(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済みの洗浄液を受け入れて貯留する蒸気発生器と、前記蒸気発生器から供給された洗浄液を加熱媒体に熱接触させて前記蒸気発生器に帰還させるよう構成された熱交換器と、前記熱交換器を経由する洗浄液の循環経路を駆動する駆動源と、を有して構成され、
前記蒸気発生器の洗浄液は、前記熱交換器において加熱媒体と面状に熱接触して蒸気化しつつ、前記駆動源に駆動されて、前記循環経路を定常的に流動しており、
前記循環経路を前記熱交換器に向けて流通する洗浄液の一部は、前記熱交換器を迂回するバイパス経路を経由して汚液濃縮器に導入され、前記汚液濃縮器で蒸気化された蒸気部分が、前記蒸気発生器に帰還されるよう構成されていることを特徴とする蒸留再生装置。
【請求項２】
前記汚液濃縮器の外周面には、前記熱交換器を流動した加熱媒体が流通している請求項１に記載の蒸留再生装置。
【請求項３】
前記熱交換器は、波板を対面させた形成された波板状チャンバを複数段に積層して形成され、奇数段目に洗浄液又は加熱媒体の一方側を流通させ、偶数段目に洗浄液又は加熱媒体の他方側を流通させている請求項１又は２に記載の蒸留再生装置。
【請求項４】
洗浄液は、各段の波板状チャンバを第一方向に流動する一方、加熱媒体は、各段の波板状チャンバを第二方向に流動している請求項３に記載の蒸留再生装置。
【請求項５】
前記蒸気発生器には、前記駆動源に吸引されて、新規の洗浄液が供給されるよう構成されている請求項１〜４の何れかに記載の蒸留再生装置。
【請求項６】
前記蒸気発生器は、洗浄液の沸騰温度に対応する減圧状態に維持されている請求項１〜５の何れかに記載の蒸留再生装置。
【請求項７】
前記蒸気発生器は、液面の表面積が、液側面の最大面積の１／２以上に形成されている請求項１〜６の何れか記載の蒸留再生装置。
【請求項８】
前記蒸気発生器には、その液面に近接して、気泡の破裂を防止する阻止板が配置されている請求項１〜７の何れか記載の蒸留再生装置。
【請求項９】
前記蒸気発生器の液面が前記蒸気発生器の液面より上方に位置することで、前記駆動源の運転停止状態でも、前記循環経路に洗浄液が維持されるよう構成されている請求項１〜８の何れかに記載の蒸留再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置に使用される炭化水素溶剤を、高効率かつ高純度に蒸留再生するメンテナンス容易な蒸留再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業製品の製造時に付着した油脂を洗浄除去するための洗浄装置には、洗浄液として、炭化水素溶剤が好適に使用される。この種の洗浄装置は、一般に、被洗浄物を洗浄液に浸漬して超音波振動下で洗浄する浸漬洗浄工程と、浸漬槽から引上げた被洗浄物に、洗浄液蒸気を接触させる蒸気洗浄工程と、最終的な乾燥工程と、を有して構成されている。ここで、蒸気洗浄工程を設けることで、浸漬洗浄後の被洗浄物が仕上げ洗浄されると共に、仕上げ洗浄時に被洗浄物が適度に加熱されることで、乾燥工程の処理時間が大幅に短縮化される。
【０００３】
そして、各洗浄工程で使用された洗浄液は、減圧下で、洗浄液を蒸発させた後に凝縮する蒸留再生工程を経て再使用されるのが一般的である（特許文献１〜３）。この蒸留再生工程では、目的溶剤（洗浄液）の沸騰温度に合わせて、使用済みの洗浄液を蒸気発生器内で加熱することで目的溶剤を蒸気化させ、それ以外の高沸点成分である油脂分は汚液として蒸気発生器内に蓄積させている。但し、使用経過とともに蒸気発生器内に蓄積した高沸点成分が高濃度になり、溶剤の蒸留再生を阻害するので、定期的に蒸気発生器内の汚液を廃棄する必要が生じる。
【０００４】
廃液作業時には、蒸気発生器への洗浄液の供給を一旦停止させ、蒸気発生器内の高沸点成分（油脂分）を更に濃縮し、溶剤成分を最終的に蒸発させた後、高濃度油分の廃液を図るのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４５０６７号公報
【特許文献２】特開２０００−３２５８９３号公報
【特許文献３】特開２０００−２８８４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の通り、蒸気発生器は、定常的に加熱され高沸点の油脂分が濃縮される環境にあるので、安全性が担保されるだけでなく、スケール（Scale）の堆積を最小限に抑制し、且つ、スラッジ（sludge）の清掃が容易な構成が望まれる。
【０００７】
そのため、一般的には、ステンレスパイプをコイル状に成形した熱交換器を蒸気発生器内に配置し、ステンレスパイプに熱媒体を流通させる構成を採っており、単位時間（単位エネルギー）当たりの蒸気発生量が少なく、昨今の省エネの要請に反した熱交換効率が悪い構成となっている。因みに、熱媒体オイルを加熱するヒータ出力が１５ｋＷの場合、蒸気発生量は、例えば、１００リットル／ｈ程度である。
【０００８】
なお、蒸気発生器を二重容器構造として、本体容器の外周面全体に熱媒体を流通させる構成は知られているが、この場合にも、熱交換効率に限界があり、省エネ、特に節電の要請に応え切れるものではない。
【０００９】
ここで、単に、熱交換効率を上げるだけであれば、表面積の大きい熱交換器を小容積の蒸気発生器に収納すれば良いことになるが、このような構成では、上記したスケール堆積やスラッジ清掃の問題に有効に対処できず、長期的に安定して使用することができない。また、熱交換効率を上げれば上げるほど蒸気発生量は増加するものの、局所的な過熱状態が発生してスケール堆積が促進されるだけでなく、不純物まで蒸発するので、蒸留再生された洗浄液の純度を著しく劣化させるという問題が新たに生じる。
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、メンテナンスが容易で、高効率かつ高純度に蒸留再生することが可能な蒸留再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明は、使用済みの洗浄液を受け入れて貯留する蒸気発生器と、前記蒸気発生器から供給された洗浄液を加熱媒体に熱接触させて前記蒸気発生器に帰還させるよう構成された熱交換器と、前記熱交換器を経由する洗浄液の循環経路を駆動する駆動源と、を有して構成され、前記蒸気発生器の洗浄液は、前記熱交換器において加熱媒体と面状に熱接触して蒸気化しつつ、前記駆動源に駆動されて、前記循環経路を定常的に流動しており、前記循環経路を前記熱交換器に向けて流通する洗浄液の一部は、前記熱交換器を迂回するバイパス経路を経由して汚液濃縮器に導入され、前記汚液濃縮器で蒸気化された蒸気部分が、前記蒸気発生器に帰還されるよう構成されている。
【００１２】
本発明では、蒸気発生器の洗浄液が、駆動源に駆動されて循環経路を定常的に流動しているので、熱交換面積を上げても、局所的な過熱状態が発生せず、高純度の蒸留再生を高効率に実現することができる。また、洗浄液が定常的に流動しているので、スケールの堆積などの問題が大幅に低減される。
【００１３】
また、不純物を汚液濃縮器に集積することでメンテナンスが容易化される。好ましくは、汚液濃縮器の外周面には、熱交換器を流動した加熱媒体が流通しているべきであり、この場合にはシステムを簡素化することができる。
【００１４】
前記熱交換器は、好ましくは、波板を対面させた形成された波板状チャンバを複数段に積層して形成され、奇数段目に洗浄液又は加熱媒体の一方側を流通させ、偶数段目に洗浄液又は加熱媒体の他方側を流通させている。この場合、洗浄液は、各段の波板状チャンバを第一方向に流動する一方、加熱媒体は、各段の波板状チャンバを第二方向に流動しているのが好適である。
【００１５】
前記蒸気発生器には、前記駆動源に吸引されて、新規の洗浄液が供給されるよう構成されているのが効果的であり、また、前記蒸気発生器は、洗浄液の沸騰温度に対応する減圧状態に維持されているのが効果的である。
【００１６】
前記蒸気発生器には、その液面に近接して、気泡の破裂を防止する阻止板が配置されているのが不純物の抑制に効果的であり、前記駆動源の運転停止状態でも、前記循環経路に洗浄液が維持されるよう構成されているとスケール抑制に効果的である。なお、実施例では、(1)熱交換器を蒸気発生器の液面より下に配置する、(2)逆止弁Ｖ７を設ける、(3)還流ポンプＰ１の運転停止時には、開閉弁Ｖ５を閉めると共にオイルポンプＰ２の運転を停止する、との構成を採っている。
【００１７】
また、蒸気発生器は、蒸発面積を高めるべく横長形状に形成されるのが好適である。ここで、横長形状とは、満タン状態の蒸気発生器における液面高さより、横幅が長いことを意味し、この場合の横幅とは、円筒形状の蒸気発生器では円環状側面の水平幅（円筒直径）を意味し、直方体形状の蒸気発生器では、何れか一方の側面の水平幅を意味する。
【００１８】
但し、より好ましくは、蒸気発生器の液面の表面積Ｓ（＝ａ＊ｂ）を、液側面の最大面積の１／２以上に形成するのが好適である。ここで、最大面積とは、ａ＊ｂ＊Ｈの直方体形状の蒸気発生器では、高さＨの満タン状態における液側面の全面積２＊（ａ＋ｂ）＊Ｈを意味する。この場合、ａ＊ｂ≧（ａ＋ｂ）＊Ｈの条件は、具体的には、ａ＞Ｈかつｂ＞Ｈの横長形状を意味する。なお、円筒形状の蒸気発生器では、最大面積は、満タン状態における円環状側面の全面積を意味する。
【発明の効果】
【００１９】
上記した通り、本発明によれば、メンテナンスが容易で、高効率かつ高純度に蒸留再生することが可能な蒸留再生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例に係る蒸留再生装置ＥＱＵを説明するブロック図である。
【図２】波板状チャンバを説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１は、実施例に係る蒸留再生装置ＥＱＵを説明するブロック図である。
【００２２】
この蒸留再生装置ＥＱＵは、使用済みの洗浄液を受け入れて蒸気化する横長形状の蒸気発生器１と、蒸気発生器１から供給される洗浄液を熱媒体オイルに熱接触させることで蒸気化する第一熱交換器２と、蒸気発生器１から供給される洗浄蒸気を冷却水に熱接触させることで凝縮化する第二熱交換器３と、本体容器４ａを外側容器４ｂで覆った二重構造の汚液濃縮器４と、第二熱交換器３で凝縮化された洗浄液を受ける回収塔５と、回収塔５から受けた洗浄液を洗浄作業槽に供給する供給塔６と、蒸気発生器１、回収塔５、及び供給塔６を減圧状態に維持する真空ポンプＶＰと、蒸気発生器１や汚液濃縮器４の液面センサや温度センサなどに基づいて、装置各部の動作を制御する不図示の制御装置と、洗浄液を蒸気発生器と第一熱交換器の間で循環させる還流ポンプＰ１と、を中心に構成されている。
【００２３】
使用済みの洗浄液は、フィルタ処理など適宜な浄化処理を経た上で、還流ポンプＰ１に吸引されることで、第一熱交換器２を経由して、蒸気発生器１に回収される。また、蒸気発生器１、回収塔５、及び供給塔６は、所望の減圧状態に耐える圧力容器で構成されている。そして、開閉弁Ｖ１〜Ｖ７が適所に配置され、還流ポンプＰ１の下流側には逆流防止弁Ｖ８が配置されている。また、蒸気発生器１、及びオイルタンク７には、熱電対などによる温度センサＳ１，Ｓ２が配置されて、洗浄液とオイルとが所望温度に管理されている。なお、汚液濃縮器４の気相部（上部）、及び／又は、液相部（下部）にも、温度センサＳ３，Ｓ４が配置されており、濃縮された汚液の廃棄タイミングを管理している。
【００２４】
図示の通り、加熱状態の熱媒体オイルは、オイルポンプＰ２によって、オイルタンク７→第一熱交換器２→汚液濃縮器４の本体容器４ａの外側空間→オイルタンク７の経路を経由して定常的に循環している。一方、不純物を含んだ洗浄液は、還流ポンプＰ１によって、蒸気発生器１→第一熱交換器２→蒸気発生器１のメイン経路Ｍａｉｎを経由して定常的に循環している。
【００２５】
また、このメイン経路Ｍａｉｎとは別に、蒸気発生器１から、汚液濃縮器４の本体容器４ａの内部空間に向かうサブ経路Ｓｕｂも設けられており、熱媒体オイルで加熱されて蒸気化された洗浄蒸気は、汚液濃縮器４の本体容器４ａから蒸気発生器１に供給されるよう構成されている。汚液濃縮器４の本体容器４ａは、あえて小容積に構成されており、導入された洗浄液は、熱媒体オイルの廃熱によって、素早く蒸気化される。好ましくは、汚液濃縮器４の蒸気発生量は、蒸気発生器の蒸気発生量の１／１０〜１／５０程度に設定される。なお、定常動作時に、開閉弁Ｖ６が閉鎖状態であり、開閉弁Ｖ５は開放状態であることは勿論である。
【００２６】
次に、蒸気発生器１から出力される洗浄蒸気は、第二熱交換器３で凝縮されて回収塔５に導入される。そして、回収されたフレッシュな洗浄液は、液面などで適宜に管理されて供給塔６に供給される。なお、蒸気発生器１には、その液面に近接して、気泡の破裂を防止する遮蔽板８が配置されており、気泡の破裂に伴う不純物ガスの発生を効果的に抑制している。
【００２７】
第一熱交換器２及び第二熱交換器３は、好適には、複数枚（例えば２０〜３０枚）の略長方形の波板を近接対面させて形成された波板状チャンバを積層して構成される。具体的には、例えば、図２に記載の通り、積層された複数段の波板状チャンバに、２種類の物質を交互に流通させており、平板ではなく波板を積層することで熱交換面積を大幅に高めている。ここで、一方の物質が熱媒体であり、他方の物質が洗浄液又は洗浄蒸気である。そして、２つの物質の流通方向を対向させることで熱交換の効率を高めている。
【００２８】
ところで、本実施例の場合、第一熱交換器２には、不純物を含んだ洗浄液が導入される。しかし、この洗浄液は、滞留することなく定常的に流通しているので、局所的な過熱状態が発生するおそれがなく、不純物ガスの発生が効果的に抑制される。また、洗浄液が加熱状態で定常的に流通するので、スケールが析出されることもない。
【００２９】
しかも、第一熱交換器２は、波板状チャンバが形成されているので、洗浄液が乱流状態で流通することになり、スケール堆積のおそれを更に低減している。なお、第一熱交換器２は、好ましくは、蒸気発生器１の液面より下方に配置すべきであり、このような構成を採れば、メンテナンス時など例外的に液流が停止することがあっても、熱交換面が乾燥状態になることがないので、スケール析出の抑制に効果的である。
【００３０】
実施例では、第一熱交換器２を蒸気発生器１の液面より下方に配置すると共に、第一熱交換器２の下方位置に逆流防止弁Ｖ８を配置し、還流ポンプＰ１の運転停止時に、オイルポンプＰ２を停止して開閉弁Ｖ５を閉鎖することで、液流停止時にも熱交換面が乾燥状態になることを防止している。
【００３１】
続いて、上記の構成を有する本実施例の蒸留再生装置の動作内容を説明する。
【００３２】
＜蒸気発生＞
第一熱交換器２に積層された複数段の波板状チャンバの奇数段には、例えば、熱媒体オイルが、上方から下方に向けて面状に定常流通している。このような場合、これに対応して、波板状チャンバの偶数段には、洗浄液が下方から上方に向けて定常的に流通している。そのため、洗浄液と熱媒体オイルとが、緩やかに熱交換することになり、不純物を含んだ洗浄液は、抽出すべき目的溶剤の沸騰温度に合わせ適度に加熱される。なお、蒸気発生器１に配置された温度センサＳ１が、所定減圧下での最適温度を示すよう、熱媒体オイルは適宜温度に加熱される。
【００３３】
このようにして、蒸気発生器１の洗浄液は、常に、最適温度に維持されるので、効果的に蒸気化することができ、所望の蒸気発生量を実現することができる。因みに、熱媒体オイルを加熱するヒータ出力が１５ｋＷの場合、蒸気発生量は、例えば、２５０リットル／ｈ程度であり、従来例に比較して、２．５倍の性能を発揮することができる。
【００３４】
しかも、本実施例では、緩やかな加熱動作が維持されるので、過熱下での沸騰による不純物の混入のおそれがなく、洗浄蒸気の純度を高めることができる。なお、減圧状態での圧力変動に応じて、過渡的には、過熱状態となる可能性があるが、本実施例の洗浄液は、定常的に流動しているので、不純物の混入は非常に少ない。
【００３５】
また、実施例の蒸気発生器１は、横長に形成されているので、縦長形状に比較して、洗浄液の蒸発面積を大幅に高めることができ、緩やかな蒸発条件においても蒸気発生量を損なうことがない。更に、遮蔽板８によって気泡の破裂を防止しているので、この意味でも、洗浄蒸気に不純物が混入する可能性を低減している。
【００３６】
ところで、このようにして洗浄液を定常的に蒸発させると、これに対応して、残存する洗浄液の不純物濃度が高まる筈である。しかし、本実施例では、循環する洗浄液の一部は、サブ経路Ｓｕｂして、小容積の汚液濃縮器４に導入されるので、メイン経路Ｍａｉｎの不純物濃度の上昇を抑制することができる。すなわち、汚液濃縮器４に導入された洗浄液は、熱交換後の熱媒体オイルによって再加熱されて蒸気化されるので、不純物の凝縮は、もっぱら汚液濃縮器４が担当することになり、メイン経路Ｍａｉｎの不純物濃度の上昇を効果的に抑制することができる。
【００３７】
＜蒸留再生＞
このようにして生成された高純度の洗浄蒸気は、必要時には、蒸気洗浄槽に供給されるが、定常的には熱交換器３に供給される。すなわち、上記した蒸気発生の動作に並行して、第二熱交換器３では、冷却水との熱交換によって洗浄蒸気が凝縮され、凝縮された洗浄液として、回収塔５に導入される。ここで、第二熱交換器３の出力は、回収塔５の底面に導入されるので、凝縮されていない洗浄ガスが導入された場合でも、回収塔５の液中を洗浄ガスが浮上する過程で液化される。なお、回収塔５に、適宜な冷却機構を設けても良いのは勿論である。
【００３８】
＜汚液処理＞
ところで、上記した蒸気発生動作を継続すると、汚液濃縮器４の汚液の不純物濃度は、確実に増加するはずである。そして、不純物濃度が限界値を超えたか否かは、汚液濃縮器４の汚液温度か、汚液濃縮器４から出力される洗浄蒸気の蒸気温度で判断することができる。すなわち、不純物濃度に対応して汚液温度は上昇し、蒸気温度も変化する。そこで、センサ温度が限界値を超えた場合には、一時的に開閉弁Ｖ５を閉鎖して、汚液を再加熱した後に開閉弁Ｖ６を開放して高濃度の汚液を廃棄する。
【００３９】
以上、本発明の実施例について具体的に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定する趣旨ではなく、適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１      蒸気発生器
２      熱交換器
Ｐ１    駆動源
【図１】
0005931463.tif 000002
【図２】
0005931463.tif 000003