JPH084082Y2 - 蒸留凝縮装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案はドライクリーナーの含水溶剤を蒸留し、凝縮
し、凝縮した含水溶剤から水を分離する蒸留凝縮装置に
関する。

「従来の技術」 第６図に示すようにドライクリーナーにおいて図示さ
れない洗浄槽で使用した不純物及び水を含む有機溶剤は
バルブＡを開いて図示されないポンプにより蒸留器１に
入れられる。この溶剤は例えば２％程度の水分を含んで
いる。蒸留器１の周囲には高温蒸気を導入したりする槽
又は電熱器等の加熱手段２が配設されており、加熱され
た含水溶剤は不純物を除き気化して凝縮器４に入る。凝
縮器４で該含水溶剤は図示されない熱交換器で冷却され
て液化し、水分離器５へ送られる。水分離器５は槽をな
しており、その中の含水溶剤は比重1.3〜1.6程度の溶剤
と水を比重差で重力により分離し水Ｗは水分離器５の上
部の水出口６から排水され、溶剤Ｓは槽底に開口する溶
剤排出管８を通じてやゝ上部の溶剤出口７から取出し、
図示されない溶剤のタンクへ戻すようになつている。そ
して溶剤タンクの溶剤は再び洗浄槽へ送られくり返し使
用される。

「考案が解決しようとする課題」 従来の蒸留器１、凝縮器４、水分離器５を連成した構
成では、蒸留器１内で溶剤が加熱されたとき、蒸留器１
内の空気が加熱により急激に膨張されその内圧が増大す
る。これに起因して水分離器５内の圧力が上昇し、液面
が押し上げられると、伴つて水分離器５内が攪拌され２
層に分離した溶剤と水が混合する。又、液面変化により
上部水出口６より溶剤の流出が起つたり、同水出口６よ
り圧力のあるガスの放出が起る。この為、排水中に溶剤
Ｓが混り合い高濃度の廃液ができ、下水道汚染を起す。
又、ガスの機外放出により作業環境を著しく悪化させる
欠点があつた。

本考案はドライクリーナーの蒸留凝縮器におけるこの
ような課題に鑑みてなされたものであつて蒸留の為の加
熱に伴つて上昇した圧力が水分離器に波及することを回
避し、蒸留された溶剤を水と良好に分離した状態で回収
できるドライクリーナーの蒸留凝縮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」 本考案の第１の考案は含水溶剤を蒸発させる蒸留器、
蒸留器から蒸発した含水溶剤を凝縮する凝縮器、及び凝
縮器で凝縮した含水溶剤を水と溶剤に分離する水分離器
を備えたドライクリーナーの蒸留凝縮装置において、前
記凝縮器と水分離器の間に切換弁を介装し、前記切換弁
はガス圧にて閉弁し、液体の流入により浮上開弁する弁
体を弁室に備え、閉弁時弁室の流体を逃しガス圧を低減
する回路を設けたことを特徴とするドライクリーナーの
蒸留凝縮装置である。

本考案の第２の考案は弁室の流体を逃しガス圧を低減
する回路として凝縮器出口側から切換弁の弁口までの間
に入口を有し、切換弁が閉弁時において、凝縮器を通過
した流体の内小量を水分離器へ通過させる逃し通路を設
けたことを特徴とする第１の考案記載のドライクリーナ
ーの蒸留凝縮装置である。

本考案の第３の考案は逃し通路が弁体が閉弁時に含水
溶剤の通過を許す弁体に設けたスリツトである第２の考
案記載のドライクリーナーの蒸留凝縮装置である。

本考案の第４の考案は弁室の流体を逃しガス圧を低減
する回路として凝縮器出口側から切換弁の弁口までの間
に入口を有し、切換弁が閉弁時において、凝縮器を通過
した流体の内小量を水分離器へ通過させる逃し通路を設
けると共に弁室と連通するクツシヨンタンクを設けたこ
とを特徴とする第１の考案記載のドライクリーナーの蒸
留凝縮装置である。

本考案の第５の考案は弁室の流体を逃しガス圧を低減
する回路として切換弁の弁室から凝縮器入口側へ還流回
路を設け、還流回路には還流方向を順路とする少くとも
２個の逆止弁を設けたことを特徴とする第１の考案記載
のドライクリーナーの蒸留凝縮装置である。

本考案の第６の考案は弁室の流体を逃しガス圧を低減
する回路として切換弁の弁室から蒸留器へ還流回路を設
け、還流回路には還流方向を順路とする少くとも２個の
逆止弁を設けたことを特徴とする第１の考案記載のドラ
イクリーナーの蒸留凝縮装置である。

本考案の第７の考案は２個の逆止弁間において還流回
路にクツシヨンタンクを設けたことを特徴とする第５の
考案又は第６の考案記載のドライクリーナーの蒸留凝縮
装置である。

本考案の第８の考案は凝縮器出口側から切換弁の弁口
までの間に入口を有し、凝縮器を通過した流体の内小量
を水分離器へ通過させる逃し通路を設けたことを特徴と
する第５の考案乃至第７の考案の何れか１つに記載のド
ライクリーナーの蒸留凝縮装置である。

「作用」 第１の考案は蒸留器から蒸発した含水溶剤は凝縮器で
液化し水と溶剤の混合液となり、切換弁へ流下し、切換
弁の弁室で貯留される。弁室の液位が上昇するに伴つて
弁体が浮上して開弁し、含水溶剤は水分離器に流下す
る。蒸留器内の急激な圧力上昇時にその圧力は切換弁に
達して弁体は閉じ、これによつてガスが水分離器に向つ
て噴出し大きな圧力が水分離器側へ伝播されることを回
避できる。水分離器での溶剤と水の混合が生ぜず、溶剤
を多量に含んだガスが放出されるを防止できる。弁室の
液体を逃しガス圧を低減する回避の作動により、弁室内
圧力は減少し、弁体が浮上すると、弁口を通じて水分離
器へ含水溶剤が送られるようになる。

第２の考案は切換弁の弁室内ガス圧力上昇により弁体
が閉じ、水分離器へのガス噴出は防止され弁室内のガス
は逃し通路から水分離器へ小量流れ、弁室内圧力を下
げ、含水溶剤液の流入により弁体を浮上させる。

第３の考案は圧力上昇により切換弁の弁体が閉じた
後、含水溶剤により弁体が浮上しようとする際に該浮上
に抗する弁体と弁シートとの物理的附着力を小さくす
る。

第４の考案は圧力上昇時は切換弁からガスがクツシヨ
ンタンクへ逃げ、圧力上昇を緩和すると共に第２の考案
と同様逃し通路を通じてガスをわずか宛水分離器へ送
り、切換弁の弁室内圧力を減少させる。

第５の考案は蒸留器内圧力上昇時、切換弁に及んだ圧
力上昇により還流回路へガスは流入し、上昇ガス圧は緩
和されると共に、上昇したガス圧力は切換弁→還流回路
→凝縮器→切換弁と流れ、凝縮器で凝縮され、切換弁は
開弁へ向う。

第６の考案は蒸留器内圧力上昇時、還流回路へガスは
流入し、ガス圧の上昇は緩和されると共に、洗浄槽より
蒸留槽へ入れられた低温溶剤による蒸留器内の減圧によ
り、還流回路の高圧高温ガスは蒸留器内へ吸引され、低
温溶剤と混合し、温度低下し減圧減容される。

第７の考案は蒸留器内圧力上昇時、還流回路への流入
ガスがクツシヨンタンクへ流入し、ガス圧の上昇は第
５、第６の考案よりも一層緩和される。

第８の考案は第５乃至第７の考案における上記作用に
加うるに凝縮器出口から切換弁迄の間から逃し通路によ
り水分離器へ小量宛流体が流れるので、弁室内圧力低下
が速かに生じ、切換弁の開弁が早くなる。

「実施例」 以下、図面に従つて本考案の実施例について説明す
る。第１図は本考案の実施例のフローシートである。図
はドライクリーナーの一部の溶剤の清浄化を行なう蒸留
凝縮装置を示してある。洗浄槽で使用した有機溶剤は例
えば２％程度の水及びソープ、リント等の不純物を含ん
でいる。該有機溶剤（以下溶剤という）はバルブＡを開
いて図示されないポンプにより洗浄槽から蒸留器１に入
れられる。蒸留器１の周囲には高温蒸気を導入する槽、
又は電熱器等の加熱手段２が配設されており、加熱され
た溶剤は不純物を除き水と共に気化して凝縮器４に入
る。凝縮器４で該含水溶剤ガスは図示されない熱交換器
で冷却されて液化し、切換弁11を介して水分離器５へ送
られる。水分離器５は分離槽をなしておりその中の含水
溶剤は比重1.3〜1.6程度の溶剤と水を比重差で重力によ
り分離し、水Ｗは水分離器５の上部水出口６から排水さ
れ、溶剤Ｓは槽底に開口する溶剤排出管８を通じてやゝ
上部の溶剤出口７から取出し、図示されない溶剤のタン
クへ戻し、再び洗浄槽へ送られくり返し使用される。

切換弁11はその入口12が凝縮器４の出口に連通し、切
換弁11の出口13は水分離器５に通じている。切換弁11に
は円錐形の弁シート部14に囲まれて弁口15が設けられ、
弁室16には該弁口15を開閉する弁体17が収容されてい
る。該弁体17は弁室16へ流入する液体により浮上する浮
体となつており、その浮力は閉弁時に閉弁方向に弁体17
に加わる背圧に抗して浮上するようになつている。従つ
て該背圧は定常状態における弁室16内圧力を該背圧とす
るものである。弁体17には閉弁時も弁室16から小量の流
体を水分離器５へ逃がすスリツト18が設けてある。切換
弁の弁室16にその入口が開口する還流回路19の出口は凝
縮器４の手前に開口している。還流回路19には図示矢印
の入口側から出口側へは流体が流れる順方向に２つの逆
止弁21,22が介装されると共に逆止弁21,22間にクツシヨ
ンタンク23が介装されている。クツシヨンタンク23は軟
質ゴム製である。

次に作用をのべると、定常状態においては蒸留器１か
ら蒸発した含水溶剤は凝縮器４で冷却され液化減圧され
切換弁11へ送られる。切換弁11では弁室16に或レベル以
上の液面が上昇した状態で弁体17は浮上して弁口15が開
口している。凝縮器４から弁室16へ流入する含水溶剤と
弁口15から水分離器５へ送られる含水溶剤の流出量は釣
合つている。凝縮器４からの流入量が増大すると弁室16
の貯留する含水溶剤の量は増加して液面上昇に伴つて弁
体17は上昇し、弁口15の断面積は増加するので流出量は
増加し、流入出量は均衡する。又凝縮器４からの流入量
が減少すると弁室16の貯留量は減少し液面低下に伴つて
弁体17は下り、弁口15は断面積を縮小するので流出量は
減少し、流入出量は均衡する。かくして弁体17は流入液
体の量に見合つて上下動して流出量と均衡する。

蒸留器１へ洗浄槽から冷却した溶剤を入れ加熱すると
蒸留器１内の温度上昇に伴つて上部の空気が膨張し、内
圧を高める。この圧力により空気とガス化した含水溶剤
は凝縮器４を通過するに際して含水溶剤は冷却し液化さ
れるから著しく減圧されるが空気はわずかに冷却される
のみである。これらが切換弁11へ流入すると弁室16内の
圧力は急上昇する。すると弁体17に加わる背圧で弁体17
は閉じ、水分離器５へはわずかにスリツト18を通じて流
体が流れるのみとなり、大部分は還流回路19に入り、逆
止弁21を通じてクツシヨンタンク23へ入る。蒸留器１か
ら出たガスは冷却されていないためその圧力は凝縮器４
を経由したクツシヨンタンク23内ガス圧よりも高いので
逆止弁22は閉じ、クツシヨンタンク23は流入ガスの圧力
により膨張する。蒸留器１内空気は流出により減少する
ので蒸留器１から出るガスの圧力はやがて低下し、クツ
シヨンタンク23内のガス圧の方が高くなると逆止弁22を
通じて蒸留器１出口側の本管へ流出して蒸留器１からの
ガスと合流するようになる。かくして凝縮器４を通る度
にガスは冷却され且つその中の空気も冷却され、切換弁
の弁室16内の圧力は低下し、且つ弁室16内の含水溶剤の
液面も上昇するので弁口15は徐々に開度を大きくして行
き定常状態となる。弁口15の開度の小さい間クツシヨン
タンク23に貯留されたガスと空気は徐々に液化した含水
溶剤と共に水分離器５へ送られ、空気は水分離器５の水
出口６から排出される。

スリツト18の作用は弁室16内の昇圧による弁体17の閉
弁状態において弁室16内流体をわずかづつ流すから、弁
室16内内圧を減少せしめ、弁体17の浮上を早める。従つ
てスリツト18の断面積は水分離器５に急激な流体の流
入、或は圧力伝播が生じない限り大きくできる。

尚、本考案は上記のように蒸留器１内の蒸留初期の空
気加熱による圧力上昇に対応できるが、これのみでなく
蒸留器１内に不純物が多い場合に生じる突沸現象時、同
様の作用により水分離器５への突然の流体の大量流入、
圧力伝播を防止できる。

第２図は本考案の他の実施例のフローシートである。
前記実施例は凝縮器４の冷却能により還流回路19中に貯
留されたガスの減圧或は、減圧、減容を行うようにした
ものであるがこの実施例は蒸留器１に還流回路19中のガ
スを導いて減圧しようとするものである。前実施例と異
る部分をのべると還流回路19の出口は蒸留器１に開口し
ている。作用をのべると蒸留器１で加熱された空気によ
る前述した作用により、クツシヨンタンク23には圧力が
あり、凝縮器４を通過したが凝縮せず温度も高いガスが
貯留される。この状態でバルブＡを開き、洗浄槽から図
示されないポンプにより低温の再生すべき溶剤が蒸留器
１に入れられると蒸留器１内は温度が低下すると共に減
圧される。従つてクツシヨンタンク23中のガスは逆止弁
22を開いて蒸留器１に流入し、こゝで冷却され、減容さ
れる。このクツシヨンタンク23から蒸留器１内へ流入し
たガスにより，洗浄槽から蒸留器１に流入した再生すべ
き溶剤は加熱されるので加熱手段２で加えるべき熱量は
節約でき、省エネルギーの効果がでる。尚、スリツト18
から水分離器５への流出があるから、その分凝縮器４も
作動することと併せてクツシヨンタンク23は急速に減容
する。

尚、第２図（Ａ）に例示するようにバルブＡと蒸留器
１間の配管と還流回路19を蒸留器１へ入るよりも手前で
合流してエゼクター27を構成すると再生すべき溶剤とク
ツシヨンタンク23から蒸留器１へ送られるガスが速かに
混合し、該ガスと該溶剤の温度差が小さくなる。

実施例は弁室16のガス圧を低減する回路として、凝縮
器４出口側から切換弁11の弁口までの間に切換弁11が閉
弁時において入口を有し、凝縮器４を通過した流体の内
小量を水分離器５へ通過させる逃し通路として弁体17に
スリツト18を設けたが、このような逃し通路は第３図に
示すように弁体17に弁室16と弁出口13を連通する小孔24
を貫通させてもよく、又第４図に示すように弁シート部
14に弁室16と弁出口13を連通すようにスリツト25を設け
てもよい。更に又第５図に示すように凝縮器４の出口側
と水分離器５の入口側を結び小流量をバイパスさせる管
路26を設けもよい。

実施例はクツシヨンタンク23を流入流体の流入により
その圧力に抗して容積を拡大し、流入流体の流出により
容積を縮小するタンクとするため、ゴム製としたが必ず
ゴム製でなくとも、タンク本体を覆つて密閉する蓋の重
量に対するガス圧の作用で蓋が上下することにより容積
変化するいわゆる重力式でもよい。又、該蓋を可動とし
クツシヨンタンク内圧に対抗するばね部材を設けてもよ
い。

更に実施例はガス圧により容積が可変するクツシヨン
タンクを設けてあるが、定容積のタンクでもよく、それ
でもその容積によりクツシヨン作用があり、実質的にク
ツシヨンタンクとなる。更に又還流回路中の両逆止弁間
の配管内の容積によつても上記した作用が生ずる。ただ
し、配管のみを容積にすると切換弁11内圧力上昇を緩和
する作用が小さく圧力の低下がおそいということとなる
のでタンクを設けるか或は両逆止弁21,22間の配管を充
分長くするため、例えば螺旋状のコイルにする等して内
部のガスを外気で冷却するようにしてもよい。ただし、
逆止弁21を最下位としておく必要がある。

第１図、第２図の実施例において還流回路19としない
でクツシヨンタンク23を切換弁11の弁室と連通するのみ
としてもよい。この場合も、弁室16の圧力上昇は低減さ
れ、閉弁状態における弁体17のスリツト18からの流出に
より、次第に弁室16の圧力は低下する。

第１図、第２図の実施例は弁室の流体を逃がしガス圧
を低減する回路として入口側が弁室に開口され出口が凝
縮器入口側又は蒸留器に開口する還流回路及び切換弁が
閉弁時にも小量の流体が通過する逃し通路を設けたこと
により、蒸留器における圧力上昇を緩和する作用は顕著
である。然し乍ら、還流回路と逃し通路の何れか一つを
備えるようにしてもよく、この場合も蒸留器に生じた圧
力上昇を緩和する作用が行われる。

〔考案の効果〕

本考案の第１の考案は凝縮器と水分離器の間に上述し
た切換弁を介装し、切換弁の弁室のガス圧を低減する回
路を設けたため、蒸留器内のガス圧の急な上昇時におい
て、すぐ急激なガスの水分離器への流入或は圧力伝播が
防止され、水分離器における水と溶剤の混合或は溶剤濃
度の高いガスが放出されることがない効果がある。

本考案の第２の考案は凝縮器を通過した流体の内小量
を切換弁で止めてしまわないで水分離器へ送るようにし
てあるので、蒸留器で圧力急上昇後切換弁が閉じても切
換弁の弁室圧力を次第に低減させることが出来る。

本考案の第３の考案は上記第２の考案と同効のほかに
弁体と弁シートの物理的な付着力によつて弁体の浮上を
妨げられるのを軽減し、弁体浮力を小さく設計できる。

本考案の第４の考案は切換弁の閉弁時に切換弁から小
量の流体が水分離器へ流出するようにすると共に切換弁
の弁室と連通するクツシヨンタンクを設けたため、上記
第２、第３の考案よりも蒸留器内の圧力上昇に伴なう弁
室内圧力上昇をより低く抑えることができる。

本考案の第５の考案は切換部から凝縮器入口側へ２個
の逆止弁を備えた還流回路を設けたため、還流回路の容
積により蒸留器での急な圧力上昇は抑制され、切換弁→
還流回路→凝縮器→切換弁と循環するガスは凝縮器で冷
却され、やがて切換弁の弁体が浮上を始めるため、弁室
内圧力上昇を抑制できる。

本考案の第６の考案は切換弁から蒸留器入口側へ２個
の逆止弁を備えた還流回路を設けたため、還流回路の容
積により蒸留器での圧力上昇は抑制され、ついで蒸留器
へ投入される洗浄槽で使用済の低温の溶剤により蒸留器
内は減圧され、還流回路及び弁室のガスは蒸留器へ吸引
され、混合し、圧力低下する。従つて急激な蒸留器の圧
力上昇時において水分離器へ高圧ガスが流入し、或は圧
力伝播するのが防止されると共に切換弁よりも手前側の
圧力低下が速かに行われる。

本考案の７の考案はクツシヨンタンクを設けたため第
５又は第６の考案において蒸留器での圧力急上昇を緩和
する作用を更に効果的なものとする。

本考案の第８の考案は切換弁閉弁時に凝縮器出口側か
ら水分離器への逃し通路を設けたため、第５乃至第７の
考案における蒸留器での圧力急上昇を緩和する作用を強
めると共に圧力急上昇後の圧力降下時間を短縮する効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例のフローシート、第２図は他の
実施例のフローシート、第２図（Ａ）は第２図の実施例
の変形例を示す縦断面図、第３図は切換弁の弁体の他の
実施例の側面図、第４図は切換弁の弁シート部の他の実
施例を示す縦断面図、第５図は第１図、第２図の実施例
における変形例を示す一部フローシート、第６図はドラ
イクリーナーの蒸留凝縮器の従来例のフローシートであ
る。 １……蒸留器、２……加熱手段、４……凝縮器、５……
水分離器、６……水出口、７……溶剤出口、８……溶剤
排出管、11……切換弁、12……入口、13……出口、14…
…弁シート部、15……弁口、16……弁室、17……弁体、
18……スリツト、19……還流回路、21,22……逆止弁、2
3……クツシヨンタンク、24……小孔、25……スリツ
ト、26……管路、27……エゼクター。

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】含水溶剤を蒸発させる蒸留器、蒸留器から
   蒸発した含水溶剤を凝縮する凝縮器、及び凝縮器で凝縮
   した含水溶剤を水と溶剤に分離する水分離器を備えたド
   ライクリーナーの蒸留凝縮装置において、前記凝縮器と
   水分離器の間に切換弁を介装し、前記切換弁はガス圧に
   て閉弁し、液体の流入により浮上開弁する弁体を弁室に
   備え、閉弁時弁室の流体を逃しガス圧を低減する回路を
   設けたことを特徴とするドライクリーナーの蒸留凝縮装
   置。
2. 【請求項２】弁室の流体を逃しガス圧を低減する回路と
   して凝縮器出口側から切換弁の弁口までの間に入口を有
   し、切換弁が閉弁時において、凝縮器を通過した流体の
   内小量を水分離器へ通過させる逃し通路を設けたことを
   特徴とする請求項１記載のドライクリーナーの蒸留凝縮
   装置。
3. 【請求項３】逃し通路が弁体が閉弁時に含水溶剤の通過
   を許す弁体に設けたスリツトである請求項２記載のドラ
   イクリーナーの蒸留凝縮装置。
4. 【請求項４】弁室の流体を逃しガス圧を低減する回路と
   して凝縮器出口側から切換弁の弁口までの間に入口を有
   し、切換弁が閉弁時において、凝縮器を通過した流体の
   内小量を水分離器へ通過させる逃し通路を設けると共に
   弁室と連通するクツシヨンタンクを設けたことを特徴と
   する請求項１記載のドライクリーナーの蒸留凝縮装置。
5. 【請求項５】弁室の流体を逃しガス圧を低減する回路と
   して切換弁の弁室から凝縮器入口側へ還流回路を設け、
   還流回路には還流方向を順路とする少くとも２個の逆止
   弁を設けたことを特徴とする請求項１記載のドライクリ
   ーナーの蒸留凝縮装置。
6. 【請求項６】弁室の流体を逃しガス圧を低減する回路と
   して切換弁の弁室から蒸留器へ還流回路を設け、還流回
   路には還流方向を順路とする少くとも２個の逆止弁を設
   けたことを特徴とする請求項１記載のドライクリーナー
   の蒸留凝縮装置。
7. 【請求項７】２個の逆止弁間において還流回路にクツシ
   ヨンタンクを設けたことを特徴とする請求項５又は６記
   載のドライクリーナーの蒸留凝縮装置。
8. 【請求項８】凝縮器出口側から切換弁の弁口までの間に
   入口を有し、凝縮器を通過した流体の内小量を水分離器
   へ通過させる逃し通路を設けたことを特徴とする請求項
   ５乃至７の何れか１つに記載のドライクリーナーの蒸留
   凝縮装置。