WO2015008519A1 - 微粒子測定装置 - Google Patents

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    • G01N2015/0288—Sorting the particles

Definitions

  • the present invention relates to a fine particle measuring apparatus.
  • Patent Document 1 As an example of a fine particle measuring apparatus that separates fine particles floating in the atmosphere and measures the amount of the separated fine particles, an apparatus disclosed in Patent Document 1 can be given, for example.
  • the fine particle separation method disclosed in Patent Document 1 particles floating in a fluid are accelerated and separated by inertial force.
  • FIG. 11 is a schematic explanatory diagram showing the separation method disclosed in Patent Document 1.
  • the main flow 11 and the tributary 12 are arranged in opposite directions, and the particle-containing fluid 15 containing suspended particles is inclined to the tributary 12 side. It is introduced through the nozzle 16 through the passage 16.
  • the main flow 11 and the tributary 12 pass through an intake passage that is sucked by a pump, a measuring instrument, or the like. By being sucked by the main flow 11 and the branch flow 12, the particle-containing fluid 15 is introduced into the system through the inflow path 16.
  • the particle-containing fluid 15 introduced into the system is accelerated in the nozzle portion 17, and the coarse particles 110 have a large inertial force, so that they are carried on the main flow 11 and removed from the main suction passage 112. Further, since the microparticle 18 has a small inertial force, it is reversed by the branch path 13 and is sent to the branch suction path 114 by being placed on the branch stream 12 in the reverse direction. As a result, the fine particles 18 and the coarse particles 110 contained in the particle-containing fluid 15 are separated.
  • the particle classification characteristics are changed by adjusting the flow rate of the main flow 11 and the tributary 12 or adjusting the overall length of the nozzle portion 17 and its interval by moving the movable member such as the sampling pipe 116 up and down. be able to.
  • the separation device disclosed in Patent Document 1 includes a conical hole-shaped base, and a sampling tube 116 is provided at the center of the conical hole shape. In such a configuration, it is difficult to arrange the main flow 11 and the tributary 12 in the opposite directions by suction by one drive source.
  • the first type of fine particle measuring apparatus is based on the principle that the particle size of the particle is estimated from the intensity of the scattered light, for example, by irradiating light to particles in the atmosphere without dividing the particles. It is said.
  • This type of device has a problem that the particle detecting sensor is expensive, so that the sensor for detecting the particles becomes expensive. With an inexpensive sensor, it is difficult to measure the particle size.
  • the second type of fine particle measuring apparatus is based on the principle that particles in the atmosphere are sized using a cyclone, and the sized particles are detected and measured.
  • This type of device has a problem that dust accumulates in the cyclone.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a microparticle measuring apparatus that is small and inexpensive.
  • a particle measuring apparatus branches at an introduction channel that introduces a gas from the outside and a branching portion at a terminal opposite to the outside in the introduction channel.
  • a drive unit, and a measurement unit that is provided in the middle of the branch flow channel and measures fine particles in the gas.
  • the main flow channel extends in the same direction as the air flow direction in the introduction flow channel.
  • the branch flow path extends in a direction opposite to the air flow direction in the introduction flow path, and the introduction flow path, the main flow path, and the fluid drive unit are arranged in the same direction. It is a feature.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the structure of the fine particle measuring apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is sectional drawing which showed schematic structure of the gas flow path formed in the fine particle measuring apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is sectional drawing which showed typically the airflow which generate
  • FIG. 1 The schematic structure of the gas flow path formed in the microparticle measuring apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention is shown, (a) is sectional drawing which shows the structure of the whole gas flow path, (b) is a branch part. It is sectional drawing which shows the structure of the gas flow path in the vicinity. It is a perspective view which shows the structure of the microparticles
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration in which an angle formed by a main flow of a main flow path and a tributary of a branch flow path is 90 degrees in the particulate measurement device according to Embodiment 3 of the present invention. It is sectional drawing which shows the structure of the microparticles
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a particle measuring apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the fine particle measuring apparatus 10 according to the present embodiment sucks a gas (for example, air) from the outside, and measures the amount of fine particles having a desired particle size contained in the gas.
  • a gas for example, air
  • the fine particle measurement device 10 includes a sensor 1 (measurement unit), an intake unit 2, a sizing unit 3, and a fan 4 (fluid drive unit). Yes.
  • the particulate measuring apparatus 10 introduces external air from the intake section 2 by driving a fan 4 as a single fluid drive section.
  • the air introduced into the particle measuring apparatus 10 passes through a gas flow path formed in the apparatus and is discharged to the outside through the fan 4.
  • the sensor 1 is provided in the middle of the gas flow path formed in the fine particle measuring apparatus 10 and measures the amount of fine particles contained in the passing air.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a gas flow path formed in the particle measuring apparatus 10.
  • the gas flow path formed in the particle measuring apparatus 10 is composed of an introduction flow path 5a, a main flow path 5b, a branch flow path 5c, and a discharge path 5d.
  • the introduction flow path 5a is formed in the intake part 2 and is a flow path for introducing gas (air) from the outside.
  • the main flow path 5b and the branch flow path 5c are flow paths branched at the branch portion A that is the end of the introduction flow path 5a opposite to the outside. Further, the discharge path 5d joins the main flow path 5b and the branch flow path 5c, and is a flow path for discharging gas to the outside.
  • the sensor 1 is provided in the middle of the branch channel 5c, and measures the amount of fine particles in the gas passing through the branch channel 5c.
  • the sensor 1 measures the amount of fine particles in a gas by, for example, irradiating light on fine particles in a passing air stream and detecting light scattered from the fine particles (that is, a light scattering method).
  • the sensor 1 is not limited to the light scattering method, and may measure the amount of fine particles in the gas by a gravimetric method.
  • the structure of the discharge path 5d is not limited to the structure of FIG. 2, The structure which the housing
  • the fan 4 functions as a fluid drive unit that generates an air flow from the introduction channel 5a to the discharge channel 5d via the main channel 5b and the branch channel 5c.
  • the fan 4 is a centrifugal fan. Therefore, in the fine particle measuring apparatus 10, when the gas introduction port of the introduction channel 5a is on the upper side, a discharge port (not shown) through which gas is discharged to the outside is provided on the side surface of the discharge channel 5d. Therefore, the discharge direction F of the gas flowing into the discharge path 5d to the outside is an in-plane direction perpendicular to the vertical direction of the particle measuring device 10.
  • the fluid drive part in this embodiment is not limited to the fan 4 shown by FIG. 2, It can generate the airflow which goes to the discharge path 5d via the main flow path 5b and the branch flow path 5c from the introduction flow path 5a. Anything can be used.
  • the fluid drive unit may be a pump.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an air flow generated in the fine particle measuring apparatus 10 by the fan 4.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the state of sizing at the branching portion A of the particle-containing fluid introduced into the system through the introduction flow path 5a.
  • an air fluid containing suspended particles passes through the introduction flow path 5a inclined toward the branch flow path 5c to measure fine particles. It is introduced into the device 10 (air flow 6a).
  • the introduction flow path 5a is an area surrounded by the flow path toward the branching portion A (also referred to as an area surrounded by a side wall constituting the flow path) in a cross-sectional shape perpendicular to the direction of the air flow 6a. The area is expressed as “area”. Therefore, the particle-containing fluid introduced into the introduction flow path 5a is accelerated along the air flow 6a toward the branch portion A.
  • the air flow 6a of the particle-containing fluid branches into the main flow 6b and the tributary 6c at the branch portion A.
  • the main flow 6b and the branch flow 6c pass through the main channel 5b and the branch channel 5c sucked by the fan 4, respectively.
  • a particle-containing fluid such as the atmosphere can be introduced into the system through the introduction flow path 5a.
  • the particle-containing fluid sucked into the system includes the particle-containing fluid containing the fine particles 7b having the desired particle diameter and the desired particles when the air flow 6a branches into the main flow 6b and the tributary 6c in the branch portion A. It is divided into a particle-containing fluid containing coarse particles 7a other than the diameter.
  • the mainstream 6b includes a particle-containing fluid containing coarse particles 7a other than the desired particle diameter.
  • the tributary flow 6c includes a particle-containing fluid including microparticles 7b having a desired particle diameter.
  • the particle-containing fluid sucked into the system by the fan 4 accelerates toward the branch portion A of the introduction flow path 5a. Since the coarse particles 7a having a relatively large particle size have a large inertia force, they are placed on the main flow 6b and discharged from the main flow channel 5b to the discharge channel 5d. On the other hand, the microparticle 7b having a relatively small particle size has a small inertial force. Therefore, the movement of the microparticles 7b is governed by the viscosity of the particle-containing fluid. For this reason, the fine particles 7b are sent to the main flow path 5b and the branch flow path 5c by being placed on the main flow 6b and the branch flow 6c in the opposite direction to the main flow 6b.
  • the coarse particles 7a included in the particle-containing fluid sucked by the fan 4 are mainstream in the branch portion A due to the above-described flow path configuration and the arrangement of the fan 4 and the like. It does not get mixed into the branch flow path 5c extending in the direction opposite to the path 5b.
  • the microparticles 7b exist in both the main channel 5b and the branch channel 5c.
  • the particle-containing fluid containing fine particles 7b sent to the branch flow path 5c rides on the branch flow 6c, flows into the sensor 1 from the inlet B, and flows out from the outlet C. By passing through the sensor 1 in this way, the amount of fine particles 7b contained in the particle-containing fluid is measured.
  • the particle-containing fluid containing the fine particles 7b flowing out from the outlet C of the sensor 1 flows out toward the discharge path 5d.
  • the introduction flow path 5a, the main flow path 5b, and the fan 4 are arranged in substantially the same direction.
  • the coarse particle 7a becomes easy to be discharged
  • the main flow 6b of the particle-containing fluid including the coarse particles 7a is the shortest distance from the branch portion A toward the discharge path 5d disposed on the lower side.
  • the main flow path 5b extending so as to be discharged from the discharge path 5d.
  • the tributary 6c of the particle-containing fluid including the microparticles 7b extends from the branch portion A in the opposite direction to the main flow path 5b, passes through the branch path 5c, bypasses the sensor 1 and joins the discharge path 5d. It is discharged from the discharge path 5d.
  • the particle-containing fluid containing the coarse particles 7a among the particle-containing fluid sucked from the outside passes through the sensor 1. Without being discharged outside.
  • the particle-containing fluid containing the fine particles 7 b is discharged to the outside after the amount is measured by the sensor 1.
  • the air flow 6a of the particle-containing fluid sucked from the outside is branched into the main flow 6b and the tributary flow 6c at the branching portion A, and the coarse particles 7a and The fine particles 7b are sized. Furthermore, the main flow 6b and the tributary 6c are merged in one discharge path 5d and discharged to the outside. Further, the branching of the main flow 6b and the branch flow 6c is realized by the fan 4 which is a single fluid drive source. Then, by providing the sensor 1 in the middle of the branch flow path 5c, the amount of fine particles 7b in the particle-containing fluid of the branch flow 6c is measured.
  • the fine particle measuring apparatus 10 is based on the principle that the coarse particles 7a and the fine particles 7b are divided according to the size of the particles using inertia. Therefore, in order to improve the sizing accuracy of the coarse particles 7a and the fine particles 7b, the flow velocity of the air flow 6a immediately before the branching portion A of the introduction flow path 5a is maximized, and after branching into the main flow 6b and the branch flow 6c. It is important to rapidly reduce the respective flow rates.
  • the movement of particles in a particle-containing fluid is roughly classified into two types depending on the particle size.
  • the relatively large particles (coarse particles 7a) move according to inertia, they continue to move straight and are guided to the main flow path 5b even if the flow velocity decreases after branching to the main flow 6b.
  • the relatively small particles (microparticles 7b) move according to the flow of the branch 6c after branching to the branch 6c because the movement is governed by the viscosity of the particle-containing fluid.
  • the branch flow path 5c is configured as one flow path from the branch portion A through the sensor 1 that measures the microparticles 7b to the confluence to the discharge path 5d. Therefore, it is difficult to change the flow rate of the branch 6c at a position in the middle of the branch channel 5c.
  • the particle measuring apparatus 10 in order to change the flow velocity of the branch 6c in the branch channel 5c, has an area (branch) surrounded by the branch channel 5c in a cross-sectional shape perpendicular to the direction of the branch 6c in the branch channel 5c. This is also referred to as the area surrounded by the side walls constituting the channel 5c (hereinafter referred to as the channel cross-sectional area).
  • the flow rate is expressed as the equation: channel cross-sectional area ⁇ flow velocity. In the above formula, in order to change the flow velocity without changing the flow rate, it is necessary to change the flow path cross-sectional area.
  • the channel cross-sectional area S of the branch channel 5 c at the branch A is at an arbitrary position other than the branch A. This is larger than the smallest minimum area in the cross-sectional area of the flow channel 5c. Specifically, the channel cross-sectional area S of the branch channel 5c at the branch portion A is larger than an area twice as large as the minimum area.
  • the flow velocity immediately after branching to the branch 6c is sharply reduced, and the sizing accuracy of the coarse particles 7a and the minute particles 7b is increased. Can be improved. In addition, it becomes possible to take in more fine particles 7b into the branch channel 5c.
  • the channel cross-sectional area S of the branch channel 5c at the branch portion A is equal to or smaller than twice the minimum area, the flow velocity immediately after branching to the branch flow 6c is equal to the flow velocity immediately before branching, or Since it becomes higher than the flow velocity immediately before branching, coarse particles 7a that should flow into the main flow path 5b may flow into the branch flow path 5c.
  • the positions where the flow passage cross-sectional area of the branch flow passage 5c is the smallest and smallest are the inlet B and the outlet C in the sensor 1.
  • the flow path cross-sectional area S of the branch flow path 5 c at the branch portion A is larger than twice the area of the flow path cross-sectional area Sb of the inlet B in the sensor 1.
  • the area is larger than twice the cross-sectional area Sc of the outlet C.
  • the width of the flux of the branch 6c passing through the sensor 1 can be reduced. Therefore, the microparticles 7b can be passed through the sensor 1 by the branch flow 6c having a narrower flux. For this reason, for example, when the sensor 1 measures the fine particles 7b by the light scattering method, the tributary 6c in which the fine particles 7b are more concentrated is irradiated with light, and the amount of the fine particles 7b is measured with high accuracy. can do.
  • the main flow path 5b through which the main flow 6b of the particle-containing fluid including the coarse particles 7a passes is extended to the shortest distance toward the discharge path 5d arranged on the lower side, and is connected to the discharge path 5d.
  • the branch flow path 5c through which the branch flow 6c of the particle-containing fluid containing the microparticles 7b passes extends in the opposite direction to the main flow path 5b from the branch portion A, bypasses the sensor 1 and is connected to the discharge path 5d.
  • the main flow path 5b discharges the main flow 6b directly to the outside by the fan 4, so that the flow path length is relatively short.
  • the branch channel 5c is provided with a sensor 1 in the middle, and the branch channel 6c is configured to pass through the sensor 1, so that the channel length is relatively long. Since the particle measuring apparatus 10 includes the sensor 1 in the middle of the branch channel 5c and uses only one fan 4 as a fluid drive source, the channel length of the branch channel 5c is longer than the channel length of the main channel 5b. It becomes the composition.
  • the flow path length of the branch flow path 5c is longer than the flow path length of the main flow path 5b, so that the flow resistance of the branch flow 6c in the branch flow path 5c increases as a whole, and the branch flow 6c in the branch portion A increases.
  • the flow rate can be lowered.
  • the position of the inlet of the branch flow path 5 c in the branch portion A is arranged below the position of the inlet B of the sensor 1 in the gravity direction.
  • the direction of the branch flow 6c branched at the branch portion A is the direction opposite to the direction of gravity.
  • Sensor 1 has a measurement object of fine particles 7b such as PM2.5.
  • the air flow 6a of the particle-containing fluid flowing from the introduction flow path 5a includes coarse particles 7a such as dust in addition to the fine particles 7b.
  • the coarse particles 7a move straight by inertia and are discharged from the discharge path 5d.
  • the position of the inlet of the branch channel 5c in the branch portion A is lower than the position of the inlet B of the sensor 1 in the gravity direction.
  • FIG. 5 shows a schematic configuration of the gas channel formed in the particle measuring apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing the configuration of the entire gas channel
  • (B) is sectional drawing which shows the structure of the gas flow path in the branch part vicinity.
  • the introduction flow path 5a, the main flow path 5b, and the fan 4 are substantially in the same direction as the direction of the airflow passing through the introduction flow path 5a. Are arranged.
  • a coarse particle is discharged
  • the coarse particles contained in the main stream of the particle-containing fluid branched at the branching portion are linearly moved by the inertial force and discharged to the outside. Therefore, when the flow velocity of the tributary at the branching portion is large, the force of the component in the tributary direction is applied to the coarse particles, so that the linear motion of the coarse particles is impaired. For this reason, as shown in FIG. 5B, the direction of the air flow 6a of the particle-containing fluid introduced from the introduction flow path 5a is deviated at the branching portion, and does not branch to the opening D side of the main flow path 5b. . As a result, the coarse particles contained in the airflow 6a may collide with the wall and flow backward to the branch flow path 5c.
  • the flow rate of the tributary branching to the branch passage 5c at the branch portion is small. Therefore, in the fine particle measuring apparatus 10 according to the present embodiment, in the cross-sectional shape perpendicular to the direction of the branch in the branch channel 5c, the channel cross-sectional area S of the branch channel 5c in the branch A is any other than the branch. It is larger than the smallest minimum area in the channel cross-sectional area of the branch channel 5c at the position. In addition, the minimum area where the channel cross-sectional area of the branch channel 5c is the smallest is the channel cross-sectional area Sb at the inlet and the channel cross-sectional area Sc at the outlet in the sensor 1.
  • the particle-containing fluid passing through the apparatus is branched into a main flow having a low flow resistance (a high flow velocity) and a branch flow having a high flow resistance (a low flow velocity), and the main flow and the branch flow after branching are merged.
  • the discharge direction is the same for the mainstream and tributaries. Further, the direction of the main flow and the direction of intake into the apparatus are matched, and the direction of the tributary is set to a direction different from the intake direction.
  • the measurement part (sensor 1) is arrange
  • the amount of microparticles to be measured included in the tributary of the particle-containing fluid can be measured in real time. Furthermore, it is possible to measure fine particles using a small and inexpensive apparatus.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the fine particle measuring apparatus 10A according to the present embodiment.
  • the particulate measurement device 10A includes a sensor 1 (measurement unit), an intake unit 2, a sizing unit 3, and a fan 4A (fluid drive unit). Yes.
  • the fine particle measuring apparatus 10A is configured to introduce external air from the intake section 2 by driving a fan 4A as a single fluid drive section.
  • the air introduced into the fine particle measuring apparatus 10A passes through a gas flow path formed in the apparatus and is discharged to the outside through the fan 4A.
  • the sensor 1 is provided in the middle of the gas flow path formed in the fine particle measuring apparatus 10A, and measures the amount of fine particles contained in the passing air.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a gas flow path formed in the particle measuring apparatus 10A.
  • the gas flow path formed in the fine particle measuring apparatus 10A includes an introduction flow path 5a, a main flow path 5b, and a branch flow path 5c.
  • the particle measuring apparatus 10A according to the present embodiment is different from the particle measuring apparatus 10 according to the above-described embodiment in that the gas flow path does not have a discharge path that joins the main flow path 5b and the branch flow path 5c. .
  • the fine particle measuring apparatus 10A includes a partition plate 8 that partitions the main flow 6b discharged from the main flow path 5b toward the fan 4A and the branch flow 6c discharged from the branch flow path 5c toward the fan 4A.
  • the partition plate 8 is located at the center of the gas suction surface 41 of the fan 4A.
  • the outlet part of the main channel 5b and the outlet part of the branch channel 5c are configured to be adjacent to each other through the partition plate 8.
  • the partition plate 8 prevents the main flow 6b and the tributary 6c from joining. As a result, the backflow of particles can be prevented between the main channel 5b and the branch channel 5c.
  • the position of the partition plate 8 is not limited to the center of the gas suction surface 41. On the gas suction surface 41 partitioned by the partition plate 8, the area through which the main flow 6b passes and the area through which the tributary 6c pass are different. May be. Thus, by arranging the partition plate 8 at a position shifted from the center, it is possible to realize the fine particle measuring apparatus 10A in which the ratio between the flow velocity of the main flow 6b and the flow velocity of the tributary 6c is changed.
  • the particle measuring apparatus 10A according to the present embodiment is different from the particle measuring apparatus 10 according to the above-described embodiment in that the fan 4A is an axial fan. Therefore, in the fine particle measurement apparatus 10A, when the gas introduction port of the introduction flow path 5a is set to the upper side, the gas discharge direction F to the outside is a direction parallel to the vertical direction of the fine particle measurement apparatus 10A.
  • the gas discharge direction F to the outside is substantially the same as the gas flow 6a introduced into the introduction flow path 5a. That is, in the fine particle measuring apparatus 10A, the direction of the air flow 6a to be introduced and the discharge direction F of the gas discharged to the outside are the same direction (vertical direction). For this reason, the fine particle measuring apparatus 10A is suitable for being mounted on a thin electronic device as long as the upper and lower installation spaces can be secured.
  • FIG. 7 shows a state in which the particle measuring device 10A is installed in the casing 21 of the air cleaner.
  • the particle measuring apparatus 10A is installed on the wall of the casing 21.
  • the gas discharge direction F of the particle measuring apparatus 10A is the downward direction, the dimension in the depth direction G of the housing 21 can be reduced and the thickness can be reduced.
  • the sensor 1 is disposed on the side opposite to the fan 4A in the branch portion A.
  • the branch flow path 5c extends from the entrance at the branch portion A toward the opposite side of the fan 4A at the branch portion A, bypasses the sensor 1, and further from the sensor 1 to the fan 4A at the branch portion A. Extending toward the outlet located on the same side as the. Therefore, all parts of the branch flow path 5c are provided at positions closer to the fan 4A than the gas introduction port E, which is the outer end of the introduction flow path 5a. That is, as shown in FIG.
  • the maximum height position Ha which is the position of the gas inlet E, is higher than the maximum height position Hb of the branch channel 5c.
  • the maximum height position Hb of the branch flow path 5c is closer to the fan 4A than the maximum height position Ha, which is the position of the gas inlet E.
  • the direction of the tributary 12 is 180 degrees opposite to the main flow 11 and is flush with the direction of the main flow 11.
  • the position of the branch suction path 114 of the branch 12 must be higher than the air introduction portion.
  • the support suction path 114 is significantly lengthened.
  • the flow resistance of the branch suction path 114 of the branch 12 is large, so that a high-power fan is required to generate the branch 12. . Therefore, a high-power fan causes an increase in cost.
  • the angle ⁇ between the direction of the main flow 6b and the direction of the tributary 6c is smaller than 180 degrees.
  • the branch channel 5c is arranged on the fan 4A side with respect to the gas introduction port E of the introduction channel 5a. That is, the maximum height position Ha, which is the position of the gas inlet E, is higher than the maximum height position Hb of the branch flow path 5c. For this reason, it can suppress that the dimension of 10 A of microparticles
  • angle ⁇ formed by the main flow 6b of the main flow path 5b and the branch flow 6c of the branch flow path 5c is preferably in the range of 120 degrees or more and 150 degrees or less, and more preferably 130 degrees.
  • the angle ⁇ formed by the main flow 6b of the main flow path 5b and the branch flow 6c of the branch flow path 5c is 90 degrees or more and less than 120 degrees, coarse particles are liable to flow into the branch flow 6c at the branch section. This is not preferable because the sizing performance of fine particles and coarse particles is lowered.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration in which the angle ⁇ formed by the main flow 6b of the main flow path 5b and the branch flow 6c of the branch flow path 5c is 90 degrees.
  • the direction of the main flow 6b is the direction of gravity and the same direction as the air flow 6a. Therefore, it can be said that the configuration of FIG. 9 is a configuration in which the tributary 6c branches from the branching portion at 90 degrees with respect to the direction of gravity.
  • the flow path resistance of the tributary 6c is reduced.
  • an air flow in the direction of arrow I tends to occur.
  • the probability that a coarse particle will flow in into the tributary 6c becomes high. Therefore, in order to reliably prevent the coarse particles from flowing into the branch 6c at the branching portion and to improve the sizing performance of the fine particles and the coarse particles, the main flow 6b of the main channel 5b and the branch 6c of the branch channel 5c
  • the formed angle ⁇ is preferably 120 degrees or more. That is, when the front side in the direction of the main flow 6b is the fan side, the branch flow 6c is preferably branched at an angle ⁇ of 120 degrees or more toward the rear side with respect to the direction of the main flow 6b in the branch portion.
  • the tributary 6c when the angle ⁇ formed between the main flow 6b and the tributary 6c is greater than 150 degrees and equal to or less than 180 degrees, the tributary 6c is at the branching portion with respect to the direction of the main flow 6b (the same as the direction of the air flow 6a and the direction of gravity). It branches at an angle ⁇ close to 180 degrees toward the rear side. In such a configuration, the flow path resistance of the tributary 6c increases. Therefore, the number of fans cannot be reduced, and the apparatus module is increased in size. Therefore, it becomes difficult to generate the main flow 6b and the tributary flow 6c by the intake air by one fan (or two small fans).
  • the angle ⁇ formed by the main flow 6b and the tributary 6c is preferably 150 degrees or less. That is, when the front side in the direction of the main flow 6b is the fan side, the branch flow 6c is preferably branched at an angle ⁇ of 150 degrees or less toward the rear side with respect to the direction of the main flow 6b.
  • the main flow path 5b extends from the branch portion in substantially the same direction as the introduction flow path 5a.
  • the branch channel 5c extends in a direction different from the introduction channel 5a from the branch portion.
  • the main channel 5b extends in substantially the same direction as the introduction channel 5a, the direction of the air flow 6a and the direction of the tributary 6c in the introduction channel 5a are the same. For this reason, the coarse particles contained in the airflow 6a of the introduction flow path 5a cannot change the moving direction with respect to the direction of the airflow 6a due to the influence of the inertial force acting on the particles. For this reason, the coarse particles flow into the main flow 6b in the same direction as the air flow 6a at the branch portion. In addition, since the branch flow path 5c extends from the branch portion in a direction different from the introduction flow path 5a, coarse particles are less likely to flow into the branch flow 6c.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the particle measuring apparatus 10B according to the present embodiment.
  • the particle measuring apparatus 10B according to the present embodiment is different from the particle measuring apparatuses 10 and 10A according to the first to third embodiments in that the particle measuring apparatus 10B includes a drive control unit 43 that controls the drive output of the fan 4A.
  • the drive output of the fan is made variable by the drive control unit 43.
  • fine particle sizing in the fine particle measuring device may change the classification range of fine particles (the range of fine particle diameters that can be classified) in accordance with “the speed of the particles when the particles are divided at the branch portion”.
  • the speed of the particles when sizing at the branch portion is determined by the sum of the suction forces by the two drive sources. For this reason, when changing the speed of the particles in order to change the classification range of the fine particles, it is necessary to change the suction forces of the two driving sources so that the total suction force becomes a desired suction amount.
  • the particle measuring apparatus 10B includes one fan 4A as a drive source, and the drive output (suction force) of the fan 4A is variable by the drive control unit 43.
  • the “velocity of particles when sizing at a branching portion” can be changed more simply than the apparatus of Document 1.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the particle measuring apparatus 10B according to this embodiment in which the fan is driven in the intermittent drive mode.
  • a power supply unit 42 that supplies power for generating a drive output by the fan 4A as a fluid drive unit, and driving from the power supply unit 42 to the fan 4A.
  • a drive control unit 43 that controls supply of electric power is provided.
  • the particle measuring apparatus 10B includes a detection control unit 31 that controls the detection operation of the sensor 1.
  • the detection control unit 31 includes a detection state switching unit 31a that switches between a detection state in which the sensor 1 detects particles and a non-detection state in which the sensor 1 does not detect particles, that is, particle detection is stopped.
  • the drive control unit 43 includes the first voltage driving state by the first input voltage VH0 as the first voltage from the power supply unit 42 to the fan 4A as the fluid drive unit, and the fan from the power supply unit 42 to the fan 4A.
  • the driving operation in the intermittent driving mode in which the second voltage driving state by the second input voltage VL0 as the second voltage lower than the first input voltage VH0 to 4A is continuously repeated is performed.
  • the detection state switching unit 31a is a detection that causes the sensor 1 to detect particles during each repetition in continuous repetition of the first voltage driving state and the second voltage driving state when driving in the intermittent driving mode. Switching between the state and the non-detection state in which the particle detection unit does not detect particles is performed one or more times.
  • the method of reducing the drive output of the fan by the drive control unit is not limited to the method of reducing by the above-described intermittent drive mode.
  • a voltage control method there are two types: a voltage control method and a PWM (Pulse Width Modulation) control method.
  • the voltage control method is a method of reducing the rotational speed of the fluid drive unit such as a fan by reducing the voltage supplied to the fluid drive unit such as a fan.
  • the PWM control method is a method for controlling the rotational speed of a fluid drive unit such as a fan by controlling the duty ratio of a pulse wave supplied to the fluid drive unit such as a fan.
  • the fine particle measuring apparatuses 10, 10A, and 10B include an introduction channel 5a that introduces a gas from the outside, and a mainstream branched at a branching portion A that is at the end opposite to the outside in the introduction channel 5a.
  • One air flow is generated from the channel 5b and the branch channel 5c and the introduction channel 5a via the branch part A to the outlet which is the end opposite to the branch part A in each of the main channel 5b and the branch channel 5c.
  • a fluid drive unit (fans 4 and 4A) and a measurement unit (sensor 1) that is provided in the middle of the branch flow channel 5c and measures fine particles in the gas are provided.
  • the branch flow path 5c extends in the direction opposite to the direction of the air flow 6a in the introduction flow path 5a, extends in the same direction as the direction of the air flow 6a in the path 5a, and includes the introduction flow path 5a, the main flow path 5b, and the fluid drive unit. (Fan 4, 4A) It is characterized in that is provided arranged in the direction.
  • the branch channel 5c extends in the direction opposite to the direction of the air flow 6a in the introduction channel 5a”
  • the branch flow path 5c extends in a direction substantially opposite to the direction of the air flow 6a in the introduction flow path 5a” is included.
  • the branch flow path 5c passes through the branch portion A and is in the introduction flow path 5a.
  • the branch flow path 5c is in a space opposite to the direction of the air flow 6a (upstream in the direction of the air flow 6a) with respect to the first virtual plane perpendicular to the air flow 6a, and the branch flow path 5c with respect to the direction of the air flow 6a. Also included is a configuration in which the angle is greater than 90 ° (an obtuse angle).
  • the introduction flow path 5a, the main flow path 5b, and the fluid drive unit (fans 4 and 4A) are arranged in the same direction”, they are arranged in the same direction.
  • a configuration in which the “introducing channel 5a, the main channel 5b, and the fluid drive unit (fan 4) are arranged in substantially the same direction” is also included.
  • 5b and the fluid drive unit (fan 4) are both in a space on the same side as the direction of the air flow 6a (downstream of the direction of the air flow 6a) with respect to the first virtual plane, and the main flow with respect to the direction of the air flow 6a
  • a configuration in which the angle of the path 5b is less than 90 ° (an acute angle) is also included.
  • the air flow 6a of the particle-containing fluid sucked from the outside is branched into the main flow 6b passing through the main flow path 5b and the branch flow 6c passing through the branch flow path 5c in the branching portion A.
  • the coarse particles 7a and the fine particles 7b are sized.
  • the main flow 6b and the tributary 6c are discharged to the outside.
  • the branching of the main flow 6b and the branch flow 6c is realized by the fan 4 which is a single fluid drive source. Then, by providing the sensor 1 in the middle of the branch flow path 5c, the amount of fine particles 7b in the particle-containing fluid of the branch flow 6c is measured.
  • the introduction flow path 5a, the main flow path 5b, and the fluid drive unit (fans 4, 4A) are arranged in the same direction, coarse particles are transferred to the branch flow path 5c. Without flowing backward, after branching to the main flow path 5b, it is immediately discharged to the outside through the discharge path 5d. Therefore, according to said structure, the coarse particle which is not a measuring object and is comparatively large size can be removed efficiently.
  • the flow path length of the branch flow path 5c is preferably longer than the flow path length of the main flow path 5b.
  • the measurement unit (sensor 1) is opposite to the fluid driving unit (fans 4 and 4A) in the branching unit A.
  • the branch channel 5c extends from the inlet at the branching portion A toward the side opposite to the fluid driving unit (fans 4 and 4A) in the branching portion A, and passes through the measurement unit (sensor 1). It is preferable to extend around from the measurement part (sensor 1) toward the outlet located on the same side as the fluid drive part (fans 4, 4A) in the branch part A.
  • the configuration is arranged completely on the opposite side.
  • the “measurement unit (sensor 1) is disposed substantially opposite to the fluid drive unit (fans 4 and 4A) in the branch unit A”, specifically, the fluid drive unit (fan 4) Is in the space on the same side as the direction of the airflow 6a with respect to the first virtual plane (downstream side of the direction of the airflow 6a), while the measurement unit (sensor 1) is based on the first virtual plane,
  • a configuration in a space opposite to the direction of the airflow 6a (upstream side in the direction of the airflow 6a) is also included.
  • the branch channel 5c extends from the inlet at the branching portion A toward the opposite side of the fluid drive unit (fans 4 and 4A) at the branching portion A”, and in the category of “completely in the opposite direction”.
  • a configuration in which “the branch flow path 5c extends from the inlet at the branching portion A toward the side substantially opposite to the fluid driving unit (fans 4 and 4A) in the branching portion A” is also included.
  • the branch flow path 5c is opposite to the direction of the main flow 6b (the main flow 6b with reference to a second virtual plane perpendicular to the direction of the main flow 6b passing through the branch portion A and passing through the main flow path 5b.
  • a configuration in which the angle of the branch flow path 5c with respect to the direction of the main flow 6b is larger than 90 ° (an obtuse angle).
  • the main flow path 5b discharges the main flow 6b directly to the outside by the fan 4, so that the flow path length is relatively short.
  • the branch channel 5c is provided with a sensor 1 in the middle, and the branch channel 6c is configured to pass through the sensor 1, so that the channel length is relatively long. Since the particle measuring apparatuses 10, 10A, and 10B include the sensor 1 in the middle of the branch flow path 5c and use only one fan 4 as a fluid drive source, the flow path length of the branch flow path 5c is the flow path length of the main flow path 5b. It becomes the composition which became longer.
  • the flow path length of the branch flow path 5c is longer than the flow path length of the main flow path 5b, so that the flow resistance of the branch flow 6c in the branch flow path 5c increases as a whole, and the branch flow 6c in the branch portion A increases.
  • the flow rate can be lowered.
  • the fine particle measuring devices 10, 10A, and 10B according to aspect 4 of the present invention are such that all portions of the branch flow path 5c are gas at the outer end of the introduction flow path 5a. It is preferable to be provided at a position closer to the fluid drive unit (fans 4, 4A) than the inlet E.
  • the direction of the tributary is set to be opposite to the main flow by 180 degrees and is flush with the direction of the main flow.
  • the position of the tributary suction path must be higher than the air introduction portion.
  • the suction path is significantly longer. As a result, it is difficult for the device of Patent Document 1 to be downsized in the vertical direction of the device.
  • all the portions of the branch flow path 5c are located closer to the fluid drive unit (fans 4 and 4A) than the gas introduction port E which is the outer end of the introduction flow path 5a. Since it is provided, it is possible to suppress the size of the particle measuring devices 10, 10A, 10B from being increased in the vertical direction.
  • the fine particle measuring devices 10, 10A, and 10B according to aspect 5 of the present invention are such that the position of the inlet of the branch channel 5c in the branching part A is It is preferable that the gas is disposed below the gas inlet B in the direction of gravity. In this case, the direction of the branch flow 6c branched at the branch portion A is the direction opposite to the direction of gravity.
  • the coarse particles 7a move straight by inertia and are discharged from the discharge path 5d to the outside.
  • the coarse particles 7a such as dust are greatly affected by natural sedimentation due to their own weight, and therefore, the position of the inlet of the branch flow path 5c at the branch portion A is determined from the position of the inlet B of the sensor 1. Also, by arranging the lower side in the direction of gravity, it is possible to reliably prevent erroneous mixing of the coarse particles 7a into the sensor 1.
  • the particulate measuring apparatus 10A in any one of the first to fifth aspects, is a gas introduction direction (a direction of the air flow 6a) at the gas introduction port E which is an outer end of the introduction flow path 5a.
  • the discharge direction F of the gas discharged to the outside by the fluid drive unit (fan 4A) is preferably the same.
  • the direction of gas introduction at the gas introduction port E the direction of the airflow 6a
  • the direction F of the gas discharged to the outside by the fluid drive unit (fan 4A) are the same”.
  • the airflow bundle passing through the gas inlet E and the airflow bundle discharged to the outside by the fluid drive unit (fan 4A) are coaxial so that no backflow toward the gas inlet E occurs at the branch portion A.
  • the “become” configuration is also included.
  • the fine particle measuring apparatus 10A having the above configuration is suitable for mounting on a thin electronic device as long as the upper and lower installation spaces can be secured. Therefore, according to said structure, the freedom degree which arrange
  • the fine particle measurement devices 10, 10A, and 10B according to aspect 7 of the present invention have the airflow direction (direction of the mainstream 6b) in the main flow path 5b and the airflow direction in the branch flow path 5c.
  • the angle ⁇ formed with (the tributary 6c) is preferably in the range of 120 degrees or more and 150 degrees or less.
  • the angle ⁇ formed by the main flow 6b of the main flow path 5b and the branch flow 6c of the branch flow path 5c is 90 degrees or more and less than 120 degrees, coarse particles are liable to flow into the branch flow 6c at the branch section. This is not preferable because the sizing performance of fine particles and coarse particles is lowered. Therefore, in order to reliably prevent the coarse particles from flowing into the branch 6c at the branching portion and to improve the sizing performance of the fine particles and the coarse particles, the main flow 6b of the main channel 5b and the branch 6c of the branch channel 5c
  • the formed angle ⁇ is preferably 120 degrees or more. That is, when the front side in the direction of the main flow 6b is the fan side, the branch flow 6c is preferably branched at an angle ⁇ of 120 degrees or more toward the rear side with respect to the direction of the main flow 6b in the branch portion.
  • the tributary 6c is an angle ⁇ that is close to 180 degrees toward the rear side with respect to the direction of the main flow 6b. It will branch at. In such a configuration, the flow path resistance of the tributary 6c increases. Therefore, the number of fans cannot be reduced, and the apparatus module is increased in size. Therefore, it becomes difficult to generate the main flow 6b and the tributary flow 6c by the intake air by one fan (or two small fans). Therefore, in order to reduce the channel resistance of the tributary 6c, the angle ⁇ formed by the main flow 6b and the tributary 6c is preferably 150 degrees or less. That is, when the front side in the direction of the main flow 6b is the fan side, the branch flow 6c is preferably branched at an angle ⁇ of 150 degrees or less toward the rear side with respect to the direction of the main flow 6b.
  • the angle ⁇ formed by the direction of the air flow in the main flow path 5b (direction of the main flow 6b) and the direction of the air flow in the branch flow path 5c (the tributary 6c) is in the range of 120 degrees or more and 150 degrees or less. preferable.
  • the particle measuring apparatus 10, 10A, or 10B according to the aspect 8 of the present invention includes the drive control unit 43 that controls the drive output of the fluid drive unit (fans 4 and 4A) in any of the above aspects 1 to 7. It is preferable that the drive control unit 43 can change the drive output of the fluid drive unit (fans 4 and 4A).
  • fine particle sizing in the fine particle measuring device may change the classification range of fine particles (the range of fine particle diameters that can be classified) in accordance with “the speed of the particles when the particles are divided at the branch portion”.
  • the speed of the particles when sizing at the branch portion is determined by the sum of the suction forces by the two drive sources. For this reason, when changing the speed of the particles in order to change the classification range of the fine particles, it is necessary to change the suction forces of the two driving sources so that the total suction force becomes a desired suction amount.
  • one fan 4, 4A is provided as a drive source, and the drive output (suction force) of the fans 4, 4A is variable by the drive control unit 43.
  • the “velocity of particles when sizing at a branching portion” can be changed more simply than the apparatus of Document 1.
  • the fine particle measuring apparatus 10, 10A, 10B is the branching portion in any one of the first to eighth aspects having a cross-sectional shape perpendicular to the air flow direction (direction of the tributary 6c) in the branch flow path 5c.
  • the area surrounded by the branch flow path 5c at A is preferably larger than the smallest minimum area among the areas surrounded by the branch flow path 5c at any position other than the branching portion A.
  • the fine particle measuring devices 10, 10A, and 10B according to the tenth aspect of the present invention are different from the ninth aspect in the cross-sectional shape perpendicular to the airflow direction (the direction of the tributary 6c) in the branch flow path 5c.
  • the area surrounded by the branch flow path 5c (flow path cross-sectional area S) is larger than twice the minimum area.
  • the principle is that the coarse particles 7a and the fine particles 7b are sized according to the size of the particles using inertia. Therefore, in order to improve the sizing accuracy of the coarse particles 7a and the fine particles 7b, the flow velocity of the air flow 6a immediately before the branching portion A of the introduction flow path 5a is maximized, and after branching into the main flow 6b and the branch flow 6c. It is important to rapidly reduce the respective flow rates.
  • the area (flow path cross-sectional area S) which the branch flow path 5c surrounds in the branch part A is other than the branch part A Since it is larger than the smallest minimum area surrounded by the branch flow path 5c at any position, the flow velocity immediately after branching to the branch flow 6c is drastically reduced to improve the sizing accuracy of the coarse particles 7a and the fine particles 7b. Can be improved. In addition, it becomes possible to take in more fine particles 7b into the branch channel 5c.
  • the fine particle measuring apparatus 10, 10A, 10B according to Aspect 11 of the present invention is the same as that in Aspect 9 or 10, except that the branch flow path at the branch portion A has a cross-sectional shape perpendicular to the airflow direction (direction of the tributary 6c) in the branch flow path 5c.
  • the area surrounded by 5c (flow path cross-sectional area S) is preferably larger than twice the area (flow path cross-sectional area Sb) surrounded by the gas inlet B in the measurement unit (sensor 1).
  • the fine particle measuring apparatus 10, 10A, 10B is the branching portion in any one of the ninth to eleventh aspects having a cross-sectional shape perpendicular to the airflow direction (direction of the tributary 6c) in the branch flow path 5c.
  • the area surrounded by the branch flow path 5c at A is preferably larger than twice the area surrounded by the gas outlet C (flow path cross-sectional area Sc) in the measurement unit (sensor 1). .
  • the width of the flux of the tributary 6c passing through the sensor 1 can be reduced. Therefore, the microparticles 7b can be passed through the sensor 1 by the branch flow 6c having a narrower flux. For this reason, for example, when the sensor 1 measures the fine particles 7b by the light scattering method, the tributary 6c in which the fine particles 7b are more concentrated is irradiated with light, and the amount of the fine particles 7b is measured with high accuracy. can do.
  • the present invention can be used for a fine particle measuring apparatus and a fine particle sensor for separating fine particles floating in the atmosphere and measuring the amount of the separated fine particles.

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Abstract

　小型であり、かつ安価な微粒子測定装置を実現するため、微粒子測定装置（１０）は、１つのファン（４）が導入流路（５ａ）から分岐部（Ａ）を介して主流路（５ｂ）及び支流路（５ｃ）それぞれの末端へ向かう気流を発生させており、センサ（１）が支流路（５ｃ）の途中に設けられており、導入流路（５ａ）、主流路（５ｂ）、及びファン（４）は、同一方向に配列して設けられている。

Description

微粒子測定装置
　本発明は、微粒子測定装置に関する。
　大気中に浮遊する微粒子を分離し、分離した微粒子の量を測定する微粒子測定装置として、例えば特許文献１に開示された装置が挙げられる。特許文献１に開示された微粒子の分離方法では、流体中に浮遊する粒子を加速して慣性力によって分離している。
　図１１は、特許文献１に開示された分離方法を示す概略説明図である。図１１に示されるように、特許文献１の分離方法では、分岐路１３において、主流１１と支流１２とを逆方向に配列し、浮遊粒子を含む含粒子流体１５を支流１２側へ傾斜した流入路１６を通ってノズル部１７を経て導入する。主流１１及び支流１２は、ポンプや測定器等によって吸引される吸気路を通る。主流１１と支流１２とで吸引されることによって、含粒子流体１５は、流入路１６を通して系内に導入される。
　系内に導入された含粒子流体１５は、ノズル部１７において加速され、粗大粒子１１０は慣性力が大きいので主流１１に乗せて主吸引路１１２から除去される。また、微小粒子１８は慣性力が小さいので、分岐路１３にて反転して逆方向の支流１２に乗せて支吸引路１１４へ送り込むようになっている。これによって、含粒子流体１５に含まれる微小粒子１８及び粗大粒子１１０が分離されることになる。特許文献１の分離方法では、主流１１及び支流１２の流量調整、またはサンプリング管１１６のような可動部材の上下移動でノズル部１７の全長とその間隔を調整することによって、粒子の分級特性を変えることができる。
日本国公開特許公報「特開２００４－８９８９８号公報（２００４年　３月２５日公開）」
　しかしながら、特許文献１に開示された分離方法では、主流１１は、ポンプによって吸引されており、支流１２は測定器によって吸引されている。すなわち、分岐路１３において、主流１１と支流１２とを逆方向に配列するために、ポンプ及び測定器という２つの駆動源を用いている。それゆえ、特許文献１の技術では、分離装置が大型化するという問題がある。
　また、小型化するために、駆動源を１つにすることが考えられる。しかし、特許文献１の分離装置は、円錐孔形状の基台を備え、該円錐孔形状の中心にサンプリング管１１６が設けられた構成である。このような構成では、１つの駆動源による吸引によって、主流１１と支流１２とを逆方向に配列することは困難である。
　また、従来、小型な微粒子測定装置として、２つのタイプの装置が知られている。
　１つ目のタイプの微粒子測定装置は、粒子を分粒することなく、例えば大気中の粒子に対し、センサが光を照射し、その散乱光の強度から粒子の粒径を推計することを原理としている。このタイプの装置は、分粒しないため、粒子を検出するセンサが高価になるという問題がある。安価なセンサでは、粒子の粒径を測定することが困難である。
　２つ目のタイプの微粒子測定装置は、サイクロンを用いて大気中の粒子を分粒し、分粒した粒子を検出・測定することを原理としている。このタイプの装置は、サイクロンにゴミが溜まるといった問題がある。
　本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、小型であり、かつ安価な微粒子測定装置を提供することにある。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る微粒子測定装置は、外部から気体を導入する導入流路と、導入流路における外部と反対側の末端にある分岐部にて分岐した主流路及び支流路と、上記導入流路から、上記分岐部を介して、上記主流路及び上記支流路それぞれにおける上記分岐部と反対側の末端である出口へ向かう気流を発生させる、１つの流体駆動部と、上記支流路の途中に設けられ、気体中の微粒子を測定する測定部と、を備え、上記分岐部において、上記主流路は、上記導入流路における気流方向と同一の方向に延び、上記支流路は、上記導入流路における気流方向と反対の方向に延びており、上記導入流路、上記主流路、及び上記流体駆動部は、同一方向に配列して設けられていることを特徴としている。
　本発明の一態様によれば、小型であり、かつ安価な微粒子測定装置を実現できるという効果を奏する。
本発明の実施形態１に係る微粒子測定装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係る微粒子測定装置内に形成された気体流路の概略構成を示した断面図である。 本発明の実施形態１に係る微粒子測定装置内において、ファンによって、発生する気流を模式的に示した断面図である。 導入流路を通して系内へ導入された含粒子流体の分岐部における分粒の状態を模式的に示した断面図である。 本発明の実施形態２に係る微粒子測定装置内に形成された気体流路の概略構成を示し、（ａ）は、気体流路全体の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、分岐部近傍における気体流路の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る微粒子測定装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態３に係る微粒子測定装置内に形成された気体流路の概略構成を示した断面図である。 本発明の実施形態３に係る微粒子測定装置において、支流路と気体導入口との位置関係を説明するための断面図である。 本発明の実施形態３に係る微粒子測定装置において、主流路の主流と支流路の支流とのなす角度が９０度である構成を示す断面図である。 ファンが間欠駆動モードにより駆動される、本発明の実施形態４に係る微粒子測定装置の構成を示す断面図である。 特許文献１に開示された分離方法を示す概略説明図である。
　〔実施形態１〕
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る微粒子測定装置１０の構成を示す斜視図である。本実施形態に係る微粒子測定装置１０は、外部から気体（例えば空気）を吸引し、該気体に含まれる所望粒径の微粒子の量を測定するものである。
　図１に示されるように、本実施形態に係る微粒子測定装置１０は、センサ１（測定部）と、吸気部２と、分粒部３と、ファン４（流体駆動部）と、を備えている。微粒子測定装置１０は、単一の流体駆動部としてのファン４を駆動することによって、吸気部２から外部の空気を導入するようになっている。微粒子測定装置１０内に導入された空気は、装置内に形成された気体流路を通過して、ファン４を介して外部へ排出される。センサ１は、微粒子測定装置１０内に形成された気体流路の途中に設けられており、通過する空気中に含まれる微粒子の量を測定する。
　図２は、微粒子測定装置１０内に形成された気体流路の概略構成を示した断面図である。図２に示されるように、微粒子測定装置１０内に形成された気体流路は、導入流路５ａと、主流路５ｂと、支流路５ｃと、排出路５ｄとから構成されている。
　導入流路５ａは、吸気部２に形成されており、外部から気体（空気）を導入するための流路である。主流路５ｂ及び支流路５ｃは、導入流路５ａにおける外部と反対側の末端である分岐部Ａにて分岐した流路である。また、排出路５ｄは、主流路５ｂ及び支流路５ｃに合流しており、気体を外部へ排出するための流路である。
　センサ１は、支流路５ｃの途中に設けられており、支流路５ｃを通過する気体中の微小粒子の量を測定する。このセンサ１は、例えば、通過する気流中の微粒子に光を照射し、微粒子から散乱した光を検出する（すなわち光散乱法）によって、気体中の微小粒子の量を測定するものである。また、センサ１は、光散乱法に限らず、重量法によって気体中の微小粒子の量を測定するものであってもよい。
　図２に示される構成では、ファン４は、ただ１つ設けられおり、排出路５ｄ内に収容されている。なお、排出路５ｄの構成は、図２の構成に限定されず、ファン４の筐体そのものが排出路５ｄとなった構成であってもよい。
　ファン４は、導入流路５ａから主流路５ｂ及び支流路５ｃを介して排出路５ｄへ向かう気流を発生させる流体駆動部として機能する。ファン４は、遠心ファンである。それゆえ、微粒子測定装置１０において、導入流路５ａの気体導入口を上側とした場合、気体が外部へ排出される排出口（不図示）は、排出路５ｄの側面に設けられている。従って、排出路５ｄに流入した気体の外部への排出方向Ｆは、微粒子測定装置１０の上下方向に垂直な面内の方向である。
　なお、本実施形態における流体駆動部は、図２に示されるファン４に限定されず、導入流路５ａから主流路５ｂ及び支流路５ｃを介して排出路５ｄへ向かう気流を発生させることが可能なものであればよい。例えば、流体駆動部は、ポンプであってもよい。
　図３は、ファン４によって、微粒子測定装置１０内にて発生する気流を模式的に示した断面図である。また、図４は、導入流路５ａを通して系内へ導入された含粒子流体の分岐部Ａにおける分粒の状態を模式的に示した断面図である。
　図３に示されるように、ファン４の駆動によって、浮遊粒子を含んだ空気の流体（以下、含粒子流体と記す）は、支流路５ｃ側へ傾斜した導入流路５ａを通って、微粒子測定装置１０内に導入される（気流６ａ）。導入流路５ａは、気流６ａの方向に対して垂直な断面形状において、分岐部Ａへ向かうに流路が取り囲む面積（流路を構成する側壁によって囲まれた面積ともいう。以下、流路断面積と記す）が小さくなる構成になっている。それゆえ、導入流路５ａに導入された含粒子流体は、気流６ａに沿って、分岐部Ａに向かうに従い加速することになる。
　含粒子流体の気流６ａは、分岐部Ａにおいて、主流６ｂ及び支流６ｃに分岐する。主流６ｂ、及び支流６ｃは、それぞれ、ファン４によって吸引される主流路５ｂ、及び支流路５ｃを通る。１つのファン４を流体駆動源として、主流６ｂ及び支流６ｃに分岐して吸引することによって、大気などの含粒子流体を、導入流路５ａを通して系内へ導入することができる。
　微粒子測定装置１０において、系内へ吸引された含粒子流体は、気流６ａが分岐部Ａにおいて主流６ｂ及び支流６ｃに分岐したときに、所望粒径の微小粒子７ｂを含む含粒子流体と所望粒径以外の粗大粒子７ａを含む含粒子流体とに分粒される。このとき、主流６ｂには、所望粒径以外の粗大粒子７ａを含む含粒子流体が含まれる。一方、支流６ｃには、所望粒径の微小粒子７ｂを含む含粒子流体が含まれる。
　図４に示されるように、ファン４によって系内に吸引された含粒子流体は、導入流路５ａの分岐部Ａへ向かうに従い加速する。そして、粒径が比較的大きい粗大粒子７ａは、慣性力が大きいので、主流６ｂに乗せて主流路５ｂから排出路５ｄへ排出される。一方、粒径が比較的小さい微小粒子７ｂは、慣性力が小さい。それゆえ、微小粒子７ｂの移動は、含粒子流体の粘性によって支配される。このため、微小粒子７ｂは、主流６ｂ及び主流６ｂと逆方向の支流６ｃに乗せて、主流路５ｂ及び支流路５ｃへ送り込まれる。
　このように、本実施形態に係る微粒子測定装置１０では、上述の流路構成及びファン４の配置などによって、ファン４によって吸引される含粒子流体に含まれる粗大粒子７ａは、分岐部Ａにおいて主流路５ｂと逆方向に延びた支流路５ｃへ混入しないようになっている。一方、微小粒子７ｂは、主流路５ｂ及び支流路５ｃの両方に存在する。
　図３に示すように、支流路５ｃへ送り込まれた、微小粒子７ｂを含む含粒子流体は、支流６ｃに乗って、入口Ｂからセンサ１に流入し、出口Ｃから流出する。このようにセンサ１を通過することによって、含粒子流体に含まれる微小粒子７ｂの量が測定される。
　センサ１の出口Ｃから流出した、微小粒子７ｂを含む含粒子流体は、排出路５ｄへ向かって流出することになる。ここで、導入流路５ａ、主流路５ｂ、及びファン４は、略同一方向に配列して設けられている。このような構成とすることによって、粗大粒子７ａは、支流路５ｃへ逆流することなく、主流路５ｂへ分岐後、排出路５ｄを介して外部へ排出されやすくなる。それゆえ、測定対象でない粗大粒子７ａを、効率的に除去することができる。
　このように、図３に示される含粒子流体の気流において、粗大粒子７ａを含む、含粒子流体の主流６ｂは、分岐部Ａから、下側に配された排出路５ｄへ向かって最短距離になるように延びる主流路５ｂを通って、排出路５ｄから排出される。一方、微小粒子７ｂを含む、含粒子流体の支流６ｃは、分岐部Ａから、主流路５ｂと逆方向に延びセンサ１を介して迂回して排出路５ｄに合流する支流路５ｃを通って、排出路５ｄから排出される。そして、このように分岐部Ａにて粗大粒子７ａ及び微小粒子７ｂが分粒されるので、外部から吸引された含粒子流体のうち、粗大粒子７ａを含む含粒子流体は、センサ１を通過することなく外部へ排出される。一方、微小粒子７ｂを含む含粒子流体は、センサ１にて量が測定された後、外部へ排出されることになる。
　このように、本実施形態に係る微粒子測定装置１０においては、外部から吸引される含粒子流体の気流６ａを、分岐部Ａにおいて主流６ｂ及び支流６ｃに分岐し、この分岐に際し、粗大粒子７ａ及び微小粒子７ｂの分粒を行っている。さらに、主流６ｂ及び支流６ｃを１つの排出路５ｄにて合流させて外部へ排出している。また、主流６ｂ及び支流６ｃの分岐は、単一の流体駆動源であるファン４によって実現されている。そして、支流路５ｃの途中にセンサ１を設けたことによって、支流６ｃの含粒子流体中の微小粒子７ｂの量を測定している。
　それゆえ、ポンプ及び測定器という２つの駆動源を用いている特許文献１の技術と比較して、小型であり、かつ安価な微粒子測定装置を実現することができる。
　上述したように、微粒子測定装置１０では、慣性を利用して粒子の大きさに応じて粗大粒子７ａ及び微小粒子７ｂを分粒することを原理とする。それゆえ、粗大粒子７ａ及び微小粒子７ｂの分粒精度を向上させるためには、導入流路５ａの分岐部Ａ直前での気流６ａの流速を最大にし、主流６ｂ及び支流６ｃに分岐した後のそれぞれの流速を急激に低下させることが重要である。含粒子流体中の粒子の運動は、粒子サイズによって大きく２種類に分類される。比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子７ａ）は、慣性に従って運動するので、主流６ｂへ分岐後流速が低下した状態であっても直進運動を続けて主流路５ｂへ導かれる。一方、比較的サイズが小さい粒子（微小粒子７ｂ）は、運動が含粒子流体の粘性によって支配されるため、支流６ｃに分岐後、支流６ｃの流れに従って運動する。
　ここで、支流６ｃの吸入速度（流速）を高くした場合、本来主流路５ｂへ流れるべきである、比較的サイズが大きい粒子（粗大粒子７ａ）が支流路５ｃに導入してしまうおそれがある。本実施形態に係る微粒子測定装置１０において、支流路５ｃは、分岐部Ａから、微小粒子７ｂを測定するセンサ１を経て、排出路５ｄへの合流までが１つの流路として構成している。それゆえ、支流路５ｃの途中の位置にて、支流６ｃの流量を変化させることは、困難である。
　そこで、本実施形態に係る微粒子測定装置１０は、支流路５ｃにおける支流６ｃの流速を変化させるために、支流路５ｃにおける支流６ｃの方向に垂直な断面形状において、支流路５ｃが取り囲む面積（支流路５ｃを構成する側壁によって囲まれた面積ともいう。以下、流路断面積と記す）を変更させた点にある。一般的に、流量は、式：流路断面積×流速として表される。上記式において、流量を変化させずに流速を変化させるためには、流路断面積を変化させる必要がある。
　図２、３に示されるように、支流路５ｃにおける支流６ｃの方向に垂直な断面形状において、分岐部Ａでの支流路５ｃの流路断面積Ｓは、分岐部Ａ以外の任意の位置での支流路５ｃの流路断面積の中で最も小さい最小面積よりも大きくなっている。具体的には、分岐部Ａでの支流路５ｃの流路断面積Ｓは、最小面積の２倍の面積よりも大きくなっている。
　このように、分岐部Ａでの支流路５ｃの流路断面積Ｓを大きくすることによって、支流６ｃへの分岐直後の流速を急激に低下させて粗大粒子７ａ及び微小粒子７ｂの分粒精度を向上させることができる。その上、より多くの微小粒子７ｂを支流路５ｃへ取り込むことが可能になる。なお、分岐部Ａでの支流路５ｃの流路断面積Ｓが、最小面積の２倍の面積以下である場合、支流６ｃへの分岐直後の流速が、分岐直前の流速と同等である、あるいは分岐直前の流速よりも高くなるため、本来主流路５ｂへ流れるべき粗大粒子７ａが支流路５ｃへ流入してしまうおそれがある。
　また、図２，３に示される構成において、支流路５ｃの流路断面積が最も小さい最小面積になった位置は、センサ１における入口Ｂ及び出口Ｃである。図２，３に示される構成では、分岐部Ａでの支流路５ｃの流路断面積Ｓは、センサ１における入口Ｂの流路断面積Ｓｂの２倍の面積よりも大きいとともに、センサ１における出口Ｃの流路断面積Ｓｃの２倍の面積よりも大きくなっている。
　このように、センサ１における入口Ｂ及び出口Ｃの流路断面積Ｓｂ及びＳｃを最小面積とすることによって、センサ１を通過する支流６ｃの流束の幅を小さくすることができる。それゆえ、より狭い流束の支流６ｃによって、微小粒子７ｂをセンサ１に通過させることが可能になる。このため、例えば、センサ１が光散乱法によって微小粒子７ｂを測定する場合、微小粒子７ｂがより集中した状態の支流６ｃに光を照射することになり、微小粒子７ｂの量を高精度に測定することができる。
　また、粗大粒子７ａを含む含粒子流体の主流６ｂが通る主流路５ｂは、下側に配された排出路５ｄへ向かって最短距離になるように延びて、排出路５ｄに連結する。一方、微小粒子７ｂを含む含粒子流体の支流６ｃが通る支流路５ｃは、分岐部Ａから、主流路５ｂと逆方向に延びセンサ１を介して迂回して排出路５ｄに連結する。
　このように、本実施形態に係る微粒子測定装置１０において、主流路５ｂは、ファン４によって直接主流６ｂを外部へ排出するため、流路長が比較的短くなっている。一方、支流路５ｃは、途中にセンサ１が設けられており、支流６ｃがセンサ１を通過するように構成されているため、流路長が比較的長くなっている。微粒子測定装置１０は、支流路５ｃの途中にセンサ１を備え、かつただ１つのファン４を流体駆動源としているため、支流路５ｃの流路長が主流路５ｂの流路長よりも長くなった構成となる。このように、支流路５ｃの流路長が主流路５ｂの流路長よりも長くなることによって、支流路５ｃにおける支流６ｃの流路抵抗が全体として大きくなり、分岐部Ａでの支流６ｃの流速を低くすることができる。
　また、本実施形態に係る微粒子測定装置１０において、分岐部Ａでの支流路５ｃの入口の位置は、センサ１の入口Ｂの位置よりも重力方向の下側に配されている。この場合、分岐部Ａにおいて分岐した支流６ｃの方向は、重力方向と反対側の方向になる。
　センサ１は、ＰＭ２．５等の微小粒子７ｂを測定対象としている。導入流路５ａから流入する含粒子流体の気流６ａには、微小粒子７ｂの他に、ほこり等の粗大粒子７ａが含まれる。粗大粒子７ａは、慣性力によって直進運動し、排出路５ｄから外部へ排出される。ここで、ほこり等の粗大粒子７ａは、自重によって自然沈降の影響が大きいため、分岐部Ａでの支流路５ｃの入口の位置を、センサ１の入口Ｂの位置よりも重力方向の下側に配することによって、粗大粒子７ａのセンサ１への誤混入を確実に防止することができる。
　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態について、図５の（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図５は、本実施形態に係る微粒子測定装置内に形成された気体流路の概略構成を示し、図５の（ａ）は、気体流路全体の構成を示す断面図であり、図５の（ｂ）は、分岐部近傍における気体流路の構成を示す断面図である。
　図５の（ａ）に示されるように、本実施形態に係る微粒子測定装置では、導入流路５ａ、主流路５ｂ、及びファン４は、導入流路５ａを通過する気流の方向と略同一方向に配列して設けられている。このような構成とすることによって、粗大粒子は、支流路５ｃへ逆流することなく、主流路５ｂへ分岐後、すぐに排出路５ｄを介して外部へ排出される。それゆえ、図５の（ａ）に示される構成によれば、測定対象でない、比較的サイズが大きな粗大粒子を、より効率的に除去することができる。
　ここで、分岐部において分岐した含粒子流体の主流に含まれる粗大粒子は、慣性力によって、直進運動して外部へ排出される。それゆえ、分岐部における支流の流速が大きい場合、粗大粒子に支流方向成分の力が加わるため、粗大粒子の直進運動が損なわれる。このため、図５の（ｂ）に示されるように、導入流路５ａから導入される含粒子流体の気流６ａの方向が分岐部においてずれてしまい、主流路５ｂの開口Ｄ側へ分岐しなくなる。その結果、気流６ａに含まれる粗大粒子は、壁に衝突し支流路５ｃ側に逆流するおそれがある。
　したがって、分岐部において支流路５ｃへ分岐する支流の流速は、小さいことが好ましい。それゆえ、本実施形態に係る微粒子測定装置１０は、支流路５ｃにおける支流の方向に垂直な断面形状において、分岐部Ａでの支流路５ｃの流路断面積Ｓは、分岐部以外の任意の位置での支流路５ｃの流路断面積の中で最も小さい最小面積よりも大きくなっている。なお、支流路５ｃの流路断面積が最も小さい最小面積は、センサ１における入口の流路断面積Ｓｂ及び出口の流路断面積Ｓｃである。
　以上のように、本発明の微粒子測定装置による測定方法では、含粒子流体に含まれる微小粒子の量を測定するに際し、１つの流体駆動源（ファン４）によって装置内への吸気、及び装置外への排気を行っている。そして、装置内を通過する含粒子流体を、流路抵抗が小さい（流速が大きい）主流と、流路抵抗が大きい（流速が小さい）支流とに分岐し、分岐後の主流及び支流を合流させて外部へ排出しており、主流及び支流について排出方向を一致させている。また、主流の方向と装置内への吸気方向とを一致させるとともに、支流の方向を吸気方向と異なる方向とする。また、支流の途中に測定部（センサ１）を配置している。これによって、含粒子流体の支流に含まれる、測定対象の微小粒子の量をリアルタイムで測定することができる。さらには、小型であり、かつ安価な装置を用いて微粒子を測定することができる。
　〔実施形態３〕
　本発明のさらに他の実施形態について、図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図６は、本実施形態に係る微粒子測定装置１０Ａの構成を示す斜視図である。
　図６に示されるように、本実施形態に係る微粒子測定装置１０Ａは、センサ１（測定部）と、吸気部２と、分粒部３と、ファン４Ａ（流体駆動部）と、を備えている。微粒子測定装置１０Ａは、単一の流体駆動部としてのファン４Ａを駆動することによって、吸気部２から外部の空気を導入するようになっている。微粒子測定装置１０Ａ内に導入された空気は、装置内に形成された気体流路を通過して、ファン４Ａを介して外部へ排出される。センサ１は、微粒子測定装置１０Ａ内に形成された気体流路の途中に設けられており、通過する空気中に含まれる微粒子の量を測定する。
　図７は、微粒子測定装置１０Ａ内に形成された気体流路の概略構成を示した断面図である。図７に示されるように、微粒子測定装置１０Ａ内に形成された気体流路は、導入流路５ａと、主流路５ｂと、支流路５ｃとから構成されている。このように、本実施形態に係る微粒子測定装置１０Ａは、気体流路が主流路５ｂ及び支流路５ｃに合流する排出路を有していない点が、上記実施形態に係る微粒子測定装置１０と異なる。微粒子測定装置１０Ａは、主流路５ｂからファン４Ａへ向かって排出される主流６ｂと、支流路５ｃからファン４Ａへ向かって排出される支流６ｃとを仕切る仕切板８を備えている。仕切板８は、ファン４Ａの気体吸入面４１の中央に位置している。主流路５ｂの出口部分及び支流路５ｃの出口部分は、この仕切板８を介して隣接するように構成されている。この仕切板８によって、主流６ｂと支流６ｃとの合流が防止される。その結果、主流路５ｂと支流路５ｃとの間にて粒子の逆流を防止することができる。
　なお、仕切板８の位置は、気体吸入面４１の中央に限定されず、仕切板８によって区切られた気体吸入面４１において、主流６ｂが通過する面積と支流６ｃが通過する面積とが異なっていてもよい。このように、仕切板８を中央からずれた位置に配置することによって、主流６ｂの流速及び支流６ｃの流速の比率が変化した微粒子測定装置１０Ａを実現することができる。
　また、本実施形態に係る微粒子測定装置１０Ａは、ファン４Ａが軸流ファンである点が、上記実施形態に係る微粒子測定装置１０と異なる。それゆえ、微粒子測定装置１０Ａにおいて、導入流路５ａの気体導入口を上側とした場合、気体の外部への排出方向Ｆは、微粒子測定装置１０Ａの上下方向に平行な方向である。
　このように微粒子測定装置１０Ａでは、気体の外部への排出方向Ｆは、導入流路５ａへ導入される気体の気流６ａと略同じになっている。すなわち、微粒子測定装置１０Ａは、導入する気流６ａの方向と外部へ排出される気体の排出方向Ｆとが同一方向（上下方向）になっている。このため、微粒子測定装置１０Ａは、上下の設置スペースを確保できれば、薄型の電子機器に搭載するのに適している。図７では、微粒子測定装置１０Ａが空気清浄器の筐体２１に設置された状態が示されている。
　図７に示されるように、微粒子測定装置１０Ａは、筐体２１の壁に設置されている。この場合、微粒子測定装置１０Ａの気体の排出方向Ｆが下方向であるため、筐体２１の奥行方向Ｇの寸法を小さくし、薄型化を実現できる。
　また、微粒子測定装置１０Ａでは、センサ１は、分岐部Ａにおけるファン４Ａと反対側に配置されている。そして、支流路５ｃは、分岐部Ａでの入口から、分岐部Ａにおけるファン４Ａと反対側に向けて延びており、センサ１を介して迂回して、センサ１からさらに分岐部Ａにおけるファン４Ａと同一側に位置する出口に向けて延びている。それゆえ、支流路５ｃの全ての部分は、導入流路５ａにおける外部側の末端である気体導入口Ｅよりもファン４Ａに近い位置に設けられている。すなわち、図８に示されるように、微粒子測定装置１０Ａの上下方向において、気体導入口Ｅの位置である最大高さ位置Ｈａは、支流路５ｃの最大高さ位置Ｈｂよりも高くなっている。さらに換言すると、支流路５ｃの最大高さ位置Ｈｂは、気体導入口Ｅの位置である最大高さ位置Ｈａよりもファン４Ａに近くなっている。
　特許文献１の装置では、支流１２の方向を主流１１に対して１８０度反対方向とし、かつ、主流１１の方向と同一面としている。このような特許文献１の装置において、空気導入を１つのファンにて行う場合、支流１２の支吸引路１１４の位置は、空気の導入部よりも高い位置にならざるを得ず、これに伴い、支吸引路１１４が大幅に長くなる。その結果、特許文献１の装置では、装置の上下方向に小型化することが困難になる。また、特許文献１の装置において、空気導入を２つのファンにて行う場合、支流１２の支吸引路１１４の流路抵抗が大きいため、支流１２を発生させるために大パワーのファンが必要になる。それゆえ、大パワーのファンがコスト増の要因となる。
　微粒子測定装置１０Ａにおいて、主流６ｂの方向と支流６ｃの方向とのなす角度θは、１８０度よりも小さくなっている。これによって、分岐部Ａからファン４Ａへ向かう全流路において、支流路５ｃは、導入流路５ａの気体導入口Ｅよりもファン４Ａ側に配置される。すなわち、気体導入口Ｅの位置である最大高さ位置Ｈａが、支流路５ｃの最大高さ位置Ｈｂよりも高くなる。このため、微粒子測定装置１０Ａの寸法を上下方向に大きくすることを抑制することができる。
　また、主流路５ｂの主流６ｂと支流路５ｃの支流６ｃとのなす角度θは、１２０度以上、１５０度以下の範囲であることが好ましく、１３０度であることがより好ましい。
　ここで、主流路５ｂの主流６ｂと支流路５ｃの支流６ｃとのなす角度θが９０度以上、１２０度未満である場合、粗大粒子が分岐部において支流６ｃへ流入しやすくなり、分岐部における微小粒子及び粗大粒子の分粒性能が低くなるため、好ましくない。
　例えば、図９は、主流路５ｂの主流６ｂと支流路５ｃの支流６ｃとのなす角度θが９０度である構成を示す断面図である。なお、図９の構成では、主流６ｂの方向を重力方向とし、気流６ａと同じ方向としている。それゆえ、図９の構成は、支流６ｃが分岐部から重力方向に対して９０度に分岐した構成であるともいえる。
　図９の構成では、支流６ｃの流路抵抗は低減する。しかし、矢印Ｉの方向の空気の流れが生じやすくなる。このため、図９の構成では、粗大粒子が支流６ｃへ流入する確率が高くなる。それゆえ、分岐部における粗大粒子の支流６ｃへの流入を確実に防止し、微小粒子及び粗大粒子の分粒性能を高めるためには、主流路５ｂの主流６ｂと支流路５ｃの支流６ｃとのなす角度θが１２０度以上であることが好ましい。すなわち、主流６ｂの方向の前側をファン側としたとき、支流６ｃは、分岐部において、主流６ｂの方向に対し後側へ向けて１２０度以上の角度θにて分岐していることが好ましい。
　また、主流６ｂと支流６ｃとのなす角度θが１５０度を超え、１８０度以下である場合、支流６ｃは、分岐部において、主流６ｂの方向（気流６ａの方向、重力方向と同じ）に対し後側へ向けて１８０度に近い角度θにて分岐することになる。このような構成では、支流６ｃの流路抵抗が増大する。それゆえ、ファンの数を削減することができないとともに、装置モジュールが大型化する。したがって、１つのファン（または、２つの小型ファン）による吸気によって、主流６ｂ及び支流６ｃを生じさせることが困難になる。
　よって、支流６ｃの流路抵抗を低減させるためには、主流６ｂと支流６ｃとのなす角度θが１５０度以下であることが好ましい。すなわち、主流６ｂの方向の前側をファン側としたとき、支流６ｃは、分岐部において、主流６ｂの方向に対し後側へ向けて１５０度以下の角度θにて分岐していることが好ましい。
　また、主流路５ｂは、分岐部から、導入流路５ａとほぼ同じ方向に延びていることが好ましい。一方、支流路５ｃは、分岐部から導入流路５ａと異なる方向に延びていることが好ましい。
　主流路５ｂが導入流路５ａとほぼ同じ方向に延びていることによって、導入流路５ａの気流６ａの方向と支流６ｃの方向とが同じになる。このため、導入流路５ａの気流６ａに含まれる粗大粒子は、粒子に働く慣性力の影響によって気流６ａの方向に対して移動方向を変えることができない。このため、粗大粒子は、分岐部において、気流６ａと同じ方向の主流６ｂに流れ込む。また、支流路５ｃが分岐部から導入流路５ａと異なる方向に延びているので、粗大粒子が支流６ｃへ流れ込みにくくなる。
　〔実施形態４〕
　本発明のさらに他の実施形態について、図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図１０は、本実施形態に係る微粒子測定装置１０Ｂの構成を示す断面図である。
　本実施形態に係る微粒子測定装置１０Ｂは、ファン４Ａの駆動出力を制御する駆動制御部４３を備えている点が、実施形態１～３に係る微粒子測定装置１０・１０Ａと異なる。微粒子測定装置１０Ｂでは、駆動制御部４３によって、ファンの駆動出力が、可変するようになっている。
　ここで、微粒子測定装置における微粒子の分粒は、「分岐部にて分粒するときの粒子の速度」に応じて、微粒子の分級範囲（分粒可能な微粒子径の範囲）を変化させることが可能である。特許文献１の装置のように、駆動源が２つある場合、「分岐部にて分粒するときの粒子の速度」は、２つの駆動源による吸引力の合計によって決定される。このため、微粒子の分級範囲を変化させるために粒子の速度を変更するとき、２つの駆動源の吸引力をそれぞれ変更し、吸引力の合計が所望の吸引量になるようにする必要がある。
　一方、本実施形態に係る微粒子測定装置１０Ｂは、駆動源として１つのファン４Ａを備え、駆動制御部４３によって、ファン４Ａの駆動出力（吸引力）が、可変するようになっているので、特許文献１の装置よりも簡便に「分岐部にて分粒するときの粒子の速度」を変更することができる。
　本実施形態における上記駆動制御部４３によるファンの駆動出力制御モードとしては、例えば、特願２０１３－２５５４５８（本願出願時点で未公開）に記載の間欠駆動モードが挙げられる。図１０は、ファンが間欠駆動モードにより駆動される、本実施形態に係る微粒子測定装置１０Ｂの構成を示す断面図である。
　図１０に示されるように、微粒子測定装置１０Ｂでは、流体駆動部としてのファン４Ａが駆動出力を発生するための電力を供給する電力供給部４２と、この電力供給部４２からファン４Ａへの駆動電力の供給を制御する駆動制御部４３とが設けられている。また、微粒子測定装置１０Ｂは、センサ１の検出動作を制御する検出制御部３１を備えている。この検出制御部３１は、センサ１に粒子を検出させる検出状態とセンサ１に粒子を検出させない、つまり粒子検出を停止させる非検出状態とに切り替える検出状態切替部３１ａを備えている。
　微粒子測定装置１０Ｂでは、駆動制御部４３は、電力供給部４２から流体駆動部としてのファン４Ａへの第１電圧としての第１入力電圧ＶＨ０による第１電圧駆動状態と、電力供給部４２からファン４Ａへの該第１入力電圧ＶＨ０よりも低い第２電圧としての第２入力電圧ＶＬ０による第２電圧駆動状態とを連続して繰り返す間欠駆動モードでの駆動動作を行わせるようになっている。
　検出状態切替部３１ａは、間欠駆動モードにて駆動するときの第１電圧駆動状態と第２電圧駆動状態との連続的な繰り返しにおける各繰り返しの時間の中で、センサ１に粒子を検出させる検出状態と上記粒子検出部に粒子を検出させない非検出状態との切り替えを１回以上行うようになっている。
　これにより、粒子の分級範囲を簡単に変化し得る微粒子測定装置１０Ｂを提供することができる。
　なお、本実施形態に係る微粒子測定装置において、駆動制御部によりファンの駆動出力を低下させる方法は、上述の間欠駆動モードにより低下させる方法に限定されない。例えば、電圧制御法とＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）制御法との２種類が挙げられる。
　電圧制御方法とは、ファン等の流体駆動部に供給する電圧を低下させることによりファン等の流体駆動部の回転速度を低下させる方法である。また、ＰＷＭ制御法は、ファン等の流体駆動部に供給するパルス波のデューティー比を制御することにより、ファン等の流体駆動部の回転速度を制御する方法である。ファン４ＡをＰＷＭ制御法により制御可能な軸流ファンとすることによって、「分岐部にて分粒するときの粒子の速度」を簡便に変更することができる。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、外部から気体を導入する導入流路５ａと、導入流路５ａにおける外部と反対側の末端にある分岐部Ａにて分岐した主流路５ｂ及び支流路５ｃと、導入流路５ａから、分岐部Ａを介して、主流路５ｂ及び支流路５ｃそれぞれにおける分岐部Ａと反対側の末端である出口へ向かう気流を発生させる、１つの流体駆動部（ファン４、４Ａ）と、支流路５ｃの途中に設けられ、気体中の微粒子を測定する測定部（センサ１）と、を備え、分岐部Ａにおいて、主流路５ｂは、導入流路５ａにおける気流６ａの方向と同一の方向に延び、支流路５ｃは、導入流路５ａにおける気流６ａの方向と反対の方向に延びており、導入流路５ａ、主流路５ｂ、及び流体駆動部（ファン４、４Ａ）は、同一方向に配列して設けられていることを特徴としている。ここで、「支流路５ｃは、導入流路５ａにおける気流６ａの方向と反対の方向に延びており」の範疇には、支流路５ｃが気流６ａの方向と正反対の方向に延びている構成だけでなく、「支流路５ｃが、導入流路５ａにおける気流６ａの方向と実質的に反対の方向に延びている」も含まれ、具体的には、分岐部Ａを通過し導入流路５ａにおける気流６ａに対して垂直な第１の仮想平面を基準として、支流路５ｃが気流６ａの方向と反対側（気流６ａの方向の上流側）の空間にあり、かつ気流６ａの方向に対する支流路５ｃの角度が９０°よりも大きくなった（鈍角となった角度）構成も含まれている。
　また、「導入流路５ａ、主流路５ｂ、及び流体駆動部（ファン４、４Ａ）が同一方向に配列して設けられている」の範疇には、完全に同一方向に配列して設けられている構成に加え、「導入流路５ａ、主流路５ｂ、及び流体駆動部（ファン４）が実質的に同一方向に配列して設けられている」構成も含まれ、具体的には、主流路５ｂ及び流体駆動部（ファン４）がともに上記第１の仮想平面を基準として、気流６ａの方向と同一側（気流６ａの方向の下流側）の空間にあり、かつ、気流６ａの方向に対する主流路５ｂの角度が９０°未満である（鋭角となった角度）構成も含まれる。
　上記の構成によれば、外部から吸引される含粒子流体の気流６ａを、分岐部Ａにおいて主流路５ｂを通過する主流６ｂ、及び支流路５ｃを通過する支流６ｃに分岐し、この分岐に際し、粗大粒子７ａ及び微小粒子７ｂの分粒を行っている。さらに、主流６ｂ及び支流６ｃを外部へ排出している。また、主流６ｂ及び支流６ｃの分岐は、単一の流体駆動源であるファン４によって実現されている。そして、支流路５ｃの途中にセンサ１を設けたことによって、支流６ｃの含粒子流体中の微小粒子７ｂの量を測定している。
　さらに、上記の構成によれば、導入流路５ａ、主流路５ｂ、及び流体駆動部（ファン４、４Ａ）が、同一方向に配列して設けられているので、粗大粒子は、支流路５ｃへ逆流することなく、主流路５ｂへ分岐後、すぐに排出路５ｄを介して外部へ排出される。それゆえ、上記の構成によれば、測定対象でない、比較的サイズが大きな粗大粒子を、効率的に除去することができる。
　以上のことから、ポンプ及び測定器という２つの駆動源を用いている特許文献１の技術と比較して、小型であり、かつ安価な微粒子測定装置を実現することができる。
　また、本発明の態様２に係る微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、上記態様１において、支流路５ｃの流路長は、主流路５ｂの流路長よりも長いことが好ましい。
　さらに、本発明の態様３に係る微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、上記態様１または２において、測定部（センサ１）は、分岐部Ａにおける流体駆動部（ファン４、４Ａ）と反対側に配置されており、支流路５ｃは、分岐部Ａでの入口から、分岐部Ａにおける流体駆動部（ファン４、４Ａ）と反対側に向けて延びており、測定部（センサ１）を介して迂回して、上記測定部（センサ１）からさらに分岐部Ａにおける上記流体駆動部（ファン４、４Ａ）と同一側に位置する出口に向けて延びていることが好ましい。ここで、「測定部（センサ１）は、分岐部Ａにおける流体駆動部（ファン４、４Ａ）と反対側に配置されている」の範疇には、完全に反対側に配置されている構成に加え、「測定部（センサ１）が、分岐部Ａにおける流体駆動部（ファン４、４Ａ）と実質的に反対側に配置されている」構成、具体的には、流体駆動部（ファン４）が上記第１の仮想平面を基準として、気流６ａの方向と同一側（気流６ａの方向の下流側）の空間にある一方、測定部（センサ１）が上記第１の仮想平面を基準として、気流６ａの方向と反対側（気流６ａの方向の上流側）の空間にある構成も含まれる。
　また、「支流路５ｃは、分岐部Ａでの入口から、分岐部Ａにおける流体駆動部（ファン４、４Ａ）と反対側に向けて延びており、」の範疇には、完全に逆方向に延びている構成に加え、「支流路５ｃが、分岐部Ａでの入口から、分岐部Ａにおける流体駆動部（ファン４、４Ａ）と実質的に反対側に向けて延びている」構成も含まれ、具体的には、分岐部Ａを通過し主流路５ｂを通る主流６ｂの方向に対して垂直な第２の仮想平面を基準として、支流路５ｃが主流６ｂの方向と反対側（主流６ｂの方向の上流側）の空間にあり、かつ主流６ｂの方向に対する支流路５ｃの角度が９０°よりも大きくなった（鈍角となった角度）構成も含まれる。
　上記の構成によれば、主流路５ｂは、ファン４によって直接主流６ｂを外部へ排出するため、流路長が比較的短くなっている。一方、支流路５ｃは、途中にセンサ１が設けられており、支流６ｃがセンサ１を通過するように構成されているため、流路長が比較的長くなっている。微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、支流路５ｃの途中にセンサ１を備え、かつただ１つのファン４を流体駆動源としているため、支流路５ｃの流路長が主流路５ｂの流路長よりも長くなった構成となる。このように、支流路５ｃの流路長が主流路５ｂの流路長よりも長くなることによって、支流路５ｃにおける支流６ｃの流路抵抗が全体として大きくなり、分岐部Ａでの支流６ｃの流速を低くすることができる。
　また、本発明の態様４に係る微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、上記態様１～３の何れかにおいて、支流路５ｃの全ての部分は、導入流路５ａにおける外部側の末端である気体導入口Ｅよりも流体駆動部（ファン４、４Ａ）に近い位置に設けられていることが好ましい。
　特許文献１の装置では、支流の方向を主流に対して１８０度反対方向とし、かつ、主流の方向と同一面としている。このような特許文献１の装置において、空気導入を１つのファンにて行う場合、支流の支吸引路の位置は、空気の導入部よりも高い位置にならざるを得ず、これに伴い、支吸引路が大幅に長くなる。その結果、特許文献１の装置では、装置の上下方向に小型化することが困難になる。
　これに対し、上記の構成によれば、支流路５ｃの全ての部分は、導入流路５ａにおける外部側の末端である気体導入口Ｅよりも流体駆動部（ファン４、４Ａ）に近い位置に設けられているので、微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂの寸法を上下方向に大きくすることを抑制することができる。
　また、本発明の態様５に係る微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、上記態様１～４の何れかにおいて、分岐部Ａでの支流路５ｃの入口の位置は、測定部（センサ１）における気体の入口Ｂの位置よりも重力方向の下側に配されていることが好ましい。この場合、分岐部Ａにおいて分岐した支流６ｃの方向は、重力方向と反対側の方向になる。
　粗大粒子７ａは、慣性力によって直進運動し、排出路５ｄから外部へ排出される。ここで、上記の構成によれば、ほこり等の粗大粒子７ａは、自重によって自然沈降の影響が大きいため、分岐部Ａでの支流路５ｃの入口の位置を、センサ１の入口Ｂの位置よりも重力方向の下側に配することによって、粗大粒子７ａのセンサ１への誤混入を確実に防止することができる。
　また、本発明の態様６に係る微粒子測定装置１０Ａは、上記態様１～５の何れかにおいて、導入流路５ａの外部側の末端である気体導入口Ｅにおける気体の導入方向（気流６ａの方向）と、上記流体駆動部（ファン４Ａ）によって外部へ排出される気体の排出方向Ｆとは、同一であることが好ましい。ここでいう「気体導入口Ｅにおける気体の導入方向（気流６ａの方向）と、上記流体駆動部（ファン４Ａ）によって外部へ排出される気体の排出方向Ｆとは、同一である」の範疇には、「気体導入口Ｅを通過する気流束と、流体駆動部（ファン４Ａ）によって外部へ排出される気流束とが、分岐部Ａにて気体導入口Ｅへ向かう逆流が発生しない程度に同軸になる」構成も含まれる。
　上記の構成によれば、導入流路５ａの気体導入口Ｅを上側とした場合、気体の外部への排出方向Ｆは、微粒子測定装置１０Ａの上下方向に平行な方向である。それゆえ、上記の構成を有する微粒子測定装置１０Ａは、上下の設置スペースを確保できれば、薄型の電子機器に搭載するのに適している。それゆえ、上記の構成によれば、電子機器内に微粒子測定装置１０Ａを配置する自由度が高くなる。
　また、本発明の態様７に係る微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、上記態様１～６の何れかにおいて、主流路５ｂにおける気流の方向（主流６ｂの方向）と支流路５ｃにおける気流の方向（支流６ｃ）とのなす角度θは、１２０度以上、１５０度以下の範囲であることが好ましい。
　ここで、主流路５ｂの主流６ｂと支流路５ｃの支流６ｃとのなす角度θが９０度以上、１２０度未満である場合、粗大粒子が分岐部において支流６ｃへ流入しやすくなり、分岐部における微小粒子及び粗大粒子の分粒性能が低くなるため、好ましくない。それゆえ、分岐部における粗大粒子の支流６ｃへの流入を確実に防止し、微小粒子及び粗大粒子の分粒性能を高めるためには、主流路５ｂの主流６ｂと支流路５ｃの支流６ｃとのなす角度θが１２０度以上であることが好ましい。すなわち、主流６ｂの方向の前側をファン側としたとき、支流６ｃは、分岐部において、主流６ｂの方向に対し後側へ向けて１２０度以上の角度θにて分岐していることが好ましい。
　また、主流６ｂと支流６ｃとのなす角度θが１５０度を超え、１８０度以下である場合、支流６ｃは、分岐部において、主流６ｂの方向に対し後側へ向けて１８０度に近い角度θにて分岐することになる。このような構成では、支流６ｃの流路抵抗が増大する。それゆえ、ファンの数を削減することができないとともに、装置モジュールが大型化する。したがって、１つのファン（または、２つの小型ファン）による吸気によって、主流６ｂ及び支流６ｃを生じさせることが困難になる。よって、支流６ｃの流路抵抗を低減させるためには、主流６ｂと支流６ｃとのなす角度θが１５０度以下であることが好ましい。すなわち、主流６ｂの方向の前側をファン側としたとき、支流６ｃは、分岐部において、主流６ｂの方向に対し後側へ向けて１５０度以下の角度θにて分岐していることが好ましい。
　以上のことから、主流路５ｂにおける気流の方向（主流６ｂの方向）と支流路５ｃにおける気流の方向（支流６ｃ）とのなす角度θは、１２０度以上、１５０度以下の範囲であることが好ましい。
　また、本発明の態様８に係る微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、上記態様１～７の何れかにおいて、上記流体駆動部（ファン４、４Ａ）の駆動出力を制御する駆動制御部４３を備え、駆動制御部４３によって、上記流体駆動部（ファン４、４Ａ）の駆動出力が、可変するようになっていることが好ましい。
　ここで、微粒子測定装置における微粒子の分粒は、「分岐部にて分粒するときの粒子の速度」に応じて、微粒子の分級範囲（分粒可能な微粒子径の範囲）を変化させることが可能である。特許文献１の装置のように、駆動源が２つある場合、「分岐部にて分粒するときの粒子の速度」は、２つの駆動源による吸引力の合計によって決定される。このため、微粒子の分級範囲を変化させるために粒子の速度を変更するとき、２つの駆動源の吸引力をそれぞれ変更し、吸引力の合計が所望の吸引量になるようにする必要がある。
　一方、上記の構成によれば、駆動源として１つのファン４、４Ａを備え、駆動制御部４３によって、ファン４、４Ａの駆動出力（吸引力）が、可変するようになっているので、特許文献１の装置よりも簡便に「分岐部にて分粒するときの粒子の速度」を変更することができる。
　また、本発明の態様９に係る微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、上記態様１～８の何れかにおいて、支流路５ｃにおける気流方向（支流６ｃの方向）に垂直な断面形状において、分岐部Ａでの支流路５ｃが取り囲む面積（流路断面積Ｓ）は、分岐部Ａ以外の任意の位置での支流路５ｃが取り囲む面積の中で最も小さい最小面積よりも大きいことが好ましい。
　より具体的には、本発明の態様１０に係る微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、上記態様９において、支流路５ｃにおける気流方向（支流６ｃの方向）に垂直な断面形状において、分岐部Ａでの支流路５ｃが取り囲む面積（流路断面積Ｓ）は、上記最小面積の２倍の面積よりも大きい構成である。
　ここで、微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂでは、慣性を利用して粒子の大きさに応じて粗大粒子７ａ及び微小粒子７ｂを分粒することを原理とする。それゆえ、粗大粒子７ａ及び微小粒子７ｂの分粒精度を向上させるためには、導入流路５ａの分岐部Ａ直前での気流６ａの流速を最大にし、主流６ｂ及び支流６ｃに分岐した後のそれぞれの流速を急激に低下させることが重要である。上記の構成によれば、支流路５ｃにおける気流方向（支流６ｃの方向）に垂直な断面形状において、分岐部Ａでの支流路５ｃが取り囲む面積（流路断面積Ｓ）は、分岐部Ａ以外の任意の位置での支流路５ｃが取り囲む面積の中で最も小さい最小面積よりも大きいので、支流６ｃへの分岐直後の流速を急激に低下させて粗大粒子７ａ及び微小粒子７ｂの分粒精度を向上させることができる。その上、より多くの微小粒子７ｂを支流路５ｃへ取り込むことが可能になる。
　本発明の態様１１に係る微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、上記態様９または１０において、支流路５ｃにおける気流方向（支流６ｃの方向）に垂直な断面形状において、分岐部Ａでの支流路５ｃが取り囲む面積（流路断面積Ｓ）は、測定部（センサ１）における気体の入口Ｂが取り囲む面積（流路断面積Ｓｂ）の２倍の面積よりも大きいことが好ましい。
　さらに、本発明の態様１２に係る微粒子測定装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、上記態様９～１１の何れかにおいて、支流路５ｃにおける気流方向（支流６ｃの方向）に垂直な断面形状において、分岐部Ａでの支流路５ｃが取り囲む面積（流路断面積Ｓ）は、測定部（センサ１）における気体の出口Ｃが取り囲む面積（流路断面積Ｓｃ）の２倍の面積よりも大きいことが好ましい。
　これによって、センサ１を通過する支流６ｃの流束の幅を小さくすることができる。それゆえ、より狭い流束の支流６ｃによって、微小粒子７ｂをセンサ１に通過させることが可能になる。このため、例えば、センサ１が光散乱法によって微小粒子７ｂを測定する場合、微小粒子７ｂがより集中した状態の支流６ｃに光を照射することになり、微小粒子７ｂの量を高精度に測定することができる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　本発明は、大気中に浮遊する微粒子を分離し分離した微粒子の量を測定する、微粒子測定装置や微粒子センサに利用することができる。
　１　　　　　　　　　　　　センサ（測定部）
　２　　　　　　　　　　　　吸気部
　３　　　　　　　　　　　　分粒部
４、４Ａ　　　　　　　　　　ファン（流体駆動部）
５ａ　　　　　　　　　　　　導入流路
５ｂ　　　　　　　　　　　　主流路
５ｃ　　　　　　　　　　　　支流路
５ｄ　　　　　　　　　　　　排出路
６ａ　　　　　　　　　　　　気流
６ｂ　　　　　　　　　　　　主流
６ｃ　　　　　　　　　　　　支流
７ａ　　　　　　　　　　　　粗大粒子
７ｂ　　　　　　　　　　　　微小粒子
１０、１０Ａ、１０Ｂ　　　　微粒子測定装置
３１　　　　　　　　　　　　検出制御部
３１ａ　　　　　　　　　　　検出状態切替部
４２　　　　　　　　　　　　電力供給部
４３　　　　　　　　　　　　駆動制御部
　Ａ　　　　　　　　　　　　分岐部
　Ｂ　　　　　　　　　　　　入口
　Ｃ　　　　　　　　　　　　出口
　Ｅ　　　　　　　　　　　　気体導入口
　Ｆ　　　　　　　　　　　　排出方向

Claims (12)

  1. 　外部から気体を導入する導入流路と、
    　導入流路における外部と反対側の末端にある分岐部にて分岐した主流路及び支流路と、
    　上記導入流路から、上記分岐部を介して、上記主流路及び上記支流路それぞれにおける上記分岐部と反対側の末端である出口へ向かう気流を発生させる、１つの流体駆動部と、
    　上記支流路の途中に設けられ、気体中の微粒子を測定する測定部と、を備え、
    　上記分岐部において、上記主流路は、上記導入流路における気流方向と同一の方向に延び、上記支流路は、上記導入流路における気流方向と反対の方向に延びており、
    　上記導入流路、上記主流路、及び上記流体駆動部は、同一方向に配列して設けられていることを特徴とする微粒子測定装置。
  2. 　上記支流路の流路長は、上記主流路の流路長よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の微粒子測定装置。
  3. 　上記測定部は、上記分岐部における上記流体駆動部と反対側に配置されており、
    　上記支流路は、上記分岐部での入口から、上記分岐部における上記流体駆動部と反対側に向けて延びており、上記測定部を介して迂回して、上記測定部からさらに上記分岐部における上記流体駆動部と同一側に位置する出口に向けて延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の微粒子測定装置。
  4. 　上記支流路の全ての部分は、上記導入流路における外部側の末端である気体導入口よりも上記流体駆動部に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
  5. 　上記分岐部での上記支流路の入口の位置は、上記測定部における気体の入口の位置よりも重力方向の下側に配されていることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
  6. 　上記導入流路の外部側の末端である気体導入口における気体の導入方向と、上記流体駆動部によって外部へ排出される気体の排出方向とは、同一であることを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
  7. 　上記分岐部において、上記主流路における気流の方向と上記支流路における気流の方向とのなす角度は、１２０度以上、１５０度以下の範囲であることを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
  8. 　上記流体駆動部の駆動出力を制御する駆動制御部を備え、
    　上記駆動制御部によって、上記流体駆動部の駆動出力が、可変するようになっていることを特徴とする請求項１～７の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
  9. 　上記支流路における気流方向に垂直な断面形状において、上記分岐部での支流路が取り囲む面積は、上記分岐部以外の任意の位置での支流路が取り囲む面積の中で最も小さい最小面積よりも大きいことを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
  10. 　上記支流路における気流方向に垂直な断面形状において、上記分岐部での支流路が取り囲む面積は、上記最小面積の２倍の面積よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載の微粒子測定装置。
  11. 　上記支流路における気流方向に垂直な断面形状において、上記分岐部での支流路が取り囲む面積は、上記測定部における気体の入口が取り囲む面積の２倍の面積よりも大きいことを特徴とする請求項９または１０に記載の微粒子測定装置。
  12. 　上記支流路における気流方向に垂直な断面形状において、上記分岐部での支流路が取り囲む面積は、上記測定部における気体の出口が取り囲む面積の２倍の面積よりも大きいことを特徴とする請求項９～１１の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160101463A (ko) * 2015-02-17 2016-08-25 삼성전자주식회사 공기조화기
JP2017181153A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 粒子検出センサ
WO2017220618A1 (en) 2016-06-20 2017-12-28 Prodrive Technologies B.V. Sensor system for sensing the mass concentration of particles in air
US10094776B2 (en) 2016-07-18 2018-10-09 Honeywell International Inc. Dust sensor with mass separation fluid channels and fan control
JP7764075B1 (ja) * 2025-03-26 2025-11-05 Wota株式会社 センサーハウジング

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102402012B1 (ko) 2015-06-19 2022-05-25 삼성전자주식회사 먼지 감지장치 및 이를 갖춘 공기조화기
CN107413510B (zh) * 2017-06-14 2023-08-18 广西金茂生物化工有限公司 一种木薯粉碎再处理设备
US10712355B2 (en) * 2017-06-20 2020-07-14 Pentagon Technologies Group, Inc. High resolution surface particle detector
JP7320759B2 (ja) * 2018-04-24 2023-08-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 検出装置及び検出方法
TWI677677B (zh) 2018-09-27 2019-11-21 財團法人工業技術研究院 懸浮粒子感測裝置
JP7206814B2 (ja) * 2018-10-31 2023-01-18 株式会社デンソー Ｐｍセンサ
DE102020002041A1 (de) * 2020-04-01 2021-10-07 Palas Gmbh Partikel- Und Lasermesstechnik Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Partikeln eines Aerosols
TWI771806B (zh) 2020-11-18 2022-07-21 財團法人工業技術研究院 微粒感測裝置
JP2023122176A (ja) * 2022-02-22 2023-09-01 株式会社ヴァレオジャパン 車両用空調装置
CN115655996A (zh) * 2022-10-26 2023-01-31 弘凯光电(江苏)有限公司 气体悬浮颗粒感测器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB995163A (en) * 1962-10-04 1965-06-16 Benjamin Jacobs Parmele Improvements in or relating to separators
JPS58170546U (ja) * 1982-05-12 1983-11-14 富士電機株式会社 ガス分析装置
JPH09187733A (ja) * 1996-01-04 1997-07-22 Canon Inc 気流式分級装置及びトナー製造方法
JP2002022643A (ja) * 2000-07-05 2002-01-23 Tonichi Computer Applications Kk 粒度分布測定装置
JP2004089898A (ja) * 2002-09-02 2004-03-25 Hyogo Prefecture 流体中の浮遊粒子の分離方法と装置
US20110226675A1 (en) * 2008-09-03 2011-09-22 Bae Systems Plc Particle separators

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB995163A (en) * 1962-10-04 1965-06-16 Benjamin Jacobs Parmele Improvements in or relating to separators
JPS58170546U (ja) * 1982-05-12 1983-11-14 富士電機株式会社 ガス分析装置
JPH09187733A (ja) * 1996-01-04 1997-07-22 Canon Inc 気流式分級装置及びトナー製造方法
JP2002022643A (ja) * 2000-07-05 2002-01-23 Tonichi Computer Applications Kk 粒度分布測定装置
JP2004089898A (ja) * 2002-09-02 2004-03-25 Hyogo Prefecture 流体中の浮遊粒子の分離方法と装置
US20110226675A1 (en) * 2008-09-03 2011-09-22 Bae Systems Plc Particle separators

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160101463A (ko) * 2015-02-17 2016-08-25 삼성전자주식회사 공기조화기
KR102342569B1 (ko) * 2015-02-17 2021-12-23 삼성전자주식회사 공기조화기
JP2017181153A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 粒子検出センサ
WO2017220618A1 (en) 2016-06-20 2017-12-28 Prodrive Technologies B.V. Sensor system for sensing the mass concentration of particles in air
US10890519B2 (en) 2016-06-20 2021-01-12 Prodrive Technologies B.V. Sensor system for sensing the mass concentration of particles in air
US10094776B2 (en) 2016-07-18 2018-10-09 Honeywell International Inc. Dust sensor with mass separation fluid channels and fan control
JP7764075B1 (ja) * 2025-03-26 2025-11-05 Wota株式会社 センサーハウジング

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