JPH02218401A - 液体の分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体に混入した水や他の液体を分離するため
の分離装置に関する。

〔従来の技術及びその課題〕

一般に、プリント板ユニットや自動車部品などの信幀性
試験の一環として、サーマルショック試験が行われでい
る。

サーマルショック試験は、供試品を一定時間毎に高温槽
と低温槽とに交互に入れてサーマルショック（熱衝ｍｌ
）を与え、供試品の品質性能の変化を観察する試験であ
る。近年においては、この試験に要する時間を短縮する
ために、フッソ系不活性液を試験液として用いた液槽式
のサーマルショック試験装置が開発されている。

液槽式のサーマルショック試験装置では、試験時間が飛
躍的に短縮されるものの、試験を行うことによって、試
験液へのパーティクルの混入、水分の混入、フッ素イオ
ン（Ｆ−イオン）の蓄積、及び二液混合などが発生する
ため、これによって試験の精度が低下し、また供試品や
試験装置に悪影響を与えるという難点がある。そのため
、高価な試験液の汚染状態を日常から注意深（管理し、
汚染された試験液の浄化処理又は分離処理を定期的に行
わなければならない。

ところが、従来においては、上述のように汚染された試
験液の浄化や分離を筒便に行える装置がないため、試験
液を製造するための装置を一時的に流用することでこれ
らの処理の一部を代行しているのが現状である。

そのため、浄化及び分離の効率が悪く、汚染された試験
液のＸｌｌ１ｌｌや処理のために多くの時間と労力とを
要し、液槽式のサーマルシラツク試験装置のランニング
コストが極めて高価につくものとなっていた。

本発明は、上述の問題に鑑み、液体に混入した水分及び
沸点の異なる他の液体を容易に分離して、液体を効率よ
く且つ低コストで再生することのできる液体の分離装置
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〕 本発明は、上述の課題を解決するため、液体を貯留する
貯留タンクと、前記液体に含まれている水分を除去する
ための水分離フィルタと、液体に含まれている沸点の異
なる他の液体を蒸留するための蒸留器とを有してなり、
前記水分離フィルタは、前記液体が前記貯留タンクの底
部から前記蒸留器の蒸発器に向かって液体の自重で流れ
るように配置されて接続されており、前記蒸留器と前記
貯留タンクとの間には、前記蒸留器によって蒸留された
液体が前記貯留タンクに向かって液体の自重で流れるよ
うに接続されてなることを特徴として構成される。

〔作　用〕

貯留タンクに一時的に貯留した液体は、液体の自重によ
って蒸留器内に流入し、その際に液体内の水分が除去さ
れる。

蒸留器内の液体は、蒸留によって沸点の低い液体が得ら
れ、この液体は、Ｕ字管路をその自重により流れて貯留
タンク内に流入する。

なお、液体の自重によって流れるという意味は、液体が
自重のみによって流れることが可能であればよいという
ことであり、液体が常に自重によってのみ流れるという
ことではない点に注意すべきである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第２図は、本発明に係る分離装置３を有した浄化装置ｌ
の液体回路図である。

第２図において、鎖線で示したサーマルショック試験装
置２は、高温槽ＨＴ及び低温槽ＬＴを有しており、これ
らの槽には、互いに沸点の異なるフッ素系不活性液の高
温液ＨＱ又は低温液ＬＱが適当な液位まで充填されてい
る。

低温液ＬＱは、マイナス６０度Ｃ程度の氷点下で使用さ
れることが多いため、パーティクル、水分、及び高温液
ＨＱの混入と酸（フッ素イオン）の蓄積とが発生する。

高温液ＨＱは、百数十度Ｃ程度で使用されることが多い
ため、水分及び低温液ＬＱは沸騰して蒸発し、これらの
混入はほとんど発生せず、パーティクルの混入と酸の蓄
積とが主として発生する。

したがって浄化装置１は、低温液ＬＱについて、パーテ
ィクルを除去しながら浄化装置ｌ内に回収する低温液回
収工程、酸を吸着除去する酸除去工程、水分を除去する
水除去工程、高温液ＨＱを分離除去する蒸留工程、浄化
された低温液ＬＱを低温槽ＬＴへ戻す低温液送出工程、
及び蒸留工程によって分離し残留した高温液ＨＱを高温
槽ＨＴへ送出する高、温残留液送出工程を実行する。

また、高温液ＨＱについては、高温液回収工程、酸除去
工程、及び浄化された高温液ＨＱを高温槽ＨＴへ送出す
る高温液送出工程を実行する。

さて、浄化装置ｌは、ポンプ１１．パーティクル除去フ
ィルタ１２、貯留タンク１３、高温液ＨＱ用の酸吸着フ
ィルタ１４、低温液ＬＱ用の酸吸着フィルタ１５、水分
離フィルタ１６、蒸留器１７、蒸留器１７に接続された
０字管路１８、電磁切換え弁ＳＶ１〜１１、手動式の三
方切り換え弁Ｖｌ、２、圧力スイッチＰＳ１〜３、フロ
ートスイッチＦＳＩ〜３、温度センサーＴＳＩ、多数の
管路や電線、及び制御装置などがフレーム上に組み立て
られ、外周がカバーで覆われているとともに、操作パネ
ルが前面の適当位置に設けられて構成されている。

電磁切換え弁ＳＶＩ、２には、それぞれサーマルシ四ツ
ク試験装置２の低温槽ＬＴ又は高温槽ＨＴにカプラーＣ
Ｐを介して接続可能なホース２１゜２２が接続されてお
り、また、三方切り換え弁■１．２には、同様にカプラ
ーＣＰを介して低温槽ＬＴ又は高温槽ＨＴに接続可能な
ホース２３．２４が接続可能となっている。

三方切り換え弁Ｖｌ、２は、通常は第２図に示すような
切り換え位置にセットされているが、ホース２３．２４
を接続して使用する場合には、これらのホース２３．２
４が電磁切換え弁ＳＶ５゜４にそれぞれ接続されるよう
な切り換え位置に切り換えられる。

パーティクル除去フィルタ１２は、液中に含まれるパー
ティクルを濾過してクリーニングする公知のものである
。パーティクルは、酸吸着フィルタ１４．１５によって
も除去されるが、パーティクル除去フィルタ１２がない
場合には、全部のパーティクルが酸吸着フィルタ１４．
１５に付着するため、酸吸着フィルタ１４．１５の寿命
が短くなってしまう。

酸吸着フィルタ１４．１５は、活性アルミナや活性白土
などを用いて液中に含まれるフッ素イオン（Ｆ−イオン
）や塩素イオン（ＣＩｌ−イオン）などを吸着する公知
のものであり、これによって腐食の原因となる酸が除去
される。

水分離フィルタ１６は、水を反発する性質を有する材料
を用いて構成され、貯留タンク１３と後述する蒸発器３
１との中間高さ位置に取り付けられており、流入する液
体の位置エネルギーによって内部を流通して液体と水分
とを二層分離し、水分を排水路１６ａから自動的に排水
する公知のものである。

ポンプ１１の下流側（吐出口）に設けられた圧力スイッ
チＰＳ１は、液体による管路の背圧を検出するように設
定されており、タイマーによる一定時間（例えばｌＯ秒
程度）が経過する間に連続して背圧の低下を検出するこ
とによって、低温槽ＬＴ又は高温槽ＨＴ内の浄化すべき
液体の回収が終了したこと、及び蒸留器１７に残留した
残留液の送出が終了したことを検知する。

また、圧力スイッチＰＳ２は、ポンプ１１の通常の吐出
圧力よりも大きい圧力を検出するように設定されており
、フィルタの目詰まりなどによる管路内の異常圧力を検
知してポンプ１１を停止させる。

圧力スイッチＰＳ３は、冷却水が正常に流れているか否
かを検知する。

フロートスイッチＦＳＩ、２は、貯留タンク１３内の液
体の液位を検知し、フロートスイッチＦＳ３は、浄化装
置ｌの内部において漏れて溜まった液体が一定の量に達
したことを検知する。

温度センサーＴＳＩは、蒸留器１７の蒸発器３１内の液
体の温度を検出して蒸留の終点を検知する。

第１図は、本発明に係る分離装置３の構造及び配置位置
の関係を示す正面図である。

分離装置３は、貯留タンク１３、水分離フィルタ１６、
蒸留器１７、及び０字管路１８などから構成されている
。

貯留タンク１３は、ステンレス鋼板を板金加工して箱状
に形成したもので、その内部に上述したフロートスイッ
チＦＳＩ、２が設けられており、上蓋には外気と連通ず
るための穴が設置すられている。

貯留タンク１３の底部には、電磁切換え弁Ｓｖ７及び水
分離フィルタ１６が配管接続されており、電磁切換え弁
ＳＶ７が開となることによって、貯留タンク１３内の液
体はその自重で水分離フィルタ１６内を流通し、蒸留器
１７の蒸発器３１内に流入する。つまり、水分離フィル
タ１６は、貯留タンク１３と蒸発器３１との高さ位置関
係に応じた液体の自然流によって効率よく作動し、液体
中に含まれている水分を分離して排水路１６ａから排水
する。

蒸留器１７は、ステンレス鋼板を板金加工して形成した
もので、底部にヒータ３２が取り付けられた直方体状の
蒸発器３１、蒸発器３１の上部に連結された円筒状の塔
３３、塔３３の上部に連結され塔３３よりも径大で蓋３
４ｂで密閉された円筒状の凝縮器３４、及び、凝縮器３
４の底部と塔３３の上端部とによって形成された環状の
受は皿３５が一体となって構成されている。蒸発器３１
及び塔３３の外周面には、図示しない断熱材が被覆され
ている。

水分離フィルタ１６からポー）４１を経“ζ流入した混
合液体（低温液ＬＱに少量の高温液ＨＱが混入した液体
）は、蒸発器３１内に溜められる。

ヒータ３２によって加熱が開始されると、混合液体は常
温付近から徐々に温度上昇し、混合液体の殆どを占める
沸点の低い低温液ＬＱの蒸発が活発になり、１２０〜１
３０度Ｃ付近で蒸発量が最も多くなる。

蒸発器３１で蒸発した蒸気は、塔３３内を上昇し、凝縮
室３４ａに至る。蒸発器３１と凝縮器３４とが塔３３に
よって一定の距離に隔てられているため、高温液ＨＱの
蒸気が凝縮室３４ａにまで至ることが抑制され、蒸留の
効率向上が図られている。

ａｍ器３４は、コイル状の冷却バイブ３１を有しており
、冷却バイブ３７内を冷却水が入口３７ａから出口３７
ｂに向かって流通することにより、凝縮室３４ａの蒸気
が凝縮して低温液ＬＱが得られ、これが受は皿３５に滴
下する。

受は皿３５に滴下した低温液ＬＱは、その自重によって
、受は皿３５の底部に設けられた流出穴３５ａから０字
管路１８に流れ込む、０字管路１８内には、低温液ＬＱ
が滞留することとなるが、凝縮室３４ａ内の蒸気圧が流
出穴３５ａを経て加わるため、０字管路１８の蒸留器１
７例の液面が貯留タンク１３側の液面よりも低下し、液
面差ｈｌが生じる。つまり、０字管路１８があるために
凝縮室３４ａに蒸気圧力ｐｈが発生し、これによって、
低温液ＬＱの凝縮がほぼ完全に行われるとともに、高温
液ＨＱの同伴蒸発が抑制され、蒸留の効率が向上する。

さて、蒸発器３１内の混合液体の温度は時間とともに上
昇するが、低温液ＬＱが蒸発するにつれて混合液体内の
低温液ＬＱの濃度が低下し、これによって混合液体の沸
点も上昇するため、混合液体の温度は高温液ＨＱの沸点
を容易に越えない。

低温液ＬＱの殆どが蒸発して高温液ＨＱの濃度が高くな
ると、混合液体の沸点は高温液ＨＱの沸点に近づくが、
高温液ＨＱの沸点を越えない適当な温度（例えば１６０
度Ｃ程度）になったときに、温度センサーＴＳＩがこれ
を検知し、ヒータ３２による加熱を停止して蒸留を終了
する。

蒸留が終了した時点では、貯留タンク１３には浄化され
た低温液ＬＱのみが貯留され、蒸発器３１内には濃度の
高い高温液ＨＱが残留する。

上述した各種機器によって、冒頭で説明した各種の工程
を実行するための液路が構成されているが、低温槽ＬＴ
内の汚染された低温液ＬＱを貯留タンク１３に移し替え
て一時的に貯留するための回収液路４Ｌは、ホース２１
、電磁切換え弁Ｓｖ１、ポンプ１１、電磁切換え弁ＳＶ
６、パーティクル除去フィルタ１２、及び貯留タンク１
３を含んだ管路によって構成されている。

また、同様に高温液ＨＱのための回収液路４Ｈは、ホー
ス２２、電磁切換え弁ＳＶ２、ポンプ１１、電磁切換え
弁ＳＶ６、パーティクル除去フィルタ１２、及び貯留タ
ンク１３を含んだ管路によって構成されている。

低温液ＬＱに含まれている酸を除去するための酸除去液
路５Ｌは、貯留タンク１３、電磁切換え弁ＳＶ３、ポン
プ１１、酸吸着フィルタ１５、及び電磁切換え弁５ＶＩ
Ｉを含んだ循環管路によって構成されている。

また、同様に高温液ＨＱのための酸除去液路５Ｈは、貯
留タンク１３、電磁切換え弁ＳＶ３、ポンプ１１、酸吸
着フィルタ１４、及び電磁切換え弁５ＶＩＯを含んだ循
環管路によって構成されている。

低温液ＬＱに含まれている水分を除去するための水除去
液路６Ｌは、貯留タンク１３、電磁切換え弁ＳＶ７、水
分離フィルタ１６、及び蒸留器１７の蒸発器３１を含ん
だ管路によって構成されている。

低温液ＬＱに含まれている高温液ＨＱを除去するための
蒸留液路７Ｌは、蒸留器１７．０字管路１８、及び貯留
タンク１３を含んだ管路によって構成されている。

浄化された低温液ＬＱを低温槽ＬＴへ送出して戻すため
の送出液路８Ｌは、貯留タンク１３、電磁切換え弁ＳＶ
３、ポンプ１１、酸吸着フィルタ１５、電磁切換え弁Ｓ
Ｖ５、三方切り換え弁ｖ２、及びホース２１を含んだ管
路によって構成されている。

また、同様に高温液ＨＱのための送出液路８Ｈは、貯留
タンク１３、電磁切換え弁ＳＶ３、ポンプ１１、酸吸着
フィルタ１４、電磁切換え弁ＳＶ４、三方切り換え弁ｖ
１、及びホース２２を含んだ管路によって構成されてい
る。

蒸留器１７の蒸発器３１に残った残留ｆｉ（高温液ＨＱ
）を高温槽ＨＴへ戻すための残留液送出液路９Ｈは、蒸
留器１７、電磁切換え弁ＳＶ８、ポンプ１１、酸吸着フ
ィルタ１４、電磁切換え弁Ｓｖ４、三方切り換え弁ｖ１
、及びホース２２を含んだ管路によって構成されている
。

次に、上述した分離装置３の動作について簡単に説明す
る。

まず、水除去工程では、電磁切換え弁ＳＶ？を開とし、
水除去液路６Ｌによって貯留タンク１３内の低温液ＬＱ
（混合液体）を水分離フィルタ１６を通して蒸留器１７
に移し替える。水分離フィルタ１６内を流通することに
より水分が除去される。水除去工程の終了はフロートス
イッチＦＳ２によって検知される。

次に蒸留工程では、電磁切換え弁ＳＶ９を開とし、ヒー
タ３２をオンして加熱を開始する。温度センサーＴＳＩ
が終点温度を検知することにより、蒸留工程を終了する
。浄化された低温液ＬＱは凝縮器３４及び０字管路１８
を経て貯留タンク１３に貯留され、高温液ＨＱは蒸発器
３１に残留する。

低温液送出工程では、電磁切換え弁ＳＶ３，５を開とし
、ポンプ１１を作動させ、貯留タンク１３内の浄化され
た低温液ＬＱを低温槽ＬＴに戻す。

高温残留液送出工程では、電磁切換え弁ＳＶ８゜４を開
とし、ポンプ１１を作動させ、蒸発器３１に残留した高
温液ＨＱを高温槽ＨＴに戻す。

上述の実施例によると、浄化装置ｌをサーマルショック
試験装置２の付近に配置し、ホース２１゜２２を低温槽
ＬＴ又は高温槽ＨＴに接続した上で、各工程を実行させ
ることにより、汚染された高温液ＨＱ及び低温液ＬＱの
浄化処理又は分離処理をその場で簡便迅速に且つ低コス
トで行うことができる。

分離装置３によって、低温液ＬＱに含まれた水分が除去
され且つ低温液ＬＱに混入した高温液ＨＱが分離される
から、汚染された低温液ＬＱをほぼ完全に浄化すること
ができる１分離された高温液ＨＱは浄化された高温液Ｈ
Ｑとして戻されるから、高価な高温液ＨＱの消耗が可及
的に防止される。

上述の実施例によると、貯留タンク１３に一時的に貯留
した低温液ＬＱは、その自重によって水分離フィルタ１
６を経て蒸留器１７内に流入し、また蒸留器１７により
蒸留された低温液ＬＱは、その自重によって０字管路１
８を流通し、貯留タンク１３に流入するので、これらの
間での低温液ＬＱの流通が自然に行われ、低温液ＬＱを
圧送するためのポンプが不要である。また、水分離フィ
ルタ１６内を低温液ＬＱの自重によって流れるので、水
分離フィルタ１６による水分離が効率よく行われる。

上述の実施例によると、蒸発器３１、塔３３、及び凝縮
器３４が上下方向に連結されて一体に構成されているか
ら、蒸留器１７を小型のものとすることができ、且つ設
置面積（底面積）が少なくて済む、また、０字管路１８
には低温液ＬＱが溜まり、このため、１ｉ縮器３４内に
は蒸気による圧力が発生する。これによって凝縮がより
完全に行われるとともに、高温液ＨＱの同伴蒸発が抑制
され、また蒸気が０字管路１８を通過することが防止さ
れ、蒸留の効率が向上して沸点の近い液体であっでも効
率よく蒸留することができる。蒸留は、ヒータ３２のオ
ンによって開始し、温度センサーＴＳＩによる終点温度
の検知によって終了するので、制御及び操作が極めて簡
単である。

上述の実施例において、貯留タンク１３、水分離フィル
タ１６、蒸留器１７、及び０字管路１８の水平方向の位
置関係は、第１図に示した状態よりももっと互いに接近
させ又は離間させることができる。また、垂直方向の位
置関係も可変することができる。ボート４１や流出穴３
５ａなどの位置は、上述した以外の位置でもよい、凝縮
器３４や塔３３は、四角や六角などの角筒状でもよく、
また蒸発器３１は、六角など他の角筒状又は円筒状でも
よい、冷却パイプ３７には、圧縮器によって液化された
冷媒など他の冷却液を流通させてもよい、その他の各部
の形状、寸法、構造、材質などは、上述した以外の種々
のものを採用することが可能である。

上述の実施例においては、分離装置３をサーマルショッ
ク試験装置２の試験液の分離に適用する場合について説
明したが、その他の混合液体や溶液の分離に適用するこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明によると、貯留タンクに一時的に貯留した液体は
、その自重によって水分離フィルタを経て蒸留器内に流
入し、また蒸留器により蒸留された液体は、その自重に
よってＵ字管路を流通し貯留タンクに流入するので、こ
れらの間での液体の流通が自然に行われ、液体を圧送す
るための特別なポンプが不要であり、装置の制御及び操
作が容易である。水分離フィルタ内を液体が自重によっ
て流れるので、水分離フィルタによる水分離が効率よく
行われる。

これによって、液体に混入した水分及び沸点の異なる他
の液体を容易に分離して、液体を効率よく且つ低コスト
で再生することができる。

したがって、分離装置を使用した浄化装置をサーマルシ
ョック試験装置などの近辺に設置して、試験液をその場
で容易に浄化再生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る分離装置の構造及び配置位置の関
係を示す正面図、第２図は第１図の分離装置を有した浄
化装置の液体回路図である。 ３・・・分離装置、１３・・・貯留タンク、１６・・・
水分離フィルタ、１７・・・蒸留器、１８・・・Ｕ字管
路、３１・・・蒸発器、ＬＱ・・・低温液（液体）、Ｈ
Ｑ・・・高温液（他の液体）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体を貯留する貯留タンクと、 前記液体に含まれている水分を除去するた めの水分離フィルタと、 液体に含まれている沸点の異なる他の液体 を蒸留するための蒸留器と を有してなり、 前記水分離フィルタは、前記液体が前記貯 留タンクの底部から前記蒸留器の蒸発器に向かって液体
   の自重で流れるように配置されて接続されており、 前記蒸留器と前記貯留タンクとの間には、 前記蒸留器によって蒸留された液体が前記貯留タンクに
   向かって液体の自重で流れるように接続されてなる ことを特徴とする分離装置。