JP3325276B2 - 水溶液の蒸発濃縮装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は水溶液、例えばハロゲ
ン化銀写真感光材料の写真処理廃液の蒸発濃縮装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ハロゲン化銀写真感光材料の写
真処理は、黒白感光材料の場合には現像、定着及び水洗
等、カラー感光材料の場合には発色現像、漂白定着（ま
たは漂白、定着）、水洗、安定化等の機能の１つ又は２
つ以上を有する処理液を用いた行程を組合わせて行われ
ている。そして、多量の感光材料を処理する写真処理に
おいては、処理によって消費された成分を補充し、一
方、処理によって処理液中に溶出或は蒸発によって濃化
する成分（例えば、現像液における臭化物イオン、定着
液における銀錯塩のような）を除去して処理液成分を一
定に保つことによって処理液の性能を一定に維持する手
段が採られており、上記補充のために補充液が処理液に
補充され、写真処理における濃厚化成分の除去のために
処理液の一部が廃棄されている。

【０００３】近年、補充液は水洗の補充液である水洗水
を含めて公害上や経済的理由から補充の量を大幅に減少
させたシステムに変わりつつあるが、写真処理廃液は自
動現像機の処理槽から廃液管によって導かれ、水洗水の
廃液や自動現像機の冷却水等で稀釈されて下水道等に廃
棄されていたが、これら以外の写真処理液〔例えば現像
液、定着液、発色現像液、漂白定着液（又は漂白液、定
着液）、安定液等〕の廃棄は、近年の公害規制の強化に
より実質的に廃棄が不可能となっている。このため、各
写真処理業者は廃液を専門の廃液処理業者に回収料金を
払って回収してもらったり、公害処理設備を設置したり
している。この廃液処理業者に委託するには、廃液を貯
留しておかなければならず、かなりのスペースが必要と
なるし、コスト的にも極めて高価である。かと言って公
害処理設備は初期投資（イニシャルコスト）が極めて大
きく、整備するのにかなり広大な場所を必要とする等の
欠点を有している。

【０００４】写真処理廃液の公害負荷を低減させる公害
処理方法として具体的には、 活性汚泥法（例えば特公昭５１−１２９４３号、同５
１−７９５２号等）、 蒸発法（例えば特開昭４９−８９４３７号、同５６−
３３９９６号等）、 電解酸化法（例えば特開昭４８−８４４６２号、同４
９−１１９４５７号、同４９−１１９４５８号、特公昭
５３−４３４７８号等）、 イオン交換法（例えば特公昭５１−３７７０４号、同
５３−４３２７１号、特開昭５３−３８３号等）、 逆浸透法（例えば特開昭５０−２２４６３号等）、 化学的処理法（例えば特開昭４９−６４２５７号、同
５３−１２１５２号、同４９−５８８３３号、同５３−
６３７６３号、特公昭５７−３７３９５号、同５７−３
７３９６号等）等が知られているが、これらは未だ充分
ではない。

【０００５】一方、水資源面からの制約、給排水コスト
の上昇、自動現像機設備における簡易さと、自動現像機
周辺の作業環境上の点等から、近年、水洗に変わる安定
化処理を用い、自動現像機外に水洗の給排水のための配
管を要しない自動現像機（いわゆる無水洗自動現像機）
による写真処理が普及しつつある。この処理には処理液
の温度をコントロールするための冷却水も省略されたも
のが望まれている。

【０００６】このような実質的に水洗水や冷却水を用い
ない写真処理は廃液量が少ないことから、給廃液用の機
外の配管を省略でき、従来の自動現像機の欠点（配管を
設置するために設置後の移動が困難であり、足下スペー
スが狭く、設置時の配管工事に多大の費用を要し、温水
供給圧のエネルギー費を要する等）が解消され、オフィ
スマシンとして使用できるまでコンパクト化、簡易化が
達成されるという極めて大きい利点が発揮される。

【０００７】反面、その廃液は水によって稀釈されない
ため、極めて高い公害負荷を有しており、河川はもとよ
り下水道にさえ、公害規制に照らして廃棄することは不
可能となってきている。さらにこのような写真処理（多
量の流水を用いて、水洗を行わない処理）の廃液量は、
少ないとは言え、比較的小規模なカラー処理ラボ店でも
１日に１０リットル程度ある。

【０００８】このカラー処理ラボ店から出る廃液は、一
般には廃液回収業者によって回収され、二次及び三次処
理され無害化されているが、回収費の高騰により廃液の
引き取り価格は年々高くなるばかりでなく、回収効率が
悪いため、なかなか回収に来てもらうことができず、廃
液が店に充満する等の問題を生じている。この問題を解
決するために写真処理廃液の処理を小規模なカラー処理
ラボ店でも容易に行えるようにするために廃液を加熱し
て水分を蒸発乾固ないし固化することが研究されている
（例えば実開昭６０−７０８４１号等）。また、廃液を
蒸発濃縮せしめる蒸発釜の加熱手段及び蒸気を冷却し凝
縮し液化する冷却釜の冷却手段としてヒートポンプ回路
の放熱部及び吸熱部を用いた装置も開発されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、写真処
理廃液等の水溶液はその水分量や非蒸発成分量が異なる
ため、蒸発濃縮時間も一定ではない。従って、濃縮運転
終了をタイマー等によって時間的に決定すると操作ミス
が生ずる虞れがあった。即ち、タイマー等で運転時間を
一定にすると、非蒸発成分濃度の薄い液では効率が悪く
なり、濃い液では時間が無駄になるばかりでなく、装置
を酷使する結果、その耐用年数を短縮させるという問題
があった。

【００１０】この発明は上記の問題を解消するためのも
ので、濃縮運転時間が比較的長く必要な非蒸発成分濃度
の薄い液でも、この逆に濃縮運転時間が比較的短くて済
む非蒸発成分濃度の濃い液でも効率よく蒸発濃縮処理
し、常に、一定の濃度で濃縮運転を停止できるようにし
た水溶液の蒸発濃縮装置を提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は水溶液を蒸発濃縮せしめる蒸発釜の加熱
手段及び蒸気を冷却し凝縮し液化する冷却釜の冷却手段
として、コンプレッサーからキャピラリーチューブを経
てコンプレッサーに冷媒を還流するヒートポンプ回路の
放熱部及び吸熱部を用い、該蒸発釜と冷却釜とを連通状
態として全体を減圧する減圧手段を備えた水溶液の蒸発
濃縮装置において、前記ヒートポンプ回路の、蒸発釜の
加熱手段として用いた加熱域の上流側又は下流側の冷媒
圧力を検出する検出器、又は、ヒートポンプ回路のコン
プレッサーを含む系に流れる電流値又は消費電力を検出
する検出器と、これら検出器による検出値が設定値以上
になったときに濃縮運転を停止させる濃縮運転制御手段
とを備えることにより、非蒸発成分濃度の薄い液でも濃
い液でも効率よく最小限の時間で濃縮処理ができるよう
に構成したものである。この場合、冷媒圧力検出器の設
置個所はヒートポンプ回路のコンプレッサーと放熱部と
の間（蒸発釜の加熱手段として用いた加熱域の上流側）
でも、ヒートポンプ回路の放熱部と膨張弁或いはキャピ
タリチューブとの間（蒸発釜の加熱手段として用いた加
熱域の下流側）でもよい。勿論、それぞれの設置個所に
より設定圧力は異なる。

【００１２】

【実施例】次に、この発明を添付図面に示す実施例に基
づいて説明する。図において、１は減圧に耐える蒸発釜
で、該蒸発釜１内には水溶液（具体的には写真処理廃
液）が注入貯留される。２は蒸発釜１の外側に同心状に
設けた冷却釜で、該冷却釜２の上部は蒸発釜１と連通
し、減圧手段（エジェクターを使用したものでも真空ポ
ンプを使用したものその他でもよい）３に接続されて減
圧される。蒸発釜１内を大気圧より低い減圧下にする
と、そのものの沸騰点以下で沸騰が起こることは知られ
ており、この実施例ではガス発生の起こりにくい低温で
の蒸発をこの減圧下で行なうものである。

【００１３】４は前記蒸発釜内に三次元配置した加熱手
段で、該加熱手段４はヒートポンプ回路５の放熱部を用
い、その表面温度は減圧蒸発下では１００℃以下、特
に、臭気ガスの発生を防止するには２０〜６０℃に管理
することが最も好ましい。この加熱手段４は下部を写真
処理廃液Ｗに浸し、上部を液面上から突出して空中に露
出している。ここに加熱手段４を液中と空中とにまたが
るように三次元配置とした理由は、液中と液面を同時に
効率良く加熱できるようにするためである。

【００１４】６はカラー処理ラボ店から出る写真処理廃
液Ｗを溜めた貯槽（容器）、７は該貯槽６から廃液を汲
み上げ、蒸発釜１内に給送する電磁弁を備えた汲上手段
である。汲上手段７は蒸発釜１内で加熱蒸発により液面
が一定量降下したときに作動するようになっている。こ
の汲上手段７により汲み上げられた廃液は蒸発釜１内で
空中の加熱手段に直接散布させるように供給するか、図
示の如く適当な邪魔板８を介して水面を波立たせないよ
うに供給する。なお、加熱手段４の液中部分と空中にあ
る部分とは通常同じ温度で管理されるが、その場合は伝
熱効果の相違により空中にある部分の方が実質的に表面
温度は高くなる。このため、これに直接供給廃液を散布
すると急加熱による不快ガスの発生もあり得る。その対
策として供給量を加減するか、空中にある加熱手段の温
度をガス発生温度以下に抑えることが必要となる。又は
液中、液外で加熱手段を分けて別々に適温に制御しても
よい。

【００１５】９は前記冷却釜２内に設置した冷却手段
で、該冷却手段９はヒートポンプ回路５の吸熱部を使用
し、蒸発釜１内で蒸発し、上部空間を通して冷却釜２内
に進入してきた水蒸気を捕らえて冷却凝縮させる。その
凝縮水は冷却釜２の底部２ａに溜められ、釜外に設置し
た回収容器１０に回収される。この回収は本実施例では
エジェクター３ａを使用した減圧手段３により行われ
る。即ち、凝縮水回収容器１０内の水をポンプ３ｂにて
汲み上げ、エジェクター３ａの垂直管部を通して該容器
１０内に戻すと、垂直管部と水平管部との直交部に真空
域が生じるから水平管部に連通した冷却釜２の底部２ａ
に溜まった液、及び冷却釜２並びにこれに連通している
蒸発釜１内の空気が吸引され、両釜内の減圧安定化に寄
与する。ここに凝縮と凝縮水の回収を連続して行うこと
は、発生蒸気によって蒸発釜１内の圧力が上昇すると減
圧バランスが崩れるが、これをすぐさま冷却凝縮して圧
力上昇を抑制するのに効果的に作用する。なお、１０ａ
は回収容器１０をオーバーフローした水の貯留容器であ
り、この容器１０ａ内に溜められた水はそのまま下水道
に流して問題ない。

【００１６】１１は前記ヒートポンプ５の冷媒圧縮用の
コンプレッサー、１２は前記蒸発釜１の加熱手段４の上
流側に設けた冷媒空冷手段である。冷媒空冷手段１２は
前記コンプレッサー１１に加圧圧縮されて高温にされた
冷媒を適切な設定温度にまで下げるためのものであり、
空冷ファン１３を備える。１４は膨張弁の役目をなすキ
ャピラリーチューブであり、該キャピラリーチューブ１
４の下流側の吸熱部は前記凝縮水回収容器１０内の水の
冷却手段９ａ、及び冷却釜２内の冷却手段９として利用
される。即ち、キャピラリーチューブ１４を挟んで上流
側が加熱域、下流側が冷却域となる。しかして、冷却釜
２の冷却手段９を通過した冷媒はコンプレッサー１１に
還流する。

【００１７】１５は蒸発濃縮を繰り返して高濃度に固形
化した成分（スラリー）を溜めるスラリー溜部で、該ス
ラリー溜部１５は蒸発釜１の底部に設けられている。１
６はスラリー溜部１５の底面と同一レベルの側壁外面に
突設したスラリー取出口で、該取出口１６は栓手段１７
により密栓されている。この栓手段１７はボールバル
ブ、バタフライバルブ、スライドバルブで構成しても良
いが、図示の場合は蒸発釜１内の減圧状態を維持させる
ためにパッキング材により構成され、把手１８を引いた
り押したりすることによりスラリー取出口１６を開閉で
きるようになっている。１９はスラリー回収容器であ
る。

【００１８】２０はスラリー溜部１５に設けた回転羽根
で、該回転羽根２０は蒸発釜１の頂面に設置した駆動源
２１から垂下した出力軸２２の下端に固着されている。
この回転羽根２０はスラリー溜部１５の内底面を全面的
に攪拌でき、かつ、スラリーをその取出口１６へ向けて
掃き出し易い形態になっている。勿論、ハンドル操作に
より手動回転させ得るように構成してもよい。

【００１９】前記ヒートポンプ回路５の加熱域（コンプ
レッサー１１からキャピラリーチューブ１４までの間）
の適所Ａ又はＢには冷媒圧力を検出する検出器２３が設
けられている。該冷媒圧力検出器２３は冷媒導通パイプ
から分岐したパイプに接続されている。２４は濃縮運転
制御手段で、該濃縮運転制御手段２４は前記冷媒圧力検
出器２３が検出した圧力が、圧力設定器（図示せず）に
て予め設定した値と比較し、その設定値以上に達してい
るときは、非蒸発成分濃度の薄い液でも濃い液でも一定
の濃度で濃縮処理が終了したと判断して図２に示す如く
コンプレッサー１１、冷媒空冷手段１２の空冷ファン１
３及び減圧手段３のポンプ３ｂの作動を停止させるとと
もに、図示しない表示窓に作業終了表示を行うか、或い
は音声発生手段にて作業終了を告知するようになってい
る。なお、前記減圧手段３のポンプ３ｂのみは蒸発釜乃
至冷却釜内が大気圧に戻った後に遅れて停止させること
が好ましい。蒸発釜乃至冷却釜内への凝縮水の逆流を防
止するためである。

【００２０】前記冷媒が「フレオンガスＲ−２２」のと
きは、通常運転を１５〜１８ｋｇ／ｃｍ²とし、停止を
２０〜２８ｋｇ／ｃｍ²の間に設定することが好まし
い。より好ましくは２２〜２５ｋｇ／ｃｍ²の間であ
る。

【００２１】上記実施例において、汲上手段７を作動さ
せて蒸発釜１内に廃液Ｗを必要水位まで注入し、凝縮水
回収容器１０内にも水道水を注入貯留する。しかる後、
コンプレッサー１１及び減圧手段３のポンプ３ｂを作動
させる。このコンプレッサー１１の作動により流動する
冷媒の作用により蒸発釜１内の加熱手段４が所定の温度
まで加熱され、冷却釜２内の冷却手段９が冷却される。
一方、ポンプ３ｂの作動によりエジェクター３ａを通し
て冷却釜２及び蒸発釜１が減圧されるから、廃液はその
沸騰点以下の温度、例えば３５°Ｃで沸騰し、蒸発する
こととなる。

【００２２】蒸発釜１内で蒸発した水蒸気は上部空間を
通して冷却釜２内に進入し、ここで冷却凝縮されて水滴
となって、冷却釜２の底部２ａに溜められ、真空吸引に
より釜外に設置した回収容器１０に回収される。蒸発に
より釜１内に予め注入した廃液が減少するに伴い、汲上
手段７が作動し補給するから蒸発釜１内では蒸発補給が
繰り返し行われ、廃液を徐々に濃縮する。しかして高濃
度に固形化した成分はスラリーとなって底部に設けたス
ラリー溜部１５に溜められる。

【００２３】しかして、蒸発釜１内の廃液濃度が向上す
ると、その液に対して冷媒の熱が伝わり難くなる。放熱
部の周囲が断熱されたと同じ状態になるからである。即
ち、コンプレッサー１１にて高圧・高温にされた冷媒
は、放熱部を流動する間に蒸発釜１内の廃液（濃度が低
い）に熱を奪われ、キャピラリーチューブ１４に至り、
低圧・低温とされ、凝縮水回収容器１０内の水の冷却手
段９ａ及び冷却釜２内の冷却手段９にて熱を奪ってコン
プレッサー１１に戻り、ここで再び、高圧・高温とされ
て放熱部へ繰り返えし供給される。

【００２４】斯くして、蒸発釜１内の廃液濃度が高くな
ると、それに従って冷媒の熱が液に奪われ難くなるか
ら、冷媒の圧力及び温度は廃液の濃度が低いときに比し
て高くなる。つまり、蒸発濃縮処理する水溶液毎に定ま
る前記Ａ又はＢ位置における冷媒圧力を検出器２３にて
検出することにより廃液濃度、即ち、濃縮処理の終了を
知ることができる。

【００２５】即ち、冷媒圧力検出器２３にて冷媒圧力を
検出し、その値が設定圧力以上であるときは、濃縮運転
制御手段２４が作動し、コンプレッサー１１、冷媒空冷
手段１２の空冷ファン１３及び減圧手段３のポンプ３ｂ
を停止させるとともに、図示しない表示窓に作業終了表
示を行うか、音声発生手段にて作業終了を音声にて告知
する。これにより、濃縮運転時間が比較的長く必要な非
蒸発成分濃度の薄い液でもこの逆に濃縮運転時間が比較
的短くて済む非蒸発成分濃度の濃い液でも、常に、一定
の廃液濃度で処理終了ができる。

【００２６】図３において、２３′は前記コンプレッサ
ー１１を含む系に流れる電流値又は消費電力を検出する
検出器であって、該検出器２３′は前記冷媒圧力検出器
２３に代え、或いは同時に使用することにより廃液濃
度、即ち、濃縮処理の終了を知ることができる。即ち、
上述の如く、蒸発釜１内の廃液濃度が高くなって冷媒の
圧力及び温度が高くなると、冷媒を圧縮するコンプレッ
サー１１の負荷が増し、コンプレッサーを含む系に流れ
る電流値又は消費電力が増大するから、その増大が設定
値以上（通常値の５〜２０％増）であるとき、濃縮運転
制御手段２４の作動で濃縮処理を停止させれば、上記同
様に一定の廃液濃度で処理終了をさせることができる。

【００２７】上記の如く、ヒートポンプ回路の加熱域の
適所の冷媒圧力により、あるいは、ヒートポンプ回路の
コンプレッサーを含む系に流れる電流値又は消費電力に
より濃縮処理が終了したならば、密栓されていたスラリ
ー取出口１６を開放させ、蒸発釜１の底部に溜まったス
ラリーをスラリー回収容器１９に取り出す。この取出し
時には駆動源２２により回転羽根２０が回転し、スラリ
ーの取出作業を効率よく行うこととなる。

【００２８】

【発明の効果】以上の如く、この発明は水溶液を蒸発濃
縮せしめる蒸発釜の加熱手段及び蒸気を冷却し凝縮し液
化する冷却釜の冷却手段として、コンプレッサーからキ
ャピラリーチューブを経てコンプレッサーに冷媒を還流
するヒートポンプ回路の放熱部及び吸熱部を用い、該蒸
発釜と冷却釜とを連通状態として全体を減圧する減圧手
段を備えた水溶液の蒸発濃縮装置において、前記ヒート
ポンプ回路の、蒸発釜の加熱手段として用いた加熱域の
上流側又は下流側の冷媒圧力を検出する検出器、又は、
ヒートポンプ回路のコンプレッサーを含む系に流れる電
流値又は消費電力を検出する検出器と、これら検出器に
よる検出値が設定値以上になったときに濃縮運転を停止
させる濃縮運転制御手段とを備えたから、濃縮運転時間
が比較的長く必要な非蒸発成分濃度の薄い液でも、この
逆に、濃縮運転時間が比較的短くて済む非蒸発成分濃度
の濃い液でも効率よく蒸発濃縮処理し、常に、一定の濃
度で濃縮運転を停止でき、処理の効率化が図れるととも
に、運転時間に無駄がないなど、各種の優れた効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願蒸発濃縮装置の概略図である。

【図２】冷媒圧力を検出して濃縮運転を制御するブロッ
ク図である。

【図３】コンプレッサーの電流値又は消費電力を検出し
て濃縮運転を制御するブロック図である。

【符号の説明】

１ 蒸発釜 ２ 冷却釜 ３ 減圧手段 ３ａ エジェクター ３ｂ ポンプ ４ 加熱手段 ５ ヒートポンプ回路 ６ 貯槽（容器） ７ 汲上手段 ８ 邪魔板 ９ 冷却手段 １０ 凝縮水回収容器 １０ａ オーバーフロー水の貯留容器 １１ コンプレッサー １２ 空冷凝縮器 １３ ファン １４ キャピラリーチューブ １５ スラリー溜部 １６ スラリー取出口 １７ 栓手段 １８ 把手 １９ スラリー回収容器 ２０ 回転羽根 ２１ 駆動源 ２２ 出力軸 ２３ 冷媒圧力検出器 ２３′電流値又は消費電力を検出する検出器 ２４ 濃縮運転制御手段 Ａ、Ｂ 冷媒圧力検出器の設置位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｃ 5/00 Ｇ０３Ｃ 5/00 Ａ Ｇ０３Ｄ 3/00 Ｇ０３Ｄ 3/00 Ｆ (72)発明者 湯沢 聡 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株 式会社内 (72)発明者 黒田 章一 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東京電力株式会社内 (72)発明者 柴田 宗一郎 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東京電力株式会社内 (72)発明者 嶋村 典行 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東京電力株式会社内 (72)発明者 川田 俊明 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 吉岡屋 悠紀夫 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−156502（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−17371（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 1/00,1/02 C02F 1/04 F25B 49/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水溶液を蒸発濃縮せしめる蒸発釜の加熱
   手段及び蒸気を冷却し凝縮し液化する冷却釜の冷却手段
   として、コンプレッサーからキャピラリーチューブを経
   てコンプレッサーに冷媒を還流するヒートポンプ回路の
   放熱部及び吸熱部を用い、該蒸発釜と冷却釜とを連通状
   態として全体を減圧する減圧手段を備えた水溶液の蒸発
   濃縮装置において、前記ヒートポンプ回路の、蒸発釜の
   加熱手段として用いた加熱域の上流側又は下流側の冷媒
   圧力を検出する検出器と、該検出器による検出値が設定
   値以上になったときに濃縮運転を停止させる濃縮運転制
   御手段とを備えたことを特徴とする水溶液の蒸発濃縮装
   置。
2. 【請求項２】 水溶液を蒸発濃縮せしめる蒸発釜の加熱
   手段及び蒸気を冷却し凝縮し液化する冷却釜の冷却手段
   として、コンプレッサーからキャピラリーチューブを経
   てコンプレッサーに冷媒を還流するヒートポンプ回路の
   放熱部及び吸熱部を用い、該蒸発釜と冷却釜とを連通状
   態として全体を減圧する減圧手段を備えた水溶液の蒸発
   濃縮装置において、前記ヒートポンプ回路のコンプレッ
   サーを含む系に流れる電流値又は消費電力を検出する検
   出器と、該検出器による検出値が設定値以上になったと
   きに濃縮運転を停止させる濃縮運転制御手段とを備えた
   ことを特徴とする水溶液の蒸発濃縮装置。
3. 【請求項３】 前記濃縮せしめる水溶液が、写真処理廃
   液である請求項１又は２に記載の水溶液の蒸発濃縮装
   置。