特許 5862457 粉塵の飛散監視装置及び飛散防止方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5862457

(24)【登録日】2016年1月8日

(45)【発行日】2016年2月16日

(54)【発明の名称】粉塵の飛散監視装置及び飛散防止方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/06 20060101AFI20160202BHJP

   G01N 15/00 20060101ALI20160202BHJP

   G01N 1/02 20060101ALI20160202BHJP

【ＦＩ】

   G01N15/06 D

   G01N15/00 C

   G01N1/02 G

   G01N1/02 J

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-119881(P2012-119881)

(22)【出願日】2012年5月25日

(65)【公開番号】特開2013-246044(P2013-246044A)

(43)【公開日】2013年12月9日

【審査請求日】2014年8月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089462

【弁理士】

【氏名又は名称】溝上 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100116344

【弁理士】

【氏名又は名称】岩原 義則

(74)【代理人】

【識別番号】100129827

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 進

(72)【発明者】

【氏名】竹中 信一

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】大橋 紀之

(72)【発明者】

【氏名】金川 浩

(72)【発明者】

【氏名】軽部 豊

【審査官】 土岐 和雅

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−０８２３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２４３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０６１５５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−２１０３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７０１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２６０９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０６４４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１３４８２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６１−０８３６３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−３１５２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０７５５１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ１／００〜１／４４、１５／００〜１５／１４、２１／００〜２１／６１、Ｂ６５Ｇ１／００〜６９／００、Ｇ０１Ｗ１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

降下粉塵を連続的に採取して採取フィルタ上に捕集し、粉塵量を測定する粉塵測定装置と、
この粉塵測定装置の前記採取フィルタ上の粉塵を採取フィルタと共に撮影する撮影装置と、
風向及び風速を測定する気象測定器と、
を備え、
前記粉塵測定装置で採取した粉塵の量、前記撮影装置で撮影した前記粉塵の画像、前記気象測定器で測定した風向及び風速のデータを、ネットワークを介して工場オペレータ室に設置した表示装置に受け取り、前記粉塵量とこの粉塵を採取した際の風向及び風速から、自工場からの粉塵量を選び出し、この選び出した粉塵量の移動平均値が予め設定した基準値を超えた場合に警報器に信号を出す処理装置をさらに備えたことを特徴とする粉塵の飛散監視装置。

【請求項2】

採取フィルタ上に降下してきた粉塵を連続的に採取して捕集した粉塵量を測定し、
この測定した粉塵量とこれら粉塵を採取した際の風向及び風速とから自工場からの粉塵量を選び出して当該粉塵量の移動平均値と予め設定した基準値と比較し、前記選び出した粉塵量が予め設定した基準値を超えた場合に警報を発すると共に、
選び出した粉塵の撮影画像と自工場から発生した粉塵の撮影画像を工場オペレータ室で比較し、自工場が粉塵発生源であると判断した場合は、粉塵飛散の抑制措置を施すことを特徴とする粉塵の飛散防止方法。

【請求項3】

前記警報を発する際の基準値が複数段階に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の粉塵の飛散防止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、監視ポイントで測定する降下粉塵量が増加した場合に、その降下粉塵量の測定と共に粉塵発生源を遅滞なく特定することができる粉塵の飛散監視装置、及びその装置を使用して粉塵の飛散を防止する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

様々な生産活動に伴う粉塵が発生する工場では、生産操業のトラブルや強風等の自然現象の影響によって、多量の粉塵が一時的に工場外に飛散する場合がある。従って、住宅や公園等から近い距離にある工場では、粉塵発生の抑制を求められる場合がある。

【0003】

住宅や公園等への粉塵の飛散を有効に抑制するためには、粉塵飛散時の風向や風速、工場の生産操業状況、飛散物の種類の特定など、多くの事項を調査する必要がある。しかしながら、粉塵発生後の事後対応のために、原因の特定に時間を要する場合や、場合によっては原因が判明しないこともある。

【0004】

そこで、工場敷地の境界に設けた監視ポイントに設置し、粉塵の飛散を抑制する対策として用いる装置や方法が種々提案されている（例えば特許文献１〜４）。

【0005】

特許文献１で提案された装置は、複数の監視ポイントにそれぞれ粉塵測定器とアラーム装置を取付け、降下粉塵の濃度を工場より離れた事務所内の中央監視コンピューターに接続して監視し、異常値になればアラーム装置から警報を発して注意を促すものである。

【0006】

しかしながら、特許文献１で提案された装置は、粉塵濃度のみのデータで警報を発するもので、自工場による粉塵の影響かどうかを判断することができないので、粉塵抑制対応は自工場が発生源であるか否かに関係なく行うことになる。

【0007】

また、特許文献２で提案された方法は、雨量と風向と風速と降下粉塵濃度との基準条件を予め設定しておく一方、雨量と風向と風速と降下粉塵濃度とを所定時間毎に計測して前記基準条件と比較し、比較結果に基づき公害発生防止措置を施すものである。

【0008】

しかしながら、この特許文献２で提案された方法は、風向は過去の公害発生の風向帯であるかどうか、風速は所定レベル以上かどうかを判断するだけであるため、自工場が発生源であるか否かを判断することができず、粉塵抑制対応は自工場が発生源であるか否かに関係なく行うことになる。

【0009】

また、特許文献３で提案された方法は、粉粒体の発塵や飛散が急増する前に散水を行う粉塵対策基準と、風向、風速、降水量からなる気象予測データとを計算機に入力して比較演算処理を行い、気象予測データが粉塵対策基準と一致した時、粉粒体貯蔵場に設置した散水装置から所定時間粉粒体に散水するものである。

【0010】

しかしながら、近年の気象予測精度でも予報と実測とは異なるため、特許文献３で提案された方法は、飛散抑制の確実性の点で問題がある。

【0011】

また、特許文献４で提案されたものは、粗大粒子と微小粒子について個別に連続質量測定を行い、粗大粒子質量測定値から大気中の降下粉塵の粉塵降下速度推移を算出することで、デポジットゲージによる粉塵降下速度計測値と良い相関をもち、短周期での粉塵降下速度計測と、粒径分布の連続的な測定を可能とするものである。

【0012】

この特許文献４で提案された方法は、連続的に粉塵を測定し、粉塵の種類を自動で判別できるものではあるが、単なる測定装置であって監視装置ではないため、一時的に多量の粉塵が飛散した際の粉塵飛散防止対応に利用することはできない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】実用新案登録第３１３４８２３号公報

【特許文献2】特開昭６３‐８２３８５号公報

【特許文献3】特開平２‐７５５１０号公報

【特許文献4】特開２００８‐２２４３３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明が解決しようとする問題点は、特許文献１，２で提案された技術は、自工場が発生源であるか否かを判断できず、粉塵抑制対応は自工場が発生源であるか否かに関係なく行うことになると言う点である。また、特許文献３で提案された技術は、飛散抑制の確実性の点で問題があるという点である。さらに、特許文献４で提案された技術は、一時的に多量の粉塵が飛散した際の粉塵飛散防止対応に利用することができないという点である。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明は、監視ポイントで測定された降下粉塵量が増加した場合に、その降下粉塵量の測定と共に粉塵発生源を遅滞なく特定すること、及びその結果を使用して粉塵の飛散を防止するために、以下のような構成を採用している。

【0016】

すなわち、本発明の粉塵の飛散監視装置は、
降下粉塵を連続的に採取して採取フィルタ上に捕集し、粉塵量を測定する粉塵測定装置と、
この粉塵測定装置の前記採取フィルタ上の粉塵を採取フィルタと共に撮影する撮影装置と、
風向及び風速を測定する気象測定器と、
を備えたことを最も主要な特徴としている。

【0017】

その際、
前記粉塵測定装置で採取した粉塵の量、前記撮影装置で撮影した前記粉塵の画像、前記気象測定器で測定した風向及び風速のデータを、ネットワークを介して工場オペレータ室に設置した表示装置に受け取り、前記粉塵量とこの粉塵を採取した際の風向及び風速から、自工場からの粉塵量を選び出し、この選び出した粉塵量の移動平均値が予め設定した基準値を超えた場合に警報器に信号を出す処理装置をさらに備えさせれば、以下のようにして粉塵の飛散を防止することができる。

【0018】

すなわち、まず、採取フィルタ上に降下してきた粉塵を連続的に採取して捕集した粉塵量を測定する。次に、この測定した粉塵量とこれら粉塵を採取した際の風向及び風速とから自工場からの粉塵量を選び出して当該粉塵量の移動平均値と予め設定した基準値と比較し、前記選び出した粉塵量が予め設定した基準値を超えた場合に警報を発する。そして、これと共に、選び出した粉塵の撮影画像と自工場から発生した粉塵の撮影画像を工場オペレータ室で比較し、自工場が粉塵発生源であると判断した場合は、粉塵飛散の抑制措置を施す。これが本発明の粉塵の飛散防止方法である。

【0019】

本発明方法における粉塵飛散の抑制措置としては、例えば設備の点検や粉塵発生場所への散水等がある。

【0020】

上記本発明によれば、自工場が粉塵降下の発生源である場合には、効果的に粉塵発生の抑制措置をとることができる。

【0021】

その際、警報を発する際の基準値を複数段階に設定しておけば、最小限の対応で効果的に粉塵の飛散を抑制することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明では、監視ポイントで降下粉塵が増加した場合に、即座に粉塵の発生源を特定して適切な対応を施すことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の粉塵飛散監視装置の一例を示す概略構成図である。

【図2】本発明の粉塵飛散監視装置の設置位置の一例を示した図である。

【図3】本発明の運用事例を示した図である。

【図4】粉塵を撮影した写真の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明は、監視ポイントで測定された降下粉塵量が増加した場合に、その降下粉塵量の測定と共に粉塵発生源を遅滞なく特定して粉塵の飛散を防止するという目的を、粉塵量の測定に加えて風向、風速、粉塵の撮影データを組み合わせて判断することで実現した。

【実施例】

【0025】

以下、本発明を実施するための実施例を、添付図面を用いて説明する。
図１は、例えば図２に示すように、対象となる工場Ａ〜Ｃの敷地と公園の敷地の境界に設けた監視ポイントＰに設置する本発明の粉塵飛散監視装置の一例を示す概略構成図である。

【0026】

１は監視ポイントＰにおける降下粉塵を連続的に採取して粉塵量を測定する粉塵測定装置である。この粉塵測定装置１は、上方に開放した逆円錐状の採取口２と、この採取口２内に降下してきた粉塵を捕集するテープ状の採取フィルタ３と、この採取フィルタ３上に捕集した粉塵量を測定する測定部４と、前記採取フィルタ３の送り装置５とから構成されている。

【0027】

６は前記採取フィルタ３上の粉塵を採取フィルタ３と共に撮影する撮影装置であり、例えばパソコン上で粉塵の種類を目視で確認できるように、光学５０倍のレンズ７と２００万画素のデジタルカメラ８を組み合わせて使用する。

【0028】

９は監視ポイントＰにおける風向及び風速を測定する気象測定器であり、この気象測定器９で測定した風向及び風速は、気象データ処理装置１０を介してデータ集約保存装置１１に送られる。このデータ集約保存装置１１には、前記粉塵測定装置１で測定された粉塵量と、前記撮影装置６で撮影された画像も送られてくる。

【0029】

前記測定部４と前記気象測定器９におけるサンプリングタイムは、短すぎたり長すぎたりすると、風向の変化と粉塵量が関連性の無いデータになるので、例えば１０分に１回とする。このサンプリングタイムは、工場と粉塵監視ポイントの距離や高さ等から事前に最適の時間を決めておく。

【0030】

ところで、短時間に粉塵測定装置１の許容値以上の粉塵が降下した場合、送り装置５が作動して採取フィルタ３が自動で移動し、撮影装置６で粉塵を撮影する。従って、撮影装置６の撮影間隔は、平常時は、粉塵が集まったところで撮影するようにして採取フィルタ３の使用数が極力少なくなるように、例えば１時間に１回の間隔で撮影するようにする。

【0031】

上記構成の本発明の粉塵の飛散監視装置を用いて監視ポイントＰで粉塵量を測定すると、工場から影響する方向での風向では粉塵量が上昇するので、その粉塵が降下したときの風向きにより、当該粉塵が自工場からのものかどうかを大まかに判断することができる。

【0032】

そして、粉塵が自工場からの可能性がある場合は、当該粉塵を、レンズ７を介してデジタルカメラ８で拡大して撮影することで、自工場が発生源の粉塵であるかどうかをオペレータが目視にて判断することができる。

【0033】

１２は前記データ集約保存装置１１内のデータをインターネット等のネットワークを介してデータ受信サーバ１３に送信するデータ送信装置である。データ送信装置１２からデータ受信サーバ１３への通信手段は無線でも有線でもよいが、粉塵監視装置からデータ受信サーバ１３までの距離によって有線、無線を使い分ければよい。

【0034】

データ受信サーバ１３は、前記送られてきたデータをストックする機能と共に、工場方向からの風向での粉塵量のカウントや警報発生判断の機能も備えている。そして、前記粉塵量とこの粉塵を採取した際の風向及び風速から、自工場からの粉塵量を選び出し、この選び出した粉塵量の移動平均値が予め設定した基準値を超えた場合に警報器１４に信号を出す。

【0035】

なお、前記粉塵量は、粉塵監視測定装置で測定されたデータ（μg）を１箇月当たりの降下粉塵量に換算し、これまで粉塵量過多により原因調査を開始する判断となっていた粉塵量警報値の２倍値を１００％として％で表示することにした。

【0036】

１５はデータ受信サーバ１３内のデータを見やすいように編集して表示させるデータ表示サーバであり、例えばWebサーバ機能を持っており、工場オペレータ室に設置したパソコン等の表示装置１６にてwebブラウザで粉塵データをビジュアルに確認できる。

【0037】

上記構成の本発明の粉塵の飛散監視装置を使用すれば、以下のようにして粉塵の飛散を抑制することができる。

【0038】

先ず、粉塵測定装置１で降下粉塵を連続的に採取し、その粉塵量を測定する。データ受信サーバ１３は、データ送信装置１２から送られてきた前記粉塵量と気象測定器９で測定した風向及び風速のうち、前記粉塵量を測定した粉塵を採取した際の風向及び風速と前記粉塵量とから自工場からの粉塵量を選び出して管理する。そして、前記管理する自工場からの粉塵量の移動平均値が予め設定した基準値を超えた場合に、警報器１４に信号をだして警報を発する。

【0039】

一方、オペレータは、前記基準値を超えた粉塵撮影画像と自工場から発生した粉塵の撮影画像を比較し、自工場が粉塵発生源であると判断した場合は、遅滞なく設備の点検や粉塵発生場所への散水等を行って粉塵飛散の抑制措置を施す。これが、本発明の粉塵の飛散防止方法である。

【0040】

その際、警報を出すための基準値を複数段階に設定しておけば、最小限の工場対応で効果的な粉塵飛散の抑制対応が行えるようになる。

【0041】

ちなみに、本発明の効果を確認するために焼結工場において実施した運用例を図３に示す。

【0042】

発明例では、警報発生の考え方を過去８時間の粉塵量の移動平均値管理とし、警報基準値を３段階に設定し、警報値１を２０％、警報値２を４０％、警報値３を６０％とした。また、図２に示した工場Ａ側から粉塵監視ポイントＰに影響する風向（影響風向）をＮ、ＮＥ、ＮＮＥ、ＥＮＥからの４方向に設定した。なお、方向は、Ｎ（北）、Ｅ（東）、Ｓ（南）、Ｗ（西）の符号を用いて、定法に従って１６方位に分けて表す。

【0043】

図３中の棒グラフには、影響風向からの粉塵量（以下、「影響風向粉塵量」ともいう。）を白枠で示し、８時間の移動平均値（単純移動平均値）を折れ線グラフで示している。

【0044】

影響風向粉塵量は、影響風向（前記では、Ｎ，ＮＮＥ，ＮＥ，ＥＮＥの４方向）の風向の場合の粉塵量であって、粉塵測定装置で測定された粉塵量と気象測定器で測定された風向データをデータ受信サーバでデータ処理して算出した指標である。

【0045】

図３より、影響風向になると粉塵量は上昇傾向となり、風速が高くなるほど粉塵飛散量も上昇する傾向があることが分かる。

【0046】

具体的には１６時から１７時までは風向はＥＳＥで影響風向外であり、移動平均の粉塵量は感知されない。しかしながら、１８時以降、風向はＥからＮＮＥ，ＮＥ又はＥＮＥになって次第に影響風向下となり、２２時過ぎに移動平均値が警報値１を超えたので、警報器に信号を出して警報を発した。

【0047】

この際、図４に示す写真を各工場担当者が確認した。工場Ａでは赤色の原料を使用しており、赤色の粉塵が飛散する。図４の写真には赤色の粉塵の飛散が確認でき、自工場より飛散したものと判断し、警報値１の場合の粉塵飛散の抑制措置、すなわち集塵機等の環境対策設備からの発塵有無を主とした設備点検や散水を行い、発塵防止を図った。

【0048】

この結果、２０時とほぼ同風速である２３時では粉塵量が下がっており、粉塵飛散の抑制効果が発揮されていると判断できた。なお、警報値２の場合は、工場Ａで加熱した原料を冷却する風量の制限を実施し（操業を制約）、大気中に飛散する粉塵を抑制した。警報値３の場合は、工場Ａの周囲（道路上等）の飛散を抑えるために、散水車を使用した路上散水等を実施し、工場内の対策だけでなく工場周辺を含む地域全体での粉塵飛散抑制対応を行うように設定した。

【0049】

本発明は上記した例に限らないことは勿論であり、請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0050】

１ 粉塵測定装置
３ 採取フィルタ
４ 測定部
６ 撮影装置
９ 気象測定器
１２ データ送信装置
１３ データ受信サーバ
１４ 警報器
１５ データ表示サーバ
１６ 表示装置
Ａ〜Ｃ 工場
Ｐ 監視ポイント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】