JP2020065977A

JP2020065977A - 混合液体の気化分離方法及び気化分離装置、並びに気化されて分離された液体の回収装置

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Publication number: JP2020065977A
Application number: JP2018200620A
Authority: JP
Inventors: 宣一篠田; Yoshiichi Shinoda; 邦寛北橋; Kunihiro Kitahashi
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2020-04-30
Anticipated expiration: 2038-10-25
Also published as: JP6469305B1

Abstract

【課題】低蒸気圧液体と高蒸気圧液体の蒸気圧が異なる二液混合の混合液体から高蒸気圧液体のみを気化させて分離する場合に、混合液体を傾斜流路に流す間に、突沸の発生なく、二液の両者それぞれを簡単かつ高効率で再利用できるように分離回収することを可能とする混合液体の気化分離方法及び気化分離装置、並びに気化されて分離された液体の回収装置を提供する。【解決手段】焼き入れ油Ｄと洗浄液Ｃの蒸気圧が異なる二液混合の混合液体Ｍから洗浄液のみを気化分離する方法で、混合液体を導入する蒸留器１３の内部圧力を、洗浄液の蒸気圧よりも高い第１圧力に維持した初期段階で、蒸留器内部の傾斜流路１４の始端１４ａから終端１４ｂに向けて重力で混合液体を流し始め、その後、混合液体が傾斜流路の終端に辿り着いた段階で、蒸留器の内部圧力を、第１圧力から、洗浄液の蒸気圧よりも低くかつ焼き入れ油の蒸気圧よりも高い第２圧力に減圧して維持する。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば洗浄液と油のように、低蒸気圧液体と高蒸気圧液体の蒸気圧が異なる二液混合の混合液体から高蒸気圧液体のみを気化させて分離する場合に、混合液体を傾斜流路に流す間に、二液の両者それぞれを簡単かつ高効率で再利用できるように分離回収することを可能とする混合液体の気化分離方法及び気化分離装置、並びに気化されて分離された液体の回収装置に関する。

機械部品の製造工程などにおいて、焼き入れ処理や切削加工によって油が付着した部品等を、洗浄液を用いて洗浄することが行われている。洗浄液は高価であるため、洗浄液と油とが混ざり合った混合液体から油を除去する、言い換えれば洗浄液を分離することが行われていて、このような洗浄液を再利用可能に分離する技術として、特許文献１〜３が知られている。

特許文献１の「船舶用油水分離装置」は、筒外壁を有する槽本体の内部が前記外壁と同心の立筒第１隔壁によって半径方向に沿って外部の粗分離室と内部の精分離室とに仕切られ、更に、粗分離室は水平板状第２隔壁によって下部の渦流部と上部の油分浮上分離部とに仕切られ、前記渦流部は内部が渦巻状仕切板によって水平断面で渦巻状流路が形成され、該渦巻状流路の始端部の外壁に原水入口を、また浮上分離部の外壁に油出口を持ち、精分離室には前記渦流部と連通する粗粒化フィルタが設けられ、該精分離室の底壁には清澄水出口が、また槽本体上部には汚物出口が設けられるようにしている。特許文献１では、上部に浮かんだ油を回収するようにしているが、洗浄液と油が混ざり合っているとして、この洗浄液が炭化水素系の溶剤である場合には、当該装置によっては、洗浄液を適切に回収することはできない。

特許文献２の「洗浄に使用した洗浄溶剤及び加工油の回収方法及びその装置」は、洗浄溶剤を真空蒸留再生した後に洗浄溶剤及び加工油を簡易な方法で分離して回収して安全に再利用可能とすることにより、環境への負荷を軽減可能とすることを課題とし、被洗浄物の洗浄作業により加工油が混入した非水系で引火点が５０℃以上の洗浄溶剤を、耐圧製の減圧槽に導入するとともに減圧状態で洗浄溶剤の沸点以上で加工油の沸点未満に加熱して前記洗浄溶剤を蒸留分離し、この蒸留分離した洗浄溶剤及び前記加工油を回収するようにしている。

特許文献３の「洗浄液の蒸留再生装置」は、小型で再生効率のよい洗浄液の蒸留再生装置を提供することを課題とし、ワークの洗浄により汚染された有機溶剤からなる洗浄液を貯留する貯留部およびこの貯留部に設けた前記汚染された洗浄液を加熱する加熱手段からなる再生槽と、この再生槽に連通するとともに、再生槽から供給される洗浄液蒸気を冷却手段により冷却して凝縮するコンデンサー部とで構造した洗浄液の蒸留再生装置において、前記貯留部を、前記洗浄により汚染された洗浄液を流下させる樋で構成し、この樋に加熱手段を密着させ、樋と加熱手段とを一体構造とするようにしている。

特開昭６０−１２２０８９号公報特開２０１０−２２１２０９号公報特開２００３−１１７３０１号公報

特許文献２及び３はいずれも、基本的に洗浄液を加熱し気化させることで、油から分離回収し再利用するやり方を開示している。加熱するやり方では、特許文献２のように混合液体を槽に貯めて処理する場合、所定の温度まで加熱するのに長時間を要し、洗浄液の分離回収の処理効率が良くないと共に、すべての洗浄液を油から確実に分離することが難しく、洗浄液が相当量無駄に廃棄されてしまうという問題があった。

洗浄液を分離回収する際、特許文献２に開示されているように、減圧状態を利用することは有効であり、蒸気圧の低い油は気化せず、蒸気圧の高い洗浄液だけが気化するように減圧を制御することが考えられる。

そこで、混合液体を効率よく加熱するために、特許文献３に開示されているように、再生槽に設けられ、加熱手段で加熱される樋に混合液体を流すようにし、その際、再生槽の内部を減圧状態にすることが考えられる（図４参照）。

樋ａ自体は、槽ｂ全体を加熱する場合よりも短い時間で熱することができるので、この樋ａを加熱手段ｄで加熱して混合液体ｃを流せば、時間をかけずに混合液体ｃを加熱できるからである。これにより、洗浄液を、気化しやすい減圧状態で加熱して、洗浄液を高効率で分離回収できる可能性がある。

この場合、洗浄液の蒸気圧よりも低く、かつ油の蒸気圧よりも僅かに高い減圧状態とし、混合液体ｃからの洗浄液の気化が促進される加熱温度で加熱を行うことが最適な処理条件となる。この際、いつでも使用できるように、加熱手段ｄで樋ａの表面（底面）を、予め最適温度に加熱しておく。

しかしながら、このような最適な処理条件の下で、混合液体ｃを樋ａの上流側の一端部（受け入れ側）へ導入するようにすると、混合液体ｃを樋ａへ流し始めた途端、すなわち混合液体ｃが樋ａの表面に触れた瞬間に、図４（ａ）に示すように突沸Ｔが起こり、洗浄液の気化と一緒に、混合液体ｃに含まれている油も蒸発したり、あるいは微粒子となって気中に飛散・拡散してしまう。

この現象は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、樋ａを流れ落ちる混合液体ｃの先端部において発生しながら、混合液体ｃが樋ａの下流側の他端部（廃棄側）に到達する（図４(ｃ)参照）まで続く。またそれは、熱せられている樋ａがこれを流れる混合液体ｃで冷やされて、樋ａの温度が下がり安定するまで継続する（図４（ｄ）参照）。このため、分離回収のために気化させた洗浄液中に、大量の油が含まれてしまう。

ここで、混合液体ｃが樋ａの下流部に到達するまでは、加熱手段ｄで樋ａを加熱する温度を低く下げ、到達した後は加熱温度を高くすることが考えられるが、低くした加熱温度を、洗浄液の気化が促進される温度まで上げることは、樋ａへの混合液体ｃの導入開始から相当の時間が必要であり、その期間は、加熱不足によって洗浄液の分離回収を適切に行うことはできず、相当量の洗浄液が廃棄されてしまうという問題があった。

このことは、図４(ｄ)で示す、樋ａから廃棄される混合液体ｃ（油）に洗浄液が混ざっていることでもあり、油も再利用する場合には、洗浄液の混ざった油が回収されてしまうこととなっていた。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、例えば洗浄液と油のように、低蒸気圧液体と高蒸気圧液体の蒸気圧が異なる二液混合の混合液体から高蒸気圧液体のみを気化させて分離する場合に、混合液体を傾斜流路に流す間に、突沸を発生させることなく、二液の両者それぞれを簡単かつ高効率で再利用できるように分離回収することを可能とする混合液体の気化分離方法及び気化分離装置、並びに気化されて分離された液体の回収装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる混合液体の気化分離方法は、低蒸気圧液体と高蒸気圧液体の蒸気圧が異なる二液混合の混合液体から該高蒸気圧液体のみを気化させて分離する方法であって、まず、上記混合液体を導入する蒸留器の内部圧力を、上記高蒸気圧液体の蒸気圧よりも高い第１圧力に維持した初期段階で、該蒸留器内部の傾斜流路の始端から終端に向けて重力で該混合液体を流し始め、その後、上記混合液体が上記傾斜流路の終端に辿り着いた段階で、上記蒸留器の内部圧力を、上記第１圧力から、上記高蒸気圧液体の蒸気圧よりも低くかつ上記低蒸気圧液体の蒸気圧よりも高い第２圧力に減圧して維持することを特徴とする。

前記第１圧力は、前記高蒸気圧液体の蒸気圧よりも僅かに高い圧力であることを特徴とする。

本発明にかかる混合液体の気化分離装置は、低蒸気圧液体と高蒸気圧液体の蒸気圧が異なる二液混合の混合液体から該高蒸気圧液体のみを気化させて分離する装置であって、上記混合液体が導入される蒸留器と、該蒸留器内部に設けられ、導入された上記混合液体を重力で始端から終端に向けて流下させる傾斜流路と、上記蒸留器に接続され、該蒸留器内部の気体を吸引して、当該蒸留器の内部圧力を、上記高蒸気圧液体の蒸気圧よりも高い第１圧力から、該高蒸気圧液体の蒸気圧よりも低くかつ上記低蒸気圧液体の蒸気圧よりも高い第２圧力へ減圧可能な圧力調整機構と、上記蒸留器の内部圧力値を検出して出力する圧力計とを備え、上記混合液体の上記蒸留器への導入開始時の該蒸留器の内部圧力を上記第１圧力に維持する制御信号を上記圧力調整機構へ出力し、上記傾斜流路の終端に辿り着いた後は、該蒸留器の内部圧力を、該第１圧力から上記第２圧力に減圧して維持する制御信号を該圧力調整機構へ出力することを特徴とする。

前記傾斜流路には、前記混合液体を加熱するためのヒータが設けられることを特徴とする。

本発明にかかる気化されて分離された液体の回収装置は、上記混合液体の気化分離装置に備えられる前記蒸留器と前記圧力調整機構との間に、該蒸留器で気化された前記高蒸気圧液体を液化して回収する液化部が設けられることを特徴とする。

本発明にかかる混合液体の気化分離方法及び気化分離装置、並びに気化されて分離された液体の回収装置にあっては、低蒸気圧液体と高蒸気圧液体の蒸気圧が異なる二液混合の混合液体から高蒸気圧液体のみを気化させて分離する場合に、混合液体を傾斜流路に流す間に、突沸を発生させることなく、二液の両者それぞれを簡単かつ高効率で再利用できるように確実に分離回収することができる。

本発明に係る混合液体の気化分離装置及び気化されて分離された液体の回収装置が適用される設備の一例である、ワーク焼き入れ処理設備の全体構成を示す説明図である。本発明に係る混合液体の気化分離装置及び気化された液体の回収装置の好適な一実施形態を示す概略構成図である。図２に示した混合液体の気化分離装置及び気化された液体の回収装置に備えられる吸引ポンプの流量調整弁による蒸留器の内部圧力の制御を説明する説明図である。本発明が解決しようとする課題を説明するための説明図である。

以下に、本発明にかかる混合液体の気化分離方法及び気化分離装置、並びに気化されて分離された液体の回収装置の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。まず、本実施形態に係る混合液体の気化分離装置と、気化されて分離された液体の回収装置について説明する。

本実施形態では、焼き入れ処理によってワークに付着した焼き入れ油（冷却用の油）を洗浄液で洗浄処理することにより、焼き入れ油と洗浄液の二液が混ざり合った混合液体が生じる場合を例示して説明する。

混合液体の気化分離装置は、低蒸気圧液体である焼き入れ油と高蒸気圧液体である洗浄液という、蒸気圧が異なる二液混合の混合液体から、洗浄液のみを気化させて分離し、洗浄液が分離した後の焼き入れ油を再利用可能とする。また、気化されて分離された液体の回収装置は、混合液体の気化分離装置で気化され分離された洗浄液を液化して再利用可能とする。

図１には、ワーク焼き入れ処理設備１の全体構成が示されている。焼き入れ処理されるワークＷは、搬入用コンベア２で焼き入れ処理設備１へ搬入され、搬送レール３の一端側から、当該搬送レール３上を走行移動する搬送ユニット４に移載される。搬送ユニット４に移載されたワークＷは、搬送レール３に沿って搬送され、当該搬送レール３の両側に配置された複数の加熱室５のいずれかに搬送ユニット４から搬入されて、加熱処理される。

加熱処理を終えたワークＷは、加熱室５から焼き入れ室６に搬入されて、焼き入れ処理される。焼き入れ処理は、焼き入れ室６内で、ワークＷを焼き入れ油Ｄに漬けることで行われる。

ワーク焼き入れ処理設備１については、加熱室５と焼き入れ室６が、図中、仮想線で示すように、隣り合わせで一体的に配置されて、搬送ユニット４を利用することなく、ワークＷの加熱処理と焼き入れ処理とが連続して行われる。

焼き入れ処理を終えたワークＷは、焼き入れ室６から再度搬送ユニット４に移載されて搬送レール３に沿って搬送され、焼き戻し室５ａでの処理を経て、洗浄室７に搬入される。洗浄室７では、洗浄液ＣでワークＷから焼き入れ油Ｄを洗い流す洗浄処理が行われる。

洗浄処理を終えたワークＷは、洗浄室７から再度搬送ユニット４に移載され、搬送レール３の他端側で、搬送ユニット４から搬出用コンベア８へ移載され、この搬出用コンベア８で焼き入れ処理設備１から搬出される。

洗浄液Ｃで焼き入れ油Ｄを洗い流した洗浄室７では、焼き入れ油Ｄと洗浄液Ｃとが混ざり合った混合液体Ｍが生じる。図１及び図２に示すように、洗浄室７には、混合液体Ｍから洗浄液Ｃのみを気化させて分離するために、本実施形態に係る混合液体の気化分離装置９が併設される。

洗浄室７には、天井部に、搬入されたワークＷへ向けて洗浄液Ｃを吹き付けるためのシャワー１０が設けられる。洗浄室７の下部には、シャワー１０から吹き付けられた洗浄液Ｃと洗浄液ＣでワークＷから洗い落とされた焼き入れ油Ｄとが混ざり合った混合液体Ｍが集められる。

シャワー１０には、これに洗浄液Ｃを供給する洗浄液配管１１が接続されると共に、洗浄室７の下部には、洗浄室７から混合液体Ｍを排出する混合液配管１２が接続される。洗浄室７と混合液体Ｍの気化分離装置９とは混合液配管１２で互いに接続される。

混合液体Ｍの気化分離装置９は主に、混合液配管１２が接続され、当該混合液配管１２から混合液体Ｍが導入される気密性の蒸留器１３と、蒸留器１３に、吸引用配管１５を介して接続され、蒸留器１３内部の気体を吸引して蒸留器１３の内部圧力を減圧することが可能な吸引ポンプ１６と、吸引ポンプ１６に接続され、吸引ポンプ１６からの排気を排出する排気管１７と、吸引ポンプ１６と蒸留器１３との間に位置させて吸引用配管１５に介設された液化部１９と、液化部１９に接続された回収用配管２０と、回収用配管２０に設けられた回収弁２１と、蒸留器１３の底部に接続された焼き入れ油回収配管２５と、焼き入れ油回収配管２５に設けられた油排出弁２６とから構成される。

洗浄室７から蒸留器１３へ混合液体Ｍを導入する混合液配管１２には、洗浄室７から蒸留器１３へ混合液体Ｍを導入するための導入弁３０が設けられる。

蒸留器１３の内部には、混合液体Ｍから洗浄液Ｃのみを気化させて焼き入れ油Ｄからの分離を促進するために、上部の混合液配管１２から導入された混合液体Ｍを重力で始端１４ａから終端１４ｂに向けて流下させる傾斜流路１４が設けられる。傾斜流路１４の始端１４ａは、蒸留器１３内部に挿入された混合液配管１２の直下に位置される。傾斜流路１４は、導入された混合液体Ｍが相当の滞留時間をかけて流下していくように、大きな平面外形寸法の表面上に形成したつづら折りの流路で構成される。

傾斜流路１４では、混合液配管１２からの混合液体Ｍがゆっくりと流下される。混合液体Ｍは、傾斜流路１４の始端１４ａに混合液配管１２から流れ落ち、傾斜流路１４を流下する間に洗浄液Ｃが気化され、傾斜流路１４の終端１４ｂ側に達すると、残った成分（焼き入れ油Ｄ）が当該終端１４ｂから蒸留器１３の底部へ流れ落ちるようになっている。

混合液体Ｍから洗浄液Ｃが分離され、蒸留器１３の底部へ流れ落ちる焼き入れ油Ｄは、閉じられていた油排出弁２６が開放されることにより、焼き入れ油回収配管２５を通じて、廃油として蒸留器１３外に排出される。

傾斜流路１４には、その長さ方向全長に亘り、流下する混合液体Ｍを加熱して、洗浄液Ｃの気化を助け、促進させるためにヒータ１８が設けられる。ヒータ１８は、傾斜流路１４を加熱するのに時間を要するため、混合液体Ｍを傾斜流路１４に導入する前から作動され、これにより混合液体Ｍの導入開始から洗浄液Ｃの気化を促進できるように、傾斜流路１４を加熱しておくようになっている。

蒸留器１３と吸引ポンプ１６との間に配置される液化部１９には、吸引ポンプ１６の吸引作用により、吸引用配管１５を介して、蒸留器１３から気化した洗浄液Ｃが導入される。液化部１９には、気化された洗浄液Ｃを液化するために液化部１９の内部温度を下げるクーラ１９ａが設けられる。

冷却によって気化状態から液化した洗浄液Ｃは、液化部１９の底部に集められ、閉じられていた回収弁２１が開放されることにより、液化部１９から回収用配管２０を通じて、再利用可能に回収される。

混合液体Ｍの気化分離装置９には、吸引ポンプ１６の作動を制御して蒸留器１３の内部圧力を調節するために、制御系３２が設けられる。制御系３２は、蒸留器１３に設けられ、蒸留器１３の内部圧力値を検知して出力する圧力計３３と、圧力計３３及び吸引ポンプ１６と接続され、圧力計３３から入力される蒸留器１３の内部圧力値から吸引ポンプ１６の吸引力を調整するための流量調整弁２２の開度を調整する制御信号を出力する制御装置３４とから構成される。吸引ポンプ１６と流量調整弁２２によって圧力調整機構２３が構成される。

また、制御装置３４には、洗浄室７の混合液体Ｍの蒸留器１３への導入開始からの時間を計時するタイマ３５が備えられる。制御装置３４には、例えば導入弁３０の開放信号が入力され、この入力信号に応じてタイマ３５の計時が開始される。より詳細には、傾斜流路１４の始端１４ａに混合液配管１２から混合液体Ｍが導入され始める第１のタイミングでタイマ３５の計時が開始されるようになっている。

吸引ポンプ１６の流量調整弁２２は、図３に示すように、蒸留器１３の内部圧力を、洗浄液Ｃの蒸気圧よりも高い第１圧力から、洗浄液Ｃの蒸気圧よりも低くかつ焼き入れ油Ｄの蒸気圧よりも高い第２圧力へ減圧することが可能な調整範囲で制御されるようになっている。

そして、制御装置３４は、タイマ３５の計時に応じ、所定時間までは、蒸留器１３の内部圧力を、第１圧力に維持する制御信号を流量調整弁２２へ出力し、所定時間後は、蒸留器１３の内部圧力を、第１圧力から第２圧力に減圧して維持する制御信号を流量調整弁２２へ出力するようになっている。

上記所定時間とは、混合液体Ｍの傾斜流路１４の始端１４ａへの導入開始（第１のタイミング）から、混合液体Ｍが傾斜流路１４の終端１４ｂに辿り着いた段階の第２のタイミングまでの期間をいう。この所定時間は、事前の試験などによって設定される。

また、上記第１圧力は、第２圧力に下げるときに速やかに第１圧力を下回って、これにより洗浄液Ｃの気化が瞬時に起こるように、洗浄液Ｃの蒸気圧よりも僅かに高い圧力とされる。

ここで、「僅かに高い」というのは、速やかに第１圧力から第２圧力へ変更が可能という理由により、具体的には、洗浄液Ｃの蒸気圧よりも約２．０ｋＰａ〜５．０ｋＰａ程度高いことをいう。

次に、本実施形態に係る混合液体の気化分離方法について説明する。洗浄室７で発生した混合液体Ｍから洗浄液Ｃを気化させて分離するにあたっては、導入弁３０を閉じ、混合液配管１２を介して洗浄室７から蒸留器１３内部へ混合液体Ｍを導入する前に、吸引ポンプ１６を起動する。この際、制御装置３４により、蒸留器１３の内部圧力が、第１圧力となるように流量調整弁２２の開度を制御する。また、蒸留器１３内圧力が第１圧力よりも低い場合は、第１圧力となるように、圧力調整用不活性ガス導入弁４０を開いて、調整を行う。また、ヒータ１８を作動して、洗浄液Ｃの気化が促進されるように、傾斜流路１４を加熱しておく。

蒸留器１３の内部圧力が第１圧力となり、ヒータ１８による傾斜流路１４の加熱が整った初期段階で、導入弁３０を開き、蒸留器１３内部の傾斜流路１４の始端１４ａに向けて、混合液配管１２から混合液体Ｍを導入する。混合液体Ｍが傾斜流路１４の始端１４ａに導入され始めた時を第１のタイミングとして、タイマ３５による計時が開始される。

傾斜流路１４を始端１４ａから重力で終端１４ｂに向けて流下する混合液体Ｍは、第１圧力が維持されている状態で、減圧による洗浄液Ｃの気化は抑制されつつ、傾斜流路１４の加熱のみによって洗浄液Ｃの気化作用が補われるため、混合液体Ｍが傾斜流路１４に触れた瞬間は、減圧と加熱の両方が作用したときよりも蒸気化が抑制された状態となり、傾斜流路１４で、突沸を生じることなく流下していく。突沸を防止することができるので、混合液体Ｍ中の焼き入れ油Ｄが蒸発したり微粒化して飛散することなく、洗浄液Ｃのみを気化分離することができる。

所定時間が経過して、すなわち、タイマ３５による計時で、第１のタイミングから、第２のタイミングである、傾斜流路１４に流れ始めた混合液体Ｍの先頭が傾斜流路１４の終端１４ｂに辿り着いた段階になると、当該タイマ３５の計時に応じて、制御装置３４は、蒸留器１３の内部圧力が第２圧力へ減圧され、維持されるように流量調整弁２２の開度を制御する。

この次段階になって、蒸留器１３の内部圧力が第２圧力になると、蒸留器１３の内部に連続的・継続的に導入される混合液体Ｍに対しては、傾斜流路１４の加熱による洗浄液Ｃの気化促進に加えて、減圧作用によっても洗浄液Ｃの気化が促進され、高効率で洗浄液Ｃを気化分離することができる。このときには、傾斜流路１４の温度は、始端１４ａから終端１４ｂにわたり、流下する混合液体Ｍによって安定化しているので、もちろん突沸が発生することを防止することができる。

このように突沸による飛散や拡散を無くし、洗浄液Ｃのみを確実に気化分離することができるので、吸引用配管１５から焼き入れ油Ｄが吸引されることがなく、傾斜流路１４の終端１４ｂからは、焼き入れ油Ｄのみが流れ落ちることとなり、洗浄液Ｃと焼き入れ油Ｄとが混ざり合うようなことがなく、洗浄液Ｃを再利用することができる。

以上説明したように、本発明にあっては、混合液体Ｍを蒸留器１３に導入し始める初期段階から、混合液体Ｍが傾斜流路１４の終端１４ｂに辿り着いた段階にわたり、蒸留器１３内の圧力の変化を用い、混合液体Ｍを傾斜流路１４に流す間に、洗浄液Ｃと焼き入れ油Ｄの二液両者それぞれを簡単かつ高効率で再利用できるように分離回収することができる。

また、圧力を変化させるのは、吸引ポンプ１６の流量調整弁２２の開度を変えるだけで済むため、背景技術のように樋の加熱温度を変化させるよりも、洗浄液Ｃの気化が促進される状態への変更を格段に素早く行えるので、洗浄液Ｃが廃棄されてしまう量を激減することができる。

第１圧力は、洗浄液Ｃの蒸気圧よりも僅かに高い圧力であるので、蒸留器１３の内部圧力をほぼ瞬時に第２圧力へ移行することができ、初期段階から次段階へ継続的に導入される混合液体Ｍから、無駄なく洗浄液Ｃを気化させることができる。

傾斜流路１４にヒータ１８を設けて加熱するようにしたので、減圧だけでなく、加熱によっても洗浄液Ｃの気化を促進することができ、気化分離を高効率で達成することができる。

気化されて分離された液体の回収装置は、蒸留器１３と吸引ポンプ１６とを接続する吸引用配管１５に液化部１９を設けて構成するようにしたので、構造が簡単であると共に、蒸留器１３の内部圧力を減圧する吸引ポンプ１６の吸引作用を利用して気化した洗浄液Ｃを液化することができる。

導入弁３０によって蒸留器１３の傾斜流路１４へ導入する混合液体Ｍの流量を調整するようにしたので、流量不足で気化分離効率が低下したり、流量過多で洗浄液Ｃと焼き入れ油Ｄとが分離しないまま傾斜流路１４から蒸留器１３の底部に流れ落ちることを防止することができる。

ヒータ１８は、初期段階で混合液体Ｍが過度に加熱されないように、作動されないかあるいは低温で作動され、所定時間後、すなわち蒸留器１３の内部圧力が第２圧力に減圧された後に、傾斜流路１４が高温に加熱されるように作動されてもよい。これにより、ヒータ１８の加熱による突沸を適切に防止することができると共に、混合液体Ｍが継続して流下される次段階で、突沸が起きないように傾斜流路１４を加熱して、洗浄液Ｃの気化を促進し、分離回収の効率を高めることができる。

本実施形態では、第１圧力から第２圧力へ切り替えるタイミングを、混合液体Ｍが傾斜流路１４の終端１４ｂに辿り着いた段階のタイミングとして、実測値とタイマ３５で判断するようにしているが、これに限られない。例えば、傾斜流路に、何らかのセンサを備えて、混合液体Ｍが終端部１４ｂに辿り着いたことを検知して第２圧力に切り替えるようにすれば、実測は不要であり、混合液体Ｍの流れる時間に誤差が生じても、問題がない。

１ワーク焼き入れ処理設備
２搬入用コンベア
３搬送レール
４搬送ユニット
５加熱室
５ａ焼き戻し室
６焼き入れ室
７洗浄室
８搬出用コンベア
９混合液体の気化分離装置
１０シャワー
１１洗浄液配管
１２混合液配管
１３蒸留器
１４傾斜流路
１４ａ傾斜流路の始端
１４ｂ傾斜流路の終端
１５吸引用配管
１６吸引ポンプ
１７排気管
１８ヒータ
１９液化部
１９ａクーラ
２０回収用配管
２１回収弁
２２流量調整弁
２３圧力調整機構
２５焼き入れ油回収配管
２６油排出弁
３０導入弁
３２制御系
３３圧力計
３４制御装置
３５タイマ
４０圧力調整用不活性ガス導入弁
Ｃ洗浄液
Ｄ焼き入れ油
Ｍ混合液体
Ｗワーク
ａ樋
ｂ槽
ｃ混合液体
ｄ加熱手段
Ｔ突沸

前記第１圧力は、前記高蒸気圧液体の蒸気圧よりも２．０ｋＰａ〜５．０ｋＰａ高い圧力であることを特徴とする。

Claims

低蒸気圧液体と高蒸気圧液体の蒸気圧が異なる二液混合の混合液体から該高蒸気圧液体のみを気化させて分離する方法であって、
まず、上記混合液体を導入する蒸留器の内部圧力を、上記高蒸気圧液体の蒸気圧よりも高い第１圧力に維持した初期段階で、該蒸留器内部の傾斜流路の始端から終端に向けて重力で該混合液体を流し始め、
その後、上記混合液体が上記傾斜流路の終端に辿り着いた段階で、上記蒸留器の内部圧力を、上記第１圧力から、上記高蒸気圧液体の蒸気圧よりも低くかつ上記低蒸気圧液体の蒸気圧よりも高い第２圧力に減圧して維持することを特徴とする混合液体の気化分離方法。
前記第１圧力は、前記高蒸気圧液体の蒸気圧よりも僅かに高い圧力であることを特徴とする請求項１に記載の混合液体の気化分離方法。
低蒸気圧液体と高蒸気圧液体の蒸気圧が異なる二液混合の混合液体から該高蒸気圧液体のみを気化させて分離する装置であって、
上記混合液体が導入される蒸留器と、
該蒸留器内部に設けられ、導入された上記混合液体を重力で始端から終端に向けて流下させる傾斜流路と、
上記蒸留器に接続され、該蒸留器内部の気体を吸引して、当該蒸留器の内部圧力を、上記高蒸気圧液体の蒸気圧よりも高い第１圧力から、該高蒸気圧液体の蒸気圧よりも低くかつ上記低蒸気圧液体の蒸気圧よりも高い第２圧力へ減圧可能な圧力調整機構と、
上記蒸留器の内部圧力値を検出して出力する圧力計とを備え、
上記混合液体の上記蒸留器への導入開始時の該蒸留器の内部圧力を上記第１圧力に維持する制御信号を上記圧力調整機構へ出力し、上記傾斜流路の終端に辿り着いた後は、該蒸留器の内部圧力を、該第１圧力から上記第２圧力に減圧して維持する制御信号を該圧力調整機構へ出力することを特徴とする混合液体の気化分離装置。
前記第１圧力は、前記高蒸気圧液体の蒸気圧よりも僅かに高い圧力であることを特徴とする請求項３に記載の混合液体の気化分離装置。
前記傾斜流路には、前記混合液体を加熱するためのヒータが設けられることを特徴とする請求項３または４に記載の混合液体の気化分離装置。
請求項３〜５に記載の混合液体の気化分離装置に備えられる前記蒸留器と前記圧力調整機構との間に、該蒸留器で気化された前記高蒸気圧液体を液化して回収する液化部が設けられることを特徴とする気化されて分離された液体の回収装置。