JP2017190998A - 微粒子測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、微粒子測定装置に関するもので、微小粒子の量を精度良く測定することができることを目的とする。
【解決手段】そして、この目的を達成するために本発明は、第１の気流吸込部２と気流吹出部４を有する本体ケース１と、送風部１０によって第１の気流吸込部２を介して本体ケース１内に吸い込まれた気流を旋回させ、この吸い込まれた気流中に含まれる塵埃を分離する塵埃旋回分離部７と、微小粒子の量を測定する粉塵測定部８とを備え、塵埃旋回分離部７は、一端側に気流入口２４と他端側に第１の気流出口１９とを有する旋回筒１６と、旋回筒１６内の気流入口２４と第１の気流出口１９との間に設けた旋回促進面１８と、旋回促進面１８と第１の気流出口１９との間の旋回筒１６に設けた第２の気流出口２０とを有し、第１の気流出口１９に粉塵測定部を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、微粒子測定装置に関するものである。

この種の微粒子測定装置は、微小粒子の量を精度良く測定するために、慣性を利用して粒子の大きさに応じて粗大粒子および微小粒子に分離し、分離された微小粒子を測定することを原理としている。従来、この種の微粒子測定装置として、以下のものが知られている（例えば特許文献１参照）。

この慣性を利用した微粒子測定装置は、外部から吸引される含粒子流体の気流を、分岐部において主流及び支流に分岐し、この分岐に際し、粗大粒子及び微小粒子の分粒を行っている。さらに、主流及び支流を１つの排出路にて合流させて外部へ排出している。主流及び支流の分岐は、単一の流体駆動源であるファンによって実現されている。支流路の途中にセンサを設けたことによって、支流の含粒子流体中の微小粒子の量を測定している。粗大粒子及び微小粒子の分粒精度を向上させるためには、導入流路の分岐部直前での気流の流速を最大にし、主流及び支流に分岐した後のそれぞれの流速を急激に低下させることが重要である。

特開２００４−１２９７８３号公報

上記従来例においては、微粒子測定装置は、支流の吸入速度（流速）を高くした場合には、本来主流路へ流れるべきである比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）が、支流路に導入してしまうおそれがある。

そこで本発明は、センサを設けた支流路に比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）が流れ込むことを抑制し、微小粒子の量を精度良く測定する微粒子測定装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために本発明は、第１の気流吸込部と気流吹出部とを有する本体ケースと、前記第１の気流吸込部と前記気流吹出部とを連通する風路に設けた塵埃旋回分離部と粉塵測定部と、前記第１の気流吸込部から本体ケース内に吸い込んだ空気を前記気流吹出部へ送風する送風部とを備え、前記塵埃旋回分離部は、一端側に気流入口と他端側に第１の気流出口とを有する旋回筒と、前記旋回筒内の前記気流入口と前記第１の気流出口との間に設けた旋回促進面と、前記旋回促進面と前記第１の気流出口との間の前記旋回筒に設けた第２の気流出口とを有し、前記第１の気流出口に前記粉塵測定部を設けたことを特徴とし、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、第１の気流吸込部と気流吹出部とを有する本体ケースと、前記第１の気流吸込部と前記気流吹出部とを連通する風路に設けた塵埃旋回分離部と粉塵測定部と、前記第１の気流吸込部から本体ケース内に吸い込んだ空気を前記気流吹出部へ送風する送風部とを備え、前記塵埃旋回分離部は、一端側に気流入口と他端側に第１の気流出口とを有する旋回筒と、前記旋回筒内の前記気流入口と前記第１の気流出口との間に設けた旋回促進面と、前記旋回促進面と前記第１の気流出口との間の前記旋回筒に設けた第２の気流出口とを有し、前記第１の気流出口には前記粉塵測定部を設けたことを特徴とする。

これにより、第１の気流出口から出る比較的サイズが小さい粒子（微小粒子）は、粉塵測定部へ送風され、第２の気流出口から出る比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）は、送風部へ吸い込まれるので、比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）が粉塵測定部へ逆流することを防止でき、微小粒子の量を精度良く測定することができる。

本発明の実施の形態１にかかる微粒子測定装置の断面図 同微粒子測定装置の塵埃旋回分離部と粉塵測定部とを示す図 同微粒子測定装置の塵埃旋回分離部と粉塵測定部とを示す断面図 同微粒子測定装置の塵埃旋回分離部を示す斜視図

本発明の請求項１記載の微粒子測定装置は、第１の気流吸込部と気流吹出部とを有する本体ケースと、前記第１の気流吸込部と前記気流吹出部とを連通する風路に設けた塵埃旋回分離部および粉塵測定部と、前記第１の気流吸込部から本体ケース内に吸い込んだ空気を前記気流吹出部へ送風する送風部とを備え、前記塵埃旋回分離部は、一端側に気流入口、他端側に第１の気流出口を有する旋回筒と、前記旋回筒内の前記気流入口と前記第１の気流出口との間に設けた旋回促進面と、前記旋回促進面と前記第１の気流出口との間の前記旋回筒に設けた第２の気流出口とを有し、前記第１の気流出口には前記粉塵測定部を設けた。これにより、第１の気流出口から出る比較的サイズが小さい粒子（微小粒子）は、粉塵測定部へ送風され、第２の気流出口から出る比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）は、送風部へ吸い込まれるので、比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）が粉塵測定部へ逆流することを防止でき、微小粒子の量を精度良く測定することができる。

また、前記第１の気流出口は円筒形である円筒リブを備え、前記円筒リブの中心軸は、前記旋回促進面の旋回中心と同軸上に配置され、前記粉塵測定部は、前記円筒リブの中心軸上を測定する。これにより、旋回筒で旋回した気流は、円筒形である円筒リブにおける中心軸上を比較的サイズが小さい粒子（微小粒子）が流れるので、粉塵測定部は、比較的サイズが小さい粒子（微小粒子）の量を精度良く測定することができる。

また、前記粉塵測定部は、円筒形の円筒部と、第１の測定部と第２の測定部とを備え、前記円筒部は、前記円筒部の中心軸が前記旋回促進面の旋回中心と同軸上に配置され、前記旋回促進面の中心軸に対して垂直な平面上に第１の孔と第２の孔とを備え、前記第１の測定部は前記第１の孔を介して前記円筒部の中心軸と対向し、前記第２の測定部は前記第２の孔を介して前記円筒部の中心軸と対向するように配置された。これにより、旋回筒で旋回した気流は、円筒形である円筒部における中心軸上を比較的サイズが小さい粒子（微小粒子）が流れるので、粉塵測定部は、比較的サイズが小さい粒子（微小粒子）の量を精度良く測定することができる。

また、前記円筒部の内面と前記円筒リブの内面とは、同一面である。これにより、第１の気流出口から粉塵測定部へ流れ易くなるので、比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）が粉塵測定部を備えた第１の気流出口へ逆流することを防止できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる微粒子測定装置の断面図であり、左側面側より見た図である。

図１に示すように、微粒子測定装置は、１が、前面側下方に第１の気流吸込部２、前面側中央に第２の気流吸込部３、上部に気流吹出部４を有する略箱状の本体ケースである。

本体ケース１内には、第１の気流吸込部２と気流吹出部４とを連通する第１の風路５と、第２の気流吸込部３と気流吹出部４とを連通する第２の風路６とを備えている。

第１の風路５には、塵埃旋回分離部７、粉塵測定部８、空気清浄部９、送風部１０を順に備えている。第２の風路６には、空気清浄部９、送風部１０を順に備えている。空気清浄部９、送風部１０、気流吹出部４では、第１の風路５と第２の風路６とは、同じ風路となる。

空気清浄部９は、一例としては、空気清浄フィルターである。空気清浄フィルターは、プリーツ形状の濾材部（図示せず）と、この濾材部を固定する四角筒形状の枠部（図示せず）とから形成している。この濾材部を空気が通過すると、空気中の粉塵等が捕集されるものである。

送風部１０は、ケーシング１１と、モーター１２と、ファン１３とから形成している。ケーシング１１は、スクロール形状で、側面に円形状の吸込口１４を備え、上面に横長四角形状の吐出口１５を設けている。ケーシング１１には、モーター１２が固定されている。このモーター１２の水平方向に伸びた軸部（図示せず）には、遠心送風タイプのファン１３が固定されている。

第２の風路６では、送風部１０を運転させると、本体ケース１外の空気は、第２の気流吸込部３から本体ケース１内に吸い込まれ、空気清浄部９を通過する。空気清浄部９を通過した気流は、送風部１０を通過し、その後、気流吹出部４から本体ケース１外へと吹き出される。

第１の風路５では、送風部１０を運転させると、本体ケース１外の空気は、第１の気流吸込部２から本体ケース１内に吸い込まれ、塵埃旋回分離部７に送風される。塵埃旋回分離部７では、遠心力によって、本体ケース１外の空気が、比較的サイズが小さい粒子（微小粒子）を有する第１の気流２５と、比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）を有する第２の気流２６とに分離される。

図２は、本発明の実施の形態１にかかる微粒子測定装置の塵埃旋回分離部と粉塵測定部とを示す図である。図３は、本発明の実施の形態１にかかる微粒子測定装置の塵埃旋回分離部と粉塵測定部とを示す断面図であり、図２におけるＡ−Ａ断面を示す。図４は、本発明の実施の形態１にかかる微粒子測定装置の塵埃旋回分離部を示す斜視図である。

図２、３、４に示すように、塵埃旋回分離部７は、旋回筒１６と、円筒リブ１７と、旋回促進面１８とを備えている。

旋回筒１６は、中心軸が上下方向に延び、上面１６Ａが塞がれた円筒である。旋回筒１６の上面には、円形の第１の気流出口１９を備え、この第１の気流出口１９の開口縁から旋回筒１６内方（図３、４では下方）に延びた円筒形の円筒リブ１７を備えている。円筒リブ１７の中心軸は、旋回筒１６の中心軸と同軸上に配置されている。旋回筒１６の周壁１６Ｂの上端部には、横長四角形状の開口である第２の気流出口２０を備えている。第２の気流出口２０は、円筒リブ１７の下端より上方に配置されている。

旋回促進面１８は、旋回筒１６の内部で、円筒リブ１７の下端より下方に設けられている。旋回促進面１８は、螺旋状面であり、螺旋状面の旋回軸２１は、旋回筒１６の中心軸と同軸上に配置されている。上流側の端部（図４では、下側）を始端２２、下流側の端部（図３では、上側）を終端２３とする。旋回筒１６の中心軸上の面であり、かつ始端を通る面で切断して出来た開口を気流入口２４とする。

具体的には、本体ケース１外の空気は、気流入口２４から旋回筒１６内に入り、旋回促進面１８に沿って送風される。比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）は、旋回筒１６内の周壁１６Ｂに沿うように旋回し、第２の気流出口２０へ送風され、第２の気流２６となり、第２の気流出口２０から空気清浄部９、送風部１０を順に通過し、その後、気流吹出部４から本体ケース１外へと吹き出される。

一方、比較的サイズが小さい粒子（微小粒子）は、旋回筒１６内の旋回促進面１８の旋回軸２１付近を旋回し、第１の気流出口１９へ送風され、第１の気流２５となり、第１の気流出口１９から粉塵測定部８を介して、空気清浄部９、送風部１０を順に通過し、その後、気流吹出部４から本体ケース１外へと吹き出される。

粉塵測定部８は、塵埃旋回分離部７の第１の気流出口１９の気流の下流側に設けられている。

本実施の形態における特徴は、第１の気流出口１９には粉塵測定部８を設けた点である。これにより、第１の気流出口１９から出る比較的サイズが小さい粒子（微小粒子）は、粉塵測定部８へ送風され、第２の気流出口２０から出る比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）は、送風部１０へ吸い込まれるので、比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）が粉塵測定部８へ逆流することを防止でき、微小粒子の量を精度良く測定することができる。

また、第１の風路５において、本体ケース１外の空気が本体ケース１内に吸い込まれ、塵埃旋回分離部７で、本体ケース１外の空気が、第１の気流２５と、第２の気流２６とに分離され、第１の気流２５と、第２の気流２６とが空気清浄部９へ流れる方向は、第２の風路６において、本体ケース１外の空気が本体ケース１内に吸い込まれ、第２の気流吸込部３から空気清浄部９へ流れる方向と同じである。これにより、第１の気流２５と、第２の気流２６とが、第２の風路６を流れる空気に誘引され、第２の気流吸込部３から空気清浄部９方向へ流れるので、比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）が粉塵測定部８を備えた第１の気流出口１９へ逆流することを防止できる。

また、粉塵測定部８は、円筒形である旋回筒１６の中心軸上を測定する。具体的には、粉塵測定部８は、塵埃旋回分離部７の第１の気流出口１９の下流側に設けられ、円筒部２７と、第１の測定部２８と、第２の測定部２９とを備えている。粉塵測定部８の一例は、通過する空気に光を照射し、空気中の微小粒子から散乱した光を検出し、空気中の微小粒子の量を測定する光散乱法である。第１の測定部２８の一例は、透光部であり、第２の測定部２９の一例は、受光部である。

円筒部２７は、円筒形状であり、円筒部２７の中心軸は、塵埃旋回分離部７の第１の気流出口１９の中心軸と同軸上に配置されている。円筒部２７は、円筒部２７の中心軸に対して垂直な平面上に、第１の孔３０の中心と第２の孔３１の中心とを備えている。

第１の測定部２８は、第１の孔３０を介して円筒部２７の中心軸と対向し、第２の測定部２９は第２の孔３１を介して円筒部２７の中心軸と対向するように配置されている。

これにより、旋回筒１６で旋回した気流は、円筒形である円筒部２７における中心軸上を比較的サイズが小さい粒子（微小粒子）が流れるので、粉塵測定部８は、比較的サイズが小さい粒子（微小粒子）を測定し易くなる。

また、円筒部２７の内径と、円筒リブ１７の内径は同じであり、円筒部２７の周壁における内面と、円筒リブ１７の周壁における内面とは、同一面を成している。

これにより、第１の気流出口１９から送風される空気は、円筒リブ１７と円筒部２７とにより整流され、第１の気流出口１９から粉塵測定部８へ流れ易くなるので、比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子）が粉塵測定部８を備えた第１の気流出口１９へ逆流することを更に防止できる。

以上のように本発明は、家庭や事務所などで活用される微粒子測定装置として活用することが期待される。

１ 本体ケース
２ 第１の気流吸込部
３ 第２の気流吸込部
４ 気流吹出部
５ 第１の風路
６ 第２の風路
７ 塵埃旋回分離部
８ 粉塵測定部
９ 空気清浄部
１０ 送風部
１１ ケーシング
１２ モーター
１３ ファン
１４ 吸込口
１５ 吐出口
１６ 旋回筒
１６Ａ 上面
１６Ｂ 周壁
１７ 円筒リブ
１８ 旋回促進面
１９ 第１の気流出口
２０ 第２の気流出口
２１ 旋回軸
２２ 始端
２３ 終端
２４ 気流入口
２５ 第１の気流
２６ 第２の気流
２７ 円筒部
２８ 第１の測定部
２９ 第２の測定部
３０ 第１の孔
３１ 第２の孔

Claims (4)

1. 第１の気流吸込部と気流吹出部とを有する本体ケースと、
   前記第１の気流吸込部と前記気流吹出部とを連通する風路に設けた塵埃旋回分離部と粉塵測定部と、
   前記第１の気流吸込部から本体ケース内に吸い込んだ空気を前記気流吹出部へ送風する送風部とを備え、
   前記塵埃旋回分離部は、
   一端側に気流入口と他端側に第１の気流出口とを有する旋回筒と、
   前記旋回筒内の前記気流入口と前記第１の気流出口との間に設けた旋回促進面と、
   前記旋回促進面と前記第１の気流出口との間の前記旋回筒に設けた第２の気流出口とを有し、
   前記第１の気流出口に前記粉塵測定部を設けたことを特徴とする微粒子測定装置。
2. 前記第１の気流出口は円筒形である円筒リブを備え、
   前記円筒リブの中心軸は、
   前記旋回促進面の旋回中心と同軸上に配置され、
   前記粉塵測定部は、
   前記円筒リブの中心軸上を測定することを特徴とする請求項１に記載の微粒子測定装置。
3. 前記粉塵測定部は、
   円筒形の円筒部と、
   第１の測定部と第２の測定部とを備え、
   前記円筒部は、
   前記円筒部の中心軸が前記旋回促進面の旋回中心と同軸上に配置され、
   前記旋回促進面の中心軸に対して垂直な平面上に第１の孔と第２の孔とを備え、
   前記第１の測定部は前記第１の孔を介して前記円筒部の中心軸と対向し、
   前記第２の測定部は前記第２の孔を介して前記円筒部の中心軸と対向するように配置されたことを特徴とする請求項２に記載の微粒子測定装置。
4. 前記円筒部の内面と前記円筒リブの内面とは、
   同一面であることを特徴とする請求項３に記載の微粒子測定装置。