特許 7401122 炭化水素回収装置及び洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】炭化水素回収装置及び洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   B08B 3/08 20060101AFI20231212BHJP

   B01J 20/34 20060101ALI20231212BHJP

   B01D 53/047 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

B08B3/08 B

B01J20/34 A

B01J20/34 D

B01D53/047

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022014013

(22)【出願日】2022-02-01

(65)【公開番号】P2023112309

(43)【公開日】2023-08-14

【審査請求日】2023-08-24

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592068635

【氏名又は名称】アクトファイブ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001069

【氏名又は名称】弁理士法人京都国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石井 郁男

【審査官】粟倉 裕二

(56)【参考文献】

【文献】特開平７－３９７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平３－１４３５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１９２５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１８３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－８０１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－６０６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１３２９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８８５４４３４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０８Ｂ ３／０８

Ｂ０１Ｊ ２０／３４

Ｂ０１Ｄ ５３／０４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理気体に含まれる炭化水素を該被処理気体から除去して回収する装置であって、
a) 炭化水素を吸着可能な吸着材を内部に収容する吸着材収容空間を有する処理槽と、
b) 前記処理槽に接続された被処理気体導入管に設けられた弁である被処理気体導入弁と、
c) 前記処理槽に接続された処理後気体排出管に設けられた弁である処理後気体排出弁と、
d) 吸気口が真空吸引管により前記処理槽に接続された真空ポンプと、
e) 前記真空ポンプの排気口に接続された炭化水素液化部と、
f) 前記真空吸引管に設けられた弁である真空吸引弁と、
g) 前記処理槽を大気に開放する大気圧開放弁と、
h) 前記被処理気体導入弁及び前記処理後気体排出弁を開放し前記真空吸引弁及び前記大気圧開放弁を閉鎖する気体処理操作と、前記被処理気体導入弁及び前記処理後気体排出弁を閉鎖した状態で、前記大気圧開放弁を閉鎖し前記真空吸引弁を開放する吸引サブ操作と、該大気圧開放弁を開放し該真空吸引弁を閉鎖する大気圧開放サブ操作を交互に複数回ずつ実行する吸着剤再生操作と、を行う弁制御部と
を備える炭化水素回収装置。

【請求項2】

さらに、前記弁制御部が前記吸着剤再生操作を実行する間に前記吸着材配置空間内の吸着材を加熱する吸着材加熱機構を備える、請求項１に記載の炭化水素回収装置。

【請求項3】

さらに、前記弁制御部が前記気体処理操作を実行する間に前記吸着材配置空間内の吸着材を冷却する吸着材冷却機構を備える、請求項１又は２に記載の炭化水素回収装置。

【請求項4】

さらに、前記弁制御部が前記吸着剤再生操作を実行する間に前記吸着材配置空間内の吸着材を攪拌する吸着材攪拌機構を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の炭化水素回収装置。

【請求項5】

前記処理槽を2個備え、
前記2個の処理槽がそれぞれ前記被処理気体導入弁、前記処理後気体排出弁、前記真空吸引弁及び前記大気圧開放弁を備え、
前記弁制御部が、前記2個の処理槽のうちの一方の処理槽の被処理気体導入弁、処理後気体排出弁、真空吸引弁及び大気圧開放弁に前記気体処理操作を実行させているときには他方の処理槽の被処理気体導入弁、処理後気体排出弁、真空吸引弁及び大気圧開放弁に前記吸着剤再生操作を実行させ、該一方の処理槽の被処理気体導入弁、処理後気体排出弁、真空吸引弁及び大気圧開放弁に前記吸着剤再生操作を実行させているときには該他方の処理槽の被処理気体導入弁、処理後気体排出弁、真空吸引弁及び大気圧開放弁に前記気体処理操作を実行させるものである、
請求項１～４のいずれか１項に記載の炭化水素回収装置。

【請求項6】

内部にワークが収容される真空槽と、
前記真空槽内に、炭化水素を含有する洗浄液の蒸気を供給する蒸気供給部と、
吸気口が前記真空槽と接続された蒸気洗浄・真空乾燥用真空ポンプと、
前記蒸気洗浄・真空乾燥用真空ポンプの排気口が前記被処理気体導入管に直接又は間接的に接続された、請求項１～５のいずれか１項に記載の炭化水素回収装置と
を備える洗浄装置。

【請求項7】

前記真空ポンプと前記蒸気洗浄・真空乾燥用真空ポンプが同一の真空ポンプである、請求項６に記載の洗浄装置。

【請求項8】

前記蒸気供給部が、前記炭化水素液化部で液化された、炭化水素を含有する洗浄液を気化させることにより前記蒸気を生成するものである、請求項６又は７に記載の洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気化した炭化水素を回収する炭化水素回収装置、及び炭化水素を含有する洗浄液でワークを洗浄する装置であって前記炭化水素回収装置を備える洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、炭化水素を含有する洗浄液を用いてワークを洗浄することが行われている。例えば、浸漬洗浄槽に貯留した洗浄液に浸漬することによってワークを洗浄（浸漬洗浄）した後、ワークを真空槽に収容し、真空槽内を真空にした後に洗浄液（通常は、浸漬洗浄槽とは別の貯留槽に貯留された洗浄液）の蒸気を導入し、低温のワークの表面で蒸気を液化させることによりワークを洗浄する（蒸気洗浄）。蒸気洗浄の操作を複数回繰り返すとワークの洗浄が進む一方、蒸気の熱によりワークの温度が徐々に上昇し、蒸気洗浄の効果が得られなくなってくる。そこで、ワークの温度が所定値以上となった時点で真空槽内を急激に減圧し、ワークの表面に付着している洗浄液を突沸・気化させることにより、ワークを乾燥させる（真空乾燥）。

【0003】

真空槽では、蒸気洗浄の際に洗浄液の蒸気の一部は液化せずに気体のまま排出されると共に、真空乾燥の際にはワークの表面に付着していた洗浄液が気化した気体が排出される。これらの気体には炭化水素が含まれているが、炭化水素は排出規制の対象となっているため、貯留槽や真空槽から排出される気体に含まれる炭化水素を回収する必要がある。

【0004】

特許文献１には、炭化水素系溶剤の成分を含む気体（以下、「被処理気体」と呼ぶ）から溶剤の成分を回収する炭化水素回収装置が記載されている。この装置では、主成分が活性炭である吸着材を吸着塔内に収容したうえで被処理気体を吸着塔内に送り、被処理気体に含まれる炭化水素を吸着材に吸着させることにより除去する（気体処理操作）。この操作を暫く継続すると、吸着材が溶剤の成分を吸着する能力が低下する。そこで、気体処理操作の開始から所定時間経過後に吸着塔内への被処理気体の送給を停止（従って、気体処理操作を停止）し、吸着塔内を減圧することにより、吸着材に吸着していた炭化水素を脱離させる（吸着剤再生操作）。この吸着剤再生操作により、吸着材が炭化水素を吸着する能力が回復する。吸着材から脱離した炭化水素の気体は吸着塔から排出され、冷却凝縮器で冷却されることにより液化して回収される。これら気体処理操作と吸着剤再生操作は交互に実行される。なお、冷却凝縮器では導入された炭化水素の気体の一部は液化せずに気体のまま通過し得るが、通過した気体は同じ冷却凝縮器に再度導入され、外部には排出されない。また、特許文献１に記載の装置は吸着塔を2個有しており、気体処理操作を行う吸着塔と吸着剤再生操作を行う供給塔を交互に切り替えている。これにより、常時、いずれか一方の吸着塔で被処理気体から炭化水素を除去して回収することができる。

【0005】

特許文献２にも特許文献１と同様に2塔の吸着塔を備えた構成を有する炭化水素回収装置が記載されている。但し、特許文献２の装置では、一方の吸着塔における吸着剤再生操作の際に冷却凝縮器で液化せずに通過した気体を、当該冷却凝縮器ではなく気体処理操作が行われている他方の吸着塔に導入することにより、当該気体が外部に排出されることを防いでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平07-039717号公報

【文献】特開平03-143520号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１及び２に記載の炭化水素回収装置ではいずれも、上記吸着剤再生操作を行ってもなお、吸着した炭化水素の一部が吸着材に残留する。そのため、気体処理操作と吸着剤再生操作を繰り返してゆくに従って、被処理気体から炭化水素を除去する能力が低下してしまう。

【0008】

ここではワークの洗浄の際に用いられる洗浄液の蒸気に含まれる炭化水素系溶剤の成分を除去する場合を例に説明したが、洗浄液の蒸気以外の、炭化水素系溶剤の成分を含む被処理気体から該成分を除去する場合にも同様の問題が生じる。

【0009】

本発明が解決しようとする課題は、炭化水素を含む被処理気体から炭化水素を除去する能力が低下することを抑えることができる炭化水素回収装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために成された本発明に係る炭化水素回収装置は、被処理気体に含まれる炭化水素を該被処理気体から除去して回収する装置であって、
a) 炭化水素を吸着可能な吸着材を内部に収容する吸着材収容空間を有する処理槽と、
b) 前記処理槽に接続された被処理気体導入管に設けられた弁である被処理気体導入弁と、
c) 前記処理槽に接続された処理後気体排出管に設けられた弁である処理後気体排出弁と、
d) 吸気口が真空吸引管により前記処理槽に接続された真空ポンプと、
e) 前記真空ポンプの排気口に接続された炭化水素液化部と、
f) 前記真空吸引管に設けられた弁である真空吸引弁と、
g) 前記処理槽を大気に開放する大気圧開放弁と、
h) 前記被処理気体導入弁及び前記処理後気体排出弁を開放し前記真空吸引弁及び前記大気圧開放弁を閉鎖する気体処理操作と、前記被処理気体導入弁及び前記処理後気体排出弁を閉鎖した状態で、前記大気圧開放弁を閉鎖し前記真空吸引弁を開放する吸引サブ操作と、該大気圧開放弁を開放し該真空吸引弁を閉鎖する大気圧開放サブ操作を交互に複数回ずつ実行する吸着剤再生操作と、を行う弁制御部と
を備える。

【0011】

本発明に係る炭化水素回収装置では、気体処理操作の際には、被処理気体導入弁及び処理後気体排出弁を開放し、真空吸引弁及び前記大気圧開放弁を閉鎖する。これにより、被処理気体を被処理気体導入管から吸着材配置空間に導入し、被処理気体に含まれる炭化水素を吸着材配置空間内の吸着材に吸着させることにより除去する。被処理気体から炭化水素が除去された気体（処理後気体）は、処理後気体排出管を通って炭化水素回収装置の外部に放出される。

【0012】

一方、吸着剤再生操作の際には、被処理気体導入弁及び処理後気体排出弁を閉鎖する。この状態でさらに、吸引サブ操作と大気圧開放サブ操作を交互に複数回ずつ実行する。吸引サブ操作では、大気圧開放弁を閉鎖し真空吸引弁を開放することにより、吸着材配置空間内を減圧する。すると、吸着材に吸着していた炭化水素が気化して吸着材から離脱し、炭化水素液化部で液化されることにより回収される。しかし、吸着材では炭化水素の気化に伴って気化熱により吸着材の温度が低下してゆき、しばらく経つと吸着材に残存する炭化水素がほとんど気化しなくなる。そこで、吸引サブ操作の開始から所定時間経過後に、真空吸引弁を閉鎖し大気圧開放弁を開放するという大気開放サブ操作を行うことにより吸着材配置空間内を大気圧にする。その後さらに、大気圧開放弁を閉鎖して真空吸引弁を開放することにより吸引サブ操作を行う。これにより、再び吸着材から炭化水素が離脱するようになる。

【0013】

本発明に係る炭化水素回収装置では、吸着剤再生操作の際にこれら吸引サブ操作と大気圧開放サブ操作を交互に複数回ずつ実行することにより、吸着材から炭化水素が離脱することを促進する。これにより、気体処理操作の際に被処理気体から炭化水素を除去する能力を高めることができる。

【0014】

前記吸着材には活性炭や活性炭素繊維を好適に用いることができる。

【0015】

本発明に係る炭化水素回収装置はさらに、前記弁制御部が前記吸着剤再生操作を実行する間に前記吸着材配置空間内の吸着材を加熱する吸着材加熱機構を備えることが好ましい。これにより、吸着剤再生操作の際に吸着材から炭化水素が離脱することをより促進することができる。

【0016】

本発明に係る炭化水素回収装置はさらに、前記弁制御部が前記気体処理操作を実行する間に前記吸着材配置空間内の吸着材を冷却する吸着材冷却機構を備えることが好ましい。これにより、気体処理操作の際に被処理気体に含まれる炭化水素を除去することをより促進することができる。特に、前記吸着材加熱機構を備える場合には、吸着剤再生操作で吸着材を加熱した後に気体処理操作を行う際に炭化水素を除去する効率が低下するおそれがあるため、併せて前記吸着材冷却機構を備えることが望ましい。

【0017】

本発明に係る炭化水素回収装置はさらに、前記弁制御部が前記吸着剤再生操作を実行する間に前記吸着材配置空間内の吸着材を攪拌する吸着材攪拌機構を備えることが好ましい。これにより、吸着剤再生操作の際に吸着材から炭化水素が離脱することをより促進することができる。

【0018】

本発明に係る炭化水素回収装置は、
前記処理槽を2個備え、
前記2個の処理槽がそれぞれ前記被処理気体導入弁、前記処理後気体排出弁、前記真空吸引弁及び前記大気圧開放弁を備え、
前記弁制御部が、前記2個の処理槽のうちの一方の処理槽の被処理気体導入弁、処理後気体排出弁、真空吸引弁及び大気圧開放弁に前記気体処理操作を実行させているときには他方の処理槽の被処理気体導入弁、処理後気体排出弁、真空吸引弁及び大気圧開放弁に前記吸着剤再生操作を実行させ、該一方の処理槽の被処理気体導入弁、処理後気体排出弁、真空吸引弁及び大気圧開放弁に前記吸着剤再生操作を実行させているときには該他方の処理槽の被処理気体導入弁、処理後気体排出弁、真空吸引弁及び大気圧開放弁に前記気体処理操作を実行させるものである
ことが好ましい。これにより、常時2個の処理槽のいずれかにおいて気体処理操作が実行されるため、被処理気体が発生する操作（例えば次に述べる蒸気洗浄及び真空乾燥）を中断することなく実行することができる。

【0019】

本発明に係る炭化水素回収装置は、炭化水素を含有する洗浄液によってワークを洗浄する洗浄装置に好適に用いることができる。そのような洗浄装置として、
内部にワークが収容される真空槽と、
前記真空槽内に、炭化水素を含有する洗浄液の蒸気を供給する蒸気供給部と、
吸気口が前記真空槽と接続された蒸気洗浄・真空乾燥用真空ポンプと、
前記蒸気洗浄・真空乾燥用真空ポンプの排気口が前記被処理気体導入管に直接又は間接的に接続された、本発明に係る炭化水素回収装置と
を備えるものを用いることができる。

【0020】

このような洗浄装置によれば、蒸気洗浄及び真空乾燥を行う際に発生する炭化水素を成分として含む洗浄液の気体から炭化水素を、炭化水素回収装置において再生された吸着材を用いて効率よく回収することができる。

【0021】

上記洗浄装置において、前記真空ポンプと前記蒸気洗浄・真空乾燥用真空ポンプが同一の真空ポンプであることが好ましい。このように蒸気洗浄及び真空乾燥に用いる真空ポンプ（蒸気洗浄・真空乾燥用真空ポンプ）と炭化水素回収装置に用いる真空ポンプを兼用させることにより、真空ポンプによる装置コストを抑えることができる。

【0022】

上記洗浄装置において、前記蒸気供給部が、前記炭化水素液化部で液化された、炭化水素を含有する洗浄液を気化させることにより前記蒸気を生成するものであることが好ましい。これにより、炭化水素回収装置で回収され炭化水素液化部で液化された炭化水素を含有する洗浄液を蒸気洗浄で再利用することができ、洗浄液の使用量を抑えることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明により、炭化水素回収装置において炭化水素を含む被処理気体から炭化水素を除去する能力が低下することを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明に係る炭化水素回収装置の一実施形態を示す概略構成図。

【図2】本実施形態の炭化水素回収装置が有する活性炭トレイを示す斜視図。

【図3】本実施形態の炭化水素回収装置において活性炭トレイの周囲に設けられた加熱ジャケット及び冷却ジャケットを示す平面図。

【図4】第１処理槽において気体処理を行い、第２処理槽において吸着剤再生処理のうち吸引サブ処理を行っている状態を示す図。

【図5】第１処理槽において気体処理を行い、第２処理槽において吸着剤再生処理のうち大気開放サブ処理を行っている状態を示す図。

【図6】第１処理槽において吸着剤再生処理のうち吸引サブ処理を行い、第２処理槽において気体処理を行っている状態を示す図。

【図7】第１処理槽において吸着剤再生処理のうち大気開放サブ処理を行い、第２処理槽において気体処理を行っている状態を示す図。

【図8】本実施形態の炭化水素回収装置の変形例を示す概略構成図。

【図9】本実施形態の炭化水素回収装置を構成要素として有する洗浄装置を示す概略構成図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１～図９を用いて、本発明に係る炭化水素回収装置の実施形態、及び該炭化水素回収装置を構成要素として有する洗浄装置の実施形態を説明する。

【0026】

(1) 本実施形態の炭化水素回収装置の構成
図１に、本実施形態の炭化水素回収装置１０の構成を概略的に示す。この炭化水素回収装置１０は、第１処理槽１１Ａと第２処理槽１１Ｂという2個の処理槽を有する。第１処理槽１１Ａと第２処理槽１１Ｂは同様の構成を有する。そのため、以下では第１処理槽１１Ａを例として詳細な構成を説明し、第２処理槽１１Ｂの構成の詳細な説明は省略する。第１処理槽１１Ａの説明中の各構成要素に付された符号の末尾に記載の「Ａ」を「Ｂ」に置き換えたものが第２処理槽１１Ｂの構成要素に該当する（例えば、第１処理槽１１Ａに接続された後述の第１被処理気体導入管１２１Ａに対応する、第２処理槽１１Ｂにおける構成要素は第２被処理気体導入管１２１Ｂ）である。

【0027】

第１処理槽１１Ａの下端付近の側面には第１被処理気体導入管１２１Ａが接続されており、この第１被処理気体導入管１２１Ａには第１被処理気体導入弁１２Ａが設けられている。第１被処理気体導入管１２１Ａの上流側には被処理気体導入元管１２２が設けられており、この被処理気体導入元管１２２から第１被処理気体導入管１２１Ａと第２被処理気体導入管１２１Ｂが分岐している。被処理気体導入元管１２２には、炭化水素の気体の発生源（図示せず）から該気体を第１処理槽１１Ａ及び第２処理槽１１Ｂに向けて送給するファン１２３が設けられていると共に、ファン１２３よりも下流側に、発生源から被処理気体導入元管１２２に流入する気体の流量を調整（制限）する流量調整ダンパ１２４が設けられている。

【0028】

第１処理槽１１Ａの上端付近の側面には第１処理後気体排出管１３１Ａが設けられており、この第１処理後気体排出管１３１Ａには第１処理後気体排出弁１３Ａが設けられている。第１処理後気体排出管１３１Ａと第２処理後気体排出管１３１Ｂは処理後気体合流管１３２に合流している。第１処理槽１１Ａ及び第２処理槽１１Ｂで炭化水素が除去された気体である処理後気体は、処理後気体合流管１３２から炭化水素回収装置１０の外部に放出される。

【0029】

第１処理槽１１Ａの下端付近の側面には第１真空吸引管１４１Ａが設けられており、この第１真空吸引管１４１Ａには第１真空吸引弁１４Ａが設けられている。第１真空吸引管１４１Ａと第２真空吸引管１４１Ｂは真空吸引合流管１４２に合流しており、真空吸引合流管１４２には真空ポンプ１９の吸気口が接続されている。

【0030】

真空ポンプ１９の排気口は炭化水素回収管２０１を介して、炭化水素回収槽２０内に設けられたノズル２０２に接続されている。炭化水素回収槽２０にはノズル２０２よりも上方まで洗浄液Ｌが貯留されており、ノズル２０２から供給された炭化水素の気体が洗浄液Ｌに吸収されるようになっている。これら炭化水素回収槽２０及びノズルは前述の炭化水素液化部に相当する。炭化水素回収槽２０の上面には回収槽排出管２０３が接続されており、この回収槽排出管２０３は被処理気体導入元管１２２に接続されている。回収槽排出管２０３には、炭化水素回収槽２０から被処理気体導入元管１２２に流入する気体の流量を調整（制限）する流量調整ダンパ２０４が設けられている。

【0031】

第１処理槽１１Ａの上面には第１大気開放管１５１Ａが設けられており、この第１大気開放管１５１Ａに第１大気圧開放弁１５Ａが設けられている。

【0032】

第１処理槽１１Ａ内には、吸着材である活性炭を収容する活性炭トレイ（第１下段活性炭トレイ１６１Ａ、第１中段活性炭トレイ１６２Ａ、第１上段活性炭トレイ１６３Ａ）が縦方向に3個並んで配置されている。これらの活性炭トレイの底面１６６にはいずれも、気体を通過させつつ活性炭の粒子は通過させない粒径を有する気体通過孔１６７が設けられていると共に、後述の第１シャフト１７４Ａ（又は第２シャフト１７４Ｂ）を通過させるシャフト通過孔１６８が設けられている（図２、図３参照）。

【0033】

第１処理槽１１Ａには第１活性炭攪拌ユニット１７Ａが設けられている。第１活性炭攪拌ユニット１７Ａは前述の吸着材攪拌機構に相当するものであって、第１下段活性炭トレイ１６１Ａ、第１中段活性炭トレイ１６２Ａ、及び第１上段活性炭トレイ１６３Ａの各々のトレイ内に設けられた第１下段攪拌翼１７１Ａ、第１中段攪拌翼１７２Ａ及び第１上段攪拌翼１７３Ａを有する。これら3個の攪拌翼は、共通の第１シャフト１７４Ａに固定されている。第１シャフト１７４Ａは略鉛直方向に延び、各活性炭トレイのシャフト通過孔１６８を通過するように設けられている。第１活性炭攪拌ユニット１７Ａはさらに、第１処理槽１１Ａの上面に設けられた、第１シャフト１７４Ａを回転させる第１モータ１７５Ａを有する。

【0034】

第１下段活性炭トレイ１６１Ａ、第１中段活性炭トレイ１６２Ａ、第１上段活性炭トレイ１６３Ａの周囲にはそれぞれ、第１加熱ジャケット１８１Ａ及び第１冷却ジャケット１８２Ａが配置されている（図３参照）。第１加熱ジャケット１８１Ａは前述の吸着材加熱機構に相当するものであって、所定の温度（例えば130℃）に加熱されたオイルが下方から上方に流れる流路を有する。第１冷却ジャケット１８２Ａは前述の吸着材冷却機構に相当するものであって、冷却水が下方から上方に流れる流路を有する。

【0035】

本実施形態の炭化水素回収装置１０はさらに、制御部２１を有する。制御部２１は機能ブロックとして、弁制御部２１１と、温度制御部２１２とを有する。弁制御部２１１は、第１被処理気体導入弁１２Ａ、第２被処理気体導入弁１２Ｂ、第１処理後気体排出弁１３Ａ、第２処理後気体排出弁１３Ｂ、第１真空吸引弁１４Ａ、第２真空吸引弁１４Ｂ、第１大気開放弁１５Ａ及び第２大気開放弁１５Ｂの各弁の動作を制御する。温度制御部２１２は、第１加熱ジャケット１８１Ａ及び第２加熱ジャケット１８１Ｂに加熱されたオイルを供給するタイミング、並びに第１冷却ジャケット１８２Ａ及び第２冷却ジャケット１８２Ｂに冷却水を供給するタイミングを設定することにより、第１処理槽１１Ａ内及び第２処理槽１１Ｂ内の活性炭の温度を制御する。これらの制御の詳細は、以下の炭化水素回収装置１０の動作の説明中で述べる。制御部２１は、ＣＰＵやメモリ等のハードウエア及びこれらの制御を実行するソフトウエアにより具現化されている。

【0036】

(2) 本実施形態の炭化水素回収装置の動作
本実施形態の炭化水素回収装置１０の動作を説明する。この装置では、発生源（典型的には後述の洗浄装置１であるが、それには限定されない）から発生する、炭化水素を含有する被処理気体から炭化水素を除去する気体処理を行うと共に、気体処理によって活性炭トレイ内の活性炭に付着した炭化水素を除去することにより活性炭を再生する活性炭再生処理を行う。第１処理槽１１Ａで気体処理を行っている間には第２処理槽１１Ｂでは活性炭再生処理を行い、第１処理槽１１Ａで活性炭再生処理を行っている間には第２処理槽１１Ｂでは気体処理を行う。以下、これらの処理の詳細を説明する。

【0037】

まず以下のように、第１処理槽１１Ａで気体処理を行い、第２処理槽１１Ｂで活性炭再生処理を行う操作を実行する。この操作を開始する際には、制御部２１は、第１処理槽１１Ａに接続された各管に設けられた弁に対しては、前記気体処理操作として、第１被処理気体導入弁１２Ａ及び第１処理後気体排出弁１３Ａを開放し、第１真空吸引弁１４Ａ及び第１大気圧開放弁１５Ａを閉鎖する操作を行う。一方、制御部２１は、第２処理槽１１Ｂに接続された各管に設けられた弁に対しては、前記吸着剤再生操作として、第２被処理気体導入弁１２Ｂ及び前記処理後気体排出弁１３Ｂを閉鎖し、第２真空吸引弁１４Ｂ及び第２大気圧開放弁１５Ｂに対しては後述のように開閉を繰り返し実行させる操作を行う。

【0038】

以上の各弁の開閉操作により、発生源から発生した被処理気体は、ファン１２３の動作により被処理気体導入元管１２２に取り込まれ、第１被処理気体導入弁１２Ａが開放されている第１被処理気体導入管１２１Ａを通過して第１処理槽１１Ａの底部付近に導入され、第１処理槽１１Ａ内において上方に向かって移動してゆく（図４及び図５参照。これらの図中、実線の太線は気体が流れている管を示し、破線の太線は気体が流れていない管を示す。なお、これらの図では炭化水素回収装置１０の構成要素のうちの一部を省略して図示している。後述の図６及び図７も同様。）。この間、第１処理槽１１Ａ内では、被処理気体は、第１下段活性炭トレイ１６１Ａ、第１中段活性炭トレイ１６２Ａ、第１上段活性炭トレイ１６３Ａの順に、各活性炭トレイに設けられた気体通過孔１６７を通過してゆき、被処理気体中に含まれる炭化水素が各活性炭トレイに収容されている活性炭Ｃに吸着することによって除去されてゆく。本実施形態では活性炭トレイを複数個（3個）備えることにより、活性炭トレイが1個のみの場合よりも確実に炭化水素を除去することができる。

【0039】

また、温度制御部２１２による制御によって第１冷却ジャケット１８２Ａに冷却水が流れ、それにより第１下段活性炭トレイ１６１Ａ、第１中段活性炭トレイ１６２Ａ及び第１上段活性炭トレイ１６３Ａ、さらにはそれら各活性炭トレイに収容されている活性炭が冷却される。このように活性炭が冷却されることによって、被処理気体に含まれる炭化水素が活性炭に吸着することが促進される。

【0040】

このようにして被処理気体から炭化水素が除去された処理後気体は、第１処理後気体排出管１３１Ａ及び処理後気体合流管１３２を通って大気中に放出される（図４及び図５参照）。

【0041】

このように第１処理槽１１Ａで気体処理が行われている間、第２処理槽１１Ｂでは、第２下段活性炭トレイ１６１Ｂ、第２中段活性炭トレイ１６２Ｂ及び第２上段活性炭トレイ１６３Ｂ内に収容されている活性炭に付着している炭化水素を除去する活性炭再生処理が以下のように行われる。なお、この活性炭再生処理は通常、それよりも前に第２処理槽１１Ｂにおいて気体処理が行われている場合に実行されるものであって、第２処理槽１１Ｂ内の各トレイに活性炭を収容した後に未だ気体処理が行われていない場合には省略することができる。但し、未だ気体処理が行われていない場合であっても、よりきれいな（炭化水素の付着がない）状態で活性炭を使用するために、活性炭再生処理を実行してもよい。

【0042】

活性炭再生処理ではまず、真空ポンプ１９が作動している状態で、弁制御部２１１は、第２大気圧開放弁１５Ｂを閉鎖し、第２真空吸引弁１４Ｂを開放する。これにより、第２処理槽１１Ｂ内の気体が真空ポンプ１９により吸引され、第２処理槽１１Ｂ内が減圧される。すると、活性炭Ｃに吸着していた炭化水素（ＨＣ）が活性炭Ｃから離脱し、炭化水素の気体が第２真空吸引管１４１Ｂ及び炭化水素回収管２０１を通ってノズル２０２から炭化水素回収槽２０内の洗浄液Ｌ中に放出される（吸引サブ処理。図４参照。）。これにより、炭化水素の気体の大半が洗浄液Ｌに吸収される。洗浄液Ｌに吸収されなかった一部の炭化水素の気体は、回収槽排出管２０３、被処理気体導入元管１２２及び第１被処理気体導入管１２１Ａを通って、被処理気体と共に第１処理槽１１Ａ内に導入され、活性炭トレイ内の活性炭に吸着する。

【0043】

この吸引サブ処理の間、温度制御部２１２による制御によって加熱されたオイルが第２加熱ジャケット１８１Ｂに流れ、それにより第２下段活性炭トレイ１６１Ｂ、第２中段活性炭トレイ１６２Ｂ及び第２上段活性炭トレイ１６３Ｂ、さらにはそれら各活性炭トレイに収容されている活性炭Ｃが加熱される。これにより、活性炭Ｃから炭化水素が離脱することが促進される。それと共に、第２モータ１７５Ｂが作動して第２シャフト１７４Ｂ並びにそれに固定された第２下段攪拌翼１７１Ｂ、第２中段攪拌翼１７２Ｂ及び第２上段攪拌翼１７３Ｂが回転することにより活性炭Ｃが攪拌され、活性炭Ｃから炭化水素が離脱することがさらに促進される。

【0044】

このような吸引サブ処理を暫く実行していると、炭化水素の気化に伴って気化熱により活性炭の温度が低下してゆき、やがて活性炭に残存する炭化水素がほとんど気化しなくなる。そこで、吸引サブ処理の開始から所定時間経過後に、弁制御部２１１は、第２真空吸引弁１４Ｂを閉鎖して第２大気圧開放弁１５Ｂを開放する操作（大気開放サブ操作）を行うことにより大気を導入し、第２処理槽１１Ｂ内を大気圧にする（図５参照。大気開放サブ処理。）。その後さらに、弁制御部２１１は、第２大気圧開放弁１５Ｂを閉鎖して第２真空吸引弁１４Ｂをを開放する操作を行う。これにより、再び吸引サブ処理が実行され、活性炭Ｃから炭化水素が離脱するようになる。

【0045】

本実施形態の炭化水素回収装置１０では、これら吸引サブ処理と大気開放サブ処理を交互に複数回ずつ実行する。これにより、活性炭から炭化水素が離脱することが促進されるため、その後の気体処理の際に被処理気体から炭化水素を除去する能力を高めることができる。

【0046】

以上のように第１処理槽１１Ａで気体処理を行いつつ第２処理槽１１Ｂで活性炭再生処理を行った後、弁制御部２１１は、第１被処理気体導入弁１２Ａ、第１処理後気体排出弁１３Ａ、第２真空吸引弁１４Ｂ及び第２大気圧開放弁１５Ｂを閉鎖し、第２被処理気体導入弁１２Ｂ及び第２処理後気体排出弁１３Ｂを開放する制御を行う。さらに第１真空吸引弁１４Ａ及び第１大気圧開放弁１５Ａに関しては、弁制御部２１１は吸引サブ操作と大気開放サブ操作を交互に複数回ずつ実行する。これにより、第２処理槽１１Ｂで気体処理を行いつつ第１処理槽１１Ａで活性炭再生処理を行う。第２処理槽１１Ｂにおける気体処理の動作（図６及び図７）は前述した第１処理槽１１Ａにおける当該動作と同様であり、第１処理槽１１Ａにおける活性炭再生処理で行う吸引サブ処理の動作（図６）及び大気圧開放サブ処理の動作（図７）は第２処理槽１１Ｂにおけるそれらの動作と同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0047】

このように第１処理槽１１Ａと第２処理槽１１Ｂで互いに逆のタイミングで気体処理と活性炭再生処理を行うことにより、被処理気体に対する気体処理を常時実行しつつ、活性炭を再生することで炭化水素を除去する能力が低下することを抑えることができる。

【0048】

(3) 本発明の炭化水素回収装置の変形例
本発明の炭化水素回収装置は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、活性炭攪拌ユニット、加熱ジャケット及び冷却ジャケットは必須ではなく、それらのうちの一部又は全部は省略してもよい。また、加熱ジャケットの代わりに電力を用いて加熱するヒータを用いてもよい。

【0049】

上記実施形態では1個の処理槽につき活性炭トレイを3個設けたが、活性炭トレイの個数は2個以下であってもよいし4個以上であってもよい。また、例えば籠形の保持具のように、上記実施形態で用いた活性炭トレイ以外の構造を有する保持具に活性炭を保持するようにしてもよい。

【0050】

上記実施形態では吸着材として活性炭を用いたが、活性炭素繊維やその他の吸着材を用いてもよい。

【0051】

上記実施形態では、第１被処理気体導入管１２１Ａ及び第２被処理気体導入管１２１Ｂの直前のところに設けた被処理気体導入元管１２２から被処理気体を炭化水素回収装置１０に導入しているが、その代わりに、図８に示すように、真空ポンプ１９の吸気口に被処理気体導入元管１２２Ａを接続し、回収槽排出管２０３を第１被処理気体導入管１２１Ａ及び第２被処理気体導入管１２１Ｂに直接接続するようにしてもよい。このように真空ポンプ１９の吸気口に被処理気体導入元管１２２Ａを接続することにより、被処理気体が第１処理槽１１Ａ又は第２処理槽１１Ｂに導入される前に炭化水素回収槽２０内の洗浄液Ｌに導入され、被処理気体に含まれる炭化水素の一部を洗浄液Ｌに吸収させることができる。

【0052】

なお、図８中に太破線で示すように、さらに回収槽排出管２０３から分岐させた第２被処理気体導入元管１２２Ｂを設け、（被処理気体導入元管１２２Ａから導入する被処理気体とは別に）第２被処理気体導入元管１２２Ｂからも被処理気体を導入するようにしてもよい。その場合には、例えば被処理気体導入元管１２２Ａには洗浄装置において蒸気洗浄及び真空乾燥を行う真空槽を接続し、第２被処理気体導入元管１２２Ｂからは洗浄装置の周囲の気体を導入するようにすることができる。これにより、真空槽から被処理気体を炭化水素回収装置１０に導入すると共に、炭化水素を含む気体が洗浄装置から漏出したとしてもその気体を第２被処理気体導入元管１２２Ｂから炭化水素回収装置１０に導入することができる。

【0053】

本発明に係る炭化水素回収装置は、次に述べる洗浄装置において炭化水素を含有する洗浄液から発生する炭化水素を含有する気体から炭化水素を回収するために好適に用いることができる。但し、本発明に係る炭化水素回収装置は洗浄装置のみならず、他の装置や容器（例えば石油を貯留する容器）等から発生する炭化水素を含有する気体から炭化水素を回収する際にも用いることができる。

【0054】

(4) 本実施形態の炭化水素回収装置を有する洗浄装置
図９に、本実施形態の炭化水素回収装置１０を有する洗浄装置１の構成を概略的に示す。この洗浄装置１は炭化水素回収装置１０の他に、浸漬洗浄部３０、蒸気洗浄・真空乾燥部４０及び蒸留再生部５０を有する。図９に示した例では、炭化水素回収装置１０には、図８に示した変形例のうち第２被処理気体導入元管１２２Ｂを有するものを用いている。

【0055】

浸漬洗浄部３０は、洗浄液が貯留される浸漬洗浄槽３１と、浸漬洗浄槽３１内に収容されるワークに洗浄液を介して超音波振動を付与する超音波振動子３２と、浸漬洗浄槽３１内の洗浄液を濾過する循環濾過器３３とを有する。循環濾過器３３は、両端が浸漬洗浄槽３１に接続された循環管３３１と、循環管３３１内に設けられたフィルタ３３２及び液体ポンプ３３３とを有する。

【0056】

浸漬洗浄部３０では、浸漬洗浄槽３１に貯留された洗浄液にワークを浸漬したうえで、超音波振動子３２により超音波振動をワークに付与することにより、ワークが洗浄される。ワークの洗浄に伴って洗浄液中に分散した不純物は、循環濾過器３３においてフィルタ３３２により除去される。

【0057】

浸漬洗浄槽３１は、蒸留再生洗浄液供給管５４１により、蒸留再生部５０が有する蒸留液貯留タンク５４と接続されている。これにより、炭化水素回収槽２０で回収された炭化水素を含む洗浄液が蒸留再生部５０で再生されて浸漬洗浄槽３１に供給されることで再利用できる。また、浸漬洗浄槽３１は、洗浄液を貯留する空間のうちの上寄りの位置において、戻り管３５により炭化水素回収装置１０の炭化水素回収槽２０と接続されている。これにより、所定量を超える洗浄液が浸漬洗浄槽３１に存在するときには、戻り管３５を通して炭化水素回収槽２０に洗浄液を流すことにより、浸漬洗浄槽３１から洗浄液が溢れることが防止される。

【0058】

浸漬洗浄槽３１は脱気回収管３４１により、真空ポンプ１９に接続されている。脱気回収管３４１には脱気弁３４が設けられている。脱気弁３４を開放している間、浸漬洗浄槽３１内の洗浄液Ｌから蒸発した気体を真空ポンプ１９で吸引して炭化水素回収装置１０により回収される。

【0059】

蒸気洗浄・真空乾燥部４０は、真空槽４１と、真空開閉弁４２と、蒸気開閉弁４３と、洗浄液回収槽４４とを有する。真空槽４１は真空ポンプ接続管４２１により真空ポンプ１９に接続されている。真空ポンプ接続管４２１は、図８に示した例の炭化水素回収装置１０における被処理気体導入元管１２２に該当する。なお、炭化水素回収装置１０が有する真空ポンプ１９とは別の真空ポンプを蒸気洗浄・真空乾燥部４０に設け、その真空ポンプに真空槽４１を接続するようにしてもよい。その場合には、当該別の真空ポンプの排気口を、図１に示した例の炭化水素回収装置１０における被処理気体導入元管１２２に接続する。真空開閉弁４２は真空ポンプ接続管４２１に設けられている。また、真空槽４１は蒸気供給管４３１により蒸留再生部５０が有する蒸留槽５１と接続されており、蒸気供給管４３１に設けられた蒸気開閉弁４３を開放しているときに内部に洗浄液の蒸気が供給される。

【0060】

洗浄液回収槽４４は、洗浄液回収管４４１により真空槽４１の底部と接続されており、真空槽４１で液化した洗浄液を回収する容器である。洗浄液回収管４４１には洗浄液回収弁４４２が設けられている。洗浄液回収槽４４は洗浄液供給管４４３により浸漬洗浄槽３１にも接続されており、真空槽４１で液化した洗浄液を浸漬洗浄部３０で再利用できる。

【0061】

蒸気洗浄・真空乾燥部４０では以下のように蒸気洗浄及び真空乾燥が行われる。まず、真空槽４１にワークを収容したうえで真空開閉弁４２を開放し、真空ポンプ１９により真空槽４１内を真空引きすることにより、真空槽４１内の空気を排出する。次いで、真空開閉弁４２を閉鎖したうえで蒸気開閉弁４３を開放し、蒸留槽５１から真空槽４１内に洗浄液の蒸気を供給する。洗浄液の蒸気の供給を所定時間継続した後、蒸気開閉弁４３を閉鎖したうえで真空開閉弁４２を開放し、真空ポンプ１９により真空槽４１内の洗浄液の蒸気を排出する。これら蒸気の供給及び排出を複数回繰り返し実行する。最後に、真空ポンプ１９により真空槽４１内の圧力を急激に減圧してワークの表面に付着した洗浄液を突沸させることにより、真空乾燥を行う。

【0062】

蒸気洗浄及び真空乾燥の際に真空槽４１から排出された洗浄液の蒸気は、炭化水素回収槽２０に供給され、該蒸気に含まれる炭化水素が炭化水素回収装置１０により回収される。

【0063】

蒸留再生部５０は、蒸留槽５１と、蒸気案内弁５２と、蒸留器コンデンサ５３と、蒸留液貯留タンク５４と、エゼクタ５５と、蒸留液循環ポンプ５６とを有する。蒸留槽５１は、炭化水素回収槽２０に接続された蒸留対象液供給管５１１を介して炭化水素回収槽２０から供給される洗浄液を貯留したうえでヒータ（図示せず）で加熱することにより、洗浄液の蒸気を発生させるものである。蒸気案内弁５２は、蒸留槽５１で発生した洗浄液の蒸気の流路を、蒸気洗浄・真空乾燥部４０の蒸気供給管４３１と、蒸留器コンデンサ５３に接続される蒸留器コンデンサ接続管５３１のいずれに供給するかを切り替える三方弁である。蒸留器コンデンサ５３は、蒸留槽５１から供給される洗浄液の蒸気を冷却して液化するものである。蒸留液貯留タンク５４は、蒸留器コンデンサ５３で液化した洗浄液を貯留するタンクである。蒸留液貯留タンク５４は蒸留再生洗浄液供給管５４１を介して浸漬洗浄槽３１に接続されている。エゼクタ５５は、蒸留器コンデンサ５３で液化した洗浄液を蒸留液貯留タンク５４に引き込むように吸引するものであり、蒸留液循環ポンプ５６で洗浄液が循環流路５５１を循環することにより動作する。

【0064】

蒸留再生部５０では、常時、炭化水素回収槽２０から供給される洗浄液を蒸留槽５１で加熱することにより洗浄液の蒸気を生成する。生成した蒸気は、蒸気洗浄・真空乾燥部４０において蒸気洗浄を行うときには蒸気案内弁５２により流路を蒸気供給管４３１側に設定して真空槽４１に供給し、それ以外のときには蒸気案内弁５２により流路を蒸留器コンデンサ接続管５３１側に設定して蒸留器コンデンサ５３に供給する。真空槽４１に供給された蒸気は蒸気洗浄に用いられる。一方、蒸留器コンデンサ５３に供給された蒸気は冷却されて液化することにより蒸留再生され、蒸留液貯留タンク５４に貯留される。蒸留液貯留タンク５４に貯留された蒸留再生後の洗浄液は、蒸留再生洗浄液供給管５４１を介して浸漬洗浄槽３１に供給される。

【0065】

本実施形態の洗浄装置によれば、浸漬洗浄槽３１内で洗浄液Ｌから蒸発した気体及び蒸気洗浄及び真空乾燥の際に真空槽４１から排出される洗浄液の蒸気を炭化水素回収装置１０に導入することにより、それら気体及び蒸気に含まれる炭化水素を環境中に排出することなく回収することができる。また、仮に浸漬洗浄槽３１や真空槽４１等から炭化水素を含む気体が漏出したとしても、その気体を第２被処理気体導入元管１２２Ｂから炭化水素回収装置１０に導入することにより、その気体に含まれる炭化水素を回収することができる。さらに、回収した炭化水素を炭化水素回収槽２０において洗浄液に吸収させ、その洗浄液を再利用することができるため、洗浄液の使用量を抑えることができる。さらに、炭化水素の回収を本実施形態の炭化水素回収装置１０で行うことにより、前記蒸気から炭化水素を除去する能力が低下することを抑えることができる。

【0066】

また、蒸気洗浄及び真空乾燥の際に行う真空引きと、炭化水素回収装置１０における吸着材（活性炭）の再生の際に行う真空引きを、共通の真空ポンプ１９を用いて行う場合には、真空ポンプに要する装置コストを抑えることができる。

【0067】

本発明に係る炭化水素回収装置を用いた洗浄装置に関しても、上記の実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

【符号の説明】

【0068】

１０…炭化水素回収装置
１１Ａ（１１Ｂ）…第１（第２）処理槽
１２Ａ（１２Ｂ）…第１（第２）被処理気体導入弁
１２１Ａ（１２１Ｂ）…第１（第２）被処理気体導入管
１２２…被処理気体導入元管
１２３…ファン
１２４、２０４…流量調整ダンパ
１３Ａ（１３Ｂ）…第１（第２）処理後気体排出弁
１３１Ａ（１３１Ｂ）…第１（第２）処理後気体排出管
１３２…処理後気体合流管
１４Ａ（１４Ｂ）…第１（第２）真空吸引弁
１４１Ａ（１４１Ｂ）…第１（第２）真空吸引管
１４２…真空吸引合流管
１５Ａ（１５Ｂ）…第１（第２）大気圧開放弁
１５１Ａ（１５１Ｂ）…第１（第２）大気開放管
１６１Ａ（１６１Ｂ）…第１（第２）下段活性炭トレイ
１６２Ａ（１６２Ｂ）…第１（第２）中段活性炭トレイ
１６３Ａ（１６３Ｂ）…第１（第２）上段活性炭トレイ
１６６…活性炭トレイの底面
１６７…気体通過孔
１６８…シャフト通過孔
１７Ａ（１７Ｂ）…第１（第２）活性炭攪拌ユニット
１７１Ａ（１７１Ｂ）…第１（第２）下段攪拌翼
１７２Ａ（１７２Ｂ）…第１（第２）中段攪拌翼
１７３Ａ（１７３Ｂ）…第１（第２）上段攪拌翼
１７４Ａ（１７４Ｂ）…第１（第２）シャフト
１７５Ａ（１７５Ｂ）…第１（第２）モータ
１８１Ａ（１８１Ｂ）…第１（第２）加熱ジャケット
１８２Ａ（１８２Ｂ）…第１（第２）冷却ジャケット
１９…真空ポンプ
２０…炭化水素回収槽
２０１…炭化水素回収管
２０２…ノズル
２０３…回収槽排出管
２１…制御部
２１１…弁制御部
２１２…温度制御部
３０…浸漬洗浄部
３１…浸漬洗浄槽
３２…超音波振動子
３３…循環濾過器
３３１…循環管
３３２…フィルタ
３３３…液体ポンプ
３４…脱気弁
３４１…脱気回収管
３５…戻り管
４０…蒸気洗浄・真空乾燥部
４１…真空槽
４２…真空開閉弁
４２１…真空ポンプ接続管
４３…蒸気開閉弁
４３１…蒸気供給管
４４…洗浄液回収槽
４４１…洗浄液回収管
４４２…洗浄液回収弁
４４３…洗浄液供給管
５０…蒸留再生部
５１…蒸留槽
５１１…蒸留対象液供給管
５２…蒸気案内弁
５３…蒸留器コンデンサ
５３１…蒸留器コンデンサ接続管
５４…蒸留液貯留タンク
５４１…蒸留再生洗浄液供給管
５５…エゼクタ
５５１…循環流路
５６…蒸留液循環ポンプ
Ｃ…活性炭
Ｌ…洗浄液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】