(57)【要約】  流体の多様な流体パラメータの監視に用いられる流体監視センサーを取り付けるための耐ファウリングマニホルド（１）。マニホルド（１）は、流体路（４）によって接続された流体入口（２）および流体出口（３）を含む。各センサーモジュールを取り付けるためのセンサー取付領域（７）が設けられ、流れ偏向形成部（９）は、センサー取付領域（７）における流体流れの速度勾配を制御するように構成され、これにより、マニホルド表面壁部に対するせん断応力の局所的増加が誘発される。壁せん断の増加により、流体中の懸濁物質が路面に付着する傾向が低下する。
2015536819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐ファウリングセンサーマニホルド上に取り付けられたセンサーへ流体を方向付けるための前記耐ファウリングセンサーマニホルドであって、前記マニホルドは、
流体入口と、
流体出口と、
前記入口を前記出口へ接続させる流体路と、
前記路を通じて流れる流体へ露出される前記センサーを取り付けるためのセンサー取付領域を含む内側路面を画定するマニホルド壁部と、
前記流体のストリームを加速させるように前記センサー取付領域の上流に配置された偏向形成部であって、これにより結果として得られる前記流体ストリームの速度勾配における変化に起因して、前記センサー取付領域における壁せん断の局所的増加が発生し、これにより、使用時において前記センサーのファウリングに耐える、偏向形成部と、
を含む、耐ファウリングセンサーマニホルド。
【請求項２】
前記偏向形成部は、前記マニホルド路内のエルボ屈曲部、前記路の狭窄部、ベンチュリ形成部、バッフル、偏向表面、偏向ベーン、フィン、路断面プロファイルの変化、壁部表面仕上げ、路旋条および／またはノズル形成部のうち１つ以上を含む、請求項１に記載のセンサーマニホルド。
【請求項３】
前記偏向形成部は、前記流体路内の屈曲部を含む、請求項１または請求項２に記載のセンサーマニホルド。
【請求項４】
前記屈曲部は、４５度〜約１３５度である、請求項３に記載のセンサーマニホルド。
【請求項５】
前記屈曲部は、６０度〜約１２０度である、請求項３に記載のセンサーマニホルド。
【請求項６】
前記屈曲部は、７５度〜約１０５度である、請求項３に記載のセンサーマニホルド。
【請求項７】
前記屈曲部は約９０度である、請求項３に記載のセンサーマニホルド。
【請求項８】
前記偏向形成部は、前記ストリームを加速させるための前記路の狭窄部を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項９】
前記狭窄部は、前記ストリームを方向付けるためにノズル出口の上流のノズル入口を有するノズルを含む、請求項８に記載のセンサーマニホルド。
【請求項１０】
前記ノズルは、前記ノズル入口と前記ノズル出口との間に断面積の段階的変化を含む、請求項９に記載のセンサーマニホルド。
【請求項１１】
前記ノズルは、前記ノズル入口から前記ノズル出口にかけて徐々にテーパー状に形成される、請求項９に記載のセンサーマニホルド。
【請求項１２】
前記ノズル出口は、略円形断面プロファイルを有する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項１３】
前記ノズル出口は、略細長の断面プロファイルを有する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項１４】
前記ノズルは、前記路断面積の前記ノズル出口断面積に対するノズルリダクション比が１よりも大きい、請求項９〜１３のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項１５】
前記ノズルリダクション比は、４よりも大きい、請求項１４に記載のセンサーマニホルド。
【請求項１６】
前記ノズルリダクション比は、１５よりも大きい、請求項１４に記載のセンサーマニホルド。
【請求項１７】
前記ノズル出口は、前記路内において略中心に配置される、請求項９に記載のセンサーマニホルド。
【請求項１８】
前記ノズル出口は、前記路の前記中心からオフセットする、請求項９に記載のセンサーマニホルド。
【請求項１９】
前記ノズルは、前記マニホルド壁部と一体形成される、請求項９に記載のセンサーマニホルド。
【請求項２０】
前記ノズル出口は、離脱表面の上流に配置され、前記加速したストリームを前記偏向表面上に方向付けるように適合される、請求項９〜１９のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項２１】
前記マニホルドは、前記流体路内の屈曲部を含む、請求項９〜１９のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項２２】
前記ノズル出口は、前記加速したストリームを前記屈曲部中に方向付けるように前記屈曲部の上流に配置される、請求項２１に記載のセンサーマニホルド。
【請求項２３】
前記屈曲部は偏向表面を含む、請求項２２に記載のセンサーマニホルド。
【請求項２４】
前記偏向形成部は、下流の渦流れを開始するように構成される、請求項１〜２３のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項２５】
前記路は、断面の最大幅がＤである略円形または略四角形である、請求項１〜２４のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項２６】
前記路は、前記路は、略平坦な部分に対向する略半円形の部分を含む略Ｄ字型形状の断面を有し、前記路は、最大幅Ｄを有する、請求項１〜２４のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項２７】
前記センサー取付領域は、前記略平坦な部分上に配置される、請求項２６に記載のセンサーマニホルド。
【請求項２８】
前記センサー取付領域は、前記偏向形成部の５Ｄ下流の距離内に配置される、請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の耐ファウリングセンサーマニホルド。
【請求項２９】
前記センサー取付領域は、前記偏向形成部の２Ｄ下流の距離内に配置される、請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の耐ファウリングセンサーマニホルド。
【請求項３０】
前記ノズルのノズル長さＬＮは約３Ｄである、請求項２５〜２９のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項３１】
前記路幅Ｄは、７ｍｍ〜約１５ｃｍである、請求項２５〜３０のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項３２】
前記路の最大幅Ｄは約１．５ｃｍである、請求項２５〜３０のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項３３】
前記センサー取付領域における前記平均壁せん断は約２５Ｐａを超える、請求項１〜３２のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【請求項３４】
前記センサー取付領域における前記平均壁せん断は約３４Ｐａを超える、請求項１〜３３のいずれか１項に記載のセンサーマニホルド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の流れの監視に用いられるセンサー器具のためのマニホルドに主に関する。本発明について、特に下水、廃水および家庭雑排水管理に関して述べるが、本発明は、他の種類の流体にも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
以下の従来技術についての説明は、本発明の理解の促進および本発明の利点のより深い理解のためのものである。しかし、本明細書全体において従来技術に言及する場合、そのような従来技術が広範に公知であるかまたは当該分野の一般的知識の一部を形成することを明示的または暗示的に認めたものとして決して解釈されるべきではないことが、理解されるべきである。
【０００３】
固体、半固体、懸濁または溶解物質を含む流体をセンサーによって監視することは、困難を伴う場合がある。これらの種類の流体のうち多くは、流体の搬送に用いられかつ内部にセンサーが配置されるパイプおよびマニホルドの内面に蓄積し易い材料を含むかまたは搬送する。例えば、脂分の多いおよび／または脂肪質のファウリング物質、生物／有機材料、スカム、スラッジおよび残留物は、内部導管表面上に付着するかまたは蓄積し得る。センサーが機能するためまたは厚さおよび材料が既知のマニホルド壁部を通じて機能するよう高精度に較正するために流体ストリームとの物理的接触を必要とする場合、センサーの面または通路の内面上に物質が蓄積した場合、当該センサーの動作不能または誤作動に繋がる場合が多い。
【０００４】
このような流体への露出が長引いた場合（例えば管理のための監視が長期に頻繁になる場合）、問題が悪化する。特に懸念される問題として、下水、廃水および家庭雑排水の管理がある。しかし、ファウリングがある場合、化学物質の製造、保存および／または分配における化学物質の蓄積からの他の種類の流体、例えば海洋または水中環境における生物および／または有機材料、ならびに食品および乳製品の製造および処理における多様な成分の蓄積においても問題となる。
【０００５】
ファウリング低減のための１つの方法として、流体を極めて高流量でポンピングして、蓄積した物質全てを流体自身により一掃できるようにする方法がある。しかし、高流量の達成は、センサーを損傷し得るより高い駆動圧力に対処するためにさらなる高価なポンピング器具、導管の向上が必要になる場合が多いため、非現実的であることが多い。さらに、センサーは、このような流量では正確に機能しない可能性がある。
【０００６】
ファウリングの問題に対処するための別の方法においては、センサーの定期メンテナンスおよび手作業の洗浄が必要になる。しかし、センサーおよび／またはマニホルドの分解および洗浄を行うためには、通常はシステムを停止させる必要がある。
【０００７】
用途によっては、化学洗浄剤を、マニホルドを通じて流れている流体中へ付加するかまたはセンサー表面へ方向付けられたジェットを通じて付加することが可能である。しかし、多くの場合、洗浄薬品の付加は、不可能であるか、あるいは高コストまたは望ましくない。
【０００８】
別の方法として、センサーの洗浄のために機械的ワイパーをマニホルド中に設ける方法がある。しかし、このような機械的デバイスは、不具合が発生し易く、通常、マニホルドの複雑化およびコスト増加の原因となる。
【０００９】
別の解決法においては、スプレージェットを用いて液体ストリームをセンサー上に噴霧することにより、ストリームが衝撃点から放射状に広がって、洗浄流体の肉薄の高速度層が生成される。しかし、このような壁状ジェットの場合、センサー表面（特に、繊細な界面および／または可撓性の界面を有するセンサー（例えば、ポリマー薄膜））において損傷が発生し易い。さらに、ジェットに起因してセンサーエラーも発生し易い。加えて、これらのシステムは、水中のセンサーにおいては有効性がなくなる場合があり、機械的システムと同様に、マニホルドの複雑化およびコスト増加の原因となる。
【００１０】
本発明の目的は、従来技術の欠陥のうち１つ以上を解消または実質的に軽減すること、または少なくとも有利な代替物を提供することである。
【発明の概要】
【００１１】
第１の態様によれば、本発明は、耐ファウリングセンサーマニホルド上に取り付けられたセンサーへ流体を方向付けるための耐ファウリングセンサーマニホルドを提供する。マニホルドは、
流体入口と、
流体出口と、
入口を出口へ接続させる流体路と、
路を通じて流れる流体へ露出されるセンサーを取り付けるためのセンサー取付領域を含む内側路面を画定するマニホルド壁部と、
流体のストリームを加速させるようにセンサー取付領域の上流に配置された偏向形成部であって、これにより、流体ストリームのその結果得られる速度勾配における変化に起因して、センサー取付領域における壁せん断の局所的増加が発生し、これにより、使用時においてセンサーのファウリングに耐える、偏向形成部と、
を含む。
【００１２】
好適には、偏向形成部は、マニホルド路内のエルボ屈曲部、路の狭窄部、ベンチュリ形成部、バッフル、偏向表面、偏向ベーン、フィン、路断面プロファイルの変化、壁部表面仕上げ、路旋条および／またはノズル形成部のうち１つ以上を含む。
【００１３】
一実施形態において、偏向形成部は、流体路内の屈曲部を含む。好適には、屈曲部は、４５度〜約１３５度、より好適には６０度〜約１２０度、最も好適には７５度〜約１０５度である。１つの好適な実施形態において、屈曲部は約９０度である。
【００１４】
一実施形態において、偏向形成部は、ストリームを加速させる路の狭窄部を含む。好適には、狭窄部は、ストリームを方向付けるためのノズル出口の上流のノズル入口を有するノズルを含む。好適には、ノズルは、ノズル入口からノズル出口へ徐々にテーパー状に形成される。
【００１５】
一実施形態において、ノズルは、ノズル入口とノズル出口との間に断面積の段階的変化を含む。
【００１６】
ノズル出口は、概して円形および／または細長の断面プロファイルを持ち得る。
【００１７】
一実施形態において、ノズルは断面積を提供し、路断面積のノズル出口断面積に対するノズルリダクション比は１よりも大きい。しかし、好適には、ノズルリダクション比は４よりも大きく、いくつかの実施形態において好適には１５を超える。
【００１８】
ノズル出口は、路内に概して中心に配置され得、あるいは、１つの好適な実施形態において路の中心からオフセットする。
【００１９】
偏向形成部は、路内のインサートであってもよいし、あるいは、マニホルド壁部と一体形成してもよい。
【００２０】
１つの好適な実施形態において、ノズル出口は、離脱表面の上流に配置され、また、加速したストリームを偏向表面上に方向付けるように適合される。
【００２１】
別の実施形態において、ノズル出口は、加速したストリームを屈曲部中へ方向付けるように、流体路内の屈曲部の上流に配置される。屈曲部は、偏向表面を含み得る。
【００２２】
一実施形態において、偏向形成部は、下流の渦流れを開始するように、適合される。
【００２３】
好適には、センサー取付領域における壁せん断は、２５Ｐａよりも大きいが、より好適には、センサー取付領域における壁せん断は、３４Ｐａよりも大きい。
【００２４】
別の態様において、本発明は、耐ファウリングセンサーマニホルド上に取り付けられたセンサーへ流体を方向付けるための耐ファウリングセンサーマニホルドを提供する。マニホルドは、
流体入口と、
流体出口と、
入口を出口へ接続させる流体路であって、路は、最大幅Ｄが約７ｍｍ〜１５ｃｍである概して円形または四角形の断面を有する、流体路と、
センサーを取り付けるためのセンサー取付領域を含む内側路面を画定するマニホルド壁部と、
流体のストリームを加速させるようにセンサー取付領域の上流に配置された偏向形成部であって、これにより、流体ストリームのその結果得られる速度勾配における変化に起因して、センサー取付領域内のマニホルド壁部において壁せん断の局所的増加が引き起こされ、これにより、使用時においてセンサーのファウリングに耐え、偏向形成部は、４５〜約１３５度の角度偏向を画定するエルボ屈曲部を路内に含む、偏向形成部と、
を含む。
【００２５】
一実施形態において、路の最大幅Ｄは約１．５ｃｍである。
【００２６】
一実施形態において、センサー取付領域は、屈曲部の５Ｄ下流の距離内に配置される。しかし、好適には、センサー取付領域は、屈曲部の２Ｄ下流の距離内に配置される。
【００２７】
好適には、偏向形成部は、上流ノズル入口および下流ノズル出口を有する流体ノズルをさらに含む。ノズルは、流体のストリームをノズル出口から屈曲部中へ方向付けるように、路内に配置される。一実施形態において、ノズルのノズル長さＬＮは約３Ｄである。
【００２８】
一実施形態において、ノズル出口は、ストリームを壁部に対して概して平行に方向付けるように、通路に隣接して配置される。
【００２９】
好適には、ノズル出口は、屈曲部から０〜約０．６５Ｄの距離だけ空けて上流に配置される。
【００３０】
一実施形態において、ノズルが有する、路断面積の出口ノズル断面積に対するノズルリダクション比（すなわち、面積対面積の比）は約４よりも大きく、好適には約１５よりも大きい。
【００３１】
一実施形態において、ノズル出口は、横方向幅が０．０３Ｄ〜約０．２Ｄである細長のスロットである。
【００３２】
一実施形態において、路は、概して平坦の部分に対向する概して半円形の部分を含む概してＤ字型形状の断面を有する。
【００３３】
好適には、概して平坦の部分は、概して平面のセンサー取付領域を画定し、ノズル出口は、概して半円形の部分に隣接して配置される。
【００３４】
有利なことに、好適な実施形態において、本発明は、排水処理工場の長期の監視および制御と、下水集水におけるソース制御とのための技術の顕著な向上を提供する。
【００３５】
ここで、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照して、ひとえに例示目的のために説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態によるマニホルドの斜視図である。
【図２】内部路を形成する本発明による別のマニホルドの内部容積を示す斜視図である。
【図３】図２に示す路の断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態によるマニホルドの平面図である。
【図５】実施例１に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。路は、９０度のエルボ屈曲部を含み、図は、壁せん断の範囲を示すシェーディング鍵を含む。
【図６】実施例２に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の側面図である。路はノズルを含み、図は、壁せん断範囲を示すシェーディング鍵を含む。
【図７】実施例２に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。
【図８】実施例２のマニホルド路の断面図である。
【図９】実施例３に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。路は、９０度のエルボ屈曲部およびノズルを含み、この図は、壁せん断の範囲を示すシェーディング鍵を含む。
【図１０】実施例３のマニホルド路面の内部容積の上面図である。
【図１１】実施例３に示すマニホルド路面の内部容積の側面図である。
【図１２】実施例４に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。路は、４５度のエルボ屈曲部およびノズルを含み、図は、壁せん断の範囲を示すシェーディング鍵を含む。
【図１３】実施例５に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。路は、１３５度のエルボ屈曲部およびノズルを含む。
【図１４】実施例６に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。図は、壁せん断の範囲を示すシェーディング鍵を含む。
【図１５】実施例７に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。
【図１６】実施例８に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。図は、壁せん断の範囲を示すシェーディング鍵を含む。
【図１７】実施例９に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。図は、壁せん断の範囲を示すシェーディング鍵を含む。
【図１８】実施例１０に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。図は、壁せん断の範囲を示すシェーディング鍵を含む。
【図１９】実施例１１に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。図は、壁せん断の範囲を示すシェーディング鍵を含む。
【図２０】実施例１２に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。図は、壁せん断の範囲を示すシェーディング鍵を含む。
【図２１】実施例１３に従って、その結果得られる壁せん断を路面上にマッピングした結果の上面図である。図は、壁せん断の範囲を示すシェーディング鍵を含む。
【図２２】本発明による複数のセンサーポートを有するマニホルドの上面図である。
【図２３】本発明による別の形態の偏向形成部を示す一連の図である。
【図２４】本発明によるベンチュリ型偏向形成部である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明は、マニホルドの流体路内に流れる流体の多様な流体パラメータの監視に用いられる流体監視センサーを取り付けるための耐ファウリングマニホルドに関する。
【００３８】
本発明の１つの好適な実施形態を図１に示す。マニホルド１は、流体路４によって接続された流体入口２および流体出口３を含む。内側路面６を有するマニホルド壁部５により、流体路４が画定される。マニホルドは、図１に示すように、少なくとも１つのセンサー取付領域または複数のセンサー取付領域７を含む。路内の流体へのセンサーの露出を促進するため、各センサー取付領域７は、少なくとも１つのアパチャまたはポートをマニホルド壁部５中に備え得る。もちろん、いくつかの種類のセンサーは、流体との直接的接触は不要である場合もあり、マニホルド壁部を通じて均等に良好に動作し得る。図１においては、各取付領域において単一のポートを示しているが、複数のポートおよび／またはセンサーをセンサー取付領域それぞれに配置してもよい。
【００３９】
図２は、本発明の別の好適な実施形態を示す。しかし、この図において、明確さのため、マニホルドおよびマニホルド壁部５を省略することにより、省略されたマニホルド壁部５の内面６によって画定された容積として３次元路４の形状を明示している。この容積は、路／マニホルド壁部界面も示すため、路の内面６はマニホルド壁部によって画定される。マニホルドは、入口２から出口３への流体流れのために構成される。センサー取付領域７の位置は、路４の表面上に図示されている。
【００４０】
マニホルドの外形または外観ではなくマニホルドによって画定される路４の形状が、マニホルドの内部流れ特性の決定において重要であることが理解される。よって、以下に示す例中に用いられる図は、各マニホルドによって画定されるであろう路容積の形状および寸法を示す。
【００４１】
本明細書において用いられる「マニホルド」という用語は、センサーが取り付けられた任意の流入導管を搬送することにより、センサーを流体へ露出させることを意図する。よって、「マニホルド」は、センサーを取り付けるための主線導管の任意の部分と、センサーへ提供されるべき主要流線からの流体の一部を引き込んだ後に主要流れを返送するなどのために具体的に設計された補助導管配置構成とを等しく含む。よって、本文脈におけるマニホルドまたは導管は、１つ以上の流体入口および１つ以上の流体出口を持ち得る。
【００４２】
さらに、「露出」という用語は、センサーが意図の通りに有効に機能するために必要とするような任意の動作可能な露出を含む。よって、「露出」は、光学的に透明な窓またはマニホルド壁部を通じて近隣に設けられることにより、流体流れまたは露出との物理的接触を含み得る。必要な露出の種類は、特定のセンサーの動作可能な特性に依存する。
【００４３】
図２を参照して、マニホルド路４は、流体入口２から流体出口３への流体流路を画定する。路の選択された領域における流体の流れ特性を制御するために、流れ偏向形成部９が設けられる。詳細には、偏向形成部は、流体のストリームを加速させるよう、各センサー取付領域７の上流に配置される。流体の加速に起因して、流体ストリームの速度勾配におけるその結果得られる変化により、路面６の所定のセンサー取付領域７において、マニホルド壁部に隣接してせん断応力の局所的増加が発生する（壁せん断と呼ぶ）。流れ偏向形成部は、ファウリング材料のセンサー取付領域およびよってセンサー表面上への直接的衝撃を最小化するようにも構成される。
【００４４】
本発明における壁せん断は、（実質的に一定の粘度で）移動している流体から、路を画定する壁部の内面上の指定位置に付与されるせん断応力を指す。壁せん断が増加すると、流体中の懸濁物質が路面に付着する傾向が低下し、また、実際に蓄積した物質全てを押しのけることにより洗浄効果も得られることが分かっている。
【００４５】
明らかなことに、本発明は、ファウリングの傾向は多様な要素（例を非限定的に挙げると、流体の性質、流体の全体的流量および路直径、路壁部の表面特性、ファウリング物質の固有粘性、温度、粘度）に依存するため、全ての状況においてファウリングを除去することができない場合がある。しかし、本発明の目的は、センサー取付領域の路上流において偏向形成部を用いて、センサー取付領域内のマニホルド壁部に発生する平均壁せん断を（偏向形成部の無い同一センサー取付領域内のマニホルド壁部に発生する平均壁せん断と比較して）増加させることにより、センサーの近隣におけるファウリングの傾向を低下させることである。
【００４６】
偏向形成部９は、マニホルド路内のエルボ屈曲部、路の狭窄部、ベンチュリ形成部、バッフル、偏向表面、ベーンおよび／またはフィン、内面６の路断面形状またはプロファイルの変更、路あぜ模様または旋条、ノズル、ならびに／あるいはセンサー取付領域の近隣の流体に指定された効果を及ぼすように個別または組み合わせて適用された他の特徴、形成またはデバイスのうち１つ以上を含む多様な形態をとり得る。
【００４７】
例えば、エルボ屈曲部の周囲を流れる流体が均等であることは稀であり、相対的に異なる速度および方向で流れている流体の異なる領域を含む場合が多い。本発明の文脈において、不均等な流れ分配を用いることにより、屈曲部の路下流中の特定の位置における壁せん断レベルが上昇する。同様に、ベンチュリ形成部または路構造を用いて、特定の領域における全ての壁せん断の動圧を増加させることができる。ベーン、フィン、表面形成および路形状を用いて、路内において流体を方向付けて、画定領域において壁せん断増加を生成することができる。一方、ノズルを用いて、比較的高速ジェットの流体を標的センサー取付領域にわたって路中のベースライン流れに対して方向付けることができる。よって、センサー取付領域において発生するせん断応力は、マニホルド内のマニホルド壁部へ付与される平均せん断応力よりも大きい。
【００４８】
本発明は、マニホルド内を流れる流体の多様なパラメータを監視する多様なセンサーのために用いられ得る。このようなセンサーを非限定的に挙げると、流体流量、温度、圧力、粘度、酸性度（ｐＨ）、透明度、溶解酸素（ＤＯ）濃度、酸化還元電位（ＯＲＰ）および／または濁度を監視するセンサーがある。
【００４９】
流れ偏向形成部の多様な例を図２３に示す。図２３Ａは、長さＬＮの段階的低減ノズルまたはプラグインサートと、ｄｌの外側または入口直径およびｄＯの出口直径を示す。この特定の実施形態において、ＬＮは約５ｃｍである一方、ｄｌおよびｄＯはそれぞれ、約１．５ｃｍおよび１ｃｍである。
【００５０】
図２３Ｂは、円形入口／出口を備えた円錐ノズルを示す。ノズルは、入口から出口にかけてテーパー状になることにより、路／ノズルの断面積がノズルリダクション比だけ低減する。例えば、図２３Ｂに示すような円形路およびノズルは、（ｄｌ／ｄＯ）２によって得られるノズルリダクション比を有する。一実施形態において、例えば、ｄｌは約１５．３ｍｍである一方、ｄＯは約４ｍｍであり、その結果、ノズルリダクション比は１４．６または約１５になる。ノズル出口は概して中心に路内に同軸に配置される点にも留意されたい。
【００５１】
図２３Ｃは、類似の円錐低減ノズルを示す。しかし、この場合、ノズルの出口は、路中心からオフセットしている。図２３Ｃ中のノズル出口は円形である一方、図２３Ｄに示すノズルは矩形の出口を含む。
【００５２】
図２３Ｅは、断面を段階的に低減したノズルを示す。このノズルは、路の長手方向軸に対して概して垂直な出口を含む。図２４は、ベンチュリ型デバイスである。
【００５３】
図２３および図２４に示す例は、対応する直径の路中に挿入されるべきプラグインサートとして例示されているが、これらの例は、マニホルドの一部として均等に路壁部と一体形成することもできることが理解される。これらの形成は、以下により詳細に示すようにセンサー取付領域の近隣に所望の流れ特性を発生させるように、他の補完的流れ偏向デバイス（例えば、具体的に構成されたパイプ屈曲部、および／または内部路プロファイル）と共に用いることもできる。これにより、これらのマニホルドは、センサーファウリング効果およびその結果の流量低下に耐えることができ、その結果、有利なことにメンテナンスおよび／または洗浄無しで比較的長期間動作することが可能となる。この点について、本発明は広範囲の流体に利用可能であるが、その可能な利点は、導管内に流れている流体のファウリングが本質的に発生し易い流体と共に用いられた場合のみに、実現され得る。上記したように、このような流体を非限定的に挙げると、有効な管理のために長期の定期的監視を必要とする下水、廃水および家庭雑排水がある。これらの種類の流体のうち多くは、センサーが内部または表面に取り付けられたパイプおよびマニホルドの内面上に微生物および生物膜と共に蓄積しがちな脂分の多いおよび／または脂肪質のファウリング材料を含む。
【００５４】
ここで、装置をより詳細に説明する。センサー取付領域７は、センサー取り付けのためのセンサー取付ポートを含む。好適には、取付領域は概して平坦の表面であるため、センサーを内側路面と同一平面上にアライメントおよび取付する際に有利であり得る。しかし、平坦センサー取付表面を設けた場合、路の形状に影響がでる可能性も出てくる。例えば、図３は、本発明の一形態における路４の断面図である。
【００５５】
本実施形態における路は概して円形であるが、ページ上に示すように下部に設けられた曲線状の半円形部位１０と、概して平坦の部分１２を含む上側のほぼ四角の部位１１とを含む概してＤ字型形状の断面を有する。他の形状も利用可能であるが、ここでは、平坦部１２は、センサー取付のための概して平面の表面を備えた路を提供し、一方、マニホルドの反対側の曲線状側は容積的に効率が良く、また、理解されるように、特に平面の上面と協働して偏向表面として機能することにより、マニホルド中の屈曲部後の渦流れ生成を向上させることができる。そうではない場合、路の幅および高さは概して等しい。よって、路について、厳密には円形断面を持たないが、本明細書中においては直径Ｄを有するものとして述べる。
【００５６】
図２に示すように、概して平坦の平面の表面は、一定の断面を有する路を提供するように、路長さにわたって延び得る。しかし、必ずしもそうではなく、いくつかの実施形態において、路断面は長さに沿って大幅に異なる場合もあることも理解される。例えば、路は、Ｕ字型形状の断面を有する路の長さを含むセンサー取り付けのための部位を含み得、マニホルドの残りの部位のための容積的に効率的な円形断面へ復帰し得る。
【００５７】
図２および図３に示す路は、比較的上方からの容易なセンサーアクセスを可能にする。しかし、センサーは、必要に応じて任意の方向で取り付けおよび／または平面の表面としてもよい。例えば、マニホルドを反転させた場合、下方を向く平面のセンサー取り付け表面が得られ、下側からのアクセスが可能になる。
【００５８】
述べたように、偏向形成部は、多様な形態をとり得、組み合わせてまたは別個に用いられる１つ以上の要素を含み得る。１つの形態において、偏向形成部は、流体路中の単純なエルボ屈曲部１３である。別の形態において、偏向形成部は、流体ノズルまたは内部ジェット１４である。さらなる実施形態において、図２に示すように、エルボ屈曲部およびノズルの組み合わせが用いられる。
【００５９】
図４は、エルボ屈曲部および内部流体ノズルをどちらとも有するマニホルドの実施形態を示す。流れ方向を矢印（Ｆ）によって示す。理解されるように、ファウリング物質（Ｍ）は、各屈曲部への入口の近隣において衝突および蓄積し、屈曲部から出て行った後、壁せん断が増加したゾーンが発生する。このように壁せん断レベルが増加すると、クリーンゾーン（ＣＺ）として示す内面上に固有の洗浄効果が得られる。壁せん断が増加したクリーンゾーン中にセンサー取付領域７およびセンサーを配置することにより、センサー上において材料が蓄積する傾向が回避されるかまたは低下する。
【００６０】
出発点として、マニホルドの実施形態を試験したところ、路壁部の洗浄は裸エルボの場合において１５〜２５ｌ／分で発生し、ノズルおよびエルボの組み合わせの場合において６〜８ｌ／分で発生することが分かった。計算流体力学（ＣＦＤ）分析を用いて、物理的サイズ、エルボ角度および流量について同じ洗浄作用を路内において再生させることが可能な範囲を例示した。本明細書中のこの例および全ての例において、流体は、水の粘度を有するニュートニアンであると仮定する。
【００６１】
実施例
マニホルドの考えられる形態全てを例示することは不可能である。しかし、本発明の支持において、いくつかの例示的な例について、以下の表に提示および要約する。
【表１】
2015536819.tif 000003
【００６２】
実施例１：ベースラインの場合−単純なエルボ屈曲部−図５
洗浄レベルを定量的に規定するため、先ず、流体流量が２２ｌ／分であるとき裸エルボを用いた場合についてシミュレーションを行った。本実施例において用いられる路を図５に示す。図５において、流体は入口２から出口３へ流れ、エルボ屈曲部１３を含む。この路は、屈曲部により、長さＬｉｎｌｅｔの入口部および長さＬｏｕｔｌｅｔの出口部に分割される。図示の実施形態において、Ｌｉｎｌｅｔは８ｃｍであり、Ｌｏｕｔｌｅｔは６ｃｍである。
【００６３】
路の断面は一定であり、図３に示す。ここで、半円形部位の半径（ｒ）は７．６５ｍｍであるため、路の幅を１５．３ｍｍと決定する直径（Ｄ）が得られる。四角形部位の高さ（ｚ）は５．８ｍｍであり、面取り角部の各半径ｒｃは２ｍｍである。屈曲部は好適には９０度であるが、４５度〜１３５度の屈曲部も理解されるように適用可能である。
【００６４】
壁せん断応力（τ）のシミュレートされた分布を、Ｐａの範囲において壁せん断鍵によって示すように路壁部上にプロットする。対象領域は、屈曲部の直接下流にあるセンサー取付領域７である。よって、センサー取付領域をゾーンに分割して、屈曲部からの距離が増加する。図５において、３つの均等なサイズのゾーンを、屈曲部から均等に増加する距離において選択された境界と共に決定する。屈曲部出口からの距離は、路寸法についてスケーラブルな様態で、路４の直径Ｄの関数として表される。
ゾーンＡ−０Ｄ〜０．６５Ｄ（０ｃｍ〜１ｃｍ）
ゾーンＢ−０．６５Ｄ〜１．３Ｄ（１ｃｍ〜２ｃｍ）
ゾーンＣ−１．３Ｄ〜２Ｄ（２ｃｍ〜３ｃｍ）
【００６５】
これらのゾーンはそれぞれ、路壁部の平坦部上のエルボから０〜１ｃｍ、１〜２ｃｍおよび２〜３ｃｍだけ下流に配置された３つの個々のゾーン上に面積平均される（例えば図１を参照）。屈曲部出口は、路が屈曲部または曲線から直線部へ遷移する点としてとられる。これらのゾーンは、可能なセンサー位置を表す。その後、最大平均の壁せん断値を、異なる路設計のためのその後の全シミュレーションにおける洗浄レベルの評価のための基準点として用いた（τｃｒｉｔ）。τ値がτｃｒｉｔを超えた場合、高流量（＞２２ｌ／分）において裸エルボ中に実験的に観測される洗浄よりも高い洗浄が得られるものとみなす。
【００６６】
図５において、壁せん断の範囲を、路表面上にシェーディングによりマッピングする。より濃い色の領域は、より高い壁せん断値を示し、より薄い色の領域は、鍵によって示すように、より低い壁せん断値を示す。
【００６７】
この図から、比較的より高い壁せん断のゾーンは、屈曲部の出口の後に発生することが明確に分かる。上記したように、壁せん断は、屈曲部の直接下流にある路の流速の不均等な分布に起因して発生し、屈曲部の曲線状の下側後路壁部に衝突する屈曲部中の流体によって部分的に促進され、上方に屈折させられる。路の断面が非対称になっているのは、下側壁部によって得られるこの偏向効果は、均等でありかつ反対偏向の上側側壁によってバランスがとられないということである点に留意されたい。壁せん断レベルが増加すると、路面の当該領域においてファウリング物質が蓄積する傾向に繋がる。
【００６８】
壁せん断値のパターンを路面上にマッピングする様子を図示しているが、平均壁せん断は、ゾーンＡ、ＢおよびＣそれぞれについても計算される。この点について、路は、ゾーンＡおよびゾーンＢ双方における平均壁せん断として３４Ｐａを生成する。この値は、実際の試験例においてファウリングを低減させることが知られている。そのため、この値は、全てのその後の例における壁せん断のベースライン臨界値（τｃｒｉｔ）として用いられる。壁せん断がτｃｒｉｔを超えた場合、ファウリング蓄積の低減または排除に十分であるとみなされる。
【００６９】
２２ｌ／分において、予測される圧力降下は２．２ｋＰａである。
【００７０】
実施例２：内部ノズル−図６、図７および図８
上記したように、別の形態において、偏向形成部は、内部流体ノズル１４である。ノズルは、センサー取付領域７中により高いせん断を発生させるように流体を方向付けるように、構成される。
【００７１】
内部流体ノズルの一例を図６、図７および図８に示す。図６、図７および図８はそれぞれ、以下に説明するようにノズル部以外は概して均一の断面である直線路である側面図、上面図および断面端図を示す。図８に示す路の断面プロファイルは、実施例１からのものおよび図３に示すものと同じである。
【００７２】
この構成において、ノズル１４は、テーパー付き部をノズル入口１５とノズル出口１６との間に含む。このテーパーは、角度付きの平面の表面１７と、路長さに沿って延びる長さＬＮの傾斜として機能する路との交差によって主に形成される。図８から分かるように、ノズル出口１６は、平面の路壁部に隣接して配置された細長のスリットとして形成される。この実施形態において、ＬＮは５ｃｍであり、傾斜は、下部または半円形部位において入口の下流から２ｃｍにおいて開始し、路屋根の前において１ｍｍにおいて終了する路の四角形の上側部位に向かって角度付けされ、これにより、ノズル出口を高さ（ｈ＝１ｍｍ）および断面積１２．５ｍｍ２のスリット１ｍｍとして形成する。センサー取付領域７は、ノズルの１ｃｍ下流である分離距離によって配置され、実施例１の場合のようにゾーンＡ、ＢおよびＣに分割される。
【００７３】
ノズルの断面積が低減すると、流体流れ速度および壁せん断応力が増加する。これらは、ゾーンＡ、ＢおよびＣ中においてそれぞれ１７０、１２５および９０Ｐａとして記録され、これらは全て、τｃｒｉｔに対する計算された最小値３４Ｐａを大きく上回る。これらの高い壁せん断値は、（実施例１における２２ｌ／分から低下した）より低い流量である８ｌ／分においてシミュレートされた点に留意されたい。
【００７４】
実施例３：オフセットノズル、エルボおよび離脱表面−図９、図１０および図１１
上記したように、ノズルおよび屈曲部の組み合わせも企図され、図９に示す。本実施例において、ノズル１４は、９０度の屈曲部１３の１ｃｍ上流から適合される。しかし、実施例２と対照的に、ノズル出口１６は、路壁部の半円形部位に隣接して（すなわち、センサー側の反対側に）構成される。
【００７５】
そうではない場合、ノズル寸法は実施例２と同じであり、ノズル長さＬＮは５ｃｍであり、ノズル出口は高さが１ｍｍ（ｈ＝１ｍｍ）であり、断面積が約１２．５ｍｍ２である。ここで、分離距離は、ノズル出口−屈曲入口変位となるが、１ｃｍのままである。
【００７６】
路の例３を図９に示す。ここで、屈曲部の後の路の出口部の長さＬｏｕｔｌｅｔは１２ｃｍである。図１０および図１１はそれぞれ、上方および側方からの路の部分図である。路の出口部位は、図１０中において短くなっている。
【００７７】
この構成において、オフセットノズルにより、肉薄の加速した流体ストリームを屈曲部の出口において下側の横方向路壁部へ方向付ける。ストリームは、路壁部に沿って勢いよく移動し、壁せん断応力をその経路に沿って直接的に上昇させる。曲線形状の円形壁部と、屈曲部の外周との組み合わせは、ストリームを上方に屈曲部出口中へ屈折させる偏向表面として機能し、屈曲部の周囲における「旋回」または渦流れを開始させ、屈曲部の路下流において、マニホルド壁部に隣接して流体の速度が主に上昇する。この渦は、屈曲部の直後において最大になり、上面の平面取付領域において、屈曲部からの距離の増加と共に消散する。しかし、より高い壁せん断応力の領域は、エルボの下流の５個を超える路直径にわたって持続した。よって、センサー取付領域は、センサー領域のゾーンＡにおいて最大の洗浄作用を提供するが、洗浄効果および可能なセンサー取付領域は、領域ＢおよびＣ内において屈曲部から７．５ｃｍまで（５×Ｄ）において実行可能である。
【００７８】
ゾーンＡ、ＢおよびＣ内の壁せん断の平均値は、それぞれ２１５、１７８および６７Ｐａであり、ここでも、計算された最小値であるτｃｒｉｔ３４Ｐａを十分に超える。例２と同様に、これらの高い壁せん断値を（実施例１における２２ｌ／分から）低下した流量８ｌ／分においてシミュレートした点に留意されたい。これと対照的に、本明細書において一例として示していないが、ノズルを上側の平坦側に配置すると、ゾーンＢにおける洗浄がより強力になる。
【００７９】
実施例４および５：４５度および１３５度のエルボ角度−図１２および図１３
実施例４および５は、エルボの屈曲部１３の角度の効果を示す。図１２に示すような実施例４の路は、実施例３と同様に屈曲部およびノズルの組み合わせを用いるが、路は、鋭角の屈曲部角度の４５°を含む。図１３に示す実施例５において、屈曲部角度は１３５°である。
【００８０】
壁せん断値を、図１２および図１３中の各４５度の屈曲部および１３５度の屈曲部路上にマッピングする。
【００８１】
ゾーンＡ、ＢおよびＣ中の壁せん断の平均値を、以下の表中に示す。他の全ての実施例と対照的に、実施例４において、平均せん断値は、ゾーンＡからゾーンＣへかけて増加する点に留意されたい。
【表２】
2015536819.tif 000004
【００８２】
鋭角および鈍角どちらも、ピークせん断値を低下させる。しかし、恩恵として、３つのゾーン全ての上における高壁せん断のより均等な分布がある。エルボが４５°である場合（図１２）、高壁せん断領域は、若干細長形状になり、屈曲部のさらに下流において発生する一方、実施例５中の１３５°の場合、より高いせん断が屈曲部のより近隣に発生する。
【００８３】
実施例６および７：スケール効果−図１４および図１５
路およびノズルを、図１４に示すように実施例６中の因数１／２により下方スケールし、実施例７（図１５）において因数１０により上方スケールする。実施例６および７において用いられる路の寸法の比較表を実施例３と比較して以下に示す。
【表３】
2015536819.tif 000005
【００８４】
壁せん断応力（τ）のシミュレートされた分布を路壁部上にプロットし、図１４および図１５に示す。図１４および図１５は、比較スケール通りに描かれていない点に留意されたい。
【００８５】
同じ流体流れ速度を路内に維持するために、断面積の増加に起因して、流量を必然的に因数１／４および１００でそれぞれ下方スケールおよび上方スケールした。よって、実施例６における流量は２ｌ／ｍであり、実施例７において８００ｌ／分である。
【００８６】
図から分かるように、壁せん断パターンは、高壁せん断応力領域がセンサー領域（および特にゾーンＡおよびＢ）内において存在し、ゾーンＣ内において低下する点において、実施例３、６および７間において相対的に類似する。
【表４】
2015536819.tif 000006
【００８７】
全ての場合において、平均壁せん断は、ゾーンＡにおいてピークになる。しかし、値は、より大きな（×１０）スケールにおいてより小さくなり（実施例７）、下側の流れパターンが路サイズと共に線形にスケールアップしないため、壁せん断レベルがより大きな路直径において同一に留まらないことを示す。それにも関わらず、３つの窓内の平均壁せん断は全て、試験された３つの路直径においてτｃｒｉｔを大きく上回った。従って、路直径が約７ｍｍ〜少なくとも約１５０ｍｍである場合に、路壁部の有効な洗浄が合理的に期待される。ゾーンのサイズも、路に相対してスケールした点に留意することが重要である。
【００８８】
実施例８：屈曲距離に対するスリット低減−図１６
スケーリングの非線形性の効果の１つを実施例８に示す。実施例７を参照して、スケーリングに起因して、×１０の場合（実施例７）におけるノズルと屈曲部との間の分離距離は、実施例３におけるベーススケール（×１）の場合のような１ｃｍではなく、１０ｃｍである。従って、ノズルからの流体ストリームの消散は、より短い分離距離ｓの場合よりも１０ｃｍにおいてより高い因数となり、その結果、エルボ下流における洗浄が弱くなる。図１６に示す実施例８において、ノズル分離距離は、１０−１の因数により１ｃｍまで低減される。
【００８９】
プロット結果を図１６に示し、以下の表中に要旨を示す。スケールされた分離距離ｓを（すなわち、エルボ上流の１０ｃｍから１ｃｍ）へ低減すると、拡散およびストリーム減衰壁せん断が特にゾーンＡ（図１６）内において低下することが分かる。各ゾーンＡ、ＢおよびＣ内の平均壁せん断を以下に示す。実施例７の結果を比較例示のために記載する。
【表５】
2015536819.tif 000007
【００９０】
実施例９および１０：流量の効果−図１７および図１８
上記例における各ゾーン内の平均せん断を参照して、全ての平均値は、有効な洗浄のために必要に応じて決定されたτｃｒｉｔ（３４Ｐａ）の最小値を十分に超える点に留意されたい。流量は壁せん断レベルに直接影響し、よってエルボ下流の洗浄に直接影響するため、適切な（かつ低下した）洗浄を維持しつつ流量を低下することが可能であるはずである。流量を自然に低減するためには、ポンピング圧力およびポンピング損失の低下が必要になる。
【００９１】
実施例９および１０は、実施例３において用いられるような同じ路寸法を用いつつ、実施例３における流量８ｌ／分から４および６ｌ／分にそれぞれ低下させる。実施例９および１０における路寸法は、実施例３の路寸法と同一である。
【００９２】
壁せん断外形を図１７および図１８中に示す。ゾーンＡ、ＢおよびＣそれぞれにおける平均壁せん断応力を以下の表に示す。ここでも、実施例３の結果を比較例示のために記載する。
【００９３】
表から分かるように、流量が４ｌ／分であるとき、平均壁せん断は、ゾーンＣにおいてはτｃｒｉｔを下回るが、ゾーンＡおよびゾーンＢにおいてはτｃｒｉｔを上回る。これは、研究室内の高流量における裸エルボにおいて観察されるものと同様のゾーンＡおよびゾーンＢの洗浄に必要な最小水流量とみなされる。４ｌ／分における必要な圧力降下は、１５．９ｋＰａである。
【００９４】
実施例９および１０は、適切な洗浄性能を提供しつつ、ポンピング要求を低減することができることを示す。
【表６】
2015536819.tif 000008
【００９５】
実施例１１、１２および１３：ノズル出口サイズの効果−図１９、図２０および図２１
ポンピング損失を低減するための別の方法として、ノズル出口のサイズを増加させる方法がある。実施例１１、１２および１３はそれぞれ、より大きなスリット幅ｈとして３ｍｍを用い、流量として６、８および１２ｌ／分を用いる。
【００９６】
より大きな断面積のスリットのトレードオフとして、壁せん断レベルの低下がある。シミュレーション結果を以下の表に示し、また、実施例１１、１２および１３にそれぞれ対応する図１９、図２０および図２１において影付きプロットとして示す。
【表７】
2015536819.tif 000009
【００９７】
これらの結果は、τｃｒｉｔを達成するためには、路が最小流量８ｌ／分で動作する必要があることを示す。３つの窓にわたる平均壁せん断の変動は、１ｍｍスリットの場合（図６）において７２％であったのと比較して、１７％未満である。６、８および１２ｌ／分において必要な圧力降下はそれぞれ、３．９、６．９および１５．５ｋＰａである。
【００９８】
マニホルド作動範囲
上記の例に基づいて、エルボおよびスリットノズルを備えた路の作動範囲は、以下の表中に確立された。
【表８】
2015536819.tif 000010
【００９９】
この表を参照して、本発明の最適化された例において、マニホルド路の断面は、概して円形または四角形である。路の直径（または最大幅）Ｄは、約７ｍｍ〜１５ｃｍである。
【０１００】
マニホルドは、２つの別個であるが相乗的に相互作用する偏向要素と、エルボ屈曲部と、路壁部に隣接する液体ストリームを路壁部に沿って屈曲部中に方向付けるためのノズル出口を画定する上流ノズルとを含む複合偏向形成部を含む。ノズル出口は、路直径Ｄの０〜約０．６５倍の距離だけ屈曲部から間隔を空けて配置される。
【０１０１】
屈曲部により、路の方向変化を約４５°〜約１３５°の角度範囲で行うことができる。ノズルにより、路の断面積のノズル出口の断面積に対する比に対応するリダクション比は、４〜約１５になる。ノズル出口は好適には細長であり、０．０３Ｄ〜約０．２Ｄの横方向幅を有する。センサー取付領域は、路の直径Ｄの５倍に対応する距離内において、エルボ屈曲部出口の直接下流に隣接して配置される。
【０１０２】
一形態において、補助流路を画定するようにマニホルドを一次流体導管へ接続することができ、これにより、流体の一部のみが一次流れから引き出され、監視のためにマニホルドを通じて方向付けられる。流体は、一次導管中の差圧および／または流れに依存することにより受動的に引き出してもよいし、あるいは、流体ポンピングデバイスの利用により能動的に引き出してもよい。別の形態において、マニホルドは、主要導管中に設けてもよいし、主要導管と一体化してもよいし、あるいは単に主要導管の一部を構成してもよい。
【０１０３】
図２２は、複数のセンサーに適した本発明によるマニホルド設計を示す。連続する屈曲部の方向を交代させることにより、マニホルドは、複数のセンサー取付領域を比較的に小さなトポグラフィー内において用いた蛇行状流路を画定する。
【０１０４】
より詳細には、マニホルド通路４は、それぞれが各センサー取付ポートおよびセンサーモジュール１７を有する４個のセンサー取付領域７を含む。センサー取付領域はそれぞれ、各エルボ屈曲部１３の形態で各偏向形成部の後に配置される点に留意されたい。この特定のマニホルドはノズル型偏向形成部を含まないものの、マニホルドは、１つ以上のセンサー取付領域と関連付けられた１つ以上の形成部を含むように変更してもよい。
【０１０５】
流体入口２は、ホース１８により流体ポンプ１９の出口へ接続される。ポンプ１９は、監視対象である流体源から流体を引き込む。ポンプ入口２０がみられ、ポンプ入口２０は、ホース（図示せず）をタンクまたはリザーバへ接続してもよいし、あるいは一次流体パイプから流出させてもよい。別のホース（図示せず）は、流体を源または一次供給へ返送するように、接続金具２１によりマニホルド出口３へ接続する。他の場合、ポンプは不要であり得、その代わり、入口２および出口３における差圧に起因してマニホルドを通じて流体が流れる。
【０１０６】
本発明は、その多様な好適な実施形態において、耐ファウリング性および繊細なセンサーへの損傷の回避を両立するような独自の様態で、流体をマニホルド上に取り付けられたセンサーへ方向付けるマニホルドを提供する。その結果、メンテナンスおよび修理の必要性が最小化される。有利なことに、この装置は、多様な液体（例えば、脂分の多い／脂肪質の懸濁物質を含むもの）中の頑強なセンサーのために良好に機能する。また、この装置は、これらの繊細な表面を混乱させるかまたは損傷させ得る壁部ジェット流からの直接の流れ衝突を回避するため、可撓性のまたは他の場合に繊細な流体界面（例えば、ポリマー薄膜）を有するセンサーにも適している。さらに、これらの利点は、信頼性良くかつコスト効率の良い様態でかつ通常必要な流量よりも低い流量で達成することができる。よって、本発明は、従来技術に比して、実際的でありかつ商業的に重大な向上を提供する。
【０１０７】
本明細書全体において、「一実施形態」または「実施形態」について言及する場合、当該実施形態と関連して記載される特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。よって、「一実施形態において」または「実施形態において」などの文言が本明細書全体における多様な位置において用いられる場合、必ずしも同じ実施形態を指すのではないが、指す場合もある。さらに、当業者が１つ以上の実施形態において本開示を読めば明らかとなるように、特定の特徴、構造または特性を任意の適切な様態で組み合わせることが可能である。
【０１０８】
同様に、上記の本発明の例示的実施形態の記載、本発明の多様な特徴は、単一の実施形態、図またはその記載において本開示の簡素化および多様な本発明の態様のうちの１つ以上の理解の支援のために共に用いられる場合があることが理解される。しかし、本開示の方法は、特許請求の範囲に記載の発明が各請求項中に明示的に記載される特徴以外のより多数の特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。すなわち、以下の特許請求の範囲が反映するように、本発明の態様は、単一の上記の開示の実施形態の全特徴未満の特徴中に存在する。よって、ここで、詳細な説明に追随する特許請求の範囲は、詳細な説明中に明示的に採用され、各請求項は、本発明の別個の実施形態として独立する。
【０１０９】
さらに、本明細書中に記載されるいくつかの実施形態は、他の実施形態に含まれる他の特徴以外のいくつかの特徴を含むが、異なる実施形態の特徴の組み合わせは、当業者が理解するように、本発明の範囲内に収まるものとして意図され、異なる実施形態を形成する。例えば、以下の特許請求の範囲において、特許請求の範囲に記載の実施形態のいずれも、任意の組み合わせで利用することが可能である。
【０１１０】
本明細書中に提供される記載において、多数の特定の詳細について述べた。しかし、本発明の実施形態は、これらの特定の詳細無しで実行することが可能であることが理解される。他の場合において、周知の方法、構造および技術については、本記載の理解を曖昧にしないよう、詳述を控えた。
【０１１１】
よって、本発明について特定の例を参照して述べてきたが、当業者であれば、本発明は他の多数の形態で具現化することが可能であることを理解する。
【符号の説明】
【０１１２】
１  マニホルド
２  流体入口
３  流体出口
４  マニホルド路
５  マニホルド壁部
６  内面
７  センサー取付領域
８  路が最小流量
８  流量
９  偏向形成部
１０  曲線状の半円形部位
１１  四角の部位
１２  平坦部
１３  エルボ屈曲部
１４  ノズル
１５  テーパー付き部をノズル入口
１６  ノズル出口
１７  センサーモジュール
１８  ホース
１９  ポンプ
２０  ポンプ入口
２１  接続金具
【図１】
2015536819.tif 000011
【図２】
2015536819.tif 000012
【図３】
2015536819.tif 000013
【図４】
2015536819.tif 000014
【図５】
2015536819.tif 000015
【図６】
2015536819.tif 000016
【図７】
2015536819.tif 000017
【図８】
2015536819.tif 000018
【図９】
2015536819.tif 000019
【図１０】
2015536819.tif 000020
【図１１】
2015536819.tif 000021
【図１２】
2015536819.tif 000022
【図１３】
2015536819.tif 000023
【図１４】
2015536819.tif 000024
【図１５】
2015536819.tif 000025
【図１６】
2015536819.tif 000026
【図１７】
2015536819.tif 000027
【図１８】
2015536819.tif 000028
【図１９】
2015536819.tif 000029
【図２０】
2015536819.tif 000030
【図２１】
2015536819.tif 000031
【図２２】
2015536819.tif 000032
【図２３（Ａ）】
2015536819.tif 000033
【図２３（Ｂ）】
2015536819.tif 000034
【図２３（Ｃ）】
2015536819.tif 000035
【図２３（Ｄ）】
2015536819.tif 000036
【図２３（Ｅ）】
2015536819.tif 000037
【図２４】
2015536819.tif 000038
【国際調査報告】
2015536819.tif 000039
2015536819.tif 000040
2015536819.tif 000041
2015536819.tif 000042