JP3026709B2 - 水利用のワーク洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水洗いしてワークに付
着した異物を除去するとともに短時間内にワークを乾燥
させることのできる水利用のワーク洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３において、１は成型機で合成樹脂
（例えば、ポリプロピレン）製のバンパー（ワーク）を
成型する。このワークは、セッティングゾーン５で搬送
手段（図示省略）にセッティングされた後にワーク搬送
方向Ｘ１に沿って搬送され、洗浄装置１０において洗浄
される。つまり、ワークの表面に付着した塵埃，油脂等
の異物が除去される。しかる後に、ワーク搬送方向Ｘ２
の下流側に配設された例えば塗装装置１００で所定の塗
装が行われる。

【０００３】ここに、従来洗浄装置１０は、ワークを洗
浄液の蒸気中にさらし、あるいは洗浄液中にワークを浸
漬しかつ必要によって揺動させつつ洗浄する構造とさ
れ、洗浄液としては主に即乾性の点から例えばトリクロ
ロエタン等の有機性溶液が採用されている。したがっ
て、ワーク乾燥迄を含む洗浄時間が短く装置も小型化で
きる等の利点を有する。

【０００４】ところが、かかる有機性洗浄液の使用は、
公害防止に関する法規制上、許され難くなっている。そ
こで、代替洗浄液の研究が種々に行われ、その有力候補
の１つとして水利用が注目されて来た。試行によれば、
ワーク洗浄という本来目的を十分に達成し得ると確認さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水の性
状，ワークの形態，経済性等に係る諸問題が解決未了の
ために普及拡大されていないのが実状である。

【０００６】すなわち、水の性状上、ワーク洗浄後の乾
燥時間が非常に長くなってしまうので生産性が著しく低
下する。この乾燥時間の短縮に関しては、乾燥炉内で加
熱乾燥することが考えられるが、炉内に充満する蒸発水
分の処理が難しい。また、蒸発水分処理のため強力換気
を行うと熱効率が悪く経済的不利が大きい。しかも、ポ
リプロピレン等の材質からなるワークでは、例えば８５
℃〜９０℃以上に加熱することができないので、装置大
型化や経済的負担増大の割には必要十分な時間短縮が期
待できない。

【０００７】ここに、ワークから蒸発する水分処理が容
易で、ワーク材質上制限される上限温度以下の加熱乾燥
で大幅な時間短縮が図れ、かつ熱効率が高く小型で低コ
ストの洗浄装置の開発と提供とが可能となるならば、無
公害化，生産性向上および低コスト化等に大きく貢献で
きること明白である。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、ワーク材質に対する適応
性が広く乾燥時間の大幅な短縮を達成できるとともに、
小型で熱効率が高く低コストで無公害な水利用のワーク
洗浄装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る水利用のワ
ーク洗浄装置は、水洗してワークに付着した異物を除去
する洗浄ゾーンと，暖気を吹付けてワークに付着した水
分を除去するエアブローゾーンと，温風を利用して予熱
しワークに付着した水分を除去する予熱ゾーンと，加熱
乾燥してワークに付着した水分を完全に除去する乾燥ゾ
ーンとをこの順にワーク搬送方向に整列配設し、該予熱
ゾーンから吸引された温風と外気とを混合して暖気を生
成しかつこの暖気を該エアブローゾーンに供給するとと
もに、連通する各ゾーン内の空気を該洗浄ゾーン側から
外部に強制排気するように構成したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記構成による本発明の場合、ワークは洗浄ゾ
ーンで水洗されその付着異物が除去され、引続きエアブ
ローゾーンで表面に付着した水分がエアブローにより吹
飛ばされる。このブローエアが予熱ゾーンから吸引され
た温風と低湿度の外気とを混合して生成された暖気であ
るから、ワークを予熱しつつ水分蒸発をより促進でき
る。

【００１１】次に、ワークは予熱ゾーンに搬送され、乾
燥ゾーンから流れ込む熱風とエアブローゾーンから流れ
込む暖気の一部とが混合された温風によって予熱され
る。したがって、ワークに付着していた水分のほとんど
が蒸発され、薄い水膜が残存する程度に乾燥できる。か
くして、乾燥ゾーンでは、非常に薄い水膜を蒸発乾燥す
ればよいので、ワーク材質に応じて制限される上限温度
以下の温度でも迅速に完全乾燥できる。

【００１２】ここに、乾燥ゾーン内の熱風が予熱ゾーン
およびエアブローゾーンで有効利用されるので、熱効率
が高い。しかも、エアブローゾーンへ供給される暖気
は、外気が混合された低湿度空気であるから水分除去作
用が高い。また、連通する各ゾーン内の空気は、洗浄ゾ
ーン側つまり雰囲気中の含有水分量の多少が水分蒸発作
用にいささかの影響をも与えることのない洗浄ゾーン側
から排出されるので、エアブローゾーン，予熱ゾーン，
乾燥ゾーンにおける蒸発作用を安定促進できるととも
に、洗浄ゾーンから前置のセッティングゾーン側へおよ
び乾燥ゾーンから後置の例えば塗装装置側へ熱風等が吹
出されてしまうことを完全に防止できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。この水利用のワーク洗浄装置（１０）は、図１に
示す如く、洗浄ゾーン１２，エアブローゾーン１５，予
熱ゾーン１７，乾燥ゾーン１９をこの順にワーク搬送方
向Ｘに整列配設し、予熱ゾーン１７とエアブローゾーン
１５との間に暖気生成供給手段２０を設けるとともに、
洗浄ゾーン１２の上流側に排気手段３０が接続された排
気ゾーン１１を設け、洗浄後のワーク４０を２〜５分以
内で完全乾燥できるように構成されている。

【００１４】この洗浄装置１０の前後には、従来例（図
３）の場合と同様に、セッティングゾーン５と塗装装置
１００とが配設されているが図１では図示省略してい
る。また、ワーク搬送方向ＸはＵターン方式やエンドレ
ス方式としてもよいが、この実施例の場合は、直線一方
向としている。なお、ワーク４０は、図２に示す自動車
用のバンパーとされ、ポリプロピレン材質の成型品であ
る。

【００１５】さて、各ゾーン１１，１２，１５，１７，
１９は、周囲が気密構造とされているが、ワーク搬送方
向Ｘには開放連通し搬送手段（図示省略）によってワー
ク４０を連続的に搬送することができる。したがって、
各ゾーン内の空気は、自然状態において、上流側へも下
流側へも流動することが可能である。

【００１６】さて、洗浄ゾーン１２は、ワーク４０を水
洗してそれに付着している異物を除去するゾーンで、こ
の実施例の場合は温湯シャワーゾーン１３で付着異物の
ほとんどを除去し、純水シャワーゾーン１４で残り小量
の異物を完全除去するとともに、温湯シャワーゾーン１
３で付着した温湯中の不純分がワーク４０に付着して下
流側へ持出しされないように形成してある。つまり、完
全乾燥後のワーク４０の表面クリーン度を高く保つため
である。

【００１７】次に、エアブローゾーン１５は、暖気Ｆｍ
を吹付けてワーク４０に付着している水分を除去するも
のとして設けられている。具体的には、図２に示すバン
パー（４０）の表面側４１と裏面４２（垂下部４３，４
４）との水滴の溜り易い箇所に向けた複数のノズル１６
から暖気Ｆｍをブローして行う。この暖気Ｆｍは、暖気
生成供給手段２０によって生成されかつ供給される。

【００１８】すなわち、暖気生成供給手段２０は、フィ
ルター機能を有する混合器２２と，これとダクト２５を
介して接続されたブロワ２４とからなる。混合器２２の
入口側には、外気吸込口２３と，予熱ゾーン１７内の温
風吸込口１８とが接続されている。２１は吸込ダクトで
ある。一方、ブロワ２４の吐出口には、吹出ダクト２６
を介して複数のノズル１６が接続されている。

【００１９】したがって、ブロワ２４を回転駆動する
と、混合器２２に吸込まれた外気Ｆａ２と詳細後記の温
風Ｆｗとが混合され温風温度（Ｔ１）よりも低温の暖気
Ｆｍが生成され、ブロワ２４で加圧して各ノズル１６に
供給することができる。温風Ｆｗだけを循環供給するの
でなく、温風Ｆｗに低湿度の外気Ｆａ２を混合して暖気
Ｆｍを生成するように形成したのは、ノズル１６からワ
ーク４０に吹付けるブローエアの含有水分量を減少させ
るための策である。

【００２０】ここに、エアブローゾーン１５では、ワー
ク４０へ比較的に低湿度の暖気Ｆｍを吹付けることがで
きるので、ワーク４０からの水分除去作用が促進されか
つワーク４０自体を加温することができる。但し、この
エアブローを行っても、ワーク４０には小径（例えば、
２ｍｍ）の水滴が残る場合が多々に生ずる。

【００２１】かくして、その下流側に設けられた予熱ゾ
ーン１７は、温風Ｆｗを利用してワーク４０を予熱しつ
つワーク４０上に残る水分（水滴）を除去する。温風Ｆ
ｗとは、乾燥ゾーン１９から流れ込む熱風Ｆｈとエアブ
ローゾーン１７から流れ込む暖気Ｆｍの一部Ｆｍ１との
混合空気流である。

【００２２】この実施例では、熱風Ｆｈの温度Ｔ２が７
５℃〜８０℃で、一部暖気Ｆｍ１の温度が２５℃〜３０
℃とされているので、温風Ｆｗの温度Ｔ１すなわち予熱
ゾーン１７内の平均的雰囲気は約５０℃となる。すなわ
ち、詳細後記の排気手段３０により乾燥ゾーン１９内の
熱風Ｆｈを予熱ゾーン１７の熱源として有効利用し全体
としての熱効率を高めるとともに、乾燥ゾーン１９から
下流に設置されている塗装装置１００側へ熱風Ｆｈが吹
出さないようにしてある。

【００２３】したがって、予熱ゾーン１７において、ワ
ーク４０を予熱するとともにその温風Ｆｗによって付着
水分を効率良く除去できる。ワーク４０上には水滴が見
られずμｍオーダーの薄い水膜が残る程度に水分除去で
きる。しかも、ワーク４０が乾燥ゾーン１９に近づくに
つれて８０℃（ゾーン内温度Ｔ２）の熱風Ｆｈに直接さ
らされるので、一段と確実に水分除去できる。

【００２４】また、乾燥ゾーン１９は、予熱ゾーン１７
から搬送されて来たワーク４０を完全乾燥するもので、
その雰囲気温度Ｔ２はワーク４０の材質（ポリプロピレ
ン）に応じて選択された８０℃とされている。したがっ
て、ワーク４０が変形することもない。熱源は熱風循環
方式でも輻射加熱方式等でもよいが、この実施例では輻
射加熱方式としている。ワーク４０に付着した薄い水膜
を完全乾燥するだけでよいので、ゾーン長さも短くてよ
い。例えば、５〜６ｍでよい。

【００２５】次に、各ゾーン１２，１５，１７，１９の
最上流側には排気ゾーン１１が配設され、この排気ゾー
ン１１から排気手段３０（排気ファン３１，排気ダクト
３２）の働きにより、各ゾーン１２，１５，１７，１９
内の空気をワーク搬送方向Ｘと反対の方向ＲＸに流動さ
せつつ大気に強制排出する。排気空気量は、セッティン
グゾーン５側から吸込まれた外気Ｆａ３の流量と，外部
から乾燥ゾーン１９に流れ込んだ外気Ｆａ１の流量と，
混合器２２で吸込んだ外気Ｆａ２の流量との総和流量で
ある。

【００２６】かくして、乾燥ゾーン１９から外部へ熱風
Ｆｈが吹出され、かつセッティングゾーン５側へ一部暖
気Ｆｍ２が吹出されてしまうことを完全に防止すること
ができることはもとより、エアブローゾーン１５，予熱
ゾーン１７，乾燥ゾーン１９内の雰囲気を比較的に低湿
度に保持できるから水分蒸発作用を高能率で安定して促
進することができる。したがって、各ゾーン１５，１
７，１９のワーク搬送方向Ｘの寸法も短縮化できる。こ
の実施例の場合、１０ｍ以下とすることができる。

【００２７】次に、この実施例の作用を説明する。排気
手段３０（排気ファン３１）と暖気生成供給手段２０
（ブロワ２４）と乾燥ゾーン１９内の加熱を開始する。
すると、各ゾーン１１，１２，１５，１７，１９内の空
気は、全体として、ワーク搬送方向Ｘと反対の方向ＲＸ
へ流動する。したがって、この空気流動もワーク４０の
水分蒸発作用を助長するとともに、乾燥ゾーン１９から
下流側の塗装装置１００側へ熱風Ｆｈが吹出されず、か
つ排気ゾーン１１からセッティングゾーン５側へ多湿の
暖気Ｆｍ２を吹出させないですむ。

【００２８】さて、搬送手段によってセッティングゾー
ン５から搬入されたワーク４０は排気ゾーン１１内を通
る。この際、空気流量によってワーク４０に付着してい
た塵埃等は吹飛ばされる。

【００２９】引続き、Ｘ方向に進み洗浄ゾーン１２を形
成する温湯シャワーゾーン１３で温湯洗浄されて塵埃・
油脂等の異物が除去される。しかる後に、純水シャワー
ゾーン１４で純水洗浄される。ワーク４０は完全洗浄さ
れ、かつワーク４０がその表面に温湯中の不純物が付着
されたまま後置ゾーン（１５）へ搬送されることはな
い。

【００３０】また、この洗浄ゾーン１２内における両シ
ャワーゾーン１３，１４からの蒸発水分は、ＲＸ方向の
空気流動によって排気ゾーン１１側へ排出されかつ排気
手段３０によって強制排出されるので、エアブローゾー
ン１５内の高湿化を防止できる。

【００３１】さて、エアブローゾーン１５内では、図２
に示すワーク４０の適所に複数のノズル１６から２５℃
〜３０℃の暖気Ｆｍが吸付けられ、ワーク４０の表面に
付着した水分はその大部分が除去される。この暖気Ｆｍ
は、５０℃の温風Ｆｗに低湿度で常温（例えば、２０
℃）の外気Ｆａ２を混合させて生成された２５℃〜３０
℃の空気であるから、水分蒸発作用も促進する。したが
って、ワーク４０には例えば直径２ｍｍ程度の水滴が残
る程度に乾燥される。

【００３２】続いて、ワーク４０は予熱ゾーン１７にお
いて、温風Ｆｗで予熱乾燥される。すなわち、ワーク４
０は温度Ｔ１が５０℃の雰囲気をＸ方向に進み、かつ乾
燥ゾーン１９から流れ込む熱風Ｆｈに相対流動接触され
るので、ワーク表面に付着していた水滴は蒸発し、ワー
ク４０にはμｍオーダーの薄い水膜が残るだけである。
乾燥ゾーン１９から放出された熱風Ｆｈを利用するから
熱効率も高い。

【００３３】しかる後に、乾燥ゾーン１９内に搬送さ
れ、温度Ｔ２（８０℃）の雰囲気内において完全乾燥さ
れる。純水利用の洗浄であるから完全乾燥後のワーク表
面に不純物が残ることなくクリーンである。しかも、乾
燥ゾーン１９内には、低湿度の外気Ｆａ１が流入しかつ
その熱風Ｆｈが予熱ゾーン１７側へ流動される。したが
って、乾燥ゾーン１９内を低湿度に保てるから、水分除
去作用を一段と高能率で安定して行える。

【００３４】しかして、この実施例によれば、水利用の
洗浄ゾーン１２とエアブローゾーン１５と予熱ゾーン１
７と乾燥ゾーン１９とをこの順でワーク搬送方向Ｘに整
列配設し、予熱ゾーン１７から吸引された温風Ｆｗと外
気Ｆａ２とを混合して生成した暖気Ｆｍをエアブローゾ
ーン１５へ供給し、かつ各ゾーン１９，１７，１５，１
２内の空気をワーク搬送方向Ｘとは反対の方向ＲＸへ流
動させて洗浄ゾーン１２側から外部へ強制排気する構成
とされているので、ワーク４０の材質に対する適応性が
広く乾燥時間の大幅な短縮を達成できるとともに、小型
で熱効率が高く低コストで無公害な水利用のワーク洗浄
装置を確立できる。

【００３５】また、洗浄ゾーン１２が温湯シャワーゾー
ン１３と純水シャワーゾーン１４とを含み、温湯により
異物除去を行うとともにワーク４０を純水洗するので、
ワーク４０に不純物が付着されたまま乾燥されることが
ない。よって、完全乾燥後のワーク４０の表面クリーン
度を高く保てる。

【００３６】また、洗浄ゾーン１２からの蒸発水分がそ
の上流側の排気ゾーン１１を通して外部へ強制排気され
るものと形成されているので、後置各ゾーン１５，１
７，１９内の雰囲気を低湿度に維持でき、水分蒸発作用
を一段と促進することができる。

【００３７】また、ワーク４０が高速空気流動する排気
ゾーン１１を通して搬入されて来るので、ワーク４０に
付着した異物の一部が排気ゾーン１１で除去される。し
たがって、洗浄ゾーン１２の負担を軽減できるとともに
洗浄ゾーン１２の小型化も図れる。

【００３８】また、エアブローゾーン１５が複数のノズ
ル１６からワーク４０の適所に暖気Ｆｍを吹付けるもの
と形成されているので、ワーク４０の凹部に溜っていた
水滴等を高能率で吹飛ばすことができる。

【００３９】また、エアブローゾーン１５でのブローエ
アーが低湿度の暖気Ｆｍとされているので、ゾーン１５
内の多湿化を防止できかつワーク４０の付着水膜等も蒸
発させることができる。しかも、熱風Ｆｈを有効利用す
るものとされているので、熱効率が高くかつワーク４０
の加温にも役立つ。

【００４０】また、予熱ゾーン１７において、乾燥ゾー
ン１９からの熱風Ｆｈを利用して予熱乾燥しかつワーク
４０がＸ方向に進むにしたがって乾燥ゾーン１９からの
８０℃の熱風Ｆｈに直接接触するように形成されている
ので、ワーク４０に付着した水分のほとんどを迅速に除
去でき、専用の熱源を必要としない。

【００４１】また、乾燥ゾーン１９ではワーク４０に残
存付着しているμｍオーダーの薄い水膜を蒸発除去させ
るだけでよいので、消費熱量が少なくかつワーク４０に
変形を生じさせるような超高温としなくとも迅速に完全
乾燥できる。塗装装置１００側から低湿度の外気Ｆａ１
が連続的に流れ込むので、乾燥ゾーン１９内の低湿度が
保持される。したがって、この点からも高能率で水分除
去できる。

【００４２】また、排気手段３０に接続された排気ゾー
ン１１が最上流側に配設されているので、各ゾーン１
２，１５，１７，１９内の空気流動をワーク搬送方向Ｘ
と反対の方向ＲＸに形成することができるから、ワーク
４０との接触相対速度を高められる。したがって、この
点からもワーク４０からの水分蒸発をより促進できる。

【００４３】また、本装置（１２，１５，１７，１９）
からセッティングゾーン５側や塗装装置１００側へ熱風
Ｆｈ等を一切吹出ししないものと形成されているので、
作業の安全を保障できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、水利用の洗浄ゾーンと
エアブローゾーンと予熱ゾーンと乾燥ゾーンとをこの順
でワーク搬送方向に整列配設し、予熱ゾーンから吸引さ
れた温風と外気とを混合して生成した暖気をエアブロー
ゾーンへ供給し、かつ各ゾーン内の空気をワーク搬送方
向と反対の方向に流動させて洗浄ゾーン側から外部へ強
制排気する構成とされているので、次のような優れた作
用効果を奏することができる。 洗浄液が水であるから、無公害でかつ低コストであ
る。 洗浄後のワークをエアブロー，予熱および加熱乾燥
工程を通し、かつ乾燥ゾーンから放出された熱風を熱源
としているので、完全乾燥までの大幅な時間短縮と装置
小型化とが達成でき、かつ熱効率が高い。 エアブローゾーンにおける暖気は、乾燥ゾーンから
放出された熱風に基づきかつ予熱ゾーンから吸引された
温風に外気を混合させて生成されるものであるから、低
湿度であり水分除去作用をより促進できる。 予熱ゾーンでは乾燥ゾーンからの熱風を利用してワ
ーク予熱と水分除去とを行いかつワークが進むにしたが
ってその熱風に直接接触させるように形成されているの
で、ワークを一段と確実に乾燥できる。 各ゾーン内の空気はワーク搬送方向と反対の方向に
流動されかつ最上流側の洗浄ゾーンから外部へ強制排出
されるので、洗浄ゾーンにおける蒸発水分が後置ゾーン
内の少湿化にいささかの影響を与えることがなく、かつ
乾燥ゾーン等から外部へ熱風等を吹出してしまうことが
ないので作業の安全を保障できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す全体構成図である。

【図２】同じく、ワークを説明するための図である。

【図３】従来例を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 成型機 ５ セッティングゾーン １０ 洗浄装置 １１ 排気ゾーン １２ 洗浄ゾーン １３ 温湯シャワーゾーン １４ 純水シャワーゾーン １５ エアブローゾーン １６ ノズル １７ 予熱ゾーン １８ 温風吸込口 １９ 乾燥ゾーン ２０ 暖気生成供給手段 ２２ 混合器 ２３ 外気吸込口 ２４ ブロワ ３０ 排気手段 ３１ 排気ファン ４０ ワーク Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆａ３ 外気 Ｆｈ 熱風 Ｆｗ 温風 Ｆｍ 暖気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−31417（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−160159（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−163565（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−19477（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−118976（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 9/10 B08B 3/04 C23G 3/00 F26B 21/00,3/02,3/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水洗してワークに付着した異物を除去す
   る洗浄ゾーンと，暖気を吹付けてワークに付着した水分
   を除去するエアブローゾーンと，温風を利用して予熱し
   ワークに付着した水分を除去する予熱ゾーンと，加熱乾
   燥してワークに付着した水分を完全に除去する乾燥ゾー
   ンとをこの順にワーク搬送方向に整列配設し、該予熱ゾ
   ーンから吸引された温風と外気とを混合して暖気を生成
   しかつこの暖気を該エアブローゾーンに供給するととも
   に、連通する各ゾーン内の空気を該洗浄ゾーン側から外
   部に強制排気するように構成したことを特徴とする水利
   用のワーク洗浄装置。