(57)【要約】【課題】  検出領域において試料空気及び清浄空気の流れが乱流状態になることがない粒子検出器を提供する。【解決手段】  吸入ノズル２１よりセンサブロック４内へ試料空気を導き、この試料空気にレーザ光Ｌａを照射して試料空気中の微粒子を光学的に検出する粒子検出器において、吸入ノズル２１を囲んで吸入ノズル２１と同軸上に配置され、試料空気の流れを囲む清浄空気を供給する鞘管２２を備え、鞘管２２中または清浄空気を鞘管２２に導く流路２に、流れの特性を表わすレイノルズ数（層流と乱流の臨界値）を下げる整流素子２６を設けた。【選択図】        図１
2006058239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入ノズルよりセンサブロック内へ試料空気を導き、この試料空気に光を照射して前記試料空気中の微粒子を光学的に検出する粒子検出器において、前記吸入ノズル中または前記試料空気を前記吸入ノズルに導く流路に整流素子を設けたことを特徴とする粒子検出器。
【請求項２】
吸入ノズルよりセンサブロック内へ試料空気を導き、この試料空気に光を照射して前記試料空気中の微粒子を光学的に検出する粒子検出器において、前記吸入ノズルを囲んで前記吸入ノズルと同軸上に配置され、前記試料空気の流れを囲む清浄空気を供給する鞘管を備え、前記鞘管中または前記清浄空気を前記鞘管に導く流路に整流素子を設けたことを特徴とする粒子検出器。
【請求項３】
吸入ノズルよりセンサブロック内へ試料空気を導き、この試料空気に光を照射して前記試料空気中の微粒子を光学的に検出し、前記試料空気を排気ノズルにより前記センサブロック外へ排出する粒子検出器において、前記排気ノズル中または前記排気ノズルに接続される流路に整流素子を設けたことを特徴とする粒子検出器。
【請求項４】
吸入ノズルよりセンサブロック内へ試料空気を導き、この試料空気に光を照射して前記試料空気中の微粒子を光学的に検出する粒子検出器において、前記センサブロック内へ清浄空気を供給するパージエア管を備え、前記パージエア管中または前記清浄空気を前記パージエア管に導く流路に整流素子を設けたことを特徴とする粒子検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサブロック内へ導入される試料空気中の微粒子を光学的に検出する粒子検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光が照射されている検出領域に試料空気を導き、その中に含まれる粒子がレーザ光を受けて発する散乱光から粒子を検出する粒子検出器が知られている。試料空気は、吸入ノズルによってセンサブロック内へ導かれ、レーザ光で照射された後に、排出ノズルによってセンサブロック外へ排出される。
【０００３】
ここで、吸入ノズル内の空気の流れ及びセンサブロック内の空気の流れが乱流であると、センサブロック内で試料空気中の粒子が迷走し、検出領域を同一粒子が複数回通過し、粒子の計数に誤りが発生することがある。また、空気の流れが乱流になることにより、レーザ光を乱し、光ノイズを増加させてＳ／Ｎ比を低下させることがある。
【０００４】
そこで、試料空気の流れを層流にするために、扁平な吸入ノズルを囲んで設けられる扁平な鞘管の先端部を内方へ傾斜したテーパー状とした粒子計数器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１１６７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された粒子計数器においては、吸入ノズル内の流れが乱流である場合や、センサブロック内へ脇から送り込まれる清浄空気が乱流である場合には、吸入ノズルの形状を変えても、検出領域において乱流が発生してしまうという問題があった。乱流が発生する要因としては、流れが速いことが挙げられる。また、流量を調整するために、オリフィスやバルブを用いるが、これらは流路を狭めて圧力差を高める構造であるため、乱流を誘発する虞があるからである。
【０００７】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、検出領域において試料空気及び清浄空気の流れが乱流状態になることがない粒子検出器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、吸入ノズルよりセンサブロック内へ試料空気を導き、この試料空気に光を照射して前記試料空気中の微粒子を光学的に検出する粒子検出器において、前記吸入ノズル中または前記試料空気を前記吸入ノズルに導く流路に整流素子を設けたものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、吸入ノズルよりセンサブロック内へ試料空気を導き、この試料空気に光を照射して前記試料空気中の微粒子を光学的に検出する粒子検出器において、前記吸入ノズルを囲んで前記吸入ノズルと同軸上に配置され、前記試料空気の流れを囲む清浄空気を供給する鞘管を備え、前記鞘管中または前記清浄空気を前記鞘管に導く流路に整流素子を設けたものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、吸入ノズルよりセンサブロック内へ試料空気を導き、この試料空気に光を照射して前記試料空気中の微粒子を光学的に検出し、前記試料空気を排気ノズルにより前記センサブロック外へ排出する粒子検出器において、前記排気ノズル中または前記排気ノズルに接続される流路に整流素子を設けたものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、吸入ノズルよりセンサブロック内へ試料空気を導き、この試料空気に光を照射して前記試料空気中の微粒子を光学的に検出する粒子検出器において、前記センサブロック内へ清浄空気を供給するパージエア管を備え、前記パージエア管中または前記清浄空気を前記パージエア管に導く流路に整流素子を設けたものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように請求項１に係る発明によれば、検出領域における試料空気の流れを安定した層流にすることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、試料空気の流れを囲む清浄空気の流れを層流にすることにより、試料空気の流れも安定した層流にすることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、排気ノズルから排出される試料空気の流れを層流にすることにより、検出領域における試料空気の流れを安定した層流にすることができる。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、パージエア管からセンサブロック内へ供給される清浄空気の流れを安定した層流にすることにより、検出領域における試料空気の流れや試料空気の流れを囲む清浄空気の流れを乱すことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る粒子検出器の構成説明図、図２は整流素子の縦断面図（ａ）と横断面図（ｂ）、図３は他の整流素子の縦断面図（ａ）と横断面図（ｂ）である。
【００１７】
本発明に係る粒子検出器は、図１に示すように、光源としてのレーザ発振器１と、内部に試料空気の流れによる流路２とレーザ光Ｌａにより検出領域３を形成するセンサブロック４と、検出領域３で発生する散乱光を受光して粒子を検出する受光部（不図示）を備えている。
【００１８】
レーザ発振器１は、励起用レーザ光Ｌｅを放射する半導体レーザ１１と、励起用レーザ光Ｌｅを集光する集光レンズ１２と、集光レンズ１２で集光した励起用レーザ光Ｌｅを受けて励起し、レーザ光Ｌａを放射する固体レーザ１３と、固体レーザ１３と流路２を挟んで対向して設置され、固体レーザ１３が放射するレーザ光Ｌａを反射する反射鏡１４からなる。
【００１９】
センサブロック４は、試料空気を導く吸入ノズル２１と、吸入ノズル２１を囲むように吸入ノズル２１と同軸上に配置されて清浄空気を導く鞘管２２と、検出領域３を通過した試料空気と清浄空気を排出する排出ノズル２３と、センサブロック４内に清浄空気を供給する２つのパージエア管２４を設けている。
【００２０】
流路２は、吸入ノズル２１から供給される試料空気と鞘管２２から供給される清浄空気が排出ノズル２３の下流に設置した吸引ポンプ（不図示）により吸引されて、試料空気と清浄空気が排出ノズル２３に流れ込むことによって形成される。なお、パージエア管２４から供給される清浄空気も同様に排出ノズル２３に流れ込んで排出される。
【００２１】
また、鞘管２２へ清浄空気を導く配管２５には、清浄空気の流れにおける乱流の発生を抑制して層流状態を維持することができる整流素子２６を設けている。なお、整流素子２６は配管２５ではなく鞘管２２中に設けることもできる。
【００２２】
整流素子２６とは、図２に示すように、極細ストローのような形状で、その表面にサブミクロンの微細孔が無数に開口しているポリエチレン中空糸２６ａを束ねて円柱形状にしてケース２６ｂに充填し、入口と出口を設けたもので、流れの場における流体との接触面積を大きくし、流れの特性を表わすレイノルズ数（層流と乱流の臨界値）を下げるものである。
【００２３】
整流素子２６を設ける場所としては、鞘管２２に接続される配管２５の他に、吸入ノズル２１に試料空気を導く配管２７、試料空気と清浄空気を排出するための排出ノズル２３に接続される配管２８、パージエア管２４に清浄空気を導く配管２９でもよい。また、鞘管２２に接続される配管２５及び排出ノズル２３に接続される配管２８に設けることもできるし、全ての配管２５，２７，２８，２９に設けることもできる。なお、整流素子２６は吸入ノズル２１中、排出ノズル２３中、パージエア管２４中に設けることもできる。
【００２４】
但し、整流素子２６を設ける場所は、鞘管２２とパージエア管２４の場合には清浄空気の流量を調節するために配管２５，２９に設けたバルブ３０，３１の下流でなければならないし、排出ノズル２３に接続された配管２８の場合には配管２８に設けたバルブ３２の上流でなければならない。なお、バルブ３０，３１，３２の代わりにオリフィスを設けることもできる。このように整流素子２６の設置場所を決めるのは、バルブ３０，３１，３２又はオリフィスが構造上乱流を誘発する虞があるからである。
【００２５】
また、他の整流素子３６としては、図３に示すように、コットンやガラスなどのファイバー３６ａを圧縮したり、接着したりしてランダムな構造とし、曲がりくねった流路を形成してケース３６ｂに充填し、入口と出口を設けたものでもよい。その他、整流素子には、流れの場における流体との接触面積を大きくすることができるハニカム構造体、メッシュ構造体、繊維フィルタ構造体などが適用できる。
【００２６】
次に、以上のように構成した本発明に係る粒子検出器の作用について説明する。排出ノズル２３の下流に設置した吸引ポンプ（不図示）により吸引することで試料空気を吸入ノズル２１から検出領域３に導く。同時に、鞘管２２を介して所定流量の清浄空気を試料空気の流れの周囲に供給する。
【００２７】
鞘管２２へ清浄空気を導く配管２５に整流素子２６が設置されているので、鞘管２２からセンサブロック４内に供給される清浄空気の流れは整流素子２６を通過することより、安定した層流状態になる。すると、試料空気の流れの周囲を囲んで流れる清浄空気が層流状態にあるため、試料空気の流れも層流状態になるよう誘導され、より安定した層流状態を維持することができる。従って、試料空気は清浄空気と共に、層流状態で検出領域３を通過し、排出ノズル２３を通って排出される。
【００２８】
このように、試料空気がセンサブロック４内を層流状態で通過するので、センサブロック４内で試料空気中の粒子が迷走して、同一粒子が検出領域３を複数回通過して粒子の誤計数が発生したり、試料空気の流れが乱流状態になることによりレーザ光Ｌａが乱れて光ノイズが増加し、Ｓ／Ｎ比が低下したりする不具合が発生することがない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によれば、検出領域において試料空気が乱流状態にならず安定した層流状態を維持するので、粒子の誤計数が発生したり、光ノイズが増加してＳ／Ｎ比が低下したりする不具合が発生せず、精度の高い粒子検出器を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る粒子検出器の構成説明図
【図２】整流素子の縦断面図（ａ）と横断面図（ｂ）
【図３】他の整流素子の縦断面図（ａ）と横断面図（ｂ）
【符号の説明】
【００３１】
１…レーザ発振器、２…流路、３…検出領域、４…センサブロック、２１…吸入ノズル、２２…鞘管、２３…排出ノズル、２４…パージエア管、２５，２７，２８，２９…配管、２６，３６…整流素子、３０，３１，３２…バルブ、Ｌａ…レーザ光。
【図１】
2006058239.tif 000003
【図２】
2006058239.tif 000004
【図３】
2006058239.tif 000005