JP6702412B2 - 粒子荷電装置 - Google Patents
粒子荷電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6702412B2 JP6702412B2 JP2018516997A JP2018516997A JP6702412B2 JP 6702412 B2 JP6702412 B2 JP 6702412B2 JP 2018516997 A JP2018516997 A JP 2018516997A JP 2018516997 A JP2018516997 A JP 2018516997A JP 6702412 B2 JP6702412 B2 JP 6702412B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- gas
- charged
- carrier gas
- housing
- 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.)
- Active
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 126
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 71
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 63
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 45
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims description 15
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 39
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
- B03C3/38—Particle charging or ionising stations, e.g. using electric discharge, radioactive radiation or flames
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T19/00—Devices providing for corona discharge
- H01T19/02—Corona rings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
a)荷電対象の粒子を含むキャリアガスを内部に導入するための導入部及び荷電粒子を外側に取り出すための導出部を直線上に対向して有し、該導入部と導出部とを結ぶ直線状の軸を中心とする円筒形状の壁面を有し、該壁面の内周に沿って前記導入部から導入されたキャリアガスの進行方向と同じ方向で前記直線状の軸方向に補助ガスを供給する補助ガス導入部及び補助ガス排出部を有する筐体と、
b)前記筐体内であって前記導入部から該筐体内に導入されるキャリアガスの進行方向前方に、単極荷電方式によって生成した所定のガスイオンを一次イオンとして供給するイオン生成部と、
c)前記筐体内であって、前記一次イオンと前記キャリアガス中の荷電対象粒子とが接触する混合領域と前記導出部との間に該混合領域で荷電した粒子を該導出部の方向に移動させる電位勾配を形成し且つその電位勾配が前記混合領域内に及ぶような電場、を生成するように、前記直線状の軸を中心に複数配置されたリング状の電極、及び、該複数のリング状電極にそれぞれ異なる直流電圧を印加する電圧印加部、を含む電場形成部と、
を備えることを特徴としている。
上記課題を解決するために成された本発明の他の態様は、気体中の粒子を帯電させる粒子荷電装置において、
a)荷電対象の粒子を含むキャリアガスを内部に導入するための導入部及び荷電粒子を外側に取り出すための導出部を直線上に対向して有し、該導入部と導出部とを結ぶ直線状の軸を中心とする円筒形状の壁面を有し、該壁面の内周に沿って前記導入部から導入されたキャリアガスの進行方向と同じ方向で前記直線状の軸方向に補助ガスを供給する補助ガス導入部及び補助ガス排出部を有する筐体と、
b)前記筐体内であって前記導入部から該筐体内に導入されるキャリアガスの進行方向前方に、単極荷電方式によって生成した所定のガスイオンを一次イオンとして供給するイオン生成部と、
c)前記筐体内であって、前記一次イオンと前記キャリアガス中の荷電対象粒子とが接触する混合領域と前記導出部との間に該混合領域で荷電した粒子を該導出部の方向に移動させる電位勾配を形成し且つその電位勾配が前記混合領域内に及ぶような電場、を生成するように、前記直線状の軸を中心とする円筒状又は切頭円錐状である電極、及び、該電極の両端に所定の電位差を有する直流電圧を印加する電圧印加部、を含む電場形成部と、
を備えることを特徴としている。
荷電対象の粒子を含む大気等のキャリアガスが所定流量で以てエアロゾル導入部2から筐体1内に供給され、一方、例えばキャリアガスと同じシースガスがシースガス導入部4から筐体1内に供給される。エアロゾル導入部2は緩やかに広がるテーパ状であるため、キャリアガスはその断面積が広がるとともに流速が低下する。また、筐体1内の外周側(円筒状の壁面に近い部分)にはシースガスの流れが形成されているため、キャリアガスは外周側には広がりにくい。そのため、筐体1内に開口したエアロゾル導入部2の出口端から吐き出されたキャリアガスはあまり広がることなく、筐体1内をエアロゾル取出部3に向かって緩やかに進行する。
この実施例では、イオン化電圧発生部22からの印加電圧によって所定のガスをイオン化するイオン生成素子20を筐体1の外側に設け、該イオン生成素子20で生成されたガスイオンをイオン供給管21を通して筐体1内に供給している。こうした構成でも上記実施例と同様の効果を奏することは明らかである。
上記実施例では、エアロゾル導入部2とエアロゾル取出部3とが直線上で対向するように配置されていたが、この実施例では、エアロゾル導入部2と直線上にガス排出部30が設けられ、これとは別に、つまりエアロゾル導入部2とガス排出部30とを結ぶ直線から大きく外れた位置に、エアロゾル取出部31が設けられている。さらに、筐体1内の混合領域8で帯電された1価の荷電粒子をエアロゾル取出部31にまで案内する直流電場を形成するために、リング状電極7のほかに、複数のリング状電極32が配置されている。ここでは、リング状電極32にはキャリアガス流が通過可能な開口部が設けられている。
2…エアロゾル導入部
3、31…エアロゾル取出部
4…シースガス導入部
5…シースガス排出部
6、20…イオン生成素子
7、32…リング状電極
8…混合領域
10…制御部
11、22…イオン化電圧発生部
12…移送電圧発生部
21…イオン供給管
30…ガス排出部
C…軸線
Claims (2)
- 気体中の粒子を帯電させる粒子荷電装置において、
a)荷電対象の粒子を含むキャリアガスを内部に導入するための導入部及び荷電粒子を外側に取り出すための導出部を直線上に対向して有し、該導入部と導出部とを結ぶ直線状の軸を中心とする円筒形状の壁面を有し、該壁面の内周に沿って前記導入部から導入されたキャリアガスの進行方向と同じ方向で前記直線状の軸方向に補助ガスを供給する補助ガス導入部及び補助ガス排出部を有する筐体と、
b)前記筐体内であって前記導入部から該筐体内に導入されるキャリアガスの進行方向前方に、単極荷電方式によって生成した所定のガスイオンを一次イオンとして供給するイオン生成部と、
c)前記筐体内であって、前記一次イオンと前記キャリアガス中の荷電対象粒子とが接触する混合領域と前記導出部との間に該混合領域で荷電した粒子を該導出部の方向に移動させる電位勾配を形成し且つその電位勾配が前記混合領域内に及ぶような電場、を生成するように、前記直線状の軸を中心に複数配置されたリング状の電極、及び、該複数のリング状電極にそれぞれ異なる直流電圧を印加する電圧印加部、を含む電場形成部と、
を備えることを特徴とする粒子荷電装置。 - 気体中の粒子を帯電させる粒子荷電装置において、
a)荷電対象の粒子を含むキャリアガスを内部に導入するための導入部及び荷電粒子を外側に取り出すための導出部を直線上に対向して有し、該導入部と導出部とを結ぶ直線状の軸を中心とする円筒形状の壁面を有し、該壁面の内周に沿って前記導入部から導入されたキャリアガスの進行方向と同じ方向で前記直線状の軸方向に補助ガスを供給する補助ガス導入部及び補助ガス排出部を有する筐体と、
b)前記筐体内であって前記導入部から該筐体内に導入されるキャリアガスの進行方向前方に、単極荷電方式によって生成した所定のガスイオンを一次イオンとして供給するイオン生成部と、
c)前記筐体内であって、前記一次イオンと前記キャリアガス中の荷電対象粒子とが接触する混合領域と前記導出部との間に該混合領域で荷電した粒子を該導出部の方向に移動させる電位勾配を形成し且つその電位勾配が前記混合領域内に及ぶような電場、を生成するように、前記直線状の軸を中心とする円筒状又は切頭円錐状である電極、及び、該電極の両端に所定の電位差を有する直流電圧を印加する電圧印加部、を含む電場形成部と、
を備えることを特徴とする粒子荷電装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016096647 | 2016-05-13 | ||
JP2016096647 | 2016-05-13 | ||
PCT/JP2017/017364 WO2017195723A1 (ja) | 2016-05-13 | 2017-05-08 | 粒子荷電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2017195723A1 JPWO2017195723A1 (ja) | 2019-03-28 |
JP6702412B2 true JP6702412B2 (ja) | 2020-06-03 |
Family
ID=60266622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018516997A Active JP6702412B2 (ja) | 2016-05-13 | 2017-05-08 | 粒子荷電装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6702412B2 (ja) |
WO (1) | WO2017195723A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020179502A1 (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-10 | 日本碍子株式会社 | 微粒子検出素子及び微粒子検出器 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005174619A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Hitachi Ltd | イオン移動度分光計及びイオン移動度分光法 |
GB0408751D0 (en) * | 2004-04-20 | 2004-05-26 | Micromass Ltd | Mass spectrometer |
US8217344B2 (en) * | 2007-02-01 | 2012-07-10 | Dh Technologies Development Pte. Ltd. | Differential mobility spectrometer pre-filter assembly for a mass spectrometer |
JP5234019B2 (ja) * | 2010-01-29 | 2013-07-10 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
JP6421823B2 (ja) * | 2014-11-17 | 2018-11-14 | 株式会社島津製作所 | イオン移動度分析装置 |
-
2017
- 2017-05-08 JP JP2018516997A patent/JP6702412B2/ja active Active
- 2017-05-08 WO PCT/JP2017/017364 patent/WO2017195723A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2017195723A1 (ja) | 2019-03-28 |
WO2017195723A1 (ja) | 2017-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5817929B2 (ja) | 粒子数測定器 | |
Kim et al. | Ozone emission and electrical characteristics of ionizers with different electrode materials, numbers, and diameters | |
US10814335B2 (en) | Selective aerosol particle collecting method and device, according to particle size | |
Kim et al. | Submicrometer particle removal indoors by a novel electrostatic precipitator with high clean air delivery rate, low ozone emissions, and carbon fiber ionizer | |
JP2016526666A (ja) | エアロゾル粒子を帯電する、またはエアロゾル粒子の電荷を調整するための装置 | |
US20180128716A1 (en) | Particle collecting apparatus | |
Niewulis et al. | Electrohydrodynamic flow patterns and collection efficiency in narrow wire-cylinder type electrostatic precipitator | |
US20100001184A1 (en) | Miniaturized ultrafine particle sizer and monitor | |
JPH04503422A (ja) | コロナ放電によって発生される有害な物質を除去するためのコロナ放電装置における改良 | |
JP5738997B2 (ja) | イオン移動度分光計を用いた気体の検出及び同定のための方法及び装置 | |
CN107003283B (zh) | 离子迁移率分析装置 | |
US9875873B2 (en) | Particle charger | |
CN107138277B (zh) | 集成自由离子捕集功能的单极性颗粒物荷电装置及方法 | |
de Oliveira et al. | Influence of particle concentration and residence time on the efficiency of nanoparticulate collection by electrostatic precipitation | |
US5824137A (en) | Process and apparatus to treat gas-borne particles | |
JP6702412B2 (ja) | 粒子荷電装置 | |
US20180071750A1 (en) | Particle concentrator | |
Modesto-Lopez et al. | Soft X-ray charger (SXC) system for use with electrospray for mobility measurement of bioaerosols | |
Alonso et al. | High-efficiency electrical charger for nanoparticles | |
Kim et al. | Integrated particle detection chip for environmental monitoring | |
Intra et al. | Evaluation of the performance in charging efficiencies and losses of ultrafine particles ranging in sizes from 15 to 75 nm in a unipolar corona-based ionizer | |
KR101310652B1 (ko) | 스파크 방전장치와 하전장치를 이용한 나노입자 생성장치 및 입자 크기 제어방법 | |
Mermigkas et al. | Impulsive corona discharges for fine particles precipitation in a coaxial topology | |
JP4851539B2 (ja) | イオン化装置 | |
Lebedinskii et al. | Ionization of Air in a Ranque–Hilsch Vortex Tube and the Method of Obtaining Uni-and Bipolar Ionization |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181015 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181015 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20181015 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20181126 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20181126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190924 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20191125 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200121 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20200219 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200407 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200420 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6702412 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |