JP4888634B2 - 洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する方法、及び同装置 - Google Patents

Description

本発明は、洗濯機に設けられている活性炭の吸着能力が低下したとき、該活性炭に吸着されている物質を脱着させて吸着能力を再生させる技術に関するものである。

図２は洗濯機の概要的な系統図である。
洗濯機には、実線で示した溶剤循環系統と、破線で示した溶剤精製系統と、点線で示した溶剤吸着系統とが有る。
その他、破線で示した乾燥用の熱風循環系統も有るが、本発明との関係が薄いので詳細を省略して描いてある。
本発明は主として溶剤吸着系統に関するものであるが、溶剤精製系統を利用して溶剤を回収し、回収した溶剤を溶剤循環系統へ返すので、以下に各系統の従来技術について説明する。

〔溶剤循環系統〕
溶剤ポンプ３は、溶剤タンク２内の溶剤を矢印ａ，ａ′のように吸入し、矢印ｂのように吐出する。吐出された溶剤は矢印ｃ，ｃ′のようにカートリッジフィルタ４を経て洗濯槽１へ供給される。ただし、吸入した溶剤が清浄である場合は、弁（例えば四方弁１６）を切り換えて矢印ｄのようにカートリッジフィルタ４をバイパスさせる。
洗濯槽１で使用済みの溶剤は溶剤タンク２へ還流（矢印ｅ）させる。

〔溶剤精製系統〕
洗濯作業に伴って、溶剤が次第に汚れるから、前記の弁１６を切り換えて次のようにして精製する。
溶剤ポンプ３の吐出した溶剤を、弁１４の切り換えによって矢印ｈのようにスチルタンク５へ導く。
スチルタンクは加熱手段を備えていて、溶剤を加熱・気化させる。気化した溶剤蒸気は矢印ｉ，ｉ′のようにスチルコンデンサ６に送られ、冷却されて凝縮する。
凝縮した溶剤は矢印ｊ，ｊ′のように水分分離器７に送られる。
水分を分離された純粋な溶剤は矢印ｋ，ｋ′のように溶剤タンク２へ戻される。
分離された水分は貯水室７ａに導かれ、矢印ｍのように排出される。

〔溶剤吸着系統〕
狭義の洗濯操作を終えると洗濯槽１を開いて洗濯物を取り出すのであるが、溶剤蒸気を大気中に放散させると公害を発生する虞れが有るので、次のように処理される。
活性炭９に接続されたブロワ８を作動させて、矢印ｒのように排気する。活性炭９内が減圧されるので、洗濯槽１内の溶剤蒸気は矢印ｑ，ｑ′のように吸引されて活性炭９を流通し、吸着・除去される。

溶剤蒸気の吸着を繰り返すと、活性炭の吸着能力が次第に低下する。このため、次のようにして脱着が図られる。
なお、機械類の整備技術においては、部品を着け外しすることを着脱と言い、脱してから着けることを脱着と呼ばれることがある。しかしマグローヒル科学用語大辞典によると
脱着：吸着吸収の逆で、吸収された物質が離れる過程（ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ）
と説明されている。
本発明において「脱着」とは、吸着物質（溶剤）を離脱させる意である。

活性炭を収納したケースの中へ高温高圧の水蒸気１０を吹き込む。
水蒸気１０は活性炭９を流通しつつ吸着物質（溶剤）を加熱して脱着せしめる。
脱着された溶剤蒸気は矢印ｓのように冷却器１１に導かれ、冷却されて凝縮する。
凝縮液は水分分離器１２に送られ（矢印ｔ）、純粋な溶剤液が矢印ｕ，ｕ′のように溶剤タンク２へ戻される。
分離された水分は矢印ｎのように排出される。
特開２０００−１９７７９６号公報 特開平１１−２６７３９６号公報 特開２００１ー１６２２６８号公報

図２を参照して以上に説明した活性炭の脱着技術によると、高価な材料である活性炭を再生することができて経済的である。しかし、次の点に改良の必要性が有る。
イ．活性炭の脱着・再生の進捗程度が判然としない。
従来一般に、水蒸気１０を吹き込んだ時間によって脱着の進捗程度を推定しているが、水蒸気の温度，圧力が必ずしも一定に保たれないので誤差が大きい。
その結果、脱着が不十分で再生不完全であるのか、必要以上の水蒸気を吹き込んで無駄な操作をしているのか不明であって、管理不能である。
ロ．図２に示したように、脱着作業専用の冷却器１１や脱着作業専用の水分分離器１２を設けているため、洗濯機設備全体が大形大重量となり、製造コストが高額である。

本発明は以上に述べた事情に鑑みて為されたものであって、その第１の目的は、活性炭の脱着・再生の進捗程度を判定し得る技術を提供することであり、
さらに第２の目的は、洗濯機設備全体の小形軽量化、およびコスト低減を図ること、である。

上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理について、その１実施形態に対応する図１を参照するとともに、従来例を描いた図２と対照して略述すると次の通りである。
活性炭を脱着再生するために水蒸気１０を吹き込むことは同様であるが、活性炭９の脱着専用の冷却器１１は設けない。
活性炭の脱着専用の水分分離器１２も設けない。
活性炭の脱着専用の冷却器１１に代えて、洗濯機設備に本来的に設置されているスチルコンデンサ６を利用するとともに、
活性炭専用の水分分離器１２に代えて、洗濯機設備に本来的に設置されている水分分離器７を利用する。
さらに、上記水分分離器７に貯水室７ａを設けて、この貯水室に水位計１４を設置して分離した水の量を計測する。この水量は送入した水蒸気１０の量であると見做すことができる。

上述の原理に基づく具体的な構成として請求項１の発明に係る洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する方法は、
（図１参照）溶剤ポンプ（３）によって溶剤を循環させる系統と、
スチルタンク（５）、スチルコンデンサ（６）、及び水分分離器（７）を備えた溶剤精製系統と、 活性炭（９）によって、溶剤蒸気を吸着する系統と、 を具備する洗濯機の構成部材である活性炭（９）に高温高圧の水蒸気（１０）を吹き込むことにより、活性炭が吸着している溶剤を脱着せしめて、該活性炭を再生する方法において、
活性炭（９）を流通して溶剤蒸気が混入した水蒸気を冷却・凝縮させ、
凝縮生成物である水・溶剤混合液体を比重差によって分離せしめ、
分離された水の量を計測し、計測された水量値に基づいて脱着の進捗程度を判定することを特徴とする。

請求項２の発明に係る洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する方法の構成は、前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、
図１参照）溶剤蒸気が混入した水蒸気を冷却・凝縮させる操作を、「洗濯機に、本来的に設けられているスチルコンデンサ（６）によって行なうことを特徴とする。

請求項３の発明に係る洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する方法の構成は、前記請求項１または請求項２の発明方法の構成要件に加えて、
（図１参照）洗濯機に本来的に設けられている前記水分分離器（７）を利用して、該水分分離器に貯水室（７ａ）を設け（既設の水分分離器が貯水室を有していれば、これを利用し）、この貯水室に水位計（１４）を設けて、分離された水の量を計測することを特徴とする。

請求項４の発明に係る洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する装置の構成は、
（図１参照）溶剤ポンプ（３）によって溶剤を循環させる系統と、スチルタンク（５）、スチルコンデンサ（６）、及び水分分離器（７）を備えた溶剤精製系統と、活性炭（９）によって、 溶剤蒸気を吸着する系統と、を具備する洗濯機の構成部材である活性炭（９）に高温高圧の水蒸気（１０）を吹き込む手段を設けた構造の活性炭脱着・再生装置において、
活性炭（９）の流出側と、スチルコンデンサ（６）の流入側とが、弁手段（１３）を介して、連通・遮断の切り換え可能に接続されていることを特徴とする。

請求項５の発明に係る洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する装置の構成は、前記請求項４の構成要件に加えて、
（図１参照）前記水分分離器（７）に貯水室（７ａ）を備えており、この貯水室の排水管路に開閉弁（１５）が設けられるとともに、
上記貯水室の中に水位計（１４）が設置されていることを特徴とする。

請求項１の発明方法を適用すると、分離された水の量を計測し、計測された水量値に基づいて脱着の進捗程度を高精度で推定できるので、適量の水蒸気を供給するように管理できる。
これのより、送入水蒸気量が不足して活性炭の脱着，再生が不充分になったり、過度の水蒸気を送入して時間やエネルギーを浪費したりする虞れが無くなる。

請求項２の発明方法を、前記請求項１の発明方法に併せて適用すると、活性炭の脱着，再生に専用の冷却器を設ける必要無く、洗濯機設備に本来的に設けられているスチルコンデンサを利用して溶剤蒸気を冷却，液化させて回収することができるので、洗濯機設備全体を小形軽量化し、製造コストを低減することができる。

請求項３の発明方法を、前記請求項１または請求項２の発明方法に併せて適用すると、活性炭の脱着，再生に専用の水分分離器を設ける必要無く、洗濯機設備に本来的に設けられている水分分離器を利用して溶剤蒸気を冷却，液化させて回収することができるので、洗濯機設備全体を小形軽量化し、製造コストを低減することができる。

請求項４の発明装置を適用すると、「活性炭９の流出側と、スチルコンデンサ６の流入側とを弁手段を介して接続する」という簡単な構成で、既設のスチルコンデンサや既設の水分分離器を利用して活性炭を脱着，再生することができ、洗濯機設備全体の小形軽量化に有効であり、製造コストを低減することができる。

請求項５の発明装置を前記請求項４の発明装置に併せて適用すると、回収された溶剤蒸気に混入していた水分の量を測定することができる。この水量は送入された水蒸気の量に比例するので、これに基づいて活性炭の脱着進捗度を確実に推定することができる。その結果、送入水蒸気量が不足して活性炭の脱着，再生が不充分になったり、過度の水蒸気を送入して時間やエネルギーを浪費したりする虞れが無くなる。

図１は本発明装置の１実施形態を描いた模式的な系統図である。本例は、前掲の図１に示した従来例の活性炭脱着再生装置に本発明を適用して改良したものである。
次に、図１（実施形態）が図２（従来例）に比して異なる点、すなわち本発明を適用して改良した事項について述べる。
Ａ．本発明においては、従来の活性炭脱着再生装置に設けられていた専用の冷却器１１及び専用の水分分離器１２が省略されている。

Ｂ．（図１参照）活性炭９の流入側、すなわち洗濯槽１から活性炭９に至る管路（矢印ｑ，ｑ′）の途中に三方弁１３を介挿接続して、活性炭９から流出した蒸気がスチルコンデンサ６に流入し得る流路（矢印ｖ，ｖ′）を形成し、かつ、この追加流路を任意に連通・閉塞し得るようにする。
Ｃ．水分分離器７に設けられている貯水室７ａの排水路に開閉弁１５を設けて、貯水・排水を任意に切り換え得るようにするとともに、該貯水室７ａに水位計１４を設置する。
本例においては、満タンクを検知する上部水位計１４ａと空タンクを検知する下部水位計１４ｂとを設けてある。

本発明を適用しての改造は以上の通りであり、新設した部材は小形・軽量・安価な三方弁１３を含む若干の管路と、水位計１４と、開閉弁１５とであり、これによって大形・大重量・高価な冷却器１１と水分分離器１２とが省略されている。
これらの変化を総合して、洗濯機設備全体が小形軽量化され、かつ製造コストが低減されている。
次に、本実施形態の作用について説明する。

本発明を適用して新たに設けた三方弁１３を操作して、活性炭９とスチルコンデンサ６との間を遮断し、洗濯槽１と活性炭９との間を連通させると、該三方弁１３を設ける以前の状態と同様になり、当該洗濯機本来の機能に影響を及ぼさない。
この状態で洗濯作業、乾燥作業、溶剤精製、及び「ブロワ８を作動させての溶剤吸着作業」を行なう。

上記の吸着作業を繰り返して活性炭９の吸着性能が劣化したならば、
三方弁１３を操作して、矢印ｖ→ｖ′の流路を連通させる（図１において、白い三角形は開弁を表し黒い三角形は閉弁を表している）。
水蒸気１０を吹き込み、活性炭に吸着されていた溶剤を脱着させる
溶剤蒸気と水蒸気との混合気体は矢印ｖ→ｖ′のように流れて、スチルコンデンサ６へ流入する。
図示を省略するが、本発明を実施する際、上記矢印ｖ→ｖ′以外の経路を通って溶剤蒸気と水蒸気との混合気体をスチルコンデンサ６へ導いても同様の作用が得られ、本発明の技術的範囲に属する。要するに「洗濯機設備に本来的に設けられているスチルコンデンサ」へ溶剤蒸気と水蒸気との混合気体を導くところに本発明の特徴が有る。

洗濯機設備に本来的に設けられているスチルコンデンサ６は冷却手段を備えていて、溶剤蒸気を凝縮させる機能を有している。これにより、該スチルコンデンサ６に流入した混合蒸気は冷却・液化されて溶剤と水との混合液となって流下（矢印ｊ，ｊ′）し、洗濯機設備に本来的に設けられている水分分離器７に流入する。
水分分離器７は元来、溶剤と水とを比重差によって分離させる機器である。流入した混合液中の溶剤は矢印ｋ，ｋ′のように溶剤タンク２へ戻され、分離された水分は貯水室７ａに蓄えられる。

貯水室７ａ内の水位が上昇して満タンになると、上部水位計１４ａによって検出され、図外の自動制御装置により開閉弁１５が開かれて排水（矢印ｍ）される。
貯水室７ａが空になると、下部水位計１４ｂによって検出され、自動制御装置により開閉弁１５が閉じられる。
上記の作動を繰り返すことによって、「貯水室７ａ何ばい分の水が分離されたか」が分かる。この水量は、活性炭９に吹き込まれた水蒸気の量にほぼ等しい。
活性炭９に吹き込まれた水蒸気の量を知ることにより、活性炭９の脱着進捗程度を高精度で推定することができる。

本実施形態においては、比較的小容量の貯水室７ａによって分離された水量の概要を知れば足りると考えて、上部水位計１４ａと下部水位計１４ｂとによって水位計１４を構成したが、本発明を実施する場合、水量計測器の方式は問わない。例えば水道メーターに類似する流量計を設けても良く、本発明の技術的範囲内である。

本発明に係る「洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する装置」の１実施形態を示し、溶剤循環系統を実線で、溶剤精製系統を鎖線で、溶剤吸着系統を点線で描いた模式的な系統図 従来例の「洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する装置」を示し、溶剤循環系統を実線で、溶剤精製系統を鎖線で、溶剤吸着系統を点線で、熱風循環系統を破線で描いた模式的な系統図

符号の説明

１…洗濯槽
２…溶剤タンク
３…溶剤ポンプ
４…カートリッジフィルタ
５…スチルタンク
６…スチルコンデンサ
７…水分分離器
７ａ…貯水室
８…ブロワ
９…活性炭
１０…高温高圧の水蒸気
１１…冷却器
１２…水分分離器
１３…本発明を適用して設けた四方弁
１４…水位計
１４ａ…上部水位計
１４ｂ…下部水位計
１５…開閉弁
１６…四方弁
ａ，ａ′…溶剤ポンプの吸入流路を表す矢印
ｂ…溶剤ポンプの吐出流路を表す矢印
ｃ，ｃ′…カートリッジフィルタの流通路を表す矢印
ｄ…カートリッジフィルタのバイパス流路を表す矢印
ｅ…洗濯槽の排液流路を表す矢印
ｆ，ｇ…熱風の流路を表す矢印
ｈ…スチルタンク流入側の流路を表す矢印
ｉ，ｉ′…スチルタンクからスチルコンデンサに至る流路を表す矢印
ｊ，ｊ′…スチルコンデンサから水分分離器に至る流路を表す矢印
ｋ，ｋ′…溶剤の戻し流路を表す矢印
ｍ，ｎ…分離された水の排水流路を表す矢印
ｑ，ｑ′…洗濯槽内の溶剤蒸気の流路を表す矢印
ｒ…ブロワ８による排気を表す矢印
ｓ…冷却器の流入側流路を表す矢印
ｔ…水分分離器の流入側流路を表す矢印
ｕ…溶剤の戻し流路を表す矢印
ｖ…分離された水の排水流路を表す矢印
ｗ…溶剤蒸気と水蒸気との混合気体の流路を表す矢印

Claims (4)

1. 溶剤及び洗濯物を入れる洗濯槽と、
   上記溶剤を濾過するカートリッジフィルタと、
   該カートリッジフィルタで濾過された溶剤を加熱するスチルタンクと、
   該スチルタンクで加熱して蒸気にした溶剤を冷却するスチルコンデンサと、
   該スチルコンデンサで溶剤蒸気を冷却して液化した溶剤を分離する水分分離器と、
   上記洗濯槽からの排気中の溶剤蒸気を吸着する活性炭を備える活性炭吸着器と
   を備える洗濯機における上記活性炭吸着器に高温高圧の水蒸気を吹き込むことにより活性炭に吸着した溶剤を脱着して活性炭を再生する方法において、
   水蒸気を吹き込んだ活性炭吸着器から出る蒸気を上記スチルコンデンサに通し冷却・凝縮して水と溶剤の混合液体とし、この混合液体を上記水分分離器により比重差を利用して水と溶剤に分離するとともに、この分離された水の量を計測して活性炭から溶剤を脱着する進捗程度を判定することを特徴とする洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する方法。
2. 水分分離器に水位計を有する貯水室を設けることにより混合液体から分離された水の量を計測することを特徴とする請求項１記載の洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する方法。
3. 溶剤及び洗濯物を入れる洗濯槽と、
   上記溶剤を濾過するカートリッジフィルタと、
   該カートリッジフィルタで濾過された溶剤を加熱するスチルタンクと、
   該スチルタンクで加熱して蒸気にした溶剤を冷却するスチルコンデンサと、
   該スチルコンデンサで溶剤蒸気を冷却して液化した溶剤を分離する水分分離器と、
   上記洗濯槽からの排気中の溶剤蒸気を吸着する活性炭を備える活性炭吸着器と
   を備える洗濯機における上記活性炭吸着器に高温高圧の水蒸気を吹き込むことにより活性炭に吸着した溶剤を脱着して活性炭を再生する装置において、
   高温高圧の水蒸気を吹き込む際の活性炭吸着器の流出側とスチルコンデンサの流入側との間に弁手段を設けて連通・遮断の切り換え可能に接続されるとともに、上記活性炭吸着器の脱着の程度を検出するために上記水分分離器に分離した水の量を計測する手段を備えることを特徴とする洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する装置。
4. 水分分離器に水位計を有する貯水室を設けることにより混合液体から分離された水の量を計測することを特徴とする請求項３記載の洗濯機用の活性炭吸着器を脱着再生する装置。

Images