(57)【要約】【課題】間欠的に排出される排ガス中の溶剤を、小型で安価な装置で除去でき、かつ防爆性が高く、しかもガス排出流路の結露の発生を防止することができるガス処理装置を提供する。【解決手段】排ガス発生装置３０から間欠的に排出される排ガス中の溶剤を除去する排ガス処理装置１であって、排ガス発生装置３０から排出される排ガスを導入する導入手段２と、排ガスを一時的に貯留する貯留タンク４と、排ガスを冷却して溶剤を凝縮する凝縮器４と、排ガスを吸引して排出する真空ポンプ８とをこの順番で連通して配し、導入手段２には、配管１５に付された手動弁１１および電磁弁１２が排ガスの間欠的な排出に合わせて排ガスを導入する間欠導入部と、バイパス配管１７に付された手動弁１１によって間欠導入部の導入流量よりも少量に制限された制限流量で連続的に導入する連続導入部とが併設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス発生装置から間欠的に排出される排ガス中の溶剤を除去する排ガス処理装置であって、前記排ガス発生装置から排ガスを導入する導入手段と、該排ガスを一時的に貯留する貯留タンクと、該排ガスを冷却して前記溶剤を凝縮する凝縮器と、該排ガスを吸引して排出するコンプレッサとをこの順番で連通して配し、前記導入手段には、前記排ガスの間欠的な排出に合わせて導入する間欠導入部と、該間欠導入部の導入流量よりも少量に制限された制限流量で連続的に導入する連続導入部とが併設されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
前記間欠導入部は、前記排ガス発生装置から前記貯留タンクまで排ガスを導入する配管と、該配管に付された電磁弁と、排ガスの間欠的な排出に合わせて該電磁弁を開制御する制御部とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記導入手段の入口圧力が所定圧力以上で前記電磁弁を開制御することを特徴とする請求項２に記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、間欠的に排ガスを排出する前記排ガス発生装置からの排出信号に基づいて前記電磁弁を開制御することを特徴とする請求項２に記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
前記連続導入部は、前記間欠導入部をバイパスするバイパス配管と、該バイパス配管に付された流量制限器とで構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間欠的に排出される排ガス中の溶剤を除去する排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体や電子機器の洗浄設備、印刷設備、塗装設備等では、用途に合わせて様々な溶剤が使用されている。これらの溶剤には揮発性の高いものが多い。揮発した溶剤は、環境や人体に対して悪影響を及ぼすため、大気中への排出が規制されている。そのため、洗浄設備等には、排ガス中の溶剤の除去を目的とする排ガス処理装置が接続されている。また、溶剤には可燃性のものが多いため取り扱いに注意を要する。
【０００３】
洗浄装置等には、洗浄・乾燥工程のような１サイクルの工程の一部で溶剤を用いて、１サイクル中の特定のタイミングで排ガスを排出する装置がある。このような装置は、１サイクルの工程を繰り返すことで、排ガスを間欠的に排出する。
【０００４】
排ガスを処理する装置として、例えば、特許文献１には、洗浄槽から発生するガスをコンプレッサで吸引・圧縮して、凝縮器（凝縮器および凝縮回収器）で所定温度まで冷却することで、ガス中の溶剤を凝縮回収するガスの冷却回収装置が示されている。この装置には、ガスの吸引口とコンプレッサの間に脈動吸収タンクが配されている。この装置では、処理後のガスが冷却されたまま排出されている。
【０００５】
【特許文献１】実開平６−２９６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の、例えば特許文献１に示されたガスの冷却回収装置では、洗浄槽から吸引した溶剤を多量に含む排ガスをコンプレッサで圧縮している。これにより、排ガスが高温になり、排ガス中の溶剤濃度も上昇する。このため、排ガスが下限燃焼範囲を超えると、爆発・火災の危険性が生じるという課題がある。通常は、引火源がないため爆発・火災は発生せずに安全であるが、高い安全性を考慮する場合、検討する必要がある。
【０００７】
また、従来のガスの冷却回収装置では、溶剤除去後のガスが冷たいまま排出されている。これにより、処理後のガスの排出流路に結露が発生するという問題がある。ガスを再加熱する再熱器を設けて結露の防止を図ることもできる。しかし、再熱器を装備することで装置が大型化したり、高価になる。また、再熱器で加熱する分のエネルギーが余計に消費される。
【０００８】
さらに、従来のガスの冷却装置では、コンプレッサの吸引により、排ガスが脈動吸収タンクに吸引されている。常に一定範囲内の脈動で排ガスが排出されている場合には、脈動吸収タンクは、通常排出量と脈動分とを吸収できる容量を備えていればよい。また、コンプレッサも通常排出量程度の吸引能力があればよい。しかしながら、間欠的に多量の排ガスが排出される場合には、この大量の排ガスを吸引するためにコンプレッサも大容量のものが必要になり、タンクも大容量のものが必要になる。さらに、コンプレッサを大容量にすると、多量のガスが一時に凝縮器に送出されるため、凝縮器の凝縮性能を向上させないと、溶剤の一部が除去できなくなる。このように、間欠的に排出されるガスに対応させるためには、装置が大型で高価なものになってしまう。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、間欠的に排出される排ガス中の溶剤を、小型で安価な装置で除去でき、かつ防爆性が高く、しかもガス排出流路の結露の発生を防止することができるガス処理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】
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された排ガス処理装置は、排ガス発生装置から間欠的に排出される排ガス中の溶剤を除去する排ガス処理装置であって、前記排ガス発生装置から排ガスを導入する導入手段と、該排ガスを一時的に貯留する貯留タンクと、該排ガスを冷却して前記溶剤を凝縮する凝縮器と、該排ガスを吸引して排出するコンプレッサとをこの順番で連通して配し、前記導入手段には、前記排ガスの間欠的な排出に合わせて導入する間欠導入部と、該間欠導入部の導入流量よりも少量に制限された制限流量で連続的に導入する連続導入部とが併設されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載された排ガス処理装置は、請求項１に記載されたもので、前記間欠導入部は、前記排ガス発生装置から前記貯留タンクまで排ガスを導入する配管と、該配管に付された電磁弁と、排ガスの間欠的な排出に合わせて該電磁弁を開制御する制御部とで構成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載された排ガス処理装置は、請求項２に記載されたもので、前記制御部は、前記導入手段の入口圧力が所定圧力以上で前記電磁弁を開制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載された排ガス処理装置は、請求項２に記載されたもので、前記制御部は、間欠的に排ガスを排出する前記排ガス発生装置からの排出信号に基づいて前記電磁弁を開制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載された排ガス処理装置は、請求項１から４のいずれかに記載されたもので、前記連続導入部は、前記間欠導入部をバイパスするバイパス配管と、該バイパス配管に付された流量制限器とで構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載のガス処理装置によれば、排ガスを導入する導入手段と、貯留タンクと、凝縮器と、コンプレッサとをこの順番で連通して配することで、溶剤を除去した後の冷却された排ガスが圧縮されるため、従来の装置のように冷却する前のガスを圧縮する構成と比較して、ガス温度が高温にならず、また、溶剤が除去されているのでガス濃度は下限燃焼範囲よりも高くならない。したがって、爆発や火災を確実に防止することができる。
【００１６】
また、本発明ではコンプレッサで圧縮して加熱した後のガスを排出する。このため、排出流路が低温にならず、排出流路での結露の発生を防止することができる。
【００１７】
さらに、導入手段には、間欠導入部と連続導入部とが併設されて、連続導入部は、間欠導入部の導入流量よりも少量に制限された制限流量で連続的に排ガスを導入する。これにより、排ガスが間欠的に排出されるまでに貯留タンク内を減圧できる。排ガスが間欠的に排出されたときに間欠導入部が排ガスを導入することで、減圧された気圧差を利用して排ガスを一気に貯留タンク内に導入することができる。このため、小型のコンプレッサを使用することができる。また、導入した排ガスを順次処理しつつ、残りのガスを貯留タンクに導入するため、貯留タンクを小型のものにすることができる。さらに、排出された排ガスは、全てが一気に凝縮器に送られずに平均化されて凝縮器に送られるため、排ガスを排出間隔内（１サイクル期間内）に処理できればよく、小型の凝縮器を使用することができる。
【００１８】
請求項２記載の排ガス処理装置によれば、間欠導入部は、排ガスを導入する配管に付された電磁弁と、排ガスの間欠的な排出に合わせて電磁弁を開制御する制御部とで構成されているため、例えば差圧で機械的に開く弁を用いるよりも、開閉のタイミングの調整を容易に行えるため、排ガスを確実に貯留タンクに導入することができる。
【００１９】
請求項３記載の排ガス処理装置によれば、制御部は、導入手段の入口圧力が所定値以上で電磁弁を開制御するため、排出による圧力増加を逃すことなく貯留タンクに排ガスを一層確実に導入することができる。
【００２０】
請求項４記載の排ガス処理装置によれば、制御部は、間欠的に排ガスを排出する排ガス発生装置からの排出信号に基づいて電磁弁を開制御することにより、排出に完全に同期させて電磁弁を開制御できるため、排ガスをより一層確実に導入することができる。
【００２１】
請求項５記載の排ガス処理装置によれば、連続導入部が、バイパス配管に付された流量制限器で構成されているため、簡易な構造であり、安価な装置とすることができる。
【発明を実施するための好ましい形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２３】
図１は本発明を適用する排ガス処理装置の一実施例を示す構成図である。図１には排ガス発生装置も図示されている。図１に示す排ガス処理装置１は、排ガス発生装置３０に接続されて、排ガス発生装置３０から間欠的に排出される排ガス中の溶剤を除去して排ガスを清浄化し、大気中に排出する。
【００２４】
排ガス発生装置３０は、例えば、有機溶剤で電子機器を洗浄して真空乾燥する洗浄乾燥装置であり、１つのパターン例として１サイクル４分２０秒で洗浄・乾燥を繰り返して、１サイクル毎に、間欠的に、揮発した溶剤を含む排ガスを排出する。
【００２５】
排ガス発生装置３０は、洗浄・乾燥を行う洗浄乾燥チャンバー３１と、洗浄乾燥チャンバー３１を減圧状態にする給送ポンプ３２と、給送ポンプ３２が洗浄乾燥チャンバー３１から吸引して排出する排ガスをバブリングして溶剤の一部を回収する曝気槽３３とで構成されている。曝気槽３３からは、常温の排ガスが排出される。
【００２６】
排ガス処理装置１は、排ガス発生装置３０から排出される排ガスを導入する導入手段２と、排ガスを一時的に貯留する貯留タンク４と、排ガスを冷却して溶剤を凝縮する凝縮器６と、排ガスを吸引して排出する真空ポンプ８とをこの順番で連通して構成されている。
【００２７】
導入手段２は、間欠導入部および連続導入部で構成されている。間欠導入部は、曝気槽３３から貯留タンク４までを繋いで排ガスを導入する配管１５と、この配管１５に付された手動弁１１および電磁弁１２と、電磁弁１２を開閉制御する制御部１０とで構成されている。手動弁１１は、流量を規制する流量規制器である。本発明では、後述するように排ガス排出時に一気に貯留タンク４に排ガスを導入する。この際に、凝縮器６の処理能力を一時的に超えて排ガスが凝縮器６を通流してしまう場合には、この手動弁１１で貯留タンク４への導入最大量を規制する。手動弁１１の規制により、貯留タンク４への排ガスの突入流量が減らされる。凝縮器６の処理能力を超えない場合には、手動弁１１は備えなくてもよい。
【００２８】
配管１５の入口側（曝気槽３３側）には、大気圧との差圧を検出する差圧センサ１８が配されている。差圧センサ１８は、制御部１０に電気的に接続されている。制御部１０は、差圧センサ１８の検出値が所定値以下になったとき、すなわち減圧された配管１５の入口圧力が上昇して所定圧力以上になったときに電磁弁１２を直ちに開制御する。また、制御部１０は、差圧センサ１８の検出値が所定値よりも大きくなったとき、すなわち配管１５の入口圧力が低下して所定圧力よりも低くなったときに電磁弁１２を直ちに閉制御する。
【００２９】
連続導入部は、間欠導入部に併設されて、手動弁１１および電磁弁１２をバイパスするバイパス配管１７に、流量制限器である手動弁１３が付されている。手動弁１３は、連続導入部としての配管１５に付された手動弁１１および電磁弁１２を流れる排ガスの流量よりも少量に制限する。なお、手動弁１３は、流量を制限するオリフィスであってもよい。この場合、手動弁１３によって制限される制限流量は、真空ポンプ８の吸引量よりも少ない。連続導入部は、排ガスを少量の流量で連続的に曝気槽３３から貯留タンク４に導入する。
【００３０】
貯留タンク４は、一例として、容量１６０リットルの耐圧式のタンクである。
【００３１】
凝縮器６には、耐圧式の容器の内部に冷凍機（冷凍サイクル）の蒸発器２０が配されている。蒸発器２０には、凝縮器６の外部に設けられた冷凍機本体２１が配管接続されている。冷凍機本体２１は、冷媒を蒸発器２０内に循環させて、蒸発器２０を冷却する。蒸発器２０には、その周囲にフィン（非図示）が形成されていて、周囲を通流する排ガスを冷却する。凝縮器６には、その底部側に、冷却されて凝縮・液化した溶剤を排出するための排出弁２３が配されている。排出弁２３の下流には溶剤回収槽（非図示）が備えられている。
【００３２】
真空ポンプ８は、本発明におけるコンプレッサの一例であって、連続的に作動して凝縮器６から排ガスを吸引・圧縮する。真空ポンプ８には、その出力側に排ガスの排出管２５が接続されている。排出管２５は、例えば建物外壁まで繋がって、清浄化した排ガスを屋外に排出する。
【００３３】
次に、排ガス処理装置１の動作について図１、図２を参照しつつ説明する。
【００３４】
図２は、各部の状態を模式的に表したタイムチャート図である。図２では、上側から順に、排ガス発生装置３０の排出する排ガス流量、配管１５の入口圧力、電磁弁１２の開閉の状態、貯留タンク４の内部圧力、および、貯留タンク４から出力される排ガス流量が時間の経過と共に模式的に示されている。
【００３５】
真空ポンプ８は、連続的に作動している。排ガス発生装置３０が排ガスを排出していない期間には、凝縮器６および貯留タンク４内の排ガスが真空ポンプ８によって吸引されて、凝縮器６および貯留タンク４は減圧状態になる。この場合、配管１５の入口側にバイパス配管１７が繋がっていて、バイパス配管１７を通して排ガスが吸引されているが、バイパス配管１７に付された手動弁１３によって流量が少量に制限されているため、貯留タンク４内は配管１５の入口側よりも一層減圧状態になっている。
【００３６】
図２の時間Ａに排ガス発生装置３０から大量の排ガスが排出される。例えば、排ガス発生装置３０は、約３０００リットル／分の排出量で、５〜６秒間程度排ガスを排出する。大量の排ガスの排出により、図２の矢印Ｂで示されるように、配管１５の入口の圧力が上昇する。圧力の上昇により、差圧センサ１８によって検出される大気圧との差圧が所定値以下になる。これにより、制御部１０は、電磁弁１２を開制御する。電磁弁１２が開くことで、排ガスは、バイパス配管１７だけでなく、手動弁１１および電磁弁１２が付せられた部分の配管１５を通流して貯留タンク４に導入される。この場合、貯留タンク４は減圧されているため、排ガスは一気に吸引されて貯留タンク４に導入される。貯留タンク４への排ガスの導入により、図２の矢印Ｃで示されるように、貯留タンク４の圧力は大気圧程度まで上昇する。貯留タンク４に導入された排ガスは、真空ポンプ８の吸引によって、凝縮器６に導入される。
【００３７】
凝縮器６に導入された排ガスは、蒸発器２０によって、溶剤の凝縮する低温（一例として−４０℃）まで冷却される。このため、排ガス中の溶剤は液化して凝縮器６の底部に溜まる。この液化した溶剤は、一定量溜まったときに排出弁２３から排出されて溶剤回収槽に溜められる。
【００３８】
溶剤を除去された低温の排ガスは、凝縮器６から真空ポンプ８によって吸引され、真空ポンプ８を通過する際に圧縮される。この際に排ガスは、断熱圧縮により温度上昇して、例えば、２０℃〜４０℃程度の温度になる。
【００３９】
ここで溶剤の一例として、東ソー株式会社製の炭化水素系洗浄剤ＨＣ−２５０は、ｎ−デカンを主成分として、その引火点が５３℃である。排ガスは圧縮で温度上昇してもこの引火点よりも低い温度である。また、圧縮時には、排ガス中にはほとんど溶剤が含まれていない。これらから、溶剤に引火して爆発する危険性がない。
【００４０】
圧縮により温められた排ガスは、排出管２５を通流して屋外の大気中に排出される。このため、排出管２５の表面温度は、周囲温度と同程度か、若干高い程度の温度になる。したがって、通常の大気の露点よりも高い温度のため、排出管２５の表面で結露は発生しない。
【００４１】
排出とともに一気に貯留タンク４に導入された排ガスは、真空ポンプ８の吸引によって順次凝縮器６に送られて処理される。また、最初に貯留タンク４に導入できなかった残りの排ガスも、手動弁１１および電磁弁１２を通流して貯留タンク４に順次導入され、凝縮器６に送られる。このため、図２の期間Ｄに示されるように、概ね一定量（一例として２００リットル／分）の流量で出力されて凝縮器６に導入される。この流量は、排ガス発生装置３０から多量に排出される流量よりも十分低く平均化されており、凝縮器６の処理能力の範囲内にある。
【００４２】
排ガスのほとんどが貯留タンク４から凝縮器６に送られると、図２の矢印Ｅで示されるように、貯留タンク４から出力される流量が減少する。これにより、図２の矢印Ｆで示されるように、貯留タンク４の圧力が下がり始める。このため、図２の矢印Ｇで示されるように配管１５の入口圧力も下がり始め、差圧センサ１８によって検出される差圧が所定値を超えるので、制御部１０は、電磁弁１２を閉制御する。
【００４３】
電磁弁１２が閉に制御されたため、排ガス発生装置３０から排出された残りの僅かな排ガスは、バイパス配管１７で少量づつ貯留タンク４に導入され、凝縮器６に送られる。残りの排ガスも全て１サイクルの中で清浄化される。バイパス配管１７は少量の制限流量でしか導入しないため、貯留タンク４は一層減圧状態になる。
【００４４】
排ガス発生装置３０は１サイクル毎に排ガスの排出を繰り返す。排ガス処理装置１は、排ガスの排出のたびに上記したように作動して、排ガス中の溶剤を除去する。
【００４５】
このように、このガス処理装置１によれば、導入手段２と、貯留タンク４と、凝縮器６と、真空ポンプ８とをこの順番で連通して配することで、溶剤を除去した後の冷却された排ガスを圧縮するため、ガス温度が高温にならず、また、溶剤が除去されているのでガス濃度は下限燃焼範囲よりも高くならない。したがって、爆発や火災を確実に防止することができる。
【００４６】
また、従来は真空ポンプで圧縮された高温の排ガスを冷却していたが、本発明では圧縮する前の常温の排ガスを冷却することにより、冷却に必要なエネルギーが少なくてすむ。このため、省エネルギー化できる。
【００４７】
また、真空ポンプ８で圧縮して加熱した排ガスを排出する。このため、排出管２５が低温にならず、排出管２５表面での結露の発生を防止することができる。
【００４８】
さらに、導入手段２には、間欠導入部と連続導入部とが併設されて、連続導入部は、間欠導入部の導入流量よりも少量に制限された制限流量で連続的に排ガスを導入する。これにより、排ガスが排出されるまでの間に貯留タンク４内を減圧できる。排ガスが間欠的に排出されたときに間欠導入部が排ガスを導入することで、減圧された気圧差を利用して排ガスを一気に貯留タンク内に導入することができる。このため、小型の真空ポンプ８を使用することができる。また、導入した排ガスを処理しつつ、残りのガスを貯留タンク４に導入するため、貯留タンク４を小型のものにすることができる。さらに、排ガスは、全てが一気に凝縮器６に送られずに平均化されて凝縮器６に送られるため、排ガスを排出間隔内（１サイクル期間内）に処理できればよく、小型の凝縮器６を使用することができる。
【００４９】
また、間欠導入部は、排ガスを導入する配管１５に付された電磁弁１２と、排ガスの間欠的な排出に合わせて電磁弁１２を開制御する制御部１０とで構成されているため、例えば差圧で機械的に開く弁を用いるよりも、開閉のタイミングの調整を容易に行えるため、排ガスを確実に貯留タンク４に導入することができる。
【００５０】
また、制御部１０は、導入手段２の入口圧力が所定値以上で電磁弁を直ちに開制御するため、排出による圧力増加を逃すことなく貯留タンク４に排ガスを一層確実に導入することができる。
【００５１】
さらに、連続導入部が、バイパス配管１７に付された手動弁１３で構成されているため、簡易な構造であり、安価な装置とすることができる。
【００５２】
なお、上記した説明では、差圧センサ１８を備えて、制御部１０が、差圧センサ１８からの検出信号に基づいて排ガスの排出に合わせて電磁弁１２を開制御していたが、この構成に換えて、図１に破線で示すように、洗浄乾燥チャンバー３１から排出信号Ｓを制御部１０に入力して、この排出信号Ｓに基づいて制御部１０が電磁弁１２を開制御する構成とすることもできる。具体的には、洗浄乾燥チャンバー３１内の制御部（非図示）が排ガスの排出を開始させる処理を行う際に、排出の開始を表す排出信号Ｓを出力する。制御部１０は、この排出信号Ｓが入力されたときは、直ちに電磁弁１２を開制御する。また、洗浄乾燥チャンバー３１内の制御部が排ガスの排出を停止させる処理を行う際に、排出の停止を表す排出信号Ｓを出力する。制御部１０は、この排出信号Ｓが入力されたときは、電磁弁１２を閉制御する。
【００５３】
この排ガス発生装置３０からの排出信号Ｓを用いることで、排出に完全に同期させて電磁弁１２を開制御できるため、排ガスをより一層確実に導入することができる。このため、排出のタイミングに遅れて電磁弁１２が開かれることが防止され、配管１５，１７に過大な圧力が掛かったり、排ガス発生装置３０に背圧が掛かることが防止される。
【００５４】
また、排ガス発生装置３０からの排出信号Ｓと差圧センサ１８とを両方用いて電磁弁１２を開閉制御することもできる。例えば、制御部１０は、排出信号Ｓに基づいて電磁弁１２を開制御して、差圧センサ１８の検出値が所定値を超えたときに電磁弁１２を閉制御することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を適用する排ガス処理装置の使用状態を示す構成図である。
【図２】本発明を適用する排ガス処理装置の動作状況を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
【００５６】
１は排ガス処理装置、２は導入手段、４は貯留タンク、６は凝縮器、８は真空ポンプ、１０は制御部、１１，１３は手動弁、１２は電磁弁、１５は配管、１７はバイパス配管、１８は差圧センサ、２０は蒸発器、２１は冷凍機本体、２３は排出弁、２５は排出管、３０は排ガス発生装置、３１は洗浄乾燥チャンバー、３２は給送ポンプ、３３は曝気槽、Ａは時間、Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｇは矢印、Ｄは期間、Ｓは排出信号である。
【図１】
2009148666.tif 000003
【図２】
2009148666.tif 000004