JPH0143574B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、高度技術産業において有機溶剤を用
いて半導体等の電子部品、精密機械部品等を超音
波浴や蒸気浴でもつて洗浄するように構成された
装置において、特に洗浄により汚れた溶剤を洗浄
するための超音波・蒸留方式の溶剤処理装置に関
するものである。 従来技術 溶剤の処理装置としては、従来より溶剤が貯溜
された処理槽の底部に溶剤を加熱する手段を設
け、かつ処理槽の上部に蒸気化した溶剤を凝結さ
せるための冷却手段を設け、溶剤を蒸留すること
により洗浄する方式がとられている。 そして最近では、第６図に示すようにケーシン
グ１で構成された溶剤の処理槽２において、該処
理槽２の底部に冷凍サイクルの凝縮器４を配置
し、処理槽２の上方に冷凍サイクルの蒸発器６を
配置して圧縮機１０、凝縮器４、膨張弁８、蒸発
器と循環接続する冷凍サイクルを形成するように
したヒートポンプ方式の処理装置が実用化されて
いる。 かかる装置では、圧縮機１０で圧縮された冷媒
が凝縮される時に発生する潜熱でもつて、溶剤を
加熱すると共に、溶剤と冷媒とを熱交換すること
により冷媒を冷却液化させている。 液化された冷媒は冷凍サイクルの蒸発器６に流
れ込み、そこで蒸発する際の潜熱で蒸気状の溶剤
を熱交換により冷却し、凝結させる。 凝結された溶剤は、蒸発器６の付近に設けた回
収槽１２により回収され、清浄な溶剤となつて半
導体等の機器を洗浄する洗浄槽へ送られる。 発明が解決しようとする問題点 かかる従来の溶剤処理装置は、冷凍サイクルの
凝縮器で溶剤を加熱し、蒸発器で凝結させるよう
にしているために清浄中においてはエネルギー効
率が高く実用的である。 しかし作業が終了して停止後も処理槽内の溶剤
は比較的熱いので、溶剤が蒸発をし続けるが、蒸
発器に冷媒が流れていないために蒸発した溶剤が
機外に放出してしまうといつた不都合がある。 機外で溶剤蒸気が蒸散するのを防ぐために、洗
浄終了後においては溶剤を冷却してやる必要があ
るが、別途に冷却用の冷凍サイクルの蒸発器を貯
溜槽の底部に配置するようにすると装置全体が大
型化するといつた不都合がある。 そこで本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、
１つの冷凍サイクルでもつて貯溜槽内の溶剤の蒸
留と冷却とを行なうことのできる装置を提供する
ことを目的とする。 問題点を解決するための手段 すなわち本発明は、ケーシングからなる処理槽
の底部に溶剤を加熱させる凝縮器を配置し、処理
槽の上部に蒸気溶剤を凝結させるための蒸発器を
配置した冷凍式ヒートポンプにおいて、前記ヒー
トポンプが前記凝縮器と蒸発器との間に補助蒸発
器及び補助凝縮器を並列に設け、補助蒸発器を圧
縮機側に直接接続したものからなり、ヒートポン
プを構成する各部品間に設けた弁機構を介して圧
縮機、凝縮器、補助凝縮器、膨張弁、蒸発器と循
環する蒸留・回収回路と、圧縮機、凝縮器、膨張
弁、補助蒸発器と循環する起動・加熱回路と、圧
縮機、補助凝縮器、補助蒸発器、膨張弁、凝縮器
と循環する冷却・保冷回路に切り換わるように構
成された溶剤処理装置により本目的を達成する。 実施例 以下に本発明を図面に示された一実施例に従つ
て詳細に説明する。 第１図は冷媒Ｒ−22の場合のモリエル線図であ
り、加熱のための凝縮器からでる冷媒の凝縮潜熱
は、蒸発器の冷却熱量に比べ、此れに圧縮熱が加
わる為に通常130％前後にもなる。 しかしヒートポンプの場合は、必ず蒸発器から
熱を取り入れなければならない事と、更に各行程
に切り換わる際に各部が夫れ夫れ背反する作用を
するために熱的均衡が得にくい。 第２図において２０は冷凍サイクルの圧縮機で
あり、該圧縮機２０の冷媒入口側はアキユムレー
タ２２と、冷媒出口側は四方弁２４と接続されて
いる。 アキユムレータ２２の冷媒入口は、四方弁２４
と接続されている。 ２６は加熱コイルとして凝縮器であり、その冷
媒入口は四方弁２４と接続されている。 四方弁２４は、その切り換え操作により圧縮機
２０の冷媒入口・凝縮器２６間及びアキユムレー
タ２２・蒸発器２８間を連通させたり、アキユム
レータ２２・凝縮器２６間及び圧縮機２０・蒸発
器２８間を連通させている。 凝縮器２６の他方の部分は、逆止弁３０、レシ
ーバ３２、ドライヤー３４、逆止弁３６、補助凝
縮器３８、電磁弁４０、膨張弁４２を介して蒸発
器２８と接続され、さらに蒸発器２８は逆止弁４
４を介して四方弁と接続されている。 補助凝縮器３８・電磁弁４０間は四方弁２４・
逆止弁４４間と逆止弁４６を介して連通してい
る。 四方弁２４・逆止弁４４間とドライヤー３４・
逆止弁３６間には、電磁弁４８、膨張弁５０、補
助蒸発器５２が直列接続されている。 補助凝縮器３８・逆止弁３６間と補助蒸発器５
２・電磁弁５０間とは電磁弁５４を介して接続さ
れている。 又補助蒸発器５２・電磁弁５０間と逆止弁３
０・レシーバ３２間は逆止弁５６を介して接続さ
れ、ドライヤー３４・逆止弁３６間と逆止弁３
０・凝縮器２６間とは膨張弁５８と接続されてい
る。 各逆止弁３０，３６，４４，４６，５６の方向
性は図の矢印に示す通りである。 補助蒸発器５２と補助凝縮器３８とは互いに並
設されており、通風フアン６０により通風されて
いる。 前記電磁弁４０，４８，５４及び通風フアン６
０は図示しない制御装置によりコントロールされ
ており、表−１に示すように動作する。

【表】 以上述べた構成からなる冷凍サイクルの凝縮器
２６がケーシング６２で構成された処理槽６４の
底部に配置され、上方には蒸発器２８が配置され
ている。 ６６は、蒸発器の周辺に設けた凝結した溶剤を
回収するための回収槽である。 尚６８は蒸発器２８付近に設けた蒸気層の下部
に設けた感知器であり、７０は蒸気層の上部に設
けた感知器であり、７２は処理槽６４の底部に設
けたサーモスタツトであり、これら検知手段から
の検知結果に基づき制御装置７４は通風フアン６
０及び圧縮機２０の作動をコントロールしてい
る。 以上述べた構成において本発明にかかる溶剤処
理装置の冷凍式ヒートポンプでは、起動・加熱、
蒸留・回収、及び冷却・保冷と冷媒の循環回路が
３段階に切り換わる。 以下各段階について説明する。 ａ 起動・加熱 起動行程は、ヒートポンプ作用で溶剤液を加熱
する訳であるが、その為には他から熱エネルギー
を取り入れなければならない。 そこで表−１の加熱行程に示されるように電磁
弁４０，４８，５４を開閉し、冷媒の循環回路を
圧縮機２０、凝縮器２６、膨張弁５０、補助蒸発
器５２と循環するように接続する（第３図）。 すると通風フアン６０を持つ補助蒸発器５２に
より蒸発した冷媒は、周囲の空気より熱を汲みあ
げる。 これは溶剤の沸点が比較的高い為に蒸発器の伝
熱面積を少なくしないと過負荷運転になるので、
通常より半分位の面積の補助蒸発器５２で蒸発さ
せるようにしている。 この時補助凝縮器３８及び蒸発器２８は、電磁
弁４０，５４及び逆止弁４４，４６により閉塞さ
れている。 凝縮器２６で液化された冷媒は、補助蒸発器５
２で気化する際に付属の通風フアン６０により周
囲の空気より熱エネルギーを取り入れて圧縮機２
０に戻る。 圧縮機２０から送出される高圧高温冷媒は、凝
縮器２６で溶剤を加熱・蒸発させると共に、冷媒
は凝縮・液化されてレシーバ３２を経て、再び補
助蒸発器５２に戻るという作用を繰り返し、溶剤
液を加熱沸騰させる。 その結果空気より重い溶剤蒸気層は、逐次空気
層を押し上げ上昇していく。 ｂ 蒸留・回収 溶剤蒸気層が下部の感知器６８まで達すると、
溶剤飽和蒸気を感知して、表−１の蒸留行程に示
されるように電磁弁４８，５４が閉塞され、電磁
弁４０が開かれると、補助蒸発器５２が閉塞さ
れ、補助凝縮器３８、蒸発器２８が開通し、圧縮
機２０、凝縮器２６、補助凝縮器３８、膨張弁４
２、蒸発器２８と循環する回路に切り換わる（第
４図）。 凝縮器２６で液化された冷媒は、補助凝縮器３
８を通り、膨張弁４２よつて蒸発器２８を通過す
る際に気化して溶剤蒸気を冷却し凝結回収する。 このようにして加熱エネルギーは、蒸発器２８
で溶剤蒸気が凝結する際の潜熱を回流利用して、
凝縮器２６で溶剤を加熱蒸発させている。 通風フアン６０の風量は、調節可能であり、蒸
気層の上限の位置に設けた感知器７０が、溶剤蒸
気を感知したときに溶剤蒸気が蒸散しないだけの
充分な放熱がなされるように風量は増加する。 但し補助凝縮器３８からの放熱量は冷凍能力の
30％前後で良く、その伝熱面積は相応に少なくて
済み、制作上の便宜を考慮して前記補助蒸発器５
２と同等の伝熱面積としている。 以上のようにして蒸気層は、感知器６８と感知
器７０の間に保持され、溶剤の無駄な蒸散を防止
することができる。 また本実施例の装置では加熱から蒸留への各行
程の切り換えが極めてスムーズに行なわれる。 これは加熱時も蒸留時も凝縮器２６は、コンデ
ンサとして働いているが、加熱時は補助蒸発器５
２中の冷媒は気化状態であり、並列する補助凝縮
器３８は、電磁弁４０，５４及び逆止弁４６で閉
じられているために、この中は高圧液化冷媒で満
たされている。 その為蒸留回収行程に切り換わると、補助蒸発
器５２入口の電磁弁４８が閉じ、電磁弁４０が開
くので補助凝縮器３８に溜つていた液化冷媒は、
直ちに蒸発が始まり冷却作用が行なわれる。 その時補助蒸発器の終端口は、圧縮機の吸引側
に連通しているので、依然として気体状態であ
り、回路中の循環冷媒の条件は加熱行程時と殆ど
変わらないので、行程切替時における加熱力の変
動が極めて少ない。 ｃ 冷却・保冷 蒸留行程が終了した後は、表−１の冷却行程に
示されるように電磁弁４０，４８を閉じ、電磁弁
５４を開くと共に四方弁２４を逆方向に切り換
え、圧縮機２０、補助蒸発器５２・補助凝縮器３
８、膨張弁５８、凝縮器２６（蒸発器として）と
循環するようにする（第５図）。 蒸発器２８が逆止弁４４、電磁弁４０で閉塞さ
れ、補助蒸発器５２及び補助凝縮器３８とが並列
に連接して、一体の凝縮器として機能するように
なる。 夫れ夫れの補助熱交換器（補助蒸発器等）の時
の倍の容量となり、高温溶剤液を冷却するのに必
要充分な伝熱面積をもつコンデンサとして働く
為、効率良い冷却運転ができる。 尚両熱交換器３８，５２の集合部分の電磁弁５
４を持つ連通路と逆止弁３６は、無くてもあまり
能力に影響がないので省略しても良い。 そして溶剤が所定の温度まで冷却されると、サ
ーモスタツト７２がこれを検知し、冷凍サイクル
の圧縮機２０を停止させる。 効 果 以上のべたように本発明にかかる溶剤処理装置
は、僅かな回路部品を付加した簡潔な回路構成に
より、加熱、蒸留、冷却の各行程を一つの冷凍サ
イクルで行なうことを可能にしたので、客行程を
熱的不均衡をきたすことなく切り換えることがで
きると共に装置を小型化することができる。 また溶剤を加熱する熱源をヒートポンプで外気
から取り入れたり、溶剤蒸気が凝結する際の潜熱
を回流させて再利用するように構成したので従来
の装置に比較して消費電力が少なくて済む。 さらに従来の装置では、同一の冷凍サイクルで
溶剤の冷却及び加熱を行なうことができなかつた
が、本発明では補助熱交換器を並設し弁機構を介
して冷媒の流れを切り換えるようにしたので加
熱、蒸留、冷却の各行程を同一の冷凍サイクルで
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図は本発明にかかる装置の一実
施例を示すもので、第１図は冷媒Ｒ−22のモリエ
ル線図、第２図は装置の概要を示す概略図、第３
図は加熱行程を示す装置の概略図、第４図は蒸留
行程を示す装置の概略図、第５図は冷却行程を示
す装置の概略図、第６図は従来技術を示す装置の
概略図である。 １，６２…ケーシング、２，６４…処理槽、４
…凝縮器、６…蒸発器、８…膨張弁、１０…圧縮
機、１２，６６…回収槽、２０…圧縮機、２２…
アキユムレータ、２４…四方弁、２６…凝縮器、
２８…蒸発器、３０，３６，４４，４６，５６…
逆止弁、３２…レシーバ、３４…ドライヤー、３
８…補助凝縮器、４０，４８，５４…電磁弁、４
２，５０，５８…膨張弁、５２…補助蒸発器、６
０…通風フアン、６８，７０…感知器、７２…サ
ーモスタツト、７４…制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケーシングからなる処理槽の底部に溶剤を加
   熱させる凝縮器を配置し、処理槽の上部に蒸気溶
   剤を凝結させるための蒸発器を配置した冷凍式ヒ
   ートポンプにおいて、前記ヒートポンプが前記凝
   縮器と蒸発器との間に補助蒸発器及び補助凝縮器
   を並列に設け、補助蒸発器を圧縮機側に直接接続
   したものからなり、ヒートポンプを構成する各部
   品間に設けた弁機構を介して圧縮機、凝縮器、補
   助凝縮器、膨張弁、蒸発器と循環する蒸留・回収
   回路と、圧縮機、凝縮器、膨張弁、補助蒸発器と
   循環する起動・加熱回路と、圧縮機、補助凝縮
   器・補助蒸発器、膨張弁、凝縮器と循環する冷
   却・保冷回路に切り換わるように構成したことを
   特徴とする溶剤処理装置。