ガス濃度測定装置および測定方法、累積ガス量測定装置および測定方法、ガス除去装置における除去剤の除去限界類推装置および類推方法
【課題】ＶＯＣガスを含有するガス含有空気のガス濃度を、濃度センサ１２の濃度測定範囲を越えた高いものであっても１種類の濃度センサでもって測定できるようにする。
【解決手段】排出流路２から分岐形成の濃度測定流路１０に濃度センサ１２を設けるにあたり、濃度測定流路１０に、該濃度センサ１２よりも上流側に位置して清浄空気を供給してガス含有空気を希釈するための開閉バルブ１６を設け、該開閉バルブ１６を、ガス測定濃度が濃度センサの最大測定範囲以上であると判断したときには開制御して希釈し、該希釈した状態で濃度測定をしたものから希釈しない状態での濃度を演算するようにする。
【解決手段】排出流路２から分岐形成の濃度測定流路１０に濃度センサ１２を設けるにあたり、濃度測定流路１０に、該濃度センサ１２よりも上流側に位置して清浄空気を供給してガス含有空気を希釈するための開閉バルブ１６を設け、該開閉バルブ１６を、ガス測定濃度が濃度センサの最大測定範囲以上であると判断したときには開制御して希釈し、該希釈した状態で濃度測定をしたものから希釈しない状態での濃度を演算するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に含まれる有機溶剤が揮発したガスのガス濃度測定装置および測定方法、累積ガス量測定装置および測定方法、ガス除去装置における除去剤の除去限界類推装置および類推方法の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、クロロメタン、クロロベンゼン、プロパノール等の揮発性が高い有機化合物は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）と称され、そしてこのものが大気中に揮発してガス化すると、光化学オキシダントや浮遊粒子状物質の要因にもなり、このため人の健康に対して悪影響を与える有害物質として指定され、揮発性有機化合物（以下「ＶＯＣ」という）のガス排出量の規制がなされている。
ところでこのようなＶＯＣは、化学工場、塗装工場、印刷工場、薬品工場等の各種施設において、反応、抽出、コーティング、脱脂洗浄等の各種工程で広く溶剤として採用されている。そしてこれらＶＯＣは、ガス化したものが施設外に排出しないよう施設の排気流路に、ＶＯＣガスを除去（回収）するためガス除去装置を設けるなどして規定の濃度以下に排出抑制すること等が強く求められており、場合によっては義務付けられている。
このようなガス除去装置を設置する場合、除去剤（ガス除去装置が吸着装置である場合には吸着剤）による除去量（吸着量）には限界があり、この限界点（破過点）を越えると除去能力が低下し、高濃度のＶＯＣガスが大気に排出されてしまうことになる。そこで除去剤がどれだけの量のＶＯＣガスを除去したかを累積計算をし、これに基づいて破過点に達する少し前の段階で除去剤を交換する等のメンテナンスをすることが効率のよいＶＯＣガスの除去装置としては要求される。そしてこのような破過点の検知方法が知られている（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平７−３２５０２４号公報
【特許文献２】特開２００５−５２６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで前者のものはＶＯＣガスを吸着した場合に吸着剤が膨張することを利用し、該吸着剤の体積膨張の程度から吸着限界を検知しようとするものであるが、吸着剤の体積膨張は定性的であるばかりでなく、体積膨張は温度等の吸着環境に大きく左右されることもあって精度が劣るという問題がある。これに対し後者のものは吸着剤層の温度を測定し、該測定した温度の二次微分処理値に基づいて吸着限界を決定しようとするものであるが、このものは吸着槽入り口でのＶＯＣガス濃度を一定とした場合に有効であって、ガス濃度が変化するものにおいての有効性に乏しいという問題がある。
これに対し、ガス濃度センサを用いてガス濃度を経時的に測定し、この測定結果を累積演算して除去したガス量を知り、これに基づいて除去限界に達したか否かの判断をすることが提唱される。ところでガス濃度センサとして、低濃度から高濃度（例えば０〜１００００ｐｐｍ）にまで至る幅広い範囲のガス濃度を測定ができるようなものは測定精度が劣るだけでなく、このようなガス濃度センサを汎用的に入手することは事実上困難である。そして入手し易い汎用のガス濃度センサとしては測定できるガス濃度範囲が狭い（例えば０から１０００ｐｐｍまで）ものであり、ガス濃度がこの測定限界を越えた濃いものであった場合、測定不能になって正確なガス濃度の測定ができないという問題がある。しかもこのような正確なガス濃度の測定ができなくなると、累積ガス量の算出もできなくなる許りでなく、除去剤を通過した累積ガス量に基づいて除去剤が除去限界に達したか否かの類推ができなくなるという問題があり、これらに本発明が解決せんとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガス濃度を測定するためのガス濃度測定装置であって、該ガス濃度測定装置は、空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段とを備えて構成され、前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とするガス濃度測定装置である。
請求項２の発明は、制御手段による希釈制御には、ガス濃度の測定開始段階においては最大の希釈率でガス含有空気を希釈するように設定されていることを特徴とする請求項１記載のガス濃度測定装置である。
請求項３の発明は、空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガス濃度を測定するためのガス濃度測定方法であって、該ガス濃度測定方法は、空気流路から分岐形成される濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をするものであり、前記濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するように構成したことを特徴とするガス濃度測定方法である。
請求項４の発明は、空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガスの累積ガス量を測定するための累積ガス量測定装置であって、該累積ガス量測定装置は、空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段と、該算出された実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出する累積手段とを備えて構成され、前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とする累積ガス量測定装置である。
請求項５の発明は、空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガスの累積ガス量を測定するための累積ガス量測定方法であって、該累積ガス量測定方法は、空気流路から分岐形成される濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をするものであり、濃度測定手段で測定されたガス濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出し、該算出した実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出するように構成したことを特徴とする累積ガス量測定方法である。
請求項６の発明は、有機化合物の揮発したガスを含有したガス含有空気が流れる空気流路に、前記ガスを除去するための除去剤が設けられたガス除去装置における該除去剤の除去限界を類推するための除去限界類推装置において、除去限界類推装置は、空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段と、該算出された実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出する累積手段と、該算出された累積ガス量が、前記除去剤が除去限界に至るまで該除去剤に供給されたものとして予め求められた基準累積ガス量に達したことで除去限界に達したと類推する類推手段とを備えて構成され、前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とするガス除去装置における除去剤の除去限界類推装置である。
請求項７の発明は、有機化合物の揮発したガスを含有したガス含有空気が流れる空気流路に、前記ガスを除去するための除去剤が設けられたガス除去装置における該除去剤の除去限界を類推するための除去限界類推方法において、空気流路から分岐形成される濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をするものであり、濃度測定手段で測定されたガス濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出し、該算出した実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出し、該算出された累積ガス量が、前記除去剤が除去限界に至るまで該除去剤に供給されたものとして予め求められた基準累積ガス量に達したことで除去限界に達したと類推するように構成したことを特徴とするガス除去装置における除去剤の除去限界類推方法である。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１または３の発明とすることにより、ガス含有空気のガス濃度が濃度測定手段の測定限界を越えたものがあったとして、この場合にはこれを希釈して測定限界内にしてガス濃度を測定し、該測定したガス濃度に基づいて実際のガス濃度を算出できることになって精度よくガス濃度を求めることが簡単にできることになる。
請求項２の発明とすることにより、ガス含有空気中のガス濃度の測定が、測定開始段階から測定不能になってしまうことを回避できることになる。
請求項４または５の発明とすることにより、ガス含有空気のガス濃度が濃度測定手段の測定限界を越えたものがあったとして、この場合にはこれを希釈して測定限界内にしてガス濃度を測定し、該測定したガス濃度に基づいて算出された実際のガス濃度に基づいて精度のよい累積ガス量を求めることが簡単にできることになる。
請求項６または７の発明とすることにより、ガス含有空気のガス濃度が濃度測定手段の測定限界を越えたものがあったとして、この場合にはこれを希釈して測定限界内にしてガス濃度を測定し、該測定したガス濃度から算出された実際のガス濃度に基づいて算出される累積ガス量から除去剤が除去限界に達したか否かの精度のよい類推ができることになって除去剤の交換等のメンテナンス管理が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次ぎに、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図面１において、１はＶＯＣガスを発生するガス発生施設（ガス発生装置）であって、該ガス発生施設１から排出されるＶＯＣガスを含んだ空気の排出流路（メイン流路）２には、第一メイン開閉バルブ３、第二メイン開閉バルブ４が設けられているが、該排出流路２の末端には、例えば活性炭やゼオライトを吸着剤として用いるガス吸着装置５が設けられている。そしてガス吸着装置５からの排気流路６には第三メイン開閉バルブ７、濃度センサ８が順次設けられ、末端に吸引ブロア９が設けられており、該吸引ブロア９の吸引によって、ガス発生施設１から排出されるＶＯＣガスを含有するガス含有空気からＶＯＣガスを吸着除去したものを大気に放出するようになっている。
【０００７】
前記排出流路２には、第一メイン開閉バルブ３と第二メイン開閉バルブ４とのあいだに位置して該排出流路２と並列接続する状態で分岐されていて、排出流路２を流れるガス含有空気に含有しているＶＯＣガスの濃度測定（濃度検出）をするための濃度測定流路１０が設けられているが、排出流路２から濃度測定流路１０に分流されたガス含有空気は、流路上流側（上手側）から測定用第一開閉バルブ１１、濃度センサ（本発明の「濃度測定手段」に相当する）１２、そして第一風量計測調節器１３を経由して排出流路２に戻される（還流する）ようになっている。尚、排出流路２には、濃度測定流路１０が還流後、第二メイン開閉バルブ４に至るまでのあいだに位置してメインの風量計測器２ａが設けられている。この風量計測器２ａは排出流路２を通過する風量が一定である場合には省略することができる。
【０００８】
また、測定用第一開閉バルブ１１と濃度センサ１２とのあいだの濃度測定流路１０には、希釈流路１４が合流するように設けられているが、該希釈流路１４には、流路上流側からエアフィルタ１５、測定用第二開閉バルブ１６そして第二風量計測調節器１７を経由して清浄な大気（空気）が濃度測定流路１０に供給され、これによって該濃度測定流路１０に分流されたガス含有空気の希釈ができるようになっている。
【０００９】
１８は制御部であって、該制御部１８は、前記各センサ８、１２や風量計測調節器１３、１７およびメイン風量計測器２ａ等のセンサ類やスイッチ類からの信号が入力すると共に、開閉バルブ３、４、７、１１、１６等の各種の被制御部に対して必要な制御指令を出力し、さらには各種入力した信号に基づいて必要な演算をして得たデータに基づく制御指令を出力するように設定されているが、以下、ガス含有空気中のガスの濃度測定の手法、これに基づいて累積ガス量の測定手法、さらには該測定された累積ガス量から前記ガス吸着装置５に組込まれる吸着剤が吸着限界に達したか否かを類推する吸着剤の吸着限界類推手法について説明する。
【００１０】
前記ガス含有空気からＶＯＣガスの吸着運転をすべく制御部１８に運転指令を出力すると、メイン開閉バルブ３、４、７に開指令を出力すると共に、吸引ブロア９に駆動指令を出力し、これによってガス含有空気がガス吸着装置５に供給されてガス吸着がなされることになるが、これと同時に測定用開閉バルブ１１、１６の開閉制御がなされ、これによってガス含有空気の一部が濃度測定流路１０に分流され、濃度センサ１２によってガス濃度が測定されることになるが、本実施の形態では、風量計測調節器１３、１７からの風量値に基づきガス含有空気の希釈倍率が算出されるようになっている。
【００１１】
いまガス含有空気からガス吸着作業が実施されているときの時刻（ｔ）のときのガス含有空気の希釈倍率をｑ（ｔ）とすると、該希釈倍率ｑ（ｔ）は、第一風量計測調節器１３の風量（流量）をＱ１（ｔ）、第二風量計測調節器１７の風量をＱ２（ｔ）とした場合、
ｑ（ｔ）＝Ｑ１（ｔ）／（Ｑ１（ｔ）−Ｑ２（ｔ））
として算出される。この時刻（ｔ）のとき測定されるガス濃度をＤｓ（ｔ）とした場合、該時刻（ｔ）でのガス含有空気のガス濃度Ｄｍ（ｔ）は、
Ｄｍ（ｔ）＝Ｄｓ（ｔ）×ｑ（ｔ）
＝Ｄｓ（ｔ）×Ｑ１（ｔ）／（Ｑ１（ｔ）−Ｑ２（ｔ））
で算出される。
ところで排出流路２を通るガス量は、希釈空気によっても希釈されるため、ガス発生施設１から投入されるガス量Ｑｍは、ガス吸着装置５に到達した時点で希釈量Ｑ２が加算されることになって「Ｑｍ＋Ｑ２」になるはずであるが、吸引ブロア９の吸引量は本実施の形態では一定に設定しているので、メイン風量計測器２ａが検知する風量はＱ２を減じた「Ｑｍ−Ｑ２」となり、そうすると、時刻（ｔ）のときの排出流路２の風量は「Ｑｍ（ｔ）−Ｑ２（ｔ）」として算出される。この結果、図２に示されるように、時刻（ｔｉ）が時刻（ｔ０）から（ｔＮ−１）まで推移した場合のＶＯＣの累積ガス量をＱｍ（ｔＮ−１）とした場合に、該累積ガス量Ｑｍ（ｔＮ−１）は、
として演算される。
因みに、前記算出されたガス濃度、累積ガス量は排出流路２から分流されたガス含有空気分のものであり、このためガス発生施設１から排出流路２に供給されたガス含有空気全体に含まれる実際のガス濃度、累積ガス量は、分流割合から逆算して算出（例えば１／１０の量が分流されるものであれば１０倍することで算出）することができる。
また、測定用第二開閉バルブ１６の開度量制御をすることで、濃度測定流路１０に分流されたガス含有空気の量に対する希釈空気の希釈量が判るものである場合、風量計測調節器を設けなくても希釈倍率を算出できることは言うまでもない。
【００１２】
次に、前記濃度センサ１２によるガス濃度の測定（検出）範囲が図３に示されるように０〜Ｂ（例えば０〜１０００ｐｐｍ）であった場合に、ガス含有空気中に含まれるＶＯＣガスのガス濃度が測定可能な最大値である測定最大値（最大測定範囲の１００％の値：測定限界）Ｂを越えるものがある場合、図４に示される実施の形態のフローチャートのような制御が実行され、この測定最大値Ｂを越えたガス濃度の測定ができることになるが、この測定最大値Ｂの境界値で測定用第二開閉バルブ１６の開閉制御をした場合に、測定されるガス濃度がこの測定最大値Ｂを越えたり少なくなったりを繰返すようなものであった場合、測定用第二開閉バルブ１６の開閉切換えが測定最大値Ｂを境に頻繁に繰返されることになって却って安定性を欠くことになる。そこで、測定用第二開閉バルブ１６が開から閉に切り換え制御されるとき、測定用第二開閉バルブ１６が閉制御されているときの測定最大値Ｂよりも小さい値（例えば測定最大値Ｂの９％）を設定値Ａとして設定し、この設定値Ａよりも小さくならないと測定用第二開閉バルブ１６が開から閉に切り換わらない領域である不感領域Ｘとして、測定用第二開閉バルブ１６の安定した開閉切換え制御を実施するように設定されている。以下、これらの制御手順について図４のフローチャートを用いて説明する。
因みに本実施の形態では、測定用第二開閉バルブ１６は開と閉の二段の切り換え制御が実行できるものとして説明する。そして測定用第二バルブ１６が開制御された場合、供給される希釈空気によって濃度測定流路１０に分流されたガス含有空気はｑ倍（例えば１０倍）希釈されるものとして説明する。
【００１３】
まず、前述したようにガス含有空気から含有するＶＯＣガスの吸着運転をすべく制御部１８に運転指令が出力されると、同時にガス濃度の測定制御が開始（実行）されることになるが、該測定制御が開始されると、測定用第一、第二開閉バルブ１１、１６に対して開指令を出力してこれらバルブ１１、１６を開放制御する（Ｓ１）。これによって濃度測定流路１０に流入したガス含有空気が供給される希釈空気によって希釈され、該希釈されたガス含有空気に含有するＶＯＣガスの測定時刻（ｔ）でのガス濃度Ｄｓ（ｔ）が濃度センサ１２によって測定されることになる（Ｓ２）。そしてこの測定されたガス濃度Ｄｓ（ｔ）が前記式に基づいて累積演算される（Ｓ３）と共に、測定されたガス濃度Ｄｓ（ｔ）が前記不感領域設定値Ａ以上であるか否かが判断される（Ｓ４）。ここでガス濃度Ｄｓ（ｔ）が不感領域設定値Ａ以上であるとしてＹＥＳの判断がなされると、さらにガス濃度Ｄｓ（ｔ）が測定最大値Ｂ以下であるか否かの判断がなされる（Ｓ５）。そしてガス濃度Ｄｓ（ｔ）が測定最大値Ｂ以下であるとしてＹＥＳの判断がなされると、現在のガス濃度測定条件は適正であるから、次の時刻（ｔ）におけるガス濃度Ｄｓ（ｔ）を測定するようＳ２にリターンする。
【００１４】
これに対し、前記Ｓ４の測定されたガス濃度Ｄｓ（ｔ）が前記不感領域設定値Ａ以上であるか否かの判断で、ガス濃度Ｄｓ（ｔ）が不感領域設定値Ａより少ない（Ｄｓ（ｔ）＜Ａ）としてＮＯの判断がなされると、測定用第二開閉バルブ１６が開であるか否かの判断がなされ（Ｓ６）、開であるとしてＹＥＳの判断がなされると、現在のガス濃度測定条件は希釈しすぎであるから測定用第二開閉バルブ１６に対して閉指令が出力され（Ｓ７）るが、閉であるとしてＮＯの判断がなされると、現在のガス濃度測定条件は適正であるからガス濃度Ｄｓ（ｔ）を測定するようＳ２にリターンする。
【００１５】
一方、Ｓ５のガス濃度Ｄｓ（ｔ）が測定最大値Ｂ以下であるか否かの判断において測定最大値Ｂよりも大きい（Ｄｓ（ｔ）＞Ｂ）としてＮＯの判断がなされると、測定用第二開閉バルブ１６が閉であるか否かの判断がなされ（Ｓ８）、閉であるとしてＹＥＳの判断がなされると、現在のガス濃度は高すぎであるとして測定用第二開閉バルブ１６に対して開指令が出力され（Ｓ９）るが、開であるとしてＮＯの判断がなされると、測定用第二開閉バルブ１６が開であるにもかかわらずガス濃度が高すぎであるとして異常通報の指令が出力され（Ｓ１０）て異常通報をし、前記同様Ｓ２にリターンする。
【００１６】
上述の如く構成された本発明の実施の形態において、ガス発生施設１において発生したガス含有空気からガスをガス吸着装置５を用いて吸着除去する場合に、ガス含有空気のガス濃度を、排出流路２から分岐形成した濃度測定流路１０に設けた濃度センサ１２を用いて測定することになるが、ガス濃度が高く、濃度センサ１２の測定最大値Ｂの濃度を越えていた場合、濃度測定流路１０に分流したガス含有空気を希釈し、該希釈したガス含有空気中のガスのガス濃度を測定し、該測定したガス濃度から希釈率を考慮して実際のガス濃度を算出することができる。この結果、ガス濃度の測定範囲が狭い汎用の濃度センサ１２を用いて、最大測定範囲を越えた高いガス濃度の測定ができることになる。
【００１７】
そしてこのものでは、濃度センサ１２の最大測定範囲を越えた高い濃度を含んだガス含有空気があったとしても、該高いガス濃度を精度よく測定をすることができ、そして該測定濃度に基づいて累積ガス量を算出することになるため、累積ガス量についても精度がよいものにできる。
【００１８】
しかもこのものでは、制御部１８において、前記算出された累積ガス量が、吸着剤について吸着限界に至るまで該除去剤に供給されたものとして予め求められた基準累積ガス量に達したことで除去限界に達したと類推するよう設定しておくことで、累積ガス量が吸着限界に至る少し前の段階で警告を発する等の報知させる管理ができ、吸着剤の交換等のメンテナンス管理が適正なものになる。
さらにこのものにおいては、濃度測定をしたガス含有空気を排出流路２に還流しているため、該空気に含まれるガスが大気に放出されることもない。
【００１９】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されないものであることは勿論であって、例えば測定用第二開閉バルブ１６の流量制御を一段の開制御だけでなく、二段階以上、多段階（例えば１０倍希釈、２０倍希釈、３０倍希釈等の多段階）の流量制御ができるようにしておけば、前記実施の形態では濃度測定できないとしたＳ１０のような高濃度ガスを含有するガス含有空気をさらに希釈して濃度測定をすることもできる。この場合、一つのバルブの開度量制御により実施してもよいが、希釈倍率に応じた複数の開閉バルブを並列接続し、希釈倍率に対応する開閉バルブを開制御するようにしても実施することができる。そしてこのように多段階に希釈するようにした場合、前述した不感領域は各段階に遷移する場合に設定することが好ましい。
また、濃度センサのガス濃度変化に対する追従性が高い場合や、ガス発生施設におけるガス濃度変化が著しい場合等には、測定用第二開閉バルブ１６の開閉遅延による測定精度の低下を抑制するため、濃度センサによってガス濃度の上昇、下降の傾向を観測し、上昇、下降の傾向が著しいほど前記不感領域Ｘが大きくなるよう動的に変化させる制御を実行することが好ましいといえる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ガス含有空気のガス濃度測定装置のブロック回路図である。
【図２】ガス濃度と時間との関係を示すグラフ図である。
【図３】バルブ１６を開閉したときのガス濃度測定範囲を示すグラフ図である。
【図４】制御手順のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２１】
１ ガス発生施設
２ 排出流路
２ａ メイン風量計測器
３ 第一メイン開閉バルブ
４ 第二メイン開閉バルブ
５ ガス吸着装置
６ 排気流路
７ 第三メイン開閉バルブ
８ 濃度センサ
９ 吸引ブロア
１０ 濃度測定流路
１１ 測定用第一開閉バルブ
１２ 濃度センサ
１３ 第一風量計測調節器
１４ 希釈流路
１６ 測定用第二開閉バルブ
１７ 第二風量計測調節器
１８ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に含まれる有機溶剤が揮発したガスのガス濃度測定装置および測定方法、累積ガス量測定装置および測定方法、ガス除去装置における除去剤の除去限界類推装置および類推方法の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、クロロメタン、クロロベンゼン、プロパノール等の揮発性が高い有機化合物は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）と称され、そしてこのものが大気中に揮発してガス化すると、光化学オキシダントや浮遊粒子状物質の要因にもなり、このため人の健康に対して悪影響を与える有害物質として指定され、揮発性有機化合物（以下「ＶＯＣ」という）のガス排出量の規制がなされている。
ところでこのようなＶＯＣは、化学工場、塗装工場、印刷工場、薬品工場等の各種施設において、反応、抽出、コーティング、脱脂洗浄等の各種工程で広く溶剤として採用されている。そしてこれらＶＯＣは、ガス化したものが施設外に排出しないよう施設の排気流路に、ＶＯＣガスを除去（回収）するためガス除去装置を設けるなどして規定の濃度以下に排出抑制すること等が強く求められており、場合によっては義務付けられている。
このようなガス除去装置を設置する場合、除去剤（ガス除去装置が吸着装置である場合には吸着剤）による除去量（吸着量）には限界があり、この限界点（破過点）を越えると除去能力が低下し、高濃度のＶＯＣガスが大気に排出されてしまうことになる。そこで除去剤がどれだけの量のＶＯＣガスを除去したかを累積計算をし、これに基づいて破過点に達する少し前の段階で除去剤を交換する等のメンテナンスをすることが効率のよいＶＯＣガスの除去装置としては要求される。そしてこのような破過点の検知方法が知られている（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平７−３２５０２４号公報
【特許文献２】特開２００５−５２６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで前者のものはＶＯＣガスを吸着した場合に吸着剤が膨張することを利用し、該吸着剤の体積膨張の程度から吸着限界を検知しようとするものであるが、吸着剤の体積膨張は定性的であるばかりでなく、体積膨張は温度等の吸着環境に大きく左右されることもあって精度が劣るという問題がある。これに対し後者のものは吸着剤層の温度を測定し、該測定した温度の二次微分処理値に基づいて吸着限界を決定しようとするものであるが、このものは吸着槽入り口でのＶＯＣガス濃度を一定とした場合に有効であって、ガス濃度が変化するものにおいての有効性に乏しいという問題がある。
これに対し、ガス濃度センサを用いてガス濃度を経時的に測定し、この測定結果を累積演算して除去したガス量を知り、これに基づいて除去限界に達したか否かの判断をすることが提唱される。ところでガス濃度センサとして、低濃度から高濃度（例えば０〜１００００ｐｐｍ）にまで至る幅広い範囲のガス濃度を測定ができるようなものは測定精度が劣るだけでなく、このようなガス濃度センサを汎用的に入手することは事実上困難である。そして入手し易い汎用のガス濃度センサとしては測定できるガス濃度範囲が狭い（例えば０から１０００ｐｐｍまで）ものであり、ガス濃度がこの測定限界を越えた濃いものであった場合、測定不能になって正確なガス濃度の測定ができないという問題がある。しかもこのような正確なガス濃度の測定ができなくなると、累積ガス量の算出もできなくなる許りでなく、除去剤を通過した累積ガス量に基づいて除去剤が除去限界に達したか否かの類推ができなくなるという問題があり、これらに本発明が解決せんとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガス濃度を測定するためのガス濃度測定装置であって、該ガス濃度測定装置は、空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段とを備えて構成され、前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とするガス濃度測定装置である。
請求項２の発明は、制御手段による希釈制御には、ガス濃度の測定開始段階においては最大の希釈率でガス含有空気を希釈するように設定されていることを特徴とする請求項１記載のガス濃度測定装置である。
請求項３の発明は、空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガス濃度を測定するためのガス濃度測定方法であって、該ガス濃度測定方法は、空気流路から分岐形成される濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をするものであり、前記濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するように構成したことを特徴とするガス濃度測定方法である。
請求項４の発明は、空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガスの累積ガス量を測定するための累積ガス量測定装置であって、該累積ガス量測定装置は、空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段と、該算出された実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出する累積手段とを備えて構成され、前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とする累積ガス量測定装置である。
請求項５の発明は、空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガスの累積ガス量を測定するための累積ガス量測定方法であって、該累積ガス量測定方法は、空気流路から分岐形成される濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をするものであり、濃度測定手段で測定されたガス濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出し、該算出した実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出するように構成したことを特徴とする累積ガス量測定方法である。
請求項６の発明は、有機化合物の揮発したガスを含有したガス含有空気が流れる空気流路に、前記ガスを除去するための除去剤が設けられたガス除去装置における該除去剤の除去限界を類推するための除去限界類推装置において、除去限界類推装置は、空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段と、該算出された実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出する累積手段と、該算出された累積ガス量が、前記除去剤が除去限界に至るまで該除去剤に供給されたものとして予め求められた基準累積ガス量に達したことで除去限界に達したと類推する類推手段とを備えて構成され、前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とするガス除去装置における除去剤の除去限界類推装置である。
請求項７の発明は、有機化合物の揮発したガスを含有したガス含有空気が流れる空気流路に、前記ガスを除去するための除去剤が設けられたガス除去装置における該除去剤の除去限界を類推するための除去限界類推方法において、空気流路から分岐形成される濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をするものであり、濃度測定手段で測定されたガス濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出し、該算出した実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出し、該算出された累積ガス量が、前記除去剤が除去限界に至るまで該除去剤に供給されたものとして予め求められた基準累積ガス量に達したことで除去限界に達したと類推するように構成したことを特徴とするガス除去装置における除去剤の除去限界類推方法である。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１または３の発明とすることにより、ガス含有空気のガス濃度が濃度測定手段の測定限界を越えたものがあったとして、この場合にはこれを希釈して測定限界内にしてガス濃度を測定し、該測定したガス濃度に基づいて実際のガス濃度を算出できることになって精度よくガス濃度を求めることが簡単にできることになる。
請求項２の発明とすることにより、ガス含有空気中のガス濃度の測定が、測定開始段階から測定不能になってしまうことを回避できることになる。
請求項４または５の発明とすることにより、ガス含有空気のガス濃度が濃度測定手段の測定限界を越えたものがあったとして、この場合にはこれを希釈して測定限界内にしてガス濃度を測定し、該測定したガス濃度に基づいて算出された実際のガス濃度に基づいて精度のよい累積ガス量を求めることが簡単にできることになる。
請求項６または７の発明とすることにより、ガス含有空気のガス濃度が濃度測定手段の測定限界を越えたものがあったとして、この場合にはこれを希釈して測定限界内にしてガス濃度を測定し、該測定したガス濃度から算出された実際のガス濃度に基づいて算出される累積ガス量から除去剤が除去限界に達したか否かの精度のよい類推ができることになって除去剤の交換等のメンテナンス管理が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次ぎに、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図面１において、１はＶＯＣガスを発生するガス発生施設（ガス発生装置）であって、該ガス発生施設１から排出されるＶＯＣガスを含んだ空気の排出流路（メイン流路）２には、第一メイン開閉バルブ３、第二メイン開閉バルブ４が設けられているが、該排出流路２の末端には、例えば活性炭やゼオライトを吸着剤として用いるガス吸着装置５が設けられている。そしてガス吸着装置５からの排気流路６には第三メイン開閉バルブ７、濃度センサ８が順次設けられ、末端に吸引ブロア９が設けられており、該吸引ブロア９の吸引によって、ガス発生施設１から排出されるＶＯＣガスを含有するガス含有空気からＶＯＣガスを吸着除去したものを大気に放出するようになっている。
【０００７】
前記排出流路２には、第一メイン開閉バルブ３と第二メイン開閉バルブ４とのあいだに位置して該排出流路２と並列接続する状態で分岐されていて、排出流路２を流れるガス含有空気に含有しているＶＯＣガスの濃度測定（濃度検出）をするための濃度測定流路１０が設けられているが、排出流路２から濃度測定流路１０に分流されたガス含有空気は、流路上流側（上手側）から測定用第一開閉バルブ１１、濃度センサ（本発明の「濃度測定手段」に相当する）１２、そして第一風量計測調節器１３を経由して排出流路２に戻される（還流する）ようになっている。尚、排出流路２には、濃度測定流路１０が還流後、第二メイン開閉バルブ４に至るまでのあいだに位置してメインの風量計測器２ａが設けられている。この風量計測器２ａは排出流路２を通過する風量が一定である場合には省略することができる。
【０００８】
また、測定用第一開閉バルブ１１と濃度センサ１２とのあいだの濃度測定流路１０には、希釈流路１４が合流するように設けられているが、該希釈流路１４には、流路上流側からエアフィルタ１５、測定用第二開閉バルブ１６そして第二風量計測調節器１７を経由して清浄な大気（空気）が濃度測定流路１０に供給され、これによって該濃度測定流路１０に分流されたガス含有空気の希釈ができるようになっている。
【０００９】
１８は制御部であって、該制御部１８は、前記各センサ８、１２や風量計測調節器１３、１７およびメイン風量計測器２ａ等のセンサ類やスイッチ類からの信号が入力すると共に、開閉バルブ３、４、７、１１、１６等の各種の被制御部に対して必要な制御指令を出力し、さらには各種入力した信号に基づいて必要な演算をして得たデータに基づく制御指令を出力するように設定されているが、以下、ガス含有空気中のガスの濃度測定の手法、これに基づいて累積ガス量の測定手法、さらには該測定された累積ガス量から前記ガス吸着装置５に組込まれる吸着剤が吸着限界に達したか否かを類推する吸着剤の吸着限界類推手法について説明する。
【００１０】
前記ガス含有空気からＶＯＣガスの吸着運転をすべく制御部１８に運転指令を出力すると、メイン開閉バルブ３、４、７に開指令を出力すると共に、吸引ブロア９に駆動指令を出力し、これによってガス含有空気がガス吸着装置５に供給されてガス吸着がなされることになるが、これと同時に測定用開閉バルブ１１、１６の開閉制御がなされ、これによってガス含有空気の一部が濃度測定流路１０に分流され、濃度センサ１２によってガス濃度が測定されることになるが、本実施の形態では、風量計測調節器１３、１７からの風量値に基づきガス含有空気の希釈倍率が算出されるようになっている。
【００１１】
いまガス含有空気からガス吸着作業が実施されているときの時刻（ｔ）のときのガス含有空気の希釈倍率をｑ（ｔ）とすると、該希釈倍率ｑ（ｔ）は、第一風量計測調節器１３の風量（流量）をＱ１（ｔ）、第二風量計測調節器１７の風量をＱ２（ｔ）とした場合、
ｑ（ｔ）＝Ｑ１（ｔ）／（Ｑ１（ｔ）−Ｑ２（ｔ））
として算出される。この時刻（ｔ）のとき測定されるガス濃度をＤｓ（ｔ）とした場合、該時刻（ｔ）でのガス含有空気のガス濃度Ｄｍ（ｔ）は、
Ｄｍ（ｔ）＝Ｄｓ（ｔ）×ｑ（ｔ）
＝Ｄｓ（ｔ）×Ｑ１（ｔ）／（Ｑ１（ｔ）−Ｑ２（ｔ））
で算出される。
ところで排出流路２を通るガス量は、希釈空気によっても希釈されるため、ガス発生施設１から投入されるガス量Ｑｍは、ガス吸着装置５に到達した時点で希釈量Ｑ２が加算されることになって「Ｑｍ＋Ｑ２」になるはずであるが、吸引ブロア９の吸引量は本実施の形態では一定に設定しているので、メイン風量計測器２ａが検知する風量はＱ２を減じた「Ｑｍ−Ｑ２」となり、そうすると、時刻（ｔ）のときの排出流路２の風量は「Ｑｍ（ｔ）−Ｑ２（ｔ）」として算出される。この結果、図２に示されるように、時刻（ｔｉ）が時刻（ｔ０）から（ｔＮ−１）まで推移した場合のＶＯＣの累積ガス量をＱｍ（ｔＮ−１）とした場合に、該累積ガス量Ｑｍ（ｔＮ−１）は、
として演算される。
因みに、前記算出されたガス濃度、累積ガス量は排出流路２から分流されたガス含有空気分のものであり、このためガス発生施設１から排出流路２に供給されたガス含有空気全体に含まれる実際のガス濃度、累積ガス量は、分流割合から逆算して算出（例えば１／１０の量が分流されるものであれば１０倍することで算出）することができる。
また、測定用第二開閉バルブ１６の開度量制御をすることで、濃度測定流路１０に分流されたガス含有空気の量に対する希釈空気の希釈量が判るものである場合、風量計測調節器を設けなくても希釈倍率を算出できることは言うまでもない。
【００１２】
次に、前記濃度センサ１２によるガス濃度の測定（検出）範囲が図３に示されるように０〜Ｂ（例えば０〜１０００ｐｐｍ）であった場合に、ガス含有空気中に含まれるＶＯＣガスのガス濃度が測定可能な最大値である測定最大値（最大測定範囲の１００％の値：測定限界）Ｂを越えるものがある場合、図４に示される実施の形態のフローチャートのような制御が実行され、この測定最大値Ｂを越えたガス濃度の測定ができることになるが、この測定最大値Ｂの境界値で測定用第二開閉バルブ１６の開閉制御をした場合に、測定されるガス濃度がこの測定最大値Ｂを越えたり少なくなったりを繰返すようなものであった場合、測定用第二開閉バルブ１６の開閉切換えが測定最大値Ｂを境に頻繁に繰返されることになって却って安定性を欠くことになる。そこで、測定用第二開閉バルブ１６が開から閉に切り換え制御されるとき、測定用第二開閉バルブ１６が閉制御されているときの測定最大値Ｂよりも小さい値（例えば測定最大値Ｂの９％）を設定値Ａとして設定し、この設定値Ａよりも小さくならないと測定用第二開閉バルブ１６が開から閉に切り換わらない領域である不感領域Ｘとして、測定用第二開閉バルブ１６の安定した開閉切換え制御を実施するように設定されている。以下、これらの制御手順について図４のフローチャートを用いて説明する。
因みに本実施の形態では、測定用第二開閉バルブ１６は開と閉の二段の切り換え制御が実行できるものとして説明する。そして測定用第二バルブ１６が開制御された場合、供給される希釈空気によって濃度測定流路１０に分流されたガス含有空気はｑ倍（例えば１０倍）希釈されるものとして説明する。
【００１３】
まず、前述したようにガス含有空気から含有するＶＯＣガスの吸着運転をすべく制御部１８に運転指令が出力されると、同時にガス濃度の測定制御が開始（実行）されることになるが、該測定制御が開始されると、測定用第一、第二開閉バルブ１１、１６に対して開指令を出力してこれらバルブ１１、１６を開放制御する（Ｓ１）。これによって濃度測定流路１０に流入したガス含有空気が供給される希釈空気によって希釈され、該希釈されたガス含有空気に含有するＶＯＣガスの測定時刻（ｔ）でのガス濃度Ｄｓ（ｔ）が濃度センサ１２によって測定されることになる（Ｓ２）。そしてこの測定されたガス濃度Ｄｓ（ｔ）が前記式に基づいて累積演算される（Ｓ３）と共に、測定されたガス濃度Ｄｓ（ｔ）が前記不感領域設定値Ａ以上であるか否かが判断される（Ｓ４）。ここでガス濃度Ｄｓ（ｔ）が不感領域設定値Ａ以上であるとしてＹＥＳの判断がなされると、さらにガス濃度Ｄｓ（ｔ）が測定最大値Ｂ以下であるか否かの判断がなされる（Ｓ５）。そしてガス濃度Ｄｓ（ｔ）が測定最大値Ｂ以下であるとしてＹＥＳの判断がなされると、現在のガス濃度測定条件は適正であるから、次の時刻（ｔ）におけるガス濃度Ｄｓ（ｔ）を測定するようＳ２にリターンする。
【００１４】
これに対し、前記Ｓ４の測定されたガス濃度Ｄｓ（ｔ）が前記不感領域設定値Ａ以上であるか否かの判断で、ガス濃度Ｄｓ（ｔ）が不感領域設定値Ａより少ない（Ｄｓ（ｔ）＜Ａ）としてＮＯの判断がなされると、測定用第二開閉バルブ１６が開であるか否かの判断がなされ（Ｓ６）、開であるとしてＹＥＳの判断がなされると、現在のガス濃度測定条件は希釈しすぎであるから測定用第二開閉バルブ１６に対して閉指令が出力され（Ｓ７）るが、閉であるとしてＮＯの判断がなされると、現在のガス濃度測定条件は適正であるからガス濃度Ｄｓ（ｔ）を測定するようＳ２にリターンする。
【００１５】
一方、Ｓ５のガス濃度Ｄｓ（ｔ）が測定最大値Ｂ以下であるか否かの判断において測定最大値Ｂよりも大きい（Ｄｓ（ｔ）＞Ｂ）としてＮＯの判断がなされると、測定用第二開閉バルブ１６が閉であるか否かの判断がなされ（Ｓ８）、閉であるとしてＹＥＳの判断がなされると、現在のガス濃度は高すぎであるとして測定用第二開閉バルブ１６に対して開指令が出力され（Ｓ９）るが、開であるとしてＮＯの判断がなされると、測定用第二開閉バルブ１６が開であるにもかかわらずガス濃度が高すぎであるとして異常通報の指令が出力され（Ｓ１０）て異常通報をし、前記同様Ｓ２にリターンする。
【００１６】
上述の如く構成された本発明の実施の形態において、ガス発生施設１において発生したガス含有空気からガスをガス吸着装置５を用いて吸着除去する場合に、ガス含有空気のガス濃度を、排出流路２から分岐形成した濃度測定流路１０に設けた濃度センサ１２を用いて測定することになるが、ガス濃度が高く、濃度センサ１２の測定最大値Ｂの濃度を越えていた場合、濃度測定流路１０に分流したガス含有空気を希釈し、該希釈したガス含有空気中のガスのガス濃度を測定し、該測定したガス濃度から希釈率を考慮して実際のガス濃度を算出することができる。この結果、ガス濃度の測定範囲が狭い汎用の濃度センサ１２を用いて、最大測定範囲を越えた高いガス濃度の測定ができることになる。
【００１７】
そしてこのものでは、濃度センサ１２の最大測定範囲を越えた高い濃度を含んだガス含有空気があったとしても、該高いガス濃度を精度よく測定をすることができ、そして該測定濃度に基づいて累積ガス量を算出することになるため、累積ガス量についても精度がよいものにできる。
【００１８】
しかもこのものでは、制御部１８において、前記算出された累積ガス量が、吸着剤について吸着限界に至るまで該除去剤に供給されたものとして予め求められた基準累積ガス量に達したことで除去限界に達したと類推するよう設定しておくことで、累積ガス量が吸着限界に至る少し前の段階で警告を発する等の報知させる管理ができ、吸着剤の交換等のメンテナンス管理が適正なものになる。
さらにこのものにおいては、濃度測定をしたガス含有空気を排出流路２に還流しているため、該空気に含まれるガスが大気に放出されることもない。
【００１９】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されないものであることは勿論であって、例えば測定用第二開閉バルブ１６の流量制御を一段の開制御だけでなく、二段階以上、多段階（例えば１０倍希釈、２０倍希釈、３０倍希釈等の多段階）の流量制御ができるようにしておけば、前記実施の形態では濃度測定できないとしたＳ１０のような高濃度ガスを含有するガス含有空気をさらに希釈して濃度測定をすることもできる。この場合、一つのバルブの開度量制御により実施してもよいが、希釈倍率に応じた複数の開閉バルブを並列接続し、希釈倍率に対応する開閉バルブを開制御するようにしても実施することができる。そしてこのように多段階に希釈するようにした場合、前述した不感領域は各段階に遷移する場合に設定することが好ましい。
また、濃度センサのガス濃度変化に対する追従性が高い場合や、ガス発生施設におけるガス濃度変化が著しい場合等には、測定用第二開閉バルブ１６の開閉遅延による測定精度の低下を抑制するため、濃度センサによってガス濃度の上昇、下降の傾向を観測し、上昇、下降の傾向が著しいほど前記不感領域Ｘが大きくなるよう動的に変化させる制御を実行することが好ましいといえる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ガス含有空気のガス濃度測定装置のブロック回路図である。
【図２】ガス濃度と時間との関係を示すグラフ図である。
【図３】バルブ１６を開閉したときのガス濃度測定範囲を示すグラフ図である。
【図４】制御手順のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２１】
１ ガス発生施設
２ 排出流路
２ａ メイン風量計測器
３ 第一メイン開閉バルブ
４ 第二メイン開閉バルブ
５ ガス吸着装置
６ 排気流路
７ 第三メイン開閉バルブ
８ 濃度センサ
９ 吸引ブロア
１０ 濃度測定流路
１１ 測定用第一開閉バルブ
１２ 濃度センサ
１３ 第一風量計測調節器
１４ 希釈流路
１６ 測定用第二開閉バルブ
１７ 第二風量計測調節器
１８ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガス濃度を測定するためのガス濃度測定装置であって、該ガス濃度測定装置は、
空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、
該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、
濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、
該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、
濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段とを備えて構成され、
前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とするガス濃度測定装置。
【請求項２】
制御手段による希釈制御には、ガス濃度の測定開始段階においては最大の希釈率でガス含有空気を希釈するように設定されていることを特徴とする請求項１記載のガス濃度測定装置。
【請求項３】
空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガス濃度を測定するためのガス濃度測定方法であって、該ガス濃度測定方法は、
空気流路から分岐形成の濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、
濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、
濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度を測定をするものであり、
前記濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するように構成したことを特徴とするガス濃度測定方法。
【請求項４】
空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガスの累積ガス量を測定するための累積ガス量測定装置であって、該累積ガス量測定装置は、
空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、
該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、
濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、
該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、
濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段と、
該算出された実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出する累積手段とを備えて構成され、
前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とする累積ガス量測定装置。
【請求項５】
空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガスの累積ガス量を測定するための累積ガス量測定方法であって、該累積ガス量測定方法は、
空気流路から分岐形成される濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、
濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、
濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度を測定をするものであり、
濃度測定手段で測定されたガス濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出し、該算出した実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出するように構成したことを特徴とする累積ガス量測定方法。
【請求項６】
有機化合物の揮発したガスを含有したガス含有空気が流れる空気流路に、前記ガスを除去するための除去剤が設けられたガス除去装置における該除去剤の除去限界を類推するための除去限界類推装置において、
除去限界類推装置は、
空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、
該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、
濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、
該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、
濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段と、
該算出された実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出する累積手段と、
該算出された累積ガス量が、前記除去剤が除去限界に至るまで該除去剤に供給されたものとして予め求められた基準累積ガス量に達したことで除去限界に達したと類推する類推手段とを備えて構成され、
前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とするガス除去装置における除去剤の除去限界類推装置。
【請求項７】
有機化合物の揮発したガスを含有したガス含有空気が流れる空気流路に、前記ガスを除去するための除去剤が設けられたガス除去装置における該除去剤の除去限界を類推するための除去限界類推方法において、
空気流路から分岐形成される濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、
濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、
濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をするものであり、
濃度測定手段で測定されたガス濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出し、該算出した実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出し、
該算出された累積ガス量が、前記除去剤が除去限界に至るまで該除去剤に供給されたものとして予め求められた基準累積ガス量に達したことで除去限界に達したと類推するように構成したことを特徴とするガス除去装置における除去剤の除去限界類推方法。
【請求項１】
空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガス濃度を測定するためのガス濃度測定装置であって、該ガス濃度測定装置は、
空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、
該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、
濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、
該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、
濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段とを備えて構成され、
前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とするガス濃度測定装置。
【請求項２】
制御手段による希釈制御には、ガス濃度の測定開始段階においては最大の希釈率でガス含有空気を希釈するように設定されていることを特徴とする請求項１記載のガス濃度測定装置。
【請求項３】
空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガス濃度を測定するためのガス濃度測定方法であって、該ガス濃度測定方法は、
空気流路から分岐形成の濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、
濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、
濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度を測定をするものであり、
前記濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するように構成したことを特徴とするガス濃度測定方法。
【請求項４】
空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガスの累積ガス量を測定するための累積ガス量測定装置であって、該累積ガス量測定装置は、
空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、
該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、
濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、
該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、
濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段と、
該算出された実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出する累積手段とを備えて構成され、
前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とする累積ガス量測定装置。
【請求項５】
空気流路を流れる有機化合物の揮発ガスを含有したガス含有空気中のガスの累積ガス量を測定するための累積ガス量測定方法であって、該累積ガス量測定方法は、
空気流路から分岐形成される濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、
濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、
濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度を測定をするものであり、
濃度測定手段で測定されたガス濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出し、該算出した実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出するように構成したことを特徴とする累積ガス量測定方法。
【請求項６】
有機化合物の揮発したガスを含有したガス含有空気が流れる空気流路に、前記ガスを除去するための除去剤が設けられたガス除去装置における該除去剤の除去限界を類推するための除去限界類推装置において、
除去限界類推装置は、
空気流路から分岐形成される濃度測定流路と、
該濃度測定流路に設けられる濃度測定手段と、
濃度測定流路の濃度測定手段よりも上流側に位置して清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段と、
該希釈手段の清浄空気供給量を制御する制御手段と、
濃度測定手段で測定されたガス測定濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出するガス濃度算出手段と、
該算出された実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出する累積手段と、
該算出された累積ガス量が、前記除去剤が除去限界に至るまで該除去剤に供給されたものとして予め求められた基準累積ガス量に達したことで除去限界に達したと類推する類推手段とを備えて構成され、
前記制御手段による希釈制御は、濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断したときには希釈手段に対して希釈開始指令または希釈増加指令を出力し、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときには希釈手段に対して希釈停止指令または希釈低減指令を出力するように設定されていることを特徴とするガス除去装置における除去剤の除去限界類推装置。
【請求項７】
有機化合物の揮発したガスを含有したガス含有空気が流れる空気流路に、前記ガスを除去するための除去剤が設けられたガス除去装置における該除去剤の除去限界を類推するための除去限界類推方法において、
空気流路から分岐形成される濃度測定流路に設けられていてガス濃度の測定をする濃度測定手段と、
濃度測定手段よりも上流側で清浄空気を濃度測定流路に供給して濃度測定流路に流入したガス含有空気を希釈可能な希釈手段とが設けられており、
濃度測定手段は、該濃度測定手段で測定されたガス測定濃度が濃度測定手段の最大測定範囲以上であると判断されたときに希釈手段に対して出力される希釈開始指令または希釈増加指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をし、濃度測定手段の最小測定範囲以下であると判断したときに希釈手段に対して出力される希釈停止指令または希釈低減指令に基づいたガス含有空気のガス濃度の測定をするものであり、
濃度測定手段で測定されたガス濃度からガス含有空気の希釈率に基づいて実際のガス濃度を算出し、該算出した実際のガス濃度を時系列に累積して累積ガス量を算出し、
該算出された累積ガス量が、前記除去剤が除去限界に至るまで該除去剤に供給されたものとして予め求められた基準累積ガス量に達したことで除去限界に達したと類推するように構成したことを特徴とするガス除去装置における除去剤の除去限界類推方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２１０４５５（Ｐ２００９−２１０４５５Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４５９６（Ｐ２００８−５４５９６）
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（５０６２０９４２２）地方独立行政法人 東京都立産業技術研究センター (134)
【出願人】（３９９０３１８８３）株式会社モリカワ (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（５０６２０９４２２）地方独立行政法人 東京都立産業技術研究センター (134)
【出願人】（３９９０３１８８３）株式会社モリカワ (19)
【Ｆターム（参考）】
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