JP2003190891A - 臨界真空洗浄・乾燥方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削油、防錆油、切粉、研磨粉等が付着した
長尺物を、炭化水素系洗浄剤を用い短時間できわめて清
浄に洗浄する。 【解決手段】 密閉可能な洗浄槽１の中に長尺物を傾斜
して収容し、密閉した後、リザーブタンク４から水素系
洗浄剤を導入し、長尺物炭化水素系洗浄剤に浸漬して真
空雰囲気下で洗浄する第１処理工程、続いて真空雰囲気
下で炭化水素系洗浄剤を加熱沸騰させて洗浄する第２処
理工程、洗浄槽１内を大気開放して炭化水素系洗浄剤を
リザーブタンク４に戻した後、真空雰囲気下で蒸気発生
機１３から洗浄槽１内に炭化水素系洗浄剤の蒸気を取り
込み、蒸気洗浄を行う第３処理工程、大気開放後、洗浄
槽１内を真空雰囲気として被洗浄物を乾燥させる第４処
理工程を経る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被洗浄物に付着し
た切削油、防錆油等の有機油脂類の除去、及び切粉、研
磨粉等の無機類の除去を行い、次いで乾燥するための洗
浄・乾燥方法及び装置に係り、より具体的には炭化水素
系洗浄剤で真空にて洗浄及び乾燥するもので、特に長尺
パイプに適した洗浄・乾燥方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、切削油、防錆油等の有機油脂類及
び切粉、研磨粉等の無機類の付着した被洗浄物の洗浄、
乾燥は、フロンや、トリクロロエタン、塩化メチレン・
代替フロン等の溶剤を用いて行ってきたが、これらは環
境破壊物質及び発ガン性物質を含むため、その使用が禁
止されつつある。そこで、その代替として、灯油等の炭
化水素系溶剤（ＨＣ溶剤）を使用した洗浄方法が提案さ
れている。例えば、特開２００１−１７０５７９、特開
２０００−２３７７０６、特開２０００−２３７７０３
には、密閉可能な洗浄槽内に被洗浄物を入れ、減圧下で
揺動又は／及び超音波振動を付与して洗浄し、続いて被
洗浄物を別の洗浄槽に移し代え又は同じ洗浄槽内にて、
炭化水素系溶剤の蒸気により減圧下で蒸気洗浄し、最後
に洗浄槽内から溶剤を除去した後、洗浄槽を減圧して被
洗浄物を乾燥させることが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、減圧下で揺動
又は超音波振動を付与する機構は複雑で、高コストかつ
メンテナンス性に問題があり、特に長尺物（例えば長尺
パイプ）に超音波振動を付与して洗浄しようとすれば、
その問題はより深刻になり、また全長にわたる完全な洗
浄も難しくなる。本発明は、このような事情に鑑みてな
されたものであり、揺動又は超音波振動等を付与しなく
ても同等以上のレベルの洗浄が可能な洗浄・乾燥方法及
び装置を得ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る洗浄・乾燥
方法は、密閉可能な洗浄槽の中で被洗浄物を炭化水素系
洗浄剤に浸漬し真空雰囲気下で洗浄する第１処理工程、
続いて真空雰囲気下で前記炭化水素系洗浄剤を加熱沸騰
させた臨界状態で洗浄する第２処理工程、前記炭化水素
系洗浄剤を洗浄槽外に排出した後、真空雰囲気下で洗浄
槽内に炭化水素系洗浄剤の蒸気を取り込み蒸気洗浄を行
う第３処理工程、大気開放後、洗浄槽内を真空雰囲気と
して被洗浄物を乾燥させる第４処理工程を経由すること
を特徴とする臨界真空洗浄・乾燥方法である。なお、本
発明において、炭化水素系洗浄剤が真空雰囲気下で沸点
まで加熱され、液体と気体が混在する沸騰状態にあると
き、この状態を臨界状態という。

【０００５】本発明の第２処理工程において、臨界状態
での洗浄を繰り返し行うこと、すなわち、臨界状態での
洗浄と洗浄槽内の大気開放を複数回繰り返し行うことが
望ましい。また、本発明の第４処理工程において、真空
雰囲気下での乾燥を繰り返し行うこと、すなわち、真空
雰囲気下での乾燥と洗浄槽内の大気開放を複数回繰り返
して行うことが望ましい。なお、被処理物が長尺パイプ
の場合、前記洗浄槽に該長尺パイプを傾斜して収容する
ことが望ましい。

【０００６】本発明に係る洗浄・乾燥装置は、長尺パイ
プを傾斜して収容可能で、炭化水素系洗浄剤を加熱する
加熱手段を有しかつ密閉可能な洗浄槽と、洗浄剤移動配
管を通して洗浄槽と連通可能なリザーブタンクと、洗浄
槽及びリザーブタンクに切換弁を介して選択的に連通可
能な真空ポンプと、蒸気供給配管を通して洗浄槽に連通
可能で該洗浄槽に炭化水素系洗浄剤の蒸気を供給し得る
蒸気発生器と、真空ポンプの排気側に連通し排気に含ま
れる炭化水素系洗浄剤を回収する排気回収タンクと、を
備えることを特徴とする長尺パイプの臨界真空洗浄・乾
燥装置である。真空ポンプを洗浄槽に連通させ、かつ洗
浄槽とリザーブタンクを連通させると、気圧差によりリ
ザーブタンク内の炭化水素系洗浄剤がリザーブタンクか
ら洗浄槽に入り、逆に真空ポンプをリザーブタンクに連
通させ、かつ洗浄槽とリザーブタンクを連通させると、
洗浄槽内の炭化水素系洗浄剤がリザーブタンクに戻され
るように構成されている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜３を参照して、本発
明についてより具体的に説明する。図１は本発明に係る
洗浄・乾燥装置の主要な構成要素及び配管系を示す概念
図である。この洗浄・乾燥装置は、炭化水素系洗浄剤
（以下、単に洗浄剤ということがある）を加熱する加熱
手段（例えばスチームの循環）を有しかつ密閉可能な洗
浄槽１と、洗浄剤移動配管２、３を通して洗浄槽１と連
通可能なリザーブタンク４と、洗浄槽１及びリザーブタ
ンク４に真空吸引配管５、６を通して選択的に連通可能
な真空ポンプ７、真空ポンプ７の排気側と洗浄剤回収配
管８、９を通して連結し排気に含まれる洗浄剤を回収す
る排気回収タンク１０、洗浄剤供給配管１１により排気
回収タンク１０に連通可能で、かつ蒸気供給配管１２を
通して洗浄槽１に連通可能な蒸気発生器１３と、を備え
る。なお、真空ポンプ７と洗浄槽１又はリザーブタンク
４の連通の選択は切換弁１４、１５により行われる。リ
ザーブタンク４には濾過用配管１６が設けられ、濾過ポ
ンプ１７及びフィルター１８を通して洗浄剤が循環し得
るようになっている。また、洗浄槽１の槽底部に洗浄剤
回収配管１９を通して連通可能で、かつ洗浄剤戻し配管
２０を通してリザーブタンク４に連通可能な洗浄剤戻し
タンク２１が設置されている。洗浄槽１の槽底部に溜っ
た洗浄剤は高低差を利用してこの洗浄剤戻しタンク２１
に回収され、洗浄剤戻しポンプ２２によりリザーブタン
ク４に戻される。

【０００８】洗浄槽１は、図２に示すように、傾斜した
槽本体部２３とその端部入口を密閉する開閉ドア２４か
らなり、槽本体部２３は被洗浄物としての長尺パイプを
セットしたバスケット２５を傾斜した状態で収容可能で
ある。洗浄槽１は、図２に示すようにはじめから傾斜状
態で固定設置されていてもよいが、傾斜可能に設置され
例えば水平状態でバスケット２５を収容し収容後に傾斜
させるようになっていてもよい。この傾斜により、洗浄
時、長尺パイプ内外に付着していた切粉などが槽底部に
向けて流下する。傾斜の角度は３〜８度程度でよいが、
これより大きく傾斜させてもよい。また、開閉ドア２４
は槽側部側に設けたが、槽上部側に開閉ドアを設けバス
ケットを上から収容するようにしてもよい。洗浄剤とし
て各種炭化水素の混合物又は単一製品を用いることがで
き、洗浄槽１はこの洗浄剤を真空雰囲気下で沸騰させ臨
界状態にもっていくため、スチーム等により例えば１１
５〜１２５℃に加熱できるようになっている。単一製品
の洗浄剤としては例えばノルマルデカンを挙げることが
できる。

【０００９】次にこの洗浄・乾燥装置を用いた洗浄・乾
燥方法を図１及び図２を参照して説明する。 （１）長尺パイプをセットしたバスケット２５を洗浄槽
１内に収容し、洗浄槽１を密閉して切換弁１４を開、切
換弁１５を閉とし、真空破壊弁２６を開としてリザーブ
タンク４を大気開放し、洗浄剤移動配管２を連通させ、
真空ポンプ７を使って真空槽１内を真空引きし、真空槽
１とリザーブタンク４の気圧差により、リザーブタンク
４内の洗浄剤を真空槽１内に移動させる。所定量の洗浄
剤が洗浄槽１内に移動した後、洗浄剤移動配管２を閉じ
る（非連通とする）。リザーブタンク４は加熱手段（例
えばスチーム循環）を有し、タンク内に貯留された洗浄
剤は加温されている。また、リザーブタンク４内の洗浄
剤は、不純物の除去のため循環機構（濾過用配管１６、
濾過ポンプ１７、フィルター１８等）により常時循環濾
過されている。 （２）洗浄槽１を密閉して高真空状態とし、かつ洗浄剤
を加熱する。洗浄槽１内を真空雰囲気にすることによ
り、洗浄剤に浸漬された長尺パイプの中までごく短時間
で洗浄剤が入り込み、浸漬洗浄が開始される。洗浄槽１
内では、長尺パイプに付着した切削油等は洗浄剤に溶け
込んでいき、切粉等は傾斜に従って槽底部に流下する
（第１処理工程）。

【００１０】（３）洗浄剤が真空雰囲気下で沸点まで加
熱されて沸騰し臨界状態となると、切削油等の溶け込み
及び切粉等の分離が促進され、洗浄効果が急速に高まる
（第２処理工程）。続いて、洗浄槽１の真空引きを止
め、洗浄槽１内を大気開放する。この真空引き（臨界状
態での洗浄）と大気開放を複数回繰り返す（フラッシン
グという）ことが望ましい。最初の真空引きだけでは、
長尺パイプの穴や袋穴等に入っていた空気が膨張しただ
けで、そこに洗浄剤が入っていかない場合があるが、大
気開放をすると洗浄剤が入り込み、洗浄が可能となる。
これを２回、３回と繰り返すことにより袋穴からでも１
００％近く空気が抜け、洗浄剤に置き換えることができ
る。第２処理工程においてこのフラッシングを行うこと
により、短時間でより完全な洗浄が可能となる。

【００１１】（４）リザーブタンク４を密閉して切換弁
１５を開、切換弁１４を閉とし、真空破壊弁２７を開と
して洗浄槽１を大気開放し、洗浄剤移動配管３を連通さ
せ、真空ポンプ７を使ってリザーブタンク４内を真空引
きし、真空槽１とリザーブタンク４の気圧差により、洗
浄槽１内の洗浄剤をリザーブタンク４に移動させる。洗
浄剤の移動後、洗浄剤移動配管３を閉じる（非連通とす
る）。 （５）真空槽１を密閉し、真空ポンプ７を使って洗浄槽
１内を真空引きする。続いて蒸気発生器１３より三方切
換弁２８を介し蒸気供給配管１２を通して洗浄剤の蒸気
を取り込み、洗浄槽１内の真空度を調整して、蒸気洗浄
（第３処理工程）を行う。これは最後の仕上げ洗浄であ
るので、洗浄剤の蒸気は蒸気発生器１３から出た、切削
油等が溶け込んでいない純粋なものを使う必要である。
なお、この蒸気洗浄自体は先に挙げた先行技術に記載さ
れたものと同様である。

【００１２】（６）蒸気洗浄後、洗浄槽１を大気開放
し、槽底部にある洗浄剤（液）を高低差を利用して洗浄
剤戻しタンク２１へ送る。続いて洗浄槽１を密閉して再
度真空引きを行い、被洗浄物である長尺パイプを乾燥さ
せた（第４処理工程）後、洗浄槽１を大気開放する。こ
の真空引き（乾燥）と大気開放を複数回繰り返す（フラ
ッシングという）ことが望ましい。第４処理工程におい
てこのフラッシングを行うことにより、短時間で完全な
高速乾燥が可能となる。

【００１３】さて、図３は本発明に係る洗浄・乾燥装置
の全体構成図である。その主要部は図１に示され、図１
と同じ部位には同じ番号が付与されている。図３におい
て配管系は、実線が洗浄剤系（液又は蒸気）、一点鎖線
が加熱系（いずれもスチーム加熱）、破線が冷却系（い
ずれも水冷）を示す。一部これまでの説明と重複する
が、図３をもとに本発明に係る洗浄・乾燥装置について
補足的に説明する。

【００１４】洗浄槽１は槽本体部２３とその側部開口部
に密閉可能な開閉ドアを具備し、長尺パイプをセットし
たバスケットを収容する。洗浄槽１は真空ポンプ７と真
空吸引配管５を通して連通可能に連結され、切換弁１４
を開とすることで洗浄槽１内を減圧して真空状態とする
ことができる。真空吸引配管５は全長にわたりコイル状
のスチーム加熱手段に覆われ、これにより真空配管５内
の洗浄剤が凝結せず、真空ポンプ７がロックスすること
が防がれ、その寿命を伸ばすことができる。また、洗浄
槽１はスチーム加熱手段及び水冷手段を有し、槽内の洗
浄剤（液、蒸気）が所定温度に加熱保持される。

【００１５】リザーブタンク４は、洗浄剤を洗浄槽１に
供給又は洗浄槽１から回収するタンクで、真空ポンプ７
と真空吸引配管６を通して連通可能に連結され、切換弁
１５を開とすることでリザーブタンク４内を減圧するこ
とができる。また、リザーブタンク４はスチーム加熱手
段及び水冷手段を有し、タンク内の洗浄剤が所定温度に
加温保持される。さらに、リザーブタンク４は濾過用配
管１６、濾過ポンプ１７及びフィルター１８等からなる
循環機構を有し、タンク内の洗浄剤が常時これを循環し
て不純物が取り除かれる。リザーブタンク４と洗浄槽１
は洗浄剤移動配管２、３を通して連通可能に連結されて
いる。

【００１６】真空ポンプ７の排気側には冷却手段（冷却
用の水冷コイル）が取り付けられ、ここで大部分の洗浄
剤蒸気は冷却して液化し、これは洗浄剤回収配管８を通
して排気回収タンク１０に回収され、そのほかの排気
（洗浄剤蒸気を含む空気）は逆止弁３１が取り付けられ
た洗浄剤回収配管９を通して排気回収タンク１０に入
る。排気回収タンク１０は冷却手段を有し、ここに入っ
た洗浄剤蒸気は液化して回収され、洗浄剤蒸気をほとん
ど含まない空気が、ダンパー３２、排気ファン３３を介
して外部に排出される。この空気は冷却されているため
温度が低く、地球温暖化防止にも配慮されている。

【００１７】洗浄槽１の下方位置に洗浄剤回収配管１９
を介して洗浄剤戻しタンク２１が設置され、蒸気洗浄後
に洗浄槽１の槽底部に溜っている洗浄剤が送られる。洗
浄剤戻しタンク２１に入った洗浄剤は、洗浄剤戻しポン
プ２２により洗浄剤戻し配管２０を通してリザーブタン
ク４に戻される。蒸気発生器１３は、洗浄剤供給配管１
１を通して排気回収タンク１０に連通可能とされ、蒸気
供給配管１２を通して洗浄槽１に連通可能とされてい
る。蒸気発生器１３は加熱手段を有し、排気回収タンク
１１から洗浄剤供給配管１１を通して送られた切削油等
を含む洗浄剤から、これらの不純物を含まない洗浄剤蒸
気を生成し、その一部を三方切換弁２８を介し蒸気供給
配管１２を通して洗浄槽１に供給する。

【００１８】この蒸気発生器９は蒸留再生ユニット３４
の一部を構成する。蒸留再生ユニット３４は、不純物を
含む洗浄剤から純粋な洗浄剤を再生するためのもので、
蒸気発生器１３のほか、いずれも冷却手段を備えるガス
冷却器３５、コンデンサー３６及び循環タンク３７を主
たる構成要素とする。ガス冷却器３５は、三方切換弁２
８の下流側の蒸気供給配管３８の途中に設置され、コン
デンサー３６に入る洗浄剤蒸気を予冷却してコンデンサ
ー３６の負担を軽減する。コンデンサー３６では、洗浄
剤蒸気がさらに冷却され、液化される。コンデンサー３
６と循環タンク３７を連結する再生洗浄剤供給配管３９
には、逆止弁４０及びエジェクター４１が配置され、一
方、循環タンク３７の下部とエジェクター４１を連結す
る再生洗浄剤循環配管４２に循環ポンプ４３が設置さ
れ、再生洗浄剤循環配管４２を循環する再生洗浄剤の作
用で、コンデンサー３６からの再生洗浄剤がエジェクタ
ー４１を通して循環タンク３７に向け送り出される。循
環タンク３７は、再生洗浄剤供給配管４４及び三方切換
弁４５を通してリザーブタンク４又は排気回収タンク１
０に連通可能であり、適宜これらに再生洗浄剤を供給す
る。

【００１９】そのほか、洗浄剤戻しタンク２１を三方切
換弁４６を介して真空吸引配管５に連通又は大気開放さ
せ得る洗浄剤戻しタンク開放配管４７、リザーブタンク
４内で所定量以上に溜った洗浄剤を排気回収タンク１０
に送るオーバーフロー洗浄剤回収配管４８、排気回収タ
ンク１０内の洗浄剤を濾過用配管１６を通してリザーブ
タンク４に送る洗浄剤供給配管４９が設置されている。
なお、三方切換弁４６は、洗浄剤戻しタンク２１から洗
浄剤戻し配管２０を通して洗浄剤をリザーブタンク４に
戻す際に大気開放側に、洗浄槽１から洗浄剤回収配管１
９を通して洗浄剤を洗浄剤戻しタンク２１に回収する際
に真空吸引側に、必要に応じて切り換えられる。

【００２０】また、図３において、５１は真空ポンプ７
を大気開放する切換弁、５２〜５８はそれぞれ、洗浄剤
移動配管２、洗浄剤移動配管３、洗浄剤供給配管１１、
洗浄剤回収配管１９、洗浄剤戻し配管２０、洗浄剤戻し
タンク開放配管４７、オーバーフロー洗浄剤回収配管４
８の連通／非連通を制御する切換弁、５９はフィルタ
ー、６０は各冷却水配管に冷却水を供給する冷却水供給
配管、６１は冷却水戻り配管、６２は消火器、６３〜６
５は消火器に連通する消火ノズルである。また、図３に
示す洗浄・乾燥装置の各構成要素及び配管には、ドレン
パイプ、大気開放パイプ、止め弁、その他の部材が多数
設置されているが、これは本発明の本質ではないので図
示のみにとどめる。この洗浄・乾燥装置の加熱系及び冷
却系配管についても、これ以上の説明は省略する。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、被洗浄物に付着した切
削油、防錆油等の有機油脂類や切粉、研磨粉等の無機類
の除去を行い、続いて乾燥を行う場合に、被洗浄物を短
時間できわめて清浄に仕上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る洗浄・乾燥装置の主要な構成要
素及び配管系を示す概念図である。

【図２】 洗浄槽の構造及び他の主要な構成要素の配置
を示す平面模式図（ａ）及び側面模式図（ｂ）である。

【図３】 前記洗浄・乾燥装置の全体構成図である。

【符号の説明】

１ 洗浄槽 ２、３ 洗浄剤移動配管 ４ リザーブタンク ５、６ 真空吸引配管 ７ 真空ポンプ ８、９ 洗浄剤回収配管 １０ 排気回収タンク １１ 洗浄剤供給配管 １２ 蒸気供給配管 １３ 蒸気発生器 １４、１５ 切換弁 １６ 濾過用配管 １９ 洗浄剤回収配管 ２０ 洗浄剤戻し配管 ２１ 洗浄剤戻しタンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堂元 雅洋 福岡県遠賀郡遠賀町老良485の12 株式会 社アクアテック内 Ｆターム(参考） 3B201 AA12 AB01 AB45 BB13 BB82 BB92 CB15 CC15 CD11 4K053 PA18 QA04 QA05 QA07 RA08 RA32 SA03 SA06 TA13 TA19 XA08 XA11 XA23 XA24 XA28 YA04 YA07 YA10 YA24

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉可能な洗浄槽の中で被洗浄物を炭化
   水素系洗浄剤に浸漬し真空雰囲気下で洗浄する第１処理
   工程、続いて真空雰囲気下で前記炭化水素系洗浄剤を加
   熱沸騰させた臨界状態で洗浄する第２処理工程、前記炭
   化水素系洗浄剤を洗浄槽外に排出した後、真空雰囲気下
   で洗浄槽内に炭化水素系洗浄剤の蒸気を取り込み蒸気洗
   浄を行う第３処理工程、大気開放後、洗浄槽内を真空雰
   囲気として被洗浄物を乾燥させる第４処理工程を経由す
   ることを特徴とする臨界真空洗浄・乾燥方法。
2. 【請求項２】 前記第２処理工程において、臨界状態で
   の洗浄と洗浄槽内の大気開放を複数回繰り返すことを特
   徴とする請求項１に記載された臨界真空洗浄・乾燥方
   法。
3. 【請求項３】 前記第４処理工程において、真空雰囲気
   下での乾燥と洗浄槽内の大気開放を複数回繰り返すこと
   を特徴とする請求項１又は２に記載された臨界真空洗浄
   ・乾燥方法。
4. 【請求項４】 被処理物が長尺パイプであり、前記洗浄
   槽に該長尺パイプを傾斜して収容することを特徴とする
   請求項１〜３のいずれかに記載された臨界真空洗浄・乾
   燥方法。
5. 【請求項５】 長尺パイプを傾斜して収容可能で、炭化
   水素系洗浄剤を加熱する加熱手段を有しかつ密閉可能な
   洗浄槽と、洗浄剤移動配管を通して洗浄槽と連通可能な
   リザーブタンクと、洗浄槽及びリザーブタンクに切換弁
   を介して選択的に連通可能な真空ポンプと、蒸気供給配
   管を通して洗浄槽に連通可能で該洗浄槽に炭化水素系洗
   浄剤の蒸気を供給し得る蒸気発生器と、真空ポンプの排
   気側に連通し排気に含まれる炭化水素系洗浄剤を回収す
   る排気回収タンクと、を備えることを特徴とする長尺パ
   イプの臨界真空洗浄・乾燥装置。