JP6464906B2 - 粒子状物質捕集装置及び粒子状物質捕集装置の設置方法 - Google Patents

Description

本発明は、粒子状物質捕集装置及び粒子状物質捕集装置の設置方法に関する。

大気中に含まれる海塩粒子等の大気浮遊塩分は、金属や合金等（以下、金属等）を含む構造体に付着すると金属等の腐食を引き起こす。このため、大気環境により生じる腐食性を評価するために、構造体に対する大気浮遊塩分の付着度を測定することが行われている。大気浮遊塩分の付着度の測定方法として、支持体（ガーゼホルダー）に取り付けられたガーゼを所定期間大気中に曝露させて大気浮遊塩分を捕集する方法がある（例えば、特許文献１）。

国際公開第２０１４／０４９７１６号

ところで、特許文献１に記載の方法では、ガーゼに一度付着した塩分がガーゼから下方に落下してしまうことがある。このため、ガーゼにより捕集された塩分量を正確に把握するためには、ガーゼに加えて落下した塩分を回収する必要があった。このように、特許文献１に記載の方法ではガーゼによって一度捕集された物質がガーゼから下方に落下する可能性を考慮する必要があったことから、捕集された物質量をより正確に測定するため、落下した物質をより簡便に回収することができる手段が望まれていた。

そこで、本発明では、捕集された物質量をより正確に測定することができる粒子状物質捕集装置及び粒子状物質捕集装置の設置方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の粒子状物質捕集装置は、芯となる支持部と、前記支持部に巻き付けられて円筒形状を形成する綿と、を備え、前記綿は、下端側が前記円筒形状の外周面側で上方にまくりあげられている。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の粒子状物質捕集装置の設置方法は、芯となる支持部に綿を巻き付けて円筒形状を形成し、前記綿の下端側を前記円筒形状の外周面側で上方にまくりあげる。

本発明の望ましい態様として、前記下端側が上方に折り返されている。

本発明の望ましい態様として、前記下端側の上面が前記円筒形状の径方向の外側から内側に向かって下方に傾斜するように形成されている。

本発明の望ましい態様として、前記支持部の外周面は、格子状であり、前記綿は、ステープラ用つづり針によって前記支持部に固定されている。

本発明の望ましい態様として、屋根と、側方に設けられた通気用の開口部とを有する箱体を有し、前記支持部及び前記綿は、前記箱体内で立設する。

本発明によれば、捕集された物質量をより正確に測定することができる。

図１は、本実施形態に係る粒子状物質捕集装置の一例を示す斜視図である。 図２は、箱体内の構造の一例を示す図である。 図３は、支持部の構造の一例を示す斜視図である。 図４は、支持部に巻き付けられた綿の構造例を示す図である。 図５は、下端側のまくりあげの別の例を示す図である。 図６は、下端側のまくりあげの別の例を示す図である。 図７は、箱体が取り付けられた柱状の建造物の一例を示す図である。 図８は、箱体内部の構成の一例を示す斜視図である。 図９は、円筒形状を形成する前の綿の形態の一例を示す図である。 図１０は、シャフトに複数回巻き回された綿の一例を示す図である。 図１１は、シャフトに複数回巻き回された綿の一例を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態（以下、本実施形態と記載する）を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る粒子状物質捕集装置１の一例を示す斜視図である。図２は、箱体５０内の構造の一例を示す図である。本実施形態に係る粒子状物質捕集装置１は、支持部１０と、綿３０と、箱体５０とを備える。

図３は、支持部１０の構造の一例を示す斜視図である。支持部１０は、円筒状の外周面を有する。具体的には、支持部１０は、円筒状の外周面が格子状になっており、通気性を有する。より具体的には、支持部１０は、例えば円筒状の外形を有する合成樹脂製の構造体であり、樹脂製の格子が円筒の外周面を形成するよう設けられている。当該外周面は、例えば円筒の内側に存する円状のプレート１１によって支持されている。プレート１１は外周面を支持するための構造体の一例であって、当該構造体はプレート１１に限られるものでない。当該構造体は、例えば、輻（所謂スポーク）状であってもよい。

図４は、支持部１０に巻き付けられた綿３０の構造例を示す図である。綿３０は、芯となる支持部１０に巻き付けられて円筒形状を形成する。具体的には、綿３０は、例えば一般に市販されている脱脂綿である。支持部１０に巻き付けられる前の綿３０の形状は、例えば所定の厚みを有する矩形である（例えば、図９参照）。綿３０の所定の厚みは任意であるが、例えば、実験等により捕集の目的とする粒子状物質（例えば、海塩粒子等の大気浮遊塩分）を捕集するのに適するとされた厚みとすることが考えられる。係る矩形の綿３０は、支持部１０の外周面に巻き付けられることで外周面の形状に沿って円筒形状を形成する。矩形の綿３０の巻き付け方向の長さ、すなわち、円筒形状になった綿３０の円周を形成することになる辺の長さは、支持部１０の外周面に沿って一周以上することができる長さである。綿３０は、二重以上に重畳して支持部１０の外周面に巻き付けられてもよい。

綿３０は、ステープラ用つづり針４１，４２によって支持部１０に固定されている。具体的には、例えば支持部１０の外周面に巻き付けられた綿３０は、少なくとも巻き付け方向の最外周の端部付近で１か所以上、ステープラ用つづり針（例えば、２か所に設けられたステープラ用つづり針４１，４２）によって支持部１０の格子状の外周面に留められている。より具体的には、粒子状物質捕集装置１の設置者又は保守管理者は、支持部１０に対して綿３０を巻き付けた後に、一辺が開放された矩形状（コの字状）のステープラ用つづり針を打ち出すステープラを用いて綿３０と支持部１０とを綴じる。これによって、ステープラ用つづり針４１，４２が変形して綿３０を支持部１０に留める。ステープラ用つづり針４１，４２による留め箇所は、２か所以上であってもよい。本実施形態の綿３０は、図２に示すように、立設する支持部１０の上端寄りの位置及び下端寄りの位置の２か所でステープラ用つづり針４１，４２によって支持部１０に留められている。当該２か所のうち、下端寄りの位置は、後述するまくりあげの位置に対応し、支持部１０に巻き付けられた綿３０の重畳部分３３にステープラ用つづり針４２が打ち込まれている。

綿３０は、下端３０ａ側が円筒形状の外周面側で上方にまくりあげられている。具体的には、立設する支持部１０の外周面に巻き付けられた綿３０は、下端３０ａ側が上方に折り返されている。より具体的には、円筒形状である本実施形態の綿３０は、図４に示すように、巻き付け方向に直交する方向の一端であって、立設した支持部１０の下端側に位置する一端側（綿３０の下端３０ａ側）が上方に折り返された折り返し部３２を形成している。さらに、本実施形態では、綿３０の下端３０ａ側の先端が円筒形状の径方向の外側から内側に向かって下方に傾斜するように折り返されている。当該傾斜によって、本実施形態の折り返し部３２は、上面が円筒形状の径方向の外側から内側に向かって下方に傾斜する傾斜部３５となっている。当該先端を径方向の外側から内側に向かって下方に傾斜するように形成するのは、折り返しに限らず、湾曲であってもよいし、先端に対する圧迫等の圧力による綿３０の外形変更によってもよい。

図５及び図６は、下端３０ａ側のまくりあげの別の例を示す図である。本実施形態では、図４に示すように、上方に向かう折り返し回数が１回であるが、図５に示すように、２回以上折り込むようにしてもよい。また、図６に示すように、下端３０ａ側が曲線を描いてまくりあげられていてもよい。

本実施形態では、下端３０ａ側がステープラ用つづり針４２によって上方にまくりあげられた位置で固定されている。具体的には、図２に示すように、折り返されて二重以上になった下端３０ａ側がステープラ用つづり針４２によって支持部１０に留められている。

綿３０は、円筒形状の外周部で粒子状物質（例えば、海塩粒子等の大気浮遊塩分）を捕集する。具体的には、綿３０は、円筒形状の外周側に位置して大気に曝露している外周部に粒子状物質を付着させることで海塩粒子を捕集する。

海塩粒子等の大気浮遊塩分は、綿３０への付着後に水分が蒸発することで塩の結晶になる。綿３０の外周部に付着した塩は、付着後に下方に落下することがある。まくりあげられた綿３０の下端３０ａ側は、付着後に下方に落下した塩を受け止める容器状の構造（受け皿）として機能する。具体的には、図４に示すように、下端３０ａ側が折り返されることで、下端３０ａ側は、捕集用外周部３１ａに対して径方向に張り出した段差を形成する。捕集用外周部３１ａは、綿３０の外周部のうち、折り返し部３２よりも上方に位置する外周部である。綿３０の下端３０ａ側は、係る段差によって捕集用外周部３１ａから落下した塩を受け止める。

また、図４に示すように、本実施形態では、上方に折り返された下端３０ａ側の先端が円筒形状の径方向の外側から内側に向かって下方に傾斜するように形成されている。このため、捕集用外周部３１ａから落下した塩をより確実に受け止めることができる。

なお、まくりあげられた下端３０ａ側の部分のうち外周側に存する下端側外周部３１ｂ、すなわち、図４に示す範囲Ｂの外周面にも海塩粒子等の大気浮遊塩分に起因する塩が付着するが、下端側外周部３１ｂから落下した塩を受け止める構造物は綿３０自体によって形成されない。このため、海塩粒子等の大気浮遊塩分を捕集するための外周部に下端側外周部３１ｂを含めると、下端側外周部３１ｂから落下した塩の分だけ捕集された塩の量に誤差が生じることになる。よって、本実施形態では、下端側外周部３１ｂに付着した粒子状物質は、粒子状物質捕集装置１により捕集された粒子状物質として扱わない。具体的には、綿３０の回収後の分析処理に際して、下端３０ａ側と捕集用外周部３１ａとの段差によって受け止められている塩は分析の対象とされるが、下端側外周部３１ｂに付着した塩は下端側外周部３１ｂごと取り除かれる。言い換えれば、本実施形態では、綿３０の外周部のうち、下端側外周部３１ｂを除いた捕集用外周部３１ａ、すなわち、図４に示す範囲Ａの外周部が海塩粒子等の大気浮遊塩分を捕集するための外周部として扱われる。巻き付け方向に直交する綿３０の幅、すなわち、立設した支持部１０の立設方向に沿うことになる綿３０の幅は、捕集用外周部３１ａとして機能させる部分の綿３０の幅と、まくりあげられる下端３０ａ側の寸法とを考慮して決定される。

このように、立設する円筒状の外周面を有する支持部１０の外周面に綿３０を巻き付けて円筒形状を形成し、綿３０の下端３０ａ側を円筒形状の外周面側で上方にまくりあげる作業を行うことで、粒子状物質捕集装置１を設置することができる。

箱体５０は、綿３０が巻き付けられた支持部１０を内側に収納する。具体的には、箱体５０は、例えば、屋根部５１と、底部５２と、四つの側面部５３とを有する直方体状の形状を有する。箱体５０は、内部が空洞であり、綿３０が巻き付けられた支持部１０を内部に収納可能に設けられている。

箱体５０は、側方に通気用の開口部が設けられている。具体的には、箱体５０は、例えば、側方にルーバーを有する。より具体的には、箱体５０の四つの側面部５３はそれぞれ、複数の羽板５３ａが上下方向に間隔をあけて互いに平行になるように設けられている。羽板５３ａ同士の間の隙間が開口部として機能することで、箱体５０は、その内部に箱体５０外の大気（風）を通過させることができるように設けられている。

羽板５３ａは、箱体５０の内側から外側に向かって下方に傾斜するよう設けられている。これにより、雨等の降下物が開口部から箱体５０の内側に入り込むことを抑制することができる。また、屋根部５１は、箱体５０の側面部５３よりも外側に張り出すように設けられている。これにより、雨等の降下物が支持部１０に巻き付けられた綿３０に降り注ぐことをより確実に抑制することができる。箱体５０は、所謂百葉箱である。

図７は、箱体５０が取り付けられた柱状の建造物６０の一例を示す図である。箱体５０は、外側から内側に綿３０が巻き付けられた支持部１０を導入することができるとともに、内側で保持されていた支持部１０を巻き付けられた綿３０ごと取り出すことができるよう設けられていることが望ましい。本実施形態では、箱体５０の四つの側面部５３のうち一つが鎧戸となっていて開閉可能に設けられている。鎧戸は、太陽の日周運動において地平線より上側で子午線を通る方角（例えば北半球の場合、南側）の逆側（例えば北半球の場合、北側）に設けられることが望ましい。また、図７に示す例において、鎧戸を柱状の建造物６０（例えば、電柱等）側にすることで、柱状の建造物６０を登って綿３０が巻き付けられた支持部１０の設置及び回収を行う作業者がより作業をしやすくなる。

図８は、箱体５０内部の構成の一例を示す斜視図である。支持部１０及び綿３０は、箱体５０内で立設する。具体的には、本実施形態の箱体５０の内部には、綿３０が巻き付けられた支持部１０を立設した状態で保持し、支持部１０に巻き付けられた綿３０を箱体５０の内部で大気中に曝露させる状態とするための保持構造が設けられている。より具体的には、保持構造は、例えば、棒状の部材であるシャフト２１と、シャフト２１の両端を係止する二つの係止部２２，２３とを有する。シャフト２１は、支持部１０の円筒形状の中心軸とほぼ重なる状態で支持部１０のプレート１１を貫通するよう設けられる。本実施形態の支持部１０は、シャフト２１に固定されているが、シャフト２１を支持部１０から挿抜可能としてもよい。二つの係止部２２，２３は、例えばシャフト２１が鉛直に設けられるよう、シャフト２１の長さに応じた間隔を有する位置関係で上下方向に設けられる。支持部１０が固定されているシャフト２１を二つの係止部２２，２３が箱体５０の内部で係止することで、支持部１０は、円筒の中心軸が鉛直になるよう設けられる。二つの係止部２２，２３は、例えば下方の一方がシャフト２１を挿入可能な穴を有する係止部２２であり、他方が板状部材２３ａと、回動部材２３ｂとを有し、板状部材２３ａに形成された切欠部２３ｃに進入したシャフト２１を回動部材２３ｂにより保持する機構を有する係止部２３である。切欠部２３ｃは、例えば水平に設けられた板状部材２３ａの側方から内側に向かうよう設けられ、シャフト２１の径に応じた幅を有する。切欠部２３ｃが設けられた板状部材２３ａは、シャフト２１を側方から進入又は取り外し可能になっている。回動部材２３ｂは、板状部材２３ａの一面側で支点２３ｄを中心に回動可能に支持され、切欠部２３ｃの入り口側の開放と閉鎖とを切り替えるように回動する。係る二つの係止部２２，２３の具体的な形態はあくまで一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。

本実施形態では、二つの係止部２２，２３のうちシャフト２１の上方を係止する一方は、箱体５０内の屋根部５１側に固定されている。また、二つの係止部２２，２３のうちシャフト２１の下方を係止する他方は、箱体５０内の底部５２側に固定されている。

以上、本実施形態によれば、芯となる支持部１０と、支持部１０に巻き付けられて円筒形状を形成する綿３０と、を備え、綿３０は、下端３０ａ側が円筒形状の外周面側で上方にまくりあげられている。このため、粒子状物質を捕集する円筒形状の綿３０の捕集用外周部３１ａから捕集対象の粒子状物質又は当該粒子状物質に起因する結晶が落下したとしても、まくりあげられた下端３０ａ側で落下物を受け止めることができる。よって、綿３０の捕集用外周部３１ａ及びまくりあげられた下端３０ａ側によって捕集された物質の量を捕集された物質量とすることで、捕集された物質量をより正確に測定することができる。

また、下端３０ａ側が上方に折り返されている。このため、下端３０ａ側を折るだけで落下物を受け止めるための構造を形成することができる。よって、支持部１０に巻き付けられた綿３０をより簡便に、捕集された物質量をより正確に測定することができる捕集体として機能させることができる。

また、下端３０ａ側の上面が円筒形状の径方向の外側から内側に向かって下方に傾斜するように形成されている。このため、捕集用外周部３１ａから落下した塩をより確実に受け止めることができる。

また、支持部１０の外周面は、格子状であり、綿３０は、ステープラ用つづり針４１，４２によって支持部１０に固定されている。このため、より簡便に、支持部１０に綿３０を取り付けることができる。

また、下端３０ａ側がステープラ用つづり針４２によって上方にまくりあげられた位置で固定されている。このため、下端３０ａ側がまくりあげられた状態をより簡便な処理によって維持することができる。

また、綿３０が巻き付けられた支持部１０は、箱体５０内で立設する。このため、雨等の降下物が支持部１０に巻き付けられた綿３０に降り注ぐことを抑制することができる。

また、支持部１０に巻き付けられた綿３０が円筒状の形状を有することで、円筒の中心軸に交差するより多くの方向から風等に乗って飛来する大気浮遊塩分をよりむらなく捕集することができる。

以上、実施形態について説明したが、これらの実施形態の内容により本発明が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態等の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

例えば、綿３０を複数回巻き回してもよい。図９は、円筒形状を形成する前の綿３０の形態の一例を示す図である。図１０及び図１１は、シャフト２１に複数回巻き回された綿３０の一例を示す図である。具体的には、例えば図９に示すような扁平な綿をシャフト２１に複数回巻き回すことで、図１０及び図１１に示すように綿の層が多重に重なる円筒形状を形成するようにしてもよい。この場合、上記の実施形態における支持部１０に代えて、シャフト２１が芯となる。すなわち、シャフト２１が支持部として機能する。また、この場合、円筒形状の外周面側で上方にまくりあげられる下端側は最外周に位置する綿の層でよい。より内側の層の下端側については、切除等により当該下端側の外周面が粒子状物質の捕集の分析に用いられないようにする。なお、芯となる支持部の外周面の断面形状は、円形に限られない。例えば、多角形状であってもよい。

また、上記の実施形態では、シャフト２１と二つの係止部２２，２３により支持部１０を立設させているが、これは支持部１０を立設させるための具体的な形態の一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。例えば、支持部１０の円筒の両端から延出するよう設けられた繊維、紐又は布状の延出部を設け、延出部の両端を箱体５０内の天井側（例えば、屋根部５１の下面側等）及び底部５２側（例えば、底部５２の上面側等）に留めるようにしてもよい。

また、支持部１０又は支持部１０と一体的に扱われる構成には、大気中に曝露される期間中における方角を示す指標が付されていてもよい。例えば、支持部１０が固定されたシャフト２１の外周面のうち、箱体５０の鎧戸側に向いているべき面に中心線（例えば、筒の延設方向に沿う線）等の指標が付されていてもよい。この場合、作業者は綿３０が巻き付けられた支持部１０の設置において当該指標が正面に来るように設置することで、綿３０が巻き付けられた支持部１０の回収後にどの部分がどの方角を向いていたのかを容易に把握することができる。

また、鎧戸は必須でない。例えば、箱体５０の他の部分（屋根部５１等）が開閉可能に設けられていてもよい。

また、粒子状物質捕集装置１における綿３０は、海塩粒子等の大気浮遊塩分に限らず、大気中に存する他の粒子状物質を捕集することもできる。

また、粒子状物質捕集装置１が設けられるのは、柱状の建造物６０に限らない。粒子状物質捕集装置１は、例えば鉄塔等、通気性のある空間に面することができるあらゆる構造物に設けることができる。また、粒子状物質捕集装置１は、地上に設置されていてもよい。

１ 粒子状物質捕集装置
１０ 支持部
２１ シャフト
２２，２３ 係止部
３０ 綿
３０ａ 下端
３２ 折り返し部
３５ 傾斜部
４１，４２ ステープラ用つづり針
５０ 箱体
５１ 屋根部
５３ 側面部
５３ａ 羽板

Claims (6)

1. 芯となる支持部と、
   前記支持部に巻き付けられて円筒形状を形成する綿と、を備え、
   前記綿は、下端側が前記円筒形状の外周面側で上方にまくりあげられている
   粒子状物質捕集装置。
2. 前記下端側が上方に折り返されている
   請求項１に記載の粒子状物質捕集装置。
3. 前記下端側の上面が前記円筒形状の径方向の外側から内側に向かって下方に傾斜するように形成されている
   請求項１に記載の粒子状物質捕集装置。
4. 前記支持部の外周面は、格子状であり、
   前記綿は、ステープラ用つづり針によって前記支持部に固定されている
   請求項１から３のいずれか一項に記載の粒子状物質捕集装置。
5. 屋根と、側方に設けられた通気用の開口部とを有する箱体を有し、
   前記支持部及び前記綿は、前記箱体内で立設する
   請求項１から４のいずれか一項に記載の粒子状物質捕集装置。
6. 芯となる支持部に綿を巻き付けて円筒形状を形成し、前記綿の下端側を前記円筒形状の外周面側で上方にまくりあげる
   粒子状物質捕集装置の設置方法。

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