JPH0548574B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般的には質量分析計へ供給される
べきガス試料を選択するための多ポート切換弁の
分野に関し、より詳細にはガス捕集機構において
流れるガスの試料を選択的に捕捉することによつ
て動く機構的なシールの使用を回避する弁に関す
る。

従来技術 公知のコンピユータ制御可能な多ポート切換弁
は米国特許第4156437号明細書（1975年５月29日）
に記載されている〔発明者：チブンス（Clyde
C.Chivens）およびホイスラー（Wayne J.
Whistler）；パーキン−エルマーコーポレーシヨ
ン〕。該明細書には出口ポートと接続するために
回転する選択マニホルドが複数の入口ポート間で
選択するようになつている。選択マニホルドはガ
スを送るための導管を有しており、かつ導管をポ
ートに対してシールするために弾性ｏ−リングを
備えている。選択マニホルドは軸に取付けられて
おり、軸は多ポート切換弁のケーシングに取付け
られた軸受内で回転する。該明細書にはまた選択
マニホルドの位置を確認するためのマニホルド位
置指示器の使用が記載されている。

複数の離れた場所から大気ガスを集め、質量分
析計を用いてその成分を測定するための機構につ
いては多くの問題がある。従来離れた場所からガ
スを捕集し、このガスを多ポート切換弁を通過さ
せて特定の場所からのガスを試料採取のために選
択し、かつガスを質量分析計を用いて繰返し遂次
的に測定する機構が使用されてきた。かかる用途
で使用される多ポート切換弁は構造上不恰好であ
り、しかも頻繁な保守の必要を回避するためには
消耗し易い機器の使用を避けなければならない。
このようなガス測定機構は屡々病院で患者のモニ
ターに、あるいは製造工場で環境安全モニターに
使用されるので、かかる機構で使用される選択弁
は長期間にわたつて破損せず、あるいは保守の必
要なしに連続的に作動することが重要である。か
かる選択弁は構造費用が低くて、しかも製造中ま
たは使用中の複雑な調節または整列の必要を回避
しなければならない。またかかる弁が、異物、例
えば医療患者が吐出し液体が採取すべきガスと混
合したときに誤つた測定値を生ぜしめないことも
重要である。また多ポート選択弁が弁内へのガス
の漏れを防止することによつて試料ガスの汚染を
回避することが重要である。

ガス組成の変化が起きたときに質量分析計の試
料測定の立上り時間を悪くしないように弁内およ
びマニホルド系内においてガスをトラツプする空
間を回避するために慎重な注意が払われなければ
ならない。また試料をライン内の残留分から保護
し、かつ試料が採取されるべきときに入口ライン
から滞留ガスを追払うのに要する遅延時間を短縮
することも重要である。

発明が解決すべき問題点 本発明の課題はガス捕集機構で使用される多ポ
ート切換弁を提供することである。

本発明の別の課題は、耐久構造を有し、かつ使
用中の過度の摩耗を回避する多ポート切換弁を提
供することである。

本発明の別の課題は、ガス捕集機構中に異物ま
たは破片が存在している場合に故障を回避する多
ポート切換弁を提供することである。

本発明の別の課題は、構造費用が安く、しかも
複雑なないしは限界的な調節または整列を回避す
る多ポート切換弁を提供することである。

本発明の別の課題は、作業中過剰量の電力の使
用を回避する多ポート切換弁を提供することであ
る。

本発明の別の課題は、弁からガス試料を受容す
るために接続された質量分析計の立上り応答性の
損なわないようにするために弁内のガスをトラツ
プする空間を回避する多ポート切換弁を提供する
ことである。

本発明の別の課題は、ガスが弁内へ漏れること
を阻止するために実質的にシールされた構造を有
する多ポート切換弁を提供することである。

問題点を解決するための手段 上記の課題を解決するための本発明の手段は、
多ポート切換弁が設けられており、該多ポート切
換弁が弁体と、該弁体内へガスを流通させるため
の複数のガス流通手段と、該ガス流通手段からガ
スを捕捉するためのガス捕捉手段と、該ガス捕捉
手段がガスを捕捉するために上記の各ガス流通手
段に選択的に整列するようにガス捕捉手段を移動
させる移動手段とを備えており、ガス捕捉手段が
各ガス流通手段を選択するように可動である入口
を有していて、該入口が移動することによつて実
質的に専ら選択されたガス流通手段からガスを捕
捉することができ、かつガス捕捉手段が捕捉され
たガスのための出口を有していることである。

実施態様 多ポート切換弁は入口ポート間を移動し、かつ
入口ポートからガスを捕捉するために弁体内に旋
回可能に取付けられた可撓性の試料管を備えてい
る。試料管の弁の操作中に各入口ポートへ遂次向
けるために回転するガイドが設けられている。弁
は吸引をして弁体を真空にし、かつガスを入口ポ
ートから弁内へ比較的高い流量で吸引することに
より操作される。選択的に１度に１つの入口ポー
トからガス試料を比較的低い流量で得、その際に
選択された入口ポート以外の入口ポートからのガ
スが混合して汚染されたガス試料を得ないよう
に、吸引が試料管で使用される。操作中試料管ガ
イドは、選択された入口ポートからガス試料を得
るために回転せしめられて試料管の開口を各入口
ポートへ遂次接近するように移動させる。選択さ
れた入口ポートにおけるガス流量と試料管におけ
るガス流量との相違は、試料管が選択された入口
ポートからのみガスを受容することを保証するた
めである。すなわち選択された入口ポートから試
料管へのガスの流れを保証するためには機械的な
接触またはシールを必要としない。その代わりに
ガスが選択された入口ポートから迅速に流出し、
かつ試料管の開口を迅速に通過することが、試料
管内の汚染を防ぐことを保証する。多ポート切換
弁は、試料管が複数の入口ポートの各々に適正に
整列し、かつ接近したときを検知するために回転
する試料ガイド上の磁石の位置を検知するために
磁気センサを備えていてもよい。回転する試料管
ガイドは各入口ポートへ停止−始動形式で加速し
て移動させるためのステツプモータに連結するこ
とができる。あるいは回転する試料管ガイドは試
料管を迅速に遂次各入口ポートを通過させるよう
に連続的に回転させてもよい。試料管は試料管の
周囲のガスをイオン化するために開口近くの外面
に電離線源を備えていてよい。検出プレートおよ
びエレクトロメータを試料管内部のイオン化ガス
の存在を感知し、そのようにして入口ポートを通
るガスの閉塞を検知するために使用してもよい。
多ポート切換弁はガス捕集機構で使用するのに特
に適合されており、該ガス捕集機構では弁をガス
測定装置の入口に接続し、かつ測定装置のアウト
プツトを弁の位置と調整して処理することにより
ガスを迅速に、かつ繰返し採取することができ
る。

実施例 第１図に示された多ポート切換弁１０は真空ケ
ーシング１４と入口取付けブロツク１６とを包含
する弁体１２を有している。真空ケーシング１４
は気密のシールを提供して、しかも分解を可能に
するために弾性パツキン１８を介して入口取付け
ブロツク１６にボルト止められている。真空ケー
シング１４は有利には非磁性の、合成プラスチツ
ク材料、例えばポリカーボネート等から製作され
ている。真空ケーシング１４は真空ポンプ（図示
せず）へ接続するための出口ポート２０を有して
いる。試料管２２は真空ケーシング１４内に旋回
可能に取付けられている。試料管２２はテフロン
（Teflon ）（イー・アイ・デユポン・ドネモ
ア・コーポレーシヨンE.I.DuPont DeNemours
Corporation社製）ブランドのPTFE材料から製
作するのが有利である。あるいは試料管２２は金
属材料、例えばステンレス鋼から製作してよよ
く、かかる材料はガスを容易には吸収せず、した
がつてこのような吸収をされ易いガスの測定にお
いて起り得る誤りを防止する。試料管２２が可撓
性であり、かつ曲げ疲れ抵抗性であると、有利で
ある。試料管の出口端部２６は真空ケーシング１
４に剛性的に結合されている。試料管の入口端部
２４は開いているので、ガスはこの入口端部２４
を通つて試料管２２内へ吸引される。

操作中試料管２２は、真空ケーシング１４内部
のマニホルド空間２８内で全長に沿つて撓むこと
によつて旋回する。マニホルド空間２８は出口ポ
ート２０と、試料管の入口端部２４と、複数の入
口ポート（以下で記載）とを通る開口を有する弁
体１２内の中空容積である。出口端部２６は試料
管２２が撓み、かつ旋回するように真空ケーシン
グ１４によつて所定位置に保持される。多ポート
切換弁１０の寸法は試料管２２に使用される材料
の曲げ許容特性に適合するように選択することが
できる。試料管２２に対して曲げ応力に対してよ
り僅かな許容度を有する材料が使用されるときに
は、試料管２２に対して求められる曲げの度合は
より小さくなくてはならない。操作中真空ポンプ
（図示せず）が試料管２２の出口端部２６に接続
され、ガスを入口端部２４内に吸引し、かつ試料
管２２を通過させる。出口ポート２０はポンプで
吸引されてほぼ100〜200mmHgの圧力になつてい
る。

多ポート切換弁１０はガイドロータ３０を備え
ている。ガイドロータ３０は弁体１２内で回転す
るように取付けられている。試料管２２が真空ケ
ーシング１４に剛性的に取付けられる出口端部２
６における試料管２２の中心線と整列する中心軸
線３２を中心にしてガイドロータ３０が回転する
と有利である。ガイドロータ３０はシールカバー
３６に取付けられた軸受３４上で回転する。シー
ルカバー３６は入口取付けブロツク１６に取付け
られて、この入口取付けブロツク１６と気密シー
ルを作る。ガイドロータ３０は突出するガイドア
ーム３８を有している。ガイドアーム３８は貫通
するガイド孔４０を有しており、このガイド孔４
０は試料管２２の直径よりも僅かに大きな直径を
有しているために、試料管２２はガイド孔４０内
で緩着すべり嵌めされている。ガイド孔４０は、
中心軸線３２に沿つた弛緩方向から試料管２２を
偏向させたことにより自然撓み状態にある試料管
２２の形状に適合するような方向と角度を有して
いる。すなわちガイド孔４０は、試料管２２とガ
イドアーム３８のガイド孔４０内部の部分との間
で実質的に均一な接触が保たれるような形状にさ
れている。ガイド孔４０のこのような角度と形状
は、試料管２２に応力集中を生ぜしめるのを回避
し、かつ多ポート切換弁１０操作中の試料管２２
の付着および疲労を回避する。後述するように、
ガイドロータ３０は試料管ガイドとして働き、回
転して試料管２２の入口端部２４を弁の入口ポー
トのいずれかに接近するように動かす。

入口取付け部材４２は複数の入口取付け部材を
代表して示されており、試料用のガスを多ポート
切換弁１０に供給するために入口取付けブロツク
１６内にねじ込まれている。入口取付け部材４２
は流入管４４を入口取付けブロツク１６に取付け
る、そのためにガスは流入管４４から入口取付け
ブロツク１６内の通路である、流入路４６と拡張
路４８を通つて流れることができる。入口取付け
部材４２と流入路４６と拡張路４８とは一緒にな
つて入口ポート４９を構成している。入口ポート
４９は多ポート切換弁１０の複数のかかる入口ポ
ート（例えば８個）を代表して示されている。拡
張路４８はマニホルド空間２８に対して開いてお
り、かつガスとマニホルド空間２８内に放出す
る。試料管の入口端部２４もマニホルド空間に対
して開いている。マニホルド空間２８は真空ケー
シング１４内部の空間とシールカバー３６によつ
て閉じられた入口取付けブロツク１６の内部の空
間とを包含する。ガスは、マニホルド空間２８に
接続された流入管からガスの引抜き、このように
して、ガス試料が流入管内で滞留するのを防止
し、かつ試料を採取すべきときに入口ラインから
滞留ガスを一掃するために必要とされる遅延時間
を短縮するために、出口ポート２０から吸引され
る。

流入路４６と拡張路４８とは、多ポート切換弁
１０に接続される複数のガス流入管に配属され
る、入口取付けブロツク１６内の入口ポートを構
成する複数の各通路を代表して示されている。試
料管の入口端部２４と入口ポート４９の拡張路４
８との間の距離は有利にはガスの入口端部２４へ
の迅速なフラツシユおよび通過を可能とする程度
に大きく、しかも入口端部２４が入口ポートの１
つに接近かつ整列せしめられた際にマニホルド空
間２８から入口端部２４内へのガス流を阻止する
のに十分な程小さい。本実施例の試料管２２と入
口ポートとを通過する流量に対しては、入口端部
２４と入口ポート（例えば入口ポート４９）との
間の距離は公称2.54cm×10／1000から2.54cm×20／1000 （10／1000インチから20／1000インチ）である。試料管 ２２の径は、ガイドロータ３０の回転位置決めミ
スによつて起る整列ミスのために入口端部２４が
入口ポートからのガス流を捕捉するのを妨げられ
ない程十分に小さく製作されている。試料管２２
の径は、十分なガスが入口端部２４内に確実に受
容されるのを保証するのに十分な程大きい。

ガイドアーム３８およびガイド孔４０は、試料
管の入口端部２４を入口ポート４９の通路４６，
４８の方向を向き、かつこの通路４６，４８と整
列するように配置されている。試料管２２がガイ
ドロータ３０のガイド孔４０内の所定位置にある
状態では、入口端部２４は入口取付けブロツク１
６から間隔を置いている。入口端部２４の開口と
入口取付けブロツク１６との間の距離は、試料管
２２が旋回せしめられて選択された入口ポート、
例えば入口ポート４９と整列したときに該入口ポ
ートからのガス流が入口端部２４上を覆い洗うの
を許す程十分に大きい。しかし入口端部２４と入
口取付けブロツク１６との間の距離は、入口端部
２４の開口が選択された入口ポートからのみガス
を受容し、マニホルド空間２８からの混合ガスな
いしは汚染ガスを受取らないことを保証する程十
分に小さい。入口端部２４を入口ポート並びに該
入口ポートを流れるガスの流れに関して位置決め
することにより運動する機械的なシールを必要と
ない多ポート切換弁１０が得られ、また試料管２
２からガスを受容するために結合された測定装置
の応答立上り時間をグレードダウンさせるような
ガスをトラツプする空間は回避される。

操作中ガイドロータ３０は回転せしめられて、
試料管２２を中心軸線３２を中心にして旋回さ
せ、そのようにして入口端部２４を例えば通路４
６と４８によつて示されるような種々の入口ポー
ト相互間で移動させる。ガイドロータ３０の回転
に伴なつて、試料管２２はこの試料管２２を屈曲
位置で維持するガイドアーム３８によつて多ポー
ト切換弁１０の内部で案内される。ガイドロータ
３０の回転にしたがつて試料管２２はガイド孔４
０内でスリツプし、かつ回転する。ガイドロータ
３０の機能は、試料管２２内へ吸引すべきガスを
流す入口ポートを選択するために各入口ポート間
で試料管２２を移動させることである。ガイドロ
ータ３０はまた選択された入口ポートから流れる
ガスのみが測定時間の間試料管２２に入るよう
に、試料管２２を選択された特定の入口ポートに
整列させて保持するためにも使用してもよい。

ガイドロータ３０は磁気追従体５０に取付けら
れていて一緒に軸受３４上で回転する。磁気追従
体５０は有利には中心軸線３２と一致する軸線を
持つ環状形を有している。磁気追従体５０は有利
には有用の構造の多極磁気追従体である。磁気追
従体５０は入力ロータ５２を中心にして回転する
ように配置されており、入力ロータ５２は磁気追
従体５０に対して該磁気追従体５０が入力ロータ
５２の回転に追従して回転するように磁力を及ぼ
す。シールカバー３６は入力ロータ５２を収容す
るための中央の凹所を有するように構成されてお
り、したがつてシールカバー３６は入力ロータ５
２と磁気追従体５０との間に位置している。入力
ロータ５２はステツプモータ５４の軸に取付けら
れており、ステツプモータ５４は中心軸線３２と
一致する軸線上で入力ロータ５２を回転せしめ
る。ステツプモータ５４は通常の市販の機器であ
り、入力導線５６で受取つた電気信号に応答して
段階的に増速して回転する。磁気追従体５０とガ
イドロータ５２とは有利には標準的な市販の磁気
継手である。磁気追従体５０とガイドロータ５２
の機能は、弁体１２で機械的な貫通機構を用いず
にステツプモータ５４からガイドロータ３０へト
ルクを伝達させることであり、このようにしてガ
スが多ポート切換弁１０内に漏れるのを阻止する
ためにシールカバー３５を使用した、実質的にシ
ールされた構造が得られる。機械的な貫通機構、
例えば通常のパツキングランドとロータリシール
（図示せず）を使用することができるが、磁気追
従体５０とガイドロータ５２を使用する場合に必
要であるよるもステツプモータ５４からのトルク
が必要である。

永久磁石５８がガイドロータ３０のガイドアー
ム３８に取付けられていて、しかもマニホルド空
間２８内を真空ケーシング１４の内側に沿つて回
転するように配置されている。複数の磁気式検出
器が、永久磁石５８の位置を探知するために、し
たがつてガイドロータ３０の回転位置を探知する
ために真空ケーシング１４の外周に取付けられて
おり、そのうちの磁気式検出器６０，６２が代表
として示されている。磁気式検出器がガスの各入
口ポートに対応するように設けられていて、その
ために磁気式検出器を、試料管２２が該試料管２
２によつて吸引されるべきガスを送る選択された
入口ポートと整列する位置へ移動したときを指示
するために使用できると、有利である。磁気式検
出器６０，６２が、磁界を検知したときに電気信
号を発生する、標準的な市販のホール効果デバイ
スであると有利である。

第２図には磁気式検出器６０，６２と永久磁石
５８の作用が、類似の構造の簡略した図で示され
ている。磁気式検出器６４，６６，６８，７０，
７２，７４，７６，７８は第１図に磁気式検出器
６０，６２によつて示された磁気式検出器に相当
する。磁石８０は第１図の永久磁石５８に相当し
ており、かつ軸８４によつて回転せしめられる回
転するデイスク８２に取付けられている。デイス
ク８２は第１図のガイドロータ３０に相当する。
軸８４が回ると、磁石８０は各磁気式検出器６４
〜７８を通過しながら移動し、かつ磁気式検出器
６４〜７８は繰返す順序でデイスク８２と磁石８
０回転位置を指示する電気信号を発生する。

第２図は、第１図のステツプモータ５４がガイ
ドロータ３０を回転させるにしたがい、磁気式検
出器（磁気式検出器６０，６２で例示）がガイド
ロータ３０と永久磁石５８の位置、したがつて試
料管２２の位置を指示し、かつ試料管２２の入口
端部２４と入口取付けブロツク１６内入口ポート
との整列を指示する電気信号を発生する。

第３図には第１図の多ポート切換弁１０と一緒
に使用される位置検出器（例えば磁気式検出器６
０，６２）によつて供給される電気信号を処理す
るために使用される電子制御回路８６が示されて
いる。位置検出器は磁気式検出器回路８８によつ
て略示されており、該回路８８は多ポート切換弁
１０と一緒に使用される８つの磁気式位置検出器
のそれぞれに対してホール効果磁気センサを備え
ている。回路８８のホール効果センサは共通のエ
ミツタ接地とインプツトとしてコンバータ９０に
接続されているコレクタとを有するNPNトラン
ジスタによつて表わされる。コンバータ９０は有
利には市販の２進−２進化10進（BCD）コンバ
ータである。回路８８の各NPNトランジスタは
磁界の存在でコレクタ電流を流させるホール効果
センサである。回路８８は８個のかかるトランジ
スタを包含しており、各トランジスタは多ポート
切換弁１０の磁気式検出器（例えば磁気式検出器
６０，６２）に対応する。第２図の類似の構造に
よつて示されているように、回路８８のトランジ
スタの各各は、磁石８０が回転して対応する磁気
式検出器６４〜７８を通過するときに導通状態に
なる。

２進−BCDコンバータ９０はインプツトとし
て回路８８のトランジスタコレクタから電気信号
を２進フオーマツトで受取る。コンバータ９０の
目的は、回路８８からの電気信号を変換して４つ
の導線９２に対してBCD位置出力信号を発生す
ることである。導線９２へのBCD信号はコンパ
レータ９４へインプツトとして供給される。電気
式検出回路８８からのトランジスタコレクタアウ
トプツトは８本のコンバータインプツト導線９１
へ接続されており、導線９１はコンバータ９０へ
のインプツトである。コンパレータ９４はまた導
線９６で第１図のガイドロータ３０の所望の位置
を指示するインプツトを受容する。すなわちガイ
ドロータ３０に関する所望の回転位置を特定する
ために、電気信号が外部ソース、例えばコントロ
ールコンピユータ（図示せず）から導線９６へ供
給される。したがつて導線９６の電気信号が試料
管２２の位置を選択し、その結果選択された流入
管からのガス試料を採取することができる。

コンパレータ９４は、導線９２で受取つた
BCDコード化信号が導線９６で受取つたBCDコ
ード化信号と等しい時を指示する電気信号をコン
パレータアウトプツト９８で発生する。コンパレ
ータアウトプツト９８はイソプツトとして増幅器
１００に接続されており、増幅器１００はステツ
プモータ５４（第１図）を操作するために電気信
号を入力導線５６へ供給する。コンパレータ９４
と増幅器１００の目的は、インプツト導線９２と
９６における信号を比較し、かつインプツト導線
９２における信号が導線９６における信号と同一
になり、かつガイドロータ３０が回転せしめられ
て所望の位置へもたらされるまでステツプモータ
５４を作動させ、かつガイドロータ３０を回転さ
せることである。すなわち導線９２におけるイン
プツトが導線９６におけるインプツトと等しくな
いときには、増幅器１００の入力導線５６へのア
ウトプツトがステツプモータ５４を作動させ、か
つガイドロータ３０を回転させるのに十分な電圧
となつている。導線９２におけるインプツトが導
線９６におけるインプツトと等しくなつたときに
は、入力導線５６への増幅器１００のアウトプツ
トが零ボルトとなり、かつステツプモータ５４が
停止し、かつガイドロータ３０がその地点で回転
を止める、その結果選択された入口ポートからガ
スが試料管２２によつて受取られる。

第４図には多ポート切換弁１０の１適用例が示
されている。試料管２２を移動させて入口ポー
ト、例えば入口ポート４９からのガスを補足させ
るに当つてのガイドロータ３０の操作がより明確
に判るように多ポート切換弁１０は抽象的に、部
分展開図で示されている。

コンバータのインプツト導線９１は、ガイドロ
ータ３０の位置を検出するために多ポート切換弁
１０の外周に配置された８つの磁気式位置検出器
（磁気式検出器６０，６２で例示）に接続されて
いる。

標準的な、市販の真空ポンプ１０２がガスをそ
れぞれ出口ポート２０と試料管の出口端部２６か
らポンプ送りするためのポンプ管路１０４と１０
６とに接続されている。真空ポンプ１０２は有利
に出口ポート２０で約100〜200mmHgの真空を形
成し、かつ有利には出口ポート２０およびポンプ
管路１０４内の容積流量約33cm²／秒を得る。この
ポンプ管路１０４に関する容積流量は各入口ポー
ト（入口ポート４９で代表）を通る容積流量約４
cm³／秒を生ぜしめるように設定されている。真空
ポンプ１０２は試料管の出口端部２６とポンプ管
１０６で容積流量約１cm³／秒を生ぜしめるように
操作される。上述したように、汚染されていない
ガス試料が試料管２２によつて捕集されることを
保証するために試料管２２を出る流量が各入口ポ
ートに流入する流量よりも小さくなるように設定
される。各入口ポートから流入する容積流量は試
料管２２から流出する容積流量の約係数４倍にな
る筈である。

ガス測定装置１０８、例えば質量分析計が測定
管路１１０を介してポンプ管路１０６上の測定ポ
ート１１２に接続されている。ガス測定装置１０
８へ導入するためには約50mmHgを上回る圧力が
測定ポート１１２で生ぜしめられる。ガス測定装
置１０８は、測定のためにガスを試料管２２から
得るためにはきわめて少流量の試料ガスをポンプ
管路１０６から測定管路１１０を介して吸引する
ための内部真空ポンプ（図示せず）を包含してい
ると有利である。

ポンプ管路１０４を流れるガス流量はこのポン
プ管路１０４を流れるガス流量を制御するために
ポンプ管路１０４内に配置されたレストリクタ
（図示せず）によつて設定される。この種のレス
トリクタは常用の圧力調節器またはポンプ管路１
０４内の絞りを包含してもよい。ポンプ管路１０
６を流れる流量はこのポンプ管路１０６として使
われる管の長さと径によつて設定される。ポンプ
管路１０６は圧力分割器として用いられ、該圧力
分割器内で測定ポート１１２の位置は、ガスをマ
ニホルド空間２８内部の圧力と真空ポンプ１０２
によつて生ぜしめられる圧力との中間の圧力で受
取るような、ポンプ管路１０６における位置に設
定される。ガス流入管１１６を通るガスの流量は
各ガス流入管１１６の長さと径およびマニホルド
空間２８内部の圧力によつて設定される。真空ポ
ンプ１０２は約100〜200mmHgの真空圧力を生ぜ
しめるための、常用のオイルベーンタイプのポン
プである。

第４図の装置は一緒になつて多ポート切換弁１
０、電子制御回路８６、真空ポンプ１０２とガス
測定装置１０８を包含するガス捕集機構１１４を
構成している。ガス捕集機構１１４は複数のガス
流入管１１６から測定されるべきインプツトガス
を受取る。第４図に示されているようにガス流入
管１１６は対応する各磁気式検出器の近くで入口
取付けブロツク１６に挿し込まれている。流入管
４４は第４図に示された８つのガス流入管１１６
の代表である。ガス流入管１１６の本数は、この
ガス捕集機構１１４の特定の用途に合わせて８本
以上または以下が選択される。

ガス捕集機構１１４の適用の１代表例は、各患
者によつて吐出されるガスを捕集するためにガス
流入管１１６を接続することによつて複数の医療
患者から呼吸ガスを集めることがである。第４図
に示された実施例は８人の別個の患者からガスを
サンプリングするのを可能にする。この適用につ
いては、ステツプモータ５４はガイドロータ３０
を各ガス流入管１１６で約５秒間の停止時間を有
する停止−始動形式で移動させるように操作され
る。この適用では、ガイドロータ３０の停止ない
しは滞留時間の期間はガス流入管１１６に接続さ
れた各患者から呼吸の少なくとも１つの完全な息
を捕捉するように設定される。電子制御回路８６
は採取するつもりのないガス流入管については停
止しないでとばすように制御されてもよい。この
ことはガス捕集機構１１４を、無用なガス流入管
１１６からガスを採取しないことによつてより有
効に使用することを可能にする。ステツプモータ
５４は、入口取付けブロツク１６に挿込まれた隣
接するガス流入管相互間をガイドロータ３０を移
動させるためには約100〜200ミリ秒を必要とする
ように作動する。

第５図には第１図から第４図の多ポート切換弁
１０とは別の構成の多ポート切換弁１１８が示さ
れている。多ポート切換弁１１８は特に複数のイ
ンプツトガスの迅速な走査またはサンプリングが
必要とされる用途で使用される。多ポート切換弁
１１８は内側のマニホルド空間１２２を包囲する
弁体１２０を有している。弁体１２０は出口ポー
ト１２３を有しており、出口ポート１２３はマニ
ホルド空間１２２内部からガスを吸引するための
真空ポンプ（図示せず）に接続されている。試料
管１２４は弁体１２０に確実に取付けられ、かつ
マニホルド空間１２２内で旋回するように配置さ
れている。試料管１２４は入口端部１２６と出口
端部１２８とを有している。出口端部１２８は真
空ポンプ（図示せず）に接続されており、そのた
めに試料ガスは試料管１２４を通つてマニホルド
空間１２２内から吸引される。

ガイドロータ１３０は弁体１２０内の気密なロ
ータリシール１３２内で回転するように取付けら
れている。ロータリシール１３２は、弁体１２０
が実質的にシールされた構造を有し、ガスが多ポ
ート切換弁１１８内へ漏れ込むのを防ぐことを保
証する。ガイドロータ１３０はガイド孔１３４を
有しており、このガイド孔１３４内を試料管１２
４が暖着嵌めされて貫通している。ガイドロータ
１３０は軸デコーダ１３８を介して作動する電気
モータ１３６によつて回転せしめられる。電気モ
ータ１３６は有利に標準的な市販のモータであ
り、ほぼ一定の回転速度で作動する。軸デコーダ
１３８は電気的なアウトプツト（図示せず）を有
しており、このアウトプツトはガイドロータ１３
０の回転位置を指示する。軸デコーダ１３８は有
利にガイドローラ１３０の回転位置を指示するた
めに使用される常用の、市販の軸デコーダであ
る。

ガス流入管１４０，１４２がそれぞれ入口ポー
ト１４４，１４６と接続されており、多ポート切
換弁１１８によつて採取されるべきガスを供給す
る。入口ポート１４４，１４６は多ポート切換弁
１１８内へガスを供給する複数の入口ポート（有
利には８つ）を代表して示されている。

操作に当つて、各ガス流入管（例えばガス流入
管１４０，１４２）から内側のマニホルド空間１
２２内へ約４cm³／秒のガス流量を生ぜしめるため
には出口ポート１２３で約100〜200mmHgの真空
が用意される。試料管１２４を通過するガス流量
約１cm³／秒を生ぜしめるためには試料管の出口端
部１２８に対して約50mmHgの真空が適用される。
入口ポート（例えば入口ポート１４４，１４６）
を流れる流量と試料管１２４を流れる流量との差
異は、入口ポートからマニホルド空間１２２内へ
流れるガスが試料管の入口端部１２６を高容積量
で覆い洗い、しかも同ガスが、試料管１２４が選
択された入口ポートからのみガスを捕捉して、マ
ニホルド空間１２２からの混合ガスを受取らない
ように保証することを保証する。ガイドロータ１
３０の目的は、試料管１２４を回転させ、かつ旋
回させて該試料管１２４を入口ポート（例えば入
口ポート１４４，１４６）と整列させ、そのよう
にして各入口ポートから逐次試料ガスを受容し得
るようにすることである。

第６図には多ポート切換弁１１８の通常の、障
害のない操作状態が示されている。約４cm³／秒の
ガス流１４８が入口ポート１４４を通過してい
る。約３cm³／秒のガス流１５０が入口ポート１４
６から試料管の入口端部１２６を通り、マニホル
ド空間１２２内へ流れる。約１cm³／秒のガス流１
５２が入口ポート１４６から試料管１２４を流れ
る試料ガスから吸引される。約４cm³／秒のガスが
入口ポート１４６を流れ、そのうち３cm³／秒のガ
スがガス流１５０として試料管の入口端部１２６
を覆い洗いかつ通過し、かつ残りの１cm³／秒のガ
スがガス流１５２として試料管１２４に入る。約
31cm³／秒のガス流１５４が出口ポート１２３を通
過する。記載されたガス流１４８〜１５４につい
てのガス流量は例として挙げられており、多ポー
ト切換弁１１８の操作に対して厳密なものではな
い。しかし試料ガス流１５２が実質的に専ら選択
された入口ポートから受取られたガスから成つて
いること、そして混合ガスないしは汚染ガスが特
定の入口ポートが選択されている時間にマニホル
ド空間１２２から試料管１２４内へ逆流しないこ
とを保証するために十分なガスが試料管の入口端
部１２６を覆い洗うことを保証するためには、入
口ポート（例えば入口ポート１４４，１４６）に
流入するガス流量がガス流１５２よりもきわめて
高いことが重要である。このようにして入口ポー
ト（高流量）と試料管１２４（低流量）との間の
流量の差異によつて機械的なシールを用いずに、
しかもガスをトラツプする空間を形成せずに多ポ
ート切換弁１１８における弁操作が達成される。

ガイドロータ１３０の回転にともなつて、試料
管の入口端部１２６は入口ポート間を逐次移動す
るが、試料管がガイドロータ１３０が隣接する入
口ポート間を移動しているときにマニホルド空間
１２２から汚染ガスないしは混合ガスを受取る可
能性がある。軸デコーダ１３８（第５図）の使用
は、かかる採取期間の中間の汚染ガスまたは混合
ガスの測定値が、測定値を受けるために接続され
た電子制御回路（第８図）によつて選択的に無視
されることを保証する。

第７図には、ガス流入管１４２に妨害閉塞物１
５６が挿入した異常状態下においての多ポート切
換弁１１８の操作が示されている。ガス流入管１
４２が閉塞されると、入口ポート１４６からのガ
スはマニホルド空間１２２内へ流れない。かかる
妨害閉塞物１５６は医療患者によつて吐出される
液体よつて生じる。入口ポート１４６がガイドロ
ータ１３０によつて選択されると、約１cm³／秒の
ガス流１５８がマニホルド空間１２２から試料管
の入口端部１２６内に吸引される。このことは、
入口ポート１４６がガイドロータ１３０によつて
選択されているときに、試料ガス流１５２がガス
流入管１４２からの予想された試料ガスではな
く、マニホルド空間１２２からの汚染ガスまたは
混合ガスから成つていることを意味する。

第７図の実施例では、試料管１２４の入口端部
１２６近くの外面に取付けられた電離線源リング
１６０が使用されている。電離線源リング１６０
は電離線をマニホルド空間１２２内へ放出する。
電離線源リング１６０はマニホルド空間１２２内
のガスをイオン化するが、選択された入口ポート
から直接試料管の入口端部１２６内へ流れるガス
をイオン化しないように配置されている。検出プ
レート１６２がガス流１５２内のイオン化ガスの
存在を検出するために出口端部１２８近くの試料
管１２４内に取付けられている。エレクトロメー
タ１６４が検出プレート１６２への電荷を検知す
るために接続されており、かつガス流１５２内の
イオン化ガスの存在を指示する電圧を有するアウ
トプツト１６６を発生する。

電離線源リング１６０、検出プレート１６２お
よびエレクトロメータ１６４の機能は、ガス流入
管内の障害物（例えば妨害閉塞物１５６）の存在
を検知、かつ指示することである。エレクトロメ
ータのアウトプツト１６６は、試料ガス流１５２
が選択された入口ポートからの予想された汚染さ
れていない試料ではなく、マニホルド空間１２２
からの混合ガスまたは汚染ガスを含んでいるとき
を指示するために使用してもよい。したがつてア
ウトプツト１６６は所望のガス試料が試料管１２
４によつて受容されていず、ガス測定値を無視す
べきときを指示する。電離線源リング１６０、検
出プレート１６２およびエレクトロメータ１６４
は、異物または破片がガス流入管に侵入している
ときを信号化することによつてガス採取機構にお
いて故障を回避するのに役立つ。

エレクトロメータのアウトプツト１６６は有利
には故障（例えば妨害閉塞物１５６）の指示と、
かかる故障が置きたときに測定装置１８０からの
誤つた測定値アウトプツトを抑制するための両方
に使用してよい。例えばアウトプツト１６６は警
告灯の操作をもたらすため、あるいは警告メツセ
ージをCRTスクリーン上に表示させるために使
用することができる。またアウトプツト１６６
は、故障が検知されたときに電気的な測定アウト
プツトを抑制するようにあるシステム（例えばデ
ータシステム１９８）内の装置によつて使用する
ことができる。

第８図には、第４図のガス捕集機構１１４に代
わる機構が示されており、この機構はすべての入
口ポートからガスを採取するのに要する時間を短
縮するためにサンプルドデータメソツド
（sampled date method）を利用している。８つ
の入口ポート１９０を有する多ポート切換弁１８
８が略示されており、該多ポート切換弁１８８
は、選択的に各入口ポート１９０を出口ポート１
９２か試料管１９４に結合するように作動する。
入口ポート１９０相互間の距離をできる限り小さ
く構成された多ポート切換弁１８８が有利であ
り、該距離は、試料管１９４が選択された入口ポ
ートからガスを吸引している間不所望なガスが試
料管１９４によつて採取されるのを妨げるのに十
分である大きさであればよい。第８図の試料採取
機構１９６は多ポート切換弁１８８の他にデイス
プレイ２００を接続したデータシステム１９８を
備えている。データシステム１９８は常用の、市
販のプロセスコントロールコンピユータであつて
よい。試料採取機構１９６の中で多ポート切換弁
１８８の代わりに第５図〜第７図の多ポート切換
弁１１８を使用してもよい。あるいは多ポート切
換弁１８８の代わりに第１図〜第４図の多ポート
切換弁１０を使用してもよい。

試料管１９４は測定装置２０２に接続されてい
る。測定装置２０２は試料管１９４から受取つた
ガスの組成を同定する質量分析計であつてよい。
かかる質量分析計はソース時定数を数ミリ秒に短
縮するために小容量イオン源（図示せず）を使用
すると有利である。試料管１９４はポンプ管路２
０６を介して真空ポンプ２０４に接続されてい
る。真空ポンプ２０４の目的は試料管１９４を介
して多ポート切換弁１８８から試料ガスを抜き取
ることである。ポンプ管路２０６から小量のガス
を測定装置２０２内に吸引するためには漏らし弁
２０８がポンプ管路２０６の全長の途中に配置さ
れている。測定装置２０２は当該組成ガスに対し
て複数の質量分析計コレクトアウトプツト２１０
を有する質量分析計であつてよく、かつこれらの
アウトプツト２１０は並列で、複数の並列の増幅
アウトプツト２１４を形成するための複数の迅速
応答エレクトロメータ増幅器２１２に対して配属
されている。増幅アウトプツト２１４はマレチプ
レクサ２３２への信号線路２４０，２４２，２４
４へ供給される。

上述のように（多ポート切換弁１０または１１
８に関連して）、採取するガスを流すガス流入管
２１８を選択するために各入口ポート１９０間で
試料管１９４を移動せしめるためには、モータ２
１６が使用されている。モータ２１６はステツプ
タイプでも連続回転タイプでもよい。８つのガス
流入管のグループ２１８を代表してガス流入管２
１９，２２１が示されている。ガス流入管はそれ
ぞれ１つの入口ポート１９０に接続されている。
多ポート切換弁１８８からガスを吸引するために
真空ポンプ２２０がポンプ管路２２０を介して出
口ポート１９２に接続されている。例えばモータ
２１６に結合された軸デコーダのような位置検出
器２２４が入口ポート１９０に対する試料管１９
４の位置を検出するために使用されていて、信号
線路２２６に位置指示信号を出す。ガス流入管２
１８を流れる流体の障害物を検知し、かかる障害
物の指示を信号線路２３０に与えるために閉塞物
検出器２２８がポンプ管路２０６に接続されてい
てよい。閉塞物検出器２２８が第７図に示されて
いるように電離線源リング１６０、検出プレート
１６２およびエレクトロメータ１６４を使用して
構成されていると、有利である。データシステム
１９８はマルチプレクサ２３２を操作を信号線路
２３４を介して制御するための信号線路２２６と
２３０をインプツトとして受容する。データシス
テム１９８の機能は、試料管１９４が入口ポート
１９０の選択された１つに適正に整列したことを
信号線路２２６上の信号が示したときの信号線路
２３４を介してマルチプレクサ２３２をエンネイ
ブルさせることである。アナログ−デイジタルコ
ンバータ２３６が、データシステム１９８へのイ
ンプツトとして接続された信号線路２３８でデイ
ジタルの出力信号を発生させるためにマルチプレ
クサ２３２のアウトプツトに接続されている。ア
ナログ−デイジタルコンバータ２３６の機能は、
マルチプレクサ２３２が信号線路２３４によつて
エンネイブルされたときに増幅アウトプツト２１
４から受取つたアナログ信号の代わりのデイジタ
ル信号を形成することである。データシステム１
９８は測定装置２０２によつて行なわれた測定に
関するデータ、例えば質量分析計によつて測定さ
れたガス組成濃度を表示するためにデイスプレイ
２００にアウトプツトを供給する。データシステ
ム１９８はまた、信号線路２３０が流れの閉塞が
起つたことを指示したときにデイスプレイ２００
で表示を行なうこともでき、かつデータシステム
１９８はいずれかのガス流入管２１８が閉塞され
たときの測定についてマルチプレクサ２３２およ
びアナログ−デイジタルコンバータ２３６からの
測定データの処理を回避することができる。

多ポート切換弁１８８は、モータ２１６が高速
で運転されるときに高速試料採取のための信頼し
得る操作を保証するために第５図〜第７図の多ポ
ート切換弁１１８と類似の構成を有していると、
有利である。試料採取機構１９６の１用途は、８
人までの集中看護室（ICU）内の患者の呼吸の息
の測定である。測定装置２０２を用いて各患者か
ら各患者の呼気と吸気の呼吸周期の間に複数の測
定値を得るためにはガスについては比較的迅速な
採取速度を用いることができる。このような呼吸
ガス試料採取機構については試料管１９４は有利
に約900r.p.mで回転せしめられる。入口ポート１
９０は有利にそれぞれ同一径を有し、かつこの径
と等しい間隔を置いて位置している。このような
構造は、約４ミリ秒の試料採取時間の間に各入口
ポート１９０からガスを採取させ、かつ試料管１
９４については約67ミリ秒の１回転時間を与え
る。この構造は、ガスが各ガス流入管２１８から
67ミリ秒間に１度採取されるのを可能にする。各
試料を測定装置２０２の設定時間に適合するため
に各入口ポート１９０の試料採取時間が少なくと
も約４ミリ秒であると有利である。モータ２１６
によつて試料管１９４が高速回転している間位置
検出気２２４（これは第５図の軸デコーダ１３８
であつてもよい）は試料管１９４の瞬間的な位置
を指示する電気信号を信号線路２２６で生ぜし
め、そのために試料管１９４内のガス試料とガス
をそこから受容した特定の入口ポート１９０との
間の一致をデータシステム１９８によつて決定す
ることができる。マルチプレクサ２３２の機能
は、試料管が各入口ポート１９０と整列したとき
にのみ測定値が測定装置２０２から得られること
を保証し、かつ試料管１９４が隣り合つた入口ポ
ート１９０の中間に位置しているときには測定値
の作成を回避することである。

第９図にはガス流入管２１８内に存在したガス
濃度を経時的にプロツトした波形グラフａ，ｂ，
ｃが示されている。第９図の波形グラフの上方に
はマルチプレクサ２３２がデータシステム１９８
によつてエンネイブルされた時間を示す試料採取
時間標識線が記録されている。第９図の波形グラ
フは呼吸のために医療患者に供給されるガスの濃
度に関して予期される典型的な波形を示してい
る。

波形グラフａはガス流入管２１９から受容され
るガス中の１組成ガスの濃度を示す。マルチプレ
クサ２３２は該組成ガスの濃度に相当する測定値
を増幅アウトプツト２４０から集めるために時間
２４６の中の試料採取時間２４８，２５０，２５
２，２５４の間データシステム１９８によつてエ
ンネイブルされている。試料採取時間２４８，２
５０，２５２，２５４の縦線は、試料管１９４が
ガス流入管２１９からガス試料を受容する位置に
ある時間を示し、かつまたマルチプレクサ２３２
がデータシステム１９８によつてエンネイブルさ
れている時間を示す。第９図の波形グラフａはガ
ス流入管２１９内で組成ガス濃度が高い吸気時間
２６８と、ガス流入管２１９内で組成ガス濃度が
低い吸気時間２７０とに分割されている。

第９図の波形グラフｂは波形グラフａと同じで
あるが、説明し易いように時間２４６が時間２４
６′に拡大されているように時間目盛が拡大され
ている。時間２４６と２４６′はほぼ276ミリ秒に
等しい。試料採取時間２５４′の長さ２５５はほ
ぼ４ミリ秒である。各試料採取時間２４８′，２
５０′，２５２′，２５４′の長さはほぼ等しい。

波形グラフｃは第８図のガス流入管２２１から
受容されたガス中の組成ガスの濃度を示す。時間
目盛は波形グラフｂのものと同じである。試料採
取時間２５６，２５８，２６０，２６２はそれぞ
れ試料採取時間２４８′，２５０′，２５２′，２
５４′に続いている。同一ガス流入管における逐
次試料採取時間の間隔は、ガス流入管２２１に関
する試料採取時間２５６と２５８との間の試料採
取間隔２６４によつて示されているように約67ミ
リ秒である。この67ミリ秒の試料採取間隔はヒト
の呼吸の波形を常用のローパスフイルター法を用
いて適切な忠実度で再構築することを可能にす
る。約４ミリ秒の遅延時間２６６は、マルチプレ
クサ２３２が選択的にガス流入管２１８からの逐
次試料採取の間で機能抑止されている時間であ
り、そのために測定装置２０２による測定値は試
料管１９４が隣り合う入口ポート１９０の間にあ
る時間中は考慮されない。遅延時間２６６の使用
は、１つ以上の入口ポート１９０から得られる混
合ガスの測定値によるミスが生じないことを保証
する。

発明の効果 上記の課題は本発明の構成によつて解決され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は多ポート切換弁の１実施例の略示断面
図、第２図は第１図の回転する試料管ガイドと磁
気式位置検出器に類似した構造の斜視図、第３図
は第１図の磁気式位置検出器と一緒に使用される
回路の電気的なブロツク図、第４図は真空ポンプ
と弁との接続を示した、第１図の多ポート切換弁
の機械的なブロツク図、第５図は多ポート切換弁
の別の実施例の略示断面図、第６図は正常操作中
の第５図の弁を通るガスの流れを示した図、第７
図は入口ポートを流れるガス流が閉塞された状態
における、第５図の弁を通るガスの流れと、イオ
ン化源と、閉塞物を感知するためのイオン化ガス
検出器とを示した図、第８図は多ポート切換弁を
用いたガス捕集機構の電気的なブロツク図、第９
図は第８図のガス捕集機構で使用された流体の採
取を示す、ガスの経時的な濃度変化を表わした波
形グラフのセツトである。 １０……多ポート切換弁、１２……弁体、１４
……真空ケーシング、１６……入口取付けブロツ
ク、１８……弾性パツキン、２０……出口ポー
ト、２２……試料管、２４……入口端部、２６…
…出口端部、２８……マニホルド空間、３０……
ガイドロータ、３２……中心軸線、３４……軸
受、３６……シールカバー、３８……ガイドアー
ム、４０……孔、４２……入口取付け部材、４４
……流入管、４６……流入路、４８……拡張路、
４９……入口ポート、５０……磁気式追従体、５
２……入力ロータ、５４……ステツプモータ、５
６……入力導線、５８……永久磁石、６０，６
２，６９，６６，６８，７０，７２，７４，７
６，７８……磁気式検出器、８０……磁石、８２
……デイスク、８４……軸、８６……電子制御回
路、８８……回路、９０……２進−２進化10進コ
ンバータ、９２，９６……導線、９４……コンパ
レータ、９８……コンパレータアウトプツト、１
００……増幅器、１０２……真空ポンプ、１０
４，１０６……ポンプ管路、１０８……ガス測定
装置、１１０……測定管路、１１２……測定ポー
ト、１１４……ガス捕集機構、１１６……ガス流
入管、１１８……多ポート切換弁、１２０……弁
体、１２２……マニホルド空間、１２３……出口
ポート、１２４……試料管、１２６……入口端
部、１２８……出口端部、１３０……ガイドロー
タ、１３２……ロータリシール、１３４……ガイ
ド孔、１３６……電気モータ、１３８……軸デコ
ーダ、１４０，１４２……ガス流入管、１４４，
１４６……入口ポート、１４８，１５０，１５
２，１５４，１５８……ガス流、１５６……妨害
閉塞物、１６０……電離線源リング、１６２……
検出プレート、１６４……エレクトロモータ、１
６６……アウトプツト、１８０……測定装置、１
８８……多ポート切換弁、１９０……入口ポー
ト、１９２……出口ポート、１９４……試料管、
１９６……試料採取機構、１９８……データシス
テム、２００……デイスプレイ、２０２……測定
装置、２０４……真空ポンプ、２０６……ポンプ
管路、２０８……漏らし弁、２１０……アウトプ
ツト、２１２……迅速応答エレクトロメータ増幅
器、２１４……増幅アウトプツト、２１６……モ
ータ、２１８……ガス流入管、２１９，２２１…
…ガス流入管、２２０……真空ポンプ、２２４…
…位置検出容、２２６，２３０，２３４，２３
８，２４０，２４２，２４４……信号線路、２２
８……閉塞物検出器、２３２……マルチプレク
サ、２３６……アナログ−デイジタルコンバー
タ、２４６，２４６′……時間、２４８，２５０，
２５２，２５４，２４８′，２５０′，２５２′，
２５４′，２５６，２５８，２６０，２６２……
試料採取時間、２５５……長さ、２６４……試料
採取間隔、２６６……遅延時間、２６８……吸気
時間、２７０……呼気時間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多ポート切換弁が設けられており、該多ポー
   ト切換弁が弁体と、該弁体内へガスを流通させる
   ための複数のガス流通手段と、該ガス流通手段か
   らガスを捕捉するためのガス捕捉手段と、該ガス
   捕捉手段がガスを捕捉するために上記の各ガス流
   通手段に選択的に整列するようにガス捕捉手段を
   移動させる移動手段とを備えており、ガス捕捉手
   段が各ガス流通手段を選択するように可動である
   入口を有していて、該入口が移動することによつ
   て実質的に専ら選択されたガス流通手段からガス
   を捕捉することができ、かつガス捕捉手段が捕捉
   されたガスのための出口を有していることを特徴
   とする、ガス捕集機構。 ２ ガスが選択されたガス流通手段から流れてガ
   ス捕捉手段を覆い洗い、しかもガス捕捉手段の入
   口内に流入することを保証するためにはガス捕捉
   手段の入口が、選択されたガス流通手段に整列す
   るように移動させる移動手段によつて位置決めさ
   れるようになつている、特許請求の範囲第１項記
   載のガス捕集機構。 ３ ガス流通手段が弁体内の入口ポートから構成
   されている、特許請求の範囲第１項記載のガス捕
   集機構。 ４ ガス捕捉手段が、入口ポート間を移動するよ
   うに弁体内に旋回可能に取付けられた試料管から
   構成されている、特許請求の範囲第３項記載のガ
   ス捕集機構。 ５ 移動手段が、弁体内に取付けられていて、し
   かも試料管を移動させるように結合された試料管
   ガイドと、該試料管ガイドを作動させるための手
   段とを備えている、特許請求の範囲第４項記載の
   ガス捕集機構。 ６ 作動させるための手段が、試料管ガイドを回
   転させ、かつ各入口ポートに対して選択的に位置
   決めさせるための試料管ガイドに連結された電気
   ステツプモータから構成されている、特許請求の
   範囲第５項記載のガス捕集機構。 ７ 作動させるための手段が、各入口ポートから
   遂次繰返しガスを受取るための試料管ガイドを複
   数の入口ポート各々を通る通路内で連続的に回転
   させるように連結された電気モータから構成され
   ている、特許請求の範囲第５項記載のガス捕集機
   構。 ８ 試料管ガイドの位置を検知し、かつ試料管と
   各入口ポートとの整列を指示するための位置検出
   器を備えている、特許請求の範囲第５項記載のガ
   ス捕集機構。 ９ 試料管ガイドが磁石を取付けており、かつ位
   置検出器が上記磁石の位置を検知するために弁体
   上に配置された、複数の磁界検出ホール効果デバ
   イスから構成されている、特許請求の範囲第８項
   記載のガス捕集機構。 １０ 位置検出器が試料管ガイドの位置を検知す
   るために試料管ガイドに機械的に結合された軸デ
   コーダから構成されている、特許請求の範囲第８
   項記載のガス捕集機構。 １１ 弁体が弁体軸線を有しており、試料管ガイ
   ドが弁体軸線と同一線上にある試料管ガイド軸線
   を中心にして回転するようになつており、かつ試
   料管が出口端部でもつて弁体軸線上で弁体に取付
   けられている、特許請求の範囲第５項記載のガス
   捕集機構。 １２ 試料管が可撓性であり、かつ試料管の出口
   端部が弁体に剛性的に取付けられている、特許請
   求の範囲第１１項記載のガス捕集機構。 １３ 試料管ガイドがガイド孔を有しており、試
   料管がこのガイド孔内を緩着嵌めされて貫通する
   ように取付けられている、特許請求の範囲第１２
   項記載のガス捕集機構。 １４ ガイド孔が試料管の自然撓み形状に適合す
   る形状を有しており、そのためにガイド孔内で試
   料管と試料管ガイドとの間で均一な接触が維持さ
   れており、かつ試料管内において応力集中が防止
   されている、特許請求の範囲第１３項記載のガス
   捕集機構。 １５ 試料管と入口ポートとの間の距離が、入口
   ポートからのガスの流れが試料管を通過させる程
   十分に大きく、しかも該距離が、実質的に専ら選
   択された入口ポートからガスが試料管によつて捕
   捉されることを保証する程十分に小さく構成され
   ている、特許請求の範囲第５項記載のガス捕集機
   構。 １６ 多ポート切換弁が設けられており、該多ポ
   ート切換弁が入口取付けブロツクとこの入口取付
   けブロツクに固定された、弁体内部のマニホルド
   空間を制限する真空ケーシングとを備えた弁体
   と；マニホルド空間内部に取付けられた試料管
   と；マニホルド空間内部で回転するように取付け
   られたガイドロータと；該ガイドロータを回転さ
   せるためにガイドロータに連結されたモータとを
   備えており、上記の入口取付けブロツクが複数の
   入口ポートを有しており、該入口ポートが入口取
   付けブロツクを貫通する流体通路から成つてお
   り、入口ポートが入口取付けブロツクの周方向に
   分配されて配置されており；上記の試料管が流体
   を受容するための入口端部を有していて、しかも
   該入口端部を入口ポートを選択するために入口ポ
   ート間で移動させ得るように位置決め可能であ
   り、かつ試料管の入口端部と入口取付けブロツク
   との間の距離が選択された入口ポートからの流体
   を試料管の入口端部を流過させ、同時に該入口端
   部内に流入させるのに十分な大きさであり；上記
   のガイドロータが試料管に該試料管の入口端部が
   ガイドロータの回転に伴なつて入口ポート間を移
   動するように作用接続されていることを特徴とす
   る、ガス捕集機構。 １７ 多ポート切換弁がモータとガイドロータと
   の間に磁気継手を備えており、該磁気継手が弁体
   の外側のモータに取付けられた入力ロータと、弁
   体内部のガイドロータに取付けられていて、しか
   も上記の入力ロータに弁体を介して磁気的に接続
   された磁気追従体とから構成されており、そのた
   めにモータからの回転トルクが入力ロータからガ
   イドロータを回転させるための磁気追従体へ伝達
   されるようになつている、特許請求の範囲第１６
   項記載のガス捕集機構。 １８ 多ポート切換弁が弁体を貫通して取付けら
   れた気密な貫通カツプラーを備えており、該カツ
   プラーが弁体内部のガイドロータに接続されてい
   て、しかも弁体の外側のモータに接続されてお
   り、そのためにモータからの回転トルクがガイド
   ロータを回転させるためにカツプラーを介して伝
   達されるようになつている、特許請求の範囲第１
   ６項記載のガス捕集機構。 １９ 試料管が弁体に取付けられた屈曲性の管か
   ら成つていて、そのために該試料管が入口端部が
   ガイドロータによつて移動させられるのに伴なつ
   て屈曲するようになつている、特許請求の範囲第
   １６項記載のガス捕集機構。 ２０ 試料管がPTFE合成プラスチツク材料製で
   ある、特許請求の範囲第１９項記載のガス捕集機
   構。 ２１ 試料管が金属製である、特許請求の範囲第
   １９項記載のガス捕集機構。 ２２ ガイドロータが貫通する孔を有しており、
   かつ該孔が試料管に適合する形状を有していて、
   そのために試料管の入口端部がガイドロータの回
   転に伴なつて入口ポートに整列するように保持さ
   れるようになつている、特許請求の範囲第１６項
   記載のガス捕集機構。 ２３ モータが回転数を間欠的に高めるための電
   気ステツプモータから成つている、特許請求の範
   囲第１６項記載のガス捕集機構。 ２４ モータが一様な回転速度を与える電気モー
   タから成つている、特許請求の範囲第１６項記載
   のガス捕集機構。 ２５ 多ポート切換弁が入口ポートに流入するガ
   スの閉塞物を検知するための閉塞物検出器を備え
   ており、該閉塞物検出器がマニホルド空間内のガ
   スをイオン化するために試料管の入口端部に取付
   けられた電離線源と、試料管内を流れるイオン化
   ガスから電荷を集めるために試料管内に取付けら
   れた検出プレートと、該検出プレート上の電荷の
   蓄積を検出し、かつ応答して入口ポートの閉塞物
   の指示を発生するためのエレクトロメータとを備
   えている、特許請求の範囲第１６項記載のガス捕
   集機構。 ２６ 多ポート切換弁がガイドロータの位置を検
   知するための位置検出器を備えている、特許請求
   の範囲第１６項記載のガス捕集機構。 ２７ 位置検出器が弁体内のガイドロータに取付
   けられた磁石と、該磁石の位置に応答し、かつガ
   イドロータの位置を指示するための弁体の外周に
   配置された複数のホール効果磁気式検出器とから
   構成されている、特許請求の範囲第２６項記載の
   ガス捕集機構。 ２８ ガイドロータの回転位置に応答する電気信
   号を発生させるためには位置検出器がガイドロー
   タに連結された軸デコーダから構成されている、
   特許請求の範囲第２６項記載のガス捕集機構。 ２９ 試料管を介してガス試料を供給するために
   複数の流入管からガスを捕集するためのガス捕集
   機構において、該ガス捕集機構が真空ポンプと、
   各流入管から別個の入口ポートを介してガスを受
   容するための接続された多ポート切換弁と、弁制
   御装置とを備えており、多ポート切換弁が内部の
   マニホルド空間を有しており、該マニホルド空間
   内に入口ポートが接続されており、マニホルド空
   間が真空ポンプに接続されており、真空ポンプ
   が、各入口ポートを通過してマニホルド空間内に
   流入する容積流量が第１の容積流量よりも大きく
   なるのに十分な流量でガスをマニホルド空間から
   ポンプ送りするように作動するようになつてお
   り、多ポート切換弁が更にマニホルド空間内に旋
   回する試料管と、該試料管の開放端部を入口ポー
   トの近くに選択的に位置決めして当該入口ポート
   から試料ガスを受容し、かつ試料ガスを弁外部へ
   送り出すための可動の試料管ガイドとを備えてお
   り、多ポート切換弁が更に試料管ガイドを移動さ
   せるためのアクチユエータと、試料管ガイドと試
   料管の位置を検知するための位置検出器とを備え
   ており、上記の弁制御装置が位置検出器に接続さ
   れたインプツトを有し、かつ試験管ガイドが選択
   された入口ポートに対して適正に位置決めされた
   ことを位置検出器が指示するまでアクチユエータ
   で試料管ガイドを移動させることによつてアクチ
   ユエータを制御するように接続されたアウトプツ
   トを有していることを特徴とする、ガス捕集機
   構。 ３０ 試料管を介してガスを第１の容積流量より
   も小さな第２の容積流量で吸引するためには真空
   ポンプが試料管を接続されている、特許請求の範
   囲第２９項記載のガス捕集機構。 ３１ 制御弁装置が予め選択された流入管からの
   ガスの採取を選択的にとばすように作動するよう
   になつている、特許請求の範囲第２９項記載のガ
   ス捕集機構。 ３２ ガス試料中の汚染の存在を指示するために
   は入口ポートを通過する流れの閉塞物を検知する
   ための閉塞物検出器を備えている、特許請求の範
   囲第２９項記載のガス捕集機構。 ３３ 複数のガス流入管からガス試料の捕集する
   ためのガス試料採取機構が設けられており、該ガ
   ス試料採取機構が真空ポンプと、多ポート切換弁
   と、測定装置と、データシステムとを備えてお
   り、多ポート切換弁が複数のガス流入管と接続さ
   れた入口ポートと、入口ポート間を連続的に移動
   して、入口ポートから流入したガスをガスが試料
   管上を流れるときに選択的に捕捉する試料管と、
   弁内を流れる入口ポートからのガスを除去するた
   めに真空ポンプに連結された、弁に設けられた出
   口ポートと、試料管の位置を検知するための位置
   検出器とを備えており；測定装置が試料管に接続
   されていて、試料管を流れるガスを連続的に測定
   し、かつ測定値アウトプツトを発生するようにな
   つており；データシステムが測定値アウトプツト
   を受容するために接続されたインプツトを有し、
   かつ入口ポートによつて供給されたガスの測定値
   を指示するための位置検出器に応答するようにな
   つていることを特徴とする、ガス捕集機構。 ３４ ガス試料採取機構が入口ポートを流れる流
   れの閉塞物を検知するための閉塞物検出器を備え
   ており、かつデータシステムが該閉塞物検出器に
   応答して、ガス試料中に汚染が存在する場合に測
   定値の指示を抑制するようになつている、特許請
   求の範囲第３３項記載のガス捕集機構。 ３５ 共通のマニホルドに接続された複数の入口
   ポートから試料ガスを試験管内に供給するために
   ガスを捕集する方法において、入口ポートからマ
   ニホルド空間内へ連続的にガスを吸引し、その際
   ガスは第１の容積流量よりも大きな流量で各入口
   ポートから吸引し、ガスを第１の容積流量よりも
   小さな第２の容積流量で試料管内にガスを吸引
   し、かつ試料管を、マニホルド空間からのガスで
   混合されていない入口ポートからの試料ガスを受
   容するために各入口ポートへ移動させる工程を包
   含することを特徴とする、ガスを捕集する方法。 ３６ マニホルド空間内のガスをイオン化し、か
   つ入口ポートを通過するガス流の閉塞を検知する
   ために試料管を通過するガス中のイオン化の存在
   を検出する工程を含む、特許請求の範囲第３５項
   記載の方法。