(57)【要約】【課題】シンプルでイニシャルコストやランニングコストが安価なＶＯＣ除去装置及びＶＯＣ除去方法を提供する。【解決手段】本発明のＶＯＣ除去装置１は、ＶＯＣを吸着したオイルを本体装置４内に取り込む取込手段１３，１９，３６と、本体装置４内の気圧を減ずる減圧手段３，４４と、本体装置４内を減圧することにより前記オイルから気化したＶＯＣを分離させる分離手段１２と、本体装置４内を圧縮することにより前記気化したＶＯＣを液化させる圧縮手段３，４４と、前記液化したＶＯＣを残存する前記オイルと別個に排出させるＶＯＣ排出手段２1とを備えていることを特徴とする。【選択図】図１
2011104505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＯＣを吸着したオイルを本体装置内に取り込む取込手段と、
前記本体装置内の気圧を減ずる減圧手段と、
前記本体装置内を減圧することにより前記オイルから気化したＶＯＣを分離させる分離手段と、
前記本体装置内を圧縮することにより前記気化したＶＯＣを液化させる圧縮手段と、
前記液化したＶＯＣを残存する前記オイルと別個に排出させるＶＯＣ排出手段と、
を備えていることを特徴とするＶＯＣ除去装置。
【請求項２】
前記減圧手段及び前記圧縮手段は、シリンダ内を減圧及び圧縮する方向に往復運動するピストンと、前記シリンダ内への圧縮エアーの供給を制御し、前記ピストンの往復運動を制御する制御部とを備え、
前記取込手段は、前記シリンダに形成されたオイル吸引孔と、前記減圧方向への前記ピストンの摺動によって前記オイル吸引孔から吸引されたオイルを貯留するオイル室と、前記オイル吸引孔から所定量のオイルが吸引されると前記オイル吸引孔を閉塞する弁装置とを備え、
前記分離手段は、前記減圧方向への前記ピストンの摺動によって前記オイル室のオイルから気化したＶＯＣを収納する減圧室を備え、
前記ＶＯＣ排出手段は、前記圧縮方向への前記ピストンの摺動によって前記気化したＶＯＣを液化させ、該液化したＶＯＣを前記シリンダ外へ排出するためのＶＯＣ排出孔を備えている請求項１に記載のＶＯＣ除去装置。
【請求項３】
前記ピストンは、前記減圧室内を往復運動する減圧用ピストンと、該減圧用ピストンのピストン軸内に形成された中空部に沿ってピストン軸が往復運動することにより前記オイル室内を往復運動するオイル吸引用ピストンとを備え、
前記減圧用ピストンが反オイル吸引用ピストン側へ摺動し、前記減圧用ピストンと前記オイル吸引用ピストンとの間の空間が負圧になることにより、該オイル吸引用ピストンが前記減圧用ピストン側へ所定長摺動し、前記弁装置が前記オイル吸引孔を閉塞し、前記オイル吸引孔から前記オイル室内へのオイルの吸引量が所定量に設定される請求項２に記載のＶＯＣ除去装置。
【請求項４】
前記オイル吸引用ピストンには前記オイル室と前記減圧室とを連通可能なようにＶＯＣ通気孔が設けられ、前記弁装置は、前記オイル吸引用ピストンのピストン軸の延長部分の外周にスライド可能に嵌め込まれ、前記ＶＯＣ通気孔を開閉可能なＶＯＣ通気孔開閉弁と、前記オイル吸引孔を開閉可能なオイル吸引孔開閉弁と、前記延長部分の先端に装着される鍔部と、該鍔部と前記オイル吸引孔開閉弁の間に介装される圧縮スプリングとを備え、前記減圧用ピストンの前記減圧方向への摺動により、前記オイル吸引孔開閉弁が前記オイル吸引孔を閉塞すると共に、前記ＶＯＣ通気孔開閉弁が前記ＶＯＣ通気孔を開放する請求項３に記載のＶＯＣ除去装置。
【請求項５】
前記シリンダ内には、前記減圧室の反オイル室側に隣接して形成される駆動用シリンダ室と、該駆動用シリンダ室内を往復運動する駆動用ピストンとが設けられ、該駆動用ピストンは前記減圧用ピストンのピストン軸を共用し、前記駆動用ピストンの両側に交互に前記圧縮エアーを供給し、該駆動用ピストンを往復運動させることにより、前記減圧用ピストン及び前記オイル吸引用ピストンを往復運動させる請求項２〜４のいずれか１の請求項に記載のＶＯＣ除去装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記駆動用ピストンが減圧工程終了後、所定時間を経過してから圧縮工程に移るように制御する請求項５に記載のＶＯＣ除去装置。
【請求項７】
駆動用シリンダ室内において駆動用ピストンの一方側に圧縮エアーが供給され、該駆動用ピストンが他方側に摺動することにより、前記駆動用ピストンとピストン軸を共用する減圧用ピストンが減圧室内において前記駆動用ピストンと同方向に摺動する工程と、
前記減圧用ピストンの摺動に伴い、該減圧用ピストンと該減圧用ピストンのピストン軸内を往復運動するピストン軸を有するオイル吸引用ピストンとの間の空間が負圧になることにより、該オイル吸引用ピストンが前記減圧用ピストンと同方向に摺動する工程と、
前記オイル吸引用ピストンの摺動に伴い、オイル吸引孔内が負圧になることにより、オイル吸引孔からオイル室内にＶＯＣを吸着したオイルが吸引される工程と、
前記オイル吸引孔からオイル室内にＶＯＣを吸着した所定量のオイルが吸引されると、前記オイル吸引孔開閉弁により前記オイル吸引孔が閉塞され、オイル室内へのオイルの吸引が停止される工程と、
前記駆動用ピストンのさらなる摺動に伴い、前記減圧用ピストン及び前記オイル吸引用ピストンが前記駆動用ピストンと同方向にさらに摺動し、前記オイル吸引用ピストンに設けられたＶＯＣ通気孔がＶＯＣ通気孔開閉弁により開放される工程と、
前記開放されたＶＯＣ通気孔開閉弁を介して前記オイル室と前記減圧室が連通し、前記オイル室に収容されたオイルに吸着されたＶＯＣが気化し、該気化したＶＯＣが前記ＶＯＣ連通孔を通って減圧室に集められる工程と、
前記駆動用ピストンの他方側に圧縮エアーが供給され、該駆動用ピストンが一方側に摺動されることにより、前記減圧用ピストン及び前記オイル吸引用ピストンが前記駆動用ピストンと同方向に摺動し、前記減圧室内の気化したＶＯＣが圧縮されて液化される工程と、
前記液化したＶＯＣがＶＯＣ排出孔から前記減圧室外へ排出される工程と、
を含むことを特徴とするＶＯＣ除去方法。
【請求項８】
前記駆動用ピストンが減圧工程終了後、所定時間を経過してから圧縮工程に移るように前記制御部が制御する工程を含む請求項７に記載のＶＯＣ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種印刷施設や塗装施設において使用される有機溶剤等から放出される中・低濃度のＶＯＣの除去装置及び除去方法に関し、特に、事前に別途ＶＯＣをオイルに吸着させ、該オイルに吸着したＶＯＣをオイルから分離除去するためのＶＯＣ除去装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷関連の産業や塗装産業界においては、有機溶剤を使用した作業が多く、使用する有機溶剤から大量にＶＯＣ（揮発性有機化合物：Volatile Organic Compounds：トルエン、キシレン、酢酸エチルなどで約２００種類あり、塗料、接着剤，インク等に溶剤として含まれている）が発散されている。作業現場でのＶＯＣは作業者にとって有害なだけではなく、室外に放出されると光化学スモッグの原因にもなり社会問題に発展している。
【０００３】
そのため、平成１８年４月以降は、大規模施設を対象として都道府県へのＶＯＣ排出施設の届出が義務付けられ、排出基準に適合しない場合は改善の勧告がなされており、中小規模の施設でも自主的な取組みが求められる様になった。
【０００４】
従来のＶＯＣを除去する技術としては、例えば、排気中の有機溶剤を吸収塔で吸収液に吸収させ、その吸収液を熱交換器に通して所定温度に加熱し、再生塔で吸収液中に含まれている有機溶剤や水分を減圧して吸収液から分離し、更に凝縮器に導き有機溶剤と水を凝縮して、溶剤分離器で有機溶剤と水に分離する溶剤回収装置（特許文献１参照）や、揮発性有機物吸収チャンバと放出チャンバを設け、吸収チャンバに揮発性有機物を含んだエアーを導入し、吸収チャンバ内を加圧して揮発性有機物をオイル内に吸収し、そのオイルを放出チャンバに送り込み、放出チャンバ内を減圧して揮発性有機物をオイルから放出してチャンバの外に排出する揮発性有機物の除去システム（特許文献２参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３１５６１３号公報
【特許文献２】特開２００８−２２９４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１の溶剤回収装置では、有機溶剤を吸収塔で吸収液に吸収した後の工程で、有機溶剤を分離するための装置に熱交換器、加熱器、再生塔、凝縮器、溶剤分離器等の設備が必要となるため、大掛かりなシステムになるといった問題がある。さらに、稼働時には加熱工程が必要となり、ランニングコストが高くなるといった問題もある。
【０００７】
また、上記した特許文献２の揮発性有機物の除去システムでは、分離した揮発性有機物が気体の状態であるため、回収して保管するには液化装置等が必要となり、費用が嵩むといった問題がある。
【０００８】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、別途ＶＯＣをオイルに吸着させ、該オイルに吸着したＶＯＣをオイルから分離除去するシンプルなシステムであり、イニシャルコストやランニングコストが安価で、ＶＯＣを液化した状態で回収可能なＶＯＣ除去装置及びＶＯＣ除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１のＶＯＣ除去装置は、ＶＯＣを吸着したオイルを本体装置内に取り込む取込手段と、前記本体装置内の気圧を減ずる減圧手段と、前記本体装置内を減圧することにより前記オイルから気化したＶＯＣを分離させる分離手段と、前記本体装置内を圧縮することにより前記気化したＶＯＣを液化させる圧縮手段と、前記液化したＶＯＣを残存する前記オイルと別個に排出させるＶＯＣ排出手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第１のＶＯＣ除去装置によれば、本体装置内を減圧及び圧縮することにより簡単にオイルとＶＯＣを分離することができ、液化したＶＯＣを排出することができる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第２のＶＯＣ除去装置は、上述した本発明の第１のＶＯＣ除去装置であって、前記減圧手段及び前記圧縮手段は、シリンダ内を減圧及び圧縮する方向に往復運動するピストンと、前記シリンダ内への圧縮エアーの供給を制御し、前記ピストンの往復運動を制御する制御部とを備え、前記取込手段は、前記シリンダに形成されたオイル吸引孔と、前記減圧方向への前記ピストンの摺動によって前記オイル吸引孔から吸引されたオイルを貯留するオイル室と、前記オイル吸引孔から所定量のオイルが吸引されると前記オイル吸引孔を閉塞する弁装置とを備え、前記分離手段は、前記減圧方向への前記ピストンの摺動によって前記オイル室のオイルから気化したＶＯＣを収納する減圧室を備え、前記ＶＯＣ排出手段は、前記圧縮方向への前記ピストンの摺動によって前記気化したＶＯＣを液化させ、該液化したＶＯＣを前記シリンダ外へ排出するためのＶＯＣ排出孔を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２のＶＯＣ除去装置によれば、シリンダとピストンからなる簡単な構造で、しかもピストンの１ストロークの往復動作で、オイルの吸引と、ＶＯＣの気化によるオイルからのＶＯＣの分離及び液化ＶＯＣの排出を行うことができる。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の第３のＶＯＣ除去装置は、上述した本発明の第２のＶＯＣ除去装置であって、前記ピストンは、前記減圧室内を往復運動する減圧用ピストンと、該減圧用ピストンのピストン軸内に形成された中空部に沿ってピストン軸が往復運動することにより前記オイル室内を往復運動するオイル吸引用ピストンとを備え、前記減圧用ピストンが反オイル吸引用ピストン側へ摺動し、前記減圧用ピストンと前記オイル吸引用ピストンとの間の空間が負圧になることにより、該オイル吸引用ピストンが前記減圧用ピストン側へ所定長摺動し、前記弁装置が前記オイル吸引孔を閉塞し、前記オイル吸引孔から前記オイル室内へのオイルの吸引量が所定量に設定されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３のＶＯＣ除去装置によれば、減圧用ピストンの摺動によりシリンダ内が減圧され、オイル吸引用ピストン軸が所定長摺動することによりオイルの吸引量が所定量に設定される。すなわち、オイル吸引用ピストンの変位量を規制することにより、オイル吸引量の設定を容易に行うことができる。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の第４のＶＯＣ除去装置は、上述した本発明の第３のＶＯＣ除去装置であって、前記オイル吸引用ピストンには前記オイル室と前記減圧室とを連通可能なようにＶＯＣ通気孔が設けられ、前記弁装置は、前記オイル吸引用ピストンのピストン軸の延長部分の外周にスライド可能に嵌め込まれ、前記ＶＯＣ通気孔を開閉可能なＶＯＣ通気孔開閉弁と、前記オイル吸引孔を開閉可能なオイル吸引孔開閉弁と、前記延長部分の先端に設けられる鍔部と、該鍔部と前記オイル吸引孔開閉弁の間に介装される圧縮スプリングとを備え、前記減圧用ピストンの前記減圧方向への摺動により、前記オイル吸引孔開閉弁が前記オイル吸引孔を閉塞すると共に、前記ＶＯＣ通気孔開閉弁が前記ＶＯＣ通気孔を開放することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第４のＶＯＣ除去装置によれば、減圧用ピストンを減圧方向へ摺動させるだけで、オイル吸引孔開閉弁がオイル吸引孔を閉塞し、オイル室へのオイルの吸引を停止すると共に、ＶＯＣ通気孔開閉弁がＶＯＣ通気孔を開放し、気化したＶＯＣを減圧室に集めることができる。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の第５のＶＯＣ除去装置は、上述した本発明の第２〜第４のいずれかのＶＯＣ除去装置であって、前記シリンダ内には、前記減圧室の反オイル室側に隣接して形成される駆動用シリンダ室と、該駆動用シリンダ室内を往復運動する駆動用ピストンとが設けられ、該駆動用ピストンは前記減圧用ピストンのピストン軸を共用し、前記駆動用ピストンの両側に交互に前記圧縮エアーを供給し、該駆動用ピストンを往復運動させることにより、前記減圧用ピストン及び前記オイル吸引用ピストンを往復運動させることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第５のＶＯＣ除去装置によれば、減圧室に隣接して駆動用シリンダ室を設置し、駆動用ピストンのピストン軸を減圧用ピストンと共用しているため、駆動用ピストンを圧縮エアーで往復運動をさせることによって減圧用ピストン及びオイル吸引用ピストンを駆動させることができる。すなわち、装置の駆動用動力にエアーを用いているため駆動用圧力の調整が容易となると共に、電気を使用していないためＶＯＣに引火することがなく防爆対策が可能となる。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の第６のＶＯＣ除去装置は、上述した本発明の第５のＶＯＣ除去装置であって、前記制御部は、前記駆動用ピストンが減圧工程終了後、所定時間を経過してから圧縮工程に移るように制御することを特徴とする。
【００２０】
本発明の第６のＶＯＣ除去装置によれば、オイルに吸着されたＶＯＣがオイルから気化する時間を確保することができるため、ＶＯＣを十分に気化させることができる。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の第１のＶＯＣ除去方法は、駆動用シリンダ室内において駆動用ピストンの一方側に圧縮エアーが供給され、該駆動用ピストンが他方側に摺動することにより、前記駆動用ピストンとピストン軸を共用する減圧用ピストンが減圧室内において前記駆動用ピストンと同方向に摺動する工程と、前記減圧用ピストンの摺動に伴い、該減圧用ピストンと該減圧用ピストンのピストン軸内を往復運動するピストン軸を有するオイル吸引用ピストンとの間の空間が負圧になることにより、該オイル吸引用ピストンが前記減圧用ピストンと同方向に摺動する工程と、前記オイル吸引用ピストンの摺動に伴い、オイル吸引孔内が負圧になることにより、オイル吸引孔からオイル室内にＶＯＣを吸着したオイルが吸引される工程と、前記オイル吸引孔からオイル室内にＶＯＣを吸着した所定量のオイルが吸引されると、前記オイル吸引孔開閉弁により前記オイル吸引孔が閉塞され、オイル室内へのオイルの吸引が停止される工程と、前記駆動用ピストンのさらなる摺動に伴い、前記減圧用ピストン及び前記オイル吸引用ピストンが前記駆動用ピストンと同方向にさらに摺動し、前記オイル吸引用ピストンに設けられたＶＯＣ通気孔がＶＯＣ通気孔開閉弁により開放される工程と、前記開放されたＶＯＣ通気孔開閉弁を介して前記オイル室と前記減圧室が連通し、前記オイル室に収容されたオイルに吸着されたＶＯＣが気化し、該気化したＶＯＣが前記ＶＯＣ連通孔を通って減圧室に集められる工程と、
前記駆動用ピストンの他方側に圧縮エアーが供給され、該駆動用ピストンが一方側に摺動されることにより、前記減圧用ピストン及び前記オイル吸引用ピストンが前記駆動用ピストンと同方向に摺動し、前記減圧室内の気化したＶＯＣが圧縮されて液化される工程と、
前記液化しＶＯＣがＶＯＣ排出孔から前記減圧室外へ排出される工程とを含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１のＶＯＣ除去方法によれば、シリンダ内でピストンを１ストローク往復運動させるだけで、オイルに吸着したＶＯＣをオイルから簡単に分離除去することができ、イニシャルコストやランニングコストの低減化を図ることができる。
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明の第２のＶＯＣ除去方法は、前記駆動用ピストンが減圧工程終了後、所定時間を経過してから圧縮工程に移るように前記制御部が制御する工程を含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の第２のＶＯＣ除去方法によれば、オイルに吸着されたＶＯＣがオイルから気化する時間を確保することができるため、ＶＯＣを十分に気化させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、シンプルな装置及び方法で、オイルに吸着したＶＯＣをオイルから簡単に除去することができ、イニシャルコストやランニングコストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態であるＶＯＣ除去装置の全体の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態であるＶＯＣ除去装置のオイル吸引用ピストンと弁装置を分解して示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態であるＶＯＣ除去装置のオイル吸引前の状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態であるＶＯＣ除去装置のオイル吸引開始時の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態であるＶＯＣ除去装置のオイル吸引終了直後の状態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態であるＶＯＣ除去装置の減圧中の状態を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態であるＶＯＣ除去装置においてオイルからＶＯＣが気化されている状態を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態であるＶＯＣ除去装置の圧縮工程初期の状態を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態であるＶＯＣ除去装置において減圧用ピストンがオイル吸引用ピストンまで降下した時の状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態であるＶＯＣ除去装置においてオイルを排出している状態を示す断面図である。
【図１１】図７のＡ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は本発明の実施の形態であるＶＯＣ除去装置の全体の構成図であり、このＶＯＣ除去装置１は、主にシリンダ２とピストン３とから構成される本体装置４と、本体装置４に圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給装置５と、ＶＯＣを吸着したオイルを貯留するオイル容器６と、本体装置４から回収したオイルを貯留する回収オイル容器７と、液化したＶＯＣを貯留する液化ＶＯＣ容器８とを備えている。
【００２９】
なお、ＶＯＣを吸着したオイルは、例えば、特開昭５０−６９００５号公報（塩素系有機溶剤処理方法）に記載されているように、ＶＯＣをオイルシャワー中に通過させ、冷却させることによりオイル中に溶解させる方法や、或いは、オイルを容器内に入れ、オイル周辺の気体圧力を高くすることによりＶＯＣをオイルに吸収させる方法等の公知技術を利用して収集された後、オイル容器６に貯留される。また、本実施の形態の場合、シリンダ２は、例えば、内径が９０ｍｍ、高さが２５６ｍｍであり、圧縮エアーの圧力は０．３ＭＰａに設定されている。
【００３０】
シリンダ２の内部は、上側隔壁９及び下側隔壁１０によって上方から順に、駆動用シリンダ室１１、減圧室１２、オイル室１３の３室に仕切られており、シリンダ２の頂部には、外部と駆動用シリンダ室１１間を連通する第１の圧縮エアー取入口１４が形成されている。また、上側隔壁９には、中央に軸孔１５が穿設され、軸孔１５の周囲には、外部と駆動用シリンダ室１１間を連通する第２の圧縮エアー取入口１６が形成されていると共に、外部と減圧室１２間を連通する圧力調整孔１７が形成されている。さらにまた、下側隔壁１０には、中央に開口部１８が形成されている。
【００３１】
シリンダ２の底部の中央には、オイル室１３の下部と外部間を連通するオイル吸引孔１９が形成されており、オイル吸引孔１９の上端部１９ａは傾斜して縮径されている。また、シリンダ部２の底部には、オイル吸引孔１９に隣接してオイル室１３の下部と外部間を連通するオイル排出孔２０が形成されており、さらに、オイル室１３を取り囲む外周壁には、オイル室１３の上部と外部間を連通するＶＯＣ排出孔２１が形成されている。
【００３２】
ピストン３は、駆動用シリンダ室１１内を往復運動する駆動用ピストン２２と、減圧室１２内を往復運動する減圧用ピストン２３と、オイル室１３内を往復運動するオイル吸引用ピストン２４とを備えており、特に図示しないが、各ピストン２２，２３，２４の外周には、各室１１，１２，１３の摺動面と各ピストン２２，２３，２４の間からエアー漏れが生じないようにピストンリング等が取り付けられている。
【００３３】
駆動用ピストン２２と減圧用ピストン２３はピストン軸２５を共用しており、このピストン軸２５は上側隔壁９の軸孔１５を挿通している。ピストン軸２５内にはシリンダ状に中空部２６が形成されており、この中空部２６は連通孔２７を介して駆動用シリンダ室１１と連通している。
【００３４】
減圧用ピストン２３の下部は縮径されて押圧部２８が形成されており、押圧部２８は下側隔壁１０の開口部１８に遊挿可能となっている。また、押圧部２８の中央には中空部２６に連通する軸孔２９が形成され、軸孔２９は中空部２６より小径を成し、中空部２６の下端周辺部に軸内係合部３０が形成されている。
【００３５】
オイル吸引用ピストン２４のピストン軸３１は、軸孔２９を挿通し、中空部２６に沿って往復運動可能に形成されている。そして、このピストン軸３１の頭部３２は拡径され、軸内係合部３０に掛止可能となっている。オイル吸引用ピストン２４のピストン軸３１の周囲には、減圧室１２とオイル室１３間を連通可能なように複数（例えば、４個）のＶＯＣ通気孔３３（例えば、直径３〜４ｍｍ）が設けられ、オイル吸引用ピストン２４の下面側中央部には、ＶＯＣ通気孔３３に対応する位置に凹部３４が形成されている。
【００３６】
オイル吸引用ピストン２４の下面側には、ピストン軸３１の延長部分３５が下方に突設されており、この延長部分３５の外周に弁装置３６がスライド可能に嵌め込まれている。図２に良く示されているように、この弁装置３６は、ＶＯＣ通気孔３３を開閉可能且つ凹部３４に嵌合可能なＶＯＣ通気孔開閉弁３７と、ＶＯＣ通気孔開閉弁３７の下方に設けられてオイル吸引孔１９を開閉可能且つオイル吸引孔１９の上端部１９ａに嵌合可能なオイル吸引孔開閉弁３８と、ＶＯＣ通気孔開閉弁３７とオイル吸引孔開閉弁３８とを連結する円筒状の連結部３９と、延長部分３５の下端に装着される鍔部４０と、鍔部４０とオイル吸引孔開閉弁３８との間に介装される圧縮スプリング４１とにより構成されており、鍔部４０により圧縮スプリング４１の脱落が防止される。
【００３７】
圧縮エアー供給装置５は、本体装置４から隔離した場所に設置され、コンプレッサー４２と、コントローラ４３と、コンプレッサー４２及びコントローラ４３を制御する制御部４４とを備えている。コントローラ４３には、電動の第１の三方向ソレノイドバルブＳＶ１と第２の三方向ソレノイドバルブＳＶ２とが設けられており、第１の三方向ソレノイドバルブＳＶ１はホース５１を介して第１の圧縮エアー取入口１４に接続され、第２の三方向ソレノイドバルブＳＶ２はホース５２を介して第２の圧縮エアー取入口１６に接続されている。そして、制御部４４は、一方の三方向ソレノイドバルブを介して圧縮エアーをシリンダ２内に供給する場合には、他方の三方向ソレノイドバルブからシリンダ２内の駆動用ピストン２２の反対側のエアーを外部に放出するよう制御する。
【００３８】
オイル容器６は、第１の逆止弁４５及びホース４８を介してオイル吸引孔１９に接続されており、第１の逆止弁４５はオイル容器６からオイル吸引孔１９方向への流通のみを許容する。また、回収オイル容器７は、第２の逆止弁４６及びホース４９を介してオイル排出孔２０に接続されており、第２の逆止弁４６はオイル排出孔２０から回収オイル容器７方向への流通のみを許容する。さらに、液化ＶＯＣ容器８は、第３の逆止弁４７及びホース５０を介してＶＯＣ排出孔２１に接続されており、第３の逆止弁４７はＶＯＣ排出孔２１から液化ＶＯＣ容器８方向への流通のみを許容する。このようにオイル吸引孔１９、オイル排出孔２０及びＶＯＣ排出孔２１にそれぞれ逆止弁４５，４６，４７を設置することにより、シリンダ２内の減圧工程中や圧縮工程中にオイルやＶＯＣ等の不要な吸込みや漏れが発生するのを防止することができる。
【００３９】
次に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るＶＯＣ除去方法について説明する。
【００４０】
図３はオイル室１３にオイルを吸引する前の状態を示す断面図であり、圧縮エアーが、図１に記載のコンプレッサー４２から第２の三方向ソレノイドバルブＳＶ２のＮＣ（通常時閉鎖口）とｃｏｍ（共通口）を経由後、第２の圧縮エアー取入口１６から駆動用ピストン２２の下側の駆動用シリンダ室１１内に供給されると、駆動用ピストン２２はこの圧縮エアーに押圧されて駆動用シリンダ室１１内を上方に摺動し、この駆動用ピストン２２の上方への摺動に伴い、減圧用ピストン２３は減圧室１２内を上方に摺動する。この結果、減圧用ピストン２３とオイル吸引用ピストン２４との間隔が開き、オイル室１３の上部は負圧状態となる。
【００４１】
この時、駆動用ピストン２２の上側の駆動シリンダ室１１内のエアーは、第１の圧縮エアー取入口１４を通り、図１に記載のコントローラ４３内の第１の三方向ソレノイドバルブＳＶ１のＮＯ（通常時開放口）から外部に放出され、減圧用ピストン２３の上側の減圧室１２内のエアーは圧力調整孔１７から外部に排出される。また、この時、ピストン軸２５内の中空部２６は連通孔２７を介して駆動用シリンダ室１１に連通しているため、中空部２６内が負圧になることはない。
【００４２】
図４はＶＯＣを吸着したオイルをオイル室１３に吸引開始した時の状態を示す断面図であり、オイル室１３の上部が負圧状態になることにより、オイル吸引用ピストン２４は、オイル室１３内を上方に摺動する。この結果、オイル吸引孔１９及びホース４８の内部とオイル室１３の下部が負圧状態となり、オイル容器６からＶＯＣを吸着したオイルが吸引される。
【００４３】
なお、この時、最初の吸引では、ホース４８内にエアーが溜まっているので、オイル吸引用ピストン２４を数回往復させてエアーをオイル吸引孔１９及びホース４８から排出させる必要がある。しかし、その後はオイル吸引孔１９内にエアーが入らず、オイルで満たされるので、吸引動作の休止後の再開時でも直ぐに吸引することが可能である。
【００４４】
図５はＶＯＣを吸着したオイルをオイル室１３に吸引終了した直後の状態を示す断面図であり、上記したように、駆動用ピストン２２の上方への摺動に伴って、減圧用ピストン２３とオイル吸引用ピストン２４が共に上方に摺動し、オイル吸引孔１９及びホース４８の内部とオイル室１３の下部が負圧状態となることによって、図４で吸引開始されたオイルはオイル室１３の下部に貯留される。この時、オイルの吸引量は、オイル吸引用ピストン２４のピストン３１軸の上昇に伴い、弁装置３６のオイル吸引孔開閉弁３８がオイル室１３の入口を閉塞し、オイルの吸引を停止することによって制御される。
【００４５】
図６は減圧室１２を減圧している状態を示す断面図であり、駆動用ピストン２２のさらなる上方への摺動に伴ってピストン軸２５の軸内係合部３０にオイル吸引用ピストン２４のピストン軸３１の頭部３２が掛止している。
【００４６】
図７はオイルからＶＯＣが気化している状態を示す断面図であり、上記した図６での動作に引続き、減圧用ピストン２３によって、オイル吸引用ピストン２４は、圧縮スプリング４１を圧縮しながらさらに上方に引き上げられ、オイル吸引用ピストン２４の上側周辺部２４ａが下側隔壁１０に当接することにより上方への動きが規制されるが、減圧用ピストン２３はさらに上方に摺動し続け、減圧室１２内を減圧して負圧状態にする。
【００４７】
この時、図１１に良く示されているように、弁装置３６のオイル吸引孔開閉弁３８がオイル室１３の入口で動きを規制されるため、弁装置３６のＶＯＣ通気孔開閉弁３７とオイル吸引用ピストン２４との間隔が開き、ＶＯＣ通気孔３３が開放され、減圧室１２とオイル室１３が連通する。このように減圧室１２とオイル室１３が連通することにより、オイル室１３に貯留されているオイルの表面まで減圧域が広がり、オイルに吸着されたＶＯＣが気化を開始し、気化したＶＯＣはＶＯＣ通気孔３３を通って減圧室１２に集められる。
【００４８】
なお、この時の圧縮スプリング４１の付勢力は、オイル吸引用ピストン２４が減圧室１２の負圧によって吸引されるのに対抗する力から周辺の摩擦抵抗分と自重の和を差し引いた程度の力は必要であるが、例えそれ以上に強い力を備えていても、コンプレッサー４２の圧縮エアーによる駆動用ピストン２２の上昇力より十分に弱ければよい。また、仮に圧縮スプリング４１の付勢力が弱い場合には、図６の状態でオイル吸引用ピストン２４が減圧室１２の負圧によって吸引されてしまうため、オイル吸引用ピストン２４は早々に上方に摺動して下側隔壁１０に当接するまで移動するが、その過程において減圧室１２のＶＯＣが徐々に気化されて最終的に図７の状態になればよい。したがって、例え圧縮スプリング４１の付勢力が弱くてもＶＯＣの気化作用に悪影響を与えることはなく、圧縮スプリング４１は、少なくとも図５の段階で減圧室１２の負圧に吸引されて直ぐにオイル吸引用ピストン２４が上方に摺動することがない程度の付勢力を備えていればよい。
【００４９】
このように、図７の状態でＶＯＣはオイルから気化するが、この時にオイル自体は気化しない。これは、例えば、トルエンの沸点が常温で１１０．６℃であるのに対して一般のオイルの沸点が常温で２２０℃以上であるように、ＶＯＣとオイルの沸点に大きな差があるからである。また、この場合、シリコンオイルは常温では全く気化することがなく、しかも毒性がなく、繰り返し使用可能であるため、使用するオイルとしては特に好適である。
【００５０】
なお、減圧室１２内の圧力が低い程、ＶＯＣを気化させ易くなるが、減圧室１２内の圧力は、容易に減圧できる０．０１ＭＰａ以下が望ましい。また、この場合、オイルに吸着されたＶＯＣがオイルから放出されるまでにはある程度の時間が掛かるため、上記した減圧工程の終了後に、１分程度の時間を置き、ＶＯＣが十分にオイルから気化されてから、次の圧縮工程に移るのが望ましい。
【００５１】
図８はオイルから気化したＶＯＣを減圧状態から通常（減圧前）の状態に圧縮して液化させる圧縮工程の初期の状態を示す断面図であり、この圧縮工程では、圧縮エアーが、図１に記載のコンプレッサー４２から第１の三方向ソレノイドバルブＳＶ１を経由後、第１の圧縮エアー取入口１４から駆動用ピストン２２の上側の駆動用シリンダ室１１内に供給されると、駆動用ピストン２２が下方に摺動するのに伴い、減圧用ピストン２３が下方に摺動し、減圧室１２内の気化したＶＯＣを圧縮し、減圧室１２内のＶＯＣを液化させる。
【００５２】
この時、減圧用ピストン２３の下方への摺動に伴い、オイル吸引用ピストン２４のピストン軸３１の頭部３２とピストン軸２５の軸内係合部３０との掛止状態が解除されるため、オイル吸引用ピストン２４は圧縮スプリング４１の付勢力によって下方に摺動し、オイル吸引用ピストン２４の凹部３４にＶＯＣ通気孔開閉弁３７が嵌合し、ＶＯＣ通気孔３３が閉塞される。
【００５３】
また、オイル吸引用ピストン２４の下方への摺動に伴い、オイル吸引用ピストン２４の上面と下側隔壁１０との間のオイル室１３の上部に隙間１３ａが生じるため、液化したＶＯＣはこの隙間１３ａ及びＶＯＣ排出孔２１を通って液化ＶＯＣ容器８に貯留される。
【００５４】
なお、上記した圧縮工程では、減圧用ピストン２３の圧縮時間が短く、ＶＯＣ通気孔３３はＶＯＣ通気孔開閉弁３７によって直ぐに閉塞されるため、ＶＯＣが元のオイル内に吸着されることはほとんどない。
【００５５】
また、上記した圧縮工程中、駆動用ピストン２２の下側の駆動シリンダ室１１内のエアーは第２の圧縮エアー取入口１６を通って第２の三方向ソレノイドバルブＳＶ２のＮＯから外部に放出され、また、減圧用ピストン２３の上側の減圧室１２内には外部から圧力調整孔１７を通ってエアーが吸引されるため、駆動用ピストン２２の下側の駆動シリンダ室１１内及び減圧用ピストン２３の上側の減圧室１２内はいずれも大気圧に維持される。
【００５６】
その後、図９に示すように、減圧用ピストン２３がさらに下方に摺動し、減圧用ピストン２３の押圧部２８が開口部１８に遊嵌してオイル吸引用ピストン２４に当接した状態でも、押圧部２８の周囲の下側隔壁１０との間には隙間１８ａが生じるため、減圧室１２内で気化したＶＯＣはこの隙間１８ａ及びＶＯＣ排出孔２１を通って液化ＶＯＣ容器８に貯留される。
【００５７】
さらに、図１０に示すように、減圧用ピストン２３が下方に摺動し、減圧用ピストン２３の押圧部２８がオイル吸引用ピストン２４を押し下げると、オイル吸引孔開閉弁３８が降下し、オイル室１３内の残存オイルはオイル排出孔２０から回収オイル容器７に回収される。この時、吸引孔開閉弁３８が降下し、オイル室１３とオイル吸引孔１９とが連通するが、オイル吸引孔１９内には未処理のオイルが充満されているので、残存オイルはオイル排出孔２０側から回収オイル容器７に確実に排出される。そして、駆動用ピストン２２、減圧用ピストン２３及びオイル吸引用ピストン２４がそれぞれ下死点に達すると、液化ＶＯＣと残存オイルの排出は終了する。
【符号の説明】
【００５８】
１          ＶＯＣ除去装置
２          シリンダ
３          ピストン
４          本体装置
１１        駆動用シリンダ室
１２        減圧室
１３        オイル室
１９        オイル吸引孔
２１        ＶＯＣ排出孔
２２        駆動用ピストン
２３        減圧用ピストン
２４        オイル吸引用ピストン
２５        ピストン軸
２６        中空部
３３        ＶＯＣ通気孔
３５        延長部分
３６        弁装置
３７        ＶＯＣ通気孔開閉弁
３８        オイル吸引孔開閉弁
４０        鍔部
４１        圧縮スプリング
４４        制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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