JPS63185410A

JPS63185410A - ガス分析装置用液体分離器

Info

Publication number: JPS63185410A
Application number: JP62261521A
Authority: JP
Inventors: ロバート　エイチ　リッチアーデリー
Original assignee: KURITEIKEA SYST Inc
Current assignee: KURITEIKEA SYST Inc
Priority date: 1986-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1988-08-01
Also published as: IT1211862B; CA1312555C; FR2605238A1; US4713095A; IT8748506A0; GB2196873A; FR2605238B1; GB2196873B; DE3734970A1; GB8724309D0

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕　　　　一本発明は、血液中ガス分析装置のようなガス分析装置に
おいてガスと液体とを分離するのに使用される形式のマ
イクロ分離器に関する。本明細書では、「マイクロ分離
器」という用語を、１ｍ６よりも少ない容積を持つ分離
室を備えた分離器を指すものとして使用する。

〔従来の技術〕

当該技術分野では、被験者の吐き出した空気から液体を
取り除き、その後に吐き出された空気をガス分析装置に
送ることは周知である。本出願人の米国特許第４５７９
５６８号及びＨａｋａｒａ氏に付与された米国特許第４
３０４５７８号は、かかるガス／液体マイクロ分離器に
対する幾つかの従来技術としての対策を述べている。米
国特許第４３０４５７８号に示す設計では、分離室５ａ
のガス流出口は構成要素４，７間に形成された内、部隅
に位置決めされている。この内部隅は水滴をガス流出ボ
ートに差し向ける傾向がある。当然のことながら、水滴
がガス流出ボートに達すると、水が長時間に亘って所望
のガスサンプルと一緒に分離室５ａから出てゆくことに
なる。

〔発明の概要〕

本発明は、所定容積の分離室について分離特性を良好に
する改良ガス分析装置用マイクロ分離器に向けられてい
る。

代表的には、マイクロ分離器の作用効果は主として表面
張力の効果及び毛細管現象の効果で決まり、大型の分離
器の作用効果にとっては重要な運動量の効果はあまり重
要ではない。かかる表面張力の効果及び毛細管現象の効
果を考慮すると、液体をガス流出ボートから離して液体
を分離室の液体流出ボートに向かって引くように分離室
内に内部隅を配置することが極めて重要になる。その理
由は、液体がかかる内部隅に溜まる傾向があるからであ
る。

本発明によれば、ガス分析装置用液体分離器は上部帯域
及び下部帯域を備えた分離室を有する。

流入手段がガス／液体混合物を分離室内に導入し、ガス
流出手段が上部帯域からガスを抜き出し、そして液体流
出手段が下部帯域から液体を取り出す。

上部帯域は上部が、ガス流出手段を囲んだ上面で境界付
けられ、そして下部帯域は下部が、液体流出手段を囲ん
だ下面で境界付けられている。上面は液体をガス流出手
段から遠ざけて下部帯域内に流入させるように凸状に形
作られ、そして下面は複数の内部病を構成する複数のフ
ェースを備えている。内部病は液体を毛細管の作用で上
部帯域から遠ざけて該液体を下部帯域に向かって流すよ
うに液体流出手段に向かって細まっている。分離室は１
ｍｊ２よりも少ない容積を有する。もしガス流出手段が
１．２１鶴（０，０５インチ）よりも長い距離、内部病
のうち最も近いものからはなれていれば、そしてもし内
部病が６０°よりも大きくない挟角をなしていれば、重
要な利点が得られる。

好ましい実施例では、上面はドーム形状であり、下面は
逆ピラミッドとして形成されている０分離室についての
この形状により毛細管現象の力を利用して優れた分離を
達成することができる。ガス流出手段は１．２７ｍｍ　
（０，０５インチ）よりも長い距離、内部病からはなれ
ているので、内部病に溜まった水滴はガス流出手段から
適当な距離能れたままである。同様に、下面の内部病は
小さな挟角をなし且つ液体流出手段に向かって細まって
いるので、毛細管現象の力は水滴を液体流出手段に向か
って引いてガス流出手段から遠ざける。このようにして
、小容積の分離室で効率的な分離が行われる。

本発明はそれ自体、一層の目的及び利点と共に、添付の
図面を参照してなされる以下の詳細な説明を参照すると
最も良く理解されよう。

〔好ましい実施例の詳細な説明〕

図面を参照すると、第１図〜第５図は、本発明の分離器
の第１の好ましい実施例を種々の視点から示している。

第１図及び第２図に示すように、この実施例は容器１０
を有し、この容器は全体として形状が円筒形のリザーバ
１２を備えている。

容器１０の円筒形側壁の一部は直立したボス１４を構成
している。このボス１４はリザーバ１２と流体連通して
いる真空ボート１６を有する。

ボス１４は又、分離室２２を含む分離器２ｏを有してい
る。分離室２２は、全体としてドーム形状の上部帯域２
４と、全体として逆ピラミッド形状の下部帯域２６と、
を有している。第２図に最も良く示すように、分離室２
２は全体が、ドームとしてドームとして凸状に形作られ
た底部を持つ逆ピラミッドとして形作られている。上部
帯域２４は上面又は上部壁２８で境界付けられており、
この上面２８はこの実施例では球状に凸であり且つ液体
を下部帯域２６内に流すように形作られている。下部帯
域２６は下面又は下部壁３０で境界付けられている。

分離室２２への接近は３つのボートによって行われる。

ガス／液体の流入ボート３２がボス１４の側部を貫通し
て下部帯域２６内に通じている。

液体の流出ボート３６が分離室２２とリザーバ１２とを
連通させており、そしてこの流出ボート３６は下部帯域
２６の形成する逆ピラミッドの頂点に位置している。ガ
スの流出ボート３４が液体流出ボート３６と直接−線を
なして上面２８に心出しされ、即ち上面２８の真ん中に
位置している。

この実施例では、下面３０の３つのフェース又はファセ
ット３８は平らであり且つ面積が等しい。

３つのフェース３８は直線状の縁４０で結合し、縁４０
は球形上面２８の接線方向に配置され、そして液体流出
ボート３６と滑らかに合体している。

３つの内部の角又は隅４２がフェース３８の交線のとこ
ろにつくられている。これらの内部病４２は上記頂点及
び液体流出ボート３６に向かって細まっている。さらに
、３つの弧状内部病４４がフェース３８と上面２８との
間につくられている。

分離器２０は表面張力効果を利用してガスと液体とを効
果的に分離できるように構成されている。

ガスと液体の混合物は流入ボート３２を介して内部病４
２のうちの１つの隅から分離室２２の下部帯域２６内に
導入される。表面張力効果により、流入したガス／液体
混合物中の液滴は内部病４２に集まり、そして内部病４
２を流下し液体流出ボート３６を通ってリザーバ１２内
に流入しようとする。この実施例では、ガス流出ボート
３４と内部隅４２．４４のうち最も近いものとの間の離
隔距離は約１．５ｍ（約０．０６インチ）である。一般
的に云って、内部隅４２のうちどれもが１．２７ｍ（０
，０５インチ）よりも短い距離、ガス流出ボート３４に
接近しないようにすることが重要である。

このようにすることにより、内部隅４２．４４に集まっ
た液滴は、かかる液滴がガス流出ボート３４に入るのを
遅らせるほどの距離、ガス流出ボート３４から離隔した
ままである。

分離器２０を備えた容器ｌＯは用途として上述の米国特
許第４５７９５６８号及び米国特許第４３０４５７８号
に記載しているようなガス分析装置に最適である。かか
るガス分析装置の構造及び作用は本発明の要部ではない
ので詳細には説明しない。ここでは、真空が真空ボート
１６に与えられ、流入サンプルが流入ボート３２を介し
て分離器２０内に入れられ、そして分析すべきガスがガ
ス流出ボート３４を介して分離器から抜き出される、と
いうことを述べれば足りる。

使用にあたり、分離器２０の形状により液体を流入サン
プルから取り出す。特に、上面２８がドーム状であるこ
とにより、分離室２２の表面に付いた水滴は抜き出され
るほどガス流出ボート３４に接近しにくい。縁４０と上
面２８の接線方向交線がこれら交線のところでの水滴の
集合傾向を減じる。下面３０の形成する内部隅４２は水
滴を集め、そして集められた水滴の移動を下方に向は液
体流出ボート３６を介して水滴をリザーバ１２内に流入
させようとする。このようにして、液体を流入サンプル
から分離する。

分離器２０について表面２８．３０が表面張力効果を利
用するように形作られていることに注目すべきである。

下面３０の内部隅４２を細めると共に内部隅４２．４４
とガス流出ボート３４との間の距離を適切に保つという
驚くべき簡単なことにより、分離器の製作が比較的簡単
になり、そして分離器が飽和器の効率を著しく良好にす
ることが分かった。６０°以下の挟角をなす内部隅を使
用することにより効率が一層高まる。

第６図及び第７図は、本発明の第２の実施例の断面図で
あり、かかる図では、同一の要素は第１図〜第５図で使
用された参照番号と同一のものにプライム符号（′）を
付けて指示されている。第２の実施例は下面３０′のフ
ェース３８′が平らではなく、そして下部帯域２６′の
内方に弓形になるように幾分凸状に形作られている。同
様に、縁４０′は直線状ではなく、そしてこれ又、下部
帯域２６′の内方に凸状弓形になっている。このように
フェース３８′及び縁４０′を形作ることによって内部
隅４２′は第１の実施例の内部隅４２よりも一層弧状に
作られている。このようにして、上述の表面張力効果が
高まる。

第８図及び第９図は、弧状の内部隅の個数を一層多くし
た第３の実施例を示しており、これら弧状内部隅は液体
流出ボートに向かって細まっている。前と同じように同
一の要素には第１図〜第５図で使用した参照番号と同一
の参照番号が付けである。ただし、これらには二重プラ
イム符号（＃）を付けた。

第８図及び第９図に示すように、第３の実施例は分離室
２２“を含む分離器２０＃を構成しているボス１４＃を
有する。分離室２２＃は、全体としてドーム形状の上部
帯域２４“と、全体的にスプライン付きの即ちファセッ
トを持つ円錐体の形をした下部帯域２６″と、を有する
。上部帯域２４＃は球状に凸の上面２８“で境界付けら
れ、そして下部帯域２６“は下面３０“で囲まれている
。本明細書で使用しているピラミッドという用語は拡大
解釈して３つの下部帯域２６．２６”。

２６″の全ての形状及びその変形を包括するものである
。

上述したことと同様に、ガス／液体の流入ボート３２＃
がボス１４″の側部を貫通して下部帯域２６＃内に通じ
、そして液体の流出ボート３６＃が分離室２２＃とリザ
ーバ１２’とを連通させており、さらに、ガスの流出ボ
ート３４＃が上面２８＃の真ん中に位置している。

この実施例の下面３０＃の形状では、多数のフェース３
８＃が構成され、これらフェースは、液体流出ボート３
６′に向かって細まり且つ球形の上面２８″と接線方向
に合体した縁４０’で交差している。この実施例では、
フェース３８″は１２個の内部隅４２＃をつくっており
、これら内部隅の各々は３０°の挟角をなしている。好
ましくは、ガス流出ボートを最も近接した内部隅から少
なくとも１．２７ｍ　（０，０５インチ）ＭＬ、そして
分離室２２＃の容積を約９６μｌにする。

第８図及び第９図の第３の実施例は、これが液体流出ボ
ート３６″に向かって細まった数多くの内部隅を備え、
そしてこれらの内部隅４２１が一層弧状になっており、
従って水滴を液体流出ボート３６″に差し向けるうえで
さらに一層効果的であるという点で第１図〜第５図の実
施例と異なっている。

本発明の好ましい実施例を一層詳細に特定するために、
またそれだけのために、構成の細部を以下に述べる。た
だし、後述の細部が決して限定的なものではないことは
はっきりと理解されるべきである。これらの実施例では
、分離室２２の容積は９６μｌであり、リザーバ１２の
容積は６　ｍ　ｌである。ドーム状上面２８の曲率半径
は約３．２５＋ｎ（０，１２８インチ）、下面３０の形
成するピラミッドの高さは（ドーム状上面２８の曲率中
心と頂点との間を測定して）約１１．２８鶴（０，４４
４インチ）である。容器ｌＯを好ましくは透明なポリカ
ーボネートプラスチック材料で形成し、このポリカーボ
ネートプラスチック材料を好ましくは互いに超音波溶接
した２つの射出成形成形品で作る。好ましくは、全ての
成形型分割線を、表面不整を回避するためにドーム状上
面２８及びガス流出ボート３４の近くの付着液滴を集め
る内部隅等を避けるように位置決めする。参照番号４６
は第３図〜第５図において一つの好ましい成形型分割線
の位置を指示している。

当然のことながら、上述の好ましい実施例に対して種々
の変更及び修正をなし得ることは理解されるべきである
０例えば、図示の側面が３つのピラミッドに代えて側面
が４つのピラミッドを用いることは完全に本発明の技術
的範囲内にある。さらに、変形例では、上面２８を下面
に滑らかに繋げて内部隅４４を無くしても良い、なお、
本明細書中の「上（又は上部）」、「下（下部）」等の
用語は説明の便宜のためにのみ用いられており、特許請
求の範囲に記載された発明の正確な空間上の向きを規定
した規定したものではない。

したがって、上記の詳細な説明は限定ではなく例示とし
て解釈されるべきであり、本発明の技術的範囲は全ての
均等物を含む特許請求の範囲に基づいて定められること
は理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現時点での好ましい実施例としての
分離器の斜視図である。第２図は、第１図の２−２線における縦断面図である。第３図は、第２図の３−３線における横断面図である。第４図は、第２図の４−４線における横断面図である。第５図は、第１図の分離器の平面図である。第６図は、本発明の第２の実施例としての分離器の縦断
面図である。第７図は、第６図の７−７ｍにおける横断面図である。第８図は、本発明の第３の実施例としての分離器の縦断
面図である。第９図は、第８図の９−９線における横断面ずである。〔主要な参照符号の説明〕１０・・・・・・容器、１２・・・・・・リザーバ、１
４・・・・・・ボス、２０・・・・・・分離器、２２・
・・・・・分離室、２４・・・・・・上部帯域、２６・
・・・・・下部帯域、２８・・・・・・上面、３０・・
・・・・下面、３２・・・・ガス／液体流入ボート、３
４・・・・ガス流出ボート、３８・・・・フェース又はファセット、３６・・、・液
体流出ボート、４０・・・・・・縁・４２・・・・パ・
内部隅。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上部帯域及び下部帯域を備えた分離室を構成する
ための手段と、ガスと液体の混合物を分離室内に導入す
るための流入手段と、上部帯域からガスを抜くためのガ
ス流出手段と、下部帯域から液体を取り除くための液体
流出手段と、を有し、前記上部帯域は上部が、ガス流出
手段を囲んだ上面で境界付けられ、前記下部帯域は下部
が、液体流出手段を囲んだ下面で境界付けられ、前記上
面が液体をガス流出手段から遠ざけて下部帯域内に流入
させるように凸状に形作られ、前記下面が、複数の内部
隅を構成する複数のファセットを備えているガス分析装
置用液体分離器において、前記内部隅の少なくとも一部
が、液体を毛細管の作用で上部帯域から遠ざけて該液体
を下部帯域に向かって流すように液体流出手段に向かっ
て細まり、前記ガス流出手段が１．２７ｍｍ（０．０５
インチ）よりも長い距離、内部隅のうち最も近いものか
ら離れており、前記分離室が１ｍｌよりも少ない容積を
有することを特徴とするガス分析装置用液体分離器。
（２）上面は球形凸状であることを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載のガス分析装置用液体分離器。
（３）下面のファセットは頂点をもつピラミッドを構成
し、液体流出手段は頂点に位置していることを特徴とす
る特許請求の範囲第（２）項記載のガス分析装置用液体
分離器。
（４）ファセットはそれらの交線のところに縁を構成し
、該縁は球形凸状の上面の接線方向にあることを特徴と
する特許請求の範囲第（３）項記載のガス分析装置用液
体分離器。
（５）複数のファセットは３つの同一面積のファセット
から成ることを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記
載のガス分析装置用液体分離器。
（６）ファセットは下部帯域内に弓形になるように凸状
に形作られていることを特徴とする特許請求の範囲第（
３）項記載のガス分析装置用液体分離器。
（７）ファセットは平らであることを特徴とする特許請
求の範囲第（３）項記載のガス分析装置用液体分離器。
（８）ファセットはそれらの交線のところに縁を構成し
、該縁は下部帯域内に弓形になるように凸状に形作られ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載
のガス分析装置用液体分離器。
（９）ファセットはそれらの交線のところに縁を構成し
、該縁は直線状であることを特徴とする特許請求の範囲
第（３）項記載のガス分析装置用液体分離器。
（１０）液体流出手段に向かって細まっている内部隅の
うち少なくとも幾つかは６０°よりも大きくない挟角を
なすことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
ガス分析装置用液体分離器。
（１１）分離室を構成するための手段と、ガスと液体の
混合物を分離室内に導入するための流入手段と、分離室
からガスを抜くためのガス流出手段と、分離室から液体
を取り除くための液体流出手段と、を有し、前記分離室
が一組の下部壁と上部壁とで境界付けられ、前記上部壁
は球形凸状であり且つ前記ガス流出手段のまわりに位置
決めされ、前記下部壁は該下部壁が液体流出手段と一線
をなした頂点に向かって下方に細まるように逆ピラミッ
ドとして構成され、前記下部壁は複数の内部隅を構成し
、内部隅のうち少なくとも一部は液体を毛細管の作用で
液体流出手段に向かって引いてガス流出手段から離すた
めに頂点に向かって細まっており、前記上部壁は、全て
の内部壁が１．２７ｍｍ（０．０５インチ）よりも長い
距離、ガス流出手段から離れるように寸法決めされてお
り、前記分離室が１ｍｌよりも少ない容積を有すること
を特徴とするガス分析装置用液体分離器。
（１２）前記下部壁はピラミッドの縁のところで互いに
交差し、該縁は球形凸状の上部壁の接線方向にあること
を特徴とする特許請求の範囲第（１１）項記載のガス分
析装置用液体分離器。
（１３）逆ピラミッドは３つの側部を持つピラミッドで
あることを特徴とする特許請求の範囲第（１１）項記載
のガス分析装置用液体分離器。
（１４）ガス流出手段は液体流出手段の真上で上部壁の
真ん中に位置していることを特徴とする特許請求の範囲
第（１１）項記載のガス分析装置用液体分離器。
（１５）前記下部側壁はピラミッドの縁のところで互い
に交差し、該緑は液体流出手段と滑らかに合体している
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１１）項記載のガ
ス分析装置用液体分離器。
（１６）頂点に向かって細まっている内部壁のうちの少
なくとも幾つかは６０°よりも大きくない挟角をなして
いることを特徴とする特許請求の範囲第（１１）項記載
のガス分析装置用液体分離器。
（１７）真空ポート及び液体分離室を構成する直立のボ
スを片面に備えた容器を有し、前記分離室が、全体とし
て容器の内容積部と流体連通した頂点を持つ逆ピラミッ
ドとして形作られた下部を備え、前記逆ピラミッドが頂
点に向かって細まった複数の内部隅を構成し、前記液体
分離室が、全体として逆ピラミッドの上に心出しされた
ドームとして形作られた上部を備え、ドームが逆ピラミ
ッドの凸状底部を構成し、さらに、ドームをとおって液
体分離室にはいるようにボスに形成されたガス流出ポー
トと、逆ピラミッドを通って液体分離室に入るようにボ
スに形成されたガス／液体流入ポートと、を有し、前記
真空ポートが容器の内容積部と流体連通し、前記液体分
離質が１ｍｌよりも少ない容積を有することを特徴とす
るガス分析装置用液体分離器。
（１８）ガス／液体流入ポートは逆ピラミッドの内部隅
のうちの１つを通って液体分離室に入っていることを特
徴とする特許請求の範囲第（１７）項記載のガス分析装
置用液体分離器。
（１９）ドームは、ガス流出ポートと内部隅のすべての
ものとの間の離隔距離が１．２７ｍｍ（０．０５インチ
）よりも大きいように寸法決めされていることを特徴と
する特許請求の範囲第（１７）項記載のガス分析装置用
液体分離器。
（２０）逆ピラミッドは少なくとも３つの平らなフェー
スを備えていることを特徴とする特許請求の範囲第（１
７）項記載のガス分析装置用液体分離器。
（２１）逆ピラミッドは頂点に向かって細まっている少
なくとも３つの直線状の縁を構成することを特徴とする
特許請求の範囲第（１７）項記載のガス分析装置用液体
分離器。
（２２）逆ピラミッドは少なくとも３つのフェースを備
え、該フェースは液体分離室内に内方に弓形になってい
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１７）項記載の
ガス分析装置用液体分離器。
（２３）逆ピラミッドは頂点に向かって細まっている少
なくとも３つの縁を構成し、該縁は液体分離室内に内方
に弓形になっていることを特徴とする特許請求の範囲第
（１７）項記載のガス分析装置用液体分離器。
（２４）頂点に向かって細まっている内部隅は各々、６
０°よりも大きくない挟角をなすことを特徴とする特許
請求の範囲第（１７）項記載のガス分析装置用液体分離
器。
（２５）頂点に向かって細まっている内部隅は少なくと
も８つの内部隅から成ることを特徴とする特許請求の範
囲第（２４）項記載のガス分析装置用液体分離器。