(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
清掃事業所や飲食店等の室内に外気を外気導入ダクトを介して導入すると共にその室内空気を排気ダクトを通して大気に排気する換気システムにおいて、上記排気ダクトに並行に脱臭用ダクトを接続すると共にその脱臭用ダクトに吸着材槽を接続し、上記排気ダクトに、室内空気を導入して脱臭用ダクトの上流側の排気ダクトに戻すバイパスダクトを接続すると共に、そのバイパスダクトに半導体式臭いセンサを接続し、その半導体式臭いセンサの上流側のバイパスダクトに無臭空気を導入する活性炭槽を接続し、上記外気導入ダクトから外気を室内に導入すると共に室内空気を排気ダクトに排気し、その排気する室内空気の一部を一定時間毎に上記バイパスダクトに流して半導体式臭いセンサに供給すると共に、その半導体式臭いセンサで臭気の強度をモニタして上記排気ダクトに戻し、その半導体式臭いセンサでモニタした臭気の強度が所定値以上のとき、排気ダクトの室内空気を脱臭用ダクトに流すと共に吸着材槽を通して脱臭した後、排気ダクトを通して大気中に排気し、上記半導体式臭いセンサでモニタした臭気の強度が所定値以下に下がったとき、その室内空気を排気ダクトを通してそのまま大気に排気し、かつ上記半導体式臭いセンサでモニタする間のインターバルで、バイパスダクトに上記活性炭槽を通した無臭空気を供給して半導体式臭いセンサの電極に付着した臭気成分を通気洗浄することを特徴とする脱臭制御システム。
【請求項２】
病院、老人ホーム等の室内に外気を導入する外気導入ダクトを接続すると共に外気導入ダクトに空調機を接続し、上記室内に、その室内空気の一部を大気に排気する排気ダクトを接続すると共にその排気ダクトに室内空気の残りを空調機に循環する循環ダクトを接続し、室内空気を、空調機にて循環すると共に、その循環空気に外気導入ダクトから一部外気を導入して室内に吹き込むと共に室内からの循環空気の一部を排気ダクトを通して大気に排気する空調換気システムにおいて、上記循環ダクトに並行に脱臭用ダクトを接続すると共にその脱臭用ダクトに吸着材槽を接続し、上記循環ダクトに、室内空気を導入して脱臭用ダクトの上流側の循環ダクトに戻すバイパスダクトを接続すると共に、そのバイパスダクトに半導体式臭いセンサを接続し、その半導体式臭いセンサの上流側のバイパスダクトに無臭空気を導入する活性炭槽を接続し、上記循環ダクトを循環する室内空気の一部を一定時間毎に上記バイパスダクトに流して半導体式臭いセンサに供給すると共に、その半導体式臭いセンサで臭気の強度をモニタして上記循環ダクトに戻し、その半導体式臭いセンサでモニタした臭気の強度が所定値以上のとき、循環ダクトの室内空気を脱臭用ダクトに流すと共に吸着材槽を通して脱臭した後、循環ダクトを通して空調機に循環し、上記半導体式臭いセンサでモニタした臭気の強度が所定値以下に下がったとき、その室内空気を循環ダクトを通してそのまま空調機に循環し、かつ上記半導体式臭いセンサでモニタする間のインターバルで、バイパスダクトに上記活性炭槽を通した無臭空気を供給して半導体式臭いセンサの電極に付着した臭気成分を通気洗浄することを特徴とする脱臭制御システム。
【請求項３】
吸着材槽を通って脱臭した空気の一部を半導体式臭いセンサに導入し、その臭気をモニタして吸着材の寿命を検出する請求項１又は２記載の脱臭制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲食店、病院等の室内を換気する際の脱臭制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、飲食店や病院等の室内を換気する場合、近隣住民に対して迷惑をかけることがないように、排気する空気中の臭気対策が必要である。
【０００３】
この臭気について、表１に示すように臭気の強さの尺度として６段階の臭気強度表示法が規定されている。
【０００４】
【表１】
0004520000.tif 000002
【０００５】
また、悪臭防止法で規制されている２２の臭気物質について、６段階の臭気表示法を用いて、その臭気強度と臭気の濃度の関係が、表２のように規定されている。
【０００６】
【表２】
0004520000.tif 000003
【０００７】
悪臭物質の規制基準値として、ほとんどの都道府県の基準規制値は下記のようになっている。
【０００８】
一般の住宅      …  臭気強度２．５以下
工業地域        …  臭気強度３．５以下
その他中間地域  …  臭気強度３．０以下
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、換気を常時２４時間連続運転し、その排気を脱臭装置で脱臭したのでは、運転費が膨大になると共に脱臭剤も頻繁に取り替える必要があり、コストがますます増大する問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、室内を換気するにおいて、臭気物質を基準値内に収めることができると共に運転費を低減できる脱臭制御システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、清掃事業所や飲食店等の室内に外気を外気導入ダクトを介して導入すると共にその室内空気を排気ダクトを通して大気に排気する換気システムにおいて、上記排気ダクトに並行に脱臭用ダクトを接続すると共にその脱臭用ダクトに吸着材槽を接続し、上記排気ダクトに、室内空気を導入して脱臭用ダクトの上流側の排気ダクトに戻すバイパスダクトを接続すると共に、そのバイパスダクトに半導体式臭いセンサを接続し、その半導体式臭いセンサの上流側のバイパスダクトに無臭空気を導入する活性炭槽を接続し、上記外気導入ダクトから外気を室内に導入すると共に室内空気を排気ダクトに排気し、その排気する室内空気の一部を一定時間毎に上記バイパスダクトに流して半導体式臭いセンサに供給すると共に、その半導体式臭いセンサで臭気の強度をモニタして上記排気ダクトに戻し、その半導体式臭いセンサでモニタした臭気の強度が所定値以上のとき、排気ダクトの室内空気を脱臭用ダクトに流すと共に吸着材槽を通して脱臭した後、排気ダクトを通して大気中に排気し、上記半導体式臭いセンサでモニタした臭気の強度が所定値以下に下がったとき、その室内空気を排気ダクトを通してそのまま大気に排気し、かつ上記半導体式臭いセンサでモニタする間のインターバルで、バイパスダクトに上記活性炭槽を通した無臭空気を供給して半導体式臭いセンサの電極に付着した臭気成分を通気洗浄するようにした脱臭制御システムである。
【００１２】
請求項２の発明は、病院、老人ホーム等の室内に外気を導入する外気導入ダクトを接続すると共に外気導入ダクトに空調機を接続し、上記室内に、その室内空気の一部を大気に排気する排気ダクトを接続すると共にその排気ダクトに室内空気の残りを空調機に循環する循環ダクトを接続し、室内空気を、空調機にて循環すると共に、その循環空気に外気導入ダクトから一部外気を導入して室内に吹き込むと共に室内からの循環空気の一部を排気ダクトを通して大気に排気する空調換気システムにおいて、上記循環ダクトに並行に脱臭用ダクトを接続すると共にその脱臭用ダクトに吸着材槽を接続し、上記循環ダクトに、室内空気を導入して脱臭用ダクトの上流側の循環ダクトに戻すバイパスダクトを接続すると共に、そのバイパスダクトに半導体式臭いセンサを接続し、その半導体式臭いセンサの上流側のバイパスダクトに無臭空気を導入する活性炭槽を接続し、上記循環ダクトを循環する室内空気の一部を一定時間毎に上記バイパスダクトに流して半導体式臭いセンサに供給すると共に、その半導体式臭いセンサで臭気の強度をモニタして上記循環ダクトに戻し、その半導体式臭いセンサでモニタした臭気の強度が所定値以上のとき、循環ダクトの室内空気を脱臭用ダクトに流すと共に吸着材槽を通して脱臭した後、循環ダクトを通して空調機に循環し、上記半導体式臭いセンサでモニタした臭気の強度が所定値以下に下がったとき、その室内空気を循環ダクトを通してそのまま空調機に循環し、かつ上記半導体式臭いセンサでモニタする間のインターバルで、バイパスダクトに上記活性炭槽を通した無臭空気を供給して半導体式臭いセンサの電極に付着した臭気成分を通気洗浄するようにした脱臭制御システムである。
【００１３】
請求項３の発明は、吸着材槽を通って脱臭した空気の一部を半導体式臭いセンサに導入し、その臭気をモニタして吸着材の寿命を検出する請求項１又は２記載の脱臭制御システムである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１は、清掃事業所や飲食店等の室内の脱臭制御システムを示したものである。
【００１６】
図１においては、清掃事業所や飲食店等の建物１０の室内１１を換気する際の脱臭システムを示している。
【００１７】
建物１０には、外気ＯＡの導入口１２と排気口１３が設けられ、その導入口１２と室内１１の天井１４を結んで、室内１１に外気ＯＡを導入する外気導入ダクト１５が設けられ、そのダクト１５に給気ファン１６が接続される。
【００１８】
室内１１の天井１４と排気口１３を結んで排気ダクト１７が設けられ、その排気ダクト１７に排気ファン１８が接続される。
【００１９】
排気ファン１８の上流側の排気ダクト１７には、吸引した室内空気の一部を半導体式臭いセンサ１９に導入すると共に排気ダクト１７に戻すバイパスダクト２０が接続される。
【００２０】
バイパスダクト２０には、活性炭槽２１からの洗浄用空気ＣＡを導入する洗浄用三方弁２２、後述する吸着材槽２３から空気の一部を導入するダクト２４側と半導体式臭いセンサ１９側を切り換えるモニタ用三方弁２５が接続される。
【００２１】
排気ファン１８の下流側ダクト１７には、ダクト１７と並行に室内１０からの排気空気を吸着材槽２３に流す脱臭用ダクト２６が接続される。
【００２２】
吸着材槽２３の上流側の脱臭用ダクト２６には、排気ダクト１７からの室内空気を導入するための脱臭用電動ダンパ２７が接続され、その脱臭用ダクト２６が接続された排気ダクト１７には、排気用電動ダンパ２８と流量調整用ダンパ２９が接続される。
【００２３】
吸着材槽２３の下流側の脱臭用ダクト２６にはモニタ用三方弁２５を介して吸着材槽２３を通った空気を半導体式臭いセンサ１９に供給するダクト２４が接続される。
【００２４】
半導体式臭いセンサ１９の検出値は、制御装置３０に入力される。この制御装置３０は、洗浄用三方弁２２、モニタ用三方弁２５、脱臭用電動ダンパ２７、排気用電動ダンパ２８をそれぞれ制御するようになっている。
【００２５】
図３に示すように半導体式臭いセンサ１９は、アルミナ基板３１の下面に白金薄膜ヒータ３２を設け、上面には白金薄膜電極３３を設け、その上面にＺｎＯ等の金属酸化物半導体膜３４を形成した構造からなり、金属酸化物半導体膜３４の表面に臭い分子が吸着されると、その濃度に応じて金属酸化物半導体膜３４の抵抗値が低下することを利用し、その抵抗値変化を負荷抵抗に等して電圧変化として検出し、これを０〜１０の無単位で表示するものである。
【００２６】
通常、生ゴミ臭を構成する臭気ガスの主成分は、硫化水素ガスであることから、半導体式臭いセンサ１９の校正及び特性評価は硫化水素ガスを用いて行った。
【００２７】
図４は、硫化水素ガス濃度を変化させたときの半導体式臭いセンサ３１の臭気モニタ指示値と臭気強度の関係を示したものである。
【００２８】
また、図４を用いて硫化水素ガスに対する臭気モニタ指示値と臭気濃度及び臭気指数の関係を表３に示した。
【００２９】
【表３】
0004520000.tif 000004
【００３０】
表３で、半導体式臭いセンサ１９は、硫化水素ガス５ｐｐｍで指示値が１０になるように校正した。
【００３１】
ここで、臭気強度は、図４に示した近似式（ｙ＝１．５４６９Ｌｎ（ｘ）＋０．８５０４）より算出し、臭気濃度及び臭気指数は、下式（１），（２），（３）を用いて算出した。
【００３２】
ガス濃度の算出；
硫化水素ガス単体に対する臭気強度とガス濃度との関係式である
臭気強度＝０．９０５０１×ｌｏｇガス濃度[ppm] ＋４．１４
を変形して、
ガス濃度[ppm] ＝１０＾((臭気強度−４．１４) ／０．９５０１)   …（１）
臭気濃度の算出；
臭気濃度とは、人の嗅覚に対する刺激の強さで、臭気を感じる閾値濃度まで無臭の清浄な空気で希釈する必要希釈倍数である。例えば臭気濃度１００の臭気とは、無臭空気で１００倍に希釈したときに、臭いを感じなくなるような臭気のことである。
【００３３】
また単独の臭気に対する臭気濃度は、ガス濃度からの換算が可能であり、そのときの臭気物質のガス濃度を臭気強度１（やっと感知できる臭い）のガス濃度で割ることにより求めることができる。
【００３４】
ここで、硫化水素ガス単体に対する臭気強度１（やっと感知できる臭い）のガス濃度は、０．０００５ｐｐｍであり、臭気濃度は式（２）で表される。
【００３５】
臭気濃度＝ガス濃度[ppm] ／０．０００５[ppm]                   …（２）
臭気指数の算出；
臭気指数とは、下式（３）に示すように臭気濃度の乗用対数値の１０倍と定義されている。
【００３６】
臭気指数＝１０×ｌｏｇ臭気濃度
半導体式臭いセンサの応答特性；
半導体式臭いセンサの硫化水素ガスに対する応答特性を図５に示した。
【００３７】
図５の測定データは、硫化水素ガス１ｐｐｍを１０分間（図中２〜１２分の間）連続してセンサ部に流して連続採取し、その後、活性炭槽を通した無臭空気でセンサ部を通気洗浄したときの臭気モニタ指示値の変化を示したものである。
【００３８】
図５より、硫化水素ガスの採取開始から２分以内で臭気モニタ指示値が急激に上昇し（採取開始から１０分後の８８％値）、その後８分間（採取開始から１０分後）は、緩やかな上昇勾配になっている。
【００３９】
この傾向から、臭気採取１０分後以降で指示値が急激に上昇することはないと予測できるので、採取開始から１０分後の指示値をモニタに表示するようにする。
【００４０】
また、センサ部には、硫化水素ガスが吸着し、次回のモニタのときの指示値が上昇しているため、活性炭槽を通した無臭空気をセンサ部に流して通気洗浄したときの臭気モニタ指示値は、洗浄開始から１５分間（図中１２分〜２７分の間）で約０値に戻った。
【００４１】
但し、活性炭の吸着能力が低下している場合や活性炭では除去しにくい臭気物質が存在する場合は、洗浄効果が低下するおそれがあるので、洗浄する時間は余裕を見て４０〜５０分間とする。
【００４２】
さて、図１において、通常は、給気ファン１６にて外気ＯＡを外気導入ダクト１５から外気ＯＡを導入して室内１１に吹き込んで室内を換気し、室内空気を排気ダクト１７より、排気ファン１８、排気用電動ダンパ２８、流量調整用ダンパ２９を介して排気口１３より大気に排気する。
【００４３】
この際、制御装置３０は、例えば１時間に一回、洗浄用三方弁２２、モニタ用三方弁２５を切り換えて、排気する室内空気をバイパスダクト２０を通して半導体式臭いセンサ１９に供給してその臭気の強度を、１０分程度モニタする。
【００４４】
このモニタにより制御装置３０は、臭気強度を求め、その臭気強度が、所定値（表１に示したように、例えば、一般の住宅地域の場合、臭気強度２．５）以上かどうかを判断し、所定値以下であれば、そのまま室内空気を排気ダクト１７より、排気ファン１８、排気用電動ダンパ２８、流量調整用ダンパ２９を介して排気口１３より大気に排気すると共に、洗浄用三方弁２２を切り換えて、洗浄用空気ＣＡを活性炭槽２１を通してバイパスダクト２０に導入し、その無臭空気を半導体式臭いセンサ１９のセンサ部に流して通気洗浄を行う。この場合、制御装置３０は、モニタした臭気の強度により、適宜通気洗浄時間の長短を決定する。
【００４５】
次に、半導体式臭いセンサ１９でモニタした臭気の強度が所定値以上となった場合、制御装置３０は、排気用電動ダンパ２８を閉じ、脱臭用電動ダンパ２７を開いて、室内空気を吸着材槽２３に通して脱臭し、その脱臭後の空気を排気口１３から大気に排気することで、周辺に悪臭を放出することを防止することができる。
【００４６】
この吸着材槽２３を通して脱臭中、半導体式臭いセンサ１９に室内空気を導入し、臭気の強度が、所定値以下まで下がったならば、排気用電動ダンパ２８を開き、脱臭用電動ダンパ２７を閉じて、通常の換気に切り換える。
【００４７】
清掃事業所や、飲食店等の室内１１では、例えば清掃事業所では、ゴミの受け渡し時、飲食店では、調理中に臭気の強度が高く、それ以外の時間では、臭気強度はそれほど高くなることはない。
【００４８】
従って、排気する室内空気の臭気をモニタし、その臭気の強度が所定値以上高くなったときに、吸着材槽２３を通して脱臭することで、吸着材槽２３の吸着材の長寿命化が図れると共にその運転コストを低減することが可能となる。
【００４９】
また、制御装置３０は、モニタ用三方弁２５を切り換えて、吸着材槽２３から排気される空気を半導体式臭いセンサ１９に導入してその臭気の強度をモニタし、これと吸着材槽２３に流入する室内空気の臭気の強度を比較することで、吸着材槽２３内の吸着材の吸着能力の低下をモニタすることができるため、吸着材の寿命も予測することが可能となる。
【００５０】
図２は、本発明の他の実施の形態を示したもので、病院や老人ホーム等の室内の空調換気する際の脱臭システムを示したものである。
【００５１】
図２においては、病院や老人ホーム等の建物１０内の室内１１を空調しつつ換気する際の脱臭システムを示している。
【００５２】
建物１０には、外気ＯＡの導入口１２と排気口１３が設けられ、その導入口１２と室内１１の天井１４を結んで、室内１１に外気ＯＡを導入する外気導入ダクト１５が設けられ、そのダクト１５に空調機４０が接続される。
【００５３】
室内１１の天井１４と排気口１３を結んで排気ダクト１７が設けられ、その排気ダクト１７に排気ファン１８が接続される。
【００５４】
この排気ダクト１７と空調機４０の吸込側の外気導入ダクト１５を結んで循環ダクト４１が接続される。
【００５５】
循環ダクト４１には、その循環ダクト４１を通る循環空気の一部を半導体式臭いセンサ１９に導入すると共に循環ダクト４１に戻すバイパスダクト４２が接続される。
【００５６】
バイパスダクト４２には、活性炭槽２１からの洗浄用空気ＣＡを導入する洗浄用三方弁２２、吸着材槽４３から空気の一部を導入するダクト４４側と半導体式臭いセンサ１９側を切り換えるモニタ用三方弁４５が接続される。
【００５７】
循環ダクト４１には、そのダクト４１と並行に室内１１からの循環空気を吸着材槽４３に流す脱臭用ダクト４６が接続される。
【００５８】
吸着材槽４３の上流側の脱臭用ダクト４６には、循環ダクト４１からの循環空気を導入するための脱臭用電動ダンパ４７が接続され、その脱臭用ダクト４６が接続された循環ダクト４１には、循環用電動ダンパ４８と流量調整用ダンパ４９が接続される。
【００５９】
吸着材槽４３の下流側の脱臭用ダクト４６には、モニタ用三方弁４５を介して吸着材槽４３を通った空気を半導体式臭いセンサ１９に供給するダクト４４が接続される。
【００６０】
半導体式臭いセンサ１９の検出値は、制御装置５０に入力される。この制御装置５０は、洗浄用三方弁２２、モニタ用三方弁４５、脱臭用電動ダンパ４７、循環用電動ダンパ４８をそれぞれ制御するようになっている。
【００６１】
この図２において、外気ＯＡは導入口１２より、循環ダクト４１からの循環空気と共に空調機４０に流入し、そこで空調されて外気導入ライン１５を介して室内１１に吹き出される。また室内１１の空気は排気ファン１８より、一部は、排気ライン１７より排気口１３に排気され、残りは循環ダクト４１から空調機４０に戻されて循環される。
【００６２】
この外気ＯＡによる換気は、空調機４０から空調空気を１００％としたとき、例えば、循環空気量を７０％、外気導入量と排気量が３０％となるように調整される。
【００６３】
この図２の脱臭制御システムは、図１の脱臭制御システムと基本的には同じであり、外気を導入しながら室内１１を空調している際に、循環ダクト４１の循環空気の一部をバイパスダクト４２より半導体式臭いセンサ１９に供給して臭気の強度をモニタし、臭気強度が所定値以上のとき、制御装置５０は、循環用電動ダンパ４８を閉じ、脱臭用電動ダンパ４７を開いて、循環空気を脱臭用ダクト４６を介して吸着材槽４３に流して脱臭する。
【００６４】
また、モニタ後は、活性炭槽２１を通した無臭空気を半導体式臭いセンサ１９のセンサ部に供給して通気洗浄を行い、さらに吸着材槽４３の吸着材の吸着能力のモニタは、ダクト４４からモニタ用三方弁４５を介して半導体式臭いセンサ１９に供給して行う。
【００６５】
病院や老人ホーム等の室内で生じる悪臭は、ホルマリン等の消毒剤臭や汚物臭であり、これらは常時発生するのではなく、ごく限られた時間に発生するため、半導体式臭いセンサ１９で間欠的に、これら臭いをモニタし、その臭気の強度が所定値以上となったときに吸着材槽４３に循環空気を流して脱臭することで、吸着材の長寿命化を図ることができる。
【００６６】
なお、上述の実施の形態では、半導体式臭いセンサ１９での臭気のモニタ間隔を１時間で説明したが、応答特性のよいセンサを用いたり、半導体式臭いセンサ１９を複数用いてモニタすることで、数１０分単位でモニタできるようにしてもよいことは勿論である。
【００６７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、室内空気の臭気をモニタし、その臭気の強度が所定値以上高くなったときに、吸着材槽を通して脱臭することで、近隣に悪臭を放出することを防止できると共に、吸着材の長寿命化が図れ、かつその運転コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明に用いる半導体式臭いセンサの詳細を示す図である。
【図４】本発明において、半導体式臭いセンサでの臭気モニタ指示値と臭気強度の関係を示す図である。
【図５】本発明において、硫化水素ガス（濃度１ｐｐｍ）を半導体式臭いセンサに流し、その後通気通気洗浄したときの半導体式臭いセンサの特性を示す図である。
【符号の説明】
１１  室内
１５  外気導入ダクト
１９  半導体式臭いセンサ
２１  活性炭槽
２３  吸着材槽
【図１】
0004520000.tif 000005
【図２】
0004520000.tif 000006
【図３】
0004520000.tif 000007
【図４】
0004520000.tif 000008
【図５】
0004520000.tif 000009