JP3046413U - 有機溶媒回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一次コンデンサーで液化できなかった留去有機
溶剤気体をダイヤフラム真空ポンプで吸引して二次コン
デンサーに導入し液化して回収する有機溶媒回収装置に
おいて、二次コンデンサーの溶媒回収効率の大幅改善を
行うこと。 【解決手段】二次コンデンサー１０を第１螺旋内管１８
並びに第２螺旋内管２１及びこれらを内部に収容する外
筒管２４とで構成し、そして外筒管２４の両端を冷媒供
給管１４〜１７を介して冷媒供給装置３１に接続し、第
１螺旋内管１８はその一端をダイヤフラム真空ポンプ８
の排出口に接続し且つ他端を二次回収容器３０に開口
し、更に第２螺旋内管２１はその一端を二次回収容器３
０に開口し且つ他端を脱臭及び吸着トラップ２８を経由
して大気へ開放した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は研究所等で化学研究や実験の際に使われた有機溶媒や溶剤（以下、有 機溶媒という。）を回収する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

大学、国公立研究所、民間企業の研究所等に属する化学研究施設において、二 塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等の塩素を含む低沸点溶媒、又はベン ゼン、トルエン、ヘキサン、エーテルその他の低沸点溶媒を、反応用の溶媒とし て或いは抽出並びに精製溶媒として日々極めて大量に使っている。ところで、こ れらの溶媒系化学物質は二酸化炭素に比べて格段に高い温室効果ガスとして働く ことから地球温暖化に拍車をかけるだけでなく、その中のいくつかは発ガン性物 質やアトピー性アレルギー症の原因物質とされており人々の健康を阻害するもの である。このように人体に危険であり、自然環境を破壊することにもなる有害物 質であるので、これらの溶媒は実験等で使用後は回収しなければならないが、未 だに完全に回収できる有機溶媒回収装置は実現していない。

【０００３】 水道の蛇口に取り付けたアスピレータを使用して、ロータリーエバポレーター のコンデンサーで液化しなかった留去有機溶媒気体を吸引し、水道水と一緒に排 出する有機溶媒回収装置は、全国的に広く普及している。この装置による有機溶 媒の回収率は、溶媒によって異なるが概ね８０％〜９７％であり、残りの未回収 溶媒は地下や河川に放出されて環境を汚染している。特に沸点の低い二塩化メチ レン、クロロホルム等はその全部または大半を回収できないで放出している。循 環式アスピレータを使用して、ロータリーエバポレーターのコンデンサーで液化 しなかった留去有機溶媒気体を吸引し、一部は排水系へ放出すると共に残りを大 気中に溶媒ガスとして放出する有機溶媒回収装置も回収率は上記と同様であるが 、残りの未回収溶媒は環境汚染源となっている。

【０００４】 上記の２つの従来例は気化した有機溶媒を液化するのにコンデンサーを１個だ け用いたものであるが、図２に示す従来例は一次コンデンサー及び一次回収容器 を含むロータリーエバポレーターである一次回収装置、二次コンデンサー及び二 次回収容器を含む二次回収装置、前記一次コンデンサーで液化しなかった留去有 機溶媒気体を吸引して前記二次コンデンサーに導入するダイヤフラム真空ポンプ 、及び前記一次並びに二次コンデンサーに冷媒を供給する冷媒供給装置とからな る有機溶媒回収装置である。

【０００５】 図２において、ロータリーエバポレーター１は、丸形フラスコの試料容器２、 一次コンデンサー３、一次回収容器４等から構成されている。一次コンデンサー ３は外筒管５と螺旋内管６からなり、螺旋内管６には冷媒供給管１４、１５を介 して冷媒が供給されている。ロータリーエバポレーター１で試料容器２内の溶媒 は加熱され蒸発し、一次コンデンサー３の外筒管５内へ上昇し、冷媒の流れる螺 旋内管６に接触し凝縮し液状化し、一次コンデンサー３の外筒管５の管壁を伝い 一次回収容器４へ集められる。液化しきれなかった留去有機溶媒気体は、外筒管 ５の頂上側部から導管７で溶媒気体吸引用ダイヤフラム真空ポンプ８の吸引口へ 導かれる。ダイヤフラム真空ポンプ８は市販の装置である。

【０００６】 ダイヤフラム真空ポンプ８で吸引された留去有機溶媒気体は常圧気体として、 その排気口より二次コンデンサー１０へ導管９により導入される。二次コンデン サー１０内へ導入された有機溶媒気体は、冷媒の流れる螺旋内管１１に接触し凝 縮し液状化し外筒管１２の管壁等を伝って二次回収容器１３に集められる。留去 有機溶媒気体は外筒管１２の頂上部から導管１８により図示されていないドラフ トチャンバーへ導かれる。チャンバー内の残存ガスは大気へ放散されるか、又は マイナス数十度の低温冷却トッラップ装置に導かれる。図示していない冷媒供給 装置で冷却された冷媒は、冷却器出口より冷媒供給管１４により一次コンデンサ ー３の螺旋内管６の一端へ導かれ、更に螺旋内管６他端に接続された冷媒供給管 １５により二次コンデンサー１０の螺旋内管１１の一端へ導かれる。螺旋内管１ １の他端を出た冷媒は、冷媒供給管１６を経由して冷媒供給装置へ導かれる。冷 媒は再冷却され、冷媒供給管１４により再び一次コンデンサー３へ送られ、上記 と同様の経路をたどって循環する。

【０００７】 図２に示した従来装置は溶媒吸引用にダイヤフラム真空ポンプを使用している ため、水道蛇口に取り付けたアスピレータの場合のように溶媒を吸引するために 使用する作動流体即ち水道水と共に、液化しきれなかった留去有機溶媒が下水に 排出される恐れはない。しかし、一次及び二次コンデンサーを使用して冷却し溶 媒を液化させても、既に述べたように回収率は概ね８０％〜９７％であり未捕捉 溶媒がドラフトチャンバーより気体として大気中に放散され、研究室内の空気は 常時臭い状態になる。更に溶媒の気体は研究室内から外気へと拡散し、大気汚染 の原因の一つになる。全国には多数の研究施設がありこのような性能の良くない 有機溶媒回収装置に甘んじている状態は放出ガス量が微量であっても総量として は莫大な量となり、大気汚染防止問題を解決するものではない。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

低沸点有機溶媒を常圧で実質１００％回収する有機溶媒回収装置を提供するこ とが本考案の一般的な課題である。そして、ロータリーエバポレーターの一次コ ンデンサーで液化しなかった留去有機溶媒気体を、ダイヤフラム真空ポンプで吸 引して常圧系二次コンデンサーに導入し、この二次コンデンサーを含む二次回収 装置で実質的に１００％回収することが具体的な課題である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案は一次コンデンサー及び一次回収容器を含 むロータリーエバポレーターである一次回収装置、二次コンデンサー及び二次回 収容器を含む二次回収装置、一次コンデンサーで液化しなかった留去有機溶媒気 体を吸引して二次コンデンサーに導入するダイヤフラム真空ポンプ、及び一次並 びに二次コンデンサーに冷媒を供給する冷媒供給装置とからなる有機溶媒回収装 置において、二次コンデンサーを第１螺旋内管並びに第２螺旋内管とこれらを内 部に収容する外筒管とで構成し、そして外筒管の両端を冷媒供給管を介して冷媒 供給装置に接続し、第１螺旋内管はその一端をダイヤフラム真空ポンプの排出口 に接続し且つ他端は二次回収容器に開口し、更に第２螺旋内管はその一端を二次 回収容器に開口し且つ他端を大気に開放した。

【００１０】 要するに、一次コンデンサーでは螺旋内管を冷媒が且つ外筒管と螺旋内管との 間を有機溶媒気体がそれぞれ通過するのに対して、二次コンデンサーでは螺旋内 管を有機溶媒気体が且つ外筒管と螺旋内管との間を冷媒がそれぞれ通過するよう に構成したことが本考案の構成上の第１の特徴である。従って、二次コンデンサ ーにおいては一次コンデンサーに比較して有機溶媒気体と冷媒との接触チャンス が大幅に拡大し且つ接触時間も非常に長くなったから、有機溶媒気体の液化効率 は格段に高まった。

【００１１】 更に、二次コンデンサーの螺旋内管を２個用いることによって、二次回収装置 内で二段構えの液化回収を行うようにしたことが本考案の構成上の第２の特徴で ある。従って、第１螺旋内管で液化して二次回収容器に流れ落ちた残りの有機溶 媒気体は、第２螺旋内管で第１螺旋内管と同様に冷媒との大幅に拡大した接触チ ャンスと非常に長い接触時間の作用によって殆ど完全に液化され、二次回収容器 に流れ落ちる。それでも液化しなかった極めて僅かの気体は、活性炭を含む脱臭 及び吸着トラップを経て大気へ放出されるが、これは自然環境汚染や人体への悪 影響という点で全く問題にならない程度である。

【００１２】

【考案の実施態様】

図１は２台の一次回収装置と１台の二次回収装置、及び１台のダイヤフラム真 空ポンプ８を含む本発明の一実施例を示す装置全体構成図である。図１において 第１の一次回収装置は試料容器２ａ、一次コンデンサー３ａ及び一次回収容器４ ａを含む第１のロータリーエバポレーターであり、更に第２の一次回収装置は試 料容器２ｂ、一次コンデンサー３ｂ及び一次回収容器４ｂを含む第２のロータリ ーエバポレーターである。一次回収装置が２台の場合を例示したが、１台の場合 は勿論のこと、数台の場合でも本考案に係る有機溶媒回収装置を実現することは できる。

【００１３】 二次回収装置は、外筒管２４の中に第１螺旋内管１８並びに第２螺旋内管２１ とを収容した二次コンデンサー１０、及び二次回収容器３０を含む。第１の一次 回収装置の一次コンデンサー３ａで液化しなかった留去有機溶媒気体は導管７ａ を経て溶媒気体吸引用ダイヤフラム真空ポンプ８の吸引口に導かれ、他方、第２ の一次回収装置の一次コンデンサー３ｂで液化しなかった留去有機溶媒気体は導 管７ｂを経て溶媒気体吸引用ダイヤフラム真空ポンプ８の吸引口に導かれ、更に ダイヤフラム真空ポンプ８の排出口から導管９を経て留去有機溶媒気体導入口１ ９から二次回収装置の二次コンデンサー１０に常圧気体として導入される。なお 、３５は導管９の途中に設置された安全弁である。

【００１４】 第１螺旋内管１８は螺旋状パイプになっており、その一端は二次コンデンサー １０の留去有機溶媒気体導入口１９に接続され、且つその他端２０は二次回収容 器である下口付丸底フラスコ３０に開口している。第２螺旋内管２１も螺旋状パ イプになっており、その一端２２は二次回収容器である下口付丸底フラスコ３０ に開口しており、且つその他端は二次コンデンサー１０の留去有機溶媒気体排出 口２３に接続されている。留去有機溶媒気体排出口２３は排出管１８によって、 活性炭ユニット２９を含む脱臭トラップ２８に接続されている。第１螺旋内管１ ８と第２螺旋内管２１は、同心二重螺旋構造にして二次コンデンサー１０の外筒 管２４の中に挿入配置されている。同心二重螺旋構造にすることによって装置の コンパクト化と共に、冷却効率の向上が図れる。

【００１５】 二次コンデンサー１０には、その外筒管２４の上部側面に冷媒導入口２６と冷 媒排出口２７が設けられている。外筒管２４の中には、第１螺旋内管１８と第２ 螺旋内管２１の他に、冷媒放出管２５も配置されている。冷媒放出管２５は、そ の一端を冷媒導入口２６の接続され、且つその他端は外筒管２４の底部まで延伸 している。冷媒は、冷媒供給装置３１の送液ポンプ３２により加圧され冷媒供給 管１４を経て、更に冷媒導入口２６から冷媒放出管２５を経て二次コンデンサー １０の底部に放出される。放出された冷媒は、二次コンデンサー１０の外筒管２ ４と第１螺旋内管１８と第２螺旋内管２１の間を満たし、冷媒排出口２７から排 出される。冷媒排出口２７から排出された冷媒は、冷媒供給管１５を経て第１の 一次コンデンサー３ａの螺旋内管を通過し、更に２台のエバポレータ使用時には 冷媒供給管１７を経て第２の一次コンデンサー３ｂの螺旋内管を通過し、そして 冷媒供給管１６を経て冷媒供給装置３１に戻る。

【００１６】 本考案における二次コンデンサー１０は、外筒管とこの外筒管の中に収容され た螺旋内管とで構成されている点では、従来の二次コンデンサーの構造と類似し ている。しかし、従来の二次コンデンサーでは螺旋内管に冷媒を流し、螺旋内管 と外筒管の間を留去有機溶媒気体が通過するものであるのに対して、本考案にお ける二次コンデンサーでは逆に螺旋内管を留去有機溶媒気体が通過するようにし 、螺旋内管と外筒管の間を冷媒が流れるようにしたものである。そして図１の本 考案の一実施例では、結露水滴を受け集める樋を外筒管下部に取り付けるため冷 媒を外筒管２４の上端側面に設けられた冷媒導入口２６から冷媒放出管２５を経 て外筒管２４の底部まで導くような構成を示した。しかしながら、上記結露水滴 を受け集める樋の付け方によっては、冷媒放出管２５を用いなくても冷媒を外筒 管２４の底部まで導くように二次コンデンサーを構成することができる。例えば 外筒管２４の下部側面に冷媒導入口２６を且つ外筒管２４の上部側面に冷媒排出 口２７をそれぞれ設けることによって実現できる。

【００１７】 また、図１の本考案の一実施例では二次コンデンサー１０を１個の外筒管の中 に２個の螺旋内管を収容して構成しているが、１個の外筒管の中に１個の螺旋内 管を収容したコンデンサーを２台、即ち第１の二次コンデンサーと第２の二次コ ンデンサーを用いて構成することもできる。この場合、第１並びに第２の二次コ ンデンサーの外筒管にそれぞれ設けられた冷媒導入口と冷媒排出口は冷媒供給管 を介して冷媒供給装置に接続され、また第１の二次コンデンサーの螺旋内管はそ の一端をダイヤフラム真空ポンプの排出口に接続され且つ他端は二次回収容器に 開口され、更に前記第２の二次コンデンサーの螺旋内管はその一端を二次回収容 器に開口され且つ他端を大気に開放される。

【００１８】 以上説明した如き構成の本考案有機溶媒回収装置において、第１の一次回収装 置の一次コンデンサー３ａで液化しなかった留去有機溶媒気体及び／又は第２の 一次回収装置の一次コンデンサー３ｂで液化しなかった留去有機溶媒気体は、溶 媒気体吸引用ダイヤフラム真空ポンプ８によって二次回収装置の二次コンデンサ ー１０に導入される。この留去有機溶媒気体は、冷媒で所定の温度に冷やされて いる第１螺旋内管１８を、留去有機溶媒気体導入口１９に接続された上端から開 放端である下端２０に移動する間に液化される。第１螺旋内管１８で液化された 有機溶媒は、二次回収容器である下口付丸底フラスコ３０に滴下する。僅かでは あるが、第１螺旋内管１８で液化されなかった留去有機溶媒気体は、冷媒で所定 の温度に冷やされている第２螺旋内管２１を、下口付丸底フラスコ３０に開口し ている下端２２から留去有機溶媒気体排出口２３に接続されている上端へと移動 する間に液化される。第２螺旋内管２１で液化された有機溶媒は、その開放端で ある下端２２から二次回収容器である下口付丸底フラスコ３０に滴下する。この ように、二次回収容器３０には、第１螺旋内管１８と第２螺旋内管２１の両方か ら液化された有機溶媒が滴下し、これによって一次回収装置で回収されなかった 留去有機溶媒気体は殆ど１００％回収される。

【００１９】 第２螺旋内管２１で液化されなかった極微量の有機溶媒の残存ガスは、排出口 ２３からは排出管１８を経て脱臭及び吸着トラップ２８へ導入され、活性炭ユニ ット２９を通過し脱臭及び吸着された後、大気に放散される。従って、実験室或 いは研究室内に臭気が充満することがなくなった。

【００２０】 ところで、冷媒供給管１４には温度指示調節器３３の温度センサー３４が挿入 されており、冷媒温度を表示している。冷媒供給装置３１が電動式自動冷媒供給 装置の場合は、調節器３３により冷媒の温度制御を行うことができる。冷媒供給 装置３１は、手動で氷を供給する方式の冷媒供給装置でも良いが、この場合は冷 媒温度調節はなく表示のみとなる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は一次コンデンサー及び一次回収容器を含むロータリーエバポレーター である一次回収装置で回収できなかった有機溶媒気体、即ち一次コンデンサーで 液化しなかった留去有機溶媒気体をダイヤフラム真空ポンプで吸引して二次回収 装置に導入し、この二次回収装置で前記留去有機溶媒気体を液化して回収するダ イヤフラム真空ポンプ吸引式有機溶媒回収装置である。これを図２に示す従来の ダイヤフラム真空ポンプ吸引式有機溶媒回収装置と比較した場合、本考案の二次 コンデンサーでは螺旋内管を有機溶媒気体が且つ外筒管と螺旋内管との間を冷媒 がそれぞれ通過するように構成したものであるから、有機溶媒気体と冷媒との接 触チャンスが大幅に拡大し且つ接触時間も非常に長くなり、有機溶媒気体の液化 効率は格段に高まった。更に、本考案においては二次コンデンサーの螺旋内管を ２個用いて、二次回収装置内で二段構えの液化回収を行うようにしたものである 。従って、このような二段構えの液化回収構造でない図３に示す従来装置とは比 較にならない程に液化効率が改善され、従って溶媒回収効率が向上した。

【００２２】 また、有機溶媒気体と冷却管表面との接触チャンスを大幅に拡大し、且つ接触 時間を非常に長くすることを実現した本考案における二次コンデンサーは、第１ 螺旋状内管と第２螺旋状内管を同心二重螺旋構造にして１個の外筒管の中に収納 したものであるから、従来のコンデンサーと大きさは殆ど同じであるし、構造も さほど複雑でない。従って、コンパクトで低価格のダイヤフラム真空ポンプ吸引 式有機溶媒回収装置を提供することができた。更に、本考案においては、二次回 収装置を２台の一次回収装置即ちエバポレーターに共用することができるから、 例えば実験室内で装置スペースを節約することができる。一次回収装置は１台の 場合でも使用することは出来るのは言うまでもない事である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の有機溶媒回収装置の構成を示す概要図
である。

【図２】従来の有機溶媒回収装置の構成を示す概要図で
ある。

【符号の説明】

１ ロータリーエバポレーター １ａ ロータリーエバポレーター １ｂ ロータリーエバポレーター ２ 試料容器 ２ａ 試料容器 ２ｂ 試料容器 ３ 一次コンデンサー ３ａ 一次コンデンサー ３ｂ 一次コンデンサー ４ 一次回収容器 ４ａ 一次回収容器 ４ｂ 一次回収容器 ５ 外筒管 ６ 螺旋内管 ７ 導管 ８ ダイヤフラム真空ポンプ ９ 導管 １０ 二次コンデンサー １１ 螺旋内管 １２ 外筒管 １３ 二次回収容器 １４ 冷媒供給管 １５ 冷媒供給管 １６ 冷媒供給管 １７ 冷媒供給管 １８ 第１螺旋内管 １９ 留去有機溶媒気体導入口 ２０ 第１螺旋内管の下端 ２１ 第２螺旋内管 ２２ 第２螺旋内管の下端 ２３ 留去有機溶媒気体排出口 ２４ 外筒管 ２５ 冷媒放出管 ２６ 冷媒導入口 ２７ 冷媒排出口 ２８ 脱臭及び吸着トラップ ２９ 活性炭ユニット ３０ 二次回収容器である下口付丸底フラスコ ３１ 冷媒供給装置 ３２ 送液ポンプ ３３ 温度指示調節器 ３４ 温度センサー ３５ 圧力安全弁

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一次コンデンサー及び一次回収容器を含む
   ロータリーエバポレーターである一次回収装置、外筒管
   内に第１螺旋内管並びに第２螺旋内管とを収容した二次
   コンデンサー及び二次回収容器を含む二次回収装置、前
   記一次コンデンサーで液化しなかった留去有機溶媒気体
   を吸引して前記二次コンデンサーに導入するダイヤフラ
   ム真空ポンプ、及び前記一次並びに二次コンデンサーに
   冷媒を供給する冷媒供給装置とからなる有機溶媒回収装
   置において、前記二次コンデンサーの外筒管に設けられ
   た冷媒導入口と冷媒排出口は冷媒供給管を介して前記冷
   媒供給装置に接続され、また前記第１螺旋内管はその一
   端を前記ダイヤフラム真空ポンプの排出口に接続され且
   つ他端は前記二次回収容器に開口され、更に前記第２螺
   旋内管はその一端を前記二次回収容器に開口され且つ他
   端を直接又は脱臭及び吸着トラップを経由して大気に開
   放されていることを特徴とする有機溶媒回収装置。
2. 【請求項２】前記第１螺旋状内管と第２螺旋状内管は同
   心二重螺旋構造であることを特徴とする請求項１の有機
   溶媒回収装置。
3. 【請求項３】一次コンデンサー及び一次回収容器を含む
   ロータリーエバポレーターである一次回収装置、外筒管
   内に螺旋内管を収容した第１の二次コンデンサー並びに
   外筒管内に螺旋内管を収容した第２の二次コンデンサー
   及び１個の共通の二次回収容器を含む二次回収装置、前
   記一次コンデンサーで液化しなかった留去有機溶媒気体
   を吸引して前記第１の二次コンデンサーに導入するダイ
   ヤフラム真空ポンプ、及び前記一次並びに二次コンデン
   サーに冷媒を供給する冷媒供給装置とからなる有機溶媒
   回収装置において、前記第１並びに第２の二次コンデン
   サーの外筒管に設けられた冷媒導入口と冷媒排出口は冷
   媒供給管を介して前記冷媒供給装置に接続され、また前
   記第１の二次コンデンサーの螺旋内管はその一端を前記
   ダイヤフラム真空ポンプの排出口に接続され且つ他端は
   前記二次回収容器に開口され、更に前記第２の二次コン
   デンサーの螺旋内管はその一端を前記二次回収容器に開
   口され且つ他端を直接又は脱臭及び吸着トラップを経由
   して大気に開放されていることを特徴とする有機溶媒回
   収装置。