(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化した溶媒を含んだ気体を第１方向に導入し、前記気体に電界をかけて前記気化した溶媒を凝集させ、凝集した溶媒分子を含む前記気体を排出する凝集部と、
前記凝集部に隣接して配置され、前記凝集部から排出された前記気体を前記第１方向と逆の第２方向に導入し、前記気体に電界をかけて前記気化した溶媒を含む部分と前記溶媒を含まない部分とに分離してそれぞれ異なるダクトから排出する溶媒分離部と、
前記凝集部と前記溶媒分離部との間に隔壁として配置され、前記凝集部内の前記気体と前記溶媒分離部内の前記気体との間で熱交換を行うことにより、前記凝集部内の前記気体から回収した熱エネルギーを前記溶媒分離部内の前記気体に供給するヒートシンクとしての機能を有する熱交換部と、を備え、
前記凝集部は、前記気体を導入する空間である凝集領域を有し、
前記溶媒分離部は、前記凝集部から排出された前記気体を導入する空間である溶媒分離領域を有し、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域は隣接しており、かつ、前記熱交換部は、前記凝集領域と前記溶媒分離領域との間に配置され、
前記凝集部および前記溶媒分離部を含む電界ユニットを備え、
前記電界ユニットは、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域を構成するケーシングと、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域を仕切る前記熱交換部とを含むとともに、
前記凝集部は、前記凝集部内の前記気体に前記電界をかける第１電極面を有し、
前記溶媒分離部は、前記溶媒分離部内の前記気体に前記電界をかける第２電極面を有し、
前記熱交換部は、前記第１電極面および前記第２電極面を有する電極を含む、溶媒分離装置を使用する溶媒分離方法において、
前記凝集部と前記溶媒分離部との間に配置される前記熱交換部により、前記凝集部内の前記気体と前記溶媒分離部内の前記気体との間で熱交換を行うことにより、前記凝集部内の前記気体から回収した熱エネルギーを前記溶媒分離部内の前記気体に供給しながら、溶媒を除去する工程を含む、溶媒分離方法。
【請求項２】
気化した溶媒を含んだ気体を第１方向に導入し、前記気体に電界をかけて前記気化した溶媒を凝集させ、凝集した溶媒分子を含む前記気体を排出する凝集部と、
前記凝集部に隣接して配置され、前記凝集部から排出された前記気体を前記第１方向と逆の第２方向に導入し、前記気体に電界をかけて前記気化した溶媒を含む部分と前記溶媒を含まない部分とに分離してそれぞれ異なるダクトから排出する溶媒分離部と、
前記凝集部と前記溶媒分離部との間に隔壁として配置され、前記凝集部内の前記気体と前記溶媒分離部内の前記気体との間で熱交換を行うことにより、前記凝集部内の前記気体から回収した熱エネルギーを前記溶媒分離部内の前記気体に供給するヒートシンクとしての機能を有する熱交換部と、を備え、
前記凝集部は、前記気体を導入する空間である凝集領域を有し、
前記溶媒分離部は、前記凝集部から排出された前記気体を導入する空間である溶媒分離領域を有し、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域は隣接しており、かつ、前記熱交換部は、前記凝集領域と前記溶媒分離領域との間に配置され、
前記凝集部および前記溶媒分離部を含む電界ユニットを備え、
前記電界ユニットは、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域を構成するケーシングと、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域を仕切る前記熱交換部とを含むとともに、
前記凝集部は、前記凝集部内の前記気体に前記電界をかける第１電極面を有し、
前記溶媒分離部は、前記溶媒分離部内の前記気体に前記電界をかける第２電極面を有し、
前記熱交換部は、前記第１電極面および前記第２電極面を有する電極を含む、溶媒分離装置。
【請求項３】
前記電極は、第１面および前記第１面の裏面である第２面を有し、前記第１面が前記第１電極面を構成し、前記第２面が前記第２電極面を構成する、
請求項２に記載の溶媒分離装置。
【請求項４】
前記第１電極面には、放電電極およびヒートシンクとなる複数の第１突部が設けられ、
前記第２電極面には、放電電極およびヒートシンクとなる複数の第２突部が設けられている、
請求項２又は３に記載の溶媒分離装置。
【請求項５】
前記凝集部から前記気体を吸引するとともに、前記気体の流れる方向を変えて前記溶媒分離部へ送出する送風装置をさらに備える、
請求項２から４のいずれか１項に記載の溶媒分離装置。
【請求項６】
前記送風装置は、
前記気化した溶媒を冷却し液化させることで前記気体から前記溶媒を含む部分と前記溶媒を含まない部分とに分離してそれぞれ異なる前記ダクトから排出する回収面を有する、
請求項５に記載の溶媒分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気化した溶媒を含む気体から、溶媒を除去する溶媒分離方法、および溶媒分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電等の様々な工業製品の組み立て製造工程や、電子部品、電池、もしくは基板などのデバイス製造工程において、各種の機能を持ったペースト状の材料を塗布したのち、熱処理装置によって加熱処理が行われている。熱処理装置は、例えば、乾燥炉、焼成炉、キュア炉、もしくはリフロー炉などである。リフロー炉は、電子部品の実装工程などではんだ付けに使用される。ペースト状の材料には、最終的に製品に必要とされる固形分などに加え、水又は有機溶剤などの各種の溶媒が混入されて粘度調整又は性能調整が施されている。
【０００３】
ペースト状の材料に含まれている溶媒は、熱処理装置における加熱工程で、気化及び脱媒の工程を経て、ペースト状の材料から熱処理装置内に放出される。熱処理装置内において気化した溶媒の濃度が上がると、様々な不具合につながる可能性がある。例えば、熱処理装置内の雰囲気の溶媒濃度が飽和状態に近づくと、熱処理対象物の乾燥が困難となる可能性がある。そのため、熱処理装置内に外気や窒素ガス等の雰囲気ガスを定期的又は連続的に供給するとともに、溶媒濃度が上昇した熱処理装置内の雰囲気を外部に排出している。
【０００４】
排気雰囲気に含まれる溶媒は、熱処理装置から排出された後、例えば特許文献１に記載された方法によって除去される。図７は特許文献１の説明図である。図７に示すように、特許文献１では、熱処理装置１の熱処理装置内排気ダクト４に対して、冷却器５、熱処理装置外排気ダクト６およびミストコレクタ７が順に接続されている。冷却器５は、熱処理装置１から排出される排気雰囲気を冷却することで、排気雰囲気に含まれる気化した溶媒を液化させる。液化した溶媒を含む排気雰囲気は、熱処理装置外排気ダクト６を介してミストコレクタ７に送られ、ミストコレクタ７で、液化した溶媒を捕捉して除去する。これにより、排気雰囲気から溶媒を除去することができる。
【０００５】
図８は、排気雰囲気から気化した溶媒を除去するための別の構成を示している。図８の構成では、排気雰囲気１２２が流れる方向に対して上流側に放電電極８が配置され、下流側に集塵電極９が配置されている。排気雰囲気１２２は、放電電極８と集塵電極９を直線的に通過していく。放電電極８は、排気雰囲気１２２に対して電界をかけ、気化した溶媒を帯電させる。集塵電極９は、帯電した溶媒に対してさらに電界をかける。集塵電極９によって電界がかけられた溶媒は、静電誘引によって集塵電極に付着する。これにより、排気雰囲気１２２から溶媒を除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３０１３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図８に示す構成では、排気雰囲気が上流から下流に移動するに従って、排気雰囲気が有している熱エネルギーは放出される一方である。このため、溶媒の除去を行った排気雰囲気を熱処理装置に戻して再利用する場合には、熱エネルギーを放出して温度が低下した排気雰囲気に熱エネルギーを再度加える必要がある。
【０００８】
図８の構成に熱交換器を別途設けることにより、温度が低下した排気雰囲気に熱エネルギーを再度加える際に、排気雰囲気が有する熱エネルギーを利用することも考えられる。しかしながら、図８の構成では、温度が高い領域（上流側）と温度が低い領域（下流側）とが離れている。このため、上流側と下流側とで熱交換を行う熱交換器を設けようとすると、熱交換器が大型化するとともに、距離が離れているため熱交換を効率良く行えないという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑み、溶媒の除去工程で放出される排気雰囲気の熱エネルギーを効率良く回収して、排気雰囲気の温度低下を抑制する、溶媒分離方法、および溶媒分離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】
【００１０】
本発明の第１の態様にかかる溶媒分離方法は、気化した溶媒を含んだ気体を第１方向に導入し、前記気体に電界をかけて前記気化した溶媒を凝集させ、凝集した溶媒分子を含む前記気体を排出する凝集部と、
前記凝集部に隣接して配置され、前記凝集部から排出された前記気体を前記第１方向と逆の第２方向に導入し、前記気体に電界をかけて前記気化した溶媒を含む部分と前記溶媒を含まない部分とに分離してそれぞれ異なるダクトから排出する溶媒分離部と、
前記凝集部と前記溶媒分離部との間に隔壁として配置され、前記凝集部内の前記気体と前記溶媒分離部内の前記気体との間で熱交換を行うことにより、前記凝集部内の前記気体から回収した熱エネルギーを前記溶媒分離部内の前記気体に供給するヒートシンクとしての機能を有する熱交換部と、を備え、
前記凝集部は、前記気体を導入する空間である凝集領域を有し、
前記溶媒分離部は、前記凝集部から排出された前記気体を導入する空間である溶媒分離領域を有し、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域は隣接しており、かつ、前記熱交換部は、前記凝集領域と前記溶媒分離領域との間に配置され、
前記凝集部および前記溶媒分離部を含む電界ユニットを備え、
前記電界ユニットは、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域を構成するケーシングと、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域を仕切る前記熱交換部とを含むとともに、
前記凝集部は、前記凝集部内の前記気体に前記電界をかける第１電極面を有し、
前記溶媒分離部は、前記溶媒分離部内の前記気体に前記電界をかける第２電極面を有し、
前記熱交換部は、前記第１電極面および前記第２電極面を有する電極を含む、
溶媒分離装置を使用する溶媒分離方法において、
前記凝集部と前記溶媒分離部との間に配置される前記熱交換部により、前記凝集部内の前記気体と前記溶媒分離部内の前記気体との間で熱交換を行うことにより、前記凝集部内の前記気体から回収した熱エネルギーを前記溶媒分離部内の前記気体に供給しながら、溶媒を除去する工程を含む、溶媒分離方法である。
【００１３】
また、本発明の第２の態様にかかる溶媒分離装置は、
気化した溶媒を含んだ気体を第１方向に導入し、前記気体に電界をかけて前記気化した溶媒を凝集させ、凝集した溶媒分子を含む前記気体を排出する凝集部と、
前記凝集部に隣接して配置され、前記凝集部から排出された前記気体を前記第１方向と逆の第２方向に導入し、前記気体に電界をかけて前記気化した溶媒を含む部分と前記溶媒を含まない部分とに分離してそれぞれ異なるダクトから排出する溶媒分離部と、
前記凝集部と前記溶媒分離部との間に隔壁として配置され、前記凝集部内の前記気体と前記溶媒分離部内の前記気体との間で熱交換を行うことにより、前記凝集部内の前記気体から回収した熱エネルギーを前記溶媒分離部内の前記気体に供給するヒートシンクとしての機能を有する熱交換部と、を備え、
前記凝集部は、前記気体を導入する空間である凝集領域を有し、
前記溶媒分離部は、前記凝集部から排出された前記気体を導入する空間である溶媒分離領域を有し、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域は隣接しており、かつ、前記熱交換部は、前記凝集領域と前記溶媒分離領域との間に配置され、
前記凝集部および前記溶媒分離部を含む電界ユニットを備え、
前記電界ユニットは、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域を構成するケーシングと、
前記凝集領域および前記溶媒分離領域を仕切る前記熱交換部とを含むとともに、
前記凝集部は、前記凝集部内の前記気体に前記電界をかける第１電極面を有し、
前記溶媒分離部は、前記溶媒分離部内の前記気体に前記電界をかける第２電極面を有し、
前記熱交換部は、前記第１電極面および前記第２電極面を有する電極を含む、溶媒分離装置である。
【００１７】
本発明の第３の態様にかかる溶媒分離装置は、前記第２の態様において、前記電極は、第１面および前記第１面の裏面である第２面を有し、前記第１面が前記第１電極面を構成し、前記第２面が前記第２電極面を構成する、溶媒分離装置である。
【００１８】
本発明の第４の態様にかかる溶媒分離装置は、前記第２または第３のいずれかの態様において、前記第１電極面には、放電電極およびヒートシンクとなる複数の第１突部が設けられ、前記第２電極面には、放電電極およびヒートシンクとなる複数の第２突部が設けられている、溶媒分離装置である。
【００１９】
本発明の第５の態様にかかる溶媒分離装置は、前記第２から第４のいずれかの態様において、前記凝集部から前記気体を吸引するとともに、前記気体の流れる方向を変えて前記溶媒分離部へ送出する送風装置をさらに備える、溶媒分離装置である。
【００２０】
本発明の第６の態様にかかる溶媒分離装置は、前記第５の態様において、前記送風装置は、前記気化した溶媒を冷却し液化させることで前記気体から前記溶媒を含む部分と前記溶媒を含まない部分とに分離してそれぞれ異なる前記ダクトから排出する回収面を有する、溶媒分離装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の前記第１から第６の態様にかかる溶媒分離方法、および溶媒分離装置によれば、溶媒の除去工程で放出される排気雰囲気の熱エネルギーを効率良く回収することが可能となり、排気雰囲気の温度低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかる溶媒分離装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、電界ユニットおよび送風装置の配置を示す斜視図である。
【図３】図３は、電界ユニットの平面断面図である。
【図４】図４は、水の分子構造を示す図である。
【図５】図５は、送風装置の正面断面図である。
【図６】図６は、電極の変形例を示す図である。
【図７】図７は、従来の排気浄化装置の説明図である。
【図８】図８は、従来の排気浄化装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態にかかる溶媒分離装置１００の構成を示す図である。図１を用いて溶媒分離装置１００の全体構成について説明する。溶媒分離装置１００は、排気発生装置の一例である熱処理装置１０に接続されている。溶媒分離装置１００は、凝集部３０、溶媒分離部としての集塵部４０、および送風装置６０を備えている。本実施形態では、凝集部３０および集塵部４０は、電界ユニット９０として一体に構成されている。
【００２５】
熱処理装置１０は、例えば、焼成炉、乾燥炉、キュア炉、又は、リフロー炉など、加熱処理を行う炉である。加熱処理は、加熱対象の各種材料又は部材に対して加熱を行う。加熱処理により熱処理装置１０内の雰囲気（気体）中に溶媒が気化する。気化した溶媒を含む雰囲気の一部は、熱処理装置１０に連通して配置されている第１排気ダクト１１に導かれる。
【００２６】
第１排気ダクト１１は、電界ユニット９０の凝集部３０に連通している。凝集部３０内には、第１排気ダクト１１を介して排気雰囲気が第１方向Ｄ１に向けて導入される。凝集部３０内には、電極９２および電極３８が配置されている。電極９２は、熱伝導率の高い材料で構成されている。電極９２は電圧印加装置４３に接続されており、電極３８は接地されている。電極９２および電極３８は、電圧印加装置４３から電圧が印加されることにより、凝集部３０内に電界を発生させる。排気雰囲気に電界がかけられると、気化した溶媒の分子は帯電し、静電誘引により、電極３８側に偏在する状態となり、排気雰囲気の中で溶媒濃度の偏りが生じる。また、溶媒分子同士がクーロン力により引き合い、溶媒分子が徐々に凝集する。凝集した溶媒分子を含む排気雰囲気は、凝集部３０に連通して配置されている第２排気ダクト１２に導かれる。
【００２７】
なお、詳細は後述するが、電極９２は、凝集部３０と集塵部４０で共有されている電極である。また、電極９２は、電界ユニット９０内で凝集部３０および集塵部４０を仕切る隔壁としての機能を有している。さらに電極９２は、凝集部３０内の排気雰囲気と集塵部４０内の排気雰囲気との間で熱交換を行う熱交換部としての機能も有している。
【００２８】
送風装置６０は、第２排気ダクト１２の下流側に連通している。第２排気ダクト１２は、送風装置６０の取り入れ口６４に接続されている。送風装置６０のケーシング６２の内部には、羽根車７１が配置されており、羽根車７１が回転することにより、排気雰囲気は、取り入れ口６４からケーシング６２内に取り入れられる。ケーシング６２内に取り入れられた排気雰囲気は、排出口６５から第３排気ダクト１３に送出される。つまり、送風装置６０は、電界ユニット９０（凝集部３０）から排出された排気雰囲気を吸引し、排気雰囲気の流れの向きを変えて、電界ユニット９０（集塵部４０）に向けて再度送出している。
【００２９】
ケーシング６２の内部には、回収面８３が配置されている。詳細は後述するが、回収面８３は、ケーシング６２の内部に送り込まれる排気雰囲気の温度よりも低温状態になっている。回収面８３が低温であることにより、回収面８３に接触した排気雰囲気の温度が低下し、その結果、一部の溶媒が液化する。ここで、溶媒は上流の凝集部３０で凝集しているため、液化しやすい状態になっている。液化した溶媒の一部は、回収面８３に付着して排気雰囲気から除去される。
【００３０】
第３排気ダクト１３は、電界ユニット９０の集塵部４０に連通している。集塵部４０内には、送風装置６０から第３排気ダクト１３を介して排気雰囲気が第１方向Ｄ１とは逆の第２方向Ｄ２に向けて導入される。集塵部４０内には、電極９２および電極４８が配置されている。電極９２は、上述のように凝集部３０と共有されており、電極４８は接地されている。電極９２は、電圧印加装置４３から電圧が印加されることにより、集塵部４０内に電界を発生させる。排気雰囲気に電界がかけられると、排気雰囲気に残存している溶媒の分子は、静電誘引により、電極４８側に偏在する状態となり、排気雰囲気は溶媒を含む部分と溶媒を含まない部分とに分離される。
【００３１】
集塵部４０には、循環ダクト１４および排出ダクト１５が連通して配置されている。排気雰囲気のうち、溶媒を含まない部分は、循環ダクト１４に導かれ、熱処理装置１０に戻される。一方、溶媒を含む部分は、排出ダクト１５に導かれ、集塵部４０の外に排出され回収される。ここで、集塵部４０内の排気雰囲気は、電極９２を介して凝集部３０内の排気雰囲気と熱交換が行われる。集塵部４０は凝集部３０の下流側に位置しており、集塵部４０内の排気雰囲気が有する熱エネルギーは、凝集部３０内の排気雰囲気が有する熱エネルギーよりも低くなっている。電極９２を介して熱交換が行われることにより、循環ダクト１４に導かれる排気雰囲気は、凝集部３０の排気雰囲気から熱エネルギーを回収した状態で熱処理装置１０に戻される。
【００３２】
以上のように、熱処理装置１０から排出された排気雰囲気は、凝集部３０、送風装置６０、および集塵部４０の順に導かれ、熱処理装置１０に戻される。言い換えると、熱処理装置１０から排出された排気雰囲気は、電界ユニット９０の凝集部３０で凝集処理された後、送風装置６０によって吸引され、送風装置６０で排気雰囲気の流れの向きが変えられた後、電界ユニット９０の集塵部４０に再度送出されて集塵処理が行われ、熱処理装置１０に戻される。電界ユニット９０内では、凝集部３０内の排気雰囲気の温度は、熱処理装置１０から排出された直後であるため比較的高温であり、集塵部４０内の排気雰囲気の温度は、溶媒が除去されて熱処理装置１０に戻る直前であるため、比較的低温である。電界ユニット９０内では、凝集部３０内の比較的高温の排気雰囲気と、集塵部４０内の比較的低温の排気雰囲気が、熱伝導率の高い材料で構成された電極９２を介して接する構成となっている。このため、熱交換部を兼ねる電極９２を介して凝集部３０と集塵部４０との間で熱交換が行われることとなり、熱エネルギーを電界ユニット９０内で回収して熱処理装置１０に戻すことが可能となっている。なお、図示は省略しているが、電界ユニット９０、送風装置６０、およびダクト１１、１２、１３、１４、１５は、それぞれ断熱材によって外部と断熱されており、外部に対する熱エネルギーの放出を抑制するように構成されている。
【００３３】
図２は、電界ユニット９０および送風装置６０の配置を示す斜視図である。以下の図では、矢印Ｒは右方向、矢印Ｌは左方向を示す。矢印Ｕは上方向、矢印Ｄは下方向を示す。矢印Ｆは前方向、矢印Ｂは後方向を示す。
【００３４】
図２に示すように、電界ユニット９０は、ケーシング９１を備えている。ケーシング９１の内部には、凝集部３０および集塵部４０が隣接して配置されている。ケーシング９１の内部には、凝集部３０および集塵部４０を仕切る電極９２が配置されている。凝集部３０には、熱処理装置１０からの排気雰囲気が第１排気ダクト１１を介して第１方向Ｄ１に向けて導入される。凝集部３０で凝集処理された排気雰囲気は、送風装置６０に吸引されて凝集部３０から排出される。送風装置６０は、排気雰囲気の流れの向きを変えて、電界ユニット９０（集塵部４０）に向けて再度送出する。
【００３５】
集塵部４０には、送風装置６０からの排気雰囲気が第３排気ダクト１３（図示せず）を介して第１方向Ｄ１とは逆の第２方向Ｄ２に向けて導入される。集塵部４０で集塵処理された排気雰囲気のうち、溶媒を含まない部分は、循環ダクト１４に導かれ、熱処理装置１０に戻される。一方、溶媒を含む部分は、排出ダクト１５に導かれ、集塵部４０の外に排出され回収される。
【００３６】
電界ユニット９０内では、凝集部３０および集塵部４０が電極９２を介して隣接する構成になっている。このため、熱交換部を兼ねる電極９２を介して凝集部３０内の排気雰囲気と集塵部４０内の排気雰囲気との間で熱交換が行われることとなり、熱エネルギーを電界ユニット９０内で回収して熱処理装置１０に戻すことが可能となっている。
【００３７】
図３は、電界ユニット９０の平面断面図である。図３を用いて電界ユニット９０の構成について詳細に説明する。図３に示すように、電界ユニット９０は、ケーシング９１を備えている。凝集部３０および集塵部４０は、ケーシング９１の内部に隣接して配置されている。ケーシング９１は、例えば箱形状であり、前面壁９１Ａ、後面壁９１Ｂ、左面壁９１Ｃ、右面壁９１Ｄ、上面壁（図示せず）、および下面壁（図示せず）を有している。前面壁９１Ａおよび後面壁９１Ｂは前後方向に対向しており、左面壁９１Ｃおよび右面壁９１Ｄは左右方向に対向しており、上面壁および下面壁は上下方向に対向している。ケーシング９１の内部には、ケーシング９１の内部空間を仕切る電極９２が配置されている。電極９２は、支持壁９１Ｆによって支持されている。ケーシング９１の内部空間は、電極９２によって、凝集領域３０Ｂおよび集塵（溶媒分離）領域４０Ｂに仕切られている。言い換えると、凝集領域３０Ｂおよび集塵領域４０Ｂは、電極９２を介して隣接している。電極９２は、本発明の電極および熱交換部の一例に相当する。
【００３８】
電極９２は、熱伝導率の高い導電性材料で構成されている。電極９２は例えば、単一の金属板で構成されており、第１面９２１および第１面９２１の裏面である第２面９２２を有している。第１面９２１は、本発明の第１電極面の一例を構成し、第２面９２２は、本発明の第２電極面の一例を構成する。第１面９２１は凝集領域３０Ｂに面しており、第２面９２２は、集塵領域４０Ｂに面している。第１面９２１には、第１突部９２３が複数設けられており、第２面９２２には、第２突部９２４が複数設けられている。第２面９２２の第２突部９２４は、第１面９２１の第１突部９２３に対応する位置に設けられている。
【００３９】
第１突部９２３は、凝集領域３０Ｂ内に放電する電極としての機能と、凝集領域３０Ｂ内の排気雰囲気から熱エネルギーを回収しやすくするヒートシンクとしての機能を有している。また、第２突部９２４は、集塵領域４０Ｂ内に放電する電極としての機能と、凝集領域３０Ｂ内の排気雰囲気から回収した熱エネルギーを集塵領域４０Ｂ内の排気雰囲気に供給しやすくするヒートシンクとしての機能を有している。つまり、電極９２は、凝集部３０と集塵部４０で共有されている電極としての機能、電界ユニット９０内で凝集部３０および集塵部４０を仕切る隔壁としての機能、および、凝集部３０内の排気雰囲気と集塵部４０内の排気雰囲気との間で熱交換を行う熱交換部としての機能を有している。
【００４０】
凝集部３０は、凝集領域３０Ｂ内に露出する電極９２の第１面９２１、および電極３８を備えている。電極３８は、電極９２の第１面９２１に対向する前面壁９１Ａに設けられている。右面壁９１Ｄには入口３１Ｃが設けられ、左面壁９１Ｃには出口３１Ｄが設けられている。入口３１Ｃには第１排気ダクト１１が接続されており、出口３１Ｄには第２排気ダクト１２が接続されている。ケーシング９１内部の凝集領域３０Ｂには、入口３１Ｃから導入される排気雰囲気２２が出口３１Ｄに向けて第１方向Ｄ１（図示左方向）に導入される。電極９２の第１面９２１および電極３８は、排気雰囲気２２が流れる第１方向Ｄ１に伸びるように設けられている。
【００４１】
集塵部４０は、集塵領域４０Ｂ内に露出する電極９２の第２面９２２、および電極４８を備えている。電極４８は、電極９２の第２面９２２に対向する後面壁９１Ｂに設けられている。左面壁９１Ｃには入口４１Ｃが設けられ、右面壁９１Ｄには出口４１Ｄが設けられている。入口４１Ｃには、第３排気ダクト１３が接続されている。出口４１Ｄには、後面壁９１Ｂに沿って排出ダクト１５が接続されており、電極９２の第２面９２２に沿って循環ダクト１４が接続されている。つまり、出口４１Ｄ側は、排出ダクト１５と循環ダクト１４とに分岐するように構成されている。ケーシング９１内部の集塵領域４０Ｂには、入口４１Ｃから導入される排気雰囲気２２が出口４１Ｄに向けて第１方向Ｄ１とは逆の第２方向Ｄ２（図示右方向）に流される。電極９２の第２面９２２および電極４８は、排気雰囲気２２が流れる第２方向Ｄ２に伸びるように設けられている。
【００４２】
電極９２には、電圧印加装置４３により電圧が印加される。電極９２に印加される電圧の大きさは、溶媒２３の濃度、電極９２の配置長さ、排気雰囲気２２の流速、あるいは、凝集領域３０Ｂおよび集塵領域４０Ｂの容積などを考慮して、適宜決定される。
【００４３】
電極９２に電圧が印加されると、電極９２の第１面９２１と電極３８の間に電位差が生じ、凝集部３０内に電界２４が発生する。また、電極９２の第２面９２２と電極４８の間にも電位差が生じ、集塵部４０内に電界２５が発生する。凝集部３０および集塵部４０において、電界２４および電界２５は、それぞれ排気雰囲気２２が流れる方向と交差する方向に発生する。
【００４４】
続いて、凝集部３０での凝集処理について説明する。図３に示すように、第１排気ダクト１１から導入された排気雰囲気２２（２２Ａ）に電界２４がかけられると、分子構造で極性を持つ溶媒２３分子は、静電誘引により、電極３８側に偏在する状態となり、排気雰囲気２２の中で溶媒濃度の偏りが生じる。ここで、静電誘引とは、正の電荷に帯電した物質は負の電荷に引き寄せられ、負の電荷に帯電した物質は正の電荷に引き寄せられることを言う。さらに、溶媒２３分子の正の極性を有する部分と、他の溶媒２３分子の負の極性を有する部分とがクーロン力により引き合うことになる。これにより、溶媒２３分子は徐々に凝集する。凝集した溶媒２３分子を含む排気雰囲気２２（２２Ｂ）は、ケーシング９１の出口３１Ｄ側に配置されている第２排気ダクト１２に導かれる。なお、電極９２は、凝集領域３０Ｂ内の排気雰囲気が持つ熱エネルギーを集塵領域４０Ｂ内の排気雰囲気に回収させる機能を有している。つまり、電極９２は、凝集領域３０Ｂ内の排気雰囲気の温度を下降させる。凝集部３０での溶媒２３分子の凝集は、温度が低いほど進行する。このため、電極９２による熱交換機能は、凝集処理を進行させやすくする効果も有する。
【００４５】
ここで、溶媒２３分子の極性について説明する。図４は、水の分子構造を示す図である。図４に示すように、水は分子構造の関係で極性を有するために、電気的に偏りがある。これは、エタノールなどの他の溶媒についても同様である。一般的に溶媒として使用される物質については、分子構造の関係でこのように極性を有することで、他の物質を容易に溶融し得る性質を持つ。つまり、溶媒として使用される物質の多くは、極性を有していると言える。このような極性を有する溶媒分子が電界の中に置かれた場合に、この電界を発生させる電極が正極の場合でも負極の場合でも、溶媒分子は静電誘引によって電極に引き寄せられる。これは、電極が正極の場合は溶媒分子の負の極性を有する部分が、電極が負極の場合は溶媒分子の正の極性を有する側が、それぞれ静電誘引にて引き寄せられることによる。尚、溶媒分子に極性がない場合でも、溶媒分子が電界の中に置かれることにより、静電分極が生じ、溶媒分子が極性を有する状態となる。このため、溶媒分子に極性がない場合でも、電界をかけることにより、極性を有する溶媒分子の場合と同様のふるまいをすることになる。
【００４６】
次に、集塵部４０での集塵処理について説明する。図３に示すように、第３排気ダクト１３から導入された排気雰囲気２２（２２Ｃ）に電界２５がかけられると、分子構造で極性を持つ溶媒２３分子は、静電誘引により、電極４８側に偏在する状態となり、排気雰囲気２２の中で溶媒濃度の偏りが生じる。その後、電極４８の近傍に集中した溶媒２３を含む排気雰囲気２２（２２Ｅ）は、排出ダクト１５に導かれて集塵部４０の外に排出された後、回収される。一方、溶媒２３が除去された排気雰囲気２２（２２Ｄ）は、循環ダクト１４に導かれて集塵部４０の外に排出された後、熱処理装置１０に再び導入される。
【００４７】
続いて、送風装置６０について説明する。図５は、送風装置６０の正面断面図である。図５に示すように、送風装置６０は、ケーシング６２、および羽根車７１を有している。本実施形態の送風装置６０は、遠心ファンの一種であるシロッコファンである。ただし、送風装置６０は、シロッコファンに限定されず、同じく遠心ファンの一種であるターボファンであってもよく、あるいは回転軸方向に気体を送出する軸流ファンであってもよい。
【００４８】
羽根車７１は、複数の羽根７２、および支持板７３を有している。複数の羽根７２は、湾曲した板状の部材であり、回転軸７５回りに等間隔に配列されている。複数の羽根７２の後端部は、支持板７３に支持されている。支持板７３は、円盤状の部材であり、中心部が回転軸７５に接続されている。回転軸７５はケーシング６２を貫通しており、モータ（図示せず）に接続されている。羽根車７１は、モータの駆動力により回転軸７５を中心として矢印Ｒ方向に回転可能である。
【００４９】
ケーシング６２は、収容空間６３、取り入れ口６４、排出口６５を有している。収容空間６３は、羽根車７１を収容する空間である。取り入れ口６４は、排気雰囲気２２を収容空間６３に取り入れるための開口部である。取り入れ口６４には、第２排気ダクト１２が接続されている。第２排気ダクト１２から導入される排気雰囲気２２（２２Ｂ）は、回転軸７５の軸方向に向かう方向、すなわち前方から後方に向けて取り入れ口６４から取り入れられる。
【００５０】
排出口６５は、排気雰囲気２２（２２Ｃ）を収容空間６３から排出するための開口部である。排出口６５は、回転軸７５に交差する方向、図５では右方に向けて配置されている。羽根車７１が矢印Ｒ方向に回転することにより、取り入れ口６４から羽根車７１の中心部に取り入れられた排気雰囲気２２（２２Ｂ）は、遠心力によって羽根車７１の中心部から各羽根７２と羽根７２の間を通過して半径方向外側に向けて放出される。そして、排気雰囲気２２（２２Ｃ）は、ケーシング６２の側面板６２Ｃに沿って矢印Ｒ方向に旋回し、遠心力によって排出口６５から排出される。
【００５１】
ケーシング６２の外面には、断熱材６０Ａが配置されている。ただし、背面板６２Ｂの外面のうち、回収部８１および回収面８３に対応する領域には、断熱材６０Ａは配置されていない。このため、回収面８３は、ケーシング６２の背面板６２Ｂを介して放熱される。ケーシング６２の内部に高温の排気雰囲気２２が送り込まれても、回収面８３の表面は、放熱により冷却され、排気雰囲気２２の温度よりも低温状態となる。
【００５２】
回収面８３が低温であることにより、回収面８３に接触した排気雰囲気２２の温度が低下し、その結果、溶媒２３の飽和蒸気圧が低下して溶媒２３分子の一部が液化する。ここで、溶媒２３分子は上流部に配置されている凝集部３０で凝集しているため、液化しやすい状態になっている。液化した溶媒２３は、回収面８３に付着して除去される。その結果、排気雰囲気２２に含まれていた溶媒２３の一部が除去され、排気雰囲気２２における溶媒濃度を低下させることができる。
【００５３】
以上説明した第１実施形態によれば、電極９２により、凝集部３０内の排気雰囲気から集塵部４０内の排気雰囲気に対して熱交換が行われる。排気雰囲気が凝集部３０に導入される第１方向Ｄ１と、集塵部４０に導入される第２方向Ｄ２とは逆方向である。このため、温度が高い領域（上流側）と温度が低い領域（下流側）とを接近させることができる。よって、凝集部３０内に導入される排気雰囲気と、集塵部４０内から排出される排気雰囲気との間で効率良く熱交換することができ、溶媒の除去工程で放出される排気雰囲気の熱エネルギーを効率良く回収して、排気雰囲気の温度低下を抑制することができる。また、電極９２を介した熱交換であるため、熱交換器を別途設けることなく、熱エネルギーの回収を行うことができる。
【００５４】
（変形例）
第１実施形態では、電極９２は、単一の金属板で構成されていたが、これに限定されない。例えば、複数の板を密着させて積層、あるいは複数の板を間隔を置いて積層して構成してもよい。図６は、電極の変形例を示す図である。電極１９２は、第１電極板１９２Ａおよび第２電極板１９２Ｂを有している。第１電極板１９２Ａおよび第２電極板１９２Ｂの間には、熱伝導率の高い素材、例えば熱伝導シート１９３が挟み込まれている。このように、複数の電極板を積層することにより、隔壁および熱伝導部を兼ねる電極を構成してもよい。
【００５５】
また、電極９２の表面積を拡大させるためエンボス加工又は波板加工を施し、電極９２の熱交換機能を向上させてもよい。また、導入される排気雰囲気の流れに交差するように電極９２に板状体（フィン）、あるいは突起部等を形成し、排気雰囲気がこれらの板状体又は突起部等に衝突して熱交換を行いやすくしてもよい。
【００５６】
第１実施形態では、電界ユニット９０は単一のケーシング９１によって構成されているが、これに限定されない。例えば、複数のケーシングを組み合わせて電界ユニット９０を構成してもよい。
【００５７】
ケーシング９１の前面壁９１Ａおよび後面壁９１Ｂ（図３参照）を開閉可能として、凝集部３０および集塵部４０のメンテナンスを容易に行えるようにしてもよい。
【００５８】
第１実施形態では、集塵部４０に排出ダクト１５を設け、溶媒２３を含む排気雰囲気２２（２２Ｅ）は、排出ダクト１５に導かれて集塵部４０の外に排出されるとしたが、これに限定されない。例えば、集塵部４０に排出ダクト１５を設けないようにし、溶媒２３を電極４８に付着させて除去するようにしてもよい。
【００５９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。例えば、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の前記態様にかかる溶媒分離方法、および溶媒分離装置は、溶媒の除去工程で放出される排気雰囲気の熱エネルギーを回収することが可能となり、排気雰囲気の温度低下を抑制することができるため、各種工業製品の製造工程又は各種電子部品の製造工程における乾燥炉、焼成炉、キュア炉、又はリフロー炉などの各種熱処理を行う熱処理装置などの排気発生装置に適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１００  溶媒分離装置
１０  熱処理装置
２２  排気雰囲気
２３  溶媒
３０  凝集部
４０  集塵部
６０  送風装置
９２  電極
Ｄ１  第１方向
Ｄ２  第２方向
【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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