(57)【要約】【課題】上方に開口を有する大気中粒子計測装置において、降雨時に雨水の装置内への浸水を防止する。【解決手段】粒子採取口に降雨時蓋開閉機構を有する大気中粒子の計測装置に用いる雨水分離装置であって、上端が前記粒子採取口の下端に接続された直管状の雨水の導水管と、前記導水管の内部又は下方に位置すると共に、上端が吸気口となり前記導水管の軸心に対して軸心が略平行または略同軸に配置されると共に下端が前記気流路に接続され、且つ、外径が前記導水管の内径よりも小さい、直管状の吸気管とを備えたことを特徴とする。【選択図】図３
2008304277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に向けた開口部を有し且つろうと状の粒子採取口と、降雨を検出する感雨計と、前記感雨計の検出結果に基づいて降雨時に前記粒子採取口の開口部を閉じる蓋機構と、前記粒子採取口内に存在する大気中粒子を、前記粒子採取口の下端から大気と共に前記粒子採取口の下流に備えられる気流路を通して吸引する吸引装置と、前記気流路の途中に設けられて前記吸引された大気中粒子の総数または総質量を時系列的に計測する計測部とを備えた大気中粒子の計測装置に用いる雨水分離装置であって、
上端が前記粒子採取口の下端に接続された直管状の雨水の導水管と、
前記導水管の内部又は下方に位置し、上端が吸気口となり前記導水管の軸心に対して軸心が略平行または略同軸に配置されると共に下端が前記気流路に接続され、且つ、外径が前記導水管の内径よりも小さい、直管状の吸気管と、
を備えたことを特徴とする、雨水分離装置。
【請求項２】
前記吸気管の吸気口よりも上流に、前記粒子採取口内部で発生する水平面内旋廻気流を抑制するための旋廻流抑制機構を有することを特徴とする請求項１に記載の雨水分離装置。
【請求項３】
前記導水管の少なくとも下端部からその下方に位置する前記吸気管に亘って、前記導水管の下端と前記吸気管との間に生じる隙間からの大気の流通を防止するための覆いを設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の雨水分離装置。
【請求項４】
前記覆いには前記吸気管上端の吸気口よりも低い位置に排水口を有し、当該排水口に排水ポンプが接続されていることを特徴とする請求項３に記載の雨水分離装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の雨水分離装置を備えた連続式降下粉塵計測装置であって、
上方に向けた開口を有すると共に、下端が気流路と接続されている、ろうと状の粒子採取口と、
前記粒子採取口内に存在する大気中粒子を大気と共に前記粒子採取口の下端から前記気流路を通して吸引するための吸引装置と、
前記粒子採取口の後段に設けられ、前記粒子採取口から吸引された前記大気中粒子を粗大粒子と微小粒子に分ける分級器と、
前記分級器の後段に並列に設けられ、前記分級後の粗大粒子と微小粒子をそれぞれ、一定時間ごとに捕集面が更新されるテープ状又はカートリッジ交換式の捕集フィルタに捕集して、当該捕集されたそれぞれの粒子の質量を質量測定器によって連続計測し、前記分級後の粗大粒子と微小粒子それぞれにおける質量総量の時間変化を計測する、又は更に、前記計測された粗大粒子と微小粒子それぞれの質量総量の時間変化から前記粗大粒子の粉塵降下速度及び前記微小粒子の大気中濃度を算出する、粗大粒子計測部及び微小粒子計測部と、
前記計測部の後段に設けられ、前記捕集フィルタに捕集されなかった粒子を前記計測後の吸引された大気から除塵する除塵フィルタと、
前記粒子採取口、前記分級器、前記粗大粒子計測部及び微小粒子計測部、及び前記除塵フィルタを、この順番に接続し、前記吸引された大気を順次通す気流路と、
前記除塵後の大気を前記粒子採取口内に排気する循環気流路と、
前記気流路又は前記循環気流路の流路中に設けられた前記吸気装置と、
前記粗大粒子計測部及び前記微小粒子計測部を通過する気流量をそれぞれ所定の値に制御する流量制御装置と、
を備えていることを特徴とする、連続式降下粉塵計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中粒子の量や濃度を計測する装置に関し、降雨時の雨水が大気中粒子の計測装置内に浸入することを防止するための雨水分離装置、及び、その雨水分離装置を備えた連続式降下粉塵計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
種々の生産活動・消費活動に伴って発生する大気中の降下粉塵や粒子状浮遊物質（ＳＰＭ）等の大気中粒子は、重大な環境汚染項目のひとつとみなされており、その実態把握と対策が社会から強く求められている。降下粉塵とは大気中を自由落下しうる比較的粗大な大気中粒子であり、ＳＰＭとは直径１０μｍ以下の微小な大気中粒子である。大気中粒子の実態把握のためには正確な大気中粒子計測機器を開発して製造することが重要である。特に、具体的な環境対策を策定する場合には、特定の気象条件とそれに対応した短時間での大気中粉塵量測定値の組み合わせで問題箇所を探索する手法が有効であり、そのためには、大気中の粉塵計測を少なくとも１時間間隔で計測する必要がある。
【０００３】
この様な目的で、大気中粒子を大気とともに吸引して、吸引大気中のＳＰＭ質量をβ線吸収法等によって計測することにより大気中ＳＰＭ濃度の一定時間ごとの時系列推移を算出するＳＰＭ計が、例えば、特許文献１に開示されている。その概略を、図１を用いて説明する。
【０００４】
粉塵粒子を含んだ大気は、粒子採取口１からブロワまたは圧縮機６によって装置内に吸引される。吸引された粉塵を含んだ大気は、粒子採取口直後に配置された粗大粒子フィルタ３によって１０μｍを超える粗大な粒子が除去される。粗大粒子フィルタにはグリース塗布したインパクタ等が用いられ、除去した粗大粒子は、装置外に廃棄される。粗大粒子フィルタを通過したＳＰＭのみを含む大気は、粒子採取口１から気流路２を通ってβ線吸収式質量測定装置等を含む計測部４内に流入し、空気中の粉塵のみが捕集フィルタ５上に捕集される。捕集粉塵に対して一定時間β線吸収式の質量計測が実施される。β線吸収式質量測定は、乾式・非破壊的に高速で微量の試料の質量を計測できる利点があり、１時間程度以内の短周期での連続粉塵計測で最も広く採用される方法である。質量測定が終了した後、捕集フィルタ送り装置１４を作動させて粉塵の付着した部位の捕集フィルタをβ線吸収式質量測定器から回収するとともに、次の測定用に、未使用の捕集フィルタ部位をβ線吸収式質量測定器内に送りこむ。フィルタ材質としては測定精度の観点からメンブラン状のフッ素樹脂膜が用いられることが多く、また、経済的なガラス繊維布が用いられることもある。図１では捕集フィルタとしてテープ状のものを用い、また、捕集フィルタ送り装置として、未使用のテープ状の捕集フィルタを予めロール状に巻いたものを送り出し、粒子捕集済みのテープ状捕集フィルタをロール状に巻き取る機構を用いている。捕集フィルタ４によって粉塵の大半を除去された吸気は、β線吸収測定中は、気流路２を通って外気中にそのまま放出される。大気の吸引中に捕集フィルタ上の部分的な目詰まりが生じることによって、配管系の圧力抵抗は刻々と変化するので、この影響を補償する様に、吸引流量は、流量制御装置９等を用いて一定に制御される。ＳＰＭ計が捕集の対象とするのは、自由落下することなく大気流れにほぼ完全に追従する微小な粒子であるので、ＳＰＭ計には粒子採取口の形状に特段の制約はない。このため、降雨時の粒子採取口からの雨水浸水を防止するため、粒子採取口は、通常、水平方向、または、下方に開口を有する構造とするか、粒子採取口の上方に雨除けの覆いを設置する。
【０００５】
採取した大気中粒子の粒径分布を連続的に把握しうる装置として、特許文献２に開示された、レーザ光を粉塵に照射してその散乱光を測定することにより粒度分布を求める手法が開示されている。
【０００６】
一方、粗大な粒子である降下粉塵も含めた大気中粒子を測定対象とする場合にはＳＰＭ計を用いることはできない。粗大な大気中粒子を直接的、かつ、連続的に測定する装置として、連続式降下粉塵計が考案されている。市販されている装置の概要を図２に示す。
これは、基本構造として、ＳＰＭ計の吸引端に、上方に開口を有する円錐ろうと状の粒子採取口１を付与したものである。大気中を自由落下する粗大粒子は、この粒子採取口の中に落下して、計測器に捕集される。さらに、実質的な外気の吸引を行わないようにするため、粒子採取口末端から吸引された大気は主循環気流路１１を通って装置内を循環し、除塵フィルタ１０によって除塵された後、粒子採取口内に吐出される機構になっている。この装置では粒子採取口が上方に開口を有しているため、雨天時にはここから雨水が装置内に浸入する可能性がある。装置内に雨水が浸入した場合、捕集した粒子の質量計測精度を悪化させるだけでなく、精密な電気機器である計測器を故障させる可能性があるので、雨水の装置内への浸入を防止しなければならない。
【０００７】
従来技術においては、電気式感雨計等の降雨を検知する装置を用いて、降雨発生時には蓋機構等を作動させて粒子採取口を閉鎖する機構が採用されていた。具体的には、連続式粉塵計は、感雨計３４、粒子採取口蓋３５、並びに、粒子採取口蓋駆動機構３２を具備し、感雨計によって降雨を検知した場合には粒子採取口駆動装置を作動させて粒子採取口蓋を移動させて粒子採取口を覆い、降雨が検知されない場合には、粒子採取口蓋を移動させて、粒子採取口を外気に開放するものである。この機構は、降雨が長時間継続する場合には雨水の浸入対策として効果的である。
【０００８】
しかし、降雨の開始から、感雨計が降雨を自動的に感知するまで数分程度の時間遅れが発生することが原理的に避けられない。これは、次の理由による。代表的な構造の感雨計は露天の感雨面が水で濡れた際に、感雨面の電気抵抗変化を検出して降雨と認識する。つまり、感雨面の降雨による濡れと単なる結露による濡れを区別できない。晴天夜間時には感雨面は放射冷却効果によって気温よりも一般に低温になる。このとき、感雨面が周囲大気の露点よりも低温であれば、降雨がなくても感雨面が結露によって濡れて、感雨計は降雨発生と誤認識してしまう。この現象を防ぐため、感雨計は一般的に加熱装置によって加熱されて、降雨のない場合には感雨面温度を周囲大気の露点以上に維持する様に設定されている。尚、周囲大気の温度は、外気温度計３０によって計測される。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３０９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１１７００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、連続粉塵計のこのような雨天対策機構には、以下の理由で雨滴の計測器内部への浸入をもたらす問題がある。即ち、降雨の開始直後には、感雨計の感雨面に雨滴が付着しても、感雨面の表面温度が高いために雨滴が容易に蒸発してしまい、降雨を検知することができない。この後、一定時間降雨が継続して感雨面が雨滴によって冷却され続けると、感雨計に予め設定された上限供給熱量では感雨面温度を目標値に維持できなくなり、感雨面温度が低下する。この結果、感雨面での雨滴の蒸発が抑制されて感雨面が濡れるので感雨計が降雨を検知することができるようになる。
【００１１】
従来技術において、降雨開始から感雨計の降雨感知までの時間は数分程度以上となる場合があり、この期間に粒子採取口内に落下した雨滴は、全て計測部まで浸入してしまう。特に、粒子採取口開口面積が比較的大きく、円錐ろうと状の粒子採取口で採取物を末端側に収束して供給する連続粉塵計の場合、わずかの降雨量でも末端部で大量の水量に収束される結果、計測部浸水への影響が大きい。これ以外にも、集中豪雨発生時等には、降雨開始直後でも雨量が極めて大きいため、感雨計が降雨開始後直ちに降雨を検知して粒子採取口を閉鎖するように粒子採取口の蓋を操作しても、閉鎖作業を行う間の時間に大量の雨滴が粒子採取口内部に浸入してしまう問題も存在する。
【００１２】
このように、従来技術においては、連続粉塵計の粒子採取口に雨滴が浸入して計測部が浸水する現象を完全に防ぐことはできない問題があった。
【００１３】
そこで本発明においては、上方に向けた開口部を有し且つろうと状の粒子採取口を有する大気中粒子の計測装置に適用され、降雨開始時に雨滴が計測部に浸入させないようにする雨水分離装置、及び、当該雨水分離装置を備えた連続式降下粉塵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者の降下粉塵計測に関する研究の結果、以下の解決方法を発明するに至った。
【００１５】
［第１発明］
上方に向けた開口部を有し且つろうと状の粒子採取口と、降雨を検出する感雨計と、前記感雨計の検出結果に基づいて降雨時に前記粒子採取口の開口部を閉じる蓋機構と、前記粒子採取口内に存在する大気中粒子を、前記粒子採取口の下端から大気と共に前記粒子採取口の下流に備えられる気流路を通して吸引する吸引装置と、前記気流路の途中に設けられて前記吸引された大気中粒子の総数または総質量を時系列的に計測する計測部とを備えた大気中粒子の計測装置に用いる雨水分離装置であって、
上端が前記粒子採取口の下端に接続され、前記気流路と同軸に配置された直管状の雨水の導水管と、
前記導水管の内部又は下方に位置し、上端が吸気口となり前記導水管の軸心に対して軸心が略平行または略同軸に配置されると共に下端が前記気流路に接続され、且つ、外径が前記導水管の内径よりも小さい、直管状の吸気管とを備えたことを特徴とする雨水分離装置である。
【００１６】
粒子採取口にフィルタを設置するような分離方法では、大気中を落下する雨滴と粗大な降下粉塵とを分離して、降下粉塵のみを大気中粒子の計測装置内に取り込むことはできない。そこで、本発明では、雨滴と降下粉塵が固体壁に衝突した際の挙動の違いを利用して、雨滴と降下粉塵を分離する。
【００１７】
即ち、固体である降下粉塵は、固体壁に衝突しても、反発や再飛散させることにより、固体壁にあまり付着させないことができる。これに対し、液体である雨滴は、固体壁に衝突すると、一般には反発や再飛散せずに壁面に付着して流下する。本発明では、上方に向けた開口部を有し且つろうと状の粒子採取口を固体壁として用い、雨滴と粗大な降下粉塵を固体壁に衝突させて、雨滴を分離する。
【００１８】
一般に屋外では常時、０.１ｍ/s程度以上の風が吹いている。この有風時には、雨滴と降下粉塵は、風にのって水平方向の速度成分を有しつつ落下する。この雨滴および粗大な降下粉塵は、粒子採取口に進入すると、自身の水平方向の慣性によって大部分が風下側の粒子採取口内壁面に衝突する。
【００１９】
その結果、降雨のない場合には、粗大な降下粉塵は乾燥した固体壁に衝突した後、固体壁から離脱して吸気口に吸引され、計測部に到達できる。
【００２０】
一方、降雨時には、雨滴は壁面に衝突して付着、流下し、吸気口より外側を通って系外に排出される。有風時には降雨があっても雨滴の大部分が粒子採取口の内壁に付着するので、粒子採取口の下端に存在する吸気口に雨滴が直接落下することはほとんどない。
【００２１】
尚、直径数μｍ程度の微小な粒子は、気流への追従性が粗大な粒子よりも高く、吸気口に直接落下するものも存在する。しかし、地表付近で直径数μｍ程度の微小な雨滴が存在することはまれであり、地表近傍では雨滴は全て粗大な粒子とみなすことができる。
【００２２】
また、降雨の開始から粒子採取口蓋が閉止するまでの時間遅れは必ず存在するので、従来の装置では、降雨開始直後に、雨滴が粒子採取口に進入することは避けられない。
【００２３】
本発明では、粒子採取口に雨滴が進入することを前提に、降雨開始時から粒子採取口蓋が閉止するまでの間に、この雨滴が計測部に到達しないように、途中で雨滴を分離する機能を有するものである。
【００２４】
さらに、本発明においては、降雨のないときに測定対象である降下粉塵の捕集を雨滴分離器が妨げないことも重要な性能である。ここで、例えば、下端に樋を備えたルーバを雨水分離装置として適用した場合を想定してみる。ルーバとは、気象庁指定の百葉箱の側壁の様に、複数の帯板を鉛直方向に対して傾斜を有するように、かつ、互いに平行に配置した通気性のある壁面である。このルーバを横倒しして粒子採取口入口の上に配置し、ルーバの各帯板下端の下方に略水平に樋を設ける。ルーバ上に降雨があると、雨滴は、帯板に衝突して個々の帯板に沿って流下した後、帯板の下端から落下し、樋に捕集される。樋の側面を採取口の外部に開放しておけば、樋に捕集された雨水は、やがて採取口の外部に排出される。
【００２５】
しかし、この様に凹凸が多く、かつ、表面積の大きい構造では、降下粉塵粒子のルーバ表面や樋への降下粉塵の一部の不可避的な付着、滞留、並びに、樋からの流出による降下粉塵粒子捕集率（外気から吸気口へ粒子が到達する割合）の低下が避けられない。本発明では粒子の衝突する固体壁はろうと状の滑らかな粒子採取口内面のみなので、このような粒子捕集率の低下を最小限に抑制することができる。
【００２６】
つまり、本発明は、自然の風力を利用した簡易な構造で、降雨開始時から粒子採取口蓋が閉止するまでの間の雨水の吸気口への浸入を極力防止し、かつ、降雨のない場合には高い捕集効率で降下粉塵を吸気口に捕集できる卓越した効果を発揮できる。
【００２７】
[第２発明]
第１発明において、前記吸気管の吸気口よりも上流に、前記粒子採取口内部で発生する水平面内旋廻気流を抑制するための旋廻流抑制機構を有することを特徴とする雨水分離装置である。
【００２８】
[第３発明]
第１発明又は第２発明において、前記導水管の少なくとも下端部からその下方に位置する前記吸気管に亘って、前記導水管の下端と前記吸気管との間に生じる隙間からの大気の流通を防止するための覆いを設けることを特徴とする雨水分離装置である。
【００２９】
[第４発明]
第３発明において、前記覆いには前記吸気管上端の吸気口よりも低い位置に排水口を有し、当該排水口に排水ポンプが接続されていることを特徴とする雨水分離装置である。
【００３０】
[第５発明]
第１発明〜第４発明のいずれかの雨水分離装置を備えた連続式降下粉塵計測装置であって、
上方に向けた開口を有すると共に、下端が気流路と接続されている、ろうと状の粒子採取口と、
前記粒子採取口内に存在する大気中粒子を大気と共に前記粒子採取口の下端から前記気流路を通して吸引するための吸引装置と、
前記粒子採取口の後段に設けられ、前記粒子採取口から吸引された前記大気中粒子を粗大粒子と微小粒子に分ける分級器と、
前記分級器の後段に並列に設けられ、前記分級後の粗大粒子と微小粒子をそれぞれ、一定時間ごとに捕集面が更新されるテープ状又はカートリッジ交換式の捕集フィルタに捕集して、当該捕集されたそれぞれの粒子の質量を質量測定器によって連続計測し、前記分級後の粗大粒子と微小粒子それぞれにおける質量総量の時間変化を計測する、又は更に、前記計測された粗大粒子と微小粒子それぞれの質量総量の時間変化から前記粗大粒子の粉塵降下速度及び前記微小粒子の大気中濃度を算出する、粗大粒子計測部及び微小粒子計測部と、
前記計測部の後段に設けられ、前記捕集フィルタに捕集されなかった粒子を前記計測後の吸引された大気から除塵する除塵フィルタと、
前記粒子採取口、前記分級器、前記粗大粒子計測部及び微小粒子計測部、及び前記除塵フィルタを、この順番に接続し、前記吸引された大気を順次通す気流路と、
前記除塵後の大気を前記粒子採取口内に排気する循環気流路と、
前記気流路又は前記循環気流路の流路中に設けられた前記吸気装置と、
前記粗大粒子計測部及び前記微小粒子計測部を通過する気流量をそれぞれ所定の値に制御する流量制御装置と、
を備えていることを特徴とする、連続式降下粉塵計測装置である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、上方に開口を有する粒子採取口を有する大気中粒子の測定装置において、降雨開始から感雨計の降雨検知による粒子採取口蓋の閉止までの間に、測定装置の計測部に雨水が浸入することを大幅に抑制でき、浸水による機器故障を回避することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３３】
［第１発明］
図３を用いて第1発明を説明する。図３は、本発明の雨水分離装置４３を、大気中粒子の計測装置の１つである連続式降下粉塵測定装置に適用した例である。
【００３４】
本発明の雨水分離装置４３は、筐体４５の外部に設置された粒子採取口１の下端に接続された導水管３７と、その導水管３７の内部又は下方に、外径が導水管３７の内径よりも小さく、且つ、上端に吸気口４４を有する吸気管３８を備えている（図では導水管３７の内部に吸気管３８が備えられた例を示している）。
【００３５】
そして、導水管３７の内面と吸気管３８の外面との間には、雨水が通過することができる隙間が設けられている。
【００３６】
粒子採取口１と導水管３７は、筐体に接続した導水管支え４６によって位置を保持される。吸気管３７は筐体４５の内部と外部を連結し、その下端は気流路１１に接続されている。図３では吸気口４４が導水管３７の内部に位置する場合を示している。
【００３７】
ここで、導水管３７の粒子採取口１の下端への接続方法としては、溶接、ろう付け、または、締結等を用いることができる。
【００３８】
粒子採取口１内に進入した大気中粒子は、下流で吸引装置（ブロワまたは圧縮機）６に結合された吸気管３７に、大気とともに吸引され、計測部４に流入して粒子個数、粒径、または、質量を計測される。
【００３９】
計測部４を通過した大気は、流量制御装置９および除塵装置（除塵フィルタ）１０を経由して吸引装置（ブロワまたは圧縮機）６から流出した後、粒子採取口１内に吐出される。
【００４０】
導水管３７から吸引装置６を経由して粒子採取口１まで送られる大気は、気流路（循環気流路）１１を通じて搬送される。
【００４１】
また、従来技術と同様の降雨時粒子採取口蓋開閉機構（感雨計３４、粒子採取口蓋３５、粒子採取口蓋駆動装置３２等）を有する。
【００４２】
粒子採取口内面と接続した導水管３７は、吸気管３８と略同軸に、かつ、吸気管外面との間に間隙を有するように配置され、雨水分離装置４３を構成する。この際、導水管３７と吸気管３８とは同軸から多少ずれても構わないが、非降雨時の粒子採取特性の風速依存性を減じるために、同軸且つ間隙を均一として系が軸対称となるように設置することが好ましい。
【００４３】
粒子採取口内に進入した外気は、吸引されることによって吸気管吸気口４４から計測装置内に流入する。粒子採取口内に外気とともに進入した大気中粒子も、外気とともに吸気管吸気口から計測装置内に流入する。これは、次の理由による。
【００４４】
まず、直径数十μｍ程度以下の比較的微小な大気中粒子については、このような粒子は、大気運動への追従性が高いので外気流れとともに吸気口４４に吸引され易いからである。次に、数百μｍ以上の粗大な固体粒子の場合、このような粒子は、外気流に追従しにくく、大気中を自由落下して粒子採取口内面に接触する。この際、粒子採取口内面は固体粒子が付着しにくい特性に一般に設計されているため、粗大粒子は、内面で反発されつつ中央下方の吸気口に収束し、最終的に吸気口に進入する。また、粒子採取口内面に一部の粗大粒子が付着したとしても、粒子採取口内部に存在する気流によってこのような粒子は容易に再飛散し、大部分が吸気口に進入するからである。
【００４５】
一方、降雨時の雨滴は、通常数百μｍ程度以上の粗大な液体粒子であり、粗大な固体粒子と同様に、粒子採取口に進入した当該液体粒子の大部分が粒子採取口内面と接触する。しかし、固体粗大粒子の場合と異なり、液体の粗大粒子は、粒子採取口内面に衝突しても、反発されることも、再飛散することもなく粒子採取口内壁面に沿って下方に流下して導水管内壁に沿って系外に排出される。導水管は筐体外部に存在するので、導水管の排水は、そのまま地面まで流下する。尚、導水管からの排水を筐体外部に導く流路を別途、設ければ、導水管を筐体内部に、配置することもできる。
【００４６】
ところで、単に雨水を分離することのみが目的であるならば、導水管３７の内部又は下方に吸気管３８が設置される必要はなく、例えば、図９に示す様な管軸が交差する様な構成も可能である。しかし、この図の構成の場合、吸気管４４の直前で、導水管内気流の向きが急変するため、粗大粒子が気流の方向の急変に追従できず、雨滴とともに、導水管出口方向に排出され、降下粉塵の捕集効率（吸気管に流入する降下粉塵の、粒子採取口を通過した降下粉塵に対する割合）が大幅に低下することから、大気中粒子の濃度計測時の精度を悪化させるため、採用することはできない。
【００４７】
一方、導水管３７の内部又は下方に吸気管３８が設置される場合、特に、吸気管３８と導水管３７の軸が互いに平行、より望ましくは同軸となるように配置すれば、吸気口直前での気流の変化は最小限にとどまるので、降下粉塵の捕集効率の低下を大きく抑制することができる。
【００４８】
従って、本発明においては、吸気管と導水管は、軸が互いに平行であることが好ましく、さらに、同軸であることがより好ましい。
【００４９】
尚、軸を平行又は同軸に配置するにあたっては、装置の通常の製作精度範囲で、傾いたり、ずれたりしても構わない。例えば、平行や同軸とするにあたって、設計上または加工上の便宜のために、導水管軸心と吸気管軸心を完全な平行ではなく、軸心間に小さな角度がついても構わない。導水管の軸心が鉛直方向の場合、吸気管の軸心が鉛直方向から５°程度傾斜しても吸気管と導水管の間に隙間が維持される限り、吸気口での粒子採取効率への影響は軽微であるためである。また、傾斜角範囲が５°〜１０°である場合には、吸気口での粒子採取効率が２０％程度低下する場合があるが、所要測定精度条件が緩やかな場合には適用できる。
【００５０】
すなわち、本発明においては、吸気管と導水管は、上述の意味で、軸が互いに略平行に配置され、更には、略同軸に配置されることが好ましい。尚、吸気管を導水管の下方に配置する場合は、内部に配置する場合に比べて、傾きやずれに対する効果の低下は小さい傾向がある。
【００５１】
このように、本発明においては、簡易な構造によって、降雨のないときには測定対象である大気中固体粒子を計測部に吸引し、また、降雨のあるときには計測を阻害する雨滴は計測部に吸引しないという雨水分離効果が発揮される。尚、降雨時には粒子採取口内面は一般に濡れているので、ここに接触した大気中固体粒子は、反発も再飛散もせず、計測部には吸引されない。しかし、降雨時の大半の期間では、粒子採取口蓋が粒子採取口を覆って粒子採取口が外気と遮断されているので、このような期間に大気中固体粒子の計測を正確に行うことにはそもそも意味がなく、特に問題ない。本発明の主たる狙いは、降雨の開始時に装置内部の計測部に雨水を侵入させないことである。
【００５２】
吸気管から吸引を行う際には、吸気管と導水管の間隙を通って一部の空気が流入することが避けられない。また、粒子採取口内を落下した粒子の一部はこの間隙を通って系外に流出してしまう。
【００５３】
これらの現象は、計測の外乱になりうるので、この間隙の悪影響を極力低下させるために間隙は狭い方が望ましい。一方、極端に狭い間隙では、降雨時の雨滴排水能力が不十分で吸気管に雨水があふれて流入する惧れがある。そこで、この間隙は、０.１ｍｍから１０ｍｍの範囲に設定されることが好ましい。
【００５４】
また、間隙の吸気管軸方向長さは、間隙の通気抵抗を増大させて間隙を通じて吸気管に吸引される空気割合を低減させるために、長いことが望ましい。一方、極端に長い間隙は、装置を巨大化させるので問題である。そこで、この間隙の長さは、５ｍｍから５００ｍｍに設定されることが好ましい。
【００５５】
吸気管の内径は、壁面への粒子付着性と装置全体の大きさの観点から、例えば、直径２〜５０ｍｍとすることができる。吸気管内面の材質は、大気中粒子の付着しにくいものとして、ステンレス鋼等の金属、セラミックス、ガラス、または、フッ素樹脂等の合成樹脂を用いることができる。導水管内面は、通気性がなく、かつ、排水性を損なうことのない構造であることが重要であり、表面を平滑化できる材料、例えばステンレス鋼等の金属を用いることができる。
【００５６】
［第２発明］
図４を用いて第２発明を説明する。本発明は、図３の装置に旋回流抑制器４１を付加したものである。
【００５７】
粒子採取口から吸引された気流に強い旋回流成分（すなわち、吸気管中心軸を回転軸とした気流成分）が存在すると次のような問題が存在するので、この成分は抑制されるべきである。まず、旋回流成分は吸気流中の固体粒子を吸気管中心軸からみて半径方向外側に押しやる効果があり、粒子が計測部に達する前に壁面に付着し易くなり、粒子捕集率の低下や粒子捕集の時間遅れ等の悪影響を招くからである。次に、様々な目的で、吸気した大気中粒子をサイクロンやバーチャルインパクタなどの分級器を用いて分級する場合があり、旋回流成分はこの分級特性に悪影響を与えるからである。特に、円錐ろうと状の粒子採取口の場合、粒子採取口入口で発生する不可避的な微小な旋回流が、下方に吸引されつつ回転半径を減じる間に角運動保存効果によって旋回流の旋回速度が急激に上昇するので、旋回流抑制の必要性は特に大きい。
【００５８】
旋回流抑制器は、少なくとも計測部の上流に設置すべきである。さらに、分級器が存在する場合には分級器よりも上流に設置する。また旋回流の抑制は、粒子採取口の末端以降の下流で行うことが効果的である。
【００５９】
旋回流抑制器の構造は、旋回流成分を抑制できればどのようなものでもよいが、旋回流の垂直方向に壁面を設けて旋回流を阻害する方法が簡易、かつ、軸方向流れを阻害しにくいので望ましい。例えば、図４に示す、管内主流と略平行方向に配置された複数の薄板を組み合わせた構造にすることができる。導水管や吸気管内部にこの構造の旋回流抑制器を設ける場合には、旋回流抑制器を管内に挿入し、旋回流抑制器の外周を管内壁にろう付けするなどして接合すればよい。
【００６０】
また、雨水排水性を考慮して、旋回流抑制器の外周側ほど下端が下方に位置する構造にしてもよい。例えば、導水管内に旋回流抑制器を設ける場合、大部分の雨滴は粒子採取口に衝突して導水管へと流下するものの、残りの雨滴の一部は、旋回流抑制器の半径方向中心部に付着することが避けられない。この旋回流抑制器の半径方向中心部を薄板に沿って流下した雨滴は、旋回流抑制器の下端に到達すると、表面張力の効果によって、その位置から雨滴が離脱せずに、下端のより低い位置に下端を伝わってさらに流下する。このため、旋回流抑制器の外周ほど下端を下方に位置させることによって、中心付近の薄板に沿って流下した雨滴は、外周部下端に集められて導水管内壁に接触した後、導水管内壁を伝ってさらに流下し、最終的に系外に排出される。この結果、旋回流抑制器の半径方向中心部に付着した雨滴であっても、吸気管内に落下することはない。
【００６１】
旋回流抑制器を構成する薄板の寸法は、十分な耐風強度を持ち、軸方向流れを阻害しない観点から、厚み０.１〜５ｍｍにすることが好ましい。軸方向長さは、２〜１００ｍｍにすることが好ましい。軸方向長さ２ｍｍ未満の旋回流抑制器の場合、旋回流抑制効果が低い問題があり、また、極端に長い旋回流抑制器の場合、装置が巨大化させてしまうからである。
【００６２】
旋回流抑制器の材質は、大気中粒子の付着しにくいものとして、ステンレス鋼等の金属、セラミックス、ガラス、または、フッ素樹脂等の合成樹脂を用いることができる。
【００６３】
［第３発明］
図５を用いて第３発明を説明する。本発明は、図４の装置で、導水管下端よりも吸気管上端（吸気口）を下方に配置し、さらに、導水管下端と吸気管上端の周囲を覆い３９で囲って雨水分離装置としたものである
【００６４】
前述のように、図３の構造の場合、吸気管と導水管間の間隙を通じて空気や大気中粒子が流通することによる計測への悪影響が生じる場合がある。しかし、図５の構造にすれば、粒子採取口内から吸引された気流及び大気中固体粒子の大部分は、半径方向に縮流して吸気管に進入することができる。また、降雨時に導水管内壁に沿って流下した雨水は、縮流する周囲大気にほとんど追従せずに吸気管の外側に落下する。この結果、雨水から大気中粒子を分離して計測部に吸引することができる。覆いには、吸気管に粒子採取口以外から流入する空気量を抑制する効果がある。
【００６５】
覆い３９内に落下した雨水は、覆い３９下部に設けられた排水口４０から排出する。覆い３９からの雨水の排出は、排水口４０を常時開放して重力による自然流出であってもよいし、降雨のないときに排水口４０が開口していることによる覆い３９内の汚染を防止する等のために、排水口４０に開閉弁と、覆い３９内の水量を検知する検知器を設置して、覆い内に水の存在するときのみ前記開閉弁を開放して覆い内の雨水を排水してもよい。
【００６６】
吸気管外径は、導水管内径以下でなければならない。望ましくは、０.５〜５ｍｍの径差（直径）である。吸気管上端（吸気口）は、吸気口への気流の縮流を安定化させるために導水管下端よりも下方であることが望ましく、１〜５０ｍｍの軸方向距離にすることができる。
【００６７】
尚、設計の便宜などの観点から、吸気管上端を導水管下端と同一高さ、または、導水管下端よりも上方に設置することもできる。この場合には、吸気口への粒子の捕集効率が低下しがちになるが、雨水分離機能上は問題ない。
【００６８】
排水口上端は、排水性を確保するために、吸気管吸気口よりも下方であることが必要であり、例えば、１〜１００ｍｍの軸方向距離（鉛直方向距離）にすることができる。排水口の大きさは、排水性と耐漏風性の観点から、例えば、直径１〜１０ｍｍとすることができる。覆いの内容積は、瞬時に大量の雨水が覆い内に浸入した場合に一時的に雨水を貯留するために大きいことが望ましく、かつ、排水口からの排水流量を高めるための水頭圧を確保するために軸方向に長いことが望ましい。従って、覆いの内容積を、１×１０−４〜１×１０−２ｍ３とすることが好ましい。
【００６９】
覆いの材質は、十分な強度を有し、雨水の排水性が高く、固体粒子の付着性の低いものが望ましい。例えば、ステンレス鋼等の金属製、アクリル等の合成樹脂製、セラミックス製、または、ソーダガラス等のガラス製にすることができる。
【００７０】
［第４発明］
図６を用いて第４発明を説明する。本発明は、図５の装置で、排水口４０に排水ポンプ４２を追加したものである。図５の装置では、瞬時に大量の雨水が覆い内に流入した場合に備えて覆いの内容積を大きく設定しておく必要がある。本発明では、排水ポンプ４２を排水口に設置して、一定流量で空気、または、雨水を系外に排出することにより、覆いの必要内容積を減じて装置を小型化させることができる。
【００７１】
例えば、覆いの内容積を、３×１０−６〜１×１０−４ｍ３とすることができる。
【００７２】
排水ポンプは、感雨計によって降雨を検出して降雨時のみ運転してもよいが、前述のような降雨検出の時間遅れの悪影響を排除するために、常時運転してもよい。排水ポンプを常時運転すると、粒子採取口からの吸気の一部も系外に排出されてしまい、計測精度に悪影響を与えうる。しかし、瞬時の大量雨水に備えて排出しなければならない流量は、高々、１×１０−４ｍ３／ｍｉｎであり、一方、一般的な大気中粒子計測装置での吸気流量は、１×１０−２ｍ３／ｍｉｎ以上であるので、この悪影響は、無視されうる。排水ポンプの形式はどのようなものでも適用できるが、一定流量での排出の可能な、ベーンポンプ等の体積型ポンプを用いることができる。排水ポンプの流量は、１×１０−５〜１×１０−４ｍ３／ｍｉｎであることが望ましいが、計器の設置場所で想定される気象条件から適宜判断して、この範囲外としてもかまわない。
【００７３】
[第５発明]
図７を用いて第５発明を説明する。採取口中の粒子は、雨水分離装置４３を通過して吸気管に吸引され分級器８に到達する。ここで、粒子は、自由落下しうる粗大な粒子である降下粉塵と、これより小径の微小粒子に分級される。分級された粒子は、それぞれ粗大粒子様分岐気流路１２と微小粒子様分岐気流路１３に分けられ、それぞれ粗大粒子用計測部２０と微小粒子用計測部２１に流入して捕集フィルタ５上に捕集され、β線吸収式質量計測器や振動素子式マイクロ天秤等によって、質量を連続的に計測される。捕集フィルタによって粒子の大半を除去された大気は、粗大粒子様分岐気流路１２と微小粒子様分岐気流路１３の合流した主循環気流路を通って除塵フィルタ１０によってさらに除塵されて清浄化された後、ブロワ６によって粒子採取口１内に吐出される。流路全体の流量制御は、流量計と調整弁を備えた流量制御装置９によりなされる。
【００７４】
このように、吸引した粒子を降下粉塵（粗大粒子）と微小粒子に予め分けて質量計測を行うことにより、降下粉塵降下速度とそれ以外のＳＰＭ濃度の時間推移を測定することができる。そもそも、降下粉塵降下速度を算出するための粗大粒子捕集量は、粒子採取口の面積に比例する量であり、一方、ＳＰＭ濃度を算出するためのＳＰＭ捕集量は、吸気流量に比例する量である。このため、降下粉塵とＳＰＭを区別せずに捕集し、これを全て降下粉塵に対応する捕集量とみなした場合、ＳＰＭの捕集量分の測定誤差を生じる。この測定誤差は、外気中ＳＰＭ濃度と吸気流量に依存するので、予測して補正することは困難である。本発明ではこの測定誤差の原因となる微小粒子を、予め降下粉塵降下速度の測定対象から除外しているので、降下粉塵降下速度の測定精度が高い。さらに、健康影響が大きいといわれている、微小なＳＰＭの大気中濃度の多寡の傾向も同時に計測することができる。
【実施例】
【００７５】
（実施例１）
図３に示す構造の降下粉塵計測装置を屋外で運用して降下粉塵の連続測定を行った。粒子採取口１は、入口直径２００ｍｍの円錐ろうと状のステンレス鋼構造であり、ろうとを円錐とみなした場合の頂角を２５°（鉛直方向長さ約４５０ｍｍ）とした。
【００７６】
循環気流の粒子採取口１への吐出方法は、粒子採取口１の外縁全周に沿って設けられたヘッドタンクによりヘッドタンク内部を均圧化し、粒子採取口１内縁全周に沿って設けられ、前記ヘッドタンクに接続したスリット状のノズルを通じて粒子採取口入口直下に、全周均一に、粒子採取口内面に沿って下向きに吐出した。具体的には、粒子採取口の末端に内径２２ｍｍのステンレス鋼製導水管３７を接続し、導水管３７と同一の中心軸をもち、外径２０ｍｍ、内径１８ｍｍのステンレス鋼製吸気管３８を設置した。導水管３７と吸気管３８の中心軸方向（鉛直方向）での重なりを５０ｍｍとした。その他全ての気流路１１内面も、ステンレス鋼製とした。
【００７７】
試験用に、導水管３７の下端には図示しない容量１００Ｌの密閉可能なポリエチレン容器を設置し、導水管３７下端と前記ポリエチレン容器の間をビニールチューブで繋いで、粒子採取口１内に落下して導水管３７から排出された雨水のみを前記ポリエチレン容器に捕集蓄積した。前記ポリエチレン容器に貯留された雨水量の増加量を１回の降雨ごとに手作業で計測、記録した。循環気流量が１Ｎｍ３／時間となるように制御して粒子採取口１内の大気中粒子を大気とともに吸気管３８から吸引し、計測部４において市販のβ線吸収式質量計測器によって質量計測を行った。
【００７８】
質量計測のために粒子を捕集する捕集フィルタ５は、多孔質で幅２０ｍｍの白色フッ素樹脂テープとし、このうち、直径１０ｍｍの範囲で粒子を捕集するように、上下に分割された気流路端が質量測定中にはフッ素樹脂テープを挟み込むように流路を設定した。質量計測器を用いて１時間ごとに連続的に捕集粒子の質量を計測し、結果を電子データとして保存した。捕集フィルタ送り装置１４として、ロールの送り出し・巻き取り機構を採用し、１時間ごとに間欠的に粒子捕集済み捕集フィルタを送り出した。除塵フィルタ１０は、１μｍ用の汎用繊維状フィルタの下流に０.３μｍ用のセラミックフィルタを設置して、排気の清浄化を図った。また、市販の感雨計３４を用いて降雨を検知し、降雨時には粒子採取口蓋３５が粒子採取口１入口に覆い、粒子採取口内を外気と遮断するようにした。
【００７９】
本装置を用いて６ヶ月間の連続自動測定を実施した。この間、計測器内への雨水浸入による設備故障は一度も発生しなかった。また、前記ポリエチレン容器に採取された雨水は、１回の降雨当たりの平均で０.３ｍＬ、最大で１００ｍＬであった。さらに、前記ポリエチレン容器に採取された雨水中に含まれた粒子、即ち、粒子採取口から導水管から漏出した大気中粒子の総質量は、計測器によって質量計測された粒子の総質量の１５％であった。
【００８０】
（比較例１）
図９に示す雨水分離装置を用い、これ以外を実施例１と同様の条件として試験を実施した。雨水分離装置４３の構造は、導水管３７壁に開口し、ここを通して導水管３７内部に吸気管３８を挿入し、前記導水管３７の開口部と吸気管３８の隙間を溶接してふさぐとともに、吸気管３８を導水管３７に固定した。導水管３７の軸心は鉛直方向、吸気管３８の軸心には水平から１５°の傾斜を設けた。
【００８１】
その結果、前記ポリエチレン容器に採取された雨水は、１回の降雨当たりの平均で０.３ｍＬであり、６ヶ月間の連続操業で雨水浸水による設備故障は発生しなかった。しかし、前記ポリエチレン容器に採取された雨水中に含まれた粒子の総質量は、計測器によって質量計測された粒子の総質量の１５０％であり、吸気口での粒子捕集効率が、導水管と吸気管が同軸の場合に比べて著しく低下した。
【００８２】
（比較例２）
実施例１と同様の試験を、雨水分離装置のない装置で実施した。その結果、６ヶ月間で計３回の雨水浸入による設備故障を発生した。故障発生時に計測部を分解して浸水量を調査した結果、いずれの事故においても少なくとも７ｍＬ以上の雨水の浸入が認められた。実施例１で観測された１回ごとの降雨での前記ポリエチレン容器の雨水捕集増加量は、雨水分離装置のない本比較例の装置では、直接、計測部に浸入する。故障頻度からみて、本比較例の装置では、平均的な降雨では装置故障に至る大量の計測部への浸水は発生しないものの、実施例１での雨水最大捕集量（即ち、１００ｍＬ。これは故障発生時の計測部浸水量７ｍＬよりもはるかに多い）発生時相当の降雨の場合には容易に雨水浸水による設備故障が発生すると考えられる。この様な実施例１での雨水最大捕集量発生時相当の降雨は、長期間の運転を行えば一定頻度で発生することは避けられないので、本比較例の装置では長期間の運転を浸水事故無しに実施することが困難であることが判明した。
【００８３】
（実施例２）
図４に示す旋回流抑制器４１を設置し、これ以外をすべて実施例１と同様の条件で試験を実施した。旋回流抑制器は、板厚０．３ｍｍ長さ３０ｍｍのステンレス鋼板を上面からみて板の端面が十文字になる様に組み合わせて構成され、導水管の直上に設置された。その結果、前記ポリエチレン容器に採取された雨水中に含まれた粒子の総質量は、計測器によって質量計測された粒子の総質量の７％であった。
【００８４】
（実施例３）
図５に示す雨水分離装置４３を設置し、これ以外をすべて実施例１と同様の条件で試験を実施した。旋回流抑制器４１は、実施例２と同様のものを用いた。導水管３７及び吸気管３８の径及び材質は、実施例１と同様のものを用い、導水管下３７端から下方に５ｍｍの位置に吸気口４４を設置した。覆い４３は、高さ１００ｍｍで内容積０．０００５ｍ３の組立式箱型のステンレス鋼製とし、底面に直径８ｍｍの排水口４０を設けた。覆い４３は、導水管壁に外側からネジ止めした。覆い４３と導水管外壁や吸気管外壁との間の隙間は、パテを用いて閉止した。排水口にビニールチューブの一端を接続し、他端を前記ポリエチレン容器に挿入して、覆い４３からの排水をポリエチレン容器に捕集できるようにした。
【００８５】
その結果、前記ポリエチレン容器に採取された雨水は、１回の降雨当たりの平で均０.３３ｍＬであった。また、前記ポリエチレン容器に採取された雨水中に含まれた粒子の総質量は、計測器によって質量計測された粒子の総質量の３％であった。
【００８６】
（実施例４）
図６に示す雨水分離装置４３を設置し、これ以外をすべて実施例１と同様の条件で試験を実施した。旋回流抑制器４１は、実施例２と同様のものを用いた。導水管３７及び吸気管３８の径及び材質は、実施例１と同様のものを用い、導水管３７下端から下方に５ｍｍの位置に吸気口４４を設置した。覆い４３は、内容積０．００００５ｍ３の組立式箱型のステンレス鋼製とし、底面に直径３ｍｍの排水口４０を設け、た。排水口にはベーンポンプを設置し、流量０．００００５ｍ３／ｍｉｎの流量で、常時、覆い４３内部の空気または水を系外に排出した。ペーンポンプ４２の吐出口にビニールチューブの一端を接続し、他端を前記ポリエチレン容器に挿入して、覆い４３からの排水をポリエチレン容器に捕集できるようにした。
【００８７】
その結果、前記ポリエチレン容器に採取された雨水は、１回の降雨当たりの平均で０.３３ｍＬであった。また、前記ポリエチレン容器に採取された雨水中に含まれた粒子の総質量は、計測器によって質量計測された粒子の総質量の３％であった。
【００８８】
（実施例５）
図７に示す構造の降下粉塵計測装置を屋外で運用して降下粉塵の連続測定を行った。粒子採取口、循環気流の粒子採取口への吐出方法、導水管、吸気管、雨水分離装置、感雨計、旋回流抑制器、粒子採取口蓋、粒子採取口蓋駆動装置、並びに、前記ポリエチレン容器は、実施例４と同様にした。また、実施例４と同様の構造の旋回流抑制器を、導水管内に設置した。
【００８９】
更に、吸気管３８と計測部４の間に分級器８としてバーチャルインパクタを設置し、ここに流入する循環気流量が１Ｎｍ３／時間となるように制御した。分級器８では、比重１相当の粒子について直径５μｍ以下の大気流れによく追従する微小粒子を含む気流を微小粒子用分岐気流路１３に、また、それ以外の大気中を自由落下しうる粗大粒子（即ち降下粉塵）を含む気流を微小粒子用分岐気流路１２に分流（分級）した。
【００９０】
微小粒子用計測部２１及び粗大粒子用計測部２０がそれぞれ対応する分岐気流路上に設置され、それぞれ独立に質量計測を行った。各計測部での個々の質量計測は、実施例４と同様の方法で行った。このように大気中粒子を分級することにより、吸引によって大気中粒子を採取した場合でも、大気中粒子のうちの降下粉塵のみの粉塵降下速度を測定することができた。尚、粗大粒子用計測部での粒子質量測定値と微小粒子計測部での質量測定値を合算して、これを全て降下粉塵降下速度に対応するものとして算出した降下粉塵降下速度は、粗大粒子計測部での粒子質量測定値から求めた妥当な降下粉塵降下速度の平均約２倍であった。
【００９１】
このように、採取したＳＰＭを降下粉塵降下速度に合算すること大きな測定誤差の生じることが判明した。それぞれの質量計測部を通過した分岐流路中の大気は、再び1本の主循環気流路１１に合流し、除塵フィルタ１０によって除塵された後、ブロワまたは圧縮機６で昇圧されて、粒子採取口内に吐出した。本装置を用いて６ヶ月間の連続自動測定を実施した。この間、計測器内への雨水浸入による設備故障は一度も発生しなかった。
【００９２】
また、前記ポリエチレン容器に採取された雨水中に含まれた粒子の総質量は、計測器によって質量計測された粒子の総質量の３％であった。
【００９３】
（実施例６）
図８に示す構造の降下粉塵計測装置を屋外で運用して降下粉塵の連続測定を行った。粒子採取口、導水管、吸気管、雨水分離装置、感雨計、旋回流抑制器、粒子採取口蓋、粒子採取口蓋駆動装置、流量制御装置、並びに、前記ポリエチレン容器は、実施例４と同様にした。
【００９４】
ブロワ６によって吸気管から吸引された大気中の粒子は、レーザー散乱式のパーティクルカウンタ４７に流入し、粒子数と粒子体積を計測される。大気の吸気流量は、流量制御装置９によって制御される。
【００９５】
パーティクルカウンタを流出した大気及び大気中の粒子は、排気気流路４８を経由して系外に排出される。この系では、循環気流路が存在しないため、厳密には粒子採取口１から外気の実質的な吸引を行うことになるので、採取される降下粉塵量は吸引流量の影響を受けるとともに、より微小な降下粉塵が吸引によってより多く採取され易いという降下粉塵採取特性の誤差を生じる。そこで、この誤差を無視できる程度に減じるために、粒子採取口入口での吸引速度が、現地でのデポジットゲ−ジ測定によって求めた代表的な降下粉塵の平均的な重力沈降速度よりも十分小さくなるようにブロワの吸引流量を設定した。具体的には、試験実施地点でのデポジットゲージ測定結果から、現地での降下粉塵の重力沈降速度は、０.０１ｍ／ｓ以上相当の大きさのものが９９．９質量％を占めることが判明したので、粒子採取口入口での入口断面垂直方向の吸引速度を０．００１ｍ／ｓ以下になるようにプロワの吸引流量を１.５Ｌ／ｍｉｎに設定した。
【００９６】
また、粒子採取口内面に沿った循環気流の吐出がなく粒子採取口内面での清掃効果がないため、このままでは粒子採取口内面に接触した降下粉塵は粒子採取口内面容易に付着して吸気管に捕集されない。そこで、粒子採取口外面に振動装置４９として市販のノッカを設置し、１０ｓごとにノッカを起動させて粒子採取口を振動させることによって粒子採取口内面に付着した降下粉塵を吸気管方向に落下させ、粒子採取口面積に比例した降下粉塵量を吸気管に捕集できるようにした。
【００９７】
その結果、前記ポリエチレン容器に採取された雨水中に含まれた粒子の総質量は、計測器によって質量計測された粒子の総質量の２５％であった。
【００９８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】従来技術の模式図である。
【図２】他の従来技術の模式図である。
【図３】第１発明の実施形態の一例を示した模式図である。
【図４】第２発明の実施形態の一例を示した模式図である。
【図５】第３発明の実施形態の一例を示した模式図である。
【図６】第４発明の実施形態の一例を示した模式図である。
【図７】第５発明の実施形態の一例を示した模式図である。
【図８】第４発明の別の実施形態の一例を示した模式図である。
【図９】不適切な構造の雨水分離装置の一例を示した模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
１  ・・・粒子採取口
２  ・・・気流路
３  ・・・粗大粒子フィルタ
４  ・・・計測部
５  ・・・捕集フィルタ
６  ・・・吸引装置（ブロワまたは圧縮機）
８  ・・・分級器
９  ・・・流量制御装置
１０・・・除塵フィルタ
１１・・・気流路（主循環気流路）
１２・・・粗大粒子用分岐気流路
１３・・・微小粒子用分岐気流路
１４・・・捕集フィルタ送り装置
２０・・・粗大粒子用計測部
２１・・・微小粒子用計測部
３０・・・外気温度計
３１・・・温度制御装置
３２・・・粒子採取口蓋駆動装置
３４・・・感雨計
３５・・・粒子採取口蓋
３７・・・導水管
３８・・・吸気管
３９・・・覆い
４０・・・排水口
４１・・・旋廻流抑制器（旋廻流抑制板）
４２・・・排水ポンプ
４３・・・雨水分離装置
４４・・・吸気口
４５・・・筐体
４６・・・導水管支え
４７・・・パーティクルカウンタ
４８・・・排気気流路
４９・・・振動装置
【図１】
2008304277.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008304277.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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