JP3305728B2 - 2酸化炭素洗浄システムで使用するための溶媒再供給 - Google Patents
2酸化炭素洗浄システムで使用するための溶媒再供給Info
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Description
関し、特に、溶媒として高密度相の2酸化炭素を使用す
る洗浄システムで使用される溶媒補充方法に関する。
される全ての通常の有機溶媒は環境的に有害である。例
えば、1,1,1−トリクロルエタンはオゾン層を破壊し、
テトラクロルエチレンは発癌物質と考えられており、一
方、石油ベースの溶媒は発火性であり、スモッグを生成
する。
すなわち、人体に無害で、発火性でなく、スモッグを生
成せず、あるいはオゾン層を破壊しない。その高密度相
の形態(液相および超臨界相)では典型的な炭化水素溶
媒の溶解特性を示す。2酸化炭素は脂肪およびオイルに
対して良好な溶媒であり、ファイバに損傷を与えず、普
通の染料を溶解しない。このように2酸化炭素は環境に
やさしい溶媒であるので、脱グリースの共通部分または
基礎部分として、または繊維および衣料の洗浄に有効に
使用されることができる。
臨界相)の2酸化炭素を使用する洗浄装置および方法か
が開示され、洗浄溶媒として部分洗浄および、または脱
グリース、または衣料ドライクリーニングの技術が提案
されている(例えば、米国特許第4012194号明細書、米
国特許第5267455号明細書、および米国特許第5467492号
明細書参照)。これらの米国特許明細書の全てにおい
て、繊維および衣料用の洗浄媒体として液体2酸化炭素
の使用が開示されている。米国特許第5339844号明細
書、米国特許第5316591号明細書、および米国特許第545
6759号明細書には洗浄媒体として液体2酸化炭素を使用
する部分的洗浄および、または脱グリース技術が紹介さ
れている。米国特許第5013366号明細書および米国特許
第5068040号明細書には高密度相の2酸化炭素による相
シフトによる洗浄プロセスおよび超臨界的2酸化炭素に
よる洗浄および殺菌技術が開示されている。
テムの1例は、本出願人に譲渡された米国特許第546749
2号明細書に開示されている。この液体2酸化炭素ドラ
イクリーニングシステムは洗浄される負荷を含む有孔バ
スケットを有する壁で区画された洗浄容器と、洗浄容器
に液体2酸化炭素を供給する貯蔵装置と、区画された洗
浄容器内の液体を攪拌する装置とを備えており、この攪
拌装置は有孔バスケット内の衣料負荷を攪拌する。予め
設定された温度および圧力プロセスパラメータを維持す
るために温度および圧力を制御する手段が設けられ、ま
た、流体から汚染物を分離して洗浄サイクル後の溶媒の
再生を行う手段も設けられている。
炭素溶媒を補充するコストに関して言及しているものは
認められない。これは高密度相の2酸化炭素洗浄システ
ムの動作コストの主要な要素である。何故ならば圧縮さ
れたガスの輸送、貯蔵および取扱いは非常にコストがか
かるからである。
2酸化炭素洗浄システムにおける液体2酸化炭素溶媒の
補充のための改善された方法を提供することである。
相の2酸化炭素洗浄システムにおける液体2酸化炭素溶
媒を補充する方法を提供する。この方法は、洗浄室と、
液体2酸化炭素溶媒を含む貯蔵タンクと、洗浄室に洗浄
溶媒を送り込むポンプ(または他の手段)と、セパレー
タまたはスチルと、洗浄流体から溶解され、または分散
された汚染物を除去する手段と、冷却装置/コンデンサ
および温度および圧力制御を行うためのスチル中のヒー
タと、任意選択的である気体状の2酸化炭素に対するガ
ス再生コンデンサとを具備している高密度相の2酸化炭
素洗浄システムによって使用される。
ス)を使用し、それは洗浄サイクル後に洗浄室中に配置
される。洗浄室は、例えばドアを閉じることによって密
閉され、洗浄室は予め定められた期間中大気に開放して
通気される。固体2酸化炭素は昇華されるので、結果的
に得られた気体状2酸化炭素は洗浄室から空気を追出
す。それから洗浄室はスチルに通気される(すなわちメ
ークアップラインによっ液体側の貯蔵タンクに連結され
る)。スチル中のヒータが付勢され、液体2酸化炭素を
加熱させる。暖められた気体状2酸化炭素は固体2酸化
炭素ブロック(ドライアイス)を溶解してその結果得ら
れた液体2酸化炭素の温度はゆっくりと設定温度に上昇
する。この時点でスチル中のヒータはオフに切替えら
れ、主ポンプが付勢され、液体2酸化炭素はポンプによ
り洗浄室から貯蔵タンクに戻される。洗浄室中に残され
た気体状2酸化炭素はガスコンプレッサを使用して再生
して貯蔵タンクに戻される。
2酸化炭素洗浄プロセスを使用するシステムにおける失
われた2酸化炭素溶媒を補充するために使用される。ド
ライアイスの形成ではまた、場合によっては(衣料のド
ライクリーニングのような場合)表面活性剤、静的放散
化合物、防臭剤等の任意の添加物を含むこともできる。
本発明の再供給方法は、従来の液体形態の溶媒の輸送お
よび再供給が費用のかかる高圧のスチール容器と面倒な
配送システムを必要とするため、経済的に優れている。
システムおよびプロセスの動作のコストを減少させ、特
に米国特許第5467492号明細書に記載されているような
液体2酸化炭素衣料ドライクリーニングプロセスのコス
トを減少させる。この費用の節減は、本発明の方法を使
用するときには、2酸化炭素溶媒貯蔵コスト、溶媒輸送
コスト、および溶媒処理コストが減少するからである。
下の詳細な説明を参照することによって最良に理解され
るであろう。添付図面において動揺の参照符号は動揺の
構成素子を示している。
法を使用して補充される液体2酸化炭素ドライクリーニ
ングシステムを示している。
充する方法を示すフロー図である。
化炭素洗浄システム10を示しており、その液体2酸化炭
素溶媒は本発明の原理にしたがった方法(図2参照)40
を使用して補充されることができる。図1は2酸化炭素
洗浄システム10の1実施形態を示しており、それは本発
明を利用しており、本発明により行われる溶媒再供給方
法を説明するためにのみ記載されたものであり、それ
故、本発明は図1に示された特定のシステムのみに限定
されるものではない。
10は、ドアまたは蓋(図示せず)を有する洗浄室11また
は洗浄容器11を備え、洗浄されるべき負荷の衣料11aを
保持する有孔バスケットを収容している。液体2酸化炭
素溶媒12aを貯蔵している貯蔵タンク12は3方向ポンプ
入口弁21によってポンプ13に結合され、このポンプ13は
洗浄室11に液体2酸化炭素溶媒12aを供給する。ポンプ1
3の出力は3方向弁22によって洗浄室入口弁23に結合さ
れ、その入口弁23は洗浄室11中のノズルマニホールド11
bに取付けられている。
4によりリントトラップ弁24の第1の入力に結合されて
いる。洗浄室11の第2の出力11dはポンプ入口弁21の第
2の入力に結合されている。リントトラップ弁24の出力
はフィルタ15に結合され、このフィルタ15は液体2酸化
炭素溶媒12aを濾過する。フィルタ15の出力はコンデン
サ16を通ってポンプ弁21の入力に結合されている。貯蔵
タンク12の出力もまたポンプ弁21の入力に結合されてい
る。冷却システム17はコンデンサ16に結合され、コンデ
ンサ16に結合される冷却剤の量を制御するためにコンデ
ンサ弁25を有している。
ッサ18に結合され、このガス再生コンプレッサ18は気体
状の2酸化炭素溶媒12bが圧縮して液体状態にし、圧縮
された気体状の2酸化炭素12aをチェック弁35を介して
コンデンサ16に結合して貯蔵タンク12へ戻す。ガスヘッ
ド弁27が使用されて気体状の2酸化炭素12bが洗浄室11
からスチル19へ結合されるのを遮断する。ガスヘッド弁
27を通って結合された気体状の2酸化炭素12bはまたコ
ンデンサ16にコンデンサ弁28を通って結合されている。
ル19に供給される。スチル19中のヒータ19aは液体2酸
化炭素の温度を上昇させるために使用され、以下図2を
参照して説明するように本発明の方法で使用された洗浄
室11中に配置された2酸化炭素ドライアイスの固体ブロ
ックを溶解する。第2の排出弁32はスチル19に結合さ
れ、蒸留後に残された汚物をは排出するために使用され
る。ベント弁33は洗浄室11の出力に結合され、以下説明
するように洗浄室11を大気に連通させるために使用され
る。
24は図1に示される位置“a"にあり、一方液体排出サイ
クル中には、3方向弁21,22,24は位置“b"にある。典型
的な洗浄サイクルにおいて、負荷の衣料11aは洗浄室11
中の有孔バスケット中に入れられ、ドアまたは蓋が閉じ
られる。貯蔵タンク12からの液体2酸化炭素溶媒12aは
ポンプ13を使用して洗浄室11中に送り込まれる。この時
点で、適当に開閉を選択された弁により再循環ループが
設定される(図1で太い線で示され、弁21,22,24はaに
設定される)。負荷の衣料11aは攪拌され、液体2酸化
炭素12aは洗浄室11、リトントラップ14、フィルタ15を
通ってポンプ13により再循環されて洗浄室11に戻され
る。攪拌サイクルの終りにおいて、液相2酸化炭素溶媒
12aはポンプ13を使用して貯蔵タンク12中に再生して戻
され、弁21,22,24は位置bに設定される。
aおよび約700psiの気体状の2酸化炭素溶媒12bを含んで
いる。洗浄室11は、ガスコンプレッサ18が気体状の2酸
化炭素溶媒12bを再生して貯蔵タンク12中に戻するとき
圧力を解放して大気圧とする。この時点で、洗浄室11の
ドアが開かれ、洗浄された負荷の衣料11aは洗浄室11か
ら取出される。
失われる。最小でこの割合は大気圧における気体状の2
酸化炭素の洗浄室11を満たしている重量プラス負荷の衣
料11aにより吸収された気体状の2酸化炭素溶媒12bと等
しい。それ故、貯蔵タンク12は周期的に液体2酸化炭素
溶媒で補充されて失われた2酸化炭素溶媒12bを埋め合
わせなければならない。
ー中で処理され、輸送される。かさばった低圧力の貯蔵
容器は別とし、これらのシリンダーは絶縁されておらず
冷却されていない。このようなシリンダーに入れられた
液体2酸化炭素溶媒12aはそれ故周囲の大気温度であ
り、典型的には約850psiの比較的高い圧力に維持されて
いる。低圧力(典型的には約200〜350psi)で液体2酸
化炭素溶媒12aを貯蔵するかさばった容器は、良好に絶
縁され、冷却手段を設けられてかさばった容器内の内部
温度および圧力を制御し、制限する。
のコストは加圧された容器の処理および超過停留のコス
トおよび出荷容器の重量の関数である。これに加えて、
貯蔵タンク12中への液体2酸化炭素溶媒12aの補充物を
導入する従来の方法は付加的な外部ポンプ(図示せず)
を必要とし、したがって資本コストを増加させる。
素溶媒12aを補充する本発明の原理にしたがった方法の
フロー図40が示されている。ステップ41で本発明は、固
体2酸化炭素ブロックを供給する(それは例えば表面活
性剤、静的放散化合物、防臭剤のような添加物を含んで
いてもよい)。それは貯蔵タンク12中の液体2酸化炭素
溶媒12aを再供給または補充するために使用される。固
体2酸化炭素ブロックは−109.3゜Fの温度の固体ドライ
アイスからなり、それは圧力容器を使用せず熱絶縁を使
用して貯蔵され、したがって、再供給または補充するた
めの全体のコストおよび複雑性を減少させる。ドライア
イスの固体2酸化炭素ブロックは図2を参照にして以下
説明するような方法で洗浄システム10中に導入される。
有孔バスケット中に、典型的には例えば動作軸の端部に
配置され、洗浄室11のドアが閉じられる。ベント弁33が
予め定められた時間中開かれて固体2酸化炭素の昇華に
より空気が洗浄室11から追出される(ステップ43)。そ
れは2酸化炭素は空気よりも重いからである。
との間のガスヘッド弁27が開かれて洗浄室11と連通され
る(ステップ44)。スチル19中のヒータ19aがオンに切
替えられ、液体2酸化炭素が沸騰される(ステップ4
5)。沸騰した液体2酸化炭素は洗浄室11に導入され
(ステップ46)、それは洗浄室11および固体2酸化炭素
ブロックを加熱する。ドライアイスの固体2酸化炭素ブ
ロックは溶解し(ステップ47)、洗浄室11中で固体から
液体に変換され、残留する液体2酸化炭素の温度が上昇
して予め定められた温度に到達する。この時点で弁21,2
2,24は位置“b"に切替えられ、ポンプ13がオンにされ、
固体2酸化炭素ブロックの溶解により生成された液体2
酸化炭素12aはポンプにより洗浄室11から貯蔵タンク12
に送られる(ステップ48)。その後、ヒータ19aはオフ
に切替えられる。コンプレッサ18がオンに切替えられ、
気体状の2酸化炭素12bが再凝縮されて貯蔵タンク12に
送られる(ステップ49)。システム10は次の洗浄サイク
ルの準備を完了する。
使用する洗浄システムの動作コストを減少させ、特に、
例えば米国特許第5467492号明細書に記載されているよ
うな液体2酸化炭素ジェットドライクリーニングプロセ
スの動作コストを、溶媒再供給および補充プロセスのコ
スト減少させることによって減少させる。
おいて使用される溶媒を補充する方法が開示された。こ
こで記載した実施形態は、本発明の原理を適用する多く
の特定の実施形態の一部の単なる例示であることを理解
すべきである。明らかに、多くのその他の構成が、本発
明の技術的範囲を逸脱することなく当業者によって考え
られることができる。
Claims (12)
- 【請求項1】洗浄室と、液体2酸化炭素溶媒を含む貯蔵
タンクと、貯蔵タンクから洗浄室に液体溶媒を送り込む
ポンプと、気体状の溶媒を液状に圧縮するガス再生コン
プレッサと、気体状の2酸化炭素を再凝縮させるコンデ
ンサと、液体溶媒を加熱するヒータを含むスチルとを有
する液体2酸化炭素洗浄システムにおいて使用される溶
媒の補充方法において、 固体2酸化炭素ブロックを供給し、 固体2酸化炭素ブロックを洗浄室中に配置し、 洗浄室を予め定められた期間中大気に開放して洗浄室か
ら空気を追出し、 洗浄室をスチルに連通させ、 スチル中で液体溶媒を沸騰させて蒸発した気体溶媒を生
成し、 沸騰して蒸発した気体溶媒を洗浄室中に導入し、 スチルからの沸騰して蒸発した気体溶媒を使用して洗浄
室中の固体2酸化炭素溶媒ブロックを溶解させ、 溶解された2酸化炭素ブロックを洗浄室から貯蔵タンク
にポンプで送って液体溶媒を補充することを特徴とする
溶媒の補充方法。 - 【請求項2】固体2酸化炭素ブロックは静的放散化合物
を含んでいる請求項1記載の方法。 - 【請求項3】固体2酸化炭素ブロックは表面活性剤を含
んでいる請求項1記載の方法。 - 【請求項4】固体2酸化炭素ブロックは防臭剤を含んで
いる請求項1記載の方法。 - 【請求項5】固体2酸化炭素ブロックは固体のドライア
イスを含んでいる請求項1記載の方法。 - 【請求項6】洗浄室と、高密度相の2酸化炭素溶媒を含
む貯蔵タンクと、貯蔵タンクから洗浄室に溶媒を送り込
むポンプと、液体溶媒を加熱するヒータを含むスチルと
を有する高密度相の2酸化炭素洗浄システムにおいて使
用される溶媒の補充方法において、 固体2酸化炭素ブロックを洗浄室中に配置し、 スチル中で高密度相の溶媒を沸騰させて蒸発した気体溶
媒を生成し、 スチルからの沸騰して蒸発した気体溶媒を使用して固体
2酸化炭素溶媒ブロックを溶解させ、 溶解された2酸化炭素ブロックを洗浄室から貯蔵タンク
にポンプで送って液体溶媒を補充することを特徴とする
溶媒の補充方法。 - 【請求項7】沸騰させる前に、洗浄室を予め定められた
期間中大気に通気させて洗浄室から空気を追出すことを
特徴とする請求項6記載の方法。 - 【請求項8】固体2酸化炭素ブロックは静的放散化合物
を含んでいる請求項6記載の方法。 - 【請求項9】固体2酸化炭素ブロックは表面活性剤を含
んでいる請求項6記載の方法。 - 【請求項10】固体2酸化炭素ブロックは防臭剤を含ん
でいる請求項6記載の方法。 - 【請求項11】固体2酸化炭素ブロックは固体のドライ
アイスを含んでいる請求項6記載の方法。 - 【請求項12】洗浄室と、高密度相の2酸化炭素溶媒を
含む貯蔵タンクと、貯蔵タンクから洗浄室に溶媒を送り
込むポンプとを具備している高密度相の2酸化炭素洗浄
システムにおいて使用される溶媒の補充方法において、 固体2酸化炭素ブロックを洗浄室中に配置し、 高密度相の溶媒を沸騰させて蒸発した気体溶媒を生成
し、 沸騰して蒸発した気体溶媒を使用して固体2酸化炭素溶
媒ブロックを溶解し、 溶解された2酸化炭素ブロックを洗浄室から貯蔵タンク
にポンプで送って液体溶媒を補充することを特徴とする
溶媒の補充方法。
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