JP2002357573A - 粉塵分析システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタ材の交換繁度が少なく、粉塵の測定
結果をリアルタイムに得ることができる粉塵分析システ
ムを提供する。 【解決手段】 粉塵を含むガスの通路に臨んで配置さ
れ、前記粉塵を付着させるフィルタ材２と、前記フィル
タ材２をその長手方向に間欠的に付着位置へ送ってフィ
ルタ材２の一部分からなる付着領域ａを前記通路に所定
時間臨ませる送り装置７と、前記付着位置Ａよりも送り
方向の下流側に送られた付着領域に１次Ｘ線を照射し
て、この付着領域に付着した粉塵のＸ線分析を行うＸ線
分析装置６を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば高速道路ト
ンネル内等、車両の交通量が多く、粉塵がこもりやすい
場所に設置されて粉塵分析に使用される粉塵分析システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば高速道路トンネル内等、車
両の交通量が多く、車両から排出される排気ガスや車両
走行時に舞い上がる粉塵がこもりやすい場所には、トン
ネル入口から出口にかけ、その天井部分に排気ダクトが
配設され、この排気ダクト下面に一定間隔毎に設けた排
気ファンによって前記排気ガスや粉塵を吸引してこれを
外部へ強制的に放出する強制排出装置が採用されてい
る。

【０００３】前記した排気ガスや粉塵の強制排出装置に
は、環境改善対策の一環として、粉塵や土ぼこり、ある
いはタイヤのゴム滓等、高速道路トンネル内等で発生す
る多種多様な粉塵を分析するための粉塵分析手段（環境
分析手段）が付加されている。ここで、従来の粉塵分析
手段は、例えばバッチ式に取替可能な円形のフィルタ
（直径約４５ｍｍ程度）を前記排気ファンの近傍に設置
し、このフィルタに排出ガスの一部を通して粉塵を付着
させることにより、前記粉塵の成分やその濃度を測定す
る。前記粉塵を構成する元素成分としては、例えばＳ
ｉ、ＡＩ、Ｃａ、Ｓ、ＺｎまたはＦｅ等の重金属元素や
軽金属元素がある。

【０００４】前記した従来の粉塵分析手段は、具体的に
は、前記排気ファンから抽出した一部排気を円形のフィ
ルタに対して一定時間連続して吹き付け、前記フィルタ
に排気ガス中に含まれる粉塵を付着させたものを粉塵測
定用サンプルとし、これをフィルタ設置場所から取り出
す。続いて、前記粉塵測定用サンプルを通常、前記フィ
ルタ設置場所から遠く離れた遠隔地にある分析センター
に持ち帰り、分析センターの粉塵分析装置の分析にかけ
ることにより、前記粉塵測定用サンプルに付着する粉塵
の成分やその濃度等について分析し、この分析結果を将
来の環境対策に役立てるための貴重なデータとして利用
できるようにしている。なお、この際、前記フィルタ設
置場所には新しいフィルタを設置しなおしてフィルタの
取替交換作業を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した従
来の粉塵分析手段には、次のような不具合があった。す
なわち、粉塵を付着させて粉塵測定用サンプルとするフ
ィルタは、一定時間経過毎にバッチ式に新しいものと交
換しなければならない。この交換にあたっては、前記フ
ィルタの設置個所が地上から高い位置にあり、しかも危
険をともなう作業を比較的短い期間に繰り返して行わな
ければならず、前記フィルタの交換に非常な手間と時間
を要し、交換作業が面倒であった。また、フィルタ設置
個所から取り外したフィルタは一定時間粉塵を付着させ
た後、通常、フィルタ設置現場（トンネル内等の）から
遠く離れた分析センターではじめてフィルタに付着した
粉塵の成分元素や濃度を分析するものであるので、リア
ルタイムにかつタイムリーな分析データの把握ができな
いという問題もあった。

【０００６】本発明は、前記問題点に鑑みてなされたも
ので、フィルタの交換の繁度を少なくし、かつ、分析デ
ータをリアルタイムに得ることができる粉塵分析システ
ムを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明のに係る粉塵分析システムは、粉塵を含
むガスの通路に臨んで配置され、前記粉塵を付着させる
長尺のフィルタ材と、前記フィルタ材をその長手方向に
間欠的に付着位置へ送ってフィルタ材の一部分からなる
付着領域を前記通路に所定時間臨ませる送り装置と、前
記付着位置よりも送り方向の下流側に送られた付着領域
に１次Ｘ線を照射して、この付着領域に付着した粉塵の
Ｘ線分析を行うＸ線分析装置とを備えている。

【０００８】前記した粉塵分析システムによれば、粉塵
を含むガスの通路に臨んで配置されたフィルタ材はその
長手方向に間欠的に粉塵を付着させる位置（付着位置）
へ自動的に送られ、かつ前記フィルタ材の粉塵を付着さ
せる領域（付着領域）を、粉塵を含むガスの通路に所定
時間臨ませるという作業工程は前記フィルタ材がなくな
るまで反復して継続される。したがって、フィルタ材の
交換繁度が低下する。また、Ｘ線分析装置によりリアル
タイムで分析結果が得られるので、前記連続した分析デ
ータによってトンネル内等の粉塵測定場所における粉塵
と、交通量、時間帯あるいは季節等との因果関係をより
理解しやすくなり、長期的な視野に立った環境対策に役
立つデータを得ることができる。

【０００９】また、本発明の一実施形態に係る粉塵分析
システムは、さらに、前記Ｘ線分析装置におけるＸ線検
出器での検出結果を信号処理部に送信する送信器を備え
ている。

【００１０】この構成によれば、前記信号処理部をフィ
ルタ材の設置場所（測定現場）から遠く離れた遠隔地
（例えば研究所や分析センター等）に設けることで、測
定現場のＸ線分析装置により得た分析結果は送信器によ
って前記分析センターの信号処理部にリアルタイムに送
信されるので、分析に携わる作業者は測定現場に出向か
ずとも、遠隔地に居ながらにして、リアルタイムに粉塵
の分析データを得ることができる。

【００１１】さらに、本発明の他の実施形態に係る粉塵
分析システムでは、前記送り装置が、前記フィルタ材が
巻回された供給ロールと、この供給ロールから供給され
る前記フィルタ材を巻き取る巻取ロールとを有してい
る。

【００１２】この構成によれば、粉塵を付着させて分析
に供するフィルタ材は供給ロールに巻回されており、こ
の供給ロールから供給されて巻取ロールにより巻き取ら
れるまでの途中段階で、前記フィルタ材に分析対象とな
る粉塵を付着させ、付着した粉塵についてＸ線分析でき
るので、前記フィルタ材がすべて巻き取りきるまでその
交換の必要がなく、一定時間毎に連続した分析結果を得
ることができる。したがって、前記フィルタ材の供給速
度を任意速度に設定しておくことで、その交換時期を予
め知ることができ、交換作業の段取り等が行いやすくな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
粉塵分析システムについて、図１を参照しながら説明す
る。高速道路トンネル１２内の天井部位に、トンネル全
長にわたって延びる排気ダクト１３と、この排気ダクト
１３に接続されてトンネル１２内のガスを排気ダクト１
３内に導入し、矢印Ｇで示すように、その出口１３ａか
ら排出させる複数の排気ファン１４とが配設されてい
る。排気ダクト１３の出口側に近い排気ファン１４の出
口には、導入管３ａが接続されており、この導入管３ａ
の出口に本発明の粉塵分析システム１が設置されてい
る。

【００１４】この粉塵分析システム１は、図２に示すよ
うに、排気ファンから抽出した排出ガスの一部を取り込
む側のガス通路となる前記導入管３ａと、前記導入管３
ａからの排出ガスを受け入れて再びトンネル内に放出す
る側のガス通路となる導出管３ｂとを対向させた位置
（粉塵の付着位置Ａ）に形成された隙間を通過するよう
に配置され、かつその長手方向に間欠的に送られる長尺
のフィルタ材２と、このフィルタ材２の付着領域ａ、つ
まり前記隙間に臨み、排出ガスＧにさらされて粉塵が付
着する領域に付着した粉塵に対して１次Ｘ線を照射する
Ｘ線管４と、前記１次Ｘ線の照射により発生する２次Ｘ
線の強度を検出する半導体検出器のようなＸ線検出器５
とを備えている。なお、前記フィルタ材２は、例えば薄
膜状で粉塵の吸着性良好な紙材がロール巻とされたもの
である。また、前記Ｘ線管４とＸ線検出器５とは、通
常、Ｘ線分析装置６の本体としてハウジング内に一体的
に構成されている。

【００１５】前記フィルタ材２の送り装置７は、このフ
ィルタ材２が巻回された供給ロール７１と、この供給ロ
ール７１から供給されるフィルタ材２を巻き取る巻取ロ
ール７２とから構成されている。具体的には、前記ロー
ル巻されたフィルタ材２を供給ロール７１のロール芯材
７１に支持させ、かつこの供給ロール７１から供給され
るフィルタ材２の先端部分を前記巻取ロール７２のロー
ル芯材７２に離脱しないように取り付けて、制御回路８
からの指令により駆動するモータ９の回転によって前記
巻取ロール７２のロール芯材７２を所定の巻取速度で回
転させることで、前記フィルタ材２がその長手方向に間
欠的に付着位置Ａへ送られ、送り長さ分ずつ前記巻取ロ
ール７２により前記フィルタ材２が巻き取られる。

【００１６】また、前記Ｘ線検出器５は、送信器１０と
接続され、この送信器１０を介して前記Ｘ線検出器５で
得た粉塵からの２次Ｘ線の検出結果（Ｘ線強度）が、外
部の、例えばフィルタ材２が設置された場所から遠く離
れた分析センタなどの遠隔地に設置された信号処理部１
１に、無線または有線によって送られる。この信号処理
部１１では、前記Ｘ線検出器５からの検出信号を処理し
て粉塵の元素分析（元素の種類、濃度など）が行われ
る。前記Ｘ線源４、Ｘ線検出器、送信器１０および信号
処理部１１により、Ｘ線分析装置６が構成されている。

【００１７】ところで、半導体検出器あ５を用いた、い
わゆるエネルギー分散型の前記Ｘ線分析装置６は、比較
的小型のものであり、これを組み込んだ粉塵分析システ
ム全体もコンパクト化されたものとなるが、これ以外
に、図示しないが、Ｘ線管から付着領域に対して１次Ｘ
線を照射して発生する２次Ｘ線を分光器にて分光させ、
この分光器で分光された２次Ｘ線の強度を検出器にて検
出する、いわゆる波長分散型のＸ線分析装置で代用する
こともできる。

【００１８】次に、前記実施形態に係る粉塵分析システ
ムの動作について説明する。図１のトンネル１２内の所
定部位に設置された粉塵分析システム１において、排気
ファン１４からの粉塵を含む排気の一部を抽出し、この
抽出した排気を、図２に示すように、ガス配管３ａか
ら、フィルタ材２の付着領域ａに対して一定時間（例え
ば１時間）継続して吹き付ける。一定時間経過後、巻取
ロール７２の駆動によりフィルタ材２を一定長さだけ巻
き取って、前記付着領域ａを分析装置Ｂにまで送る。つ
いで、分析位置Ｂにある付着領域ａに対してＸ線管４か
ら１次Ｘ線を照射し、前記付着領域ａから発生する蛍光
Ｘ線である２次Ｘ線を、Ｘ線検出器５にてその強度を検
出する。このＸ線検出器５での検出結果は、この粉塵分
析システム１が設置された現場から遠く離れた分析セン
ターなどへ無線または有線で電送され、前記遠隔地の信
号処理部１１で処理する。必要に応じて、前記信号処理
部１１の処理による結果をプリンタによりプリントアウ
トできるようにし、分析技術者がリアルタイムに分析デ
ータの把握ができるようになっている。

【００１９】このような実施形態に係る粉塵分析システ
ムによれば、従来ではバッチ式に交換していたフィルタ
に代えて、ロール巻きされて供給されるフィルタ材２を
用いることにより、連続的に粉塵分析用のサンプルが得
られるので、フィルタ材の交換の頻度が大幅に少なくな
る。また、長期にわたって粉塵分析用のサンプルがリア
ルタイムで得られるので、前記サンプルを処理した連続
データによってトンネル内に発生する粉塵と、交通量、
時間帯あるいは季節等との因果関係をより理解しやすく
なり、長期的な視野に立った環境対策に役立つ貴重なデ
ータを得ることができる。さらに、遠隔地にある分析セ
ンターからの遠隔操作によって前記制御回路８を制御で
きるようにしておけば、前記粉塵分析システムの監視・
管理が行える。

【００２０】以上本発明の一実施形態について説明した
が、本発明は上記実施形態に限られることなく、本発明
の主旨を損なわない限り、種々変更して実施可能であ
る。例えば、送信器１０を割愛して、測定現場に信号処
理部１１を設置してもよい。また、前記した図示例で
は、高速道路トンネルでの適用例の場合について説明し
たが、煤塵などが多量に排出される工業地帯の一角に設
置し、前記工業地帯で発生する排出ガスの一部を抽出し
て粉塵分析する場合にも容易に適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明の粉塵分析システ
ムによれば、粉塵を含むガスを接触させて成分分析すべ
き粉塵を吸着させたフィルタ材が長尺でかつ巻取り可能
とされているので、従来のバッチ式に交換する場合と比
べ、フィルタ交換頻度を大幅に少なくすることができ
る。また、分析作業者はＸ線分析装置により、リアルタ
イムに元素分析の結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る粉塵分析システムを
設置したトンネルの一部切欠断面図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る粉塵分析システムの
概略構成図である。

【符号の説明】

１…粉塵分析システム、２…フィルタ材、３ａ…導入
管、３ｂ…導出管、４…Ｘ線管、５…半導体検出器、６
…Ｘ線分析装置、７…送り装置、７ａ…供給ロール、７
ｂ…巻取ロール、１０…送信器、１１…信号処理部、Ａ
…付着位置、Ｂ…分析装置、ａ…付着領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA04 CA01 DA01 EA01 EA03 GA01 JA16 KA00 LA20 MA04 RA10 RA20 2G052 AA01 AA02 AA04 AC02 AC12 AD04 AD52 BA22 CA04 EA03 GA19

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉塵を含むガスの通路に臨んで配置さ
   れ、前記粉塵を付着させる長尺のフィルタ材と、 前記長尺のフィルタ材をその長手方向に間欠的に付着位
   置へ送ってフィルタ材の一部分からなる付着領域を前記
   通路に所定時間臨ませる送り装置と、 前記付着位置よりも送り方向の下流側に送られた前記付
   着領域に１次Ｘ線を照射して、この付着領域に付着した
   粉塵のＸ線分析を行うＸ線分析装置と、を備えた粉塵分
   析システム。
2. 【請求項２】 請求項１において、 さらに、前記Ｘ線分析装置におけるＸ線検出器での検出
   結果をＸ線分析装置から離れた場所に設置された信号処
   理部に送信する送信器を備えた粉塵分析システム。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記送り装置は、前記フィルタ材が巻回された供給ロー
   ルと、この供給ロールから供給される前記フィルタ材を
   巻き取る巻取ロールとを有している粉塵分析システム。