揮発性有機物除去装置及び揮発性有機物検出方法
【課題】
ポリマーがＶＯＣを吸収することで溶解し、その物性値が変化することを利用したＶＯＣセンサー等を組み込んだ揮発性有機物の除去装置、そしてその除去装置における揮発性有機物の検出方法を提供することにある。
【解決手段】
揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段１０に、揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部１２と、反応部に張力又は押力を負荷させる応力負荷手段１６と、反応部の応力変化を検出する応力変化検出手段１８と、応力変化の検出に応じて揮発性有機物除去装置の動作を制御する動作制御手段２０とを具備させた。
ポリマーがＶＯＣを吸収することで溶解し、その物性値が変化することを利用したＶＯＣセンサー等を組み込んだ揮発性有機物の除去装置、そしてその除去装置における揮発性有機物の検出方法を提供することにある。
【解決手段】
揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段１０に、揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部１２と、反応部に張力又は押力を負荷させる応力負荷手段１６と、反応部の応力変化を検出する応力変化検出手段１８と、応力変化の検出に応じて揮発性有機物除去装置の動作を制御する動作制御手段２０とを具備させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被浄化ガスに含まれる揮発性有機物を除去する装置及び揮発性有機物を検出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
揮発性有機物（ＶＯＣ）は、光化学オキシダントと浮遊粒子状物質の主な原因であるため、工場等の固定発生源からのＶＯＣ排出及び飛散に関して、排出規制や自主的取組の促進がなされている。
【０００３】
従来から、固定発生源からのＶＯＣ排出量を減少させるには、ＶＯＣ除去装置の設置が有効な手段であると考えられているが、このＶＯＣ除去装置のＶＯＣ除去効率の向上のためには、例えば、工場から排出されるＶＯＣ総量をモニタリングすることができるＶＯＣセンサーと、除去装置から排出された清浄空気に規制値を超えたＶＯＣ量が混入した場合に検知し、警報及び安全装置を作動させる（電気回路で言うところのヒューズの役割）ＶＯＣセンサーが必要である。
【０００４】
この問題を解決するために、これまで幾つかのＶＯＣセンサーが提供されている。例えば、特許文献１及び２に開示されている半導体式ガスセンサーは、多孔質酸化スズ（SnO）に吸着した酸素が還元性物質で消費される際に発生する電気抵抗など電気的性質変化を利用してガス濃度を測ることができる。
【０００５】
また、特許文献３で開示されている光導波路センサーは、ＶＯＣガスの吸着・吸収により、光導波路表層に設置された光増幅層の屈折率が変化することを利用してガス濃度を測ることができる。
【０００６】
また、特許文献４及び５で開示されている高分子薄膜の膨潤に基づく干渉増幅反射法を用いたセンサーは、高分子薄膜がＶＯＣと接触した際、吸収又は吸着することにより、膨潤し光学膜厚が変化することを利用してＶＯＣを検知することを可能とした。
【特許文献１】特開平６−６６７５５号公報
【特許文献２】特開２００１−７４６８１号公報
【特許文献３】特開２００６−９８２８４号公報
【特許文献４】特開２００４−１６３１８５号公報
【特許文献５】特開平６−２２２００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなＶＯＣセンサーが既に開発されているが、いずれの場合もＶＯＣ濃度の定量を念頭に設計された比較的複雑なＶＯＣセンサーである。従って、ＶＯＣ除去装置に組み込むと装置自体を大型なものにせざるを得ず、また装置が高価なものになり、そして装置運用のための経費も嵩むといった問題が生じる。このため、ＶＯＣ除去装置の小型化等に求められているようなヒューズの役割を担うＶＯＣセンサーの開発が望まれているが、いまだ開発されていないのが実情である。このような課題を解決するためには、ＶＯＣ除去装置への組み込み及び交換が比較的容易にできるようセンサーの設計を単純化・小型化する必要がある。
【０００８】
即ち、本発明の目的は、ポリマーがＶＯＣを吸収することで溶解し、その物性値が変化することを利用したＶＯＣ総量の検出用センサー及びヒューズの役割を担うＶＯＣセンサー等を組み込んだ揮発性有機物の除去装置、そしてその除去装置における揮発性有機物の検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、被浄化ガスに含まれる揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部と、前記揮発性有機物を検出する揮発性有機物検出手段と、を有する揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物検出手段は、揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部と、前記反応部に張力又は押力を負荷させる応力負荷手段と、前記反応部の応力変化を検出する応力変化検出手段と、前記応力変化の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する動作制御手段と、を具備することを特徴とする揮発性有機物除去装置である。尚、揮発性有機物の処理は、吸着処理や燃焼処理等によって行うのがよい。但し、これらの処理に限定するものではない。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレート及びこれらの混合物のうちから選択されたものであることを特徴としている。そして、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部は、略棒状に形成されていることを特徴としている。尚、略棒状とは、例えば、棒型、鉄アレイ型、ばね型やワイヤ形状や繊維形状等を示している。
【００１１】
そして、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の中心部及び中心部近傍は、両端部よりも細く形成されていることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部は、薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
またさらに、請求項６記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の中軸として導電性物質を内挿させていることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の内部に導電性物質が分散されていることを特徴としている。尚、揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部に導電性物質をフィラー状に混合（分散）させて用いることが特に有効である。
【００１５】
そして、請求項８記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の表面の全部又は一部に導電性物質が被覆されていることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項９記載の発明は、請求項６乃至８のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記導電性物質が、金、銀、白金、銅、鉄、クロム、アルミニウム、炭素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリビロール及びこれらの混合物の少なくともいずれかであることを特徴としている。
【００１７】
またさらに、請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記応力変化検出手段が、前記反応部に光を照射する光照射部と、前記反応部を透過する光を検出する光検出部とを具備することを特徴としている。
【００１８】
さらに、請求項１１記載の発明は、揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、前記揮発性有機物反応部の応力変化を検出する工程と、前記応力変化の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法である。尚、揮発性有機物の処理は、吸着処理や燃焼処理等によって行うのがよい。但し、これらの処理に限定するものではない。
【００１９】
また、請求項１２記載の発明は、揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、前記揮発性有機物反応部に光を照射するとともに、前記揮発性有機物反応部を透過する光を検出する工程と、前記光の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法である。尚、揮発性有機物の処理は、吸着処理や燃焼処理等によって行うのがよい。但し、これらの処理に限定するものではない。
【００２０】
そして、請求項１３記載の発明は、揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された導電性物質が含まれる揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、前記揮発性有機物反応部に通電させるとともに、前記揮発性有機物反応部を流れる電流量を検出する工程と、前記電流量の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法である。尚、揮発性有機物の処理は、吸着処理や燃焼処理等によって行うのがよい。但し、これらの処理に限定するものではない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る揮発性有機物除去装置は、揮発性有機物処理部による揮発性有機物処理後の揮発性有機物を検出する揮発性有機物検出手段が略棒状又は薄膜状に形成された揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部と、前記反応部に張力又は押力を負荷させる応力負荷手段と、前記反応部の張力又は押力の応力変化を検出する応力変化検出手段と、前記応力変化の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する動作制御手段とを具備しているので、従来の揮発性有機物除去装置に比して設計し易く、小型化が可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物検出方法は、略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、前記反応部に前記揮発性有機物処理部により揮発性有機物が処理された被浄化ガスを接触させる工程と、前記反応部の応力変化を検出する工程と、前記応力変化の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程とを含むので、揮発性有機物処理後の揮発性有機物が基準値を超えた場合の安全性を的確に確保することができるという効果が生じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である。１０は揮発性有機物検出手段、１２は反応部、１４は両端部、１６は応力負荷手段、１８は応力変化検出手段、１９は荷重計測手段、２０は動作制御手段を示している。尚、荷重計測手段１９は応力変化検出手段１８の一例である。
【００２４】
反応部１２は、揮発性有機物溶解性高分子材を鉄アレイ型のように中心部及び中心部近傍を両端部１４よりも細く加工形成したものであるが、これは例えば、略棒状に形成したり、または、薄膜状やハニカム状や芯鞘状に形成してもよい。尚、揮発性有機物溶解性高分子は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレートや、これらの混合物を用いることが有効である。
【００２５】
応力負荷手段１６が両端部１４を反応部１２が変形しない程度に一定の引っ張り力或いは押し込み力を加え、応力変化検出手段１８の一例である荷重計測手段１９が反応部１２に加えられている荷重をモニタリングする。尚、応力負荷手段１６が、反応部１２の上端部を挟持し、反応部１２に対して重力による引っ張り力を与える構成にしてもよい。
【００２６】
揮発性有機物を含むガスを反応部１２に吹きかけることによって、反応部１２の表面が溶解すると、反応部１２自体の強度が弱まることになる。そうすると、反応部１２は応力負荷手段１６による負荷に耐え切れず断裂し、荷重計測手段１９がモニタリングしていた荷重が０になる。その結果、応力変化検知手段１８が反応部１２の応力変化を検出する（揮発性有機物を含むガスの濃度を検出することができる）。そして、反応部１２の応力変化の検知に応じて動作制御手段２０が揮発性有機物除去装置の制御を行う。尚、動作制御手段２０が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよいし、これらを組み合わせても良い。
【実施例１】
【００２７】
（ＶＯＣ溶解性ポリマー構造体センサー）
ポリスチレンを鉄アレイ型に加工することで鉄アレイ型ポリスチレンを作製し、応力変化によるＶＯＣ検出実験を行った。両端を引っ張り試験機で一定荷重をかけて固定し、応力変化をモニターした（荷重計測を行った）。次に、アレイ中心部にＶＯＣガスが通るようにパイプを設置し、乾燥空気を送風した。
【００２８】
途中で、ＶＯＣ物質を乾燥空気中に加え、その際の応力変化をモニターした。ＶＯＣ濃度の上昇に伴って、ポリマー表面が溶解し、引っ張り力に耐えられなくなり、ポリマーの断裂が発生し、荷重が０になった。つまり、荷重変化によってＶＯＣの検出が可能であることが分かる。尚、本実施例では、荷重を１ｇ、ＶＯＣ濃度を３．６％とした。
【００２９】
図２は、本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である。１０は揮発性有機物検出手段、１２は反応部、１４は両端部、１６は応力負荷手段、１８は応力変化検出手段、２０は動作制御手段、２２は光照射部、２４は光検出部を示している。尚、光照射部２２及び光検出部２４は、応力変化検出手段１８の一例である。
【００３０】
反応部１２は、揮発性有機物溶解性高分子材を鉄アレイ型のように中心部及び中心部近傍を両端部１４よりも細く加工形成したものであるが、これは例えば、略棒状に形成したり、または、薄膜状やハニカム状や芯鞘状に形成してもよい。尚、揮発性有機物溶解性高分子は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレートや、これらの混合物を用いることが有効である。
【００３１】
応力負荷手段１６が両端部１４を反応部１２が変形しない程度に一定の引っ張り力或いは押し込み力を加え、光照射部２２が、反応部１２に光を照射する。尚、応力負荷手段１６が、反応部１２の上端部を挟持し、反応部１２に対して重力による引っ張り力を与えるようにしてもよい。
【００３２】
この場合、照射された光は、反応部１２の光遮蔽物質により反応部１２を透過することができない。この光遮蔽物質は、着色剤で、反応部１２の表面に着色させたものであるが、他の光遮蔽物質を反応部１２の内部に含有させてもよい。
【００３３】
揮発性有機物を含むガスを反応部１２に吹きかけることによって反応部１２の表面が溶解すると、反応部１２自体の強度が弱まることになる。そうすると、応力負荷手段１６による引っ張り力に耐えられなくなり、ポリマーの断裂が発生する。
【００３４】
その結果、光照射部２２の照射する光が反応部１２を透過し、光検出部２４にて検出される。その結果、応力変化検出手段１８が反応部１２の応力変化を検出することになる（揮発性有機物を含むガスの濃度を検出することができる。）。そして、反応部１２の応力変化の検出に応じて動作制御手段２０が揮発性有機物除去装置の制御を行う。尚、本実施形態では、光検出部２４が光照射部２２と反応部１２を挟んで対面位置に設けられているが、例えば、光軸に対して略直角位置に設けて、光量を検出するようにしてもよい。また、動作制御手段２０が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよいし、これらを組み合わせても良い。
【実施例２】
【００３５】
（ＶＯＣ溶解性ポリマー光遮蔽物質複合体光センサー）
ポリスチレンと樹脂用黒色着色剤を複合化したものを鉄アレイ型に加工することで、黒色鉄アレイ型ポリスチレン複合体を作製し、この黒色鉄アレイ型ポリスチレン複合体の一方に荷重をかけて固定化し、やや下部に光を照射した。尚、この時点では照射した光は、着色剤により遮蔽される。
【００３６】
黒色鉄アレイ型ポリスチレン複合体の中心部にガスが通るようにパイプを設置し、乾燥空気を送風した。途中で、ＶＯＣ物質を乾燥空気中に加え、その際の光検出部に入ってくる光量の変化をモニターした。ＶＯＣ濃度の上昇に伴って、ポリマー表面が溶解し、引っ張り力に耐えられなくなりポリマーの断裂が生じた。尚、本実施例では、荷重を１ｇ、ＶＯＣ濃度を３．６％とした。
【００３７】
それに伴い、照射していた光が光検出部に入射し、光量の上昇が光検出部によって確認された。つまり、光量の変化によってＶＯＣの検出が可能であることが分かる。
【００３８】
図３は、本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である。１０は揮発性有機物検出手段、１２は反応部、１４は両端部、１６は応力負荷手段、１８は応力変化検出手段、２０は動作制御手段、２６は導電性物質、２８Ａは電流検知部、２８Ｂは電圧印加部を示している。尚、電流検知部２８Ａ及び電圧印加部２８Ｂは応力変化検出手段１８の一例である。
【００３９】
反応部１２は、揮発性有機物溶解性高分子材を鉄アレイ型のように中心部及び中心部近傍を両端部１４よりも細く加工形成したものであるが、これは例えば、略棒状に形成したり、または、薄膜状やハニカム状や芯鞘状に形成してもよい。尚、揮発性有機物溶解性高分子は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレートや、これらの混合物を用いることが有効である。
【００４０】
また、この反応部１２の表面の一部に導電性物質２６をコーティングした。尚、導電性物質は、反応部１２内部に分散（例えばフィラー状にして）させてもよいし、反応部１２の表面全部にコーティングしてもよい。さらに反応部１２が略棒状の場合は、導電性物質を反応部１２内部に中軸として内挿させてもよい。
【００４１】
また、導電性物質は、金、銀、白金、銅、鉄、クロム、アルミニウム、炭素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリビロールや、これらの混合物を用いることが有効である。
【００４２】
応力負荷手段１６が両端部１４を反応部１２が変形しない程度に一定の引っ張り力或いは押し込み力を加え、電圧印加部２８Ｂが導電性物質２６に電圧を加える。そして、電流値を電流検知部２８Ａがモニタリングする。揮発性有機物を含むガスを反応部１２に吹きかけることによって、反応部１２の表面が溶解すると、反応部１２の強度が弱くなり、加えられた力に耐えられなくなった反応部１２が断裂する。そうすると、電気導通が遮断され、モニタリングしていた電流値が０になり、応力変化検出手段１８が反応部１２の応力変化を検出することになる（揮発性有機物を含むガスの濃度を検出することができる。）。
【００４３】
そして、応力変化の検出に応じて動作制御手段２０が揮発性有機物除去装置の制御を行うことが可能となる。尚、動作制御手段２０が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよいし、これらを組み合わせても良い。
【実施例３】
【００４４】
（導電性物質ＶＯＣ溶解性ポリマー複合化センサー）
ポリスチレンでコーティングされた銅線を鉄アレイ型に加工した鉄アレイ型ポリスチレンを作製した。両端を引っ張り試験機で一定荷重をかけて固定し、銅線に電圧を加えた。
【００４５】
アレイ中心部にガスが通るようパイプを設置し、乾燥空気を送風した。途中で、ＶＯＣ物質を乾燥空気中に加え、その際の導電性物質に流れる電流値変化をモニタリングした。ＶＯＣ濃度の上昇に伴って、ポリマー表面が溶解すると、引っ張り力に耐えられなくなり、ポリマーの断裂が発生した。尚、本実施例では、荷重を１ｇ、ＶＯＣ濃度を３．６％とした。
【００４６】
その結果、銅線が断線し、モニタリングしていた電流値が０になった。つまり、電流値の変化によってＶＯＣの検出が可能であることが分かる。
【００４７】
図４は、本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である。１０は揮発性有機物検出手段、１２は反応部、１４は両端部、３０は導電性ばね装置、３２はＬＥＤ点灯手段を示している。
【００４８】
反応部１２は、揮発性有機物溶解性高分子材を鉄アレイ型のように中心部及び中心部近傍を両端部１４よりも細く加工形成したものであるが、これは例えば、略棒状に形成したり、または、薄膜状やハニカム状や芯鞘状に形成してもよい。尚、揮発性有機物溶解性高分子は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレートや、これらの混合物を用いることが有効である。導電性ばね装置３０が、両端部１４を反応部１２が変形しない程度に一定の引っ張り力を加える。
【００４９】
揮発性有機物を含むガスを反応部１２に吹きかけることによって、反応部１２の表面が溶解すると、反応部１２が導電性ばね装置３０の引っ張り力に耐えられなくなり断裂し、導電性ばね装置３０がＬＥＤ点灯手段３２に接触することになる。
【００５０】
その結果、ＬＥＤ点灯手段に電力が供給され、ＬＥＤが点灯する。そうすることによって、揮発性有機物を含むガスの濃度を検知することが可能となる。尚、本実施形態では、ＬＥＤを使用しているが、これは蛍光灯等を利用しても良いし、例えば、警告音を鳴らすように設定しても良い。
【００５１】
次に、本発明の実施形態における揮発性有機物除去装置の一例を図５を参照して説明する。３０は揮発性有機物除去装置、３２は揮発性有機物処理部、３４はパイプ、３６は揮発性有機物検出手段、３８はブロア、４０は揮発性有機物発生源を示している。尚、本実施形態における揮発性有機物処理部３２の揮発性有機物処理の方法は、吸着処理、燃焼処理等の処理方法のいずれかによる処理を示している。但し、これら処理方法に限定しているわけではない。
【００５２】
まず、揮発性有機物発生源４０から揮発性有機物を含むガスを揮発性有機物除去装置３０に送り込む。次に、ブロア３８によって、パイプ３４を通じて揮発性有機物処理部３２に揮発性有機物を含むガスが送られる。
【００５３】
続いて、揮発性有機物処理部３２が、ガス内の揮発性有機物を処理し、さらにブロア３８が、揮発性有機物処理後のガスを、パイプ３４を通じて揮発性有機物検出手段３６に送る。
【００５４】
揮発性有機物検出手段３６は、送られてきたガスに含まれる揮発性有機物の濃度をチェックし、一定量を超える濃度を検出した場合には、揮発性有機物除去装置の動作を制御する。尚、動作の制御方法は、揮発性有機物除去装置の動作の停止処理を行うように設定してもよいし、警報等により揮発性有機物除去装置の管理者に知らせる等の処理を行うように設定してもよい。また、それらを組み合わせる制御方法も採ることもでき、それは安全面で極めて有効なものとなる。
【００５５】
次に、本発明の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例を図６を示して説明する。図６は、揮発性有機物検出方法をフローチャートで示しており。まず、反応部に応力負荷をかけた状態で、荷重計測手段が反応部に加えられる荷重の計測を開始する。そして、揮発性有機物処理後のガスを反応部に接触させ、続いて、揮発性有機物処理後のガスに含まれる揮発性有機物の濃度をモニタリングする。
【００５６】
揮発性有機物の濃度が一定量を越えない状態であれば、そのまま揮発性有機物除去装置の作動が継続し、逆に揮発性有機物の濃度が一定量を越える状態であれば、反応部が溶解によって断裂する。すると、荷重計測手段が反応部に加えられている荷重が０になったことを検出し、反応部の応力変化を検出することになる。そして、その応力変化の検出に応じて動作制御手段が、揮発性有機物除去装置の動作を制御する。尚、動作制御手段が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよい。また、これらを組み合わせても良い。
【００５７】
図７は、本発明の他の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例をフローチャートで示した図である。まず、反応部に応力負荷をかけた状態で、光照射部が反応部に向けて光を照射する。そして、揮発性有機物処理後のガスを反応部に接触させ、続いて、揮発性有機物処理後のガスに含まれる揮発性有機物の濃度をモニタリングする。
【００５８】
揮発性有機物の濃度が一定量を越えない状態であれば、そのまま揮発性有機物除去装置の作動が継続し、逆に揮発性有機物の濃度が一定量を越える状態であれば、反応部が溶解によって断裂し、照射されていた光が、光検出部に検出される。光検出部が光を検出することにより、反応部の応力変化を検出されることになる。そして、その検出に応じて動作制御手段が、揮発性有機物除去装置の動作を制御する。尚、動作制御手段が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよい。また、これらを組み合わせても良い。
【００５９】
図８は、本発明の他の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例をフローチャートで示した図である。まず、応力負荷をかけた状態で、電圧印加部が導電性物質をコーティングした反応部に電流を流す（電圧を加える）。そして、揮発性有機物吸着後のガスを反応部に接触させ、続いて、揮発性有機物処理後のガスに含まれる揮発性有機物の濃度をモニタリングする。
【００６０】
揮発性有機物の濃度が一定量を越えない状態であれば、そのまま揮発性有機物除去装置の作動が継続し、逆に揮発性有機物の濃度が一定量を越える状態であれば、反応部が溶解によって断裂し、反応部の導電性物質に流れていた電流量が０になる。その電流量の変化を電流検知部が検知することで、反応部の応力変化を検出することになる。そして、その検出に応じて動作制御手段が、揮発性有機物除去装置の動作を制御する。尚、動作制御手段が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよいし、これらを組み合わせても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る揮発性有機物除去装置は、揮発性有機物検出手段が小型であることから、装置自体を小型化することができ、その結果、揮発性有機物除去装置を設置するスペースが限られた場所でも有用である。また、本発明に係る揮発性有機物検出方法は、揮発性有機物処理後の揮発性有機物が基準値を超えた場合の安全性を的確に確保することができるため、固定発生源からの揮発性有機物の排出及び飛散に関する規制等に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である。
【図２】本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である
【図３】本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である
【図４】本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である
【図５】本発明の実施形態における揮発性有機物除去装置の一例を示した図である。
【図６】本発明の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例をフローチャートで示した図である。
【図７】本発明の他の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例をフローチャートで示した図である。
【図８】本発明の他の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例をフローチャートで示した図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 揮発性有機物検出手段
１２ 反応部
１４ 両端部
１６ 応力負荷手段
１８ 応力変化検出手段
１９ 荷重計測手段
２０ 動作制御手段
２２ 光照射部
２４ 光検出部
２６ 導電性物質
２８Ａ 電流検知部
２８Ｂ 電圧印加部
３０ 導電性ばね装置
３２ ＬＥＤ点灯手段
３２ 揮発性有機物処理部
３４ パイプ
３６ 揮発性有機物検出手段
３８ ブロア
４０ 揮発性有機物発生源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被浄化ガスに含まれる揮発性有機物を除去する装置及び揮発性有機物を検出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
揮発性有機物（ＶＯＣ）は、光化学オキシダントと浮遊粒子状物質の主な原因であるため、工場等の固定発生源からのＶＯＣ排出及び飛散に関して、排出規制や自主的取組の促進がなされている。
【０００３】
従来から、固定発生源からのＶＯＣ排出量を減少させるには、ＶＯＣ除去装置の設置が有効な手段であると考えられているが、このＶＯＣ除去装置のＶＯＣ除去効率の向上のためには、例えば、工場から排出されるＶＯＣ総量をモニタリングすることができるＶＯＣセンサーと、除去装置から排出された清浄空気に規制値を超えたＶＯＣ量が混入した場合に検知し、警報及び安全装置を作動させる（電気回路で言うところのヒューズの役割）ＶＯＣセンサーが必要である。
【０００４】
この問題を解決するために、これまで幾つかのＶＯＣセンサーが提供されている。例えば、特許文献１及び２に開示されている半導体式ガスセンサーは、多孔質酸化スズ（SnO）に吸着した酸素が還元性物質で消費される際に発生する電気抵抗など電気的性質変化を利用してガス濃度を測ることができる。
【０００５】
また、特許文献３で開示されている光導波路センサーは、ＶＯＣガスの吸着・吸収により、光導波路表層に設置された光増幅層の屈折率が変化することを利用してガス濃度を測ることができる。
【０００６】
また、特許文献４及び５で開示されている高分子薄膜の膨潤に基づく干渉増幅反射法を用いたセンサーは、高分子薄膜がＶＯＣと接触した際、吸収又は吸着することにより、膨潤し光学膜厚が変化することを利用してＶＯＣを検知することを可能とした。
【特許文献１】特開平６−６６７５５号公報
【特許文献２】特開２００１−７４６８１号公報
【特許文献３】特開２００６−９８２８４号公報
【特許文献４】特開２００４−１６３１８５号公報
【特許文献５】特開平６−２２２００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなＶＯＣセンサーが既に開発されているが、いずれの場合もＶＯＣ濃度の定量を念頭に設計された比較的複雑なＶＯＣセンサーである。従って、ＶＯＣ除去装置に組み込むと装置自体を大型なものにせざるを得ず、また装置が高価なものになり、そして装置運用のための経費も嵩むといった問題が生じる。このため、ＶＯＣ除去装置の小型化等に求められているようなヒューズの役割を担うＶＯＣセンサーの開発が望まれているが、いまだ開発されていないのが実情である。このような課題を解決するためには、ＶＯＣ除去装置への組み込み及び交換が比較的容易にできるようセンサーの設計を単純化・小型化する必要がある。
【０００８】
即ち、本発明の目的は、ポリマーがＶＯＣを吸収することで溶解し、その物性値が変化することを利用したＶＯＣ総量の検出用センサー及びヒューズの役割を担うＶＯＣセンサー等を組み込んだ揮発性有機物の除去装置、そしてその除去装置における揮発性有機物の検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、被浄化ガスに含まれる揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部と、前記揮発性有機物を検出する揮発性有機物検出手段と、を有する揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物検出手段は、揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部と、前記反応部に張力又は押力を負荷させる応力負荷手段と、前記反応部の応力変化を検出する応力変化検出手段と、前記応力変化の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する動作制御手段と、を具備することを特徴とする揮発性有機物除去装置である。尚、揮発性有機物の処理は、吸着処理や燃焼処理等によって行うのがよい。但し、これらの処理に限定するものではない。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレート及びこれらの混合物のうちから選択されたものであることを特徴としている。そして、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部は、略棒状に形成されていることを特徴としている。尚、略棒状とは、例えば、棒型、鉄アレイ型、ばね型やワイヤ形状や繊維形状等を示している。
【００１１】
そして、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の中心部及び中心部近傍は、両端部よりも細く形成されていることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部は、薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
またさらに、請求項６記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の中軸として導電性物質を内挿させていることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の内部に導電性物質が分散されていることを特徴としている。尚、揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部に導電性物質をフィラー状に混合（分散）させて用いることが特に有効である。
【００１５】
そして、請求項８記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の表面の全部又は一部に導電性物質が被覆されていることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項９記載の発明は、請求項６乃至８のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記導電性物質が、金、銀、白金、銅、鉄、クロム、アルミニウム、炭素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリビロール及びこれらの混合物の少なくともいずれかであることを特徴としている。
【００１７】
またさらに、請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置であって、前記応力変化検出手段が、前記反応部に光を照射する光照射部と、前記反応部を透過する光を検出する光検出部とを具備することを特徴としている。
【００１８】
さらに、請求項１１記載の発明は、揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、前記揮発性有機物反応部の応力変化を検出する工程と、前記応力変化の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法である。尚、揮発性有機物の処理は、吸着処理や燃焼処理等によって行うのがよい。但し、これらの処理に限定するものではない。
【００１９】
また、請求項１２記載の発明は、揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、前記揮発性有機物反応部に光を照射するとともに、前記揮発性有機物反応部を透過する光を検出する工程と、前記光の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法である。尚、揮発性有機物の処理は、吸着処理や燃焼処理等によって行うのがよい。但し、これらの処理に限定するものではない。
【００２０】
そして、請求項１３記載の発明は、揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された導電性物質が含まれる揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、前記揮発性有機物反応部に通電させるとともに、前記揮発性有機物反応部を流れる電流量を検出する工程と、前記電流量の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法である。尚、揮発性有機物の処理は、吸着処理や燃焼処理等によって行うのがよい。但し、これらの処理に限定するものではない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る揮発性有機物除去装置は、揮発性有機物処理部による揮発性有機物処理後の揮発性有機物を検出する揮発性有機物検出手段が略棒状又は薄膜状に形成された揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部と、前記反応部に張力又は押力を負荷させる応力負荷手段と、前記反応部の張力又は押力の応力変化を検出する応力変化検出手段と、前記応力変化の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する動作制御手段とを具備しているので、従来の揮発性有機物除去装置に比して設計し易く、小型化が可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物検出方法は、略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、前記反応部に前記揮発性有機物処理部により揮発性有機物が処理された被浄化ガスを接触させる工程と、前記反応部の応力変化を検出する工程と、前記応力変化の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程とを含むので、揮発性有機物処理後の揮発性有機物が基準値を超えた場合の安全性を的確に確保することができるという効果が生じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である。１０は揮発性有機物検出手段、１２は反応部、１４は両端部、１６は応力負荷手段、１８は応力変化検出手段、１９は荷重計測手段、２０は動作制御手段を示している。尚、荷重計測手段１９は応力変化検出手段１８の一例である。
【００２４】
反応部１２は、揮発性有機物溶解性高分子材を鉄アレイ型のように中心部及び中心部近傍を両端部１４よりも細く加工形成したものであるが、これは例えば、略棒状に形成したり、または、薄膜状やハニカム状や芯鞘状に形成してもよい。尚、揮発性有機物溶解性高分子は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレートや、これらの混合物を用いることが有効である。
【００２５】
応力負荷手段１６が両端部１４を反応部１２が変形しない程度に一定の引っ張り力或いは押し込み力を加え、応力変化検出手段１８の一例である荷重計測手段１９が反応部１２に加えられている荷重をモニタリングする。尚、応力負荷手段１６が、反応部１２の上端部を挟持し、反応部１２に対して重力による引っ張り力を与える構成にしてもよい。
【００２６】
揮発性有機物を含むガスを反応部１２に吹きかけることによって、反応部１２の表面が溶解すると、反応部１２自体の強度が弱まることになる。そうすると、反応部１２は応力負荷手段１６による負荷に耐え切れず断裂し、荷重計測手段１９がモニタリングしていた荷重が０になる。その結果、応力変化検知手段１８が反応部１２の応力変化を検出する（揮発性有機物を含むガスの濃度を検出することができる）。そして、反応部１２の応力変化の検知に応じて動作制御手段２０が揮発性有機物除去装置の制御を行う。尚、動作制御手段２０が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよいし、これらを組み合わせても良い。
【実施例１】
【００２７】
（ＶＯＣ溶解性ポリマー構造体センサー）
ポリスチレンを鉄アレイ型に加工することで鉄アレイ型ポリスチレンを作製し、応力変化によるＶＯＣ検出実験を行った。両端を引っ張り試験機で一定荷重をかけて固定し、応力変化をモニターした（荷重計測を行った）。次に、アレイ中心部にＶＯＣガスが通るようにパイプを設置し、乾燥空気を送風した。
【００２８】
途中で、ＶＯＣ物質を乾燥空気中に加え、その際の応力変化をモニターした。ＶＯＣ濃度の上昇に伴って、ポリマー表面が溶解し、引っ張り力に耐えられなくなり、ポリマーの断裂が発生し、荷重が０になった。つまり、荷重変化によってＶＯＣの検出が可能であることが分かる。尚、本実施例では、荷重を１ｇ、ＶＯＣ濃度を３．６％とした。
【００２９】
図２は、本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である。１０は揮発性有機物検出手段、１２は反応部、１４は両端部、１６は応力負荷手段、１８は応力変化検出手段、２０は動作制御手段、２２は光照射部、２４は光検出部を示している。尚、光照射部２２及び光検出部２４は、応力変化検出手段１８の一例である。
【００３０】
反応部１２は、揮発性有機物溶解性高分子材を鉄アレイ型のように中心部及び中心部近傍を両端部１４よりも細く加工形成したものであるが、これは例えば、略棒状に形成したり、または、薄膜状やハニカム状や芯鞘状に形成してもよい。尚、揮発性有機物溶解性高分子は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレートや、これらの混合物を用いることが有効である。
【００３１】
応力負荷手段１６が両端部１４を反応部１２が変形しない程度に一定の引っ張り力或いは押し込み力を加え、光照射部２２が、反応部１２に光を照射する。尚、応力負荷手段１６が、反応部１２の上端部を挟持し、反応部１２に対して重力による引っ張り力を与えるようにしてもよい。
【００３２】
この場合、照射された光は、反応部１２の光遮蔽物質により反応部１２を透過することができない。この光遮蔽物質は、着色剤で、反応部１２の表面に着色させたものであるが、他の光遮蔽物質を反応部１２の内部に含有させてもよい。
【００３３】
揮発性有機物を含むガスを反応部１２に吹きかけることによって反応部１２の表面が溶解すると、反応部１２自体の強度が弱まることになる。そうすると、応力負荷手段１６による引っ張り力に耐えられなくなり、ポリマーの断裂が発生する。
【００３４】
その結果、光照射部２２の照射する光が反応部１２を透過し、光検出部２４にて検出される。その結果、応力変化検出手段１８が反応部１２の応力変化を検出することになる（揮発性有機物を含むガスの濃度を検出することができる。）。そして、反応部１２の応力変化の検出に応じて動作制御手段２０が揮発性有機物除去装置の制御を行う。尚、本実施形態では、光検出部２４が光照射部２２と反応部１２を挟んで対面位置に設けられているが、例えば、光軸に対して略直角位置に設けて、光量を検出するようにしてもよい。また、動作制御手段２０が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよいし、これらを組み合わせても良い。
【実施例２】
【００３５】
（ＶＯＣ溶解性ポリマー光遮蔽物質複合体光センサー）
ポリスチレンと樹脂用黒色着色剤を複合化したものを鉄アレイ型に加工することで、黒色鉄アレイ型ポリスチレン複合体を作製し、この黒色鉄アレイ型ポリスチレン複合体の一方に荷重をかけて固定化し、やや下部に光を照射した。尚、この時点では照射した光は、着色剤により遮蔽される。
【００３６】
黒色鉄アレイ型ポリスチレン複合体の中心部にガスが通るようにパイプを設置し、乾燥空気を送風した。途中で、ＶＯＣ物質を乾燥空気中に加え、その際の光検出部に入ってくる光量の変化をモニターした。ＶＯＣ濃度の上昇に伴って、ポリマー表面が溶解し、引っ張り力に耐えられなくなりポリマーの断裂が生じた。尚、本実施例では、荷重を１ｇ、ＶＯＣ濃度を３．６％とした。
【００３７】
それに伴い、照射していた光が光検出部に入射し、光量の上昇が光検出部によって確認された。つまり、光量の変化によってＶＯＣの検出が可能であることが分かる。
【００３８】
図３は、本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である。１０は揮発性有機物検出手段、１２は反応部、１４は両端部、１６は応力負荷手段、１８は応力変化検出手段、２０は動作制御手段、２６は導電性物質、２８Ａは電流検知部、２８Ｂは電圧印加部を示している。尚、電流検知部２８Ａ及び電圧印加部２８Ｂは応力変化検出手段１８の一例である。
【００３９】
反応部１２は、揮発性有機物溶解性高分子材を鉄アレイ型のように中心部及び中心部近傍を両端部１４よりも細く加工形成したものであるが、これは例えば、略棒状に形成したり、または、薄膜状やハニカム状や芯鞘状に形成してもよい。尚、揮発性有機物溶解性高分子は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレートや、これらの混合物を用いることが有効である。
【００４０】
また、この反応部１２の表面の一部に導電性物質２６をコーティングした。尚、導電性物質は、反応部１２内部に分散（例えばフィラー状にして）させてもよいし、反応部１２の表面全部にコーティングしてもよい。さらに反応部１２が略棒状の場合は、導電性物質を反応部１２内部に中軸として内挿させてもよい。
【００４１】
また、導電性物質は、金、銀、白金、銅、鉄、クロム、アルミニウム、炭素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリビロールや、これらの混合物を用いることが有効である。
【００４２】
応力負荷手段１６が両端部１４を反応部１２が変形しない程度に一定の引っ張り力或いは押し込み力を加え、電圧印加部２８Ｂが導電性物質２６に電圧を加える。そして、電流値を電流検知部２８Ａがモニタリングする。揮発性有機物を含むガスを反応部１２に吹きかけることによって、反応部１２の表面が溶解すると、反応部１２の強度が弱くなり、加えられた力に耐えられなくなった反応部１２が断裂する。そうすると、電気導通が遮断され、モニタリングしていた電流値が０になり、応力変化検出手段１８が反応部１２の応力変化を検出することになる（揮発性有機物を含むガスの濃度を検出することができる。）。
【００４３】
そして、応力変化の検出に応じて動作制御手段２０が揮発性有機物除去装置の制御を行うことが可能となる。尚、動作制御手段２０が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよいし、これらを組み合わせても良い。
【実施例３】
【００４４】
（導電性物質ＶＯＣ溶解性ポリマー複合化センサー）
ポリスチレンでコーティングされた銅線を鉄アレイ型に加工した鉄アレイ型ポリスチレンを作製した。両端を引っ張り試験機で一定荷重をかけて固定し、銅線に電圧を加えた。
【００４５】
アレイ中心部にガスが通るようパイプを設置し、乾燥空気を送風した。途中で、ＶＯＣ物質を乾燥空気中に加え、その際の導電性物質に流れる電流値変化をモニタリングした。ＶＯＣ濃度の上昇に伴って、ポリマー表面が溶解すると、引っ張り力に耐えられなくなり、ポリマーの断裂が発生した。尚、本実施例では、荷重を１ｇ、ＶＯＣ濃度を３．６％とした。
【００４６】
その結果、銅線が断線し、モニタリングしていた電流値が０になった。つまり、電流値の変化によってＶＯＣの検出が可能であることが分かる。
【００４７】
図４は、本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である。１０は揮発性有機物検出手段、１２は反応部、１４は両端部、３０は導電性ばね装置、３２はＬＥＤ点灯手段を示している。
【００４８】
反応部１２は、揮発性有機物溶解性高分子材を鉄アレイ型のように中心部及び中心部近傍を両端部１４よりも細く加工形成したものであるが、これは例えば、略棒状に形成したり、または、薄膜状やハニカム状や芯鞘状に形成してもよい。尚、揮発性有機物溶解性高分子は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレートや、これらの混合物を用いることが有効である。導電性ばね装置３０が、両端部１４を反応部１２が変形しない程度に一定の引っ張り力を加える。
【００４９】
揮発性有機物を含むガスを反応部１２に吹きかけることによって、反応部１２の表面が溶解すると、反応部１２が導電性ばね装置３０の引っ張り力に耐えられなくなり断裂し、導電性ばね装置３０がＬＥＤ点灯手段３２に接触することになる。
【００５０】
その結果、ＬＥＤ点灯手段に電力が供給され、ＬＥＤが点灯する。そうすることによって、揮発性有機物を含むガスの濃度を検知することが可能となる。尚、本実施形態では、ＬＥＤを使用しているが、これは蛍光灯等を利用しても良いし、例えば、警告音を鳴らすように設定しても良い。
【００５１】
次に、本発明の実施形態における揮発性有機物除去装置の一例を図５を参照して説明する。３０は揮発性有機物除去装置、３２は揮発性有機物処理部、３４はパイプ、３６は揮発性有機物検出手段、３８はブロア、４０は揮発性有機物発生源を示している。尚、本実施形態における揮発性有機物処理部３２の揮発性有機物処理の方法は、吸着処理、燃焼処理等の処理方法のいずれかによる処理を示している。但し、これら処理方法に限定しているわけではない。
【００５２】
まず、揮発性有機物発生源４０から揮発性有機物を含むガスを揮発性有機物除去装置３０に送り込む。次に、ブロア３８によって、パイプ３４を通じて揮発性有機物処理部３２に揮発性有機物を含むガスが送られる。
【００５３】
続いて、揮発性有機物処理部３２が、ガス内の揮発性有機物を処理し、さらにブロア３８が、揮発性有機物処理後のガスを、パイプ３４を通じて揮発性有機物検出手段３６に送る。
【００５４】
揮発性有機物検出手段３６は、送られてきたガスに含まれる揮発性有機物の濃度をチェックし、一定量を超える濃度を検出した場合には、揮発性有機物除去装置の動作を制御する。尚、動作の制御方法は、揮発性有機物除去装置の動作の停止処理を行うように設定してもよいし、警報等により揮発性有機物除去装置の管理者に知らせる等の処理を行うように設定してもよい。また、それらを組み合わせる制御方法も採ることもでき、それは安全面で極めて有効なものとなる。
【００５５】
次に、本発明の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例を図６を示して説明する。図６は、揮発性有機物検出方法をフローチャートで示しており。まず、反応部に応力負荷をかけた状態で、荷重計測手段が反応部に加えられる荷重の計測を開始する。そして、揮発性有機物処理後のガスを反応部に接触させ、続いて、揮発性有機物処理後のガスに含まれる揮発性有機物の濃度をモニタリングする。
【００５６】
揮発性有機物の濃度が一定量を越えない状態であれば、そのまま揮発性有機物除去装置の作動が継続し、逆に揮発性有機物の濃度が一定量を越える状態であれば、反応部が溶解によって断裂する。すると、荷重計測手段が反応部に加えられている荷重が０になったことを検出し、反応部の応力変化を検出することになる。そして、その応力変化の検出に応じて動作制御手段が、揮発性有機物除去装置の動作を制御する。尚、動作制御手段が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよい。また、これらを組み合わせても良い。
【００５７】
図７は、本発明の他の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例をフローチャートで示した図である。まず、反応部に応力負荷をかけた状態で、光照射部が反応部に向けて光を照射する。そして、揮発性有機物処理後のガスを反応部に接触させ、続いて、揮発性有機物処理後のガスに含まれる揮発性有機物の濃度をモニタリングする。
【００５８】
揮発性有機物の濃度が一定量を越えない状態であれば、そのまま揮発性有機物除去装置の作動が継続し、逆に揮発性有機物の濃度が一定量を越える状態であれば、反応部が溶解によって断裂し、照射されていた光が、光検出部に検出される。光検出部が光を検出することにより、反応部の応力変化を検出されることになる。そして、その検出に応じて動作制御手段が、揮発性有機物除去装置の動作を制御する。尚、動作制御手段が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよい。また、これらを組み合わせても良い。
【００５９】
図８は、本発明の他の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例をフローチャートで示した図である。まず、応力負荷をかけた状態で、電圧印加部が導電性物質をコーティングした反応部に電流を流す（電圧を加える）。そして、揮発性有機物吸着後のガスを反応部に接触させ、続いて、揮発性有機物処理後のガスに含まれる揮発性有機物の濃度をモニタリングする。
【００６０】
揮発性有機物の濃度が一定量を越えない状態であれば、そのまま揮発性有機物除去装置の作動が継続し、逆に揮発性有機物の濃度が一定量を越える状態であれば、反応部が溶解によって断裂し、反応部の導電性物質に流れていた電流量が０になる。その電流量の変化を電流検知部が検知することで、反応部の応力変化を検出することになる。そして、その検出に応じて動作制御手段が、揮発性有機物除去装置の動作を制御する。尚、動作制御手段が行う制御は、例えば、警告灯を点灯させたり、警告音を発するようにしたり、揮発性有機物除去装置の動作を停止させるようにしてもよいし、これらを組み合わせても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る揮発性有機物除去装置は、揮発性有機物検出手段が小型であることから、装置自体を小型化することができ、その結果、揮発性有機物除去装置を設置するスペースが限られた場所でも有用である。また、本発明に係る揮発性有機物検出方法は、揮発性有機物処理後の揮発性有機物が基準値を超えた場合の安全性を的確に確保することができるため、固定発生源からの揮発性有機物の排出及び飛散に関する規制等に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である。
【図２】本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である
【図３】本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である
【図４】本発明の他の実施形態における揮発性有機物除去装置の揮発性有機物検出手段の一例を示した図である
【図５】本発明の実施形態における揮発性有機物除去装置の一例を示した図である。
【図６】本発明の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例をフローチャートで示した図である。
【図７】本発明の他の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例をフローチャートで示した図である。
【図８】本発明の他の実施形態である揮発性有機物検出方法の一例をフローチャートで示した図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 揮発性有機物検出手段
１２ 反応部
１４ 両端部
１６ 応力負荷手段
１８ 応力変化検出手段
１９ 荷重計測手段
２０ 動作制御手段
２２ 光照射部
２４ 光検出部
２６ 導電性物質
２８Ａ 電流検知部
２８Ｂ 電圧印加部
３０ 導電性ばね装置
３２ ＬＥＤ点灯手段
３２ 揮発性有機物処理部
３４ パイプ
３６ 揮発性有機物検出手段
３８ ブロア
４０ 揮発性有機物発生源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被浄化ガスに含まれる揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部と、
前記揮発性有機物を検出する揮発性有機物検出手段と、
を有する揮発性有機物除去装置であって、
前記揮発性有機物検出手段は、
揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部と、
前記反応部に張力又は押力を負荷させる応力負荷手段と、
前記反応部の応力変化を検出する応力変化検出手段と、
前記応力変化の検出に応じて、前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する動作制御手段と、
を具備することを特徴とする揮発性有機物除去装置。
【請求項２】
前記揮発性有機物溶解性高分子材は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレート及びこれらの混合物のうちから選択されたものであることを特徴とする請求項１記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項３】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部は、略棒状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項４】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の中心部及び中心部近傍は、両端部よりも細く形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項５】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部は、薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項６】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の中軸として導電性物質を内挿させていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項７】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の内部に導電性物質が分散されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項８】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の表面の全部又は一部に導電性物質が被覆されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項９】
前記導電性物質が、金、銀、白金、銅、鉄、クロム、アルミニウム、炭素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリビロール及びこれらの混合物の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項１０】
前記応力変化検出手段が、前記反応部に光を照射する光照射部と、前記反応部を透過する光を検出する光検出部とを具備することを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項１１】
揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、
略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、
前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、
前記揮発性有機物反応部の応力変化を検出する工程と、
前記応力変化の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、
を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法。
【請求項１２】
揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、
略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、
前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、
前記揮発性有機物反応部に光を照射するとともに、前記揮発性有機物反応部を透過する光を検出する工程と、
前記光の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、
を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法。
【請求項１３】
揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、
略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された導電性物質が含まれる揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、
前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、
前記揮発性有機物反応部に通電させるとともに、前記揮発性有機物反応部を流れる電流量を検出する工程と、
前記電流量の検出に応じて、前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、
を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法。
【請求項１】
被浄化ガスに含まれる揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部と、
前記揮発性有機物を検出する揮発性有機物検出手段と、
を有する揮発性有機物除去装置であって、
前記揮発性有機物検出手段は、
揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部と、
前記反応部に張力又は押力を負荷させる応力負荷手段と、
前記反応部の応力変化を検出する応力変化検出手段と、
前記応力変化の検出に応じて、前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する動作制御手段と、
を具備することを特徴とする揮発性有機物除去装置。
【請求項２】
前記揮発性有機物溶解性高分子材は、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、オクタデシルアクリレート及びこれらの混合物のうちから選択されたものであることを特徴とする請求項１記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項３】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部は、略棒状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項４】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の中心部及び中心部近傍は、両端部よりも細く形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項５】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部は、薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項６】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の中軸として導電性物質を内挿させていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項７】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の内部に導電性物質が分散されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項８】
前記揮発性有機物溶解性高分子材からなる反応部の表面の全部又は一部に導電性物質が被覆されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項９】
前記導電性物質が、金、銀、白金、銅、鉄、クロム、アルミニウム、炭素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリビロール及びこれらの混合物の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項１０】
前記応力変化検出手段が、前記反応部に光を照射する光照射部と、前記反応部を透過する光を検出する光検出部とを具備することを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載の揮発性有機物除去装置。
【請求項１１】
揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、
略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、
前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、
前記揮発性有機物反応部の応力変化を検出する工程と、
前記応力変化の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、
を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法。
【請求項１２】
揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、
略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、
前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、
前記揮発性有機物反応部に光を照射するとともに、前記揮発性有機物反応部を透過する光を検出する工程と、
前記光の検出に応じて前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、
を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法。
【請求項１３】
揮発性有機物を処理する揮発性有機物処理部を有する揮発性有機物除去装置における揮発性有機物検出方法であって、
略棒状又は薄膜状又はハニカム状又は芯鞘状に形成された導電性物質が含まれる揮発性溶解性高分子材からなる揮発性有機物反応部に張力又は押力を負荷させる工程と、
前記揮発性有機物処理部を通った被浄化ガスを前記揮発性有機物反応部に接触させる工程と、
前記揮発性有機物反応部に通電させるとともに、前記揮発性有機物反応部を流れる電流量を検出する工程と、
前記電流量の検出に応じて、前記揮発性有機物除去装置の動作を制御する工程と、
を含むことを特徴とする揮発性有機物検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−４５５２０（Ｐ２００９−４５５２０Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１１７１４（Ｐ２００７−２１１７１４）
【出願日】平成１９年８月１５日（２００７．８．１５）
【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)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１５日（２００７．８．１５）
【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)
【Ｆターム（参考）】
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