特許 7563910 有機ガス処理システム

(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】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】有機ガス処理システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/77 20060101AFI20241001BHJP

   G01N 33/00 20060101ALI20241001BHJP

   G01N 21/78 20060101ALN20241001BHJP

【ＦＩ】

G01N21/77 A

G01N33/00 C

G01N21/78 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020127188

(22)【出願日】2020-07-28

(65)【公開番号】P2022024538

(43)【公開日】2022-02-09

【審査請求日】2023-06-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】冨田 賢吾

(72)【発明者】

【氏名】田中 勲

(72)【発明者】

【氏名】藤田 智治

(72)【発明者】

【氏名】坂本 禎志

(72)【発明者】

【氏名】河本 憲一

【審査官】田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－０７８２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０９６７４５０（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開平０９－１４１０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４８５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－０２５２５２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／７５－２１／８３

Ｇ０１Ｎ ３０／００－３３／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

室内空間に設置されたチャンバー内で有機溶媒から生じる有機ガスを検知してモニタリングしたガスを前記室内空間に排気して戻す有機ガス処理システムであって、
前記有機溶媒が収容されるチャンバーと、前記チャンバー内の有機ガスを吸引して室内空間へ排気するダクトと、前記ダクト内に設けられたケミカルフィルタと、を備えた有機ガス処理装置と、
前記ケミカルフィルタを通過したガスの一部を流入させ、流入した当該ガスの状態を検出するガス検知管を備えた検知装置と、
前記検知装置で検出したガスの検知データを処理するデータ処理部と、
を有し、
前記検知装置は、前記ガス検知管のガス充填状態に応じて自動で前記ガス検知管を交換可能な検知管自動交換装置を備えており、
前記ケミカルフィルタは、前記ダクト内に複数設けられており、
前記検知装置は、一端が前記ダクトに接続され、他端が前記ガス検知管に接続される検知用配管を備え、
前記検知用配管の一端は、複数の前記ケミカルフィルタの間に接続されていることを特徴とする有機ガス処理システム。

【請求項2】

前記検知装置には、前記ケミカルフィルタを通過して前記検知装置内に流入された前記ガスを流通させる前記ガス検知管を配置する読取り領域を有する読取装置が設けられ、
検知管自動交換装置は、複数の前記ガス検知管が収容される検知管カセットを有する検知管ホルダを備え、
前記検知管カセットに収納された前記複数のガス検知管は、前記読取り領域に対して順次、入れ替えて配置されることを特徴とする請求項１に記載の有機ガス処理システム。

【請求項3】

前記データ処理部は、前記検知装置で検出した検知データに基づいて予め設定される基準値を超えた場合に警報を発信することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ガス処理システム。

【請求項4】

前記検知管自動交換装置は、回転中心回りに回転する円盤状の検知管ホルダを備え、
前記検知管ホルダには、複数の前記ガス検知管が回転中心を中心として放射状に、かつ、着脱可能に設けられている請求項１～３のいずれか一項に記載の有機ガス処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機ガス処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、有機溶剤を扱う際には、労働災害を防止し、作業者の安全と健康を守るため作業環境測定が実施されている。また、揮発した有機ガスが作業者に暴露しないようにするために局所排気装置やプッシュプル型換気装置が設置され、これにより有機ガス発散防止抑制措置が施されている。
このような環境測定方法としては、例えば特許文献１～３に示されるようにガス検知管の自動測定を行い、データ送信を自動化して保存するような装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－３００５１８号公報

【文献】特開２００７－０９８３７５号公報

【文献】特開２０１９－１４８５９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の作業環境測定では、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１～３に示す環境測定では、ガス検知管を測定毎に交換する必要があり、その交換作業に手間と時間を要することから定期的なモニタリング手法としては問題があった。
また、従来の有機ガス発散防止抑制措置に採用される装置は、ドラフトチャンバーを備えた装置であり、発生したガスの全量を室外に排気するものであった。この室外への排気に伴って大量の外気を室内に導入する必要があり、室内温度等の空調を管理するためのコストが増大することから、その点で改善の余地があった。

【0005】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、定時測定による測定効率を向上させることができ、測定にかかるコストを低減できる有機ガス処理システム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】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明に係る有機ガス処理システムは、室内空間に設置されたチャンバー内で有機溶媒から生じる有機ガスを検知してモニタリングしたガスを前記室内空間に排気して戻す有機ガス処理システムであって、前記有機溶媒が収容されるチャンバーと、前記チャンバー内の有機ガスを吸引して室内空間へ排気するダクトと、前記ダクト内に設けられたケミカルフィルタと、を備えた有機ガス処理装置と、前記ケミカルフィルタを通過したガスの一部を流入させ、流入した当該ガスの状態を検出するガス検知管を備えた検知装置と、前記検知装置で検出したガスの検知データを処理するデータ処理部と、を有し、前記検知装置は、前記ガス検知管のガス充填状態に応じて自動で前記ガス検知管を交換可能な検知管自動交換装置を備えており、前記ケミカルフィルタは、前記ダクト内に複数設けられており、前記検知装置は、一端が前記ダクトに接続され、他端が前記ガス検知管に接続される検知用配管を備え、前記検知用配管の一端は、複数の前記ケミカルフィルタの間に接続されていることを特徴としている。

【0007】

本発明では、ケミカルフィルタを通過したガスをサンプリングして検知装置のガス検知管を通過させてそのガスの濃度等の検知データをデータ処理してモニタリングすることができる。このとき、検知管自動交換装置によりモニタリングが完了したガス検知管を自動でガス検知位置に移動させて交換することができることから、ガス検知管を使用しても従来のような交換作業に多大な手間と時間を要すことがない測定を実現できる。このように、ガス検知管の自動開封・入れ替え・計測機能を備えた検知装置を用いることにより、定期的なモニタリング測定を効率よく行うことができ、測定にかかるコストを低減できる。

【0008】

また、本発明の有機ガス処理システムによれば、循環空気の温度変化がない状態で、チャンバーとダクトを通過する有機ガスがケミカルフィルタによって除去され、その有機ガスが除去された清浄空気を室内空間に戻すことができる。そのため、本発明では、外気への排気が不要となり、従来のように有機ガスの全量を室外に排気する場合に比べて外気の室内空間への導入量を削減することができるうえ、従来のような外気への排気ダクトを設置する必要もなくなることから、空調コストを抑制できる。したがって、この場合には、ダクトの増設などが困難な既存施設への導入も可能となる。

【0009】

さらに、本発明では、ケミカルフィルタを使用した有機ガス処理装置に求められるガスセンサーのコストを大幅に抑えることができるうえ、検知管自動交換装置によりガス検知管の変更を容易に行うことができ、幅広いガス検知を実施することができる。
また、本発明では、データ処理部において、検知装置で検出した検知データを保存しておくことで、室内空間へ排気される清浄空気の排気データの安全性を検証することができ、ケミカルフィルタの最適な交換時期を確認することが可能となる。

【0010】

また、本発明に係る有機ガス処理システムは、前記検知装置には、前記ケミカルフィルタを通過して前記検知装置内に流入された前記ガスを流通させる前記ガス検知管を配置する読取り領域を有する読取装置が設けられ、検知管自動交換装置は、複数の前記ガス検知管が収容される検知管カセットを有する検知管ホルダを備え、前記検知管カセットに収納された前記複数のガス検知管は、前記読取り領域に対して順次、入れ替えて配置されることが好ましい。

【0011】

本発明では、検知管カセットに収容される複数のガス検知管を順次、読取装置に入れ替えてガス検知を行うことができる。この場合には、予め検知管カセットに複数のガス検知管をセットしておくことができるので、交換の自動化を容易に行うことができ、ガス検知管の交換にかかる作業効率を向上させることができる。

【0012】

また、本発明に係る有機ガス処理システムは、前記データ処理部は、前記検知装置で検出した検知データに基づいて予め設定される基準値を超えた場合に警報を発信することを特徴としてもよい。

【0013】

この場合には、ガス検知管で検出した検知データをデータ処理部でモニタリングし、その結果に基づいて警報を発信することができるので、信頼性の高い有機ガス処理を行うことができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の有機ガス処理システムによれば、定時測定による測定効率を向上させることができ、測定にかかるコストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態による有機ガス処理システムの概略構成を示す図である。

【図2】検知装置に装着される検知管自動交換装置の概要を示す平面図である。

【図3】有機ガス処理システムの動作フローを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態による有機ガス処理システムについて、図面に基づいて説明する。

【0017】

本実施形態による有機ガス処理システム１は、図１に示すように、有機溶剤を取り扱う室内空間Ｒで発生した有機ガスＧをケミカルフィルタ２３でガス処理して再び室内空間Ｒに排気して戻す循環型のシステムであり、除去後のガス（以下、「清浄化ガスｇ」という）を検知してモニタリングするガス処理システムである。
有機ガス処理システム１は、有機ガス処理装置２、検知装置３、およびデータ処理部４を備えている。

【0018】

有機ガス処理装置２は、有機溶媒６が収容されるチャンバー２１と、チャンバー２１内の有機ガスＧを吸引して室内空間Ｒへ排気するダクト２２と、ダクト２２内に設けられたケミカルフィルタ２３と、を備えている。

【0019】

チャンバー２１は、中空部２１Ａを有する箱型に形成され、有機溶媒６を出し入れ可能な開口部２１ａを有している。チャンバー２１の外壁の一部にはダクト２２の端部（接続端２２ａ）が接続されている。チャンバー２１の外壁部には、ダクト２２に連通するチャンバー内流路２４が形成されている。チャンバー２１の中空部２１Ａを形成する内壁面２１ｂには、有機溶媒６から発する有機ガスＧをチャンバー内流路２４に吸入させる通気孔２５が設けられている。
チャンバー２１内の中空部２１Ａ及びチャンバー内流路２４は、それぞれが連通するダクト２２によって吸引されて負圧になっている。そのため、中空部２１Ａに配置される有機溶媒６から発生する有機ガスＧはチャンバー２１の開口部２１ａを通じて外部へ漏れ出すことがないように構成されている。

【0020】

ダクト２２は、一端の接続端２２ａがチャンバー２１のチャンバー内流路２４に接続され、他端の排気口２２ｂが室内空間Ｒに位置するように配置されている。ダクト２２にはファン等の吸入手段（図示省略）が設けられている。そのため、チャンバー２１の中空部２１Ａ内の有機ガスＧは、ダクト２２の吸入手段によって中空部２１Ａからチャンバー内流路２４に吸入され、さらにチャンバー内流路２４をダクト２２側に向けて流通する。

【0021】

ダクト２２の途中には、検知装置３に有機ガスＧが清浄化された清浄化ガスｇの一部を採取するための検知用配管３２が接続されている。この検知用配管３２は、後述する一対のケミカルフィルタ２３Ａ、２３Ｂの間の位置に接続される。

【0022】

ケミカルフィルタ２３は、ダクト２２内の途中に設けられ、流路方向に間隔をあけて配置されている。ここで上流側に設けられるものを上流側ケミカルフィルタ２３Ａとし、下流側に設けられるものを下流側ケミカルフィルタ２３Ｂとする。ダクト２２における上流側ケミカルフィルタ２３Ａと下流側ケミカルフィルタ２３Ｂとの間には、検知装置３の検知用配管３２が接続されている。下流側ケミカルフィルタ２３Ｂは、排気口２２ｂの手前に装着されている。ケミカルフィルタ２３Ａ、２３Ｂによって、ダクト２２内に吸引される有機ガスＧ中のケミカル物質が吸着処理されて空気が清浄化される。

【0023】

本実施形態では、後述するように定期的な測定を行うものであって、連続的な測定はできない。そのため、本実施形態では、上流側ケミカルフィルタ２３Ａが破損によりフィルタ機能を損失した場合に備えて下流側にバックアップフィルタとしての下流側ケミカルフィルタ２３Ｂが備えられている。

【0024】

検知装置３は、上流側ケミカルフィルタ２３Ａを通過した清浄化ガスｇの一部を流入させて採取し、採取した当該清浄化ガスｇの濃度などを検出するガス検知管３１を備えている。

【0025】

検知装置３は、複数のガス検知管３１を収容する装置本体ケース３０と、有機ガス処理装置２のダクト２２に接続され清浄化ガスｇの濃度等を検知するガス検知管３１に連通される検知用配管３２と、ガス検知管３１の変化状況を画像撮影により読み取る読取装置３３と、ガス検知管３１のガス充填状態に応じて自動で交換可能な検知管自動交換装置５（図２参照）と、を備えている。

【0026】

ガス検知管３１は、採取した清浄化ガスｇの濃度等を測定するために使用される。ガス検知管３１は、例えば透明な管内に化学試薬を備えるものが採用される。この化学試薬は、清浄化ガスｇがガス検知管３１内を通過することで接触してガス濃度に応じて変色する。この変色した色を判定することにより濃度が算出される。

【0027】

読取装置３３は、読取り領域３３Ａに配置されるガス検知管３１の表面を撮影して撮影画像を取得するカメラを備えている。この読取装置３３で撮影した検知画像データＤはデータ処理部４に送信される。読取装置３３の読取り領域３３Ａは、上流側ケミカルフィルタ２３Ａを通過した清浄化ガスｇを管内に流通させるガス検知管３１が入れ変わり配置される。

【0028】

検知装置３には、読取り領域３３Ａに配置されるガス検知管３１の下流側端部３１ａにおいて吸引ポンプ３４が着脱可能に接続されている。ガス検知が行われる際に吸引ポンプ３４を駆動することで、吸引によりガス検知管３１内が負圧となってダクト２２から検知用配管３２を介して清浄化ガスｇがガス検知管３１に流入した状態となる。

【0029】

検知管自動交換装置５は、図２に示すように、回転中心５ａ回りに回転する円盤状の検知管ホルダ５１を備えている。検知管ホルダ５１には、複数のガス検知管３１をそれぞれ着脱可能に収納する検知管カセット５２が設けられている。これら検知管カセット５２は、回転中心５ａを中心として放射状に配置されている。検知管ホルダ５１の回転中心５ａには、検知用配管３２のガス吐出部３２ａが位置するようになっている。検知管ホルダ５１は、不図示のモータ等の駆動手段によって断続的に一方向（例えば、図２の符号Ｅ方向）に回転可能に設けられている。つまり、検知管カセット５２にセットされるガス検知管３１のうち１つが読取装置３３の読取り領域３３Ａに位置し、この読取り領域３３Ａには検知管ホルダ５１を回転させることで順次、未検知のガス検知管３１が入れ替わってセットされる。

【0030】

検知管自動交換装置５では、読取り領域３３Ａに配置されているガス検知管３１が完了した後、設定した時間に自動的に次の未検知のガス検知管３１を開封し、入れ替えて測定する機構が設けられている。

【0031】

図１に示すように、データ処理部４は、検知装置３で検出した清浄化ガスｇの検知画像データＤを処理する部分であって、画像処理部、画像演算部、警報発信部等を有する中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えている。データ処理部４は、検知装置３の読取装置３３に接続され、読取装置３３で撮影された検知画像データＤが取り込まれる。

【0032】

データ処理部４は、検知装置３で検出した検知画像データＤに基づいて予め設定されるガス濃度の基準値を超えた場合に警報発信部より警報を発信する。

【0033】

次に、有機ガス処理システム１における検知動作と、データ処理の動作手順について、図３に基づいて説明する。
先ず、ステップＳ１において、検知管ホルダ５１へセットするために検知装置３の装置本体ケース３０に複数のガス検知管３１を補充しておく。
次に、検知装置３における動作となる。先ず、測定部位である検知装置３内に検知管自動交換装置５をセットする（ステップＳ２）。その後、ステップＳ３において、ガス検知管３１の両端をカットする。なお、ガス検知管３１の両端をカットした後は、収納部５２内を脱気したり、ガス検知管３１の両側にシリコン製の栓を密着させて保持し、周辺部の空気を触れさせないように両端を挟んで閉じる閉止手段を設けることが好ましい。

【0034】

そして、ステップＳ４において、図２に示すように、検知管自動交換装置５の複数の検知管ホルダ５１の複数の検知管カセット５２にガス検知管３１を収容してセットする。このとき検知管カセット５２に収容される複数のガス検知管３１のうち１本のガス検知管３１が読取装置３３の読取り領域３３Ａに位置決めされる。

【0035】

次に、吸引ポンプ３４を駆動して読取り領域３３Ａに位置するガス検知管３１内に上流側ケミカルフィルタ２３Ａで清浄化された清浄化ガスｇを通過させ、そのガス検知管３１内に清浄化ガスｇを充填させてサンプリングする（ステップＳ５）。その後、読取装置３３でガス検知管３１を撮影してその撮影画像を取得する（ステップＳ６）。
そして、画像の撮影が終了したガス検知管３１を検知管ホルダ５１の検知管カセット５２から取り外し（ステップＳ７）、検知管ホルダ５１から取り外したガス検知管３１は破棄する（ステップＳ８）。そして、ステップＳ８で廃棄した後、取り外して空になった検知管カセット５２に新たなガス検知管３１が設置される。

【0036】

次に、ステップＳ６で検知画像データＤを取得した次の動作として、データ処理部４における動作となる。
ステップＳ６の後、データ処理部４ではステップＳ９とステップＳ１１に進む。先ず、検知画像データＤが保存され（ステップＳ９）、その検知画像データＤは測定員によって測定値が判定される（ステップＳ１０）。一方、ステップＳ１１では、検知画像データＤが保存された後、測定値が読み取られる処理が行われる。

【0037】

そして、ステップＳ１２において、ステップＳ１１で測定された測定値が保存され、予め設定されている基準値と比較する処理が行われる。ステップＳ１２において、測定値と基準値を比較した結果、基準値以下の場合には測定が終了となり（ステップＳ１４）、測定値が基準値を超える場合には警報が発信される処理が行われてから測定が終了となる（ステップＳ１３、ステップＳ１４）。

【0038】

次に、上述した有機ガス処理システム１の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態では、図１に示すように、上流側ケミカルフィルタ２３Ａを通過した清浄化ガスｇをサンプリングして検知装置３のガス検知管３１を通過させてその清浄化ガスｇの濃度等の検知画像データＤをデータ処理してモニタリングすることができる。このとき、本実施形態では、検知管自動交換装置５によりモニタリングが完了したガス検知管３１を自動でガス検知位置に移動させて交換することができることから、ガス検知管３１を使用しても従来のような交換作業に多大な手間と時間を要すことがない測定を実現できる。
このように、ガス検知管３１の自動開封・入れ替え・計測機能を備えた検知装置３を用いることにより、定期的なモニタリング測定を効率よく行うことができ、測定にかかるコストを低減できる。

【0039】

また、本実施形態の有機ガス処理システム１によれば、循環空気の温度変化がない状態で、チャンバー２１とダクト２２を通過する有機ガスＧがケミカルフィルタ２３によって除去され、その有機ガスＧが除去された清浄空気（清浄化ガスｇ）を室内空間Ｒに戻すことができる。
そのため、本実施形態では、外気への排気が不要となり、従来のように有機ガスの全量を室外に排気する場合に比べて外気の室内空間Ｒへの導入量を削減することができるうえ、従来のような外気への排気ダクトを設置する必要もなくなることから、空調コストを抑制できる。したがって、この場合には、ダクトの増設などが困難な既存施設への導入も可能となる。

【0040】

さらに、本実施形態では、ケミカルフィルタ２３を使用した有機ガス処理装置２に求められるガスセンサーのコストを大幅に抑えることができるうえ、検知管自動交換装置５によりガス検知管３１の変更を容易に行うことができ、幅広いガス検知を実施することができる。
また、本実施形態では、データ処理部４において、検知装置３で検出した検知画像データＤを保存しておくことで、室内空間Ｒへ排気される清浄空気の排気データの安全性を検証することができ、ケミカルフィルタ２３の最適な交換時期を確認することが可能となる。

【0041】

また、本実施形態では、検知管カセット５２に収容される複数のガス検知管３１を順次、読取装置３３に入れ替えてガス検知を行うことができる。
この場合には、予め検知管カセット５２に複数のガス検知管３１をセットしておくことができるので、交換の自動化を容易に行うことができ、ガス検知管３１の交換にかかる作業効率を向上させることができる。

【0042】

さらに、本実施形態では、ガス検知管３１で検出した検知画像データＤをデータ処理部４でモニタリングし、その結果に基づいて警報を発信することができるので、信頼性の高い有機ガス処理を行うことができる。

【0043】

上述のように本実施形態による有機ガス処理システム１では、定時測定による測定効率を向上させることができ、測定にかかるコストを低減できる。

【0044】

以上、本発明による有機ガス処理システムの実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0045】

例えば、本実施形態では、読取装置３３を採用しているが、この読取装置３３を省略して撮影画像のみを記録し、目視により判定を行うことも可能である。

【0046】

また、検知管自動交換装置５の具体的な構成については、上述した実施形態に限定されることはなく、他の構成と採用することができる。例えば、検知管自動交換装置として、複数のガス検知管３１が収容される検知管カセット５２を有する検知管ホルダ５１を備えたものでなくてもよい。

【0047】

また、本実施形態では、検知用配管３２に対して１台のチャンバー２１を接続した構成としているが、複数台のチャンバー２１を検知用配管３２に対して切り替え可能に接続した構成としてもよい。この場合には、有機ガス処理システム１は測定間隔が連続ではないことから、ガス検知管３２で測定した後、流路を切り替えて別のチャンバーの測定を行うことができる。すなわち、１台の検知装置で複数台のチャンバー２１のモニタリングを行うことができるので、コストの低減を図ることができる。

【0048】

さらに、本実施形態では、データ処理部４において、検知装置３で検出した検知画像データＤに基づいて予め設定される基準値を超えた場合に警報を発信する構成としているが、このような警報を発信することに限定されることはない。

【0049】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

【符号の説明】

【0050】

１ 有機ガス処理システム
２ 有機ガス処理装置
３ 検知装置
４ データ処理部
５ 検知管自動交換装置
６ 有機溶媒
２１ チャンバー
２２ ダクト
２３ ケミカルフィルタ
２３Ａ 上流側ケミカルフィルタ
２３Ｂ 下流側ケミカルフィルタ
３１ ガス検知管
３２ 検知用配管
３３ 読取装置
３３Ａ 読取り領域
５１ 検知管ホルダ
５２ 検知管カセット
Ｄ 検知画像データ（検知データ）
Ｇ 有機ガス
ｇ 清浄化ガス（ガス）
Ｒ 室内空間

【図1】

【図2】

【図3】