JPH0240212A - Ｐｍ１０サンプル用入口装置およびサンプル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フィルタへのフロー（流れ）の通路内にある
出口に向って大容量流が通過するフィルタ部材、および
環状入口開口を持った入口／％ウジングを含み、入口お
よびフィルタ間の空気流通路内に慣性粒子分類手段が配
置されたことを特徴とする大容量環境流内の粒子サンプ
ル装置用の入口ハウジングに関するものである。

（発明の概要） 本発明の入口が使用される大容量サンプラは、例えば、
毎分４０フイート立方のレンジの流れを設定される。入
口へ流入する空気流は大容量サンプラに通ずる標準の毎
分４０フイート立方であり、前記サンプラは粒子分類の
ために要求される毎分約２フイート立方の第２吹入口流
を必要とする。

毎分２フイート立方の流れが、別個の出口で排出（消費
）され、標準大容量サンプラには連結されない。したが
って、毎分４２フイート立方の全体流が、その入口から
入ってくる。

入口への開口は、ドーム状カバーの下側の環状開口であ
る。スクリーンが、虫や大きな破片が入口ハウジングに
入ってくるのを防ぐために準備されている。破片を含ま
ない空気流が所望のインバクタ装置を通過し、大粒の粒
子が僅か毎分約２フイート立方の２次的な出力流によっ
て捕捉される一方、より小さな粒子は、下側に配置され
た大容量のサンプラフィルタに向けて、４Ｑｃｆ’ｏ＋
（フィート立方７分）の主流によって運ばれる。

大粒の粒子は、その主流から慣性的に分離され、より小
さい第２次またはマイナー流へ通される。

大容量サンプラへ通じる主要流は、標準の毎分４０フイ
ート立方に保持される。

入口空気流内の粒子は、１０ミクロンより大きいものと
、より小さいものとのサイズ分類に分離される。

毎分２フイート立方の流れと共に流出する大型粒子は、
第２フイルタによって空気流から除去されるか、通常の
インバクタまたは他の装置で分析されるか、あるいはま
た空気ポンプを通過して環境内へ吹き戻され得るように
される。

本発明によれば、表面上に大型粒子を収集する必要がな
く、したがって、オイル塗布した表面が必要でなくなり
、メンテナンスが非常に容易になる。

本発明の好ましい実施例は、粒子分離のために、大容量
のバーチャルインパクタ（ｖｉ　ｒｔｕａｌｉｍｐａｃ
ｔｏｒ）を使用している。インパクタは、所望ならば、
直列に配置することができる。また、実施例において示
されているように、粒子の分離は、サンプラに向って開
口している入口部の上に配置されたインパクタによって
実行できる。入口ハウジングは、比較的大きなドームを
使用することによって、雨水から十分に保護されている
。その流れの中へ入ってくる可能性のある水粒子は大型
のものであるから、より大きい固形粒子と共に分離され
、大容量フィルタ上に収集されるデータに障害を及ぼす
ことはない。

（実施例） 本発明について、以下に図面とともに詳細に説明する。

図面を参照すると、全体的に１０で示されている大容量
サンプラは、ダクト１２に取付けられている空気ポンプ
１１を含んでいる。

図示のポンプは、調整容量を持つファンである。

図示の構成において、モータ１３によって駆動されるポ
ンプ１１からの容量は、ダクト１２を通過する毎分４０
フイート立方の標準流である。

サンプラは、ポンプ１１上の適当なフレーム１６上に取
り付けられている、全体的に１５で示されている標準の
８７１０インチフィルタを含んでいる。

そこを通って、毎分４０フイート立方空気流が流れ、空
気流によって運搬される粒子は、ダクト１２に入る前に
濾過される。通常、標準の８／１０インチ大容量フィル
タは、１０ミクロンより小さい粒子を集めるために使用
される。入口ハウジング２０は、フィルタ１５上にフィ
ツトするベースフランジ２１を持っており、通常の方法
により、フレーム１６に適当な押えねじで取付けられて
いる。

入口ハウジング２０は円筒壁２２を備え、ハウジング２
０の上端は流れ案内壁２３を備え、壁２３はハウジング
２０の最上部をカバーし、さらに、その外側エッヂは、
上方および内側に傾斜して滑らかに伸びた環状の流れ指
向壁２４を持っている。ハウジングの外側および、ハウ
ジングの周囲には、壁２３の一部を形成する平面状の周
辺フランジまたはリム２５があり、それはハウジング２
２から外側へある距離だけ突び出している。

ドーム形カバー２７は壁２３の上を覆っており、上方に
間隙をもって配置されたリム２８または外側周辺フラン
ジを備え、リム２８はフランジ２５とほぼ平行であるが
、より大きい外径を有する。

カバー２７は、壁部分２４に対して相補的に傾斜した入
口流指向壁部分２９を持っており、壁部分２９は空気流
通路を形成するようにそれから隔離されている。

カバー２７はまた、壁２３の中央部をカバーする中央ド
ーム部分３０を持っている。カバー２７は、適当な隔離
部材またはスペーサ部材３３によって、壁２３に相対的
に支持でき、もし所望ならば、カバー２７が取外しでき
るように、適当な押えねじ３４で所定位置に保持できる
。カバー２７は、ハウジングの周囲全体に伸びた環状の
入口空気流開口部３５を形成すると共に、前述のように
、環状入口開口部３５から上方向に伸びた壁部分２４に
対して、入口空気流通路３６を規定するような位置に保
持される。

壁２３の中央部は、円錐壁部分３７で下方向へ伸びるよ
うに形成されており、部分３７は、ハウジング２０の中
心軸上に中心軸を持つ円筒ノズル３８で終端している。

円錐壁部分３７は、ベンチュリー効果を示し、ノズル３
８を通過する入力空気流を加速する。

スクリーン４０が、円錐壁３７の上端部に設けられてお
り、入口開口部３５より入力して通路３６を通過する空
気流から、大型の虫や破片などを分離する。粒子分類は
、ノズル３８と同軸であり、ノズル３８の下に隔離され
、かつ心合せして配置された円筒チューブ４５を用いて
達成される。

受けロチューブ４５は、ノズル３８よりも、わずかに大
きい直径であり、所望の軸長を有している。

それはまた、閉塞底壁４６を持っている。

横方向に伸びたマイナーフローチューブ４７が、受けロ
チューブ４５の内室４８に開いている。

フローチューブ４７は、ハウジング２０の側壁を貫通し
て延びている。チューブ４７は、受けロチューブ４５を
支持するように、堅固に作られることができるし、また
は所望ならば、受けロチューブ４５は、壁２２に延びた
単独のスパイダ型放射支持部材上に支持されることもで
きる。

マイナーフローチューブ４７は、チューブ４７を通して
少量の流れを導く少量ポンプ５０に連結されており、こ
の流れは、所望ならば、フィルタ４９を通過する。前記
フィルタは、チューブ４７を通過するマイナーフローに
よって運ばれる粒子を収集することができる。

大容量粒子サンプラの使用時に、ポンプ５０はチューブ
４７を通過する標準大容量流入量の約５％を引くように
作動する。主流（メジャーフロー）は、ポンプ１１によ
って制御されながら、フィルタ１５を通過する。例えば
、毎分４２フイート立方の全流量が、２つのポンプ１１
および５０によってもたらされる。全流量は、矢印５２
によって示されているように、環状入口流れ開口部３５
を通して流入し、その流れは通路３６を通り、壁部分２
４および２９間をスムーズに上方向へ流れる。

その流れは、スクリーン４０を通過して円錐状ベンチュ
リ部材３７の中へ流入し、°そこで、受けロチューブ４
５と直接−列に配列されているノズル３８を通過する前
に、その空気流が加速される。

ノズル３８から出た流れの方向は、矢印５３によって示
される。

主流は、ノズル３８の下端および受けロチューブ４５の
上端の間のスペース５４を通過しなければならないので
、大きな慣性力を持つ粒子の方が、より軽い粒子に比較
して、より大量の、またはより大きい距離だけ、受けロ
チューブ内に運搬されることになる。より大きな粒子は
より大きな慣性、したがって、より長い停止距離を持ち
、より小さい粒子に較べて、受けロチューブ内の、より
遠くまで侵入させられる。

スペース５４と共に、ノズル３８および受けロチューブ
４５の大きさを適当に選択することによって、１０ミク
ロン以上の粒子は受けロチューブ４５に選択的に捕獲さ
れ、一方、より小さい粒子は、矢印５５によって示され
ているように外側へ通過するようになる。矢印５５で示
されている流れに運搬されるより小さい粒子は、検査の
ために、フィルタ１５によって収集される。

マイナー流チューブ４７を通過する毎分２フイート立方
のマイナー流が、より大きい粒子を受けロチューブ４５
から流出させる。そこで、粒子はフィルタ４９を通過し
て収集されるか、または通常の粒子インパクタ（衝突集
塵器）またはその他の装置で分析される。より大きい粒
子は、ポンプを通過して環境の中へ放出されるようにす
ることができる。

分類ノズル３８および受けロチューブ４５には可動部分
が含まれていないが、それらは、フィルタ１５上に収集
されるものと、受けロチューブ４５を通して主流から除
去されるものとの間に、非常に精密に定義されるカット
オフ（遮断）粒子サイズを提供する。

空気流入口開口部３５もまた、分類システムを雨水が通
過することがないように、十分に保護されている。図か
ら分かるように、ドームカバー２７は雨水を防ぎ、リム
２８はリム２５よりもより大きい直径であるので、水は
ドームから滴下し、空気流入口開口部３５から侵入する
ことはないようになっている。水が入口開口部３５の中
へ運ばれたとしても、それは、上方に突き出た環状表面
部２４にそって上方へ進まざるを得ず、そこで集められ
て入口開口部から流出する。

一般的には、水はスクリーン４０に達しないことが期待
される。それが達した場合には、その水滴は、１０ミク
ロン以上の大きさを持つことがほぼ確実であるので、他
の大きい粒子と同様に、受けロチューブ４５を含む分類
システムによって除去されるであろう。そのような水は
、大容量フィルタ１５上に収集されるデータに障害を及
ぼさないように、マイナーフローチューブ４７を通して
排出されるか、または廃棄されるであろう。

第３図は、本発明従って実施された第２の好適実施例の
大容量サンプラを例示している。この実施例では、１０
ミクロン粒子よりも大きい粒子を分離するためのバーチ
ャルインバクタ、および任意選択的に図示された、サン
プリング入口の外側ハウジング内の適当位置に取り付け
ることのできる２、５ミクロン・カットオフのバーチャ
ルインパクタによる直列分離（ｓｃｒｌｅｓ　５ｅｐａ
ｒａｔｉｏｎ）が利用される。

総括的に６０で示されている大容量粒子サンプラが、外
部位置にサンプラを取り付けるため使用できる標準高さ
スタンド６１上に示されている。

スタンドは、その底部に、空気出口開口部をもっている
。スロート部６２がスタンドの最上部に取り付けられて
おり、通常の応用においては、６３で示されている標準
の高速流（ｈｉｇｈ　ｆ’ｌｏν）フィルタが、スロー
トの底部分において、環状の隔離壁またはリム６４上に
取り付けられる。

適当なブロワ−またはポンプ６５が、隔離壁またはリム
６４の下側に取り突けられており、フィルタ６３を通し
て所望量（一般には毎分４０フイート立方の範囲で）の
空気流を吸引する。

フィルタ６３およびブロワ−またはポンプ６５は、第１
図に示すように方向付けることができる。

スロート６２は、全体的に７１で示されている入口アセ
ンブリを支持している。前記入口アセンブリは本発明の
第１実施例の入口部分に類似しているが、粒子の１０ミ
クロン・カットオフを実現するための、総括的に８０で
示されている大容量垂直インパクタを使用している。垂
直インバクタは、入口アセンブリの一部として形成され
ており、スロート６２の周辺から外側に伸びた水平部分
６６Ａを持つ環状フランジ６６を含んでいる。

フランジ６６は、水平外側部６６Ａから垂直部６９まで
、内側に、かつ上方にカーブを描いた曲線環状中間部６
８を備えている。フランジ６６の垂直部６９はそれから
、後でより詳細に説明される、インバクタ・アセンブリ
用のノズルを支持する、カバープレート７０を持った内
筒壁として形成されている。

入口フランジ６６およびインバクタ８０は、水平部６６
Ａを覆う環状フランジ７４を持ち、かつフロート部６２
の頂部周辺に環状の入口開口部７５を規定するドーム形
ハウジングまたはカバー７３で覆われている。カバー７
３は、適当なスタンドオフ部材７６により、プレート６
６に対して支持されており、例えば、そのアセンブリの
周囲に配置した３つまたはそれ以上のスタンドオフが、
前述と同様の方法で使用されており、ハウジングまたは
カバー７３を取外すために、迅速に取り外すことができ
る。

カバー７３は、入口壁６６の垂直部６９と一列に整列さ
れた大きな開口部（目のあらい）の環状スクリーン７８
゛を持っている。入口開口部７５を通して入来する、サ
ンプリングされた環境空気（流体）は、あらいスクリー
ン７８を通過しなければならない。スクリーン７８は木
の葉（ｌｅａｖｅｓ）や大きい破片を濾過、除去する。

フランジ６６のカーブ部分６８は滑らかな曲線になって
いるので、入口空気流（矢印７９によって示された）に
よって選ばれたエーロゾル粒子は、フランジ６６の表面
に衝突することはなく、強制的に離脱させられる。した
がって、入口それ自身においては、衝突現象は存在しな
い。図示しているように、円筒壁部６９の上端は、フラ
ンジ７４の面より上まで伸びていて、風で吹きよせられ
た雨水滴のような粒子が水平方向に入ってきて、インパ
クタ装置８０の中へ直接に通過するのを防ぐようになっ
ている。

図示しであるように、フランジ６６Ａの上部の壁部分６
９の上端のスペースは、空気がインパクタ装置へ流れ込
む環状の流れチャネルまたはスロートの放射方向幅にほ
ぼ等しい。

入ロア５に流入する空気流は、次に、インバクタ・カバ
ープレート７０上で、８１に形成された室の上部および
周囲を移動する。プレート７０は、バーチャルインバク
タ８０のための入口ノズル支持プレートを形成している
。図示しであるように、インパクタノズル配置は、実質
的に、米国特許節４．６１０，１３５号明細書に示され
ている構造と類似している。

ブロワ−またはポンプ６５は、スロート６２およびイン
パクタを通して空気を吸引し、入口間ロア５を通る空気
流入を生じさせている。その流通路により、プレート７
０の中心軸の周囲に環状に配置した複数の入口ノズル８
６（第４図および第５図参照）を通して空気が流入する
ことになる。

前記の流れは、入口ノズル８６の各々がその流れの一部
分を伝えるように等化する。

入ロア５からブロワ−６５を通る唯一の流れ通路は、バ
ーチャルインバクタの入口ノズル８６を通っている。ノ
ズル８６は流れを加速し、また各ノズルは対応する受け
ロチューブ８７と軸方向に一列に整列されている。受け
ロチューブ８７の各々は、カバープレート７０に平行で
、かつこれから隔離されている壁９０に支持されている
。

壁９０の外側端縁は、フランジ６６の円筒壁部分に結合
する（第５図参照）。環状壁９０Ａはまた、壁９０内の
中央開口部の周辺で、壁９０にも結合する。環状壁９０
Ａは、環状リングベース壁９２に結合する。封止された
室９１が壁９０Ａの外側に形成され、これは壁９０．ス
ロート部６８、壁９２、および壁９０Ａによって包囲さ
れている。

環状壁９０Ａの内部は、カバープレート７０の下側の開
口部９３を形成している。主（メジャー）空気流は、図
示のように、ノズル８６から横方向へ流れ、内部開口部
９３を通ってスロート６２の中へ流れ、さらにフィルタ
６３を通過する。その代りに、フィルタ６３は、所望な
らば、開口部９３の下端に配置することもできる。小さ
い粒子は、他の方法でもカウントし、分析することがで
きる。

マイナーフローが、室９１からブロワ−またはポンプ８
８によって形成される。このフロー通路は、その途中に
、粒子コレクタまたはフィルタ９７を持っている。１０
ミクロン（またはその他のカットサイズ）以上の粒子が
受けロ８７内を通過し、室９１からマイナーフローによ
って運び出される。ブロワ−８８は、主流の既知の割合
部分である（マイナー）フローを生じさせる。例えば４
０ｃｆａ（フィート立方７分）メジャーフローおよび約
２　ｃ［’ｍのマイナーフローが使用される。

１０ミクロン粒子力・ソトオフ・サイズを実現するよう
に、バーチャルインバクタ・アセンブリ８０が形成され
る。フィルタまたはコレクタ９７内の大きい粒子もまた
分析され、カウントされることができるが、また、所望
に応じて、他の処理をしたり、廃棄したりすることがで
きる。

符号１００で総括的に示されている、代りの補助インバ
クタは、所望ならば、例えば２．５ミクロンという、異
なった粒子サイズ・カットオフを提供するように、米国
特許節４，６７０，１３５号明細書に示されているのと
同じ様に構成することができる。

任意のインパクタからのマイナーフローは別個のブロワ
−によって・も形成でき、この場合、フィルタ６３は最
終分離後の主空気流を収集する。

補助インパクタ１００が使用されない場合、フィルタ６
３は、１０ミクロン以下の粒子を収集するために使用さ
れることが理解できるであろう。

第１のインパクタ８０からの流れは、フィルタ６３を直
接通って通過し、粒子が収集される。補助インバクタが
使用される場合には、２．５ミクロン・カットオフ以下
の粒子がフィルタ６３上に収集されるであろう。

補助インバッタ１００上のバーチャルインパクタ８０に
対する補助流は、本発明の第１実施例に関連して記述さ
れているように、粒子を流出させる。

ここでハウジングまたはカバー７３は、同様に、所望な
らば、壁６６Ａの端縁を越えて外側へ延びるように形成
できるフランジ７４を持っており、入口スロート部分６
９および６８の表面は雨水を防いでいる。雨水は、イン
パクタシステムに浸入するためには、曲線表面部分６８
を横切り、垂直壁６９を伝っていかなければならない。

それ故に、雨水が集合し、水滴となって滴下する傾向を
生ずる。

フランジ７４よりも上方に、円筒壁部分６９の上端が配
置される理由は、水が、強風で運ばれて水平に移動した
場合に、すぐに粒子分類インバクタに運ばれて粒子と共
に収集されることがないことを確実にするためである。

バーチャルインパクタは、同様に、１０ミクロン粒子デ
バイスのための漂準サイズ収集ハウジング内の慣性収集
（Ｉｎｃｒｔｉａｌ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）手段を提
（共する。

第６図には、本発明のさらに他の実施例が幾分概略的に
示されている。サンプル入口部１０５は、概略図的にの
み示しているスロートチューブ部材１０６に取り付けら
れているが、本発明の前述の実施例で示されているのと
同様の方法でも支持できる。スロートチューブ部材１０
６は、支持ハウジングを形成する管状ハウジングであり
、その上に載置された上部ハウジング１０７を持ってい
る。

上部ハウジング１０７は、バーチャルインバクタ・粒子
セパレータ部１０８、および取外し可能のカバーハウジ
ング部１０９を含む２つの部分から形成されている。セ
クション１０８および１０９は、迅速結合ファスナーに
よって一緒にボルト締めまたは、結着されることのでき
る適当なフランジ１０８Ａおよび１０９Ａによって結合
される。フランジ１０８Ａおよび１．０９　Ａは、それ
らの結合部分での空気流を防止するために、ガスケット
結合することができる。

ハウジング１０７は、スロートチューブ部材１０６上に
固定された小さな耳１１３から延びることのできる、適
当なスタンドオフ部材１１２および、ハウジングセクシ
ョン１０８の下端に結合できる耳１１４上に支持されて
いる。

本発明のこの実施例において、スロートチューブ部材１
０６の上端壁１１５は、入口開口部１１６の下方部分を
規定しており、前述したように、それは環状開口部であ
る。壁１１５は、入って来る流れを上方向に指向させる
とともに、雨水などが入口開口部の内部へ直接浸入する
ことを防止するために、上方向にカーブしている、曲線
状周辺入口フランジ１１７を備えている。

ハウジング部１０８は、壁１１５の上部中央表面１１５
Ａの面と、少なくとも同一レベルにまで、下向きに延び
たスカート１１８を持っている。中央表面部分１１５Ａ
は、曲線状のフランジ１１７によって囲まれている。こ
れはまた、入口開口部１１６を通して雨水が入り込んで
くることを防いでいる。

粒子分離を行なうバーチャルインバクタは、セクション
１０８の環状閉塞壁内にある。管状セクション１０８の
下端は、横断壁１２０で閉塞されている。横断壁１２０
は、壁１１５の上に隔離配置されており、複数のノズル
１２１を持っている。これらのノズルは、プレートまた
は壁１２０の中心軸の周囲に配列され、また、矢印１２
２によって総括的に示されている空気流を受け入れるテ
ーバ付き入口を持っている。ノズルは垂直の中心軸を持
っている。

内部インパクタハウジング１２６は、環状壁をその周囲
に持っており、環状空気流通路１２８を形成するように
、ハウジング部１０８の壁の内面に対して閉塞されてい
る。そのために、ノズル１２１を通って入来する空気は
、矢印１３０で示されているように、水平（横）方向お
よび上方向へ流れるように強制されるであろう。

キャップ部材１３１は、適当な方法で壁１２６の上に取
付けられる。さらに、高容量フィルタ１３２が、壁１２
６の上端とキャップ１３１との間に配置される。キャッ
プ１３１は、その中に複数の開口部１３３を持っており
、ポンプまたはブロワ−１３５によって空気が吸い込ま
れるとき、その中を通って空気が流れることができる。

本発明のこの構成において、ポンプまたはブロワ−１３
５は、壁１１５および壁１２０の中央部を気密貫通し、
さらにマイナーフロー室の部分を形成する壁１４０およ
び１４１をも貫通する導管１３６に連結されている。璧
１４１は、壁１２６に密封固定され、壁１４１上に高圧
室（プレナムチャンバ）１４２を形成する。室１４２は
、フィルタ１３２の下側にあり、かつフィルタ１３２の
底部に向って開いている。

ポンプ１３５によって吸い込まれ、入口１１６を通して
入ってくる空気流は、ノズル１２１を通過し、主流は、
粒子がフィルタ１３２上に収集されるように、環状通路
１２８、キャップ１３１内の開口１３３を通り、さらに
フィルタ１３２を通って流れる。この空気は、次に、高
圧室１４２を通って導管１３６へ入り、次に、ポンプ１
３５によって運び出され、通常の方法で放出される。

分類用のマイナーフローは、周辺壁１２６、壁１４０及
び１４１によって形成されるマイナーフロー室１４７か
ら得られる。壁１４０は、その中に取り付けられ、それ
ぞれのノズル１２１と軸方向に整列された多数の受け口
管１４８を持っている。マイナーフローは、総括的に１
５０で示され、導管１５１を通して材料を吸い込む、ポ
ンプおよびコレクタ配置によって形成される。導管１５
１は、図示のように、導管１３６の内部を通過するが、
そこからは気密遮断されている。導管１５１は、マイナ
ーフロー室１４７に連通されている。

ポンプおよびコレクタ１５０によって形成されるマイナ
ーフローの容量は、ノズル１２１によって上向きに、受
け口管１４８の中へ運ばれる粒子が、マイナーフロー室
１４７を通って運ばれ、さらにポンプおよびコレクタ１
５０を通って排出されるように調整することができる。

この形式の配置の利点は、フィルタおよびその上に収集
された粒子が、容易に取外され、かつ分析できるように
、カバー１０９をはずすことによって、キャップ１３１
に容易にアクセスでき、またフィルタ１３２もアクセス
ができるようになっていることである。このことにより
、サンプリング入口の保守、修理がより容易になり、わ
ずられしさが少なくてすむようになる。

９１２０は、所望のどんな方法ででも、ハウジング部１
０８用のハウジング壁に取付けることができ、マイナー
フロー室およびその上に延在するフィルタ１３２は、所
望どおりに支持できる。

導管１３６は、１０ミクロンでの粒子分離のために、適
切な空気流を可能にする大きさにすることができる。

本発明の第２および第３実施例に示したように、中心軸
の周囲に環状に配置されている衝突（ｉ　ｌ１ｐａｃｔ
　１ｏｎ）ノズルを使用する時に、ノズルの数は、他の
環状列が形成できるように、ノズルが取り付けられてい
るプレートの直径を単に増加させるだけで、実質的に増
加させることができる。

ノズルは、もちろん、半径線上に配置することができる
し、または、構造上の便利さのために所望ならば、相互
にずらして配置することもできる。

第７，８および９図に示すように、１５０で総括的に示
されている大容量インパクタハウジングは、主支持部１
５１を含んでおり、主支持部は地面上のコンクリート土
台のような適当なベースに取り付けられ、その断面は、
図示のように、円筒形になっている。支持部分１５１は
、標準の大容量ＰＭ’１０用入口を実入口るための所望
の高さに伸びている。

なお、ｒＰＭｌｏＪは、１０ミクロン以下の大きさの粒
子の濃度を意味する。図示するように、支持部分は、サ
ンプラの２つの異なった部分へのアクセスを可能にする
、第１および第２のアクセスドア１５２および１５３を
、その壁に持っている。

ドアは、入口部を分解したり、取り外したすせずに、そ
のサンプラをサービス（保守、点検）することを可能に
するであろう。スタンドまたは支持部１５１は、サンプ
リングのために使用されている粒子収集ユニットを支持
するために使用される。

本発明のこの実施例においては、環状の空気入口開口部
は、１５５で一括的に示されており、支持部１５１の輪
郭を越えて外側に突出している下方フランジ１５６によ
って形成されている。

フランジ１５６は、曲線部１５８を持つ内部環状壁５７
の延長部であり、入口の周囲に環状に突出している。壁
１５７は、それに連結された頂部プレート１５９を持っ
ており、プレート１５９は、カバー１６３で閉塞されて
いる上部室１６２用の隔離壁を形成する。

カバー１６３は、おおむね円筒形の外壁１６４、および
壁１６４に一体化されて外側に拡張突出する環状フラン
ジ１６５を持っており、フランジ１６５はフランジ１５
６と平行であり、かつそれから隔離されている。カバー
１６３は、ユニットを組立状態に保持するために、中間
にスペースをおいて配列された、適当なスタンドオフ固
定部材１６６の上に支持されている。

そのカバーの頂部壁１７０は、１７３で総括的に示され
ているインパクタアセンブリに、木の葉やそれに類する
ものが入り込んでくるのを防ぐ、あらい環状スクリーン
１７２を支持するために使用されるフランジ１７１を、
その内部表面上に持っている。

第８図に示すように、支持部またはスタンド１５１の内
部は、支持部またはスタンド１５１内部で上部室１７９
を規定する下部隔壁１７５で仕切られている。室１７９
は壁１５９と壁１７５の間に形成されており、インパク
タアセンブリ１７３は壁１５９上に支持されている。受
けロチューブアセンブリ用の支持部は、壁１５９から伸
びた構成部分１７６を含んでいる。

空気ポンプ１８０が、端壁１７５の出口開口部を通して
適切な高容量流の主空気流を生成し、これによって、入
口開口部１５５を通って内側へ、それから、カバー１６
３によって形成されている室１６２の中に向って上方向
に流れる、毎分約４０フイート立方の流れを達成するよ
うに備えられている。さらに空気は、プレート１５９の
中央部にあるベンチュリ型下向き開口ノズル１８２を通
って流れる。

ノズル１８２は、支持またはスタンド１５１の軸上に中
心をもつ中央開口１８３を持っている。

ノズル開口１８３は、部材１７６によって支持されてい
る受けロチューブまたはノズル１８５の開口１８４と一
列に整列されている。受けロチューブ１８５は、図から
分るように、底部に向って開いているノズルよりも、よ
り大きい直径の環状内部室１８６を形成する境界壁を持
っている。

閉塞プレート１９０が、この開口を横切って配置されて
おり、適当なねじ１９１によって定位置に保持される。

閉塞プレート１９０は、適当なスリーブ１９３上に、フ
ィルタアセンブリ１９５を支持している。フィルタがス
リーブ１９３の周囲を気密に閉じているので、開口部１
８４を通して入ってくる空気は、室１８６から出るため
には、フィルタ１９５を通過しなければならない。

閉塞プレート１９０は、その中に出口導管１９７を持っ
ている。この導管はマイナーフロー空気ポンプ１９８に
連結されている。導管１９７はスリーブ１９３の中央部
に開口している。ポンプ１９８を通る流れは、毎分２フ
イート立方の範囲であるのが望ましい。

主流は、開口１７７を通って向きを変え、フィルタ２０
３または、総括的に２００で示されている任意の第２高
容量バーチヤルインパクタ（構造的には、米国特許節４
，６７０．１３５号に示されているインパクタに対応す
る）を通って流れる。

その大容量インパクタは、インパクタハウジング２０２
の周囲に、多数の入口ノズル２０１を持っている。イン
パクタはまた、空気が、そこを通して主空気流ポンプ１
８０へ通過するのに適切な大容量フィルタアセンブリ２
０３を持っている。インパクタ内で分離されなかった粒
子は、もし所望ならば、所望の方法で、フィルタ２０３
上で収集することができる。

空気ポンプ１８０によって生じた毎分約４０フイート立
方の大体積の流れが、インパクタハウジング２００内の
フィルタ２０３を通って流れる。

大容量性能のために、インパクタ２００においては、非
常に低い圧力降下しか生じない。付加的なインパクタア
センブリは、所望ならば、付加的な粒子のカットオフ寸
法を提供する。例えば、インパクタ２００は、２．５ミ
クロンの粒子カットオフを実現できる。

フィルタ１９５は、第９図に示すような第２の閉塞プレ
ートアセンブリで、その閉塞プレート１９０を置換する
ことによって、異なったタイプのものに変えることがで
きる。第９図において、閉塞プレート２１０は、導管１
９７に対応した導管２１１を持っており、これは空気ポ
ンプ１９８に接続される。閉塞プレート２１０は、プレ
ート１９０と同じ大きさであり、その周囲にリムを持っ
ている。適当なシール手段が使用でき、プレート２１０
が、ねじ１９１によって定位置に保持される。

２１２で示されている４インチ丸型フィルタが、本発明
のこの実施例では、プレート２１０の上方に支持されて
いる。フィルタ２１２は、粒子収集に使用される標準フ
ィルタであり第８図に示された型のフィルタよりも好ま
しいかも知れない。

インバクタアセンブリに対する保守、修理が必要になっ
た場合には、アクセスドア１５２または１５３が、アク
セスを容品にするために操作でき、収集された粒子は、
容易に取出され、分析されることができる。

支持部１５１は、ユニットの周囲に、滑らかな空気流を
実現するために、円筒形になっている。

入口流れチャネルは、流れの方向に変化をもたらすよう
に、オフセットされているので、実質的に水平に、入口
の中へ雨水が吹き込んだ場合に、粒子の収集に障害を引
き起さないように、その向きを変えて排出することがで
きる。

第３図に示すように、本発明の前の実施例で達成された
２重ステージ収集が、第７，８図の装置によっても、同
様に達成される。

粒子を収集するために必要とされる表面が存在しないの
で、オイルで被覆したり、オイルをしみ込ませたりする
多孔性表面を持つ必要がない。オイル表面を省略できる
ことは、保守を最少限にする。入口構造はシンプルであ
り、環状の入口開口とバーチャルインパクタまたは分類
部を必要とするのみである。さらに入口は、粒子用の所
望の１０ミクロン・カットサイズを正確に持つように、
既知の原理を用いて、設計することができるという利点
を持っている。

本発明は、好ましい具体例に従って記述されているが、
その分野の専門知識を有する者は、本発明の精神と範囲
を超えることなく、形式や詳細仕様を変更できることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って製造した大容量サンプラ用の
簡略化された入口構造の垂直断面図である。 第２図は第１図の２−２線に沿う断面図である。 第３図は、本発明に従って製造された代表的なエーロゾ
ル・サンプリング用入口の垂直断面図であり、オプショ
ンの２．５ミクロン・バーチャルインバクタを持った、
１０ミクロン粒子サイズ・カットオフ用のバーチャルイ
ンバクタを使用したものである。 第４図は第３図の４−４線で示した断面図である。 第５図は、使用されている代表的なバーチャルインバク
タを断面で示す、第３図と同様の部分拡大断面図である
。 第６図は、本発明のさらに他の実施例の垂直断面図であ
り、第３図とは逆配列のインパクタを示している。 第７図は、インパクタハウジングの変形例の斜視図であ
り、保守サービス用のアクセスドアを持った円筒形外側
ハウジングおよび本発明のフランジ付入口を示している
。 第８図は、第７図に示された装置の最上部または上側部
分の断面図である。 第９図は１次インパクタサンプリング領域の下方部分の
部分断面図であり、その中の異なったタイプのフィルタ
を示している。 １０・・・大容量サンプラ、１１，５０，６５゜８８・
・・ポンプ、１５，４９．６３・・・フィルタ、３５．
７５・・・入口開口部、３８・・・ノズル、４５゜８７
・・・受けロチューブ、４７・・・マイナーフローチュ
ーブ、５２・・・入口流、８０・・・バーチャルインパ
クタ、８６・・・入口ノズル、９７・・・粒子コレクタ
、１００・・・補助インパクタ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）環状の空気流用の入口開口を持った入口ハウジン
   グ、およびフィルタを有し、標準の高体積の流れがフィ
   ルタを通過して流通路内の出口へ流れる粒子サンプラ用
   の入口装置であって、 空気流用入口開口およびフィルタの間の流れ通路に配置
   された粒子慣性分類手段を具備したことを特徴とする粒
   子サンプラ用入口装置。
2. （２）慣性分類手段が、ハウジング内に取り付けられ、
   空気流用の入口開口を通して流れ込む流れを通過させる
   、少なくても一つのノズル、および前記ノズルと同軸上
   に整列されて、そこから隔離された受け口チューブを具
   備し、 全空気流の主要流れ成分はノズルおよび受け口チューブ
   間のスペースを通過してフィルタの方へ流れ、前記の受
   け口チューブは、慣性分類の結果として、所望の粒子カ
   ットオフ寸法より大きい粒子を受け取り、マイナーフロ
   ーは、前記受け口チューブから取得され、前記受け口チ
   ューブを通る以外の主流部分から分離されることを特徴
   とする特許請求の範囲１記載の入口装置。
3. （３）ノズルは環状の入口開口から導かれる円錐状入口
   部を有し、それがノズルを通過する時に、入口開口から
   流れる空気を加速することを特徴とする特許請求の範囲
   １記載の入口装置。
4. （４）入口開口部から導かれる通路が、ノズルに通じて
   いる円錐状入口部の方に向って、入口開口から上方向へ
   突出しており、それにより、前述の入口開口を通過する
   空気流によって運搬される液体は、通路を形成する壁に
   あたり、前述の入口開口部を通って外側へ排出されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲３記載の入口装置。
5. （５）前記フィルタは前記入口ハウジングの底部に配置
   され、前記ノズルは入口ハウジングの上端にあり、前記
   受け口チューブは前記ノズルの下に配置され、また前記
   受け口チューブおよび前記ノズル間のスペースが、空気
   流および粒子の通路用のほぼ水平の開口スペースを形成
   していることを特徴とする特許請求の範囲２ないし４の
   いずれかに記載の入口装置。
6. （６）複数のノズル、および慣性分類のために前記ノズ
   ルの各々と心合せされた受け口チューブを具備し、前記
   ノズルは、所望のパターンで、中心軸の周囲に配置され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲２ないし４のい
   ずれかに記載の入口装置。
7. （７）前記ノズルは入口開口に近接して取り付けられ、
   前記空気流は、受け口チューブへ流入する前に方向を転
   換され、ノズルを通って下方向へ流されることを特徴と
   する特許請求の範囲６に記載の入口装置。
8. （８）前記ノズルは受け口チューブの下に配置され、ノ
   ズルはまた、入口開口の上側レベルの上方にもあり、こ
   れによって空気流は前記ノズルを通って上向きに流れ、
   主流部はノズルおよび受け口チューブを通過するように
   、ハウジングを通して運ばれ、前記フィルタはそのよう
   な主流部をフィルタリングするために配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲６に記載の入口装置。
9. （９）フレームと、所望の大容量の第１の空気流と、前
   記大容量の流れがそこを通過するように前記フレーム上
   に取付けられたフィルタとを有する粒子サンプル装置で
   あって、 前記フィルタから隔離されて、ハウジングの一端に入口
   開口部を持った、前記フィルタへ導く空気流通路を形成
   する入口ハウジングと、 前記入口開口およびフィルタの間に配置されて、流れが
   フィルタを通過する時より前に、その流れから大きい粒
   子を慣性分類するための手段を含んでいる慣性分類部と
   を具備したことを特徴とする粒子サンプルアセンブリ。
10. （１０）前記慣性分類部がさらに、大容量の流れを運ぶ
    第１のノズルと、第１のノズルに対向した第２の受け口
    ノズルと、主流の通路からそれて受け口ノズルを通過す
    る、大容量の一部分であるマイナーフローを形成する手
    段を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲９に記
    載のサンプル装置。
11. （１１）前記受け口ノズルは、バッキングプレート（受
    板）アセンブリを持ったハウジングと、マイナーフロー
    が受け口ノズルに違する前に、これをフィルタリングす
    るための、バッキングプレートによって支持された第２
    のフィルタ手段とを有する特許請求の範囲１０に記載の
    サンプル装置。