(57)【要約】【課題】本発明は、排ガス流速の変化に応じ、吸引ノズルを煙道やダクト内に挿入したままで、測定装置内の吸引流量を一定に維持しながら、吸引ノズルの入口口径を瞬間的に自在に変化させ、再び等速吸引状態を回復することを目的とする。【解決手段】本発明による口径可変式吸引ノズルを備えたダスト試料採取装置は、ダスト試料測定器および吸引手段に連通した口径可変式吸引ノズルを排ガス通路等の内部に挿入し、前記ダスト試料測定器により定まる一定吸引ガス流量を維持すると共に排ガス流速と同じ吸引速度になるように、前記口径可変式吸引ノズルの入口口径を自在に変化させ、前記口径可変式吸引ノズルを通して吸引された排ガスを前記ダスト測定器に導入するようにしたことを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙道内で粒子状物質を捕集する吸引ノズルにおいて、ノズル吸引口内に円錐状の制御錐を軸方向に出し入れ自在に設けることにより吸引口の吸引面積を可変とすることを特徴とする吸引口可変ノズル。
【請求項２】
ノズル吸引口の断面形状を矩形とするとともに制御錐の断面形状を楔状とすることを特徴とする請求項１記載の吸引口可変ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境保全のための煙道排ガス中の粒子状物質（本明細書においては「ダスト」という。）を特定粒径を境に分級し、質量濃度を測定する装置に用いられる吸引ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
煙道排ガスの質量濃度測定では、排ガスの流速と等速で排ガスを採取する方法が基準とされていたが、特定粒径(PM2.5：気体中に浮遊する粒子の内で直径2.5ミクロン以下のもの)の質量濃度を自動的に測定することはできなかった。特定粒径の質量濃度を測定するには、一定流量で吸引して空気力学的に分級しなければならない。そのためには直径が固定された吸引ノズルを有する装置では等速吸引（本明細書においては「排ガスの流速とノズル内の通過速度を等しい速度で吸引すること」を「等速吸引」という。）と一定吸引流量の両方を可能とする装置が必要になる。
その解決策として、ノズルの口径を変化させる装置が提案された。このノズルの口径を変化させるための装置として、金属製の薄板を円錐形に丸めてノズルを形成し該円錐形の頂点部（ノズル入口）の面積を変える方法が提案された（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３４０７４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術においては、製作が面倒であること及び円錐形の頂点部の面積を正確に把握して制御することができない等の問題を有していた。
本発明は、製作が容易であるとともに正確な制御が可能な吸引口可変ノズルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の吸引口可変ノズルは、煙道内で粒子状物質を捕集する吸引ノズルにおいて、ノズル吸引口内に円錐状の制御錐を軸方向に出し入れ自在に設けることにより吸引口の吸引面積を可変とすることを特徴とする。
また、本発明の吸引口可変ノズルは、ノズル吸引口の断面形状を矩形とするとともに制御錐の断面形状を楔状とすることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態を図１、図２及び図３に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態の全体構成を示したもので、ダストの粒径分布を測定する煙道１内に吸引口可変ノズル２を臨ませて配置する。吸引口可変ノズル２の後部は接続筒７を介してインパクター方式の分級器８に接続し、該分級器８は適宜の配管を介して吸引ポンプ９に接続される。
【０００７】
図２は、吸引口可変ノズル２の第１の実施の形態を示したものである。
吸引口可変ノズル２は、その断面が円形をしており、入り口には円錐状の制御錐３が軸方向に出し入れ自在に設けられている。制御錐３の後部はノズル２の外部に延出され、例えばウオーム・ウオームホイール４及びモータ５によりノズル２の軸方向に前後動される。モータ５は、図１に示した制御器６により制御される。
【０００８】
図３は、吸引口可変ノズル２の第２の実施の形態を示したものである。
吸引口可変ノズル２は、その断面が矩形をしており、入り口には楔状の制御錐３が軸方向に出し入れできるように自在に設けられている。制御錐３の後部は、上記第１の実施の形態と同様、ウオーム・ウオームホイール４及びモータ５によりノズル２の軸方向に前後動される。
【０００９】
現在、大気中の微粒子の内で、2.5ミクロン以下の粒子（PM2.5）が問題となっており、その測定器が開発、販売されている。この装置においては、吸引流量を16.7リットル／分としている。この吸引流量において煙道１内の排ガス速度が変化する場合の制御錐の出し入れ距離を本発明の第１の実施の形態（吸引口可変ノズル２の断面が円形）の場合について図４に基づいて説明する。
今、吸引流量Ｑ：16700cm3/分、煙道１内の排ガス速度ｖ：6000cm/分、制御錐３の円錐部の長さｈ：5cm、同円錐部の最大半径ｒ：0.5cm、ノズル２の半径R：1cm、ノズル２の入り口部ａ−ａ’における制御錐３の先端からの長さをｈ１、半径をｒ１とする。
【００１０】
吸引流量Ｑは次式で表される。
Q＝ｖ（πR２−πｒ１２）＝16700                          （１）
ｒ／ｈ＝ｒ１／ｈ１                                      （２）
（１）式に数値を代入すると、
6000(3.14−πｒ１２)＝16700
∴ｒ１  ＝｛（3.14−16700/6000）１／π｝１／２  ＝0.337cm
（２）式より、0.5／0.5＝0.337／ｈ１
∴ｈ１  ＝3.37cm
【００１１】
次に、ｖが変化して6500cm／分に増加した場合のｈ１を求める。
上記（１）式より、
6500(3.14−πｒ１２)＝16700
∴ｒ１  ＝｛（3.14−16700/6500）１／π｝１／２  ＝0.43cm
（２）式より、0.5／0.5＝0.43／ｈ１
∴ｈ１  ＝4.3cm
【００１２】
上記の計算結果から、排ガス速度ｖが6000cm／分から6500cm／分に変化した場合、図４においてノズル２の入り口部ａ−ａ’における制御錐３の先端からの長さをｈ１は、3.37cmから4.3cmとなる。したがって、制御錐３の円錐部を0.9cm前方に出すことにより吸引流量Ｑを16.7リットル／分に保ったまま等速で吸引できる。
【００１３】
上記のように、ノズル２の入り口部ａ−ａ’の断面積及びノズル２の入り口部ａ−ａ’と交差する制御錐３の断面積は計算できる。また、制御錐３を出し入れする距離ｈ１とノズル２の入り口部ａ−ａ’の断面積の関係は数値的に求めることが可能である。他方、一定の吸引流量Ｑと排ガス速度ｖからノズル２の断面積が計算される。
したがって、排ガスの速度ｖに応じたノズル２の入り口部ａ−ａ’の断面積となるように制御錐３の出し入れを制御器６で制御すれば良い。
【００１４】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明の吸引口可変ノズルによれば、分級器の入口前段に吸引口可変ノズルを接続して、この吸引口可変ノズルの吸引面積を、一定の吸引流量を維持したままで、煙道内の排ガスの速度変動に応じて等速吸引ガス流速になるように変化させることにより、瞬時に等速吸引状態を確保できる。
また、本発明によれば、吸引ノズルの断面積を変化させる制御錐が製作容易なソリッド状のものであり、単にノズル内を出し入れすることにより、ノズル入り口部の断面積が計算でき、よって、正確な制御が容易に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る全体構成を示す概略正面図である。
【図２】吸引口可変ノズルの第１の実施の形態を示す概略正面図である。
【図３】吸引口可変ノズルの第２の実施の形態を示す概略正面図である。
【図４】煙道内の排ガス速度が変化する場合の制御錐の出し入れ量を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１  煙道
２  吸引口可変ノズル
３  制御錐
４  ウオーム・ウオームホイール
５  モータ
６  制御器
７  接続筒
８  分級器
９  吸引ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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