JP2009160488A - Exhaust gas treating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、間欠的に排出される溶剤含有の排ガスを冷却して除去する排ガス処理装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus that cools and removes solvent-containing exhaust gas discharged intermittently.
半導体や電子機器の洗浄設備、印刷設備、塗装設備等では、用途に合わせて様々な溶剤が使用されている。これらの溶剤には揮発性の高い物が多い。揮発した溶剤は、環境や人体に対して悪影響を及ぼすため、大気中への排出が規制されている。そのため、洗浄設備等には、排ガス中の溶剤の除去を目的とする排ガス処理装置が接続されている。また、溶剤には可燃性のものが多いため取り扱いに注意を要する。 Various types of solvents are used in semiconductor and electronic equipment cleaning facilities, printing facilities, painting facilities, etc., depending on the application. Many of these solvents are highly volatile. Since the volatilized solvent has an adverse effect on the environment and the human body, its emission into the atmosphere is regulated. Therefore, an exhaust gas treatment device for the purpose of removing the solvent in the exhaust gas is connected to the cleaning equipment and the like. Moreover, since many flammable solvents are used, care is required.
洗浄装置等には、洗浄・乾燥工程のような1サイクルの工程の一部で溶剤を用いて、1サイクル中の特定のタイミングで排ガスを排出する装置がある。このような装置は、1サイクルの工程を繰り返すことで、排ガスを間欠的に排出する。 As a cleaning apparatus or the like, there is an apparatus that exhausts exhaust gas at a specific timing in one cycle by using a solvent in a part of one cycle process such as a cleaning / drying process. Such an apparatus discharges exhaust gas intermittently by repeating the process of one cycle.
排ガスを処理する装置として、例えば、特許文献1には、洗浄槽から発生するガスをコンプレッサで吸引・圧縮して、凝縮器(凝縮器および凝縮回収器)で所定温度まで冷却することで、ガス中の溶剤を凝縮回収するガスの冷却回収装置が示されている。この装置では、ガスを発生する洗浄槽側から、脈動吸収タンク、ガスを圧縮するコンプレッサ、および、ガスを冷却して液化回収するための凝縮器(凝縮器および凝縮回収器)が順に配されて、処理後の冷却されたガスが排出されている。
As an apparatus for treating exhaust gas, for example, in
洗浄槽から排ガスが間欠的に排出される場合には、脈動吸収タンクによって排ガスの流量が平均化される。 When the exhaust gas is intermittently discharged from the cleaning tank, the flow rate of the exhaust gas is averaged by the pulsation absorption tank.
従来の、例えば特許文献1に示されたガスの冷却回収装置では、洗浄槽から吸引した溶剤を多量に含む排ガスをコンプレッサで圧縮している。これにより、排ガスが高温になると共に、排ガス中の溶剤濃度も上昇する。このため、万一、排ガスが下限燃焼範囲を超えることがあるなど、高い安全性を考慮すると、更なる検討が必要である。
In a conventional gas cooling and recovery apparatus disclosed in, for example,
また、従来のガスの冷却回収装置では、溶剤除去後のガスが冷たいまま排出されている。これにより、処理済ガスの排出流路に結露が発生するという問題がある。例えば、加熱器を配して処理済ガスを加熱することも考えられるが、加熱器の分だけコストアップする。さらに、加熱器を配するスペースが必要になってしまう。 Further, in the conventional gas cooling and recovery apparatus, the gas after the solvent is removed is discharged in a cold state. Thereby, there exists a problem that dew condensation occurs in the discharge channel of processed gas. For example, a heater may be arranged to heat the treated gas, but the cost is increased by the amount of the heater. Furthermore, a space for arranging the heater is required.
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、間欠的に排出される溶剤含有の排ガスを一時的に貯留し、圧縮し、冷却して溶剤を除去する排ガス処理装置において、爆発や火災に対する安全性を向上させ、しかもガス排出流路の結露の発生を安価かつ省スペースで防止できる排ガス処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and in an exhaust gas treatment apparatus that temporarily stores, compresses, and cools solvent-containing exhaust gas discharged intermittently, an explosion occurs. Another object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment apparatus that can improve the safety against fire and fire, and can prevent the occurrence of dew condensation in the gas discharge flow path at a low cost and in a space-saving manner.
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項1に記載された排ガス処理装置は、間欠的に排出される溶剤含有の排ガスを一時的に貯留する貯留タンクと、該貯留タンクの下流に配されて前記排ガスを吸引圧縮するコンプレッサと、該コンプレッサの下流に配されて前記排ガスを冷却し、前記溶剤を凝縮除去した処理済ガスを排出する凝縮器とを備えた排ガス処理装置であって、前記貯留タンクには、前記凝縮器から排出される前記処理済ガスのガス流路が内部に設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an exhaust gas treatment apparatus according to
請求項2に記載された排ガス処理装置は、請求項1に記載されたもので、前記ガス流路は、U字型またはつづら折り型の管路で構成されていることを特徴とする。 An exhaust gas treatment apparatus according to a second aspect is the one according to the first aspect, wherein the gas flow path is constituted by a U-shaped or a zigzag-type pipe line.
請求項3に記載された排ガス処理装置は、請求項1に記載されたもので、前記ガス流路は、コイル状の管路で構成されていることを特徴とする。 An exhaust gas treatment apparatus according to a third aspect is the one according to the first aspect, wherein the gas flow path is formed of a coiled pipe line.
請求項4に記載された排ガス処理装置は、請求項1から3のいずれかに記載されたもので、前記ガス流路には、周囲にフィンが付されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas treatment apparatus as described in any of the first to third aspects, wherein the gas flow path is provided with fins around it.
請求項1記載の排ガス処理装置によれば、コンプレッサの上流に配される貯留タンクの内部に、凝縮器から排出される冷却された処理済ガスのガス流路が設けられていることにより、貯留タンク内部で処理済ガスと排ガスとが熱交換して排ガスが冷却されるため、コンプレッサに吸引される排ガス温度が低下する。したがって、コンプレッサで圧縮しても排ガス温度を低くすることができるため、爆発や火災に対する安全性を向上させることができる。また、圧縮後の排ガス温度が低くなるため、凝縮器に圧送される排ガス温度が低くなる。したがって、凝縮器での冷却エネルギーを省エネルギー化することができる。さらに、貯留タンク内部で処理済ガスが排ガスと熱交換して加熱されるため、常温に近くなる。このため、ガスの排出流路の温度が常温に近づいて排出流路の表面での結露の発生を防止することができる。したがって、加熱器を配して処理済ガスを加熱する必要が無いため、コストアップしない。さらに、加熱器を配するスペースが不要になることから省スペース化することができる。
According to the exhaust gas processing apparatus of
請求項2記載の排ガス処理装置によれば、ガス流路が、U字型またはつづら折り型の管路で構成することにより、ガス流路の表面積を大きくできるため、排ガスと処理済ガスとの熱交換の効率を向上させることができる。 According to the exhaust gas treatment apparatus of the second aspect, the surface of the gas flow path can be increased by configuring the gas flow path with a U-shaped or zigzag folded pipe, so that the heat of the exhaust gas and the treated gas can be increased. The efficiency of exchange can be improved.
請求項3記載の排ガス処理装置によれば、ガス流路が、コイル状の管路で構成することにより、ガス流路の表面積を大きくできるため、排ガスと処理済ガスとの熱交換の効率を向上させることができる。 According to the exhaust gas processing apparatus of the third aspect, since the surface area of the gas flow path can be increased by configuring the gas flow path with a coiled pipe, the efficiency of heat exchange between the exhaust gas and the treated gas can be increased. Can be improved.
請求項4記載の排ガス処理装置によれば、ガス流路には、周囲にフィンを付すことで、排ガスに接する面積が一層大きくなるため、排ガスと処理済ガスとの熱交換の効率を一層向上させることができる。 According to the exhaust gas treatment apparatus of the fourth aspect, since the area in contact with the exhaust gas is further increased by attaching fins to the periphery of the gas flow path, the efficiency of heat exchange between the exhaust gas and the treated gas is further improved. Can be made.
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described in detail below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
図1は本発明を適用する排ガス処理装置の一実施例の使用状態を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing a use state of an embodiment of an exhaust gas treatment apparatus to which the present invention is applied.
図1に示す排ガス処理装置1は、排ガス発生装置30に接続されて、排ガス発生装置30から間欠的に排出される排ガス中の溶剤を除去して排ガスを清浄化し、大気中に排出する。
An exhaust
排ガス発生装置30は、例えば、有機溶剤等の溶剤で電子機器を洗浄して真空乾燥する洗浄乾燥装置であり、一つのパターン例として1サイクル4分20秒で洗浄・乾燥を繰り返して、1サイクル毎に、間欠的に、揮発した溶剤含有の排ガスを排出する。
The
排ガス発生装置30は、洗浄・乾燥を行う洗浄乾燥チャンバー31と、洗浄乾燥チャンバー31を減圧状態にする給送ポンプ32と、給送ポンプ32が洗浄乾燥チャンバー31から吸引して排出する排ガスをバブリングして溶剤の一部を回収する曝気槽33とで構成されている。曝気槽33からは、常温程度(例えば25℃程度)の排ガスが排出される。
The
排ガス処理装置1は、導入手段2と、貯留タンク3と、真空ポンプ4と、凝縮器5とが排ガス発生装置30側からこの順に配されて構成されている。
The exhaust
導入手段2は、間欠導入部および連続導入部が併設されて、排ガス発生装置30から排出される排ガスを貯留タンク3に導入する。間接導入部は、排ガスの排出に合わせて排ガスを導入し、連続導入部は、間欠導入部よりも少量の制限流量で連続的に排ガスを導入する。間欠導入部は、曝気槽33から貯留タンク3までを繋いで排ガスを導入する配管15と、この配管15に付された手動弁11および電磁弁12と、電磁弁12を開閉制御する制御部10とで構成されている。手動弁11は、最大流量を規制する流量規制器である。排ガス排出に合わせて間欠導入部が排ガスを導入する際に、凝縮器5の処理能力を一時的に超えた量の排ガスが凝縮器5を通流してしまう場合には、この手動弁11で貯留タンク3への導入最大量を規制する。手動弁11の規制により、貯留タンク3への排ガスの突入流量が減らされる。凝縮器5の処理能力を超えない場合には、手動弁11は備えなくてもよい。
The introduction means 2 is provided with an intermittent introduction part and a continuous introduction part, and introduces the exhaust gas discharged from the
配管15の入口側(曝気槽33側)には、大気圧との差圧を検出する差圧センサ18が配されている。差圧センサ18は、制御部10に接続されている。制御部10は、差圧センサ18の検出値が所定値以下になったとき、すなわち減圧された配管15の入口圧力が上昇して所定圧力以上になったときに電磁弁12を直ちに開制御する。また、制御部10は、差圧センサ18の検出値が所定値よりも大きくなったとき、すなわち配管15の入口圧力が低下して所定圧力よりも低くなったときに電磁弁12を直ちに閉制御する。
On the inlet side of the pipe 15 (
連続導入部は、手動弁11および電磁弁12をバイパスするバイパス配管17に、手動弁13が付されている。手動弁13は、連続導入部としての配管15に付された手動弁11および電磁弁12を流れる排ガスの流量よりも少量に制限する。なお、手動弁13は、流量を制限するオリフィスであってもよい。この場合、手動弁13によって制限される制限流量は、真空ポンプ4の吸引量よりも少ない。
In the continuous introduction portion, a
貯留タンク3は、耐圧式のタンクであり、排ガスを一時的に貯留して、排ガスの流量変動を平均化する。貯留タンク3の入力側には、排ガスを導入する配管15が接続されている。また、貯留タンク3の出力側には、真空ポンプ4が配管接続されている。
The
この貯留タンク3の内部には、凝縮器5から排出される処理済ガスのガス流路が配されている。このガス流路は、つづら折り型の管路7で構成されている。管路7は、熱伝導性に優れる金属製(例えば銅製)の管路で、図示されたように複数回(図では5回)曲げられてつづら折り状に形成されている。この管路7の周囲には、熱伝導性に優れる金属製(例えばアルミ製)のフィン8が多数付されている。管路7の両端は、貯留タンク3を密閉状態に配管接続可能に、貯留タンク3の外壁にシールされて外側に突出して配されている。また、管路7は、周囲を排ガスが流れるように、貯留タンク3の内壁にフィン8も接することなく貯留タンク3の中央部に配されている。
Inside the
フィン8を含む管路7のサイズは、貯留タンク3の容量に対して影響が無い程度の大きさで構成されている。
The size of the
貯留タンク3の底部側には、内部で液化して底部に溜まった溶剤を外部に排出する排出弁23が付されている。排出弁23は、溶剤が一定量溜まったときに自動的に外部に排出する。
On the bottom side of the
真空ポンプ4は、本発明におけるコンプレッサの一例であって、上流に配された導入手段2および貯留タンク3を介して、排ガス発生装置30から間欠的に排出される溶剤含有の排ガスを吸引圧縮する。真空ポンプ4の下流には、凝縮器5が配管接続されている。
The
凝縮器5は、真空ポンプ4から圧送される排ガスを冷却して溶剤を凝縮する。凝縮器5には、容器の内部に冷凍機(冷凍サイクル)の蒸発器20が配されている。蒸発器20には、凝縮器5の外部に設けられた冷凍機本体21が配管接続されている。冷凍機本体21は、冷媒を蒸発器20内に循環させて、蒸発器20を冷却する。蒸発器20には、その周囲にフィン(非図示)が付されていて、周囲を通流する排ガスを冷却する。凝縮器5には、その底部側に、冷却されて凝縮・液化した溶剤を排出するための排出弁22が配されている。排出弁22の下流には溶剤回収槽(非図示)が備えられている。
The
凝縮器5の下流には、貯留タンク3の管路7の一端が配管24で接続されている。管路7の他端には、処理済ガスを屋外に排出する排出管25が接続されている。
One end of the
次に、排ガス処理装置1の動作について図1を参照しつつ説明する。
Next, the operation of the exhaust
真空ポンプ4は連続的に作動して、導入手段2および貯留タンク3を介して排ガスを吸引圧縮する。排ガス発生装置30が排ガスを排出していない期間には、貯留タンク3内の排ガスが真空ポンプ4によって吸引されて、貯留タンク3は減圧状態になる。この場合、電磁弁12は閉じられているが、配管15にはバイパス配管17が繋がっていて排ガスが連続して吸引される。バイパス配管17は、手動弁13によって流量が少量に制限されているため、貯留タンク3内は配管15の入口側よりも減圧状態になっている。
The
排ガス発生装置30から一時に大量の排ガスが排出されると、配管15の入口圧力が上昇し、差圧センサ18によって検出される大気圧との差圧が所定値以下になる。これにより、制御部10は電磁弁12を開制御する。電磁弁12が開くことで、排ガスは、連続導入部だけでなく、間欠導入部からも貯留タンク3に導入される。この場合、貯留タンク3は減圧されているため、排ガスは一気に吸引されて貯留タンク3に導入される。貯留タンク3に導入された排ガスは、順次、真空ポンプ4に吸引されて流量が平均化されて凝縮器5に送られる。また、排ガス排出の際に一気に貯留タンク3に吸引できなかった残りの排ガスも、真空ポンプ4に吸引されて貯留タンク3を介して凝縮器5に順次送られる。このように、排ガスが貯留タンク3から凝縮器5に順次送られることで、処理する排ガス量が平均化される。凝縮器5は、排出された多量の排ガスを1サイクルの間に処理できればよいため、小型の装置を用いることができる。また、貯留タンク3も、排出に合わせて一気に排ガスを吸引し、凝縮器5の処理に合わせて残りの分の排ガスを貯留すればよいため、間欠的に排出される排ガスの全量に近い容量のタンクを備える必要が無く、小型のタンクを用いることができる。排ガスがほとんど処理されると、配管15の入口圧力が低下し始める。このため、差圧センサ18によって検出される差圧が所定値をこえるため、制御部10が電磁弁12を閉制御する。このため、貯留タンク3内が一層減圧状態になる。
When a large amount of exhaust gas is discharged from the
凝縮器5に順次送られる排ガスは、蒸発器20によって、溶剤の凝縮する低温(一例として−40℃)まで冷却される。このため、排ガス中の溶剤は液化して凝縮器5の底部に溜まる。この液化した溶剤は、一定量溜まったときに排出弁22から排出されて溶剤回収槽に回収される。溶剤が液化して除去されることで排ガスが清浄化され、凝縮器5から冷却された処理済ガスが排出される。
The exhaust gas sequentially sent to the
処理済ガスは、配管24、貯留タンク3の管路7、排出管25の順に流れて屋外に排出される。処理済ガスが貯留タンク3の管路7を流れる際に、貯留タンク3に貯留されている常温程度の排ガスと、管路7内の冷却された処理済ガスとが熱交換する。この場合、管路7は、つづら折り型の管路で構成されているため、排ガスに接する表面積が大きい。このため、効率よく熱交換することができる。さらに管路7には、フィン8が付されているため、排ガスに接する面積が一層大きくなっている。このため、一層効率よく熱交換することができる。
The treated gas flows in the order of the
熱交換によって、排ガスは冷却されると共に処理済ガスは加熱される。一例として、排ガスおよび処理済ガスは、各々5℃程度の温度になる。 Through the heat exchange, the exhaust gas is cooled and the treated gas is heated. As an example, the exhaust gas and the treated gas each have a temperature of about 5 ° C.
排ガスが冷却されることにより、貯留タンク3内で排ガス中の溶剤の一部が液化して、貯留タンク3の底部に溜まる。溶剤が一定量溜まったときに排出弁23から排出される。貯留タンク3でも溶剤の一部を除去できるため、凝縮器5の負荷を軽くすることができる。
As the exhaust gas is cooled, a part of the solvent in the exhaust gas is liquefied in the
熱交換によって排ガスが冷却されるため、貯留タンク3内に管路7を配さない従来の構成と比較して、真空ポンプ4に吸引される排ガス温度は低くなる。したがって、真空ポンプ4で圧縮しても過度に高温にならず、排ガス温度を低くすることができる。一例として、排ガス温度は、圧縮により約40℃程度の温度になる。
Since the exhaust gas is cooled by heat exchange, the exhaust gas temperature sucked into the
ここで溶剤の一例として、東ソー株式会社製の炭化水素系洗浄剤HC−250は、n−デカンを主成分として、その引火点が53℃である。排ガスは圧縮で温度上昇してもこの引火点よりも低い温度である。したがって、爆発や火災の発生を確実に防止でき、安全性を向上させることができる。 Here, as an example of the solvent, the hydrocarbon-based cleaning agent HC-250 manufactured by Tosoh Corporation has n-decane as a main component and its flash point is 53 ° C. Even if the temperature of the exhaust gas rises due to compression, the temperature is lower than this flash point. Therefore, the occurrence of explosions and fires can be reliably prevented, and safety can be improved.
また、貯留タンク3内に管路7を配さない従来の構成と比較して、圧縮後の排ガス温度が低くなるため、凝縮器5に圧送される排ガス温度が低くなる。このため、凝縮器5での冷却エネルギーを省エネルギー化することができる。
Moreover, since the exhaust gas temperature after compression becomes low compared with the conventional structure which does not distribute the
さらに、貯留タンク3内部で処理済ガスが排ガスと熱交換して加熱されるため、常温に近くなる。このため、ガスの排出流路である排出管25の温度が常温に近づいて排出管25の表面での結露の発生を防止することができる。したがって、例えば処理済ガスを電力などの外部エネルギーで加熱する加熱器を配して加熱する必要が無いため、省エネルギー化することができる。また、加熱器を配する必要が無いのでコストアップしない。さらに、加熱器を配するスペースが不要になることから省スペース化することができる。
Further, since the treated gas is heated by exchanging heat with the exhaust gas inside the
次に、本発明を適用する排ガス処理装置に用いる貯留タンクの別の実施形態を図2を参照しつつ説明する。 Next, another embodiment of a storage tank used in an exhaust gas treatment apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
図2に示される貯留タンク3a〜貯留タンク3eは、タンクの容器(外壁)は貯留タンク3と同様のものであって、内部に配される処理済ガスのガス流路の形態が貯留タンク3の形態と異なっている。いずれの貯留タンク3a〜貯留タンク3eであっても、図1に示された排ガス処理装置1の貯留タンク3に替えることで、貯留タンク3と同様にタンク内に導入される排ガスとガス流路を流れる処理済ガスとを熱交換することができる。
The
図2(a)に示される貯留タンク3aは、内部に配されるガス流路がU字型の管路7aで構成されている。この管路7aの周囲には、フィン8が多数付されている。この管路7aは、貯留タンク3の管路7に比べると管の外径によっては表面積が少なくなる場合があるものの、一直線状の管路を用いるよりも表面積を増やすことができる。
In the
図2(b)に示される貯留タンク3bは、内部に配されるガス流路がコイル状の管路7bで構成されている。管路7bは、疎巻きに巻回されたコイル状の管路で構成されている。このようにコイル状にすることで管路の表面積を大きくできるため、排ガスと処理済ガスとの熱交換の効率を向上させることができる。
In the
図2(c)に示されている貯留タンク3cは、図1の貯留タンク3と異なり、フィン8を付さないつづら折り型の管路7でガス流路が構成されている。例えば、フィン8を付さなくても十分熱交換できる場合には、管路7にフィン8を付さないことで安価に構成することができる。図2(a)に示したフィン8付きのU字型の管路7aも、同様にフィン8を付さないで構成することもできる。
In the
図2(d)に示される貯留タンク3dは、一部拡大図で示されていて、図2(b)のコイル状の管路7bにフィン8を多数付した例が示されている。このように、コイル状の管路7bにもフィン8を多数付すことで、熱交換の効率を向上させることができる。
The
図2(e)に示される貯留タンク3eでは、図2(a)に示したU字型の管路7aを複数段(図では3段)繋げてガス流路が構成されている。この複数段繋いだ管路7aには、さらにフィン8が多数付されている。このように多段接続することで表面積を一層大きくすることができ、熱交換の効率をより一層向上させることができる。また、同様にして、図2(b)のコイル状の管路7bや図2(c)のつづら折り型の管路7も多段接続することもできるし、さらにフィン8を多数付すこともできる。
In the
なお、上記したガス処理装置1では、導入部2を貯留タンク3の上流に配することで、小さめの容量のタンクを用いてガス処理装置1を構成した例について説明したが、導入部2を配することなく、排出される排ガス量に対してほぼ同じ容量程度のタンクの貯留タンク3を配してガス処理装置1を構成することもできる。この場合、ガス処理装置1は、曝気槽33と貯留タンク3とを直接に大容量の配管で接続して、曝気槽33と貯留タンク3とを連続的に連通させて構成する。この場合であっても、貯留タンク3内に導入される排ガスとガス流路を流れる処理済ガスとを熱交換することができる。
In the
1は排ガス処理装置、2は導入手段、3,3a,3b,3c,3d,3eは貯留タンク、4は真空ポンプ、5は凝縮器、7,7a,7bは管路、8はフィン、10は制御部、11,13は手動弁、12は電磁弁、15,24は配管、17はバイパス配管、18は差圧センサ、20は蒸発器、21は冷凍機本体、22,23は排出弁、25は排出管、30は排ガス発生装置、31は洗浄乾燥チャンバー、32は給送ポンプ、33は曝気槽である。 1 is an exhaust gas treatment device, 2 is an introduction means, 3, 3 a, 3 b, 3 c, 3 d, and 3 e are storage tanks, 4 is a vacuum pump, 5 is a condenser, 7, 7 a and 7 b are conduits, 8 is a fin, 10 Is a control unit, 11 and 13 are manual valves, 12 is a solenoid valve, 15 and 24 are pipes, 17 is a bypass pipe, 18 is a differential pressure sensor, 20 is an evaporator, 21 is a refrigerator main body, and 22 and 23 are discharge valves. , 25 is a discharge pipe, 30 is an exhaust gas generator, 31 is a washing and drying chamber, 32 is a feed pump, and 33 is an aeration tank.
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