JP2023538573A - ガス漏洩検出器用のバイパス開口部を備えたスニファー・プローブ - Google Patents

Abstract

スニファー原理に従ってスニファー・プローブを通してガスを吸引するための真空ポンプ（２０）と、吸引されたガス流を分析するためのガス検出器（２２）と、を有するガス漏洩検出器（１８）用のスニファー・プローブ（１０）であって、吸引されたガス流のためのガス入口（２８）と、ガス漏洩検出器に接続可能なガス出口（２６）と、ガス入口をガス出口にガス導通状態で接続するチャネル（１６）とを備えている。スニファー・プローブは、ガス入口（２８）とガス出口（２６）との間に位置するチャネルの一部をスニファー・プローブの外部環境（３２）にガス導通状態で接続するバイパス開口部（３０）を備えており、バイパス開口部は、このバイパス開口部を選択的に開閉するための作動可能な閉鎖体（３６）を有している。

Description

本発明は、スニファー原理（sniffing principle）によるスニファー・プローブ（sniffer probe）を通してガスを吸引するための真空ポンプと、吸引されたガス流を分析するためのガス検出器と、を有するガス漏洩検出器用のスニファー・プローブに関する。このようなガス漏洩検出器は、スニファーガス漏洩検出器とも呼ばれる。真空ポンプは、ガス入口を通して大気からガスを吸引し、それをガス検出器に供給するように設計されている。

この目的のために、スニファー・プローブは、吸引されたガス流のためのガス入口と、ガス漏洩検出器に接続可能なガス出口とを有し、ガスは、ガス漏洩検出器及びガス検出器に供給される。更に、スニファー・プローブは、ガス導通状態（gas conducting manner）でガス入口をガス出口に接続するチャネルを有している。ここで、スニファー・プローブは、ガス漏洩検出器の一体部分であっても良く、または別個の要素としてガス漏洩検出器に取り外し可能に接続可能であっても良い。

ガス入口を通って吸引されたスニファーガスの流れ、すなわち流量が大きければ大きいほど、検査対象の漏洩箇所（a leak）から漏れたガスをより速く検出することができ、漏れたガスが検出される可能性のある漏洩箇所までの距離が大きければ大きいほど、単位時間当たりにより多くのガス量が漏洩検出器に搬送される。一方、ガス流が大きいと、ガスが吸引される空間がより大きくなり、吸引されるガスの体積が大きいので、漏洩の正確な位置特定がより困難になる。分析されたガスが吸引される領域が大きければ大きいほど、ガス漏洩の位置特定はより大きくまたは不正確になる。

ガス漏洩の位置特定の精度は、スニッフィングガス流を減少させることによって向上させることができる。しかし、これはまた、漏洩ガスの測定濃度を増加させ、漏洩検出装置において圧力変化がしばしば生じてしまう。

国際公開第２０１９／２１１３７８号

本発明の目的は、ガス漏洩箇所からより大きな距離であっても迅速な漏洩検出を可能にし、漏洩箇所の位置特定の精度を高めるスニファー・プローブを提供することである。

本発明に係るスニファー・プローブは、それぞれ独立請求項１及び２の特徴により限定される。

従って、本発明の第１の変形形態は、スニファー・プローブが、ガス入口とガス出口との間に位置するチャネルの部分を、スニファー・プローブの外部環境にガス導通状態で接続するバイパス開口部を備えており、バイパス開口部は、このバイパス開口部を選択的に開閉するための作動可能な閉鎖体を有している。バイパス開口部が閉じられると、吸引開口部を通る流れが最大になるので、単位時間当たりにガス入口を通って大きなガス体積が吸引される。これにより、漏洩箇所とガス入口との間の距離を大きくすることができ、そこでは漏洩箇所から逃げるガスを依然として検出することができる。しかしながら、ガス漏洩の位置特定の精度は、バイパス開口部が閉じられたときに低下し、バイパス開口部を開くことによって向上させることができる。その結果、検出器に供給されるガス流の一部は、バイパス開口部を通って吸引されるが、閉鎖されたバイパス開口部の場合と比較して、検出器に供給されるガス流のより小さな部分のみがガス入口を通って吸引される。ガス入口が漏洩箇所に向けられている場合、漏洩の可能性のあるガスがそこから吸引される漏洩の領域の体積は、閉じたバイパス開口部の場合と比較して減少し、それによって、漏洩検出の精度、すなわち、ある意味では、空間分解能が向上する。

バイパス開口部及び／またはガス入口をガス出口に接続するチャネルは、バイパス開口部が開かれたときに、バイパス開口部及びガス入口を通るガス流の総流量が、バイパス開口部が閉じられたときのガス入口を通るガス流と本質的に等しくなるように、寸法決定及び設計されることが好ましい。すなわち、バイパス開口部が開いているときのガス出口を通るガス流は、バイパス開口部が閉じているときのガス流と本質的に同じである。

第１の変形例に代えて、第２の変形例によれば、スニファー・プローブが、バイパスガス入口と、スニファー・プローブのガス入口に接続可能なバイパスガス出口と、バイパスガス入口とバイパスガス出口とをガス導通状態で接続するバイパスチャネルと、を備えるバイパスアタッチメントを備えることによっても、同様の技術的効果を得ることができる。バイパスアタッチメントは、バイパスガス入口とバイパスガス出口との間に配置されたバイパスチャネルの部分をバイパスアタッチメントの外部環境にガス導通状態で接続するバイパス開口部を有している。バイパスアタッチメントは、接続状態において、バイパスガス出口がスニファー・プローブのガス入口にガス導通状態で接続されるように、スニファー・プローブに着脱可能に接続することができる。

第２の変形例では、ガス検出器が漏洩箇所から漏れたガスを依然として検出することができる、ガス入口又はバイパスガス入口と漏洩箇所との間の距離は、バイパスアタッチメントがスニファー・プローブに接続されていないときに最大である。漏洩ガスの検出の空間分解能，すなわち漏洩箇所の位置決定の精度は，バイパスガス出口がスニファー・プローブのガス入口に接続されるように，バイパスアタッチメントがスニファー・プローブに取り付けられたときに最大となる。

第２の変形例では、バイパス開口部及び／またはバイパスチャネルは、バイパスアタッチメントがスニファー・プローブに接続されたときに、バイパス開口部及びバイパスガス入口を通るガス流の総流量が、バイパスアタッチメントが取り外されたときのスニファー・プローブのガス入口を通るガス流と本質的に等しくなるように、寸法決定及び設計されることが好ましい。換言すれば、このことは、バイパスアタッチメントが取り付けられ、バイパス開口部が開いた状態のスニファー・プローブのガス出口におけるガス流が、バイパスアタッチメントが取り外されたときのガス流にほぼ対応し、バイパスアタッチメントは、このガス流に対して無視できる程度の影響しか及ぼさないことを意味している。本発明の両方の変形例において、「本質的に（essentially）」という用語は、バイパス開口部が開かれたとき、及び／またはバイパスアタッチメントが取り付けられたときに、スニファー・プローブのガス出口でのガス流が最大でも約５％または最大でも約１０％変化するように理解されるべきである。これは、例えば、チャネル内またはバイパスチャネル内の適当な可能な可変流量スロットルによって達成することもできる。あるいは、流れは、ハンドルと真空ポンプを備えたセンサユニットとの間の毛細管ライン（可撓性ホース２６）のガス流絞り効果によって本質的に影響されるので、全流れに対する追加のバイパス開口部の効果は無視できる。

本発明の両変形例において、漏洩の領域から吸引される検出器に供給されるガス流の部分は、第１の変形例ではバイパス開口部が閉じられ、第２の変形例ではバイパスアタッチメントがスニファー・プローブに接続されていないときに最大となる。この場合、ガス入口と漏洩箇所との間の距離は、検出器が漏洩箇所から流出したガスを依然として検出することができる最大距離である。スニファー漏洩検出器のユーザは、第１の変形例ではバイパス開口部を開き、第２の変形例ではバイパスアタッチメントをスニファー・プローブに接続することによって、ガス漏洩の位置特定の空間分解能を選択的に高めることができる。

第２の変形例においても、バイパス開口部は、バイパス開口部を選択的に開閉するための作動可能な閉鎖体（actuatable closure）を有することが考えられる。この場合、閉鎖体はバイパスアタッチメントに配置されている。

基本的に、閉鎖体は、スニファー・プローブまたはバイパスアタッチメントの外面に沿ってチャネルまたはバイパスチャネルの長手方向に変位可能なスライダとして設計することができる。スライダは、スニファー・プローブまたはバイパスアタッチメントを環状またはリング状に囲むことができる。

有利には、バイパス開口部は、チャネル内またはバイパスチャネル内の吸引されたガスの主流れ方向に対して横方向に延在している平面内に配置されている。これにより、ガスがバイパス開口部を通って吸引される主な流れ方向は、ガスがガス入口又はバイパスガス入口を通って吸引される主な流れ方向とは異なる。これは、ガス入口又はバイパスガス入口がリークの方向に向けられたときに、漏洩の領域からバイパス開口部を通ってガスが吸引されないという利点を有している。

この効果は、ガス入口またはバイパスガス入口からのバイパス開口部の距離が少なくとも約０．５ｃｍまたは少なくとも約２ｃｍであることによって、代替的または追加的に達成することができる。本発明の一例によれば、この距離は、０．３ｃｍから０．７ｃｍの範囲、好ましくは０．４ｃｍから０．６ｃｍの範囲、従って約０．５ｃｍとすることができる。本発明の別の例によれば、この距離は、１．８ｃｍから２．２ｃｍの範囲、好ましくは１．９ｃｍから２．１ｃｍの範囲、従って約２ｃｍであっても良い。更に別の例によれば、この距離は２ｃｍより大きくても良い。

これに代えて又はこれに加えて、バイパス開口部は、その長手方向中心軸がチャネル又はバイパスチャネルの長手方向中心軸に対して少なくとも約４５°の角度を為し、好ましくは６０°～１２０°の範囲内、特に好ましくは８０°～１００°の範囲内にあるガス導通路を介してチャネル又はバイパスチャネルに接続されるべきである。そして、バイパス開口部とチャネル又はバイパスチャネルとを接続するガス伝導路は、チャネル又はバイパスチャネルに対してほぼ横断方向に配置されている。これはまた、ガスがガス入口又はバイパスガス入口を通るのではなく別の領域からバイパス開口部を通って吸引されるので、ガス入口又はバイパスガス入口が漏洩箇所に向けられたときに漏洩ガスがバイパス開口部を通って吸引される可能性が無いという効果を有している。

一実施形態によれば、バイパス開口部は、バイパス開口部を通るガス流が、本発明の第１の変形例におけるガス入口を通るガス流、または本発明の第２の変形例におけるガス入口を通るガス流の少なくとも５倍の大きさであるような寸法である。

本発明はまた、記載されたタイプのスニファー・プローブと、記載されたタイプのガス漏洩検出器との組み合わせにおいても見られ得る。

バイパス開口部が閉じられた第１の実施形態を示す。 バイパス開口部を開いた図１の実施形態を示す。 スニファー・プローブに接続されていない状態のバイパスアタッチメントを備えた第２の実施形態を示す。 スニファー・プローブに接続されたバイパスアタッチメントを有し、バイパス開口部が開放された第３の実施形態を示す。 バイパス開口部が閉じられた図４の実施形態を示す。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態をより詳細に説明する。

全ての実施形態において、ガス漏洩検出器のスニファー・プローブ１０は、ガス入口２８と、ガス出口２６と、ガス入口２８をガス出口２６にガス導通状態で接続するチャネル１６とを有している。本発明のスニファー・プローブは、例えば、スニファー・プローブがホースを介してガス漏洩検出器に接続されているガス漏洩検出器の一体部分であっても良い。あるいは、スニファー・プローブは、ガス漏洩検出器とは別の要素であっても良く、この場合、スニファー・プローブは、取り外し可能な方法でガス漏洩検出器に接続することができる。

ガス漏洩検出器１８は、一例として図３～図５に示されている。ガス漏洩検出器１８は、ガスを吸引するための真空ポンプ２０と、吸引されたガスを分析するためのガス検出器２２とを有している。ガス漏洩検出器１８は、可撓性ホース２４を介して、スニファー・プローブ１０のガス出口２６にガス導通状態で接続されている。

ガス伝導チャネル１６は、ガス出口２６をスニファー・プローブ１０のガス入口２８に接続している。スニファー・プローブは、細長い回転対称要素であり、ガス入口２８及びガス出口２６は、対向する端面に配置され、チャネル１６によってガス伝導方式で互いに接続されている。

図１及び図２による第１の実施形態では、スニファー・プローブ１０はバイパス開口部３０を備えており、図２に示すようにバイパス開口部３０が閉じられていない場合、このバイパス開口部３０は、ガス入口２８とガス出口２６との間に位置するチャネル１６の部分をスニファー・プローブの外部環境３２にガス導通状態で接続している。バイパス開口部３０は、チャネル１６の長手方向中心軸に平行であり、チャネル１６を通って搬送されるガスの主流れ方向に平行に延在している平面内に配置されている。また、バイパス開口部３０とチャネル１６とを接続するガス伝導路３４の長手方向中心軸は、チャネル１６の長手方向中心軸に対して横向きに配置されている。その結果、バイパス開口部３０が開いているとき、ガスは、スニファー・プローブ１０のガス入口２８を通るよりもバイパス開口部３０を通って別の領域から吸引される。

第１の実施形態において、バイパス開口部３０はスライダ３６を用いて閉鎖することができる。スライダ３６は、図１に示されるようにバイパス開口部３０を閉鎖し、図２に示されるようにそれを開放するように、スニファー・プローブ１０の外殻表面に沿ってスニファー・プローブ１０及びチャネル１６の長手方向に変位可能である。第１の実施形態では、閉鎖体３６は、外側でスニファー・プローブを環状に囲む環状スライダである。あるいは閉鎖体３６は、図３及び図４に示されるものと同様の、リング部分、平面プレートまたはフラップであっても良い。

図３の第２の実施形態は、バイパス開口部３０がスニファー・プローブ１０に設けられておらず、スニファー・プローブ１０のガス入口２８に接続可能なバイパスアタッチメント４０に設けられている点で、第１の実施形態と異なる。バイパスアタッチメント４０は、バイパスガス入口４２及びバイパスガス出口４４と、バイパスガス入口４２をバイパスガス出口４４にガス導通状態で接続するバイパスチャネル４６とを有している。

バイパスアタッチメント４０は、プラグ可能な要素（pluggable element）としてスニファー・プローブ１０に着脱可能に接続可能であり、それによって、取付状態において、バイパスガス出口４４は、ガス導通状態でスニファー・プローブ１０のガス入口２８に接続されている。

第２実施形態では、管路部３４は、バイパスチャネル４６に接続されている。また、第２実施形態の管路部３４は、バイパスチャネル４６の長手方向に対して横方向に配置されている。これは、管路部３４の長手方向中心軸が、バイパスチャネル４６の長手方向中心軸に対して横方向に延在していることを意味している。バイパス開口部３０は、バイパスチャネル４６内の吸引されたガスの主流れ方向に平行で且つバイパスチャネル４６の長手方向中心軸に平行に延在している平面内に配置されている。同様に、バイパスガス入口は、バイパス開口部３０の平面に対して横方向に延在している平面内に配置されている。

図３の第２の実施形態と同様に、図４及び図５の第３の実施形態は、バイパスアタッチメント４０を備えた本発明の第２の変形例に対応している。第２の実施形態に対する第３の実施形態の本質的な相違は、本発明の第１の変形例の閉鎖体と同様に、フラップの形態の追加の閉鎖体３６を使用してバイパス開口部３０を選択的に開閉できることである。

Claims (9)

1. スニファー原理に従ってスニファー・プローブを介してガスを吸引するための真空ポンプ（２０）と、吸引されたガス流を分析するためのガス検出器（２２）と、を有するガス漏洩検出器（１８）用のスニファー・プローブ（１０）であって、該スニファー・プローブは、吸引されたガス流のためのガス入口（２８）と、ガス漏洩検出器に接続可能なガス出口（２６）と、前記ガス入口と前記ガス出口とをガス導通状態で接続するチャネル（１６）とを備え、
   前記スニファー・プローブは、前記ガス入口（２８）と前記ガス出口（２６）との間に位置する前記チャネルの部分を、前記スニファー・プローブの外部環境（３２）にガス導通状態で接続するバイパス開口部（３０）を備えており、前記バイパス開口部は、該バイパス開口部を選択的に開閉するための作動可能な閉鎖体（３６）を有している、ことを特徴とするスニファー・プローブ。
2. スニファー原理に従ってスニファー・プローブを介してガスを吸引するための真空ポンプ（２０）と、吸引されたガス流を分析するためのガス検出器（２２）と、を有するガス漏洩検出器（１８）用のスニファー・プローブ（１０）であって、該スニファー・プローブは、吸引されたガス流のためのガス入口（２８）と、ガス漏洩検出器に接続可能なガス出口（２６）と、前記ガス入口と前記ガス出口とをガス導通状態で接続するチャネル（１６）とを備え、
   前記スニファー・プローブは、バイパスガス入口（４２）と、前記スニファー・プローブの前記ガス入口に接続可能なバイパスガス出口（４４）と、前記バイパスガス入口と前記バイパスガス出口とをガス導通状態で接続するバイパスチャネル（４６）と、を備えるバイパスアタッチメント（４０）を有しており、
   前記バイパスアタッチメント（４０）は、前記バイパスガス入口と前記バイパスガス出口との間に配置された前記バイパスチャネルの部分を前記バイパスアタッチメントの外部環境（３２）にガス導通状態で接続するバイパス開口部（３０）を有し、前記バイパスアタッチメントは、接続状態において、前記バイパスガス出口が前記スニファー・プローブの前記ガス入口（２８）にガス導通状態で接続されるように、前記スニファー・プローブに着脱可能に接続することができる、ことを特徴とするスニファー・プローブ。
3. 前記バイパス開口部（３０）及び／または前記チャネル（１６）は、前記バイパス開口部（３０）が開かれたときに、前記バイパス開口部（３０）及び前記ガス入口（２８）を通る前記ガス流の総流量が、前記バイパス開口部（３０）が閉じられたときの前記ガス入口（２８）を通る前記ガス流と本質的に等しくなるような寸法である、ことを特徴とする請求項１に記載のスニファー・プローブ。
4. 前記バイパス開口部（３０）及び／または前記バイパスチャネル（４６）は、前記バイパスアタッチメント（４０）が接続されたときに、前記バイパス開口部（３０）及び前記バイパスガス入口（４２）を通る前記ガス流の総流量が、前記バイパスアタッチメント（４０）が取り外されたときの前記ガス入口（２８）を通る前記ガス流と本質的に等しくなるような寸法である、ことを特徴とする請求項２に記載のスニファー・プローブ。
5. 前記バイパス開口部（３０）は、前記チャネル（１６）または前記バイパス流路（４６）における吸引ガスの主流れ方向に平行に延在している平面内に配置されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載のスニファー・プローブ。
6. 前記閉鎖体（３６）は、前記スニファー・プローブ又は前記バイパスアタッチメントの外面に沿って前記チャネルの長手方向に変位可能なスライダである、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のスニファー・プローブ。
7. 前記スライダは、前記スニファー・プローブまたは前記バイパスアタッチメントの外側を環状またはリング状に囲んでいる、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のスニファー・プローブ。
8. 前記バイパス開口部は、前記ガス入口または前記バイパスガス入口から約０．５ｃｍまたは少なくとも約２ｃｍの距離に配置されている、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のスニファー・プローブ。
9. 前記バイパス開口部は、該バイパス開口部を通るガス流が前記ガス入口を通るガス流の少なくとも約５倍であるような寸法である、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項一項に記載のスニファー・プローブ。

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