JP2019126775A - 溶剤回収装置及び溶剤回収システム - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の下流側にデミスタが設けられた、溶剤含有ガスから溶剤を回収する溶剤回収装置において、熱交換器で霧状の液滴となった溶剤がデミスタで再気化されるのを防ぐ。【解決手段】回収筒１は、溶剤蒸気を含有する被処理ガスから溶剤を回収するものであり、被処理ガスを冷却用の冷媒との熱交換により冷却する熱交換器２０と、該熱交換器２０を通過することによ記被処理ガスに含まれる霧状の液滴の溶剤を捕集するデミスタ３０と、熱交換器２０により冷却された被処理ガスとは異なる媒体によってデミスタ３０を冷却する温度調節部４０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、気化した洗浄溶剤等の溶剤（以下、溶剤蒸気）を含有する被処理ガスから溶剤を回収する溶剤回収装置及び溶剤回収システムに関する。

半導体製造工程では、例えば洗浄工程において、有機溶剤が使用される。有機溶剤は、半導体製造工程における他の工程や、半導体製造産業以外の産業でも多く使用されている。
使用された有機溶剤の一部は、気化して溶剤蒸気として被処理ガスに混入される。溶剤蒸気を含有する被処理ガスは、人体や環境に悪影響を及ぼすため、そのまま大気中等に放出することはできない。そのため、溶剤含有ガスを大気中などに放出する前に、当該溶剤含有ガスから有機溶剤を回収することが行われている。

溶剤含有ガスからの有機溶剤の回収方法としては、熱交換器により溶剤含有ガスを冷却し、当該ガス中の溶剤蒸気を凝縮させて回収する方法が知られている（特許文献１参照）。この回収方法では、溶剤含有ガスの冷却により当該ガス中の水分が凍結して熱交換器内に付着し回収効率が低下するため、凍結水分を解凍する必要がある。

特許文献１の溶剤回収装置では、２つの熱交換器が設けられており、溶剤含有ガスは上記２つの熱交換器に選択的に且つ交互に導入され、これら熱交換器では、低温の冷媒により溶剤含有ガスを冷却し溶剤を回収する冷却サイクルと、冷却サイクルで凍結した水分を高温の冷媒により解凍する解凍サイクルとが交互に繰り返される。また、特許文献１の溶剤回収装置では、一方の熱交換器において冷却サイクルが実施されている場合は、他方の熱交換器において解凍サイクルが実施される。これにより、溶剤含有ガスから溶剤を連続的に回収するようにしている。また、特許文献１の溶剤回収装置では、上記解凍サイクルから冷却サイクルに切り替える直前に、解凍サイクルを実施していた熱交換器に低温の冷媒を供給し冷却し、すなわち予備冷却し、これにより、冷却サイクルへの切り替え直後から高効率で溶剤を回収するようにしている。

なお、溶剤含有ガス中の溶剤は、熱交換器で冷却され凝縮された際に霧状の液滴になる場合があり、この場合、熱交換器で回収できないことがある。そのため、特許文献２に開示の溶剤回収装置では、凝縮器すなわち熱交換器が設けられた回収筒内における該熱交換器の下流にデミスタを設け、溶剤の霧状の液滴を該デミスタで捕集し回収する。

特開平４−３２６９０１号公報 特開平１１−９９５２号公報

特許文献１のように２つの熱交換器を有し該２つの熱交換器に選択的に且つ交互に溶剤含有ガスを導入する構成において、各熱交換器が設けられた回収筒内において特許文献２のように熱交換器の下流にデミスタを設ける場合、特許文献１のように一方の熱交換器の冷却サイクル中に他方の熱交換器の予備冷却を行ったとしても、予備冷却時に該他方の熱交換器の下流に設けられたデミスタの温度は下がらない。なぜならば、回収筒内に被処理ガスを流さない状態で熱交換器に低温の冷媒を供給してもデミスタは冷却されないからである。したがって、上述のように予備冷却を行ったとしてもデミスタの温度は下がらないため、冷却サイクルを行う熱交換器すなわち回収筒を切り替えた直後は、切り替え先の熱交換器で凝縮され該熱交換器の下流のデミスタに捕集された溶剤の霧状の液滴が該デミスタで再気化され、溶剤含有ガス中の溶剤濃度を十分低減することができない。

霧状の液滴となった溶剤がデミスタで再気化される問題は、被処理ガスが断続的に回収筒内に供給される場合には、溶剤回収システムに設ける熱交換器の数すなわち回収筒の数が１つであっても生じる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、熱交換器の下流側にデミスタが設けられた、溶剤含有ガスから溶剤を回収する溶剤回収装置において、熱交換器で霧状の液滴となった溶剤がデミスタで再気化されるのを防ぐことを目的とする。

上記課題を解決する本発明は、溶剤蒸気を含有する被処理ガスから溶剤を回収する溶剤回収装置であって、前記被処理ガスを冷却用の冷媒との熱交換により冷却する熱交換器と、該熱交換器を通過することにより前記被処理ガスに含まれる霧状の液滴の前記溶剤を捕集するデミスタと、前記熱交換器により冷却された被処理ガスとは異なる媒体によって前記デミスタを冷却する温度調節部を備えることを特徴としている。

本発明の溶剤回収装置によれば、熱交換器により冷却された被処理ガスを用いずに温度調節部がデミスタを冷却するため、被処理ガスを当該溶剤回収装置に供給する前に、熱交換器のみならずデミスタを予備冷却することができる。したがって、被処理ガスの供給開始直後において、デミスタで捕集した溶剤が再気化することを防ぐことができる。

前記熱交換器は、前記冷却用の冷媒による冷却により凍結し該熱交換器内に付着した前記被処理ガス内の水分を、前記冷却用の冷媒より高温の高温冷媒で解凍し、前記温度調節部は、前記デミスタを加熱し、前記溶剤の捕集の際に凍結し該デミスタに付着した前記被処理ガス内の水分を解凍してもよい。

前記デミスタは、環状に形成され、前記温度調節部は、前記デミスタの外側から当該デミスタを冷却または加熱してもよい。

上記溶剤回収装置は、前記被処理ガスを導入する導入口と、前記熱交換器により冷却され前記デミスタにより前記霧状の液滴の溶剤が捕集された前記被処理ガスを排出する排出口が設けられた筐体を有し、前記熱交換器及び前記デミスタは、前記筐体内に設けられていてもよい。

前記筐体は、前記熱交換器と前記デミスタとの間に、該デミスタを覆う遮蔽構造を有してもよい。

前記筐体は、該筐体内で生じた液体を排出する排液口が設けられた底壁と、該筐体内における前記熱交換器が設けられた領域と前記デミスタが設けられた領域とを隔てると共に、孔が形成された隔壁と、上下に開口を有し上端が前記隔壁の前記孔に連通する筒状に形成され、前記底壁との間に隙間を有するように前記隔壁から前記底壁に向けて延在する筒状壁と、を有し、前記排気口は、前記筒状壁の下端と前記隔壁との間に形成され、前記デミスタは、前記筒状壁の下端と前記排気口との間の位置に、当該筒状壁の外側を覆うように設けられてもよい。

前記筐体内における前記デミスタが設けられている部分の断面積は、前記筐体内における前記熱交換器が設けられている部分の断面積より小さくてもよい。

前記温度調節部は、前記熱交換器で用いられた冷媒を用いて前記デミスタの温度を調節してもよい。

前記デミスタを通過するときの前記被処理ガスの流速は、前記熱交換器を通過するときの前記被処理ガスの流速より速くてもよい。

前記被処理ガスは、前記熱交換器を通過するときに下方向に流れ、前記デミスタを通過するときに上方向に流れてもよい。

別な観点による本発明は、上記溶剤回収装置を複数備えると共に、該複数の前記溶剤回収装置に選択的に且つ交互に前記被処理ガスを供給する被処理ガス供給部を備え、前記溶剤回収装置は、前記被処理ガスが供給されている場合には、前記熱交換器により該被処理ガスを冷却し前記デミスタにより前記霧状の液滴の溶剤を捕集する冷却処理を行い、前記被処理ガスが供給されていない場合には、前記冷却処理により凍結し前記熱交換器及び／または前記デミスタに付着した前記被処理ガス内の水分を解凍する解凍処理を行った後、前記冷却処理に切り替わるまでの間、前記熱交換器を冷媒により冷却し前記温度調節部により前記デミスタを冷却することを特徴としている。

本発明によれば、溶剤回収装置において、熱交換器で霧状の液滴となった溶剤がデミスタで再気化されるのを防ぐことを目的とする。

本発明の実施の形態にかかる溶剤回収システムの構成の概略を模式的に示す配管系統図である。 図１の回収筒の構成の概略を模式的に示す図である。 溶剤回収システムの構成の概略を説明するための配管系統を示し、一方の回収筒での溶剤除去工程及び他方の回収筒での解凍工程を実施した状態の説明図である。 溶剤回収システムの構成の概略を説明するための配管系統を示し、一方の回収筒での溶剤除去工程及び他方の回収筒の予備冷却工程を実施した状態の説明図である。 溶剤回収システムの構成の概略を説明するための配管系統を示し、上記他方の回収筒での溶剤除去工程及び上記一方の回収筒での解凍工程を実施した状態の説明図である 溶剤回収システムの構成の概略を説明するための配管系統を示し、上記他方の回収筒での溶剤除去工程及び上記一方の回収筒の予備冷却工程を実施した状態の説明図である。 実施例及び比較例において、溶剤回収後に排出された被処理ガスに含まれる溶剤の濃度を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる溶剤回収システムの構成の概略を模式的に示す配管系統図である。
図１の例の溶剤回収システム１００は、本発明の溶剤回収装置としての回収筒１、２と、冷熱源３と、熱源４と、水分離器５と、制御部６とを備える。溶剤回収システム１００の回収筒１、２には、溶剤蒸気を含む被処理ガスが選択的に且つ交互に供給される。なお、回収筒１、２の構成は同様であるため、図面において回収筒２にかかる参照符号の付与を一部省略する。

回収筒１、２は、溶剤蒸気を含有する被処理ガスから溶剤を除去して排出するものであり、上記除去の際等に生じた液状の溶剤を含む液体を回収する。この回収筒１、２は、筐体１０と、熱交換器２０と、デミスタ３０と、温度調節部４０を有する。

筐体１０は、被処理ガスを導入する導入口１０ａと、回収筒２から溶剤が除去された被処理ガスを排出する排気口１０ｂと、が設けられたものである。また、筐体１０には、導入口１０ａ側に、すなわち、被処理ガスの流れにかかる上流側に、熱交換器２０が設けられており、排気口１０ｂ側に、すなわち、被処理ガスの流れにかかる下流側に、デミスタ３０が設けられている。

導入口１０ａには、主供給管５０と当該主供給管５０から分岐された枝供給管５１ａまたは枝供給管５１ｂとを介して被処理ガスが供給される。排気口１０ｂから排出された被処理ガスは、枝排気管５２ａまたは枝排気管５２ｂとこれら枝排気管５２ａ、５２ｂが合流した主排気管５３を介して溶剤回収システム１００の外部に排出される。なお、枝供給管５１ａ、５１ｂ、枝排気管５２ａ、５２ｂにはそれぞれ開閉バルブＶ１〜Ｖ４が設けられている。また、主供給管５０、枝供給管５１ａ、５１ｂ、バルブＶ１、Ｖ２及び制御部６により、回収筒１、２に選択的に且つ交互に被処理ガスを供給する被処理ガス供給部が構成される。

さらに、筐体１０には、当該筐体１０内で生じた液状の溶剤を含む液体を排出する排液口１０ｃが設けられている。排液口１０ｃから排出された液体は、枝排液管７０ａまたは枝排液管７０ｂとこれら枝排液管７０ａ、７０ｂが合流した主排液管７１を介して水分離器５に供給される。

熱交換器２０は、冷媒が通流される不図示の冷媒流路が内部に形成された平板状の伝熱板２１を複数有する。さらに、熱交換器２０は、冷媒導入口２２ａが一端に形成され冷媒排出口２２ｂが他端に形成された冷媒配管２２を有し、該冷媒配管２２により冷媒導入口２２ａと伝熱板２１との間、伝熱板２１間、及び、伝熱板２１と冷媒排出口２２ｂとの間が接続されている。

熱交換器２０は、冷熱源３から低温冷媒すなわち冷却用の冷媒が供給されている場合、回収筒１、２に供給された被処理ガスを低温冷媒との熱交換により冷却する。この冷却により、被処理ガス中に含まれる溶剤蒸気は、凝縮され霧状の液滴の溶剤となる。

霧状の液滴の溶剤の大部分は、熱交換器２０では回収されないが、一部は、伝熱板２１に付着し、伝熱板２１に沿って落下し、後述の孔１４ａ等を介して、排液口１０ｃから排出される。また、霧状の液滴の溶剤は、伝熱板２１に付着する凍結水分に含まれることもある。凍結水分とは、被処理ガスに含まれる水分が低温冷媒との熱交換により凝縮された際に凍結したものである。
また、熱交換器２０には、後述の予備冷却の場合にも、低温冷媒が冷熱源３から供給される。
さらに、熱交換器２０には、伝熱板２１に付着した凍結水分を解凍する場合に、上記低温冷媒より高温の高温冷媒が熱源４から供給される。

デミスタ３０は、熱交換器２０を通過することにより被処理ガス中に含まれることになった霧状の液滴の溶剤を物理的に捕集するものであり、当該デミスタ３０に衝突した霧状の液滴の溶剤を集合・成長させて捕捉する。デミスタ３０は、例えば、金属製のメッシュを用いたワイヤメッシュデミスタから構成される。デミスタ３０に用いられるメッシュの空隙率は霧状の液滴の溶剤を物理的に捕獲可能な範囲に設定される。

温度調節部４０は、デミスタ３０の温度を調節するものであり、少なくともデミスタ３０を冷却する。この温度調節部４０は、熱交換器２０を通過し該熱交換器２０により冷却／加熱された被処理ガスを用いずにデミスタ３０の温度を調節する。具体的には、温度調節部４０は、例えば、熱交換器２０に用いられた冷媒を用いてデミスタ３０の温度を調節する。
温度調節部４０は、冷媒導入口４１ａが一端に形成され冷媒排出口４１ｂが他端に形成され冷媒が通流する冷媒配管４１を有し、該冷媒配管を通流する冷媒により、筐体１０におけるデミスタ３０の配設部分の外側を冷却することにより、デミスタ３０を冷却する。また、冷媒導入口４１ａには、熱交換器２０の冷媒排出口２２ｂと接続する接続管５４が接続されており、温度調節部４０の冷媒配管４１には、熱交換器２０の冷媒配管２２を通流した冷媒が通流する。

冷熱源３は、主供給管５５と、該主供給管５５から分岐され熱交換器２０の冷媒導入口２２ａに接続された枝供給管５６ａまたは枝供給管５６ｂとを介して、回収筒１及び／または回収筒２に低温冷媒を供給する。また、冷熱源３は、温度調節部４０の冷媒排出口４１ｂに接続された枝回収管５７ａまたは枝回収管５７ｂと、これら枝回収管５７ａ、５７ｂが合流した主回収管５８とを介して、回収筒１または回収筒２で用いられた低温冷媒を回収する。なお、枝供給管５６ａ、５６ｂ、枝回収管５７ａ、５７ｂにはそれぞれ開閉バルブＶ５〜Ｖ８が設けられている。また、冷熱源３が供給する低温冷媒は、例えばフロン系冷媒であり、低温冷媒の温度は、被処理ガスに含まれる溶剤蒸気の凝縮点以下であり、例えば−４０〜−５０℃である。なお、低温冷媒は、フロン系冷媒である場合、例えば、熱交換器２０に供給される段階では液状であり、温度調節部４０に供給される段階では気体状であるが、低温冷媒は熱交換器２０に供給される段階から気体状であってもよい。

熱源４は、主供給管５９と、該主供給管５９から分岐され熱交換器２０の冷媒導入口２２ａに接続された枝供給管６０ａまたは枝供給管６０ｂとを介して、回収筒１及び／または回収筒２に高温冷媒を供給する。また、熱源４は、温度調節部４０の冷媒排出口４１ｂに接続された枝回収管６１ａまたは枝回収管６１ｂと、これら枝回収管６１ａ、６１ｂが合流した主回収管６２とを介して、回収筒１または回収筒２で用いられた高温冷媒を回収する。なお、枝供給管６０ａ、６０ｂ、枝回収管６１ａ、６１ｂにはそれぞれ開閉バルブＶ９〜Ｖ１２が設けられている。また、熱源４が供給する高温冷媒は、例えばフロン系冷媒であり、高温冷媒の温度は、被処理ガスに含まれる水分の凍結点以上であり、例えば５０℃である。なお、高温冷媒として、フロン系冷媒以外の液体や気体を用いてもよい。

水分離器５は、回収筒１、２により回収された液体を、水と溶剤に分離する。分離された水は例えば不図示の排水管を介して排出される。また、分離された溶剤は、例えば不図示のタンクに蓄えられ再利用される。

制御部６は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。溶剤回収システム１００に設けられた各開閉バルブ（以下、バルブと省略）Ｖ１〜Ｖ１２には、制御部６により制御可能な電磁弁や空気作動弁が用いられ、各バルブＶ１〜Ｖ１２と制御部６は電気的に接続されている。制御部６のプログラム格納部には、溶剤回収システム１００における処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、各バルブＶ１〜Ｖ１２を制御して、溶剤回収システム１００における溶剤回収処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部６にインストールされたものであってもよい。

図２は、回収筒１の構成の概略を模式的に示す図である。
回収筒１の筐体１０は、例えば、図２に示すように、導入口１０ａが中心に形成された天壁１１と、排液口１０ｃが中心に形成された底壁１２と、を有する。底壁１２は、外側から中心の排液口１０ｃに向けて下がる傾斜面１２ａにより形成されている。デミスタ３０で生じた液体は、上記傾斜面１２ａ上に落下し、該傾斜面１２ａに沿って排液口１０ｃに導かれる。

また、天壁１１と底壁１２とを接続する円筒状の側壁１３とを有する。天壁１１と底壁１２と側壁１３とで囲われた空間は、熱交換器２０の伝熱板２１が設けられる熱交換器領域Ａ１と、デミスタ３０が設けられるデミスタ領域Ａ２とを有する。

また、筐体１０は、熱交換器領域Ａ１とデミスタ領域Ａ２とを隔てると共に孔１４ａが中心に形成された隔壁１４を有する。熱交換器２０を通過した被処理ガスは、隔壁１４の孔１４ａを通過して、デミスタ領域Ａ２に至る。隔壁１４は、外側から中心の孔１４ａに向けて下がる傾斜面１４ｂにより形成されている。
熱交換器２０の伝熱板２１で生じた液体は、直接孔１４ａ上に落下し、または、隔壁１４の傾斜面１４ｂに落下する。傾斜面１４ｂ上に落下した液体は、該傾斜面１４ｂに沿って孔１４ａに導かれる。

さらに、筐体１０は、筒状壁１５を有する。筒状壁１５は、上下に開口を有し上端が隔壁１４の孔１４ａに連通し側壁１３より小径の筒状に形成されている。また、筒状壁１５は、底壁１２との間に隙間を有するように隔壁１４から底壁１２の排液口１０ｃに向けて延在するように形成されている。

筐体１０では、側壁１３における筒状壁１５の上端と隔壁１４との間に、排気口１０ｂが形成され、また、筒状壁１５の下端と排気口１０ｂとの間の位置に、筒状壁１５の外側を覆うように、デミスタ３０が設けられている。
したがって、被処理ガスは、デミスタ３０を通過するときは鉛直方向上向きに流れる。なお、被処理ガスは、熱交換器２０を通過するときは鉛直方向下向きに流れる。

また、筐体１０では、上述のようにデミスタ３０が設けられることにより、熱交換器２０とデミスタ３０との間に設けられた隔壁１４と筒状壁１５とによって該デミスタ３０が覆われている。言い換えると、隔壁１４と筒状壁１５は本発明にかかる「遮蔽構造」を構成し、該遮蔽構造により、熱交換器２０から落下した液体がデミスタ３０に衝突するのを防ぐことができる。

さらに、筐体１０の側壁１３におけるデミスタ３０の側方の部分には、温度調節部４０の冷媒配管４１が設けられている。したがって、回収筒１では、温度調節部４０が、環状に形成されたデミスタ３０の外側からデミスタ３０を冷却または加熱する。

さらにまた、回収筒１では、筐体１０内において熱交換器２０が設けられている部分の水平断面の断面積は、円筒状の側壁１３の内側壁面で囲われた領域の水平断面の断面積と略同一である。一方、筐体１０内においてデミスタ３０が設けられている部分の水平断面の断面積は、円筒状の側壁１３の内側壁面と筒状壁１５の外側壁面で囲われた領域の水平断面の断面積と略同一である。つまり、回収筒１では、筐体１０内においてデミスタ３０が設けられている部分の水平断面の断面積は、熱交換器２０が設けられている部分の水平断面の断面積に比べて小さい。これにより、デミスタ３０を通過するときの被処理ガスの流速が、熱交換器２０を通過するときの被処理ガスの流速より早くなるようにしている。デミスタ３０では大きな流速が求められ、熱交換器２０では小さい流速が求められるからである。

なお、回収筒２の構造は回収筒１の構造と同様であるためその説明を省略する。

続いて、溶剤回収システム１００による溶剤回収方法について図３〜図６を用いて説明する。なお、図３〜図６においては、開状態のバルブを白塗りで、閉状態のバルブを黒塗りで、被処理ガス等の流体が流通している管を太線で示すことで、その他の弁の開閉状態については説明を省略する。

（回収筒１での溶剤除去）
図３に示すように、枝供給管５１ａのバルブＶ１及び枝排気管５２ａのバルブＶ３が開状態とされ、回収筒１に被処理ガスが供給され該回収筒１で被処理ガスの清浄化を行うときは、枝供給管５６ａのバルブＶ５及び枝回収管５７ａのバルブＶ７が開状態とされ、低温冷媒が、冷熱源３から熱交換器２０に供給されると共に該熱交換器２０を介して温度調節部４０に供給される。これにより、回収筒１において被処理ガスからの溶剤の除去が行われる。溶剤除去処理は例えば所定時間経過するまで行われる。

（回収筒２での解凍）
一方、回収筒１に被処理ガスが供給されているときは、枝供給管５１ｂのバルブＶ２及び枝排気管５２ｂのバルブＶ４が閉状態とされ、回収筒２には被処理ガスが供給されない。被処理ガスが供給されていない回収筒２については、まず、枝供給管６０ｂのバルブＶ１０及び枝回収管６１ｂのバルブＶ１２が開状態とされ、高温冷媒が、熱源４から熱交換器２０に供給されると共に該熱交換器２０を介して温度調節部４０に供給される。これにより、回収筒２の熱交換器２０及びデミスタ３０が加熱されるため、該熱交換器２０及びデミスタ３０に付着していた凍結水分を解凍することができる。解凍処理は上述の溶剤除去処理が完了するより前に終了する。解凍処理は、例えば溶剤除去処理に要する時間より短い所定時間経過するまで行われる。

（回収筒２の予備冷却）
解凍処理が終了すると、次いで、回収筒２については、図４に示すように、枝供給管６０ｂのバルブＶ１０及び枝回収管６１ｂのバルブＶ１２が閉状態とされ高温冷媒の供給が停止されると共に、枝供給管５６ｂのバルブＶ６及び枝回収管５７ｂのバルブＶ８が開状態とされ、低温冷媒が、回収筒２の熱交換器２０にも供給されると共に該熱交換器２０を介して温度調節部４０に供給される。これにより、回収筒２において、熱交換器２０及びデミスタ３０の予備冷却が行われる。
回収筒２の予備冷却は、回収筒１での溶剤除去処理が終了するまで行われる。

（回収筒２での溶剤除去）
回収筒１での溶剤除去処理が終了すると、図５に示すように、枝供給管５１ａのバルブＶ１及び枝排気管５２ａのバルブＶ３が閉状態とされ枝供給管５１ｂのバルブＶ２及び枝排気管５２ｂのバルブＶ４が開状態とされ、回収筒２で被処理ガスの清浄化が開始される。この際、枝供給管５６ａのバルブＶ５及び枝回収管５７ａのバルブＶ７は閉状態とされるが、枝供給管５６ｂのバルブＶ６及び枝回収管５７ｂのバルブＶ８の開状態が維持され、低温冷媒が、回収筒２の熱交換器２０に供給されると共に該熱交換器２０を介して温度調節部４０に供給される。これにより、回収筒２において被処理ガスからの溶剤の除去が行われる。

（回収筒１での解凍）
一方、溶剤除去が終了した回収筒１では、枝供給管６０ａのバルブＶ９及び枝回収管６１ａのバルブＶ１１が開状態とされ、高温冷媒が、熱交換器２０に供給されると共に該熱交換器２０を介して温度調節部４０に供給される。これにより、回収筒１の熱交換器２０及びデミスタ３０が加熱されるため、該熱交換器２０及びデミスタ３０に付着していた凍結水分を解凍することができる。解凍処理は例えば所定時間経過するまで行われる。

（回収筒１の予備冷却）
解凍処理が終了すると、次いで、回収筒１については、図６に示すように、枝供給管６０ａのバルブＶ９及び枝回収管６１ａのバルブＶ１１が閉状態とされ高温冷媒の供給が停止されると共に、枝供給管５６ａのバルブＶ５及び枝回収管５７ａのバルブＶ７が開状態とされ、低温冷媒が、回収筒１の熱交換器２０にも供給されると共に該熱交換器２０を介して温度調節部４０に供給される。これにより、回収筒１において、熱交換器２０及びデミスタ３０の予備冷却が行われる。
回収筒１の予備冷却は、回収筒２での溶剤除去処理が終了するまで行われる。

以後、上述の工程が繰り返される。

本実施形態によれば、上述のように、回収筒１、２がデミスタ３０の温度調節部４０を有し該温度調節部４０によりデミスタ３０を冷却することができるため、被処理ガスの供給先の切り替えすなわち回収筒１、２の切り替えの前に熱交換器２０のみならずデミスタ３０を予備冷却することで、上記切り替え直後において、切り替え先の回収筒１、２のデミスタ３０で捕集した溶剤が再気化することを防ぐことができる。したがって、上記切り替え直後から高効率で溶剤を回収することができる。

さらに、本実施形態によれば、高温冷媒が供給される温度調節部４０によりデミスタ３０を加熱することができるため、回収筒１、２の切り替え間隔が短く回収筒１、２の霜取時間を長くとれない場合であっても、デミスタ３０の霜を完全に取り除くことができる。また、上述のようにデミスタ３０を加熱することができるため、デミスタ３０の霜取り時間が回収筒１、２の切り替え周期を制限している場合において、回収筒１、２の切り替え周期を短縮することができる。

また、筐体１０内にデミスタ３０を設ける場合、筐体１０の外側から、すなわちデミスタ３０の外側から、該デミスタ３０を冷却／加熱し該デミスタ３０を温度調節する構造が簡便であり低コストである。本実施形態では、上記構造を採用しつつ、デミスタ３０を環状としているため、中実形状であってデミスタ３０と同じ水平断面積を有するデミスタと比べて、その中心部分を所定温度まで迅速に冷却／加熱することができる。

さらにまた、本実施形態によれば、温度調節部４０は、熱交換器２０で用いられた冷媒を用いてデミスタ３０の温度を調節する。したがって、温度調節部４０で用いられる冷媒を熱交換器２０とは別の冷媒とする場合に比べて、冷媒の使用量や冷媒の配管スペース等を削減することができる。

また、上述の例では、溶剤回収システムに設けられた回収筒の数は２つであったが、３以上であってもよい。また、溶剤回収システムに設けられた回収筒の数が１つであって、該回収筒に断続的に被処理ガスが供給される形態であっても、本発明は適用することができる。

図７は、実施例及び比較例において、溶剤回収後に排出された被処理ガスに含まれる溶剤の濃度（以下、排気溶剤濃度）を示す図であり、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）はそれぞれ比較例及び実施例における排気溶剤濃度を示す。また、図の横軸は任意の時点からの経過時間を示し、縦軸は排気溶剤濃度を示す。

実施例では、図３〜図６を用いて説明した溶剤回収システム１００による溶剤回収方法で溶剤の回収を行った。比較例では、上記溶剤回収システム１００と同様な構成を有するがデミスタ３０の温度調節部４０が設けられていない溶剤回収システムすなわち予冷時にデミスタ３０が冷却されないシステムを用いて溶剤の回収を行った。
また、実施例及び比較例において、用いた有機溶剤はスリーエムジャパン株式会社製のＦＣ−３２８３、溶剤回収前の被処理ガスの溶剤の濃度は約３０００ｐｐｍ、回収筒の切り替え間隔は７時間、予冷時間は１時間である。

図７（Ａ）に示すように、予冷時にデミスタ３０が冷却されないシステムを用いた比較例では回収筒の切り替え直後の排気溶剤濃度が２００ｐｐｍ以上と高い。それに対し、予冷時にデミスタ３０を冷却する溶剤回収システム１００を用いた実施例では、図７（Ｂ）に示すように、回収筒の切り替え直後の排気溶剤濃度が２５ｐｐｍ以下である。このように、予冷時にデミスタ３０を冷却することにより、予冷時にデミスタ３０を冷却しない場合に比べて、排気溶剤濃度を少なくとも１／８以下に低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、溶剤蒸気を含む被処理ガスを清浄化して排出する技術に有用である。

１、２ 回収筒
３ 冷熱源
４ 熱源
５ 水分離器
６ 制御部
１０ 筐体
１０ａ 導入口
１０ｂ 排気口
１０ｃ 排液口
１１ 天壁
１２ 底壁
１３ 側壁
１４ 隔壁
１４ａ 孔
１５ 筒状壁
２０ 熱交換器
３０ デミスタ
４０ 温度調節部
４１ 冷媒配管
５４ 接続管
１００ 溶剤回収システム
Ｖ１〜Ｖ１２ 開閉バルブ

Claims (11)

1. 溶剤蒸気を含有する被処理ガスから溶剤を回収する溶剤回収装置であって、
   前記被処理ガスを冷却用の冷媒との熱交換により冷却する熱交換器と、
   該熱交換器を通過することにより前記被処理ガスに含まれる霧状の液滴の前記溶剤を捕集するデミスタと、
   前記熱交換器により冷却された被処理ガスとは異なる媒体によって前記デミスタを冷却する温度調節部を備えることを特徴とする溶剤回収装置。
2. 前記熱交換器は、前記冷却用の冷媒による冷却により凍結し該熱交換器内に付着した前記被処理ガス内の水分を、前記冷却用の冷媒より高温の高温冷媒で解凍し、
   前記温度調節部は、前記デミスタを加熱し、前記溶剤の捕集の際に凍結し該デミスタに付着した前記被処理ガス内の水分を解凍することを特徴とする請求項１に記載の溶剤回収装置。
3. 前記デミスタは、環状に形成され、
   前記温度調節部は、前記デミスタの外側から当該デミスタを冷却または加熱することを特徴とする請求項１または２に記載の溶剤回収装置。
4. 前記被処理ガスを導入する導入口と、前記熱交換器により冷却され前記デミスタにより前記霧状の液滴の溶剤が捕集された前記被処理ガスを排出する排気口が設けられた筐体を有し、
   前記熱交換器及び前記デミスタは、前記筐体内に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶剤回収装置。
5. 前記筐体は、前記熱交換器と前記デミスタとの間に、該デミスタを覆う遮蔽構造を有することを特徴とする請求項４に記載の溶剤回収装置。
6. 前記筐体は、
   該筐体内で生じた液体を排出する排液口が設けられた底壁と、
   該筐体内における前記熱交換器が設けられた領域と前記デミスタが設けられた領域とを隔てると共に、孔が形成された隔壁と、
   上下に開口を有し上端が前記隔壁の前記孔に連通する筒状に形成され、前記底壁との間に隙間を有するように前記隔壁から前記底壁に向けて延在する筒状壁と、を有し、
   前記排気口は、前記筒状壁の上端と前記隔壁との間に形成され、
   前記デミスタは、前記筒状壁の下端と前記排気口との間の位置に、当該筒状壁の外側を覆うように設けられることを特徴とする請求項４または５に記載の溶剤回収装置。
7. 前記筐体内における前記デミスタが設けられている部分の断面積は、前記筐体内における前記熱交換器が設けられている部分の断面積より小さいことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の溶剤回収装置。
8. 前記温度調節部は、前記熱交換器で用いられた冷媒を用いて前記デミスタの温度を調節することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の溶剤回収装置。
9. 前記デミスタを通過するときの前記被処理ガスの流速は、前記熱交換器を通過するときの前記被処理ガスの流速より速いことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の溶剤回収装置。
10. 前記被処理ガスは、前記熱交換器を通過するときに下方向に流れ、前記デミスタを通過するときに上方向に流れることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の溶剤回収装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の溶剤回収装置を複数備えると共に、該複数の前記溶剤回収装置に選択的に且つ交互に前記被処理ガスを供給する被処理ガス供給部を備え、
    前記溶剤回収装置は、
    前記被処理ガスが供給されている場合には、前記熱交換器により該被処理ガスを冷却し前記デミスタにより前記霧状の液滴の溶剤を捕集する冷却処理を行い、
    前記被処理ガスが供給されていない場合には、前記冷却処理により凍結し前記熱交換器及び／または前記デミスタに付着した前記被処理ガス内の水分を解凍する解凍処理を行った後、前記冷却処理に切り替わるまでの間、前記熱交換器を冷媒により冷却し前記温度調節部により前記デミスタを冷却することを特徴とする溶剤回収システム。