JP5254696B2

JP5254696B2 - 洗浄システム

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Publication number: JP5254696B2
Application number: JP2008199950A
Authority: JP
Inventors: 和也田村
Original assignee: Dai Dan Co Ltd
Current assignee: Dai Dan Co Ltd
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2028-08-01
Also published as: JP2010036079A

Description

本発明は、超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体を使用して洗浄室に収容された被洗浄物を洗浄する洗浄システムに関する。

洗浄流体を貯留する耐圧容器と、耐圧容器の内壁から離間しつつその容器の内部に垂直に設置された筒体と、筒体の内側と外側とに洗浄流体を対流させる対流発生装置と、筒体の内側に設置されて被洗浄物を収容するバスケットと、筒体の外側に設置されて洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から除去する不純物捕捉材とから形成された洗浄装置がある（特許文献１参照）。この洗浄装置は、バスケットに収容された被洗浄物に洗浄流体を流通させることで、被洗浄物に付着した不純物を被洗浄物から除去するとともに、洗浄流体に含まれる不純物を不純物捕捉材に捕捉させ、洗浄流体から不純物を除去する。洗浄流体には、超臨界または亜臨界のいずれかのそれが使用される。不純物捕捉材には、活性炭や合成吸着剤、ゼオライト、メソポーラスシリカ等の不純物吸着剤が使用される。
特開２００６−１０２６８０号公報

前記公報に開示の洗浄装置は、洗浄流体に含まれる不純物を不純物吸着剤に吸着させ、洗浄流体から不純物を除去する。しかし、それら不純物吸着剤は、不純物を吸着していく過程においてその吸着機能が次第に低下し、時間とともに吸着能力が減少する。この洗浄装置では、洗浄流体に含まれる不純物を継続して除去するために、所定の時間間隔で不純物吸着剤を新しいそれに交換しなければならず、そのための費用と手間とがかかる。また、不純物吸着剤を交換せずに放置すると、不純物吸着剤の吸着機能が飽和し、洗浄流体が次第に汚れ、洗浄流体を清潔に保持することができない。

本発明の目的は、費用と手間とをかけずに洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から分離することができ、洗浄時における洗浄流体を清潔に保持することができる洗浄システムを提供することにある。

前記課題を解決するための本発明の前提は、超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体が流入する気密構造洗浄室を備えた洗浄容器にその洗浄流体を流通させ、洗浄室に収容された被洗浄物を洗浄する洗浄システムである。

前記前提における本発明の特徴としては、洗浄システムが、超臨界、亜臨界、非超臨界、非亜臨界のいずれかの状態でこのシステムを流れる洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析する成分分析装置と、洗浄流体に含まれる不純物をその洗浄流体から分離する気液分離装置と、制御装置とを含み、成分分析装置が、被洗浄物を洗浄した後の洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析する第１分析手段と、第１分析手段によって分析した成分第１分析結果を制御装置に出力する第１出力手段とを有し、制御装置が、成分分析装置から出力された成分第１分析結果に基づいて、洗浄流体に含まれる不純物の種類を特定する種類特定手段と、気液分離装置内の洗浄流体の圧力を第１設定圧力に調節する圧力第１調節手段と、気液分離装置内の洗浄流体の温度を第１設定温度に調節する温度第１調節手段とを有し、制御装置に予め格納されている不純物の種別区分と区分された不純物の種類ごとの沸点、飽和蒸気圧、設定圧力、および設定温度との関係に当て嵌めて圧力第１調整手段および温度第１調整手段により気液分離装置内の洗浄流体の圧力及び温度を不純物の種類に適した第１設定圧力及び第１設定温度に調節することにある。

本発明の一例として、種類特定手段では、不純物の種類からその不純物の沸点と飽和蒸気圧とのうちの少なくとも一方を特定し、圧力第１調節手段では、種類特定手段によって特定した沸点と飽和蒸気圧との少なくとも一方に基づいて第１設定圧力を決定し、温度第１調節手段では、種類特定手段によって特定した沸点と飽和蒸気圧との少なくとも一方に基づいて第１設定温度を決定する。

本発明の他の一例として、制御装置に予め格納されている不純物の種類ごとの沸点、飽和蒸気圧、設定圧力、および設定温度との関係が、沸点と設定圧力との相関を示す第１相関関係、および沸点と設定温度との相関を示す第２相関関係であり、種類特定手段では、不純物の種類からその不純物の沸点を特定し、圧力第１調節手段では、種類特定手段によって特定した沸点を第１相関関係に当て嵌めて、特定した沸点に対応する所定の第１設定圧力を決定し、温度第１調節手段では、種類特定手段によって特定した沸点を第２相関関係に当て嵌めて、特定した沸点に対応する所定の第１設定温度を決定する。

本発明の他の一例として、制御装置に予め格納されている不純物の種類ごとの沸点、飽和蒸気圧、設定圧力、および設定温度との関係が、飽和蒸気圧と設定圧力との相関を示す第３相関関係、および飽和蒸気圧と設定温度との相関を示す第４相関関係であり、種類特定手段では、不純物の種類からその不純物の飽和蒸気圧を特定し、圧力第１調節手段では、種類特定手段によって特定した飽和蒸気圧を第３相関関係に当て嵌めて、特定した飽和蒸気圧に対応する所定の第１設定圧力を決定し、温度第１調節手段では、種類特定手段によって特定した飽和蒸気圧を第４相関関係に当て嵌めて、特定した飽和蒸気圧に対応する所定の第１設定温度を決定する。

本発明の他の一例としては、成分分析装置が、気液分離装置から流出した後の洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析する第２分析手段と、第２分析手段によって分析した成分第２分析結果を制御装置に出力する第２出力手段とを含み、制御装置が、成分分析装置から出力された成分第２分析結果が許容値の範囲外にある場合、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るように、第１設定圧力を調節する圧力第２調節手段と、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るように、第１設定温度を調節する温度第２調節手段とを含む。

本発明の他の一例としては、制御装置が、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るまでの間、洗浄流体を洗浄容器に流入させずに気液分離装置に流入させるバイパス手段を含む。

本発明の他の一例として、圧力第１調節手段および圧力第２調節手段では、洗浄流体の流路に設置された凝縮器の温度、および洗浄流体の流路に設置された圧力制御弁の弁開度のいずれか一方若しくは両方を変更することで気液分離装置内の洗浄流体の圧力を調節する。

本発明の他の一例として、温度第１調節手段および温度第２調節手段では、洗浄流体の流路に設置された凝縮器の温度、および洗浄流体の流路に設置された冷却器の出力のいずれか一方若しくは両方を変更することで気液分離装置内の洗浄流体の温度を調節する。

本発明の他の一例として、気液分離装置の下流側には、気液分離装置から流出した洗浄流体に含まれる不純物をその洗浄流体から除去する濾過装置が設置されている。

本発明にかかる洗浄システムによれば、気液分離装置内の洗浄流体の圧力を不純物の種類に適した第１設定圧力に調節しつつ、気液分離装置内の洗浄流体の温度を不純物の種類に適した第１設定温度に調節するから、特定した不純物の種類に適した圧力・温度条件で気液分離装置を運転することができ、不純物の蒸気圧の差を効率的に利用して洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から効率よく分離することができる。洗浄システムは、費用と手間とをかけずに洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から分離することができ、洗浄時における洗浄流体を清潔に保持することができる。この洗浄システムは、特定した不純物に適した圧力・温度条件で気液分離装置を運転するから、気液分離装置の過度の運転を防ぐことができ、その結果、システムのエネルギー効率を向上させることができる。

不純物の種類からその不純物の沸点と飽和蒸気圧とのうちの少なくとも一方を特定し、特定した沸点と飽和蒸気圧との少なくとも一方に基づいて第１設定圧力と第１設定温度とを決定する洗浄システムは、不純物の沸点や飽和蒸気圧から設定圧力と設定温度とが決定されるから、その不純物に最も適した圧力・温度条件を気液分離装置に適用し、その圧力・温度条件で気液分離装置運転することができ、不純物の蒸気圧の差を効率的に利用して洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から効率よく分離することができる。この洗浄システムは、特定した不純物に適した圧力・温度条件で気液分離装置を運転するから、気液分離装置の過度の運転を防ぐことができ、その結果、システムのエネルギー効率を向上させることができる。

特定した沸点を第１相関関係に当て嵌めて所定の第１設定圧力を決定し、特定した沸点を第２相関関係に当て嵌めて所定の第１設定温度を決定する洗浄システムは、特定した不純物の沸点をあらかじめ作成された各相関関係に当て嵌めることで、設定圧力や設定温度が決定されるから、相関関係を利用して沸点に対応する正確な設定圧力や設定温度を決定することができ、特定した不純物に最も適した圧力・温度条件を気液分離装置に適用することができる。この洗浄システムは、特定した不純物に最も適した圧力・温度条件で気液分離装置を運転することができ、不純物の蒸気圧の差を効率的に利用して洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から効率よく分離することができる。

特定した飽和蒸気圧を第３相関関係に当て嵌めて所定の第１設定圧力を決定し、特定した飽和蒸気圧を第４相関関係に当て嵌めて所定の第１設定温度を決定する洗浄システムは、特定した不純物の飽和蒸気圧をあらかじめ作成された各相関関係に当て嵌めることで、設定圧力や設定温度が決定されるから、相関関係を利用して飽和蒸気圧に対応する正確な設定圧力や設定温度を決定することができ、特定した不純物に最も適した圧力・温度条件を気液分離装置に適用することができる。この洗浄システムは、特定した不純物に最も適した圧力・温度条件で気液分離装置を運転することができ、不純物の蒸気圧の差を効率的に利用して洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から効率よく分離することができる。

成分分析装置から出力された成分第２分析結果が許容値の範囲外にある場合、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るように第１設定圧力を調節するとともに、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るように第１設定温度を調節する洗浄システムは、気液分離装置から流出した洗浄流体に許容値を超える不純物が残存する場合、第２分析結果が許容値の範囲内に入るように、第１設定圧力と第１設定温度とを調整するフィードバック制御を行うから、第１設定圧力や第１設定温度を調節した圧力・温度条件で気液分離装置を運転することができ、洗浄流体に残存する不純物を可能な限り少なくすることができる。

成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るまでの間、洗浄流体を洗浄容器に流入させずに気液分離装置に流入させる洗浄システムは、不純物を含む洗浄流体の洗浄容器への流入を防ぐことができる。この洗浄システムは、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入ると、洗浄流体を洗浄容器に流入させるから、常に清潔な洗浄流体を使用して被洗浄物を洗浄することができる。

気液分離装置から流出した洗浄流体に含まれる不純物をその洗浄流体から除去する濾過装置が気液分離装置の下流側に設置された洗浄システムは、気液分離装置から流出した洗浄流体に微量の不純物が含まれていたとしても、濾過装置によってその不純物が洗浄流体から除去されるから、気液分離装置によって分離しきれない不純物を洗浄流体から取り除くことができ、洗浄時における洗浄流体を清潔に保持することができる。

添付の図面を参照し、本発明に係る洗浄システムの詳細をフィルタの洗浄を例として説明すると、以下のとおりである。図１は、一例として示す洗浄システム１０Ａの構成図である。この洗浄システム１０Ａは、気体を濾過した後の使用済のエアフィルタ１１（被洗浄物）の洗浄や液体を濾過した後の使用済のリキッドフィルタ１１（被洗浄物）の洗浄に好適に利用される。それらフィルタ１１の洗浄には、超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体が使用される。なお、この洗浄システム１０Ａで洗浄される被洗浄物は、フィルタ１１のみならず、超臨界や亜臨界の洗浄流体によって洗浄可能なすべての被洗浄物が含まれる。

洗浄システム１０Ａは、二酸化炭素を液化する凝縮器１２と、液化された二酸化炭素を収容する真空断熱の貯留タンク１３と、タンク１３から供給された二酸化炭素を所定圧力に加圧可能なポンプ１４と、二酸化炭素を所定温度に加熱可能な加熱器１５と、フィルタ１１を収容かつ洗浄する洗浄容器１６と、洗浄流体を冷却可能な冷却器１７と、洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から分離可能な気液分離装置１８と、洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から除去可能な濾過装置１９と、ガスクロマトグラフ２０（成分分析装置）と、コントローラ２１（制御装置）とから形成されている。凝縮器１２、タンク１３、ポンプ１４、加熱器１５、洗浄容器１６、冷却器１７、気液分離装置１８、濾過装置１９は、管路２２を介して互いに連結されている。それら機器の連結順序は、図１に示すように、凝縮器１２→タンク１３→ポンプ１４→加熱器１５→洗浄容器１６→冷却器１７→気液分離装置１８→濾過装置１９である。

冷却器１７と気液分離装置１８とを連結する管路２２には、第１圧力制御弁２３が設置されている。凝縮器１２と貯留タンク１３とを連結する管路２２には、第２圧力制御弁２４が設置されている。第１および第２圧力制御弁２３，２４は、その弁機構の開度を変更することで、弁２３，２４を通る洗浄流体の圧力を調節可能である。洗浄容器１６には、図示はしていないが、温度センサや圧力センサが取り付けられている。洗浄容器１６の内部には、気密構造洗浄室（図示せず）が作られている。管路２２には、図示はしていないが、流量センサが設置されている。気液分離装置１８は、不純物の蒸気圧の差を利用して洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から分離する。気液分離装置１８には、ヒータ２５（加熱器）と回収器２６とが取り付けられている。回収器２６には、気液分離装置１８によって分離された不純物（液体）が回収される。

濾過装置１９は、気液分離装置１８から流出した洗浄流体に微量の不純物が含まれている場合、その不純物を除去（濾過）し、洗浄流体を浄化する。濾過装置１９は、図示はしていないが、ハウジングとフィルタとフィルタを固定するフィルタカートリッジとから形成されている。濾過装置１９では、フィルタカートリッジにフィルタを取り付けた後、そのカートリッジをハウジングに装着する。濾過装置１９に使用するフィルタには、粗大な不純物を除去するプレフィルタ、微細な不純物を除去する中性能フィルタまたは高性能フィルタ、極めて微細の不純物を除去するＨＥＰＡ（ヘパ）フィルタやＵＬＰＡ（ウルパ）フィルタ、化学物質を除去するケミカルフィルタが使用されている。フィルタには、取り除く不純物に応じてそれらの数種類を組み合わせた複合フィルタを使用することが好ましい。

濾過装置１９に使用するフィルタは、ガラス繊維や吸着剤、合成樹脂繊維を濾材とする。吸着剤には、活性炭やゼオライト、セラミック多孔体等が使用される。合成樹脂繊維を形成する合成樹脂には、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ナイロン６、ポリフェニレンサルファイド等が使用される。濾材としては、それら繊維のみを重ね合わせたもの、それら繊維間に粒状活性炭や粒状ゼオライト、粒状セラミック多孔体等の吸着剤を担持させ、それら繊維を重ね合わせたもの、重なり合う繊維集合物の間に粒状活性炭や粒状ゼオライト、粒状セラミック多孔体等の吸着剤を介在させたものも含まれる。濾過装置１９では、洗浄流体が濾材を通過する過程において洗浄流体に含まれる微量の不純物が濾材に捕捉され、洗浄流体に含まれる不純物が除去される。

被洗浄物であるエアフィルタ１１には、セパレータ型エアフィルタやミニプリーツ型エアフィルタ等がある。エアフィルタ１１は、主に空調用フィルタや空気清浄用フィルタ、排気処理用フィルタ、車両用エアフィルタとして使用される。被洗浄物であるリキッドフィルタ１１は、浄水装置用フィルタや浸透圧を利用する膜装置用フィルタとして使用される。エアフィルタ１１やリキッドフィルタ１１は、濾過装置１９に使用されるフィルタと同様に、ガラス繊維や吸着剤、合成樹脂繊維を濾材とし、フィルタカートリッジに収納して使用される。それらフィルタ１１は、蛇腹に折り畳まれた四角柱状の立体構造を有する。なお、このシステム１０Ａで洗浄されるフィルタには、立体構造を有するそれの他に、略扁平のそれも含まれ、さらに、円柱状や多角柱状のものも含まれる。

超臨界や亜臨界のいずれかの洗浄流体は、気体と液体との性質を有し、エアフィルタ１１やリキッドフィルタ１１を形成する濾材の微細な間隙に容易に進入し、濾材表面に付着した不純物（汚れ）を溶かし込むとともに、濾材内部に浸透して濾材内部に滲入した不純物（汚れ）を溶かし込む。洗浄流体は、それを利用することで、濾材表面に付着した不純物を落とすことができるのみならず、濾材内部に滲入した不純物を落とすことができる。

貯留タンク１３から供給された二酸化炭素は、ポンプ１４によって５．０〜３０．０ＭＰａの圧力に加圧された後、加熱器１５によって３０〜１２０℃の温度に加熱され、超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体になる。洗浄流体は、ポンプ１４によって強制的に洗浄容器１６に供給され、洗浄容器１６の気密構造洗浄室に流入し、洗浄室に収容されたフィルタ１１を洗浄する。洗浄容器１６から流出した洗浄流体は、冷却器１７によって冷却され、さらに、第１圧力制御弁２３によって減圧されて非超臨界または非亜臨界の洗浄流体（二酸化炭素）に戻る。

非超臨界または非亜臨界の洗浄流体は、気液分離装置１８に流入し、気液分離装置１８によってそれに含まれる不純物が分離される。洗浄流体から分離された不純物は、回収器２６に回収される。気液分離装置１８から流出した洗浄流体は、濾過装置１９に流入し、濾過装置１９によってそれに微量に含まれる不純物が除去される。濾過装置１９から流出した洗浄流体（二酸化炭素）は、凝縮器１２に流入する。洗浄流体は、凝縮器１２によって液体に戻り、制御弁２４を通って貯留タンク１３に流入し、再びタンク１３から管路２２に供給される。このように、フィルタ１１の洗浄中は、洗浄流体が超臨界または亜臨界から非超臨界または非亜臨界、非超臨界または非亜臨界から超臨界または亜臨界へと状態を変化させながら管路２２（システム１０Ａ）を循環する。

ガスクロマトグラフ２０は、洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析する。ガスクロマトグラフ２０によるサンプリングポイントＰ１は、洗浄容器１６と冷却器１７とを連結する管路２２に設定されている。ガスクロマトグラフ２０は、被洗浄物を洗浄した後の洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析する第１分析手段を実行し、第１分析手段によって分析した成分第１分析結果をコントローラ２１に出力する第１出力手段を実行する。ガスクロマトグラフ２０から延びるサンプリング管２７は、洗浄容器１６と冷却器１７とを連結する管路２２に接続されている。フィルタ１１を洗浄した直後の洗浄流体の一部は、管路２２からサンプリング管２７に流入し、減圧弁（図示せず）によって減圧されてガスクロマトグラフ２０に送られる。

コントローラ２１は、中央処理部（ＣＰＵまたはＭＰＵ）とメモリとを備えたコンピュータであり、大容量ハードディスクが内蔵されている。コントローラ２１には、凝縮器１２、冷却器１７、ヒータ２５、第２圧力制御弁２４がインターフェイス２８（有線または無線）を介して接続されている。また、インターフェイスの図示は省略しているが、コントローラ２１には、タンク１３、ポンプ１４、加熱器１５、洗浄容器１６の温度センサや圧力センサ、第１圧力制御弁２３、流量センサが接続されている。コントローラ２１は、凝縮器１２の温度、冷却器１７の出力、ヒータ２５の出力、弁２４の開度を監視しつつ、それら機器の温度や出力、開度をコントロールする。コントローラ２１は、タンク１３からの二酸化炭素供給量やポンプ１４の出力、加熱器１５の出力、弁２３の開度を監視しつつ、温度センサや圧力センサ、流量センサから出力される計測結果に基づいて、それら機器の出力や供給量、開度をコントロールする。なお、コントローラ２１には、図示はしていないが、ＯＮ／ＯＦＦスイッチやキーユニット等の入力装置、プリンタやディスプレイ等の出力装置がインターフェイスを介して接続されている。

フィルタ１１の洗浄中、コントローラ２１は、それに接続された凝縮器１２、タンク１３、ポンプ１４、加熱器１５、洗浄容器１６、第１圧力制御弁２３を最適な運転状態（フィルタ１１を最も効率よく洗浄し得る状態）に保持する。具体的にコントローラ２１は、洗浄容器１６に収容されたフィルタ１１を最適な状態で洗浄し得るように、それら機器をあらかじめ設定された運転条件（設定供給量や設定出力、設定開度）に合致させる。コントローラ２１は、各センサから入力される計測結果に基づいて各運転条件に誤差が生じたと判断すると、それら機器を調節して運転条件を設定時のそれに戻すフィードバック制御を実行する。コントローラ２１は、洗浄流体の洗浄容器１６への流入量や洗浄容器１６からの流出量をポンプ１４によって調節し、洗浄容器１６内に流入する洗浄流体の圧力を第１圧力制御弁２３によって調節するとともに、洗浄容器１６内に流入する洗浄流体の温度を加熱器１５によって調節する。

コントローラ２１の中央処理部は、オペレーティングシステムによる制御に基づいて、メモリに格納されたアプリケーションを起動し、起動したアプリケーションに従って、以下の各手段を実行する。コントローラ２１の中央処理部は、ガスクロマトグラフ２０から出力された成分第１分析結果（ガスクロマトグラフ２０において分析された不純物の種類）に基づいて、洗浄流体に含まれる不純物の種類を特定する種類特定手段を実行する。種類特定手段では、洗浄流体に含まれる不純物の種類からその不純物の沸点と飽和蒸気圧とを特定する。中央処理部は、気液分離装置１８内の洗浄流体の圧力を不純物の種類に適した第１設定圧力に調節する圧力第１調節手段を実行し、気液分離装置１８内の洗浄流体の温度を不純物の種類に適した第１設定温度に調節する温度第１調節手段を実行する。圧力第１調節手段では、種類特定手段によって特定した不純物の沸点と飽和蒸気圧とに基づいて第１設定圧力を決定し、温度第１調節手段では、種類特定手段によって特定した不純物の沸点と飽和蒸気圧とに基づいて第１設定温度を決定する。

図２は、このシステム１０Ａにおける洗浄手順の一例を示すフローチャートであり、図３は、特定した不純物の種類、沸点、飽和蒸気圧の一例を示す図である。図４は、不純物の種別区分とその沸点および飽和蒸気圧の第１関係を示す図であり、図５は、沸点および飽和蒸気圧と設定圧力および設定温度との第２関係を示す図である。図２〜図５を参照しつつ、この洗浄システム１０Ａのフィルタ洗浄運転を説明すると以下のとおりである。なお、洗浄容器１６の気密構造洗浄室には、被洗浄物である使用済のフィルタ１１が収容されている。使用済のフィルタ１１には、主な不純物としてイソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルが含まれている。コントローラ２１のハードディスクには、図４の不純物の種類とその沸点および飽和蒸気圧の第１関係が格納され、図５の不純物の種類と設定圧力および設定温度との第２関係が格納されている。

システム１０Ａを起動させると、各機器が稼動する。コントローラ２１は、ポンプ１４の出力を調節しつつ、制御弁２３の開度を調節し、タンク１３に貯留された液化二酸化炭素の設定量を管路２２に供給する。コントローラ２１は、ポンプ１４の出力を設定出力に保持しつつ、制御弁２３の開度を設定開度に保持し、二酸化炭素を所定の圧力に加圧するとともに、加熱器１５の出力を設定出力に保持し、加圧された二酸化炭素を所定の温度に加熱する。加熱器１５から流出した二酸化炭素は、超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体となり、洗浄容器１６の気密構造洗浄室に流入する。洗浄流体は、フィルタ１１を流通し、それに含まれる不純物（イソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチル）をフィルタ１１から分離した後、洗浄容器１６から流出する。洗浄容器１６から流出した直後の洗浄流体（フィルタ１１を洗浄した直後の洗浄流体）に含まれる不純物（汚れ）は、その大部分がイソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルであり、その他の不純物が微量に含まれている。

洗浄流体の一部は、管路２２に設置されたサンプリング管２７からガスクロマトグラフ２０に送られる。ガスクロマトグラフ２０は、洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析し（第１分析手段）（Ｓ−１）、その分析結果（第１分析結果）をコントローラ２１に出力する（第１出力手段）（Ｓ−２）。コントローラ２１は、ガスクロマトグラフ２０から出力された分析結果に基づき、洗浄流体に含まれる不純物の種類を特定した後、不純物の種類からその不純物の沸点と飽和蒸気圧とを特定する（種類特定手段）（Ｓ−３）。コントローラ２１は、特定した不純物の種類、沸点、飽和蒸気圧をハードディスクに格納する。特定した不純物は、図３に示すように、沸点が８２（℃）および飽和蒸気圧が３３（ｍｍＨｇ）のイソプロピルアルコール、沸点が１１０（℃）および飽和蒸気圧が２２．５（ｍｍＨｇ）のトルエン、沸点が３８６（℃）および飽和蒸気圧が２．２８×１０^−７（ｍｍＨｇ）のフタル酸ジオクチルである。

コントローラ２１は、不純物の種類（イソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチル）、沸点、飽和蒸気圧を特定すると、ハードディスクに格納された不純物の種別区分とその沸点および飽和蒸気圧の第１関係（図４参照）を抽出する。コントローラ２１は、イソプロピルアルコールの沸点および飽和蒸気圧を第１関係に当て嵌め、イソプロピルアルコールがＶＶＯＣ（高揮発性有機化合物、沸点：５０（℃）未満、飽和蒸気圧：１５（ｋＰａ）以上）に属すると判断し、トルエンの沸点および飽和蒸気圧を第１関係に当て嵌め、トルエンがＶＯＣ（揮発性有機化合物、沸点：５０（℃）以上２６０（℃）未満、飽和蒸気圧：１０^−２（ｋＰａ）以上）に属すると判断する。さらに、フタル酸ジオクチルの沸点および飽和蒸気圧を第１関係に当て嵌め、フタル酸ジオクチルがＳＶＯＣ（準揮発性有機化合物、沸点：２６０（℃）以上４００（℃）未満、飽和蒸気圧：１０^−８〜１０^−２（ｋＰａ）以上）に属すると判断する。

洗浄流体にはＶＶＯＣ、ＶＯＣ、ＳＶＯＣに属する不純物が含まれているが、コントローラ２１は、それらのうち、ＶＶＯＣに属する不純物が含まれると判断すると、ＶＯＣやＳＶＯＣが含まれるにもかかわらず、ＶＶＯＣに対応する最も厳しい運転条件を気液分離装置１８に適用する（Ｓ−５）。具体的にコントローラ２１は、不純物と設定圧力および設定温度との第２関係（図５参照）をハードディスクから抽出し、その第２関係から、ＶＶＯＣが検出された場合の気液分離装置１８の運転条件として、設定圧力を２（ＭＰａ）に決定し、設定温度を−２０（℃）に決定する（Ｓ−４）。

コントローラ２１は、凝縮器１２の温度（気液分離装置１８に流入する洗浄流体の温度）を−２０（℃）（第１設定温度）とし（温度第１調節手段）、凝縮器１２内の洗浄流体（二酸化炭素）の圧力（気液分離装置１８に流入する洗浄流体の圧力）を２（ＭＰａ）（第１設定圧力）とする（圧力第１調節手段）。なお、第２圧力制御弁２４の弁機構を調節して凝縮器１２から流出する洗浄流体の圧力を２（ＭＰａ）に保持し、さらに、冷却器１７の出力を調整して気液分離装置１８に流入する洗浄流体の温度（気液分離装置１８内の洗浄流体の温度）を−２０（℃）に微調整する。

なお、フィルタ１１に含まれる主な不純物がトルエン、フタル酸ジオクチルである場合、コントローラ２１は、ＶＯＣに属する不純物が含まれると判断するとともに、ＳＶＯＣに属する不純物が含まれていると判断する。コントローラ２１は、ＶＯＣに属する不純物が含まれると判断すると、ＳＶＯＣが含まれるにもかかわらず、ＶＯＣに対応する運転条件を気液分離装置１８に適用する。具体的にコントローラ２１は、不純物と設定圧力および設定温度との第２関係（図５参照）から、ＶＯＣが検出された場合の気液分離装置１８の運転条件として、設定圧力を４（ＭＰａ）に決定し、設定温度を５（℃）に決定する（Ｓ−４）。

この場合、コントローラ２１は、凝縮器１２の温度（気液分離装置１８に流入する洗浄流体の温度）を５（℃）（第１設定温度）とし（温度第１調節手段）、凝縮器１２内の洗浄流体（二酸化炭素）の圧力（気液分離装置１８に流入する洗浄流体の圧力）を４（ＭＰａ）（第１設定圧力）とする（圧力第１調節手段）（Ｓ−５）。なお、第２圧力制御弁２４の弁機構を調節して凝縮器１２から流出する洗浄流体の圧力を４（ＭＰａ）に保持し、さらに、冷却器１７の出力を調整して気液分離装置１８に流入する洗浄流体の温度（気液分離装置１８内の洗浄流体の温度）を５（℃）に微調整する。

また、フィルタ１１に含まれる主な不純物がフタル酸ジオクチルである場合、コントローラ２１は、ＳＶＯＣに属する不純物が含まれていると判断する。コントローラ２１は、ＳＶＯＣに属する不純物が含まれると判断すると、ＳＶＯＣに対応する運転条件を気液分離装置１８に適用する。具体的にコントローラ２１は、不純物と設定圧力および設定温度との第２関係（図５参照）から、ＳＶＯＣが検出された場合の気液分離装置１８の運転条件として、設定圧力を６（ＭＰａ）に決定し、設定温度を２２（℃）に決定する（Ｓ−４）。

この場合、コントローラ２１は、凝縮器１２の温度（気液分離装置１８に流入する洗浄流体の温度）を２２（℃）（第１設定温度）とし（温度第１調節手段）、凝縮器１２内の洗浄流体（二酸化炭素）の圧力（気液分離装置１８に流入する洗浄流体の圧力）を６（ＭＰａ）（第１設定圧力）とする（圧力第１調節手段）（Ｓ−５）。なお、第２圧力制御弁２４の弁機構を調節して凝縮器１２から流出する洗浄流体の圧力を６（ＭＰａ）に保持し、さらに、冷却器１７の出力を調整して気液分離装置１８に流入する洗浄流体の温度（気液分離装置１８内の洗浄流体の温度）を２２（℃）に微調整する。

ＶＶＯＣに属する不純物には、イソプロピルアルコールの他に、メタン（沸点：−１６１℃）、ホルムアルデヒド（沸点：−２１℃）、メチルメルカプタン（沸点：６℃）、アセトアルデヒド（沸点：２０℃）、ジクロロメタン（沸点：４０℃）がある。ガスクロマトグラフ２０によってそれらが検出されると、コントローラ２１は、ＶＶＯＣに対応する運転条件を気液分離装置１８に適用する。

ＶＯＣに属する不純物には、トルエンの他に、酢酸メチル（沸点：７７℃）、エタノール（沸点：７８℃）、ベンゼン（沸点：８０℃）、メチルエチルケトン（沸点：８０℃）、トリクロロエタン（沸点：１１３℃）、キシレン（沸点：１４０℃）、リモネン（沸点：１７８℃）、Ｌニコチン（沸点：２４７℃）がある。ガスクロマトグラフ２０によってそれらが検出されると、コントローラ２１は、ＶＯＣに対応する運転条件を気液分離装置１８に適用する。

ＳＶＯＣに属する不純物には、フタル酸ジオクチルの他に、クロロピリホス（沸点：２９０℃）、フタル酸ジブチル（沸点：３４０℃）がある。ガスクロマトグラフ２０によってそれらが検出されると、コントローラ２１は、ＳＶＯＣに対応する運転条件を気液分離装置１８に適用する。なお、沸点が４００℃以上のＰＯＭ（粒子状有機物：ＰＣＢ、ベンゾピレン）がガスクロマトグラフ２０によって検出された場合、コントローラ２１は、ＳＶＯＣに対応する運転条件を気液分離装置１８に適用する。

気液分離装置１８では、洗浄流体（二酸化炭素）に含まれるイソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルを洗浄流体から効率よく分離することができるように、装置１８内の洗浄流体の圧力が第１設定圧力（２ＭＰａ）に保持され、装置１８内の洗浄流体の温度が第１設定温度（−２０℃）に保持される。ゆえに、洗浄流体に含まれるイソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルが装置１８によって確実に分離され、イソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルが回収器２６に回収される。イソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルが分離された洗浄流体（二酸化炭素）は、濾過装置１９に流入する。濾過装置１９では、気液分離装置１８において分離しきれない微量な不純物（イソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルや他の不純物）を除去する。微量な不純物が除去された洗浄流体は、凝縮器１２に流入し、凝縮器１２によって液体に戻った後、制御弁２４を通ってタンク１３に流入し、再びタンク１３から管路２２に供給される。

フィルタ１１の洗浄中、コントローラ２１は、ポンプ１４や制御弁２３を調節し、管路２２を流れる洗浄流体の流量を設定値に保持し、洗浄流体の洗浄容器１６への流入量や洗浄容器１６からの流出量を設定値に保持するとともに、洗浄容器１６内に流入する洗浄流体の圧力を設定値に保持する。さらに、加熱器１５の熱量を調節し、洗浄流体の洗浄容器１６内における温度を設定値に保持する。なお、入力装置を介して各設定値を入力することで、コントローラ２１のメモリに格納された各設定値を変更することができる。

コントローラ２１は、フィルタ１１の洗浄中に管路２２を循環する洗浄流体の流量が設定値の範囲から外れ、洗浄流体の洗浄容器１６への流入量や洗浄流体の洗浄容器１６からの流出量が設定値の範囲から外れると、ポンプ１４の出力を調節して洗浄流体の流量や流入量、流出量を設定値の範囲内に復帰させる。コントローラ２１は、フィルタ１１の洗浄中に洗浄容器１６内に流入する洗浄流体の圧力が設定値の範囲から外れると、ポンプ１４の出力や圧力制御弁２３の弁機構を調節して洗浄流体の圧力を設定値の範囲内に復帰させる。コントローラ２１は、フィルタ１１の洗浄中に洗浄容器１６内の洗浄流体の温度が設定値の範囲から外れると、加熱器１５の熱量を調節して洗浄容器１６内の洗浄流体の温度を設定値の範囲に復帰させる。所定時間が経過し、フィルタ１１の洗浄が完了すると（Ｓ−６）、コントローラ２１は、洗浄容器１６内の圧力を室圧に戻し、洗浄容器１６内の温度を室温に戻す。洗浄容器１６内の圧力が室圧に戻り、温度が室温に戻った後、フィルタ１１を洗浄容器１６から取り出す。

この洗浄システム１０Ａでは、特定した沸点と飽和蒸気圧とに基づいて第１設定圧力を決定し、特定した沸点と飽和蒸気圧とに基づいて第１設定温度を決定しているが、特定した沸点と飽和蒸気圧とのいずれか一方に基づいて第１設定圧力を決定し、特定した沸点と飽和蒸気圧とのいずれか一方に基づいて第１設定温度を決定してもよい。

この洗浄システム１０Ａは、気液分離装置１８内の洗浄流体の圧力を不純物の種類に適した第１設定圧力に調節しつつ、気液分離装置１８内の洗浄流体の温度を不純物の種類に適した第１設定温度に調節するから、特定した不純物の種類に適した圧力・温度条件で気液分離装置１８を運転することができ、不純物の蒸気圧の差を効率的に利用して洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から効率よく分離することができる。洗浄システム１０Ａは、特定した不純物に適した圧力・温度条件で気液分離装置１８を運転するから、気液分離装置１８の過度の運転を防ぐことができ、その結果、システム１０Ａのエネルギー効率を向上させることができる。この洗浄システム１０Ａでは、洗浄流体が管路２２を通ってそれら機器を循環しつつ気液分離装置１８と濾過装置１９とを通ることで、不純物が除かれた状態の洗浄流体が洗浄容器１６に流入するから、清潔な洗浄流体を利用してフィルタ１１に付着した不純物を落とすことができる。

図６は、不純物の沸点と第１設定圧力との第１相関関係の一例を示す図であり、図７は、不純物の沸点と第１設定温度との第２相関関係の一例を示す図である。図６，７の相関関係を利用したシステム１０Ａのフィルタ洗浄運転を説明すると、以下のとおりである。この例では、主な不純物としてトルエンが含まれた使用済のフィルタ１１を洗浄するものとする。不純物の沸点と第１設定温度との第１相関関係は、図６に示すように、横軸に沸点が表され、縦軸に第１設定圧力が表された図表としてコントローラ２１のハードディスクに格納されている。第１相関関係の図表には、所定の傾きを有する関数が表示されている。第１相関関係では、所定の沸点から縦に引いた線分と関数との交点を割り出し、その交点から横に引いた線分が縦軸に交わるときの圧力を第１設定圧力とする。

不純物の沸点と第１設定温度との第２相関関係は、図７に示すように、横軸に沸点が表され、縦軸に第１設定温度が表された図表としてコントローラ２１のハードディスクに格納されている。第２相関関係の図表には、所定の傾きを有する関数が表示されている。第２相関関係では、所定の沸点から縦に引いた線分と関数との交点を割り出し、その交点から横に引いた線分が縦軸に交わるときの温度を第１設定温度とする。

フィルタ１１を洗浄容器１６の気密構造洗浄室に収容し、そのフィルタ１１の洗浄を開始する。気密構造洗浄室から流出した直後の洗浄流体（フィルタ１１を洗浄した直後の洗浄流体）には、トルエンが含まれている。ガスクロマトグラフ２０は、サンプリングした洗浄流体から流体に含まれる不純物の成分を分析し（第１分析手段）、その分析結果をコントローラ２１に出力する（第１出力手段）。コントローラ２１は、ガスクロマトグラフ２０から出力された分析結果（ガスクロマトグラフ２０において分析された不純物の種類）に基づき、洗浄流体に含まれる不純物の種類を特定した後、不純物の種類からその不純物の沸点を特定する（種類特定手段）。コントローラ２１は、特定した不純物の種類、沸点をハードディスクに格納する。特定した不純物は、沸点が１１０（℃）のトルエンである。

コントローラ２１は、不純物の種類（トルエン）、沸点を特定すると、沸点と第１設定圧力との第１相関関係をハードディスクから抽出し、特定した沸点を第１相関関係に当て嵌め、沸点に対応する第１設定圧力を決定する。さらに、沸点と第１設定温度との第２相関関係をハードディスクから抽出し、特定した沸点を第２相関関係に当て嵌め、沸点に対応する第１設定温度を決定する。

コントローラ２１は、凝縮器１２の温度（気液分離装置１８に流入する洗浄流体の温度）を第１設定温度とし（温度第１調節手段）、凝縮器１２内の洗浄流体（二酸化炭素）の圧力（気液分離装置１８に流入する洗浄流体の圧力）を第１設定圧力とする（圧力第１調節手段）。なお、第２圧力制御弁２４の弁機構を調節して凝縮器１２から流出する洗浄流体の圧力を第１設定圧力に保持し、さらに、冷却器１７の出力を調整して気液分離装置１８に流入する洗浄流体の温度（気液分離装置１８内の洗浄流体の温度）を第１設定温度に微調整する。

気液分離装置１８では、洗浄流体に含まれるトルエンを洗浄流体から効率よく分離することができるように、装置１８内の洗浄流体の圧力が第１設定圧力に保持され、装置１８内の洗浄流体の温度が第１設定温度に保持される。ゆえに、洗浄流体に含まれるトルエンが装置１８によって確実に分離され、トルエンが回収器２６に回収される。トルエンが分離された洗浄流体は、濾過装置１９に流入する。濾過装置１９では、気液分離装置１８において分離しきれない微量な不純物（トルエンや他の不純物）を除去する。微量な不純物が除去された洗浄流体は、凝縮器１２に流入し、凝縮器１２によって液体に戻った後、制御弁２４を通ってタンク１３に流入し、再びタンク１３から管路２２に供給される。

図６，７に示す相関関係を利用した洗浄システム１０Ａは、特定した不純物の沸点をあらかじめ作成された第１および第２相関関係に当て嵌めることで、第１設定圧力や第１設定温度が決定されるから、それら相関関係を利用して沸点に対応する正確かつ綿密な設定圧力や設定温度を決定することができ、特定した不純物に最も適した圧力・温度条件を気液分離装置１８に適用することができる。この洗浄システム１０Ａは、特定した不純物に最も適した圧力・温度条件で気液分離装置１８を運転することができ、不純物の蒸気圧の差を効率的に利用して洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から効率よく分離することができる。

図８は、不純物の飽和蒸気圧と第１設定圧力との第３相関関係の一例を示す図であり、図９は、不純物の飽和蒸気圧と第１設定温度との第４相関関係の一例を示す図である。図８，９の相関関係を利用したシステム１０Ａのフィルタ洗浄運転を説明すると、以下のとおりである。この例では、主な不純物としてイソプロピルアルコールが含まれた使用済のフィルタ１１を洗浄するものとする。不純物の飽和蒸気圧と第１設定圧力との第３相関関係は、図８に示すように、横軸に飽和蒸気圧が表され、縦軸に第１設定圧力が表された図表としてコントローラ２１のハードディスクに格納されている。第３相関関係の図表には、所定の傾きを有する関数が表示されている。第３相関関係では、所定の飽和蒸気圧から縦に引いた線分と関数との交点を割り出し、その交点から横に引いた線分が縦軸に交わるときの圧力を第１設定圧力とする。

不純物の飽和蒸気圧と第１設定温度との第４相関関係は、図９に示すように、横軸に飽和蒸気圧が表され、縦軸に第１設定温度が表された図表としてコントローラ２１のハードディスクに格納されている。第４相関関係の図表には、所定の傾きを有する関数が表示されている。第４相関関係では、所定の飽和蒸気圧から縦に引いた線分と関数との交点を割り出し、その交点から横に引いた線分が縦軸に交わるときの温度を第１設定温度とする。

フィルタ１１を洗浄容器１６の気密構造洗浄室に収容し、そのフィルタ１１の洗浄を開始する。気密構造洗浄室から流出した直後の洗浄流体（フィルタ１１を洗浄した直後の洗浄流体）には、イソプロピルアルコールが含まれている。ガスクロマトグラフ２０は、サンプリングした洗浄流体から流体に含まれる不純物の成分を分析し（第１分析手段）、その分析結果をコントローラ２１に出力する（第１出力手段）。コントローラ２１は、ガスクロマトグラフ２０から出力された分析結果（ガスクロマトグラフ２０において分析された不純物の種類）に基づき、洗浄流体に含まれる不純物の種類を特定した後、不純物の種類からその不純物の飽和蒸気圧を特定する（種類特定手段）。コントローラ２１は、特定した不純物の種類、飽和蒸気圧をハードディスクに格納する。特定した不純物は、飽和蒸気圧が３３（ｍｍＨｇ）のイソプロピルアルコールである。

コントローラ２１は、不純物の種類（イソプロピルアルコール）、飽和蒸気圧を特定すると、飽和蒸気圧と第１設定圧力との第３相関関係をハードディスクから抽出し、特定した飽和蒸気圧を第１相関関係に当て嵌め、飽和蒸気圧に対応する第１設定圧力を決定する。さらに、飽和蒸気圧と第１設定温度との第４相関関係をハードディスクから抽出し、特定した飽和蒸気圧を第４相関関係に当て嵌め、飽和蒸気圧に対応する第２設定温度を決定する。

気液分離装置１８では、洗浄流体に含まれるイソプロピルアルコールを洗浄流体から効率よく分離することができるように、装置１８内の洗浄流体の圧力が第１設定圧力に保持され、装置１８内の洗浄流体の温度が第１設定温度に保持される。ゆえに、洗浄流体に含まれるイソプロピルアルコールが装置１８によって確実に分離され、イソプロピルアルコールが回収器２６に回収される。イソプロピルアルコールが分離された洗浄流体は、濾過装置１９に流入する。濾過装置１９では、気液分離装置１８において分離しきれない微量な不純物（イソプロピルアルコールや他の不純物）を除去する。微量な不純物が除去された洗浄流体は、凝縮器１２に流入し、凝縮器１２によって液体に戻った後、制御弁２４を通ってタンク１３に流入し、再びタンク１３から管路２２に供給される。

図８，９に示す相関関係を利用した洗浄システム１０Ａは、特定した不純物の飽和蒸気圧をあらかじめ作成された各相関関係に当て嵌めることで、第１設定圧力や第１設定温度が決定されるから、相関関係を利用して飽和蒸気圧に対応する正確かつ綿密な設定圧力や設定温度を決定することができ、特定した不純物に最も適した圧力・温度条件を気液分離装置１８に適用することができる。この洗浄システム１０Ａは、特定した不純物に最も適した圧力・温度条件で気液分離装置１８を運転することができ、不純物の蒸気圧の差を効率的に利用して洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から効率よく分離することができる。

図１０は、他の一例として示す洗浄システム１０Ｂの構成図であり、図１１は、このシステム１０Ｂにおける洗浄の手順の一例を示すフローチャートである。このシステム１０Ｂが図１のそれと異なるところは、サンプリングポイントＰ１に加えてサンプリングポイントＰ２が設定され、ポイントＰ２からサンプリングされた洗浄流体に含まれる不純物がガスクロマトグラフ２０によって分析される点と、管路２２にバイパス管路２９が設置されている点とにあり、その他の構成は図１のシステム１０Ａのそれと同一であるから、図１と同一の符号を付すことで、このシステム１０Ｂにおけるその他の構成の説明は省略する。

ガスクロマトグラフ２０によるサンプリングポイントＰ１は、洗浄容器１６と冷却器１７とを連結する管路２２に設定され、サンプリングポイントＰ２は、濾過装置１９と凝縮器１２とを連結する管路２２に設定されている。濾過装置１９と凝縮器１２とを連結する管路２２には、ガスクロマトグラフ２０から延びるサンプリング管３０が接続されている。フィルタ１１を洗浄した直後の洗浄流体の一部は、管路２２からサンプリング管２７に流入し、減圧弁（図示せず）によって減圧されてガスクロマトグラフ２０に送られる。気液分離装置１８と濾過装置１９とを通った洗浄流体（二酸化炭素）の一部は、管路２２からサンプリング管３０に流入し、減圧弁（図示せず）によって減圧されてガスクロマトグラフ２０に送られる。

バイパス管路２９は、サンプリングポイントＰ２と凝縮器１２との間の管路２２につながるとともに、圧力制御弁２３と気液分離装置１８との間の管路２２につながっている。バイパス管路２９には、ポンプ３１が施設されている。サンプリングポイントＰ２と凝縮器１２との間の管路２２には、洗浄流体（二酸化炭素）を凝縮器１２またはバイパス管路２９のいずれかに分岐させる分岐弁３２が設置されている。

この洗浄システム１０Ｂにおけるガスクロマトグラフ２０は、被洗浄物を洗浄した後の洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析する第１分析手段を実行することに加え、気液分離装置１８と濾過装置１９とを通過した後の洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析する第２分析手段を実行する。さらに、第１分析手段によって分析した成分第１分析結果をコントローラ２１に出力する第１出力手段を実行することに加え、第２分析手段によって分析した成分第２分析結果をコントローラ２１に出力する第２出力手段を実行する。

コントローラ２１は、ガスクロマトグラフ２０から出力された成分第１分析結果（ガスクロマトグラフ２０において分析された不純物の種類）に基づいて、洗浄流体に含まれる不純物の種類を特定する種類特定手段を実行する。種類特定手段では、洗浄流体に含まれる不純物の種類からその不純物の沸点と飽和蒸気圧とを特定する。コントローラ２１は、気液分離装置１８内の洗浄流体の圧力を不純物の種類に適した第１設定圧力に調節する圧力第１調節手段を実行し、気液分離装置１８内の洗浄流体の温度を不純物の種類に適した第１設定温度に調節する温度第１調節手段を実行する。圧力第１調節手段では、種類特定手段によって特定した不純物の沸点と飽和蒸気圧とに基づいて第１設定圧力を決定し、温度第１調節手段では、種類特定手段によって特定した不純物の沸点と飽和蒸気圧とに基づいて第１設定温度を決定する。

この洗浄システム１０Ｂにおいてコントローラ２１は、上記手段に加え、ガスクロマトグラフ２０から出力された成分第２分析結果が許容値の範囲外にある場合、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るように、第１設定圧力を調節する圧力第２調節手段を実行し、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るように、第１設定温度を調節する温度第２調節手段を実行する。また、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るまでの間、洗浄流体を洗浄容器１６に流入させずに気液分離装置１８に流入させるバイパス手段を実行する。許容値は、コントローラ２１のハードディスクに格納されており、入力装置を介して随時変更することができる。

この洗浄システム１０Ｂにおけるフィルタ洗浄運転を説明すると以下のとおりである。なお、洗浄容器１６の気密構造洗浄室には、被洗浄物である使用済のフィルタ１１が収容されている。使用済のフィルタ１１には、主な不純物としてイソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルが含まれているものとする。コントローラ２１のハードディスクには、図４の不純物の種類とその沸点および飽和蒸気圧の関係が格納され、図５の沸点および飽和蒸気圧と設定圧力および設定温度との関係が格納されている。

この洗浄システム１０Ｂを起動させると、各機器が稼動する。コントローラ２１は、ポンプ１４の出力を調節しつつ、制御弁２３の開度を調節し、タンク１３に貯留された液化二酸化炭素の設定量を管路２２に供給する。コントローラ２１は、ポンプ１４の出力を設定出力に保持しつつ、制御弁２３の開度を設定開度に保持し、二酸化炭素を所定の圧力に加圧するとともに、加熱器１５の出力を設定出力に保持し、加圧された二酸化炭素を所定の温度に加熱する。加熱器１５から流出した二酸化炭素は、超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体となり、洗浄容器１６の気密構造洗浄室に流入する。洗浄流体は、フィルタ１１を流通し、それに含まれる不純物（イソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチル）をフィルタ１１から分離した後、気密構造洗浄室から流出する。気密構造洗浄室から流出した直後の洗浄流体（フィルタ１１を洗浄した直後の洗浄流体）に含まれる不純物（汚れ）は、その大部分がイソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルであり、その他の不純物が微量に含まれている。

洗浄流体の一部は、管路２２に設置されたサンプリング管２７からガスクロマトグラフ２０に送られる。ガスクロマトグラフ２０は、洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析し（第１分析手段）（Ｓ−１０）、その分析結果をコントローラ２１に出力する（第１出力手段）（Ｓ−１１）。コントローラ２１は、ガスクロマトグラフ２０から出力された分析結果に基づき、洗浄流体に含まれる不純物の種類を特定した後、不純物の種類からその不純物の沸点と飽和蒸気圧とを特定する（種類特定手段）（Ｓ−１２）。コントローラ２１は、特定した不純物の種類（イソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチル）、沸点（８２℃、１１０℃、３８６℃）、飽和蒸気圧（３３ｍｍＨｇ、２２．５ｍｍＨｇ、２．２８×１０^−７ｍｍＨｇ）をハードディスクに格納する。

コントローラ２１は、不純物の種類、沸点、飽和蒸気圧を特定すると、ハードディスクに格納された不純物の種別区分とその沸点および飽和蒸気圧の第１関係（図４参照）を抽出する。コントローラ２１は、イソプロピルアルコールの沸点および飽和蒸気圧を第１関係に当て嵌め、イソプロピルアルコールがＶＶＯＣに属すると判断し、トルエンの沸点および飽和蒸気圧を第１関係に当て嵌め、トルエンがＶＯＣに属すると判断する。さらに、フタル酸ジオクチルの沸点および飽和蒸気圧を第１関係に当て嵌め、フタル酸ジオクチルがＳＶＯＣに属すると判断する。

コントローラ２１は、ＶＶＯＣに属する不純物が含まれると判断すると、ＶＯＣやＳＶＯＣが含まれるにもかかわらず、ＶＶＯＣに対応する運転条件を気液分離装置１８に適用する。コントローラ２１は、沸点および飽和蒸気圧と設定圧力および設定温度との第２関係（図５参照）をハードディスクから抽出し、その第２関係から、ＶＶＯＣが検出された場合の気液分離装置１８の運転条件として、設定圧力を２（ＭＰａ）に決定し、設定温度を−２０（℃）に決定する（Ｓ−１３）。

コントローラ２１は、凝縮器１２の温度（気液分離装置１８に流入する洗浄流体の温度）を−２０（℃）（第１設定温度）とし（温度第１調節手段）、凝縮器１２内の洗浄流体（二酸化炭素）の圧力（気液分離装置１８に流入する洗浄流体の圧力）を２（ＭＰａ）（第１設定圧力）とする（圧力第１調節手段）（Ｓ−１４）。なお、第２圧力制御弁２４の弁機構を調節して凝縮器１２から流出する洗浄流体の圧力を２（ＭＰａ）に保持し、さらに、冷却器１７の出力を調整して気液分離装置１８に流入する洗浄流体の温度（気液分離装置１８内の洗浄流体の温度）を−２０（℃）に微調整する。

なお、フィルタ１１に含まれる主な不純物がトルエン、フタル酸ジオクチルである場合、コントローラ２１は、ＶＯＣに属する不純物が含まれると判断するとともに、ＳＶＯＣに属する不純物が含まれていると判断する。コントローラ２１は、ＶＯＣに属する不純物が含まれると判断すると、ＳＶＯＣが含まれるにもかかわらず、ＶＯＣに対応する運転条件を気液分離装置１８に適用する。また、フィルタ１１に含まれる主な不純物がフタル酸ジオクチルである場合、コントローラ２１は、ＳＶＯＣに属する不純物が含まれていると判断する。コントローラ２１は、ＳＶＯＣに属する不純物が含まれると判断すると、ＳＶＯＣに対応する運転条件を気液分離装置１８に適用する。

気液分離装置１８では、洗浄流体（二酸化炭素）に含まれるイソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルを洗浄流体から効率よく分離することができるように、装置１８内の洗浄流体の圧力が第１設定圧力（２ＭＰａ）に保持され、装置１８内の洗浄流体の温度が第１設定温度（−２０℃）に保持される。ゆえに、洗浄流体に含まれるイソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルが装置１８によって確実に分離され、イソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルが回収器２６に回収される。イソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルが分離された洗浄流体（二酸化炭素）は、濾過装置１９に流入する。

濾過装置１９では、気液分離装置１８において分離しきれない微量な不純物（イソプロピルアルコール、トルエン、フタル酸ジオクチルや他の不純物）を除去する。微量な不純物が除去された洗浄流体（二酸化炭素）は、凝縮器１２に流入するが、凝縮器１２に流入する前にその一部が管路２２に設置されたサンプリング管３０からガスクロマトグラフ２０に送られる。ガスクロマトグラフ２０は、濾過装置１９から流出した後の洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析し（第２分析手段）（Ｓ−１５）、第２分析手段によって分析した成分第２分析結果をコントローラに出力する（第２出力手段）（Ｓ−１６）。

コントローラ２１は、ガスクロマトグラフ２０から出力された成分第２分析結果と許容値とを比較し、成分第２分析結果が許容値の範囲内にあると判断すると、気液分離装置１８に流入する洗浄流体（二酸化炭素）の圧力（気液分離装置１８内の洗浄流体の圧力）を第１設定圧力に保持し、気液分離装置１８に流入する洗浄流体（二酸化炭素）の温度（気液分離装置１８内の洗浄流体の温度）を第１設定温度に保持する（Ｓ−１７）。この場合、コントローラ２１は、分岐弁３２の弁機構を調節し、洗浄流体（二酸化炭素）を凝縮器１２に流入させ、洗浄流体がバイパス管２９に流入しないようにする。成分第２分析結果が許容値の範囲内にあると判断してから所定時間が経過し、フィルタ１１の洗浄が完了すると（Ｓ−１８）、コントローラ２１は、洗浄容器１６内の圧力を室圧に戻し、洗浄容器１６内の温度を室温に戻す。洗浄容器１６内の圧力が室圧に戻り、温度が室温に戻った後、フィルタ１１を洗浄容器１６から取り出す。

コントローラ２１は、ガスクロマトグラフ２０から出力された成分第２分析結果と許容値とを比較し、成分第２分析結果が許容値の範囲外にあると判断すると、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るように、第１設定圧力を調節するとともに（圧力第２調節手段）、第１設定温度を調節する（温度第２調節手段）（Ｓ−１９）。この場合、コントローラ２１は、分岐弁３２の弁機構を調節し、洗浄流体（二酸化炭素）をバイパス管路２９に流入させ、洗浄流体が凝縮器１２に流入しないようにする（バイパス手段）。バイパス管路２９では、ポンプ３１によって洗浄流体が管路２９から管路２２に強制的に送られる。バイパス管路２９を通った洗浄流体は、再び気液分離装置１８と濾過装置１９とに流入し、その一部が再び管路２２に設置されたサンプリング管３０からガスクロマトグラフ２０に送られる。成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るまでの間、気液分離装置１８に流入する洗浄流体の圧力が圧力第２調節手段によって調節され、気液分離装置１８に流入する洗浄流体の温度が温度第２調節手段によって調節される。このシステム１０Ｂでは、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るまでの間、コントローラ２１がフィードバック制御を実行する。

コントローラ２１は、ガスクロマトグラフ２０から出力された成分第２分析結果と許容値とを比較し、成分第２分析結果が許容値の範囲に復帰したと判断すると、そのときの洗浄流体（二酸化炭素）の圧力を保持し、そのときの洗浄流体の温度を保持するとともに、分岐弁３２の弁機構を調節し、洗浄流体を凝縮器１２に流入させ、洗浄流体がバイパス管２９に流入しないようにする。凝縮器１２に流入した洗浄流体は、凝縮器１２によって液体に戻った後、制御弁２４を通ってタンク１３に流入し、再びタンク１３から管路２２に供給される。成分第２分析結果が許容値の範囲に復帰した後、所定時間が経過し、フィルタ１１の洗浄が完了すると（Ｓ−１８）、コントローラ２１は、洗浄容器１６内の圧力を室圧に戻し、洗浄容器１６内の温度を室温に戻す。洗浄容器１６内の圧力が室圧に戻り、温度が室温に戻った後、フィルタ１１を洗浄容器１６から取り出す。

この洗浄システム１０Ｂは、気液分離装置１８内の洗浄流体の圧力を不純物の種類に適した第１設定圧力に調節しつつ、気液分離装置１８内の洗浄流体の温度を不純物の種類に適した第１設定温度に調節するから、特定した不純物の種類に適した圧力・温度条件で気液分離装置１８を運転することができ、不純物の蒸気圧の差を効率的に利用して洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から効率よく分離することができる。洗浄システム１０Ｂは、特定した不純物に適した圧力・温度条件で気液分離装置１８を運転するから、気液分離装置１８の過度の運転を防ぐことができ、その結果、システム１０Ｂのエネルギー効率を向上させることができる。この洗浄システム１０Ｂでは、洗浄流体が管路２２を通ってそれら機器を循環しつつ気液分離装置１８と濾過装置１９とを通ることで、不純物が除かれた状態の洗浄流体が洗浄容器１６に流入するから、清潔な洗浄流体を利用してフィルタ１１に付着した不純物を落とすことができる。

洗浄システム１０Ｂは、気液分離装置１８と濾過装置１９とから流出した洗浄流体に許容値を超える不純物が残存する場合、第２分析結果が許容値の範囲内に入るように、第１設定圧力と第１設定温度とを調整するフィードバック制御を行うから、第１設定圧力や第１設定温度を調節した圧力・温度条件で気液分離装置１８を運転することができ、洗浄流体に残存する不純物を可能な限り少なくすることができる。この洗浄システム１０Ｂは、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入るまでの間、洗浄流体を洗浄容器１６に流入させずに気液分離装置１９に流入させるから、不純物を含む洗浄流体の洗浄容器１６への流入を防ぐことができる。また、成分第２分析結果が許容値の範囲内に入ると、洗浄流体を洗浄容器１６に流入させるから、常に清潔な洗浄流体を使用してフィルタ１１を洗浄することができる。

図１０の洗浄システム１０Ｂでは、図１のそれと同様に、図６に示す不純物の沸点と第１設定圧力との第１相関関係と、図７に示す不純物の沸点と第１設定温度との第２相関関係とを利用してシステム１０Ｂを運転することもできる。また、図８に示す不純物の沸点と第１設定圧力との第３相関関係と、図９に示す不純物の沸点と第１設定温度との第４相関関係とを利用してシステム１０Ｂを運転することもできる。それら図示のシステム１０Ａ，１０Ｂでは、成分分析装置としてガスクロマトグラフ２０を利用しているが、ガスクロマトグラフ２０の他に、ガスクロマトグラフ質量分析装置、高速液体クロマトグラフ質量分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、単収束扇形磁場型質量分析装置、二重収束扇形磁場型質量分析装置、四重極型質量分析装置、四重極イオントラップ型質量分析装置、飛行時間型質量分析装置のいずれかを使用することもできる。

一例として示す洗浄システムの構成図。洗浄手順の一例を示すフローチャート。特定した不純物の種類、沸点、飽和蒸気圧の一例を示す図。不純物の分類とその沸点および飽和蒸気圧の第１関係を示す図。沸点および飽和蒸気圧と設定圧力および設定温度との第２関係を示す図。不純物の沸点と第１設定圧力との第１相関関係の一例を示す図。不純物の沸点と第１設定温度との第２相関関係の一例を示す図。不純物の飽和蒸気圧と第１設定圧力との第３相関関係の一例を示す図。不純物の飽和蒸気圧と第１設定温度との第４相関関係の一例を示す図。他の一例として示す洗浄システムの構成図。洗浄の手順の一例を示すフローチャート。

１０Ａ洗浄システム
１０Ｂ洗浄システム
１１フィルタ（被洗浄物）
１２凝縮器
１３貯留タンク
１４ポンプ
１５加熱器
１６洗浄容器
１７冷却器
１８気液分離装置
１９濾過器
２０ガスクロマトグラフ（成分分析装置）
２１コントロータ（制御装置）
２２管路
２３第１圧力制御弁
２４第２圧力制御弁
２５ヒータ（加熱器）
２７サンプリング管
２９バイパス管路
３０バイパス管路
３１ポンプ
３２分岐弁

Claims

超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体が流入する気密構造洗浄室を備えた洗浄容器に該洗浄流体を流通させ、前記洗浄室に収容された被洗浄物を洗浄する洗浄システムにおいて、
前記洗浄システムが、超臨界、亜臨界、非超臨界、非亜臨界のいずれかの状態で該システムを流れる洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析する成分分析装置と、前記洗浄流体に含まれる不純物を該洗浄流体から分離する気液分離装置と、制御装置とを含み、
前記成分分析装置が、前記被洗浄物を洗浄した後の洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析する第１分析手段と、前記第１分析手段によって分析した成分第１分析結果を前記制御装置に出力する第１出力手段とを有し、
前記制御装置が、前記成分分析装置から出力された成分第１分析結果に基づいて、前記洗浄流体に含まれる不純物の種類を特定する種類特定手段と、前記気液分離装置内の洗浄流体の圧力を第１設定圧力に調節する圧力第１調節手段と、前記気液分離装置内の洗浄流体の温度を第１設定温度に調節する温度第１調節手段とを有し、前記制御装置に予め格納されている不純物の種別区分と区分された前記不純物の種類ごとの沸点、飽和蒸気圧、設定圧力、および設定温度との関係に当て嵌めて前記圧力第１調整手段および前記温度第１調整手段により前記気液分離装置内の洗浄流体の圧力及び温度を前記不純物の種類に適した前記第１設定圧力及び前記第１設定温度に調節することを特徴とする洗浄システム。
前記種類特定手段では、前記不純物の前記種類から該不純物の前記沸点と前記飽和蒸気圧とのうちの少なくとも一方を特定し、前記圧力第１調節手段では、前記種類特定手段によって特定した前記沸点と前記飽和蒸気圧との少なくとも一方に基づいて前記第１設定圧力を決定し、前記温度第１調節手段では、前記種類特定手段によって特定した前記沸点と前記飽和蒸気圧との少なくとも一方に基づいて前記第１設定温度を決定する請求項１記載の洗浄システム。
前記制御装置に予め格納されている前記不純物の種類ごとの沸点、飽和蒸気圧、設定圧力、および設定温度との関係が、沸点と設定圧力との相関を示す第１相関関係、および沸点と設定温度との相関を示す第２相関関係であり、
前記種類特定手段では、前記不純物の種類から該不純物の沸点を特定し、前記圧力第１調節手段では、前記種類特定手段によって特定した前記沸点を前記第１相関関係に当て嵌めて、特定した前記沸点に対応する所定の前記第１設定圧力を決定し、前記温度第１調節手段では、前記種類特定手段によって特定した前記沸点を前記第２相関関係に当て嵌めて、特定した前記沸点に対応する所定の前記第１設定温度を決定する請求項１に記載の洗浄システム。
前記制御装置に予め格納されている前記不純物の種類ごとの沸点、飽和蒸気圧、設定圧力、および設定温度との関係が、飽和蒸気圧と設定圧力との相関を示す第３相関関係、および飽和蒸気圧と設定温度との相関を示す第４相関関係であり、
前記種類特定手段では、前記不純物の種類から該不純物の飽和蒸気圧を特定し、前記圧力第１調節手段では、前記種類特定手段によって特定した前記飽和蒸気圧を前記第３相関関係に当て嵌めて、特定した前記飽和蒸気圧に対応する所定の前記第１設定圧力を決定し、前記温度第１調節手段では、前記種類特定手段によって特定した前記飽和蒸気圧を前記第４相関関係に当て嵌めて、特定した前記飽和蒸気圧に対応する所定の前記第１設定温度を決定する請求項１に記載の洗浄システム。
前記成分分析装置が、前記気液分離装置から流出した後の洗浄流体に含まれる不純物の成分を分析する第２分析手段と、前記第２分析手段によって分析した成分第２分析結果を前記制御装置に出力する第２出力手段とを含み、
前記制御装置が、前記成分分析装置から出力された成分第２分析結果が許容値の範囲外にある場合、前記成分第２分析結果が前記許容値の範囲内に入るように、前記第１設定圧力を調節する圧力第２調節手段と、前記成分第２分析結果が前記許容値の範囲内に入るように、前記第１設定温度を調節する温度第２調節手段とを含む請求項１ないし請求項４いずれかに記載の洗浄システム。
前記制御装置が、前記成分第２分析結果が前記許容値の範囲内に入るまでの間、前記洗浄流体を前記洗浄容器に流入させずに前記気液分離装置に流入させるバイパス手段を含む請求項５記載の洗浄システム。
前記圧力第１調節手段および前記圧力第２調節手段では、前記洗浄流体の流路に設置された凝縮器の温度、および該洗浄流体の流路に設置された圧力制御弁の弁開度のいずれか一方若しくは両方を変更することで前記気液分離装置内の洗浄流体の圧力を調節する請求項５または請求項６に記載の洗浄システム。
前記温度第１調節手段および前記温度第２調節手段では、前記洗浄流体の流路に設置された前記凝縮器の温度、および該洗浄流体の流路に設置された冷却器の出力のいずれか一方若しくは両方を変更することで前記気液分離装置内の洗浄流体の温度を調節する請求項５ないし請求項７いずれかに記載の洗浄システム。
前記気液分離装置の下流側には、該気液分離装置から流出した洗浄流体に含まれる不純物を該洗浄流体から除去する濾過装置が設置されている請求項１ないし請求項８いずれかに記載の洗浄システム。