JP4117410B2

JP4117410B2 - 洗浄装置

Info

Publication number: JP4117410B2
Application number: JP2005052155A
Authority: JP
Inventors: 仁志国分
Original assignee: 仁志国分
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2025-02-25
Also published as: JP2006231253A

Description

本発明は、例えば金属加工部品、プラスチック成形部品などの各種工業製品や食器などの被洗浄物を洗浄するために用いられる洗浄装置に関する。

一般に、マシニングセンタ、自動旋盤などの加工装置によって加工された金属加工品には加工油、防錆油、潤滑油などの油が付着しており、それらの油を除去するために各種の洗浄装置が用いられている。

従来の洗浄装置は、炭化水素などの溶剤系洗浄剤あるいは界面活性剤を使用した水系洗浄剤などを被洗浄物とともに洗浄籠に入れ、超音波などを利用して被洗浄物を洗浄していた（特開平９−１２５２７５号公報参照、以下、この技術を従来例１という）。洗浄した被洗浄物は、遠心分離型乾燥機などの各種の乾燥機を用いて乾燥される。

また、本出願の発明者（出願人）は、洗浄用回転ドラムとこれに連設して水切り用回転ドラムとを備え、水切り用回転ドラムを先細状に縮径化して形成すると共に内周面にスパイラル状送りフィンを形成し、これら洗浄用回転ドラム及び水切り用回転ドラムを水平共軸に沿って配置したことを特徴とする洗浄装置を開発している（特許第３４４６０２９号公報）。

この従来の洗浄装置によれば、一体的に構成された洗浄用回転ドラム、水切り用回転ドラムおよび乾燥用回転ドラム内を、被洗浄物が順次送られる際、被洗浄物物はドラム内に設けた小突片により上下反転を繰り返しながら搬送される。これにより、コンパクトな構成でありながら、一連の工程が効率よく一括で処理されると同時に、高い洗浄効率が発揮される。また、例えば金属製品のプレス加工などの場合は、インラインにて被洗浄物を１個ずつ精密洗浄することができることに加え、実使用において他の加工機械等との直結が容易であり、設備の配置構成等に優れた利便性を備えることができる（以下、この技術を従来例２という）。

特開平９−１２５２７５号公報特許第３４４６０２９号公報

従来例１に用いられる洗浄剤は、いずれも環境面で問題がある。すなわち、炭化水素などの溶剤系洗浄剤は可燃性のため、工場災害の危険があり、これを防止するための設備や使用済みの溶剤を再生するための設備に、多大な費用を必要とする。なお、洗浄後の乾燥工程においては、洗浄物に付着した溶剤を蒸発させて乾燥させるため、被洗浄物にシミが付着するという課題もある。水系洗浄剤においては、工場災害の危険はないが廃液を産業廃棄物として、処理しなければならずその費用は無視できない。

また、洗浄済みの被洗浄物を乾燥するために別の乾燥装置を使用していたため、被洗浄物を乾燥装置に移さなければならず、作業性が悪く、乾燥装置に移す間に被洗浄物が汚れてしまうおそれもある。

従来例２は、優れたインライン方式の洗浄装置であるが、回転ドラムに形成された被洗浄物の入口と出口が間隔を隔てて対向して形成され、かつ、洗浄用回転ドラム、水切り用回転ドラムおよび乾燥用回転ドラムが横長に連接させて設けられているので、洗浄装置が大型化するという課題がある。

本発明は、上記課題を解決しようとするものであり、被洗浄物に粘度の高い油が付着している場合であっても、溶剤あるいは水系洗浄剤を使用することなく確実に洗浄することができ、洗浄工程と乾燥工程とを一つの装置で行うことができ、かつ小型化を図ることができる洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明の洗浄装置は、被洗浄物の出入口、側面及び底面を備え、前記出入口から底面に向かって下り勾配に傾斜して配置される洗浄容器と、前記洗浄容器を回転軸線を中心に回転させる回転手段と、前記洗浄容器の内面にスパイラル状に形成され、前記回転手段による洗浄容器の回転によって前記被洗浄物を移送させる送りフィンと、前記洗浄容器の内部に設けられ、外部から供給された洗浄水を昇温させる加熱器と、前記加熱器によって昇温された高温水を前記洗浄容器内の被洗浄物に噴射させる複数のノズルと、を備え、前記洗浄容器には洗浄済み水を排水する排水孔が形成され、前記加熱器は、前記被洗浄物に付着した油成分を除去可能な粘度まで低下させる温度に前記洗浄水を昇温させることを特徴とするものである。

前記排水孔は、少なくとも洗浄容器の底面に形成されていてもよい。

前記排水孔は、パンチングメタルにより形成されていてもよい。

前記回転手段は、前記被洗浄物を遠心分離乾燥するために、前記洗浄容器を高速に回転させるものでもよい。

前記加熱器は、前記被洗浄物を乾燥させるための熱風を発生させ、前記ノズルから噴射させるものでもよい。

前記送りフィンの側面に突起部が設けられていてもよい。
前記洗浄容器内の側面及び／又は底面に突起部が設けられていてもよい。

前記洗浄容器に送出する洗浄水を貯蔵する第１のタンクと、前記洗浄容器から排出された洗浄済み水を一定量蓄えるとともに、一定量を超えると油成分をオーバーフローする排油口が形成された第２のタンクと、前記排油口からオーバーフローされた油成分を貯蔵する第３のタンクとを有してもよい。

前記洗浄容器の排水孔から排出された洗浄済み水を集める洗浄水受けが、前記洗浄容器の側面及び底面の外側に間隔を隔てて固定して配置されていてもよい。

本発明によれば、洗浄容器に形成された被洗浄物の入口と出口とが共通しているので、装置の小型化を図ることができる。

また、洗浄工程と乾燥工程とを同じ装置により行うことができるので、作業性が向上し、従来のように乾燥装置に移す間に被洗浄物が汚れてしまうおそれもない。

また、被洗浄物に付着した油成分を除去可能な粘度まで低下させるように、洗浄水が昇温されて、被洗浄物に噴射されるので、被洗浄物に粘度の高い油が付着している場合であっても、確実に洗浄することができる。

また、工場災害などを引き起こす可能性のある溶剤系の洗浄剤や、環境汚染を引き起こす可能性のある水系の洗浄剤をまったく使用せず、市水、純水あるいは超純水などを使用するので、工場災害や環境汚染を引き起こすおそれがない。

また、洗浄剤の使用コストが無くなるために、低コストの洗浄が可能となる。

さらに、高温高圧水の噴射による洗浄なので、短時間で洗浄を完了させることができる。

以下、本発明の実施形態例について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態例に係る洗浄装置の構成を示す説明図である。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態例に係る洗浄装置は、被洗浄物１の出入口２ａ、側面２ｂ及び底面２ｃを備え、有底略円筒状に形成された洗浄容器２を有する。

洗浄容器２は、出入口２ａから底面２ｃに向かって下り勾配に傾斜して配置されている。傾斜角度θは、例えば２０度程度である。

洗浄容器２の内周面にはスパイラル状の送りフィン３が形成されている。この送りフィン３のスパイラルピッチや高さ等は、被洗浄物１の大きさ、寸法または形状、或いは被洗浄物１の種類等によって適宜設定される。

洗浄容器２の外周面に設けられた第１の歯車４は、モータ５の駆動軸５ａに取り付けれた第２の歯車６と噛合している。モータ５の駆動により、その回転力を第２の歯車６、第１の歯車４を介して洗浄容器２に伝達し、洗浄容器２を回転軸線Ｌを中心にして正方向又は逆方向に回転させることができる。この洗浄容器２の正方向の回転によって、出入口２ａに投入された１個又は複数個の被洗浄物１は、スパイラル状の送りフィン３により底面２ｃ方向に移送される。また、洗浄容器２の逆方向の回転によって、底面２ｃ側の被洗浄物１は、スパイラル状の送りフィン３により出入口２ａ方向に移送される。

また、モータ５は、被洗浄物１を遠心分離乾燥するために、洗浄容器２を高速に回転させることが可能である。

図２に示すように、送りフィン３の側面、洗浄容器２内の側面２ｂ及び底面２ｃに、それぞれ突起部２２が設けられている。洗浄容器２内の被洗浄物１は、これらの突起部２２に当たって反転するので、反転により被洗浄物１を着実に洗浄でき、また攪拌により洗浄効率を向上させることができる。

洗浄容器２に送出する洗浄水８を貯蔵するために第１のタンク７が設けられている。洗浄水８は、例えば市水又は純水（超純水を含む）からなる。第１のタンク７内の洗浄水８は、供給源ＳからサクションポンプＳＰを介して補給される。第１のタンク７内の洗浄水８はポンプＰにより引き込まれ、第１の加熱器９によって最初の加熱が行われ、洗浄容器２に送られる。

洗浄容器２の内部には、外部（第１の加熱器９）から供給された洗浄水８を昇温させる第２の加熱器１０と、その第２の加熱器１０によって昇温された高温水を洗浄容器２内の被洗浄物１に噴射させる複数のノズル１１ａを備えたシャワー部１１とが固定して配置されている。

第２の加熱器１０は、被洗浄物１に付着した油成分を除去可能な粘度まで低下させる温度に洗浄水８を昇温させる。すなわち、汚染油質の粘度が高温により低下し、除去が容易になり、また、水の溶解力も温度に比例して高温になるにしたがって向上する。これらの粘度の低下と水の溶解力向上の相乗効果によって、ノズル１１ａからの高温水の高圧噴射により、汚染油質が除去され、精密洗浄を実現できる。

図３は、洗浄温度と洗浄力との関係を概略的に示すグラフである。図３に示すように、８０℃では洗浄力は６０％程度であるが、１００℃に近くなるに従い急速に洗浄力が向上し、１００％に近づくことがわかる。

従って、ポンプＰより送られてきた洗浄水８は、第１の加熱器９で加熱された後、第２の加熱器１０によって、１００℃以上、好ましくは１２０℃以上の昇温に必要な圧力に加圧されて、再加熱されるのが好ましい。

第１の加熱器９及び第２の加熱器１０により２度加熱を行うことによって、加熱エネルギーを節約することができる。再加熱された洗浄水８は汚染油質の溶融点以上に昇温し、ノズル１１ａから高温の蒸気となって被洗浄物１に噴射される。

また、洗浄水８の温度は、ポンプＰから送られる洗浄水８の量を調節することで、ノズル１１ａ内の圧力を調節し所定の必要温度の噴射圧力が得られる。

洗浄容器２の側面２ｂ及び底面２ｃは例えばパンチングメタルで構成されており、洗浄容器２内の洗浄水８を排出するための排水孔２ｄが多数形成されている。なお、排水孔２ｄの大きさ、数、間隔などは、ノズル１１ａから噴射される洗浄水８の水量を考慮し、洗浄容器２内に、洗浄中には適量の洗浄水８が残るように設計される。

洗浄容器２の側面２ｂ及び底面２ｃの外側には、洗浄水受け１２が洗浄容器２から所定間隔を隔てて固定して配置されている。この洗浄水受け１２は、洗浄容器２の排水孔２ｄから排出された洗浄済み水８ａを集めるとともに、洗浄容器２の高速回転時に、洗浄水８が飛散するのを防止する役割を有する。

洗浄水受け１２には自動開閉バルブ１３が設けられており、所定量の洗浄済み水８ａが洗浄水受け１２に必要以上に溜まると、自動開閉バルブ１３が開いて、第２のタンク１４に排出される。

第２のタンク１４は、洗浄容器２から排出された洗浄済み水８ａを一定量蓄え、一定量を超えると上層の油成分１５をオーバーフローする排油口１６が形成されている。第２のタンク１４の排油口１６からオーバーフローされた油成分１５は、第３のタンク１７に貯蔵される。第３のタンク１７には油成分１５を取り出すためのバルブ１８が設けられている。

次に、本発明の第１の実施形態例に係る洗浄装置の動作について説明する。

まず、洗浄容器２の出入口２ａから被洗浄物１を投入すると共に、モータ５を駆動させて、洗浄容器２を回転軸線Ｌを中心に正方向に回転させる。これにより、被洗浄物１は送りフィン３によって底面２ｃ方向に移送される。

次いで、ポンプＰを駆動させて、第１のタンク７内の洗浄水８は、第１の加熱器９で加熱された後、第２の加熱器１０によって昇温され、その昇温された高温水を複数のノズル１１ａを介して洗浄容器２内の被洗浄物１に噴射させる。その際、洗浄容器２を正方向の回転及び逆方向の回転を交互に繰り返して揺動させることにより、被洗浄物１の洗浄を行う。

第２の加熱器１０によって、洗浄水８は汚染油質の溶融点以上に昇温するので、被洗浄物１に付着した油成分１５の粘度は除去可能な粘度まで低下し、被洗浄物１を確実に洗浄することができる。

また、送りフィン３の側面、洗浄容器２内の側面２ｂ及び底面２ｃに、それぞれ突起部２２が設けられているので、洗浄容器２内の被洗浄物１は、これらの突起部２２に当たって反転することになり、この反転により被洗浄物１を着実に洗浄でき、また攪拌により洗浄効率を向上させることができる。例えば、めくら穴（貫通していない穴）を備えた被洗浄物１の場合、突起部２２によって被洗浄物１が反転することにより、めくら穴に洗浄液の出入りが繰り返されるので、着実に洗浄できる。

被洗浄物１の洗浄が終了した後は、洗浄容器２を正方向に高速回転させ、被洗浄物１を遠心分離により乾燥させる。その際、洗浄容器２内の洗浄済み水８ａは、その側面２ｂ及び底面２ｃを構成するパンチングメタルの排水孔２ｄから飛散して排出され、排出された洗浄水８は、洗浄水受け１２に集められ、所定量の洗浄済み水８ａが洗浄水受け１２に溜まると、自動開閉バルブ１３が開いて、第２のタンク１４に排出される。

被洗浄物１の乾燥が終了した後は、洗浄容器２の逆方向の回転によって、底面２ｃ側の被洗浄物１は、スパイラル状の送りフィン３により出入口２ａ方向に移送される。そして、排出シュート１９を介して自動的に外部に排出される。

洗浄容器２から排出された洗浄済み水８ａは、第２のタンク１４で一定量蓄えられる。油成分１５は、第２のタンク１４上面に、油層となって浮上する。第２のタンク１４内の洗浄水８が一定量を超えると、油成分１５が排油口１６からオーバーフローする。第２のタンク１４の排油口１６からオーバーフローされた油成分１５は、第３のタンク１７に貯蔵される。第３のタンク１７に設けられたバルブ１８を開くことにより、油成分１５を取り出すことができる。取り出された油成分１５は、廃棄されるか、又は他の用途（例えば加工装置の駆動用など）にリサイクルされる
本発明の第１の実施形態例に係る洗浄装置によれば、洗浄容器２に形成された被洗浄物１の出入口２ａが共通しているので、装置の小型化を図ることができる。

また、被洗浄物１に付着した油成分１５を除去可能な粘度まで低下させるように、洗浄水８が昇温されて、被洗浄物１に噴射されるので、被洗浄物１に粘度の高い油が付着している場合であっても、確実に洗浄することができる。

なお、本発明の洗浄装置により洗浄される被洗浄物１は、比較的時間の長い洗浄時間が許容されるので、リンス洗浄工程を設ける必要がない。

図４（Ａ）は本発明の第２の実施形態例に係る洗浄装置に用いられる洗浄容器２’を示す側面図、（Ｂ）はその底面図である。

第１の実施形態例では、被洗浄物１が小さい場合に洗浄容器２を構成するパンチングメタルの排水孔２ｄに突き刺さる可能性がある。これに対し、第２の実施形態例では、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、洗浄容器２’は、孔のあいていない側板２ｅ及び洗浄水８を排出するための排水孔２ｆが周縁近傍に複数形成された底板２ｇとにより構成されているので、被洗浄物１が小さくても洗浄を行うことができる。

また、第２の実施形態例では、被洗浄物１を乾燥する際、遠心分離乾燥ではなく、第２の加熱器１０によって熱風を発生させ、ノズル１１ａから噴射させることにより、被洗浄物１を乾燥させる。

さらに、第２の実施形態例では、洗浄水受け１２に自動開閉バルブ１３を設ける必要はなく、洗浄済み水８ａを洗浄水受け１２を介して第２のタンク１４に自然排出させる。

図５は、本発明の第３の実施形態例を説明するための説明図である。第３の実施形態例では、前述した第１又は第２の実施形態例に係る洗浄装置ＡをＮＣ加工機やプレス機等の他の加工装置２０の内部又は外部に一緒に組み込み、稼動させるものである。被洗浄物１は、加工装置２０に設けられた蓋２１を開いて、内部の洗浄装置２０に投入される。洗浄後の被洗浄物１は、排出シュート１９を介して加工装置２０の外部に排出され、取り出される。

本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。

例えば、洗浄容器２の傾斜角度θを、所望の角度に調整できるように移動させる手段を設けてもよい。

本発明の洗浄装置は、例えば、
（１）５０個、１００個単位で製造されるような少量多種生産される製品（部品）
（２）比較的洗浄時間が長いことが許容される製品（部品）
（３）洗浄時の擦れ合いによるキズの発生がある程度許容される製品（部品）
などの洗浄に利用できる。

本発明の第１の実施形態例に係る洗浄装置の構成を示す説明図である。

送りフィンの側面、洗浄容器内の側面及び底面に、洗浄物を反転させるための突起部が設けられている例を示す説明図である。

洗浄温度と洗浄力との関係を概略的に示すグラフである。

（Ａ）は本発明の第２の実施形態例に係る洗浄装置に用いられる洗浄容器を示す側面図、（Ｂ）はその底面図である。

本発明の第３の実施形態例を説明するための説明図である。

符号の説明

１：被洗浄物
２：洗浄容器
３：送りフィン
４：第１の歯車
５：モータ
６：第２の歯車
７：第１のタンク
８：洗浄水
９：第１の加熱器
１０：第２の加熱器
１１：シャワー部
１２：洗浄水受け
１３：自動開閉バルブ
１４：第２のタンク
１５：油成分
１６：排油口
１７：第３のタンク
１８：バルブ
１９：排出シュート
２０：加工装置
２１：蓋
２２：突起部

Claims

被洗浄物が投入及び排出される出入口、側面及び底面を備え、前記出入口から底面に向かって下り勾配に傾斜して配置される洗浄容器と、
前記洗浄容器を回転軸線を中心に回転させる回転手段と、
前記洗浄容器の内面にスパイラル状に形成され、前記回転手段による洗浄容器の回転によって前記被洗浄物を移送させる送りフィンと、
前記洗浄容器の内部に設けられ、外部から供給された洗浄水を昇温させる加熱器と、
前記加熱器によって昇温された高温水を前記洗浄容器内の被洗浄物に噴射させる複数のノズルと、を備え、
前記洗浄容器には洗浄済み水を排水する排水孔が形成され、
前記加熱器は、前記被洗浄物に付着した油成分を除去可能な粘度まで低下させる温度に前記洗浄水を昇温させ、
前記回転手段により、前記洗浄容器を前記回転軸線を中心に一方向に回転させて、前記出入口から投入された前記被洗浄物を前記洗浄容器の底面方向に移送させ、前記洗浄容器を前記回転軸線を中心に一方向及び他方向に交互に回転させて、前記被洗浄物を洗浄し、前記洗浄容器を前記回転軸線を中心に一方向に回転させて、前記被洗浄物を遠心分離により乾燥させ、前記洗浄容器を前記回転軸線を中心に他方向に回転させて、前記洗浄容器の底面側の前記被洗浄物を出入口方向に移送させる、
ことを特徴とする洗浄装置
前記排水孔は、少なくとも洗浄容器の底面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
前記排水孔は、パンチングメタルにより形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
前記回転手段は、前記被洗浄物を遠心分離乾燥するために、前記洗浄容器を高速に回転させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つの項に記載の洗浄装置。
前記加熱器は、前記被洗浄物を乾燥させるための熱風を発生させ、前記ノズルから噴射させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つの項に記載の洗浄装置。
前記送りフィンの側面に突起部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つの項に洗浄装置。
前記洗浄容器内の側面及び／又は底面に突起部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つの項に記載の洗浄装置。
前記洗浄容器に送出する洗浄水を貯蔵する第１のタンクと、前記洗浄容器から排出された洗浄済み水を一定量蓄えるとともに、一定量を超えると油成分をオーバーフローする排油口が形成された第２のタンクと、前記排油口からオーバーフローされた油成分を貯蔵する第３のタンクとを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つの項に記載の洗浄装置。
前記洗浄容器の排水孔から排出された洗浄済み水を集める洗浄水受けが、前記洗浄容器の側面及び底面の外側に間隔を隔てて固定して配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つの項に記載の洗浄装置。