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フッ素系ワンバス式真空洗浄乾燥機「FLOVAⅡ」
株式会社クリンビー

岡村 和彦

た時にパスBOXからモワッと出る溶剤ガスである。洗浄1. FLOVAⅡ開発の背景

槽上部にフリーボードを付け冷凍機で冷やす冷却コイ

クリンビーでは、省溶剤を狙って2016年にフッ素系洗ルと、パスBOXにも冷凍機で冷やすガス回収装置を付け浄機「FISTA」、2022年にフッ素系ワンバス式真空洗浄ているが、−20℃に冷やしても、3％以下の薄いガスは乾燥機「FLOVA」を開発した。

回収できないので、これが限界であった。

図1. フッ素系洗浄機「FISTA」

図3. フッ素系ワンバス式真空洗浄乾燥機「FLOVA」

フッ素系1液のワンバスシステム
タクトタイム
（参考例）

外扉
パスBOX

熱交換器

冷媒

内扉
冷媒
水分離器

ヒーター
冷媒
ベーパー槽

超音波

図4. FLOVAの工程
排気計

蒸留槽より冷媒（タイマー）バスケット投入 （手動）5秒（タイマー）外扉閉
5秒（タイマー）
内扉閉
10秒（タイマー）
下降
2分（タイマー）
超音波洗浄
5秒（タイマー）上昇
ベーパー洗浄 1分30秒（タイマー）
上昇
10秒（タイマー）
1分30秒（タイマー）
乾燥
5秒（タイマー）上昇
5秒（タイマー）
内扉閉
1分（タイマー）回収
5秒（タイマー）
外扉閉
バスケット取出し （手動）（タイマー）
6分50秒（タイマー）

仕上
溶剤

冷却水

冷却水

粗溶剤

排水

真空
新液
バッファ供給口
タンク

水分離器

蒸留槽
熱交換器

らないので、溶剤の蒸発ロスが抑えられ、蒸発ロス20L/月を実現した。
「FISTA」の溶剤蒸発ロスは、外扉を開け

00

産業洗浄 No.33（2024年5月）

超音波
仕上溶剤
バッファタンク

粗溶剤フィルターに開くことはない。
これにより、洗浄槽が外気と通々にな

真空洗浄
乾燥槽

ヒーター

仕上溶剤
フィルター

う。パスBOXには、外扉と内扉が付いており、これが同時

フタ開閉廃液ヒーター

降の中で行う密閉式縦型洗浄機で、洗浄槽へのカゴの出し入れを、洗浄槽上部に付けたパスBOXを通して行

0.7分

冷却水

図2. FISTAの配管フロー図とタクトタイム「FISTA」は、超音波洗浄→ベーパー洗浄→乾燥を昇冷却水

ドライ真空ポンプ

1.5分

粗溶剤ポンプ
祖溶剤
バッファタンク

15.5分

仕上溶剤ポンプ

図5. FLOVAの配管フロー図とタクトタイム

産業洗浄技術情報誌0【シリーズ関連情報】フッ素系ワンバス式真空洗浄乾燥機「FLOVAⅡ」「FLOVA」は、ワンバス式の洗浄機で、粗超音波洗浄違って、乾 燥 は 真 空 乾 燥を行う。真 空 洗 浄 乾 燥 槽を→仕上超音波洗浄→ベーパー洗浄→真空乾燥を、液0.1KPaまで真空引きすると、洗浄物も洗浄槽もカラカの出し入れをしながら1槽の中で行う。

ラ状態になり、フタを開けた時にモワっと出る溶剤ガス

具体的な動作は、次の通り（図4、図5 参照）①真空洗浄乾燥槽を真空ポンプで50Kpaまで真空引き。
この時の真空ポンプからの排気は外へは無い。それにより、洗浄槽にフリーボードや冷却コイルは不要になった。その替わり、真空バッファタンクと蒸留槽の内圧が上がってしまうので、自動弁を開けて②粗真空バッファタンクから真空洗浄乾燥槽へ給液圧力解放しているが、それが溶剤ロスになる。FLOVA③粗超音波洗浄の溶剤蒸発ロスは、10L/月である。

④真空洗浄乾燥槽から粗真空バッファタンクへ排液

フッ素系洗浄機は、洗浄後に微細な異物残りが少ない⑤真空洗浄乾燥槽を真空ポンプで50Kpaまで真空引こと、電力消費が少ない（炭化水素系洗浄機の1/3、水系き。
この時の真空ポンプからの排気は蒸留槽と真空洗浄機の1/4）（ 表1参照）
ことから、EVや脱炭素というバッファタンクへテーマにマッチしているので、今後普及が期待される。

⑥仕上真空バッファタンクから真空洗浄乾燥槽へ給液

しかしながら、フッ素系洗浄機は、フッ素系溶剤が⑦仕上超音波洗浄

6000〜7000円/Ｌと高価（炭化水素系溶剤の10倍以⑧真空洗浄乾燥槽から仕上真空バッファタンクへ排液上）であるため、FLOVAの溶剤消費量10L/月では、蒸⑨真空洗浄乾燥槽を真空ポンプで70Kpaまで真空引留廃液ロス（5L/月と想定）を含めると、溶剤消費量はき。
この時の真空ポンプからの排気は蒸留槽と真空15L/月となり、電気代を含めたランニングコストは炭バッファタンクへ化水素より高くなってしまう。従って、ユーザーは、フッ⑩蒸留槽から真空洗浄乾燥槽へベーパーを送り、ベーパー洗浄素系洗浄機の導入に対し敬遠ぎみである。
そこで、溶剤消費量をさらに削減できる技術が必要⑪真空洗浄乾燥槽を真空ポンプで0.1Kpaまで真空引である。溶剤蒸発ロス＋蒸留廃液ロスを８L/月まで落きし、真空乾燥。
この時の真空ポンプからの排気は蒸とせれば、電気代を含めたランニングコストで炭化水素留槽と真空バッファタンクへより安くなる（表2参照）
ので、それを目標に「FLOVAⅡ」⑫真空洗浄乾燥槽を大気ベントし、大気に戻すの開発を行った。

表1. フッ素系洗浄機と炭化水素系洗浄機の電気容量2. FLOVAⅡ開発の概要
FLOVAで溶剤がロスするのは、真空バッファタンクと蒸留槽の内圧が上がってしまうからであるが、内圧が上がってしまう原因は、粗液供給時に真空洗浄乾燥槽を50Kpaまでしか真空引きしていないからである。
それは、図6のようなモデルで考えると、容易にわかる。
真空洗浄乾燥槽の体積を1、真空バッファタンクの体積を1、蒸留槽の体積を1とすると、スタート時の合計は3。
最初の工程で、真空洗浄乾燥槽を50Kpa＝0.5気圧まで真空引きし、排気は外に排出するので、真空洗浄乾燥槽の中の空気の体積は0.5になり、この時点で合計は2．5。
真空乾燥時は、真空洗浄乾燥槽をほぼ0まで引くので、真空洗浄乾燥槽が0で、真空バッファタンクが1.25、FLOVAも完全密閉型の洗浄機であるが、FISTAと00

産業洗浄 No.33（2024年5月）蒸留槽も1.25になり、合計2.5。

産業洗浄技術情報誌0【シリーズ関連情報】フッ素系ワンバス式真空洗浄乾燥機「FLOVAⅡ」

図6. FLOVAのモデル

図7. FLOVAⅡのモデル

この後、真空洗浄乾燥槽を大気ベントすると、真空洗浄乾燥槽は１となり、真空バッファタンクが1.25、蒸留槽も1.25のままで、合計3.5となる。
従って、1サイクル終了時、真空バッファタンクと蒸留槽の圧力は1.25と上がってしまう。

00

産業洗浄 No.33（2024年5月）

仮に最初の工程で、真空洗浄乾燥槽をほぼ0まで真空引きすれば、真空洗浄乾燥槽が0で、合計は2。
真空乾燥時は、真空洗浄乾燥槽が0で、真空バッファタンクが1、蒸留槽も1で、合計2。その後真空洗浄乾燥槽を大気ベントすると、真空洗浄乾燥槽は1となり、真産業洗浄技術情報誌0【シリーズ関連情報】フッ素系ワンバス式真空洗浄乾燥機「FLOVAⅡ」

減圧蒸気洗浄T11

大気開放

T9 T10

真空乾燥

ないかと模索していたらひらめいた。それは、真空洗浄T8

液抜きなく、50Kpaまでの真空引きとしていたが、何か良い案は

T7

仕上溶剤排液溶剤が沸騰してしまうという問題があった。それで仕方

T6

仕上洗浄引きし、粗真空バッファタンクから給液すると、フッ素系T5仕上溶剤給液

ところが、最初の工程で真空洗浄乾燥槽を０まで真空T4

粗溶剤排液り、真空バッファタンクと蒸留槽の圧力上昇は無くなる。

粗溶剤給液

真空引き開始T1 T2 T3

粗洗浄

空バッファタンクが1、蒸留槽も1のままで、合計3とな

真空洗浄乾燥槽
溶剤回収タンク
真空バッファタンク
蒸留槽

乾燥槽と同じサイズの圧力吸収タンクを設け、真空洗浄乾燥槽を0まで真空引きした後、圧力吸収タンクと通々にすれば両方共50Kpaになり、フッ素系溶剤が沸騰することなく給液できるというものである。
（図7参照）

圧力吸収タンク

図10. FLOVAⅡの圧力線図

このモデルでは、タンクが4つあり、全て1とすると合

実は、「FLOVA」と「FLOVAⅡ」の違いは、圧力吸収タ計4。最初の工程で真空洗浄乾燥槽を0まで真空引きンクを付けただけではない。
もう一つポイントがある。

すれば、真空洗浄乾燥槽が0で、合計は3。

溶剤回収タンクを付けたことである。

その後、真空洗浄乾燥槽と圧力吸収タンクを通々にす

そもそも、溶剤が液体から蒸気になると、体積が何百ると、真空洗浄乾燥槽が0.5、圧力吸収タンクも0.5で、倍にも膨らむが、蒸気は10℃の冷却水で冷やした場

合計３。真空乾燥時は、真空洗浄乾燥槽が0で、３つの合、17％以上の濃いガスは凝縮できるが、17％未満のタンクがそれぞれ1になり、合計3。最後に真空洗浄乾薄いガスは凝縮できない（図11の蒸気圧曲線参照）の

燥槽を大気ベントすると、4つのタンクが全て1で合計4で、結果的に体積が膨らみ、密閉空間には収まりきらなとなり、圧力上昇はなくなった。

くなる。フッ素系洗浄機は、蒸留、蒸気洗浄、乾燥工程

FLOVAⅡの写真、配管フロー図、各タンクの圧力線で、溶剤が液体から蒸気になるので、この蒸気を如何にして凝縮回収し、密閉空間の圧力上昇を抑えるかも2

図を図8、図9、図10に示す。

つ目のポイントである。

図8. フッ素系ワンバス式真空洗浄乾燥機「FLOVAⅡ」
排気冷却水

ドライ真空ポンプ

超音波
仕上液バッファタンク

水分離器

熱交換器

仕上液
溶剤
粗液
フィルター
溶剤
フィルター

蒸留槽
ヒーター

真空洗浄乾燥槽

排水

仕上液

フタ
開閉

溶剤
回収タンク

冷却水

粗液

新液
供給口

冷却水

冷却水

圧力吸収タンク

冷却水

真空バッファタンク

ヒーター

廃液

粗液
ポンプ
粗液
バッファタンク

仕上液ポンプ

図9. FLOVAⅡの配管フロー図とタクトタイム

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産業洗浄 No.33（2024年5月）

図11. フッ素系溶剤AMOLEA AS-300の蒸気圧曲線

この溶剤回収タンクは、下部に冷却部を設けている。
フッ素系のガスは、空気より4.5倍も重いので、高さのあるタンクにすると、下の方はガス濃度が高く、上の方は産業洗浄技術情報誌

0【シリーズ関連情報】フッ素系ワンバス式真空洗浄乾燥機「FLOVAⅡ」

ガス濃度が低くなる。
ガス濃度が17％以上になると凝縮FLOVAⅡが、溶剤蒸発ロスほぼゼロと言える理由

できるようになり、凝縮するとそこが減圧するので、圧力は、以下による。

差でもガスが下に集まってくる作用が働く。
この溶剤ガス

①粗洗浄→仕上洗浄→ベーパー洗浄→真空乾燥の工回収装置は、ガスの自重+圧力差を利用した簡易的で安程中は、洗浄槽、蒸留槽、タンクは完全密閉かつ負圧価なものであるが、効果は抜群であった。溶剤を蒸気になので、溶剤蒸気の漏れがない。

すると、10℃の冷却水で冷却しても、全て凝縮できる訳②唯一、ロスになるのは、蓋を開けた時に洗浄槽に残留しではないので、密閉空間では収まりきれなくなり、圧力上ている溶剤蒸気であるが、真空乾燥で0.1Kpaまで引い昇があって、どこかでそれを逃がし、その分溶剤がロスすてから大気ベントしているので、ロスはほぼ０である。

ると思っていたが、FLOVAⅡでは連続運転しても圧力上③ 何バッチか 処 理しているうちに、密 閉 系の圧 力 が昇が見られないので、この溶剤回収タンクは蒸発した蒸徐々に上昇し漏れるのではという懸念があったが、気を100％回収していることになる。私も最初回収率それもない。

100％は信じられなかったが、以下のように考えると納得できる。
開放系の洗浄機では、体積膨張すると、槽内に収まりきれなくなり、オーバーフローする。
フリーボードの冷却コイルで凝縮回収しているが、17％以上の濃いガスは凝縮回収できるが、薄いガスは回収できず、それがロスになる。でもFLOVA

4. FLOVAⅡのランニングコスト
FLOVAⅡのランニングコストは、もくろみ通り炭化水素より安くなった。
（表2参照）

表2. フッ素系洗浄機と炭化水素系洗浄機のランニングコストのような密閉系の洗浄機では、体積膨張しても外に出る訳ではないので、密閉系内の圧力が上がる、と同時にガス濃度も上がる。その結果、凝縮回収しやすくなる。例えば、１サイクルスター
ト時に、真空バッファタンクや蒸留槽が飽和蒸気のガスで満たされていた
場合、ベーパー洗浄や真空乾燥で新たに発生した蒸気がプラスされるとすぐに過飽和状態になり、速やかに凝縮回収されるので、100％の回収率になるのではないかと考えられる。
さらに言えることは、開放系の洗浄機では、蒸発ロス

5. おわりには、フリーボードの冷却コイルの温度に左右されるので、クリンビーのフッ素系洗浄機は、「 FISTA」に始まり、できるだけ冷やした方が良いが、密閉系の洗浄機では、「FLOVA」を経て、フッ素系洗浄機の決定版とも言える冷却温度にはあまり左右されない。従って、密閉系の洗溶剤蒸発ロスほぼゼロの「FLOVAⅡ」に繋がった。溶剤浄機には、冷凍機も要らないし、高価な回収装置も要ら

蒸発ロスほぼゼロのフッ素系洗浄機は、業界初であり、ない。これらの理由により、今後のフッ素系洗浄機は、画期的なことである。
まさに夢の洗浄機が実現できた。

FLOVAⅡのような密閉系が主流になると考えられる。

これで、フッ素系洗浄機の一番の課題であった溶剤コストの問題が解決される。

3. FLOVAⅡの性能
FLOVAⅡの溶剤蒸発ロスは、ほぼゼロになった。

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産業洗浄 No.33（2024年5月）

EV、脱炭素というテーマには、フッ素系が向いているので、今後フッ素系洗浄機「FLOVAⅡ」の普及が期待される。

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