JPH09269288A - エアロゾル粒子の動的移動度選別装置 - Google Patents
エアロゾル粒子の動的移動度選別装置Info
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- JPH09269288A JPH09269288A JP9029443A JP2944397A JPH09269288A JP H09269288 A JPH09269288 A JP H09269288A JP 9029443 A JP9029443 A JP 9029443A JP 2944397 A JP2944397 A JP 2944397A JP H09269288 A JPH09269288 A JP H09269288A
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- 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
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0255—Investigating particle size or size distribution with mechanical, e.g. inertial, classification, and investigation of sorted collections
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超微粒子についての単分散されたエアロゾル
発生器として使用でき、かつ、コンパクトな動的移動度
選別装置を提案する。 【解決手段】 間隔を開けて平行に配され、動的選別領
域（３１）を画定する２つのディスク（３０，３２）を
具備し、前記動的選別領域内において、層流の、求心性
の、安定した空気流を流通させるために、上部ディスク
（３０）が半径ｒ1の環状スリットと中央吸込口（３
８）とを具備している。下部ディスク（３２）には、半
径ｒ1より小さい平均半径ｒ2の環状穴（３６）を設け
る。
発生器として使用でき、かつ、コンパクトな動的移動度
選別装置を提案する。 【解決手段】 間隔を開けて平行に配され、動的選別領
域（３１）を画定する２つのディスク（３０，３２）を
具備し、前記動的選別領域内において、層流の、求心性
の、安定した空気流を流通させるために、上部ディスク
（３０）が半径ｒ1の環状スリットと中央吸込口（３
８）とを具備している。下部ディスク（３２）には、半
径ｒ1より小さい平均半径ｒ2の環状穴（３６）を設け
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、エアロゾル、特
に、超微粒子状(super-micronic)のもの（特に２〜２０
μｍの範囲）の選別および／または特徴づけの分野に関
する。
に、超微粒子状(super-micronic)のもの（特に２〜２０
μｍの範囲）の選別および／または特徴づけの分野に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ミクロン状およびサブミクロン状のエア
ロゾル度量衡学の分野において、粒子サイズの分布をオ
ンライン計測するために有用な装置は数多くある。例え
ば、電気的方法、特に、差動電気的移動度解析器、光学
的方法および粒子の電気的な移動度、粒子の光学的特性
および粒子慣性に基づいてサイズ分布を与える空気動力
学的方法をそれぞれ使用した装置がある。
ロゾル度量衡学の分野において、粒子サイズの分布をオ
ンライン計測するために有用な装置は数多くある。例え
ば、電気的方法、特に、差動電気的移動度解析器、光学
的方法および粒子の電気的な移動度、粒子の光学的特性
および粒子慣性に基づいてサイズ分布を与える空気動力
学的方法をそれぞれ使用した装置がある。
【０００３】超微粒子のエアロゾルの慣性的挙動の特徴
づけが要求される場合には、空気動力学的方法が用いら
れなければならない。最も頻繁に使用されるその装置
は、衝撃装置またはサイクロンまたは遠心機または沈降
室を備えている。一般に、これらの装置は、月並みなサ
イズ解明能力しかなく、粒子サイズを決定するために、
試料を採取してから、後続の解析を行うことが必要であ
る。したがって、計測プロセスは長く、高価で、長たら
しく、要求された情報をオンラインで提供することがで
きない。
づけが要求される場合には、空気動力学的方法が用いら
れなければならない。最も頻繁に使用されるその装置
は、衝撃装置またはサイクロンまたは遠心機または沈降
室を備えている。一般に、これらの装置は、月並みなサ
イズ解明能力しかなく、粒子サイズを決定するために、
試料を採取してから、後続の解析を行うことが必要であ
る。したがって、計測プロセスは長く、高価で、長たら
しく、要求された情報をオンラインで提供することがで
きない。
【０００４】このため、粒子の空気動力学的な挙動を特
徴づけ、かつ、非常に良好なサイズ分解能でエアロゾル
の粒子サイズをオンラインで提供し得る装置が必要であ
る。
徴づけ、かつ、非常に良好なサイズ分解能でエアロゾル
の粒子サイズをオンラインで提供し得る装置が必要であ
る。
【０００５】この形式の装置の公知例をより詳細に説明
する前に、直径ｄP の粒子の動的移動度(dynamic mobil
ity)Ｂが、以下の式で表されることを想起しておく価値
がある。
する前に、直径ｄP の粒子の動的移動度(dynamic mobil
ity)Ｂが、以下の式で表されることを想起しておく価値
がある。
【数１】 ここで、μは同伴ガス(carrier gas)の動粘度である。
【０００６】粒子の直径が、流体内の分子の平均自由経
路ｌ（エル）に近接しているときは、媒体はもはや連続
的であると考えることはできず、補正項Ｃ（ｄP） が導
入される。これにより、動的移動度は、以下の式で表さ
れる。
路ｌ（エル）に近接しているときは、媒体はもはや連続
的であると考えることはできず、補正項Ｃ（ｄP） が導
入される。これにより、動的移動度は、以下の式で表さ
れる。
【数２】
【０００７】粒子質量ｍと動的移動度との積は緩和時間
τを与える。
τを与える。
【数３】 ここで、ρPは、粒子密度である。τは、粒子が、新た
な力の場または流体の速度ベクトルの変化により生ずる
新たな加速度に、その速度を調整するのに必要な時間を
表している。
な力の場または流体の速度ベクトルの変化により生ずる
新たな加速度に、その速度を調整するのに必要な時間を
表している。
【０００８】ストークスの法則が適用できる場合には、
その落下または沈降速度は、単純に以下の式で表され
る。 ＶS＝ｍＢｇ＝τｇ …（５）
その落下または沈降速度は、単純に以下の式で表され
る。 ＶS＝ｍＢｇ＝τｇ …（５）
【０００９】粒子の沈降速度から始まって、等価空気動
力学的直径の概念が生成された。これは、密度が１で、
考察されている粒子と同じ沈降速度を有する球の直径
（上記式（４）においてρ＝１とした直径ｄa）であ
る。
力学的直径の概念が生成された。これは、密度が１で、
考察されている粒子と同じ沈降速度を有する球の直径
（上記式（４）においてρ＝１とした直径ｄa）であ
る。
【００１０】現時点では、空気動力学的挙動の粒子サイ
ズ特性をオンラインかつ良好な分解能で提供することの
できる２つの形式の装置が知られている。
ズ特性をオンラインかつ良好な分解能で提供することの
できる２つの形式の装置が知られている。
【００１１】これらの装置の第１のものは、「エアロゾ
ル科学ジャーナル」，第１１巻，１３９〜１５０ペー
ジ，１９８０年に発表された、ジェイ・シー・ウィルソ
ン(J.C. WILSON) らによる記事および「ＧＡｅＦの年次
会議議事録」，２２２〜２２３ページ，１９８２年に発
表された、ジェイ・ケー・アガーワル(J.K. AGARWAL)ら
による記事に開示されている。図１は、この装置を示す
図である。この図において、参照符号２，４は、それぞ
れが内側オリフィス６および外側オリフィス８で終端す
る内部チューブと外部チューブを指している。特徴づけ
られるべき粒子を搬送するエアロゾルは、オリフィス８
を通過することにより強く加速される。緩和時間τによ
り特徴づけられるそれらの慣性によって、粒子は、その
速度が搬送流体の速度に調整されるまでにいくらか時間
を要し、この調整の遅れは空気動力学的直径に比例して
いる。このように、空気動力学的直径は、オリフィス８
直後の各粒子の速度を即座に計測することにより決定す
ることができる。その速度は、粒子が通過する２つの点
を形成する分割レーザ光１０を用いて計測される。それ
によって、各粒子は、光電子増倍管１２により電気パル
スに変換される２つの光パルスを生成する。２つのパル
スの間の時間は、２ナノ秒の分解能を有するクロックに
より計測される。直径０．５μｍの粒子に対して、その
飛行時間は８００ナノ秒であり、大きな３０μｍの粒子
に対しては５０００ナノ秒程度に高い。この範囲は、
「ＡＰＳ（空気動力学的粒子サイズ計測器）」とも呼ば
れるこの装置によりすでにカバーされている。
ル科学ジャーナル」，第１１巻，１３９〜１５０ペー
ジ，１９８０年に発表された、ジェイ・シー・ウィルソ
ン(J.C. WILSON) らによる記事および「ＧＡｅＦの年次
会議議事録」，２２２〜２２３ページ，１９８２年に発
表された、ジェイ・ケー・アガーワル(J.K. AGARWAL)ら
による記事に開示されている。図１は、この装置を示す
図である。この図において、参照符号２，４は、それぞ
れが内側オリフィス６および外側オリフィス８で終端す
る内部チューブと外部チューブを指している。特徴づけ
られるべき粒子を搬送するエアロゾルは、オリフィス８
を通過することにより強く加速される。緩和時間τによ
り特徴づけられるそれらの慣性によって、粒子は、その
速度が搬送流体の速度に調整されるまでにいくらか時間
を要し、この調整の遅れは空気動力学的直径に比例して
いる。このように、空気動力学的直径は、オリフィス８
直後の各粒子の速度を即座に計測することにより決定す
ることができる。その速度は、粒子が通過する２つの点
を形成する分割レーザ光１０を用いて計測される。それ
によって、各粒子は、光電子増倍管１２により電気パル
スに変換される２つの光パルスを生成する。２つのパル
スの間の時間は、２ナノ秒の分解能を有するクロックに
より計測される。直径０．５μｍの粒子に対して、その
飛行時間は８００ナノ秒であり、大きな３０μｍの粒子
に対しては５０００ナノ秒程度に高い。この範囲は、
「ＡＰＳ（空気動力学的粒子サイズ計測器）」とも呼ば
れるこの装置によりすでにカバーされている。
【００１２】この装置の利点は、その非常に良好な分解
能とその自動運転にある。
能とその自動運転にある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】この装置に関連した１
つの問題点は、同様の空気動力学的直径を有する固体お
よび液体粒子では同様の応答を与えないことである。液
体粒子は、オリフィスにおける急激な加速の作用下で変
形されるからである。繊維の計測においても困難さがあ
る。さらに、この装置は、流れの中に突然の加速が生じ
るときに、緩和時間を決定する。これらの条件下におい
て、その空気動力学的直径における経過した緩和時間は
常に明白なものではなく、粒子の剛性と形状に依存する
ことになる。結局、この装置は、特に、超微粒子につい
ての単分散されたエアロゾル発生器、として使用するこ
とはできない。
つの問題点は、同様の空気動力学的直径を有する固体お
よび液体粒子では同様の応答を与えないことである。液
体粒子は、オリフィスにおける急激な加速の作用下で変
形されるからである。繊維の計測においても困難さがあ
る。さらに、この装置は、流れの中に突然の加速が生じ
るときに、緩和時間を決定する。これらの条件下におい
て、その空気動力学的直径における経過した緩和時間は
常に明白なものではなく、粒子の剛性と形状に依存する
ことになる。結局、この装置は、特に、超微粒子につい
ての単分散されたエアロゾル発生器、として使用するこ
とはできない。
【００１４】他の装置は、「エアロゾル科学ジャーナ
ル」，第１５巻，第４番，４９１〜５０２ページ，１９
８４年に発表された、ダブリュ・ディー・グリフィス
(W.D. GRIFFITHS)らによる記事に開示されている。この
装置は、「ティンブレル(TIMBRELL)」形式のものであ
る。この装置は、粒子をそれらの空気動力学的直径の関
数として正確に分類することができる。この装置の原理
は、図２を参照して説明される。エアロゾルの粒子は、
小口径管２０を通して、該粒子を沈降室２４内に向けて
導くこととなる清浄空気の層流２２内に入れられる。こ
の沈降室は、一定の高さを有するくさび状に形成されて
いる。粒子は、それらの空気動力学的直径の関数とし
て、この沈降室の水平な下部２６に堆積物を形成する。
この「ティンブレル」装置の最初のものでは、後続の解
析のために、粒子が、光学顕微鏡のスライド上に回収さ
れる。
ル」，第１５巻，第４番，４９１〜５０２ページ，１９
８４年に発表された、ダブリュ・ディー・グリフィス
(W.D. GRIFFITHS)らによる記事に開示されている。この
装置は、「ティンブレル(TIMBRELL)」形式のものであ
る。この装置は、粒子をそれらの空気動力学的直径の関
数として正確に分類することができる。この装置の原理
は、図２を参照して説明される。エアロゾルの粒子は、
小口径管２０を通して、該粒子を沈降室２４内に向けて
導くこととなる清浄空気の層流２２内に入れられる。こ
の沈降室は、一定の高さを有するくさび状に形成されて
いる。粒子は、それらの空気動力学的直径の関数とし
て、この沈降室の水平な下部２６に堆積物を形成する。
この「ティンブレル」装置の最初のものでは、後続の解
析のために、粒子が、光学顕微鏡のスライド上に回収さ
れる。
【００１５】良好に定められた直径を有する粒子を引き
出し、かつ、それをオンラインで検知することを可能と
するために、この装置は、特に、上述したダブリュ・デ
ィー・グリフィスによる記事に開示されたように修正さ
れた。特に、この発明において目的とされた変更は、１
〜８μｍ間の粒子の４つの寸法を選別するのに十分であ
る。この変更された装置は、なお、非常に使い難く、こ
れまでは、いかなる商業的な展開を行うことも不可能で
あった。「ティンブレル」形式の装置において生ずる問
題の１つは、粒子が入力される空気の良好な層流を提供
することができないことである。さらに、この装置はず
いぶんかさばるものであった。
出し、かつ、それをオンラインで検知することを可能と
するために、この装置は、特に、上述したダブリュ・デ
ィー・グリフィスによる記事に開示されたように修正さ
れた。特に、この発明において目的とされた変更は、１
〜８μｍ間の粒子の４つの寸法を選別するのに十分であ
る。この変更された装置は、なお、非常に使い難く、こ
れまでは、いかなる商業的な展開を行うことも不可能で
あった。「ティンブレル」形式の装置において生ずる問
題の１つは、粒子が入力される空気の良好な層流を提供
することができないことである。さらに、この装置はず
いぶんかさばるものであった。
【００１６】この発明は、大気中に含まれているエアロ
ゾル内の粒子の新たな動的な移動度選別装置、特に、上
述した問題を解決することのできるものを提案してい
る。
ゾル内の粒子の新たな動的な移動度選別装置、特に、上
述した問題を解決することのできるものを提案してい
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】さらに正確には、この発
明の目的は、大気中に含まれたエアロゾル粒子のための
動的移動度選別装置にある。この動的移動度選別装置
は、 − 間隔を開けて平行に配される２つの同軸のディスク
と、 − 中央吸込口とを備え、前記２つのディスクの間の空
間は、第１のディスクに形成された半径ｒ1 の環状スリ
ットを通して、吟味されるべき大気と連絡した動的選別
領域を画定し、前記中央吸込口は、層流の、求心性の、
安定した空気流を前記動的選別領域内に流通させること
を特徴としている。
明の目的は、大気中に含まれたエアロゾル粒子のための
動的移動度選別装置にある。この動的移動度選別装置
は、 − 間隔を開けて平行に配される２つの同軸のディスク
と、 − 中央吸込口とを備え、前記２つのディスクの間の空
間は、第１のディスクに形成された半径ｒ1 の環状スリ
ットを通して、吟味されるべき大気と連絡した動的選別
領域を画定し、前記中央吸込口は、層流の、求心性の、
安定した空気流を前記動的選別領域内に流通させること
を特徴としている。
【００１８】第２のディスクには、平均半径ｒ2（ｒ2＜
ｒ1） を有する環状の穴が設けられている。
ｒ1） を有する環状の穴が設けられている。
【００１９】この装置において、粒子は、前記選別領域
の上方に配置された半径ｒ1 のスリットを通して導入さ
れ、かつ、（引出スリットがある場合にはその引出スリ
ットを通して）前記選別領域の下部に配されている第２
のディスクに向けて導かれる。粒子は、前記２つのディ
スク間の空気流および重力場のみの結合作用下において
移動する。
の上方に配置された半径ｒ1 のスリットを通して導入さ
れ、かつ、（引出スリットがある場合にはその引出スリ
ットを通して）前記選別領域の下部に配されている第２
のディスクに向けて導かれる。粒子は、前記２つのディ
スク間の空気流および重力場のみの結合作用下において
移動する。
【００２０】円形対称構造によって、この発明に係る装
置は、完全に層流の、安定しかつ制御された半径流を可
能としている。さらに、この装置はきわめてコンパクト
である。
置は、完全に層流の、安定しかつ制御された半径流を可
能としている。さらに、この装置はきわめてコンパクト
である。
【００２１】この装置は、緩和時間、動的移動度およ
び、前記緩和時間にのみ関係し（関係式ＶS＝τｇ） 、
かつ、等価空気動力学的直径を決定する粒子沈降速度の
直接の値を与える。他方では、ＡＰＳ形式の機器は、流
れに突然の加速が生じたときに緩和時間を決定し、緩和
時間から空気動力学的直径を決定することは容易ではな
い。
び、前記緩和時間にのみ関係し（関係式ＶS＝τｇ） 、
かつ、等価空気動力学的直径を決定する粒子沈降速度の
直接の値を与える。他方では、ＡＰＳ形式の機器は、流
れに突然の加速が生じたときに緩和時間を決定し、緩和
時間から空気動力学的直径を決定することは容易ではな
い。
【００２２】その結果、この発明に係る装置は、同じ空
気動力学的直径の粒子を選別することができる。したが
って、この選別装置は、特に、超微粒エアロゾルのため
の単分散されたエアロゾル発生器として、都合よく使用
され得る。このエアロゾル発生器機能は、ＡＰＳ形式の
機器では不可能である。
気動力学的直径の粒子を選別することができる。したが
って、この選別装置は、特に、超微粒エアロゾルのため
の単分散されたエアロゾル発生器として、都合よく使用
され得る。このエアロゾル発生器機能は、ＡＰＳ形式の
機器では不可能である。
【００２３】この発明により解決される他の特殊な問題
点は、選別スリットを通して引き出された後に、粒子が
もはや必ずしも同一の軌跡を有するものではないという
事実に関連している。
点は、選別スリットを通して引き出された後に、粒子が
もはや必ずしも同一の軌跡を有するものではないという
事実に関連している。
【００２４】その結果、移動時間および機器や粒子引出
手段を通したいくらかの分散に幅があり、いくつかのア
プリケーションでは問題がある。
手段を通したいくらかの分散に幅があり、いくつかのア
プリケーションでは問題がある。
【００２５】１つの特定の実施形態において、この問題
は、選別装置が、さらに、 − 前記第２のディスクに対面して配置された第３のデ
ィスクと、 − 前記第２のディスクおよび第３のディスクの周縁か
ら、前記第２のディスクと第３のディスクとの間の空間
に半径方向の層流の空気流を噴射する手段と、 − 前記第３のディスクに形成された中央引出口とを有
している場合には解決される。
は、選別装置が、さらに、 − 前記第２のディスクに対面して配置された第３のデ
ィスクと、 − 前記第２のディスクおよび第３のディスクの周縁か
ら、前記第２のディスクと第３のディスクとの間の空間
に半径方向の層流の空気流を噴射する手段と、 − 前記第３のディスクに形成された中央引出口とを有
している場合には解決される。
【００２６】したがって、この形態において、第２のス
テージが第３および第２のディスクを用いて形成され、
これら２つのディスクの間のろ過された空気流によっ
て、いわゆる「動的閉込め」が形成される。この流れ
は、粒子が第１のステージから引き出されるように該粒
子を迅速に案内する。その後、粒子は第２のステージか
ら出て、それらを外部に向かって搬送するダクト内を、
層流のままで、流れの中心に近接状態に維持されるよう
に閉じ込められるという特殊な特徴を伴って、壁面と接
触することなく（したがって、何らの損失を伴わず）、
同一の軌跡（したがって、同一の移動時間）で移動す
る。
テージが第３および第２のディスクを用いて形成され、
これら２つのディスクの間のろ過された空気流によっ
て、いわゆる「動的閉込め」が形成される。この流れ
は、粒子が第１のステージから引き出されるように該粒
子を迅速に案内する。その後、粒子は第２のステージか
ら出て、それらを外部に向かって搬送するダクト内を、
層流のままで、流れの中心に近接状態に維持されるよう
に閉じ込められるという特殊な特徴を伴って、壁面と接
触することなく（したがって、何らの損失を伴わず）、
同一の軌跡（したがって、同一の移動時間）で移動す
る。
【００２７】他の特定の実施形態によれば、引出スリッ
トは、単に中央オリフィスよりなっている。
トは、単に中央オリフィスよりなっている。
【００２８】中央引出オリフィスを有する選別装置は、
環状引出スリットを有する装置よりも簡易に製造するこ
とができ、より良好な性能と、粒子引出回路におけるよ
り短い移動時間を与えるものである。それは、この回路
における沈降問題を回避する。
環状引出スリットを有する装置よりも簡易に製造するこ
とができ、より良好な性能と、粒子引出回路におけるよ
り短い移動時間を与えるものである。それは、この回路
における沈降問題を回避する。
【００２９】最初の２つのディスクの間の空間を低圧状
態に維持するための手段が設けられていてもよい。この
ことは、緩和時間およびそれによる沈降速度が固定粒子
サイズについて増大され得ることを意味する。
態に維持するための手段が設けられていてもよい。この
ことは、緩和時間およびそれによる沈降速度が固定粒子
サイズについて増大され得ることを意味する。
【００３０】層流の、求心性の、安定した空気流量Ｑ0
を変化させる手段が設けられていてもよい。したがっ
て、異なる空気動力学的直径が選別され得る。
を変化させる手段が設けられていてもよい。したがっ
て、異なる空気動力学的直径が選別され得る。
【００３１】また、この発明は、大気中に含まれている
エアロゾル粒子のための動的移動度分光器であって、上
述したような流量Ｑ0 の変更手段を備えた動的移動度選
別装置と、選別された粒子の検知手段とを具備するもの
に関するものでもある。これらの検知手段が光学的なも
のであれば有利である。
エアロゾル粒子のための動的移動度分光器であって、上
述したような流量Ｑ0 の変更手段を備えた動的移動度選
別装置と、選別された粒子の検知手段とを具備するもの
に関するものでもある。これらの検知手段が光学的なも
のであれば有利である。
【００３２】また、この発明は、エアロゾルの粒子サイ
ズをその空気動力学的直径の関数として計測するための
装置であって、上述した動的移動度選別装置と、層流
の、求心性の、安定した空気の流量を変化させる手段
と、選別された粒子を検知する手段と、エアロゾル粒子
サイズを計算する手段とを具備するものに関するもので
もある。
ズをその空気動力学的直径の関数として計測するための
装置であって、上述した動的移動度選別装置と、層流
の、求心性の、安定した空気の流量を変化させる手段
と、選別された粒子を検知する手段と、エアロゾル粒子
サイズを計算する手段とを具備するものに関するもので
もある。
【００３３】この発明の他の目的は、大気中に含まれて
いるエアロゾル粒子の動的移動度を選別するためのプロ
セスであって、 − 間隔を開けて平行に配される２つのディスク間に配
置された空間よりなる動的選別領域への、第１のディス
クに形成された半径ｒ1 の環状スリットを通したエアロ
ゾルの導入と、 − 前記動的選別領域内において、層流の、求心性の、
安定した空気流を流通させ、この空気流と重力場のみの
作用下において粒子を移動させるための、中央吸込口を
通した空気流量Ｑ0の吸い込みとを備えたプロセスにあ
る。
いるエアロゾル粒子の動的移動度を選別するためのプロ
セスであって、 − 間隔を開けて平行に配される２つのディスク間に配
置された空間よりなる動的選別領域への、第１のディス
クに形成された半径ｒ1 の環状スリットを通したエアロ
ゾルの導入と、 − 前記動的選別領域内において、層流の、求心性の、
安定した空気流を流通させ、この空気流と重力場のみの
作用下において粒子を移動させるための、中央吸込口を
通した空気流量Ｑ0の吸い込みとを備えたプロセスにあ
る。
【００３４】粒子は、第２のディスクに形成された平均
半径ｒ2（ｒ2＜ｒ1） の環状穴を通して選別され得る。
半径ｒ2（ｒ2＜ｒ1） の環状穴を通して選別され得る。
【００３５】このプロセスの利点は、この発明に係る動
的移動度選別装置についての上述した記載と同様であ
る。
的移動度選別装置についての上述した記載と同様であ
る。
【００３６】第３のディスクが、第２のディスクに対面
して配置され、かつ、中央引出オリフィスを備え、第２
のディスクと第３のディスクの周縁からこれらのディス
クの間の空間に半径方向の層流の空気流を流通させても
よい。それにより、このプロセスは、層流の粒子流を提
供すると同時に、壁面とのいかなる接触をも生じさせる
ことなく、同一の軌跡で、粒子を流れの中央に近接して
閉じ込める。
して配置され、かつ、中央引出オリフィスを備え、第２
のディスクと第３のディスクの周縁からこれらのディス
クの間の空間に半径方向の層流の空気流を流通させても
よい。それにより、このプロセスは、層流の粒子流を提
供すると同時に、壁面とのいかなる接触をも生じさせる
ことなく、同一の軌跡で、粒子を流れの中央に近接して
閉じ込める。
【００３７】特に、第２のディスクに形成された穴は、
単に、単一の中央引出オリフィスよりなっていてもよ
い。この場合、プロセスは、形成が容易であり、より少
ない粒子損失（特に、沈降によるもの）と引出回路にお
けるより短い移動時間とを有する良好な性能を与える。
単に、単一の中央引出オリフィスよりなっていてもよ
い。この場合、プロセスは、形成が容易であり、より少
ない粒子損失（特に、沈降によるもの）と引出回路にお
けるより短い移動時間とを有する良好な性能を与える。
【００３８】選別領域は、サブミクロンの粒子について
の装置の原動力(dynamics)を増大させるために、低圧で
作動させてもよい。
の装置の原動力(dynamics)を増大させるために、低圧で
作動させてもよい。
【００３９】この発明は、上述したような動的な粒子移
動度選別プロセスと、流量Ｑ0 を変更するための手段
と、選別された粒子の、例えば、光学的手段を用いた検
知とを用いた、大気中に含まれているエアロゾルの粒子
についての動的移動度スペクトルを生成するためのプロ
セスに関するものでもある。
動度選別プロセスと、流量Ｑ0 を変更するための手段
と、選別された粒子の、例えば、光学的手段を用いた検
知とを用いた、大気中に含まれているエアロゾルの粒子
についての動的移動度スペクトルを生成するためのプロ
セスに関するものでもある。
【００４０】エアロゾル粒子サイズをその空気動力学的
直径の関数として計測するためのこの発明に係るプロセ
スは、上述した選別プロセスと、選別された粒子の検知
と、エアロゾル粒子サイズの計算ステップとを備えてい
る。
直径の関数として計測するためのこの発明に係るプロセ
スは、上述した選別プロセスと、選別された粒子の検知
と、エアロゾル粒子サイズの計算ステップとを備えてい
る。
【００４１】
【発明の実施の形態】いずれにせよ、この発明の特徴お
よび利点は、以下の記載によりより明白となる。この記
載は、説明のために、決して制限的でない方法で、添付
図面を参照して与えられた実施形態に関するものであ
る。
よび利点は、以下の記載によりより明白となる。この記
載は、説明のために、決して制限的でない方法で、添付
図面を参照して与えられた実施形態に関するものであ
る。
【００４２】既に説明した図１および図２は、エアロゾ
ルの空気動力学的挙動の粒子サイズ特性をオンラインで
決定するために用いられる従来技術に係る装置を示して
いる。図３および図４は、この発明に係る動的移動度選
別装置の２つの実施形態を示している。図５は、この発
明に係る装置の変形例を示している。図６は、エアロゾ
ルの粒子の空気動力学的直径を計測するためのこの発明
に係る装置を示している。
ルの空気動力学的挙動の粒子サイズ特性をオンラインで
決定するために用いられる従来技術に係る装置を示して
いる。図３および図４は、この発明に係る動的移動度選
別装置の２つの実施形態を示している。図５は、この発
明に係る装置の変形例を示している。図６は、エアロゾ
ルの粒子の空気動力学的直径を計測するためのこの発明
に係る装置を示している。
【００４３】まず、この発明に係る動的エアロゾル粒子
移動度選別装置の第１の実施形態を、図３に関連づけて
説明する。この図において、参照符号３０，３２は、間
に「動的選別領域」３１を画定する２つの水平で平行な
同軸のディスクをそれぞれ指している。上部ディスク３
０は、半径ｒ1 を有しかつそこを通して、エアロゾルが
流量Ｑa で導入される環状のスリット３４を有してい
る。上部ディスク３０に形成された中央吸込ダクト３８
は、動的選別領域３１から空気流量Ｑ0 を引き出す。前
記第２のディスク３２には、半径ｒ2（ｒ2＜ｒ1） の環
状の穴３６が形成されている。機器が作動させられたと
きには、選別された粒子の流量Ｑa が、このスリット３
６を通過する。同伴ガス（通常はろ過された空気）が、
２つのディスクの間に、空間３１の周囲から図３には示
されていない手段によって噴射される。この装置の円形
構造によって、層流Ｑ0 が２つのダクト間を吸い込みダ
クト３８まで流通する。
移動度選別装置の第１の実施形態を、図３に関連づけて
説明する。この図において、参照符号３０，３２は、間
に「動的選別領域」３１を画定する２つの水平で平行な
同軸のディスクをそれぞれ指している。上部ディスク３
０は、半径ｒ1 を有しかつそこを通して、エアロゾルが
流量Ｑa で導入される環状のスリット３４を有してい
る。上部ディスク３０に形成された中央吸込ダクト３８
は、動的選別領域３１から空気流量Ｑ0 を引き出す。前
記第２のディスク３２には、半径ｒ2（ｒ2＜ｒ1） の環
状の穴３６が形成されている。機器が作動させられたと
きには、選別された粒子の流量Ｑa が、このスリット３
６を通過する。同伴ガス（通常はろ過された空気）が、
２つのディスクの間に、空間３１の周囲から図３には示
されていない手段によって噴射される。この装置の円形
構造によって、層流Ｑ0 が２つのダクト間を吸い込みダ
クト３８まで流通する。
【００４４】選別された粒子は、その後、円筒状箱のよ
うな箱４０および管４２を通して、例えば、類別されか
つ生成された粒子で較正されるべき粒子カウンタのよう
な、想定されるアプリケーションに好適な任意形式の装
置に向けて、または、光学的検出器のような検出器に向
けて案内される。
うな箱４０および管４２を通して、例えば、類別されか
つ生成された粒子で較正されるべき粒子カウンタのよう
な、想定されるアプリケーションに好適な任意形式の装
置に向けて、または、光学的検出器のような検出器に向
けて案内される。
【００４５】選別された粒子を、例えば、機械式収集器
のような収集器に収集することも可能である。この種の
機械式収集器は、箱４０のような箱と、粒子が堆積され
る多孔性の膜とを有している。この膜は、その後、例え
ば、計量により解析される。
のような収集器に収集することも可能である。この種の
機械式収集器は、箱４０のような箱と、粒子が堆積され
る多孔性の膜とを有している。この膜は、その後、例え
ば、計量により解析される。
【００４６】１つの変形例において、中央吸込ダクト３
８は下部ディスク３２に設けられ、箱４０を貫通してい
てもよい。
８は下部ディスク３２に設けられ、箱４０を貫通してい
てもよい。
【００４７】粒子は、 − ２つのディスク間に形成された、ろ過された半径方
向の層流の空気流Ｑ0 と、 − ディスクが水平に保持される特殊なケースにおける
粒子沈降速度に等しいドリフト速度Ｖdを誘起する重力
場との結合作用下において、入口スリット３４から出口
スリット３６まで移動する。
向の層流の空気流Ｑ0 と、 − ディスクが水平に保持される特殊なケースにおける
粒子沈降速度に等しいドリフト速度Ｖdを誘起する重力
場との結合作用下において、入口スリット３４から出口
スリット３６まで移動する。
【００４８】流量Ｑa で、スリット３６を通して選別さ
れた粒子は、以下の式で与えられる緩和時間τを有して
いることは証明され得る。
れた粒子は、以下の式で与えられる緩和時間τを有して
いることは証明され得る。
【数４】 ここで、ｇは、重力加速度である。
【００４９】したがって、落下または沈降速度は、単純
に、 ＶS＝τｇ と記載される。
に、 ＶS＝τｇ と記載される。
【００５０】等価空気動力学的直径は、上記式（６）お
よび式（４）（式（４）においてρ＝１）を用いて、粒
子沈降速度から得ることができる。
よび式（４）（式（４）においてρ＝１）を用いて、粒
子沈降速度から得ることができる。
【００５１】その結果、この装置は、流量Ｑ0 および装
置の幾何学的性質が知られていることを条件として、所
定の動的移動度、所定の緩和時間、および、それによっ
て、所定の沈降速度および所定の空気動力学的直径を有
する粒子を選別するために用いられ得る。幾何学的性質
は固定されているので、異なる緩和時間、および、それ
によって、異なる沈降速度および異なる空気動力学的直
径を有する粒子を選別するためには、流量Ｑ0 を変化さ
せることだけが必要である。したがって、この装置は、
単分散されたエアロゾル発生器を形成するのに申し分な
く適しており、所定の直径の粒子を製造することが要求
されたときには、所定の幾何学的性質を有する装置に印
加されるべき流量Ｑ0を計算するだけでよい。
置の幾何学的性質が知られていることを条件として、所
定の動的移動度、所定の緩和時間、および、それによっ
て、所定の沈降速度および所定の空気動力学的直径を有
する粒子を選別するために用いられ得る。幾何学的性質
は固定されているので、異なる緩和時間、および、それ
によって、異なる沈降速度および異なる空気動力学的直
径を有する粒子を選別するためには、流量Ｑ0 を変化さ
せることだけが必要である。したがって、この装置は、
単分散されたエアロゾル発生器を形成するのに申し分な
く適しており、所定の直径の粒子を製造することが要求
されたときには、所定の幾何学的性質を有する装置に印
加されるべき流量Ｑ0を計算するだけでよい。
【００５２】環状のスリット３６を通して粒子を引き出
すには、スリットと引出ダクト４２との間の箱４０を用
いる必要がある。システム内の回路を通した粒子の移動
は、壁の近傍における乱れ、および、特に箱４０内にお
ける沈降により損失を生じ得る。さらに、この箱内の移
動時間（長いこともある）は、全ての粒子について同じ
ではなく、その結果、一定量の分散が装置を通して行わ
れ、このことは、いくつかのアプリケーションにおいて
不都合である。
すには、スリットと引出ダクト４２との間の箱４０を用
いる必要がある。システム内の回路を通した粒子の移動
は、壁の近傍における乱れ、および、特に箱４０内にお
ける沈降により損失を生じ得る。さらに、この箱内の移
動時間（長いこともある）は、全ての粒子について同じ
ではなく、その結果、一定量の分散が装置を通して行わ
れ、このことは、いくつかのアプリケーションにおいて
不都合である。
【００５３】図４に関連して説明される第２の実施形態
は、この問題を解決する。この第２の装置は、第１の装
置と同様の原理に基づいて作動する。基本的には、同じ
部材を有するが、下部ディスクの環状の引出スリット
が、単一の中央円形オリフィス４６だけになっている。
このオリフィスは、引出ダクト４８内に開いている。図
４と図３の同じ参照符号は、同じ部材を指している。
は、この問題を解決する。この第２の装置は、第１の装
置と同様の原理に基づいて作動する。基本的には、同じ
部材を有するが、下部ディスクの環状の引出スリット
が、単一の中央円形オリフィス４６だけになっている。
このオリフィスは、引出ダクト４８内に開いている。図
４と図３の同じ参照符号は、同じ部材を指している。
【００５４】この場合も、引出オリフィス４６は、その
出口が、例えば、機械式収集器のような収集器に接続さ
れていてもよい。
出口が、例えば、機械式収集器のような収集器に接続さ
れていてもよい。
【００５５】中央引出オリフィス４６は、層流が終わる
点であるので、流れの中の特異点である。第２のディス
ク４４の中央に配置された粒子は、このオリフィス４６
を通して流量Ｑa で引かれる。これらの粒子は、緩和時
間 τ＝Ｑ0/（πｇｒ1 2）を有している。
点であるので、流れの中の特異点である。第２のディス
ク４４の中央に配置された粒子は、このオリフィス４６
を通して流量Ｑa で引かれる。これらの粒子は、緩和時
間 τ＝Ｑ0/（πｇｒ1 2）を有している。
【００５６】このオリフィス４６の直径φは、良好な粒
子選別力を与えるように（選別力は、直径が大きければ
低い。）選定されることが好ましく、また、それを通過
する流体の流れが乱されないように（直径が小さければ
このオリフィスにおいて「ジェット」現象が生じる。）
選定されることが好ましい。この中央引出装置は、確実
に、選別装置から出た後の粒子の損失を少なくし、か
つ、引出回路における移動時間を短くする。
子選別力を与えるように（選別力は、直径が大きければ
低い。）選定されることが好ましく、また、それを通過
する流体の流れが乱されないように（直径が小さければ
このオリフィスにおいて「ジェット」現象が生じる。）
選定されることが好ましい。この中央引出装置は、確実
に、選別装置から出た後の粒子の損失を少なくし、か
つ、引出回路における移動時間を短くする。
【００５７】この発明に係る装置は、選別穴（スリット
またはオリフィス）が設けられたディスク３２，４４を
有している。このディスクは、ソリッドディスク(solid
disk)に置き換えることもできる。この場合、粒子はこ
のソリッドディスク上に配置され、装置の中心線から任
意距離ｒの位置に配置された粒子は、ｒ2 をｒに置き換
えた式（６）により与えられる緩和時間を有している。
またはオリフィス）が設けられたディスク３２，４４を
有している。このディスクは、ソリッドディスク(solid
disk)に置き換えることもできる。この場合、粒子はこ
のソリッドディスク上に配置され、装置の中心線から任
意距離ｒの位置に配置された粒子は、ｒ2 をｒに置き換
えた式（６）により与えられる緩和時間を有している。
【００５８】上述した２つの実施形態の両方を使用した
他の変形例が図５に示されている。この装置の上部（ま
たは第１のステージ）は、図３に示された装置の上部と
同じである。
他の変形例が図５に示されている。この装置の上部（ま
たは第１のステージ）は、図３に示された装置の上部と
同じである。
【００５９】第２のステージは、第１のステージにより
選別された同じ動的移動度を有する粒子を収集する。こ
の第２のステージは、第１に、上記において既に述べた
第２のディスク３２と、第２に、該第２のディスクに対
面しかつ該第２のディスクとの間に空間５４を画定する
第３のディスク５０とからなっている。この空間５４の
周囲から、当業者に公知の方法により、ろ過された半径
方向の空気流Ｑ′0 を印加することができる。Ｑ′0
は、第２のステージの空気流が層流となるように選定さ
れる。したがって、穴３６を通して選別された粒子は、
第１のステージから引き出された後に案内される。
選別された同じ動的移動度を有する粒子を収集する。こ
の第２のステージは、第１に、上記において既に述べた
第２のディスク３２と、第２に、該第２のディスクに対
面しかつ該第２のディスクとの間に空間５４を画定する
第３のディスク５０とからなっている。この空間５４の
周囲から、当業者に公知の方法により、ろ過された半径
方向の空気流Ｑ′0 を印加することができる。Ｑ′0
は、第２のステージの空気流が層流となるように選定さ
れる。したがって、穴３６を通して選別された粒子は、
第１のステージから引き出された後に案内される。
【００６０】第３のディスク５０は、ダクト５２に導か
れる穴５６をその中央に有している。穴５６の中央は、
ディスク３２，３０の中心と位置合わせされていること
が好ましい。選別された粒子は、それらの層流状態を続
け、壁面と接触することなく、穴５２の中心線に沿って
流れの中心の近傍に閉じ込められる。さらに、粒子のた
どる軌跡は、装置の全ての部分において、第２のステー
ジおよびダクト５２内においてさえも、同一であり、し
たがって、システムの幾何学的寸法が決定容易であるた
めに、粒子の流れは決定容易な同一の移動時間を有して
いる。
れる穴５６をその中央に有している。穴５６の中央は、
ディスク３２，３０の中心と位置合わせされていること
が好ましい。選別された粒子は、それらの層流状態を続
け、壁面と接触することなく、穴５２の中心線に沿って
流れの中心の近傍に閉じ込められる。さらに、粒子のた
どる軌跡は、装置の全ての部分において、第２のステー
ジおよびダクト５２内においてさえも、同一であり、し
たがって、システムの幾何学的寸法が決定容易であるた
めに、粒子の流れは決定容易な同一の移動時間を有して
いる。
【００６１】ここで、再度、環状のスリット３６は、中
央引出オリフィスのみからなっていてもよく、この場合
には、引き出しの間の粒子の配列がさらに改良される。
選択される実施形態に関わらず、上述した動的移動度選
別装置は、選別された粒子を計数することのできる検知
器に結合されていてもよい。例えば、この検知器は光学
的な検知器、特に、光拡散形式のものとすることができ
る。この場合、解析されるべき粒子は、光源により生成
された光線を通したガス流により同伴される。各粒子
は、光検知器によりその後解析される所定の光量を拡散
する。さらに、解析手段もデータ収集および処理のため
に設けられている。
央引出オリフィスのみからなっていてもよく、この場合
には、引き出しの間の粒子の配列がさらに改良される。
選択される実施形態に関わらず、上述した動的移動度選
別装置は、選別された粒子を計数することのできる検知
器に結合されていてもよい。例えば、この検知器は光学
的な検知器、特に、光拡散形式のものとすることができ
る。この場合、解析されるべき粒子は、光源により生成
された光線を通したガス流により同伴される。各粒子
は、光検知器によりその後解析される所定の光量を拡散
する。さらに、解析手段もデータ収集および処理のため
に設けられている。
【００６２】動的移動度分光器が、上述したような選別
装置と、空気流Ｑ0 を変化させる手段および選別された
粒子を検知しまたは計数する手段との結合により構成さ
れ得る。
装置と、空気流Ｑ0 を変化させる手段および選別された
粒子を検知しまたは計数する手段との結合により構成さ
れ得る。
【００６３】選択された実施形態に関わらず、選別装置
または選別領域（図３における領域３１）を低圧に保持
する手段を設けることができる。これにより、流体分子
の平均自由経路を増大することができ、かつ、それによ
って、クヌーセン数Ｋｎおよび補正項Ｃ（ｄ）（上記式
（３），（３′）参照）が増大する。その結果、所定の
粒子サイズｄ（式（４），（５））について、τ，Ｂ，
ＶSが増大する。
または選別領域（図３における領域３１）を低圧に保持
する手段を設けることができる。これにより、流体分子
の平均自由経路を増大することができ、かつ、それによ
って、クヌーセン数Ｋｎおよび補正項Ｃ（ｄ）（上記式
（３），（３′）参照）が増大する。その結果、所定の
粒子サイズｄ（式（４），（５））について、τ，Ｂ，
ＶSが増大する。
【００６４】ここで、エアロゾル粒子の空気動力学的直
径を計測するための装置を、図６を参照して説明する。
図６における参照符号６０は、図４に関連して上で説明
したような選別装置を示しており、符号６２，６４は、
動的選別領域を画定する平行かつ同軸のディスクをそれ
ぞれ指している。粒子発生手段６６は、特徴づけられる
べき粒子を浮遊させる。例えば、これらの手段は、空気
式の方法を用いたパウダーまたは液体噴霧システムを含
んでいてもよい。粒子を含んだ気体試料は、流量Ｑa
で、選別装置６０の上部ディスク６２に設けられた環状
のスリット６３を通して連続的に導入される。例えば、
ディスク６２と該ディスク６２の上方に配置された他の
ディスク６８とにより画定された中間ステージを通して
導入されてもよい。層流の、求心性の、安定した流れ
が、ポンプ７０，フィルタ７２および流量調節器７４を
含む回路により選別装置６０内に形成される。選別装置
の出口オリフィスを通して選別された粒子は、検知シス
テム７８に向かってダクト７６を貫通する。上で説明し
たように、検知器７８により計数された粒子は、流量Ｑ
0 により決定される緩和時間（および沈降速度および空
気動力学的直径）を有する粒子である。
径を計測するための装置を、図６を参照して説明する。
図６における参照符号６０は、図４に関連して上で説明
したような選別装置を示しており、符号６２，６４は、
動的選別領域を画定する平行かつ同軸のディスクをそれ
ぞれ指している。粒子発生手段６６は、特徴づけられる
べき粒子を浮遊させる。例えば、これらの手段は、空気
式の方法を用いたパウダーまたは液体噴霧システムを含
んでいてもよい。粒子を含んだ気体試料は、流量Ｑa
で、選別装置６０の上部ディスク６２に設けられた環状
のスリット６３を通して連続的に導入される。例えば、
ディスク６２と該ディスク６２の上方に配置された他の
ディスク６８とにより画定された中間ステージを通して
導入されてもよい。層流の、求心性の、安定した流れ
が、ポンプ７０，フィルタ７２および流量調節器７４を
含む回路により選別装置６０内に形成される。選別装置
の出口オリフィスを通して選別された粒子は、検知シス
テム７８に向かってダクト７６を貫通する。上で説明し
たように、検知器７８により計数された粒子は、流量Ｑ
0 により決定される緩和時間（および沈降速度および空
気動力学的直径）を有する粒子である。
【００６５】既に見てきたように、この発明に係る選別
装置は、単分散されたエアロゾル発生器として使用され
得る。選別装置から引き出された全ての粒子は、同一の
空気動力学的直径を有している。直径を変更するために
は、流量Ｑ0 を変更するだけでよい。
装置は、単分散されたエアロゾル発生器として使用され
得る。選別装置から引き出された全ての粒子は、同一の
空気動力学的直径を有している。直径を変更するために
は、流量Ｑ0 を変更するだけでよい。
【００６６】アプリケーションの他の例は、エアロゾル
の粒子サイズをその空気動力学的直径の関数として計測
するための装置に関するものである。選別装置内に導入
されたエアロゾルの粒子サイズは、異なる流れＱ0 に対
して中央穴または引出スリットを通して選別装置から出
る粒子の濃度を計測することにより決定され得る。これ
は、伝達関数と異なる選別装置パラメータとを用いて実
施される。流量Ｑ0 に対する、中央穴または環状の引出
スリットからの出口に配置された検知器の応答Ｒ
（Ｑ0）は、以下の関係式により与えられる。
の粒子サイズをその空気動力学的直径の関数として計測
するための装置に関するものである。選別装置内に導入
されたエアロゾルの粒子サイズは、異なる流れＱ0 に対
して中央穴または引出スリットを通して選別装置から出
る粒子の濃度を計測することにより決定され得る。これ
は、伝達関数と異なる選別装置パラメータとを用いて実
施される。流量Ｑ0 に対する、中央穴または環状の引出
スリットからの出口に配置された検知器の応答Ｒ
（Ｑ0）は、以下の関係式により与えられる。
【数５】 ここで、Ｑaは、エアロゾル噴射流量、Ｐ（ｄP，Ｑ0）
は、現実に流量Ｑ0に対して直径ｄPの粒子の引き出され
る確率である選別装置の伝達関数、Ｎ（ｄP）ｄｄPは、
未知の分布関数である。種々の値の流量Ｑ0に対して操
作が繰り返されるならば、異なる応答Ｒ（Ｑ0） が得ら
れ、かつ、それによって、従来の数学的反転技術(mathe
matical inversion technique)により、分布関数Ｎ（ｄ
P）ｄｄPを決定するために、方程式の体系が用いられ得
る。
は、現実に流量Ｑ0に対して直径ｄPの粒子の引き出され
る確率である選別装置の伝達関数、Ｎ（ｄP）ｄｄPは、
未知の分布関数である。種々の値の流量Ｑ0に対して操
作が繰り返されるならば、異なる応答Ｒ（Ｑ0） が得ら
れ、かつ、それによって、従来の数学的反転技術(mathe
matical inversion technique)により、分布関数Ｎ（ｄ
P）ｄｄPを決定するために、方程式の体系が用いられ得
る。
【００６７】この発明は、選別装置内に沈降を形成し得
るのに十分な慣性を有する粒子、および、特に超微粒
子、すなわち、１μｍを超える直径の、特に約２〜２０
μｍの粒子に、特に適している。
るのに十分な慣性を有する粒子、および、特に超微粒
子、すなわち、１μｍを超える直径の、特に約２〜２０
μｍの粒子に、特に適している。
【図１】 エアロゾルの空気動力学的挙動の粒子サイズ
特性をオンラインで決定するために用いられる従来技術
に係る装置を示す模式図である。
特性をオンラインで決定するために用いられる従来技術
に係る装置を示す模式図である。
【図２】 エアロゾルの空気動力学的挙動の粒子サイズ
特性をオンラインで決定するために用いられる他の従来
技術に係る装置を示す斜視図である。
特性をオンラインで決定するために用いられる他の従来
技術に係る装置を示す斜視図である。
【図３】 この発明に係る動的移動度選別装置の一実施
形態を示す縦断面図である。
形態を示す縦断面図である。
【図４】 この発明に係る動的移動度選別装置の他の実
施形態を示す縦断面図である。
施形態を示す縦断面図である。
【図５】 この発明に係る装置の変形例を示す縦断面図
である。
である。
【図６】 エアロゾルの粒子の空気動力学的直径を計測
するためのこの発明に係る装置を示す模式図である。
するためのこの発明に係る装置を示す模式図である。
３０ 第１のディスク ３１ 動的選別領域 ３２ 第２のディスク ３４ 環状スリット ３６ 環状穴 ３８ 中央吸込口 ４６ 中央引出オリフィス ５０ 第３のディスク
Claims (21)
- 【請求項１】 大気中に含まれるエアロゾルの動的移動
度選別装置であって、 間隔を開けて平行に配される第１および第２の同軸のデ
ィスクであって、それらの間の空間が、前記第１のディ
スクに形成された半径ｒ1 の環状スリットを通して、吟
味されるべきエアロゾルに連絡する動的選別領域を画定
するディスクと、 層流の、求心性の、安定した空気流が、そこを通して前
記動的選別領域に循環される中央吸込口とを具備するこ
とを特徴とする動的移動度選別装置。 - 【請求項２】 前記第２のディスクに、前記半径ｒ1 よ
りも小さい平均半径ｒ2 を有する環状穴が設けられてい
ることを特徴とする請求項１記載の動的移動度選別装
置。 - 【請求項３】 前記第２のディスクに対面する第３のデ
ィスクと、 これら第２および第３のディスクの周縁から、これら第
２および第３のディスクの間の空間に、半径方向の層流
の空気流を噴射する噴射手段と、 前記第３のディスクに形成された中央引出オリフィスと
をさらに有することを特徴とする請求項２記載の選別装
置。 - 【請求項４】 前記第２のディスクに設けられた開口
が、中央引出オリフィスのみであることを特徴とする請
求項２または請求項３記載の選別装置。 - 【請求項５】 前記選別装置からの出口に、エアロゾル
収集器が据え付けられていることを特徴とする請求項２
または請求項３記載の動的移動度選別装置。 - 【請求項６】 前記第１および第２のディスクの間の空
間を低圧状態に保持する保持手段をさらに具備すること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の動的移動度
選別装置。 - 【請求項７】 前記第１および第２のディスクの間から
導入される空気流を変化させる変更手段をさらに具備す
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の動的
移動度選別装置。 - 【請求項８】 請求項２記載の動的移動度選別装置と、
前記第１および第２のディスク間の空気流を変化させる
変更手段と、選別された粒子を検知するための検知手段
とを具備することを特徴とする大気中に含まれるエアロ
ゾル粒子の動的移動度分光器。 - 【請求項９】 前記検知手段が光学的なものであること
を特徴とする請求項８記載の分光器。 - 【請求項１０】 請求項２記載の選別装置と、前記第１
および第２のディスク間の空気流を変化させる変更手段
と、選別された粒子を検知する検知手段と、前記エアロ
ゾルの粒子サイズを計算する計算手段とを具備すること
を特徴とするエアロゾルの粒子サイズの計測装置。 - 【請求項１１】 大気中に含まれるエアロゾルの動的移
動度を選別するためのプロセスであって、 間隔を開けて平行に配された第１のディスクと第２のデ
ィスクとの間に配置された空間よりなる動的選別領域へ
の、前記第１のディスクに形成された半径ｒ1の環状ス
リットを通したエアロゾルの導入と、 前記動的選別領域に、層流の、求心性の、安定した空気
流を循環させるために、中央穴を通した空気流Ｑ0の取
り入れとを具備し、 粒子をこの空気流と重力場のみの作用下において移動さ
せることを特徴とするプロセス。 - 【請求項１２】 前記第２のディスクに形成された前記
半径ｒ1 より小さい平均半径ｒ2 を有する環状穴を通し
た粒子の選別をさらに具備することを特徴とする請求項
１１記載のプロセス。 - 【請求項１３】 第３のディスクが、前記第２のディス
クに対面配置されかつ中央引出オリフィスを備え、該第
２および第３のディスクの周縁からこれら第２および第
３のディスクの間の空間に、半径方向の層流空気流を流
通させることを特徴とする請求項１２記載の選別プロセ
ス。 - 【請求項１４】 前記第２のディスクに形成された前記
開口が、単一の中央引出オリフィスよりなることを特徴
とする請求項１２または請求項１３記載の選別プロセ
ス。 - 【請求項１５】 前記２つのディスク間の前記動的選別
領域が、低圧状態に保持されていることを特徴とする請
求項１１または請求項１２記載の選別プロセス。 - 【請求項１６】 前記空気流が、前記２つのディスクの
間で変化されることを特徴とする請求項１１または請求
項１２記載の選別プロセス。 - 【請求項１７】 請求項１２から請求項１４のいずれか
に記載のプロセスによる選別と、前記２つのディスクの
間の空気流の変化と、選別された粒子の検知とを具備す
ることを特徴とする大気中に含まれたエアロゾル粒子の
ための動的移動度分光器を構成するためのプロセス。 - 【請求項１８】 請求項１２から請求項１４のいずれか
に記載のプロセスによる選別と、選別された粒子の検知
と、エアロゾル粒子サイズの計算とを具備することを特
徴とするエアロゾルの粒子サイズを計測するためのプロ
セス。 - 【請求項１９】 エアロゾル粒子が１から２０μｍの直
径を有していることを特徴とする請求項１１または請求
項１２記載のプロセス。 - 【請求項２０】 請求項２記載の動的移動度選別装置ま
たは請求項１２記載のエアロゾルの粒子の動的移動度の
選別プロセスを用いた単分散エアロゾルの製造プロセ
ス。 - 【請求項２１】 環状の入口スリットが設けられた前記
第１のディスクが前記第２のディスクの上方に配置され
ていることを特徴とする、請求項１または請求項２記載
の選別装置若しくは請求項１１または請求項１２記載の
プロセスを用いた粒子選別プロセス。
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|---|---|---|---|---|
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| FR2720506B1 (fr) * | 1994-05-24 | 1996-07-05 | Commissariat Energie Atomique | Spectromètre de particules submicroniques. |
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- 1997-02-13 JP JP9029443A patent/JPH09269288A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6454862B1 (en) | 1998-11-05 | 2002-09-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fine-particle classification apparatus and functional material production apparatus |
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| FR2745084A1 (fr) | 1997-08-22 |
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