JPS5826285A - 減圧装置 - 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】 本発明は煙霧質の圧力を低下させる減圧装置に関し、か
つ煙霧質、特に前記の如き減圧装置を使用して固形α線
放射煙霧質粒子を検出するための装置に関する。

本発明は特に煙霧質検出装置にして、減圧装置を備え、
測定室内の圧力を低下せしめ得ると共に、減圧装置の壁
に沈殿する粒子を再伴出するようになった装置に関する
。

一般的にα線放射煙霧質粒子は、フィルタによってその
試料採取を行うことにより検出される。

前記フィルタは密封した室内に配置され、かつ検出器の
感知面に面するようにされる。煙霧質を含む空気を測定
ヘッドの汚染を伴うことなく流動せしめ、かつフィルタ
上に均一な試料が得られるようにするためには、前記二
つの面の間にある距離８が必要である。しかしながらこ
の距離ｘが増加すれば、測定の精度は減少し、かつ検出
器の分解能は低下する。したがって所定のエネルギー（
たとえばゾル）ニウムの同位体２６８および２６９の如
き）が、パックグラウンド騒音を構成する他のａ放射線
（たとえばＲａムおよびＲａＯ’の如きうＰンの娘核種
・）のエネルギーによって汚染される置を微分すること
が困難となる。したがって煙霧質の流れを確実にし、か
つ十分な測定性能を与えるような最適の距離が画定され
る。

したがって所定の供給源−検出器距離に対しては、装置
の分解能は煙霧質を大気圧以下で測定質に導入すること
によって改良される。

測定室の中に煙霧質を導入する管が、回路内の圧力を低
下せしめ得る機構、たとえば調整可能な絞りを有し、し
たがって測定質内の圧力を低下させるような機構を備え
た装置がある。

しかしながらこのような装置には欠点がある。

その理由は煙霧質粒子の決して無視し得ないような留分
が、減圧装置の壁に付着することによって該減田装置内
に保留されるようになるからである。

粒子の大きさおよび装置によっても異なるが、前記保留
留分は粒子の直径が１μｍ　より大なる場合には５０％
に達することがある。したがってフィルタの上に沈殿す
る粒子の粒子寸法分布はもはや煙霧質を表わすものでは
なく、これは測定を誤らせる。

本発明の目的は減圧装置にして、煙霧質粒子カタ壁の上
に沈殿する危険を阻止することによって、前記の如き欠
点を有しない減圧装置を供することである。

本発明の減圧装置の主なる特色によれ＆ず、この減圧装
置はベンチュリ管を有し、それによって煙霧質粒子に、
該煙霧質粒子をベンチュリ管の壁に付着させるような力
より大なる抗力を加え得るようになっている。

本発明はなおこのような装着を使用する煙霧質粒子検出
装置に関する。

本発明の主なる特色によれば、前記検出装置は試料採取
フィルタと、放射線検出器とを備えた測定室にして吸込
み管および吐出し管によって外部に連結された型の測定
室とを有し、かつ前記吸込み管がベンチュリ管を有し、
それによって前記測定室内の圧力を低下せしめると共に
、固形煙霧質粒子に、該粒子を壁に付着させるような力
より大きな抗力を加え得るようになっている。

ベンチュリ管を測定室の上流に配置することにより、該
ベンチュリ管内に容易に音速に近い流動速度を発生せし
め得ると共に、管壁に大きな粒子が付着するのを阻止す
ることができる。その理由はこのような状態においては
粒子の抗力が壁に対する粒子の付着力より大となるから
である。

本装置の他の特色によれば、前記ベンチュリ管の収斂部
分の頂部角は６０度以下であり、かつその発散部分の頂
部角は１０度以下である。

本装置の他の特色によれば、ベンチュリ管のくびおよび
全発散部分は連結部分を有しない一体部材として形成さ
れ、乱流の境界層を破壊しないようにされでいる。

本発明の煙霧質検出器の他の特色によれば、ベンチュリ
管の種々の部材の内壁は平滑であり、かつ導電材料によ
って形成されている。

最後に油または類似の物質に対して使用される本装置の
最後の特色によれば、ベンチュリ管の種種の部材の内壁
はなるべくはふっ素含有生成物の如き界面活性剤によっ
て被覆されている。

発散部分のすぐれた表面状態は、装置を満足に作動させ
るための必要条件である。なお荷電された粒子を静電引
力によって沈殿させる雑音電荷の流れを可能にするため
に、前記壁は導電性のものとなす必要がある。したがっ
てこの壁は金属製のものとし、または導電材料によって
被覆する必要がある。

さらに前記壁は、偶発的に吸い込まれかつ装置の中を通
る煙霧質の付着力を相当増加させるおそれのある油また
は他の液体の小滴によって汚染されないようにすべきで
ある。この欠点を最少限に１止めるためには、前記壁を
なるべくは表面活性剤の乾燥フィルムによって被覆し、
その低表面エネルギーが水溶液および油に対してすぐれ
た反発作用を有するようになすと共に、壁に対する小滴
の移動が阻止されるようにする。顕微鏡試験によれば、
たとえば１０μｍ　なるフタル酸ジオクタル（ＤＯＰ　
）オイル小滴の広がり係数はほぼ１．５まで減少する。

このような被覆はなお水蒸気飽和雰囲気の中で試料採取
が行われる時に、壁によって吸収される液体フィルムの
形成を阻止する。７０％を越える相対的湿度レベルの場
合に起こる前記現象はこの時毛細管力を受ける粒子の付
着力を増加させる。

前記の如き界面活性剤を使用°することによって小滴の
付着を減少せしめ、したがってその押出を容易にし、か
つ壁面の満足すべき状態の維持が補助的に保証されると
云う他の利点が得られる。しかしながら界面活性剤の使
用は形成される被覆が薄く、かつ完全に均一となるよう
にせねばならぬ。

本発明によって使用される界面活性剤の中で最も効果的
なものはふっ素またはふっ素含有剤である。標準の被覆
方法は装置を前記の如き生成物の溶液によって含浸し、
続いて溶媒を蒸発させることである。このようにして壁
の上に厚さがはぼ１μなる乾燥フィルムが形成され、こ
のフィルムはふっ素溶媒に対して不溶性であり、かつほ
ぼ２００度０までの温度に耐えることができる。さらに
この被覆はすぐれた機械的特性を有し、かつ壁の導電特
性を著しく変えるおそれはない。

次に添付図面によって本発明の詳細な説明する。

ｔｓ１図はα−粒子放射煙霧質検出装置１を示すもので
該装置は検出器７の感受面６に面する試料採取フィルタ
４を有し、前記検出器自体は測定装置８に接続されてい
る。管１０を通って流入した煙霧質は室２を囲繞する環
状空間１２に入る。半径方向通路１４は前記空間１２を
室２に連結している。煙霧質粒子はフィルタ４によって
保“留され、がスは管１６によって排出される。この管
は吸上げメン７＃１７および流置計１８を有している。

測定室内の圧力を低下させるために、吸込み管１０の中
に流れの圧力を低下させる減圧装置１１が設けられてい
る。装置１１と室２との間に位置する圧力計１３はこの
￥の中の圧力を表わす。

本発明による検出Ｍｉｔｔに使用される減圧装置の詳細
は第２図に示されている。図によって明らかな如くこの
減圧装置はベンチュリ管であり、該ベンチュリ管はその
上流側に円筒形の入口連結部材２６を有し、かつ下流側
に円筒形の出口連結部材２８を有している。このベンチ
ュリ管はなお頂部角がαなる収斂部分２３と、直径に等
しい長さを有する中央円筒形部分、すなわちくび２４と
、頂部角がβなる発散部分とよりなっている。前記くび
はその中を通る空気の速度が音速に等しい時に所要の流
量が得られるように計算された直径を有している。流線
が剥離するのを避けるためにベンチュリ管の寸法は角度
ａは６０度以下、角度βが１０度以下となるように計算
されている。前記くびおよび発散部分は一体部材として
形成する必要がある。この型の装置は角度αが２１度、
角度βが７度のなるように形成されている。入口および
出口連結部材の直径は６ミリメードル、くび２４の長さ
および直径は２ミリメートルとされる。

流れの速度および直径の関数として、前記保留される煙
霧質粒子の留分を測定するために、！１１１記装置によ
り均一な粒子寸法を有する種々の煙霧質に対して実験を
行った。この目的のためにそれぞれ直径が２．０．４．
１．６．１および９．０μｍ　　なるけい光アンモニウ
ム塩の単分散煙霧質を使用した。

この実験に使用された試験台は先ず円筒形液体ジェット
の制御分裂原理によって作動する粒子発生器を有してい
る。このジェットはセラミックアルコールによって分裂
せしめられた。溶媒を蒸発させれば固形粒子が残留し、
この固形粒子の大きさは溶液、濃度の関数である。この
生成方法によれば均一な粒子寸法の分配が得られるが、
粒子の電荷が大となり、これを中和するためにクリプト
ン８５β−供給源を設けねばならぬと言う欠点がある。

粒子は次に本発明による減圧装置の前に位置しかつこれ
と同じ直径を有する円錐形連結部材および円筒形連結部
材を通ってこの減圧装置に入る。前記連結管の長さはそ
の直径の２倍に等しく、かつ出口連結部材ｔに延びる他
の円筒形管は該出口連結部材と同じ直径と、該直径の２
０倍の長さとを有している。さらに他の円錐形連結部材
によって粒子は試料採取フィルタに達し得るようになっ
ている。最後に他の円錐形連結部材によって粒子は試料
採取フィルタに達する。このフィルタはガラス繊維によ
って形成され、かつ本発明による装置を含む全煙霧質流
動回路には金属（しんちゅう）によって形成されかつ接
地される。

煙ｌＩ室は粒子の大きさおよび選択された流量の間数と
して変化する時間にわたってこの装置を通る。試験が済
んだ時に減圧装置および試料採取フィルタをアンモニア
飽和軟水によって含浸する。

この溶液のけい光アンモニウム塩の濃度はクセノン灯を
有するけい光計によって測定され、これによってそれぞ
れフィルタおよび装置に沈殿した粒子の質量を表わす。

種々の粒子の流量および直径に対する結果は添付の表に
示されている。この表によって明らかな如く、２μなる
小さな粒子に対しては流量および圧力状態の如何にかか
わらず保留される留分けほぼ１−２％である。

しかしながら粒子７が大なる場合には、流量が小であれ
ば沈殿量が大となる。

第３図の曲線によって明らかな如＜、＜５．１μｍなる
直径の粒子に対しては沈殿が非常に少ない（４，４’）
　７　）＃７分なる小さな流量に対しては６０％）。流
量が増加し、２０リットル／分となれば沈殿する留分は
１％まで減少し、かつ３２．８リットル／分（この価は
試験に使用される装置が音速の範囲内で作動するために
、自動的に制御される最大可能流量に対応する）なる最
大流量に達すれば０．４％まで低下する。表に示された
試験結果は、この５２．８リットル／分なる最大流量に
おいては、粒子が最大なる場合の保留留分は小さくなる
ことを表わしている。試験の終りにおいて行われた補足
試験は、装置の上流および下流に位置する円錐および連
結管上の粒子の沈殿は少なく、前述の結果に大きな誤差
を発生させないことを表わしているＯ したがって本発明による装置は特に興味ある利点を有し
ている。その理由は一粒子放射煙霧質検出器内の圧力低
下を可能にし、かつ粒子の大きさの如何にかかわらず減
圧室内に保留される留分を２％以下の価に減少せしめ得
るからである。これによって室に入る粒子の大きさに起
因する誤差の発生を阻止することができる。このような
結果は、何れの場合においても圧力低下を得る場合に必
要とされる吸い込み流量から得られる。

言うまでもなく本発明は前記実施例に°制限されるもの
ではなく、特許請求の範囲から離れることなく種々の変
型を行うことができる。したがって熟練技術者は装置の
種々の部材の寸法（入口および出口連結部材の直径、ベ
ンチュリ管の収斂および発散部分の頂部角度）を粒子の
直径および所要流量の関数として適応させることができ
る。

なお以上には減圧装置が煙霧質検出装置と関連する例に
ついて説明したが、言うまでもなくこのような装置は他
の型の装置と関連させることができ、煙霧質の流れの中
に圧力低下を発生させる必要があり、かつ゛減圧装置の
壁に煙霧質粒子が沈殿するのを阻止せんとするようなす
べての用途に対して使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による検出装置の線図的断面図；第２図
は本発明による装置に使用されるベンチュリ管の拡大断
面図；第３図は対数目盛りで表わした曲線で、粒子の直
径が６．１μなる場合にペンチエリ管内に保留される留
分を、リットル７分で表わした流量の関数として示した
ものである。 ２：室、４：フィルタ、７：検出器、 ８：測定装置、１１：減圧装置、１２：環状空間、１８
二流量針、２３：収斂部分、２４：＜び。 代理人　浅　村　　　　皓 外４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　内部を流通する煙霧質の圧力を低下せしめ得
   る減圧装置において、ベンチュリ管を有し、該ベンチュ
   リ管が煙霧質粒子に、これら粒子をベンチュリ管の壁に
   付着させるような力より大なる抗力を加え得るようにな
   っていることを特徴とする減圧装置。 （２）　　煙１Ｌ特にａ線を放射する固形煙霧質粒子を
   検出する装置にして、試料採取フィルタを備えた測定室
   と、放射線検出装置とを有し、前記室が吸込み管および
   吐出し管によって外部に連結されている型の装置におい
   て、前記吸込み管がベンチュリ管を有し、前記測定室内
   の圧力を低下させると共に、前記固形煙霧質粒子に、こ
   れら粒子を壁に付着させるような力より大なる抗力を加
   えるようになっている装置。 （３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
   ベンチュリ管が６０度以下の頂部角を有する収斂部分と
   、中央円筒形部分すなわちその長さが直径に等しいくび
   と、１０度以下の頂部角を有する発散部分とよりなって
   いる装置。 （４）　　特許請求の範囲第６項記載の装置において、
   前記ベンチュリ管の収斂部分の頂部角が２１度であり、
   かつ発散部分の頂部角が７度である装置。 （５）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
   ベンチュリ管の内壁が小さく、かつ導電材料によって形
   成されている装置。 （６）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
   ベンチュリ管が一体部材として形成され、かつ連結部分
   を有していない装置。 （７）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
   ベンチュリ管の内壁が界面活性剤によって被覆されてい
   る装置。 （８）特許請求の範囲第７項記載の装置において、前記
   界面活性剤がふっ素を含む生成物である装置。