JP2020109348A - 文化財保存システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、文化財に適切な保存環境を提供して文化財を容易に存放できる文化財保存システムを提供する。【解決手段】文化財保存システムは、制御システムと、通気口が設けられているエンクロージャ空間と、エンクロージャ空間内に不活性ガスを導入するための不活性ガス源と、エンクロージャ空間に導入された不活性ガスを加湿するための加湿器と、エンクロージャ空間を冷却して降温させるための冷却手段と、エンクロージャ空間内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量の情報を検出するための検出手段とを備え、制御システムは、当該情報に従って、エンクロージャ空間内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量が制御されるように、不活性ガス源、加湿器、及び冷却手段を制御する。これにより、エンクロージャ空間内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量をリアルタイムに制御して、エンクロージャ空間内の湿度と酸素ガス含有量を適宜値にし、エンクロージャ空間内の文化財がよりよい保存環境にあるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、文化財保護・保存の技術分野に関し、特に、文化財保存システムに関する。

文化財保護・保存分野において、水漬出土木製漆器の保管には保管環境に対する厳しい要件があり、水漬出土木製漆器が長い間湿った土壌層にあるか、又は直接水に含浸されているため、一部の木製漆器や絹織物等は飽水の所蔵品である。地下温度は長期間２〜１０℃程度であるため、大気から隔離して長期間保存されるが、一部の所蔵品は内部の繊維構造が既に朽ち果てて損傷を受けている。現在の脱水乾燥技術の限界、及び所蔵品の水分損失又は脱水乾燥等により木質繊維の構造が変化することで、器具の表面にひび割れや変形破断が生じる可能性がある。そのため、文化財に適した保存環境をどのように提供するかが緊急の問題である。

本発明の目的は、文化財に適切な保存環境を提供して文化財を容易に存放できる文化財保存システムを提供することにある。

従来技術に存在する技術的問題に鑑みて、本発明は、制御システムと、通気口が設けられているエンクロージャ空間と、前記エンクロージャ空間と連結されて前記エンクロージャ空間内に不活性ガスを導入するための不活性ガス源と、前記不活性ガス源と連結されて前記エンクロージャ空間内に導入された不活性ガスを加湿するための加湿器と、前記エンクロージャ空間と連結されて前記エンクロージャ空間を冷却して降温させるための冷却手段と、前記制御システムと連結されて前記エンクロージャ空間内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量の情報を検出し、当該情報を前記制御システムに送信するための検出手段と、を備え、前記制御システムは、当該情報に従って、前記エンクロージャ空間内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量が制御されるように、前記不活性ガス源、前記加湿器、及び前記冷却手段を制御する文化財保存システムを提供する。

また、前記不活性ガス源は、いずれも前記制御システムと連結される空気圧縮機と窒素発生器を含み、前記窒素発生器の出口は前記加湿器に連結されている。

また、前記通気口には前記制御システムと連結される第１電磁弁が設けられ、前記加湿器の入口は第１連結パイプを介して前記エンクロージャ空間と連通し、前記第１連結パイプには前記制御システムと連結される第２電磁弁が設けられている。

また、前記エンクロージャ空間内の酸素ガス含有量がプリセット値に達し、湿度がプリセット値に達しない場合、制御システムは、空気圧縮機、窒素発生器、及び第１電磁弁をオフし、第２電磁弁をオンするように制御して、エンクロージャ空間内のガスが加湿器に入って加湿し、加湿されたガスは再びエンクロージャ空間に入り、それによりガスの循環加湿が達成される。

また、エンクロージャ空間内の湿度がプリセット値よりも高い場合、制御システムは、加湿器をオフし、第１電磁弁をオンするように制御し、窒素発生器により生成された乾燥窒素ガスは加湿されずエンクロージャ空間に入り、エンクロージャ空間内の除湿が達成される。

また、前記窒素発生器と前記加湿器との間の第２連結パイプには第３電磁弁が設けられ、前記窒素発生器は第３連結パイプを介して前記エンクロージャ空間と連結し、前記第３連結パイプには第４電磁弁が設けられ、前記第３電磁弁と前記第４電磁弁はいずれも前記制御システムに連結される。

また、前記制御システムは、前記第３電磁弁及び前記第４電磁弁をオンするように制御し、前記窒素発生器から分離された窒素ガスの一部は加湿器により加湿された後にエンクロージャ空間に入り、他の部分は加湿されずエンクロージャ空間に直接入り、前記制御システムは前記エンクロージャ空間に入る２部分の窒素ガスの割合を制御することでエンクロージャ空間内の湿度を制御する。

また、前記制御システムは、コントローラーと、前記コントローラーに接続されたディスプレイスクリーンとを備え、前記ディスプレイスクリーンは制御情報を表示するためのものである。

また、前記窒素発生器は、浄化装置と窒素酸素分離装置とを備え、前記空気圧縮機、前記浄化装置、前記窒素酸素分離装置は順次連結されている。

本発明による検出手段は、エンクロージャ空間内の温度、湿度及び酸素ガス含有量を検出し、検出された情報を制御システムに送信し、制御システムは受信した当該情報に従って不活性ガス源、加湿手段及び冷却手段のオンオフを制御する。これにより、エンクロージャ空間内の温度、湿度及び酸素ガス含有量をリアルタイムに制御して、エンクロージャ空間内の湿度と酸素ガス含有量を適宜値にし、エンクロージャ空間内の文化財がよりよい保存環境にあるようにする。要約すると、本発明の文化財保存システムは、文化財に適切な保存環境を提供し、文化財の存放を容易にする。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
本発明による実施例が提供する文化財保存システムの模式図である。 本発明の他の実施例による文化財保存システムの模式図である。

以下、本発明の実施形態の目的、技術案、及び利点をより明確にするために、本発明の実施形態の技術案について、本発明の実施形態の添付図面を参照して明確かつ完全に説明する。また、説明される実施形態は本発明の実施形態の一部であり、すべてではない。本発明の実施形態に基づいて、創造的な努力なしに当業者によって得られる他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲に含まれるものとする。

以下の詳細な説明では、本出願の一部として、本出願の特定の実施形態を説明するための各図面を参照することができる。図面において、類似の符号は、異なる図面で一般的に類似の構成要素を説明する。本願の各特定の実施形態は、当業者が本願の技術案を実施できるように、以下で十分に詳細に説明される。他の実施形態を利用して、本出願の実施形態に対して構造的、論理的または電気的変更したりしてもよいことは理解できるであろう。

図１は本発明による実施例が提供する文化財保存システムの模式図である。図１に示すように、本発明の実施例が提供する文化財保存システムは、制御システム１と、通気口が設けられているエンクロージャ空間８と、エンクロージャ空間８と連結されてエンクロージャ空間８内に不活性ガスを導入するための不活性ガス源と、不活性ガス源と連結されてエンクロージャ空間８内に導入された不活性ガスを加湿するための加湿器と、エンクロージャ空間８と連結されてエンクロージャ空間８を冷却して降温させるための冷却手段７と、制御システム１と連結されてエンクロージャ空間８内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量の情報を検出し、当該情報を制御システム１に送信するための検出手段２と、を備え、制御システム１は、当該情報に従って、エンクロージャ空間８内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量が制御されるように、不活性ガス源、加湿器、及び冷却手段７を制御する。

使用中に、冷却手段７はエンクロージャ空間８を冷却して降温させ、不活性ガス源からの不活性ガスは加湿器により加湿された後にエンクロージャ空間８に入り、不活性ガスはエンクロージャ空間８内に入った後、エンクロージャ空間８内の空気は通気口から排出され、それによってエンクロージャ空間８内の空気を置換し、エンクロージャ空間８内の酸素ガス含有量を制御・調節する。検出手段２は、エンクロージャ空間８内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量を検出し、検出された情報を制御システム１に送信し、制御システム１は受信した当該情報に従って不活性ガス源、加湿手段６、及び冷却手段７のオンオフを制御する。これにより、エンクロージャ空間８内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量をリアルタイムに制御して、エンクロージャ空間８内の湿度及び酸素ガス含有量を適宜値にし、エンクロージャ空間８内の文化財がよりよい保存環境にあるようにする。要約すると、本発明の文化財保存システムは、文化財に適切な保存環境を提供し、文化財の存放を容易にする。また、本願では、エンクロージャ空間内の空気を常圧下の不活性ガスで置換してその内部の酸素を減らす方法を採用しているため、真空ポンプを使用して真空にした後に不活性ガスを導入する場合と比較して、エンクロージャ空間内の所蔵品に陰圧等が作用することなくて、保存効果が向上される。

さらに、検出手段２は、温度センサーや、湿度センサー、酸素センサー、圧力センサー等を含んで、エンクロージャ空間８内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量を検出してもよいが、これらに限定されない。利用者は、必要に応じて温度、湿度、及び酸素ガス含有量を検出できる他のツールを選択することもでき、いずれも本発明の保護範囲内にある。

また、冷却手段７は、圧縮機ユニット、蒸発器、膨張弁、フィルター、電磁弁、及び冷却パイプライン等により構成されてもよい。エンクロージャ空間内の良好な温度制御の精度を確保するため、蒸発器をエンクロージャ空間の内部に配置し、プレナムチャンバーを介してエンクロージャ空間及び空気戻り口と閉回路循環が形成され、エンクロージャ空間内の温度の均一性を確保する。正確な温度制御を実現するために、冷却手段７と合わせて使用される熱補償器を追加することができ、エンクロージャ空間の温度が設定値に近い場合、冷気と熱のＰＩＤを調節してエンクロージャ空間に高精度の低温恒温環境を提供することができる。

また、加湿器は、パイプライン加湿器、湿潤フィルム加湿器、又は超音波加湿器等であってもよい。

また、ガス調整のためのエンクロージャ空間の高効率を実現するために、エンクロージャ空間は優れた気密性を有し、エンクロージャ構造の換気率は０．０２／ｄ以下である。

上記実施例に基づいて、さらに、不活性ガス源は、いずれも制御システム１と連結される空気圧縮機３と窒素発生器４を含み、窒素発生器４の出口は加湿器に連結されている。空気圧縮機３は、空気を圧縮し、圧縮された圧縮ガスは窒素発生器４に入り、窒素発生器４は窒素ガスをガスから分離し、分離された窒素ガスは加湿器により加湿された後にエンクロージャ空間８内に導入される。空気中の窒素ガスの含有量が比較的高いため、大規模生産に便利であり、それにより不活性ガスの生産コストを削減し、使用中の本発明の作業効率を向上する。本実施例は起動・停止型の加湿器（中国実用新案公告第２０５１９１８１０号明細書参照）に適用することができる。即ち、加湿器が起動すると、パイプラインに入るガスを加湿し、加湿器が停止すると、ガスは加湿器のガス経路を流れるが、ガスを加湿しない。

上記実施例に基づいて、さらに、通気口には制御システム１と連結される第１電磁弁９が設けられ、加湿器の入口は第１連結パイプを介してエンクロージャ空間８と連通し、第１連結パイプには制御システム１と連結される第２電磁弁５が設けられている。第１電磁弁９は通気口の開閉を制御し、第２電磁弁５は加湿器の入口とエンクロージャ空間８との間のパイプラインのオンオフを制御する。エンクロージャ空間８内の酸素ガス含有量がプリセット値に達し、湿度がプリセット値に達しない場合、制御システムは、空気圧縮機３、窒素発生器４、及び第１電磁弁９をオフし、第２電磁弁５をオンするように制御して、エンクロージャ空間８内のガスは加湿器に入って加湿され、加湿されたガスは再びエンクロージャ空間８に入り、それによりガスの循環加湿が達成される。このような構成は、エンクロージャ空間８内の酸素ガス含有量が一定であると共に、エンクロージャ空間８を加湿する必要がない場合に適用される。

上記実施例に基づいて、さらに、エンクロージャ空間８内の湿度がプリセット値よりも高い場合、制御システム１は、加湿器をオフし、第１電磁弁９をオンするように制御し、窒素発生器４により生成された乾燥窒素ガスは加湿されずエンクロージャ空間８内に入り、エンクロージャ空間８内の除湿が達成される。このような構成は、エンクロージャ空間８内の湿度が高すぎ、且つ、低酸素環境が必要な場合に適用される。

図２は本発明の他の実施例による文化財保存システムの模式図である。図２に示すように、上記実施例に基づいて、さらに、窒素発生器４と加湿手段６との間の第２連結パイプには第３電磁弁１１が設けられ、窒素発生器４は第３連結パイプを介してエンクロージャ空間８と連結し、第３連結パイプには第４電磁弁１０が設けられ、第３電磁弁１１と第４電磁弁１０はいずれも制御システム１に連結される。本実施例はオンオフ型の加湿器（中国実用新案公告第２０４３８８２７６号明細書参照）に適用することができる。即ち、ガスが加湿器のパイプラインを流れ、且つ加湿器が動作している限り、加湿を行い、加湿器のパイプラインを流れないか、又は加湿器が起動しない場合のみに、ガスは加湿されない。

上記実施例に基づいて、さらに、制御システムは、第３電磁弁及び第４電磁弁をオンするように制御し、窒素発生器から分離された窒素ガスの一部は加湿器により加湿された後にエンクロージャ空間に入り、他の部分は加湿されずエンクロージャ空間に直接入り、制御システムはエンクロージャ空間に入る２部分の窒素ガスの割合を制御することで、エンクロージャ空間内の湿度を制御する。本実施例では、エンクロージャ空間内の湿度がプリセット値より高いか、又は低い場合、エンクロージャ空間内に導入される加湿窒素ガスと乾燥窒素ガスの割合を制御することによってエンクロージャ空間内の湿度を制御し、これは使いやすい。さらに、ＰＩＤ技術を使用して乾燥窒素ガスに対する湿度制御・調整を達成し、エンクロージャ空間内に入るガスの湿度を適切にして、エンクロージャ空間の適切な湿度が確保される。

上記実施例に基づいて、さらに、制御システム１は、コントローラー及びコントローラーに接続された制御情報を表示するためのディスプレイスクリーンを備える。ディスプレイスクリーンはエンクロージャ空間８内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量等の情報を表示し、利用者はディスプレイスクリーンで操作して必要な温度、湿度、及び酸素ガス含有量を予めに設定し、コントローラーは利用者の操作情報に応じて空気圧縮機３、窒素発生器４、加湿器、及び冷却手段７の動作を制御し、利用者にとって便利である。

さらに、制御システム１は、テキストディスプレイ、液晶ディスプレイ、又は上流のパーソナルコンピュータ等と通信して、人間とコンピュータのインタラクションを行い、利用者は関連データの設定、表示、照会を行うこともできる。制御システム１はシステムパラメータを各部手段に独立して送信し、空気圧縮機３、窒素発生器４、加湿器、冷却手段７、検出手段２等の制御を実現することができる。制御システム１は、通信ケーブル、ローカルエリアネットワーク、インターネット等のネットワーク技術を利用して、遠距離又は遠隔の端末ＰＣ又は他の移動端末機器又はディスプレイ等と通信して、システムの遠距離又は遠隔操作制御を実現することもできる。

上記実施例に基づいて、さらに、窒素発生器４は、浄化装置と窒素酸素分離装置を備え、空気圧縮機３、浄化装置、窒素酸素分離装置は順次連結されている。空気圧縮機３により圧縮されて形成した圧縮ガスは浄化装置により浄化され、圧縮ガスにおける塵や、水、油を除去し、浄化後の圧縮ガスは窒素酸素分離装置に入り、窒素ガスを分離し加湿器により加湿した後、エンクロージャ空間８内に入らせる。

さらに、窒素酸素分離装置は、中空繊維フィルム、モレキュラーシーブ、極低温空気分離等の異なる原理による窒素生成装置であってもよい。使用の要件に応じて、手動又は自動的に調整することによって、窒素酸素分離装置は窒素ガス純度の異なる様々な低酸素ガスを調整できる。浄化及び分離技術により清浄な窒素ガスを精製し、さらに、窒素ガスパイプラインを介して加湿器に連結し、必要に応じてガスを選択的に加湿する。

要約すると、好ましい実施例として、本発明の提供する文化財保存システムは、「低温恒湿モード」、「恒湿低酸素モード」、「低温恒湿低酸素モード」の３つの動作モードを実現できる。

「低温恒湿モード」の実現方法は、ディスプレイスクリーンによって低温恒湿モードを選択し、温度値を２℃に、湿度を６５％ＲＨに設定する。システムは通電すると、制御システム１は冷却手段７を自動的に起動して降温させる。温度の調節過程において、エンクロージャ空間内の湿度が設定値６５％ＲＨより低いと、制御システム１は加湿器自動的に起動し、第１電磁弁９はオフされ、第２電磁弁５は開き、空気圧縮機３と窒素発生器４は動作を停止し、エンクロージャ空間８のガスは第１連結パイプを介して加湿器の空気入口に戻り、ガスは加湿器により加湿された後、再びエンクロージャ空間８に入って、エンクロージャ空間８におけるガスを循環加湿する。反対に、乾燥のガスを充填してエンクロージャ空間８の湿度を低下させる。エンクロージャ空間８内の温度が設定値に近づくと、制御システム１は熱補償器を起動して、ＰＩＤ技術により熱補償器の加熱能力を調整し、エンクロージャ空間８内の湿度が設定値に達するまで、エンクロージャ空間８内の温度の安定性を維持する。温度の調整過程において、エンクロージャ空間の温度に対する環境温度の変化の影響に対処するために、冷却手段７と熱補償器は常に動作状態にあり、その結果、エンクロージャ空間の温度を安定した動作状態にする。温度と湿度がいずれも適切になると、制御システム１は熱補償器及び冷却手段７を自動的にオフにする。

「恒湿低酸素モード」の実現方法は、制御システム１が恒湿低酸素モードを選択し、システムが通電されると、制御システム１は空気圧縮機３と窒素発生器４を自動的に起動する。酸素の低下過程において、エンクロージャ空間内の湿度が設定値の下限より低いと、制御システム１は加湿器を自動的に起動し、エンクロージャ空間内の湿度が設定値の上限より高いと、制御システム１は加湿器を自動的にオフし、ガスは加湿器のガス経路を流れるが、ガス加湿は行わない。エンクロージャ空間内の酸素濃度が設定値に達すると、制御システム１はエンクロージャ空間内の湿度検出結果に応じて、自動的に閉ループ加湿又は開ループ除湿を実行して、湿度の調整を行う。閉ループ加湿とは、空気圧縮機３及び窒素生成手段の動作を停止し、第１電磁弁９が閉じられ、第２電磁弁５が開かれ、エンクロージャ空間のガスが第１連結パイプを介して加湿器の空気入口に戻り、エンクロージャ空間におけるガスを循環加湿することを意味する。開ループ除湿とは、窒素発生器４の乾燥ガスで空間中の湿度の高いガスを置換することを意味する。具体的な実施過程は、空気圧縮機３及び窒素生成手段が動作し、加湿手段６の動作が停止し、気密空間に乾燥窒素ガスを導入し、気密空間における湿度の高いガスを排出して、除湿の役割を果たす（その時、気密空間における酸素ガス含有量は設定値より低く、低酸素保管要件を満たす）。

「低温恒湿低酸素モード」の実現方法は、システムが低温恒湿低酸素モードを選択し、システムが通電されると、制御システム１は冷却手段７を自動的に起動してエンクロージャ空間を事前に降温させる。降温過程において、エンクロージャ空間内の温度が設定値の上がりヒステリシスに達すると、制御システム１は窒素発生器４を自動的に起動して酸素を低下させる。降温過程において、エンクロージャ空間内の湿度が設定値の下がりヒステリシスより低いと、システムは加湿器を自動的に起動する。エンクロージャ空間内の温度が先に設定値に達すると、制御システム１は酸素の低下及び湿度の制御を続け、エンクロージャ空間内の酸素濃度が先に設定値に達すると、システムは温度の低下及び湿度の制御を続け、エンクロージャ空間内の温度と酸素含有量が共に設定値に達すると、システムは自動的に第１電磁弁９を閉じ、第２電磁弁５を開いて、閉ループ加湿を実行する。

上記の実施例は、本発明を限定するものではなく、本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明の範囲を逸脱しない限り、当業者は様々な変更や修正を行うことができる。よって、あらゆる同等の技術案も本発明に開示した範囲に属するべきである。

１ 制御システム
２ 検出手段
３ 空気圧縮機
４ 窒素発生器
５ 第２電磁弁
６ 加湿手段
７ 冷却手段
８ エンクロージャ空間
９ 第１電磁弁
１０ 第４電磁弁
１１ 第３電磁弁

Claims (9)

1. 制御システムと、
   通気口が設けられているエンクロージャ空間と、
   前記エンクロージャ空間と連結されて前記エンクロージャ空間内に不活性ガスを導入するための不活性ガス源と、
   前記不活性ガス源と連結されて前記エンクロージャ空間内に導入された不活性ガスを加湿するための加湿器と、
   前記エンクロージャ空間と連結されて前記エンクロージャ空間を冷却して降温させるための冷却手段と、
   前記制御システムと連結されて前記エンクロージャ空間内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量の情報を検出し、当該情報を前記制御システムに送信するための検出手段と、を備え、
   前記制御システムは、当該情報に従って、前記エンクロージャ空間内の温度、湿度、及び酸素ガス含有量が制御されるように、前記不活性ガス源、前記加湿器、及び前記冷却手段を制御することを特徴とする文化財保存システム。
2. 前記不活性ガス源は、いずれも前記制御システムと連結される空気圧縮機と窒素発生器を含み、前記窒素発生器の出口は前記加湿器に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の文化財保存システム。
3. 前記通気口には前記制御システムと連結される第１電磁弁が設けられ、前記加湿器の入口は第１連結パイプを介して前記エンクロージャ空間と連通し、前記第１連結パイプには前記制御システムと連結される第２電磁弁が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の文化財保存システム。
4. 前記エンクロージャ空間内の酸素ガス含有量がプリセット値に達し、湿度がプリセット値に達しない場合、制御システムは、空気圧縮機、窒素発生器、及び第１電磁弁をオフし、第２電磁弁をオンするように制御して、エンクロージャ空間内のガスが加湿器に入って加湿し、加湿されたガスは再びエンクロージャ空間に入り、それによりガスの循環加湿が達成されることを特徴とする請求項３に記載の文化財保存システム。
5. 前記エンクロージャ空間内の湿度がプリセット値よりも高い場合、制御システムは、加湿器をオフし、第１電磁弁をオンするように制御し、窒素発生器により生成された乾燥窒素ガスは加湿されずエンクロージャ空間に入り、エンクロージャ空間内の除湿が達成されることを特徴とする請求項３に記載の文化財保存システム。
6. 前記窒素発生器と前記加湿器との間の第２連結パイプには第３電磁弁が設けられ、前記窒素発生器は第３連結パイプを介して前記エンクロージャ空間と連結し、前記第３連結パイプには第４電磁弁が設けられ、前記第３電磁弁と前記第４電磁弁はいずれも前記制御システムに連結されることを特徴とする請求項２に記載の文化財保存システム。
7. 前記制御システムは、前記第３電磁弁及び前記第４電磁弁をオンするように制御し、前記窒素発生器から分離された窒素ガスの一部は加湿器により加湿された後にエンクロージャ空間に入り、他の部分は加湿されずエンクロージャ空間に直接入り、前記制御システムは前記エンクロージャ空間に入る２部分の窒素ガスの割合を制御することでエンクロージャ空間内の湿度を制御することを特徴とする請求項６に記載の文化財保存システム。
8. 前記制御システムは、コントローラーと、前記コントローラーに接続されたディスプレイスクリーンとを備え、前記ディスプレイスクリーンは制御情報を表示するためのものであることを特徴とする請求項１に記載の文化財保存システム。
9. 前記窒素発生器は、浄化装置と窒素酸素分離装置とを備え、前記空気圧縮機、前記浄化装置、前記窒素酸素分離装置は順次連結されていることを特徴とする請求項２に記載の文化財保存システム。