(57)【要約】【課題】蒸気発生装置において、溶剤の劣化を防止するとともに、溶剤の蒸気の発生効率を向上することができるようにする。【解決手段】蒸気発生装置は、溶剤供給部３０と、溶剤供給部３０から供給される洗浄溶剤Ｓ１を液滴ｄとして噴霧する溶剤噴霧部６と、溶剤噴霧部６の噴霧範囲に配置され、洗浄溶剤Ｓ１の沸点を超える温度に昇温可能な表面２ａを有しており、表面２ａに当る液滴ｄを気化させて洗浄溶剤Ｓ１の溶剤蒸気ｖを発生させる加熱部材２と、加熱部材２が配置され、溶剤蒸気ｖを収容する処理槽１と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤供給部と、
前記溶剤供給部から供給される溶剤を液滴として噴霧する溶剤噴霧部と、
前記溶剤噴霧部の噴霧範囲に配置され、前記溶剤の沸点を超える温度に昇温可能な表面を有しており、前記表面に当る前記液滴を気化させて前記溶剤の蒸気を発生させる加熱部材と、
前記加熱部材が配置され、前記蒸気を収容する蒸気槽と、
を備える、蒸気発生装置。
【請求項２】
前記溶剤噴霧部から噴霧される前記液滴の平均粒子径、
１０μｍ以上、１００μｍ以下である、
請求項１に記載の蒸気発生装置。
【請求項３】
前記溶剤供給部から前記溶剤噴霧部に向かう前記溶剤を、前記溶剤供給部における前記溶剤の温度以上前記沸点未満の温度になるように加熱する加熱部をさらに備える、
請求項１または２に記載の蒸気発生装置。
【請求項４】
前記溶剤噴霧部の周囲に、断熱材が配置されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
【請求項５】
前記加熱部材は、
少なくとも前記表面を含む部位が交換可能に設けられている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
【請求項６】
前記蒸気槽の上端部には、被洗浄物を導入する導入口が形成されており、
前記蒸気槽における前記導入口と前記加熱部材との間には、前記被洗浄物からの落下液を捕集し、前記蒸気槽の外部に排出する落下液排除部が設けられている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸気発生装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸気発生装置を備える、
蒸気洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気発生装置および蒸気洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、光学素子、金属部品等の加工物の洗浄装置として、蒸気発生装置によって溶剤の蒸気を発生させ、この溶剤の蒸気を用いて被洗浄物の汚れを除去する蒸気洗浄装置が知られている。
蒸気洗浄装置では、溶剤の蒸気が充満した洗浄槽に被洗浄物が導入される。溶剤の蒸気は、被洗浄物の表面で凝縮し、被洗浄物の表面の汚れ成分を溶解する。汚れ成分を含んだ凝縮液は、凝縮液の量が増大すると自重で被洗浄物から落下するため、被洗浄物の表面の汚れ成分が凝縮液とともに除去される。
このため、蒸気洗浄装置における蒸気発生装置は、洗浄槽内に洗浄に必要な溶剤の蒸気を充満させておく必要がある。例えば、洗浄槽の下部に溶剤を貯留し、貯留された溶剤全体を加熱することによって、溶剤の蒸気を連続的に発生させる蒸気発生装置を備える蒸気洗浄装置が知られている。
しかし、このような蒸気洗浄装置では、溶剤の蒸気を安定して発生させるため、ある程度の高温で長時間にわたって溶剤を加熱することになる。このため、溶剤に劣化が起こりやすいという問題がある。
例えば、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などのフッ素系溶剤は高温で加熱されると分解生成物が発生する。さらに、洗浄の前処理槽でアルカリ洗剤、ＩＰＡなどの溶剤が用いられる場合、これらの溶剤がフッ素系溶剤に混入することで加熱による分解生成物の発生がさらに促進される。
例えば、炭化水素系溶剤なども加熱によって酸性生成物が発生して劣化することが知られている。
【０００３】
このような溶剤の劣化を抑制するため、溶剤を長時間加熱することなく溶剤の蒸気を発生させる蒸気発生装置を備える蒸気洗浄装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、蒸気洗浄槽下部に瞬間蒸気発生槽と溶剤回収槽と溶剤供給ポンプとを有し、瞬間蒸気発生槽は必要量分の溶剤をポンプで供給し、瞬間加熱を行って溶剤蒸気を発生させる蒸気洗浄装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３９０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の蒸気発生装置および蒸気洗浄装置には以下のような問題がある。
特許文献１に記載の技術では、瞬間蒸気発生槽として、種々の構成が記載されているが、いずれも、一定温度に加熱された、Ｖ字型フィン、内壁、加熱ジャケットなどの加熱部の表面に、溶剤を「均一に」噴射して「溶剤薄膜」を形成している。この「溶剤薄膜」は瞬間的に気化して、必要量の蒸気が得られることが記載されている。
しかし、加熱部が「溶剤薄膜」に覆われると、高温の加熱部の表面でただちに気化した少量の蒸気によって、加熱部の表面と「溶剤薄膜」の上層部との間に蒸気層が形成される。この蒸気層は、蒸気層上の「溶剤薄膜」と加熱部の表面との接触を妨げるため、上層部の溶剤への伝熱効率が悪化する。このため、「溶剤薄膜」は全体として「瞬間的に」気化するわけではなく、加熱部の表面に液相の溶剤と溶剤蒸気の気泡とが混在する状態がある程度続くことになる。したがって、溶剤の温度上昇が抑制され、溶剤蒸気の発生効率が悪くなるという問題がある。
気化に要する時間をより短縮するために、加熱部の加熱温度を高めることも考えられる。しかし、この場合、短時間ではあっても溶剤がより高熱に曝されるため、溶剤が劣化するおそれがある。溶剤は回収して再利用されるため、一部の溶剤が劣化すると次第に洗浄能力が低下したり、被洗浄物に溶剤の劣化による生成物が付着したりするおそれもある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、溶剤の劣化を防止するとともに、溶剤の蒸気の発生効率を向上することができる蒸気発生装置を提供することを目的とする。
本発明は、蒸気洗浄に使用する溶剤の寿命を延ばすことができる蒸気洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の蒸気発生装置は、溶剤供給部と、前記溶剤供給部から供給される溶剤を液滴として噴霧する溶剤噴霧部と、前記溶剤噴霧部の噴霧範囲に配置され、前記溶剤の沸点を超える温度に昇温可能な表面を有しており、前記表面に当る前記液滴を気化させて前記溶剤の蒸気を発生させる加熱部材と、前記加熱部材が配置され、前記蒸気を収容する蒸気槽と、を備える。
【０００８】
上記蒸気発生装置では、前記溶剤噴霧部から噴霧される前記液滴の平均粒子径、１０μｍ以上、１００μｍ以下であってもよい。
【０００９】
上記蒸気発生装置では、前記溶剤供給部から前記溶剤噴霧部に向かう前記溶剤を、前記溶剤供給部における前記溶剤の温度以上前記沸点未満の温度になるように加熱する加熱部をさらに備えてもよい。
【００１０】
上記蒸気発生装置では、前記溶剤噴霧部の周囲に、断熱材が配置されていてもよい。
【００１１】
上記蒸気発生装置では、前記加熱部材は、少なくとも前記表面を含む部位が交換可能に設けられていてもよい。
【００１２】
上記蒸気発生装置では、前記蒸気槽の上端部には、被洗浄物を導入する導入口が形成されており、前記蒸気槽における前記導入口と前記加熱部材との間には、前記被洗浄物からの落下液を捕集し、前記蒸気槽の外部に排出する落下液排除部が設けられていてもよい。
【００１３】
本発明の第２の態様の蒸気洗浄装置は、上記蒸気発生装置を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の蒸気発生装置によれば、溶剤の劣化を防止するとともに、溶剤の蒸気の発生効率を向上することができるという効果を奏する。
本発明の蒸気洗浄装置によれば、蒸気洗浄に使用する溶剤の寿命を延ばすことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の蒸気発生装置および蒸気洗浄装置の構成を示す模式的なシステム構成図である。
【図２】図１におけるＡ視図である。
【図３】本発明の実施形態の蒸気発生装置の作用について説明する模式図である。
【図４】比較例の蒸気発生装置の作用について説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態の蒸気発生装置を備える本実施形態の蒸気洗浄装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態の蒸気発生装置および蒸気洗浄装置の構成を示す模式的なシステム構成図である。図２は、図１におけるＡ視図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の蒸気洗浄装置１１０は、前処理装置１２０とともに洗浄システム１００を構成する。
洗浄システム１００の洗浄対象である被洗浄物４０は、溶剤の蒸気による蒸気洗浄が可能であれば限定されない。被洗浄物４０の例としては、例えば、レンズ、ガラス基板、ミラー、プリズムなどの光学素子、これら光学素子の中間加工物、および金属加工物などが挙げられる。
【００１８】
洗浄システム１００は、被洗浄物４０を搬送する搬送装置（図示略。以下も同じ）を備える。この搬送装置は、前処理装置１２０に導入し前処理装置１２０から蒸気洗浄装置１１０へ移動する第１の搬送と、蒸気洗浄装置１１０の内部で被洗浄物４０を移動する第２の搬送と、被洗浄物４０を蒸気洗浄装置１１０から外部に移動する第３の搬送とを行う。
この搬送装置は、これら第１、第２、および第３の搬送を行うことができる１以上の装置で構成される。
搬送装置は、洗浄システム１００の操作部（図示略、以下同じ）を通した操作者による操作が可能である。さらに、搬送装置は、後述する制御部１４と通信可能に接続されており、後述する制御部１４の制御信号に基づいて動作することができる。
以下では、一例として、搬送装置が、第１、第２、および第３の搬送を行う３つの装置からなるとして説明する。それぞれの搬送装置を区別する必要がある場合には、第ｎ（ｎは、１、２、３）の搬送を行う搬送装置を「第ｎの搬送装置」と言う。
【００１９】
搬送装置は、被洗浄物４０を保持治具４１に保持した状態で移動する。
保持治具４１は、被洗浄物４０の表面に溶剤の蒸気が当たるとともに、被洗浄物４０の表面に凝縮した凝縮液が落下できる構造になっていれば特に限定されない。例えば、保持治具４１は、被洗浄物４０の一部を把持具、被洗浄物４０を載置する籠などの構成が用いられてもよい。
図１は模式図のため、保持治具４１に被洗浄物４０が１個だけ保持されている例が示されているが、保持治具４１に保持される被洗浄物４０は２個以上であってもよい。
【００２０】
前処理装置１２０は、蒸気洗浄装置１１０における蒸気洗浄が行われる前に、被洗浄物４０を冷却する前処理を行う。
前処理装置１２０は、前処理槽５０、冷却管５１、および被洗浄物検知センサ５２を備える。
【００２１】
前処理槽５０は、保持治具４１に保持された被洗浄物４０が収容可能な大きさを有する。前処理槽５０は、被洗浄物４０を冷却する冷却剤として、前処理溶剤Ｓ４を貯留する。
前処理溶剤Ｓ４は、後述する蒸気洗浄装置１１０で使用される洗浄溶剤Ｓ１（溶剤）と同じ種類の溶剤であってもよい。
洗浄溶剤Ｓ１としては、被洗浄物４０の汚れ成分が洗浄可能な適宜の溶剤が用いられる。例えば、洗浄溶剤Ｓ１としては、沸点が低く容易に気化可能なフッ素系溶剤などが用いられてもよい。フッ素系溶剤の例としては，例えば、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、ＨＦＯ（ハイドロフルオロオレフィン）などが挙げられる。
ただし、蒸気洗浄装置１１０における洗浄溶剤Ｓ１による蒸気洗浄の支障とならない溶剤であれば、前処理溶剤Ｓ４は、洗浄溶剤Ｓ１と異なる種類の溶剤であってもよい。例えば、洗浄溶剤Ｓ１としてフッ素系溶剤が用いられる場合に、前処理溶剤Ｓ４としてこのフッ素系溶剤との相溶性に優れる極性溶剤が用いられてもよい。
【００２２】
冷却管５１は、前処理槽５０内に貯留された前処理溶剤Ｓ４を冷却する装置部分である。例えば、冷却管５１は、前処理槽５０の内部に配された金属管と、この金属管の内部に循環される一定の温度の冷媒によって構成されている。
前処理槽５０における被洗浄物４０の冷却温度は、後述する蒸気洗浄装置１１０に移動された被洗浄物４０に洗浄溶剤Ｓ１の蒸気が洗浄作用に必要な程度の量だけ凝縮する温度であれば限定されない。例えば、蒸気洗浄装置１１０における洗浄溶剤Ｓ１の沸点が５６℃の場合、前処理槽５０における被洗浄物４０の冷却温度は、１５℃以上２０℃以下であってもよい。この場合、冷却管５１に循環される冷媒の温度は、１５℃以上２０℃以下であってもよい。
冷却管５１に用いる冷媒としては、例えば、水が用いられてもよい。
【００２３】
被洗浄物検知センサ５２は、少なくとも前処理槽５０における被洗浄物４０の有無を検知する。被洗浄物検知センサ５２の検知信号は、後述する蒸気洗浄装置１１０の制御部１４に送出される。
被洗浄物４０の有無の検知方法は限定されない。例えば、被洗浄物４０および保持治具４１が、前処理槽５０内で冷却された前処理溶剤Ｓ４よりも高温であり、所定の体積を有していることが分かっているとする。この場合、被洗浄物４０および保持治具４１の導入によって、前処理溶剤Ｓ４の液温は上昇し、前処理溶剤Ｓ４の液面が変化することを利用して、被洗浄物４０の有無を検知することができる。
あるいは、被洗浄物検知センサ５２は光学センサを備えてもよい。この場合、被洗浄物４０の有無は、光学的に検知される。
【００２４】
被洗浄物検知センサ５２は、被洗浄物４０の有無に加えて、被洗浄物４０の温度または被洗浄物４０の近傍の前処理溶剤Ｓ４の温度を検出できるようになっていてもよい。例えば、被洗浄物検知センサ５２は、温度センサあるいはサーモグラフィを備えてもよい。
この場合、被洗浄物検知センサ５２によって、被洗浄物４０が必要な冷却温度に達したかどうかも検知することができる。
【００２５】
蒸気洗浄装置１１０は、洗浄溶剤Ｓ１の蒸気のよる被洗浄物４０の蒸気洗浄と、蒸気洗浄された被洗浄物４０の乾燥とを行う。
蒸気洗浄装置１１０は、処理槽１（蒸気槽）、溶剤噴霧部６、加熱部材２、および溶剤供給部３０を備える。
【００２６】
処理槽１は、鉛直方向に沿って延ばされた有底筒状に形成されている。処理槽１の上端には、被洗浄物４０を処理槽１の内部に導入する開口１ａ（導入口）が形成されている。
開口１ａおよび処理槽１の内周面の形状は、被洗浄物４０および保持治具４１が通過できる適宜の形状が可能である。例えば、開口１ａおよび処理槽１の内周面の形状の例としては、円形、楕円形、矩形状、多角形状などが挙げられる。
処理槽１は、底部側から、蒸気発生槽部１Ａ、蒸気洗浄槽部１Ｂ、および乾燥槽部１Ｃを備える。
【００２７】
処理槽１の中心部には、開口１ａ、乾燥槽部１Ｃ、および蒸気洗浄槽部１Ｂにわたって、被洗浄物４０および保持治具４１を第２の搬送装置によって昇降移動させることができる連通空間が形成されている。
処理槽１の外周部には、蒸気発生槽部１Ａと蒸気洗浄槽部１Ｂとにわたって、壁面加熱部３が配置されている。
壁面加熱部３は、処理槽１の内周面を洗浄溶剤Ｓ１の蒸気が結露しない温度に保つ装置部分である。
【００２８】
蒸気発生槽部１Ａには、溶剤噴霧部６と加熱部材２とが配置されている。
溶剤噴霧部６は、蒸気発生槽部１Ａの内部の上側に配置され、後述する溶剤供給部３０と連結されている。
溶剤噴霧部６は、後述する溶剤供給部３０から供給される洗浄溶剤Ｓ１を液滴ｄとして下方に噴霧する。
本実施形態では、後述する加熱部材２で発生する洗浄溶剤Ｓ１の蒸気の上昇の妨げにならないように、溶剤噴霧部６は、蒸気発生槽部１Ａの内周面の近傍に配置されている。
【００２９】
溶剤噴霧部６は、後述する溶剤供給部３０から供給された洗浄溶剤Ｓ１を微粒子化して、噴霧する噴霧ノズル６ａを有している。溶剤噴霧部６は必要に応じて、噴霧ノズル６ａに圧搾空気を導入するエア供給源（図示略）が接続されている。
溶剤噴霧部６から噴霧される液滴ｄの平均粒子径は、後述する加熱部材２が低温であっても迅速に気化できるように微小径とされている。例えば、液滴ｄの平均粒子径は、１０μｍ以上１００μｍ以下とされてもよい。
噴霧ノズル６ａとして使用可能なノズルの例としては、例えば、扇形ノズルＢＩＭＶ（商品名；（株）いけうち製）が挙げられる。扇形ノズルＢＩＭＶは、適宜の液加圧と圧搾空気とによって、平均粒子径が２０μｍ以上１００μｍ以下の噴霧が可能な２流体ノズルである。噴霧範囲は、４５°以上１１０°以下が可能である。
ただし、噴霧ノズル６ａは、必要な平均粒子径と噴霧範囲と応じて、扇形ノズルＢＩＭＶ以外のスプレーノズルも使用可能である。
【００３０】
加熱部材２は、処理槽１の底部において溶剤噴霧部６の噴霧範囲に配置されている。加熱部材２は、後述する制御部１４からの制御信号に応じて、蒸気発生槽部１Ａの内側に露出する表面２ａを温度Ｔに昇温することができる。ここで、温度Ｔは、洗浄溶剤Ｓ１の沸点以上であって、洗浄溶剤Ｓ１の熱的な劣化が生じない温度である。熱的な劣化としては、例えば、洗浄溶剤Ｓ１の熱分解、酸化などが挙げられる。
加熱部材２が温度Ｔに昇温された状態で、表面２ａに液滴ｄが当たると、液滴ｄが気化することによって溶剤蒸気ｖ（溶剤の蒸気）が発生する。
表面２ａの温度は、少なくとも噴霧が行われている間は、洗浄溶剤Ｓ１の沸点に近い温度であることがより好ましい。例えば、液滴ｄが当たっている間の表面２ａの温度は、洗浄溶剤Ｓ１の沸点以上であって、自然発火温度未満とする。
例えば、洗浄溶剤Ｓ１が、アサヒクリン（登録商標）ＡＥ−３０００（商品名；旭硝子（株）製）の場合、沸点は５６℃、自然発火温度は５９０℃であるため、温度Ｔは、例えば、５６℃以上５９０℃未満とする。
【００３１】
表面２ａの温度は、液滴ｄが当たっている間に、温度Ｔの範囲になっていれば、液滴ｄが当たっている間に変動してもよい。
【００３２】
加熱部材２の構成は、表面２ａが上述の温度Ｔに昇温できれば特に限定されない。
加熱部材２は、溶剤噴霧部６から噴霧される液滴ｄが表面２ａに接触するときに、表面２ａが温度Ｔになっていれば、溶剤噴霧部６の噴霧動作が行われない間は、加熱されていなくてもよい。
加熱部材２の具体的な装置構成の例としては、例えば、熱伝導性に優れる金属などの放熱基板内に熱媒の循環流路が形成された構成、放熱基板にヒータが設けられた構成が挙げられる。加熱部材２は、例えば、セラミックヒータなどの板状の発熱体自体で構成されてもよい。
加熱部材２の加熱に熱媒が用いられる場合、熱媒は、液体でもよいし気体でもよい。
【００３３】
加熱部材２の温度制御方法は特に限定されない。図１に示す例では、表面２ａに温度センサ１３が配置されている。温度センサ１３で検出された温度は、後述する制御部１４に逐次送信される。後述する制御部１４は、温度センサ１３が検出する表面２ａの温度の情報に基づいて、加熱部材２の温度制御を行う。
ただし、加熱部材２の温度検出は、表面２ａの温度と相関が良好となる表面２ａ以外の部位で行われてもよい。
【００３４】
図１には表面２ａが平面の場合の例が描かれているが、表面２ａの形状は平面には限定されない。表面２ａは、例えば、放熱面積を増加させるために、適宜の凹凸形状が形成されていてもよい。表面２ａの一部または全部が湾曲面で構成されていてもよい。
【００３５】
加熱部材２は、処理槽１に対して交換可能に取り付けられている。例えば、図１に示す例では、処理槽１の底部が下方に開口しており、この開口を囲んで配置された壁面加熱部３の下端部に、加熱部材２を着脱可能に嵌合する着脱部３ａが形成されている。
加熱部材２は、着脱部３ａに外周部２ｂが嵌合しており、図示略の固定部材を介して着脱部３ａと固定されている。
図１に示す例では、加熱部材２が着脱部３ａに装着されると、表面２ａの全体が処理槽１の下端の開口を塞ぐようになっている。
【００３６】
溶剤供給部３０は、溶剤噴霧部６に洗浄溶剤Ｓ１を供給する。溶剤供給部３０は、貯槽２０、配管Ｐ１、ポンプ２２、および調整バルブ２５を備える。
貯槽２０は、洗浄溶剤Ｓ１を貯留する。貯槽２０は、配管Ｐ１を介して溶剤噴霧部６に連通されている。
配管Ｐ１には、貯槽２０から溶剤噴霧部６に向かうにつれて、バルブ２１、ポンプ２２、流量計２３、加熱ジャケット２４（加熱部）、および調整バルブ２５がこの順に配置されている。
バルブ２１、ポンプ２２、流量計２３、加熱ジャケット２４、および調整バルブ２５は、図示略の配線を通して、後述する制御部１４と通信可能に接続されている。
【００３７】
バルブ２１は、後述する制御部１４からの制御信号に応じて、配管Ｐ１を開閉する。
ポンプ２２は、配管Ｐ１内の洗浄溶剤Ｓ１を昇圧し、後述する制御部１４からの制御信号に応じて、洗浄溶剤Ｓ１を溶剤噴霧部６に向けて送出する。
流量計２３は、配管Ｐ１における流量を検出し、後述する制御部１４に流量の情報を送出する。
加熱ジャケット２４は、配管Ｐ１内を流れる洗浄溶剤Ｓ１を加熱する。本実施形態では、加熱ジャケット２４は、配管Ｐ１の外周部に配置され、配管Ｐ１の外周部から配管Ｐ１内の洗浄溶剤Ｓ１を加熱する。
加熱ジャケット２４の加熱温度は、後述する制御部１４によって、溶剤噴霧部６に到達する洗浄溶剤Ｓ１が、貯槽２０における洗浄溶剤Ｓ１の温度以上、洗浄溶剤Ｓ１の沸点未満になるように制御される。
調整バルブ２５は、後述する制御部１４からの制御信号に応じて、配管Ｐ１内の洗浄溶剤Ｓ１を溶剤噴霧部６に供給する。
【００３８】
蒸気発生槽部１Ａの内部に露出する溶剤噴霧部６の外面（周囲）には、噴霧ノズル６ａの噴射口を除いて断熱材７が配置されている。このため、蒸気発生槽部１Ａ内の溶剤蒸気ｖが溶剤噴霧部６の外面に結露することが防止される。
この結果、洗浄に有効に用いられない洗浄溶剤Ｓ１の量を低減することができる。さらに、溶剤噴霧部６の外面で結露した洗浄溶剤Ｓ１が加熱部材２上に落下しないため、表面２ａの温度低下を抑制できる。
【００３９】
蒸気発生槽部１Ａにおいて、溶剤噴霧部６の上方には、溶剤噴霧部６を上方から覆うように飛沫捕集部８が配置されている。
飛沫捕集部８は、洗浄溶剤Ｓ１の噴霧時に噴霧ノズル６ａの近傍から飛散するおそれのある洗浄溶剤Ｓ１の粗粒子の飛沫を捕集して、蒸気洗浄槽部１Ｂへの進入を防止する装置部分である。
飛沫捕集部８の構成の例としては、例えば、粗粒子が通過不能な微小開口が多数形成された網状体、多孔質体、孔開き板などが挙げられる。
【００４０】
本実施形態の蒸気洗浄装置１１０において、溶剤供給部３０、溶剤噴霧部６、加熱部材２、および蒸気発生槽部１Ａは、本実施形態の蒸気発生装置１３０を構成する。
【００４１】
蒸気洗浄槽部１Ｂは、被洗浄物４０の蒸気洗浄が行われる装置部分である。蒸気洗浄槽部１Ｂの下端部は、蒸気発生槽部１Ａと連通している。蒸気洗浄槽部１Ｂには、蒸気発生槽部１Ａにおいて発生した溶剤蒸気ｖが上昇して充満する。
蒸気発生槽部１Ａ、蒸気洗浄槽部１Ｂにおける内周面は、壁面加熱部３によって暖められているため、溶剤蒸気ｖは蒸気発生槽部１Ａ、蒸気洗浄槽部１Ｂにおける内周面に結露することなく、蒸気発生槽部１Ａ、蒸気洗浄槽部１Ｂ内に充満する。
蒸気洗浄槽部１Ｂの上部には、蒸気洗浄槽部１Ｂの溶剤蒸気ｖの温度を検出する温度センサ１２が配置されている。
温度センサ１２は、後述する制御部１４と通信可能に接続されている。温度センサ１２が検出した温度の情報は、逐次、後述する制御部１４に送出される。
【００４２】
蒸気洗浄槽部１Ｂ内に溶剤蒸気ｖが充満しているときに、蒸気洗浄槽部１Ｂ内に低温の被洗浄物４０が導入されると、被洗浄物４０の表面に溶剤蒸気ｖが結露、凝縮して、被洗浄物４０の表面が凝縮液に覆われる。
この凝縮液は、自重によって被洗浄物４０の表面に沿って下方に流れ、その際に、被洗浄物４０の表面の汚れ成分が凝縮液中に取り込まれる。
この汚れ成分を含んだ凝縮液は、被洗浄物４０の下端部からさらに落下する。
被洗浄物４０および保持治具４１が配置される領域の下方に、落下液排除部９が配置されている。
【００４３】
図２に示すように、落下液排除部９は、受け板９ｂ、排出板９ｃ、側壁９ａ、および排出口９ｄを備える。
受け板９ｂは、鉛直上方から見て被洗浄物４０および保持治具４１と重なる範囲に配置され、被洗浄物４０から落下する落下液Ｓ３（図１参照）を受ける。
排出板９ｃは、受け板９ｂ上に落下した落下液Ｓ３を処理槽１の外周部に設けられた排出口９ｄに送る。排出板９ｃは、受け板９ｂよりも幅狭に形成されている。このため、蒸気発生槽部１Ａから蒸気洗浄槽部１Ｂに上昇する溶剤蒸気ｖは、排出板９ｃの側方を通過して蒸気洗浄槽部１Ｂに移動できる。
受け板９ｂと排出板９ｃの外周部は側壁９ａによって囲まれている。
図１に示すように、受け板９ｂと排出板９ｃとは、排出口９ｄに向かって緩やかに下降する傾斜を有している。このため、受け板９ｂに落下した落下液Ｓ３は、この傾斜に沿う受け板９ｂおよび排出板９ｃの上面を流れて排出口９ｄに流入する。
【００４４】
排出口９ｄには、処理槽１の外部に配された配管Ｐ３の端部が接続されている。排出口９ｄに流入した落下液Ｓ３は、配管Ｐ３を通して外部に排出される。
配管Ｐ３において排出口９ｄと接続された端部と反対側の端部は、貯槽２０の内部に連通する配管Ｐ４に接続されている。
【００４５】
落下液排除部９は、蒸気洗浄時における被洗浄物４０の配置位置と、溶剤噴霧部６の噴霧領域との間であれば、蒸気発生槽部１Ａおよび蒸気洗浄槽部１Ｂのどちらの側に配置されていてもよい。
【００４６】
乾燥槽部１Ｃは、被洗浄物４０の乾燥を行うため、乾燥槽部１Ｃ内の連通空間を低湿に保つ装置部分である。
乾燥槽部１Ｃの内周面には全周にわたって冷却管４が配置されている。
冷却管４は、乾燥槽部１Ｃの連通空間を囲む螺旋状に設けられている。冷却管４の内部には、冷却管４の表面に溶剤蒸気ｖが結露するように、冷媒が流通されている。
冷媒としては、例えば、１５℃以上２０℃以下の水が用いられてもよい。この場合、冷却管４の表面温度は、１５℃以上２０℃以下に保たれる。
【００４７】
乾燥槽部１Ｃの内部において、冷却管４の下側には、冷却管４の表面で結露した溶剤蒸気ｖの凝縮液である凝縮液Ｓ２を回収する溶剤回収部５が配置されている。
溶剤回収部５は、冷却管４から落下する凝縮液Ｓ２を収容し、処理槽１の外部から導入された配管Ｐ２を通して、凝縮液Ｓ２を外部に排出する。
配管Ｐ２は、貯槽２０の内部に連通する配管Ｐ４に接続されている。
乾燥槽部１Ｃの上部には、開口１ａを開閉する蓋１１が配置されている。
【００４８】
制御部１４は、操作部からの操作入力に応じて、洗浄システム１００における各装置部分の動作を制御する。
制御部１４が行う制御には、例えば、加熱部材２の加熱および温度制御、溶剤供給部３０における溶剤噴霧部６への洗浄溶剤Ｓ１の供給制御、および溶剤噴霧部６における噴霧制御が含まれる。
制御部１４の具体的な制御動作に関しては、洗浄システム１００の動作とともに説明する。
【００４９】
制御部１４の装置構成は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータからなり、これにより後述する動作を行うための制御信号を生成する適宜の制御プログラムが実行されるようになっている。
【００５０】
次に、洗浄システム１００の動作を本実施形態の蒸気洗浄装置１１０の動作を中心として説明する。
洗浄システム１００によって被洗浄物４０を洗浄するには、まず、前処理装置１２０によって、被洗浄物４０が冷却される。この後、被洗浄物４０が蒸気洗浄装置１１０に搬送され、蒸気洗浄装置１１０によって、蒸気洗浄と、乾燥とが行われる。
【００５１】
前処理装置１２０においては、予め、前処理槽５０に前処理溶剤Ｓ４が貯留され、冷却管５１に冷媒が循環されている。これにより、前処理溶剤Ｓ４は、例えば、１５℃以上２０℃以下の温度に冷却されている。
【００５２】
一方、蒸気洗浄装置１１０では、制御部１４からの制御信号に応じて、各装置部分が以下のように初期化される。
蓋１１は開口１ａを閉じる。
溶剤回収部５には冷媒が循環され、乾燥槽部１Ｃの内部が冷却されて、低湿ゾーンＬが形成される。
加熱部材２の加熱が開始され、表面２ａの温度が温度Ｔになるように温度制御される。さらに、壁面加熱部３による加熱が開始される。加熱部材２および壁面加熱部３が加熱されることで、蒸気発生槽部１Ａ、蒸気洗浄槽部１Ｂの雰囲気温度が上昇する。
溶剤供給部３０においては、バルブ２１が開かれるとともに調整バルブ２５が閉じられる。ポンプ２２が始動され貯槽２０の洗浄溶剤Ｓ１が配管Ｐ１内に送出される。加熱ジャケット２４は、配管Ｐ１内の洗浄溶剤Ｓ１が沸点未満の所定温度になるように温度制御される。
このような初期化状態では、まだ処理槽１内に溶剤蒸気ｖは発生していない。
【００５３】
洗浄システム１００では、マニュアル洗浄モードと、自動洗浄モードとが、操作部から選択可能である。
まず、マニュアル洗浄モードにおける動作の概要を簡単に説明した後、マニュアル洗浄モードに共通する動作とともに自動洗浄モードの動作を詳細に説明する。
以下では、被洗浄物４０を中心として、洗浄システム１００の動作および作用について説明する。
ただし、洗浄システム１００では、被洗浄物４０は保持治具４１に保持されており、保持治具４１が搬送装置で移動されることによって被洗浄物４０も保持治具４１と同様に移動する。このため、保持治具４１も被洗浄物４０とともに洗浄される。保持治具４１自体が被洗浄物４０のような汚れ成分を含んでいない場合には、保持治具４１を被洗浄物４０と同程度に洗浄する必要はない。
しかし、溶剤蒸気ｖは、被洗浄物４０と同様、保持治具４１にも凝縮するため、例えば、溶剤蒸気ｖの発生量等の洗浄条件は、保持治具４１の大きさ、比熱などを考慮して予め決めておく。
保持治具４１が被洗浄物４０と同様に汚れている場合には、被洗浄物４０および保持治具４１を被洗浄物と見なして洗浄条件を決めればよい。
【００５４】
洗浄システム１００においてマニュアル洗浄モードが選択された場合、操作者は、保持治具４１に保持された状態の被洗浄物４０を蒸気洗浄装置１１０に導入するまでの間に、予め蒸気洗浄装置１１０を「洗浄可能状態」にしておく。すなわち、操作者は、操作部を操作して蒸気発生槽部１Ａ内で溶剤蒸気ｖを発生させることによって、蒸気洗浄槽部１Ｂ内に、蒸気洗浄に必要な量の溶剤蒸気ｖが充満した蒸気ゾーンＶを形成しておく。このとき、乾燥槽部１Ｃは、冷却管４によって冷却されているため、乾燥槽部１Ｃの連通空間は、蒸気ゾーンＶに比べて温度が低い低湿ゾーンＬになっている。
【００５５】
この動作と並行して、操作者は、第１の搬送装置を操作して、図１に示すように、保持治具４１に保持された被洗浄物４０を前処理装置１２０の前処理溶剤Ｓ４に浸漬する。これにより、被洗浄物４０は、前処理溶剤Ｓ４によって冷却される（冷却工程）。
被洗浄物４０は前処理溶剤Ｓ４に浸漬されることによって、被洗浄物４０の汚れ成分の一部は、前処理溶剤Ｓ４に溶解し、被洗浄物４０から除去される。
【００５６】
被洗浄物４０が所定温度に冷却されるとともに蒸気洗浄装置１１０が上述した洗浄可能状態になったら、操作者は、蒸気洗浄装置１１０の蓋１１を開く。
操作者は、第１の搬送装置を操作して、保持治具４１とともに被洗浄物４０を前処理槽５０から取り出し、保持治具４１に保持された状態の被洗浄物４０を蒸気洗浄装置１１０内の第２の搬送装置に受け渡す。
被洗浄物４０の受け渡しが終了したら、操作者は第１の搬送装置を退避させて蓋１１を閉じる。
【００５７】
操作者は、第２の搬送装置を操作して、第１の搬送装置から受け渡された被洗浄物４０を保持治具４１とともに蒸気洗浄装置１１０の連通空間内に移動し、蒸気ゾーンＶの所定位置（以下、蒸気洗浄位置と言う）に配置する。これにより、後述する蒸気洗浄工程が行われる。
【００５８】
この後、操作者は、第２の搬送装置を操作して、被洗浄物４０を低湿ゾーンＬに移動し、被洗浄物４０を低湿ゾーンＬに停留させる。これにより、後述する乾燥工程が行われる。
被洗浄物４０が乾燥したら、操作者は、蓋１１を開き、第３の搬送装置を操作して、保持治具４１および被洗浄物４０を処理槽１の外部に搬出する。以上で、被洗浄物４０の洗浄が終了する。
【００５９】
次に、洗浄システム１００における自動洗浄モードの動作を説明する。
自動洗浄モードでは、被洗浄物４０の搬送が自動化されている。制御部１４は、被洗浄物４０の種類等に応じて予め設定されたシーケンスに基づいて、被洗浄物４０の搬送動作と、蒸気洗浄装置１１０の動作とを協調制御する。
以下では、前処理装置１２０において被洗浄物４０の冷却に要する時間よりも、蒸気洗浄装置１１０において洗浄可能状態を形成する時間の方が長い場合の例で説明する。
【００６０】
自動洗浄モードが開始されると、制御部１４は、第１の搬送装置によって、保持治具４１に保持された状態の被洗浄物４０を前処理装置１２０の前処理溶剤Ｓ４に浸漬する。このとき、被洗浄物検知センサ５２によって、被洗浄物４０が前処理溶剤Ｓ４の所定位置に浸漬されたことが制御部１４に通知される。
前処理装置１２０には、冷却管５１に冷媒が循環されているため、前処理溶剤Ｓ４は一定の温度に保たれている。前処理溶剤Ｓ４に浸漬されることによって、被洗浄物４０の冷却が開始される。
【００６１】
制御部１４は、被洗浄物検知センサ５２から被洗浄物４０が前処理溶剤Ｓ４に浸漬されたことが通知されると、予め設定された条件に基づいて、被洗浄物４０の冷却が終了したかどうかの判定を開始する。
例えば、被洗浄物４０の冷却状態を浸漬時間で判定する場合には、制御部１４は、被洗浄物検知センサ５２の通知からの経過時間を計測する。制御部１４は、経過時間が予め決められた浸漬時間を超えた場合に、被洗浄物４０の冷却が終了したと判定する。
浸漬時間は、被洗浄物４０等の質量、比熱等から算出されてもよいし、実験を行うなどして決めてもよい。
例えば、被洗浄物検知センサ５２が被洗浄物４０の温度または前処理溶剤Ｓ４の液温を測定する場合には、制御部１４は、被洗浄物検知センサ５２が測定した温度が予め決められた冷却目標温度に達した場合に被洗浄物４０の冷却が終了したと判定する。
【００６２】
さらに、制御部１４は、被洗浄物検知センサ５２から被洗浄物４０が前処理溶剤Ｓ４に浸漬されたことが通知されると、蒸気洗浄装置１１０を上述した洗浄可能状態にする制御を開始する。
制御部１４は、被洗浄物４０を洗浄するために必要な溶剤蒸気ｖを発生させて、蒸気洗浄槽部１Ｂ内に被洗浄物４０の冷却温度よりも高温の溶剤蒸気ｖで満たされた蒸気ゾーンＶを以下のようにして形成する。
【００６３】
制御部１４は、調整バルブ２５を開いて、溶剤噴霧部６に洗浄溶剤Ｓ１を供給する。洗浄溶剤Ｓ１は、加熱ジャケット２４によって、貯槽２０内の温度以上沸点未満の温度に予め昇温されている。
制御部１４は、洗浄溶剤Ｓ１を溶剤噴霧部６に供給するとともに、溶剤噴霧部６を作動させて、洗浄溶剤Ｓ１の噴霧を開始する。
洗浄溶剤Ｓ１は、噴霧ノズル６ａによって液滴ｄに微粒子化されて噴霧範囲内に散布される。液滴ｄは、噴霧範囲内の加熱部材２の表面２ａに到達する。表面２ａは、洗浄溶剤Ｓ１の沸点以上の温度Ｔになっているため、液滴ｄが気化して溶剤蒸気ｖが発生する。本実施形態では、液滴ｄは、加熱ジャケット２４によって貯槽２０におけるよりも沸点に近い温度に昇温されている洗浄溶剤Ｓ１から形成されるため、加熱部材２からわずかの熱量が供給されるだけで、液滴ｄが気化することができる。
溶剤蒸気ｖは、蒸気発生槽部１Ａ内を上昇して蒸気洗浄槽部１Ｂ内に充満していく。このとき、処理槽１の内壁部は、壁面加熱部３によって暖められているため、溶剤蒸気ｖの結露が防止されている。蒸気発生槽部１Ａ内の溶剤噴霧部６は断熱材７に覆われていることによって、溶剤蒸気ｖの結露が防止されている。このため、溶剤蒸気ｖは、結露して加熱部材２に処理槽１の内壁部や溶剤噴霧部６に落下することなく、上昇していく。
【００６４】
ここで、表面２ａにおける溶剤の気化現象について、図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の蒸気発生装置の作用について説明する模式図である。図４（ａ）、（ｂ）は、比較例の蒸気発生装置の作用について説明する模式図である。
【００６５】
本実施形態では、図３（ａ）に模式的に示すように、表面２ａに向かって噴霧された液滴ｄは、例えば、液滴ｄ１、ｄ２のように、互いに離間した状態で、表面２ａに到達する。液滴ｄ１、ｄ２は、それぞれ、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下のような微粒子である。
例えば、液滴ｄ１（ｄ２）が表面２ａに当たると液滴ｄ1（ｄ２）は、表面２ａ上で扁平に拡がって、平面視円状の薄膜ｄ１’（ｄ２’）が形成される。
薄膜ｄ１’、ｄ２’は、表面２ａ上でも互いに離間している。このため、各薄膜ｄ１’、ｄ２’は、当接している表面２ａからの熱伝導と、外周側の表面２ａからの熱輻射と、外周側の表面２ａによって熱せられた空気流からの伝熱とによって、全体的に加熱される。
この結果、図３（ｂ）に模式的に示すように、各薄膜ｄ１’、ｄ２’は、外周側から全体的に気化して、溶剤蒸気ｖ１、ｖ２が発生する。気化の過程では、平面視の外周側から急激に縮径するため、中心部において表面２ａからの気泡が閉じ込められることはない。
【００６６】
本実施形態では、液滴ｄ１、ｄ２が気化した後にも、次々と液滴ｄが噴霧される。被洗浄物４０の洗浄に必要となる溶剤蒸気ｖに対応する量（必要溶剤量と言う）の洗浄溶剤Ｓ１は、多数の液滴ｄに分散され、かつ、ある程度時間をかけて噴霧されていく。上述のように、表面２ａに到達した液滴ｄは、極めて短時間のうちに、順次気化していくため、表面２ａの全体が液滴ｄの薄膜によって覆われることはない。
加熱部材２は、制御部１４によって、温度センサ１３による検出温度が温度Ｔになるように温度制御されるため、液滴ｄの気化によって奪われた熱量は、ただちに加熱部材２から補充される。
【００６７】
液滴ｄの気化が進み、溶剤蒸気ｖが蒸気発生槽部１Ａに充満していくと、蒸気発生槽部１Ａ内の温度が上昇する。後から噴霧される液滴ｄは、噴霧中に液滴ｄの表面から蒸発する量も増えるため、噴霧が進むにつれて溶剤蒸気ｖの発生効率が上がってくる。
【００６８】
ここで、図４（ａ）に示すように、表面２ａに向かって洗浄溶剤Ｓ１の噴射流ｊが噴射される場合の比較例と対比して説明する。
比較例における噴射流ｊは、必要溶剤量だけまとめて吐出される。このため、同じ必要溶剤量を噴射する場合、噴射に要する時間は、本実施形態の噴霧時間に比べて短い。
噴射流ｊは、表面２ａに当たると表面２ａに沿って拡がるため、表面２ａ上に薄膜ｆが形成される。薄膜ｆの膜厚は、表面２ａ上の広範囲に吐出することで、ある程度薄くすることができる。しかし、本実施形態のように必要溶剤量のごく一部が順次表面２ａに達して形成される薄膜ｄ１’、ｄ２’等の膜厚に比べると、格段に厚くなる。
薄膜ｆは、表面２ａを広範囲に覆うため、薄膜ｆの外周部から薄膜ｆの表面に回り込む伝熱量は本実施形態に比べて略無視できる程度である。この結果、薄膜ｆは、表面２ａからの熱伝導によって均一に加熱される。
このため、薄膜ｆの形成直後では、薄膜ｆは、膜厚方向に温度分布を有している。すなわち、薄膜ｆにおいて、表面２ａの近傍の部位は沸点に近い温度の高温部ｆＨであり、加熱部材２と反対側の表面近傍の部位は沸点よりも低い温度の低温部ｆＬである。
【００６９】
表面２ａからの伝熱が進むと、図４（ａ）における高温部ｆＨにて、図４（ｂ）に示すように気泡ｂが発生した薄膜ｆ’が形成される。薄膜ｆ’では、表面２ａの近傍には、液相と気相とが混じった高温部ｆＨ’が形成される。
気泡ｂの上方には、低温部ｆＬの領域が気泡ｂによって持ち上げられた低温部ｆＬ’が形成される。
低温部ｆＬ’は気泡ｂによって沸点よりも高温の表面２ａから離間するため、低温層ｆＬ’への伝熱量が低下する。
気泡ｂがさらに膨張して低温層ｆＬ’を突破すると、気泡ｂ内の溶剤蒸気ｖが蒸気発生槽部１Ａ内に移動し、破裂した部位の表面２ａは、周囲に残る液相の洗浄溶剤Ｓ１によって埋められる。
【００７０】
このように比較例では、表面２ａでの沸騰の繰り返しによって、徐々に溶剤蒸気ｖが蒸気発生槽部１Ａ内に充満していく。すなわち、吐出されたすべての洗浄溶剤Ｓ１が気化するまでは、表面２ａの略全体にわたって洗浄溶剤Ｓ１の薄膜が残存する。このため、表面２ａに噴射された洗浄溶剤Ｓ１の多くは、本実施形態の液滴ｄに比べて長い時間、温度Ｔで加熱される。
この結果、比較例では、本実施形態に比べると加熱によって洗浄溶剤Ｓ１が劣化するおそれが増大する。
比較例は、本実施形態に比べると、表面２ａ上の洗浄溶剤Ｓ１への伝熱効率が劣るため、表面２ａにおける洗浄溶剤Ｓ１の加熱時間を短縮するには、温度Ｔをより高温にする必要がある。この場合、洗浄溶剤Ｓ１の多くがより高温に曝されることによって劣化するおそれが増大する。
【００７１】
以上、説明したように、本実施形態の蒸気洗浄装置１１０における蒸気発生装置１３０によれば、必要溶剤量の洗浄溶剤Ｓ１を微粒子の液滴ｄとして加熱部材２に噴霧する。液滴ｄは、表面２ａ上で効率的に加熱されて迅速に気化する。各液滴ｄの加熱時間は、微粒子化した各液滴ｄが気化する時間であるため、極めて短時間である。
このため、従来のように、大量の溶剤を加熱して連続的に溶剤蒸気を発生させる場合に比べて、加熱時間、および加熱温度を格段に低減することができる。このため、加熱による洗浄溶剤Ｓ１の劣化が防止される。
さらに本実施形態における液滴ｄは、比較例の薄膜ｆに比べても、単位質量当たりで、より短時間のうちに効率的に気化していく。この結果、比較例に比べても洗浄溶剤Ｓ１の加熱による劣化する可能性が低減される。
蒸気洗浄装置１１０によれば、微粒子の液滴ｄを気化するため、表面２ａの温度Ｔを洗浄溶剤Ｓ１の沸点もしくは沸点を超えた沸点に近い温度としても、液滴ｄを気化させることができる点でも、洗浄溶剤Ｓ１の劣化が防止される。
【００７２】
蒸気発生槽部１Ａにおいて発生した溶剤蒸気ｖは、上昇して、順次、蒸気洗浄槽部１Ｂ、乾燥槽部１Ｃに進入する。
乾燥槽部１Ｃには、冷却管４が配置されているため、冷却管４の近傍の溶剤蒸気ｖが冷却管４の表面で結露、凝縮する。溶剤蒸気ｖが凝縮すると凝縮液Ｓ２として落下する。凝縮液Ｓ２は、冷却管４の下方の溶剤回収部５に収容された後、配管Ｐ２、Ｐ４を通して、貯槽２０に回収される。
冷却管４で結露しない溶剤蒸気ｖは、乾燥槽部１Ｃの低温雰囲気と熱交換することによって冷却されて蒸気洗浄槽部１Ｂの方に下降していく。
このため、乾燥槽部１Ｃは乾いた低湿の雰囲気に保たれている。乾燥槽部１Ｃの内部には低湿ゾーンＬが形成されている。
【００７３】
溶剤蒸気ｖは、蒸気洗浄槽部１Ｂと乾燥槽部１Ｃとの境界部分よりも下方における蒸気洗浄槽部１Ｂ、蒸気発生槽部１Ａ内で対流を起こす。このため、蒸気発生槽部１Ａで発生した溶剤蒸気ｖは、一部が溶剤回収部５を通して、貯槽２０に回収される他は、蒸気発生槽部１Ａ、蒸気洗浄槽部１Ｂの範囲内に閉じ込められている。
【００７４】
蒸気発生槽部１Ａ、蒸気洗浄槽部１Ｂの雰囲気は、加熱部材２からの放熱によって、昇温する。
制御部１４は、温度センサ１２によって測定される蒸気洗浄槽部１Ｂの槽内温度をモニタする。制御部１４は、槽内温度が洗浄溶剤Ｓ１の沸点以上の温度に達したら、洗浄可能状態であると判定する。このとき、蒸気洗浄槽部１Ｂ内には、沸点以上の溶剤蒸気ｖが充満した蒸気ゾーンＶが形成されている。
制御部１４は、蒸気洗浄装置１１０が洗浄可能状態であって、前処理装置１２０における被洗浄物４０の冷却が終了している場合に、第１の搬送装置を制御して、前処理装置１２０の被洗浄物４０を保持治具４１に保持した状態で、蒸気洗浄装置１１０に向けて移動する。
【００７５】
制御部１４は、被洗浄物４０が開口１ａの上方に移動したら、蓋１１を開ける。第１の搬送装置は、予め乾燥槽部１Ｃ内に待機されている第２の搬送装置に、保持治具４１に保持された状態で被洗浄物４０を受け渡す。
制御部１４は、第１の搬送装置を開口１ａから退避させた後、蓋１１を閉じる。これと並行して、制御部１４は、第２の搬送装置を用いて、被洗浄物４０を下降させ、被洗浄物４０を蒸気ゾーンＶの蒸気洗浄位置に配置する。
蒸気ゾーンＶでは、蒸気洗浄工程が行われる。
被洗浄物４０が第１の搬送装置との受け渡し位置まで上昇したら、制御部１４によって、溶剤噴霧部６による液滴ｄの噴霧が停止される。
【００７６】
被洗浄物４０が蒸気ゾーンＶに配置されると、高温の溶剤蒸気ｖが、より低温の被洗浄物４０の表面に凝縮する。落下液排除部９によって洗浄溶剤Ｓ１の液滴ｄよりも粒子径が大きい液体の飛沫が発生した場合でも、被洗浄物４０の配置位置と溶剤噴霧部６との間には飛沫捕集部８が配置されているため、飛沫は被洗浄物４０に付着しない。
被洗浄物４０の表面における凝縮液は、洗浄溶剤Ｓ１からなるため、被洗浄物４０の表面に付着した汚れ成分を溶解あるいは捕獲し、汚れ成分を内部に含んだ状態となる。
この凝縮液は、被洗浄物４０の下端部から落下する。これにより、被洗浄物４０が洗浄されていく。
被洗浄物４０の下方には、落下液排除部９が配置されているため、被洗浄物４０から落下した落下液Ｓ３は、落下液排除部９の受け板９ｂ、排出板９ｃを伝って、排出口９ｄに導かれる。排出口９ｄに導かれた落下液Ｓ３は、配管Ｐ３、Ｐ４を通して、貯槽２０に回収される。
このように、貯槽２０では、配管Ｐ４を通して凝縮液Ｓ２と落下液Ｓ３とが回収される。凝縮液Ｓ２と落下液Ｓ３とは、貯槽２０内で未使用の洗浄溶剤Ｓ１に混合され、再利用される。
【００７７】
被洗浄物４０から汚れ成分が除去されたら、蒸気洗浄工程が終了する。
蒸気洗浄工程の終了タイミングは、被洗浄物４０の質量、比熱、洗浄タクトタイムを考慮して予め決めておく。
被洗浄物４０に溶剤蒸気ｖが凝縮していくと、被洗浄物４０の温度が上がり、被洗浄物４０の温度が蒸気洗浄槽部１Ｂの槽内温度と等しくなると、溶剤蒸気ｖが結露しなくなる。
このため、被洗浄物４０を蒸気ゾーンＶに配置する時間（以下、蒸気洗浄時間と言う）は、被洗浄物４０に付着した汚れ成分を除去可能な必要溶剤量以上の洗浄溶剤Ｓ１が被洗浄物４０に凝縮するように設定される。
蒸気洗浄時間は、前処理装置１２０における冷却温度、蒸気洗浄槽部１Ｂの槽内温度、被洗浄物４０と保持治具４１との質量および比熱、溶剤蒸気ｖの発生量、洗浄に用いられる溶剤蒸気ｖの利用効率などから決まる。
本実施形態では、溶剤蒸気ｖの発生量は、溶剤噴霧部６への洗浄溶剤Ｓ１の供給量（流量）を制御することで、容易に変更することができる。例えば、被洗浄物４０の大きさ、種類、個数、汚れの程度などが変わることで必要溶剤量が変化しても、直ちに溶剤蒸気ｖの発生量を切り替えることができる。このため、洗浄に必要な洗浄溶剤Ｓ１をその都度必要な量だけ用いることができる。
【００７８】
予め決められた蒸気洗浄時間が経過したら、制御部１４は、溶剤噴霧部６への洗浄溶剤Ｓ１の供給を停止する。
制御部１４は、第２の搬送装置を駆動して、保持治具４１に保持された状態の被洗浄物４０を低湿ゾーンＬに移動する。
【００７９】
低湿ゾーンＬでは、乾燥工程が行われる。
低湿ゾーンＬは、蒸気ゾーンＶに比べて低温低湿であるため、蒸気ゾーンＶによって昇温した被洗浄物４０の表面に凝縮している洗浄溶剤Ｓ１が、順次、蒸発していく。
被洗浄物４０を所定の乾燥時間だけ低湿ゾーンＬに配置することによって、被洗浄物４０が自然乾燥する。
乾燥時間が経過したら、乾燥工程が終了する。
この後、制御部１４は、蓋１１を開き、第２の搬送装置から第３の搬送装置に、保持治具４１に保持された状態の被洗浄物４０を受け渡す。
被洗浄物４０が第３の搬送装置に受け渡されたら、制御部１４は、第３の搬送装置を駆動して、被洗浄物４０を処理槽１の外部に搬出する。被洗浄物４０の搬出が終了したら、制御部１４は蓋１１を閉じる。
以上で、洗浄システム１００による被洗浄物４０の洗浄が終了する。
【００８０】
洗浄システム１００による洗浄を繰り返すと、貯槽２０の洗浄溶剤Ｓ１に、落下液Ｓ３とともに入り込む被洗浄物４０の汚れ成分が増えるため、必要に応じて、貯槽２０内の洗浄溶剤Ｓ１の清浄化、交換が行われてもよい。
例えば、貯槽２０の内部、配管Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４上には、清浄化のため、フィルタが配置されてもよい。
ただし、汚れ成分等の不純物の沸点が温度Ｔよりも低い場合には、加熱部材２で加熱されても気化しないため、フィルタが配置されない構成としてもよい。
この場合、加熱部材２の表面２ａには、徐々に汚れ成分が堆積していく。本実施形態の蒸気洗浄装置１１０では、加熱部材２が着脱部３ａにおいて交換可能に装着されているため、表面２ａが汚れた加熱部材２は、適宜取り外して、清掃あるいは交換することができる。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態の蒸気洗浄装置１１０に含まれる蒸気発生装置１３０によれば、洗浄溶剤Ｓ１の劣化を防止するとともに、溶剤蒸気ｖの発生効率を向上することができる。
本実施形態の蒸気洗浄装置１１０によれば、本実施形態の蒸気発生装置１３０を備えるため、洗浄に使用する洗浄溶剤Ｓ１の寿命を延ばすことができる。
【００８２】
なお、上記実施形態の説明では、蒸気発生装置１３０が、蒸気洗浄装置１１０に組み込まれた場合の例で説明した。しかし、本発明の蒸気発生装置は、溶剤の蒸気を発生させる単体装置として用いられてもよい。本発明の蒸気発生装置は、蒸気洗浄以外の用途、例えば、蒸留装置などにおいて、被蒸留物を気化させる蒸気発生装置として用いられてもよい。
【００８３】
上記実施形態の説明では、加熱部材２は、蒸気を発生させない場合にも加熱される場合の例で説明した。この場合、洗浄開始前に、蒸気発生槽部１Ａおよび蒸気洗浄槽部１Ｂが暖められているため、より効率的に溶剤蒸気ｖを発生させることができる。
ただし、加熱部材２は、液滴ｄが噴霧される間だけ、加熱されていてもよい。この場合、蒸気洗浄装置１１０の省エネルギー化が可能である。
【００８４】
上記実施形態の説明では、被洗浄物４０の冷却に要する時間よりも、蒸気洗浄装置１１０において洗浄可能状態を形成する時間の方が長い場合の例で説明した。しかし、被洗浄物４０の冷却に要する時間よりも、蒸気洗浄装置１１０において洗浄可能状態を形成する時間の方が短い場合には、洗浄可能状態を形成する動作は、被洗浄物４０の冷却がある程度進んでから開始されてもよい。
【００８５】
上記実施形態の説明では、被洗浄物４０が前処理装置１２０で冷却される場合の例で説明したが、前処理装置１２０による処理を行わなくても、被洗浄物４０が冷却温度になっている場合には、被洗浄物４０は、前処理装置１２０を経由することなく蒸気洗浄装置１１０に搬入されてもよい。
【００８６】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００８７】
１  処理槽（蒸気槽）
１ａ   開口（導入口）
１Ａ  蒸気発生槽部
１Ｂ  蒸気洗浄槽部
１Ｃ  乾燥槽部
２  加熱部材
２ａ  表面
３  壁面加熱部
４  冷却管
６  溶剤噴霧部
６ａ  噴霧ノズル
７  断熱材
８  飛沫捕集部
９  落下液排除部
１２、１３  温度センサ
１４  制御部
２０  貯槽
２４  加熱ジャケット（加熱部）
４０  被洗浄物
１００  洗浄システム
１１０  蒸気洗浄装置
１２０  前処理装置
１３０  蒸気発生装置
ｄ、ｄ１、ｄ２  液滴
Ｓ１  洗浄溶剤（溶剤）
Ｓ２  凝縮液
Ｓ３  落下液
ｖ、ｖ１、ｖ２  溶剤蒸気（溶剤の蒸気）
【図１】
2017213542.tif 000003
【図２】
2017213542.tif 000004
【図３】
2017213542.tif 000005
【図４】
2017213542.tif 000006