JP6373877B2 - エアサンプリングシステム - Google Patents

Description

本発明は、低温空間のためのエア監視及び／又はエアサンプリングに関する。好ましい形態では、これに限定されないが、本発明は、冷凍保管施設のための吸引式煙検出システムに関する。しかしながら、本発明は、他のタイプのエア監視システム、例えば、ガス検出システム、生物材料のエアロゾル検出、または低温空間で使用可能な他のタイプの煙検出システムへの用途を有することが理解されよう。本発明はまた、低温空間のためのエアサンプリングシステム用のキットに関する。

寒い環境、特に冷凍保管施設は、何れの煙検出システムにとっても珍しく、挑戦的な環境である。これらは、低い温度および、部屋の内外に機械類を輸送する作業者からの頻繁な交通流量を変化させることによって特徴付けられる。多くの場合、暖気の進入を制限するために、高速に動作する自動ドアまたはプラスチックバリアカーテンの形態を有するが、暖気が部屋に入ることは避けられない。規則的な暖気進入を伴うこの一定の交通流量は、周囲温度が、氷結が生ずる０℃未満である状況において、部屋内に凝縮をしばしば生成する。氷結は、一般には入口地点の近傍において、設備および構造に搭載された天井のいずれかおよび全てに形成する傾向がある。

冷凍保管施設内の煙検出システムが知られている。吸引式煙検出システムは、一般に検査のためのサンプリングエアを引き込む多数のサンプリングポイントを伴うサンプリングネットワークを有する。これらのサンプリングポイントは、一般に冷凍空間の天井または壁に位置決めされる。しかしながら、時間経過とともに、暖気が進入して、サンプリングポイントおよび関連するパイプは、氷によって閉塞状態になり得る。これは、エアフロー問題および動作不能の煙検出を引き起こす。この問題を是正（即ち、孔またはパイプの閉塞除去）するのに必要なメンテナンスは、極めて高価になり得る。例えば、最も簡単な公知の解決法は、サンプリングポイントに最も近いパイプの区画を除去して、新しいパイプ区画を装着することである。さらに、冷凍保管施設内の設備へのアクセスが、修理時には不便になるであろう。

同様な問題が、他の低温環境、例えば、寒い野外環境でのエアサンプリングシステムについて存在する。凝縮に関連した問題の幾つかが、約４℃の温度（または特定の条件が存在すれば、これにより高いことがある）で起こり始め、典型的には、水の凝固点０℃またはそれ未満に温度が降下すると、より悪化する。従って、本発明の目的は、低温環境、特に冷凍環境に関連した上述の問題の少なくとも１つを克服または改善するエアサンプリングシステムおよびエアサンプリングシステム用のキットを提供することである。

明細書において先行技術への参照は、この先行技術が、オーストラリアまたは何れか他の管轄において共通の一般知識の一部を形成したり、あるいはこの先行技術が、当業者によって関連性あるものとして確認され、理解され、認定されるものと合理的に予期できるという知識または任意の形態の示唆ではなく、こうしたものとして受けとめるべきでない。

本発明の第１態様によれば、低温空間のためのエアサンプリングシステムが提供される。該エアサンプリングシステムは、サンプリングエアをエアサンプリング装置に通すためのエアサンプリングパイプと、低温空間からの入口ポートから低温空間の外部へ延びるサンプリング導管とを含み、該サンプリング導管は、サンプリングパイプと接続され、サンプリング導管は、サンプリング導管内に堆積した氷の除去のために、低温空間の外部から選択的にアクセス可能である。

サンプリング導管は、好ましくは、この場合のように、低温空間の境界を規定するパーティション、壁または天井を通って延びるのに充分な長さの真直ぐな長さの導管である。こうして導管は、低温空間の内部に入口ポートを有し、低温空間の外部に出口ポートを有する。入口ポートは、低温空間の境界にあること、たとえば、低温空間に面するパーティションでの孔であることによって、低温空間の「内部」でもよい。

サンプリング導管へのアクセスは、好ましくは、視線方向の視覚検査を可能にするため、そして、ロッドまたは類似の機器の挿入を可能にし、典型的には、低温空間の内側にあるサンプリング導管の入口ポート、即ち、サンプリングポイントにおいて生ずる堆積した氷を除去するために、サンプリング導管の長手軸と整列している。このためサンプリング導管の入口ポートは、好ましくは、アクセス開口と少なくとも同じ寸法（断面に関して）である。典型的には、構築およびクリーニングアクセスの容易さのため、サンプリング導管は、連続的な断面を有することになる。他の特徴は、サンプリング導管の入口ポートにおけるベルまたはドーム形状のノズルである。典型的には、サンプリング導管は、円筒状パイプで、好ましくはプラスチック製で、典型的には約２５ｍｍ直径に形成される。入口ポートは、氷の堆積を防止するために、シリコーン(silicone)でコートしてもよい。サンプリング導管の断熱も可能である。サンプリング導管は一体品構造でもよいが、そうである必要はない。

好ましくは、エアサンプリングシステムは、低温空間の外側にある制限器(restrictor)、例えば、小さい入口ポートまたは制限装着具などを含む。最も好ましくは、制限器は、サンプリング導管の端部近傍またはその下流に位置決めされる。幾つかの場合、制限器は、サンプリングパイプ内またはその近くに設置してもよい。

サンプリング導管は、アクセス開口の使用により低温空間の外部から選択的にアクセス可能でもよい。これは、アクセスハッチ(hatch)、例えば、スライド閉止体またはヒンジ閉止体などの形態でもよい。好ましくは、こうしたアクセスハッチは、自動閉鎖式の構造を有する。

本発明の１つの形態において、サンプリング導管は、そこに形成されたアクセス開口を用いてサンプリングパイプと接続される。本発明の好ましい形態において、サンプリングパイプは、サンプリング導管の下流端部にある接続アセンブリを用いて、サンプリング導管の外側にある出口ポートと接続しており、そのため、接続アセンブリは、サンプリング導管の出口ポートから選択的に取り外し可能である。この実施形態において、サンプリングパイプは、サンプリングパイプに沿って離隔した間隔で配置された多数の接続アセンブリおよびサンプリング導管を有し、それぞれ離隔した多数のサンプリングポイントにおいて低温空間からエアを引き込むようにできることが理解されよう。本発明は、１つより多いサンプリングパイプを含んでもよい。例えば、離隔した列に配列したサンプリングパイプネットワークが存在してもよく、低温空間内部でグリッドパターンのサンプリングポイントを確立している。

選択的に取り外し可能な接続アセンブリは、可撓性のコネクターパイプでもよく、これを含んでもよい。接続アセンブリは、好ましくは、追加または代替として、サンプリングパイプに装着し、サンプリング導管に直接または間接に接合する装着具、例えば、アダプタ、ユニオンまたはＴピースを含む。接続アセンブリは、接合する部分または端部において制限装着具を有し、これは、サンプリング導管の出口ポートと接続可能であって、そこから選択的に取り外し可能である。制限装着具は、接続アセンブリの分離した又は分離可能なエンドピースによって規定してもよく、あるいは接続アセンブリと一体的に形成してもよい。

接続アセンブリの制限装着具は、低温空間からサンプリング導管を通ってサンプリングパイプに至るサンプリングエアの流量を規定するための、例えば、小さい入口ポートの形態である制限器(restrictor)を含む。制限器は、サンプリング導管と接合する制限装着具の端部に設置してもよい。例えば、制限器は、制限装着具の端部において小さい入口ポートを形成する孔または複数の孔で構成してもよく、端部は孔を除いて閉止されている。代替として、制限器は、サンプリング導管と接合する接続アセンブリの端部から下流側でもよい。いずれの場合も、制限器は、サンプリング導管から接続アセンブリとともに選択的に取り外し可能であり、サンプリング導管の全断面へのアクセスを可能にし、サンプリング導管の上流端部、即ち、低温空間に面する端部を通じて残渣及び／又は氷を押し出すことによって、導管のクリーニングが可能になることは理解されよう。

サンプリング導管は、好ましくは、サンプリング導管のダクトの断面が、その下流端部からその上流端部へ略一定に保たれる（あるいは減少ではなく増加する）ような形状をなし、その結果、クリーニング時にサンプリング導管を押し通す場合、氷または残渣がその上流端部で塞ぐことがない。

制限器は、接続アセンブリの一部を形成しているため、制限器は、容易に検査でき、必要に応じて清掃または交換されることは理解されよう。これは、制限器がサンプリング導管と一体であり、あるいは低温空間内からのみアクセス可能である配置（例えば、低温空間にサンプリング孔の少なくとも一部を形成することによって）と対照的である。

制限器は、単一のアパーチャではなく、アパーチャの集合でもよく、これが小さい入口ポートを形成することは理解されよう。制限器は、制限器の両側での流れと比較して乱流を増加させることによって、制限を少なくとも部分的に生じさせる。

制限装着具は、接続アセンブリがサンプリング導管に正しく取り付けられた場合、閉止可能である１つ以上のアパーチャを含んでもよい。好ましくは、これらのアパーチャは、小さい入口ポートと比較して大きい。接続アセンブリおよびサンプリング導管を適切に再組立てした場合に閉止される比較的大きなアパーチャは、サンプリング導管との接続アセンブリの組立てミスの検出を可能にする。もし接続アセンブリおよびサンプリング導管が適切に再組立てしていなければ、アパーチャは、エアサンプリング装置、例えば、煙検出ユニットでの緊急のフロー故障を引き起こす破損パイプ条件を模倣する。これは、サンプリング導管からの接続アセンブリの不注意な取り外し、不適切な再組立て、または接続アセンブリを用いてサンプリング導管を再組立てするのを単に忘れる行為に対する安全措置となる。

本発明の好ましい形態において、１つ以上の大きなアパーチャは、制限装着具の側壁に形成され、サンプリング導管の側壁の内面との接触によって閉止される。好ましくは、直径方向に対向する２つのアパーチャが存在する。アパーチャは、円形でもよいが、他の形状も可能である。

一実施形態において、制限装着具はまた、接続アセンブリの閉止端部に対向したフランジ式端部を含む、これは、好ましくは、サンプリング導管への接続アセンブリの挿入のためのストッパとして機能し、接続アセンブリおよびサンプリング導管が正しく再組立てされるのを確保している。

本発明の一形態において、制限装着具は、ユニオンまたはカップリング部または一方のパイプを他方に接合するためのアセンブリによって形成される装着部分を含む。しかしながら、好ましくは、装着部分は、サンプリング導管で封止する第１コンポーネントと、サンプリングパイプまたはサンプリングパイプと流体連通した、コネクターパイプなどのコンポーネントで封止する第２コンポーネントとを有する。制限装着具はまた、第１コンポーネントおよび第２コンポーネントを共に封止する締結コンポーネントを含む。好ましくは、締結は、第１コンポーネントおよび第２コンポーネントのうちの１つに対するねじ接続によって行われる。好ましくは、第１コンポーネントと第２コンポーネントとの封止は、第１コンポーネントと第２コンポーネントとの間にある少なくとも１つのＯリング、ガスケット等によって提供される。

好ましくは、制限器は、装着部分と一体化または装着部分によって保持される。好ましくは、制限器は、サンプリング導管を通るフローを予め定めたフローレート（流量）に制限するように機能する。好ましくは、装着部分が組み立てられた場合、制限器は、第１コンポーネントと第２コンポーネントとの間に保持される。一実施形態において、制限器は、フローを制限するワッシャまたはオリフィス板であり、好ましくは、制限器の下流および上流にあるサンプリング導管および接続アセンブリの内径より小さい内径を有する。

本発明の第２態様によれば、低温空間のためのエアサンプリングシステムが提供される。該エアサンプリングシステムは、サンプリングエアをエアサンプリング装置に通すためのエアサンプリングパイプと、低温空間から低温空間の外部へ延びるサンプリング導管とを含み、該サンプリング導管は、低温空間の外部において、サンプリング導管の出口ポートと取り外し可能に接続可能である接続アセンブリを介してサンプリングパイプと接続可能であり、
取り外し可能な接続アセンブリは、（ｉ）サンプリングエアのフローを制限するための制限器であって、第１特性フローインピーダンスを有する制限器と、（ｉｉ）制限器とサンプリングパイプとの間にある通路であって、第１特性フローインピーダンスより小さい第２特性フローインピーダンスを有する通路とを含む。

好ましくは、取り外し可能な接続アセンブリでの制限器の設置は、小さい入口ポートの検査および必要なクリーニングを容易にする。本発明の第１態様に関連して上述した他の特徴のいずれもが適用できる。例えば、取り外し可能な接続アセンブリは、ほぼ閉止した端部に対向して、１つ以上の比較的大きなアパーチャ及び／又はフランジ式端部を含んでもよい。

接続アセンブリは、エアサンプリングパイプとサンプリング導管との間を延びるコネクターパイプを含んでもよい。他の実施形態において、接続アセンブリは、中間のコネクターパイプを含むことなく、サンプリング導管をサンプリングパイプと直接接続してもよい。

本発明の第３態様において、低温空間のためのエアサンプリングシステムが提供される。該エアサンプリングシステムは、サンプリングエアをエアサンプリング装置に通すためのエアサンプリングパイプと、低温空間から低温空間の外部へ延びるサンプリング導管とを含み、該サンプリング導管は、低温空間の外部において、サンプリング導管の出口ポートと取り外し可能に接続可能である接続アセンブリを介してサンプリングパイプと接続可能であり、取り外し可能な接続アセンブリは、（ｉ）サンプリングエアのフローを制限するために、第１断面積を有する制限器と、（ｉｉ）制限器とサンプリングパイプとの間にある通路とを含み、該通路は、第１断面積より大きい最小断面積を有する。

本発明の第４態様によれば、低温空間のためのエアサンプリングシステムが提供される。該エアサンプリングシステムは、サンプリングエアをエアサンプリング装置に通すために、低温空間の外部を通るエアサンプリングパイプを含み、サンプリングされたエアがサンプリングパイプ内にある場合、サンプリングされたエアは、水の凝固点より高くかつ低温空間の温度より高いある温度より高いものであり、該システムはさらに、低温空間からエアサンプルを収集するために、低温空間からサンプリングパイプへ延びるサンプリング導管と、サンプリング導管を通るサンプリングされたエアのフローレート（流量）を決定するための特性フローインピーダンスを有する制限器とを含み、制限器は、低温空間とサンプリングパイプとの間で、水蒸気が、温度に関連した閉塞を制限器において引き起こすのを防止するのに充分に暖かい場所に設置される。

一実施形態において、制限器は、サンプリング導管の一部である。他の実施形態において、エアサンプリングシステムはさらに、サンプリング導管をサンプリングパイプに接続する接続アセンブリを含み、制限器は、接続アセンブリの一部である。制限器は、サンプリング導管または接続アセンブリと一体的に形成してもよい。

温度に関連した閉塞は、凝縮、特に、制限器での水蒸気の凝固によって生じた閉塞であろう。

好ましくは、本発明のこの態様および他の全ての態様では、低温空間は、＋４℃またはそれ未満の温度を有する空間である。こうした低温空間は、好都合には冷凍空間でもよく、好ましくは取り囲む壁、床および天井によって包囲される。

低温空間が冷凍空間である場合、低温空間の温度は、好ましくは−４０℃と＋４℃の間（−４０℃〜＋４℃）であるが、一般には−２５℃または約−２５℃である。低温空間が０℃未満である場合、低温空間からサンプリングされた水蒸気が制限器で凝固するのを防止するために、制限器は、低温空間から充分に遠い場所でより暖かい環境に設置することが好ましい。一実施形態において、制限器は、冷凍空間の内部から少なくとも３０ｃｍの位置に設置される。好ましくは、制限器は、低温空間を断熱する壁のパネルまたはパーティションの外面から少なくとも１５ｃｍの位置、好ましくは１５〜２５ｃｍの位置に設置される。フローレートは、フロー制限器の特性フローインピーダンスによって決定されることに加えて、フローレートは、ポンプまたはファンによって制御される圧力によって決定してもよい。しかしながら、必要に応じて、制限器の特性フローインピーダンスは、制限器が流量制限デバイスとして機能するようにしてもよい。

本発明の第５態様によれば、低温空間のためのエアサンプリングシステムのキットが提供される。該キットは、低温空間から低温空間の外部へ延びるサンプリング導管であって、入口ポートおよび出口ポートを有するサンプリング導管と、出口ポートと取り外し可能に接続可能である接続アセンブリとを含み、接続アセンブリおよびサンプリング導管のうちの少なくとも１つが、接続アセンブリがサンプリング導管と正しく接続された場合、接続アセンブリおよびサンプリング導管のうちの他方の側壁によって閉止可能である１つ以上のアパーチャを有する。

本発明の他の態様に関連して上述した特徴の何れもが、本発明の第４態様に適用できる。

本発明の第６態様によれば、低温空間のためのエアサンプリングシステムのキットが提供される。該キットは、低温空間から低温空間の外部へ延びるサンプリング導管であって、入口ポートおよび出口ポートを有するサンプリング導管と、サンプリング導管をサンプリングパイプに接続するために、出口ポートと取り外し可能に接続可能である接続アセンブリとを含み、
接続アセンブリは、（ｉ）サンプリングエアのフローを制限するための制限器であって、第１特性フローインピーダンスを有する制限器と、（ｉｉ）制限器とサンプリングパイプとの間にある通路であって、第１特性フローインピーダンスより小さい第２特性フローインピーダンスを有する通路とを有する。

好ましくは、制限器は、第１特性インピーダンスを決定するための第１断面積を有する開口を有し、通路は、第１断面積より大きい最小断面積を有する。そのため第２特性インピーダンスは、第１特性インピーダンスより小さい。

一実施形態において、制限器は、エアをサンプリングするための小さい入口ポートを有する接続アセンブリのほぼ閉止した端部である。

本発明の第７態様において、低温空間のためのエアサンプリングシステムのキットが提供される。該キットは、低温空間から低温空間の外部へ延びるサンプリング導管であって、入口ポートおよび出口ポートを有するサンプリング導管と、サンプリング導管をサンプリングパイプに接続するために、出口ポートと取り外し可能に接続可能である接続アセンブリとを含み、
接続アセンブリは、（ｉ）サンプリングエアのフローを制限するために、第１断面積を有する開口を有する制限器と、（ｉｉ）制限器とサンプリングパイプとの間にある通路とを含み、該通路は、第１断面積より大きい最小断面積を有する。

本発明の第１態様〜第７態様の何れもが、冷凍空間を断熱する側壁、床または天井を通るサンプリング導管を搭載するための搭載システムを含んでもよいことは理解されよう。

本発明の第８態様において、（ａ）エアサンプリング装置によって監視され、または監視すべき空間からエアをサンプリングするためのサンプリングポイントと、（ｂ）空間の外部にあるサンプリングパイプと、の間にあるネットワーク部におけるエアサンプリングネットワークのアセンブリを評価する方法が提供される。該方法は、
フローパラメータを測定するステップと、
フローパラメータに基づいて、ネットワーク部のフロー制限器コンポーネントの有無を決定するステップと、
決定したフロー制限器コンポーネントの有無に基づいてアセンブリの状態を示すステップとを含む。

好ましくは、サンプリング装置は、粒子検出器である。

好ましくは、測定したフローパラメータが予め定めた閾値より高い場合、該方法は、故障状態を決定する。一実施形態において、予め定めた閾値は、正しく組み立てられたネットワーク部にとって正常である第１フローレートと、フロー制限器コンポーネント無しで組み立てられたネットワークについて予想される第２フローレートとの間にある。他の実施形態において、予め定めた閾値は、正しく組み立てられたネットワーク部にとって正常である第１フローレートと、サンプリングポイントがサンプリングパイプから外れた場合に予想される第２フローレートとの間にある。

一実施形態において、該方法は、下記（ａ）と（ｂ）との間にあるアセンブリを評価する。（ａ）サンプリングパイプ。サンプリングパイプは、接続アセンブリから粒子検出器に向けてエアを通すように構成される。（ｂ）サンプリング導管の出口。サンプリング導管は、監視空間から接続アセンブリへエアを通すように構成される。サンプリングネットワークの正しいアセンブリにおいて、フロー制限器コンポーネントは、接続アセンブリの一部を形成する。

好ましくは、該方法は、測定したフローパラメータと、制限器が接続された場合に予想される値より大きいように選択されるフロー閾値とを比較することを含む。一実施形態において、フロー閾値はさらに、エアサンプリングパイプおよびサンプリング導管が接続され、その接続に制限器がない場合に予想されるフローレートより小さく選択される。好都合には、これは、制限器無しで接続が行われたことを検出する感度を該方法に提供する。閾値は、実験的に導出してもよく、あるいは個々のサンプリング導管、制限器およびサンプリングパイプについての既知の特性フローインピーダンスから計算してもよい。

好ましくは、接続は、本発明の他の態様の何れかに従って接続アセンブリによって提供される。

当業者によって理解されるように、制限器の特性フローインピーダンスは、好ましくはサンプリング導管および制限器以外での接続アセンブリの全ての部分の特性インピーダンスより大きいように選択される。このようにサンプリング導管および接続アセンブリの全体インピーダンスに対する制限器の効果を測定すること、そして結果としてのサンプルエアフローを測定することは容易である。

本発明の第９態様において、コンピュータシステムが提供される。該コンピュータシステムは、処理システムによって実行される命令セットを保存するためのメモリと、命令を読み出して実行するように構成された処理システムとを有し、命令を実行する際、コンピュータシステムは、本発明の第８態様に係る方法を実施する。好ましくは、フローセンサは、超音波フローセンサであるが、他のタイプのフローセンサ、例えば、熱式フローセンサ、風速計（アネモメータ）などが使用できる。

本発明の第１０態様において、エアサンプリング装置が提供される。該エアサンプリング装置は、本発明の第９態様に係るコンピュータシステムを有する。好ましくは、エアサンプリング装置は、粒子検出器であり（あるいはこれを含み）、より好ましくは煙検出器であり（あるいはこれを含む）。

本発明の第１１態様において、本発明の第１態様、第２態様、第３態様または第４態様の何れかに係るエアサンプリングシステムを有するエア監視システムが提供され、エアサンプリングシステムは、前記サンプリング装置に供給する。好ましくは、粒子検出器は、本発明の第１０態様に係る粒子検出器である。好ましくは、エア監視システムは、粒子検出システム、より好ましくは、煙検出システムである。

本明細書において開示および定義された本発明が、本文または図面において述べられ、あるいは本文または図面から明らかである個々の態様または特徴の２つ以上のあらゆる選択的組み合わせにまで広がることを、理解できるであろう。そのような種々の組み合わせはすべて、本発明のさまざまな代案の態様を構成する。

また、本明細書において使用されるとき、用語「備える、含む(comprises)」およびその用語の変形（例えば"comprising", "comprises", "comprised"）は、添加物、コンポーネント、完全体またはステップをさらに排除することを意図していない。

本発明がより完全に理解できるために、図面を参照して一実施形態を一例として説明する。

本発明の一実施形態に係るエアサンプリングシステムを有する粒子検出システムの概略図である。 図１のエアサンプリングシステムの一部の詳細図である。 図１に示すアサンプリングシステムの代替の実施形態の詳細である。 図１のエアサンプリングシステムの他の一部の斜視図であり、図３に示す図に対応している。 エンドピースの詳細図であり、図２に示す実施形態に対応している。 本発明の他の実施形態に係るエアサンプリングシステムの一部の説明図である。 図６に示すエアサンプリングシステムを通る長手方向断面図である。 図６と図７のエアサンプリングシステムに示した制限装着具の拡大図である。 本発明の他の実施形態に係るエアサンプリングシステムの概略図である。

本発明の例示の実施形態について、冷凍空間のための使用を参照して以下に説明する。しかしながら、本発明は、代替として他の低温環境、例えば、寒い野外環境に適用できる。

例示の実施形態はまた、サンプリングしたエアの監視が、粒子検出器であるエアサンプリング装置によって行われる粒子検出システムを参照して説明する。しかしながら、エア監視装置またはサンプリング装置は、追加または代替として、エアの他の特性または成分を分析及び／又は検出するように適合してもよい。例えば、エア監視装置またはサンプリング装置は、１つ以上のターゲットガスの存在及び／又は濃度を検出できるガス検出器または他のデバイスでもよい。こうしたエアサンプリング装置の例が、Xtralis Technologies社によって製品名Vesda Ecoとして販売されている。

図１は、エア監視システムを冷凍空間１２のための粒子検出システム１の形態で示す。冷凍空間１２は、典型的には、床、壁および、天井パネル１４を含む天井によって包囲される。天井および壁は、先行技術で知られているように、断熱パーティションまたは断熱サンドイッチ構造でもよい。しかしながら、典型的には、サンドイッチ構造は、内部および外部の金属パネル４，５をそれぞれ含み、金属パネル４，５の間に発泡断熱材６を備える。

粒子検出システム１は、吸引式煙検出器の形態である粒子検出器２と、冷凍空間１２からエアを引き出すためのエアサンプリングシステム１０とを含む。こうして冷凍空間１２の外部には、サンプリングパイプ１６のネットワークがあり、そのうちの２つを図１に示している。サンプリングパイプは、天井パネル１４の上方でサンプリング装置（この場合、吸引式煙検出器２）と接続している。サンプリングパイプ１６は、冷凍空間１２の外面に沿って走行し、サンプリング装置２と直接に、あるいはサンプリング装置２に接近したマニホールド（不図示）を介して接続している。ファン８を吸引式煙検出器ユニットの内部またはサンプルパイプネットワークのどこかに設けて、冷凍空間１２からエアを引き出し、サンプリングシステム１０を経由して煙検出器２に到達するようにしてもよい。さらに、煙検出器ユニットの出口が冷凍空間１２に戻って、閉ループシステム（不図示）を生成し、検出器ユニットがいずれの理由で電源オフになった場合、冷凍空間１２への暖かい高湿度のエアの導入を回避することも可能である。

各サンプリングパイプ１６が、冷凍空間１２内に離隔した場所に多数のサンプリングポイント１８を含んでもよい。各サンプリングポイントが、コネクターアセンブリ２２を用いてサンプリングパイプ１６と接続された、対応するサンプリング導管２０の入口ポートに存在する。接続アセンブリ２２は、可撓性のコネクターパイプ２３と、サンプリング導管２０に装着する中間の制限装着具４０と、サンプリングパイプ１６に装着するＴ接合装着具２４とを含む。こうして接続アセンブリは、サンプリングパイプから由来する分岐を形成し、該分岐は、サンプリング導管２０を含む。

単一長さのサンプリングパイプ１６に沿って、こうした多数のＴ接合部２４が存在してもよく、これにより単一長さのサンプリングパイプ１６に沿って多数のサンプルポイント１８を提供する。さらに、多数の単一長さのサンプリングパイプ１６が並んで配置でき、グリッド（または他の幾何形状）のサンプリングポイント１８を生成することは理解されよう。

サンプリング導管２０は、この場合のように、天井パネル１４または壁パネルの幅を横断して延びるのに充分な長さのものである。サンプリング導管２０は、図２と図３に最も明確に図示しているように、冷凍空間の内側から冷凍空間の外側に延びる。図１に示すように、サンプリング導管２０の内側端部（入口ポート）には、ベル状のサンプルノズル２６を設けてもよい。

サンプリング導管２０の他端において、接続アセンブリ２２は、サンプリング導管２０の出口ポート３０に受け入れられる。図３と図４において、可撓性の接続アセンブリ２２は、一体化端部構造を有しており、可撓性のコネクターパイプ２３の端部２９は制限装着具４０のように機能する。本実施形態における制限装着具２９は、サンプルフローを制限する小さな入口ポート３２と、２つの比較的大きい側面アパーチャ３４とを含む。小さな入口ポート３２は、制限装着具２９のほぼ閉止した端部３６に中心場所に設置される。２つのより大きなアパーチャ３４が、制限装着具２９の側壁に設置される。図３から理解されるように、制限装着具２９の端部がサンプリング導管２０の出口ポート３０に正しく挿入された場合、大きなアパーチャ３４は、サンプリング導管２０の壁の内面に対して封止することによって、閉止されるようになる。しかしながら、図４から理解されるように、接続アセンブリ２２の制限装着具２９がサンプリング導管２０に正しく元に挿入されない場合、大きなアパーチャ３４は、検出器ユニット２内の故障を引き起こすのに充分な大量のエアを引き込むことが可能である。

好ましくは、大きなアパーチャ３４を通る漏れは、破損したパイプの漏れに近似している。こうしてアパーチャ３４は、パイプ１６と同様な断面積のものでもよい。

図２と図５は、代替の実施形態を示しており、接続アセンブリ２２が、好ましくは互いに分離可能である複数のコンポーネント部品で構成される。コンポーネントの１つは、コネクターパイプ２３である。本実施形態において、コネクターパイプは、好都合には可撓性であるが、剛性のコネクターパイプが使用できることは理解されよう。コネクターパイプ２３の一端には、制限装着具４０がアダプタの形態で取り付けられる。制限装着具４０は、接続アセンブリ２２の第２コンポーネントを構成し、可撓性パイプ２３をサンプリング導管２０に装着する。こうして制限装着具４０は、接続アセンブリ２２のエンドピースとして機能する。制限装着具４０は、ほぼ封止された端部３６において小さな入口ポート３２を含み、直径方向に対向する比較的大きい２つのアパーチャ３４を備えており、これらの全てが上述したのと同様な目的を果たす。さらに、制限装着具４０は、周辺フランジ４２を含み、これは、制限装着具４０を、サンプリング導管２０内で適切に設置される位置に位置決めするように機能する。制限装着具４０は、フランジ４２、周辺側壁および、ほぼ封止された端部３６を含み、好ましくは一体品構造である。制限装着具４０は、一体成形品でもよい。分離した制限装着具４０の設置は、小さな入口ポート３２およびアパーチャ３４を可撓性パイプ２３の端部に機械加工または形成することよりも簡単な構造であることは理解されよう。

代替のエアサンプリングシステム１１０の一実施形態を図６に示す。エアサンプリングシステム１１０は、エアサンプリングシステム１０での接続アセンブリ２２と類似しており、交換可能に使用してもよい代替の接続アセンブリ１２２を使用する。本実施形態において、コネクターパイプ１２３は、上流および下流の剛性パイプピース１２５ａ，１２５ｂでそれぞれ終端している可撓性のパイプセグメント１２３ａを含む。しかしながら、パイプ１２３が、必要に応じて、全体長さまたはその任意の部分に渡って可撓性または剛性であるパイプと交換してもよいことは理解されよう。接続アセンブリ１２２は、接続アセンブリ１２２をサンプリング導管１２０に装着するための代替の制限装着具１４０を含む。

図７は、接続アセンブリ１２２およびサンプリング導管１２０を通る長手方向断面図を示す。接続アセンブリ１２２は、代替として図１〜図３のサンプリング導管２０に取り付けてもよい。

サンプリング導管１２０およびコネクターパイプ１２３に結合される制限装着具１４０の拡大図を図８に示す。制限装着具１４０は、この場合、サンプリング導管１２０を用いて封止するように構成された第１コンポーネント１５０と、この場合、コネクターパイプ１２３を用いて封止するように構成された第２コンポーネント１５２とを有するユニオン装着の形態である装着部分を含む。しかしながら、制限装着具１４０の向きは、第１コンポーネント１５０および第２コンポーネント１５２がコネクターパイプ１２３およびサンプリング導管１２０とそれぞれ接合するように、反対でもよいことは理解されよう。

第１コンポーネント１５０（この場合、上流側コンポーネント）は、サンプリング導管１２０との嵌合(tight fit)を有する環部(collar)１５４を含む。環部１５４の上部（下流側）は、サンプリング導管１２０のエッジ１５８に戴置するための内側フランジ１５６を有する。環部１５４の上部はまた、締結部材１６２の下内側フランジ１６１と干渉的に当接するための外側フランジ１６０を含む。これは、第１コンポーネント１５０がサンプリング導管１２０に取り付けられた場合、締結部材１６２がサンプリング導管１２０から外れるのを防止する。締結部材１６２の内側フランジ１６１から上向きに延びるのは、内側ねじ１６６を有する締結リング１６３であり、これは第２コンポーネント１５２の下外側面にあるねじ１６８とねじ締め可能であり、第２コンポーネント１５２を第１コンポーネント１５０に向けて締め付けて、両者間の封止を生成する。第２コンポーネントは、コネクターパイプ１２３および内側フランジ１７２とともに嵌合を有する内側フランジ環部１７０を有し、コネクターパイプ１２３の下エッジ１７４の下方に位置して当接する。

第１コンポーネント１５０と第２コンポーネント１５２の間には、オリフィス板の形態である制限器１３２がある。しかしながら、制限器１３２はまた、サンプリング導管に自己位置決め手法で装着するような形状をなす。これは、制限器の周辺１３５から凹んだ制限器１３２の中央部分１３４によって達成される。本実施形態では、制限器は金属製であるが、他の実施形態では、非金属製、例えば、プラスチックまたはゴムなどを使用してもよい。

封止が、制限器１３２の両側にあるゴムＯリングシール１３６およびリング状の自己接着性発泡シール１３７によって、第１コンポーネント１５０と第２コンポーネント１５２の間に生成される。これは、第１コンポーネント１５０と制限器１３２の間、そして制限器１３２と第２コンポーネント１５２の間に封止を生成する。

制限器は、サンプリングパイプ１６への下流フロー経路の内径より小さい内径（即ち、Ｏリング孔１３３の直径）を有する。こうして孔１３３の内径は、第２コンポーネント１５２の内径より小さく、そしてコネクターパイプ１２３の内径より小さい。孔１３３の直径は、同様に、全体のサンプリング導管（サンプリング導管の端部でのサンプリングポイントを含む）の内径より小さい。孔１３３の正確な直径は、サンプリングシステム１０および検出器２の寸法および構成、そしてファン８の特性によって決まる所望のフロー制限を提供するように選択される。直径は、この目的に特化したソフトウエア、例えば、Xtralis Technologies社のVESDA ASPIRE2パイプネットワーク設計ソフトウエアなどを用いることを含む何れかの既知の手法で決定できる。典型的には、孔は、２ｍｍ〜１０ｍｍの直径を有する。当業者によって理解されるように、制限器１３２は、単一の孔１３２ではなく、複数の孔を有することによって、エアの制限的フローを可能にしてもよい。この場合、制限器の全ての孔の合計断面が、単一の孔１３２の断面と同じである。比較すると、サンプリング導管およびコネクターパイプの個々の最小（この場合、一定）内径は、両方とも２５ｍｍである。

この設計により、制限器１３２の特性フローインピーダンスは、冷凍空間からサンプリングパイプ１６へサンプリングされたエアのフローに対する全体のインピーダンスを支配する。従って、制限器１３２が存在しない場合（例えば、サンプリングシステム１１０が正しく組み立てられていない場合）、サンプリングネックワーク１１０を通るフローレートの増加が生ずることになる。フローレートは、粒子検出器２またはサンプリングシステム１１０のいずれかにある、トランスジューサ（不図示）を有するフローレートメータによって測定される。一例では、フローは、サンプリング導管１２０または接続アセンブリ１２２において、好ましくは接続アセンブリの下流側端部で測定される。代替として、正確な測定が、サンプリング導管１２０から上流側および下流側において、サンプリングパイプ１６内にフロー測定トランスジューサを含むことによって取得できる。２つのトランスジューサ測定間のフローの差は、サンプリング導管１２０および接続アセンブリ１２２を通るフローに起因にする。本実施形態において、フローが超音波トランスジューサによって測定されるが、他の実施形態では、他のタイプのセンサ、例えば、熱式フローセンサが使用できる。

制限装着具の一部は、サンプリング導管１２０と一体的形成または永久接続されてもよいことが理解される。しかしながら、制限器コンポーネント１３３は、好ましくは、この場合でも、サンプリング導管１２０から取り外し可能（または少なくとも変位可能）とすべきであり、クリーニングのためにサンプリング導管への良好なアクセスを提供する。こうした変形例を説明するために、ここで用いるように、用語「サンプリング導管」は、冷凍空間から、含まない制限器までのサンプリングネットワークの一部を意味することを意図している。制限器自体は、「制限装着具」の一部であり、サンプリング導管１２０が、制限器と相互作用する部分、部品または複数の部品を含み、その取り外し、変位、設置または締結を可能にする場合も、サンプリング導管から分離した完全体である。

本発明の他の実施形態において、あるいは上述した実施形態の追加の特徴として、制限器は、水の凝固点、即ち、０℃より高い温度になるように、サンプリングネットワーク内でサンプリングポイントから充分に下流側にある場所に位置決めされる。こうした配置では、制限器は、接続アセンブリの一部となる必要はない。こうした配置の一実施形態を図９に示しており、サンプリング導管２２０での第１開口２５０から取り外し可能な制限装着具２４０を示す。サンプリング導管は、サンプリングパイプへのサンプリング導管の出力を形成し、接続アセンブリ２２２と流体接続する第２開口２５２を有する。制限装着具は、導管２２０のサンプリングポイント２５４と第２開口２５２の出力との間のサンプルフローを制限する。

制限装着具２５０は、代替として、サンプリング導管のサンプリングポイント２５４と出力２５２との間の他の場所に設置してもよいことが理解される。制限装着具２５０がサンプリング導管２２０から取り外し可能であることは好都合であるが、ある実施形態では、制限器が、サンプリング導管２２０に永久に固定または一体形成される。制限器の配置は、サンプリングしたエア（およびサンプリング導管の温度）が周囲環境によって充分に暖められ、水の凝固点より高くなるような場所に設置することによって、それでもなお好都合である。こうして制限器は、氷で閉塞状態になることはない。これは、サンプリングネットワークの修理の必要性または規則性を低減できる。

サンプリングパイプネットワークの初期の組立ての際、あるいは修理後の再組立ての際、制限器が誤って省かれた実施形態では、そのアセンブリ（組立て）を評価するためにある方法が採用できる。該方法は、フローパラメータを測定することと、ネットワークの評価ポイントにおいてフロー制限器４０，１４０，２４０の有無を決定するアセンブリ状態を示すこととを含む。該方法は、（ａ）サンプリングポイント１８，１１８，２５４と、（ｂ）空間の外部にあるサンプリングパイプ１６との間にあるエアサンプリングネットワークの一部にあるアセンブリを評価する。図１〜図７の実施形態において、制限器は、サンプリング導管２０，１２０とサンプリングパイプ１６との間にある接続アセンブリの一部を形成する。こうして該方法は、サンプリング導管１０，１２０とサンプリングパイプ１６との間にある接続のアセンブリを評価するために用いられる。

サンプリング導管および天井１４へのその搭載についての種々の実施形態の詳細をここで説明する。図７と図９は、天井パネル１４に搭載されたサンプリング導管１２０を示す。サンプリング導管１２０は、上部フランジアセンブリ１８４によって、天井１４の上側にある金属パネル５の上に保持される。フランジアセンブリ１８４は、サンプリング導管１２０を、設置時および設置後に適切な位置に保持する直立したスプリング式フィンガ１８５を有する。サンプリング導管１２０の下端部１８６が、サンプリングポイント孔１１８を規定する。サンプリング導管の下側部分は、サンプリングポイント１１８から外向きに、そして下向きにフランジが付与され、サンプリングポイント１１８のためのドーム状のカバー１８７を形成する。

図示した実施形態において、サンプリング導管のこの下側部分は、サンプリング導管のメインパイプ１８８から分離した部品として形成される。この下側部分または下部フランジは、ねじ１９０によって天井１４の下側金属パネル４に保持されたマウント１８９に係止している。組立ての際、封止剤(sealant)が上部フランジ、下部フランジと、対応する天井パネルとの間に設けられ、気密封止を提供しており、各サンプリングポイントでの漏れを回避し、冷凍空間１２から天井１４を通るエア漏れを防止している。同様に、図１の実施形態において、サンプリング導管２０は、好ましくは、天井パネル１４内の適切な封止剤によって包囲され、漏れを排除する。天井パネル１４を出た場所で、封止グロメット４４がサンプリング導管２０を包囲してもよい。

上記説明は、本発明の例示の実施形態だけを記載しており、発明の範囲から逸脱することなく変更してもよい。

Claims (13)

1. ＋４℃以下の温度を有する低温空間のためのエアサンプリングシステムであって、
   サンプリングエアをエアサンプリング装置に通すためのエアサンプリングパイプと、
   低温空間でのサンプリングポイントの入口ポートから低温空間の外部にある出口ポートへ延びる長手軸を有するサンプリング導管とを含み、
   該エアサンプリングパイプは、サンプリング導管からサンプリングパイプに至るサンプリングエアのエアフローを制限するための制限器を有する接続アセンブリを介して、サンプリング導管の出口ポートと接続され、
   接続アセンブリおよび制限器は、サンプリング導管の出口ポートから選択的に取り外し可能であり、低温空間の外部からサンプリング導管の全断面への、長手軸と整列したアクセスを可能にするとともに、サンプリング導管は所定位置に留まり、これにより出口ポートから入口ポートへの視線方向の視覚検査を提供し、そしてサンプリング導管内に堆積した氷を入口ポートを経由して除去するために、出口ポートおよびサンプリング導管へのロッドの挿入を可能にする、エアサンプリングシステム。
2. サンプリング導管は、略一定の断面あるいは、その下流端部からその上流端部へサイズが増加する断面を有する請求項１記載のエアサンプリングシステム。
3. サンプリング導管は、アクセス開口の使用により、低温空間の外部から選択的にアクセス可能であり、アクセス開口は、アクセスハッチであり、アクセスハッチは、自動閉鎖式の構造を有する請求項１または２記載のエアサンプリングシステム。
4. 制限器は、接続アセンブリの接合する部分または端部において設置された制限装着具の一部であり、接合する部分または端部は、サンプリング導管の出口ポートと接続可能であって、そこから選択的に取り外し可能である請求項１記載のエアサンプリングシステム。
5. 制限器は、サンプリング導管と接合する制限装着具の端部において小さい入口ポートを形成する孔または複数の孔で構成され、端部は孔または複数の孔を除いて閉止されている請求項４記載のエアサンプリングシステム。
6. 制限装着具は、接続アセンブリがサンプリング導管に正しく取り付けられた場合、閉止される１つ以上のアパーチャを含み、サンプリング導管との接続アセンブリの組立てミスの検出を可能にする請求項４または５記載のエアサンプリングシステム。
7. 制限装着具は、
   サンプリング導管で封止する第１コンポーネントと、
   サンプリングパイプまたはサンプリングパイプと流体連通した、コネクターパイプなどのコンポーネントで封止する第２コンポーネントと、
   第１コンポーネントおよび第２コンポーネントを共に封止する締結コンポーネントとを有する装着部分を含む請求項４〜６のいずれかに記載のエアサンプリングシステム。
8. 制限器は、装着部分と一体化または装着部分によって保持される請求項７に記載のエアサンプリングシステム。
9. 制限器は、サンプリング導管を通るフローを予め定めたフローレートに制限するように機能する請求項１〜８のいずれかに記載のエアサンプリングシステム。
10. 制限器は、低温空間からサンプリングされた水蒸気が制限器で凝固するのを防止するために、低温空間から充分に遠い場所でより暖かい場所にある請求項１〜９のいずれかに記載のエアサンプリングシステム。
11. 低温空間は、冷凍空間である請求項１〜１０のいずれかに記載のエアサンプリングシステム。
12. 入口ポートは、氷の堆積を防止するために、シリコーンでコートされている請求項１〜１１のいずれかに記載のエアサンプリングシステム。
13. サンプリングシステムは、サンプリング導管の入口ポートにおいて、ベルまたはドーム形状のノズルをさらに含む請求項１〜１２のいずれかに記載のエアサンプリングシステム。

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