JP4897532B2 - ステンレス鋼製部品の汚れ除去方法及び汚れ除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステンレス鋼製部品の清浄、特に、飲食物のような液体、又は固体の内容物を貯蔵或いは取り扱うステンレス鋼製部品の汚れを除去する方法及びこれを実施するための汚れ除去装置に関する。

ステンレス鋼は加工性に優れ、錆びにくい材料としたあらゆる分野に使用されるが、特に、良好な衛生状態を維持することが要請される家庭用品や飲食物を扱う容器や設備においては多用されている。例えば、流体が流れる複雑なステンレス鋼製の配管を持つ装置として、飲料を冷却して注出する飲料冷却供給装置がある。この飲料供給冷却装置の代表的なものの一例としてビールサーバがあるが、このビールサーバは、飲食店やレストラン、ビアホールなどに設置され、客の求めに応じてビールを注出し提供するための装置である。

図１はビールサーバとその使用形態の概略図を示し、ビールサーバ１は水槽１０と水槽内の水を冷却する冷却装置１１，水槽１０内に収容されるステンレス鋼製の冷却コイル２１から構成される。冷却コイルの一端はビール樽３にヘッド２３を介して接続するビールホース２４が連結され、他端はビールを注出するための注出コックを備えるカラン２２に接続されている。なお、ビール樽３は炭酸ガスボンベ４にガスホース４１を通して加圧され、ビール樽3内のビールはガス圧によりビールサーバに供給される。ここの示されるビールサーバは矢印で示すように、冷却コイルを含むビールの通路部分が容易に分離できる構造となっている。このような構造にすることにより、特に、比較的に頻繁に洗浄を必要とする冷却コイル部分は、その部分だけ取り出して、洗浄を行うことができる。

このビールサーバは飲料であるビールを扱うための装置であるため、当然に厳しい衛生管理下に置く必要があるが、使用日数が進むにつれて、ビールの残液が付着し、有機物質による汚れとなって堆積する。したがって、このビールサーバは衛生状態を良好に保つため定期的に洗浄される必要がある。ビールサーバは、通常、飲料であるビールを冷却するために冷却槽内を通る通路内を通す構造となっており、この冷却用の通路は、通常は、コイル状をなし、構造上複雑な形状となっており、洗浄を困難にしている。

また、ビールサーバに限らず、ステンレス材料で製造された容器、部品或いは配管などは、従来、表面に付着した汚れを落とすために、薬剤や洗剤を投入して洗浄し、その後薬剤を除去するため水によるすすぎ行う方法もとられている。また、配管などの長い形状のものは、内部に液が残ることがあったため、空圧を配管の内部に送ることを行っている。

例えば、上述のビールサーバの冷却通路内を洗浄する方法についても、これまで、いくつかの提案がなされている。例えば、冷却コイル内に水道水を利用して水と共に洗剤を供給するようにしたもの（特許文献１）や、ビールサーバの冷却通路に洗浄液を炭酸ガスの圧力を利用して供給するもの（特許文献２）が存在している。

しかしながら、薬剤や洗剤を使用すると、その後水すすぎの工程が必要となり、容器や配管のように入り組んだ複雑な形状が、薬剤に浸漬しただけでは容易に汚れがとれないといった問題や、洗浄のための時間が長くなるという問題がある。

その他、複雑な形状をした容器や配管の洗浄方法として、上記方法以外に、超音波を使って汚れを除去する方法が知られている。この方法では配管などの複雑な形状の部品であっても超音波振動によって配管内部に入った薬剤と汚れ部位が振動によって接触し汚れを除去することができる。超音波洗浄は水槽内に部品を入れて行うため、複数の部品を同時に洗浄することができるが、洗浄後には、薬剤のすすぎ、残留水の除去などが必要となり、上記と同様に作業時間が長くなるなどの問題がある。
特開昭６２−１２５２９９号公報 特開平１１−１７１２９８号公報

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、同一のステンレス鋼製の製品や部品の洗浄を一度に複数個処理することで、洗浄の処理時間を短縮させ、また、薬剤は洗浄水の除去作業を必要としないステンレス鋼製品の汚れ除去方法とその装置を提供すること目的としてなされたものである。

上記課題は、洗浄すべきステンレス鋼製部品を、真空にされた加熱炉内で１０００℃〜１３００℃の範囲で加熱することにより、前記ステンレス鋼製部品に付着した汚れを除去するステンレス鋼製部品の汚れ除去方法により解決される。

また、本発明の汚れ除去方法を実施するための汚れ除去装置は、
加熱室，前記加熱室内に配置され対象となるあるステンレス鋼部品を保持するための籠と，前記加熱室を加熱するためのヒータと、加熱室内を真空にするための吸引ポンプと，前記加熱室内に水素ガスを導入するための水素ガス源，前記加熱室内に窒素ガスを導入するための窒素ガス源を有している。

なお、本発明にいう「ステンレス鋼部品」には、製品の一部としての「部品」の他、それ自体で一つの製品となる「ステンレス鋼製の製品」を含む意味で使用している。

本発明の汚れ除去方法を、ステンレス鋼部品として、形状が複雑な飲料を冷却するために冷却槽内を通すためのコイル状管路に適用する場合に特に効果的である。

本発明による汚れ除去方法は、ステンレス鋼製の対象部品を、単に真空中で加熱するだけであり、従来の洗剤や薬品を使用した洗浄と比較し、一度に多数の部品を同時に処理することができ、作業の手間が省けるだけでなく、入り組んだ複雑な形状や構造の部品や製品であっても、汚れを除去することができる。また、酸洗浄といった処理も行う必要がなく、地肌の梨地状態となることが防止できるだけでなく、部品の光沢を回復することができる。また、高温で処理するため、殺菌も同時に行うことができる。

以下、本発明の実施の態様を説明する。

本発明のステンレス鋼製部品の汚れ除去方法は、ステンレス鋼製部品をステンレスの融点１５００℃を超えない約１０００℃〜１３００℃の温度の範囲で加熱することにより行う。そして、この加熱は真空中で行う。これにより、ステンレス鋼製部品に付着した有機物の汚れは燃焼して除去される。加熱を真空中で行う理由は、酸素がある状態で加熱すると、有機物が燃焼すると酸化スケールとしてステンレス表面に固着した状態で残るため、これを避けるためである。本発明による方法は、ステンレス鋼製部品を、単に真空中で加熱するだけであるから、部品が入り組んだ形状や複雑な構造をしていても、全ての部位が加熱される結果、形状や構造に関係なく汚れをとることができる。

図２は、本発明のステンレス鋼製品或いはステンレス鋼部品の汚れを除去する汚れ除去方法を実施するための汚れ除去装置５の概略構成を示す。汚れ除去装置５は、加熱室５１，加熱室５１内に配置され被浄化部品であるステンレス鋼部品６を保持するための籠５２，加熱室５１内を加熱するためのヒータ５３、加熱室５１内を真空にするための吸引ポンプ５４，加熱室５１内に水素ガスを導入するための水素ガス源５５，加熱室５１内に窒素ガスを導入するための窒素ガス源５６を有している。

次に、上記汚れ除去装置を使用してステンレス鋼部品の汚れ除去する方法の手順について述べる。

（１）先ず、加熱室５１内の籠５２に、汚れを除去すべき対象品であるステンレス鋼部品を配置する。

なお、ステンレス鋼部品を加熱室５１内に導入するに先立ち、ステンレス鋼部品を乾燥して、付着している水分や油分を蒸発除去することが好ましい。水分や油分が付着していると、これらが蒸発して真空度が低下する原因となる。

（２）次に、加熱室５１内を密閉した状態で、真空ポンプ５４を駆動し、加熱室５１内を真空状態にする。真空は、酸素を減らし、加熱時の酸化を防ぐためである。

（３）水素ガスを導入する。ここで、水素ガスを導入する理由は、完全に真空にすることは困難であり、微量の酸素が残るため、水素ガスを導入して、水素置換を行い、極限まで酸素を減らし、また、還元雰囲気をつくるためである。

（４）再度真空ポンプにより真空引きを行う（真空度１３Pa程度まで）。

（５）加熱ヒータによりステンレス部品の融点以下で、１０００℃〜１３００℃の範囲で加熱する。例えば、１０８０℃で約４０分加熱する。

（６）加熱終了後、窒素ガスを導入して冷却する。

以上の処理を行うことにより、ステンレス鋼部品に付着している有機物を酸化させることなく、燃焼させるため、ステンレス鋼部品の表面に酸化スケールが残ることがなく、酸洗処理といった工程も不要である。

本発明の方法によれば、対象となるステンレス鋼部品を真空中で加熱するため、ステンレス表面に酸化膜が生じることもない。また、酸化膜などの汚れが存在する場合には、酸洗処理を行う必要があるが、酸洗処理を行うと、地肌が梨地の光沢のない状態となるが、本発明による加熱は酸洗処理を行わないため、表面に光沢がでる。そのため、光輝熱処理と称することも可能である。

次に、ステンレス鋼製品の例として、前述のビールサーバの冷却コイルの汚れ除去方法の実施例について説明する。

以下に、本発明による汚れ除去方法の効果を調べるために実施した実験例を示す。

（実験例１）
先ず、ステンレス鋼の試験片を使用して本発明の汚れ除去方法を使用して汚れを取る実験を行った。

図３Ａ、図３Ｂは、ステンレス鋼の試験片に汚れを付着させ（図２Ａ）、これを本発明の汚れ除去方法を適用して汚れの取れ具合（図２Ｂ）を調べた実験結果を示すものである。この実験では汚れとして、ビールを煮沸させて濃縮させたものをステンレス板に塗布したもので、図３Ａはこの状態を示す。図３Ｂは、これを上述の本発明による汚れ除去方法のステップ（１）〜（６）に従い、図３に示す装置を使用して実施した結果を示す。図３Ｂは本発明の汚れ除去方法を実施した後の状態を示し、汚れの痕跡は残っているものの、塗布した汚れは完全に燃焼して除去されて除去されていることを示している。

（実験例２）
次に、前述のビールサーバについて、ビールサーバとその付属品について、実際に使用により汚れが付着したものを使用して、本発明による汚れ除去方法を適用した例について述べる。

図４は、図１に示すビールサーバの冷却コイル２１の一部を拡大して示す図である。図は冷却コイル２１の外側ではあるが、長期に使用していると、表面に有機物の他、水槽内にある銅製の冷却装置由来の緑青などが付着している状態を示している。

図５は、冷却コイル２１を本発明の加熱による汚れ除去方法を適用した後の状態を示す写真である。この図からもわかるように、冷却コイルの外側は付着した緑青や汚れも見られず、また、光沢が回復している。

図６は、冷却コイル２１のビールが通る通路であるステンレス鋼製のコイルの内部に付着した汚れが除去される状態を示す写真である。図中、上部に示されている管には、管内部に汚れが付着している汚れが存在している。この汚れは残留したビールが有機物として付着したものである。下方に示された管内部を示す写真は、本発明による汚れ除去方法を適用した後の状態を示している。このように、コイル状の複雑な形状の通路の内部に付着して汚れであっても、高圧の水圧を使用することなく、本発明による加熱による汚れ除去方法の適用によって汚れを除去することができることがわかる。

さらに、本発明による方法は真空中で行うため、加熱によって酸化膜が発生することもない。

（実験例３）
図７Ａ、図７Ｂは、図１に示されるビールサーバに付随して用いられるステンレス鋼製のビール樽３について、本発明による汚れ除去方法を実施した状態を示す。図６Ａは、ビール樽３の上面を示し、一部破断したラベルと試験的に油性インクを使用して「試験用」、「テクニカルセンター」の文字を書いたものである。図７Ｂは、本発明の汚れ除去方法を適用した後の状態を示す。油性インクによる文字及びラベルは完全に焼失し、汚れが除去されることがわかる。ビール樽は、通常、長く使用していると、内面や外面に汚れが付着してくる。従来は、薬剤を使用し、ブラシなどで擦るようにして洗浄を行っていたため、手間がかかっていた。本発明の方法によれば、そのような作業は必要とせず、簡便な方法により汚れを除去することができる。

以上、本発明の実施形態に関連して飲料冷却供給装置であるビールサーバを例にして実験例を述べたが、本発明は、飲料冷却供給装置に限らず、あらゆるステンレス製品に適用できることは明らかである。ここで、本発明のステンレス鋼製部品或いは製品への適用に当たって、いくつかの留意すべき点を述べる。

本発明による汚れ除去方法は、対象とするステンレス鋼製品を融点（約１５００℃）以下の範囲で高温（１０００℃〜１３００℃）に加熱する処理を含むものである。したがって、本発明の方法が適用される対象となる部品或いは製品は、この温度範囲に加熱されても、その物理的、化学的特性がその部品のその後の使用に影響を及ぼすような変化が生じないことが必要である。ステンレス鋼にはCr を主な合金元素とするCr 系と、Cr, Niを含むCr-Ni 系とに大別される。さらに、Cr系は生成する組織からマルテンサイト系とフェライト系に分けられ、Cr-Ni 系は大分がオーステナイト系に分類される。フェライト系として代表的なものはSUS 430 があり、オーステナイト系として代表的なものはSUS304がある。本発明の汚れ除去方法をこれら種類の異なるステンレス鋼について適用したところ、SUS304に代表されるオーステナイト系については、特に問題はないが、フェライト系のSUS 430については、やや黒色に変化することが見られ、最適の温度条件の把握が必要となる。

ビールサーバの概略構成図を示す図である。 本発明の実施形態に係る汚れ除去装置の概略構成を示す図である。 試験片に汚れを付着した状態を示す図である。 本発明の汚れ除去方法を適用した後の状態を示す図である。 ビールサーバの汚れの付着した冷却コイルの一部を示す図である。 汚れ除去後の冷却コイルを示す図である。 ビールサーバの冷却コイルの通路内部の状態を示す図である。 汚れが付着したビール樽の上面を示す図である。 汚れが除去されたビール樽の上面を示す図である。

符号の説明

１ ビールサーバ
１０ 冷却槽
１１ 冷却装置
２１ 冷却コイル
２２ カラン
２３ ヘッド
３ ビール樽
４ 炭酸ガスボンベ
５ 汚れ除去装置
５１ 加熱室
５２ かご
５３ 加熱ヒータ
５４ 吸引ポンプ
５５ 水素ガス源
５６ 窒素ガス源

Claims (4)

1. 洗浄すべきステンレス鋼製部品を加熱室に導入する工程と、
   前記加熱室を真空状態する工程と、
   前記加熱室内に水素ガスを導入して水素置換する工程と、
   前記加熱室内より前記水素ガスを吸引して真空状態にする工程と、
   前記加熱室を加熱する工程と、
   加熱終了後、前記加熱室内に窒素ガスを導入して冷却する工程と、
   からなるステンレス鋼製部品に付着した汚れを除去するステンレス鋼製部品の汚れ除去方法。
2. ステンレス鋼製部品は、飲料を冷却するために冷却槽内を通すためのコイル状管路である請求項1に記載の汚れ除去方法。
3. 前記加熱室内での加熱温度は１０００℃〜１３００℃の範囲である請求項１又は請求項２に記載の汚れ除去方法。
4. 加熱室と，前記加熱室内に配置され対象となるステンレス鋼製部品を保持するための籠と，前記加熱室内を真空にするための吸引ポンプと、前記加熱室内に水素ガスを導入するための水素ガス源と，前記加熱室内に窒素ガスを導入するための窒素ガス源と、前記加熱室を加熱するためのヒータとを有するステンレス鋼製部品の汚れを除去する汚れ除去装置。