JPH052394B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気中の浮遊粒子を粒径に応じて分級
するための装置に係り、使用者が吸入する惧れの
ある粒子を測定するために使用者が携帯すること
が可能で個人的サンプラーとして使用可能な粒子
分級装置に関する。

〔従来技術〕

従来使用されている装置においては、粒径に関
する情報は予備選別器とフイルタとにより提供さ
れるもので、この予備選別器は気管外通路および
気管気管支通路を模したものである。予備選別器
は通常はサイクロンから成り、大径粒子はこの予
備選別器内に堆積し、小径粒子はフイルタ内に堆
積する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、大径粒子に関する情報をより
多く得るため、慣性分離法を利用して、大径粒子
から成る分級物を２つの粒径クラスに分級するこ
との可能な、空気中浮遊粒子分級装置を提供する
ことである。

本発明の他の目的および利点は以下の記載に従
い明らかにする。

〔発明の概要〕

本発明は空気中の浮遊粒子を粒径に応じて分級
するための装置を提供するもので、この装置は、
使用時に負圧ポンプの様な外部部材により負圧が
内部に作用する様になつた中空の基部と、使用時
に粒子同伴空気を搬送するための貫通通路が長軸
に沿つて形成された上部本体であつて該貫通通路
の下端が円形輪郭を有するものと、基部と上部本
体との間に配置されたメツシユと、該メツシユに
支持されたフイルタであつて前記通路下端を介し
て該通路と連通した空洞を上部本体と画成するも
のと、濾靴された清浄な空気を貫通通路下端の近
傍に噴射するべく該通路内に配置されたノズルと
を備えて成る。このノズルから清浄空気を噴射し
て、浮遊粒子を担持した空気と清浄な空気から成
る流体を前記貫通通路の下端を経て通過させる
と、該流体中の浮遊粒子は空気力学的粒径に応じ
て異なる帯域（縞）に分離され、大径粒子から先
にフイルタ上に堆積する。

〔実施例〕

次に、添付図面を参照して本発明の実施例を説
明するが、本発明は斯る実施例に限定されるもの
ではない。図面は本発明の分級装置１の断面図で
ある。この装置は基部２を有し、この基部２はほ
ぼ漏斗状に形成されており、上方に開口した空洞
を有する。基部２の下部にはねじ穴３が設けてあ
り、このねじ穴３には持続管５の上部ねじ部４が
螺合してある。持続管５の部分のうちねじ穴３の
外側にある下方部分６は装置使用時にダクト（図
示せず）を取付けるためのもので、このダクトは
ポンプと基部２の内部とを連通させて基部内部に
負圧を作用させることができる。基部２の上縁に
は円形のメツシユ８が載置してあり、このメツシ
ユ８の上には同じく円形のフイルタ１１が載置し
てある。メツシユ８とフイルタ１１との組立体は
基部２の下縁とスリーブ１３の環状フランジ１２
との間に夾持されており、このフランジ１２は基
部２と同軸的で該基部の上方に配置されたスリー
ブ１３の下端から外側に延長している。この分級
装置１は更に内ねじ付きのリング１４を備えて成
り、このリング１４は基部２の外壁に形成された
ねじ部１５に螺合してある。リング１４の上端か
ら内側に向つて環状フランジ１６が延長してお
り、このフランジ１６の下面とフランジ１２の上
面との間にはシールリング１７が配置してある。
使用時には、リング１４をねじ部１５に螺合すれ
ば、フランジ１６はフランジ１２を下方に押圧す
るので、フランジ１２はメツシユ８とフイルタ１
１との組立体を基部２の上縁に圧接する。メツシ
ユに張力を加えるため、このメツシユ８の周縁は
フランジ１２と基部２の上縁との間で外側に延長
させてあり、リング１４をねじ部１５にねじ込む
際にリング１４の内側面によつてメツシユ周縁が
下方に引つ張られる様に構成してある。

図面に示した如く、スリーブ１３内には基部２
と同軸的な円柱体２１の下部が嵌合してある。こ
の円柱体２１の下面はフイルタ１１に面している
と共にフイルタ１１から所定距離のところに位置
決めしてあり、円柱形空洞２２を画定している。
円柱体２１にはその長軸に沿つて貫通通路２３が
形成してある。この通路２３は大径部が最上端側
に位置する様な円錐截頭形状を有し、その下端は
空洞２２に開口している。従つて、この通路２３
は空洞２２内にエアゾルを噴射するノズルを構成
する。このため、通路２３の下端２３′（以下、
出口または出口側端部ともいう）には適当な丸味
が付けてあり、鋭い角部を呈しない様にしてあ
る。

円柱体２１の上面にはねじ２５により円形のプ
レート２６が固定してある。このプレート２６に
は複数の貫通孔２７が設けてあり、通路２３を外
気に連通させている。通路２３内には同軸的にノ
ズル２８が配置してある。このノズル２８は出口
２３′の直近に濾過された空気を噴射するもので
ある。このノズル２８は例えば溶接等によりプレ
ート２６に固着してあり、その上端３１はプレー
ト２６から突出していて接続部材３２によりダク
ト３３の端部に接続してある。このダクト３３は
濾過された空気の供給源にノズル２８の内部を連
通する。

この分級装置の作動は次のとおりである。

ポンプは基部２内に負圧を作用させ、外気と外
気中に分散している塵埃粒子とにより生成された
エアゾルは透孔２７を介して通路２３内に吸引さ
れる。また、ポンプは濾過された空気をノズル２
８を介して空気源から吸引し、前記エアゾルとこ
の濾過空気とから成る流体は出口２３′を介して
空洞２２内に吸引される。本発明の慣性分級技術
は、鋭い曲率すなわち湾曲通路（出口２３′）を
通つて流れる粒子は慣性によりそのベクトル速度
を維持しようとしながら流体流により吸引される
ものであるという事実に立脚するものである。従
つて、粒子は元の流線（これは曲率の下流に流出
する）から所定距離だけ変位せられるのであり、
この距離は空気力学的直径のみの関数である。従
つて、同一粒径の粒子は同一の流線内に存在する
こととなり、粒子は粒径に応じて流体の種々の帯
域（縞）に分離されるのである。曲率のところを
通過した後、粒子はフイルタ１１の環状部分上に
大径の粒子から先に堆積し始める。粒子が除去さ
れた流体は基部２の内部に入り、ポンプに吸引さ
れる。その後でフイルタ１１を取り出し、空気中
に分散せられ従つて使用者が吸入する惧れのある
粒子の毒性を検査するために必要な化学的および
物理化学的分析を実施することができる。

本発明の装置によれば、フイルタ１１上には粒
子の連続的堆積物が形成され、より詳しくは、フ
イルタの中央環状部には大径の粒子が堆積し、フ
イルタ１１の外周環状部にゆくにつれて漸次に小
径の粒子が堆積する。堆積物の分析精度を上げる
ため、分級装置１に目盛りを付けてフイルタ１１
を複数の部分、例えば３つの部分に区分すること
ができる。そうすれば、各部分には所定粒径範囲
の粒子を堆積させることができる。即ち、例え
ば、フイルタ１１を、出口２３′に最も近い第１
部分と、中間の第２部分と、外周側の第３部分と
に区分すれば、第１部分には粒径10μｍ以上の粒
子を堆積させ、第２部分には粒径2.5μｍまたは
3.5μｍから10μｍの粒子を堆積させ、第３部分に
は粒径2.5μｍまたは3.5μｍ以下の粒子を堆積させ
ることができる。これら３つの部分を画定する基
準マークをフイルタ１１に設けておけば、各部分
間の切断線に沿つてこれら３つの部分を切離し、
最も関心のある部分を個別に分析することもでき
るし、或いはこれら３つの部分のすべてを分析し
てこれら３種の粒径分級物の特性を検出すること
ができる。通常の場合には、使用者が呼吸する空
気の毒性を検査するに当り最も関心の高い部分は
第２部分、即ち、粒径2.5μｍ又は3.5μｍから10μ
ｍの粒子が堆積する部分である。この第２部分の
最小閾値は使用者の感受性に応じて2.5μｍ又は
3.5μｍに設定することができる。使用者の感受性
が高くなるに従い、閾値を減少させることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明の装置の利点は、慣性分離法を適用する
ことの可能なポータブルな測定装置が得られるこ
と、および、堆積物は３種の粒径クラスに細区分
されるので分析を容易に行うことができるという
ことである。本発明の分級装置は特に円柱形に構
成されていることを特色としている。実験則によ
れば、この様な形状にすれば異なる粒径を持つた
粒子相互間の分離領域が長くなり、粒子の粒径ク
ラスごとの分離をより良くかつより明確に行うこ
とができるので、慣性分離作用が一層促進される
ことが判つた。更に、この装置は構造が簡単であ
り、特別なメンテナンスを要せず、製造コストが
安価である。

以上には本発明の特定の実施例について本発明
を説明したが、本発明はこの実施例に限定される
ものでなく、種々の修正や変更を加え得るもので
あることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の分級装置の断面図である。 １……分級装置、２……基部、５……接続管、
８……メツシユ、１１……フイルタ、１３……ス
リーブ、１４……リング、１７……シールリン
グ、２１……円柱体（上部本体）、２３……貫通
通路、２３′……通路２３の下端（出口）、２８…
…ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空気中の浮遊粒子を粒径に応じて分級するた
   めの装置であつて、 装置使用時に外部部材により負圧が内部に作用
   する様になつた中空の基部２と、 装置使用時に粒子同伴空気を搬送するための貫
   通通路２３が長軸に沿つて形成された上部本体２
   １であつて、前記貫通通路２３の下端２３′が円
   形輪郭を有するものと、 前記基部２と上部本体２１との間に配置された
   メツシユ８と、 前記メツシユ８に支持されたフイルタ１１であ
   つて、前記下端２３′を介して貫通通路２３と連
   通した空洞２２を前記上部本体２１と画成するも
   のと、 濾過された空気を前記貫通通路２３の下端２
   ３′に近接して噴射するべく前記通路２３内に配
   置されたノズル２８、とを備えて成り、 前記ノズル２８からの空気の噴射により粒子を
   同伴した空気と濾過された空気とから成る流体が
   前記下端２３′を通過する時に、該流体中の粒子
   がその空気力学的直径に応じて異なる帯域に分離
   されて大径粒子から先に前記フイルタ上に堆積す
   る様にしたことを特徴とする装置。 ２ 前記ノズル２８は前記通路２３と同軸的であ
   る特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記上部本体２１の上面にカバープレート２
   ６を固定して該通路２３を閉塞し、前記プレート
   ２６には少なくとも１つの第１の穴２７を設け
   て、粒子同伴空気源の周囲の外気を前記通路２３
   中に導入する様にしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の装置。 ４ 前記プレート２６は前記ノズル２８を支持し
   ており、前記ノズル２８は濾過された空気の供給
   源にダクト３３により接続されている特許請求の
   範囲第３項記載の装置。 ５ 前記上部本体２１は円柱形状を有し、前記基
   部２は漏斗状に形成されており、前記基部２には
   第２のねじ穴３を設け、前記外側部材を基部２の
   内部に連通する接続管５を前記ねじ穴３に嵌合し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
   ４項までのいずれかに記載の装置。 ６ 前記メツシユ８およびフイルタ１１は円形輪
   郭を有する特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７ 前記上部本体２１の下部はスリーブ１３の内
   側に嵌合して該スリーブ１３により支持し、前記
   スリーブ１３の下端から第１環状フランジ１２を
   外側に延長させ、前記メツシユ８とフイルタ１１
   から成る組立体の周縁を前記フランジ１２により
   基部２の上端の外周に圧接したことを特徴とする
   特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８ 前記基部２の上端側方部には外ねじ部１５を
   設けてリング１４を螺合し、前記リング１４の上
   端には内側に延長した第２環状フランジ１６を設
   けて第１フランジ１２を基部２の上端に締圧する
   様にしたことを特徴とする特許請求の範囲第７項
   記載の装置。 ９ 前記第１フランジ１２と第２フランジ１６と
   の間にシールリング１７を配置したことを特徴と
   する特許請求の範囲第８項記載の装置。