JPH0796093B2 - 溶剤気体から溶剤を回収する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は各種の製造業等におい
て用いられている洗浄機等において、溶剤の回収等に用
いられる溶剤気体から溶剤を回収する装置に関するもの
である。なおこの発明のおいては、気体はミスト状気
体、又は蒸気状気体を含むものてある。

【０００２】

【従来の技術】従来上記の装置としては、一般にほぼ図
５に示すように形成されている。同図においてａは容器
であり、一例として洗浄槽であって、その内部に、溶剤
ｂが収容されている。ｃはワークの挿入口、ｄはワーク
の取出し口である。そして上記容器ａの上部にカバーｅ
が形成され、同カバーｅに吸引管ｆが開口ｇさせられて
いる。ｈは吸引装置であり、ｉは活性炭を用いる溶剤ｂ
の回収装置を示す。ｊは空気と混合した溶剤ｂの気体で
ある。図示しないワークが前記挿入口ｃから挿入され、
溶剤ｂにより洗浄され、取出し口ｄから取出され、その
間吸引装置ｈが作動し、吸引管ｆの開口部ｇから、空気
と混合した溶剤ｂの気体ｊの吸引が行われ、同気体ｊは
前記両口ｃ、ｄからの流入空気と共に吸引され、回収装
置ｉに送られ、同装置ｉで回収される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の装置
は一般に次のような問題を有している。それは前記吸引
装置ｈが大風量で吸引しなければならず、常に大きな動
力を費やしていることである。又他の問題は回収装置ｉ
が大型となることである。これは比較的濃度の低い溶剤
の気体を高倍率に濃縮するため活性炭による大容量の回
収装置を必要とするからである。又活性炭の吸着、脱着
の過程で溶剤の酸化が助長され、かつ一部溶剤に添加さ
れている安定剤の成分構成がくずれるという回収溶剤品
質の劣化現象が見られる。これは回収装置の劣化にもつ
ながり、高額な費用を要することが避けられない。この
発明は上記のような問題を解決するためになされたもの
で、その目的は気体をごく小風量で吸引でき、従って使
用動力も前記従来例に述べた装置より少なくてすむ、溶
剤気体から溶剤を回収する装置を提供することである。
又他の目的は比較的小型で、コンパクトな、溶剤気体か
ら溶剤を回収する装置を提供することである。更に他の
目的は上記の諸目的を達成しつつ支障なく連続運転を行
うことのできる溶剤気体から溶剤を回収する装置を提供
することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するこ
の発明について述べるとそれは、溶剤を収容する容器
１；該容器１の内部２で、かつ該容器１の上端縁３より
下位となり、かつ容器１に収容した溶剤の液面より上位
となる位置４に、開口部５を有する、溶剤の気体を吸引
する吸引管６；該吸引管６に連通して設けられた吸引装
置７；該吸引装置７の圧縮側に接続して設けられた、第
１タンク１３に連通した凝縮器１１；前記第１タンク１
３の上部に連通して設けられた、冷凍機１６により作動
される複数の深冷凝縮器１２、１２；前記第１タンク１
３に連通し、かつ前記複数の深冷凝縮器１２、１２に連
通し、上部２３ａを前記容器１の溶剤の液面よりも上位
で、かつ前記吸引管６の開口部５より下位となる位置５
ａに連通させ、下部を前記容器１に連通させ、かつ高さ
方向の途中から外部に連通２３ｂさせた水分離器２３；
から成ることを特徴とする、容器気体から溶剤を回収す
る装置である。

【０００５】又、前記溶剤の容器１は下部にヒータ８を
有し、内部でかつ溶剤の液面より上の位置に冷却装置９
を有する上記溶剤の気体から溶剤を回収する装置であ
る。

【０００６】

【作用】まず溶剤を収容する容器１内に、吸引管６を設
けたのみの装置、即ちヒータ８及び冷却装置９を有しな
い装置について述べると、同装置において、前記容器１
に溶剤２９を収容し、同容器１においてワーク等の洗浄
を行う。その際上記溶剤２９の気体が発生する。この場
合前記吸引装置７及び凝縮器１１及び複数の深冷凝縮器
１２、１２のうちの一つを作動させると、即ち、吸引開
始すると、上記気体は上記吸引管６の開口部５近傍にお
いて、水平のベーパー面を形成し、同面上を水平に移動
しつつ吸引される。同時に液面より上記ベーパー面間は
ほぼ均一で高濃度なベーパーゾーンを形成する。これは
あたかも半ば液体のあふれに類似した挙動である。上記
ベーパー面の形成は上部への拡散を抑制する。そして、
特にこの場合吸引風量は、小風量でよい。ちなみに、同
規模回収装置を仮定した場合、従来の活性炭方式では１
０ｍ^３／分単位の風量を必要としたのに比べ、当該方法
によれば１００リットル／分単位の風量で同等の効果を
もたらす。なお同様の微風量による吸引例では、冷却凝
縮による自然吸引を利用する方法があるが、これだけで
は拡散抑制には不足であり、適度の小風量の吸引が必要
である。

【０００７】又このような吸引形式によれば、溶剤の気
体は前記従来例に示すものよりも遙かに濃度の高い前記
ベーパー面において気体を吸引することとなり、従って
活性炭を用いて濃縮吸着を行わないでもすみ、凝縮方法
により回収することができる。このため活性炭を用いる
方法よりも装置を小型にすることができる。次に前記の
容器１にヒータ８を有し、かつ冷却装置９を有するもの
にあっては、容器１内の溶剤２９は加熱され、洗浄等に
使用され、その過程で気体となり蒸発する。この場合前
記冷却装置９が作動させられると、上記気体は冷却装置
９に接触して付着凝集し、液体となり、滴下回収され
る。この場合この冷却装置９の近傍を負圧にさせ、それ
により近傍の溶剤の気体を引きよせ、前記冷却装置９に
接触させ、液体化させる。

【０００８】こうして順次表面の気体か負圧により水平
に移動させられる結果、自然に濃度の高い、ベーパー面
を有するベーパーゾーンが形成される。これを第一ベー
パー面及び第一ベーパーゾーンという。ここにおいて前
記回収装置１０を作動させると、一部の第一ベーパー面
からの拡散蒸気が前記の液面を第一ベーパー面にみたて
た形で第二ベーパー面及び第二ベーパーゾーンを形成す
る。この第一、第二のベーパー面か大量の加熱蒸気の拡
散を抑制する役目をはたす。そしてこの場合も前記と同
様に小風量で、高濃度の気体を吸引することとなり、従
ってこれも活性炭を用いて濃縮することを要せず、単
に、凝縮のみでよいので回収装置を小型、コンパクトに
形成するこっとができる。次に上記のように溶剤気体の
吸引はベーパー面で行われるか、この吸引の結果、次の
ような別の問題が発生する。それはベーパー面に接する
空気も共に吸引してしまうことが避けられず、そしてほ
ぼ完全に回収する為に冷凍器１６に接続した深冷凝縮器
１２、１２を用いると、空気中の水蒸気の氷結のため
に、この深冷凝縮器１２、１２は、ひいてはこの装置全
体は連続運転が出来なくなるという欠点を有していた。
この発明は、このような欠点を解消して、溶剤気体をベ
ーパー面から吸引してほぼ完全に回収でき、しかも連続
運転のできる装置を提供したものである。即ち、凝縮器
１１の第一タンク１３に連通させて、冷凍器１６に接続
した複数の深冷凝縮器１２、１２を設け、又前記第一タ
ンク１３に連通させて水分離器２３を設け、この水分離
器２３の上部２３ａを、前記容器１の溶剤の液面よりも
上位で前記吸引管６の開口部により下位となる位置５ａ
に連通させ、かつ下部を前記容器１に連通させ、又高さ
方向の途中から外部に連通２３ｂさせたことにより、前
記複数の深冷凝縮器１２、１２のどちらか一方のみを運
転し、この一方に水蒸気の氷結が起こった際に、この一
方の深冷凝縮器１２を停止し、他方の深冷凝縮器１２を
運転し、上記一方の深冷凝縮器１２の氷結を解凍させ
る。この両者１２、１２の上記動作は交替で行うことに
より、連続運転が行われる。又、前記第一タンク１３及
び複数の深冷凝縮器１２、１２に連通した水分離器２３
の上部２３ａに集められた溶剤気体は、前記容器１のベ
ーパーゾーンに供給され、容器１の溶剤気体と共に再び
凝縮される工程に入れられる。又水分離器２３の溶剤は
前記容器１へ送入され、水分離器２３中に溜った水は比
重分離により分離され、連通部２３ｂから外部へ放出す
ることにより、困難であった連続運転を行うことができ
る。

【０００９】

【実施例】図１〜図３において１は容器であり、一例と
して洗浄槽であって、その内部２の、かつ上端縁３より
下位となる位置４に、開口部５を有する吸引管６が設け
られている。７は吸引装置を示す。又図２及び図３にお
いて８は容器１中に設けられたヒータであり、９は同じ
く冷却装置である。そしてこの冷却装置９はコイル状に
形成されたパイプであり、その内部を冷水が流通するよ
うになっている。次に、図３において前記吸引装置７は
コンプレッサーが用いられた、これは溶剤の気体を吸引
すると共にこれを、次段において凝縮させるために圧縮
するためのものである。

【００１０】次に、凝縮機構は、水冷の凝縮器１１及び
複数の深冷凝縮器１２、１２から成っている。上記凝縮
器１１は前記吸引装置７としてのコンプレッサと組合せ
て形成され、同コンプレッサ及び凝縮器１１により圧
縮、凝縮されて液化させられ、第一タンク１３に流入す
る。なお１４、１５はそれぞれ冷却水の入口及び出口で
あり、凝縮器１１の作動中冷却水が流されている。次に
上記深冷凝縮器１２、１２はその一方が運行され、他方
は停止している。そしてその一方は冷凍器１６により一
例として−４０゜Ｃに冷却され、そのフイン１７等に溶
剤の気体が凝縮液化してその一部が凝固する。その為に
ある時間サイクルで停止させ、かつ他方の深冷凝縮を作
動させ、上記冷凍器１６から、その冷凍作動に伴って発
生する熱を用い、上記深冷凝縮器１２の解凍を行い、液
化した前記気体を滴下させ、第二タンク１８に収容する
ようになっている。

【００１１】なお溶剤の回収装置１０においては溶剤の
気体の大部分は前記水冷の凝縮器１１において回収され
深冷凝縮器１２において回収されるのはその残りであ
る。１９は脈動防止タンク、２０は安全弁である。次に
２１は圧力スイッチ、２２は圧力計、２３は水分離器、
２４は循環ポンプを示す。次に、２５はオプションとし
て設けられる装置で、活性炭による吸着装置である。通
常この装置２５は不要なのであるが、全く微量のロスを
問題とした場合に設けるものであり、従って従来の活性
炭吸着装置に比較すれば、ごく小型の装置でよい。２６
は熱風発生器、２７はリリーフ弁、２８は電磁弁を示
す。又２９は溶剤を示す。

【００１２】次にこのように構成された上記の装置にお
いて作動に際し、前記吸引管６と溶剤２９との液面の高
さを種々変化させ、かつ吸入風量を変化させて、吸引す
る溶剤量の変化を見るテストが行われた。このテストは
図１に示す装置により常温の溶剤を用いたもの（表１）
と、図２に示すようなヒータ８及び冷却装置９を用いて
温浴とした溶剤によるもの（表２）の両方が行われた。
それらの結果はそれぞれ表１、表２に示す通りである。
そしてこの場合、容器１の開口は０．５平方米である。
又表中管高とは液面から開口部５迄の高さを、風量とは
吸引装置７の吸引風量を指す。なお実験により得られ
た、枠内の数値は時間当たりの溶剤の回収量であり、単
位は表１、表とも×３００ｃｃである。

【００１３】

【表１】

【表２】

【００１４】そしてこの表に見られるように回収される
溶剤の量は、液面から近い程吸引量は大きく、吸引風量
が増すほど大きくなる。しかしある高さ以上になると吸
引風量と関係なく、一定値となることが判る。これは強
制吸引力を強める程、即ち風量を増加させ、吸引口を下
げる程、下からの溶剤蒸気の供給を増加させており、逆
に自然機外蒸散量は微量であって、小風量でも大風量と
同等量の蒸気を捕獲していることを示す。従って静的状
態即ち、洗浄ワークが動かない状態では、吸入口位置は
高くてもよいが、現実的なワークが動いている動的状態
においては、槽内蒸気は直線的な濃度傾斜を示さず、極
めて乱れた状態であり、機外蒸散を促進しているので、
液面もしくは、第一ベーパー面の近い高さで吸引するこ
とが望まれる。即ち小風量、高濃度吸引が最も妥当な吸
引となる。次にこの実施例による装置の作動について述
べると、溶剤は一例としてフロンＲ１１３が用いられ
た、そして吸引装置の作動については前記作用の説明に
おいて述べた通りであるか、図２に示すヒータ８、冷却
管９を有する装置においては、図２に示すように第一、
第二両ベーパー面３０、３１が発生する。第一ベーパー
面３０は前記冷却装置９の下部に、第二ベーパー面３１
は前記冷却装置９の上部に生じる。この現象は実験の結
果判明したものである。そして第一ベーパー面３０の下
の第一ベーパーゾーン３２は一例としてフロンＲ１１３
を用いた場合はほぼ１００万ＰＰｍ程度である。第二ベ
ーパー面３１の下の第二ベーパーゾーン３３はほぼ５０
万ＰＰｍ程度である。そして第二ベーパー面３１上の空
間３４ではほぼ数１０〜数１００ＰＰｍとなる。前記第
一、第二各ベーパー面と溶剤気体の濃度の関係を示せ
ば、ほぼ図４に示すようになる。

【００１５】なおヒーター８を有しない図１に示す装置
においても吸引作用の際には前記第二ベーパーゾーン程
度の濃度のベーパーゾーン３５ができ、かつ第二ベーパ
ー面程度のベーパー面３６が生じる。これによりいずれ
も高濃度の溶剤の気体を吸引できる。次に、吸引された
前記気体は大部分が吸引装置７のコンプレッサ及び凝縮
器１１において液化し、その僅かの残余は深冷凝縮器１
２で液化され、いずれも水分離器２３を経てポンプ２４
により容器１に戻される。このため活性炭による吸着装
置２５はなくても差支えはないが、希望すればオプショ
ンとして取付けられる。

【００１６】

【発明の効果】この発明は前記のように構成されたこと
により、小風量、高濃度で溶剤気体を吸引できるから、
吸引装置の動力を従来より大巾に少なくすることができ
る。かつ又回収装置の動力を少なくすることができる。
又同様な理由により、従来のような活性炭等の装置によ
り気体の濃縮吸着の必要がないため大容量の吸着装置を
必要とせず、単に圧縮凝縮により回収することができ、
従って装置を小型に、コンパクトにすることができる。
又他の効果として、凝縮のみの工程で回収が行われる
為、回収した溶剤の品質は従来の活性炭を用いて回収す
る方式に比較して格段に優れており、そのままリサイク
ル使用が可能となる。次に、この発明は前記のように凝
縮器１１の第一タンク１３に連通させて、冷凍器１６に
接続した複数の深冷凝縮器１２、１２を設け、又前記第
一タンク１３に連通させて水分離器２３を設け、この水
分離器２３の上部２３ａを、前記容器１の溶剤の液面よ
りも上位で、前記吸引管６の開口部５より下位となる位
置５ａに連通させ、かつ下部位を前記容器１に連通さ
せ、又高さ方向の途中から外部に連通２３ｂさせたこと
により、前記複数の深冷凝縮器１２、１２のどちらか一
方のみを運転し、この一方に水蒸気の氷結が起った際
に、この一方の深冷凝縮器１２を停止し、他方の深冷凝
縮器１２を運転し、上記一方の深冷凝縮器１２の氷結を
解凍させる。この両者１２、１２の上記動作は交替で行
うことにより連続運転が行われる。又前記第一タンク１
３及び複数の深冷凝縮器１２、１２に連通した水分離器
２３の上部２３ａに集められた溶剤気体は前記容器１の
ベーパーゾーンに供給され、容器１の溶剤気体と共に再
び凝縮される工程に入れられる。又水分離器２３の溶剤
は前記容器１へ送入され、水分離器２３中に溜った水は
比重分離により分離され、連通部２３ｂから外部へ放出
することにより、困難であった連続運転を行うことがで
きる。即ちベーパー面から気体を吸引して効果的に溶剤
を回収するために、ベーパー面と接する水蒸気を含む空
気層の吸引をよぎなくされるために氷結が起り、困難で
あった連結運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示し、気体の吸引装置を用
いた溶剤回収装置の概略を示す図である。

【図２】この発明の他の実施例を示し、図１に相当する
図である。

【図３】図２の詳細図である。

【図４】第一、第二各ベーパー面と溶剤気体の濃度の関
係を示す図である。

【図５】従来の同種装置の概略を示す図である。

【符号の説明】

１ 容器 ２ 内部 ３ 上端縁 ４ 位置 ５ 開口部 ６ 吸引管 ７ 吸引口 ８ ヒータ ９ 冷却装置 １０ 回収装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶剤を収容する容器１；該容器１の内部
   ２で、かつ該容器１の上端縁３より下位となり、かつ容
   器１に収容した溶剤の液面より上位となる位置４に、開
   口部５を有する、溶剤の気体を吸引する吸引管６；該吸
   引管６に連通して設けられた吸引装置７；該吸引装置７
   の圧縮側に接続して設けられた第１タンク１３に連通し
   た凝縮器１１；前記第１タンク１３の上部に連通して設
   けられた冷凍機１６により作動される複数の深冷凝縮器
   １２、１２；前記第１タンク１３に連通し、かつ前記複
   数の深冷凝縮器１２、１２に連通し、上部２３ａを前記
   容器の１の溶剤の液面よりも上位で、かつ前記吸引管６
   の開口部より下位となる位置５ａに連通させ、下部を前
   記容器１に連通させ、かつ高さ方向の途中から外部に連
   通２３ｂさせた水分離器２３；から成ることを特徴とす
   る、溶剤気体から溶剤を回収する装置。
2. 【請求項２】 溶剤の容器１は、下部にヒータ８を有
   し、内部でかつ高さ方向の途声に冷却装置９を有する請
   求項１記載の、溶剤気体から溶剤を回収する装置。