TWI603065B - 用於低溫空間之空氣取樣系統 - Google Patents

用於低溫空間之空氣取樣系統 Download PDF

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Description

用於低溫空間之空氣取樣系統
本發明係有關一用於一低溫空間之空氣監測及/或取樣技術。在一較佳形式中，本發明係有關但不限於有關一用於一冷凍儲存設施之呼吸煙霧偵測系統。然而，將瞭解：本發明可適用於其他類型的空氣監測系統，譬如氣體偵測系統、生物材料的氣霧劑偵測或可使用於低溫空間中之其他類型的煙霧偵測系統。本發明亦有關一用於一低溫空間的一空氣取樣系統之套組。
冷環境、特別是冷凍儲存設施係對於任何煙霧偵測系統皆為獨特且具挑戰性的環境。其特徵係在於來自運送機具進出房間的工人之變動的低溫及頻繁交通流。雖然大多具有某形式的快速作用自動門或塑膠障壁簾以限制暖空氣入侵，暖空氣難免將進入房間。具有規律暖空氣入侵的此恆定交通流係常在房間內生成凝結，並在周遭溫度低於0度C的情形中將發生結冰。結冰係傾向於形成在任何及全部的天花板安裝式設備及結構上，概括緊鄰於進入點。
冷凍儲存設施中的煙霧偵測系統係為已知的系統。呼吸煙霧偵測系統係概括具有一擁有一數量的取樣點之取樣管路網路，以抽取取樣空氣供測試用。這些取樣點 概括被定位於冷凍空間的天花板或牆壁上。然而，隨時間經過而暖空氣入侵，取樣點及相關聯的管路會變成受到冰所阻塞。這造成空氣流議題及不可運作的煙霧偵測。
矯正此問題所需要的維修(亦即孔或管路的阻塞清除)會很耗費成本。在部分案例中，最簡單的已知解決方案係移除最靠近取樣點之管路段並配裝一新的管路段。此外，對於冷凍儲存設施內的設備之近接係可能在修理期間變得不方便。
諸如冷戶外環境等其他低溫環境的空氣取樣系統係存在類似的問題。部分的凝結相關問題首先係在約4度C溫度產生(或者若存在特定條件則可能更高)，且典型地隨著溫度降低至水的冷凍點0度C或以下而惡化。因此，本發明之一目的係提供可克服或至少改善與低溫環境尤其是冷凍環境相關聯之上述問題的一者之一空氣取樣系統及套組。
說明書中參照任何先前技藝係並非且不應該視為認可或以任何形式建議此先前技藝構成澳洲或任何其他司法管轄區中的共同一般知識之部份，或者此先前技藝可合理地預期被一熟習該技藝者所確定、瞭解及視為相干。
根據本發明的第一形態，提供一用於一低溫空間之空氣取樣系統，空氣取樣系統係包括：一用於使取樣空氣通至一空氣取樣裝置之空氣取樣管路；一從來自低溫空間的一進入埠延伸至低溫空間外之取樣導管；取樣導管係 連接至取樣管路，其中可選擇性從低溫空間外近接取樣導管，以供移除取樣導管內的冰累積物。
取樣導管較佳係為具有足夠長度之一直線長度段的導管，以延伸經過用於界定低溫空間的一邊界之一隔板、牆壁或天花板，依實例而定。因此，導管係具有低溫空間內之一進入埠及低溫空間外部之一外出埠。進入埠可藉由位居低溫空間的邊界處、譬如藉由身為面對低溫空間的隔板中之一孔而位於低溫空間“內”。
對於取樣導管之近接較佳係與取樣導管的縱向軸線相符合，以能夠作視線視覺檢測且亦能夠插入一桿或類似結構以移除冰累積物，其典型係發生在低溫空間內之取樣導管的進入埠、亦即取樣點處。基於此原因，取樣導管的進入埠較佳係與近接開口具有至少相同的維度(就橫剖面而言)。典型地，為了易於建構以及清潔用的近接，取樣導管將具有一連續橫剖面。另一特徵構造係為位於取樣導管的進入埠之一鐘或圓頂形噴嘴。典型地，取樣導管係由較佳為塑膠且典型具有約25mm直徑的圓柱形管路形成。進入埠可塗覆有聚矽氧以防止冰累積物。取樣導管亦可能具有絕緣。取樣導管可為一單件式構造，但不在此限。
較佳地，空氣取樣系統係包括一拘限器、諸如一小進入埠或拘限配件，其位於低溫空間外。最佳地，拘限器被定位在近鄰於取樣導管的一端、或其下游。在部分實例中，拘限器可位居取樣管路中或接近取樣管路。
取樣導管可利用一近接開口從低溫空間外作選 擇性近接。這可為一近接艙口的形式，諸如一滑動或鉸接式閉合件。較佳地，任何如是的近接艙口係具有一自我關閉特徵構造。
在本發明的一形式中，取樣導管係連接至取樣管路而在其中形成有一近接開口。在本發明的一較佳形式中，取樣管路係藉由位於取樣導管的下游端上之一連接總成而被連接至取樣導管外側上的一外出埠，俾使連接總成可從取樣導管的外出埠選擇性移除。在此實施例中將瞭解：取樣管路可具有以分隔間隔沿著取樣管路所配置之一數量的連接總成及取樣導管，以在一數量的各別分隔取樣點從低溫空間抽取空氣。本發明可包括不只一個取樣管路。譬如，可具有配置於分隔列中之一取樣管路網路，而建立低溫空間內之取樣點的一格柵圖案。
可選擇性移除式連接總成係可身為或包括一撓性連接器管路。連接總成較佳係額外地抑或替代地包括一配件、諸如一轉接器、聯管節或T型件，其配裝至取樣管路且亦直接或間接地接合至取樣導管。連接總成具有一拘限配件，拘限配件係位於可與取樣導管的外出埠作連接且可自其選擇性移除之一對接部分或對接端。拘限配件係可由連接總成之一分離或可分離的端件所界定、或者可與連接總成一體地形成。
連接總成的拘限配件係包括譬如為一小進入埠形式之一拘限器，以供取樣空氣並界定從低溫空間、經過取樣導管、來到取樣管路之流率。拘限器係可位居與取樣 導管作對接之拘限配件的一端。譬如，拘限器係可藉由用以在拘限配件該端處形成一進入埠之一或多個孔所構成，其中因此該端除了孔外皆被關閉。替代性地，拘限器係可位於與取樣導管作對接之連接總成端之下游。在兩實例任一者中，將瞭解：拘限器係可隨連接總成而從取樣導管被選擇性移除，而能夠近接至取樣導管的完整橫剖面，以容許藉由將碎屑及/或冰推過取樣導管的上游端、亦即面對低溫空間的端來清潔導管。
取樣導管較佳係被定形使得取樣導管的管道橫剖面從其下游端至其上游端呈保持實質地恆定(或是增大而非減小)，俾使冰或碎屑在清潔期間被推過取樣導管時不會堵塞於其上游端。
請瞭解：由於拘限器係形成連接總成之部份，拘限器可易於依需要作檢測、清潔或更換。這係不同於其中使拘限器與取樣導管呈一體或是只可從低溫空間內近接(譬如藉由將取樣孔的至少部份形成於低溫空間中)之配置。
亦瞭解：拘限器可為一批的開孔、而非單一開孔，而形成小進入埠。拘限器可藉由相較於拘限器任一側的流而言增加紊流以至少部份地造成拘限。
拘限配件係可包括一或多個開孔，一或多個開孔可在連接總成正確地組裝至取樣導管時關閉。較佳地，這些開孔相較於小進入埠而言係為大型。當連接總成及取樣導管妥當地重新組裝時關閉之相對大的開孔係能夠偵測連接總成與取樣導管之誤組裝。若連接總成及取樣導管未妥 當地重新組裝，則開孔模擬一破管路狀況，其將觸發空氣取樣裝置中的一緊急流故障，譬如煙霧偵測器單元。這係對於下列作用提供防護措施：連接總成從取樣導管的不小心移除、不當的重新組裝或是單純忘記將取樣導管與連接總成作重新組裝之舉動。
在本發明的一較佳形式中，一或多個大開孔係形成於拘限配件的側壁中，與取樣導管側壁的內側作接觸而被關閉。較佳地，具有兩個直徑性相對的開孔。開孔可為圓形但可能有其他形狀。
在一實施例中，拘限配件亦包括與連接總成的關閉端呈相對之一凸緣端。這較佳作為一用於連接總成插入至取樣導管中之停止件，以確保連接總成及取樣導管正確地重新組裝。
在本發明的一形式中，拘限配件係包括藉由用於將管路彼此接合的任何聯管節或耦合部份或總成所形成之一配件部分。然而，配件部分係具有一第一組件，第一組件與取樣導管呈密封，一第二組件，第二組件係與一取樣管路抑或一諸如流體導通於取樣管路的連接器管路等組件呈密封。拘限配件亦包括一將第一及第二組件密封在一起之緊固組件。較佳係藉由對於第一及第二組件的一者之一螺紋式連接產生緊固。較佳地，藉由第一與第二組件之間的至少一O環、墊片等提供第一與第二組件之間的密封。
較佳地，拘限器係與配件部分呈一體或被配件部分所固持。較佳地，拘限器係用來將經過取樣導管的流限 制至一預定流率。較佳地，拘限器係當配件部分組裝時被固持於第一組件與第二組件之間。在一實施例中，拘限器係為一流拘限墊圈或孔口板，其較佳具有比拘限器下游及上游的取樣導管及連接總成內直徑更小之一內直徑。
根據本發明的第二形態，提供用於一低溫空間之空氣取樣系統，空氣取樣系統係包括：一用於使取樣空氣通至一空氣取樣裝置之空氣取樣管路；一從低溫空間延伸至低溫空間外之取樣導管，取樣導管可經由一連接總成連接至取樣管路，連接總成可被可移除地連接於取樣導管的一外出埠，位於低溫空間外，其中可移除式連接總成係包括：(i)一拘限器，以供拘限取樣空氣之流，拘限器具有一第一特徵流阻抗，及(ii)一位於拘限器與取樣管路之間的通道，其中通道具有比第一特徵流阻抗更小之一第二特徵流阻抗。
較佳地，拘限器在一可移除式連接總成中的區位係利於小進入埠之檢測及任何所需要的清潔。上文就本發明第一形態所描述之任何其他特徵構造係亦可適用。譬如，可移除式連接總成係可包括一或多個相對較大的開孔及/或與實質關閉端呈相對之一凸緣端。連接總成可包括一延伸於空氣取樣管路與取樣導管之間的連接器管路。在另一實施例中，連接總成可將取樣導管直接地連接至取樣管路，而不包括一中間連接器管路。
在本發明的第三形態中，提供一用於一低溫空間之空氣取樣系統，空氣取樣系統係包括：一用於使取樣空 氣通至一空氣取樣裝置之空氣取樣管路；一從低溫空間延伸至低溫空間外之取樣導管，取樣導管可經由一連接總成連接至取樣管路，連接總成可被可移除地連接於取樣導管的一外出埠，位於低溫空間外，其中可移除式連接總成係包括：(i)一拘限器，其具有一具有一第一橫剖面積的開口以供拘限取樣空氣之流，及(ii)一位於拘限器與取樣管路之間的通道，其中通道具有比第一橫剖面積更小之一最小橫剖面積。
根據本發明的第四形態，提供一用於一低溫空間之空氣取樣系統，空氣取樣系統係包括：一行經低溫空間外以供使取樣空氣通至一空氣取樣裝置之空氣取樣管路，其中當所取樣空氣位於取樣管路中時，所取樣空氣係高於水的冷凍點以上的一溫度且亦高於低溫空間的溫度；及一從低溫空間延伸至取樣管路之取樣導管，以供從低溫空間收集空氣樣本；一拘限器，其具有一特徵流阻抗以供決定經過取樣導管之所取樣空氣的一流率，其中拘限器係坐落於低溫空間與取樣管路之間，位於足夠溫暖以防止水蒸氣造成拘限器處的一溫度相關性阻塞之一區位。
在一實施例中，拘限器係為取樣導管之部份。在另一實施例中，空氣取樣系統進一步包括一用以將取樣導管連接至取樣管路之連接總成，其中拘限器係為連接總成的部份。拘限器可與取樣導管或連接總成一體地形成。
溫度相關性阻塞係可為水蒸氣在拘限器上的凝結且尤其是冷凍所造成之阻塞。
較佳地，對於本發明的此形態及所有其他形態而言，低溫空間係為一具有+4度C或以下的溫度之空間。如是一低溫空間可有利地為一冷凍空間，其較佳被周遭牆壁、一地板及一天花板所封閉。
在低溫空間身為一冷凍空間之實例中，低溫空間的溫度較佳係為-40度C與+4度C之間，但一般位於或約為-25度C。若要使低溫空間低於0度C，較佳使拘限器在一充分遠離低溫空間的區位放置於一較暖環境中，藉以防止從低溫空間所取樣的水蒸氣冷凍在拘限器上。在一實施例中，拘限器係坐落在相距冷凍空間內部之至少30cm。較佳地，拘限器係坐落在相距一用以絕緣低溫空間之牆壁面板或隔板的一外側表面至少15cm、且較佳15與25cm之間。除了流率由流拘限器的特徵阻抗所決定外，流率係可由一泵或風扇所控制的一壓力所決定。然而，選用性地，拘限器的特徵流阻抗可使得拘限器作為一流限制裝置。
根據本發明的第五形態，提供一用於一低溫空間的一空氣取樣系統之套組，該套組係包括：一取樣導管，以從低溫空間延伸至低溫空間外，取樣導管具有一進入埠及一外出埠；及一連接總成，其可被可移除地連接於外出埠，連接總成及取樣導管的至少一者係具有一或多個開孔，當連接總成正確地連接於取樣導管時，一或多個開孔可被連接總成及取樣導管的另一者之側壁所關閉。
上文就本發明其他形態所描述的任何特徵構造係可適用於本發明的第四形態。
根據本發明的第六形態，提供一用於一低溫空間的一空氣取樣系統之套組，該套組係包括：一取樣導管，以從低溫空間延伸至低溫空間外，取樣導管具有一進入埠及一外出埠；及一連接總成，其可被可移除地連接於外出埠以供將取樣導管連接至一取樣管路，連接總成係具有：(i)一拘限器，以供拘限取樣空氣之流，拘限器具有一第一特徵流阻抗，及(ii)一位於拘限器與取樣管路之間的通道，其中通道具有比第一特徵流阻抗更小之一第二特徵流阻抗。
較佳地，拘限器具有一開口，該開口具有一第一橫剖面積以供決定第一特徵阻抗，且通道具有比第一橫剖面積更大之一最小橫剖面積，俾使第二特徵阻抗小於第一特徵阻抗。
在一實施例中，拘限器係為連接總成的一實質關閉端，其具有一小進入埠以供取樣空氣。
在本發明的第七形態中，提供一用於一低溫空間的一空氣取樣系統之套組，該套組係包括：一取樣導管，以從低溫空間延伸至低溫空間外，取樣導管具有一進入埠及一外出埠；及一連接總成，其可被可移除地連接於外出埠以供將取樣導管連接至一取樣管路，連接總成係具有：(i)一拘限器，其具有一開口，該開口具有一第一橫剖面積以供拘限取樣 空氣之流，及(ii)一位於拘限器與取樣管路之間的通道，其中通道具有比第一橫剖面積更大之一最小橫剖面積。
將瞭解：本發明第一至第七形態的任一者可亦包括一安裝系統以供將取樣導管安裝經過一用以絕緣冷凍空間之側壁、地板或天花板。
在本發明的第八形態中，提供一用於評估一空氣取樣網路於網路部分中的組裝之方法，該網路部分介於(a)一用於從一空間來取樣空氣、而該空間係被或待被一空氣取樣裝置所監測的之取樣點、及(b)該空間外的一取樣管路之間，其中該方法包含：測量一流參數；以流參數為基礎來決定網路部分的一流拘限器組件出現與否；及以所決定的流拘限器出現與否為基礎，指示出組裝的一狀況。
較佳地，取樣裝置為一粒子偵測器。
較佳地，當所測量的流參數高於一預定臨閾值時，該方法決定為一故障狀況。在一實施例中，預定臨閾值係位於一對於被正確組裝的網路部分為正常之第一流率、與一對於並無流拘限器組件被組裝的網路所預期之第二流率之間。在另一實施例中，預定臨閾值係位於一對於被正確組裝的網路部分為正常之第一流率、與一當取樣點脫離於取樣管路時所預期的第二流率之間。
在一實施例中，該方法係評估下列之間的組裝： (a)取樣管路，取樣管路係組構以供空氣從連接總成通往粒子偵測器，及(b)一取樣導管的一外出埠，取樣導管係組構以供空氣從所監測空間通至連接總成，其中在取樣網路的正確組裝中，流拘限器組件係形成連接總成之部份。
較佳地，該方法係包括比較一所測量的流參數與經過選擇比當拘限器連接時的一預定率更大之一臨閾值流數值。在一實施例中，臨閾值流數值係額外經過選擇以比當空氣取樣管路及取樣導管連接時的一所預期流率更小，但該連接中並無拘限器。有利地，這對於該方法提供一敏感度以偵測已產生連接但不存在拘限器。臨閾值係可被實證地求出，或可從各別取樣導管、拘限器及取樣管路的已知特徵流阻抗作計算。
較佳地，根據本發明的其他形態之任一者藉由一連接總成提供連接。
如同熟習該技藝者將瞭解：拘限器的特徵流阻抗較佳係經過選擇以比取樣導管及位於拘限器處以外之連接總成的所有部分之特徵阻抗更大。利用此方式係容易測量拘限器對於取樣導管及連接總成的整體阻抗之效應、及隨之發生的樣本空氣流。
在本發明的第九形態中，提供一運算系統，其具有：一記憶體，以供儲存可由一處理系統所執行的一組指令；及一處理系統，其係組構以讀取及執行指令，其中在執行指令時，運算系統進行根據本發明第八形態的方法。較佳地，流感測器係為一超音波流感測器，但可使用其他 類型的流感測器，譬如一熱流感測器、一風速計或類似物。
在本發明的第十形態中，提供一空氣取樣裝置，其具有根據本發明第九形態的一運算系統。較佳地，空氣取樣裝置係為(或包括)一粒子偵測器、更佳地一煙霧偵測器。
在本發明的第十一形態中，提供一空氣監測系統，其具有根據本發明第一、第二、第三、或第四形態的任一者之一空氣取樣系統，其中空氣取樣系統係饋送至該取樣裝置中。較佳地，粒子偵測器係為根據本發明第十形態的一粒子偵測器。較佳地，空氣監測系統係為一粒子偵測系統、更佳地一煙霧偵測系統。
將瞭解：此說明書中所揭露及界定的發明係延伸至文字或圖式所提及或自其得知的個別特徵構造之二或更多者的所有替代性組合。所有這些不同組合係構成本發明的不同替代性形態。
如同本文所使用，在上下文另作要求者除外，“包含(comprise)”用語及其諸如“包含(comprising,comprises,comprised)”等變異係無意排除進一步添加物、組件、整體或步驟
1‧‧‧粒子偵測系統
2‧‧‧取樣裝置/粒子偵測器
4,5‧‧‧金屬性面板
6‧‧‧泡綿絕緣物
8‧‧‧風扇
10,20,120,220‧‧‧取樣導管
12‧‧‧冷凍空間
14‧‧‧天花板/天花板面板
16‧‧‧取樣管路
18,118,254‧‧‧取樣點
22,122,222‧‧‧連接總成
23‧‧‧撓性連接器管路
24‧‧‧T接頭配件
26‧‧‧鐘形樣本噴嘴
29‧‧‧撓性連接器管路23的端部 分/拘限配件
30‧‧‧外出埠
32‧‧‧小進入埠
34‧‧‧側開孔
36‧‧‧拘限配件29的實質關閉端
40,140,240‧‧‧流拘限器
42‧‧‧周邊凸緣
44‧‧‧密封索環
110‧‧‧空氣取樣系統
123‧‧‧連接器管路
123a‧‧‧撓性管路分段
125a‧‧‧下游剛性管路件
125b‧‧‧上游剛性管路件
132‧‧‧拘限器
133‧‧‧O環孔/拘限器組件
134‧‧‧拘限器132的中央部分
135‧‧‧拘限器的周邊
136‧‧‧橡膠O環密封件
137‧‧‧環形自黏泡綿密封件
150‧‧‧第一組件
152‧‧‧第二組件
154‧‧‧軸環
156,172‧‧‧內凸緣
158‧‧‧取樣導管120的邊緣
160‧‧‧往外凸緣
161‧‧‧底內凸緣
162‧‧‧緊固構件
163‧‧‧緊固環
166‧‧‧內螺紋
168‧‧‧螺紋
170‧‧‧內凸緣軸環
174‧‧‧連接器管路123的底邊緣
184‧‧‧頂凸緣總成
185‧‧‧簧指
186‧‧‧取樣導管120的下端
187‧‧‧圓頂形覆蓋件
188‧‧‧主管路
189‧‧‧安裝件
190‧‧‧螺絲
250‧‧‧第一開口
252‧‧‧第二開口
254‧‧‧取樣導管的取樣點
為了可更完整瞭解本發明，現將參照圖式藉由範例描述一實施例，其中：圖1是根據本發明的一實施例之一具有一空氣取樣系統之粒子偵測系統的示意圖； 圖2是圖1的空氣取樣系統之部份的細部圖；圖3是圖1所示的空氣取樣系統之一替代性實施例的一細部；圖4是對應於圖3所示的視圖之圖1的空氣取樣系統的另一部份之立體圖；及圖5是對應於圖2所示的實施例之一端件的細部圖；圖6是根據本發明另一實施例之一空氣取樣系統的一部分之圖示；圖7是經過圖6所示的空氣取樣系統之縱剖視圖；圖8是圖6及7的空氣取樣系統中所顯示之一拘限配件的放大圖；及圖9是根據本發明另一實施例的一空氣取樣系統之示意圖。
本發明的示範性實施例係在下文參照一冷凍空間之使用作描述。然而，本發明可替代性施用至其他低溫環境、諸如冷的室外環境。
亦參照一其中藉由一身為粒子偵測器的空氣取樣裝置進行監測之粒子偵測系統來描述示範性實施例。然而，空氣監測系統或取樣裝置係可以添加或取代方式調適用來分析及/或偵測空氣的其他特徵或組件。譬如，空氣監測系統或取樣裝置係可為一能夠偵測一或多個目標氣體的出現或濃度之氣體偵測器或其他裝置。如是一空氣取樣裝置的一範例係由X確爾科技有限公司(Xtrails Technologies Ltd)以維斯達依科(Vesda Eco)品名所銷售。
圖1顯示用於一冷凍空間12的一粒子偵測系統1形式之一空氣監測系統。冷凍空間12典型係由一地板、牆壁及一包括天花板面板14的天花板所封閉。天花板及牆壁係可為絕緣隔板或具有一絕緣嵌夾式構造，如先前技藝所習知。然而，典型地，嵌夾式構造係分別包括內部及外部金屬面板4及5，其中泡綿絕緣物6位於金屬性面板4、5之間。
粒子偵測系統1係包括一呼吸煙霧偵測器形式的一粒子偵測器2，及一空氣取樣系統10以供從冷凍空間12抽取空氣。因此，冷凍空間12的外部係為取樣管路16的一網路，其兩者顯示於圖1。取樣管路係連接至天花板面板14上方之一取樣裝置-在此實例中為呼吸煙霧偵測器2。取樣管路16沿著冷凍空間12的外側行進以連接至取樣裝置2。一風扇可設置於呼吸煙霧偵測器單元內或取樣管路網路中的其他地方以從冷凍空間12抽取空氣、經過取樣系統10、來到煙霧偵測器2。此外，亦可能使煙霧偵測器單元的出口饋送回到冷動空間12中以生成一閉迴路系統(未圖示)，以避免在偵測器單元因為任何理由失去電力時將暖與潮濕空氣導入至冷凍空間12內。
各取樣管路16可在冷凍空間12內的分隔區位處包括一數量的取樣點18。取樣點的各者係存在於藉由一連接器總成22被連接至取樣管路16之一對應取樣導管20的一進入埠。連接總成22係包括一位於一配裝至取樣導管20的拘限配件40與一配裝至取樣管路16的T接頭配件24中間之 撓性連接器管路23。因此，連接總成係形成一源自於取樣管路之分支，分支係包括取樣導管。
可沿著取樣管路16的單一長度段具有一數量的接頭24，藉此沿著取樣管路16的單一長度段提供一數量的樣本點18。尚且，將瞭解：一數量的長度段之取樣管路16可併列狀配置以生成一格柵(或其他幾何形狀)的取樣點18。
取樣導管20具有一充分長度以延伸橫越天花板面板14或一牆壁面板的寬度，依實例需要而定。取樣導管20從冷凍空間的內側延伸至冷凍空間外，最清楚顯示於圖2及3。如圖1所示，取樣導管20的內側端(進入埠)可設有一鐘形樣本噴嘴26。
在取樣導管20的另一端，連接總成22被接收於取樣導管20的外出埠30中。在圖3及4中，撓性連接總成22具有一種一體式端構造，俾使撓性連接器管路23的端部分29作用類似於拘限配件40。拘限配件29在此實施例中係包括一小進入埠32，以拘限樣本流，以及兩個相對較大的側開孔34。小進入埠32係配置於拘限配件29的一實質關閉端36中之一中央區位。兩個較大開孔34係配置於拘限配件29的側壁中。如同將從圖3瞭解：當拘限配件29的端正確地插入取樣導管20的外出端30中時，大開孔34將藉由密封抵住取樣導管20的壁之內側表面而被關閉。然而，如同將從圖4瞭解：若連接總成22的拘限配件29未妥當插回到取樣導管20中，則大開孔34能夠抽入一大數量的空氣，足以觸發偵測器單元2內的一故障。
較佳地，洩漏經過大開孔34係近似一破管路的洩漏。因此，開孔34可具有與管路16類似的一橫剖面積。
圖2及5顯示一替代性實施例，其中因此連接總成22由較佳可彼此分離的多重組件部份構成。組件的一者係為一連接器管路23。在此實施例中，連接器管路有利地具有撓性，但請瞭解可使用一剛性連接器管路。一呈現轉接器形式的拘限配件40係附接至連接器管路23的一端。拘限配件40係構成連接總成22的一第二組件、並將撓性管路23配裝至取樣導管20。因此，拘限配件40作為連接總成22的一端件。拘限配件40包括位於實質關閉端36之小進入埠32而具有兩個在直徑方向相對、相對較大的開孔34，其皆提供與上述類似之一目的。此外，拘限配件40係包括一周邊凸緣42，周邊凸緣42用來使拘限配件40位居其在取樣導管20內的妥當裝設位置。拘限配件40、包括凸緣42、周邊側壁及實質關閉端36較佳係為單件、一體性構造。拘限配件40可為一個一體性模製的體件。將瞭解：提供一分離的拘限配件40係為一種比起將小進入埠32及開孔34機械加工或形成至一撓性管路22端中而言更為簡單之構造。
圖6顯示一替代性空氣取樣系統110的一實施例。一空氣取樣系統110使用一替代性連接總成122，其類似於空氣取樣系統10中的連接總成22並可與之互換使用。在此實施例中，連接器管路123係包括一撓性管路分段123a，其分別以上游及下游剛性管路件125a及125b終止。然而請瞭解：管路123可依需要與一在其全長或任何部分具 有撓性抑或剛性的管路互換。連接總成122包括一替代性拘限配件140以供將連接總成122配裝至取樣導管120。
圖7顯示經過連接總成122及取樣導管120的縱向剖視圖。連接總成122可替代性被附接至圖1至3的取樣導管20。
圖8顯示被接合至取樣導管120及連接器管路123之拘限配件140的放大圖。拘限配件140係包括一聯管節配件形式之一配件部分，該聯管節配件係具有一在此實例中組構與取樣導管120呈密封之第一組件150、及一在此實例中組構與一連接器管路123呈密封之第二組件152。然而請瞭解：拘限配件的定向係可倒反以使第一組件150及第二組件152分別對接於連接器管路123及取樣導管120。
第一組件150(在此實例中為上游組件)係包括軸環154，軸環154具有與取樣導管120的一緊密配合。軸環的頂部(下游端)具有一內凸緣156以供坐接在取樣導管120的邊緣158上。軸環150的頂部亦包括一往外凸緣160以供干涉抵靠於一緊固構件162的一底內凸緣161。這當第一組件150附接至取樣導管120時係防止緊固構件162從取樣導管129被移除。一具有一內螺紋166的緊固環163係從緊固構件的內凸緣161往上延伸，內螺紋166可被螺接至第二組件152的底外側表面之螺紋168上，以將第二組件152朝向第一組件150上緊並在其間生成一密封。第二組件具有一內凸緣軸環170，內凸緣軸環170與連接器管路123具有一緊密配合，及一內凸緣172以抵靠並坐接在連接器管路123的底邊緣174 下方。
一呈現孔口板形式的拘限器132係位於第一及第二組件150、152之間。然而，拘限器132亦定形以一種自我定位方式配裝在取樣導管上。藉由從拘限器的周邊135所沉降之拘限器132的一中央部分134達成此作用。在此實施例中，拘限器係為金屬性，但在其他實施例中，可使用諸如塑膠或橡膠等非金屬性材料。
藉由位於拘限器132各別側上的一橡膠O環密封件136及一環形自黏泡綿密封件137而使一密封件生成於第一及第二組件150、152之間。這生成第一組件150與拘限器132之間以及拘限器132與第二組件152之間的密封件。
拘限器具有比取樣管路16的下游流徑內直徑更小之一內直徑(亦即O環孔133的直徑)。因此，孔133的直徑係小於第二組件152的內直徑且亦小於連接器管路123的內直徑。孔133的直徑係類似地小於整體取樣導管(包括位於取樣導管端之取樣點)的內直徑。孔133的精密直徑係經過選擇以提供取決於取樣系統10及偵測器2維度及組態、及風扇8特徵之一所欲的流拘限。直徑可以任何已知方式決定，包括使用已對於此目的被特化之軟體，諸如X確爾科技有限公司(Xtrails Technologies Ltd)的維斯達亞斯派2(VESDA ASPIRE2)管路網路設計軟體。典型地，孔具有2mm與10mm之間的一直徑。如同熟悉該技藝者所瞭解：拘限器132可藉由具有複數個孔而非單一的孔而容許空氣的拘限流。在此實例中，所有拘限器的孔之經組合橫剖面係與單一孔132的 橫剖面相同。相形之下，取樣導管及連接器管路之各別最小(及在此實例中為恆定)的內側直徑係皆為25mm。
藉由此設計，拘限器132的特徵流阻抗係主導對於從冷凍空間至取樣管路16所取樣的空氣流之整體阻抗。為此，若拘限器132不出現(譬如若取樣系統110未被正確組裝)，則將具有經過取樣網路110之流率的一增加。藉由一在粒子偵測器2抑或取樣系統110中其他地方具有一換能器(未圖示)之流率計來測量流率。在一配置中，係在取樣導管120抑或連接總成122中、但較佳係在連接總成的一下游端處來測量流。替代性地，可藉由在取樣管路16中、取樣導管122的上游及下游處包括流測量換能器，而獲得一精確測量。兩換能器測量之間的流差異係可歸因於經過取樣導管120及連接總成122之流。在此實施例中，藉由一超音波換能器來測量流，但在其他實施例中可使用其他類型的流感測器，譬如一熱流感測器。
請瞭解：拘限配件的部份可與取樣導管120一體地形成或永久性連接於取樣導管120。然而，拘限器組件133應該較佳即使在此實例中仍可從取樣導管120被移除(或至少可位移)，藉以對於取樣導管提供良好近接以供清潔。為了顧及如是變異，如本文的“取樣導管”用語係意圖指涉從冷凍空間直到但不限於拘限器之取樣網路的部份。拘限器本身是身為與取樣導管呈現分離的一整體之“拘限配件”的部份，即使在其中取樣導管120包括有與拘限器交互作用而能使其移除、位移、置放或緊固的一部分、一部份或多部 份之實例中亦然。
在本發明的另一實施例中，或是作為前文所描述的實施例之一額外特徵構造，拘限器在一取樣點足夠下游處的區位被定位於取樣網路中，藉以處於水冷凍點亦即0度C以上的一溫度。在如是一配置中，拘限器不需是連接總成的部份。如是一配置的實施例係顯示於圖9，其顯示拘限器配件240可從取樣導管220中的一第一開口250移除。取樣導管具有一第二開口252，其形成取樣導管對於取樣管路之輸出，且流體性連接至連接總成222。拘限配件係拘限導管222的取樣點254與位於第二組件252的輸出之間的樣本流。
請瞭解：拘限配件250可替代性位居取樣導管的取樣點254與輸出252之間的其他區位。雖然有利地使得拘限配件250可從取樣導管220移除，在部分實施例中，一拘限器係永久性固定至取樣導管220或是與取樣導管220一體地形成。然而拘限器的置放係有利地藉由被放置在一其中使所取樣空氣(及取樣導管的溫度)已被環室環境充分地暖熱藉以高於水的冷凍點之區位。因此，拘限器未變成被冰所阻塞。這可降低取樣網路進行養護之需求或規律。
對於其中可能在取樣管路網路初始組裝期間、或在養護後的重新組裝期間錯誤地省略拘限器之實施例，可採用一方法來評估組裝。該方法係包含測量一流參數以及指示出一身為流拘限器40、140、240在網路的一所評估部分中出現與否之決定因素的組裝條件。該方法係評估位於(a)取樣點18、118、254與(b)空間外的一取樣管路16之間的 空氣取樣網路的部分處之組裝。在圖1至7的實施例中，拘限器係形成取樣導管20、120與取樣管路16之間的一連接總成之部份。因此，該方法係用來評估取樣導管10、120與取樣管路16之間的連接之組裝。
現在描述取樣導管及其對於天花板14的安裝之不同實施例的細節。圖7及9顯示一被安裝至天花板面板14之取樣導管120。取樣導管120藉由頂凸緣總成184被固持在在天花板14頂側上之金屬面板4上。凸緣總成184具有直立的簧指185，直立的簧指185在裝設期間及裝設之後將取樣導管120扣持在位置中。取樣導管120的一下端186係界定取樣點孔118。底部分取樣導管從取樣點118往外然後往下呈凸緣狀，以形成一用於取樣點118之圓頂形覆蓋件187。在所顯示的實施例中，取樣導管的此底部分係形成為對於取樣導管的主管路188之一分離部份。此底部分或下凸緣187係鎖定至被螺絲190固持在天花板14的底金屬面板4上之安裝件189上。在組裝期間，密封劑係放置在頂與底凸緣及其對應的面板之間以提供一氣密性密封件，避免各樣本點處的洩漏且因此防止空氣從冷凍空間12經由天花板14洩漏。類似地，在圖1的實施例中，取樣導管20較佳在天花板面板14內被一適當密封劑所圍繞以消除洩漏。一密封索環44亦可圍繞取樣導管20而其在該處離開天花板面板14。
上文僅描述本發明的較佳實施例且可對其作修改而不脫離本發明的範圍。
1‧‧‧粒子偵測系統
2‧‧‧取樣裝置/粒子偵測器
4,5‧‧‧金屬性面板
6‧‧‧泡綿絕緣物
8‧‧‧風扇
10,20‧‧‧取樣導管
12‧‧‧冷凍空間
14‧‧‧天花板/天花板面板
16‧‧‧取樣管路
18‧‧‧取樣點
22‧‧‧連接總成
23‧‧‧撓性連接器管路
24‧‧‧T接頭配件
26‧‧‧鐘形樣本噴嘴
40‧‧‧流拘限器
42‧‧‧周邊凸緣
44‧‧‧密封索環

Claims (14)

  1. 一種用於一低溫空間之空氣取樣系統，該低溫空間具有攝氏+4度或以下的溫度，該空氣取樣系統包括：一用於使取樣空氣通至一空氣取樣裝置之空氣取樣管路；一延伸自一進入埠而自該低溫空間至該低溫空間外側之取樣導管；其特徵在於，該取樣管路係經由一連接總成來連接至該取樣導管的一外出埠，該連接總成可選擇性地從該外出埠移除，其中該連接總成具有一拘限器，該拘限器可選擇性地隨該連接總成從該取樣導管移除，而能夠從該低溫空間外側來近接該取樣導管的完整橫剖面，以能夠從該進入埠移除該取樣導管內的冰累積物。
  2. 如請求項1之空氣取樣系統，其中從該低溫空間外側之對於該取樣導管的可選擇近接性係與該取樣導管的一縱向軸線相符合，以能夠(i)經過該取樣導管作視線視覺檢測及(ii)插入一桿經過該取樣導管以從該進入埠移除冰累積物。
  3. 如請求項1之空氣取樣系統，其中該取樣導管係具有從其下游端至其上游端呈恆定、或是尺寸增大之一橫剖面。
  4. 如請求項1至3中任一項之空氣取樣系統，其中可利用一近接開口來選擇性地從該低溫空間外近接該取樣導 管，其中該近接開口係為一近接艙口，其中該近接艙口具有一自我關閉特徵構造。
  5. 如請求項1至3中任一項之空氣取樣系統，其中該拘限器係一拘限配件的一部分，該拘限配件位於該連接總成的一對接部分或對接端處，該對接部分或對接端係可連接於該取樣導管的外出埠且可從該取樣導管的外出埠選擇性地移除。
  6. 如請求項5之空氣取樣系統，其中該拘限器由一或多個孔所構成，該一或多個孔係在對接於該取樣導管之該拘限配件的一端處形成一小進入埠，其中因此該端除了該一或多個孔外係關閉。
  7. 如請求項5之空氣取樣系統，其中該拘限配件包括一或多個形成在該拘限配件之側壁中的開孔，當該連接總成正確地組裝至該取樣導管時該一或多個開孔係關閉，以能夠偵測該連接總成與該取樣導管之誤組裝。
  8. 如請求項5之空氣取樣系統，其中該拘限配件係包括一配件部分，其具有：一第一組件，其與該取樣導管呈密封，一第二組件，其與該取樣管路、抑或一與該取樣管路呈流體性導通的諸如連接器管路之組件呈密封，及一緊固組件，其將該等第一及第二組件密封在一起。
  9. 如請求項8之空氣取樣系統，其中該拘限器係與該配件部分為一體或被該配件部分所固持。
  10. 如請求項5之空氣取樣系統，其中該拘限器係用來將經 過該取樣導管之流限制至一預定流率。
  11. 如請求項5之空氣取樣系統，其中該拘限器係位於一比該低溫空間更暖且遠離該低溫空間至少有30公分、及/或遠離能絕緣該低溫空間之一牆壁面板或隔板的一外側表面至少有15公分的區位處，以防止從該低溫空間所取樣的水蒸氣凍結於該拘限器上。
  12. 如請求項1至3中任一項之空氣取樣系統，其中該低溫空間係為一冷凍空間。
  13. 如請求項1至3中任一項之空氣取樣系統，其中該進入埠係塗覆有聚矽氧以防止冰累積物。
  14. 如請求項1至3中任一項之空氣取樣系統，其中該取樣系統係進一步包括：位於該取樣導管的進入埠處之一鐘形或圓頂形噴嘴。
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