JPS6227264Y2

JPS6227264Y2 -

Info

Publication number: JPS6227264Y2
Application number: JP1981144592U
Authority: JP
Priority date: 1981-09-29
Filing date: 1981-09-29
Publication date: 1987-07-13
Also published as: JPS5852464U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は塗装洗浄機における排熱回収装置に
係り、特に塗装洗浄機から排出される温排水より
その排熱を回収する装置に関するものである。

塗装を施すべき自動車車体、その他の被塗装物
には、一般に塗装に先立つて予備湯洗、脱脂処
理、化成処理などの前処理が施される。これら前
処理は、通常、湯洗槽、脱脂槽、化成処理槽等を
備えた塗装洗浄機によつて行なわれ、そしてその
処理に用いられた液の一部や処理液の加熱に用い
られた媒体が排水として系外に流出せしめられる
こととなる。ところで、この排水は多量の熱量を
もつた温排水となるのが普通である。何故なら
ば、脱脂等の各処理にあつては、その処理効率を
適正に維持すべく、その処理温度が管理されるの
が普通であり、そしてそのためにスチーム等が処
理液の加熱源として用いられる場合には、スチー
ム・ドレンの放出により温排水が生じるのであ
り、また湯洗槽からの排水が当然に温排水となる
ことの他、所定温度下で脱脂処理、化成処理など
が施された被塗装物を水洗する工程において、そ
の水洗水は被塗装物に付着する薬液とともに被塗
装物の熱を奪い、そして温排水として放出される
ことになるからである。

そして、これらの温排水に含まれる熱量は、塗
装洗浄機に対する全供給熱量の30〜40％を占めて
おり、これをそのまま放出する場合には多大な熱
損失を招くことになる。

このため、従来より、この種の温排水からプレ
ート式熱交換器を用いて排熱を回収することが検
討されているが、該熱交換器による排熱回収には
次のような問題が内在していた。即ち、上記排水
中には熱伝達率を著しく低下せしめる油分、SS
（浮遊物）が含まれているために、これらが熱交
換器のプレート表面に付着して熱交換器率を低下
させ、しかも該交換器においてはこの付着した油
分等を清浄、除去することが構造上困難であるこ
と等から、高い排熱回収率を期待し得ないなどの
欠点があつたのである。

本考案は、このような事情を背景として為され
たものであつて、その目的とするところは、熱交
換効率を高く維持し得て、排熱を効果的に且つ持
続的に回収し得る排熱回収装置を提供することに
ある。

以下、本考案に従う実施例を、図面に基づいて
更に詳しく説明する。

第１図は自動車車体用の塗装洗浄機及び本考案
に従つて構成された排熱回収装置をその処理工程
とともに系統的に示したものである。同図におい
て、塗装洗浄機は湯洗槽１０、脱脂処理槽１２、
表面調整槽１４、化成処理槽１６、更に水洗機構
１８，２０と、これら処理槽等に沿つて配設され
たコンベヤ２２とを含み、被塗装物としての自動
車車体２４を該コンベヤ２２によつて搬送しつ
つ、順次に予備湯洗、脱脂、水洗、表面調整、化
成処理、水洗等の処理を施し得るようになつてい
る。

また、各処理槽には、それぞれ各処理槽からオ
ーバフローする処理液を貯溜する受液槽２６，２
８，３０，３２が備えられており、このうち湯洗
槽１０に付属する受液槽２６には第１の排出流路
３４が接続されて同槽２６に貯溜された温湯のオ
ーバーフロー水が排水として流出させられるよう
になつている。この湯洗槽１０は、脱脂処理に先
立つて車体２４を予備湯洗するためのもので、ス
チーム流路３６を通じて供給される加熱媒体とし
てのスチームより生じたドレンが槽１０内に流入
させられて湯洗の補給が為されるとともに、同槽
１０内に挿入されたスチーム供給流路３８から更
にスチームが吹き込まれることによつて、例えば
約35℃程度に浴温が管理されるようになつてい
る。

また、この湯洗槽１０に続いて設置された脱脂
処理槽１２は車体２４に付着した油脂分等を除去
するためのもので、その槽内には処理液としての
脱脂溶剤が収容されている。この処理液は受液槽
２８を経てポンプ３９にて外部循環流路４０へと
導かれ、そして該流路４０に設けられた熱交換器
４２において加熱された後、再び処理槽１２へと
戻されるようになつており、これによつて脱脂処
理液の温度が所定温度（約50℃）に維持されるよ
うになつているのである。なお、熱交換器４２
は、この外部循環流路４０と前記スチーム流路３
６との間にまたがつて設けられ、該スチーム流路
３６を通じて供給されるスチームを加熱源として
熱交換作用にて該循環流路４０内を流通せしめら
れる脱脂処理液を加熱するものである。

さらに、脱脂処理槽１２に続く水洗機構１８は
該脱脂処理槽１２から引き出された車体２４に付
着する脱脂液を洗い落すためのもので、給水流路
４４を通じて供給された水洗水がシヤワー水とし
て車体に吹き付けられる。この吹き付けられた水
は、付着処理液を除去しつつ、その下方に設けら
れた受槽４６へと落下するが、このとき処理槽１
２内で加熱された車体の熱が奪われることとなる
ため、受槽４６内の水は温水となり、これはその
まま流路４８を経て前記湯洗槽１０へと送られ
る。従つて、該湯洗槽１０に供給される温湯は前
記ドレンとこの受槽４６からの温水とから成り、
そしてこれに相当する量の温湯が受液槽２６にオ
ーバフローし、更に温排水として流出させられる
ことになる。

水洗機構１８によつて水洗された車体２４は、
続いて表面調整槽１４内において表面調整処理が
施された後、化成処理槽１６へと送られて、その
表面に所定の化成皮膜が形成される。該化成処理
槽１６には、リン酸塩等所要成分を含んだ化成処
理液が収容されており、この処理液はまた前記脱
脂溶剤と同様にして受液槽３２からポンプ５１に
て外部循環流路５０へと導かれた後に、該循環流
路５０に設けられた熱交換器５２によつて加熱さ
れ、再び化成処理槽１６へと戻される。これによ
つて、化成処理液の温度は所定温度（約50℃）に
保持される。熱源となるスチームは熱交換器５２
に接続されたスチーム流路５４を通じて供給さ
れ、そのドレンは排水として第２の排水流路５６
を排水タンク５８へと送られる。

また、この化成処理された車体２４は、再び前
記水洗工程におけると同様に、化成処理槽１６に
続いて設けられた水洗機構２０により水洗処理さ
れる。この水洗機構２０は、水洗水をシヤワー水
として車体２４に吹き付け、これを該車体に付着
せる処理液とともに受槽６２に落下させる点で、
前記水洗機構１８と同様である。落下した水洗水
はスチーム流路５４内のスチームドレンとともに
排水流路５６を通じて排水タンク５８へと送られ
る。そして、水洗された車体２４は続いて乾燥炉
６４へと送られ、ここで乾燥された後に所定の塗
装が施されることになる。

一方、第２の排水流路５６にて導かれる排水
は、前記第１の排水流路３４を送られてくる排水
とともに、一旦排出タンク５８に貯溜され、更に
主排水流路６６へと送り出される。尚、排水タン
ク５８に続いて設けられた６８，７０は、それぞ
れ、異物除去のためのストレーナと、排水給送用
のポンプである。

かかる主排水流路６６上には、また、排熱を回
収するためのヒートパイプ式熱交換器７２が設け
られている。該熱交換器７２は、第２図に示され
るように、仕切板７４によつて函体内が仕切られ
て上部室７６及び下部室７８に区画されるととも
に、複数のヒートパイプ８０が該仕切板７４を上
下に貫通するようにして互に平行に設けられてい
る。また、該ヒートパイプ８０の内部には、作動
液が収容されており、熱交換はこの作動液を媒介
にして行なわれる。この熱交換器７２の上下に区
画された二つの室のうち、下部室７８には主排水
流路６６が接続される一方、上部室７６には水洗
水を供給するための給水流路５９及び上部室７６
と前記水洗機構２０とを接続する接続流路６０が
接続され、水洗水及び温排水が上、下部室内をそ
れぞれ通過するようにされている。

また、下部室７８につながる主排水流路６６上
には、該熱交換器７２の直前に位置してバルブ８
２が、該下部室７８からの排出路６７上にはバル
ブ８４が、それぞれ設けられている。そして、こ
れらバルブ８２，８４と熱交換器７２との間の流
路６６，６７上には、前記脱脂処理槽１２の外部
循環流路４０から分岐する分岐流路８６，８７が
それぞれ接続され、このバルブ８２，８４及び分
岐流路８６，８７に設けられたバルブ８８，８
９、更には該外部循環流路４０のバルブ９１の操
作によつて、下部室７８に流入する液体を温排水
から脱脂処理液に或いはその逆へと切り替えられ
得るようになつている。尚、この熱交換器７２の
底板９０は図中右下りに傾斜して設けられてお
り、その右端部において、バルブ９２を備えた排
液管９４がケーシングの側壁９６を貫通して設け
られ、上記液体を切り替える際に下部室７８に残
存する排水或いは脱脂処理液を該室７８外へと排
出して両液が混合しないようにされている。

次に、以上のように構成された装置の作用につ
いて説明するならば、先ず、被塗装物としての車
体２４はコンベヤ２２によつて搬送されつつ上述
した各処理工程において所定の処理を受ける。そ
して、この処理の過程において生ずる排水は上に
詳述した流れに従つて一旦排水タンク５８内に貯
溜され、更にポンプ７０の作用によつて主排水流
路６６を熱交換器７２へ向けて送出される。この
とき、主排水流路６６のバルブ８２，８４及び脱
脂工程における外部循環流路４０のバルブ９１は
夫々開に、また分岐流路８６，８７のバルブ８
８，８９は閉の状態にされており、そしてこれに
よつて該主排水流路６６を送出される温排水は熱
交換器７２の下部室７８に流入せしめられ、以て
上部室７６に流入せしめられた水洗水との間で熱
交換が行なわれる。

このときの熱交換の作用は、次の如くである。
即ち、下部室７８に流入した温排水は温度が高く
（約35〜40℃）、そのためヒートパイプ８０内の作
動液は加熱されて蒸気となり上部室７６内に位置
する部分へと速やかに移動し、そしてその上部室
７６内に位置するヒートパイプ８０部分で凝縮し
て潜熱を放出し、この熱で水洗水を加熱するので
ある。また、凝縮した作動液はパイプ８０内を下
部室７８側に降下して、そこで再び加熱されて上
記サイクル運動を繰り返すこととなり、以て排水
と水洗水との間に効果的な熱伝達を実現するので
ある。

特に、斯かるヒートパイプ式の熱交換器は、広
い伝熱面積を有するとともに、媒体となる作動液
は速やかに移動し得ることから、熱交換を迅速に
且つ効率良く行ない得て、排熱の回収率が従来の
装置に比べて大巾に改良されるのである。しか
も、上記装置においては放熱及び受熱各流体を収
容する二つの室は上下に配置され、従つてヒート
パイプ８０も上下に配向させられているために、
下部室７８に位置するパイプ部分で蒸気となつた
作動液は上部室７６に位置するパイプ部分へと速
やかに上昇し得るとともに、そこで凝縮した後は
重力の作用を受けて下部室７８側へと迅速に降下
し得るのであり、以て熱交換速度をより迅速なら
しめて排熱回収効率の更なる向上に寄与するので
ある。

さて、上部室７６において排熱を吸収した水洗
水は、化成処理工程に続いて設けられた水洗機構
２０へと送られ、ここでシヤワー水として車体２
４に吹き付けられて、これに付着した化成処理液
を流れ落す。このとき、水洗水は上記熱交換器７
２によつて加熱され、その温度が高められている
ために、洗浄能力が高くなつており、車体に付着
した処理液を効果的に除去し得る塗装品質の向上
に著しく寄与し得るのである。また、加温された
水洗水は、かかる作用の他に、水洗工程において
車体２４の温度を高め且つその温度を均等化し得
るために、この水洗工程に続く乾燥工程での乾燥
効率を高め、或いはその他後続の諸処理を車体２
４が均等な温度条件下で受けることを可能ならし
めて塗装品質の更なる向上に寄与し得るのであ
る。

因みに、本装置のかかる優れた効果を、実験に
より確認された数値に基づいて具体的に説明する
と、排水温度35℃、流量10t／Ｈという条件の下
で、15℃の水洗水を流量5t／Ｈで供給し、その加
熱後の温度を測定したところ、水洗水の温度が10
℃も高くなつていることが確認された。即ち、
50000Kcal／Ｈの熱量が回収されたのである。こ
の水洗水は水洗工程において車体の温度を上昇せ
しめることは上述の通りであるが、これによつて
続く乾燥工程において炉内の空気を加熱するに必
要な燃料ガス量が節減されるのであり、事実、従
来の燃料ガス（ブタン−空気ガス）使用量；53N
m³／Ｈに対して、上例の装置では、約4Nm³／Ｈ
の燃料ガス使用量が節減されることが確認され
た。

このように、上記装置は、排熱を回収するとと
もに水洗水の温度を高めることによつて、上記の
如き優れた伝熱作用を奏するが、そのような作用
を繰り返すうちに、熱交換器７２のヒートパイプ
８０表面に排水中の油分、SSが付着するのを避
け得ない。そして、それをそのまま放置する場合
には熱交換効率の低下をきたし、従つてエネルギ
損失もそれだけ大きくなるのであるが、上記装置
はまた、脱脂工程で用いられる脱脂処理液を巧妙
に利用することによつてかかる付着物を効果的に
除去し得るように構成されており、上記不具合の
効果的な解消も図つているのである。その操作手
順及び作用を具体的に説明すると、ヒートパイプ
８０表面に一定量の油分等が付着したところで、
先ずバルブ８２，８４，９５（第１図参照）を操
作して排水の下部室７８への流入を止め、更に排
液管９４のバルブ９２を開けて下部室７８の排水
を同室７８外へと放出する。そして、バルブ９２
を閉じた後、更にバルブ８８，８９，９１の操作
により、脱脂処理液を分岐流路８６，８７及び下
部室７８を経由して循環させれば、ヒートパイプ
８０に付着した油分等は下部室７８に導入された
脱脂処理液によつて除去され、その表面が再び清
浄にされる。ヒートパイプ８０が清浄にされたと
ころで、バルブ８８，８９，９１を操作して脱脂
処理液の循環流路を切替え、更に排液管９４のバ
ルブ９２を開いて下部室７８内の脱脂処理液を排
出し、しかる後に主排水流路６６上のバルブを操
作すれば、排水が再び下部室７８に導入され、前
述した熱交換作用が再開されるのである。

なお、脱脂処理液による洗浄のみではヒートパ
イプに付着したSS等が十分除去されない場合も
あり得るが、ヒートパイプ式熱交換器は各ヒート
パイプの脱着が可能であるから、それら各ヒート
パイプを交換器から取外し、清掃することによつ
て、ヒートパイプ８０の表面を清浄な状態に維持
することが容易に行なわれ得るのである。

次に、第３図は、本考案を他の態様で実施した
例を示すもので、この実施例においては排熱を回
収する受熱流体として空気が用いられている。図
において、６４は前記実施例に示すものと同様の
乾燥炉であり、炉内の空気は循環流路９７へと取
出され、ブロア９８によつて再び炉内へと戻され
るようになつている。循環流路９７に取出された
空気は、該流路９７上に設けられたバーナ１００
により加熱されるようになつており、またバーナ
１００にはガス供給流路１０２及び空気供給流路
１０４を通じて燃料ガス及び燃焼用空気が夫々供
給されるようになつている。そしてこの空気供給
流路１０４は、前記実施例におけるのと同様の構
成から成るヒートパイプ式熱交換器７２の上部室
７６に接続され、ここで排熱が受熱流体としての
空気に伝達されてその予熱が行なわれるようにな
つているのである。また、加熱された空気はバー
ナ１００における炉内空気の加熱効率を高めるの
に寄与し、以て必要ガス量を低減せしめるのであ
る。

なお、上記実施例では、いずれも自動車車体を
塗装洗浄する装置を例として説明したが、本考案
はかかる装置にのみ限定されるものでは決してな
く、温排水を排出するその他の塗装洗浄機に対し
ても適用することが可能であり、また回収した排
熱は装置の目的に応じて種々なる態様で利用する
ことが可能であることは言うまでもないことであ
る。

以上詳記したように、本考案に係る排熱回収装
置は、湯洗槽、脱脂処理槽、化成処理槽、シヤワ
ー水洗機構を含む塗装洗浄機から排出される温排
水を導く排出流路と、加熱されるべき所定の受熱
流体を導く供給流路と、上部室と下部室の２室に
仕切られ且つ該二つの室間にまたがつてヒートパ
イプが設けられて成るヒートパイプ式熱交換器と
を設け、該熱交換器の下部室に前記排出流路を接
続せしめると共に、該熱交換器の上部室に前記供
給流路を接続して、該下部室に流入する温排水か
らその排熱が前記ヒートパイプを介して該上部室
に流入する受熱流体に伝達されるようにする一
方、前記脱脂処理槽と前記熱交換器の下部室との
間に、該脱脂処理槽の脱脂処理液を循環せしめる
ための循環流路を設けて、該循環流路を通じて導
かれる脱脂処理液によつて、前記熱交換器の下部
室内に位置するヒートパイプの表面を清浄化せし
め得るようにしたことを特徴とするものである。

斯かる装置は塗装洗浄機から排出される排熱を
効率的に回収し、且つその高い回収効率を維持し
得て省エネルギ化を達成するものであり、また熱
交換効率を低下せしめる付着物を効果的に除去せ
しめ得るなどの優れた効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例である排熱回収装置を
含む系統図、第２図は第１図におけるヒートパイ
プ式熱交換器の周辺を示す拡大説明図（一部断
面）、第３図は本考案の他の実施例に係る排熱回
収装置の要部を系統的に示す図である。１６：化成処理槽、２０：水洗機構、６０：接
続流路、７２：ヒートパイプ式熱交換器、７４：
仕切板、７６：上部室、７８：下部室、８０：ヒ
ートパイプ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 湯洗槽、脱脂処理槽、化成処理槽、シヤワー
水洗機構を含む塗装洗浄機から排出される温排
水を導く排出流路と、加熱されるべき所定の受
熱流体を導く供給流路と、上部室と下部室の２
室に仕切られ且つ該二つの室間にまたがつてヒ
ートパイプが設けられて成るヒートパイプ式熱
交換器とを設け、該熱交換器の下部室に前記排
出流路を接続せしめると共に、該熱交換器の上
部室に前記供給流路を接続して、該下部室に流
入する温排水からその排熱が前記ヒートパイプ
を介して該上部室に流入する受熱流体に伝達さ
れるようにする一方、前記脱脂処理槽と前記熱
交換器の下部室との間に、該脱脂処理槽の脱脂
処理液を循環せしめるための循環流路を設け
て、該循環流路を通じて導かれる脱脂処理液に
よつて、前記熱交換器の下部室内に位置するヒ
ートパイプの表面を清浄化せしめ得るようにし
たことを特徴とする塗装洗浄機における排熱回
収装置。 (2) 前記ヒートパイプ式熱交換器の上部室と前記
塗装洗浄機のシヤワー水洗機構との間にそれら
を接続する接続流路を設け、該上部室にて加熱
された受熱流体としての水洗水が、該接続流路
を通じて、該シヤワー水洗機構に供給されるよ
うにした実用新案登録請求の範囲第１項記載の
排熱回収装置。