JPH0691252A - 水溶液の蒸発濃縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートポンプ回路のコンプレッサーに大きな
負荷を掛けずに、どのような水溶液でも、また、どのよ
うな環境下でも一定の蒸発速度を維持して水溶液を蒸発
濃縮運転できるようにした。 【構成】 ヒートポンプ回路５の加熱域の適所に冷媒を
ファン１３により強制空冷する空冷手段（空冷部）１２
を設けるとともに、加熱域での冷媒温度又は圧力を検出
する検出器２３と、該検出器２３の検出温度又は圧力に
応じて前記ファン１３を制御する制御手段２４とを備
え、この冷媒温度又は圧力が基準値より高くなれば、冷
媒空冷手段１２のファン１３を駆動（或いはファンの風
量を強く）して適切な温度まで下げ、検出温度又は圧力
が下がり過ぎれば空冷手段１２のファン１３を停止（或
いはファンの風量を弱く）させて冷媒の昇温を図るよう
に構成した。

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、また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、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
の欠点が解消され、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破棄することは不
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、これら
の装置に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
てヒートポンプ回路の放熱部及び吸熱部を用いるものも
ある。

【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非蒸発成分の濃度や性質が一定でな
いため、濃縮度の進行、或いは外気温の影響により放熱
部を通る冷媒の熱が上がり過ぎてヒートポンプ回路の動
作条件が崩れることがある。その結果、蒸発速度が低下
し、放熱部を通る冷媒温度が異常に上昇し、コンプレッ
サーに大きな負荷を掛け、その寿命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、ヒートポンプ回路、特にコンプレッサーに大きな
負荷を掛けずに、どのような水溶液でも、また、どのよ
うな環境下でも一定の蒸発速度を維持して運転できるよ
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】上記の目的を達成するた
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、かつ、ヒートポンプ回路の加熱域の適所に
冷媒空冷部を設けた水溶液の蒸発濃縮装置において、前
記加熱域の冷媒温度又は圧力を検出する検出器と、該検
出器の検出温度又は圧力により前記空冷部を制御する制
御手段とを備え、冷媒温度又は圧力が基準値より低下す
れば、ファンを停止（或いはファンの風量を弱くする）
して冷媒温度を上げ、冷媒温度又は圧力が高くなれば、
ファンを駆動（或いはファンの風量を強くする）して冷
媒温度を下げるようにコントロールすることができるよ
うに構成した。この場合、空冷手段の設置個所はヒート
ポンプ回路の加熱域であれば問わない。

【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でもその他でもよい）３に接続され
て減圧される。蒸発釜２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内に給送する汲上手段（電磁弁）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回路５の冷媒圧縮
用のコンプレッサー、１２は冷媒をファン１３により強
制空冷する空冷手段（空冷部）である。空冷手段１２は
濃縮度の進行或いは外気温の影響により放熱部を通る冷
媒の熱が上がり過ぎてヒートポンプ回路の動作条件が崩
れることを防止するためのものであり、ヒートポンプ回
路５の加熱域に設けられる。この空冷手段１２の設置は
加熱域であれば図１に示す位置に限らず何処に設置して
もよい。例えば、図３の如く蒸発釜１の加熱手段４を構
成する放熱部を跨ぐように設けたバイパス状の冷媒通路
ａ上でも、コンプレッサー１１と前記放熱部との間に並
列的に設けたバイパス状の冷媒通路ｂ上でも、該放熱部
とキャピラリーチューブ１４との間に並列的に設けたバ
イパス状の冷媒通路ｃ上でもこれ以外の何れでも良い。

【００１７】前記キャピラリーチューブ１４は膨張弁の
役目をなすものであり、該キャピラリーチューブ１４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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】２３は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）の適所から分岐したパイプに接続された冷媒温
度又は圧力を検出する検出器、２４は該検出器２３が検
出した温度又は圧力が予め設定した値により図２に示す
如く前記冷媒空冷手段１２のファン１３を制御する制御
手段である。制御手段２４は冷媒空冷手段１２のファン
１３の駆動・停止（オンオフ）を制御するか、或いはフ
ァン１３の風量を調整制御する。具体的には冷媒の温度
又は圧力が温度設定器等にて確定された基準値と比較し
て低くければ、ファン１３を停止（或いはファンの風量
を弱くする）して冷媒温度を上昇させ、液の温度又は圧
力が基準値より高くなれば、ファン１３を駆動（或いは
ファンの風量を強くする）して冷媒温度を降下させるよ
うにコントロールし、常に、蒸発釜１内の濃縮液及び蒸
発釜１内の加熱手段４を流動する冷媒を一定の適切な温
度に保つことが可能となる。例えば、冷媒が「フレオン
ガスＲ−２２」のときは、１５Ｋｇ／ｃｍ²未満の圧力
ではファンを停止させ、これ以上ではファンを駆動する
ように設定することが好ましい。

【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、
減圧手段のポンプ３ｂを作動させてからコンプレッサー
１１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】ヒートポンプ回路を流れる冷媒は、コンプ
レッサー１１にて高圧・高温にされて放熱部を流動する
間に蒸発釜１内の廃液に熱を奪われ、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１
０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、再び高圧・高
温とされて放熱部へと繰り返えし供給される。

【００２４】このように循環する冷媒の温度又は圧力が
外気温等の影響により高くなり過ぎると、コンプレッサ
ーの負荷が増大することとなる。この冷媒温度又は圧力
を検出器２３で常に監視し、その検出温度又は圧力が基
準値より高くなっていれば、冷媒空冷手段１２のファン
１３を駆動して適切な温度まで下げ、検出温度又は圧力
が下がり過ぎれば、冷媒空冷手段１２のファン１３を停
止させて冷媒の昇温を図る。これにより冷媒温度、ひい
ては廃液温度が常に必要な温度に保たれ、一定の蒸発速
度を維持できるようになる。

【００２５】かくして、廃液の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１
９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。

【００２６】

【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、かつ、ヒートポン
プ回路の加熱域の適所に冷媒空冷部を設けた水溶液の蒸
発濃縮装置において、前記加熱域の冷媒温度又は圧力を
検出する検出器と、該検出器の検出温度又は圧力により
前記空冷部を制御する制御手段とを備えたから、冷媒温
度又は圧力が基準値より低下すれば、ファンを停止（或
いはファンの風量を弱くする）して冷媒温度を上げ、逆
に冷媒温度又は圧力が高くなれば、ファンを駆動（或い
はファンの風量を強くする）して冷媒温度を下げるよう
にコントロールすることができる。従って、ヒートポン
プ回路のコンプレッサーに大きな負荷を掛けずに、どの
ような水溶液でも、また、どのような環境下でも一定の
蒸発速度を維持して運転でき、処理の効率化が図れると
ともに、コンプレッサーの寿命を増大させるなど、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】本願蒸発濃縮装置の作用を示す概略図である。

【図３】空冷手段の設置位置を示す概略図である。

【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 空冷手段（空冷部） 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 冷媒温度又は圧力の検出器 ２４ 制御手段 ａ、ｂ、ｃ 空冷手段の設置個所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｃ 5/00 (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

Claims (3)

【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、かつ、ヒートポンプ回路の加熱域の適所に
   冷媒空冷部を設けた水溶液の蒸発濃縮装置において、前
   記加熱域の冷媒温度又は圧力を検出する検出器と、該検
   出器の検出温度又は圧力により前記空冷部を制御する制
   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】 前記冷媒空冷部が、ヒートポンプ回路の
   加熱域の適所にバイパス状に設けられている請求項１に
   記載の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。