JPH0523801B2 - - Google Patents

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、プリント板ユニツトや自動車部品など
の信頼性試験の一環として、サーマルシヨツク試
験が行われている。

サーマルシヨツク試験は、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ヨ
ツク（熱衝撃）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、フツソ系不活
性液を試験液として用いた液槽式のサーマルシヨ
ツク試験装置が開発されている。

液槽式のサーマルシヨツク試験装置では、試験
時間が飛躍的に短縮されるものの、試験を行うこ
とによつて、試験液へのパーテイクルの混入、水
分の混入、フツ素イオン（F^-イオン）の蓄積、
及び二液混合などが発生するため、これによつて
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く管理し、
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簡便に行える装置が
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
れた試験液の運搬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ヨツク試験装置
のランニングコストが極めて高価につくものとな
つていた。

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イルタと、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、前記水分離フイルタ
は、前記液体の前記貯留タンクの底部から前記蒸
留器の蒸発器に向かつ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、前記蒸留器によつて蒸留
された液体が前記貯留タンクに向かつて液体の自
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
自重によつ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、蒸留によつて沸点の低い液
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、液体の自重によつて流れるという意味
は、液体が自重のみによつ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
よつ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１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ヨツ
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
フツ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、パーテイクル、水
分、及び高温液HQの混入と酸（フツ素イオン）
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、パーテイクルの混入と酸の蓄積とが
主として発生する。

したがつて浄化装置１は、低温液LQについて、
パーテイクルを除去しながら浄化装置１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
よつ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１は、ポンプ１１、パーテイク
ル除去フイルタ１２、貯留タンク１３、高温液
HQ用の酸吸着フイルタ１４、低温液LQ用の酸
吸着フイルタ１５、水分離フイルタ１６、蒸留器
１７、蒸留器１７に接続されたＵ字管路１８、電
磁切換え弁SV１〜１１、手動式の三方切り換え
弁Ｖ１，２、圧力スイツチPS１〜３、フロート
スイツチFS１〜３、温度センサーTS１、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SV１，２には、それぞれサーマ
ルシヨツク試験装置２の低温槽LT又は高温槽
HTにカプラーCPを介して接続可能なホース２
１，２２が接続されており、また、三方切り換え
弁Ｖ１，２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が接続可能となつている。

三方切り換え弁Ｖ１，２は、通常は第２図に示
すような切り換え位置にセツトされているが、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２３，２４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。

パーテイクル除去フイルタ１２は、液中に含ま
れるパーテイクルを濾過してクリーニングする公
知のものである。パーテイクルは、酸吸着フイル
タ１４，１５によつても除去されるが、パーテイ
クル除去フイルタ１２がない場合には、全部のパ
ーテイクルが酸吸着フイルタ１４，１５に付着す
るため、酸吸着フイルタ１４，１５の寿命が短く
なつてしまう。

酸吸着フイルタ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ツ素イオ
ン（F^-イオン）や塩素イオン（Cl^-イオン）など
を吸着する公知のものであり、これによつて腐食
の原因となる酸が除去される。

水分離フイルタ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３１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つ
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
力スイツチ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10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つて、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、圧力スイツチ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、フイ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。

圧力スイツチPS３は、冷却水が正常に流れて
いるか否かを検知する。

フロートスイツチFS１，２は、貯留タンク１
３内の液体の液位を検知し、フロートスイツチ
FS３は、浄化装置１の内部において漏れて溜ま
つ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TS１は、蒸留器１７の蒸発器３
１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、水分離フイル
タ１６、蒸留器１７、及びＵ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
フロートスイツチFS１，２が設けられており、
上蓋には外気と連通するための穴が設けられてい
る。

貯留タンク１３の底部には、電磁切換え弁SV
７及び水分離フイルタ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つて、
貯留タンク１３内の液体はその自重で水分離フイ
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、水分離フイルタ１６は、貯
留タンク１３と蒸発器３との高さ位置関係に応じ
た液体の自然流によつて効率よく作動し、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３４ｂで密閉された円
筒状の凝縮器３４、及び、凝縮器３４の底部と塔
３３の上端部とによつて形成された環状の受け皿
３５が一体となつて構成されている。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。

水分離フイルタ１６からポート４１を経て流入
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によつ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、120〜130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３
４とが塔３３によつ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。

凝縮器３４は、コイル状の冷却パイプ３７を有
しており、冷却パイプ３７内を冷却水が入口３７
ａから出口３７ｂに向かつ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、これが受け皿３５に滴下する。

受け皿３５に滴下した低温液LQは、その自重
によつて、受け皿３５の底部に設けられた流出穴
３５ａからＵ字管路１８に流れ込む。Ｕ字管路１
８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、Ｕ字管路１８の蒸留器１７側の液面が
貯留タンク１３側の液面よりも低下し、液面差ｈ
１が生じる。つまり、Ｕ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
つて、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
によつ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）になつたときに、温
度センサーTS１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３
１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つて、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SV６、パーテイクル
除去フイルタ１２、及び貯留タンク１３を含んだ
管路によつて構成されている。

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１
１、電磁切換え弁SV６、パーテイクル除去フイ
ルタ１２、及び貯留タンク１３を含んだ管路によ
つて構成されている。

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、酸吸着フイルタ１５、及
び電磁切換え弁SV１１を含んだ循環管路によつ
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５
Ｈは、貯留タンク１３、電磁切換え弁SV３、ポ
ンプ１１、酸吸着フイルタ１４、及び電磁切換え
弁SV１０を含んだ循環管路によつて構成されて
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、水分離フイルタ１６、及び蒸留器１
７の蒸発器３１を含んだ管路によつて構成されて
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、Ｕ字管路
１８、及び貯留タンク１３を含んだ管路によつて
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SV３、ポンプ１１、酸吸着フイルタ１
５、電磁切換え弁SV５、三方切り換え弁Ｖ２、
及びホース２１を含んだ管路によつて構成されて
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、酸吸着フイルタ１４、電磁切換え弁SV
４、三方切り換え弁Ｖ１、及びホース２２を含ん
だ管路によつて構成されている。

蒸留器１７の蒸発器３１に残つた残留液（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、酸吸着フイルタ１４、電磁切換え弁
SV４、三方切り換え弁Ｖ１、及びホース２２を
含んだ管路によつて構成されている。

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SV７を
開とし、水除去液路６Ｌによつて貯留タンク１３
内の低温液LQ（混合液体）を水分離フイルタ１６
を通して蒸留器１７に移し替える。水分離フイル
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ツチFS２
によつて検知される。

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TS１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Ｕ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１
３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１をサーマル
シヨツク試験装置２の付近に配置し、ホース２
１，２２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によつて、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HQを
ほぼ完全に浄化することができる。分離された高
温液HQは浄化された高温液HQ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、その自重によつて水
分離フイルタ１６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、
その自重によつてＵ字管路１８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、水分離フイル
タ１６内を低温液LQの自重によつて流れるので、
水分離フイルタ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、Ｕ字管路１８には低温液LQが溜
まり、このため、凝縮器３４内には蒸気による圧
力が発生する。これによつ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Ｕ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
あつても効率よく蒸留することができる。蒸留
は、ヒータ３２のオンによつて開始し、温度セン
サーTS１による終点温度の検知によつて終了す
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
離フイルタ１６、蒸留器１７、及びＵ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
りももつ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。ポート４１や流出穴３５ａ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、四角が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、圧縮器によつ
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
ルシヨツク試験装置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、その自重によつて水分離フイルタを経
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、その自重によつて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。水分離フイルタ内を液体が自重によつ
て流れるので、水分離フイルタによる水分離が効
率よく行われる。

これによつて、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。

したがつて、分離装置を使用した浄化装置をサ
ーマルシヨツ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…
…水分離フイルタ、１７……蒸留器、１８……Ｕ
字管路、３１……蒸発器、LQ……低温液（液
体）、HQ……高温液（他の液体）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   水分離フイルタと、 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、 前記水分離フイルタは、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つて液
   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
   蒸留器によつて蒸留された液体が前記貯留タンク
   に向かつ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。