(57)【要約】【課題】ケミカルフィルタの余命を簡易かつ迅速・的確に判定する。【解決手段】判定対象ケミカルフィルタを構成する吸着材と同一の吸着材の所定量を所定の流路中に配して所定濃度の所定ガスを所定の流速で送り込んだ際の、二次側の所定ガス濃度と吸着材への化学物質の既吸着量との相関データに基づく関係式を得た上で、吸着材をサンプリングすると共に相関データを得た条件と同一の条件により二次側の所定ガス濃度を測定してサンプリングデータを取得し、関係式とサンプリングデータとからサンプリング吸着材の所定量への化学物質の既吸着量を判定し、サンプリング吸着材の既吸着量と関係式とから判定対象となるケミカルフィルタを構成する吸着材の所定量における破過までの残余吸着量を算出し、積算通気時間とサンプリング吸着材の既吸着量とから単位時間当たりの単位吸着量を算出し、単位吸着量と残余吸着量とから破過までの時間を算出する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアの流路中に設置されてこのエア中より化学物質を取り除くケミカルフィルタの余命判定方法であって、
判定対象となるケミカルフィルタを構成する吸着材と同一の吸着材の所定量を所定の流路中に配してこの流路に所定濃度の所定ガスを所定の流速で送り込んだ際の、この流路における二次側の所定ガス濃度とこの吸着材への化学物質の既吸着量との相関データに基づく関係式を得た上で、
先ず、判定対象となるケミカルフィルタよりこれを構成する吸着材をサンプリングすると共に、前記相関データを得た条件と同一の条件により、サンプリング吸着材の配された流路における二次側の所定ガス濃度を測定してサンプリングデータを取得し、
次いで、関係式とサンプリングデータとから、サンプリング吸着材の所定量への化学物質の既吸着量を判定し、
次いで、このサンプリング吸着材の既吸着量と関係式とから、判定対象となるケミカルフィルタを構成する吸着材の所定量における、二次側の所定ガス濃度を一定レベル以上にするに至る破過状態吸着量までの残余吸着量を算出し、
次いで、判定対象となるケミカルフィルタへの積算通気時間と前記サンプリング吸着材の既吸着量とから単位時間当たりの単位吸着量を算出し、この単位吸着量と残余吸着量とから前記破過までの時間を算出することを特徴とするケミカルフィルタの余命判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エアの流路中に設置されてこのエア中より化学物質を取り除くケミカルフィルタの余命の判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エア中にガスの状態で存在する化学物質を、このエアが通過する際に吸着・捕捉して、流出側のエア中に含まれるかかる化学物質の量を一定レベル未満にするものとしてケミカルフィルタと称されるエアフィルタがある。
【０００３】
このケミカルフィルタの使用にあたっては、その余命（前記流出側のエア中に含まれる化学物質の量を一定レベル以上とする破過状態までの残り時間）の予測が重大な関心事となる。しかしながら、かかる余命の簡易かつ迅速・的確な判定はこれまで行い難く、このため安全率を考慮して、ケミカルフィルタの交換はその余命を十分に残したまま行われるのが常であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種のケミカルフィルタの余命を簡易かつ迅速・的確に判定できるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記問題点を解決するために、この発明にあっては、ケミカルフィルタの余命判定方法を以下の（１）〜（６）の構成を備えたものとした。
（１）エアの流路中に設置されてこのエア中より化学物質を取り除くケミカルフィルタの余命判定方法であって、
（２）判定対象となるケミカルフィルタを構成する吸着材と同一の吸着材の所定量を所定の流路中に配してこの流路に所定濃度の所定ガスを所定の流速で送り込んだ際の、この流路における二次側の所定ガス濃度とこの吸着材への化学物質の既吸着量との相関データに基づく関係式を得た上で、
（３）先ず、判定対象となるケミカルフィルタよりこれを構成する吸着材をサンプリングすると共に、前記相関データを得た条件と同一の条件により、サンプリング吸着材の配された流路における二次側の所定ガス濃度を測定してサンプリングデータを取得し、
（４）次いで、関係式とサンプリングデータとから、サンプリング吸着材の所定量への化学物質の既吸着量を判定し、
（５）次いで、このサンプリング吸着材の既吸着量と関係式とから、判定対象となるケミカルフィルタを構成する吸着材の所定量における、二次側の所定ガス濃度を一定レベル以上にするに至る破過状態吸着量までの残余吸着量を算出し、
（６）次いで、判定対象となるケミカルフィルタへの積算通気時間と前記サンプリング吸着材の既吸着量とから単位時間当たりの単位吸着量を算出し、この単位吸着量と残余吸着量とから前記破過までの時間を算出する。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる余命判定方法によれば、前記関係式と、前記サンプリングデータとに基づき、判定対象となるケミカルフィルタの余命を容易にかつ的確に判定することができる。すなわち、実際に使用されているケミカルフィルタから少量のサンプリングを行うと共に、サンプリング吸着材に対して所定ガスの通気を行い二次側の所定ガス濃度を測定するだけで、直ちにこのケミカルフィルタの余命を判定することができる。サンプリングデータは簡易な手法で得ることができることから、ケミカルフィルタの使用現場での即時の判定が可能とされる。これにより、余命を十分に残しながらケミカルフィルタの取り替えをなしたり、余命が確定できないために予期せずケミカルフィルタの破過を生じさせてしまうといった事態を効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について説明する。
【０００８】
この実施の形態にかかる判定方法は、エアの流路中に設置されてこのエア中より化学物質を取り除くケミカルフィルタの余命の判定方法である。
【０００９】
エアの流路としては、典型的には、建物内に外気導入するダクトや排気ダクト、空気調和器と建物内の各部屋とを結ぶダクト、ドラフトチャンバーなどが予定される。
【００１０】
取り除くべき化学物質としては、建物や部屋の利用目的などによって異なるが、典型的には、トルエン、キシレン、アセトンなどがあげられる。
【００１１】
前記ケミカルフィルタは、エア中にガスの状態で存在する前記化学物質を、このエアがケミカルフィルタを通過する際に吸着・捕捉して、流路の二次側（ケミカルフィルタからのエアの流出側）のエア中に含まれるかかる化学物質の量を一定レベル未満にするものである。（例えば、かかる化学物質がトルエンなのであれば、流路の二次側のトルエンガスの濃度を一定レベル未満にする。）
【００１２】
前記余命は、ケミカルフィルタが破過状態となるまでの時間を意味する。破過とは、前記流路の二次側のエアに含まれる取り除くべき化学物質の量、すなわち、所定ガス（対象ガス、ターゲットガス）の濃度が一定レベル以上、つまり、要求される濃度以上になることを意味する。
【００１３】
かかるケミカルフィルタの一例を図１および図２に示す。かかるケミカルフィルタ１はフィルタ枠１ａに保持された二枚のパンチングボード１ｂ、１ｂ間に吸着材Ｐとなる粒状をなす活性炭を充填させている。図示の例では、エアの流路Ｒ中に、複数枚のかかるケミカルフィルタ１を、それぞれのケミカルフィルタ１の面１ｃがエアの流線ｘに対して交叉するように組み合わせた状態で配することにより、それぞれのケミカルフィルタ１を構成する活性炭によってエア中より化学物質を吸着・捕捉して、この流路Ｒにおける二次側の対象ガスの濃度を一定レベル未満とするようにしている。複数枚のケミカルフィルタ１は、典型的には、流路Ｒ内に設置される図示しないケーシング内に取り外し可能に装填されて、かかる流路Ｒ内に前記のように配される。また、前記活性炭には、典型的には、対象ガスに応じて、適宜、この対象ガスの化学物質の捕捉を助成する化学物質が担持される。
【００１４】
かかる判定方法は、
（１）判定対象となるケミカルフィルタを構成する吸着材と同一の吸着材の所定量を所定の流路中に配してこの流路に所定濃度の所定ガスを所定の流速で送り込んだ際の、この流路における二次側の所定ガス濃度とこの吸着材への化学物質の既吸着量との相関データに基づく関係式を得た上で、
（２）先ず、判定対象となるケミカルフィルタよりこれを構成する吸着材をサンプリングすると共に、前記相関データを得た条件と同一の条件により、サンプリング吸着材の配された流路における二次側の所定ガス濃度を測定してサンプリングデータを取得し、
（３）次いで、関係式とサンプリングデータとから、サンプリング吸着材の所定量への化学物質の既吸着量を判定し、
（４）次いで、このサンプリング吸着材の既吸着量と関係式とから、判定対象となるケミカルフィルタを構成する吸着材の所定量における、二次側の所定ガス濃度を一定レベル以上にするに至る破過状態吸着量までの残余吸着量を算出し、
（５）次いで、判定対象となるケミカルフィルタへの積算通気時間と前記サンプリング吸着材の既吸着量とから単位時間当たりの単位吸着量を算出し、この単位吸着量と残余吸着量とから前記破過までの時間を算出するものである。
【００１５】
（相関データ）
吸着材への化学物質の既吸着量が多くなればなるほど、この吸着材を所定の流路に配してこの流路に所定濃度の所定ガスを所定の流速で送り込んだ際の、この流路における二次側の所定ガス濃度が高くなることが認められる。
【００１６】
かかる相関データは以下の方法で得ることができる。
【００１７】
先ず、既吸着量を制御した吸着材を調製する。化学物質の既吸着量を異ならせる複数種類の吸着材（吸着材は同一）を用意する。
【００１８】
この調整は、例えば、化学物質としてトルエンを用いる場合には、以下の手順でなすことができる。
【００１９】
ａ）第一シャーレの中にトルエンを入れる。ｂ）一回り小さい第二シャーレ内に吸着材（粒状の活性炭／下記の具体例では、日本ピュアテック株式会社販売の商品名ピュアライトＫ（ピュアライトは日本化学工業株式会社の登録商標である。）／４×８メッシュ、かさ比重０．４５〜０．５０を用いている。） を薄く並べる。ｃ）第二シャーレを第一シャーレの中に置き、アルミホイルで蓋をする。ｄ）所定の時間放置後、第二シャーレを取り出し重さを測定する。放置時間を長くすればするほど、第二シャーレ内に並べられた吸着材への化学物質の既吸着量は大きくなる。
【００２０】
この調整の具体例を以下に示す。
【表１】
2006255589.tif 000002
なお、表１の例では、吸着材は500 g/Lであったことから、吸着材の容積は次のように計算した。
吸着材の容積（Ｌ）＝調整前重量（ｇ）／５００（ｇ／Ｌ）
また、既吸着量の次のように計算した。
既吸着量（ｇ／Ｌ）＝調整後重量（ｇ）−調整前重量（ｇ）／吸着剤の容積（Ｌ）
【００２１】
次いで、化学物質の既吸着量を異ならせる複数種類の吸着材のそれぞれを、所定量、所定の流路中に配し、この流路に所定濃度の所定ガスを所定の流速で送り込み、この流路における二次側の所定ガス濃度を測定する。
【００２２】
この測定は、例えば、図３に示される簡易測定装置を用いてなすことができる。  図中、符号２はカラム、符号３はポンプ、符号４は一次側バッグ、符号５は二次側バッグ、符号６は一次側バッグ４とカラム２との接続管、符号７はカラム２とポンプ３との接続管、符号８はポンプ３と二次側バッグ５との接続管である。カラム２に吸着材Ｐを詰める。カラム２が前記流路となる。一次側バッグ４に所定濃度の所定ガスを所定量封入した状態から、ポンプ３を駆動させると所定ガスはカラム２を通り二次側バッグ５に送り込まれる。一次側バッグ４が縮み切ったときにポンプ３の駆動を止め二次側バッグ５内のエアにおける所定ガス濃度をガス検知管を用いて測定する。
【００２３】
この測定の具体例を以下に示す。（測定には表１に示される各サンプルを使用している。）
【表２】
2006255589.tif 000003
なお、カラムは直径２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍのものを使用した。このカラム中に吸着材を３１ｍｍの長さとなるように詰めた。一次側バッグおよび二次側バッグは容量２０Ｌのものを用いた。ポンプにより流速を５Ｌ／ｍｉｎとした。サンプル名ＰＬ−Ｋは前記調整を行っていない未使用の吸着材である。
【００２４】
前記調整と測定とによって得られたデータに基づき、二次側のガス濃度と既吸着量との相関データが得られる。
【００２５】
この相関データの一例を以下に示す。（表２のデータに基づいている。）
【表３】
2006255589.tif 000004
（関係式）
かかる相関データから関係式を取得する。
具体的には、表３の相関データからは、二次側の所定ガス濃度（ｘ） と既吸着量 （ｙ） との関係式は、y = 27.835 Ln(x) - 89.402となることがわかった。
【００２６】
（サンプリングデータ）
サンプリングデータは、判定対象となるケミカルフィルタよりこれを構成する吸着材をサンプリングすると共に、前記相関データを得た条件と同一の条件により、サンプリング吸着材の配された流路における二次側の所定ガス濃度を測定することにより得られる。
【００２７】
具体的には、前記建物のダクトなどに配されているケミカルフィルタから所定量の吸着材を取り出し、前記相関データを得たときの簡易測定装置と同一の簡易測定装置を同一の条件で用いて二次側の所定ガス濃度を測定する。
【００２８】
（余命判定）
前記関係式と、前記サンプリングデータとに基づき、以下の手順をとることで、判定対象となるケミカルフィルタの余命を容易にかつ的確に判定することができる。すなわち、実際に使用されているケミカルフィルタから少量のサンプリングを行うと共に、サンプリング吸着材に対して所定ガスの通気を行い二次側の所定ガス濃度を測定するだけで、直ちにこのケミカルフィルタの余命を判定することができる。サンプリングデータは簡易な手法で得ることができることから、ケミカルフィルタの使用現場での即時の判定が可能とされる。これにより、余命を十分に残しながらケミカルフィルタの取り替えをなしたり、余命が確定できないために予期せずケミカルフィルタの破過を生じさせてしまうといった事態を効果的に防止することができる。
【００２９】
前記表３の具体例に基づき、その手順を説明する。
（１）先ず、 前記関係式からサンプリング吸着材の既吸着量を計算する。              「既吸着量」 = 27.835 Ln(「二次側の所定ガス濃度」） - 89.402
（２）次いで、「破過状態吸着量」からサンプリング吸着材の「既吸着量」を差し引きサンプリング吸着材の「残余吸着量」を求める。（なお、「破過状態吸着量」は、固定概念ではなく、ケミカルフィルタの利用者のニーズなどによって変化する相対的な概念である。すなわち、所定ガスの二次側リークを高く阻止する必要があるのであれば、「破過状態吸着量」は小さく、これよりも低いレベルで構わないのであれば「破過状態吸着量」は大きくなる。破過状態吸着量は、判定対象となるケミカルフィルタにおける破過とされるときの二次側の所定ガス濃度と前記関係式とから計算される。）
「残余吸着量」 = 「破過状態吸着量」−「既吸着量」
（３） 「既吸着量」を「積算通気時間」で割り、吸着速度を意味する「単位吸着量」を求める。「積算通気時間」は積算時間計などにより測定することができる。
「単位吸着量」 = 「既吸着量」 / 「積算通気時間」
（４） 「残余吸着量」を「単位吸着量」で割ることにより、「余命」を計算する。
「余命」 = 「残余吸着量」 / 「単位吸着量」
【００３０】
（２）〜（４）をまとめると以下の式となる。
【表４】
2006255589.tif 000005
【００３１】
表３の相関データから得られた関係式に基づく余命の算出の具体例を以下に示す。
【００３２】
サンプリングデータ（二次側の所定ガス濃度）=100ppm
破過状態吸着量 = 60g/L
積算通気時間 = 4000h
のとき、サンプリング吸着材の採取元であるケミカルフィルタの余命は、２１８８ｈであることが分かる。
「既吸着量」 = 27.835Ln（100）-89.402=38.78 g/L
「残余吸着量」 =60-38.78=21.22g/L
「単位吸着量」 = 38.78/4000=0.009695g/L・h
「余命」 = 21.22/0.009695=2188h
【００３３】
以上に説明した余命判定方法は、コンピュータ処理が可能である。すなわち、コンピュータに前記関係式、および、サンプリング吸着材の二次側の所定ガス濃度と、判定対象となるケミカルフィルタが破過状態とされるときの二次側の所定ガス濃度と、積算通気時間とを入力したときに、前記関係式とこれらのデータ（二つの濃度と時間）とから前記余命を計算させるプログラムとを記憶させておくことにより、コンピュータによってかかる余命判定方法を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ケミカルフィルタの一例を示した斜視構成図
【図２】同断面構成図
【図３】簡易測定装置の構成図
【図１】
2006255589.tif 000006
【図２】
2006255589.tif 000007
【図３】
2006255589.tif 000008