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公開番号2025143222
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-01
出願番号2025038004
出願日2025-03-11
発明の名称ブースターポンプの漏れ監視
出願人ハスケル・インターナショナル・エルエルシー,Haskel International, LLC
代理人個人,個人,個人
主分類F04B 49/10 20060101AFI20250924BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】第1チャンバ部分から第2チャンバ部分への作動流体の漏れを示唆するポンプシステムの提供。
【解決手段】ポンプシステムは、第1シリンダ102内部で第1チャンバ部分104A及び第2チャンバ部分104Bを画定する第1ピストン106と、第2チャンバ部分と流体をやり取りするように結合する導管システム202を備える。第1ピストンは、第1方向に運動することで作動流体を第1チャンバ部分へ引き入れ、導管システムは、第2チャンバ部分から放出される流体を受けるように構成される。導管システムは、第3脚部226を貫流する流体のパラメータを決定するように構成されるセンサ228を有する。この流体のパラメータは、第1チャンバ部分から第2チャンバ部分への作動流体の漏れを示唆する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
シリンダと、
該シリンダ内部で第１チャンバ部分及び第２チャンバ部分を画定するように前記シリンダ内部に設けられるピストンと、
前記第２チャンバ部分と流体をやり取りするように結合する導管システム、
を備え、
前記ピストンは、前記シリンダ内部において第１方向に運動することで作動流体を前記第１チャンバ部分へ引き入れるように構成され、
前記ピストンは、前記シリンダ内部において第２方向に運動することで前記作動流体を加圧すると共に前記第１チャンバ部分から前記作動流体を放出するように構成され、
前記導管システムは、前記シリンダ内部での前記ピストンの前記第１方向での運動によって前記第２チャンバ部分から放出される流体を受けるように構成され、
前記導管システムは、該導管システムを通る流体流のパラメータを監視するように構成されるセンサを有し、
前記パラメータは、前記第１チャンバ部分から前記第２チャンバ部分への前記作動流体の漏れを示唆する、
ポンプシステム。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
請求項１に記載のポンプシステムであって、前記センサによって監視される前記パラメータは、前記導管システムを通る流体流の流量を含む、ポンプシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のポンプシステムであって、前記センサによって監視される前記パラメータは、前記導管システムを通る流体流の温度を含む、ポンプシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のポンプシステムであって、前記センサによって監視される前記パラメータに基づいて信号を出力するように構成される制御システムを備える、ポンプシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のポンプシステムであって、前記制御システムは、
前記パラメータと閾値とを対比し、
前記パラメータが、前記閾値を超え、かつ、余剰の作動流体が前記第１チャンバ部分から前記第２チャンバ部分へ漏れていることを示唆しているという判断に応じて前記信号を出力する、
ように構成されるポンプシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のポンプシステムであって、
前記制御システムは、校正モードでは前記閾値を設定するように動作するように構成され、前記制御システムは、前記校正モードでは、
複数の第１の値を有する複数の動作条件で動作し、
前記複数の動作条件の各動作条件での前記第１チャンバ部分から前記第２チャンバ部分への前記作動流体の余剰の漏れを示唆する前記パラメータの複数の第２の値を決定し、
前記複数の第１の値と前記複数の第２の値との間の関係を決定し、
前記複数の第１の値と前記複数の第２の値との間の前記関係に基づいて前記閾値を設定する、
ように構成されるポンプシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のポンプシステムであって、
前記関係は、前記第１チャンバ部分から前記第２チャンバ部分への前記作動流体の余剰の漏れを示唆する前記パラメータの前記複数の第１の値のそれぞれを、前記複数の動作条件の対応する第２の値に関連付け、
前記制御システムは、
１つ以上の現在の値を有する現在の動作条件を決定し、
前記関係に基づいて前記現在の動作条件の前記１つ以上の現在の値に関連付けられた前記パラメータのそれぞれの第１の値を決定し、
前記それぞれの第１の値を前記閾値として設定する、
ように構成されるポンプシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のポンプシステムであって、
追加のシリンダと、
該追加のシリンダ内部で第３チャンバ部分及び第４チャンバ部分を画定するように前記追加のシリンダ内部に設けられる追加のピストン、
を備え、
前記追加のピストンは、前記追加のシリンダ内部において第３方向に運動することで追加の作動流体を前記第３チャンバ部分へ引き入れるように構成され、
前記追加のピストンは、前記追加のシリンダ内部において第４方向に運動することで前記追加の作動流体を加圧すると共に前記第３チャンバ部分から前記追加の作動流体を放出するように構成され、
前記導管システムは、前記第３チャンバ部分内での前記ピストンの運動によって前記第４チャンバ部分から放出される流体を受けるように構成される、
ポンプシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のポンプシステムであって、
前記導管システムは、前記シリンダの前記第２チャンバ部分と前記追加のシリンダの前記第４チャンバ部分の各々に流体をやり取りするように結合する導管を備え、
前記センサは、前記導管を通る流体流の前記パラメータを監視するように構成される、
ポンプシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のポンプシステムであって、
前記シリンダの前記第２チャンバ部分に流体をやり取りするように結合する第１脚部と、
前記追加のシリンダの前記第４チャンバ部分に流体をやり取りするように結合する第２脚部と、
前記第１脚部、前記第２脚部、前記導管を相互に流体をやり取りするように結合することで、前記導管を前記第２チャンバ部分と前記第４チャンバ部分の各々へ流体をやり取りするように結合するバルブ、
を備えるポンプシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ポンプに関し、より詳細にはブースターポンプ用の導管システムに関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ブースターポンプは、流体－たとえば気体－の圧力を増加させるのに用いられ得る。ブースターポンプは、シリンダと、該シリンダ内部で第１チャンバ部分及び第２チャンバ部分を画定するように前記シリンダ内部に設けられるピストンを備える。前記シリンダは、前記第１チャンバ内で流体を受けるように構成される。前記シリンダ内部での前記ピストンの運動によって、前記第１チャンバ内の前記流体が圧縮されることで、前記流体の圧力が増加する。しかし流体は時に前記第１チャンバから前記第２チャンバへ漏れることがある。前記第２チャンバへの漏れは前記ブースターポンプによって加圧される流体の量を減らし、それにより前記ブースターポンプの効率を低下させてしまう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一の実施形態では、ポンプシステムは、シリンダと、該シリンダ内部で第１チャンバ部分及び第２チャンバ部分を画定するように前記シリンダ内部に設けられるピストンと、前記第２チャンバ部分と流体をやり取りするように結合する導管システムを備える。前記ピストンは、前記シリンダ内部において第１方向に運動することで作動流体を前記第１チャンバ部分へ引き入れるように構成され、前記ピストンは、前記シリンダ内部において第２方向に運動することで前記作動流体を加圧すると共に前記第１チャンバ部分から前記作動流体を放出するように構成される。前記導管システムは、前記シリンダ内部での前記ピストンの前記第１方向での運動によって前記第２チャンバ部分から放出される流体を受けるように構成され、前記導管システムは、該導管システムを貫流する前記流体のパラメータを決定するように構成されるセンサを有する。前記パラメータは、前記第１チャンバ部分から前記第２チャンバ部分への前記作動流体の漏れを示唆する。
【０００４】
他の実施形態では、ポンプシステム用の流れ監視システムは導管とセンサを備える。当該ポンプシステムは、シリンダと、ロッド側チャンバ及び該ロッド側チャンバとは反対側のピストン側チャンバを画定するように前記シリンダ内部に設けられるピストンを備える。前記ピストンは、前記シリンダ内部において第１方向に運動することで第１流体を前記ピストン側チャンバへ引き入れると共に第２流体を前記ロッド側チャンバから放出するように構成される。前記ピストンは、前記シリンダ内部において第２方向に運動することで前記第１流体を加圧すると共に前記第１流体を前記ピストン側チャンバから放出するように構成される。前記導管は、前記シリンダ内部における前記第１方向での前記ピストンの運動によって前記ロッド側チャンバから放出される前記第２流体を受けるように構成され、前記導管は、当該ポンプシステムの前記ロッド側チャンバに流体をやり取りするように結合可能である。前記センサは、前記ロッド側チャンバから前記導管システムを貫流する前記第２流体のパラメータを監視するように構成される。前記パラメータは、前記ピストン側チャンバから前記ロッド側チャンバへの前記第１流体の流れを示唆する。
【０００５】
さらなる実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は、１つ以上の処理装置によって実行されるときに、前記１つ以上の処理装置に、ポンプシステムのセンサからパラメータを受け取らせ、前記パラメータと閾値とを対比させ、かつ、前記パラメータと前記閾値との前記対比に基づいて信号を出力させるように構成される命令を有する。当該ポンプシステムは、シリンダ内部で第１チャンバ部分及び第２チャンバ部分を画定するように前記シリンダ内部に設けられるピストンを備える。前記ピストンは、前記シリンダ内部において第１方向に運動することで作動流体を前記第１チャンバ部分へ引き入れるように構成され、前記ピストンは、前記シリンダ内部において第２方向に運動することで前記第１チャンバ部分内において前記作動流体を加圧するように構成され、当該ポンプシステムの導管システムは、前記第２チャンバ部分から放出される流体を受けるように構成され、前記パラメータは、前記導管システムを通る流体流に関連付けられ、かつ、前記第１チャンバ部分と前記第２チャンバ部分との間での作動流体流を示唆する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
説明を完了し、本開示のより良い理解を提供するために、一組の図面が提供される。図面は、本明細書の不可欠な部分を形成し、本開示の実施形態を例示するが、これは、本開示の範囲を制限するものとして解釈されるべきではなく、本開示がどのように実施され得るかの単なる例として解釈されるべきである。
本開示の実施形態によるポンプシステムの側部断面図である。
本開示の実施形態によるポンプシステムの流体回路の概略図である。
本開示の実施形態によるポンプシステムの別の流体回路の概略図である。
本開示の実施形態によるポンプシステムのさらに別の流体回路の概略図である。
本開示の実施形態によるポンプシステムの流体回路を操作する方法のフローチャートである。
本開示の実施形態による、ポンプシステムの流体回路を操作するための別の方法のフローチャートである。
【０００７】
図全体を通して、同様の数字が使用されている。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示は、ポンプシステム－たとえばブースター－のシリンダ内部でピストンによって画定される複数のチャンバ部分間での作動流体の漏れの監視に関する。ブースターの動作中、ピストンは、シリンダ内部で作動流体の圧力を増大させるように運動する。たとえばピストンは、第１チャンバ部分と第２チャンバ部分を画定するようにシリンダ内部に設けられる。第１チャンバ部分は作動流体を受けるように構成される。第１チャンバ部分のサイズを減少させるようにピストンを運動させることで、作動流は加圧されると共に、ポンプシステムの第１チャンバ部分から第２チャンバ部分へ放出される。
【０００９】
残念なことに作動流体は第１チャンバ部分と第２チャンバ部分との間で漏れることがある。たとえば作動流体が貫流し得るシリンダとピストンとの間にはギャップ（たとえば封止体の摩耗／腐食によって生じるギャップ）が存在する恐れがある。その結果、作動流体は第１チャンバ部分から第２チャンバ部分へ流れることで、第１チャンバ部分内での作動流体の量が減少する。従って、ポンプシステムによって加圧される作動流体の量もまた減少し、その結果としてブースターの効率は低下する。
【００１０】
第１チャンバ部分から第２チャンバ部分への作動流体の起こりうる漏れの検出は、ブースターの動作を改善させ得るそのような漏れを解決する対応操作を引き起こすことができる。従って本開示の実施形態によると、導管は、第２チャンバ部分に流体をやり取りするように結合される。第２チャンバ部分のサイズを減少させるようにシリンダ内部でピストンが運動することで、流体（たとえば様々な流体－たとえば大気－の混合物）は、第２チャンバ部分から導管へ導出され得る。第２チャンバ部分から導管を通る流体流のパラメータは、第１チャンバ部分から第２チャンバ部分への作動流体の起こりうる漏れを判断するように監視される。場合によっては、パラメータは体積及び／又は流体の量である。これは、第１チャンバ部分から第２チャンバ部分への作動流体の漏れは第２チャンバ部分内での流体の量を増大させるため、その結果として第２チャンバ部分のサイズを減少させるピストンの運動によって、導管へ流入するように放出される流体流の量が増大するからである。加えて又は代わりに、パラメータは、温度又は第２チャンバ部分及び導管システム内に存在することが意図される流体の基準となる又は既知のパラメータとの対比が可能な他の流体特性であってよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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