JP6031036B2 - 粒子及び微生物を収集するための携帯装置 - Google Patents

Description

本発明は、粒子及び微生物を識別して、計数するために、周囲空気に存在する粒子及び微生物を収集するための携帯装置に関する。

このような識別及び計数は、医薬品工業、農業食品工業、医療施設、衛生事業、獣医学事業、サイトサーベイランスといった多数の分野において重要であり、収集されることになる粒子及び微生物の大きさは、０．５マイクロメートル（μm）から数十マイクロメートルの範囲に渡る。

このタイプの装置は、本件出願人による文献FR A 2 855 831又は文献FR 2 905 379から公知であり、装置は、収集液を収容し、空気吸引手段と組み合わされた着脱可能な遠心処理エンクロージャを含む。エンクロージャは、空気入口及び空気出口を有し、収集された粒子及び微生物を含有した液体試料を移送するための容器を形成する。

これらの装置は完全独立型で、そして、携帯型ではあるが、比較的大きい。動作中、エンクロージャを通過する空気の流量は、比較的多く、毎分１００リットル（Ｌ／分）より多い。空気流量は、適用の関数であり、一般に、数分で信頼性が高くそして代表的な試料を採取するように決定される。

汚染された環境で動き回ることになる人々、又は、原子力、生物学的及び／又は化学的リスクに取り組んでいる人々は、濾過することにより周囲空気を浄化するフィルタ手段を取り付けた呼吸保護器具を着用することを必要とする。

このような器具は、ユーザの呼吸の結果としてだけ空気がフィルタを通過する自由な通気器具でもよく、又は、周囲空気が電動式手段の助けを借りてフィルタを通して吸い込まれる補助呼吸器具でもよい。

公知の呼吸器具は、ユーザが移動している環境を分析するのに適していない。このような分析を実施することが望ましいとき、ユーザは、上述の文献FR A 2 855 831及びFR 2 905 379に説明されるタイプの、専用の収集装置を持ち歩き、現場で装置を作動させなければならず、この分析は特定の状況では必ずしも可能とは限らない。

本発明独自の目的は、単純で、効果的及び安価なこの問題の解決策を提供することである。

このために、本発明は、周囲空気に存在する粒子及び微生物を収集する携帯型収集装置を提供する。この装置は、円錐又は截頭円錐形状の、空気を遠心分離するためのサイクロンエンクロージャ、空気をエンクロージャに入れるための外気入口手段、及び、エンクロージャから空気を排出するための空気出口手段を含み、個人用の電動式の呼吸保護器具の空気入口手段にエンクロージャの空気出口手段を結合させるための結合手段を備えるという点で特徴づけられる。

したがって、本発明の収集装置は、ユーザの任務の間及び呼吸保護器具が動作している間ずっと粒子及び微生物の連続的な収集を可能にするような形で、呼吸保護器具と組み合わせることができる。

有利には、エンクロージャの空気出口に結合するための結合手段は、呼吸保護器具の少なくとも１つの入口フィルタに連結するための連結手段を含む。

連結手段は、器具の入口フィルタ上で嵌合するための少なくとも１つの末端部を含んでもよい。

その上、収集装置は、非常に簡単に、フィルタに取り付け、そして、フィルタから取り外すことができる。

本発明の別の特徴によれば、サイクロンエンクロージャの内面は、粒子又は微生物を収集するための、静電材料又はナノファイバーを主成分とした材料で構成される又は覆われる。

例えば、この材料を、分極の半永久状態を呈した誘電材料である「エレクトレット」とすることができる。

従来の方法では、外気入口手段は、接線方向にエンクロージャの上部部分へ通じ、空気出口手段は軸方向にエンクロージャの上部部分へ通じる。

本発明の好ましい実施形態では、エンクロージャの上部部分は１０ミリメートル（mm）から５０mmの範囲の直径を有し、そして、エンクロージャの高さ又は軸方向の大きさは、１０mmから１００mmの範囲にある。

本発明は、また、ユーザが着用するための、マスク、及び、外気に存在する粒子又は微生物を保持するための少なくとも１つのフィルタを通過して外気を吸引できる電動式のエアフィード手段、例えばタービン、を備えた個人用の電動式の呼吸保護器具を提供する。この器具は、フィルタから外気吸引方向の上流に、上に明記されたタイプの収集装置がフィルタに設置されるという点で特徴づけられる。

有利には、エアフィード手段、フィルタ及び収集装置は、ユーザの呼吸条件に応じて、１００Ｌ／分未満の空気の連続的な流量をユーザに供給するために必要な大きさとされる。

好ましくは、約８時間（ｈ）から１０ｈに到達することもあり得る連続的な期間、持ち歩き、使用されるように、器具は設計され、外気からの粒子及び微生物が、乾燥したままで、連続的に、呼吸保護器具を使用している間の全体に渡って、上述の装置のサイクロンエンクロージャ内部に、収集される。

変形態様では、本発明の収集装置は、バッテリにより電力が供給された電動の吸引タービンの空気入口に連結可能で、アセンブリは、人が着用し、数時間、例えば約半日、連続的に作動するように、設計される。

本発明は、また、周囲空気に存在する粒子及び微生物を収集及び定量する方法を提供する。この方法は、上に明記された呼吸保護器具を使用後、サイクロンエンクロージャを分解し、内面に収集された粒子及び／又は微生物を回収するために、適切な液体でエンクロージャの内面をすすぎ、そして、このような方法で得られた液体試料の内容物を分析及び／又は定量するという点で特徴づけられる。

この方法は、また、エンクロージャの内面から粒子及び／又は微生物を分離するために、内面のすすぎの後、又は、すすぎの間、エンクロージャを超音波にかけてもよい。

非限定的な例として、そして、添付図面を参照にして行われる、以下の説明を読むことで、本発明をより良く理解することができ、本発明の他の詳細、特徴及び利点が明らかとなる。

呼吸保護のための先行技術の個人用電動式器具を着用している人を示した概略図である。 本発明の呼吸保護器具の透視図である。 本発明の収集装置の透視図である。 空気を遠心分離するためのサイクロンエンクロージャの軸方向の断面図である。 本発明の変形実施形態の透視図である。

図１は、呼吸保護のための個人用の電動式の器具Ａがその背部に取り付けられたジャケット１を着用している人を示す。この電動式の器具は、周囲大気に存在する粒子又は微生物を保持することになる２つのフィルタ４を通過して外気が吸い込まれることを可能にする、電動式のエアフィード手段３、例えばタービンに、パイプ２によって連結したマスク（図示せず）を備える。

それぞれのフィルタ４は、一般に円筒形状で、その後面に位置する中央空気入口５を備える。

電動式のエアフィード手段３をオン又はオフへ切り替えることを可能にし、そして、マスクに供給される空気の流量の調整を可能にする制御手段６が、器具Ａに取り付けられる。

図２に示されるように、本発明は、周囲空気に存在する粒子及び微生物を収集するための収集装置又は装置７をこのような器具に取り付けることを提案する。

装置７は、空気を遠心分離するためのサイクロンエンクロージャ８を含む。このエンクロージャは円錐又は截頭円錐形状で、その構造は、より明確に図４で見ることができる。

エンクロージャ８は、その底部部分で、粒子又は微生物を収集するために、「エレクトレット」タイプの材料などの静電材料又はナノファイバーを主成分とした材料に覆われた内面１０を有する一般に截頭円錐又は円錐形状の第１部分９によって画定される。第１部分９の上面直径は、１０mmから５０mmの範囲で、高さｈは、１０mmから１００mmの範囲にある。第１部分９の上端部は、環状リム１１が半径方向外側に広がって提供される。

また、エンクロージャ８は、その上部部分で、第１部分の上の第２部分１２によって画定され、第２部分は、円筒状の外壁１３、及び、エンクロージャへ通じる環状空気入口チャネル１５を画定するために外壁と協働した軸方向のチューブ１４を含む。外壁１３は、エンクロージャ８の上部部分に空気入口を形成するように、接線方向に環状チャネル１５へ通じる少なくとも１つの開口部１６を備える。第２部分１２の下端部には、雄ねじが提供される。

２つの部分９及び１２は、クリンピング又はスナップで留めることによって第１部分９のリム１１に設置され、第２部分１２のねじ山に螺着されたリング１７によって、互いに締着される。

軸方向のチューブ１４は、下端部でエンクロージャへ通じる空気出口を形成し、上端部で図２及び図３に見ることができる結合装置に連結される。この結合装置１９は、一般にＴ字状で、１本の枝路はエンクロージャ８の空気出口１４に連結し、他の２本の枝路は曲管２０及びアセンブリ末端部２１を介して２つのフィルタ４に連結する。結合装置１９は、サイクロンエンクロージャ８の第２部分１２に、例えばねじで留めることによって、締着される。

末端部２１は、円筒状で、フィルタ４に直接嵌合することができるベルを形成する。より詳細には、それぞれの末端部２１は、エラストマ材料でできていてもよく、それぞれのフィルタ４の中央空気入口５と重ね合わせて位置する中央空気出口２２（図３）を備えていてもよい。

呼吸器具Ａの動作の間、電動式の手段３によって吸い込まれた空気は、サイクロンエンクロージャ８の入口１６を介して中に入り、周囲空気に存在する粒子及び微生物が部分９の内面１０を覆っている静電材料又はナノファイバーを主成分とした材料に対して遠心分離されるように、エンクロージャの中で渦巻く。

上述の先行技術とは異なり、乾燥したまま、すなわち、いかなる液体もエンクロージャに収容又は注入されずに、エンクロージャ８は作動する。

変形態様では、効果的ではないが、収集が、内面１０に静電材料を有しないエンクロージャ８で実施されてもよい。

続いて、空気は、出口１４を介してエンクロージャから離れ、管２０に沿って移動し、それから、マスクに到達する前に浄化されるようにフィルタ４を通過する。ユーザが比較的強度の肉体的作業を行っている場合でも、ユーザの適切な通気のために必要な空気流量は１００Ｌ／分未満である。電動式のフィード手段３及びサイクロンエンクロージャ８は、このような流量を可能にする大きさである。

ユーザが任務を完成した後、ユーザは呼吸保護器具の電動式のフィード手段３を停止し、そして、エンクロージャ８を分解することができる。従来の技術を使用して分析及び／又は定量可能な液体試料の形で内面１０に収集された粒子及び／又は微生物を回収するために、適切な液体を使用して、第１部分９は、すすがれる。このような方法で、試料に存在する粒子又は微生物を、識別及び計数することができる。

粒子又は微生物の分離を向上させるために、すすぎの後又はすすぎの間、第１部分９を、超音波にかけてもよい。

本発明は、１０ｈもの所要時間を有する任務の全体に渡って連続的そして効果的に粒子又は微生物を収集することを可能にする。

接触面又は装置７、及び、特にサイクロンエンクロージャ８は、電動式のフィード手段３の停止が生じた場合でも、着用者の空気の呼吸だけで、呼吸保護器具Ａが作動できるように設計することができる。したがって、収集装置７によって発生するヘッドロスは、空気の呼吸だけによる作動を可能にするのに十分な小ささでなければならない。それ以外としては、本発明の収集装置７は、サイクロンエンクロージャ８を通過せず、フィルタ４を通して周囲空気を直接呼吸できる迅速な取り外し手段と共に、取り付けることができる。フィルタ４は、電動式のフィード手段３の故障が生じた場合に器具Ａの作動を可能にするのに十分な小ささのヘッドロスを発生するように、設計される。

図５は、粒子及び微生物を収集するための装置７の変形実施形態を示す。この装置７では、ハウジング２３に受容され、そして、それ自体ハウジング２４に受容されたバッテリによって電力が供給される電動機を有した、吸引タービンの空気入口に、エンクロージャ８からの空気出口が連結される。ハウジング２３及び２４は、隣接してもよいし、又は、互いに離れて間隔が置かれてもよい。タービンからの空気出口は、ハウジング２４の上部部分の、２５で外側に通じる。

装置７は、人が着用し、数時間連続的に作動するように、設計される。

Claims (11)

1. 周囲空気に存在する粒子及び微生物を収集する携帯型収集装置（７）であり、
   空気を遠心分離するためのサイクロンエンクロージャ（８）であって、円錐又は截頭円錐形状のエンクロージャと、
   空気を前記エンクロージャ（８）に入れるための外気入口手段（１６）と、
   前記エンクロージャ（８）から空気を排出するための空気出口手段（１４）と、
   を含む装置であって、
   個人用の電動式のエアフィード手段（３）を備える呼吸保護器具（Ａ）の空気入口手段（５）を備える少なくとも１つの入口フィルタ（４）に前記エンクロージャの前記空気出口手段を結合させるための結合手段（１９，２０，２１）を備え、
   前記エンクロージャの前記空気出口に結合するための前記結合手段が、前記呼吸保護器具の前記入口フィルタ（４）に連結するための連結手段（２１）を含み、
   前記連結手段が、前記器具（Ａ）の前記入口フィルタ（４）上に嵌合できるように形成された少なくとも１つの末端部（２１）を含み、
   前記装置（７）の前記外気入口手段（１６）から前記末端部（２１）まで外気が吸引されることによって発生されるヘッドロスが、前記エアフィード手段（３）が停止した場合の着用者の空気の呼吸だけで前記器具（Ａ）の作動を可能とするための充分な小ささとなるように、前記装置（７）が設計されることを特徴とする装置（７）。
2. 前記サイクロンエンクロージャ（８）の内面（１０）が、粒子又は微生物を収集するための、静電材料又はナノファイバーを主成分とした材料で構成されるか又は覆われることを特徴とする、請求項１に記載の装置（７）。
3. 前記外気入口手段（１６）が、接線方向に前記エンクロージャ（８）の上部部分（１２）へ通じ、前記空気出口手段（１４）が軸方向に前記エンクロージャ（８）の前記上部部分（１２）へ通じることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置（７）。
4. 前記エンクロージャ（８）の上部部分が、１０mmから５０mmの範囲にある直径を有することを特徴とする、請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の装置（７）。
5. 前記エンクロージャ（８）の高さ又は軸方向の大きさが、１０mmから１００mmの範囲にあることを特徴とする、請求項３又は４に記載の装置（７）。
6. 前記エンクロージャの前記空気出口が、バッテリによって電力が供給された電動の吸引タービンの空気入口にも連結でき、アセンブリが、人が着用し、所定時間、連続的に作動するように、設計されることを特徴とする、請求項１に記載の装置（７）。
7. 個人用の電動式の呼吸保護器具（Ａ）であり、
   ユーザが着用するための、マスクと、
   外気に存在する粒子又は微生物を保持するための少なくとも１つのフィルタ（４）を通過して外気を吸引できる電動式のエアフィード手段（３）と、
   を備えた器具であって、
   前記フィルタ（４）から外気が吸引されることによって発生されるヘッドロスが、前記エアフィード手段（３）が故障した場合の着用者の空気の呼吸だけで前記器具（Ａ）の作動を可能とするための充分な小ささとなるように、前記フィルタ（４）が設計され、前記フィルタから外気吸引方向の上流に、請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の収集装置（７）が前記フィルタ（４）に設置されることを特徴とする器具。
8. 前記エアフィード手段（３）、前記フィルタ（４）及び前記収集装置（７）が、１００Ｌ／分未満の空気の連続的な流量をユーザに供給するために必要な大きさとされることを特徴とする、請求項７に記載の器具。
9. ８時間（ｈ）から１０ｈに到達する連続的な期間、持ち歩き、使用されるように設計され、外気からの粒子及び微生物が、乾燥したままで、連続的に、前記呼吸保護器具（Ａ）を使用している間の全体に渡って、上述の装置（７）の前記サイクロンエンクロージャ（８）内部に、収集されることを特徴とする、請求項７又は８に記載の器具。
10. 周囲空気に存在する粒子及び微生物を収集及び定量する方法であり、
    請求項７から９のうちのいずれか１項に記載の呼吸保護器具（Ａ）を使用した後に、サイクロンエンクロージャ（８）を分解することと、
    内面に収集された粒子及び／又は微生物を回収するために、適切な液体で前記エンクロージャの前記内面（１０）をすすぐことと、
    このような方法で得られた液体試料の内容物を分析及び／又は定量することと
    を特徴とする方法。
11. 前記エンクロージャの前記内面（１０）から粒子及び／又は微生物を分離するために、前記内面のすすぎの後、又は、すすぎの間、前記エンクロージャ（８）を超音波にかけることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。

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