JP2015020116A - Vacuum cleaning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、減圧下にある洗浄室に炭化水素系洗浄剤の蒸気を供給してワークを洗浄する真空洗浄装置に関する。 The present invention relates to a vacuum cleaning apparatus for cleaning a workpiece by supplying a vapor of a hydrocarbon-based cleaning agent to a cleaning chamber under reduced pressure.
従来、例えば、特許文献1に示される真空洗浄装置が知られている。この真空洗浄装置によれば、まず、ワークが搬入された洗浄室を真空ポンプによって減圧する減圧工程がなされ、その後、炭化水素系洗浄剤の蒸気を洗浄室に供給してワークを洗浄する蒸気洗浄工程がなされる。次に、ワークに炭化水素系洗浄剤を噴霧したり、浸漬室に貯留された炭化水素系洗浄剤にワークを浸漬させたりして、特に、蒸気洗浄工程で洗浄が不十分となるワークの隙間等を洗浄する噴霧浸漬洗浄工程がなされる。このようにしてワークの洗浄が完了すると、再び洗浄室にワークを搬送した後に、洗浄室をさらに減圧してワーク表面に付着した洗浄剤を蒸発させる乾燥工程がなされる。そして、乾燥工程が終了したら、洗浄室を大気圧に復帰させた後にワークを搬出して一連の工程が終了する。 Conventionally, for example, a vacuum cleaning apparatus disclosed in Patent Document 1 is known. According to this vacuum cleaning apparatus, first, a depressurization process is performed in which the cleaning chamber into which the work is carried is decompressed by a vacuum pump, and then the steam cleaning is performed by supplying the hydrocarbon-based cleaning agent vapor to the cleaning chamber and cleaning the work. A process is performed. Next, spray the hydrocarbon-based cleaning agent on the workpiece, or immerse the workpiece in the hydrocarbon-based cleaning agent stored in the immersion chamber. A spray dip cleaning process is performed to clean the components. When cleaning of the workpiece is completed in this way, after the workpiece is transferred again to the cleaning chamber, a drying process is performed in which the cleaning chamber is further depressurized to evaporate the cleaning agent attached to the workpiece surface. When the drying process is completed, the workpiece is unloaded after the cleaning chamber is returned to atmospheric pressure, and the series of processes is completed.
このような真空洗浄装置において、使用済みの炭化水素系洗浄剤(ワークに付着した汚染物および炭化水素系洗浄剤、以下、「使用済み洗浄剤」と称する)は、蒸気室に送られて再生される。具体的に説明すると、蒸気室に送られた使用済み洗浄剤は、電気ヒータ等で加熱されることによって、実質的に炭化水素系洗浄剤のみの蒸気となる(蒸留)。そして、生成された炭化水素系洗浄剤のみの蒸気は、再度蒸気洗浄工程で利用されたり、冷却水を利用した冷却器で凝縮された後、噴霧浸漬洗浄工程で利用されたりする。 In such a vacuum cleaning device, used hydrocarbon cleaners (contaminants adhering to the workpiece and hydrocarbon cleaners, hereinafter referred to as “used cleaners”) are sent to the steam chamber for regeneration. Is done. More specifically, the used cleaning agent sent to the steam chamber is heated by an electric heater or the like to become substantially hydrocarbon-based cleaning vapor (distillation). And the vapor | steam of only the produced | generated hydrocarbon type cleaning agent is utilized again in a vapor | steam washing process, or after being condensed with the cooler using cooling water, it is utilized in a spray immersion washing process.
しかし、特許文献1の技術では、蒸気室において炭化水素系洗浄剤の蒸気を生成するために利用された熱が、冷却器で回収されて捨てられてしまうことになっていた。また、蒸気を冷却するためには、200L/min程度といった大量の冷却水が必要となったり、貯水槽、クーリングタワー等も必要となったりして、装置が大型化していた。 However, in the technique of Patent Document 1, the heat used for generating the steam of the hydrocarbon-based cleaning agent in the steam chamber is recovered by the cooler and discarded. Further, in order to cool the steam, a large amount of cooling water such as about 200 L / min is required, and a water storage tank, a cooling tower, and the like are also required, so that the apparatus is enlarged.
そこで、熱媒体が循環するヒートポンプユニットを真空洗浄装置に設け、当該ヒートポンプユニットが、洗浄室において蒸気状態の使用済み洗浄剤の熱を回収し、当該回収した熱を蒸気室に供給して炭化水素系洗浄剤を気化させる技術が開示されている(例えば、特許文献2)。このような技術において、ヒートポンプユニットのうち蒸気室に配される箇所では、当該ヒートポンプユニットを構成する管内を気体状態の熱媒体が流通しており、気体状態の熱媒体と、炭化水素系洗浄剤とで管を介して熱交換をする。そうすると、気体状態の熱媒体によって炭化水素系洗浄剤が加熱されて蒸気が生成されるとともに、気体状態の熱媒体が冷却されて液体状態の熱媒体が生成されることとなる。そして、生成された液体状態の熱媒体は、洗浄室に送られ、洗浄室において蒸気状態の炭化水素系洗浄剤を冷却し凝縮させる。凝縮された炭化水素系洗浄剤は、ワークの洗浄に利用される。 Therefore, a heat pump unit in which the heat medium circulates is provided in the vacuum cleaning device, the heat pump unit recovers the heat of the used cleaning agent in a vapor state in the cleaning chamber, and supplies the recovered heat to the steam chamber to form a hydrocarbon. A technique for vaporizing a system cleaner is disclosed (for example, Patent Document 2). In such a technique, in a portion of the heat pump unit that is disposed in the steam chamber, a gaseous heat medium is circulated in a pipe constituting the heat pump unit, and the gaseous heat medium and a hydrocarbon-based cleaning agent And heat exchange through the tube. If it does so, while a hydrocarbon type cleaning agent will be heated with a gaseous heat medium, a vapor | steam will be produced | generated, and a gaseous heat medium will be cooled, and a liquid heat medium will be produced | generated. Then, the generated heat medium in the liquid state is sent to the cleaning chamber, and the hydrocarbon-based cleaning agent in the vapor state is cooled and condensed in the cleaning chamber. The condensed hydrocarbon cleaning agent is used for cleaning the workpiece.
また、ヒートポンプユニットのみでは、蒸気室において、気体状態の熱媒体と炭化水素系洗浄剤との熱交換が不十分であると、蒸気の生成量が低下してしまうため、特許文献2の技術では、ヒートポンプユニットに加えて、蒸気室に加熱ヒータを設けておき、蒸気の生成量が低下した場合に、ヒートポンプユニットを駆動させるとともに、加熱ヒータを駆動させて、蒸気の生成量の低下を防止している。 In addition, in the heat pump unit alone, if the heat exchange between the gaseous heat medium and the hydrocarbon-based cleaning agent is insufficient in the steam chamber, the amount of steam generated is reduced. In addition to the heat pump unit, a heater is provided in the steam chamber, and when the amount of steam generated decreases, the heat pump unit is driven and the heater is driven to prevent a decrease in the amount of steam generated. ing.
しかし、ヒートポンプユニットおよび加熱ヒータを駆動させると、互いが干渉し合い、加熱機能が低下してしまう。具体的に説明すると、ヒートポンプユニットおよび加熱ヒータを駆動させると、加熱ヒータによって加熱されて生じた蒸気の気泡がヒートポンプユニットに付着する。そうすると、付着した気泡が断熱材として機能し、ヒートポンプユニットと炭化水素系洗浄剤との接触面積(加熱面積)が縮小されて、加熱効率が低下して、蒸気の生成量が低下してしまう。 However, when the heat pump unit and the heater are driven, they interfere with each other and the heating function is reduced. More specifically, when the heat pump unit and the heater are driven, vapor bubbles generated by being heated by the heater are attached to the heat pump unit. If it does so, the bubble which adhered will function as a heat insulating material, the contact area (heating area) of a heat pump unit and a hydrocarbon type cleaning agent will be reduced, heating efficiency will fall, and the production amount of steam will fall.
本発明の目的は、ヒートポンプユニットおよび加熱ヒータを駆動させる際に、加熱ヒータで生じた気泡がヒートポンプユニットへ付着する事態を回避することができ、加熱効率の低下を防止することが可能な真空洗浄装置を提供することである。 It is an object of the present invention to avoid a situation where bubbles generated by a heater adhere to the heat pump unit when driving the heat pump unit and the heater, and vacuum cleaning that can prevent a decrease in heating efficiency Is to provide a device.
上記課題を解決するために、本発明の真空洗浄装置は、炭化水素系洗浄剤の蒸気が生成される蒸気室と、前記蒸気室から導かれる蒸気が凝縮されて炭化水素系洗浄剤が生成される凝縮室と、少なくとも前記凝縮室から供給される凝縮された炭化水素系洗浄剤によって減圧下でワークを洗浄可能な洗浄室と、熱媒体が循環する循環路に、該熱媒体を断熱圧縮して加熱する圧縮機と、該圧縮機によって加熱された熱媒体と前記蒸気室中の前記炭化水素系洗浄剤とを熱交換して該炭化水素系洗浄剤を気化させ前記蒸気を生成するとともに該熱媒体を冷却する第1熱交換部と、該第1熱交換部によって冷却された熱媒体を減圧膨張させてさらに冷却する減圧部と、該減圧部によって冷却された熱媒体と前記凝縮室中の前記蒸気とを熱交換して該蒸気を凝縮させ該炭化水素系洗浄剤を生成するとともに該熱媒体を加熱する第2熱交換部とを有するヒートポンプユニットと、電力によって、前記第1熱交換部とともに前記蒸気室中の前記炭化水素系洗浄剤を加熱し、該炭化水素系洗浄剤を気化させ前記蒸気を生成する加熱ヒータと、前記第1熱交換部と前記加熱ヒータとの間に設けられ、該加熱ヒータが前記炭化水素系洗浄剤を加熱することで生じた前記蒸気の気泡の、該第1熱交換部への付着を抑制する仕切板と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the vacuum cleaning apparatus of the present invention generates a hydrocarbon-based cleaning agent by condensing a steam chamber in which a vapor of a hydrocarbon-based cleaning agent is generated, and steam introduced from the steam chamber. The heat medium is adiabatically compressed in a condensing chamber, a cleaning chamber in which the workpiece can be washed under reduced pressure by at least the condensed hydrocarbon-based cleaning agent supplied from the condensing chamber, and a circulation path through which the heat medium circulates. Heat-exchange the compressor heated by the compressor and the hydrocarbon-based cleaning agent in the steam chamber to heat the hydrocarbon-based cleaning agent to generate the steam and A first heat exchange section that cools the heat medium, a decompression section that further expands and cools the heat medium cooled by the first heat exchange section, and a cooling medium that is cooled by the decompression section and the condensation chamber. Heat exchange with the steam of the The hydrocarbon-based cleaning in the steam chamber together with the first heat exchanging unit by electric power, and a heat pump unit having a second heat exchanging unit for generating the hydrocarbon-based cleaning agent and heating the heat medium. A heater that heats the agent and vaporizes the hydrocarbon-based cleaning agent to generate the steam; and is provided between the first heat exchange unit and the heater, the heater being the hydrocarbon-based cleaning agent And a partition plate that suppresses adhesion of the vapor bubbles generated by heating to the first heat exchanging portion.
また、前記加熱ヒータは、前記第1熱交換部よりも上方に設けられるとしてもよい。 Further, the heater may be provided above the first heat exchange unit.
上記課題を解決するために、本発明の他の真空洗浄装置は、炭化水素系洗浄剤の蒸気が生成される蒸気室と、前記蒸気室から導かれる蒸気が凝縮されて炭化水素系洗浄剤が生成される凝縮室と、少なくとも前記凝縮室から供給される凝縮された炭化水素系洗浄剤によって減圧下でワークを洗浄可能な洗浄室と、熱媒体が循環する循環路に、該熱媒体を断熱圧縮して加熱する圧縮機と、該圧縮機によって加熱された熱媒体と前記蒸気室中の前記炭化水素系洗浄剤とを熱交換して該炭化水素系洗浄剤を気化させ前記蒸気を生成するとともに該熱媒体を冷却する第1熱交換部と、該第1熱交換部によって冷却された熱媒体を減圧膨張させてさらに冷却する減圧部と、該減圧部によって冷却された熱媒体と前記凝縮室中の前記蒸気とを熱交換して該蒸気を凝縮させ該炭化水素系洗浄剤を生成するとともに該熱媒体を加熱する第2熱交換部とを有するヒートポンプユニットと、前記第1熱交換部の上方に設けられ、電力によって、前記第1熱交換部とともに前記蒸気室中の前記炭化水素系洗浄剤を加熱し、該炭化水素系洗浄剤を気化させ前記蒸気を生成する加熱ヒータと、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, another vacuum cleaning apparatus of the present invention includes a steam chamber in which a vapor of a hydrocarbon-based cleaning agent is generated, and a hydrocarbon-based cleaning agent that is condensed by the vapor introduced from the steam chamber. The heat medium is insulated in the generated condensing chamber, the cleaning chamber capable of cleaning the workpiece under reduced pressure by at least the condensed hydrocarbon-based cleaning agent supplied from the condensing chamber, and the circulation path through which the heat medium circulates. A compressor that compresses and heats, and a heat medium heated by the compressor and the hydrocarbon-based cleaning agent in the steam chamber exchange heat to vaporize the hydrocarbon-based cleaning agent to generate the steam. And a first heat exchange unit that cools the heat medium, a decompression unit that further cools the heat medium cooled by the first heat exchange unit by decompressing, and a heat medium cooled by the decompression unit and the condensation Heat exchange with the steam in the room A heat pump unit having a second heat exchange part that heats the heat medium and generates the hydrocarbon-based cleaning agent, and the first heat exchange part. And a heater for heating the hydrocarbon-based cleaning agent in the steam chamber together with the exchange unit to vaporize the hydrocarbon-based cleaning agent to generate the steam.
本発明によれば、ヒートポンプユニットおよび加熱ヒータを駆動させる際に、加熱ヒータで生じた気泡がヒートポンプユニットへ付着する事態を回避することができ、加熱効率の低下を防止することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when driving a heat pump unit and a heater, the situation where the bubble which a heat heater produced adheres to a heat pump unit can be avoided, and it becomes possible to prevent the fall of heating efficiency.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
(真空洗浄装置100)
図1は、真空洗浄装置100を説明するための概念図である。図1中、炭化水素系洗浄剤の流れ、および、洗浄室102内の雰囲気ガスの流れを実線の矢印で、熱媒体の流れを破線の矢印で、信号の流れを一点鎖線の矢印で示す。図1に示すように、真空洗浄装置100は、内部に洗浄室102が設けられた真空容器104を備えている。この真空容器104には、開口104aが形成されており、開閉扉106によって開口104aが開閉可能となっている。したがって、ワークWを洗浄する際には、開閉扉106を開放して開口104aから洗浄室102内にワークWを搬入して載置部108に載置するとともに、開閉扉106を閉じてワークWを洗浄した後、再び開閉扉106を開放して、開口104aからワークWを搬出することとなる。
(Vacuum cleaning device 100)
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the
そして、上記の洗浄室102には、シャワー部110が設けられている。シャワー部110は、凝縮洗浄剤供給管126、洗浄剤貯留部124、凝縮洗浄剤供給管122、凝縮室120、蒸気供給管114をこの順に介して蒸気室200に連通されている。また、洗浄室102には、蒸気供給部130が設けられている。蒸気供給部130は、蒸気供給管114を介して蒸気室200に連通されている。
In the
蒸気室200は、加熱ヒータ202および凝縮器(第1熱交換部)340を備えており、炭化水素系洗浄剤(溶剤)を、例えば、80℃〜140℃程度、好ましくは120℃程度に加熱して炭化水素系洗浄剤の蒸気(以下、単に「蒸気」と称する)を生成する。蒸気室200において生成された蒸気は、蒸気供給管114を介して凝縮室120に導入されたり、蒸気供給部130を通じて洗浄室102に供給されたりする。蒸気供給部130が供給した蒸気は、ワークWに付着することで凝縮される。凝縮器340による加熱機構については、後に詳述する。
The
なお、この炭化水素系洗浄剤の種類は特に限定されないが、安全性の観点から第3石油類の洗浄剤を使用することが望ましく、例えば、ノルマルパラフィン系、イソパラフィン系、ナフテン系、芳香族系の炭化水素系洗浄剤が挙げられる。具体的には、第3石油類の洗浄剤として、クリーニングソルベントと呼ばれるテクリーンN20、クリーンソルG、ダフニー(登録商標)ソルベント等を使用するとよい。 The type of the hydrocarbon-based cleaning agent is not particularly limited, but it is desirable to use a third petroleum cleaning agent from the viewpoint of safety. For example, normal paraffinic, isoparaffinic, naphthenic, aromatic These hydrocarbon-based cleaning agents are listed. Specifically, Teclean N20, Clean Sol G, Daphne (registered trademark) solvent or the like called a cleaning solvent may be used as a cleaning agent for third petroleums.
凝縮室120は、蒸発器(第2熱交換部)320を備えており、凝縮室120に導入された蒸気は、蒸発器320によって冷却されて、液体の炭化水素系洗浄剤(以下、単に「凝縮洗浄剤」と称する)に凝縮される。そして、凝縮洗浄剤は、凝縮洗浄剤供給管122を介して、洗浄剤貯留部124に貯留された後、凝縮洗浄剤供給管126およびシャワー部110を介して、洗浄室102に供給されることとなる。蒸発器320による冷却機構については、後に詳述する。
The condensing
そして、シャワー部110から供給されワークWを洗浄した凝縮洗浄剤や、蒸気供給部130から供給され、ワークWにおいて凝縮されることで生じた凝縮洗浄剤(以下、単に「使用済み洗浄剤」と称する)は、使用済み洗浄剤導入管128を介して、再び蒸気室200に導入され、上述した加熱ヒータ202や凝縮器340によって加熱されることで蒸気となる。このように、炭化水素系洗浄剤は、蒸気室200、蒸気供給管114、凝縮室120、凝縮洗浄剤供給管122、洗浄剤貯留部124、凝縮洗浄剤供給管126、シャワー部110、洗浄室102、使用済み洗浄剤導入管128を循環している。
Then, a condensed cleaning agent supplied from the shower unit 110 and cleaning the workpiece W, or a condensed cleaning agent supplied from the
また、洗浄室102には、真空ポンプ150が接続されている。この真空ポンプ150は、ワークWの洗浄を開始する前の減圧工程において、真空容器104(洗浄室102)内を真空引き(初期真空)によって、予め定められた圧力(例えば、6kPa)に減圧するものである。さらに、洗浄室102には、当該洗浄室102を大気開放するための不図示の配管が接続されている。この配管には、大気と洗浄室102とを遮断する大気開放弁が設けられており、ワークWの洗浄工程および乾燥工程が終了した後の搬出工程において、洗浄室102を大気開放して大気圧に復帰させるものである。
A
(ヒートポンプユニット300)
ヒートポンプユニット300は、循環路310(図1中、310a〜310fで示す)と、蒸発器320と、圧縮機330と、凝縮器340と、受液部350と、中間熱交換器360と、減圧部370とを含んで構成される。ヒートポンプユニット300において、熱媒体は、図1中破線の矢印で示すように、循環路310を循環しており、循環路310に設けられた蒸発器320、中間熱交換器360、圧縮機330、凝縮器340、受液部350、中間熱交換器360、減圧部370を介して、蒸発器320に再び導入される。なお、この熱媒体の種類は特に限定されないが、常温大気圧下において液体であり、蒸発器320において熱媒体の潜熱を利用することができる、フロン系の熱媒体(例えば、R−245fa(1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン))を使用するとよい。ここで、常温は、例えば25℃である。
(Heat pump unit 300)
The
蒸発器(第2熱交換部)320は、循環路310における減圧部370の下流に配され、凝縮室120において、熱媒体と、蒸気室200から導入された炭化水素系洗浄剤の蒸気とで熱交換を行うことにより、蒸気を凝縮(冷却)して凝縮洗浄剤にするとともに、熱媒体を加熱して気化させる。ここで、蒸発器320によって加熱されることにより、熱媒体は気体(図1中、Gで示す)となる。そして、蒸発器320によって加熱された熱媒体は、中間熱交換器360によってさらに加熱される。中間熱交換器360による加熱機構については、後に詳述する。
The evaporator (second heat exchange unit) 320 is disposed downstream of the
圧縮機330は、中間熱交換器360で加熱された熱媒体を断熱圧縮し、さらに加熱する。
The
凝縮器(第1熱交換部)340は、循環路310における圧縮機330の下流に配され、蒸気室200において、圧縮機330によって加熱された熱媒体と、液体の炭化水素系洗浄剤とで熱交換を行うことで、炭化水素系洗浄剤を加熱して蒸気を生成するとともに、熱媒体を冷却して凝縮させる。ここで、凝縮器340によって冷却されることにより、熱媒体は液体状態となる(図1中、Lで示す)。
The condenser (first heat exchanging unit) 340 is disposed downstream of the
受液部350は、循環路310における、凝縮器340と、減圧部370との間(ここでは、凝縮器340と中間熱交換器360との間)に配され、凝縮器340によって冷却された液体状態の熱媒体を一時的に貯留する。
The
中間熱交換器360は、循環路310a、310b(蒸発器320および圧縮機330の間)を流通する熱媒体と、循環路310d、310e(受液部350および減圧部370の間)を流通する熱媒体とで熱交換を行う。蒸発器320によって加熱され、循環路310aを流通する熱媒体が、完全に気化しておらず、気液混合流体となっている場合もある。この場合、液体状態の熱媒体が圧縮機330に導入されてしまうと、圧縮機330に不具合が生じるおそれがある。
The intermediate heat exchanger 360 circulates through a heat medium that circulates in the
そこで、中間熱交換器360を備える構成により、循環路310aを流通する熱媒体を加熱して飽和温度よりも高温とすることで、圧縮機330に導入される熱媒体(循環路310bを流通する熱媒体)を確実に気体のみにすることが可能となる。これにより、圧縮機330に不具合が生じてしまう事態を回避することができる。
Therefore, the configuration including the intermediate heat exchanger 360 heats the heat medium flowing through the
減圧部370は、例えば、流体の圧力降下をもたらす弁である膨張弁で構成され、凝縮器340の下流に設けられ、凝縮器340によって凝縮(冷却)された熱媒体を減圧膨張させてさらに冷却する。そうすると、減圧部370の下流を流通する熱媒体は気液混合状態(図1中、G、Lで示す)となる。そして、減圧部370において冷却された熱媒体は、循環路310fを通って再び蒸発器320に導入される。
The
(真空洗浄方法)
続いて、上記真空洗浄装置100におけるワークWの真空洗浄方法について、図1および図2を用いて説明する。図2は、真空洗浄装置100の処理工程を説明するためのフローチャートである。
(Vacuum cleaning method)
Next, a vacuum cleaning method for the workpiece W in the
真空洗浄装置100を利用するにあたっては、まず、準備工程(ステップS110)を1回行い、その後、1のワークWに対して、搬入工程(ステップS120)、減圧工程(ステップS130)、蒸気洗浄工程(ステップS140)、シャワー洗浄工程(ステップS150)、乾燥工程(ステップS160)、搬出工程(ステップS170)を行う。そして、以後、順次搬入されるワークWに対して、ステップS120〜ステップS170の工程が行われることとなる。以下に、図1を参照しながら、上記の各工程について説明する。
In using the
(準備工程S110)
まず、真空洗浄装置100を稼働するにあたり、開閉扉106を閉じて真空容器104内を外部から遮断する。次に、真空ポンプ150を駆動し、洗浄室102を真空引きにより、例えば10kPa以下に減圧する。このようにして、洗浄室102を所望の圧力まで減圧したら、大気開放弁を開弁して洗浄室102を大気開放する。続いて、加熱ヒータ202およびヒートポンプユニット300を駆動し、蒸気室200に貯留されている炭化水素系洗浄剤を加熱して蒸気を生成させる。そして、蒸気室200で生成された蒸気は凝縮室120に導入されるとともに、蒸発器320によって冷却され、凝縮洗浄剤に凝縮され、洗浄剤貯留部124に貯留される。なお、凝縮室120において蒸発器320が回収した熱は凝縮器340で利用され、蒸気室200において炭化水素系洗浄剤が加熱されて蒸気が生成されることとなる。以上により、真空洗浄装置100の準備工程S110が終了し、真空洗浄装置100によるワークWの洗浄が可能となる。
(Preparation step S110)
First, when the
(搬入工程S120)
真空洗浄装置100によってワークWの洗浄を行う際には、まず、開閉扉106を開放し、開口104aから洗浄室102にワークWを搬入して載置部108に載置する。そして、ワークWの搬入が完了したら、開閉扉106を閉じて洗浄室102を密閉状態にする。なお、このとき、ワークWの温度は常温(15℃〜40℃程度)となっている。
(Import process S120)
When the workpiece W is cleaned by the
(減圧工程S130)
次に、真空ポンプ150を駆動して、真空引きにより洗浄室102を10kPa以下に減圧する。
(Decompression step S130)
Next, the
(蒸気洗浄工程S140)
次に、蒸気供給部130は、蒸気室200において生成された蒸気を洗浄室102に供給する。このとき、蒸気の温度は、80℃〜140℃に制御されており、高温の蒸気が洗浄室102に充満する。
(Steam cleaning step S140)
Next, the
洗浄室102に供給された蒸気がワークWの表面に付着すると、ワークWの温度が蒸気の温度に比べて低いことから、蒸気がワークWの表面で凝縮し、ワークWの表面に付着していた油脂類が、凝縮された炭化水素系洗浄剤によって溶解、流下され、ワークWが洗浄されることとなる。この蒸気洗浄工程S140は、ワークWの温度が、蒸気の温度(炭化水素系洗浄剤の沸点)である80℃〜140℃に到達するまで行われるとともに、ワークWの温度が蒸気の温度に到達したところで蒸気洗浄工程S140が終了となる。
When the vapor supplied to the
(シャワー洗浄工程S150)
蒸気洗浄工程S140が終了すると、シャワー部110は、洗浄剤貯留部124に貯留された凝縮洗浄剤をワークWに噴射する。こうして、蒸気洗浄工程S140で洗浄しきれなかったワークWの細部に付着した油脂類等が洗浄される。
(Shower cleaning step S150)
When the steam cleaning step S140 is completed, the shower unit 110 injects the condensed cleaning agent stored in the cleaning
(乾燥工程S160)
シャワー洗浄工程S150が終了すると、次に、洗浄の際にワークWに付着した炭化水素系洗浄剤を乾燥させる乾燥工程S160が行われる。この乾燥工程S160は、真空ポンプ150を駆動することによって行われる。
(Drying step S160)
When the shower cleaning step S150 is completed, a drying step S160 for drying the hydrocarbon-based cleaning agent adhering to the workpiece W at the time of cleaning is then performed. This drying step S160 is performed by driving the
(搬出工程S170)
上記のように、洗浄室102およびワークWの乾燥が完了したら、大気開放弁を開弁して洗浄室102を大気開放し、洗浄室102が大気圧まで復圧したところで、開閉扉106を開放して開口104aからワークWを搬出し、当該ワークWに対する全工程が終了する。
(Unloading step S170)
As described above, when the drying of the
以上説明したように、本実施形態にかかる真空洗浄装置100およびこれを用いた真空洗浄方法によれば、ヒートポンプユニット300を備える構成により、熱効率を向上させて、ワークWの洗浄を行うことができる。
As described above, according to the
また、真空洗浄装置100を構成するヒートポンプユニット300において熱媒体は、蒸発器320、圧縮機330、凝縮器340、受液部350、減圧部370を循環しており、蒸発器320において気化され、凝縮器340において凝縮されることとなる。つまり、蒸発器320には液体状態の熱媒体が導入され、蒸発器320において蒸気と熱交換することで液体状態の熱媒体が気化される。また、凝縮器340には気体状態の熱媒体が導入され、凝縮器340において使用済み洗浄剤(炭化水素系洗浄剤)と熱交換することで気体状態の熱媒体が凝縮される。
Further, in the
ここで、蒸気の生成量を増加させる場合、循環路310を循環する熱媒体の循環量を増加させることで対処する。しかし、凝縮器340の加熱能力の上限値は、凝縮器340の伝熱面積(加熱された熱媒体と使用済み洗浄剤とが熱交換する面積)で物理的に決定されるため、蒸気の生成量には限界がある。具体的に説明すると、蒸気室200において、凝縮器340の加熱能力の上限値以上の蒸気の生成量が求められる場合には、熱媒体の循環量を増やしたとしても、凝縮器340における加熱された熱媒体と、使用済み洗浄剤との熱交換が追いつかず、凝縮器340の加熱能力の上限値以上に蒸気を生成することはできない。
Here, when increasing the production amount of steam, it is dealt with by increasing the circulation amount of the heat medium circulating in the circulation path 310. However, since the upper limit value of the heating capacity of the
そこで、本実施形態にかかる真空洗浄装置100は、加熱ヒータ202を備えており、凝縮器340の加熱能力の上限値以上に蒸気の生成が求められる場合には、ヒートポンプユニット300に加えて、加熱ヒータ202を駆動することで、大量の蒸気を生成している。
Therefore, the
図3は、本実施形態にかかる加熱ヒータ202と凝縮器340とを説明するための図であり、図3(a)は蒸気室200の斜視図を、図3(b)は図3(a)のIIIb−IIIb線のXZ断面図を、図3(c)は仕切板250を設けない場合の加熱ヒータ202と凝縮器340とを説明するための図である。なお、本実施形態の図3では、垂直に交わるX軸(水平方向)、Y軸(水平方向)、Z軸(鉛直方向)を図示の通り定義している。
3A and 3B are diagrams for explaining the
図3(a)に示すように、真空洗浄装置100を小型化する目的から、加熱ヒータ202と、凝縮器340とは近接して蒸気室200に配される。ただし、ここでは、加熱ヒータ202と凝縮器340との鉛直方向の位置が実質的に等しい場合を例に挙げる。したがって、加熱ヒータ202および凝縮器340を駆動させると、図3(c)に示すように、加熱ヒータ202による加熱で生じた蒸気の気泡(図3中、黒い丸で示す)が凝縮器340に付着し、凝縮器340による加熱で生じた蒸気の気泡(図3中、白い丸で示す)が加熱ヒータ202に付着する。
As shown in FIG. 3A, for the purpose of reducing the size of the
そうすると、付着した気泡が断熱材として機能し、加熱ヒータ202と使用済み洗浄剤(炭化水素系洗浄剤)との接触面積(伝熱面積)、および、凝縮器340と使用済み洗浄剤の接触面積(伝熱面積)が縮小されてしまう。
Then, the attached bubbles function as a heat insulating material, the contact area (heat transfer area) between the
ここで、加熱ヒータ202の伝熱面積は縮小されても、加熱ヒータ202に供給する電力により加熱能力は決まるので問題は起きない。
Here, even if the heat transfer area of the
一方、上述したように、凝縮器340の加熱能力の上限値は、凝縮器340の伝熱面積(加熱された熱媒体と使用済み洗浄剤とが熱交換する面積)で物理的に決定されるため、凝縮器340の伝熱面積が縮小された場合には、これ以上加熱能力(熱交換能力)を向上させることはできない。また、凝縮器340の伝熱面積が縮小されると、熱媒体の冷却能力も低下することから、蒸発器320において蒸気の冷却能力を十分に発揮できなくなり、凝縮室120において生成される凝縮洗浄剤の生成量が低下してしまう。
On the other hand, as described above, the upper limit value of the heating capacity of the
そこで、図3(a)、(b)に示すように、本実施形態では、加熱ヒータ202と凝縮器340との間に仕切板250を設ける。
Therefore, as shown in FIGS. 3A and 3B, in this embodiment, a
これにより、加熱ヒータ202が使用済み洗浄剤(炭化水素系洗浄剤)を加熱することで生じた蒸気の気泡が凝縮器340に付着するのを抑制することができる。したがって、凝縮器340と加熱ヒータ202とを並行して駆動させたとしても、凝縮器340の加熱効率が低下してしまう事態を回避することができ、蒸気の生成量の低下を防止することが可能となる。
Thereby, it is possible to suppress the vapor bubbles generated when the
ここで、仕切板250の上端250aは、凝縮器340の上端340aより上方に配され、仕切板250の下端250bは、加熱ヒータ202の下端202bまで延伸するとよい。気泡は上方に移動するため、仕切板250をこのように構成することで、加熱ヒータ202によって生じた蒸気の気泡が仕切板250を乗り越えたとしても、凝縮器340に付着するのを確実に防止することが可能となる。
Here, the
また、仕切板250の下端250bを、加熱ヒータ202の下端202bよりも下方に延伸させずともよい。これも気泡が上方に移動するためである。また、仕切板250の下端250bを、加熱ヒータ202の下端202bよりも下方に延伸させると、蒸気室200における加熱された使用済み洗浄剤の対流が阻害され、使用済み洗浄剤の気化効率に影響を与えるおそれがあるためである。
Further, the
以上説明したように、本実施形態にかかる真空洗浄装置100によれば、凝縮器340(ヒートポンプユニット300)および加熱ヒータ202を駆動させる際に、加熱ヒータ202で生じた気泡が凝縮器340へ付着する事態を回避することができ、加熱効率の低下を防止することが可能となる。
As described above, according to the
(変形例1)
図4は、変形例にかかる加熱ヒータ202、凝縮器340、仕切板250を説明するための図である。上記実施形態では、加熱ヒータ202と凝縮器340との鉛直方向の位置が実質的に等しい場合を例に挙げて説明したが、加熱ヒータ202と凝縮器340との鉛直方向の位置が異なっていてもよい。例えば、図4(a)に示すように、加熱ヒータ202より凝縮器340が上方に配される場合であっても、加熱ヒータ202と凝縮器340との間に仕切板250を配する構成により、加熱ヒータ202で生じた気泡が凝縮器340へ付着する事態を回避することができ、加熱効率の低下を防止することが可能となる。
(Modification 1)
FIG. 4 is a diagram for explaining a
また、図4(b)に示すように、加熱ヒータ202より凝縮器340が下方にある場合であっても、加熱ヒータ202と凝縮器340との間に仕切板250を配する構成により、一方で生じた気泡が他方へ付着する事態を回避することができ、加熱効率の低下を防止することが可能となる。なお、この場合、仕切板250の上端250aは、加熱ヒータ202の上端202aより上方に配されるとよい。また、仕切板250の下端250bを、凝縮器340の下端340bよりも下方に延伸させずともよい。
Further, as shown in FIG. 4B, even when the
また、加熱ヒータ202より凝縮器340が下方にある場合、仕切板250の下端250bを加熱ヒータ202の下端202bよりも下方に延伸させずともよい。これにより、少なくとも、加熱ヒータ202で生じた気泡が凝縮器340に付着してしまう事態を回避することが可能となる。
Further, when the
(変形例2)
また、仕切板250を設けずとも、加熱ヒータ202と、凝縮器340とのレイアウトを工夫するだけで、加熱ヒータ202で生じた気泡が凝縮器340に付着してしまう事態を回避することが可能となる。具体的に説明すると、図4(c)に示すように、凝縮器340の上方に加熱ヒータ202を設けることで、詳細には、凝縮器340の上端340aよりも加熱ヒータ202の下端202bが上方となるように設ける。
(Modification 2)
Further, without providing the
上述したように、凝縮器340に気泡が付着して伝熱面積が縮小された場合、加熱能力を向上させるすべがない。そこで、凝縮器340の上方に加熱ヒータ202を設ける構成により、加熱ヒータ202で生じた気泡が凝縮器340に付着してしまう事態を回避することが可能となる。
As described above, when bubbles are attached to the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
例えば、上記実施形態では、洗浄室102において、シャワー部110から供給される凝縮洗浄剤による洗浄と、蒸気供給部130から供給される蒸気による洗浄が行われる真空洗浄装置100について説明した。しかし、例えば、真空容器104内の、洗浄室102の下方に浸漬室を設けておき、かかる浸漬室にワークWを浸漬することによって、ワークWを洗浄してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
具体的に説明すると、浸漬室には、ワークWが完全に浸漬可能な量の炭化水素系洗浄剤(液体)が貯留されており、この炭化水素系洗浄剤を加熱するためのヒータが設けられている。また洗浄室102と浸漬室との間には中間扉が設けられており、この中間扉によって、洗浄室102と浸漬室とが連通したり、あるいはその連通が遮断されたりするようになっている。なお、浸漬室に貯留されている炭化水素系洗浄剤は、シャワー部110から供給された凝縮洗浄剤、および、洗浄剤貯留部124から凝縮洗浄剤供給管126を介して供給された凝縮洗浄剤のいずれか一方または両方である。また、この場合、載置部108に昇降装置を設けておき、載置部108を鉛直方向に移動可能に構成する。したがって、中間扉を開放して洗浄室102と浸漬室とを連通させた状態で昇降装置を駆動することにより、ワークWを洗浄室102から浸漬室に移動させたり、あるいは、ワークWを浸漬室から洗浄室102に移動させたりすることで、ワークWを洗浄する。
Specifically, in the immersion chamber, an amount of hydrocarbon-based cleaning agent (liquid) that can completely immerse the workpiece W is stored, and a heater for heating the hydrocarbon-based cleaning agent is provided. ing. Further, an intermediate door is provided between the cleaning
なお、本明細書の真空洗浄方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。 In addition, each process of the vacuum cleaning method of this specification does not necessarily need to process in time series along the order described as a flowchart.
本発明は、減圧下にある洗浄室に炭化水素系洗浄剤の蒸気を供給してワークを洗浄する真空洗浄装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a vacuum cleaning apparatus that supplies a hydrocarbon-based cleaning agent vapor to a cleaning chamber under reduced pressure to clean a workpiece.
100 真空洗浄装置
102 洗浄室
120 凝縮室
200 蒸気室
202 加熱ヒータ
300 ヒートポンプユニット
310 循環路
320 蒸発器(第2熱交換部)
330 圧縮機
340 凝縮器(第1熱交換部)
370 減圧部
250 仕切板
DESCRIPTION OF
330
370
Claims (3)
前記蒸気室から導かれる蒸気が凝縮されて炭化水素系洗浄剤が生成される凝縮室と、
少なくとも前記凝縮室から供給される凝縮された炭化水素系洗浄剤によって減圧下でワークを洗浄可能な洗浄室と、
熱媒体が循環する循環路に、該熱媒体を断熱圧縮して加熱する圧縮機と、該圧縮機によって加熱された熱媒体と前記蒸気室中の前記炭化水素系洗浄剤とを熱交換して該炭化水素系洗浄剤を気化させ前記蒸気を生成するとともに該熱媒体を冷却する第1熱交換部と、該第1熱交換部によって冷却された熱媒体を減圧膨張させてさらに冷却する減圧部と、該減圧部によって冷却された熱媒体と前記凝縮室中の前記蒸気とを熱交換して該蒸気を凝縮させ該炭化水素系洗浄剤を生成するとともに該熱媒体を加熱する第2熱交換部とを有するヒートポンプユニットと、
電力によって、前記第1熱交換部とともに前記蒸気室中の前記炭化水素系洗浄剤を加熱し、該炭化水素系洗浄剤を気化させ前記蒸気を生成する加熱ヒータと、
前記第1熱交換部と前記加熱ヒータとの間に設けられ、該加熱ヒータが前記炭化水素系洗浄剤を加熱することで生じた前記蒸気の気泡の、該第1熱交換部への付着を抑制する仕切板と、
を備えたことを特徴とする真空洗浄装置。 A steam chamber in which a hydrocarbon-based cleaning agent steam is generated;
A condensing chamber in which steam introduced from the steam chamber is condensed to produce a hydrocarbon-based cleaning agent;
A cleaning chamber capable of cleaning a workpiece under reduced pressure by a condensed hydrocarbon-based cleaning agent supplied from at least the condensation chamber;
In the circulation path through which the heat medium circulates, the heat medium is adiabatically compressed and heated, and the heat medium heated by the compressor and the hydrocarbon-based cleaning agent in the steam chamber are subjected to heat exchange. A first heat exchanging unit that vaporizes the hydrocarbon-based cleaning agent to generate the steam and cools the heat medium, and a decompression unit that further cools the heat medium cooled by the first heat exchanging unit by decompressing and expanding the heat medium Heat exchange between the heat medium cooled by the decompression unit and the steam in the condensation chamber to condense the steam to produce the hydrocarbon-based cleaning agent and to heat the heat medium. A heat pump unit having a portion;
A heater that heats the hydrocarbon-based cleaning agent in the steam chamber together with the first heat exchange unit by electric power, vaporizes the hydrocarbon-based cleaning agent, and generates the steam;
Provided between the first heat exchanging portion and the heater, the vapor bubbles generated by heating the hydrocarbon-based cleaning agent by the heater are attached to the first heat exchanging portion. A partition plate to suppress,
A vacuum cleaning apparatus comprising:
前記蒸気室から導かれる蒸気が凝縮されて炭化水素系洗浄剤が生成される凝縮室と、
少なくとも前記凝縮室から供給される凝縮された炭化水素系洗浄剤によって減圧下でワークを洗浄可能な洗浄室と、
熱媒体が循環する循環路に、該熱媒体を断熱圧縮して加熱する圧縮機と、該圧縮機によって加熱された熱媒体と前記蒸気室中の前記炭化水素系洗浄剤とを熱交換して該炭化水素系洗浄剤を気化させ前記蒸気を生成するとともに該熱媒体を冷却する第1熱交換部と、該第1熱交換部によって冷却された熱媒体を減圧膨張させてさらに冷却する減圧部と、該減圧部によって冷却された熱媒体と前記凝縮室中の前記蒸気とを熱交換して該蒸気を凝縮させ該炭化水素系洗浄剤を生成するとともに該熱媒体を加熱する第2熱交換部とを有するヒートポンプユニットと、
前記第1熱交換部の上方に設けられ、電力によって、前記第1熱交換部とともに前記蒸気室中の前記炭化水素系洗浄剤を加熱し、該炭化水素系洗浄剤を気化させ前記蒸気を生成する加熱ヒータと、
を備えたことを特徴とする真空洗浄装置。 A steam chamber in which a hydrocarbon-based cleaning agent steam is generated;
A condensing chamber in which steam introduced from the steam chamber is condensed to produce a hydrocarbon-based cleaning agent;
A cleaning chamber capable of cleaning a workpiece under reduced pressure by a condensed hydrocarbon-based cleaning agent supplied from at least the condensation chamber;
In the circulation path through which the heat medium circulates, the heat medium is adiabatically compressed and heated, and the heat medium heated by the compressor and the hydrocarbon-based cleaning agent in the steam chamber are subjected to heat exchange. A first heat exchanging unit that vaporizes the hydrocarbon-based cleaning agent to generate the steam and cools the heat medium, and a decompression unit that further cools the heat medium cooled by the first heat exchanging unit by decompressing and expanding the heat medium Heat exchange between the heat medium cooled by the decompression unit and the steam in the condensation chamber to condense the steam to produce the hydrocarbon-based cleaning agent and to heat the heat medium. A heat pump unit having a portion;
The hydrocarbon-based cleaning agent in the steam chamber is heated together with the first heat-exchange unit by means of electric power, provided above the first heat-exchange unit, and the steam is generated by vaporizing the hydrocarbon-based cleaning agent. Heating heaters,
A vacuum cleaning apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013150148A JP2015020116A (en) | 2013-07-19 | 2013-07-19 | Vacuum cleaning device |
Applications Claiming Priority (1)
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