JPH07313899A - エアロゾル粒子セレクタ - Google Patents
エアロゾル粒子セレクタInfo
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- JPH07313899A JPH07313899A JP7123558A JP12355895A JPH07313899A JP H07313899 A JPH07313899 A JP H07313899A JP 7123558 A JP7123558 A JP 7123558A JP 12355895 A JP12355895 A JP 12355895A JP H07313899 A JPH07313899 A JP H07313899A
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- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 22
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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-
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- G—PHYSICS
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 粒子の電気移動度によって任意粒径の粒子か
ら所定粒径の粒子を選択するセレクタであって、特に微
細な粒子であっても損失なく、かつより短い走行時間で
エアロゾル粒子を選択する。 【構成】 大気中のエアロゾル粒子のこの静電セレクタ
は、その間で電界が形成される第１と第２の隔置し、平
行で共軸線関係の導電性ディスク（１８，２０）と、第
１のディスクに作られ、検査すべき大気と連通する環状
スロット（２２）と、前記ディスクの周囲から、安定し
た求心性の層状の濾過空気流を循環させる中央取入れ口
（２６）とを有し、前記第２のディスク（２０）が中央
の抽出オリフィス（２８）を有している。
ら所定粒径の粒子を選択するセレクタであって、特に微
細な粒子であっても損失なく、かつより短い走行時間で
エアロゾル粒子を選択する。 【構成】 大気中のエアロゾル粒子のこの静電セレクタ
は、その間で電界が形成される第１と第２の隔置し、平
行で共軸線関係の導電性ディスク（１８，２０）と、第
１のディスクに作られ、検査すべき大気と連通する環状
スロット（２２）と、前記ディスクの周囲から、安定し
た求心性の層状の濾過空気流を循環させる中央取入れ口
（２６）とを有し、前記第２のディスク（２０）が中央
の抽出オリフィス（２８）を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気あるいはその他の
気体に懸濁された任意粒径の粒子（多分散エアロゾル）
から所定粒径の粒子（単分散エアロゾル）を選択するた
めの、特に微細粒子の場合に用いる電荷粒子電気移動度
セレクタに関する。
気体に懸濁された任意粒径の粒子（多分散エアロゾル）
から所定粒径の粒子（単分散エアロゾル）を選択するた
めの、特に微細粒子の場合に用いる電荷粒子電気移動度
セレクタに関する。
【０００２】この形式の装置は、その他の用途の中でも
特にエアロゾル研究の分野において、較正された粒子を
作ったり、あるいはエアロゾルの電荷を研究するために
使用するのに適している。それは特に、最小エアロゾル
サイズまでのサブミクロン、すなわち約１ナノメートル
（１０-9ｍ）のエアロゾルに適している。
特にエアロゾル研究の分野において、較正された粒子を
作ったり、あるいはエアロゾルの電荷を研究するために
使用するのに適している。それは特に、最小エアロゾル
サイズまでのサブミクロン、すなわち約１ナノメートル
（１０-9ｍ）のエアロゾルに適している。
【０００３】
【従来の技術】単分散粒子を選択するために最も頻繁に
使用される手段の中の一つは、エアロゾルが全て１個の
電荷あるいはその倍数の電荷に等しい電荷を有している
との事実に基いている。
使用される手段の中の一つは、エアロゾルが全て１個の
電荷あるいはその倍数の電荷に等しい電荷を有している
との事実に基いている。
【０００４】その結果、気体中に懸濁している電荷粒子
を選択するために既に、それが運ぶ電荷に作用する電界
を使用してきた。この点に関して、現在、この分野にお
いて、静電界に置かれた電荷粒子の電気移動度の基本概
念についての定義がなされている。この静電界の作用の
下で偏位する粒子の最大あるいは最小の適正を定義する
この量は以下の式によって表わすことができる。
を選択するために既に、それが運ぶ電荷に作用する電界
を使用してきた。この点に関して、現在、この分野にお
いて、静電界に置かれた電荷粒子の電気移動度の基本概
念についての定義がなされている。この静電界の作用の
下で偏位する粒子の最大あるいは最小の適正を定義する
この量は以下の式によって表わすことができる。
【数１】
【外１】 は、それが露出される電界
【外２】 の作用を受ける粒子が取得する流動速度である。前述の
２個の数量の間の比例係数Ｚは当該電気移動度である。
この電気移動度は一方において粒子の電荷に比例し、他
方ではその直径に反比例するので、２個の電極の間の電
界作用に、気体の流れに捕捉された粒体を露出すること
からなる、電気移動度の関数としての粒子の真正なセレ
クタを作ることができる。電界の作用下において、電荷
粒子が前記電極の一方にそれらの記号の関数として配置
され、気体の流れ方向に対する粒子の配置の横座標は、
電気移動度が大きければ大きいほど、該粒子を運ぶ気体
の流れの発生源に近いという点で粒子の移動度の特性で
ある。このことによって集められた粒子の空間の広が
り、すなわち分離に導く。前記分離に続いて、電荷の法
則が既知であるとすれば、ある移動度、すなわちある粒
子サイズを有する粒子を選択することができる。
２個の数量の間の比例係数Ｚは当該電気移動度である。
この電気移動度は一方において粒子の電荷に比例し、他
方ではその直径に反比例するので、２個の電極の間の電
界作用に、気体の流れに捕捉された粒体を露出すること
からなる、電気移動度の関数としての粒子の真正なセレ
クタを作ることができる。電界の作用下において、電荷
粒子が前記電極の一方にそれらの記号の関数として配置
され、気体の流れ方向に対する粒子の配置の横座標は、
電気移動度が大きければ大きいほど、該粒子を運ぶ気体
の流れの発生源に近いという点で粒子の移動度の特性で
ある。このことによって集められた粒子の空間の広が
り、すなわち分離に導く。前記分離に続いて、電荷の法
則が既知であるとすれば、ある移動度、すなわちある粒
子サイズを有する粒子を選択することができる。
【０００５】この原理に基く装置は、「静電エアロゾル
粒子センサと、この適用を組み入れた設備」（“Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ａｅｒｏｓｏｌ ｐａｒｔｉｃ
ｌｅｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｉ
ｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇｔｈｉｓ ａｐｐｌｉｃａｔ
ｉｏｎ”）という名称で、第２６５８９１６号（米国特
許第５ １１７ １９０号）として発行された１９９０
年２月２７日付の仏国追加証明書第９０ ０２４１３号
に記載されている。このタイプの装置は図１に示され、
２個の隔置された平行の共軸線関係の導電性ディスク
２，４を有しており、その間に電位差Ｖ、従って電界
粒子センサと、この適用を組み入れた設備」（“Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ａｅｒｏｓｏｌ ｐａｒｔｉｃ
ｌｅｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｉ
ｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇｔｈｉｓ ａｐｐｌｉｃａｔ
ｉｏｎ”）という名称で、第２６５８９１６号（米国特
許第５ １１７ １９０号）として発行された１９９０
年２月２７日付の仏国追加証明書第９０ ０２４１３号
に記載されている。このタイプの装置は図１に示され、
２個の隔置された平行の共軸線関係の導電性ディスク
２，４を有しており、その間に電位差Ｖ、従って電界
【外３】 が形成される。ディスク２は環状スロット６（半径
ｒ1 ）を有し、該スロットにより流速ｑ1 でエアロゾル
の粒子が導入される。中央取入れ口８が設けられてお
り、該取入れ口により空気の流れＱが図示していないポ
ンプの作用により循環する。
ｒ1 ）を有し、該スロットにより流速ｑ1 でエアロゾル
の粒子が導入される。中央取入れ口８が設けられてお
り、該取入れ口により空気の流れＱが図示していないポ
ンプの作用により循環する。
【０００６】粒子がディスク４に作られた半径ｒ2 の第
２の環状スロット１０まで、２個のディスクの間で形成
された半径方向で、かつ層流である流速ｑ0 の濾過空気
の流れと、２個のディスクの間に加えられた電界Ｅとの
組合わせ作用によって捕捉される。
２の環状スロット１０まで、２個のディスクの間で形成
された半径方向で、かつ層流である流速ｑ0 の濾過空気
の流れと、２個のディスクの間に加えられた電界Ｅとの
組合わせ作用によって捕捉される。
【０００７】スロット１０を通して、空気は流速ｑ
2 で、ディスク４の下方に固定した円筒形ボックス１２
中へ流入し、これがＱ＝ｑ0 ＋ｑ1 −ｑ2 を提供する。
スロット１０を通過する粒子は同じ電気移動度Ｚ＝Ｑ／
πＥ（ｒ1 2 −ｒ2 2 ）を有する。参考のために、流速
の大きさはｑ1 ＝ｑ2 ＝Ｑ／１０である。
2 で、ディスク４の下方に固定した円筒形ボックス１２
中へ流入し、これがＱ＝ｑ0 ＋ｑ1 −ｑ2 を提供する。
スロット１０を通過する粒子は同じ電気移動度Ｚ＝Ｑ／
πＥ（ｒ1 2 −ｒ2 2 ）を有する。参考のために、流速
の大きさはｑ1 ＝ｑ2 ＝Ｑ／１０である。
【０００８】各々の場合において、前記電気移動度を希
望値に調整するために、２つのパラメータ、すなわち一
方では流速Ｑを、他方で２個の共軸線関係の導電性ディ
スクの２，４の間の電位差を調整することができる。
望値に調整するために、２つのパラメータ、すなわち一
方では流速Ｑを、他方で２個の共軸線関係の導電性ディ
スクの２，４の間の電位差を調整することができる。
【０００９】円筒形ボックス１２とパイプ１４とによ
り、粒子は期待する用途に適したいずれのタイプの装
置、例えば、このように作られた微細な較正された粒子
に対して較正される粒子カウンタまで導くことができ
る。このタイプの装置は全ての公知の電荷粒子セレクタ
と同様に、もしもナノメータサイズを有する粒子の選択
に用いられるとすればある種の欠点がある。
り、粒子は期待する用途に適したいずれのタイプの装
置、例えば、このように作られた微細な較正された粒子
に対して較正される粒子カウンタまで導くことができ
る。このタイプの装置は全ての公知の電荷粒子セレクタ
と同様に、もしもナノメータサイズを有する粒子の選択
に用いられるとすればある種の欠点がある。
【００１０】まず、本装置の回路においてそのような粒
子を搬送することにより特に円筒形ボックス１２の壁の
近傍におけるブラウン拡散の結果、損失に到る。
子を搬送することにより特に円筒形ボックス１２の壁の
近傍におけるブラウン拡散の結果、損失に到る。
【００１１】さらに、著しいものでありうる前記ボック
ス内の走行時間は全ての粒子に対して同じではなく、そ
の結果、本装置を通してある程度の拡散があり、これは
ある用途においては不具合である。
ス内の走行時間は全ての粒子に対して同じではなく、そ
の結果、本装置を通してある程度の拡散があり、これは
ある用途においては不具合である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの課題
を解決することを目的とする。
を解決することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、大気中に含ま
れたエアロゾル粒子のセレクタであって、第１と第２の
隔置し、平行で共軸線関係の導電性ディスクを含み、そ
の間で該ディスクを種々電位まで上昇させることにより
電界を形成することができ、前記２個のディスクの間の
空間は第１のディスクに作られた半径ｒ1 の環状スロッ
トを通して、検査すべき大気と連通し、前記ディスクの
周囲から、安定した求心性層状の濾過された空気流を前
記空間内で循環させる中央取入れ口が第１のディスクに
設けられているセレクタにおいて、第２のディスクが中
央の抽出オリフィスを有していることを特徴とするエア
ロゾル粒子のセレクタに関する。
れたエアロゾル粒子のセレクタであって、第１と第２の
隔置し、平行で共軸線関係の導電性ディスクを含み、そ
の間で該ディスクを種々電位まで上昇させることにより
電界を形成することができ、前記２個のディスクの間の
空間は第１のディスクに作られた半径ｒ1 の環状スロッ
トを通して、検査すべき大気と連通し、前記ディスクの
周囲から、安定した求心性層状の濾過された空気流を前
記空間内で循環させる中央取入れ口が第１のディスクに
設けられているセレクタにおいて、第２のディスクが中
央の抽出オリフィスを有していることを特徴とするエア
ロゾル粒子のセレクタに関する。
【００１４】前記中央オリフィスにより、電気移動度が
明確に極められたエアロゾル粒子を選択することができ
る。
明確に極められたエアロゾル粒子を選択することができ
る。
【００１５】さらに、公知の装置と比較して、前記中央
抽出装置は、より優れた性能特性を保証しながら、特に
微細粒子の損失がより少なくて、抽出回路における走行
時間がより短くて粒子選択が容易である。
抽出装置は、より優れた性能特性を保証しながら、特に
微細粒子の損失がより少なくて、抽出回路における走行
時間がより短くて粒子選択が容易である。
【００１６】本発明のその他の実施例が特許請求の範囲
から推測できる。
から推測できる。
【００１７】本発明の特徴や利点は、添付図面を参照し
た以下の非限定的実施例から良好に理解できる。
た以下の非限定的実施例から良好に理解できる。
【００１８】
【実施例】図２は本発明によるセレクタの概略図であ
る。第１のディスク１８は半径ｒ1の環状スロット２２
を有し、該スロットにより、選択すべき粒体を含む気体
のサンプルが流速ｑ1 で導入される。２個のディスクは
導電性であるので、該ディスクの各々はある電位まで上
昇させることができ、該ディスクを分離している空間２
４において電界
る。第１のディスク１８は半径ｒ1の環状スロット２２
を有し、該スロットにより、選択すべき粒体を含む気体
のサンプルが流速ｑ1 で導入される。２個のディスクは
導電性であるので、該ディスクの各々はある電位まで上
昇させることができ、該ディスクを分離している空間２
４において電界
【外４】 が形成される。第２のディスク２０には、空気の流れｑ
2 が横行する中央の円形オリフィス２８が作られてい
る。２個のディスクの間で、空間２４の周囲に、図２で
示していない手段を用いて、エントレインメントガス
（濾過空気）がｑ0 で噴射され、そのため２個のディス
クの間で層流が中央の吸引パイプ２６まで循環し、その
結果流れＱ＝ｑ0 ＋ｑ1 −ｑ2 を吸収する。選択された
粒子は次にパイプ３０によりセレクタの外部へ排出する
ことができる。
2 が横行する中央の円形オリフィス２８が作られてい
る。２個のディスクの間で、空間２４の周囲に、図２で
示していない手段を用いて、エントレインメントガス
（濾過空気）がｑ0 で噴射され、そのため２個のディス
クの間で層流が中央の吸引パイプ２６まで循環し、その
結果流れＱ＝ｑ0 ＋ｑ1 −ｑ2 を吸収する。選択された
粒子は次にパイプ３０によりセレクタの外部へ排出する
ことができる。
【００１９】中央の抽出オリフィス２８は図３に示すよ
うに、通風的観点および電気的観点の双方からの重要な
点を示す。
うに、通風的観点および電気的観点の双方からの重要な
点を示す。
【００２０】まず、抽出オリフィス２８が何ら無いもの
と想定すると、本装置の中心軸Δとディスク２０との交
差点Ａを定義することができる。この点Ａは層流の停止
点と対応するので重要な通風点である。それはまた、こ
の位置では電界線が明確に画定されず、一方２個のディ
スクの間ではどこでも（周囲は除くがそこにはエアロゾ
ル粒子が無いため何ら影響は無い）完全に画定されるの
で電気的観点からも重要な点である。
と想定すると、本装置の中心軸Δとディスク２０との交
差点Ａを定義することができる。この点Ａは層流の停止
点と対応するので重要な通風点である。それはまた、こ
の位置では電界線が明確に画定されず、一方２個のディ
スクの間ではどこでも（周囲は除くがそこにはエアロゾ
ル粒子が無いため何ら影響は無い）完全に画定されるの
で電気的観点からも重要な点である。
【００２１】従って、点Ａにおいて抽出オリフィスを設
ける根拠は特に明白ではない。しかしながらこの形態に
より、Ｚ＝Ｑ／πＥｒ1 2 によって与えられる明確に定
義された電気移動度でエアロゾル粒子を選択することが
できる。
ける根拠は特に明白ではない。しかしながらこの形態に
より、Ｚ＝Ｑ／πＥｒ1 2 によって与えられる明確に定
義された電気移動度でエアロゾル粒子を選択することが
できる。
【００２２】オリフィス２８の直径φは粒子の良好な選
択性を保証するが（直径が大きい場合、選択性は低
い）、そこを横行する流体の流れを乱さないように（直
径が小さい場合、前記オリフィスにおいて過度の圧力低
下があるうる）選定されることが好ましい。
択性を保証するが（直径が大きい場合、選択性は低
い）、そこを横行する流体の流れを乱さないように（直
径が小さい場合、前記オリフィスにおいて過度の圧力低
下があるうる）選定されることが好ましい。
【００２３】セレクタから抽出された粒子は、通常光学
的あるいは電気的方法に基いた公知のシステムから選択
した検出器によって計数できる。
的あるいは電気的方法に基いた公知のシステムから選択
した検出器によって計数できる。
【００２４】前述した装置の基本的用途としてはサブミ
クロン粒子の範囲内で多分散粒子源から単分散粒子を選
択することである。所定サイズの粒子を作るには、前記
サイズに対応する移動度Ｚの関数として粒子を選択し、
従って適当な電界Ｅと流速Ｑとを選択するだけでよい。
クロン粒子の範囲内で多分散粒子源から単分散粒子を選
択することである。所定サイズの粒子を作るには、前記
サイズに対応する移動度Ｚの関数として粒子を選択し、
従って適当な電界Ｅと流速Ｑとを選択するだけでよい。
【図１】従来技術によるエアロゾル粒子セレクタを示す
概略図。
概略図。
【図２】本発明による粒子セレクタの原理を示す概略
図。
図。
【図３】本発明による粒子セレクタの原理を示す概略
図。
図。
１８，２０ ディスク ２２ スロット ２４ 空間 ２６ 中央取入れ口 ２８ 中央抽出オリフィス ３０ 中央パイプ
Claims (3)
- 【請求項１】 大気中に含まれるエアロゾル粒子のため
のセレクタにおいて、第１と第２の隔置した、平行で共
軸線関係の導電性ディスクを含み、前記ディスクの間で
該ディスクを種々の電位まで上昇させることにより電界
Ｅを形成することが可能であり、前記２個のディスクの
間の空間が第１のディスクに作られた半径ｒ1 の環状ス
ロットを介して、検査すべき大気と連通しており、前記
ディスクの周囲から安定した求心性の層状の濾過空気流
を前記空間内で循環させるように中央取入れ口が前記第
１のディスクに設けられており、前記第２のディスクが
中央の抽出オリフィスを有していることを特徴とするエ
アロゾル粒子セレクタ。 - 【請求項２】 中央パイプが前記第２のディスクに固定
されており、粒子が前記パイプにより前記セレクタの外
部へ排出されることを特徴とする請求項１に記載のセレ
クタ。 - 【請求項３】 前記中央抽出オリフィスの直径が粒子の
選択性を保証するように選定されることを特徴とする請
求項１または２のいずれかに記載のセレクタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9406273 | 1994-05-24 | ||
| FR9406273A FR2720505B1 (fr) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Sélecteur de particules chargées, à haute sensibilité. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07313899A true JPH07313899A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=9463454
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7123558A Pending JPH07313899A (ja) | 1994-05-24 | 1995-05-23 | エアロゾル粒子セレクタ |
| JP7123557A Pending JPH07323240A (ja) | 1994-05-24 | 1995-05-23 | 電気移動度セレクタ |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7123557A Pending JPH07323240A (ja) | 1994-05-24 | 1995-05-23 | 電気移動度セレクタ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5592096A (ja) |
| EP (2) | EP0685726B1 (ja) |
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