JP3240291B2

JP3240291B2 - 排気処理装置を備えた耐候光試験装置

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Publication number: JP3240291B2
Application number: JP23869499A
Authority: JP
Inventors: 長市須賀; 洋二渡辺; 皓一谷口
Original assignee: Suga Test Instruments Co Ltd
Current assignee: Suga Test Instruments Co Ltd
Priority date: 1999-08-25
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2001-12-17
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: JP2001059810A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】工業材料の耐候性或いは耐光
性の試験装置について、特に試験装置が排出する排気中
の粉塵、一酸化窒素（ＮＯ）、或いは二酸化窒素（ＮＯ
_２）を無害化し、大気中に放出できる排気処理装置を備
えた試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】耐候光試験装置は、各種工業材料が自然
環境の中で老劣化するのを短時間で人工的に再現し、そ
の耐候光性を調べるものである。従って、試験装置内の
温度・湿度或いは降雨制御を行うとともに太陽光に代わ
る人工光源を用いている。この人工光源について、ＪＩ
ＳＢ７７５１、ＪＩＳＢ７７５３、ＪＩＳＢ
７７５４などに規定があり、常に所定の分光分布の光が
得られるように、光源の種類毎に電圧、電流の定格が定
められている。例えば、ＪＩＳＢ７７５３（サンシ
ャインカーボンアーク灯式耐候性試験機）は、図３に示
すようなカーボン電極を上下に４対保持し、その周囲を
８枚のガラス製フィルターで囲み、５０±１Ｖ、６０±
２Ａのアーク電圧・電流で放電させるものである。

【０００３】このカーボン電極は放電に伴って燃焼し、
消耗していくため、２４時間、６０時間或いは７８時間
毎に新しいカーボン対を取り付け、連続点灯して試験す
るようになっている。当然、アークによって熱気、燃焼
ガス、灰分が発生するため、これを排出する排気処理装
置が必要となる。

【０００４】従来、前記規定においては、発光部上方に
排気口を設け、これに排気ダクトなど適当な装置を接続
したもので、熱気、発生ガスなどを排出できる構造に
し、直接屋外に排出することとされていた。従って、図
２に示すような発光部排気口或いは試験槽排気口に排気
ダクトを取り付け、屋外へ放出していた。これは環境問
題を考慮したとき好ましいことではなかった。

【０００５】ちなみに、大気汚染防止法において、大気
汚染取り分け酸性雨の原因物質の１つである窒素酸化物
（ＮＯｘ）に係る環境基準について、総量規制基準とし
て東京都の場合、１日平均０．０６ｐｐｍ以下とされて
いる。前記ＪＩＳＢ７７５３に基づく装置におい
て、発光部排気口での窒素酸化物の排出量は、前記基準
値０．０６ｐｐｍを越えるものであり、本装置からの排
気中の少なくとも窒素酸化物の無害処理が必要とされて
いた。

【０００６】このような窒素酸化物（ＮＯｘ）を防除す
る技術としては、例えば、ボイラーの燃焼運転時の空気
比を変え、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を抑制し制御す
る燃焼改善の方法もあるが、耐候光試験装置の発光部に
おいては、常に所定の分光分布の光を得るために、定格
によるカーボン燃焼を必要とするため燃焼改善の方法は
取れない。従って、排気中から窒素酸化物（ＮＯｘ）を
取り除くことが必要であった。

【０００７】即ちこの排気は前述の発光部排気口から熱
気、灰分、ガスを含む約２．４ｍ^３/ｍｉｎの排気量が
あり、この排気を無害化したのち、大気中に放出できる
ようにし、大気汚染の発生源とならない耐候光試験装置
の開発が望まれていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来、排気ガス中から
窒素酸化物（ＮＯｘ）を取り除く技術としては、アンモ
ニアなどを還元剤とし、触媒を用いて窒素酸化物（ＮＯ
ｘ）を窒素と水に還元するものなどがあるが、設備が高
価になるなど耐候光試験装置の排気処理としては、実用
に適さない問題点があった。

【０００９】一方、耐候性試験方法としては、連続して
点灯し露光する連続法と、照射−暗黒、即ち点灯−消灯
を繰り返す明暗法とがある。前者は、一般的に行われる
方法で、窒素酸化物を含む排気処理としては発光部から
の処理が必要である。

【００１０】後者の例としては、ＪＩＳＺ９１０５
（反射安全標識板）の規定がある。これはデューサイク
ル式促進耐候性試験方法として、点灯−消灯のサイクル
を６０分−６０分として繰り返す方法である。従って、
発光部からの排気の処理を必要とする時間と、必要とし
ない時間とを繰り返すことになり、排気処理を無駄なく
行う必要があった。

【００１１】また、前記ＪＩＳＺ９１０５の規定で
は、発光部（４０）のガラス製フィルター（４０）を用
いない構造となっており、このためガラス製フィルター
が外された発光部からの排気が試験槽内へ拡散し、試験
槽排気口から排出されていく問題点があった。即ち試験
槽内において、その空気中のオゾンや水蒸気、炭化水素
などが人工光源からの紫外線を受けて互いに反応しあ
い、酸化力の強いフリーラジカル（遊離基）を生成し、
オゾンなどと共に、窒素酸化物から硝酸が作られ排出さ
れる問題点があった。

【００１２】従って、点灯−消灯を繰り返す試験方法に
も対応した効率のよい処理装置で、且つ発光部及び試験
槽の両方から排出される窒素酸化物を含む排気を処理で
き、特に人体に有害な一酸化窒素或いは二酸化窒素を無
害化できる排気処理装置を備えた耐候光試験装置が望ま
れていた。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、請求項１における耐候光試験装置からの
排気を送入する排気処理装置を、粉塵を除去するエアー
フィルターを含む除塵槽と、紫外線灯を含む酸化反応槽
と、二酸化窒素（ＮＯ_２）吸着剤を含むガス吸着槽と、
排風機を接続した吸引槽とから構成し、前記紫外線灯を
含む酸化反応槽は、紫外線により周辺空気をオゾン化す
る紫外線灯と、電子冷却除湿器からの低湿の空気をオゾ
ン化するオゾン導入管を介し連通する無声放電オゾン発
生器とにより、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を全て二酸
化窒素（ＮＯ_２）に変えるオゾン酸化反応槽を形成し、
該二酸化窒素（ＮＯ_２）の全量がガス吸着槽で吸着捕捉
され、大気中に無害放出されることを特徴とする排気処
理装置を備えた耐候光試験装置を手段とした。

【００１４】更に、請求項２における前記電子冷却除湿
器が、電子冷却素子と、除湿フィンと、放熱器とを備
え、エアーコンプレッサーからの空気を安定した低湿の
空気に変え、無声放電オゾン発生器に連続送気を可能と
することを特徴とする請求項１記載の排気処理装置を備
えた耐候光試験装置を手段とした。

【００１５】これによって、人工光源を用いた耐候光試
験装置から発生する排気に含まれる粉塵、一酸化窒素
（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ_２）の除去ができ、殊に
該二酸化窒素（ＮＯ_２）の全量がガス吸着槽で吸着捕捉
され、排気を大気中へ無害にして放出することが可能に
なった。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図に基づき
説明する。図１は本発明の構成を示す排気処理装置の縦
断面図である。排気処理装置（１）は除塵槽（２）と酸
化反応槽（３）とガス吸着槽（４）と吸引槽（５）とか
ら構成され、図１に示すように各槽が独立していて、且
つ嵌合接合部（６０）ではめ合わせ重ねで一体にでき、
保守管理容易な構造にしてある。

【００１７】そして、耐候光試験装置（５０）からの排
気が、排気ダクト（３４）を通り、排気入口（１０）か
ら除塵槽（２）に入り、ここで、排気中の粉塵或いは灰
分が除去され、次に酸化反応槽（３）に入る。この酸化
反応槽（３）には紫外線灯（１２）が配設され、無声放
電オゾン発生器（６）と電子冷却除湿器（７）とによ
り、図１中の一点鎖線で示すようなオゾン酸化反応槽
（９）を形成している。

【００１８】該オゾン酸化反応槽を形成する前記酸化反
応槽（３）の内部に配設された紫外線灯は紫外線を発生
し、この紫外線による酸素をオゾンに変える反応（化
１）と、一酸化窒素を二酸化窒素に変える反応（化２）
とを生じ、排気中の一酸化窒素を二酸化窒素に変える働
きをしている。更に、この酸化反応槽（３）にはオゾン
導入管を介し、連通する無声放電オゾン発生器（６）か
ら大量のオゾンが導入され、前記紫外線の作用と併せ
て、一酸化窒素とオゾンが反応し、二酸化窒素と酸素に
変わる反応（化３）によって、排気中の全ての一酸化窒
素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ₂）に変えるようになっ
ている。

【００１９】

【化１】Ｏ_２＋ｈν → Ｏ_３

【００２０】

【化２】ＮＯ＋ｈν → ＮＯ_２

【００２１】

【化３】ＮＯ＋Ｏ_３ → ＮＯ_２＋Ｏ_２

【００２２】また、前記無声放電オゾン発生器（６）は
電極板（２０）と放熱器（２１）で構成し、電子冷却除
湿器（７）からの安定した低湿の空気が送入され、前記
電極板（２０）上を通過する該低湿の空気をオゾン化し
て酸化反応槽（３）に送入する。ちなみに、前記電極板
（２０）は１乃至１．５mm厚の誘電体となるガラス板の
上面に平面くし型の電極を貼着し、下面には全面に電極
を貼着し、両極間に５乃至１０ＫＶの電圧をかけて無声
放電させ、電極板（２０）上を通過する低湿の空気をオ
ゾン化し、３０００乃至４０００ｐｐｍのオゾンガスを
作るものである。

【００２３】また、前記電子冷却除湿器（７）は、電子
冷却素子（２３）と、放熱フィン（２４）とで構成さ
れ、エアーコンプレッサー（８）からの圧搾空気を導入
し、放熱フィン（２４）により除湿し、安定した低湿の
空気にして、無声放電オゾン発生器に連続して送気でき
るようにしてある。従って、従来のシリカゲル吸着剤を
充填した乾燥筒を用いた場合に、その除湿能力の変動が
無声放電オゾン発生器におけるオゾン発生量の不安定化
を招く欠点が解消されている。

【００２４】このように形成されたオゾン酸化反応槽
（９）によって、ＮＯからＮＯ_２へ変化した排気は、次
のガス吸着槽（４）に入り、上押さえフィルター（１
３）と下押さえフィルターの間に充填されているＮＯ_２
吸着剤（１５）で、その全量が吸着捕捉され清浄な空気
になった上で、排風機（１６）の接続された吸引槽
（５）に吸引され、排気口（１７）から無害排出され
る。

【００２５】また、酸化反応槽内の未反応のオゾンもガ
ス吸着槽（４）に入り、ＮＯ_２吸着剤（１５）の触媒作
用で、無害化された後、吸引槽を通り、排出される。ま
た、ＮＯ_２吸着剤には、本実施例では物理的吸着作用を
有する活性炭を用いたが、水酸化カルシウムを主な基材
とする吸着剤を用いることも可能である。

【００２６】

【実施例】表１は、本発明による実施例である。即ち、
耐候光試験装置の発光部からの排気を排気処理装置に入
れ、各槽を通過して排気口（１７）へ排出された排気中
の窒素酸化物の濃度を測定した結果が示されている。そ
の濃度は０．００１ｐｐｍ以下となっていて、東京都の
基準０．０６ｐｐｍ以下を十分満足する実施効果があっ
た。

【００２７】

【表１】

【００２８】また、前記試験方法のうち、６０分−６０
分の点灯−消灯を繰り返す明暗法の場合に、消灯時には
図示しない制御装置の信号で電磁弁（１８）を作動さ
せ、無声放電オゾン発生器からの大量のオゾンの酸化反
応槽への流入を停止し、酸化反応槽内の紫外線灯による
紫外線の作用のみで試験槽排気口からの排気中のＮＯを
ＮＯ_２へ変えてガス吸着槽へ送入でき、点灯時には、前
記電磁弁（１８）を作動させ、大量のオゾンの酸化反応
槽への流入を再開し、発光部排気口からの排気と、発光
部のガラス製フィルターを用いないことによる試験槽
（３０）内へ拡散し、空気調整弁（３３）を通り、試験
槽排気口から排出される排気とを併せた全量を、酸化反
応槽内の紫外線灯の作用と無声放電オゾン発生器からの
大量のオゾンとにより、排気中のＮＯをＮＯ_２へ変え、
ガス吸着槽ヘ送入できたことは、オゾン酸化反応槽の無
駄のない効率的運用が実現できたものである。

【００２９】

【発明の効果】以上のように構成したことによって、耐
候光試験装置から生成され、排出される排気の処理にお
いて、排気中の特に人体に有害であり、また、環境にも
大きな影響を与える一酸化窒素、二酸化窒素を無害化
し、大気中に放出できる状態にし、且つ大気汚染防止法
により規制されている窒素酸化物の排出基準値０．０６
ｐｐｍ以下を十分満足する０．００１ｐｐｍ以下の濃度
に無害化できた顕著な効果が得られたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す縦断面図。

【図２】耐候光試験装置の排気を示す図。

【図３】耐候光試験装置の発光部を示す図。

【符号の説明】

１排気処理装置２除塵槽３酸化反応槽４ガス吸着槽５吸引槽６無声放電オゾン発生器７電子冷却除湿器８エアーコンプレッサー９オゾン酸化反応槽１０排気入口１２紫外線灯１１エアーフィルター１３上押えフィルター１４下押えフィルター１５ＮＯ_２吸着剤１６排風機１７排気口１８電磁弁１９オゾン導入管２０電極板２１，２２放熱器２３電子冷却器２４放熱フィン２５オートドレイン３０試験槽３１発光部排気口３２試験槽排気口３３空気調整弁３４排気ダクト４０発光部４１ガラス製フィルター４２カーボン電極５０耐候光試験装置６０嵌合接合部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】人工光源を有する耐候光試験装置におい
て、該試験装置から発生する排気に含まれる粉塵、一酸
化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ_２）を除去し無害
放出する排気処理装置を備えた耐候光試験装置であっ
て、前記排気処理装置（１）は、粉塵を除去するエアー
フィルターを配設した除塵槽（２）と、紫外線灯を配設
した酸化反応槽（３）と、二酸化窒素（ＮＯ_２）吸着剤
を配設したガス吸着槽（４）と、排風機を接続した吸引
槽（５）とから構成し、前記紫外線灯を配設した酸化反
応槽は、紫外線により周辺空気をオゾン化する紫外線灯
（１２）と、電子冷却除湿器（７）からの低湿の空気を
オゾン化するオゾン導入管を介し連通する無声放電オゾ
ン発生器（６）とにより、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）
をすべて二酸化窒素（ＮＯ_２）に変えるオゾン酸化反応
槽（９）を形成し、該二酸化窒素（ＮＯ_２）の全量がガ
ス吸着槽（４）で吸着捕捉され、大気中に無害放出され
ることを特徴とする排気処理装置を備えた耐候光試験装
置。
【請求項２】前記電子冷却除湿器（７）は、電子冷却
素子（２３）と、除湿フィン（２４）と、放熱器（２
２）とを備え、エアーコンプレッサー（８）からの空気
を安定した低湿の空気に変え、無声放電オゾン発生器に
連続送気を可能としたことを特徴とする請求項１記載の
排気処理装置を備えた耐候光試験装置。