JPS6216674Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は流動体中の、光線の通過に影響を与え
る物質、例えば大気中の油の霧、に反応する装置
に関するものである。本考案の明細書において述
べられる具体的実施例は、回転する機械装置類の
運転中に発生する濃度過剰な潤滑油の霧を検知す
るための、特にデイーゼルエンジンを含む内燃エ
ンジンのクランクケース内における上記の霧を検
知するための検出装置である。

過量の油の霧の発生は爆発の危険をもたらす可
能性があり、初期の段階でこの様な過量の油の霧
の発生を検知できることが望ましいことは明白で
ある。

クランクケース内における過量の油の霧の発生
は、オーバーヒートあるいは機械部品の破損とい
う結果をひき起こす。この様な過量の油の霧の発
生を検知する装置は、さらに大きな損害を防止す
るために施される補修作業を早期段階で可能とす
る。

本考案はまた、他の、光線に影響を与える物質
の検出ないし一般的な霧、例えば空調機、冷房装
置およびガス冷却装置中の水蒸気の検出にも適用
できる。無色の霧の検出は、例えばその霧を無色
反応させる適当な化学物質上を通過させるなどの
手段によつて可能となる。しかも、内燃エンジン
の排出ガスの濃度も測定可能である。

本考案においては、各々他に対して固定された
位置関係にあるそれぞれのインレツトパイプ（入
側パイプ）およびそれぞれのアウトレツトパイプ
（出側パイプ）、ならびにインレツトパイプとアウ
トレツトパイプとの間の連絡を阻止する閉成位置
とインレツトパイプとアウトレツトパイプが互い
に連絡できる状態にある開放位置との間を切り換
えそれぞれのバルブ機構とを持つ複数のバルブ
と、アウトレツトパイプ各々に接続された測定チ
エンバと、バルブのバルブ機構を順序正しく各々
の開放位置に切り換える装置と、そのバルブ機構
が開放位置にある各バルブのインレツトパイプか
ら測定チエンバに流体のサンプルを吸い込むため
の圧力レベルを測定チエンバ内に作り出すための
排気口と、測定チエンバ内の流体のサンプル中に
おける上記、光線通過に影響を与える物質を光電
的に検出するため測定チエンバに設けられた検出
装置、とから構成されている流動体中に含まれる
光線通過に影響を与える物質の検出装置におい
て、各インレツトパイプの２つの端部の間にぞぞ
れ圧力差を形成する圧力源およびバイパスパイプ
が設けられており、さらにバルブの中でインレツ
トパイプが２又の分岐路に分かれており、該２又
の分岐路のうちの一方の分岐路がアウトレツトパ
イプを介して測定チエンバへ導かれており、他方
の分岐路がバイパスチエンバへ導びかれており、
さらに前記各バルブ機構が閉成位置に切り換えら
れると、圧力源からバイパスパイプを通してイン
レツトパイプに吸引力が加わるようにし、かつ前
記バルブ機構が前記閉成位置にある時に、各イン
レツトパイプが常に上記流動体によつて満たされ
ている状態を維持するように前記圧力差を形成
し、他方前記バルブ機構が開放位置に切り換えら
れるとバイパスパイプを通してインレツトパイプ
に印加されていた吸引を停止し、各アウトレツト
パイプを通してインレツトパイプに吸引力が印加
されるように前記バルブ機構を構成したことによ
り特徴づけられる、流体中の光線に影響を与える
物質の検出に用いられる装置を提供する。次に図
を用いて本考案を説明する。

第１図に示す様に、本装置は三つのチエンバ、
即ち測定チエンバ６、拡散チエンバ７、およびバ
イパスチエンバ８（第２図参照）を含むハウジン
グ５を有している。これらのチエンバは、断面で
表わされているハウジング５の端に位置する二つ
の両端の壁１０と１１（第１図に示される）の間
に設けられている。各端の壁１０，１１は窓を有
し、それぞれそこから内側に向つて延びている両
端解放のシリンダ状突起部分１２，１３がある。
各窓にはそれぞれレンズ１４，１６が設けられて
いる。レンズ１４，１６は測定チエンバ６の両端
には開かれているが、バイパスチエンバ８には開
いていない。

拡散チエンバ７は二つの開口部１７を経て測定
チエンバ６に連結されている。

しきり壁１０とハウジング５の終端との間は、
光電子セル１８がレンズ１４に関して位置ぎめさ
れて設置されるスペースである。

ハウジング５の他端では、ハウジングの終端壁
としきり壁１１との間に電気的に高エネルギを発
するランプ２０がレンズ１６に関して位置ぎめさ
れて設けられている。

バルブアセンブリ２２はハウジング５に取りつ
けられている。バルブアセンブリ２２は、（この
例においては）10個の、ソレノイドで動作するバ
ルブ２２Ａから２２Ｊで構成される。10個のバル
ブ２２Ａ〜２２Ｊはすべて同じ構造を有するた
め、そのうちの１つについて説明する。

第２図に、第１図に示された10個のバルブのう
ちの１つとして、バルブ２２Ｅの構造が詳細に示
されている。バルブ２２Ｅを構成する複数個の部
材は相応の各参照数字のほかに添字“Ｅ”を有す
る。即ち添字“Ｅ”はバルブ２２Ｅに所属する部
材であることを示す。この場合、インレツトパイ
プの両端すなわち２つの端部のうち一方の端部は
監視すべき大気の地点に配置され、他方の端部は
本装置の内部にある。

図示されている如く、バルブ２２Ｅはバルブハ
ウジング２８Ｅのバルブチエンバ２６Ｅに通じる
インレツトパイプ２４Ｅを有する。ピストンであ
るバルブ機構３０Ｅはバルブチエンバ２６Ｅ中に
設けられ、Ｘとして示される位置とＹとして示さ
れる位置との間を移動して切り換えられる。

ピストン３０Ｅは、ソレノイドコイル３４Ｅに
よつて電磁的に上げ下げされるバルブ動作ロツド
３２Ｅに結合されているため、ピストンは位置Ｘ
とＹの間を移動して切り換えられる。

バルブチエンバ２６Ｅは拡散チエンバ７に通じ
ている。その反対の端ででバルブチエンバはパイ
プ３６と接続されてバイパスチエンバ８にいた
る。即ちバルブ２２Ｅの中でインレツトパイプが
２又の分岐路に分かれており、この２又の分岐路
のうち一方の分岐路がアウトレツトパイプを介し
て測定チエンバ６へ導かれており、他方の分岐路
がバイパスチエンバ８へ導びかれており、そのあ
と測定チエンバの出口とバイパスチエンバの出口
とがまとめられている構成を有する。

他の全てのソレノイドバルブは、第２図に示し
たソレノイドバルブ２２Ｅと同様に構成されてい
る。そのため各バルブはそれぞれインレツトパイ
プを有する。検出すべき、光線通過に影響を与え
る物質を含む流体サンプルは、各バルブのインレ
ツトパイプの中へ導びかれ、バルブがＹ位置にお
かれている時は、さらに測定チエンバ６の中へ導
びかれる。

第２図はまた、測定チエンバ６が比較的大きな
開口４０を経てフアンユニツト４２および排気口
４４につながる様子を示している。

バイパスチエンバ８もまたフアンユニツト４２
および排気口４４とにパイプ４６を通して接続さ
れている。

測定チエンバ６およびバイパスチエンバ８か
ら、それぞれ開口４０およびパイプ４６を経ての
吸入はフアンユニツト４２に組み込まれたフアン
（図示していない）の作用によつて行なわれる。

圧力源であるフアンユニツト４２はパイプ３６
Ｅと接続されており、バルブ機構３０Ｅが閉成位
置Ｘにある時は、インレツトパイプの両端の間に
絶え間なく圧力差を形成している。この圧力差に
より、インレツトパイプ２４Ｅがサンプル流体に
より常に充満状態に保持される。そのためバルブ
機構であるピストン３０Ｅが開放位置Ｙへ移行す
ると、圧力源４２により作動される吸入力により
ほとんど瞬間的に流体サンプルがインレツトパイ
プ２４Ｅから測定チエンバ６の中へ吸引される。
この動作が可能であるのは、インレツトパイプ２
４Ｅが絶えず流体サンプルに充たされているから
である。もしインレツトパイプが流体サンプルに
より常に充たされていないとすると、ピストン３
０Ｅが閉成位置Ｘから開放位置Ｙへ切り換えられ
た場合に、フアンユニツト４２がインレツトパイ
プ２４Ｅに流体サンプルを吸入するのに時間のお
くれが生じてしまう。そのため流体サンプルが測
定チエンバ６へ実際に到達するまで測定を開始す
ることができなくなる。しかし本考案においては
この欠点は、インレツトパイプを常に流体サンプ
ルで充たしておく構成により、回避される。

前述のように各バルブ機構３０Ｅが閉じられた
位置に切り換えられると、圧力源４２からバイパ
スパイプ３６を通してインレツトパイプ２４Ｅに
吸引力が加えられる。前述のようにバルブ機構が
前記閉成位置にある時に、各インレツトパイプ２
４が常に上記流動体によつて満たされている状態
を維持するように前記圧力差が形成される。他方
バルブ機構３０が開放位置に切り換えられると、
バイパスパイプ３６を通してインレツトパイプ２
４に印加されていた吸引を停止し、各アウトレツ
トパイプを通してインレツトパイプ２４に吸引力
が印加されるように、前記バルブ機構３０が構成
される。

動作においては、全てのソレノイドバルブのイ
ンレツトパイプ２４は、監視される内燃エンジン
のさまざまな個所に接続される。他の適用例にお
いては、インレツトパイプは汚染が監視される地
域の異なる地点や、異なる内燃エンジンに接続す
ることもできる。

全てのソレノイドバルブが第２図に示す閉成状
態、即ち、それらのピストン３０が位置Ｘにある
時に、外気はフアンユニツト４２が発生する吸引
によつて各バルブのインレツトパイプ２４を経て
バイパスチエンバ８に吸い込まれる。このため監
視される部分から気体によつて各インレツトパイ
プ２４、各バルブチエンバ２６および各パイプ３
６が十分に満たされている。次にソレノイドバル
ブがシーケンスにより開かれる。即ち各ソレノイ
ドは瞬間的に励磁されてそのピストン３０を瞬間
的に位置Ｙまで持ち上げ、シーケンスによつて次
のバルブが開かれる前に、バルブを閉じるために
ピストンを位置Ｘまで下降させる。各バルブが開
かれる都度、そのインレツトパイプ２４は拡散チ
エンバ７および開口１７を経て測定チエンバと連
通され、気体のサンプルはフアンユニツト４２か
らの吸引によつて拡散チエンバ７を経て測定チエ
ンバ６に吸込まれる。気体の流れる方向は第１図
において矢印Ａで示されている。サンプルが測定
チエンバを通過すると、それはランプ２０からフ
オトセル１８への光線ビームを横切る。もし、サ
ンプルが油の霧（あるいは監視されている、光線
に影響を与える他の物質）を含んでいれば、フオ
トセル１８に達する光の量が減少し、フオトセル
の出力が変化する。これは記録または表示でき、
さらにフオトセル出力の変化が危険な汚染レベル
を表わした場合に警報出力を得ることもできる。

当然ながら、ソレノイドバルブはどの様なシー
ケンスの下にでも開くことができ、また必ずしも
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ……２２Ｊという順序で
なくともよい。

集めた地域に表われる平均汚染を測るために全
ての（あるいはいくつかの）ソレノイドバルブを
一緒に開くこともまた可能である。これをさらに
拡大すれば、各サンプル（どれでも）における汚
染レベルを、全ての（あるいはいくつかの）サン
プルに表われた平均汚染レベルと比較するような
シーケンスの下でバルブを動作することもでき
る。

シリンダ状の突起１２，１３はレンズ１４，１
６上に汚れが付着することを防止するのに効果が
ある。

第３図は装置の回路をブロツクダイヤグラム形
式で示したものである。

図示されている様に、この回路は前もつて決め
られたシーケンスに従つてソレノイドバルブ２２
Ａから２２Ｊを動作させるため、それぞれのソレ
ノイドバルブに接続された10本の出力線１０２を
有する中央制御ユニツト１００を含んでいる。フ
オトセル１８からの電気的な出力信号は信号線１
０４に表われ、増幅器１０８を経て入力ユニツト
１０６に加えられる。入力ユニツト１０６は、中
央制御ユニツト１００により線路１０７を経て制
御され、増幅器１０８の出力を線路１１２を通し
てメモリ１１０に伝送するか、又は線路１１６を
通して比較器１１４に伝送する。

線路１１８によつて中央制御ユニツト１００は
メモリ１１０を読み出し、記憶された信号を線路
１２０を通して比較器１１４の第２入力に印加す
ることができる。

もし、本装置が各ソレノイドバルブによつて指
定されたサンプルの汚染レベルを、全てのサンプ
ルの平均と比較するモードにおいて動作している
ならば、中央処理ユニツト１００は、第１の全て
のソレノイドバルブを開くために線路１０２の全
てを励起するであろう。このためフオトセル１８
は汚染の平均レベルに依存した電気的出力を発生
し、ユニツト１００は入力ユニツト１０６が直接
にこの電気的信号を１１０に蓄積するよう線路１
０７を通して指令する。

中央制御ユニツト１００はその後全てのソレノ
イドバルブを閉成し、次に１つずつ順序にしたが
つてそれらを開放していく。各々のバルブが開放
される都度ユニツト１００は線路１０７を通して
入力ユニツト１０６に指令を与え、フオトセル１
８からの電気的測定結果信号が比較器１１４に送
出されるようにさせる。同時に、ユニツト１００
は線路１１８に信号を与え、既に記憶している平
均レベル信号をメモリ１１０より読み出し、これ
を比較器１１４の第２入力に供給させる。もしそ
の汚染レベルが平均汚染レベルに基づいた予定量
を超えていることを比較器が示したなら、デイス
プレイ装置または他の出力ユニツト１２２に対し
警報出力を発生する。

他のモードにおいては、ソレノイドバルブのう
ちの一つは、汚染を監視する必要はないが清浄な
汚染されていない空気を供給する地点に連結れた
入力２４を持つように変更することができる。他
のソレノイドバルブはシーケンスに従つて次々と
開放され、開放されたバルブ毎に相応に通過され
たサンプルに反応するフオトセル１８によつて感
知された汚染レベル（どれでも）を、前もつて記
憶してある無汚染レベルと比較することも可能で
ある。個々のサンプルにおける汚染レベルが無汚
染レベルに基づいて前もつて決められたレベルを
超えると、警報信号が得られる。

このモードにおいては、ユニツト１００は最初
に線路１０２のうちの適当な１つを励起して清浄
な空気を受け取るためソレノイドバルブを開放
し、ユニツト１００は線路１０７に指令を与え、
電気的測定結果信号をメモリ１１０に収容させ
る。続いて、ユニツト１００はそのソレノイドバ
ルブを閉成し、他のバルブを１つずつ連続的に開
放する。上に説明した方法によつて、ユニツト１
００は前もつて決めたレベルを越えた汚染のある
場合に警報出力を発生させるため、各フオトセル
測定結果出力を、記憶されている信号と比較する
ように比較器に指令する。

もし、本装置がこれらのモードのいずれでもな
いモードで動作しているなら、各フオトセル出力
のレベルは固定レベルと比較するよう変更するこ
とは、簡単である。メモリ１１０はこの固定レベ
ルを表わす信号を設定する装置（例えば可変ポテ
ンシヤル分圧器）に置き替えられ、ソレノイドバ
ルブが開放される都度各フオトセル出力と比較す
るためにこの信号は比較器１１４の第２入力側に
供給される。

説明した本装置は、各々のインレツトパイプと
連結するために連続的に回転している共通アウト
レツトパイプを有するロータリバルブやそれに類
似する純機械式バルブの他の形式に比し、十分に
速い極めて高速な動作をソレノイドバルブが実現
できるため有益なものである。本装置は、バルブ
の開かれていない時でさえサンプル気体が各バル
ブおよびインレツトパイプ群を十分に満たして維
持されているようにバイパスチエンバならびにバ
ルブ構成を用いることによつて、ソレノイドバル
ブの持つ高速動作特性を最適に利用することがで
きる。これは、バルブが開放された時、ほとんど
瞬時に気体サンプルが測定用チエンバに流れ込
み、即座に測定が行なわれることを意味してい
る。例えば、バイパスチエンバ８が設けられてい
なくて、各バルブのピストン３０が単にインレツ
トパイプ２４と測定チエンバ２６の間の連絡を開
閉するだけの様に構成されておれば、フアンユニ
ツト４２の吸引力が監視されるべき地点のサンプ
ルの大気をインレツトパイプ２４および測定チエ
ンバ６に吸込むまでに時間遅れ（バルブが開いた
後の）が発生する。

説明された本構成は、監視されるべき地点から
の大気により全てのインレツトパイプが常に満た
されていることを確実にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は内部構造を示すため一部を断面図とし
て表わした本考案の装置の実施例の側面図であ
り、第２図は第１図の線−における断面図で
あり、また第３図は本考案の装置の電気回路のブ
ロツク図である。 ５……ハウジング、６……測定チエンバ、７…
…拡散チエンバ、８……バイパスチエンバ、１
０，１１……壁、１２，１３……シリンダ形突
起、１４，１６……レンズ、１７……開口部、１
８……フオトセル、２０……光源（ランプ）、２
２……バルブアセンブリ、２４……インレツトパ
イプ、２６……バルブチエンバ、２８……バルブ
ハウジング、３０……バルブ機構（ピストン）、
３２……ロツド、３４……ソレノイドコイル、３
６……パイプ、４０……開口部、４２……フアン
ユニツト、４４……排気口、４６……パイプ、１
００……中央制御ユニツト、１０２……出力線、
１０６……入力ユニツト、１０８……増巾器、１
１０……メモリ、１１４……比較器、１２２……
出力ユニツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 互いに他に対して固定された位置関係におか
   れた各インレツトパイプ２４Ｅおよび各アウト
   レツトパイプ、ならびに該インレツトパイプ２
   ４Ｅとアウトレツトパイプとの間の連通を阻止
   する閉成位置からインレツトパイプとアウトレ
   ツトパイプとを互いに連通できるように配置さ
   れた開放位置までの間を切り換える各バルブ機
   構３０Ｅとを有する複数のバルブ２２Ａ，２２
   Ｂ……２２Ｊと、 各アウトレツトパイプが接続されている測定
   チエンバと、 バルブ２２Ａ……２２Ｊのバルブ機構３０Ｅ
   を各々の開放位置にまで順次に切り換える装置
   ３４と、 そのバルブ機構３０Ｅが開放位置にあるバル
   ブ２２Ａ……２２Ｊの各インレツトパイプ２４
   Ｅから測定チエンバ６に流動体のサンプルを吸
   込むための圧力レベルを測定チエンバ内につく
   り出す排気口４４と、 測定チエンバ６内のサンプル流動体中に含ま
   れる、光線通過に影響を与える物質を光電的に
   検出する目的で測定チエンバ６に組み込まれた
   検出装置部１８，２０とから構成されている流
   動体中に含まれる光線通過に影響を与える物質
   の検出装置において、 各インレツトパイプ２４Ｅの両端の間にそれ
   ぞれ圧力差を形成する圧力源４２およびバイパ
   スパイプ３６Ｅが設けられており、さらにバル
   ブ２２Ｅの中でインレツトパイプ２４Ｅが２又
   の分岐路に分かれており、該２又の分岐路のう
   ちの一方の分岐路がアウトレツトパイプを介し
   て測定チエンバ６へ導びかれており、他方の分
   岐路がバイパスチエンバ８へ導びかれており、
   さらに前記各バルブ機構３０Ｅが閉成位置に切
   り換えられると、圧力源４２からバイパスパイ
   プ３６Ｅを通して各バルブインレツトパイプ２
   ４Ｅに吸引力が加わるようにし、かつ前記バル
   ブ機構が前記閉成位置にある時に、各インレツ
   トパイプ２４Ｅが常に上記流動体によつて満た
   されている状態を維持するようにし、他方前記
   各バルブ機構３０Ｅが開放位置に切り換えられ
   るとバイパスパイプ３６Ｅを通して各バルブイ
   ンレツトパイプ２４Ｅに印加されていた吸引を
   停止し、各バルブアウトレツトパイプを通して
   前記バルブインレツトパイプ２４Ｅに吸引力が
   印加されるように前記各バルブ機構３０Ｅを構
   成して成る、流動体中に含まれる光線通過に影
   響を与える物質の検出装置。 ２ 各バルブがソレノイドによつて動作されるバ
   ルブ２２Ａ……２２Ｊである実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の装置。 ３ 測定チエンバ６における圧力レベルを測定チ
   エンバ６に吸引力を印加することにより形成
   し、さらに各インレツトパイプ２４Ｅの端に印
   加される圧力差を、バルブ機構３０Ｅの近傍の
   上流に設けた該インレツトパイプに吸引力を印
   加することにより形成した、実用新案登録請求
   の範囲第１項または第２項記載の装置。 ４ 全部のバルブ２２Ａ……２２Ｊのバイパスパ
   イプ３６Ｅが測定チエンバと同一の吸引源に連
   通されている実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の装置。 ５ サンプル中に含まれる、光線通過に影響を与
   える物質を光電的に検出する検出装置が、測定
   チエンバ６を通して光電セル８に至る光線ビー
   ムを照射するための光源２０を有する実用新案
   登録請求の範囲の第１項から第４項までのいず
   れか１項に記載の装置。 ６ アウトレツトパイプが拡散チエンバ７を経由
   して測定チエンバ６に結ばれている実用新案登
   録請求の範囲の第１項から第５項までのいずれ
   か１項に記載の装置。