JP5488347B2

JP5488347B2 - 降下煤塵採取装置

Info

Publication number: JP5488347B2
Application number: JP2010192098A
Authority: JP
Inventors: 淳黒川; 紀文藤井
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-08-30
Also published as: JP2012047679A

Description

本発明は、降下煤塵採取装置に関するものである。

降下煤塵を採取するものとしては、上面開放型のものが多いが、単に上面が開放された構造だと、採取した降下煤塵がどの方向から降下してきたのかを特定することが難しい。そこで、風向計（矢羽根）を設け、風向別に降下煤塵を採取する装置が各種提案されていた（特許文献１〜４参照）。

実開昭５６−１０８３８号公報実開昭６２−１１９６４７号公報実開平５−７３５５６号公報実開平４−１３６５５１号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された従来技術では、風向別に降下煤塵を採取することはできても、上面が開放されている又は斜め上方に向かって開放されているので、雨水が浸入しやすいという問題がある。したがって、採取した降下煤塵のうち、水溶性の成分を分析することが難しい。

一方、特許文献３に記載された従来技術では、水平方向に突出した採取導入管を採用しているので、雨水の浸入を抑制することはできるが、採取導入管に排気経路が設けられていないことで、降下煤塵が導入されにくく、十分な採取量が得られない可能性がある。

これに対して、特許文献４に記載された従来技術では、やはり水平方向に突出した採取導入管を形成しているが、吸引ポンプを用いることで、降下煤塵の十分な採取を図っているが、これではコストが増大してしまう。また、別方向からの降下煤塵も吸引する可能性がある。
本発明の課題は、コストの増大を抑制しつつ、降雨の影響を受けることなく十分な量の降下煤塵を方向別に採取することである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る降下煤塵採取装置は、一端が水平方向又は略水平方向に開口し、他端が下方向に開口した導入筒と、内周面が前記導入筒における他端側の外周面に隙間を空けて対向するように配置され、当該導入筒の一端から入り他端から落ちる降下煤塵を採取する採取容器と、前記導入筒と前記採取容器とを連結する連結部材と、前記採取容器よりも上方の位置で、前記導入筒における他端側の外周面に突設され、平面視で前記採取容器よりも大きな外形となる庇部材と、を備えることを特徴とする。

また、前記導入筒における一端の開口断面積と他端の開口断面積とを同一又は略同一にし、且つ前記導入筒における他端の断面積と前記隙間の断面積とを同一にすることを特徴とする。
また、前記導入筒の一端部には、上面側を覆い且つ開口方向に張り出すフード部が形成されることを特徴とする。
また、前記連結部材は、前記導入筒と前記採取容器とを着脱可能な状態で連結することを特徴とする。

本発明に係る降下煤塵採取装置は、導入筒の一端が水平方向又は略水平方向に開口しているので、導入筒への雨水の浸入を抑制することができる。また、導入筒の外周面と採取容器の内周面との間に隙間が形成されていることで排気が可能となるので、降下煤塵が導入されやすくなり、十分な採取量を得ることができる。また、採取容器の上方に庇部材が設けられているので、採取容器への雨水の浸入を抑制することができる。上記の構成により、コストの増大を抑制しつつ、降雨の影響を受けることなく十分な量の降下煤塵を方向別に採取することができる。

また、導入筒における一端の開口断面積と他端の開口断面積とを同一又は略同一にし、且つ導入筒における他端の断面積と、隙間の断面積とを同一にすることで、排気の流速を一定に保つことができる。したがって、排気流路で生じるエネルギー損失を低減し、降下煤塵を安定して採取することができる。
また、導入筒の一端部にフード部を形成しているので、導入筒への雨水の侵入をより効果的に抑制することができる。

また、導入筒と採取容器とを着脱可能に構成しているので、採取容器に溜まった降下煤塵を回収しやすい。

本発明の概略構成図である。導入管２の断面積と隙間８の断面積とを示す図である。降下煤塵採取装置１の配置図である。実施例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《構成》
図１は、本発明の概略構成図である。
降下煤塵採取装置１は、導入管２と、採取容器３と、庇（ひさし）部材４と、フード５と、を備える。

導入管２は、一端が横方向（略水平方向）に開口し、他端が下方向に開口した略Ｌ形の配管で構成される。ここでは、９０度の曲がり管２ａに直管２ｂを接続して形成している。この曲がり管２ａの下面を水平方向に延在する手摺６の上面に当接させた状態で、曲がり管２ａ及び手摺６に針金等の固定部材７を巻回することで、導入管２が固定される。

採取容器３は、導入管２よりも大径となる断面が円形の容器で構成され、上部の内周面３ａが、直管２ｂにおける下部の外周面２ｃに隙間８を空けて対向するように配置される。採取容器３の上部と直管２ｂの下部とは、針金等の連結部材９で着脱可能な状態で連結される。例えば、採取容器３の上部と直管２ｂの下部とに貫通孔を設け、各貫通孔に連結部材９を挿通し、簡易的に留めることで、直管２ｂに採取容器３を懸吊する。

庇部材４は、直管２ｂにおける下部の外周面に、全周に亘って、斜め下方向に向けて突設されており、平面視で採取容器よりも大きくなるように、径方向の長さや角度を調整する。
フード５は、導入管２の一端部に固定され、上面を覆い且つ開口方向に張り出すように形成される。

次に、導入管２及び採取容器３の寸法について説明する。
図２は、導入管２の断面積と隙間８の断面積とを示す図である。
導入管２の断面積と隙間８の断面積とを同一又は略同一にする。この場合、導入管２の半径をｒとし、導入管２の厚みをｔとし、採取容器３の半径をＲとすると、下記の式が成り立つ。

πｒ²＝πＲ²−π（ｒ＋ｔ）²
ここで、導入管２の厚みを０と見なすと、下記の式が成り立つ。
２πｒ²＝πＲ²
√（２）×ｒ＝Ｒ

すなわち、導入管２の厚みを０と見なすと、採取容器３の半径Ｒを、導入管２の半径ｒの√（２）＝約１.４倍に設定すると、導入管２の断面積と隙間８の断面積とが同一になる。例えば、導入管２の半径ｒが１００ｍｍであれば、採取容器３の半径Ｒは１４１ｍｍに設定する。

また、導入管２で生じるエネルギー損失（圧力降下）は下記の式で表される。
ｈ＝λ×（Ｌ／ｄ）×（ｖ²／２ｇ）
ｈ：摩擦損失
ｄ：導入管２の内径
Ｌ：管の長さ
ｖ：平均流速
λ：管摩擦係数
ｇ：重力加速度

したがって、導入管２の内径ｄを大きくするほど、且つ導入管２の長さＬを短くするほど、エネルギー損失が小さくなるので好ましい。また、曲がり管のエネルギー損失も考慮し、ベンド管などを使用する。

次に、降下煤塵採取装置１の配置について説明する。
図３は、降下煤塵採取装置１の配置図である。
降下煤塵採取装置１は、一方向に向けて開口した構成なので、全方位をからの降下煤塵を採取するには、図に示すように、例えば四つの降下煤塵採取装置１を用意し、夫々、一端の開口を四方に向けて配置すればよい。

以上より、導入管２が「導入筒」に対応し、採取容器３が「採取容器」に対応し、連結部材９が「連結部材」に対応し、庇部材４が「庇部材」に対応し、フード５が「フード部」に対応している。

《作用》
降下煤塵採取装置１を、所定の位置に、所定の方向に向けた状態で、所定の期間だけ設置する。これにより、方向別に降下して来る煤塵が、導入管２の一端から入り、採取容器３へと溜まるようになる。

まず、導入管２の一端が横方向に開口しており、且つその一端部にフード５を設けているので、導入管２への雨水の浸入を抑制することができる。これにより、採取した降下煤塵のうち、水溶性の成分をも分析することができる。

また、導入管２の外周面と採取容器３の内周面との間に隙間８が形成されていることで排気が可能となるので、降下煤塵が導入されやすくなり、十分な採取量を得ることができる。また、導入管２における他端の断面積と、隙間８の断面積とを同一にすることで、排気の流速を一定に保つことができる。したがって、排気流路で生じるエネルギー損失を低減し、降下煤塵を安定して採取することができる。
また、採取容器３の上方に庇部材が設けられているので、採取容器３への雨水の浸入を抑制することができる。

このように、コストの増大を抑制しつつ、降雨の影響を受けることなく十分な量の降下煤塵を方向別に採取することができる。
また、導入管２と採取容器３とを連結部材９によって着脱可能な状態で簡易的に連結しているので、導入管２は手摺６に固定したまま、連結部材９を外すだけで、採取容器３だけを回収することができる。

《実施例》
図４は、実施例を示す図である。
ここでは、比較のため、本実施形態のタイプを含め三種類のタイプを実施した。
一つ目は、上面が開放された単なる受け皿状のタイプ１である。二つ目は、本実施形態のタイプ２である。三つ目は、フード５付き導入管２の他端を袋状のビニルで覆った、つまり排気口の無いタイプ３である。

これらのタイプ１〜３を、同一箇所に、七日間だけ設置した。タイプ２とタイプ３は、夫々、南方向に向けて設置しており、採取期間の風向きは主に北〜東北東であり、降雨もあった。
採取量は下記のような結果となった。
タイプ１：７８ｔ／ｋｍ²・月
タイプ２：１２ｔ／ｋｍ²・月
タイプ３：１ｔ／ｋｍ²・月

このように、タイプ１は、採取量が多いが、採取した降下煤塵がどの方向から降下してきたのかを特定することはできない。また、雨水が含まれているため、採取した降下煤塵のうち、水溶性の成分を分析することができない。一方、タイプ２とタイプ３は、採取した降下煤塵がどの方向から降下してきたのかを特定することができ、また雨水の浸入もなかった。但し、タイプ３は、排気口が無いゆえに、採取量が極端に少なくなることが判明した。

上記の実施例から明らかなように、タイプ２の降下煤塵採取装置１を用いれば、コストの増大を抑制しつつ、降雨の影響を受けることなく十分な量の降下煤塵を方向別に採取することができる。

《変形例》
なお、本実施形態では、一方向に向いた導入管２によって、一方向からだけの降下煤塵を採取する構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態の降下煤塵採取装置１を四つ組み合わせ、四方に向いた導入管２によって、四方からの降下煤塵を採取するようにしてもよい。

また、本実施形態では、断面が円形の導入管２を用いているが、これに限定されるものではなく、断面が多角形の導入筒であってもよい。
また、本実施形態では、導入管２と採取容器３とを連結部材９によって連結しているが、これに限定されるものではない。要は、導入管２に対して所定の隙間８を空けて採取容器３を懸吊支持することができればよいので、例えば導入管２の外周面に鉤状の突起を設け、この突起と係合可能な溝や突起を採取容器３の内周面に設け、双方を係合させることで、導入管２に対して採取容器３を懸吊支持するようにしてもよい。

また、本実施形態では、導入管２に別部材としてフード５を設けているが、これに限定されるものではなく、導入管２自体をフード５と同様な形状に形成してもよい。
すなわち、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、各部材の構成や形状は、任意に変更することができる。

１降下煤塵採取装置
２導入管
２ａ管
２ｂ直管
２ｃ外周面
３採取容器
３ａ内周面
４庇部材
５フード
６手摺などの構造物
７固定部材
８隙間
９連結部材

Claims

一端が水平方向又は略水平方向に開口し、他端が下方向に開口した導入筒と、
内周面が前記導入筒における他端側の外周面に隙間を空けて対向するように配置され、当該導入筒の一端から入り他端から落ちる降下煤塵を採取する採取容器と、
前記導入筒と前記採取容器とを連結する連結部材と、
前記採取容器よりも上方の位置で、前記導入筒における他端側の外周面に突設され、平面視で前記採取容器よりも大きな外形となる庇部材と、を備え、
前記導入筒における一端の開口断面積と他端の開口断面積とを同一又は略同一にし、且つ前記導入筒における他端の断面積と前記隙間の断面積とを同一又は略同一にすることを特徴とする降下煤塵採取装置。
前記導入筒の一端部には、上面側を覆い且つ開口方向に張り出すフード部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の降下煤塵採取装置。
前記連結部材は、前記導入筒と前記採取容器とを着脱可能な状態で連結することを特徴とする請求項１又は２に記載の降下煤塵採取装置。