(57)【要約】【課題】本願の目的は、流体管路での少量の漏洩を検出できるだけでなく、漏洩検出器を通る流量の制限も排除または最小化しながら漏洩を検出することができる管路漏洩検出器を提供することである。【解決手段】管路での漏洩を検知するための装置が、管路に流体連結されるハウジングと、バルブシート、及びそのバルブシートに対して開位置と閉位置との間で移動可能であるバルブ要素を有するバルブと、バルブの周りにあるバイパス管路と、バイパス管路を通る流体の流量を検出するためにバイパス管路に結合される流量検出器と、バルブ要素を閉位置に向けて付勢するように構成される第１の機構とを有する。該装置は、圧力降下がしきい値に達するまでバルブ要素を閉位置に維持するために、第１の機構から分離される第２の機構をさらに有していてよい。第１の機構は浮力の原理に基づいて作動することができ、第２の機構は磁気の原理に基づいて作動することができる。【選択図】図２
2010261956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体管路における漏洩を検知するための装置であって、
前記流体管路に流体連通されるように構成されるハウジングと、
前記ハウジングに連結されるバルブシート、及び、流体が前記バルブを通って流れることができる開位置と流体が前記バルブを通って流れるのを防止する閉位置の間で前記バルブシートに対して移動可能であるバルブ要素を有するバルブと、
前記バルブの第１の側に流体連通される第１の端部および前記バルブの第２の側に流体連通される第２の端部を有するバイパス管路と、
前記バイパス管路に動作可能に結合され、前記バイパス管路を通る流体の流量を検出するように構成される流体流量検出器と、
前記バルブ要素および前記第１の機構が前記流体管路を通って流れる流体内に浸漬されるときに、前記バルブ要素に正味の上向きの浮力を供給するように構成される第１の機構であって、前記正味の上向きの浮力が、前記バルブ要素を前記閉位置に向けて付勢するように構成される、第１の機構と
を有する装置。
【請求項２】
前記第１の機構が流体フロートを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記正味の上向きの浮力が約０．０６２５ｌｂｆから約０．５ｌｂｆの間である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の機構から分離されている第２の機構であって、前記バルブ要素前後の圧力降下がしきい値に達するまで前記バルブ要素を前記閉位置に維持するように構成される第２の機構をさらに有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の機構が磁石を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第２の機構が、前記バルブ要素に結合される第１の磁気部材と、前記ハウジングに結合される第２の磁気部材と、を有し、前記第１の磁気部材および前記第２の磁気部材が、前記バルブ要素が前記閉位置にある場合に互いに接近している、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の磁気部材および前記第２の磁気部材の各々が、永久磁石、電磁石および常磁性体からなる群から選択されてよい、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の磁気部材が、常磁性体で形成される前記バルブ要素の一部分を含み、前記第２の磁気部材が永久磁石を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記バルブ要素を前記閉位置から離れるように移動させるための圧力降下のしきい値が約０．５ｐｓｉと約４ｐｓｉの間である、請求項４に記載の装置。
【請求項１０】
前記バルブ要素が前記閉位置にあるときに検知するように構成される、前記ハウジングおよび前記バルブ要素のうちの１つの結合されるセンサをさらに有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記流体流量検出器が熱流量検出器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
流体管路における漏洩を検知するための装置であって、
入口、出口、および内部空洞を有するハウジングと、
前記入口と前記出口との間の前記内部空洞の少なくとも一部分に配置されるバルブであって、前記ハウジングに結合されるバルブシート、及び、流体が前記バルブを通って流れることができる開位置と流体が前記バルブを通って流れるのを防止する閉位置との間で前記バルブシートに対して移動可能であるバルブ要素を有する、バルブと、
前記バルブの第１の側に流体連通される第１の端部および前記バルブの第２の側に流体連通される第２の端部を有するバイパス管路と、
前記バイパス管路に動作可能に結合され、前記バイパス管路を通る流体の流量を検出するように構成される流体流量検出器と、
前記バルブ要素を前記閉位置に向けて付勢するように構成される第１の機構と、
前記第１の機構から分離されている第２の機構であって、前記バルブ要素前後の圧力降下がしきい値に達するまで前記バルブ要素を前記閉位置に維持するように構成される第２の機構と、
を有する装置。
【請求項１３】
前記第１の機構は流体フロートを有し、前記流体フロートは、前記バルブ要素および前記流体フロートが前記流体管路を通って流れる流体内に浸漬されるときに、前記バルブ要素に正味の上向きの浮力を供給するように構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１の機構が、前記バルブ要素を前記閉位置に向けて付勢するために実質的に一定の力を供給する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の機構によって供給される力が約０．０６２５ｌｂｆと約０．５ｌｂｆの間である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２の機構が磁石を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２の機構が前記バルブ要素に可変力を供給する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記第２の機構が、前記閉位置にある前記バルブ要素にある大きさの力を供給し、この力の大きさが、前記バルブ要素が前記開位置に向けて移動するときに減少する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２の機構によって供給される力の大きさは、前記バルブ要素が前記開位置にあるときに、実質的にゼロである、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記バルブ要素が前記開位置にあるときに、前記第１の機構が主要な力供給機構となり、前記バルブ要素が前記閉位置にあるときに、前記第２の機構が主要な力供給機構となる、請求項１２に記載の装置。
【請求項２１】
流体管路における漏洩を検知するための装置であって、
入口、出口および内部空洞を有するハウジングと、
前記入口と前記出口との間の前記内部空洞の少なくとも一部分に配置されるバルブであって、前記ハウジングに動作可能に結合されるバルブシート、及び、流体が前記バルブを通って流れることができる開位置と流体が前記バルブを通って流れるのを防止する閉位置との間で前記バルブシートに対して移動可能であるバルブ要素とを有するバルブと、
前記バルブの第１の側に流体連通される第１の端部および前記バルブの第２の側に流体連通される第２の端部を有するバイパス管路と、
前記バイパス管路に動作可能に結合され、前記バイパス管路を通る流体の流量を検出するように構成される流体流量検出器と、
前記バルブ要素に結合され、かつ前記バルブ要素を前記閉位置に向けて付勢するように構成される流体フロートを含んでいる第１機構であって、第１の大きさを有する実質的に一定の力を前記バルブ要素に加えるように構成される第１の機構と、
磁石を有する第２の機構であって、前記バルブ要素前後の圧力降下がしきい値に達するまで前記バルブ要素を前記閉位置に維持するように構成され、少なくとも前記バルブ要素が前記閉位置の隣接するときに、前記バルブ要素に力を加えるように構成され、前記第２の機構からの力が、前記第１の機構からの力の前記第１の大きさを上回る第２の大きさを有する、第２の機構と、
を有する装置。
【請求項２２】
液体を保持するためのタンクと、
前記液体を供給するための供給ユニットと、
前記タンクと前記供給ユニットとの間で流体連通を提供する流体管路と、
前記流体管路に流体連通されており、前記流体管路における漏洩を検知するように構成される漏洩検知器と、
を備えている供給システムにおいて、
該漏洩検知器は、
入口、出口、および内部空洞を有するハウジング、
前記入口と前記出口との間の前記内部空洞の少なくとも一部分に配置されるバルブであって、前記ハウジングに動作可能に結合されるバルブシート及び、流体が前記バルブを通って流れることができる開位置と流体が前記バルブを通って流れるのを防止する閉位置との間で前記バルブシートに対して移動可能であるバルブ要素を有する、バルブ、
前記バルブの第１の側に流体連通される第１の端部および前記バルブの第２の側に流体連通される第２の端部を有するバイパス管路、
前記バイパス管路に動作可能に結合され、そこを通る流体の流量を検出するように構成される流体流量検出器、
前記バルブ要素に結合され、前記バルブ要素を前記閉位置に向けて付勢するように構成される第１の機構、および、
前記第１の機構から分離されており、前記バルブ要素前後の圧力降下がしきい値に達するまで前記バルブ要素を前記閉位置に維持するように構成される第２の機構
を備えている供給システム。
【請求項２３】
前記第１の機構が流体フロートを有し、前記流体フロートは、前記バルブ要素および前記流体フロートが前記流体管路を通って流れる前記液体内に浸漬されるときに、前記バルブ要素に正味の上向きの浮力を供給するように構成される、請求項２２に記載の供給システム。
【請求項２４】
前記第２の機構が磁石を有する、請求項２２に記載の供給システム。
【請求項２５】
前記第２の機構が、前記バルブ要素に結合される第１の磁気部材と、前記ハウジングに結合される第２の磁気部材と、を有し、前記第１の磁気部材および前記第２の磁気部材が、前記バルブ要素が前記閉位置にあるときに互いに接近している、請求項２４に記載の供給システム。
【請求項２６】
流体管路での漏洩を検知するための方法であって、
入口、出口および内部空洞を有するハウジングと、前記入口と前記出口との間の前記内部空洞の少なくとも一部分に配置されるバルブであって、前記ハウジングに結合されるバルブシート、及び、流体が前記バルブを通って流れることができる開位置と流体が前記バルブを通って流れるのを防止する閉位置との間で前記バルブシートに対して移動可能であるバルブ要素を有するバルブと、前記バルブの第１の側に流体連通される第１の端部および前記バルブの第２の側に流体連通される第２の端部を有するバイパス管路と、前記バイパス管路に動作可能に結合され、前記バイパス管路を通る流体の流量を検出するように構成される流体流量検出器と、を用意するステップと、
前記バルブ要素を前記閉位置に向けて付勢するために第１の機構を用いて前記バルブ要素に第１の力を加えるステップと、
前記バルブ要素前後の圧力降下がしきい値に達するまで、前記バルブ要素を前記閉位置に維持するために、前記第１の機構から分離される第２の機構を用いて前記バルブ要素に第２の力を加えるステップと、
前記流体管路で漏洩が発生したときに、前記バイパス管路を通るように流体流れを誘導するステップと、
前記流体管路での漏洩を検知するために、前記流量検出器を用いて前記バイパス管路を通る流量を検出するステップと
を含む方法。
【請求項２７】
前記バルブ要素に前記第１の力を加えるステップが、前記バルブ要素に実質的に一定の力を加えるステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の機構が流体フロートを含み、前記第１の力を加える前記ステップは、前記バルブ要素および前記流体フロートが前記流体管路を通って流れる流体内に浸漬されるときに、前記バルブ要素に正味の上向きの浮力を加えるステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記バルブ要素に前記第２の力を加えるステップが、前記バルブ要素に可変力を加えるステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記可変力を加えるステップは、前記バルブ要素が前記閉位置から離れるように移動するときに、前記第２の力の大きさを減少させるステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２の力を加えるステップが磁石を使用するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１の力が前記第２の力の大きさ未満の大きさを有する、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は漏洩の検知に関し、詳細には、ガソリンスタンドなどでの供給動作における加圧燃料送出管路からの漏洩を検知するのに適用される。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンを含めた石油製品が周囲環境に漏洩すると、周辺の土壌および水に損害を与える場合がある。漏洩が検知された後に除去および修復を行う場合、費用および時間がかかる可能性がある。したがって、できるだけ早く漏洩を特定することが望ましい。
【０００３】
ガソリンスタンドなどでの供給動作では、燃料は通常地下貯蔵タンク（ＵＳＴ（ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｔａｎｋ））内に貯蔵されており、そこから種々の管路を介して地上の供給ユニットにポンプで送られ、自動車などに供給される。タンクからまたはディスペンサに相互接続される管路から燃料が漏洩すると深刻な環境破壊を引き起こす可能性がある。米国環境保護庁（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｇｅｎｃｙ（ＥＰＡ））ならびにその他の多くの国の取締機構は、燃料の周囲環境への漏洩の検知および防止に関して一定の基準を設けている。例えば、本出願の提出に際し、ＥＰＡにより、容量測定で毎時０．１ガロン（ｇｐｈ）の漏洩速度を検知するのに十分である検知方法が要求される。したがって、この種の設備の製造業者とっては、漏洩を検知することに加えてこれに関するＥＰＡの基準を満たすことが目標となっている。
【０００４】
種々の物理原理に基づいて作動する多くのデバイスは、これらの基準を満たすように、それによって漏洩を警告するように、ならびに、周囲環境への影響を軽減するためにできるだけ迅速に漏洩を止める手段を提供するように、提案されている。例えば、このようなタイプの漏洩検出デバイスの一つは、燃料供給動作において、関連付けられたバルブシートに向かって、または該バルブシートから離れるように移動可能であるばね付勢式バルブ要素を有する、管路に配置されるバルブを有している。バルブ要素前後の圧力降下が一定のしきい値に達すると、バルブ要素は、流体がバルブを通って供給ユニットに向かって流れることを可能にするためにばねの力に逆らってバルブシートから離れるように移動し、それにより燃料が供給ユニットから自動車などへ供給される。供給ユニットが閉じられるすなわち停止されると、バルブ要素前後の圧力降下が一様になり、ばねの力によりバルブ要素がバルブシートに向けて戻るように付勢されて閉位置に収まり、燃料がバルブを通過することが完全に防止される。
【０００５】
これらのデバイスの漏洩検知機能は、通常、バルブの周りのバイパス管路によって実現され、この場合、バイパス管路の一方の端部がバルブの第１の側（例えば、下流側）に流体連通され、バイパス経路のもう一方の端部がバルブの第２の側（例えば、上流側）に流体連通される。通常、バイパス管路を通過するすべての流量を検出するために、流量検出器がバイパス管路に配置される。加えて、バイパス管路は、通常、バルブを通っている主流路に対して相対的に小さい断面積を有しており、それによって、管路における比較的少量の漏洩も検知することが可能である。
【０００６】
作動中、供給ユニットが遮断されると（充填動作の後など）、バルブの両側の流体圧力が均等化されてバルブが閉じられる。理想的には、管路で一切漏洩がなく、バイパス管路を通過する流れが一切存在しないことである。しかしながら、バルブの下流側の管路で漏洩があると、下流側の管路の圧力は次第に低下する。この圧力降下により、流体は、バイパス管路を介してバルブの上流側（例えば、高圧側）からバルブの下流側（例えば、低圧側）へ流れるようになる。この場合、流量検出器がこのバイパス管路を通る流量を検出し、管路からの燃料の漏洩ならびに周囲環境への燃料のさらなる漏洩を完全に防止するために供給システムを停止させることができる警報状態を開始させる。
【０００７】
上で概説した基本原理に基づいて作動する漏洩検出デバイスは当技術分野では一般に既知である。例えば、ＭｃＣｒｏｒｙらの米国特許第３，９４０，０２０号明細書、Ｈｏｗｅｌｌの米国特許第３，９６９，９２３号明細書、Ｆｒａｎｋｌｉｎらの米国特許第５，０１４，５４３号明細書、Ｈａｓｓｅｌｍａｎｎの米国特許第５，０７２，６２１号明細書および第５，３１５，８６２号明細書、ならびに、Ｌｕｋａｓらの米国特許第５，９１８，２６８号明細書が、概して、バルブと、バイパス管路と、バイパス管路を通る流量を検出するための一部のタイプの流量検出器とを示している。これらの参考文献は、主に、バイパス管路を通る流量を検出するのに使用される流量検出器が異なっている。例えば、ＭｃＣｒｏｒｙらおよびＨｏｗｅｌｌは、バイパス管路を通る流量を感知するために、磁化されたピストンと一緒にリードスイッチを使用する。Ｆｒａｎｋｌｉｎらは、バイパス管路を通る流体の流量を測定するためにロトメータを使用する。さらに、Ｌｕｋａｓらは、バイパス管路を通る流量を測定するために、一般によく知られている原理に基づいて作動する熱流量計を使用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第３，９４０，０２０号明細書
【特許文献２】米国特許第３，９６９，９２３号明細書
【特許文献３】米国特許第５，０１４，５４３号明細書
【特許文献４】米国特許第５，０７２，６２１号明細書
【特許文献５】米国特許第５，３１５，８６２号明細書
【特許文献６】米国特許第５，９１８，２６８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した漏洩検知器は、概して意図された目的のために作動するが、燃料供給動作においてこれらのデバイスを使用することで問題が生じてしまうような、いくつかの欠点がある。例えば、これらの漏洩検知器は概して、供給システム全体における、供給ユニットへの燃料の送出を制限してしまう「チョークポイント」となっている。その結果、自動車などへの燃料の送出が明らかに比較的遅くなってしまう場合があり、それにより供給時間が長くなり、客の不満足度が増大する。加えて、このように流量が制限されることの影響は、１つの流体管路に対して複数の使用者がいる場合により悪化する可能性がある。
【００１０】
これらのタイプのデバイスを介しての流量制限は、バルブ内で使用される戻し機構の多機能的性質が原因であると考えられる。これらの先行する漏洩検出デバイスの多くは、例えば、バルブ要素を閉位置に向けて付勢するのにばねを使用する。また、このばねは、バルブ前後の圧力降下がしきい値レベルに達してそれによりバルブ要素がバルブシートから離れるように移動させられるまで、バルブ要素を閉位置に保持する。さらに、このばねは、バルブ要素が閉位置まで移動させられたときにバルブ要素がバルブシート内で正確に着座するようにする。このように多機能機構であることにより、ばねのばね定数は通常は比較的高くなってしまう。ばね定数が比較的高くなると、バルブ要素がバルブシートから離れるように移動するのを開始させるための圧力降下（例えば、クラッキング圧力）が大きくなるだけはなく、ばね（例えば、線形特性ばね）が延伸したときにバルブ要素を開位置で支持するためにさらに大きな圧力降下が必要になる。この場合、ばねはバルブを通る流体の流れに逆らって作用し、所与の作動圧力（タンク内の水中ポンプによって決定される）が与えられた場合、バルブを通る流量を制限するように作動する。
【００１１】
したがって、ＥＰＡの基準を満たすまたは上回るように流体管路での少量の漏洩を検出できるだけでなく、漏洩検出器を通る流量のいかなる制限も排除または最小化しながら漏洩を検出することができる改良型の管路漏洩検出器が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のまたはその他の欠点に対処するために、流体管路における漏洩を検知するための装置が、流体管路に流体連通されるように構成されるハウジングと、ハウジングに結合されるバルブシート、および、流体がバルブを通って流れることができる開位置と流体がバルブを通って流れるのを防止する閉位置との間でバルブシートに対して移動可能であるバルブ要素を含むバルブとを有する。バイパス管路が設けられ、このバイパス管路は、バルブの第１の側に流体連通される第１の端部とバルブの第２の側に流体連通される第２の端部とを有する。流体流量検出器（ｆｌｕｉｄ  ｆｌｏｗ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）がバイパス管路に動作可能に結合され、バイパス管路を通る流体の流量を検出するように構成される。この装置は第１の機構を有しており、この第１の機構は、バルブ要素および第１の機構が管路を通って流れる流体内に侵漬されるときに、バルブ要素に正味の上向きの浮力（ｎｅｔ  ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｂｕｏｙａｎｔ  ｆｏｒｃｅ）を供給するように構成される。正味の上向きの浮力は、バルブ要素を閉位置に向けて付勢するように構成される。
【００１３】
一実施形態では、第１の機構は、例えばバルブ要素に結合され得る流体フロート（ｆｌｕｉｄ  ｆｌｏａｔ）を有していてよい。正味の上向きの浮力は、約０．０６２５ポンドフォース（ｌｂｆ）（０．２８ニュートン（Ｎ））と約０．５ｌｂｆ（２．２２Ｎ）の間であってよい。しかし、特定の用途に応じて他の値および範囲も可能である。
【００１４】
この装置は、バルブ要素の前後の圧力降下がしきい値に達するまでバルブ要素を閉位置に維持するように構成される、第１の機構から分離される第２の機構を有することができる。一実施形態では、第２の機構は磁石を有していてよい。より詳細には、第２の機構は、バルブ要素に結合される第１の磁気部材とハウジングに結合される第２の磁気部材とを有することができ、これらの第１および第２の磁気部材は、バルブ要素が閉位置にあるときに、互いに近接している。第１および第２の磁気部材には、例えば、永久磁石、電磁石、および、これらの磁石に取り付けられる常磁性体が含まれてよい。例示的な一実施形態では、第１の磁気部材は常磁性体で形成されるバルブ要素の一部分を含み、第２の磁気部材は永久磁石を含み、バルブ要素を閉位置から離れるように移動させるためのしきい値圧力は約０．５ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）と約４ｐｓｉの範囲であってよい。
【００１５】
別の実施形態では、流体管路での漏洩を検知するための装置が、入口、出口、および内部空洞を含むハウジングと、入口および出口の間の内部空洞の少なくとも一部分に配置されるバブルとを有する。バルブは、ハウジングに結合されるバルブシートと、流体がバルブを通って流れることができる開位置と流体がバルブを通って流れるのを防止する閉位置との間でバルブシートに対して移動可能であるバルブ要素と、を有する。バイパス管路が設けられ、このバイパス管路は、バルブの第１の側に流体連通される第１の端部とバルブの第２の側に流体連通される第２の端部とを有する。流体流量検出器がバイパス管路に動作可能に結合され、バイパス管路を通る流体の流量を検出するように構成される。この装置は、バルブ要素を閉位置に向けて付勢するように構成される第１の機構と、第１の機構から分離されており、バルブ要素前後の圧力降下がしきい値に達するまでバルブ要素を閉位置に維持するように構成される第２の機構とをさらに有する。
【００１６】
一実施形態では、第１の機構は流体フロートを有していてよく、この流体フロートは、バルブ要素およびフロートが流体管路を通って流れる流体内に浸漬されるときにバルブ要素に正味の上向きの浮力を供給するように構成される。また、第１の機構は、バルブ要素を閉位置に向けて付勢するために実質的に一定の力を供給するように構成されていてよい。一実施形態では、第２の機構は磁石を含んでいてよい。さらに、この磁石は、バルブ要素に可変力を供給するように構成されていてよい。より詳細には、第２の機構は、閉位置にあるバルブ要素にある大きさの力を供給するように構成されていてよく、その力の大きさは、バルブ要素が開位置に向かって移動するときに減少してよい。一実施形態では、第２の機構によって供給される力の大きさは、バルブ要素が開位置にあるときに、実質的にゼロである。この装置は、バルブ要素が開位置にあるときに、第１の機構が主要な力供給機構（ｆｏｒｃｅ−ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）となり、バルブ要素が閉位置にあるときに、第２の機構が主要な力供給機構となるように構成されてよい。
【００１７】
別の実施形態では、供給システムは、液体を保持するためのタンクと、液体を供給するための供給ユニットと、タンクと供給ユニットとの間で流体連通をなす流体管路と、流体管路に流体連通されており、流体管路での漏洩を検知するように構成される管路漏洩検知器とを有する。漏洩検知器は、入口、出口および内部空洞を有するハウジングと、入口と出口との間の内部空洞の少なくとも一部分に配置されるバルブとを有する。バルブは、ハウジングに結合されるバルブシートと、流体がバルブを通って流れることができる開位置と流体がバルブを通って流れるのを防止する閉位置との間でバルブシートに対して移動可能であるバルブ要素と、を有する。バイパス管路が設けられ、このバイパス管路は、バルブの第１の側に流体連通される第１の端部とバルブの第２の側に流体連通される第２の端部とを有する。流体流量検出器がバイパス管路に動作可能に結合され、バイパス管路を通る流体の流量を検出するように構成される。この装置は、バルブ要素を閉位置に向けて付勢するように構成される第１の機構と、第１の機構から分離されており、バルブ要素前後の圧力降下がしきい値に達するまでバルブ要素を閉位置に維持するように構成される第２の機構とをさらに有する。
【００１８】
流体管路での漏洩を検知するための方法が、入口、出口、および内部空洞を備えるハウジングと、入口と出口との間の内部空洞の少なくとも一部分に配置されるバルブとを有する漏洩検知器を用意するステップを含む。バルブは、ハウジングに結合されるバルブシートと、流体がバルブを通って流れることができる開位置と流体がバルブを通って流れるのを防止する閉位置との間でバルブシートに対して移動可能であるバルブ要素と、を有する。バイパス管路が設けられ、このバイパス管路は、バルブの第１の側に流体連通される第１の端部とバルブの第２の側に流体連通される第２の端部とを有する。流体流量検出器がバイパス管路に動作可能に結合され、バイパス管路を通る流体の流量を検出するように構成される。この方法は、バルブ要素を閉位置に向けて付勢するために第１の機構を用いてバルブ要素に第１の力を加えるステップと、バルブ要素前後の圧力降下がしきい値に達するまでバルブ要素を閉位置に維持するために、第１の機構から分離される第２の機構を用いてバルブ要素に第２の力を加えるステップとをさらに含む。この方法は、流体管路で漏洩が発生したときにバイパス管路を通るように流体流れを誘導するステップと、流体管路での漏洩を指示するために、流量検出器を用いてバイパス管路を通る流量を検出するステップとをさらに含む。第１の力の大きさは概して小さく、第２の力の大きさ未満である。また、第１の力は実質的に一定の力であってよいのに対して、第２の力は、バルブ要素が閉位置から離れるように移動するときにその大きさが減少するといった具合に変化してよい。
【００１９】
本明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面が、上述した概略的な説明と結び付けられる本発明の実施形態と、本発明の種々の態様を説明するための以下の詳細な説明とを図示している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による管路漏洩検知器を含む例示の燃料供給システムの概略図である。
【図２】閉位置にある図１に示した管路漏洩検知器の断面図である。
【図３】開位置にある図２に示した管路漏洩検知器の断面図である。
【図４】漏洩が発生したときの漏洩検知器の動作を説明する、図２に示した管路漏洩検知器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態による例示の燃料供給システム１０が図１に示されており、この燃料供給システム１０は、燃料を貯蔵するための地下貯蔵タンク（ＵＳＴ）１２と、タンク１２内に位置される水中ポンプ１４と、図１に概略的に示される、圧力下で燃料を１つまたは複数の供給ユニット１８に移送するための流体管路１６とを概して有する。通常、流体管路１６は、蓋付きの人員専用通路（ｃｏｖｅｒｅｄ  ｍａｎｗａｙ）（図示せず）内などの、タンク１２の外部に一般的には位置されるポンプマニホルド２０を介して水中ポンプ１４に結合される。ポンプマニホルド２０は、燃料がタンク１２内へと流れ戻るのを防止するためのチェックバルブ２２を有していてよい。管路１６から燃料が流れ出るのを防止するために供給ユニット１８が停止しているすなわち閉じられている場合、チェックバルブ２２が燃料がタンク１２に流れ戻るのを完全に防止していることから、燃料管路１６は、管路１６の長さ、管路１６のサイズ（例えば、断面積）およびその他の要素を含めた種々の要素に応じて決定される一定の量の燃料すなわち一定の体積の燃料を収容する閉システムを画定していることになる。上述したようにＥＰＡの規定を満たすために、流体管路１６の完全性が定期的に試験され、流体管路１６をからの燃料の漏洩量は完全に監視される。この点に関連して、燃料供給システム１０は、管路１６からの燃料の漏洩がある場合はその漏洩を測定するために、全体として２４で示される管路漏洩検知器を有する。
【００２２】
図２〜４に示されるように、漏洩検知器２４は、近位端部分２８、遠位端部分３０および内部空洞すなわち開口３２を有する概略円筒形の本体またはハウジング２６を有する。ハウジング２６は一体構造であってよく、あるいは別法として、とりわけ漏洩検知器２４の組立ておよびメンテナンスを容易にするような多部品構成となるように構成されてもよい。遠位端部分３０は、ポンプマニホルド２０内でポート３４に結合されるように適合され、例えば、ポート３４内の対応する一組の雌ねじと協働する一組の雄ねじを有していてよく、それにより、漏洩検知器２４をポンプマニホルド２０にねじ込み式に結合させる。ハウジング２６上の雄ねじはその全体が漏洩検知器２４の遠位端に近接しており、その結果、漏洩検知器２４の一部分が、ポンプマニホルド２０内に、具体的には以下で考察するポンプマニホルド２０の流路内に延在することになる。しかし、本発明は、漏洩検知器２４をポンプマニホルド２０に連結するのに当業者が別の手法を思い付く限りにおいて、本明細書に記載されるねじ込み接続のみに限定されない。当業者はさらに、漏洩検知器２４がポンプマニホルド２０に連結されることに限定されず、一般にはチェックバルブ２２と供給ユニット１８との間で流体管路１６に沿った任意の位置に配置され得ることを理解するであろう。
【００２３】
漏洩検知器２４の遠位端部分３０は、タンク１２と漏洩検知器２４の内部開口３２との間で流体連通をなすために、ハウジング２６の側壁３８内に形成される少なくとも１つの、好適には複数の開口部３６（例えば、長手方向スロット）を有する。さらに、漏洩検知器２４の遠位端壁部４０が、供給ユニット１８と漏洩検知器２４の内部開口３２との間で（流体管路１６を介して）流体連通をなすために、開口部２４を有する。
【００２４】
図２〜４に示すように、ポンプマニホルド２０は、タンク１２に流体連通される第１の上流側端部４６と流体管路１６を介して供給ユニット１８に流体連通される第２の下流側端部４８とを有する主流れチャネル４４を有する。本明細書で使用される上流側は、流路に沿ったタンク１２（結果として、水中ポンプ１４）により近い位置を指しており、下流側は、流路に沿ったタンク１２からより遠い位置を指している。漏洩検知器２４がポンプマニホルド２０に連結されるとき、側壁３８内の開口部３６および端壁部４４内の開口部４２が主流れチャネル４４に流体連通される。さらに、主流れチャネル４４はオリフィス５０を有しており、漏洩検知器２４の噛合部分５２が流体を通さない形でそのオリフィス５０内に受容される。例えば、噛合部分５２は漏洩検知器２４の遠位端に隣接するように配置され得る。しかし、本発明はこれだけに限定されず、噛合部分５２は、例えば漏洩検知器２４の遠位端から離れた位置などの、漏洩検知器２４の別の位置に配置されてもよい。漏洩検知器２４の噛合部分５２はオリフィス５０よりわずかに小さいサイズであり、ハウジング２６とポンプマニホルド２０のオリフィス５０を画定する壁との間に流体を通さないインターフェースを設けるためにＯリング５４などのシールまたは他の適当なシールを有する。
【００２５】
このようにして、タンク１２と供給ユニット１８と間の流体流れが漏洩検知器２４の内部開口３２を通過する。より詳細には、上述した構成により、水中ポンプ１４が加圧流体をタンク１２からポンプマニホルド２０の上流側端部４６内へ、さらには主流れチャネル４４内へと押し流す。加圧流体は、次いで、ハウジング２６の側壁３８内の開口部３６を通って内部開口３２内へと流れる。次に、流体は、ハウジング２６の遠位端壁部４０内の開口部４２を通るように誘導されてポンプマニホルド２０の流れチャネル４４内へと戻る。次いで、流体は、下流側端部４８を介してポンプマニホルド２０から出て、流体管路１６を通って供給ユニット１８まで流れる。
【００２６】
タンク１２と供給ユニット１８との間の流体流れは漏洩検知器２４の内部開口３２を通るように誘導されることから（例えば、タンク１２と供給ユニット１８との間のすべての流れが漏洩検知器を通って流れるように隔離される）、漏洩検知器２４は、流体管路１６内の漏洩の検知を容易にするように適合される追加の構成要素を有していてよい。この点に関連して、漏洩検知器２４は、概して、バルブ５６、バイパス管路５８および流体流量検出器６０を有する。バルブ５６は漏洩検知器２４を通る流体の流量を制御するものであり、流体がバルブ５６を通って流れることができる開位置と、流体がバルブ５６を介して主流路を通過して流れるのを防止する閉位置とを有する。バイパス管路５８はバルブ５６を回避すなわち迂回する代替の流体流路を形成しており、それにより、漏洩が発生している間などでバルブ５６が閉位置にあるときでも、流体は（比較的少量ではあるが）タンク１２と供給ユニット１８との間を流れることができる。流量検出器６０はバイパス管路５８を通る流体の流量を検出するように構成される。
【００２７】
一実施形態では、バルブ５６は、限定しないが噛合部分５２に隣接するように配置されてよく、バルブ５６の開位置および閉位置を画定するためにバルブシート６４に対して移動することができるバルブ要素６２を有する。開位置では、バルブ要素６２はバルブシート６４から分離されており、流体がバルブ５６さらには漏洩検知器２４を通って流れることが可能となる。閉位置では、バルブ要素６２はバルブシート６４に係合され、バルブ５６および漏洩検知器２４を通る流れが完全に塞がれる（少なくとも、漏洩がない通常状態では）。図２〜４に示すように、バルブシート６４は、漏洩検知器２４の端壁部４０内にある開口部４２内に配置されてよく、漏洩検知器２４のハウジング２６に結合されてよい。一実施形態では、バルブシート６４はハウジング２６と一体に形成されてよく、通常、例えば、アルミニウム、鋼、プラスチック、これらの組み合わせ、および、他の適当な材料を含む同一の材料で形成される。しかし、代替の実施形態では、バルブシート６４は別個の要素すなわち挿入物として構成されてよく、溶接、接着、留め具、または、当業者が思い付く他の適当な接合具などによりハウジング２６に連結されてよい。また、ハウジング２６およびバルブシート６４は異なる材料で形成されてもよい。したがって、例えば、一実施形態では、ハウジング２６は上で示した材料で形成され、バルブシート６４は、１つまたは複数の上記の材料（ただし、ハウジングの材料とは異なる）、真鍮、または他の適当な材料で形成されてよい。いずれの場合も、バルブシート６４は、通常、流体を通さないインターフェースを形成するためにバルブ要素６２に容易に噛合される滑らかな表面またはそうでない場合には加工済みの表面を有する。
【００２８】
バルブ要素６２はバルブシート６４に対して移動可能であり、ピストン６６と、ピストン６６に連結されそこから延在するステム６８とを有する。バルブ要素６２は、ステム６８がハウジング２６の内部開口３２内に位置されるように構成される。一実施形態では、ピストン６６は、ピストン６６に構造的側面をもたらすための概して剛性の支持部材７０と、流体を通さないインターフェースを形成するためにバルブシート６４に係合されるシール７２とを有する。剛性の支持部材７０は、アルミニウム、鋼、ポリオキシメチレン（ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＯＭ）（Ｄｅｌｒｉｎ（登録商標）として市販されている）などのプラスチック、または、当業者が思い付く他の適当な材料から形成されてよい。また、シール７２は、リップシール、Ｏリング、カップシール、または、バルブシート６４と共に流体を通さないインターフェースを形成する他の適当なシールであってよい。シール７２は剛性の支持部材７０を実質的に覆っていてよく、または、支持部材７０の周囲部などの選択された部分を介して支持部材７０に結合されてもよい。一実施形態では、ステム６８は剛性の支持部材７０と一体に形成されてよく、通常、同一の材料で形成される。別法として、ステム６８は、溶接、接着、留め具などにより剛性の支持部材７０に連結される別個の構成要素であってもよく、アルミニウム、鋼、プラスチック、または他の適当は材料などの、剛性の支持部材７０とは異なる材料で形成されてよい。
【００２９】
図２に示すように、閉位置では、ピストン６６はバルブシート６４に隣接するように配置され、その結果、シール７２が、バルブシート６４の表面に係合されて流体を通さないインターフェースを形成する。このようにして、流体がタンク１２と供給ユニット１８との間でバルブ５６を通って流れるのが防止される。しかし、図３に示すように開位置では、ピストン６６は移動してバルブシート６４から離れている。より詳細には、一実施形態では、ピストン６６はハウジング２６の遠位端を越えて移動し、ポンプマニホルド２０の流れチャネル４４内に延在するようになる。このようにして、流体は、矢印７４で示すように、バルブ５６の主流路を通って、タンク１２から供給ユニット１８まで流れることができる。ステム６８は、以下でより詳細に考察するその他の機能を実行することに加えて、ピストン６６が開位置と閉位置との間を移動するときにピストン６６がバルブシート６４に対して正確に位置決めされるように誘導および／または補助する働きをする。この点に関連して、ハウジング２６は、ステム６８の周りにわずかに間隔をあけて配置される、径方向に延在するフランジ７３を有していてよい。フランジ７３に対するステム６８の移動を妨害しないようにステム６８を支持するために、ステム６８とフランジ７３との間にシールが配置されてよい。以下で考察する目的のために、フランジ７３は、開口部分３２ａと開口部分３２ｂとの間で流体連通をなすような１つまたは複数の開口部７５を有していてよい。
【００３０】
上述したように、矢印７４で示した、漏洩検知器２４のバルブ５６を通る主流路に加えて、漏洩検知器２４は、バルブ５６を迂回するように構成されるバイパス管路５８を通る代替の流路を有する。バイパス管路５８は、バルブ５６の上流に位置される第１の入口端部７６と、バルブ５６の下流に位置される第２の出口端部７８と、入口端部７６および出口端部７８を流体連通させるようにそれらの間を延在する流体通路８０とを有する。図２〜４に示すように、入口端部７６は、ハウジング２６の内部開口３２に、内部開口３２の近位端（例えば、開口部分３２ｂ）のところなどで流体連通される。当業者は、入口端部７６がバルブ５６の上流側にある限りにおいて別の位置も可能であることを理解するであろう。出口端部７８は遠位端壁部４０内で開口部４２に隣接するように配置される。ピストン６６は、出口端部７８に干渉することがないように、出口端部７８を塞がない。このようにして、流体は、以下でより詳細に考察するように、バルブ要素６２が閉位置にある場合でもバイパス管路５８を通って流れることができる。
【００３１】
供給システム１０内の比較的少量の漏洩を検知するために、バイパス管路５８の断面積は、概して、漏洩検知器２４を通る主流路に沿った最小断面積より小さい。例えば、主流路に沿った最小断面積はバルブ６４内の開口部によって定められてよい。このようにして、（管路１６内などにおける、漏洩検知器２４の下流側での少量の漏洩により発生する）バイパス管路５８を通るわずかな流量も感知され得るようになり、所望の場合には、現行の測器を用いて正確かつ信頼性のある手法で測定され得る。例えば、バルブシート６４によって画定される開口部は、約７平方センチメートル（ｃｍ２）と約１０平方センチメートル（ｃｍ２）の間の断面積を有してもよいと企図される。この範囲は例示的なものであり、当業者であれば、特定の用途および／または他の要素に応じて断面積を容易に決定することができる。この範囲の断面積の場合、以下でより詳細に考察するように、漏洩検知器２４の特定のデザインを考慮すると、漏洩検知器２４は、通常の動作状態では、毎分約３５ガロン（ｇｐｍ）と毎分約８０ｇｐｍの間の流量を収容することができると考えられる。
【００３２】
さらに、バイパス管路５８（例えば、通路８０）は、概して、約０．５平方ミリメートル（ｍｍ２）と４ｍｍ２の間の断面積を有してよいと企図される。この範囲もやはり例示的なものであり、当業者であれば、特定の用途および／または他の要素に応じてバイパス管路５８の断面積を容易に決定することができる。しかし、この範囲の断面積の場合、以下でより詳細に考察するように、現在使用可能な流量検出器で考慮すると、バイパス管路５８を通って流れているわずか０．５ｇｐｈのまたはそれ未満の流量でも検知することができると考えられる。このようにバイパス管路５８を通る比較的少量の流量を検出できることにより、漏洩検知器２４は、現行のＥＰＡ基準を満たして（さらにはそれを超えて）、供給システム１０内の漏洩を検知することが可能である。
【００３３】
上記に加えて、流体によって運ばれる土またはその他のごみがバイパス管路５８を塞ぐすなわち遮断するのを完全に防止するために、バイパス管路は、そのようなごみを除去することによりバイパス管路５８が遮断されるのを防止するようにまたはその可能性を低減するように構成される少なくとも１つの（図示されるのは２つ）フィルタ８２を有していてよい。このフィルタ８２には例えば焼結真鍮フィルタが含まれてよく、これは、多くの供給業者から市販されている。上述したように、ハウジング２６は多部品構造であってよく、その場合、フィルタ８２をハウジング２６内に支障なく設置することが可能となり、さらには、その交換も比較的迅速かつ簡単な形で行われる。
【００３４】
流量検出器６０は、バイパス管路５８を通って流れる流体を検出するためにバイパス管路５８に動作可能に連結される。本明細書で使用される流量検出器６０には、バイパス管路５８を通る流体流れを感知することができる（例えば、流体流量センサ）またはバイパス管路５８を通る流体流れを定量することができる（例えば、流体流量計）ような任意のデバイスが含まれてよい。流量検出器６０は、体積、速度、質量流量、体積流量などを含む許容できる任意の計量値を用いて流体流れを定量することができる。当業者であれば、漏洩検知器２４内で使用され得てかつ様々な技術を導入しているような多くの流量検出器を思い付くであろう。例えば、限定しないが、例示の一実施形態では熱流量検出器（ｔｈｅｒｍａｌ  ｆｌｏｗ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が使用され得る。その場合、カリフォルニア州ウェストレイクビレッジ、Ｓｅｎｓｉｒｉｏｎ社．から市販されている熱流量検出器が漏洩検知器２４内で使用され得る。上述の熱センサは例示的なものであり、別法として、熱線流速計などの別の熱流量センサ／熱流量計が使用されてもよい。さらに、別の技術に基づいた流量検出器も、バイパス管路５８を通る流体流れを検出するのに使用され得る。これらには、限定しないが、超音波流量計、コリオリ流量計、容積式流量計、タービン流量計、および、導管を通る流れを感知または定量するのに適した他の装置が含まれる。
【００３５】
先行する多くの漏洩検知器は、複数の機能（例えば以下のものを含む：ｉ）バルブ前後の圧力降下がしきい値に達するまでバルブ要素を閉位置に保持する；ｉｉ）バルブ要素が閉位置に向かって移動させられるときにバルブ要素がバルブシート内で正確に着座するようにする；ｉｉｉ）バルブ要素を閉位置に向けて付勢するための力を供給する）を実行するためにばねを利用する。しかし、上述した理由のため、これらの複数の機能のために１つの機構（例えば、ばね）を用いることで、デバイスにより漏洩検知器を通る流体の流量が制限されてしまう。先行する漏洩検知器の短所に対処するために、漏洩検知器２４は、従来のばねとは完全に異なる形で、上で概説した機能を実行する。
【００３６】
本発明の一実施形態の態様によると、漏洩検知器２４は、上で概説した１つまたは複数の機能を実行するために２つの分離した機構を利用する。例えばそのうちの１つの機構は、突き詰めると、バルブ要素６２を閉位置に向けて付勢するための力を供給する。もう一方の機構は、バルブ要素前後の圧力降下がしいき値に達するまでバルブ要素を閉位置に保持するための力を供給する。この機構は、バルブ要素をバルブシート内で正確に着座させることもできる。これらの２つの機構、それらの動作、および、従来のばねベースの漏洩検知器における流量制限をいかにして克服するかを以下で考察する。
【００３７】
バルブ要素６２をバルブシート６４に向けて付勢する力を供給するための全体として８４で示される第１の機構は浮力の原理に基づいて作動する。これは、復元力を生み出すのに構造要素の弾性変形（例えば、ばねの伸長）に依存するばねとは顕著な対照をなしている。この点に関連して、第１の機構８４は、バルブ要素６２に動作可能に連結されるフロート８６を有する。例えば、一実施形態では、図２〜４に示すように、フロート８６は、摩擦噛合、接着、留め具などにより、バルブ要素６２のステム６８に連結されてよい。代替の実施形態では、フロート８６は、バルブ要素６２の、ピストン６６などの別の位置に連結されてもよい（図示せず）。フロート８６は、当業者には知られているように、周りの流体（例えば、燃料）より全体として密度が低い中空体構造であってよい。別法として、フロート８６は、流体中で浮くのに適した材料から形成される中実体（または、中空体）であってもよい。一実施形態では、例えば、フロート８６は適当な発泡体（例えば、Ｎｉｔｒｏｐｈｙｌ（登録商標））から形成されてよい。フロート８６は、バルブ要素組立体（すなわち、バルブ要素６２およびフロート８６をまとめたもの）が使用時に燃料中に浸漬されるときに正味の上向きの浮力（例えば、この浮力は、図２〜４で見ると上方向に作用する正味の力を与えるためにバルブ要素組立体の重量より大きい）を有するような、サイズおよび／構造である。当業者であれば、バルブ要素組立体にこの正味の上向きの浮力を与えるためにフロート８６をどのような構造にすべきかを理解するであろう。
【００３８】
通常、正味の上向きの浮力は、供給システム１０を通る流れが管路１６内に実質的に存在せず（すなわち、漏洩がない）かつ供給ユニット１８が閉じられているときに、バルブ要素組立体を閉位置に移動させるように構成される。さらに、正味の上向きの浮力は、供給システム１０内に少量の漏洩がある場合でもバルブ要素組立体を閉位置に向けて移動させるように構成されてもよい。例えば、正味の上向きの浮力は、管路１６内の漏洩の漏洩率が、ポンプ圧下でバイパス管路５８を通って流れることができる最大流量に実質的に等しい値を超えないようにするために、バルブ要素組立体を閉位置に向けて移動させるように構成されてよい。これにより、存在する漏洩が少量である場合でもバルブ要素６２を閉じることが可能となり、その結果、流体がバイパス管路５８を通って流れるようになり、流量検出器６０によって検出されるようになる。一実施形態では、バルブ要素組立体に作用する正味の上向きの浮力は約０．０６２５ｌｂｆ（０．２８Ｎ）と約０．５ｌｂｆ（２．２２Ｎ）の間である。しかし、これらの値は例示的なものであり、特定の用途に応じて異なる値／範囲が使用されてよい。
【００３９】
第１の機構８４は、バルブ要素６２を閉位置に向けて付勢するのに十分な正味の上向きの浮力を供給することができるが、この正味の上向きの浮力は比較的小さいことから、バルブ要素６２前後に生じる圧力降下が適当なしきい値に達するまでバルブ要素６２を閉位置に維持するには十分でない可能性がある。言い換えると、一部の用途において、バルブ５６が非常に簡単に開いてしまう可能性がある。さらに、正味の上向きの浮力が比較的小さいと、バルブ要素６２をバルブシート６４内で正確に着座させるのを補助することができない。このような側面が特に問題とならない用途では、漏洩検知器２４は第１の機構８４のみを有していてもよい。しかし、これらの側面がある程度問題となる場合または特定の用途において単純に所望される場合、漏洩検知器２４は、第１の機構８４の長所を維持する形で上記の機能を果たすような全体として８８で示される第２の機構を有することができる。
【００４０】
一態様では、第２の機構８８は、広範囲ではなく局部的に作動するように構成されてよい。この点に関連して、第２の機構８８は、バルブ要素６２がバルブシート６４の近傍（すなわち、閉位置の近傍）にあるときに作動するように構成されてよく、そうしなければ、バルブ要素６２の動力学に与える影響が無視されるくらい小さいものになってしまう。第２の機構８８のこの局部的な作用は、開位置と閉位置との間でのバルブ要素６２の移動の全体において作動するばねとは顕著な対照をなしている。このように局部的に作用することにより、バルブ要素６２前後に生じる圧力降下が適当なしきい値に達するまでバルブ要素６２を閉位置に維持する機能、および、第１の機構８４の長所に悪影響を及ぼすことなくバルブ要素６２をバルブシート６４内で正確に着座させるのを補助する機能がもたらされる。
【００４１】
一実施形態では、第２の機構８８は磁気の原理に基づいて作動するように構成されてよい。磁気により、２つの磁気部材が互いに近接しているときに局部的な作用を発生させことができ、２つの磁気部材が互いから離れるように移動するときにその作用は減少していく。したがって、第２の機構８８は、バルブ要素６２に関連付けられる第１の磁気部材９０と、ハウジング２６に関連付けられる第２の磁気部材９２とを有していてよく、これらの磁気部材は、互いに引きつけ合うように構成される。第１の磁気部材９０および第２の磁気部材９２は、永久磁石、電磁石、および／または、これらの磁石に取り付けられる常磁性体から選択されてよい。例えば、一構成では、第２の磁気部材９２は永久磁石であってよく、第１の磁気部材９０は、常磁性体から形成されるプレート部材として構成される、バルブ要素６２の一部分であってよい。
【００４２】
第１の磁気部材９０は、ピストン６６の反対側でステム６８の近位端に隣接するように配置されてよく、第２の磁気部材９２はハウジング２６に連結されてよいことから、バルブ要素６２が閉位置にある場合、第１の磁気部材９０は第２の磁気部材９２に隣接するように位置されることになる。例えば、閉位置では（図２）、第１の磁気部材９０は第２の磁気部材９２に接触するかまたはほぼ接触してよい。しかし、開位置では（図３）、第１の磁気部材９０は第２の磁気部材９２から離れるように移動させられてよい。第１の磁気部材９０を常磁性体としておよび第２の磁気部材９２を永久磁石として特定して選択することは例示的なものであり、当業者であれば、本発明の範囲内で別の構成および組み合わせが存在することを理解するであろう。
【００４３】
次に、図２〜４を参照しながら管路漏洩検知器２４の動作を説明する。漏洩検知器２４の動作の考察を容易にするために、当初は、供給システム１０は漏洩がない状態で作動しているものとし、さらに、供給ユニット１８は閉じられており、そこから燃料は供給されていないものとする。この状態では、漏洩検知器２４の上流側および下流側の圧力は互いに実質的に等しく、さらには、水中ポンプ１４の出力圧力とも実質的に等しい。したがって、バルブ５６は閉位置にあり、バイパス管路５８を通る流体流れは存在しない。この構成は図２に示される。流体管路１６が試験される間、通常、水中ポンプ１４はオンになっており、すなわち、漏洩検知器２４の上流側の圧力を実質的に一定（ポンプ圧力と等しい）に維持するために作動状態にある。
【００４４】
図３に示すように、自動車などを充填するときに、供給ユニット１８が開けられると、燃料が管路１６から供給ユニット１８に向かって流れて、漏洩検知器２４の下流側の圧力が降下し始める。その結果、ピストン６６前後の圧力降下が増大する（例えば、上流側が高圧となり、下流側が低圧となる）。ピストン６６前後の圧力降下は、ピストン６６前後の圧力降下がしきい値に達するまたはそれを超えるまで継続して増大する。このとき、流体圧力の結果としてピストン６６に加えられる力は、第１の機構８４からの正味の上向きの浮力（比較的小さな力）に打ち勝つのに、さらには、圧力降下がしきい値に達するまでバルブ要素６２を閉じた状態に維持するための主な力である第２の機構８８からの磁気的に誘発される力に打ち勝つのに十分な大きさである。その結果、バルブ要素６２が開位置に向かって移動して、流体が、その主流路に沿って、バルブ５６を通って流れることができるようになる。
【００４５】
例えば、限定しないが、これらの力に打ち勝ってバルブ６２を開位置に向けて移動させるための圧力降下のしきい値は、約０．５ｐｓｉと約４ｐｓｉの間であってよい。この範囲は例示的なものであり、特定の用途および／または他の要素に応じて別の値も可能である。開位置では、第１の機構８４からの比較的小さい状態を維持する正味の上向きの浮力は、バルブ要素６２を閉位置に向けて付勢するように作用し、第２の機構８８からの磁気的に誘発される力は、第１の磁気部材９０と第２の磁気部材９２とが十分に離れているときは実質的に無視できるくらい非常に小さい。したがって、流体圧力下でバルブ５６を大きく開いた状態に維持することが比較的容易になり、バルブ５６の回帰力（ｒｅｔｕｒｎ  ｆｏｒｃｅ）により流量が制限されるのが回避される。
【００４６】
供給ユニット１８が停止されると、管路１６内の流体圧力が一様になり、第１の機構８４からの正味の上向きの浮力がバルブ要素６２を閉位置に向けて移動させる。バルブ要素６２が閉位置に接近すると、第２の機構８８からの力が増大してバルブ要素６２をバルブシート６４にはめ込み、それによりバルブ５６が閉じられる。図２および３ならびに上記の詳説は、漏洩のない通常の状態での漏洩検知器２４の動作を図示および説明するものであり、次に、管路１６内に漏洩が存在する場合の漏洩検知器２４の動作を説明する。
【００４７】
考察のため、バルブ５６は当初閉じられているものとする。図４に示すように、漏洩検知器２４の下流側の流体管路１６内で少量の漏洩が発生すると、下流側の圧力が次第に低下し始める。それに応じて、バルブ要素６２のピストン６６前後で圧力降下が生じる。しかし、この圧力降下は、少なくとも漏洩が少量である場合はしきい値を下回るように構成されることから、流体圧力は、バルブ要素６２を開位置に向けて移動させるために第１の機構８４および第２の機構８８によって加えられる力（例えば、主に第２の機構８８による力）に打ち勝つことができない。それでも、ピストン６６前後（例えば、バイパス管路５８の端部７６、７８前後）の圧力降下は、流体がバイパス管路５８を通って流れるようにするのに十分な大きさとなることができる。上述したように、一般に、約０．０１ｇｐｈを上回る管路１６からの漏洩速度により流体がバイパス管路５８を通って流れるようになる。流体がバイパス管路５８を通って流れるとき、その流量は流量検出器６０により感知（流量センサ）または何らかの手法で定量（流量メータ）される。
【００４８】
流量検出器６０は制御装置９４に動作可能に連結され得ることから、流量検出器６０からのデータストリームを制御装置９４に送ることができ、そのデータを分析して、管路１６内に漏洩が存在しているかどうかを判断することができる。データストリームを分析して漏洩が存在するかどうかを判断するのに使用される種々のアルゴリズムは当技術分野で一般に既知であることから、それらは本発明の一部を形成しない。漏洩検知器２４の下流側に漏洩が存在すると判断された場合、しかるべき要員が漏洩に対処する間、水中ポンプ１４は遮断されてよく、供給システム１０は一時的に動作不能となる。
【００４９】
漏洩検知器２４が開位置にあるとき（供給動作中など）に漏洩が発生した場合、漏洩検知器２４の反応は存在する漏洩の大きさに応じて決定される。漏洩が比較的少量である場合、供給ユニット１８が閉じられたとき（供給動作が停止される）、ピストン６６前後の圧力降下が主に第１の機構８４（例えば、フロート８６）からの戻り力に打ち勝つには不十分であるため、バルブ要素６２が閉位置に向かって移動するようになる。第１の磁気部材９０が第２の磁気部材９２に近接すると、バルブ要素がその閉位置にはめ込まれ、バルブ５６を通る流体流れが止められる。しかし、漏洩があるため、流体はバイパス管路５８を通って流れるようになり、上述した形で流量検出器６０によって検出（例えば、感知／測定）される。しかるべき要員が漏洩に対処する間、水中ポンプ１４は遮断されてよく、供給システム１０は一時的に動作不能となる。
【００５０】
一方で、漏洩検知器２４が開位置にあり、供給ユニット１８が閉じられているときに比較的多量の漏洩（壊滅的な漏洩）が発生すると、ピストン６６前後に比較的大きな圧力降下が残る。この圧力降下は、第１の機構８４の正味の上向きの浮力を受けてバルブ要素６２が閉位置に戻るように移動するのを十分に防止できるくらいの大きさである。バルブ５６を通る主経路が開いている場合、流体はバイパス管路５８を通って流れることができず（一般に、流体は最小抵抗のところを進むため）、したがって、漏洩検知器２４によって漏洩が検知されないかもしれない。このようなシナリオに対処するために、漏洩検知器２４は、第２の磁気部材９２が、閉位置にあるバルブ要素６２に対応する位置にあるときに、それを感知するためのセンサ９６を有していてよい。例えば、図２〜４に示すようにセンサ９６は第１の磁気部材９０に隣接するように配置されてよいことから、バルブ要素６２が閉位置にあるとき、第２の磁気部材９２はセンサ９６に密に近接する（したがって、第１の磁気部材９０に密に近接する）。この場合、センサ９６は、本質的に、バルブ要素６２が閉位置にあることを確認することができる。センサ９６は、ホール効果センサ、リードスイッチ、大型の磁歪装置（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｔｒｉｃｔｉｖｅ  ｄｅｖｉｃｅ）、光学式スイッチ、ひずみゲージ、または、バルブ要素６２の位置を検出するのに適した他のセンサであってよい。
【００５１】
使用時、センサ９６および供給ユニット１８は、各々が、制御装置９４に動作可能に連結されてよい。したがって、制御装置９４は、供給ユニット１８が開いているか（燃料が供給されている）閉じているか（燃料が供給されていない）を判断することができる。制御装置９４は、さらに、バルブ要素６２が閉位置にあるかどうかをセンサ９６を利用して判断することができる。このようにして、バルブ要素６２が閉位置に戻るように移動しないくらいに漏洩が多量である場合、制御装置９４が、供給ユニット１８が閉じられておりバルブ要素６２が開位置にあることを検知する。したがって、この場合、相当に多量の漏洩が存在する可能性もある。そのため、しかるべき要員が漏洩に対処する間、水中ポンプ１４は遮断されてよく、供給システム１０は一時的に動作不能となる。
【００５２】
同様に、漏洩検知器２４が閉位置にあるときに多量の漏洩が発生した場合、バルブ要素６２は速やかに開くことができ、その結果、流体は、バイパス管路５８を通って流れず、主流路を通って流れるようになる。上記と同様に、このような漏洩が流量検出器６０によって検出されない場合もある。しかし、この場合も、制御装置９４が、供給ユニット１８が閉じられておりバルブ要素６２が開位置にあり、そのため相当に多量の漏洩が存在している可能性があることを検知する。その結果、しかるべき要員が漏洩に対処する間、水中ポンプ１４は遮断されてよく、供給システム１０は一時的に動作不能となる。
【００５３】
限定しないが、漏洩検知器２４は、上述したように、現行の漏洩検知器に優る複数の利点を有する。主な利点は、漏洩検知器２４の特別なデザインにより、現行の漏洩検知器のデザインに通常付随する流量制限が排除されるまたは最小限に低減されることである。上述したように、先行する漏洩検知器の流量制限は、主に、バルブ要素を閉位置に向けて付勢するためのおよび圧力降下がしきい値に達するまでバルブ要素を閉位置に維持するための力を供給することを例えば含む複数の機能を実行するために１つの機構を使用することの結果である。先行するデバイスのこの１つの機構は、一般的には、高いばね定数を有するばねである。
【００５４】
先行するデバイスの流量制限は、本明細書では、各々が上で示された機能のうちの１つまたは複数の実行する２つの独立した機構を用意することで対処される。上述したように、第１の機構はバルブ要素を閉位置に向けて付勢し、一方第２の機構は、圧力降下がしきい値に達するまでバルブ要素を閉位置に維持する。第２の機構はまた、バルブ要素をバルブシート内で正確に着座させるのを補助することができる。さらに、これらの機能を分離することにより、これらの機構を最適な形でそれぞれの機能に個別に適応させることが可能となる。したがって、例えば、バルブが閉位置にあるときは第２の機構が動作可能な機構であってよく、第１の機構からのすべての作用は比較的弱いものとなる。逆に、バルブが開位置にあるときは第１の機構が動作可能な機構であってよく、第２の機構からのすべての作用は比較的弱いものとなる。
【００５５】
このように機能を分離することにより、バルブのクラッキング圧力に関連する他の機能に影響することなく流量制限に対処できるような第１の機構を設計することができる。したがって、例えば、第１の機構は、バルブ要素を閉位置に向けて付勢する比較的弱い正味の上向きの浮力をバルブ要素組立体に加えるためのフロートを有していてよい。第１の機構により与えられる比較的弱い正味の上向きの浮力により、圧力下でバルブ要素組立体を非常に容易に移動させることができる。それにより、バルブ要素前後の圧力降下が比較的に小さい状態でバルブを大きく開けることができる。このように比較的支障なくバルブが開けられることから、バルブを介したいかなる流量制限も大幅に低減され、バルブ要素前後の圧力降下が同等である場合のばねベースのシステムと比較して、より高い流量を実現することができる。
【００５６】
さらに、このように機能を分離することにより、第２の機構のデザインを最適化することも可能となる。したがって、例えば、第２の機構は、バルブ要素がバルブシートの近くにあるときに引力によりバルブ要素がバルブシートに内で正確に着座されかつバルブ要素前後の圧力降下がしきい値に達するまでバルブ要素が閉位置で維持されるように、磁気の原理に基づいて作動することができる。しかし、引力は本質的に局部的にしか作用せず（すなわち、閉位置付近で作用する）、バルブ要素がバルブシートから離れて開位置に向けて移動するときには減少する。したがって、第２の機構は、上述したような第１の機構によってもたらされる肯定的な利点を妨害することはない。
【００５７】
本発明を種々の好適な実施形態の記述により説明し、さらに、これらの実施形態をある程度詳細に記述したが、添付の特許請求の範囲を上記の細目に制限することすなわち多少でも限定することは出願人の意図するところではない。例えば、第１の機構８４を本明細書ではフロート８６として説明したが、本発明の代替の実施形態に従って別の機構が使用されてもよい。この点に関連して、比較的弱い（例えば、ばね定数が比較的小さい）ばねが第１の機構８４として使用されてもよい（図示せず）。この場合、弱いばねは、先行技術のデバイス内のばねように複数の機能を実行するようには設計されない。代わりに、弱いばねは、圧力降下がしきい値に達するまでバルブ要素を閉位置に維持するための機構を兼ねることなく、バルブ要素を閉位置に向けて付勢するように設計される。
【００５８】
比較的小さいばね定数は、バルブ要素が閉位置にあるときに（または、第２の機構がバルブ要素を閉じるのに有効となるくらい閉位置に近づいたときに）ばねの力がバルブ要素の重量とほぼ等しくなるように、選択されてよい。例えば、弱いばねは、約０．０６２５ｌｂｆ（０．２８Ｎ）と約０．５ｌｂｆ（２．２２Ｎ）の間のばね定数を有していてよい。弱いばねは、フロート８６と同様に、流体圧力下で容易に移動することができることから、バルブを介した流量制限は解消されるかまたは従来のばねベースのデイバスの場合と比較して大幅に低減される。弱いばねによって加えられる力は一定ではないが、その力は、使用時に弱いばねが全体的にゆがむことから比較的小さいままであると考えられる。
【００５９】
また、バルブ要素６２を本明細書ではピストン６６およびステム６８として説明したが、本発明の範囲内にある別のバルブ要素も可能である。例えば、代替の実施形態では、バルブ要素は、バルブシートにヒンジ取付けで連結されるフラップを有していてよい（図示せず）。上述したステム６８と同様に作動するステムが、上述した手法と同様の手法でバルブシートに（可撓継手などによって）連結されてよい。
【００６０】
当業者は、上記のことを考慮して、追加の利点および修正形態を容易に認識できるであろう。本発明の種々の特徴は、使用者の要求および好みに応じて、単独でまたは複数の組み合わせで使用されてよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０  燃料供給システム
１２  地下貯蔵タンク
１４  水中ポンプ
１６  流体管路
１８  供給ユニット
２０  ポンプマニホルド
２２  チェックバルブ
２４  漏洩検知器
２６  ハウジング
２８  近位端部分
３０  遠位端部分
３２  開口
３４  ポート
３６、４２  開口部
３８  側壁
４０  遠位端壁部
４４  主流れチャネル
４６  上流側端部
４８  下流側端部
５０  オリフィス
５２  噛合部分
５４  Ｏリング
５６  バルブ
５８  バイパス管路
６０  流体流量検出器
６２  バルブ要素
６４  バルブシート
６６  ピストン
６８  ステム
７０  剛性の支持部材
７２  シール
７３  フランジ
７６  入口端部
７８  出口端部
８０  流体通路
８２  フィルタ
８４  第１の機構
８６  フロート
８８  第２の機構
９０  第１の磁気部材
９２  第２の磁気部材
９４  制御装置
９６  センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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