JP2017524931A - ポリマー電解質膜を用いたエアロゾル粒子成長システム - Google Patents
ポリマー電解質膜を用いたエアロゾル粒子成長システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017524931A JP2017524931A JP2017502679A JP2017502679A JP2017524931A JP 2017524931 A JP2017524931 A JP 2017524931A JP 2017502679 A JP2017502679 A JP 2017502679A JP 2017502679 A JP2017502679 A JP 2017502679A JP 2017524931 A JP2017524931 A JP 2017524931A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conduit
- particle
- particle growth
- pem
- tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 243
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title abstract description 114
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 118
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 52
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 68
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 52
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 17
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 16
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 abstract description 9
- 102100034256 Mucin-1 Human genes 0.000 description 143
- 238000002047 photoemission electron microscopy Methods 0.000 description 143
- 229920001483 poly(ethyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 143
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 51
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 description 26
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 14
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 10
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 9
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 8
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 5
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 5
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 2
- RRZIJNVZMJUGTK-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoro-2-(1,2,2-trifluoroethenoxy)ethene Chemical group FC(F)=C(F)OC(F)=C(F)F RRZIJNVZMJUGTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QLZHNIAADXEJJP-UHFFFAOYSA-N Phenylphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)C1=CC=CC=C1 QLZHNIAADXEJJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- OIBMEBLCOQCFIT-UHFFFAOYSA-N ethanesulfonyl fluoride Chemical compound CCS(F)(=O)=O OIBMEBLCOQCFIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006120 non-fluorinated polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-O oxonium Chemical compound [OH3+] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 perfluoroalkyl ether Chemical compound 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002627 poly(phosphazenes) Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 125000004205 trifluoroethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C(F)(F)F 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/16—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by suspending the powder material in a gas, e.g. in fluidised beds or as a falling curtain
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/006—Coating of the granules without description of the process or the device by which the granules are obtained
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
- G01N15/065—Investigating concentration of particle suspensions using condensation nuclei counters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
- G01N2015/0681—Purposely modifying particles, e.g. humidifying for growing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
本願は、2014年7月18日に出願された米国仮特許出願第62/026,559号の利益を主張するものであり、該仮特許出願は、その全体が参照により本明細書中に援用される。
PEMは、個々のプロトン、個々の水分子、および/またはいくつかの個々のアルコール分子を含む、事前に選択された標的を伝導させることが可能である一方、大部分の気体(窒素、酸素、または水素等)およびバルク液体に不浸透性である、固体電解質またはイオノマーとして機能する、選択的浸透性膜である。事前に選択された標的は、イオン毎または分子毎ベースで、PEMを横断して輸送されることができる。すなわち、個々の標的イオンまたは個々の標的分子は、PEMを横断して一度に1つずつ輸送されることができる。例えば、PEMが、液体水の集まりと気体の集まりとの間に境界を形成すると、PEMは、バルク水がPEMを通して気体の中に流動することを阻害するが、依然として、個々のイオンおよび水分子をPEMを通して気体の中に伝導させることができる。膜を横断する事前に選択された標的の輸送は、膜を横断するイオンまたは分子勾配によって駆動されることができる。
フッ化エタンスルホニル、テトラフルオロエチレンを伴う、2−[1−[ジフルオロ−[(トリフルオロエチル)オキシ]メチル]−1,2,2,2−テトラフルオロエトキシ]−1,1,2,2,−テトラフルオロ−、および
テトラフルオロエチレン−ペルフルオロ−3,6−ジオキサ−4−メチル−7−オクタスルホン酸コポリマー。
1.スルホン化テトラフルオロエチレン
2.スルホン化ポリエーテルエーテルケトン
3.フェニルホスホン酸ポリホスファゼン
4.スルホン化およびホスホン化ポリアリルオキシホスファゼン
5.ポリ(エチレンオキシド)−ポリ(ブチレンテレフタレート)
6.Roziere and Jones, Non−Fluorinated Polymer Materials for Proton Exchange Membrane Fuel Cells (2003), Annu. Rev. Mater. Res., 33:503−55, doi: 10.1146/annurev.matsci.33.022702.154657)の表2に列挙される材料。本表2は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
7. Smitha, et al., Solid Polymer Electrolyte Membranes for Fuel Cell Applications−a Review(2005), Journal of Membrane Science 259, 10−26の表1に列挙される材料。本表1は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
図1は、エアロゾル粒子成長システム100の一実施形態を示す。システム100は、作業流体106を含有する内部リザーバを有する円筒形外側筐体104と、外側筐体104および作業流体106を通して延在する直線円筒形PEM管102と、外側筐体104の周囲に配置される円筒形ヒータ108とを含む。外側筐体は、鋼鉄、アルミニウム、真鍮、銅等を含む、任意の好適な材料を備えることができる。図1はまた、システム100の動作時、比較的に小さいシード粒子110(エアロゾル)を含有する気体が、PEM管102の第1の端部における入口から進入し、PEM管102の長さに沿って、外側筐体104を通して進行し、PEM管102の第2の端部における出口から退出し、比較的に小さい粒子110から成長された比較的に大きい粒子112を含有することを示す。システム100では、リザーバ内の作業流体(または凝縮流体)106は、液体水を備え、PEM管102は、NAFION材料を備える。システム100はまた、ポンプ(図示せず)を含み、システム100を通るエアロゾルの流動を制御することができる。ポンプは、例えば、PEM管102の第1の端部における入口またはPEM管102の第2の端部における出口に結合されることができる。
説明される実施形態の多くの変形例が、可能性として考えられる。ある場合には、エアロゾルは、層流状または乱流状に、エアロゾル粒子成長システムのPEM管または微小流体チャネルを通して流動することができる。例えば、ポンプが、エアロゾル粒子成長システムに結合され、システムを通るエアロゾルの流動を制御することができ、ポンプは、エアロゾルをシステムを通して層流状または乱流状のいずれかにおいて流動させるように、システムを通るエアロゾル流動のスピードを制御することができる。ある場合には、乱流によって生じたエアロゾルの撹拌は、エアロゾル中の作業流体をエアロゾル中の粒子上に凝縮させ、それによって、粒子のサイズを増加させることに役立ち得る。単一PEM管または微小流体チャネルを通した乱流エアロゾル流動を採用する、そのようなシステムは、部分的には、これらのシステムが、2つの異なるエアロゾル流動の混合を要求せず、したがって、より単純であるため、本明細書に説明されるような2つのエアロゾル流動の高速および乱流混合より有利であり得る。
本明細書に説明されるもの等の粒子成長システムは、空気媒介粒子を検出する、収集する、および/または分析することに役立つために、種々の方法で使用されることができる。一実施例では、エアロゾルが、本明細書に説明される粒子成長システムのうちの1つ等の粒子成長システムから退出するにつれて、エアロゾルは、慣性(例えば、衝突)または電気機構を使用して、後続分析のために成長された粒子を収集する、収集システム等の粒子収集システムに進入することができる。エアロゾル粒子は、粒子状物質の後のオンラインまたはオフライン化学および/または物理分析、例えば、顕微鏡、化学分析、タンパク質分析等のために、小体積の液体に事前に濃縮されることができる。
それらを過飽和された蒸気に暴露することによって粒子を成長させることは、粒子濃度をサンプリング、検出、および定量化するために採用される、広く使用される技法である。本原理に基づく、凝縮粒子カウンタは、環境上の新しい粒子形成を調査する研究の分野から職業上の安全性条件を監視する分野まで、広範囲の用途のために採用されることができる、非常に高感度の粒子検出器である。成長された粒子の収集は、さらなる物理化学分析のための機会を提供する。ポータブル粒子サンプラおよび検出器は、環境上および職業上の健康状況における粒子特性および挙動の空間分解能のために望ましくあり得る。望ましいポータブル器具は、安価で、軽量で、かつ容易に保守される。凝縮ベースの粒子サンプラの小型化における課題の1つは、全体的器具寸法を小型化しながら、十分な滞留時間を保つことである。
流動:気体の体積流率は、約5〜100mL/分で変動する。滑りなし条件が、成長管壁において使用される。出口における圧力は、大気圧に設定される。
熱輸送:成長管に進入する気体の入口温度Tinは、飽和槽温度に設定される。成長管Twallの壁は、凝縮槽温度に設定される。
水輸送:螺旋成長管に進入する気体は、飽和槽の温度で飽和されると仮定される。
空気(モルベースで79%窒素、21%酸素)特性は、以下のような温度の関数として説明される。
本明細書に説明される粒子成長システムは、特に、公知の粒子成長システムに優る低コストの小型システムの開発に関して、多数の利点を提供する。公知の粒子成長システムは、多孔性管を使用して、作業流体が、管の細孔を通して流動することを可能にし(例えば、毛細管作用または重力によって)、ある場合には、作業流体を多孔性管の表面に圧送し、その体積、圧力等を制御する。したがって、これらのシステムは、動作の間に再配向される、振盪される、または移動されるとき、問題が生じる。特に、過剰流体は、多くの場合、エアロゾル流路またはシステムの他の部分の中に流動し、さらなる問題を生じさせる。本明細書に説明される粒子成長システムは、PEMを組み込み、凝縮流体をエアロゾル流動から分離する。PEMは、バルク気体および液体に実質的に不浸透性であるため、PEMは、システムが、エアロゾル流路の中への流体の質量輸送を伴わずに、任意の配向において、および高速角度および/または線形振動もしくは他の移動を伴う用途において、使用されることを可能にする。換言すると、エアロゾルの中への流体の浸透は、例えば、本明細書に提供される浸透率によって限定される質量輸送である。
Claims (30)
- 粒子成長システムであって、
作業液体を含有するための液体リザーバを画定する、外側筐体と、
少なくとも部分的に、前記外側筐体内に位置付けられ、前記リザーバによって囲繞される、ポリマー電解質膜導管であって、前記導管は、粒子含有気体を受容するように構成される入口と、前記粒子含有気体を送出するように構成される出口とを含む、導管と、
を備え、
前記システムは、前記作業液体を前記導管の中に分子状に輸送し、前記導管内の粒子成長を助長するように動作可能である、システム。 - 前記導管は、前記作業液体に実質的に不浸透性である、請求項1に記載の粒子成長システム。
- 前記リザーバ内の液体を加熱するように構成される、加熱要素をさらに備える、請求項1または請求項2に記載の粒子成長システム。
- 前記導管の一部を冷却するように構成される、冷却デバイスをさらに備える、請求項1−3のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 前記作業液体は、液体水または液体アルコールのいずれかである、請求項1−4のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 前記導管の出口に結合される、粒子検出システムをさらに備える、請求項1−5のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 前記導管の出口に結合される、粒子計数システムをさらに備える、請求項1−6のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 前記導管の出口に結合される、粒子分析システムをさらに備える、請求項1−7のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 前記導管の出口に結合される、粒子収集システムをさらに備える、請求項1−8のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 前記導管の入口に結合される、前記粒子含有気体の源をさらに備える、請求項1−9のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 前記導管は、
ポリマー電解質膜から作製されない、多孔性支持導管と、
前記多孔性支持導管の細孔を実質的に被覆し、前記多孔性支持導管を前記リザーバ内の作業液体に実質的に不浸透性にする、ポリマー電解質膜と、
を備える、請求項1−10のいずれかに記載の粒子成長システム。 - 少なくとも部分的に、前記外側筐体内に位置付けられ、前記リザーバによって囲繞される、第2のポリマー電解質膜導管をさらに備える、請求項1−11のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 前記システムは、本質的に、前記膜を横断する前記作業液体の個々の分子の分子輸送から成る機構によって、前記作業液体を前記導管の中に分子状に輸送するように動作可能である、請求項1−12のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 前記導管は、螺旋構成を有する、請求項1−13のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 前記導管は、中心螺旋軸の周囲360°未満に延在する、請求項14に記載の粒子成長システム。
- 前記導管は、前記導管の内径の少なくとも40倍である、螺旋経路に沿った長さを有する、請求項14または請求項15に記載の粒子成長システム。
- 前記導管は、前記導管の内径の少なくとも10倍である、螺旋直径を画定する、請求項14−16のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 前記導管は、前記導管を通して流動する粒子含有気体中の粒子が、ストークス数の平方根が0.0004以下であるようなストークス数を有するように構成される、請求項14−17のいずれかに記載の粒子成長システム。
- 粒子成長システムであって、
作業液体を含有するための第1の入口および第1の出口を有する、第1の微小加工チャネルと、
粒子含有気体を受容するように構成される第2の入口と、前記粒子含有気体を送出するように構成される第2の出口とを有する、第2の微小加工チャネルと、
前記第1のチャネルを前記第2のチャネルから分離する、ポリマー電解質膜部分と、
を備え、前記システムは、前記作業液体を前記第2のチャネルの中に分子状に輸送し、前記第2のチャネル内の粒子成長を助長するように動作可能である、システム。 - 粒子成長システム内の粒子を成長させる方法であって、
ポリマー電解質膜によって分離される第1および第2のチャンバを有する、粒子成長システムを提供するステップと、
作業流体を前記第1のチャンバの中に導入するステップと、
粒子含有気体を前記第2のチャンバの中に導入するステップと、
前記作業流体が、前記ポリマー電解質膜を横断して前記第2のチャンバの中に分子状に輸送されることを可能にするステップと、
前記作業流体が、前記第2のチャンバ内の気体中の粒子上に凝縮することを可能にするステップと、
を含む、方法。 - 前記第2のチャンバの第1の部分を第1の温度に維持し、前記第2のチャンバの第2の部分を第2の温度に維持するステップであって、前記第1の温度は、前記第2の温度と異なる、ステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 成長された粒子を前記第2のチャンバの出口で収集するステップをさらに含む、請求項20または請求項21に記載の方法。
- 成長された粒子を前記第2のチャンバの出口で検出するステップをさらに含む、請求項20−22のいずれかに記載の方法。
- 成長された粒子を前記第2のチャンバの出口で計数するステップをさらに含む、請求項20−23のいずれかに記載の方法。
- 成長された粒子を前記第2のチャンバの出口で分析するステップをさらに含む、請求項20−24のいずれかに記載の方法。
- 前記第2のチャンバは、略螺旋である、請求項20−25のいずれかに記載の方法。
- 前記第2のチャンバを通して流動する前記粒子含有気体中の粒子は、ストークス数の平方根が0.0004以下であるようなストークス数を有する、請求項26に記載の方法。
- 前記粒子含有気体は、少なくとも20のレイノルズ数を伴って、前記第2のチャンバを通して流動する、請求項26または27に記載の方法。
- 前記第2のチャンバ内の前記作業流体の飽和比率は、前記螺旋の第2のチャンバの1回転のうちに1.0に到達するか、またはそれを下回る、請求項26−28のいずれかに記載の方法。
- 前記粒子成長システムの凝縮槽部分の温度と前記粒子成長システムの飽和槽部分の温度との間の差異は、50°K以下である、請求項26−29のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201462026559P | 2014-07-18 | 2014-07-18 | |
US62/026,559 | 2014-07-18 | ||
PCT/US2015/041142 WO2016011447A1 (en) | 2014-07-18 | 2015-07-20 | Aerosol particle growth systems using polymer electrolyte membranes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017524931A true JP2017524931A (ja) | 2017-08-31 |
JP2017524931A5 JP2017524931A5 (ja) | 2019-09-26 |
Family
ID=53765574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017502679A Pending JP2017524931A (ja) | 2014-07-18 | 2015-07-20 | ポリマー電解質膜を用いたエアロゾル粒子成長システム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10583410B2 (ja) |
EP (1) | EP3169987A1 (ja) |
JP (1) | JP2017524931A (ja) |
WO (1) | WO2016011447A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6560138B2 (ja) * | 2016-02-09 | 2019-08-14 | 東芝メモリ株式会社 | 粒子計測装置 |
KR102359752B1 (ko) | 2016-04-01 | 2022-02-09 | 티에스아이 인코포레이티드 | 응축 파티클 카운터에서의 오류 카운트의 감소 |
CN105910965A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-08-31 | 中国科学院大气物理研究所 | 气溶胶采集进样气流的湿度调节装置和方法、测量仪器 |
CA3029061A1 (en) | 2016-06-28 | 2018-01-04 | Life Science Biosensor Diagnostics Pty Ltd | Chemical sensor |
CN106680057B (zh) * | 2016-12-27 | 2019-08-09 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种纳米级颗粒物过饱和增长装置及控制方法 |
US20200197903A1 (en) * | 2017-08-28 | 2020-06-25 | The University Of Newcastle | An adsorbent |
KR102512725B1 (ko) * | 2018-02-28 | 2023-03-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 디스플레이 장치 |
US11237091B2 (en) * | 2018-11-01 | 2022-02-01 | Aerosol Dynamics Inc. | Humidity conditioning for water-based condensational growth of ultrafine particles |
KR20220060542A (ko) * | 2019-09-03 | 2022-05-11 | 인바이런멘탈 모니터링 테크놀로지스, 엘엘씨 | 액적을 성장시키기 위한 압력 구동식 확산 튜브 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6435348A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Shimadzu Corp | Gas analyzer |
US5903338A (en) * | 1998-02-11 | 1999-05-11 | Particle Measuring Systems, Inc. | Condensation nucleus counter using mixing and cooling |
US5983732A (en) * | 1997-03-21 | 1999-11-16 | Aerosol Dynamics Inc. | Integrated collection and vaporization particle chemistry monitoring |
US6498641B1 (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-24 | Pacific Scientific Instruments Company | Condensation nucleus counter with multi-directional fluid flow system |
JP2003111774A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-04-15 | Senko Medical Instr Mfg Co Ltd | 気腹ガス用加温加湿器及び気腹装置 |
JP2006170481A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Fukuda Denshi Co Ltd | 気体加湿器及びそれを用いる酸素濃縮器 |
JP2013057665A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Rion Co Ltd | 流量比決定方法、粒径別粒度分布測定装置及び粒径別粒度分布測定方法 |
JP2013190246A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Shimadzu Corp | エアロゾル微粒子計測装置 |
US20140033915A1 (en) * | 2010-08-27 | 2014-02-06 | Aerosol Dynamics Inc. | Wick wetting for water condensation systems |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59214063A (ja) | 1983-05-19 | 1984-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複写機の離型剤塗布装置 |
US5996976A (en) | 1993-07-13 | 1999-12-07 | Lynntech, Inc. | Gas humidification system using water permeable membranes |
WO2003065005A2 (en) | 2002-01-30 | 2003-08-07 | Aerosol Dynamics Inc. | Continuous, laminar flow water-based particle condensation device and method |
DE112006001111B4 (de) | 2005-05-02 | 2009-06-25 | General Motors Global Technology Operations, Inc., Detroit | Brennstoffzellen |
DE102005031316A1 (de) | 2005-07-05 | 2007-01-18 | Basf Ag | Verfahren zur Gewinnung von Cyclododecatrien durch Verdampfung |
US7736421B2 (en) | 2006-10-10 | 2010-06-15 | Aerosol Dynamics Inc. | High saturation ratio water condensation device and method |
US7964411B2 (en) * | 2007-06-12 | 2011-06-21 | Dionex Corporation | Membrane based concentrators |
US8449657B2 (en) | 2009-01-16 | 2013-05-28 | University Of Cincinnati | Continuous droplet generator devices and methods |
WO2011005463A2 (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Ceramatec, Inc | High-temperature, steam-selective membrane |
US20130068632A1 (en) * | 2011-05-20 | 2013-03-21 | University Of Notre Dame Du Lac | Methods and apparatus for nanomembrane-based nucleic acid sensing platform for portable diagnostics |
-
2015
- 2015-07-20 WO PCT/US2015/041142 patent/WO2016011447A1/en active Application Filing
- 2015-07-20 JP JP2017502679A patent/JP2017524931A/ja active Pending
- 2015-07-20 EP EP15745058.6A patent/EP3169987A1/en not_active Ceased
- 2015-07-20 US US15/325,986 patent/US10583410B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6435348A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Shimadzu Corp | Gas analyzer |
US5983732A (en) * | 1997-03-21 | 1999-11-16 | Aerosol Dynamics Inc. | Integrated collection and vaporization particle chemistry monitoring |
US5903338A (en) * | 1998-02-11 | 1999-05-11 | Particle Measuring Systems, Inc. | Condensation nucleus counter using mixing and cooling |
US6498641B1 (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-24 | Pacific Scientific Instruments Company | Condensation nucleus counter with multi-directional fluid flow system |
JP2003111774A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-04-15 | Senko Medical Instr Mfg Co Ltd | 気腹ガス用加温加湿器及び気腹装置 |
JP2006170481A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Fukuda Denshi Co Ltd | 気体加湿器及びそれを用いる酸素濃縮器 |
US20140033915A1 (en) * | 2010-08-27 | 2014-02-06 | Aerosol Dynamics Inc. | Wick wetting for water condensation systems |
JP2013057665A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Rion Co Ltd | 流量比決定方法、粒径別粒度分布測定装置及び粒径別粒度分布測定方法 |
JP2013190246A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Shimadzu Corp | エアロゾル微粒子計測装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20170157583A1 (en) | 2017-06-08 |
EP3169987A1 (en) | 2017-05-24 |
US10583410B2 (en) | 2020-03-10 |
WO2016011447A1 (en) | 2016-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017524931A (ja) | ポリマー電解質膜を用いたエアロゾル粒子成長システム | |
JP2017524931A5 (ja) | ||
US8801838B2 (en) | Advanced laminar flow water condensation technology for ultrafine particles | |
Li et al. | Influence of microporous membrane properties on the desalination performance in direct contact membrane distillation | |
US11181459B2 (en) | Compact condensation particle counter technology | |
US8943873B2 (en) | Method and device for detecting aerosol particles | |
El-Naas et al. | Evaluation of the removal of CO2 using membrane contactors: membrane wettability | |
FI117179B (fi) | Kaasukromatografi | |
Bulbul et al. | A bubble-based microfluidic gas sensor for gas chromatographs | |
US10882018B2 (en) | Apparatus for sustained super-saturations for condensational growth of particles | |
Schofield | Membrane distillation | |
Yang et al. | Experimental study on differences of heat and mass flux between 10-and 50-nm pore-sized nano-porous ceramic membranes | |
Johnson | Heat and mass transfer between two fluid streams separated by a thin, permeable barrier | |
Zhang et al. | In‐line sample concentration by evaporation through porous hollow fibers and micromachined membranes embedded in microfluidic devices | |
Terada et al. | Relation between water status on micro/nano gap between galvanic arrays and flowing current around 100% in relative humidity | |
US10883910B2 (en) | Coiled system for condensational growth of ultrafine particles | |
Weerasekera et al. | Coupled Continuum Advection-Diffusion Model for Simulating Parallel Flow Induced Mass Transport in Porous Membranes | |
Tsai et al. | A parallel plate wet denuder for acidic gas measurement | |
Ku et al. | An online parallel-plate wet denuder system for monitoring acetic acid gas | |
US20160129403A1 (en) | Novel nanostructured membrane separators and uses thereof | |
Yezhov et al. | The influence of surface-active agents in gas mixture on the intensity of jet condensation | |
WO2021014835A1 (ja) | ガスセンサによる測定方法及び測定装置 | |
Senf et al. | Airfoil Deterministic Lateral Displacement for High-Throughput Particle Separation in Viscous Fluids | |
Chou | Tuning capillary evaporation in nanoporous membranes: fundamentals and applications | |
Wang et al. | An experimental study on moisture transport through a porous plate with micro pores |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180608 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190426 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190516 |
|
A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524 Effective date: 20190816 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200106 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200807 |