JP2014036917A - 容器洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器を洗浄する際に省エネルギー化が図ることができる容器洗浄装置を提供する。
【解決手段】容器洗浄装置１は、洗剤を含む洗浄水Ｃにより容器Ｍを洗浄する際に、この洗浄水Ｃを循環させて容器Ｍを洗浄する洗浄機３と、洗浄機３へ供給される洗浄水Ｃを加温するための加温水ＨＷを循環して供給する温水供給ユニット４を備えており、温水供給ユニット４は、循環される加温水ＨＷを加熱するヒートポンプ２０と、ヒートポンプ２０により加熱された加温水ＨＷを貯湯する貯湯タンク２１を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器を洗浄する容器洗浄装置に関する。

例えば、コンビニエンスストアやスーパーマーケット等の店にパンや惣菜等の物品を大量に納品する場合には、これらの物品を多数収容することができる容器が使用される。この種の容器は、例えばプラスチック製のトレー、パレット、コンテナ等と呼ばれる。容器は、物品を搬入後、各店から回収されて何段にも積み重ねられて、トラック等により所定の洗浄場所に運搬され、容器は洗浄場所で洗浄される(特許文献１を参照)。

容器を洗浄する場合には、通常は洗剤を混ぜた洗浄水により洗浄する。この容器を洗浄する洗浄水は、ボイラで生成された蒸気で加温されて用いられている。このように加温し洗浄水により容器を洗浄することで、容器の洗浄効率を上げている。このようなボイラに替えて、例えば３０ｋＷ程度の電気ヒータを洗浄水内に投入して、直接洗浄水を加温して、容器を洗浄することで、容器の洗浄効率を上げているものも知られる(特許文献２を参照)。

特開２０１１−１７３７０６号 特開２０００−２４６２０６号

ところが、上述したように、蒸気や電気ヒータの熱を用いて洗剤を含む洗浄水を加温して、多数の容器をこの加温した洗浄水により洗浄するので、省エネルギー化が図れない。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、容器を洗浄する際に省エネルギー化を図れる容器洗浄装置を提供することにある。

上記課題を達成するため、請求項１に記載の容器洗浄装置は、洗剤を含む洗浄水により容器を洗浄する容器洗浄装置であって、前記洗浄水を循環させて前記容器を洗浄する洗浄機と、前記洗浄機へ供給される前記洗浄水を加温するための加温水を循環して供給する温水供給ユニットと、を備え、前記温水供給ユニットは、循環される前記加温水を加熱するヒートポンプと、前記ヒートポンプにより加熱された前記加温水を貯湯する貯湯タンクと、を有することを要旨とする。

請求項１に記載の容器洗浄装置では、洗浄機が洗浄水を循環させて容器を洗浄する際に、洗浄水はヒートポンプにより加温することにより、従来行っていた蒸気や電気ヒータの熱を用いて洗浄水を加温するのに比べて、省エネルギー化を図ることができる。温水供給ユニットは加温水を循環させるので、節水することができる。このように、本発明の容器洗浄装置は、容器を洗浄する際に省エネルギー化が図れ、節水を行うことができる。

請求項２に記載の容器洗浄装置は、前記温水供給ユニットにより循環される前記加温水から前記洗浄水に熱を与えて前記洗浄水を加温する熱交換器を有することを要旨とする。

請求項２に記載の容器洗浄装置では、熱交換器が、温水供給ユニットにより循環される加温水から洗浄水に熱を与えて洗浄水を加温できるので、洗浄水と加温水とを分離でき、洗浄水と加温水が混ざらない。このため、温水供給ユニットのヒートポンプには洗剤を含まない真水を通すことができ、真水を通すことで、ヒートポンプの効率的な運転が可能になる。

請求項３に記載の容器洗浄装置は、前記貯湯タンクには、蓄熱材が配置されていることを要旨とする。

請求項３に記載の容器洗浄装置では、貯湯タンクには蓄熱材が配置されているので、貯湯タンクの蓄熱能力を高めることでき、貯湯タンクからの加温水が、洗浄水を加温する際の効率を上げることができる。

請求項４に記載の容器洗浄装置は、前記蓄熱材は、前記貯湯タンクを取り囲んで配置されていることを要旨とする。

請求項４に記載の容器洗浄装置では、貯湯タンクは貯湯タンクを取り囲んだ状態であるので、貯湯タンクの蓄熱能力を高めることでき、貯湯タンクからの加温水が、洗浄水を加温する際の加温効率を上げることができる。

請求項５に記載の容器洗浄装置は、前記蓄熱材は、前記貯湯タンク内において交互になるように突出して配置されていることを要旨とする。

請求項５に記載の容器洗浄装置では、貯湯タンク内では、蓄熱材が前記貯湯タンク内において交互になるように突出して配置されている状態であるので、貯湯タンクの蓄熱能力を高めることでき、貯湯タンクからの加温水が洗浄水を加温する際の加温効率を上げることができる。

本発明によれば、容器を洗浄する際に省エネルギー化が図れ、節水することができる容器洗浄装置を提供できる。

本発明の容器洗浄装置の好ましい第１実施形態の構成を示す図である。 図１に示す容器洗浄装置の後段に配置されている容器処理装置の構成例を示す図である。 図１に示す熱交換器の例を示す図である。 図１に示す貯湯タンクの構造例を示す図である。 従来の容器洗浄装置における電気使用量と、本発明の第１実施形態の容器洗浄装置を使用した場合の電気使用量と、を比較して示す図である。 図１に示す本発明の第１実施形態の容器洗浄装置の稼働時間と貯湯タンクの蓄熱量の関係式例を示す図である。 本発明の第２実施形態を示す図である。 本発明の第３実施形態を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

(第１実施形態)
図１は、本発明の容器洗浄装置の好ましい第１実施形態の構成を示す図である。図２は、図１に示す容器洗浄装置の後段に配置されている容器処理装置の構成例を示している。

図１に示す容器洗浄装置１は、コンビニエンスストア、スーパーマーケット、食品製造工場等で使用される容器Ｍを洗浄するために使用される。洗浄対象物であるこの容器Ｍは、好ましくはプラスチック製の容器であり、例えば上部が開口した四角形の箱型であり、容器Ｍは、トレー、パレット、コンテナ、リッタークレート等とも呼ばれる。なお、容器としては製品の搬送用として用いられる板状の物流用パレットも含まれる。

容器Ｍを多段に積み重ねる際には、複数の容器Ｍをそのまま上に積み重ねる形式のものと、容器Ｍの向きを１つおきに９０度変えて２枚ずつ井桁状に組んで積み重ねることでその嵩を小さくする形式の物等があるが、容器Ｍの形状や容器Ｍの積み重ねる際の段数は限定されない。例えば、容器の向きを１８０度変えて積み重ねることにより、複数段としての嵩を低くするものや、容器の嵩部分（側壁部分）を内側に折りたたんで、単体としての嵩を低くするような容器であっても構わない。

図１に示す容器洗浄装置１は、後段の容器処理装置２の前段に配置されている。図１では、後段の容器処理装置２は、簡略化して図示されているが、後段の容器処理装置２の構成例は図２に示している。

図１を参照して、容器洗浄装置１の好ましい構成例を説明する。

図１に示す容器洗浄装置１は、洗浄機３と、ヒートポンプを備える循環加熱式の温水供給ユニット４を有している。洗浄機３は、洗剤の入っている水である洗浄水Ｃを循環させて、順次搬送方向Ｒに沿って送らてくる容器Ｍを洗浄する。この温水供給ユニット４は、所定の温度、例えば６０℃の加温水を循環して洗浄機３側に供給することで、洗浄機３側の洗浄水を加温して温度を上げるための装置である。

まず、図１に示す洗浄機３の構造例を説明する。

洗浄機３は、洗浄水噴射用のシャワー器５と、すすぎ水噴射用シャワー器６と、洗浄タンク７と、容器Ｍの搬送装置８を有している。搬送装置８は、容器Ｍを搬送方向Ｒに沿って搬送する装置であり、例えば駆動スプロケット８Ａと従動スプロケット８Ｂの間に搬送チェーン８Ｃをエンドレス状に掛けた構造を有している。

先に、洗浄水噴射用のシャワー器５の構造を説明する。

図１に示す洗浄水噴射用のシャワー器５は、搬送方向Ｒの上流側に位置され、すすぎ水噴射用シャワー器６は、洗浄水噴射用のシャワー器５の搬送方向Ｒの下流側に位置されている。搬送装置８のモータ９を駆動することで、搬送チェーン８Ｃは、搬送方向Ｒに沿って各容器Ｍを、洗浄水噴射用のシャワー器５と、すすぎ水噴射用シャワー器６を通過させて、後段の容器処理装置２へ、所定の速度で搬送できる。

図１に示す洗浄水噴射用のシャワー器５は、管路５Ｓと、この管路５Ｓに設けられて洗浄水Ｃを容器Ｍの各面に噴射するための複数のノズル５Ｎを有している。洗浄水Ｃとは、水Ｗに洗剤（洗剤液）を混ぜたものである。各ノズル５Ｎは、通過する容器Ｍに対して３方向から洗浄水Ｃを噴射することができる。

洗浄水噴射用のシャワー器５の下部には、洗浄タンク（洗浄液槽）７が配置されている。洗浄水噴射用のシャワー器５と洗浄タンク７の間には、廃水ガイド部材１０とストレーナ１１が設けられている。廃水ガイド部材１０は、洗浄水噴射用のシャワー器５で容器Ｍの洗浄に使用した使用済みの洗浄水Ｃを、回収してストレーナ１１に通して、洗浄タンク７に回収する。ストレーナ１１は、回収される使用済みの洗浄水Ｃからゴミ等を除去する。

図１に示す洗浄タンク７の底部からは、管路１２が導出されており、この管路１２は、洗浄水噴射用のシャワー器５の管路５Ｓに接続されている。管路５Ｓの途中には、熱交換器１３と、洗浄ポンプ１４が配置されている。この洗浄ポンプ１４を駆動することで、洗浄タンク７内の洗浄水Ｃは、熱交換器１３と経て加温された後、洗浄水噴射用のシャワー器５の管路５Ｓに供給され、各ノズル５Ｎから容器Ｍに噴射されるようになっている。これにより、使用済みの洗浄水Ｃは、ゴミ等を除去した後に洗浄タンク７内に回収でき、回収してゴミの除去された洗浄水Ｃは、洗浄ポンプ１４の作動により、管路５Ｓを通じて各ノズル５Ｎに循環して、各ノズル５Ｎから容器Ｍに噴射できるので、ゴミの除去された洗浄水Ｃは、容器Ｍの洗浄に再利用できる。

次に、すすぎ水噴射用シャワー器６を説明する。

図１に示すすすぎ水噴射用シャワー器６は、管路６Ｓと、この管路６Ｓに設けられてすすぎ水Ｗ（ＷＳ）を容器Ｍの各面に噴射するための複数のノズル６Ｎを有している。このすすぎ水噴射用シャワー器６の下部には、廃水ガイド部材１５とストレーナ１６が設けられている。廃水ガイド部材１５は、すすぎ水噴射用シャワー器６で使用したすすぎ水ＷＳを回収して、ストレーナ１６に通して、管路１５Ｆから常温にて洗浄タンク７に戻すことができる。あるいは、すすぎ水噴射用シャワー器６で使用したすすぎ水ＷＳをストレーナ１６に通した後に、排水熱回収タンク１７に戻すことができる。また、ストレーナ１１を通った温水である洗浄水Ｃの一部は、水熱回収タンク１７に戻すことができる。

この排水熱回収タンク１７は、内部に熱交換器１７ａを有しており、この熱交換器１７ａで前記ストレーナ１１からの温水に含まれる熱量を回収することができる。具体的には、図示しない水の供給源から水の供給を受けて、この水を熱交換器１７ａで回収した排熱によって加温して水供給部１８に供給するものである。

これにより水供給部１８は、管路１９，１９Ａを通じて、必要に応じて洗浄タンク７内に新たな水Ｗを温水として供給できる。また、水供給部１８は、管路１９，１９Ｂを通じて，水噴射用シャワー器６の管路６Ｓに新たな水Ｗを温水として供給することで、温水で効果的にすすぎを行えるすすぎ水ＷＳとして用いることができる。

なお、排水熱回収タンク１７で排熱が回収された後の排水は、浄化して再生水として、再利用してもよく、あるいは再処理後に廃棄しても良い。

次に、図１に示すヒートポンプを備える循環加熱式の温水供給ユニット４の構造例を説明する。

この温水供給ユニット４は、ヒートポンプ２０と、貯湯タンク２１と、加熱用循環ポンプ２２を有している。ヒートポンプ２０の出口側２０Ｂと貯湯タンク２１の上部の供給口２１Ａは、管路２３により接続され、貯湯タンク２１の下部の加温水出口２１Ｂとヒートポンプ２０の入口側２０Ａは、管路２４，２５，２６により接続されている。加熱用循環ポンプ２２は管路２４に配置されている。

また水供給部１８は、管路２７を介して貯湯タンク２１の上部の供給口２１Ａに接続されており、水供給部１８からの温水である水Ｗを、貯湯タンク２１に追加して供給できる。加熱用循環ポンプ２２を駆動すると、ヒートポンプ２０により加温された加温水ＨＷは、管路２３を介して貯湯タンク２１に貯湯される。

また、管路２４は、管路２５，２８に分岐されており、管路２５は管路２６に接続されている。管路２８は、供給側管路２９を介して熱交換器１３の熱供給側管路３１の入口側３１Ａに接続されている。この熱交換器１３の熱供給側管路３１の出口側３１Ｂは、戻し側管路３２を介して，管路２５，２６に接続されている。

これにより、この加熱用循環ポンプ２２を駆動すると、加温水ＨＷは、供給側管路２９を通じて熱交換器１３の熱供給側管路３１に送られることで、熱供給側管路３１は、熱交換器１３の管路１２の熱を受ける側の管路部分３２内を通過する洗浄水Ｃに熱を与えて加温することができる。この加温水ＨＷの温度は例えば６０℃であるが、この温度に限定されない。

戻し側管路３２を通じて熱交換器１３側から戻される加温水ＨＷは、管路２６を通じてヒートポンプ２０に送られ、ヒートポンプ２０により再び加温されて例えば６０℃になった加温水ＨＷは、管路２３を介して貯湯タンク２１に貯湯される。ヒートポンプ２０により加温される媒体は、ヒートポンプ２０を効率よく運転するために、洗浄液（洗剤）を含む洗浄水ではなく、真水であることが望ましい。

次に、図２に示す後段の容器処理装置２の構造例を説明する。

図２に示す後段の容器処理装置２は、アキュームコンベア４０と、プレスタッカー４１と、容器遠心脱水機４２と、容器の搬送装置４３，４４を有している。アキュームコンベア４０は、容器Ｍを搬送方向Ｒに沿って搬送し、例えば駆動スプロケット４０Ａと従動スプロケット４０Ｂの間に搬送チェーン４０Ｃをエンドレス状に掛けた構造を有している。アキュームコンベア４０は、順次送られてくる洗浄処理およびすすぎ処理が終了した容器Ｍの姿勢を直して、複数個の容器Ｍをまとめてプレスタッカー４１側に送る機能を有する。モータ４０Ｍを駆動すると、搬送チェーン４０Ｃは容器Ｍを搬送方向Ｒに搬送できる。搬送チェーン４０Ｃの下には、廃水ガイド部材４５とストレーナ４６が設けられている。廃水ガイド部材４５は、搬送される容器Ｍから落ちた水を回収してストレーナ４６に通して、所定の回収場所４７に排水する。

図２に示すプレスタッカー４１は、アキュームコンベア４０の後段に位置され、容器Ｍを、例えば２段に積み重ねる装置である。容器Ｍを積み上げる段数は２段に限定されない。このように予め容器Ｍを複数段に積み上げることで、後段の容器遠心脱水機４２において、より効率的に遠心力による脱水を行うことができる。搬送装置４３は、プレスタッカー４１において積み上げた複数段の容器Ｍを搬送方向Ｒに搬送する装置であり、例えば駆動スプロケット４３Ａと従動スプロケット４３Ｂの間に搬送チェーン４３Ｃをエンドレス状に掛けた構造を有している。モータ４３Ｍを駆動すると、搬送チェーン４３Ｃは容器Ｍを搬送方向Ｒに搬送できる。廃水ガイド部材４１Ｒは、搬送される容器Ｍから落ちた水を回収してストレーナ４１Ｓに通して、所定の回収場所４７に排水する。

図２に示す容器遠心脱水機４２は、積み上げられた容器Ｍを回転して遠心分離することで、容器Ｍから水を落とす。廃水ガイド部材４２Ｒは、搬送される容器Ｍから落ちた水を回収してストレーナ４２Ｓに通して、所定の回収場所４７に排水する。搬送装置４４は、複数段の容器Ｍを搬送方向Ｒに搬送する装置であり、例えば駆動スプロケット４４Ａと従動スプロケット４４Ｂの間に搬送チェーン４４Ｃをエンドレス状に掛けた構造を有している。モータ４４Ｍを駆動すると、搬送チェーン４４Ｃは容器Ｍを搬送方向Ｒに搬送できる。容器遠心脱水機４２の後段には、必要に応じて、図示しないが容器Ｍをさらに多い段数に積み上げる段積み機等が配置されている。

図３は、図１に示す熱交換器１３の好ましい例を示しており、図３（Ａ）は、熱交換器１３の上半分の内部を見せた正面図である図３（Ｂ）は、図３（Ａ）においてＶ方向から見た熱交換器１３の側面図である。

図３に示す熱交換器１３では、多管円筒式熱交換器であり、円筒胴１３Ａ内には多数本の伝熱管１３ａが円形状に配列されている。これらの伝熱管１３ａは、図１に示す熱交換器１３の戻し側管路３２を構成している。円筒胴１３Ａには、入口管部１３Ｂと出口管部１３Ｃを有している。入口管部１３Ｂから円筒胴１３Ａの内部、そして出口管部１３Ｃは、図１に示す熱交換器１３の熱供給側管路３１を構成している。これにより、図１に示す加熱用循環ポンプ２２を駆動すると、加温水ＨＷは、供給側管路２９を通じて熱交換器１３の熱供給側管路３１に送られることで、熱供給側管路３１は、熱交換器１３の管路１２の熱を受ける側の管路部分３２内を通過する洗浄水Ｃに対して熱交換することで、洗浄水Ｃに熱を与えて加温することができる。

図４は、図１に示す貯湯タンク２１の構造例を示す縦方向の断面図である。

図４に示す貯湯タンク２１は、本体５０と、断熱材５１と、高効率の蓄熱材５２を有している。本体５０は、金属製であり、例えばステンレススチールに塗装を施した箱型の容器である。この本体５０は、上面部５０Ａ、底面部５０Ｂ、４つの側面部５０Ｃを有している。上面部５０Ａ、底面部５０Ｂ、４つの側面部５０Ｃの各内面には、板状の断熱材５１が配置されている。断熱材５１としては、例えば発砲ポリウレタン、発砲スチレン、真空断熱材等を用いることができる。

図４に示すように、板状の蓄熱材５２は、断熱材５１の上面部５１Ａ、底面部５１Ｂ、４つの側面部５１Ｃの各内面に配置されている。蓄熱材５２としては、例えば蓄熱能力がは、水の蓄熱能力の３０倍であるものが好適である。この場合、水が１トンと蓄熱材５２が６６ｋｇの合計の蓄熱能力は、水３トンの蓄熱能力に相当する。

貯湯タンク２１の上部には、水Ｗと、循環した加温水ＨＷを入れる供給口２１Ａが設けられ、貯湯タンク２１の下部には、加温水ＨＷを出す加温水出口２１Ｂが設けられている。供給口２１Ａは、図１に示す管路２７とヒートポンプ２０からの管路２３とに接続され、加温水出口２１Ｂは管路２４に接続されている。

次に、上述した容器洗浄装置１と後段の容器処理装置２による容器Ｍの処理動作例を説明する。

まず、すでに積み重ねられた複数段の容器Ｍが、搬入されると、図示しないが積み重ねばらし部が、容器Ｍの積み重ね状態を解消して、１つの容器Ｍに分ける。そして、ゴミ除去部が各容器Ｍを裏返しにして、各容器Ｍ内にたまっているゴミを落下させて除去し、各容器Ｍを表向きに反転する。

次に、容器Ｍは、図１に示す搬送装置８の搬送チェーン８Ｃにより搬送方向Ｒに搬送され、容器Ｍには、洗浄水噴射用のシャワー器５においてノズル５Ｎから洗浄水Ｃが噴射される。これにより、容器Ｍは噴射された洗浄水Ｃにより洗浄される。洗浄に用いられた洗浄水Ｃは、廃水ガイド部材１０に案内されてストレーナ１１を通り、洗浄タンク７に回収される。これにより、ストレーナ１１は、回収される洗浄水Ｃからゴミ等を除去し、洗浄水Ｃは、ゴミ等を除去した後に洗浄タンク７に回収できる。

図１の洗浄ポンプ１４を駆動することで、洗浄タンク７内の洗浄水Ｃは、洗浄タンク７内のストレーナ７Ｓを通って、管路１２を通過して、熱交換器１３の戻し側管路３２を経て、洗浄水噴射用のシャワー器５の管路５Ｓに供給される。複数個のノズル５Ｎから容器Ｍの全体に噴射される。このように、回収した洗浄水Ｃは、容器Ｍの洗浄に再利用できるので、節水が図れる。

このように、洗浄タンク７内の洗浄水Ｃが複数個のノズル５Ｎに達する間に、熱交換器１３では、熱交換器１３の熱供給側管路３１を通る加温水ＨＷと、熱交換器１３の戻し側管路３２を通る洗浄水Ｃとの間で熱交換を行うことで、洗浄水Ｃを加温することができる。このように、洗剤が入っていない真水の加温水ＨＷが、例えば６０℃のお湯に加温されており、例えば、熱交換器１３の熱供給側管路３１を通ることで、加温水ＨＷは、熱交換器１３の戻し側管路３２を通る洗浄水Ｃにより熱を奪われて数℃から１０℃程度、本実施形態では５℃程度温度が低下するものとする。このように温度の低下した加温水ＨＷは、図１に示す管路３２から管路２６を経て、ヒートポンプ２０に入って、例えば６０℃になるように再び加温される。そして、６０℃の加温水ＨＷは、貯湯タンク２１内に管路２３を介して供給される。なお、ヒートポンプ２０は、常態で稼働が継続されるが、周囲の気温等によって、適宜、稼働を休止するように制御しても良い。

図１に示す貯湯タンク２１の本体５０は、断熱材５１と、高効率の蓄熱材５２を有しているので、循環してヒートポンプ２０で加温されて管路２３を通じて供給口２１Ａに供給された加温水ＨＷは、貯湯タンク２１内で貯湯されている状態で保温され、その後加温水ＨＷは、管路２４と図１に示す管路２８、２９を介して、熱交換器１３の熱供給側管路３１に供給することができる。これにより、熱交換器１３は、加温水ＨＷを用いて、洗浄タンク７内の洗浄水Ｃとの間で熱交換を効率良く行うことができ、加温された洗浄水Ｃは、洗浄水噴射用のシャワー器５の複数個のノズル５Ｎから容器Ｍの全体に噴射でき、効率良く確実に容器Ｍの洗浄を行うことができる。

図１において、洗浄された容器Ｍが、図１に示す搬送装置８の搬送チェーン８Ｃにより搬送方向Ｒにさらに搬送されると、容器Ｍに付着している洗浄水Ｃは、落下して廃水ガイド部材１５により案内されてストレーナ１６を通ることで、落下した洗浄水Ｃのゴミが除去される。この洗浄水Ｃは、管路１５Ｆを通じて常温にて洗浄タンク７に戻すか、あるいは必要に応じて排水熱回収タンク１７に戻す。

図１において、洗浄された容器Ｍが、図１に示す搬送装置８の搬送チェーン８Ｃにより搬送方向Ｒにさらに搬送されると、すすぎ水噴射用シャワー器６の複数のノズル６Ｎが容器Ｍにすすぎの水Ｗを噴射して、容器Ｍのすすぎ洗浄を行う。容器Ｍのすすぎ水ＷＳが落下して廃水ガイド部材１５に案内されてストレーナ１６を通ることで、すすぎ水ＷＳのゴミを除去する。そして、すすぎ水ＷＳは、管路１５Ｆを通じて常温にて洗浄タンク７に戻すか、あるいは必要に応じて排水熱回収タンク１７に戻す。

図１において、上述したように洗浄処理とすすぎ洗浄処理が終了した容器Ｍは、図２に示す後段の容器処理装置２のアキュームコンベア４０により搬送方向Ｒに搬送される。アキュームコンベア４０は、順次送られてくる容器Ｍの姿勢を直して、複数個の容器Ｍをまとめてプレスタッカー４１側に送る。そして、プレスタッカー４１は、容器Ｍを、予め容器Ｍを複数段に積み上げることで、後段の容器遠心脱水機４２において、より効率的に遠心力による脱水を行うことができる。搬送装置４３は、プレスタッカー４１において積み上げた複数段の容器Ｍを搬送方向Ｒに搬送して、容器遠心脱水機４２に送る。容器遠心脱水機４２は、容器Ｍを回転して遠心分離することで、容器Ｍから水をさらに落とす。そして、搬送装置４４は、複数段の容器Ｍを搬送方向Ｒに搬送して、さらに後段にある容器Ｍを必要とする段数に積み上げる段積み機等に送られる。

ところで、図１に示すヒートポンプ２０の電力１ｋＷの入力は、電力３ｋＷ出力相当の仕事を行う。このことは、図１に示すヒートポンプ２０のＣＯＰ（Coefficient Of Performance）は、「３」であることを意味する。通常の電熱ヒータの消費電力１ｋＷが８６０ｋｃａｌの熱量に相当する。この通常の電熱ヒータのＣＯＰは「１」であることを意味している。このＣＯＰとは、成績係数（動作係数）とも呼ばれる冷暖房器具のエネルギー消費効率をチェックするための係数である。消費電力１ｋＷに対しての冷却能力、暖房（加熱）能力を示す値のことであり、省エネルギー法にも採用されている概念である。ＣＯＰは、冷暖房機器の性能を示し指標として広く利用されており、機器やカタログ等にもＣＯＰがどの程度かが記載されている。冷房ＣＯＰと暖房ＣＯＰは、次の式で計算することができる。

冷房能力（ｋＷ）÷冷房消費電力（ｋＷ）＝冷房ＣＯＰ
暖房能力（ｋＷ）÷暖房消費電力（ｋＷ）＝暖房ＣＯＰ
つまり、ＣＯＰは、使ったエネルギーに対してその何倍の冷暖房としての能力を発揮しているか、を示している。

例えば、暖房の場合に、電気を使う電熱ヒータで暖める際に、電気を熱に変えると、電熱ヒータの消費電力１ｋＷの電気を使うことで得られる熱量は８６０ｋｃａｌになる。このため、電熱ヒータによる発熱は、消費電力１ｋＷ当たり８６０ｋｃａｌしかならない（エネルギー保存の法則）。

一方、ヒートポンプ技術を利用すると、空気を直接暖めるのではなく、熱交換により冷暖房を行うために、効率的な発熱が可能である。例えば、ＣＯＰが５という場合には、消費電力１ｋＷの電力消費で、８６０ｋｃａｌ×５＝４３００ｋｃａｌの熱量を発生することができる。要するに、ＣＯＰの値が高いヒートポンプほど、効率的にすなわち省エネルギーで熱を作り出すことができる。

図５は、比較例である従来の容器洗浄装置における電気使用量と、図１に示す本発明の第１実施形態の容器洗浄装置１を採用した場合の電気使用量と、を比較して示している。図５から明らかなように、発明の第１実施形態におけるヒートポンプ２０を用いた容器洗浄装置１を採用した場合の電気使用量は、比較例である電熱ヒータを用いた従来の容器洗浄装置の電気使用量に比べて、６４％も減らすことができ、省エネルギー化を図っている。

次に、図６は、図１に示す本発明の第１実施形態の容器洗浄装置１の稼働時間と貯湯タンク２１の蓄熱量の関係式の例を示している。

図１に示すヒートポンプ２０は、２４時間フル稼働する。しかし、図６に例示するように、容器洗浄装置１が容器Ｍを洗浄する洗浄動作の稼働時間Ｘは、例えば１８時間である。図６では、横軸は稼働時間であり、縦軸は蓄熱量を示している。図６において、「Ａ」は、１時間当たりに必要な加熱量を示し、「Ｂ」は、電熱ヒータ（加熱ヒータ）の加熱量を示している。「差分Ｃ」は、１時間当たりに必要な加熱量Ａから電熱ヒータの加熱量Ｂを引いた差（加熱量Ａ−加熱量Ｂ）であり、この「差分Ｃ」は熱量の不足分を示す。「蓄熱量Ｄ」は、洗浄機３が容器Ｍを洗浄する洗浄稼働中、すなわち稼働時間Ｘ中では、ヒートポンプ２０による蓄熱量を、差分Ｃで消費していく様子を示し、そして夜間（２４時間ーＸ時間）中では、蓄熱していく様子を示している。すなわち、稼働時間Ｘの間では、時間が経過すると、貯湯タンク２１の蓄熱量は直線的に減少していき、稼働時間Ｘが例えば１８時間に達すると、蓄熱量はゼロになる。稼働時間Ｘが例えば１８時間経過して夜間になると、容器洗浄装置１が容器Ｍを洗浄する洗浄動作は終了する。しかし、ヒートポンプ２０は２４時間稼働し続けるので、稼働時間Ｘ経過後２４時間に達するまで、貯湯タンク２１の蓄熱量は直線的に増加することになる。

ところで、「Ｂ」の電熱ヒータによる加熱が無い場合には、ヒートポンプ２０のみで加熱して、ヒートポンプ２０のみで洗浄機３において容器Ｍの洗浄に必要な加熱量「Ａ」を賄うようにしても良い。

また、ヒートポンプ２０は、１台使用するだけでなく、複数台のヒートポンプ２０を直列接続あるいは並列接続して使用しても良い。容器洗浄装置１の稼働時間Ｘは、１８時間に限らず、２４時間の場合もある。

(第２実施形態)
図７は、本発明の第２実施形態を示している。

図７には、図４に示す貯湯タンク２１とは別の構造を有する貯湯タンク２１Ｐを示している。図４に示す貯湯タンク２１では、本体５０の内側に断熱材５１が配置され、断熱材５１の内側に高効率の蓄熱材５２が配置されている。

これに対して、貯湯タンク２１Ｐでは、本体５０の内側に断熱材５１が配置され、断熱材５１の内側に、板状の高効率の蓄熱材５２が配置されていることに加えて、さらに別の複数枚の高効率の板状の蓄熱材５９が追加して設けられている。これらの蓄熱材５９は、側面から見た時に、蓄熱材５２の対向する２面の側面部５２Ｃ、５２Ｃから櫛歯状に、水平方向（Ｘ方向）に突出して配置されている。つまり、各蓄熱材５９は、Ｘ方向とＸ方向と直交するＹ方向とにより形成される面に平行である。これにより、蓄熱材５９が加温水ＨＷの流れを阻害しない。各蓄熱材５９は蓄熱材５２と同じ材質を採用しており、交互に互い違いになるように配置されている。

これにより、貯湯タンク２１Ｐでは、各蓄熱材５９と蓄熱材５２とによる合計の蓄熱面積を増加することができるので、蓄熱容量が増え、図１に示す熱交換器１３から管路３２とヒートポンプ２０を経て戻される戻りの加温水ＨＷは、さらに効率良く保温することができる。貯湯タンク２１Ｐの上部には、水Ｗと循環した加温水ＨＷを入れる供給口２１Ａが設けられ、貯湯タンク２１Ｐの下部には、加温水ＨＷを出す加温水出口２１Ｂが設けられている。水供給口２１Ａは、図１に示す管路２７とヒートポンプ２０からの管路２３とに接続され、加温水出口２１Ｂは管路２４に接続されている。

(第３実施形態)
図８は、本発明の第３実施形態を示している。

図８には、図４に示す貯湯タンク２１とは別の構造を有する貯湯タンク２１Ｒを示している。図８（Ａ）は、貯湯タンク２１Ｒを側面から見た縦断面図であり、図８（Ｂ）は貯湯タンク２１Ｒを上から見た水平断面図である。

図７に示す貯湯タンク２１Ｐでは、本体５０の内側に断熱材５１が配置され、断熱材５１の内側に、板状の高効率の蓄熱材５２が配置されていることに加えて、さらに別の複数枚の高効率の蓄熱材６０が設けられている。これらの蓄熱材６０は、図７（Ｂ）において上から見下ろした時に、蓄熱材５２の対向する２面の側面部５２Ｃ、５２Ｃから櫛歯状に、垂直方向（Ｚ方向）に沿って突出して配置されている。つまり、蓄熱材６０は、Ｘ方向とＸ方向と直交するＺ方向とにより形成される面に平行である。これにより、蓄熱材６０が加温水ＨＷの流れを阻害しない。各蓄熱材６０は蓄熱材５２と同じ材質を採用しており、各蓄熱材６０は、交互に互い違いになるように配置されている。

これにより、貯湯タンク２１Ｒでは、各蓄熱材６０と蓄熱材５２による合計の蓄熱面積を増加することができるので、蓄熱容量が増え、図１に示す熱交換器１３から管路３２とヒートポンプ２０を経て戻される戻りの加温水ＨＷは、さらに効率良く保温することができる。貯湯タンク２１Ｒの上部には、水Ｗと循環した加温水ＨＷを入れる供給口２１Ａが設けられ、貯湯タンク２１Ｒの下部には、加温水ＨＷを出す加温水出口２１Ｂが設けられている。水供給口２１Ａは、図１に示す管路２７とヒートポンプ２０からの管路２３とに接続され、加温水出口２１Ｂは管路２４に接続されている。

本発明の実施形態の容器洗浄装置１は、洗剤を含む洗浄水Ｃにより容器Ｍを洗浄する際に、洗浄水Ｃを循環させて容器Ｍを洗浄する洗浄機３と、洗浄機３へ供給される洗浄水Ｃを加温するための加温水ＨＷを循環して供給する温水供給ユニット４と、を備える。この温水供給ユニット４は、循環される加温水ＨＷを加熱するヒートポンプ２０と、ヒートポンプ２０により加熱された加温水ＨＷを貯湯する貯湯タンク２１を有する。

これにより、洗浄機３が洗浄水Ｃを循環させて容器Ｍを洗浄する際に、洗浄水Ｃはヒートポンプ２０により加温することにより、従来行っていた蒸気や電気ヒータの熱を用いて洗浄水を加温するのに比べて、省エネルギー化を図ることができる。このように、容器洗浄装置１は、多数の容器Ｍを洗浄する際に、省エネルギー化が図れる。

なお、第２実施形態及び第３実施形態に示された蓄熱材５２、５９、６０を用いた貯湯タンク２１、２１Ｐ、２１Ｒは、ヒートポンプ２０を用いたシステムのみに適用されるものではなく、例えば電気ヒーターを用いたシステムにも適用できるものである。

また、容器洗浄装置１は、温水供給ユニット４により循環される加温水ＨＷから洗浄水Ｃに熱を与えて洗浄水Ｃを加温する熱交換器１３を有する。このため、熱交換器１３が、温水供給ユニット４により循環される加温水ＨＷから洗浄水Ｃに熱を与えて洗浄水Ｃを加温できるので、洗剤を含む洗浄水Ｃと加温水ＨＷとを分離でき、洗浄水Ｃと加温水ＨＷが混ざらない。このため、温水供給ユニット４のヒートポンプ２０には洗剤を含まない真水を通すことができ、真水を通すことで、ヒートポンプ２０の効率的な運転が可能になる。

貯湯タンク２１には、蓄熱材５２が配置されているので、貯湯タンク２１の蓄熱能力を高めることでき、貯湯タンク２１からの加温水ＨＷが、洗浄水Ｃを加温する際の加温効率を上げることができる。

容器洗浄装置１では、蓄熱材５２は、貯湯タンク２１を取り囲んで配置されているので、貯湯タンク２１の蓄熱能力を高めることでき、これにより貯湯タンク２１からの加温水ＨＷが、洗浄水Ｃを加温する際の熱効率を高め、省エネ効果を高めることができる。

容器洗浄装置１では、蓄熱材５９は、貯湯タンク２１内において交互になるように突出して配置されていることにより、貯湯タンク２１内では、蓄熱材５９が貯湯タンク２１内において交互になるように突出して配置されている状態であるので、貯湯タンク２１の蓄熱能力を高めることでき、貯湯タンク２１からの加温水ＨＷが、洗浄水Ｃを加温する際の加温効率を上げることができる。

容器洗浄装置１では、省エネルギー化が図れる他に、洗浄水噴射用のシャワー器５で供給した洗浄水Ｃと、すすぎ水噴射用シャワー器６で供給したすすぎ水ＷＳは、洗浄タンク７に回収できるので、浄化処理を施した後に、再び洗浄水Ｃとすすぎ水ＷＳは、洗浄水Ｗとして循環させて再利用することができる。このため、節水と洗剤の再利用ができるので、環境に優しい利点がある。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、各実施形態は一例であり、特許請求の範囲に記載される発明の範囲は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更できるものである。

例えば、上述した本発明の各実施形態では、図３に示す熱交換器１３としては、多管円筒式熱交換器を使用しているが、これに限らず、プレート式熱交換器を採用しても良い。このプレート式熱交換器は、金属板をプレス加工したものにパッキンを間に挟んで重ねたものであり、交互に加温用の媒体（加温水ＨＷ）を流す流路と、加温対象の媒体（洗浄水Ｃ）を流す流路とがある。加温用の媒体（加温水ＨＷ）の流路と加温対象の媒体（洗浄水Ｃ）の流路は、相互に独立しており、加温水ＨＷと洗浄水Ｃは混ざらないようになっている。これにより、洗剤を含む洗浄水と加温水とを分離して洗浄水と加温水が混ざらないようにすることができる。このため、温水供給ユニットのヒートポンプには洗剤を含まない真水を通すことができ、真水を通すことで、ヒートポンプの効率的な運転が可能になる。

なお、プレート式熱交換器を採用すると、分解清掃や熱交換能力の変更が可能である。

図１に示す貯湯タンク２１には、加温水Ｈを追加加熱するための電熱ヒータを、追加して設けても良い。これにより、貯湯タンク２１内に貯湯されている加温水ＨＷの温度をさらに確実に、例えば６０℃あるいはそれ以上の選択された任意の温度値で維持することができる。加温水ＨＷの設定温度は、６０℃に限らず、例えば５０℃から１００℃の範囲、好適には５０℃から８０℃の範囲で設定すると良い。

また、洗浄水としては、洗剤を含むもの、含まないもの、あるいは粒子を含むもの等の任意のものが含まれる。

図示例の蓄熱材は、貯湯タンクの本体の内部に配置されているが、これに限らず、蓄熱材は、貯湯タンクの本体の外周囲面を取り囲むように配置しても良い。すなわち、蓄熱材は、貯湯タンクの本体に対して内張りしても、外張りしても良く、さらに、蓄熱材は貯湯タンクの本体に対して内張りと外張りを両方行っても良い。

１ 容器洗浄装置
２ 後段の容器処理装置
３ 洗浄機
４ 温水供給ユニット
５ 洗浄水噴射用のシャワー器
６ すすぎ水噴射用シャワー器
７ 洗浄タンク
８ 容器の搬送装置
Ｃ 洗剤を含む洗浄水
ＨＷ 加温水
Ｗ 水
ＷＳ すすぎ水
Ｍ 容器
Ｒ 容器の搬送方向

Claims (5)

1. 洗剤を含む洗浄水により容器を洗浄する容器洗浄装置であって、
   前記洗浄水を循環させて前記容器を洗浄する洗浄機と、
   前記洗浄機へ供給される前記洗浄水を加温するための加温水を循環して供給する温水供給ユニットと、を備え、
   前記温水供給ユニットは、
   循環される前記加温水を加熱するヒートポンプと、
   前記ヒートポンプにより加熱された前記加温水を貯湯する貯湯タンクと、を有することを特徴とする容器洗浄装置。
2. 前記温水供給ユニットにより循環される前記加温水から前記洗浄水に熱を与えて前記洗浄水を加温する熱交換器を有することを特徴とする請求項１に記載の容器洗浄装置。
3. 前記貯湯タンクには、蓄熱材が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の容器洗浄装置。
4. 前記蓄熱材は、前記貯湯タンクを取り囲んで配置されていることを特徴とする請求項３に記載の容器洗浄装置。
5. 前記蓄熱材は、前記貯湯タンク内において交互になるように突出して配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の容器洗浄装置。

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