JP5621099B2 - 溶剤回収装置および溶剤回収方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば半導体や電子機器等の被洗浄物を洗浄処理するときに使用された汚液や廃液から溶剤を分離回収するような溶剤回収装置に関する。

半導体や電子機器のような精密機器あるいは切削可能された加工物は、油分やダストが製品の品質に影響を与えることがあり製造工程において溶剤を使用して洗浄処理が行われている。

洗浄処理で洗浄に使用された汚液には、油分やダスト以外に回収すれば再使用可能な溶剤が含まれている。そこで、コスト削減やリサイクルの観点から、汚液から溶剤を再使用できるよう分離回収する溶剤回収装置が利用されている。

その装置のひとつとして、洗浄処理に使用された汚液を加熱して汚液に含まれる溶剤を蒸発気化させて、回収液槽で溶剤の蒸気を冷却し溶剤を凝縮液化して溶剤を分離回収する装置がある。このとき、加熱された溶剤の蒸発気化を促進させて効率的に回収するために、様々工夫がなされた溶剤回収装置も提供されている。

例えば、汚液処理槽に貯溜された汚液を液面に露出するスクリューの螺旋羽根に連続して乗り上げさせ、薄膜状に展開した汚液を溶剤の沸点に近く該沸点よりも低い温度の熱で連続的に加熱することにより、洗浄処理に使用された汚液中に含まれる溶剤を分離回収することができる溶剤回収装置が提案されている（特許文献１参照）。

しかし、特許文献１の技術では、螺旋羽根に乗り上げた薄膜状の汚液は、汚液自身と螺旋羽根に畜熱された熱で蒸発気化するが、汚液処理槽上部と汚液処理槽に貯留された汚液の液面との距離が離れていると、汚液処理槽上部に到達するまでに溶剤が蒸発気化する。そのため、気化した溶剤の比重が空気より重いと、溶剤の蒸気は、汚液処理槽上部まで上昇することが難しくなり、回収液槽に溶剤の蒸気を供給することができなくなる。このため、汚液処理槽を大型化するなどすると汚液処理槽内の汚液の減少とともに効率的な分離回収が行えなくなるといった問題点がある。

特許第４１５７８０４号公報

本発明は、上述の問題に鑑み、効率的に溶剤を分離回収することができる溶剤回収装置とその溶剤回収方法を提供することを目的とする。

この発明は、洗浄処理に使用された油分と溶剤とが混合した汚液を貯留する汚液処理槽と、前記汚液処理槽の外面に沿って形成され前記汚液処理槽内に熱を伝導する加熱媒体を貯留する加熱媒体貯留部と、前記加熱媒体を加熱する加熱部と、前記汚液処理槽から前記溶剤の蒸気を回収する回収路と、回収した溶剤の蒸気を凝縮液化して貯留する回収液槽と、前記回収液槽に供給された前記溶剤の蒸気が凝縮液化する温度に該溶剤の蒸気を冷却する蒸気冷却部とを備えた溶剤回収装置であって、略水平の回転軸で回転して少なくとも下部が前記汚液処理槽内の汚液内に埋没して該汚液を回転により上方の空間に持ち上げる回転体と、該回転体を回転駆動する回転駆動部とを備え、前記回転体を、回転軸の円周面上に前記回転軸の径方向に向かって線状材が複数本固定されたブラシ部で構成し、前記線状材を、波打ちながら前記径方向に伸びる波打ち形状に形成した溶剤回収装置であることを特徴とする。

前記溶剤は、例えばジクロロメタンやトリクロロエチレン、パークロロエチレン、ＨＣＦＣ（１４１ｂ又は２５５）などの塩素系溶剤、あるいはＨＦＣやＨＦＥなどの不活性有機系溶剤等で構成される。

前記加熱媒体は、沸点が溶剤の沸点よりも高く、蓄熱性および熱伝導性の良いオイルあるいは混合液、水等の流体とすることができる。

この発明により、汚液は、回転体で汚液処理槽内の上方の空間に持ち上げられることで溶剤が蒸発気化しやすいよう表面積を増やすことができる。また、汚液処理槽内の上方の空間に持ち上げられた汚液に混合する溶剤は、汚液処理槽上部の近傍で蒸発気化することができるため、気体の比重が重い溶剤でも回収路に供給されやすく効率的に分離回収することができる。

また、略水平の回転軸で回転することにより、汚液処理槽に貯留された汚液は、その量が減少しても回転体により汚液処理槽内の上方の空間に持ち上げられることができる。

また、前記回転体を、回転軸の円周面上に前記回転軸の径方向に向かって線状材が複数本固定されたブラシ部を構成することにより、前記回転体は、汚液の表面張力が低くても汚液を汚液処理槽内の上方の空間に持ち上げることができる。

さらに、前記線状材を、波打ちながら前記径方向に伸びる波打ち形状に形成することにより、前記線状材は、表面積を増やすことができ、より多くの汚液を汚液処理槽内の上方の空間に持ち上げることができ、気体の比重が重い溶剤でも回収路に供給されやすく効率的に分離回収することができる。

また、この発明の態様として、前記ブラシ部は、前記複数本の線状材が前記回転軸に螺旋状に配置することができる。

これにより、線状材は、回転中の回転軸の長手方向に隙間なく配置されていることとなり、汚液をまんべんなく汚液処理槽の上方空間に持ち上げることができる。

汚液処理槽で洗浄処理に使用された油分と溶剤とが混合した汚液を貯留し、前記汚液処理槽の外面に沿って形成された加熱媒体貯留部に貯留された前記汚液処理槽内に熱を伝導する加熱媒体を、加熱部で加熱し、回収路を通じて前記汚液処理槽から前記溶剤の蒸気を回収液槽に回収し、前記回収液槽に回収された溶剤の蒸気を、蒸気冷却部で前記溶剤の蒸気が凝縮液化する温度に冷却して溶剤を分離回収する溶剤回収方法であって、略水平の回転軸で回転する回転軸の円周面上に前記回転軸の径方向に向かって、波打ちながら前記径方向に伸びる波打ち形状に形成された線状材が複数本固定されたブラシ部を備えた回転体の少なくとも下部を前記汚液処理槽内の汚液内に埋没させておき、回転駆動部により前記回転体を回転させて前記汚液を上方の空間に持ち上げて前記溶剤の蒸発気化を促進する溶剤回収方法であることを特徴とする。

この発明により、汚液に混合する溶剤は、汚液処理槽の上部で蒸発気化することができ、気化した溶剤の比重が重くても効率的に溶剤を分離回収することができる。

本発明により、効率的に溶剤を分離回収することができる溶剤回収装置とその溶剤回収方法を提供することができる。

溶剤回収装置の外観を示す正面図（一部断面図）。 溶剤回収装置の外観を示す右側面図（一部断面図）。 回転ブラシの外観を示す正面図。 回転ブラシの外観を示す右側面図。 図３のＡ−Ａ部分を図４のＢ−Ｂ矢視で示した断面図。 溶剤回収装置の構成を示す構成図。

１００・・・溶剤回収装置
１０１・・・加熱媒体貯留部
１０２・・・汚液処理槽
１０３・・・回転ブラシ
１０３ａ・・・ブラシ部
１０３ｂ・・・回転軸部
１０３ｃ・・・線状材
１０４・・・加熱部
１０４ａ・・・加熱ヒーター
１０５・・・加熱媒体
１０６・・・ギヤ部
１０６ａ・・・駆動ギヤ
１０６ｂ・・・受動ギヤ
１０７・・・冷凍機
１１１・・・回収路
１１３・・・モーター
１１４・・・ベルト
１１５・・・回収液槽
１１６・・・冷却コイル
Ｌ・・・汚液
Ｓ・・・溶剤
Ｇ・・・蒸気

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。

図１は、溶剤回収装置１００の外観を示す正面図（一部断面図）であり、図２は、溶剤回収装置１００の外観を示す右側面図（一部断面図）であり、図３は、回転ブラシ１０３の外観を示す正面図であり、図４は、回転ブラシ１０３の外観を示す右側面図であり、図５は、図３のＡ−Ａ部分を図４のＢ−Ｂ矢視で示した断面図である。

図１に示すように、溶剤回収装置１００は、加熱媒体貯留部１０１と、汚液処理槽１０２と、回転ブラシ１０３と、加熱部１０４と、加熱ヒーター１０４ａと、加熱媒体１０５と、ギヤ部１０６と、冷凍機１０７と、冷凍機１０７の下面に設けた移動用キャスター１０８と、汚液投入口１０９と、給油口１１０と、回収路１１１と、モーター１１３と、ベルト１１４とで構成される。

加熱媒体貯留部１０１は、略ボックス状に形成され冷凍機１０７の上面に固定されて設置されている。また、汚液処理槽１０２は、加熱媒体貯留部１０１よりひとまわり小さい略ボックス状に形成され、前面および背面、左右両側面、底面が加熱媒体貯留部１０１の各対向面と離間している。これにより加熱媒体貯留部１０１と汚液処理槽１０２の間に加熱媒体１０５を充填できるようにしている。この汚液処理槽１０２内は、常圧雰囲気になっており、加圧等の処理は行わないように構成されている。

回収路１１１は、加熱媒体貯留部１０１に対して回転ブラシ１０３の上端より少し高い位置で、回転ブラシ１０３の軸方向略中央に設けられている。これにより、汚液Ｌが直接回収路１１１に入ることなく、かつ溶剤Ｓの蒸気Ｇを効率よく回収路１１１から後述する回収液槽１１５へ送り出せる。

加熱ヒーター１０４ａは、加熱媒体貯留部１０１を貫通して加熱部１０４に接続されている。この加熱部１０４と加熱ヒーター１０４ａは、加熱ヒーター１０４ａが加熱媒体貯留部１０１と汚液処理槽１０２とで形成された前面、背面、底面の各離間スペースに収まるように加熱媒体貯留部１０１左側面の３箇所に設けられている（図２参照）。

加熱媒体貯留部１０１内には、内部を全て満たす量の加熱媒体１０５がすきまなく充填されている。

汚液投入口１０９は、加熱媒体貯留部１０１左側面の中ほどの高さに接続パイプ１０９ａを介して接続されている。この接続パイプ１０９ａの途中には、汚液投入口１０９に貯留された汚液Ｌを汚液処理槽１０２内へ送る開閉バルブ１０９ｂが接続されている。

給油口１１０は、加熱媒体貯留部１０１の上面左端に接続パイプ１１０ａで接続されている。この給油口１１０は、加熱媒体１０５を適宜補充、給油するためのものである。

モーター１１３は、略垂直の回転軸を有し加熱媒体貯留部１０１の上面に固定設置されている。モーター１１３の回転は、ベルト１１４を介してギヤ部１０６に伝達され回転ブラシ１０３を回転させる。

ギヤ部１０６は、ベルト１１４を介してモーター１１３に接続されている略垂直の回転軸を有する駆動ギヤ１０６ａと、駆動ギヤ１０６ａの略垂直の回転軸と直交する略水平の回転軸を有し、回転ブラシ１０３の回転軸部１０３ｂの右端に固定され駆動ギヤ１０６ａと噛合う受動ギヤ１０６ｂとで構成される。モーター１１３の略垂直軸の回転は、ベルト１１４を介して駆動ギヤ１０６ａに伝達され、受動ギヤ１０６ｂにより略水平軸の回転に変換される。このギヤ部１０６は、例えばベベルギヤやウォームギヤなどとすることができる。

回転ブラシ１０３は、ブラシ部１０３ａと回転軸部１０３ｂとで構成される。回転ブラシ１０３は、ブラシ部１０３ａが汚液処理槽１０２の内壁に接触せず、かつ汚液処理槽１０２に貯留された汚液Ｌの量が減少してもブラシ部１０３ａの下端が汚液Ｌに埋没する程度の直径に形成されている。

回転軸部１０３ｂは、汚液処理槽１０２内の中程の高さに回転軸中心が略水平となるよう取付けられている。さらに、回転軸部１０３ｂの右端には受動ギヤ１０６ｂが固定されている。

また、図３、図４に示すようにブラシ部１０３ａは、回転軸部１０３ｂに螺旋状に巻き付けて回転軸部１０３ｂと相対移動がないように溶接などで固定されている。図５に示すように、ブラシ部１０３ａは、溶剤Ｓが蒸発気化しやすいよう加熱された汚液Ｌの熱を蓄熱して、より多くの汚液Ｌを持ち上げることができるよう波付け加工されたステンレス製の線状材１０３ｃを有するチャンネルブラシなどとすると好ましい。

また、図２に示すように、冷凍機１０７の上面で加熱媒体貯留部１０１の背面には、回収液槽１１５が固定設置されている。また、汚液処理槽１０２内と回収液槽１１５内とは回収路１１１で接続されている。

冷却コイル１１６は、回収液槽１１５内に設置され、冷凍機１０７に接続されている。

回収路１１１は、冷却コイル１１６よりも少し高い位置で回収液槽１１５内に突出するように接続されている。

次に溶剤回収装置１００における溶剤Ｓの分離回収処理を、図６の溶剤回収装置１００の構成を示す構成図を用いて説明する。

図６に示すように、溶剤Ｓが混合した汚液Ｌは、汚液投入口１０９から投入、あるいは汚液処理槽１０２に直接投入して少なくとも回転ブラシ１０３の下部が埋没する程度に汚液処理槽１０２に満たされる。

加熱ヒーター１０４ａにより加熱された加熱媒体１０５の熱は、汚液処理槽１０２を介して汚液Ｌへ伝導される。このとき、汚液Ｌの温度は、加熱媒体１０５の温度により調整される。また、加熱媒体１０５は、溶剤回収装置１００の処理目的に応じて適宜の温度に加熱ヒーター１０４ａにより加熱される。

例えば、加熱媒体１０５は、その温度が溶剤Ｓの常圧沸点温度より１０℃程度高い温度を保つよう加熱ヒーター１０４ａにより加熱されている。これにより、処理スピードを優先して高速処理を行える。

また、加熱媒体１０５は、溶剤Ｓの常圧沸点より低く設定し、純度優先としてもよい。この場合、溶剤Ｓの沸点に近く溶剤Ｓの沸点よりも低い温度とすることで、純度を維持したままなるべく早く処理することができる。この加熱媒体１０５の温度は、汚液Ｌに含まれる溶剤Ｓが分解しない温度の範囲内で調整される。

また、３箇所に設けた加熱ヒーター１０４ａは、加熱媒体１０５の温度にムラが生じないよう独立して制御されている。特に加熱媒体１０５の温度が安定するまでは、加熱媒体貯留部１０１内の加熱媒体１０５に熱対流が発生し温度がバラつきやすい。そのため、加熱媒体貯留部１０１の底部の加熱ヒーター１０４ａからオンにして加熱するなどして、媒体１０５が素早く目的の温度に上昇し、かつ一定温度を保つようにしている。

例えば、溶剤Ｓとして常圧沸点６１℃のＨＦＥを用い、処理スピードを優先する場合、加熱媒体１０５の加熱上限温度を７０℃と設定する。次に加熱媒体貯留部１０１の底部の加熱ヒーター１０４ａから加熱媒体１０５の加熱を開始し、３箇所の加熱ヒーター１０４ａをそれぞれ調節しながら、加熱媒体１０５の温度が一様に７０℃となるまで加熱する。加熱媒体１０５の温度が７０℃になると、加熱ヒーター１０４ａによる加熱媒体１０５の加熱を停止する。時間経過により加熱媒体１０５の温度が７０℃以下になると、加熱ヒーター１０４ａは加熱を再開して加熱媒体１０５の温度が一定に保たれるようにしている。

これにより、加熱された汚液Ｌに含まれる溶剤Ｓは、汚液Ｌの液面からの蒸発気化を促進される。また、汚液Ｌは、溶剤Ｓの濃度が変化しても一定温度を維持することができ、汚液Ｌの温度上昇による溶剤Ｓの分解などを防止することができる。

ここで、回転ブラシ１０３が回転することにより加熱された汚液Ｌは、汚液処理槽１０２の上方の空間へ持ち上げられ、溶剤Ｓが蒸発気化しやすいように液面の表面積を増やすことができる。

また、汚液処理槽１０２の上方空間に汚液Ｌを持ち上げることで汚液Ｌに含まれる溶剤Ｓは、汚液処理槽１０２の上部にある回収路１１１近傍で蒸発気化することとなる。また、汚液処理槽１０２に貯留された汚液Ｌが減少しても回転ブラシ１０３により上方空間へ持ち上げられるので、常に回収路１１１近傍で蒸発気化することができる。

回収液槽１１５内は、冷却コイル１１６で冷却され、さらに溶剤Ｓの蒸気Ｇの凝縮液化で圧力も低くなるため、汚液処理槽１０２内に対して温度、圧力ともに低くなる。

従って、汚液処理槽１０２内と回収液槽１１５内とに生じる圧力、温度差により汚液処理槽１０２に充満した溶剤Ｓの蒸気Ｇは、回収路１１１を通じて回収液槽１１５へ供給される。これにより、溶剤Ｓの蒸気Ｇをブロアーやポンプ等で強制的に回収液槽１１５に供給する必要がない。

回収液槽１１５内は、冷却コイル１１６により溶剤Ｓの蒸気Ｇが液状の溶剤Ｓに凝縮液化するのに適した温度に冷却されている。これにより回収液槽１１５へ供給された溶剤Ｓの蒸気Ｇは、冷却コイル１１６自体の冷却作用により凝縮液化するか、あるいは冷却コイル１１６で冷却された回収液槽１１５の内壁で間接的に凝縮液化する。凝縮液化した溶剤Ｓは、回収液槽１１５の底部に滴下あるいは流下して貯留される。こうして得られた液状の溶剤Ｓは、洗浄処理に再利用することができる。

このように略水平の回転軸で回転する回転ブラシ１０３を備えたことにより、多量の汚液Ｌを回転ブラシ１０３の表面に薄膜状に付着させた状態で、汚液処理槽１０２の上方空間に持ち上げることができる。これにより、持ち上げられた汚液Ｌに含まれる溶剤Ｓは、回収路１１１近傍で蒸発気化することができる。このように、汚液Ｌを薄膜状にすることで、溶剤Ｓの蒸発気化を促進することができる。回転ブラシ１０３は、汚液処理槽１０２の底から汚液Ｌを持ち上げる為、汚液処理槽１０２に貯留された汚液Ｌの量が減少しても影響を受け難く、かつ気体の比重が重い溶剤Ｓであっても回収路１１１を通じて回収液槽１１５に供給されやすい効率的な溶剤回収を実現することができる。

また、波付け加工し表面積を増やした線状材１０３ｃを使用することにより、汚液Ｌの表面張力が低くてもより多くの汚液Ｌをまんべんなく薄膜状に付着させて汚液処理槽１０２内の上方の空間へ持ち上げることができる。

また、ギヤ部１０６を設けたことによりモーター１１３は、加熱媒体貯留部１０１および汚液処理槽１０２を貫通して直接回転ブラシ１０３に接続する必要なく、かつ直交する回転軸を有する回転ブラシ１０３を回転させることができる。

さらに、汚液処理槽１０２を大型化しても回転ブラシ１０３を汚液処理槽１０２に適した大きさにすることで、溶剤回収装置１００は、その分離回収能力を維持することができる。

また、従来のように略垂直軸の回転では、汚液Ｌを液面から汚液処理槽１０２の上方へ持ち上げる部位が一部のみと少なくなるが、略水平軸の回転により液面の略半分から汚液を持ち上げることができ、効率的よく蒸発気化することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の回転体は、実施形態の回転ブラシ１０３に対応し、
以下同様に、
回転軸は、回転軸部１０３ｂに対応し、
加熱部は、加熱部１０４、加熱ヒーター１０４ａに対応し、
蒸気冷却部は、冷凍機１０７、冷却コイル１１６に対応し、
回転駆動部は、モーター１１３、ベルト１１４、ギヤ部１０６に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

この発明は、汚液あるいは廃液から再利用可能な溶剤を蒸留して分離回収する装置に適用することができる。

Claims (3)

1. 洗浄処理に使用された油分と溶剤とが混合した汚液を貯留する汚液処理槽と、
   前記汚液処理槽の外面に沿って形成され前記汚液処理槽内に熱を伝導する加熱媒体を貯留する加熱媒体貯留部と、
   前記加熱媒体を加熱する加熱部と、
   前記汚液処理槽から前記溶剤の蒸気を回収する回収路と、回収した溶剤の蒸気を凝縮液化して貯留する回収液槽と、
   前記回収液槽に供給された前記溶剤の蒸気が凝縮液化する温度に該溶剤の蒸気を冷却する蒸気冷却部とを備えた溶剤回収装置であって、
   略水平の回転軸で回転して少なくとも下部が前記汚液処理槽内の汚液内に埋没して該汚液を回転により上方の空間に持ち上げる回転体と、
   該回転体を回転駆動する回転駆動部とを備え、
   前記回転体に、回転軸の円周面上に前記回転軸の径方向に向かって線状材が複数本固定されたブラシ部で構成し、
   前記線状材を、波打ちながら前記径方向に伸びる波打ち形状に形成した
   溶剤回収装置。
2. 前記ブラシ部は、
   前記複数本の線状材が前記回転軸に螺旋状に配置された
   請求項１に記載の溶剤回収装置。
3. 汚液処理槽で洗浄処理に使用された油分と溶剤とが混合した汚液を貯留し、
   前記汚液処理槽の外面に沿って形成された加熱媒体貯留部に貯留された前記汚液処理槽内に熱を伝導する加熱媒体を、
   加熱部で加熱し、
   回収路を通じて前記汚液処理槽から前記溶剤の蒸気を回収液槽に回収し、
   前記回収液槽に回収された溶剤の蒸気を、蒸気冷却部で前記溶剤の蒸気が凝縮液化する温度に冷却して溶剤を分離回収する溶剤回収方法であって、
   略水平の回転軸で回転する回転軸の円周面上に前記回転軸の径方向に向かって、
   波打ちながら前記径方向に伸びる波打ち形状に形成した線状材が複数本固定されたブラシ部を備えた回転体の少なくとも下部を前記汚液処理槽内の汚液内に埋没させておき、
   回転駆動部により前記回転体を回転させて前記汚液を上方の空間に持ち上げて前記溶剤の蒸発気化を促進する
   溶剤回収方法。

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