JPH09304366A - 気体試料吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気体試料中の特定成分の吸着作業の効率向上
を図る。 【解決手段】 気体試料を取り込む取込口２と、取り込
まれた気体試料の通過により特定成分を吸着させる吸着
手段３と、この吸着手段３を着脱自在に保持する保持部
１１と、気体試料に一定方向の流動を付勢する吸引ポン
プ４と、各構成を連絡する複数の連絡用配管とを備え、
吸引ポンプ４を吸着手段３を挟んで取込口２の反対側に
配設すると共に取込口２から当該吸着手段３へ向かう流
動を付勢する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体試料吸着装置
に係り、特に、気体試料の捕集から特定成分の吸着まで
を行う気体試料吸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から気体試料の含有成分の分析作業
は、例えば、医療分野における臨床検査用の呼気分析や
患者の病態の監視、産業分野における作業環境の測定や
室内環境の測定、警察分野における飲酒運転取締まりや
麻薬取締まり、消防分野における火災原因調査、健康産
業における健康管理等、広範な分野に使用される。そし
て、この気体試料の分析の際には、当該試料の捕集を含
めて、複数の工程からなる作業を必要としていた。

【０００３】図５乃至図１０は、特に人間の呼気の分析
を行う際に、呼気中の特定成分を抽出するまでの複数の
工程を示している。以下、これら各工程を順を追って説
明する。

【０００４】まず最初に、被験者からの呼気の捕集を行
う捕集工程について説明する。図５（Ａ）は、使用前の
呼気捕集バッグ１００を示している。この呼気捕集バッ
グ１００は、その内部に気体試料としての呼気を貯留す
る薄いプラスチックの袋状部材１０１と、この袋状部材
１０１ヘの呼気の出し入れ口となるテフロン性のコック
１０２とから構成されており、呼気捕集後には、図５
（Ｂ）に示すように袋状部材１０１が被験者から吹き込
まれた呼気で満たされた状態となる。この呼気中には水
分とペンタンを含む複数の特定成分とが含有されてお
り、本動作説明では、この複数の特定成分を濃縮して分
析装置に供給するものとする。

【０００５】次に、上述した呼気捕集バッグ１００から
吸着手段１１０を使用して特定成分を吸着させる吸着工
程を図６に基づいて説明する。この吸着手段１１０は、
その内部に上記の複数の成分を吸着させる吸着剤を含ん
だ管状部材であり、その一端部が捕集バッグ１００のテ
フロン性のコック１０２に着脱自在であり、他端部は吸
引ポンプ１１１と積算流量計１１２とが連結されてい
る。そして、吸引ポンプ１１１により吸着手段１１０を
介して呼気捕集バッグ１００内の呼気が当該吸引ポンプ
１１１側に吹い寄せられ、このとき、呼気が吸着手段１
１０の内部を通過する際に、呼気中の水分と各特定成分
とが吸着手段１１０内部の吸着剤に吸着される。

【０００６】吸着工程が行われると、吸着手段１１０の
吸着剤に特定成分と共に吸着された水分の除去工程が行
われる。即ち、図７に示すように、吸着手段１１０から
呼気捕集バッグ１００と吸引ポンプ１１１とが外され、
一方の端部を開放した状態で他方の端部にＨｅガスボン
ベ１１３が連結される。このＨｅガスボンベ１１３から
吸着手段１１０の内部にＨｅガスが供給され通過するこ
とにより、吸着剤に吸着された水分のみが脱離されて排
出される。

【０００７】上記の水分除去作業が一定時間の間行われ
ると、脱離工程が行われる。即ち、図８に示すように、
吸着手段１１０の一端部をＨｅガスボンベ１１３に連結
した状態を維持して、この吸着手段１１０が加熱手段１
１４に装備されると共に水分除去工程では開放されてい
た他端部がガスクロマトグラフィーを備えた分析装置１
１５に連結される。そして、吸着手段１１０の加熱を行
いつつＨｅガスボンベからＨｅガスの供給を行うことに
より、吸着剤に吸着されていた複数の特定成分が吸着剤
から脱離してＨｅガスと共に分析装置１１５に送られ
る。分析装置１１５では、ガスクロマトグラフィーによ
り特定成分中のペンタンを抽出し、分析が行われる。

【０００８】一方、捕集工程で使用された呼気捕集バッ
グ１００は、再利用を図るために洗浄が行われる（呼気
捕集バッグ洗浄工程）。即ち、図９（Ａ）に示すよう
に、呼気捕集バッグ１００のコック１０２に窒素ガスボ
ンベ１１６が連結されると共に袋状部材１０１内部に窒
素ガスが吸入され、さらに、コック１０２を閉じた状態
で乾燥器（図示略）内に所定時間保存する（図９
（Ｂ））。そして、図９（Ｃ）に示すように、吸引ポン
プ１１７をコック１０２に連結し、袋状部材１０１内の
窒素ガスを排出する。この際、袋状部材１０１及びコッ
ク１０２の内側に付着した残留物が同時に排出されて洗
浄が行われる。

【０００９】最後に、吸着手段１１０の吸着剤の再生工
程が行われる。図１０に示すように、吸着手段１１０の
一方の端部が窒素ガスボンベ１１８に連結され且つ他方
の端部が開放された状態で当該吸着手段１１０は恒温槽
１１９内に収容される。そして、恒温槽１１９により一
定の温度に昇温された状態で窒素ガスの供給が行われ、
吸着剤に吸着されていた残留物が吸着手段１１０の外部
に排出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した如く、気体試
料の分析に際しては、特に、気体試料の捕集，特定成分
の吸着，水分の除去及び呼気捕集バックの洗浄の四つの
工程が個別に行われていた。これらの各工程が個別に行
われることにより、気体試料の分析作業全体の作業効率
が低下し、例えば、気体試料の捕集から分析結果を出す
までに多くの時間を要する等の不都合が発生していた。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、作業の迅速化を図り得る気体試料吸着装置を
提供することを、その目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明で
は、気体試料を取り込む取込口と、取り込まれた気体試
料の通過により特定成分を吸着させる吸着手段と、この
吸着手段を着脱自在に保持する保持部と、気体試料に一
定方向の流動を付勢する吸引ポンプと、前記各構成を連
絡する複数の連絡用配管とを備えている。

【００１３】そして、吸引ポンプを前記吸着手段を挟ん
で取込口の反対側に配設すると共に取込口から当該吸着
手段へ向かう流動をこの吸引ポンプにより付勢するとい
う構成を採っている。

【００１４】上記の構成では、まず、特定成分が未吸着
状態の吸着手段が保持部に装着される。この吸着手段は
内部を通過する気体の流量をほぼ一定に制限する構造の
ため、吸引ポンプが駆動されると、吸着手段から吸引ポ
ンプの間が一様に低圧となる。そして、この状態で取込
口から気体試料が供給されると、この気体試料は上述し
た一定の流量で吸着手段内部を通過すると共に特定成分
が吸着される（気体試料の捕集及び特定成分の吸着工
程）。

【００１５】請求項２記載の本発明では、請求項１記載
の発明と同様の構成を有すると共に取込口と吸着手段と
の間に気体試料を一時的に貯留するバッファを設け、さ
らには、吸着手段と吸引ポンプとの間に予め内部を減圧
する減圧容器を設けるという構成を採っている。

【００１６】上記の構成では、吸着手段が保持部に装着
され、吸引ポンプが駆動されると、上記と同様にして吸
着手段から吸引ポンプの間が減圧容器を含めて一様に低
圧となる。

【００１７】そして、この状態で取込口から気体試料が
供給されると、この気体試料は上述した一定の流量で吸
着手段内部を通過すると共に特定成分が吸着される。ま
た、この気体試料の供給量が、吸着手段の通過量を上回
る場合には、気体試料は一時的にバッファ内に貯留され
る（気体試料の捕集及び特定成分の吸着工程）。

【００１８】バッファ内に貯留された特定試料は、吸着
手段の通過流量に応じて減圧容器側に流動し、全ての気
体試料について特定成分の吸着が行われる。また、特定
成分が吸着した吸着手段は、保持部から取り外され、分
析装置に接続されると共に特定成分の脱離が行われる。

【００１９】請求項３記載の発明では、上記各構成と同
様の構成を有すると共に、取込口とバッファとの間に当
該取込口側から順に圧力センサと電磁弁とを設け、この
圧力センサの出力に応じて電磁弁を開閉させる動作制御
手段を装備するという構成を採っている。

【００２０】上記構成では、まず、吸引ポンプの駆動に
よる減圧容器の減圧時には、電磁弁が閉じられた状態に
ある。そして、減圧後、取込口から気体試料の供給が行
われると、気体試料の供給による圧力上昇が圧力センサ
に検出され、これに基づいて電磁弁が開かれた状態とな
るように動作制御手段による制御が行われる。

【００２１】その後は、請求項１又は２記載の発明と同
様の動作が行われる。

【００２２】請求項４記載の発明では、請求項１，２又
は３記載の発明と同様の構成を有すると共に、取込口及
び吸着手段にキャリアガスを供給するガス供給手段と、
吸着手段の下流側に不要となるキャリアガスを排出する
排出口と、各連絡用配管を所定の組み合わせで接続する
切り換え手段とを備えている。

【００２３】そして、ガス供給手段を、切り換え手段を
介して取込口と吸着手段とに連絡自在とし、吸着手段
を、切り換え手段を介してその上流側が取込口又はガス
供給手段と選択的に連絡自在であると共にその下流側が
吸引ポンプ又は排出口と選択的に連絡自在とするという
構成を採っている。

【００２４】この構成の場合には、請求項１記載の発明
と同様にして気体試料の捕集及び特定成分の吸着工程が
行われ、さらに、切り換え手段によりガス供給手段を取
込口に連絡し、この取込口側にキャリアガスを供給する
ことにより取込口の洗浄が行われる（取込口の洗浄工
程）。

【００２５】また、一方で、切り換え手段により、ガス
供給手段を吸着手段とも連絡させると共に吸着手段から
排出口とを連絡させ、この吸着手段にキャリアガスを供
給することにより当該吸着手段に吸着された不要な水分
の除去が行われ、さらに不要な水分はキャリアガスと共
に排出口から装置外部に排出される（吸着手段の水分除
去工程）。

【００２６】一定時間経過後、吸着手段は保持部から取
り外され、分析装置に接続されると共に特定成分の脱離
が行われる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１及び図
２に基づいて説明する。本実施形態は、ガスクロマトグ
ラフィーを備えた分析装置による気体試料である人間
（被験者）の呼気中の特定成分についての検査に先だっ
て行われる当該呼気からの特定成分の吸着を行う気体試
料吸着装置としての呼気吸着装置１を示している。

【００２８】この呼気吸着装置１は、呼気を取り込む取
込口２と、取り込まれた呼気の通過により特定成分を吸
着させる吸着手段としての吸着剤充填管３と、この吸着
剤充填管３を着脱自在に保持する保持部１１と、呼気に
一定方向の流動を付勢する吸引ポンプ４と、各構成を連
絡する複数の連絡用配管と、取込口２及び吸着剤充填管
３にキャリアガスを供給するガス供給手段としてのガス
ボンベ１２と、吸着剤充填管３の下流側で不要となるキ
ャリアガスを排出する排出口１３と、各連絡用配管を所
定の組み合わせで接続する切り換え手段としての三方バ
ルブ５及び六方バルブ６と、各部の動作制御を行う動作
制御手段１４とを備えている。

【００２９】被験者は、取込口２から呼気の吹き込み動
作を行う。この取込口２は、図１中では中空管状部材と
して示されているが、直接呼気を吸入するのに好適なマ
スク状等に形成しても良い。

【００３０】この取込口２の下流側は、連絡用配管７１
を介して三方バルブ５のポート５１と連絡している。そ
して、連絡用配管７１の途中には、上流側から順に圧力
センサ２１，電磁弁２２，圧力センサ２３及びバッファ
としてのバック２４が配設されている。これらの内，圧
力センサ２１，２３は各位置における圧力の検出を行う
と共に動作制御手段１４に出力し、電磁弁２２は動作制
御手段１４の動作信号により開閉自在となっている。ま
た、バック２４は、素材がテフロン等から形成されてお
り、可撓性を有する袋状部材であり、呼気の流入・流出
により膨張・収縮する。

【００３１】次に、ガスボンベ１２について説明する。
このガスボンベ１２は、所定圧力でキャリアガスが封入
されており、連絡用配管７２を介して六方バルブ６のポ
ート６４と連絡している。また、この連絡用配管７２は
その途中で、三方バルブ５のポート５３から引かれた連
絡用配管７３と連絡している。これら各連絡用配管７
２，７３に、前述した圧力でキャリアガスが供給される
と共に下流側に流動する。即ち、キャリアガスは、下流
側に呼気等の流動を付勢する機能を有すると共に流路に
残留する不要成分を排除する洗浄ガスとしての機能をも
備えている。また、このキャリアガスには、一般にＨｅ
ガス，Ｎ₂ ガス等が使用される。

【００３２】次に、吸着剤充填管３について説明する
と、この吸着剤充填管３は、ガラス，ステンレス等から
なる両端部が開放された筒状部材の内側に吸着剤が封入
されて形成されており、この筒状部材の一方の端部から
他方の端部にかけて強制的に呼気を通過させることによ
り吸着剤に呼気中の特定成分が吸着される構造となって
いる。

【００３３】この吸着剤充填管３は、その一方の端部を
連絡用配管７４と，他方の端部を連絡用配管７５と接続
された状態で保持部１１に装着される。そして、これら
の連絡用配管７４，７５は、それぞれ六方バルブ６に設
けられた六つのポートの内のポート６５，６２に連絡し
ている。

【００３４】吸着剤充填管３の下流側には、吸引ポンプ
４が配設される。即ち、この吸引ポンプ４は、連絡用配
管７６を介して六方バルブ６のポート６１に連絡してお
り、この六方バルブ６に連絡している吸着剤充填管３及
び六方バルブ６のポート６６と三方バルブ５のポート５
２とを連絡する連絡用配管７７を介して取込口２側と連
絡可能となっている。即ち、三方バルブ５と六方バルブ
６とを所定の接続状態とした場合に、吸引ポンプ４は、
吸着剤充填管３を挟んで取込口２の反対側に配設された
状態となり、吸引ポンプ４の駆動により取込口２から呼
気の吸引及び吸着剤充填管３への呼気の供給が付勢され
る。

【００３５】さらに連絡用配管７６の途中には、上流側
から順に電磁弁４１，圧力センサ４２，減圧容器４３及
び電磁弁４４が配設されている。これらの内，圧力セン
サ４２は配設位置における圧力の検出を行うと共に動作
制御手段１４に出力し、電磁弁４１，４４は動作制御手
段１４の動作信号により開閉自在となっている。また、
減圧容器４３は所定容積を有する耐圧容器である。この
減圧容器４３は、通常吸引ポンプ４の駆動により内部気
体が排出されると共に電磁弁４１，４３により密閉状態
が維持される。そして、呼気の採取時に電磁弁４１が開
かれて呼気の吸引が付勢される。

【００３６】前述した六方バルブ６のポート６３には連
絡用配管７８を介して排出口１３と連絡し、不要なキャ
リアガス及び吸着剤充填管３に吸着された不要な水分等
がここから排出される。

【００３７】ここで、各バルブ５，６について説明す
る。まず、三方バルブ５は、三つのポート５１，５２，
５３を有しており、これらの内何れか二つを接続する構
造となっている。次に、六方バルブ６は、六つのポート
６１，６２，６３，６４，６５，６６を有しており、各
ポートと隣接する両隣のポートの何れか一方のポートと
常に接続する構造となっている。これら各ポート５，６
は、何れも動作制御手段１４の動作指令信号により上記
各切り換え動作が行われるようになっている。

【００３８】また、動作制御手段１４は、上述したよう
に各バルブ５，６と各電磁弁２２，４１，４４と吸引ポ
ンプ４について動作制御を行うと共に各圧力センサ２
１，２３，４２により各部の圧力変化の検出を行う。

【００３９】また、図１には図示を省略されているが、
この呼気吸着装置１には、呼気の通過する各部（例え
ば、取込口２，バッグ２４，各バルブ５，６及び各連絡
用配管７１，７４，７５，７６，７７等）を上限およそ
３００度まで加温可能な加温手段が随所に装備されてい
る。この加温手段により、呼気の通過の際に、各連絡用
配管等に対する残留成分の付着を有効に防止することが
可能となっている。

【００４０】次に、図１及び図２に基づいて呼気吸着装
置１の動作を説明する。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、
呼気吸着装置１の各バルブ５，６の切り換え状態を示し
ている。

【００４１】まず、保持部１１に未吸着状態の吸着剤充
填管３が装着されると共に吸引ポンプ４が駆動され、減
圧容器４３内を真空状態とする。このとき、電磁弁４４
は開状態とされ、また、電磁弁４１は閉状態とされる。
そして、ほぼ真空に近い状態が圧力センサ４２により検
出されると電磁弁４４が閉じられる。また、この時点で
は、電磁弁２２は閉状態にされている。さらに、これに
加えて、前述した図示しない加温手段が作動し、各部を
一定の温度に加温する。

【００４２】そして、図２（Ａ）に示すように、三方バ
ルブ５のポート５１とポート５２が接続され（以下、こ
の状態を三方バルブ５におけるポジションＡとする）、
また六方バルブ６のポート６１とポート６２，ポート６
３とポート６４，ポート６５とポート６６がそれぞれ接
続される（以下、この状態を六方バルブ６におけるポジ
ションＡとする）。

【００４３】各バルブ５，６を上記各ポジションとする
ことにより、取込口２はバッグ２４，吸着剤充填管３及
び減圧容器４３を介して吸引ポンプ４まで連絡する状態
となる。

【００４４】かかる状態で被験者が取込口２から呼気を
吹き込むことにより圧力センサ２１は圧力の上昇を検出
すると共に動作制御手段１４に出力する。これを受けて
動作制御手段１４では、電磁弁２２，４１を開状態にす
る。これにより、真空状態にある減圧容器４３側に吸着
剤充填管３を介して取込口２から呼気の流動が付勢され
る。このとき、吸着剤充填管３はその構造上，呼気の流
動速度を一定に制限してしまうため、被験者からの呼気
の吐出量が、呼気吸着装置１内の呼気の流動量を上回る
ことがあり、これによる被験者の呼気の吐出動作に負担
が生じないように、呼気を予めバッグ２４内に一時的に
貯留する構造となっている（気体試料の捕集工程）。

【００４５】そして、被験者による呼気の吐出が終了す
ると圧力センサ２１により圧力低下が検出され、これに
より電磁弁２２が閉状態となる。バッグ２４内の呼気
は、吸着剤充填管３を通過する際に呼気中の特定成分が
吸着されつつ減圧容器４３に向けて流動が付勢される
（特定成分の吸着工程）。

【００４６】また、減圧容器４３内の圧力が真空状態か
ら一定の圧力まで上昇すると、圧力センサ４２の検出に
より電磁弁４４が開かれると共に吸引ポンプ４の駆動に
より再び真空状態とされ、電磁弁４１，４４が閉じられ
る。

【００４７】一方、ガスボンベ１３は、上記各バルブ
５，６のポジションにより連絡用配管７２，７８及び排
出口１３を介して外部に排出されるルートが形成され
る。

【００４８】上記動作により、所定量の呼気の捕集が行
われると、各バルブ５，６の切り換えが行われる。即
ち、図２（Ｂ）に示すように、三方バルブ５のポート５
１とポート５３が接続され（以下、この状態を三方バル
ブ５におけるポジションＢとする）、また六方バルブ６
のポート６１とポート６６，ポート６２とポート６３，
ポート６４とポート６５がそれぞれ接続される（以下、
この状態を八方バルブ６におけるポジションＢとす
る）。

【００４９】各バルブ５，６を上記各ポジションとする
ことにより、まず、ガスボンベ１３から取込口２へ向か
うルートが形成される。これにより、連絡用配管７３を
介してバッグ２４内にキャリアガスが供給される。そし
て、キャリアガスによりバッグ２４内が一定の圧力に達
した状態を圧力センサ２３により検出されると、動作制
御手段１４では電磁弁２２を開状態として取込口２まで
開放し、これによりキャリアガスの流路となる各構成の
洗浄が行われる（取込口の洗浄工程）。

【００５０】また、ガスボンベ１３から連絡用配管７
２，７４を介して吸着剤充填管３にキャリアガスが供給
され、この吸着剤充填管３に特定成分と共に付着した呼
気中の水分の除去が行われる。このとき、吸着剤充填管
３に吸着された特定成分は、低温状態では脱離しないた
め、水分のみがキャリアガスと共に下流側に排出され
る。この水分を含んだキャリアガスは、連絡用配管７
５，７８及び排出口１３を介して大気中に排出される
（水分の除去工程）。

【００５１】上記各ポジションによる各部の洗浄及び吸
着剤充填管３の水分除去動作が一定時間行われると、吸
着剤充填管３は保持部１１から取り外され、分析装置に
接続されると共に加熱されて特定成分の脱離が行われ
る。分析装置では、この特定成分からガスクロマトグラ
フィーにより検査の対象となる成分を抽出し、その濃度
等の測定が行われる。その後、吸着剤充填管３はさらに
高温で加熱されて吸着剤充填管３の吸着剤に残留した特
定成分その他の不純物の除去が行われて新たな呼気の吸
着に使用される。

【００５２】また、呼気吸着装置１では、各バルブ５，
６は図２（Ａ）の状態に切り換えられ、これにより、一
連の動作が終了し、新しい吸着剤充填管３を保持部１１
に装着することにより、再び、新たな被験者による呼気
の採取が可能となる。

【００５３】本実施形態に示す呼気吸着装置１は、上記
各構成を備えているため、呼気の捕集，特定成分の吸
着，水分の除去及び取込口の洗浄からなる四つの工程を
連続的に行うことを可能としている。これにより、呼気
の分析作業全体の作業効率を向上させ、呼気の捕集から
分析に至るまで消費される時間を軽減させ、例えば、大
量の人数の呼気採取作業に対応することが可能である。

【００５４】また、呼気吸着装置１は、連絡用配管によ
る各構成の連絡を、三方バルブ５及び六方バルブ６によ
りその接続を切り換えて上述した全ての工程に対応する
ことを可能としているため、従来のように各工程毎に、
それらの工程に要する器具，装置等の組み替え作業等の
煩雑な作業を排除し、作業性の向上を図ることが可能と
なっている。

【００５５】これに加えて、上記各バルブ５，６は、そ
れぞれ切り換えるパターンが僅か二種類のみ（ポジショ
ンＡとポジションＢ）であり、これらの組合わせにより
全ての工程に対応可能な構成であるため、切り換え操作
自体の簡易化を図ることが可能である。また、動作制御
手段を設けて自動化を図る場合に、制御回路の簡易化を
図ることができる。

【００５６】また、上述した各バルブによる各構成の接
続により、呼気吸着装置１では、上記各工程の全てにお
いて、常時，分析装置にキャリアガスの供給を図ること
が可能であり、これにより、分析装置内における加熱部
分の傷みを防止すると共に呼気等の流路に付着する不要
成分，汚れ等の付着を防止し、当該分析装置の保守性の
向上を図ることが可能である。

【００５７】さらに、取込口２の下流側に呼気を一時的
に貯留するバッグ２４を設ける構成としているため、呼
気の吸着剤充填管３の通過速度に関係なく被験者は抵抗
感なく呼気を吐出を行うことが可能である。また、この
バッグ２４の上流側近傍に電磁弁２２及び圧力センサ２
１，２３を設けたため、呼気の逆流及び呼気以外の外気
の混入等を防止することができる。

【００５８】また、吸引ポンプ４の上流側に減圧容器４
３とこれを密閉する電磁弁４１，４４を設けているた
め、例えば、吸引ポンプ４の吸引能力が低い場合でも、
予めこの減圧容器４３を真空状態にしてこの減圧容器か
ら呼気の流動を付勢することにより、高い吸引力による
呼気の流動を付勢することが可能である。

【００５９】さらに、本実施形態では、呼気の流動経路
の随所を加温するヒータを装備しているため、呼気中の
不要成分等の付着を防止し、繰り返し呼気の採取を行っ
ても、途中で不純物が混入される不都合を排除し、より
正確に分析を行うことを可能とならしめている。

【００６０】ここで、上記実施形態に示した各電磁弁２
２，４１，４４を圧力自動調整バルブとしても良い。

【００６１】なお、上述した切り換え手段である六方バ
ルブ６に替えて八方バルブ８を使用しても良い。かかる
八方バルブ８を使用する場合の接続例を図３に示す。こ
の八方バルブ８は、八つのポート８１，８２，８３，８
４，８５，８６，８７，８８を備えており、各ポートは
両隣となるいずれかのポートと選択的に接続されるよう
になっている。また、ポート８４，８５については栓に
なっており、これらポート８４，８５については気体の
流動が行われないようになっている。

【００６２】そして、ポート８１は連絡用配管７６を介
して吸引ポンプ４側に連絡されており、ポート８２は連
絡用配管７５を介して吸着剤充填管３の一方側と連絡さ
れており、ポート８３は連絡用配管７８を介して排出口
１３と連絡されており、ポート８６は連絡用配管７２を
介してガスボンベ１２側に連絡されており、ポート８７
は連絡用配管７４を介して吸着剤充填管３の他方側に連
絡されており、ポート８８は連絡用配管７７を介して三
方バルブ５のポート５２に連絡されている。

【００６３】図３（Ａ）は、気体試料の捕集及び特定成
分の吸着工程における八方バルブ８の接続状態を示して
おり、図３（Ｂ）は、取込口の洗浄及び水分の除去工程
における八方バルブ８の接続状態を示している。

【００６４】図３（Ｂ）の状態については、八方バルブ
８は、前述の六方バルブと全く同様に機能する。その一
方で、図３（Ａ）の状態については、ガスボンベ１２か
ら連絡用配管７２，ポート８６を介してポート８５によ
り流動がせき止められた状態が形成される。

【００６５】これにより、気体試料の捕集及び特定成分
の吸着工程について、六方バルブ６を使用した場合にキ
ャリアガスが単に排出口６から排出されていた状態であ
ったが、この八方バルブ８を使用した場合には、ポート
８５によりキャリアガスがせき止められるため、八方バ
ルブ８を使用することにより、六方バルブ６と同様の効
果を有すると共にキャリアガスの無駄な消費を防止する
ことが可能となる。

【００６６】また、前述した六方バルブ６については、
図４に示すように接続しても良い。かかる接続では、図
１に示した場合と比較して、六方バルブ６のポート６３
とポート６４の接続を入れ替えた点のみが異なってい
る。即ち、ポート６３を連絡用配管７２を介してガスボ
ンベ１２と接続し、ポート６４を連絡用配管７８を介し
て排出口１３と接続している。

【００６７】かかる接続では、図１の接続と同様に機能
すると共に、気体試料の捕集工程及び特定成分の吸着工
程において吸着剤充填管３内を気体試料が矢印Ｘ方向に
通過し、水分の除去工程においては吸着剤充填管３内を
キャリアガスが矢印Ｙ方向に通過する。即ち、吸着剤充
填管３における気体試料の突入側が水分除去工程では下
流側となるため、水分の除去をより効率的に行うことが
可能となるという利点を備えている。

【００６８】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、取込口，吸着
手段及び吸引ポンプを備え、この吸引ポンプにより取込
口を介して吸着手段への気体試料の流動を付勢する構成
であるため、気体試料の分析に先だって、気体試料の捕
集工程と特定成分の吸着工程とを同時に行うことを可能
とし、これにより、気体試料の分析作業全体の作業効率
を向上させ、気体試料の捕集から分析に至るまで消費さ
れる時間を軽減させ、例えば、多くの気体試料からの特
定成分の吸着作業を連続的に行うことが可能となる。

【００６９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明と同様の効果を有すると共に、取込口の下流側に気
体試料を一時的に貯留するバッファを設ける構成として
いるため、気体試料の吸着手段の通過速度が遅い場合で
もこれに影響されず気体試料の供給を行うことが可能と
なっている。特に、気体試料として人間の呼気を対象と
した場合に、被験者は抵抗感なく呼気を吐出を行うこと
が可能である。

【００７０】さらに、吸着手段を介してバッファの下流
側には減圧容器が装備されているため、例えば、吸引ポ
ンプの吸引能力が低い場合でも、予めこの減圧容器を真
空状態にしてこの減圧容器から呼気の流動を付勢するこ
とにより、高い吸引力による呼気の流動を付勢すること
が可能である。このため、気体試料が過剰量供給された
場合でも、バッファの許容量を越えることなく速やかに
気体試料を吸着手段に供給させることが可能である。

【００７１】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明と同様の効果を有すると共に、取込口とバッ
ファとの間に設けた電磁弁を圧力センサの出力に応じて
動作制御手段により開閉させる構成であるため、気体試
料の供給時にのみに気体試料の流動が制限され、これに
より、気体試料以外の外気等の混入を防止することが可
能となり、本発明により、その後行われる気体試料の分
析をより正確に行うことが可能となる。

【００７２】請求項４記載の発明では、ガス供給手段と
排出口とを備えているため、気体試料の分析に先だっ
て、気体試料の捕集工程と特定成分の吸着工程と取込口
の洗浄固定と吸着手段の水分除去工程とを行うことを可
能とし、これにより、気体試料の分析作業全体の作業効
率をさらに向上させることが可能となる。

【００７３】さらに、切り換え手段を設け、この操作に
より各連絡用配管を所定の組み合わせで接続させること
を可能とし、従来のように各工程毎に、それらの工程に
要する器具，装置等の組み替え作業等の煩雑な作業を排
除し、作業性の向上を図ることが可能となる。

【００７４】本発明は以上のように構成され機能するの
で、これにより従来にない優れた気体試料吸着装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。

【図２】図１に示す呼気吸着装置の各バルブの切り換え
状態を示す一部を省略したブロック図であり、図２
（Ａ）は呼気の捕集及び特定成分の吸着工程を示し、図
２（Ｂ）は取込口の洗浄及び吸着手段の水分除去工程を
示している。

【図３】八方バルブを装備した場合の呼気吸着装置を示
す一部省略したブロック図であり、図３（Ａ）は呼気の
捕集及び特定成分の吸着工程を示し、図３（Ｂ）は取込
口の洗浄及び吸着手段の水分除去工程を示している。

【図４】六方バルブの他の接続例を示す説明図である。

【図５】従来における呼気の捕集作業を示す説明図であ
り、図５（Ａ）は呼気捕集バッグの使用前の状態を示
し、図５（Ｂ）は呼気捕集バッグの使用後を示す。

【図６】従来における呼気の特定成分の吸着作業を示す
説明図である。

【図７】従来における吸着手段からの水分の除去作業を
示す説明図である。

【図８】従来における吸着手段からの特定成分の脱離作
業を示す説明図である。

【図９】従来における呼気捕集バッグの洗浄作業を示す
説明図であり、図９（Ａ）では呼気捕集バッグ内への窒
素ガスの吸入動作を示し、図９（Ｂ）では窒素ガス封入
状態で放置された状態を示し、図９（Ｃ）では窒素ガス
を排出する状態を示している。

【図１０】従来における吸着手段の再生のための残留物
除去作業を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 呼気吸着装置（気体試料吸着装置） ２ 取込口 ３ 吸着剤充填管（吸着手段） ４ 吸引ポンプ ５ 三方バルブ（切り換え手段） ６ 六方バルブ（切り換え手段） ８ 八方バルブ（切り換え手段） １１ 保持部 １２ ガスボンベ（ガス供給手段） １３ 排出口 １４ 動作制御手段 ２１ 圧力センサ ２２ 電磁弁 ２４ バッグ（バッファ） ４３ 減圧容器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体試料を取り込む取込口と、取り込ま
   れた気体試料の通過により特定成分を吸着させる吸着手
   段と、この吸着手段を着脱自在に保持する保持部と、前
   記気体試料に一定方向の流動を付勢する吸引ポンプと、
   前記各構成を連絡する複数の連絡用配管とを備え、 前記吸引ポンプを前記吸着手段を挟んで前記取込口の反
   対側に配設すると共に前記取込口から当該吸着手段へ向
   かう流動を付勢することを特徴とする気体試料吸着装
   置。
2. 【請求項２】 前記取込口と前記吸着手段との間に気体
   試料を一時的に貯留するバッファを設けると共に前記吸
   着手段と前記吸引ポンプとの間に予め前記吸引ポンプに
   より内部を減圧する減圧容器を設けたことを特徴とする
   請求項１記載の気体試料吸着装置。
3. 【請求項３】 前記取込口と前記バッファとの間に当該
   取込口側から順に圧力センサと電磁弁とを設け、この圧
   力センサの出力に応じて前記電磁弁を開閉させる動作制
   御手段を装備したことを特徴とする請求項１又は２記載
   の気体試料吸着装置。
4. 【請求項４】 前記取込口及び前記吸着手段にキャリア
   ガスを供給するガス供給手段と、前記吸着手段の下流側
   に不要となる前記キャリアガスを排出する排出口と、前
   記各連絡用配管を所定の組み合わせで接続する切り換え
   手段とを備え、 前記ガス供給手段を、前記切り換え手段を介して前記取
   込口と前記吸着手段とに連絡自在とし、 前記吸着手段を、前記切り換え手段を介してその上流側
   が前記取込口又はガス供給手段と選択的に連絡自在であ
   ると共にその下流側が前記吸引ポンプ又は前記排出口と
   選択的に連絡自在とすることを特徴とする請求項１，２
   又は３記載の気体試料吸着装置。