JP2000279893A - Classifier for ultra-fine particle - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超微粒子分級装置
に関するものであり、静電界中での荷電粒子の粒径に依
存した電気移動度を利用した微分型電気移動度分級装置
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrafine particle classifier, and more particularly to a differential electric mobility classifier utilizing electric mobility depending on the particle size of charged particles in an electrostatic field.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、静電界中での荷電粒子の粒径に依
存した電気移動度を利用した微粒子分級装置である微分
型電気移動度分級装置が、サブミクロンの微粒子を高効
率で捕集分離する高性能エアフィルターの性能テストや
浄化雰囲気のモニタリング等における標準エアロゾルの
生成および微粒子の粒径測定に用いられてきた。図５
は、例えばエアロゾル研究Ｖol. ２, No. ２, p １０６
(１９８７) あるいは粉体工学会誌Ｖol. ２１, No. １
２, p ７５３ (１９８４) に記載された、従来の微分型
電気移動度分級装置の概略図である。図５において、荷
電されたエアロゾル３０１はキャリアガス３０２により
搬送され、二重円筒型分級装置の上部端から流入し、内
側を流れるシースガス３０３である清浄空気と合流す
る。荷電されたエアロゾル３０１とシースガス３０３の
混合ガスは、層流として二重円筒部分を流れる。この二
重円筒部分では、前記の混合ガスの流れの方向と垂直
に、直流電源３０６により静電界が印可されている。従
って荷電されたエアロゾル３０１は各々の電気移動度に
応じてあるものは内側の集電極３０６へ移動、付着し、
あるいは主排気口であるシースガス排気口３０４から流
出する。下部のスリット３０８に達した粒子だけが分級
されてキャリアガス排気口３０５より取り出される。2. Description of the Related Art Conventionally, a differential type electric mobility classifier, which is a fine particle classifier utilizing electric mobility depending on the particle size of charged particles in an electrostatic field, collects submicron particles with high efficiency. It has been used to generate standard aerosols and to measure the particle size of fine particles in performance tests of high performance air filters to be separated, monitoring of purified atmosphere, and the like. FIG.
Is, for example, Aerosol Research Vol. 2, No. 2, p 106
(1987) Or, Journal of the Society of Powder Technology, Vol. 21, No. 1
2, p 753 (1984), which is a schematic view of a conventional differential mobility classifier. In FIG. 5, charged aerosol 301 is carried by carrier gas 302, flows in from the upper end of the double cylindrical classifier, and merges with clean air, which is sheath gas 303 flowing inside. The mixed gas of the charged aerosol 301 and the sheath gas 303 flows through the double cylindrical portion as a laminar flow. In this double cylindrical portion, an electrostatic field is applied by a DC power supply 306 perpendicular to the direction of the flow of the mixed gas. Therefore, the charged aerosol 301 moves and adheres to the inner collecting electrode 306 depending on the electric mobility of the charged aerosol 301.
Alternatively, the gas flows out from the sheath gas exhaust port 304 which is the main exhaust port. Only the particles that have reached the lower slit 308 are classified and taken out from the carrier gas exhaust port 305.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】図５に示した従来の二
重円筒型分級装置において、例えば粉体工学会誌Ｖol．
２１, No. １２, p ７５ ３ (１９８４) に記載された
装置径はＬ＝４００ｍｍ，Ｒ１＝１５ｍｍ，Ｒ２＝２５
ｍｍ であり、二重円筒型分級装置内を流れるシースガ
スの容量は大きく、シースガスとして大量の清浄空気を
必要とする。また、従来の二重円筒型分級装置の動作圧
力は大気圧程度に設計されている。In the conventional double cylindrical classifier shown in FIG. 5, for example, Vol.
21, No. 12, p.753 (1984), the device diameter is L = 400 mm, R1 = 15 mm, and R2 = 25.
mm 2, and the capacity of the sheath gas flowing through the double cylindrical classifier is large, requiring a large amount of clean air as the sheath gas. The operating pressure of the conventional double-cylindrical classifier is designed to be approximately atmospheric pressure.
【０００４】一方、例えば、希ガス中パルスレーザー堆
積法により粒径が数ナノメートルから数十ナノメートル
の超微粒子を生成する場合、その雰囲気ガス圧力は通
常、数Ｔｏｒｒ〜数百Ｔｏｒｒである。従って希ガス中
パルスレーザー堆積法により生成した超微粒子を、差圧
により搬送し分級するためには、微分型電気移動度分級
装置は前記雰囲気ガス圧力より低い圧力で動作する必要
がある。On the other hand, for example, when ultrafine particles having a particle size of several nanometers to several tens of nanometers are generated by pulse laser deposition in a rare gas, the atmospheric gas pressure is usually several Torr to several hundred Torr. Therefore, in order to transport and classify the ultrafine particles generated by the pulse laser deposition method in a rare gas using a differential pressure, the differential electric mobility classifier needs to operate at a pressure lower than the atmospheric gas pressure.
【０００５】また、粒径が１００ｎｍ以下の超微粒子の
輸送機構には、ブラウン運動による拡散が大きく影響を
及ぼす。従って、数ナノメートルから数十ナノメートル
の粒径分布をもった超微粒子を均一な粒径に分級するた
めには、ブラウン運動による粒子の拡散の影響を小さく
する必要がある。[0005] Diffusion by Brownian motion has a great effect on the transport mechanism of ultrafine particles having a particle size of 100 nm or less. Therefore, in order to classify ultrafine particles having a particle size distribution of several nanometers to several tens of nanometers into uniform particle sizes, it is necessary to reduce the influence of particle diffusion due to Brownian motion.
【０００６】本発明は、上記の様な課題を解決するため
になされたものであり、大気圧以下の圧力領域において
動作し、粒径が１ナノメートルから２０ナノメートルの
超微粒子を均一な粒径に分級する超微粒子分級装置を作
製することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and operates in a pressure range of sub-atmospheric pressure and converts ultrafine particles having a particle size of 1 to 20 nanometers into uniform particles. An object of the present invention is to produce an ultrafine particle classifier for classifying particles into diameters.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】従来の微分型電気移動度
分級装置を大気圧より低圧で動作させるためには、微分
型電気移動度分級装置内のシースガスを効率良く、高排
気速度で排気する必要がある。また、数ナノメートルか
ら数十ナノメートルの粒径分布をもった超微粒子を均一
な粒径に分級するためには、ブラウン運動による粒子の
拡散の影響を小さくする必要がある。これらの課題を同
時に解決するために、本発明では従来の微分型電気移動
度分級装置を小型化した。具体的にはキャリアガス噴出
口と分級部スリットの投影距離Ｌを短くした。これによ
り、微分型電気移動度分級装置内のシースガス容量を小
さくし、シースガスの排気効率を向上させた。またＬを
短くすることで、微分型電気移動度分級装置内での分級
に要する超微粒子の移動距離を短くし、ブラウン拡散に
よる分級分解能の低下を防止できる。In order to operate a conventional differential-type electric mobility classifier at a pressure lower than the atmospheric pressure, the sheath gas in the differential-type electric mobility classifier is efficiently exhausted at a high exhaust speed. There is a need. Further, in order to classify ultrafine particles having a particle size distribution of several nanometers to several tens of nanometers into a uniform particle size, it is necessary to reduce the influence of particle diffusion due to Brownian motion. In order to solve these problems at the same time, in the present invention, the conventional differential mobility classifier is downsized. Specifically, the projection distance L between the carrier gas ejection port and the classifying section slit was shortened. Thereby, the sheath gas capacity in the differential type electric mobility classifier was reduced, and the efficiency of exhausting the sheath gas was improved. Further, by shortening L, the moving distance of the ultrafine particles required for classification in the differential-type electric mobility classifier can be shortened, and a reduction in classification resolution due to Brownian diffusion can be prevented.
【０００８】また、微分型電気移動度分級装置を大気圧
より低圧で動作させるために、微分型電気移動度分級装
置とシースガス排気ラインまで含めた超微粒子分級装置
のコンダクタンスを高くした。具体的には、シースガス
排気口を２つ以上設置した。また、シースガス排気部下
流でのシースガス流量測定に圧力損出のない超音波ガス
流量センサを用いた。Further, in order to operate the differential-type electric mobility classifier at a pressure lower than the atmospheric pressure, the conductance of the differential-type electric mobility classifier and the ultrafine particle classifier including the sheath gas exhaust line is increased. Specifically, two or more sheath gas exhaust ports were provided. An ultrasonic gas flow sensor having no pressure loss was used for measuring the sheath gas flow downstream of the sheath gas exhaust unit.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、シースガスを導入するためのシースガス導入部と、
荷電された超微粒子を搬送し導入するためのキャリアガ
ス導入部と、導入された超微粒子をキャリアガス噴出口
より噴出し、静電界中での荷電粒子の粒径に依存した電
気移動度を利用して、キャリアガス噴出口下流に設置し
たスリットにより分級するための分級部と、分級された
超微粒子を取り出すためのキャリアガス排気部と、分級
部下流のシースガス排気部と、シースガス排気部下流の
シースガス排気ラインとから構成され、キャリアガス導
入部および分級部が大気圧以下で動作することを特徴と
する超微粒子分級装置である。前記超微粒子分級装置を
用いることにより、大気圧以下の圧力下で生成された超
微粒子を差動排気で超微粒子分級装置に搬送し、分級す
ることが可能となる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention provides a sheath gas introduction section for introducing a sheath gas,
Utilizes a carrier gas introduction unit for transporting and introducing charged ultrafine particles, and ejects the introduced ultrafine particles from the carrier gas ejection port and uses the electric mobility depending on the particle size of the charged particles in an electrostatic field Then, a classifying unit for classifying by a slit installed downstream of the carrier gas outlet, a carrier gas exhaust unit for extracting the classified ultrafine particles, a sheath gas exhaust unit downstream of the classifying unit, and a downstream of the sheath gas exhaust unit. An ultrafine particle classification apparatus comprising a sheath gas exhaust line, wherein a carrier gas introduction part and a classification part operate at atmospheric pressure or lower. By using the ultrafine particle classifier, it becomes possible to transport ultrafine particles generated under a pressure equal to or lower than the atmospheric pressure to the ultrafine particle classifier by differential evacuation and to classify them.
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
超微粒子分級装置において、分級部の動作圧力が５０Ｔ
ｏｒｒ以下であることを特徴とするものであり、前記超
微粒子分級装置を用いることにより、５０Ｔｏｒｒ以下
の圧力下で生成された超微粒子を差動排気で超微粒子分
級装置に搬送し、分級することが可能となる。According to a second aspect of the present invention, in the ultrafine particle classification apparatus according to the first aspect, the operating pressure of the classifying section is 50T.
orr or less, and by using the ultrafine particle classifier, the ultrafine particles generated under a pressure of 50 Torr or less are transported to the ultrafine particle classifier by differential evacuation and classified. Becomes possible.
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の超微粒子分級装置において、分級できる超微粒
子の平均粒径が１ナノメートルから２０ナノメートルで
あることを特徴とするものであり、ナノメートルのオー
ダーの超微粒子を正確に分級することができるという作
用を有する。According to a third aspect of the present invention, in the ultrafine particle classifying apparatus according to the first or second aspect, the average particle diameter of the ultrafine particles that can be classified is from 1 nanometer to 20 nanometers. There is an effect that ultrafine particles on the order of nanometers can be accurately classified.
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれかに記載の超微粒子分級装置において、キャリ
アガス噴出口と分級部スリットの投影距離Ｌが２０ｍｍ
以下であることを特徴とするものであり、従来の超微粒
子分級装置を小型化することにより超微粒子分級装置内
のシースガス容量を小さくし、シースガス排気側下流に
設置する真空ポンプの有効排気速度・排気容量を低減化
するという作用を有する。また、粒径が１００ｎｍ以下
の超微粒子では、低圧下における輸送機構としてブラウ
ン運動による拡散が無視できなくなるが、Ｌを２０ｍｍ
以下とし、超微粒子の分級に必要な移動距離を短くする
ことにより、このブラウン拡散による超微粒子の分級分
解能の低下を抑制することが可能となる。The invention described in claim 4 is the first to third aspects of the present invention.
Wherein the projection distance L between the carrier gas outlet and the classifier slit is 20 mm.
It is characterized by the following: the conventional ultrafine particle classifier is downsized to reduce the sheath gas capacity in the ultrafine particle classifier, and the effective pumping speed of the vacuum pump installed downstream of the sheath gas exhaust side. It has the effect of reducing the exhaust capacity. In the case of ultrafine particles having a particle diameter of 100 nm or less, diffusion due to Brownian motion cannot be ignored as a transport mechanism under low pressure.
By reducing the moving distance required for the classification of the ultrafine particles as described below, it is possible to suppress a decrease in the resolution of the classification of the ultrafine particles due to the Brownian diffusion.
【００１３】請求項５に記載の発明は、シースガス導入
部より分級部、分級部よりシースガス排気部と、段階的
にシースガス流路のコンダクタンスが高くなることを特
徴とする請求項１から４のいずれかに記載の超微粒子分
級装置であり、超微粒子分級装置内のシースガス流の偏
りをなくし、均一化するという作用を有する。さらに、
超微粒子の分級分解能を向上させることが可能となる。According to a fifth aspect of the present invention, the conductance of the sheath gas flow path is increased stepwise from the sheath gas introduction section to the classifying section and from the classifying section to the sheath gas exhaust section. An ultrafine particle classification device according to the above item, which has an action of eliminating and uniforming the sheath gas flow in the ultrafine particle classification device. further,
It is possible to improve the classification resolution of the ultrafine particles.
【００１４】請求項６に記載の発明は、シースガス排気
口を２つ以上有し多方向排気であることを特徴とする請
求項１から５のいずれかに記載の超微粒子分級装置であ
り、シースガス排気部のコンダクタンスを向上させ超微
粒子分級装置内のシースガス流を均一化するという作用
を有する。さらに前記コンダクタンスの向上により超微
粒子分級装置の大気圧以下の低圧動作が可能となる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the ultrafine particle classification apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the apparatus has two or more sheath gas exhaust ports and is a multidirectional exhaust. This has the effect of improving the conductance of the exhaust part and making the sheath gas flow in the ultrafine particle classifier uniform. Further, the improvement of the conductance makes it possible to operate the ultrafine particle classifier at a pressure lower than the atmospheric pressure.
【００１５】請求項７に記載の発明は、シースガスをＨ
ｅとし、分級部に印可する電圧を２００Ｖ以下とするこ
とを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の超微
粒子分級装置であり、超微粒子分級装置に印可する電圧
が２００Ｖ以下で分級制御を行うことができるように分
級部の幾何学形状とシースガス流速を設計することによ
り、シースガスの放電を防ぎ、正常に分級が行われるこ
とを可能とする。In the invention according to claim 7, the sheath gas is H
7. The ultrafine particle classification device according to claim 1, wherein the voltage applied to the classification unit is 200 V or less, and the voltage applied to the ultrafine particle classification device is 200 V or less. By designing the geometrical shape of the classifier and the sheath gas flow rate so that control can be performed, discharge of the sheath gas can be prevented, and classification can be performed normally.
【００１６】請求項８に記載の発明は、シースガス排気
部下流でのガス流量測定にマスフローメータよりコンダ
クタンスの高い超音波ガス流量センサを用いることを特
徴とする請求項１から７のいずれかに記載の超微粒子分
級装置であり、シースガス排気部下流のコンダクタンス
を向上させ、超微粒子分級装置の動作圧力を、より低圧
にするという作用を有する。The invention according to claim 8 is characterized in that an ultrasonic gas flow sensor having a higher conductance than a mass flow meter is used for measuring the gas flow downstream of the sheath gas exhaust part. Has the effect of improving the conductance downstream of the sheath gas exhaust part and lowering the operating pressure of the ultrafine particle classification device.
【００１７】請求項９に記載の発明は、キャリアガス導
入部へのキャリアガス導入方向と、分級部へのキャリア
ガス噴出方向を異ならせたことを特徴とする請求項１か
ら８のいずれかに記載の超微粒子分級装置であり、キャ
リアガス導入部にバッファを形成し、分級部へ噴出する
キャリアガス流の偏りをなくし均一化するという作用を
有する。さらに、分級部へ噴出するキャリアガスの噴出
速度を小さくすることが可能となる。これは結果として
分級精度を高く維持できることを意味する。According to a ninth aspect of the present invention, the direction of introducing the carrier gas into the carrier gas introducing section and the direction of ejecting the carrier gas into the classifying section are made different from each other. It is an ultrafine particle classification apparatus described above, which has a function of forming a buffer in a carrier gas introduction part and eliminating a bias of a carrier gas flow ejected to the classification part to make it uniform. Further, it is possible to reduce the ejection speed of the carrier gas ejected to the classification section. This means that the classification accuracy can be kept high as a result.
【００１８】請求項１０に記載の発明は、シースガス導
入部、キャリアガス導入部、分級部、シースガス排気
部、キャリアガス排気部を各構成単位とし、これらの構
成単位が各々幾何学形状の異なるものへ交換可能である
ことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の超
微粒子分級装置であり、分級できる超微粒子の粒径範囲
を容易に設定変更できるという作用を有する。According to a tenth aspect of the present invention, a sheath gas introducing section, a carrier gas introducing section, a classifying section, a sheath gas exhaust section, and a carrier gas exhaust section are used as respective structural units, and these structural units have different geometric shapes. The ultrafine particle classification device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the particle size range of the ultrafine particles that can be classified can be easily changed.
【００１９】（実施の形態）以下、本発明の実施の形態
について、図１、図２、図３、図４を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示し、微分型電気移動度分
級系と、シースガス排気ライン１２１から構成される超
微粒子分級装置である。微分型電気移動度分級系はシー
スガス導入部１０１およびキャリアガス導入部１０５、
分級部１０９、シースガス排気部１１２およびキャリア
ガス排気部１１４から構成される。まず各構成部の構造
および特徴について説明する。シースガス導入部１０１
は、シースガス導入口１０２、シースガスバッファ１０
４、フィルター１１８から構成されている。フィルター
１１８は、シースガス導入口１０２より導入されたシー
スガス１０３のもつ水平方向の速度を下方向へ変換し、
さらに等方的に均一化された状態の流れにするためのも
のである。従ってフィルター１１８上部の空間はバッフ
ァとして作用する構造になっている。このシースガスバ
ッファ１０４により、分級部１０９を流れるシースガス
の流速を、二重円筒断面内の同一円周上（半径Ｒが一定
の円周上）で等しくすることができる。従って、分級部
１０９で分級される超微粒子の粒径も二重円筒断面内の
円周上で等しくすることができ、これにより分級分解能
を向上させることが可能となった。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4. FIG.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, which is an ultrafine particle classification device including a differential electric mobility classification system and a sheath gas exhaust line 121. The differential-type electric mobility classification system includes a sheath gas introduction unit 101 and a carrier gas introduction unit 105,
It comprises a classifying section 109, a sheath gas exhaust section 112, and a carrier gas exhaust section 114. First, the structure and characteristics of each component will be described. Sheath gas introduction unit 101
Are the sheath gas inlet 102 and the sheath gas buffer 10
4. It is composed of a filter 118. The filter 118 converts the horizontal velocity of the sheath gas 103 introduced from the sheath gas introduction port 102 downward,
This is for making the flow isotropically uniform. Therefore, the space above the filter 118 is structured to act as a buffer. With this sheath gas buffer 104, the flow velocity of the sheath gas flowing through the classifying section 109 can be equalized on the same circumference (on a circumference with a constant radius R) in the cross section of the double cylinder. Therefore, the particle diameter of the ultrafine particles classified by the classification unit 109 can be made equal on the circumference in the cross section of the double cylinder, thereby improving the classification resolution.
【００２０】キャリアガス導入部１０５は、キャリアガ
スと超微粒子１１９が導入されるキャリアガキャリアガ
ス導入口１０６と、キャリアガスの流れを均一化するキ
ャリアガスバッファ１０８と、キャリアガスを噴出させ
るキャリアガス噴出口１１０とから構成されている。キ
ャリアガス導入部１０５もシースガスバッファ１０４と
同様にバッファが形成される構造になっている。すなわ
ち、キャリアガス１０７の導入方向と噴出方向を異なら
せ、キャリアガス導入口１０６とキャリアガス噴出口１
１０の間に空間を形成した。具体的にはキャリアガス１
０７を水平方向に導入し、斜め下方向に噴出した。これ
により、一方向のキャリアガス導入口１０６より微分型
電気移動度分級系へ取り入れたキャリアガスを、二重円
筒の外周に開けられているキャリアガス噴出口１１０の
どの部位からも等しい速度で噴出することができる。従
って、分級部１０９で分級される超微粒子１１９の粒径
も二重円筒断面内のどの部位でも等しくすることがで
き、これにより分級分解能を向上させることが可能とな
った。The carrier gas inlet 105 includes a carrier gas inlet 106 into which the carrier gas and the ultrafine particles 119 are introduced, a carrier gas buffer 108 for equalizing the flow of the carrier gas, and a carrier gas for ejecting the carrier gas. And an ejection port 110. The carrier gas introduction unit 105 also has a structure in which a buffer is formed similarly to the sheath gas buffer 104. That is, the introduction direction and ejection direction of the carrier gas 107 are made different, and the carrier gas introduction port 106 and the carrier gas ejection port 1
A space was formed between the ten. Specifically, carrier gas 1
07 was introduced in the horizontal direction and ejected diagonally downward. As a result, the carrier gas introduced into the differential-type electric mobility classification system from the one-way carrier gas inlet 106 is ejected at the same speed from any part of the carrier gas ejection port 110 opened on the outer periphery of the double cylinder. can do. Therefore, the particle size of the ultrafine particles 119 classified by the classifying unit 109 can be made equal at any part in the double cylinder cross section, thereby improving the classification resolution.
【００２１】分級部１０９は、微分型電気移動度分級系
の外筒と内筒の間に形成される円筒状の空間、外筒に設
置したキャリアガス噴出口１１０、および内筒下部に設
置したスリット１１１より構成される。The classifying unit 109 is provided in a cylindrical space formed between the outer cylinder and the inner cylinder of the differential electric mobility classification system, the carrier gas outlet 110 installed in the outer cylinder, and the lower part of the inner cylinder. It is composed of a slit 111.
【００２２】シースガス排気部１１２は、分級部１０９
下流の、外筒と内筒の間に形成される円筒状の空間とシ
ースガス排気口１１３から構成される。分級部１０９の
外筒と内筒の間に形成される円筒状空間を流れるシース
ガス１０３の流速を均一にするためには、分級部１０９
のコンダクタンスよりシースガス排気部１１２のコンダ
クタンスを高くする必要がある。これはシースガス排気
部１１２でのシースガスの淀みをなくすためである。一
般に、管のコンダクタンスは、分子流領域では、その管
の断面積の３/ ２乗に比例する。従って、本発明では、
分級部１０９の外筒と内筒の間に形成される円筒状空間
の断面積π（Ｒ1 2−Ｒ2 2）よりもシースガス排気口１１
３の断面積を大きくすることにより、分級部１０９のコ
ンダクタンスよりシースガス排気部１１２のコンダクタ
ンスを高くし、微分型電気移動度分級系内のシースガス
流の淀みをなくし、均一化する（すなわち層流にする）
ことを実現した。The sheath gas exhaust unit 112 includes a classifier 109
It is composed of a cylindrical space formed between the outer cylinder and the inner cylinder on the downstream side, and a sheath gas exhaust port 113. In order to make the flow velocity of the sheath gas 103 flowing through the cylindrical space formed between the outer cylinder and the inner cylinder of the classifier 109 uniform, the classifier 109
It is necessary to make the conductance of the sheath gas exhaust part 112 higher than the conductance. This is to eliminate stagnation of the sheath gas in the sheath gas exhaust unit 112. In general, the conductance of a tube in the molecular flow region is proportional to the 3/2 power of the cross-sectional area of the tube. Therefore, in the present invention,
Sectional area of the cylindrical space formed between the outer tube and the inner tube of the classifying section 109 π (R 1 2 -R 2 2) sheath exhaust port 11 than
3, the conductance of the sheath gas exhaust unit 112 is made higher than the conductance of the classification unit 109, and the stagnation of the sheath gas flow in the differential electric mobility classification system is eliminated and uniformized (that is, laminar flow occurs). Do)
That was realized.
【００２３】キャリアガス排気部１１４は、スリット１
１１に一端が接続された円筒状の空間と、円筒体の下流
端部に設けられ分級された超微粒子１２０を排出するキ
ャリアガス排気口１１５とから構成される。またシース
ガス排気部１１２の内筒とキャリアガス排気部１１４と
の間には絶縁体１１６が設けられ両部材１１２、１１４
の間を一定距離に隔てている。The carrier gas exhaust unit 114 is provided with the slit 1
11 is provided with a cylindrical space having one end connected thereto, and a carrier gas exhaust port 115 provided at the downstream end of the cylindrical body for discharging the classified ultrafine particles 120. An insulator 116 is provided between the inner cylinder of the sheath gas exhaust unit 112 and the carrier gas exhaust unit 114 so that both members 112 and 114 are provided.
Are separated by a certain distance.
【００２４】図２は、図１に示した円筒型の微分型電気
移動度分級系を上部より見た概略図である。円筒の軸対
称にシースガス排気口１１３を設置することにより、微
分型電気移動度分級系内のシースガスの流れを、円筒断
面内において等方的にした。本発明では、円筒の軸対称
に４つのシースガス排気口１１３を設置した。シースガ
ス排気口１１３を２つ以上設置することにより、一つの
シースガス排気口の場合と比べ二倍以上の管断面積を得
ることができ、シースガス排気部１１２のコンダクタン
スをさらに向上させ、分級部１０９の外筒と内筒の間に
形成される円筒状空間を流れるシースガスの流速をより
均一にすることができた。さらにシースガス排気部１１
２におけるシースガスの許容排気速度を増加させ、微分
型電気移動度分級系の動作を大気圧より低圧で行うこと
を可能とした。FIG. 2 is a schematic view of the cylindrical differential mobility classifier shown in FIG. 1 as viewed from above. By disposing the sheath gas exhaust port 113 symmetrically with respect to the axis of the cylinder, the flow of the sheath gas in the differential electric mobility classification system was made isotropic in the cross section of the cylinder. In the present invention, four sheath gas exhaust ports 113 are provided in a cylindrical axisymmetric manner. By providing two or more sheath gas exhaust ports 113, it is possible to obtain a pipe cross-sectional area twice or more as compared with the case of one sheath gas exhaust port, further improve the conductance of the sheath gas exhaust unit 112, and The flow velocity of the sheath gas flowing through the cylindrical space formed between the outer cylinder and the inner cylinder could be made more uniform. Further, the sheath gas exhaust unit 11
2. The permissible pumping speed of the sheath gas in No. 2 was increased, and the operation of the differential electric mobility classification system could be performed at a pressure lower than the atmospheric pressure.
【００２５】シースガス排気ライン１２１は、シースガ
ス排気部１１２下流に設置された超音波ガス流量センサ
１２２と真空排気系１２３とで構成される。超音波ガス
流量センサ１２２は、真空排気系１２３により排気され
るシースガスの流量計測のため設置した。従来は、質量
流量計等を設置してシースガスの流量を計測していたも
のである。図３（ａ），（ｂ）にそれぞれ従来の質量流
量計と、本実施の形態における超音波ガス流量センサの
概略図を示す。図３（ａ）に示した従来の質量流量計
は、ガス流路にオリフィス板２０１等の障害物を設け、
ガス圧力測定用管２０３により求めたオリフィス板２０
１前後に出現する差圧とガス２０２の平均流速の関係を
利用してガス流量を求める。従って、質量流量計内には
必然的に圧力損失があり、この圧力損失以下の低圧力下
では質量流量計を動作させることができない。一方、図
３（ｂ）に示した超音波ガス流量センサは、ガス配管の
外側に超音波パルス検出器を取り付けるだけでガス流量
測定ができる。従って、ガス配管の形状によるコンダク
タンスの低下がない。The sheath gas exhaust line 121 includes an ultrasonic gas flow sensor 122 and a vacuum exhaust system 123 installed downstream of the sheath gas exhaust unit 112. The ultrasonic gas flow sensor 122 was installed to measure the flow rate of the sheath gas exhausted by the vacuum exhaust system 123. Conventionally, a mass flow meter or the like is installed to measure the flow rate of the sheath gas. FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams of a conventional mass flow meter and an ultrasonic gas flow sensor according to the present embodiment, respectively. In the conventional mass flow meter shown in FIG. 3A, an obstacle such as the orifice plate 201 is provided in the gas flow path,
Orifice plate 20 determined by gas pressure measuring tube 203
The gas flow rate is determined using the relationship between the differential pressure appearing before and after 1 and the average flow velocity of the gas 202. Therefore, there is inevitably a pressure loss in the mass flow meter, and the mass flow meter cannot be operated under a low pressure lower than the pressure loss. On the other hand, the ultrasonic gas flow sensor shown in FIG. 3B can measure the gas flow simply by attaching an ultrasonic pulse detector outside the gas pipe. Therefore, there is no decrease in conductance due to the shape of the gas pipe.
【００２６】一般に、超音波が流体中を伝搬する場合、
流体の上流から下流（超音波パルス検出器Ａ２０４から
超音波パルス検出器Ｂ２０５）に伝搬する場合と、下流
から上流（超音波パルス検出器Ｂ２０５から超音波パル
ス検出器Ａ２０４）に伝搬する場合では管壁に対する相
対伝搬速度が異なる。超音波ガス流量センサは、この相
対伝搬速度の差がガス２０２の流速に比例することを利
用してガス流量を求めるものであり、ガス流路内への超
音波パルス検出器の挿入部分および接触部分がないた
め、圧力損失がない。従って、大気圧以下の低圧力下で
も流量計測が可能となる。さらに、ガス流路内への超音
波パルス検出器の挿入部分および接触部分がないことに
より、シースガス排気系のコンダクタンスを向上させる
ことができる。Generally, when an ultrasonic wave propagates through a fluid,
In the case where the fluid propagates from upstream to downstream (from the ultrasonic pulse detector A204 to the ultrasonic pulse detector B205), the case where the fluid propagates from downstream to upstream (from the ultrasonic pulse detector B205 to the ultrasonic pulse detector A204) The relative propagation speed to the wall is different. The ultrasonic gas flow sensor determines the gas flow rate by utilizing the fact that the difference between the relative propagation velocities is proportional to the flow rate of the gas 202. Since there are no parts, there is no pressure loss. Therefore, the flow rate can be measured even under a low pressure equal to or lower than the atmospheric pressure. Furthermore, since there is no insertion portion and no contact portion of the ultrasonic pulse detector in the gas flow path, the conductance of the sheath gas exhaust system can be improved.
【００２７】図１に示した超微粒子分級装置において、
以下に示す動作により超微粒子１１９の分級を行った。
シースガス１０３はシースガス導入口１０２より微分型
電気移動度分級系に導入され、シースガスバッファ１０
４により等方的に均一化されフィルター１１８を通過し
た後、分級部１０９を層流状態で通過しシースガス排気
口１１３より排気される。シースガス排気口１１３より
排気されたシースガスのガス流量は、シースガス排気ラ
イン１２１に設置された超音波ガス流量センサ１２２で
計測される。In the ultrafine particle classifier shown in FIG.
The ultrafine particles 119 were classified by the following operation.
The sheath gas 103 is introduced from the sheath gas inlet 102 into the differential electric mobility classifier, and the sheath gas buffer 10
After it is isotropically uniformized by 4 and passes through the filter 118, it passes through the classification section 109 in a laminar flow state and is exhausted from the sheath gas exhaust port 113. The gas flow rate of the sheath gas exhausted from the sheath gas exhaust port 113 is measured by the ultrasonic gas flow rate sensor 122 installed in the sheath gas exhaust line 121.
【００２８】一方、荷電された超微粒子１１９はキャリ
アガス１０７により搬送され、キャリアガス導入口１０
６より微分型電気移動度分級系に導入され、キャリアガ
スバッファ１０８により等方的に均一化された後、キャ
リアガス噴出口１１０より分級部１０９へ噴出される。
上記分級部１０９には、外筒および内筒間に直流電源１
１７により円筒軸に垂直な方向に静電界が印加されてい
るため、キャリアガス噴出口１１０より噴出された超微
粒子１１９は、シースガス１０３により下方に搬送され
つつ、その荷電数と粒径に依存した電気移動度に応じた
軌跡を描きつつ円筒の軸方向に曲げられる。上記曲げら
れた超微粒子１１９において、内筒下部に設けたスリッ
ト１１１に到達したもののみが分級された超微粒子１２
０としてキャリアガス排気口１１５より取り出される。On the other hand, the charged ultrafine particles 119 are transported by the carrier gas 107 and
6, is introduced into a differential electric mobility classification system, isotropically homogenized by a carrier gas buffer 108, and is then ejected from a carrier gas ejection port 110 to a classification section 109.
The classifier 109 includes a DC power source 1 between the outer cylinder and the inner cylinder.
Since an electrostatic field is applied in the direction perpendicular to the cylindrical axis by 17, the ultrafine particles 119 ejected from the carrier gas ejection port 110 depend on the charge number and the particle size while being transported downward by the sheath gas 103. It is bent in the axial direction of the cylinder while drawing a trajectory according to the electric mobility. Of the bent ultrafine particles 119, only ultrafine particles 12 that reach the slit 111 provided at the lower part of the inner cylinder are classified.
It is taken out from the carrier gas exhaust port 115 as 0.
【００２９】超微粒子分級装置を大気圧より低圧力で動
作させるためには、シースガスを高排気速度で排気しな
ければならない。あるいは、限られた排気速度の真空排
気系１２３で効率よくシースガスを排気しなければなら
ない。従って、本発明では、真空排気系１２３として３
０００ l/minの高排気速度をもつメカニカルブースター
ポンプを用いた。さらに、従来の微分型電気移動度分級
装置を小型化することにより微分型電気移動度分級系内
のシースガス容量を小さくし、真空排気系１２３で効率
良くシースガスを排気した。具体的には、従来の微分型
電気移動度分級装置のキャリアガス噴出口１１０と分級
部スリット１１１の距離Ｌは４００ｍｍであったが、本
発明においてはＬ＝１０ｍｍとした。（他の装置径は、
Ｒ１＝２５ｍｍ、Ｒ２＝３３ｍｍとした。）これによ
り、微分型電気移動度分級系内のシースガス容量を従来
の１０分の１以下にした。その結果、図１に示した超微
粒子分級装置により８Ｔｏｒｒの低圧動作が実現され
た。In order to operate the ultrafine particle classifier at a pressure lower than the atmospheric pressure, the sheath gas must be exhausted at a high exhaust speed. Alternatively, the sheath gas must be efficiently evacuated by the vacuum evacuation system 123 having a limited evacuation speed. Therefore, in the present invention, 3
A mechanical booster pump with a high pumping speed of 000 l / min was used. Further, by reducing the size of the conventional differential mobility classifier, the sheath gas capacity in the differential mobility classifier was reduced, and the sheath gas was efficiently exhausted by the vacuum exhaust system 123. Specifically, the distance L between the carrier gas ejection port 110 and the classifying section slit 111 of the conventional differential mobility classifier was 400 mm, but in the present invention, L = 10 mm. (Other device diameters are
R1 = 25 mm and R2 = 33 mm. As a result, the sheath gas capacity in the differential mobility classification system was reduced to one-tenth or less of the conventional value. As a result, a low pressure operation of 8 Torr was realized by the ultrafine particle classifier shown in FIG.
【００３０】粒径が１００ｎｍ以下の超微粒子では、低
圧下における輸送機構としてブラウン運動による拡散が
無視できなくなる。また、粒径の小さい超微粒子ほど大
きい拡散係数を持つ。従って、数ナノメートルから数十
ナノメートルの粒径をもった超微粒子を均一な粒径に分
級するためには、ブラウン拡散の効果を抑制する必要が
ある。本発明においては、キャリアガス噴出口１１０か
ら内筒下部に設けたスリット１１１までの超微粒子１１
９の分級に要する移動距離を短くすることにより、この
ブラウン拡散の効果を抑制した。具体的には、微分型電
気移動度分級装置のキャリアガス噴出口１１０と分級部
スリット１１１の投影距離Ｌを、従来では投影距離Ｌ＝
４００ｍｍであったものを、本発明においてはＬ＝１０
ｍｍとした。その結果、希ガス中パルスレーザーアブレ
ーション法により作製したＳｉ超微粒子を、図１に示し
た超微粒子分級装置により、平均粒径５ｎｍ、幾何標準
偏差１. ２の分級精度で分級することができた。With ultrafine particles having a particle size of 100 nm or less, diffusion due to Brownian motion cannot be ignored as a transport mechanism under low pressure. Ultrafine particles having a smaller particle diameter have a larger diffusion coefficient. Therefore, in order to classify ultrafine particles having a particle size of several nanometers to tens of nanometers into a uniform particle size, it is necessary to suppress the effect of Brownian diffusion. In the present invention, the ultrafine particles 11 from the carrier gas ejection port 110 to the slit 111 provided at the lower part of the inner cylinder are provided.
The effect of the Brownian diffusion was suppressed by shortening the moving distance required for classifying No. 9. Specifically, the projection distance L between the carrier gas injection port 110 and the classifying section slit 111 of the differential-type electric mobility classifier is conventionally defined as the projection distance L =
What was 400 mm was changed to L = 10 in the present invention.
mm. As a result, the ultrafine Si particles produced by the pulsed laser ablation method in a rare gas could be classified by the ultrafine particle classifier shown in FIG. 1 with a classification accuracy of 5 nm in average particle diameter and 1.2 geometric standard deviation. .
【００３１】シースガス１０３としてＨｅを選択した場
合、数Ｔｏｒｒの低圧力下では、直流電源１１７により
微分型電気移動度分級系に印加する電圧が２００Ｖ程度
で放電が生じる。従ってこの場合、２００Ｖ以下の印可
電圧において分級できるよう、分級部の幾何学形状とシ
ースガス流速を設計しなければならない。図４に、本実
施の形態における、直流電源１１７による微分型電気移
動度分級系への印可電圧Ｖの、分級される超微粒子１１
９の平均粒径ｄｐ依存性を示す。図４よりキャリアガス
噴出口１１０と分級部スリット１１１の投影距離Ｌを適
当に変化させることにより、分級される超微粒子１１９
の粒径を数ナノメートルから数十ナノメートルの間で制
御できることがわかる。When He is selected as the sheath gas 103, under a low pressure of several Torr, discharge occurs when the voltage applied to the differential type electric mobility classification system by the DC power supply 117 is about 200V. Therefore, in this case, it is necessary to design the geometric shape of the classifying portion and the sheath gas flow velocity so that classification can be performed at an applied voltage of 200 V or less. FIG. 4 shows the ultrafine particles 11 to be classified according to the applied voltage V to the differential electric mobility classification system by the DC power supply 117 in the present embodiment.
9 shows the average particle diameter dp dependence of No. 9. As shown in FIG. 4, by appropriately changing the projection distance L between the carrier gas ejection port 110 and the classifying portion slit 111, the ultrafine particles 119 classified are classified.
It can be seen that the particle size of can be controlled between several nanometers and several tens of nanometers.
【００３２】なお、本発明の微分型電気移動度分級系
は、シースガス導入部１０１、キャリアガス導入部１０
５、分級部１０９、シースガス排気部１１２、キャリア
ガス排気部１１４の各構成部をユニット化し交換可能と
している。これにより、キャリアガス噴出口１１０と分
級部スリット１１１の投影距離Ｌ等を容易に変更するこ
とができ、従って印可電圧が２００Ｖ以下で分級できる
超微粒子１１９の粒径範囲を容易に設定変更できる。The differential electric mobility classification system of the present invention comprises a sheath gas introduction unit 101, a carrier gas introduction unit 10
5. Classification unit 109, sheath gas exhaust unit 112, and carrier gas exhaust unit 114 are unitized and replaceable. This makes it possible to easily change the projection distance L and the like between the carrier gas ejection port 110 and the classifying portion slit 111, and thus to easily change the particle size range of the ultrafine particles 119 that can be classified at an applied voltage of 200 V or less.
【００３３】また、シースガス１０３のＨｅはＡｒにし
てもよく、その場合、ＡｒはＨｅより質量が重いため、
超微粒子１１９をより効率よく搬送することが可能とな
る。また、前記の様に効率良く超微粒子１１９を搬送で
きる上、Ｈｅの１０倍の質量を持つため、ブラウン拡散
の悪影響が少ない。さらに、放電耐電圧が高い等の利点
をもつ。Further, He of the sheath gas 103 may be Ar. In this case, since Ar is heavier than He,
The ultrafine particles 119 can be transported more efficiently. Further, as described above, the ultrafine particles 119 can be efficiently transported, and have a mass 10 times that of He, so that the adverse effect of Brownian diffusion is small. Further, it has advantages such as high discharge withstand voltage.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、大気圧以
下の圧力領域で動作し、さらに数ナノメートルから数十
ナノメートルの粒径分布をもった超微粒子を均一な粒径
に分級する微分型電気移動度分級系を構成要素とする超
微粒子分級装置を作製することが可能となる。As described above, according to the present invention, ultrafine particles which operate in a pressure range below atmospheric pressure and have a particle size distribution of several nanometers to several tens of nanometers are classified into uniform particle sizes. It is possible to produce an ultrafine particle classification apparatus having a differential electric mobility classification system as a constituent element.
【図１】本発明の一実施の形態による超微粒子分級装置
の概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ultrafine particle classification device according to an embodiment of the present invention.
【図２】前記実施の形態による微分型電気移動度分級系
を上部より見た概略図FIG. 2 is a schematic diagram of the differential electric mobility classification system according to the embodiment as viewed from above.
【図３】（ａ）従来の質量流量計の概略図 （ｂ）従来の超音波ガス流量センサの概略図FIG. 3A is a schematic diagram of a conventional mass flow meter. FIG. 3B is a schematic diagram of a conventional ultrasonic gas flow sensor.
【図４】超微粒子分級装置への印可電圧Ｖの、分級され
る超微粒子の平均粒径ｄｐ依存性を示すグラフ図FIG. 4 is a graph showing the dependence of the applied voltage V to the ultrafine particle classifier on the average particle diameter dp of the classified ultrafine particles.
【図５】従来の微分型電気移動度分級装置の概略構成図FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional differential electric mobility classifier.
１０１ シースガス導入部 １０２ シースガス導入口 １０３ シースガス １０４ シースガスバッファ １０５ キャリアガス導入部 １０６ キャリアガス導入口 １０７ キャリアガス １０８ キャリアガスバッファ １０９ 分級部 １１０ キャリアガス噴出口 １１１ スリット １１２ シースガス排気部 １１３ シースガス排気口 １１４ キャリアガス排気部 １１５ キャリアガス排気口 １１６ 絶縁体 １１７ 直流電源 １１８ フィルター １１９ 超微粒子 １２０ 分級後の超微粒子 １２１ シースガス排気ライン １２２ 超音波ガス流量センサ １２３ 真空排気系 ２０１ オリフィス板 ２０２ ガス ２０３ ガス圧力測定用管 ２０４ 超音波パルス検出器A ２０５ 超音波パルス検出器B ３０１ エアロゾル ３０２ キャリアガス ３０３ シースガス ３０４ シースガス排気口 ３０５ キャリアガス排気口 ３０６ 集電極 ３０７ 直流電源 ３０８ スリット DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Sheath gas introduction part 102 Sheath gas introduction port 103 Sheath gas 104 Sheath gas buffer 105 Carrier gas introduction part 106 Carrier gas introduction port 107 Carrier gas 108 Carrier gas buffer 109 Classification part 110 Carrier gas ejection port 111 Slit 112 Sheath gas exhaust part 113 Sheath gas exhaust port 114 Carrier gas exhaust unit 115 Carrier gas exhaust port 116 Insulator 117 DC power supply 118 Filter 119 Ultrafine particles 120 Ultrafine particles after classification 121 Sheath gas exhaust line 122 Ultrasonic gas flow sensor 123 Vacuum exhaust system 201 Orifice plate 202 Gas 203 For gas pressure measurement Tube 204 Ultrasonic pulse detector A 205 Ultrasonic pulse detector B 301 Aerosol 302 Carrier gas 303 Sheath gas 304 Sea Gas exhaust port 305 the carrier gas outlet 306 collector electrode 307 DC power source 308 slit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧 野 俊 晴 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 鈴 木 信 靖 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 吉 田 岳 人 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 山 田 由 佳 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 橋 本 雅 彦 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 瀬 戸 章 文 茨城県つくば市並木１丁目２番地 工業技 術院機械技術研究所内 (72)発明者 綾 信 博 茨城県つくば市並木１丁目２番地 工業技 術院機械技術研究所内 Ｆターム(参考） 4D021 FA11 GA06 GA10 GA13 GA16 GA17 GA27 JA20 JB02 KA01 LA07 LA20 MA01 MA05 NA10 4D054 AA20 BA04 BA15 CA10 CA20 EA14 EA16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Toshiharu Makino 3-10-1 Higashi-Mita, Tama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Matsushita Giken Co., Ltd. (72) Inventor Nobuyasu Suzuki Tama-ku, Kawasaki, Kanagawa Matsushita Giken Co., Ltd. (7-1) Matsushita Giken Co., Ltd. (72) Inventor: Takeshita Yoshida, Matsushita Giken Co., Ltd. (72) Inventor: Matsushita Giken Co., Ltd. Matsushita Giken Co., Ltd. (72) Matsushita Giken Co., Ltd. (72) Inventor Masahiko Hashimoto 3-10-1, Higashi Mita, Tama Ward, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Akira Seto 1-2-2 Namiki, Tsukuba, Ibaraki Pref. Machinery Research Laboratory (72) Inventor Nobuhiro Aya 1-2-2 Namiki, Tsukuba, Ibaraki Pref. Operative Research Institute in the F-term (reference) 4D021 FA11 GA06 GA10 GA13 GA16 GA17 GA27 JA20 JB02 KA01 LA07 LA20 MA01 MA05 NA10 4D054 AA20 BA04 BA15 CA10 CA20 EA14 EA16
Claims (10)
導入部と、荷電された超微粒子を搬送し導入するための
キャリアガス導入部と、導入された超微粒子をキャリア
ガス噴出口より噴出し、静電界中での荷電粒子の粒径に
依存した電気移動度を利用して、キャリアガス噴出口下
流に設置したスリットにより分級するための分級部と、
分級された超微粒子を取り出すためのキャリアガス排気
部と、分級部下流のシースガス排気部と、シースガス排
気部下流のシースガス排気ラインとから構成され、キャ
リアガス導入部および分級部が大気圧以下で動作するこ
とを特徴とする超微粒子分級装置。1. A sheath gas introduction unit for introducing a sheath gas, a carrier gas introduction unit for conveying and introducing charged ultrafine particles, and the introduced ultrafine particles are ejected from a carrier gas ejection port to form an electrostatic field. Utilizing the electric mobility depending on the particle size of the charged particles in the, a classification unit for classifying by a slit installed downstream of the carrier gas ejection port,
It consists of a carrier gas exhaust unit for taking out the classified ultrafine particles, a sheath gas exhaust unit downstream of the classifying unit, and a sheath gas exhaust line downstream of the sheath gas exhaust unit, and the carrier gas introducing unit and the classifying unit operate under atmospheric pressure. An ultrafine particle classifier characterized by performing:
あることを特徴とする請求項１記載の超微粒子分級装
置。2. The ultrafine particle classification device according to claim 1, wherein the operating pressure of the classification unit is 50 Torr or less.
メートルから２０ナノメートルであることを特徴とする
請求項１または２記載の超微粒子分級装置。3. The ultrafine particle classification apparatus according to claim 1, wherein the average particle diameter of the ultrafine particles that can be classified is from 1 nanometer to 20 nanometers.
投影距離が２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載の超微粒子分級装置。4. The ultrafine particle classification apparatus according to claim 1, wherein a projection distance between the carrier gas ejection port and the classification section slit is 20 mm or less.
りシースガス排気部と、段階的にシースガス流路のコン
ダクタンスが高くなることを特徴とする請求項１ 乃至
４のいずれかに記載の超微粒子分級装置。5. The ultrafine particle classification according to claim 1, wherein the conductance of the sheath gas flow path increases stepwise from the sheath gas introduction part to the classification part and from the classification part to the sheath gas exhaust part. apparatus.
向排気であることを特徴とする請求項１から５のいずれ
かに記載の超微粒子分級装置。6. The ultrafine particle classification apparatus according to claim 1, wherein the apparatus has two or more sheath gas exhaust ports and performs multi-directional exhaust.
る電圧を２００Ｖ以下とすることを特徴とする請求項１
乃至６のいずれかに記載の超微粒子分級装置。7. The method according to claim 1, wherein the sheath gas is He, and the voltage applied to the classifying section is 200 V or less.
7. The ultrafine particle classification device according to any one of items 1 to 6.
に超音波ガス流量センサを用いることを特徴とする請求
項１乃至７のいずれかに記載の超微粒子分級装置。8. The ultrafine particle classification device according to claim 1, wherein an ultrasonic gas flow sensor is used for measuring a gas flow downstream of the sheath gas exhaust unit.
入方向と、分級部へのキャリアガス噴出方向を異ならせ
たことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の
超微粒子分級装置。9. The ultrafine particle classification apparatus according to claim 1, wherein the direction of introducing the carrier gas into the carrier gas introduction section and the direction of ejecting the carrier gas into the classification section are different.
部、分級部、シースガス排気部、キャリアガス排気部を
各構成単位とし、これらの構成単位が各々幾何学形状の
異なるものへ交換可能であることを特徴とする請求項１
乃至９のいずれかに記載の超微粒子分級装置。10. A configuration in which a sheath gas introducing section, a carrier gas introducing section, a classifying section, a sheath gas exhaust section, and a carrier gas exhaust section are used as respective structural units, and these structural units can be exchanged for those having different geometric shapes. Claim 1.
An ultrafine particle classification apparatus according to any one of claims 1 to 9.
Priority Applications (1)
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