(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
慣性力を利用して、外部から導入した気体に含まれる粒子を、粗大粒子を主流路側に、微小粒子を支流路側に、それぞれ分粒して微小粒子を検出する微粒子測定装置であって、
上記導入流路、上記主流路、及び上記流体駆動部は、略同一方向に配列して設けられており、
上記支流路は、上記分岐部において上記主流路と略逆方向に延び、上記測定部を介して迂回して上記流体駆動部へ向かって延びていると共に、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、１８０度よりも小さくなっており、
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微粒子測定装置。
【請求項２】
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、１５０度以下であることを特徴とする請求項１に記載の微粒子測定装置。
【請求項３】
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度以上であ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。
【請求項４】
上記分岐部において分岐した主流路の気流に含まれる粗大粒子は、直進運動して外部へ排出され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。
【請求項５】
上記分岐部において、主流路における主流の流速は、支流路における支流の流速よりも大きい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。
【請求項６】
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１〜５の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
【請求項７】
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１〜６の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
【請求項８】
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７に記載の微粒子測定装置。
【請求項９】
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いる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。
【請求項１０】
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１〜９の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
【請求項１１】
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１〜１０の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
【請求項１２】
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１〜１１の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
【請求項１３】
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１〜１２の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
【請求項１４】
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１〜１３の何れか１項に記載の微粒子測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８９８９８号公報（２００４年  ３月２５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
〔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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
〔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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
〔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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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、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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
これにより、粒子の分級範囲を簡単に変化し得る粒子測定装置１０Ｂを提供することができる。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
〔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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
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。
【符号の説明】
【０１１０】
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
【図１】
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【図４】
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【図６】
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【図１１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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