JPS6141784A - 浸漬式クロ−ズド型表面処理装置 - 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ｆｒ） 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。この全屈表面処理方法の
ひとつとして、複数基の浸漬槽を配し、被処理物を薬液
槽から順次次段以降の水洗槽に移送し、水洗水で薬液を
洗い落す手段が汎用されている。

（本発明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方法では、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〃「
鮮本を給水し、順次前送するだけであったので、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
題があった。

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
、薬液ゾーンまだはその近傍の水洗ゾーンで薬液または
水洗水を蒸発させ、ファ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
った。

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、上記手法で
はこの有害物質の処理に実効が乏しく、地域によっては
公害発生の面から排水が規制されるため５表面処理その
ものを実施できないケースもあった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記のような従来の浸漬式表面処理手段の問
題点を解消しようとするもので、その目的とするところ
は、有害物質を排水することなく。

しかも、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、洗浄用の新鮮
水使用量を著しく低減できる経済的なりローズド型の浸
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１本発明は、化学薬剤を含む水
溶液中に被処理物を浸漬し表面処理した後、水洗水に浸
漬またはスプレーして水洗を行う表面処理装置において
、薬液ゾーンとこれに続く数段の水洗ゾーンに、水洗水
を順次前段ゾーンに送り、水洗ゾーンの最終ゾーンで新
鮮水による付着水置換を行う手段を設けると共に、薬液
ゾーンまたは任意の水洗ゾーンにスプレー機構を内蔵し
適所に熱風導入部を有する蒸発室を付設し、さらに前記
蒸発室の外部にはヒートポンプを設け、このヒートポン
プの冷媒蒸発器側に前記蒸発室の排気系を連絡すると共
に、ヒートポンプの凝縮器側には前記薬液ゾーンと連絡
する循環配管を接続したものである。

（作　用） 上記構成により、被処理物は薬液ゾーンの薬液中に浸漬
された後、数段の水洗ゾーンにて付着液が洗い落される
が、この操業中、薬液ゾーンまたは水洗ゾーンに付設し
た蒸発室では、薬液または水洗水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
るので、薬液または水洗水は効率よく蒸発する。

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） 以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図ないし第３図は本発明に係る浸漬式クローズド型
表面処理装置の実施例を示す。

まず、第２図は本発明装置の概要を例示しており、薬液
ゾーン１とこれに続く複数の水洗ゾーン２八〜２Ｆ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、薬液ゾーンから塗装焼付炉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
被処理物工が移送され、薬液ゾーン１から水洗ゾーン２
Ａ〜２Ｆにおいて順次停止し、昇降されることで槽中に
浸漬されるようになっている。

第１図は１本発明の詳細を示すもので、薬液ゾーン１１
よ、被処理物工が浸漬されるタンク６を備えている。第
１水洗ゾーン２Ａないし第６水洗ゾーン２Ｆもそれぞれ
水洗水を収容し被処理物工を浸漬する浸漬タンク８ａ〜
８ｆを有しており、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
っている。

そして、前記各浸漬タンク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１０ａ＝
１０ｇが設けられ、それら各導水配管１０ａ〜１０ｇに
はポンプＰＩ−Ｐ７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
ｌｌａ〜１１ｇが設けられている。

前記導水配管１０ａ＝１０ｇには制御バルブ１２ａ〜１
２ｇが設けられており、それら制御バルブ１２ａ〜１２
ｇは、第２水洗ゾーン２Ｂで代表的に示すごとく、リミ
ットスイッチ等の検出器１３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っている。

なお、必要に応じ、導水配管１０ａ〜Ｌｏｇには前段の
浸漬タンクに臨むポールタップ弁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、これにたとえば鈍
水装置ｉ！１５を介して新水が貯えられるようになって
いると共に、ポンプＰ７を介して新水導管Ｌｏｇが浸漬
タンク８ｆまで延出され、先端のスプレーノズルｌ１ｇ
により付着水置換が行われるようになっている。

前記薬液ゾーン１には、第３図のように、所要容積の蒸
発室１６が付設されており、この蒸発室１６内にはスプ
レー機４１１７が配設されている。

該スプレー機構１７は薬液ゾーンｌのタンク６とポンプ
ＰＬＯを介して配管１８で接続されており。

さらに蒸発室１６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、乾燥炉３．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とロードファン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、タンク６中の薬液
（脱脂液、酸液、化成液、クロム液、りん酸液）などを
加熱するための手段として、ヒートポンプ２４が設置さ
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３
１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ァン２２から導
かれた排気ダクト２０′が連絡され、他所には排気部３
３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、前記薬液のタンク６には、フィルタ３４゜３４′
とポンプ３５を備えた配管３７が導出され、この配管３
７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、薬液のタンク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間に循環系が構成されて
いる。

その他国面において、２６はブースである。

なお、本実施例では水洗工程を浸漬方式で行っているが
、場合によっては、スプレ一式で行ってもよい、さらに
、本実施例では、蒸発室１６を薬液ゾーンに設けている
が、薬液として揮発成分を含む場合や、薬液を定期的に
更新する場合などにおいては、第１水洗ゾーン等に設け
てもよい。

次に本発明の実施例で示す装置の使用状態と作用を説明
する。

操業にあたっては、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１本発明では、被処理物が薬液タンク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ｌｌａ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８
ｆから送出される前にスプレーノズルｌ１ｇ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に付設され
ている蒸発室１６内のスプレーＩａｆＩ１１７には、ポ
ンプＰＩＯと配管１８を介して薬液タンク６から薬液が
供給され、スプレー機構１７から蒸発室１６中にスプレ
ーされる。これにより、前記スプレーノズルｌｌａで供
給された水分が除去され、余剰水の発生が防止される。

また、蒸発室１６には熱風導入部１９が設けられている
ので、操業中、ここから熱風を吹込むことにより、蒸発
室１６の室内温度が上がり、スプレー液の温度がある程
度低くても充分水が蒸発する。そのため、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
ンプの動力が小さくて済む。

上記のようにして、蒸発室１６で発生した蒸気は、ロー
ドファン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により薬液タンク６に
戻される。

気液分Ｍ器２１から排出される排気は従来ではそのまま
大気中に捨てられていたが、本発明では、この排気をさ
らにヒートポンプ２４で処理することにより、薬液加熱
と水洗水の生成を行うものである。

すなわち、ロードファン２２を出た排気は、ヒートポン
プ２４の冷媒蒸発儲２７に送入され、ここで冷媒配管３
１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。従って、水
洗水は本発明装置を＠環することになる。

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、
新鮮水の使用量は極めて少なくて済む。

一方、薬液タンク６の薬液は、配管３７．３７″により
ヒートポンプ２４の凝縮器２９を循環し、第１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。

以上のように１本発明では、排気ダクトを通った排気は
気液分離器２１で薬液ミストが除かれ、薬液は逐次薬液
タンク６に戻される０次いで、ヒートポンプ２４の冷媒
蒸発優２７で冷却され、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薬
液タンク６の加熱源としている。

そのため、本発明によれば、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
で足るわけで、しかも既述のように蒸発室１６への熱風
吹込みにより室内温度が上がるので、ヒートポンプ２４
の動力も小さくて済む、従って、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。

本発明者らにより、実地に試験を行ったところ、スプレ
ーノズルｌ１ｇからの新鮮水が９５．５Ｑ／ｈ（７７，
５Ｑ／ｈの凝縮水と１８　Ｑｌｂの製品持出水）、薬液
ゾーン上部の蒸発室１６で水分蒸発が１５５　Ｑｌｂの
場合、ヒートポンプの圧縮機の動力は２０ＫＷ／ｈとな
った。燃料で薬液タンクを単純に加温する場合は、プロ
パンガス１５ｋｇ／ｈが必要であった。

（効　　果） 以上説明した本発明によるときには、薬液タンクまたは
水洗槽の廃熱を利用して蒸発水を凝縮再利用できるとと
もに、薬液タンクまたは水洗槽の加温が効率よく行われ
るので、きかめて経済的に完全なりローズド処理が可能
になるなどのすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る浸漬式クローズド型表面処理装置
の一実施例を示す概略図、第２図は本発明の配置関係を
示す平面図、第３図は薬液ゾーンの断面図である。 １・・薬液ゾーン、２Ａ〜２Ｆ・・水洗ゾーン、６・・
薬液タンク、ｌｌａ〜ｌ１ｇ・・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、２７・・冷媒凝縮器、２９・・凝縮器、３
２・・水回収配管、３７．３７″・・循環用の配管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 化学薬剤を含む水溶液中に被処理物を浸漬し表面処理し
   た後、水洗水に浸漬またはスプレーして水洗を行う表面
   処理装置において、薬液ゾーンとこれに続く数段の水洗
   ゾーンに、水洗水を順次前段ゾーンに送り、水洗ゾーン
   の最終ゾーンで新鮮水による付着水置換を行う手段を設
   けると共に、薬液ゾーンまたは任意の水洗ゾーンにスプ
   レー機構を内蔵し適所に熱風導入部を有する蒸発室を付
   設し、さらに前記蒸発室の外部にはヒートポンプを設け
   、このヒートポンプの冷媒蒸発器側に前記蒸発室の排気
   系を連絡すると共に、ヒートポンプの凝縮器側には前記
   薬液ゾーンと連絡する循環配管を接続したことを特徴と
   する浸漬式クローズド型表面処理装置。