JP5303395B2 - Cleaning method and cleaning device - Google Patents
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Description
本発明は、炭化水素系溶剤等の洗浄剤を用いた洗浄方法及び洗浄装置に関する。 The present invention relates to a cleaning method and a cleaning apparatus using a cleaning agent such as a hydrocarbon solvent.
工業洗浄に使用する洗浄剤は、第一に優れた洗浄力と高揮発性が求められる。洗浄力は製品の仕上がり品質に影響する最も重要な性質である。一方、揮発性は洗浄工程及びその後の工程の作業性に関連する。揮発性が高ければ、乾燥にかかる時間を節約でき、洗浄工程を含めた各工程の作業効率を高めることができる。さらに、安全性、洗浄装置等の設備投資に関するコスト、ランニングコスト、再生利用性なども、洗浄剤に要求される性質である。 Cleaning agents used for industrial cleaning are required to have excellent cleaning power and high volatility. Detergency is the most important property that affects the finished quality of the product. On the other hand, volatility is related to the workability of the cleaning process and subsequent processes. If the volatility is high, the time required for drying can be saved, and the working efficiency of each process including the cleaning process can be increased. Furthermore, safety, costs related to equipment investment such as a cleaning device, running cost, recyclability, and the like are properties required for the cleaning agent.
従来、これらの要求を満たす洗浄剤として、1,1,1-トリクロロエタンが用いられていた。1,1,1-トリクロロエタンは高い洗浄力と揮発性を有している他、不燃性であり、人体に対する安全性が高いなど、上記要求の殆どを満たす洗浄剤である。しかし、1,1,1-トリクロロエタンはオゾン層破壊物質であるため、1995年に製造が中止されている。 Conventionally, 1,1,1-trichloroethane has been used as a cleaning agent that satisfies these requirements. 1,1,1-Trichloroethane has a high detergency and volatility, is non-flammable, and has a high level of safety for the human body. However, since 1,1,1-trichloroethane is an ozone depleting substance, its production was discontinued in 1995.
1,1,1-トリクロロエタンに替わる洗浄剤として、近年では炭化水素系溶剤が多く用いられている。炭化水素系溶剤は可燃性であり、安全に使用するために設備投資に関するコストが高くなってしまうという問題があるが、工作油等の鉱物油に対する相溶性が高く、この種の汚れに対する洗浄力が優れており、高い揮発性を有していること、及び金属に対する腐食性が低いことから、工業用部品の脱脂洗浄に適している。さらに、蒸留によって溶剤から工作油等の油分を容易に分離できるため、ランニングコストと再生利用性にも優れている。 In recent years, hydrocarbon solvents have been frequently used as cleaning agents to replace 1,1,1-trichloroethane. Hydrocarbon solvents are flammable, and there is a problem that the cost for capital investment is high for safe use. However, they are highly compatible with mineral oils such as machine oils and have a detergency against this type of dirt. Are excellent in volatility, and have low volatility and low corrosiveness to metals. Therefore, they are suitable for degreasing and cleaning industrial parts. Furthermore, since oil such as working oil can be easily separated from the solvent by distillation, it is excellent in running cost and recyclability.
特許文献1に記載の洗浄装置は、洗浄槽に炭化水素系溶剤等の蒸留再生可能な洗浄剤を貯留し、洗浄槽に被洗浄物を浸漬させた後、洗浄剤を被洗浄物の周りに強制流動させることにより洗浄を行っている。一方、被洗浄物に付着した油分(汚れ)によって汚染された洗浄剤は、洗浄槽から排出され、蒸留装置で再生された後、再び洗浄槽に供給される。このように被洗浄物の洗浄と洗浄剤の再生を同時に行うことにより、洗浄剤に混じった油分が被洗浄物に再付着することを防ぐことができると共に、長期に亘って高い洗浄力を維持することができる。 The cleaning apparatus described in Patent Document 1 stores a cleaning agent capable of distillation regeneration such as a hydrocarbon-based solvent in a cleaning tank, immerses the cleaning object in the cleaning tank, and then places the cleaning agent around the cleaning object. Cleaning is performed by forced flow. On the other hand, the cleaning agent contaminated with oil (dirt) adhering to the object to be cleaned is discharged from the cleaning tank, regenerated in the distillation apparatus, and then supplied again to the cleaning tank. By simultaneously cleaning the object to be cleaned and regenerating the cleaning agent in this way, it is possible to prevent the oil mixed in the cleaning agent from re-adhering to the object to be cleaned and to maintain high cleaning power over a long period of time. can do.
近年、被洗浄物の洗浄において、要求される仕上がり品質が高くなりつつある。洗浄剤の洗浄力を高めるには、不純物として洗浄剤に含有されている油分の濃度を下げる必要がある。従来では数%程度で管理されていた油分濃度は、現在では1%以下に抑えられるようになっている。しかしながら、このような微量の油分をリアルタイムで洗浄剤から検出することは困難であり、現状では必要量以上の蒸留を常に行うことでこの要求を満たしている。 In recent years, required finishing quality has been increasing in the cleaning of objects to be cleaned. In order to increase the cleaning power of the cleaning agent, it is necessary to reduce the concentration of oil contained in the cleaning agent as an impurity. The oil concentration, which was conventionally managed at around a few percent, is now kept below 1%. However, it is difficult to detect such a small amount of oil from the cleaning agent in real time, and at present, this requirement is satisfied by always performing distillation exceeding a necessary amount.
しかし、蒸留には時間がかかるため、上記要求を満たすには、被洗浄物の投入間隔を長くして作業効率を落とすか、蒸留装置を大型化するかのいずれかが必要となる。また、必要以上の量を常に蒸留するため、大量の電力を浪費することになる。最近、温暖化等の環境問題が叫ばれるようになり、省エネルギー化が推奨されている。このため、洗浄装置に対する効率的なエネルギー運用が必要となっている。 However, since distillation takes time, in order to satisfy the above requirement, it is necessary to either lengthen the input interval of the objects to be cleaned to lower the working efficiency or to enlarge the distillation apparatus. Moreover, since an excessive amount is always distilled, a large amount of power is wasted. Recently, environmental problems such as global warming have been screamed, and energy saving is recommended. For this reason, efficient energy operation for the cleaning apparatus is required.
本発明が解決しようとする課題は、高い作業効率を保ちながら、省エネルギー化を実現できる洗浄方法及び洗浄装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a cleaning method and a cleaning apparatus capable of realizing energy saving while maintaining high work efficiency.
上記課題を解決するために成された本発明に係る洗浄方法は、洗浄槽に貯留した洗浄剤により被洗浄物の脱脂洗浄を行う洗浄方法において、
前記脱脂により汚染された洗浄剤の油分濃度を油分濃度測定手段によって測定し、
前記測定された油分濃度が管理値となるのに必要な前記汚染洗浄剤の蒸留量及び該蒸留量の汚染洗浄剤を蒸留するのに必要な電力の値を算出し、
前記算出された蒸留量及び電力値に基づいて、前記汚染洗浄剤を蒸留する
ことを特徴とする。
The cleaning method according to the present invention made to solve the above problems is a cleaning method for degreasing and cleaning an object to be cleaned with a cleaning agent stored in a cleaning tank.
The oil concentration of the cleaning agent contaminated by the degreasing is measured by an oil concentration measuring means,
A distillation amount of the contaminated cleaning agent necessary for the measured oil concentration to become a control value, and a value of electric power required to distill the contaminated cleaning agent of the distillation amount;
The contaminated cleaning agent is distilled based on the calculated distillation amount and power value.
さらに、本発明に係る洗浄装置は、
内部に貯留した洗浄剤により被洗浄物の脱脂洗浄を行う洗浄槽と、
前記脱脂により汚染された洗浄剤の蒸留を行う蒸留装置と、
前記汚染洗浄剤に含まれる油分の濃度を測定する油分濃度測定手段と、
前記測定された油分濃度が管理値となるのに必要な前記汚染洗浄剤の蒸留量及び該蒸留量の汚染洗浄剤を蒸留するのに必要な電力の値を算出し、前記算出された蒸留量及び電力値に基づいて前記蒸留装置を制御する蒸留装置制御手段と、
を備えることを特徴とする。
Furthermore, the cleaning apparatus according to the present invention includes:
A cleaning tank that degreases and cleans an object to be cleaned with a cleaning agent stored inside;
A distillation apparatus for distilling the detergent contaminated by the degreasing;
Oil concentration measuring means for measuring the concentration of oil contained in the contaminated cleaning agent;
Calculate the distillation amount of the contaminated cleaning agent necessary for the measured oil concentration to become a control value, and the value of electric power required to distill the contaminated cleaning agent of the distillation amount, and the calculated distillation amount And distillation apparatus control means for controlling the distillation apparatus based on the power value;
It is characterized by providing.
前記油分濃度測定手段は、紫外光吸光光度計を用いることができる。紫外光吸光光度計は、1%以下の微量な洗浄剤中の油分に対してリアルタイムでの測定が可能であるため、油分濃度の変化に即時に対応することができ、高い洗浄性能を維持できるようになる。 As the oil concentration measuring means, an ultraviolet light absorption photometer can be used. Ultraviolet light absorption photometer can measure oil content in a minute amount of detergent below 1% in real time, so it can respond immediately to changes in oil concentration and maintain high cleaning performance. It becomes like this.
本発明に係る洗浄方法及び洗浄装置によれば、炭化水素系溶剤等の蒸留再生可能な洗浄剤を用いた脱脂洗浄の際に、洗浄剤に含まれる油分の濃度を紫外光吸光光度計を用いて常時監視し、この油分濃度が予め与えられた管理値になるよう、汚染洗浄剤の蒸留量及び該蒸留量の汚染洗浄剤を蒸留するのに必要な電力の値を算出し、これらの量と値に基づいて前記蒸留装置を制御している。これにより、蒸留装置に送られる汚染洗浄剤を必要最小限の量にすることができ、洗浄装置全体のエネルギー浪費を抑えることができる。さらに、蒸留量の減少により蒸留にかかる時間を短縮することができるため、洗浄作業の効率を高めることができる。 According to the cleaning method and the cleaning apparatus according to the present invention, the concentration of oil contained in the cleaning agent is determined using an ultraviolet light absorption photometer in the case of degreasing cleaning using a cleaning agent capable of distillation regeneration such as a hydrocarbon solvent. The amount of contamination cleaning agent and the amount of electric power required to distill the amount of the contamination cleaning agent are calculated so that the oil concentration becomes the control value given in advance. The distillation apparatus is controlled based on the values. Thereby, the contamination cleaning agent sent to a distillation apparatus can be made into a required minimum quantity, and the energy waste of the whole washing | cleaning apparatus can be suppressed. Furthermore, since the time required for distillation can be shortened by reducing the amount of distillation, the efficiency of the cleaning operation can be increased.
本発明に係る洗浄装置の一例を図1及び図2を用いて説明する。
図1は本実施例の洗浄装置10を示した概略構成図である。この洗浄装置10は、第1洗浄槽11、第2洗浄槽12、油分濃度監視部(油分濃度測定手段)13、貯留タンク14、蒸留再生ユニット15、及び図示しない蒸留再生ユニット制御部(蒸留装置制御手段)を備えている。第1洗浄槽11の底面の下部には、洗浄槽内に貯留された洗浄剤を超音波で振動させることにより被洗浄物の洗浄を行う超音波振動発振器111が設置されている。被洗浄物は、第1洗浄槽11内に浸漬され、超音波洗浄により洗浄された後、第2洗浄槽12で蒸気洗浄によりリンスされる。このリンスされた被洗浄物を第2洗浄槽12から搬出し、乾燥させることにより、洗浄が終了する。
An example of the cleaning apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a cleaning apparatus 10 of the present embodiment. The cleaning apparatus 10 includes a
一方、被洗浄物を超音波洗浄することにより、第1洗浄槽11内の洗浄剤は被洗浄物に付着していた油分により汚染される。この汚染された洗浄剤は、第1洗浄槽11から循環路161と第1回収路162に排出される。循環路161の途中には油分濃度監視部13が設けられており、第1循環路を通過する汚染洗浄剤の油分濃度がリアルタイムで測定される。測定された汚染洗浄剤は、再び第1洗浄槽11に回収される。一方、第1回収路162から回収された汚染洗浄剤は、貯留タンク14に貯留される。貯留タンク14は液面感知スイッチを有しており、貯留タンク14内の汚染洗浄剤が所定量以上又は別の所定量以下とならないよう汚染洗浄剤の流入、流出が制御されている。
On the other hand, by ultrasonically cleaning the object to be cleaned, the cleaning agent in the
油分濃度監視部13による油分濃度の測定データは、図示しない蒸留再生ユニット制御部に送られる。この蒸留再生ユニット制御部は、後述する方法に従って、蒸留量及び該蒸留量の汚染洗浄剤の蒸留に必要な電力の値を算出し、該蒸留量の汚染洗浄剤及び電力を蒸留再生ユニット15内の蒸留塔151に供給する。蒸留塔151では加熱ヒータにより汚染洗浄剤の蒸留を行っており、洗浄剤と油分の沸点差によって、洗浄剤と油分の分離を行っている。本実施例では、洗浄剤として油分より沸点の低いものを用いており、加熱ヒータの加熱温度を油分の沸点より低くすることで、洗浄剤と油分を分離することができる。洗浄剤から分離された油分は、オイルタンク152に回収される。蒸気となった洗浄剤は、三方コック153で2方向に分岐し、一方はコンデンサー154に送られ、凝縮されて液体に戻ったのち、エゼクター155を経由して循環タンク156に送られ、循環タンク156から洗浄槽11に送られる。また、もう一方は第1供給路163に送られ、加熱器121によって蒸気の状態を維持したまま第2洗浄槽12に供給される。
The measurement data of the oil concentration by the oil
第2洗浄槽12に供給された蒸気は、上記のように、被洗浄物の蒸気(リンス)洗浄に用いられる。しかしながら、第2洗浄槽12に搬入された被洗浄物は第1洗浄槽で既に洗浄されているため、第2洗浄槽12内の洗浄剤はほとんど汚染されない。そのため、蒸気洗浄後の洗浄剤は、第2回収路164を通って液戻しタンク122で液体に戻ったのち、第2供給路165を通って第1洗浄槽11に供給され、再び被洗浄物の洗浄に用いられる。
The steam supplied to the
本実施例で用いた各種方法について、以下で説明する。
(1)油分濃度の測定方法
本実施例の油分濃度監視部13は、覗き窓が設けられた、洗浄剤を貯留するタンクと、該覗き窓から所定の距離だけ離間して設けられた紫外光吸光光度計から成り、覗き窓を介してタンク内の洗浄剤の吸光度を測定し、油分濃度の監視を行う。紫外光吸光光度計は、紫外光源としてシーシーエス株式会社製のHLV-24-UV365(波長365nm)を用い、紫外センサとしてオムロン株式会社製のF3UV-A03を用いている。また、覗き窓と紫外光吸光光度計の間の距離は100mmとする。
Various methods used in this example will be described below.
(1) Method for Measuring Oil Concentration The oil
次に、洗浄剤として炭化水素系溶剤NS100(ジャパンエナジー社製)を用い、不純物として前記洗浄剤に混入させる油分としてPG-3080(プレス工作油)を用いた場合の、油分濃度と吸光度の関係を図2に示す。なお、図2の縦軸は、新液(油分濃度0%)の吸光度の測定値から各油分濃度の吸光度の測定値を引いたものである。
Next, when hydrocarbon solvent NS100 (made by Japan Energy Co., Ltd.) is used as the cleaning agent, and PG-3080 (press machine oil) is used as the oil mixed in the cleaning agent as impurities, the relationship between the oil concentration and the absorbance Is shown in FIG. In addition, the vertical axis | shaft of FIG. 2 subtracts the measured value of the light absorbency of each oil concentration from the measured value of the light absorbency of a new liquid (
図2に示すように、油分濃度の変化に応じて測定される吸光度はほぼ直線で変化する。従って、予備実験により油分濃度と吸光度の変化を直線で近似し、実際の洗浄で紫外光吸光光度計を用いて測定した吸光度をこの直線近似に代入することにより、油分濃度を測定することができる。 As shown in FIG. 2, the absorbance measured in accordance with the change in the oil concentration changes almost linearly. Therefore, the oil concentration can be measured by approximating the change in oil concentration and absorbance with a straight line in a preliminary experiment, and substituting the absorbance measured with an ultraviolet light absorptiometer in actual cleaning into this linear approximation. .
(2)蒸留量の算出方法
油分濃度監視部13による油分濃度の測定データは、図3に示す蒸留再生ユニット制御部20(図1では図示せず)に送られる。この蒸留再生ユニット制御部20は、油分濃度監視部13から送られる油分濃度の測定値から、目的とする濃度に油分量を維持するのに必要な蒸留量を算出する蒸留量算出部21と、蒸留量算出部21で算出された蒸留量の汚染洗浄剤を蒸留再生ユニット15内の蒸留等151が蒸留するのに必要な電力の値を算出する電力算出部22と、電力算出部22が算出した電力値の電力を蒸留再生ユニット15に供給する電力供給部23と、を有している。ここで、上記の蒸留量算出部21の油分量算出には、例えばPID制御と呼ばれるフィードバック制御システムを用いることができる。このPID制御では、ある時刻での入力値(油分濃度の測定値)と出力値(ある蒸留量の汚染洗浄剤を蒸留した結果得られる油分濃度の計算値)及び目標値に対して、出力値と目標値の残差が0となるよう、入力値の変化に応じて蒸留量を常に計算し直している。これにより、油分濃度の時間的変化に対応した蒸留量の算出を行うことができる。なお、上記目標値は例えば0.1%のように所定の数値で与えても良いし、0.05%〜0.5%のように所定の幅で与えても良い。
(2) Distillation Calculation Method The oil concentration measurement data by the oil
(3)電力値の算出方法
蒸留塔151の加熱ヒータの温度(オイル温度)と蒸留量の関係及び加熱ヒータに供給する電力と蒸留量の関係は、図4の(a)及び(b)に示すように、ほぼ一次関数の関係にある。従って、油分濃度測定の場合と同様に、予備実験等により電力と蒸留量の変化を一次関数で近似し、蒸留量算出部21で算出した蒸留量をこの関数に代入することにより、加熱ヒータに供給する電力の値を算出できる。
(3) Calculation method of power value The relationship between the temperature (oil temperature) of the heater of the
なお、蒸留方法は蒸気加熱であっても良い。蒸気加熱では、スチーム圧を変化させることにより蒸留量を制御する。例えばスチーム圧が0.05MPa増加すると、電力量は約4KW増加するため、図5のスチーム蒸発量と蒸留量の関係から、必要な蒸留量の汚染洗浄剤を蒸留するための電力量が算出することができる。 The distillation method may be steam heating. In steam heating, the amount of distillation is controlled by changing the steam pressure. For example, if the steam pressure increases by 0.05 MPa, the amount of electric power increases by about 4 kW. Therefore, calculate the amount of electric power for distilling the required amount of contaminated detergent from the relationship between the amount of steam evaporation and the amount of distillation in FIG. Can do.
11…第1洗浄槽
111…超音波振動発振器
12…第2洗浄槽
121…加熱器
122…液戻しタンク
13…油分濃度監視部
14…貯留タンク
15…蒸留再生ユニット
151…蒸留塔
152…オイルタンク
153…三方コック
154…コンデンサー
155…エゼクター
156…循環タンク
161…循環路
162…第1回収路
163…第2回収路
164…第1供給路
165…第2供給路
20…蒸留再生ユニット制御部
21…蒸留量算出部
22…電力算出部
23…電力供給部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記脱脂により汚染された洗浄剤の油分濃度を油分濃度測定手段によって測定し、
前記測定された油分濃度が管理値となるのに必要な前記汚染洗浄剤の蒸留量及び該蒸留量の汚染洗浄剤を蒸留するのに必要な電力の値を算出し、
前記算出された蒸留量及び電力値に基づいて、前記汚染洗浄剤を蒸留する
ことを特徴とする洗浄方法。 In the cleaning method of degreasing and cleaning objects to be cleaned with the cleaning agent stored in the cleaning tank,
The oil concentration of the cleaning agent contaminated by the degreasing is measured by an oil concentration measuring means,
A distillation amount of the contaminated cleaning agent necessary for the measured oil concentration to become a control value, and a value of electric power required to distill the contaminated cleaning agent of the distillation amount;
A cleaning method, wherein the contaminated cleaning agent is distilled based on the calculated distillation amount and power value.
前記脱脂により汚染された洗浄剤の蒸留を行う蒸留装置と、
前記汚染洗浄剤に含まれる油分の濃度を測定する油分濃度測定手段と、
前記測定された油分濃度が管理値となるのに必要な前記汚染洗浄剤の蒸留量及び該蒸留量の汚染洗浄剤を蒸留するのに必要な電力の値を算出し、前記算出された蒸留量及び電力値に基づいて前記蒸留装置を制御する蒸留装置制御手段と、
を備えることを特徴とする洗浄装置。 A cleaning tank that degreases and cleans an object to be cleaned with a cleaning agent stored inside;
A distillation apparatus for distilling the detergent contaminated by the degreasing;
Oil concentration measuring means for measuring the concentration of oil contained in the contaminated cleaning agent;
Calculate the distillation amount of the contaminated cleaning agent necessary for the measured oil concentration to become a control value, and the value of electric power required to distill the contaminated cleaning agent of the distillation amount, and the calculated distillation amount And distillation apparatus control means for controlling the distillation apparatus based on the power value;
A cleaning apparatus comprising:
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