(57)【要約】【課題】作業者の安全に関わるデータを取得する。【解決手段】データ収集モジュール２は、各ヒュームフード１から稼働状態を表すデータを収集する。サーバ装置３は、収集されたデータに基づいて利用中のヒュームフード１の台数である同時利用台数を算出し、同時利用台数をヒュームフード１の全台数で割った同時利用率を算出する。また、サーバ装置３は、収集されたデータに基づいて各ヒュームフード１の瞬時排気風量の総和である最大排気風量を算出し、排気系統９によって排出可能な最大の排気風量である設計最大排気風量と最大排気風量との差である安全マージンを算出する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能なサッシを備えた複数のヒュームフードを管理するヒュームフード管理システムにおいて、
各ヒュームフードから稼働状態を表すデータを収集する収集手段と、
この収集されたデータに基づいて利用中のヒュームフードの台数である同時利用台数を算出し、この同時利用台数を前記複数のヒュームフードの台数で割った同時利用率を算出する演算手段とを有することを特徴とするヒュームフード管理システム。
【請求項２】
請求項１記載のヒュームフード管理システムにおいて、
各ヒュームフードは、作業者の存在を検知する人検知手段を備え、
前記演算手段は、前記人検知手段が作業者の存在を検知せず、かつサッシが開いているヒュームフードを利用されていないヒュームフードとして前記同時利用率を算出し、この同時利用率を理想値とすることを特徴とするヒュームフード管理システム。
【請求項３】
開閉可能なサッシを備えた複数のヒュームフードを管理するヒュームフード管理システムにおいて、
各ヒュームフードから稼働状態を表すデータを収集する収集手段と、
この収集されたデータに基づいて各ヒュームフードの瞬時排気風量の総和である最大排気風量を算出し、前記複数のヒュームフードが接続された排気系統によって排出可能な最大の排気風量である設計最大排気風量と前記最大排気風量との差である安全マージンを算出する演算手段とを有することを特徴とするヒュームフード管理システム。
【請求項４】
請求項３記載のヒュームフード管理システムにおいて、
各ヒュームフードは、作業者の存在を検知する人検知手段を備え、
前記演算手段は、前記人検知手段が作業者の存在を検知せず、かつサッシが開いているヒュームフードの排気風量を所定の最小排気風量と仮定して前記安全マージンを算出し、この安全マージンを理想値とすることを特徴とするヒュームフード管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研究施設、工場、病院など、作業者の安全や製造物に対して危険を伴う環境において、発生する有毒ガス等を局所排気するヒュームフードに関するものであり、特に作業者の安全に関わるデータを取得することができるヒュームフード管理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学実験では、実験作業過程において、人体に有害なガスや粉塵等が発生する場合が多い。これら有害物質の室内への拡散を防止し、人体への汚染を防ぐ装置の１つにヒュームフードがある。一般に、ヒュームフードは、上下または左右に開閉可能なサッシドア付きの囲い（エンクロージャ）を備えており、実験室の作業者はこのサッシドアからエンクロージャ内にアクセスすることができる。ヒュームフードで作業中の作業者が有害なガスや粉塵等に曝されないようにするために、エンクロージャは有害物質を除去する排気装置に接続されている。
【０００３】
このようなヒュームフードと排気装置とを備えた風量制御システムの排気制御方式としては、サッシ開度に応じてヒュームフードの排気風量を変化させる変風量（ＶＡＶ：Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ａｉｒ　Ｖｏｌｕｍｅ　）方式や、作業者の在／不在を検知して、作業者がいる間だけ排気風量を増やし、作業者がいない場合は排気風量を低下させるＵＢＣ（Ｕｓａｇｅ　Ｂａｓｅｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ（登録商標））方式が知られている。
【０００４】
一方、近年の風量制御システムでは、システムを最適化する技術としてダイバーシティ（Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　）が導入されている。ダイバーシティは、ヒュームフードの同時利用率（ヒュームフードの全台数のうち利用されているヒュームフードが占める割合）がヒュームフードの台数増加に従って一定の値に収束するという統計値に基づいて、システムを設計する考え方である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにダイバーシティの考え方によれば、排気装置によって排出可能な最大の排気風量である設計最大排気風量を統計値に基づいて削減することができるので、実験室を安全に運用しながら、エネルギーコストを効果的に削減することができる。
【０００６】
しかしながら、従来の風量制御システムでは、実稼働時の同時使用率を測定する手段が提供されておらず、設計時の同時使用率に対する実稼働時の余裕を確認することができないという問題点があった。実稼働時の同時使用率はヒュームフードが設置される施設毎に異なり、規模や作業者の人数によっても違ってくるのが現実であるため、統計上の同時使用率だけを基にしてシステム設計を行ったのでは、その設計が妥当かどうかを判断することができない。そのため、十分な安全を確保するためには、設計上の余裕を大きくしておく必要があった。
【０００７】
また、従来の風量制御システムでは、各ヒュームフードの瞬時排気風量の総和である最大排気風量を測定する手段、あるいは前記設計最大排気風量と最大排気風量との差である安全マージンを測定する手段が提供されておらず、安全の度合いや設備余裕率を確認することができないという問題点があった。
結果として、従来の風量制御システムでは、実稼働時の同時使用率や安全マージンといった、作業者の安全に関わるデータを取得することができないという問題点があった。このため、システムとしての安全性の評価をすることが困難であった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、作業者の安全に関わるデータを取得することができるヒュームフード管理システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のヒュームフード管理システムは、各ヒュームフードから稼働状態を表すデータを収集する収集手段と、この収集されたデータに基づいて利用中のヒュームフードの台数である同時利用台数を算出し、この同時利用台数を前記複数のヒュームフードの台数で割った同時利用率を算出する演算手段とを有するものである。
また、本発明のヒュームフード管理システムの１構成例において、各ヒュームフードは、作業者の存在を検知する人検知手段を備え、前記演算手段は、前記人検知手段が作業者の存在を検知せず、かつサッシが開いているヒュームフードを利用されていないヒュームフードとして前記同時利用率を算出し、この同時利用率を理想値とするものである。
【００１０】
また、本発明のヒュームフード管理システムは、各ヒュームフードから稼働状態を表すデータを収集する収集手段と、この収集されたデータに基づいて各ヒュームフードの瞬時排気風量の総和である最大排気風量を算出し、前記複数のヒュームフードが接続された排気系統によって排出可能な最大の排気風量である設計最大排気風量と前記最大排気風量との差である安全マージンを算出する演算手段とを有するものである。
また、本発明のヒュームフード管理システムの１構成例において、各ヒュームフードは、作業者の存在を検知する人検知手段を備え、前記演算手段は、前記人検知手段が作業者の存在を検知せず、かつサッシが開いているヒュームフードの排気風量を所定の最小排気風量と仮定して前記安全マージンを算出し、この安全マージンを理想値とするものである。
ここで、人検知手段としては、赤外線センサやカメラなど、種々の手段を用いることができる。また、サッシが開いているか否かは、サッシ開度センサによりサッシの開度を直接検知する方法だけでなく、例えば、ある所定の位置に取り付けたサッシ位置センサと既知のサッシ最大高からサッシ開度を演算で求めサッシ開を判断するという方法や、あるいはヒュームフードの排気バルブへの制御信号が所定の設定値以上（所定の風量以上を排気するような値）となった場合や、ある所定位置に取り付けた風量センサの計測値が所定の最小排気風量を超えている場合など、をサッシ開と判断するようにしてもよい。
また、本発明でいう安全マージンとは、作業者にとっての安全の度合および設備余裕率のことである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態となるヒュームフード管理システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態のヒュームフード管理システムは、複数のヒュームフード１と、各ヒュームフード１から稼働状態を表すフィールドデータを収集する収集手段となるデータ収集モジュール２と、収集されたフィールドデータに基づいて同時利用率や安全マージンを算出する演算手段となるサーバ装置３と、サーバ装置３から送信されたデータを表示する複数の端末装置４と、各ヒュームフード１をネットワークに接続するルータ５と、このネットワークとデータ収集モジュール２とを接続するゲートウェイ装置６と、端末装置４が接続されたイントラネット７と、サーバ装置３とイントラネット７とを接続するルータ８とを有している。
【００１２】
以下、このようなヒュームフード管理システムの動作を説明する。排気制御方式が変風量方式の場合、各ヒュームフード１の制御装置（不図示）は、例えばサッシ１１の開度が２０％以下のときは最小排気風量にし、同開度が５０％のときは排気風量を５０％にし、同開度が１００％のときは排気風量を１００％にするといったように、サッシ１１の開度に応じて風量制御バルブ１２を調節して排気風量を変化させる。
【００１３】
また、排気制御方式がＵＢＣ方式の場合、各ヒュームフード１の制御装置は、ヒュームフード１に設置された人検知センサ（不図示）により、ヒュームフード１の前に作業者がいるかどうかを確認し、作業者がいるときには風量制御バルブ１２を調節して排気風量を増やし、作業者がいないときには安全な待機レベルまで排気風量を低下させる。
【００１４】
データ収集モジュール２は、ゲートウェイ装置６およびルータ５を介して各ヒュームフード１の制御装置からフード１の稼働状態を示すフィールドデータを定期的に収集する。フィールドデータは、瞬時排気風量のみの場合、瞬時排気風量とサッシ開度とからなる場合、瞬時排気風量とサッシ開度と人検知センサの検知結果（作業者の在／不在）とからなる場合などがあり、ヒュームフード１の形式によって収集可能なフィールドデータが異なる。
【００１５】
サーバ装置３は、データ収集モジュール２によって収集されたフィールドデータを内部の記憶装置に格納すると共に、このフィールドデータに基づいて同時利用台数と同時利用率と最大排気風量と安全マージンとを一定時間毎に算出する。ここで、図１に示した各ヒュームフード１は、全て同一の排気系統９に接続され、排気されるものとし、排気系統９の末端には排気ファン１０が設けられている。
【００１６】
同時利用台数は、排気系統９に接続されているヒュームフード１の全台数ｎ（ｎは自然数）のうち、利用されているヒュームフード１の台数である。各ヒュームフード１が利用されているかどうかを判断する方法は、各ヒュームフード１から収集可能なフィールドデータの種類によって異なるが、サッシ１１の開度が設定値以上のフード１を利用中と判断してもよいし、排気風量が設定値以上のフード１を利用中と判断してもよい。同時利用率は、同時利用台数をヒュームフード１の全台数ｎで割ったものである。
【００１７】
一方、最大排気風量は、排気系統９に接続されている各ヒュームフード１の瞬時排気風量の総和である。そして、安全マージンは、排気系統９によって排出可能な排気風量の最大値である設計最大排気風量と最大排気風量との差である。なお、設計最大排気風量が既知の値であることは言うまでもない。
【００１８】
サーバ装置３は、算出した同時利用台数と同時利用率と最大排気風量と安全マージンとを実績値として内部の記憶装置に格納する。また、サーバ装置３は、実績値の算出と同時に理想値を算出して内部の記憶装置に格納する。理想値は、各ヒュームフード１に人検知センサが設置されている場合に求めることができる値で、人検知センサが作業者の存在を検知していないにも拘わらずサッシ１１が開いているフード１を利用されていないフードとし、最小排気風量になっていると仮定して、同時利用台数と同時利用率と最大排気風量と安全マージンとを算出した場合の値である。
【００１９】
そして、サーバ装置３は、設計最大排気風量と、最大排気風量の実績値および理想値と、安全マージンの実績値および理想値と、同時利用台数の実績値および理想値と、同時利用率の実績値および理想値と、設計最大排気風量の削減の目標値として予め設定された目標排気風量と、安全マージンの目標値として予め設定された目標安全マージンの実績値および理想値と、同時利用台数の目標値として予め設定された目標同時利用台数の実績値および理想値の各データをルータ８およびイントラネット７を介して端末装置４に送信する。
【００２０】
なお、目標安全マージン（目標同時利用台数）の実績値は、前述と同様にサッシ開度が設定値以上または排気風量が設定値以上のヒュームフード１を利用中とする場合の目標安全マージン（目標同時利用台数）で、理想値は人検知センサが作業者の存在を検知していないにも拘わらずサッシ１１が開いているフード１を最小排気風量とする場合の値である。
【００２１】
イントラネット７に接続された端末装置４を利用するのは、図１のヒュームフード管理システムを運営する管理者やヒュームフード１を使用する作業者などである。各端末装置４は、サーバ装置３から受信したデータを表示する。図２は端末装置４の画面に表示されたデータの１例を示す図である。
【００２２】
図２の例では、安全指標として、設計最大排気風量と、最大排気風量の実績値および理想値と、安全マージンの実績値および理想値と、同時利用台数の実績値および理想値と、同時利用率の実績値および理想値と、目標排気風量と、目標安全マージンの実績値および理想値と、目標同時利用台数とが数値表示される。最大排気風量と安全マージンと同時利用台数と同時利用率は、サーバ装置３により一定時間毎に算出され送信されるので、表示される値が随時更新されることは言うまでもない。
【００２３】
また、図２の例では、時間と共に変化する最大排気風量の実績値および理想値がグラフ表示される。さらに、サーバ装置３は、安全マージンの実績値が目標安全マージンの実績値を超過した場合には、超過開始から超過終了までの経過時間を目標安全マージン超過時間の実績値として算出し、安全マージンの理想値が目標安全マージンの理想値を超過した場合には、実績値と同様に超過の経過時間を目標安全マージン超過時間の理想値として算出する。
【００２４】
また、サーバ装置３は、同時利用台数の実績値が目標同時利用台数の実績値から求まる目標同時利用率の実績値を超過した場合には、超過開始から超過終了までの経過時間を目標同時利用率超過時間の実績値として算出し、同時利用台数の理想値が目標同時利用台数の理想値から求まる目標同時利用率の理想値を超過した場合には、実績値と同様に超過の経過時間を目標同時利用率超過時間の理想値として算出する。そして、サーバ装置３は、算出した目標安全マージン超過時間の実績値および理想値と、目標同時利用率超過時間の実績値および理想値とを端末装置４に送信し、端末装置４は、これらのデータを表示する。なお、本実施の形態では、データ収集モジュール２およびサーバ装置３を個別に設けたが、これらは１つの管理装置としてもよい。また、ルータ５、ゲートウェイ装置６およびルータ８は、必ずしも設けなくてもよく、各施設のネットワーク状況に応じて適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００２５】
以上のように、本実施の形態では、各ヒュームフード１からフィールドデータを収集して、同時利用率や安全マージンを求めることにより、作業者の安全に関わる定量的な数値データを取得することができ、システムとしての安全性の評価をすることができる。また、それらのデータから、現状の排気ファン１０の定格でシステムとしてどれくらいの余裕があるかを確認することができるので、設備改修時にヒュームフード１をあと何台増設できるかという判断や、ヒュームフード増設要求時に排気ファン１０の増設も必要か否かという判断等を適切に行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、各ヒュームフードから稼働状態を表すデータを収集し、このデータに基づいて利用中のヒュームフードの台数である同時利用台数を算出することにより、同時利用台数を複数のヒュームフードの台数で割った同時利用率を算出することができるので、設計が妥当かどうかの判断データや作業者の安全に関わる定量的な数値データを取得することができ、各ヒュームフードが安全に稼働していることを確認することができる。また、より安全な運用のためにはどのような対処が必要かを定量的に把握することができ、安全面の啓蒙活動を行う際の根拠となる定量的な数値データをヒュームフードを使用する作業者等に対して提示することができる。また、算出した同時利用率を設備改修時のための基礎データとして使用することができる。
【００２７】
また、人検知センサが作業者の存在を検知せず、かつサッシが開いているヒュームフードを利用されていないヒュームフードとして同時利用率を算出し、この同時利用率を理想値とすることにより、作業者が未使用のヒュームフードのサッシを閉じた場合に同時使用率がどれだけ低下するかを確認することができ、安全面の啓蒙活動を行う際の根拠となる定量的な数値データを作業者等に対して提示することができる。
【００２８】
また、各ヒュームフードから稼働状態を表すデータを収集し、このデータに基づいて各ヒュームフードの瞬時排気風量の総和である最大排気風量を算出することにより、設計最大排気風量と最大排気風量との差である安全マージンを算出することができるので、作業者の安全に関わる定量的な数値データを取得することができ、各ヒュームフードが安全に稼働していることを確認することができる。また、より安全な運用のためにはどのような対処が必要かを定量的に把握することができ、安全面の啓蒙活動を行う際の根拠となる定量的な数値データをヒュームフードを使用する作業者等に対して提示することができる。また、算出した安全マージンを設備改修時のための基礎データとして使用することができる。
【００２９】
また、人検知センサが作業者の存在を検知せず、かつサッシが開いているヒュームフードの排気風量を所定の最小排気風量と仮定して安全マージンを算出し、この安全マージンを理想値とすることにより、作業者が未使用のヒュームフードのサッシを閉じた場合に安全マージンがどれだけ向上するかを確認することができ、安全面の啓蒙活動を行う際の根拠となる定量的な数値データを作業者等に対して提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態となるヒュームフード管理システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の端末装置の画面に表示されたデータの１例を示す図である。
【符号の説明】
１…ヒュームフード、２…データ収集モジュール、３…サーバ装置、４…端末装置、５…ルータ、６…ゲートウェイ装置、７…イントラネット、８…ルータ、９…排気系統、１０…排気ファン。
【図１】
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【図２】
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