JP3690262B2 - 吸脱着装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸着部と脱着部を有する吸着ロータを用いて室内等を脱臭する吸脱着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸脱着装置としては、図６に示すように、吸着部６１aと脱着部６１bを有する吸着ロータ６１と、上記吸着ロータ６１の吸着部６１aを経由する吸着通路６２と、上記吸着ロータ６１の脱着部６１bを経由する脱着通路６３とを備えたものがある。この吸脱着装置は、吸着通路６２に吸着用ファン(図示せず)を配設すると共に、脱着通路６３に脱着用ヒータ６４と脱着用ファン(図示せず)とを配設している。上記吸脱着装置は、吸着用ファンを回転させる吸着動作を常時行うと共に、脱着用ヒータ６４により加熱された室内空気を脱着用ファンにり脱着部６１bを介して排気する脱着動作を常時または定期的に行い、ＶＯＣ(Volatile Organic Compound；揮発性有機化合物)等の溶剤,アンモニアおよび体臭等の臭い成分を室外に排気する。なお、上記吸着ロータ６１に用いられる吸着材には、再生可能なゼオライト系材料または活性炭繊維が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記吸脱着装置では、次のような問題がある。
(1) 吸着用ファンを回転させる吸着動作を常時行うため、吸着動作が室内の臭気レベルや体感と一致しない。
(2) 脱着用ヒータ６４を用いた脱着動作が常時行われると、消費電力が大きくなる。
(3) 脱着動作を一定時間間隔で実施すると、ガス濃度が高い場合は脱着動作の停止中に吸着能力が低下したり、ガス濃度が低い場合は必要のない脱着動作をしたりして、効果的で効率のよい脱着動作ができない。
(4) 脱臭性能は吸着材の選択性に依存するため、有害ガス成分であるホルムアルデヒドや二酸化炭素は低減できない。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、室内の臭気レベルや体感と一致した脱臭運転ができると共に、最適な脱着動作によって消費電力を低減でき、臭い成分だけでなくホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガス成分も室外に排出できる高効率かつ高性能な吸脱着装置を提供することにある。
【０００５】
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、、請求項１の吸脱着装置は、吸着部と脱着部を有する吸着ロータと、上記吸着ロータの吸着部を経由する吸着通路と、上記吸着ロータの脱着部を経由する脱着通路とを有する吸脱着部を用いて脱臭を行う吸脱着装置において、室内の空気を室外に排気する排気通路と室外の空気を室内に供給する給気通路とを有し、上記排気通路と上記給気通路とに熱交換機能を有する給排気部を備え、上記給排気部の排気通路,給気通路が上記吸脱着部の吸着通路,脱着通路と分離独立していることを特徴としている。
【００１４】
上記請求項１の吸脱着装置によれば、室内の空気を吸着通路に通して吸着ロータの吸着部に臭い成分を吸着させ、吸着ロータの脱着部において脱着した臭い成分を脱着通路を介して屋外に排出する。そして、上記給排気部は、吸着材で吸着することができないホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガス成分を排気通路を介して屋外に排出し、排気通路からの排気に伴って給気通路を介して室外から外気を供給して、室内のホルムアルデヒドや二酸化炭素の濃度を低減する。上記給排気部の排気通路,給気通路が上記吸脱着部の吸着通路,脱着通路と分離独立しているので、臭い成分を排出する脱臭運転とは別に、ホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガス成分を排出する給排気運転を独立して行うことができる。また、上記吸着ロータと共に熱交換ロータが回転するので、駆動モータを共有化して構成を簡略化できると共に、上記吸脱着部と上記給排気部とが別体のものよりも小型化できる。
【００１５】
また、請求項２の吸脱着装置は、請求項１の吸脱着装置において、室内のガス濃度を検出する給排気制御用ガスセンサを備えたことを特徴としている。
【００１６】
上記請求項２の吸脱着装置によれば、上記給排気制御用ガスセンサの出力に応じて給排気動作を制御することによって、必要最低限の給排気量で済ませることが可能となり、空調負荷を最低限に抑えることができる。
【００１７】
また、請求項３の吸脱着装置は、請求項２の吸脱着装置において、上記給排気制御用ガスセンサがホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方に感度を有するガスセンサであることを特徴としている。
【００１８】
上記請求項３の吸脱着装置によれば、上記給排気制御用ガスセンサにホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方に感度を有するガスセンサを用いることによって、吸着材に吸着しないガスのうち、健康に害を及ぼすホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方の濃度を検出することができる。
【００１９】
また、請求項４の吸脱着装置は、請求項２の吸脱着装置において、上記給排気部の排気通路に設けられた排気用ファンと、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が濃くなるほど上記排気用ファンの風量を多くし、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が薄くなるほど上記排気用ファンの風量を少なくするように、上記排気用ファンを制御する制御部とを備えたことを特徴としている。
【００２０】
上記請求項４の吸脱着装置によれば、上記排気用ファンを制御する制御部によって、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が濃くなるほど排気用ファンの風量を多くして排出量を増やし、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が薄くなるほど排気用ファンの風量を少なくして排出量を減らすので、ガス濃度に応じた最適な給排気動作ができる。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の吸脱着装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態の吸脱着装置の概略図であり、１は吸着部１aと脱着部１bを有する疎水性ゼオライトからなる円板形状の吸着ロータ、２は上記吸着ロータ１の吸着部１aを経由する吸着通路、３は上記吸着ロータ１の脱着部１bを経由する脱着通路、４は上記脱着通路３に吸着ロータ１の脱着部１bの上流側に配置された脱着用ヒータ、５は上記脱着通路３に脱着用ヒータ４よりも上流側に配置され、室内空気を脱着用ヒータ４,脱着部１bを介して室外に排出する脱着用ファン、６は上記吸着通路２に吸着ロータ１の吸着部１aよりも上流側に配置され、室内空気を吸着部１aを介して再び室内に戻す吸着用ファン、７は室内空気の臭気を検出する脱臭制御用ガスセンサ、８は上記脱臭制御用ガスセンサ７の出力に基づいて、脱着用ヒータ４,脱着用ファン５および吸着用ファン６等を制御する制御部である。上記円板形状の吸着ロータ１は、軸中心に回転自在に支持され、図示しない駆動モータにより矢印Ｒの方向に回転駆動される。また、上記脱臭制御用ガスセンサ７は、ＶＯＣ等の溶剤系やアルコールに対して感度が高く、アンモニアや硫化水素などの臭い成分に対しても感度を有する半導体ガスセンサを用いている。なお、脱臭制御用ガスセンサには、他の炭化水素類,カルボン酸類などの臭気成分に対して感度を有するガスセンサを用いてもよい。
【００２７】
上記構成の吸脱着装置において、吸着用ファン６により室内空気を吸着通路２に通し、吸着ロータ１の吸着部１aを介して室内に戻す。このとき、室内空気の臭い成分が吸着ロータ１の吸着部１aに吸着する。一方、脱着用ファン５により室内空気を脱着通路３に通し、脱着用ヒータ４により加熱された室内空気を吸着ロータ１の脱着部１bを介して室外に排出する。このとき、脱着部１bから脱着された臭い成分が排出され、脱着部１bの吸着剤を再生する。そして、吸着剤が吸着部１aと脱着部１bを繰り返し移動する。また、上記制御部８は、脱臭制御用ガスセンサ７の出力の大小に応じて吸着用ファン６の風量を制御する。すなわち、上記脱臭制御用ガスセンサ７により検出されたガス濃度が濃くなるほど吸着用ファン６の風量を多くし、脱臭制御用ガスセンサ７により検出されたガス濃度が薄くなるほど吸着用ファン６の風量を少なくするのである。
【００２８】
このように、上記脱臭制御用ガスセンサ７の出力に応じて、吸着動作および脱着動作を制御することで臭気レベルや体感に一致した脱臭運転を実現することができる。また、脱着動作を間欠的に行う場合、脱臭制御用ガスセンサ７の出力に応じて時間間隔を適切に設定できるため、消費電力を低減でき、効果的な省エネルギー運転ができる。
【００２９】
また、上記脱臭制御用ガスセンサ７により検出されたガス濃度が濃くなるほど吸着用ファン６の風量を多くして吸着能力を高め、脱臭制御用ガスセンサ７により検出されたガス濃度が薄くなるほど吸着用ファン６の風量を少なくして吸着能力を下げることによって、ガス濃度に応じた最適な吸着動作ができる。
【００３０】
また、上記脱臭制御用ガスセンサ７の出力と吸着用ファン６の風量の積の積算値が所定値を越えたら、脱着用ヒータ４をオンすると共に脱着用ファン５を回転させて脱着動作を開始して、脱着動作の時間間隔を適正化できる。つまり、脱臭制御用ガスセンサ７の出力と吸着用ファン６の風量の積の積算値が、吸着ロータ１の吸着能力の低下の程度を表し、吸着能力が限界となったときの積算値を予め所定値に設定することによって、吸着能力の低下を検知して、再生のための脱着動作を開始することができる。なお、上記吸着ファン６の風量は、回転数や入力電流などに基づいて求める。
【００３１】
上記吸脱着装置は、生活臭、体臭、***臭、建材,家具などから発生するホルムアルデヒドやＶＯＣ、家庭で発生する臭気成分を高効率で排気して、室内から臭い成分を除去する。この吸脱着装置の具体的な適用対象は、新築住宅の各部屋、家具部屋、介護老人の居室などの悪臭や有害ガスが充満する場所である。
【００３２】
（第２実施形態）
図２はこの発明の第２実施形態の吸脱着装置の概略図であり、脱臭制御用ガスセンサを除いて第１実施形態の吸脱着装置と同様の構成をしている。
【００３３】
図２において、１１は吸着部１１aと脱着部１１bを有する疎水性ゼオライトからなる円板形状の吸着ロータ、１２は上記吸着ロータ１１の吸着部１１aを経由する吸着通路、１３は上記吸着ロータ１１の脱着部１bを経由する脱着通路、１４は上記脱着通路１３に吸着ロータ１１の脱着部１１bの上流側に配置された脱着用ヒータ、１５は上記脱着通路１３に脱着用ヒータ１４よりも上流側に配置された脱着用ファン、１６は上記吸着通路１２に吸着ロータ１１の吸着部１１aよりも上流側に配置された吸着用ファン、１７Ａは上記吸着通路１２に吸着ロータ１１の吸着部１１aよりも上流側に配置された脱臭制御用ガスセンサ、１７Ｂは上記吸着通路１２に吸着ロータ１１の吸着部１１aよりも下流側に配置された脱臭制御用ガスセンサ、１８は上記脱臭制御用ガスセンサ１７の出力に基づいて、脱着用ヒータ１４,脱着用ファン１５および吸着用ファン１６等を制御する制御部である。
【００３４】
上記構成の吸脱着装置において、制御部１８は、脱臭制御用ガスセンサ１７Ａ,１７Ｂの出力の比が所定値を越えれば、吸着ロータ１１の吸着能力が低下し始めたと判断し、脱着用ヒータ１４をオンすると共に脱着用ファン１５を回転させて脱着動作を開始する。つまり、吸着ロータ１１の吸着能力が十分にある間は、脱臭制御用ガスセンサ１７Ａの出力に比べて脱臭制御用ガスセンサ１７Ｂの出力の方が十分に小さいが、吸着ロータ１１の吸着能力が低下してくると、臭い成分が吸着しないでそのまま通過するために脱臭制御用ガスセンサ１７Ｂの出力が徐々に大きくなる。したがって、上記所定値を吸着能力が限界に達したときの脱臭制御用ガスセンサ１７Ａ,１７Ｂの出力の比を予め上記所定値に設定することによって、吸着能力の低下を検知して、再生のための脱着動作を開始することができ、間欠的に脱着動作するときの時間間隔を適正化できる。
【００３５】
（第３実施形態）
図３はこの発明の第３実施形態の吸脱着装置の概略図であり、２１は吸着部２１aと脱着部２１bを有する疎水性ゼオライトからなる円板形状の吸着ロータ、２２は上記吸着ロータ２１の吸着部２１aを経由する吸着通路、２３は上記吸着ロータ２１の脱着部２１bを経由する脱着通路、２４は上記脱着通路２３に吸着ロータ２１の脱着部２１bの上流側に配置された脱着用ヒータ、２５は上記脱着通路２３に脱着用ヒータ２４よりも上流側に配置された脱着用ファン、２６は上記吸着通路２２に吸着ロータ２１の吸着部２１aよりも上流側に配置された吸着用ファンである。上記吸着ロータ２１,吸着通路２２,脱着通路２３,脱着用ヒータ２４,脱着用ファン２５および吸着用ファン２６で吸脱着部を構成している。
【００３６】
また、上記吸脱着装置は、給排気通路３１Ａ,３１Ｂ,３２Ａ,３２Ｂとが束ねられた給排気部としての筒状の熱交換ロータ３０と、排気用ファン３３とを備えている。上記熱交換ロータ３０は、軸中心に回転自在に支持され、図示しない駆動モータにより回転駆動される。この熱交換ロータ３０は、周方向に給排気通路３１Ａ,３２Ａ,３１Ｂ,３２Ｂの順に配列され、回転にしたがって交互に給気用の通路と換気用の通路となり、給気と排気で熱交換が行われる。例えば給排気通路３１Ａ,３１Ｂが給気用となると、給排気通路３２Ａ,３２Ｂが排気用となるようにしている。また、上記熱交換ロータ３０と上記吸脱着部とは別体に設けられている。
【００３７】
なお、図３では、図を見やすくするために、脱着用ヒータ２４,脱着用ファン２５および吸着用ファン２６および排気ファン３３などを制御する制御部を省略している。
【００３８】
上記構成の吸脱着装置は、吸着用ファン２６により室内空気を吸着通路２２に通し、吸着ロータ２１の吸着部２１aを介して室内に戻す。このとき、室内空気の臭い成分が吸着ロータ２１の吸着部２１aに吸着する。一方、脱着用ファン２５により室内空気を脱着通路２３に通し、脱着用ヒータ２４により加熱された室内空気を吸着ロータ２１の脱着部２１bを介して室外に排出する。このとき、脱着部２１bから脱着された臭い成分が排出され、脱着部２１bを再生する。また、上記熱交換ロータ３０は、吸着材で吸着することができないホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガス成分を排気用の通路を介して屋外に排出し、その排気に伴って給気用の通路を介して室外から空気を供給して、室内のホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガスの濃度を低減する。
【００３９】
このように、上記給排気部としての熱交換ロータ３０の給排気通路３１Ａ,３１Ｂ,３２Ａ,３２Ｂが吸脱着部の吸着通路２２,脱着通路２３と分離独立しているので、臭い成分を排出する脱臭運転に左右されることなく、ホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガス成分を排出する給排気運転を独立して行うことができる。
【００４０】
また、上記吸脱着部と給排気部としての熱交換ロータ３０とを別体にする簡単な構成によって、吸脱着部による脱臭と熱交換ロータ３０による有害ガスの排出が可能となる。
【００４１】
（第４実施形態）
図４はこの発明の第４実施形態の吸脱着装置の概略図であり、４１は吸着部４１aと脱着部４１bを有する疎水性ゼオライトからなる円板形状の吸着ロータ、４２は上記吸着ロータ４１の吸着部４１aを経由する吸着通路、４６は上記吸着通路４２に吸着ロータ４１の吸着部４１aよりも上流側に配置された吸着用ファンである。上記吸着ロータ４１,吸着通路４２,脱着通路４３,脱着用ヒータ４４,脱着用ファン４５および吸着用ファン４６で吸脱着部を構成している。なお、図４では、図を見やすくするために示していないが、第３実施形態の吸脱着装置と同様、吸着ロータ４１の脱着部４１bを経由する脱着通路と、その脱着通路に吸着ロータ４１の脱着部４１bの上流側に配置された脱着用ヒータと、脱着通路に脱着用ヒータよりも上流側に配置された脱着用ファンとを備えている。
【００４２】
また、上記吸脱着装置は、給排気通路５１Ａ,５１Ｂ,５２Ａ,５２Ｂとが束ねられた給排気部としての筒状の熱交換ロータ５０と、排気用ファン５３とを備え、この熱交換ロータ５０を吸着ロータ４１に挿通して一体化している。
【００４３】
なお、図４では、脱着用ヒータ４４,脱着用ファン４５および吸着用ファン４６および排気用ファン５３等を制御する制御部を省略している。
【００４４】
上記第４実施形態の吸脱着装置は、第３実施形態の吸脱着装置と同様の効果を有すると共に、吸着ロータ４１と共に熱交換ロータ５０が回転するので、駆動モータを共有化して構成を簡略化でき、上記吸脱着部と給排気部とが別体の第３実施形態の吸脱着装置よりも小型化することができる。
【００４５】
（第５実施形態）
図５はこの発明の第５実施形態の吸脱着装置の要部の概略図を示しており、給排気制御用ガスセンサを除いて第３実施形態の吸脱着装置と同様の構成をしている。また、図５では吸脱着部を省略している。
【００４６】
この吸脱着装置は、室内側に給排気制御用ガスセンサ５７を設置している。上記給排気制御用ガスセンサ５７は、ホルムアルデヒドに選択的感度を有している定電位電解式センサや、二酸化炭素に選択的感度を有している固体電解質型センサまたは非分散型赤外吸収式(ＮＤＩＲ)センサを用いる。
【００４７】
上記構成の吸脱着装置において、制御部５８は、給排気制御用ガスセンサ５７の出力に応じて排気用ファン３３の風量を制御する。
【００４８】
上記第５実施形態の吸脱着装置は、第３実施形態の吸脱着装置と同様の効果を有すると共に、給排気制御用ガスセンサ５７の出力に応じて給排気動作を制御することによって、必要最低限の給排気量で済ませることが可能となり、空調負荷を最低限に抑えることができる。
【００４９】
また、上記給排気制御用ガスセンサ５７にホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方に感度を有するガスセンサを用いることによって、吸着材に吸着しない有害ガス成分であるホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方の濃度を検出することができる。
【００５０】
また、上記排気用ファン３３を制御する制御部５８によって、給排気制御用ガスセンサ５７により検出されたガス濃度が濃くなるほど排気用ファン３３の風量を多くして排気量を増やし、給排気制御用ガスセンサ５７により検出されたガス濃度が薄くなるほど排気用ファン３３の風量を少なくして排気量を減らすので、ガス濃度に応じた最適な吸着動作ができる。
【００５１】
上記第３〜第５実施形態では、給排気部としての熱交換ロータ３０(５０)は、給排気通路３１Ａ,３１Ｂ,３２Ａ,３２Ｂ(５１Ａ,５１Ｂ,５２Ａ,５２Ｂ)を用いた２つの給気通路と２つの排気通路とを有したが、給気通路と排気通路は３以上でもよい。
【００５２】
また、上記第１〜第５実施形態では、吸着ロータ１の吸着材に疎水性ゼオライトを用いたが、活性炭繊維等の臭い成分を吸脱着する他の吸着材を用いてもよい。
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の吸脱着装置によれば、吸着部と脱着部を有する吸着ロータと、上記吸着ロータの吸着部を経由する吸着通路と、上記吸着ロータの脱着部を経由する脱着通路とを有する吸脱着部を用いて脱臭を行う吸脱着装置において、室内の空気を室外に排気する排気通路と室外の空気を室内に供給する給気通路とを有し、上記排気通路と上記給気通路とに熱交換機能を有する給排気部を備え、上記給排気部の排気通路,給気通路が上記吸脱着部の吸着通路,脱着通路と分離独立しているので、上記吸脱着部による脱臭運転とは別に、上記給排気部による給排気運転を独立して行うことができ、効果的な臭い成分および有害ガス成分の排出ができる。また、上記給排気部は、上記給気通路と排気通路とが束ねられた筒状の熱交換ロータであって、吸脱着部の吸着ロータに熱交換ロータを挿通させて、吸脱着部と給排気部とを一体化することにより、吸着ロータと共に熱交換ロータが回転するので、駆動モータを共有化して構成を簡略化できると共に、小型化が可能となる。
【００５８】
また、請求項２の発明の吸脱着装置によれば、請求項１の吸脱着装置において、上記給排気部の排気通路に設けられた排気制御用ガスセンサの出力に応じて給排気動作を制御することによって、必要最低限の給排気量で済ませることが可能となり、空調負荷を最低限に抑えることができる。
【００５９】
また、請求項３の発明の吸脱着装置によれば、請求項２の吸脱着装置において、上記給排気制御用ガスセンサにホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方に感度を有するガスセンサを用いることによって、吸着材に吸着しないガスのうち、健康に害を及ぼすホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方の濃度を検出することができる。
【００６０】
また、請求項４の発明の吸脱着装置によれば、請求項２の吸脱着装置において、制御部によって、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が濃くなるほど排気用ファンの風量を多くして排出量を増やし、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が薄くなるほど排気用ファンの風量を少なくして排出量を減らすので、ガス濃度に応じた最適な給排気動作を行うことができる。
【００６１】
【００６２】
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の第１実施形態の吸脱着装置の概略図である。
【図２】 図２はこの発明の第２実施形態の吸脱着装置の概略図である。
【図３】 図３はこの発明の第３実施形態の吸脱着装置の概略図である。
【図４】 図４はこの発明の第４実施形態の吸脱着装置の概略図である。
【図５】 図５はこの発明の第５実施形態の吸脱着装置の概略図である。
【図６】 図６は従来の吸脱着装置の概略図である。
【符号の説明】
１,１１,２１,４１…吸着ロータ、
２,１２,２２,４２…吸着通路、
３,１３,２３…脱着通路、
４,１４,２４…脱着用ヒータ、
５,１５,２５…脱着用ファン、
６,１６,２６,４６…吸着用ファン、
７,１７Ａ,１７Ｂ…脱臭制御用ガスセンサ、
８,１８,５８…制御部、
３０,５０…熱交換ロータ、
３１Ａ,３１Ｂ,３２Ａ,３２Ｂ,５１Ａ,５１Ｂ,５２Ａ,５２Ｂ…給排気通路、
３３,５３…排気用ファン、
５７…給排気制御用ガスセンサ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸着部と脱着部を有する吸着ロータを用いて室内等を脱臭する吸脱着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸脱着装置としては、図６に示すように、吸着部６１aと脱着部６１bを有する吸着ロータ６１と、上記吸着ロータ６１の吸着部６１aを経由する吸着通路６２と、上記吸着ロータ６１の脱着部６１bを経由する脱着通路６３とを備えたものがある。この吸脱着装置は、吸着通路６２に吸着用ファン(図示せず)を配設すると共に、脱着通路６３に脱着用ヒータ６４と脱着用ファン(図示せず)とを配設している。上記吸脱着装置は、吸着用ファンを回転させる吸着動作を常時行うと共に、脱着用ヒータ６４により加熱された室内空気を脱着用ファンにり脱着部６１bを介して排気する脱着動作を常時または定期的に行い、ＶＯＣ(Volatile Organic Compound；揮発性有機化合物)等の溶剤,アンモニアおよび体臭等の臭い成分を室外に排気する。なお、上記吸着ロータ６１に用いられる吸着材には、再生可能なゼオライト系材料または活性炭繊維が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記吸脱着装置では、次のような問題がある。
(1) 吸着用ファンを回転させる吸着動作を常時行うため、吸着動作が室内の臭気レベルや体感と一致しない。
(2) 脱着用ヒータ６４を用いた脱着動作が常時行われると、消費電力が大きくなる。
(3) 脱着動作を一定時間間隔で実施すると、ガス濃度が高い場合は脱着動作の停止中に吸着能力が低下したり、ガス濃度が低い場合は必要のない脱着動作をしたりして、効果的で効率のよい脱着動作ができない。
(4) 脱臭性能は吸着材の選択性に依存するため、有害ガス成分であるホルムアルデヒドや二酸化炭素は低減できない。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、室内の臭気レベルや体感と一致した脱臭運転ができると共に、最適な脱着動作によって消費電力を低減でき、臭い成分だけでなくホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガス成分も室外に排出できる高効率かつ高性能な吸脱着装置を提供することにある。
【０００５】
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、、請求項１の吸脱着装置は、吸着部と脱着部を有する吸着ロータと、上記吸着ロータの吸着部を経由する吸着通路と、上記吸着ロータの脱着部を経由する脱着通路とを有する吸脱着部を用いて脱臭を行う吸脱着装置において、室内の空気を室外に排気する排気通路と室外の空気を室内に供給する給気通路とを有し、上記排気通路と上記給気通路とに熱交換機能を有する給排気部を備え、上記給排気部の排気通路,給気通路が上記吸脱着部の吸着通路,脱着通路と分離独立していることを特徴としている。
【００１４】
上記請求項１の吸脱着装置によれば、室内の空気を吸着通路に通して吸着ロータの吸着部に臭い成分を吸着させ、吸着ロータの脱着部において脱着した臭い成分を脱着通路を介して屋外に排出する。そして、上記給排気部は、吸着材で吸着することができないホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガス成分を排気通路を介して屋外に排出し、排気通路からの排気に伴って給気通路を介して室外から外気を供給して、室内のホルムアルデヒドや二酸化炭素の濃度を低減する。上記給排気部の排気通路,給気通路が上記吸脱着部の吸着通路,脱着通路と分離独立しているので、臭い成分を排出する脱臭運転とは別に、ホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガス成分を排出する給排気運転を独立して行うことができる。また、上記吸着ロータと共に熱交換ロータが回転するので、駆動モータを共有化して構成を簡略化できると共に、上記吸脱着部と上記給排気部とが別体のものよりも小型化できる。
【００１５】
また、請求項２の吸脱着装置は、請求項１の吸脱着装置において、室内のガス濃度を検出する給排気制御用ガスセンサを備えたことを特徴としている。
【００１６】
上記請求項２の吸脱着装置によれば、上記給排気制御用ガスセンサの出力に応じて給排気動作を制御することによって、必要最低限の給排気量で済ませることが可能となり、空調負荷を最低限に抑えることができる。
【００１７】
また、請求項３の吸脱着装置は、請求項２の吸脱着装置において、上記給排気制御用ガスセンサがホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方に感度を有するガスセンサであることを特徴としている。
【００１８】
上記請求項３の吸脱着装置によれば、上記給排気制御用ガスセンサにホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方に感度を有するガスセンサを用いることによって、吸着材に吸着しないガスのうち、健康に害を及ぼすホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方の濃度を検出することができる。
【００１９】
また、請求項４の吸脱着装置は、請求項２の吸脱着装置において、上記給排気部の排気通路に設けられた排気用ファンと、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が濃くなるほど上記排気用ファンの風量を多くし、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が薄くなるほど上記排気用ファンの風量を少なくするように、上記排気用ファンを制御する制御部とを備えたことを特徴としている。
【００２０】
上記請求項４の吸脱着装置によれば、上記排気用ファンを制御する制御部によって、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が濃くなるほど排気用ファンの風量を多くして排出量を増やし、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が薄くなるほど排気用ファンの風量を少なくして排出量を減らすので、ガス濃度に応じた最適な給排気動作ができる。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の吸脱着装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態の吸脱着装置の概略図であり、１は吸着部１aと脱着部１bを有する疎水性ゼオライトからなる円板形状の吸着ロータ、２は上記吸着ロータ１の吸着部１aを経由する吸着通路、３は上記吸着ロータ１の脱着部１bを経由する脱着通路、４は上記脱着通路３に吸着ロータ１の脱着部１bの上流側に配置された脱着用ヒータ、５は上記脱着通路３に脱着用ヒータ４よりも上流側に配置され、室内空気を脱着用ヒータ４,脱着部１bを介して室外に排出する脱着用ファン、６は上記吸着通路２に吸着ロータ１の吸着部１aよりも上流側に配置され、室内空気を吸着部１aを介して再び室内に戻す吸着用ファン、７は室内空気の臭気を検出する脱臭制御用ガスセンサ、８は上記脱臭制御用ガスセンサ７の出力に基づいて、脱着用ヒータ４,脱着用ファン５および吸着用ファン６等を制御する制御部である。上記円板形状の吸着ロータ１は、軸中心に回転自在に支持され、図示しない駆動モータにより矢印Ｒの方向に回転駆動される。また、上記脱臭制御用ガスセンサ７は、ＶＯＣ等の溶剤系やアルコールに対して感度が高く、アンモニアや硫化水素などの臭い成分に対しても感度を有する半導体ガスセンサを用いている。なお、脱臭制御用ガスセンサには、他の炭化水素類,カルボン酸類などの臭気成分に対して感度を有するガスセンサを用いてもよい。
【００２７】
上記構成の吸脱着装置において、吸着用ファン６により室内空気を吸着通路２に通し、吸着ロータ１の吸着部１aを介して室内に戻す。このとき、室内空気の臭い成分が吸着ロータ１の吸着部１aに吸着する。一方、脱着用ファン５により室内空気を脱着通路３に通し、脱着用ヒータ４により加熱された室内空気を吸着ロータ１の脱着部１bを介して室外に排出する。このとき、脱着部１bから脱着された臭い成分が排出され、脱着部１bの吸着剤を再生する。そして、吸着剤が吸着部１aと脱着部１bを繰り返し移動する。また、上記制御部８は、脱臭制御用ガスセンサ７の出力の大小に応じて吸着用ファン６の風量を制御する。すなわち、上記脱臭制御用ガスセンサ７により検出されたガス濃度が濃くなるほど吸着用ファン６の風量を多くし、脱臭制御用ガスセンサ７により検出されたガス濃度が薄くなるほど吸着用ファン６の風量を少なくするのである。
【００２８】
このように、上記脱臭制御用ガスセンサ７の出力に応じて、吸着動作および脱着動作を制御することで臭気レベルや体感に一致した脱臭運転を実現することができる。また、脱着動作を間欠的に行う場合、脱臭制御用ガスセンサ７の出力に応じて時間間隔を適切に設定できるため、消費電力を低減でき、効果的な省エネルギー運転ができる。
【００２９】
また、上記脱臭制御用ガスセンサ７により検出されたガス濃度が濃くなるほど吸着用ファン６の風量を多くして吸着能力を高め、脱臭制御用ガスセンサ７により検出されたガス濃度が薄くなるほど吸着用ファン６の風量を少なくして吸着能力を下げることによって、ガス濃度に応じた最適な吸着動作ができる。
【００３０】
また、上記脱臭制御用ガスセンサ７の出力と吸着用ファン６の風量の積の積算値が所定値を越えたら、脱着用ヒータ４をオンすると共に脱着用ファン５を回転させて脱着動作を開始して、脱着動作の時間間隔を適正化できる。つまり、脱臭制御用ガスセンサ７の出力と吸着用ファン６の風量の積の積算値が、吸着ロータ１の吸着能力の低下の程度を表し、吸着能力が限界となったときの積算値を予め所定値に設定することによって、吸着能力の低下を検知して、再生のための脱着動作を開始することができる。なお、上記吸着ファン６の風量は、回転数や入力電流などに基づいて求める。
【００３１】
上記吸脱着装置は、生活臭、体臭、***臭、建材,家具などから発生するホルムアルデヒドやＶＯＣ、家庭で発生する臭気成分を高効率で排気して、室内から臭い成分を除去する。この吸脱着装置の具体的な適用対象は、新築住宅の各部屋、家具部屋、介護老人の居室などの悪臭や有害ガスが充満する場所である。
【００３２】
（第２実施形態）
図２はこの発明の第２実施形態の吸脱着装置の概略図であり、脱臭制御用ガスセンサを除いて第１実施形態の吸脱着装置と同様の構成をしている。
【００３３】
図２において、１１は吸着部１１aと脱着部１１bを有する疎水性ゼオライトからなる円板形状の吸着ロータ、１２は上記吸着ロータ１１の吸着部１１aを経由する吸着通路、１３は上記吸着ロータ１１の脱着部１bを経由する脱着通路、１４は上記脱着通路１３に吸着ロータ１１の脱着部１１bの上流側に配置された脱着用ヒータ、１５は上記脱着通路１３に脱着用ヒータ１４よりも上流側に配置された脱着用ファン、１６は上記吸着通路１２に吸着ロータ１１の吸着部１１aよりも上流側に配置された吸着用ファン、１７Ａは上記吸着通路１２に吸着ロータ１１の吸着部１１aよりも上流側に配置された脱臭制御用ガスセンサ、１７Ｂは上記吸着通路１２に吸着ロータ１１の吸着部１１aよりも下流側に配置された脱臭制御用ガスセンサ、１８は上記脱臭制御用ガスセンサ１７の出力に基づいて、脱着用ヒータ１４,脱着用ファン１５および吸着用ファン１６等を制御する制御部である。
【００３４】
上記構成の吸脱着装置において、制御部１８は、脱臭制御用ガスセンサ１７Ａ,１７Ｂの出力の比が所定値を越えれば、吸着ロータ１１の吸着能力が低下し始めたと判断し、脱着用ヒータ１４をオンすると共に脱着用ファン１５を回転させて脱着動作を開始する。つまり、吸着ロータ１１の吸着能力が十分にある間は、脱臭制御用ガスセンサ１７Ａの出力に比べて脱臭制御用ガスセンサ１７Ｂの出力の方が十分に小さいが、吸着ロータ１１の吸着能力が低下してくると、臭い成分が吸着しないでそのまま通過するために脱臭制御用ガスセンサ１７Ｂの出力が徐々に大きくなる。したがって、上記所定値を吸着能力が限界に達したときの脱臭制御用ガスセンサ１７Ａ,１７Ｂの出力の比を予め上記所定値に設定することによって、吸着能力の低下を検知して、再生のための脱着動作を開始することができ、間欠的に脱着動作するときの時間間隔を適正化できる。
【００３５】
（第３実施形態）
図３はこの発明の第３実施形態の吸脱着装置の概略図であり、２１は吸着部２１aと脱着部２１bを有する疎水性ゼオライトからなる円板形状の吸着ロータ、２２は上記吸着ロータ２１の吸着部２１aを経由する吸着通路、２３は上記吸着ロータ２１の脱着部２１bを経由する脱着通路、２４は上記脱着通路２３に吸着ロータ２１の脱着部２１bの上流側に配置された脱着用ヒータ、２５は上記脱着通路２３に脱着用ヒータ２４よりも上流側に配置された脱着用ファン、２６は上記吸着通路２２に吸着ロータ２１の吸着部２１aよりも上流側に配置された吸着用ファンである。上記吸着ロータ２１,吸着通路２２,脱着通路２３,脱着用ヒータ２４,脱着用ファン２５および吸着用ファン２６で吸脱着部を構成している。
【００３６】
また、上記吸脱着装置は、給排気通路３１Ａ,３１Ｂ,３２Ａ,３２Ｂとが束ねられた給排気部としての筒状の熱交換ロータ３０と、排気用ファン３３とを備えている。上記熱交換ロータ３０は、軸中心に回転自在に支持され、図示しない駆動モータにより回転駆動される。この熱交換ロータ３０は、周方向に給排気通路３１Ａ,３２Ａ,３１Ｂ,３２Ｂの順に配列され、回転にしたがって交互に給気用の通路と換気用の通路となり、給気と排気で熱交換が行われる。例えば給排気通路３１Ａ,３１Ｂが給気用となると、給排気通路３２Ａ,３２Ｂが排気用となるようにしている。また、上記熱交換ロータ３０と上記吸脱着部とは別体に設けられている。
【００３７】
なお、図３では、図を見やすくするために、脱着用ヒータ２４,脱着用ファン２５および吸着用ファン２６および排気ファン３３などを制御する制御部を省略している。
【００３８】
上記構成の吸脱着装置は、吸着用ファン２６により室内空気を吸着通路２２に通し、吸着ロータ２１の吸着部２１aを介して室内に戻す。このとき、室内空気の臭い成分が吸着ロータ２１の吸着部２１aに吸着する。一方、脱着用ファン２５により室内空気を脱着通路２３に通し、脱着用ヒータ２４により加熱された室内空気を吸着ロータ２１の脱着部２１bを介して室外に排出する。このとき、脱着部２１bから脱着された臭い成分が排出され、脱着部２１bを再生する。また、上記熱交換ロータ３０は、吸着材で吸着することができないホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガス成分を排気用の通路を介して屋外に排出し、その排気に伴って給気用の通路を介して室外から空気を供給して、室内のホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガスの濃度を低減する。
【００３９】
このように、上記給排気部としての熱交換ロータ３０の給排気通路３１Ａ,３１Ｂ,３２Ａ,３２Ｂが吸脱着部の吸着通路２２,脱着通路２３と分離独立しているので、臭い成分を排出する脱臭運転に左右されることなく、ホルムアルデヒドや二酸化炭素等の有害ガス成分を排出する給排気運転を独立して行うことができる。
【００４０】
また、上記吸脱着部と給排気部としての熱交換ロータ３０とを別体にする簡単な構成によって、吸脱着部による脱臭と熱交換ロータ３０による有害ガスの排出が可能となる。
【００４１】
（第４実施形態）
図４はこの発明の第４実施形態の吸脱着装置の概略図であり、４１は吸着部４１aと脱着部４１bを有する疎水性ゼオライトからなる円板形状の吸着ロータ、４２は上記吸着ロータ４１の吸着部４１aを経由する吸着通路、４６は上記吸着通路４２に吸着ロータ４１の吸着部４１aよりも上流側に配置された吸着用ファンである。上記吸着ロータ４１,吸着通路４２,脱着通路４３,脱着用ヒータ４４,脱着用ファン４５および吸着用ファン４６で吸脱着部を構成している。なお、図４では、図を見やすくするために示していないが、第３実施形態の吸脱着装置と同様、吸着ロータ４１の脱着部４１bを経由する脱着通路と、その脱着通路に吸着ロータ４１の脱着部４１bの上流側に配置された脱着用ヒータと、脱着通路に脱着用ヒータよりも上流側に配置された脱着用ファンとを備えている。
【００４２】
また、上記吸脱着装置は、給排気通路５１Ａ,５１Ｂ,５２Ａ,５２Ｂとが束ねられた給排気部としての筒状の熱交換ロータ５０と、排気用ファン５３とを備え、この熱交換ロータ５０を吸着ロータ４１に挿通して一体化している。
【００４３】
なお、図４では、脱着用ヒータ４４,脱着用ファン４５および吸着用ファン４６および排気用ファン５３等を制御する制御部を省略している。
【００４４】
上記第４実施形態の吸脱着装置は、第３実施形態の吸脱着装置と同様の効果を有すると共に、吸着ロータ４１と共に熱交換ロータ５０が回転するので、駆動モータを共有化して構成を簡略化でき、上記吸脱着部と給排気部とが別体の第３実施形態の吸脱着装置よりも小型化することができる。
【００４５】
（第５実施形態）
図５はこの発明の第５実施形態の吸脱着装置の要部の概略図を示しており、給排気制御用ガスセンサを除いて第３実施形態の吸脱着装置と同様の構成をしている。また、図５では吸脱着部を省略している。
【００４６】
この吸脱着装置は、室内側に給排気制御用ガスセンサ５７を設置している。上記給排気制御用ガスセンサ５７は、ホルムアルデヒドに選択的感度を有している定電位電解式センサや、二酸化炭素に選択的感度を有している固体電解質型センサまたは非分散型赤外吸収式(ＮＤＩＲ)センサを用いる。
【００４７】
上記構成の吸脱着装置において、制御部５８は、給排気制御用ガスセンサ５７の出力に応じて排気用ファン３３の風量を制御する。
【００４８】
上記第５実施形態の吸脱着装置は、第３実施形態の吸脱着装置と同様の効果を有すると共に、給排気制御用ガスセンサ５７の出力に応じて給排気動作を制御することによって、必要最低限の給排気量で済ませることが可能となり、空調負荷を最低限に抑えることができる。
【００４９】
また、上記給排気制御用ガスセンサ５７にホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方に感度を有するガスセンサを用いることによって、吸着材に吸着しない有害ガス成分であるホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方の濃度を検出することができる。
【００５０】
また、上記排気用ファン３３を制御する制御部５８によって、給排気制御用ガスセンサ５７により検出されたガス濃度が濃くなるほど排気用ファン３３の風量を多くして排気量を増やし、給排気制御用ガスセンサ５７により検出されたガス濃度が薄くなるほど排気用ファン３３の風量を少なくして排気量を減らすので、ガス濃度に応じた最適な吸着動作ができる。
【００５１】
上記第３〜第５実施形態では、給排気部としての熱交換ロータ３０(５０)は、給排気通路３１Ａ,３１Ｂ,３２Ａ,３２Ｂ(５１Ａ,５１Ｂ,５２Ａ,５２Ｂ)を用いた２つの給気通路と２つの排気通路とを有したが、給気通路と排気通路は３以上でもよい。
【００５２】
また、上記第１〜第５実施形態では、吸着ロータ１の吸着材に疎水性ゼオライトを用いたが、活性炭繊維等の臭い成分を吸脱着する他の吸着材を用いてもよい。
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の吸脱着装置によれば、吸着部と脱着部を有する吸着ロータと、上記吸着ロータの吸着部を経由する吸着通路と、上記吸着ロータの脱着部を経由する脱着通路とを有する吸脱着部を用いて脱臭を行う吸脱着装置において、室内の空気を室外に排気する排気通路と室外の空気を室内に供給する給気通路とを有し、上記排気通路と上記給気通路とに熱交換機能を有する給排気部を備え、上記給排気部の排気通路,給気通路が上記吸脱着部の吸着通路,脱着通路と分離独立しているので、上記吸脱着部による脱臭運転とは別に、上記給排気部による給排気運転を独立して行うことができ、効果的な臭い成分および有害ガス成分の排出ができる。また、上記給排気部は、上記給気通路と排気通路とが束ねられた筒状の熱交換ロータであって、吸脱着部の吸着ロータに熱交換ロータを挿通させて、吸脱着部と給排気部とを一体化することにより、吸着ロータと共に熱交換ロータが回転するので、駆動モータを共有化して構成を簡略化できると共に、小型化が可能となる。
【００５８】
また、請求項２の発明の吸脱着装置によれば、請求項１の吸脱着装置において、上記給排気部の排気通路に設けられた排気制御用ガスセンサの出力に応じて給排気動作を制御することによって、必要最低限の給排気量で済ませることが可能となり、空調負荷を最低限に抑えることができる。
【００５９】
また、請求項３の発明の吸脱着装置によれば、請求項２の吸脱着装置において、上記給排気制御用ガスセンサにホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方に感度を有するガスセンサを用いることによって、吸着材に吸着しないガスのうち、健康に害を及ぼすホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方の濃度を検出することができる。
【００６０】
また、請求項４の発明の吸脱着装置によれば、請求項２の吸脱着装置において、制御部によって、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が濃くなるほど排気用ファンの風量を多くして排出量を増やし、上記給排気制御用ガスセンサにより検出されたガス濃度が薄くなるほど排気用ファンの風量を少なくして排出量を減らすので、ガス濃度に応じた最適な給排気動作を行うことができる。
【００６１】
【００６２】
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の第１実施形態の吸脱着装置の概略図である。
【図２】 図２はこの発明の第２実施形態の吸脱着装置の概略図である。
【図３】 図３はこの発明の第３実施形態の吸脱着装置の概略図である。
【図４】 図４はこの発明の第４実施形態の吸脱着装置の概略図である。
【図５】 図５はこの発明の第５実施形態の吸脱着装置の概略図である。
【図６】 図６は従来の吸脱着装置の概略図である。
【符号の説明】
１,１１,２１,４１…吸着ロータ、
２,１２,２２,４２…吸着通路、
３,１３,２３…脱着通路、
４,１４,２４…脱着用ヒータ、
５,１５,２５…脱着用ファン、
６,１６,２６,４６…吸着用ファン、
７,１７Ａ,１７Ｂ…脱臭制御用ガスセンサ、
８,１８,５８…制御部、
３０,５０…熱交換ロータ、
３１Ａ,３１Ｂ,３２Ａ,３２Ｂ,５１Ａ,５１Ｂ,５２Ａ,５２Ｂ…給排気通路、
３３,５３…排気用ファン、
５７…給排気制御用ガスセンサ。
Claims (4)
- 吸着部(２１a,４１a)と脱着部(２１b,４１b)を有する吸着ロータ(２１,４１)と、上記吸着ロータ(２１,４１)の吸着部(２１a,４１a)を経由する吸着通路(２２,４２)と、上記吸着ロータ(２１,４１)の脱着部(２１b,４１b)を経由する脱着通路(２３,４３)とを有する吸脱着部を用いて脱臭を行う吸脱着装置において、
室内の空気を室外に排気する排気通路と室外の空気を室内に供給する給気通路とを有し、上記排気通路と上記給気通路とに熱交換機能を有する給排気部(３０,５０)を備え、
上記給排気部(３０,５０)の排気通路,給気通路が上記吸脱着部(２１b,４１b)の吸着通路(２２,４２),脱着通路(２３,４３)と分離独立しており、
上記給排気部 ( ５０ ) は、上記給気通路と上記排気通路とが束ねられた筒状の熱交換ロータであって、
上記吸脱着部の上記吸着ロータ ( ４１ ) に上記熱交換ロータを挿通させて、上記吸脱着部と上記給排気部 ( ５０ ) とを一体化したことを特徴とする吸脱着装置。 - 請求項１に記載の吸脱着装置において、
室内のガス濃度を検出する給排気制御用ガスセンサ(５７)を備えたことを特徴とする吸脱着装置。 - 請求項２に記載の吸脱着装置において、
上記給排気制御用ガスセンサ(５７)がホルムアルデヒドまたは二酸化炭素の少なくとも一方に感度を有するガスセンサであることを特徴とする吸脱着装置。 - 請求項２に記載の吸脱着装置において、
上記給排気部(３０,５０)の排気通路に設けられた排気用ファン(３３,５３)と、
上記給排気制御用ガスセンサ(５７)により検出されたガス濃度が濃くなるほど上記排気用ファン(３３,５３)の風量を多くし、上記給排気制御用ガスセンサ(５７)により検出されたガス濃度が薄くなるほど上記排気用ファン(３３,５３)の風量を少なくするように、上記排気用ファン(３３,５３)を制御する制御部とを備えたことを特徴とする吸脱着装置。
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