JPS587933B2 - 圧力室における呼気サンプリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は大気圧に対してそれより高い気圧状態もしく
はそれより低い気圧状態に保った圧力室における呼気サ
ンプリング装置に関するものである。

海中の潜水作業や地下の潜函内作業などの高圧下におけ
る作業、これとは反対に高山、高空などの低圧下におけ
る作業に従事する作業者の職業病ないしは生理障害を研
究する一つの手段として、大気圧に対してそれより高圧
もしくは低圧にした圧力室内において被検者の呼気のサ
ンプリングを行い、サンプリングした呼気ガスを分析す
ることがなされている。

このような圧力室における呼気のサンプリングに当って
は従来、被検者の呼気ガスを圧力室内に持込んだゴム風
船状のダグラスバッグに採取した後、前記バッグを室外
に搬出して分析装置にかけ、呼気ガスの分析を行う方法
がとられていた。

圧力室内における他のテストと並行して呼気ガスの分析
を行う場合にはこの方法では、圧力室の圧力状態をその
ま匁に維持しながら、前記バッグを室外へ搬出すること
ができるようにしなければならず、また圧力室の圧力と
大気圧との差が大きい場合には、室外に持出した際に前
記バッグの膨張もしくは収縮が著しく、事後の取扱いに
支障を来すので、耐圧を異にしたバッグを用意し、使い
わけをしなげればならぬ面倒を伴う上に、分析装置にか
げるまでにかなり時間を要するなどの不都合があった。

この発明は圧力室における呼気サンプリングについての
従来の方法における前記した不都合を解消することを目
的としてなされたもので、ダクラスバッグを圧力室内に
取付けたまま被検者の呼気ガスをバッグに採取し、採取
した呼気ガスをバッグから直接分析装置へ送気しうるよ
うにした圧力室における呼気サンプリング装置を提供し
ようとするものである。

以下、この発明にかかる実施例について図面にもとづき
説明する。

第１図はこの装置の回路系統図である。

図中、Ｏは圧力室で、その内部にマウスピース１、呼気
ガスの流量を計測する流量計２ならびに呼気ガス採取用
の複数個たとえば３個のダグラスバッグ３，４，５が備
えられている。

６，７，８，９，１０，１１，１２，１３および１４は
２位置電磁開閉弁で、いずれもソレノイドに通電時には
開、それ以外においては閉とされているものである。

電磁弁６は呼気採取時のみに開かれ、バッグ３，４，５
のいずれかに呼気が採取されるのに対応して電磁弁７，
８，９のうちの１つが選択的に開かれるようにされてい
る。

電磁弁１０はバッグ３，４，５にサンプリングされた呼
気ガスをそのいずれかから分析のためこの装置に接続さ
れた分析装置へ送気するときに開かれ、電磁弁１１は圧
力室Ｏに常時開口している管路に取付けられており、前
記呼気ガスの分析にあたって、参照資料として圧力室Ｏ
内の空気を分析する必要がある場合にそれを前記分析装
置に送気するため開かれるようにされている。

バッグ３，４．５に呼気を採取するに先立って、その中
の空気ないしは呼気ガスをパージしなければならないが
、その圧力が大気圧以上の一定圧力たとえば２ ｋｇ／
ｃｍ２Ａであるときは、電磁弁１２が開かれ、バッグ３
，４，５内の空気が直接外気へ放出されるようにされ、
前記一定気圧までパージ管路の圧力が低下すると、電磁
弁１２は閉じられ、Ａ，Ｂ，Ｃをとおるパージ管路に取
付けられている電磁弁１３が開くようにされている。

１５は３位置３ポート方向切換電磁弁で、Ａ，Ｂ，Ｄを
とおる送気管路に取付けられており、それが上方位置に
切換えられるときは、真空ポンプ２０によって分析装置
へ送気が行われ、下方位置に切換えられるときは、減圧
弁２２をとおって分析装置へ送気が行われるようにされ
ている。

２１は真空ポンプで、前記したパージ管路の端末に設け
られている。

１６，１７，１８は圧カスイッチで、それぞれのセンシ
ングラインが圧力スイッチ１６ではパージ管路Ａ−Ｂに
、圧力スイッチ１７ではパージ管路Ｂ−Ｃに、圧力スイ
ッチ１８では送気管路Ｄ−Ｅにそれぞれ接続されている
。

そして電磁弁１４は圧力スイッチ１７のセンシングライ
ンの圧力を大気圧にもどす場合にのみ開かれるようにさ
れている。

１９は差圧スイッチで、その２つのセンシングラインの
一方は送気管路Ｄ−Ｅに、他方は圧力室Ｏに開口してい
る管路にそれぞれ接続されている。

そして圧力スイッチ１６は電磁弁１２を、圧力スイッチ
１７は電磁弁１３と真空ポンプ２１のモータとを、圧力
スイッチ１８は電磁弁１５を、差圧スイッチ１９は真か
ポンプ２０のモータをそれぞれ作動するように電気配線
がなされている。

なお２３，２４は圧力計である。つぎにこの装置におけ
る動作について説明する。

この装置の動作はバッグ内気体のパージ、バッグ内への
呼気ガスの採取および採取呼気カスのバッグから分析装
置への送気の３つの動作から成り立っており、第２図、
第３図、第４図はこれら各動作についての動作シーケン
スのブロック線図である。

Ａ．バッグ内気体のパージ：（第２図参照）圧力室Ｏに
被検者が入り、ドアが閉じられ、昇圧が行われ、たとえ
ば大気圧より１．５気圧だけ高い所定圧２． ５ ｋｇ
／ｃｍ２Ａに内圧が保持されるものとする。

図示されていない圧力室０外に設けられた操作盤からパ
ージ信号が送り出されると、電磁弁６，１０は閉じられ
たままで、電磁弁７，８，９が開かれ、バッグ３，４，
５内に残留している空気ないしは呼気ガスは圧力室Ｏの
内圧によってパージ管路Ａ−Ｂに押出されてくる。

圧力スイッチ１６はそのセンシングライン圧力が２ｋ．
ｇ／ｃｍ２Ａ以上になると回路を閉じるようにされてい
るので、圧力スイッチ１６によって電磁弁１２が開かれ
パージ管路Ａ−Ｂに押出されたバツク３，４，５内の気
体は電磁弁１２から外気へ放出される。

そしてバッグ３，４，５内の気体がある程度外気に放出
され、パージ管路Ａ−Ｂの圧力が２ｋｇ／ｃｍ２Ａ以下
になると、圧力スイッチ１６が開かれ、電磁弁１２が閉
じられる。

この電磁弁１２から外気へ放出が行われている間は電磁
弁１３は閉、電磁弁１４は開とされて、圧力スイッチ１
７のセンシングラインに大気圧が作用するようにされて
いる。

圧力スイッチ１６が開かれると、その信号によって電磁
弁１３は開、電磁弁１４は閉とされ、同時に真空ポンプ
２１の駆動モータが運転するようにされている。

したがってバッグ３，４，５の残留気体はパージ管路Ａ
−Ｂ−Ｃをとおって真空ポンプ２１によってさらに外気
へ排出される。

圧力スイッチ１７はそのセンシングライン圧力がたとえ
ば−５６０ｍｍＨｇＡ以下になると通電を遮断するよう
にされているので、真空ポンプ２１の排気作用によって
パージ管路Ａ−Ｂ−Ｃの圧力が−５６０ｍｍＨｇＡまで
低下すると、圧力スイッチ１７が作動して、電磁弁１３
および真空ポンプ２１のモータへの通電が遮断され、電
磁弁１３が閉とされると同時に真空ポンプ２１の運転が
とめられる。

そして真空ポンプ２１がとめられると、図示されていな
い別の回路から電磁弁１４に通電がなされ、それが開か
れ、圧力スイッチ１７のセンシングライン圧力が大気圧
になるようにされ、圧力室０が２ｋｇ／ｃｍ２Ａ以上に
昇圧されている場合におけるバッグ内の気体のパージが
完了する。

なお圧力室Ｏが減圧状態にある場合のバッグ内の気体の
パージ動作においては、電磁弁１２は閉じられたままで
、専らパージ管路Ａ−Ｂ−Ｃをとおる真空ポンプ２１に
よる排気が行われ、以下前記同様の動作が行われバッグ
内の気体のパージが完了する。

Ｂ．バッグ内への呼気ガスの採取：（第３図参照）マウ
スピース１が被検者に正しく装着されていることを確認
してから、前記操作盤からサンプリング信号を送り出す
と、電磁弁６は開かれ、電磁弁１０は閉じられる。

一方、さきに行われたバッグ３，４，５に対するパージ
動作の完了によって、電磁弁１２，１３は閉じられたま
まになっている。

つぎにサンプリングをバッグ３，４，５のうちのいずれ
にするかを決定する。

たとえばバッグ３を指定し、それに対応する押釦を押す
と、その動作によって電磁弁７は開かれ、電磁弁８，９
は閉じられる。

バッグ４、または５を指定するときは前記同様の操作を
行うことによって、電磁弁８は開、電磁弁７，９は閉も
しくは電磁弁９は開、電磁弁７，８は閉となる。

このようにして被検者の装着したマウスピース１を介し
て、その呼気ガスが電磁弁６から電磁弁７ ， ８ ，
９のいずれが１つをとおり、バッグ３，４，５のいず
れか１つに採取され、この採取動作をくりかえすことに
よって、バッグ３，４，５のすべてに被検者の呼気ガス
を採取することができる。

そしてバッグ３，４，５のそれぞれに対する呼気ガスの
採取量は、採取時の流量計２による計測記録によって知
ることができる。

また採取されたバッグ内の呼気ガスは圧力室Ｏの内圧よ
りわずか高い圧力を保持しており、その値は圧力計２３
の読みによって知ることができる。

呼気ガスのサンプリングに当ってはマウスピース１が被
検者に正しく装着されており、圧力室Ｏ内の空気が直接
バッグ３，４，５に流入することのないように留意する
とともに、採取量は各バッグについてたとえば１００ｌ
と一定しているから、流量計２の前記計測によってサン
プリングバッグの切換えを行わねばならぬことはいうま
でもない。

サンプリング完了信号を送り出し、電磁弁６，７，８，
９がすべて閉じられてバッグへの呼気ガスのサンプリン
グが完了する。

Ｃ．サンプリング呼気ガスの分析装置への送気：（第４
図参照） 前記操作盤から送気信号を送り出すと、電磁弁１０が開
かれる。

一方、さきに行われたバッグ３，４，５に対するパージ
およびサンプリングの両動作の完了によって、電磁弁６
，７，８，９，１２，１３は閉じられたままになってい
る。

つぎにバッグ３，４，５にそれぞれサンプリングされて
いる呼気ガスを、そのいずれからこの装置に接続されて
いる分析装置（図示せず）へ送気するかを決定する。

たとえばバッグ３を指定し、それに対応す、る押釦を押
すと、その動作によって電磁弁７のみが開かれる。

同様にバッグ４または５に対してはそれぞれ電磁弁８ま
たは９のみが開かれる。

圧力スイッチ１８はそのセンシングラインが接続されて
いる送気管路Ａ−Ｂ−Ｄ−Ｅの圧力がたとえば２ｋｇ／
ｃｍ２Ａより増減するとその作用によって接続回路が切
換えられるようにされており、前記送気管路の圧力すな
わちバッグ３，４，５の内圧が２ｋｇ／ｃｍ２Ａより高
いか低いかにしたがって圧力スイッチ１８によって電磁
弁１５が減圧弁２２または真空ポンプ２１とそれぞれ管
路を連通させるように切換えられる。

したがっていまバッグ３からサンプリングされた呼気ガ
スを送気するに当って、その圧力がたとえば圧力室Ｏの
内圧である２． ５ ｋｇ／ｃｍ２Ａより若干高い場合
には、前記したように電磁弁１５を介して呼気ガスは減
圧弁２２をとおされ、一定の圧力になるよう減圧されて
、分析装置へ送り出される。

バッグ３からこのようにしてある程度の送気がなされる
と、圧力スイッチ１８のセンシングラインと接続されて
いる送気管路の圧力が低下する。

そしてこの圧力が２ｋｇ／ｃｍ２Ａ以下に低下すると、
圧力スイッチ１８が接続回路を切換えることによって前
記したように電磁弁１５が管路を真空ポンプ２１と連通
させるように切換えられる。

そして同時に真空ポンプ２１が運転するようにされ、バ
ッグ３の呼気ガスはさらに真空ポンプ２１によって真空
吸引され、分析装置へ送り出される。

差動スイッチ１９０２本のセンシングラインのうち１つ
は圧力室Ｏに開口している管路と、もう１つはバッグ３
からの送気管路とそれぞれ接続されており、前記両管路
の差圧、すなわち圧力室Ｏとバッグ３のそれぞれ内圧の
差圧が一定値たとえば５ ｍｍ Ｈ ｇ以下になると差
圧スイッチ１９が接続回路を切換え、電磁弁１５が中立
位置に切換えられ、閉じられるとともに真空ポンプ２１
の運転が停止されて、バッグ３からの呼気ガスの分析装
置への送気が完了する。

バッグ４，５に対してもそれぞれに対応する押釦を押す
ことによって、前記したと同様にしてそれぞれのバッグ
４，５から呼気ガスの分析装置への送気が行われる。

ついで送気完了信号を送り出し、電磁弁７，８，９，１
０がすべて閉じられてバッグからの分析装置への送気が
完了する。

なお圧力室Ｏ内の空気を参照資料として分析，する必要
がある場合には、送気管路Ａ−Ｂ−Ｄ一Ｅに通ずる電磁
バルプ１１のみを開いて、その圧力の高低にしたがって
、バッグ３，４，５からの送気の場合と同様の動作によ
って分析装置へ圧力室Ｏ内の空気を送気することができ
る。

以上の説明によって明らかなように、この発明にかかる
圧力室の呼気サンプリング装置においては、この装置を
管路を介して分析装置と接続する事が可能となり、呼気
ガスの採取とその分析装置への送気とを連続して迅速か
つ容易に行いうるとともに、圧力室の圧力の高低に関係
なく、同じ呼気採取用バッグを使用することができるこ
とから、従来の装置において、圧力室の圧力と大気圧と
の差が大きい場合には耐圧を異にしたバッグを用意し、
使いわけをしなければならなかった面倒が解消され、取
扱いが容易である。

またこの装置においては圧力室が昇圧状態にある場合に
は、呼気ガス採取用バッグに採取した呼気ガスのバッグ
から分析装置への送気に圧力室の圧力を効果的に利用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる実施例装置の回路系統図、第
２図、第３図および第４図はこの装置におけるバッグ内
気体のパージ動作、バッグ内への呼気ガスの採取動作お
よび採取呼気ガスのバッグから分析装置への送気動作の
それぞれに関する動作シーケンスのブロック線図である
。 Ｏ……圧力室、３，４，５……呼気採取用バッグ（ダク
ラスバッグ）、６，７，８，９，１０，１１，１２，１
３，１４……２位置電磁開閉弁、１５……３位置３ポー
ト方向切換電磁弁、１６，１７，１８……圧カスイッチ
、１９……差圧スイッチ、２０……送気用真空ポンプ、
２１……パージ用真空ポンプ、２２……減圧弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 昇圧または減圧圧力室内で被検者の呼気を呼気採取
   用バッグに採取するようにした装置において、呼気ガス
   採取用バッグに接続し、前記バッグ内の採取呼気ガスを
   室外にとりだす送気管路と、この送気管路に挿入した開
   閉制御弁と、前記バッグに採取した呼気ガスを吸引し、
   加圧して室外の分析装置へ送気する送気用吸引ポンプを
   有する管路と、前記バッグに採取した呼気ガスを減圧し
   て前記分析装置へ送気する減圧弁を有する前記とは別な
   管路と、これらの管路のいずれかを前記送気管路に切換
   接続する方向切換弁とを備えてなる圧力室における呼気
   サンプリング装置。