JP2005144317A - Filter for trapping granular substance and granular substance sampler using the same - Google Patents

Filter for trapping granular substance and granular substance sampler using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter for trapping a granular substance capable of efficiently trapping a granular substance and a granular substance sampler using the filter. <P>SOLUTION: The filter 1 for trapping a granular substance comprises a porous layer 2 of a fluorine resin and a ventilative reinforcing layer 3 formed in one face side of the porous layer 2 and the reinforcing layer 2 is formed using a porous resin material with low electric charge-ability. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、例えば、大気中の浮遊粒子状物質の他、種々の排ガスあるいは排ガスを希釈して得られる希釈排ガスなどに含まれる粒子状物質を捕集するための粒子状物質捕集用フィルタおよびこれを用いた粒子状物質サンプラーに関する。   The present invention provides, for example, a particulate matter collecting filter for collecting particulate matter contained in various exhaust gases or diluted exhaust gas obtained by diluting exhaust gases in addition to airborne particulate matter in the atmosphere, and The present invention relates to a particulate matter sampler using the same.

大気中に存在する浮遊粒子状物質（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：以下、ＳＰＭという）のうち、特に粒子径が１０μｍ以下であるものが人の健康を害し、また、粒子径が２．５μｍ以下のＳＰＭ（微小粒子状物質あるいはＰＭ２．５とも呼ばれる）と人の死亡率との関係が深いとの報告もある。   Among suspended particulate matter (hereinafter referred to as SPM) present in the atmosphere, those having a particle size of 10 μm or less are particularly harmful to human health, and SPM (particle size of 2.5 μm or less). There is also a report that the relationship between human mortality and microparticulate matter (also called PM2.5) is deep.

そして、大気中のＳＰＭの質量（濃度）を測定する手法の一つに、例えばローボリュームサンプラー等の手動式のサンプラーを用いる方法がある。すなわち、このサンプラーは、一定流量の大気をサンプルガスとして連続的にサンプリング管内に吸引し、このサンプリング管の下流側に設けられたフィルタにサンプルガスを通過させることで、フィルタ上にＳＰＭを捕集するように構成されており、このサンプラーを用いてＳＰＭを一日〜数日間フィルタに捕集した後、その質量を天秤等によって計測し、得られたＳＰＭの質量とサンプルガスの流量とからＳＰＭの濃度を導出することができる。
特開２００１−３４３３１９号公報 One method for measuring the mass (concentration) of SPM in the atmosphere is a method using a manual sampler such as a low volume sampler. That is, the sampler continuously sucks air at a constant flow rate into the sampling tube as a sample gas, and passes the sample gas through a filter provided on the downstream side of the sampling tube, thereby collecting SPM on the filter. Using this sampler, SPM is collected in a filter for one to several days, and then its mass is measured by a balance or the like. From the obtained SPM mass and the flow rate of the sample gas, the SPM is measured. Concentration can be derived.
JP 2001-343319 A

ところで、前記フィルタの素材としては、化学的安定性、吸湿性の低さなどの点で優れたフッ素系樹脂が主に用いられているが、フッ素系樹脂よりなるフィルタは帯電しやすく、その帯電によって、捕集した粒子状物質以外の不要物をも吸着してしまうという欠点があった。この帯電による不要物の吸着は、サンプラーにおける粒子状物質の捕集時はもちろん、捕集後のフィルタをサンプラーから天秤へと移し、質量の計測を行う際に特に顕著に起こり、粒子状物質の測定誤差を大きくする原因となっていた。   By the way, as the material of the filter, a fluorine-based resin that is excellent in terms of chemical stability and low hygroscopicity is mainly used. However, a filter made of a fluorine-based resin is easily charged, and its charging As a result, there is a drawback in that unnecessary substances other than the collected particulate matter are adsorbed. This adsorption of unwanted matter due to electrification occurs notably during collection of particulate matter in the sampler, but also particularly when transferring the collected filter from the sampler to the balance and measuring the mass. This was a cause of increasing measurement error.

この発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、粒子状物質の捕集を良好に行うことができる粒子状物質捕集用フィルタおよびこれを用いた粒子状物質サンプラーを提供することである。   The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and an object of the present invention is to provide a particulate matter collecting filter that can satisfactorily collect particulate matter and a particulate matter sampler using the same. It is to be.

上記目的を達成するために、この発明では、フッ素系樹脂よりなる多孔質層と、この多孔質層の一面側に設けられる通気性の補強層とを備えた粒子状物質捕集用フィルタにおいて、前記補強層を、帯電性の低い多孔質樹脂材料によって構成している（請求項１）。   In order to achieve the above object, in the present invention, in a particulate matter collecting filter including a porous layer made of a fluororesin and a breathable reinforcing layer provided on one surface side of the porous layer, The reinforcing layer is made of a porous resin material having low chargeability (Claim 1).

具体的には、補強層は、例えばポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエステル、ポリアミドのいずれか一つまたは複数を素材とする不織布から構成される（請求項２）。   Specifically, the reinforcing layer is made of, for example, a nonwoven fabric made of any one or more of polyethylene, polyethylene terephthalate, nylon, polyester, and polyamide (claim 2).

また、上記目的を達成するために、この発明では、複数のフィルタをそれぞれ着脱自在に保持するフィルタ保持機構と、このフィルタ保持機構に保持された複数のフィルタのうちの一つにサンプルガスを通すことにより、サンプルガス中の粒子状物質を前記フィルタに捕集させるサンプルガス供給機構とを備え、前記フィルタを、請求項１または２に記載の粒子状物質捕集用フィルタとし、また、サンプルガス供給機構がフィルタ保持機構に保持された複数のフィルタに粒子状物質を順次捕集させるように構成している（請求項３）。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a sample gas is passed through one of a plurality of filters held in the filter holding mechanism and a filter holding mechanism that holds the plurality of filters in a detachable manner. And a sample gas supply mechanism for collecting the particulate matter in the sample gas by the filter, wherein the filter is the particulate matter collecting filter according to claim 1, and the sample gas The supply mechanism is configured to sequentially collect the particulate matter in a plurality of filters held by the filter holding mechanism.

具体的には、フィルタ保持機構は、その軸まわりに回転自在なターンテーブルを備え、このターンテーブルの周縁部に各フィルタが着脱自在に取り付けられている（請求項４）。   Specifically, the filter holding mechanism includes a turntable that is rotatable around its axis, and each filter is detachably attached to a peripheral portion of the turntable.

多孔質層を形成するフッ素系樹脂は、通常、静電気を帯びやすいという性質を持っているが、請求項１および２の発明においては、補強層が帯電防止効果（除電効果）を有しているので、多孔質層が帯電し大気中の不要物などを吸着するのを、前記補強層によって効果的に防止することができる。従って、この発明の粒子状物質捕集用フィルタによれば、粒子状物質を捕集することによって行う測定の精度を大いに向上させることができる。   The fluororesin forming the porous layer usually has a property of being easily charged with static electricity. However, in the inventions of claims 1 and 2, the reinforcing layer has an antistatic effect (static elimination effect). Therefore, the reinforcing layer can effectively prevent the porous layer from being charged and adsorbing unnecessary substances in the atmosphere. Therefore, according to the particulate matter collecting filter of the present invention, the accuracy of the measurement performed by collecting the particulate matter can be greatly improved.

また、従来のフッ素系樹脂よりなるフィルタは、軽量化を図るため、フッ素系樹脂よりなるフィルタの周囲に他の樹脂よりなるサポートリングを取り付けて保持しているのに対して、この発明では、フッ素系樹脂よりなる多孔質層全体を補強層で支持することができるので、さらなる薄型化・軽量化を図ることができる。   Further, in order to reduce the weight of a conventional filter made of a fluorine resin, a support ring made of another resin is attached and held around the filter made of a fluorine resin. Since the entire porous layer made of a fluorine-based resin can be supported by the reinforcing layer, further reduction in thickness and weight can be achieved.

また、請求項３の発明においては、粒子状物質の捕集を良好に行うことができる粒子状物質捕集用フィルタを用いるので、例えば、粒子状物質のより高感度な定量測定などの実現に寄与することができ、しかも、その測定を連続的かつ容易に行うことができる。さらに、請求項４の発明によれば、複数の粒子状物質捕集用フィルタを個別にターンテーブルから取り外すことができるので、取り扱いが簡単になるなど使用性の面でより優れた効果が得られる。   Further, in the invention of claim 3, since the particulate matter collecting filter capable of collecting particulate matter satisfactorily is used, for example, for realizing more sensitive quantitative measurement of particulate matter. In addition, the measurement can be performed continuously and easily. Furthermore, according to the invention of claim 4, since a plurality of particulate matter collecting filters can be individually detached from the turntable, a more excellent effect can be obtained in terms of usability such as easy handling. .

図１〜図６は、この発明の一実施例を示す。   1 to 6 show an embodiment of the present invention.

図１（Ａ）および（Ｂ）は、この発明の粒子状物質捕集用フィルタ（以下、単にフィルタという）を示す。このフィルタ１は、サンプルガス中に含まれる粒子状物質の捕集に用いられ、例えば、大気中のＳＰＭ、その中でも特にＰＭ２．５といった微小な粒子状物質を捕集するのに適したものである。そして、このフィルタ１は、平面視例えば円形で、フッ素系樹脂よりなるフィルタ本体としての多孔質層２と、この多孔質層２の一面側（図示例では下面側）に設けられる通気性の補強層３とを備えた多層構造（２層構造）をしており、補強層３は、帯電性の低い多孔質樹脂材料によって構成されている。   1A and 1B show a particulate matter collecting filter (hereinafter simply referred to as a filter) of the present invention. This filter 1 is used for collecting particulate matter contained in a sample gas, and is suitable for collecting fine particulate matter such as SPM in the atmosphere, especially PM2.5 among them. is there. The filter 1 is, for example, circular in plan view, and has a porous layer 2 as a filter body made of a fluororesin, and a breathable reinforcement provided on one surface side (the lower surface side in the illustrated example) of the porous layer 2. The layer 3 has a multilayer structure (two-layer structure), and the reinforcing layer 3 is made of a porous resin material having low chargeability.

具体的には、多孔質層２は、フッ素系樹脂（例えば四フッ化エチレン樹脂）によって形成された多孔質フィルムよりなる。また、補強層３は、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエステル、ポリアミドのいずれか一つまたは複数を素材とする吸湿性の低い不織布によって構成されている。そして、多孔質層２と補強層３とは、貼り付けなど適宜の手段により一体化されている。   Specifically, the porous layer 2 is made of a porous film formed of a fluorine-based resin (for example, tetrafluoroethylene resin). The reinforcing layer 3 is made of a non-hygroscopic nonwoven fabric made of any one or more of polyethylene, polyethylene terephthalate, nylon, polyester, and polyamide. And the porous layer 2 and the reinforcement layer 3 are integrated by appropriate means, such as sticking.

ここで、フィルタ１の多孔質層２は、その厚みが例えば８０〜９０μｍとなっている。また、多孔質層２の重量は、０．１〜１ｍｇ／ｃｍ2 の範囲であることが好ましく、この実施例では０．３ｍｇ／ｃｍ2 程度となっている。一方、補強層３の重量は、１．０〜２．０ｍｇ／ｃｍ2 の範囲であることが好ましく、この実施例では１．２ｍｇ／ｃｍ2 程度となっている。 Here, the thickness of the porous layer 2 of the filter 1 is, for example, 80 to 90 μm. The weight of the porous layer 2 is preferably in the range of 0.1 to 1 mg / cm 2, in this embodiment has a 0.3 mg / cm 2 or so. On the other hand, the weight of the reinforcing layer 3 is preferably in the range of 1.0 to 2.0 mg / cm 2 , and is about 1.2 mg / cm 2 in this embodiment.

また、フィルタ１全体の厚みは、平均値として１００〜２００μｍとなることが好ましく、この実施例では１４０μｍ程度となっている。さらに、フィルタ１の重量は、平均値として１．０〜３．０ｍｇ／ｃｍ2 となることが好ましく、この実施例では１．５ｍｇ／ｃｍ2 程度となっている。 Moreover, it is preferable that the thickness of the whole filter 1 becomes 100-200 micrometers as an average value, and is about 140 micrometers in this Example. Further, the weight of the filter 1 is preferably 1.0 to 3.0 mg / cm 2 as an average value, and is about 1.5 mg / cm 2 in this embodiment.

図２は、フィルタ１を組み込んだフィルタユニット４の一例を示す。このフィルタユニット４は、ベースプレート５と押さえプレート６とでフィルタ１を挟持し、かつ挟持した状態のフィルタ１にサンプルガスを通すことができるように構成されており、例えば、サンプルガスの流路（図示していない）中に配置されて用いられる。   FIG. 2 shows an example of a filter unit 4 incorporating the filter 1. The filter unit 4 is configured such that the filter 1 is sandwiched between the base plate 5 and the holding plate 6 and the sample gas can be passed through the sandwiched filter 1. (Not shown in the figure).

詳しくは、ベースプレート５は、平面視ほぼ長方形の板状をしており、その中央部には、他の部分より一段低くなり、フィルタ１が載置されるフィルタ載置部７が形成されている。このフィルタ載置部７は、その周縁部に、フィルタ１の周縁部を当接させる環状部分８が形成され、その中央部は、サンプルガスを通過させるための複数の貫通孔９と、フィルタ１に対してその下流側（図示例では下方側）から当接し、サンプルガスの流れによってフィルタ１が下流側へ変形して破損することを防止する適宜形状のブリッジ１０とからなる。   Specifically, the base plate 5 has a substantially rectangular plate shape in plan view, and a filter placement portion 7 on which the filter 1 is placed is formed at the center thereof, which is one step lower than the other portions. . The filter mounting portion 7 has an annular portion 8 that abuts the peripheral portion of the filter 1 on the peripheral portion thereof, and the central portion thereof has a plurality of through holes 9 for allowing the sample gas to pass therethrough and the filter 1. The bridge 10 is in contact with the downstream side (the lower side in the illustrated example) and has an appropriately shaped bridge 10 that prevents the filter 1 from being deformed and damaged downstream by the flow of the sample gas.

また、ベースプレート５の一方の表面（上面）の一端部には、他の部分に比べて上面の位置が押さえプレート６の厚みの分だけ高くなった肉厚部分１１が形成されているとともに、ベースプレート５の上面における肉厚部分１１を除いた部分は、押さえプレート６を載置するための載置面部１２となっており、この載置面部１２と押さえプレート６との形状および大きさはほぼ一致するように構成されている。これにより、載置面部１２に載置したときの押さえプレート６の上面と肉厚部分１１の上面とはほぼ面一となる。   Further, at one end portion of one surface (upper surface) of the base plate 5, a thick portion 11 is formed in which the position of the upper surface is higher than the other portion by the thickness of the pressing plate 6, and the base plate 5 except for the thick portion 11 is a mounting surface portion 12 on which the pressing plate 6 is mounted, and the mounting surface portion 12 and the pressing plate 6 have substantially the same shape and size. Is configured to do. Thereby, the upper surface of the pressing plate 6 and the upper surface of the thick portion 11 when placed on the placement surface portion 12 are substantially flush with each other.

一方、押さえプレート６は、平面視ほぼ長方形状の板状をしており、そのほぼ中央に、平面視形状がフィルタ１の平面視形状と同じ円形状であり、かつフィルタ１よりも若干小さい貫通孔１３が設けられており、図５に示すように、押さえプレート６をベースプレート５の載置面部１２に載置したときに、ベースプレート５のフィルタ載置部７の中心位置と押さえプレート６の貫通孔１３の中心位置とが自動的に合致するように構成されている。従って、フィルタ１をベースプレート５のフィルタ載置部７上に載置した後、載置面部１２上に押さえプレート６を載置して、ベースプレート５および押さえプレート６によるフィルタ１の固定を完了したときには、フィルタ１の周縁部が、ベースプレート５における環状部分８付近の部分と押さえプレート６における貫通孔１３の周縁付近の部分とで挟持された状態となる。   On the other hand, the holding plate 6 has a plate-like shape that is substantially rectangular in plan view, and has a substantially circular shape in plan view that is the same circular shape as that of the filter 1 in plan view. As shown in FIG. 5, when the presser plate 6 is placed on the placement surface portion 12 of the base plate 5, the center position of the filter placement portion 7 of the base plate 5 and the penetration of the presser plate 6 are provided. The center position of the hole 13 is automatically matched. Accordingly, when the filter 1 is placed on the filter placement portion 7 of the base plate 5 and then the pressing plate 6 is placed on the placement surface portion 12 and the fixing of the filter 1 by the base plate 5 and the pressing plate 6 is completed. The peripheral portion of the filter 1 is sandwiched between the portion near the annular portion 8 in the base plate 5 and the portion near the peripheral edge of the through hole 13 in the pressing plate 6.

図３は、前記フィルタユニット４を装填して粒子状物質を捕集（吸着）するための粒子状物質サンプラー（以下、単にサンプラーという）１４を示す。このサンプラー１４は、サンプルガスＳ中に含まれる粒子状物質の捕集に用いられ、特に、大気中のＳＰＭ、その中でも特にＰＭ２．５といった微小な粒子状物質を捕集するのに適したものである。   FIG. 3 shows a particulate matter sampler (hereinafter simply referred to as a sampler) 14 for loading the filter unit 4 and collecting (adsorbing) particulate matter. This sampler 14 is used for collecting particulate matter contained in the sample gas S, and is particularly suitable for collecting fine particulate matter such as SPM in the atmosphere, especially PM2.5. It is.

そして、サンプラー１４は、フィルタ１をベースプレート５と押さえプレート６との間に挟持した複数のフィルタユニット４をそれぞれ着脱自在に保持するフィルタ保持機構１５と、複数のフィルタユニット１４のうちの一つにサンプルガスＳを通すことにより、サンプルガスＳ中の粒子状物質を前記フィルタユニット１４中のフィルタ１に捕集させるサンプルガス供給機構１６とを備え、サンプルガス供給機構１６がフィルタ保持機構１５に保持された複数のフィルタユニット１４中のフィルタ１に粒子状物質を順次捕集させるように構成されている。   The sampler 14 includes a filter holding mechanism 15 that detachably holds the plurality of filter units 4 holding the filter 1 between the base plate 5 and the holding plate 6, and one of the plurality of filter units 14. A sample gas supply mechanism 16 that causes the particulate matter in the sample gas S to be collected by the filter 1 in the filter unit 14 by passing the sample gas S, and the sample gas supply mechanism 16 is held by the filter holding mechanism 15 The filter 1 in the plurality of filter units 14 is configured to sequentially collect particulate matter.

フィルタ保持機構１５は、図３および図４に示すように、鉛直方向の中心軸Ｊまわりに回転自在なターンテーブル１７と、このターンテーブル１７を回転させるためのモータなどからなる駆動手段１８とを備え、前記ターンテーブル１７の周縁部に、フィルタユニット１４が着脱自在に取り付けられるフィルタユニット装着部１９が複数（図示例では１２）設けられている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the filter holding mechanism 15 includes a turntable 17 that is rotatable around a central axis J in the vertical direction, and a driving means 18 that includes a motor for rotating the turntable 17. In addition, a plurality of filter unit mounting portions 19 (12 in the illustrated example) to which the filter unit 14 is detachably attached are provided on the peripheral portion of the turntable 17.

そして、ターンテーブル１７は、駆動手段１８によって、図４に示すように、一定の方向（例えば時計まわり）Ｒに回転し、かつ、適宜の時間ごとに所定角度ずつ、すなわち間欠的に回転する。この実施例では、２４時間ごとに３０°ずつ回転する。   Then, as shown in FIG. 4, the turntable 17 is rotated in a certain direction (for example, clockwise) R by the driving means 18 and is rotated by a predetermined angle at every appropriate time, that is, intermittently. In this embodiment, it is rotated by 30 ° every 24 hours.

複数のフィルタユニット装着部１９は、ターンテーブル１７の周縁部に、その周方向に等間隔に形成されており、各フィルタユニット装着部１９は、図５に示すように、ターンテーブル１７の周縁端から中央に向けて適宜の長さだけ切り欠かれた形状を呈し、その平面視はほぼ長方形状となっている。   The plurality of filter unit mounting portions 19 are formed on the peripheral portion of the turntable 17 at equal intervals in the circumferential direction, and each filter unit mounting portion 19 has a peripheral end of the turntable 17 as shown in FIG. It has a shape cut out by an appropriate length from the center to the center, and its plan view is substantially rectangular.

また、フィルタユニット装着部１９の周縁下部には、その内側に向けて突出する突出部分２０が設けられており、フィルタユニット１９をフィルタユニット装着部１９の側方からその奥側に向けて差し込めば、突出部分２０によってフィルタユニット４の周縁部が保持された状態となるように構成されている。   In addition, a projecting portion 20 that protrudes toward the inside is provided at the lower peripheral edge of the filter unit mounting portion 19, and the filter unit 19 can be inserted from the side of the filter unit mounting portion 19 toward the back side. The peripheral portion of the filter unit 4 is held by the protruding portion 20.

また、フィルタユニット装着部１９の周縁付近にはばね部材２１が複数（図示例では二つ）設けられており、各ばね部材２１は、図５に示すように、突出部分２０上に保持されたフィルタユニット４の上面に当接し、これを下方へと付勢して、フィルタユニット４がフィルタユニット装着部１９から容易に抜ける（外れる）のを防止するものである。   Further, a plurality of spring members 21 (two in the illustrated example) are provided near the periphery of the filter unit mounting portion 19, and each spring member 21 is held on the protruding portion 20 as shown in FIG. 5. It abuts against the upper surface of the filter unit 4 and urges it downward to prevent the filter unit 4 from being easily detached (disconnected) from the filter unit mounting portion 19.

サンプルガス供給機構１６は、図３に示すように、ターンテーブル１７の周縁部に設けられたフィルタユニット装着部１９の上方に配置される上チャンバ２２と、前記取付部５を挟んで上チャンバ９の下側に配置される下チャンバ２３と、二つのチャンバ２２，２３を保持し、かつ両者２２，２３を互いに離間および接近させる方向に移動させるための移動手段２４と、上チャンバ２２にサンプルガスＳを供給するためのサンプルガス導入管２５と、下チャンバ２３に供給されたサンプルガスＳを外部に導出するためのサンプルガス導出管２６とを備え、また、例えば、サンプルガス導出管２６の適所には、真空ポンプなどのサンプリングポンプ（図示していない）が設けられている。このサンプリングポンプによる大気Ｓの吸引は、図示していないマスフローコントローラあるいは圧差方式等によって制御され、その吸引流量が規定流量である１６．７Ｌ／ｍｉｎとなるように設定されている。   As shown in FIG. 3, the sample gas supply mechanism 16 includes an upper chamber 22 disposed above the filter unit mounting portion 19 provided on the peripheral edge of the turntable 17, and the upper chamber 9 across the mounting portion 5. A lower chamber 23 disposed on the lower side, a moving means 24 for holding the two chambers 22, 23 and moving them in a direction to move away from and approach each other, and a sample gas in the upper chamber 22 A sample gas introduction pipe 25 for supplying S, and a sample gas lead-out pipe 26 for leading the sample gas S supplied to the lower chamber 23 to the outside. Is provided with a sampling pump (not shown) such as a vacuum pump. The suction of the atmosphere S by the sampling pump is controlled by a mass flow controller or a pressure difference method (not shown), and the suction flow rate is set to 16.7 L / min, which is a specified flow rate.

そして、上チャンバ２２の下端部には、フィルタ１を挟持した押さえプレート６の貫通孔１３を覆うように押さえプレート６の上面に当接し、サンプルガス導入管２５からのサンプルガスＳをフィルタ１の上面に向けて送出するサンプルガス導出口２７が設けられており、下チャンバ２３の上端部には、フィルタ１を挟持したベースプレート５の全ての貫通孔９（またはフィルタ載置部７）を覆うようにベースプレート５の下面に当接し、フィルタ１をその上面側から下面側へと通過したサンプルガスＳを受け入れるサンプルガス導入口２８が設けられている。   Then, the upper chamber 22 is in contact with the upper surface of the pressing plate 6 so as to cover the through hole 13 of the pressing plate 6 sandwiching the filter 1, and the sample gas S from the sample gas introduction pipe 25 is passed through the lower end of the upper chamber 22. A sample gas outlet 27 for sending out toward the upper surface is provided, and the upper end portion of the lower chamber 23 covers all the through holes 9 (or the filter mounting portion 7) of the base plate 5 sandwiching the filter 1. A sample gas inlet 28 is provided which receives the sample gas S which is in contact with the lower surface of the base plate 5 and passes through the filter 1 from its upper surface side to its lower surface side.

移動手段２４は、図２に示すように、上チャンバ２２を保持し、雌ねじ部２９およびガイド孔３０を上下方向に有する上チャンバ用アーム３１と、下チャンバ２３を保持し、雌ねじ部３２およびガイド孔３３を上下方向に有する下チャンバ用アーム３４と、前記雌ねじ部２９，３２を貫通するとともに、雌ねじ部２９，３２に螺合する雄ねじ部３５，３６が形成され、さらに、その上下方向の軸まわりに回転自在な棒状体３７と、前記ガイド孔３０，３３を貫通するガイド棒３８とを備えている。なお、雌ねじ部２９，３２は互いに逆向きのねじとなっており、それに伴って、棒状体３７の雄ねじ部３５，３６も逆向きのねじとなっている。   As shown in FIG. 2, the moving means 24 holds the upper chamber 22, holds the upper chamber arm 31 having the female screw portion 29 and the guide hole 30 in the vertical direction, and the lower chamber 23, and holds the female screw portion 32 and the guide. A lower chamber arm 34 having a hole 33 in the vertical direction and male screw portions 35 and 36 that pass through the female screw portions 29 and 32 and screw into the female screw portions 29 and 32 are formed. A rod-shaped body 37 that is rotatable around and a guide rod 38 that passes through the guide holes 30 and 33 are provided. The female screw portions 29 and 32 are oppositely directed screws, and accordingly, the male screw portions 35 and 36 of the rod-like body 37 are also oppositely directed screws.

上記構成の移動手段２４では、棒状体３７を一方向に回転させると、棒状体３７の雄ねじ部３５と螺合する雌ねじ部２９を有する上チャンバ用アーム３１がガイド棒３８にガイドされながら上方向に移動するとともに、棒状体３７の雄ねじ部３６と螺合する雌ねじ部３２を有する下チャンバ用アーム３４がガイド棒３８にガイドされながら下方向に移動する。そして、上記移動に伴って、上チャンバ用アーム３１に保持された上チャンバ２２が上方向に移動し、下チャンバ用アーム３４に保持された下チャンバ２３が下方向に移動し、二つのチャンバ２２，２３が離間する。   In the moving means 24 configured as described above, when the rod-shaped body 37 is rotated in one direction, the upper chamber arm 31 having the female threaded portion 29 screwed with the male threaded portion 35 of the rod-shaped body 37 is guided upward by the guide rod 38. The lower chamber arm 34 having the female threaded portion 32 screwed with the male threaded portion 36 of the rod-shaped body 37 moves downward while being guided by the guide rod 38. With the movement, the upper chamber 22 held by the upper chamber arm 31 moves upward, the lower chamber 23 held by the lower chamber arm 34 moves downward, and the two chambers 22 are moved. , 23 are separated.

逆に、棒状体３７を他方向に回転させると、上チャンバ用アーム３１がガイド棒３８にガイドされながら下方向に移動するとともに、下チャンバ用アーム３４がガイド棒３８にガイドされながら上方向に移動する。そして、上記移動に伴って、上チャンバ２２が下方向に移動するとともに、下チャンバ２３が上方向に移動し、二つのチャンバ２２，２３が接近し、最終的には、上チャンバ２２と下チャンバ２３とでフィルタ１が組み込まれたフィルタユニット４を挟持する状態となる。   Conversely, when the rod-shaped body 37 is rotated in the other direction, the upper chamber arm 31 moves downward while being guided by the guide rod 38, and the lower chamber arm 34 is guided upward by the guide rod 38. Moving. In accordance with the movement, the upper chamber 22 moves downward, the lower chamber 23 moves upward, the two chambers 22 and 23 approach each other, and finally the upper chamber 22 and the lower chamber 23, the filter unit 4 in which the filter 1 is incorporated is sandwiched.

なお、サンプルガス導入管２５の上流部には、分粒器３９が設けられており、この分粒器３９は、大気Ｓ中に含まれるＳＰＭやＰＭ２．５、ＰＭ１０を分級し、所定の粒子径を超える大きな粒子状物質を捕捉し、所定の粒子径以下の小さな粒子状物質を選択的にサンプルガス導入管２５および上チャンバ２２に送るように構成されている。   In the upstream portion of the sample gas introduction pipe 25, a granulator 39 is provided. The granulator 39 classifies SPM, PM2.5, and PM10 contained in the atmosphere S to obtain predetermined particles. Large particulate matter exceeding the diameter is captured, and small particulate matter having a predetermined particle diameter or less is selectively sent to the sample gas introduction pipe 25 and the upper chamber 22.

また、分粒器３９としては、例えば、サンプルガスＳの渦流による遠心分離を利用して分粒を行うサイクロンや、サンプルガスＳの衝突によって小粒径の粒子状物質を選択的にサンプリングするインパクタを用いることができる。   Further, as the particle sizer 39, for example, a cyclone for performing particle size separation using centrifugal separation by the vortex of the sample gas S, or an impactor for selectively sampling a particulate material having a small particle size by the collision of the sample gas S Can be used.

そして、サンプラー１４は、図３および図４に示すように、ターンテーブル１７の全体を覆うカバー体４０を備えており、ターンテーブル１７に保持されたフィルタユニット４をカバー体４０の外部から隔離することにより、フィルタユニット４中のフィルタ１とカバー体４０の外部の空気（大気）とが直接接触しないように構成されている。カバー体４０は、ターンテーブル１７の外側にほぼ沿うような形状をしており、かつターンテーブル１７の軸まわりの回転を妨げないように構成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the sampler 14 includes a cover body 40 that covers the entire turntable 17, and isolates the filter unit 4 held by the turntable 17 from the outside of the cover body 40. Thus, the filter 1 in the filter unit 4 and the air (atmosphere) outside the cover body 40 are not directly in contact with each other. The cover body 40 has a shape substantially along the outside of the turntable 17 and is configured so as not to prevent rotation of the turntable 17 around the axis.

そして、カバー体４０の周縁部には、開閉自在な蓋部４１が設けられており、この蓋部４１は、カバー体４０の底面に設けられたヒンジ部４２を軸に回動し、閉じたときには、カバー体４０外部の空気がカバー体４０内に進入しない状態となる。また、蓋部４１を開けることにより、フィルタユニット４をフィルタユニット装着部１９に着脱することができる。   A lid 41 that can be freely opened and closed is provided at the peripheral edge of the cover body 40. The lid 41 is pivoted around a hinge 42 provided on the bottom surface of the cover body 40 and closed. Sometimes, the air outside the cover body 40 does not enter the cover body 40. Further, the filter unit 4 can be attached to and detached from the filter unit mounting portion 19 by opening the lid portion 41.

また、カバー体４０は、ターンテーブル１７だけでなく、サンプルガス導出口２７の周囲を含む上チャンバ２２の下部側壁と、サンプルガス導入口２８付近を含む下チャンバ２３の上部側壁とを覆うように構成され、上チャンバ２２の下部側壁を覆う部分と下チャンバ２３の上部側壁を覆う部分とには、上チャンバ２２および下チャンバ２３の上下方向の移動に耐えるように、上下方向に伸縮自在な蛇腹部分４３，４４が形成されている。   The cover body 40 covers not only the turntable 17 but also the lower side wall of the upper chamber 22 including the periphery of the sample gas outlet 27 and the upper side wall of the lower chamber 23 including the vicinity of the sample gas inlet 28. The bellows that is configured to cover the lower side wall of the upper chamber 22 and the portion that covers the upper side wall of the lower chamber 23 is extendable in the vertical direction so as to withstand the vertical movement of the upper chamber 22 and the lower chamber 23. Portions 43 and 44 are formed.

さらに、サンプラー１４は、図４に示すように、ターンテーブル１７の周縁部に設けられた複数のフィルタユニット装着部１９のうちの一つを、サンプルガス供給機構１６の上チャンバ２２および下チャンバ２３が挟持するように構成されているとともに、この挟持されるフィルタユニット装着部１９の一つ隣のフィルタユニット装着部１９であって、ターンテーブル１７の回転方向Ｒにおける下流側にあるフィルタユニット装着部１９に対応する位置に、前記カバー体４０の蓋部４１が設けられている。   Further, as shown in FIG. 4, the sampler 14 replaces one of the plurality of filter unit mounting portions 19 provided at the peripheral portion of the turntable 17 with the upper chamber 22 and the lower chamber 23 of the sample gas supply mechanism 16. The filter unit mounting portion 19 that is adjacent to the sandwiched filter unit mounting portion 19 and that is on the downstream side in the rotation direction R of the turntable 17. A cover 41 of the cover body 40 is provided at a position corresponding to 19.

次に、上記の構成からなるサンプラー１４の作動について説明する。   Next, the operation of the sampler 14 having the above configuration will be described.

予め、フィルタユニット４をサンプラー１４のフィルタユニット装着部１９に装着しておく。この装着は、図４に示すように、カバー体４０の蓋部４１を開け、この蓋部４１に対応する位置にあるフィルタユニット装着部１９に対してその側方からフィルタユニット４を差し込むことによって行うことができる。そして、ターンテーブル１７を回転させて、蓋部４１に対応する位置に全てのフィルタユニット装着部１９を順次移動させ、フィルタユニット４を装着することにより、各フィルタユニット装着部１９に対してフィルタユニット４が装着された状態となる。なお、フィルタユニット４の装着が完了すれば、蓋部４１を閉じる。   The filter unit 4 is mounted in advance on the filter unit mounting portion 19 of the sampler 14. As shown in FIG. 4, this attachment is performed by opening the cover portion 41 of the cover body 40 and inserting the filter unit 4 from the side with respect to the filter unit attachment portion 19 at a position corresponding to the cover portion 41. It can be carried out. Then, by rotating the turntable 17, all the filter unit mounting portions 19 are sequentially moved to positions corresponding to the lid portions 41, and the filter units 4 are mounted, whereby the filter unit is mounted on each filter unit mounting portion 19. 4 is attached. When the filter unit 4 is completely attached, the lid 41 is closed.

そして、まず、互いに離間していた上チャンバ２２および下チャンバ２３は、移動手段２４の作動によって接近し、サンプルガス供給機構１６に対応する位置にある一つのフィルタユニット４を挟み込む状態となる。   First, the upper chamber 22 and the lower chamber 23 that are separated from each other approach each other by the operation of the moving means 24 and are in a state of sandwiching one filter unit 4 at a position corresponding to the sample gas supply mechanism 16.

続いて、下チャンバ２３の下流側に設けられたサンプリングポンプの吸引によって大気Ｓが分粒器３９内へと導入され、この分粒器３９のはたらきによって測定対象外の粒子状物質が排除された大気Ｓは、サンプルガス導入管２５を経て上チャンバ２２内に入る。その後、この大気Ｓは、上チャンバ２２のサンプルガス導出口２７から送出されて下チャンバ２３のサンプルガス導入口２８に受け入れられることにより、上チャンバ２２と下チャンバ２３とで挟まれて固定されたフィルタユニット４中のフィルタ１を、その上面側から下面側へと通過し、前記サンプルガス導出管２６から下チャンバ２３の外部に導出される。そして、大気Ｓをフィルタ１内に通過させ続ける状態が一定時間（この実施例では２４時間）保たれることによって、フィルタ１による粒子状物質の捕集が完了する。   Subsequently, the air S was introduced into the granulator 39 by suction of a sampling pump provided on the downstream side of the lower chamber 23, and the particulate matter that is not the object of measurement was excluded by the function of the granulator 39. The atmosphere S enters the upper chamber 22 through the sample gas introduction pipe 25. Thereafter, the atmosphere S is sent from the sample gas outlet 27 of the upper chamber 22 and received by the sample gas inlet 28 of the lower chamber 23, so that the atmosphere S is sandwiched and fixed between the upper chamber 22 and the lower chamber 23. The filter 1 in the filter unit 4 passes from the upper surface side to the lower surface side and is led out of the lower chamber 23 from the sample gas outlet pipe 26. The state in which the atmosphere S continues to pass through the filter 1 is maintained for a certain time (24 hours in this embodiment), whereby the collection of the particulate matter by the filter 1 is completed.

上記のようにしてフィルタ１による粒子状物質の捕集が完了すると、ターンテーブル１７が３０°だけ回転する。これにより、サンプルガス供給機構１６によって粒子状物質の捕集に用いられたフィルタ１を含むフィルタユニット４は、カバー体４０の蓋部４１に対応する位置に移動する。   When the collection of the particulate matter by the filter 1 is completed as described above, the turntable 17 rotates by 30 °. Accordingly, the filter unit 4 including the filter 1 used for collecting the particulate matter by the sample gas supply mechanism 16 moves to a position corresponding to the lid portion 41 of the cover body 40.

そして、蓋部４１に対応する位置に移動してきた粒子状物質を捕集した後のフィルタ１を含むフィルタユニット４は、蓋部４１を開けた状態で、フィルタユニット装着部１９から取り出されるとともに、このフィルタユニット装着部１９に、粒子状物質を捕集する前のフィルタ１を含むフィルタユニット４が新たに装着される。その後、蓋部４１が閉められ、このときサンプルガス供給機構１６に対応する位置に移動したフィルタユニット４中のフィルタ１に対して、上記と同様の粒子状物質の捕集作業が行われる。上記のターンテーブル１７の回転とサンプルガス供給機構１６の作動とは、交互に自動的に行われるように構成されている。   The filter unit 4 including the filter 1 after collecting the particulate matter that has moved to the position corresponding to the lid 41 is taken out from the filter unit mounting portion 19 with the lid 41 opened, The filter unit 4 including the filter 1 before collecting the particulate matter is newly mounted on the filter unit mounting portion 19. Thereafter, the lid 41 is closed, and the particulate matter collection operation similar to the above is performed on the filter 1 in the filter unit 4 that has moved to a position corresponding to the sample gas supply mechanism 16 at this time. The rotation of the turntable 17 and the operation of the sample gas supply mechanism 16 are configured to be automatically performed alternately.

なお、フィルタユニット装着部１９から取り出されたフィルタユニット４中のフィルタ１は、大気に触れない状態で保管される。   The filter 1 in the filter unit 4 taken out from the filter unit mounting part 19 is stored in a state where it is not exposed to the atmosphere.

上記サンプラー１４では、以下のような効果が得られる。すなわち、バッチ式で、少なくとも２３〜２４時間かけてフィルタを用いた粒子状物質の捕集を行う従来のサンプラーでは、１回の粒子状物質の捕集毎に、その捕集を中断して、フィルタの交換作業を必ず行わなければならず、粒子状物質の捕集を複数回連続して行う場合、非常に手間がかかるという問題があった。しかし、この実施例のサンプラー２では、ターンテーブル１７およびサンプルガス供給機構１６の作動を交互に自動的に行うように構成してあるので、フィルタユニット４（フィルタ１）を用いた粒子状物質の捕集作業とフィルタユニット４の交換とを自動的かつ連続的に行うことができ、粒子状物質の捕集が終了する毎にフィルタユニット４の交換などを手動で必ずしも行う必要がなく、それだけ粒子状物質の捕集にかかる時間が短くなり、また、その捕集にかかる手間が省かれる。   The sampler 14 has the following effects. That is, with a conventional sampler that collects particulate matter using a filter over a period of at least 23 to 24 hours, the collection is interrupted for each collection of particulate matter, The replacement work of the filter must be performed, and there has been a problem that it takes a lot of labor when collecting the particulate matter continuously several times. However, in the sampler 2 of this embodiment, the operations of the turntable 17 and the sample gas supply mechanism 16 are performed alternately and automatically, so that the particulate matter using the filter unit 4 (filter 1) can be changed. The collection operation and the replacement of the filter unit 4 can be performed automatically and continuously, and it is not always necessary to manually replace the filter unit 4 every time the collection of the particulate matter is completed. The time required for collecting the particulate matter is shortened, and the time and effort required for collecting the substance are saved.

また、サンプラー１４を例えばバッテリー駆動とし、携帯が可能となるように構成した場合には、電源供給の無い僻地などでの連続的な粒子状物質の捕集を容易に行える。   In addition, when the sampler 14 is driven by a battery, for example, and can be carried, continuous particulate matter can be easily collected in a remote place where no power is supplied.

なお、この発明は、上述の実施の形態に限られるものではなく、種々に変形して実施することができる。例えば、フィルタ１は、平面視が円形状をしたものに限られず、平面視が楕円形状、長方形状などの多角形状などであってもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications. For example, the filter 1 is not limited to a circular shape in plan view, and may be a polygonal shape such as an elliptical shape or a rectangular shape in plan view.

また、フィルタユニット４のベースプレート５と押さえプレート６とを、完全に別体とせず、両者５，６を蝶番などで構成されるヒンジ部（図示していない）によって連結してもよい。   Further, the base plate 5 and the pressing plate 6 of the filter unit 4 may not be completely separated, and the both 5 and 6 may be connected by a hinge portion (not shown) formed of a hinge or the like.

また、前記サンプルガスＳとしては、大気に限られず、エンジン排ガスや煙道排ガスなどの排ガスあるいはこのような排ガスを希釈して得られる希釈排ガスなどでもよく、この場合、分析対象とする粒子状物質としては、そのようなガス中に含まれる粒子状物質となる。   The sample gas S is not limited to the atmosphere, but may be exhaust gas such as engine exhaust gas and flue exhaust gas, or diluted exhaust gas obtained by diluting such exhaust gas. In this case, particulate matter to be analyzed As a particulate matter contained in such a gas.

また、フィルタ１に対してサンプルガスＳを通し、サンプルガスＳ中の粒子状物質を捕集する時間は、２４時間に限られず、例えば、１時間や数時間でもよいし、数日間であってもよく、サンプルガスＳの種類や濃度に応じて適宜設定すればよい。   Further, the time for passing the sample gas S through the filter 1 and collecting the particulate matter in the sample gas S is not limited to 24 hours, and may be, for example, 1 hour or several hours, or several days. What is necessary is just to set suitably according to the kind and density | concentration of sample gas S.

また、カバー体１４に設ける蓋部１４ａの数は、一つに限られず、複数であってもよく、さらに、一つの蓋部１４ａが対応する取付部５の数は、一つに限られず、複数であってもよい。前記蓋部１４ａが一つであり、かつ一つの取付部５のみに対応する場合には、フィルタ１の交換を行わずに粒子状物質の捕集を連続して複数回行うと、フィルタ１を取り出す際にターンテーブル３ａを手動で回転させるなどして所望のフィルタ１を取り出す手間が必要となるが、蓋部１４ａを複数設けたり、蓋部１４ａを複数の取付部５に対応させれば、上記のような手間を省くことができる。   Moreover, the number of the cover parts 14a provided in the cover body 14 is not limited to one, and may be plural, and the number of the attachment parts 5 to which one cover part 14a corresponds is not limited to one, There may be a plurality. When the number of the cover portions 14a is one and only one mounting portion 5 is supported, the filter 1 can be obtained by continuously collecting the particulate matter a plurality of times without replacing the filter 1. When taking out, it is necessary to manually rotate the turntable 3a to take out the desired filter 1, but if a plurality of lids 14a are provided or the lids 14a are made to correspond to the plurality of mounting parts 5, The above trouble can be saved.

（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の一実施例に係る粒子状物質捕集用フィルタの構成を概略的に示す説明図および縦断面図である。(A) And (B) is explanatory drawing and longitudinal cross-sectional view which show schematically the structure of the filter for particulate matter collection which concerns on one Example of this invention. 上記フィルタが組み込まれるフィルタユニットの構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematically the structure of the filter unit in which the said filter is integrated. 上記フィルタユニットを用いる粒子状物質サンプラーの構成を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematically the structure of the particulate matter sampler using the said filter unit. 上記サンプラーの要部の構成を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows schematically the structure of the principal part of the said sampler. 上記サンプラーにおける取付部の構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the structure of the attaching part in the said sampler. 上記取付部の構成を概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the said attaching part roughly.

符号の説明Explanation of symbols

１ 粒子状物質捕集用フィルタ
２ 多孔質層
３ 補強層
１４ サンプラー
１５ フィルタ保持機構
１６ サンプルガス供給機構
１７ ターンテーブル
Ｓ サンプルガス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filter for collecting particulate matter 2 Porous layer 3 Reinforcing layer 14 Sampler 15 Filter holding mechanism 16 Sample gas supply mechanism 17 Turntable S Sample gas

Claims (4)

フッ素系樹脂よりなる多孔質層と、この多孔質層の一面側に設けられる通気性の補強層とを備えた粒子状物質捕集用フィルタにおいて、前記補強層を、帯電性の低い多孔質樹脂材料によって構成したことを特徴とする粒子状物質捕集用フィルタ。   In a particulate matter collecting filter comprising a porous layer made of a fluorine-based resin and a breathable reinforcing layer provided on one surface side of the porous layer, the reinforcing layer is made of a porous resin having low chargeability A filter for collecting particulate matter, characterized by comprising a material. 補強層が、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエステル、ポリアミドのいずれか一つまたは複数を素材とする不織布よりなる請求項１に記載の粒子状物質捕集用フィルタ。   The particulate matter collecting filter according to claim 1, wherein the reinforcing layer is made of a nonwoven fabric made of any one or more of polyethylene, polyethylene terephthalate, nylon, polyester, and polyamide. 複数のフィルタをそれぞれ着脱自在に保持するフィルタ保持機構と、このフィルタ保持機構に保持された複数のフィルタのうちの一つにサンプルガスを通すことにより、サンプルガス中の粒子状物質を前記フィルタに捕集させるサンプルガス供給機構とを備え、前記フィルタを、請求項１または２に記載の粒子状物質捕集用フィルタとし、また、サンプルガス供給機構がフィルタ保持機構に保持された複数のフィルタに粒子状物質を順次捕集させるように構成したことを特徴とする粒子状物質サンプラー。   A filter holding mechanism that detachably holds a plurality of filters, and passing the sample gas through one of the plurality of filters held by the filter holding mechanism, thereby allowing particulate matter in the sample gas to pass through the filter. A filter for collecting particulate matter according to claim 1, and a plurality of filters in which the sample gas supply mechanism is held by a filter holding mechanism. Particulate matter sampler characterized by being configured to sequentially collect particulate matter. フィルタ保持機構が、その軸まわりに回転自在なターンテーブルを備え、このターンテーブルの周縁部に各フィルタが着脱自在に取り付けられている請求項３に記載の粒子状物質サンプラー。   The particulate matter sampler according to claim 3, wherein the filter holding mechanism includes a turntable rotatable around its axis, and each filter is detachably attached to a peripheral portion of the turntable.
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