(57)【要約】【課題】環境安全性に優れ、洗浄溶剤の消費量を低減できると共に、ワークの蒸気洗浄及び乾燥をより効果的に行うことができる洗浄装置を提供する。【解決手段】洗浄溶剤を用いてワークを洗浄する洗浄槽１２と、洗浄槽１２から分離して配置されると共に洗浄溶剤の蒸気を発生させる蒸気発生槽５２とを有している。この洗浄装置において、洗浄槽１２は、下部に設けられて洗浄溶剤の液体でワークを洗浄する液体洗浄エリア１６と、中間部に設けられて洗浄溶剤の蒸気でワークを洗浄する蒸気洗浄エリア１８と、上部に設けられて洗浄溶剤の蒸気を冷却して洗浄溶剤を液化させる蒸気冷却エリア２０とを少なくとも備えている。また、洗浄槽１２と蒸気発生槽５２との間には、蒸気発生槽５２で発生させた蒸気を蒸気洗浄エリア１８に供給するための第１配管５４が設けられ、その第１配管５４は、蒸気洗浄エリア１８側の取付位置２２よりも蒸気発生槽１４側の取付位置５６の方が低くなるように設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄溶剤を用いてワークを洗浄する洗浄槽と、当該洗浄槽から分離して配置されると共に前記洗浄溶剤の蒸気を発生させる蒸気発生槽とを有し、
前記洗浄槽は、当該洗浄槽の下部に設けられて前記洗浄溶剤の液体でワークを洗浄する液体洗浄エリアと、当該洗浄槽の中間部に設けられて前記洗浄溶剤の蒸気でワークを洗浄する蒸気洗浄エリアと、当該洗浄槽の上部に設けられて前記洗浄溶剤の蒸気を冷却して当該洗浄溶剤を液化させる蒸気冷却エリアと、さらにその上部のワーク出入口とを少なくとも備えており、
前記洗浄槽と前記蒸気発生槽との間には、当該蒸気発生槽で発生させた蒸気を前記蒸気洗浄エリアに供給するための第１配管が設けられ、
前記第１配管は、当該蒸気洗浄エリア側の取付位置よりも当該蒸気発生槽側の取付位置の方が低くなるように設けられていることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記第１配管が、樹脂材料からなるものであ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】
前記洗浄槽には、前記蒸気冷却エリアで液化された洗浄溶剤を回収する回収手段と、当該回収手段で回収される洗浄溶剤を、前記洗浄槽から分離して配置される水分離槽に送る第２配管とが設けられ、
前記水分離槽には、前記回収手段で回収された洗浄溶剤から水を分離する分離手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄槽と前記蒸気発生槽との間に、当該洗浄槽の液体洗浄エリア内に貯まる洗浄溶剤の余剰量を前記蒸気発生槽に送るための配管を設けた場合には、当該配管が水封構造で設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記蒸気洗浄エリアと前記蒸気冷却エリアとの境界付近の蒸気洗浄エリア側には、前記洗浄槽の壁面に加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記蒸気洗浄エリアと前記蒸気冷却エリアとの境界付近の蒸気冷却エリア側には、冷却用ヒートシンクが配置され、当該ヒートシンクには、ヒートパイプが接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記液体洗浄エリアと前記蒸気洗浄エリアとの境界付近の前記洗浄槽の壁面には、断熱部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記洗浄槽には、当該洗浄槽からオーバーフローした洗浄溶剤を受けるオーバーフロー槽が設けられ、前記オーバーフロー槽に流れ込んだ洗浄溶剤は、冷却ユニットを介して前記洗浄槽に循環されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記蒸気冷却エリアとワーク出入口とのフリーボード比は１．５以上であり、前記ワーク出入口にはカバーが設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置に関し、更に詳しくは、電子部品、精密部品、金属部品、プリント配線基板、ガラス基板その他の各種被洗浄物（ワーク）を洗浄処理することができる洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品、精密部品、金属部品、プリント配線基板、ガラス基板その他の各種被洗浄物（以下、「ワーク」という。）を洗浄処理するための洗浄装置が従来から提案されている。図５は、特許文献１で提案された従来の洗浄装置を示す概略図である。図５に示す洗浄装置は、その装置内に、洗浄用の溶剤１０４（以下、本発明では洗浄溶剤という。）の蒸気１００Ａを発生させる蒸気発生槽１０８と、蒸気発生槽１０８で発生した洗浄溶剤蒸気１００Ａを被洗浄対象物１０２に接触させて蒸気洗浄を行う蒸気洗浄ゾーン１０６と、低温凝縮コイル１１１を用いて洗浄溶剤蒸気１００Ａで洗浄後の被洗浄対象物１０２の乾燥を行う乾燥ゾーン１１０とを含む洗浄装置である。そして、この洗浄装置は、蒸気発生槽１０８で発生した洗浄溶剤蒸気１００Ａを加熱させる放熱器１２０を加熱手段として設け、その放熱器１２０で加熱した洗浄溶剤蒸気１００Ａを蒸気洗浄ゾーン１０６に送るように構成されている。この洗浄装置で洗浄される被洗浄対象物１０２は、温度があまり下がらないので、被洗浄対象物１０２の表面に洗浄溶剤が再び凝縮することがなく、その結果、被洗浄対象物１０２の表面のシミが生じ難く、洗浄溶剤の消費量も減らすことができるとされている。
【０００３】
一方、図６は、特許文献２で提案された従来の洗浄装置を示す概略図である。図６に示す洗浄装置は、上部にワーク出入口２０５が形成され、下部に溶剤２００Ａを貯溜する洗浄槽２０６が形成されると共に、中間部に冷却手段２０７が配設されて、該冷却手段２０７と洗浄槽２０６の溶剤２００Ａ液面との間に処理エリア２０８が形成されたタンク本体２０１を備えている。そして、ワーク２１０の蒸気洗浄時にのみ処理エリア２０８に溶剤蒸気２００ａを供給する蒸気供給手段２１５を備えるようにしたことによって、蒸気発生による自然ロスを低減させることができるとされている。
【０００４】
図５及び図６に示す形態の洗浄装置では、洗浄溶剤液中で洗浄された後に上方に引き上げられたワークは、蒸気洗浄ゾーンで洗浄溶剤蒸気で洗浄され、その後、さらにその上方に設けられた乾燥ゾーンで冷却乾燥される。この乾燥ゾーンでは、洗浄溶剤蒸気を冷やして凝縮することで、洗浄溶剤蒸気の蒸気圧を下げ、ワークの表面に凝縮していた洗浄溶剤滴を気化させることで乾燥が行われる。
【特許文献１】特開２０００−３１８２４４号公報
【特許文献２】特開２００５−７４３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記洗浄装置に用いられる洗浄溶剤としては、従来のトリクロロエチレンや塩化メチレン（化学式ＣＨ２Ｃｌ２で示されるメチレンクロライド）に代えて、ＨＦＣ（ハイドロ・フルオロ・カーボン）やＨＦＥ（ハイドロ・フルオロ・エーテル）等のフッ素系溶剤や臭素系溶剤（主成分ｎ−プロピルブロマイド）等のような高価なものが用いられる傾向にある。そのため、洗浄装置には、洗浄溶剤の消費量をより低減させるための改良が要請されている。
【０００６】
しかしながら、従来の洗浄装置では必ずしも上記要請を満足させるものではなく、また、ワークの蒸気洗浄と乾燥をより効果的に行うことができる洗浄装置の開発が近年特に要請されている。特に、蒸気洗浄ゾーンでは、洗浄溶剤を蒸気状態に維持して蒸気洗浄をより効率的に行うための改良が要請され、また、乾燥ゾーンでは、ワークを効果的に冷却して乾燥するための改良が要請されている。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、洗浄溶剤の消費量を低減できると共に、ワークの蒸気洗浄及び乾燥をより効果的に行うことができる洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の洗浄装置は、洗浄溶剤を用いてワークを洗浄する洗浄槽と、当該洗浄槽から分離して配置されると共に前記洗浄溶剤の蒸気を発生させる蒸気発生槽とを有し、前記洗浄槽は、当該洗浄槽の下部に設けられて前記洗浄溶剤の液体でワークを洗浄する液体洗浄エリアと、当該洗浄槽の中間部に設けられて前記洗浄溶剤の蒸気でワークを洗浄する蒸気洗浄エリアと、当該洗浄槽の上部に設けられて前記洗浄溶剤の蒸気を冷却して当該洗浄溶剤を液化させる蒸気冷却エリアと、さらにその上部のワーク出入口とを少なくとも備えており、前記洗浄槽と前記蒸気発生槽との間には、当該蒸気発生槽で発生させた蒸気を前記蒸気洗浄エリアに供給するための第１配管が設けられ、前記第１配管は、当該蒸気洗浄エリア側の取付位置よりも当該蒸気発生槽側の取付位置の方が低くなるように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、洗浄槽と蒸気発生槽とを分離配置し、両槽を第１配管で接続したので、高温の蒸気発生槽の熱が洗浄槽に伝わって洗浄槽が温められるのを防ぐことができる。また、第１配管は、蒸気洗浄エリア側の取付位置よりも蒸気発生槽側の取付位置の方が低くなるように設けられているので、蒸気発生槽で発生した蒸気は第１配管内を上昇して蒸気洗浄エリア内に供給されるが、第１配管内で凝縮した温度の高い液状の洗浄溶剤は、洗浄槽に入ることなく蒸気発生槽に戻る。このことは、所定の温度に設定される液体洗浄エリアの洗浄溶剤の温度を安定なものとするので、液体洗浄エリアでのワークの洗浄を安定した状態で行うことができる。
【００１０】
本発明の洗浄装置において、前記第１配管が樹脂材料からなるものであることが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、第１配管が熱伝導率の低い樹脂材料からなるので、第１配管の両側に配置される両槽（洗浄槽と蒸気発生槽）の温度が乱されることがない。その結果、例えば蒸気発生槽の高い温度が洗浄槽に伝わることによる処理温度の変動を防ぐことができると共に、洗浄槽の温度が蒸気発生槽に伝わることによる蒸気発生効率の低下等を防ぐことができる。
【００１２】
本発明の洗浄装置においては、前記洗浄槽には、前記蒸気冷却エリアで液化された洗浄溶剤を回収する回収手段と、当該回収手段で回収される洗浄溶剤を、前記洗浄槽から分離して配置される水分離槽に送る第２配管とが設けられ、前記水分離槽には、前記回収手段で回収された洗浄溶剤から水を分離する分離手段が設けられている構成とすることができる。
【００１３】
この発明によれば、水を含む洗浄溶剤を液体洗浄エリア内の洗浄溶剤と混合させることなく回収できる。その結果、液体洗浄エリアでのワークの洗浄を安定した状態で行うことができる。
【００１４】
本発明の洗浄装置においては、前記洗浄槽と前記蒸気発生槽との間に、当該洗浄槽の液体洗浄エリア内に貯まる洗浄溶剤の余剰量を前記蒸気発生槽に送るための配管を設けた場合には、当該配管が水封構造で設けられている構成とすることができる。
【００１５】
この発明によれば、上記配管が両槽の温度干渉を遮断することができる水封構造となっているので、両槽それぞれの処理条件を変動させることがなく、安定した条件で洗浄処理することができる。
【００１６】
本発明の洗浄装置においては、前記蒸気洗浄エリアと前記蒸気冷却エリアとの境界付近の蒸気洗浄エリア側には、前記洗浄槽の壁面に加熱手段が設けられている構成とすることができる。
【００１７】
この発明によれば、洗浄溶剤がその壁面で結露して液化するのを抑制できるので、蒸気洗浄を安定した状態で行うことができる。
【００１８】
本発明の洗浄装置においては、前記蒸気洗浄エリアと前記蒸気冷却エリアとの境界付近の蒸気冷却エリア側には、冷却用ヒートシンクが配置され、当該ヒートシンクには、ヒートパイプが接続されている構成とすることができる。
【００１９】
この発明によれば、蒸気洗浄エリアと蒸気冷却エリアとの境界で蒸気を効率的に冷却できるので、蒸気冷却エリア内での液化を促進させて洗浄溶剤の回収ないし再生を効率的に行うことができる。
【００２０】
本発明の洗浄装置においては、前記液体洗浄エリアと前記蒸気洗浄エリアとの境界付近の前記洗浄槽の壁面には、断熱部材が設けられている構成とすることができる。
【００２１】
この発明によれば、蒸気洗浄エリア壁面の高い温度と、液体洗浄エリア壁面の低い温度との温度干渉を防ぐことができるので、所定の温度に設定されたそれぞれのエリアでの効率的な洗浄を実現することができる。
【００２２】
本発明の洗浄装置においては、前記洗浄槽には、当該洗浄槽からオーバーフローした洗浄溶剤を受けるオーバーフロー槽が設けられ、前記オーバーフロー槽に流れ込んだ洗浄溶剤は、冷却ユニットを介して前記洗浄槽に循環される構成とすることができる。
【００２３】
この発明によれば、液体洗浄エリアの洗浄溶剤の総量を一定に維持しつつ、洗浄溶剤の冷却循環機能を付加したので、洗浄溶剤を循環冷却できると共にワークの洗浄の自由度を向上させることができる。
【００２４】
本発明の洗浄装置において、前記蒸気冷却エリアとワーク出入口とのフリーボード比は１．５以上であり、前記ワーク出入口にはカバーが設けられていることが好ましい。これによれば、蒸気冷却エリア内からの漏れを防止するので、洗浄溶剤の消費量をより低減することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の洗浄装置によれば、高温の蒸気発生槽の熱が洗浄槽に伝わって洗浄槽が温められるのを防ぐことができるので、液体洗浄エリアでの洗浄、蒸気洗浄エリアでの洗浄、及び蒸気冷却エリアでの洗浄溶剤の回収を効率的に行うことができる。また、蒸気発生槽で発生した蒸気は第１配管内を上昇して蒸気洗浄エリア内に供給されるが、第１配管内で凝縮した温度の高い液状の洗浄溶剤は、洗浄槽に入ることなく蒸気発生槽に戻る。このことは、所定の温度に設定される液体洗浄エリアの洗浄溶剤の温度を安定なものとすることができる。その結果、液体洗浄エリアでのワークの洗浄を安定した状態で行うことができ、洗浄溶剤の効率的な使用に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。なお、本発明の洗浄装置は、その技術的特徴を有する範囲において、以下の説明及び図面に限定されない。
【００２７】
図１は、本発明の洗浄装置の一例を示す概略正面図であり、図２は、図１に示す洗浄装置の概略平面図であり、図３は、ワーク出入口に設けられるカバーの例を示す概略平面図であり、図４は、洗浄槽と水分離槽と蒸気発生槽とを繋ぐ配管形態の一例を示す概略正面図である。本発明の洗浄装置１０は、図１及び図２に示すように、液状及び蒸気の洗浄溶剤４６を用いてワーク４４を洗浄する洗浄槽１２と、洗浄槽１２から分離して配置されると共に洗浄溶剤４６の蒸気４８を発生させる蒸気発生槽５２とを有する装置である。
【００２８】
洗浄槽１２は、ワーク４４を洗浄するための処理槽であり、洗浄槽１２の下部に設けられて液状の洗浄溶剤４６でワーク４４を洗浄する液体洗浄エリア１６と、洗浄槽１２の中間部に設けられて洗浄溶剤の蒸気４８でワーク４４を洗浄する蒸気洗浄エリア１８と、洗浄槽１２の上部に設けられて洗浄溶剤の蒸気４８を冷却して液化させる蒸気冷却エリア２０と、さらにその上部のワーク出入口１４とを少なくとも備えている。
【００２９】
洗浄槽１２と蒸気発生槽５２との間には、蒸気発生槽５２で発生させた蒸気４８を蒸気洗浄エリア１８に供給するための第１配管５４が設けられている。この第１配管５４は、蒸気洗浄エリア１８側の取付位置２２よりも蒸気発生槽５２側の取付位置５６の方が低くなるように設けられている。
【００３０】
第１配管５４は、その両端の取付位置が上記高低の関係であればよく、配管形態は特に限定されないが、図１の正面図に示すように、蒸気発生槽５２と洗浄槽１２に所との間で所定の傾きとなるように直線的に配管されたものであることが好ましい。洗浄装置１２の正面視で直線的に配管された第１配管５４は、蒸気発生槽５２で発生した蒸気４８を、蒸気洗浄エリア１８に容易に送ると共に、第１配管５４内で凝縮して液化してしまった洗浄溶剤が洗浄槽１２に入るのを防いで、その全てを蒸気発生槽５２に戻す。このことは、通常所定の温度に設定される液体洗浄エリア１６の洗浄溶剤４６に、第１配管５４内で液化した高温の洗浄溶剤が混ざるのを防ぐので、液体洗浄エリア１６でのワーク４４の洗浄を安定した状態で行うことができ、洗浄溶剤の効率的な使用に寄与することができる。
【００３１】
なお、第１配管５４は、蒸気発生槽５２から洗浄槽１２に正面視で直線状に傾いていることが好ましいが、蒸気洗浄エリア１８側の取付位置２２よりも蒸気発生槽１４側の取付位置５６の方が低くなっていれば、正面視で階段状又は段差状になっていてもよい。こうした階段状又は段差状に配管された第１配管５４は、後述の第３配管５８のようなＵ字型の水封構造でなければ、直線状に傾斜した上記第１配管５４と同様の効果を奏することができる。本願において、「正面視」とは、図に示すように、本発明の洗浄装置を正面図で表したときの形態を示しており、「平面視」とは、図２に示すように、本発明の洗浄装置を平面図で表したときの形態を示している。なお、図２は、カバー１４ａを取り外した場合の平面図である。
【００３２】
一方、洗浄装置１０を平面視した場合における第１配管５４の形状は特に限定されないが、図２に示すような直線的に配管されたものであってもよいし、洗浄槽１２の外壁面に沿わせるように折り曲げながら配管されたものであってもよい。従って、第１配管５４は、平面視では折り曲げながら且つ正面視では直線状又は階段状となるように配管したものであってもよい。
【００３３】
第１配管両端の取付位置２２，５６の高低差は特に限定されないが、上記効果を奏する範囲内での高低差を有していればよい。
【００３４】
第１配管５４は、洗浄槽１２に送り込む蒸気４８の種類と量に応じて、本数、内径、材質等が選択される。例えば大量の蒸気を送り込む必要がある大型の洗浄槽１２を用いる場合には、内径の大きな第１配管５４を多数本設ける必要がある。
【００３５】
また、通常、洗浄溶剤４６として有機系溶剤が用いられるので、第１配管５４の材質としては、洗浄溶剤に対して安定であるものが選択され、例えば金属系や樹脂系の材料を用いることが好ましい。このうち、樹脂材料からなる第１配管５４が好ましく用いられる。樹脂材料からなる第１配管５４は、スチール等の金属系に比べて熱伝導率が低いので、第１配管５４の両側に配置される両槽（洗浄槽１２と蒸気発生槽５２）の温度が乱されることがない。その結果、例えば蒸気発生槽の高い温度が洗浄槽に伝わることによる処理温度の変動を防ぐことができると共に、洗浄槽の温度が蒸気発生槽に伝わることによる蒸気発生効率の低下等を防ぐことができる。第１配管５４は、その全てが樹脂材料からなるものであってもよしい、その一部を樹脂材料からなる配管とし他の部分を金属製の配管としたものであってもよい。金属製の配管を一部に用いた場合には、低い外気温で配管内の蒸気が結露しないように断熱材で覆っておくことが望ましい。断熱材としては、例えばゴム系スポンジ等が挙げられる。
【００３６】
一方、スチール等の金属系の材料からなる第１配管５４を用いた場合には、配管周りを断熱材等で覆って外気温の影響を防ぐことが望ましく、その配管経路の一部に、熱伝導性の低い樹脂製の配管を設けることがより望ましい。こうすることにより、上記同様、処理温度の変動を防いだり、蒸気発生効率の低下を防いだり、配管内の蒸気の結露を防ぐことができる。
【００３７】
洗浄槽１２は、図１に示すように、下部側の液体洗浄エリア１６と、中間部の蒸気洗浄エリア１８と、上部側の蒸気冷却エリア２０とで主に構成されている。さらのその上部には、ワーク出入口１４が設けられており、ワーク４４がそこから出し入れされて洗浄処理される。
【００３８】
洗浄槽１２の上方の開口部はカバー１４ａで覆われている。そのカバー１４ａには、ワーク４４の出し入れができる大きさのワーク出入口１４が形成されている。こうしたカバー１４ａを洗浄槽１２に設けることにより、霧滴の飛散を防ぐことができると共に、蒸気の蒸散量の低減を図ることができる。また、蒸気冷却エリア２０から環境中に蒸発しようとする洗浄溶剤はカバー１４ａに付着して冷却され、液化して洗浄槽１２内に滴下する。これにより、高価な洗浄溶剤の消費量をより抑えることができる。カバー１４ａの取付方法は特に限定されないが、メンテナンス時に容易に取り外しができるように、クランプ等の簡易的な方法で固定することが好ましい。また、カバーの材質等も特に限定されず、金属や樹脂で形成することができる。
【００３９】
カバー１４ａの形態は、図３の（Ａ）（Ｂ）に示すように、洗浄槽１２上方の開口部を覆うことができる大きさであり、本実施形態の場合は図示のような四角形状で形成される。ワーク出入口１４は、ワーク４４の出し入れができるだけの大きさ及び形状であればよい。図３に示すカバー１４ａは、ワーク出入口１４に凹み１５を形成し、そこにシャワー配管４５を配置している。図３（Ａ）では、１本のシャワー配管４５を配置しているので、ワークの一方の面に洗浄溶剤４６を集中してかけることができる。一方、図３（Ｂ）では、４本のシャワー配管４５を配置しているので、ワークの両面に洗浄溶剤４６を集中してかけることができる。
【００４０】
液体洗浄エリア１６は、洗浄槽１２の下部に設けられて、液状の洗浄溶剤４６でワーク４４を洗浄するエリアである。この液体洗浄エリア１６は、１つ又は複数のワーク４４を洗浄溶剤４６に浸漬できるだけの容量を持っている。その底部には、図１に示すように、超音波振動子６０を設けてもよい。この超音波振動子６０は、必要に応じて作動させ、ワーク４４の洗浄効率を向上させることができる。また、温度制御を行うための温度制御手段を設けてもよい。例えば超音波振動子６０を動作させると洗浄溶剤４６の温度が上昇するので、図１に示すように、温度を一定に保つためのサーモモジュール６２（ペルチェ素子）を適当な部位に所定の個数設けてもよい。こうしたサーモモジュール６２は、ペルチェ効果を利用した素子であり、可動部が無く騒音を発生しないという利点がある。
【００４１】
サーモモジュール６２は、各種のものを用いることができ、例えばペルチェ素子や冷却ファンを単独又は組み合わせて用いることができる。特に上部のワーク出入口１４付近にサーモモジュール６４を配置して冷却することが望ましい。
【００４２】
液体洗浄エリア１６は、一定量の洗浄溶剤４６を貯める本槽３７と、その本槽３７からオーバーフローした洗浄溶剤４６を受けるオーバーフロー槽３８とで構成できる。このオーバーフロー槽３８は、例えば本槽３７が図１及び図２に示すように四角形である場合には、その四辺に設けてもよいし一辺に設けてもよく、特に限定されない。こうした構造とすることにより、洗浄溶剤４６を常に一定量とすることができ、洗浄溶剤４６の余剰量のみをオーバーフロー槽３８にオーバーフローさせるので、本槽３７内での液の清浄度が安定し、その結果、安定した液体洗浄を達成することができる。なお、符号３９Ａは本槽３７の液面計であり、符号３９Ｂはオーバーフロー槽３８の液面形である。
【００４３】
本槽３７をオーバーフローしてオーバーフロー槽３８に流れ込んだ洗浄溶剤４６は、冷却ユニット４０を介して洗浄槽１２に循環されるように構成してもよい。このときの冷却ユニット４０としては、例えば熱交換機等を挙げることができる。また、オーバーフローした洗浄溶剤４６の循環は、循環ポンプ４１とフィルター４２を経由して再び液体洗浄エリア１６に戻すようにすることができる。こうした構成にすることによって、ワーク４４の洗浄の自由度を向上させることができる。例えば、循環経路の先端に取り付けた１つ又は複数のノズル４３を、本槽３７内に浸漬したワーク４４に直接当たるようにして洗浄効率を向上させてもよいし、冷却ユニット４０で冷却した洗浄溶剤４６をワーク４４に当ててワーク４４を冷やしておくことにより、その後に蒸気洗浄エリア１８に引き上げた際の蒸気洗浄効率を向上させることもできる。なお、この循環流量は、任意に設定することができる。
【００４４】
蒸気洗浄エリア１８は、洗浄槽１２の中間部に設けられて、洗浄溶剤の蒸気４８でワーク４４を洗浄するエリアである。この蒸気洗浄エリア１８も、上記液体洗浄エリア１６と同様、１つ又は複数のワーク４４を洗浄溶剤の蒸気４８雰囲気に曝すことができるだけの容量を持っている。この蒸気洗浄エリア１８では、洗浄溶剤の蒸気４８が飽和状態でワーク４４に接触するように供給される。その蒸気４８は、蒸気発生槽５２で発生した蒸気が第１配管５４を上昇してきた蒸気である。こうして供給された蒸気４８は、ワーク４４の表面に接触して凝縮することにより、ワーク４４の洗浄が行われる。
【００４５】
この蒸気洗浄エリア１８の壁面３１（洗浄槽１２の中間部の内壁面又は外壁面）には、図１に示すように、ヒータ３０等の加熱手段を設けることが好ましい。こうした加熱手段を設けることによって、洗浄溶剤の蒸気４８がその壁面３１で結露して液化するのを抑制できるので、蒸気洗浄を安定した状態で行うことができる。なお、この加熱手段は、蒸気洗浄エリア１８と蒸気冷却エリア２０との境界付近の蒸気洗浄エリア１８側に設けられていることが好ましい。この位置に加熱手段を設けることにより、蒸気冷却エリア２０の冷気が壁面を伝導して蒸気洗浄エリア１８の壁面の温度を下げるのを防ぐことができ、その結果、蒸気４８がその壁面３１で結露して液化するのを防ぐことができる。加熱手段としては種々のものを挙げることができ、例えば面状ヒータやパイプヒータ等を挙げることができる。これらの加熱手段は、洗浄溶剤に対する耐性等を考慮して、内壁面又は外壁面に沿わせて設けることができる。
【００４６】
また、液体洗浄エリア１６と蒸気洗浄エリア１８との境界付近の壁面には、断熱部材３６を設けることが好ましい。断熱部材３６を境界付近の壁面に設けることによって、蒸気洗浄エリア壁面の高い温度と、液体洗浄エリア壁面の低い温度との温度干渉を起こり難くすることができるので、それぞれのエリアでの効率的な洗浄を実現することができる。なお、蒸気洗浄エリア１８と蒸気冷却エリア２０との境界付近の壁面にも断熱部材３５を設けることが好ましい。これらの断熱部材３５，３６の設置方法については、例えば熱伝導率が低く洗浄溶剤に対して耐性のある樹脂部材（例えば、ポリアセタール等）を断熱部材として用いた場合は、金属製の壁面の連続性を遮断するように設けることができる。
【００４７】
蒸気冷却エリア２０は、洗浄槽１２の上部に設けられて、洗浄溶剤の蒸気を冷却して液化させるエリアである。この蒸気冷却エリア２０は、液化できない蒸気がワーク出入口１４から環境中に逃げない程度の高さ及び大きさであればよく、その高さ及び大きさは、洗浄槽１２全体の容量に基づいて設計される。具体的には、本実施の形態においては、開口部の短辺Ｌに対する蒸気冷却エリア２０の高さＨのフリーボード比を１．５以上確保ようにしている。
【００４８】
この蒸気冷却エリア２０では、冷却された内壁面で蒸気が冷やされて液化する。こうした液化は蒸気冷却エリア２０内の蒸気圧を下げ、ワーク４４の表面に凝縮していた液滴を気化させ、その結果、ワーク４４の乾燥が行われる。本発明においては、蒸気洗浄エリア１８内での温度低下を防ぐように加熱手段３０や断熱部材３６を設けるので、ワーク４４の温度が高く維持され、乾燥時に気化熱が奪われてもワーク４４の温度が下がりすぎることがなく、再凝縮によるシミ等の発生も起こらないという利点がある。また、蒸気冷却エリア２０の温度を低下させるようにヒートシンク３２を設けるので、蒸気圧を下げてワーク４４表面に凝縮していた液滴を速やかに気化させることができる。
【００４９】
蒸気冷却エリア２０の壁面には、図１及び図２に示すように、サーモモジュール６４（ペルチェ素子）が適当な部位に所定の個数設けられている。このサーモモジュール６４は、エリア内の温度を蒸気４８が液化する程度の温度に冷却するために設けられるものであり、例えば図１及び図２に示すように、複数設けられていることが好ましい。
【００５０】
また、蒸気洗浄エリア１８と蒸気冷却エリア２０との境界付近の蒸気冷却エリア２０側には、ヒートシンク３２を設けることが好ましい。このヒートシンク３２は、熱伝導性の良いアルミニウムや銅等の金属材料で形成された加工部材であり、洗浄装置１０においては、そのヒートシンク３２を、蒸気洗浄エリア１８と蒸気冷却エリア２０との境界付近に、出し入れするワーク４４の邪魔にならないように設けたので、蒸気洗浄エリア１８ではより効率的な蒸気洗浄を行い、蒸気冷却エリア２０ではより効率的な乾燥と蒸気の液化を行うことができる。特に、液化を効率的に行うことができる点で好ましく用いられる。
【００５１】
ヒートシンク３２は、図１に示すように、ヒートパイプ３４に接続されている。ヒートシンク３２の形状は、ワークの出し入れを阻害しないようになっていればよく、その形状は特に限定されないが、本実施の形態においては、図２に示すように、ヒートパイプ３４の下側で洗浄槽１２の内壁に沿うように環状のヒートシンク３２が配置されている。また、図示しないが、洗浄槽１２の内壁に沿って、２つのヒートシンク３２が平行に配置されたものであってもよい。
【００５２】
ヒートパイプ３４としては、市販されている各種のものを用いることができ、例えば、従来から知られている一般的なヒートパイプを用いてもよいし、「ヒートレーン（登録商標）」（ティーエスヒートロニクス株式会社製）と呼ばれる蛇行細管型ヒートパイプを用いてもよい。これらのヒートパイプ３４は、蒸気冷却エリア２０に設けられたサーモモジュール６４に接続されていることが好ましく、そのサーモモジュール６４で熱交換してヒートシンク３２を冷却することができる。
【００５３】
蒸気冷却エリア２０で液化された洗浄溶剤は、回収手段２４により回収することができる。蒸気４８は蒸気冷却エリア２０の内壁面で液化し、その内壁面を流れ落ちる。回収手段２４は、内壁面を流れ落ちる洗浄溶剤を受け止めるように設けてあればよく、例えば図１に示すように、内壁面に沿って受皿５０を形成することが好ましい。この受皿５０により、蒸気冷却エリア２０で液化した洗浄溶剤を回収することができる。
【００５４】
回収された洗浄溶剤４６は、洗浄槽１２から分離して配置される水分離槽２８に第２配管２６によって送られる。図２及び図４に示すように、水分離槽２８には、回収手段２４で回収された洗浄溶剤４６から水を分離する分離手段が設けられている。分離手段は特に限定されないが、例えば洗浄溶剤として水よりも比重の大きい有機溶剤を用いれば、水槽の中央を仕切る仕切板２９を設けただけの簡単な方法によって、シミの原因となる水と洗浄溶剤４６とを分離することができる。こうした回収手段２４と水分離層２８とを設けることにより、水を含んだ状態の洗浄溶剤が、液体洗浄エリア内の洗浄溶剤と混合するのを防ぐことができる。その結果、液体洗浄エリア１８でのワーク４４の洗浄を安定した状態で行うことができる。
【００５５】
本実施の形態において、傾斜して設けた第１配管５４と、回収手段２４と水分離層２８間を連結する第２配管２６とを設けたことで、ゴミ等がふくまれていない清浄が保たれた洗浄溶剤４４を蒸気発生槽５２内に戻すことができる。すなわち、ワーク４４に付着していたゴミ等が洗浄時に洗浄槽１２の下部に設けられた液状洗浄エリア１６内に落ちると、洗浄溶剤が汚れたものになり、これが蒸気発生槽５２内に戻されると、清浄を保つことは困難となる。
【００５６】
蒸気発生槽５２は、図１〜図４に示すように、洗浄溶剤４６をヒータ５３等の加熱手段で加熱して蒸気を発生させる槽である。この蒸気発生槽５２の側壁には、液面計３９Ｃを設けてもよい。
【００５７】
液体洗浄エリア１６内に貯まる規定量の洗浄溶剤からオーバーフローした洗浄溶剤は、図１に示すように、第４配管２７により、増加した液量は蒸気発生槽５２に送る。こうすることにより、蒸気４８が壁面３１等で液化し、オーバーフロー槽３８の液量が増加した場合であっても、洗浄槽１２の液量と蒸気発生槽５２の液量とのバランスを確保することができる。
【００５８】
本発明において、図１に示すように、オーバーフローした洗浄溶剤が、蒸気発生槽５２に直接流れ込む場合には、洗浄槽１２と蒸気発生槽５２とを連結する第４配管２７は図１に示すようなＵ字型等の水封構造であることが望ましい。この第４配管２７を水封構造とすることにより、特に蒸気発生槽５２内の高温の蒸気が洗浄槽１２に逆流するのを防ぐので、両槽の干渉を遮断することができる。その結果、両槽それぞれの処理条件を変動させることがなく、安定した条件で処理することができる。
【００５９】
さらに、第４配管２７内に、ゴミ等を除去するフィルター（図示せず）を設けておいてもよい。このようなフィルターを介在することで、ワーク４４に付着していたゴミ等が洗浄時に洗浄槽１２の下部に設けられた液状洗浄エリア１６内に落ち、洗浄溶剤が汚れた状態となった場合でも、フィルターを通過することで、ゴミ等が除去され、蒸気発生槽５２内の洗浄溶剤の清浄を保つことができる。
【００６０】
以上説明したように、本発明の洗浄装置１０では、洗浄槽１２と蒸気発生槽５２とを分離配置し、両槽を第１配管５４で接続したので、高温の蒸気発生槽５２の熱が洗浄槽１２に伝わって洗浄槽１２が温められるのを防ぐことができる。また、第１配管５４は、蒸気洗浄エリア１８側の取付位置２２よりも蒸気発生槽５２側の取付位置５６の方が低くなるように設けられているので、蒸気発生槽５２で発生した蒸気は第１配管５４内を上昇して蒸気洗浄エリア１８内に容易に供給されるが、第１配管５４内で凝縮した温度の高い液状の洗浄溶剤は、洗浄槽１２に入ることなく蒸気発生槽５２に戻る。このことは、所定の温度に設定される液体洗浄エリアの洗浄溶剤の温度を安定なものとするので、液体洗浄エリアでのワークの洗浄を安定した状態で行うことができる。
【００６１】
本発明の洗浄装置１０で使用される洗浄溶剤としては、各種のものを挙げることができるが、例えばＨＦＣ（ハイドロ・フルオロ・カーボン）やＨＦＥ（ハイドロ・フルオロ・エーテル）等のフッ素系溶剤、臭素系溶剤等が用いられる。これらの洗浄溶剤は比較的価格が高いものが多いが、本発明の洗浄装置１０は、洗浄溶剤の消費量をより低減させることができ、また、洗浄溶剤が環境中に逃げないようになっているので、好ましく用いることができる。
【００６２】
また、蒸気発生槽５２で発生した蒸気は蒸気洗浄エリア１８に第１配管５４内を上昇しつつ供給されるが、第１配管５４内で凝縮した温度の高い液状の洗浄溶剤は、洗浄槽１２に供給されることなく蒸気発生槽５２に戻ることになるので、通常所定の温度に設定される液体洗浄エリア１６の洗浄溶剤に、第１配管５４内で液化した高温の洗浄溶剤が混ざることがない。その結果、液体洗浄エリア１６でのワーク４４の洗浄を安定した状態で行うことができるという効果がある。
【００６３】
また、図４に示すように、蒸気発生槽５２内の配管６６は洗浄溶剤の高温蒸気に曝されるので、その配管６６耐熱性と耐溶剤性のある材質からなるものが選択される。一例としては、テトラフルオロエチレン製の配管が好ましく用いられる。なお、符号６７は注入口である。
【００６４】
よって、本発明の洗浄装置１０によれば、洗浄溶剤の消費量を低減できると共に、ワークの蒸気洗浄及び乾燥をより効果的に行うことができる。この洗浄装置１０は、電子部品、精密部品、金属部品、プリント配線基板、ガラス基板その他の各種被洗浄物（ワーク）を極めて効率よく低コストで洗浄処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の洗浄装置の一例を示す概略正面図である。
【図２】図１に示す洗浄装置の概略平面図である。
【図３】ワーク出入口に設けられるカバーの例を示す概略平面図である。
【図４】洗浄槽と水分離槽と蒸気発生槽とを繋ぐ配管形態の一例を示す概略正面図である。
【図５】特許文献１で提案された従来の洗浄装置を示す概略図である。
【図６】特許文献２で提案された従来の洗浄装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  洗浄装置
１２  洗浄槽
１４  ワークの出入口
１４ａ  カバー
１５  凹み
１６  液体洗浄エリア
１８  蒸気洗浄エリア
２０  蒸気冷却エリア
２２  蒸気洗浄エリア側の取付位置
２４  回収手段
２６  第２配管
２７  第４配管
２８  水分離槽
２９  分離手段（仕切板）
３０  ヒータ
３１  壁面
３２  冷却用ヒートシンク
３４  ヒートパイプ
３５，３６  断熱部材
３７  本槽
３８  オーバーフロー槽
３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ  液面計
４０  冷却ユニット
４１  循環ポンプ
４２  フィルター
４３  ノズル
４４  ワーク
４５  シャワー配管
４６  洗浄溶剤
４８  蒸気
５０  受皿
５２  蒸気発生槽
５３  ヒータ
５４  第１配管
５６  蒸気発生槽側の取付位置
５８  第３配管
６０  超音波振動子
６２，６４  サーモモジュール
６６  耐熱配管
６７  注入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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