(57)【要約】【課題】熱エネルギの無駄をなくし、省エネルギ化を図った脱脂洗浄装置を提供する。【解決手段】温浴槽１１及び蒸気生成槽１２を有する洗浄室１と、その上部に設置された洗浄室冷却部２と、この洗浄室冷却部２に供給される冷却液を製造するチラーユニット３と、蒸気生成槽１２の洗浄液が蒸発した蒸気を洗浄室１から回収して凝縮する蒸気回収装置４を備える。温浴槽１１内の洗浄液は、チラーユニット３内の凝縮器３２を通る冷媒と熱交換を行う放熱器５との間で循環されることによって、温浴洗浄に必要な温度に加熱される。また、蒸気生成槽１２内の洗浄液は、蒸気回収装置４のコンプレッサ４１で洗浄蒸気を圧縮する過程で発生した熱によって加熱され、洗浄蒸気を発生する。【選択図】　図１
2004025074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温浴槽（１１）、冷浴槽（１２）及び蒸気生成槽（１２）を有する洗浄室（１）と、その上部に設置された洗浄室冷却部（２）と、この洗浄室冷却部（２）に供給される冷却液を製造する冷凍機（３）と、前記蒸気生成槽（１２）の洗浄液が蒸発した蒸気を洗浄室（１）から回収して凝縮する蒸気回収装置（４）を備え、前記温浴槽（１１）内の洗浄液が、前記冷凍機（３）内の凝縮器（３２）と熱交換を行う放熱器（５）との間で循環されることを特徴とする脱脂洗浄装置。
【請求項２】
蒸気回収装置（４）が圧縮機（４１）及び凝縮器（４４）を備え、洗浄液の蒸気を前記圧縮機（４１）で圧縮し前記凝縮器（４４）で凝縮することにより生成された洗浄液が、蒸気生成槽（１２）に還流されることを特徴とする請求項１に記載の脱脂洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種部品の製造等において、ワークの表面に付着した油脂分や汚染物質を除去するための脱脂洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＦＣ（鋳鉄）、ＳＰＣＣ（鋼板）あるいはＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属材料からなるワークの表面に付着した油脂分や汚染物質の除去は、有機溶剤等を用いる脱脂洗浄装置により行われる。図３は、従来の技術によるこの種の脱脂洗浄装置の一例を示す概略構成説明図である。
【０００３】
従来の脱脂洗浄装置は、図３に示されるように、洗浄室１００内に、温浴槽１０１、蒸気生成槽１０２、及び冷浴槽１０３が配置されている。温浴槽１０１は、洗浄液を電気ヒータ１０４で加温することによって、ワーク表面の油脂分や汚染物質を軟化させ、洗浄効率を向上させるものである。蒸気生成槽１０２は、貯留した低沸点の洗浄液を電気ヒータ１０５で加熱して低温沸騰させることにより、この蒸気生成槽１０２の上部に飽和蒸気層Ｖを形成するものであり、冷浴槽１０３は、前記飽和蒸気層Ｖでワークの表面に洗浄液の蒸気を結露させるために、低温の洗浄液によって、ワークを、飽和蒸気層Ｖにおける洗浄液の蒸気の露点温度以下に冷却するものである。温浴槽１０１は、熱蒸気の供給によって洗浄液を加熱する蒸気式ヒータを用いたものもある。
【０００４】
洗浄液には、低沸点の有機溶剤を用いるため、その蒸気が大気中に放出されないようにすると共に、蒸気洗浄のための飽和蒸気層Ｖを生成する目的で、チラーユニット１０６によって冷水を製造し、この冷水が矢印ＣＷ１〜ＣＷ３で示されるように循環供給されるコンデンサ１０７によって、洗浄室１００の上部に冷気を形成する。また、洗浄液の蒸気が洗浄室１００の外部へ放出されるのを極力抑えるため、蒸気回収装置１０８を設けるものもあり、矢印Ｖ１，Ｖ２で示されるように、回収孔１０８ａから回収した洗浄液の蒸気を、蒸気回収装置１０８で、チラーユニット１０６から、矢印ＣＷ４，ＣＷ５で示されるように循環供給される冷水により凝縮して液化させ、これを矢印Ｌで示されるように、冷浴槽１０３に還流している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術によれば、温浴槽１０１及び蒸気生成槽１０２での洗浄液の加熱には、電気ヒータ１０４，１０５あるいは蒸気式ヒータが用いられる一方、チラーユニット１０６は、コンデンサ１０７や蒸気回収装置１０８へ供給する冷水を、冷凍サイクルによって製造するものであるため、内部の凝縮器から多量の廃熱が発生している。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、熱エネルギの無駄をなくし、省エネルギ化を図った脱脂洗浄装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る脱脂洗浄装置は、温浴槽及び蒸気生成槽を有する洗浄室と、その上部に設置された洗浄室冷却部と、この洗浄室冷却部に供給される冷却液を製造する冷凍機と、前記蒸気生成槽の洗浄液が蒸発した蒸気を洗浄室から回収して凝縮する蒸気回収装置を備え、前記温浴槽内の洗浄液が、前記冷凍機内の凝縮器と熱交換を行う放熱器との間で循環されるものである。したがって、前記温浴槽内の洗浄液は、前記冷凍機の凝縮器から放出される潜熱により、放熱器内で加温される。
【０００８】
請求項２の発明に係る脱脂洗浄装置は、請求項１に記載された構成において、蒸気回収装置が圧縮機及び凝縮器を備え、前記圧縮機で洗浄液の蒸気を圧縮し前記凝縮器で凝縮することにより生成された洗浄液が、蒸気生成槽に還流されるものである。したがって、蒸気回収装置で液化された洗浄液は、圧縮の際に生じた熱と共に蒸気生成槽へ送られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る脱脂洗浄装置の好ましい実施の形態を示す概略構成説明図である。本形態の脱脂洗浄装置は、例えば自動車部品などのような、金属材料で製作されたワークの表面に付着した油脂分や汚染物質を除去するのに用いられ、図１に示されるように、温浴槽１１、蒸気生成槽１２及び冷浴槽１３を有する洗浄室１と、その上部に設置された洗浄室冷却部としてのコンデンサ２と、このコンデンサ２に供給される冷水を製造する冷凍機としてのチラーユニット３と、洗浄液が気化した蒸気（以下、便宜上、洗浄蒸気という）を洗浄室１から回収して液化する蒸気回収装置４を備える。
【００１０】
温浴槽１１、蒸気生成槽１２及び冷浴槽１３に貯留する洗浄液としては、ワーク表面に付着した油脂類等に比較して十分に低沸点の溶剤が用いられ、具体的には、例えば塩素系溶剤であるメチレンクロライド（ＣＨ２Ｃｌ２　化学名：ジクロロメタン，塩化メチレンとも呼ぶ）を好適に使用することができる。メチレンクロライドは沸点が低く（３９．８℃）、不燃性で、しかも溶解力が強いので、優れた脱脂洗浄能力を有する。
【００１１】
基本的には、従来と同様、温浴槽１１は、洗浄液を加温することによって、ワーク表面の油脂分や汚染物質の粘性を低下させ、洗浄効率を向上させるものである。蒸気生成槽１２は、貯留した低沸点の洗浄液を低温沸騰させることにより、飽和蒸気層Ｖを形成させるものであり、冷浴槽１３は、飽和蒸気層Ｖでワークの表面に洗浄蒸気を結露させる蒸気洗浄のために、ワークを低温の洗浄液に浸漬して飽和蒸気層Ｖにおける洗浄蒸気の露点温度以下に冷却するものである。
【００１２】
チラーユニット３は、冷媒ガスを圧縮するコンプレッサ３１と、冷媒ガスを液化させる凝縮器３２と、冷媒液を膨張させ気化させる蒸発器３３とを経由して冷媒を循環させる冷凍サイクル３０が構成されている。凝縮器３２には、この凝縮器３２内を通る冷媒との熱交換を行う放熱器５が設けられる一方、蒸発器３３には、この蒸発器３３を通る冷媒との熱交換を行う熱交換器である吸熱器６が設けられている。
【００１３】
洗浄室１における温浴槽１１内の洗浄液は、ポンプＰ１によって、矢印Ｌ１，Ｌ２で示されるように、チラーユニット３における放熱器５との間で配管５１，５２を介して循環される。また、前記温浴槽１１内には、電気ヒータからなる予備ヒータ１４が設けられ、蒸気生成槽１２内にも同様に、電気ヒータからなる予備ヒータ１５が設けられ、冷浴槽１３内には、第二のコンデンサ１６が設けられている。
【００１４】
コンデンサ２は、低沸点の有機溶剤であるメチレンクロライドからなる洗浄液の気化による洗浄蒸気が大気中に極力放出されないようにすると共に、蒸気生成槽１２の上に、蒸気洗浄のための飽和蒸気層Ｖを生成する目的で、洗浄室１の上部に冷気を形成するものである。このため、コンデンサ２には、冷水タンク６１に一次的に貯留された水が、矢印ＣＷ１〜ＣＷ３で示されるように、ポンプＰ１によって、配管６２からチラーユニット３における吸熱器６を経由することにより冷却された後、配管６３を介して供給される一方、コンデンサ２から排出される水は、配管６４を介して冷水タンク６１に還流される。
【００１５】
また、チラーユニット３の吸熱器６で冷却された水の一部は、配管６３から分岐した図示されていない配管を介して、冷浴槽１３内の第二のコンデンサ１６に供給され、この第二のコンデンサ１６から排出される水は、図示されていない配管を介して冷水タンク６１に還流されるようになっている。このため、冷浴槽１３に貯留されている洗浄液は、常に、後述する洗浄蒸気の露点温度より低温の、所定の低温状態に保たれる。
【００１６】
蒸気回収装置４は、洗浄蒸気を圧縮する圧縮機としてのコンプレッサ４１を備えており、コンプレッサ４１の吸入側には、配管４２を介して、洗浄室１内における蒸気生成槽１２の上側に開口した蒸気回収口４３が接続されている。一方、コンプレッサ４１の吐出側には凝縮器４４が接続され、この凝縮器４４の下流側へ延びる配管４５は、蒸気生成槽１２内に開口している。また、凝縮器４４には、積極的に媒体を流通させずに自然放熱させる熱交換器７が形成されている。
【００１７】
すなわち、この蒸気回収装置４は、矢印Ｖ１，Ｖ２で示されるように、蒸気回収口４３から、洗浄室１内の余剰蒸気を、配管４２を介して吸引回収し、コンプレッサ４１により圧縮すると共に、凝縮器４４で放熱凝縮させることによって、矢印Ｌ３で示されるように、液化した高温の洗浄液を、配管４５を介して蒸気生成槽１２へ送るものである。
【００１８】
以上のように構成された脱脂洗浄装置によるワークの洗浄においては、まず温浴槽１１内で、加温された洗浄液による温浴洗浄を行う。温浴槽１１内の洗浄液の加温は、この洗浄液をチラーユニット３における放熱器５との間で循環させることにより行われる。すなわち、チラーユニット３は、その冷凍サイクル３０において、吸熱器６を通る水を冷却（熱交換）することによって蒸発器３３内で冷媒が気化する際に吸収した潜熱と、この冷媒がコンプレッサ３１で圧縮されることにより生じた熱を、凝縮器３２内で液化する際に放熱器５へ放出しているので、ポンプＰ１によって温浴槽１１から放熱器５へ送られた洗浄液は、凝縮器３２内の冷媒との熱交換によって加温され、温浴槽１１へ還流される。
【００１９】
なお、温浴槽１１内に設置された予備ヒータ１４は、当該脱脂洗浄装置を始動した時に、温浴槽１１内の洗浄液を所要の温度へ急速に加温する目的で使用されるものであり、通常は、上述のように、温浴槽１１内の洗浄液はチラーユニット３の凝縮器３２から放出される廃熱のみで加温される。したがって、チラーユニット３からの廃熱を温浴洗浄のための熱源として有効に利用することによって、省エネルギが実現される。
【００２０】
温浴槽１１で温浴洗浄されたワークには、仕上げ洗浄として、蒸気洗浄を行うが、温浴槽１１から取り出されたワークの温度は、温浴洗浄によって上昇しているので、まず蒸気洗浄に先立って、このワークの温度を、冷浴槽１３内の低温の洗浄液に浸漬することによって、飽和蒸気層Ｖにおける洗浄蒸気の露点温度以下まで冷却する。
【００２１】
次に、冷浴槽１３で冷却されたワークを、飽和蒸気層Ｖに所定時間放置することによって、蒸気洗浄を行う。飽和蒸気層Ｖでは、蒸気生成槽１２内の洗浄液を低温沸騰させることによって発生した洗浄蒸気がほぼ飽和した状態にあるため、その露点温度よりも低温のワークの表面では、洗浄蒸気の凝結によって、油脂分を含まない洗浄液が絶えず供給されて液滴となって流れ落ちるので、ワーク表面に僅かに残存している油脂などを流し落とすことができる。
【００２２】
ここで、飽和蒸気層Ｖの余剰な洗浄蒸気は、洗浄室１内に開口した蒸気回収口４３から配管４２を介して蒸気回収装置４へ回収され、コンプレッサ４１で圧縮されることにより加熱された後、凝縮器４４を通る際に、潜熱を放出しながら凝縮して液化される。この液化によって生成された洗浄液は、コンプレッサ４１で圧縮される過程で生じた熱を保持しているので、この洗浄液が配管４５を介して蒸気生成槽１２へ還流されることによって、蒸気生成槽１２内の洗浄液が加熱される。先に説明したように、本形態において洗浄液として使用されるメチレンクロライドは、大気圧では３９．８℃程度の低温で沸騰するので、コンプレッサ４１で与えられた熱が供給されることによって、蒸気生成槽１２内の洗浄液は盛んに蒸発し、飽和蒸気層Ｖへ洗浄蒸気を供給する。
【００２３】
蒸気生成槽１２内に設置された予備ヒータ１５は、当該脱脂洗浄装置を始動した時に、蒸気生成槽１２内の洗浄液を沸点まで急速に加温する目的で使用されるものであり、通常は、上述のように、蒸気回収装置４のコンプレッサ４１で洗浄蒸気が圧縮される過程で発生した熱を、蒸気生成槽１２における蒸気生成のための熱源として有効に利用しているので、省エネルギが実現される。
【００２４】
なお、蒸気洗浄によってワーク表面から除去された油脂などは、ワーク表面で凝結した洗浄液の液滴と共に、蒸気生成槽１２へ落下するので、蒸気生成槽１２内の洗浄液には油脂などの成分が混入される。しかし、先に説明したように、洗浄液には、油脂類よりも沸点が著しく低いメチレンクロライド等の溶剤が使用されているため、蒸気生成槽１２での低温沸騰によって発生する洗浄蒸気には、油脂類は含まれない。また、温浴槽１１からも洗浄液の一部が蒸発するが、この温浴槽１１においても同様である。
【００２５】
次に、図２は、本発明に係る脱脂洗浄装置の好ましい他の実施の形態を示す概略構成説明図である。この形態においては、蒸気回収装置４に設置された熱交換器７と蒸気生成槽１２との間に、矢印Ｌ４，Ｌ５で示されるように、洗浄液を循環させるための配管４６，４７及びポンプＰ３が設けられている。その他の構成は、基本的に先に説明した図１の形態とほぼ同様である。
【００２６】
すなわち、この形態によれば、洗浄室１内に開口した蒸気回収口４３から配管４２を介して蒸気回収装置４へ回収された洗浄蒸気が、凝縮器４４内で凝縮することにより生成した洗浄液は、図１の形態と同様、コンプレッサ４１で洗浄蒸気が圧縮される過程で発生した熱により、ある程度の高温状態を保持した状態で、配管４５を介して蒸気生成槽１２へ還流される。一方、凝縮器４４内で洗浄蒸気が凝縮される際に放出された潜熱は、大気中に無駄に放出されることなく、ポンプＰ３によって蒸気生成槽１２から配管４６を介して熱交換器７へ送られた洗浄液に与えられ、これによって加熱された洗浄液が、配管４７を介して蒸気生成槽１２へ還流される。本形態によれば、この双方の作用によって、蒸気生成槽１２の洗浄液が加熱されることになる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る脱脂洗浄装置によれば、洗浄室冷却部に供給する冷却流体を製造する冷凍機の凝縮器から放出される廃熱を、温浴洗浄のための熱源として有効に利用し、温浴槽内の洗浄液を加温するようにしたため、省エネルギが実現される。
【００２８】
請求項２の発明に係る脱脂洗浄装置によれば、洗浄室内の洗浄蒸気を回収して圧縮機で圧縮して液化する際に発生した熱を、蒸気生成槽における蒸気生成のための熱源として有効に利用することによって、省エネルギが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る脱脂洗浄装置の好ましい実施の形態を示す概略構成説明図である。
【図２】本発明に係る脱脂洗浄装置の好ましい他の実施の形態を示す概略構成説明図である。
【図３】従来の技術による脱脂洗浄装置の一例を示す概略構成説明図である。
【符号の説明】
１　洗浄室
１１　温浴槽
１２　蒸気生成槽
１３　冷浴槽
１４，１５　予備ヒータ
１６　第二のコンデンサ
２　コンデンサ（洗浄室冷却部）
３　チラーユニット（冷凍機）
３０　冷凍サイクル
３１　コンプレッサ
３２　凝縮器
３３　蒸発器
４　蒸気回収装置
４１　コンプレッサ
４２，４５〜４７　配管
４３　蒸気回収口
４４　凝縮器
５　放熱器
６　吸熱器
６１　冷水タンク
６２〜６４配管
Ｐ１〜Ｐ３　ポンプ
【図１】
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【図２】
2004025074.tif 000004
【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年7月29日(2002.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004025074.tif 000006
【図２】
2004025074.tif 000007
【図３】
2004025074.tif 000008