JP2020069458A - 洗浄機の排熱回収システム - Google Patents

Abstract

【課題】 設備面での省スペース化およびコスト低減を図る。【解決手段】 給水流路１８から濯ぎ槽１５に貯留された濯ぎ水１９を搬送コンベア１４上の天板１１に供給する濯ぎ部１３と、濯ぎ部１３からの回収により洗浄槽２０に貯留された洗浄水２３を搬送コンベア１４上の天板１１に供給する洗浄部１２とを備え、濯ぎ槽１５内の濯ぎ水１９を蒸気により加温する天板洗浄機１０において、洗浄部１２からの排水と給水流路１８から濯ぎ部１３への給水との間で熱交換することにより、排水から回収された熱でもって給水を予熱する熱交換器３１を付設する。【選択図】 図１

Description

本発明は、洗浄機への給水を蒸気により加温すると共に、洗浄機の排水から回収された熱により洗浄機への給水を予熱する洗浄機の排熱回収システムに関する。

例えば、パン工場や菓子工場などで多用途に使用される焼成（オーブン）用天板を自動的に洗浄する天板洗浄機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この種の天板洗浄機１０には、図４に示すように、使用済の天板１１を洗浄する洗浄部１２と、洗浄後の天板１１を濯ぐ濯ぎ部１３とを備えたものがある。洗浄部１２および濯ぎ部１３では、搬送コンベア１４により天板１１が搬入および搬出される。

洗浄部１２の後段に配された濯ぎ部１３の主要部は、搬送コンベア１４の濯ぎポジション下方に配置された濯ぎ槽１５と、濯ぎ槽１５に付設された濯ぎ用ポンプ１６と、濯ぎ用ポンプ１６に管路接続された濯ぎ用ノズル１７とで構成されている。

この濯ぎ部１３では、給水流路１８から濯ぎ槽１５に貯留された濯ぎ水１９を搬送コンベア１４上の天板１１に供給する。つまり、濯ぎ用ポンプ１６により濯ぎ槽１５から圧送される濯ぎ水１９を、濯ぎ用ノズル１７でもって天板１１へ噴出させる。

濯ぎ部１３の前段に配された洗浄部１２の主要部は、搬送コンベア１４の洗浄ポジション下方に配置された洗浄槽２０と、洗浄槽２０に付設された洗浄用ポンプ２１と、洗浄用ポンプ２１に管路接続された洗浄用ノズル２２とで構成されている。

この洗浄部１２では、濯ぎ部１３からの回収により洗浄槽２０に貯留された洗浄水２３を搬送コンベア１４上の天板１１に供給する。つまり、洗浄用ポンプ２１により洗浄槽２０から圧送される洗浄水２３を、洗浄用ノズル２２でもって天板１１へ噴出させる。

以上の構成からなる天板洗浄機１０において、濯ぎ部１３では、給水流路１８から濯ぎ槽１５に供給される濯ぎ水１９を、例えば２０℃程度から５５℃程度まで蒸気により加温している。

加温された濯ぎ水１９は、天板１１の濯ぎ後に洗浄部１２の洗浄槽２０に回収される。天板１１の洗浄後、洗浄水２３は、洗浄槽２０からオーバーフローにより排水される。この洗浄槽２０からの排水は、５５℃程度の温度を維持したままである。

実用新案登録第２５７３７４７号公報

ところで、従来の天板洗浄機１０では、洗浄槽２０からの排熱が活用されていないというのが現状であった。

そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、洗浄槽からの排熱の活用を実現し得る洗浄機の排熱回収システムを提供することにある。

本発明に係る洗浄機は、給水流路から濯ぎ槽に貯留された濯ぎ水を搬送コンベア上の被洗浄物に供給する濯ぎ部と、濯ぎ部からの回収により洗浄槽に貯留された洗浄水を搬送コンベア上の被洗浄物に供給する洗浄部とを備え、濯ぎ槽内の濯ぎ水を蒸気により加温する構成を具備する。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明に係る排熱回収システムは、洗浄部からの排水と給水流路から濯ぎ部への給水との間で熱交換することにより、排水から回収された熱でもって給水を予熱する熱交換器を付設したことを特徴とする。

本発明では、既存設備としての洗浄機に排熱回収システムを付設することで、既存の洗浄槽からの排熱を活用することができる。その結果、熱回収用の槽などを別に設ける必要がない点で、省スペース化およびコスト低減を容易に実現することができる。

また、排水から回収された熱でもって給水を予熱することにより、蒸気の供給量を削減することができる。この蒸気供給量の削減により、蒸気を生成するボイラ等の稼働率を下げることで燃料消費量の低減が図れ、省エネ化を容易に実現することができる。

本発明において、洗浄部からの排水流路に、排水の流量を調整する流量調整部を設けた構成が望ましい。

このような構成を採用すれば、洗浄部からの排水流路に設けられた簡易な流量調整部でもって、排水の流量を容易に調整することができる。

本発明における流量調整部は、洗浄部からの排水流路の末端に着脱自在に取り付けられたチューブで構成されていることが望ましい。

このような構成を採用すれば、チューブの管径および長さによる抵抗の変更でもって排水の流量を簡便に調整することができる。

本発明によれば、既存設備としての洗浄機に排熱回収システムを付設することで、既存の洗浄槽からの排熱を活用することができる。その結果、熱回収用の槽などを別に設ける必要がない点で、省スペース化およびコスト低減を容易に実現することができる。

また、排水から回収された熱でもって給水を予熱することにより、蒸気の供給量を削減することができる。この蒸気供給量の削減により、蒸気を生成するボイラ等の稼働率を下げることで燃料消費量の低減が図れ、省エネ化を容易に実現することができる。

本発明の実施形態で、洗浄機の排熱回収システムを示す構成図である。 図１の排熱回収システムの通常運転状態を示す構成図である。 図１の排熱回収システムの逆洗運転状態を示す構成図である。 既存設備としての天板洗浄機を示す概略構成図である。

本発明に係る洗浄機の排熱回収システムの実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。

以下の実施形態では、例えばパン工場や菓子工場などで多用途に使用される焼成（オーブン）用天板を自動的に洗浄する天板洗浄機を例示するが、焼成用天板以外、例えば搬送用トレイ等の他の被洗浄物を洗浄する洗浄機にも適用可能である。

天板洗浄機１０は、図１に示すように、被洗浄物である使用済の天板１１を洗浄する洗浄部１２と、洗浄後の天板１１を濯ぐ濯ぎ部１３とを備えている。これら洗浄部１２および濯ぎ部１３では、搬送コンベア１４により天板１１が搬入および搬出される。

洗浄部１２の後段に配された濯ぎ部１３の主要部は、搬送コンベア１４の濯ぎポジション下方に配置された濯ぎ槽１５と、濯ぎ槽１５に付設された濯ぎ用ポンプ１６と、濯ぎ用ポンプ１６に管路接続された濯ぎ用ノズル１７とで構成されている。濯ぎ用ノズル１７は、濯ぎポジションに位置する天板１１の上方および下方に配置されている。

この濯ぎ部１３では、給水流路１８から濯ぎ槽１５に貯留された濯ぎ水１９を搬送コンベア１４上の天板１１に供給する。つまり、濯ぎ用ポンプ１６により濯ぎ槽１５から圧送される濯ぎ水１９を濯ぎ用ノズル１７でもって天板１１へ噴出させる。

濯ぎ部１３の前段に配された洗浄部１２の主要部は、搬送コンベア１４の洗浄ポジション下方に配置された洗浄槽２０と、洗浄槽２０に付設された洗浄用ポンプ２１と、洗浄用ポンプ２１に管路接続された洗浄用ノズル２２とで構成されている。洗浄用ノズル２２は、洗浄ポジションに位置する天板１１の上方および下方に配置されている。

この洗浄部１２では、濯ぎ部１３からの回収により洗浄槽２０に貯留された洗浄水２３を搬送コンベア１４上の天板１１に供給する。つまり、洗浄用ポンプ２１により洗浄槽２０から圧送される洗浄水２３を洗浄用ノズル２２でもって天板１１へ噴出させる。

以上の構成からなる天板洗浄機１０において、排熱回収システム（後述）により給水を例えば４５℃程度まで予熱する。その結果、濯ぎ部１３では、給水流路１８から濯ぎ槽１５に供給される濯ぎ水１９を、４５℃程度から５５℃程度まで蒸気により加温することになる。

加温された濯ぎ水１９は、天板１１の濯ぎ後に洗浄部１２の洗浄槽２０に回収される。天板１１の洗浄後、洗浄水２３の一部は、洗浄槽２０からオーバーフローにより排水される。このオーバーフローにより、洗浄槽２０に貯留する洗浄水２３の水面近傍に浮遊し易い油脂分やパン屑等の異物を除去することができる。

一方、既存設備としての天板洗浄機１０に付設される排熱回収システムは、洗浄部１２の洗浄槽２０からの排水と給水流路１８から濯ぎ槽１５への給水との間で熱交換することにより、排水から回収された熱により給水を予熱する熱交換器を具備する。

ここで、洗浄槽２０からの排水には、バター等の油脂分やパン屑が多く含まれる。この油脂分やパン屑による排水の汚れでもって一般的な熱交換器では効率が低下し、その熱交換器の配管が目詰まりするおそれがある。

そこで、油脂分やパン屑による汚れや目詰まり等の不具合を抑制するため、この実施形態では、熱交換器として二重管式熱交換器３１（以下、単に熱交換器と称す）を採用している。この熱交換器３１は、給水入口３２および給水出口３３と排水入口３４および排水出口３５とを有する。

このように、熱交換器３１が二重管式であるため、油脂分やパン屑による汚れや目詰まり等の不具合が発生し難い。その結果、熱交換器３１の効率を安定して持続させることができるので、天板洗浄機１０の稼働停止および熱交換器３１のメンテナンスを必要最小限に抑えることができる。

洗浄用ポンプ２１と給水流路１８との間に設けられた給排水系統３６、およびその給排水系統３６に付加された逆洗系統３７において、給排水系統３６および逆洗系統３７を構成する流路（管路）に複数の弁が以下のように配設されている。

熱交換器３１の給水入口３２と給水流路１８とを繋ぐ流路３８に、給水入口弁３９が設けられている。熱交換器３１の給水出口３３と給水流路１８とを繋ぐ流路４０に、給水出口弁４１が設けられている。

熱交換器３１の給水入口３２と排水出口３５とを繋ぐ流路４２に、逆洗取出弁４３と逆洗入口弁４４とが設けられている。給水流路１８において、流路３８の分岐部位と流路４０の分岐部位間に給水バイパス弁４５が設けられている。

熱交換器３１の排水入口３４と洗浄用ポンプ２１とを繋ぐ流路４６に、第１の排水入口弁４７および第２の排水入口弁４８と、流量調整弁５５および排水縁切弁５６とが設けられている。

流量調整弁５５は、洗浄用ポンプ２１からの排水流路での流量を調整するものである。排水縁切弁５６は、メンテナンス時に天板洗浄機１０から排熱回収システムを切り離すものである。

熱交換器３１の排水出口３５から延びる流路４９に、排水出口弁５０が設けられている。この流路４９の末端の一方に逆洗切替弁５１が、他方に流量調整用のチューブ５２が設けられている。第２の排水入口弁４８と排水出口弁５０とを繋ぐ流路５３に、逆洗出口弁５４が設けられている。

前述したように、洗浄槽２０からの排水には、バター等の油脂分やパン屑が多く含まれる。この油脂分やパン屑による汚れや目詰まりを抑制するため、各流路に設けられた弁としてフルボアタイプのボール弁を採用している。

この実施形態では、既存の天板洗浄機１０に排熱回収システムを付設することで、既存の洗浄用ポンプ２１の余力を利用して洗浄槽２０からの排熱を活用することができる。その結果、熱回収用の槽などを別に設ける必要がない点で、省スペース化およびコスト低減を容易に実現することができる。

以上の構成からなる排熱回収システムの通常運転状態を図２に示す。また、排熱回収システムの逆洗運転状態を図３に示す。図中、×印は弁が閉じている状態を示す。白抜き矢印は給排水の流れを示す。

排熱回収システムの通常運転状態では、図２に示すように、給水入口弁３９、給水出口弁４１、第１の排水入口弁４７、第２の排水入口弁４８、排水出口弁５０、流量調整弁５５および排水縁切弁５６を開とする。一方、給水バイパス弁４５、逆洗取出弁４３、逆洗出口弁５４、逆洗入口弁４４および逆洗切替弁５１を閉とする。

この通常運転状態では、給水流路１８から供給される水は、流路３８の給水入口弁３９を通って熱交換器３１の給水入口３２に流入する。一方、洗浄槽２０から排出された洗浄水２３（排水）は、流路４６の排水縁切弁５６、流量調整弁５５、第１の排水入口弁４７および第２の排水入口弁４８を通って熱交換器３１の排水入口３４に流入する。

熱交換器３１では、給水入口３２から流入した２０℃程度の水と排水入口３４から流入した５５℃程度の洗浄水２３（排水）とで熱交換される。これにより、洗浄水２３（排水）から回収された熱でもって、給水入口３２から流入した水を４５℃程度に加温する。加温された水は熱交換器３１の給水出口３３から流路４０の給水出口弁４１を通って給水流路１８から濯ぎ部１３の濯ぎ槽１５に供給される。

その結果、従来では、濯ぎ槽１５に供給される２０℃程度の水を蒸気により５５℃まで加温していたのに対して、この実施形態では、熱交換器３１により予熱されて濯ぎ槽１５に供給される４５℃程度の水を蒸気により５５℃程度まで加温すればよいことになる。

このようにして、洗浄槽２０の排水から回収された熱により、給水流路１８から濯ぎ槽１５へ供給される水を２０℃程度から４５℃程度まで予め加温しておくことにより、蒸気の供給量を削減することができる。この蒸気供給量の削減により、蒸気を生成するボイラ等の稼働率を下げることで燃料消費量の低減が図れ、省エネ化を容易に実現することができる。

ここで、流量調整弁５５は、その構造上、流量を絞り込んだ場合、洗浄槽２０からの排水に含有する油脂分やパン屑により目詰まりし易いものが多い。そのため、洗浄用ポンプ２１からの排水流路、つまり、熱交換器３１から延びる流路４９の末端の一方に、流量調整部として金属製あるいは樹脂製のチューブ５２を着脱自在に取り付けている。

熱交換器３１の排水出口３５から流出する排水は、熱回収により２５℃程度まで下がっている。流路４９の末端の一方に位置する逆洗切替弁５１を閉じることにより、熱回収された排水は、熱交換器３１の排水出口３５から排水出口弁５０を通って流路４９の末端の他方に位置するチューブ５２から排出される。

この実施形態では、流量調整弁５５を含む給排水系統３６の全ての弁を全開にした状態で、着脱自在なチューブ５２の交換により、チューブ５２の管径および長さによる抵抗の変更でもって排水の流量を簡便に調整することができる。例えば、チューブ５２の管径を小さくしたり、チューブ５２の長さを長くしたりすることで、排水の流量を絞り込むことが可能となる。

この実施形態の排熱回収システムでは、通常運転中に熱交換器３１を清掃することが可能なように、通常の給排水系統３６に加えて、熱交換器３１を逆流水で洗浄するための逆洗系統３７を設けている。

この排熱回収システムの逆洗運転状態では、図３に示すように、給水入口弁３９、給水出口弁４１、逆洗取出弁４３、逆洗入口弁４４、第２の排水入口弁４８、逆洗出口弁５４、逆洗切替弁５１および流量調整弁５５を開とする。一方、給水バイパス弁４５、第１の排水入口弁４７、排水出口弁５０および排水縁切弁５６を閉とする。

この逆洗運転状態では、給水流路１８から供給される水は、流路３８の給水入口弁３９、流路４２の逆洗取出弁４３および逆洗入口弁４４を通って熱交換器３１の排水出口３５に流入する。この熱交換器３１内を逆流した水は、熱交換器３１の排水入口３４から流出し、流路４６の第２の排水入口弁４８、流路５３の逆洗出口弁５４および流路４９の逆洗切替弁５１を通って排出される。

このようにして、熱交換器３１内を逆流する水により熱交換器３１を清掃することが可能となる。この逆洗運転時、天板洗浄機１０では、流路３８の給水入口弁３９を通って熱交換器３１の給水入口３２に流入し、その熱交換器３１の給水出口３３から流路４０の給水出口弁４１を通って給水流路１８から濯ぎ槽１５へ、予熱されない２０℃程度の水が供給されることにより、洗浄部１２および濯ぎ部１３にて天板１１の洗浄および濯ぎが可能となっている。

この逆洗運転状態では、熱交換器３１の清掃によるメンテナンスのため、排水縁切弁５６が閉じている。そのため、洗浄後の水は、洗浄槽２０からのオーバーフローにより排出される。

この実施形態では、天板洗浄機１０の稼働中に、給排水系統３６に加えた逆洗系統３７でもって熱交換器３１を簡単かつ短時間で清掃することが可能である。これにより、天板洗浄機１０の稼働を停止させることなく、熱交換器３１のメンテナンスを容易に実現することができる。

この逆洗運転時、熱交換器３１を清掃するために、２０℃程度の水を蒸気により５５℃程度まで加温する必要がある。しかしながら、熱交換器３１の清掃によるメンテナンスが短時間であるため、通常運転状態での蒸気供給量の削減への影響は微少である。

なお、通常運転状態（図２参照）で、第２の排水入口弁４８を閉とし、逆洗出口弁５４を開とした状態で、チューブ５２からの排水がなければ、熱交換器３１ではなく、排水流路が目詰まりしていることになる。また、逆洗運転状態（図３参照）で、逆洗切替弁５１からの排水がなければ、熱交換器３１が目詰まりしていると推定できる。

本発明は前述した実施形態に何ら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内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１０ 洗浄機（天板洗浄機）
１１ 被洗浄物（天板）
１２ 洗浄部
１３ 濯ぎ部
１４ 搬送コンベア
１５ 濯ぎ槽
１８ 給水流路
１９ 濯ぎ水
２０ 洗浄槽
２３ 洗浄水
３１ 熱交換器
５２ 流量調整部（チューブ）

Claims (3)

1. 給水流路から濯ぎ槽に貯留された濯ぎ水を搬送コンベア上の被洗浄物に供給する濯ぎ部と、前記濯ぎ部からの回収により洗浄槽に貯留された洗浄水を前記搬送コンベア上の被洗浄物に供給する洗浄部とを備え、前記濯ぎ槽内の濯ぎ水を蒸気により加温する洗浄機において、
   前記洗浄部からの排水と前記給水流路から前記濯ぎ部への給水との間で熱交換することにより、前記排水から回収された熱でもって前記給水を予熱する熱交換器を付設したことを特徴とする洗浄機の排熱回収システム。
2. 前記洗浄部からの排水流路に、排水の流量を調整する流量調整部を設けた請求項１に記載の洗浄機の排熱回収システム。
3. 前記流量調整部は、洗浄部からの排水流路の末端に着脱自在に取り付けられたチューブで構成されている請求項２に記載の洗浄機の排熱回収システム。

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