微粒捕集装置的制作方法

本公开涉及捕集气体中的微粒的微粒捕集装置。

背景技术：

以往，已知有能够使用基于核冷凝的原理的气体吸附作用来净化污染空气的空气净化装置。例如，在专利文献1的空气净化装置中，沿着空气的流路依次设置加热单元、加热加湿单元、冷却加湿单元、冷却单元及再加热单元，而且，在冷却单元的后流侧设置消除器。由此，核冷凝生长过程中的气体吸附被促进，能够提高有害气体除去效率。而且，能够实现基于消除器的惯性集尘作用的冷凝水的排出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-42350号公报

技术实现要素：

然而，在所述以往技术中，会由加热单元、加热加湿单元、冷却加湿单元、冷却单元及再加热单元消耗大量的能量，且需要装置的大型化。

于是，本公开提供能够实现小型化、节能及捕集的高速化的微粒捕集装置。

本公开的一方案的微粒捕集装置具备：壳体，具有吸气口及排气口，在内部具有将所述吸气口及所述排气口相连的流路；风扇，使将包含第1微粒及比所述第1微粒小的第2微粒的气体从所述吸气口向所述流路吸引的气流在所述流路产生，能够绕着第1轴旋转；喷雾部，向包含于所述流路的第1部位喷雾第1液体，利用包含于所述第1液体的液体覆盖所述第1微粒，并利用包含于所述第1液体的液体覆盖所述第2微粒；第1过滤器，位于所述第1部位与所述排气口之间，以能够绕着所述第1轴旋转的方式被支承；动力源，使所述第1过滤器旋转；第1捕集口，用于捕集从所述流路通过包含于所述第1过滤器的第2部位且由包含于所述第1液体的液体覆盖后的所述第1微粒；第2捕集口，用于捕集从所述流路通过包含于所述第1过滤器的第3部位且由包含于所述第1液体的液体覆盖后的所述第2微粒，所述第2部位处于所述第1部位与所述第3部位之间。

本公开的一方案的微粒捕集装置能够实现小型化、节能及捕集的高速化。本公开的一方案中的进一步优点及效果将会根据说明书及附图而变得明了。上述优点及/或效果由记载于一些实施方式以及说明书及附图的特征分别提供，但未必为了得到1个或其以上的同一特征而需要全部提供。

附图说明

图1是实施方式1的微粒捕集装置的立体图。

图2是实施方式1的微粒捕集装置的主视图。

图3是实施方式1的微粒捕集装置的俯视图。

图4是实施方式1的微粒捕集装置的分解立体图。

图5是实施方式1的微粒捕集装置的剖视图。

图6是示出实施方式1的微粒捕集装置的动作的流程图。

图7是实施方式2的微粒捕集装置的主视图。

图8是实施方式2的微粒捕集装置的剖视图。

图9是实施方式2的变形例的微粒捕集装置的冷却部的立体图。

图10是实施方式3的微粒捕集装置的主视图。

图11a是实施方式3中的第1保持部的俯视图。

图11b是实施方式3中的第2保持部的俯视图。

图12a是其他的实施方式中的过滤器的立体图。

图12b是其他的实施方式中的过滤器的立体图。

图13是示出表示通过第1过滤器的微粒的轨迹的模拟结果的坐标图的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对实施方式进行说明。

此外，以下说明的实施方式均示出总括的或具体的例子。在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接方式、步骤、步骤的顺序等是一例，并非旨在限定权利要求书。另外，关于以下的实施方式中的构成要素中的未记载于表示最上位概念的独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素来说明。另外，各图未必严格地图示。在各图中，关于实质上相同的构成标注同一标号，重复的说明有时省略或简化。

另外，以下，平行及垂直等表示要素间的关系性的用语及圆筒形状等表示要素的形状的用语以及数值范围不是表示严格的含义，意味着也包括实质上同等的范围、例如几％左右的差异。

在以下的各图中，x轴及y轴是在水平面上互相正交的轴。z轴是与水平面垂直的轴。在z轴中，正的朝向表示朝上，负的朝向表示朝下。

(实施方式1)

以下，一边参照图1～图6一边对实施方式1进行说明。

[微粒捕集装置的构成]

首先，一边参照图1～图5一边对本实施方式的微粒捕集装置100的构成进行具体说明。图1是实施方式1的微粒捕集装置100的立体图。图2是实施方式1的微粒捕集装置100的主视图。图3是实施方式1的微粒捕集装置100的俯视图。图4是实施方式1的微粒捕集装置100的分解立体图。图5是实施方式1的微粒捕集装置100的剖视图。具体而言，图5是图3的v-v切断面处的剖视图。此外，在图5中，也示出了成为捕集对象的微粒11、第1液体12及由第1液体12覆盖了的微粒11即液滴13。

微粒捕集装置100从包含微粒11的气体(也称作气溶胶)捕集微粒11。此时，微粒捕集装置100将微粒11分级成第1微粒11a和比第1微粒11a小的第2微粒11b。也就是说，微粒捕集装置100将尺寸互相不同的第1微粒11a及第2微粒11b区分而捕集。由微粒捕集装置100捕集到的第1微粒11a及第2微粒11b由分析器(未图示)分别地分析。

例如，微粒11可能包含靶物质。通过分析微粒11，检测微粒11中的靶物质。作为靶物质，例如可能存在流感病毒。此时，第1微粒11a可以是可能包含流感病毒的飞沫(粒径为约5微米)，第2微粒11b可以是飞沫核(粒径为约0.5微米)。

此外，靶物质不限定于流感病毒。例如，靶物质也可以是其他的病毒，还可以是病毒以外的生物(例如细菌)。另外，靶物质也可以不是生物，也可以是环境污染物质或变态反应原等。

如图1～图3所示，微粒捕集装置100具备壳体110、喷雾部120、控制部130、输入部131、动力源140、第1排出口161、第2排出口162及第1传感器132。另外，如图4及图5所示，微粒捕集装置100在壳体110内具备第2传感器133、风扇141、变速器142及第1过滤器150。以下，对微粒捕集装置100的各构成要素进行说明。

如图1所示，壳体110由具有吸气口113的上壳体111和具有排气口114的下壳体112构成。另外，如图5所示，壳体110在内部具有将吸气口113及排气口114相连的流路115。

上壳体111是壳体110的上部分，具有比下壳体112的直径小的直径的圆筒形状。下壳体112是壳体110的下部分，具有比上壳体111的直径大的直径的圆筒形状。此外，上壳体111及下壳体112的形状不限定于圆筒形状，例如也可以是方筒形状。

吸气口113是为了向壳体110内的流路115吸引外气而形成于上壳体111的上表面的开口。如图1及图3所示，在吸气口113能够安装第2过滤器1131。

第2过滤器1131是能够相对于壳体110装卸的过滤器。第2过滤器1131是用于防止在清洗中微粒11向流路115进入的过滤器，在清洗壳体110内时装配于吸气口113。第2过滤器1131隔断微粒11及比微粒11大的颗粒。

此外，在捕集微粒11时，也可以取代第2过滤器1131而将用于防止比微粒11大的尘埃或灰尘等颗粒向壳体110内侵入的第3过滤器(未图示)装配于吸气口113。第3过滤器使微粒11通过，将比微粒11大的颗粒隔断。

排气口114是为了从壳体110内的流路115排出气体而形成于下壳体112的下表面的开口。从排气口114排出通过了第1过滤器150的气体。

流路115在壳体110内跨及上壳体111及下壳体112而形成。

从吸气口113吸引到的气体通过流路115而从排气口114排出。在图5中，流路115沿着z轴延伸，其流动方向是z轴的负的朝向(朝下)。

第2传感器133从由吸气口113吸引的气体检测具有预先确定的第2粒径以上的粒径的微粒的浓度。作为第2传感器133，例如能够使用光散射方式或光遮蔽方式的颗粒计数器。作为第2粒径，能够使用微粒11的粒径的下限值。作为第2粒径，也可以使用由用户设定的值。

此外，第2传感器133也可以从由吸气口113吸引的气体检测具有第2粒径以上且第3粒径以下的粒径的微粒的浓度。在此，若作为第2粒径而使用颗粒11的粒径的下限值且作为第3粒径而使用微粒11的粒径的上限值，则第2传感器133能够检测气体中的微粒11的浓度。

在图5中，第2传感器133设置于流路115的吸气口113附近。此外，第2传感器133也可以不设置于吸气口113附近。例如，第2传感器133也可以设置于排气口114附近。在该情况下，第2传感器133也可以进一步作为第1传感器132发挥功能。也就是说，第2传感器133也可以是第1传感器132。

如图5所示，喷雾部120向包含于流路115且在吸气口113与第1过滤器150之间的部位喷雾第1液体12。也就是说，喷雾部120将雾状的第1液体12朝向存在于该部位的气体喷出。此时，第1微粒11a及第2微粒11b的各自与第1液体12碰撞，由第1液体12覆盖。其结果，形成内包微粒11的液滴13。液滴13包括包含第1微粒11a的第1液滴13a和包含第2微粒11b的第2液滴13b。

也可以认为：第1液体12包括第1液体12-1、第1液体12-2，第1微粒11a由第1液体12-1覆盖，第2微粒11b由第1液体12-2覆盖。

作为喷雾部120喷雾的第1液体12，能够使用用于第1微粒11a及第2微粒11b的分析的液体。用于第1微粒11a及第2微粒11b的分析的液体意味着在分析中使用的液体、为了分析而维持包含于微粒11的靶物质的活性的液体、为了分析而向包含于第1微粒11a及第2微粒11b的靶物质赋予标识等的液体、为了分析而保护包含于微粒11的靶物质的液体或它们的任意的组合。例如在靶物质是流感病毒的情况下，作为第1液体12，能够使用例如生理盐水、pbs缓冲液、edta缓冲液、重碳酸缓冲液之类的以溶解靶物质或保存靶物质为目的的液体或包含与病毒特异性地结合而发出磁性或荧光的物质的液体等。此外，第1液体12也可以不是用于微粒11的分析的液体，例如也可以是纯水。

而且，喷雾部120也能够喷雾第2液体。作为喷雾部120喷雾的第2液体，能够使用用于清洗壳体110内的第1过滤器150及流路115的清洗液。例如，若作为第2液体而使用溶解微粒11的液体，则能够有效地除去残留于壳体110内的微粒11。此外，在不需要清洗的情况下，喷雾部120也可以不喷雾第2液体。

如图5所示，喷雾部120具有喷雾器121和罐122。

喷雾器121连接于罐122，将积存于罐122的液体向流路115喷雾。喷雾器121对液体的喷雾方法没有特别的限定。

罐122也可以分别地积存第1液体12及第2液体双方。在该情况下，喷雾器121例如可以基于来自控制部130的控制信号或用户的操作而将第1液体12及第2液体切换地喷雾。另外，罐122也可以能够更换。在该情况下，罐122也可以包括积存有第1液体12的罐和积存有第2液体的罐，积存有第1液体12的罐也可以根据需要而更换，积存有第2液体的罐也可以根据需要而更换。

第1过滤器150在比喷雾部120靠下游侧处配置于流路115内，以能够绕着与z轴平行的r轴旋转的方式被支承。在本实施方式中，第1过滤器150具有圆柱形状的过滤器部151和贯通过滤器部151的轴152。轴152经由变速器142而与动力源140连接。过滤器部151与轴152一起旋转。作为过滤器部151，例如能够使用微粒11能够通过的纤维构件或多孔质构件等。

在动力源140使第1过滤器150进行了旋转时，与气体一起在流路115中流动的液滴13与第1过滤器150碰撞，接受从r轴离开的朝向的力。此时，液滴13的尺寸越大则与构成过滤器的纤维碰撞的频度越高而沿着r轴的移动的速度越减小，另外，液滴13的尺寸越大则质量越大，因此离心力越大而从r轴离开的朝向的速度越增加。也就是说，液滴13的尺寸越大，则在越靠上游侧处从第1过滤器150脱离，在越靠上游侧处到达流路115的壁面。在图5中，包含第1微粒11a的第1液滴13a正在去往上游侧的第1捕集口116，包含第2微粒11b的第2液滴13b正在去往下游侧的第2捕集口117。

第1捕集口116是形成于与第1过滤器150对向的流路115的壁面且用于捕集由第1液体12覆盖了的第1微粒11a的开口。也就是说，在第1捕集口116处，捕集第1液滴13a。在本实施方式中，第1捕集口116将第1过滤器150呈带状地包围。第1捕集口也可以认为是用于捕集从流路115通过了包含于第1过滤器150的部位的由包含于第1液体的液体覆盖了的第1微粒11a的开口。

第2捕集口117是在比第1捕集口116靠下游侧处形成于与第1过滤器150对向的流路115的壁面且用于捕集由第1液体12覆盖了的第2微粒11b的开口。也就是说，在第2捕集口117处，捕集第2液滴13b。在本实施方式中，第2捕集口117将第1过滤器150呈带状地包围。第2捕集口也可以认为是用于捕集从流路115通过了包含于第1过滤器150的部位的由包含于第1液体的液体覆盖了的第2微粒11b的开口。

在图5中，第1捕集口116及第2捕集口117沿着z轴不空出间隔而相邻，但不限定于此。例如，第1捕集口116及第2捕集口117也可以沿着z轴空出间隔而配置。另外，第1捕集口116及第2捕集口117也可以不将第1过滤器150完全包围。也就是说，第1捕集口116及第2捕集口117形状不限定于带形状。

第1保持部163将由第1捕集口116捕集到的第1微粒11a保持于第1液体12中。在图5中，第1保持部163设置于与第1捕集口116相连的第1通道118的顶端部。第1通道118配置于第2通道119的外侧，从第1捕集口116延伸至下壳体112的下部。由第1捕集口116捕集到的多个第1液滴13a凝集并通过自重而在第1通道118内向下方流动，到达第1保持部163。

第2保持部164将由第2捕集口117捕集到的第2微粒11b保持于第1液体12中。在图5中，第2保持部164设置于与第2捕集口117相连的第2通道119的顶端部。第2通道119包围流路115的外侧，从第2捕集口117延伸至下壳体112的下部。由第2捕集口117捕集到的多个第2液滴13b凝集并通过自重而在第2通道119内向下方流动，到达第2保持部164。

此外，第1通道118和第2通道119可以是独立的通道，也可以通过在1个喇叭状的通道设置分隔件而构成。另外，微粒捕集装置100也可以不具备第1保持部163及第2保持部164。在该情况下，第1捕集口116及第2捕集口117也可以分别直接连接于第1排出口161及第2排出口162。

第1排出口161将由第1捕集口116捕集到的第1微粒11a及第1液体12向壳体110外排出。具体而言，第1排出口161连接于第1保持部163，将保持于第1保持部163的第1微粒11a及第1液体12排出。

第2排出口162将由第2捕集口117捕集到的第2微粒11b及第1液体12向壳体110外排出。具体而言，第2排出口162连接于第2保持部164，将保持于第2保持部164的第2微粒11b及第1液体12排出。

此外，第1排出口161及第2排出口162也可以直接连接于分析器(未图示)。在该情况下，由第1保持部163保持的第1微粒11a及第1液体12经由第1排出口161而被向分析器输送，由第2保持部164保持的第2微粒11b及第1液体12经由第2排出口162而被向分析器输送。

动力源140使第1过滤器150绕着r轴旋转。而且，动力源140使风扇141绕着r轴旋转。动力源140由控制部130控制。作为动力源140，例如能够使用电动马达。在本实施方式中，动力源140安装于下壳体112的下表面，但动力源140的安装位置不限定于此。

风扇141是使从吸气口113将气体向流路115吸引的z轴的负方向的气流产生并将通过了流路115的气体从排气口114排出的送风机。风扇141连接于从动力源140延伸的轴140a，绕着r轴旋转。使第1过滤器150旋转的轴和使风扇141旋转的轴也可以不同且平行。也可以分别地设置使这2个轴旋转的动力源。

变速器142连接于风扇141与第1过滤器150之间，将从动力源140延伸的轴140a的旋转变速。例如，变速器142能够在多个齿轮比(变速比)之间切换。齿轮比的选择可以由后述的控制部130进行。

第1传感器132从自排气口114排出的气体检测具有预先确定的第1粒径以上的粒径的微粒。作为第1传感器132，例如能够使用光散射方式或光遮蔽方式的颗粒计数器。作为第1粒径，例如能够使用微粒11的粒径的下限值。在该情况下，第1传感器132检测在微粒捕集装置100中未能捕集的微粒11。在图2及图5中，第1传感器132设置于下壳体112的下表面的排气口114附近。

控制部130通过控制动力源140来控制第1过滤器150的转速。在本实施方式中，控制部130通过控制动力源140及变速器142来控制第1过滤器150及风扇141的转速。

具体而言，控制部130基于从用户向输入部131的输入来控制第1过滤器150的转速。而且，控制部130基于第1传感器132的输出信号来控制第1过滤器150的转速。此外，关于控制部130中的控制的详情，将使用图6的流程图而后述。

此外，在图3中，控制部130配置于输入部131之下，但控制部130的位置不限定于此。

输入部131从用户接受与第1微粒11a及第2微粒11b的尺寸相关的信息的输入。作为与尺寸相关的信息，例如使用第1微粒11a及第2微粒11b的边界尺寸(例如粒径)。另外，作为与尺寸相关的信息，也可以使用识别第1微粒11a及第2微粒11b的种类的信息(例如飞沫及飞沫核)。此外，输入部131也可以进一步从用户接受与流路115内的风速相关的信息的输入。

在本实施方式中，作为输入部131，采用了触摸显示器，但不限定于。输入部131例如也可以是机械式按钮或机械式拨盘等。

此外，输入部131也可以不包含于微粒捕集装置100。例如，来自用户的输入也可以由信息终端(例如智能手机或平板计算机等)接受。在该情况下，微粒捕集装置100也可以具备用于从信息终端接收与第1微粒11a及第2微粒11b的尺寸相关的信息的通信部。

[微粒捕集装置的动作]

接着，一边参照图6一边对如以上这样构成的微粒捕集装置100的动作进行具体说明。图6是示出实施方式1的微粒捕集装置100的动作的流程图。

首先，控制部130经由输入部131而从用户取得风速及颗粒尺寸(s101)。然后，控制部130基于取得的风速及颗粒尺寸而开始风扇141的旋转(s102)。例如，控制部130通过以与取得的风速对应的转速使动力源140旋转而使风扇141旋转。此时，控制部130通过解除变速器142的连接而不使第1过滤器150旋转。

在此，控制部130判定是否设定有待机模式(s103)。待机模式是指用于直到包含微粒11的气体被吸引为止等待微粒11的捕集的模式。具体而言，在待机模式下，停止第1过滤器150的旋转及喷雾部120的喷雾，且使风扇141旋转。

在此，在未设定待机模式的情况下(s103的否)，控制部130跳过以下的步骤s104及s105。另一方面，在设定有待机模式的情况下(s103的是)，控制部130判定由第2传感器133检测到的微粒的浓度是否为阈值浓度以上(s104)。作为阈值浓度，例如能够使用通过经验或实验而预先确定的浓度。

在此，在检测到的微粒的浓度不为阈值浓度以上的情况下(s104的否)，反复进行步骤s104。另一方面，在检测到的微粒的浓度为阈值浓度以上的情况下(s104的是)，控制部130解除待机模式(s105)。此时，控制部130也可以记录解除了待机模式的日期时间或时刻。记录的日期或时刻例如也可以能够经由输入部131而由用户参照。

接着，控制部130开始第1过滤器150的旋转及喷雾部120的喷雾(s106)。具体而言，控制部130通过控制变速器142而以与在步骤s101中取得的风速及颗粒尺寸对应的转速使第1过滤器150旋转。而且，控制部130使喷雾部120喷雾第1液体12。

控制部130判定第1传感器132在排气中是否检测到微粒(s107)。在此，在第1传感器132检测到微粒的情况下(s107的是)，控制部130使第1过滤器150的转速增加(s108)。另一方面，在第1传感器132未检测到微粒的情况下(s107的否)，控制部130跳过步骤s108，维持第1过滤器150的转速。

接着，控制部130判定是否结束微粒捕集装置100的运转(s109)。例如，控制部130可以在从待机模式被解除起经过了预先确定的时间的情况下判定为结束运转。在判定为不结束运转的情况下(s109的否)，返回步骤s107。

在判定为结束运转的情况下(s109的是)，控制部130停止风扇141及第1过滤器150的旋转以及喷雾部120的喷雾(s110)，结束处理。

[效果等]

如以上这样，本实施方式的微粒捕集装置100能够是，具备：壳体110，具有吸气口113及排气口114，在内部具有将吸气口113及排气口114相连的流路115；风扇141，使将包含第1微粒11a及比第1微粒11a小的第2微粒11b的气体从吸气口113向流路115吸引的气流在流路115产生，能够绕着r轴旋转；喷雾部120，向包含于流路115的第1部位喷雾第1液体12，利用包含于第1液体的液体覆盖第1微粒11a，且利用包含于第1液体的液体覆盖第2微粒11b；第1过滤器150，位于第1部位与排气口114之间，以能够绕着r轴旋转的方式被支承；动力源140，使第1过滤器150旋转；第1捕集口116，用于捕集从流路115通过包含于第1过滤器150的第2部位且由包含于第1液体12的液体覆盖了的第1微粒11a；及第2捕集口117，用于捕集从流路115通过包含于第1过滤器150的第3部位且由包含于第1液体12的液体覆盖了的第2微粒11b，第2部位处于第1部位与第3部位之间。

由此，能够通过喷雾部120而将第1微粒11a及第2微粒11b利用第1液体12覆盖，通过第1过滤器150而捕集第1微粒11a及第2微粒11b。因此，微粒捕集装置100也可以不具备加热单元、加热加湿单元、冷却加湿单元、冷却单元及再加热单元的全部，能够实现装置的小型化、节能及捕集的高速化。

另外，由此，微粒捕集装置100通过使第1过滤器150旋转，能够捕集第1微粒11a及第2微粒11b。因此，微粒捕集装置100能够与基于惯性碰撞的分离相比使压力损失减小，能够实现节能。而且，微粒捕集装置100能够与使用了静置的膜滤器的过滤相比降低装置尺寸或压力损失，能够实现小型化或节能。另外，能够抑制第1过滤器150的堵塞，能够降低过滤器的清洗及更换的频度。

另外，由此，微粒捕集装置100能够在第1捕集口116及第2捕集口117处分别地捕集第1微粒11a及第2微粒11b。因此，容易分别地分析第1微粒11a及第2微粒11b，能够谋求分析精度的提高。

另外，由此，微粒捕集装置100能够通过喷雾部120而将第1微粒11a及第2微粒11b利用第1液体12覆盖。因此，通过第1微粒11a及第2微粒11b的粒径的增大，过滤器的捕集的效率提高，并且能够防止干燥，例如在包含于第1微粒11a及第2微粒11b的靶物质是生物的情况下能够保护该生物。其结果，能够有效地检测靶物质，能够谋求第1微粒11a及第2微粒11b的分析精度的提高。而且，能够通过喷雾而将第1微粒11a及第2微粒11b利用第1液体12覆盖，能够抑制第1液体12的使用量地在第1液体12中以高浓度捕集第1微粒11a及第2微粒11b。其结果，能够谋求第1微粒11a及第2微粒11b的分析精度的提高及分析时间的缩短。

另外，本实施方式的微粒捕集装置100能够是，还具备：第1排出口161，将由第1捕集口116捕集到的第1微粒11a及覆盖第1微粒的包含于第1液体12的液体向壳体110外排出；及第2排出口162，将由第2捕集口117捕集到的第2微粒11b及覆盖第2微粒的包含于第1液体12的液体向壳体110外排出。

由此，能够从第1排出口161及第2排出口162分别地排出第1微粒11a及第2微粒11b的各自。例如，若第1排出口161及第2排出口162与分析器连接，则能够实时分析捕集到的第1微粒11a及第2微粒11b。

另外，在本实施方式的微粒捕集装置100中，第1液体能够设为用于第1微粒11a及第2微粒11b的分析的液体。

由此，能够与用于第1微粒11a及第2微粒11b的分析的第1液体12一起捕集第1微粒11a及第2微粒11b，能够谋求第1微粒11a及第2微粒11b的分析的效率化及/或分析精度的提高等。例如，若第1液体12是在分析中使用的液体，则能够省略在分析时使第1液体12作用于第1微粒11a及第2微粒11b的工序，能够谋求分析的效率化。另外，若第1液体12是用于维持包含于第1微粒11a及第2微粒11b的生物的活性的液体，则能够以维持了该生物的活性的状态捕集第1微粒11a及第2微粒11b，能够谋求分析精度的提高。

另外，本实施方式的微粒捕集装置100能够是，还具备用于防止第1微粒11a及第2微粒11b向流路115的进入的能够相对于吸气口113装卸的第2过滤器1131，在装配有第2过滤器1131时，喷雾部120喷雾用于清洗第1过滤器150及流路115的第2液体。

由此，微粒捕集装置100能够通过改变喷雾的液体而清洗第1过滤器150及流路115。因此，能够除去残留于第1过滤器150的第1微粒11a及第2微粒11b，能够抑制连续使用时的第1过滤器150的堵塞。另外，在划分时间而进行多次的捕集及多次的分析的情况下，能够抑制沾染。

另外，由此，能够在清洗中通过第2过滤器1131而防止第1微粒11a及第2微粒11b新向流路115进入，因此微粒捕集装置100能够高效地清洗第1过滤器150及流路115。

另外，本实施方式的微粒捕集装置100能够是，还具备控制第1过滤器150的转速的控制部130。

由此，微粒捕集装置100能够改变第1过滤器150的转速，因此能够根据微粒11的尺寸及流路115内的气流的速度等而进行微粒11的捕集及分级，能够谋求微粒11的捕集效率的提高。

另外，本实施方式的微粒捕集装置100能够是，还具备从用户接受与第1微粒11a及第2微粒11b的尺寸相关的信息的输入的输入部131，控制部130基于输入来控制第1过滤器150的转速。

由此，能够根据第1微粒11a及第2微粒11b的尺寸而控制第1过滤器150的转速，能够将包含于气体的微粒11更准确地分级成第1微粒11a及第2微粒11b。而且，用户能够经由输入部131而任意输入与第1微粒11a及第2微粒11b的尺寸相关的信息，微粒捕集装置100能够使用户的便利性提高。

另外，本实施方式的微粒捕集装置100能够是，还具备用于从自排气口114排出的气体检测具有预先确定的第1粒径以上的粒径的微粒的第1传感器132，控制部130在第1传感器132检测到微粒的情况下，使第1过滤器150的转速增加。

由此，在第1传感器132检测到微粒的情况下，微粒捕集装置100能够使第1过滤器150的转速增加而抑制微粒通过第1过滤器150。因此，微粒捕集装置100能够降低第1微粒11a及第2微粒11b的捕集遗漏。

另外，本实施方式的微粒捕集装置100能够是，还具备从吸引到吸气口113的气体检测具有预先确定的第2粒径以上的粒径的微粒的浓度的第2传感器133，控制部130具有停止第1过滤器150的旋转及喷雾部120的喷雾且使风扇141旋转的待机模式，在待机模式下由第2传感器133检测到的微粒的浓度为阈值浓度以上的情况下，解除待机模式而开始第1过滤器150的旋转及喷雾部120的喷雾。

由此，在气体中的微粒的浓度低的情况下，能够通过待机模式而抑制徒劳的第1液体12及能量的消耗。例如，在因人为的或自然现象而产生第1微粒11a及第2微粒11b时，能够配合其产生而开始微粒捕集装置100的捕集。

(实施方式2)

接着，对实施方式2进行说明。在本实施方式中，微粒捕集装置取代喷雾部而具备加湿部及冷却部这一点与上述实施方式1主要不同。以下，以与上述实施方式1不同的点为中心，一边参照图7及图8一边对本实施方式进行说明。

[微粒捕集装置的构成]

图7是实施方式2的微粒捕集装置200的主视图。图8是实施方式2的微粒捕集装置200的剖视图。本实施方式的微粒捕集装置200取代控制部130而具备控制部210，取代喷雾部120而具备加湿部220及冷却部230。也就是说，在本实施方式中，取代喷雾部120的喷雾而进行加湿部220的加湿及冷却部230的冷却。而且，微粒捕集装置200具备湿度传感器240。

控制部210控制第1过滤器150的转速及冷却部230的冷却量的至少一方。例如，控制部210可以基于来自输入部131的与第1微粒11a及第2微粒11b的尺寸相关的信息来控制第1过滤器150的转速及冷却部230的冷却量的至少一方。另外，例如，控制部210也可以在设置于排气口114的第1传感器132检测到微粒的情况下，使第1过滤器150的转速及冷却部230的冷却量的至少一方增加。另外，例如，控制部210也可以具有停止第1过滤器150的旋转、加湿部220的加湿及冷却部230的冷却停止且使风扇141旋转的待机模式。在该情况下，在待机模式下由第2传感器133检测到的微粒的浓度为阈值浓度以上时，控制部210可以解除待机模式，开始第1过滤器150的旋转、加湿部220的加湿及冷却部230的冷却。

加湿部220在流路115中将气体加湿。另外，加湿部220可以基于由后述的湿度传感器240计测的湿度来调整加湿量。例如，加湿部220可以是计测到的湿度越低则越使加湿量增加。

加湿部220也可以在包含于流路115的第1部位所包含的区域中将气体加湿。第1部位是流路115的一部分，加湿器221的z轴的坐标的范围和第1部位的z轴的坐标的范围可以相同。

在图8中，加湿部220具备加湿器221和积存液体22(例如水)的罐222。加湿器221连接于罐222，使用积存于罐222的液体22将气体加湿。此外，加湿器221对气体的加湿方法没有特别的限定。

冷却部230配置于比加湿部220靠下游侧处，冷却由加湿部220加湿后的气体。冷却部230对气体的冷却方法没有特别的限定，但例如能够通过与冷水的热交换来冷却气体。

冷却部230可以在包含于流路115的第2部位所包含的区域中冷却由加湿部220加湿后的气体。第2部位是流路115的一部分，冷却部230的z轴的坐标的范围和第2部位的z轴的坐标的范围可以相同。

湿度传感器240配置于比加湿部220靠上游侧处，计测从吸气口113吸引到的气体的湿度。计测到的湿度的信息例如被向控制部130及/或加湿部220输送。此外，湿度传感器240对湿度的计测方法没有特别的限定。

如图8所示，若由加湿部220加湿后的气体由冷却部230冷却，则通过核冷凝的原理而形成与实施方式1同样的液滴13。之后，液滴13与实施方式1同样地由第1过滤器150分级成包含第1微粒11a的第1液滴13a和包含第2微粒11b的第2液滴13b。

[效果等]

如以上这样，本实施方式的微粒捕集装置200能够是，具备：壳体110，具有吸气口113及排气口114，在内部具有将吸气口113及排气口114相连的流路115；风扇141，使将包含第1微粒11a及比第1微粒11a小的第2微粒11b的气体从吸气口113向流路115吸引的气流在流路115产生，能够绕着r轴旋转；加湿部220，在包含于流路115的第1部位所包含的区域中将气体加湿；冷却部230，在包含于流路115的第2部位所包含的区域中冷却由加湿部220加湿后的气体，将第1微粒11a利用液体覆盖并将第2微粒11b利用液体22覆盖；第1过滤器150，位于第2部位与排气口113之间，以能够绕着r轴旋转的方式被支承；动力源140，使第1过滤器150旋转；第1捕集口116，用于捕集从流路115通过包含于第1过滤器的第3部位且由液体22覆盖了的第1微粒11a；及第2捕集口117，用于捕集从流路115通过包含于所述第1过滤器的第4部位且由液体22覆盖了的第2微粒11b，第1部位处于吸气口113与第2部位之间，第3部位处于第2部位与第4部位之间。

由此，能够通过加湿部220及冷却部230而将第1微粒11a及第2微粒11b利用液体22覆盖，通过第1过滤器150而捕集第1微粒11a及第2微粒11b。因此，微粒捕集装置100也可以不具备加热单元、加热加湿单元、冷却加湿单元、冷却单元及再加热单元的全部，能够实现装置的小型化、节能及捕集的高速化。

另外，由此，微粒捕集装置200能够通过使第1过滤器150旋转而捕集第1微粒11a及第2微粒11b。因此，微粒捕集装置200能够与基于惯性碰撞的分离相比使压力损失减小，能够实现节能。而且，微粒捕集装置200能够与使用了过滤器的过滤相比降低装置尺寸或压力损失，能够实现小型化或节能。另外，能够抑制第1过滤器150的堵塞，能够降低过滤器的清洗及更换的频度。

另外，由此，微粒捕集装置200能够在第1捕集口116及第2捕集口117处分别地捕集第1微粒11a及第2微粒11b。因此，容易分别地分析第1微粒、第1微粒11a及第2微粒11b，能够谋求分析精度的提高。

另外，由此，微粒捕集装置200能够通过加湿部220及冷却部230而将第1微粒11a及第2微粒11b利用液体22覆盖。因此，通过第1微粒11a及第2微粒11b的粒径的增大，过滤器的捕集的效率提高，并且能够防止干燥，例如在包含于第1微粒11a及第2微粒11b的靶物质是生物的情况下能够保护该生物。其结果，能够有效地检测靶物质，能够谋求第1微粒11a及第2微粒11b的分析精度的提高。而且，能够通过加湿及冷却而将第1微粒11a及第2微粒11b利用液体22覆盖，能够抑制液体22的使用量地在液体22中以高浓度捕集第1微粒11a及第2微粒11b。其结果，能够谋求第1微粒11a及第2微粒11b的分析精度的提高及分析时间的缩短。

另外，本实施方式的微粒捕集装置200能够是，还具备：第1排出口161，将由第1捕集口116捕集到的第1微粒11a及覆盖第1微粒的液体22向壳体110外排出；及第2排出口162，将由第2捕集口117捕集到的第2微粒11b及覆盖第2微粒的液体22向壳体110外排出。

由此，能够从第1排出口161及第2排出口162分别地排出第1微粒11a及第2微粒11b的各自。例如，若第1排出口161及第2排出口162与分析器连接，则能够实时分析捕集到的第1微粒11a及第2微粒11b。

另外，本实施方式的微粒捕集装置200能够是，还具备控制第1过滤器150的转速及冷却部230的冷却量的至少一方的控制部210。

由此，微粒捕集装置200能够改变第1过滤器150的转速及/或冷却部230的冷却量，因此能够根据微粒11的尺寸及流路115内的气流的速度等而进行微粒11的捕集及分级，能够谋求微粒11的捕集效率的提高。

另外，本实施方式的微粒捕集装置200能够是，还具备从用户接受与第1微粒11a及第2微粒11b的尺寸相关的信息的输入的输入部131，控制部210基于输入来控制第1过滤器150的转速及冷却部230的冷却量的至少一方。

由此，能够根据第1微粒11a及第2微粒11b的尺寸而控制第1过滤器150的转速及/或冷却部230的冷却量，能够将包含于气体的微粒11更准确地分级成第1微粒11a及第2微粒11b。而且，用户能够经由输入部131而任意输入与第1微粒11a及第2微粒11b的尺寸相关的信息，微粒捕集装置200能够使用户的便利性提高。

另外，本实施方式的微粒捕集装置200能够是，还具备用于从自排气口114排出的气体检测具有预先确定的第1粒径以上的粒径的微粒的第1传感器132，控制部210在第1传感器132检测到微粒的情况下，使第1过滤器150的转速及冷却部230的冷却量的至少一方增加。

由此，在第1传感器132检测到微粒的情况下，微粒捕集装置100能够使第1过滤器150的转速增加，并且/或者，通过冷却部230的冷却量的增加而使液滴13的尺寸增加，抑制微粒11通过第1过滤器150。因此，微粒捕集装置100能够降低第1微粒11a及第2微粒11b的捕集遗漏。

另外，本实施方式的微粒捕集装置200能够是，还具备从吸引到吸气口113的气体检测具有预先确定的第2粒径以上的粒径的微粒的浓度的第2传感器133，控制部210具有停止第1过滤器150的旋转、加湿部220的加湿及冷却部230的冷却且使风扇141旋转的待机模式，在待机模式下由第2传感器133检测到的微粒的浓度为阈值浓度以上的情况下，解除待机模式而开始第1过滤器150的旋转、加湿部220的加湿及冷却部230的冷却。

由此，在气体中的微粒的浓度低的情况下，通过待机模式，能够抑制徒劳的能量的消耗。例如，在因人为的或自然现象而产生第1微粒11a及第2微粒11b时，能够配合其产生而开始微粒捕集装置100的捕集。

另外，本实施方式的微粒捕集装置200能够是，还具备配置于比加湿部220靠上游侧处且计测从吸气口113吸引到的气体的湿度的湿度传感器240，加湿部220基于由湿度传感器240计测到的湿度来调整加湿量。

由此，微粒捕集装置200能够是，从吸气口113吸引到的气体的湿度越低则越增加加湿量，能够将包含第1微粒11a的第1液滴13a及包含第2微粒11b的第2液滴13b的尺寸稳定地增大化。其结果，微粒捕集装置200能够使第1微粒11a及第2微粒11b的捕集效率提高。

(实施方式2的变形例)

接着，对实施方式2的变形例进行说明。在本变形例中，冷却部对气体的冷却方法与上述实施方式2不同。以下，以与上述实施方式2不同的点为中心，一边参照图9一边对本变形例进行说明。

[冷却部的构成]

图9是实施方式2的变形例的微粒捕集装置200的冷却部230a的立体图。

本变形例的冷却部230a通过使流路内的气体绕着与流路115平行的轴回旋而使气体产生压力差来冷却气体。在图9中，冷却部230a由叶片风扇构成。

叶片风扇连接于贯通第1过滤器150的过滤器部151的轴152，与过滤器部151一起绕着r轴旋转。通过叶片风扇的旋转，流路115内的气体绕着r轴回旋。于是，在绕着r轴回旋的气体产生离心力，在中心侧的气体与外周侧的气体之间产生压力差。其结果，中心侧的气体隔热膨胀，被冷却。即，冷却部230a通过使流路内的气体绕着r轴回旋而使气体产生压力差来冷却气体。在冷却后的中心侧的气体中，通过冷凝而形成液滴13。

此外，冷却部230a只要能够使气体绕着r轴回旋即可，不限定于叶片风扇。例如，冷却部230a也可以是绕着r轴旋转的流路115的壁面。在该情况下，也可以在壁面形成叶片。

[效果等]

如以上这样，在变形例的微粒捕集装置200中，冷却部230a能够通过使流路115内的气体绕着r轴回旋而使气体产生压力差来冷却气体。

由此，微粒捕集装置200能够通过使气体回旋来进行气体的冷却，能够通过比较简单的构成而节能地实现冷却。例如，在使用叶片风扇来使气体回旋的情况下，冷却部230与第1过滤器150及/或风扇141共用旋转单元，能够实现微粒捕集装置200的简单化及小型化。

(实施方式3)

接着，对实施方式3进行说明。在本实施方式中，保持第1微粒的第1保持部及保持第2微粒的第2保持部能够装卸这一点与上述实施方式1及2主要不同。以下，以与上述实施方式1不同的点为中心，一边参照图10～图11b一边对本实施方式进行说明。

[微粒捕集装置的构成]

图10是实施方式3的微粒捕集装置300的主视图。图11a是实施方式3中的第1保持部363的俯视图。图11b是实施方式3中的第2保持部364的俯视图。

本实施方式的微粒捕集装置300取代第1保持部163及第2保持部164而具备第1保持部363及第2保持部364。另外，微粒捕集装置300也可以不具备第1排出口161及第2排出口162。

第1保持部363与实施方式1同样，将由第1捕集口116捕集到的第1微粒11a保持于第1液体12中。第1保持部363以能够装卸的方式设置于与第1捕集口116相连的第1通道118的顶端部。

第2保持部364与实施方式1同样，将由第2捕集口117捕集到的第2微粒11b保持于第1液体12中。第2保持部364以能够装卸的方式设置于与第2捕集口117相连的第2通道119的顶端部。

如图11a及图11b所示，第1保持部363及第2保持部364的各自在俯视下是圆环状的容器。第1保持部363的直径比第2保持部364的直径大。另外，如图10所示，第1保持部363及第2保持部364从下壳体112的下表面装卸。此外，第1保持部363及第2保持部364的形状及装卸方法不限定于此。例如，第1保持部363及第2保持部364的各自也可以从下壳体112的侧面装卸。

此外，在本实施方式中，对实施方式1的微粒捕集装置100应用了第1保持部363及第2保持部364，但不限定于此。也就是说，本实施方式中的第1保持部363及第2保持部364也可以应用于实施方式2或其变形例的微粒捕集装置200。

[效果等]

如以上这样，本实施方式的微粒捕集装置300能够是，还具备：第1保持部363，将由第1捕集口116捕集到的第1微粒11a保持于第1液体12中；及第2保持部364，将由第2捕集口117捕集到的第2微粒11b保持于第1液体12中，第1保持部363及第2保持部364能够相对于壳体110装卸。

由此，能够将保持有微粒的第1保持部363及第2保持部364更换为空的第1保持部363及第2保持部364。因此，在微粒捕集装置300的附近没有分析器的情况下，能够将保持有微粒的第1保持部363及第2保持部364拆卸并输送至分析器。例如，在为了由越境气溶胶或汽车的排气引起的环境污染的调查而在多个地点进行长时间或多次的捕集的情况下，微粒捕集装置300能够不选择场所地进行微粒的捕集，因此更有用。

(其他的实施方式)

以上，虽然基于实施方式对本公开的1个或多个方案的微粒捕集装置进行了说明，但本公开不限定于该实施方式。只要不脱离本公开的主旨，则将本领域技术人员想到的各种变形对本实施方式实施而得到的方式、将不同的实施方式中的构成要素组合而构筑的方式也可以包含于本公开的1个或多个方案的范围内。

例如，在上述各实施方式中，第1过滤器150具有1个圆柱形状的过滤器部151，但不限定于此。例如，微粒捕集装置100、200或300也可以取代第1过滤器150而具备图12a所示的第1过滤器150a。第1过滤器150a具备具有圆柱形状的多个过滤器部151a。多个过滤器部151a在r轴方向上分离配置。此时，多个过滤器部151a也可以是具有互相不同的透过率的过滤器。另外，多个过滤器部151a也可以以互相不同的转速旋转。此外，在图12a中，多个过滤器部151a的数量是2个，但也可以是3个以上。

另外，微粒捕集装置100、200或300也可以取代第1过滤器150而具备图12b所示的第1过滤器150b。第1过滤器150b具备具有在径向上扩展的多个叶片的过滤器部151b。

此外，第1过滤器150、150a及150b是例示，第1过滤器的形状不限定于它们。

此外，在上述各实施方式中，微粒捕集装置具备控制部，但也可以不具备控制部。在该情况下，第1过滤器也可以以固定的转速旋转。而且，微粒捕集装置也可以不具备输入部、第1传感器、第2传感器。

此外，在上述各实施方式中，第1过滤器及风扇通过共用的动力源而旋转，但不限定于此。例如，第1过滤器及风扇也可以通过分别的动力源而旋转。在该情况下，微粒捕集装置也可以不具备变速器。

此外，在上述各实施方式中，微粒捕集装置具备2个捕集口(第1捕集口及第2捕集口)，但捕集口的数量不限定于此。也可以根据微粒的分级数而设置3个以上的捕集口。

上述各实施方式中，微粒捕集装置具备喷雾部或者具备加湿部及冷却部，但只要在通过第1过滤器时能够将微粒利用液体覆盖，则也可以不具备喷雾部、加湿部及冷却部。

(第1过滤器内的微粒的移动轨迹的模拟)

最后，基于简单的微粒的移动计算来说明通过上述各实施方式的微粒捕集装置而能够进行微粒的分级。在本计算中使用的条件如下。

<气体的物性>

粘度μ：1.81×10^-5[pa·s]

<第1过滤器的尺寸>

长度l：15[cm]

半径r：5[cm]

<微粒的尺寸及密度>

第1微粒的粒径dp1：4[μm]

第2微粒的粒径dp2：2[μm]

微粒的密度ρp：1000[kg/m³]

<流路内的气体的流速>

流速u：0.3[m/s]

<第1过滤器的转速>

转速ω：314.2[rad/s](＝3000[rpm])

在上述条件下，若将作用于第1微粒及第2微粒的力设为在流路中流动的气体的力以及通过第1过滤器的旋转而回旋的微粒的离心力及基于气体的粘性的阻力，则稳定状态下的第1微粒及第2微粒在第1过滤器内的速度在进行了单位换算的基础上由以下的式子计算。

<微粒的速度>

第1微粒及第2微粒的旋转轴方向的速度va＝u

第1微粒的径向的速度vc1＝(ccρpdp1²rω²)/(18μ)

第2微粒的径向的速度vc2＝(ccρpdp2²rω²)/(18μ)

(在此，cc是库宁汉的修正系数，能够通过cc＝1+(λ/dp)×[2.514+0.800×exp(-0.55×dp/λ)]而算出。另外，作为λ(平均自由行程)，能够使用0.066[μm]。)

图13是示出表示通过第1过滤器的微粒的轨迹的模拟结果的坐标图的图。也就是说，图13示出以通过上述计算而得到的速度移动的第1微粒及第2微粒的轨迹。

在图13中表示了第1微粒的轨迹1311及1312和第2微粒的轨迹1321及1322。轨迹1311表示从自第1过滤器的旋转轴起的距离为2.5[cm]的位置进入到第1过滤器的第1微粒的轨迹。轨迹1312表示从自第1过滤器的旋转轴起的距离为0[cm]的位置进入到第1过滤器的第1微粒的轨迹。轨迹1321表示从自第1过滤器的旋转轴起的距离为2.5[cm]的位置进入到第1过滤器的第2微粒的轨迹。轨迹1322表示从自第1过滤器的旋转轴起的距离为0[cm]的位置进入到第1过滤器的第2微粒的轨迹。

在图13中，可知：第1微粒和第2微粒的轨迹不同，即使是从相同的位置进入的第1微粒及第2微粒，从第1过滤器出来的位置也不同。例如，第1微粒在轨迹1311中在旋转轴方向的距离为0.024m的位置处从第1过滤器出来，在轨迹1312中在旋转轴方向的距离为0.042m的位置处从第1过滤器出来。因此，可知：第1捕集口以旋转轴方向的距离为0.024m～0.042m的范围形成即可。另外，第2微粒在轨迹1321中在旋转轴方向的距离为0.066m的位置处从第1过滤器出来，在轨迹1322中在旋转轴方向的距离为0.129m的位置处从第1过滤器出来。因此，可知：第2捕集口以旋转轴方向的距离为0.066m～0.129m的范围形成即可。

而且，在图13中，可知：第2微粒与第1微粒相比从第1过滤器出来的位置的范围宽。因此，在第2捕集口的旋转轴方向的长度比第1捕集口的旋转轴方向的长度大时能够有效地捕集第2微粒。

另外，在上述计算中也明显可知，第1微粒及第2微粒的速度依存于第1微粒及第2微粒的尺寸及第1过滤器的转速。因此，通过改变第1过滤器的转速，能够改变第1微粒及第2微粒到达流路的壁面的位置，也就是从第1过滤器脱离的位置。也就是说，控制部通过根据第1微粒及第2微粒的尺寸而控制第1过滤器的转速，能够使第1微粒及第2微粒分别有效地到达第1捕集口及第2捕集口。

此外，在上述计算中，未考虑由与第1过滤器的碰撞引起的旋转轴方向上的微粒的减速，但微粒的尺寸越大则越大幅减速，因此，若考虑减速，则第1微粒及第2微粒的分级更容易。

产业上的可利用性

本公开能够在从空气中采样微粒的装置中广泛利用。

标号说明

11微粒

11a第1微粒

11b第2微粒

12第1液体

13液滴

13a第1液滴

13b第2液滴

22液体

100、200、300微粒捕集装置

110壳体

111上壳体

112下壳体

113吸气口

114排气口

115流路

116第1捕集口

117第2捕集口

118第1通道

119第2通道

120喷雾部

121喷雾器

122、222罐

130、210控制部

131输入部

132第1传感器

133第2传感器

140动力源

140a、152轴

141风扇

142变速器

150、150a、150b第1过滤器

151、151a、151b过滤器部

161第1排出口

162第2排出口

163、363第1保持部

164、364第2保持部

220加湿部

221加湿器

230、230a冷却部

240湿度传感器

1131第2过滤器

1311、1312、1321、1322轨迹