(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出装置のための蒸気発生装置であって、
蒸気を前記検出装置に分配するための出口に、インピーダを介して、蒸気を供給する流路に接続した蒸気源を備え、
前記インピーダは、
前記蒸気が前記蒸気源から前記出口に拡散するのを阻害し、前記蒸気を前記蒸気源から前記出口に向けて駆動できるようにする第１蒸気透過通路、及び
前記第１蒸気透過通路によって前記出口から分離されたシンクであり、前記蒸気を取り込むよう構成した材料を有し、前記出口から離れる方向に蒸気の拡散をそらすシンクを有し、
前記流路は、前記蒸気源を前記第１蒸気透過通路に接続する分岐路と、前記シンクを構成する閉じた分岐路とを有する、蒸気発生装置。
【請求項２】
検出装置のための蒸気発生装置であって、
蒸気を前記検出装置に分配するための出口に、インピーダを介して、蒸気を供給する流路に接続した蒸気源を備え、
前記インピーダは、
前記蒸気が前記蒸気源から前記出口に拡散するのを阻害し、前記蒸気を前記蒸気源から前記出口に向けて駆動できるようにする第１蒸気透過通路、及び
前記第１蒸気透過通路によって前記出口から分離されたシンクであり、前記蒸気を取り込むよう構成した材料を有し、前記出口から離れる方向に蒸気の拡散をそらすシンクを有し、
前記第１蒸気透過通路及び前記シンクは、前記出口と前記蒸気源との間の圧力差に応じて、前記第１蒸気透過通路から前記出口に向けて蒸気流を駆動するための抵抗が、蒸気流を前記シンクに向けて駆動するための抵抗よりも少なくなるよう構成する、蒸気発生装置。
【請求項３】
請求項２記載の蒸気発生装置において、前記流路は、前記蒸気源を前記第１蒸気透過通路に接続する分岐路と、前記シンクを構成する閉じた分岐路とを有する、蒸気発生装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項記載の蒸気発生装置において、前記第１蒸気透過通路は、前記蒸気を取り込む材料を有する、蒸気発生装置。
【請求項５】
請求項４記載の蒸気発生装置において、前記蒸気の取り込みは吸収を含む、蒸気発生装置。
【請求項６】
請求項５記載の蒸気発生装置において、前記吸収は、表面上への蒸気吸着、化学的吸収、化学的又は分子的な作用による蒸気の取り込み、多孔質材料内への蒸気の少なくとも一時的な捕捉のうち少なくとも１つを含む、蒸気発生装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか一項記載の蒸気発生装置において、前記シンクは少なくとも１つの第２蒸気透過通路を有し、前記蒸気源は蒸気チャンバを有し、前記インピーダは吸収組立体を有する、蒸気発生装置。
【請求項８】
蒸気発生装置において、
蒸気を生成するよう構成した蒸気チャンバと、
通路出口を有する第１蒸気透過通路及び少なくとも１個の閉じられた第２蒸気透過通路を有し、前記蒸気チャンバから蒸気流を受け入れるよう構成した蒸気吸収組立体であって、蒸気流を受け入れるとき、前記蒸気流からの蒸気吸収が少なくともほとんどなく、前記蒸気流が前記第１蒸気透過通路を経て前記通路出口まで通過し、前記蒸気チャンバから蒸気流の受け入れがないとき、前記蒸気チャンバから前記蒸気吸収組立体に進入する蒸気が前記第１蒸気透過通路及び前記少なくとも１つの第２蒸気透過通路に通過して、少なくともほとんどが吸収される、該蒸気吸収組立体と
を備える、蒸気発生装置。
【請求項９】
請求項７又は８記載の蒸気発生装置において、前記第１蒸気透過通路又は前記少なくとも１個の第２蒸気透過通路の少なくとも一方は蒸気透過性のチューブを有する、蒸気発生装置。
【請求項１０】
請求項９記載の蒸気発生装置において、前記チューブはエラストマー製とする、蒸気発生装置。
【請求項１１】
請求項８、９又は１０記載の蒸気発生装置において、蒸気吸収材料をさらに備え、前記第１蒸気透過通路又は前記少なくとも１つの第２蒸気透過通路のうち少なくとも一方は、蒸気が前記蒸気吸収材料によって吸収されるように、前記蒸気吸収材料を貫通する、蒸気発生装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のうちいずれか一項記載の蒸気発生装置において、前記蒸気吸収材料は炭素を有する、蒸気発生装置。
【請求項１３】
請求項７〜１２のうちいずれか一項記載の蒸気発生装置において、前記蒸気吸収組立体は前記蒸気チャンバから蒸気流を受け入れる通路入口を有し、前記第１蒸気透過通路は、前記通路入口に流体連通する第１端部と、前記通路出口に流体連通する第２端部とを有する、蒸気発生装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の蒸気発生装置において、前記少なくとも１個の第２蒸気透過通路は、前記通路入口に流体連通する第１端部と、封止された第２端部とを有する、蒸気発生装置。
【請求項１５】
請求項７〜１４のうちいずれか一項記載の蒸気発生装置において、前記蒸気チャンバは、蒸気流を発生するためのガス流を前記蒸気チャンバ内に受け入れるよう構成した蒸気チャンバの入口を有する、蒸気発生装置。
【請求項１６】
蒸気発生装置のための蒸気吸収組立体であって、
蒸気を吸収するよう構成した蒸気吸収材料、
前記蒸気吸収材料を貫通し、通路出口を有する第１蒸気透過通路、及び
前記蒸気吸収材料を貫通し、閉じられた少なくとも１個の第２蒸気透過通路と、
を備え、
蒸気流を受け入れるとき、前記蒸気流からの蒸気吸収が少なくともほとんどなく、前記蒸気流が前記第１蒸気透過通路を経て前記通路出口まで通過し、蒸気流の受け入れがないとき、前記蒸気吸収組立体に進入する蒸気は、前記第１蒸気透過通路及び前記少なくとも１個の第２蒸気透過通路に通過して、少なくともほとんど吸収される、蒸気吸収組立体。
【請求項１７】
請求項１６記載の蒸気吸収組立体において、前記第１蒸気透過通路又は前記少なくとも１個の第２蒸気透過通路の少なくとも一方は蒸気透過性のチューブを有する、蒸気吸収組立体。
【請求項１８】
請求項１６又は１７記載の蒸気吸収組立体において、前記チューブはエラストマー製とする、蒸気吸収組立体。
【請求項１９】
請求項１６，１７又は１８記載の蒸気吸収組立体において、前記蒸気吸収材料は炭素を有する、蒸気吸収組立体。
【請求項２０】
請求項１６〜１９のうちいずれか一項記載の蒸気吸収組立体において、蒸気チャンバから蒸気流を受け入れるよう構成した通路入口をさらに備え、前記第１蒸気透過通路は、前記通路入口に流体連通する第１端部と、前記通路出口に流体連通する第２端部とを有する、蒸気吸収組立体。
【請求項２１】
請求項２０記載の蒸気吸収組立体において、前記少なくとも１個の第２蒸気透過通路は、前記通路入口に流体連通する第１端部と、封止された第２端部とを有する、蒸気吸収組立体。
【請求項２２】
検出システムにおいて、
検出装置、及び
蒸気発生装置
を備え、
前記蒸気発生装置は、
蒸気を生成するよう構成した蒸気チャンバであって、蒸気流を発生させるためにガス流を蒸気チャンバ内に受け入れるよう構成した蒸気チャンバの入口と、前記蒸気流を前記蒸気チャンバから流出させることができるよう構成した蒸気チャンバの出口とを有する蒸気チャンバ、及び
前記蒸気チャンバの出口から蒸気流を受け入れるよう構成した蒸気吸収組立体と
を有し、
前記蒸気吸収組立体は、
前記蒸気チャンバが生成した蒸気を吸収するよう構成した蒸気吸収材料、
前記蒸気吸収材料を貫通し、前記蒸気流を前記検出装置に通過させるよう構成した通路出口を有する第１蒸気透過通路、及び
前記蒸気吸収材料を貫通し、閉じられた少なくとも１個の第２蒸気透過通路、
を備え、前記蒸気チャンバの出口から蒸気流を受け入れるとき、前記蒸気吸収材料による前記蒸気流からの蒸気吸収が少なくともほとんどなく、前記蒸気流が前記第１蒸気透過通路を経て前記通路出口まで通過し、前記蒸気チャンバから蒸気流の受け入れがないとき、前記蒸気吸収組立体に進入する蒸気は、前記第１蒸気透過通路及び前記少なくとも１個の第２蒸気透過通路に通過して、前記蒸気吸収材料によって少なくともほとんど吸収される、検出システム。
【請求項２３】
請求項２２記載の検出システムにおいて、前記第１蒸気透過通路又は前記少なくとも１個の第２蒸気透過通路の少なくとも一方は蒸気透過性のチューブを有する、検出システム。
【請求項２４】
請求項２２又は２３記載の検出システムにおいて、前記チューブはエラストマー製とする、検出システム。
【請求項２５】
請求項２２，２３又は２４記載の検出システムにおいて、前記蒸気吸収材料は炭素を有する、検出システム。
【請求項２６】
請求項２２〜２５のうちいずれか一項記載の検出システムにおいて、前記蒸気チャンバから蒸気流を受け入れるよう構成した通路入口をさらに備え、前記第１蒸気透過通路は、前記通路入口に流体連通する第１端部と、前記通路出口に流体連通する第２端部とを有し、前記少なくとも１個の第２蒸気透過通路は、前記通路入口に流体連通する第１端部と、封止した第２端部とを有する、検出システム。
【請求項２７】
請求項２２〜２６のうちいずれか一項記載の検出システムにおいて、前記検出装置はイオン移動度分光分析（ＩＭＳ）検出器とする、検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オンデマンド蒸気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン移動度分光分析（ＩＭＳ）は、イオン化物質、例えば、分子及び原子を分離して同定するのに使用し得る分析技術である。イオン化された物質は搬送バッファガス中の移動度に基づいて気相内で同定することができる。したがって、イオン移動度分光計（ＩＭＳ：ion mobility spectrometer）は、関心のある試料からの物質をイオン化し、得られたイオンが検出器に到達するのに要する時間を測定することによって物質を同定することができる。イオンの飛行時間はイオン移動度に関連し、イオン移動度は、イオン化された物質の質量及び幾何学的性質に関連する。ＩＭＳ検出器の出力はピーク高さ対ドリフト時間のスペクトルとして視覚的に表すことができる。
【０００３】
ＩＭＳ検出器及び他の検出器はしばしば、ドーパント化学物質を検出器に供給する蒸気発生装置を有する。蒸気発生装置は、検出器、フィルタ又は他の機器を検査又は較正するのに使用する検査用化学物質の供給にも用いられる。幾つかの用途において、蒸気発生装置は急速にオン・オフ切替えをし、検出器がスイッチオフになるときの漏洩を防止できるようにすることが重要である。例えば、ＩＭＳ検出器システムにおいて、蒸気発生装置の急速なオン・オフ切替えは、異なるドーピング条件間、例えば、異なるドーパントレベル間又は異なるドーパント物質間における切替えを急速に行うことができる。このような急速切替えによれば、さらに、ＩＭＳ検出器の異なる領域を異なる状態にドーピングできるようになり、これは、装置をスイッチオフするときに、装置の未ドーピング領域に何らの漏れがないことを確実にすることによって行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蒸気発生装置を作動停止するときに蒸気発生装置からの蒸気漏れを低減する１つの技術は、Ｔ継手を介して蒸気発生装置の出口に接続した吸収材料容器を使用することである。蒸気発生装置を作動させるとき、蒸気発生装置からのガス流は、蒸気の大部分がＴ継手の他方のアームから出口に確実に搬送するのに十分なレベルに上昇する。蒸気発生装置を作動停止させ、微量流（例えば、ゼロ（０）流）となるとき、生じた残留蒸気はＴ継手の一方のアームを経由して吸収材料に通過する。しかし、若干の蒸気は吸収材料をバイパスし、比較的低い吸収効率及び比較的高い漏洩蒸気レベルを招くことがあり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、オンデマンド蒸気発生装置（ＯＶＧ：On-Demand Vapour Generator）を開示する。蒸気発生装置は検出装置に使用するよう構成することができ、このような蒸気発生装置は、蒸気を検出装置に分配する出口までインピーダを介して蒸気を供給する流路に接続した蒸気源を有することができる。インピーダは、蒸気源から出口への蒸気拡散を妨げるように配置された第１蒸気透過通路を有する。蒸気透過通路は、圧力差（例えば、単なる濃度差に対向するようポンプ送給又は強制送りした流れ）によって、蒸気源から拡散バリアを介して出口に向けて蒸気を駆動することができるよう構成する。蒸発発生装置はさらに、シンクとして作用し、第１蒸気透過通路によって出口に接続した少なくとも１個の付加的蒸気透過通路を有する。シンクは、蒸気の拡散を出口から離れる方向にそらすために、蒸気を吸収するように構成された材料を有する。実施形態において、第１蒸気透過通路及びシンクは、出口と蒸気源との間の圧力差に応じて、第１蒸気透過通路から出口に向けて蒸気流を駆動するための抵抗が、蒸気流をシンクに向けて駆動するための抵抗よりも少なくなるように構成する。１つ又は複数の実施形態において、蒸気発生装置は、蒸気を生成するよう構成した蒸気チャンバと、例えば、拡散バリアを介して蒸気チャンバから蒸気流を受入れるよう構成した蒸気吸収組立体とを有する。蒸気吸収組立体は、通路出口を有する第１蒸気透過通路を有する。蒸気吸収組立体はさらに、閉じられた１個又は複数個の第２蒸気透過通路を有することができる。蒸気吸収組立体が蒸気チャンバからの蒸気流（例えば、圧力駆動流）を受け入れるとき、蒸気流は大部分が、蒸気流からの蒸気の吸収なしに、第１蒸気透過通路を通過して通路出口へ流れる。しかし、蒸気流を蒸気チャンバから受け入れないとき、蒸気チャンバから蒸気吸収組立体に進入する蒸気は、第１蒸気透過通路及び少なくとも１個の第２蒸気透過通路に流入し、少なくとも大部分が吸収される。
【０００６】
この概要は、以下の詳細な説明に記載の簡素化した形式でのコンセプトのうち選択したものを紹介するためのものである。この概要は、特許請求の範囲に記載された発明の重要な特徴又は根本的特徴を同定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を決定する一助として使用することを意図するのでもない。
【０００７】
添付図面につきより詳細な説明を記載する。図面において、参照数字の最左側の桁は、参照数字が現れる図番を示す。説明及び図面における異なる実施形態における同一参照数字は類似又は同一の対象物を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】単一の蒸気透過通路を採用する本発明の実施形態によるオンデマンド蒸気発生装置の一実施例を示す概略ブロック図である。
【図２】単一の蒸気透過通路を採用する本発明の実施形態によるオンデマンド蒸気発生装置の他の実施例を示す概略ブロック図である。
【図３】通路出口を有する蒸気透過通路、及び閉じられた１個又は複数個の蒸気透過通路を採用する本発明の実施形態によるオンデマンド蒸気発生装置の一実施例を示す概略ブロック図である。
【図４】通路出口を有する蒸気透過通路、及び閉じられた１個又は複数個の蒸気透過通路を採用する本発明の実施形態によるオンデマンド蒸気発生装置の一実施例を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ＩＭＳ検出器システム、ガスクロマトグラフシステム、質量分光分析システム等のような検出システムでの使用に適し、蒸気流をシステムの検出器装置（例えば、ＩＭＳ検出器、ガスクロマトグラフ、質量分光分析装置）に供給するオンデマンド蒸気発生装置を開示する。１つ又は複数の実施形態において、蒸気発生装置は、蒸気を生成するよう構成した蒸気チャンバを有する。蒸気チャンバは、蒸気流を発生するためのガス流を蒸気チャンバ内に受け入れるよう構成した蒸気チャンバ入口と、蒸気流を蒸気チャンバから流出させるよう構成した蒸気チャンバ出口とを有する。蒸気吸収組立体は、蒸気チャンバからの蒸気流を受け入れ、また検出装置（例えば、ＩＭＳ検出器）に送り出す。蒸気吸収組立体は、蒸気チャンバが生成した蒸気を吸収するよう構成した蒸気吸収材料を有する。通路出口を有する蒸気透過通路は、蒸気吸収材料を貫通し、また検出器組立体に接続する。蒸気吸収組立体はさらに、閉じられた（例えば、「行き止まり」蒸気透過通路を形成するよう塞いだ）少なくとも１つの蒸気透過通路を有してもよい。蒸気チャンバから蒸気流が駆動され（例えば、ポンプ送給又は引出され）ない（例えば、オンデマンド蒸気発生装置が作動停止し、流れがほとんどない、又は全くない）とき、蒸気チャンバから蒸気吸収組立体に進入するいかなる蒸気も、通路出口を有する蒸気透過通路及び／又は１個又は複数個の付加的な行き止まり蒸気透過通路内に入り込み、蒸気吸収材料によって少なくともほとんど吸収される。蒸気吸収組立体が蒸気チャンバから蒸気流を受け取る（例えば、蒸気流がポンプ送給又は引き出されるとき）、蒸気流は第１蒸気透過通路を経て通路出口を通過する。蒸気流が通路を経て駆動されるとき、駆動されないときよりも、より多くの蒸気が吸収されることなく通路出口を通過する。
【００１０】
図１〜４は、本発明の例示的実施形態によるオンデマンド蒸気発生装置１００を示す。図示のように、蒸気発生装置１００は、入口１０２と、検出器装置１０４の入口に接続した蒸気出口１０３を有する。蒸気発生装置１００は、ドーパント蒸気を検出器装置１０４に容易に制御可能に供給するよう構成される。実施形態において、蒸気発生装置１００は、蒸気流を種々の検出器装置に供給することができる。例えば、一実施形態において、検出器装置１０４はＩＭＳ検出器とすることができる。しかし、蒸気発生装置１００は、他の検出器、例えば、ガスクロマトグラフ機器等に接続して使用することができる。蒸気発生装置１００はさらに、機器内の較正目的のために使用することもできる。実施形態において、蒸気発生装置１００及び検出器装置１０４は、検出システム（例えば、ＩＭＳ検出器システム）１０の一部とすることができる。このような検出システム１０にて蒸気発生装置１００及び検出器組立体は共通ハウジング内に収容することができる。
【００１１】
蒸気発生装置１００は、例えば、ファン、ブロア、圧縮ガス源等のようなガス（例えば、空気）流発生装置１０６を有する。ガス流発生装置１０６は、スイッチのオン・オフ切替えをして、ガス（空気）流を所要に応じて出口１０７に供給するよう構成する。ガス流発生装置１０６は、種々のフィルタ又は他のデバイスを有し、ガスから（例えば、大気から）汚染物及び水蒸気を除去してから出口１０７に供給することができる。
【００１２】
ガス流発生装置１０６の出口１０７は、蒸気チャンバ１０９の一方の端部における入口１０８と流体連通する（例えば、接続する）。蒸気チャンバ１０９は種々の形態とすることができ、また任意な種類の蒸気源、例えば、拡散源のような透過源を有することができる。例えば、図示の実施形態において、蒸気チャンバ１０９は、液相の化合物で飽和した湿潤吸収材料１１１を含むハウジング１１０を有し、これにより、ハウジング１１０内で吸収材料１１１よりも上方にある内部空間１１２が、外気温度で液体飽和蒸気圧力にある液体蒸気で少なくともほとんど充満しているようにする。蒸気チャンバ１０９は、入口１０８とは反対側の端部に出口１１３を有し、この出口１１３を経て蒸気及びガスを含む蒸気流が蒸気チャンバ１０９から流出することができる。実施形態において、蒸気を生成する液体は、アセトンを含む。しかし、アセトン以外の蒸気生成物質も使用することができる。
【００１３】
蒸気チャンバの出口１１３は、蒸気吸収組立体１１５の入口１１４に、例えば、拡散バリアを介して流体連通する（例えば、接続する）。蒸気吸収組立体１１５は、蒸気チャンバ１０９が生成する蒸気を吸収するよう構成した蒸気吸収剤１１６を含む。出口（蒸気出口１０３）を有する蒸気透過通路（主流路）１１７は、蒸気吸収剤１１６を貫通し、また検出器装置１０４に接続する。図示の実施形態において、蒸気吸収組立体１１５は、単一の蒸気透過通路１１７を有する。しかし、付加的な蒸気透過通路１１７を図示の通路１１７に平行となるよう設けることも考えられる。さらに、第２蒸気吸収組立体を蒸気チャンバ１０９の入口１０８とガス流発生装置１０６との間に設け、ガス流がオフ状態になるとき（例えば、ガス流発生装置１０６を作動停止するとき）、チャンバ１０９からガス流発生装置１０６に蒸気が通過するのを防止できるようにする。空気バルブを第２蒸気吸収組立体と蒸気チャンバとの間に接続することができる。このバルブは、ガス（空気）流を必要とするまで、閉鎖状態に維持することができる。
【００１４】
オンデマンド蒸気発生装置１００はさらに、１個又は複数個の拡散バリアを有することができる。実施形態において、拡散バリアは、発生装置１００がオフ状態であるとき（例えば、蒸気発生装置１００によって蒸気流が供給されないとき）、蒸気発生装置１００からの蒸気の拡散（したがって、損失）率を制限する小さい断面積を有する流路により構成する。
【００１５】
蒸気発生装置１００がオフになるとき（例えば、「オフ」状態、すなわち、蒸気流が供給されないとき）、ガス流発生装置１０６はオフ状態を維持し、これにより蒸気チャンバ１０９及び蒸気透過通路１１７を通過するガス（空気）流は存在しない。蒸気透過通路１１７は蒸気チャンバ１０９の内部１１２に開放しており、したがって、若干の蒸気は通路１１７内に漂遊流入することができる。この漂遊流入を生ずるとき、蒸気は蒸気吸収材料内に拡散し、吸収される。蒸気吸収剤１１６の口径、長さ、多孔率及び性質は、ゼロフロー条件（フローが全くない、又はほとんどない条件）下で通路１１７の出口１０３の端部から逃げる蒸気量が、蒸気発生装置１００を使用する用途に照らしてほんの僅かなものとなるように選択する。例えば、ＩＭＳ検出器でドーパント源として蒸気発生装置１００を使用する場合、オフ状態の蒸気ドーパント流は、ＩＭＳ検出器が識別可能ないかなるドーパントイオンピークを生成するのに不十分であるよう構成する。
【００１６】
蒸気発生装置１００は、蒸気チャンバ１０９の入口１０８に流入するガス（空気）流を生ずるようガス流発生装置１０６を調整することによって、出口１０３における蒸気流を生ずるよう調整する。このガス（空気）流は、蒸気チャンバ１０９内で生成された蒸気を収集し、出口１１３から蒸気吸収組立体１１５の通路１１７内に押し込む。通路１１７内での流速は、通路内に収集された蒸気の滞留時間が十分短くて、蒸気がほとんど蒸気吸収剤１１６に吸収されない程度となるよう選択する。したがって、ガス流発生装置がオフ状態のときよりも、蒸気のより多くの部分が蒸気透過通路１１７を経て通路１１７の出口１０３の端部を通過する。
【００１７】
蒸気発生装置１００は、必要でないとき極めて急速に蒸気流をオフ状態にすることができるよう構成し、これにより蒸気は高い率で漏洩しなくなる。ＩＭＳ検出システムにおいて、このことは、システムをオフにして動作停止させるとき、ドーパント蒸気がＩＭＳ検出器に進入するのを効果的に阻止する。このことはさらに、装置をオフ状態にするときドーパントが未ドープ領域に漏れるリスクを低減して、ＩＭＳ検出器の選択した領域がドープされるようにすることができる。従来型のシステムにおいて、ＩＭＳ検出器を通過するガス流は、装置が作動しているとき未ドープ領域をドーパントがない状態に維持するが、装置が作動していないときガス流が止まり、ドーパントのいかなる僅かな漏れも装置の全ての領域を汚染することになる。このことが、装置を連続的に作動させる場合を除いてＩＭＳ検出器の異なる領域を異なる状態にドープするのを極めて困難なものにしていた。
【００１８】
図１〜４において、ガス流発生装置１０６は、蒸気チャンバ１０９の入口１０７に流体連通してチャンバ１０９内に空気を押し込むように示す。しかし、他の実施形態において、ガス流発生装置１０６は、蒸気チャンバ１０９の下流側に接続し、チャンバ１０９内に空気を引き込むよう構成することができる。例えば、ガス流発生装置１０６は、蒸気チャンバ１０９の出口１１３と蒸気吸収組立体１１５の入口１１４（蒸気透過通路１１７の入口１１４における端部）との間に接続する、又は蒸気吸収組立体１１５の下流側に（通路１１７の出口１０３における端部）接続することができる。
【００１９】
図３及び４に示す実施形態において、蒸気吸収組立体１１５は、さらに、「行き止まり」蒸気透過通路（４個の行き止まり蒸気透過通路３１７Ａ〜Ｄ、総称的には蒸気透過通路３１７を示す）を形成するよう、閉じられた（例えば、塞いだ）付加的な蒸気透過通路（領域）を有するものとして示す。図示のように、行き止まり蒸気透過通路３１７は、したがって、蒸気吸収剤１１６内に部分的にのみ延在し、出口を有さない。
【００２０】
蒸気吸収組立体１１５が蒸気チャンバ１０９から蒸気流を受け取るとき（例えば、ガス流発生装置１０６がオン状態にあるとき）、蒸気流は、主流路として機能する一次蒸気透過通路１１７から通路出口１０３を通過し、蒸気吸収剤１１６による蒸気流からの蒸気吸収は少なくともほとんどない。しかし、蒸気チャンバから蒸気流を受け取らないとき（例えば、ガス流発生装置１０６がオフ状態になり、蒸気流がほとんど、又は全くないとき）、蒸気チャンバ１０９から蒸気吸収組立体１１５に進入する蒸気は、蒸気透過通路１１７及び／又は行き止まり蒸気透過通路３１７内に流入し、蒸気吸収剤１１６によって少なくとも大部分が吸収される。
【００２１】
蒸気発生装置１００がオフ状態のとき（例えば、蒸気流が供給されないとき）、蒸気チャンバ１０９から拡散する蒸気は、上述したように、蒸気吸収組立体１１５に進入するが、蒸気透過通路１１７（主流路）及び行き止まり蒸気透過通路３１７の双方に流れ込む。この結果、蒸気用に充てられた吸収面積は大幅に増大する。しかし、蒸気発生装置１００がオン状態にあるとき（例えば、蒸気流が供給されるとき）、行き止まり蒸気透過通路３１７は、ほとんどガス交換がなく、蒸気流からの蒸気吸収に貢献しないデッド容積部として作用する。したがって、行き止まり蒸気透過通路３１７がなく蒸気透過通路１１７のみを有する実施形態からのものと比べて、行き止まり蒸気透過通路３１７を有する蒸気発生装置１００から流出する蒸気濃度には大きな変化はない。
【００２２】
実施形態において、行き止まり蒸気透過通路３１７を追加することにより、オンデマンド蒸気発生装置１００が作動できる温度範囲の幅を増大させることができる。温度が増加するにつれて、透過源及び拡散源の活性が上昇し、拡散率が上昇し、また吸収材料（例えば、活性炭）の化学物質捕捉能力が低下することがよくある。したがって、より高い濃度の蒸気が、より高い割合で蒸気発生装置１００の蒸気吸収組立体１１５に送給される。この増加は、吸収容量／率の減少によって度合いを増して、蒸気吸収組立体１１５の蒸気処理能力を低下させることになる。したがって、オフ状態での漏れは増大する。したがって、図１及び２に示す（行き止まり蒸気透過通路３１７がない）蒸気吸収組立体１１５の蒸気透過通路１１７が、適正濃度の蒸気がオン状態にある蒸気発生装置１００から極めて低温で流出できるのに適した長さとなるよう設計されているとき、蒸気透過通路１１７は、オフ状態において極めて高い温度ですべての蒸気を吸収するほどの長さにしないのが適切である。図３及び４に示すように、行き止まり蒸気透過通路３１７を蒸気吸収組立体１１５に追加することにより、オフ状態における吸収を増加するとともに、蒸気発生装置１００から流出するオン状態の蒸気濃度は減少しない。したがって、行き止まり蒸気透過通路３１７を蒸気吸収組立体１１５に追加することは、より高い温度範囲にわたって蒸気漏れを減少することを可能にし、極めて低温で適切な蒸気を供給する蒸気発生装置１００の能力を制限しない。さらに、行き止まり蒸気透過通路３１７を追加することによれば、オフ状態での蒸気漏れを制限する蒸気発生装置１００の能力を損なうことなく、蒸気発生装置１００から流出する蒸気濃度を増大させることを可能にする。
【００２３】
実施形態において、図３及び４に示すように、行き止まり蒸気透過通路３１７を蒸気吸収組立体１１５に追加することによれば、主流路の短縮化（例えば、蒸気透過通路１１７の短縮化）を容易にし、オフ状態での漏洩を制限する蒸気発生装置１００の能力を制限することなく、オン状態で蒸気発生装置１００が生成する蒸気濃度をより高くすることができる。さらに、検出システム１０が或る温度範囲にわたり作動する状況において、行き止まり蒸気透過通路３１７を蒸気吸収組立体１１５に追加することは、短い主流路にすることによってオン状態における低温で蒸気発生装置１００から流出する適切な蒸気濃度を供給する能力を向上させるとともに、同時にオフ状態における蒸気発生装置１００の漏れをより高い温度で（ソースの活性及び拡散率が低温におけるよりも高くなるとき）容認可能なレベルに制限することができる。
【００２４】
蒸気透過通路１１７（主流路）及び／又は行き止まり蒸気透過通路３１７を有する、図１〜４に示すオンデマンド蒸気発生装置１００の蒸気吸収組立体１１５の寸法、レイアウト及び構成は、種々の因子、例えば、限定しないが、蒸気源（蒸気チャンバ１０９）の活性、供給する必要な濃度、蒸気発生装置１００のオン状態で使用するフロー、オフ状態にあるときの容認可能な放出レベル、及び蒸気発生装置１００が作動する条件（例えば、温度）に基づいて変動する。したがって、本明細書で示した寸法、レイアウト及び構成は、説明目的のためであり、必ずしも本発明の限定を意味しない。
【００２５】
図１及び３に示す実施形態において、蒸気吸収組立体１１５の蒸気透過通路１１７及び／又は行き止まり蒸気透過通路３１７は、炭素（活性炭）のような吸収剤材料又はゼオライトとすることができる分子篩材料のような焼結材料のブロック１１８に機械加工で形成したボアにより構成する。他の実施形態において、蒸気透過通路１１７及び行き止まり蒸気透過通路３１７は、後で除去するコア構造周りにブロック１１８を成形することによって形成することができる。吸収剤材料は、蒸気（例えば、アセトン蒸気等）を吸収するよう構成する。例えば、材料自体は炭素（活性炭）のような吸収剤材料で形成する、又は材料自体は非吸収剤材料とし、適当な物質を含浸させることによって吸収剤にすることができる。このようにして、蒸気（例えば、アセトン蒸気等）は、蒸気透過通路１１７の長さ全体に沿って、及び行き止まり蒸気透過通路内で蒸気吸収剤１１６によって吸収することができる。
【００２６】
図２及び４に示す実施形態において、蒸気透過通路１１７及び／又は行き止まり蒸気透過通路３１７は、蒸気透過外壁又は薄膜２２０を持つチューブ２１９で構成し、蒸気不透過材料で形成した外側ハウジング２２１内に少なくとも大部分を包囲する。例えば、図示のように、蒸気透過通路１１７を形成するチューブ２１９は、ハウジング２２１の中心に沿って軸線方向に延在するとともに、行き止まり蒸気透過通路３１７を形成するチューブ２１９は中心チューブ周りに配列することができる。図示のように、蒸気透過通路１１７を形成するチューブ２１９は、入口１１４に接続した第１端部と、出口１０３に接続した第２端部を有する。同様に、蒸気過通路３１７を形成するチューブ２１９は、入口１１４に接続した第１端部を有する。しかし、これら通路３１７を形成するチューブ２１９の第２端部は塞がれ、ハウジング２２１から貫通させない。チューブ２１９の口径、長さ、壁厚及び材料は、蒸気発生装置１００を用いる用途に照らして、ゼロフロー条件下ではチューブ２１９の出口１０３側の端部から逃げる蒸気量がほんの僅かとなるように選択することができる。一実施形態において、図２に示す蒸気透過通路１１７を形成するチューブ２１９は、約１００ミリメートル（１００ｍｍ）の長さ、約１リメートル（１ｍｍ）の外径、及び約１／２ミリメートル（０.５ｍｍ）の内径を有するものとする。しかし、他のサイズを有するチューブ２１９も考えられる。チューブ２１９の外面とハウジング２２１の内面との間の容積は、蒸気チャンバ１０９で生成された蒸気を容易に吸収する材料２２１で少なくとも大部分を充填する。実施形態において、材料２２１は、アセトン蒸気等のような蒸気を吸収するのに有効な活性炭顆粒を有することができる。したがって、チューブ２１９はすべての側面を活性炭顆粒によって包囲される。実施形態において、チューブ２１９は、シリコーンゴム等のようなエラストマープラスチックで形成することができる。
【００２７】
実施形態において、オンデマンド蒸気発生装置１００はさらに、蒸気流を使用するまでは、蒸気チャンバ１０９から吸収剤通路への蒸気の流れを阻止するよう接続した空気バルブを有することができる。この空気バルブは、蒸気吸収剤１１６内への連続的な蒸気吸収を防止し、したがって、蒸気チャンバ１０９及び蒸気吸収剤１１６における吸収材料双方の寿命を伸ばすという利点がある。蒸気透過通路１１７及び／又は行き止まり蒸気透過通路３１７は、バルブ封止を通過する蒸気を捕捉することができ、拡散率を低くする。したがって、蒸気吸収組立体１１５のサイズ（例えば、蒸気透過通路１１７及び／又は行き止まり蒸気透過通路３１７の長さ、表面積等）を縮小することができる。
【００２８】
図１〜４において、蒸気吸収剤１１６は、蒸気透過通路１１７及び／又は行き止まり蒸気透過通路３１７の周りに延在するよう示す。しかし、実施形態において、蒸気発生装置１００全体の少なくとも大部分を蒸気吸収剤内に包囲し、オフ状態の蒸気発生装置１００から蒸気がほとんど漏れないようにすることができる。
【００２９】
本発明のオンデマンド蒸気発生装置１００は効率のよい蒸気捕捉を行う。蒸気発生装置１００は、ドーピング検出器に使用するのに限定せず、他の用途への使用も可能である。例えば、蒸気発生装置１００は、検出システム１０における定期的な内部較正材料の供給に使用することができる。検出システム１０は、ＩＭＳ検出システム、ガスクロマトグラフシステム、質量分光分析装置又は他のシステムとすることができる。蒸気発生装置１００は、他の検出器、フィルタ等の較正又は検査に使用することができる。
【００３０】
本明細書の文脈から分かるように、蒸気発生装置は、新しい蒸気を発生する必要はなく、蒸気源、例えば、蒸気リザーバから得られる予め存在している蒸気を発生することができる。本明細書の文脈から分かるように、用語「吸収」は、化学的又は分子的な作用を意味する必要はなく、表面上への蒸気吸着、化学的吸収、化学的又は分子的な作用による蒸気の取り込み、多孔質材料内への蒸気の少なくとも一時的な捕捉のうち少なくとも１つを含むととらえることができる。流れの通路に沿う流量は、流れの通路の長さ及び断面積、並びに通路に沿う流れを駆動するのに適用する圧力差に依存し得る。したがって、蒸気透過通路は、通路に沿う流量を通路の有限断面及び有限幅によって阻害するフローインピーダの例である。流れは、任意の流れ抑止手段のような他の例のフローインピーダによって阻害し、例えば、吸着、吸収によって、又は流れにバリアを介在させることによって、流れを緩慢にすることができる。
【００３１】
本発明の要旨を特別な構造上の特徴及び／又は方法論的行為について説明してきたが、特許請求の範囲で定義される発明の要旨は上述の特別な特徴又は行為に必ずしも限定しない。種々の形態を説明したが、装置、システム、サブシステム、コンポーネント等々は、本発明から逸脱することなく、様々なやり方で構成することができる。むしろ、特別な特徴及び行為は特許請求の範囲を実施する例示的な形式として開示するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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