JP3598287B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品や機械部品を洗浄する洗浄装置に関し、特に、機器構成が極限的にコンパクトでありながら液回収効率の高い洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は先に、開閉弁を介して連通している洗浄槽及び貯留槽と、この洗浄槽及び貯留槽を所定レベルまで減圧可能な真空ポンプと、貯留槽から導入された洗浄液を常時に加熱している蒸気発生槽と、凝縮機構によって液化された洗浄液を貯留槽に供給する蒸留再生部とを備える一槽式の洗浄装置を提案し特許を取得している（特許第２９０２９８９号）。
【０００３】
ここで蒸留再生部とは、具体的には、蒸留再生された洗浄液をセパレートタンクと、セパレートタンクを含む洗浄液の循環路を形成する循環ポンプと、前記洗浄液の循環路に配置されたエゼクタとで構成されている。凝縮機構を通過した洗浄蒸気は、凝縮済みの洗浄液と共にエゼクタから吸入され、洗浄液と一体化されてセパレートタンクに回収されるので効率よく回収されることになる。しかも、真空ポンプの作用によって、洗浄槽と貯留槽の給排液と、洗浄槽での蒸気洗浄と、被洗浄物の真空乾燥とが実現できる点で優れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、構成部材の更なるコンパクト化や洗浄液の回収率の向上を図ることができれば装置としての完成度が一層高まる。この発明は、上記の着想に基づくものであって、構成部材のコンパクト化と洗浄液の回収効率の極限的に向上させた洗浄装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者は、特許第２９０２９８９号のような機器構成において、低温沸騰を実現する減圧化ラインと、高速の真空乾燥を実現する真空ラインとに着目して種々検討した結果、極限的に機器構成をコンパクト化できる本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、蒸気洗浄及び真空乾燥を実現可能な洗浄槽と、洗浄液を貯留する貯留槽と、減圧状態で洗浄液を沸騰させている蒸気発生槽と、洗浄蒸気を液中に導入して回収する回収槽と、前記各部を適宜な減圧状態にする真空ポンプとを備え、前記洗浄槽と前記真空ポンプの吸入口を接続すると共に、前記回収槽を大気に開放して前記真空ポンプから吐出される洗浄蒸気を前記回収槽の洗浄液の液中に導入する真空乾燥動作を備えることを特徴とする洗浄装置である。
【０００７】
前記洗浄装置は、前記蒸気発生槽と前記回収槽とを連通させた状態で、前記回収槽を前記真空ポンプによって減圧しつつ、前記蒸気発生槽からの洗浄蒸気を前記回収槽の洗浄液の液中に導入する蒸留再生動作を備えることが好適である。
【０００８】
また前記洗浄装置は、前記蒸気発生槽と前記洗浄槽と前記回収槽とを連通させた状態で、前記回収槽を前記真空ポンプによって減圧しつつ、前記蒸気発生槽からの洗浄蒸気を前記回収槽の洗浄液の液中に導入する蒸気洗浄動作を備えることが好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態を更に詳細に説明する。図示の洗浄装置ＥＱは、浸漬洗浄から真空乾燥までの一連の洗浄動作を実現する洗浄槽１と、洗浄液を貯留する貯留槽２と、減圧状態で洗浄液を沸騰させている蒸気発生槽３と、洗浄蒸気を液置換により回収する回収槽４と、前記各部を適宜な減圧状態にする真空ポンプ５と、開閉弁Ｖ１〜Ｖ１２と、開閉弁Ｖ１〜Ｖ１２を適宜なタイミングで動作させる不図示の制御部とを中心に構成されている。
【００１０】
回収槽４は、液置換によって洗浄液を回収する本実施例の特徴的な部分である。この回収槽４は、冷却コイル６が外装又は内装されており、回収槽４の内部を、洗浄液を液化させるに十分な温度に冷却している。また、回収槽４の内部には洗浄蒸気が導入される散気管７が設けられている。この散気管７は、多数の微細孔が形成されて構成され、導入された洗浄蒸気を含む気体が、微細な気泡となって洗浄液中に放出されるようになっている。放出された洗浄蒸気は、その回りの洗浄液と一体化して液化されるが、その他の気体はそのまま浮上して洗浄液と分離される（液置換）。また、この散気管７は、開閉弁Ｖ２を通して蒸気発生槽３に接続されると共に、開閉弁Ｖ４を通して洗浄槽１に接続され、開閉弁Ｖ１１を通して真空ポンプ５の吐出口に接続されている。
【００１１】
このような散気管７を内蔵する回収槽４は、開閉弁Ｖ８を通して真空ポンプ５の吸入口に接続され、真空ポンプ５の吐出口は開閉弁１２と通して大気に開放されている。そして、回収槽４に設けられたリーク弁Ｖ１３の開閉動作によって、回収槽４が所定の減圧状態に維持されている。なお、回収槽４には開閉弁Ｖ９も設けられ、必要に応じて回収槽４が大気に開放されるようになっている。また、回収槽４にはフロートスイッチＦＳが設けられ、洗浄液が増加して液面が上昇するとフロートスイッチＦＳがＯＮ動作するようになっている。
【００１２】
その他の構成は従来装置のものと類似している。洗浄槽１は、洗浄対象となる被洗浄ワークを受け入れて、浸漬洗浄と蒸気洗浄と真空乾燥とを実現する部分であり、内部に超音波発振器を備えている。この洗浄槽１は、開閉弁Ｖ１を通して蒸気発生槽３に接続されると共に、開閉弁Ｖ３を通して貯留槽２に接続されており、必要なタイミングで洗浄蒸気や洗浄液を導入するようになっている。また、洗浄槽１は、開閉弁Ｖ１０を通して真空ポンプ６の吸入口に接続されており、開閉弁Ｖ１０の開放状態では、内部を必要な減圧状態に設定するようになっている。一方、洗浄槽１には開閉弁Ｖ７も設けられており、必要に応じて大気に開放される。
【００１３】
貯留槽２は、回収槽４に回収された洗浄液を受けると共に、必要に応じて洗浄槽１や液面調整タンク８に洗浄液を供給する部分である。貯留槽２には、開閉弁Ｖ５と循環ポンプＰと濾過フィルタＦとからなる洗浄液の循環路が形成されており、貯留槽２内部の洗浄液が循環されて不純物がフィルタＦで捕捉されるようになっている。また、循環ポンプＰの吸入口は、開閉弁Ｖ６を通して回収槽４にも接続されており、回収槽４から貯留槽２に洗浄液が導入される構成となっている。
【００１４】
開閉弁Ｖ６は、回収槽４のフロートスイッチＦＳのＯＮ／ＯＦＦ出力に基づいて動作している。すなわち、回収槽４の洗浄液の液面が低い間は、フロートスイッチＦＳがＯＦＦ状態であり、開閉弁Ｖ５のみが開放されて洗浄液が循環しているが、液面が上昇してフロートスイッチＦＳがＯＮ状態になれば、開閉弁Ｖ６が所定時間開放されて回収槽４の洗浄液が貯留槽２に移動されるようになっている。なお、開閉弁Ｖ６を開放する際には、開閉弁Ｖ５を閉鎖するようにしても良い。
【００１５】
蒸気発生槽３は、減圧状態で洗浄液を沸騰させる蒸留釜であり、所定の減圧下での当該洗浄液の沸点に合わせて洗浄液を加熱する加熱機構９を備えている。なお、洗浄液の種類は特に限定されないが、可燃性液体である炭化水素溶剤を使用することができる。蒸気発生槽３は液面調整タンク８と連通しており、液面調整タンクに設けられたボールタップ型のフロートによって液面が調整されている。具体的には、液面が所定レベルを下回ると、開閉弁ＢＴが自動的に開放して貯留槽２から洗浄液が補充されるようになっている。
【００１６】
続いて、以上の構成からなる洗浄装置について、その動作内容を説明する。
［蒸留再生動作（図２参照）］
開閉弁Ｖ１，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ９，Ｖ１０，Ｖ１１は閉鎖状態であるが、開閉弁Ｖ２，Ｖ８，Ｖ１２は開放状態であり、真空ポンプ５の運転によって回収槽４及び蒸気発生槽３が所定の減圧状態とされる（図２）。なお、回収槽４には圧力調整用のリーク弁Ｖ１３が設けられているので、蒸気発生槽３は、洗浄液の特性に合わせた任意の圧力に設定することができ、洗浄液を任意の沸騰温度にすることができる。
【００１７】
一方、蒸気発生槽３の加熱機構９は、設定された沸騰温度に合わせて洗浄液を加熱しており、蒸気発生槽３には当該洗浄液が常に沸騰状態になっている。そのため、沸騰により得られた洗浄蒸気は、開閉弁Ｖ２を通過して散気管７に導入される。散気管７に導入された洗浄蒸気は、細かい気泡として回収槽４内の洗浄液中を浮上するが、回収槽４の洗浄液は所定温度に冷却されているので、浮上過程で洗浄蒸気が液化されて回収槽４の洗浄液と一体化される。
【００１８】
このように、蒸気発生槽３の洗浄液は、沸騰して回収槽４で液化回収される過程で純化されるが、従来装置のような複雑な構成を採ることなく、極めてシンプルな構成によって蒸留再生を実現することができる。しかも、高効率の液置換法を採るので９９％程度の再生が可能となり、洗浄液の無駄使いも排除される。
【００１９】
なお、この蒸留再生動作によって蒸気発生槽３の洗浄液が減少すると共に、回収槽４の洗浄液は増加するが、フロートスイッチＦＳがＯＮ動作すると回収槽４の洗浄液が開閉弁Ｖ６を経由して貯留槽２に移送される。また、蒸気再生槽３の液面の降下は、液面調整タンク８によって検出され、開閉弁ＢＴの開放によって貯留槽２から洗浄液が補給される。
【００２０】
［浸漬洗浄（図３参照）］
上記のような蒸留再生を行いつつ被洗浄物ワークの洗浄動作を開始することができる。洗浄槽１を開放して被洗浄ワークを投入した後、開閉弁Ｖ１，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ７を閉鎖したまま、開閉弁Ｖ１０を開放する。すると、真空ポンプ５の動作によって洗浄槽１の内部は排気（予備減圧）されるので（▲１▼排気動作）、所定レベルまで洗浄槽１が減圧されると、続いて、開閉弁Ｖ３を開放する。すると、貯留槽２の洗浄液が開閉弁Ｖ３を経由して洗浄槽に導入されるので（▲２▼導入動作）、適宜なタイミングで開閉弁Ｖ３と開閉弁Ｖ１０とを閉鎖する。
【００２１】
以上の準備の後に超音波発振器を動作させて超音波洗浄を行う（▲３▼超音波洗浄）。超音波とは、一般に２０ｋＨｚ以上の音波を意味し、このような高周波数の音波を利用して水や溶剤を振動させ、複雑な形状物の洗浄や、傷つきやすい物体を安全に丸洗いするのが超音波洗浄である。超音波洗浄の効果は、キャビテーションによるもの、水分子などの加速度によるもの、被洗浄物の微小信号など物理的化学的反応促進の３つにあると言われており、特に、キャビテーション作用の効果が高いと言われている。
【００２２】
キャビテーションとは、洗浄液に所定レベル以上の圧力が加わった際に生じる無数の空洞であり、溶存酸素などの気泡が核となって発生する。そして、洗浄液中では、超音波信号が定常波を形成しているので、大振幅の超音波信号の位置で発生した無数のキャビテーションが浮上過程で内向きに破壊され、この時の強力な衝撃力が洗浄作用を発揮することになる。
【００２３】
以上のような動作によって超音波洗浄が終了すれば、図４に示すように、開閉弁Ｖ１０を閉鎖した状態で、開閉弁Ｖ７と開閉弁Ｖ３を開放する。すると、洗浄槽１が大気圧状態となることから、内部の洗浄液は自重によって貯留槽２に回収されることになる。
【００２４】
［蒸気洗浄動作（図５参照）］
続いて、開閉弁Ｖ１，Ｖ３，Ｖ７，Ｖ１０を閉鎖したまま開閉弁Ｖ４を開放して洗浄槽１を減圧状態にする。そして、洗浄槽１が蒸気発生槽３と同程度の減圧状態になったら、図５に示すように、開閉弁Ｖ１を開放する。
【００２５】
すると、蒸気発生槽３から導入された洗浄蒸気は、被洗浄ワークと接触することで凝縮され、凝縮された洗浄液が結露することによって被洗浄ワークの仕上げ洗浄が実現される。この際、凝縮されなかった洗浄蒸気は、開閉弁Ｖ４を経過して散気管７に導入され、気泡として浮上する過程で液化回収される。
【００２６】
以上の動作の結果、蒸気洗浄が完了すれば、開閉弁Ｖ１を閉じて、洗浄槽１内部の洗浄蒸気を排出する。なお、この蒸気洗浄動作中は開閉弁Ｖ２を閉鎖状態にしておくのが好ましい。
【００２７】
［真空乾燥動作（図６参照）］
続いて、開閉弁Ｖ１，Ｖ４，Ｖ８，Ｖ１２を全て閉鎖させる一方、開閉弁Ｖ１０，Ｖ１１，Ｖ９を全て開放する（図６）。なお、開閉弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ７は全て閉鎖状態である。すると、洗浄槽１は、急激に減圧されるので、被洗浄ワークの表面を濡らしている洗浄液は、気化されて開閉弁Ｖ１０→真空ポンプ５→開閉弁Ｖ１１→散気管７の経路で洗浄液中に導入されることになる。そして気泡として浮上される過程で液化されて回収され、その他の気体は開閉弁Ｖ９を通過して排出される。
【００２８】
このように本実施例の構成によれば、真空乾燥時における液回収についても回収槽４で実現されるので、従来までのように特別なコールドトラップ装置を設ける必要がない。
【００２９】
以上説明したように、実施例に係る洗浄装置では、蒸留再生時、蒸気洗浄時、及び真空乾燥時における洗浄液の回収において、洗浄蒸気を冷却した洗浄液中に導入する方式を採っているので、洗浄蒸気の液化効率が向上し、洗浄液の消耗を極限的に抑制することが可能となった。また、洗浄液の低温沸騰を実現する減圧ラインと、高速な真空乾燥を実現する真空ラインを共通化したので製造コストを低減化できると共に設置スペースを極限的に小さくできる。
【００３０】
なお、実施例において具体的に説明した内容は特に本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱することなく各種の改変が可能である。すなわち、本発明の趣旨は、洗浄液の低温沸騰を実現する減圧ラインと、高速な真空乾燥を実現する真空ラインを共通化したことにあり、その他の部分は適宜に変更可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、構成部材のコンパクト化と洗浄液の回収効率の極限的に向上させた洗浄装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係る洗浄装置を示すブロック図である。
【図２】蒸留再生動作を説明する図面である。
【図３】浸漬洗浄の動作を説明する図面である。
【図４】洗浄液の排出動作を説明する図面である。
【図５】蒸気洗浄の動作を説明する図面である。
【図６】真空乾燥の動作を説明する図面である。
【符号の説明】
１ 洗浄槽
２ 貯留槽
３ 蒸気発生槽
４ 回収槽
５ 真空ポンプ

Claims (3)

1. 蒸気洗浄及び真空乾燥を実現可能な洗浄槽と、洗浄液を貯留する貯留槽と、減圧状態で洗浄液を沸騰させている蒸気発生槽と、洗浄蒸気を液中に導入して回収する回収槽と、前記各部を適宜な減圧状態にする真空ポンプとを備え、前記洗浄槽と前記真空ポンプの吸入口を接続すると共に、前記回収槽を大気に開放して前記真空ポンプから吐出される洗浄蒸気を前記回収槽の洗浄液の液中に導入する真空乾燥動作を備えることを特徴とする洗浄装置。
2. 前記蒸気発生槽と前記回収槽とを連通させた状態で、前記回収槽を前記真空ポンプによって減圧しつつ、前記蒸気発生槽からの洗浄蒸気を前記回収槽の洗浄液の液中に導入する蒸留再生動作を備えることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記蒸気発生槽と前記洗浄槽と前記回収槽とを連通させた状態で、前記回収槽を前記真空ポンプによって減圧しつつ、前記蒸気発生槽からの洗浄蒸気を前記回収槽の洗浄液の液中に導入する蒸気洗浄動作を備えることを特徴とする請求項 1 又は２に記載の洗浄装置。」

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