JP2009522511A - 流体の制御に関する改善 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の流動抵抗の高い流路を有し、これが通る減圧バルブ用のバルブトリムにおいて、各流路は少なくとも2つの流入部(208、209)と、少なくとも1つの衝突領域(210)とを有し、この衝突領域は2つの領域内流入部(211、212)と2つの領域内流出部(213、214)とを有する。領域内流入部(211、212)は流入部(208、209)と連通して互いに実質的に180°となるように構成されている。2つの領域内流出部(213、214)は領域内流入部(211、212)に実質的に垂直となるよう構成され、この2つの領域内流入部(211、212)に入る流れは互いに、それ自身と衝突し、エネルギー損失の高い領域を形成した後、分かれて領域内流出部(213、214)を通過して出るようになっている。
【選択図】図2
Description
ER=Cjpf(α)νp n
ここで、jpは、その面における粒子の質量流束、νpは粒子衝突速度であり、角度の関数f(α)、比例係数C、速度のべき指数nは粒子とバルブトリムの材質の組み合わせに起因するもので、実験により求められる。壊れやすい材質の場合、角度の関数f(α)は衝突角度と共に減少し、延性のある材質の場合、角度の関数f(α)は20〜30°で最大となる。速度のべき指数nは一般的に約2であり、質量流束jpは粒子濃度と粒子衝突速度の正規化成分の積であるので、浸食速度は粒子衝突速度の約3乗に強く依存するものとなりうる。
102 流入部
103 流出部
104 中央チャンバー
105 弁座
106 バルブトリム
107 弁体
208 流入部
209 流入部
210 衝突領域
211 流入部
212 流入部
213 領域内流出部
214 領域内流出部
215 第2の衝突領域
216 流出部
217 流出部
310a 第1の衝突領域
315 第2の衝突領域
316 流出部
317 流出部
410 第1の衝突領域
410b 第1の衝突領域
413 領域内流出部
413b 領域内流出部
415 第2の衝突地点
415b 衝突地点
418 共通部分
419 共通衝突領域
510 第1の衝突領域
513 流出部
514 流出部
515 衝突領域
516 流入部
517 流入部
520 流れ
521 流れ
522 流れ
523 流れ
524 衝突領域
525 衝突領域
610a 第1の衝突領域
615 第2の衝突領域
616 流出部
617 流出部
710 第1の衝突領域
710b 第1の衝突領域
713 領域内流出部
713b 領域内流出部
715 最終衝突地点
715b 最終衝突地点
718a 共通流路領域
718b 共通流路領域
719 共通衝突領域
725a 衝突領域
800 バルブトリム
808 流入口
808a 流入部分
808b 流入口の主部分
808c 終端部側壁
809 流入口
809a 流入部分
810 衝突領域
812 衝突部用開口部
814 衝突部用開口部
820 上部開口部
821 下部開口部
822 上部開口部
823 下部開口部
826 個別部品
827 個別部品
828 個別部品
929 円盤
930 最下部の円盤の下に設けられた部材
931 3つの円盤の最上部の上に設けられた部材
932 円盤
1000 バルブトリム
1002 流入部分の垂直部分
1004 流入部分の上部部分
1006 開口部の無い円盤
1008 流入部分の下部部分
1010 流入部分の上部部分
1020 流体流路
1030 流路
1032 流入端
1034 流入端
C 粒子濃度の分布
F 流体
P 粒子
S 流速の分布
Claims (24)
- 複数の流動抵抗の高い流路を有し、これが通る減圧バルブ用のバルブトリムであって、各前記流路は少なくとも2つの流入部と、少なくとも1つの衝突領域とを有し、前記衝突領域は、流路流入部と連通して互いに実質的に180°となるように構成された2つの領域内流入部と、前記領域内流入部に実質的に垂直な2つの領域内流出部とを有し、前記2つの領域内流入部に入る流れは互いに、それ自身と衝突し、エネルギー損失の高い領域を形成した後、分かれて前記領域内流出部を通過して出るようになっていることを特徴とするバルブトリム。
- 前記領域内流入部と前記領域内流出部は十字型の流路を形成することを特徴とする請求項1に記載のバルブトリム。
- 前記十字型の流路は前記バルブトリムを通過する流れの方向にほぼ垂直であることを特徴とする請求項2に記載のバルブトリム。
- 2つの流入部は第1の衝突領域の直前で90°に屈曲することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のバルブトリム。
- 前記第1の衝突領域からの前記2つの領域内流出部の流れは、それ自身に対し180°で折り返して第2の衝突領域で互いに2回目の衝突をすることにより、更にエネルギーを消散させることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のバルブトリム。
- 前記第2の衝突領域も十字型の流路を有し、前記第1の衝突領域と同様に機能することを特徴とする請求項5に記載のバルブトリム。
- 前記第2の衝突領域はT字型の流路を有し、前記第1の衝突領域の前記2つの流出部はT字型部分へ入り、互いに実質的に180°で衝突した後、1つの領域内流出部を通過して一緒に出ることを特徴とする請求項5に記載のバルブトリム。
- 前記流れは前記第2の衝突領域を通過後に前記バルブトリムを出ることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載のバルブトリム。
- 前記第2の衝突領域からの前記領域内流出部は前記バルブトリムを出る前に方向が90°変わることを特徴とする請求項6と8に記載のバルブトリム。
- 前記流路が連結して繰り返され、ある領域の流出部を次の領域の流入部とすることが可能なことを特徴とする請求項6に記載のバルブトリム。
- 前記第1の衝突領域から流出する流れは、それぞれ2つの分岐した経路に分かれて、180°屈曲することにより粒子の速度を減少させ、前記分岐した経路は前記第2の衝突領域の直前にある第3の衝突領域で再び合流し、前記経路は互いに実質的に180°で衝突することを特徴とする請求項5または6に記載のバルブトリム。
- 前記複数の流路は放射状となるように前記バルブトリムの周囲に設けられ、前記バルブトリムの外周面にある流入部と穴の内周面にある流出部とを伴うことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載のバルブトリム。
- 前記バルブトリムを通る隣り合った流路は共通部分を共有し、隣り合った流路の前記第1の衝突領域からの前記領域内流出部が互いに実質的に180°でT字型の流路を有する共通衝突領域において衝突し、前記共通衝突領域の共通流出部を通って出るようになっていることを特徴とする請求項12に記載のバルブトリム。
- 前記共通衝突領域を出た後、前記隣り合った流路は、前記隣り合った流路それぞれの第2の衝突地点への流れに分かれるまでの短い距離を一緒に流れることを特徴とする請求項13に記載のバルブトリム。
- 前記バルブトリムを通る隣り合った流路は共通部分を共有し、隣り合った流路の前記第1の衝突領域からの前記領域内流出部が互いに実質的に180°で十字型の流路を有する共通衝突領域において衝突し、前記2つの隣り合った流路それぞれの第1の領域内流出部の1つは前記共通衝突領域への前記領域内流入部を形成し、その直後、前記共通領域内流入部に実質的に垂直な中間に介在する2つの流れに分かれ、前記中間に介在する2つの流れは180°屈曲して同様に十字型の流路を有する第2の共通衝突領域で互いに衝突し、その後、分かれて前記第2の共通衝突領域を出て前記2つの隣り合った流路それぞれの第2の衝突領域への流入部を形成することを特徴とする請求項12に記載のバルブトリム。
- 前記流路の少なくとも2つの前記流入部は少なくとも部分的に、その長さ方向に沿ってテーパー状であり、前記流入部の断面のサイズは前記流路を通る流れの方向に沿って減少することを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載のバルブトリム。
- 前記流路の少なくとも2つの前記流入部は、その流入端部がフィレット形状であり、前記フィレット形状の領域では、前記流入部の断面のサイズは前記流路を通る流れの方向に沿って減少するようになっていることを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載のバルブトリム。
- 前記バルブトリムは複数の平らな円盤を有し、各円盤を貫通するように設けられた複数の開口部を有し、各開口部は前記バルブトリムを通る流路の枝状部分を形成し、前記円盤は互いにその上に重ねられ、第1の円盤の第1の開口部を少なくとも部分的には隣り合う第2の円盤の第1の開口部に揃えることにより、バルブトリムを通る前記流路を形成するようになっていることを特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載のバルブトリム。
- 少なくとも1枚の円盤の少なくとも1つの開口部は、前記バルブトリムの前記流路の中へ流入端を経由して流体を取り込むための流入口を有することを特徴とする請求項18に記載のバルブトリム。
- 前記流入口はテーパー状の流入部分を、その流入端に有し、前記流入口の断面のサイズは前記流入端から前記流入領域に沿って減少することを特徴とする請求項19に記載のバルブトリム。
- 前記流入部分は切頂円錐状で、前記流入部分の外形は、その流入端でカーブしているか、あるいは、略切頂四角錐状としてもよいことを特徴とする請求項20に記載のバルブトリム。
- 前記流入口の前記流入端は矩形状でないことを特徴とする請求項19に記載のバルブトリム。
- 前記流入口の前記流入端は略八角形状、または隅を丸めた矩形状であることを特徴とする請求項22に記載のバルブトリム。
- 請求項1から23のいずれか1項に記載のバルブトリムを有するバルブ。
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