CN204365597U - 粒子分离装置及具备其的粒子测定器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及粒子分离装置及具备其的粒子测定器。即使在将粒子分离装置的尺寸实现小型化的情况下，也能防止流经主流路的粗大粒子向支流路侧逆流。主流路(5b)在从分支部(A)侧的入口到末端出口(B)的流路的至少一部分中具有流路扩张部(5d)，在流路扩张部(5d)中，气流通过的气流通过面积(S)随着从分支部(A)侧朝向末端出口(B)侧而逐渐增大。

Description

粒子分离装置及具备其的粒子测定器

技术领域

本实用新型涉及粒子分离装置和具备该粒子分离装置的粒子测定器。

背景技术

作为分离在大气中浮游的微粒子、测定分离后的微粒子的量的粒子测定器，可举出例如在专利文献1中公开的设备。根据在专利文献1中公开的粒子的分离方法，对在流体中浮游的粒子进行加速并利用惯性力使其分离。

图11是表示在专利文献1中公开的分离方法的概略说明图。如图11所示，根据专利文献1的分离方法，在分支路13中，将主流11和支流12逆向排列，使包含浮游粒子的含粒子流体15经过向支流12侧倾斜的流入路16并经由喷嘴部17导入。主流11和支流12经过由泵、测定器等进行吸引的吸气路。通过在主流11和支流12中被吸引，使含粒子流体15经过流入路16被导入系统内。

被导入系统内的含粒子流体15在喷嘴部17被加速，由于粗大粒子110的惯性力大，因此，乘着主流11而从主吸引路112被除去。另外，由于微小粒子18的惯性力小，因此，在分支路13中发生反转而乘着逆向的支流12而送入支吸引路114。由此，含粒子流体15所包含的微小粒子18和粗大粒子110被分离。根据专利文献1的分离方法，通过调节主流11和支流12的流量、或者利用如采样管116那样的可动构件的上下移动来调节喷嘴部17的整个长度及其间隔，由此能改变粒子的分级特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2004－89898号公报(2004年3月25日公开)

实用新型内容

实用新型要解决的问题

然而，在上述专利文献1的技术中存在以下问题。

即，在主吸引路112和支吸引路114中，在发生气流与流路的侧壁碰撞的部分或流动的搅乱的情况下，会出现粒子发生逆流的问题。例如，暂时流入主吸引路112的粗大粒子110再次流入支吸引路114侧。

这样的问题在将粒子测定器实现小型化、将吸引流体的驱动源设为风扇的情况下，由于风扇易于受到所产生的气流的搅乱影响，所以变得特别显著。

另外，在专利文献1的粒子测定器中，将包含浮游粒子的含粒子流体15在分支路13中分离为主流11和支流12，对一方流动(支流12)所包含的微小粒子18进行测定。在这样的粒子测定器中，在分支路13和风扇之间的距离变短的情况下，在风扇的正上方的空间内，会由于风扇扇叶旋转而产生紊流。因此，由于分支路13与风扇的距离变短，由此，使分支路13附近的气流易于受到风扇旋转造成的影响。其结果是，由分支路13分离的粗大粒子110由于风扇正上的紊流而发生逆流，流入不该进入的流路(例如支吸引路114)。

本实用新型就是鉴于上述现有的问题而完成的，其目的在于提供能防止流经主流路的粗大粒子向支流路侧逆流的粒子分离装置和具备该粒子分离装置的粒子测定器。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本实用新型的一种方式的粒子分离装置具备：导入流路，其从外部导入气体；主流路和支流路，其在导入流路中的位于与外部相反的一侧的末端的分支部进行分支；以及流体驱动部，其产生从上述导入流路经由上述分支部朝向末端出口的气流，上述末端出口分别将上述主流路和上述支流路各自中的气体向外部排出，将从上述导入流路导入的气体所包含的粒子利用其惯性力向上述主流路和上述支流路分离，上述粒子分离装置的特征在于，上述主流路在从分支部侧的入口到上述末端出口的流路的至少 一部分中具有第1流路扩张部，在上述第1流路扩张部中，气流通过的气流通过面积随着从分支部侧朝向末端出口侧而逐渐增大。

实用新型效果

根据本实用新型的一种方式，具有能防止流经主流路的粗大粒子向支流路侧逆流的效果。

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式1的粒子测定器的构成的立体图。

图2(a)、(b)表示在本实用新型的实施方式1的粒子测定器内形成的气体流路的概略构成，图2(a)是截面图，图2(b)是截面立体图。

图3是示意地表示经过导入流路向系统内导入的含粒子流体的分支部中的分粒状态的截面图。

图4是表示本实用新型的实施方式1的粒子测定器中的主流路的构成的放大截面图。

图5(a)、(b)表示本实用新型的实施方式2的粒子测定器的概略构成，图5(a)是截面图，图5(b)是截面立体图。

图6是示意地表示本实用新型的实施方式2的粒子测定器中的主流路的构成的图。

图7(a)、(b)表示本实用新型的实施方式3的粒子测定器的概略构成，图7(a)是截面图，图7(b)是截面立体图。

图8是示意地表示本实用新型的实施方式3的粒子测定器中的主流路的构成的图。

图9(a)、(b)表示本实用新型的实施方式4的粒子测定器的概略构成，图9(a)是截面图，图9(b)是截面立体图。

图10是示意地表示本实用新型的实施方式4的粒子测定器中的主流路的构成的图。

图11是表示在专利文献1中公开的分离方法的概略说明图。

具体实施方式

[实施方式1]

以下详细地说明本实用新型的实施方式。图1是表示本实施方式的粒子测定器10A的构成的立体图。本实施方式的粒子测定器10A从外部吸引气体(例如空气)，并对该气体所包含的希望粒径的微粒子的量进行测定。

如图1所示，本实施方式的粒子测定器10A具备：传感器1(测定部)、吸气部2、分粒部3、风扇4(流体驱动部)。粒子测定器10A通过驱动作为单一的流体驱动部的风扇4而从吸气部2导入外部的空气。被导入到粒子测定器10A内的空气通过在装置内形成的气体流路并经由风扇4向外部排出。传感器1设置在在粒子测定器10A内形成的气体流路的途中，对在通过的空气中包含的微粒子的量进行测定。

图2(a)、(b)表示在粒子测定器10A内形成的气体流路的概略构成，图2(a)是截面图，图2(b)是截面立体图。如图2(a)和图2(b)所示，在粒子测定器10A内形成的气体流路包括导入流路5a、主流路5b以及支流路5c。

导入流路5a是形成于吸气部2、用于从外部导入气体(空气)的流路。主流路5b和支流路5c是由作为导入流路5a中的与外部相反一侧的末端的分支部A进行分支的流路。

粒子测定器10A中的粒子分离装置具备：风扇4和包括导入流路5a、主流路5b、支流路5c的气体流路。并且，将风扇4设为驱动源，将从导入流路5a导入的气体所包含的粒子利用其惯性力在分支部A中向主流路5b和支流路5c分离。关于从导入流路5a导入的气体所包含的粒子的分离(分粒)的原理将后述。

作为测定微小粒子的测定部的传感器1设于支流路5c的途中，对通过支流路5c的气体中的微小粒子的量进行测定。该传感器1是通过例如对通过的气流中的微粒子照射光，检测从微粒子散射的光(即光散射法)来测定气体中的微小粒子的量的装置。另外，传感器1不限于光散射法，也可以利用重量法对气体中的微小粒子的量 进行测定。另外，测定微小粒子的测定部不限于传感器1，也可以具备例如捕获收集微小粒子的过滤器，对由过滤器捕获收集的微小粒子进行测定。

风扇4仅设有1个，发挥作为产生从导入流路5a经由分支部A朝向末端出口B、D的气流的流体驱动部的功能，上述末端出口B、D分别将主流路5b和支流路5c各自中的气体向外部排出。本实施方式中的流体驱动部不限于图2(a)、(b)所示的风扇4，只要是能产生从导入流路5a经由分支部A朝向末端出口B、D的气流的装置即可，上述末端出口B、D分别将主流路5b和支流路5c各自中的气体向外部排出。例如，流体驱动部也可以是泵。另外，风扇4可以是离心风扇，也可以是轴流风扇。

在此，将与风扇4的气体吸入面4a垂直的方向设为Y方向。图2(a)、(b)所示的Y方向(箭头方向)是与重力方向相反的方向。并且，在与Y方向垂直的截面中，将通过传感器1的支流7c的方向设为X方向。并且，将与X方向和Y方向双方垂直的方向设为Z方向。

如图2(a)所示，利用风扇4的驱动，包含浮游粒子的空气的流体(以下记为含粒子流体)经过向支流路5c侧倾斜的导入流路5a向粒子测定器10A内导入(气流7a)。导入流路5a为如下构成：在与气流7a的方向垂直的截面形状中，随着朝向分支部A，流路所包围的面积(也称为由构成流路的侧壁包围的面积。以下记为流路截面面积或气流通过面积)变小。因而被导入导入流路5a的含粒子流体沿着气流7a随着朝向分支部A而加速。因而导入流路5a也称为流体加速部。

含粒子流体的气流7a在分支部A分支为主流7b和支流7c。主流7b和支流7c分别经过由风扇4吸引的主流路5b和支流路5c。将1个风扇4设为流体驱动源，分支为主流7b和支流7c进行吸引，由此能将大气等含粒子流体经过导入流路5a向系统内导入。

在粒子测定器10A中，被向系统内吸引的含粒子流体如图3所示，当气流7a在分支部A分支为主流7b和支流7c时，被分粒为包括希望粒径的微小粒子8b的含粒子流体和包括希望粒径以外的粗大 粒子8a的含粒子流体。此时，在主流7b中包括包含希望粒径以外的粗大粒子8a的含粒子流体。另一方面，在支流7c中包括包含希望粒径的微小粒子8b的含粒子流体。

在此，参照图3详述上述粒子的分粒原理。图3是示意地表示经过导入流路5a向系统内导入的含粒子流体的分支部A中的分粒的状态的截面图。

如图3所示，由风扇4吸引到系统内的含粒子流体随着朝向导入流路5a的分支部A而加速。根据斯托克斯公式，在分支部A中，含粒子流体所包含的粒子是否沿着沿周围的气流7a的主流7b运动取决于粒子的密度、直径、速度。如果是同一成分的粒子，则含粒子流体所包含的粒子的粒径越大，则越以低速从含粒子流体的运动脱离。因此，粒径比较大的粗大粒子8a的惯性力较大，因此其乘着主流7b从主流路5b向外部排出，不易向支流7c侧进入。另一方面，粒径比较小的微小粒子8b的惯性力较小。所以微小粒子8b的移动由含粒子流体的粘性支配。因此，微小粒子8b乘着主流7b和与主流7b为逆向的支流7c送入主流路5b和支流路5c。这样，能利用分支部A中的粒子的速度仅将特定粒径以下的粒子向支流7c引导。

这样，在本实施方式的粒子测定器10A中，通过上述流路构成和风扇4的配置等，被风扇4吸引的含粒子流体所包含的粗大粒子8a在分支部A不会向在与主流路5b为逆向延伸的支流路5c混入。另一方面，微小粒子8b存在于主流路5b和支流路5c两者。

如图2(a)所示，送入支流路5c的、包含微小粒子8b的含粒子流体乘着支流7c通过传感器1。通过这样通过传感器1来测定含粒子流体所包含的微小粒子8b的量。

从传感器1流出的、包含微小粒子8b的含粒子流体朝向支流路5c的末端出口D流出。在此，导入流路5a、主流路5b以及风扇4按大致相同的方向排列并设置。通过设为该构成，粗大粒子8a不向支流路5c逆流地向主流路5b分支后易于经由末端出口D向外部排出。所以能有效地去除非测定对象的粗大粒子8a。

这样，在图2(a)所示的含粒子流体的气流中，包含粗大粒子 8a的、含粒子流体的主流7b从分支部A经过以到配置在下侧的风扇4为最短距离的方式延伸的主流路5b而从形成在气体吸入面4a的正上方的空间排出。另一方面，包含微小粒子8b的、含粒子流体的支流7c从分支部A起在与主流路5b为逆向延伸并经过经由传感器1迂回的支流路5c而从末端出口D排出。并且，这样粗大粒子8a和微小粒子8b被分支部A进行分粒，因此被从外部吸引的含粒子流体中的、包含粗大粒子8a的含粒子流体不通过传感器1地向外部排出。另一方面，包含微小粒子8b的含粒子流体在由传感器1测定量后向外部排出。

这样，在本实施方式的粒子测定器10A中，将被从外部吸引的含粒子流体的气流7a在分支部A处分支为主流7b和支流7c，当进行该分支时，进行粗大粒子8a和微小粒子8b的分粒。而且，将主流7b和支流7c分别经由末端出口B和D向外部排出。另外，主流7b和支流7c的分支利用作为单一的流体驱动源的风扇4来实现。并且，通过在支流路5c的途中设置传感器1来测定支流7c的含粒子流体中的微小粒子8b的量。

所以与使用泵和测定器这2个驱动源的专利文献1的技术相比，能实现小型且便宜的粒子测定器。

在此，主流路5b的主流7b的流速和支流路5c的支流7c的流速需要进行非常严格的调节。例如，在主流7b的流速比最佳值大、支流7c的流速比最佳值小的情况下，不仅粗大粒子8a而且微小粒子8b的大半也向主流路5b侧流动。其结果是，向支流路5c侧流动的微小粒子8b的量很少，因此无法适当地区分粗大粒子8a和微小粒子8b。相反地，在主流7b的流速比最佳值小、支流7c的流速比最佳值大的情况下，粗大粒子8a的一部分向支流路5c侧流动，依然无法适当地区分粗大粒子8a和微小粒子8b。主流7b的流速和支流7c的流速分别由主流路5b和支流路5c的流路阻力和风扇4的排气速度来决定。其中，流路阻力是由主流路5b和支流路5c的形状决定的值，不改变流路形状就无法进行调节。另一方面，排气速度是只要通过调节风扇4的输出就能调节的值，比较容易调节。因此，如专利文献1的技术那 样，在对主吸引路112和支吸引路114利用各自的风扇进行排气的构成中，能容易地分别进行在主吸引路112和支吸引路114中的流体流速的调节(参照图11)。对此，粒子测定器10A利用单一的风扇4对主流路5b和支流路5c两者进行排气，因此存在通过风扇4的输出无法自由地调节各自的流路中的排气速度(即主流7b和支流7c的流速)的问题。

另外，相对于主流7b和支流7c的流速为了充分地运用风扇4的排气速度，优选采用尽量增大风扇4的气体吸入面4a的面积、并将其用于排气的方式。为了采用该方式，粒子测定器10A成为将主流路5b和支流路5c的末端出口B、D与风扇4的气体吸入面4a连接的构成。在该构成中，在风扇4的气体吸入面4a被堵塞的情况下，阻力变大而无法充分地发挥风扇4的作为驱动源的性能。所以，为了充分地发挥风扇4的性能，粒子测定器10A在风扇4中的吸气侧的正上方的部分设有具有与气体吸入面4a相同程度的面积的空间。即，在气体吸入面4a的正上方部分确保空间。主流7b和支流7c经过在气体吸入面4a的正上方形成的空间向外部排出。

在此，如图2(a)、(b)所示，在粒子测定器10A中，支流路5c的流路长度比主流路5b的流路长度长。因此，与主流7b相比，支流7c的流路阻力更大。所以，在主流7b与支流7c合流的构成中，主流7b与支流7c相比流速更大，因此产生紊流。其结果是，在气体吸入面4a的正上方形成的空间内，主流7b所包含的粗大粒子8a的一部分有可能向支流路5c侧逆流。

因此，在本实施方式的粒子测定器10A中，如图2(a)、(b)所示，设有将从主流路5b排出的主流7b与从支流路5c排出的支流7c隔开的隔板6。该隔板6设置在在气体吸入面4a的正上方形成的空间的中央。即，被隔板6隔开的气体吸入面4a的面积在主流路5b侧和支流路5c侧成为相同的。利用该隔板6防止主流7b与支流7c合流。其结果是，能在主流路5b和支流路5c之间防止粒子逆流。

此外，隔板6的位置不限于在气体吸入面4a的正上方形成的空间的中央，也可以是，在被隔板6隔开的气体吸入面4a中，主流7b 所通过的面积与支流7c所通过的面积不同。这样，在气体吸入面4a的正上方形成的空间内将隔板6配置在从中央偏离的位置，由此能实现主流7b的流速和支流7c的流速的比率发生了变化的粒子测定器10A。

另外，也可以是，隔板6的角度、厚度在主流路5b侧和支流路5c侧之间不同。另外，在图2(a)、(b)所示的构成中，隔板6是平板形状。但是，隔板6的形状只要是防止主流7b与支流7c合流的构成即可，不限于平板形状，也可以是具有曲面的形状。而且，隔板6也可以是包围支流7c的出口部分的结构。

另外，在本实施方式的粒子测定器10A中，包含粗大粒子8a的含粒子流体的主流7b所经过的主流路5b以到配置在下侧的风扇4为最短距离的方式连结。另一方面，包含微小粒子8b的含粒子流体的支流7c所经过的支流路5c从分支部A在与主流路5b为逆向延伸并经由传感器1迂回而与风扇4连结。

这样，在本实施方式的粒子测定器10A中，主流路5b利用风扇4将主流7b直接向外部排出，因此流路长度比较短。另一方面，支流路5c以在途中设有传感器1、支流7c通过传感器1的方式构成，因此流路长度比较长。粒子测定器10A在支流路5c的途中具备传感器1、且仅将1个风扇4设为流体驱动源，因此成为支流路5c的流路长度比主流路5b的流路长度长的构成。这样，支流路5c的流路长度比主流路5b的流路长度长，由此，支流路5c中的支流7c的流路阻力作为整体变大，能降低分支部A的支流7c的流速。

另外，在本实施方式的粒子测定器10A中，分支部A处的支流路5c的入口的位置与传感器1的位置相比配置在重力方向的下侧。在这种情况下，在分支部A进行了分支的支流7c的方向成为与重力方向相反的一侧的方向。

传感器1将PM2.5等微小粒子8b作为测定对象。在从导入流路5a流入的含粒子流体的气流7a中，除了微小粒子8b以外，包括灰尘等粗大粒子8a。粗大粒子8a利用惯性力直行运动并向外部排出。在此，灰尘等粗大粒子8a由于自重而自然沉降的影响较大，因此将分支部 A的支流路5c的入口的位置与传感器1的位置相比配置在重力方向的下侧，由此能可靠地防止粗大粒子8a向传感器1误混入。

在此，在本实施方式的粒子测定器10A中，主流路5b在从分支部A侧的入口到末端出口B的流路的一部分具有图4所示的流路扩张部5d(第1流路扩张部)。图4是表示粒子测定器10A的主流路5b的构成的放大截面图。

如图4所示，在流路扩张部5d中，气流通过的气流通过面积S随着从分支部A侧朝向末端出口B侧而逐渐增大。该气流通过面积S也可以说是被构成流路的侧壁包围的面积(流路截面面积)。另外，流路扩张部5d的形状可以说是所谓的楔形。

构成流路扩张部5d的相互相对的2个侧壁以随着从分支部A侧朝向末端出口B侧而成为宽度扩展的方式构成。另外，构成流路扩张部5d的相互相对的2个侧壁中的、一方侧壁设有与主流7b的方向平行的面，另一方侧壁设有相对于主流7b的方向连续地倾斜的倾斜面。

流路扩张部5d的气流通过面积S随着从分支部A侧朝向末端出口B侧而逐渐增大，因此成为在分支部A侧的端部流路被缩小的形状。所以，通过流路扩张部5d的主流7b的流速在分支部A侧的端部最大，随着朝向末端出口B而变小。

所以，即使风扇4的扇叶的旋转的紊流所包含的粗大粒子、与主流路5b的壁面碰撞的粗大粒子朝向分支部A发生了逆流，由于分支部A侧的端部的主流7b的流速最大，因此，粗大粒子不会从分支部A向支流路5c混入。因而，在缩小分支部A和风扇4的距离并将粒子测定器10A的尺寸实现了小型化的情况下，也能防止流经主流路5b的粗大粒子向支流路5c侧逆流。

另外，如图4所示，在主流路5b的从分支部A侧的入口到末端出口B的流路中，分支部A侧的入口中的气流通过面积Sa成为最小。所以，通过主流路5b的主流7b的流速在分支部A侧的入口处成为最大。因而能可靠地防止流经主流路5b的粗大粒子向支流路5c侧逆流。

另外，在主流路5b的从分支部A侧的入口到末端出口B的流路中，末端出口B中的气流通过面积Sb成为最大。这样，由于末端出口B的气流通过面积Sb成为最大，因此，能确保充分地增大风扇4的吸气面积。因此，能提高风扇4的主流7b的吸气效率。 

另外，在本实施方式的粒子测定器10A中，支流路5c在从传感器1中的气体的出口C到末端出口D的流路的至少一部分中具有第2流路扩张部。在上述第2流路扩张部中，气流通过的气流通过面积随着从传感器1中的气体的出口C侧朝向末端出口D侧而逐渐增大。

具体地，如图2(a)、(b)所示，在支流路5c的从传感器1中的气体的出口C到末端出口D的流路中具有倾斜壁面5e。该倾斜壁面5e，以其距离与该倾斜壁面5e相对的壁面在Z方向上的距离随着从出口C侧朝向末端出口D侧而逐渐增加的方式倾斜。另一方面，竖立设于倾斜壁面5e的2个壁面在从出口C侧到末端出口D侧的流路中，相互的距离为固定。因此，在支流路5c中包括倾斜壁面5e的流路，其气流通过面积随着从出口C侧朝向末端出口D侧而增大，因此是上述第2流路扩张部。

在此，粒子测定器10A成为将1个风扇4设为流体驱动部而产生主流7b和支流7c这2个流体的构成。所以，从主流路5b的末端出口B排出的粗大粒子由于风扇4的扇叶的旋转而有可能从支流路5c的末端出口D向传感器1逆流。

根据本实施方式的粒子测定器10A，在从传感器1中的气体的出口C到末端出口D的流路的至少一部分中，具有上述第2流路扩张部，因此通过第2流路扩张部的支流7c的流速在出口C侧的端部成为最大，随着朝向末端出口D而变小。所以，即使从主流路5b的末端出口B排出的粗大粒子由于风扇4的扇叶的旋转而从支流路5c的末端出口D向传感器1逆流，由于出口C侧的端部的主流7b的流速最大，因此，粗大粒子也不会向传感器1混入。

另外，支流路5c在从传感器1中的气体的出口C到末端出口D的流路中，出口C中的气流通过面积成为最小。所以，通过支流路5c的支流7c的流速在传感器1中的气体的出口C处成为最大。因而能可 靠地防止粗大粒子向传感器1逆流。

另外，在支流路5c的从分支部A侧的入口到末端出口D的流路中，末端出口D中的气流通过面积成为最大。这样，由于末端出口D中的气流通过面积成为最大，因此，能确保充分地增大风扇4的吸气面积。因此，能提高风扇4的支流7c的吸气效率。

[实施方式2]

如下所示，基于图5(a)、(b)和图6说明本实用新型的其它实施方式。图5(a)、(b)表示本实施方式的粒子测定器10B的概略构成，图5的(a)是截面图，图5的(b)是截面立体图。图6是示意地表示本实施方式的粒子测定器10B中的主流路的构成的图。此外，为了便于说明，针对与在上述实施方式中说明的构件具有相同功能的构件附上相同的附图标记而省略其说明。另外，在图5(a)、(b)中，为了简化附图，省略风扇4。

在实施方式1的粒子测定器10A中，在主流路5b的从分支部A侧的入口到末端出口B的流路的一部分中，具有流路扩张部5d(第1流路扩张部)。

但是，如图5(a)、(b)和图6所示，在本实施方式的粒子测定器10B中，在主流路5b的从分支部A侧的入口到末端出口B的整个流路具有流路扩张部5d这一点与实施方式1的粒子测定器10A不同。即，在粒子测定器10B的主流路5b中，气流通过的气流通过面积随着从分支部A侧的入口朝向末端出口B而逐渐增大。 

根据本实施方式的粒子测定器10B，主流路5b中的气流通过面积在分支部A侧的入口处的气流通过面积Sa是最小的。并且，从分支部A侧的入口朝向末端出口B而逐渐增加，在端出口B处的气流通过面积Sb成为最大。所以，在缩小分支部A与风扇4的距离的情况下，也能防止流经主流路5b的粗大粒子向支流路5c侧逆流。

[实施方式3]

如下所示，基于图7(a)、(b)和图8说明本实用新型的其它实施方式。图7(a)、(b)表示本实施方式的粒子测定器10C的概略构成，图7(a)是截面图，图7(b)是截面立体图。图8是示意地表 示本实施方式的粒子测定器10C中的主流路的构成的图。此外，为了便于说明，针对具有与在上述实施方式中说明的构件相同的功能的构件附上相同的附图标记而省略其说明。另外，在图7(a)、(b)中，为了简化附图，省略风扇4。

如图7(a)、(b)和图8所示，在本实施方式的粒子测定器10C的流路扩张部5d中的分支部A侧端部的气流通过面积Sa’与分支部A侧的入口处的气流通过面积Sa相同这一点与上述实施方式1和2不同。

根据本实施方式的粒子测定器10C，主流路5b中的气流通过面积在从分支部A侧的入口到流路扩张部5d中的分支部A侧端部的流路中成为相同的气流通过面积Sa、Sa’。并且，从分支部A侧的入口朝向末端出口B逐渐增加，末端出口B处的气流通过面积Sb成为最大。所以，在缩小分支部A与风扇4的距离的情况下，也能防止流经主流路5b的粗大粒子向支流路5c侧逆流。

[实施方式4]

如下所示，基于图9(a)、(b)和图10说明本实用新型的其它实施方式。图9(a)、(b)表示本实施方式的粒子测定器10D的概略构成，图9(a)是截面图，图9(b)是截面立体图。图10是示意地表示本实施方式的粒子测定器10D中的主流路的构成的图。此外，为了便于说明，针对与在上述实施方式中说明的构件具有相同功能的构件，附上相同的附图标记而省略其说明。另外，在图9(a)、(b)中，为了简化附图，省略风扇4。

在实施方式1的粒子测定器10A中，构成流路扩张部5d的、相互相对的2个侧壁以随着从分支部A侧朝向末端出口B侧而成为宽度扩展的方式构成。另外，构成流路扩张部5d的、相互相对的2个侧壁中的一方侧壁设有与主流7b的方向平行的面，另一方侧壁设有相对于主流7b的方向连续地倾斜的倾斜面。

但是，在本实施方式的粒子测定器10D中，构成流路扩张部5d的、相互相对的2个侧壁中的一方侧壁设有与主流7b的方向平行的面，另一方侧壁设有相对于主流7b的方向非连续地倾斜的倾斜面， 这一点与上述实施方式1不同。

上述倾斜面，所谓“非连续地倾斜”是指构成倾斜面的面没有形成一个齐平面。作为“非连续地倾斜的倾斜面”，可以举出例如图9(a)、(b)和图10所示的阶梯状的倾斜面。

[总结]

本实用新型的方式1的粒子分离装置，具备：导入流路5a，其从外部导入气体；主流路5b和支流路5c，其在上述导入流路5a中的位于与外部相反一侧的末端的分支部A分支；以及流体驱动部(风扇4)，其产生从上述导入流路5a经由上述分支部A朝向末端出口B、D的气流，上述末端出口B、D分别将上述主流路5b和上述支流路5c各自中的气体向外部排出，将从上述导入流路5a导入的气体(气流7a)所包含的粒子利用其惯性力向上述主流路5b和上述支流路5c分离，其中，上述主流路5b在从分支部A侧的入口到上述末端出口B的流路的至少一部分中具有第1流路扩张部(流路扩张部5d)，在上述第1流路扩张部(流路扩张部5d)中，气流所通过的气流通过面积S随着从分支部A侧朝向末端出口B侧而逐渐增大。其中，在“逐渐增大”的范畴中，既包括连续地增大的构成，也包括非连续地增大的构成。作为非连续地增大的构成，可以举出如下构成：例如，构成第1流路扩张部(流路扩张部5d)的1个壁面以其与相对的壁面的距离随着从分支部A侧朝向末端出口B侧而变大的方式台阶状地倾斜。

根据上述构成，在第1流路扩张部(流路扩张部5d)中，气流通过面积S随着从分支部A侧朝向末端出口B侧而逐渐增大，因此，在分支部A侧的端部成为流路被缩小的形状。所以，通过流路扩张部5d的气流(主流7b)的流速在分支部A侧的端部成为最大，随着朝向末端出口B而变小。

所以，由流体驱动部(风扇4)中的扇叶的旋转造成的紊流所包含的粗大粒子、与主流路5b的壁面碰撞的粗大粒子即使朝向分支部A发生了逆流，由于分支部A侧的端部的主流7b的流速最大，因此，粗大粒子也不会从分支部A向支流路5c混入。因此，根据上述 构成，能够提供在将分支部A与风扇4的距离缩小的情况下，也能防止流经主流路5b的粗大粒子向支流路5c侧逆流的粒子分离装置。

优选的是，本实用新型的方式2的粒子分离装置是如下构成：在上述方式1中，在上述主流路5b的从分支部A侧的入口到末端出口B的流路中，分支部A侧的入口的气流通过面积Sa最小。

根据上述构成，通过主流路5b的气流(主流7b)的流速在分支部A侧的入口处成为最大。因而，根据上述构成，能可靠地防止流经主流路5b的粗大粒子向支流路5c侧逆流。

优选的是，本实用新型的方式3的粒子分离装置是如下构成：在上述方式1或2中，在上述主流路5b的从分支部A侧的入口到末端出口B的流路中，末端出口B的气流通过面积Sb最大。

根据上述构成，由于末端出口B的气流通过面积Sb成为最大，因此，能确保充分地增大流体驱动部(风扇4)的吸气面积。因此，根据上述构成，能提高流体驱动部(风扇4)的气流(主流7b)的吸气效率。 

本实用新型的方式4的粒子分离装置可以是，在上述方式1至3中，上述第1流路扩张部(流路扩张部5d)设于上述主流路5b中的从分支部A侧的入口到末端出口B的整个流路。

由此，即使在缩小分支部A与流体驱动部(风扇4)的距离的情况下，也能防止流经主流路5b的粗大粒子向支流路5c侧逆流。

本实用新型的方式5的粒子测定器10A具备：上述方式1至4中的任一个粒子分离装置；以及设于上述支流路5c的途中、测定气体中的微粒子的测定部(传感器1)。

根据上述构成，能提供即使在缩小分支部A与风扇4的距离的情况下，也能防止流经主流路5b的粗大粒子向支流路5c侧逆流的粒子测定器10A。

本实用新型的方式6的粒子测定器10A具备：导入流路5a，其从外部导入气体；主流路5b和支流路5c，其在上述导入流路5a中的位于与外部相反一侧的末端的分支部A进行了分支；流体驱动部(风扇4)，其产生从上述导入流路5a经由上述分支部A朝向末端出口B、 D的气流，上述末端出口B、D分别将上述主流路5b和上述支流路5c各自中的气体向外部排出；以及测定部(传感器1)，其设于上述支流路5c的途中，测定气体中的微粒子，上述支流路5c在从上述测定部(传感器1)中的气体的出口C到末端出口D的流路的至少一部分中具有第2流路扩张部(包括倾斜壁面5e的流路)，在上述第2流路扩张部(包括倾斜壁面5e的流路)中，气流通过的气流通过面积随着从上述测定部(传感器1)中的气体的出口C侧朝向末端出口D侧而逐渐增大。

在此，粒子测定器10A成为将1个流体驱动部(风扇4)设为驱动源、产生主流7b和支流7c这2个气流的构成。所以，从主流路5b的末端出口B排出的粗大粒子有可能通过流体驱动部(风扇4)的扇叶的旋转而从支流路5c的末端出口D向测定部(传感器1)逆流。

根据上述构成，在从测定部(传感器1)中的气体的出口C到末端出口D的流路的至少一部分中，具有上述第2流路扩张部，因此，通过第2流路扩张部的气流(支流7c)的流速在出口C侧的端部成为最大，随着朝向末端出口D而变小。所以，从主流路5b的末端出口B排出的粗大粒子即使从支流路5c的末端出口D向传感器1逆流，由于出口C侧的端部的主流7b的流速最大，因此，粗大粒子不会向传感器1混入。

优选的是，本实用新型的方式7的粒子测定器10A为如下构成：在上述方式6中，上述支流路5c在从上述测定部(传感器1)中的气体的出口C到末端出口D的流路中，上述测定部(传感器1)中的气体的出口C的气流通过面积为最小。

根据上述构成，通过支流路5c的气流(支流7c)的流速在上述测定部(传感器1)中的气体的出口C成为最大。因而，能可靠地防止粗大粒子向上述测定部(传感器1)逆流。

优选的是，本实用新型的方式8的粒子测定器10A是如下构成：在上述方式6或7中，上述支流路5c在从上述分支部A侧的入口到末端出口D的流路中，末端出口D中的气流通过面积为最大。

根据上述构成，由于支流路5c的末端出口D中的气流通过面积 为最大，因此，能确保充分地增大流体驱动部(风扇4)的吸气面积。因此，能提高流体驱动部(风扇4)的气流(支流7c)的吸气效率。 

本实用新型的方式9的粒子分离装置也可以是如下构成：在上述方式1至4中，流路扩张部5d中的分支部A侧的端部的气流通过面积Sa’与分支部A侧的入口处的气流通过面积Sa相同。

优选的是，本实用新型的方式10的粒子分离装置是，在上述方式1至4、9中，设有1个上述流体驱动部(风扇4)。由此，能使粒子分离装置进一步实现小型化。

本实用新型不限于上述各实施方式，能在权利要求所示的范围内进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术方案适当组合而得到的实施方式也包括在本实用新型的技术范围内。而且，能通过将在各实施方式中分别公开的技术方案进行组合来形成新的技术特征。

工业上的可利用性

本实用新型能应用于分离在大气中浮游的微粒子并测定分离后的微粒子的量的微粒子测定装置、微粒子传感器。

附图标记说明

1   传感器(测定部)

2   吸气部

3   分粒部

4   风扇(流体驱动部)

5a  导入流路

5b  主流路

5c  支流路

5d  流路扩张部(第1流路扩张部)

5e  倾斜壁面(构成第2流路扩张部的壁面的一部分)

6   隔板

7a  气流

7b  主流

7c  支流

8a  粗大粒子

8b  微小粒子

10A、10B、10C、10D  微粒子测定器

A   分支部

B   末端出口

C   出口

D   末端出口

S、Sa、Sb  气流通过面积。

Claims (8)

1.一种粒子分离装置，具备：

导入流路，其从外部导入气体；

主流路和支流路，其在上述导入流路中的位于与外部相反一侧的末端的分支部进行分支；以及

流体驱动部，其产生从上述导入流路经由上述分支部朝向末端出口的气流，上述末端出口分别将上述主流路和上述支流路各自中的气体向外部排出，将从上述导入流路导入的气体所包含的粒子利用其惯性力向上述主流路和上述支流路分离，上述粒子分离装置的特征在于，

上述主流路在从分支部侧的入口到上述末端出口的流路的至少一部分中具有第1流路扩张部，在上述第1流路扩张部中，气流通过的气流通过面积随着从分支部侧朝向末端出口侧而逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的粒子分离装置，其特征在于，

上述主流路在从分支部侧的入口到末端出口的流路中，分支部侧的入口中的气流通过面积为最小。

3.根据权利要求1所述的粒子分离装置，其特征在于，

上述主流路在从分支部侧的入口到末端出口的流路中，末端出口中的气流通过面积为最大。

4.根据权利要求2所述的粒子分离装置，其特征在于，

上述主流路在从分支部侧的入口到末端出口的流路中，末端出口中的气流通过面积为最大。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的粒子分离装置，其特征在于，

上述第1流路扩张部设于上述主流路中的从分支部侧的入口到末端出口的整个流路。

6.一种粒子测定器，其特征在于，

具备权利要求1～5中的任一项所述的粒子分离装置；以及

设于上述支流路的途中的测定气体中的微粒子的测定部。

7.一种粒子测定器，其特征在于，

具备：导入流路，其从外部导入气体；

主流路和支流路，其在上述导入流路中的位于与外部相反一侧的末端的分支部进行分支；

流体驱动部，其产生从上述导入流路经由上述分支部朝向末端出口的气流，上述末端出口分别将上述主流路和上述支流路各自中的气体向外部排出；以及

测定部，其设于上述支流路的途中，测定气体中的微粒子，

上述支流路在从上述测定部的气体的出口到末端出口的流路的至少一部分具有第2流路扩张部，在上述第2流路扩张部中，气流通过的气流通过面积随着从上述测定部的气体的出口侧朝向末端出口侧而逐渐增大。

8.根据权利要求7所述的粒子测定器，其特征在于，

上述支流路在从上述测定部的气体的出口到末端出口的流路中，上述测定部的气体的出口的气流通过面积为最小。