JP2977119B2 - サンプリング方式による空気汚染検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サンプリング管により
警戒地区内の空気を吸引し、吸引した空気の汚染状態を
検出することにより警戒地区内の空気の汚染状態を検出
するサンプリング方式による空気汚染検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種工場のクリーンルームや家屋
等、空気の汚染状態を監視する必要のある警戒地区に
は、複数の吸引孔が形成された長尺のサンプリング管を
用いて空気を吸引する空気汚染検出装置が広く用いられ
ている。このような空気汚染検出装置では、サンプリン
グ管の各吸引孔を介して上記警戒地区内の空気を吸引
し、吸引された空気の汚染状態を上記サンプリング管の
基端部に設けた汚染検出部にて検出することにより警戒
地区内の空気の汚染状態を検出している。また、かかる
装置を利用して空気の汚染状態のみならず、ひいては火
災の発生やその進行状況等を検出するサンプリング方式
による空気汚染検出装置も提案されている。このような
従来のサンプリング方式による空気汚染検出装置におい
ては、サンプリング管の複数の吸引孔を相互に同じ径で
形成して警戒地区内の空気を吸引していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、一般にサンプ
リング方式による空気汚染検出装置においては、サンプ
リング管の基端部に配した吸引ファンから離れた位置ほ
ど外気との差圧が小さくなる。このため、サンプリング
管の先端部側にある吸引孔の吸引圧は、基端部側にある
吸引孔の吸引圧に比べて低下することが知られている。
しかしながら、従来のサンプリング方式による空気汚染
検出装置においては、上記したようにサンプリング管の
吸引孔を単にすべて同じ径で形成していたので、上記し
た吸引圧の差により、サンプリング管の先端部側の吸引
孔での空気の吸引量が基端部側の吸引孔での吸引量に比
べて少なくなるという問題があった。そしてその結果、
同じ濃度の汚染空気に対して吸引される汚染物質の量が
吸引孔の位置によって異なり、ひいては汚染状態を正確
に検出するができないという問題があった。

【０００４】例えば、サンプリング管に形成する吸引孔
を基端部側から順にＡ、Ｂ、Ｃとし、これら３つの吸引
孔から吸引される空気の総量を６Ｑとした場合におい
て、吸引孔Ａ、Ｂ、Ｃにおいて吸引される空気の量がそ
れぞれ異なり３Ｑ、２Ｑ、１Ｑであるとすれば、吸引孔
Ａにおいて２０％濃度の汚染空気が吸引された場合には
０．６Ｑ（＝３Ｑ×２０÷１００）の汚染物質が吸引さ
れることになり、検出濃度は１０％（＝１００×０．６
Ｑ÷６Ｑ）となる。これに対し、吸引孔Ｃにおいて同じ
く２０％濃度の汚染空気が吸引された場合には、汚染物
質が０．２Ｑ（＝１Ｑ×２０÷１００）しか吸引されな
いことになり、検出濃度が約３％（＝１００×０．２Ｑ
÷６Ｑ）にしかならない。従って、同じ濃度の汚染空気
に対する検出濃度が汚染空気の吸引される吸引孔の位置
によって異なることになり、汚染状態を正確に検出する
ができないという問題があった。

【０００５】ここで、このような問題を解決する手段と
して、サンプリング管に形成する吸引孔の径を相互に異
なったものとして各吸引孔における空気の吸引量を同じ
にすることも考えられるが、このような微細な孔開け作
業を個々の吸引孔ごとに施すことは非常に手間を要し、
現実には困難である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような従来のサンプ
リング方式による空気汚染検出装置における問題点を解
決するために請求項１の本発明は、警戒地区に該警戒地
区内の空気を吸引するための長尺のサンプリング管を配
すると共に、該サンプリング管に対しその長手方向に沿
って上記警戒地区内の空気を吸引するための複数の吸引
孔を形成し、該吸引孔から吸引した空気の汚染状態を上
記サンプリング管の基端部に設けた汚染検出部にて検出
することにより、上記警戒地区内の空気の汚染状態を検
出するサンプリング方式による空気汚染検出装置におい
て、上記吸引孔の各々に対し、該吸引孔に装着される装
着部と、上記吸引孔以下の径の通孔を有するノズル部
と、上記ノズル部の通孔から上記ノズル部及び装着部を
貫通する通気部とを備え、上記ノズル部の通孔及び通気
部を介して上記警戒地区内とサンプリング管とを連通さ
せる口金を設け、上記口金は、通孔の径を互いに異にす
ると共に、サンプリング管の基端部側に配設される口金
の通孔の径を、先端部側に配設される口金の通孔の径よ
りも小径としたことを特徴として構成されている。

【０００７】また上記請求項２に記載の本発明は、上記
請求項１に記載の本発明において、上記サンプリング管
の各吸引孔に雌ネジ部を設けると共に、上記各口金の装
着部には上記吸引孔の雌ネジ部と螺合する雄ネジ部を設
けたことを特徴として構成されている。さらに上記請求
項３に記載の本発明は、上記請求項１に記載の本発明に
おいて、上記各口金の装着部には上記サンプリング管の
吸引孔の内縁部に弾性的に係止される弾性突起を設けた
ことを特徴として構成されている。

【０００８】

【実施例】以下、本発明たるサンプリング方式による空
気汚染検出装置の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。図１は本実施例の全体図、図２は図１の要
部拡大図である。これら各図において本実施例は、警戒
地区１にサンプリング管２を配し、該サンプリング管２
に複数の吸引孔６，６を形成し、各吸引孔６に口金３を
設けて構成されている。

【０００９】ここで警戒地区１とは、各種工場のクリー
ンルーム、一般家屋の居室、あるいは船舶の船倉の室内
の如き主として室内空間であり、空気の汚染状態の検出
対象となる任意の区域をいう。この警戒地区１は、図１
に示すように、本実施例においては浄化装置２０を備え
たクリーンルームとして構成されている。この浄化装置
２０は、警戒地区１の任意の複数箇所を連通するダクト
２１、該ダクト２１内に配された換気部２２、上記ダク
ト２１内の上記換気部２２の下流側に配されるフィルタ
部２３を備えており、上記警戒地区１内の空気を上記換
気部２２によってダクト２１の所定の端部より吸引し、
空気調和を行って上記フィルタ部２３を介してダクト２
１の所定の他端部より警戒地区１内に吐出するものであ
る。

【００１０】上記警戒地区１に配したサンプリング管２
は上記警戒地区１の略全長に至る長尺のもので、図３に
示すように、中空円筒部材より形成されてその内部空間
として吸引路７を有している。なお上記サンプリング管
２は中空角筒部材やその他の変形部材より形成してもよ
く、その内部に吸引路７を有するものであれば形状は限
定されない。また図１においては、このサンプリング管
２を上記警戒地区１の天井近傍に配するものとして示し
たが、本来は警戒地区１内の空気流の下流側に配される
のが望ましく、警戒地区１がクリーンルームであれば通
常は空気流が上から下へながれるため、サンプリング管
２も床近傍に配される。

【００１１】このように形成されたサンプリング管２は
その基端部を上記警戒地区１から室外へ延出させてい
る。この室外へ延出させたサンプリング管２の基端部に
は、空気の汚染度を検出する汚染検出部４と警戒地区１
内の空気を汚染検出部４に到達するように吸引する吸引
ファン５とが直列に接続されている。上記汚染検出部４
は、任意の要素で構成されてよいものであるが、本実施
例においては検煙部と回路部によって構成される（これ
らの図示は省略する）。この検煙部は、発光用レーザー
ダイオードや受光用フォトダイオードによって構成さ
れ、発光用レーザーダイオードの光軸中を煙粒子が通過
するときに発する散乱光を受光用フォトダイオードで受
光し、受光したパルスの数で煙粒子の数を計数して空気
の汚染状態を検出するものである。また回路部は、検煙
部の信号パルスを所定の時間だけ取込み、カウントする
ことによって汚染濃度を算出する。また上記吸引ファン
５も任意の要素で構成されてよいもので、所定量の警戒
地区１内の空気を汚染検出部４に到達するように吸引す
るのに十分な負圧を定常的に発生させる。

【００１２】上記サンプリング管２に形成される複数の
吸引孔６，６は、このサンプリング管２の長手方向に沿
って配されるもので、サンプリング管２の下面において
略等間隔で、かつ互いに同じ径で穿設され形成されてい
る。このように複数の吸引孔６を形成することにより、
これら各吸引孔６より上記警戒地区１内の少量の空気が
吸引され上記サンプリング管２の吸引路７内で合流し
て、合流した空気が吸引路７を通って汚染検出部４に導
かれる。なお吸引孔６の数や位置は図示のものに限られ
ず、目的とする警戒状態に応じて任意に定め得る。

【００１３】これら各吸引孔６に設ける上記口金３は、
図３・４に示すように、吸引孔６に装着される装着部８
と吸引孔６の径以下の径の通孔１７を有するノズル部９
とこれら各部を貫通する通気部１０を備える。なお、こ
こで通孔１７の径を、吸引孔６の径以下の径としたの
は、吸引孔６の径よりも大きい径としても空気を吸引す
るに際し通孔１７としての効果をなんら達成し得ないか
らである上記口金３の装着部８は短尺円筒部材から形成
したもので、その外径を上記吸引孔６の径と略等しい径
とされ、かつその高さをサンプリング管２の肉厚と略等
しい高さにされるもので、後述する種々の構造で上記吸
引孔６に装着される。

【００１４】またノズル部９は、上記装着部８と一体に
形成され、あるいは装着部８と別体に形成された後に該
装着部８の一端部に接続されるもので、この装着部８か
ら突出する略円錐部材として形成されている。上記通気
部１０は、図３に示すように、上記装着部８とノズル部
９とを貫通する略均一径の貫通孔で、ノズル部９の外側
端部から装着部８の内側端部にまで至り、警戒地区１内
とサンプリング管２とを連通する。このように通気部１
０がノズル部９を貫通して形成されることにより、この
通気部１０の上記ノズル部９内における最も狭い部分と
して通孔１７が形成されている。なお特に図示は省略す
るが、上記ノズル部９の内部に種々のバルブやスライド
ゲートを備え、これらバルブ等による被調節部として上
記通孔１７を形成してもよく、この場合には通気部１０
やノズル部９自体を作り変えることなく通孔１７を任意
の径にできる。

【００１５】ここで、上記各口金３はそのノズル部９の
通孔１７の径を互いに異にすると共に、上記サンプリン
グ管２の基端部側に配設される口金３Ａのノズル部９Ａ
の通孔１７Ａを先端部側に配設される口金３Ｃのノズル
部９Ｃの通孔１７Ｃよりも小径としてなる。すなわち各
口金３のノズル部９の通孔１７は、基端部側に配設され
るものほど小径となるようにされており、図２に示すよ
うに、サンプリング管２の基端部側に配設される口金３
Ａのノズル部９Ａの通孔１７Ａの径をＬ₃ 、先端部側に
配設される口金３Ｃのノズル部９Ｃの通孔１７Ｃの径を
Ｌ₁ 、これらの中間に配設される口金３Ｂのノズル部９
Ｂの通孔１７Ｂの径をＬ₂ とすれば、これら通孔１７
Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの各径はＬ₁ ＞Ｌ₂ ＞Ｌ₃ なる関係
が成立つように定められている。

【００１６】ここで、基端部側の口金３Ａの通孔１７Ａ
を先端部側の口金３Ｃの通孔１７Ｃよりどの程度小径と
するかは、サンプリング管２の長さ及び径、各吸引孔６
の数及び位置等の諸条件により異なるが、基端部側の口
金３Ａの通孔１７Ａを介して吸引した警戒地区１の空気
の量と先端部側の口金３Ｃの通孔１７Ｃを介して吸引し
た警戒地区１の空気の量が略等しくなるように定められ
る。具体的には、各吸引孔６における空気の吸引量Ｑは
Ｑ＝Ｋ・Ｓ・√Ｐで表されるので（Ｋは定数、Ｓは吸引
面積、√Ｐは差圧）、Ｑが同一となるようなＳを求め、
このＳに合致するように各口金３の通孔１７の径が定め
られる。

【００１７】このように、上記吸引孔６の各々に対し、
該吸引孔６に装着される装着部８と、上記吸引孔６以下
の径の通孔１７を有するノズル部９と、上記ノズル部９
の通孔１７から上記ノズル部９及び装着部８を貫通する
通気部１０とを備え、上記ノズル部９の通孔１７及び通
気部１０を介して上記警戒地区１内とサンプリング管２
とを連通させる口金３を設け、上記口金３は、上記通孔
１７の径を互いに異にすると共に、上記サンプリング管
２の基端部側に配設される口金３の通孔１７の径を、先
端部側に配設される口金３の通孔１７の径よりも小径と
したので、先端部側の口金３Ｃのノズル部９Ｃの通孔１
７Ｃにおける吸引抵抗を基端部側のものより小さくで
き、この吸引抵抗の差により先端部側の吸引孔６Ｃと基
端部側の吸引孔６Ａとの間の差圧を解消でき各吸引孔６
から吸引する空気の量を同じにできるので、吸引孔６個
々への加工を施すことなく検出感度の一定化を図れる。

【００１８】上記のように構成される口金３は、種々の
構造で上記各吸引孔６へ装着されるものであり、以下こ
の口金３の各吸引孔６への装着の構造について説明す
る。図３・４において、上記各吸引孔６の内周の略全面
には雌螺子部１１が形成されており、また上記口金３の
装着部８にはその外周の略全面に上記吸引孔６の雌ネジ
部１１とある程度の気密性を有するように螺合する雄ネ
ジ部１４が設けられている。すなわち装着部８の外周の
雄ネジ部１４を吸引孔６の雌ネジ部１１にねじ込むこと
によりこの装着部８が吸引孔６に装着され、ひいては口
金３が吸引孔６に装着される。

【００１９】このようにサンプリング管２の各吸引孔６
に雌ネジ部１１を設けると共に、上記各口金３の装着部
８には上記吸引孔６の雌ネジ部１１と螺合する雄ネジ部
１４を設けた場合には、この装着部８を先頭として口金
３を吸引孔６に押当ててねじ込むだけで装着部８の雄ネ
ジ部１４が吸引孔６の雌ネジ部１１と螺合して口金を吸
引孔６に気密装着でき、特別な工具を何ら用いることな
く口金３を非常に容易に装着できる。

【００２０】さらに他の装着構造の他の例について説明
する。図５・６に示すのは、上記口金３の装着部８に上
記サンプリング管２の吸引孔６の内縁部１２に弾性的に
係止される弾性突起１５を設けた例である。この弾性突
起１５は上記装着部８の外側面の全周に渡り形成される
もので、上記吸引孔６の孔径より若干大きい径で形成さ
れており、上記サンプリング管２の吸引路７内において
上記吸引孔６の内縁部１２に係止している。なおこの弾
性突起１５は、ゴム材や硬質スポンジからなる。

【００２１】このように各口金３の装着部８には上記サ
ンプリング管２の吸引孔６の内縁部１２に弾性的に係止
される弾性突起１５を設けた場合には、口金３を装着部
８を先頭として上記吸引孔６に押圧しただけで弾性突起
１５が小径状に変形して吸引孔６を挿通すると共に、挿
通後に弾性復帰して吸引孔６の内縁部１２に自動的に係
止されるので、何ら特別な工具を用いることなく口金３
の装着作業を非常に容易に行うことができる。

【００２２】さらに他の装着構造の例について説明す
る。図７・８に示すのは、上記サンプリング管２の吸引
孔６の周囲部に嵌合溝１３を切設すると共に、この嵌合
溝１３に挿通する連係杆１６を上記口金３の装着部８に
突設したものである。上記嵌合溝１３は吸引孔６の周面
や下面に開放するように形成されるもので、この吸引孔
６の下面から傾斜部を介して吸引孔６の上面近傍の水平
部に至るものとされており、その内部に口金３の装着部
８の連係杆１６を挿通させその水平部に載置自在として
いる。このように上記サンプリング管２の吸引孔６の内
周に嵌合溝１３を切設し、この嵌合溝１３に嵌合する連
係杆１６を上記口金３の装着部８に突設した場合には、
この連係杆１６を上記嵌合溝１３に挿通させつつ口金３
を所定の方向に回転させるだけで嵌合溝１３に連係杆１
６を載置させることができ、この連係杆１６を介して口
金３を吸引孔６に装着できるので、何ら特別な工具を用
いることなく口金３の装着作業を非常に容易に行うこと
ができる。

【００２３】なお上記のように嵌合溝１３を切設するも
のとは若干異なる例として（図示は省略する）、上記吸
引孔６の縁部を貫通するように縦溝たる嵌合溝１３を切
設すると共に、この嵌合溝１３に挿通する連係杆１６を
上記口金３の装着部８に突設すようにしてもよい。この
場合には連係杆１６を吸引孔６の嵌合溝１３に挿通させ
てサンプリング管２の吸引路７に位置させ、その後に口
金３を回転させて連係杆１６を吸引孔６の上縁部に載置
させることにより口金３が上記各吸引孔６へ装着され、
やはり何ら特別な工具を用いることなく口金３の装着作
業を容易に行うことができる。

【００２４】

【発明の効果】上記したように請求項１の本発明は、サ
ンプリング方式による空気汚染検出装置において、吸引
孔の各々に対し、該吸引孔に装着される装着部と、上記
吸引孔以下の径の通孔を有するノズル部と、上記ノズル
部の通孔から上記ノズル部及び装着部を貫通する通気部
とを備え、上記ノズル部の通孔及び通気部を介して上記
警戒地区内とサンプリング管とを連通させる口金を設
け、上記口金は、上記通孔の径を互いに異にすると共
に、上記サンプリング管の基端部側に配設される口金の
通孔の径を、先端部側に配設される口金の通孔の径より
も小径としたので、先端部側の口金のノズル部の通孔に
おける吸引抵抗を基端部側のものより小さくでき、この
吸引抵抗の差により先端部側の吸引孔と基端部側の吸引
孔との間の差圧を解消できて各吸引孔から吸引する空気
の量を同じにでき、吸引孔個々への加工を施すことなく
容易に検出感度の一定化を図れるという効果がある。

【００２５】さらに請求項２の本発明は、サンプリング
管の各吸引孔に雌ネジ部を設けると共に、各口金の装着
部に吸引孔の雌ネジ部と螺合する雄ネジ部を設けた場合
には、装着部を先頭として口金を吸引孔に押当ててねじ
込むだけで装着部の雄ネジ部が吸引孔の雌ネジ部と螺合
して口金を吸引孔に装着でき、特別な工具を何ら用いる
ことなく口金を非常に容易に装着できる。

【００２６】しかも請求項３の本発明は、各口金の装着
部にはサンプリング管の吸引孔の内縁部に弾性的に係止
される弾性突起を設けた場合には、口金を装着部を先頭
として吸引孔に押圧しただけで弾性突起が小径状に変形
して吸引孔を挿通すると共に、挿通後に弾性復帰して吸
引孔の内縁部に自動的に係止されるので、何ら特別な工
具を用いることなく口金の装着作業を非常に容易に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図２の要部断面図である。

【図４】図３の分解斜視図である。

【図５】口金の装着部に弾性突起を設けた場合における
図２の要部断面図である。

【図６】図５の分解斜視図である。

【図７】口金の装着部に連係杆を設けた場合における図
２の要部断面図である。

【図８】図７の分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 警戒地区 ２ サンプリング管 ３ 口金 ４ 汚染検出部 ５ 吸引ファン ６ 吸引孔 ７ 吸引路 ８ 装着部 ９ ノズル部 １０ 通気部 １１ 雌ネジ部 １２ 内縁部 １３ 嵌合溝 １４ 雄ネジ部 １５ 弾性突起 １６ 連係杆 １７ 通孔 ２０ 浄化装置 ２１ ダクト部 ２２ 換気部 ２３ フィルタ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 香川 利春 神奈川県川崎市高津区下作延928−４ 梶ヶ谷パークハイツ306 (72)発明者 遠藤 一郎 東京都品川区上大崎二丁目10番43号 ホ ーチキ株式会社内 (72)発明者 宮尾 幸衛 東京都品川区上大崎二丁目10番43号 ホ ーチキ株式会社内 (72)発明者 中井 健人 東京都品川区上大崎二丁目10番43号 ホ ーチキ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 1/02 G01N 1/22

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 警戒地区に該警戒地区内の空気を吸引す
   るための長尺のサンプリング管を配すると共に、該サン
   プリング管に対しその長手方向に沿って上記警戒地区内
   の空気を吸引するための複数の吸引孔を形成し、該吸引
   孔から吸引した空気の汚染状態を上記サンプリング管の
   基端部に設けた汚染検出部にて検出することにより、上
   記警戒地区内の空気の汚染状態を検出するサンプリング
   方式による空気汚染検出装置において、 上記吸引孔の各々に対し、該吸引孔に装着される装着部
   と、上記吸引孔以下の径の通孔を有するノズル部と、上
   記ノズル部の通孔から上記ノズル部及び装着部を貫通す
   る通気部とを備え、上記ノズル部の通孔及び通気部を介
   して上記警戒地区内とサンプリング管とを連通させる口
   金を設け、 上記口金は、上記通孔の径を互いに異にすると共に、上
   記サンプリング管の基端部側に配設される口金の通孔の
   径を、先端部側に配設される口金の通孔の径よりも小径
   としたことを特徴とするサンプリング方式による空気汚
   染検出装置。
2. 【請求項２】 上記サンプリング管の吸引孔に雌ネジ部
   を設けると共に、上記各口金の装着部に上記吸引孔の雌
   ネジ部と螺合する雄ネジ部を設けたことを特徴とする上
   記請求項１に記載のサンプリング方式による空気汚染検
   出装置。
3. 【請求項３】 上記各口金の装着部に、上記サンプリン
   グ管の吸引孔内縁部に弾性的に係止される弾性突起を設
   けたことを特徴とする上記請求項１に記載のサンプリン
   グ方式による空気汚染検出装置。