有機溶剤回収システム
【課題】有機溶剤の回収を確実にし大気への蒸散を効果的に防止するとともに、機器をコンパクトで安価に製作できるシステムを提供することを目的としている。
【解決手段】有機溶剤を貯留する洗浄槽１０１の上方に吸引口２を臨ませた吸引配管１と、洗浄槽１０１の内部に吐出口５を臨ませた吐出配管４と、吸引配管１および吐出配管４に接続された処理装置３とからなり、吸引口２から吸引した低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気を、処理装置３で濃縮し高濃度の有機溶剤蒸気にした後に、吐出口５から洗浄槽１０１内部に戻す。また、処理装置３は、吸着剤が内部に充填された複数の吸着塔１０ａ、１０ｂと、吸着排出管１３、吸着吸入管１１、脱着排出管１２、吸着用送風機３１および脱着用ポンプ３３とを備える。
【解決手段】有機溶剤を貯留する洗浄槽１０１の上方に吸引口２を臨ませた吸引配管１と、洗浄槽１０１の内部に吐出口５を臨ませた吐出配管４と、吸引配管１および吐出配管４に接続された処理装置３とからなり、吸引口２から吸引した低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気を、処理装置３で濃縮し高濃度の有機溶剤蒸気にした後に、吐出口５から洗浄槽１０１内部に戻す。また、処理装置３は、吸着剤が内部に充填された複数の吸着塔１０ａ、１０ｂと、吸着排出管１３、吸着吸入管１１、脱着排出管１２、吸着用送風機３１および脱着用ポンプ３３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機溶剤を用いて工業用部品などを洗浄する開放式洗浄槽に使用される、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）排出抑制のための有機溶剤回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気汚染防止の観点から、開放式洗浄槽を用いた工業用部品などの洗浄工程において、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の排出抑制、すなわち有機溶剤などの大気への蒸散防止が求められている。これを解決するために、種々の有機溶剤回収システムが開発されてきた。
【０００３】
従来、この種の有機溶剤回収システムは、洗浄槽内部に吸引孔と吐出孔を配設し、その間をダクトとブロワと凝縮器とで連結されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、そのシステムについて、図３および図４を参照しながら説明する。
【０００５】
まず、図３において開放式洗浄槽のしくみを説明する。１０１は洗浄槽で、隔壁１０２によって浸漬洗浄槽１０３と蒸気洗浄槽１０４に分かれており、浸漬洗浄槽１０３には液体有機溶剤１０５が貯留され、蒸気洗浄槽１０４の底部には少量の液体有機溶剤１０６に浸されたヒータ１０７が備えつけられている。１０８は、洗浄槽１０１の内壁１０９周囲に配置された冷却管で、冷却水供給装置１１０に接続されている。
【０００６】
つぎに、図３において洗浄工程を説明する。洗浄部品を入れた籠であるワーク１１１を、まず上方（１１１ａ）から浸漬洗浄槽１０３の液体有機溶剤１０５に浸漬させ洗浄し（１１１ｂ）、つぎに蒸気洗浄槽１０４内に充満している有機溶剤蒸気１１２に曝し蒸気洗浄し（１１１ｃ）、その後上方（１１１ｄ）へ引上げ洗浄工程は完了する。洗浄槽１０１内では、ヒータ１０７によって加熱沸騰した液体有機溶剤１０６が蒸発し、有機溶剤蒸気１１２として蒸気洗浄槽１０４内に充満するのみならず、冷却管１０８の下部高さに形成されたベーパーライン１１３から下の空間に、高濃度蒸気層１１４として漂う。ベーパーライン１１３とは、高濃度蒸気層１１４と低濃度蒸気層１１５とを隔てる境界層で、一般に有機溶剤蒸気は比重が空気より重く、また冷却水供給装置１１０から供給される冷却水を通すことより冷却管１０８が十分冷却された場合は、有機溶剤蒸気が凝縮し体積減少とともに上昇拡散が妨げられるため、この境界層は安定して存在する。ただし、洗浄工程にあるように、ワーク１１１を引上げた時には、ワーク１１１とともに一部の高濃度蒸気も持出され、また冷却管１０８による冷却が十分できていない場合はベーパーライン１１３が上昇し、いずれも高濃度蒸気が矢印１１６の如く洗浄槽１０１の上端縁１１７から溢れ出す。その時、有機溶剤蒸気は比重が空気より重いため、上空に発散するのではなく、あくまで上端縁１１７に沿って溢れ出て、洗浄槽１０１周囲の下方に拡散するものである。
【０００７】
一方、低濃度蒸気層１１５は、高濃度蒸気層１１４に比べると有機溶剤蒸気濃度は低いものの、ワーク１１１の出入がない非作業時でも、洗浄槽１０１内で拡散し僅かずつではあるが前述同様矢印１１６の如く洗浄槽１０１上端縁１１７より外部へ漏れ出る。これを防止する目的で、洗浄槽１０１の上方の壁面１１８（図３では奥側の壁）に局所排気用吸込口１１９を設け、局所排気を行っている。なお、この局所排気用吸込口１１９は、開放式の洗浄槽１０１、すなわち、上方へワーク１１１の出入がある場合、洗浄槽１０１の直上に設けることができず、図３のように周囲上端縁１１７の１辺の上方壁面１１８（図３では奥側の壁）に設けることとなる。
【０００８】
この図３の洗浄槽において有機溶剤を回収する従来の有機溶剤回収システムを、図４を用いて説明する。なお図４において、図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。洗浄槽１０１内部の高濃度蒸気層１１４内に吸引孔１３１を、低濃度蒸気層１１５に吐出孔１３２をそれぞれ配設し、その間を往ダクト１３３、ブロワ１３４、凝縮器１３５、復ダクト１３６で連結している。吸引孔１３１から吸引された高濃度の有機溶剤蒸気は、ブロワ１３４の動力によって往ダクト１３３から凝縮器１３５に導かれ、熱交換器１３６からの冷却水によって有機溶剤が凝縮し、液化された有機溶剤は油水分離器１３７で水と分離された後、戻り管１３８を通って浸漬洗浄槽１０３に戻される。一方、凝縮器１３５で液化しきれなかった未凝縮有機溶剤蒸気は、復ダクト１３６を通って洗浄槽１０１の低濃度蒸気層１１５に戻される。
【０００９】
このような従来の有機溶剤回収システムでは、高濃度蒸気層１１４から吸引し一部の有機溶剤を液化し浸漬洗浄槽１０３に戻すとともに、未凝縮有機溶剤蒸気を低濃度蒸気層１１５に戻している。これは冷却管１０８による冷却が十分できておらずベーパーライン１１３が上昇する場合は、ベーパーライン１１３を下げ高濃度蒸気が洗浄槽１０１の上端縁１１７から溢れ出すことを未然に防止する効果があるが、冷却が十分でベーパーライン１１３が一定高さに制御されている場合は、本来蒸気で充満されている空間から高濃度蒸気を吸引するため、高濃度蒸気層１１４への有機溶剤の蒸発をかえって促進することになり、結局は蒸発と液化を繰り返すサイクル内を循環するのみで、本来の目的である有機溶剤の大気への蒸散を防止する目的を果たしていない。つまり、ワーク（図４では図示せず）を引上げた時に生じる洗浄槽１０１上端縁１１７からの有機溶剤蒸気の外部漏出や、ワーク（図４では図示せず）の出入がない非作業時での低濃度蒸気の外部漏出に対して、なんら有効な解決手段となっていない。
【００１０】
また、別の有機溶剤回収システムは、凝縮器、溶剤回収器、冷凍機および一対の吸脱着塔から構成されたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
以下、そのシステムについて、図５を参照しながら説明する。
【００１２】
１５１ａ、１５１ｂは内部に活性炭を有する一対の吸脱着塔で、入口に弁１６２ａ、１６２ｂ、１６３ａ、１６３ｂを介して管路１５２、１５３が、出口に弁１６４ａ、１６４ｂ、１６５ａ、１６５ｂを介して管路１５４、１５５が接続されている。管路１５２の上流には、送風機１７１と凝縮器１７２が設けられ、凝縮器１７２には冷凍機１７３と溶剤回収器１７４が接続されている。また、管路１５３は冷凍機１７３に、管路１５４は送風機１７１と凝縮器１７２との間の管路１５６に、それぞれ接続されている。
【００１３】
洗浄槽（図示せず）などから吸引された有機溶剤蒸気を含む空気は、送風機１７１によって管路１５６から凝縮器１７２に送られ、冷凍機１７３の冷熱によって有機溶剤を凝縮させた後、管路１５２を通って吸脱着塔１５１ａまたは１５１ｂのいずれかに送られる。ここで、一対の吸脱着塔１５１ａ、１５１ｂは、一方が吸着動作を行っている時に、他方は脱着動作を行うもので、仮に吸脱着塔１５１ａで吸着動作を、吸脱着塔１５１ｂで脱着動作を行っている場合は、弁１６２ａ、１６５ａ、１６３ｂ、１６４ｂが開き、他の弁は閉じる。そして、吸脱着塔１５１ａで有機溶剤蒸気を吸着させた後の空気は、管路１５５から系外に排出される。一方、冷凍機１７３の排熱を受けて系外から吸引された空気は、管路１５３から吸脱着塔１５１ｂに送られ、熱脱着した後に管路１５４から管路１５６に送られ、再び凝縮器１７２での凝縮工程を行う。このようにして濃縮された有機溶剤の液体は、溶剤回収器１７４で集められ、洗浄槽の液層（図示せず）などに戻される。
【００１４】
このような従来の有機溶剤回収システムでは、有機溶剤を完全に液体として回収するために、吸脱着塔１５１ａ、１５１ｂと冷凍機１７３による凝縮とを組合せた複雑なシステムとなり、機器の大型化とコスト高を招いている。
【特許文献１】実開平０７−０１０６８号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】特開昭５２−６９８６９号公報（第１−３頁、図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような従来の有機溶剤回収システムでは、洗浄槽の高濃度蒸気層から吸引しているため、洗浄槽上端縁からの有機溶剤蒸気の外部漏出を防ぐことができず、有機溶剤の大気への蒸散を十分防止できないという課題があった。
【００１６】
また、別の従来の有機溶剤回収システムでは、吸引した有機溶剤蒸気を完全に液化して洗浄槽液層へ戻す場合ためシステムが複雑になり、機器が大型化しコストが高くなるという課題があった。
【００１７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、有機溶剤の回収を確実にし大気への蒸散を効果的に防止するとともに、機器をコンパクトで安価に製作できるシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の有機溶剤回収システムは、上記目的を達成するために、有機溶剤を貯留する洗浄槽の上方に吸引口を臨ませた吸引配管と、洗浄槽の内部に吐出口を臨ませた吐出配管と、吸引配管および吐出配管に接続された処理装置とを備え、吸引口から吸引した低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気を、処理装置で濃縮し高濃度の有機溶剤蒸気にした後に、吐出口から洗浄槽内部に戻すようにしたものである。
【００１９】
この手段により、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止することができる。
【００２０】
また、他の手段は、吸引口を洗浄槽の上方に設けられた局所排気用吸込口としたものである。
【００２１】
これにより、既存の排気設備を利用でき、システムのコストを安価にすることができる。
【００２２】
また、他の手段は、吸引口を洗浄槽の上端縁周囲に配設したものである。
【００２３】
これにより、少量の風量で効果的に吸引する、すなわち処理装置を小型化することができる。
【００２４】
また、他の手段は、吐出口を洗浄槽内部の有機溶剤蒸気が充満された高濃度蒸気層内に設けたものである。
【００２５】
これにより、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止することができる。
【００２６】
また、他の手段は、洗浄槽内の有機溶剤蒸気濃度分布に応じて、吐出口の高さを可変することができるものである。
【００２７】
これにより、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止することができる。
【００２８】
また、他の手段の処理装置には、吸着剤が内部に充填された複数の吸着塔と、一端を吸着塔に接続された吸着排出管と、一端を吸着塔に他端を吸引配管に接続された吸着吸入管と、一端を吸着塔に他端を吐出配管に接続された脱着排出管と、吸着用送風機および脱着用ポンプとを備えたものである。
【００２９】
これにより、吸引した有機溶剤を効果的に濃縮し、しかも冷凍機などの装置を不要とし、処理装置をコンパクトで安価に製作することができる。
【００３０】
また、他の手段は、脱着排出管に気液分離器を設けたものである。
【００３１】
これにより、吐出配管内の結露による詰まりを防止し、信頼性を向上させることができる。
【００３２】
また、他の手段は、脱着排出管に冷却器を設けたものである。
【００３３】
これにより、吐出配管内の結露による詰まりを防止し、信頼性を向上させることができる。
【００３４】
また、他の手段は、気液分離器の液槽から洗浄槽の液槽へ有機溶剤凝縮液を送り込む搬送手段を設けたものである。
【００３５】
これにより、人の手間をかけずに自動的に運転することができる。
【００３６】
また、他の手段は、吐出配管から洗浄槽内部に戻す有機溶剤蒸気の濃度を調整する吐出濃度調整手段を備えたものである。
【００３７】
これにより、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止することができる。
【００３８】
また、他の手段は、吐出濃度調整手段として、脱着用ポンプの能力を変化させて行うものである。
【００３９】
これにより、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するとともに、脱着用ポンプを適正能力で運転し消費電力を低減させることができる。
【００４０】
また、他の手段は、吐出濃度調整手段として、ガス濃度検知器と、温度検知器と、これら検知器の情報に基づき脱着用ポンプの能力を制御する制御装置とを備えたものである。
【００４１】
これにより、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するとともに、脱着用ポンプを適正能力で運転し消費電力を低減させることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止する有機溶剤回収システムを提供できる。
【００４３】
また、システムをシンプルにし、機器をコンパクトで安価に製作することができる。
【００４４】
また、信頼性を向上させる、人の手間をかけずに自動的に運転することができる、消費電力を低減することができる、などの効果も奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明の請求項１記載の発明は、吸引口から吸引した低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気を、処理装置で濃縮し高濃度の有機溶剤蒸気にした後に、吐出口から洗浄槽内部に戻すようにしたため、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するという作用を有する。
【００４６】
本発明の請求項２記載の発明は、吸引口が洗浄槽の上方に設けられた局所排気用吸込口であるため、既存の排気設備を利用でき、システムのコストを安価にするという作用を有する。
【００４７】
本発明の請求項３記載の発明は、吸引口が洗浄槽の上端縁周囲に配設されたため、少量の風量で効果的に吸引する、すなわち処理装置を小型化するという作用を有する。
【００４８】
本発明の請求項４記載の発明は、吐出口を洗浄槽内部の有機溶剤蒸気が充満された高濃度蒸気層内に設けたため、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するという作用を有する。
【００４９】
本発明の請求項５記載の発明は、洗浄槽内の有機溶剤蒸気濃度分布に応じて、吐出口の高さを可変することができるため、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するという作用を有する。
【００５０】
本発明の請求項６記載の発明は、吸着剤を用いた吸脱着方式のため、吸引した有機溶剤を効果的に濃縮し、しかも冷凍機などの装置を不要とし、処理装置をコンパクトで安価に製作できるという作用を有する。
【００５１】
本発明の請求項７記載の発明は、気液分離器を設けたため、吐出配管内の結露による詰まりを防止し、信頼性を向上させるという作用を有する。
【００５２】
本発明の請求項８記載の発明は、冷却器を設けたため、吐出配管内の結露による詰まりを防止し、信頼性を向上させるという作用を有する。
【００５３】
本発明の請求項９記載の発明は、気液分離器の液槽から洗浄槽の液槽へ有機溶剤凝縮液を送り込む搬送手段を設けたため、人の手間をかけずに自動的に運転できるという作用を有する。
【００５４】
本発明の請求項１０記載の発明は、吐出配管から洗浄槽内部に戻す有機溶剤蒸気の濃度を調整する吐出濃度調整手段を備えたため、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するという作用を有する。
【００５５】
本発明の請求項１１記載の発明は、吐出濃度調整手段として、脱着用ポンプの能力を変化させるため、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するとともに、脱着用ポンプを適正能力で運転し消費電力を低減させるという作用を有する。
【００５６】
本発明の請求項１２記載の発明は、吐出濃度調整手段として、ガス濃度検知器と、温度検知器と、これら検知器の情報に基づき脱着用ポンプの能力を制御する制御装置とを備えたため、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するとともに、脱着用ポンプを適正能力で運転し消費電力を低減させるという作用を有する。
【００５７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図２を参照しながら説明する。
【００５８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における有機溶剤回収システムの断面構成図である。本実施の形態１において、従来例と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。
【００５９】
図１において、吸引配管１は、洗浄槽１０１の上端縁１１７周囲に配設された吸引口２を備えており、処理装置３の吸着吸入管１１に接続されている。吐出配管４は、洗浄槽１０１内のベーパーライン１１３下方の高濃度蒸気層１１４に設けられて、処理装置３の脱着排出管１２に接続されている。洗浄槽１０１の冷却管１０８の冷却能力や周囲温度変化によってベーパーライン１１３の高さが変化することを勘案して、確実に高濃度蒸気層１１４内に吐出口５が臨むように、吐出口５の高さは可変できるようになっている（例えば、２重になった管をスライドさせネジ等で位置決めすることによって、吐出口５の高さを調整するなどの高さ可変手段）。吸着塔１０ａ、１０ｂは、吸着剤が内部に充填されており、本実施の形態１では、吸着動作と脱着動作を交互に行うため２個の吸着塔となっているが、吸着時間と脱着時間との関係において、例えば吸着時間が短く脱着時間が長い場合などは、１塔で吸着動作を、残り２塔で脱着動作を行う、というように、必要に応じて吸着塔の数を増加してもよい。この吸着塔１０ａ、１０ｂは、それぞれ、一端に弁２１ａ、弁２１ｂを介して吸着吸入管１１が、同じく一端に弁２２ａ、弁２２ｂを介して脱着排出管１２が、また、他端に弁２３ａ、２３ｂを介して吸着排出管１３が、同じく他端に弁２４ａ、２４ｂを介して脱着吸入管１４が、接続されている。吸着排出管１３および脱着吸入管１４は、吸着塔１０ａ、１０ｂに接続されていない他端を処理装置３外に開放している。吸着用送風機３１は、吸着吸入管１１に設けられ、また、流量制御弁３２は、脱着吸入管１４に設けられている。脱着排出管１２には、脱着用ポンプ３３と冷却器３４を組込んだ気液分離器３５が設けられている。搬送手段としての液送配管３６は、液送ポンプ３７と逆止弁３８とを有し、一端を気液分離器３５の液槽３９に、他端を洗浄槽１０１の液槽である浸漬洗浄槽１０３に接続されている。制御装置４０は、脱着排出管１２に設けられたガス濃度検知器４１と温度検知器４２、および脱着用ポンプ３３と電気的に接続され、吐出濃度調整手段４３を形成している。冷却水熱交換器４４は、本実施の形態１では、冷却水配管４５を通じて処理装置３外部のクーリングタワー（図示せず）に接続されている。
【００６０】
つぎに、本実施の形態１における動作を説明する。洗浄槽１０１での洗浄工程において、ワーク（図１では図示せず）を引上げた時に生じる洗浄槽１０１からの有機溶剤（一例としてジクロロメタンなど）蒸気漏出や、非作業時の低濃度蒸気の微量外部漏出は、前述の通り、有機溶剤蒸気の比重が空気より重いため（ジクロロメタンの場合は空気の約３倍）、上空に発散するのではなく、あくまで上端縁１１７に沿って溢れ出る。そこで、本実施の形態１に示すように、吸引口２を洗浄槽１０１の上端縁１１７周囲に配設し、有機溶剤蒸気を含む空気を吸引することは極めて有効である。この時、吸引風量はベーパーライン１１３を乱さないように、つまり不要に高濃度の蒸気を巻上げないように、少量に抑えることが肝要である。実験によると、開口面積２ｍ2程度の洗浄槽１０１で、吸引口２からの吸引風量を１０ｍ3／分とした場合に対し、吸引風量を３０ｍ3／分とした場合は、ベーパーライン１１３の乱れにより、風量を多くしたにもかかわらず有機溶剤蒸気濃度が２倍以上となった。これは、ベーパーライン１１３が乱れることにより、高濃度蒸気層１１４内の高濃度蒸気を巻上げて吸引した結果である。なお、ここでいう「低濃度」、「高濃度」とは、本実験の一例ではジクロロメタン濃度として、低濃度＝５０〜１００ｐｐｍ程度、高濃度＝１０〜２０％程度の濃度を指す。このように、吸引風量をベーパーライン１１３が乱れない程度に少量に抑えることで、後述の吸着塔１０ａ、１０ｂの通過風量も少なくて済むため、吸着塔１０ａ、１０ｂの大きさを小さくすることができる。
【００６１】
この吸引口２から吸引された比較的低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気は、吸着用送風機３１によって吸引配管１から吸着吸入管１１を通り、一対の吸着塔１０ａまたは１０ｂのいずれかに送られる。ここで、一対の吸脱着塔１０ａ、１０ｂは、一方が吸着動作を行っている時に、他方は脱着動作を行うもので、仮に吸着塔１０ａで吸着動作を、吸着塔１０ｂで脱着動作を行っている場合は、弁２１ａ、２３ａ、２２ｂ、２４ｂが開き、他の弁は閉じる。そして、吸着塔１０ａで有機溶剤蒸気を吸着させた後の空気は、有機溶剤蒸気がほとんど含まれない状態で、吸着排出管１３から系外に排出される。なお、一連の吸着動作と脱着動作（後述）が終了した後は、弁２１ａ、２３ａ、２２ｂ、２４ｂを閉じ他の弁を開き、吸着塔１０ａ、１０ｂの機能を切替えて、吸着塔１０ａで脱着動作を、吸着塔１０ｂで吸着動作を行い、これを交互に繰返すことにより、有機溶剤蒸気を連続的に処理することができるものである。
【００６２】
つぎに、脱着動作について説明する。吸着塔１０ｂ内の吸着剤に既に吸着された有機溶剤は、脱着用ポンプ３３によって真空吸引された後、濃縮有機溶剤蒸気として、脱着排出管１２から吐出配管４を通って、洗浄槽１０１内のベーパーライン１１３下方に設けられた吐出口５から高濃度蒸気層１１４に戻される。脱着用ポンプ３３によって真空吸引する場合は、吸着吸入管１４から適量の空気をパージガスとして吸引した方が、吸着塔１０ｂ内部の吸着剤に吸着された有機溶剤を完全に脱着させることができるため、このパージガスの流量調整を流量制御弁３２によって行うことが望ましい。また、脱着用ポンプ３３による真空吸引状態により、濃縮有機溶剤蒸気の吐出濃度も変わるため、制御装置４０により脱着用ポンプ３３の能力を調整し、濃縮有機溶剤蒸気の吐出濃度を、洗浄槽１０１の高濃度蒸気層１１４の有機溶剤濃度と同じにすることが望ましい。その理由は、もし濃縮有機溶剤蒸気の吐出濃度が高濃度蒸気層１１４の有機溶剤濃度に比べ希薄の状態で洗浄槽１０１に戻した場合、ベーパーライン１１３の下で有機溶剤蒸気濃度に濃淡ができ、高濃度蒸気層１１４内に対流が生じ、安定していたベーパーライン１１３が乱れて、洗浄槽１０１上方の低濃度蒸気層１１５にも高濃度有機溶剤蒸気が拡散し、吸引口２からの吸引有機溶剤蒸気濃度が上昇する。そのために、吸着塔１０ａで処理しきれない有機溶剤蒸気が、吸着排出管１３から外部へ排出されるおそれがあるためである。また、脱着用ポンプ３３の能力を調整するということは、脱着用ポンプ３３を適正能力で運転し消費電力を低減させるということにもつながる。そして、この吐出濃度をさらに精度良く調整する手段として、ガス濃度検知器４１と温度検知器４２とで、吸着排出管１３内の有機溶剤濃度と温度を測定し、これらの測定情報に基づき脱着用ポンプ３３の能力を制御する。必要に応じて、洗浄槽１０１内の高濃度蒸気層１１４内に同様の検知器を取付け（図示せず）、比較測定してもよい。具体的には、高濃度蒸気層１１４内は有機溶剤蒸気が飽和蒸気圧になっていることが多いため、吐出口５から戻される濃縮有機溶剤蒸気が飽和状態になるように、吸着排出管１３内の有機溶剤濃度と温度を調整するものである。
【００６３】
ところで、このように吸着排出管１３内の有機溶剤濃度が飽和状態に近くなると、少しの温度低下でも有機溶剤の液化が発生し、吸着排出管１３内が結露して詰まり、蒸気の排出に支障をきたすことがある。それを回避し信頼性を向上させる手段として、冷却器３４を組込んだ気液分離器３５を設けることが有効である。すなわち、冷却水熱交換器４４で冷却された有機溶剤蒸気の一部が凝縮し、気液分離器３５の液槽３９に回収液として溜まる。この回収液は、液送ポンプ３７によって液送配管３６から浸漬洗浄槽１０３に自動搬送されるため、回収液を人手をかけて洗浄槽１０１へ戻す必要はない。なお、液槽３９と浸漬洗浄槽１０３との間に高低差がある場合は、回収液が逆流しないように逆止弁３８が必要である。ここで、冷却水熱交換器４４に流す冷却水は、前述の通りクーリングタワーを循環する空冷冷却水程度でよく、従来技術（図５）に示すような冷凍機を用いた冷却装置は不要である。
【００６４】
このように、洗浄槽１０１の上端縁１１７周囲に配設された吸引口２から吸引した低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気を、処理装置３で濃縮し高濃度の有機溶剤蒸気にした後に、ベーパーライン１１３下方の高濃度蒸気層１１４に設けられた吐出口５から洗浄槽１０１内部に戻す方式は、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するとともに、有機溶剤を完全に液体として回収する方式と違い、冷凍機を組合せた複雑なシステムが不要となり、機器をコンパクトで安価に製作することができるものである。
【００６５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における有機溶剤回収システムの断面構成図である。本実施の形態２において、従来例、実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。
【００６６】
図２の実施の形態２では、洗浄槽１０１の上方の壁面１１８（図２では奥側の壁）の局所排気用吸込口１１９を利用して、吸引口２としている。この構成は、既設の洗浄槽１０１に有機溶剤回収システムを追加設置する場合、既存の局所排気装置の吸気口を利用するため、設置工事に係るシステムのコストを安価にすることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、有機溶剤を用いて工業用部品などを洗浄する開放式洗浄槽に使用される、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）排出抑制のための有機溶剤回収システムとして有用である。また、有機溶剤以外の有害物質排出抑制の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１の有機溶剤回収システムを示す断面構成図
【図２】本発明の実施の形態２の有機溶剤回収システムを示す断面構成図
【図３】従来の洗浄槽を示す縦断面図
【図４】同有機溶剤回収システムを示す断面構成図
【図５】従来の別の有機溶剤回収システムを示す断面構成図
【符号の説明】
【００６９】
１ 吸引配管
２ 吸引口
３ 処理装置
４ 吐出配管
５ 吐出口
１０ａ 吸着塔
１０ｂ 吸着塔
１１ 吸着吸入管
１２ 脱着排出管
１３ 吸着排出管
３１ 吸着用送風機
３３ 脱着用ポンプ
３４ 冷却器
３５ 気液分離器
３６ 液送配管（搬送手段）
３９ 液槽
４０ 制御装置
４１ ガス濃度検知器
４２ 温度検知器
４３ 吐出濃度調整手段
１０１ 洗浄槽
１０３ 浸漬洗浄槽（液槽）
１１４ 高濃度蒸気層
１１７ 上端縁
１１９ 局所排気用吸込口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機溶剤を用いて工業用部品などを洗浄する開放式洗浄槽に使用される、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）排出抑制のための有機溶剤回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気汚染防止の観点から、開放式洗浄槽を用いた工業用部品などの洗浄工程において、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の排出抑制、すなわち有機溶剤などの大気への蒸散防止が求められている。これを解決するために、種々の有機溶剤回収システムが開発されてきた。
【０００３】
従来、この種の有機溶剤回収システムは、洗浄槽内部に吸引孔と吐出孔を配設し、その間をダクトとブロワと凝縮器とで連結されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、そのシステムについて、図３および図４を参照しながら説明する。
【０００５】
まず、図３において開放式洗浄槽のしくみを説明する。１０１は洗浄槽で、隔壁１０２によって浸漬洗浄槽１０３と蒸気洗浄槽１０４に分かれており、浸漬洗浄槽１０３には液体有機溶剤１０５が貯留され、蒸気洗浄槽１０４の底部には少量の液体有機溶剤１０６に浸されたヒータ１０７が備えつけられている。１０８は、洗浄槽１０１の内壁１０９周囲に配置された冷却管で、冷却水供給装置１１０に接続されている。
【０００６】
つぎに、図３において洗浄工程を説明する。洗浄部品を入れた籠であるワーク１１１を、まず上方（１１１ａ）から浸漬洗浄槽１０３の液体有機溶剤１０５に浸漬させ洗浄し（１１１ｂ）、つぎに蒸気洗浄槽１０４内に充満している有機溶剤蒸気１１２に曝し蒸気洗浄し（１１１ｃ）、その後上方（１１１ｄ）へ引上げ洗浄工程は完了する。洗浄槽１０１内では、ヒータ１０７によって加熱沸騰した液体有機溶剤１０６が蒸発し、有機溶剤蒸気１１２として蒸気洗浄槽１０４内に充満するのみならず、冷却管１０８の下部高さに形成されたベーパーライン１１３から下の空間に、高濃度蒸気層１１４として漂う。ベーパーライン１１３とは、高濃度蒸気層１１４と低濃度蒸気層１１５とを隔てる境界層で、一般に有機溶剤蒸気は比重が空気より重く、また冷却水供給装置１１０から供給される冷却水を通すことより冷却管１０８が十分冷却された場合は、有機溶剤蒸気が凝縮し体積減少とともに上昇拡散が妨げられるため、この境界層は安定して存在する。ただし、洗浄工程にあるように、ワーク１１１を引上げた時には、ワーク１１１とともに一部の高濃度蒸気も持出され、また冷却管１０８による冷却が十分できていない場合はベーパーライン１１３が上昇し、いずれも高濃度蒸気が矢印１１６の如く洗浄槽１０１の上端縁１１７から溢れ出す。その時、有機溶剤蒸気は比重が空気より重いため、上空に発散するのではなく、あくまで上端縁１１７に沿って溢れ出て、洗浄槽１０１周囲の下方に拡散するものである。
【０００７】
一方、低濃度蒸気層１１５は、高濃度蒸気層１１４に比べると有機溶剤蒸気濃度は低いものの、ワーク１１１の出入がない非作業時でも、洗浄槽１０１内で拡散し僅かずつではあるが前述同様矢印１１６の如く洗浄槽１０１上端縁１１７より外部へ漏れ出る。これを防止する目的で、洗浄槽１０１の上方の壁面１１８（図３では奥側の壁）に局所排気用吸込口１１９を設け、局所排気を行っている。なお、この局所排気用吸込口１１９は、開放式の洗浄槽１０１、すなわち、上方へワーク１１１の出入がある場合、洗浄槽１０１の直上に設けることができず、図３のように周囲上端縁１１７の１辺の上方壁面１１８（図３では奥側の壁）に設けることとなる。
【０００８】
この図３の洗浄槽において有機溶剤を回収する従来の有機溶剤回収システムを、図４を用いて説明する。なお図４において、図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。洗浄槽１０１内部の高濃度蒸気層１１４内に吸引孔１３１を、低濃度蒸気層１１５に吐出孔１３２をそれぞれ配設し、その間を往ダクト１３３、ブロワ１３４、凝縮器１３５、復ダクト１３６で連結している。吸引孔１３１から吸引された高濃度の有機溶剤蒸気は、ブロワ１３４の動力によって往ダクト１３３から凝縮器１３５に導かれ、熱交換器１３６からの冷却水によって有機溶剤が凝縮し、液化された有機溶剤は油水分離器１３７で水と分離された後、戻り管１３８を通って浸漬洗浄槽１０３に戻される。一方、凝縮器１３５で液化しきれなかった未凝縮有機溶剤蒸気は、復ダクト１３６を通って洗浄槽１０１の低濃度蒸気層１１５に戻される。
【０００９】
このような従来の有機溶剤回収システムでは、高濃度蒸気層１１４から吸引し一部の有機溶剤を液化し浸漬洗浄槽１０３に戻すとともに、未凝縮有機溶剤蒸気を低濃度蒸気層１１５に戻している。これは冷却管１０８による冷却が十分できておらずベーパーライン１１３が上昇する場合は、ベーパーライン１１３を下げ高濃度蒸気が洗浄槽１０１の上端縁１１７から溢れ出すことを未然に防止する効果があるが、冷却が十分でベーパーライン１１３が一定高さに制御されている場合は、本来蒸気で充満されている空間から高濃度蒸気を吸引するため、高濃度蒸気層１１４への有機溶剤の蒸発をかえって促進することになり、結局は蒸発と液化を繰り返すサイクル内を循環するのみで、本来の目的である有機溶剤の大気への蒸散を防止する目的を果たしていない。つまり、ワーク（図４では図示せず）を引上げた時に生じる洗浄槽１０１上端縁１１７からの有機溶剤蒸気の外部漏出や、ワーク（図４では図示せず）の出入がない非作業時での低濃度蒸気の外部漏出に対して、なんら有効な解決手段となっていない。
【００１０】
また、別の有機溶剤回収システムは、凝縮器、溶剤回収器、冷凍機および一対の吸脱着塔から構成されたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
以下、そのシステムについて、図５を参照しながら説明する。
【００１２】
１５１ａ、１５１ｂは内部に活性炭を有する一対の吸脱着塔で、入口に弁１６２ａ、１６２ｂ、１６３ａ、１６３ｂを介して管路１５２、１５３が、出口に弁１６４ａ、１６４ｂ、１６５ａ、１６５ｂを介して管路１５４、１５５が接続されている。管路１５２の上流には、送風機１７１と凝縮器１７２が設けられ、凝縮器１７２には冷凍機１７３と溶剤回収器１７４が接続されている。また、管路１５３は冷凍機１７３に、管路１５４は送風機１７１と凝縮器１７２との間の管路１５６に、それぞれ接続されている。
【００１３】
洗浄槽（図示せず）などから吸引された有機溶剤蒸気を含む空気は、送風機１７１によって管路１５６から凝縮器１７２に送られ、冷凍機１７３の冷熱によって有機溶剤を凝縮させた後、管路１５２を通って吸脱着塔１５１ａまたは１５１ｂのいずれかに送られる。ここで、一対の吸脱着塔１５１ａ、１５１ｂは、一方が吸着動作を行っている時に、他方は脱着動作を行うもので、仮に吸脱着塔１５１ａで吸着動作を、吸脱着塔１５１ｂで脱着動作を行っている場合は、弁１６２ａ、１６５ａ、１６３ｂ、１６４ｂが開き、他の弁は閉じる。そして、吸脱着塔１５１ａで有機溶剤蒸気を吸着させた後の空気は、管路１５５から系外に排出される。一方、冷凍機１７３の排熱を受けて系外から吸引された空気は、管路１５３から吸脱着塔１５１ｂに送られ、熱脱着した後に管路１５４から管路１５６に送られ、再び凝縮器１７２での凝縮工程を行う。このようにして濃縮された有機溶剤の液体は、溶剤回収器１７４で集められ、洗浄槽の液層（図示せず）などに戻される。
【００１４】
このような従来の有機溶剤回収システムでは、有機溶剤を完全に液体として回収するために、吸脱着塔１５１ａ、１５１ｂと冷凍機１７３による凝縮とを組合せた複雑なシステムとなり、機器の大型化とコスト高を招いている。
【特許文献１】実開平０７−０１０６８号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】特開昭５２−６９８６９号公報（第１−３頁、図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような従来の有機溶剤回収システムでは、洗浄槽の高濃度蒸気層から吸引しているため、洗浄槽上端縁からの有機溶剤蒸気の外部漏出を防ぐことができず、有機溶剤の大気への蒸散を十分防止できないという課題があった。
【００１６】
また、別の従来の有機溶剤回収システムでは、吸引した有機溶剤蒸気を完全に液化して洗浄槽液層へ戻す場合ためシステムが複雑になり、機器が大型化しコストが高くなるという課題があった。
【００１７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、有機溶剤の回収を確実にし大気への蒸散を効果的に防止するとともに、機器をコンパクトで安価に製作できるシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の有機溶剤回収システムは、上記目的を達成するために、有機溶剤を貯留する洗浄槽の上方に吸引口を臨ませた吸引配管と、洗浄槽の内部に吐出口を臨ませた吐出配管と、吸引配管および吐出配管に接続された処理装置とを備え、吸引口から吸引した低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気を、処理装置で濃縮し高濃度の有機溶剤蒸気にした後に、吐出口から洗浄槽内部に戻すようにしたものである。
【００１９】
この手段により、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止することができる。
【００２０】
また、他の手段は、吸引口を洗浄槽の上方に設けられた局所排気用吸込口としたものである。
【００２１】
これにより、既存の排気設備を利用でき、システムのコストを安価にすることができる。
【００２２】
また、他の手段は、吸引口を洗浄槽の上端縁周囲に配設したものである。
【００２３】
これにより、少量の風量で効果的に吸引する、すなわち処理装置を小型化することができる。
【００２４】
また、他の手段は、吐出口を洗浄槽内部の有機溶剤蒸気が充満された高濃度蒸気層内に設けたものである。
【００２５】
これにより、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止することができる。
【００２６】
また、他の手段は、洗浄槽内の有機溶剤蒸気濃度分布に応じて、吐出口の高さを可変することができるものである。
【００２７】
これにより、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止することができる。
【００２８】
また、他の手段の処理装置には、吸着剤が内部に充填された複数の吸着塔と、一端を吸着塔に接続された吸着排出管と、一端を吸着塔に他端を吸引配管に接続された吸着吸入管と、一端を吸着塔に他端を吐出配管に接続された脱着排出管と、吸着用送風機および脱着用ポンプとを備えたものである。
【００２９】
これにより、吸引した有機溶剤を効果的に濃縮し、しかも冷凍機などの装置を不要とし、処理装置をコンパクトで安価に製作することができる。
【００３０】
また、他の手段は、脱着排出管に気液分離器を設けたものである。
【００３１】
これにより、吐出配管内の結露による詰まりを防止し、信頼性を向上させることができる。
【００３２】
また、他の手段は、脱着排出管に冷却器を設けたものである。
【００３３】
これにより、吐出配管内の結露による詰まりを防止し、信頼性を向上させることができる。
【００３４】
また、他の手段は、気液分離器の液槽から洗浄槽の液槽へ有機溶剤凝縮液を送り込む搬送手段を設けたものである。
【００３５】
これにより、人の手間をかけずに自動的に運転することができる。
【００３６】
また、他の手段は、吐出配管から洗浄槽内部に戻す有機溶剤蒸気の濃度を調整する吐出濃度調整手段を備えたものである。
【００３７】
これにより、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止することができる。
【００３８】
また、他の手段は、吐出濃度調整手段として、脱着用ポンプの能力を変化させて行うものである。
【００３９】
これにより、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するとともに、脱着用ポンプを適正能力で運転し消費電力を低減させることができる。
【００４０】
また、他の手段は、吐出濃度調整手段として、ガス濃度検知器と、温度検知器と、これら検知器の情報に基づき脱着用ポンプの能力を制御する制御装置とを備えたものである。
【００４１】
これにより、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するとともに、脱着用ポンプを適正能力で運転し消費電力を低減させることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止する有機溶剤回収システムを提供できる。
【００４３】
また、システムをシンプルにし、機器をコンパクトで安価に製作することができる。
【００４４】
また、信頼性を向上させる、人の手間をかけずに自動的に運転することができる、消費電力を低減することができる、などの効果も奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明の請求項１記載の発明は、吸引口から吸引した低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気を、処理装置で濃縮し高濃度の有機溶剤蒸気にした後に、吐出口から洗浄槽内部に戻すようにしたため、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するという作用を有する。
【００４６】
本発明の請求項２記載の発明は、吸引口が洗浄槽の上方に設けられた局所排気用吸込口であるため、既存の排気設備を利用でき、システムのコストを安価にするという作用を有する。
【００４７】
本発明の請求項３記載の発明は、吸引口が洗浄槽の上端縁周囲に配設されたため、少量の風量で効果的に吸引する、すなわち処理装置を小型化するという作用を有する。
【００４８】
本発明の請求項４記載の発明は、吐出口を洗浄槽内部の有機溶剤蒸気が充満された高濃度蒸気層内に設けたため、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するという作用を有する。
【００４９】
本発明の請求項５記載の発明は、洗浄槽内の有機溶剤蒸気濃度分布に応じて、吐出口の高さを可変することができるため、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するという作用を有する。
【００５０】
本発明の請求項６記載の発明は、吸着剤を用いた吸脱着方式のため、吸引した有機溶剤を効果的に濃縮し、しかも冷凍機などの装置を不要とし、処理装置をコンパクトで安価に製作できるという作用を有する。
【００５１】
本発明の請求項７記載の発明は、気液分離器を設けたため、吐出配管内の結露による詰まりを防止し、信頼性を向上させるという作用を有する。
【００５２】
本発明の請求項８記載の発明は、冷却器を設けたため、吐出配管内の結露による詰まりを防止し、信頼性を向上させるという作用を有する。
【００５３】
本発明の請求項９記載の発明は、気液分離器の液槽から洗浄槽の液槽へ有機溶剤凝縮液を送り込む搬送手段を設けたため、人の手間をかけずに自動的に運転できるという作用を有する。
【００５４】
本発明の請求項１０記載の発明は、吐出配管から洗浄槽内部に戻す有機溶剤蒸気の濃度を調整する吐出濃度調整手段を備えたため、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するという作用を有する。
【００５５】
本発明の請求項１１記載の発明は、吐出濃度調整手段として、脱着用ポンプの能力を変化させるため、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するとともに、脱着用ポンプを適正能力で運転し消費電力を低減させるという作用を有する。
【００５６】
本発明の請求項１２記載の発明は、吐出濃度調整手段として、ガス濃度検知器と、温度検知器と、これら検知器の情報に基づき脱着用ポンプの能力を制御する制御装置とを備えたため、洗浄槽内部の濃度差によるベーパーラインの乱れを防ぎ、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するとともに、脱着用ポンプを適正能力で運転し消費電力を低減させるという作用を有する。
【００５７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図２を参照しながら説明する。
【００５８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における有機溶剤回収システムの断面構成図である。本実施の形態１において、従来例と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。
【００５９】
図１において、吸引配管１は、洗浄槽１０１の上端縁１１７周囲に配設された吸引口２を備えており、処理装置３の吸着吸入管１１に接続されている。吐出配管４は、洗浄槽１０１内のベーパーライン１１３下方の高濃度蒸気層１１４に設けられて、処理装置３の脱着排出管１２に接続されている。洗浄槽１０１の冷却管１０８の冷却能力や周囲温度変化によってベーパーライン１１３の高さが変化することを勘案して、確実に高濃度蒸気層１１４内に吐出口５が臨むように、吐出口５の高さは可変できるようになっている（例えば、２重になった管をスライドさせネジ等で位置決めすることによって、吐出口５の高さを調整するなどの高さ可変手段）。吸着塔１０ａ、１０ｂは、吸着剤が内部に充填されており、本実施の形態１では、吸着動作と脱着動作を交互に行うため２個の吸着塔となっているが、吸着時間と脱着時間との関係において、例えば吸着時間が短く脱着時間が長い場合などは、１塔で吸着動作を、残り２塔で脱着動作を行う、というように、必要に応じて吸着塔の数を増加してもよい。この吸着塔１０ａ、１０ｂは、それぞれ、一端に弁２１ａ、弁２１ｂを介して吸着吸入管１１が、同じく一端に弁２２ａ、弁２２ｂを介して脱着排出管１２が、また、他端に弁２３ａ、２３ｂを介して吸着排出管１３が、同じく他端に弁２４ａ、２４ｂを介して脱着吸入管１４が、接続されている。吸着排出管１３および脱着吸入管１４は、吸着塔１０ａ、１０ｂに接続されていない他端を処理装置３外に開放している。吸着用送風機３１は、吸着吸入管１１に設けられ、また、流量制御弁３２は、脱着吸入管１４に設けられている。脱着排出管１２には、脱着用ポンプ３３と冷却器３４を組込んだ気液分離器３５が設けられている。搬送手段としての液送配管３６は、液送ポンプ３７と逆止弁３８とを有し、一端を気液分離器３５の液槽３９に、他端を洗浄槽１０１の液槽である浸漬洗浄槽１０３に接続されている。制御装置４０は、脱着排出管１２に設けられたガス濃度検知器４１と温度検知器４２、および脱着用ポンプ３３と電気的に接続され、吐出濃度調整手段４３を形成している。冷却水熱交換器４４は、本実施の形態１では、冷却水配管４５を通じて処理装置３外部のクーリングタワー（図示せず）に接続されている。
【００６０】
つぎに、本実施の形態１における動作を説明する。洗浄槽１０１での洗浄工程において、ワーク（図１では図示せず）を引上げた時に生じる洗浄槽１０１からの有機溶剤（一例としてジクロロメタンなど）蒸気漏出や、非作業時の低濃度蒸気の微量外部漏出は、前述の通り、有機溶剤蒸気の比重が空気より重いため（ジクロロメタンの場合は空気の約３倍）、上空に発散するのではなく、あくまで上端縁１１７に沿って溢れ出る。そこで、本実施の形態１に示すように、吸引口２を洗浄槽１０１の上端縁１１７周囲に配設し、有機溶剤蒸気を含む空気を吸引することは極めて有効である。この時、吸引風量はベーパーライン１１３を乱さないように、つまり不要に高濃度の蒸気を巻上げないように、少量に抑えることが肝要である。実験によると、開口面積２ｍ2程度の洗浄槽１０１で、吸引口２からの吸引風量を１０ｍ3／分とした場合に対し、吸引風量を３０ｍ3／分とした場合は、ベーパーライン１１３の乱れにより、風量を多くしたにもかかわらず有機溶剤蒸気濃度が２倍以上となった。これは、ベーパーライン１１３が乱れることにより、高濃度蒸気層１１４内の高濃度蒸気を巻上げて吸引した結果である。なお、ここでいう「低濃度」、「高濃度」とは、本実験の一例ではジクロロメタン濃度として、低濃度＝５０〜１００ｐｐｍ程度、高濃度＝１０〜２０％程度の濃度を指す。このように、吸引風量をベーパーライン１１３が乱れない程度に少量に抑えることで、後述の吸着塔１０ａ、１０ｂの通過風量も少なくて済むため、吸着塔１０ａ、１０ｂの大きさを小さくすることができる。
【００６１】
この吸引口２から吸引された比較的低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気は、吸着用送風機３１によって吸引配管１から吸着吸入管１１を通り、一対の吸着塔１０ａまたは１０ｂのいずれかに送られる。ここで、一対の吸脱着塔１０ａ、１０ｂは、一方が吸着動作を行っている時に、他方は脱着動作を行うもので、仮に吸着塔１０ａで吸着動作を、吸着塔１０ｂで脱着動作を行っている場合は、弁２１ａ、２３ａ、２２ｂ、２４ｂが開き、他の弁は閉じる。そして、吸着塔１０ａで有機溶剤蒸気を吸着させた後の空気は、有機溶剤蒸気がほとんど含まれない状態で、吸着排出管１３から系外に排出される。なお、一連の吸着動作と脱着動作（後述）が終了した後は、弁２１ａ、２３ａ、２２ｂ、２４ｂを閉じ他の弁を開き、吸着塔１０ａ、１０ｂの機能を切替えて、吸着塔１０ａで脱着動作を、吸着塔１０ｂで吸着動作を行い、これを交互に繰返すことにより、有機溶剤蒸気を連続的に処理することができるものである。
【００６２】
つぎに、脱着動作について説明する。吸着塔１０ｂ内の吸着剤に既に吸着された有機溶剤は、脱着用ポンプ３３によって真空吸引された後、濃縮有機溶剤蒸気として、脱着排出管１２から吐出配管４を通って、洗浄槽１０１内のベーパーライン１１３下方に設けられた吐出口５から高濃度蒸気層１１４に戻される。脱着用ポンプ３３によって真空吸引する場合は、吸着吸入管１４から適量の空気をパージガスとして吸引した方が、吸着塔１０ｂ内部の吸着剤に吸着された有機溶剤を完全に脱着させることができるため、このパージガスの流量調整を流量制御弁３２によって行うことが望ましい。また、脱着用ポンプ３３による真空吸引状態により、濃縮有機溶剤蒸気の吐出濃度も変わるため、制御装置４０により脱着用ポンプ３３の能力を調整し、濃縮有機溶剤蒸気の吐出濃度を、洗浄槽１０１の高濃度蒸気層１１４の有機溶剤濃度と同じにすることが望ましい。その理由は、もし濃縮有機溶剤蒸気の吐出濃度が高濃度蒸気層１１４の有機溶剤濃度に比べ希薄の状態で洗浄槽１０１に戻した場合、ベーパーライン１１３の下で有機溶剤蒸気濃度に濃淡ができ、高濃度蒸気層１１４内に対流が生じ、安定していたベーパーライン１１３が乱れて、洗浄槽１０１上方の低濃度蒸気層１１５にも高濃度有機溶剤蒸気が拡散し、吸引口２からの吸引有機溶剤蒸気濃度が上昇する。そのために、吸着塔１０ａで処理しきれない有機溶剤蒸気が、吸着排出管１３から外部へ排出されるおそれがあるためである。また、脱着用ポンプ３３の能力を調整するということは、脱着用ポンプ３３を適正能力で運転し消費電力を低減させるということにもつながる。そして、この吐出濃度をさらに精度良く調整する手段として、ガス濃度検知器４１と温度検知器４２とで、吸着排出管１３内の有機溶剤濃度と温度を測定し、これらの測定情報に基づき脱着用ポンプ３３の能力を制御する。必要に応じて、洗浄槽１０１内の高濃度蒸気層１１４内に同様の検知器を取付け（図示せず）、比較測定してもよい。具体的には、高濃度蒸気層１１４内は有機溶剤蒸気が飽和蒸気圧になっていることが多いため、吐出口５から戻される濃縮有機溶剤蒸気が飽和状態になるように、吸着排出管１３内の有機溶剤濃度と温度を調整するものである。
【００６３】
ところで、このように吸着排出管１３内の有機溶剤濃度が飽和状態に近くなると、少しの温度低下でも有機溶剤の液化が発生し、吸着排出管１３内が結露して詰まり、蒸気の排出に支障をきたすことがある。それを回避し信頼性を向上させる手段として、冷却器３４を組込んだ気液分離器３５を設けることが有効である。すなわち、冷却水熱交換器４４で冷却された有機溶剤蒸気の一部が凝縮し、気液分離器３５の液槽３９に回収液として溜まる。この回収液は、液送ポンプ３７によって液送配管３６から浸漬洗浄槽１０３に自動搬送されるため、回収液を人手をかけて洗浄槽１０１へ戻す必要はない。なお、液槽３９と浸漬洗浄槽１０３との間に高低差がある場合は、回収液が逆流しないように逆止弁３８が必要である。ここで、冷却水熱交換器４４に流す冷却水は、前述の通りクーリングタワーを循環する空冷冷却水程度でよく、従来技術（図５）に示すような冷凍機を用いた冷却装置は不要である。
【００６４】
このように、洗浄槽１０１の上端縁１１７周囲に配設された吸引口２から吸引した低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気を、処理装置３で濃縮し高濃度の有機溶剤蒸気にした後に、ベーパーライン１１３下方の高濃度蒸気層１１４に設けられた吐出口５から洗浄槽１０１内部に戻す方式は、有機溶剤の回収を確実にし、大気への蒸散を効果的に防止するとともに、有機溶剤を完全に液体として回収する方式と違い、冷凍機を組合せた複雑なシステムが不要となり、機器をコンパクトで安価に製作することができるものである。
【００６５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における有機溶剤回収システムの断面構成図である。本実施の形態２において、従来例、実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。
【００６６】
図２の実施の形態２では、洗浄槽１０１の上方の壁面１１８（図２では奥側の壁）の局所排気用吸込口１１９を利用して、吸引口２としている。この構成は、既設の洗浄槽１０１に有機溶剤回収システムを追加設置する場合、既存の局所排気装置の吸気口を利用するため、設置工事に係るシステムのコストを安価にすることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、有機溶剤を用いて工業用部品などを洗浄する開放式洗浄槽に使用される、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）排出抑制のための有機溶剤回収システムとして有用である。また、有機溶剤以外の有害物質排出抑制の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１の有機溶剤回収システムを示す断面構成図
【図２】本発明の実施の形態２の有機溶剤回収システムを示す断面構成図
【図３】従来の洗浄槽を示す縦断面図
【図４】同有機溶剤回収システムを示す断面構成図
【図５】従来の別の有機溶剤回収システムを示す断面構成図
【符号の説明】
【００６９】
１ 吸引配管
２ 吸引口
３ 処理装置
４ 吐出配管
５ 吐出口
１０ａ 吸着塔
１０ｂ 吸着塔
１１ 吸着吸入管
１２ 脱着排出管
１３ 吸着排出管
３１ 吸着用送風機
３３ 脱着用ポンプ
３４ 冷却器
３５ 気液分離器
３６ 液送配管（搬送手段）
３９ 液槽
４０ 制御装置
４１ ガス濃度検知器
４２ 温度検知器
４３ 吐出濃度調整手段
１０１ 洗浄槽
１０３ 浸漬洗浄槽（液槽）
１１４ 高濃度蒸気層
１１７ 上端縁
１１９ 局所排気用吸込口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤を貯留する洗浄槽の上方に吸引口を臨ませた吸引配管と、前記洗浄槽の内部に吐出口を臨ませた吐出配管と、前記吸引配管および前記吐出配管に接続された処理装置とを備え、前記吸引口から吸引した低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気を、前記処理装置で濃縮し高濃度の有機溶剤蒸気にした後に、前記吐出口から前記洗浄槽内部に戻す有機溶剤回収システム。
【請求項２】
吸引口は、洗浄槽の上方に設けられた局所排気用吸込口である請求項１記載の有機溶剤回収システム。
【請求項３】
吸引口は、洗浄槽の上端縁周囲に配設された請求項１記載の有機溶剤回収システム。
【請求項４】
吐出口は、洗浄槽内部の有機溶剤蒸気が充満された高濃度蒸気層内に設けられた請求項１〜３のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項５】
洗浄槽内の有機溶剤蒸気濃度分布に応じて、吐出口の高さを可変することができる請求項４記載の有機溶剤回収システム。
【請求項６】
処理装置には、吸着剤が内部に充填された複数の吸着塔と、一端を前記吸着塔に接続された吸着排出管と、一端を前記吸着塔に他端を吸引配管に接続された吸着吸入管と、一端を前記吸着塔に他端を吐出配管に接続された脱着排出管と、吸着用送風機および脱着用ポンプとを備えた請求項１〜５のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項７】
脱着排出管に、さらに気液分離器を設けた請求項６記載の有機溶剤回収システム。
【請求項８】
脱着排出管に、さらに冷却器を設けた請求項７記載の有機溶剤回収システム。
【請求項９】
気液分離器の液槽から洗浄槽の液槽へ有機溶剤凝縮液を送り込む搬送手段をさらに設けた請求項７または８記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１０】
吐出配管から洗浄槽内部に戻す有機溶剤蒸気の濃度を調整する吐出濃度調整手段を備えた請求項１〜９のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１１】
吐出濃度調整手段として、脱着用ポンプの能力を変化させて行う請求項１０記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１２】
吐出濃度調整手段として、ガス濃度検知器と、温度検知器と、これら検知器の情報に基づき脱着用ポンプの能力を制御する制御装置とを備えた請求項１１記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１】
有機溶剤を貯留する洗浄槽の上方に吸引口を臨ませた吸引配管と、前記洗浄槽の内部に吐出口を臨ませた吐出配管と、前記吸引配管および前記吐出配管に接続された処理装置とを備え、前記吸引口から吸引した低濃度の有機溶剤蒸気を含む空気を、前記処理装置で濃縮し高濃度の有機溶剤蒸気にした後に、前記吐出口から前記洗浄槽内部に戻す有機溶剤回収システム。
【請求項２】
吸引口は、洗浄槽の上方に設けられた局所排気用吸込口である請求項１記載の有機溶剤回収システム。
【請求項３】
吸引口は、洗浄槽の上端縁周囲に配設された請求項１記載の有機溶剤回収システム。
【請求項４】
吐出口は、洗浄槽内部の有機溶剤蒸気が充満された高濃度蒸気層内に設けられた請求項１〜３のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項５】
洗浄槽内の有機溶剤蒸気濃度分布に応じて、吐出口の高さを可変することができる請求項４記載の有機溶剤回収システム。
【請求項６】
処理装置には、吸着剤が内部に充填された複数の吸着塔と、一端を前記吸着塔に接続された吸着排出管と、一端を前記吸着塔に他端を吸引配管に接続された吸着吸入管と、一端を前記吸着塔に他端を吐出配管に接続された脱着排出管と、吸着用送風機および脱着用ポンプとを備えた請求項１〜５のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項７】
脱着排出管に、さらに気液分離器を設けた請求項６記載の有機溶剤回収システム。
【請求項８】
脱着排出管に、さらに冷却器を設けた請求項７記載の有機溶剤回収システム。
【請求項９】
気液分離器の液槽から洗浄槽の液槽へ有機溶剤凝縮液を送り込む搬送手段をさらに設けた請求項７または８記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１０】
吐出配管から洗浄槽内部に戻す有機溶剤蒸気の濃度を調整する吐出濃度調整手段を備えた請求項１〜９のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１１】
吐出濃度調整手段として、脱着用ポンプの能力を変化させて行う請求項１０記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１２】
吐出濃度調整手段として、ガス濃度検知器と、温度検知器と、これら検知器の情報に基づき脱着用ポンプの能力を制御する制御装置とを備えた請求項１１記載の有機溶剤回収システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−９８３３２（Ｐ２００７−９８３３２Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９３６０８（Ｐ２００５−２９３６０８）
【出願日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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