JP6648368B2 - 多地点サンプリング弁 - Google Patents

Description

本発明は、多地点で吸引されたガス又は煙の検知システム用の回転サンプリング弁を、対象としている。

公害監視及び火炎の防護抑制システムは、煙や他の大気汚染物質の存在を検知することによって、作動する。閾値の粒子が検知された時、警報や他の信号が作動し、火炎抑制システムの作動及び／又は人間の介入が開始される。

図１Ａに示されるように、吸引された粒子の検知システム（１）の形態の、空気サンプリング公害監視装置は、サンプリングパイプネットワーク（２）を包含している。サンプリングパイプネットワーク（２）は、１個以上のサンプリング孔すなわち入口（３Ａ、４Ａ、５Ａ、６Ａ）を備えた１本以上のサンプリングパイプ（３、４、５、６）からなっている。入口（３Ａ、４Ａ、５Ａ、６Ａ）は、監視される領域又は環境から煙又は発火前放射が採取される場所に、設置され、それは、通常は、サンプリングパイプネットワークの外側である。空気は、吸引器又はファン（７）によって、サンプリング孔を通り、続いてパイプ又はパイプネットワーク（２）に沿って、引き込まれ、遠隔地の検知器（８）へ移動する。サンプリング入口の形態におけるサンプリングポイントは、粒子の検知が必要とされる領域に、位置する。これらの領域は、一般的には、実際の検知器から遠く離れている。上述のシステムの検知器として使用できる多くの異なるタイプの検知器があるが、そのようなシステムで使用するのに特に適した形態の検知器は、光散乱検知器であり、それは、合理的コストで適切な感度を提供できる。その装置の一例としては、本願出願人によって販売されたＶＥＳＤＡ（登録商標）ＬａｓｅｒＰｌｕｓ（商標）煙探知機がある。図１Ａに示されているような、多地点で吸引されたガス又は煙の警報システムは、煙及び／又はガスの事象の早期の検知を可能にし、その事象の供給源を早期に見つけるのを可能にする。

１つのそのようなシステムが、ＧＢ２２４３４７５Ｂに示されており、それには、回転空気切替弁が記載されている。回転空気切替弁は、事象の迅速な検知とそれに続く供給源の迅速な発見を可能にし、また、一時的事象を捕らえ且つ一時的事象と継続的事象とを区別する能力を、与える。図のように、そのような弁９は、図１Ａのシステムにおいて使用されて、多数のサンプリングパイプ３、４、５、６を検知器８に連結する。作動においては、異なる領域からの空気が、入口パイプから弁を通って共通のガス又は煙の検知器８へ移動する。ガス又は煙が検知されると、警報が作動し、弁は、ガス又は煙を生じさせている領域の発見を可能とするために、空気を各管から検知器へ連続して移動させるように、作動する。

従来の、多地点のガス又は煙のサンプリングシステムは、上述したタイプのような、マニホールド弁又は回転弁に結合した、個別作動弁を、採用しており、それによって、幾つかの管は１個の装置で連続してスキャンされる。

サンプリングされる管の数が多い場合には、個別の弁システム又は多くの回転弁の、コスト条件及び／又はスペース条件は、ひどく高くなる。

ＧＢ２２４３４７５Ｂ

本発明は、少なくとも一つには、従来の、多地点で吸引されたガス又は煙の警報システムに関する問題点を軽減すること、及び、コスト効率が良く且つ有効な監視システムを提供すること、を目的としている。

従来技術が全ての分野における共通の常識の一部を形成しているという、又は、従来技術が、合理的に、当業者によって、理解されたり、関連性があるように見なされたり、及び／又は従来技術の他の部分と結合されたりするはずであるという、確認又は示唆は、明細書の従来技術を参照しても、ない。

本発明は、単回転弁機構に基づいており、その機構は、多数のサンプリング管が監視されるのを可能とする複数のサンプリングチャンバーを、有している。

第１態様によれば、本発明は、多地点で吸引されたガス又は煙の検知システム用の回転サンプリング弁であって、複数のサンプリングチャンバーを有しており、各チャンバーは、複数の入口ポートをそれぞれの共通の出口に連結している、ことを特徴とする回転サンプリング弁である。

第２態様によれば、本発明は、多地点で吸引されたガス又は煙の検知システム用の回転サンプリング弁であって、入口ポートの組を多数備えており、それによって、第１作動モードでは空気が全ての前記入口ポートを介して同時に引き込まれ、第２作動モードでは空気が各組の前記入口ポートから一つの前記入口ポートを介して同時に引き込まれるようになっている、ことを特徴とする回転サンプリング弁である。

有利には、第１作動モードは、前記入口ポートの各組の前記入口ポートを、対応する共通のサンプリングチャンバーと連通するように、構成しており、対応する共通の前記サンプリングチャンバーを通して、空気が、対応する出口へ、引き込まれるようになっている。第２作動モードは、選択された前記入口ポートを、前記対応する出口と連結するように、構成している。第２作動モードでは、組内の前記入口ポートが、連続して選択されて、前記対応する出口と連結するようになっている。

第３態様によれは、本発明は、多地点で吸引されたガス又は煙の検知システム用の回転サンプリング弁であって、
複数のフローネットワークを備えており、各フローネットワークは、
入口ポートの組と、
共通の出口と、
サンプリングチャンバーと、
を有しており、
各フローネットワークは、第１流路を、又は、複数の第２流路の一つを、画定するように、選択可能に構成でき、前記第１流路は、前記入口ポートの各々から前記サンプリングチャンバーを介して共通の前記出口へ向けて、前記フローネットワーク内に、空気を引き込み、前記第２流路は、それぞれ選択された１個の前記入口ポートを介して共通の前記出口へ向けて、前記フローネットワーク内へ、空気を引き込むようになっており、
複数の前記フローネットワークは、それぞれ、前記第１流路を同時に画定するように、構成できるようになっている、ことを特徴とする回転サンプリング弁である。

好ましくは、前記第２流路は、前記サンプリングチャンバーをバイパスしている。前記第２流路は、ローターの入口をステータの選択された前記入口ポートに並べることによって、連続的に画定できるようになっている。

弁は、１個以上のローターが回転連結されたステータを、更に備えてもよい。前記ローター及び前記ステータは、好ましくは、それらの間に前記サンプリングチャンバーを形成するように形作られている。前記ステータは、前記入口ポート及び前記出口を好ましくは備えている。

前記入口ポートは、２つ以上の同心円状の輪に配置されており、各輪は、前記入口ポートの組を画定している。前記サンプリングチャンバーは、好ましくは、同心の環状チャンバー又は同心の部分的環状チャンバーである。

前記入口ポートは、前記ステータの一部を通って延びて、第１開口及び第２開口を有するチャネルを画定しており、前記第１開口は、前記第２開口よりも直径が大きい。前記入口ポートは、有利には前記第１開口で、好ましくは、別のサンプリング管にそれぞれ連結している。一形態では、同心円状の輪の一つの回りの前記入口ポートは、半径方向にオフセットされている前記第１開口と、共通の半径方向距離で配置されている前記第２開口と、を有している。

第４態様によれば、本発明は、上記態様の何れか一つの回転サンプリング弁と、少なくとも１つの、粒子計数器、煙検知器、又はガス分析器と、を備えた、多地点で吸引されたガス又は煙の検知システムである。

一実施形態では、各フローネットワークは、別の、粒子計数器、煙検知器、又はガス分析器に、連通している。

別の実施形態では、１つの、粒子計数器、煙検知器、又はガス分析器が、粒子が閾値を超えて検知されるまで、第１作動モードにおいて全ての前記サンプリングチャンバーに連結しており、第２作動モードに切り替わると、連続サンプリングが、信号が見つかるまで、選択された前記サンプリングチャンバーで実行され、第３作動モードに切り替わると、同定された前記サンプリングチャンバーの各入口ポートが、信号が同定されるまで、連続的にサンプリングされるようになっている。

従来の、吸引された粒子の検知システムを、示す図である。 本発明の一実施形態のサンプリング弁の一方側からの分解図である。 図１Ｂのサンプリング弁の他方側からの分解図である。 ローターの内面の略平面図である。 ステータの内面の略平面図である。 本発明の一態様の、多地点で吸引されたガス又は煙の検知システムを、示す図である。

本発明は、添付の図面を参照して実施例のみによって説明される。

図１Ｂは、本発明の好ましい実施形態の回転サンプリング弁１０の分解図である。回転サンプリング弁１０は、序文で述べたようなサンプリングパイプネットワーク（図示せず）と共に使用するためのものである。吸引器（図示せず）は、空気を、サンプリングパイプネットワークを通して回転サンプリング弁１０へ、更に回転サンプリング弁１０を通して検知器（図示せず）へ、引き込む。検知器は、各種の粒子検知器であり、例えば、本願出願人によって販売されたＶＥＳＤＡ（登録商標）ＬａｓｅｒＰｌｕｓ（商標）煙探知機のような、粒子計数型システムを、備えている。一般に、検知器は、検知チャンバーと、指標手段と、サンプリングされた空気を検知チャンバー内へ引き込む吸引器と、を備えている。図示の実施形態は、本発明の４０チャネルの例である。概要では、弁１０は、ローター２０とステータ１２とを備えている。ローター２０は、ステータに回転可能に取り付けられており、回転して弁１０の作動モードを選択できる。ステータ１２は、同心円になっている、入口ポート１４、１６の２つの組を、有している。サンプリングされている４０本のパイプは、入口ポート１４、１６に連結されており、それにおいて、２０本のパイプがそれぞれの組に連結されている。

ローター２０は、２つのサンプリングチャンバー２２、２４のための空間を、画定しており、チャンバー２２、２４は、２０本のサンプリングパイプの組に、それぞれ、流体連通しており、入口ポート１４からなる第１の組は、第１の内側サンプリングチャンバー２２内に入り、入口ポート１６からなる第２の組は、第２の外側サンプリングチャンバー２４内に入っている。ステータ１２は、種々のチャンバー及びチャネルをシールする種々のＯリングシール（図示せず）によって、チャンバーを閉じている。

図示の実施形態において、通常のサンプリングモードである第１作動モードでは、全ての入口ポート１４、１６から空気が同時に連続して引き込まれる第１流路が、画定される。図１Ｂの矢印Ａ、Ｂのように、ポート１４からの空気は、内側チャンバー２２内へ導かれ、ポート１６からの空気は、外側チャンバー２４内へ導かれる。そして、内側チャンバー２２の空気は、ステータ１２の円弧形ポート２６を通って矢印Ｃ方向に移動する。ステータ１２において、ポート２６は、ダクト（図示せず）を介してポート２８に連結している。これにより、ポート２６へ入って来るサンプル空気は、第１作動モードにおいてローター２０のポート３０と並んでいるステータのポート２８から、出て行き、すなわち、空気は、矢印Ｄ方向へ移動する。ポート３０は、中央チャネル３４を介して出口３２に連通しており、サンプリングされた空気を検知器（図示せず）へ送出する。同時に、外側チャンバー２４の空気は、内部ダクトを介してステータ１２の２つのポート３６を通って、及び、ローター２０のポート４０と並んでいるポート３８から、移動し、これにより、空気は、環状チャネル４４を介して出口４２へ移動する。この第１作動モードでは、入口ポート１４、１６の各組の全ての入口ポートから、空気が、同時にサンプリングされる。入口ポート１４の第１の組は、内側チャンバー２２及び出口３２と組み合わされ且つダクトを共に連結して、第１フローネットワークを形成している。入口ポート１６の第２の組は、外側チャンバー２４及び出口４２と組み合わされ且つダクトを共に連結して、第２フローネットワークを形成している。これらの２つのフローネットワークは、通常は、互いから独立して維持されており、一方のフローネットワークからのサンプル中の粒子の検知がフローネットワークの同定を可能とし、それによって、検知された粒子の供給源であった関連するサンプル管の続く同定を可能とする。

図１Ｂに示される第１形態においてガス又は煙が回転弁１０で検知されると、ローター２０は、第２作動モードに入り、第２流路が画定される。各第２流路は、ポート１４、１６の各組の入口ポートを検知器へ連結させる。入口ポートの選択は、各フローネットワークにおいて連続して実行され、各サンプリング管に存在するガス又は煙のレベルを測定可能にする。図示の例では、入口ポート１４、１６の両組は、共通のローター２０で同時にスキャンされる。これは、サンプリングチャンバーが効果的にバイパスされるように、ローター２０のポート３０、４０を入口ポート１４、１６の各組のそれぞれと直接に並べることによって、なされる。この第２作動モードでは、第１ネットワークから選択された入口ポート１４の組からの空気が、ポート３０内へ直接流れて、中央チャネル３４から出口３２へ、直接流れる。同時に、第２ネットワークから選択された入口ポート１６の組からの空気が、ポート４０内へ直接流れて、環状チャネル４４から出口４２へ、直接流れる。これらの各入口ポートからのサンプルが検知器によって分析されると、ローター２０は、回転して、ポート３０、４０を、入口ポート１４、１６の各組からそれに続く一対の入口ポートに、並べる。この段階的な回転は、全てのポートがスキャンされ、煙、粒子、又はガスを引き込むサンプリング管が同定されるまで、続けられる。

入口ポート１４、１６の各円形配列は、個別に作動する同心のローター（図示せず）を用いて個別にスキャンできる。

図１Ｂ及び図３に示されるように、入口ポート１４、１６の組は、ステータ１２を通って延びて、チャネルを形成し、それにより、第１開口５０ａ、５０ｂと、ステータ１２の反対側の第２開口５２ａ、５２ｂとを、有している。第１開口５０ａ、５０ｂが第２開口５２ａ、５２ｂより大きい直径を有しており、その結果、チャネルの直径は内部で減少していることは、図から明らかである。図２及び図３に示されるように、これにより、入口ポート１４、１６の各組の第２開口５２ａ、５２ｂは、共通の半径方向距離で配置されて、ローターのポート３０、４０と並ぶことになる。第２組の２０個のポート１６（外側の円）の第２開口５２ｂの間隔は、第１開口５０ｂの中心が第２開口５２ｂと軸方向に並んだ状態で、第１開口５０ｂのそれぞれの間の距離が共通の半径方向距離で均等に離れることができるように、なっている。しかしながら、第１組の第２開口５２ａと第２組の第２開口５２ｂとの整列を維持するために、図３に最も良く示されるように、内部ステップがポート１４において軸方向にオフセットされており、その結果、第１開口５０ａの中心は、図１Ｂに最も良く示されるように、第２開口５２ａの中心と並んでいない。内側の円のように配置された入口ポート１４の組のポートの数を最大にするために、第１開口５０ａのそれぞれは、第２開口５２ａの円周ラインから、反対方向に、すなわち、１つは半径方向内側に、１つは半径方向外側に、オフセットされている。

図５は、上述したタイプの弁１０を用いた、多地点で吸引されたガス又は煙の検知システムの、一実施形態を、概略的に示している。そのシステム９１は、ポンプ、吸引器、又はファンのような単空気移動装置７に連結された、複数の検知器８Ａ、８Ｂを、備えている。各検知器８Ａ、８Ｂは、サンプリング弁１０の出口３２、４２に、それぞれ連結されている。出口３２は、入口ポート１４の組に連結されたサンプリング管によって供給され、出口４２は、入口ポート１６の組に連結されたサンプリング管によって供給される。上述のように、システムは、第１モードで作動する。第１モードでは、検知器８Ａ、８Ｂは、それぞれ、空気サンプルが提供され、その空気サンプルは、対応する入口ポート１４、１６の組に連結されたサンプリング管の全ての組から、生じている。検知器の一つが粒子又はガスを所定レベルで検知すると、システムは、第２作動モードへ移行し、第２作動モードでは、弁１０は、各入口パイプを、それに対応する出口に、連続して連結して、煙又はガスを引き込んでいるパイプの同定を、可能にする。

一実施形態によれば、煙、粒子、又はガスの供給源が同定されると、同定されたパイプから引き込まれたサンプルは、（図示していない弁を用いて）両検知器に流用できる。これにより、両検知器は、同じ供給源からのサンプルを分析できる。これは、最初の検知事象を確認するのに使用できる。そのような実施形態では、検知器は、全システムが誤認警報に左右されないように、「ダブルノック（double knock）」形態で配置できる。

別の実施形態によれば、１個の検知器は、上述したタイプの弁の多数の出口に、連結できる。連結は、（好ましくは段階的に配置された）１個以上の弁を介して行うことができ、その１個以上の弁は、２本（又はそれより多い）パイプからのフローを選択的に結合でき、又は、全てのフローを１個の出口に進めることができる。この配置では、検知器は、全ての組の入口から、同時に、サンプル空気の混合物を、最初に受けることができる。最初の検知の際、第１段切替弁は、その異なるフローをその出口に交互に導くことによって、その入口のどれが、煙、粒子、又はガスを供給しているか、を決定するのに使用できる。回転弁が多数の出口を有している場合、多段の切替弁を使用できる。好ましくは、弁は、回転弁チャンバーの探索を、最適化二分排他的探索でできるように、配置できる。最適化二分排他的探索では、警報のチャンバーが位置するまで、チャンバーの半分が探索され、４分の１等がそれに続く。煙、ガス、又は粒子の供給源の探索が、弁の１個のチャンバーへ、狭められると、弁は、その入口の各々をその出口に連続して結合して、粒子、煙、又はガスの最終決定を可能とするのに、使用できる。

本発明は、多地点で吸引されたガス又は煙の検知システムが、多くのサンプリング管に、連結するのを、可能とする。一般的には、１個の弁で２倍以上である。これは、非常に、生産コストを低減する。

明細書に開示され且つ画定された本発明は、上述の又は明細書や図面から明らかな個別の特徴を２つ以上代替的に組み合わせたものの全てに及ぶ。これらの異なる組み合わせの全ては、本発明の種々の代替的な態様を構成する。

Claims (10)

1. 多地点で吸引されたガス又は煙の検知システム用の回転サンプリング弁であって、
   ステータおよび該ステータに回転連結された１個以上のローターと、
   入口ポートの複数の組と、
   を有しており、
   複数のフローネットワークが画定されており、
   各フローネットワークは、
   入口ポートの複数の組の一つと、
   サンプリングチャンバーと、
   共通の出口と、
   を有しており、
   各フローネットワークは、第１作動モードでは第１流路を画定し、又は、第２作動モードでは複数の第２流路の一つを画定するように、選択可能に構成でき、前記第１流路は、空気が前記入口ポートの複数の組から全ての前記入口ポートを介して同時に引き込まれるように、前記入口ポートの複数の組の一つの前記入口ポートの各々から前記サンプリングチャンバーを介して前記共通の出口へ向けて、前記フローネットワーク内に、空気を引き込み、前記第２流路は、前記入口ポートの複数の組の一つのそれぞれ選択された１個の前記入口ポートを介して前記共通の出口へ向けて、前記フローネットワーク内へ、空気を引き込むようになっており、
   前記回転サンプリング弁は、複数の出口を有しており、前記各フローネットワークの前記共通の出口は、前記複数の出口の一つであり、前記ステータと前記１個以上のローターとは、それらの間に複数の前記サンプリングチャンバーを形成するように形作られており、それにより、前記各フローネットワークの前記サンプリングチャンバーは、前記複数のサンプリングチャンバーの一つであり、
   前記複数のフローネットワークは、互いから独立しており、
   前記第２作動モードでは、前記複数のフローネットワークは、前記第２流路を同時に画定するように、構成されており、その結果、空気は前記入口ポートの各組から１個の前記入口ポートを介して同時に引き込まれ、その結果、一つの前記フローネットワークからのサンプル中の粒子の検知が前記フローネットワークの同定を可能とし、それによって、検知された前記粒子の供給源であった関連する前記入口ポートの続く同定を可能としている、
   ことを特徴とする回転サンプリング弁。
2. 前記第２流路は、前記サンプリングチャンバーをバイパスしている、
   請求項１記載の回転サンプリング弁。
3. 前記第２流路は、前記ローターの入口を前記ステータの選択された前記入口ポートに並べることによって、連続的に画定できるようになっている、
   請求項１又は２に記載の回転サンプリング弁。
4. 前記ステータは、前記入口ポート及び前記出口を備えている、
   請求項１記載の回転サンプリング弁。
5. 前記入口ポートは、２つ以上の同心円状の輪に配置されており、各輪は、前記入口ポートの組を画定している、
   請求項１〜４の何れか一つに記載の回転サンプリング弁。
6. 前記サンプリングチャンバーは、同心の環状チャンバー又は同心の部分的環状チャンバーである、
   請求項１〜５の何れか一つに記載の回転サンプリング弁。
7. 前記入口ポートは、前記ステータの一部を通って延びて、第１開口及び第２開口を有するチャネルを画定しており、前記第１開口は、前記第２開口よりも直径が大きい、
   請求項１〜６の何れか一つに記載の回転サンプリング弁。
8. 前記入口ポートは、前記第１開口で、別のサンプリング管にそれぞれ連結している、
   請求項７記載の回転サンプリング弁。
9. 前記第２作動モードでは、組内の前記入口ポートが、連続して選択されて、前記対応する出口と連結するようになっている、
   請求項１記載の回転サンプリング弁。
10. 請求項１〜９の何れか一つに記載の回転サンプリング弁を備えた、多地点で吸引されたガス又は煙の検知システム。

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