KR20230051526A - 바이패스 개구를 갖는 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스니핑 원리에 따라 스니퍼 프로브를 통해 가스를 흡인하는 진공펌프(20)와 흡인된 가스 유동을 분석하는 가스 감지기(22)를 구비한 가스 누출 감지기(18)용 스니퍼 프로브(10)가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 스니퍼 프로브는 흡인된 가스 유동을 위한 가스 입구(28), 가스 누출 감지기에 연결될 수 있는 가스 출구(14) 및 가스 입구와 가스 출구를 가스 전도 가능하게 연결하는 채널(26)을 포함하며, 스니퍼 프로브는 가스 입구(28)와 가스 출구(26) 사이에 위치한 채널의 일부를 스니퍼의 외부 환경(32)에 가스 전도성으로 연결하는 바이패스 개구(30)를 갖고 바이패스 개구는 바이패스 개구를 선택적으로 개폐하기 위한 작동 가능한 클로저(36)를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

바이패스 개구를 갖는 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브

본 발명은 스니핑 원리에 따라 스니퍼 프로브를 통해 가스를 흡인하는 진공 펌프와 흡인된 가스 유동을 분석하는 가스 감지기를 갖는 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브에 관한 것이다.

이러한 가스 누출 감지기는 스니퍼 가스 누출 감지기라고도 한다. 진공 펌프는 가스 입구를 통해 대기 중 가스를 흡인하여 가스 감지기에 공급하도록 설계되었다.

이를 위해 스니퍼 프로브는 흡입된 가스 유동을 위한 가스 입구와 가스 누출 감지기에 연결 가능한 가스 출구를 가지며, 이를 통해 가스가 가스 누출 감지기와 가스 감지기로 공급된다. 또한, 스니퍼 프로브에는 가스 전도 방식으로 가스 입구와 가스 출구를 연결하는 채널이 있다. 여기서, 스니퍼 프로브는 가스 누출 감지기와 일체형이거나 별도의 요소로 가스 누출 감지기와 분리 가능하게 연결될 수 있다.

가스 입구를 통해 흡인되는 스니퍼 가스 유동, 즉 유속이 클수록 검사할 테스트 대상의 누출에서 빠져나오는 가스를 더 빨리 감지할 수 있고 누출된 가스의 가능한 누출로부터 더 멀리 감지할 수 있다. 왜냐하면, 단위 시간당 더 많은 가스량이 누출 감지기로 전달되기 때문이다. 반면에, 대량의 가스 유동은 흡인된 가스량이 많기 때문에 가스가 흡인되는 공간이 더 커져서 누출의 정확한 위치 파악을 더 어렵게 한다. 분석된 가스가 흡인되는 영역이 더 클수록 가스 누출 위치 파악이 더 대략적이거나 부정확하다.

스니핑 가스 유동을 줄임으로써 가스 누출 위치 파악의 정확도를 높일 수 있다. 그러나 이것은 또한 측정된 누출 가스의 농도를 증가시키고 종종 누출 감지 장치에서 압력 변화가 발생한다.

본 발명의 목적은 가스 누출로부터 더 먼 거리에서도 빠른 누출 감지를 가능하게 하고 누출 위치 파악의 정확도를 증가시키는 스니퍼 프로브를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 스니퍼 프로브는 독립 청구항 1과 2의 특징에 의해 각각 정의된다.

따라서, 본 발명의 제1 변형은 스니퍼 프로브가 가스 전도 방식으로 스니퍼 프로브의 외부 환경에 가스 입구와 가스 출구 사이에 위치한 채널의 섹션을 연결하는 바이패스 개구를 포함하며, 바이패스 개구는 바이패스 개구를 선택적으로 개폐하기 위한 작동 가능한 클로저(closure)를 갖는다. 바이패스 개구가 닫히면 흡입구를 통한 유동이 최대가 되어 단위 시간당 다량의 가스가 가스 입구를 통해 흡입된다. 이를 통해 누출과 누출에서 빠져나가는 가스 입구 사이의 먼 거리에 대해서도 여전히 감지할 수 있다. 그러나 바이패스 개구가 닫히면 가스 누출 위치 파악의 정확도가 떨어지며 바이패스 개구를 열면 정확도를 높일 수 있다. 그 결과, 감지기에 공급되는 가스 유동의 일부가 바이패스 개구를 통해 흡입되는 반면, 바이패스 개구가 닫힌 경우에 비해 감지기에 공급되는 가스 유동의 더 작은 부분만이 가스 입구를 통해 흡인된다. 가스 입구가 누출을 향하는 경우 누출 가능성이 있는 가스가 흡인되는 누출 영역의 부피는 닫힌 바이패스 개구의 경우에 비해 감소하므로 정확도, 즉 어떤 의미에서, 누출 감지의 공간 분해능이 증가한다.

바이패스 개구 및/또는 가스 입구를 가스 출구에 연결하는 채널은 바람직하게는 바이패스 개구가 열릴 때 바이패스 개구를 통해 그리고 가스 입구를 통해 유동하는 전체 가스의 유동이 바이패스 개구가 닫힐 때 가스 입구를 통한 가스 유동과 본질적으로 동일하도록 치수화되고 설계된다. 즉 바이패스 개구가 열릴 때 가스 출구를 통한 가스 유동은 바이패스 개구가 닫힐 때와 본질적으로 동일하다.

제1 변형에 대한 대안으로서, 바이패스 가스 입구를 포함하는 바이패스 부착물, 스니퍼 프로브의 가스 입구에 연결할 수 있는 바이패스 가스 출구 및 바이패스 가스 입구와 바이패스 가스 출구를 가스 전도 방식으로 연결하는 바이패스 채널을 포함하는 스니퍼 프로브에 의한 제2 변형에 따라 동일한 기술적 효과를 얻을 수도 있다. 바이패스 부착물은 가스 전도 방식으로 바이패스 부착물의 외부 환경(outer environment)에 바이패스 가스 입구와 바이패스 가스 출구 사이에 위치된 바이패스 채널의 섹션을 연결하는 바이패스 개구를 갖는다. 바이패스 부착물은, 연결된 상태에서, 바이패스 가스 출구가 가스 전도 방식으로 스니퍼 프로브의 가스 입구에 연결되는 방식으로 스니퍼 프로브에 분리 가능하게 연결될 수 있다.

제2 변형에서, 가스 감지기가 여전히 누출로부터 빠져나간 가스를 감지할 수 있는 가스 입구 또는 바이패스 가스 입구와 누출 사이의 거리는 바이패스 부착물이 스니퍼 프로브에 연결되지 않을 때 최대이다. 바이패스 부착물이 스니퍼 프로브에 부착되어 바이패스 가스 출구가 스니퍼 프로브의 가스 입구에 연결될 때 누출 가스 감지의 공간 분해능, 즉 누출 위치 파악의 정확도가 최대가 된다.

제2 변형에서, 바이패스 개구 및/또는 바이패스 채널은 바람직하게는 바이패스 부착물이 스니퍼 프로브에 연결될 때 바이패스 개구를 통해 그리고 바이패스 가스 입구를 통한 가스 유동의 전체 유동은 바이패스 부착물이 제거되었을 때 스니퍼 프로브의 가스 입구를 통한 가스 유동과 본질적으로 동일하도록 치수화되고 설계된다. 즉, 이것은 바이패스 부착물이 부착되고 바이패스 개구가 열린 스니퍼 프로브의 가스 출구에서의 가스 유동이 바이패스 부착물이 제거되었을 때의 가스 유동과 거의 일치하여 바이패스 부착물이 이 가스 유동에 미치는 영향이 미미하다는 것을 의미한다. 본 발명의 두 변형에서, 용어 "본질적으로"는 스니퍼 프로브의 가스 출구에서의 가스 유동이 바이패스 개구가 열릴 때 및/또는 바이패스 부착물이 부착된 경우 최대 약 5% 또는 최대 약 10%만큼 변하는 것으로 이해되어야 한다. 이는 예컨대 채널 내부 또는 바이패스 채널 내부의 적절하고 가능한 가변 유동 스로틀에 의해 달성될 수도 있다. 또는 유동은 기본적으로 핸들과 진공 펌프가 포함된 센서 장치 사이의 모세관(플렉시블 호스 26)의 가스 유동 스로틀링(throttling) 효과에 의해 영향을 받기 때문에 전체 유동에 대한 추가 바이패스 개구의 영향은 무시할 수 있다.

본 발명의 두 가지 변형 예에서, 누출 영역으로부터 흡인되는 감지기에 공급되는 가스 유동의 부분은 바이패스 개구가 제1 변형에서 닫히고 바이패스 부착물이 제2 변형에서 스니퍼 프로브에 연결되지 않을 때 최대이다. 이 경우 감지기가 누출에서 빠져나온 가스를 감지할 수 있는 가스 입구와 누출 사이의 거리가 최대이다. 스니퍼 누출 감지기의 사용자는 제1 변형에서 바이패스 개구를 열고 제2 변형에서 바이패스 부착물을 스니퍼 프로브에 연결함으로써 가스 누출 위치 파악의 공간 분해능을 선택적으로 증가시킬 수 있다.

또한, 제2변형에서, 바이패스 개구가 바이패스 개구를 선택적으로 개폐하기 위한 작동 가능한 클로저를 갖는 것을 생각할 수 있다. 이 경우 클로저는 바이패스 부착물에 배치된다.

기본적으로 클로저는 스니퍼 프로브 또는 바이패스 부착물의 외면을 따라 채널 또는 바이패스 채널의 종 방향으로 변위 가능한 슬라이더로 설계될 수 있다. 슬라이더는 환형 또는 링 섹션으로 스니퍼 프로브 또는 바이패스 부착물을 둘러쌀 수 있다.

유리하게는, 바이패스 개구는 채널 또는 바이패스 채널에서 흡인된 가스의 주 유동 방향에 대해 횡방향으로 연장되는 평면에 배치된다. 이에 의해, 바이패스 개구를 통해 가스가 흡인되는 주 유동 방향은 가스 입구 또는 바이패스 가스 입구를 통해 가스가 흡인되는 주 유동 방향과 다르다. 이는 가스 입구 또는 바이패스 가스 입구가 누출을 향할 때 누출 영역에서 바이패스 개구를 통해 가스가 흡인되지 않는다는 이점이 있다.

이 효과는 적어도 약 0.5cm 또는 적어도 약 2cm인 가스 입구 또는 바이패스 가스 입구로부터 바이패스 개구의 거리에 의해 대안으로 또는 추가로 달성될 수 있다. 본 발명의 일례에 따르면, 이 거리는 0.3cm 내지 0.7cm 범위, 바람직하게는 0.4cm 내지 0.6cm 범위, 따라서 약 0.5cm일 수 있다. 본 발명의 다른 예에 따르면, 이 거리는 1.8cm 내지 2.2cm 범위, 바람직하게는 1.9cm 내지 2.1cm 범위, 따라서 약 2cm일 수 있다.

대안으로 또는 추가로, 바이패스 개구는 또한 중심 종축이 채널의 중심 종축에 대해 적어도 약 45°의 각도, 바람직하게는 60° 내지 120° 범위, 특히 바람직하게는 80° 내지 100° 범위인 가스 전도 경로를 통해 채널 또는 바이패스 채널에 연결되어야 한다. 그런 다음 바이패스 개구를 채널 또는 바이패스 채널에 연결하는 가스 전도 경로는 채널 또는 바이패스 채널에 대해 대략 횡방향으로 배치된다. 이것은 또한 가스 입구 또는 바이패스 가스 입구를 통하지 않고 다른 영역에서 바이패스 개구를 통해 가스가 흡인되는 효과가 있으므로 가스 입구 또는 바이패스 가스 입구가 누출 방향을 향할 때 바이패스 개구를 통해 누출 가스가 흡인되지 않도록 한다.

일 실시예에 따르면, 바이패스 개구는 바이패스 개구를 통한 가스 유동이 본 발명의 제1 변형에서 가스 입구를 통한 가스 유동 또는 제2 변형에서 가스 입구를 통한 가스 유동보다 적어도 5배 많도록 치수화 된다.

본 발명은 설명된 유형의 스니퍼 프로브와 설명된 유형의 가스 누출 감지기의 조합에서도 볼 수 있다.

본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다.

본 발명에 따른 스니퍼 프로브에 의하면, 가스 누출로부터 더 먼 거리에서도 빠른 누출 감지를 가능하게 하고 누출 위치 파악의 정확도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 바이패스 개구가 닫힌 제1 실시예를 도시하고,
도 2는 바이패스 개구가 열린 도 1의 실시예를 도시하고,
도 3은 스니퍼 프로브에 연결되지 않은 상태에서 바이패스 부착물을 갖는 제2 실시예를 도시하고,
도 4는 바이패스 부착물이 스니퍼 프로브에 연결되고 바이패스 개구가 열린 제3 실시예를 도시하며,
도 5는 바이패스 개구가 닫힌 도 4의 실시예를 도시한다.

모든 실시예에서, 가스 누출 감지기의 스니퍼 프로브(10)는 가스 입구(28), 가스 출구(26) 및 가스 전도 방식으로 가스 입구(28)를 가스 출구(26)에 연결하는 채널(16)을 갖는다. 본 발명의 스니퍼 프로브는 예컨대 스니퍼 프로브가 호스를 통해 가스 누출 감지기에 연결되는 가스 누출 감지기의 일체형 부품일 수 있다. 또는 스니퍼 프로브는 가스 누출 감지기와 별도 요소일 수 있으며, 여기서 스니퍼 프로브는 분리 가능한 방식으로 가스 누출 감지기에 연결될 수 있다.

가스 누출 감지기(18)는 도 3 내지 도 5에 예시적으로 도시되어 있다. 가스 누출 감지기(18)는 가스를 흡입하기 위한 진공 펌프(20)와 흡인된 가스를 분석하기 위한 가스 감지기(22)를 갖는다. 가스 감지기(18)는 플렉시블 호스(24)를 통해 스니퍼 프로브(10)의 가스 출구(26)에 가스 전도 방식으로 연결된다.

가스 전도 채널(16)은 스니퍼 프로브(10)의 가스 입구(28)에 가스 출구(26)를 연결한다. 스니퍼 프로브는 가스 입구(28)와 가스 출구(26)가 대향하는 단부면(opposite end faces)에 배치되고 채널(16)에 의해 가스 전도 방식으로 서로 연결되는 세장형 회전 대칭 요소(elongated rotationally symmetrical element)이다.

도 1 및 도 2에 따른 제1 실시예에서, 스니퍼 프로브(10)에는 가스 입구(28)와 가스 출구(26) 사이에 위치한 채널(16)의 섹션을, 바이패스 개구(30)가 도 2에 도시된 바와 같이 닫히지 않은 경우, 가스 전도 방식으로 스니퍼 프로브의 외부 환경(32)에 연결하는 바이패스 개구(30)가 제공된다. 바이패스 개구(30)는 채널(16)의 중심 종축과 평행하게 연장되고 채널(16)을 통해 운반되는 가스의 주 유동 방향과 평행하게 연장되는 평면에 배치된다. 또한, 바이패스 개구(30)를 채널(16)에 연결하는 가스 전도 경로(34)의 중심 종축은 채널(16)의 중심 종축에 대해 횡방향으로 배치된다. 그 결과 바이패스 개구(30)가 열리면 스니퍼 프로브(10)의 가스 입구(28)를 통하지 않고 바이패스 개구(30)를 통해 다른 영역에서 가스가 흡인된다.

제1 실시예에서, 바이패스 개구(30)는 스니퍼 프로브(10)의 종방향으로 변위 가능한 슬라이더(36) 및 스니퍼 프로브(10)의 외피 표면(outer shell surface)을 따른 채널(16)을 사용하여 닫힐 수 있어 바이패스 개구(30)를 도 1과 같이 닫고 도 2와 같이 연다. 제1 실시예에서, 클로저(36)는 외부에서 스니퍼 프로브를 환형으로 둘러싸는 환형 슬라이더이다. 또는 클로저(36)는 도 3 및 도 4에 도시된 것과 유사한 링 섹션, 평면 평판(planar plate) 또는 플랩(flap)일 수 있다.

도 3의 제2 실시예는 바이패스 개구(30)가 스니퍼 프로브(10)에 제공되지 않고 스니퍼 프로브(10)의 가스 입구(28)에 연결될 수 있는 바이패스 부착물(40)에 제공된다는 점에서 제1 실시예와 다르다. 바이패스 부착물(40)은 바이패스 가스 입구(42) 및 바이패스 가스 출구(44)뿐만 아니라 가스 전도 방식으로 바이패스 가스 입구(42)를 바이패스 가스 출구(44)에 연결하는 바이패스 채널(46)을 갖는다.

바이패스 부착물(40)은 부착된 상태에서 스니퍼 프로브(10)의 가스 입구(28)에 가스 전도 방식으로 연결되는 플러그형 요소(pluggable element)로서 스니퍼 프로브(10)에 분리 가능하게 연결될 수 있다.

제2 실시예에서, 도관 섹션(34)은 바이패스 채널(46)에 연결된다. 제2 실시예의 도관 섹션(34)도 바이패스 채널(46)의 종방향에 대해 횡방향으로 배치된다. 이는 도관 섹션(34)의 중심 종축이 바이패스 채널(46)의 중심 종축에 대해 횡방향으로 연장된다는 것을 의미한다. 바이패스 개구(30)는 바이패스 채널(46)에서 흡인된 가스의 주 유동 방향에 평행하게 연장되고 바이패스 채널(46)의 중심 종축에 평행하게 연장되는 평면에 배치된다. 유사하게, 바이패스 가스 입구는 바이패스 개구(30)의 평면에 대해 횡방향으로 연장되는 평면에 배치된다.

도 3의 제2 실시예와 유사하게, 도 4 및 도 5의 제3 실시예는 바이패스 부착물(40)을 갖는 본 발명의 제2 변형예에 대응한다. 제2 실시예에 대한 제3 실시예의 본질적인 차이점은 바이패스 개구(30)가 본 발명의 제1 변형의 클로저와 유사하게 플랩 형태의 추가 클로저(36)를 사용하여 선택적으로 개폐될 수 있다는 점이다.

Claims (9)

1. 가스 누출 감지기(18)용 스니퍼 프로브(10)에 있어서,
   상기 가스 누출 감지기는 스니핑 원리에 따라 스니퍼 프로브를 통해 가스를 흡인하는 진공 펌프(20)와 상기 흡입된 가스 유동을 분석하는 가스 감지기(22)를 갖고,
   상기 스니퍼 프로브는 상기 흡인된 가스 유동을 위한 가스 입구(28), 상기 가스 누출 감지기에 연결될 수 있는 가스 출구(26) 및 상기 가스 입구를 상기 가스 출구에 가스 전도 방식으로 연결하는 채널(16)을 포함하며,
   상기 스니퍼 프로브는 가스 전도 방식으로 상기 스니퍼 프로브의 외부 환경(32)에 상기 가스 입구(28)와 상기 가스 출구(26) 사이에 위치한 채널의 섹션을 연결하는 바이패스 개구(30)를 갖고, 상기 바이패스 개구는 상기 바이패스 개구를 선택적으로 개폐하기 위한 작동 가능한 클로저(actuatable closure)(36)를 갖는 것을 특징으로 하는, 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브.
   
2. 가스 누출 감지기(18)용 스니퍼 프로브(10)에 있어서,
   상기 가스 누출 감지기는 스니핑 원리에 따라 스니퍼 프로브를 통해 가스를 흡인하는 진공 펌프(20)와 상기 흡입된 가스 유동을 분석하는 가스 감지기(22)를 갖고, 상기 스니퍼 프로브는 상기 흡인된 가스 유동을 위한 가스 입구(28), 상기 가스 누출 감지기에 연결될 수 있는 가스 출구(26) 및 상기 가스 입구를 상기 가스 출구에 가스 전도 방식으로 연결한 채널(16)을 포함하며,
   상기 스니퍼 프로브는 바이패스 가스 입구(42), 상기 스니퍼 프로브의 가스 입구에 연결할 수 있는 바이패스 가스 출구(44) 및 상기 바이패스 가스 입구를 가스 전도 방식으로 상기 바이패스 가스 출구에 연결하는 바이패스 채널(44)을 포함하는 바이패스 부착물(40)을 포함하고,
   상기 바이패스 부착물은 상기 바이패스 가스 입구와 상기 바이패스 가스 출구 사이에 위치한 바이패스 채널의 섹션을 가스 전도 방식으로 상기 바이패스 부착물의 외부 환경(32)에 연결하는 바이패스 개구(30)를 포함하고, 상기 바이패스 부착물은, 연결된 상태에서, 상기 스니퍼 프로브의 가스 입구(28)에 가스 전도 방식으로 연결되는 방식으로 상기 스니퍼 프로브에 분리 가능하게 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 바이패스 개구(30) 및/또는 상기 채널(16)은 상기 바이패스 개구(30)가 열릴 때 상기 바이패스 개구(30)와 상기 가스 입구(28)를 통한 가스 유동의 전체 유동이 상기 바이패스 개구(30)가 닫힐 때 상기 가스 입구(28)를 통한 가스 유동과 본질적으로 동일하도록 치수화 되는 것을 특징으로 하는, 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 바이패스 개구(30) 및/또는 상기 바이패스 채널(46)은 상기 바이패스 부착물(40)이 연결될 때 상기 바이패스 개구(30)와 상기 가스 입구(42)를 통한 가스 유동의 전체 유동이 상기 바이패스 부착물(40)이 제거될 때 상기 가스 입구(28)를 통해 유동하는 상기 가스 유동과 본질적으로 동일하도록 치수화 되는 것을 특징으로 하는, 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 바이패스 개구(30)는 상기 채널(16) 또는 상기 바이패스 채널(46)에서 흡인된 가스의 주 유동 방향과 평행하게 연장되는 평면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 클로저(36)는 상기 스니퍼 프로브 또는 상기 바이패스 부착물의 외면을 따라 상기 채널의 종방향으로 변위 가능한 슬라이더인 것을 특징으로 하는, 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 슬라이더는 상기 스니퍼 프로브 또는 상기 바이패스 부착물을 외부에서 환형으로 또는 링 섹션으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 바이패스 개구는 상기 가스 입구 또는 상기 바이패스 가스 입구로부터 대략 또는 적어도 약 0.5cm 또는 적어도 약 2cm의 거리에 배치되는 것을 특징으로 하는, 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 바이패스 개구는 상기 바이패스 개구를 통한 가스 유동이 상기 가스 입구를 통한 가스 유동의 적어도 대략 5배가 되도록 치수화 되는 것을 특징으로 하는, 가스 누출 감지기용 스니퍼 프로브.

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