JPH0957222A

JPH0957222A - 溶剤ガス回収装置

Info

Publication number: JPH0957222A
Application number: JP7219187A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Suzuki; 信夫鈴木; Kiyoshi Takao; 潔高尾; Kazuhisa Karaki; 和久唐木
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-08-28
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】乾燥に用いた溶剤の再利用を効率良く行い、
大気への放出量を少なくする。【解決手段】被乾燥物ａが導入され、被乾燥物ａに付
着した溶剤を乾燥する密閉可能な乾燥槽１と、この乾燥
槽１内を減圧する液封ポンプ２と、液封ポンプ２と乾燥
槽１との間に配置され、乾燥槽１からの溶剤ガスが通過
する充填物６５が内部に配置されて溶剤ガスを冷却する
冷却器６と、液封ポンプ２の後方に配置され、冷却器６
からの溶剤ガスが通過する充填物９が内部に複数段配置
され、充填物９を通過した溶剤ガスを液封ポンプ２の高
真空発生駆動用ガスとして供給すると共に、溶剤ガスを
凝集させて回収するガス回収タンク７とを備える。充填
物６５及び９の接触で溶剤ガスを効率良く冷却し、溶剤
の再利用を効率良く行い、溶剤ガスを液封ポンプ２に供
給するため、大気放出量を減じることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属部品、硝子部
品、樹脂部品等を精密乾燥する真空乾燥装置や減圧蒸気
乾燥装置に用いられ、乾燥で発生した溶剤ガスを回収す
る溶剤ガス回収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のような部品の洗浄では、被乾燥物
に付着している溶剤を被乾燥物の洗浄後に乾燥している
が、この乾燥で発生した溶剤ガスを回収することが従来
より行われている。このため、特公平１−４６１６２号
公報に記載された回収装置では、ヒーターを設けた蒸留
槽を洗浄槽に連結し、この蒸留槽に冷却器と回収タンク
を順次、連結し、さらに汚れていない溶剤液を貯留する
清液タンクを回収タンクに連結して洗浄槽に供給するよ
うになっている。

【０００３】この装置では、真空ポンプで洗浄槽内を真
空状態とし、この状態でワークを蒸気洗浄する。この洗
浄で汚れた溶剤液は洗浄槽から蒸留槽に移送し、同槽で
加熱されて蒸発した蒸留液を冷却器で液化して回収タン
クに回収する。この溶剤液は回収タンク内で汚れが除去
され、清液タンクに供給されて、洗浄に再使用するもの
であり、真空ポンプから排出されるガスは清液タンク、
フィルタを経由して大気中に排出される。

【０００４】これに対して、特開平６−１５２３９号公
報に記載されている洗浄装置では、洗浄槽に水封ポンプ
を連結すると共に、この水封ポンプに気液分離器を連結
している。気液分離器内には洗浄に用いた石油系溶剤を
気液分離する水が貯留されている。この装置では、洗浄
槽内の石油系溶剤を水封ポンプの水封水に吸引して、気
液分離器に導入し、気液分離するものであり、可燃性の
石油系溶剤のミストや蒸気を水封ポンプの水封水に溶解
あるいは混合した状態で排出するため、石油系溶剤の外
部への漏出が少なくなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特公平１−４６１６２
号公報記載の装置では、溶剤蒸気を冷却器で液化してい
るが、この冷却器への蒸気の導入は真空ポンプで行って
いる。ところが真空ポンプで排気する場合、ガスの流速
が２００〜８００ｍ／ｍｉｎになることが多く、固体接
触のみの冷却器では極めて液化能力が小さく、回収効率
が悪いものとなっている。

【０００６】特開平６−１５２３９号では、石油系溶剤
を水封ポンプの封水に溶解あるいは混合した状態で排出
しているが、一般的には、水と石油系溶剤とは相溶性が
なく、水封ポンプで圧縮攪拌されても、溶解あるいは混
合することはできない。また上述のように極めて高速で
吐出する場合には、ガスがストレートに吐出され、この
ため、実際の測定値では、３０００〜１００００ｐｐｍ
の濃度のガスが検出されている。これらのガスはほとん
どの場合、ダクトから大気に放出されるものである。

【０００７】以上の従来技術で説明したように、洗浄後
の乾燥は高速排気が必要のため、発生するガスを効率よ
く回収するには、非常に大がかりで、高価な費用を要し
ている。このため従来では、ガスをダクトから大気放出
する構造を採用することが必須の要件となっている。と
ころがこのことは、地球環境保全の観点からも問題とな
っている。また、近年、溶剤として、フロン、エタン等
の代替の溶剤を使用する傾向があるが、この溶剤の単価
は従来の溶剤より高く、安価で稼動するためには、溶剤
ガスの回収を確実で、しかも簡便に効率良く行う必要が
ある。

【０００８】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、溶剤を簡便に、効率良く、回収でき、そ
の排気濃度を５００ｐｐｍ以下することが可能な溶剤ガ
ス回収装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１の発明は、被乾燥物が導入され、当該被乾燥物に付
着した溶剤を乾燥する密閉可能な乾燥槽と、この乾燥槽
内を減圧する液封ポンプと、この液封ポンプと乾燥槽と
の間に配置され、乾燥槽からの溶剤ガスが通過する充填
物が内部に配置されて溶剤ガスを冷却する冷却器と、前
記液封ポンプの後方に配置され、この冷却器からの溶剤
ガスが通過する充填物が内部に複数段配置され、当該充
填物を通過した溶剤ガスを前記液封ポンプの高真空発生
駆動用ガスとして供給すると共に、溶剤ガスを凝集させ
て回収するガス回収タンクと、を備えるものである。

【００１０】請求項２の発明においては、上述した液封
ポンプの封液として、ガス回収タンクで回収された溶剤
液を用いるものである。

【００１１】本発明において、乾燥槽は液封ポンプによ
って真空状態となり、被乾燥物に付着している溶剤の乾
燥を行う。この乾燥槽に真空を発生させる真空ポンプ
は、洗浄及び乾燥に使用する溶剤と同じ溶剤を封液とし
て用いる液封ポンプを使用するが、この液封ポンプに加
えて、高真空域でスクロールポンプ、ルーツポンプ等を
切り替える組み合わせを用いるか、またスクロールポン
プ、ルーツポンプ等でサージタンクを介して真空を発生
させた後、サージタンクに停滞する溶剤液や溶剤ガスを
液封ポンプで回収しても良い。上記いずれの場合も、乾
燥槽からの溶剤液、溶剤ガスは液封ポンプで取り出さ
れ、冷却器を介してガス回収タンクに吐出される。この
系においては、完全に密閉系が構成されており、冷却器
内には充填物が配設され、この充填物によって溶剤ガス
の効率の良い冷却が行われる。

【００１２】冷却器を通過した溶剤ガスは液封ポンプを
介してガス回収タンクに導入される。この溶剤ガスはガ
ス回収タンク内で複数段折り返されて配設された充填物
と接触しながら冷却されて液化し、残分ガスのみがガス
溜まりに集められる。このままの状態では、残留ガスは
回収されず排出ガスとして大気に放出されるが、本発明
では、液封ポンプの高真空発生駆動用のガスとして液封
ポンプに吸引する。そして、このガスはガス回収タンク
に吐出され、複数段に折り返し配設された充填物と再
び、接触しながら冷却されて液化する。このように無理
なく合理的な回収方法で回収された溶剤は、再び有効に
利用される。

【００１３】なお、冷却器、ガス回収タンク内の充填物
には必要かつ充分な冷却水が供給されていて、上述した
繰り返しでの残存ガスは、その環境下での液の温度と蒸
気圧に依存するガス分であり、この分が大気に排気され
る。このため排気される溶剤ガスの濃度を５００ｐｐｍ
以下に抑えることが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を組み込んだ溶剤
ガス乾燥装置のブロック図である。乾燥槽１は密閉可能
となっており、内部には被乾燥物ａが導入されている。
この被乾燥物ａはあらかじめ洗浄されており、高純度な
溶剤液ｂによりディッピングされた濡れ状態になってい
る。また、被乾燥物ａに対しては、ディッピング時また
は、その後に乾燥に必要な潜熱が供給されるものであ
る。ディッピング時での潜熱供給では、ディッピング液
の温度を上げて行うことができ、ディッピング後の潜熱
供給では、温風吹きつけ、遠赤外線照射、誘導加熱、溶
剤蒸気浴への浸漬等により行うことができる。このよう
に潜熱供給された被乾燥物ａは、気密状に密閉された乾
燥槽１内に導入され、この乾燥槽１内が真空発生器であ
る液封ポンプ２により減圧されて急速に真空に到達す
る。

【００１５】これらの乾燥槽１と液封ポンプ２との間に
は、冷却器６が配置される。冷却器６は乾燥槽１の上部
に連結された乾燥排気管４と自動バルブ５を介して接続
されている。この冷却器６は乾燥槽１からの溶剤ガスが
導入されるガス入口６１と、液封ポンプ２と連結される
ガス出口６２とを有し、内部には後述するように、充填
物が配置されて、溶剤ガスの冷却を行う。

【００１６】液封ポンプ２の後方には、ガス回収タンク
７が設けられている。このガス回収タンク７は冷却器６
からの溶剤ガスが導入されるものであり、内部には後述
するように、溶剤ガスが通過する充填物が複数段で配置
されている。かかるガス回収タンク７は内部に導入され
た溶剤ガスを液封ポンプ２の高真空発生駆動用ガスとし
て供給するものである。また、ガス回収タンク７は回収
した溶剤を液封ポンプ２の封液として同ポンプ２に供給
するものである。

【００１７】ガス回収タンク７の上部の側面には駆動ガ
ス出口７１が設けられ、この駆動ガス出口７１にバルブ
１７を介してエジェクター１０が接続されている。エジ
ェクター１０は液封ポンプ２に高真空発生駆動用ガスを
供給するものであり、その構造及び作用は後述する。な
お、乾燥槽１の底部には、バルブ１９が連結され、この
バルブ１９と液封ポンプ２とがバルブ１８を介して連結
されている。

【００１８】図２は液封ポンプ２の内部構造を示す。こ
の液封ポンプ２はモーター（図示省略）によって回転さ
れる回転軸２２が偏心状態でケーシング２１内に挿入さ
れている。回転軸２２には回転翼２３が複数、取り付け
られており、封液吸入口２４から回転翼２３とケーシン
グ２１との間隙に封液ｂを導入する。この封液ｂはガス
回収タンク７の封液タンク３から供給されるものであ
る。

【００１９】ケーシング２１内に吸引された封液ｂは、
回転翼２３の遠心力で圧力液膜２５を形成し、封液吸入
口２４から吐出口２６を介してガス回収タンク７に吐出
することで、真空吸入口２７に強力な真空を発生させる
ことができる。この液封ポンプ２はその構造上、ある高
真空に達すると、封液ｂによるキャビテーションを起こ
し高騒音を発生する。この場合はバイパスに設けたエジ
ェクター１０から駆動ガスｅを駆動ガス吸入口２８に取
り入れることでキャビティーションを抑えることができ
ると共に、高真空を得ることができる。

【００２０】この駆動ガスｅとしては、清浄な空気や他
のガス体でも良いが、本発明では、そのままで放置すれ
ば大気放出されてしまう溶剤ガスｃを含む混合気体を駆
動ガスｅとして効果的に用いるものである。これにより
大気放出される溶剤ガスｃの量を減じることができる。
なお、封液として水を用いるポンプは水封ポンプである
が、本発明では液封ポンプ２を用いており、しかもその
封液として、被乾燥物の乾燥に用いた溶剤液ｂを用いて
いることが特徴である。

【００２１】上記構造では、液封ポンプ２の駆動によっ
て、乾燥槽１の真空度が上昇し、この上昇に従って、被
乾燥物ａに付着する溶剤液ｂは、急激に沸点を下げ、被
乾燥物ａが有する潜熱を奪いながら蒸発を繰り返す。乾
燥槽１の中は被乾燥物ａから蒸発した溶剤ガスｃで真空
度が低下するが、引き続き連続的に運転される液封ポン
プ２によって溶剤ガスｃは乾燥槽１から排出される。こ
れにより、真空度を上げながら乾燥状態を維持し続ける
ことで被乾燥物ａの乾燥が完了する。この時、乾燥槽１
内に残った溶剤ガスｃや底部に溜まった凝縮した溶剤液
ｂは、液封ポンプ２の真空吸引によって排出され、自動
バルブ５の制御により、乾燥排気管４から冷却器６に導
入される。

【００２２】図３は冷却器６の内部構造を示し、シェル
６３の内部に複数（例えば１６〜２０本）のシェル冷却
管６４が配置されており、このシェル冷却管６４に冷却
水が供給される。シェル冷却管６４の周囲には、シェル
充填物６５が充填されており、シェル充填物６５は冷却
水により充分冷却されている。ガス入口６１からシェル
６３内に流入した溶剤ガスｃは、シェル６３内部のシェ
ル冷却管６４と、この周囲に充填されたシェル充填物６
５とに接触して冷却されて液化し、ガス出口６２から冷
却排気管２１（図１参照）を経由して、液封ポンプ２に
入り、この液封ポンプ２からガス回収タンク７に導入さ
れる。

【００２３】ここに用いる冷却器６は、基本的にはシェ
ル型熱交換器の構造となっているが、基本構造のままで
は、シェル内への通過に際して、ガスへの抵抗が少な
く、シェル冷却管との接触時間が短く、熱交換効率が悪
い。図示する構造の冷却器６では、シェル充填物６５を
シェル６３内に充填することで、溶剤ガスとの接触面積
と通過抵抗とを増大させており、これにより熱交換効率
を飛躍的に向上させることができる。

【００２４】このシェル充填物６５としては、複数のシ
ェル冷却管６４の間隙に例えば、ＳＵＳ３０４あるいは
ＳＵＳ３１６等の材質からなる太さ０．１ｍｍ以下の細
いワイヤーを５本単位で網状に組み立てたワイヤーメッ
シュデミスターを用いることができ、溶剤ガスは寄り線
の間や編み目に接触して冷却されて、捕集される。な
お、溶剤ガスの捕集機能を有するものであれば、この材
質の限定されるものではなく、グッドロールその他の充
填材であっても良い。

【００２５】シェル充填物６５がワイヤーメッシュデミ
スターの場合、シェル冷却管６４の間隙に合わせて帯状
に加工したものを、シェル冷却管６４の間隙に適宜、詰
めて組立てる。このシェル充填物６４の充填量は、真空
排気速度を妨げないように液封ポンプ２の排気量に応じ
て加減調整されるものである。グッドロールの場合も同
様な手順で装着できる。その他の個体充填物を用いる場
合は、シェル冷却管６４の間隙より１／２〜１／３程
度、小さい寸法のものを用いると組立、交換が便利であ
る。

【００２６】以上の冷却器６からの溶剤ガスは図１に示
すように、バルブ１８から液封ポンプ２に入り、液封ポ
ンプ２からガス回収タンク７に導入される。ガス回収タ
ンク７への溶剤ガスの導入は同タンク７の下部側面に設
けたガス入口７２から行われる。このガス入口７２に
は、充填物７３が設けられて、溶剤液ｂや溶剤ガスｃの
飛散防止と回収を行っている。この充填物７３として
は、後述する回収充填物９と同じものを用いることがで
きる。

【００２７】図４はガス回収タンク７の内部構造を示
し、図１を併用して、その構造を説明する。ガス回収タ
ンク７内には、図４（Ａ）で示すような緩やかなジグザ
グ状に湾曲された冷却管７５が上下方向に複数段、配置
されており、この冷却管７５が棚板７４によってそれぞ
れ仕切られている。上下方向で隣接する棚板７４はその
開口部７５ａが交互に反対位置に形成されている。この
棚板７４で仕切られた空間部分には回収充填物９がそれ
ぞれ充填されている。

【００２８】回収充填物９は冷却器６のシェル充填物６
５と同様なものを使用することができる。図５はこの回
収充填物９の一例を示す。回収充填物９は厚さｔ＝１５
〜２０ｍｍ程度の薄型のワイヤーメッシュデミスターが
使用されており、この回収充填物９の２枚で冷却管７５
を挟むように、空間部分に挿入する。これにより冷却管
７５内を通過する冷却水によって、充分に冷却され、こ
の回収充填物９を通過する溶剤ガスが接触することで、
溶剤ガスが凝集して液化し、タンク７内を落下する。な
お、回収充填物９の充填量は液封ポンプ２の溶剤ガス排
気量に合わせて、適宜、調整されるものである。また、
回収充填物９としては、ワイヤーメッシュデミスター以
外の例えば、グッドロール、その他のものであっても良
い。

【００２９】タンク７の上部はガス溜まり部１１となっ
ており、このガス溜まり部１１にガス出口７１が設けら
れている。ガス溜まり部１１に達した溶剤ガスはこのガ
ス出口７１からエジェクター１０（図１参照）に供給さ
れて、高真空発生用駆動ガスとして活用される。１２は
ガス溜まり部１１の上面に取り付けられた排出口であ
る。

【００３０】ガス回収タンク７におけるガス入口７２よ
りも下方には、パンチングプレート等の多孔性の分離板
７６が設けられ、この分離板７６の下方が分離タンク１
３となっている。分離タンク１３には水が貯留されるも
のである。この分離タンク１３には、ガス回収タンク７
内で水分と共に凝集した溶剤液が落下し、そのまま静置
することで溶剤液を比重により水と分離するものであ
る。この分離タンク１３にはオーバーフローした溶剤液
ｂを受け入れる封液タンク３（図１参照）が隣接して設
けられ、溶剤液ｂはこの封液タンク３から液封ポンプ２
に供給されるようになっている。これにより溶剤液ｂが
液封ポンプ２の封液として使用される。この場合、封液
タンク３内には冷却コイル１８が挿入されており、タン
ク３内の溶剤液ｂは２０℃以下の冷却されて、液封ポン
プ２に供給される。

【００３１】図６は溶剤ガスを高真空発生用駆動ガスと
して液封ポンプ２に供給するエジェクター１０を示す。
このエジェクター１０は上部に駆動ガス吸入口１５が開
口していると共に、側面には排気管２１に連通する溶剤
ガス吸入口１６が開口している。駆動ガス吸入口１５に
は下方に向かって径が細くなるガイド管１７が連通して
いる。このガイド管１７は溶剤ガス吸入口１６近辺で開
口しており、駆動ガス吸入口１５から流入した駆動ガス
ｅはガイド管１７の下端の開口部分（ディフューザー部
Ｅ）で急激に絞られて、吐出する。これによりディフュ
ーザー部Ｅの流速が最大となり、ディフューザー部Ｅの
周囲部Ｆが負圧となり、液封ポンプ２のキャビテーショ
ンを抑えることができる。

【００３２】以上の実施の態様では、液封ポンプ２の作
動で乾燥槽１内が真空状態となり、被乾燥物ａに付着し
ている溶剤液ｂがガスとなり、この溶剤ガスｃが乾燥槽
１から冷却器６に導入される。この冷却器６内では、シ
ェル充填物６５及び冷却管６４との接触で、溶剤ガスｃ
が効率良く冷却され、その後、液封ポンプ２を介して、
ガス回収タンク７内に導入される。

【００３３】ガス回収タンク７内で、溶剤ガスｃは複数
段、折り返された回収充填物９の間を通過し、この通過
時に冷却される。このため溶剤ガスｃが凝集して液化
し、分離タンク１３に落下する。そして分離タンク１３
から封液タンク３にオーバーフローし、このオーバーフ
ローした溶剤液ｄが液封ポンプ２の封液として使用され
る。

【００３４】一方、排気速度や、接触効率の限界からガ
ス回収タンク７内で液化せずに、回収充填物９を通過し
た溶剤ガスｃはガス溜まり部１１に達し、このガス溜ま
り部１１からエジェクター１０を介して液封ポンプ２に
供給され、高真空駆動用ガスとして使用される。以上の
工程を経て、なお残留する溶剤ガスｃだけが排出口１２
から大気内に放出されるものである。これにより大気放
出される溶剤ガスの量を減じることができる。実際の測
定では、水封ポンプを使用した場合、排出口１２での溶
剤ガスの濃度がＧＣ（ガスクロマトグラフィー）測定
で、３０００〜１００００ｐｐｍの値を示したが、上記
した態様では、３８０ｐｐｍの濃度と鳴っていた。

【００３５】

【発明の効果】本発明の溶剤ガス回収装置では、冷却器
内に充填物を配置すると共に、ガス回収タンク内に複数
段の充填物を配置して、溶剤ガスを冷却するため、その
液化の効率が向上し、溶剤の効率的な使用が可能とな
る。また、ガス回収タンクで液化することなく、ガスの
ままで残存している溶剤ガスを高真空駆動用ガスとして
液封ポンプに供給するため、大気排出される溶剤ガスの
量が少なくなり、環境上の問題を生じることがなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す回路図であ
る。

【図２】液封ポンプの内部構造を示す断面図である。

【図３】冷却器の内部構造を示し、（Ａ）は径方向の断
面図を、（Ｂ）は長さ方向の断面図である。

【図４】ガス回収タンクの内部構造を示し、（Ａ）は平
面からの断面図を、（Ｂ）は縦断面図を、（Ｃ）は側面
図である。

【図５】充填物の一例の斜視図である。

【図６】エジェクターの断面図である。

【符号の説明】

１乾燥槽２液封ポンプ６冷却器７ガス回収タンク１０エジェクター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被乾燥物が導入され、当該被乾燥物に付
着した溶剤を乾燥する密閉可能な乾燥槽と、この乾燥槽内を減圧する液封ポンプと、この液封ポンプと乾燥槽との間に配置され、乾燥槽から
の溶剤ガスが通過する充填物が内部に配置されて溶剤ガ
スを冷却する冷却器と、前記液封ポンプの後方に配置され、この冷却器からの溶
剤ガスが通過する充填物が内部に複数段配置され、当該
充填物を通過した溶剤ガスを前記液封ポンプの高真空発
生駆動用ガスとして供給すると共に、溶剤ガスを凝集さ
せて回収するガス回収タンクと、を備えていることを特
徴とする溶剤ガス回収装置。
【請求項２】前記液封ポンプは前記ガス回収タンクで
回収された溶剤液を封液として用いることを特徴とする
請求項１記載の溶剤ガス回収装置。