JPH0230445Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は金属表面の処理装置とりわけ浸漬式ク
ローズド型の表面処理装置に関するものである。

〔従来の技術〕

金属製品等に塗装などの皮膜形成を行うに際し
ては、素地面を化学的に脱脂、化成、あるいはク
ロム酸、りん酸等で処理することが行われる。こ
の金属表面処理方法のひとつとして、複数基の浸
漬槽を配し、被処理物を薬液槽に漬け、さらに順
次次段以降の水洗槽に移送して浸漬を繰返し、水
洗水で薬液を洗い落す手段が汎用されている。こ
の浸漬方式は被処理物の形状や構造が複雑でもす
みずみまで薬液や水洗水をゆきわたらせることが
できる利点があるため、スプレー方式では十分に
処理できない被処理物の裏面処理方式として使用
されている。

〔本考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の浸漬式金属表面処理装置
では、各水洗槽への薬液の持込みが増加して洗浄
効果が低下するのを防止する方法として、単に各
水洗槽の最終槽に新鮮水を給水し、順次前送する
だけであつたので、薬液成分を含む多量の有害排
水が発生し、その処理に非常に負担がかかり、設
備費やランニングコストが高価となる問題があつ
た。

この対策として、水洗ゾーンの最終段に新鮮水
を補給し、生じた余剰水を次々と前段の水洗ゾー
ンに送り、第１段の水洗ゾーンの余剰水をその前
段の薬液槽に移送し、薬液ゾーンまたはその近傍
の水洗ゾーンで薬液又は水洗水を蒸発させ、フア
ンで排気する手法が知られている。

この手法は、前記のような単純な新鮮水の前送
方式に比べ排水を少なくすることはできるが、水
を蒸発するのに要する潜熱を、主として薬液槽を
加熱するための燃料（たとえばブタンガス）で得
ているので、燃料費が非常にかさみ、ランニング
コストが高価になるという問題があつた。

また、アルミニウム製品のクロメート処理など
においては、薬液中に有害物質が多量に含まれる
が、上記方法ではこの有害物質の処理に実効が乏
しく、地域によつては、公害発生の面から排水が
規制されるため、表面処理そのものを実施できな
いケースもあつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、前記のような従来の浸漬式表面処理
装置の問題点を解決しようとするもので、その目
的とするところは、薬液槽（薬液）を特別な燃料
なしで、あるいはきわめて少ない燃料で加熱でき
ると同時に、有害物質を含む薬液の回収を薬液処
理工程に悪影響を及ぼすことなく効率よく行え、
また洗浄水前送り方式による余剰水の発生を的確
に防止し、洗浄用の新鮮水使用量を著しく低減で
きるクローズド型の浸漬式表面処理装置を提供す
ることにある。

上記目的を達成するため、本考案は、トンネル
状ブースに薬液ゾーンとこれに続く複数段の水洗
ゾーンを設け、薬液ゾーンは化学薬剤を含む水溶
液を収容した浸漬用薬液タンクを備え、水洗ゾー
ンは水洗水を収容した浸漬タンクを有し、ブース
には被処理物を吊持し前記浸漬用薬液タンクと浸
漬タンクに被処理物を順次浸漬・引上げ・移送さ
せるコンベアを備え、さらに最終ゾーンには浸漬
タンクの水洗水を薬液ゾーンに到るまで順次前送
りしてタンクから引上げられた被処理物をスプレ
ー水洗する手段を設け、最終水洗ゾーンには新鮮
水による付着置換を行う手段を設けた浸漬式表面
処理装置において、前記浸漬用薬液タンクをヒー
トポンプを有する循環系で結ぶ一方、薬液ゾーン
の近傍上側にブースと仕切り壁で区画され上部が
排気ダクトを介してヒートポンプの冷媒蒸発器側
に接続する蒸発室を隔設し、該蒸発室にポンプを
介して浸漬用薬液タンクと結ばれたスプレー機構
を設けると共に、外部からの熱風導入部を設けた
ものである。

〔作用〕

上記構成により、被処理物は薬液ゾーンにおい
て浸漬用薬液タンク中に浸漬された後、数段の水
洗ゾーンにおける浸漬タンクに順次浸漬された付
着液が洗い落されるが、この操業中、薬液ゾーン
に近くかつこれに区画された専用の蒸発室では、
浸漬用薬液タンクからの薬液がスプレーノズル機
構によりスプレーされつつ熱風導入部から熱風が
吹込まれる。蒸発室は薬液処理空間や被処理物移
送空間と隔離されているため、薬液処理工程に悪
影響を及ぼさず、熱風導入量や温度、薬液スプレ
ー量の自由度が高いため、薬液を効率よく蒸発さ
せることができる。

そして、蒸発したものは、蒸発室からヒートポ
ンプの冷媒蒸発器に送入され、ここで冷却された
上で大気中に排気され、凝縮水は水洗水として最
終段の水洗ゾーンなどに送られ再利用される。

一方、ヒートポンプの冷媒は、前記のように蒸
気と熱交換した後凝縮器側に入るが、ここには薬
液ゾーンから循環配管により薬液が送入されてい
るので、水分の凝縮により生じた潜熱により薬液
が加熱され、水の蒸発熱に相当する熱量の全部ま
たは一部を供給する。これにより燃料なしで効果
的に蒸発を継続させることができる。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明す
る。

第１図は本考案に係る浸漬式クローズド型表面
処理装置の概要を示し、第２図は本考案装置の要
部を示している。第３図は本考案の系統図であ
り、説明の都合から第２図の蒸発室を展開状態す
なわち薬液ゾーンのブースと同一面上で示してい
る。

本考案装置は、公知のこの種の装置と同様に、
トンネル状ブースに薬液ゾーン１とこれに続き複
数段の水洗ゾーン２Ａ〜２Ｆを有している。３は
前処理乾燥炉、４は塗装部、５は塗装焼付炉であ
り、薬液ゾーン１から塗装焼付炉５にかけてはコ
ンベアＨが架設され、このコンベアＨにより金属
製品などの被処理物Ｉが移送され、薬液ゾーン１
から水洗ゾーン２Ａ〜２Ｆにおいて順次停止し、
昇降されることで薬液や水洗水に浸漬されるよう
になつている。

前記薬液ゾーン１は、トンネル状ブース（第２
図では上部を省略している）２６と下方の浸漬用
薬液タンク６を備え、浸漬用薬液タンク６には薬
液（脱脂液、酸液、クロム液、、リン酸液など）
が収容され、これにコンベアＨが移送された被処
理物Ｉが浸漬され、次いで引上げられるようにな
つている。一方、第１水洗ゾーン２Ａないし第６
水洗ゾーン２Ｆも、第３図のごとくそれぞれ水洗
水を収容する浸漬タンク８ａ〜８ｆを有し、これ
らにコンベアＨで移送された被処理物Ｉが順次浸
漬され・次いで引上げられるようになつている。
図示するものでは、第１水洗ゾーン２Ａの浸漬タ
ンク８ａと第６水洗ゾーン２Ｆの浸漬タンク８ｆ
には加熱手段７が設けられ、湯洗を行うようにな
つている。

前記浸漬タンク８ａ〜８ｆには、それぞれ順次
前段の浸漬タンク上方へと延出する導水配管１０
ａ〜１０ｇが設けられ、それら各導水配管１０ａ
〜１０ｇにはポンプＰ１〜Ｐ６が介在接続される
と共に、それぞれタンク上方位置に相当する配管
先端にはスプレーノズル１１ａ〜１１ｇが設けら
れている。

前記導水配管１０ａ〜１０ｇには制御バルブ１
２ａ〜１２ｇが設けられており、それら制御バル
ブ１２ａ〜１２ｇは、第２水洗ゾーン２Ｂで代表
的に示すごとく、リミツトスイツチ等の検出器１
３と電気的に接続され、被処理物Ｉの昇降による
検出器１３の作動信号により自動的に開閉される
ようになつている。

なお、必要に応じ、導水配管１０ａ〜１０ｇに
は前段の浸漬タンクに臨むボールタツプ弁１４を
接続してもよい。

最終水洗ゾーンである第６水洗ゾーン２Ｆに
は、これと独立した貯槽８ｇが配設され、これに
たとえば純水装置１５を介して新水が貯えられる
ようになつていると共に、ポンプＰ７を介して新
水導管１０ｇが最終の浸漬タンク８ｆまで延出さ
れ、先端のスプレーノズル１１ｇにより付着水置
換が行われるようになつている。

前記薬液ゾーン１においては、従来ではトンネ
ル状ブース２６で前後を除いて囲まれ、その空間
で被処理物Ｉが移送され、間欠的に昇降されるよ
うになつているが、本考案においては、第２図の
ように、薬液ゾーンブース外側上方位置に、仕切
り壁４０を介して所要容積の蒸発室１６を隔設し
ている。この蒸発室１６はスプレーノズル１１ａ
で前送りされた水洗水の加水量を除去するための
専用室であり、薬液や水洗水を被処理物に散布す
るためのものではない。前記蒸発室１６内にはス
プレー機構１７が配設されている。該スプレー機
構１７は浸漬用薬液タンク６とポンプＰ１０を介
して配管１８で接続されており、さらに蒸発室１
６の適所には、熱風導入部１９が設けられてい
る。

前記熱風導入部１９は配管により供給源と接続
されるもので、具体的には、前処理乾燥炉３、塗
装焼付炉５、脱臭装置あるいは薬液加温手段など
の排気系と接続される。これにより、それらの廃
熱が有効利用される。

前記蒸発室１６の下部には蒸発されなかつた薬
液を浸漬用薬液タンク６に戻すための流下路が設
けられている。一方、蒸発室１６の上部には排気
ダクト２０が設けられ、この排気ダクト２０に
は、気液分離器２１とロードフアン２２が接続さ
れており、気液分離器２１には、タンク６に液を
戻すための戻し管２３が設けられている。

そして、前記蒸発室１６の外部には、浸漬用薬
液タンク６中の薬液を加熱するための手段とし
て、ヒートポンプ２４が配置されている。このヒ
ートポンプ２４は、冷媒蒸発器２７と凝縮器２９
とそれらの間に冷媒を循環させる冷媒配管３１
と、配管中に介在接続された圧縮機２８および膨
張弁３０とを備えている。

冷媒蒸発器２７の器内には前記ロードフアン２
２から導かた排気ダクト２０′が連絡され、他所
には排気部３３が設けられている。また、冷媒蒸
発器２７には任意の水洗ゾーンまたは給水槽８ｇ
に到る水回収配管３２が接続されている。

一方、前記浸漬用薬液タンク６には、フイルタ
３４，３４′とポンプ３５を備えた配管３７が導
出され、この配管３７はさきの凝縮器２９に連絡
される。そして、凝縮器２９の他所には、浸漬用
薬液タンク６に到る配管３７′が接続され、それ
ら配管３７，３７′により、凝縮器２９と薬液の
タンク６間の循環系が構成されている。

次に、実施例の装置の使用状態と作用を説明す
る。

操業にあたつては、被処理物ＩはコンベアＨに
より薬液ゾーン１に装入され、ここで停止して浸
漬用薬液タンク６に浸漬され、次いで引上げられ
て第１水洗ゾーンに送られるが、本考案では、被
処理物が浸漬用薬液タンク６の上に引上げられた
ときに、第１水洗ゾーンの浸漬タンク８ａから導
かれた水がスプレーノズル１１ａによりスプレー
され、それから、浸漬タンク８ａに浸漬されるこ
とにより第１段の水洗が行われる。以下同様に、
第１水洗ゾーン２Ａから第２水洗ゾーン２Ｂで水
洗され、最終水洗ゾーン８ｆから送出される前に
スプレーノズル１１ｇにより新鮮水がスプレーさ
れる。

そして、前記のような操業中、薬液ゾーン１に
別途隔設された専用の蒸発室１６内のスプレー機
構１７には、ポンプＰ１０と配管１８を介して浸
漬用薬液タンク６から薬液が供給され、スプレー
機構１７から蒸発室１６にスプレーされる。そし
て、この操業中、熱風導入部１９から蒸発室１６
に熱風が吹込まれるため、蒸発室１６の室内温度
が上がり、スプレー液の温度が低くても充分に蒸
発する。この蒸発室１６はトンネル状ブース内の
薬液処理空間と隔設された蒸発専用空間であるか
ら容積の自由度があり、スプレー機構１７からの
スプレー量も自由度が高い。また導入する熱風の
温度や量も自由度がある。そのため、前記第１水
洗ゾーン２Ａからのスプレーノズル１１ａで供給
された水量が確実に除去され、余剰水の発生が抑
制される。また、気液分離器２１による薬液ミス
ト捕集効率も良くなり、また後記するヒートポン
プ２４で回収する熱量が少なくて済み、ヒートポ
ンプの所要動力も小さくて済む。しかも、熱風を
ブース入口に吹込む場合には、ブース内の気流を
乱し、時としてコンベアで吊り搬送される被処理
物を不必要に揺動させたり、あるいはブース内温
度を不必要に上昇させ、薬液温度を上げたりする
不具合があるが、本考案では、この不具合を生じ
ることなく、円滑、確実に補給水量分を除去させ
ることができる。

上記のようにして、蒸発室１６で発生した蒸気
は、ロードフアン２２により排気ダクト２０を通
して気液分離器２１に送入され、排気中に含まれ
る薬液ミストが除かれる。除かれた薬液は、戻し
管２３により浸漬用薬液タンク６に戻される。気
液分離器２１から排出される排気は、さらにヒー
トポンプ２４で処理されることで薬液加熱と水洗
水の生成が行われる。

すなわち、ロードフアン２２を出た排気は、ヒ
ートポンプ２４の冷媒蒸発器２７に送入され、こ
こで冷媒配管３を通る冷媒と熱交換されることに
より冷却され、空気は排気部３３から放出され、
蒸気は凝縮して水となり、水回収配管３２により
給水槽８ｇに送り込まれる。そして、配管１０ｇ
を介して前記スプレーノズルに新鮮水として供給
される。なお、給水槽８ｇの水が減少することが
あれば、純水装置１５により新鮮水を補給する
が、この場合も、新鮮水の使用量はきわめて少な
くて済む。

一方、浸漬用薬液タンク６の薬液は、配管３
７，３７′によりヒートポンプ２４の凝縮器２９
を循環し、第３図の矢印のように流れる。凝縮器
２９には、前記のように蒸気との熱交換で昇温し
た冷媒が圧縮機２８により導入されていることか
ら、薬液は繰返し加熱されて薬液タンク６に戻
る。

上記加熱は、水分の凝縮により生じた潜熱を利
用することから、加熱熱量は水洗用のスプレーノ
ズルによる水分蒸発に必要な熱量を充分に満し、
薬液加熱のための余分な燃料を必要としない。本
考案は、スプレー水洗により増加した水分をブー
ス内でなくこれと隣接する別の蒸発室１６におい
てスプレーと熱風により蒸発させ、その後排気ダ
クト２０を介して気液分離器２１で薬液ミストを
除去し、薬液は逐次浸漬用薬液タンク６に戻す。
次いで、ヒートポンプ２４の冷媒蒸発器２７で冷
却し、蒸気を凝縮して水洗水として戻し、さら
に、ヒートポンプ２４で回収した熱を戻して浸漬
用薬液タンク６の加熱源としている。

そのため、本考案によれば、供給するものとし
ては、少量の補給新鮮水とヒートポンプ２４を運
転する電力だけで足りる。しかも既述のように蒸
発室１６への熱風吹込み量と温度の自由度が高い
ため、冷媒蒸発効率がよくなり、ヒートポンプ２
４の所要動力も小さくて済む。従つて、全く無公
害のしかもコントロールの容易な表面処理装置と
することができるものである。

〔考案の効果〕

以上説明した本考案によれば、被処理物を薬液
及び水洗水に順次浸漬して表面処理を行うため、
凹凸があるなど複雑形状の被処理物を良好に表面
処理できる基本的効果に加え、浸漬用薬液タンク
６をヒートポンプ２４を有する循環系で結ぶ一
方、薬液ゾーン１の近傍上側にブースと仕切り壁
４０で区画され上部が排気ダクト２０を介してヒ
ートポンプ２４の冷媒蒸発器側に接続する専用の
蒸発室１６を隔設し、該蒸発室１６にポンプを介
して浸漬用薬液タンク６と結ばれたスプレー機構
１７を設けると共に、外部からの熱風導入部１９
を設けたため、次のようなすぐれた効果が得られ
る。

先浄水前送り方式による余剰水の発生を的確
に防止できる。

すなわち、浸漬用薬液タンク６から引上げら
れた被処理物Ｉを前送りされた水洗水で洗浄す
ることにより薬液の水量が増加するが、この水
量の処理手段としてブースと隔たつた専用の蒸
発室１６を用い、この室内に薬液をスプレーす
ると共に直接熱風を吹込んで高温化を図るた
め、ブース内で薬液をスプレーするよりも水分
の蒸発が極めて効果的で、薬液の温度が低くて
も、前送りにより加えられた補給水量を確実に
蒸発させることができ、余剰水の発生を回避で
きる。

薬液回収効率が良くなると共に、ヒートポン
プの所要動力が小さくて済む。

すなわち、専用の蒸発室１６に薬液をスプレ
ーしつつここに直接熱風を吹込んでから気液分
離器２１に送るようにしており、熱風温度、熱
風量の自由度が高いため、薬液ミスト捕集効率
が良くなる。さらに、気液分離器２１からの排
気熱量が高いため、ヒートポンプ２４の冷媒蒸
発器２７での薬液加温効率がよくなり、気液分
離器２１からの戻り薬液温度も高くなるため、
圧縮機等を含むヒートポンプは小型、小容量で
済むことになる。

薬液処理工程に悪影響を与えない。

前送りされた水量の蒸発を薬液ゾーン１のブ
ースと別途独立した専用の蒸発室１６のスプレ
ーと熱風吹込みにより行うため、ブース内での
薬液処理に悪影響を及ぼさず、円滑な表面処理
を行うことができる。すなわち、薬液ゾーンの
ブース内の気流を乱したり、被処理物を揺動さ
せたり、先浄水の噴霧を乱したり、あるいは薬
液温度の不必要な上昇を招いたりしない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る浸漬式クローズド型表面
処理装置の配置関係を示す概略図、第２図は第１
図−線に沿う断面図、第３図は本考案におけ
る流体の流れを示す系統図である。 １……薬液ゾーン、２Ａ〜２Ｆ……水洗ゾー
ン、６……浸漬用薬液タンク、１１ａ〜１１ｇ…
…スプレーノズル、１６……蒸発室、１７……ス
プレー機構、１９……熱風導入部、２０……排気
ダクト、２３……戻し管、２４……ヒートポン
プ、２６……トンネル状ブース、２７……冷媒凝
縮器、２９……凝縮器、３２……水回収配管、３
７，３７′……循環用の配管、４０……仕切り壁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. トンネル状ブースに薬液ゾーン１とこれに続く
   複数段の水洗ゾーン２Ａ〜２Ｆを設け、薬液ゾー
   ン１は化学薬剤を含む水溶液を収容した浸漬用薬
   液タンク６を備え、水洗ゾーン２Ａ〜２Ｆは水洗
   水を収容した浸漬タンク８ａ〜８ｆを有し、ブー
   スには被処理物を吊持し前記浸漬用薬液タンク６
   と浸漬タンク８ａ〜８ｆごとに被処理物を順次浸
   漬・引上げ・移送させるコンベアＨを備え、さら
   に水洗ゾーン２Ａ〜２Ｆには浸漬タンク８ａ〜８
   ｆの終水洗ゾーン２Ｆには新鮮水による付着置換
   を行う手段を設けた浸漬式表面処理装置におい
   て、前記浸漬用薬液タンク６をヒートポンプ２４
   を有する循環系で結ぶ一方、薬液ゾーン１の近傍
   上側にブースと仕切り壁４０で区画され上部が排
   気ダクト２０を介してヒートポンプ２４の冷媒蒸
   発器側に接続する蒸発室１６を隔設し、該蒸発室
   １６にポンプを介して浸漬用薬液タンク６と結ば
   れたスプレー機構１７を設けると共に、外部から
   の熱風導入部１９を設けたことを特徴とする浸漬
   式クローズド型表面処理装置。