JP2008264614A - 洗浄方法、及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気洗浄工程において、高温の蒸気を洗浄槽内に導入しても超音波発生器が高温に晒されることを防止することができる洗浄方法、及びその装置を提供する。
【解決手段】超音波発生器３ｃを備えた洗浄槽３内に被処理物２を収容し、該被処理物を洗浄溶剤に浸漬して超音波振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程と、洗浄溶剤の蒸気を導入して被処理物を蒸気洗浄する蒸気洗浄工程とを行う洗浄方法であって、
上記蒸気洗浄工程は、洗浄槽内の超音波発生器に噴出ノズル５から洗浄溶剤を流して冷却しながら洗浄溶剤の蒸気を洗浄槽内に導入して被処理物を蒸気洗浄する。
【選択図】図１

Description

本発明は、油脂系の汚れ等が付着した機械部品やメッキ部品等の被処理物を洗浄溶剤に浸漬して超音波洗浄し、その後に洗浄溶剤の蒸気で洗浄する洗浄方法、及びその装置に関する。

金属製機械部品、メッキ部品、電子部品等の各種部品には、その製造工程や組立工程等において、切削油等の工作油脂、フラックス、塵埃等をはじめとして様々な汚れが付着する。このような汚れが付着した機械部品や電子部品等の被処理物の清浄は、従来、例えば炭化水素系、塩素系等の金属洗浄溶剤を使用して、被処理物を洗浄溶剤に浸漬して超音波による振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程を行ない、次に、洗浄溶剤の蒸気を噴霧して洗浄を行う蒸気洗浄工程を行なうことにより成されている。そして、真空乾燥工程を行うことにより、蒸気洗浄後の被処理物を乾燥している。
特開平１１−５７６３７号公報

ところで、超音波発生器は、振動板としてのステンレス板に振動素子を複数個接着した構成である。前述蒸気洗浄工程においては、洗浄溶剤の蒸気温度が１１０〜１２０℃以上の高温であり、この高温蒸気が洗浄槽内に供給されるので、洗浄槽の底面に設けられた超音波発生器も１００℃以上の高温に晒される。このため、振動素子を接着している接着剤等が高熱となって接着力が低下して振動素子が外れる等のトラブルを発生することがある。

このため、圧縮空気や窒素ガスを超音波発生器に吹き付けて温度上昇した振動板や振動素子の放熱効率を上げることも考えられる。しかしながら、この様な手段では圧縮空気や窒素ガスの浪費となり、資源の有効利用の観点からして好ましいことではない。

そこで、本発明は、蒸気洗浄工程において、高温の蒸気を洗浄槽内に導入しても超音波発生器が高温に晒されることを防止することができる洗浄方法、及びその装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記に鑑み提案されたもので、請求項１に記載のものは、超音波発生器を備えた洗浄槽内に被処理物を収容し、該被処理物を洗浄溶剤に浸漬して超音波振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程と、洗浄溶剤の蒸気を導入して被処理物を蒸気洗浄する蒸気洗浄工程とを行う洗浄方法であって、
上記蒸気洗浄工程は、洗浄槽内の超音波発生器に洗浄溶剤を流して冷却しながら洗浄溶剤の蒸気を洗浄槽内に導入して被処理物を蒸気洗浄することを特徴とする洗浄方法である。

請求項２に記載のものは、被処理物を収容する洗浄槽と、該洗浄槽の内面に臨ませた状態で装着された超音波発生器と、洗浄槽内に洗浄溶剤を給液する洗浄溶剤供給系と、洗浄槽内の洗浄溶剤を排液する洗浄溶剤排液系と、洗浄槽内に洗浄溶剤の蒸気を導入する洗浄溶剤蒸気導入系と、を備え、制御装置の制御の下で、洗浄槽内に供給した洗浄溶剤に被処理物を浸漬して超音波振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程と、浸漬洗浄工程の後に洗浄槽内の洗浄溶剤を排液する排液工程と、排液工程の後に洗浄溶剤の蒸気を洗浄槽内に導入して被処理物を蒸気洗浄する蒸気洗浄工程とを行う洗浄装置であって、
上記制御装置は、蒸気洗浄工程において、上記洗浄溶剤供給系を作動して洗浄槽内に供給した洗浄溶剤を超音波発生器に流して冷却しつつ洗浄溶剤蒸気導入系を作動して洗浄槽内に洗浄溶剤の蒸気を導入して被処理物を蒸気洗浄することを特徴とする洗浄装置である。

請求項３に記載のものは、前記超音波発生器は洗浄槽の傾斜した底部に配設され、該超音波発生器よりも傾斜上端側の底部に洗浄溶剤供給系の噴出ノズルを配置し、底部の傾斜下端に洗浄溶剤排液系の排液口を開口し、噴出ノズルから噴出した洗浄溶剤が底部を流れる途中で超音波発生器を冷却し、底部の傾斜下端まで流下した洗浄溶剤を排液口から洗浄槽の外部に排出するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の洗浄装置である。

本発明は前記した構成を採るので、以下の効果を奏する。
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、洗浄溶剤を超音波発生器に流して冷却しつつ洗浄槽内に洗浄溶剤の蒸気を導入して被処理物を蒸気洗浄するので、超音波発生器は洗浄溶剤に覆われた状態で洗浄溶剤の蒸気に直接晒されることを防止することができる。したがって、洗浄溶剤の蒸気によって超音波発生器が高温になることを防止することができ、超音波振動子の接着剤が熱損傷して外れるなどの不都合を抑制することができる。
また、圧縮空気や窒素ガスを垂れ流すこともなく超音波振動子を高熱から守ることができるので、資源の浪費を防止できる。

請求項３の発明によれば、超音波発生器は洗浄槽の傾斜した底部に配設され、該超音波発生器よりも傾斜上端側の底部に洗浄溶剤供給系の噴出ノズルを配置し、底部の傾斜下端に洗浄溶剤排液系の排液口を開口し、噴出ノズルから噴出した洗浄溶剤が底部を流れる途中で超音波発生器を冷却し、底部の傾斜下端まで流下した洗浄溶剤を排液口から洗浄槽の外部に排出するので、噴出ノズルから噴出した洗浄溶剤を超音波発生器上に確実に流すことができ、効率良く冷却することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る洗浄装置１の系統構成を示す概略図、図２は洗浄装置１を制御する制御装置５０の概略ブロック図、図３は洗浄槽の内部を示す斜視図、図４は洗浄槽への洗浄溶剤供給系の概略図である。

図１に示すように、工作油脂等の汚れが付着した機械部品や電子部品等の被処理物２の洗浄及び乾燥は、洗浄槽３内に、複数の被処理物２をバスケット４に入れた状態で収容して行われる。この洗浄槽３内では、例えば炭化水素等の洗浄溶剤を使用して、被処理物２を洗浄溶剤に浸漬して超音波による振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程を行ない、次に洗浄溶剤の蒸気を導入して被処理物２の洗浄を行う蒸気洗浄工程を行ない、さらに蒸気洗浄後の被処理物２を真空乾燥工程を行って乾燥する。

洗浄溶剤としては、炭化水素系溶剤（第４類第２石油類及び第４類第３石油類；パラフィン系、ナフテン系）、塩素系溶剤（トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン）、臭素系溶剤（ノルマルプロピルブロマイド）、フッ素系溶剤（ＨＦＣ、ＨＦＥ、ＨＣＦＣ）等が挙げられるが、環境保護の観点から炭化水素系が好ましい。

洗浄槽３は、上部が開閉可能な中空箱体状の耐圧容器であり、上部開口部に形成されたフランジ部にはシール材６を介して、該開口部を密閉して覆う開閉蓋７が設けられている。この開閉蓋７は、天井面（下面）７ａが傾斜するように洗浄槽３の上部開口部に開閉自在に設けられる。開閉蓋７の天井面７ａを傾斜させて設けるのは、この開閉蓋７の天井面７ａに溶剤ガスが結露した場合に、溶剤液滴を該天井面７ａを伝わらせて傾斜側へと流下させるためであり、傾斜側に集められた溶剤液滴は洗浄槽３の側壁面３ｂから底面３ａへと流下する。したがって、結露した溶剤滴が被処理物２に付着してシミが発生することを防止できる。
なお、開閉蓋７は、天井面が傾斜したタイプに限定されるものではなく、水平タイプでもよい。

洗浄槽３の底部３ａの傾斜下端には、後述する溶剤タンク１３に至る排液系８が本発明の洗浄溶剤排液系として接続されており、該排液系８にはこれを開閉する排液弁９が介設されている。

上述の浸漬洗浄工程、蒸気洗浄工程、及び真空乾燥工程は、被処理物２を収容する洗浄槽３内を炭化水素等の可燃性洗浄溶剤の爆発下限界以下まで減圧して行われるので、洗浄槽３には、真空ポンプ１０に至る排気系１１が接続されており、該排気系１１にはこれを開閉する洗浄槽真空弁１２が介設されている。

また、洗浄槽３には、その内部に洗浄溶剤を流入して被処理物２を浸漬洗浄するとともに、後述する超音波発生器３ｃを冷却する洗浄溶剤を供給するために、溶剤タンク１３に至る洗浄溶剤供給系１４が接続されており、該洗浄溶剤供給系１４の途中には洗浄溶剤供給弁（浸漬洗浄弁）１５が介設されている。そして、洗浄溶剤供給弁１５よりも上流側において洗浄溶剤供給系１４が分岐され、分岐側の流路１４ａの先端は洗浄槽３の底部３ａの傾斜上端に設けられた噴出ノズル５に接続され、分岐側流路の途中には冷却弁５ａが介設される。また、洗浄槽３には、その内部に流入された洗浄溶剤のレベルを検出するためのレベルスイッチ１６が備えられている。浸漬洗浄工程は、前述したように被処理物２を洗浄溶剤に浸漬して超音波による振動を与えて洗浄する工程であり、したがって、本実施形態の洗浄槽３の底部３ａには、複数の超音波振動子を振動板としてのステンレス板に組み付けたパネル状の超音波発生器３ｃが底部のほぼ全面を覆うようにして液密状態で取り付けられており、この超音波発生器３ｃよりも傾斜上端側の底部に洗浄溶剤供給系の噴出ノズル５を超音波発生器の左右幅をカバーし得る長さに亘って配設し、底部３ａの傾斜下端に洗浄溶剤排液系８の排液口を開口している。
なお、溶剤タンク１３は、上部が覆われた密閉容器であり、後述する分岐排気系を介して真空ポンプ１０により減圧される。

浸漬洗浄工程の完了後、洗浄槽３内の洗浄溶剤は、前述したように、上記排液弁９を開放して両者を連通させることにより、洗浄槽３の傾斜底部３ａの最下部に接続された排液系８を通じて溶剤タンク１３へと排液される。

溶剤タンク１３から洗浄槽３への洗浄溶剤の流入、及び洗浄槽３から溶剤タンク１３への排液は、溶剤タンク１３と洗浄槽３との圧力差により行われる。したがって、洗浄槽３には、前述したように、真空ポンプ１０に至る排気系１１が接続されている。また、洗浄槽３にはその内部圧力を検出する洗浄槽圧力センサ５１が備えられるとともに、内部圧力表示する洗浄槽内圧力計１７が備えられており、排気系１１の洗浄槽真空弁１２の上流側（洗浄槽側）には洗浄槽３の内部圧力を大気開放して調整する洗浄槽大気開放弁１８が分岐介設されている。

また、洗浄槽３との相対関係において溶剤タンク１３の内部圧力を調整する必要があるため、排気系１１の洗浄槽真空弁１２の下流側（真空ポンプ側）は分岐され、溶剤タンク１３に至る分岐排気系１９が接続され、この分岐排気系１９には溶剤タンク減圧弁２０が介設されている。さらに、溶剤タンク１３には、その内部圧力を検出する溶剤タンク圧力センサ５２が備えられると共に、内部圧力を表示する溶剤タンク圧力計２１が備えられており、その内部圧力を大気開放して調整する溶剤タンク大気開放弁２２が備えられている。また、溶剤タンク１３内の洗浄溶剤の温度を検出して温度管理を行うための溶剤タンク温度センサ５３が設けられており、該溶剤タンク温度センサ５３からの信号により洗浄溶剤が所定の温度よりも低下すると、制御装置５０がヒータ１３ａに通電して洗浄溶剤を加熱する。

浸漬洗浄工程の完了後、排液弁９を開放して両者を連通することにより、洗浄槽３内の使用済み洗浄溶剤が排液系８を通じて溶剤タンク１３へと排液されるが、洗浄に使用した洗浄溶剤には被処理物２に付着していた各種の汚れが混入している。これらの汚れ成分は洗浄槽３や排液系８に設けるフィルタ等を通しただけでは除去しきれず、省資源および環境保護の観点から洗浄溶剤を再生して使用する。したがって、溶剤タンク１３には、使用済み溶剤を蒸留して凝縮し、再生溶剤として貯留するリザーブタンク２３に至る再生処理系２４が接続されており、この再生処理系２４には蒸留器２５及びコンデンサ２６が順次介設されている。

蒸留器２５は、例えば耐熱・耐圧性を有する概略円筒体状の竪型容器であり、本実施形態では蒸留器２５の下部を収納する状態で、加熱機構２５ａが備えられている。この加熱機構２５ａは、例えばオイル加熱ユニットであり、熱源として電気ヒータを備えており、該ヒータにより加熱媒体としての耐熱オイルを加熱し、この加熱オイルを介して蒸留器２５を加熱することにより、この蒸留器２５内を流通する汚れ成分を含む洗浄溶剤を加熱して蒸発する。

なお、沸点を低下させるために蒸留器２５内を減圧する。また、溶剤タンク１３から蒸留器２５への汚れ成分を含む溶剤の流入は、これら溶剤タンク１３と蒸留器２５との圧力差により行われ、汚れ成分を含む溶剤は蒸留器２５の下部に流入し、気化した溶剤蒸気は蒸留器２５の上部から取り出される。

再生処理系２４の蒸留器２５よりも下流側には、この蒸留器２５によって蒸留した溶剤蒸気を凝縮して液化するためのコンデンサ２６が介設されている。このコンデンサ２６の本体は、例えば概略円筒体状の竪型または横型の容器であり、その内部に冷却水を通す冷却細管２６ａを収納した熱交換器である。コンデンサ２６を通過する溶剤蒸気は冷却細管２６ａに接触して凝縮（液化）され、この液化した再生溶剤がリザーブタンク２３内に貯溜される。コンデンサ２６とリザーブタンク２３との間の再生処理系２４には、循環ポンプ２７ａにより再生溶剤を循環させて水分分離器２７ｂに通して水分を分離してからリザーブタンク２３に供給すると共に、コンデンサ２６からの再生溶剤をエゼクタ２７ｃにより循環流路内に吸引合流する水分分離機構が介設されており、リザーブタンク２３には再生溶剤の貯溜量を検出するレベルスイッチ２８が備えられている。なお、上記エゼクタ２７ｃは、蒸留器２５内を減圧して蒸留効率を高めている。

また、リザーブタンク２３には、上記洗浄槽３へ溶剤蒸気を導入して、該洗浄槽３内に収容された被処理物２の蒸気洗浄工程を行うために、該洗浄槽３に至る蒸気洗浄系２９が本発明の洗浄溶剤蒸気導入系として接続されている。この蒸気洗浄系２９には、リザーブタンク２３から導入される再生溶剤を溶剤蒸気として気化させるための熱交換器３０が介設されており、リザーブタンク２３から熱交換器３０への再生溶剤の導入、熱交換器３０から洗浄槽３への溶剤蒸気の導入は、リザーブタンク２３と洗浄槽３との圧力差により行われ、熱交換器３０よりも上流側の蒸気洗浄系２９にはこれを開閉するための蒸気洗浄補助弁３１が介設され、熱交換器３０よりも下流側の蒸気洗浄系２９にはこれを開閉するための蒸気洗浄弁３２が介設されている。

熱交換器３０の本体は、例えば概略円筒体状の竪型または横型の容器であり、その内部に加熱媒体を通す加熱細管３０ａを収納しており、該熱交換器３０を通過する再生溶剤は加熱細管３０ａに接触して気化され、溶剤蒸気として蒸気洗浄系２９の下流端である蒸気供給口から洗浄槽３の内部に導入されることになる。熱交換器３０の加熱細管３０ａに通す加熱媒体としては、電気ヒータ等の加熱手段により加熱したオイルが挙げられる。また、熱交換器３０の導入口には、この熱交換器３０内へ再生溶剤を霧状にして噴出させるための噴霧ノズル３３が設けられており、該熱交換器３０内へ再生溶剤を噴霧することにより発生する溶剤蒸気を確実にガス化することができる。

前記した各機器、即ち真空ポンプ、各種の弁、及び各種センサは、制御装置５０に電気的に接続され、この制御装置５０の制御の下で予め設定した手順と条件で作動する。

本実施形態における制御装置５０は、図２に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータにより構成され、タイマ５４を備える。そして、この制御装置５０の入力側には、操作パネル５５に設けた電源スイッチ５６、スタートスイッチ５７、減圧洗浄時間設定スイッチ５８、復圧洗浄時間設定スイッチ５９、低圧真空乾燥時間設定スイッチ６０、復圧真空乾燥時間設定スイッチ６１の他に、洗浄槽圧力センサ５１、洗浄槽レベルスイッチ１６、溶剤タンク温度センサ５３、溶剤タンク圧力センサ５２、リザーブタンクレベルスイッチ２８などが接続され、出力側には、操作パネル５５に設けた表示器６２の他に、真空ポンプ１０、洗浄槽真空弁１２、排液弁９、洗浄溶剤供給弁１５、溶剤タンクヒータ１３ａ、洗浄槽大気開放弁１８、分岐排気弁１９、溶剤タンク減圧弁２０、溶剤タンク大気開放弁２２、蒸気洗浄補助弁３１、蒸気洗浄弁３２、冷却弁５ａ、耐熱オイル過熱ヒータなどが接続されている。

なお、復圧洗浄時間設定スイッチ５９、復圧真空乾燥時間設定スイッチ６１は、被処理物２の重量、表面積、微細孔や微細隙間の有無や数などの特質に応じて、復圧時間をタイマ５４に設定する入力手段として機能する。また、減圧洗浄時間設定スイッチ５８、低圧真空乾燥時間設定スイッチ６０は、被処理物に応じて所望する時間をタイマ５４に設定する入力手段として機能するものである。

そして、本実施形態における制御装置５０は、浸漬洗浄工程において、上記洗浄槽内を２００Ｐａ以下に減圧して減圧洗浄を行うと共に、該減圧洗浄を行った後、２００Ｐａを超え洗浄溶剤の爆発下限界以下の圧力まで復圧し、この復圧状態で復圧洗浄を行う制御を実行するとともに、真空乾燥工程において、上記洗浄槽３内を真空ポンプ１０の限界値まで減圧して低圧真空乾燥を行うと共に、該低圧真空乾燥を行った後、真空ポンプ１０の限界値を開放し洗浄溶剤の爆発下限界以下の圧力まで復圧し、この復圧状態で復圧真空乾燥を行う制御を実行する。

また、制御装置５０は、減圧洗浄を所定の時間行い、該減圧洗浄を行った後、所定の時間復圧洗浄を行う操作を洗浄工程中で複数回繰り返す制御を実行する。なお、繰り返し回数は、予め設定した固定回数でもよいが、操作パネル５５の図示していない操作部（外部入力手段）を操作することにより設定できるようにしてもよい。

さらに、制御装置５０は、低圧真空乾燥を所定の時間行い、該低圧真空乾燥を行った後、所定の時間復圧真空乾燥する操作を乾燥工程中で複数回繰り返す制御を実行する。なお、この繰り返し回数は、予め設定した固定回数でもよいが、操作パネル５５の操作部（外部入力手段）を操作することにより設定できるようにしてもよい。

次に、本実施形態における洗浄装置１の操作を具体的に説明する。
準備段階として、洗浄槽大気開放弁１８を開放した後、洗浄槽３の開閉蓋７を開放して、機械部品等の被処理物２を複数個入れたバスケット４を載置部上に載置し、開閉蓋７をシール部材６を介して密閉状態で閉成する。そして、スタートスイッチ５７を操作すると、制御装置５０が洗浄槽大気開放弁１８を閉成する。

このような準備が整ったら、まず、洗浄槽３へ洗浄溶剤の給液を行う。給液操作は、制御装置５０が溶剤タンク大気開放弁２２を開放して溶剤タンク１３の内部圧力を溶剤タンク圧力センサ５２が爆発下限界以下の５００Ｐａを検出するまで大気方向へと戻す。そして、溶剤タンク１３の内部圧力が５００Ｐａになったことが検出されると、制御装置５０が溶剤タンク大気開放弁２２を閉成し、洗浄溶剤供給系１４の洗浄溶剤供給弁１５、及び排気系１１の洗浄槽真空弁１２を開放すると共に、真空ポンプ１０を駆動する。すると、洗浄溶剤供給弁１５が洗浄槽３と溶剤タンク１３との間を連通し、洗浄槽３と溶剤タンク１３との圧力差により、溶剤タンク１３内から洗浄溶剤が洗浄槽３へと給液される。このとき、制御装置５０の制御により、溶剤タンク減圧弁２０、蒸気洗浄弁３２、冷却弁５ａ、蒸気洗浄補助弁３１、及び排液弁９は閉成されている。そして、洗浄槽３のレベルスイッチ１６の上限レベルスイッチが上限レベルを検出して制御装置５０に信号を送ると、これにより、制御装置５０が洗浄溶剤供給弁１５及び洗浄槽真空弁１２を閉成すると共に、真空ポンプ１０を停止する。

そして、真空浸漬洗浄工程を行う。この浸漬洗浄工程では被処理物２が加熱溶剤内に浸漬している状態で、超音波発生器３ｃにより超音波振動を与えて浸漬洗浄（超音波洗浄）を行う。具体的には、図３に示すように、真空ポンプ１０により排気系１１を通じて洗浄槽３内を洗浄槽圧力センサ５１が２００Ｐａ以下を検出するまで減圧して減圧洗浄を行うと共に、この減圧洗浄を行った後に制御装置５０が洗浄槽大気開放弁１８を開放し、洗浄槽圧力センサ５１による検出圧力が２００Ｐａを超え、かつ洗浄溶剤の爆発下限界以下の５００Ｐａの圧力を指示するまで大気圧方向へと復圧して、この復圧状態で復圧洗浄を行い、この復圧洗浄の所定時間が経過した後に洗浄槽大気開放弁１８を閉成し、再度、真空ポンプ１０により排気系１１を通じて洗浄槽３内を２００Ｐａ以下に減圧して減圧洗浄を行うという、減圧洗浄と復圧洗浄を繰り返し行う。

洗浄槽３内を２００Ｐａ以下に減圧して減圧洗浄を行うのは、洗浄溶剤の爆発下限界値との間に圧力差を確保して減圧洗浄を効果的に行うためである。
一方、２００Ｐａを超え爆発下限界以下の圧力まで復圧するのは、減圧洗浄の圧力との間に圧力差を確保すると共に、洗浄溶剤の引火を防止するためである。

このように復圧洗浄する理由は、被処理物２に微細な空間、例えば微細な孔（特に直径に比較して深い孔）が存在する場合には、洗浄溶剤中に浸漬しても微細な孔の中に空気が残留して抜け難く、すなわち孔内に洗浄溶剤が浸入し難く、超音波洗浄を施しても孔内部へ洗浄溶剤が浸透していかない。また、一度減圧しただけでは、孔内の空気が膨張して、膨張した分の空気が抜けたとしても洗浄溶剤が孔内に浸透していかない。そこで、孔の中の空気を減圧して膨張させて希薄にして膨張分は排出し、その後の復圧操作により残った空気を収縮させることによりこの収縮分の洗浄溶剤を浸透させ、この減圧と復圧とを繰り返すことにより、孔の中から空気を抜け出し易くして、孔内部へ洗浄溶剤を浸透させ、浸透した洗浄溶剤を介して孔の内周面に超音波を伝播して超音波洗浄を効率良く行うものである。

浸漬洗浄の完了後に、洗浄槽３内の汚れ成分を含む溶剤を排液する。排液操作は、制御装置５０からの信号により洗浄槽大気開放弁１８を開放し、洗浄槽３の内部圧力を洗浄槽圧力センサ５１が爆発下限界以下の５００Ｐａを検出するまで大気方向へと戻す。そして、５００Ｐａを検出したならば、洗浄槽大気開放弁１８を閉成し、排液系８の排液弁９、及び分岐排気系１９の溶剤タンク減圧弁２０を開放すると共に、真空ポンプ１０を駆動する。すると、排液弁９の開放により洗浄槽３と溶剤タンク１３とが連通し、これにより洗浄槽３と溶剤タンク１３との圧力差により、洗浄槽３内から汚れ成分を含む溶剤が溶剤タンク１３へと排液される。そして、洗浄槽３のレベルスイッチ１６の下限レベル検出により、排液弁９及び溶剤タンク減圧弁２０を閉成する。

排液操作の完了後、仕上げ蒸気洗浄工程に移行する。蒸気洗浄工程では、真空ポンプ１０は既に駆動状態にあり、制御装置５０が排気系１１の洗浄槽真空弁１２を開放した後、蒸気洗浄系２９の蒸気洗浄弁３２及び蒸気洗浄補助弁３１を開放する。また、冷却弁５ａを開いて洗浄溶剤供給系１４からの分岐流路１４ａを介して溶剤タンク１３から供給される洗浄溶剤を液体のまま噴出ノズル５から噴出させ、この溶剤を超音波発生器３ｃ上に流して溶剤膜で覆い、これにより超音波発生器３ｃを冷却するとともに、超音波発生器３ｃが後述する溶剤蒸気に直接晒されて昇温することを防止する。

蒸気洗浄弁３２及び蒸気洗浄補助弁３１の開放タイミングは、超音波発生器３ｃ上を溶剤が流れて、洗浄槽３の洗浄槽圧力センサ５１が１００Ｐａ以下の減圧状態を検出したときである。すると、洗浄槽３とリザーブタンク２３との圧力差により、リザーブタンク２３から熱交換器３０の溶剤導入口に導入され、該溶剤導入口に設けられた噴霧ノズル３３のノズル口から溶剤細管へ再生溶剤が霧状に噴出されることにより、霧状溶剤が溶剤細管内を通過しながら加熱媒体の通過する加熱細管３０ａと熱交換してガス化し、溶剤液滴の混入しない完全なる溶剤ガスとして蒸気導入口２９ａから洗浄槽３の内部に導入される。したがって、熱交換器３０を大型化することなく、洗浄槽３に導入する溶剤蒸気への溶剤液滴の混入を防止し、後述する真空乾燥後の被処理物２へのシミの付着を防止することができるものである。

蒸気洗浄を所定の時間行った後に制御装置５０が蒸気洗浄弁３２、蒸気洗浄補助弁３１、及び冷却弁５ａを閉成して蒸気洗浄工程を完了し、真空乾燥工程へと移行する。移行した時点では真空ポンプ１０は継続して駆動状態であり、排気系１１の洗浄槽真空弁１２を開放したままであり、真空ポンプ１０の限界値まで減圧する。なお、真空ポンプ１０は、真空乾燥に理想的な圧力である約７Ｐａ以下まで減圧する能力を備えている。そして、限界値に達したならば、この状態を所定時間維持して低圧真空乾燥を行い、その所定時間経過後に制御装置５０が洗浄槽大気開放弁１８を開放して、即ち真空ポンプ１０の限界値を開放し、洗浄槽圧力センサ５１が爆発下限界以下の５００Ｐａを検出するまで大気方向へと戻す。すなわち、復圧する。そして、５００Ｐａを検出すると、この復圧状態を所定時間だけ維持して復圧真空乾燥を行い、その後に再度洗浄槽大気開放弁１８を閉成して真空ポンプ限界値まで減圧する。

このように乾燥工程中で復圧するのは、真空乾燥を行うと、被処理物２に付着した溶剤が気化するときに、気化熱を奪い、被処理物２の表面温度が低下し、この温度低下によって乾燥効率が低下するので、洗浄槽３の内部圧力を所定時間ごとに爆発下限界以下の５００Ｐａまで大気方向へと復圧して、復圧により蒸発が抑制、すなわち気化熱が奪われて冷却されることを一時的に抑制し、この間に被処理物２が保有する芯熱（内部の熱）を表面に呼び戻して表面温度を高め、この表面温度上昇後に、再び真空方向へと減圧することにより被処理物２の表面からの蒸発を促進させ、これにより総括的に乾燥効率を向上させるものである。

真空乾燥工程が完了したら、制御装置５０が洗浄槽大気開放弁１８を開放して、洗浄槽３の内部圧力を大気開放し、全工程の終了を報知する。そして、洗浄槽３の開閉蓋７を開放すれば、バスケット４と共に洗浄乾燥された複数の被処理物２を取り出すことができる。

また、洗浄溶剤供給系１４による溶剤タンク１３から洗浄槽３への給液、排液系８による洗浄槽３から溶剤タンク１３への排液、及び蒸気洗浄系２９によるリザーブタンク２３から洗浄槽３への溶剤蒸気の導入については、洗浄槽３と溶剤タンク１３とに圧力差を与えて、あるいは洗浄槽３とリザーブタンク２３とに圧力差を与えて、洗浄溶剤や溶剤蒸気の移送を行っている。したがって、駆動機器の重複使用を排除して洗浄装置１の装置コストを全体として低減することができる。

なお、前記実施形態においては単一の溶剤タンク１３に洗浄溶剤を貯留したが、図４に示すように、最も清浄な洗浄溶剤を貯留するシャワータンク１３ａと、次に清浄な清浄溶剤を貯留する仕上げ洗いタンク１３ｂと、汚れた洗浄溶剤を収容する洗浄タンク１３ｃとを区画した溶剤タンク１３を設け、蒸気洗浄工程ではシャワータンク１３ａ内に貯留されている洗浄溶剤を噴出ノズル５から噴出させて超音波発生器３ｃを冷却するように構成してもよい。そして、洗浄槽３から回収した洗浄溶剤を洗浄タンク１３ｃに収容し、この洗浄タンク１３ｃ内の洗浄溶剤を再生するようにしてもよい。この様にすると、回収した洗浄溶剤の温度が超音波発生器３ｃの冷却により昇温されているので、再生の際に加熱エネルギーの節約になり、省エネルギーとなり、熱効率を向上することができる。

本発明に係る洗浄装置の系統構成を示す概略図である。 制御装置の概略ブロック図である。 洗浄槽の内部を示す斜視図である。 ３つのタンクを備えた溶剤タンクと洗浄槽の接続を示す概略図である。

符号の説明

１ 洗浄装置
２ 被処理物
３ 洗浄槽
３ａ 底部
３ｃ 超音波発生器
４ バスケット
５ 噴出ノズル
５ａ 冷却弁
７ 開閉蓋
８ 排液系
９ 排液弁
１０ 真空ポンプ
１１ 排気系
１２ 洗浄槽真空弁
１３ 溶剤タンク
１３ａ ヒータ
１４ 浸漬洗浄系
１４ａ 分岐した流路
１５ 洗浄溶剤供給弁
１８ 洗浄槽大気開放弁
１９ 分岐排気系
２０ 溶剤タンク減圧弁
２１ 溶剤タンク圧力計
２２ 溶剤タンク大気開放弁
２３ リザーブタンク
２４ 再生処理系
２５ 蒸留器
２６ コンデンサ
３０ 熱交換器
３０ａ 加熱細管
３１ 蒸気洗浄補助弁
３２ 蒸気洗浄弁
５０ 制御装置

Claims (3)

1. 超音波発生器を備えた洗浄槽内に被処理物を収容し、該被処理物を洗浄溶剤に浸漬して超音波振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程と、洗浄溶剤の蒸気を導入して被処理物を蒸気洗浄する蒸気洗浄工程とを行う洗浄方法であって、
   上記蒸気洗浄工程は、洗浄槽内の超音波発生器に洗浄溶剤を流して冷却しながら洗浄溶剤の蒸気を洗浄槽内に導入して被処理物を蒸気洗浄することを特徴とする洗浄方法。
2. 被処理物を収容する洗浄槽と、該洗浄槽の内面に臨ませた状態で装着された超音波発生器と、洗浄槽内に洗浄溶剤を給液する洗浄溶剤供給系と、洗浄槽内の洗浄溶剤を排液する洗浄溶剤排液系と、洗浄槽内に洗浄溶剤の蒸気を導入する洗浄溶剤蒸気導入系と、を備え、制御装置の制御の下で、洗浄槽内に供給した洗浄溶剤に被処理物を浸漬して超音波振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程と、浸漬洗浄工程の後に洗浄槽内の洗浄溶剤を排液する排液工程と、排液工程の後に洗浄溶剤の蒸気を洗浄槽内に導入して被処理物を蒸気洗浄する蒸気洗浄工程とを行う洗浄装置であって、
   上記制御装置は、蒸気洗浄工程において、上記洗浄溶剤供給系を作動して洗浄槽内に供給した洗浄溶剤を超音波発生器に流して冷却しつつ洗浄溶剤蒸気導入系を作動して洗浄槽内に洗浄溶剤の蒸気を導入して被処理物を蒸気洗浄することを特徴とする洗浄装置。
3. 前記超音波発生器は洗浄槽の傾斜した底部に配設され、該超音波発生器よりも傾斜上端側の底部に洗浄溶剤供給系の噴出ノズルを配置し、底部の傾斜下端に洗浄溶剤排液系の排液口を開口し、噴出ノズルから噴出した洗浄溶剤が底部を流れる途中で超音波発生器を冷却し、底部の傾斜下端まで流下した洗浄溶剤を排液口から洗浄槽の外部に排出するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の洗浄装置。

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