JPS6242780A - ヒ−トポンプ式蒸気洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車や工作機械等の製造産業に於いて主に
使用されるものであり、溶剤蒸気によって機械部品等の
洗浄を行なうヒートポンプ式蒸気洗浄装置の改良に関す
るものである。

（従来の技術） 従前のヒートポンプ式蒸気洗浄装置は、一般に第２図及
び第３図に示す如く、蒸気洗浄槽１とヒ−トポンプ２と
蒸留槽３等から形成されており、ヒートポンプ２によっ
て溶剤蒸気の凝縮熱の回収と溶剤液の加熱を行なうよう
に構成されている。

即ち、前記蒸気洗浄槽１は溶剤蒸気の存在する洗浄部１
ａと溶剤液の貯留部１ｂとから形成されてあり、前記洗
浄ｉ１ａの側壁に冷却管４が、また前記貯留部ｌｂ内に
電気ヒータ５が夫々設けられている。

又、前記ヒートポンプ２は圧縮機２ａ、凝縮器２ｂ、膨
張弁２ｃ、蒸発器２ｄ等より構成されており、前記蒸発
器２ｄの熱交換管６に冷却水循環ポンプ７を介設して前
記冷却管４が、また前記凝縮器２ｂの熱交換管８に溶剤
循環ポンプ９を介設して蒸気洗浄槽１の貯留部１ｂが、
夫々環状に連通されている。

更に、前記蒸留槽３はその内部に気相部３ａと液相部３
ｂが形成されており、気相部３ａは前記蒸気洗浄槽１の
洗浄部１ａへ、また液相部３ｂは前記洗浄槽１内の被洗
浄物１０下方に配設したドレンパン１１内へ夫々連通さ
れている。

而して、蒸気洗、争槽１内の溶剤液はヒータ５又はヒー
トポンプ２の凝、略′４２ｂの熱交換管８によって加熱
され、蒸発する。又、発生した溶剤蒸気は被洗浄物１０
及び冷却管４によって冷却され、凝縮する。この際、冷
却管４に与えられた凝縮熱は冷却水１２及び蒸発器２ｄ
を介してヒートポンプの熱媒体に回収され、ヒートポン
プにより昇温・昇圧された後、溶剤液の加熱に再利用さ
れる。この様に、所謂熱閉鎖サイクルにより溶剤液の加
熱と凝縮が行なわれている。

一方、被洗浄物１０の外表面で凝縮した溶剤液は、物品
の外表面に沿って流下する間に洗浄作用を果し、洗浄後
の汚染溶剤液はドレーンパンｌｌ上に集められる。集め
られた汚染溶剤液は引続き蒸留槽３の液相部３ｂへ導出
され、ヒータ１４でｊＪｏ熱される。加熱により蒸溜精
製された溶剤蒸気は洗浄部１ａへ戻され、また冷却管４
によって凝縮された清浄溶剤液は、直接貯留部１ｂへ戻
されて行く。

尚、第３図はヒートポンプ２の凝縮器２ｂを蒸気洗浄槽
１の貯留部へ浸漬する構成としたものであり、第２図の
場合と基本的に同一である。又、第２図及び第３図に於
いて１５は蒸溜１１３のブロー弁であり、濃縮汚染溶剤
液の排出に利用される。

前記従前のヒートポンプ式蒸気洗浄装置は、被洗浄物１
０を迅速且つ確実に洗浄することができ、優れた実用的
効用を奏するものである。

然し乍ら、従前のヒートポンプ式蒸気洗浄装置にも、未
だ下記の如く解決すべき問題点が多く残されている。

（１）蒸気洗浄慣１の貯留部ｌｂ内へ熱交換管８やヒー
トポンプ凝縮器２ｂを浸漬する構成としているため、伝
熱面や槽底の点検が極めて不便なうえ、構造的に貯留部
１ｂの容積が比較的大きくなる。その結果、溶剤使用量
の増大及び熱容量の増加を招き、洗浄負荷に対する応答
性が低くなること。

（２）貯留部ｌｂ内の溶剤液が循環ポンプ９によって循
環攪拌されるため、伝熱機構上貯留部１ｂの槽ＩＪＩ及
び槽壁よりの放熱損失が大となり、熱経済が悪化するこ
と。

（３）　　１ｇ剤液の加熱システムが、蒸気洗浄槽１内
のヒータ５と蒸留槽３内のヒータ１４とヒートポンプ２
とによる三元的な加熱になっているため、加熱制御や加
熱操作が極めて複雑になること。

（４）蒸留槽３内の汚染溶剤液は衰度が高いため、ヒー
タ１４の外表面上に固形物が析出し易く、ヒータの焼付
事故を生じ易いこと。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従前のヒートポンプ式蒸気洗浄装置に於ける
前記（１）〜（４）の様な問題の解決を課厘とするもの
であり、蒸気洗浄槽１の小形化を図ることにより溶剤液
使用量の減少、負荷応答性の向上及び熱経済性の向上を
可能にすると共に、電気ヒータによる溶剤液の直接加熱
を排してヒートポンプによる一元的な溶剤液加熱とする
ことにより、加熱操作の容易化やヒータトラブルの防止
を可能にしたヒートポンプ式蒸気洗浄装置を提供するも
のである。

又、本発明は、従前の蒸留槽３に代え、比重差により溶
剤の浄化を図るようにした構造の新規な蒸気発生槽を使
用することにより、負荷応答性や熱経済の大幅な向上を
可能にしたヒートポンプ式蒸気洗浄装置を提供するもの
である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、洗浄部に冷却管とトレーパンを備えた蒸気洗
浄槽と；隘流堰により内部を濃縮液室と清浄液室に分割
し、隘流堰近倚の濃１）宿液室内にもぐり堰を配設する
と共に、清浄液室と前記蒸気洗浄槽の槽底部との間、濃
縮液室と前記トレーパンとの間及び槽内部と前記蒸気洗
浄槽の洗浄部との間を夫々連通して成る蒸気発生槽と；
前記蒸気洗浄槽の冷却管内を流通する冷媒を冷却する蒸
発器と前記蒸気発生槽の清浄溶剤液を加熱する凝縮器と
を備えたヒートポンプと；前記蒸気洗浄槽の冷却管の冷
媒流通路に介設したヒータを有する冷媒タンクを、発明
の基本構成とするものである。

（作用） 蒸気洗浄槽１内に配設したドレーンパン１１上に集めら
れた物品洗浄後の汚染溶剤液は、管路３２を介して蒸気
発生槽１６の！！縮、液室１６　ａに戻される。

ＩＩＷ３液室１６　ａ内の汚染溶剤液は幾度に応じて分
離され、汚染された溶剤液は比重が下って液面近傍に集
まり、清浄な溶剤液は濃縮液室底部に溜まる。

比重差により分離された比較的清浄な溶剤液は、もぐり
堰２４及び隘流堰おを介して清浄液室１６　ｂ内へ入り
、管路２１を通してヒートポンプ２の凝縮器２ｂへ送ら
れ、加熱される。凝縮器２ｂで加熱された気液混合状態
の溶剤は、管路２２を通して蒸気発生槽１６内へ送られ
、ここで気液分離が行なわれた後、溶剤蒸気のみが管２
６を通して蒸気洗浄ＰＩＩｌ内へ戻される。

又、濃縮液室ｌａ内の汚染溶剤液は、バルブ四を適宜に
開放することにより、漏斗体２７を介して外部へ導出さ
れる。

一方、冷却管４に於いて凝縮された溶剤蒸気の凝縮熱は
、冷却水１２及び蒸発器２ｄを介してヒートポンプ２の
熱媒に伝えられ、圧縮昇温された熱媒により凝縮２３２
ｄに於いて溶剤液の加熱が行なわれる。

又、装置の起動時や負荷の急増時には、水タンク１７の
補助ヒータ３１が作動し、ヒートポンプ２の熱媒に与え
る一！’Ｓｆｔを増すことにより、溶剤液加熱用熱−１
を補助的に供給する。

本発明に於いては、溶剤液の加熱がヒートポンプ２のみ
によって一元的に行なわれるため、加熱操作が極めて＠
素化される。又、汚染溶剤液の浄化を溶剤液の比重差を
利用して行なうため、蒸溜、？＃製に比・咬してエネル
ギー消費壜が著しく減少する０ （実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係るヒートポンプ式蒸気洗浄装置の
系統図であり、前記第２図及び第３図に於ける構成部材
と同じ部材には、同一参照番号が使用されている。

図に於いて１は、蒸気洗浄槽であり、２はヒートポンプ
、１６は蒸気発生槽、１７は冷媒タンク（水タンク）で
ある。

前記蒸気洗浄槽１は、その槽底部に小容量の液溜１８が
形成されており、該液溜１８を除く槽内全空間は、溶剤
蒸気の充満する洗浄部１ａとなっている０ 又、当該蒸気洗浄槽１の上部槽壁には冷却管４が配設さ
れており、冷却管４の入口端は冷却水循環ポンプ７を介
設した管路１９により、また冷却管４の出口端はタンク
１７を介設した管路２０により、夫々ヒートポンプ蒸発
器２ｄの熱交換管６へ接続されている。更に、蒸気洗浄
槽１の中央部にはドレーンパン１１が配設されており、
その上方に機械部品等の被洗浄物１０が載置されている
。

前記ヒートポンプ２は、圧縮機２ａ、凝縮器２ｂ膨張弁
２ｃ、蒸発′ａ２ｄ等より構成されており、蒸発器２ｄ
の熱交換管６は２．前述の如く管路１９゜２０を介して
冷却管４へ、また、ａ　検器２　ｄの熱交換管８は管路
２１，２２を介して後述する蒸気発生槽１６へ夫々接続
されている。

前記蒸気発生槽１６は、その内部が隘流堰２３によって
濃縮液室１６　ａと清浄液室１６　ｂとに分割されてお
り、且つ濃縮液室１６　ａの隘流堰２３側には、上方部
に通孔２４　ａを設けたもぐり堰冴が上方より垂設され
ている。前記隘流堰２３により区分された蒸気発生槽１
６の清浄液室１６　ｂは、溶剤循環ポンプ９を介設した
管路２１により、凝縮器２ｂの熱交換管８人口側へ接続
されており、更に該清浄液室１６　ｂの底部は、連通管
２５により蒸気洗浄槽１の液溜１８に連通されている。

一方、前記隘流堰ｎにより区分された蒸気発生１Ｉ１１
６の濃縮液室１６　ａは、気液混合管２２により凝縮器
２ｂの熱交換管８へまた、管路３２を介してドレーンパ
ン１１へ夫々連通されており、更に、蒸気発生槽１６の
上部空間は、溶剤蒸気管２６により蒸気洗浄槽１の洗浄
部ｌａ内へ連通されている。

前記濃縮室１６　ａの溶剤液面近傍には、液中へ埋没せ
しめた状態で漏斗体２７が配設されており、管２８及び
バルブ四を介して漏斗体下部が濃縮液室１６ａの外方へ
導出されている。尚、３０は農、酪液室１６　ａ内の溶
剤液のブロー弁である。

前記管路２０に介設した冷媒タンク１７は、起動時や高
負荷時に必要な補助熱量を冷媒１２に与えるものであり
、電気ヒータ若しくは蒸気ヒータ３１を備えている。

次に、当該ヒートポンプ式蒸気洗浄裟行の作動について
説明する。

蒸気発生槽１６内で発生した溶剤蒸気は、溶剤蒸気管２
６を通して蒸気洗浄槽１の洗浄部１ａへ供給される。洗
浄部１ａの溶剤蒸気は、被洗浄物１０及び冷却管４によ
って冷却凝縮され、冷却金４で凝縮された清浄溶剤液は
、液留１８に貯留された後、連通管２５を介して蒸気発
生槽１６の隋浄室１６　ｂへ流れ込む。

一方、被洗浄物ｌＯの外表面で凝縮し、物品の表面に沿
ってこれを洗浄しつつ流下した汚染溶剤液は、ドレーン
パン１１に受容された後、管路３２を通して濃縮液室１
６　ａ内へ導かれる。ところで、濃縮された汚染溶剤液
は、清浄溶剤に比較して比重が軽いため、濃縮液室ｉ６
　ａ内の溶剤液は潰縮変に応じて分清され、純度の低い
溶剤液は膜表面部に、また純度の高い溶剤液は底部に溜
まる。

その結果、清浄溶剤液がもぐり堰２４の下方を（ぐって
隘流堰２３から清浄室１６　ｂ内へ移流されることにな
り、また濃縮室１６　ａの液面近傍に溜まった汚染溶剤
液は、溶剤液の比重又は沸点の検出による弁四の開閉制
御により、適宜に系外へ排出される（汚染溶剤液は、比
重が下り且つ沸点が上昇する）０ 前記冷却管４上で凝縮した溶剤蒸気の凝縮熱は、冷却管
４を介してポンプ７により循環されている冷却水１２に
与えられ、蒸発器２ｄの熱交換管６を介してヒートポン
プ２の熱媒体屯こより回収される。

又、起動時や高負荷時には、水タンク１７内の補助ヒー
タ３１が作動し、冷却水１２に所要熱量を与えることに
より、ヒートポンプ２を介して所定の補給熱量が供給さ
れる。

前記凝縮熱を回収した熱媒体は、ヒートポンプ２の系内
に於いて圧縮昇温され、凝縮器２ｂに於いて、循環ポン
プ９により熱交換管ｓ内を流通する清浄溶剤液を加熱す
る。熱交換管８で加熱された気液混合状態の高温溶剤は
、管路２２を通して濃縮液室１６　ａの溶剤液内へ戻さ
れ、ここで溶剤気液の分離が行なわれる。

濃縮液室Ｌ６　ａ内で分離された溶剤蒸気と、通孔２４
　ａを通って移流して来た清浄液室１６　ｂ内の溶剤蒸
気とは、前述の如く溶剤蒸気管２６を通して蒸気洗浄槽
ｌの洗浄部ｌａ内へ１＃給されて行く。

尚、前記実施例に於いては、蒸気洗浄槽１の槽底に液溜
１８を形成するようにしているが、槽底に傾斜を設けた
り、槽底に傾斜溝等を配設して溶剤液を集めてもよいこ
とは勿論である。

又１１本実施例では、漏斗体２７により汚染溶剤液を外
部へ排出するようにしているが、横長状のトレイを濃縮
液室内に配設したり、或いは僧外壁にドレーン管を取付
け、これ等を介して液間逓倍の汚染溶剤液を排出するよ
うにしてもよい。

更に、本実施例では気液混合管２２の先端を項線液室１
６　ａ内の溶剤液内へ挿入するようにしているが、液面
上方の空間部へ気液混合体を噴出して気液分離を行なう
ことも可能である。

又、本実施例では、循環ポンプ９により溶剤液を凝縮器
２ｂへ循環させる溝成としているが、凝縮器２ｂを蒸気
発生槽１６の清浄液室１６　ｂ内へ浸漬することにより
、溶剤液の加熱を行なうことも可能である。

（発明の効果） 大発明は上述の通り、蒸気発生槽１６を別途に設け、蒸
気洗浄槽１の内部は洗浄部１ａのみとしている。その結
果、従来の蒸気洗浄槽の如く槽下部に大容量の溶剤液貯
留部を必要とすることが無くなり、洗浄槽１の小形化及
び洗浄槽底部よりの熱放散の）、戎少が可能となる。

また、溶剤液はヒートポンプ２のみによって加熱し、電
気ヒータ等による溶剤液の加熱は行なわないため、溶剤
内固形物の析出によるヒータの焼損等が皆無となると共
に、溶剤液の加熱が一元化され、加熱操作や加熱制御が
著しく容易になる。

更に、本発明に於いては、蒸気洗浄１ｉ１１から独立し
た小形の蒸気発生槽を設け、ここでヒートポンプ２によ
り加熱した高温の溶剤気液混合体の気液分雅を行なうと
共に、溶剤液の比重差を利用して汚染溶剤液と清浄溶剤
液の分離を行なう様にしている。その結果、前述の如く
蒸気洗浄槽１の大幅な小形化が図れるだけでなく、蒸溜
方式による溶剤液浄化に比較して電力費が削減され、し
かも蒸気発生槽１６は比較的小形でよいため、熱損失や
所要溶剤層が大幅に減少する。

そのうえ、蒸気洗浄槽１の冷却管４の系統に補助ヒータ
を備えたタンク１７を設置し、装置の起動時や洗浄負荷
の急増時には、ヒータ３１により補助熱量を冷却水１２
に与える溝成としているため、装置の起動を迅速に行な
えると共に負荷変動に対する応答性も高く、且つヒータ
の焼損等の心配は全く無い。

本発明は上述の通り、優れた実用的効用を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すヒートポンプ式蒸気
洗浄装置の系統図である。 第２図及び第３図は、従前のヒートポンプ式蒸気洗浄装
置の系統図である。 １　　蒸気洗浄槽 １ａ　洗浄部 ｌｂ　　貯留部 ２　　ヒートポンプ ２ａ　　　　ＢＥ縮１幾 ２ｂ　凝縮器 ２ｃ　膨張弁 ２ｄ　蒸発器 ４　　冷却管 ６　　蒸発器熱交換管 ７　　冷却水循環ポンプ ８　　凝縮器熱交喚管 ９　　溶剤液循環ポンプ １０　　　被洗浄物 １１　　　ドレーンパン １２　　　冷却水 １６　　　蒸気発生槽 １６　ａ　　濃縮室 １６　ｂ　　消浄室 １７　　　冷媒タンク １８　　　液溜 １９．２０．２１　　管路 ２２　　　気液混合管 ２３　　　隘流堰 ２４　　　もぐり堰 ２５　　　連通管 ２６　　　溶剤蒸気管 ２７　　　漏斗体 四　　制御弁 ３１　　　ヒータ 特許出願人　　　　　関東自動車工業株式会社株式会社
　タ　り　マ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）洗浄部（１ａ）に冷却管（４）とドレーンパン（
   １１）を備えた蒸気洗浄槽（１）と；隘流堰（２３）に
   より内部を濃縮液室（１６ａ）と清浄液室（１６ｂ）に
   分割し、隘流堰（２３）近傍の濃縮液室（１６ａ）内に
   もぐり堰（２４）を配設すると共に、清浄液室（１６ｂ
   ）と前記蒸気洗浄槽（１）の槽底部との間、濃縮液室（
   １６ａ）と前記ドレーンパン（１１）との間及び槽内部
   と前記蒸気洗浄槽（１）の洗浄部（１ａ）との間を夫々
   連通して成る蒸気発生槽（１６）と；前記蒸気洗浄槽（
   １）の冷却管（４）内を流通する冷媒を冷却する蒸発器
   （２ｄ）と前記蒸気発生槽（１６）の清浄溶剤液を加熱
   する凝縮器（２ｂ）とを備えたヒートポンプ（２）と；
   前記蒸気洗浄槽（１）の冷却管（４）の冷媒通路に介設
   したヒータ（３１）を有する冷媒タンク（１７）とより
   構成したヒートポンプ式蒸気洗浄装置。
2. （２）槽底に液溜（１８）を設けた蒸気洗浄槽（１）を
   用いる特許請求の範囲第１項に記載のヒートポンプ式蒸
   気洗浄装置。
3. （３）濃縮液室（１６ａ）の液面近傍の溶剤液を槽外へ
   排出自在とした蒸気発生槽（１６）を用いる特許請求の
   範囲第１項に記載の蒸気洗浄装置。
4. （４）ヒートポンプ（２）の凝縮器（２ｂ）で加熱した
   溶剤の気液混合体を濃縮液室（１６ａ）の溶剤液内へ環
   流させるようにした蒸気発生槽（１６）を用いる特許請
   求の範囲第１項に記載の蒸気洗浄装置。