(57)【要約】【課題】良好なキセノンを捕捉し収集するための装置、システム、及び方法を提供すること。【解決手段】キセノンは、電球などの製造品内に含まれる。キセノンの回収及び／又は再使用のために、例えば欠陥のある電球などの製造品内に含まれるキセノンを捕捉し収集するための装置、システム、及び方法が本明細書に記載される。【選択図】図１
2015071534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造品からのプロセスガスの捕捉及び回収のための装置であって、
（ａ）製造品に含まれる該プロセスガスを有する製造品を含む供給を受けるための、そして圧力容器への導管を有する供給ホッパーであって、該プロセスガスがキセノン（Ｘｅ）を含む、供給ホッパーと、
（ｂ）該供給を受けるための開口を備えた蓋と、収集容器と連通した容器の底と、容器に含まれる粉砕機とを有する圧力容器であって、該圧力容器が真空ポンプと流体連通しており、該粉砕機が該製造品を粉砕してＸｅを含む粗ガスとガラス残留物とを提供する、圧力容器と、
（ｃ）該圧力容器から該ガラス残留物を受けるための収集容器と、
（ｄ）任意選択的に該ガラス残留物から生じるすべての残留粉塵を除去するための該圧力容器と流体連通したバルク粉塵収集器と、
（ｅ）該圧力容器からキセノンを含む該粗ガスを除去し、そして回収容器に送ることができる、該圧力容器と連結した回収ラインと、
（ｆ）プロセスコントローラーとの信号接続を有する該回収ライン中の自動弁と、
（ｇ）プロセスコントローラーと、
（ｈ）該プロセスコントローラーと電気連通した該回収容器であって、該粗キセノンを含む、回収容器と、
を含む、装置。
【請求項２】
該圧力容器が、換気されている筺体中に収容されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
該回収容器が、貯蔵シリンダーを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
精製器をさらに含み、該回収容器に送られる前に該粗キセノン混合物が精製される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
製造品に含まれるキセノンを有する製造品からキセノンの捕捉および回収を行うためのシステムであって、
製造品に含まれるキセノンを有する製造品を受けるための入口と、該製造品を受けそしてガラス残留物を製造する粉砕機とを含む、密閉可能な圧力容器であって、真空ポンプと任意選択的バルク粉塵収集器と流体連通した、およびプロセスコントローラーと電気連通した１つまたは２つ以上のラインを提供されている、密閉可能な圧力容器と、
該圧力容器から粗キセノンを除去し、そして該粗キセノンを回収容器に送ることができる該圧力容器からの回収ラインと、
プロセスコントローラーと、
を含む、システム。
【請求項６】
該粗キセノン混合物から不純物を除去するための精製器をさらに含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
該粗キセノンから窒素を除去するための分離器をさらに含む、請求項５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１３年１０月３日に出願された米国仮特許出願第６１／８８６，３８３号明細書に基づく優先権を主張する。この仮出願の開示内容は、その全体を参照により本明細書に取り込む。
【背景技術】
【０００２】
製造品から、例えばキセノンなどの製造材料の回収のための、装置、システム、及び方法が本明細書に記載される。また、製造材料を回収し次に再使用するシステム及び方法も、本明細書に記載される。さらに詳しくは、例えば、特に限定されないが、キセノンを含む電球部品などの製造品からの、キセノンの回収、及びいくつかの態様では、再使用のための、装置、システム、及び方法が本明細書に記載される。
【０００３】
低電圧キセノン電球及び線間電圧キセノン電球は、実質的にすべての用途で白熱電球の代替であり、多くの理由により白熱電球に取って代わっている。低電圧キセノン電球及び線間キセノン電球は最大２０，０００時間持続するが、一方、白熱電球は典型的には２，０００時間の持続である。白熱電球を素手で扱うと、電球の寿命が大幅に低下する。さらに、白熱電球、低電圧キセノン電球及び線間キセノン電球は、紫外線を放出しない。この性質は、低電圧キセノン電球及び線間電圧キセノン電球を、繊細な布地や手工芸品関連での使用に理想的なものにしている。
【０００４】
キセノン電球を製造するための製造プロセス中に、電球がいびつになったり、電極が点火しないまたは他の理由などで、ある割合の電球は欠陥品になる。欠陥のある電球は製造ラインから取り除かれ、送られて廃棄される。次に、欠陥のあるキセノン電球は、ガラス溶融炉に投入され、そこに含まれるキセノンは煙道から炉の外に出る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、キセノンを、新しいキセノン電球などの他の製造品の製造のために再使用するか、またはキセノン電球以外の他の製造プロセスで再使用するために、特に限定されないが、電球などの製造品中のキセノンを捕捉するための、方法、システム、装置、またはそれらの組合せを提供することへのニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載の方法、システム、及び装置は、当該分野の上記必要性の少なくとも１つを満たす。本明細書に記載の方法、システム、及び装置は、製造品から、さらに詳しくは、キセノン（Ｘｅ）、窒素（Ｎ２）、任意選択的にクリプトン（Ｋｒ）、及び他の微量ガス（例えば、ホスフィン、臭化メチル）を含む電球部品から、キセノンガスを回収する。上記方法、システム、及び装置は、ガスをリサイクルするために、及びいくつかの態様では、製造プロセスで再使用するために、ガラス電球に含まれるガスからガラス電球を分離する。
【０００７】
ある形態において、製造品からのキセノンガスの捕捉及び回収のための装置であって、
（ａ）製造品に含まれる上記キセノンガスを有する製造品を含む供給を受けるための、そして圧力容器への導管を有する供給ホッパーと、
（ｂ）上記供給を受けるための開口を備えた蓋と、収集容器と連通した容器の底と、容器に含まれる粉砕機とを有する圧力容器であって、上記圧力容器が真空ポンプと流体連通しており、上記粉砕機が上記製造品を粉砕してＸｅを含む粗ガス混合物とガラス残留物とを提供する、圧力容器と、
（ｃ）上記圧力容器から上記ガラス残留物を受けるための収集容器と、
（ｄ）任意選択的に上記ガラス残留物から生じるすべての残留粉塵を除去するための上記圧力容器と流体連通したバルク粉塵収集器と、
（ｅ）上記圧力容器からキセノンを含む上記粗ガスを除去し、そして回収容器に送ることができる、上記圧力容器と連結した回収ラインと、
（ｆ）プロセスコントローラーとの信号接続を有する上記回収ライン中の自動弁と、
（ｇ）プロセスコントローラーと、
（ｈ）上記粗キセノンを収容することができる上記回収容器と、を含む、装置が提供される。いくつかの態様において、圧力容器は、任意選択的に換気１されている筺体内に収容されている。
【０００８】
別の形態において、製造品に含まれるキセノンを有する製造品からキセノンの捕捉および回収を行うためのシステムであって、
製造品に含まれるキセノンを有する製造品を受けるための入口と、上記製造品を受けそしてガラス残留物を製造する粉砕機とを含む、密閉可能な圧力容器であって、真空ポンプと任意選択的バルク粉塵収集器と流体連通した、およびプロセスコントローラーと電気連通した１つまたは２つ以上のラインを提供されている、密閉可能な圧力容器と、
上記圧力容器から粗キセノンを除去し、そして該粗キセノンを回収容器に送ることができる上記圧力容器からの回収ラインと、
プロセスコントローラーと、
を含む、システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、ガラス電球からＸｅを回収し、回収されたＸｅを回収容器（図には示していない）に送るために使用することができる装置の態様の等角図を提供する。
【００１０】
【図２】図２は、ガラス電球からＸｅを回収するために使用されるシステムの例を提供する。
【００１１】
【図３】図３は、電球から放出されるＸｅを捕捉し、貯蔵容器に移動させるために使用される、図２のシステムの例を提供する。
【００１２】
【図４】図４は、ガラス電球からＸｅを回収し、触媒材料を使用して粗Ｘｅ混合物から毒性不純物を除去するために使用され、そして捕捉されたＸｅは図５に示される貯蔵容器に送られる、システムの例を提供する。
【００１３】
【図５】図５は、粗Ｘｅがスクラバーにより精製され、そして非毒性の精製されたキセノンおよび窒素混合物が貯蔵に送られる、図４のシステムの例を提供する。非毒性の精製されたキセノンおよび窒素混合物は、ガラス電球製造プロセスで、または追加の精製後に別の製造プロセスで、再使用することができる。
【００１４】
【図６】図６は、ガラス電球からＸｅを回収し、そして触媒材料を使用して粗キセノンから初期の不純物を除去するために使用され、そしてキセノンが回収容器に送られる、システムの例を提供する。
【００１５】
【図７】図７は、回収容器に送られ及び／又は再使用される前に、図２、４、または６に示されるシステムのいずれか１つに示されたシステム中で抽出された粗Ｘｅ混合物がどのように精製されて、初期の及び／又は毒性の不純物を除去し、窒素を除去し、非毒性の高濃縮されたＸｅ（例えば、９０％超の純度のＸｅ）を提供する例を提供する。
【００１６】
【図８】図８は、精製されたＸｅが圧縮され、次に回収容器に移動され、そこで、ガラス電球製造プロセスの現場で再使用することができるか、あるいは、別の製造プロセスで再使用することができる、図６と７のシステムの例を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
材料の回収は、キセノン電球製造プロセスで発生するコストと廃棄物の量を減少させる機会を提供する。欠陥のある、すなわち規格を外れた電球カプセル、例えば、点灯しない電球、または外観に欠陥のある電球は、Ｘｅ、Ｎ２、任意選択的にＫｒ、及び他の成分（例えば、ホスフィン、臭化メチル、シラン、または他のガス）を含むガス混合物を含有する。ある具体的態様において、製造品は、約９０体積％以上のＸｅ、８体積％以下のＮ２を含み、残りは他の成分、例えば、特に限定されないが、ホスフィン、臭化メチル、シランなどであり、すべての容積の割合を加えると１００％になる、ガラス電球を含む。先行技術の方法では、欠陥のあるキセノン電球カプセルをガラス溶融炉に捨てるのみであり、そこに含まれるガス状Ｘｅは煙道を通って出ていた。そこに含まれる装置、方法、及びシステムは、Ｘｅを廃棄物として処理するより、電球製造用の再使用用途のためにまたは他の用途のために回収する。材料の回収は、製造プロセスの利用効率を改善し、製造プロセスにより発生される廃棄物の量を減少させる。本明細書に記載の方法、システム、及び／又は装置は、電球製造プロセスからＸｅを捕捉し再使用するために使用されるが、これらの方法、システム、及び／又は装置は、他の製造プロセス、または他の製造品に含まれるガス状成分を有する他の製造品に拡張することができると考えられる。
【００１８】
製造の廃棄物を最小にし、いくつかの態様では、望ましい材料を捕捉し、製造プロセスで再使用するために貯蔵することを可能にする収率で、Ｘｅなど（特に限定されない）の望ましい材料を回収するための手段が、本明細書に記載される。欠陥のあるガラス電球中のＸｅは、以前は、ガラス電球およびその関連するすべての成分とともに廃棄物として捨てられてきた。本明細書に記載の方法、システム、及びシステムは、製造廃棄物または欠陥のあるガラス電球内に含まれるＸｅが、シリンダーなどの貯蔵容器中に捕捉され、次に将来の製造で再使用されることを可能にする。いくつかの態様において、回収されたＸｅは凝縮されて流体とされた後、貯蔵されることができる。これらの態様において、回収されたＸｅは容器中に凝縮された状態で捕捉される。次にＸｅは、容器を加熱し、Ｘｅを気化させることにより再使用することができる。本明細書において用語「流体」は、ガス、液体、超臨界流体、蒸気、およびそれらの組合せを意味する。
【００１９】
ある具体的態様において、欠陥のある電球カプセルはそれぞれ約４．６５ｇの重さであり、各電球は、５気圧（ａｔｍ）でＸｅ、Ｎ２、及び他の材料を含む約２立方ｃｍ（ｃｃ）のガスを含有する。この態様において、１００，０００個の欠陥のある電球が総重量１，０２５ポンド（ｌｂｓ．）で処理される場合、約３５．３標準立法フィート（ＳＣＦ）のガスを回収できる可能性がある。ガス処理工程が４時間かかるなら、０．１５標準立法フィート／分（ＳＣＦＭ）の流速となる。本明細書に記載の方法を使用して再使用のＸｅについて得られる収率の例は、以下の終点の１つまたは２つ以上を含む：ガラス電球カプセルの供給原料中に含まれるＸｅの総材料供給量に基づいて、５０体積％以上、５５体積％以上、６０体積％以上、６５体積％以上、７０体積％以上、７５体積％以上、８０体積％以上、９０体積％以上。また、製造品から粗Ｘｅ混合物を効率的に捕捉する装置およびシステムであって、任意選択的に粗Ｘｅ混合物から不純物を除去し、任意選択的に粗Ｘｅ混合物から窒素を除去し、任意選択的に回収されたＸｅまたは他の望ましいプロセスガスを製造プロセスにリサイクルさせる、装置およびシステムもまた、本明細書に記載される。
【００２０】
図１は、本明細書に記載の装置の１つの態様を提供する。図１が示すように、装置１０は、蓋２２と、底２４と、ゲート弁２６とを有し、プロセスコントローラー５０と電気連通している圧力容器２０を含む。ゲート弁２６および粉砕機３２／モーター３４などの装置１０のいくつかの部品は、プロセスコントローラー５０と電気連通している。プロセスコントローラー５０は、中央処理装置、無線信号受容器、または、装置５０内の１つまたは２つ以上の部品から電気信号を送るか、受けるか、またはその両方を行って、装置１０内の１つまたは２つ以上の部品を起動または停止する他の手段でもよい。プロセスコントロール５０は、例えば、装置１０のいくつかの側面、例えば、圧力、毒性、Ｘｅの割合、または他のパラメータを監視するのに使用することもできる。装置１０は、任意選択的に換気されている（換気システムは示していない）筺体１５内に収容されている。圧力容器２０は、完全な真空〜１５ｐｓｉｇの範囲の圧力が可能であり、ポンプ（図１には示していない）と流体連通している。圧力容器２０の上の蓋２２は、供給ホッパー５から圧力容器２０のチャンバー２１内に、欠陥のある電球カプセルが充填されることを可能にするためである。底２４上の弁２６は、粉砕されたガラスまたはガラス残留物および廃棄金属が、容器２０から導管２８を介して収集ドラム３０に除去されることを可能にする。電球カプセルが容器２０のチャンバー２１にいったん充填されると、圧力容器へのすべてのアクセス点が閉じられる。いくつかの態様において、次にポンプ（図１には示していない）が使用されて、圧力容器２０の空気を抜いて、本来、電球カプセルから放出される粗Ｘｅに混入するであろう空気量を減少させる。ポンプは、真空ポンプであるか、またはポンプのシール漏れのために限定された混入のある高圧縮比を提供する半密封スクロールポンプでもよい。これらの態様または他の態様において、ポンプはプロセスコントローラーと電気連通している。圧力容器２０のチャンバーがいったん空気を抜かれると、３４として示されるモーターにより運転される粉砕機３２は、欠陥のある電球を割り、粗Ｘｅ（これは、さらに、Ｎ２、微量のホスフィン、臭化メチル、及びシランなどの他のガスを、その中に含む）を放出させる。
【００２１】
図１に示される態様において、粉砕機は圧力容器２０内に位置し、例えば、特に限定されないが、ＪＣ−１５  Ｊａｗ粉砕機などの「ジョー」型粉砕機３２でもよい。粉砕機および圧力容器の具体的なサイズ及び／又はタイプは、粉砕される電球のサイズ、粉砕機の予測される充填量、及び所望の処理能力に基づいて変動し得る。図１に示される態様において、モーター３４はプロセスコントローラー５０と電気連通している。図１中の装置は、バルク粉塵収集システムでもよく、これは、サイクロンノックアウトポットを使用して、圧力容器（示していない）内のガスからガラス粒子を除去する。
【００２２】
図２及び３は、本明細書に記載のシステムの態様の例を提供する。図２に示される態様では、能力は約１２，５００個の電球である。この態様において１２，５００個の電球を粉砕すると、１２５，０００ｃｃまたは４．４ｆｔ２のＸｅガスを発生する。図２中のシステム１００を参照すると、システム１００のバルク粉塵収集用の送風機１１１は、圧力容器１２０の内部に位置して、送風機の筺体が外気に曝された場合に発生する可能性のある内部漏れを排除する。上記したように、キセノンガスを有する欠陥のある電球または供給原料の充填物は供給ホッパー１０５内に充填され、ある容量まで充填され、その上に蓋１０６が固定される。圧力容器１２０は、圧力変換器１１５をさらに含む。弁１０７が開かれ、真空ポンプ１４０がシステム上の真空を引いて、残留する空気を除去する。図２に示されるシステムにおいて、真空ラインは、圧力容器１２０と流体連通しているフィルター１１３をさらに含む。空気が除去された後、電球粉砕機１３２が起動され、そこに含まれる電球を粉砕する。欠陥のある電球が粉砕機１３２内でされた後、圧力容器１２０内の空気は、主にＸｅからなり残りが窒素と他の微量ガスである粗Ｘｅガス混合物である。次に、粗Ｘｅガス混合物は真空ポンプ１４０により圧力容器１２０から除去され、最終的に回収容器（図３中で１６０として示される）に送られる。圧力容器１２０の真空引き中に、ポンプ１１１を使用しフィルター１２５を有する粉塵収集システムのスイッチが切られる。電球が粉砕された後、粉塵収集システムのスイッチが入れられて、粉砕プロセス中に発生した残留粉塵が収集される。粉塵が収集されると、バルク粉塵収集システムのスイッチが切られる。圧力容器１２０内の電球充填物が粉砕され、Ｘｅを含む回収ガスが回収容器１６０に送られると、弁１２６が開き、圧力容器１２０内の粉砕された電球のガラスや金属残留物は収集ホッパー１３０内に放出されることが可能になり、圧力容器１２０が大気圧に達することが可能になる。粉砕された電球から収集されたガラスは次に、例えばガラス溶融物のカレットとしてリサイクルされる。圧力容器１２０からすべての粗Ｘｅ混合物が回収された後、粉砕機１３２のスイッチが切られ、圧力容器１２０の内部チャンバーは、弁１０９を開くことにより、換気して大気圧に戻される。追加の圧力変換器１１７と１１９はシステム１００中で、流体ライン中の圧力を監視することが示される。ラインのさらなる換気のために、１２１で追加の弁が提供される。図２に示されるシステムは、システム内の以下の部品の少なくとも１種、例えば、特に限定されないが、真空ポンプ１４０、弁１０７、粉塵捕集ポンプ１１１、弁１４５、換気弁１２１、及び換気弁１４５と電気連通している、プロセスコントローラー１５０をさらに含む。プロセスコントローラー１５０はまた、圧力変換器１１５、１１７、及び１１９の１つまたはそれ以上と電気連通していて、流体ライン内の圧力を監視することができる。装置１０と同様に、プロセスコントロール１５０は、中央処理装置、無線信号受容器、または、装置１００内の１つまたは２つ以上の部品から電気信号を送るか、受けるか、またはその両方を行って、装置１００内の１つまたは２つ以上の部品を起動または停止することができる他の手段でもよい。
【００２３】
ここで図３を参照すると、貯蔵シリンダーとして示される回収容器１６０は、空のシリンダー（示していない）と交換するための主フレームワークの外に位置することができる。粗Ｘｅ混合物を含有する完全な貯蔵シリンダーは次に、精製のために別の場所に送ることができる。いったん精製されると、Ｘｅは、ガラス電球製造プロセスまたは他の製造プロセスで使用するための商品ガスとして販売することができる。
【００２４】
図２および３を参照すると、真空ポンプ１４０が再起動され、真空弁１４５が開き、回収された粗Ｘｅ混合物は、図３に示される回収容器または貯蔵シリンダーまたは他の手段中の貯蔵に行く。真空ポンプ１４０が圧力容器１２０を真空に戻すと、粉砕機１３２のスイッチが切られ、圧力容器弁１４５が閉じ、真空ポンプ１４０が停止し、出口圧力が安定するまで、圧縮機ポンプ１６５が運転される。回収弁１４５は閉じられると、換気弁１０９が開き、こうして圧力容器のチャンバー内の圧力が平衡化される。ゲート弁１２６が開き、こうして、粉砕された電球またはガラス残留物は収集ホッパー１３０（図１に３０として示される）中に出される。換気弁１０９は閉じられ、ゲート弁１２６は閉じられ、次に、バルク粉塵収集システムと連結されたポンプ１１１のスイッチが切られる。図２および３に示されるシステムは次に、欠陥のある電球の次の供給原料を受ける準備ができる。図３では、欠陥のある電球の供給ロットからの粗Ｘｅ混合物は、キセノンセンサー１７０中を通される。図３に示される態様において、キセノンセンサー１７０はプロセスコントローラー１５０と電気連通している。次に圧縮機ポンプ１６５は、粒子フィルター１８０を介して、一連の弁（例えば、弁１８２、およびチェック弁１８３）を介して、粗Ｘｅ混合物を回収容器または貯蔵シリンダー１６０に供給する。圧力ゲージ１８５は、回収容器１６０内の粗Ｘｅ混合物の体積を測定する。
【００２５】
図４〜８は、欠陥のある電球カプセルから粗Ｘｅ混合物を捕捉し、次に回収し、次にそこに含まれる不純物を除去することにより粗Ｘｅ混合物を精製して、精製された粗Ｘｅ混合物を与える、システムの態様を提供する。図６〜８に提供されるシステムは、粗Ｘｅまたは精製されたＸｅガス混合物から窒素を除去して、その場で再使用されるようにするかまたは、別の製造プロセスで再使用されるようにする。図２および３に示されるシステムと異なり、図４及び５中のシステム２００は、換気された筺体２１０を有し、粗Ｘｅガス混合物からのすべての毒性不純物の除去を可能にする。これらのシステムにおいて、２２５は、Ｘｅ含有ガス流中の毒性不純物（特に限定されないが、ＳｉＨ４、ＰＨ３、及びＣＨ３Ｂｒなど）を除去するように設計された吸収容器または吸着容器である；２４３は、電球充填中に破壊が起きた場合に、人への暴露を防ぐための排気用送風機である；２４７は、装置筺体を換気し、筺体内に毒性ガスが蓄積しないことを確保するための排気用送風機である。図７は、図１に記載の装置からまたは図２、４、及び６に示される１つまたは２つ以上のシステムから発生された粗Ｘｅ混合物が精製される態様を提供する。精製されたＸｅは、図３に示されるような貯蔵容器に送られるか、または再使用されることができる。図８は、精製されたＸｅが圧縮され、次に使用すべき回収容器または貯蔵容器３６０に移動されるシステムを示す。
【００２６】
図４を参照すると、システム２００は、換気された筺体フィルハッチ２０８を開くことにより運転され、２３９が自動的に開き、ポンプ２４３のスイッチが入る。圧力容器２２０上の蓋２０６が除去されて、原料ホッパー２０５から電球カプセル充填物を受け取り、圧力容器２２０の蓋２０６が固定される。換気された筺体２１０は密封されて、人へのアクセスが防がれ、弁２３９は閉じられ、ポンプ２４３のスイッチが切られる。弁２０７及び２３１が開かれた後、ポンプ２４０がシステムを真空に引いて圧力容器２２０内の残留空気を除去し、弁２２１を介し空気が換気される。ポンプ２４０のスイッチが切られ、２０７が閉じられる。電球粉砕機２３２のスイッチが入れられ、電球を粉砕して、こうして、粗Ｘｅガス混合物を発生し放出する。電球が粉砕されてガラス残留物が提供された後、ポンプ２１１を介してバルク粉塵収集システムのスイッチが入れられ、２４０のスイッチが入れられ、弁２４５が開き、ポンプ２６５のスイッチが入れられ、粗Ｘｅガス混合物が、回収容器または貯蔵シリンダー２６０（図５を参照）中の貯蔵に送られる。ポンプ２４０が圧力容器２２０を真空に戻すと、ポンプ２４０のスイッチが切られ、弁２０７と２３１が閉じ、出口圧力が安定するまで、ポンプ２６５が運転される。弁２４５が閉じ、弁２３９が開き、こうして圧力容器のチャンバー部の圧力が平衡化され、弁２３９が開き、ポンプ２４３のスイッチが入れられる。圧力容器２２０内の底の弁または２２６が開き、こうして、粉砕された電球またはガラス残留物は収集ホッパー２３０中に出される。弁２２６は、圧力容器２２６内の空気を希薄化するために、ある一定時間開いたままである。次に、弁２０９が閉じ、弁２２６が閉じる。ポンプ２１１のスイッチが切られ、弁２３９が閉じられ、Ｐ−２４３のスイッチが切られる。次にこのシステムは、ガラス電球の次の供給を受ける準備ができる。
【００２７】
上記したように、図６及び７に示されるシステム３００及び／又は図８に示されるシステムは、図４及び５に示されるシステム２００と同様に、粗Ｘｅ混合物内の不純物を除去するが、そこに含まれる窒素を除去することにより、粗Ｘｅ混合物をさらに精製する。再度図６を参照すると、システム３００は、換気された筺体フィルハッチ３０８を開くことにより作動し、３３９が自動的に開き、３４３のスイッチを入れる。圧力容器３２０上の蓋３０６は除去されて、供給ホッパー３０５から電球カプセルの充填物を受け、圧力容器３２０の蓋３０６が固定される。換気された筺体３１０は密封されて、人へのアクセスが防がれ、弁３３９は閉じられ、ポンプ３４３のスイッチが切られる。弁３０７及び３３４が開かれた後、ポンプ３３７がシステムを真空に引き、圧力容器３２０内の残留空気を除去する。ポンプ３３７のスイッチが切られ、弁３４３が閉じられる。電球粉砕機３３２がスイッチが入れられて電球を粉砕し、こうして、粗Ｘｅガス混合物を発生し放出する。図６及び８を参照すると、電球が粉砕されてガラス残留物が提供されると、ポンプ３１１を介してバルク粉塵収集のスイッチが入れられ、弁３４５が開き、３６５のスイッチが入れられ、粗Ｘｅガス混合物が、回収容器または貯蔵シリンダー３６０中の貯蔵に送られる。ポンプ３６５が圧力容器３２０を真空に戻すと、粉砕機３３２のスイッチが切られ、弁３０７及び３３１が閉じられ、出口圧力が安定するまでポンプ３６５（図８を参照）が運転される。弁３４５が閉じられ、弁３０３が開き、こうして、圧力容器３２０のチャンバー内の圧力が平衡化され、３３９が開き、ポンプ３４３のスイッチが入れられる。圧力容器内で底の弁または３２６が開き、こうして、粉砕された電球またはガラス残留物が収集ビン３３０中に出される。３２６は、圧力容器内の雰囲気を希薄化するために、ある一定時間開いたままである。次に、弁３０３が閉じられ、弁３２６が閉じられる。ポンプ３１１のスイッチが切られ、弁３３９が閉じられ、３４３のスイッチが切られる。次にこのシステム３００は、ガラス電球の次の供給を受ける準備ができる。図６中のシステム３００は、粗Ｘｅ混合物からの臭化メチルの除去のための３２５精製器を示す。
【００２８】
図７に示されるようないくつかの態様において、熱交換器４０８は、図２、４、または６に記載されるシステムからの粗Ｘｅガス混合物を液体に凝縮させ、低レベルセンサー４１９及び高レベルセンサー４１８により監視される液体窒素及び／又は他の冷媒源４１５と流体連通しており、相分離器４２３は、純粋な液体キセノンが圧縮と貯蔵に進むことを可能にし、窒素パージ源４２５と流体連通しており、かつ排気スクラバー４２７と流体連通して、ベント４２９に進む前に、すべての残留している毒性ガス（例えば、特に限定されないが、ＳｉＨ４及び／又はＰＨ３）を収集する。
【００２９】
図７は、シラン及びホスフィン精製器または４２７、粗Ｘｅ混合物を液体に凝縮する冷却器４０８、および粗Ｘｅ混合物内に含有される窒素を除去して精製されたＸｅを提供する分離器４２３を示し、精製されたＸｅは、新しいガラス電球カプセルの製造のためにその場で再使用するか、または他の製造プロセスで使用することができる。図７に示される精製システム４００において、プロセスコントローラー４５０は、冷却器４０８、分離器４２３、精製器４２７、センサー４１７〜４１９、及び弁４０３などの１つまたは２つ以上の部品と電気連通している。
【００３０】
本明細書に記載されたすべてのシステムは、１つまたは２つ以上の処理ユニット５０、１５０、２５０、３５０、及び４５０プロセスコントローラー、中央処理装置などをさらに含み、これは、システムの１つまたは２つ以上の要素（例えば、特に限定されないが、圧力容器、弁、真空ポンプ、バルク粉塵収集器、粉砕機、及び／又は粗Ｘｅまたは精製されたＸｅの回収または貯蔵容器）と電気連通している。
【００３１】
本明細書に記載の一部の態様において、装置、システムまたは方法に示される流体ラインの一部またはすべては、例えば、特に限定されないが、１／８”または１／４”チューブなどのステンレススチール製である。しかし、本明細書において、他の構成材料を使用することもできる。
【図１】
2015071534.tif 000003
【図２】
2015071534.tif 000004
【図３】
2015071534.tif 000005
【図４】
2015071534.tif 000006
【図５】
2015071534.tif 000007
【図６】
2015071534.tif 000008
【図７】
2015071534.tif 000009
【図８】
2015071534.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月28日(2014.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
関連出願の相互参照
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
低電圧キセノン電球及び線間電圧キセノン電球は、実質的にすべての用途で白熱電球の代替であり、多くの理由により白熱電球に取って代わっている。低電圧キセノン電球及び線間キセノン電球は最大２０，０００時間持続するが、一方、白熱電球は典型的には２，０００時間の持続である。白熱電球を素手で扱うと、電球の寿命が大幅に低下する。さらに、低電圧キセノン電球及び線間キセノン電球は、紫外線を放出しない。この性質は、低電圧キセノン電球及び線間電圧キセノン電球を、繊細な布地や手工芸品関連での使用に理想的なものにしている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
別の形態において、製造品に含まれるキセノンを有する製造品からキセノンの捕捉および回収を行うためのシステムであって、
製造品に含まれるキセノンを有する製造品を受けるための入口と、上記製造品を受けそしてガラス残留物を製造する粉砕機とを含む、密閉可能な圧力容器であって、真空ポンプと任意選択的バルク粉塵収集器と流体連通した、およびプロセスコントローラーと電気連通した１つまたは２つ以上のラインを提供されている、密閉可能な圧力容器と、
上記圧力容器から粗キセノンを除去し、そして該粗キセノンを回収容器に送ることができる上記圧力容器からの回収ラインと、
プロセスコントローラーと、
を含む、システムが提供される。
（態様１）
製造品からのプロセスガスの捕捉及び回収のための装置であって、
（ａ）製造品に含まれる該プロセスガスを有する製造品を含む供給を受けるための、そして圧力容器への導管を有する供給ホッパーであって、該プロセスガスがキセノン（Ｘｅ）を含む、供給ホッパーと、
（ｂ）該供給を受けるための開口を備えた蓋と、収集容器と連通した容器の底と、容器に含まれる粉砕機とを有する圧力容器であって、該圧力容器が真空ポンプと流体連通しており、該粉砕機が該製造品を粉砕してＸｅを含む粗ガスとガラス残留物とを提供する、圧力容器と、
（ｃ）該圧力容器から該ガラス残留物を受けるための収集容器と、
（ｄ）任意選択的に該ガラス残留物から生じるすべての残留粉塵を除去するための該圧力容器と流体連通したバルク粉塵収集器と、
（ｅ）該圧力容器からキセノンを含む該粗ガスを除去し、そして回収容器に送ることができる、該圧力容器と連結した回収ラインと、
（ｆ）プロセスコントローラーとの信号接続を有する該回収ライン中の自動弁と、
（ｇ）プロセスコントローラーと、
（ｈ）該プロセスコントローラーと電気連通した該回収容器であって、該粗キセノンを含む、回収容器と、
を含む、装置。
（態様２）
該圧力容器が、換気されている筺体中に収容されている、態様１に記載の装置。
（態様３）
該回収容器が、貯蔵シリンダーを含む、態様１に記載の装置。
（態様４）
精製器をさらに含み、該回収容器に送られる前に該粗キセノン混合物が精製される、態様１に記載の装置。
（態様５）
製造品に含まれるキセノンを有する製造品からキセノンの捕捉および回収を行うためのシステムであって、
製造品に含まれるキセノンを有する製造品を受けるための入口と、該製造品を受けそしてガラス残留物を製造する粉砕機とを含む、密閉可能な圧力容器であって、真空ポンプと任意選択的バルク粉塵収集器と流体連通した、およびプロセスコントローラーと電気連通した１つまたは２つ以上のラインを提供されている、密閉可能な圧力容器と、
該圧力容器から粗キセノンを除去し、そして該粗キセノンを回収容器に送ることができる該圧力容器からの回収ラインと、
プロセスコントローラーと、
を含む、システム。
（態様６）
該粗キセノン混合物から不純物を除去するための精製器をさらに含む、態様５に記載のシステム。
（態様７）
該粗キセノンから窒素を除去するための分離器をさらに含む、態様５に記載のシステム。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図４〜８は、欠陥のある電球カプセルから粗Ｘｅ混合物を捕捉し、次に回収し、次にそこに含まれる不純物を除去することにより粗Ｘｅ混合物を精製して、精製された粗Ｘｅ混合物を与える、システムの態様を提供する。図６〜８に提供されるシステムは、粗Ｘｅまたは精製されたＸｅガス混合物から窒素を除去して、その場で再使用されるようにするかまたは、別の製造プロセスで再使用されるようにする。図２および３に示されるシステムと異なり、図４及び５中のシステム２００は、換気された筺体２１０を有し、粗Ｘｅガス混合物からのすべての毒性不純物の除去を可能にする。これらのシステムにおいて、２２３は、Ｘｅ含有ガス流中の毒性不純物（特に限定されないが、ＳｉＨ４、ＰＨ３、及びＣＨ３Ｂｒなど）を除去するように設計された吸収容器または吸着容器である；２４３は、電球充填中に破壊が起きた場合に、人への暴露を防ぐための排気用送風機である；２４７は、装置筺体を換気し、筺体内に毒性ガスが蓄積しないことを確保するための排気用送風機である。図７は、図１に記載の装置からまたは図２、４、及び６に示される１つまたは２つ以上のシステムから発生された粗Ｘｅ混合物が精製される態様を提供する。精製されたＸｅは、図３に示されるような貯蔵容器に送られるか、または再使用されることができる。図８は、精製されたＸｅが圧縮され、次に使用すべき回収容器または貯蔵容器３６０に移動されるシステムを示す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図４を参照すると、システム２００は、換気された筺体フィルハッチ２０８を開くことにより運転され、弁２３９が自動的に開き、ポンプ２４３のスイッチが入る。圧力容器２２０上の蓋２０６が除去されて、原料ホッパー２０５から電球カプセル充填物を受け取り、圧力容器２２０の蓋２０６が固定される。換気された筺体２１０は密封されて、人へのアクセスが防がれ、弁２３９は閉じられ、ポンプ２４３のスイッチが切られる。弁２０７及び２３１が開かれた後、ポンプ２４０がシステムを真空に引いて圧力容器２２０内の残留空気を除去し、弁２２１を介し空気が換気される。ポンプ２４０のスイッチが切られ、２０７が閉じられる。電球粉砕機２３２のスイッチが入れられ、電球を粉砕して、こうして、粗Ｘｅガス混合物を発生し放出する。電球が粉砕されてガラス残留物が提供された後、ポンプ２１１を介してバルク粉塵収集システムのスイッチが入れられ、２４０のスイッチが入れられ、弁２４５が開き、ポンプ２６５のスイッチが入れられ、粗Ｘｅガス混合物が、回収容器または貯蔵シリンダー２６０（図５を参照）中の貯蔵に送られる。ポンプ２４０が圧力容器２２０を真空に戻すと、ポンプ２４０のスイッチが切られ、弁２０７と２３１が閉じ、出口圧力が安定するまで、ポンプ２６５が運転される。弁２４５が閉じ、弁２３９が開き、こうして圧力容器のチャンバー部の圧力が平衡化され、弁２３９が開き、ポンプ２４３のスイッチが入れられる。圧力容器２２０内の底の弁または２２６が開き、こうして、粉砕された電球またはガラス残留物は収集ホッパー２３０中に出される。弁２２６は、圧力容器２２６内の空気を希薄化するために、ある一定時間開いたままである。次に、弁２０９が閉じ、弁２２６が閉じる。ポンプ２１１のスイッチが切られ、弁２３９が閉じられ、Ｐ−２４３のスイッチが切られる。次にこのシステムは、ガラス電球の次の供給を受ける準備ができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
上記したように、図６及び７に示されるシステム３００及び／又は図８に示されるシステムは、図４及び５に示されるシステム２００と同様に、粗Ｘｅ混合物内の不純物を除去するが、そこに含まれる窒素を除去することにより、粗Ｘｅ混合物をさらに精製する。再度図６を参照すると、システム３００は、換気された筺体フィルハッチ３０８を開くことにより作動し、３３９が自動的に開き、３４３のスイッチを入れる。圧力容器３２０上の蓋３０６は除去されて、供給ホッパー３０５から電球カプセルの充填物を受け、圧力容器３２０の蓋３０６が固定される。換気された筺体３１０は密封されて、人へのアクセスが防がれ、弁３３９は閉じられ、ポンプ３４３のスイッチが切られる。弁３０７及び３３４が開かれた後、ポンプ３３７がシステムを真空に引き、圧力容器３２０内の残留空気を除去する。ポンプ３３７のスイッチが切られ、弁３４３が閉じられる。電球粉砕機３３２がスイッチが入れられて電球を粉砕し、こうして、粗Ｘｅガス混合物を発生し放出する。図６及び８を参照すると、電球が粉砕されてガラス残留物が提供されると、ポンプ３１１を介してバルク粉塵収集のスイッチが入れられ、弁３４５が開き、３６５のスイッチが入れられ、粗Ｘｅガス混合物が、回収容器または貯蔵シリンダー３６０中の貯蔵に送られる。ポンプ３６５が圧力容器３２０を真空に戻すと、粉砕機３３２のスイッチが切られ、弁３０７及び３３１が閉じられ、出口圧力が安定するまでポンプ３６５（図８を参照）が運転される。弁３４５が閉じられ、弁３０３が開き、こうして、圧力容器３２０のチャンバー内の圧力が平衡化され、３３９が開き、ポンプ３４３のスイッチが入れられる。圧力容器内で底の弁または３２６が開き、こうして、粉砕された電球またはガラス残留物が収集ビン３３０中に出される。３２６は、圧力容器内の雰囲気を希薄化するために、ある一定時間開いたままである。次に、弁３０３が閉じられ、弁３２６が閉じられる。ポンプ３１１のスイッチが切られ、弁３３９が閉じられ、３４３のスイッチが切られる。次にこのシステム３００は、ガラス電球の次の供給を受ける準備ができる。図６中のシステム３００は、粗Ｘｅ混合物からの臭化メチルの除去のための３２３精製機を示す。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本明細書に記載の一部の態様において、装置、システムまたは方法に示される流体ラインの一部またはすべては、例えば、特に限定されないが、１／８”（０．３ｃｍ）または１／４”（０．６ｃｍ）チューブなどのステンレススチール製である。しかし、本明細書において、他の構成材料を使用することもできる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造品中に含まれるキセノンを有する製造品からのキセノンの捕捉および回収のための装置（１０；１００；２００；３００）であって、
製造品中に含まれるキセノンを有する製造品を受けるための入口および該製造品を受けて粗キセノンを放出させ、そして残留物を生成する粉砕機（３２；１３２；２３２；３３２）を含む密閉されることができる圧力容器（２０；１２０；２２０；３２０）を含み、
１つまたは２つ以上のラインであって、該ラインが真空ポンプ（１４０；２４０）および任意選択的にバルク粉塵収集器と流体連通している、ラインと、
該圧力容器（２０；１２０；２２０；３２０）から粗キセノンを除去することができる該圧力容器（２０；１２０；２２０；３２０）からの回収ラインと、
プロセスコントローラー（５０；１５０；２５０；３５０；４５０）と、
を含む、装置。
【請求項２】
（ａ）該製造品を含む供給を受けかつ圧力容器（２０；１２０；２２０；３２０）の入口への導管を有する供給ホッパー（５；１０５；２０５；２０５）と、
（ｂ）該圧力容器（２０；１２０；２２０；３２０）と連通した、該残留物を受けるための収集容器（３０；１３０；２３０；３３０）と、
（ｃ）該残留物から生じるすべての残留粉塵を除去するための、該圧力容器（２０；１２０；２２０；３２０）と流体連通したバルク粉塵収集器と、
（ｄ）該回収ライン中の自動弁（１０７；２０７；３０７）と、
（ｅ）真空ポンプ（１４０；２４０）と、
（ｆ）粗キセノンを含むことができる回収容器（１６０；２６０；３６０）と、
の１つまたは２つ以上をさらに含む、請求項１に記載の装置（１０；１００；２００；３００）。
【請求項３】
該プロセスコントローラー（５０；１５０；２５０；３５０；４５０）が、該圧力容器（２０；１２０；２２０；３２０）、該粉砕機（３２；１３２；２３２；３３２）、該回収ライン中の該自動弁（１０７；２０７；３０７）、および該回収容器（１６０；２６０；３６０）の１つまたは２つ以上と信号連通している、請求項１または２に記載の装置（１０；１００；２００；３００）。
【請求項４】
該圧力容器（２０；１２０；２２０；３２０）が、換気されている筺体（２１０；３１０）中に収容されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置（１０；１００；２００；３００）。
【請求項５】
該回収容器（１６０；２６０；３６０）が貯蔵シリンダーを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置（１０；１００；２００；３００）。
【請求項６】
該キセノンが該回収容器（１６０；２６０；３６０）に送られる前に、該粗キセノンを精製するように適合された精製器（２２５；３２３；４２７）をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置（１０；１００；２００；３００）。
【請求項７】
該粗キセノンから窒素を除去するための分離器（４２３）をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置（１０；１００；２００；３００）。
【請求項８】
任意選択的に請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置（１０；１００；２００；３００）を使用する、製造品中に含まれたキセノンを有する製造品からキセノンの捕捉および回収を行うための方法であって、
圧力容器（２０；１２０；２２０；３２０）に該製造品を供給することと、
任意選択的に真空ポンプ（１４０；２４０）を使用して該密閉された圧力容器の空気を抜くことと、
該製造品を粉砕して残留物を生成させ、そして粗キセノンを放出させることと、
回収ラインを介して該圧力容器（２０；１２０；２２０；３２０）から粗キセノンガスを除去することと、
該圧力容器（２０；１２０；２２０；３２０）から該残留物を除去することと、
を含む、方法。
【請求項９】
該製造品がガラスを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
該製造品が電球であり、そして好ましくは欠陥品の電球である、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
任意選択的に窒素、ホスフィン、シランおよび臭化メチルの少なくとも１種の少なくとも一部分を除去することによって、該粗キセノンを精製して精製されたキセノンを生成させる工程をさらに含む、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
キセノンガスを凝縮して液体キセノンを生成する工程をさらに含む、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
回収容器（１６０；２６０；３６０）に該粗キセノンガスもしくは該精製されたキセノンガスまたは該キセノン液体を送るステップをさらに含む、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
該キセノンを続いて再使用する、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置を含む、システム。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2015071534.tif 000011
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2015071534.tif 000012
【外国語明細書】
2015071534000001.pdf