JP2002320934A - 電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄方法とその装置 - Google Patents

電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄方法とその装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解アルカリ性水の洗浄効果と、超音波によ
る洗浄効果を夫々十分に発揮させることにより、より完
全な洗浄効果を発揮できるようにする。 【解決手段】 電解槽1で電気分解した電解アルカリ性
水を、超音波発生装置20を備えた洗浄槽8に送ること
によって、各種加工品や部品類を超音波洗浄するに当っ
て、電解アルカリ性水を空気バブリング装置Tでバブリ
ングする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械や金属、或
は、エレクトロニクス等の分野に於ける各種の加工品、
又は、各種の部品類の洗浄に用いて好適な電解アルカリ
性水を用いた超音波洗浄方法とその装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】電解アルカリ性水を用いて各種加工品を
洗浄する技術に関しては、従来より、例えば特開平7−
73409号公報に記載されている「フエライト加工品
の洗浄方法およびその装置」が知られている。また、特
開平8−269755号公報に記載されている「アルミ
ニウム製部品等の脱脂洗浄方法」には、部品類を洗浄槽
に浸漬して、下からバブリングを行って粗洗浄を行った
後、更に超音波洗浄を行って脱脂する脱脂洗浄方法が開
示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記前者の公報に記載
されている「フエライト加工品の洗浄方法およびその装
置」は、有機溶剤や、洗浄用界面活性剤と言った人体や
環境にとって悪影響を及ぼす薬品類を一切使用せずに、
電解アルカリ性水の洗浄力を利用して洗浄するものであ
るから、洗浄剤としては好適で都合が良いものである
が、しかし、上記有害な洗剤や薬品類に比べて洗浄力が
落ちるため、洗浄に当っては加温したり、ブラッシング
を行ったりする必要が生じて、使用上煩雑なものであっ
た。
【0004】また、上記後者の公報に記載されている
「アルミニウム製部品等の脱脂洗浄方法」は、純水を使
用し、且つ、複数の浸漬槽を通しながら、その中で空気
をバブリングさせたり、超音波を掛けたりして部品類の
汚水を除去するものであって、人体や環境に悪影響を及
ぼす薬品類を一切使用しないため、使用上好適なもので
あるが、しかし、薬品類を使用する場合に比較して、洗
浄力の点でやはり不充分であった。
【0005】そこで、電解アルカリ性水の洗浄力と、超
音波洗浄とを組合せた方法を用いることにより、洗浄力
を向上させることが考えられた。しかし、電解アルカリ
性水の中には電解時に生ずる水素ガスが溶存していて、
超音波を電解アルカリ性水の全体に行き渡らせて作用さ
せることができないため、充分な洗浄効果を発揮するこ
とができなかった。
【0006】従って本発明の技術的課題は、電解アルカ
リ性水の洗浄効果と、超音波による洗浄効果を夫々十分
に発揮させることにより、より完全な洗浄効果を発揮で
きるようにすることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために、本発明で講じた手段は以下の如くである。
【0008】(1) 電解アルカリ性水を用いて各種の
加工品や部品類等を洗浄する超音波洗浄方法であって、
ナトリウム化合物又はカリウム化合物を水道水に添加し
て成る原水を、内部を隔膜によって陽極室と陰極室とに
区画した電解槽に入れて電気分解することにより、陰極
室側にアルカリ性水を生成し、この生成された電解アル
カリ性水に対して空気をバブリングした後、超音波洗浄
を行うか、又は、超音波洗浄水として供するようにする
こと。(請求項1)
【0009】(2) 内部を隔膜によって夫々に電極を
有する陽極室と陰極室とに区画した電解槽に、電解質を
添加した水道水又は純水を供給して電気分解することに
よって、陰極室で生成された電解アルカリ性水を超音波
発生手段を備えた洗浄槽へ送ることによって、各種の加
工品や部品類等を超音波洗浄するように構成した電解ア
ルカリ性水を用いた超音波洗浄装置であって、上記の洗
浄槽に空気バブリング手段を設けて、この空気バブリン
グ手段によって電解アルカリ性水をバブリングした後
に、上記の超音波発生手段を作動して超音波洗浄するよ
うに構成すること。(請求項2)
【0010】(3) 内部を隔膜によって夫々に電極を
有する陽極室と陰極室とに区画した電解槽に、電解質を
添加した水道水又は純水を供給して電気分解することに
よって、陰極室で生成された電解アルカリ性水を電解水
供給管を経て超音波発生手段を備えた洗浄槽へ送ること
によって、各種の加工品や部品類等を超音波洗浄するよ
うに構成した電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置
であって、上記電解水供給管の途中に、空気バブリング
手段を設けるように構成すること。(請求項3)
【0011】(4) 空気バブリング手段を、空気注入
ポンプが吸引した空気を逆止弁を介して上記洗浄槽、又
は、電解水供給管へ導入してバブリングするように構成
すること。(請求項4)
【0012】(5) 電解水供給管の途中に設けた空気
バブリング手段を、逆止弁を介して導入した空気を電解
水供給管の途中に直列に接続したベンチュリー管の負圧
発生ノズル部に吸引させてバブリングするように構成す
ること。(請求項5)
【0013】上記(1)で述べた請求項1に係る超音波
洗浄方法によれば、電気分解によって電解槽の陰極室側
に生成された電解アルカリ性水は、優れた洗浄作用を発
揮することができるものであり、また、電解アルカリ性
水に溶存している水素ガスは、事前にバブリングを行う
ことによって放出されるものであるから、本来の超音波
洗浄の効果を十分に発揮できるものであって、各種加工
品や部品類等をきれいに洗浄することを可能にする。
【0014】上記(2)で述べた請求項2に係る超音波
洗浄装置によれば、電気分解によって生成した電解アル
カリ性水を、空気バブリング手段と超音波発生手段を備
えた洗浄槽に送り込んで、先ず空気バブリング手段によ
って電解アルカリ性水にバブリングを行うことによっ
て、溶存している水素ガスを放出した後に、超音波発生
手段による超音波洗浄を行うため、本来の超音波洗浄の
効果を十分に発揮して、各種加工品や部品類等をきれい
に洗浄することを可能にする。
【0015】上記(3)で述べた請求項3に係る超音波
洗浄装置によれば、電解槽で生成された電解アルカリ性
水に対するバブリングを、洗浄槽に至る前の電解水供給
管の途中で行うため、洗浄槽の中で改めてバブリングの
ステップを踏む必要がなく、速やかに超音波発生手段に
よる超音波洗浄を行って、各種の加工品や部品類等をき
れいに、且つ、効果的に洗浄することを可能にする。
【0016】上記(4)で述べた請求項4に係る超音波
洗浄装置によれば、空気注入ポンプで吸引した空気を上
記の洗浄槽、又は、電解水供給管に注入することによ
り、電解アルカリ性水へのバブリングを効果的に行っ
て、溶存している水素ガスの放出を確実に行うことを可
能にする。
【0017】上記(5)で述べた請求項5に係る超音波
洗浄装置によれば、ベンチュリー管による吸引作用を利
用することによって、電解水供給管の中を流れる電解ア
ルカリ性水に対して空気を吸引してバブリングを行うこ
とができるため、空気バブリング手段の構成中にポンプ
等の高価な装置類を用いる必要がなく、装置全体を比較
的低コストにて造ることを可能にする。
【0018】以上の如くであるから、上記(1)〜
(5)に述べた手段によって上述した技術的課題を解決
して、前記従来の技術の問題点を解消することができ
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る電解アルカ
リ性水を用いた超音波洗浄方法とその装置の実施の形態
を図面と共に説明すると、図1は前記請求項2と4に記
載した本発明に係る超音波洗浄装置の構成を説明したブ
ロック図であって、図中、符号1で全体的に示したの
は、内部を隔膜1Tによって夫々電極を有する陰極室1
Aと陽極室1Bに区画した電解槽、2は電解槽1に対し
て水道水や純水等の原水を供給する給水管、3はナトリ
ウム化合物やカリウム化合物等の電解質添加液を収容し
たタンクで、このタンクに収容された電解質添加液は、
電解液注入ポンプ4によって注入管5を通して給水管2
に注入されて、原水に添加される仕組に成っている。
【0020】6は電気分解によって前記電解槽1の陰極
室1Aで生成された電解アルカリ性水を、洗浄槽8に送
り込むための電解水供給管、7は同じく電気分解によっ
て電解槽1の陽極室1Bで生成された電解酸性水を取り
出す電解水取り出し管で、20は洗浄槽8に設けた超音
波発生装置を示す。
【0021】また、符号Tにて全体的に示したのは、上
記の洗浄槽8に対して空気を注入してバブリングする空
気バブリング装置であって、この空気バブリング装置T
は、空気を洗浄槽8内に注入してバブリングする空気注
入ポンプ9と、逆止弁10と、空気注入管11によって
構成されていて、空気バブリング装置Tによるバブリン
グ処理は、洗浄槽8内に一定量の電解アルカリ性水が溜
ると一定時間行われ、その後、上記超音波発生装置20
による超音波洗浄が開始されて、洗浄槽8内に浸漬した
加工品や部品類等をきれいに洗浄する仕組に成ってい
る。
【0022】ナトリウム化合物やカリウム化合物を添加
剤として生成した上記の電解アルカリ性水は、通常の水
溶液と比較して溶存酸素量が少いが、溶存気体量(特に
水素ガス)が多く、これが過飽和状態になって電解アル
カリ性水の中で微細な気泡として存在している。この電
解アルカリ性水を用いて超音波洗浄を行う場合に、上記
水溶液中の気泡はキヤビテーションによって発生する衝
撃波を弱めるため、微細な気泡の存在はマイナス要因と
なる。
【0023】上記の気泡を除去する方法として、真空ポ
ンプを用いた脱臭装置を使用することが考えられるが、
あまり簡便・低コストではなく、そこで本発明では、バ
ブリング処理によって簡便に気泡を除去するように構成
している。
【0024】バブリング処理を行うことで、微細な気泡
が空気バブリング装置Tから送り込まれた大きな気泡に
抱き込まれて、水溶液中から外部へ効率良く除去される
ことが確認できた。微細な気泡を除去した中では、キヤ
ビテーションによって発生する衝撃波は強力であって、
この強い衝撃波によって洗浄効果を高めることを可能に
している。
【0025】超音波の音圧がある一定のレベルを超える
とキヤビテーションが生じる。つまり、音圧が高いほど
強力な衝撃波が発生することから、超音波力(衝撃波
力)と音圧は正比例の関係にあると言える。超音波を直
接測定することは困難であるが、音圧を測定することに
より超音波(衝撃波)の強弱の確認が可能である。従っ
て、バブリング処理の前後に於いて音圧を測定し、音圧
変化を見ることによって超音波力の変化を確認すること
ができる。
【0026】本出願人独自の方法で音圧測定を行ったと
ころ、バブリング処理を行わなかった場合の音圧は20
mVであり、バブリング処理を行った場合の音圧は25
mVであって、バブリング処理前後で5mVの音圧上昇
が見られた。つまり、バブリング処理を行うことで電解
アルカリ性水中に過飽和状態で存在していた水素の微細
な気泡が除去されたことが確認でき、また、キヤビテー
ションが生じやすくなったことで、より起用力な衝撃波
が発生して、優れた洗浄効果を発揮できることが判明し
た。
【0027】洗浄力の判断はJIS K3362(19
98)に記載されているリーナツ形と同等の物を用い、
牛脂・クロロホルム・オイルレッドによって作成したモ
デル汚れをガラス片に付着させ、洗浄前のモデル汚れガ
ラス片に付着している汚こうの量αと洗浄後のモデル汚
れガラス片に付着している汚こうの量βとの差から、各
洗浄力判定溶水溶液の洗浄率Xを求める方法を使用し
た。その結果、バブリング処理を行わなかった場合の洗
浄率は13%となり、バブリング処理を行った場合の洗
浄率は48%に成った。この結果は、バブリング処理に
よって電解アルカリ性水中の微細な気泡が除去されたた
めに強力な衝撃波が発生し、この衝撃波が洗浄効果を高
めたということを示している。
【0028】図2は、前記請求項3と4に記載した本発
明に係る超音波洗浄装置の構成を説明したブロック図で
あって、この発明では、符号Tで全体的に示した空気バ
ブリング装置が、電解水供給管6の途中に設けられてい
て、電気分解によって生成された電解アルカリ性水が洗
浄槽8に至る前にバブリング処理として、電解アルカリ
性水の微細な気泡を除去することにより、前述した優れ
た洗浄効果を発揮できる仕組に成っている。
【0029】図3は、前記請求項5に記載した本発明に
係る超音波洗浄装置の構成を説明したブロック図であっ
て、この発明では、符号Tで全体的に示した空気バブリ
ング装置が、逆止弁10を備えた空気注入管11と、電
解水供給管6の途中に設けたベンチユリノズル12とに
よって構成されている。
【0030】上記のベンチユリノズル12は、図4に示
した拡大図に示すように、電解水供給管6の途中に相対
的形状のベンチユリ管12A,12Bを連設し、これ等
両ベンチユリ管12A,12B間の負圧発生ノズル部1
2′に対して、上記空気流入管11の先端部11Aを連
通接続することによって構成されるものであって、上記
構成の空気バブリング装置Tによれば、図1並びに図2
に示したような空気注入ポンプ9を使用しなくても、負
圧発生ノズル部12′に発生する負圧によって、空気注
入管11及びその先端部11Aを通して空気を引き込む
ことができるため、ベンチユリノズル12の部分を通過
する電解アルカリ性水に対してバブリング処理を施すこ
とによって、前述した優れた洗浄効果を発揮できる仕組
に成っている。
【0031】尚、図2と図3に示した本発明の構成を説
明するに当って、図1で説明した部材と同じ部材は同一
の符号を付すことによって、その詳細な説明を省略する
ことにする。
【0032】
【発明の効果】以上述べた次第で、本発明に係る電解ア
ルカリ性水を用いた超音波洗浄方法とその装置によれ
ば、電解アルカリ性水による洗浄作用と、超音波による
洗浄作用を夫々十分に発揮させることができるため、よ
り完全な洗浄効果を発揮できるものであって、各種の加
工品や部品類等の洗浄に用いて洵に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1と請求項2に係る本発明の構成を説明
したブロック図である。
【図2】請求項1と請求項3に係る本発明の構成を説明
したブロック図である。
【図3】請求項4に係る本発明の構成を説明したブロッ
ク図である。
【図4】図3に示したベンチユリノズルの詳細を説明し
た構成図である。
【符号の説明】
1 電解槽 1T 隔膜 1A 陰極室 1B 陽極室 3 電解質添加液タンク 6 電解水供給管 8 洗浄槽 T 空気バブリング装置 9 空気注入ポンプ 10 逆止弁 12 ベンチユリノズル
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/46 C02F 1/46 A Fターム(参考) 3B116 AA46 BB02 BB21 BB72 BB83 BB88 BB89 3B201 AA46 BB02 BB21 BB72 BB83 BB88 BB89 BB91 BB98 4D037 AA01 AB18 BA23 BB05 CA04 4D061 DA03 DA10 DB07 DB08 EA02 EB04 EB12 EB19 ED12 ED13 FA03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解アルカリ性水を用いて各種の加工品
    や部品類等を洗浄する超音波洗浄方法であって、 ナトリウム化合物又はカリウム化合物を水道水に添加し
    て成る原水を、内部を隔膜によって陽極室と陰極室とに
    区画した電解槽に入れて電気分解することにより、陰極
    室側にアルカリ性水を生成し、この生成された電解アル
    カリ性水に対して空気をバブリングした後、超音波洗浄
    を行うか、又は、超音波洗浄水として供することを特徴
    とする電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄方法。
  2. 【請求項2】 内部を隔膜によって夫々に電極を有する
    陽極室と陰極室とに区画した電解槽に、電解質を添加し
    た水道水又は純水を供給して電気分解することによっ
    て、陰極室で生成された電解アルカリ性水を超音波発生
    手段を備えた洗浄槽へ送ることによって、各種の加工品
    や部品類等を超音波洗浄するように構成した電解アルカ
    リ性水を用いた超音波洗浄装置であって、 上記の洗浄槽に空気バブリング手段を設けて、この空気
    バブリング手段によって電解アルカリ性水に対してバブ
    リングをおこなった後に、上記の超音波発生手段を作動
    して超音波洗浄するように構成したことを特徴とする電
    解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置。
  3. 【請求項3】 内部を隔膜によって夫々に電極を有する
    陽極室と陰極室とに区画した電解槽に、電解質を添加し
    た水道水又は純水を供給して電気分解することによっ
    て、陰極室で生成された電解アルカリ性水を電解水供給
    管を経て超音波発生手段を備えた洗浄槽へ送ることによ
    って、各種の加工品や部品類等を超音波洗浄するように
    構成した電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置であ
    って、 上記電解水供給管の途中に、空気バブリング手段を設け
    たことを特徴とする電解アルカリ性水を用いた超音波洗
    浄装置。
  4. 【請求項4】 空気バブリング手段を、空気注入ポンプ
    が吸引した空気を逆止弁を介して上記洗浄槽、又は、電
    解水供給管へ導入してバブリングするように構成したこ
    とを特徴とする請求項2又は3記載の電解アルカリ性水
    を用いた超音波洗浄装置。
  5. 【請求項5】 電解水供給管の途中に設けた空気バブリ
    ング手段を、逆止弁を介して導入した空気を電解水供給
    管の途中に直列に接続したベンチュリー管の負圧発生ノ
    ズル部に吸引させてバブリングするように構成したこと
    を特徴とする請求項3記載の電解アルカリ性水を用いた
    超音波洗浄装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115365236A (zh) * 2022-08-05 2022-11-22 福建永荣科技有限公司 一种关于清洗氨肟化工艺金属膜管清洗的设备

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