(57)【要約】  空気サンプリング装置および空気をサンプリングする方法である。本装置は、ハウジング本体とサンプリングデバイスのための保持アセンブリを有する。空気溜めは開口の周りでハウジング本体の上部と結合された上端を有し、空気溜めが開口と連通された状態となっており、長く延びた部分にほぼ沿って、ほぼ上端から下端への空気の流れを受け入れる。流れ接続部は、空気溜めの下端に結合される。マスフローメーターは、流れ接続部と結合した入口を有し、流れ接続部を介して空気溜めと連通された状態となっている。ブロワーは、サンプリングデバイスを通過し、開口を通り、空気溜めを通り、その空気の測定部分が流れ接続部を通過し、測定部分の流量を測定するマスフローメーターを通過して流れるように空気を吸引するように構成されている。
2021513067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気をサンプリングするための空気サンプリング装置であって、
上部と側部と前記上部に設けられた開口とを含むハウジング本体と、
、
サンプリングデバイスを保持するように構成された保持アセンブリであって、前記ハウジング本体の前記上部において前記開口の周りに位置する保持アセンブリと、
上端と下端とそれらの間で規定された長く延びた部分とを含む空気溜めであって、前記上端が前記ハウジング本体の前記開口の周りで前記開口と連通するように連結され、前記上端から前記下端へ前記長く延びた部分に概ね沿った空気の流れを受けるように構成された空気溜めと、
前記空気溜めの前記下端に連結された流れ接続部と、
入口と出口とを含むマスフローメーターであって、前記入口は前記流れ接続部と連結され、前記流れ接続部を介して前記空気溜めと連通したマスフローメーターと、
前記空気溜めと協働するブロワーであって、前記サンプリングデバイスを通過し、前記開口を通り、前記空気溜めを通るように吸い込み、前記空気溜め内の空気の測定部分、前記流れ接続部を通過し、前記マスフローメーターを通過して流れるように構成されたブロワーとを有し、
前記マスフローメーターが、前記流れ接続部を介して吸引された、前記空気の測定部分の流量を測定する様に構成された、空気サンプリング装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記空気の測定部分の流量は、前記空気溜めを通過して流れる空気に比例する、空気サンプリング装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記空気溜めを通る総流量は、前記流れ接続部の前記流量に対し、前記流れ接続部と前記空気溜め端部との断面積比に基づく比例関係にある、空気サンプリング装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記流れ接続部は、受入端と出口端とを有し、前記受入端は前記空気溜めの前記下端に結合され、前記出口端は前記マスフローメーターの前記入口に結合されている、空気サンプリング装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記ハウジング本体は、空気用の排気口を含み、前記流れ接続部の前記受入端および前記出口端の両方が前記排気スロットから離れている、空気サンプリング装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記受入端および前記出口端は、前記空気溜めの前記下端に、前記空気溜めの前記長く延びた部分に対し横軸方向に、ほぼ直線的に配置されている、空気サンプリング装置。
【請求項７】
請求項４において、
前記出口端は、前記空気溜めの前記下端に支持されている、空気サンプリング装置。
【請求項８】
請求項４において、
前記流れ接続部の一部は、前記空気溜めの前記長く延びた部分に対しほぼ平行な方向に、前記空気溜めの前記下端よりも下に延びている、空気サンプリング装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記マスフローメーターは前記空気溜めの近傍または近接している、空気サンプリング装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記流れ接続部は、ほぼＵ字型である、空気サンプリング装置。
【請求項１１】
請求項１において、
前記空気溜めの前記長く延びた部分は、当該前記空気サンプリング装置の長手方向の軸に対してほぼ平行である、空気サンプリング装置。
【請求項１２】
請求項１において、
前記ブロワーは前記空気溜めの内部に配置されている、空気サンプリング装置。
【請求項１３】
請求項１において、さらに、
前記マスフローメーターおよび前記ブロワーの両方に接続された処理装置であって、検出された流量を前記マスフローメーターから受信し、前記検出された流量に応じて前記ブロワーの速度を制御するように適応された処理装置をさらに有する、空気サンプリング装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記処理装置は、前記検出された流量が所望の流量より低い場合には前記ブロワーの前記速度を上げ、前記検出された流量が所望の流量より高い場合には前記ブロワーの前記速度を下げる、空気サンプリング装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記処理装置は、遠隔ネットワークに接続されている、空気サンプリング装置。
【請求項１６】
空気をサンプリングする方法であって、
ハウジング本体の外部に位置する培地プレートを横切り、前記ハウジング本体の内部の空気溜めを通過するように空気を吸引するステップと、
前記空気溜めの中の空気の測定部分であって、前記空気溜め内の空気に比例する空気をマスフローメーターに向けて供給するステップと、
前記マスフローメーターで、前記空気の前記測定部分の流量を、検出された流量として測定するステップと、を有する方法。
【請求項１７】
請求項１６において、さらに、
前記空気の前記測定部分の前記検出された流量と所望の流量とを比較するステップを有する、方法。
【請求項１８】
請求項１７において、さらに、
前記検出された流量と前記所望の流量との前記比較に基づき、前記空気溜めを通過する前記空気の流れの前記速度を制御するステップを有する、方法。
【請求項１９】
請求項１８において、さらに、
前記検出された流量が前記所望の流量より少ない場合には、前記流量の前記空気の流れの前記速度を上げ、前記検出された流量が前記所望の流量より多い場合には、前記流量の前記空気の流れの前記速度を下げるステップを有する、方法。
【請求項２０】
請求項１６において、
前記空気溜めに結合された流れ接続部が、前記測定部分の空気を前記マスフローメーターに向けて供給する、方法。
【請求項２１】
請求項１６において、さらに、
前記ハウジング本体内の、前記流れ接続部から離れた排気口から空気を排気するステップを有する、方法。
【請求項２２】
請求項１６において、
前記供給することは流れ接続部を経由することを含み、前記測定することは前記空気溜めの開口と前記流れ接続部との断面積比に基づく、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の説明）
本願は、２０１６年８月１５日に出願された仮出願第６２／３７５，２７４号の優先権を主張する、２０１６年８月１５日に出願された米国意匠出願第２９／５７４，４０５号の継続出願である、２０１６年８月２２日に出願された米国出願第１５／２４３，４０３号の一部継続出願である。また、本願は、２０１８年２月７日に出願された仮出願第６２／６２７，５０２の優先権も主張する。これらの出願の全体が、本明細書において参照により組み込まれている。
【０００２】
（発明分野）  
本発明は、制御された室内環境において空気サンプルを収集し分析するための方法および装置に関するものである。特に、本発明は、クリーンルームにおける空気サンプルの収集、処理そして分析の装置と方法、およびサンプリング機器の遠隔監視、記録、および制御に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
製造、研究やその他の施設において見受けられるフードされた領域 （ｈｏｏｄｅｄ  ａｒｅａｓ）やクリーンルーム（それらを合わせて「クリーンルーム」と呼ぶ）のような制御された環境は、大気圧に対する領域内部の静圧、および／またはクリーンルームに隣接した空間の空気圧に基づき、典型的に大きく２つに分類される。正圧の領域は、絶対圧が、大気圧より高く、またはクリーンルームに隣接する空間の空気圧より高く、または両方より高く維持される。これらの領域において、正圧は、濾過および／または空調された空気をポンプにより領域内へ供給し、領域から排出される空気の流れを制御することにより得られる。隣接した空間、例えば、工場施設やオフィスは、暖房、換気、そして空調システム（ＨＶＡＣ）により、典型的には大気圧またはその近傍に維持され、または、周囲の環境に対する開口を設けることにより隣接した空間が大気圧になるようにしている。このように、正圧のクリーンルームからの空気の流れは、気圧の低い隣接区域または大気へと流れる。
【０００４】
クリーンルームの正圧が壊れる場合、クリーンルームに存在する空気伝達される汚染物質が隣接空間の人々に対し健康被害を生じさせる可能性がない限り、隣接空間または大気への空気の流れは一般的に問題ではない。電機機器、航空宇宙関連機材、光学システム、軍用機器そして防衛関連の研究が行われ、またはそれらの機器が製造されているクリーンルーム内の空気は、人間や環境への安全や健康懸念を示すほどの濃度の浮遊する気体、蒸気および微粒子を一般的に含まない。しかしながら、常にそうではないし、同様の業務内でも他の処理により、上記の受容可能な水準を超えた汚染物を発生させる可能性があり、それらが処置されずにクリーンルームから漏れることを防がなくてはならない。
【０００５】
負圧の領域は、絶対圧が大気圧より低いか、またはクリーンルームに隣接する空間の空気圧より低く、あるいは両方より低く維持される。負圧は、濾過された、または空調された空気が区域内へ流入する量よりも速く領域の外へ排気することにより維持される。負圧の領域は、隣接する空間の人間や環境に対し、領域内の空気中の汚染物質が潜在的な健康への脅威となりうる懸念がある場合にしばしば用いられる。
【０００６】
人間の健康や環境への影響の有無にかかわらず、法的規制により、および産業界で採用された製造および研究品質基準を満たすために、ある種の製造や研究活動は、正圧のクリーンルームで行われなくてはならない。例えば、国立労働安全衛生研究所（ＮＩＯＳＨ）により公布されたものを含む連邦および州規制は、正圧または負圧のクリーンルームの利用を必要とするものがある。
【０００７】
特に、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）は、医薬品製造を、医薬品のバッチ生産が衛生的な環境で行われているという確認と証明とが得られるクリーンルーム内に限ることを要求している。
【０００８】
様々なＦＤＡの規制および基準は、特定の医薬品製造活動の間の清浄度を実証または確認するためにクリーンルーム内において使われる空気サンプリング（空気採取）および／または空気モニタリング（空気監視）装置に対する要求を規定している。規制は、さらに、クリーンルーム内の空気品質の電子データの記録、正確性、精密性そして記録保持についても規定している。類似の要求が、バイオテクノロジー業界等に対しても課されている。
【０００９】
いくつかの特許や公開公報が、クリーンルーム内の空気サンプリングやモニタリング、および中心地からの１またはそれ以上の空気サンプリング装置のモニタリングおよび制御のためのシステムについて開示しており、例えば、米国特許第９２８５，７９２、９０６３０４０、９０４６４５３および米国公開公報第２０１６/００６１７９６などを挙げることができる。
【００１０】
さらに、譲受人ベルテック・アソシエイツ・インコーポレイテッドは、図８に示される携帯用サンプリング装置を提示する。示されているように、空気は気門室（アトリウム）５０を通して吸い込まれ、寒天培地プレート（ａｇａｒ ｍｅｄｉａ ｐｌａｔｅ）５２を（横切り）通過し、そしてアトリウム置き台の最下部の開口５４を通過する。開口５４を通過後、空気は大型ファン５６を通して吸引され、ユニットの本体を通過し、電子機器を通り、底面５８から排出される。この装置は、望ましい流量レートに比例する一定のファン速度で作動するように構成される。
【発明の概要】
【００１１】
空気サンプリング装置は、制御された環境において空気をサンプリング（採取）する。本装置は、上部と側部とを有するハウジング本体（筐体）を含む。開口はハウジング本体の上部に配置されている。保持アセンブリ（保持組立体、保持部材）は、サンプリングデバイス（採取装置）と気門室（アトリウム、ａｔｒｉｕｍ）とを保持する。保持アセンブリは、ハウジング本体の上部の、開口の周りに配置されている。空気溜め（プレナム、ｐｌｅｎｕｍ）は上端と下端とを有し、上端は開口の周りでハウジング本体の上部と結合され、空気溜めが開口と連通（流体接続）された状態となっている。マスフローメーターは入口（入力、インプット）と出口（出力、アウトプット）とを備え、入口は空気溜めの下端に結合され、空気溜めの下端と連通（流体接続）された状態となっている。ブロワー（送風機）は空気溜め内部に配置され、空気を吸引し、サンプリングデバイスを通過し、開口を通り、空気溜めを通り、さらに、マスフローメーター（質量流量計）を通るように構成されている。マスフローメーターは、マスフローメーターを通過する空気流量を検出（測定）する。さらに、コントローラーは、検出された流量をマスフローメーターから受け取り、検出された流量に反応してブロワーの速度（スピード）を制御する。コントローラーは、検出された流量が所望の流量より低い場合はブロワーの速度を上げ、検出された流量が所望の流量より高い場合はブロワーの速度を下げる。
【００１２】
空気をサンプリングするための空気サンプリング装置は、上部と、側部と、上部に設けられた開口とを備えるハウジング本体と、サンプリングデバイスを保持する様に構成された保持アセンブリとを有し、保持アセンブリは、ハウジング本体の上部の開口の周りに配置されてもよく、さらに、上端、下端、およびそれらの間に規定された長く延びた部分（長手方向の長さ、縦長の部分）を含む空気溜めを有し、空気溜めの上端は、ハウジング本体の開口と流体的に接続（連通、流体接続）されるようにハウジング本体と開口の周りに接続（連結）されていてもよく、さらに、空気溜めは、ほぼ上端から下端へ向かい、ほぼ長く延びた部分に沿う空気の流れを受けるように構成されてもよく、さらに、空気溜めの下端に結合されてもよい流れ接続部（フロー接続）と、入口と出口とを備えるマスフローメーター（質量流量計）とを有し、その入口は流れ接続部と接続されてもよく、マスフローメーターは流れ接続部を経由して空気溜めと連通（流体接続）されていてもよく、さらに、空気溜めに関連した（協働する、合併した）ブロワーを有する。ブロワーは、空気を、サンプリングデバイスを通過し、開口を通過し、空気溜めを通過して吸引するように構成され、空気溜め内の空気の測定部分が流れ接続部を通り、マスフローメーターを通って流れるように構成されてもよく、マスフローメーターは、流れ接続部を経由して引き込まれた空気の測定部分の流量を測定するように構成される。
【００１３】
空気をサンプリングするための方法は、ハウジング本体の外側に配置された培地プレートを横切り、ハウジング本体内の空気溜めを通過するように空気を吸引するステップと、空気溜め内の空気の測定部分をマスフローメーターに向けて供給するステップとを有し、空気の測定部分は、空気溜め内の空気に比例するものであり、さらに、空気の測定部分の流量を検出された流量（検出流量）としてマスフローメーターで測定するステップとを有する。さらに本方法は、空気の測定部分の検出された流量を所望の流量と比較するステップと、検出された流量と所望の流量との比較に基づいて、空気溜めを通る空気の流量を制御するステップと、所望の流量よりも低い場合には検出された流量の空気の流れの速度を上げ、所望の流量よりも高い場合には検出された流量の空気の流れの速度を下げるステップとを含んでもよい。特定の実施形態では、空気溜めに接続された流れ接続部が、空気の測定部分をマスフローメーターに向けて供給してもよく、および／または、本方法は、さらに、ハウジング本体内の、流れ接続部から離れた排気口を通して空気を排気するステップを有していてもよい。
【００１４】
本発明のこれらおよび他の目的、ならびに本発明の意図する利点の多くは、図面とともに以下の説明によって、より容易に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明のより完全な理解および本発明に付随する多くの利点は、以下の詳細な説明を、以下の図面と合わせて検討すれば、より理解される。
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施例の一例であり、空気サンプリング装置の下側（底面側）から見た外観の斜視図である。
【００１７】
【図２】図２は、本発明の実施例の一例であり、空気サンプリング装置の内部断面を示す。
【００１８】
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施例の一例であり、空気サンプリング装置の上部チャンバーの内部断面を示し、当装置への空気の流入を示す。
【００１９】
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施例の一例であり、空気サンプリング装置の上部チャンバーの内部断面を示し、培地プレートへ作用（侵入）する空気を示す。
【００２０】
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の実施例の一例であり、空気サンプリング装置の上部チャンバーの内部断面を示し、ファン、マスフローメーターを通過し、排気スリット（排気溝）を通り装置から排出される空気の動きを示す。
【００２１】
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明の実施例の一例であり、空気サンプリング装置の上部チャンバーの内部断面を示し、ファン、マスフローメーターを通過し、排気ポート（排気口）を取って装置から排出される空気の動きを示す。
【００２２】
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施例の一例であり、空気サンプリング装置の上部外観を示す斜視図である。
【００２３】
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施例の一例であり、空気サンプリング装置の上部外観の分解斜視図である。
【００２４】
【図５】図５は、保持アセンブリの分解図である。
【００２５】
【図６Ａ】図６Ａは、装置を上部から見た図であり、アトリウムおよび培地プレートの保持アセンブリが内側にある状態を示す。
【００２６】
【図６Ｂ】図６Ｂは、装置を上部から見た図であり、アトリウムおよび培地プレートの保持アセンブリが外側にある状態を示す。
【００２７】
【図７Ａ】図７Ａは、装置が直立し、三脚に取り付けられている状態を示す。
【００２８】
【図７Ｂ】図７Ｂは、装置が水平になり、三脚に取り付けられている状態を示す。
【００２９】
【図８】図８は、従来のサンプリング装置を示す。
【００３０】
【図９】図９は、本発明の異なる実施形態であり、空気サンプリング装置の内部断面図を示す。
【００３１】
【図１０】図１０は、図９に示された空気サンプリング装置の上部チャンバーの内部断面図であり、空気が装置に入り、培地プレートに衝突し、空気溜めを介してファンを通過し、流れ接続部を経由してマスフローメーターに移動し、排気口を通して装置から排気される様子を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図面に示す本発明の好ましい実施形態を説明するにあたり、明確化のために特定の用語を使用する。しかしながら、本発明は、それらの選択された特定の用語に限定されるものではなく、それぞれの特定の用語は、同様の目的を達成するために、同様の方法で動作するすべての技術的に等価な意味を含む。本発明のいくつかの好ましい実施形態が例示目的のために記載されているが、本発明は、具体的に図面に示されていない他の形態で具体化されてもよいことが理解されるべきである。
【００３３】
図１および２は、本発明の空気サンプリング装置１００の実施形態の一例を示している。装置１００は携帯可能であり、制御された環境内の様々な場所に持ち運んで設置できる。本明細書において「空気」は広い意味で用いられ、全ての気体、蒸気、および微粒子状物質を示し、発明を特定の種類のものに限定するものではない。空気サンプリング装置１００は、クリーンルーム内の微細粒子を検査するのに特に役立つ。空気サンプリング装置１００は、一般的に、サンプラー収納ユニット（サンプラーハウジングユニット、採取装置ハウジングユニット）と、本体またはハウジング１０２とを含む。サンプラー収納ユニット１１０は、カバー等の好適な装置であればよい。実施例として示されているものは、除菌可能な微生物用のアトリウム（ＳＭＡ  Sterilizable Microbial Atrium）１１０であり、空気の流れ（気流、エアーフロー）中の微粒子をサンプリング（採取）する培地プレート１１４を覆い、オートクレーブ（加圧滅菌）などの方法により除菌（滅菌）可能である。アトリウム（気門室、中央が開いた空洞、開放されたホール、Ａｔｒｉｕｍ）１１０は、培地プレート１１４を保護するとともに、空気がアトリウム１１０を通過して流れて培地プレート１１４に接触するようにするものである。アトリウム１１０は、熱または蒸気により殺菌可能であり、オートクレーブされるものであってもよい。サンプリング装置１００は、クリーンルームなどの清潔な環境下において使用されるように構成されている。
【００３４】
ハウジング１０２は、ほぼ円筒状であり、上半部１２０と下半部１３０とを有する。図２に最もよく表されているように、上半部１２０は、ブロワーアセンブリ（ブロワー組立体）５００を収納する上部の内部空間または上部チャンバー２１０を規定し、下半部１３０は、いくつかの電子部品３００を収納する下部の内部空間または下部チャンバー２５０を規定する。壁または仕切り１２５は、上部チャンバー２１０と下部チャンバー２５０とを隔てる。主たるハウジング１０２の全体が、単一の一体化された部材である。携帯用装置１００を持ち歩くために持ち手（ハンドル）８０（図２）を設けることができる。図示されているように、ハンドル８０は、上部ハウジング本体１２０の底部（下側）から下部ハウジング本体１３０の底部（下側）に繋がるものであってもよい。
上部および下部チャンバー２１０、２５０
【００３５】
上部チャンバー２１０は、上部（上面）２１２（図４Ａ、４Ｂ）、前部（前面）（図４Ａ、４Ｂ）、後部（後面）（図１）を有し、さらに、前部と後部とを結合する反対側の側部（側面）を有する。図４Ａ、４Ｂに最もよく表されているように、上部チャンバー２１０の上部２１２は、アトリウム１１０と取外し可能な状態で結合している。図１および２に戻ると、細長い換気用のスロット（溝）１２１および支持用のスタンド１２２が、上部チャンバー２１０の後部に配置されている。支持用のスタンド（サポートスタンド）１２２は細長の部材であり、スタンド１２２を上部チャンバー２１０に結合するネジが収納されている。スタンド１２２は、横に延びて、装置１００が実質的に水平なポジションで設置されるときに水平になるように、また装置１００が不注意に横揺れしたり、一方向に傾いたりすることを防ぐように構成される。さらに、開口のような固定機構を装置１００の後部に設けてもよく、三脚（図７Ａ）と連結するように構成され、空気サンプリング装置１００が水平な状態で設置されるようにすることができる。固定機構は、ネジ付き開口部であってもよく、三脚のネジとネジ留めされる。
【００３６】
下部チャンバー２５０は、コントローラーへのアクセスパネル１３１、複数の垂直方向の支え１３２、そして垂直方向の三脚受け１３３（図７Ａ）を含む。アクセスパネル１３１は、コントローラーへのアクセスを可能にし、ＵＳＢスロット、および／またはバッテリーへのアクセスポイントを提供してもよい。複数の垂直方向の支え（垂直支持部）１３２は、空気サンプリング装置１００の底部に沿って（広がって）配置されており、支柱なしでも安定するようになっている。垂直支持部１３２は、空気サンプリング装置１００が表面に沿って滑らないように、ゴムや類似の複合ポリマーなどの摩擦抵抗の高い素材でコーティングされていてもよい。垂直方向の三脚受け１３３は、空気サンプリング装置１００が垂直状態で立つように、三脚（不図示）が取り付けられるように構成されている。いくつかの実施例では、垂直方向の三脚受け１３３はねじ状であり、三脚がねじで取り付けられる。このように、装置１００は、支え１３２で垂直に自立してもよく、受け１３３により三脚に結合されてもよい。装置１００は、サポートスタンド１２２で水平に設置されてもよく、またネジ状の受けにより三脚と結合されてもよい。
保持アセンブリ４００
【００３７】
図４Ｂを参照すると、受け用の、または保持用のアセンブリ（組立体）４００が、上部チャンバー２１２の上部（それは空気サンプリング装置１００の上部でもある）に設けられている。保持アセンブリ４００は、上部２１２の窪んだ部分にはまり、側壁２１８と底を有する。１またはそれ以上の突起部１１３が側壁２１８に形成されている。図５に最もよく示されているように、保持アセンブリ４００は、中央の固定部材４３０と、上部ディスクまたはプレート４２０と、底部または底プレート４０２と、１またはそれ以上の留め具を有する。
【００３８】
底プレート（下部プレート）４０２は、１またはそれ以上の湾曲するように延びた溝または下部チャネル（底溝）４０６を含み、それらは下部プレート４０２にスロットとして形成されている。下部プレート４０２は、ハウジング１０２の上部２１２に固定される。上部プレート４２０は、１またはそれ以上の湾曲するように延びた溝または上部チャネル（上部溝）４２２を含み、それらは上部プレート４２０にスロットとして形成されている。上部プレート４２０は、下部プレート４０２に対して、下部プレート４０２がハウジング１０２に固定された状態で、回転できる。１またはそれ以上のハンドル（ツマミ）４２６を上部プレート４２０の上部表面に設けてもよい。ハンドル４２６は、上部プレートの上部表面から上方に延びており、使用者は、１またはそれ以上のハンドル４２６（図５の実施例では２つ）を、掴んだり押すことによって、上部プレート４２０を回転させることができる。複数の上部チャネル４２２のそれぞれは、対応する下部チャネル４０６とオーバーラップするように位置決めされ、しかしながら上部チャネル４２２は、下部チャネル４０６に対し、動かすと中に入る向きになっており、図６Ａに最もよく表されているように、ロングワースチャック（Ｌｏｎｇｗｏｒｔｈ ｃｈｕｃｋ）構造が形成されている。チャネル４０６および４２２は、それぞれ湾曲した弧であり、ともに渦巻きのような形を形成している。プレート１１４がクリップ４１０の間で圧迫されるように、培地プレート１１４を掴む小さなプラスチックまたはシリコンのバンパーを、クリップ（止め金）４１０にオプションで設けてもよい。圧迫することにより、培地プレート１１４は、装置１００が水平であろうとひっくり返ろうと、適正な位置に保持される。
【００３９】
クリップ４１０は、上部および下部チャネル４２２、４０６の対応するそれぞれに配置される。クリップ４１０は、底部と、底部に対し垂直な側部を含み、ほぼＬ字型である。ペグ（杭）または支持４１２が、クリップ４１０の底部から外に延びている。支持部材４１２にはネック（首）とヘッド（頭）があり、逆Ｔ字形を形成し、ネックはクリップ４１０の底部からほぼ垂直に伸び、ヘッドは、ネックに対してほぼ垂直でクリップ４１０の底部と並行になっている。支持部材４１２のネックは、上部チャネル４２２を貫通し下部チャネル４０６を貫通している。支持部材４１２のヘッドは幅広であり、下部チャネル４０６の下側（底面側）に位置する。これにより、上部プレート４２０は下部プレート４０２に組付けられ、それともにそれぞれのクリップ４１０がハウジング１０２と、対応するペアの上部チャネルおよび下部チャネル４０６および４２２とに組付けられる。しかしながら、支持部材４１２のヘッドは下部プレート４０２の反対側に座している必要はなく、プレート４０２および４２０をロックしておく必要はないことを記載しておく。むしろ、支持部材４１２のヘッドは、下部チャネル４０６を通過して伸びていなくても下部チャネル４０６に入っていればよく、ヘッドは下部チャネル４０６中でスライドできればよい。
【００４０】
図示されているように、下部チャネルおよび上部チャネル４０６および４２２は、中心よりわずかに外側に広がっており、クリップ４１０がチャネル４０６および４２２内を左右にスライドすると、クリップ４１０は中心に向かって、または中心から離れるように動く。それぞれのチャネル４０６および４２２は、最も中心によった（中心開口１１９に最も接近する）のポジションと、最も外側によった（中心開口１１９と最も離れる）のポジションがある。クリップ４１０はチャネル４０６および４２２内を動くので、クリップ４１０の向きは変わらない。すなわち、クリップ４１０の側部は中心を向き、実質的に中心開口１１９と同心（または平行）に動く。上部プレート４２０が回転すると、全てのクリップ４１０は、それぞれのチャネルの中で一緒に同時に動き、中心開口１１９に対し同距離となる。これにより、クリップ４１０による、所望の最小および最大の直径が決まる。図６Ａには、クリップ４１０が内側のポジションに示されており、クリップ４１０は、チャネル４０６および４２２の各々の最も内側のポジションに位置する。図６Ｂには、クリップ４１０が外側のポジションに示されており、クリップ４１０は溝４０６および４２２の各々の最も外側に位置する。上部プレート４２０を下部プレート４０２に対し回転することにより、クリップ４１０は、内側と外側のポジション間を移動する。１つの実施例では、内側のポジションは直径８５ｍｍ、外側のポジションは直径約１００ｍｍであり、これらのサイズは培地プレートのサイズと共通である。
【００４１】
保持部材（固定部材、セキュアリングメンバー）４３０は、ネック（首）４３２および、幅広のヘッド（頭）４３４を有し、輪状であり、中央開口４３６を形成する。下部プレート４０２と上部プレート４２０は、それぞれ中央開口４０４および４２４を有する。プレート４０２および４２０は円形で、中央開口４０４および４２４を有するドーナッツ型である。下部の中央開口４０４は、内部にねじが設けられていてもよい。保持部材４３０のネック４３２は、外側にねじが設けられてもよく、ネジ付きの下部中央の開口４０４に接続することができる。
【００４２】
ネック４３２は、上部プレートの中央開口４２４を通過して伸び、下部プレートの中央開口４０４に螺合し、上部プレート４２０を下部プレート４０２に結合するが、上部プレート４２０は下部プレート４０２に対して回転可能である。しかしながら、保持部材４３０は、上部プレート４２０と下部プレート４０２の間に位置する支持部品４１２のヘッドに十分な圧力を加えて、十分な摩擦力を発生させるので、クリップ４１０はユーザーが設定したポジションに留まり、チャネル溝４０６、４２２内を不注意に滑ること無しに位置がロックされ、培地プレート１１４を保持できる。保持部材４３０は、人間工学的な湾曲と内側にテーパー（傾き）を設けることで、保持部材の中央開口４３６、上部プレートの中央開口４２４、そして下部プレートの中央開口４０４を貫いて伸びた中央開口１１９に空気が容易に取り入れるようにできる。
【００４３】
図４Ｂにさらに示されているように、試験またはサンプリングデバイス、例えば、ペトリ皿または寒天培地プレート１１４などが、試験培地が中に含まれた状態で設置される。培地プレート１１４は、クリップ４１０の底部の上に置かれる。クリップ４１０は、培地プレート１１４を所定の場所に保持する。クリップ４１０は、溝４０６および４２２を内外に滑り、皿１１４がクリップ４１０同士の間にぴったりと収まり、装置１００が水平に横になっても、クリップ４１０から不意に外れることはない。培地プレート１１４は、例えば、装置１００に入ってくる微粒子を捕捉するように設計された寒天培地を含んでいる。補足された微粒子は、その後、分析できる。
【００４４】
このように、調整可能なクリップ４１０は、様々な直径の培地プレート１１４に適応できるように、アトリウム１１０の基部の径方向に沿って内側方向および外側方向に滑るように構成されている。いったん直径が培地プレート１１４の直径と適合するように調整されれば、調整可能なクリップ４１０のペグ４１４は、ロックされていないポジションからロックされたポジションに移動可能であり、寒天培地プレート１１４を固定（保持）する。ペグ４１４は、寒天培地プレート１１４の外縁をつかむことができる位置に置かれる。ペグ（杭、支持棒）４１４はそれぞれ若干傾いており、ペグ４１４がプレートの大略の直径に配置されると、培地プレート１１４の側壁に対し内側の力が引き起こされ、培地プレートを確実に保持する。このように、培地プレート１１４は、複数のクリップの中に圧入され、ペグ４１４により保持される。
アトリウム（気門室）１１０
【００４５】
図２、図４Ａ、図４Ｂを参照すると、アトリウム（気門室、開けた空洞）１１０は、サンプリング装置１００の上部２１２に取外し可能な状態で連結され、上部チャンバー２１０と直に空気が連通する（直にエアーフローが接続される）ようになっている。アトリウム１１０は、カバープレート１１２を有し、カバープレートの上部は平坦で、側部はクリップ４１０より幅広で下向きに延びている。複数の開口１１２が、カバープレート１１１の上部に形成されている。図４Ｂを参照すると、１またはそれ以上の固定用のスロットまたは溝１１２が、カバープレート１１１の側部に形成されている。それぞれの固定用の溝１１２は、受け部２１６の側部２１８上のそれぞれの突起１１３と合うようになっている。固定用の溝１１２は、垂直部分と水平部分とを含む。
【００４６】
アトリウム１１０をハウジング１０２に取り付けるために、突起１１３が固定用の溝１１２の垂直部分に入るように、ユーザーはアトリウム１１０を培地プレート１１４の上部に設置する。いったん突起が固定用の溝１１２の垂直部分に完全に入れば、ユーザーはアトリウム１１０を回転することができ、突起１１３は固定用の溝１１２の水平部分に入り、その結果、アトリウム１１０を主ハウジング１０２に取外し可能な状態で固定できる（図４Ａ）。装置１００全体を水平に設置されることが可能であるが、アトリウム１１０は主ハウジング１０２の上部２１２にそのまま固定される。ユーザーは、アトリウム１１０を捩じって外側に引っ張ることにより、突起は水平部分に沿って滑り、次に固定溝１１２の垂直部分から引っ張り出され、アトリウム１１０を外すことができる。
ブロワーアセンブリ５００
【００４７】
図２を参照すると、ブロワーアセンブリ（ブロワ―組立体）５００は、空気サンプリング装置１００の上部チャンバー２００内に設けられている。ブロワーアセンブリ５００は、ブロワーハウジング５０２と、ファン５０４とを有する。ブロワーハウジング５０２は、空気を送るプレナム（空気が充満した空間、空気溜め）である。プレナム（空気溜め）５０２は、少なくとも一つの壁を有し、図２の実施例においては、両端が開いたチューブ形状の円筒形である。ブロワーハウジング５０２は、単一の一体型された部品であってもよく、複数の分割された異なるハウジングであってもよく、複数の異なるハウジングはそれぞれのハウジングの端で外側に広がったリップ（縁、端）５０３および５０５により接続されてもよい。この場合、図示されているように、最初のハウジングの上の縁５０３は、ハウジング１０２の上部１１２に結合され最初のハウジングの底（下側）の縁５０３は、２番目のハウジングの上側の縁５０５に結合されてもよい。２番目のハウジングの底（下側）の縁５０５は、マスフロー検出装置または検出装置のアダプターに結合されてもよい。ガスケットを縁５０３および５０５とそれぞれの接続相手との間に設けてもよく、それらの間に気密性のシールを施し、プレナム５０２からの空気漏れが起きないようにしてもよい。このように、プレナム（空気溜め）５０２は、上端と、上端の反対側の下端（底端）とを含む。プレナム５０２の上端は、中央開口１１９の周りでハウジング１０２の上部と結合され、プレナム５０２は、保持部材４００とアトリウム１１０と空気が流通するように結合する（連通する）状態となる。プレナム５０２は、中央開口１１９と実質的に同じ大きさであり、僅かに大きくてもよい。これにより、ファン５０４は、中央開口１１９を経由し、アトリウム１１０と保持部材４００を通して空気を直接引き込む。
【００４８】
ファン５０４は、プレナム５０２内に配置される。ファン５０４は、センターサポートロッドと、ファンブレード５０６とを有する。センターロッドは、サンプリング装置１００の縦軸（長手方向の軸）と概ね平行な向きに延びた縦軸（長手方向の軸）を有する。ファンブレード（羽）５０６は、センターロッドから外に向かって延び、プレナム５０２を通して空気を下向きに吸引するように構成されている（図２の実施例のように、サンプリング装置１００が垂直または真っすぐに立っているとき）。上部チャンバー２１０は、寒天培地プレート１１４の標準的な大きさと形とに適合するようなサイズおよび形状であり、下部（底部）チャンバー２５０内の電子部品についても同様である。
【００４９】
このように、ブロワー組立体５００は長くなっており（縦長であり）、サンプリング装置１００の長手方向の軸と平行な長手方向の軸を有する。したがって、ブロワーアセンブリ５００（ファン５０４およびプレナム５０２を含む）の長手方向の軸は、サンプリング装置１００が垂直の時は垂直であり（図７Ａ）、サンプリング装置１００が水平の時は水平である（図７Ｂ）。プレナム５０２およびファン５０４は、培地プレート１１４より小さくしてもよく、培地プレート１１４により信頼できるテスト結果が得られるアトリウム１１１を通過する空気の流れを作ることができる。図示されているように、プレナム５０２とファン５０４は、培地プレート１１４の約半分の大きさであり、培地プレート１１４の中央になるように配置されている。
【００５０】
図９および１０に、本発明の他の例示的な実施形態に従った異なるブロワーアセンブリ５００’が示されている。流れ接続部（流路接続部、フロー接続）９００が追加され、ブロワーアセンブリ５００’がマスフローメーター６００’に接続され、マスフローメーター６００’が流れ接続部９００を介してブロワーアセンブリ５００’と連通（流体が流れるように接続）されていることを除けば、本実施形態のブロワーアセンブリ５００’は、上記実施形態のブロワーアセンブリ５００と共通である。ブロワーアセンブリ５００’は、空気溜め（プレナム）５０２’と、空気溜め５０２’に合併した（関連した、合体した、協働する）ブロワーまたはファン５０４’を有する。上記実施形態の空気溜め（プレナム）５０２と同様に、本実施形態の空気溜め５０２'は、単一の一体型装置であってもよいし、複数の分割された異なるハウジングが相互に結合されたものであってもよい。空気溜め５０２’は、上端５０３’、下端５０５’、およびそれらの間に規定された長手方向の側面または長さ（長く延びた部分、縦長の部分）５０７’を有してもよい。長く延びた部分５０７’は、サンプリング装置１００の長手方向の軸とほぼ平行であってもよい。したがって、空気溜め５０２’の長く延びた部分５０７’は、サンプリング装置１００が垂直の場合には垂直であってもよく、サンプリング装置１００が水平の場合には水平であってもよい。上端５０３’はリップ（縁）を備えていてもよく、ハウジング１０２の上面１１２に結合可能であり、下端５０５'もリップを備えていてもよく、流れ接続部９００を介してマスフローメーターに結合可能である。空気溜め５０２’は、その上端５０３’を通り、長く延びた部分５０７’に沿って、保持アセンブリ４００およびアトリウム１１０から空気を受け入れるように構成される。ファン５０４’は、空気溜め５０２’の内部で作動して、中央の開口１１９を介してアトリウム１１０および保持アセンブリ４００を直に通して空気を吸引してもよい。
【００５１】
流れ接続部９００は、空気溜め５０２’とマスフローメーター６００’との間に配置された導管であることが好ましい。流れ接続部９００は、中央の開口を備え、気密性を有し、例えば、柔軟なプラスチックチューブまたは空気溜め（プレナム）であってもよい。流れ接続部９００は、円または四角形などの任意の形状であってもよいが、円形の断面と円形の中央の開口を備えていることが好ましい。流れ接続部９００は、ブロワーアセンブリ５００’を通過する空気の所定の一部または所定の割合、すなわち、通過する空気の測定部分を、マスフローメーター６００’によって測定されるように向かわせる（方向を変える、迂回させる）ように構成されている。空気（ブロワーアッセンブリを通過する空気）の測定部分は、ブロワーアセンブリ５００’を流れる空気に比例する。空気溜めを通過する総流量は、流れ接続部９００の断面積と空気溜めの端部５０５の断面積との比、すなわち、流れ接続部９００の端部、または流れ接続部９００が空気溜め５０２に対して接続されているかまたは配置されている任意の位置における空気溜め５０２の断面積との比に比例する。マスフローメーターからの出力は、流量計を通過する流れに比例する電圧であり、その電圧は、電子的にデジタル値に変換され、表示に適した単位に変換される。
【００５２】
流れ接続部９００は、空気溜め５０２’の下端５０５’と結合するように適合された受入端９０２と、マスフローメーター６００’と結合するように適合された反対側の出口端（排出端）９０４と、その間に設けられた導管体９０６とを備えていてもよい。受入端９０２は、空気溜めの下端５０５’の開口の周り、または開口を通り抜けて取り付けられてもよく、例えば、流れ接続部９００を連結して、空気溜め５０２’が導管体９０６と流体的に（すなわち、流れが）通じるように接続（連通）されていればよい。導管体９０６は、例えば、ほぼＵ字形であってもよく、受入端９０２および出口端９０４がハウジング本体内で概ね同じ高さ、すなわち、それらの端部が、空気溜め５０２’の長く延びた部分５０７’に対する横方向の（垂直な）軸に対してほぼ整列しているように（直線になるように）配置されていてもよい。また、出口端９０４は、空気溜め５０２'の下端５０５'に搭載されていてもよく、それにより、空気溜め５０２’に隣接し、ハウジング内の排気口１２１から離れて、すなわち、ハウジング内の排気口１２１に近接または隣接しないようになっていてもよい。１つの好ましい実施形態では、導管体９０６の少なくとも一部９０８が、空気溜め５０２’の長く延びた部分５０７’とほぼ平行な方向に、空気溜めの下端５０５’の下に延びている。あるいは、出口端９０４は、排気スロット１２１の近傍に配置されてもよい。
【００５３】
流れ接続部（流路接続部、フロー接続）９００は長い形状であり、長手方向の軸を有する。本発明の非限定的な１つの実施形態では、受入端９０２における長手方向の軸は、空気溜め５０２’の長手方向の軸と実質的に平行であってもよい。そして図１０に最もよく示されているように、下端５０５’で空気溜め５０２’を出る空気流の少なくとも一部は、何の障害も無く流れ接続部９００の中央の開口にまっすぐ進み、空気溜め５０２’を出る残りの空気流は、そのまま出て同様に、排気１２１またはポートを介して外に排気される。このようにすることで、流れ接続部９００により、空気溜め５０２’を通過する流量の厳密で信頼性の高い読み取りが可能になる。流れ接続部９００は、上部チャンバー２１０の内部空間にあるマスフローメーター６００’に接続するために、必要であれば、折り曲げることができる。Ｕ字形の流れ接続部９００が示されているが、本体９０６はいかなる曲がりもなく真っ直ぐであってもよく、他の任意の適切な形状であってもよい。さらに、１つの実施形態では、流れ接続部９００は、空気溜め５０２’の下端５０５’の下端の空気溜め５０２’の外周部（例えば、空気溜め５０２’の側壁のすぐ内側）に配置してもよい。しかしながら、流れ接続部９００は、空気溜め５０２’の開口の任意の適切な位置に配置することができ、例えば、空気溜め５０２’の内側、あるいは空気溜め５０２’の中心に向かってより近い位置に設定されてもよい。さらに、１つの流れ接続部９００およびマスフローメーター６００’のみが示されているが、複数の流れ接続部９００および／またはマスフローメーター６００’を設けてもよい。
マスフローメーター６００
【００５４】
マスフローメーター（質量流量計）６００も上部チャンバー２１０内に置かれ、ブロワーアセンブリ５００の直下に配置されている。マスフローメーターは、上端に入口（入力、インプット）６０２と、下端（底端）に出口（出力、アウトプット）６０４とを有する。入口６０２はプレナム５０２の下側の開放端に連結され、プレナム５０２と空気が障害なく流通するようになっている。このように、マスフローメーター６００は、プレナム５０２を通過するエアーフローを直に受け入れる。プレナム５０２の下端がマスフローメーター６００の入口６０２より大きい場合は、図示されているように、アダプター６０３を挿入することにより、プレナム５０２の下端とマスフローメーター６００の入口６０２との間の機密性を維持することができる。
【００５５】
マスフローメーター６００は、アトリウム１１０を通り、培地プレート１１４にぶつかり、プレナム５０２を通過し、入口６０２に入る、サンプリング装置１００に流入する空気流量（エアーフローレート）を測定する。マスフローメーター６００の出口６０４から空気が排出されると、その空気は上部チャンバー２１０に入り、ハウジング１０２のベント１２１を経由して排出される。
【００５６】
図示されているように、上部チャンバー２１０はオペレーター用のディスプレイおよび／またはコントロールパネル３０２、ブロワーアセンブリ５００、およびマスフローメーター６００を収納する。コントロールパネル３０２は、電子タッチ式ディスプレイでオペレーターがサンプリング装置１００を操作することを可能にする。コントロールパネル３０２は、ハウジング１０２に収まるようになっているが、例えば、上部チャンバー２１０内に張り出すようにしてもよい。しかしながら、空気が上部チャンバー２１０から漏れ出さないように、コントロールパネル３０２は、ハウジング１０２に対し空気および／または液体の密封性を有している。
【００５７】
図９および１０には、本発明の異なる例示的な実施形態における異なるマスフローメーター６００’が示されている。マスフローメーター６００’は、流れ接続部９００の出口端９０４に結合され、上部チャンバー２１０内の任意の場所に配置されてもよい。ある好ましい実施形態では、マスフローメーター６００’は、空気溜め５０２’の近傍または隣接して配置され、装置の排気口１２１から離れて、すなわち、装置の排気口１２１の近傍ではなく、または隣接しないように配置される。異なる例では、マスフローメーター６００’は、排気口１２１の近傍に配置されてもよい。マスフローメーター６００'は、入口６０２’および出口６０４’を有する。入口６０２’は、流れ接続部９００の排出（出口）端９０４に結合するように構成され、それによって空気溜め５０２’と連通（流体接続）される。したがって、空気は、空気溜め５０２’を通過し、次に流れ接続部９００を通過し、そしてマスフローメーター６００’の入口６０２’に流れる。
【００５８】
上記の実施形態のマスフローメーター６００と同様に、マスフローメーター６００’は、空気の流量を測定する。この実施形態では、マスフローメーター６００’は、流れ接続部９００を通って入る、空気溜めの空気の測定部分の空気流量を測定する。空気溜めを通過する空気の測定部分（測定対象部分）は、装置に入る空気、すなわち、アトリウム１１０内に入って、培地プレート１１４にぶつかり、空気溜め５０２’を通過する空気に比例するので、マスフローメーター６００’による、その空気の測定部分の検出流量（検出された流量）は、サンプリング装置１００に流入する空気流量を表している。本発明の非限定的な１つの実施形態では、マスフローメーターからの出力は、メーターを通過する流量に比例する電圧である。その電圧は、電子的にデジタル値に変換され、表示のために適した単位に変換される。空気の測定部分がマスフローメーター６００’の出口６０４’から排出されると、上部チャンバー２１０に入り、ハウジング１０２の排気口１２１を経由して排出される。
電子部品アセンブリ（電子部品組立体）３００
【００５９】
その他の全ての電子部品３００（コントロールパネル３０２、ブロワーアセンブリ５００、およびマスフローメーター６００を除く）は、下部チャンバー２５０に収納されている。この構成により、サンプリング装置１００は安定し、サンプリング装置１００の幅／直径を縮めることができる。電子部品アセンブリ３００は、例えば、コントローラー３０４、パワーサプライ（バッテリー）、そしてモーター３０６を含むことが可能である。いくつかの実施例では、コントローラーはコンピュータ、またはプロセッサーやＡＳＩＣといったプロセッシング装置（処理装置）であってもよい。コントローラー３０４は、ファン５０４、マスフローメーター６００およびコントロールパネル３０２を動かす。コントローラー３０４は、オペレーターからのコントロールシグナル、例えば、試験（検査、テスト）のスタート・ストップや、試験のパラメーター（時間、流量など）を受け取る。コントローラー３０４は、流量、テスト時間、残りテスト時間といったサンプリング装置１００のオペレーションに関する情報もコントロールパネル３０２上に表示する。コントローラー３０４は、他のサンプリング装置のコントローラー３０４、またはパーソナルコンピュータ、ネットワークやスマートフォンといった遠隔装置と有線または無線でやり取りすることもできる。
【００６０】
このように、コントローラー３０４は、空気サンプリング装置１００のファン５０４とマスフローメーター６００とを稼働させる。サンプリングプロセスが始まると、システムは所望の流量を生成しようとする。マスフローメーター６００は、システムを通過する流量を遅滞なくコントローラー３０４に継続的に報告する。コントローラー３０４は、測定された（検出された）流量が所望の流量（通常は、１立方フィート毎分（ｃｆｍ））と等しいかどうか評価する。所望の流量と測定された流量との差はエラーとなる。所望の流量が、測定された流量より大きい場合は、コントローラー３０４は、ファン５０４の回転数を増やして、流量を増加させる。所望の流量が、測定された流量より小さい場合は、コントローラー３０４はファン５０４の回転数を下げて、流量を低減する。このプロセスは継続して繰り返されてもよく（１秒あたり何回も、ノンストップで）、定期的な間隔で繰り返されてもよい。システムの出力の評価と入力の修正とを行う処理は、クロースドループ制御である。比例・積分・微分制御（ＰＩＤ制御）のアルゴリズムは、システムエラーを低い状態に保つためにコントローラー３０４で使用される。空気サンプリング装置１００は、遅滞のない流量に基づき、この制御方法をファン速度の調整のために使用することが望ましい。したがって、コントローラー３０４は、マスフローメーター６００から提供されるリアルタイムのフィードバックに基づき、遅れやマニュアルのやり取り無しに、ファン５０４のスピードをリアルタイムで制御できる。
【００６１】
実施例の１つでは、コントローラー３０４はネットワーク化されていてもよく、ＩＥＥＥ８０２．３（有線）、ＩＥＥＥ８０２．１１（無線）、およびＩＥＥＥ８０２．１５．４（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）用の無線）などの物理的なおよびデータ接続規格を用いたＴＣＰ／ＩＰネットワークを介してインターネットに接続することが可能である。異なる実施例では、コントローラー３０４はネットワークを通して遠隔的にコマンドを送受信してもよい。プロセッシング機器（スマートフォン、コンピュータ等）などのネットワークに繋がった機器やアプリケーションを使用し、空気サンプリング装置１００は、ネットワークを介して、遠隔的にモニターされ、コントロールされてもよい。空気サンプリング装置１００は、取外し可能なＵＳＢフラッシュドライブにイベント履歴をエクスポート（出力）することも可能である。フラッシュドライブとＵＳＢ接続端子には、平らで空気サンプリング装置１００を水平なポジションに保持した状態で、コントローラー・アクセス・パネル１３１（図１）からアクセス可能である。イベント履歴には、サンプリングイベント（事象）、キャリブレーション（校正）イベント、および管理イベントが含まれる。実施例の１つでは、空気サンプリング装置１００はネットワークおよび中央制御装置と一体化され、中央からモニタリングと制御をおこなってもよく、それらについては、米国特許第９２８５，７９２号、第９０６３０４０号、第９０４６４５３号、および米国特許公開第２０１６/００６１７９６号に示されている。それらの特許と出願の内容は、参照によりここに組み込まれている。
換気スロット１２１およびポートアダプター６５０
【００６２】
図１を参照すると、細長い換気スロット１２１が上部ハウジング１２０の背面の下側に配置されている。換気（排気）スロット１２１は、複数の垂直な部材を備えていてもよく、それらがハウジング１２０と一体になり、複数のスロットを形成するとともに、安全性を担保する。排気用のポートアダプター６５０が設けられてもよく、それは排気スロット１２１と合う（結合する）ようになっている。アダプター６５０は、ベース６５２とノズル６５４とを有する。ベース６５２は、換気スロット１２１と同じ形をしている。ベース６５２は、ノズル６５４を覆うとともに密閉されるように結合し、ノズル６５４を通じて排出される以外に空気がハウジング１０２から漏れ出すことを防止する。ノズル６５４は、ベース６５２から外側に突き出しており、中心に開口があり、ノズル６５４およびベース６５２を通じて延びている。
【００６３】
清潔な環境の外の離れた場所に排気を移動させるために、チューブをノズル６５４に取り付け可能である。したがって、上部チャンバー２１０からの空気は、ノズル６５４を通りチューブ内へと排気される。
【００６４】
排気ポートアダプター６５０は、排気接続機構６５６を介して、換気スロット１２１と、着脱可能に連結される。排気接続機構６５６は、雄部材（例えば、ばねでバイアスされたアームなど）であってもよく、雌となる換気スロット１２１に入れるときにスライドさせて結合し、垂直の支持部を把持するようにしてもよい。排気ノズル６５４は、ほぼ円筒形のアウトプットノズルとして典型的に示されるが、チューブが取り付けられる形状であればいずれの形状であってもよい。いくつかの実施例では、排気ノズル６５４は、クランプ（締め金）を用いてチューブを確実に接続するとともに気密になるようにしてもよい。その他の実施例では、排気ノズル６５４の外側にリブが設けられるとともにテーパー状となり、チューブを接続できるとともに、それらに対してチューブを押し込むことで気密になるようにしてもよい。
【００６５】
本発明のさらに別の実施例では、換気スロット１２１は、ハウジング１０２に設けられた単一の開口であってもよく、それとは別のグリル（格子）を用意してスロット１２１に組付け（固定する機構や擦り合わせ構造などにより）可能とし、排気アダプター６５０とともに取り外したり交換したりできるものであってもよい。
【００６６】
このように、換気口または換気スロット１２１および／または排気ポートアダプター６５０は、空気サンプリング装置１００を通った空気が外部環境へ排出されるようにしている。空気は、上部本体１２０の上部にあるアトリウム１１０の開口を通って中に入り、そして上部本体１２０の後部（後側）にある排気スロットを通って排出される。換気スロット１２１は、上部ハウジング１２０の背面下側に配置されており、これによりサンプリング装置１００を通して、直に入り、連続した空気の流れが形成される。
オペレーション−空気の流れ
【００６７】
図２、３Ａ−３Ｄおよび１０を参照して、空気サンプリング装置１００のオペレーション（動作）を説明する。オペレーションは、オペレーターがサンプリングテストのパラメーターをセットし、スタートを押すことにより開始されるか、または以前にセットされたテストが開始されるようプログラムされていることにより（例えば４時間毎に）開始される。まず、コントローラー３０４はファン５０４または５０４’を稼働する。空気の流れを示す矢印１０（図３Ａおよび１０）に示されているように、ファン５０４または５０４’は、アトリウムの開口１１２を介してサンプリング装置１００の中に空気を引き込み、吸引された空気は、空気の流れを示す矢印１２（図３Ｂおよび１０）に示すように、寒天培地プレート１１４を横切る（交差する、越える）。空気は培地プレート１１４にぶつかり、培地プレート１１４を回り、培地プレート１１４の真下に至り（図２に示されているように、培地プレート１１４の底と底部（下部）４０２との間には空間があり、そして、培地プレート１１４の底と保持部材４３０との間にも空間がある）、空気の流れの矢印１４（図３Ｃおよび１０）に示されているように、空気は保持部材４００の中央の開口１１９を通って排出される。
【００６８】
なお、各開口１１２を通過してシステムに流入する空気のスピードは、ファン５０４または５０４’のスピードおよびアトリウム１１０の開口１１２の直径および数の関数である。開口１１２の下の領域に空気が入ると（図３Ｂおよび１０の空気の矢印１２）、空気は最も近い負圧源である中央の開口１１９の方向に偏向される。最初の空気流入の方向１０（図３Ａおよび１０）と新たな空気の流れの方向１２（図３Ｂおよび１０）は、ほぼ垂直である。空気の向きが変わるとき、空気中で速く動く粒子の多くは、その慣性により急激に方向を変えることができない。これらの粒子は、ほぼ最初の方向を維持し、寒天培地プレート１１４に衝突し、寒天培地に個々の粒子が保持される。このプロセスの重要なことは、これらの粒子が寒天培地内に蓄積されることであり、それにより粒子を後で分析することが可能となる。方向の変わった空気は、外側横方向に向かって吸引され、寒天培地プレート１１４の培地側を横切り、その端を超えて、外側の壁の外側を下がり、プレート１１４の底側を横方向内側に横切り、中央の開口１１９を通って吸引される。
【００６９】
空気の流れがアトリウム１１０を通過し（空気の流れ１０）、保持部材４００を通過すると、中央開口１１９を通って（空気の流れ１４）、空気の流れの矢印１６（図３Ｃおよび１０）に示されているように、空気サンプリング装置１００の上部チャンバー２１０にあるプレナム（空気溜め）５０２または５０２’に空気が入る。空気は、中央開口１１９より、上部が解放されているプレナム５０２または５０２’に直接入る（空気の流れ１４）。ファン５０４または５０４’は、プレナム５０２または５０２’を通して空気を押圧し（空気の流れ１６）、空気をプレナム５０２または５０２’の下部開放端から排出させる（空気の流れ１８）。空気は、続いて、アダプター６０３（もし使われていれば）からマスフローメーター６００の入口（入力）６０２を通過する。あるいは、その空気の測定部分が、流れ接続部９００を通して、マスフローメーター６００’の入口６０２’に供給される（迂回される）。マスフローメーター６００または６００’は、空気の流れ１８を絶えず計測し、計測された空気流量のシグナルを検出された空気流量とともに、コントローラー３０４に提供する。コントローラー３０４は、連続して計測シグナルを読み、計測された空気流量と所望の空気流量との差を埋めるようにファン５０４または５０４’のスピードを調節する。
【００７０】
空気の流れの矢印２０に示されているように、空気の流れは、マスフローメーター６００または６００’を継続して通過し、出口６０４または６０４’より排出される。図３Ｃおよび１０に示されているように、空気の流れ２０はマスフローメーター６００または６００’を出ると上部チャンバー２００に入る。上部チャンバー２１０が加圧されると（大気圧と比較し）、空気は、排気口、例えば換気スロット１２１を通じて装置１００の外へ排気される。隔壁１２５が設けられていてもよく、空気が下部チャンバー２５０に入ることを防ぎ、下部チャンバー２５０と電子機器３００は、空気の流れとは干渉しない。モーター３０６はファンアセンブリ５０４の一部であることから、冷却される必要はない。排気は、空気が入った方向に対しほぼ平行となるように空気サンプリング装置１００から放出され、境界内では層流が維持されるようにする。上部チャンバー２１０の背面にある換気用のスロット１２１を通して、空気サンプリング装置１００とハウジング本体１０２の外部に排気される。他の実施例では、プレナムまたはチューブによりマスフローメーター６００または６００’の出口６０４または６０４’を排気スロット１２１に接続してもよい。
【００７１】
図３Ｄに示す実施例の他の例においては、排気プラグを換気スロット１２１に替えて設けてもよく、換気スロット１２１に取り付けてもよく、それにより空気の流れ２０はポートアダプター６５０を通って排気される。チューブをポートアダプター６５０のノズル６５４に接続して、クリーンな環境の外部の離れた場所に空気を運んでもよく、そこを最終的に処分または排気場所としてもよい。このように、空気は排気スロット１２１および／またはポートアダプター６５０を通過し、取り付けられたチューブに再び導かれる。
【００７２】
なお、サンプリング装置１００およびその様々な部品は、示されているように、大体が円筒状である。例えば、アトリウム１１０、保持アセンブリ４００、上部プレート４２０、下部プレート（底プレート）４０２、培地プレート１１４、保持部材（固定部材）４３０、およびブロワーアセンブリ２１２は全て円筒状である。本発明においては、円筒状または円状で設計される必要はなく、本発明の精神とその範囲内において、その他の形で提供されてもよい。
【００７３】
本明細書には、円形、丸、先細、平行、垂直、同心円、弧、および平ら、といったようないくつかの幾何学用語または関係用語が用いられている。さらに、上部、底（下部）、左、右、上、下、内側、および外側といったような方向や位置に関する用語が記述には使われている。それらの用語は、図に示されている実施例に基づき、単に記述を容易にする目的のためである。それらの用語は、本発明を制限するものではない。従って、本発明はそれらの幾何学用語、関係用語、方向や位置を示す用語無しに記述されることが可能であることが認識されるべきである。さらに、幾何学用語や関係用語はその通りでなくてもよい。例えば、壁は互いに厳密に垂直や平行でなくてもよく、例えば、表面のでこぼこや、製造の際に許容される誤差などを考慮して、実質的に垂直や平行と考えられるものであってもよい。さらに、本発明の精神やその範囲から逸脱すること無しに、その他の適切な幾何学性および関係性を備えていてもよい。
【００７４】
さらに、サンプリング装置１００は、コントローラー３０４などの、１または複数のプロセッシング装置（処理装置）によるオペレーション（操作）を含む。プロセッシング装置は、プロセッサー、マイクロプロセッサー、ＰＣ、タブレット、スマートフォンなどの適切な装置のいずれであってもよい。プロセッシング装置は、ディスプレイ装置（モニター、ＬＥＤスクリーン、デジタルスクリーンなど）、メモリーまたは記憶装置、入力装置（タッチスクリーン、キーボード、マウスなどのポインティング装置など）、ワイヤレス・モジュール（ＲＦ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線、ＷｉＦｉ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）など）といった適切なコンポーネントと組み合わせて使用することが可能である。プロセッシング装置により処理されたり出力された情報は、ハードディスクドライブ、フラッシュドライブ、ＣＤ−ＲＯＭディスク、またはその他の適切な情報記憶装置であって、プロセッシング装置に設けられたり、接続されている装置に格納されてもよい。全てのプロセスは、プロセッシング装置により自動的に処理され、マニュアル操作が介入することはない。このため、記載されていない限り、プロセスは実質的にリアルタイムで、遅れやマニュアル操作無しに行われる。
【００７５】
本明細書において、「実質的に」、「約」という用語は、プラスマイナス２０％を意味し、より好ましくはプラスマイナス１０％、さらに好ましくはプラスマイナス５％、最も好ましくはプラスマイナス２％を意味する。
【００７６】
本明細書において、実施例は明確で簡潔な記述を可能とするように記述されているが本発明の精神とその範囲を逸脱すること無しに、実施例は様々に組み合わされたり分離されたりすることが意図され、そして認識される。例えば、ここで記述されている全ての好ましい特徴は、ここで記述されている本発明の全ての形態に適応可能である。
【００７７】
空気サンプリング装置１００は、制御された環境において特に有用である。制御された環境での使用に適する素材から作られることも可能である。しかしながら、空気サンプリング装置１００はその他の環境での使用も可能である。
【００７８】
これらの記述と図面とは、本発明の原理のみを説明していると考えられるべきである。本発明は、様々な形や大きさで構成されてもよく、好ましい実施例のみに限られることは意図していない。当業者においては、本発明の多数の適応例は自明である。それゆえ、本発明は、開示された特定の事例、または記述され、示された通りの構成およびオペレーションに限定されるものではない。むしろ、全ての適切な変更および等価なものは、本発明に相当し、本発明の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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