特許 7623118 粒子捕集容器、粒子捕集装置、及び粒子捕集方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-20

(45)【発行日】2025-01-28

(54)【発明の名称】粒子捕集容器、粒子捕集装置、及び粒子捕集方法

(51)【国際特許分類】

   B03C 3/53 20060101AFI20250121BHJP

   B03C 3/02 20060101ALI20250121BHJP

   B03C 3/40 20060101ALI20250121BHJP

   B03C 3/41 20060101ALI20250121BHJP

   B03C 3/70 20060101ALI20250121BHJP

   A61L 9/16 20060101ALI20250121BHJP

   C12M 1/28 20060101ALI20250121BHJP

   H01T 19/04 20060101ALI20250121BHJP

【ＦＩ】

B03C3/53

B03C3/02 A

B03C3/02 B

B03C3/40 A

B03C3/41 A

B03C3/70 A

A61L9/16 Z

C12M1/28

H01T19/04

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2020159014

(22)【出願日】2020-09-23

(65)【公開番号】P2022052560

(43)【公開日】2022-04-04

【審査請求日】2023-08-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000101617

【氏名又は名称】アマノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(72)【発明者】

【氏名】福田 恭平

(72)【発明者】

【氏名】水野 彰

(72)【発明者】

【氏名】勝島 慎二郎

(72)【発明者】

【氏名】北林 功一

(72)【発明者】

【氏名】巻嶋 優治

【審査官】宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２１５１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４１８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０７８４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００１／０７２４２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０７４０２１４５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開平０１－１８０２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６６３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１５９０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３２９５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０３６４８６９５（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０３Ｃ ３／５３

Ｂ０３Ｃ ３／１６

Ｆ２４Ｆ ８１９２

Ａ６１Ｌ ９／１６

Ｂ０３Ｃ ３／０２

Ｂ０３Ｃ ３／４０

Ｂ０３Ｃ ３／４１

Ｂ０３Ｃ ３／７０

Ｃ１２Ｍ １／２８

Ｈ０１Ｔ １９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気中の粒子を帯電させて捕集する粒子捕集容器であって、
開口部を有する容器本体と、
前記開口部に設けられ、前記容器本体の外部から内部に空気を流入させる流入路を有する吸込部と、
前記開口部に設けられ、前記容器本体の内部から外部に空気を流出させる流出路を有する排出部と、
前記容器本体の内部に設けられ、高電圧が印加される放電用電極と、
前記容器本体の内部に設けられ、前記放電用電極により帯電された空気中の粒子を捕集する媒体を収容可能な媒体収容部と、
を備え、
前記媒体は、液体または、ジェル状であり、
前記媒体収容部は、底部上に前記媒体を膜状に収容可能であることを特徴とする粒子捕集容器。

【請求項2】

前記媒体は、導電性の液体であることを特徴とする請求項１に記載の粒子捕集容器。

【請求項3】

前記吸込部は、一端が前記容器本体の外部に開放されると共に他端が前記容器本体の内部に開放される導電性の筒体を備え、該筒体の他端には、前記放電用電極が前記液体に向かって設けられていることを特徴とする請求項２に記載の粒子捕集容器。

【請求項4】

前記吸込部の他端側の開口面積は該吸込部の一端側の開口面積より小さく設定されていることを特徴とする請求項３に記載の粒子捕集容器。

【請求項5】

前記放電用電極は繊維を束ねた束状部を有する線電極で構成されていることを特徴とする請求項２～４のいずれかの請求項に記載の粒子捕集容器。

【請求項6】

前記放電用電極は前記吸込部の周方向に沿って等間隔で配置され、該各放電用電極の先端部は、前記吸込部より前記液体の液面側に向かって突出して設けられ、該液面から一定の距離を隔てた位置に配置されていることを特徴とする請求項２～５のいずれかの請求項に記載の粒子捕集容器。

【請求項7】

前記容器本体の開口部から内部に向かって延出して前記液体に接触する接地部を備え、該接地部の外周部は非導電性の絶縁部材により覆われていることを特徴とする請求項２～６のいずれかの請求項に記載の粒子捕集容器。

【請求項8】

前記接地部の前記液体側の端部には導電性を有する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の粒子捕集容器。

【請求項9】

前記吸込部に反発部が設けられ、該反発部は、前記液体の液面から一定の距離を隔てた位置において液面に沿うように設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の粒子捕集容器。

【請求項10】

前記反発部は、前記容器本体の開口部と相似形で該開口部より小さい平面形状を有し、前記吸込部の他端に支持されると共に絶縁体を介して前記接地部に支持されていることを特徴とする請求項９に記載の粒子捕集容器。

【請求項11】

前記液体の主成分は水であり、該液体は、厚さ１ｍｍ以下の液膜で形成され、界面活性剤を含んでいることを特徴とする請求項２～１０のいずれかの請求項に記載の粒子捕集容器。

【請求項12】

前記液体は抗酸化剤を含んでいることを特徴とする請求項２～１１のいずれかの請求項に記載の粒子捕集容器。

【請求項13】

前記液体は潮解性を有する塩を含んでいることを特徴とする請求項２～１２のいずれかの請求項に記載の粒子捕集容器。

【請求項14】

前記容器本体の開口部は、該容器本体の底部と対向する上部に形成され、該底部は平坦状に形成され、該容器本体の内面は撥水性を有していることを特徴とする請求項１～１３のいずれかの請求項に記載の粒子捕集容器。

【請求項15】

前記容器本体はバイアル瓶であることを特徴とする請求項１～１４のいずれかの請求項に記載の粒子捕集容器。

【請求項16】

前記放電用電極と給電接触部とを有する前記吸込部と、前記排出部と、前記液体に接触する接地部と、が設けられた電極ユニットを備え、該電極ユニットは前記容器本体の開口部に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項２～１５のいずれかの請求項に記載の粒子捕集容器。

【請求項17】

前記電極ユニットの上面は平坦状に形成され、前記吸込部と前記排出部と前記接地部は該電極ユニットの上面より突出していないことを特徴とする請求項１６に記載の粒子捕集容器。

【請求項18】

請求項１～１７のいずれかの請求項に記載の粒子捕集容器を備える粒子捕集装置であって、
前記粒子捕集容器に対して着脱可能な給電ユニットを備え、該給電ユニットは、
前記吸込部の前記流入路と連通可能な吸込流路と、
前記排出部の前記流出路と連通可能な排出流路と、
前記吸込部に形成された給電接触部と接触可能な給電部材と、
前記媒体に接触する接地部と接触可能な接地部材と、
を備えていることを特徴とする粒子捕集装置。

【請求項19】

前記給電ユニットの前記吸込流路の上流側の流通路に設けられる開閉弁と、
前記給電ユニットの前記排出流路の下流側の流通路に設けられる吸引手段と、
を備え、
運転時に、前記吸引手段は連続的に動作し、前記開閉弁は開動作と閉動作を交互に行うように制御されることを特徴とする請求項１８に記載の粒子捕集装置。

【請求項20】

運転時に、前記開閉弁は、閉状態の時間より開状態の時間が長くなるように制御されることを特徴とする請求項１９に記載の粒子捕集装置。

【請求項21】

請求項１８又は１９に記載の粒子捕集装置を使用して空気中の粒子を捕集する粒子捕集方法であって、
前記媒体を前記容器本体内に供給する媒体供給工程と、
前記媒体供給工程の後に粒子を含む空気を前記容器本体内に吸い込む空気吸込み工程と、
前記放電用電極に高電圧を印加することにより前記空気吸込み工程で吸い込んだ空気中の粒子を帯電させる粒子帯電工程と、
前記媒体供給工程で前記容器本体内に供給された媒体に前記粒子帯電工程で帯電された粒子を捕集させる粒子捕集工程と、
を含むことを特徴とする粒子捕集方法。

【請求項22】

前記粒子は、微生物や細菌やウィルスを含むことを特徴とする請求項２１に記載の粒子捕集方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気中の粒子を帯電させて捕集する粒子捕集容器、該粒子捕集容器を備える粒子捕集装置、及び空気中の粒子を捕集する粒子捕集方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、製薬工場や食品工場、病院、居住空間などで空気中に浮遊する微生物による汚染状況を調べるために捕集装置が利用されている。 例えば、特許文献１のように、捕集容器内に放電電極と集塵電極を備え、該捕集容器内に捕集された浮遊粒子状物質を透明な平板の集塵電極上に付着させる技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－２１４９９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記した特許文献１に記載の技術には、以下のような問題がある。

【0005】

（１）特許文献１では、捕集容器に、上部の開口と、側部に大気が流入する流入口と、排出口に相当する連通口の３つの開口部が設けられている。そのため、粒子採取後の保管や輸送を安全に行うためには、全ての開口部を密閉する手間を必要とする。加えて、このような捕集容器は、市場に流通しておらず、市販品を追加工或いは新たに製作する必要があるため、コストが増大するという問題がある。

【0006】

（２）集塵電極が捕集容器の底部全体に配置されていないため、微粒子が底部に堆積・付着する虞があり、捕集性能の向上が難しい。また、特許文献１に示されているような流入口、放電電極、連通口の配置では、帯電された粒子が集塵電極に捕集されず、そのまま連通口（排出口）に流出する虞があり、捕集性能の向上が難しい。さらに、流入口が捕集容器の側面に配置されているため、捕集容器内に導入される空気中の微粒子は、必ずしも放電電極によって生成される帯電エリアを通過するとは限らず、帯電性能を向上させることが難しい。

【0007】

（３）捕集された微粒子は、透明な平板（透明板の表面に導電性の透明皮膜を形成している集塵電極）上に捕集されるため、平板上に捕集された粒子を、例えばＰＣＲ処理等の後工程で使用する場合、粒子を平板から掻き取る工程が必要となり、手間が掛かるという問題がある。

【0008】

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、経済性に優れ、粒子捕集後の次工程を容易に行うことができ、帯電性能と捕集性能を向上させることのできる粒子捕集容器、粒子捕集装置、及び粒子捕集方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記した目的を達成するため、本発明の第１の粒子捕集容器は、空気中の粒子を帯電させて捕集する粒子捕集容器であって、開口部を有する容器本体と、前記開口部に設けられ、前記容器本体の外部から内部に空気を流入させる流入路を有する吸込部と、前記開口部に設けられ、前記容器本体の内部から外部に空気を流出させる流出路を有する排出部と、前記容器本体の内部に設けられ、高電圧が印加される放電用電極と、前記容器本体の内部に設けられ、前記放電用電極により帯電された空気中の粒子を捕集する媒体を収容可能な媒体収容部と、を備えていることを特徴とする。
本発明の第２の粒子捕集容器において、前記媒体は、導電性の液体であることを特徴とする。

【0010】

本発明の第１及び第２の粒子捕集容器によれば、容器本体の開口部に吸込部と排出部が設けられているため、市場に流通している容器を加工することなくそのまま使用することができ、経済性を高めることができる。また、容器本体内の媒体に粒子を捕集させるため、粒子捕集後（採取後）の工程（例えばＰＣＲ処理）を容易に行うことができ、取扱いを容易に行うことができる。

【0011】

本発明の第３の粒子捕集容器において、前記吸込部は、一端が前記容器本体の外部に開放されると共に他端が前記容器本体の内部に開放される導電性の筒体を備え、該筒体の他端には、前記放電用電極が前記液体に向かって設けられていることを特徴とする。

【0012】

本発明の第３の粒子捕集容器によれば、容器本体内に吸引された空気を液面の近くまで誘導し、空気を液面に衝突させることで、空気中の粒子を液体に接触・混合させることができるため、粒子の捕集効率を向上させることができる。また、放電用電極は、導電性の筒体に設けられているので、給電（高電圧の印加）の仕組みを容易にすることができる。

【0013】

本発明の第４の粒子捕集容器において、前記吸込部の他端側の開口面積は該吸込部の一端側の開口面積より小さく設定されていることを特徴とする。

【0014】

本発明の第４の粒子捕集容器によれば、吸込部から内部に流入した空気の液面に衝突する速度が上昇するので、粒子を液体に接触・混合させる度合いが高まり、粒子の捕集効率を向上させることができる。

【0015】

本発明の第５の粒子捕集容器において、前記放電用電極は繊維を束ねた束状部を有する線電極で構成されていることを特徴とする。

【0016】

本発明の第５の粒子捕集容器によれば、線電極は、針電極に比べて低電圧で帯電エリアを生成することができるので、例えば、携帯性に優れるバッテリ等により稼動させることが可能である。また、放電用電極が繊維を束ねた束状部を有する線電極で構成されているため、電極に汚れが付着し難く、例えば、放電している線電極が汚れにより放電できなくなったとしても、交番作用により別の線電極が放電を開始するので、優れた耐久性を実現することができる。

【0017】

本発明の第６の粒子捕集容器において、前記放電用電極は前記吸込部の周方向に沿って等間隔で配置され、該各放電用電極の先端部は、前記吸込部より前記液体の液面側に向かって突出して設けられ、該液面から一定の距離を隔てた位置に配置されていることを特徴とする。

【0018】

本発明の第６の粒子捕集容器によれば、放電用電極の先端部が、吸込部より液面側に向かって突出しているため、放電用電極によって生成される帯電エリアに吸込部が影響を及ぼすことがなく、吸込部から流入した空気中の粒子を確実に帯電させることができる。

【0019】

本発明の第７の粒子捕集容器は、前記容器本体の開口部から内部に向かって延出して前記液体に接触する接地部を備え、該接地部の外周部は非導電性の部材により覆われていることを特徴とする。

【0020】

本発明の第７の粒子捕集容器によれば、接地部は、容器本体の開口部を利用して容器本体内の液体に接触させているので、容器本体に対する追加工等を不要とし、液体を容易にアース処理することができる。また、接地部の外周を非導電性の部材で保護することで、帯電された粒子が接地部に付着するのを防止することができる。

【0021】

本発明の第８の粒子捕集容器において、前記接地部の前記液体側の端部には導電性を有する付勢部材が設けられていることを特徴とする。

【0022】

本発明の第８の粒子捕集容器によれば、例え接地部の取付具合や液体の貯留量のバラツキなどにより、容器本体の開口部から液面までの距離にバラツキが生じたとしても、付勢部材によって容器本体の開口部から液面までの距離のバラツキを吸収することができるので、確実に液体を接地（アース）させることができる。

【0023】

本発明の第９の粒子捕集容器において、前記吸込部に反発部が設けられ、該反発部は、前記液体の液面から一定の距離を隔てた位置において液面に沿うように設けられていることを特徴とする。

【0024】

本発明の第９の粒子捕集容器によれば、空気中の帯電された粒子は、液面の周囲に拡散するように流通するので、液面全体を有効に活用することができ、粒子の捕集効率の向上を図ることができる。また、反発部と液面との間を流通路とすることで、容器の内部空間を有効に活用することができる。

【0025】

本発明の第１０の粒子捕集容器において、前記反発部は、前記容器本体の開口部と相似形で該開口部より小さい平面形状を有し、前記吸込部の他端に支持されると共に絶縁部材を介して前記接地部に支持されていることを特徴とする。

【0026】

本発明の第１０の粒子捕集容器によれば、容器本体内に反発部を容易に収容することができる。また、反発部は、吸込部の他端及び接地部に支持されることで、反発部の取付が容易に行えると共に、容器本体内に収容された部材をユニット化することができ、容器本体に対する着脱作業を容易に行うことができる。

【0027】

本発明の第１１の粒子捕集容器において、前記液体の主成分は水であり、該液体は、厚さ１ｍｍ以下の液膜で形成され、界面活性剤を含んでいることを特徴とする。

【0028】

本発明の第１１の粒子捕集容器によれば、液体の量を少なく抑えることで、次工程（例えば、ＰＣＲ処理等）での検体濃度の低下を防止することができる。また、液体に界面活性剤を混合することにより、液体中に捕集されたウィルスを不活性化させて、安全に次工程に移行することができる。

【0029】

本発明の第１２の粒子捕集容器において、前記液体は抗酸化剤を含んでいることを特徴とする。

【0030】

本発明の第１２の粒子捕集容器によれば、放電で発生する酸化性ラジカルによる遺伝子の損傷を低減化することができ、粒子サンプリング後の解析精度を高めることができる。

【0031】

本発明の第１３の粒子捕集容器において、前記液体は潮解性を有する塩を含んでいることを特徴とする。

【0032】

本発明の第１３の粒子捕集容器によれば、空気中の水分を吸収し、液体の蒸発を抑えることができるため、容器本体の内面を濡れた状態に保つことができ、粒子の捕集効果を高く保つことができる。

【0033】

本発明の第１４の粒子捕集容器において、前記容器本体の開口部は、該容器本体の底部と対向する上部に形成され、該底部は平坦状に形成され、該容器本体の内面は撥水性を有していることを特徴とする。

【0034】

本発明の第１４の粒子捕集容器によれば、上部が開口された容器は、市場に多く流通している形状であるため、容器本体の入手が容易で経済性に優れている。また、容器本体の底部が平坦形状のため、液面の高さが均一な液層を形成することができる。したがって、放電性能を安定的に維持することができる。また、容器本体の内面が撥水性を備えることで、捕集された粒子は、容器内面に付着（吸着）し難く、液体に確実に捕集されるので、捕集効率を向上させることができる。

【0035】

本発明の第１５の粒子捕集容器において、前記容器本体はバイアル瓶であることを特徴とする。

【0036】

本発明の第１５の粒子捕集容器によれば、容器本体を密閉可能なため、粒子採取後の保管や輸送を安全に行うことができる。また、バイアル瓶は、医薬分野、製薬分野、検体採取などで用いられる容器であり、流通性（市場性）に優れており、比較的安価で入手することができる。さらに、バイアル瓶の内面は、撥水性を備えており、採取した粒子が付着（吸着）し難く、液体に確実に捕集されるため、捕集効率を向上させることができる。

【0037】

本発明の第１６の粒子捕集容器は、前記放電用電極と給電接触部とを有する前記吸込部と、前記排出部と、前記液体に接触する接地部と、が設けられた電極ユニットを備え、該電極ユニットは前記容器本体の開口部に着脱可能に設けられていることを特徴とする。

【0038】

本発明の第１６の粒子捕集容器によれば、容器本体内に収容される複数の部品をユニット化したので、容器本体内に液体を供給後、電極ユニットを開口部に取り付ければ、捕集（採取）可能な状態となり、使い勝手を向上させることができる。また、電極ユニットを容器本体から取り外せば、液体の上方が開放状態となるので、液体の取扱いを容易に行うことができる。

【0039】

本発明の第１７の粒子捕集容器において、前記電極ユニットの上面は平坦状に形成され、前記吸込部と前記排出部と前記接地部は該電極ユニットの上面より突出していないことを特徴とする。

【0040】

本発明の第１７の粒子捕集容器によれば、蓋を確実に取り付けることができるため、容器本体内部の密閉性（密封性）を担保することができる。

【0041】

本発明の第１の粒子捕集装置は、上記した粒子捕集容器を備える粒子捕集装置であって、前記粒子捕集容器に対して着脱可能な給電ユニットを備え、該給電ユニットは、前記吸込部の前記流入路と連通可能な吸込流路と、前記排出部の前記流出路と連通可能な排出流路と、前記吸込部に形成された給電接触部と接触可能な給電部材と、前記媒体に接触する接地部と接触可能な接地部材と、を備えていることを特徴とする。

【0042】

本発明の第１の粒子捕集装置によれば、吸込流路、排出流路、給電部材、及び接地部材を給電ユニットに集約したので、粒子捕集装置内に粒子捕集容器をセットし、給電ユニットを容器本体に装着することで、容易に空気中の粒子の帯電及び捕集作業を行うことができる。

【0043】

本発明の第２の粒子捕集装置は、前記給電ユニットの前記吸込流路の上流側の流通路に設けられる開閉弁と、前記給電ユニットの前記排出流路の下流側の流通路に設けられる吸引手段と、を備え、運転時に、前記吸引手段は連続的に動作し、前記開閉弁は開動作と閉動作を交互に行うように制御されることを特徴とする。

【0044】

本発明の第２の粒子捕集装置によれば、吸引手段が連続的に吸引している状態で開閉弁の閉動作が行われると容器内の圧力が高められ、その後、開閉弁を開動作に切換えると、吸込口から吸引される粒子を含む空気の液面に向かう速度が上昇し、空気が勢い良く液面に衝突するので、媒体に粒子を接触・混合させる度合いが向上し、空気中の粒子の捕集効率を高めることができる。

【0045】

本発明の第３の粒子捕集装置は、運転時に、前記開閉弁が、閉状態の時間より開状態の時間が長くなるように制御されることを特徴とする。

【0046】

本発明の第３の粒子捕集装置によれば、閉状態の時間よりも開状態の時間の方が長くなるように制御されることで、時間当たりの粒子の捕集度合いの影響を低く抑えながら、捕集効率の向上を図ることができる。

【0047】

本発明の第１の粒子捕集方法は、上記した粒子捕集装置を使用して空気中の粒子を捕集する粒子捕集方法であって、前記媒体を前記容器本体内に供給する媒体供給工程と、前記媒体供給工程の後に粒子を含む空気を前記容器本体内に吸い込む空気吸込み工程と、前記放電用電極に高電圧を印加することにより前記空気吸込み工程で吸い込んだ空気中の粒子を帯電させる粒子帯電工程と、前記媒体供給工程で前記容器本体内に供給された媒体に前記粒子帯電工程で帯電された粒子を捕集させる粒子捕集工程と、を含むことを特徴とする。

【0048】

本発明の第１の粒子捕集方法によれば、空気中の粒子は、必ず帯電された後、容器内に吸い込まれ、底部に貯留された媒体に混合されて捕集されるので、媒体を有効に活用することができる。また、空気中の粒子は容器内の媒体に捕集されるので、粒子捕集後の次工程における各処理（例えば、ＰＣＲ処理等）を容易に行うことができる。

【0049】

本発明の第２の粒子捕集方法において、前記粒子は、微生物や細菌やウィルスを含むことを特徴とする。

【0050】

本発明の第２の粒子捕集方法によれば、微生物や細菌やウィルスを効率よく捕集することができる。

【発明の効果】

【0051】

本発明によれば、経済性に優れ、粒子捕集後の次工程における処理を容易に行うことができ、帯電性能や捕集性能の向上を図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0052】

【図1】本発明の実施形態に係る粒子捕集容器を斜め上方から示す分解斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る粒子捕集装置を斜め上方から示す斜視図である。

【図3】図２のＺ１－Ｚ１断面図である。

【図4A】本発明の実施形態に係る粒子捕集装置の給電ユニットを斜め上方から示す斜視図である。

【図4B】図４ＡのＺ２－Ｚ２断面図である。

【図4C】本発明の実施形態に係る粒子捕集装置の給電ユニットを斜め下方から示す斜視図である。

【図5】本発明の実施形態に係る別のタイプの粒子捕集容器を斜め上方から示す斜視図である。

【図6】本発明の実施形態に係る別のタイプの粒子捕集容器から電極ユニットを取り外した状態を斜め上方から示す分解斜視図である。

【図7】本発明の実施形態に係る別のタイプの粒子捕集装置を示す断面図である。

【図8】図７のＸ－Ｘ断面図である。

【図9】本発明の実施形態に係る粒子捕集容器の吸込部の変形例を示す斜視図である。

【図10】本発明の実施形態に係る粒子捕集装置の構成を示すブロック図である。

【図11】本発明の実施形態に係る粒子捕集装置の作用を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0053】

以下、添付した図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、「上流」及び「下流」並びにこれらに類する用語は、空気の流通方向における「上流」及び「下流」並びにこれらに類する概念を指すこととする。

【0054】

［粒子捕集装置］
まず、図１～図４Ｃを参照しつつ、本発明の実施形態に係る粒子捕集装置について説明
する。ここで、図１は本発明の実施形態に係る粒子捕集容器を斜め上方から示す分解斜視
図、図２は本発明の実施形態に係る粒子捕集装置を斜め上方から示す斜視図、図３は図２
のＺ１－Ｚ１断面図、図４Ａは本発明の実施形態に係る粒子捕集装置の給電ユニットを斜
め上方から示す斜視図、図４Ｂは図４ＡのＺ２－Ｚ２断面図、図４Ｃは本発明の実施形態
に係る粒子捕集装置の給電ユニットを斜め下方から示す斜視図である。

【0055】

本実施形態に係る粒子捕集装置１は、空気中の粒子を帯電させて捕集するための装置であり、粒子捕集装置１の捕集対象となる空気中の粒子には、塵埃の他に、微生物、細菌、ウィルスのようなバイオ粒子などが含まれる。粒子捕集装置１は、粒子捕集装置１に着脱可能に設けられる粒子捕集容器２と、粒子捕集容器２に対して着脱可能な給電ユニット３と、粒子捕集容器２に空気を流入させる吸込設備４と、粒子捕集容器２から空気を流出させる排出設備５と、粒子捕集装置１を制御する制御装置６（図１０参照）と、を備えて構成されている。

【0056】

＜粒子捕集容器＞
粒子捕集容器２は、上部が窄まった有底円筒形状を有する容器本体７を備えている。容器本体７の上端部には、開口部８が形成されており、容器本体７は、この開口部８を蓋９によって密封（密閉）可能な構造を有している。このように容器本体７を密封（密閉）可能な構造とすることにより、バイオ粒子捕集後の保管や輸送を安全に行うことができる。

【0057】

容器本体７は、ガラス製のバイアル瓶が好適であるが、プラスチック製であっても良い。容器本体７の内面には、撥水コート処理（例えば、シリコンコート処理やテフロン（登録商標）コート処理等）が施されていても良い。容器本体７がバイアル瓶の場合、開口部８にゴム栓を差し込むので、高い気密性があり、コンタミネーション（異物混入）のリスクが少ない。また、ガラス製のため、容器本体７内に保存したものが、容器本体７に由来する化学的変質からほとんど影響を受けないので、長期間安定して保存することができる。さらに、バイアル瓶は、研究施設や分析機関など多岐に亘って使用されており、流通性が高く、また、原料であるガラスには、撥水性があるので、容器本体７の内面に撥水コート処理を施さなくても、捕集したウィルスが容器本体７の内面に付着するのを最小限に抑制することができる。

【0058】

容器本体７の底部１０は平坦形状を有しているのが好ましく、容器本体７には、底部１０上に媒体を膜状に収容可能な媒体収容部５０が形成されている。なお、容器本体７の底部１０は、必ずしも平坦形状ではなく、中央部が盛り上がった非平坦形状でも良く、その場合には、膜を厚めに形成すれば良い。

【0059】

媒体は、導電性の液体１１であるが、ジェル状やゼリー状や粉末状でも良い。液体１１の主成分は、水（例えば、純水、滅菌水、蒸留水）であり、液体１１に混合するものとしては、界面活性剤（例えば、ＡＶＬバッファ）、抗酸化剤（例えば、グルコース）、塩、抗酸化剤（例えば、ビタミンＣ）、ぶどう糖、蒸発防止材（例えば、グリセリン）がある。

【0060】

界面活性剤の濃度は、数％程度に設定され、具体的には５％程度に設定されている。界面活性剤は、ガラス面へ液体が広がりやすくなるように、表面張力を下げ、濡れ性を良くすることもできる。水に界面活性剤を混合することで、ウィルスを無害化（無毒化）させることができる。

【0061】

また、水に抗酸化剤を混合することで、放電で発生する酸化性ラジカルによる遺伝子の損傷を低減することができ、粒子サンプリング後の解析精度を高めることができる。

【0062】

塩の濃度は、数％程度の濃度に設定され、具体的には、2％程度に設定されている。水に潮解性を有する塩を混合することで、空気中の水分を吸収し、液体の蒸発を抑えることができるため、容器本体７の内面を濡れた状態に保つことができ、粒子の捕集効果を高く保つことができる。

【0063】

また、水に抗酸化剤（ビタミンＣ）、ぶどう糖を混合することで、ＤＮＡのストレスを緩和し、損傷を防止することができ、水に蒸発防止材を混合することで、液体の蒸発を防止することができる。

【0064】

液体１１は、厚さが２ｍｍ以下であり、好適には１ｍｍ以下の液膜になるように、媒体収容部５０に供給される。空気中からバイオ粒子を捕集するには、液膜で十分であり、捕集される液体の液量を少なく抑えることで、次工程（例えば、ＰＣＲ処理）での検体濃度の低下を防止することができる。また、液膜とすることにより、粒子捕集容器２の姿勢が多少傾いたとしても、液体１１が外部に漏れ出す虞がない。また、液膜には、予め微生物を特定するための酵素（試薬）を混合しておかなくても良い。捕集後の工程（例えば、ＰＣＲ処理）の前に酵素を入れる方が、酵素が弱らないので、好ましいからである。

【0065】

容器本体７の開口部８には、電極ユニット１２が着脱可能に設けられている。電極ユニット１２は、支持体１３と、吸込部１４と、放電用電極１５と、排出部１６と、接地部１７と、を備えて構成されている。

【0066】

支持体１３は、非導電性の部材により形成され、例えば、ゴム栓を加工して形成されても良い。支持体１３は、容器本体７の開口部８に着脱可能な円柱形状の胴部１８と、胴部１８の上方に形成される扁平な円柱形状のフランジ部１９と、から構成されている。フランジ部１９がストッパとなることで、支持体１３が容器本体７の内部に落下するのを防止することができる。支持体１３の上面はフラット形状を有しており、これにより、粒子サンプリング終了後、蓋９を確実に閉めて容器本体７内を密閉することができるため、容器本体７外への粒子の飛散を防止することができる。

【0067】

吸込部１４は、縦長円筒形状の筒体２０を有している。なお、筒体２０は、多角筒形状等、円筒形状以外の筒形状を有していても良い。筒体２０は支持体１３を上下方向に貫通し、上部２１が支持体１３に支持されている。筒体２０の上端は容器本体７の外部に開放され、筒体２０の内部には流入路２２が形成されている。筒体２０の上端の一周縁部から支持体１３の上面に沿うように板状の給電接触部２３が張り出して形成されている（図１参照）。筒体２０は、その上端と給電接触部２３が支持体１３の上面とフラットな状態で支持体１３に支持されている。

【0068】

容器本体７内において、筒体２０は液体１１に向かって下方に延出している。筒体２０の下端には放電用電極１５が下方に向かって突設されている。筒体２０は、導電性のステンレス（ＳＵＳ３０４）により形成されており、放電用電極１５と同じ材質により形成されている。筒体２０と放電用電極１５の材質を同一にすることで、異種金属の接触による電解腐食（電食）を防止することができる。

【0069】

放電用電極１５は、筒体２０の周方向に沿って所定間隔で間欠的に設けられている。これにより、容器本体７内に吸引された空気中の微生物を偏り無く均一に帯電させることができる。なお、図示した例では、放電用電極１５を９０度間隔で４束配置しているが、例えば、６０度間隔で６束配置する等、他の配置であっても良い。

【0070】

複数の放電用電極１５は、全て略同じ全長に形成され、複数の放電用電極１５の先端は略揃えられている。各放電用電極１５は、繊維状の線電極２４を束ねてブラシ状に形成された束状部２５を備えている。線電極２４は、直径１２μｍの非磁性のステンレス繊維で形成されている。このため、線電極２４が束状部２５から離間しやすく、放電性能を高めるこができる。これに対して、例えば、磁性を備えたフェライト系では、線電極２４が束状部２５より離間し難いため、束状部２５との電界干渉による影響が大きく、強電界のコロナ放電を発生させることが難しい。

【0071】

１つの放電用電極１５は、例えば、約１００本の線電極２４が束ねられることで形成されている。なお、放電用電極１５は、直径５～２５μｍの線電極２４を１０～２００本束ねて形成されていても良い。また、放電用電極１５は、直径５～７μｍのカーボン繊維で形成されていても良い。なお、本実施例において、放電用電極１５は線電極２４により形成されているが、針電極や突起部を備えた板状電極で形成されていても良い。

【0072】

放電用電極１５に印加される電圧は、数ｋＶであり、具体的には４～６ｋＶの範囲である。放電用電極１５の長さ（筒体２０から突出している長さ）は、数ｍｍであり、具体的には３～７ｍｍの範囲である。このため、比較的低電圧でも、安定して放電することができる。

【0073】

放電用電極１５には、直流でプラスの高電圧が印加される。このように直流方式を採用することで、他の方式（交流、パルス）に比べて、比較的簡単な構成とすることができる。特に、微生物や細菌やウィルスのようなバイオ粒子を捕集する場合、電極に印加される電圧は、バイオ粒子の細胞を破壊しないような電圧（例えば数ｋＶ）に設定される。また、高電圧の印加方式として、プラス荷電方式を採用することで、マイナス荷電方式に比べて、オゾンの生成を抑制することができるので、特に微生物や細菌やウィルスのようなバイオ粒子に与える影響を少なくすることができる。

【0074】

なお、図示した例では、放電用電極１５にコロナ放電が生成される高電圧を印加したが、コロナ放電が生成されない高電圧（コロナ放電電圧よりも低い電圧）を印加して粒子（全ての粒子）を帯電させる誘導帯電でも構わない。

【0075】

排出部１６は、支持体１３の内部を刳り貫いて形成される流出路２６を備えている。流出路２６は、円柱形状を有し、支持体１３内を上下方向に貫通するように形成されている。流出路２６は、吸込部１４の筒体２０と平行に形成され、平面視で筒体２０からできるだけ距離を離すように配置されている。なお、流出路２６は、支持体１３の内部に筒体を収容し、該筒体の内部に形成してもよい。

【0076】

接地部１７は、導電性を有し、縦長円形棒状に形成されている。なお、接地部１７の形状は、板状又は筒状であっても良い。接地部１７は、支持体１３を上下方向に貫通し、上部が支持体１３に支持されている。接地部１７の上端部には、外径が一回り大きいアース接触部２７が形成されている（図１参照）。接地部１７は、アース接触部２７の上面が支持体１３の上面とフラットな状態で支持体１３に支持されている。

【0077】

容器本体７内において、接地部１７は、液体１１に向かって下方に延出し、非導電性で円筒形状の例えば樹脂製の絶縁部材２８により覆われている。このように接地部１７は容器本体７内で絶縁部材２８に覆われて保護されているため、帯電された粒子が、接地部１７に付着するのを防止することができる。

【0078】

接地部１７の下端部には、導電性を有する付勢部材として、アース用スプリング２９が接続されており、アース用スプリング２９は、容器本体７の底部１０に弾性的に接触している。したがって、仮に、支持体１３の取付具合や液体１１の貯留量のバラツキなどによって容器本体７の開口部８から液面までの距離にバラツキが生じたとしても、アース用スプリング２９によって距離のバラツキが吸収されるので、アース用スプリング２９が液体１１に接触し、確実に液体１１を接地（アース）させることができる。なお、図示した例では、付勢部材としては、コイルバネが使用されているが、板バネが使用されても良い。

【0079】

このように電極ユニット１２を構成することで、図１に示されているように、電極ユニット１２の上面は平坦状に形成され、吸込部１４と排出部１６と接地部１７は電極ユニット１２の上面より突出していない。したがって、粒子捕集容器２に蓋９を確実に取り付けることができるため、容器本体７内の密閉性（密封性）を担保することができる。

【0080】

また、電極ユニット１２を容器本体７の開口部８に装着することで、放電用電極１５を容器本体７内に収容する工程と、接地部１７を容器本体７内に収容して液体１１と接触させる工程とが同時に行なわれるため、作業の効率化を図ることができる。
＜給電ユニット＞

【0081】

図２～図４Ｃに示されているように、給電ユニット３は、電極ユニット１２の上方において、手動（又は自動）で昇降可能に設けられており（図３中の上下方向の太矢印参照）、粒子捕集容器２を粒子捕集装置１内の所定位置にセットした後、給電ユニット３を粒子捕集容器２に向かって下降させると、給電ユニット３と電極ユニット１２が密着して接続される仕組みとなっている。給電ユニット３は、支持体３０と、吸込流路３１と、排出流路３２と、給電部材３３と、接地部材３４と、を備えて構成されている。

【0082】

支持体３０は、非導電性の部材により形成され、例えば樹脂製（又はゴム製）である。支持体３０は、電極ユニット１２の支持体１３のフランジ部１９と同径の円柱形状を有している。

【0083】

吸込流路３１は、円柱形状を有し、支持体３０内を上下方向に貫通するように形成されている。吸込流路３１は、電極ユニット１２の吸込部１４の流入路２２に対応した位置に配置され、吸込部１４の流入路２２と連通可能となっている。吸込流路３１の下端には、下方（電極ユニット１２側）に向かって延出する延出部３５が形成され、延出部３５は吸込部１４の筒体２０の上端部に篏合可能となっている。

【0084】

排出流路３２は、円柱形状を有し、吸込流路３１と平行に支持体３０内を上下方向に貫通するように形成されている。排出流路３２は、電極ユニット１２の排出部１６の流出路２６に対応した位置に配置され、排出部１６の流出路２６と連通可能となっている。排出流路３２の下端には、吸込流路３１と同様に、下方（電極ユニット１２側）に向かって延出する延出部３６が形成され、延出部３６は排出部１６の流出路２６の上端部に篏合可能となっている。

【0085】

このように吸込流路３１と排出流路３２にそれぞれ延出部３５，３６が形成されているため、給電ユニット３と電極ユニット１２との接続時に、給電ユニット３の吸込流路３１の延出部３５が電極ユニット１２の吸込部１４に嵌合し、給電ユニット３の排出流路３２の延出部３６が電極ユニット１２の排出部１６に嵌合することで、空気の漏出を防止することができる。

【0086】

給電部材３３は、導電性の部材で円柱状に形成され、支持体３０内を上下方向に貫通し、電極ユニット１２の吸込部１４の給電接触部２３に対応した位置に固定されている。給電部材３３の上端部３７は支持体３０の上面より僅か上方に突出しており、この上端部３７を介して高電圧が印加されるようになっている。給電部材３３の下端部３８は外径が一回り小さく形成され、該下端部３８の外周には給電用スプリング３９が巻き付き固定されている。これにより、給電ユニット３と電極ユニット１２が密着すると、給電用スプリング３９と給電接触部２３とが接触するようになっている。

【0087】

接地部材３４は、給電部材３３と同様に、導電性の部材で円柱状に形成され、支持体３０内を上下方向に貫通し、電極ユニット１２の接地部１７のアース接触部２７に対応した位置に固定されている。接地部材３４の上端部４０は支持体３０の上面より僅か上方に突出しており、この上端部４０を介して接地されるようになっている。接地部材３４の下端部４１は外径が一回り小さく形成され、該下端部４１の外周にはアース用スプリング４２が巻き付き固定されている。これにより、給電ユニット３と電極ユニット１２が密着すると、アース用スプリング４２とアース接触部２７が接触するようになっている。

【0088】

＜吸込設備＞
図３に示されているように、吸込設備４は、給電ユニット３の吸込流路３１に接続される上流側の流通路４３と、上流側の流通路４３の上流端に設けられる吸込口４５と、を備えている。吸込口４５は漏斗状に拡径されており、粒子が含まれる空気を吸引しやすいようになっている。なお、特に図示しないが、吸込設備４は、塵埃などの比較的大きな粒子を捕集するための前処理フィルタや、ミスト噴霧器を備えても良い。ミスト噴霧器（噴霧する溶液は、例えば純水）を備えている場合には、空気と共にミストが容器本体７内に吸引されるので、液体が蒸発したとしても補充することができる。

【0089】

＜排出設備＞
図３に示されているように、排出設備５は、給電ユニット３の排出流路３２に接続される下流側の流通路４６と、下流側の流通路４６の途中に設けられる吸引手段としてのポンプ４７と、下流側の流通路４６の下流端に設けられる排出口（図示省略）と、を備えている。なお、吸引手段としては、ファンでも良いが、ポンプ４７の方が吸引圧力が高いので好適である。なお、特に図示しないが、排出設備５は、比較的小さな粒子を捕集するためのＨＥＰＡフィルタを備えても良い。

【0090】

［別のタイプの粒子捕集装置］
次に、図５～図８を参照しつつ、本発明の実施形態に係る別のタイプの粒子捕集装置について説明する。ここで、図５は本発明の実施形態に係る別のタイプの粒子捕集容器を斜め上方から示す斜視図、図６は本発明の実施形態に係る別のタイプの粒子捕集容器から電極ユニットを取り外した状態を斜め上方から示す分解斜視図、図７は本発明の実施形態に係る別のタイプの粒子捕集装置を示す断面図、図８は図７のＸ－Ｘ断面図である。なお、本発明の実施形態に係る別のタイプの粒子捕集装置に関する説明において、上記した粒子捕集装置１と同等の構成については、説明の簡略化のため、図５～図８中、図１～図４Ｃと同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0091】

本実施形態に係る別のタイプの粒子捕集装置６０では、上記した粒子捕集装置１と同等の構成に加えて、粒子捕集容器２に反発部６１と噴出板６２が設けられている。また、吸込設備４には、上流側の流通路４３の途中に開閉弁としての電磁弁４４が設けられている。

【0092】

＜反発部＞
反発部６１は、円形で平板状に形成された反発板６４により構成されており、反発板６４の外径は、容器本体７の開口部８よりも一回り小さい大きさに設定されている。反発板６４は、吸込部１４の筒体２０の下端に固定されると共に、非導電性の絶縁体であるブッシュ６５を介して接地部１７の絶縁部材２８に支持されている。反発板６４には、筒体２０とブッシュ６５に対応する箇所にそれぞれ円形の開口６６，６７が形成されている（図８参照）。

【0093】

反発板６４は、容器本体７内の液面に対向するように配置されている。反発板６４と液面と距離は、放電用電極１５の先端部（下端部）と液面との距離より大きく設定されている。容器本体７の内面と反発板６４の外周部の間には空気の流通路としての隙間が設けられている。

【0094】

反発板６４に印加される印加電圧（高電圧）は、放電用電極１５と同じ数ＫＶに設定される。反発板６４を含めた電極ユニット１２は、容器本体７の開口部８より容器本体７内に収容可能であると共に容器本体７外に取り出し可能となっている。これにより、電極ユニット１２としての取扱いを容易にすることができる。また、電極ユニット１２を容器本体７から取り出せば、液層（液膜）の上方が開放状態となるので、液体１１の取扱いも容易に行うことができる。さらに、スポイト等によりプレート上に液層を形成したり、粒子捕集後の液体１１を採取したりすることも容易に行うことができる。

【0095】

＜噴出板＞
噴出板６２は、反発板６４の筒体２０に対応する箇所に形成された開口６６に設けられている。噴出板６２は、液面と対向する位置に液面から所定距離離間して配置されている。噴出板６２の中心部には、空気を勢い良く流出させるための小径の噴出口６８が形成されている。噴出口６８の口径は、直径１ｍｍ以下に設定されており、例えば、筒体２０の内径が約１０ｍｍの場合、０．５ｍｍ程度に設定されている。

【0096】

なお、図示した例では、噴出板６２を設けているが、噴出板６２の代わりに、例えば、吸込部１４の筒体２０の上流側から下流側に向かって開口面積が次第に小さくなるように傾斜部６９を設けても良い（図７の破線参照）。

【0097】

また、図示した例では、反発板６４と噴出板６２が吸込部１４の筒体２０の下端部において同一高さに配置されているので、反発板６４と噴出板６２を一体にして一枚の円形板に形成して良い。さらにまた、噴出板６２と反発板６４のいずれか一方のみを設置する等、上記以外にも各種変更が可能である。

【0098】

＜吸込部の変形例＞
図９は、上記した粒子捕集装置１や別のタイプの粒子捕集装置６０における変形例の吸込部７０を示している。この変形例の吸込部７０は、筒体２０の下端部の周囲に、上記したブラシ状の放電用電極１５の代わりに、鋸歯状に形成された放電用電極７１を備えている。放電用電極７１に尖った先端部が形成されることで、先端部に不平等電界を発生させ、電界を集中させることができるため、粒子を帯電させることができる。

【0099】

＜制御装置＞
図１０に示されているように、制御装置６は、制御部８０を備えており、制御部８０は、ＣＰＵ８１と記憶部８２とインターフェース部８３とがバス８４により相互に接続されて構成されている。制御部８０には、インターフェース部８３を介して、表示部８５、設定操作部８６、運転・停止スイッチ８７、リミットスイッチ８８、ポンプ４７、電圧供給部８９、電磁弁４４などが接続されている。なお、特に図示しないが、電源としてバッテリを搭載している。また、特に図示しないが、容器本体７（特に液体１１が貯留されている底部１０）を冷却するための冷却手段（例えば、ペルチェ素子）を備えていても良い。冷却手段により、容器本体７内に貯留されている液体１１を冷却することができて、液体の蒸発を防止することができる。

【0100】

運転・停止スイッチ８７はＯＮ操作されると、ポンプ４７が空気の吸引を開始し、電圧供給部８９により所定の高電圧が放電用電極１５，７１や反発部６１に印加されるようになっている。この時、リミットスイッチ８８（安全スイッチ）は、粒子捕集容器２が所定の位置に収容されたか否かを検知し、リミットスイッチ８８がＯＮしないとポンプ４７が吸引動作を開始しないようになっている。なお、ポンプ４７は、予め設定された運転時間、空気を吸引した後に吸引動作を停止するように制御されても良い。

【0101】

［粒子捕集方法］
次に、図１～図１１を参照しつつ、粒子捕集装置１，６０を使用して空気中の粒子を捕集する粒子捕集方法について説明する。

【0102】

本発明の実施形態に係る粒子捕集方法は、粒子捕集容器２の蓋９を取り外して導電性の液体１１を開口部８から容器本体７内に供給する液体供給工程と、該液体供給工程後に開口部８に電極ユニット１２を装着した粒子捕集容器２を該粒子捕集容器２の収納部にセットして給電ユニット３を電極ユニット１２に手動又は自動で接続する捕集容器据え付け工程と、前記捕集容器据え付け工程の後に粒子捕集装置１，６０の運転を開始して粒子を含む空気を容器本体７内に吸い込む空気吸込み工程と、放電用電極１５（及び反発部６１）に高電圧を印加することにより前記空気吸込み工程で吸い込んだ空気中の粒子を帯電させる粒子帯電工程と、容器本体７内に供給された液体１１に前記粒子帯電工程で帯電された粒子を捕集させる粒子捕集工程と、を含んでいる。そして、前記空気吸込み工程、前記粒子帯電工程、及び前記粒子捕集工程は、以下に説明する連続運転又は間欠運転に従って行われる。

【0103】

＜連続運転＞
まず、図２、図３、及び図１０を参照して、粒子捕集装置１において行われる連続運転時の作用について説明する。

【0104】

連続運転の場合、運転・停止スイッチ８７がＯＮ操作されると、ＣＰＵ８１からの指令により、電圧供給部８９から給電ユニット３の給電部材３３を介して電極ユニット１２の放電用電極１５に高電圧Ｖ１が印加され、ポンプ４７が駆動される。

【0105】

ポンプ４７の駆動により、バイオ粒子や塵埃等の粒子を含む含塵空気は、吸込口４５から吸込流路３１及び吸込部１４の筒体２０を通って容器本体７内に吸い込まれて下降した後、液面に沿って周囲に拡散し、放電用電極１５と液面との間を通過する。この時、放電用電極１５の下端部（先端部）と液面との間に発生したコロナ放電によって各放電用電極１５の下端部（先端部）と液面との間に帯電エリアＥＡが形成される。

【0106】

そして、放電用電極１５と液面との間を通過した空気中の粒子は、コロナ放電によって各放電用電極１５の下端部（先端部）と液面との間に形成された帯電エリアＥＡを通過することによって帯電されて液面に引き寄せられ、液体１１に捕集される。

【0107】

このように液体１１に粒子が捕集されて除去された清浄空気は、電極ユニット１２の排出部１６の流出路２６及び給電ユニット３の排出流路３２から排出設備５の流通路４６を通って前記排出口から外部に排出される。

【0108】

その後、運転・停止スイッチ８７がＯＦＦ操作されると、ＣＰＵ８１からの指令により、放電用電極１５に対する高電圧の印加が停止され、ポンプ４７は停止される。

【0109】

＜間欠運転＞
次に、図７、図１０、及び図１１を参照して、高捕集効率が求められる場合に粒子捕集装置６０において行われる間欠運転時の作用について説明する。

【0110】

間欠運転の場合、運転・停止スイッチ８７がＯＮ操作されると、ＣＰＵ８１からの指令により、電磁弁４４が閉状態から開状態に切り替えられ、電圧供給部８９から給電ユニット３の給電部材３３を介して放電用電極１５及び反発板６４に高電圧Ｖ１が印加され、ポンプ４７が駆動される。

【0111】

ポンプ４７の駆動により、容器本体７内に吸い込まれた含塵空気中の粒子は、帯電エリアＥＡを通過することによって帯電されて液面に引き寄せられると共に反発板６４から反発して液面側に引き寄せられ、液体１１に捕集される。

【0112】

この時、図１１において破線で示すように、運転・停止スイッチ８７のＯＮ操作時に、ポンプ４７を駆動させた後、電磁弁４４を閉状態から開状態に切り替えるタイミングと放電用電極１５に高電圧を印加させるタイミングをいずれも時間Ｔ３だけ遅らせても良い。これにより、粒子捕集容器２の内圧を下げる（－Ｐｍａｘ）ことができるため、粒子捕集容器２内に流入した空気の速度を上昇させ、空気中の粒子と液体１１との混合度合いを高めることができる。

【0113】

以降、ＣＰＵ８１からの指令により、電磁弁４４は、所定の間隔で閉状態（Ｔ２）から開状態（Ｔ１）への切り替え動作が繰り返し行われる。なお、この時の電磁弁の閉状態の間隔Ｔ２は開状態の間隔Ｔ１により短く設定される。

【0114】

このように電磁弁４４が開状態から閉状態に切り替えられると、粒子捕集容器２の内圧が低下するため、その後に電磁弁４４が閉状態から開状態に切り替えられた時に、空気が噴出板６２の噴出口６８から勢い良く液面に向かって流れるため、空気中の粒子と液体１１との混合度合いを高めることができる。

【0115】

このように液体１１に粒子が捕集されて除去された清浄空気は、電極ユニット１２の排出部１６の流出路２６及び給電ユニット３の排出流路３２から排出設備５の流通路４６を通って前記排出口から外部に排出される。

【0116】

その後、運転・停止スイッチ８７がＯＦＦ操作されると、ＣＰＵ８１からの指令により、電磁弁４４が閉状態に切り替えられ、高電圧の印加が停止され、ポンプ４７は停止される。

【0117】

なお、上記した粒子捕集装置１，６０の作用に関する説明では、粒子捕集装置１において連続運転を行い、粒子捕集装置６０において間欠運転を行う場合の作用について説明したが、例えば、粒子捕集装置１において吸込設備４に電磁弁４４を設置して間欠運転を行ったり、或いは、粒子捕集装置６０において連続運転を行ったりしても良い。

【0118】

［粒子の採取手順］
次に、上記したように液体１１に捕集した粒子を粒子捕集容器２から採取する作業の手順について説明する。

【0119】

まず、図３及び図７に示すように、給電ユニット３を手動又は自動によって上昇させて電極ユニット１２から離脱させ、粒子捕集容器２を粒子捕集装置１，６０から取り外した後、粒子捕集容器２に蓋９（図１参照）を装着して次の工程に移行するまで保管する。

【0120】

次の工程では、粒子捕集容器２から蓋９を取り外すと共に、容器本体７の開口部８に装着した電極ユニット１２を取り外す。電極ユニット１２にはウィルスが付着している虞があるので、電極ユニット１２は使い捨てとし、廃棄する。その後、開口部８からピペット（スポイト）等を使用して、容器本体７内の粒子が捕集された液体を採取し、採取した液体を、次工程（例えば、ＰＣＲ処理）で測定する。

【0121】

なお、上記した実施形態は本発明における好適な具体例であって、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限りこれらの態様に限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0122】

本発明の技術は、空気中の微生物や細菌やウィルスを捕集して、微生物や細菌やウィルスの数を測定するエアーサンプラーや浮遊菌測定装置に好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0123】

１ 粒子捕集装置
２ 粒子捕集容器
３ 給電ユニット
７ 容器本体
８ 開口部
１１ 液体
１４ 吸込部
１５ 放電用電極
１６ 排出部
１７ 接地部
２０ 筒体
２２ 流入路
２４ 線電極
２５ 束状部
２６ 流出路
２８ 絶縁部材
９ アース用スプリング（付勢部材）
３１ 吸込流路
３２ 排出流路
３３ 給電部材
３４ 接地部材
３７ 上端部
４４ 電磁弁（開閉弁）
４７ ポンプ（吸引手段）
５０ 媒体収容部
６１ 反発部
６５ ブッシュ（絶縁体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】