KR20220133212A - 입자 포착 시스템 및 입자 포착 방법 - Google Patents

입자 포착 시스템 및 입자 포착 방법 Download PDF

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세이이치로 타바타
얀야스퍼 반덴베르그
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Abstract

(요약) 기상 중의 포착 대상 입자 중 작은 것이어도 포착할 수 있는 입자 포착 시스템 및 입자 포착 시스템을 제공한다. 본 기술에 관한 입자 포착 시스템은, 기상 중의 포착 대상 입자에 음파를 맞혀, 상기 포착 대상 입자를 응집시키는 음향 응집 장치와, 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자가 응집한 입자 응집체를 대전시켜, 정전기력으로 포착하는 응집체 포착 장치를 구비한다.

Description

입자 포착 시스템 및 입자 포착 방법
본 개시에 관한 기술(이하 “본 기술”이라고도 부른다)은, 입자 포착 시스템 및 입자 포착 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기상 중의 포착 대상 입자를 포착하는 입자 포착 시스템 및 입자 포착 방법에 관한 것이다.
종래, 예를 들면 공기 청정기, 에어컨 등에 내장되는 공기 정화 장치가 알려져 있다.
종래의 공기 정화 장치에는, 기상 중의 포착 대상 입자를 대전시켜, 접지된 금속 섬유제 필터로 대전된 포착 대상 입자를 포착하는 장치가 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
일본특허공개 2016-2545호 공보
그러나, 종래의 공기 정화 장치에서는, 기상 중의 포착 대상 입자 중 작은 것일수록 포착하는 것이 곤란해지는 문제가 있었다.
이에, 본 기술은, 기상 중의 포착 대상 입자 중 작은 것이라 하더라도 포착할 수 있는 입자 포착 시스템 및 입자 포착 방법을 제공하는 것을 주목적으로 한다.
본 기술은, 기상 중의 포착 대상 입자에 음파를 맞혀, 상기 포착 대상 입자를 응집시키는 음향 응집 장치와, 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자가 응집한 입자 응집체를 대전시켜, 정전기력으로 포착하는 응집체 포착 장치를 구비하는, 입자 포착 시스템을 제공한다.
상기 응집체 포착 장치는, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체를 대전시키는 대전부와, 상기 기상 중의 대전된 상기 입자 응집체의 궤도를 바꾸는 전계를 생성하는 전계 생성부를 포함해도 된다.
상기 입자 포착 시스템은, 상기 포착 대상 입자가 상기 음파에 맞기 전의 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자보다 큰 입자를 포착하는 프리 필터를 더 구비하고 있어도 된다.
상기 입자 포착 시스템은, 상기 응집체 포착 장치로 포착되지 않은 상기 기상 중의 입자를 포착하는 후단 필터를 더 구비하고 있어도 된다.
상기 입자 포착 시스템은, 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자의 크기를 측정하는 입자 사이즈 측정 장치와, 상기 입자 사이즈 측정 장치에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 음향 응집 장치의 음향 파라미터를 제어하는 제어 장치를 더 구비하고 있어도 된다.
상기 입자 포착 시스템은, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 응집체 사이즈 측정 장치와, 상기 응집체 사이즈 측정 장치에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 응집체 포착 장치의 대전 파라미터를 제어하는 제어 장치를 더 구비하고 있어도 된다.
상기 입자 포착 시스템은, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 응집체 사이즈 측정 장치와, 상기 응집체 사이즈 측정 장치에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 응집체 포착 장치가 발생하는 전계를 제어하는 제어 장치를 더 구비하고 있어도 된다.
상기 음향 응집 장치는, 챔버와, 상기 챔버 내의 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자를 향해 음파를 송출하는 음파 송출부를 포함하고 있어도 된다.
상기 포착 대상 입자는, 나노 입자여도 된다. 또한, 상기 포착 대상 입자는, 휘발성 유기 화합물(VOC)이 응집한 입자여도 되고, 준휘발성 유기 화합물(SVOC)이 응집한 입자여도 된다.
상기 프리 필터는, 다공질 필터여도 된다.
상기 프리 필터는, 다공질 재료를 포함하는 필터여도 된다.
상기 프리 필터는, 섬유 형상 필터여도 된다.
상기 후단 필터는, 다공질 재료를 포함하는 필터여도 된다.
상기 후단 필터는, 활성탄 필터여도 된다.
본 기술은, 상기 입자 포착 시스템을 구비하는 기기도 제공한다.
본 기술은, 기상 중의 포착 대상 입자를 음향 응집시키는 공정과, 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자가 응집한 입자 응집체를 대전시키는 공정과, 상기 기상 중의 대전된 상기 입자 응집체를 정전기력으로 포착하는 공정을 포함하는, 입자 포착 방법을 제공한다.
상기 정전기력으로 포착하는 공정은, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체를 대전시키는 공정과, 상기 기상 중의 상기 대전된 상기 입자 응집체의 궤도를 바꾸는 전계를 생성하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
상기 입자 포착 방법은, 상기 음향 응집시키는 공정 전에, 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자보다 큰 입자를 포착하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다.
상기 입자 포착 방법은, 상기 정전기력으로 포착하는 공정 후에, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체 이외의 입자를 포착하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다.
상기 입자 포착 방법은, 상기 음향 응집시키는 공정 전에, 상기 기상 중의 입자의 크기를 측정하는 공정과, 상기 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 음향 응집의 음향 파라미터를 조정하는 공정을 더 포함하고, 상기 음향 응집시키는 공정에서는, 조정 후의 상기 음향 파라미터로 상기 음향 응집을 행해도 된다.
상기 입자 포착 방법은, 상기 대전시키는 공정 전에, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 공정과, 상기 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 대전의 대전 파라미터를 조정하는 공정을 더 포함하고, 상기 대전시키는 공정에서는, 조정 후의 상기 대전 파라미터로 상기 대전을 행해도 된다.
상기 입자 포착 방법은, 상기 대전시키는 공정 전에, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 공정과, 상기 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 정전기력을 발생시키는 전계의 파라미터를 조정하는 공정을 더 포함하고, 상기 정전기력으로 포착하는 공정에서는, 조정 후의 상기 전계의 파라미터로, 대전된 상기 입자 응집체를 포착해도 된다.
도 1은, 본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 구성예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 기능의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3은, 본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 전계 생성부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 동작의 일 예를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 5는, 본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 동작 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 구성예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7A는, 활성탄 컬럼 및 트리포러스 컬럼의 압력 손실을 예시하는 도면이다. 도 7B는, 활성탄 시트 및 트리포러스 시트의 압력 손실을 예시하는 도면이다.
도 8A는, 트리포러스 컬럼 및 활성탄 컬럼의 입자 직경과 포집 효율의 관계를 예시하는 그래프이다. 도 8B는, 트리포러스 컬럼 및 활성탄 컬럼의 입자 직경과 Q값의 관계를 예시하는 그래프이다.
도 9A는, 트리포러스 시트 및 활성탄 시트의 입자 직경과 포집 효율의 관계를 예시하는 그래프이다. 도 9B는, 트리포러스 시트 및 활성탄 시트의 입자 직경과 Q값의 관계를 예시하는 그래프이다.
도 10은, 본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 기능의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 11은, 본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 12는, 본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 동작 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 기술의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다. 이하에 설명하는 실시 형태는, 본 기술의 대표적인 실시 형태를 나타낸 것이며, 이에 의해 본 기술의 범위가 좁게 해석되는 일은 없다. 본 명세서에 있어서, 본 기술에 관한 입자 포착 시스템 및 입자 포착 방법의 각각이 복수의 효과를 나타내는 것이 기재되는 경우에도, 본 기술에 관한 입자 포착 시스템 및 입자 포착 방법의 각각은, 적어도 하나의 효과를 나타내면 된다. 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이며 한정되는 것이 아니고, 또한 다른 효과가 있어도 된다.
또한, 이하의 순서로 설명한다.
1. 도입
2. 본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 구성
3. 본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 동작
4. 본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 효과
5. 본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 구성
6. 본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 동작
7. 본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 효과
8. 본 기술의 변형예
1. <도입>
종래, 예를 들면 공기 청정기, 에어컨, 냉장고 등의 전자 기기에 입자 포착용의 필터가 사용되고 있다. 이러한 필터에는, 주로, 공기를 여과하여 입자를 제거하는 섬유 형상 필터(예를 들면 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터, ULPA (Ultra Low Penetration Air) 필터 및 다공질 필터와, 활성탄 필터와 같은 가스를 흡착 가능한 필터가 사용되고 있다.
그러나, 공기 중에는, 이들 필터만으로는 전부 제거되지 않고, 생체(예를 들면 인체)에 영향을 미칠 우려가 있는 미립자(예를 들면 나노 입자)가 존재한다.
이에, 본 기술의 발명자들은, 예의 검토한 끝에, 상기 필터만으로는 전부 제거되지 않고, 생체에 영향을 미칠 우려가 있는 미립자도 제거 가능한 입자 포착 시스템을 개발하였다.
이하에서는, 본 기술에 관한 입자 포착 시스템의 응용예로서의 공기 정화 시스템에 대해 설명한다.
2. <본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 구성>
도 1은, 본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(10)의 구성예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
공기 정화 시스템(10)은, 예를 들면 공기 청정기, 에어컨, 냉장고 등의 기기에 탑재된다. 공기 정화 시스템(10)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 기기 내에서의 기류(af)의 유로 상에 배치된다. 이 기류(af)는, 상기 기기가 내장하는 팬 등에 의해 생성되고, 상기 기기의 공기 취입구로부터 유입되어, 상기 기기 내에서 예를 들면 열교환 처리 등의 소정의 처리가 이루어진 후, 상기 기기의 공기 배출구로부터 유출된다.
공기 정화 시스템(10)은, 음향 응집 장치(100)와 응집체 포착 장치(200)를 구비한다.
공기 정화 시스템(10)에서는, 상기 기류(af)의 유로의 상류측으로부터 하류측에 걸쳐, 음향 응집 장치(100)와 응집체 포착 장치(200)가 이 순서로 나란히 배치되어 있다.
공기 정화 시스템(10)은, 응집체 포착 장치(200)로 포착되지 않은 기류(af) 중의 입자(예를 들면 나노 입자) 및 가스를 포착하는 메인 필터(300)(후단 필터)를 더 구비하고 있다.
메인 필터(300)는, 응집체 포착 장치(200)의 후단(기류(af)의 유로 상에서의 응집체 포착 장치(200)의 하류측의 위치)에 배치되어 있다.
메인 필터(300)에 사용되는 필터로서는, 예를 들면 섬유 형상 필터, 다공질 필터, 활성탄 필터, 트리포러스(Triporous)(등록상표) 필터 등을 들 수 있지만, 특히 활성탄 필터, 트리포러스 필터 등의 입자뿐만 아니라 가스도 제거할 수 있는 것이 바람직하다. 트리포러스 필터는, 다공질 재료를 포함하는 필터로서, 예를 들면 왕겨에서 나오는 천연 유래의 다공질 카본 소재로 이루어지는 것, 섬유 형상 필터에 유기 다공질 재료(예를 들면 다공질 탄소 재료)를 포함시킨 것 등이 있다. 트리포러스 필터의 다공질 재료에는, 유기 다공질 재료 이외에도, 제올라이트나 실리카 등의 무기 다공질 재료를 사용해도 된다. 또한, 상기 다공질 재료의 세공(pore) 중에 각종 가스와 반응하는 약품을 첨착시켜도 된다.
한편, 공기 정화 시스템(10)은, 메인 필터(300)를 구비하고 있지 않아도 된다.
도 1에 있어서, 응집체 포착 장치(200)와 메인 필터(300)의 사이에는, 간극이 있지만, 이 간극은 없어도 된다.
공기 정화 시스템(10)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 음향 응집 장치(100) 및 응집체 포착 장치(200)를 제어하는 제어 장치(500)를 더 구비하고 있다.
제어 장치(500)는, 예를 들면 CPU, 주변 회로, 메모리 등을 포함하는 하드웨어 구성을 가지고 있다.
도 1로 돌아가, 음향 응집 장치(100)는, 기류(af) 중의 포착 대상 입자에 음파를 맞혀 상기 포착 대상 입자를 응집시킨다. 음향 응집 장치(100)는, 기류(af) 중의 포착 대상 입자를 음향 응집시킨다. 포착 대상 입자는, 예를 들면 에어로졸 등의 나노 입자(100nm 이하의 크기(입경)의 입자)를 포함한다. 이러한 나노 입자의 대부분은, 당초에는 전기적으로 중성이며, 대전되어 있지 않다.
한편, 상기 포착 대상 입자는, 나노 입자에 한정되지 않고, 예를 들면 휘발성 유기 화합물(VOC)이 응집한 입자여도 되고, 준휘발성 유기 화합물(SVOC)이 응집한 입자여도 된다.
음향 응집 장치(100)는, 일 예로서, 기류(af)가 유입되는 제1 챔버(100a)와, 상기 제1 챔버(100a) 내를 통과 중인 기류(af) 중의 포착 대상 입자를 향해 음파를 송출하는 음파 송출부(100b)를 포함한다.
제1 챔버(100a)는, 예를 들면 통 형상 부재로 이루어지고, 축 방향이 기류(af)의 방향에 대략 일치하도록 배치되어 있다.
음파 송출부(100b)는, 예를 들면 스피커를 포함하여 구성된다. 음파 송출부(100b)는, 일 예로서, 제1 챔버(100a)의 외주측에, 음파의 송출 방향이 챔버(100a)를 향하도록 배치된다.
　음향 응집 장치(100)에서는, 일 예로서, 음향 파라미터(음파 송출부(100b)로부터 나오는 음파의 진폭, 주파수 등)가 예를 들면 나노 입자의 입자 사이즈(예를 들면 100nm 이하)를 음향 응집하는 데에 적합한 값으로 설정된다.
응집체 포착 장치(200)는, 기류(af) 중의 입자 응집체를 대전시켜, 정전기력으로 포착한다.
응집체 포착 장치(200)는, 기류(af) 중의 입자 응집체를 대전시키는 대전부(220)와, 기류(af) 중의 대전된 입자 응집체의 궤도(진행 방향)를 바꾸는 전계를 생성하는 전계 생성부(230)를 포함한다.
대전부(220)는, 제1 챔버(100a)로부터 유출된, 입자 응집체를 포함하는 기류(af)가 유입되는 제2 챔버(220a)와, 상기 제2 챔버(220a) 내에 배치된 복수의 방전선(220b)을 포함한다.
제2 챔버(220a)는, 일 예로서, 제1 챔버(100a)와 동일 직경의 통 형상 부재로 이루어지고, 축 방향이 기류(af)의 방향에 대략 일치하도록 배치되어 있다. 제1 챔버(100a)의 하류측의 단부와 제2 챔버(220a)의 상류측의 단부가 접속되어 있고, 제1 챔버(100a) 내와 제2 챔버(220a) 내가 연통하고 있다.
복수의 방전선(220b)은, 예를 들면 제2 챔버(220a)의 축 방향을 따라 연장되도록, 또한, 상기 축 방향에 직교하는 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.
대전부(220)에서는, 일 예로서, 대전 파라미터(예를 들면 각 방전선(220b)의 방전 전압, 방전 시간 등)이 예를 들면 나노 입자가 응집한 입자 응집체를 대전시키는 데에 적합한 값으로 설정된다.
일반적으로, 포착 대상 입자 중 작은 것일수록 대전 효율이 낮아지는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 나노 입자 그 자체를 대전시키는 것 보다, 나노 입자가 응집한 입자 응집체를 대전시키는 것이, 훨씬 효율이 좋고, 또한, 확실하게 대전시킬 수 있다.
전계 생성부(230)는, 제2 챔버(220a)로부터 유출된, 대전된 입자 응집체를 포함하는 기류(af)가 유입되는 제3 챔버(230a)와, 상기 제3 챔버(230a)의 외벽면에 설치된 복수(예를 들면 3개)의 전극(230b)(전극(230b1, 230b2, 230b3))(도 3 참조)을 포함한다.
제3 챔버(230a)는, 일 예로서, 제2 챔버(220a)와 동일 직경의 통 형상 부재로 이루어지고, 축 방향이 기류(af)의 방향에 대략 일치하도록 배치되어 있다. 제2 챔버(220a)의 하류측의 단부와 제3 챔버(230a)의 상류측의 단부가 접속되어 있고, 제2 챔버(220a) 내와 제3 챔버(230a) 내가 연통하고 있다.
제3 챔버(230a)는, 적어도 외벽면이 절연 재료로 구성되어 있다.
각 전극(230b)은, 일 예로서, 제3 챔버(230a)의 외벽면을 둘러싸도록 동축으로 설치된 링 형상의 전극이다.
전극(230b1, 230b2, 230b3)은, 기류(af)의 유로의 상류측으로부터 하류측에 걸쳐, 이 순서로 나열되어 있다.
이하, 3개의 전극(230b1, 230b2, 230b3) 중, 가장 상류측의 전극(230b1)을 상류 전극(230b1)이라고도 부르고, 가장 하류측의 전극(230b3)을 하류 전극(230b3)이라고도 부르고, 중간의 전극(230b2)을 중간 전극(230b2)이라고도 부른다.
중간 전극(230b2)에는 고전위(HV)가 인가되고, 상류 전극(230b1) 및 하류 전극(230b3)은 접지되어 있다. 이 상태에서는, 중간 전극(230b2)과 상류 전극(230b1)의 사이의 영역(A1)에 중간 전극(230b2)으로부터 상류 전극(230b1)으로 향하는 강전계가 발생하고, 또한, 중간 전극(230b2)과 하류 전극(230b3)의 사이의 영역(A2)에 중간 전극(230b2)으로부터 하류 전극(230b3)으로 향하는 강전계가 발생한다. 영역(A2)의 길이(전극(230b2)과 전극(230b3)의 거리)는, 영역(A1)의 길이(전극(230b2)과 전극(230b1)의 거리)에 비해 충분히 길다. 영역(A1) 및 영역(A2)의 길이의 비는, 적절히 변경 가능하다.
제3 챔버(230a)에 유입된 기류(af)에 포함되는 입자 및 입자 응집체 중 플러스로 대전된 것은, 영역(A1)에서 기류(af)의 방향과는 반대 방향의 정전기력을 받아 실속(失速)하고, 궤도(진행 방향)가 바뀌어, 제3 챔버(230a)의 내벽면에서의 상류 전극(230b1)에 가까운 위치에 포착된다.
한편, 제3 챔버(230a)에 유입된 기류(af)에 포함되는 입자 및 입자 응집체 중 마이너스로 대전된 것은, 영역(A1)에서 기류(af)의 방향과 동일 방향의 정전기력을 받아 일시적으로 가속되지만, 영역(A2)에서 기류(af)의 방향과는 반대 방향의 정전기력을 받아서 실속(失速)하고, 궤도(진행 방향)가 바뀌어, 제3 챔버(230a)의 내벽면에서의 하류 전극(230b3)에 가까운 위치에 포착된다.
3. <본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 동작>
이하에, 본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(10)의 동작, 즉 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(10)을 사용하는 공기 정화 방법을, 도 4의 플로우차트 및 도 5(공기 정화 시스템(10)의 동작 상태의 일 예를 나타내는 도면)를 참조하여 설명한다.
최초의 스텝(S1)에서는, 제어 장치(500)가, 공기 정화 시스템(10)에 기류(af)의 유입이 개시되었는지 여부를 판단한다. 여기서의 판단은, 공기 정화 시스템(10)이 탑재된 기기의 운전이 개시되었을 때에 긍정된다. 상기 기기의 운전이 개시되면, 제1 챔버(100a) 내로의 기류(af)의 유입이 개시됨과 함께 상기 기기의 메인 컨트롤러로부터 제어 장치(500)에 개시 트리거 신호가 송신된다. 제어 장치(500)는, 개시 트리거 신호를 수신하면 음향 응집 장치(100) 및 응집체 포착 장치(200)의 가동을 개시시킨다. 즉, 제어 장치(500)가 개시 트리거 신호를 수신하면, 음향 응집 장치(100)가 음파 송출부(100b)로부터 제1 챔버(100a)를 향해 음파를 송출하고, 대전부(220)가 제2 챔버(220a) 내에서 방전선(220b)으로부터 방전하고, 전계 생성부(230)가 전극(230b2, 230b1)간의 영역(A1) 및 전극(230b2, 230b3)간의 영역(A2)에 전계(전기장)를 발생시킨다. 스텝(S1)에서의 판단이 긍정되면 스텝(S2)으로 이행되고, 부정되면 같은 판단을 다시 행한다.
다음 스텝(S2)에서는, 음향 응집 장치(100)가, 기류(af) 중의 포착 대상 입자(예를 들면 도 5에서 입자(LP) 및 입자(SP))를 음향 응집한다. 도 5의 예에서는, 포착 대상 입자 중 비교적 큰 것을 입자(LP)라 하고, 비교적 작은 것을 입자(SP)라 하고 있다. 구체적으로는, 음향 응집 장치(100)가, 제1 챔버(100a) 내에 유입된 기류(af) 중의 포착 대상 입자에 대해 음파를 맞혀 음향 응집시킨다. 음향 응집된 입자 응집체(PA)를 포함하는 기류(af)는, 제2 챔버(220a) 내에 유입된다.
다음 스텝(S3)에서는, 대전부(220)가, 기류(af) 중의 입자 응집체(PA)를 대전시킨다. 구체적으로는, 대전부(220)가, 각 방전선(220b)으로부터, 제2 챔버(220a) 내로 유입된 기류(af) 중의 입자 응집체(PA)에 대해 방전함으로써, 상기 입자 응집체(PA)를 대전시킨다. 대전된 입자 응집체(PA)를 포함하는 기류(af)는, 제3 챔버(230a)에 유입된다.
한편, 도 5의 예에서, 비교적 큰 입자(LP)는 단일체라도 충분히 대전된다.
다음 스텝(S4)에서는, 전계 생성부(230)가, 기류(af) 중의 대전된 입자 응집체(PA)를 정전기력으로 포착한다. 구체적으로는, 응집체 포착 장치(200)가, 전극(230b2, 230b1)간 및 전극(230b2, 230b3)간에 전계를 발생시킴으로써, 제3 챔버(230a) 내에 유입된 기류(af)에 포함되는 대전된 입자 응집체(PA)에 정전기력을 가하여 제3 챔버(230a)의 내벽면에 포착한다.
도 5에 있어서, 제3 챔버(230a)의 내벽면에 포착된 입자 응집체(PA) 및 입자(LP)를 검게 칠하여 나타내고 있다.
한편, 도 5의 예에 있어서, 비교적 큰 입자(LP)는 충분히 대전되어 있어, 단일체로 제3 챔버(230a)의 내벽면에 포착되어 있다.
다음 스텝(S5)에서는, 메인 필터(300)로 기류(af) 중의 잔존 입자를 포착한다. 도 5의 예에서는, 메인 필터(300)에 포착된 입자(SP)를 검게 칠하여 나타내고 있다.
결과적으로, 메인 필터(300)로부터, 포착 대상 입자 및 가스가 제거된 깨끗한 기류(af)가 유출된다.
다음 스텝(S6)에서는, 기류의 유입이 정지되었는지 여부를 판단한다. 여기서의 판단은, 공기 정화 시스템(10)이 탑재된 기기의 운전이 정지되었을 때에 긍정된다. 상기 기기의 운전이 정지될 때에 제1 챔버(100a)로의 기류의 유입이 정지되고, 상기 기기의 메인 컨트롤러로부터 제어 장치(500)에 정지 트리거 신호가 송신된다. 제어 장치(500)는, 정지 트리거 신호를 수신하면, 음향 응집 장치(100) 및 응집체 포착 장치(200)의 가동을 정지시킨다. 스텝(S6)에서의 판단이 긍정되면 플로우는 종료되고, 부정되면 스텝(S2)으로 되돌아간다.
이상과 같이 하여, 공기 정화 시스템(10)은, 기류(af)가 유입되고 있는 동안, 스텝(S2∼S5)의 일련의 공정을 반복하여 행한다.
4. <본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 효과>
본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(10)은, 기류(af) 중의 포착 대상 입자에 음파를 맞혀, 포착 대상 입자를 응집시키는 음향 응집 장치(100)와, 기류(af) 중의 포착 대상 입자가 응집한 입자 응집체를 대전시켜, 정전기력으로 포착하는 응집체 포착 장치(200)를 구비한다.
이에 의해, 기류(af) 중의 포착 대상 입자가 응집되어 대전 효율이 좋은 더욱 큰 입자 응집체가 되기 때문에, 입자 응집체를 효율적으로 대전시켜, 정전기력으로 더욱 확실하게 포착하는 것이 가능하게 된다.
결과적으로, 공기 정화 시스템(10)에 의하면, 기류 중의 포착 대상 입자 중 작은 것이어도 포착할 수 있다.
한편, 종래의 공기 정화 장치에서는, 포착 대상 입자를 응집하지 않고 입자별 크기의 그 상태로 대전시키고 있었기 때문에, 포착 대상 입자 중 대전 효율이 나쁜 작은 것을 포착하는 것이 곤란하였다.
또한, 응집체 포착 장치(200)는, 기류 중의 입자 응집체를 대전시키는 대전부(220)와, 상기 기류 중의 대전된 상기 입자 응집체의 궤도를 바꾸는 전계를 생성하는 전계 생성부(230)를 포함한다. 이에 의해, 기류(af) 중의 대전된 입자를, 압력 손실을 거의 일으키지 않고, 또한, 저비용으로 포착할 수 있다.
한편, 응집체 포착 장치(200)로서, 예를 들면 전기 집진 장치(대전과 전계 생성을 동일 위치에서 행하는 장치)를 사용하는 경우에는, 저비용화가 곤란하다.
또한, 본 기술에 관한 공기 정화 시스템(10)은, 응집체 포착 장치(200)로 포착되지 않은 기류(af) 중의 입자를 포착하는 메인 필터(300)(후단 필터)를 더 구비하고 있다. 이에 의해, 응집체 포착 장치(200)로 포착되지 않은 입자를 포착하여, 더욱 깨끗한 기류를 유출시키는 것이 가능하게 된다.
음향 응집 장치(100)는, 기류(af)가 유입되는 제1 챔버(100a)와, 제1 챔버(100a) 내를 통과 중인 기류(af) 중의 포착 대상 입자를 향해 음파를 송출하는 음파 송출부(100b)를 포함하고 있어도 된다. 이에 의해, 기류(af) 중의 포착 대상 입자에 효율적으로 음파를 맞힐 수 있어, 효율적으로 음향 응집시킬 수 있다.
포착 대상 입자는, 예를 들면 나노 입자이다. 이에 의해, 생체(예를 들면 인체)에 영향을 미칠 우려가 있는 나노 입자도 포착하는 것이 가능하게 된다.
메인 필터(300)(후단 필터)는, 트리포러스 필터 또는 활성탄 필터여도 된다. 이에 의해, 포착 대상 입자뿐만 아니라, 가스도 포착(흡착)하는 것이 가능하게 된다.
본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(10)을 구비하는 기기에 의하면, 공기 정화 시스템(10)에 의해, 보다 작은 포착 대상 입자를 포착할 수 있기 때문에, 매우 깨끗한 공기를 배출할 수 있다.
결과적으로, 공기 정화 시스템(10)을 구비하는 기기에 의하면, 보다 생체(예를 들면 인체)에 이로운 기기를 실현할 수 있다.
본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 방법은, 기류(af) 중의 포착 대상 입자를 음향 응집시키는 공정과, 기류(af) 중의 포착 대상 입자가 응집한 입자 응집체를 대전시켜, 정전기력으로 포착하는 공정을 포함한다.
이에 의해, 기류(af) 중의 포착 대상 입자가 응집되어 대전 효율이 좋은 보다 큰 입자 응집체가 되기 때문에, 입자 응집체를 효율적으로 대전시켜, 정전기력으로 확실하게 포착하는 것이 가능하게 된다.
결과적으로, 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(10)을 사용하는 공기 정화 방법은, 기류 중의 포착 대상 입자 중 작은 것이라 하더라도 포착할 수 있다.
본 기술의 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 방법은, 정전기력으로 포착하는 공정 후에, 기류(af) 중의 입자 응집체 이외의 입자를 포착하는 공정을 더 구비하고 있다. 이에 의해, 포착하는 공정에서 포착되지 않은 입자를 포착하여, 더욱 깨끗한 기류를 유출시키는 것이 가능하게 된다.
5. <본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 구성>
이하에, 본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(20)에 대해 설명한다.
도 6은, 본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(20)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
공기 정화 시스템(20)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(10)의 구성에 더하여, 음향 응집 장치(100)의 전단(前段)에 프리 필터(600)를 구비하고 있다.
즉, 공기 정화 시스템(20)은, 프리 필터(600), 음향 응집 장치(100), 응집체 포착 장치(200) 및 메인 필터(300)를 구비하고 있다.
프리 필터(600), 음향 응집 장치(100), 응집체 포착 장치(200) 및 메인 필터(300)는, 기류(af)의 유로의 상류측으로부터 하류측에 걸쳐, 이 순서로 나란히 배치되어 있다.
도 6에서, 응집체 포착 장치(200)와 메인 필터(300)의 사이에는, 간극이 있지만, 이 간극은 없어도 된다.
공기 정화 시스템(20)에서는, 기류(af) 중에 포함되는 포착 대상 입자 중 비교적 큰 것을 미리 프리 필터(600)로 포착하고, 포착 대상 입자 중 비교적 작은 것을 음향 응집시키고, 대전시켜 정전기력으로 포착하고, 잔존하는 입자 및 가스를 메인 필터(300)로 포착한다.
이하, 프리 필터(600) 및/또는 메인 필터(300)에 사용하는 필터의 종류(재료)에 대해 설명한다.
프리 필터(600) 및 메인 필터(300)에는, 예를 들면 섬유 형상 필터, 다공질 필터, 활성탄 필터, 트리포러스 필터 등의 필터를 사용할 수 있다.
프리 필터(600) 및/또는 메인 필터(300)에 사용하는 섬유 형상 필터로서는, 예를 들면 HEPA 필터, ULPA 필터 등이 바람직하다. 이러한 섬유 형상 필터는, 기류 중의 나노 입자 등의 입자의 포착성(포집성)이 우수한 한편, 기류 중의 가스의 포착은 곤란하다.
따라서, 섬유 형상 필터는, 프리 필터(600)에 보다 바람직하다.
한편, 예를 들면, 프리 필터(600)에 섬유 형상 필터(예를 들면 HEPA 필터, ULPA 필터)를 사용하는 경우, 압력 손실이 높더라도 포집성이 우수한 ULPA 필터를 사용할 것인지, 포집성은 뒤떨어지지만 압력 손실이 낮은 HEPA 필터를 사용할 것인지는, 프리 필터(600)의 하류측에 배치되는 음향 응집 장치(100), 응집체 포착 장치(200) 및 메인 필터(300)의 성능, 각종 파라미터의 설정 등에 따라, 적절히 선택해도 된다.
구체적으로는, 프리 필터(600)의 하류측에서 포착 대상 입자를 충분히 포착할 수 있는 경우에는, 포집성은 뒤떨어지지만 압력 손실이 낮은 HEPA 필터를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 프리 필터(600)의 하류측에서 포착 대상 입자를 충분히 포착할 수 없는 경우에는, 압력 손실이 높더라도 포집성이 우수한 ULPA 필터를 사용하는 것이 바람직하다.
그런데, 최근, 다공질 필터로서, 메소공(mesopore; 마이크로공과 매크로공의 중간 크기의 구멍)과 매크로공이 혼재하는 다공질막(예를 들면 폴리스티렌/실리카막)을 갖는 것이 주목받고 있다. 이러한 다공질 필터에서는, 전체 용적에서 차지하는 메소공의 용적의 비율이 증가할수록, 특히 나노 입자의 포집 효율이 높아지는 것이 알려져 있다.
이에, 프리 필터(600) 및/또는 메인 필터(300)로 다공질 필터를 사용하는 경우에는, 메소공과 매크로공이 혼재하는 다공질 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 다공질 필터 중 메소공의 용적이 전체 용적(모든 구멍의 용적의 합계)의 30% 이상을 차지하는 것을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 50% 이상을 차지하는 것을 사용하는 것이 보다 더 바람직하고, 70% 이상을 차지하는 것을 사용하는 것이 한층 더 바람직하다.
한편, 다공질 필터는, 기류 중의 가스의 포착은 곤란하다.
따라서, 다공질 필터는, 프리 필터(600)에 보다 바람직하다.
활성탄 필터는, 기류 중의 가스의 포착성(가스 흡착성)이 우수하고, 또한, 섬유 형상 필터에는 뒤떨어지기는 하지만, 기류 중의 나노 입자 등의 입자의 포착성(입자 포착성)도 가진다.
따라서, 활성탄 필터는, 메인 필터(300)에 보다 바람직하다.
섬유 형상 필터에 활성탄 입자를 도입한 필터는, 입자 포집 및 가스 흡착이 가능하다.
따라서, 섬유 형상 필터에 활성탄 입자를 도입한 필터는, 메인 필터(300)에 보다 바람직하다.
트리포러스 필터는, 가스 흡착성이 우수하고, 또한, 섬유 형상 필터에는 뒤떨어지기는 하지만 활성탄 필터보다는 우수한 입자 포착성도 가진다.
따라서, 트리포러스 필터는, 프리 필터(600) 및 메인 필터(300) 모두에 바람직하다.
도 7A에는, 활성탄 컬럼(컬럼 형상 활성탄) 및 트리포러스 컬럼(컬럼 형상 트리포러스)의 각각의 압력 손실(단위:Pa(파스칼))이 그래프로 나타나 있다. 도 7B에는, 활성탄 시트 및 트리포러스 시트의 각각의 압력 손실(단위:Pa(파스칼))이 그래프로 나타나 있다. 도 7A 및 도 7B로부터, 트리포러스는, 컬럼 형상 및 시트 형상의 어느 경우에도, 동일 상태의 활성탄에 비해, 압력 손실이 매우 낮고, 기류에 대해 큰 저항이 되지 않는 것을 알 수 있다.
즉, 트리포러스는, 활성탄에 비해, 압력 손실의 점에서도, 기류를 유출입시키는 상기 기기에 대한 사용에 보다 적합한 것을 알 수 있다.
도 8A에는, 활성탄 컬럼 및 트리포러스 컬럼의 각각의 입자 직경과 포집 효율의 관계가 그래프로 나타나 있다. 도 8B에는, 활성탄 컬럼 및 트리포러스 컬럼의 각각의 입자 직경과 Q값(필터의 성능 지표)의 관계가 그래프로 나타나 있다.
Q값은, 이하의 식으로 나타낸다.
Q=-lnE/ΔP
E:Transmittance, ΔP:Pressure loss
도 8A 및 도 8B 모두 나노 입자의 입자 직경의 상한인 100nm(0.1μm)의 상하의 입자 직경의 범위(예를 들면 20nm∼500nm)에서의 포집 효율의 변화를 나타내는 곡선(플롯한 데이터를 예를 들면 최소 제곱법으로 근사한 곡선)을 나타내고 있다. 도 8A 및 도 8B에서는, 트리포러스 컬럼의 데이터를 ■(검게 칠한 4각형)으로 나타내고, 활성탄 컬럼의 데이터를 ●(검게 칠한 원)으로 나타내고 있다.
도 8A로부터 알 수 있는 바와 같이, 포착 대상 입자의 입자 직경이 비교적 작은 경우에는, 활성탄 컬럼 및 트리포러스 컬럼의 포집 효율에 큰 차는 없지만(활성탄 컬럼이 약간 상회한다), 포착 대상 입자의 입자 직경이 어느 값(예를 들면 70nm) 이상이 되면 활성탄 컬럼에 비해 트리포러스 컬럼은 포집 효율이 매우 우수하다.
도 8B로부터 알 수 있는 바와 같이, 포착 대상 입자의 입자 직경에 관계없이, 활성탄 컬럼에 비해 트리포러스 컬럼의 Q값이 안정적으로 높아, 필터로서 보다 우수한 성능을 가지고 있다.
도 9A에는, 활성탄 시트 및 트리포러스 시트의 각각의 입자 직경과 포집 효율의 관계가 그래프로 나타나 있다. 도 9B에는, 활성탄 시트 및 트리포러스 컬럼의 각각의 입자 직경과 Q값(필터의 성능 지표)의 관계가 그래프로 나타나 있다. 도 10A 및 도 10B 모두 나노 입자의 입자 직경의 상한인 100nm의 상하의 입자 직경의 범위(예를 들면 20nm∼500nm)에서의 포집 효율의 변화를 나타내는 곡선(플롯한 데이터를 예를 들면 최소 제곱법으로 근사한 곡선)을 나타내고 있다. 도 9A 및 도 9B에서는, 트리포러스 시트의 데이터를 ■(검게 칠한 4각형)으로 나타내고, 활성탄 시트의 데이터를 ●(검게 칠한 원)으로 나타내고 있다.
도 9A로부터 알 수 있는 바와 같이, 포착 대상 입자의 입자 직경에 관계없이, 활성탄 시트에 비해 트리포러스 시트는 포집 효율이 우수하다.
도 9B로부터 알 수 있는 바와 같이, 포착 대상 입자의 입자 직경에 관계없이, 활성탄 시트에 비해 트리포러스 시트의 Q값이 안정적으로 높아, 필터로서 보다 우수한 성능을 가지고 있다.
도 6으로 돌아가, 공기 정화 시스템(20)은, 프리 필터(600)를 통과한 기류(af) 중의 포착 대상 입자의 크기(입자 사이즈)를 측정하는 입자 사이즈 측정 장치(700)를 구비하고 있다.
입자 사이즈 측정 장치(700)는, 제1 챔버(100a) 내의 상류단(프리 필터(600)의 하류측 근방)에 배치되어 있다.
입자 사이즈 측정 장치(700)는, 기류(af) 중의 포착 대상 입자 중 포집한 측정 대상의 각 입자의 입자 사이즈(입자 직경)을 측정하고, 그 측정 결과(측정 대상의 입자별 측정 결과)를 후술하는 제어 장치(900)에 출력한다.
입자 사이즈 측정 장치(700)로서는, 예를 들면 캐스케이드 임팩터(cascade impactor)가 사용된다.
이하에, 캐스케이드 임팩터의 원리를 간단히 설명한다.
임팩터는, 노즐로부터 포집 재료를 향해 입자를 포함하는 기류를 보내고, 관성력에 의해 입자를 포집 재료에 침착시키는 것이다. 이 임팩터가 복수단으로 직렬로 설치된 것이 “캐스케이드 임팩터”라고 불린다. 캐스케이드 임팩터에서는, 각 단의 임팩터의 노즐 직경을 다르게 함으로써, 임팩터 사이에서 서로 다른 입자 직경의 입자를 포집 재료에 침착시킬 수 있다.
즉, 캐스케이드 임팩터는, 각 임팩터 내에서 기류의 흐름이 강제적으로 구부러지는 것과 같은 구조를 가지고 있고, 기류의 유선(流線)을 따라 이동할 수 있는 작은 입자와 기류의 유선으로부터 벗어나 포집 재료에 충돌하는 큰 입자로 분리할 수 있다.
이상과 같은 원리에 의해, 캐스케이드 임팩터는, 기류 중의 포착 대상 입자를 사이즈별로 포집할 수 있다.
한편, 입자 사이즈 측정 장치(700)로서, 캐스케이드 임팩터 이외에 파티클 카운터나 입도 분포 측정 장치도 사용할 수 있다.
공기 정화 시스템(20)은, 제1 챔버(100a) 내에서 음향 응집된 입자 응집체의 크기(응집체 사이즈)를 측정하는 응집체 사이즈 측정 장치(800)를 더 구비하고 있다. 응집체 사이즈 측정 장치(800)는, 예를 들면 제1 챔버(100a) 내의 하류측의 단부에 배치되어 있다.
응집체 사이즈 측정 장치(800)는, 기류(af) 중의 입자 응집체 중 포집한 측정 대상의 각 입자 응집체의 사이즈(응집체 사이즈)를 측정하고, 그 측정 결과(측정 대상의 입자 응집체별 측정 결과)를 후술하는 제어 장치(900)에 출력한다.
응집체 사이즈 측정 장치(800)로서는, 예를 들면 캐스케이드 임팩터가 사용된다. 상기 캐스케이드 임팩터는, 기류 중의 입자 응집체를 사이즈별로 포집할 수 있다.
한편, 응집체 사이즈 측정 장치(800)로서, 캐스케이드 임팩터 이외에 파티클 카운터나 입도 분포 측정 장치도 사용할 수 있다.
도 10은, 본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(20)의 기능을 나타내는 블록도이다.
공기 정화 시스템(20)은, 도 10에 나타낸 바와 같이, 입자 사이즈 측정 장치(700)의 측정 결과에 기초하여, 음향 응집 장치(100) 및 응집체 포착 장치(200)를 제어하는 제어 장치(900)를 더 구비하고 있다.
제어 장치(900)는, 음향 파라미터 제어부(900a), 대전 파라미터 제어부(900b) 및 전계 파라미터 제어부(900c)를 포함한다.
제어 장치(900)는, 예를 들면 CPU, 주변 회로, 메모리 등을 포함하는 하드웨어 구성을 가지고 있다.
한편, 제어 장치(900)는, 음향 파라미터 제어부(900a), 대전 파라미터 제어부(900b) 및 전계 파라미터 제어부(900c)를 반드시 모두 가지고 있을 필요는 없고, 적어도 1개를 가지고 있으면 된다.
예를 들면 제어 장치(900)가 음향 파라미터 제어부(900a)를 가지고 있지 않은 경우에는, 입자 사이즈 측정 장치(700)가 설치되어 있지 않아도 된다. 예를 들면 제어 장치(900)가 대전 파라미터 제어부(900b) 및 전계 파라미터 제어부(900c)를 가지고 있지 않은 경우에는, 응집체 사이즈 측정 장치(800)가 설치되어 있지 않아도 된다.
음향 파라미터 제어부(900a)는, 예를 들면 입자 사이즈 측정 장치(700)의 측정 결과로부터, 타깃이 되는 입자 사이즈인 목표 입자 사이즈를 취득하고, 음향 파라미터(예를 들면 음파의 진폭, 주파수 등)를 목표 입자 사이즈의 입자를 음향 응집하는 데에 보다 적합한 값(바람직하게는 최적의 값)으로 설정한다.
한편, 미리 복수의 입자 사이즈와, 대응하는 복수의 음향 파라미터의 관계를 나타내는 테이블을 메모리에 기억시켜 두고, 음향 파라미터 제어부(900a)가 목표 입자 사이즈에 따른 음향 파라미터를 수시로 메모리로부터 판독하도록 하는 것이 바람직하다.
대전 파라미터 제어부(900b)는, 예를 들면 응집체 사이즈 측정 장치(800)의 측정 결과로부터, 타깃이 되는 응집체 사이즈인 목표 응집체 사이즈를 취득하고, 대전 파라미터(예를 들면 방전 전압, 방전 시간 등)를 목표 응집체 사이즈의 응집체를 충분히 대전시킬 수 있는 값으로 설정한다.
한편, 미리 복수의 응집체 사이즈와, 대응하는 복수의 대전 파라미터의 관계를 나타내는 테이블을 메모리에 기억시켜 두고, 대전 파라미터 제어부(900b)가 목표 응집체 사이즈에 따른 대전 파라미터를 수시로 메모리로부터 판독하도록 해도 된다.
전계 파라미터 제어부(900c)는, 예를 들면 응집체 사이즈 측정 장치(800)의 측정 결과로부터, 타깃이 되는 응집체 사이즈인 목표 응집체 사이즈를 취득하고, 전계 파라미터(예를 들면 전계의 강도)를 대전한, 목표 응집체 사이즈의 입자 응집체를 포착하는 데에 충분한 정전기력을 발생시키는 값으로 설정한다.
6. <본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 동작>
이하에, 본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(20)의 동작 및 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(20)을 사용하는 공기 정화 방법을, 도 11의 플로우차트 및 도 12(공기 정화 시스템(20)의 동작 상태의 일 예를 나타내는 도면)을 참조하여 설명한다.
최초의 스텝(S11)에서는, 제어 장치(900)가, 공기 정화 시스템(20)에 기류의 유입이 개시되었는지 여부를 판단한다. 여기서의 판단은, 공기 정화 시스템(20)이 탑재된 기기의 운전이 개시되었을 때에 긍정된다. 상기 기기의 운전이 개시되면, 프리 필터(600) 내로의 기류(af)의 유입이 개시되고, 상기 기기의 메인 컨트롤러로부터 제어 장치(900)에 개시 트리거 신호가 송신된다. 제어 장치(900)는, 개시 트리거 신호를 수신하면 음향 응집 장치(100) 및 응집체 포착 장치(200)의 가동을 개시시킨다. 즉, 제어 장치(900)가 개시 트리거 신호를 수신하면, 음향 응집 장치(100)가 음파 송출부(100b)로부터 제1 챔버(100a)를 향해 음파를 송출하고, 대전부(220)가 제2 챔버(220a) 내에서 각 방전선(220b)으로부터 방전하고, 전계 생성부(230)가 제3 챔버(230a)에 설치된 전극(230b2, 230b1)간 및 전극(230b2, 230b3)간에 전계(전기장)를 발생시킨다. 스텝(S11)에서의 판단이 긍정되면 스텝(S12)으로 이행하고, 부정되면 같은 판단을 다시 행한다.
다음 스텝(S12)에서는, 프리 필터(600)에 의해, 기류(af) 중의 포착 대상 입자 중 비교적 큰 입자(LP)(도 12의 프리 필터(600) 내에 ●(검게 칠한 원)로 표시)를 포착한다. 프리 필터(600)를 통과한 기류(af)는, 제1 챔버(100a) 내로 유입된다.
도 12의 예에서는, 포착 대상 입자 중 비교적 작은 입자를 입자(SP)라 하고, 중위의 것을 입자(MP)라 하고 있다.
다음 스텝(S13)에서는, 입자 사이즈 측정 장치(700)가, 제1 챔버(100a) 내로 유입된 기류(af) 중의 입자(예를 들면 도 12에서는 입자(MP), 입자(SP))의 크기를 측정하고, 그 측정 결과를 제어 장치(900)에 출력한다.
다음 스텝(S14)에서는, 음향 파라미터 제어부(900a)가, 목표 입자 사이즈에 기초하여 음향 파라미터를 설정한다. 구체적으로는, 음향 파라미터 제어부(900a)가, 입자 사이즈 측정 장치(700)의 측정 결과로부터, 타깃이 되는 입자 사이즈인 목표 입자 사이즈(예를 들면 평균 입자 사이즈, 최소 입자 사이즈, 최대 입자 사이즈 등)를 취득하고, 목표 입자 사이즈에 기초하여 음향 파라미터(예를 들면 음파의 진폭, 주파수 등)를 설정한다.
다음 스텝(S15)에서는, 음향 응집 장치(100)가, 설정된 음향 파라미터로, 제1 챔버(100a) 내를 흐르는 기류(af) 중의 입자를 음향 응집한다. 구체적으로는, 음향 응집 장치(100)가, 제1 챔버(100a) 내로 유입된 기류(af) 중의 포착 대상 입자(도 5에서는 입자(MP), 입자(SP))에 대해 음파를 맞혀 음향 응집시킨다.
다음 스텝(S16)에서는, 응집체 사이즈 측정 장치(800)가, 제1 챔버(100a) 내를 흐르는 기류(af) 중의 입자 응집체의 크기를 측정하고, 그 측정 결과(응집체 사이즈)를 제어 장치(900)에 출력한다. 제1 챔버(100a) 내로부터 유출된, 음향 응집된 입자 응집체(PA)를 포함하는 기류(af)는, 제2 챔버(220a) 내로 유입된다.
다음 스텝(S17)에서는, 대전 파라미터 제어부(900b)가, 목표 응집체 사이즈에 기초하여 대전 파라미터를 설정한다. 구체적으로는, 대전 파라미터 제어부(900b)가, 응집체 사이즈 측정 장치(800)의 측정 결과로부터, 타깃이 되는 응집체 사이즈인 목표 응집체 사이즈(예를 들면 평균 응집체 사이즈, 최소 응집체 사이즈, 최대 응집체 사이즈 등)를 취득하고, 목표 응집체 사이즈에 기초하여 대전 파라미터(예를 들면 각 방전선(220b)의 방전 전압, 방전 시간 등)를 설정한다.
다음 스텝(S18)에서는, 전계 파라미터 제어부(900c)가, 목표 응집체 사이즈에 기초하여 전계 파라미터를 설정한다. 구체적으로는, 전계 파라미터 제어부(900c)가, 응집체 사이즈 측정 장치(800)의 측정 결과로부터, 타깃이 되는 응집체 사이즈인 목표 응집체 사이즈(예를 들면 평균 응집체 사이즈, 최소 응집체 사이즈, 최대 응집체 사이즈 등)를 취득하고, 목표 응집체 사이즈에 기초하여 전계 파라미터(예를 들면 전계의 강도 등)를 설정한다.
다음 스텝(S19)에서는, 대전부(220)가, 설정된 대전 파라미터로 제2 챔버(220a) 내를 흐르는 기류(af) 중의 입자 응집체(PA)를 대전시킨다. 구체적으로는, 대전부(220)가, 제2 챔버(220a) 내를 흐르는 기류(af) 중의 입자 응집체에 대해 방전함으로써, 상기 입자 응집체(PA)를 대전시킨다. 대전된 입자 응집체(PA)를 포함하는 기류(af)는, 제3 챔버(230a)에 유입된다.
다음 스텝(S20)에서는, 전계 생성부(230)가, 설정된 전계 파라미터로 전계를 발생시켜 기류(af) 중의 대전된 입자 응집체(PA)를 정전기력에 의해 포착한다. 구체적으로는, 전계 생성부(230)가, 전극(230b2, 230b1)간 및 전극(230b2, 230b3)간에 전계를 발생시킴으로써, 제3 챔버(230a) 내로 유입된 기류(af)에 포함되는 대전된 입자 응집체(PA)에 정전기력을 부여하여 제3 챔버(230a)의 내벽면에 포착한다. 제3 챔버(230a)로부터 유출된 잔존 입자 및 가스를 포함하는 기류(af)는, 메인 필터(300)에 유입된다.
다음 스텝(S21)에서는, 메인 필터(300)에 의해 기류(af) 중의 잔존 입자를 포착한다. 이 결과, 메인 필터(300)로부터, 포착 대상 입자 및 가스가 제거된 깨끗한 기류(af)가 유출된다.
다음 스텝(S22)에서는, 기류(af)의 유입이 정지되었는지 여부를 판단한다. 여기서의 판단은, 공기 정화 시스템(20)이 탑재된 기기의 운전이 정지되었을 때에 긍정된다. 상기 기기의 운전이 정지될 때에 상기 기기의 메인 컨트롤러로부터 제어 장치(900)에 정지 트리거 신호가 송신되도록 되어 있다. 제어 장치(900)는, 정지 트리거 신호를 수신하면, 음향 응집 장치(100) 및 응집체 포착 장치(200)의 가동을 정지시킨다. 스텝(S22)에서의 판단이 긍정되면 플로우는 종료되고, 부정되면 스텝(S12)으로 되돌아간다.
이상과 같이 하여, 공기 정화 시스템(20)은, 기류(af)가 유입되고 있는 동안, 스텝(S12∼S21)의 일련의 공정을 반복하여 행한다.
한편, 예를 들면 제어 장치(900)가 음향 파라미터 제어부(900a)를 가지고 있지 않은 경우에는, 상기 스텝(S13, S14)은 없어도 된다. 예를 들면 제어 장치(900)가 대전 파라미터 제어부(900b)를 가지고 있지 않은 경우에는, 상기 스텝(S17)은 없어도 된다. 예를 들면 제어 장치(900)가 전계 파라미터 제어부(900c)를 가지고 있지 않은 경우에는, 상기 스텝(S18)은 없어도 된다. 예를 들면 제어 장치(900)가 대전 파라미터 제어부(900b) 및 전계 파라미터 제어부(900c)를 가지고 있지 않은 경우에는, 상기 스텝(S16, S17, S18)은 없어도 된다.
7. <본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템의 효과>
본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(20)은, 제1 실시 형태의 공기 정화 시스템(10)이 나타내는 효과에 더하여, 이하의 효과를 나타낸다.
본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(20)은, 포착 대상 입자가 음파에 맞기 전의 기류(af) 중의 포착 대상 입자보다 큰 입자를 포착하는 프리 필터(600)를 더 구비한다. 이에 의해, 기류(af)로부터, 음향 응집하기 전에 미리 음향 응집의 필요성이 낮은(대전하기 쉬운) 비교적 큰 입자를 제거해 둘 수 있고, 음향 응집의 필요성이 높은(대전하기 어려운) 비교적 작은 입자를 음향 응집의 대상으로 할 수 있다.
공기 정화 시스템(20)은, 기류(af) 중의 입자의 크기를 측정하는 입자 사이즈 측정 장치(700)와, 입자 사이즈 측정 장치(700)에서의 측정 결과에 기초하여, 음향 응집 장치(100)의 음향 파라미터를 제어하는 제어 장치(900)를 더 구비하고 있다. 이에 의해, 포착 대상 입자(예를 들면 목표 입자 사이즈의 입자)를 더욱 효율적으로 음향 응집시킬 수 있다.
공기 정화 시스템(20)은, 기류(af) 중의 입자 응집체의 크기를 측정하는 응집체 사이즈 측정 장치(800)와, 응집체 사이즈 측정 장치(800)에서의 측정 결과에 기초하여, 대전부(220)의 대전 파라미터를 제어하는 제어 장치(900)를 더 구비하고 있다. 이에 의해, 입자 응집체(예를 들면 목표 응집체 사이즈의 응집체)를 더욱 효율적으로 대전시킬 수 있다.
공기 정화 시스템(20)은, 기류(af) 중의 입자 응집체의 크기를 측정하는 응집체 사이즈 측정 장치(800)와, 응집체 사이즈 측정 장치(800)에서의 측정 결과에 기초하여, 응집체 포착 장치(200)가 발생하는 전계를 제어하는 제어 장치(900)를 더 구비하고 있다. 이에 의해, 대전된 입자 응집체(예를 들면 목표 응집체 사이즈의 대전된 응집체)를 효율적으로 포착할 수 있는 정전기력을 발생시킬 수 있다.
예를 들면 프리 필터(600)가 다공질 필터인 경우에는, 비교적 큰 입자(예를 들면 나노 입자보다 큰 입자)를 음향 응집하기 전에 미리 포착해 둘 수 있다.
예를 들면 프리 필터(600)가 트리포러스 필터인 경우에는, 비교적 큰 입자(예를 들면 나노 입자보다 큰 입자)뿐만 아니라 비교적 작은 입자(예를 들면 나노 입자)도 음향 응집하기 전에 미리 포착해 둘 수 있다.
예를 들면 프리 필터(600)가 섬유 형상 필터인 경우에는, 비교적 큰 입자(예를 들면 나노 입자보다 큰 입자)뿐만 아니라 비교적 작은 입자(예를 들면 나노 입자)도 음향 응집하기 전에 미리 포착해 둘 수 있다.
예를 들면 메인 필터(300)(후단 필터)가 트리포러스 필터인 경우에는, 압력 손실을 저감하면서, 잔존 입자를 포착하고, 또한, 가스를 흡착할 수 있다.
예를 들면 메인 필터(300)(후단 필터)가 활성탄 필터인 경우에는, 잔존 입자를 포착하고, 또한, 가스를 흡착할 수 있다.
본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(20)을 구비하는 기기에 의하면, 공기 정화 시스템(20)에 의해 기류(af)를 더욱 깨끗한 상태로 배출할 수 있다.
본 기술의 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(20)을 사용하는 공기 정화 방법은, 제1 실시 형태의 공기 정화 시스템(10)을 사용하는 공기 정화 방법이 나타내는 효과에 더하여, 이하의 효과를 나타낸다.
공기 정화 시스템(20)을 사용하는 공기 정화 방법은, 음향 응집시키는 공정 전에, 기류(af) 중의 포착 대상 입자보다 큰 입자를 포착하는 공정을 더 구비하고 있다. 이에 의해, 기류(af)로부터, 음향 응집하기 전에 미리 음향 응집의 필요성이 낮은(대전하기 쉬운) 비교적 큰 입자를 제거해 둘 수 있고, 음향 응집의 필요성이 높은(대전하기 어려운) 비교적 작은 입자를 음향 응집의 대상으로 할 수 있다. 이 결과, 음향 응집의 타깃이 되는 입자 사이즈를 좁힐 수 있다.
공기 정화 시스템(20)을 사용하는 공기 정화 방법은, 음향 응집시키는 공정 전에, 기류(af) 중의 포착 대상 입자의 크기를 측정하는 공정과, 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 음향 응집의 음향 파라미터를 조정하는 공정을 포함하고, 음향 응집 공정에서는, 조정 후의 음향 파라미터로 음향 응집을 행한다. 이에 의해, 포착 대상 입자를 더욱 효율적으로 음향 응집시킬 수 있다.
공기 정화 시스템(20)을 사용하는 공기 정화 방법은, 음향 응집시키는 공정 전에, 기류(af) 중의 입자 응집체의 크기를 측정하는 공정과, 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 대전의 대전 파라미터를 조정하는 공정을 포함하고, 음향 응집 공정에서는, 조정 후의 대전 파라미터로 대전을 행한다. 이에 의해, 입자 응집체를 더욱 효율적으로 대전시킬 수 있다.
공기 정화 시스템(20)을 사용하는 공기 정화 방법은, 대전시키는 공정 전에, 기류(af) 중의 입자 응집체의 크기를 측정하는 공정과, 상기 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 정전기력을 발생시키는 전계의 파라미터의 크기를 조정하는 공정을 더 포함하고, 상기 정전기력으로 포착하는 공정에서는, 조정 후의 상기 전계의 파라미터로, 대전된 상기 입자 응집체를 포착해도 된다. 이에 의해, 대전된 입자 응집체를 효율적으로 포착할 수 있는 정전기력을 발생시킬 수 있다.
8. <본 기술의 변형예>
본 기술에 관한 공기 정화 시스템 및 공기 정화 방법은, 다양한 변형이 가능하다.
예를 들면, 제1 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(10)은, 음향 응집 장치(100)의 전단(기류(af)의 유로의 상류측)에 프리 필터(600)를 구비하고 있어도 된다.
예를 들면, 제2 실시 형태에 관한 공기 정화 시스템(20)은, 프리 필터(600) 및 메인 필터(300)의 적어도 일방을 가지고 있지 않아도 된다. 이 경우에도, 음향 응집 장치(100)의 음향 파라미터, 대전부(220)의 대전 파라미터, 전계 생성부(230)의 전계 파라미터 등을 적정화(바람직하게는 최적화)함으로써, 포착 대상 입자의 포착 및 가스의 흡착을 충분히 행할 수 있다.
예를 들면, 응집체 포착 장치(200)는, 섬유 형상의 정전 필터(정전기를 띤 섬유 형상 필터)여도 된다.
예를 들면, 응집체 포착 장치(200)는, 기류(af) 중의 입자 응집체를 코로나 방전에 의해 대전시켜, 고압 전계에 의한 정전기력으로 포착하는 전기 집진 장치여도 된다.
상기 전기 집진 장치에서는, 일 예로서, 평판의 도체로 이루어지는 집진극과 가는 도체의 방전극이 대향하여 배치되고, 양극간에 집진극을 정전위, 방전극을 부전위로 하는 직류 고전압이 인가된다. 이 때, 방전극의 표면의 전계는 강력해진다. 이 상태에서, 양극간에 기류를 흘리면 방전극 표면 부근에서 코로나 방전이 일어난다. 이에 의해, 양극간의 대부분은 부(負)의 전하로 충만되고, 양극간을 통과하는 기류 중의 입자는 부(負)로 대전하여 집진극에 모인다.
상기 전기 집진 장치는, 압력 손실이 낮고, 또한, 높은 집진 능력을 가지지만, 저비용화가 곤란하다.
예를 들면, 공기 정화 시스템(10) 및/또는 공기 정화 시스템(20)으로 대표되는 입자 포착 시스템이 탑재되는 기기는, 공기 청정 기능이 있는 오디오 기기, 에어컨 기능이 있는 오디오 기기, 냉장 기능이 있는 오디오 기기 등이어도 된다. 이 경우, 상기 오디오 기기의 예를 들면 스피커를 포함하는 음파 송출부를 음향 응집용으로 이용하는 것이 가능하다.
이상, 본 기술에 관한 입자 포착 시스템 및 입자 포착 방법의 응용예로서의 공기 정화 시스템 및 공기 정화 방법에 대해 설명했지만, 본 기술에 관한 입자 포착 시스템 및 입자 포착 방법은 다른 용도에의 응용도 가능하다. 상기 다른 용도로서는, 예를 들면 물건의 제조 프로세스에서 특정한 가스의 순도를 높이기 위해서 불순물(입자)을 제거하는 용도, 기체 중에 미량으로 존재하는 특정한 물질(입자)을 회수하는 용도 등을 들 수 있다.
즉, 본 기술에 관한 입자 포착 시스템 및 입자 포착 방법은, 기상 중의 입자를 포착하는 용도 전반에 사용할 수 있다.
예를 들면, 상술한 응용예로서의 공기 정화 시스템에서는, 기상 중 기체(예를 들면 공기)에 흐름이 있는 기류 중의 입자를 포착 대상 입자로 하고 있지만, 기체(예를 들면 공기)의 흐름의 유무에 관계없이 기상 중의 입자를 포착 대상 입자로 할 수 있다.
구체예로서, 하나의 챔버 내에서, 기상 중의 입자를 음향 응집 장치에 의해 음향 응집하고, 또한, 얻어진 입자 응집체를 응집체 포착 장치(예를 들면 상기 전기 집진 장치)에 의해 대전시켜 정전기력으로 포착하도록 해도 된다.
또한, 본 기술은, 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
(1) 기상 중의 포착 대상 입자에 음파를 맞혀, 상기 포착 대상 입자를 응집시키는 음향 응집 장치와, 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자가 응집한 입자 응집체를 대전시켜, 정전기력으로 포착하는 응집체 포착 장치를 구비하는, 입자 포착 시스템.
(2) 상기 응집체 포착 장치는, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체를 대전시키는 대전부와, 상기 기상 중의 대전된 상기 입자 응집체의 궤도를 바꾸는 전계를 생성하는 전계 생성부를 포함하는, (1)에 기재된 입자 포착 시스템.
(3) 상기 포착 대상 입자가 상기 음파에 맞기 전의 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자보다 큰 입자를 포착하는 프리 필터를 더 구비하는, (1) 또는 (2)에 기재된 입자 포착 시스템.
(4) 상기 응집체 포착 장치로 포착되지 않은 상기 기상 중의 입자를 포착하는 후단 필터를 더 구비하는, (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 입자 포착 시스템.
(5) 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자의 크기를 측정하는 입자 사이즈 측정 장치와, 상기 입자 사이즈 측정 장치에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 음향 응집 장치의 음향 파라미터를 제어하는 제어 장치를 더 구비하는, (1)∼(4) 중 어느 하나에 기재된 입자 포착 시스템.
(6) 상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 응집체 사이즈 측정 장치와, 상기 응집체 사이즈 측정 장치에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 응집체 포착 장치의 대전 파라미터를 제어하는 제어 장치를 더 구비하는, (1)∼(5) 중 어느 하나에 기재된 입자 포착 시스템.
(7) 상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 응집체 사이즈 측정 장치와, 상기 응집체 사이즈 측정 장치에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 응집체 포착 장치가 발생하는 전계를 제어하는 제어 장치를 더 구비하는, (1)∼(6) 중 어느 하나에 기재된 입자 포착 시스템.
(8) 상기 음향 응집 장치는, 챔버와, 상기 챔버 내의 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자를 향해 음파를 송출하는 음파 송출부를 포함하는, (1)∼(7) 중 어느 하나에 기재된 입자 포착 시스템.
(9) 상기 포착 대상 입자는, 휘발성 유기 화합물이 응집한 입자, 준휘발성 유기 화합물이 응집한 입자, 및 나노 입자 중 어느 하나인, (1)∼(8) 중 어느 하나에 기재된 입자 포착 시스템.
(10) 상기 프리 필터는, 다공질 필터인, (3)에 기재된 입자 포착 시스템.
(11) 상기 프리 필터는, 다공질 재료를 포함하는 필터인, (3)에 기재된 입자 포착 시스템.
(12) 상기 프리 필터는, 섬유 형상 필터인, (3)에 기재된 입자 포착 시스템.
(13) 상기 후단 필터는, 다공질 재료를 포함하는 필터인, (4)에 기재된 입자 포착 시스템.
(14) 상기 후단 필터는, 활성탄 필터인, (4)에 기재된 입자 포착 시스템.
(15) (1)∼(14) 중 어느 하나에 기재된 입자 포착 시스템을 구비하는 기기.
(16) 기상 중의 포착 대상 입자를 음향 응집시키는 공정과, 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자가 응집한 입자 응집체를 대전시키는 공정과, 상기 기상 중의 대전된 상기 입자 응집체를 정전기력으로 포착하는 공정을 포함하는, 입자 포착 방법.
(17) 상기 정전기력으로 포착하는 공정은, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체를 대전시키는 공정과, 상기 기상 중의 상기 대전된 상기 입자 응집체의 궤도를 바꾸는 전계를 생성하는 공정을 포함하는, (16)에 기재된 입자 포착 방법.
(18) 상기 음향 응집시키는 공정 전에, 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자보다 큰 입자를 포착하는 공정을 더 포함하는, (16) 또는 (17)에 기재된 입자 포착 방법.
(19) 상기 정전기력으로 포착하는 공정 후에, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체 이외의 입자를 포착하는 공정을 더 포함하는, (16)∼(18) 중 어느 하나에 기재된 입자 포착 방법.
(20) 상기 음향 응집시키는 공정 전에, 상기 기상 중의 입자의 크기를 측정하는 공정과, 상기 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 음향 응집의 음향 파라미터를 조정하는 공정을 더 포함하고, 상기 음향 응집시키는 공정에서는, 조정 후의 상기 음향 파라미터로 상기 음향 응집을 행하는, (16)∼(19) 중 어느 하나에 기재된 입자 포착 방법.
(21) 상기 대전시키는 공정 전에, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 공정과, 상기 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 대전의 대전 파라미터를 조정하는 공정을 더 포함하고, 상기 대전시키는 공정에서는, 조정 후의 상기 대전 파라미터로 상기 대전을 행하는, (16)∼(20) 중 어느 하나에 기재된 입자 포착 방법.
(22) 상기 대전시키는 공정 전에, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 공정과,
상기 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 정전기력을 발생시키는 전계의 파라미터를 조정하는 공정,
을 더 포함하고,
상기 정전기력으로 포착하는 공정에서는, 조정 후의 상기 전계의 파라미터로, 대전된 상기 입자 응집체를 포착하는,
(16)에 기재된 입자 포착 방법.
10, 20: 공기 정화 시스템
100: 음향 응집 장치
100a: 제1 챔버(챔버)
100b: 음파 송출부
200: 응집체 포착 장치
220: 대전부
230: 전계 생성부
300: 메인 필터(후단 필터)
600: 프리 필터
500, 900: 제어 장치
700: 입자 사이즈 측정 장치
800: 응집체 사이즈 측정 장치

Claims (22)

  1. 기상 중의 포착 대상 입자에 음파를 맞혀, 상기 포착 대상 입자를 응집시키는 음향 응집 장치와,
    상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자가 응집한 입자 응집체를 대전시켜, 정전기력으로 포착하는 응집체 포착 장치,
    를 구비하는, 입자 포착 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 응집체 포착 장치는,
    상기 기상 중의 상기 입자 응집체를 대전시키는 대전부와,
    상기 기상 중의 대전된 상기 입자 응집체의 궤도를 바꾸는 전계를 생성하는 전계 생성부,
    를 포함하는, 입자 포착 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포착 대상 입자가 상기 음파에 맞기 전의 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자보다 큰 입자를 포착하는 프리 필터를 더 구비하는, 입자 포착 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 응집체 포착 장치로 포착되지 않은 상기 기상 중의 입자를 포착하는 후단 필터를 더 구비하는, 입자 포착 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자의 크기를 측정하는 입자 사이즈 측정 장치와,
    상기 입자 사이즈 측정 장치에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 음향 응집 장치의 음향 파라미터를 제어하는 제어 장치,
    를 더 구비하는, 입자 포착 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 응집체 사이즈 측정 장치와,
    상기 응집체 사이즈 측정 장치에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 응집체 포착 장치의 대전 파라미터를 제어하는 제어 장치,
    를 더 구비하는, 입자 포착 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 응집체 사이즈 측정 장치와,
    상기 응집체 사이즈 측정 장치에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 응집체 포착 장치가 발생하는 전계의 파라미터를 제어하는 제어 장치,
    를 더 구비하는, 입자 포착 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 음향 응집 장치는,
    챔버와,
    상기 챔버 내의 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자를 향해 음파를 송출하는 음파 송출부,
    를 포함하는, 입자 포착 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 포착 대상 입자는, 휘발성 유기 화합물이 응집한 입자, 준휘발성 유기 화합물이 응집한 입자, 및 나노 입자 중 어느 하나인, 입자 포착 시스템.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 프리 필터는, 다공질 필터인, 입자 포착 시스템.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 프리 필터는, 다공질 재료를 포함하는 필터인, 입자 포착 시스템.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 프리 필터는, 섬유 형상 필터인, 입자 포착 시스템.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 후단 필터는, 다공질 재료를 포함하는 필터인, 입자 포착 시스템.
  14. 제4항에 있어서,
    상기 후단 필터는, 활성탄 필터인, 입자 포착 시스템.
  15. 제1항에 기재된 입자 포착 시스템을 구비하는 기기.
  16. 기상 중의 포착 대상 입자를 음향 응집시키는 공정과,
    상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자가 응집한 입자 응집체를 대전시키는 공정과,
    상기 기상 중의 대전된 상기 입자 응집체를 정전기력으로 포착하는 공정,
    을 포함하는, 입자 포착 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 정전기력으로 포착하는 공정은,
    상기 기상 중의 상기 입자 응집체를 대전시키는 공정과,
    상기 기상 중의 상기 대전된 상기 입자 응집체의 궤도를 바꾸는 전계를 생성하는 공정,
    을 포함하는, 입자 포착 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 음향 응집시키는 공정 전에, 상기 기상 중의 상기 포착 대상 입자보다 큰 입자를 포착하는 공정을 더 포함하는, 입자 포착 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 정전기력으로 포착하는 공정 후에, 상기 기상 중의 상기 입자 응집체 이외의 입자를 포착하는 공정을 더 포함하는, 입자 포착 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 음향 응집시키는 공정 전에,
    상기 기상 중의 입자의 크기를 측정하는 공정과,
    상기 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 음향 응집의 음향 파라미터를 조정하는 공정,
    을 더 포함하고,
    상기 음향 응집시키는 공정에서는, 조정 후의 상기 음향 파라미터로 상기 음향 응집을 행하는, 입자 포착 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 대전시키는 공정 전에,
    상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 공정과,
    상기 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 대전의 대전 파라미터를 조정하는 공정,
    을 더 포함하고,
    상기 대전시키는 공정에서는, 조정 후의 상기 대전 파라미터로 상기 대전을 행하는, 입자 포착 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 대전시키는 공정 전에,
    상기 기상 중의 상기 입자 응집체의 크기를 측정하는 공정과,
    상기 측정하는 공정에서의 측정 결과에 기초하여, 상기 정전기력을 발생시키는 전계의 파라미터를 조정하는 공정,
    을 더 포함하고,
    상기 정전기력으로 포착하는 공정에서는, 조정 후의 상기 전계의 파라미터로, 대전된 상기 입자 응집체를 포착하는,
    입자 포착 방법.
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