JP3421820B2 - ヒートポンプ式蒸発濃縮装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水溶液、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。更に詳しくは、蒸発濃縮して蒸留水を分
離除去する際に蒸発濃縮を効率よく促進させる装置に関
する。

【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、水洗
等、カラー感光材料の場合には発色現像、漂白定着（又
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。

【０００３】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。

【０００４】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希釈されて下水道等に廃
棄されていた。

【０００５】しかしながら、近年の公害規制の強化によ
り、水洗水や冷却水の下水道や河川への廃棄は可能であ
るが、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、実質的に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。しかしながら、廃液処理業者に委託
する方法は、廃液を貯留しておくのにかなりのスペース
が必要となるし、またコスト的にも極めて高価であり、
さらに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。

【０００６】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。

【０００７】従ってこの為、給廃液用の機外の配管を省
略でき、それにより従来の自動現像機の欠点と考えられ
る配管を設置するために設置後は移動が困難であると
か、足下スペースが狭く、設置時の配管工事に多大の費
用を要するといったような欠点が解消され、オフィスマ
シンとして使用できるぐらいコンパクト化、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。

【０００８】しかしながら、この反面、その廃液は極め
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、その公害規制に照らしてその廃液を流すことは全
く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
は少ないとはいえ、例えば比較的小規模なカラー処理ラ
ボでも、１日に10リットル程度となる。

【０００９】従って、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引き取り価格は年々高くなるばか
りでなく、ミニラボ等では回収効率は悪いため、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。

【００１０】これらの問題を解決するために本出願人は
写真処理廃液の処理をミニラボ等でも容易に行えること
を目的として、写真処理廃液を加熱して水分を蒸発させ
濃縮し水分を凝縮水として分離することを研究して来
た。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本出願人等によって開
発されたこのような蒸発濃縮装置によりかなり効率の良
い蒸発濃縮が達成されているが、まだ十分ではなく、対
象液が活性剤を多量含む泡立ち易い液体の場合、蒸留液
中に濃縮液が混入する問題、撹拌羽根が濃縮物で固着す
る問題があった。

【００１２】本発明はこのような問題点を更に掘り下げ
て解決した水溶液のヒートポンプ式蒸発濃縮装置を提供
することを課題目的にする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
１〜４の何れか１つによって達成される。

【００１４】(１) 水溶液を蒸発濃縮釜で蒸発濃縮せ
しめ、これによって生じる蒸気を冷却凝縮釜で冷却凝縮
液化せしめるに当り、該蒸発濃縮釜の加熱手段及び該冷
却凝縮釜の冷却手段として、圧縮機、放熱部、膨張弁、
吸熱部を順次に接続し熱媒体を密閉したヒートポンプ装
置の該放熱部及び該吸熱部を用い、該蒸発濃縮釜と該冷
却凝縮釜を連通状態とし、該冷却凝縮釜を減圧する減圧
手段を該冷却凝縮釜に接続したヒートポンプ式蒸発濃縮
装置において、該蒸発濃縮釜への水溶液供給制御手段と
該蒸発濃縮釜の間の減圧となる部分にバッファーカラム
を設け、且つ、該蒸発濃縮釜に液面センサーを設け、該
蒸発濃縮釜への水溶液供給手段を前記蒸発濃縮釜の液面
検出結果により制御し蒸発濃縮釜内の液量がほぼ一定に
維持されるようにして蒸発した量に対して水溶液を適時
供給するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式蒸
発濃縮装置。

【００１５】(２) (１)項に加えて前記バッファーカ
ラムが少なくとも一部は蒸発濃縮釜接続部より高い位置
にあり、該バッファーカラムの下部と上部の少なくとも
２ヶ所以上に排出口を設けて、蒸発濃縮釜に別々又は途
中で一本に合体するようにして接続することを特徴とす
るヒートポンプ式蒸発濃縮装置。

【００１６】(３) (１)又は(２)項において、水溶液
供給制御手段が自動式弁であり、蒸発濃縮釜の液面セン
サーが液不足を検出した時、自動式弁を一定時間開くこ
とで規定量減圧下に吸引供給し、前記バッファーカラム
の容量が該規定供給量の少なくとも10倍以上であること
を特徴とするヒートポンプ式蒸発濃縮装置。

【００１７】

【００１８】

【００１９】(４) 水溶液を蒸発濃縮釜で蒸発濃縮せ
しめ、これによって生じる蒸気を冷却凝縮釜で冷却凝縮
液化せしめるに当り、該蒸発濃縮釜の加熱手段及び該冷
却凝縮釜の冷却手段として、圧縮機、放熱部、膨張弁、
吸熱部を順次に接続し熱媒体を密閉したヒートポンプ装
置の該放熱部及び該吸熱部を用い、該蒸発濃縮釜と該冷
却凝縮釜を連通状態とし、該冷却凝縮釜を減圧する減圧
手段を該冷却凝縮釜に接続したヒートポンプ式蒸発濃縮
装置において、該蒸発濃縮釜内の底部に回転撹拌羽根を
設け、該蒸発濃縮釜上部より回転軸を該蒸発濃縮釜の外
部に出し該外部よりモータで該撹拌羽根を回転させ、該
釜と該モータ間に回転軸の回転検出手段を設け、モータ
駆動中に回転異常を検出した時には、モータＯＮ／ＯＦ
Ｆさせる動作を繰り返し、一定時間経過しても回転異常
を検出している場合に回転異常を表示してモータ駆動を
停止させることを特徴とするヒートポンプ式蒸発濃縮装
置。

【００２０】

【作用】請求項１のヒートポンプ式蒸発濃縮装置におい
ては、処理する水溶液が活性剤等を含み、且つガス成分
を溶解している場合、ヒートポンプ運転中に蒸発濃縮釜
に該水溶液を供給した時に、濃縮液面上に多量の泡が急
激に発生して泡が冷却凝縮釜に入り蒸留液に濃縮液が混
入することを防止する。即ち、バッファーカラム蒸留濃
縮釜の手前の減圧下に設けることで、このバッファーカ
ラムで水溶液より脱気し、脱気した水溶液を蒸留濃縮釜
へ供給することにより異常発泡を抑える。

【００２１】請求項２のヒートポンプ式蒸発濃縮装置に
おいては、バッファーカラムの排出口を下部と上部に設
けることで、脱気した水溶液を下部の排出口より蒸発濃
縮釜に自然落下で供給し、上部の排出口より脱気したガ
ス及び発生した泡を蒸発濃縮釜に接続供給する。これに
より、前記異常発泡を殆ど完全に防止できる。

【００２２】請求項３は、前記異常発泡を抑えるための
好ましいバッファーカラム容量を示したものである。

【００２３】

【００２４】

【００２５】請求項４のヒートポンプ式蒸発濃縮装置に
おいては、濃縮物が固くなった場合にも問題なく排出可
能にして撹拌羽根が完全に動かない時のみ異常表示す
る。即ち、モーターの電源ＯＮ時の初期トルク力が安定
状態よりも高いトルク力であることを利用し、モーター
のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことで撹拌羽根の濃縮物によ
る固着が弱いときには、固着状態を解除し、清浄に回転
し濃縮固形物を泥水状にして排出可能にする。そして、
モータのＯＮ／ＯＦＦを繰り返しても、回転不良が回復
しない固着状態がひどい時に異常を表示する。

【００２６】

【実施例】本発明のヒートポンプ式蒸発濃縮装置１の実
施例を先ず図１，図２の概要図と図３のバッファーカラ
ムの斜視図及び図４のバッファーカラムの別の実施例の
正面図と図５の回転円盤の上面図とを用いて説明する。
水溶液としては写真処理廃液を用いた。

【００２７】減圧に耐える蒸発濃縮釜11内に、写真処理
廃液を注入貯留し、図１では該釜11とほぼ同心の外側に
冷却凝縮釜11Ａを設け、図２では別置きとし両釜を上部
で連通しておき、冷却凝縮釜に減圧手段としてエジェク
ター16を接続して、減圧する如くした。大気圧より低い
減圧下では、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、熱分解による有害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。次
に該釜11内には、３次元配置とした加熱手段としてヒー
トポンプの加熱螺線チューブ６を設け、この加熱螺線チ
ューブ６は、その下部を上記水溶液である写真処理廃液
の貯留部11Ｂに浸し、該写真処理廃液を加熱する如く
し、その上部は、該写真処理廃液の貯留部11Ｂから突出
して空中にある。加熱螺線チューブの空中にある表面に
は、釜液表面又は、液中加熱螺線チューブ表面より突沸
が起こり、そのハネにより液が供給され、空中の加熱螺
線チューブ表面より直接蒸発が起こる。

【００２８】このため、一定部分を気中に露出させるこ
とは加熱螺線チューブを全て液中に浸漬するよりも同じ
条件で大きい蒸発処理速度が得られ、非常に有効であ
る。写真処理廃液は、水溶液タンク（処理廃液タンク）
24から廃液吸引用電磁弁18を通してバッファーカラム２
を経て蒸発濃縮釜11内の気中から、液面に供給される。
供給されるタイミングは液面センサー51が液面未検出と
なった状態の時に供給される。そして、水溶液の供給は
液面センサー51を洗浄しながら供給する方式が液面セン
サー51の誤動作を生じさせず、好ましい。液面センサー
51はフロート式、電極式があるが、電極式で検出感度を
調整出来る方式とすることが誤動作を防止して好まし
い。感度調整により対照の水溶液が変化しても追従が可
能となる。また、電極表面はテフロン熱収縮チューブで
先端以外の部分を覆うことが誤動作を防止させ好まし
い。尚、電極式の場合コモンは釜が金属であれば図１の
53の様に設置することも出来る。両釜11，11Ａの減圧手
段はエジェクター16により行ない、その減圧により溶液
給送手段としての廃液吸引用電磁弁18を作動させて、該
廃液（水溶液）を上方のノズル18Ｃから散布し、蒸発濃
縮釜11内に給送することが好ましく、減圧下で水溶液中
に含まれるガス成分はかなりの量がガス化した後、水溶
液は液面に到達する。これにより、供給液が濃縮液中に
混入した後に異常な泡発生や突沸を抑え、バッファーカ
ラム２は該水溶液からのガス抜きの脱気を完全とするも
のであり、特に水溶液が活性剤を多量に含む泡立ち易い
場合には、脱気が不十分であると供給液が濃縮液中に混
入した後に異常な泡発生が激しくなるのでこれの防止策
としてのバッファーカラム２が有効に作用する。

【００２９】処理廃液が該蒸発濃縮釜11内で泡立つのを
防止する手段として、消泡剤タンク23から消泡剤を所定
時に所定量、処理廃液と廃液消泡剤混合部19でミックス
させるため消泡剤吸引パイプ21Ａの途中に消泡剤供給用
ポンプ21と消泡剤用電磁弁22を設けている。

【００３０】また、消泡剤は図２に示す様に電磁弁22の
開閉のみで、釜内減圧力により吸引供給させ、供給量を
電磁弁の開閉時間で調整又は規定することが出来る。

【００３１】消泡剤の供給タイミングは、運転スタート
時の水溶液供給中、濃縮液排出後の新しく水溶液を供給
する時又は、釜内が泡立ち電極式液面センサー52が液を
検出した時が好ましい。

【００３２】そして、これにより蒸発濃縮中の通常の泡
立現象が押さえられる。一方、突沸現象は泡立ち現象と
は異なる現象であり、大きな泡が破泡するときのハネあ
がり現象であり、ハネが蒸留液側に入るのを防止するた
めに設けるデミスター34はロック材が好ましいが邪魔板
や連続空間を持つ充填物でも良い。

【００３３】このようにして蒸発した水分は、この蒸発
濃縮釜11内の上部に設けられた連通部に通じている冷却
凝縮釜11Ａ内の蒸気の案内部をも形成している冷却手段
としてのヒートポンプの蒸気冷却螺線チューブ７と該釜
11Ａ内で該冷却されたガス及び凝縮水が底部11Ｃより排
出される構造によって、コンパクト化と、両釜内の減圧
安定化のために寄与する如くした。一方、上記の蒸発濃
縮を繰り返して、高濃度に固形化した成分はこの蒸発濃
縮釜11の底部の撹拌羽根によって周辺の排出口14に集め
られ、その下部に連結した濃縮液回収袋14Ａで受け取り
回収される。該回収袋14Ａはトレー14Ｂ上に載せられて
いる。該撹拌羽根32の撹拌軸31は蒸発濃縮釜11の上方外
側に設けられたプーリ12とベルト12Ｃとギヤヘッド12Ａ
とを介してモータ13に結合され回転伝達がなされるよう
にしてある。また、図２ではモータ13が直接ギヤヘッド
12Ａに連結され、そして撹拌軸31に接続される。図１の
ようにベルト12Ｃを介することは撹拌羽根32が固着した
時にスリップすることでモータ13の故障を防止して好ま
しい。一方、直接接続する図２の場合には、モータ13と
撹拌軸の間に回転円盤３と該回転円盤３の回転を検出す
るセンサー３Ａ設け、撹拌羽根32の回転状況を検出す
る。そして、回転不良を検出した時には、モータ13をＯ
ＮとＯＦＦを繰り返し、一定時間繰り返しても回転不良
が回復しない場合には回転異常として表示し、モータ13
を停止する。これにより濃縮物による弱い撹拌羽根の固
着の場合には固着を解消できる。

【００３４】撹拌軸と釜のシール部はＶリング，Ｕリン
グ又はＬリングの多数枚重ねによりシールし、特に該シ
ール部にグリース又はオイルを封入することが長期に渡
り安定したシールのために好ましい。

【００３５】更に安定したシールのためにＶリング及び
Ｕリングは釜外部に向かって開く様に設置することが好
ましい。

【００３６】加熱手段にヒートポンプの放熱部を用い、
上記冷却手段としての蒸気冷却螺線チューブ７およびエ
ジェクタータンク（水流タンク）15内に設けた冷却手段
として水流タンク冷却チューブ８にヒートポンプの吸熱
部を使用してある。

【００３７】水流タンク15を冷却することはいくつかの
効果のためであり、ひとつは、エジェクターの減圧能力
を高く維持する、目的であり更には、低温にすることで
蒸留液からの臭気成分の発生を抑える目的であり、別な
目的は釜からのガス成分の蒸留液中への溶解を促進す
る。このため、エジェクターからの戻り配管を水流タン
ク液面下に戻すことでエアモレが釜やその他部分になけ
れば、水流タンクは透明となる。そして通常ヒートポン
プ配管は各部品を銅配管６Ａで接続し、加熱手段の後に
配管した膨張弁の役目をするキャピラリーチューブ９
や、冷却手段のアウト側に配設される冷媒（熱媒体）圧
縮用のコンプレッサー４およびその加圧圧縮されて高温
にされた冷媒（熱媒体）を適切な設定温度にまで下げる
ため又はヒートポンプ回路の熱バランスをとるために空
冷凝縮させる排熱フィンチューブ５等を接続した密閉回
路となっている。該フィンチューブ５およびそのファン
10Ａとそれを駆動するファンモータ10により排熱が促進
される。

【００３８】尚、コンプレッサー４、排熱フィンチュー
ブ５、ファン10Ａおよびファンモータ10は室外機として
分割することもできる。そしてこれは室内の温度上昇防
止に役立つ。

【００３９】さて、冷媒（熱媒体）は、加熱手段として
の加熱螺線チューブ６の凝縮器を通りキャピラリーチュ
ーブ９から、凝縮水回収容器を兼ねたエジェクタータン
ク（水流タンク）15内の冷却手段としての水流タンク冷
却チューブ８に接続され更にその延長が冷却手段即ち冷
却凝縮釜11Ａ内の冷媒蒸発器としての蒸気冷却螺線チュ
ーブ７を通り両釜外のコンプレッサー４に還るようにし
てある。

【００４０】そして、凝縮水回収容器内の冷水はエジェ
クターポンプ（水流ポンプ）17によって減圧手段（エジ
ェクター）16につなげられ、冷却凝縮釜11Ａの凝縮液回
収口11Ｄからパイプ11Ｅを通って引かれた水を凝縮水回
収容器としてのエジェクタータンク（水流タンク）15に
入れると共に同時に両釜内の減圧を行うようにしてあ
る。

【００４１】また、水回収容器を兼ねたエジェクタータ
ンク（水流タンク）15からオーバーフローした水はパイ
プ15Ａによって蒸留液タンク25に送られて再利用に待機
する。

【００４２】釜上方の大気開放用電磁弁20は、運転中は
閉じて釜内を密閉減圧に維持し、停止時は開いて釜内を
大気圧に戻すものである。停止中に釜内を大気圧に戻す
ことは非常に重要であり、これは濃縮液を取り出す時に
この大気開放電磁弁が開いていることで、濃縮液のスム
ーズな取り出しが可能となる。

【００４３】一方、図２ではこの大気解放電磁弁がな
い。これは、凝縮釜を水流タンクより上方に置き、運転
停止時にエジェクター16より空気を逆流させることで上
記運転停止時に釜内が大気圧に戻ることを特徴としてい
る。この効果は、電磁弁削除によるコストダウンであ
る。

【００４４】また、図２ではこのため少量の水流タンク
15内の水が凝縮釜11Ａに逆流する。このため、11Ａは、
11Ｃの排出口が下になる様に傾けることが好ましい。

【００４５】このような本発明のヒートポンプ式蒸発濃
縮装置１のシーケンス概略は図６に示してあり次の通り
である。

【００４６】運転がスタートすると水流ポンプ（エジェ
クターポンプ）17がＯＮし、蒸発濃縮釜11及びそれに連
通する冷却凝縮釜11Ａの内部が減圧されて行く。そして
水溶液（処理廃液）は、水溶液タンク24から、電磁弁18
が２秒間開き１秒間閉じる動きをしながら減圧状態にな
っている蒸発濃縮釜11内に次第に吸込まれて行き、該釜
11の正常液面に達するまで続けられて行く。そしてその
間消泡剤も前述のように混合部19で混ざりながら供給さ
れる。

【００４７】そして15分経過し、釜が正常な液面で減圧
安定常態に達すると圧縮機（コンプレッサー）４がＯＮ
になり、蒸発が進み正常液面センサーが未検出となると
液供給電磁弁18が0.25秒間開き15秒間閉じる運動を６回
繰返し、この一連の動作により釜内の水溶液の定常液面
が保たれながら液の蒸発濃縮が進められる。

【００４８】ここで0.25秒開くことで供給される液量は
25mlである。

【００４９】そして該釜11の内の濃縮液の温度がセンサ
ーＴＨ３で測定され40℃以上でファンモータ10がＯＮし
37℃以下でＯＦＦになる動作が繰返される。このファン
モータ10のＯＮによりヒートポンプ回路のコンプレッサ
ーから入る機械仕事分の熱をヒートポンプ系外に放出す
る。これにより、ヒートポンプの放熱量と吸熱量が一定
範囲内の状態で行なわれる。そして、この熱バランス維
持方法により、後述する釜加熱部から膨張弁（キャピラ
リーチューブで代用可能）の間の熱媒体温度は濃縮液の
濃縮度との相関が生じる。そして、ファンモータ10がＯ
Ｎ／ＯＦＦする動作及び蒸発による濃縮釜液減少とその
検出による水溶液供給を実施する安定状態が長時間続
き、濃縮が進行すると釜加熱出口の熱媒体温度がセンサ
ーＴＨ１で測定される温度が55℃以上になり、濃縮完了
と判断して停止する。そして蒸留液の流出速度は毎時約
２リットルになる。（コンプレッサーが500Ｗの場合） また、ファンモータ10のＯＮ／ＯＦＦを制御する別の方
法としてはヒートポンプ高圧側圧力又はコンプレッサー
から膨張弁までの間のヒートポンプ高圧側熱媒体配管温
度により実施する。この場合、濃縮完了は、ヒートポン
プ低圧側の熱媒体温度又は圧力、釜の減圧度、釜内の濃
縮液温度、凝縮液温度の少なくとも１つの検出結果より
行なう。

【００５０】ファンモータの制御と濃縮完了検出には密
接な関係があり、即ち、薄い水溶液と濃縮された水溶液
の蒸発状態、釜の減圧レベル、凝縮温度、ヒートポンプ
の加熱及び吸熱への伝熱状態が異なることを見い出し利
用するものであり、ファンモータ制御も上記状態に大き
く影響している。

【００５１】このため、ファンモータ制御方式と濃縮完
了検出方式は使用する水溶液の種類、コンプレッサーの
種類、性能、ヒートポンプの配管方式等により最適方式
が異なり実験により選択することが出来る。

【００５２】この濃縮完了検出は、水溶液が薄くても濃
くても同じ濃度で停止させ、無人運転のための必須技術
であり効果が大きい。

【００５３】また、完了条件としては例えば、１時間以
上ファンモータ10が連続ＯＮする異常時には冷却凝縮水
（再生水）の液晶表示が一定量以上（40リットル以上）
になっていれば、濃縮完了停止にすることもできる。

【００５４】再生水量の検出方法は、流量計によること
も可能であるが、キャピラリー出口温度センサーＴＨ
４，６４の温度と予め設定した係数と運転時間により計
算し表示することがコストダウンと流量計による目詰り
防止のために好ましい。

【００５５】また、消泡剤タンクが空になったとき、又
は再生水タンクが空になったときは、途中で正常に停止
する。

【００５６】また、スタートから15分以内に処理液タン
ク（水溶液タンク）が空になると２分後にそれを表示す
ると共に装置が正常停止する。

【００５７】また、運転スタートから15分以上たち、コ
ンプレッサー４が稼仂を開始した後、水溶液タンク空を
検出するとそのまま運転を続け１時間後に表示して正常
停止する。

【００５８】尚、水溶液タンクに液を検出した場合は運
転が自動復帰スタートする。

【００５９】次に異常停止の場合は、スタート後からＥ
−１，Ｅ−２，Ｅ−４，Ｅ−10が機能し、15分後でＥ−
９が機能し、15分以降にＥ−７が機能し、２時間以降で
Ｅ−３，Ｅ−５が機能する。Ｅ−８の撹拌羽根固着異常
は運転停止の状態で機能する。次に、各請求項毎に詳細
な説明を行う。請求項１の実施例は図１，２の概要図の
如く、水溶液供給制御手段である廃液吸引用電磁弁18と
蒸発濃縮釜11の間にバッファーカラム２を設けることで
あり、バッファーカラム２は図３の様に蒸発釜に入る配
管が１本であっても良い。また図４の様にバッファーカ
ラム２は２個であっても良く、更に図示はしてないが多
数個設けても良い。そして請求項２では、図１，２の如
くバッファーカラム２が蒸発濃縮釜より高い位置にあ
り、且つバッファーカラム２の下部より配管２Ｂと上部
よりの配管２Ａと排出口を２本設けて蒸発濃縮釜11に接
続している。これにより、バッファーカラム２で液体と
ガス又は泡に完全に分離される。ここで下部よりの配管
２Ｂは釜接続部より下に配管後に接続することが該配管
２Ｂ内に脱気された液体が常に残り、供給直後の脱気不
十分の液が釜に入り釜の中で発泡が生じることを完全に
防止し好ましい。請求項３はより好ましいバッファーカ
ラム２の容量を示したものであり、図６のシーケンスで
は一回の廃液供給量は25mlであり、バッファーカラム２
は250ml以上が好ましい。そして、より好ましい容量は
一回の廃液供給量の20〜200倍の範囲であり、効果の面
より20倍以上、サイズコスト面より200倍以下が好まし
い。尚、自動式弁として電磁弁18を図では使用している
が電動弁、チューブ閉塞弁式等であっても良い。

【００６０】図６はコンプレッサーＯＮ後の廃液吸引用
電磁弁の開閉を繰り返す動作を示すものである。即ち一
回の正常液面センサーの液不足信号で一回0.25秒開くの
では25ml入るが、25mlが蒸発するに要する時間は２ｌ／
時間から45秒間であり、液供給後釜液面が泡立ち現象か
ら正常に復帰するためには１分以上を要するため、液面
検出が正常に機能せずに問題となる。また泡を検出しな
いフロート式液面センサーは濃縮物による固着等で別の
問題を生じる。これに対して強制的に６回ＯＮ／ＯＦＦ
を繰り返すことで150mlが供給され、４分30秒が蒸発に
要する時間であり、泡による液面検出誤動作を防止でき
る。

【００６１】図１，２の如く消泡剤タンク23及び電磁弁
22等により釜11への消泡剤供給手段が設けられ、図６の
如く供給制御がなされる。この消泡剤は蒸発での通常運
転の消泡を抑えるためである。尚、コンプレッサーＯＮ
後に処理液供給毎又は一定供給回数毎に消泡剤を供給す
ることは本発明の目的の液供給時の異常発泡に対しても
好ましく有効である。

【００６２】次に請求項４は図２の如く撹拌羽根の回転
軸に回転円盤３と回転円盤の切り欠きの有無を検出する
光検出センサー３Ａにより回転状態が正常回転速度か否
かを検出して回転異常時には図６に示した様にＯＮ／Ｏ
ＦＦを繰り返すことである。回転円盤の切り欠きは図５
に示しており、１回転で１ヶの半円状の切り欠きである
が多数の切り欠きを設けてもよい。また、この回転検出
及び制御は濃縮液検出スイッチによる撹拌モーターのマ
ニュアル運転時にも機能させることが好ましい。尚、光
検出センサー３Ａは赤外線型、可視光型等がある。又、
回転検出手段は別の方法であっても良い。

【００６３】尚、本発明に使用する構成部材のタイプや
材質を記述すると下記のようになるが、これに限定され
るものではない。

【００６４】 圧縮機（コンプレッサー） ロータリー又はツインロータリー型 又はレシプロ型でもよい 排熱フィンチューブ 銅管とアルミフィン 加熱螺線チューブ チタン又はＳＵＳ316，ＳＵＳ304， ＳＵＳ316Ｌ， ＳＵＳ317ハステロ系鋼材 蒸気冷却螺線チューブ ＳＵＳ304，316 水流タンク冷却チューブ ＳＵＳ304，316 膨張弁 膨張弁，キャピラリーチューブ（銅） 蒸発濃縮釜 ＰＥ，ＰＰ，ＦＲ−ＰＰ，ＰＰＳのプ ラスチック成形によるもの又はチタン 又はＳＵＳ316，ＳＵＳ304， ＳＵＳ316Ｌ，ＳＵＳ317 ハステロ系鋼材又はゴム，ガラス 又はプラスチック ＦＲＰのコート したもの 濃縮液排出部 同上 バッファーカラム ＰＥ，ＰＰ，ＰＶＣ等のプラスチック 又は蒸発濃縮釜と同じ 撹拌ギヤモータ 10〜100rpmでトルクが30〜200kg・cm エジェクタータンク（水流タンク） ＰＥ，ＰＰ，ＰＶＣ等のプラスチック エジェクター テフロン，プラスチック， ＳＵＳ304，ＳＵＳ316等 エジェクターポンプ（水流ポンプ） 0.5〜3.0kg/cm²圧力のもの 消泡剤タンク ポリ容器／使い捨てでもよい 処理廃液タンク（溶液タンク） ポリ20リットルタンク 蒸留液タンク（再生水タンク） ポリ20リットルタンク 熱媒体配管 銅管 熱媒体 フレオンガス（ＨＣＦＣ−22， ＨＦＣ−125，ＨＦＣ−134ａ， ＨＦＣ−152ａ） アンモニア等

【００６５】

【発明の効果】本出願の各発明はそれぞれ、次のような
効果のいくつかを発揮する。

【００６６】（１）処理する水溶液が活性剤等を含み泡
立ち易く、且つガス成分を溶解している場合にも、蒸留
液への濃縮液の混入なしに安定した運転がコンパクトに
実現できるようになった。

【００６７】（２）濃縮釜の濃縮液面が安定して維持さ
れることにより安定した運転が可能となった。

【００６８】（３）濃縮物による撹拌羽根の固着で濃縮
物が排出されない現象が少なくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヒートポンプ式蒸発濃縮装置の概要
図。

【図２】本発明の別のヒートポンプ式蒸発濃縮装置の概
要図。

【図３】本発明に用いたバッファーカラムの斜視図。

【図４】本発明に用いたバッファーカラムの別の実施例
の正面図。

【図５】本発明に用いた回転円盤の上面図。

【図６】本発明の実施例の運転制御シーケンス図。

【符号の説明】

１ 減圧ヒートポンプ式蒸発濃縮装置 ２ バッファーカラム ４ 圧縮機（コンプレッサー） ５ 排熱フィンチューブ ６ 加熱螺線チューブ（水溶液加熱手段） ７ 蒸気冷却螺線チューブ ８ 水流タンク冷却チューブ ９ 膨張弁（キャピラリーチューブ） 10 ファンモータ 10Ａ ファン 11 蒸発濃縮釜 13 撹拌モータ 14 濃縮液排出部 15 エジェクタータンク（水流タンク又は再生水タンク
９ 16 エジェクター 17 エジェクターポンプ（水流ポンプ） 18 廃液吸引用電磁弁 19 廃液消泡剤混合部 20 大気開放用電磁弁 21 消泡剤供給用ポンプ 22 消泡剤用電磁弁 23 消泡剤タンク 24 処理廃液タンク（水溶液タンク） 25 蒸留液タンク（再生水タンク）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/04 B01D 1/28 G03C 5/00 G03D 3/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水溶液を蒸発濃縮釜で蒸発濃縮せしめ、
   これによって生じる蒸気を冷却凝縮釜で冷却凝縮液化せ
   しめるに当り、該蒸発濃縮釜の加熱手段及び該冷却凝縮
   釜の冷却手段として、圧縮機、放熱部、膨張弁、吸熱部
   を順次に接続し熱媒体を密閉したヒートポンプ装置の該
   放熱部及び該吸熱部を用い、該蒸発濃縮釜と該冷却凝縮
   釜を連通状態とし、該冷却凝縮釜を減圧する減圧手段を
   該冷却凝縮釜に接続したヒートポンプ式蒸発濃縮装置に
   おいて、該蒸発濃縮釜への水溶液供給制御手段と該蒸発
   濃縮釜の間の減圧となる部分にバッファーカラムを設
   け、且つ、該蒸発濃縮釜に液面センサーを設け、該蒸発
   濃縮釜への水溶液供給手段を前記蒸発濃縮釜の液面検出
   結果により制御し蒸発濃縮釜内の液量がほぼ一定に維持
   されるようにして蒸発した量に対して水溶液を適時供給
   するようにしたことを特徴とするヒートポンプ式蒸発濃
   縮装置。
2. 【請求項２】 請求項１に加えて前記バッファーカラム
   が少なくとも一部は蒸発濃縮釜接続部より高い位置にあ
   り、該バッファーカラムの下部と上部の少なくとも２ヶ
   所以上に排出口を設けて、蒸発濃縮釜に別々又は途中で
   一本に合体するようにして接続することを特徴とするヒ
   ートポンプ式蒸発濃縮装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、水溶液供給制
   御手段が自動式弁であり、蒸発濃縮釜の液面センサーが
   液不足を検出した時、自動式弁を一定時間開くことで規
   定量減圧下に吸引供給し、前記バッファーカラムの容量
   が該規定供給量の少なくとも10倍以上であることを特徴
   とするヒートポンプ式蒸発濃縮装置。
4. 【請求項４】 水溶液を蒸発濃縮釜で蒸発濃縮せしめ、
   これによって生じる蒸気を冷却凝縮釜で冷却凝縮液化せ
   しめるに当り、該蒸発濃縮釜の加熱手段及び該冷却凝縮
   釜の冷却手段として、圧縮機、放熱部、膨張弁、吸熱部
   を順次に接続し熱媒体を密閉したヒートポンプ装置の該
   放熱部及び該吸熱部を用い、該蒸発濃縮釜と該冷却凝縮
   釜を連通状態とし、該冷却凝縮釜を減圧する減圧手段を
   該冷却凝縮釜に接続したヒートポンプ式蒸発濃縮装置に
   おいて、該蒸発濃縮釜内の底部に回転撹拌羽根を設け、
   該蒸発濃縮釜上部より回転軸を該蒸発濃縮釜の外部に出
   し該外部よりモータで該撹拌羽根を回転させ、該釜と該
   モータ間に回転軸の回転検出手段を設け、モータ駆動中
   に回転異常を検出した時には、モータＯＮ／ＯＦ Ｆさせ
   る動作を繰り返し、一定時間経過しても回転異常を検出
   している場合に回転異常を表示してモータ駆動を停止さ
   せることを特徴とするヒートポンプ式蒸発濃縮装置。