JP6442170B2

JP6442170B2 - 化学物質放散試験室及び有害物質の測定方法

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Publication number: JP6442170B2
Application number: JP2014130991A
Authority: JP
Inventors: 西村　浩一; 浩一西村; 博之河内; 裕樹奥田
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2018-12-19
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: JP2016008798A

Description

本発明は、人体に有害なＶＯＣ（ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓ：揮発性有機化合物）等の化学物質やオゾンなどの有害物の放散試験室及び有害物質の測定方法に関するものである。

たとえば建材や、コピー機、プリンターなどのＯＡ機器からは、使用している材料によってＶＯＣが発生することがあり、事前にこれら建材、ＯＡ機器から発生するＶＯＣの放散量を測定する必要がある。

かかる目的から既に提案されている技術として、化学物質放散量測定用の実験装置がある（特許文献１）。この実験装置は、空気導入部と空気導出部とを備え測定対象物を収容する実験室と、前記実験室を囲繞し前記空気導出部を介して前記実験室と連絡する計測室とを有し、可変風量ファン、ケミカルフィルタおよび除塵用フィルタを備え、前記計測室に設けた吸気部と排気部とを介して連絡する計測室用空気浄化装置と、前記計測室用空気浄化装置とは個別に設けられ、冷却コイル、温水コイル、加湿器、ファンおよび除塵用フィルタを備え、前記計測室に設けた吸気部と排気部とを介して連絡する温湿度制御用空調機と、冷却コイル、ヒ−タ、ファン、ケミカルフィルタおよび除塵用フィルタを備え、前記実験室の空気導入部と前記計測室に設けた吸気部とを介して連絡する実験室用空調機とを備えており、前記空気導出部は、前記空気導出部から排出される空気の一部を採集するための採集口を配置することができるように構成されているものである。

特許第４２９１００８号公報

前記した従来技術では、計測対象の機器が置かれた実験室から、空気導出部を介して排出される空気の一部を採集して、計測室にて所定の計測を行うようにしているが、実験室からの還気は一旦計測室に開放している。そして計測室からの還気を実験室用空調機に取り込んで処理した後、給気として、実験室に導入するようになっている。

そのため、計測対象の機器からのＶＯＣは計測室に放散されており、特にＶＯＣの放散量が多い機器からのＶＯＣを計測する場合、計測室からの還気中のＶＯＣ濃度が上昇し、計測室からの還気を取り込んで実験室用空調機で処理しても、実験室用空調機出口のＶＯＣ濃度が高くなり、実験室に供給する給気の清浄度が、計測条件に適う所定の値に維持できないおそれがあった。
これを解消するため、たとえば全外気式（実験室からの排気を全量排気し、新鮮外気を導入して入れ替える）方式を採用すると、温調にかかるエネルギー、運転コストや外気に含まれるガス状不純物の除去に伴う、運転コスト、維持費がかかるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＶＯＣ等を発する計測対象の建材やＯＡ機器等が収容されている室からの還気の流路、並びに当該室へ清浄空気を供給する空調機の入口空気を工夫して、前記問題の解決を図ることを目的としている。

前記目的を達成するため、本発明は、対象物から放散される有害物質を測定する際に使用される試験室であって、前記対象物が収容される測定室と、前記測定の際に用いる測定機器が設置される準備室と、前記測定室に空調空気を供給する第１の空調機と、前記準備室のみに空調空気を供給する第２の空調機とを有し、前記有害物質を含有する測定室からの還気は、還気ダクトを通じて、前記準備室からの還気と混合された後に前記第２の空調機の入口側へと導入され、前記準備室からの還気は、前記第１の空調機の入口側へと導入され、
前記測定室からの還気に基づいて行う前記有害物質の測定は、前記準備室における前記還気ダクトに設けられた密閉系の測定ポートを通じて行われることを特徴としている。

本発明によれば、前記測定室からの還気に基づいて行う前記有害物質の濃度や放散量、種類などの測定は、前記準備室における前記還気ダクトに設けられた密閉系の測定ポートを通じて行われ、しかも前記測定室に空調空気を供給する第１の空調機の入口側には、準備室からの還気が導入されるので、前記対象物から放散される有害物質の濃度が高かったり、放散量が多かったりしても、第１の空調機から供給される空調空気中の有害物質の濃度、放散量は、測定のための所定の条件を満たすことが従来より可能かつ容易になっている。

ここで密閉系の測定ポートとは、たとえば還気ダクトの側面（周面）からダクト内を流れる空気を取り出して、サンプリング試料として測定機器（たとえば公知のＶＯＣ測定機器や化学物質測定機器）に導入するためのポートであって、ダクト内の空気がポート外に漏れないような構造になっているものをいう。

この場合、前記還気ダクトにおける、前記準備室からの還気と混合する箇所の上流側には、前記測定室と前記準備室との差圧を調整するダンパが設けられていてもよい。そのように測定室と準備室との差圧を調整して、常に測定室の室圧が準備室の室圧よりも高く調整することで、たとえ測定室と準備室とがパネルを隔てて隣接している場合であっても、準備室内の有害物質、汚染物質が、測定室内に侵入することを防止することができる。

また別な観点による本発明は、対象物から放散される有害物質を測定する方法であって、測定室に前記対象物を収容し、当該測定室に対して第１の空調機から空調空気を供給し、前記測定室からの還気を、測定機器が設置される準備室からの還気と還気ダクトを通じて混合し、混合後の還気を第２の空調機の入口側に導入し、前記準備室からの還気を前記第１の空調機の入口側に導入し、前記第１の空調機からの空調空気は、前記測定室に供給し、前記第２の空調機からの空調空気は、前記準備室のみに供給し、前記有害物質の測定は、前記測定室からの還気に基づいて前記準備室における前記還気ダクトに設けられた密閉系の測定ポートを通じて行なうことを特徴としている。
さらに別な観点による本発明は、対象物から放散される有害物質を測定する方法であって、測定室に前記対象物を収容し、当該測定室に対して第１の空調機から空調空気を供給し、前記測定室からの還気を、測定機器が設置される準備室からの還気と還気ダクトを通じて混合し、混合後の還気を第２の空調機の入口側に導入し、前記準備室からの還気を前記第１の空調機の入口側に導入し、前記第１の空調機からの空調空気は、前記測定室に供給し、前記第２の空調機からの空調空気は、前記準備室に供給し、前記測定室の室圧が前記準備室の室圧よりも常に高い状態となるように前記測定室と前記準備室との差圧を調整し、前記有害物質の測定は、前記測定室からの還気に基づいて前記準備室における前記還気ダクトに設けられた密閉系の測定ポートを通じて行なうことを特徴としている。

本発明によれば、対象物から放散される有害物質の濃度が高かったり、放散量が多かったりしても、第１の空調機から測定室に供給される空調空気中の有害物質の濃度、放散量は、測定のための所定の条件を満たすことが従来より可能かつ容易であり、安定した測定を行うことができる。したがって測定室に供給する給気の清浄度を測定条件に適う所定の値に維持することが可能である。

実施の形態にかかる化学物質放散試験室の概要を模式的に示した説明図である。

図１は、実施の形態にかかる化学物質放散試験室１の概要を示しており、この化学物質放散試験室１は、測定機器等が設置されている準備室２と、この準備室２内に位置し、パネル３等で区画形成された測定室４とを有している。測定対象のＶＯＣ等を発する対象物５は、測定室４内に収容される。

測定室４に対しては、測定室用の空調機１１から温湿度及び清浄度が所定値に調整された空調空気が、測定室４の天井部に設けられた給気口２２から給気ＳＡ１として供給される。すなわち、この空調機１１は、入口側から順に、冷水コイル１２、温水コイル１３、加湿器１４、ファン１５、オゾン除去用フィルタ１６、ＶＯＣ除去用フィルタ１７、高性能フィルタ１８を有しており、出口側からの空調空気を、第１給気ダクト２１を経由して、測定室４の給気口２２へと供給する。第１給気ダクト２１には、流量計２１ａ、可変ダンパ２１ｂが設けられている。

測定室４内には、給気口２２と対象物５との間に、たとえばパンチングメタルなどによって構成された多数の通気口を有するバッフル板６が設けられている。このバッフル板６によって、給気口２２からの給気ＳＡ１は、均一な気流となって、測定室内４の対象物５に供給される。なおバッフル板６は、多数の通気口によって均一な気流を形成し、上向きの逆流を生じさせない仕様等であればよい。またバッフル板６の配置は、給気口２２からの給気ＳＡ１の吹出方向下流側に設置されていればよく、給気口２２が側面や床面に設定されている場合には、それに応じて設置場所を変更すればよい。バッフル板６の面積は、給気口２２の８〜１０倍程度あればよく、たとえば測定室４内を完全に水平方向や垂直方向に区画する必要はない。

測定室４に供給された給気ＳＡ１は、対象物から発生する例えばＶＯＣを含有しており、測定室４の排気部７から、本発明でいうところの還気ダクトである第１還気ダクト８を通じて還気ＲＡ１として排出される。パネル３における第１還気ダクト８の貫通部には例えばステンレスプレートが使用され、隙間部はコーキング処理され、極めて高い気密処理がなされている。

第１還気ダクト８は、一旦準備室２内を経由して、準備室２の例えば側面に施工されている（図１中では、図示の都合上、床下に描図している）。第１還気ダクト８における準備室２内に位置する区間には、測定ポート３１が設けられている。この測定ポート３１には、測定口３２が設けられており、測定室４から第１還気ダクト８に流れてくる空気中のＶＯＣ濃度を、所定の測定機器（図示せず）によって測定する。

この測定口３２には、測定機器で測定するための捕集部材やチューブ等が接続される。したがって、測定ポート３１を密閉系のものとするためには、第１還気ダクト８内に挿入するサンプリングのための貫通部材（たとえばブッシングなど）とダクトの貫通部との気密を図る必要がある。

この点に関し、たとえば次のような手段を提案することができる。たとえばダクト側面から貫通させる部分にブッシング等の貫通部材を採用し、当該貫通部材とダクトとは溶接する。さらに前記貫通部材と接続口３２との接続は、スクリューコネクタ、ソケットを介して行う。一方、測定機器側に導入するためのパイプに軟質チューブを用いる場合には、軟質チューブの一端にソケット等を取り付け、このソケットを前記接続口と、スクリューコネクタを用いて行うようにする。

一方、準備室２内に露出している第１還気ダクト８において継手が設けられている場合には、当該箇所は溶接又はシール材を介したねじ止めとする。またさらに、準備室２内に露出している第１還気ダクト８は、例えば最も近い壁面に貫通口を設けるなどして、これを最小限の長さとするように施工する。

前記第１還気ダクト８には、可変ダンパ８ａ、及びモーターダンパ８ｂが設けられている。

準備室２の側面には、第１の還気口３３と第２の還気口３４が形成され、準備室２からの還気は、還気ＲＡ２が第１の還気口３３から、第２還気ダクト３５へと流れる（図１中では、図示の都合上、いずれも床面、床下に描図している）。第２還気ダクト３５には、第１還気ダクト８が接続されている。したがって、第２還気ダクト３５には、還気ＲＡ１と還気ＲＡ２とが流れ、準備室専用の空調機４１の入口側に導入される。第２還気ダクト３５には可変ダンパ３５ａが設けられている。

一方第２の還気口３４から流出する還気ＲＡ３は、第３還気ダクト３６から減湿装置３７を経て、前出の測定室用の空調機１１の入口側に導入される。減湿装置３７は、公知の減湿装置を用いることができるが、本実施の形態では乾式ロータ３７ａを有する乾式減湿装置が採用されている。第３還気ダクト３６における減湿装置３７の下流側には、定風量ユニット３６ａが設けられている。なお今回の例では、減湿装置３７が設置されているが、対象とする物質の測定する湿度が低くない場合には、除湿装置３７は設置する必要はない。

前出の測定室用の空調機１１の出口側に設けられた第１給気ダクト２１には、循環ダクト３８の一端部が接続されており、この循環ダクト３８の他端部は、減湿装置３７の上流側にて、第３還気ダクト３６と接続されている。循環ダクト３８には可変ダンパ３８ａが設けられている。

準備室用の空調機４１の入口側には、第１の導入口４１ａと第２の導入口４１ｂが設けられており、第２還気ダクト３５は第１の導入口４１ａに接続されている。第２の導入口４１ｂには外気導入ダクト３９接続され、外気導入ファン４２によって、準備室２からのリーク（便宜上、図１においてＬで示した）分が補われる。

準備室用の空調機４１は、入口側から順に、フィルタ４３、冷水コイル４４、温水コイル４５、加湿器４６、ファン４７、中性能フィルタ４８、ＶＯＣ除去用フィルタ４９を有しており、所定の温湿度、清浄度に調整された空調空気を、出口側に接続された第２給気ダクト５１を通じて、準備室２の天井部に設けられた給気口５２へと供給し、給気口５２からの当該空調空気が、給気ＳＡ２として、準備室２内に供給される。

実施の形態にかかる化学物質放散試験室１の主要部は以上のように構成されており、対象物５からの有害物質、たとえばＶＯＣを測定する場合には、測定室専用の空調機１１及び準備室専用の空調機４１を並行して運転させる。これによって、まず、測定室４においては、所定の清浄度、温湿度に調整されている給気ＳＡ１が室内に吹き出され、バッフル板６を通過することで、所定の風速、たとえば２〜４×１０^−３［ｍ／ｓ］程度の風速となって、対象物５が置かれている空間に吹き出される。そして対象物５からのＶＯＣは還気ＲＡ１に含有され、排気部７から第１還気ダクト８を通じて測定室４から排出される。

第１還気ダクト８を流れるＶＯＣは、測定ポート３１においてその濃度が測定される。このとき、測定ポート３１は密閉系であるため、還気ＲＡ１は準備室２には放出されない。

そしてＶＯＣを含有する還気ＲＡ１は、第１還気ダクト８から、第２還気ダクト３５へと流れる。このとき、第２還気ダクト３５には、準備室２からの還気ＲＡ２が流れているので、還気ＲＡ１と還気ＲＡ２が混合されて（いわば、還気ＲＡ１は還気ＲＡ２によって希釈されて）、準備室専用の空調機４１の入口側へと導入される。

準備室専用の空調機４１では、還気ＲＡ１と還気ＲＡ２、並びにリーク分に相当する外気ＯＡが導入され、これら導入された空気に対して、温湿度調整、並びにフィルタ４３によるパーティクル除去（主として外気中のパーティクルの除去）、中性能フィルタ４８によるパーティクル除去、ＶＯＣ除去用フィルタ４９によるＶＯＣ除去が行われた後、給気ＳＡ２として、給気口５２から準備室２内に供給される。

一方、準備室２の第２の還気口３４からの還気ＲＡ３は、第３還気ダクト３６を通じて測定室用の空調機１１へと導入されるが、途中で循環ダクト３８内を流れる空調機１１からの空調空気と混合され、さらに減湿装置３７によって、現実された後に、空調機１１の入口側へと導入される。なお減湿装置３７は、本発明において必ずしも必要ではなく、測定室４で要求される給気ＳＡ１の湿度のしきい値に応じて、適宜設置すればよい。

そして測定室用の空調機１１では、導入された還気ＲＡ３と空調空気の混合空気に対して、温湿度調整、並びにオゾン除去用フィルタ１６、ＶＯＣ除去用フィルタ１７、高性能フィルタ１８によって有害物質が除去され、そのように処理された後の空調空気を、測定室４の給気口２２から給気ＳＡ１として測定室４に供給する。

このように実施の形態にかかる化学物質放散試験室１によれば、ＶＯＣ測定に供された還気ＲＡ１は、準備室２の還気ＲＡ２と一旦混合された後、準備室用の空調機４１によって空気調和され、給気ＳＡ２として準備室２に供給される。そして準備室２からの還気ＲＡ３が、測定室用の空調機１１へと導入される。

したがって、還気ＲＡ１は測定室用の空調機１１へと直接導入されることはないので、還気ＲＡ１中のＶＯＣ濃度が高い場合であっても、測定室２に供給される給気ＳＡ１の清浄度を維持することができ、かかる場合に、従来みられたような、給気のＶＯＣ濃度が所定の値を超えてしまう事態を防止することができる。しかも測定室用の空調機１１へ導入される空気は、還気ＲＡ３と循環ダクト３８を流れる給気ＳＡと同一の清浄度を有する空調空気との混合空気であるから、さらに、給気ＳＡ１のＶＯＣ濃度を所定条件以下に安定して維持することが可能になっている。

ところで、上記実施の形態にかかる化学物質放散試験室１では、たとえば、室Ｒに設置されているドアの隙間や、場合によって室を区画しているパネルの隙間が原因で、測定室４の室圧が、準備室２の室圧よりも低くなる場合が考えられる。そのように測定室４の室圧が低くなると、準備室２内の汚染物質が測定室４に入り込み、測定精度が悪くなる可能性がある。しかしながら本実施の形態では、第１還気ダクト８に設けられたモーターダンパ８ｂを操作して、測定室４の室圧が、準備室２の室圧よりも常に高い状態となるようにすることが可能であり、前記原因によって測定精度が低下することはない。なおかかる操作は、差圧計を設置して、当該差圧計の計測値に基づいてモーターダンパ８ｂを自動制御することができる。

前記した実施の形態では、空調機１１、４１に、ＶＯＣ除去用フィルタ１７やＶＯＣ除去用フィルタ４９などのケミカルフィルタを組み込んだ例を示したが、これら空調機１１、４１内にケミカルフィルタを組み込まず、ケミカルフィルタを空調機とは別体としてもよい。またケミカルフィルタに代えて、例えばエアワッシャ方式の化学物質除去手段を空調機に組み入れたり、あるいは経路中にそのような化学物質除去手段を設置してもよい。

また前記した実施の形態では、測定室４と準備室２との圧力(差圧)を調整する手段としてモーターダンパ８ｂによる制御を示したが、ファン１５または４７による制御によってこれを制御するようにしてもよい。例えば測定室４への供給風量を設定している施設にあっては、測定室４側が設定値よりも低圧となったときに、ファン４７の回転数を落とすことでも対応できる。さらにまたモーターダンパ８ｂは、可変ダンパ３５ａと兼用した三方ダンパであってもよい。さらにまたモーターダンパ８ｂは、可変ダンパ８ａと兼用することもできる。

本発明は、建材や、コピー機、プリンターなどのＯＡ機器などから発するＶＯＣ、オゾン、その他人体に有害な化学物質を測定する際に有用である。

１化学物質放散試験室
２準備室
３パネル
４測定室
５対象物
６バッフル板
７排出部
８第１還気ダクト
１１空調機
２１第１給気ダクト
２２、５２給気口
３１測定ポート
３２バックグラウンド測定口
３３第１の還気口
３４第２の還気口
３５第２還気ダクト
３６第３還気ダクト
３８循環ダクト
３９外気導入ダクト
４１空調機
５１第２給気ダクト

Claims

対象物から放散される有害物質を測定する際に使用される試験室であって、
前記対象物が収容される測定室と、
前記測定の際に用いる測定機器が設置される準備室と、
前記測定室に空調空気を供給する第１の空調機と、
前記準備室のみに空調空気を供給する第２の空調機とを有し、
前記有害物質を含有する測定室からの還気は、還気ダクトを通じて、前記準備室からの還気と混合された後に前記第２の空調機の入口側へと導入され、
前記準備室からの還気は、前記第１の空調機の入口側へと導入され、
前記測定室からの還気に基づいて行う前記有害物質の測定は、前記準備室における前記還気ダクトに設けられた密閉系の測定ポートを通じて行われることを特徴とする、化学物質放散試験室。
対象物から放散される有害物質を測定する際に使用される試験室であって、
前記対象物が収容される測定室と、
前記測定の際に用いる測定機器が設置される準備室と、
前記測定室に空調空気を供給する第１の空調機と、
前記準備室に空調空気を供給する第２の空調機とを有し、
前記有害物質を含有する測定室からの還気は、還気ダクトを通じて、前記準備室からの還気と混合された後に前記第２の空調機の入口側へと導入され、
前記準備室からの還気は、前記第１の空調機の入口側へと導入され、
前記測定室からの還気に基づいて行う前記有害物質の測定は、前記準備室における前記還気ダクトに設けられた密閉系の測定ポートを通じて行われ、
前記還気ダクトにおける、前記準備室からの還気と混合する箇所の上流側には、前記測定室と前記準備室との差圧を調整するダンパが設けられていることを特徴とする、化学物質放散試験室。
対象物から放散される有害物質を測定する方法であって、
測定室に前記対象物を収容し、当該測定室に対して第１の空調機から空調空気を供給し、
前記測定室からの還気を、測定機器が設置される準備室からの還気と還気ダクトを通じて混合し、混合後の還気を第２の空調機の入口側に導入し、
前記準備室からの還気を前記第１の空調機の入口側に導入し、
前記第１の空調機からの空調空気は、前記測定室に供給し、
前記第２の空調機からの空調空気は、前記準備室のみに供給し、
前記有害物質の測定は、前記測定室からの還気に基づいて前記準備室における前記還気ダクトに設けられた密閉系の測定ポートを通じて行なうことを特徴とする、
有害物質の測定方法。
対象物から放散される有害物質を測定する方法であって、
測定室に前記対象物を収容し、当該測定室に対して第１の空調機から空調空気を供給し、
前記測定室からの還気を、測定機器が設置される準備室からの還気と還気ダクトを通じて混合し、混合後の還気を第２の空調機の入口側に導入し、
前記準備室からの還気を前記第１の空調機の入口側に導入し、
前記第１の空調機からの空調空気は、前記測定室に供給し、
前記第２の空調機からの空調空気は、前記準備室に供給し、
前記測定室の室圧が前記準備室の室圧よりも常に高い状態となるように前記測定室と前記準備室との差圧を調整し、
前記有害物質の測定は、前記測定室からの還気に基づいて前記準備室における前記還気ダクトに設けられた密閉系の測定ポートを通じて行なうことを特徴とする、
有害物質の測定方法。