液體，并且，另一方的室內(nèi)，通過(guò)連接真空泵而形成為負(fù)壓，由此使液體中的溶解空氣通過(guò)脫氣膜而被吸入去除。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)20004-249215號(hào)公報(bào)(全頁(yè)、全圖)然而，上述以往的膜式脫氣裝置的情況，存在下述缺點(diǎn)脫氣膜高價(jià)，從而裝置的成本偏高，此外，每隔一定期間更換脫氣膜、或反洗，裝置的維持管理需要費(fèi)用和勞力。還有，一般而言，膜式脫氣裝置僅能適用于水系的清洗液，而難以適用于烴系或溶劑系的清洗液。
還有，除了上述膜式脫氣裝置以外，還已知有真空式脫氣裝置或渦輪式脫氣裝置。真空式脫氣裝置，通過(guò)由一定量的清洗液填滿密封的脫氣槽內(nèi)，并由真空泵抽出槽的上部空間內(nèi)的空氣，抽出清洗液中的溶解空氣從而排出。渦輪式脫氣裝置，通過(guò)在密封的脫氣槽內(nèi)填滿一定量的清洗液后，通過(guò)一邊對(duì)流入脫氣槽的清洗液的供給量進(jìn)行節(jié)流，一邊以較大的流量排出脫氣槽內(nèi)的清洗液，而賦予脫氣槽的入口側(cè)與出口側(cè)的壓力差，由該壓力差抽取脫氣槽內(nèi)的清洗液中的溶解空氣從而排出。然而，這些裝置也各有利弊，并不是能夠同時(shí)都滿足脫氣效率、成本、裝置的維持管理的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題而實(shí)現(xiàn)，其目的在于提供脫氣效率優(yōu)越，成本低廉且維持管理也容易的脫氣裝置、和使用該脫氣裝置的超聲波清洗裝置。此外，另一目的在于提供一種超聲波清洗裝置，其通過(guò)在特定的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，使循環(huán)泵的出口側(cè)產(chǎn)生微型氣泡(直徑為十～數(shù)十μm的微細(xì)的氣泡)，并在該微型氣泡的存在下，進(jìn)行被清洗物的超聲波清洗。
如所述，以往的脫氣裝置，并不是能夠同時(shí)都滿足脫氣效率、成本、維持管理的裝置。因此，為了解決這些問(wèn)題，本發(fā)明人們不斷進(jìn)行刻意的試驗(yàn)和研究，結(jié)果開(kāi)發(fā)了構(gòu)造簡(jiǎn)單，并具有高的脫氣效率，成本也低廉且維持管理也容易的脫氣裝置、和使用其的超聲波清洗裝置。
即，(1)的脫氣裝置，其特征在于，具有清洗液通過(guò)的流路，并在該流路的中途設(shè)置縮小了流路的內(nèi)腔截面積的節(jié)流部，通過(guò)在該節(jié)流部的后方側(cè)發(fā)生氣蝕(急劇的壓力變化引起的溶解空氣的氣泡化現(xiàn)象)，使清洗液中的溶解空氣氣泡化。
上述脫氣裝置，連接在使清洗槽內(nèi)的清洗液循環(huán)的清洗液循環(huán)路的路徑中途而使用。若清洗液被循環(huán)泵循環(huán)，則由于脫氣裝置中的氣蝕，流過(guò)清洗液循環(huán)路的清洗液中的溶解空氣被氣泡化，且該氣泡化的溶解空氣與清洗液一同還流到清洗槽。然后，氣泡化的溶解空氣從清洗槽的液面向槽外排出。
(2)的脫氣裝置，其特征在于，在所述(1)的脫氣裝置中，由可變形的彈性管構(gòu)成所述流路，并且，附設(shè)通過(guò)按壓該彈性管可改變管的內(nèi)腔截面積的管截面積改變機(jī)構(gòu)，通過(guò)該管截面積改變機(jī)構(gòu)的按壓動(dòng)作形成所述節(jié)流部。
由于使用了可變形的彈性管，因此若通過(guò)管截面積改變機(jī)構(gòu)按壓管，則按壓的部分被壓扁，管的內(nèi)腔截面積變小形成節(jié)流部。由此，清洗液流過(guò)該節(jié)流部時(shí)，其流速加快，清洗液的動(dòng)壓急劇地上升并且靜壓急劇地下降。另一方面，若通過(guò)節(jié)流部，則由于管截面積變大，因此流速變緩，清洗液的動(dòng)壓急劇地下降并且靜壓急劇地上升。
若在彈性管的節(jié)流部發(fā)生如上述的急劇的壓力變化，則在節(jié)流部的下游側(cè)發(fā)生氣蝕，從而包含于清洗液中的溶解空氣在節(jié)流部的下游側(cè)氣泡化。被氣泡化的溶解空氣與清洗液一同返回到超聲波清洗槽內(nèi)，并通過(guò)其浮力朝向清洗槽的液面上升，從而從清洗槽的液面向槽外排出。
上述氣蝕引起的氣泡的發(fā)生量，根據(jù)節(jié)流部的截面積而變化，若截面積較小則由于節(jié)流部的壓力變化變大，因此氣泡的發(fā)生量增多，若截面積較大則由于節(jié)流部的壓力變化變小，因此氣泡的發(fā)生量減少。因此，通過(guò)由管截面積改變機(jī)構(gòu)改變彈性管的截面積，可調(diào)節(jié)氣泡的發(fā)生量。其結(jié)果，可控制清洗液的溶解空氣濃度，并可將溶解空氣濃度調(diào)節(jié)到目的值。
上述構(gòu)造的脫氣裝置，利用了清洗液的壓力變化引起的氣蝕，且構(gòu)造極其簡(jiǎn)單，從而可廉價(jià)地提供。還有，若由氟化橡膠等構(gòu)成與清洗液接觸的彈性管，則不只限于水系的清洗液，烴系、溶劑系的清洗液也可使用，具有非常高的通用性。
(3)的脫氣裝置，其特征在于，在所述(1)的脫氣裝置中，由不可變形的剛性導(dǎo)管構(gòu)成所述流路，并通過(guò)在該剛性導(dǎo)管的適當(dāng)位置縮小其直徑，形成所述節(jié)流部，因此，節(jié)流部采用不可變的固定式。
(4)的脫氣裝置，其特征在于，具有清洗液通過(guò)的流路，并在該流路內(nèi)，配置阻礙流過(guò)流路中的清洗液的流動(dòng)從而產(chǎn)生紊流的障礙物，通過(guò)在該障礙物的后方側(cè)發(fā)生氣蝕，使清洗液中的溶解空氣氣泡化。
(5)的脫氣裝置，其特征在于，在輸送清洗液的循環(huán)泵的泵室入口形成直徑較小的節(jié)流部，通過(guò)在該節(jié)流部的后方側(cè)發(fā)生氣蝕，使清洗液中的溶解空氣氣泡化。
(6)的脫氣裝置，其特征在于，使輸送清洗液的循環(huán)泵的螺旋槳的葉片形狀形成為非對(duì)稱形，通過(guò)在旋轉(zhuǎn)的螺旋槳的周圍發(fā)生氣蝕，使清洗液中的溶解空氣氣泡化。
(7)的超聲波清洗裝置，使用所述各脫氣裝置進(jìn)行清洗液的脫氣，具有附設(shè)有超聲波產(chǎn)生器的清洗槽，通過(guò)將被清洗物浸漬到由清洗液填滿的清洗槽內(nèi)并從超聲波產(chǎn)生器輻射超聲波，而對(duì)被清洗物進(jìn)行超聲波清洗，該超聲波清洗裝置，其特征在于，形成清洗液循環(huán)路，該清洗液循環(huán)路由循環(huán)泵吸入所述清洗槽內(nèi)的清洗液并使其循環(huán)規(guī)定的路徑后，再次返回到清洗槽內(nèi)，并且，在該清洗液循環(huán)路的路徑中途，連接所述(1)～(6)中的任一項(xiàng)記載的脫氣裝置，并通過(guò)該脫氣裝置使流過(guò)清洗液循環(huán)路的清洗液中的溶解空氣氣泡化，通過(guò)使該氣泡化的溶解空氣與清洗液一同還流到清洗槽內(nèi)，將氣泡化的溶解空氣從清洗槽的液面向槽外排出。
(8)的超聲波清洗裝置，其特征在于，在所述(7)記載的超聲波清洗裝置中，在所述脫氣裝置的下游側(cè)，連接可改變閥開(kāi)度的空氣供給機(jī)構(gòu)，并可通過(guò)該空氣供給機(jī)構(gòu)，向流過(guò)清洗液循環(huán)路的清洗液中供給空氣。
但是，如所述，超聲波清洗中的超聲波聲壓根據(jù)清洗液的溶解空氣濃度而較大變化。另一方面，溶解空氣濃度，根據(jù)清洗槽的形狀(與大氣接觸的接觸面積、水深等)、清洗液的循環(huán)狀態(tài)、清洗液的溫度、外部氣溫、濕度等狀態(tài)量，形成在較寬范圍內(nèi)分布的狀態(tài)，因此存在僅由特定的狀態(tài)量難以根本上特定超聲波聲壓的情況。
因此，在本發(fā)明中，控制超聲波清洗裝置中的溶解空氣濃度時(shí)，使用計(jì)算機(jī)等對(duì)超聲波清洗裝置的輸入輸出信號(hào)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并將把該超聲波清洗裝置的輸入輸出關(guān)系作為將溶解空氣濃度、液溫、流量、室溫、濕度等多個(gè)狀態(tài)量作為輸入輸出的多變量自回歸模型而構(gòu)筑在軟件上，基于該軟件上構(gòu)筑的多變量自回歸模型，控制溶解空氣濃度，由此將超聲波的聲壓維持在最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)有效的且穩(wěn)定的超聲波清洗。
即，(9)的超聲波清洗裝置，其特征在于，在所述(7)或(8)記載的超聲波清洗裝置中，根據(jù)至少包含清洗液的溶解空氣濃度的多個(gè)狀態(tài)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，構(gòu)筑表示該超聲波清洗裝置的輸入輸出關(guān)系的多變量自回歸模型，并基于該多變量自回歸模型進(jìn)行清洗液的溶解空氣濃度的控制。
(10)的超聲波清洗裝置，其特征在于，在所述(9)記載的超聲波清洗裝置中，將學(xué)習(xí)功能賦予給所述多變量自回歸模型，定期或必要時(shí)測(cè)量收集狀態(tài)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，并根據(jù)獲得的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，對(duì)基于以往的時(shí)間序列數(shù)據(jù)而構(gòu)筑的多變量自回歸模型進(jìn)行修正。
(11)的超聲波清洗裝置，其特征在于，在所述(7)～(10)中的任一項(xiàng)記載的超聲波清洗裝置中，將所述清洗液循環(huán)路的清洗液吸入口開(kāi)口于清洗槽上部側(cè)，并且，將清洗液排出口開(kāi)口于與所述吸入口相反側(cè)的槽壁的下部側(cè)。
(12)的超聲波清洗裝置，其特征在于，在所述(7)～(11)中的任一項(xiàng)記載的超聲波清洗裝置中，通過(guò)控制循環(huán)泵而變化清洗液的循環(huán)量，由此改變清洗槽內(nèi)的清洗液的流動(dòng)，使清洗槽內(nèi)的溶解空氣濃度均勻化。
(13)的超聲波清洗裝置，其特征在于，在所述(7)～(12)中的任一項(xiàng)記載的超聲波清洗裝置中，以使清洗液的溶解空氣濃度大于等于2.5mg/l的方式進(jìn)行控制。
(14)的超聲波清洗裝置，其特征在于，在所述(7)～(12)中的任一項(xiàng)記載的超聲波清洗裝置中，作為所述循環(huán)泵使用螺旋槳式的泵，并且，將清洗液的溶解空氣濃度控制在2.5～3.5mg/l的范圍內(nèi)。(發(fā)明的效果)根據(jù)(1)的脫氣裝置，由于利用氣蝕使清洗液中的溶解空氣作為氣泡而顯著化，從而從清洗液分離排出，因此是極其簡(jiǎn)單的構(gòu)造，可簡(jiǎn)單且可靠地從清洗液中去除溶解空氣。由此，可簡(jiǎn)化脫氣裝置，甚至超聲波清洗裝置整體的結(jié)構(gòu)，并可節(jié)約成本。
根據(jù)(2)的脫氣裝置，由于使用可變形的彈性管，并通過(guò)由管截面積改變機(jī)構(gòu)按壓該彈性管，形成由任意的內(nèi)腔截面積構(gòu)成的節(jié)流部，因此可自由地調(diào)節(jié)清洗液中的溶解空氣的氣泡化。還有，作為彈性管的材質(zhì)，若使用氟化橡膠等，則不限于水系的清洗液，也可使用于烴系或溶劑系的清洗液。
根據(jù)(3)的脫氣裝置，由于使用不可變形的剛性導(dǎo)管，并通過(guò)在該剛性導(dǎo)管的適當(dāng)位置縮小其直徑，而形成節(jié)流部，因此可獲得強(qiáng)度高且耐久性優(yōu)越的脫氣裝置。
根據(jù)(4)的脫氣裝置，由于配置阻礙清洗液在流路中的流動(dòng)從而產(chǎn)生紊流的障礙物，并通過(guò)在該障礙物的后方側(cè)發(fā)生氣蝕，而使清洗液中的溶解空氣氣泡化，因此不需要難以加工的節(jié)流部，從而可更加簡(jiǎn)單地制造脫氣裝置。
根據(jù)(5)的脫氣裝置，由于在循環(huán)泵的泵室入口形成直徑較小的節(jié)流部，并通過(guò)在該節(jié)流部的后方側(cè)發(fā)生氣蝕，而使清洗液中的溶解空氣氣泡化，因此可一體地構(gòu)成脫氣裝置和循環(huán)泵，從而可實(shí)現(xiàn)使用了本發(fā)明的脫氣裝置的超聲波清洗裝置的小型化。
根據(jù)(6)的脫氣裝置，由于使循環(huán)泵的螺旋槳的葉片形狀形成為非對(duì)稱形，并通過(guò)在旋轉(zhuǎn)的螺旋槳的周圍發(fā)生氣蝕，而使清洗液中的溶解空氣氣泡化，因此可一體地構(gòu)成脫氣裝置和循環(huán)泵，從而可實(shí)現(xiàn)使用了本發(fā)明的脫氣裝置的超聲波清洗裝置的小型化。
根據(jù)(7)的超聲波清洗裝置，由于使用上述(1)～(6)的脫氣裝置進(jìn)行清洗槽的清洗液的脫氣，因此可可靠地分離清洗液中的溶解空氣從而脫氣。還有，由于使用了構(gòu)造簡(jiǎn)單的脫氣裝置，因此可使裝置小型化且可廉價(jià)地提供。
根據(jù)(8)的超聲波清洗裝置，由于可通過(guò)空氣供給機(jī)構(gòu)向流過(guò)循環(huán)路的清洗液中供給空氣，因此可自由地控制溶解空氣濃度。
根據(jù)(9)的超聲波清洗裝置，由于根據(jù)至少包含溶解空氣濃度的多個(gè)狀態(tài)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，構(gòu)筑表示該超聲波清洗裝置的輸入輸出關(guān)系的多變量自回歸模型，并基于該多變量自回歸模型進(jìn)行清洗液的溶解空氣濃度的控制，因此即使相對(duì)于清洗狀態(tài)的變化(季節(jié)引起的溫度或濕度等的環(huán)境變化、一天的清洗次數(shù)或操作方法的變化等)，也可進(jìn)行穩(wěn)定的超聲波清洗。還有，相對(duì)于清洗槽的形狀(與大氣接觸的接觸面積、水深等)引起的溶解空氣濃度的分布的變化，也可進(jìn)行穩(wěn)定的清洗。
根據(jù)(10)的超聲波清洗裝置，由于將學(xué)習(xí)功能賦予給多變量自回歸模型，因此可使構(gòu)筑的多變量自回歸模型進(jìn)步到更加接近于實(shí)際的超聲波清洗裝置的行為，從而可實(shí)現(xiàn)更好的超聲波清洗。
根據(jù)(11)的超聲波清洗裝置，由于使清洗液循環(huán)路的清洗液吸入口開(kāi)口于清洗槽上部側(cè)，并且，使清洗液排出口開(kāi)口于與所述吸入口相反側(cè)的槽壁的下部側(cè)，因此清洗液以橫穿清洗槽內(nèi)的方式朝向斜上方流動(dòng)，從而可提高清洗液的攪拌作用，所以可加速溶解空氣濃度的均勻化。
根據(jù)(12)的超聲波清洗裝置，由于通過(guò)控制循環(huán)泵而變化清洗液的循環(huán)量，由此改變清洗槽內(nèi)的清洗液的流動(dòng)，因此可進(jìn)一步提高清洗槽內(nèi)的清洗液的攪拌作用，從而可進(jìn)一步加速溶解空氣濃度的均勻化。
根據(jù)(13)的超聲波清洗裝置，可將超聲波聲壓維持在衰減最小的狀態(tài)，從而可進(jìn)行穩(wěn)定的超聲波清洗。根據(jù)本發(fā)明人們的試驗(yàn)，明確為，若將超聲波聲壓維持在衰減較小的狀態(tài)，則希望將清洗液的溶解空氣濃度設(shè)為大于等于2.5mg/l。通過(guò)形成這種濃度，可使超聲波的衰減降低到極致，從而可進(jìn)行有效的清洗。
根據(jù)(14)的超聲波清洗裝置，可在循環(huán)泵的出口側(cè)發(fā)生微型氣泡，從而可通過(guò)該微型氣泡具有的各種作用，進(jìn)行不受環(huán)境(室溫、濕度、氣壓等)的變化的影響的穩(wěn)定的超聲波清洗。另外，所謂的微型氣泡，是指氣泡發(fā)生時(shí)直徑為十～數(shù)十μm的微細(xì)的氣泡。
即，構(gòu)成為作為循環(huán)泵使用螺旋槳式的泵從而使清洗液循環(huán)時(shí)，由脫氣裝置引起的氣蝕發(fā)生的氣泡被循環(huán)泵的旋轉(zhuǎn)的螺旋槳進(jìn)一步細(xì)化且被剪切，從而形成極其微細(xì)的氣泡。根據(jù)本發(fā)明人們的試驗(yàn)，明確為，此時(shí)，若將清洗液的溶解空氣濃度控制在2.5～3.5mg/l的范圍內(nèi)，則被旋轉(zhuǎn)的螺旋槳剪切而產(chǎn)生的氣泡，形成為所謂的被稱為“微型氣泡”的由極小直徑構(gòu)成的氣泡。
該微型氣泡具有以往的毫米大小的氣泡沒(méi)有的如下的特征。
(A)上升速度極慢，一邊在清洗液中漂浮移動(dòng)一邊自身收縮，形成更小的接近微型·納米大小的氣泡。
(B)發(fā)生基本均勻的氣泡，分散性優(yōu)越。
(C)具有緩慢的流動(dòng)性和大范圍的擴(kuò)散特性。
(D)具有被超聲波輻射引起共振的共振現(xiàn)象。
(E)具有固有的物理化學(xué)特性。
(F)對(duì)于生物體誘發(fā)生理特性。
根據(jù)上述各特性，尤其(A)～(E)的特性，可進(jìn)一步促進(jìn)清洗槽內(nèi)的清洗液的均勻分散化，在清洗槽整個(gè)范圍內(nèi)溶解空氣濃度形成均勻，從而可實(shí)現(xiàn)不受室溫或濕度、氣壓等環(huán)境的變化的影響的超聲波清洗。還有，清洗液中的污漬難以凝聚，從而也不會(huì)發(fā)生大塊的污漬。這是根據(jù)如下情況而考慮污漬以附著于微型氣泡的狀態(tài)一邊在清洗液中漂浮一邊上升，但由于微型氣泡帶負(fù)電，因此微型氣泡彼此由于靜電而互相排斥，從而沒(méi)有凝聚現(xiàn)象。


圖1是表示本發(fā)明的超聲波清洗裝置的一實(shí)施方式的圖。
圖2表示圖1的超聲波清洗裝置所使用的脫氣裝置的結(jié)構(gòu)，(a)是表示未按壓彈性管的狀態(tài)的圖，(b)是按壓彈性管使之變形而形成節(jié)流部的狀態(tài)的圖。
圖3是表示脫氣裝置的第2例的圖。
圖4(a)是表示脫氣裝置的第3例的圖，(b)是表示脫氣裝置的第4例的圖。
圖5是表示使用第2～第4例的脫氣裝置而構(gòu)成的超聲波清洗裝置的例子的圖。
圖6是表示脫氣裝置的第5例的圖。
圖7是表示脫氣裝置的第6例的圖。
圖8是表示使用第5以及第6例的脫氣裝置而構(gòu)成的超聲波清洗裝置的例子的圖。
圖中，1-清洗槽；2-清洗液；3-超聲波產(chǎn)生器；4-加熱器(液溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))；5-清洗液吸入口；6-清洗液排出口；7-清洗液循環(huán)路；8-循環(huán)泵；9-脫氣裝置；10-空氣供給閥(空氣供給機(jī)構(gòu))；11-流量調(diào)節(jié)閥(流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))；12-流量傳感器(流量測(cè)定機(jī)構(gòu))；13-液溫傳感器(液溫測(cè)定機(jī)構(gòu))；14-溶解空氣濃度傳感器(溶解空氣濃度測(cè)定機(jī)構(gòu))；15-室溫傳感器(室溫測(cè)定機(jī)構(gòu))；16-濕度傳感器(濕度測(cè)定機(jī)構(gòu))；17-控制裝置(控制機(jī)構(gòu))；18-計(jì)算機(jī)；19-脫氣裝置；20-剛性導(dǎo)管；21-節(jié)流部；22-脫氣裝置；23-管路；24-障礙物；25-脫氣裝置；26-節(jié)流部；81-泵室；82-泵的螺旋槳；91-彈性管；92a、92b-致動(dòng)器；93a、93b-活塞桿；94a、94b-按壓件；95-節(jié)流部。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明的超聲波清洗裝置的一實(shí)施方式的圖，圖2是表示在該實(shí)施方式中使用的脫氣裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
在圖1中，1是充滿清洗液2的清洗槽，在該清洗槽1的底面部附設(shè)有超聲波產(chǎn)生器3。還有，在清洗槽1的周圍附設(shè)加熱器(液溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))4，其可調(diào)節(jié)清洗液2的溫度。
清洗液的吸入口5開(kāi)口于清洗槽1的上部位置，并且，清洗液的排出口6開(kāi)口于與該吸入口5相反側(cè)的下部位置，通過(guò)由導(dǎo)管等配管連結(jié)這些吸入口5與排出口6，而形成清洗液循環(huán)路7。
在清洗液循環(huán)路7的中途，連接有用于使清洗液強(qiáng)制循環(huán)的循環(huán)泵8，并且，在該循環(huán)泵8的上游側(cè)，連接有本發(fā)明的脫氣裝置9。還有，在脫氣裝置9與循環(huán)泵8之間，連接有自由改變閥開(kāi)度的空氣供給閥(空氣供給機(jī)構(gòu))10。
此外，在脫氣裝置9的上游側(cè)，連接有流量調(diào)節(jié)閥(流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))11、流量傳感器(流量測(cè)定機(jī)構(gòu))12、液溫傳感器(液溫測(cè)定機(jī)構(gòu))13、溶解空氣濃度傳感器(溶解空氣濃度測(cè)定機(jī)構(gòu))14。進(jìn)而，還設(shè)置有用于測(cè)量裝置周圍的溫度和濕度的室溫傳感器(室溫測(cè)定機(jī)構(gòu))15以及濕度傳感器(濕度測(cè)定機(jī)構(gòu))16。另外，一般而言，由于液體中的溶解空氣濃度與溶解的氧O2的量成正比，因此作為溶解空氣濃度傳感器14通常使用溶解氧測(cè)定器。
所述脫氣裝置9，是用于將溶入于清洗液2中的空氣(溶解空氣)從清洗液中分離，并作為氣體變換為可排出的氣泡的氣泡發(fā)生機(jī)構(gòu)。還有，空氣供給閥10，是用于向流過(guò)清洗液循環(huán)路7中的清洗液中供給空氣，從而提高清洗液2的溶解空氣濃度的空氣供給機(jī)構(gòu)。通過(guò)控制該脫氣裝置9和空氣供給閥10，可自由地控制清洗液2的溶解空氣濃度。
控制裝置(控制機(jī)構(gòu))17是控制裝置整體的動(dòng)作的裝置，輸入來(lái)自所述流量傳感器12、液溫傳感器13、溶解空氣濃度傳感器14、室溫傳感器15、濕度傳感器16的測(cè)量信號(hào)，并且，基于這些測(cè)量信號(hào)，控制循環(huán)泵8、脫氣裝置9、空氣供給閥10、流量調(diào)節(jié)閥11、加熱器4，從而進(jìn)行控制使清洗液2的溶解空氣濃度處在已設(shè)值或規(guī)定范圍內(nèi)。
另外，在控制裝置17中，內(nèi)置或外設(shè)有計(jì)算機(jī)18等數(shù)據(jù)處理裝置。該計(jì)算機(jī)18，如后述的控制例4所示，對(duì)以溶解空氣濃度為首的必要的狀態(tài)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并將超聲波清洗裝置整體的輸入輸出關(guān)系作為多變量自回歸模型構(gòu)筑于軟件上，從而基于該多變量自回歸模型，對(duì)溶解空氣濃度進(jìn)行控制。
圖2(a)、(b)表示脫氣裝置9的具體的構(gòu)造例。
圖示例的脫氣裝置9，包括由規(guī)定長(zhǎng)度構(gòu)成的可變形的彈性管91，在該彈性管91的中央附近，對(duì)向配置兩個(gè)致動(dòng)器92a、92b，在該對(duì)向配置的兩個(gè)致動(dòng)器的活塞桿93a、93b的前端，安裝用于按壓變形彈性管91的按壓件94a、94b。另外，作為彈性管91的原材料，希望使用對(duì)烴系清洗液或溶劑系清洗液也具有耐性的氟化橡膠等。
該脫氣裝置9，通過(guò)對(duì)致動(dòng)器92a、92b進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而使活塞桿93a、93b進(jìn)退，由此由其前端的按壓件94a、94b按壓彈性管91并壓扁，從而通過(guò)使該部分的內(nèi)腔截面積變窄，形成開(kāi)口面積變小的節(jié)流部95(參照?qǐng)D2(b))。若清洗液到達(dá)該節(jié)流部95的部分，則根據(jù)其節(jié)流量，流速加快，清洗液的動(dòng)壓急劇地上升并且靜壓急劇地下降，繼而，若通過(guò)了節(jié)流部95，則由于管的內(nèi)腔截面積變大從而流速變緩，清洗液的動(dòng)壓急劇地下降并且靜壓急劇地上升。
在節(jié)流部95中，若發(fā)生如上述的急劇的壓力變化，則在節(jié)流部95的下游側(cè)發(fā)生氣蝕(cavitation)，從而溶入清洗液中的溶解空氣變?yōu)闅馀荻@著化。由此，可使溶解于清洗液中的空氣作為氣泡而從清洗液分離。氣蝕產(chǎn)生的溶解空氣的分離作用的強(qiáng)度，可通過(guò)彈性管91的節(jié)流部95的開(kāi)口面積、即致動(dòng)器92a、92b的活塞桿93a、93b的進(jìn)退量進(jìn)行控制。
另外，在上述的例中，使用兩個(gè)致動(dòng)器92a、92b對(duì)彈性管91進(jìn)行按壓變形，但也可使用一個(gè)致動(dòng)器進(jìn)行按壓變形。還有，作為致動(dòng)器使用了活塞桿式的結(jié)構(gòu)，但只要能夠使按壓件94a、94b進(jìn)退，何種形式、構(gòu)造均可，例如可利用螺紋進(jìn)退式的結(jié)構(gòu)、齒條·小齒輪進(jìn)退式的結(jié)構(gòu)等各種進(jìn)退機(jī)構(gòu)。
下面，對(duì)形成為上述結(jié)構(gòu)的超聲波清洗裝置的溶解空氣濃度的控制方法進(jìn)行說(shuō)明。
控制例1第1控制例是使用溶解空氣濃度傳感器14的測(cè)定結(jié)果控制清洗液的溶解空氣濃度時(shí)的例子。以下，對(duì)其控制方法進(jìn)行說(shuō)明。
若接入超聲波清洗裝置的電源，則控制裝置17驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵8，從槽上部的清洗液吸入口5向清洗液循環(huán)路7內(nèi)吸入清洗槽1內(nèi)的清洗液2。然后，循環(huán)一周清洗液循環(huán)路7之后，從槽下部的清洗液排出口6再次排出到清洗槽1內(nèi)，從而使清洗液2循環(huán)。還有，根據(jù)需要還對(duì)加熱器4進(jìn)行控制，基于液溫傳感器13輸出的液溫信號(hào)，進(jìn)行控制，使清洗液2的溫度達(dá)到規(guī)定溫度。
在該狀態(tài)下，控制裝置17接收從溶解空氣濃度傳感器14傳送來(lái)的溶解空氣濃度信號(hào)，并監(jiān)視該時(shí)點(diǎn)下的清洗液的溶解空氣濃度是大于預(yù)先設(shè)定的已設(shè)值還是小于預(yù)先設(shè)定的已設(shè)值。如所述，溶解空氣濃度大于已設(shè)值時(shí)，從超聲波產(chǎn)生器3放射的超聲波的聲壓急劇地降低，導(dǎo)致難以進(jìn)行良好的超聲波清洗。
因此，在溶解空氣濃度大于已設(shè)值時(shí)，控制裝置17向脫氣裝置9傳送控制信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)脫氣裝置9的致動(dòng)器92a、92b而使活塞桿93a、93b進(jìn)出，從而通過(guò)其前端的按壓件94a、94b使彈性管91按壓變形，形成節(jié)流部95(參照?qǐng)D2(b))。
若在彈性管91上形成節(jié)流部95，則如所述，在節(jié)流部95的下流側(cè)發(fā)生氣蝕，溶解于清洗液中的空氣變?yōu)闅馀荻@著化。該變?yōu)闅馀荻@著化的溶解空氣與清洗液一同再次從清洗液排出口6向清洗槽1內(nèi)排出，排出到清洗槽1內(nèi)的氣泡通過(guò)其浮力在清洗液2中上升，從而從清洗槽1的上部液面向槽外排出。
若反復(fù)進(jìn)行上述氣蝕引起的溶解空氣的氣泡化，則清洗槽1內(nèi)的清洗液2被逐漸脫氣，其溶解空氣濃度最終達(dá)到小于等于預(yù)先設(shè)定的規(guī)定值。溶解空氣濃度達(dá)到小于等于規(guī)定值之后，將被清洗物(省略圖示)浸漬到清洗液2中，并從超聲波產(chǎn)生器3輻射超聲波，開(kāi)始超聲波清洗。由此，可在聲壓不降低的情況下，有效地進(jìn)行良好的超聲波清洗。
控制裝置17，在上述超聲波清洗進(jìn)行的過(guò)程中也監(jiān)視溶解空氣濃度傳感器14輸出的溶解空氣濃度信號(hào)，并控制脫氣裝置9的節(jié)流量，使清洗液的溶解空氣濃度不大于等于已設(shè)值。由此，可將清洗槽1內(nèi)的清洗液2的溶解空氣濃度始終維持在小于等于規(guī)定值，從而可維持聲壓不降低的良好的超聲波清洗。
進(jìn)而，此時(shí)，清洗液的溶解空氣濃度比已設(shè)值過(guò)度小時(shí)，還對(duì)空氣供給閥10進(jìn)行控制，以打開(kāi)空氣供給閥10向流過(guò)清洗液循環(huán)路7內(nèi)的清洗液進(jìn)給空氣，從而以提高溶解空氣濃度的方式控制即可。若同時(shí)進(jìn)行該空氣供給閥10的空氣供給控制，則可將溶解空氣濃度始終維持在以已設(shè)值為中心的一定范圍內(nèi)，從而可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)良好的超聲波清洗。
另外，根據(jù)本發(fā)明人們的試驗(yàn)，用于進(jìn)行良好的超聲波清洗的溶解空氣濃度，過(guò)于小也會(huì)存在問(wèn)題，因此明確希望設(shè)定為達(dá)到大于等于2.5mg/l。因此，希望將作為目標(biāo)的溶解空氣濃度的規(guī)定值設(shè)為大于等于該值。
還有，所述超聲波清洗裝置的情況，由于清洗液循環(huán)路7的清洗液吸入口5和清洗液排出口6，設(shè)置在清洗槽1的相對(duì)的相反側(cè)的槽壁的上部側(cè)和下部側(cè)，因此從清洗液排出口6排出的清洗液以橫穿清洗槽1內(nèi)的方式朝向斜上方流動(dòng)，并再次從清洗液吸入口5吸入，從而進(jìn)入到清洗液循環(huán)路7內(nèi)。由此，清洗槽整體的清洗液被有效地?cái)嚢?，從而可加速清洗?內(nèi)的清洗液2的溶解空氣濃度的均勻化。
還有，在所述溶解空氣濃度的控制中，脫氣裝置9中的節(jié)流部95的節(jié)流量(內(nèi)腔截面積)，可無(wú)論溶解空氣濃度的大小多大，都設(shè)定為一定節(jié)流(一定截面積)，但希望以與較之溶解空氣濃度的規(guī)定值的偏差量的大小成比例地改變其節(jié)流量的方式進(jìn)行控制。由此，可使溶解空氣濃度在更短的時(shí)間內(nèi)降低到規(guī)定值。
同樣，若空氣供給閥10的閥開(kāi)度，也設(shè)為與較之溶解空氣濃度的規(guī)定值的偏差量的大小成比例地改變其開(kāi)度，則可使下降過(guò)低的溶解空氣濃度在更短的時(shí)間內(nèi)返回到已設(shè)值，從而可將溶解空氣濃度更加確實(shí)地維持在一定范圍內(nèi)。
控制例2第2控制例是為了使清洗槽1內(nèi)的清洗液2的溶解空氣濃度更加均勻，而對(duì)循環(huán)泵8的清洗液的循環(huán)量進(jìn)行控制時(shí)的例子。
如上述，在本發(fā)明中，將清洗液循環(huán)路7的清洗液吸入口5和清洗液排出口6設(shè)置在清洗槽1的相對(duì)的槽壁的上下位置，并通過(guò)使清洗液向斜上方流動(dòng)，而對(duì)清洗槽1內(nèi)的清洗液進(jìn)行攪拌，從而實(shí)現(xiàn)溶解空氣濃度的均勻化，但通過(guò)控制在清洗液循環(huán)路7中循環(huán)的清洗液的循環(huán)量，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)均勻化。
即，通過(guò)控制裝置17控制循環(huán)泵8，并以一定周期或改變周期對(duì)其旋轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行改變或打開(kāi)/關(guān)閉控制，從而改變流過(guò)清洗液循環(huán)路7內(nèi)的清洗液的流量。由此，從清洗液排出口6排出到清洗槽1內(nèi)的清洗液的流動(dòng)產(chǎn)生變化，從而可進(jìn)一步加大清洗液的攪拌作用，進(jìn)一步加速溶解空氣濃度的均勻化。
控制例3第3控制例是由定時(shí)器動(dòng)作進(jìn)行溶解空氣濃度的控制動(dòng)作時(shí)的例子。
一般而言，超聲波清洗裝置中的清洗條件，取決于作為清洗對(duì)象的被清洗物以及清洗裝置的規(guī)格。因此，通過(guò)所述的控制例1所示的控制動(dòng)作，將溶解空氣濃度控制在規(guī)定值之后，溶解空氣濃度以遵從此時(shí)的清洗條件的上升率逐漸惡化。因此，若預(yù)先明確該溶解空氣濃度的上升率，則即使不始終進(jìn)行所述的控制例1的控制動(dòng)作，通過(guò)間歇地進(jìn)行定時(shí)器動(dòng)作，也可將清洗液的溶解空氣濃度維持在已設(shè)范圍內(nèi)。
因此，預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)或?qū)嶋H的超聲波清洗處理求得該溶解空氣濃度的上升率，并將由該上升率確定的規(guī)定的時(shí)間間隔作為定時(shí)器動(dòng)作時(shí)間設(shè)定到控制裝置17中。然后，通過(guò)所述的控制例1的控制動(dòng)作，清洗液2的溶解空氣濃度達(dá)到規(guī)定值之后，進(jìn)行如下控制停止循環(huán)泵8并停止脫氣處理，在經(jīng)過(guò)設(shè)定的定時(shí)器時(shí)間的時(shí)點(diǎn)再次驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵8，從而通過(guò)定時(shí)器動(dòng)作降低溶解空氣濃度。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行該控制，不需連續(xù)地?zé)o休止地進(jìn)行控制動(dòng)作，即可將溶解空氣濃度維持在規(guī)定范圍內(nèi)。由此，可實(shí)現(xiàn)清洗成本的節(jié)約化。
控制例4
第4控制例是以下情況時(shí)的例子使用內(nèi)置或外設(shè)于控制裝置17的計(jì)算機(jī)18對(duì)超聲波清洗裝置的輸入輸出信號(hào)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，將該超聲波清洗裝置作為將溶解空氣濃度等多個(gè)狀態(tài)量作為輸入輸出的多變量自回歸模型而構(gòu)筑在軟件上，并基于該構(gòu)筑的多變量自回歸模型對(duì)溶解空氣濃度進(jìn)行控制。
如所述，超聲波清洗中的清洗槽1內(nèi)的超聲波聲壓，根據(jù)清洗液的溶解空氣濃度而較大變化，但另一方面，溶解空氣濃度，根據(jù)清洗槽的形狀、清洗液的循環(huán)狀態(tài)或液溫、外部氣溫、濕度等，形成在較寬范圍內(nèi)分布的狀態(tài)。由此，根據(jù)清洗裝置的使用狀況，也出現(xiàn)僅由特定的狀態(tài)量，例如僅由清洗液的溶解空氣濃度、或僅由清洗液的溫度和外部氣溫，難以正確地特定溶解空氣濃度的情況。因此，取代所述的控制例1的僅將溶解空氣濃度使用的控制，將超聲波清洗裝置作為多變量自回歸模型而構(gòu)筑，從而基于該多變量自回歸模型，控制溶解空氣濃度。
該超聲波清洗裝置的多變量自回歸模型化，是通過(guò)附設(shè)于控制裝置17的計(jì)算機(jī)18，進(jìn)行如以下所述的各步驟的處理，從而在軟件上實(shí)現(xiàn)。另外，為了容易理解說(shuō)明，以下，舉例說(shuō)明構(gòu)筑將溶解空氣濃度、清洗液的液溫、室溫的3個(gè)狀態(tài)量作為輸入輸出的多變量自回歸模型的情況，但將流量、濕度等其他的狀態(tài)量添加到變數(shù)中時(shí)，也只是輸入輸出的變數(shù)增加，處理本身不變。
(第1步驟)首先，收集關(guān)于溶解空氣濃度、清洗液的液溫、室溫的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。進(jìn)行該動(dòng)作，應(yīng)使超聲波清洗裝置工作，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間(例如10～15分鐘)，對(duì)從溶解空氣濃度傳感器14輸出的溶解氧數(shù)據(jù)、從液溫傳感器13輸出的液溫?cái)?shù)據(jù)、從室溫傳感器15輸出的室溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行采樣并進(jìn)行收集。
(第2步驟)基于獲得的關(guān)于溶解空氣濃度、清洗液的液溫、室溫的3個(gè)狀態(tài)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，由計(jì)算機(jī)18進(jìn)行解析，從而構(gòu)筑將溶解空氣濃度、清洗液的液溫、室溫作為輸入輸出的多變量自回歸模型。
(第3步驟)根據(jù)獲得的多變量自回歸模型的解析，算出溶解空氣濃度、清洗液的液溫、室溫的能量貢獻(xiàn)率、脈沖應(yīng)答(閉鎖類)。
(第4步驟)根據(jù)溶解空氣濃度的脈沖應(yīng)答，算出“溶解空氣濃度變化的基準(zhǔn)時(shí)間”(溶解空氣濃度達(dá)到小于等于作為目的的規(guī)定值的時(shí)間)。
(第5步驟)根據(jù)能量貢獻(xiàn)率和脈沖應(yīng)答的值作成溶解空氣濃度的狀態(tài)模型，并基于此，算出對(duì)所述算出的“溶解空氣濃度變化的基準(zhǔn)時(shí)間”進(jìn)行了修正的“溶解空氣濃度變化的推算時(shí)間”。
(第6步驟)根據(jù)獲得的“溶解空氣濃度變化的推算時(shí)間”，算出溶解空氣濃度達(dá)到規(guī)定的值的脫氣量(或脫氣時(shí)間)。
(第7步驟)基于上述算出的脫氣量(或脫氣時(shí)間)，通過(guò)控制裝置17控制脫氣裝置9的節(jié)流量(或脫氣時(shí)間)，從而以使溶解空氣濃度達(dá)到規(guī)定范圍的方式進(jìn)行控制。
若使用上述的多變量自回歸模型，則可對(duì)超聲波清洗裝置整體進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。由此，即使溶解空氣濃度、液溫、室溫、流量、濕度、超聲波聲壓等各狀態(tài)量復(fù)雜地牽連，從而不能明確地將狀態(tài)量間的關(guān)系聯(lián)系起來(lái)時(shí)，也可迅速且正確地控制清洗液的溶解空氣濃度。
另外，在上述的例中，在即將開(kāi)始超聲波清洗時(shí)收集了各狀態(tài)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，但也可使用過(guò)去的超聲波清洗作業(yè)時(shí)收集·存儲(chǔ)的各狀態(tài)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，從而構(gòu)筑多變量自回歸模型。
還有，也可構(gòu)成為，賦予學(xué)習(xí)功能，即使在被清洗物的超聲波清洗開(kāi)始后，也每隔一定時(shí)間收集上述各狀態(tài)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，并基于該收集的新的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，修正最初構(gòu)筑的多變量自回歸模型。若預(yù)先賦予這種學(xué)習(xí)功能，則可使構(gòu)筑的多變量自回歸模型進(jìn)步到更加接近于實(shí)際工作的超聲波清洗裝置的行為，從而可實(shí)現(xiàn)更好的超聲波清洗。
控制例5第5控制例是作為所述循環(huán)泵8使用螺旋槳式的泵，并且以使清洗液的溶解空氣濃度達(dá)到2.5～3.5mg/l的范圍的方式進(jìn)行控制時(shí)的例子。
如所述，作為循環(huán)泵8使用螺旋槳式的泵，使清洗液2循環(huán)時(shí)，若脫氣裝置9中產(chǎn)生的氣泡到達(dá)循環(huán)泵8，則氣泡由循環(huán)泵8的旋轉(zhuǎn)的螺旋槳進(jìn)一步細(xì)化并被剪切，從而形成所謂的被稱為“微型氣泡(microbubble)”的直徑十到數(shù)十μm的極其微細(xì)的氣泡。若產(chǎn)生該微型氣泡，則通過(guò)微型氣泡的作用，清洗槽1內(nèi)的清洗液2的均勻分散化進(jìn)一步發(fā)展，在清洗槽整個(gè)范圍內(nèi)溶解空氣濃度形成均勻，從而可實(shí)現(xiàn)不受室溫或濕度、氣壓等環(huán)境的變化的影響的超聲波清洗。還有，清洗液中的污漬難以凝聚，從而也不會(huì)發(fā)生大塊的污漬。
圖3表示脫氣裝置的第2例。
成為該第2例的脫氣裝置19，其整體由金屬或硬脂塑料等不可變形的剛性導(dǎo)管20制作，并通過(guò)在該剛性導(dǎo)管20的適當(dāng)位置擠壓其直徑，從而在清洗液的流動(dòng)的流路中途形成固定式的節(jié)流部21。
圖4表示脫氣裝置的第3以及第4例。
(a)表示第3例，在筒狀的管路23內(nèi)，與遮擋清洗液的流動(dòng)的方向垂直地配置形成為截面三角形狀的障礙物24。(b)表示第4例，在筒狀的管路23內(nèi)，與遮擋清洗液的流動(dòng)的方向垂直地配置形成為截面四角形狀的障礙物24。在成為這些第3以及第4例的脫氣裝置22中，通過(guò)障礙物24阻礙清洗液的流動(dòng)從而引起紊流，由此，通過(guò)在障礙物24的后方側(cè)發(fā)生氣蝕，從而使清洗液中的溶解空氣氣泡化。
圖5表示將成為上述第2～第4例的脫氣裝置19、22適用于本發(fā)明的超聲波清洗裝置時(shí)的例子。在成為上述第2～第4例的脫氣裝置19、22中，由于節(jié)流部21、障礙物24分別為固定式，因此不能改變其節(jié)流量或形狀，但通過(guò)由控制裝置17控制循環(huán)泵8、空氣供給閥10、流量調(diào)節(jié)閥11等，可自由地調(diào)節(jié)清洗液2的溶解空氣濃度。還有，使用所述的多變量自回歸模型進(jìn)行控制，或進(jìn)行利用了微型氣泡的超聲波清洗，也可同樣實(shí)現(xiàn)。
圖6表示脫氣裝置的第5例。
在成為該第5例的脫氣裝置25中，通過(guò)擠壓連接于清洗液循環(huán)路的循環(huán)泵8的泵室81的清洗液入口部的口徑，而形成節(jié)流部25，該例是一體地構(gòu)成循環(huán)泵8和脫氣裝置25時(shí)的例子。另外，82是清洗液輸送用的螺旋槳(旋轉(zhuǎn)葉片)。
圖7表示脫氣裝置的第6例。
在成為該第6例的脫氣裝置27中，使配置在連接于清洗液循環(huán)路的循環(huán)泵8的泵室81內(nèi)的清洗液輸送用的螺旋槳82的葉片形形成為非對(duì)稱形，從而在旋轉(zhuǎn)的螺旋槳82的周圍發(fā)生氣蝕。該第6例也是一體地構(gòu)成循環(huán)泵8和脫氣裝置25時(shí)的例子。
圖8表示將作為上述第5或第6例的脫氣裝置25、27適用于本發(fā)明的超聲波清洗裝置時(shí)的例子。作為第5、第6例的脫氣裝置25、27的情況，也同所述第2～第4例的脫氣裝置的情況相同，通過(guò)由控制裝置17控制循環(huán)泵8、空氣供給閥10、流量調(diào)節(jié)閥11等，可調(diào)節(jié)清洗液中的溶解空氣濃度。還有，使用所述的多變量自回歸模型進(jìn)行控制，或進(jìn)行利用了微型氣泡的超聲波清洗，也可同樣實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種脫氣裝置，其特征在于，具有清洗液通過(guò)的流路；節(jié)流部，其設(shè)于所述流路的中途，并縮小了所述流路的內(nèi)腔截面積，通過(guò)在所述節(jié)流部的后方側(cè)發(fā)生氣蝕，使所述清洗液中的溶解空氣氣泡化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫氣裝置，其特征在于，還具有彈性管，其構(gòu)成所述流路且可變形；管截面積改變機(jī)構(gòu)，其附設(shè)于所述彈性管，并可通過(guò)按壓所述彈性管，改變所述流路的內(nèi)腔截面積，所述節(jié)流部通過(guò)所述管截面積改變機(jī)構(gòu)的按壓動(dòng)作而形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫氣裝置，其特征在于，還具有剛性導(dǎo)管，其構(gòu)成所述流路，所述節(jié)流部通過(guò)縮小所述剛性導(dǎo)管的直徑而形成。
4.一種脫氣裝置，其特征在于，具有清洗液通過(guò)的流路；障礙物，其配置于所述流路內(nèi)，并通過(guò)阻礙流過(guò)所述流路的所述清洗液的流動(dòng)而產(chǎn)生紊流，通過(guò)在所述障礙物的后方側(cè)發(fā)生氣蝕，使所述清洗液中的溶解空氣氣泡化。
5.一種脫氣裝置，其特征在于，具有循環(huán)泵的泵室，其進(jìn)給清洗液；導(dǎo)管，其連接于所述泵室的入口；節(jié)流部，其直徑小于形成在所述入口的所述導(dǎo)管，通過(guò)在所述節(jié)流部的后方側(cè)發(fā)生氣蝕，使所述清洗液中的溶解空氣氣泡化。
6.一種脫氣裝置，其特征在于，具有螺旋槳，其作為進(jìn)給清洗液的循環(huán)泵的螺旋槳，葉片形狀為非對(duì)稱形，通過(guò)在旋轉(zhuǎn)的所述螺旋槳的周圍發(fā)生氣蝕，使所述清洗液中的溶解空氣氣泡化。
7.一種超聲波清洗裝置，其具有附設(shè)有超聲波產(chǎn)生器，并被清洗液填滿的清洗槽，通過(guò)在所述清洗槽內(nèi)浸漬被清洗物并從所述超聲波產(chǎn)生器輻射超聲波，對(duì)所述被清洗物進(jìn)行超聲波清洗，該超聲波清洗裝置的特征在于，具有清洗液循環(huán)路，其以使所述清洗槽內(nèi)的清洗液循環(huán)規(guī)定的路徑后，再次返回到清洗槽內(nèi)的方式形成；循環(huán)泵，其吸入所述清洗液循環(huán)路中的清洗液并使之循環(huán)；脫氣裝置，其連接于所述清洗液循環(huán)路的路徑中途，所述脫氣裝置，具有節(jié)流部，其設(shè)于所述清洗液循環(huán)路的路徑中途，并縮小了所述清洗液循環(huán)路的內(nèi)腔截面積，通過(guò)在所述節(jié)流部的下游側(cè)發(fā)生氣蝕，使流過(guò)所述清洗液循環(huán)路的清洗液中的溶解空氣氣泡化，并通過(guò)使該氣泡化的溶解空氣與清洗液一同還流到清洗槽內(nèi)，將氣泡化的溶解空氣從清洗槽的液面向槽外排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的脫氣裝置，其特征在于，還具有彈性管，其設(shè)于所述清洗液循環(huán)路的路徑中途且可變形；管截面積改變機(jī)構(gòu)，其附設(shè)于所述彈性管，并可通過(guò)按壓所述彈性管，改變所述清洗液循環(huán)路的路徑中途的內(nèi)腔截面積，所述節(jié)流部通過(guò)所述管截面積改變機(jī)構(gòu)的按壓動(dòng)作而形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的脫氣裝置，其特征在于，還具有剛性導(dǎo)管，其設(shè)于所述清洗液循環(huán)路的路徑中途，所述節(jié)流部通過(guò)擠壓所述剛性導(dǎo)管的直徑而形成。
10.一種超聲波清洗裝置，其具有附設(shè)有超聲波產(chǎn)生器，并被清洗液填滿的清洗槽，通過(guò)在所述清洗槽內(nèi)浸漬被清洗物并從所述超聲波產(chǎn)生器輻射超聲波，對(duì)所述被清洗物進(jìn)行超聲波清洗，該超聲波清洗裝置的特征在于，具有清洗液循環(huán)路，其以使所述清洗槽內(nèi)的清洗液循環(huán)規(guī)定的路徑后，再次返回到清洗槽內(nèi)的方式形成；循環(huán)泵，其吸入所述清洗液循環(huán)路中的清洗液并使之循環(huán)；脫氣裝置，其連接于所述清洗液循環(huán)路的路徑中途，所述脫氣裝置，具有障礙物，其配置于所述清洗液循環(huán)路內(nèi)，并通過(guò)阻礙流過(guò)所述清洗液循環(huán)路的所述清洗液的流動(dòng)而產(chǎn)生紊流，通過(guò)在所述障礙物的下游側(cè)發(fā)生氣蝕，使流過(guò)所述清洗液循環(huán)路的清洗液中的溶解空氣氣泡化，并通過(guò)使該氣泡化的溶解空氣與清洗液一同還流到清洗槽內(nèi)，將氣泡化的溶解空氣從清洗槽的液面向槽外排出。
11.一種超聲波清洗裝置，其具有附設(shè)有超聲波產(chǎn)生器，并被清洗液填滿的清洗槽，通過(guò)在所述清洗槽內(nèi)浸漬被清洗物并從所述超聲波產(chǎn)生器輻射超聲波，對(duì)所述被清洗物進(jìn)行超聲波清洗，該超聲波清洗裝置的特征在于，具有清洗液循環(huán)路，其以使所述清洗槽內(nèi)的清洗液循環(huán)規(guī)定的路徑后，再次返回到清洗槽內(nèi)的方式形成；循環(huán)泵，其吸入所述清洗液循環(huán)路中的清洗液并使之循環(huán)；脫氣裝置，其連接于所述清洗液循環(huán)路的路徑中途，所述脫氣裝置，具有循環(huán)泵的泵室，其進(jìn)給所述清洗液；導(dǎo)管，其連接于所述泵室的入口；節(jié)流部，其直徑小于形成在所述入口的所述導(dǎo)管，通過(guò)在所述節(jié)流部的下游側(cè)發(fā)生氣蝕，使流過(guò)所述清洗液循環(huán)路的清洗液中的溶解空氣氣泡化，并通過(guò)使該氣泡化的溶解空氣與清洗液一同還流到清洗槽內(nèi)，將氣泡化的溶解空氣從清洗槽的液面向槽外排出。
12.一種超聲波清洗裝置，其具有附設(shè)有超聲波產(chǎn)生器，并被清洗液填滿的清洗槽，通過(guò)在所述清洗槽內(nèi)浸漬被清洗物并從所述超聲波產(chǎn)生器輻射超聲波，對(duì)所述被清洗物進(jìn)行超聲波清洗，該超聲波清洗裝置的特征在于，具有清洗液循環(huán)路，其以使所述清洗槽內(nèi)的清洗液循環(huán)規(guī)定的路徑后，再次返回到清洗槽內(nèi)的方式形成；循環(huán)泵，其吸入所述清洗液循環(huán)路中的清洗液并使之循環(huán)；脫氣裝置，其連接于所述清洗液循環(huán)路的路徑中途，所述脫氣裝置，具有螺旋槳，其作為進(jìn)給清洗液的循環(huán)泵的螺旋槳，葉片形狀為非對(duì)稱形，通過(guò)在旋轉(zhuǎn)的所述螺旋槳的周圍發(fā)生氣蝕，使流過(guò)所述清洗液循環(huán)路的清洗液中的溶解空氣氣泡化，并通過(guò)使該氣泡化的溶解空氣與清洗液一同還流到清洗槽內(nèi)，將氣泡化的溶解空氣從清洗槽的液面向槽外排出。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，還具有空氣供給機(jī)構(gòu)，其連接于所述脫氣裝置的下游側(cè)的所述清洗液循環(huán)路且可改變閥開(kāi)度，可通過(guò)該空氣供給機(jī)構(gòu)向流過(guò)清洗液循環(huán)路的清洗液中供給空氣。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，根據(jù)至少包含清洗液的溶解空氣濃度的多個(gè)狀態(tài)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，構(gòu)筑表示該超聲波清洗裝置的輸入輸出關(guān)系的多變量自回歸模型，并基于該多變量自回歸模型，進(jìn)行清洗液的溶解空氣濃度的控制。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，將學(xué)習(xí)功能賦予給所述多變量自回歸模型，定期或必要時(shí)測(cè)量收集狀態(tài)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，并通過(guò)獲得的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，對(duì)基于以前的時(shí)間序列數(shù)據(jù)而構(gòu)筑的多變量自回歸模型進(jìn)行修正。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，將把所述清洗槽內(nèi)的清洗液吸入到所述清洗液循環(huán)路中的清洗液吸入口開(kāi)口于清洗槽上部側(cè)，并且，將把所述清洗槽循環(huán)路內(nèi)的清洗液排出到所述清洗槽的清洗液排出口開(kāi)口于與所述吸入口相反側(cè)的清洗槽下部側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，通過(guò)控制所述循環(huán)泵而變化清洗液的循環(huán)量，由此改變清洗槽內(nèi)的清洗液的流動(dòng)，使清洗槽內(nèi)的溶解空氣濃度均勻化。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，以使所述清洗液的溶解空氣濃度大于等于2.5mg/l的方式進(jìn)行控制。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，作為所述循環(huán)泵使用螺旋槳式的泵，并且，將清洗液的溶解空氣濃度控制在2.5～3.5mg/l的范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求10～12中的任一項(xiàng)所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，還具有空氣供給機(jī)構(gòu)，其連接于所述脫氣裝置的下游側(cè)的所述清洗液循環(huán)路且可改變閥開(kāi)度，可通過(guò)該空氣供給機(jī)構(gòu)向流過(guò)清洗液循環(huán)路的清洗液中供給空氣。
21.根據(jù)權(quán)利要求7、10～12中的任一項(xiàng)所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，根據(jù)至少包含清洗液的溶解空氣濃度的多個(gè)狀態(tài)量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，構(gòu)筑表示該超聲波清洗裝置的輸入輸出關(guān)系的多變量自回歸模型，并基于該多變量自回歸模型，進(jìn)行清洗液的溶解空氣濃度的控制。
22.根據(jù)權(quán)利要求7、10～12中的任一項(xiàng)所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，將把所述清洗槽內(nèi)的清洗液吸入到所述清洗液循環(huán)路的清洗液吸入口開(kāi)口于清洗槽上部側(cè)，并且，將把所述清洗槽循環(huán)路內(nèi)的清洗液排出到所述清洗槽的清洗液排出口開(kāi)口于與所述吸入口相反側(cè)的清洗槽下部側(cè)。
23.根據(jù)權(quán)利要求7、10～12中的任一項(xiàng)所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，通過(guò)控制所述循環(huán)泵而變化清洗液的循環(huán)量，由此改變清洗槽內(nèi)的清洗液的流動(dòng)，使清洗槽內(nèi)的溶解空氣濃度均勻化。
24.根據(jù)權(quán)利要求7、10～12中的任一項(xiàng)所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，以使所述清洗液的溶解空氣濃度大于等于2.5mg/l的方式進(jìn)行控制。
25.根據(jù)權(quán)利要求7、10～12中的任一項(xiàng)所述的超聲波清洗裝置，其特征在于，作為所述循環(huán)泵使用螺旋槳式的泵，并且，將清洗液的溶解空氣濃度控制在2.5～3.5mg/l的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種超聲波清洗裝置，形成清洗液循環(huán)路(7)，該清洗液循環(huán)路(7)使通過(guò)循環(huán)泵(8)吸入超聲波清洗槽(1)內(nèi)的清洗液(2)并使之循環(huán)規(guī)定的路徑后，再次返回到清洗槽，并且，在該清洗液循環(huán)路的路徑中途，連接通過(guò)氣蝕對(duì)清洗液中的溶解空氣進(jìn)行氣泡化的脫氣裝置(9)，通過(guò)該脫氣裝置(9)對(duì)流過(guò)清洗液循環(huán)路(7)內(nèi)的清洗液中的溶解空氣進(jìn)行氣泡化，并通過(guò)使該氣泡化的溶解空氣與清洗液一同還流到清洗槽(1)，由此將氣泡化的溶解空氣從清洗槽的液面向槽外排出。還有，作為循環(huán)泵(8)使用螺旋槳式的泵，并且，將清洗液的溶解空氣濃度控制在2.5～3.5mg/l的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)B08B3/12GK1895719SQ200610093769
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者齊木和幸, 長(zhǎng)谷優(yōu), 小山克宏, 坂崎勝直 申請(qǐng)人:株式會(huì)社海上