JPH09141216A

JPH09141216A - 洗浄装置

Info

Publication number: JPH09141216A
Application number: JP32228695A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto; 健山本; Ryuichi Wada; 龍一和田
Original assignee: Aqua Chemical Co Ltd
Current assignee: Aqua Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1997-06-03
Anticipated expiration: 2015-11-15
Also published as: JP2902989B2

Abstract

(57)【要約】【課題】炭化水素溶剤を用いて超音波洗浄から仕上げ
リンス及び乾燥までの一連の洗浄動作を円滑に実現する
高性能の洗浄装置を提供する。【解決手段】開閉弁(V4,V5) を介して互いに連通して
いる洗浄槽(2) 及び貯留槽(3) と、洗浄槽(2) 及び貯留
槽(3) を、所定の速度で所定レベルまで減圧可能な真空
ポンプ(8) と、加熱部(15)を有しており、貯留槽(3) か
ら導入された洗浄液を常時に加熱している蒸気発生槽
(4) と、コンデンサ(20)を介して蒸気発生槽(4) に接続
され、蒸気発生槽(4) を減圧すると共に、液化された洗
浄液を貯留槽(3) に供給するエゼクター(23)とを備え、
エゼクター(23)の動作に並行して、真空ポンプ(8) の作
用によって、洗浄槽(2) と貯留槽(3) の間の洗浄液の給
排液、洗浄槽(2) での蒸気洗浄、及び、被洗浄物の真空
乾燥を実現している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素溶剤を用
いて電子部品や機械部品などを洗浄する洗浄装置に関
し、特に、超音波洗浄から仕上げリンス及び乾燥までの
一連の洗浄動作を円滑に実現する高性能の洗浄装置に関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】フロンやトリエタンの
全廃を目前に控えて、理想的な代替洗浄剤の開発が進ま
ない中、汎用性や価格上の利点から、水溶性洗剤や炭化
水素溶剤への切替えが積極的に推進されている。その中
でも溶剤系洗浄液の簡便さから炭化水素溶剤が注目され
る。しかしながら、炭化水素洗浄溶剤は、その性質上、
引火性・脱脂性・乾燥性などの本質的な問題を有してお
り、これを用いた高性能の洗浄装置は存在しなかった。
例えば、従来の炭化水素洗浄では、洗浄後に仕上げ洗浄
と液切りの工程があり、その後、熱風乾燥によって洗浄
処理を完了するが、これでは、被洗浄物に付着する洗浄
液の汚染物質が、熱乾燥によって凝縮残留してしまうこ
とになる。本発明は、この問題点に着目してなされたも
のであって、炭化水素溶剤を用いて超音波洗浄から仕上
げリンス及び乾燥までの一連の洗浄動作を一槽で円滑に
実現することのできる高性能の洗浄装置を提供すること
を目的とする。

【０００３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に係る発明では、開閉弁(V4,V5) を介して
互いに連通している洗浄槽(2) 及び貯留槽(3) と、前記
洗浄槽(2) 及び貯留槽(3) を、所定の速度で所定レベル
まで減圧可能な真空ポンプ(8) と、加熱部(15)を有して
おり、前記貯留槽(3) から導入された洗浄液を常時に加
熱している蒸気発生槽(4) と、凝縮機構(20)を介して前
記蒸気発生槽(4) に接続され、前記蒸気発生槽を減圧状
態に維持すると共に、前記凝縮機構によって液化された
洗浄液を前記貯留槽に供給する蒸留再生部(23)とを備
え、前記蒸留再生部の動作に並行して、前記真空ポンプ
の作用によって、前記洗浄槽と前記貯留槽の間の洗浄液
の給排液、前記洗浄槽での蒸気洗浄、及び、被洗浄物の
真空乾燥を実現している。本発明では、所定の速度で所
定レベルまで減圧可能な高性能の真空ポンプを備えてい
るので、洗浄槽と貯留槽の間の洗浄液の給排液だけでな
く、洗浄槽での蒸気洗浄を円滑に実現することができ、
しかも、その後の被洗浄物の真空乾燥を迅速に完了させ
ることができる。但し、真空度を高め過ぎると、蒸発潜
熱によって被洗浄物の温度が低下しすぎることになるの
で、真空ポンプの入力部にリーク弁を設け、これを開閉
動作しつつ真空乾燥するのが好適である。また、超音波
洗浄に先立って、貯留槽から洗浄槽に洗浄液が供給され
るとき、洗浄液が洗浄槽の壁面全体に広げて流すか、或
いは、霧状などに広げることによって脱気すると、超音
波洗浄の効果を更に高めることができる。また、従来装
置の場合、被洗浄物の形状によっては、穴袋のエアポケ
ットなどに洗浄液が入り込まず、洗浄できないのが一般
的であったが、本発明では、真空ポンプによって、先ず
洗浄槽を減圧することができるので、この時にエアポケ
ット内などの空気を抜き去ることができ、その後、瞬時
に大気圧に戻すことで細部にわたって洗浄液を流入させ
ることができる。つまり、エアポケットを有する被洗浄
物や、密着性の高い被洗浄物の隙間にも確実に洗浄液を
流入させることができ、洗浄不良の問題が解消される。

【０００４】

【発明の実施の態様】以下、実施例に基づいて、この発
明を更に詳細に説明する。図１は、この発明の一実施例
である洗浄装置１を図示したものである。この洗浄装置
１は、密閉シャッター付きの洗浄槽２と、洗浄液を蓄え
る洗浄液タンク３と、洗浄液の蒸留釜として機能する蒸
気発生槽４と、開閉弁Ｖ１〜Ｖ９とを中心的に備えてい
る。洗浄槽２と洗浄液タンク３は、ともに１Torr以下の
真空度に対応できる液槽であり、洗浄槽２では、超音波
洗浄や蒸気洗浄を行うようになっている。なお、洗浄液
の種類は、特に限定されないが、可燃性液体である炭化
水素溶剤を用いることができる。洗浄槽２は、その内部
に超音波発振器５を備えると共に、壁面全周にわたって
凝縮器６を備えており、蓋体７によって適宜に密閉され
るようになっている。また、洗浄槽２は、真空弁Ｖ１を
通して真空ポンプ８に接続されており、真空ポンプ８の
出力側は、コールドトラップ９と排気ファン１０とを経
由して大気に連通している。ここで、真空ポンプ８は、
洗浄液の給排液と、蒸気洗浄及び真空乾燥を実現するも
のであり、その排気能力は、毎時１００ｍ³以上であ
り、到達圧力が１Torr以下のものである。また、ドライ
式の真空ポンプであり（油回転式や水封式ではない）、
洗浄液の気化ガスやミストの排気もできるようになって
いる。なお、洗浄槽２は、大気開放弁Ｖ２を通して大気
に開放され、真空ポンプ８の入力側は、真空度調整弁Ｖ
３を通して大気に開放されている。

【０００５】洗浄槽２と洗浄液タンク３とは、洗浄液導
入管１１と洗浄液排出管１２と凝縮回収管１３とで接続
されており、洗浄液導入管１１と洗浄液排出管１２に
は、それぞれ、洗浄液導入弁Ｖ４と洗浄液排出弁Ｖ５が
設けられている。また、洗浄液タンク３には、凝縮器１
４が設けられると共に、大気開放弁Ｖ６が設けられてい
る。なお、真空ポンプ８の入力側と洗浄液タンク３と
は、真空弁Ｖ７を通して接続されている。蒸気発生槽４
には、オイルヒータ１５ａやポンプなどによる加熱部１
５が設けられており（スチームを使用しても良い）、洗
浄液の沸点と内部圧力とに対応した所定温度で加熱する
ことにより、洗浄液の蒸気を常に発生させている。そし
て、蒸発によって減少する洗浄液は、液面調整タンク１
６から補給されるようになっている。また、蒸気発生槽
４と液面調整タンク１６とは、連通管１７を介して接続
されており、蒸気発生槽４の内部圧力と同じ圧力での安
定的な液供給を可能にしている。蒸気発生槽４と洗浄槽
２は、蒸気出力管１８によって接続されており、蒸気導
入弁Ｖ８によって連通状態が制御される。また、蒸気出
力管１８には、加温部１９が設けられており、洗浄液タ
ンク３から液面調整タンク１６に導入される洗浄液が予
め加温されるようになっている。蒸気発生槽４はまた、
蒸留再生弁Ｖ９を介してコンデンサ２０に接続されてお
り、コンデンサ２０の出力側は、エゼクタータンク２１
や循環ポンプ２２などで構成されたエゼクター２３に接
続されている。その為、蒸気発生槽４で発生した洗浄液
の蒸気は、コンデンサ２０で液化された後、エゼクター
２３によって吸引されてセパレートタンク２１に導入さ
れる。このように、この洗浄装置１では、蒸気発生槽４
→コンデンサ２０→エゼクター２３→洗浄液タンク３→
加温器１９→液面調整タンク１６からなる蒸留再生ライ
ンが形成されている。なお、洗浄液の種類に応じて異な
るが、蒸気発生槽４は、エゼクター２３によって５００
〜６５０ｍｍＨｇ程度の減圧状態になっており、洗浄液
の沸点を低下させた状態で、効率のよい蒸留再生が行わ
れている。

【０００６】以上、図１に示す洗浄装置１について、主
として機器構成を説明したので、次に、洗浄装置１の動
作内容について説明する。〔蒸留再生動作〕洗浄装置１は、洗浄槽２において超音
波洗浄や蒸気洗浄が行われるが、この洗浄動作に並行し
て、上記した蒸留再生ラインにおいて、汚染物質を含ん
だ洗浄液の蒸留再生を行っている。すなわち、洗浄後の
汚染物質を含んだ洗浄液は、洗浄液タンク３に貯留され
るが、この洗浄液（混合液）は、加温部１９において予
め加温された状態で蒸気発生槽４に供給される。蒸気発
生槽４は、混合液から当該洗浄液のみを蒸発させること
により、純粋な洗浄液を抽出する蒸留釜であるが、エゼ
クター２３によって所定の減圧状態に維持されているの
で、内部の洗浄液は、比較的低沸点で沸騰させることが
できる。蒸気発生槽４において発生した洗浄蒸気は、加
温部１９で熱交換した後、蒸留再生弁Ｖ９を介してコン
デンサ２０に伝えられて液化される。そして、エゼクタ
ー２３により吸引されてエゼクタータンク２１に導入さ
れる。エゼクタータンク２１に貯留される洗浄液は、蒸
留再生された高純度の洗浄液であるから、これが洗浄液
タンク３に導入されることにより、洗浄液タンク３内の
洗浄液の純度が上がることになる。以上の通り、この洗
浄装置１では、蒸気発生槽４→コンデンサ２０→エゼク
ター２３→洗浄液タンク３→蒸気発生槽４からなる蒸留
再生ラインが形成されており、洗浄によって混入する汚
染物質を蒸気発生槽４に集積させることによって、蒸気
液タンク３の洗浄液の純度を維持している。

【０００７】〔超音波洗浄〕続いて、洗浄槽２における
超音波洗浄の手順について説明する。洗浄槽２に被洗浄
物を投入して蓋体７を密閉したら、最初に、真空弁Ｖ１
のみを開放し、真空ポンプ８を駆動させて、洗浄槽２の
気圧を６０ｍｍＨｇ（−７００ｍｍＨｇ）程度まで減圧
させる。次に、真空弁Ｖ１を閉じた後、洗浄液導入弁Ｖ
４と大気開放弁Ｖ６とを開放する。すると、洗浄槽２が
減圧状態であることから、洗浄液タンク３の洗浄液は、
１秒間に１０リットル以上、洗浄液導入管１１を通って
洗浄槽２に供給される。この時、スプレーノズルを通し
て洗浄槽２の壁面全体に洗浄液を膜状に供給するか、或
いは、スプレーノズルからの洗浄液を霧状、フラット
状、又は円錐状などにして液表面積を大きくして真空下
にさらすことにより、洗浄液の溶存気体（酸素）を脱気
させる。なお、この脱気処理により、６〜７ppm の溶存
酸素が１〜２ppm 程度まで減少し、音圧測定によると音
圧が８mVから１８mVまで上昇することが実験的に確認さ
れている。

【０００８】その後、洗浄液導入弁Ｖ４と大気開放弁Ｖ
６を閉じて、超音波発振器５を動作させて洗浄槽２内の
被洗浄物を超音波洗浄する。前述したように、この洗浄
液からは、キャビテーションを阻害する溶存酸素が除去
されているので、強力な洗浄力を発揮する。また、エア
ポケット部や被洗浄物の隙間にも、確実に洗浄液が行き
渡っているので、高性能の超音波洗浄が実現される。な
お、この超音波洗浄の動作中、真空弁Ｖ７を開放させ
て、真空ポンプ８によって洗浄液タンク３の気圧を６０
ｍｍＨｇ（−７００ｍｍＨｇ）程度まで減圧させる。超
音波洗浄が完了すると、洗浄槽２の大気開放弁Ｖ２と、
洗浄液排出管１２の洗浄液排出弁Ｖ５とを共に開放し
て、洗浄槽２の洗浄液を洗浄液タンク３に回収する。こ
のように、本発明の洗浄装置１では、洗浄液タンク３と
洗浄槽２の気圧差を利用して、洗浄液の供給や排出を行
っているので、ポンプなどの動力機器を用いる場合より
安全であり、迅速に給排液の動作を終えることができ
る。

【０００９】〔蒸気洗浄（仕上げリンス）〕蒸気洗浄を
行う場合は、続いて、真空弁Ｖ１のみを開放し、真空ポ
ンプ８によって洗浄槽２を６０ｍｍＨｇ程度まで減圧し
た後、真空弁Ｖ１を閉じる。次に、蒸気導入弁Ｖ８、洗
浄液排出弁Ｖ５、及び真空弁Ｖ７を開放して真空ポンプ
８を駆動する。すると、蒸気発生槽４で発生した洗浄蒸
気が洗浄槽２に導入され、被洗浄物を蒸気洗浄しつつ一
部は液化し、蒸気と共に洗浄液排出弁Ｖ５を通って洗浄
液タンク３に伝えられる。洗浄液タンク３には凝縮器１
４が設けられているので、洗浄蒸気は液化されて洗浄液
タンク３に回収される。なお、洗浄蒸気は、真空ポンプ
８に吸引された後、コールドトラップ９において更に液
化回収される。そして、蒸気洗浄が完了すれば、蒸気導
入弁Ｖ８を閉じて、洗浄槽２から洗浄蒸気を排出する。
これにより、余分な蒸気は効率良く回収され、高精度な
仕上げリンスが完了するが、被洗浄物には、同時に、自
熱乾燥に必要な熱エネルギーが効率よく与えられたこと
になる。なお、上記の説明では、洗浄槽２と洗浄液タン
ク３とを連通させ、液化した洗浄液を直接的に回収した
が、洗浄槽２からコンデンサ２０を通してエゼクタータ
ンク２１に回収するようにしても良い。この場合には、
蒸気導入弁Ｖ８と蒸気排出弁Ｖ５’のみを開放して、洗
浄槽２の洗浄蒸気をコンデンサ２０に回収するので、凝
縮器１４を省略することができるが、所定の減圧状態を
維持するためには洗浄動作中に蒸留再生弁Ｖ９を閉じる
必要があり、蒸留再生と蒸気洗浄とを並行処理できない
という不利がある。

【００１０】〔真空乾燥〕続いて、洗浄液排出弁Ｖ５と
真空弁Ｖ７とを閉じると共に、真空弁Ｖ１を開放して真
空ポンプ８によって洗浄槽２を減圧する。すると、被洗
浄物表面に付着している洗浄液は、被洗浄物のもつ自熱
だけで瞬時に沸騰乾燥することになる。なお、洗浄槽２
から吸引される洗浄液の蒸気やミストは、コールドトラ
ップ９において液化され無駄なく回収される。この真空
乾燥を行う場合、被洗浄物に付着した溶剤は沸騰乾燥す
るが、反面、蒸気潜熱によって被洗浄物の表面温度を急
激に低下させることにもなる。そこで、被洗浄物の表面
温度をあまり低下させることがないよう、真空度調整弁
Ｖ３を適宜に開閉制御して、被洗浄物の材質、形状、寸
法などを考慮した最適な真空乾燥を実現している。以上
説明したように、本発明に係る洗浄装置１では、次のよ
うな種々のすぐれた特徴を有している。すなわち、す
べての工程が真空環境で行われるため、引火に必要な酸
素濃度になく、本質的な安全性が確保される。高純度
蒸気による仕上げ洗浄が、洗浄ムラを無くし、炭化水素
洗浄の用途範囲と洗浄度のワクを最大限に広げた。蒸
留蒸気の熱エネルギーだけを利用した自熱乾燥方式のた
め、熱風や輻射熱など危険性の高い乾燥熱とエネルギー
が一切不要となった。蒸気圧を利用した高真空乾燥に
より、あらゆる形状・姿勢の被洗浄物でも高速乾燥する
ことができる。全システムが真空クローズドのため洗
浄液の持ち出しや自然消耗が殆どない。

【００１１】

【発明の効果】本発明は、開閉弁を介して連通している
洗浄槽及び貯留槽と、洗浄槽及び貯留槽を所定の速度で
所定レベルまで減圧可能な真空ポンプと、貯留槽から導
入された洗浄液を常時に加熱している蒸気発生槽と、蒸
気発生槽を減圧すると共に、凝縮機構により液化された
洗浄液を貯留槽に供給する蒸留再生部とを備えているの
で、炭化水素溶剤を用いて超音波洗浄から仕上げリンス
及び乾燥までの一連の洗浄動作を円滑に実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である洗浄装置を図示したも
のである。

【符号の説明】

２洗浄槽３洗浄液タンク（貯留槽）４蒸気発生槽８真空ポンプ１５加熱部２０コンデンサ（凝縮機構）２３エゼクター（蒸留再生部）Ｖ４，Ｖ５開閉弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開閉弁(V4,V5) を介して互いに連通して
いる洗浄槽(2) 及び貯留槽(3) と、前記洗浄槽(2) 及び貯留槽(3) を、所定の速度で所定レ
ベルまで減圧可能な真空ポンプ(8) と、加熱部(15)を有しており、前記貯留槽(3) から導入され
た洗浄液を常時に加熱している蒸気発生槽(4) と、凝縮機構(20)を介して前記蒸気発生槽(4) に接続され、
前記蒸気発生槽を減圧状態に維持すると共に、前記凝縮
機構によって液化された洗浄液を前記貯留槽に供給する
蒸留再生部(23)とを備え、前記蒸留再生部の動作に並行して、前記真空ポンプの作
用によって、前記洗浄槽と前記貯留槽の間の洗浄液の給
排液、前記洗浄槽での蒸気洗浄、及び、被洗浄物の真空
乾燥を実現していることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】前記真空ポンプには、その入力部にリー
ク弁が設けられており、真空乾燥時には、前記リーク弁
を開閉動作させることを特徴とする請求項１に記載の洗
浄装置。
【請求項３】前記貯留槽から前記洗浄槽に洗浄液が供
給されるとき、洗浄液が洗浄槽の壁面全体に広げて流す
か、或いは、霧状などに広げることによって脱気するこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の洗浄装
置。