真空清洗装置制造方法

真空清洗装置制造方法
【专利摘要】本申请的真空清洗装置(100)，具备：蒸气室(200)，其生成碳化氢类清洗剂的蒸气；凝结室(120)；第1热交换器(310)，其在凝结室中由蒸气和热介质进行热交换；清洗室(102)，其能够利用在凝结室(120)中生成的凝结清洗剂来在减压下清洗工件；压缩机(340)，其将由第1热交换器加热的热介质绝热压缩并进一步加热；第2热交换器(320)，其在蒸气室中由通过压缩机而加热的热介质与碳化氢类清洗剂进行热交换；以及减压部(350)，其使由第2热交换器冷却的热介质减压膨胀而进一步冷却。由减压部冷却的热介质送回至第1热交换器，由此，热介质循环于第1热交换器、压缩机、第2热交换器、减压部。
【专利说明】真空清洗装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及将碳化氢类清洗剂的蒸气供给至处于减压下的清洗室并清洗工件的 真空清洗装置。
[0002] 本申请基于2012年4月25日在日本申请的日本特愿2012-100312号而主张优先 权，将其内容引用于此。

【背景技术】
[0003] -直以来，例如，已知专利文献1所示的真空清洗装置。依据该真空清洗装置，首 先，进行由真空泵对工件所被搬入的蒸气清洗干燥室进行减压的减压工序，随后，进行将碳 化氢类清洗剂的蒸气供给至蒸气清洗干燥室并清洗工件的蒸气清洗工序。接着，进行这样 的喷雾浸渍清洗工序：将碳化氢类清洗剂以雾状喷射至工件或使工件浸渍在存积于浸渍室 的碳化氢类清洗剂，尤其是，清洗在蒸气清洗工序中清洗不充分的工件的间隙等。如果这样 地完成工件的清洗，则当再次将工件搬送至蒸气清洗干燥室之后，进行将蒸气清洗干燥室 进一步减压而使附着于工件表面的清洗剂蒸发的干燥工序。然后，如果干燥工序结束，则在 使蒸气清洗干燥室恢复至大气压之后，将工件搬出，一系列的工序结束。
[0004] 在这样的真空清洗装置中，已使用的碳化氢类清洗剂（附着于工件的污染物和碳 化氢类清洗剂，以下，称为已使用的清洗剂）运送至蒸气室而再生。如果具体地说明，则运 送至蒸气室的已使用的清洗剂由电加热器等加热，由此，实质上成为仅碳化氢类清洗剂的 蒸气（蒸馏）。然后，所生成的仅碳化氢类清洗剂的蒸气再次在蒸气清洗工序中被利用，或 者，在通过利用冷却水的冷却器而凝结之后，在喷雾浸渍清洗工序中被利用。
[0005] 可是，在专利文献1的技术中，在蒸气室中为了生成碳化氢类清洗剂的蒸气而利 用的热被冷却器回收而抛弃。另外，为了将蒸气冷却，需要200L/min左右这样的大量的冷 却水，还需要贮水槽、冷却塔等，因而装置大型化。
[0006] 于是，公开了这样的技术：在大气压的蒸气清洗装置中，由以水（液体）作为热介 质的第1热交换部将在蒸气清洗干燥室中产生的蒸气状态的已使用的清洗剂冷却，通过间 接地回收第1热交换部所得到的热的第2热交换部的2个阶段而进行热交换，将水（液体） 所得到的显热供给至蒸气室（例如，专利文献2)。
[0007] 现有技术文献 专利文献1 :日本特开平7-166385号公报； 专利文献2 :日本特公平3-31113号公报。


【发明内容】

[0008] 发明要解决的课题 可是，在专利文献2的技术中，第1热交换部利用水的显热而回收已使用的清洗剂的 热，或通过间接地回收第1热交换部所得到的热的第2热交换部的2个阶段而进行热交换， 因而与利用热介质的潜热的情况相比较，热的回收效率低至1/10至1/100左右。因此，为 了由第1热交换部充分地回收热，必须增大第1热交换部与第2热交换部的接触面积，热交 换器大型化。因此，如果单将专利文献2的技术适用于真空清洗装置，则存在装置本身的占 有体积变大的可能性。
[0009] 本发明的目的是，提供能够不使装置本身大型化就效率良好地回收在蒸气室中利 用的热的真空清洗装置。
[0010] 用于解决课题的方案 为了解决上述课题，本发明的真空清洗装置所涉及的第一方式，具备：蒸气室，生成碳 化氢类清洗剂的蒸气；凝结室，连接至所述蒸气室；第1热交换器，在所述凝结室中由从所 述蒸气室导入的蒸气和热介质进行热交换，从而将所述蒸气凝结而成为碳化氢类清洗剂， 并且，将所述热介质加热；清洗室，能够利用从所述凝结室供给的经凝结的碳化氢类清洗剂 来在减压下清洗工件；压缩机，将由所述第1热交换器加热的热介质绝热压缩并进一步加 热；第2热交换器，在所述蒸气室中由通过所述压缩机而加热的热介质与所述碳化氢类清 洗剂进行热交换，从而使所述碳化氢类清洗剂气化而生成蒸气，并且，将所述热介质冷却； 以及减压部，使由所述第2热交换器冷却的热介质减压膨胀而进一步冷却，其中，由所述减 压部冷却的热介质送回至所述第1热交换器，由此，所述热介质循环于所述第1热交换器、 所述压缩机、所述第2热交换器、所述减压部。
[0011] 另外，在前述第一方式中，也可以是，所述减压部由膨胀阀构成。
[0012] 另外，在前述第一方式中，也可以是，所述减压部由利用被所述第2热交换器冷却 的热介质而旋转的涡轮构成，所述压缩机通过所述涡轮的旋转动力而辅助驱动。
[0013] 另外，在前述第一方式中，也可以是，具备由流通于所述第1热交换器及所述压缩 机之间的热介质和流通于所述第2热交换器及所述减压部之间的热介质进行热交换的第3 热交换器。
[0014] 另外，在前述第一方式中，也可以是，所述碳化氢类清洗剂是第3石油类的清洗 剂。
[0015] 发明的效果 依据本发明，能够不使装置本身大型化就效率良好地回收在蒸气室中利用的热。

【专利附图】

【附图说明】
[0016] 图1是用于说明本发明的实施方式所涉及的真空清洗装置的概念图。
[0017] 图2是说明本发明的实施方式所涉及的真空清洗装置的处理工序的流程图。
[0018] 图3是用于说明本发明的变形例的真空清洗装置的概念图。
[0019] 图4是用于说明本发明的变形例的真空清洗装置的概念图。

【具体实施方式】
[0020] 以下，参照附图，同时，对本发明的合适的实施方式详细地进行说明。所涉及的实 施方式所示的尺寸、材料、其他具体的数值等只不过是用于使发明的理解变得容易的举例 说明，除了特别地讲明的情况以外，都不限定本发明。此外，在本说明书和附图中，对实质上 具有相同的功能、构成的要素标记相同的符号，由此，省略重复说明，另外，与本发明无直接 关系的要素省略图示。
[0021] (真空清洗装置100) 图1是用于说明真空清洗装置100的概念图。如该图所示，真空清洗装置100具备在 内部设有清洗室102的真空容器104。在该真空容器104,形成有开口 104a，能够通过开闭 门106而将开口 104a开闭。因此，在清洗工件W时，将开闭门106开放并将工件W从开口 104a搬入清洗室102内且载置于载置部108，并且，在将开闭门106关闭并清洗工件W之后， 再次将开闭门106开放，将工件W从开口 104a搬出。
[0022] 而且，在上述的清洗室102,设有淋浴部110。淋浴部110经由蒸气供给管114、凝 结室120、凝结清洗剂供给管122、清洗剂存积部124、凝结清洗剂供给管126而连接至蒸气 室 200。
[0023] 蒸气室200具备加热器202和第2热交换器320,将碳化氢类清洗剂（溶剂）加热 至例如8(T14(TC左右，优选120°C左右，生成碳化氢类清洗剂的蒸气（以下，简称为蒸气）。 在蒸气室200中生成的蒸气经由蒸气供给管114而导入凝结室120。
[0024] 凝结室120具备第1热交换器310,导入凝结室120的蒸气由第1热交换器310冷 却，凝结成液体的碳化氢类清洗剂（以下，简称为凝结清洗剂）。然后，凝结清洗剂在经由凝 结清洗剂供给管122而存积于清洗剂存积部124之后，经由凝结清洗剂供给管126和淋浴 部110而供给至清洗室102。后面对基于第1热交换器310的冷却机构和基于第2热交换 器320的加热机构进行详细阐述。
[0025] 另外，在真空容器104内，设有配置于清洗室102的下方的浸渍室130。在该浸渍 室130,存积有工件W能够完全地浸渍的量的碳化氢类清洗剂（液体），设有用于加热该碳 化氢类清洗剂的加热器130a。另外，在清洗室102与浸渍室130之间设有中间门140,通过 该中间门140而使得清洗室102与浸渍室130连通或该连通截断。
[0026] 此外，存积于浸渍室130的碳化氢类清洗剂是从淋浴部110供给的凝结清洗剂和 从清洗剂存积部124经由凝结清洗剂供给管128而供给的凝结清洗剂的任一方或两方。另 夕卜，在本实施方式中，在载置部108设有未图示的升降装置，载置部108以能够沿铅垂方向 移动的方式构成。因此，在将中间门140开放而使清洗室102与浸渍室130连通的状态下， 驱动升降装置，由此，如图中虚线所示，能够使工件W从清洗室102移动至浸渍室130或使 工件W从浸渍室130移动至清洗室102。
[0027] 然后，从淋浴部110供给并清洗工件W的凝结清洗剂和在浸渍室130中清洗工件W 的凝结清洗剂（以下，简称为已使用的清洗剂）经由已使用的清洗剂的导入管150而再次 导入蒸气室200,由上述的加热器202和第2热交换器320加热，由此，成为蒸气（再生）。
[0028] 此外，该碳化氢类清洗剂的种类未特别地限定，但出于安全性的观点，期望使用第 3石油类的清洗剂，列举例如正构烷烃类、异链烷类、环烷烃类、芳香族类的碳化氢类清洗 齐U。具体而言，作为第3石油类的清洗剂，优选使用被称为洗涤溶剂的Tekurin N20、Clean Sol G、Daphne Solvent 等。
[0029] 另外，在清洗室102和蒸气室200,连接有未图示的真空泵。该真空泵，在开始工件 W的清洗之前的减压工序中，通过真空吸引（初始真空）而将真空容器104和蒸气室200内 减压至例如6kPa左右。而且，在清洗室102,连接有用于对前述清洗室102进行大气开放的 未图示的配管。在该配管，设有将大气与清洗室102截断的大气开放阀。该大气开放阀，在 工件W的清洗工序和干燥工序结束之后的搬出工序中，对清洗室102进行大气开放而使其 恢复至大气压。
[0030] 接着，使用图1和图2来对上述的真空清洗装置100中的工件W的真空清洗方法 进行说明。
[0031] 图2是说明真空清洗装置100的处理工序的流程图。当利用真空清洗装置100时， 首先，进行1次准备工序（步骤S110)，随后，对1个工件W进行搬入工序（步骤S120)、减 压工序（步骤S130)、蒸气清洗工序（步骤S140)、淋浴清洗工序（步骤S150)、浸渍清洗工 序（步骤S160)、干燥工序（步骤S170)、搬出工序（步骤S180)。而且，以后，对依次搬入 的工件W进行步骤S12(T步骤S180的工序。以下，参照图1，同时，对上述的各工序进行说 明。
[0032] (准备工序：步骤S110) 首先，当使真空清洗装置100运转时，将开闭门106关闭，将真空容器104内从外部截 断。然后，将中间门140开放，使浸渍室130与清洗室102连通。接着，驱动真空泵，通过真 空吸引而将清洗室102和浸渍室130减压至例如IOkPa以下。这样，如果将清洗室102和 浸渍室130减压至期望的压力，则将中间门140关闭，将浸渍室130从清洗室102截断。然 后，在截断后，对大气开放阀进行开阀而对清洗室102进行大气开放。
[0033] 然后，驱动加热器202和后述的热泵单元300(第2热交换器320)来对存积于蒸 气室200的碳化氢类清洗剂进行加热而生成蒸气。然后，在蒸气室200中生成的蒸气导入 凝结室120,由热泵单元300 (第1热交换器310)冷却，凝结成凝结清洗剂，存积于清洗剂存 积部124。或者，经由凝结清洗剂供给管128而存积于浸渍室130。另外，驱动加热器130a 而对存积于浸渍室130的碳化氢类清洗剂进行加热而生成蒸气。此时，由于中间门140关 闭，因而在浸渍室130中生成的蒸气充满于浸渍室130内。由此，真空清洗装置100的准备 工序结束，能够进行真空清洗装置100对工件W的清洗。
[0034] (搬入工序：步骤S120) 在由真空清洗装置100进行工件W的清洗时，首先，将开闭门106开放，将工件W从开口 104a搬入清洗室102并载置于载置部108。然后，如果工件W的搬入完成，则将开闭门106 关闭而使清洗室102成为密闭状态。此外，此时，工件W的温度成为常温（15~40度左右）。
[0035] (减压工序：步骤S130) 接着，驱动真空泵，通过真空吸引而将清洗室102和蒸气室200减压至IOkPa以下。
[0036] (蒸气清洗工序：步骤S140) 接着，将中间门140开放，将清洗室102与浸渍室130连通，将通过浸渍室130而生成 的蒸气供给至清洗室102。此时，蒸气的温度被控制为8(T14(TC，高温的蒸气充满于清洗室 102。
[0037] 这样，如果供给至清洗室102的蒸气附着于工件W的表面，则由于工件W的温度与 蒸气的温度相比而较低，因而蒸气在工件W的表面凝结，附着于工件W的表面的油脂类被凝 结的碳化氢类清洗剂溶解而流下，清洗工件W。该蒸气清洗工序进行至工件W的温度达到作 为蒸气的温度（碳化氢类清洗剂的沸点）的8(Tl40°C为止，并且，在工件W的温度达到蒸气 的温度的时候，蒸气清洗工序结束。
[0038] (淋浴清洗工序：步骤S150) 如果蒸气清洗工序结束，则淋浴部110将存积于清洗剂存积部124的凝结清洗剂喷射 至工件W。这样，对附着于在蒸气清洗工序中未彻底清洗的工件W的细微部分的油脂类等进 行清洗。
[0039] (浸渍清洗工序：步骤S160) 如果淋浴清洗工序结束，则载置部108下降，工件W浸渍于存积在浸渍室130的碳化氢 类清洗剂。此时，通过未图示的升降装置而使得工件W沿铅垂方向重复升降多次，对附着于 在蒸气清洗工序和淋浴清洗工序中未彻底清洗的工件W的细微部分的油脂类等进行清洗。 如果这样地完成工件W的清洗，则使载置部108上升而将工件W搬送至清洗室102,将中间 门140关闭而将清洗室102与浸渍室130截断。
[0040] (干燥工序：步骤S170) 如果上述步骤S160的浸渍清洗工序结束，则接着进行使在清洗时附着于工件W的碳化 氢类清洗剂干燥的干燥工序。该干燥工序通过驱动真空泵而进行。
[0041] (搬出工序：步骤S180) 如上所述，如果清洗室102和工件W的干燥完成，则对大气开放阀进行开阀而对清洗室 102进行大气开放，在清洗室102恢复压力至大气压时，将开闭门106开放而将工件W从开 口 104a搬出，对工件W的全部工序结束。或者，也可以经过判断工序而重复步骤S12(T步 骤S180的工序（步骤S190)。
[0042] 如以上所说明，本实施方式所涉及的真空清洗装置100通过在蒸气室200中加热 碳化氢类清洗剂而生成蒸气，在凝结室120中冷却所涉及的蒸气，由此，生成在淋浴部110 和浸渍室130中所利用的凝结清洗剂。在此，真空清洗装置100通过采用热泵单元300,从 而在蒸气室200中利用在凝结室120中回收的热，由此，使热的损失显著地降低。接下来， 对这样的热泵单元300的具体的构成进行说明。
[0043] (热泵单元300) 热泵单元300包括第1热交换器310、第2热交换器320、热介质循环线330 (在图1中， 由330a?330f表示）、压缩机340、减压部350以及第3热交换器360而构成。在热泵单元 300中，如图1中虚线的箭头所示，热介质循环于热介质循环线330,经由设在热介质循环线 330的第1热交换器310、第3热交换器360、压缩机340、第2热交换器320、第3热交换器 360、减压部350而再次导入第1热交换器310。此外，该热介质的种类未特别地限定，但优 选使用能够在第1热交换器310中利用热介质的潜热的氟利昂类的热介质。
[0044] 第1热交换器310在凝结室120中由热介质和从蒸气室200导入的蒸气进行热交 换，由此，将蒸气通过冷却来凝结而成为凝结清洗剂，并且，将热介质加热。在此，通过由第 1热交换器310加热，使得热介质成为气体（在图1中，由G表示）。然后，由第1热交换器 310加热的热介质由第3热交换器360加热。后面对基于第3热交换器360的加热机构进 行详细阐述。
[0045] 压缩机340将由第3热交换器360加热的热介质绝热压缩并进一步加热。
[0046] 第2热交换器320在蒸气室200中由通过压缩机340加热的热介质和液体的碳 化氢类清洗剂进行热交换，由此，将碳化氢类清洗剂加热而生成蒸气，并且，将热介质冷却。 在此，通过由第2热交换器320冷却，使得热介质成为气液混合状态（在图1中，由G、L表 示）。然后，由第2热交换器320冷却的热介质由第3热交换器360进一步冷却。后面对基 于第3热交换器360的冷却机构进行详细阐述。
[0047] 减压部350由作为招致流体的压力下降的阀的膨胀阀构成，使由第2热交换器320 冷却的热介质减压膨胀而进一步冷却。在此，通过由减压部350冷却，使得热介质成为液体 (在图1中，由L表示）。然后，在减压部350中冷却的热介质通过热介质循环线330f而再 次导入第1热交换器310。
[0048] 在现有的大气压的蒸气清洗装置中，由于有必要在大气压下使清洗剂成为蒸气， 因而作为清洗剂，利用沸点为30°C~80°C左右（大气压）的卤素类的清洗剂（三氯乙烷或 三氯乙烯）。这样的卤素类的清洗剂如果被加热，则成分中的氯分解，因而腐蚀性高，存在如 果使蒸气与热交换部直接接触，则热交换部立即腐蚀的可能性。于是，在现有技术中，为了 使更换和维护变得容易，通过与蒸气接触的第1热交换部和间接地回收第1热交换部所得 到的热的第2热交换部的2个阶段而进行热交换。因此，热交换部的装置构成变得复杂，而 且，与通过1个阶段而进行热交换的情况相比较，热交换效率下降。
[0049] 可是，本实施方式所涉及的真空清洗装置100,由于能够对清洗室102进行减压， 因而能够利用沸点为8(T14(TC左右（6kPa)的不具有腐蚀性的清洗剂。因此，能够通过同一 热介质循环线330而使在蒸气直接接触的凝结室120中回收热的第1热交换器310和在蒸 气室200中利用的第2热交换器320连通。即，在蒸气室200中，第2热交换器320能够直 接利用在凝结室120中通过第1热交换器310将蒸气冷却而回收的热（潜热），能够将热的 损失抑制为最低限度，同时，效率良好地进行蒸气的凝结和蒸气的生成。因此，能够抑制蒸 气室200中的加热器202的加热量。
[0050] 另外，如上所述，在大气压的蒸气清洗装置中，从沸点为30°C?80°C左右的蒸气回 收热，但本实施方式所涉及的真空清洗装置100能够从沸点为80°C ~140°C左右这样的高温 的蒸气回收热。因此，第1热交换器310,与大气压的蒸气清洗装置相比较，能够回收高的热 量。
[0051] 而且，如上所述，在大气压的蒸气清洗装置中，利用水的显热，回收已使用的清洗 剂的热，或者，将所回收的热供给至第2热交换器。可是，真空清洗装置100将氟利昂类的 物质作为热介质而利用，由此，能够在第1热交换器310中利用热介质的潜热来回收清洗剂 的热。因此，能够使第1热交换器310、第2热交换器320小型化，能够减小真空清洗装置 100本身的占有体积。
[0052] 第3热交换器360由流通于热介质循环线330a、330b (第1热交换器310和压缩 机340之间）的热介质和流通于热介质循环线330d、330e (第2热交换器320和减压部350 之间）的热介质进行热交换。由第1热交换器310加热并流通于热介质循环线330a的热 介质也有时候未完全地气化，而是成为气液混合流体。在该情况下，如果液体的热介质导入 压缩机340,则存在在压缩机340产生不良的可能性。
[0053] 于是，根据具备第3热交换器360的构成，通过将流通于热介质循环线330a的热 介质加热而成为比饱和温度更高的温度，从而能够可靠地使导入压缩机340的热介质（流 通于热介质循环线330b的热介质）仅成为气体。由此，能够避免在压缩机340产生不良的 事态。
[0054] (实施例1) 对在不具备第3热交换器360的状态下，蒸气室200生成120°C的蒸气的情况（实例 1)和生成IKTC的蒸气的情况（实例2)下的热介质的温度、压缩机340的使用能量（kW)、 第2热交换器320对蒸气室200的加热量（kW)进行探讨。
[0055] 在不具备热泵单元的现有的真空清洗装置中，如果蒸气室欲生成120°C的蒸气，则 加热器需要35kW(在稳定时、初始运转时为36kW)的容量。
[0056] [表 1]

【权利要求】
1. 一种真空清洗装置，其特征在于， 具备：蒸气室，其生成碳化氢类清洗剂的蒸气；凝结室，其连接至所述蒸气室；第1热交 换器，其在所述凝结室中由从所述蒸气室导入的蒸气和热介质进行热交换，从而将所述蒸 气凝结而成为碳化氢类清洗剂，并且，将所述热介质加热；清洗室，其能够利用从所述凝结 室供给的经凝结的碳化氢类清洗剂来在减压下清洗工件；压缩机，其将由所述第1热交换 器加热的热介质绝热压缩并进一步加热；第2热交换器，其在所述蒸气室中由通过所述压 缩机而加热的热介质与所述碳化氢类清洗剂进行热交换，从而使所述碳化氢类清洗剂气化 而生成蒸气，并且，将所述热介质冷却；以及减压部，其使由所述第2热交换器冷却的热介 质减压膨胀而进一步冷却， 由所述减压部冷却的热介质送回至所述第1热交换器，由此，所述热介质循环于所述 第1热交换器、所述压缩机、所述第2热交换器、所述减压部。
2. 根据权利要求1所述的真空清洗装置，其特征在于，所述减压部由膨胀阀构成。
3. 根据权利要求1所述的真空清洗装置，其特征在于， 所述减压部由利用被所述第2热交换器冷却的热介质而旋转的涡轮构成， 所述压缩机通过所述涡轮的旋转动力而辅助驱动。
4. 根据权利要求1所述的真空清洗装置，其特征在于，具备由流通于所述第1热交换 器及所述压缩机之间的热介质和流通于所述第2热交换器及所述减压部之间的热介质进 行热交换的第3热交换器。
5. 根据权利要求1所述的真空清洗装置，其特征在于，所述碳化氢类清洗剂是第3石 油类的清洗剂。
6. 根据权利要求2所述的真空清洗装置，其特征在于，具备由流通于所述第1热交换 器及所述压缩机之间的热介质和流通于所述第2热交换器及所述减压部之间的热介质进 行热交换的第3热交换器。
7. 根据权利要求3所述的真空清洗装置，其特征在于，具备由流通于所述第1热交换 器及所述压缩机之间的热介质和流通于所述第2热交换器及所述减压部之间的热介质进 行热交换的第3热交换器。
8. 根据权利要求2所述的真空清洗装置，其特征在于，所述碳化氢类清洗剂是第3石 油类的清洗剂。
9. 根据权利要求3所述的真空清洗装置，其特征在于，所述碳化氢类清洗剂是第3石 油类的清洗剂。
10. 根据权利要求4所述的真空清洗装置，其特征在于，所述碳化氢类清洗剂是第3石 油类的清洗剂。
【文档编号】B08B3/08GK104245162SQ201380021211
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年4月17日 优先权日:2012年4月25日
【发明者】平田淳, 茂垣康弘, 平田哲也, 三好一雄, 松田至康, 平本升 申请人:株式会社 Ihi, Ihi 机械系统股份有限公司