JP7084626B2 - 劣化リンス水再生装置および洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば各種機械部品等の加工品の洗浄に使用した劣化リンス水を再生するための劣化リンス水再生装置および洗浄装置に関する。

機械部品等の加工には種々の加工油が使用されるため、加工品を洗浄して加工油を除去する必要がある。洗浄工程で使用される洗浄剤は、一般に、水系洗浄剤と、非水系洗浄剤と、準水系洗浄剤とに区分される。このうち、水系洗浄剤は、通常、無機・有機ビルダー、界面活性剤、キレート剤、防錆剤などから構成され、濃縮液や粉末の状態で提供されて、１０～１００倍程度に水で希釈して使用される。

水系洗浄剤は、引火性や爆発性がない上に、固形物汚れも除去可能であって毒性も極めて少なく、しかも、ランニングコストが安いという利点がある。
また、水系洗浄剤は、超音波洗浄にも相性が良いという利点もある。超音波洗浄は、洗浄槽に超音波振動子を配置して超音波振動を発生させる洗浄方式であり、キャビテーション効果によって加工物の細部も含めて油汚れを剥ぎ取ることができる。

しかし、超音波洗浄では、超音波振動によって加工油の乳化分散を促進するので、乳化状態の加工油の除去が大きな問題となる。特許文献１では、アルカリ洗浄剤または中性洗浄剤を水希釈した洗浄液を使用して洗浄後、使用した洗浄液を中空糸膜に流通させて乳化状態の加工油を除去し、洗浄液を再生する洗浄システムが記載されている。

一方、実際の洗浄装置では、機械部品等の被洗浄物を洗浄液で洗浄後、被洗浄物をすすぐリンス工程と、最終の乾燥工程とがある。リンス工程では、水（リンス水）あるいは防錆水（防錆剤添加リンス水）（以下、これらを「リンス水」と総称する。）で被洗浄物に付着・残存した乳化状態の加工油を除去する。
しかし、リンス後の劣化リンス水中には加工油が乳化状態で含有されているため、同じリンス水を繰り返し使用すると、洗浄品質が低下するおそれがある。また、劣化リンス水をそのまま系外に排出するのは環境面からも好ましくない。そのため、劣化リンス水中の加工油濃度を低減することが、次工程への加工油持ち出しが抑制されるなど、洗浄品質の保持および環境面から要望されている。

特許第６２９８６０３号公報

本発明の課題は、劣化リンス水から乳化加工油を高効率で除去して、リンス水を再生することができる劣化リンス水再生装置および洗浄装置を提供することである。

上記課題を解決するための本発明の劣化リンス水再生装置は、劣化リンス水を再生するためのセラミック分離膜モジュールと、セラミック分離膜モジュールと循環路によって接続された濃縮タンクと、循環路に接続され、洗浄槽から排出された劣化リンス水を前記循環路に供給する供給路と、劣化リンス水を、循環路を通って前記セラミック分離膜モジュールと濃縮タンクとの間を循環させる送液ポンプと、劣化リンス水を循環させる過程でセラミック分離膜モジュールから分離された再生リンス水を洗浄槽に戻す返送路と、を備えたことを特徴とする。

本発明の洗浄装置は、上記劣化リンス水再生装置を備える。

本発明によれば、劣化リンス水から乳化加工油を高効率で除去して、リンス水を再生することができるので、リンス水を交換することなく繰り返し利用することができ、高い洗浄品質を保持し、かつ環境面でも優れているという効果がある。

本発明の一実施形態に係る劣化リンス水再生装置を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係る洗浄装置の概要を示す説明図である。

本発明の一実施形態に係る劣化リンス水再生装置（以下、単に再生装置ということがある。）を図１に基づいて説明する。図１に示すように、再生装置１は、被洗浄物をリンスするための洗浄槽２から供給路３を経て排出される劣化リンス水を再生するためのセラミック分離膜モジュール４と、該セラミック分離膜モジュール４を通過した劣化リンス水を収容する濃縮タンク５とを備える。

洗浄槽２には、超音波振動子（ＵＳ）６が設置されており、前工程である洗浄工程にて洗浄液で洗浄された被洗浄物を超音波洗浄にてリンスする。洗浄槽２に収容されるリンス水は、主として水または水に防錆剤、キレート剤等を配合したものが使用され、洗浄工程で被洗浄物に付着した乳化加工油を除去することを目的とする。

洗浄液としては、例えば、アルカリ洗浄剤または中性洗浄剤を含む水系洗浄液が挙げられる。アルカリ洗浄剤は、金属用水系洗浄剤として一般的に使用されているもので、アルカリ金属水酸化物、水溶性アルカリ金属塩などの無機系ビルダーと、界面活性剤、キレート剤などを主成分として含み、通常、１０～１００倍程度に水で希釈して使用される。

セラミック分離膜モジュール４は、図示しない筒状のセラミック多孔質膜をケーシング内に収納したものである。セラミック多孔質膜としては、例えばアルミナ、ムライト、チタニア等の多孔質膜が挙げられる。これらのセラミック多孔質膜は精密ろ過膜または限外ろ過膜として機能し、限外ろ過膜であるのが好ましい。また、再生は、被処理液をセラミック多孔質膜の筒内に導入し、膜面に対して平行に流す、いわゆるクロスフロー方式で行われる。

劣化リンス水をろ過して、劣化リンス水に含まれる乳化加工油を除去するためには、使用するセラミック多孔質膜は、孔径が１～２００ｎｍ、好ましくは５～１００ｎｍ程度であるのがよい。

また、セラミック分離膜モジュール４は、複数の筒状セラミック多孔質膜を１つのケーシング内に収容したものであるのがよい。また、複数のセラミック分離膜モジュール４を並列的に配置し、各セラミック分離膜モジュール４の流入口に劣化リンス水が流入するようにしてもよい。

セラミック分離膜モジュール４と濃縮タンク５とは循環路１０ａ、１０ｂで接続されている。循環路１０ａは、濃縮タンク５の下流側流出口とセラミック分離膜モジュール４の上流側流入口とを接続している。一方、循環路１０ｂは、セラミック分離膜モジュール４の下流側流出口と濃縮タンク５の上流側流入口とを接続しており、セラミック分離膜モジュール４を通過した劣化リンス水を濃縮タンク５に送る。

濃縮タンク５に収容された劣化リンス水は、循環路１０ａを通って再びセラミック分離膜モジュール４に送られ、残留する乳化加工油が除去され、リンス水が再生される。セラミック分離膜モジュール４から分離された再生リンス水は、返送路１３により洗浄槽２に戻される。一方、濃縮タンク５には、繰り返しの循環により濃縮された乳化加工油を含む劣化リンス水が蓄積されるので、これを廃棄するための排出路１４が設けられる。

循環路１０ａには、送液ポンプ９が配設されている。送液ポンプ９より上流側の循環路１０ａには、洗浄槽２から排出された劣化リンス水を給送する供給路３が接続される。
供給路３には三方弁１１が設けられ、この三方弁１１にバイパス路１２の一端が接続される。バイパス路１２の他端は返送路１３に接続される。さらに、供給路３には、異物を除去するためのフィルタ１８が設けられている。フィルタ１８は三方弁１１より下流側に設けられているが、三方弁１１の上流側に設けてもよい。

次に、本実施形態に係る再生装置１を用いた劣化リンス水の再生方法を説明する。
洗浄槽２では、多数の被洗浄物をリンス水でリンスする。長時間使用して劣化したリンス水は、被洗浄物から分離された乳化状態の加工油を含んでいる。このような劣化リンス水は、洗浄槽２に付設したオーバーフロー槽７に排出され、オーバーフロー槽７から供給路３にて再生装置１に送られる。

再生装置１に送られた劣化リンス水は、セラミック分離膜モジュール４に供給される。セラミック分離膜モジュール４への劣化リンス水の供給は、送液ポンプ９により加圧して行われる。このとき、セラミック分離膜モジュール４の流入口にかかる圧力や供給される液の流量等は、再生効率が最適となるように適宜設定すればよい。

セラミック分離膜モジュール４において、クロスフロー方式にて劣化リンス水から再生リンス水を分離した後、排出された劣化リンス水は循環路１０ｂにて濃縮タンク５に送られ、さらに循環路１０ａからセラミック分離膜モジュール４に送られるようにする。これにより、劣化リンス水は、送液ポンプ９によりセラミック分離膜モジュール４と濃縮タンク５との間を循環し、劣化リンス水から再生リンス水が分離される。
一方、セラミック分離膜モジュール４において劣化リンス水から分離された再生リンス水は、返送路１３を通って洗浄槽２に戻される。

以上のように、劣化リンス水の再生においては、劣化リンス水をセラミック分離膜モジュール４と濃縮タンク５との間を循環させながら、この循環路１０ａ、１０ｂに洗浄槽２から排出された劣化リンス水が供給路３を経て供給される。
なお、供給路３に設けた三方弁１１を切り換えて、洗浄槽２から劣化リンス水の再生装置１への供給を停止させ、その状態でセラミック分離膜モジュール４と濃縮タンク５との間の循環のみを行わせるようにしてもよい。また、これとは逆に、循環１０ａに図示しない開閉弁を設けて、前記した循環を停止させ、洗浄槽２から劣化リンス水の再生装置１への供給のみを行わせるようにしてもよい。

セラミック分離膜モジュール４から排出された劣化リンス水を、セラミック分離膜モジュール４と濃縮タンク５との間で循環させることにより、濃縮タンク５内の乳化加工油の濃度は次第に濃縮され高くなるので、所定濃度に達した段階で、濃縮タンク５内の劣化リンス水を排出路１４から廃棄する必要がある。また、セラミック分離膜モジュール４内の筒状セラミック多孔質膜を定期的に交換する必要がある。
そのような場合には、洗浄槽２から排出された劣化リンス水を、三方弁１１からバイパス路１２を経て返送路１３より洗浄槽２に戻す循環を行わせる。

以上の実施形態では、洗浄槽２から排出された劣化リンス水を、最初にセラミック分離膜モジュール４に供給するようにしたが、本発明はこれに限定されず、上記劣化リンス水を、最初に循環路１０ａを通って濃縮タンク５に供給し、ついで循環路１０ｂを通ってセラミック分離膜モジュール４に供給するようにしてもよい。その場合、送液ポンプ９は、循環路１０ｂに設けるのがよい。
すなわち、循環路１０ａ、１０ｂを通る劣化リンス水の流れ方向を上記の実施形態とは逆方向にする以外は、上記の実施形態と同様にして劣化リンス水を再生することができる。

本発明の洗浄装置は、図２に示すように、機械部品等の被洗浄物を、アルカリ洗浄剤を含む洗浄液で洗浄する洗浄槽１５と、この洗浄槽１５で洗浄した被洗浄物から洗浄剤成分、乳化加工油等を除去するリンスを行う洗浄槽２と、リンスした被洗浄物を乾燥させる乾燥槽１６とを備える。洗浄槽２は、前記した劣化リンス水再生装置１を備える。
また、洗浄槽１５には、洗浄液再生装置１７を設けるのが好ましい。この洗浄液再生装置１７としては、例えば、特許文献１に記載のように、中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールを備えたものが使用可能である。

本発明の再生装置１およびこの再生装置１を備えた洗浄装置は、被洗浄物から分離された乳化加工油を劣化リンス水から分離して再生するので、リンス水を交換することなく繰り返し利用することができる。

以上、本発明の実施形態に係る再生装置１およびこの再生装置１を備えた洗浄装置について説明したが、本発明の再生装置１および洗浄装置は、上記実施形態に限定されるものではない。

１ 再生装置
２ 洗浄槽
３ 供給路
４ セラミック分離膜モジュール
５ 濃縮タンク
６ 超音波振動子
７ オーバーフロー部
９ 送液ポンプ
１０ａ、１０ｂ 循環路
１１ 三方弁
１２ バイパス路
１３ 返送路
１４ 排出路
１５ 洗浄槽
１６ 乾燥槽
１７ 洗浄液再生装置
１８ フィルタ

Claims (5)

1. 劣化リンス水を再生するためのセラミック分離膜モジュールと、
   該セラミック分離膜モジュールと循環路によって接続された濃縮タンクと、
   前記循環路に接続され、洗浄槽から排出された前記劣化リンス水を前記循環路に供給する供給路と、
   前記劣化リンス水を、前記循環路を通って前記セラミック分離膜モジュールと濃縮タンクとの間を循環させる送液ポンプと、
   前記劣化リンス水を循環させる過程で前記セラミック分離膜モジュールから分離された再生リンス水を前記洗浄槽に戻す返送路と、
   前記供給路と前記返送路とを接続するバイパス路と、を備え、
   前記供給路は、前記バイパス路を通る前記返送路への流路と、前記セラミック分離膜モジュールへの流路との間で切り換え可能であることを特徴とする劣化リンス水再生装置。
2. 前記セラミック分離膜モジュールが、筒状のセラミック多孔質膜を含む膜エレメントをケーシング内に収納したものである請求項１に記載の劣化リンス水再生装置。
3. 前記セラミック多孔質膜が、精密ろ過膜または限外ろ過膜である請求項２に記載の劣化リンス水再生装置。
4. 前記セラミック多孔質膜は１～２００ｎｍの孔径を有する請求項２または３に記載の劣化リンス水再生装置。
5. 請求項１～４いずれかに記載の劣化リンス水再生装置を備えた洗浄装置。

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