JP2013055292A

JP2013055292A - Cleaning dryer

Info

Publication number: JP2013055292A
Application number: JP2011193916A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiro Nonaka; 篤裕野中; Yoichi Kanagawa; 洋一神奈川; Tomoya Ueno; 智也上野; Masaaki Kaneko; 正明金子; Haruhiko Yamaguchi; 山口　　晴彦; Toru Mizuno; 亨水野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2031-09-06
Also published as: JP5652357B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cleaning dryer which uses high pressure steam to clean a cleaned object and dries the cleaned object.SOLUTION: A cleaning dryer includes: a stage unit for supporting a cleaned object so as to rotate around a predetermined axis; a nozzle part for blowing saturation steam to the cleaned object; a housing that houses the stage unit and the nozzle part; a discharge pipe that connects with a discharge system for discharging substances generated from the housing during cleaning; and a saturation steam generation unit for generating the saturation steam. The stage unit has a low speed rotation mode during blowing the saturation steam and a high rotation mode for drying the cleaned object.

Description

本発明は、小型電子部品等の製造工程において、当該電子部品に付着する所謂コンタミ、フラックス等を洗浄し且つ該電子部品を乾燥する洗浄乾燥装置に関する。より詳細には、高圧の蒸気を用いて当該電子部品の洗浄を実施し、洗浄後に連続的に乾燥工程を実行する洗浄乾燥装置に関する。 The present invention relates to a cleaning / drying apparatus for cleaning so-called contamination, flux, and the like adhering to an electronic component and drying the electronic component in a manufacturing process of a small electronic component or the like. More specifically, the present invention relates to a cleaning / drying apparatus that performs cleaning of the electronic component using high-pressure steam and continuously performs a drying process after cleaning.

電子部品の製造工程は、種々の工程において該電子部品に付着する物質を洗浄除去する所謂洗浄工程を含んでいる。従来、このような洗浄工程においては、IPA（イソプロピルアルコール）等の有機溶剤、界面活性剤と溶剤の混合液、純水、等を洗浄液として用い、更に超音波レベルの周波数の振動を付与して洗浄効率を高めた所謂超音波洗浄法により行われていた（特許文献１及び２参照）。ところが、周知のように電子部品の外形寸法は小型化の一途を辿り、洗浄により除去すべき除去対象物もより小さなものへと変遷してきている。このため、従来の超音波洗浄法では対応しきれない狭い空隙に侵入した異物、或いは微小の所謂コンタミと称呼される物質の効率的な除去を可能とする洗浄方法の開発、導入が求められている。 The manufacturing process of an electronic component includes a so-called cleaning process for cleaning and removing substances adhering to the electronic component in various processes. Conventionally, in such a cleaning process, an organic solvent such as IPA (isopropyl alcohol), a mixture of a surfactant and a solvent, pure water, or the like is used as a cleaning liquid, and vibration at an ultrasonic level is further applied. This was performed by a so-called ultrasonic cleaning method with improved cleaning efficiency (see Patent Documents 1 and 2). However, as is well known, the external dimensions of electronic components have been steadily reduced in size, and the objects to be removed that have to be removed by cleaning have changed to smaller ones. For this reason, there is a need for the development and introduction of a cleaning method that enables efficient removal of foreign matter that has entered a narrow gap that cannot be handled by conventional ultrasonic cleaning methods, or fine substances called so-called contamination. Yes.

ここで、半導体ウエハ等に設けられる微細な空隙である所謂トレンチの洗浄法として、例えば特許文献３〜５に開示される洗浄方法が知られている。これら洗浄方法では、密閉空間内に被洗浄物であるウエハ等を設置し、該被洗浄物に対して純水からなる蒸気を吹付けて被洗浄物の表面洗浄を行っている。当該洗浄方法では、洗浄液たる蒸気が気体状であることからトレンチ等の内部に容易に侵入し、且つトレンチの内壁表面の濡れ性を高める効果が得られる。このため、通常の液体の吹き付け、或いは液体への浸漬の場合と異なり、トレンチ等の内壁表面に対して洗浄液が容易に付着し、当該内壁表面に対する好適な洗浄結果が得られる。また、以上の技術の他に、本出願人は、微小領域に高圧蒸気を吹き付け、該微小領域を拡大させることによって被洗浄対象物の洗浄を行う洗浄装置を提案している（特許文献６参照）。 Here, as a so-called trench cleaning method that is a fine gap provided in a semiconductor wafer or the like, for example, cleaning methods disclosed in Patent Documents 3 to 5 are known. In these cleaning methods, a wafer or the like that is the object to be cleaned is placed in a sealed space, and the surface of the object to be cleaned is sprayed by spraying vapor made of pure water onto the object to be cleaned. In the cleaning method, since the vapor as the cleaning liquid is in a gaseous state, an effect of easily entering the inside of the trench or the like and increasing the wettability of the inner wall surface of the trench can be obtained. For this reason, unlike the case of normal spraying of liquid or immersion in liquid, the cleaning liquid easily adheres to the inner wall surface such as a trench, and a suitable cleaning result for the inner wall surface can be obtained. In addition to the above technique, the present applicant has proposed a cleaning apparatus that cleans an object to be cleaned by spraying high-pressure steam on a minute area and enlarging the minute area (see Patent Document 6). ).

特開平０５−３４５１７４号公報JP 05-345174 A 特開２００７−０２１３６２号公報JP 2007-021362 A 特開平０１−１８９１２７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 01-189127 特開平０４−３１５４２９号公報JP 04-315429 A 特開平０４−３７０９３１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-370931 特開２０１１−０３１１４８号公報JP 2011-031148 A

引用文献６に開示される装置によれば、被洗浄対称物上の種々の位置に対しても蒸気吹き付けを行うことが可能となる。また、少量の蒸気の吹き付けを行いつつ且つ吹き付け位置或いは吹き付け方向を適宜変更可能とすることによって、高圧蒸気の吹き付けのみによって種々の被洗浄物の洗浄を行うことも可能となる。しかしながら、実際の洗浄工程においてはその後に被洗浄物の乾燥を行うことが必要であり、この洗浄-乾燥の２工程の間で被洗浄物状に新たなコンタミが付着することを防止する必要がある。また、洗浄工程において適切な蒸気を供給できない場合には、このコンタミの再付着が生じる確率が高くなる恐れもある。 According to the apparatus disclosed in the cited document 6, it is possible to perform steam spraying on various positions on the object to be cleaned. In addition, by spraying a small amount of steam and changing the spraying position or spraying direction as appropriate, various objects to be cleaned can be cleaned only by spraying high-pressure steam. However, in the actual cleaning process, it is necessary to dry the object to be cleaned after that, and it is necessary to prevent new contamination from adhering to the object to be cleaned between the two steps of cleaning and drying. is there. In addition, when an appropriate vapor cannot be supplied in the cleaning process, there is a possibility that the probability of this re-adhesion of contamination will increase.

本発明は以上の状況に鑑みて為されたものであって、洗浄時において適切な蒸気の提供を容易とすると共に、洗浄-乾燥の工程をタイムラグ無く実施でき、コンタミの再付着を好適に防止可能な洗浄乾燥装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and facilitates the provision of appropriate steam at the time of cleaning, and the cleaning-drying process can be performed without a time lag, and contamination re-adhesion is suitably prevented. An object is to provide a possible washing and drying apparatus.

上記課題を解決するために、本発明に係る洗浄乾燥装置は、所定の軸を中心に被洗浄物を回転可能に支持するステージユニットと、ステージユニットに支持された被洗浄物に対して洗浄流体を吹き付け可能なノズル部と、ステージユニット及びノズル部を収容する筐体と、筐体から洗浄により生じた物質を排出するための排気系と接続される排気管と、を有しステージユニットは洗浄流体の吹き付け時の低速回転モードと被洗浄物を乾燥させるための高速回転モードとを有し、洗浄流体は飽和蒸気であって、飽和蒸気を生成する飽和蒸気発生ユニットを更に有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a cleaning / drying apparatus according to the present invention includes a stage unit that rotatably supports an object to be cleaned around a predetermined axis, and a cleaning fluid for the object to be cleaned supported by the stage unit. The stage unit has a nozzle part capable of spraying, a case housing the stage unit and the nozzle part, and an exhaust pipe connected to an exhaust system for discharging substances generated by the cleaning from the case. A low-speed rotation mode for spraying the fluid and a high-speed rotation mode for drying an object to be cleaned; the cleaning fluid is saturated steam, and further includes a saturated steam generation unit that generates saturated steam. Yes.

なお、上述した洗浄乾燥装置において、飽和蒸気発生ユニットは、流体の流入口と流出口とを有する流体通路を有し、流体通路を通過する流体を加熱する加熱源と、流体通路と加熱源とを内部に包含するヒータケースと、ヒータケース内に充填されて加熱源の発する熱を流体通路に伝達する熱伝導小片と、を有し、熱伝導小片は、ヒータケースの内部の加熱源と流体通路とを覆うように充填されることが好ましい。 In the washing and drying apparatus described above, the saturated vapor generation unit includes a fluid passage having a fluid inlet and an outlet, a heating source that heats the fluid that passes through the fluid passage, a fluid passage and a heating source. And a heat conduction piece that is filled in the heater case and transmits heat generated by the heating source to the fluid passage, and the heat conduction piece includes the heating source and the fluid inside the heater case. It is preferable that it is filled so as to cover the passage.

また、この場合、熱伝導小片は所定の充填密度にて充填され、ヒータケースの内部に空隙を形成することがより好ましい。更に飽和蒸気発生ユニットは、ヒータケースの内部に配置されてヒータケースの内部温度を測定する温度測定手段と、ヒータケースを覆ってヒータケースの保温を為す断熱材と、を更に有し、流体通路は管状の部材を螺旋状に成型して得られたものであることがより好ましい。 In this case, it is more preferable that the heat conductive pieces are filled at a predetermined filling density to form a gap in the heater case. The saturated steam generation unit further includes a temperature measuring means that is disposed inside the heater case and measures the internal temperature of the heater case, and a heat insulating material that covers the heater case and keeps the heater case warm. Is more preferably obtained by forming a tubular member into a spiral shape.

また、上述した洗浄乾燥装置においては、ノズル部は複数のノズルを有し、複数のノズルは各々異なる角度にて被洗浄物の洗浄面に対して洗浄流体を吹き付け可能であることが好ましい。この場合、ノズル部は、被洗浄物の洗浄面に対して垂直に洗浄流体を吹き付け可能な噴出軸を有したノズルを有することがより好ましい。 In the above-described cleaning / drying apparatus, it is preferable that the nozzle portion has a plurality of nozzles, and the plurality of nozzles can spray the cleaning fluid onto the cleaning surface of the object to be cleaned at different angles. In this case, it is more preferable that the nozzle portion has a nozzle having an ejection shaft capable of spraying the cleaning fluid perpendicularly to the cleaning surface of the object to be cleaned.

本発明によれば、高温高圧の２種の流体を適宜且つ容易に洗浄装置に提供することで、洗浄に際して適切な飽和蒸気の提供が可能となり、且つ洗浄-乾燥の工程を単一の装置にてタイムラグをなくして実施することが可能となる。即ち、構成の簡易な洗浄装置でありながら適切な蒸気の提供が可能であることから洗浄能力が高く、且つ乾燥も好適に実施可能な洗浄乾燥装置の提供が可能となる。 According to the present invention, by providing two types of high-temperature and high-pressure fluid appropriately and easily to the cleaning device, it is possible to provide a saturated vapor suitable for cleaning, and the cleaning-drying process can be performed in a single device. This makes it possible to eliminate the time lag. That is, it is possible to provide a cleaning / drying apparatus that has a high cleaning ability and can be suitably dried because it is possible to provide an appropriate vapor with a simple cleaning apparatus.

本発明の一態様である洗浄装置の第一の実施形態について、その構成を模式的に示す図であって、洗浄工程を行っている状態を示す図である。It is a figure which shows the structure typically about 1st embodiment of the washing | cleaning apparatus which is 1 aspect of this invention, Comprising: It is a figure which shows the state which is performing the washing | cleaning process. 本発明の一態様である洗浄装置の第一の実施形態について、その構成を模式的に示す図であって、乾燥工程を行っている状態を示す図である。It is a figure which shows the structure typically about 1st embodiment of the washing | cleaning apparatus which is 1 aspect of this invention, Comprising: It is a figure which shows the state which is performing the drying process. 飽和蒸気の供給ユニットの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the supply unit of saturated steam. 図１Ａ及び図１Ｂに示す洗浄装置において蒸気を提供する流体加熱ユニットについて、主要部の構成を模式的に示す図であって、当該ユニットを上方から見た際の構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the principal part about the fluid heating unit which provides vapor | steam in the washing | cleaning apparatus shown to FIG. 1A and FIG. 1B, Comprising: It is a figure which shows the structure when the said unit is seen from upper direction. is there. 図３Ａに示す流体加熱装置を図３Ａに示す矢印３Ｂ方向から見た際の構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure at the time of seeing the fluid heating apparatus shown to FIG. 3A from the arrow 3B direction shown to FIG. 3A. 図３Ａに示す流体加熱装置の内部の構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure inside the fluid heating apparatus shown to FIG. 3A. 図１に示す洗浄装置に用いられるマルチノズルの概略構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically schematic structure of the multi-nozzle used for the washing | cleaning apparatus shown in FIG. 図１に示す洗浄装置に用いられるマルチノズルの概略構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically schematic structure of the multi-nozzle used for the washing | cleaning apparatus shown in FIG. 図５Ａ及び図５に示すマルチノズルを用いた場合の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect at the time of using the multi-nozzle shown to FIG. 5A and FIG. 図５Ａ及び図５に示すマルチノズルを用いた場合の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect at the time of using the multi-nozzle shown to FIG. 5A and FIG. 図５Ａ及び図５に示すマルチノズルを用いた場合の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect at the time of using the multi-nozzle shown to FIG. 5A and FIG. 図５Ａ及び図５に示すマルチノズルを用いた場合の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect at the time of using the multi-nozzle shown to FIG. 5A and FIG.

以下に、図面を参照して本発明の一実施形態について述べる。図１Ａ及び図１Ｂは本発明の一実施形態に係る洗浄乾燥装置の概略構成を示す図であって、図１Ａは洗浄工程を実行した際の状態を、図１Ｂは乾燥構成を実行した際の状態を各々示している。当該洗浄乾燥装置２００は、下部筐体３１、上部筐体３３、ノズルユニット４０、及びステージユニット６０を有する。下部筐体３１は内部にステージユニット６０を収容し、内部空間の気体を所謂ブロア吸引により排気可能となるように該内部空間に対して複数の排気管３５が接続されている。下部筐体３１と上部筐体３３とにより、ノズルユニット４０及びステージユニット６０を収容する筐体が構成される。排気管３５は各々排気系に接続されており、下部筐体３１及び上部筐体３３により形成される空間内部の気体、或いは洗浄により生じた物質を該空間より排出するために用いられる。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are diagrams showing a schematic configuration of a cleaning / drying apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a state when a cleaning process is executed, and FIG. 1B shows a state when a drying configuration is executed. Each state is shown. The cleaning / drying apparatus 200 includes a lower casing 31, an upper casing 33, a nozzle unit 40, and a stage unit 60. The lower housing 31 accommodates the stage unit 60 therein, and a plurality of exhaust pipes 35 are connected to the internal space so that the gas in the internal space can be exhausted by so-called blower suction. The lower housing 31 and the upper housing 33 constitute a housing that accommodates the nozzle unit 40 and the stage unit 60. Each of the exhaust pipes 35 is connected to an exhaust system, and is used to exhaust gas inside the space formed by the lower housing 31 and the upper housing 33 or a substance generated by cleaning from the space.

ステージユニット６０は、回転台６１、クランプユニット６３、回転軸６５、及びモータ６７を有する。回転台６１は、クランプユニット６３により被洗浄物７０を固定、支持する。回転軸６５は、一方の端部において、回転台６１が被洗浄物７０を支持する側とは逆の側より該回転台６１を支持する。回転軸６５の他方の端部はモータ６７に接続されており、モータ６７の回転に応じて該該点軸６５は回転台６１及び該回転台６１に固定された被洗浄物７０を回転させる。なお、モータ６７は低速回転モード及び高速回転モードの二つの回転モードを有し、洗浄時では被洗浄物７０を低速回転させる低速回転モードを、乾燥時では被洗浄物の高速回転させる高速回転モードが実行される。高速回転から受ける遠心力により被洗浄物７０に付着したコンタミ等は洗浄液と共に被洗浄物７０上より除去され、更にこれら洗浄液体等は排気管３５を介して下部筐体３１内（及び上部筐体３３により構成される閉鎖空間）より除去される。 The stage unit 60 includes a turntable 61, a clamp unit 63, a rotation shaft 65, and a motor 67. The turntable 61 fixes and supports the object 70 to be cleaned by the clamp unit 63. The rotary shaft 65 supports the turntable 61 from one side opposite to the side on which the turntable 61 supports the object 70 to be cleaned. The other end of the rotating shaft 65 is connected to a motor 67, and the point shaft 65 rotates the rotating table 61 and the object 70 to be cleaned fixed to the rotating table 61 according to the rotation of the motor 67. The motor 67 has two rotation modes, a low-speed rotation mode and a high-speed rotation mode. A low-speed rotation mode that rotates the object to be cleaned 70 at low speed during cleaning, and a high-speed rotation mode that rotates the object to be cleaned at high speed during drying. Is executed. Contamination and the like adhering to the object 70 to be cleaned due to the centrifugal force received from the high-speed rotation is removed together with the cleaning liquid from the object 70 to be cleaned, and these cleaning liquid and the like are further removed from the lower casing 31 (and the upper casing) via the exhaust pipe 35. 33).

ノズルユニット４０は、ノズル部４１、ノズルアーム４３、アーム回転軸４５、アーム伸縮機構４７、及びアーム回転モータ４９を有する。ノズル部４１は、後述する飽和蒸気供給ユニット１００より供給される飽和蒸気を放出可能となっている。ノズルアーム４３は、ノズル部４１が被洗浄物７０に被洗浄面に向けて飽和蒸気を放出可能となる姿勢で、該ノズル部４１を支持する。ノズルアーム４３はアーム伸縮機構４７を介してアーム回転軸４５の一方の端部に支持されており、アーム伸縮機構４７によってアーム延在方向の位置について作動位置と待機位置との二位置間での位置変更が可能とされている。アーム回転軸４５の他方の端部はアーム回転モータ４９と連結されており、該アーム回転モータ４９によってアーム回転軸４５を中心とするノズル部４１の所謂θ位置の移動が為される。 The nozzle unit 40 includes a nozzle portion 41, a nozzle arm 43, an arm rotation shaft 45, an arm expansion / contraction mechanism 47, and an arm rotation motor 49. The nozzle part 41 can discharge saturated steam supplied from a saturated steam supply unit 100 described later. The nozzle arm 43 supports the nozzle portion 41 in such a posture that the nozzle portion 41 can discharge saturated vapor toward the surface to be cleaned toward the object to be cleaned 70. The nozzle arm 43 is supported on one end of the arm rotation shaft 45 via an arm expansion / contraction mechanism 47, and the arm expansion / contraction mechanism 47 is positioned between two positions of the operation position and the standby position in the arm extending direction. The position can be changed. The other end of the arm rotation shaft 45 is connected to an arm rotation motor 49, and the arm rotation motor 49 moves the so-called θ position of the nozzle portion 41 around the arm rotation shaft 45.

図１Ａは、ノズル部４１が作動位置に配置されて被洗浄物の洗浄工程を実施している状態を示す。被洗浄物７０はクランプユニット６３によって回転台６１に固定されており、この状態でモータ６７が低速回転モードにより回転台６１を低速回転させる。アーム伸縮機構４７はノズルアーム４３を伸ばしてノズル部４１を被洗浄物７０の所定位置であるコンタミ除去作業の開始位置と対向させており、アーム回転モータ４９は可動を停止してノズル部４１のθ位置の駆動を停止している。この状態でノズル部４１から被洗浄物７０の表面に向けて飽和蒸気が吹き付けられ、該飽和蒸気による被洗浄物７０表面の洗浄操作が行われる。回転台６１の回転とノズル部４１のθ駆動とによって洗浄操作が被洗浄物７０の全域に及んで被洗浄物７０表面の洗浄が終了した段階で、飽和蒸気の噴出しの停止-洗浄操作の終了に至る。 FIG. 1A shows a state where the nozzle portion 41 is disposed at the operating position and the cleaning process of the object to be cleaned is performed. The object to be cleaned 70 is fixed to the turntable 61 by a clamp unit 63, and in this state, the motor 67 rotates the turntable 61 at a low speed in the low speed rotation mode. The arm expansion / contraction mechanism 47 extends the nozzle arm 43 so as to oppose the nozzle portion 41 to the contamination removal start position, which is a predetermined position of the object 70 to be cleaned, and the arm rotation motor 49 stops moving and the nozzle portion 41 is moved. Driving at the θ position is stopped. In this state, saturated vapor is sprayed from the nozzle portion 41 toward the surface of the object 70 to be cleaned, and the surface of the object 70 to be cleaned is cleaned with the saturated vapor. When the cleaning operation reaches the entire area of the object to be cleaned 70 by the rotation of the turntable 61 and the θ drive of the nozzle portion 41, the cleaning of the surface of the object to be cleaned 70 is completed. To the end.

洗浄工程終了後、ノズルアーム４３の収縮によるノズル部４１の被洗浄物７０との対向位置からの退避が行われる。その際、必要に応じてアーム回転モータ４９によるノズル部４１のθ位置の変更の操作も行われる。続いて、高速回転モードでモータ６７による回転台６１の高速回転が行われ、被洗浄物７０の所謂スピン乾燥が行われる。スピン乾燥の操作により被洗浄部３０表面から取り除かれたコンタミ、洗浄液等は、排気管３５を介して不図示の排気系により装置内部から除去される。本発明において排気管３５は単なる管として示されているが、当該管には不図示のブロア等が排気系として配され、コンタミ、洗浄液等の強制的且つ迅速な排除を可能としている。 After completion of the cleaning process, the nozzle portion 41 is retracted from the position facing the object to be cleaned 70 by contraction of the nozzle arm 43. At that time, an operation for changing the θ position of the nozzle portion 41 by the arm rotation motor 49 is also performed as necessary. Subsequently, the rotating table 61 is rotated at a high speed by the motor 67 in the high-speed rotation mode, and so-called spin drying of the object to be cleaned 70 is performed. Contamination, cleaning liquid, and the like removed from the surface of the portion to be cleaned 30 by the spin drying operation are removed from the inside of the apparatus through an exhaust pipe 35 by an exhaust system (not shown). In the present invention, the exhaust pipe 35 is shown as a simple pipe, but a blower (not shown) or the like is arranged in the pipe as an exhaust system, and it is possible to forcibly and quickly remove contamination, cleaning liquid, and the like.

続いて、ノズル部４１に対して飽和蒸気を供給する構成について説明する。なお、本実施形態では純水を基とする飽和蒸気を洗浄流体に用いることで洗浄を効果的に行い、且つ飽和蒸気から被洗浄物７０に与えられる高い熱量を利用してスピン乾燥のみで微細トレンチ等でも従来得ることが困難であった好適な乾燥状態を得ている。しかし洗浄流体として、有機溶剤、気体等の種々の物質を使用することも可能である。ノズル部４１に対する高温高圧の蒸気の供給は、蒸気供給経路２３により為される。蒸気供給経路２３は、下流においてノズル部４１と接続されており、上流において二流体ノズル２５と流体加熱装置１００とからなる飽和蒸気発生ユニット２９と接続されている。また、二流体ノズル２５に対しては、純水源２２及び高圧空気源２４より、純水及び高圧の所謂圧空（圧縮空気）が供給される。二流体ノズル２５においてはこれら純水と圧空とが混合され、更に当該混合により得られた流体を流体加熱装置１００によって加熱することにより、高温高圧の蒸気を発生させている。飽和蒸気発生ユニット２９によって生成された蒸気は、蒸気供給経路２３を介してノズル部４１に送られる。 Then, the structure which supplies saturated vapor | steam with respect to the nozzle part 41 is demonstrated. In this embodiment, cleaning is effectively performed by using saturated steam based on pure water as a cleaning fluid, and fine heating is performed only by spin drying using a high amount of heat given from the saturated steam to the object 70 to be cleaned. A suitable dry state that has been difficult to obtain even in the trench is obtained. However, various substances such as organic solvents and gases can be used as the cleaning fluid. The high temperature and high pressure steam is supplied to the nozzle portion 41 through the steam supply path 23. The steam supply path 23 is connected to the nozzle portion 41 on the downstream side, and is connected to the saturated steam generation unit 29 including the two-fluid nozzle 25 and the fluid heating device 100 on the upstream side. The two-fluid nozzle 25 is supplied with pure water and high-pressure so-called compressed air (compressed air) from the pure water source 22 and the high-pressure air source 24. In the two-fluid nozzle 25, these pure water and compressed air are mixed, and the fluid obtained by the mixing is heated by the fluid heating device 100, thereby generating high-temperature and high-pressure steam. The steam generated by the saturated steam generation unit 29 is sent to the nozzle portion 41 via the steam supply path 23.

ここで、例えば被洗浄物７０が軟質材からなり、過度の圧力を付加して蒸気を吹付けた場合に、当該被洗浄物７０に対して何等かのダメージを与える恐れがある場合が考えられる。このような場合、ワーク３０にダメージを与えることなく十分な洗浄効果を得るために、吹き付ける蒸気の吹き付け圧（供給圧力）及び温度の最適化を行う必要がある。通常、供給圧力の制御は、二流体ノズル２５に供給される圧空の圧力と、流体加熱装置１００による流体の加熱の程度を調節することによって行われる。しかし、この供給圧と加熱温度との変化は、高圧蒸気発生ユニット２９により生成された蒸気を含んだ気体の体積或いは飽和蒸気圧等を考慮して行う必要がある。このため、実際の圧力制御は非常に複雑なパラメータを考慮する必要があり、事実上圧力固定による洗浄しか現状では為し得ていない。また、上記の温度に関しても、単に粒体加熱装置１００の加熱温度を制御するだけでは圧力の変動も伴うことから、蒸気温度の制御も同時に困難であった。 Here, for example, the object 70 to be cleaned is made of a soft material, and when excessive pressure is applied and steam is sprayed, there is a possibility that the object 70 to be cleaned may be damaged in some way. . In such a case, in order to obtain a sufficient cleaning effect without damaging the work 30, it is necessary to optimize the spray pressure (supply pressure) and temperature of the steam to be sprayed. Normally, the supply pressure is controlled by adjusting the pressure of the compressed air supplied to the two-fluid nozzle 25 and the degree of fluid heating by the fluid heating device 100. However, it is necessary to change the supply pressure and the heating temperature in consideration of the volume of the gas containing the steam generated by the high-pressure steam generation unit 29 or the saturated steam pressure. For this reason, in actual pressure control, it is necessary to consider very complicated parameters, and in fact, only cleaning by fixing the pressure can be performed at present. In addition, regarding the above-described temperature, simply controlling the heating temperature of the granule heating apparatus 100 also causes pressure fluctuations, so that it is difficult to control the steam temperature at the same time.

本実施形態においては、このようなノズル部４１に対して供給される蒸気の圧力及び温度の制御を行うために、バイパス経路２６を配置することとしている。バイパス経路２６には、バイパス弁２７が配置されている。当該バイパス経路２６を介して蒸気供給経路２３から適当な量の蒸気を分離してこれを外部空間に排出することにより、ノズル部４１に供給する蒸気の圧力を機械的に制御可能としている。即ち、バイパス経路２６は、蒸気供給経路２３に供給された蒸気の一部をノズル部４１以外に流してノズルに至る蒸気の流量或いは圧力を減ずる役割を有する。また、バイパス弁２７の開度を調節することによって、バイパス経路２６より排除される蒸気流量を制御し、蒸気供給経路２３内の圧力、即ちノズル部４１に対する供給圧を調整することも可能となる。更に、蒸気温度の制御に関しても、圧力と分離して制御することが可能となり、適宜最適温度にあわせた蒸気を得ることが可能となる。 In the present embodiment, in order to control the pressure and temperature of the steam supplied to the nozzle portion 41, the bypass path 26 is arranged. A bypass valve 27 is disposed in the bypass path 26. By separating an appropriate amount of steam from the steam supply path 23 via the bypass path 26 and discharging it to the external space, the pressure of the steam supplied to the nozzle portion 41 can be mechanically controlled. That is, the bypass path 26 has a role of reducing the flow rate or pressure of the steam reaching the nozzle by flowing a part of the steam supplied to the steam supply path 23 other than the nozzle portion 41. Further, by adjusting the opening degree of the bypass valve 27, it is possible to control the flow rate of the steam removed from the bypass path 26 and adjust the pressure in the steam supply path 23, that is, the supply pressure to the nozzle portion 41. . Furthermore, it is possible to control the steam temperature separately from the pressure, and it is possible to obtain steam appropriately adjusted to the optimum temperature.

ここで、本発明において洗浄用の流体をして好適に用いられる飽和蒸気について説明する。本発明では、例えば水と水蒸気のように同じ物質の液体と蒸気とが熱平行にある流体を飽和蒸気として定義する。当該状態では液相及び気相の水が共存しており、水が蒸発する速度と凝集する速度とが同じにある。通常この様な飽和蒸気の圧力を飽和蒸気圧と称呼し、Ｐａ（パスカル）等の気圧の単位によって示される。飽和蒸気は、潜熱加熱による高速且つ均一な加熱が可能であること、圧力と温度とを一時的に設定可能であること、また熱伝達率が高いこと等による熱源としての利用に優れている。本発明では、このような液相及び気相が混合されている飽和蒸気を洗浄液として用いることとして述べるが、装置としては飽和蒸気に限定されず、被洗浄物の条件によっては過熱蒸気や沸騰水による洗浄を行っても良い。 Here, a saturated vapor that is preferably used as a cleaning fluid in the present invention will be described. In the present invention, a fluid in which a liquid and a vapor of the same substance, such as water and water vapor, are in heat parallel is defined as a saturated vapor. In this state, liquid phase and gas phase water coexist, and the rate at which water evaporates and the rate at which it aggregates are the same. Usually, such a saturated vapor pressure is referred to as a saturated vapor pressure, and is indicated by a unit of atmospheric pressure such as Pa (Pascal). Saturated steam is excellent in use as a heat source because it can be heated rapidly and uniformly by latent heat heating, the pressure and temperature can be temporarily set, and the heat transfer coefficient is high. In the present invention, a saturated vapor in which such a liquid phase and a gas phase are mixed is described as the cleaning liquid. However, the apparatus is not limited to the saturated vapor, and depending on the conditions of the object to be cleaned, superheated steam or boiling water is used. You may perform washing by.

次に、図２に示された流体加熱装置１００の詳細について図３Ａ、図３Ｂ及び図４を用いて説明する。図３Ａは、本発明の一実施形態である流体加熱装置について、これを上方から見た際の構造を模式的に示し、図３Ｂは当該流体加熱装置を図３Ａに示す矢印３Ｂ方向から見た際の構造を模式的に示している。また、図４は、図３Ａに示す流体加熱装置を内部の構造を模式的に示す図である。 Next, details of the fluid heating apparatus 100 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 3A, 3B, and 4. FIG. FIG. 3A schematically shows the structure of the fluid heating apparatus according to an embodiment of the present invention when viewed from above, and FIG. 3B shows the fluid heating apparatus viewed from the direction of arrow 3B shown in FIG. 3A. The structure at the time is shown schematically. FIG. 4 is a diagram schematically showing the internal structure of the fluid heating apparatus shown in FIG. 3A.

本実施形態の流体加熱装置１００は、カートリッジヒータ３、熱電対５、流体通路７、ヒータケース９、熱伝導小片１１、ケース受け１３、外装１５、及び断熱材１７を有する。外装１５は、薄板から構成された例えば直方体形状を有し、他の諸構成を内部に包含可能な内部空間を有して当該流体加熱装置１００の外形状を規定する。ヒータケース９は、円柱或いは中空部９ａを有する円筒形状を有している。より詳細には、本実施形態において、該ヒータケース９は、該円柱形状の延在軸に垂直な断面において、中央部に先の中空部９ａに対応する空間となる領域が存在し、且つ後述する他の部材を包含可能な厚さを有して該中空部の周りに存在する環状のケース内部９ｂなる内部空間を規定する。 The fluid heating apparatus 100 according to the present embodiment includes a cartridge heater 3, a thermocouple 5, a fluid passage 7, a heater case 9, a heat conduction piece 11, a case receiver 13, an exterior 15, and a heat insulating material 17. The exterior 15 has, for example, a rectangular parallelepiped shape made of a thin plate, and has an internal space that can include other various configurations inside to define the outer shape of the fluid heating device 100. The heater case 9 has a cylindrical shape having a column or a hollow portion 9a. More specifically, in the present embodiment, the heater case 9 has a region that becomes a space corresponding to the hollow portion 9a at the center in a cross section perpendicular to the cylindrical extending axis, and will be described later. The inner space of the annular case inner portion 9b existing around the hollow portion has a thickness capable of including other members.

該ヒータケース９は、ケース受け１３を介して外装１５の内部空間内の所定位置に支持される。断熱材１７が外装１５の内面とヒータケース９外面との間に配置され、ヒータケース９から外装１５への熱の伝達を防止する。また、先のケース受け１３についても、ヒータケース９と外装１５との熱伝達を防止するように断熱性を有する部材から構成されている。以上の構成により、ヒータケース９及びその内部の保温と、外装１５の不必要な加熱の防止とを達成している。 The heater case 9 is supported at a predetermined position in the internal space of the exterior 15 via the case receiver 13. A heat insulating material 17 is disposed between the inner surface of the outer package 15 and the outer surface of the heater case 9 to prevent heat transfer from the heater case 9 to the outer package 15. The previous case receiver 13 is also composed of a member having heat insulation properties so as to prevent heat transfer between the heater case 9 and the exterior 15. With the above-described configuration, the heater case 9 and the temperature inside the heater case 9 and prevention of unnecessary heating of the exterior 15 are achieved.

ヒータケース９における前述したケース内部９ｂ内には、カートリッジヒータ３、熱電対５、流体通路７、及び熱伝導小片１１が配置される。流体通路７は、例えば金属管を螺旋状に周回するように成型されて得られた部材から構成され、金属管の両端部が加熱される液体等の流入口７ａ及び流出口７ｂとして機能してその内部を該液体等が流れる。該流体通路７は、ヒータケース９の中空部９ａを巻き回して、流入口７ａ及び流出口７ｂを除いた大部分或いは主要部分がケース内部９ｂ内に包含される。カートリッジヒータ３及び熱電対５は、各々が接触せず且つ更に流体通路７とも接触しない位置となるように、ケース内部９ｂ内に入れられている。なお、カートリッジヒータ３は、ヒータケース９のケース内部９ｂを均等に加熱するために、該ヒータケース９の延在軸を中心に４本以上等配に配置されることが望ましい。 The cartridge heater 3, the thermocouple 5, the fluid passage 7, and the heat conduction piece 11 are arranged in the case inside 9 b described above in the heater case 9. The fluid passage 7 is composed of, for example, a member obtained by molding a metal tube so as to circulate in a spiral shape, and functions as an inlet 7a and an outlet 7b of a liquid or the like in which both ends of the metal tube are heated. The liquid or the like flows through the inside. The fluid passage 7 is wound around the hollow portion 9a of the heater case 9, and most or main part excluding the inflow port 7a and the outflow port 7b is contained in the case interior 9b. The cartridge heater 3 and the thermocouple 5 are placed in the case interior 9b so that they are not in contact with each other and further are not in contact with the fluid passage 7. It is desirable that four or more cartridge heaters 3 are equally arranged around the extending axis of the heater case 9 in order to uniformly heat the inside 9 b of the heater case 9.

熱伝導小片１１としては、例えば径及び長さが1mm以下の円柱形からなる金属小片が用いられる。該熱伝導小片１１は、ケース内部９ｂ内のカートリッジヒータ３、熱電対５及び流体通路７の間に形成される空間に対して、所定の密度、或いは所定の状態にて充填される。ここで所定の密度とは、例えば流体加熱装置１００に対して振動が与えられた際に、熱伝導小片１１の少なくとも一部分が移動可能な密度を定義する。また、所定の状態とは、ケース内部９ｂ内の少なくともカートリッジヒータ３及び流体通路７が、ケース内部９ｂ内に充填された熱伝導小片１１によって覆われてケース内部９ｂ内に所定の大きさの余剰空間を形成した状態を定義する。 As the heat conduction piece 11, for example, a metal piece having a cylindrical shape with a diameter and a length of 1 mm or less is used. The heat conducting pieces 11 are filled in a predetermined density or a predetermined state in a space formed between the cartridge heater 3, the thermocouple 5 and the fluid passage 7 in the case interior 9b. Here, the predetermined density defines a density at which at least a part of the heat conducting piece 11 can move when vibration is applied to the fluid heating device 100, for example. Further, the predetermined state is that at least the cartridge heater 3 and the fluid passage 7 in the case interior 9b are covered with the heat conduction piece 11 filled in the case interior 9b, and a surplus of a predetermined size is contained in the case interior 9b. Define the state that formed the space.

加熱源であるカートリッジヒータ３により供給される熱は、この熱伝導小片１１を介して流体通路７に伝達される。なお、カートリッジヒータ３が熱媒体としての熱伝導小片１１に熱を伝えることによって、当該熱伝導小片１１は熱膨張する。しかし、前述した所定の密度或いは所定の状態を維持することにより、この熱膨張は熱伝導小片１１の移動を可能とする空隙等に吸収される。なお、前述した所定の密度は、熱伝導小片１１が熱膨張した際の熱膨張量を吸収可能な充填密度と考えても良い。このような所定の密度を維持して熱伝導小片１１を熱媒体として用いることにより、特許文献２等で問題視される充填部材の熱膨張を考慮した設計を行う必要がなくなり、装置設計及び作成の容易化と製造コストの削減とを達成することが可能となる。 The heat supplied by the cartridge heater 3 as a heating source is transmitted to the fluid passage 7 through the heat conduction piece 11. In addition, when the cartridge heater 3 transfers heat to the heat conduction piece 11 as a heat medium, the heat conduction piece 11 is thermally expanded. However, by maintaining the above-described predetermined density or predetermined state, this thermal expansion is absorbed by a gap or the like that enables movement of the heat conducting piece 11. In addition, you may think that the predetermined density mentioned above is a packing density which can absorb the amount of thermal expansion when the heat conductive piece 11 thermally expands. By using the heat conducting piece 11 as a heat medium while maintaining such a predetermined density, it is not necessary to perform a design that takes into account the thermal expansion of the filling member, which is problematic in Patent Document 2, etc. It is possible to achieve the simplification and the reduction of the manufacturing cost.

なお、熱伝導小片１１について、上述した実施形態では円柱形からなる金属小片を用いた場合を例示したが、本発明は当該形態或いは材料に限定されない。例えば、熱伝導性の良い銅或いは銅系の合金、更には熱伝導性と耐食性とを両立させたアルミ系の合金等、適時選択することが可能である。また、形状に関しても円柱形のみに限定されず、球形状等の種々の形状が適用可能であり、大きさに関しても例えば大きさが異なる金属小片を加え、充填密度の向上、小片同士の接点増加を図り、これらを介しての熱伝導効率の向上を図ることとしても良い。 In addition, about the heat conductive piece 11, although the case where the metal piece which consists of a column shape was used in the embodiment mentioned above, this invention is not limited to the said form or material. For example, copper or a copper-based alloy having good thermal conductivity, or an aluminum-based alloy having both thermal conductivity and corrosion resistance can be selected as appropriate. In addition, the shape is not limited to a cylindrical shape, and various shapes such as a sphere shape can be applied. Regarding the size, for example, small metal pieces having different sizes are added, the packing density is improved, and the contact points between the small pieces are increased. It is also possible to improve the heat conduction efficiency through these.

なお、上述した形態では、取り扱いの容易さ、ケース内部９ｂへの装填の容易さ、及び熱伝導小片１１の略均等な加熱が可能であること等から、加熱源としてカートリッジヒータ３を用いることとしている。しかし、ケース内部９ｂに存在する熱伝導小片１１の凡そを均等に加熱可能であれば、その他公知の種々の形態からなる加熱源を用いることも可能である。また、液体の加熱領域の増大と構成のコンパクト化の観点から流体通路７を螺旋状にされた金属管からなる形態を例示しているが、流体の粘度や熱容量、更には熱伝導小片１１の形状、充填量等を勘案してその他の形態、或いは材料から構成しても良い。更にケース内部９ｂの温度の測定には熱電対５を用いることとしているが、用いる流体の加熱温度に応じて当該熱電対５を公知の種々の温度測定手段と置き換えることも可能である。 In the above-described embodiment, the cartridge heater 3 is used as a heating source because it is easy to handle, can be easily loaded into the case interior 9b, and the heat conduction piece 11 can be heated substantially evenly. Yes. However, it is also possible to use other known heat sources as long as the heat conduction pieces 11 existing in the case inside 9b can be heated evenly. Moreover, although the form which consists of the metal pipe which made the fluid channel | path 7 helical from the viewpoint of the increase in the heating area | region of a liquid and compacting of a structure is illustrated, the viscosity of a fluid, heat capacity, and also the heat conduction small piece 11 of FIG. You may comprise from another form or material in consideration of a shape, filling amount, etc. Furthermore, although the thermocouple 5 is used for measuring the temperature inside the case 9b, the thermocouple 5 can be replaced with various known temperature measuring means according to the heating temperature of the fluid used.

また、本発明ではヒータケース９のケース内部９ｂは空気（大気）によって満たされていることとしているが、ここを所定の特性を有した気体或いは液体等の熱媒体によって満たす、或いはこのような熱媒体が所定の濃度以上となるように流入出（パージ）することとしても良い。例えば、ヒータケース９に対して窒素等の不活性な気体の供給を可能な構成とし、ケース内部９ｂに存在する空隙を該窒素によってパージすることにより、酸素濃度を抑制して熱伝導小片１１に生じ得る表面酸化等を抑制することが可能となる。例えば該熱伝導小片１１に表面酸化が生じた場合にはその酸化膜によって熱伝導効率が変化する恐れがある。窒素等を導入することにより、表面酸化が抑制され、これによって生じ得る熱伝導効率の経時変化の抑制が可能となる。なお、空隙の充填には気体より熱の伝達効率で優れる液体の使用も可能であるが、熱伝導小片１１の膨張量を吸収可能な気体を使用することがより好ましい。 In the present invention, the case inside 9b of the heater case 9 is filled with air (atmosphere). However, this is filled with a heat medium such as a gas or a liquid having a predetermined characteristic, or such heat. It is good also as flowing in and out (purging) so that a medium may become a predetermined density | concentration or more. For example, an inert gas such as nitrogen can be supplied to the heater case 9, and the air gap present in the case inside 9 b is purged with the nitrogen, thereby suppressing the oxygen concentration to the heat conduction piece 11. It is possible to suppress surface oxidation that may occur. For example, when surface oxidation occurs in the heat conduction piece 11, the heat conduction efficiency may change depending on the oxide film. By introducing nitrogen or the like, surface oxidation is suppressed, and it is possible to suppress the temporal change in heat conduction efficiency that may be caused by this. In addition, although the liquid which is more excellent in heat transfer efficiency than gas can be used for filling the gap, it is more preferable to use a gas capable of absorbing the expansion amount of the heat conductive piece 11.

また、流体通路７に付随する流入口７ａ及び流出口７ｂは、装置構成の容易さを勘案して、本実施形態では円筒形状のヒータケース９の両端面に配置することとしている。しかし、本発明の態様はこれに限定されず、例えば流入口７ａ及び流出口７ｂの直前まで液体の加熱を可能とするように、これらを円筒形状の端面ではなく外周面に配置することとしても良い。また、当該流体加熱装置１００を組み込む例えば後述する高圧蒸気洗浄装置の構成に応じて、その配置を適宜変更することとしても良い。ヒータケース９については、流体通路７の適切な長さと、カートリッジヒータ３及び熱伝導小片１１の使用量の適切化の観点から前述した形状としている。しかし、流体通路７の形態に応じてヒータケース９の形態も種々変更が可能である。 In addition, the inflow port 7a and the outflow port 7b associated with the fluid passage 7 are arranged on both end surfaces of the cylindrical heater case 9 in consideration of the ease of device configuration. However, the aspect of the present invention is not limited to this. For example, these may be arranged not on the cylindrical end face but on the outer peripheral surface so that the liquid can be heated up to just before the inflow port 7a and the outflow port 7b. good. Further, for example, the arrangement of the fluid heating apparatus 100 may be appropriately changed according to the configuration of a high-pressure steam cleaning apparatus described later. The heater case 9 has the above-mentioned shape from the viewpoint of appropriate length of the fluid passage 7 and appropriate usage of the cartridge heater 3 and the heat conduction piece 11. However, the form of the heater case 9 can be variously changed according to the form of the fluid passage 7.

次に、ノズル部４１の形態について述べる。本実施形態では、単一の流体の噴出し口からなるノズルではなく、図５Ａ及び図５Ｂに外観を示すように複数の噴出し口を有するノズル部４１を用いている。図５Ａはノズルアーム４３の延在方向（Ｘ軸方向）におけるノズル部４１の外側から該ノズル部４１を見た場合の概略構成を示し、図５Ｂはノズルアーム４３の延在方向と該ノズルアーム４３から被洗浄物７０表面にいたる方向（Ｚ軸方向）とが形成する平面に垂直な方向（Ｙ軸方向）から見た場合の概略構成を示す。 Next, the form of the nozzle part 41 will be described. In the present embodiment, a nozzle portion 41 having a plurality of ejection openings is used as shown in FIGS. 5A and 5B instead of a nozzle composed of a single fluid ejection opening. 5A shows a schematic configuration when the nozzle portion 41 is viewed from the outside of the nozzle portion 41 in the extending direction (X-axis direction) of the nozzle arm 43, and FIG. 5B shows the extending direction of the nozzle arm 43 and the nozzle arm. A schematic configuration when viewed from a direction (Y-axis direction) perpendicular to a plane formed by a direction from 43 to the surface of the object to be cleaned 70 (Z-axis direction) is shown.

ノズル部４１は、マニホールド４１ａ、傾斜ノズル４１ｂ、及び垂直ノズル４１ｃを有する。マニホールド４１ａは、蒸気供給経路２３から供給された飽和蒸気を２方向に分ける経路分岐部として機能し、連通される傾斜ノズル４１ｂ及び垂直ノズル４１ｃに対して各々飽和蒸気を供給する。傾斜ノズル４１ｂは、被洗浄物７０の表面、或いは延在方向に対して被洗浄物７０の回転中心を内角として傾斜角度α１にて交錯する方向で、被洗浄物７０に対する飽和蒸気の吹き出しを可能としている。垂直ノズル４１ｃは、被洗浄物７０の表面、或いは延在方向に対して垂直な方向で、被洗浄物７０に対する飽和蒸気の吹き出しを可能としている。また、被洗浄物７０上の傾斜ノズル４１ｂからの飽和蒸気の噴出し中心と、垂直ノズル４１ｃからの飽和蒸気の噴出し中心とは、被洗浄物７０の回転方向Ｖに沿って垂直ノズル４１ｃ側の噴出し中心がオフセット量ｄだけ前方側に位置するようにずらされている。 The nozzle portion 41 includes a manifold 41a, an inclined nozzle 41b, and a vertical nozzle 41c. The manifold 41a functions as a path branching section that divides the saturated steam supplied from the steam supply path 23 in two directions, and supplies saturated steam to the inclined nozzle 41b and the vertical nozzle 41c that are communicated with each other. The inclined nozzle 41b can blow out saturated steam to the object to be cleaned 70 in a direction intersecting at an inclination angle α1 with the rotation center of the object to be cleaned 70 as an inner angle with respect to the surface of the object to be cleaned 70 or the extending direction. It is said. The vertical nozzle 41c enables the saturated vapor to be blown to the object to be cleaned 70 on the surface of the object to be cleaned 70 or in a direction perpendicular to the extending direction. Further, the center of the saturated vapor from the inclined nozzle 41b on the object to be cleaned 70 and the center of the saturated steam from the vertical nozzle 41c are located on the side of the vertical nozzle 41c along the rotation direction V of the object to be cleaned 70. The ejection center is shifted so as to be positioned forward by an offset amount d.

当該ノズル部４１による洗浄のメカニズムについて、ノズル部４１と被洗浄物３０とを模式化してその工程を示す図６Ａ〜図６Ｄを参照して詳述する。本実施形態におけるノズル部４１は、被洗浄物７０の表面全域にコンタミ７１が存在する場合の洗浄を想定している。図６Ａに示すように、まず被洗浄物７０の表面に対して垂直ノズル４１ｃより飽和蒸気を略垂直にあてる。その際飽和蒸気の流速がコンタミ７１の垂直方向に対して大きいことから、飽和蒸気から大きな衝撃力、吹き付け圧力が得られコンタミ７１の部分的除去が効果的に為される（図６Ｂ）。 The mechanism of cleaning by the nozzle portion 41 will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 6D schematically showing the nozzle portion 41 and the object to be cleaned 30 and showing the process. The nozzle part 41 in the present embodiment assumes cleaning in the case where the contamination 71 exists over the entire surface of the object 70 to be cleaned. As shown in FIG. 6A, first, saturated vapor is applied substantially perpendicularly to the surface of the object to be cleaned 70 from the vertical nozzle 41c. At this time, since the flow velocity of the saturated steam is large with respect to the vertical direction of the contamination 71, a large impact force and blowing pressure are obtained from the saturated steam, and the contamination 71 is partially removed effectively (FIG. 6B).

この段階から被洗浄物７０が回転し、続いてコンタミ７１の部分剥離した部分に対して傾斜ノズル４１ｂから噴出す飽和蒸気が吹き付けられる状態となる。その際、飽和蒸気から加えられる熱による膨張等により、部分剥離の周辺で被洗浄物７０とコンタミ７１との間に飽和蒸気が進入可能な隙間が生じる（図６Ｃ）。図６Ａ〜図６Ｄに示すようにこの隙間、被洗浄物７０−コンタミ７１界面に飽和蒸気が侵入し、これらの付着力を低下させ、部分的な剥離をより効果的に拡大させる。被洗浄物７０の回転及びノズル部４１の位置の移動によりこの剥離の拡大を被洗浄物７０の表面全域に拡大させる。その結果、図６Ｄに示すように被洗浄物７０に付着したコンタミ７１の洗浄が行われる。 From this stage, the object to be cleaned 70 is rotated, and subsequently, saturated steam ejected from the inclined nozzle 41b is sprayed onto the part of the contamination 71 that has been partially peeled off. At that time, due to expansion due to heat applied from the saturated steam, a gap in which the saturated steam can enter is formed between the object to be cleaned 70 and the contamination 71 around the partial peeling (FIG. 6C). As shown in FIGS. 6A to 6D, saturated vapor enters the gap, and the interface of the cleaning object 70 and the contamination 71, thereby reducing the adhesive force and expanding partial peeling more effectively. The expansion of the separation is expanded over the entire surface of the object 70 by rotating the object 70 and moving the position of the nozzle portion 41. As a result, as shown in FIG. 6D, the contamination 71 attached to the object to be cleaned 70 is cleaned.

なお、上述した実施形態では、各々異なる角度で被洗浄物７０の表面に飽和蒸気を吹き付け可能な傾斜ノズル４１ｂと垂直ノズル４１ｃとを有することとしている。しかし、本発明では、コンタミ剥離のきっかけを促す垂直ノズル４１ｃと、該垂直ノズル４１ｃとは異なる角度で被洗浄物７０の表面に飽和蒸気を吹き付けて剥離部分を拡大する傾斜ノズル４１ｂと、各々同等の作用を有する複数のノズルを有していれば、その数は２つに限定されない。剥離部分の拡大に寄与するのであれば、更に異なる角度のノズルを付加することとしても良い。 In the above-described embodiment, the inclined nozzle 41b and the vertical nozzle 41c capable of spraying saturated vapor on the surface of the cleaning object 70 at different angles are provided. However, in the present invention, the vertical nozzle 41c that promotes contamination peeling and the inclined nozzle 41b that blows saturated vapor onto the surface of the object to be cleaned 70 at an angle different from that of the vertical nozzle 41c to expand the peeling portion are equivalent to each other. The number of the nozzles is not limited to two as long as the plurality of nozzles having the above functions are provided. As long as it contributes to the enlargement of the peeled portion, nozzles with different angles may be added.

本発明では、飽和蒸気を用いることによって被洗浄物７０に十分に熱が伝えられ状況で、熱を放出することなく連続的にスピン乾燥の工程にいたることを可能とし、スピン乾燥と洗浄液の揮発とによって例えば微細トレンチ等においても所謂乾きムラを生じさせずに乾燥を終了させ得るという格別の効果を得ている。しかし、例えば洗浄流体として有機溶剤等を用い、該有機溶剤をリンスする必要がある場合、上及び下部筐体からなる空間内にリンス用の機構を配することとしても良い。この場合、ノズルユニット４０と同様の構成からなるリンス用ユニットを配することが好ましい。以上の構成の付加により、より多様な被洗浄物或いはコンタミに対しても対処することが可能となる。 In the present invention, by using saturated steam, heat can be sufficiently transmitted to the object 70 to be cleaned, and it is possible to continuously go to the spin drying process without releasing the heat. Thus, for example, even in a fine trench, a special effect is obtained that drying can be completed without causing so-called dry unevenness. However, for example, when an organic solvent or the like is used as the cleaning fluid and it is necessary to rinse the organic solvent, a rinsing mechanism may be provided in the space formed by the upper and lower housings. In this case, it is preferable to arrange a rinsing unit having the same configuration as the nozzle unit 40. With the addition of the above configuration, it is possible to cope with a wider variety of objects to be cleaned or contamination.

以上の構成からなる洗浄乾燥装置２００を用いることによって被洗浄物７０からのコンタミ７１の効果的な除去、及び連続したその後の乾燥が実行可能となる。従って、洗浄-乾燥の工程をタイムラグ無く実施でき、コンタミの再付着を好適に防止可能な洗浄乾燥装置２００の提供が可能となる。 By using the cleaning / drying apparatus 200 having the above-described configuration, it is possible to effectively remove the contamination 71 from the object to be cleaned 70 and continuous subsequent drying. Therefore, it is possible to provide the cleaning / drying apparatus 200 that can perform the cleaning-drying process without time lag and can suitably prevent the reattachment of contamination.

上述したように、本発明に係る洗浄乾燥装置は、簡易な構造を有することから装置の構築が容易且つ廉価であり、飽和蒸気を洗浄用の媒体として用いることにより、例えば微細電子部品である磁気ヘッドコアにおける切削液等の残渣等、微細な空間に嵌まり込んで従来の洗浄方法では除去困難な汚染物も好適に除去し、当該部品の乾燥を行うことが可能である。従って、単に微細電子部品の洗浄乾燥装置としての態様のみならず、洗浄困難な領域を有する複雑な形状を有する被洗浄物、更には所謂軟質の材料からなる被洗浄物の洗浄乾燥装置としても適用可能である。 As described above, the cleaning and drying apparatus according to the present invention has a simple structure, so that the apparatus can be easily and inexpensively constructed. By using saturated vapor as a cleaning medium, for example, a magnetic component that is a fine electronic component is used. Contaminants such as cutting fluid residues in the head core that fit into a fine space and are difficult to remove by conventional cleaning methods can be suitably removed, and the parts can be dried. Therefore, it is applicable not only as a cleaning / drying apparatus for fine electronic components, but also as a cleaning / drying apparatus for a cleaning object having a complicated shape having a difficult-to-clean area, and also a cleaning object made of a so-called soft material. Is possible.

３：カートリッジヒータ、５：熱電対、７：流体通路、７ａ：流入口、７ｂ：流出口、９：ヒータケース、９ａ：中空部、９ｂ：ケース内部、１１熱伝導小片、１３：ケース受け、１５：外装、１７：断熱材、２１：ノズル、２２：純水源、２３：蒸気供給経路、２４：高圧空気源、２５：二流体ノズル、２６：バイパス経路、２７：バイパス弁、２９：飽和蒸気発生ユニット、３１：下部筐体、３３：上部筐体、３５：排気管、４０：ノズルユニット、４１：ノズル部、４１ａ：マニホールド、４１ｂ：傾斜ノズル、４１ｃ：垂直ノズル、４３：ノズルアーム、４５：アーム回転軸、４７：アーム伸縮機構、４９：アーム回転モータ、６０：ステージユニット、６１：回転台、６３：クランプユニット、６５：回転軸、６７：モータ、７０：被洗浄物、７１：コンタミ、１００：流体加熱装置、２００：洗浄乾燥装置 3: Cartridge heater, 5: Thermocouple, 7: Fluid passage, 7a: Inlet, 7b: Outlet, 9: Heater case, 9a: Hollow part, 9b: Inside the case, 11 Heat conduction piece, 13: Case receiver, 15: Exterior, 17: Insulating material, 21: Nozzle, 22: Pure water source, 23: Steam supply path, 24: High pressure air source, 25: Two-fluid nozzle, 26: Bypass path, 27: Bypass valve, 29: Saturated steam Generation unit 31: Lower housing 33: Upper housing 35: Exhaust pipe 40: Nozzle unit 41: Nozzle unit 41a: Manifold 41b: Inclined nozzle 41c: Vertical nozzle 43: Nozzle arm 45 : Arm rotation shaft 47: Arm telescopic mechanism 49: Arm rotation motor 60: Stage unit 61: Turntable 63: Class Puyunitto, 65: rotary shaft, 67: Motor, 70: object to be cleaned, 71: contamination, 100: fluid heating apparatus, 200: cleaning and drying device

Claims

所定の軸を中心に被洗浄物を回転可能に支持するステージユニットと、
前記ステージユニットに支持された前記被洗浄物に対して洗浄流体を吹き付け可能なノズル部と、
前記ステージユニット及び前記ノズル部を収容する筐体と、
前記筐体から洗浄により生じた物質を排出するための排気系と接続される排気管と、を有し
前記ステージユニットは前記洗浄流体の吹き付け時の低速回転モードと、前記被洗浄物を乾燥させるための高速回転モードとを有し、
前記洗浄流体は飽和蒸気であって、前記飽和蒸気を生成する飽和蒸気発生ユニットを更に有することを特徴とする洗浄乾燥装置。 A stage unit that rotatably supports an object to be cleaned around a predetermined axis;
A nozzle part capable of spraying a cleaning fluid against the object to be cleaned supported by the stage unit;
A housing for housing the stage unit and the nozzle portion;
An exhaust pipe connected to an exhaust system for discharging substances generated by cleaning from the casing, and the stage unit dries the object to be cleaned in a low-speed rotation mode when spraying the cleaning fluid And a high-speed rotation mode for
The cleaning / drying apparatus according to claim 1, wherein the cleaning fluid is saturated steam, and further includes a saturated steam generating unit that generates the saturated steam.

前記飽和蒸気発生ユニットは、流体の流入口と流出口とを有する流体通路を有し、前記流体通路を通過する流体を加熱する加熱源と、
前記流体通路と前記加熱源とを内部に包含するヒータケースと、
前記ヒータケース内に充填されて前記加熱源の発する熱を前記流体通路に伝達する熱伝導小片と、を有し、
前記熱伝導小片は、前記ヒータケースの内部の前記加熱源と前記流体通路とを覆うように充填されることを特徴とする請求項１に記載の洗浄乾燥装置。 The saturated steam generation unit includes a fluid passage having a fluid inlet and an outlet, and a heating source for heating the fluid passing through the fluid passage;
A heater case containing the fluid passage and the heating source inside;
A heat conduction piece that is filled in the heater case and transmits heat generated by the heating source to the fluid passage,
The washing / drying apparatus according to claim 1, wherein the heat conduction piece is filled to cover the heating source and the fluid passage inside the heater case.

前記熱伝導小片は所定の充填密度にて充填され、前記ヒータケースの内部に空隙を形成することを特徴とする請求項２に記載の洗浄乾燥装置。 The cleaning / drying apparatus according to claim 2, wherein the heat conductive pieces are filled at a predetermined filling density to form a gap in the heater case.

前記ヒータケースの内部に配置されて前記ヒータケースの内部温度を測定する温度測定手段と、
前記ヒータケースを覆って前記ヒータケースの保温を為す断熱材と、を更に有し、
前記流体通路は管状の部材を螺旋状に成型して得られたものであること、を特徴とする請求項２又は３の何れか一項に記載の洗浄乾燥装置。 A temperature measuring means arranged inside the heater case to measure the internal temperature of the heater case;
A heat insulator that covers the heater case and keeps the heater case warm,
4. The washing / drying apparatus according to claim 2, wherein the fluid passage is obtained by forming a tubular member into a spiral shape.

前記ノズル部は複数のノズルを有し、前記複数のノズルは各々異なる角度にて前記被洗浄物の洗浄面に対して前記洗浄流体を吹き付け可能であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の洗浄乾燥装置。 The nozzle section has a plurality of nozzles, and each of the plurality of nozzles can spray the cleaning fluid onto the cleaning surface of the object to be cleaned at different angles. The cleaning and drying apparatus according to any one of the above.

前記ノズル部は、前記被洗浄物の洗浄面に対して垂直に前記洗浄流体を吹き付け可能な噴出軸を有したノズルを有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の洗浄乾燥装置。 The said nozzle part has a nozzle with the ejection axis | shaft which can spray the said washing | cleaning fluid perpendicularly | vertically with respect to the washing | cleaning surface of the said to-be-washed | cleaned object, The Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Washing and drying equipment.