JP2004279176A

JP2004279176A - 吸着体の寿命推定方法およびこれを用いた脱臭装置

Info

Publication number: JP2004279176A
Application number: JP2003069960A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakano; 幸一中野; Mitsuhiro Sano; 光宏佐野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】従来の吸着体の推定手法である加速試験法においては、最適設計を求めるのに実験を繰り返して行なわなければならず、時間的にも経済的にも負担のかかるものである。また、計算による寿命予測手法は、定数や変数などの取り扱いが煩雑で、利便性に乏しいものであり、実験と計算を併用した方法では、変数などの取り扱いは簡便になるが、その実験系の条件のみに限定され、やはり最適設計には実験を繰り返す必要があるものであった。
【解決手段】第１の条件における破過特性について実験を行い、破過特性に対する初期除去率と破過時間とを定数として得られる関数近似式に基づき、第１の条件と吸着剤量等が異なる場合における吸着体の寿命を、確認実験を行うことなく、前記関数近似式の一部を定数変更するだけにより、煩雑な定数や変数を取り扱うこともなく、簡便に推定できる、吸着体の寿命推定方法が得られる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気清浄機や脱臭装置などの脱臭手段に用いられている吸着体の寿命特性を推定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の吸着体の寿命推定については、一般的には加速試験法が用いられている。この手法は実使用条件より高濃度のガスを通気させ、その実験結果から予測するものであり、実験での濃度と実際の濃度の比を加速係数とするのが一般的である。
【０００３】
また、一部には、計算による寿命予測手法や、実験と計算を併用した方法も見られる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２１２５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
加速試験法においては、機器やシステムの最適設計を求めるのに実験を繰り返して行なわなければならず、時間的にも経済的にも負担のかかるものである。
【０００６】
また、計算による寿命予測手法は、定数や変数などの取り扱いが煩雑で、利便性に乏しいものであり、実験と計算を併用した方法では、変数などの取り扱いは簡便になるが、その実験系の条件のみに限定され、やはり最適設計には実験を繰り返す必要があるものであった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、経過時間ｔと除去率ｋとの相関を表す所定の式により、簡便な方法で吸着体の寿命を予測することが可能な、吸着体の寿命推定方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、空間速度、吸着体の吸着剤量、吸着体の比表面積等が既知である所定の条件とは、条件が異なる場合でも、改めてその異なる条件（状態）で確認試験を行なうこともなく、所定の条件における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を表す所定の式を一部変更するだけで、簡便に、吸着体の寿命を予測することが可能な、吸着体の寿命推定方法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】
上記課題を解決するために、本発明の吸着体の寿命推定方法は、吸着体をガスが通過する際の吸着体による除去率をｋ、経過時間をｔ、初期の除去率を表す定数をｋｏ、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間を表す定数をτとしたときに、
【００１０】
【数２】

【００１１】
で表される、経過時間ｔと除去率ｋとの相関に基づき、任意の除去率ｋにおける経過時間ｔを吸着体の寿命と推定するものである。
【００１２】
これにより、煩雑な定数や変数を取り扱うこともなく、初期の除去率ｋｏと除去率ｋｏが１００％を維持すると仮定したときの破過時間τが既知の場合に簡便に取り扱える、経過時間ｔと除去率ｋとの相関を表す数式により、任意の除去率ｋにおける経過時間ｔより、吸着体の寿命が推定できるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、吸着体をガスが通過する際の吸着体による除去率をｋ、経過時間をｔ、初期の除去率を表す定数をｋｏ、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間を表す定数をτとしたときに、
【００１４】
【数３】

【００１５】
で表される、経過時間ｔと除去率ｋとの相関に基づき、任意の除去率ｋにおける経過時間ｔを吸着体の寿命と推定するもので、煩雑な定数や変数を取り扱うこともなく、経過時間ｔと除去率ｋとの相関が、初期の除去率ｋｏと破過時間τという定数を含んだ簡便な数式により表すことが可能となり、任意の除去率ｋにおける経過時間ｔを吸着体の寿命と推定して、簡便に吸着体の寿命を予測することが可能となるものである。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、吸着体をガスが通過する際の吸着体による除去率をｋ、経過時間をｔ、初期の除去率を表す定数をｋｏ、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間を表す定数をτとしたときに、
ｋ＝ｋｏ×（１−ｋｏ）^（ｔ／ ^τ ^）／（（１−ｋｏ）＋ｋｏ×（１−ｋｏ）^（ｔ／ ^τ ^））
で表される、除去率ｋと経過時間ｔとの相関に基づき、任意の除去率ｋにおける経過時間ｔを吸着体の寿命と推定するもので、煩雑な定数や変数を取り扱うこともなく、除去率ｋと経過時間ｔとの相関が、初期の除去率ｋｏと破過時間τという定数を含んだ簡便な数式により表すことが可能となり、任意の除去率ｋにおける経過時間ｔを吸着体の寿命と推定して、簡便に吸着体の寿命を予測することが可能となるものである。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、所定条件における空間速度ＳＶ１と、初期の除去率ｋ１と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ１の値がそれぞれ既知の場合で、前記所定条件から空間速度ＳＶ２が異なる場合における初期の除去率ｋ２と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ２とを、それぞれ、
ｋ２＝１−（１−ｋ１）^{（ＳＶ１／ＳＶ２）}
τ２＝τ１×（ＳＶ１／ＳＶ２）
により求め、上記で得られたｋ２、τ２に基づき、
ｋｏ＝ｋ２
τ＝τ２
とするものであり、空間速度が所定の条件とは異なる場合に、その異なる条件における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を調べる確認試験を行う必要も無く、既知の数式の一部を変更するだけで、簡便に精度よく、任意の除去率における吸着体の寿命を推定することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、所定条件における吸着体の吸着剤量Ｇ１と、初期の除去率ｋ１と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ１の値がそれぞれ既知の場合で、前記所定条件から吸着剤量Ｇ２が異なる場合における初期の除去率ｋ２と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間定数τ２とを、それぞれ、
ｋ２＝ｋ１
τ２＝τ１×（Ｇ２／Ｇ１）
により求め、上記で得られたｋ２、τ２に基づき、
ｋｏ＝ｋ２
τ＝τ２
とするものであり、吸着体の吸着剤量が所定の条件とは異なる場合に、その異なる条件における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を調べる確認試験を行う必要も無く、既知の数式の一部を変更するだけで、簡便に精度よく、任意の除去率における吸着体の寿命を推定することができる。
【００１９】
請求項５に記載した発明は、請求項１または２に記載の発明において、所定条件における吸着体の比表面積Ｓ１と、初期の除去率ｋ１と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ１の値がそれぞれ既知の場合で、前記所定条件から吸着体の比表面積Ｓ２が異なる場合における初期の除去率ｋ２と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ２とを、それぞれ、
ｋ２＝１−（１−ｋ１）^{（Ｓ２／Ｓ１）}
τ２＝τ１
により求め、上記で得られたｋ２、τ２に基づき、
ｋｏ＝ｋ２
τ＝τ２
とするものであり、吸着体の比表面積が所定の条件とは異なる場合に、その異なる条件における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を調べる確認試験を行う必要も無く、既知の数式の一部を変更するだけで、簡便に精度よく、任意の除去率における吸着体の寿命を推定することができる。
【００２０】
請求項６に記載した発明は、請求項１または２に記載の発明において、空間速度ＳＶ１と、吸着体の吸着剤量Ｇ１と、吸着体の比表面積Ｓ１と、初期の除去率ｋ１と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ１の値がそれぞれ既知である条件１に基づき、空間速度ＳＶ２（既知）、吸着剤量Ｇ２（既知）、比表面積Ｓ２（既知）、初期の除去率ｋ２、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ２という条件２における前記除去率ｋ２と破過時間τ２とを、それぞれ、
ｋ２＝１−（１−ｋ１）^{（（ＳＶ１／ＳＶ２）} ^× ^{（Ｓ２／Ｓ１））}
τ２＝τ１×（ＳＶ１／ＳＶ２）×（Ｇ２／Ｇ１）
により求め、上記で得られたｋ２、τ２に基づき、
ｋｏ＝ｋ２
τ＝τ２
とするものであり、条件２における空間速度、吸着体の吸着剤量、吸着体の比表面積が、所定の条件１とは異なる場合に、その異なる条件２における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を調べる確認試験を行う必要も無く、既知の数式の一部を変更するだけで、簡便に精度よく、任意の除去率における吸着体の寿命を推定することができる。
【００２１】
請求項７に記載した発明は、特に、請求項１〜６のいずれか１項に記載の吸着体の吸着作用は、化学吸着による吸着作用とすることにより、吸着容量の濃度依存性が小さくなるため、さらに精度よく吸着体の寿命を推定することができる。
【００２２】
請求項８に記載した発明は、特に、請求項１〜７のいずれか１項に記載の吸着体は、ハニカム体とすることにより、比表面積や吸着剤量が安定すため、さらに精度よく吸着体の寿命を推定することができる。
【００２３】
請求項９に記載した発明は、ガスを通気させる吸着体と、前記吸着体にガスが通気する時間を計時する計時手段と、表示手段とを備え、請求項１または２に記載の吸着体の寿命推定方法を用いて、任意の除去率ｋにおける経過時間ｔを吸着体の寿命と推定し、前記時間ｔが経過後に、前記吸着体の寿命が終わったとして前記表示手段で表示することを特徴とした、吸着体の寿命推定方法を用いた脱臭装置とした。これにより、吸着体の交換時期がきたこと等を容易に知ることができるようになる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面に基づき説明する。
【００２５】
（実施例１）
本発明の第１の実施例において、関数近似工程の説明を行う。
【００２６】
まず、予備実験を行なった。セル数が２０５個／ｉｎｃｈ^２のハニカム体にマンガン、銅、コバルトの複合酸化物をコロイダルシリカをバインダーとして０．１ｇ／ｃｃの担持量（吸着剤量）とした。これを吸着体１とする。
【００２７】
この吸着体１に対して、５０ｐｐｍの硫化水素を、空間速度（ＳＶ）を２００００／ｈとして通気したところ図１に示す破過特性を得た。このとき実験開始直後の初期の除去率は９９．９９％であった。また、この吸着体１の硫化水素の２０℃における吸着等温線を測定したところ図２のようになった。平衡濃度に依存せず、吸着量がほぼ一定であり、これは化学吸着作用による吸着であることを示している。
【００２８】
次に、空間速度を２倍の４００００／ｈで通気したところ初期の除去率は９９％であった。さらに４倍の８００００／ｈで通気したところ初期の除去率は９０％であった。
【００２９】
以上から、空間速度ＳＶ１における初期の除去率をｋ１、任意の空間速度ＳＶ２における初期の除去率をｋ２とすれば、
ｋ２＝１−（１−ｋ１）^{（ＳＶ１／ＳＶ２）} （１）
として近似できる。
【００３０】
一方、吸着体１に吸着した硫化水素は、マンガンなどと化学結合を形成していくため吸着体１の実質の体積は吸着量に従い減少するため、実質の空間速度は、体積の減少に反比例して増大していくとみなせる。吸着量は除去率×時間の累積に比例するので、これより、設定された空間速度をＳＶｏ、経過時間ｔにおける実質の空間速度をＳＶとすれば、ＳＶは次の（式２）で表すことができる。ただし、吸着量と除去率×時間の累積との比例係数を１／τとする。
【００３１】
【数４】

【００３２】
（式１）および（式２）より、除去率ｋに関する積分方程式を立てて解けば、破過特性を表す次の（式３）を得る。
ｋ＝ｋｏ×（１−ｋｏ）^α／（（１−ｋｏ）＋ｋｏ×（１−ｋｏ）^α）（３）
また同じく、（式１）および（式２）より、経過時間ｔに関する積分方程式を立てて解けば、破過特性を表す次の（式４）を得る。
【００３３】
【数５】

【００３４】
（式３）、（式４）において、ｋｏは初期の除去率であり、（式３）において、αはｔ／τを表す変数（パラメータ）であり、（式３）、（式４）において、τは除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間を示す定数である。この（式３）または（式４）を用いて、予め実験により得られているｋｏ＝０．９９９９、τ＝８ｈの関係を用いて、吸着体１の破過特性の近似を試みた。近似の結果と実験結果とを図１に合わせて示す。図１から、精度よく一致できていることが示されている。
【００３５】
このように、初期の除去率を空間速度の比で表した（式１）および吸着量の経時変化を空間速度の経時変化として対応した（式２）により求めた、関数近似の（式３）または（式４）は、精度よく、破過特性を表現できることが示された。
【００３６】
（実施例２）
本発明の第２の実施例において、吸着体の担持量（吸着剤量）Ｇが所定の条件と異なる場合の、定数変換工程の説明を行う。
【００３７】
実施例１で用いた吸着体１は担持量（吸着剤量）Ｇ１が０．１ｇ／ｃｃであったが、本実施例では仮に０．０５ｇ／ｃｃの担持量Ｇ２としたときの寿命予測を行なった。つまり、実施例１を条件１（ｋ１＝０．９９９９、τ１＝８ｈ、Ｇ１＝０．１ｇ／ｃｃ）とし、本実施例を条件２（ｋ２、τ２、Ｇ２＝０．０５ｇ／ｃｃ）として予測する。
【００３８】
また、担持量（吸着剤量）の異なる場合に吸着体表面の吸着剤の厚みが変化しても、本実施例の初期の除去率ｋ２は、実施例１（条件１）とほぼ同じとみなせるため、ｋ２＝ｋ１＝０．９９９９とした。
【００３９】
また、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間は、担持量（吸着剤量）に比例すると考えられるため、本実施例（条件２）の破過時間τ２は、τ２＝τ１×（Ｇ２／Ｇ１）＝８ｈ×（０．０５／１）＝４ｈとした。
【００４０】
既に実施例１により、条件１での関数近似の（式３）または（式４）があるため、前記（式３）または（式４）において、ｋｏ＝ｋ２＝０．９９９９とし、同じくτ＝τ２＝４ｈとすることにより、本実施例（条件２）における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を表す関係式が得られる。このようにして得られた経過時間ｔと除去率ｋとの相関予測を、別途行った実験結果と併せて、図３に示す。
【００４１】
除去率が８０％を下回る時間を寿命とすれば、ｋｏ＝０．９９９９、τ＝４ｈにおける（式３）または（式４）に基づく除去率ｋと経過時間ｔの相関からは、ｋ＝０．８においてｔ＝３．４ｈであり、寿命が３．４時間と予測され、別途行った実験結果の３．７時間と比較して、予測がほぼ一致する結果となった。
【００４２】
このように、吸着体１の吸着剤量の比（Ｇ２／Ｇ１）を破過時間の比（τ２／τ１）として対応することにより、吸着体の担持量など吸着剤量が所定の条件から異なるときでも、その異なる条件における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を調べる確認試験を行う必要も無く、簡便で精度よく吸着体の寿命を予測することができる。
【００４３】
また、図２に示すように吸着容量が平衡濃度依存性の小さい化学吸着による吸着作用によるものであれば、より精度よく一致する。
【００４４】
（実施例３）
本発明の第３の実施例において、空間速度が所定の条件と異なる場合の、定数変換工程の説明を行う。
【００４５】
実施例１では空間速度ＳＶ１を２００００／ｈ、初期の除去率ｋ１を０．９９９９として破過特性を求めたが、本実施例では空間速度ＳＶ３を４００００／ｈとしたときの寿命予測を行なった。つまり、実施例１を条件１とし、本実施例を条件３として予測する。
【００４６】
そして、前記（式１）に基づき、本実施例の初期の除去率ｋ３を求めると、ｋ３＝１−（１−ｋ１）^{（ＳＶ１／ＳＶ３）}＝１−（１−０．９９９９）^{（２０００／４０００）}＝０．９９のようになり、この０．９９を本実施例（条件３）における初期の除去率とする。
【００４７】
また、空間速度は吸着体１の体積に反比例し、体積は担持量（吸着剤量）および、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間と比例する。したがって上記破過時間は空間速度と反比例することになり、実施例１（条件１）においてはτ１＝８ｈであるため、本実施例（条件３）におけるτ３は、τ３＝τ１×（ＳＶ１／ＳＶ３）＝４ｈとなる。
【００４８】
そして、前記（式３）または（式４）において、初期の除去率ｋｏ＝ｋ３＝０．９９、τ＝τ３＝４ｈとして得られる、経過時間ｔと除去率ｋとの相関予測を、別途行った実験結果と併せて、図４に示す。
【００４９】
除去率が８０％を下回る時間を寿命とすれば、除去率ｋと経過時間ｔとの相関予測から、ｋ＝０．８においてｔ＝２．８ｈとなり、寿命が２．８時間と予測され、別途行った実験結果の３時間と比較して、予測がほぼ一致する結果となった。
【００５０】
このように、空間速度の比（ＳＶ１／ＳＶ３）をパラメータとして対応し、定数変換することにより、風量や、吸着体の体積の違いにより、空間速度が所定の条件と異なる場合でも、その異なる条件における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を調べる確認試験を行う必要も無く、簡便で精度よく吸着体の寿命を予測することができる。
【００５１】
（実施例４）
本発明の第４の実施例において、吸着体の単位体積あたりの表面積である比表面積が所定の条件と異なる場合の、定数変換工程での実施例を示す。
【００５２】
実施例１（条件１）で用いた吸着体１はセル数が２０５個／ｉｎｃｈ^２であったが、本実施例（条件４）では仮に３５０個／ｉｎｃｈ^２のセル数としたときの寿命予測を行なった。
【００５３】
本実施例（条件４）における、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ４は、吸着剤量は実施例１（条件１）と同じであるため、τ４＝τ１＝８ｈとした。
【００５４】
また、初期の除去率ｋ４については、以下の変換をおこなった。すなわち、吸着体の比表面積の比は吸着体の体積の比であるとみなし、体積は空間速度と反比例するため、吸着体の比表面積の比を、実施例３における空間速度の比の逆数として取り扱うものである。ここで、実施例１（条件１）の比表面積Ｓ１と本実施例（条件４）の比表面積Ｓ４は、それぞれセル数が２０５個／ｉｎｃｈ^２、３５０個／ｉｎｃｈ^２であることから、Ｓ１＝２０．５ｃｍ^２／ｃｃ、Ｓ４＝２６．４ｃｍ^２／ｃｃとなる。そして（式１）において、比表面積の比（Ｓ４／Ｓ１）を、実施例３における空間速度の比（ＳＶ４／ＳＶ１）の逆数とすると、ｋ４＝１−（１−ｋ１）^{（ＳＶ１／ＳＶ４）}＝１−（１−ｋ１）^{（Ｓ４／Ｓ１）}＝１−（１−０．９９９９）^{（２６．４／２０．５）}＝０．９９９９９３となる。
【００５５】
そして、前記（式３）または（式４）において、初期の除去率ｋｏ＝ｋ４＝０．９９９９９３、τ＝τ４＝８ｈとして得られる、経過時間ｔと除去率ｋとの相関予測を、別途行った実験結果と併せて、図５に示す。
【００５６】
除去率が８０％を下回る時間を寿命とすれば、経過時間ｔと除去率ｋとの相関予測から、ｋ＝０．８においてｔ＝７ｈとなり、寿命が７時間と予測され、別途行った実験結果の７．３時間と比較して、予測がほぼ一致する結果となった。
【００５７】
このように、吸着体の比表面積の比（Ｓ４／Ｓ１）を空間速度の比（ＳＶ４／ＳＶ１）の逆数として対応し、定数変換することにより、吸着体のセル数など比表面積が所定の条件と異なる場合でも、その異なる条件における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を調べる確認試験を行う必要も無く、簡便で精度よく吸着体の寿命を予測することができる。
【００５８】
尚、本実施例のように、吸着体としてハニカム体を用いれば、比表面積が一定しているため、精度よく吸着体の寿命を予測することができる。
【００５９】
（実施例５）
本発明の第５の実施例において、実施例２、３、４における条件の違いを全て含んだ場合（条件５）についての、定数変換工程を説明する。
【００６０】
すなわち、吸着剤量が０．１ｇ／ｃｃから０．０５ｇ／ｃｃに、比表面積が２０．５ｃｍ^２／ｃｃから２６．４ｃｍ^２／ｃｃに、さらに空間速度が２００００／ｈから４００００／ｈに、それぞれ異なっている場合における吸着剤の寿命の予測を行なった。尚、条件１における初期の除去率ｋ１、破過時間τ１は、実施例１と同様、それぞれ、ｋ１＝０．９９９９、τ１＝８ｈとする。
【００６１】
本実施例（条件５）における初期の除去率について、先ず空間速度が異なっていると考え、（式１）あるいは実施例３より
１−ｋ２＝（１−ｋ１）^{（ＳＶ１／ＳＶ２）} （５）
次に（式５）の状態で、吸着剤量が異なっていると考え、実施例２より、
１−ｋ３＝１−ｋ２（６）
次に（式６）の状態で、比表面積が異なっていると考え、
１−ｋ４＝（１−ｋ３）^{（Ｓ２／Ｓ１）} （７）
したがって、（式７）に（式５）、（式６）を挿入して、
１−ｋ４＝（１−ｋ３）^{（Ｓ２／Ｓ１）}＝（１−ｋ２）^{（Ｓ２／Ｓ１）}＝（（１−ｋ１）^{（ＳＶ１／ＳＶ２）}）^{（Ｓ２／Ｓ１）}＝（１−ｋ１）^{（（ＳＶ１／ＳＶ２）} ^× ^{（Ｓ２／Ｓ１））} （８）
となる。（式８）を一般式に置き換えると、
１−ｋ２＝（１−ｋ１）^{（（ＳＶ１／ＳＶ２）} ^× ^{（Ｓ２／Ｓ１））} （９）
となり、さらに、
ｋ２＝１−（１−ｋ１）^{（（ＳＶ１／ＳＶ２）} ^× ^{（Ｓ２／Ｓ１））} （１０）
となる。
【００６２】
同様に、除去率が１００％を維持すると仮定したときの本実施例（条件５）の破過時間について、先ず空間速度が異なっていると考え、実施例３等より
τ２＝τ１×（ＳＶ１／ＳＶ２）（１１）
次に（式１１）の状態で、吸着剤量が異なっていると考え、実施例２より、
τ３＝τ２×（Ｇ２／Ｇ１）（１２）
次に（式１２）の状態で、比表面積が異なっていると考え実施例４より、
τ４＝τ３（１３）
したがって、（式１３）に（式１１）、（式１２）を挿入して、
τ４＝τ３＝τ２×（Ｇ２／Ｇ１）＝τ１×（ＳＶ１／ＳＶ２）×（Ｇ２／Ｇ１
）（１４）
となる。（式１４）を一般式に置き換えると、
τ２＝τ１×（ＳＶ１／ＳＶ２）×（Ｇ２／Ｇ１）（１５）
上記（式１０）、（式１５）おいて、各数値を代入すると、
ｋ２＝１−（１−０．９９９９）^{（（２００００／４００００）} ^× ^{（２６．４／２０．５））}＝０．９９７３４３
τ２＝８ｈ×（２００００／４００００）×（０．０５／０．１）＝２ｈ
となる。
【００６３】
そして、前記（式３）または（式４）において、初期の除去率ｋｏ＝ｋ２＝０．９９７３４３、τ＝τ２＝２ｈとして得られる、経過時間ｔと除去率ｋとの相関予測を、別途行った実験結果と併せて、図６に示す。
【００６４】
除去率が８０％を下回る時間を寿命とすれば、経過時間ｔと除去率ｋとの相関予測から、ｋ＝０．８においてｔ＝１．３ｈとなり、寿命が１．３時間と予測され、別途行った実験結果の１．５時間と比較して、予測がほぼ一致する結果となった。
【００６５】
このように、吸着体の吸着剤量、比表面積、および空間速度の全てが、所定の条件と異なる場合でも、その異なる条件における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を調べる確認試験を行う必要も無く、簡便に定数変換することにより、精度よく吸着体の寿命を予測することができる。
【００６６】
尚、本実施例の（式１０）あるいは（式１５）において、吸着剤量Ｇ１とＧ２、あるいは比表面積Ｓ１とＳ２、あるいは空間速度ＳＶ１とＳＶ２がそれぞれ同じ値であったとしても、（式１０）あるいは（式１５）の成立に支障がないものである。
【００６７】
（実施例６）
本発明の第６の実施例では、本実施例の吸着体の寿命推定方法を用いた、吸着体の寿命が終わったことを表示する脱臭装置について説明する。
【００６８】
本実施例の脱臭装置は、ガスを通気させる吸着体と、吸着体にガスが通気する時間を計時するタイマー等の計時手段と、ＬＥＤ、ＥＬ等の発光素子からなる表示手段とを備えるものである。そして、例えば実施例１の吸着体の寿命推定方法を用いて、任意の除去率ｋにおける経過時間ｔを吸着体の寿命と推定し、前記時間ｔが経過したことを前記タイマーが計時後に、前記吸着体の寿命が尽きたとして前記発光素子で表示することにより、吸着体の交換時期がきたこと等を容易に知ることができる脱臭装置が提供できるようになる。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、経過時間ｔと除去率ｋとの相関を表す所定の式により、簡便な方法で吸着体の寿命を予測することが可能になる。
【００７０】
また、空間速度、吸着体の吸着剤量、吸着体の比表面積等が所定の条件と異なる場合でも、その異なる条件における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を調べる確認試験を行う必要も無く、所定の条件における経過時間ｔと除去率ｋとの相関を表す所定の式の一部を定数変更するだけで、簡便に、吸着体の寿命を予測することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の吸着体に硫化水素を通気した際における、経過時間と硫化水素の除去率の、実験に基づく相関（破過特性）および関数近似した近似式に基づく相関（破過特性）を示す図
【図２】同、硫化水素の平衡濃度と吸着量の相関（吸着等温線）を示す図
【図３】本発明の実施例２の吸着体に硫化水素を通気した際における、経過時間と硫化水素の除去率の、実験に基づく相関（破過特性）および関数近似した近似式に基づく相関（破過特性）を示す図
【図４】本発明の実施例３の吸着体に硫化水素を通気した際における、経過時間と硫化水素の除去率の、実験に基づく相関（破過特性）および関数近似した近似式に基づく相関（破過特性）を示す図
【図５】本発明の実施例４の吸着体に硫化水素を通気した際における、経過時間と硫化水素の除去率の、実験に基づく相関（破過特性）および関数近似した近似式に基づく相関（破過特性）を示す図
【図６】本発明の実施例５の吸着体に硫化水素を通気した際における、経過時間と硫化水素の除去率の、実験に基づく相関（破過特性）および関数近似した近似式に基づく相関（破過特性）を示す図

Claims

吸着体をガスが通過する際の吸着体による除去率をｋ、経過時間をｔ、初期の除去率を表す定数をｋｏ、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間を表す定数をτとしたときに、

で表される、経過時間ｔと除去率ｋとの相関に基づき、任意の除去率ｋにおける経過時間ｔを吸着体の寿命と推定する、吸着体の寿命推定方法。
吸着体をガスが通過する際の吸着体による除去率をｋ、経過時間をｔ、初期の除去率を表す定数をｋｏ、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間を表す定数をτとしたときに、
ｋ＝ｋｏ×（１−ｋｏ）^（ｔ／ ^τ ^）／（（１−ｋｏ）＋ｋｏ×（１−ｋｏ）^（ｔ／ ^τ ^））
で表される、除去率ｋと経過時間ｔとの相関に基づき、任意の除去率ｋにおける経過時間ｔを吸着体の寿命と推定する、吸着体の寿命推定方法。
所定条件における空間速度ＳＶ１と、初期の除去率ｋ１と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ１の値がそれぞれ既知の場合で、前記所定条件から空間速度ＳＶ２（既知）が異なる場合における初期の除去率ｋ２と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ２とを、それぞれ、
ｋ２＝１−（１−ｋ１）^{（ＳＶ１／ＳＶ２）}
τ２＝τ１×（ＳＶ１／ＳＶ２）
により求め、上記で得られたｋ２、τ２に基づき、
ｋｏ＝ｋ２
τ＝τ２
とした請求項１または２に記載の吸着体の寿命推定方法。
所定条件における吸着体の吸着剤量Ｇ１と、初期の除去率ｋ１と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ１の値がそれぞれ既知の場合で、前記所定条件から吸着剤量Ｇ２（既知）が異なる場合における初期の除去率ｋ２と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間定数τ２とを、それぞれ、
ｋ２＝ｋ１
τ２＝τ１×（Ｇ２／Ｇ１）
により求め、上記で得られたｋ２、τ２に基づき
ｋｏ＝ｋ２
τ＝τ２
とした請求項１または２に記載の吸着体の寿命推定方法。
所定条件における吸着体の比表面積Ｓ１と、初期の除去率ｋ１と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ１の値がそれぞれ既知の場合で、前記所定条件から吸着体の比表面積Ｓ２（既知）が異なる場合における初期の除去率ｋ２と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ２とを、それぞれ、
ｋ２＝１−（１−ｋ１）^{（Ｓ２／Ｓ１）}
τ２＝τ１
により求め、上記で得られたｋ２、τ２に基づき、
ｋｏ＝ｋ２
τ＝τ２
とした請求項１または２に記載の吸着体の寿命推定方法。
空間速度ＳＶ１と、吸着体の吸着剤量Ｇ１と、吸着体の比表面積Ｓ１と、初期の除去率ｋ１と、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ１の値がそれぞれ既知である条件１に基づき、空間速度ＳＶ２（既知）、吸着剤量Ｇ２（既知）、比表面積Ｓ２（既知）、初期の除去率ｋ２、除去率が１００％を維持すると仮定したときの破過時間τ２という条件２における前記除去率ｋ２と破過時間τ２とを、それぞれ、
ｋ２＝１−（１−ｋ１）^{（（ＳＶ１／ＳＶ２）} ^× ^{（Ｓ２／Ｓ１））}
τ２＝τ１×（ＳＶ１／ＳＶ２）×（Ｇ２／Ｇ１）
により求め、上記で得られたｋ２、τ２に基づき、
ｋｏ＝ｋ２
τ＝τ２
とした請求項１または２に記載の吸着体の寿命推定方法。
吸着体の吸着作用は化学吸着による吸着作用である請求項１から６のいずれか１項に記載の吸着体の寿命推定方法。
吸着体はハニカム体である請求項１から７のいずれか１項に記載の吸着体の寿命推定方法。
ガスを通気させる吸着体と、前記吸着体にガスが通気する時間を計時する計時手段と、表示手段とを備え、請求項１または２に記載の吸着体の寿命推定方法を用いて、任意の除去率ｋにおける経過時間ｔを吸着体の寿命と推定し、前記時間ｔが経過後に、前記吸着体の寿命が終わったとして前記表示手段で表示することを特徴とした、吸着体の寿命推定方法を用いた脱臭装置。