JP2019130517A - 気体浄化装置、気体浄化方法及び搬送加熱装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明は、大気又は不活性ガスと加熱により気化した物質が混合された気体を圧縮し、圧縮された気体を膨張させることによって物質を液化させ、物質が低減された気体を得るようにした気体浄化方法である。
さらに、本発明は、被加熱物を加熱する加熱室を有し、加熱室を搬送装置によって被加熱物を通過させる搬送加熱装置において、
大気又は不活性ガスと加熱により気化した物質が混合された気体を加熱室から気体浄化装置に供給し、
気体浄化装置は、大気又は不活性ガスと加熱により気化した物質が混合された気体を圧縮する圧縮部と、圧縮部によって圧縮された気体を膨張させることによって物質を液化させる膨張部とを備え、物質が低減された気体を得るようになされた搬送加熱装置である。
<1.フラックスヒューム浄化の原理>
<2.本発明の一実施の形態>
<3.変形例>
なお、以下に説明する一実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
従来のフラックスヒューム浄化工程は、図1に示すように、リフロー装置の炉からフラックスヒュームを吸い込み(ステップS1)、次に、フラックスヒュームを冷却する(ステップS2)。フラックスは、常温では液体又は固体であるので、図2に示すように、雰囲気ガスに含まれるフラックス分子が冷却によって液化(又は凝縮)する。
「リフロー装置の一例」
図5は、本発明を適用できる従来のリフロー装置の概略的構成を示す。プリント配線板の両面に表面実装用電子部品が搭載された被加熱物が搬送コンベヤの上に置かれ、搬入口11からリフロー装置の炉内に搬入される。搬送コンベヤが所定速度で矢印方向(図5に向かって左から右方向)へ被加熱物を搬送し、被加熱物が搬出口12から取り出される。搬送コンベアの搬送方向が水平方向とされている。
)ガスが充満している。上部炉体15及び下部炉体35は、被加熱物Wに対して熱風(熱せられた雰囲気ガス)を噴出して被加熱物Wを加熱する。なお、熱風と共に赤外線を照射しても良い。
図10を参照してフラックスヒューム浄化装置41の一例について説明する。フラックスヒューム浄化装置41は、送風機例えばターボファンと、ターボファンの吹き出し部に設けられた経路形成部と、フラックス回収容器からなる。フラックスヒューム浄化装置41の下部に支持脚61及び62が設けられ、床面64に対してフラックスヒューム浄化装置41が設置される。また、フラックスヒューム浄化装置41の下部に溜まったフラックスがフラックス回収容器63によって回収されるようになされている。
ステップS11(吸い込み):吹き出し口47から吹き出したフラックスヒュームが経路P1に流入する。
ステップS12(圧縮):経路P1の断面積が小さいので、フラックスヒュームが圧縮される。経路P1内でフラックス分子の衝突回数が増加し、フラックス分子の一部が液化する。
ステップS13(膨張):流出口49から経路P2にフラックスヒュームが吹き出される。経路P1の断面積に比して経路P2の断面積が大きいので、フラックスヒュームが断熱膨張される。これによって、経路P2内の温度が低下し、フラックス分子の液化がさらに進む。
ステップS13'('は、2回目の膨張処理を表す):流出口51から経路P3にフラックスヒュームが吹き出される。経路P2の断面積に比して経路P3の断面積が大きいので、経路P2から経路P3に切り替わる時にフラックスヒュームが断熱膨張される。これによって、経路P3内の温度が低下し、フラックス分子の液化がさらに進む。
ステップS14(吹き出し):経路P3を通った浄化されたフラックスヒュームが流出口52から配管33を通じて炉(例えばゾーンZ6)に戻される。
フラックスヒュームの圧縮及び断熱膨張を1回行うようにした構成例を図11に示す。ターボファンの羽根42の外周側面を吹き出し口47を除いて覆う仕切板53を設け、仕切板53と対向する仕切板54を設ける。仕切板53及び54の対向間隔を吹き出し口55において拡げるようになされる。この経路は、圧縮部と膨張部を連続して有するもので、(圧縮→断熱膨張→吹き出し)の工程を行うことができる。
図12に示すように、既存のターボファン56の吹き出し口にくびれ58を有する配管57を接続するようにしてもよい。くびれ58でフラックスヒュームが圧縮され、くびれ58を通過して広い経路に入る時に、断熱膨張がなされる。図12の例は、くびれが1段の例であるが、フラックスヒュームが順に通過する複数段のくびれを持つ構成も可能である。
以上の説明では、フラックスヒュームを吸い込んで吹き出す装置として、ターボファンを使用しているが、ターボファン以外の構成も可能である。図13に示すように、シリンダ71内をピストン72が上下に動き、シリンダ71内の空間73の容積が変動するようになされる。空間73に対して、吸入弁74が取り付けられ、配管32を介して供給されるフラックスヒュームの吸入が制御される。また、排出弁75が取り付けられ、配管33を介して排出される浄化後のガスの排出が制御される。シリンダ71の底に溜まったフラックスを回収するための回収容器63が設けられている。
工程1:吸入弁74が開とされ、排出弁75が閉とされる。ピストン72が上昇し、空間73内にフラックスヒュームが吸入される。
工程2:吸入弁74が閉とされ、排出弁75が閉とされる。ピストン72が下降し、空間73内のフラックスヒュームが圧縮される。空間73の容積の減少によって、フラックス分子の衝突する機会が増えて一部が液化する。
工程4:吸入弁74が閉とされ、排出弁75が開とされる。ピストン72が下降し、空間73内の浄化後のガスが排出される。
本発明において、冷却によりフラックスヒューム中のフラックスを液化させる技術を組み合わせることは、効果的である。図14に示すように、図10に示したフラックスヒューム浄化装置41に対して空冷装置を付加する。なお、ターボファンの羽根42を回転させるために、モータ66が設けられている。
上述した本発明と既存の構成に関して、フラックス回収率を測定した。実験装置の構成を図16に示す。図16に示すように、加熱炉91において、フラックスヒュームの発生源例えばはんだペーストを加熱し、フラックスヒュームを発生させる。フラックスヒュームを配管93を通じて対象装置94に供給する。対象装置94の一つは、冷却方式によりフラックスを回収する既存のフラックス回収装置であり、対象装置94の他のものは、本発明が適用されたフラックスヒューム浄化装置である。
(実験4)と改善することができる。さらに、圧力Paを高めることによって回収率を高くするができる。
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば本発明は、リフロー装置等のはんだ付け装置に限らず、プリント配線板上に表面実装部品を熱硬化型の接着剤によって接着するための実装装置、パターン形成された銅張積層板上に形成されたソルダーレジストを硬化させる装置などにも適用することができる。すなわち、本発明は、加熱処理を行うことによって気化した物質が大気又は不活性ガスに対して混合された気体の浄化に対して適用できる。
31・・・搬送コンベヤ、35・・・下部炉体、40・・・静電式集塵機、
41・・・フラックスヒューム浄化装置、42・・・ターボファンの羽根、
43・・・経路形成部、45・・・底面板、46,48,50・・・仕切板、
47・・・吹き出し口、49,51・・・流出口、P1・・・第1の経路、
P2・・・第2の経路、P3・・・第3の経路、63・・・フラックス回収容器
Claims (15)
- 大気又は不活性ガスと加熱により気化した物質が混合された気体を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部によって圧縮された気体を膨張させることによって前記物質を液化させる膨張部とを備え、
前記物質が低減された気体を得るようにした気体浄化装置。 - 前記圧縮部によって圧縮された気体を膨張させる時に、熱の出入りがほぼ無いようにされた請求項1に記載の気体浄化装置。
- 前記気体の圧縮と、前記圧縮された気体の膨張を繰り返して行う請求項1又は請求項2に記載の気体浄化装置。
- 前記圧縮された気体を膨張させると共に、液化した前記物質を回収するようにした請求項1から請求項3のいずれかに記載の気体浄化装置。
- 前記気体の圧縮及び圧縮された気体の膨張を行う構成を冷却手段によって冷却するようにした請求項1から請求項4のいずれかに記載の気体浄化装置。
- 送風機により気体を吹き出す吹き出し口と、
前記吹き出し口からの吹き出された気体が流入される経路形成部を備え、
前記経路形成部が前記気体を圧縮する圧縮部と前記圧縮部に連続する膨張部を有するようにした請求項1から請求項5のいずれかに記載の気体浄化装置。 - 前記経路形成部は、断面積が小さい方の前記圧縮部に対して前記断面積が大きい方の前記膨張部が連続する構成とされた請求項6に記載の気体浄化装置。
- 遠心ファンの羽根の外周側面に前記吹き出し口を設け、
前記経路形成部は、前記外周側面と同心円状又は渦巻き状の経路を有する請求項6又は請求項7に記載の気体浄化装置。 - ピストンの上下運動によって、シリンダ内の空間の容積を変化させて、気体の圧縮及び圧縮された気体の膨張を行うようにした請求項1から請求項5の何れか記載の気体浄化装置。
- 大気又は不活性ガスと加熱により気化した物質が混合された気体を圧縮し、
前記圧縮された気体を膨張させることによって前記物質を液化させ、
前記物質が低減された気体を得るようにした気体浄化方法。 - 被加熱物を加熱する加熱室を有し、前記加熱室を搬送装置によって前記被加熱物を通過させる搬送加熱装置において、
大気又は不活性ガスと加熱により気化した物質が混合された気体を前記加熱室から気体浄化装置に供給し、
前記気体浄化装置は,
大気又は不活性ガスと加熱により気化した物質が混合された気体を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部によって圧縮された気体を膨張させることによって前記物質を液化させる膨張部とを備え、
前記物質が低減された気体を得るようになされた搬送加熱装置。 - 前記気体浄化装置により得られた気体を前記加熱室に戻すようした請求項11に記載の搬送加熱装置。
- 前記気体浄化装置により得られた気体を分離装置を介して前記加熱室に戻すようした請求項12に記載の搬送加熱
装置。 - 前記気体浄化装置により得られた気体を分離装置を介して工場排気として放出するようにした請求項11又は請求項13に記載の搬送加熱装置。
- 前記加熱室が前記被加熱物に対して熱風を吹き付けることによってはんだ付けを行う炉体である請求項11から請求項14のいずれかに記載の搬送加熱装置。
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