JP2020198439A - 気体浄化装置及び搬送加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱により気化した物質が混合された気体から物質を低減させる装置を小型化する。【解決手段】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送風機により吹き出す吹き出し口と、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と、経路形成部によって液化された物質を回収する回収容器とを備え、経路形成部が第１の断面積を有し、気体を圧縮する圧縮部と、第１の断面積に比してより大きな断面積を有し、気体を膨張する膨張部とをそれぞれ複数有し、圧縮部と膨張部が交互に連続するようになされた気体浄化装置である。【選択図】図３

Description

本発明は、例えばリフロー装置に適用される気体浄化装置及び搬送加熱装置に関する。

電子部品又はプリント配線基板に対して、予めはんだ組成物を供給しておき、リフロー炉の中に基板を搬送コンベヤで搬送するリフロー装置が使用されている。リフロー装置の加熱ゾーンでは、熱風が基板に対して吹きつけられることによって、はんだ組成物内のはんだを溶融させて基板の電極と電子部品とがはんだ付けされる。はんだ組成物は、粉末はんだ、溶剤、フラックスを含む。フラックスは、成分としてロジンなどを含み、はんだ付けされる金属表面の酸化膜を除去し、はんだ付けの際に加熱で再酸化するのを防止し、はんだの表面張力を小さくして濡れを良くする塗布剤の働きをするものである。

このフラックスは、加熱により、液化し、さらに、一部が気化する。したがって、大気又は不活性ガスと気化した物質が混合された気体（以下、フラックスヒュームと適宜称する）が加熱室としての炉内に充満する。フラックスヒュームは、温度の低い部位に付着し易く、冷やされることで液化し、付着している部位から滴下してしまうことから、基板の上面に付着することもあり、基板の性能を損うこととなる。また、炉内において温度が低下する部分に堆積する等によりリフロー工程に大きな影響を与える場合もある。したがって、リフロー炉内のフラックスを低減、除去するようになされる。

従来のフラックス低減方法は、加熱室としての炉内のフラックスヒュームを炉外のフラックス回収装置に導き、フラックス回収装置においてフラックスヒュームを冷却することによってフラックス成分を液化させてフラックスを回収し、フラックス回収後のガスを炉内に戻すものであった。例えば、特許文献１には、リフロー炉からフラックス回収装置に達するまでに、フラックスヒュームが冷却されてパイプが固形物で詰まることを防止することが記載されている。すなわち、フラックスヒュームを液化温度以上に保ったまま、フラックス回収装置に導くようになされている。

特許文献２には、冷凍機による冷却装置によって冷却部に送られたフラックスヒュームを冷却してフラックス成分を液化させ，霜の表面にフラックス成分を付着させて除去することが記載されている。さらに、特許文献３には、二重パイプ構造を有する外気流通経路によってフラックスヒュームを冷却する構成が記載されている。

ＷＯ２００６／０８２９５９ 特開２００７−２８１３９４号公報 特開２００８−２９４３３２号公報

特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載のフラックス除去装置は、フラックスヒュームの回収能力が冷却能力に依存するために、フラックス回収装置が大型となり、また、冷却能力を向上させるために、チラー等の設備が必要となり、コストアップ、装置面積の拡大等、多くの問題が存在していた。

したがって、本発明の目的は、かかる問題を生じない気体浄化装置及び搬送加熱装置を提供することにある。

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送風機により吹き出す吹き出し口と、
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と、
経路形成部によって液化された物質を回収する回収容器と
を備え、
経路形成部が第１の断面積を有し、気体を圧縮する圧縮部と、第１の断面積に比してより大きな断面積を有し、気体を膨張する膨張部とをそれぞれ複数有し、圧縮部と膨張部が交互に連続するようになされた気体浄化装置である。
また、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、
気体を送風機により吹き出す吹き出し口と、
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と、
経路形成部によって液化された物質を回収する回収容器と
を備え、
経路形成部が第１の断面積を有し、気体を圧縮する圧縮部と、第１の断面積に比してより大きな断面積を有し、気体を膨張する膨張部とをそれぞれ複数有し、圧縮部と膨張部が交互に連続するようになされた搬送加熱装置である。

少なくとも一つの実施形態によれば、冷却によって物質を液化させる既存の装置又は方法と比較して、装置を小型化することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本発明中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、以下の説明における例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。

図１は、従来の気体浄化装置の説明に用いる状態遷移図である。 図２は、従来の気体浄化装置の説明に用いる略線図である。 図３は、本発明による気体浄化装置の説明に用いる状態遷移図である。 図４は、本発明による気体浄化装置の説明に用いる略線図である。 図５は、本発明を適用できるリフロー装置の概略を示す略線図である。 図６は、リフロー時の温度プロファイルの例を示すグラフである。 図７は、本発明の一実施の形態の全体の構成の一例を示す略線図である。 図８は、本発明の一実施の形態の全体の構成の他の例を示す略線図である。 図９は、リフロー装置の一つの加熱ゾーンの構成の一例を示す断面図である。 図１０は、本発明の一実施の形態の内部構造を示す正面図である。 図１１は、本発明の第１の変形例の説明に用いる略線図である。 図１２は、本発明の第２の変形例の説明に用いる略線図である。 図１３は、本発明の第３の変形例の説明に用いる略線図である。 図１４は、本発明の第４の変形例の説明に用いる略線図である。 図１５は、本発明の第５の変形例の説明に用いる略線図である。 図１６は、本発明の実験装置の説明に用いるブロック図である。

以下、本発明を実施の形態について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜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。

＜１．フラックスヒューム浄化の原理＞
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。

図２は、フラックスの分子と、フラックスの分子が存在する空間の大きさを模式的に表しており、液化によってフラックス分子同士が結合している。液化したフラックスが回収容器等によって回収される。そして、浄化された気体が炉内に吹き出される（ステップＳ３）。これらのフラックスヒュームの吸い込み（ステップＳ１）、冷却（ステップＳ２）及び吹き出し（ステップＳ３）の一連の工程が繰り返される。従来のフラックスヒュームの浄化工程では、圧縮又は膨張の操作がなされていない。

本発明によるフラックスヒュームの浄化について図３及び図４を参照して説明する。リフロー炉からフラックスヒュームを吸い込み（ステップＳ１１）、次に、フラックスヒュームを加圧により圧縮する（ステップＳ１２）。図４において、小さな黒丸で示すように、圧縮によって新たに液化したフラックス分子が発生する。また、圧縮によって分子間同士の衝突の機会が多くなり、分子同士が結合することによって液化が生じる。

次に、膨張の工程（ステップＳ１３）がなされる。この膨張は、好ましくはほぼ断熱膨張である。断熱の意味は、熱の出入りがない状態を意味する。但し、実際には、多少の熱の出入りがあってもよいので、ほぼ断熱膨張としている。断熱膨張によってフラックスヒュームの温度が下がり、冷却の結果、フラックスが液化する。液化したフラックスが回収容器等によって回収される。そして、浄化された気体が炉内に吹き出される（ステップＳ１４）。そして、フラックスヒュームの吸い込み（ステップＳ１１）から吹き出し（ステップＳ１４）までの動作が循環される。

このように、本発明では、フラックスの除去又は回収能力が冷却能力に依存しないので、フラックスヒューム浄化装置が大型となることを防止することができ、また、冷却能力を向上させるための設備を不要とでき、コストアップ及び装置面積の拡大を防止することができる。なお、本発明では、冷却を組み合わせることを排除するものではない。つまり、本発明は、冷却のみによって気体浄化を行うものではない。

＜２．本発明の一実施の形態＞
「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。

搬入口１１から搬出口１２に至る搬送経路に沿って、リフロー炉が例えば９個のゾーンＺ１からＺ９に順次分割され、これらのゾーンＺ１〜Ｚ９がインライン状に配列されている。入口側から７個のゾーンＺ１〜Ｚ７が加熱ゾーンであり、出口側の２個のゾーンＺ８及びＺ９が冷却ゾーンである。冷却ゾーンＺ８及びＺ９に関連して強制冷却ユニット１４が設けられている。

上述した複数のゾーンＺ１〜Ｚ９がリフロー時の温度プロファイルにしたがって被加熱物の温度を制御する。図６に温度プロファイルの一例の概略を示す。横軸が時間であり、縦軸が被加熱物例えば電子部品が実装されたプリント配線板の表面温度である。最初の区間が加熱によって温度が上昇する昇温部Ｒ１であり、次の区間が温度がほぼ一定のプリヒート（予熱）部Ｒ２であり、次の区間が本加熱部Ｒ３であり、最後の区間が冷却部Ｒ４である。

昇温部Ｒ１は、常温からプリヒート部Ｒ２（例えば１５０°Ｃ〜１７０°Ｃ）まで基板を加熱する期間である。プリヒート部Ｒ２は、等温加熱を行い、フラックスを活性化し、電極、はんだ粉の表面の酸化膜を除去し、また、プリント配線板の加熱ムラをなくすための期間である。本加熱部Ｒ３（例えばピーク温度で２２０°Ｃ〜２４０°Ｃ）は、はんだが溶融し、接合が完成する期間である。本加熱部Ｒ３では、はんだの溶融温度を超える温度まで昇温が必要とされる。本加熱部Ｒ３は、プリヒート部Ｒ２を経過していても、温度上昇のムラが存在するので、はんだの溶融温度を超える温度までの加熱が必要とされる。最後の冷却部Ｒ４は、急速にプリント配線板を冷却し、はんだ組成を形成する期間である。

図６において、曲線１は、鉛フリーはんだの温度プロファイルの一例を示す。Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだの場合の温度プロファイルは、曲線２で示すものとなる。鉛フリーはんだの融点は、共晶はんだの融点より高いので、プリヒート部Ｒ２及び本加熱部Ｒ３における設定温度が共晶はんだに比して高いものとされている。

リフロー装置では、図６における昇温部Ｒ１の温度制御を、主としてゾーンＺ１及びＺ２が受け持つ。プリヒート部Ｒ２の温度制御は、主としてゾーンＺ３、Ｚ４及びＺ５が受け持つ。本加熱部Ｒ３の温度制御は、ゾーンＺ６及びＺ７が受け持つ。冷却部Ｒ４の温度制御は、ゾーンＺ８及びゾーンＺ９が受け持つ。

本発明の一実施の形態では、図７に示すように、炉内のフラックスヒュームを例えばゾーンＺ６から導出し、配管３２を通じてフラックスヒューム浄化装置４１に導出したフラックスヒュームを供給する。フラックスヒューム浄化装置４１において、後述するように、フラックスヒュームが浄化される。浄化後の気体が配管３３を通じてゾーンＺ６に対して導入される。なお、フラックスヒュームの導出をゾーンＺ６以外から行うようにしてもよいし、浄化した気体をゾーンＺ６以外に戻してもよい。さらに、一つのゾーンではなく複数のゾーンからフラックスヒュームを導出し、複数のゾーンに気体を戻すようにしてもよい。

さらに、図８に示すように、フラックスヒューム浄化装置４１により浄化された浄化後の気体を静電式集塵機４０に供給し、静電式集塵機４０により浄化された気体を配管３３ａを通じてゾーンＺ６に対して導入すると共に、配管３３ｂを通じて工場排気として放出するようにしてもよい。静電式集塵機４０は、例えば荷電部と集塵部を有し、荷電部で＋もしくは−に荷電させた汚染粒子を集塵部の−もしくは＋電極板に集塵させるものである。なお、ゾーンＺ６に気体を戻す状態と工場排気で放出する状態を切り替えるようにしてもよい。集塵された粒子は、凝集して液化する。静電式集塵機４０によれば、１μｍ以下の微粒子を除去することができるので、工場排気として放出することが可能となる。

図９を参照して加熱装置としての炉体の一例について説明する。例えばゾーンＺ６の構成が図９に示されている。上部炉体１５と下部炉体３５との対向間隙内で、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Ｗが搬送コンベヤ３１上に置かれて搬送される。上部炉体１５内及び下部炉体３５内は、雰囲気ガスである例えば窒素（Ｎ2
）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。

下部炉体３５は、主加熱源１６、副加熱源１７、送風機例えば軸流ブロワ１８、蓄熱部材１９、熱風循環ダクト２０、開口部２１等からなる。なお、上部炉体１５は、例えば、上述した下部炉体３５とほぼ同様の構成とされているので、対応する部分の説明を省略する。送風機としては、ターボファン、シロッコファンなどの遠心ファンを使用してもよい。さらに、図９に示す炉体の構成は、一例であり、他の構成をとりうる。

開口部２１を通じて熱風が被加熱物Ｗに対して吹きつけられる。主加熱源１６、副加熱源１７は、例えば電熱ヒータで構成される。蓄熱部材１９は、例えばアルミニウムからなり、多数の孔が形成され、その孔を通じて熱風が通過して被加熱物Ｗに対して吹きつけられる。

熱風は、軸流ブロワ１８によって循環される。すなわち、（主加熱源１６→蓄熱部材１９→開口部２１→被加熱物Ｗ→熱風循環ダクト２０→副加熱源１７→熱風循環ダクト２０→軸流ブロワ１８→主加熱源１６）の経路を介して熱風が循環する。

軸流ブロワ１８の近傍には、リフロー炉内の雰囲気ガスをフラックスヒューム浄化装置４１からの浄化後の気体を導入するための配管３３が設けられている。浄化後の気体は、配管３３を介して炉体に流入される。フラックスヒューム浄化装置４１では、フラックスヒューム中のフラックスが除去及び回収され、フラックスが低減又は除去された浄化後の気体が生成される。

「フラックスヒューム浄化装置」
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。

フラックスヒューム浄化装置４１のターボファンの羽根４２がモータ（図示しない）によって矢印方向に回転され、羽根４２の外周側面からフラックスヒュームが吹き出される。吹き出されたフラックスヒュームが経路形成部４３に対して流入する。一例として、図面の用紙の裏側にモータが配置され、用紙の表側からフラックスヒュームが吸い込まれる。また、図９は、経路形成部４３を覆う円形の蓋を取り外した状態を示している。

経路形成部４３は、羽根４２の外周側面と同心円状又は渦巻き状の経路（風の流路）を有するものである。経路形成部４３がターボファンによって遠心方向に吹き出されたフラックスヒュームを浄化し、浄化後のガスを上部の配管３３を通じてリフロー装置の炉内例えばゾーンＺ６に戻す経路を形成する。また、液化したフラックスが下部のフラックス回収容器６３によって回収される。

経路形成部４３は、その中心に羽根４２が取り付けられた円形の底面板４５を有し、底面板４５の外周に沿って外周面板４４が設けられ、底面板４５上に複数の経路が形成されている。さらに、複数の経路の上が蓋（図示しない）で覆われ、複数の経路を含む密閉空間が形成されている。経路形成部４３は、アルミニウム、ステンレス等の金属を加工したものである。

ターボファンの羽根４２の風が吹き出す外周側面に仕切板４６がほぼ１周巻き付けられ、仕切板４６の一部に形成された隙間が吹き出し口４７とされる。仕切板４６は、底面板４５に対してほぼ垂直に取り付けられた帯状の金属薄板である。

この吹き出し口４７を流入口とし、同心円状に配置された仕切板４６及び仕切板４８によって第１の経路Ｐ１が形成される。仕切板４６と仕切板４８が連続し、仕切板４８は、吹き出し口４７の位置で、仕切板４６から離間して、仕切板４６と同心円状に配置される。仕切板４６及び仕切板４８の対向間隔が一定とされ、対向空間が経路Ｐ１とされる。吹き出し口４７から吹き出されたフラックスヒュームが矢印で示すように、第１の経路Ｐ１を通って仕切板４８の端部と接近する位置に形成された流出口４９に導かれる。

仕切板４６及び仕切板４８によってほぼ１周にわたって形成された第１の経路Ｐ１の流出口４９から仕切板４８及び仕切板５０によって形成される第２の経路Ｐ２にフラックスヒュームが流入する。仕切板５０は、仕切板４８と連続したもので、流出口４９の位置で、仕切板４８から離間して、仕切板４８と同心円状に配置される。仕切板４８及び仕切板５０の対向間隔が一定とされ、対向空間が経路Ｐ２とされる。流出口４９から経路Ｐ２にフラックスヒュームが矢印で示すように流入される。そして、フラックスヒュームが矢印で示すように、第２の経路Ｐ２を通って仕切板５０の端部と接近する位置に形成された流出口５１に導かれる。

仕切板４６及び仕切板４８の対向距離に比較して仕切板４８及び仕切板５０の対向距離が大とされている。仕切板４６，４８及び５０の高さは、互いに等しい（底面板４５と蓋の対向距離）ので、第２の経路Ｐ２の断面積が第１の経路Ｐ１の断面積よりも大となる。この結果、第１の経路Ｐ１においてフラックスヒュームが圧縮され、第１の経路Ｐ１から第２の経路Ｐ２に切り替わる流出口４９において、フラックスヒュームが断熱膨張される。断熱膨張は、上述したようなほぼ断熱状態での膨張を意味する。したがって、第１の経路Ｐ１が圧縮部として機能し、第２の経路Ｐ２が膨張部として機能する。

流出口５１を流入口とする第３の経路Ｐ３が仕切板５０及び外周面板４４によって形成される。仕切板５０は、流出口５１の位置で、仕切板５０から離間して、その遊端が外周面板４４の内面と接合される。仕切板５０及び外周面板４４の対向間隔が一定とされ、対向空間が第３の経路Ｐ３とされる。第２の経路Ｐ２から流入されたフラックスヒュームが矢印で示すように、第３の経路Ｐ３を通って配管３３が接続されている吹き出し口５２に導かれる。この配管３３を通じて浄化後のガスが炉内に導入される。

仕切板４８及び仕切板５０の対向距離に比較して仕切板５０及び外周面板４４の対向距離が大とされている。仕切板４８，５０及び外周面板４４の高さは、互いに等しい（底面板４５と蓋の対向距離）ので、第３の経路Ｐ３の断面積が第２の経路Ｐ２の断面積よりも大となる。この結果、第２の経路Ｐ２においてフラックスヒュームが圧縮され、第２の経路Ｐ２から第３の経路Ｐ３に切り替わる流出口５１において、フラックスヒュームが断熱膨張される。したがって、第２の経路Ｐ２が圧縮部として機能し、第３の経路Ｐ３が膨張部として機能する。すなわち、第１の経路Ｐ１、第２の経路Ｐ２及び第３の経路Ｐ３が連続的に形成され、第２の経路Ｐ２は、圧縮部と膨張部の両方の機能を果たすことになる。

図３を参照して説明した本発明のフラックスヒューム浄化の工程と、本発明の一実施の形態のフラックスヒューム浄化装置４１の処理の対応関係は、次のようになる。
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。

フラックスヒューム浄化装置４１では、さらに、以下の処理がなされる。
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。

本発明の一実施の形態では、（圧縮（経路Ｐ１）→断熱膨張（経路Ｐ２））及び（圧縮（経路Ｐ２）→断熱膨張（経路Ｐ３））の処理を行っているので、フラックスの回収能力を増加することができる。

「変形例１」
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。

「変形例２」
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。

「変形例３」
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。

図１３に示す構成の動作を次の表１に示す。

表１に示すように、以下の工程が順になされる。
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３：吸入弁７４が閉とされ、排出弁７５が閉とされる。ピストン７２が上昇し、空間７３内にフラックスヒュームが膨張（好ましくは断熱膨張）される。膨張によって空間７３内の温度が低下し、フラックス分子が液化する。液化したフラックス分子は、シリンダ７１の底に溜まる。
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。

「変形例４」
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。

フラックスヒューム浄化装置４１の底面板に接触又は近接して放熱ブロック８１ａ及び８１ｂを配置する。放熱ブロック８１ａ及び８１ｂは、底面板の表面積をなるべく多く覆うことが好ましい。放熱ブロック８１ａ及び８１ｂは、熱伝導性のよい金属からなり、多数の放熱用の羽根を有する。放熱ブロック８１ａ及び８１ｂに対して風を送る送風機例えばプロペラファン８２ａ及び８２ｂが設けられる。

フラックスヒューム浄化装置４１の蓋に接触又は近接して放熱ブロック８３ａ及び８３ｂを配置する。放熱ブロック８３ａ及び８３ｂは、蓋の表面をなるべく多く覆うことが好ましい。放熱ブロック８３ａ及び８３ｂは、熱伝導性のよい金属からなり、多数の放熱用の羽根を有する。放熱ブロック８３ａ及び８３ｂに対して風を送る送風機例えばプロペラファン８４ａ及び８４ｂが設けられる。プロペラファン８２ａ，８２ｂ，８４ａ及び８４ｂによって、放熱ブロック８１ａ，８１ｂ，８３ａ及び８３ｂを冷却することによって、フラックスヒューム浄化装置４１内部が冷却されるので、フラックスの除去及び回収の効率を高めることができる。

図１５に示すように、フラックスヒューム浄化装置４１内にパイプ８５を配置し、パイプ８５内に冷媒例えば水を循環させることによって、フラックスヒューム浄化装置４１の内部を冷却することができる。例えば上述した経路Ｐ１〜Ｐ３に沿ってパイプ８５を設ける。これによって、フラックスの除去及び回収の効率を高めることができる。なお、図１５は、経路形成部４３を省略した内部構成を示している。

さらに、本発明において、圧縮と膨張の処理を一定サイクルで繰り返すことによって、フラックスの除去及び回収の効率を高めることができる。

「フラックス回収効果の測定」
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。

対象装置９４において回収されたフラックスの量が測定され、フラックス回収率が求められる。対象装置９４からのフラックス回収後のガスが加熱炉９１に配管９５を通じて戻される。フラックス回収率の計算方法の一例を次に示す。

フラックス回収率（％）＝対象装置によって回収できた重量（ｇ）／はんだペースト揮発重量（ｇ）×１００

既存の冷却方式によるフラックス回収装置の回収率と本発明によるフラックスヒューム浄化装置の回収率を示す実験結果を表２に示す。実験１は、冷却方式による既存の装置を使用した場合の実験であり、実験２、実験３及び実験４は、本発明による装置を使用し、圧力を異ならせた実験である。なお、圧力Ｐａは、回収経路９５内の圧力である。

既存のフラックス回収装置では、回収率が２８％であるのに対して、本発明によるフラックスヒューム浄化装置によれば、回収率が５１％（実験２）、回収率が７０％（実験３）、回収率が７５％
（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。

さらに、図８に示すように、静電式集塵機４０を設けた場合には、表２の（実験４）の回収率７５％に対して静電式集塵機４０による回収率（例えば１２％）を加えた回収率（８７％）まで向上させることができる。なお、静電式集塵機４０に限らず、分離装置としては他の装置例えばサイクロン式集塵機を使用してもよい。

＜３．変形例＞
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。

また、上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。また、上述の実施の形態の構成、方法、工程、形状、材料及び数値などは、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

１１・・・搬入口、１２・・・搬出口、１５・・・上部炉体、１９，２９、
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 (8)

1. 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送風機により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と、
   前記経路形成部によって液化された前記物質を回収する回収容器と
   を備え、
   前記経路形成部が第１の断面積を有し、前記気体を圧縮する圧縮部と、前記第１の断面積に比してより大きな断面積を有し、前記気体を膨張する膨張部とをそれぞれ複数有し、前記圧縮部と前記膨張部が交互に連続するようになされた気体浄化装置。
2. 前記経路形成部を冷却する冷却手段を備えた請求項１に記載の気体浄化装置。
3. 前記送風機が遠心ファンである請求項１又は２に記載の気体浄化装置。
4. 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、
   前記気体を送風機により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と、
   前記経路形成部によって液化された前記物質を回収する回収容器と
   を備え、
   前記経路形成部が第１の断面積を有し、前記気体を圧縮する圧縮部と、前記第１の断面積に比してより大きな断面積を有し、前記気体を膨張する膨張部とをそれぞれ複数有し、前記圧縮部と前記膨張部が交互に連続するようになされた搬送加熱装置。
5. 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にした請求項４に記載の搬送加熱装置
6. 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４に記載の搬送加熱装置。
7. 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４に記載の搬送加熱装置。
8. 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４から請求項７のいずれかに記載の搬送加熱装置。

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