KR20170059929A - 용매 분리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 배기 발생 장치로부터 배출되는 가열에 의해 기화한 용매를 포함하는 배기 분위기로부터의 용매 제거에 있어서, 냉각하는 에너지를 사용하여 액화시키는 것이 아니라, 용매를 기체의 상태에서 제거하여, 배기 분위기를 정화하는 용매 분리 방법 및 장치를 제공한다.
(해결 수단) 분리 장치(17)의 배기 분위기(22)의 유로(42)의 1개의 벽면에 전극(25)을 배치하여, 배기 분위기(22) 중의 기화한 용매(23)에 전계(24)를 부여하는 것에 의해 배기 분위기 중의 용매만을 전계의 방향으로 집중시키고, 이 용매를 주변의 일부의 배기 분위기와 함께 분리 장치(17) 밖으로 배출한다.

Description

용매 분리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SEPARATING SOLVENT}
본 발명은, 기화한 용매를 포함한 기체로부터, 용매를 제거하여 정화하는 용매 분리 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근, 여러 가지의 공업 제품 또는 가전의 조립 제조 공정, 또는, 그들 제품의 구성 부품이 되는 각종 전자 부품, 각종 전지, 또는, 기판 등의 디바이스 제조 공정에 있어서도, 각종 기능을 가진 페이스트 상태의 재료를 도포한 후, 각종 열처리 장치에 의해 가열 처리가 행해지고 있다. 여기서, 각종 열처리 장치란, 예컨대, 건조로, 소성로, 큐어로, 또는 전자 부품의 실장 공정 등에서 납땜에 사용되는 리플로우로 등이다. 각각의 페이스트 상태의 재료에는, 최종적으로 제품에 필요하게 되는 고형분 등에 더하여, 그들을 각종 기판 또는 기재 등에 도공하기 위해, 각각의 목적 또는 필요에 따라서, 물 또는 유기 용제 등의 각종 용제가 혼입되어 점도 조정 또는 성능 조정이 실시되어 있다.
그들 용매는, 열처리 장치에 있어서의 가열 공정에서, 기화 및 탈매(脫媒)의 공정을 거쳐서, 페이스트 상태의 재료로부터 장치 내에 방출된다. 이것에 의해, 연속적으로 가열 처리가 이루어지는 경우에는, 장치 내에 용매가 연속적으로 기화하여 방출되고, 그 결과, 장치 내 분위기에 있어서의 용매 농도가 올라가고, 여러 가지의 문제로 연결될 가능성이 있다. 예컨대, 장치 내 분위기 중의 용매 농도가 높아지는 것에 따라, 장치 내 온도에서의 분위기 중에 존재 가능한 용매의 양이 포화 상태에 가까워지는 것에 의해, 열처리 대상물의 건조가 곤란하게 되고, 또는, 폭발성을 갖는 용매의 경우는, 포화 증기압까지 도달하고 있지 않더라도, 기화 용매 농도의 폭발 한계를 넘어 버릴 가능성도 있다. 그 때문에, 장치 밖으로부터 외기를 장치 내에 정기적 또는 연속적으로 공급하거나, 질소 가스 또는 그 외의 분위기(분위기 가스)가 필요한 경우에는, 그들 분위기를 장치 밖으로부터 공급할 필요가 있다. 또한, 동시에, 용매 농도가 상승한 장치 내의 분위기를 장치 밖으로 방출하는 수단이 채용된다. 도 19는 분위기의 공급과 배기를 설명하는 도면이다. 송풍 블로어(2)로 외기를 열처리 장치(1)의 내부에 공급한다. 열처리 장치(1) 내에서 기화하는 용매를 포함한 열처리 장치(1) 내의 분위기의 일부를, 배기 블로어(3)로 장치 밖으로 배출한다. 단, 열처리 장치(1) 밖으로 배기하는 분위기에 함유되어 있는 용매는, 유해한 것도 있고, 환경에 주는 영향이 염려되는 것도 있다. 그래서, 열처리 장치(1) 밖으로 배출되고 또한 배기 분위기에 포함되는 용매에 의한 대기 오염 등의 환경으로의 영향, 또는, 작업자에 대한 건강 영향을 제외하기 위해, 배기 분위기로부터, 필요에 따라서 용매를 제거하는 방법으로서, 예컨대 특허 문헌 1의 방식이 알려져 있다.
도 20은 특허 문헌 1의 설명도이다. 이 특허 문헌 1에 있어서는, 열처리 장치(1)에는, 열처리 장치 내측 배기 덕트(4)를 거쳐서 냉각기(5)가 연통함과 아울러, 냉각기(5)에 연통하여 열처리 장치 외측 배기 덕트(6) 및 미스트 콜렉터(7)가 차례로 더 배치되어 있다. 이 열처리 장치(1) 내로부터 배출되고 또한 용매를 포함한 배기 분위기를 냉각기(5)에 의해 냉각하는 것에 의해, 열처리 장치 내 분위기 중의 용매를 액화 응집시킨다. 그 다음에, 열처리 장치 외측 배기 덕트(6)에 의해 더 하류측으로 배기하고, 열처리 장치 외측 배기 덕트(6)에 연통하여 배치되어 있는 미스트 콜렉터(7)에서, 액화 응집한 용매를 포착하는 것에 의해 배기 분위기를 정화하고, 정화된 분위기를 열처리 장치 밖으로 배출할 수 있다.
또한, 배기에 포함되고 또한 기화한 용매, 특히 수증기의 제거 방식으로서는, 특허 문헌 2의 방식이 알려져 있다. 도 21은 특허 문헌 2의 설명도이다. 특허 문헌 2에서 개시되고 있는 구성은, 이하와 같은 구성이다. 대전 전극(8)과 흡착 전극(9)은, 각각 제 1 회전축(11)과 제 2 회전축(12)을 중심으로 회전하도록 되어 있고, 제 1 회전축(11)과 제 2 회전축(12)은, 각각 제 1 구동 전달 벨트(13)와 제 2 구동 전달 벨트(14)를 거쳐서, 구동 모터(10)에 연통하고 있다. 이 구동 모터(10)의 구동에 의해 대전 전극(8)과 흡착 전극(9)은 회전하지만, 이때, 대전 전극(8)과 흡착 전극(9)과 배기(22)의 접촉 면적이 커지도록, 대전 전극(8)에는 관통 구멍(8a)이, 또한 흡착 전극(9)에는 관통 구멍(9a)이 각각 배치되어 있다. 특허 문헌 2의 방식에서는, 공급되는 배기(22) 중의 용매가 기화하여 있는 경우에, 냉각하여 액화 응집하는 것이 아니라, 배기 유로의 상류측에서 기화한 용매가, 회전하는 대전 전극(8)에 접촉하는 것에 의해 대전되고, 유로의 하류측의 흡착 전극(9)의 방향으로 이동한다. 그래서, 기화한 용매가, 대전하고 있는 용매의 극성과는 반대의 극성의 전하를 갖고 또한 회전하고 있는 흡착 전극(9)에 유인되고, 용매가 흡착 전극(9)에 흡착된다. 이 흡착 전극(9)에 흡착된 용매는, 흡착 전극(9)의 원심력에 의해 물방울 회수기(15)에 회수된다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 2004-301373호 공보
(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 2006-87972호 공보
그렇지만, 상기 특허 문헌 1의 구성에서는, 배기 중의 용매를 냉각기에 의해 냉각하여 용매를 액화, 응집시키기 때문에, 열처리 장치 내 분위기를 고온으로 가열하기 위해 이용된 방대한 에너지를, 냉각기에서의 냉각 공정에서 없애지 않으면 안 된다. 또한, 상기 특허 문헌 2의 구성에서는, 배기의 경로상에서 용매(수증기)가 흡착 전극에 흡착된 시점에 결로하여 물방울 상태가 되는 온도까지 배기 분위기가 냉각되지 않으면, 대전 전극에서 용매가 대전한 후에 흡착 전극에 흡착되더라도, 다시 기화하여 수증기가 되고, 흡착 전극의 하류측으로 배출되어 버린다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여, 열처리 장치 등의 배기 발생 장치로부터 배출되는 가열에 의해 기화한 용매를 포함하는 배기 분위기로부터의 용매 제거에 있어서, 냉각하는 에너지를 사용하여 액화하는 것이 아니라, 용매를 기체의 상태에서 제거하고, 배기 분위기를 정화하는 용매 분리 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 형태에 관련되는 용매 분리 방법은, 극성을 갖고 또한 기화한 용매를 포함한 기체로부터 상기 용매를 분리하는 방법으로서, 상기 기체를 용매 분리 장치의 유로 내에서 일정 방향으로 흐르게 하고, 상기 기체의 상기 유로에, 상기 기체가 흐르는 방향을 따라 상기 용매를 배출하는 배기 유로 내까지 연장되도록 배치된 전극에, 상기 기체가 흐르는 방향과 교차하는 방향으로 전계를 인가하여 정전 유인에 의해, 상기 기체에 포함되는 상기 용매를 전극측으로 끌어당겨서 상기 유로 내의 일정 영역 내에 모으고, 상기 전계를 인가하여 상기 정전 유인에 의해 상기 용매를 전극측으로 끌어당기면서, 모은 상기 용매를 포함하는 기체를, 상기 일정 영역 이외의 용매를 포함하지 않는 기체로부터 분리하여 상기 배기 유로에 배출한다.
또한, 본 발명의 제 2 형태에 관련되는 용매 분리 방법은, 상기 제 1 형태에 있어서, 상기 극성을 갖고 기화한 용매를 포함한 기체는, 배기 발생 장치에서의 가열에 의해 상기 배기 발생 장치 내에서 발생하고, 상기 배기 발생 장치로부터 배기되는 가열된 기체로 할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제 3 형태에 관련되는 용매 분리 방법은, 상기 제 1 또는 제 2 형태에 있어서, 상기 용매가 분리되어 상기 용매를 포함하지 않는 기체를, 상기 용매를 포함하는 기체로부터 분리하여 상기 용매 분리 장치로부터 배기 발생 장치 내에 공급하여 순환시킬 수도 있다.
또한, 본 발명의 제 4 형태에 관련되는 용매 분리 방법은, 상기 제 3 형태에 있어서, 상기 배기 발생 장치와 상기 용매 분리 장치의 사이의 순환하는 경로가 단열재에 의해 외기와 열차단되어 있는 상태에서, 상기 기화한 용매를 포함하는 기체가 상기 배기 발생 장치로부터 상기 용매 분리 장치로의 경로를 흐름과 아울러, 상기 용매가 제거된 기체가 상기 용매 분리 장치로부터 상기 배기 발생 장치로의 경로를 흐르도록 할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제 5 형태에 관련되는 용매 분리 장치는, 극성을 갖고 또한 기화한 용매를 포함한 기체로부터 상기 용매를 분리하는 용매 분리 장치로서, 상기 기체가 일정 방향으로 흐르는 유로를 형성 가능한 통 형상 부재와, 상기 통 형상 부재와는 전기적으로 절연되고, 또한, 상기 기체가 흐르는 방향을 따라 상기 통 형상 부재 내에 연장되도록 배치된 전극과, 상기 전극에 전압을 인가하여, 상기 기체가 흐르는 방향과 교차하는 방향으로 전계를 발생시켜, 상기 기체에 포함되는 상기 용매를 상기 유로 내의 전극측의 일정 영역에 모으는 전압 인가 장치와, 상기 유로의 출구에 접속되어, 상기 전극의 근방에 모인 상기 용매를 포함하는 제 1 배기 분위기를 배기하는 제 1 배기 덕트와, 상기 유로의 출구에 접속되어, 상기 용매를 포함하지 않는 제 2 배기 분위기를 배기하는 제 2 배기 덕트를 구비하고, 상기 전극은, 상기 통 형상 부재 내로부터 상기 제 1 배기 덕트 내까지 배치되고, 상기 전압 인가 장치에 의해 상기 전계를, 상기 유로 내를 흐르는 상기 기체에 인가하여 정전 유인에 의해 상기 용매를 전극측으로 끌어당겨서, 상기 기체에 포함되는 상기 용매를 상기 유로 내의 상기 일정 영역 내에 모으고, 모은 기체로서 상기 용매를 포함하는 상기 제 1 배기 분위기를, 상기 전계를 인가하여 상기 정전 유인에 의해 상기 용매를 전극측으로 끌어당기면서, 상기 제 1 배기 덕트로부터 배출하는 한편, 상기 용매를 포함하지 않는 상기 제 2 배기 분위기를 상기 제 2 배기 덕트로부터 배출하여, 상기 용매를 분리한다.
또한, 본 발명의 제 6 형태에 관련되는 용매 분리 장치는, 상기 제 5 형태에 있어서, 상기 전극은, 상기 통 형상 부재의 상기 유로 내에서, 상기 기체가 흐르는 방향과 교차하도록 상기 제 1 배기 덕트 내까지 배치되고, 전압 인가 장치에 의해 상기 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 발생되는 전계를, 상기 기체가 흐르는 방향과 직교하는 방향의 단면으로 상기 제 2 배기 덕트와 상기 제 1 배기 덕트로 분기하기 전의 유로의 선두의 위치로부터 상기 출구까지의 사이에서 적분하면, 상기 기체가 흐르는 방향과 직교하는 방향의 단면이 모두 상기 전계의 범위 내가 되도록, 상기 전극이 상기 통 형상 부재의 상기 유로 내에 배치되는 용매 분리 장치를 제공한다.
본 발명의 제 7 형태에 관련되는 용매 분리 장치는, 상기 제 5 형태에 있어서, 상기 전극은, 적어도 2개 이상 배치된 전극으로 구성되어 있도록 하더라도 좋다.
본 발명의 제 8 형태에 관련되는 용매 분리 장치는, 상기 제 7 형태에 있어서, 상기 적어도 2개 이상의 전극은, 적어도 1개의 양전압이 인가되는 전극과 적어도 1개의 음전압이 인가되는 상기 전극이 배치되어 구성되어 있도록 하더라도 좋다.
본 발명의 제 9 형태에 관련되는 용매 분리 장치는, 상기 제 6 형태에 있어서, 상기 전극은, 적어도 2개 이상 배치된 전극으로 구성되어 있도록 하더라도 좋다.
본 발명의 제 10 형태에 관련되는 용매 분리 장치는, 상기 제 9 형태에 있어서, 상기 적어도 2개 이상의 전극은, 적어도 1개의 양전압이 인가되는 전극과 적어도 1개의 음전압이 인가되는 상기 전극이 배치되어 구성되어 있도록 하더라도 좋다.
본 발명의 제 11 형태에 관련되는 용매 분리 장치는, 상기 제 5~10 중 어느 1개의 형태에 있어서, 상기 극성을 갖는 기화한 용매를 포함한 기체의 발생원인 배기 발생 장치와, 상기 기체가 흐르는 상기 유로의 상류측이 상기 배기 발생 장치의 배기구에 접속되고, 상기 제 2 배기 덕트가 상기 배기 발생 장치로의 기체의 공급구에 접속된 순환 유로를 구비하는, 용매 분리 장치를 제공한다.
본 발명의 제 12 형태에 관련되는 용매 분리 장치는, 상기 제 11 형태에 있어서, 상기 순환 유로의 순환 덕트는, 단열재에 의해 외기와 열차단하는 구성이도록 하더라도 좋다.
이상과 같이, 본 발명의 상기 제 1~제 5 형태에 관련되는 용매 분리 방법 및 장치에 의하면, 가열을 행하는 열처리로 장치로부터 배출되는 배기 분위기에 포함되는 기화한 용매를 제거하는 경우에 있어서도, 배기 분위기를 냉각하는 일 없이 분리하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 상기 제 6~제 12 형태에 관련되는 용매 분리 장치 및 용매 분리 장치에 의하면, 배기 발생 장치로부터 배출되는 가열에 의해 기화한 용매를 포함하는 배기 분위기 가스로부터의 용매 제거에 있어서, 냉각하는 에너지를 사용하여 액화하는 것이 아니라, 기체의 상태에서 제거하여, 배기 분위기 가스를 정화 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 용매 분리 방법을 실시 가능한 용매 분리부를 포함하는 용매 분리 장치의 설명도.
도 2는 물의 분자 구조의 확대 설명도.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 용매 분리 방법을 설명하기 위한 용매 분리부의 평면도.
도 3b는 도 3a의 용매 분리부의 사시도.
도 4a는 본 발명의 제 2 실시 형태에 있어서의 용매 분리 방법을 설명하기 위한 용매 분리부의 평면도.
도 4b는 도 4a의 용매 분리부의 사시도.
도 5a는 본 발명의 제 3 실시 형태에 있어서의 용매 분리 방법을 설명하기 위한 용매 분리부의 종단면도.
도 5b는 도 5a의 용매 분리부의 사시도.
도 6은 본 발명의 제 4 실시 형태에 있어서의 용매 분리 방법을 설명하기 위한 용매 분리부의 사시도.
도 7은 도 6의 용매 분리부의 구성을 설명하는 종단면도.
도 8은 본 발명의 제 5 실시 형태에 있어서의 용매 분리부를 포함하는 용매 분리 장치의 설명도.
도 9는 배기 덕트 폭의 설명도.
도 10은 배기 통과 폭의 설명도.
도 11은 본 발명의 제 6 실시 형태에 있어서의 용매 분리부를 포함하는 용매 분리 장치의 개략도.
도 12a는 본 발명의 제 6 실시 형태에 있어서의 용매 분리부를 설명하기 위한 용매 분리 장치의 평면도.
도 12b는 도 12a의 용매 분리부의 사시도.
도 12c는 도 12a의 용매 분리부에 있어서 연결부를 추가한 경우의 사시도.
도 13은 본 발명의 제 6 실시 형태에 있어서의 용매 분리부의 다수의 유로 단면을 서로 겹쳐서 적분 처리한 후의 유로 단면도.
도 14a는 본 발명의 제 7 실시 형태의 용매 분리부의 측면도.
도 14b는 본 발명의 제 7 실시 형태의 용매 분리부의 평면도.
도 15는 본 발명의 제 7 실시 형태에 있어서의 용매 분리부의 다수의 유로 단면을 서로 겹쳐서 적분 처리한 후의 유로 단면도.
도 16a는 본 발명의 제 8 실시 형태에 있어서의 용매 분리부의 설명도.
도 16b는 본 발명의 제 8 실시 형태에 있어서의 용매 분리부의 설명도.
도 17은 본 발명의 제 8 실시 형태에 있어서의 용매 분리부의 다수의 유로 단면을 서로 겹쳐서 적분 처리한 후의 유로 단면도.
도 18은 본 발명의 상기 실시 형태의 변형예에 관련되는 용매 분리 장치로서, 열처리 장치로의 분위기 가스의 공급과 배기를 행하는 용매 분리 장치의 개략도.
도 19는 종래의 분위기의 공급과 배기를 설명하는 설명도.
도 20은 종래의 배기 정화 장치의 설명도.
도 21은 종래의 배기 정화 장치의 설명도.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
(제 1 실시 형태)
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 용매 분리 방법을 실시 가능한 용매 분리 장치(51)의 설명도이다. 용매 분리 장치(51)는, 배기 발생 장치의 일례로서의 열처리 장치(1)에 연결되고, 배기 덕트(16)와, 용매 분리부(17)와, 제 1 배기 덕트(19)와, 제 2 배기 덕트(18)와, 제 1 배기 블로어(21)와, 제 2 배기 블로어(20)를 구비하고 있다.
열처리 장치(1)는, 예컨대, 소성로, 건조로, 큐어로, 또는, 리플로우로 등, 가열 처리를 행하는 노(爐)이다. 이 가열 처리에서는, 가열 대상의 각종 재료 또는 부재에 따른 가열을 실시하고, 가열에 의해 열처리 장치(1) 내의 분위기(기체) 중에 용매가 기화한다. 기화한 용매를 포함하는 열처리 장치 내 분위기의 일부는, 열처리 장치(1)에 연통하여 배치되어 있는 배기 덕트(16)에 유도된다.
배기 덕트(16)의 하류측에는, 용매 분리부(17)가 연통하고 있다. 이 용매 분리부(17) 내에는, 열처리 장치(1)로부터 배기 덕트(16)를 거쳐서, 배기 분위기를 보낸다. 그리고, 자세한 것은 후술하는 바와 같이, 배기 분위기 중의 극성을 갖고 또한 기화한 용매(23)의 기체 분자가, 전계의 영향에 의한 정전 유인에 의해, 배기 분위기 중의 용매 이외의 기체 분자로부터 분리된다. 그 결과, 용매(23)를 포함하지 않는 부분의 배기 분위기와, 용매(23)를 포함하는 부분의 배기 분위기로 분리되어, 배기 분위기 중에서 용제 농도의 치우침이 발생한다. 여기서, 정전 유인이란, 양의 전하로 대전한 물질은 음의 전하에 끌어당겨지고, 음의 전하로 대전한 물질은 양의 전하에 끌어당겨지는 것을 말한다.
이와 같이 용매 분리부(17)에서 서로 분리된, 용매를 포함하지 않는 부분의 배기 분위기와, 용매를 포함하는 부분의 배기 분위기를, 용매 분리부(17)에 연통하는 각각의 제 1 배기 덕트(19)와 제 2 배기 덕트(18)로 각각 유도한다. 용매를 포함하지 않는 배기 분위기는, 제 2 배기 덕트(18)를 거쳐서 제 2 배기 블로어(20)측에 배출되고, 제 2 배기 블로어(20)에 의해 용매 분리부(17) 밖으로 배출된다. 한편, 용매를 포함하는 배기 분위기에 대해서는, 제 1 배기 덕트(19)를 거쳐서, 제 2 배기 블로어(20)와는 별도의 계통의 제 1 배기 블로어(21)에 의해 용매 분리부(17) 밖으로 배출된다. 이 경우, 제 1 배기 블로어(21)의 흡인측의 부압은, 제 2 배기 블로어(20)의 흡인측의 부압과 동등하게 설정하고 있다. 이와 같이 동등하게 하고 있는 것은, 분리된 2개의 배기 분위기(26, 27)를 각각의 제 1 배기 덕트(19)와 제 2 배기 블로어(20)로부터 원활하게 배기시키기 위해서이다.
여기서, 도 2에 물의 분자 구조를 나타낸다. 도 2와 같이, 물에 대해서는, 그 분자 구조의 관계에서 극성을 갖기 때문에, 전기적으로 치우침이 있다. 이것은, 에탄올 등의 다른 용매에 대해서도 마찬가지이다. 일반적으로 용매로서 사용되는 물질에 대해서는, 분자 구조의 관계에서 이와 같이 극성을 갖는 것에 의해, 다른 물질을 용이하게 용해시킬 수 있는 성질을 갖기 때문에, 용매로서 이용되고 있다. 다시 말해, 용매로서 사용되는 물질의 대부분은, 극성을 갖고 있다고 말할 수 있다. 이와 같은 극성을 갖는 물질의 분자가 전계 중에 놓인 경우에, 이 전계를 발생시키는 전극이 양극인 경우에도 음극인 경우에도, 상기 분자는 정전 유인에 의해 전극에 끌어당겨진다. 이것은, 전극이 플러스 전하인 경우는 물 분자의 마이너스로 치우친 쪽이, 전극이 마이너스 전하인 경우는 물 분자의 플러스로 치우친 쪽이, 각각 정전 유인으로 끌어당겨지는 것에 기인한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 용매 분리 방법의 설명도이다. 열처리 장치(1)로부터 배출되어 용매 분리부(17) 내에 공급된 배기 분위기(22)에 포함되는 극성을 갖는 용매(23)를 용매 분리부(17) 내에서 분리시키는 기능에 대하여 설명한다. 용매 분리부(17)는, 사각형 통 형상 부재(41)와, 전극(25)과, 전압 인가 장치(43)와, 제 1 배기 덕트(28)와, 제 2 배기 덕트(29)를 구비하고 있다.
우선, 예컨대, 용매 분리부(17)의 사각형 통 형상 부재(41)의 내부에는, 배기 분위기(22)가 일정 방향으로 흐르는 사각기둥 형상의 유로(42)를 형성 가능하게 하고 있다. 이 사각형 통 형상 부재의 1개의 제 1 벽면(예컨대 내벽면)(17a)에는, 전극(25)을, 배기 분위기(22)가 흐르는 방향을 따라 연장되도록 마련한다. 이 전극(25)에는, 전압 인가 장치(43)로부터 전압을 인가 가능하게 하고 있다. 인가되는 전압의 크기는, 용매의 농도, 전극의 배치 길이, 배기 분위기(22)의 유속, 또는, 유로(42)의 크기 등을 고려하여 적당하게 결정된다. 또한, 제 1 벽면(17a)에 상대하는 제 2 벽면(17b)에 대해서는, 전극(25)과는 절연되고, 어스에 접속하여 둔다.
용매 분리부(17)의 유로(42)의 출구측의 일부에는, 제 1 벽면(17a)을 따라서 제 1 배기 덕트(28)를 마련하여, 후술하는 바와 같이 전극(25)의 근방에 집중한 용매(23)를 포함하는 제 1 배기 분위기(26)를, 제 1 배기 덕트(28)로부터 용매 분리부(17)의 밖으로 배출 가능하게 하고 있다. 또한, 제 2 벽면(17b)을 따라서 제 2 배기 덕트(29)를 마련하여, 후술하는 바와 같이 나머지의 배기 분위기, 즉, 제 2 배기 분위기(27)를, 제 2 배기 덕트(29)로부터 용매 분리부(17)의 밖으로 배출 가능하게 하고 있다. 따라서, 용매 분리부(17)의 출구측을 제 1 배기 덕트(28)와 제 2 배기 덕트(29)로 분기하도록 구성하고 있다. 또, 제 1 배기 덕트(28)는 도 1의 제 1 배기 덕트(19)의 일례이고, 제 2 배기 덕트(29)는 도 1의 제 2 배기 블로어(20)의 일례이다. 여기서는, 일례로서, 제 2 배기 덕트(29)는, 제 1 배기 덕트(28)보다 큰 개구 면적으로 용매 분리부(17)의 출구측에 형성되어 있다. 또, 전극(25)은, 제 1 벽면(17a)으로부터, 제 1 벽면(17a)에 계속되는 제 1 배기 덕트(28)의 벽면의 적어도 분기 부분까지 마련되어 있다.
이와 같이 구성하는 것에 의해, 제 2 벽면(17b)과, 제 2 벽면(17b)에 대향하는 제 1 벽면(17a)에 배치하고 있는 전극(25)의 사이에 전위차가 생기고, 용매 분리부(17) 내에 전계(24)가 발생한다. 전계(24)는, 기체가 흐르는 방향과 직교하는 방향으로 발생한다.
분자 구조에서 극성을 갖는 용매(23)는, 이 전계(24)의 영향 영역 내에 도달하면, 정전 유인에 의해 한 방향으로, 구체적으로는 도 3a에서는 전극(25)의 방향으로 유인된다. 배기 분위기(22) 중에 포함되어 있는, 기화하여 있는 용매(23)의 분자 각각이, 마찬가지로 전극(25)측으로 정전 유인에 의해 끌어당겨진다. 이 결과로서, 소요의 경로 길이를 거쳐서, 배기 분위기(22) 중의 용매(23)가, 전극(25) 근방의 일정 영역 내에 집중되게 된다. 그 후, 전극(25)의 근방에 집중한 용매(23)를 포함하는 제 1 배기 분위기(26)를, 제 1 배기 덕트(28)로부터 용매 분리부(17)의 밖으로 배출한다. 한편, 용매(23)를 포함하지 않는 정화된 제 2 배기 분위기(27)에 대해서는, 제 1 배기 덕트(28)와는 다른 경로로서, 용매 분리부(17)에 연통하는 제 2 배기 덕트(29)로부터 용매 분리부(17)의 밖으로 배출된다.
또, 도 3a는 평면도이지만, 전극(25)을 배치한 제 1 벽면(17a)이 하면이 되고, 제 2 벽면(17b)이 상면이 되도록 상하 방향으로 배치하면, 용매(23)의 자체 중량에 의해, 보다 확실히 용매(23)를 포함하는 제 1 배기 분위기(26)가 전극(25)의 근방에 집중되고, 제 1 배기 덕트(28)로부터 용매 분리부(17)의 밖으로 보다 확실히 배출할 수 있다.
제 1 실시 형태에 의하면, 가열을 행하는 열처리로 장치(1)로부터 배출되는 배기 분위기에 포함되는 기화한 용매(23)를 제거하는 경우에 있어서도, 용매 분리부(17)의 유로(42)의 흐름 방향을 따른 1개의 벽면(17a)에 전극(25)을 배치하여, 유로(42) 내에 전계(24)를 발생시키도록 구성하고 있다. 이와 같이 구성하는 것에 의해, 배기 분위기를 냉각하는 일 없이, 용매(23)를 전극(25)측에 유인하여, 용매(23)를 포함하는 기체와 용매(23)를 포함하지 않는 기체로 분리시키는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 질량이 작아 그대로는 분리 또는 제거할 수 없는 기화하여 있는 용매(23)를, 효율적으로 제거하여 배기 분위기를 정화할 수 있다.
(제 2 실시 형태)
또한, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시 형태에 있어서의 용매 분리 방법의 설명도이다. 제 2 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태의 용매 분리부(17) 대신에 용매 분리부(17B)를 배치하고 있다.
용매 분리부(17B)는, 용매 분리부(17)에 있어서, 열처리 장치(1)로부터 배출된 배기 분위기(22) 중에 포함되는 극성을 갖는 용매(23)에 대하여, 용매 분리부(17B)의 한쪽의 제 1 벽면(17Ba)에 마이너스 전하를 공급하는 전극(제 1 전극)(25)을 마련하고, 다른 한쪽의 대향면측의 제 2 벽면(17Bb)에 플러스의 전하를 공급하는 제 2 전극(30)을, 배기 분위기(22)가 흐르는 방향을 따라 연장되도록 마련한다. 용매 분리부(17B)의 출구측에는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 제 1 벽면(17Ba)을 따라서 제 1 배기 덕트(28)를 마련하여, 후술하는 바와 같이 용매(23)를 포함하는 배기 분위기(26)를 배출 가능하게 함과 아울러, 용매 분리부(17B)의 출구측의 중앙에, 제 2 배기 덕트(29)를 마련하여, 제 2 배기 분위기(27)를 배출 가능하게 하고 있다. 또한, 제 2 벽면(17Bb)을 따라서 제 3 배기 덕트(31)를 마련하여, 후술하는 바와 같이 용매(23)를 포함하는 배기 분위기(26)를, 제 3 배기 덕트(31)로부터 용매 분리부(17B)의 밖으로 배출 가능하게 하고 있다. 따라서, 용매 분리부(17)의 출구측을 제 1 배기 덕트(28)와 제 2 배기 덕트(29)와 제 3 배기 덕트(31)로 3개로 분기하도록 구성하고 있다. 또, 제 1 배기 덕트(28)와 제 3 배기 덕트(31)는 도 1의 제 1 배기 덕트(19)의 일례이고, 제 2 배기 덕트(29)는 도 1의 제 2 배기 덕트(18)의 일례이다. 여기서는, 일례로서, 제 2 배기 덕트(29)는, 제 1 배기 덕트(28) 및 제 3 배기 덕트(31)보다 큰 개구 면적으로 용매 분리부(17B)의 출구측에 형성되어 있다. 제 2 전극(30)은, 제 2 벽면(17Bb)에 계속되는 제 3 배기 덕트(31)의 벽면의 적어도 분기 부분까지 마련되어 있다.
상기와 같이 물 또는 에탄올 등의 극성을 갖는 분자는, 그 특성상 플러스의 전하에도 마이너스의 전하에도 유인되기 때문에, 배기 분위기(22)의 흐름 중에서, 보다 가까운 쪽의 전극(25, 30)에 정전 유인되게 된다. 이것에 의해, 소요의 경로 길이를 거쳐서, 배기 분위기(22) 중의 용매(23)는, 마이너스 전극(25)의 근방과 플러스의 전하를 갖는 제 2 전극(30)의 근방에, 각각 정전 유인되어 집중된다. 그 후, 각각의 전극(25, 30) 근방에서 집중된 용매(23)를 포함하는 범위의 배기 분위기(26)와 함께, 제 1 배기 덕트(28), 또는 제 3 배기 덕트(31)로부터 각각 용매 분리부(17) 밖으로 배출된다. 한편, 용매(23)를 포함하지 않는 정화된 제 2 배기 분위기(27)에 대해서는, 제 1 배기 덕트(28) 및 제 3 배기 덕트(31)와는 다른 경로로서, 용매 분리부(17)에 연통하는 중앙의 제 2 배기 덕트(29)로부터 용매 분리부(17)의 밖으로 배출된다.
이 제 2 실시 형태의 경우, 도 3a 및 도 3b의 제 1 실시 형태의 경우와 비교하여, 용매(23)가 정전 유인되는 전극(25, 30)이, 유로(42)의 2방향에 존재하기 때문에, 도 3a 및 도 3b의 제 1 실시 형태와 동일한 배관 지름이고 또한 동일한 배기 유량인 경우는, 용매(23)의 분리가 완료되는 소요의 경로 길이를 반으로 할 수 있다.
(제 3 실시 형태)
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 3 실시 형태에 있어서의 용매 분리 방법의 설명도이다. 제 3 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태의 용매 분리부(17) 대신에 연직 방향으로 세로로 긴 원통 형상의 용매 분리부(17C)를 배치하고 있다. 용매 분리부(17C)는, 세로로 긴 원통 부재의 상단에 입구(17Ca)가 배치됨과 아울러, 중앙의 연직 방향을 따라, 상단면을 관통하여 하단면의 근방까지 연장된 원통 부재의 제 2 배기 덕트(29)가 동심 형상으로 끼워져 고정된 것 같은 형상으로 되어 있다. 용매 분리부(17C)의 원통 형상의 만곡한 측벽면(17Cb)의, 입구(17Ca) 부근을 제외한, 중앙 부근으로부터 하단까지의 전체 내주에는, 전극(25)이 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 전극(25)은, 후술하는 바와 같이, 배기 분위기(22)가 흐르는 방향을 따라 연장되도록 마련되어 있다. 제 2 배기 덕트(29)의 하단과, 용매 분리부(17C)의 하단면(17Cc)의 사이에는 극간(40)이 확보되어, 입구(17Ca)로부터 용매 분리부(17C) 내에 공급된 기체의 일부가, 극간(40)을 지나서 제 2 배기 덕트(29) 내에 유입되어 배기 가능하게 되어 있다. 용매 분리부(17C)의 만곡한 벽면(17Cb)의 하단에는, 배기용 개구부(32)가 마련되어, 용매 분리부(17C) 내에 공급된 기체의 나머지가 배기 가능하게 되어 있다. 배기용 개구부(32) 내에도 전극(25)이 배치되어 있다.
이와 같은 용매 분리부(17C)에 있어서는, 용매(23)를 포함하는 배기 분위기(22)가, 연직 방향의 상단의 입구(17Ca)로부터 용매 분리부(17C) 내에 흡인되고, 흡인될 때의 흐름의 속도에 의해 용매 분리부(17C) 내의 만곡한 벽면(17Cb)을 따라서 소용돌이 형상으로 회전하면서 용매 분리부(17C)의 아래쪽으로 나아간다. 그때, 용매 분리부(17C)의 내벽(17Cb)에 마련된 마이너스 전하의 전극(25)이 마련된 영역(바람직하게는 전체 둘레 영역)에서는, 상기 전극(25)과 절연되고, 어스에 접속된 제 2 배기 덕트(29)의 벽면(17Cd)과의 사이에 전극(25)을 향해 중심으로부터 바깥쪽 방향(지름 방향)으로 전계(24)가 발생하고, 배기 분위기(22) 중의 용매(23)가 전극(25)의 근방, 다시 말해 용매 분리부(17C)의 내벽 근방에 정전 유인에 의해 끌어당겨지는 힘을 받으면서 아래쪽으로 나아간다. 그래서, 이 용매 분리부(17C)의 내벽(17Cb)의 소용돌이 형상의 흐름에 따른, 소요의 경로 길이를 거친 위치에 배기용 개구부(32)를 마련하고, 용매 분리부(17C)의 밖으로 연통하는 덕트를 거쳐서, 전극(25)을 배치한 내벽(17Cb) 근방에 끌어당겨진 용매(23)를 포함하는 배기 분위기의 일부를, 배기용 개구부(32)를 거쳐서, 용매 분리부(17C)의 밖으로 배출한다. 이때, 내벽(17Ba)으로부터 떨어진 부분을 흐르고 있는 용매(23)를 포함하지 않는 배기 분위기는, 제 2 배기 덕트(29)의 선단(연직 방향의 하단)의 개구부에 유도되고, 제 2 배기 덕트(29)를 연직 방향 위쪽으로 올라가서, 제 2 배기 덕트(29)의 상단으로부터 용매 분리부(17C)의 밖으로 배출된다. 또, 배기용 개구부(32)에는, 도시하지 않는 제 1 배기 덕트가 접속되고, 이 제 1 배기 덕트는 도 1의 제 1 배기 덕트(19)의 일례이고, 제 2 배기 덕트(29)는 도 1의 제 2 배기 덕트(18)의 일례이다.
이 제 3 실시 형태의 경우, 도 3a 및 도 3b, 및, 도 4a 및 도 4b의 제 1 및 제 2 실시 형태와 비교하여, 정전 유인을 위한 전계의 영향 범위를 용매 분리부(17C) 중에서 소용돌이 형상으로 할 수 있기 때문에, 용매 분리부(17C) 전체를 작게 할 수 있다.
(제 4 실시 형태)
도 6은 본 발명의 제 4 실시 형태에 있어서의 용매 분리 방법의 설명도이다. 제 4 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태의 용매 분리부(17) 대신에 용매 분리부(17D)를 배치하고 있다. 용매 분리부(17D)는, 원통관(33)이 나선 형상으로 배치되어 구성되어 있다. 나선 형상으로 형성된 원통관(33)의 내벽(33a)의 바깥쪽 중앙 부근에는, 원통관(33)과는, 전기적으로 절연된 전극(25)을, 원통관(33) 내의 기체의 흐름의 진행 방향으로(기체가 흐르는 방향을 따라 연장되도록) 연속적으로 배치하고, 원통관(33)에 대해서는 어스에 접속되어 있다. 도 7은 도 6의 세로 방향의 단면도를 나타낸다. 코일 형상으로 된 원통관(33)의 내부에서는, 전극(25)과 절연되어 어스에 접속되어 있는 원통관(33)의 내벽(33a)과 전극(25)의 사이에 전계가 발생하고 있고, 원통관(33)의 내부에 도입된 배기 분위기(22)는, 원통관(33) 내를 나선 형상으로 흐르면서, 전계에 의한 정전 유인에 의해 전극(25)측에 용매(23)가 끌어당겨져 간다. 소요의 경로 길이를 거친 위치에 있는 이 원통관의 출구(33c)에서는, 용매를 포함하지 않는 배기 분위기를 배출하는 제 1 배기 덕트(34)와, 전극(25)에 끌어당겨진 용매를 포함하는 배기 분위기를 배출하는 제 2 배기 덕트(35)로 분기벽(33b)에 의해 분기하고 있고, 각각으로부터, 장치 밖으로 배출된다.
이 제 4 실시 형태의 경우도, 도 3a 및 도 3b 및 도 4a 및 도 4b의 제 1 및 제 2 실시 형태와 비교하여, 정전 유인을 위한 전계의 영향 범위를 코일 형상의 원통관(33) 중에서 소용돌이 형상으로 구성할 수 있기 때문에, 용매 분리부(17D)를 작게 할 수 있다.
(변형예)
또, 도 3a 및 도 3b, 도 4a 및 도 4b, 도 5a 및 도 5b, 도 6 및 도 7의 어느 경우도, 단열재(44)로 용매 분리부(17, 17B, 17C, 17D) 및 배기 덕트(28, 29, 31, 34, 35)의 각각의 바깥쪽을 덮도록 단열재 시공 등의 열차단을 실시하도록 하더라도 좋다. 이와 같은 열차단에 의해, 용매 분리부(17, 17B, 17C, 17D) 내로부터 배기 덕트(28, 29, 31, 34, 35)에 이르기까지의 배기 분위기(22, 26, 27)의 온도가, 열처리 장치(1)의 노(爐) 내 온도와 동일하면, 용매(23)는 기화한 그대로의 상태로 용매 분리부(17, 17B, 17C, 17D) 밖까지 배출된다. 또한, 용매 분리부(17, 17B, 17C, 17D) 내로부터 배출 덕트(28, 29, 31, 34, 35)에 이르기까지의 배기 분위기(22, 26, 27)의 온도가, 열처리 장치(1)에 있어서의 노 내 온도보다 저온이 되어 버린 경우에도, 일부의 용매는, 전하에 의해 끌어당겨진 전극(25, 30)의 근방에서 결로한 상태로 회수되게 되기 때문에, 결과적으로, 정화된 분위기를 배출하는 덕트(29, 34)에는, 용매(23)를 포함하지 않는 배기 분위기(27)만이 배출된다.
(제 5 실시 형태)
도 8은 본 발명의 제 5 실시 형태에 있어서의 용매 분리 장치(51B)이다. 용매 분리 장치(51B)는, 열처리 장치(1)에 연결되고, 배기 덕트(16)와, 용매 분리부(17)와, 제 1 배기 덕트(19)와, 제 2 배기 덕트(18)와, 제 1 배기 블로어(21)와, 제 2 배기 블로어(20)와, 순환 덕트(36)를 구비하고 있다. 이 제 5 실시 형태는, 정화한 배기 분위기(제 2 배기 분위기)(27)를 열처리 장치(1)의 외부로 배출하는 것이 아니라, 열처리 장치(1) 내에, 순환 덕트(36)에 의해 순환시켜 되돌리는 사례이다. 이 때문에, 용매(23)가 제거되어 정화된 배기 분위기(27)는, 하류에 연통하고 있는 제 2 배기 블로어(20)측에 배출되고, 제 2 배기 블로어(20), 순환 덕트(36)에 의해, 다시, 열처리 장치(1) 내에 도입된다.
이와 같이, 용매 분리부(17)로부터 배출되는 정화된 배기 분위기를 열처리 장치(1) 밖으로 배출하지 않고, 순환 덕트(36)를 거쳐서 열처리 장치(1) 내에 순환시키는 경우는, 순환의 경로상에서 적극적인 냉각을 행하지 않기 때문에, 이 순환의 경로 전체에 걸쳐서 단열재 시공 등에 의해 열차단을 행하도록 하더라도 좋다. 즉, 용매 분리부(17) 및 배기 덕트(16, 18) 및 순환 덕트(36)의 각각의 바깥쪽을 단열재(44)로 덮도록 단열재 시공 등의 열차단을 실시하도록 하더라도 좋다. 이와 같이 열차단을 행한 경우에는, 열처리 장치(1)에 순환시킬 때에, 재차, 노 내 온도로 온도 상승시키기 위한 에너지를 거의 필요로 하지 않고, 노의 소비 에너지를 억제할 수 있다.
또, 배기 분위기에 기화한 용매 이외의 물질이 포함되는 경우, 예컨대 오일 미스트 또는 분진 등이 포함되는 경우는, 이 용매 분리 장치(51B)의 이전 공정, 또는 이후 공정에, 원심 분리 유닛, 또는 강제적으로 코로나 방전 등에 의해 오일 미스트 또는 분진에 대전시켜 정전 유인으로 분리하는 정전 분리 방식 등의 유닛을 배치하는 것에 의해, 열처리 장치(1) 내에 이물이 들어가는 것을 막을 수 있다. 이 경우, 분리, 제거하는 이물의 크기에 따라서 분리 방식을 선정할 필요가 있다.
또, 분리한 용매를 포함하는 배기 분위기의 배출에 있어서는, 용매를 포함하지 않는 배기 분위기의 배출량의 비율을 가능한 한 많게 설정하는 것에 의해, 순환하는 열처리 장치(1)의 노 내 가열 히터의 가열량을 삭감할 수 있다. 도 9는 도 3a 및 도 3b의 제 1 실시 형태에 있어서의 배기의 개구 폭의 설명도이다. 용매 분리부(17)에 있어서, 용매를 포함하지 않는 배기 분위기의 개구 폭 A와 용제를 포함하는 배기 분위기의 개구 폭 B를 나타낸다. 도 10은 도 5a 및 도 5b의 제 3 실시 형태에 있어서의 배기의 통과 폭의 설명도이다. 용매 분리부(17C)에 있어서, 용매를 포함하지 않는 배기 분위기가 통과하는 폭 A와, 용매를 포함하는 배기 분위기가 통과하는 폭 B를 나타낸다. 이 A와 B의 폭의 비율은 용매의 농도에 따라서 바뀌지만, 예컨대 A : B = 8 : 2의 비율이면, 배기 분위기의 20%가 용매와 함께 용매 분리부 밖으로 배기되게 된다.
(제 6 실시 형태)
본 발명의 제 6 실시 형태를 도 11, 도 2, 도 12a~도 13을 이용하여 설명한다. 도 11은 본 발명의 제 6 실시 형태에 있어서의 용매 분리 방법을 실시 가능한 용매 분리부(103)를 포함하는 용매 분리 장치(열처리 용매 분리 장치)(151)의 개략도이다. 용매 분리 장치(151)는, 배기 발생 장치의 일례로서의 열처리 장치(101)에 연결되고, 배기 덕트(102)와, 용매 분리부(103)와, 제 2 배기 덕트(104)와, 제 1 배기 블로어(105)와, 제 2 배기 블로어(106)와, 제 1 배기 블로어(107)와, 전압 인가 장치(108)를 구비하고 있다.
열처리 장치(101)는, 예컨대, 소성로, 건조로, 큐어로, 또는, 리플로우로 등, 가열 처리를 행하는 노이다. 이 가열 처리에서는, 가열 대상의 각종 재료 또는 부재에 따른 가열을 실시하고, 가열에 의해 열처리 장치(101) 내의 분위기(분위기 가스) 중에 용매가 기화된다. 기화한 용매를 포함하는 열처리 장치 내 분위기 가스의 일부는, 열처리 장치(101)에 연통하여 배치되어 있는 배기 덕트(102)에 유도된다.
배기 덕트(102)의 하류측에는, 용매 분리부(103)가 접속되어 있다. 이 용매 분리부(103) 내에는, 열처리 장치(101)로부터 배기 덕트(102)를 거쳐서, 배기 분위기 가스(301)를 보낸다. 그리고, 자세한 것은 후술하는 바와 같이, 배기 분위기 가스(301) 중의 극성을 갖고 또한 기화한 용매(302)의 기체 분자가, 전압 인가 장치(108)에 의해 발생되는 전계의 영향에 의해 정전 유인에 의해, 배기 분위기 가스(301) 중의 용매 이외의 기체 분자로부터 분리된다. 그 결과, 용매(302)를 포함하지 않는 부분의 배기 분위기 가스(126)와, 용매(302)를 포함하는 부분의 배기 분위기 가스(127)로 분리되어, 배기 분위기 가스 중에서 용매 농도의 치우침이 발생한다. 여기서, 정전 유인이란, 양의 전하로 대전한 물질은 음의 전하에 끌어당겨지고, 음의 전하로 대전한 물질은 양의 전하에 끌어당겨지는 것을 말한다.
이와 같이 용매 분리부(103)에서 서로 분리된, 용매를 포함하지 않는 부분의 배기 분위기 가스(126)와, 용매를 포함하는 부분의 배기 분위기 가스(127)가, 용매 분리부(103)에 접속되는 각각의 제 2 배기 덕트(104)와 제 1 배기 블로어(105)에 각각 유도된다. 용매를 포함하지 않는 배기 분위기 가스(126)는, 제 2 배기 덕트(104)를 지나서 제 2 배기 블로어(106)측에 배출되고, 제 2 배기 블로어(106)에 의해 용매 분리부(103) 밖으로 배출된다. 한편, 용매를 포함하는 배기 분위기 가스(127)에 대해서는, 제 2 배기 덕트(104)와는 별도의 계통의 제 1 배기 블로어(105)를 지나서, 제 1 배기 블로어(107)에 의해 용매 분리부(103) 밖으로 배출된다. 이 경우, 제 1 배기 블로어(107)의 흡인측의 부압은, 제 2 배기 블로어(106)의 흡인측의 부압과 동등하게 설정하고 있다. 이와 같이 동등하게 하고 있는 것은, 분리된 2개의 배기 분위기 가스(126, 127)를 각각의 제 2 배기 블로어(106)와 제 1 배기 블로어(107)로부터 원활하게 배기시키기 위해서이다.
여기서, 도 2에 물의 분자 구조를 나타낸다. 도 2와 같이, 물은, 그 분자 구조와 그것을 구성하는 원자의 전기 음성도의 관계에서 극성을 갖기 때문에, 전기적으로 치우침을 갖는다. 또한, 에탄올 등의 다른 용매에 대해서도, 마찬가지로 전기적 치우침을 갖는 것이 존재한다. 일반적으로 용매로서 사용되는 물질에 대해서는, 분자 구조의 관계에서 이와 같이 극성을 갖는 것에 의해, 다른 극성을 갖는 물질을 용이하게 용해할 수 있는 성질을 갖기 때문에, 용매로서 이용되고 있다. 이와 같은 극성을 갖는 물질의 분자가 전계 중에 놓인 경우에, 이 전계를 발생시키는 전극이 양극인 경우에도 음극인 경우에도, 상기 분자는 정전 유인에 의해 전극에 끌어당겨진다. 이것은, 전극이 플러스 전하인 경우는 물 분자의 마이너스로 치우친 쪽이, 전극이 마이너스 전하인 경우는 물 분자의 플러스로 치우친 쪽이, 각각 정전 유인에 의해 끌어당겨지는 것에 기인한다.
도 12a 및 도 12b는 본 제 6 실시 형태에 있어서의 용매 분리부(103)를 나타낸 것이다. 전극(303)이 열처리 장치(101)로부터 배출되어 용매 분리부(103) 내에 공급된 배기 분위기(22)에 포함되는 극성을 갖는 용매(302)가 포함되는 배기 분위기 가스(301)에 대하여 교차시켜 용매 분리부(103) 내에서 분리시키는 기능에 대하여 설명한다. 용매 분리부(103)는, 사각형 통 형상 부재(141)와, 복수의 선 형상의 전극(303)과, 전압 인가 장치(108)와, 제 2 배기 덕트(308)와, 제 1 배기 덕트(307)를 구비하고 있다.
우선, 예컨대, 용매 분리부(103)의 사각형 통 형상 부재(141)의 내부에는, 배기 분위기 가스(301)가 일정 방향으로 흐르는 사각기둥 형상의 유로(142)를 형성 가능하게 하고 있다. 이 사각형 통 형상 부재(141)의 1개의 제 1 벽면(예컨대 내벽면)(309a)과 제 1 벽면(309a)에 대향하는 제 2 벽면(예컨대 내벽면)(309b)의 사이에는, 각 벽면(309a, 309b)(상하의 벽면(309c, 309d)도 포함한다)으로부터 사이를 두고, 복수의 전극(303)을, 배기 분위기 가스(301)가 흐르는 방향과 교차하는 방향을 따라 선 형상으로 연장되도록 또한 서로 슬릿 형상의 극간(303x)을 두고 마련한다. 극간(303x)은, 배기 분위기 가스(301)가 통과하는 개구이다. 이 전극(303)에는, 전압 인가 장치(108)가 접속되고, 전압 인가 장치(108)로부터 전압을 인가 가능하게 하고 있다. 인가되는 전압의 크기는, 용매의 농도, 전극의 배치 길이, 배기 분위기 가스(301)의 유속, 또는, 유로(142)의 크기 등을 고려하여 적당하게 결정된다. 또한, 제 1 벽면(309a)과 제 2 벽면(309b)은, 전극(303)과는 절연되고, 어스에 접속하여 둔다. 전극(303)은, 전압 인가 장치(108)에 의해 전압이 인가되는 것에 의해, 전극(303)과 벽면(309a, 309b)의 사이에 전위차가 생기고, 용매 분리부(103) 내에 전계(304)가 발생한다. 극성을 갖는 용매(의 입자)(302)는, 소요의 경로 길이를 거쳐서, 전극(303)에 유인된다. 그 후, 전극(303)의 근방에 집중된 용매(302)를 포함하는 제 1 배기 분위기 가스(305)는 제 1 배기 덕트(307)로부터 용매 분리부(103)의 밖으로 배출된다. 한편, 용매(302)를 포함하지 않는 정화된 제 2 배기 분위기 가스(306)에 대해서는, 제 1 배기 덕트(307)와는 다른 경로로서, 용매 분리부(103)에 연통하는 제 2 배기 덕트(308)로부터 용매 분리부(103)의 밖으로 배출된다.
도 13은 도 12a 및 도 12b에 나타내는 용매 분리부(103)에 있어서의, 배기 분위기 가스(301)의 흐름과 직교하는 단면 A-A로부터 단면 B-B까지의 소정 간격마다의 단면을 서로 겹친 것이다. 즉, 전극(303)에 전압을 인가하는 것에 의해 발생되는 전계(304)를, 기체가 흐르는 방향과 직교하는 방향의 단면으로 분기 전의 유로의 선두의 위치(단면 A-A의 부분)로부터 분기되는 위치(출구의 위치)(단면 B-B의 부분)까지의 사이에서 적분하면, 기체(배기 분위기 가스(301))가 흐르는 방향과 직교하는 방향의 단면이, 모두 전계의 범위 내가 되도록, 다수의 전극(303)이 배치되어 있다. 이와 같이 구성하면, 전극(303)에 전압 인가 장치(108)에 의해 전압을 인가하는 것에 의해 발생하는 전계(304)(도 13의 미세한 도트의 해칭 영역)는, 유로(142)의 전체 폭과 전체 높이를 각각 채우고 있고, 용매 분리부(103)에 흐르는 배기 분위기 가스(301)에 포함되는 극성을 갖는 용매(의 입자)(302)는, 반드시, 용매 분리부(103) 내의 유로(142)를 흐르는 과정에 있어서 전계(304)에 의한 유인 효과를 받아, 전극(303)에 끌어당겨진다.
용매 분리부(103)의 유로(142)의 출구측의 일부에는, 제 1 벽면(309a)을 따라서 제 1 배기 덕트(307)를 마련하여, 후술하는 바와 같이 전극(303)의 근방에 집중된 용매(302)를 포함하는 제 1 배기 분위기 가스(305)를, 제 1 배기 덕트(307)로부터 용매 분리부(103)의 밖으로 배출 가능하게 하고 있다. 또한, 제 2 벽면(309b)을 따라서 제 2 배기 덕트(308)를 마련하여, 후술하는 바와 같이 나머지의 배기 분위기, 즉, 제 2 배기 분위기 가스(306)를, 제 2 배기 덕트(308)로부터 용매 분리부(103)의 밖으로 배출 가능하게 하고 있다. 따라서, 용매 분리부(103)의 출구측을 제 2 배기 덕트(308)와 제 1 배기 덕트(307)로 분기하도록 구성하고 있다. 또, 제 2 배기 덕트(308)는 도 11의 제 2 배기 덕트(104)의 일례이고, 제 1 배기 덕트(307)는 도 11의 제 1 배기 블로어(105)의 일례이다. 여기서는, 일례로서, 제 2 배기 덕트(308)는, 제 1 배기 덕트(307)보다 큰 개구 면적으로 용매 분리부(103)의 출구측에 형성되어 있다. 또, 전극(303)은, 제 2 벽면(309b)으로부터 유로(142)를 교차하여, 제 1 벽면(309a)에 계속되는 제 1 배기 덕트(307)의 벽면의 적어도 분기 부분까지 마련되어 있다.
또, 도 12a는 평면도이지만, 제 1 벽면(309a)이 하면이 되고, 제 2 벽면(309b)이 상면이 되도록 상하 방향으로 배치하면, 용매(302)의 자체 중량에 의해, 보다 확실히 용매(302)를 포함하는 제 1 배기 분위기 가스(305)가 전극(303)을 따라서 흘러, 제 1 배기 덕트(307)로부터 용매 분리부(17)의 밖으로 보다 확실히 배출할 수 있다. 또, 도 12c에 나타내는 바와 같이, 복수의 전극(303)을 연결부(310)에 의해 고정하는 구성으로 하여, 용매 분리부(103) 유로 내에서의 전극(303)의 위치 결정을 확실히 할 수 있다. 또한, 연결부(310)에 전극(303)과 동등한 소재를 이용하는 것에 의해, 전극의 일부로 하더라도 좋다.
제 6 실시 형태에 의하면, 가열을 행하는 열처리 장치(101)로부터 배출되는 배기 분위기에 포함되는 기화한 용매(302)를 제거하는 경우에 있어서도, 용매 분리부(103)의 유로(142)의 흐름 방향을 따른 1개의 벽면(309a)으로부터 해당 벽면(309a)과 대향하는 벽면(309b)까지 유로(142)와 교차하도록 전극(303)을 배치하여, 유로(142) 내에 전계(304)를 발생시키도록 구성하고 있다.
이와 같이 구성하는 것에 의해, 열처리 장치(101)로부터 배출되는 가열에 의해 기화한 용매(302)를 포함하는 배기 분위기 가스(301)로부터의 용매 제거에 있어서, 냉각하는 에너지를 사용하여 액화하는 것이 아니라, 기체의 상태에서 제거하여, 배기 분위기 가스(301)를 정화할 수 있다. 즉, 배기 분위기 가스(301)를 냉각하는 일 없이, 배기 분위기 가스(301) 중의 용매(302)를 전극(303)측에 유인하여, 용매(302)를 포함하는 기체와 용매(302)를 포함하지 않는 기체로 분리시키는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 질량이 작아 그대로는 분리 또는 제거할 수 없는 기화하여 있는 용매(302)를, 효율적으로 제거하여 배기 분위기 가스를 정화할 수 있다.
(제 7 실시 형태)
본 발명의 제 7 실시 형태를 도 14a, 도 14b, 및, 도 15를 이용하여 설명한다. 제 7 실시 형태에서는, 제 6 실시 형태의 용매 분리부(103) 대신에 용매 분리부(103B)를 배치하고 있다. 본 발명의 제 7 실시 형태는, 제 6 실시 형태에 있어서의 도 11의 용매 분리 장치(151)에 있어서, 용매 분리부(103)를 대신하는 용매 분리부(103B) 이외의 구성은 동일하다. 도 14a는 본 제 7 실시 형태에 있어서의 용매 분리부(103B)의 측면도를 나타낸 것이다. 도 14b는 본 제 7 실시 형태에 있어서의 용매 분리부(103B)의 평면도를 나타낸 것이다.
제 7 실시 형태에서는, 제 6 실시 형태의 용매 분리부(103) 대신에 연직 방향으로 세로로 긴 원통 형상의 용매 분리부(103B)를 배치하고 있다. 용매 분리부(103B)는, 세로로 긴 원통 부재(309B)의 상단에 입구(309Ba)가 배치됨과 아울러, 중앙의 연직 방향을 따라, 상단면을 관통하여 하단면의 근방까지 연장된 원통 부재의 제 2 배기 덕트(308B)가 동심 형상으로 끼워져 고정된 것 같은 형상으로 되어 있다. 용매 분리부(103B) 내에는, 입구(309Ba) 부근으로부터, 측벽면(309Bb)에 접촉하지 않도록 간격을 유지하면서, 출구(309Bc)까지, 복수의 선 형상으로 연장된 전극(303B)이 나선 형상으로 감겨지고 또한 서로 슬릿 형상의 극간(303Bx)을 두면서 배치되어 있다. 극간(303Bx)은, 배기 분위기 가스(301)가 통과하는 개구이다. 전극(303B)의 나선 형상은, 일례로서, 상단으로부터 하단으로 향함에 따라, 직경이 서서히 커지도록 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 전극(303B)은, 후술하는 바와 같이, 배기 분위기 가스(301)가, 제 2 배기 덕트(308B)의 주위를 선회하면서 상단으로부터 하단으로, 바꾸어 말하면, 입구(309Ba)로부터 출구(309Bc)로 향하도록 흐르는 방향을 따라 연장되도록 마련되어 있다. 제 2 배기 덕트(308B)의 하단과, 용매 분리부(103B)의 하단면(309Bd)의 사이에는 극간(140)이 확보되어, 입구(309Ba)로부터 용매 분리부(103B) 내에 공급된 기체의 일부(용매(302)를 포함하지 않는 제 2 배기 분위기 가스(306B))가, 극간(140)을 지나서 제 2 배기 덕트(308B) 내에 유입되어 배기 가능하게 되어 있다. 용매 분리부(103B)의 만곡한 벽면(309Bb)의 하단의 배기용 출구(309Bc)에는, 제 1 배기 덕트(307B)가 마련되어, 용매 분리부(103B) 내에 공급된 기체의 나머지(용매(302)를 포함하는 제 1 배기 분위기 가스(305B))가 배기 가능하게 되어 있다. 배기용 출구(309Bc) 및 제 1 배기 덕트(307B) 내에도 전극(303B)이 배치되어 있다.
이와 같은 용매 분리부(103B)에 있어서는, 용매(302)를 포함하는 배기 분위기 가스(301)가, 연직 방향의 상단의 입구(309Ba)로부터 용매 분리부(103B) 내에 흡인되어, 흡인될 때의 흐름의 속도에 의해 용매 분리부(103B) 내의 만곡한 벽면(309Bb)을 따라서 나선 형상으로 회전하면서 용매 분리부(103B)의 아래쪽으로 나아가는 구성으로 되어 있다. 용매 분리부(103B)의 내부에는, 전극(303B)이 나선 형상으로 아래쪽으로 감에 따라 나선의 반경이 커져 제 1 배기 덕트(307B)의 내부에 삽입되는 형태로 설치되어 있다. 전극(303B)의 반경이 아래쪽으로 감에 따라 커지는 것에 의해, 전극(303B)과 흡인된 배기 분위기 가스(301)는, 배기 분위기 가스(301)가 나선 형상으로 나아가는 동안에 교차하게 된다. 전극(303B)은 전압 인가 장치(108)에 접속되어 있다. 용매 분리부(103B)의 벽면(309Bb)은, 전극(303B)과는 절연되어, 어스에 접속되어 있다. 전극(303B)에 전압 인가 장치(108)에 의해 전압이 인가되면, 벽면(309Bb)과의 사이에 전계(304B)가 발생하고, 배기 분위기 가스(301) 중의 용매(302)가 전극(303B) 근방에 정전 유인에 의해 끌어당겨지는 힘을 받으면서 나아가고, 용매(302)가 유인된 채로 제 1 배기 덕트(307B)에 유도되어 용매 분리부(103B)의 밖으로 배출된다. 한편, 용매(302)가 유인된 것에 의해, 용매(302)를 포함하지 않게 된 배기 분위기 가스(301)는 제 2 배기 덕트(308B)의 극간(140)에 유도되어 용매 분리부(103B)의 밖으로 배출된다. 또, 제 1 배기 덕트(307B)는 도 11의 제 1 배기 블로어(105)의 일례이고, 제 2 배기 덕트(308B)는 도 11의 제 2 배기 덕트(104)의 일례이다.
도 15는 도 14a 및 도 14b에 나타내는 용매 분리부(103B)에 있어서의 단면 A-A이다. 이 제 7 실시 형태에서는, 전극(303B)에 인가하는 것에 의해 발생되는 전계(304B)가 용매 분리부(103B)에 있어서, 입구(309Ba)측의 영역과, 출구(309Bc) 및 하단면(309Bd)측의 영역으로 분할하도록, 전극(303B)이 배치되어 있다. 이와 같이 구성하면, 용매 분리부(103B)에 흐르는 배기 분위기 가스(301)에 포함되는 극성을 갖는 용매(302)는, 반드시, 용매 분리부(103B) 내의 유로(142B)를 흐르는 과정에 있어서 전계(304B)에 의한 유인 효과를 받아, 전극(303B)에 끌어당겨진다.
이 제 7 실시 형태에 의하면, 제 6 실시 형태에서의 작용 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 이 제 7 실시 형태에서는, 제 6 실시 형태와 비교하여, 정전 유인을 위한 전계의 영향 범위를 용매 분리부(103B) 중에서 소용돌이 형상으로 할 수 있기 때문에, 용매 분리부(103B) 전체를 작게 할 수 있다.
(제 8 실시 형태)
본 발명의 제 8 실시 형태를 도 16a, 도 16b, 및 도 17을 이용하여 설명한다. 본 발명의 제 8 실시 형태는, 제 6 실시 형태에 있어서의 도 11의 구성은 동일하다. 도 16a, 도 16b는 본 제 8 실시 형태에 있어서의 용매 분리부의 설명도를 나타낸 것이다. 제 8 실시 형태에서는, 제 6 실시 형태의 용매 분리부(103) 대신에 용매 분리부(103C)를 배치하고 있다.
용매 분리부(103C)의 사각형 통 형상 부재(141C)의 출구측에는, 제 6 실시 형태와 마찬가지로, 제 1 벽면(309Ca)을 따라서 제 1 배기 덕트(703)를 마련하여, 후술하는 바와 같이 용매(23)를 포함하는 배기 분위기 가스(305)를 배출 가능하게 함과 아울러, 사각형 통 형상 부재(141C)의 출구측의 중앙에, 제 2 배기 덕트(308)를 마련하여, 제 2 배기 분위기 가스(306)를 배출 가능하게 하고 있다. 또한, 제 2 벽면(309Cb)을 따라서 다른 제 3 배기 덕트(704)를 마련하여, 후술하는 바와 같이 용매(23)를 포함하는 배기 분위기 가스(305)를 배출 가능하게 한다.
또한, 사각형 통 형상 부재(141C)의 내부에는, 배기 분위기 가스(301)가 일정 방향으로 흐르는 사각기둥 형상의 유로(142C)를 형성 가능하게 하고 있다. 이 사각형 통 형상 부재(141C)의 1개의 제 1 벽면(예컨대 내벽면)(309a)에 대하여 접하고 떨어지도록, 복수의 선 형상으로 연장되고 또한 물결 형상으로 만곡한 제 1 전극(701)을 서로 슬릿 형상의 극간(701x)을 두면서 배치한다. 극간(701x)은, 배기 분위기 가스(301)가 통과하는 개구이다. 제 1 전극(701)은, 용매(302)가 포함되는 배기 분위기 가스(301)가 도입되는 상류부로부터 하류부로 향해 그 물결이 서서히 작아져, 제 1 배기 덕트(703) 내에 삽입되는 형태로 설치한다. 또한, 마찬가지로, 사각형 통 형상 부재(141C)의 제 1 벽면(예컨대 내벽면)(309a)에 대향하는 제 2 벽면(예컨대 내벽면)(309b)에 대하여 접하고 떨어지도록, 복수의 선 형상으로 연장되고 또한 물결 형상으로 만곡한 제 2 전극(702)을 서로 슬릿 형상의 극간(702x)을 두면서 배치한다. 또, 도 16b에서는, 제 1 전극(701)과 제 2 전극(702)은, 이해하기 쉽게 하기 위해, 점선으로 도시하고 있다. 극간(702x)은, 배기 분위기 가스(301)가 통과하는 개구이다. 제 2 전극(702)은, 용매(302)가 포함되는 배기 분위기 가스(301)가 도입되는 상류부로부터 하류부로 향해 그 물결이 서서히 작아져, 제 3 배기 덕트(704) 내에 삽입되는 형태로 설치한다. 제 1 전극(701)과 제 2 전극(702)은 전압 인가 장치(108)에 접속되어 있고, 제 1 전극(701)에는 양전압, 제 2 전극(702)에는 음전압을 각각 걸 수 있는 구성이다.
용매 분리부(103C)의 제 1 및 제 2 벽면(309Ca, 309Cb)은, 제 1 전극(701) 및 제 2 전극(702)과 각각 절연되고, 어스에 접속되어 있다. 제 1 전극(701)과 제 2 전극(702)에 전압 인가 장치(108)에 의해 전압을 인가하는 것에 의해, 제 1 전극(701)과 벽면(309C)의 사이, 제 2 전극(702)과 벽면(309C)의 사이, 제 1 전극(701)과 제 2 전극(702)의 사이의 사이에 전위차가 생기고, 용매 분리부(103C) 내에 전계(304C)가 발생한다.
극성을 갖는 용매(302)는, 소요의 경로 길이를 거쳐서, 제 1 전극(701)과 제 2 전극(702)에 유인된다. 그 후, 제 1 전극(701)의 근방에 집중된 용매(302)를 포함하는 제 1 배기 분위기 가스(705)는, 제 1 배기 덕트(703)로부터 용매 분리부(103C)의 밖으로 배출된다. 또한, 제 2 전극(702)의 근방에 집중된 용매(302)를 포함하는 제 3 배기 분위기 가스(706)는, 제 3 배기 덕트(704)로부터 용매 분리부(103C)의 밖으로 배출된다.
한편, 용매(302)를 포함하지 않는 정화된 제 2 배기 분위기 가스(306)에 대해서는 제 1 배기 덕트(703) 및 제 3 배기 덕트(704)와는 다른 경로로서, 용매 분리부(103C)에 연통하는 중앙의 제 2 배기 덕트(308)로부터 용매 분리부(103C)의 밖으로 배출된다.
도 17은 도 16에 나타내는 용매 분리부(103C)에 있어서의, 배기 분위기 가스(301)의 흐름과 직교하는 단면 A-A로부터 단면 B-B까지의 전극(701, 702) 피치마다의 단면을 서로 겹친 것이다. 즉, 전극(701, 702)에 전압을 인가하는 것에 의해 발생되는 전계(304C)를, 기체가 흐르는 방향과 직교하는 방향의 단면으로 분기 전의 유로의 선두의 위치(단면 A-A의 부분)로부터 분기되는 위치(출구의 위치)(단면 B-B의 부분)까지의 사이에서 적분하면, 기체(배기 분위기 가스(301))가 흐르는 방향과 직교하는 방향의 단면이, 모두 전계의 범위 내가 되도록, 다수의 전극(701, 702)이 배치되어 있다. 이와 같이 구성하면, 제 1 전극(701) 및 제 2 전극(702)에 전압 인가 장치(108)에 의해 전압을 인가하는 것에 의해 발생하는 것에 의해 발생하는 전계(304C)(도 13의 미세한 도트의 해칭 영역)는, 유로(142C)의 전체 폭과 전체 높이를 각각 채우고 있고, 용매 분리부(103C)에 흐르는 배기 분위기 가스(301)에 포함되는 극성을 갖는 용매(의 입자)(302)는, 반드시, 용매 분리부(103) 내의 유로(142C)를 흐르는 과정에 있어서 전계(304)에 의한 유인 효과를 받아, 전극(303)에 끌어당겨진다.
이 제 8 실시 형태에 의하면, 제 6 실시 형태에서의 작용 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 이 제 8 실시 형태에서는, 제 6 실시 형태의 경우와 비교하여, 용매(302)가 정전 유인되는 전극(701, 702)이, 유로(142C)의 2방향에 존재하기 때문에, 제 6 실시 형태와 동일한 배관 지름이고 또한 동일한 배기 유량인 경우는, 용매(302)의 분리가 완료되는 소요의 경로 길이를 반으로 할 수 있다.
(변형예)
또, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 그 외 여러 가지의 형태로 실시할 수 있다.
예컨대, 도 12a~도 17의 어느 경우도, 단열재(144)로 용매 분리부(103, 103B, 103C) 및 배기 덕트(308, 307, 703, 704)의 각각의 바깥쪽을 덮도록 단열재 시공 등의 열차단을 실시하도록 하더라도 좋다. 이와 같은 열차단에 의해, 용매 분리부(103, 103B, 103C) 내로부터 배기 덕트(308, 307, 703, 704)에 이르기까지의 배기 분위기 가스(301, 306, 305)의 온도가, 열처리 장치(101)의 노 내 온도와 동일하면, 용매(302)는 기화한 채로의 상태로 용매 분리부(103, 103B, 103C) 밖까지 배출된다. 또한, 용매 분리부(103, 103B, 103C) 내로부터 배기 덕트(308, 307)에 이르기까지의 배기 분위기 가스(301, 306, 305)의 온도가 열처리 장치(101)에 있어서의 노 내 온도보다 저온이 되어 버린 경우에도, 일부의 용매는, 전하에 의해 끌어당겨진 전극(303, 701, 702)의 근방에서 결로한 상태로 회수되게 되기 때문에, 결과적으로, 정화된 분위기 가스를 배출하는 제 2 배기 덕트(308)에는, 용매(302)를 포함하지 않는 제 2 배기 분위기 가스(306)만이 배출된다.
도 18은 상기 실시 형태의 변형예로서, 정화한 배기 분위기 가스를 열처리 장치(101)의 외부로 배출하는 것이 아니라, 열처리 장치(101) 내에 순환 덕트(901)에 의해 순환시켜 되돌리는 용매 분리 장치(151D)의 구성을 나타내고 있다.
즉, 도 18에 나타내는 용매 분리 장치(151D)는, 열처리 장치(101)에 연결되고, 배기 덕트(102)와, 용매 분리부(103)와, 제 2 배기 덕트(104)와, 제 1 배기 블로어(105)와, 제 2 배기 블로어(106)와, 제 1 배기 블로어(107)와, 전압 인가 장치(108)와, 순환 덕트(901)를 구비하고 있다. 그리고, 용매 분리부(103, 103B, 103C)의 기체가 흐르는 유로(142, 142B, 142C)의 상류측이, 극성을 갖는 기화한 용매(302)를 포함한 기체의 발생원인 열처리 장치(101)의 배기구에, 배기 덕트(102)를 거쳐서 접속된다. 용매 분리부(103, 103B, 103C)의 유로(142, 142B, 142C) 중, 분기되어 용매(302)를 포함하지 않는 기체가 흐르는 제 2 배기 덕트(104)가, 제 2 배기 블로어(106)를 거쳐서, 열처리 장치(101)의 기체의 공급구에 접속된다. 이와 같이 구성하는 것에 의해, 용매 분리부(103, 103B, 103C)와 열처리 장치(101)의 사이에서 순환 유로를 형성하고 있다. 이 때문에, 용매(302)가 제거되어 정화된 배기 분위기 가스(126)는, 하류에 연통하고 있는 제 2 배기 블로어(106)측으로 배출되고, 제 2 배기 블로어(106), 순환 덕트(901)에 의해, 다시, 열처리 장치(101) 내에 도입된다.
이와 같이, 용매 분리부(103, 103B, 103C)로부터 배출되는 정화된 배기 분위기 가스를 열처리 장치(101) 밖으로 배출하지 않고, 순환 덕트(901)를 거쳐서 열처리 장치(101) 내에 순환시키는 경우는, 순환의 경로상에서 적극적인 냉각을 행하지 않기 때문에, 이 순환의 경로 전체에 걸쳐서 단열재 시공 등에 의해 열차단을 행하도록 하더라도 좋다. 즉, 용매 분리부(103, 103B, 103C) 및 배기 덕트(102, 104) 및 순환 덕트(901) 등의 각각의 바깥쪽을 단열재(144)로 덮도록 단열재 시공 등의 열차단을 실시하도록 하더라도 좋다. 이와 같이 열차단을 행한 경우에는, 열처리 장치(101)에 순환시킬 때에, 재차, 노 내 온도로 온도 상승시키기 위한 에너지를 거의 필요로 하지 않고, 노의 소비 에너지를 억제할 수 있다.
또, 배기 분위기 가스에 기화한 용매 이외의 물질이 포함되는 경우는, 그 제거를 위한 구성을 배치하는 것에 의해, 배기를 순환시킬 때에 열처리 장치 내에 이물이 들어가는 것을 막을 수 있다. 구체적으로는, 배기 분위기 가스에 기화한 용매 이외의 물질이 포함되는 경우, 예컨대 오일 미스트 또는 분진 등이 포함되는 경우는, 이 용매 분리 장치의 이전 공정 또는 이후 공정에, 원심분리 유닛, 또는 강제적으로 코로나 방전 등에 의해서 오일 미스트 또는 분진에 대전시켜 정전 유인으로 분리하는 정전 분리 방식 등의 유닛을 배치하는 것에 의해, 열처리 장치(101) 내에 이물이 들어가는 것을 막을 수 있다. 이 경우, 분리, 제거하는 이물의 크기에 따라서 분리 방식을 선정할 필요가 있다.
또, 상기 여러 가지의 실시 형태 또는 변형예 중 임의의 실시 형태 또는 변형예를 적당히 조합하는 것에 의해, 각각이 갖는 효과를 얻도록 할 수 있다.
본 발명의 용매 분리 방법 및 장치는, 배기 분위기에 포함되는 용매를, 배기 분위기를 냉각하는 일 없이 분리하는 것이 가능하게 되기 때문에, 소비 에너지 또는 분위기 사용량이 적은 용매 분리 방법 및 장치로서, 공업 제품 또는 가전 제품의 제조 공정 또는 각종 전자 부품의 제조 공정에 있어서의 건조로, 소성로, 큐어로, 또는 리플로우로 등의 각종 열처리를 행하는 열처리 장치 등의 배기 발생 장치에 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 극성을 갖고 또한 기화한 용매를 포함한 기체로부터 상기 용매를 분리하는 방법으로서,
    상기 기체를 용매 분리 장치의 유로 내에서 일정 방향으로 흐르게 하고, 상기 기체의 상기 유로에, 상기 기체가 흐르는 방향을 따라 상기 용매를 배출하는 배기 유로 내까지 연장되도록 배치된 전극에, 상기 기체가 흐르는 방향과 교차하는 방향으로 전계를 인가하여 정전 유인에 의해, 상기 기체에 포함되는 상기 용매를, 상기 배기 유로 내까지 연장된 전극측으로 끌어당겨서 상기 유로 내의 상기 전극 근방의 일정 영역 내에 모으고, 상기 전계를 인가하여 상기 정전 유인에 의해 상기 일정 영역 내에 모인 상기 용매를 상기 배기 유로 내까지 연장된 전극측으로 끌어당기면서, 상기 일정 영역 내에 모은 상기 용매를 포함하는 기체를, 상기 일정 영역 이외의 용매를 포함하지 않는 기체로부터 분리하여 상기 배기 유로에 배출하는 용매 분리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 극성을 갖고 기화한 용매를 포함한 기체는, 배기 발생 장치에서의 가열에 의해 상기 배기 발생 장치 내에서 발생하고, 상기 배기 발생 장치로부터 배기되는 가열된 기체인 용매 분리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 용매가 분리되어 상기 용매를 포함하지 않는 기체를, 상기 용매를 포함하는 기체로부터 분리하여 상기 용매 분리 장치로부터 배기 발생 장치 내에 공급하여 순환시키는 용매 분리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배기 발생 장치와 상기 용매 분리 장치의 사이의 순환하는 경로가 단열재에 의해 외기와 열차단되어 있는 상태에서, 상기 기화한 용매를 포함하는 기체가 상기 배기 발생 장치로부터 상기 용매 분리 장치로의 경로를 흐름과 아울러, 상기 용매가 제거된 기체가 상기 용매 분리 장치로부터 상기 배기 발생 장치로의 경로를 흐르는 용매 분리 방법.
  5. 극성을 갖고 또한 기화한 용매를 포함한 기체로부터 상기 용매를 분리하는 용매 분리 장치로서,
    상기 기체가 일정 방향으로 흐르는 유로를 형성 가능한 통 형상 부재와,
    상기 통 형상 부재와는 전기적으로 절연되고, 또한, 상기 기체가 흐르는 방향을 따라 상기 통 형상 부재 내에 배치됨과 아울러 연장되도록 배치된 전극과,
    상기 전극에 전압을 인가하여, 상기 기체가 흐르는 방향과 교차하는 방향으로 전계를 발생시켜, 상기 기체에 포함되는 상기 용매를 상기 유로 내의 전극측의 상기 전극 근방의 일정 영역에 모으는 전압 인가 장치와,
    상기 유로의 출구에 접속되어, 상기 전극의 근방에 모인 상기 용매를 포함하는 제 1 배기 분위기를 배기하는 제 1 배기 덕트와,
    상기 유로의 출구에 접속되어, 상기 용매를 포함하지 않는 제 2 배기 분위기를 배기하는 제 2 배기 덕트
    를 구비하고,
    상기 전극은, 상기 통 형상 부재 내로부터 상기 제 1 배기 덕트 내까지 배치되고,
    상기 전압 인가 장치에 의해 상기 전계를 상기 유로 내를 흐르는 상기 기체에 인가하여 정전 유인에 의해 상기 용매를 상기 배기 유로 내까지 연장된 전극측으로 끌어당겨서, 상기 기체에 포함되는 상기 용매를 상기 유로 내의 상기 일정 영역 내에 모으고, 상기 일정 영역 내에 모은 기체로서 상기 용매를 포함하는 상기 제 1 배기 분위기를, 상기 전계를 인가하여 상기 정전 유인에 의해 상기 일정 영역 내에 모은 상기 용매를 상기 배기 유로 내까지 연장된 전극측으로 끌어당기면서, 상기 제 1 배기 덕트로부터 배출하는 한편, 상기 용매를 포함하지 않는 상기 제 2 배기 분위기를 상기 제 2 배기 덕트로부터 배출하여, 상기 용매를 분리하는
    용매 분리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전극은, 상기 통 형상 부재의 상기 유로 내에서, 상기 기체가 흐르는 방향과 교차하도록 상기 제 1 배기 덕트 내까지 배치되고,
    전압 인가 장치에 의해 상기 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 발생되는 전계를, 상기 기체가 흐르는 방향과 직교하는 방향의 단면으로 상기 제 2 배기 덕트와 상기 제 1 배기 덕트로 분기하기 전의 유로의 선두의 위치로부터 상기 출구까지의 사이에서 적분하면, 상기 기체가 흐르는 방향과 직교하는 방향의 단면이 모두 상기 전계의 범위 내가 되도록, 상기 전극이 상기 통 형상 부재의 상기 유로 내에 배치되는
    용매 분리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 전극은, 적어도 2개 이상 배치된 전극으로 구성되어 있는 용매 분리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 2개 이상의 전극은, 적어도 1개의 양전압이 인가되는 전극과 적어도 1개의 음전압이 인가되는 상기 전극이 배치되어 구성되어 있는 용매 분리 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 전극은, 적어도 2개 이상 배치된 전극으로 구성되어 있는 용매 분리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 2개 이상의 전극은, 적어도 1개의 양전압이 인가되는 전극과 적어도 1개의 음전압이 인가되는 상기 전극이 배치되어 구성되어 있는 용매 분리 장치.
  11. 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 극성을 갖는 기화한 용매를 포함한 기체의 발생원인 배기 발생 장치와,
    상기 기체가 흐르는 상기 유로의 상류측이 상기 배기 발생 장치의 배기구에 접속되고, 상기 제 2 배기 덕트가 상기 배기 발생 장치로의 기체의 공급구에 접속된 순환 유로
    를 구비하는 용매 분리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 순환 유로의 순환 덕트는, 단열재에 의해 외기와 열차단하는 구성인 용매 분리 장치.
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