(57)【要約】【課題】装置の小型化、軽量化、低電力化を図る。溶剤蒸気の回収効率を向上させる。【解決手段】洗浄液に溶剤を用いて被洗浄物であるワーク７を洗浄する洗浄槽２，３と、溶剤を蒸発させる蒸留槽５と、溶剤の溶剤蒸気を冷却して回収するための溶剤回収水分離槽６とを備え、ワーク７をこれら各槽を移動させて洗浄する洗浄装置１に、溶剤回収用の冷媒を冷却する手段として保冷剤１１を備えさせる。また、蒸留槽５と溶剤回収水分離槽６とを隣接させる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液に溶剤を用いて被洗浄物であるワークを洗浄する洗浄槽と、上記溶剤を蒸発させる蒸留槽と、上記溶剤の溶剤蒸気を冷却して回収するための溶剤回収水分離槽とを備え、上記ワークをこれら各槽を移動させて洗浄する洗浄装置において、溶剤回収用の冷媒を冷却する手段として保冷剤を備えていることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
上記蒸留槽と上記溶剤回収水分離槽とを隣接させていることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項３】
上記溶剤回収水分離槽に、この溶剤回収水分離槽内に降下するワーク保持アームを収容しその周囲の溶剤蒸気との接触を回避する収容筒が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の洗浄装置。
【請求項４】
上記溶剤を冷却して回収するための冷却コイルが、徐々に巻き径が小さくなる渦巻き状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項５】
上記溶剤回収水分離槽を別体化させ、複数の洗浄装置からの廃液をまとめて処理することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗浄装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、洗浄液に溶剤を用いて被洗浄物であるワークを洗浄する洗浄槽と、溶剤を蒸発させる蒸留槽と、溶剤の溶剤蒸気を冷却して回収するための溶剤回収水分離槽とを備え、ワークをこれら各槽を移動させて洗浄する洗浄装置の構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機械部品等のワークを洗浄するのに、煮沸洗浄槽、超音波洗浄槽、冷却槽などを備え、被洗浄物であるワークをこれら各層を移動させて洗浄する洗浄装置が使用されている（特開昭６０−７８６７９号公報、特公平７−１０６３４５号公報等参照）。
【０００３】
洗浄装置としては、洗浄液に溶剤を用いるとともにこの溶剤を蒸発させるための蒸留槽、溶剤蒸気を冷却して回収するための溶剤回収槽などの各槽を備え、溶剤を蒸留して回収した後に再び洗浄槽に戻すようにしているものがある。このような洗浄装置では、溶剤蒸気を冷却して凝縮させるため、例えば冷却用冷媒（冷却剤）を循環させ溶剤回収槽で熱交換させるようにしている。熱交換により受熱した冷却用の冷媒は冷凍機などで冷却された後に再び溶剤回収槽に送られ、溶剤蒸気との間で繰り返し熱交換を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷媒を冷却する装置として冷凍機を用いると洗浄装置全体の大型化等を招き、装置の小型化、軽量化、低電力化を図るのが困難になるという問題がある。
【０００５】
また、このような洗浄装置において蒸留槽と溶剤回収水分離槽とが離れて配置されていると、溶剤蒸気の回収効率が低下してしまうという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、装置の小型化、軽量化、低電力化を図ることができる洗浄装置を提供することを目的とする。また、本発明は、溶剤蒸気の回収効率を向上させることができる洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、洗浄液に溶剤を用いて被洗浄物であるワークを洗浄する洗浄槽と、溶剤を蒸発させる蒸留槽と、溶剤の溶剤蒸気を冷却して回収するための溶剤回収水分離槽とを備え、ワークをこれら各槽を移動させて洗浄する洗浄装置において、溶剤回収用の冷媒を冷却する手段として保冷剤を備えていることを特徴としている。
【０００８】
洗浄液として使用される溶剤は、蒸留槽で加熱されることによって蒸発し、さらには煮沸洗浄槽などからも蒸発して洗浄装置内で蒸気となり、溶剤回収水分離槽において冷媒により冷却されて凝縮し再び液体となって回収される。この際、溶剤蒸気の熱を吸収した冷媒は、保冷剤によって冷却されることによって繰り返し冷却剤として溶剤蒸気と熱交換を行うことが可能である。このため、本発明にかかる洗浄装置では冷媒を冷却するための冷凍機が不要である。また、保冷剤が発揮する冷却能力は保冷剤を適宜補充しあるいは交換することによって維持される。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の洗浄装置において蒸留槽と溶剤回収水分離槽とを隣接させていることを特徴としている。この場合、蒸留槽で蒸発させた溶剤を隣接する溶剤回収水分離槽において回収しやすくなることから回収効率の向上を図れる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の洗浄装置において、溶剤回収水分離槽に、この溶剤回収水分離槽内に降下するワーク保持アームを収容しその周囲の溶剤蒸気との接触を回避する収容筒が設けられているものである。この収容筒は、筒内部を溶剤回収水分離槽内の雰囲気から遮断することによってこの収容筒内に降下したワーク保持アームが周囲の溶剤蒸気と接触するのを回避する。このため、溶剤回収水分離槽内の溶剤蒸気がワーク保持アームと接触して汚染されるようなことがない。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の洗浄装置において、溶剤を冷却して回収するための冷却コイルが、徐々に巻き径が小さくなる渦巻き状に形成されているものである。洗浄装置が例えば各層が円周上に配置されたいわゆるロータリー式である場合、溶剤回収水分離槽は２本の径と円弧とによって囲まれた略三角形状となり、外周側ほど槽内エリアが幅広となるが、渦巻き状の冷却コイルを外周側ほど表面積が大きくなるように配置することにより、槽エリアの幅広の外周側と幅狭の内周側とで同様に蒸気を凝縮させることが可能となる。また、溶剤回収水分離槽内における冷却コイルの総表面積を大きくとれるので高い冷却能力を発揮できる。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の洗浄装置において、溶剤回収水分離槽を別体化させ、複数の洗浄装置からの廃液をまとめて処理するものである。この場合、各洗浄装置に溶剤回収水分離槽を設ける必要がない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図３に、本発明の一実施形態を示す。本発明にかかる洗浄装置１は、煮沸洗浄槽２、超音波洗浄槽３、冷却槽４、蒸留槽５、溶剤回収水分離槽６を備え、被洗浄物であるワーク７をこれら各層を移動させて洗浄する装置であり、例えば代替フロン（ＨＦＣ）や塩素系溶剤などの低沸点溶剤を洗浄溶剤として使用している。このため、本実施形態の洗浄装置１は溶剤回収水分離槽６や冷却コイル１０など、洗浄溶剤（以下単に「溶剤」ともいう）を回収し再生するための各種装置を備えている。また、この洗浄装置１は、各槽２〜６が図２に示すように円周上に配置されたロータリー式と呼ばれる洗浄装置である。図示するように、本実施形態では各槽２〜６をこの順で等間隔となるように配置している。なお、図１においては各槽２〜６の構造を解りやすく示すためこれら槽２〜６を展開して直線的に示している。また、図１中の破線（点線）による矢印は気化した溶剤（溶剤蒸気）の流れを示している。
【００１５】
図１〜図３に示すように、円形配置された槽２〜６の中心となる部分には、ワーク７を保持し各槽２〜６に移動させるワーク搬送ロボット１２が設けられている。このワーク搬送ロボット１２は、中心位置に回転可能かつ昇降可能に設けられたアーム支持軸１２ａと、このアーム支持軸１２ａの上端部分に取り付けられたワーク保持アーム８とによって構成され、回転することによって保持したワーク７を搬送することが可能となっている。本実施形態の場合、図２に示すように５本のワーク保持アーム８を等間隔配置し、各槽２〜６で洗浄、乾燥等の動作を同時に並行して行えるようにしている。なお、図１〜図３ではこのワーク保持アーム８を矢印によって簡素化して示している。
【００１６】
また、この洗浄装置１の外部にはこの洗浄装置１にワーク７を搬入しあるいは搬出するための搬送手段が設けられている。例えば本実施形態の場合は供給ロボット１３によってワーク７を煮沸洗浄槽２に搬入し、搬出ロボット１４によって蒸留槽５から搬出するようにしている。なお、搬出ロボット１４を用いる代わりに作業者の手により洗浄装置１からワーク７を運び出すようにすることも可能である。溶剤の蒸発を抑えるため洗浄装置１は上部もカバーで覆われていることが好ましいが、本実施形態の洗浄装置１においてはロボット１３，１４によってワーク７を供給あるいは搬出する部位のみが必要十分な大きさで開口している。
【００１７】
また円周上に配置された各槽２〜６は、隣合う槽と区切られているがその上部空間において連通している（図１参照）。したがって、各層２〜６から蒸発した溶剤はこの連通する上部空間を通過して溶剤回収水分離槽６に至り回収される。ただし、煮沸洗浄槽２と溶剤回収水分離槽６との間は図２に示す遮蔽壁１５によって完全に仕切られており、連通していない。
【００１８】
煮沸洗浄槽２はワーク７の煮沸洗浄が行われる槽である。煮沸洗浄槽２には、槽内の溶剤を加熱するヒータ１６、過熱防止用の過熱サーモ１７、溶剤の排出口１８等が設けられている。この煮沸洗浄槽２に供給されたワーク７は、図１において▲１▼を付して示すようにまず蒸気洗浄が行われ、続いて溶剤内に浸漬されて煮沸洗浄される（図中▲２▼）。
【００１９】
超音波洗浄槽３はワーク７の超音波洗浄が行われる槽である（図中▲３▼）。超音波洗浄槽３の溶剤中には超音波発生装置１９が設けられている。また、本実施形態の超音波洗浄槽３の底部にはこの超音波洗浄槽３中に溶剤を循環させて元に戻す循環路２０が設けられている。この循環路２０には、バルブ２１，２３，２６，２８、Ｙ型ストレーナ２２、ポンプ２４、圧力計２５、フィルターケース２７などが設けられている。
【００２０】
冷却槽４はワーク７のすすぎ洗浄が行われる槽である（図中▲４▼）。冷却槽４における溶剤は実際に冷却されているわけではなく、特に加熱されていないことから煮沸洗浄槽２における溶剤よりも低温となっている。
【００２１】
蒸留槽５は溶剤を加熱して蒸留させるための槽であり底部に加熱用のヒータ２９を備えている。また、この蒸留槽５には排出口１８から排出された溶剤を溶剤回収水分離槽６を通過させてこの蒸留槽５に誘導するドレイン３０が設けられている。さらに蒸留槽５には、エア抜きが可能なフロートスイッチ３１がバルブ３２を介して接続されている。ワーク７は、この蒸留槽５内を通過し（図中▲５▼）、乾燥後に搬出ロボット１４により搬出される（図中▲６▼）までの間、蒸留槽５から熱量の供給を受けて乾燥しやすくなっている。
【００２２】
溶剤回収水分離槽６は溶剤と水とを凝縮させた後で分離し溶剤を回収するための槽である。本実施形態の溶剤回収水分離槽６は、冷却コイル１０によって気化している溶剤（及び水蒸気）を冷却し凝縮させるようにしている。また、溶剤回収水分離槽６には凝縮した水をこの溶剤回収水分離槽６から排水するためのドレイン３３と、凝縮した溶剤を排出するためのドレイン３４とが設けられている。この場合、水と溶剤とを分離して排出（排水）できるように、ドレイン３３の排水口はドレイン３４の排水口よりも高く配置されて溶剤よりも比重の軽い水のみを排出するようになっている。溶剤を排出するドレイン３４は、この溶剤回収水分離槽６と冷却槽４とを接続しており、凝縮した溶剤を冷却槽４に誘導する。なお、本実施形態では、この溶剤回収水分離槽６を蒸留槽５に隣接させる構造としているため、蒸留槽５で蒸発させた溶剤を溶剤回収水分離槽６において回収しやすく、回収効率の向上が図れるという利点がある。
【００２３】
冷却コイル１０はその内部を流れる冷媒の作用によって溶剤（及び水蒸気）を冷却・凝縮させて回収するための凝縮器であり、本実施形態では、図２に示すように洗浄装置１の中心に向かって徐々に巻き径が小さくなる渦巻き状に形成されている。この場合、冷却コイル１０は洗浄装置１の外周側ほど表面積が大きくなることから、槽エリアの広い外周側とエリアの狭い内周側とで密度差が少ない。したがって、直列式の凝縮器を利用した装置のような密度差がなく、溶剤回収水分離槽６内の溶剤（及び水蒸気）を偏りなく冷却して回収すること、および溶剤回収水分離槽６内の蒸気密度を均一化することが可能となっている。また、溶剤回収水分離槽６内における総表面積を大きくとれるので高い冷却能力を発揮できる。本実施形態の場合、図２に示すように同形状の２個１組の冷却コイル１０を溶剤回収水分離槽６の左右に設け、冷却コイル１０に冷媒を供給する冷却ジャケット３５を分離して各冷却コイル１０に供給するようにしている。
【００２４】
冷却ジャケット３５は、洗浄溶剤回収用の冷媒を循環させて冷却コイル１０に供給するための手段で、例えば本実施形態の場合は図２に示すように槽２〜６の外側を周回して冷却コイル１０の手前で分岐し、冷却コイル１０の後段で合流し、ワーク搬送ロボット１２の周りを周回してから冷媒タンク３６へと繋がるように設けられている。
【００２５】
また、冷媒の循環路の途中には冷媒を冷却する手段が設けられている。冷媒の冷却手段としては例えば公知の洗浄装置と同様に冷却用冷凍機などを採用することができるが、本実施形態ではこのような冷却用冷凍機を採用する代わりに蓄冷剤などからなる保冷剤１１を用い、保冷剤１１と熱交換させることによって冷媒を冷却するようにしている。こうした場合、冷却用冷凍機を用いないことから、洗浄装置１の小型化、軽量化、低電力化を実現しやすくなる利点がある。このような構造は、例えば小さいワーク７を取り扱う装置のように、冷媒の冷却能力が比較的小さくても間に合うような小型の洗浄装置１に用いた場合に特に効果的である。また、保冷剤１１を多く使用することで吸収可能な熱量の大容量化を図ることもできる。保冷剤１１は、断熱材で覆われた保冷タンク３７などに収容されている。
【００２６】
また溶剤回収水分離槽６の内部には、この溶剤回収水分離槽６内に降下するワーク保持アーム８を収容可能な収容筒９が縦方向に設けられている（図１参照）。この収容筒９は例えば上端側が開口している底付きの円筒で、溶剤回収水分離槽６内の雰囲気から円筒内部を遮断することによってこの収容筒９内に降下したワーク保持アーム８が周囲の溶剤蒸気と接触するのを回避できるようにしている。したがって本実施形態の洗浄装置１によれば、溶剤回収水分離槽６内の溶剤蒸気がワーク保持アーム８と接触して汚れてしまうようなことがない。なお、収容筒９はワーク保持アーム８を収容できる必要十分な大きさであることが必要であるが、さらには、ワーク保持アーム８の折り曲げ動作等を不要とする程度の大きさであることがより好ましい。
【００２７】
さらに本実施形態の洗浄装置１においては、冷却槽４、超音波洗浄槽３そして煮沸洗浄槽２の各槽がこの順で液面が順次低くなり、各層２〜４でオーバーフローした溶剤が隣の槽に流れ込むように設けられている（図１参照）。したがって、ドレイン３４を通じて冷却槽４に流れ込んだ溶剤はオーバーフローして超音波洗浄槽３そして煮沸洗浄槽２へと流れ込み、その後ドレイン３０により排出されて蒸留槽５に戻る。蒸留槽５に戻った溶剤は加熱されて蒸発した後、冷却コイル１０によって冷却されて液化（凝縮）し、溶剤回収水分離槽６内で回収された後に再び冷却槽４へと流れ込む。
【００２８】
また図１に示すように、蒸留槽５は、その液面が上述の各層２〜４における液面よりも低くなるように設置されている。このため、ワーク搬送ロボット１２によって各層２〜５内にワーク７を同量降下させた場合に（図１参照）、蒸留槽５ではワーク７を溶剤に接触させない状態のままで各槽２〜４の溶剤にワーク７の全体を浸漬させることができる。したがって、槽２〜４でワーク洗浄を行うと同時に蒸留槽５内でワーク７に熱を供給して乾燥させることができる。
【００２９】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態では溶剤回収水分離槽６を洗浄装置１の内部に蒸留槽５と隣接するように設けたが、この溶剤回収水分離槽６を別体化させることもできる。この場合、複数の洗浄装置１で溶剤回収水分離槽６を共有するようにし、これら洗浄装置１からの廃液をこの溶剤回収水分離槽６でまとめて処理できるようにしてもよい。さらにこの場合において、各洗浄装置１と溶剤回収水分離槽６とを配管にて接続することができるが、その代わりに作業者の手により溶剤を洗浄装置１からワーク７へ運び出すようにすることも可能である。こうした場合、配管が不要となるので洗浄装置の移動が容易となる。
【００３０】
【実施例】
容積が２００ｍｌ（ミリ・リットル）の保冷剤（冷却熱容量は約２１０，０００Ｊ（５１，０００ｃａｌ））の保冷剤を用いて冷媒の冷却を行った。保冷剤には三洋エンジニアリング製「チルメイツ」または旭電化工業製「Ｐデカエバクール」を使用し、凍らせた保冷剤を５℃の水の入ったタンクに入れ、流量２００ｍｌ／分で冷媒を循環させた。出発時の水温５℃の冷却水は循環後に１５℃（温度差ΔＴ＝１０℃）となった。この場合、５℃を維持するのに必要な１時間当たりの冷却熱量は、
２００［ｍｌ］・６０［分］・１０［℃］・４．１８６［Ｊ／ｃａｌ］
≒５００，０００［Ｊ］
となり、外部吸収熱量のロスを２５％とすれば、１時間当たり約６３０，０００Ｊ必要となる。この条件を満たすために、上述の保冷剤を２０分ごとに取り換えるか、あるいは３つずつまとめて１時間ごとに取り換えることで水温５℃を維持できた。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項１記載の洗浄装置によると、溶剤回収用の冷媒を冷却する手段として保冷剤を備えているため冷凍機のような冷却手段が不要である。このため、洗浄装置の小型化と軽量化、さらには低電力化を図ることができる。また、保冷剤を適宜補充しあるいは交換することによって冷却能力を維持することができる。
【００３２】
請求項２記載の洗浄装置によると、蒸留槽と溶剤回収水分離槽とを隣接させていることから蒸留槽で蒸発させた溶剤を溶剤回収水分離槽において回収しやすく、回収効率の向上が図れる。
【００３３】
請求項３記載の洗浄装置によると、収容筒の内部を溶剤回収水分離槽内の雰囲気から遮断することによってこの収容筒内に降下したワーク保持アームが周囲の溶剤蒸気と接触するのを回避することができる。このため、溶剤回収水分離槽内の溶剤蒸気がワーク保持アームと接触して汚染されるのを防止することができる。
【００３４】
請求項４記載の洗浄装置によると、溶剤を冷却して回収するための冷却コイルを徐々に巻き径が小さくなる渦巻き状に形成しているので、仮に溶剤回収水分離槽内に幅広のエリアと幅狭のエリアとが存在する場合であってもコイルの密度差を少なくすることができる。このため、溶剤回収水分離槽内の溶剤（及び水蒸気）を偏りなく冷却して回収すること、溶剤回収水分離槽内の蒸気密度を均一化することが可能となる。また、溶剤回収水分離槽内におけるコイル総表面積を大きくとれるので高い冷却能力を発揮することができる。
【００３５】
さらに請求項５記載の洗浄装置によると、溶剤回収水分離槽を別体化させ、複数の洗浄装置からの廃液をまとめて処理するようにしているので、各洗浄装置に溶剤回収水分離槽を設ける必要がない。このため各洗浄装置の構造をよりコンパクトにできる。また、洗浄装置における溶剤の使用効率を上げることができる。さらには、必要な装置のみ動作させることによって電気料などの維持費の削減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る洗浄装置の一実施形態を示す図であり、ロータリー式洗浄装置の各槽を展開して直線的に示している。
【図２】ロータリー式の洗浄装置の平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における内部構造を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
１　洗浄装置
２　煮沸洗浄槽（洗浄槽）
３　超音波洗浄槽（洗浄槽）
５　蒸留槽
６　溶剤回収水分離槽
７　ワーク
８　ワーク保持アーム
９　収容筒
１０　冷却コイル
１１　保冷剤
【図１】
2004009004.tif 000003
【図２】
2004009004.tif 000004
【図３】
2004009004.tif 000005