JP4228721B2

JP4228721B2 - 水切り乾燥装置

Info

Publication number: JP4228721B2
Application number: JP2003044223A
Authority: JP
Inventors: 敬太柳川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP2004249250A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水切り溶剤を利用して被処理部品に付着した水を除去して乾燥する水切り乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロニクス部品や機械部品などの製造工程では、後工程の品質や製品性能を確保するために、部品に付着した汚れを除去する洗浄が行われる。洗浄の方法としては、付着した汚れの種類と要求される清浄度によって決定されるが、部品洗浄の場合、湿式洗浄が主流となっている。湿式洗浄では、汚れを除去する洗浄工程と洗浄液を除去するすすぎ工程とすすぎ液を除去する乾燥工程からなるのが一般的である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３２０６１５号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２０００−７０６０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
湿式洗浄において、すすぎ液を乾燥する方法としては、熱風乾燥や吹付乾燥など様々な乾燥方法が採用されている。なかでも、水をすすぎ液として使用する場合、乾燥工程にかかる時間やエネルギーの消費が大きく、部品形状が複雑になるほどその負荷は増大する。また、精密部品などでは、水に含まれる不純物による乾燥ジミの発生も問題となる。
【０００６】
近年、物品の表面に付着した水を容易に乾燥除去し、かつ乾燥ジミの発生を抑制することができる水切り溶剤組成物やその乾燥方法が提案されている。特にオゾン層を破壊しないフッ素系溶剤とアルコールまたは界面活性剤との混合溶液は、低毒性、不燃性、低腐食性で、なおかつ優れた水切り性を示し、工業的には有効な水切り溶剤であり、これらの水切り溶剤を用いた水切り乾燥方法も提案されている。
【０００７】
特開平５−３２０６１５号公報のものでは、部品に付着した水を除去するために水切り溶剤に部品を浸漬し、超音波振動や攪拌などの物理作用を付加させる方法が提案されている。
しかしながら、超音波振動では、部品の形状や種類によって、水切り性を低下させたり、部品への破壊などのダメージを与えたりする虞がある。超音波の弊害を解決する方法として、水切り溶剤を攪拌する方法も提供されているが、微小な孔や隙間部を有するような複雑な形状の部品では、十分な水切り性が得られない問題がある。
【０００８】
一方、量産処理では、水切り溶剤の持ち出しロスを低減するために、水切り槽内に飽和蒸気層を形成させ、蒸気乾燥を実施するのが一般的である。
図２は、水切り槽とは独立した蒸気発生槽を設けた構成を示している。この図２において、タンク本体１内には水切り槽２が設けられていると共に、その水切り槽２に隣接して供給槽３、蒸気発生槽（水切り溶剤の沸騰槽）４及び水分離槽５が設けられており、それらの水切り槽２、供給槽３及び蒸気発生槽４に水切り溶剤が貯留されている。この水切り溶剤は、オゾン層を破壊しないフッ素系溶剤とアルコールまたは界面活性剤との混合溶剤である。
【０００９】
水分離槽５には、水切り槽２から流れ落ちた水を含む水切り溶剤が貯留される。この水分離槽５において水と分離された水切り溶剤が循環ポンプ６により供給槽３及び蒸気発生槽４に供給されることにより供給槽３から水切り槽２に水切り溶剤が供給され、それに伴って水切り槽２に貯留されている水切り溶剤の液面に浮上した水が水切り溶剤と共に水分離槽５に流れ落ちる。蒸気発生槽４にはヒーター７が設けられており、蒸気発生槽４に貯留されている水切り溶剤を加熱している。これにより、水切り溶剤が蒸発してタンク本体１の上部に形成された飽和蒸気槽８に水切り溶剤の飽和蒸気層が形成される。尚、水切り槽２の底面には被処理部品Ａからの水の剥離を促進するための超音波発生器９が設けられていると共に、飽和蒸気槽８には水切り溶剤回収用の冷却器１０が設けられている。
【００１０】
以上のような構成によれば、被処理部品Ａを水切り槽２に貯留されている水切り溶剤に浸漬することにより水を除去する水切り工程を実行してから、飽和蒸気槽８に移動することにより被処理部品Ａを水切り溶剤の飽和蒸気層に晒して蒸気乾燥することにより乾燥工程を実行することができる。
しかしながら、このような構成では、水切り槽２とは独立した蒸気発生槽４が必要となり、水切り溶剤を加熱する大きなエネルギー消費が課題である。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被処理部品に付着した水を効率よく除去することができると共に、被処理部品を乾燥するためのエネルギーを低減することができる水切り乾燥装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、第１噴射手段から加圧過加熱された水切り溶剤が噴射されると、水切り槽の水切り溶剤に浸漬された被処理部品に対して水切り溶剤が噴射される。この水切り溶剤は、大気圧時と加圧時とで顕著に沸点が変化し、大気圧中では沸点以上の温度の過熱液体であることから、被処理部品に噴射された水切り溶剤に爆発的な衝突力と乱流が発生し、付着水の剥離と水切り溶剤の浸透性が増大する。これにより、被処理部品が複雑な形状であっても、被処理部品を高速で水切りすることにより水切り工程を実行することができる。
【００１３】
また、被処理部品から剥離された水は、水切り溶剤の液面に浮上するものの、第２噴射手段から加圧過加熱された水切り溶剤が水切り溶剤の液面に噴射されるので、液面に浮上した水は水切り溶剤と共に水切り槽から流れ落ちる。このとき、第２噴射手段から噴射された加圧過加熱された水切り溶剤が圧力の急激な低下により沸騰して急速に蒸発するので、飽和蒸気槽に水切り溶剤の飽和蒸気層を低エネルギーで形成することができる。
そして、移動手段により被処理部品を飽和蒸気槽に移動して水切り溶剤の飽和蒸気層に晒して蒸気乾燥することにより乾燥工程を実行することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、水切り槽から流れ落ちた水を含んだ水切り溶剤は水分離槽において水と分離される。ここで、加圧手段は、水分離槽において水と分離された水切り溶剤を加圧して吐出し、加熱手段は、加圧手段で加圧された水切り溶剤を加熱する。これにより、第１ノズルから加圧過加熱された水切り溶剤を被処理部品に噴射することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、第１ノズルから水切り溶剤が噴射される状態では、第２ノズルからも水切り溶剤を噴射することができるので、簡単な構成で第２噴射手段を構成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１に基づいて説明する。
図１は、水切り乾燥装置の構成を概略的に示す断面図である。この図１において、洗浄装置の筐体を構成するタンク本体１１内には水切り槽１２が設けられており、その水切り槽１２に水切り溶剤が満杯に貯留されている。この水切り溶剤は、オゾン層を破壊しないフッ素系溶剤とアルコールまたは界面活性剤との混合溶剤であり、フッ素系溶剤によりアルコールの引火性が防止されている。
【００１７】
水切り槽１２に隣接して水分離槽１３が形成されており、水切り槽１２から流れ落ちた水を含んだ水切り溶剤が貯留されるようになっている。水切り槽１２から流れ落ちた水を含んだ水切り溶剤は、水分離槽１３において比重の差から水と水切り溶剤に分離（水が上層、水切り溶剤が下層）し、上層に位置する水は外部へ排出され、下層に位置する水切り溶剤は加圧手段としての循環ポンプ１４によりパイプ１５を通じてタンク本体１内に戻される。
【００１８】
ここで、循環ポンプ１４の吐出側となるパイプ１５には加熱手段としての熱交換器１６が設けられており、その熱交換器１６により循環ポンプ１４から吐出される水切り溶剤が加熱される。パイプ１５の端部は分岐してタンク本体１１内に導入されており、その先端に第１噴射手段の主体をなす第１ノズル１７及び第２噴射手段の主体をなす第２ノズル１８がそれぞれ装着されている。循環ポンプ１４の駆動状態では、それらのノズル１７，１８から水切り溶剤がタンク本体１１内に同時に噴射される。この場合、第１ノズル１７は水切り槽１２内の水切り溶剤に浸漬された被処理部品Ａに対して水切り溶剤を噴射するように設けられ、第２ノズル１８は水切り槽１２の水切り溶剤の液面に水切り溶剤を噴射するように設けられている。
【００１９】
タンク本体１１の上部には飽和蒸気槽１９が設けられており、後述するように水切り溶剤の飽和蒸気層が形成される。飽和蒸気槽１９の内周には冷却管２０が配置されており、被処理部品Ａから蒸発した水切り溶剤の蒸気を冷却するようになっている。この冷却管２０により冷却されることにより液化した水切り溶剤は、外部容器２１を介して水切り槽１２に戻される。
【００２０】
タンク本体１１内には図示しない移動手段としての搬送コンベアが設置されており、被処理部品Ａを水切り槽１２に移動して水切り溶剤に浸漬された水切り工程と、飽和蒸気槽１９に移動して水切り溶剤の飽和蒸気層に晒された乾燥工程とを順に実行するようになっている。
【００２１】
次に上記構成の作用について説明する。
循環ポンプ１４及び熱交換器１６を駆動すると、水分離槽１３において水と分離された水切り溶剤が循環ポンプ１４により加圧状態で吐出される。このとき、水切り溶剤は熱交換器１６により加熱されるので、加圧過加熱状態の水切り溶剤が第１ノズル１７及び第２ノズル１８から噴射される。この場合、水切り溶剤は、大気圧時と加圧時とで顕著に沸点が変化するという特性を有しており、加圧された状態では沸点が大気圧時よりも高くなることから、パイプ１５内では過加熱状態でも液化状態を維持する。
【００２２】
図示しない搬送コンベアにより被処理部品Ａを水切り槽１２に移動することにより水切り溶剤に浸漬すると、第１ノズル１７から噴射された水切り溶剤は、水切り溶剤に浸漬された被処理部品Ａに噴射される。このように第１ノズル１７から噴射された水切り溶剤は、大気圧時と加圧時とで顕著に沸点が変化し、大気圧中では沸点以上の温度の過熱液体であることから、被処理部品に噴射された水切り溶剤に爆発的な衝突力と乱流が発生し、付着水の剥離と水切り溶剤の浸透性が増大する。これにより、被処理部品Ａが複雑な形状であっても、被処理部品Ａを高速で水切りする水切り工程を実行することができる。
以上のような水切り工程が行われる結果、水切り溶剤の物理作用により被処理部品に付着した水が剥離される。このとき、被処理部品Ａから剥離した水は、水切り溶剤との比重差により水切り溶剤の液面に浮上するようになる。
【００２３】
一方、第２ノズル１８からは、加圧過加熱された水切り溶剤が水切り槽１２の水切り溶剤の液面に噴射されるので、水切り溶剤の液面に浮上した水は水切り溶剤と共に水分離槽１３に流れ落ちるようになる。また、第２ノズル１８から噴射される水切り溶剤は、パイプ１５内で大気圧時の沸点以上となっているから、噴射後は、圧力の急激の低下により沸騰して急速に蒸発する。これにより、飽和蒸気槽１９内に水切り溶剤の飽和蒸気層が低エネルギーで形成される。
【００２４】
第１ノズル１７から被処理部品Ａに対する水切り溶剤の噴射状態を所定時間実行したときは、図示しない搬送コンベアにより被処理部品Ａを飽和蒸気槽１９に移動する。このとき、第２ノズル１８から水切り溶剤が噴射されることにより水切り溶剤の液面に浮上した水は水分離槽１３に流れ落とされていることから、搬送コンベアにより被処理部品Ａを水切り槽１２の水切り溶剤から引上げるにしても、被処理部品Ａに水が再び付着してしまうことはない。
【００２５】
飽和蒸気層１９に移動された被処理部品Ａは、飽和蒸気槽１９内に形成された水切り溶剤の飽和蒸気層に晒されるので、被処理部品Ａは蒸気乾燥され、被処理部品Ａに付着している水切り溶剤を短時間で蒸発することができる。これにより、被処理部品Ａを短時間で乾燥することができ、乾燥工程を効率よく実行することができる。
そして、以上のようにして水切り工程と乾燥工程とを実行したときは、搬送コンベアにより被処理部品Ａをタンク本体１１から外部に搬送する。
【００２６】
尚、被処理部品Ａを蒸気乾燥することにより蒸発した水切り溶剤は冷却管２０により液化して水切り槽１２に戻されるので、被処理部品Ａから蒸発した水切り溶剤を回収することができ、水切り溶剤が無駄にタンク本体１１の外部に持ち出されてしまうことを防止できる。
【００２７】
このような実施の形態によれば、水切り槽１２に水切り溶剤を貯留し、その水切り溶剤に浸漬された被処理部品Ａに対して、第１ノズル１７から加圧過加熱された水切り溶剤を噴射するようにしたので、被処理部品に噴射された水切り溶剤に爆発的な衝突力と乱流が発生し、被処理部品Ａに付着した水を容易に剥がすことができる。従って、被処理部品を水切り溶剤に単に浸漬させるだけの従来構成のものと違って、複雑な形状の被処理部品Ａであっても、被処理部品Ａに付着した水を確実に剥離することができる。
【００２８】
また、第２ノズル１８から加圧過加熱された水切り溶剤を水切り槽１２に貯留されている水切り溶剤の液面に噴射するようにしたので、水切り溶剤の液面に浮上した水を水切り槽１２から流し落しながら、水切り溶剤の飽和蒸気層を飽和蒸気槽１９に省エネルギーで形成することができる。従って、独立した蒸気発生槽を必要としないばかりか、飽和蒸気層形成に必要なエネルギーを低減できる。
【００２９】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、第１ノズルを複数設け、加圧過加熱された水切り溶剤を異なる方向から被処理部品Ａに噴射するようにしてもよい。
また、本発明では、水切り溶剤として、オゾン層を破壊しないフッ素系溶剤を例示したが、従来から使用されているフロン１１３やフロン２２５などのオゾン層を破壊する有害なフッ素系溶剤でも同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す全体の概略図
【図２】従来例を示す図１相当図
【符号の説明】
１１はタンク本体、１２は水切り槽、１３は水分離槽、１４は循環ポンプ（加圧手段）、１６は熱交換器（加熱手段）、１７は第１ノズル（第１噴射手段）、１８は第２ノズル（第２噴射手段）、１９は飽和蒸気槽である。

Claims

貯留した水切り溶剤に被処理部品が浸漬される水切り槽と、
この水切り槽の水切り溶剤に浸漬された被処理部品に加圧過加熱された水切り溶剤を噴射する第１噴射手段と、
前記水切り槽の水切り溶剤の液面に加圧過加熱された水切り溶剤を噴射することにより液面に浮上した水を水切り溶剤と共に前記水切り槽から流れ落とす第２噴射手段と、
この第２噴射手段から噴射された加圧過加熱された水切り溶剤が蒸発して水切り溶剤の飽和蒸気層を形成する飽和蒸気槽と、
被処理部品を前記水切り槽に移動することにより水切り溶剤に浸漬した水切り工程を実行してから、前記飽和蒸気槽に移動することにより水切り溶剤の飽和蒸気層に晒して乾燥工程を実行する移動手段とを備えたことを特徴とする水切り乾燥装置。
前記水切り槽から流れ落ちた水を含んだ水切り溶剤を水の分離状態で貯留する水分離槽を備え、
前記第１噴射手段は、
前記水分離槽において水と分離された水切り溶剤を加圧して吐出する加圧手段と、
この加圧手段から吐出される水切り溶剤を加熱する加熱手段と、
この加熱手段により加熱された水切り溶剤を前記水切り槽の水切り溶剤に浸漬された前記被処理部品に対して噴射する第１ノズルとから構成されていることを特徴とする請求項１記載の水切り乾燥装置。
前記第２噴射手段は、
前記第１ノズルから噴射される加圧過加熱された水切り溶剤を分岐させて噴射する第２ノズルから構成されていることを特徴とする請求項２記載の水切り乾燥装置。