JP2010531413A - 容器の列からの流体の送出および容器の列の補給のための装置および方法 - Google Patents

Abstract

流体送出システムが、複数の流体供給容器から流体を送出するための流体出口ポートを備えている。さらにシステムは、容器からの流体の流れを制御するためにマニホールドに組み合わせられる複数のバルブを備えている。マニホールドおよびバルブが、すべての流体の流れの接続がマニホールド内に配置されることで、マニホールドの外部に必要なパイプの量が削減され、さらには／あるいは完全に撤廃されるように構成されている。このように構成され、バルブが、マニホールドへの設置およびマニホールドからの取り外しが容易な単純なカートリッジ式の装置を含んでいる。
【選択図】 なし

Description

本出願は、２００６年３月２０日付の米国特許出願第１１／３８４，６１３号の一部継続出願であり、２００７年２月１３日付の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００７／００４１２３号の一部継続出願であり、これらの出願の各々の全内容が、ここでの言及によって本明細書に援用される。さらに、２００７年６月１５日付の米国特許仮出願第６０／９４４，４０６号の優先権の利益が主張され、この仮出願の全内容が、ここでの言及によって本明細書に援用される。

本発明は、広くには、流体送出装置に関し、さらに詳しくは、容器の列からの流体の送出および容器の列の補給のための装置および方法に関する。

流体容器（例えば、酸素、天然ガス、プロパン、二酸化炭素、などを貯蔵するための容器など）の充填は、いくつかのやり方で達成可能である。１つの公知の方法は、大量の流体を例えば貯蔵タンカーに貯蔵し、より小さな可搬の流体容器を貯蔵タンカーまで運び、容器を満たすことからなる。他の公知の方法は、大量の流体を大型の可動の貯蔵タンカー（例えば、トレーラ上に構築された貯蔵タンカー）に貯蔵し、この可動の貯蔵タンカーを消費者の場所まで移動させ、現場での注入サービスを提供することからなる。

小型の可搬の容器の充填を頻繁に行うユーザが、大量の流体を現場に貯蔵することもしばしばである。例えば、消防署が、消防士用の可搬の酸素タンクの現場での充填を可能にするために、消防署の施設に酸素を貯蔵することがあり得る。同様に、天然ガスの販売人が、より小型の消費者の流体容器への補給のために、天然ガスを貯蔵することがあり得る。現場での補給のための公知の方法は、流体をただ１つの比較的大きな流体貯蔵容器に貯蔵し、この大きな貯蔵容器から補給対象の容器（例えば、比較的小さな可搬の容器）へと移すことからなる。しかしながら、場合によっては、適切な補給サービスを提供するために必要な比較的大きなただ１つの流体容器を収容するために、充分な空間が利用できない可能性がある。

空間の制約に対処するために、複数のより小型の貯蔵容器を、流体送出縦列システムと組み合わせて使用することができる。縦列システムは、典型的には、複数の流体貯蔵容器を複数のシーケンスバルブを介してレギュレータへと接続または流通可能に連結することによって実現される。そのような縦列システムを、例えば、比較的小型な流体容器に貯蔵容器からの流体を補給するために使用することができる。貯蔵容器のうちの１つにおいて、圧力が（例えば、補給作業の最中に）充分に枯渇すると、シーケンスバルブが、貯蔵容器のうちの比較的高い圧力を有している別の１つから、貯蔵されている流体を送出できるようにする。公知の縦列システムは、多くの場合、シーケンスバルブおよび縦列システムの他の構成要素を流通可能に連結するために、大量の流体配管を必要とする複雑な設備を伴う。結果として、設置および保守の目的での公知の縦列システムの組み立ておよび分解が、時間を要し、高価につく。

本明細書に開示される典型的な方法および装置を、容器の列から流体を送出するため、および容器の列に流体を補給するために、使用することができる。典型的な流体送出システムは、流体を送出するための流体出口ポートを有しているマニホールドと、マニホールドに係合した流体バルブとを備える。第一および第二の流体貯蔵容器が、マニホールドへと接続される。流体バルブが、第二の流体貯蔵容器と流体出口ポートとの間の第一の流体流路を制御するように構成されている。

別の例によれば、流体バルブが、ボンネットおよびボンネットに同軸に接続されるベースを備えることができる。ボンネットは、ボンネット内面を定めるボンネット空洞と、ボンネット外面と、ボンネット外面とボンネット空洞との間を延びる第一の圧力検出通路とを、備えることができる。ベースは、ベース外面と、ベース内面を定めるベース空洞とを備えることができる。

さらにベースは、ベース外面とベース空洞との間を延びる流体導入通路、ベース外面とベース空洞との間を延びる流体排出通路、およびベース外面とベース空洞との間を延びる第二の圧力検出通路を備えることができる。バルブ要素（弁要素）を、ベースおよびボンネットの空洞内に、流体導入通路および流体排出通路を通過する流体の流路を制御するために設けることができる。

さらに別の例によれば、マニホールドが、第一の流体バルブを受け入れるための第一の空洞を備えることができる。さらにマニホールドは、第一の流体貯蔵容器へとつながる第一の流体入り口ポート、および第二の流体貯蔵容器へとつながる第二の流体入り口ポートを備えることができる。加えて、マニホールドは、第一の流体入り口ポートおよび第二の流体入り口ポートを介して受け取った流体を送出するように構成された出口ポートを備えることができる。

さらに別の例によれば、二連チェックバルブ装置が、ハウジングおよびハウジング内の第一のチェックバルブを備えている。さらに、二連チェックバルブは、第一のチェックバルブに隣接し、第一のチェックバルブに軸を実質的に整列させてハウジング内に位置する第二のチェックバルブを備えることができる。

また別の例によれば、ベースが、ベース外面とベース空洞との間を延びる流体導入通路、ベース外面とベース空洞との間を延びる流体排出通路、ベース外面とベース空洞との間を延びる第一の圧力検出通路、およびベース外面とベース空洞との間を延びる第二の圧力検出通路をさらに備えることができる。バルブ要素を、ベースおよびボンネットの空洞内に、流体導入通路および流体排出通路を通過する流体の流路を制御するために設けることができる。そのような例によれば、マニホールドが、ベースの第一の圧力検出通路に連絡した第一の流体通路、およびベースの第二の圧力検出通路に連絡した第二の流体通路を備えることができる。

流体容器の列から流体を送出するために使用することができる典型的な縦列システムの断面図を示している。 図１の典型的な縦列システムに関する典型的な流体の流れの経路を示している。 本明細書に記載の典型的なシステムおよび方法の実現に使用することができる典型的なシーケンスバルブを示している。 流体貯蔵容器の列からの流体の送出および流体貯蔵容器の列の補給に使用することができる別の典型的な縦列システムを示している。 マニホールドに統合された補給回路を使用して流体貯蔵容器の列からの流体の送出および流体貯蔵容器の列の補給を行うために使用することができる別の典型的な縦列システムの正面図を示している。 図５Ａの典型的な縦列システムの上面図を示している。 図５Ａの典型的な縦列システムの端面図を示している。 図５Ａ〜５Ｃの典型的な縦列システムを実現するために使用される典型的なマニホールドおよび複数のバルブの等角投影図である。 図５Ａ〜５Ｃおよび６の典型的なマニホールドを実現するために使用される典型的なマニホールドの等角投影図である。 図５Ａ〜５Ｃ、６、および７の典型的なマニホールドの等角投影図であり、内部に形成された複数の流体通路を示している。 図５Ａ〜５Ｃおよび６〜８の典型的なマニホールドの上面図であり、複数の二連チェックバルブカートリッジを有している。 図５Ａ〜５Ｃおよび６〜９の典型的なマニホールドの端面図を示している。 図５Ａ〜５Ｃおよび６〜９の典型的なマニホールドの断面図を示している。 図５Ａ〜５Ｃおよび６〜９の典型的なマニホールドの断面図を示している。 図５Ａ〜５Ｃおよび６〜９の典型的なマニホールドの断面図を示している。 図５Ａ〜５Ｃおよび６〜９の典型的なマニホールドの断面図を示している。 図５Ｂ、５Ｃ、６、および９の二連チェックバルブカートリッジのうちの１つの詳細図である。 本発明に従って構成され、容器の列から流体を送出するために使用することができる別の典型的な縦列システムの断面図を示している。 図１２の縦列システムのシーケンスバルブの例の側面断面図を示している。

本明細書に開示される典型的な装置および方法を、流体容器の列からの流体の送出および流体容器の列の補給に使用することができる。具体的には、例えば充填ステーションの用途において、流体容器の列を典型的な縦列システムへと接続し、容器から流体を送出することができる。例えば、後述される典型的な縦列装置またはシステムを、呼吸用の酸素、水素、天然ガス、二酸化炭素、または他の任意の流体を供給するために使用することができる。典型的な実施例においては、容器（例えば、瓶、タンク、流体が枯渇しつつある容器、など）の充填のために、容器が典型的な縦列システムへと流通可能に連結または接続され、ａ７／ｍ２が、第一の流体貯蔵容器（例えば、最も低い圧力の流体貯蔵容器）から流体を送出できるようにターンさせられる。充填先の容器の圧力が第一の貯蔵容器の圧力に近づくと、典型的な縦列システムは、充填先の容器の圧力が第一の貯蔵容器の圧力を超えた後も充填先の容器へと流体を送り続けるために、第一の貯蔵容器よりも高い圧力を有している別の貯蔵容器（例えば、次に並んでいる容器）からの流体の流れを自動的に可能にする。このやり方で、縦列システムが、後続の比較的高い圧力の貯蔵容器に対応する流体の送出流路を（例えば順次的な様相で）自動的に有効にし（すなわち、開放し）、充填先の容器へと実質的に連続的に流体を供給できるようにする。

複数の従来からのシーケンスバルブを接続するために比較的大量の流体配管を使用している公知の縦列システムと異なり、本明細書に記載される典型的な縦列システムは、シーケンスバルブを収容および流通可能に連結するように構成されたマニホールドを使用して実現されるため、シーケンスバルブおよび縦列システムの他の構成部品を接続するために必要となる流体配管の数が、大幅に少なくなり、さらには／あるいは皆無になる。

パイプまたは流体配管の量が少なくなることで、設置および保守の作業の際の組み立て時間が短縮される。さらに、必要な流体配管の量が少なくなることで、摩耗、機能不良、または故障となりうる部品の数が少なくなり、典型的な縦列システムに関する全体としての保守の時間およびコストが削減される。

本明細書に記載される典型的な縦列システムのマニホールドは、有限な構造体であり、その外形は、明確な外部境界によって定められている。例えば、添付の図面に示されている実施の形態においては、マニホールドが、矩形のブロックの形状に似ている。マニホールドは、複数のシーケンスバルブ開口（例えば、ねじ山付きの開口、ポート、ソケット、など）を備えており、そのそれぞれが、シーケンスバルブを受け入れるように構成され、シーケンスバルブが、それぞれの流体貯蔵容器へと流通可能に接続される。シーケンスバルブの入り口ポートおよび出口ポートを接続し、シーケンスバルブの動作を可能にして、シーケンスバルブが流路を無効（例えば、閉鎖）および有効（例えば、開放）にすることによって流路を自動的かつ順次的に制御するときに各々の貯蔵容器からの流体を送出するために、マニホールドに、複数の流体流路または経路が形成されている。単独孤立の構成を有しており、他のシーケンスバルブへの接続のために流体配管を必要とする公知のシーケンスバルブと異なり、後述される典型的なシーケンスバルブは、マニホールドのシーケンスバルブ開口に直接差し込まれ、互いにはまり合い、あるいは他のやり方で動作可能に係合するカートリッジ状の本体を使用して実現されている。その結果、シーケンスバルブが、マニホールドによって定められる種々の流路に直接的に連通する。

さらに、後述される典型的な縦列システムによれば、そこに接続された貯蔵容器の列に流体を補給（例えば、補充、注ぎ足し、など）することが可能である。後述の典型的な縦列システムに接続された貯蔵容器の補給を可能にし、さらには制御するために、補給回路は、補給容器または補給流体の供給源から各々の貯蔵容器までの補給の流路を有効にする（例えば、開く）ように実現される。いくつかの典型的な実施例においては、貯蔵容器を、シーケンスバルブの流体送出動作を妨げたり、あるいは中断させたりすることなく、補給することが可能である。このやり方で、典型的な縦列システムを、貯蔵容器の列から流体を送出しつつ、同時に貯蔵容器の補給を行うために使用することができる。

後述の典型的な縦列システムの実現に必要な流体配管の量をさらに減らすために、典型的なマニホールドは、チェックバルブ（すなわち、一方向流バルブ、ワンウェイ・フロー・バルブ、流体の流れを一方向に限るためのバルブ、など）を、チェックバルブとマニホールドとの間の接続用の介在の流体配管を必要とせずに直接的に受け入れるためのチェックバルブ開口を備えることができる。換言すると、マニホールドが、チェックバルブを直接に受け入れる。チェックバルブを別の装置（例えば、シーケンスバルブ、レギュレータ、など）へと接続するための流体配管を必要とする公知のチェックバルブと異なり、後述される典型的なチェックバルブは、典型的なマニホールドのチェックバルブ開口に直接差し込まれ、互いにはまり合い、あるいは他のやり方で動作可能に係合するカートリッジ状の外形またはカートリッジ状の本体を有している。流体の送出および補給の作業を可能にするため、チェックバルブを他の構成部品（例えば、シーケンスバルブおよび／または他のチェックバルブ）またはマニホールドの各部へと流通可能に連結または接続するために、典型的なマニホールドに、複数の流体通路が形成されている。

後述される典型的な二連チェックバルブカートリッジは、２つのチェックバルブを１つのハウジング内に備えている。各々のチェックバルブは、各々の二連チェックバルブカートリッジが２つの機能を提供できるよう、別個独立に動作することができる。詳しくは、典型的な二連チェックバルブカートリッジの一方のチェックバルブを、貯蔵容器への流体の補給の流れを可能にするために使用することができる一方で、他方のチェックバルブが、貯蔵容器からの流体の送出の流れを可能にする。

ここで、図１および２に詳しく目を向けると、流体貯蔵容器１０２ａ〜ｃの列から流体（例えば、酸素、天然ガス、プロパン、水素、など）を送出するために使用することができる典型的な縦列システム１００の断面図が示されている。縦列システム１００は、複数のシーケンス段１０６ａ，１０６ｂおよび１０６ｃを有するマニホールド１０４を含んでいる。シーケンス段１０６ａ，１０６ｂおよび１０６ｃの各々が、それぞれのシーケンスバルブ１０８ａ，１０８ｂおよび１０８ｃを、マニホールド１０４に直接に結合させて備えており、すなわち流体の配管またはパイプを介在させずに備えている。シーケンスバルブ１０８ａ，１０８ｂおよび１０８ｃの各々が、流体貯蔵容器１０２ａ，１０２ｂおよび１０２ｃのうちの該当する１つへと、流通可能に連結されている。レギュレータ１１０が、貯蔵容器１０２ａ〜ｃによってもたらされる流体で流体容器（例えば、流体が枯渇しつつある容器、詰め替え可能な容器、瓶、圧力容器、など）を満たすことができるよう、マニホールドの出口ポート１１２へと接続されている。

貯蔵容器１０２ａ〜ｃの各々が、複数のチェックバルブ１１４ａ，１１４ｂおよび１１４ｃのうちの該当の１つを介してマニホールド１０４へと接続されている。チェックバルブ１１４ａ〜ｃは、一方向のみの流体の流れ（例えば、マニホールドの出口ポート１１２へと向かう流体の流れ）を可能にし、マニホールドの出口ポート１１２または他のあらゆる源からの貯蔵容器１０２ａ〜ｃへの流体の逆流を阻止する。図示の例では、チェックバルブ１１４ａ〜ｃが、該当のチェックバルブ流体配管１１６ａ〜ｃを介してマニホールド１０４へと接続されている。しかしながら、他の典型的な実施例（例えば、図５Ａ〜５Ｃおよび６〜９に関して後述される典型的な縦列システム５００）においては、必要になる流体配管の量を少なくし、組み立てを簡単にするために、マニホールド（例えば、図５Ａ〜５Ｃおよび６〜９のマニホールド５０４）を、チェックバルブカートリッジ（例えば、図５Ｂ，５Ｃ，６および９の二連チェックバルブカートリッジ５１２ａ〜ｄ）を、流体の配管またはパイプを介在させることなくマニホールドへと直接接続して受け入れるように構成することができる。

典型的な縦列システム１００によれば、貯蔵容器１０２ａ〜ｃが、流体容器１０２ａ〜ｃに貯蔵された流体で容器を満たすための充分な圧力を供給できる。例えば、容器１１８を満たすために、シーケンスバルブ１０８ａ〜ｃが、マニホールド１０４から出力される圧力が容器１１８の充填を可能にすべく容器１１８の圧力に比べて充分に高いことを保証するために、順次的な様相で流体容器１０２ａ〜ｃの各々からの送出を開始させることができる。動作の際、容器１１８をレギュレータ１１０へと接続した後に、流体が第一の貯蔵容器１０２ａから第一段のチェックバルブ１１４ａを通ってマニホールドの出口ポート１１２へと、第一容器流体送出経路１２０（図２）によって届けられる。

容器１１８の圧力の大きさを検出するために、容器１１８が、圧力検出ポート１２２へと接続または流通可能に連結される。圧力検出ポート１２２は、マニホールド１０４に形成された圧力検出通路１２４へと接続されている。圧力検出通路１２４は、圧力検出流路１２８（図２）を形成すべく、各々のシーケンスバルブ１０８ａ〜ｃの圧力検出通路１２６ａ〜ｃへとつながっている。容器１１８内の流体の圧力が、充填プロセスの際にシーケンスバルブ１０８ａ〜ｃの各々が容器１１８内の圧力を検出できるように圧力検出流路１２８を介して接続される。

容器１１８の圧力が、第一の貯蔵容器１０２ａの圧力に比べて特定のレベルまで上昇すると、第一のシーケンスバルブ１０８ａが、第二の貯蔵容器１０２ｂとマニホールドの出口ポート１１２との間の第二容器流体送出経路１３０（図２）を自動的に有効にする（例えば、開く）。その結果、第二の貯蔵容器１０２ｂが、第二容器流体送出経路１３０を介する容器１１８への流体の送出を開始する。詳しくは、図２に示されるように、第二の貯蔵容器１０２ｂからの流体が、第二段のチェックバルブ１１４ｂ、第一段の入り口ポート１３２ａ、および第一のシーケンスバルブ１０８ａを通過し、第一段の出口ポート１３４ａを出て、マニホールドの出口ポート１１２へと流れる。第二流体送出流路１３０が有効にされるとき、第一容器流体送出流路１２０は、実質的に無効にされ（例えば、閉じられ）、第一のシーケンスバルブ１０８ａおよび第一のチェックバルブ１１４ａが、第二の貯蔵容器１０２ｂからの流体の第一の貯蔵容器１０２ａへの流入を防止する。

容器１１８の圧力が、第二の貯蔵容器１０２ｂの圧力に比べて特定のレベルまで上昇すると、第二のシーケンスバルブ１０８ｂが、第三の貯蔵容器１０２ｅとマニホールドの出口ポート１１２との間の第三容器流体送出経路１３６（図２）を自動的に有効にする。その結果、第三の貯蔵容器１０２ｃが、第三容器流体送出経路１３６を介して流体の送出を開始する。図２に示されているように、第三容器流体送出経路１３６は、第三段のチェックバルブ１１４ｃ、第二段の入り口ポート１３２ｂ、第二のシーケンスバルブ１０８ｂ、第二段の出口ポート１３４ｂ、第一段の入り口ポート１３２ａ、第一のシーケンスバルブ１０８ａ、および第一段の出口ポート１３４ａを通り、マニホールドの出口ポート１１２へと延びている。

いくつかの典型的な実施例においては、追加の貯蔵容器（例えば、第四の貯蔵容器）（図示されていない）を、マニホールド１０４へと接続することができる。このやり方で、容器１１８を、第三の貯蔵容器１０２ｅの流体の圧力と比べてより高い流体の圧力で満たすことができる。

流体の送出がレギュレータ１１０によって遮断され、容器１１８が典型的な縦列システム１００から切り離されるとき、シーケンスバルブ１０８ａ〜ｃが、第二および第三容器流体送出流路１３６および１３０を無効にすることで、典型的な縦列システム１００へと接続することができる次の容器を満たすために、第一容器流体送出流路１２０を有効にする。

上述したプロセスは、３つまたは４つの貯蔵容器からの流体の送出を順次的に開始させているが、容器１１８の所望の圧力が、第一の貯蔵容器１０２ａによる流体の送出が続かなくなるレベルを超えないのであれば、容器１１８を、第二または第三の貯蔵容器１０２ｂおよび１０２ｃに組み合わせられた流体送出経路を作動させなくても満たすことができる。

図３は、典型的な縦列システム１００に関して上述した典型的なシーケンスバルブ１０８ａ〜ｃ、ならびに他の典型的な縦列システムに関して後述される典型的なシーケンスバルブを実現するために使用することができる典型的なシーケンスバルブ３００を示している。典型的なシーケンスバルブ３００の動作は、図１および２に関して上述したシーケンスバルブ１０８ａ〜ｃの動作と実質的に同様または同一である。図示の例では、シーケンスバルブ３００が、第一および／または第二の貯蔵容器３０２ａ〜ｂに貯蔵された流体で容器３０４を満たすことができるよう、第一の流体貯蔵容器３０２ａおよび第二の流体貯蔵容器３０２ｂへと接続されるものとして示されている。

典型的なシーケンスバルブ３００は、ベース外面３０８とベース空洞３１０とを有するベース３０６を備えており、ベース空洞３１０が、第二の貯蔵容器３０２ｂと容器３０４との間の流体の流れを可能にするベース内面３１を定めている。ベース３０６は、バルブ入り口通路３１４（例えば、図２の入り口ポート１３２ａ〜ｂ）およびバルブ出口通路３１６（例えば、図２の各段の出口ポート１３４ａ〜ｂ）を備えている。バルブ入り口通路３１４は、ベース外面３０８とベース内面３１２との間を延びており、流体を第二の貯蔵容器３０２ｂからベース空洞３１０へと流すことができるようにするための流路（例えば、図２の第二容器流体送出経路１３０）をもたらしている。バルブ出口通路３１６は、ベース空洞３１０からベース外面３０８へと延びており、第二の容器３０２ｂからの流体をベース空洞３１０から充填先の容器３０４へと流すための流路（例えば、図２の第二容器流体送出経路１３０）をもたらしている。

シーケンスバルブ３００が容器３０４内の圧力を検出できるよう、ベース３０６は、ベース外面３０８とベース内面３１２との間を延びる充填圧力検出通路３１８（例えば、図１の圧力検出通路１２６ａ〜ｃ）を備えている。充填圧力検出通路３１８は、流体の圧力を容器３０４からベース空洞３１０へと接続できるようにする経路（例えば、図２の圧力検出流路１２８）をもたらしている。

さらに、典型的なシーケンスバルブ３００は、ボンネット外面３２２とボンネット内面３２６を定めるボンネット空洞３２４とによるボンネット３２０を備えている。典型的なシーケンスバルブ３００が第一の貯蔵容器３０２ａの圧力を検出できるよう、ボンネット３２０が、ボンネットの外面３２２と内面３２６との間を延びる貯蔵圧力検出通路３２８を備えている。貯蔵圧力検出通路３２８が、典型的なシーケンスバルブ３００を第一の貯蔵容器３０２ａへと接続または連結することを可能にし、第一の貯蔵容器３０２ａからボンネット空洞３２４の貯蔵圧力チャンバ３２９までの流路をもたらす。

ベース３０６が、耐圧シールを形成して、複数のバルブ構成部品を密閉するために、ボンネット３２０へと接続される。具体的には、ベース３０６およびボンネット３２０が、ピストン３３０を密閉する。ピストン３３０は、ばね保持具３３２へと接続され、ボンネット空洞３２４にスライド可能かつ気密に係合する。ピストン３３０は、貯蔵圧力検出面３３４と、貯蔵圧力検出面３３４とは反対向きの充填圧力検出面３３６とを有している。第一の貯蔵容器３０２ａの圧力が、貯蔵圧力検出面３３４へと力を加え、容器３０４内の圧力が、充填圧力検出面３３６へと力を加える。

容器３０４内の圧力を検出するために、典型的なシーケンスバルブ３００は、バルブステム３３８を備えており、バルブステム３３８を貫通してバルブステム通路３４０が形成されている。容器３０４内の流体の圧力が、充填圧力検出通路３１８へと接続され、ステム通路３４０を通り、バルブステムの横ポート３４２を通って、ボンネット空洞３２４の圧力チャンバ３４３を満たす。さらに、流体の圧力が、ばね保持具の横ポート３４４を通って接続され、ばね保持具のチャンバ３４６を満たすことで、容器３０４内の圧力が、貯蔵圧力検出面３３４に対して加えられる力（例えば、第一の貯蔵容器３０２ａの圧力）に対向する力を、充填圧力検出面３３６へと加える。典型的なシーケンスバルブ３００は、容器３０４への第二の貯蔵容器３０２ｂの流路（例えば、図２の第二容器流体流路１３０）を、圧力検出面３３４および３３６へと加えられる対向する力の間の差にもとづいて、有効（例えば、開放）および無効（例えば、閉鎖）にする。

第二の貯蔵容器３０２ｂからの流路を無効および有効にするために、バルブステム３３８に、栓部分３４８が設けられている。バルブステム３３８が、栓部分３４８がバルブシート（弁座）３５０に当接または係合し、両者の間にシールを生み出して、第二の貯蔵容器３０２ｂからの流体の通路を無効にし、すなわち閉鎖する閉鎖位置に図示されている。バルブシート３５０を、ポリマー、またはバルブシート３５０と栓部分３４８との間に耐圧シールを保証するために適した他の何らかの材料で製作することができる。第二の貯蔵容器３０２ｂからの流体の通路を有効にし、すなわち開放するために、バルブステム３３８が、栓３４８がバルブシート３５０から離れて流体がバルブシート３５０と栓３４８との間を流れることが可能になる開放位置へと、ボンネット３２０に向かって動かされる。その結果、流体が、バルブステムのスリーブ３５４の横ポート３５２を通過し、バルブ出口通路３１６に向かって流れる。

バルブステム３３８の動き、すなわち栓３４８の動きは、ピストン３３０によって制御される。すなわち、ピストン３３０が貯蔵圧力検出通路３２８に向かって動くとき、バルブステム３３８および栓３４８も、開放位置へと貯蔵圧力検出通路３２８に向かって動き、第二の貯蔵容器３０２ｂからの流路を有効にする。ピストン３３０が貯蔵圧力検出通路３２８から離れるように動くとき、バルブステム３３８も、閉鎖位置へと貯蔵圧力検出通路３２８から離れるように動き、栓３４８をバルブシート３５０に係合させて第二の貯蔵容器３０２ｂからの流路を無効にする。

ピストン３３０は、貯蔵圧力検出面３３４および充填圧力検出面３３６に作用する対向する力の間の差にもとづいて（あるいは、この差に応答して）移動する。容器３０４の圧力が第一の貯蔵容器３０２ａの圧力よりも低いときにピストン３３０を開放位置へと移動させるための圧力バイアスをピストン３３０へともたらすために、典型的なシーケンスバルブ３００は、ばね保持具３３２とばね座３５８との間に捕らえられたバイアスばね３５６を備えており、ばね３５６の付勢力が、バイアス圧力を生み出すための所定の大きさに設定される。例えば、バイアス圧力を、容器３０４が第一の貯蔵容器３０２ａの圧力よりも小さい圧力差に達したときにピストン３３０がバルブ開放位置への移動（例えば、貯蔵圧力検出通路３２８へと向かうスライド）を開始するよう、１平方インチ当たり２５０ポンド（２５０ｐｓｉ）に設定することができる。換言すると、バイアスばね３５６の力によってもたらされる圧力と容器３０４の圧力との和が、第一の貯蔵容器３０２ａの圧力を超えるとき、ピストン３３０が、開放位置へと貯蔵圧力検出通路３２８に向かって動き、第二の貯蔵容器３０２ｂと容器３０４との間の流路を有効にし、すなわち開く。ばね３５６の付勢力は、用途に依存すると考えられ、したがって、例えば５０ｐｓｉ，１００ｐｓｉ，２５０ｐｓｉ，４００ｐｓｉなどといった所定の圧力を生成する任意の適切な付勢力となるように選択することができる。

典型的なシーケンスバルブ３００のマニホールド（例えば、図１および２のマニホールド１０４）への係合を容易にするため、および典型的な縦列システム（例えば、図１および２の典型的な縦列システム１００）のバルブの保守を簡単にするために、ベース３０６が、カートリッジ状の本体を形成している。典型的なシーケンスバルブ３００のカートリッジ状の本体を、バルブの通路（または、ポート）３１４，３１６および３１８への複数の流体配管の切り離しおよび／または接続を必要とすることなく、マニホールドへと容易に差し込むことができる。

貯蔵圧力検出通路３２８、充填圧力検出通路３１８、およびシーケンスバルブの入り口通路３１４を通過して流れる流体が混ざり合わないように、典型的なシーケンスバルブ３００は、複数のＯリングおよび固定シールを備えている。例えば、貯蔵圧力検出ポート３２８を通過して流れる流体が、ボンネット空洞３２４の貯蔵圧力チャンバ３２９へと漏れることがないように、ピストン３００が、Ｏリング３６０を備えている。第二の貯蔵容器３２０ｂからの流体がボンネット空洞３２４へと漏れることがないように、バルブステム３３８は、上部Ｏリング３６２を備えており、ステムのスリーブ３５４が、固定シール３６４を備えており、ばね座３５８が、固定シール３６６を備えている。充填圧力検出通路３１８から流れる流体がベース空洞３１０の他の部位へと漏れることがないように、バルブステム３３８が、下部Ｏリング３６８を備えている。

図４が、流体貯蔵容器４２０ａ〜ｄの列からの流体の送出、および流体貯蔵容器４０２ａ〜ｄの補給に使用することができる別の典型的な縦列システム４００を示している。典型的な縦列システム４００は、図１および２に関して上述した典型的な縦列システム１００と実質的に同様または同一の様相で動作し、図３の典型的なシーケンスバルブ３００と実質的に同様または同一の複数のシーケンスバルブを使用して実現することができる。しかしながら、典型的な縦列システム４００は、貯蔵容器４０２ａ〜ｄから容器４０４への流体の送出に加えて、貯蔵容器４０２ａ〜ｄの流体の補給または補充も可能である。補給ができることで、例えば貯蔵容器４０２ａ〜ｄが枯渇して補給または補充を必要とするときに、貯蔵容器４０２ａ〜ｄを典型的な縦列システム４００から取り外したり、切り離したりする必要が大幅に少なくなる。例えば、貯蔵容器４０２ａ〜ｄを、保守の目的のために切り離すことができるが、貯蔵容器４０２ａ〜ｄが空になったときに、流体の補充の目的のために容器４０２ａ〜ｄを取り外す必要がない。代わりに、貯蔵容器４０２ａ〜ｄの補給を、例えば貯蔵タンカー（例えば、移動トレーラタンカー、屋外の固定のタンカー、など）や圧縮機などといった流体の供給源（図示されていない）から届けられる流体を使用して行うことができる。

典型的な縦列システム４００は、各々の補給チェックバルブ４１０ａ〜ｄを介して貯蔵容器４０２ａ〜ｄの各々へと連絡可能に接続された補給流体配管４０８を有する補給回路４０６を備えている。流体の供給源が、補給導入口４１２を介して補給回路４０６へと接続される。補給導入口４１２へと供給された流体が、貯蔵容器４０２ａ〜ｄを、最も圧力の低い容器から出発して順次的な様相で補給する。具体的には、補給の流体が、貯蔵容器４０２ａ〜ｄのうちの最も圧力が低い１つへと接続された流路に従い、この容器を最初に満たし始める。最初の貯蔵容器の圧力が、次に低い圧力の貯蔵容器の圧力レベルに一致する圧力レベルまで高まった後に、補給の流体は、両方の貯蔵容器へと同時に流れ始める。すべての貯蔵容器４０２ａ〜ｄの圧力レベルが等しくなると、補給の流体は、すべての貯蔵容器４０２ａ〜ｄが所望のレベルおよび／または圧力まで満たされるまで、すべての貯蔵容器４０２ａ〜ｄを同時に満たす。動作の最中に、貯蔵容器４０２ａ〜ｄの圧力レベルは異なる速度で枯渇するため、補給のチェックバルブ４１０ａ〜ｄが、流体がより高い圧力の貯蔵容器からより低い圧力の貯蔵容器へと流入することがないようにする。

マニホールドに一体化された補給回路を使用し、流体貯蔵容器５０２ａ〜ｄの列からの流体の送出および流体貯蔵容器５０２ａ〜ｄの列の補給に使用することができる別の典型的な縦列システム５００について、図５Ａが正面図を、図５Ｂが上面図を、図５Ｃが端面図を示している。典型的な縦列システム５００は、補給回路の実現に必要な流体配管の量を少なくするために、図８，９および１０Ｃに示されるように流体補給回路５０５が内部に形成されているマニホールド５０４を備えている。典型的な縦列システム５００は、図４に関して上述した典型的な縦列システム４００と実質的に同様または同一な様相で動作する。

複数のシーケンスバルブ５０６ａ〜ｃ（図５Ａ〜５Ｃおよび６）を受け入れるために、マニホールド５０４は、図７〜９に示されるとおり、複数の開口５０８ａ〜ｃ（すなわち、バルブ空洞）を備えている。各々のシーケンスバルブ５０６ａ〜ｃは、図３の典型的なシーケンスバルブ３００と実質的に同様または同一である。シーケンスバルブ５０６ａ〜ｃは、開口５０８ａ〜ｃへと差し込まれ、開口５０８ａ〜ｃと噛み合い、あるいは他の方法で開口５０８ａ〜ｃと係合するように構成されたカートリッジ状の本体またはハウジングを有している。

マニホールド５０４は、チェックバルブカートリッジ５１２ａ〜ｄ（図５Ｂ，５Ｃ，６および９）（それぞれが２つのチェックバルブを備えている）を収容する複数のチェックバルブ開口５１０ａ〜ｄ（すなわち、チェックバルブ空洞）（図５Ａ，７〜９および１０Ｃ）を備えている。詳しくは、図９に示されているように、各々のチェックバルブカートリッジ５１２ａ〜ｄが、それぞれの流体送出チェックバルブ５１４ａ〜ｄと、それぞれの補給チェックバルブ５１６ａ〜ｄとを備えている。流体送出チェックバルブ５１４ａ〜ｄは、図１および２のチェックバルブ１１４ａ〜ｃと実質的に同じやり方で動作する。補給チェックバルブ５１６ａ〜ｄは、図４の補給チェックバルブ４１０ａ〜ｄと実質的に同じやり方で機能する。チェックバルブカートリッジ５１２ａ〜ｄがマニホールド５０４に直接的に収容または取り付けされることで、典型的な縦列システム５００を実現するために必要な流体配管の量が、大幅に少なくなる。チェックバルブカートリッジ５１２ａ〜ｄは、図１１に関連してさらに詳しく後述される。

各々の貯蔵容器５０２ａ〜ｄが、マニホールド５０４に形成されたそれぞれの貯蔵容器導入／排出ポート５２０ａ〜ｄ（図５Ｃ，７および８）へと接続される。貯蔵容器導入／排出ポート５２０ａ〜ｄ（すなわち、貯蔵容器ポート５２０ａ〜ｄ）は、貯蔵容器５０２ａ〜ｄから容器５１８へと流体を送出するときは、導入ポートとして機能する。一方で、補給のプロセスにおいては、貯蔵容器ポート５２０ａ〜ｄは、補給の流体を貯蔵容器５０２ａ〜ｄへと届けるために、後述のように排出ポートとして機能する。

貯蔵容器５０２ａ〜ｃの圧力を検出するために、シーケンスバルブ５０６ａ〜ｃの貯蔵圧力導入ポート５１７ａ〜ｃ（図５Ａ〜５Ｃ）が、それぞれの流体配管５１９ａ〜ｃ（図５Ａ〜５Ｃ）を介して、それぞれのマニホールド出口ポート５２１ａ〜ｃ（図５Ａ〜５Ｃ，６，７および９）へと接続される。貯蔵容器５０２ａ〜ｃからの流体が、貯蔵容器導入ポート５２０ａ〜ｃを介してマニホールド５０４へと流入し、マニホールド出口ポート５１２ａ〜ｃを介してマニホールド５０４から出る。次いで、流体は、流体配管５１９ａ〜ｃを通ってシーケンスバルブ５０６ａ〜ｃの貯蔵圧力導入ポート５１７ａ〜ｃへと流れ、シーケンスバルブ５０６ａ〜ｃの貯蔵圧力検出チャンバ（例えば、図３の貯蔵圧力検出チャンバ３２９）を満たす。このやり方で、各々のシーケンスバルブ５０６ａ〜ｃが、貯蔵容器５０２ａ〜ｃのうちの該当の１つの圧力を検出することができる。

流体をマニホールド５０４から容器５１８へと届けるために、流体送出配管５２２（図５Ａ）が、マニホールド５０４の出口ポート５２４（図５Ａ，７，８，１０Ａおよび１０Ｂ）へと接続される。図５Ａ，８および１０Ｂに示されるとおり、出口通路５２６が、最初のバルブ開口５０８ａと出口ポート５２４との間を延びている。出口通路５２６は、貯蔵容器５０２ａ〜ｄから容器５１８へと流体を届けるための流路（例えば、図２の容器流体流路１２０，１３０および１３６）を有効にする。

第一の貯蔵容器５０２ａからの流体の送出を可能にするために、第一の貯蔵容器ポート５２０ａ（図５Ｃ，７および８）が、第一の二連チェックバルブカートリッジ５１２ａへと流通可能に接続される。このやり方で、第一の貯蔵容器５０２ａからの流体が、流体送出チェックバルブ５１４ａ、出口通路５２６、および出口ポート５２４を通って流れることができる。第一の貯蔵容器５０２ｂからの流体の送出を可能にするために、第二の貯蔵容器ポート５２０ｂ（図５Ｃ、７および８）が、第二の二連チェックバルブカートリッジ５１２ｂへと流通可能に接続される。このやり方で、第二の貯蔵容器５０２ｂからの流体が、流体送出チェックバルブ５１４ｂ、チェックバルブ開口５１０ｂと第一のシーケンスバルブ開口５０８ａとの間を延びる流体通路５２８、シーケンスバルブ５０６ａ、通路５２６、および出口ポート５２４を通って流れることができる。図示の例では、第三および第四の貯蔵容器５０２ｃ〜ｄからの流体が、それぞれの流体送出チェックバルブ５１４ｃ〜ｄ、通路、およびシーケンスバルブ５０６ａ〜ｃを通って同様のやり方で届けられる。

容器５１８内の圧力を検出するために、充填容器圧力配管５３０（図５Ａ）が、充填圧力導入ポート５３２（図５Ａ，６〜８，１０Ａおよび１０Ｅ）へと接続される。図５Ａ，８および１０Ｅに示されるとおり、各々のシーケンスバルブ５０６ａ〜ｃ（図５Ａ〜５Ｃおよび６）が容器５１８（図５Ａ）内の圧力を検出できるように、充填圧力通路５３４が、各々のシーケンスバルブ開口５０８ａ〜ｃと充填圧力導入ポート５３２との間を延びている。

貯蔵容器５０２ａ〜ｂに流体を補給するために、補給配管５３６（図５Ａ）が、マニホールド５０４の補給導入ポート５３８（図７〜９，１０Ａおよび１０Ｃ）へと接続される。図８，９および１０Ｇに示されるように、補給通路５４０が、各々のチェックバルブ開口５１０ａ〜ｄと補給導入ポート５３８との間を延びている。補給プロセスにおいて、補給の流体が、補給導入ポート５３８を通過し、補給チェックバルブ５１６ａ〜ｄ（図９）のうちの最も圧力が低い貯蔵容器に対応する補給チェックバルブを通って流れる。例えば、第一の貯蔵容器５０２ａの圧力が最も低く、第二の貯蔵容器５０２ｂの圧力が二番目に低い場合、補給の流体は、最初は、第一の補給チェックバルブ５１６ａ（図９）を通過し、第一の貯蔵容器ポート５２０ａ（図５Ｃ，７および８）を通って流れ、第一の貯蔵容器５０２ａを満たす。第一の貯蔵容器５０２ａが、第二の貯蔵容器５０２ｂの圧力に実質的に等しい圧力に達すると、補給の流体は、第一および第二の補給チェックバルブ５１６ａおよび５１６ｂならびに第一および第二の貯蔵容器ポート５２０ａおよび５２０ｂを通って同時に流れ、第一および第二の貯蔵容器５０２ｂを同時に満たす。補給プロセスは、すべての貯蔵容器５０２ａ〜ｄに流体を補給すべく同様の様相で続く。

チェックバルブカートリッジ５１２ａ〜ｄが、同時の容器５１８の充填および貯蔵容器５０２ａ〜ｄの補給を可能にする。例えば、補給の流体が第一の補給チェックバルブ５１６ａ（図９）を通って貯蔵容器５０２ａを満たすべく流れているときに同時に、容器５１８を満たすべく流体を第一の流体送出チェックバルブ５１４ａを通って流すことができる。

マニホールド５０４が、流体送出配管５２２（図５Ａ）、充填容器圧力配管５３０（図５Ａ）、および補給配管５３６（図５Ａ）を、マニホールド５０４のいずれかの端部に流通可能に接続するように構成されている。例えば、他の典型的な実施例においては、流体送出配管５２２、充填容器圧力配管５３０、および補給配管５３６を、それぞれポート５４２、５４４、および５４６（図７）へと流通可能に接続することができ、流体配管５１９ｃ（図５Ｂ）を、マニホールドの出口ポート５２１ｄへと流通可能に接続することができ、流体配管５１９ｂ（図５Ｂ）を、マニホールドの出口ポート５２１ｃへと流通可能に接続することができ、流体配管５１９ａ（図５Ｂ）を、マニホールドの出口ポート５２１ｂへと流通可能に接続することができる。このやり方で、マニホールド５０４を、ポート５４２，５４４および５４６（図７）を有する端部を介して流体を送出するために使用することができる。あらゆる実施例において、何もの（例えば、流体配管、バルブ、など）にも流通可能に接続されていないポートは、動作の最中にマニホールド５０から流体が漏れ出すことがないよう、終端処理され、あるいは塞がれなくてはならない。

図示はされていないが、ゲージ、アナログセンサ、および／またはデジタルセンサを使用して各々の貯蔵容器５０２ａ〜ｄの圧力を監視できるよう、圧力センサ装置出口または開口をマニホールド５０４に形成することも可能である。圧力センサ装置出口を、流体配管を介して圧力センサ装置またはゲージにつながるように構成することができ、あるいは流体配管を介在させずに圧力センサ装置またはゲージを直接受け入れるように構成することができる。

図１１が、図５Ｂ，５Ｃ，６および９の典型的な二連チェックバルブカートリッジ５１２ａ〜ｄを実現するために使用することができる典型的な二連チェックバルブカートリッジ６００の詳細図である。典型的なチェックバルブカートリッジ６００は、別個独立に動作することができる第一のチェックバルブ６０２および第二のチェックバルブ６０４を備えている。例えば、第一のチェックバルブ６０２を、流体を貯蔵容器５０２ａ〜ｄから容器５１８へと流すことができるよう、図９の流体送出チェックバルブ５１４ａ〜ｄを実現するために使用することができる。他方で、第二のチェックバルブ６０４を、図９の補給チェックバルブ５１６ａ〜ｄを実現するために使用することができ、補給プロセスの際に、補給の流体を補給通路５４０から貯蔵容器５０２ａ〜ｄへと流すことができる。

図示の例では、典型的な二連チェックバルブカートリッジ６００が、第一のチェックバルブ６０２を含む第一チェックバルブハウジング部６０８と、第二のチェックバルブ６０４を含む第二チェックバルブハウジング部６１０と、この典型的な二連チェックバルブカートリッジ６００を空洞または開口（例えば、図５Ａ，７，８および１０Ｃのチェックバルブ開口５１０ａ〜ｄなど）へと固定できるようにするねじ山付きの表面６１４を有している固定用ハウジング部６１２とを有するハウジング６０６を備えている。

チェックバルブ６０２および６０４は、端部−対−端部の構成に配置され、軸をチェックバルブカートリッジ６００の長さに沿って互いに整列させている。詳しくは、チェックバルブ６０２および６０４の軸を互いに実質的に整列させるように、第一チェックバルブハウジング部６０８が、第二チェックバルブハウジング部６１０の雌ねじ端部６１８に螺合する雄ねじ端部６１６を備えている。第二チェックバルブハウジング部６１０は、固定用ハウジング部６１２の雌ねじ端部６２２に螺合する雄ねじ端部６２０を有している。

ここで、図１２および１３に詳しく目を向けると、本発明の原理に従って流体貯蔵容器１１０２ａ〜ｄの列から流体（例えば、酸素、天然ガス、プロパン、水素、など）を送出するために使用することができるさらに別の典型的な縦列システム１１００の断面図が示されている。列システム１１００が、複数のシーケンス段１１０６ａ，１１０６ｂおよび１１０６ｃを有するマニホールド１１０４を含んでいる。縦シーケンス段１１０６ａ，１１０６ｂおよび１１０６ｃの各々が、それぞれのシーケンスバルブ１１０８ａ，１１０８ｂおよび１１０８ｃを、マニホールド１１０４に結合させて備えている。シーケンスバルブ１１０８ａ，１１０８ｂおよび１１０８ｃの各々が、流体貯蔵容器１１０２ａ，１１０２ｂおよび１１０２ｃのうちの該当する１つへと、流通可能に連結されている。レギュレータ１１１０が、貯蔵容器１１０２ａ〜ｄによってもたらされる流体で流体容器１１１８（例えば、流体が枯渇しつつある容器、詰め替え可能な容器、瓶、圧力容器、など）を満たすことができるよう、マニホールドの出口ポート１１１２へと接続されている。

貯蔵容器１１０２ａ〜ｄの各々が、複数の容器ポート１１２１ａ〜ｄのうちの該当の１つを介して、直接的あるいは流体配管（図示されていない）または他の導管を介してマニホールド１１０４へと接続されている。容器ポート１１２１ａ〜ｄの各々が、後述のように、マニホールド１１０４によって定められてシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃに連絡している複数の送出通路１１２３ａ〜ｄのうちの該当の１つに連絡する直線セグメント１１２５ａ〜ｄを備えている。さらに、ここに開示した実施の形態の第一〜第三の容器ポート１１２１ａ〜ｃの各々は、マニホールド１１０４によって定められてそれぞれの直線セグメント１１２５ａ〜ｃから第一〜第三のシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃのそれぞれまで延びているエルボセグメント１１２７ａ〜ｃを備えている。このように構成されて、エルボセグメント１１２７ａ〜ｃは、後述のように第一〜第三の貯蔵容器１１０２ａ〜ｃから第一〜第三のシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃへと圧力を供給する。さらに、マニホールド１１０４は、例えば上述したチェックバルブ１１４またはチェックバルブ５１２など、チェックバルブ（図示されていない）を収容するためのチェックバルブポート１１１６ａ〜ｄを定めている。チェックバルブを、一方向の流体の流れ（例えば、マニホールドの出口ポート１１１２に向かう流体の流れ）のみを可能にし、マニホールドの出口ポート１１１２または他のあらゆる源からの貯蔵容器１１０２ａ〜ｄへの流体の逆流を阻止するように、容器ポート１１２１ａ〜ｄおよび／または送出通路１１２３ａ〜ｄに連絡するように構成することができる。

典型的な縦列システム１１００は、貯蔵容器１１０２ａ〜ｄが、流体貯蔵容器１１０２ａ〜ｄに貯蔵された流体で容器（容器１１１８など）を満たすための充分な圧力を供給することを可能にする。例えば、容器１１１８を満たすために、シーケンスバルブ１１１０８ａ〜ｃが、マニホールド１１０４から出力される圧力が容器１１１８の充填を可能にすべく容器１１１８の圧力に比べて充分に高いことを保証するために、順次的な様相で流体容器１１０２ａ〜ｄの各々からの送出を開始させることができる。動作の際、容器１１１８をレギュレータ１１１０へと接続した後に、流体が第一の貯蔵容器１１０２ａから第一の容器ポート１１２１ａの直線セグメント１１２５ａを通り、第一の送出通路１１２３ａを通ってマニホールドの出口ポート１１１２へと届けられる。

容器１１１８内の圧力の大きさを検出するために、容器１１１８が、マニホールド１１０４の圧力検出ポート１１２２へと接続または流通可能に連結される。圧力検出ポート１１２２は、マニホールド１１０４に形成された圧力検出通路１１２４へと接続されている。圧力検出通路１１２４が、各々のシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃの圧力検出通路１１２６ａ〜ｃへとつながっている。容器１１１８内の流体の圧力が、充填プロセスの最中にシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃの各々が容器１１１８内の圧力を検出できるように圧力検出流路１１２８を介して接続される。

容器１１１８の圧力が、第一の貯蔵容器１１０２ａの圧力に比べて特定のレベルまで上昇すると、第一のシーケンスバルブ１１０８ａが、第二の貯蔵容器１１０２ｂを自動的に有効にし（例えば、開き）、流体をマニホールドの出口ポート１１１２へと供給させる。第二の貯蔵容器１１０２ｂが、第一のシーケンスバルブ１１０８ａを介して容器１１１８へと流体を届ける。詳しくは、第二の貯蔵容器１１０２ｂからの流体が、第二のチェックバルブポート１１１６ｂに配置されたチェックバルブ、第一段の入り口ポート１１３２ａ、および第一のシーケンスバルブ１１０８ａを通過し、第一段の出口ポート１１３４ａを出て、第一の送出通路１１２３ａを通ってマニホールドの出口ポート１１１２へと流れる。第二の貯蔵容器１１０２ｂが有効にされるとき、第一の容器１１０２ａからの流れは実質的に無効にされる（例えば、閉じられる）。第一のシーケンスバルブ１１０８ａおよび第一のチェックバルブポート１１１６ａに配置されたチェックバルブが、第二の貯蔵容器１１０２ｂからの流体の第一の貯蔵容器１１０２ａへの流入を防止するように機能する。

容器１１１８の圧力が、第二の貯蔵容器１１０２ｂの圧力に比べて特定のレベルまで上昇すると、第二のシーケンスバルブ１１０８ｂが、第三の貯蔵容器１１０２ｃによるマニホールドの出口ポート１１１２への流体の供給を自動的に可能にする。第三の貯蔵容器１１０２ｃが、第二のシーケンスバルブ１１０８ｂを介し、次いで第一のシーケンスバルブ１１０８ａを介して、容器１１１８へと流体を届ける。図１２に示されるように、第三の貯蔵容器１１０２ｃからの流体は、第三のチェックバルブポート１１１６ｃに配置されたチェックバルブ、第二段の入り口ポート１１３２ｂ、第二のシーケンスバルブ１１０８ｂ、第二段の出口ポート１１３４ｂ、マニホールド１１０４の第二の送出通路１１２３ｂ、第一段の入り口ポート１１３２ａ、第一のシーケンスバルブ１１０８ａ、第一段の出口ポート１３４ａ、および第一の送出通路１１２３ａを通って、マニホールドの出口ポート１１２へと流れる。容器１１１８の圧力が、第三の貯蔵容器１１０２ｃの圧力に比べて特定のレベルに達すると、第三のシーケンスバルブ１１０８ｃが、第一および第二のシーケンスバルブ１１０８ａ，１１０８ｂに関してたった今説明した様相と同様の様相で、第四の貯蔵容器１１０２ｄからの流れを自動的に可能にする。

いくつかの典型的な実施例においては、マニホールド１１０４を、さらなる貯蔵容器（例えば、第五の貯蔵容器）（図示されていない）およびさらなるシーケンスバルブ（例えば、第四のシーケンスバルブ）を受け入れるように構成することができる。

流体の送出がレギュレータ１１１０によって遮断され、容器１１１８が典型的な縦列システム１１００から切り離されるとき、シーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃが、第二、第三、および第四の貯蔵容器１１０２ｂ〜ｄからの流れを止めることで、典型的な縦列システム１１００へと接続することができる次の容器１１１８を、第一の貯蔵容器１１０２ａによって少なくとも途中まで満たすことができるようにする。

上述したプロセスは、４つの貯蔵容器１１０２ａ〜ｄからの流体の送出を順次的に開始させているが、容器１１１８の所望の圧力が、第一の貯蔵容器１１０２ａによる流体の送出が続かなくなるレベルを超えないのであれば、容器１１１８を、後続の貯蔵容器１１０２ｂ〜ｄを作動させなくても満たすことができる。

図１３は、図１２に示した典型的な縦列システム１１００に関して上述した典型的なシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃを実現するために使用することができる典型的なシーケンスバルブ１３００を示している。図示の例において、シーケンスバルブ１３００は、例えば図１２に示した第一のシーケンスバルブ１１０８ａを具現化でき、したがって第一の貯蔵容器１１０２ａと第二の貯蔵容器１１０２ｂとの間に接続されるように構成される。

典型的なシーケンスバルブ１３００は、ベース外面１３０８とベース空洞１３１０とを有するベース１３０６を備えており、ベース空洞１３１０が、ベース内面１３１２を定めている。さらに、ベース１３０６は、バルブ入り口通路１３１４およびバルブ出口通路１３１６を備えている。バルブ入り口通路１３１４は、ベース外面１３０８とベース内面１３１２との間を延びており、流体を第二の貯蔵容器１３０２ｂからベース空洞１３１０へと流すことができるようにするための流路をもたらしている。バルブ出口通路１３１６は、ベース空洞１３１０からベース外面１３０８へと延びており、第二の容器１３０２ｂからの流体をベース空洞１３１０から充填先の容器１１１８へと流すための流路をもたらしている。

シーケンスバルブ１３００が容器１１１８内の圧力を検出できるよう、ベース１３０６は、図１２に示した圧力検出通路１１２６ａに相当する充填圧力検出通路１３１８をさらに備えている。充填圧力検出通路１３１８は、ベース外面１３０８とベース空洞１３１０との間を延びている。充填圧力検出通路１３１８は、流体の圧力を容器１１１８からベース空洞１３１０へと接続できるようにする経路をもたらしている。

またさらに、シーケンスバルブ１３００ベース１３０６は、ベース外面１３０８とベース空洞１３１０との間を延びる容器圧力検出通路１３１７を定めている。容器圧力検出通路１３１７は、流体の圧力を貯蔵容器１１０２ａからベース空洞１３１０へと接続できるようにする。容器圧力検出通路１３１７は、後述のとおり、流体の圧力を、容器１１０２ａからバルブステムのスリーブ１３５４（ベース空洞１３１０内に保持される）に定められた制御通路１３１９へと接続できるようにする。

さらに、典型的なシーケンスバルブ１３００は、ボンネット空洞１３２４を有するボンネット１３２０を備えている。典型的なシーケンスバルブ３００が第一の貯蔵容器１１０２ａの圧力を検出できるよう、ボンネット空洞１３２４が、バルブステムのスリーブ１３５４の制御通路１３１９に連通している。

ベース３０６が、耐圧シールを形成して、上述のバルブステムのスリーブ１３５４の一部分を含む複数のバルブ構成部品を密閉するために、ボンネット３２０へと接続される。さらに、ベース１３０６およびボンネット１３２０は、ばね保持具１３３２へと接続されてボンネット空洞１３２４内にスライド可能に配置されたピストン１３３０を密閉する。ピストン１３３０は、貯蔵圧力検出面１３３４と、貯蔵圧力検出面１３３４とは反対向きの充填圧力検出面１３３６とを有している。第一の貯蔵容器１１０２ａの圧力が、マニホールド１１０４の容器ポート１１２１ａ、シーケンスバルブ１１０８ａのベース１３０６の容器圧力検出通路１３１７、およびバルブステムのスリーブ１３５４の制御通路１３１９を介して貯蔵圧力検出面１３３４に連絡し、貯蔵圧力検出面１３３４へと力を加える。充填先の容器１１１８の圧力が、後述のように充填圧力検出面１３３６に連絡し、充填圧力検出面１３３６に力を加える。

例えば、容器１１１８内の圧力を検出するために、典型的なシーケンスバルブ１３００は、バルブステム１３３８を備えており、バルブステム１３３８を貫通してバルブステム通路１３４０が形成されている。容器１１１８内の流体の圧力が、充填圧力検出通路１３１８、ステム通路１３４０、およびバルブステムの横ポート１３４２へと接続され、ばね保持具チャンバ１３４６へと接続される。その結果、容器１１１８内の圧力が、貯蔵容器１１０２ａによって貯蔵圧力検出面１３３４に対して加えられる力に対向する力を、充填圧力検出面３３６へと加える。典型的なシーケンスバルブ３００は、第二の貯蔵容器１３０２ｂから容器１１１８への流体の流れを、圧力検出面３３４および３３６へと加えられる対向する力の間の差にもとづいて、有効（例えば、開放）および無効（例えば、閉鎖）にする。

第二の貯蔵容器１１０２ｂからの流路を無効および有効にするために、バルブステム１３３８に、栓部分１３４８が設けられている。バルブステム１３３８が、栓部分１３４８がバルブシート１３５０に当接または係合し、両者の間にシールを生み出して、第二の貯蔵容器１１０２ｂからの流体の通路を無効にし、すなわち閉鎖する閉鎖位置に図示されている。バルブシート１３５０を、ポリマー、またはバルブシート１３５０と栓部分１３４８との間に耐圧シールを保証するために適した他の何らかの材料で製作することができる。第二の貯蔵容器１１０２ｂからの流体の通路を有効にし、すなわち開放するために、バルブステム１３３８が、栓１３４８がバルブシート１３５０から離れて流体がバルブシート１３５０と栓１３４８との間を流れることが可能になる開放位置へと、ボンネット１３２０に向かって動かされる。その結果、流体が、バルブステムのスリーブ１３５４の横ポート１３５２を通過し、バルブ出口通路１３１６を通って流れ出る。以上の説明により、各々のシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃがベース１３０６を通過する流体の流れを制御するためのバルブ要素を備えることを、理解すべきである。バルブ要素を、これらに限られるわけではないが、バルブステム１３３８、栓１３４８、ピストン１３３０、バルブステム保持具１３３２、バルブステムのスリーブ１３５４、および／またはシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃを通過する流体の流れを制御するためのシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃによって保持された他の任意の構成部品を含むものと理解することができる。

この典型的な縦列システム１１００の１つの特徴は、図１２に示した各々のシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃのベース１３０６のバルブ入り口通路１３１４が、バルブシート１３５０の下側に連通するように位置している点にある。例えば、図１２に示されているように、各々のシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃのバルブ入り口通路１３１４が、それぞれのバルブステム１３３８の長手軸１０１ａ〜ｃに対して９０度（９０°）よりも小さい角度α、βに配置されている。例えば、ここに開示されている実施の形態では、第一および第三のシーケンスバルブ１１０８ａ，１１０８ｃのバルブ入り口通路１３１４が、それぞれのバルブステム１３３８に向かって傾けられ、ほぼ４５度（４５°）である角度αでバルブステム１３３８の長手軸１０１ａ，１０１ｃに交差している。さらに、第二のシーケンスバルブ１１０８ｂのバルブ入り口通路１３１４が、該当のバルブステム１３３８に向かって下り勾配とされ、ほぼ４５度（４５°）である角度βでバルブステム１３３８の長手軸１０１ｂに交差している。他の実施の形態において、角度α、βは、すべてのシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃのバルブ入り口通路１３１４がバルブシート１３５０の下側に連絡する限りにおいて、広く任意の角度または他の構成であってよい。さらに、ここに開示されている実施の形態においては、バルブステム１３３８に対するバルブ入り口通路１３１４の角度α、βが、結果として、バルブ入り口通路１３１４をマニホールドによって定められる送出通路１１２３ａ〜ｄに対して斜めに位置させる。

このように構成されて、上流のそれぞれの貯蔵容器１１０２ｂ〜ｄからの圧力が、バルブシート１３５０の下側に連絡する。例えば、図１２に示した第一のシーケンスバルブ１１０８ａに関しては、第二の貯蔵容器１１０２ｂの圧力が、第二の容器ポート１１２１ｂおよびマニホールド１１０４の第二の送出通路１１２３ｂを通過し、次いで第一のシーケンスバルブ１１０８ａのバルブ入り口通路１３１４（図１３において特定されている）を通って、バルブシート１３５０の下側に連絡している。図１２に示した第二および第三のシーケンスバルブ１１０８ｂ〜ｃのバルブ入り口通路１３１４も、同様に配置されている。これは、本明細書において検討した先の典型的な縦列システム１００，４００，５００と対照的である。例えば、図１に示した縦列システム１００に関しては、第三の貯蔵容器１０２ｃからの圧力が、第二のシーケンスバルブ１０８ｂのバルブシートの上方に連絡している。このように構成されると、とくにはバルブに入り口側および出口側の両方から圧力が作用する状況において、バルブ要素をバランスさせ、バルブの正確な動作を保証するために、バルブシートを、ぎりぎりの公差へと注意深く加工しなければならない。したがって、図１２および１３を参照して開示される縦列システム１１００は、常に上流の貯蔵容器１１０２ｂ〜ｄからの圧力をバルブシート１３５０の下側へと供給することによって、あらゆる状況において、各々のシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃの動作の正確さを最大にする。ここに開示した例では、これが、各々のシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃの斜めのバルブ入り口通路１３１４によって可能にされている。

図１３をさらに参照すると、バルブステム１３３８の動き、すなわち栓１３４８の動きは、ピストン１３３０によって制御される。すなわち、ピストン１３３０がボンネット１３２０に向かって動くとき、バルブステム１３３８および栓１３４８も、開放位置へとボンネット１３２０に向かって動き、第二の貯蔵容器１１０２ｂからの流路を有効にする。ピストン１３３０がボンネット１３２０から離れるように動くと、バルブステム１３３８も、閉鎖位置へとボンネット１３２０から離れるように動き、栓１３４８をバルブシート１３５０に係合させて第二の貯蔵容器１１０２ｂからの流路を無効にする。

ピストン１３３０は、貯蔵圧力検出面１３３４および充填圧力検出面１３３６に作用する対向する力の間の差にもとづいて（あるいは、この差に応答して）移動する。容器１１１８の圧力が第一の貯蔵容器１１０２ａの圧力よりも低いときにピストン１３３０を開放位置へと移動させるための圧力バイアスをピストン１３３０へともたらすために、典型的なシーケンスバルブ１３００は、ばね保持具１３３２とバルブステムのスリーブ１３５４のばね座１３５８との間に捕らえられた負のバイアスばね１３５６を備えている。ばね１３５６の付勢力が、例えば１平方インチ当たり２５０ポンド（２５０ｐｓｉ）である所定の圧力をもたらす場合、容器１１１８が第一の貯蔵容器１１０２ａの圧力よりも２５０ｐｓｉだけ低い圧力に達したときに、ピストン１３３０がバルブ開放位置への移動（例えば、ボンネット１３２０へと向かうスライド）を開始する。換言すると、負のバイアスばね１３５６の力によってもたらされる圧力と容器１１１８の圧力との和が、第一の貯蔵容器１１０２ａの圧力を超えるとき、ピストン１３３０が、開放位置へとボンネット１３２０に向かって上方に移動し、第二の貯蔵容器１１０２ｂと容器１１１８との間の流路を有効にし、すなわち開く。ばね１３５６の付勢力によって生み出される圧力を、例えば５０ｐｓｉ，１００ｐｓｉ，２５０ｐｓｉ，４００ｐｓｉなどといった任意の適切な圧力バイアスになるように選択することができる。

図１２に示したマニホールド１１０４への典型的なシーケンスバルブ１３００の係合を容易にするため、および典型的な縦列システムのバルブの保守を簡単にするために、ベース１３０６が、カートリッジ状の本体を形成している。典型的なシーケンスバルブ１３００のカートリッジ状の本体を、流体配管の切り離しおよび／または接続を必要とすることなく、マニホールド１１０４へと容易に差し込むことができる。したがって、図１２および１３に関して説明した典型的な縦列システム１１００は、マニホールドの外部に複数の流体配管を有する縦列システム（マニホールドを例えばホースクランプまたは他の何らかの手段で流体配管へと接続するなど、種々の構成部品を注意深く接続する必要がある）の組み立ておよび保守に伴う非効率を、好都合に取り除く。それどころか、図１２に示した例のマニホールド１１０４は、シーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃ、貯蔵容器１１０２ａ〜ｄ、およびあらゆるチェックバルブを備える簡潔なカートリッジ式の集合体を提供する。

実際、本明細書に記載のすべての実施の形態に共通の利点は、各々が複数のシーケンスバルブを備えており、各々のシーケンスバルブが、入り口ポート、出口ポート、および少なくとも１つの圧力検出通路がマニホールドの外部境界の内側の位置に位置するようにマニホールド内に配置されるベースを定めている点にある。この構成は、必要になる流体配管および／またはパイプの複雑さを大きく軽減する。

シーケンスバルブ１３００を通って流れる流体が混ざり合わないように、シーケンスバルブ１３００は、例えば図１および２を参照して上述したシーケンスバルブ３００と同様の１つ以上の固定シールおよび／または運動シールを備えることができる。さらに、別の実施の形態においては、マニホールド１１０４、貯蔵容器１１０２ａ〜ｄ、ならびに図１２および１３に示した典型的な縦列システム１１００の他の何らかの構成部品が、貯蔵容器１１０２ａ〜ｄ、充填先の容器１１１８、マニホールドの送出通路１１２３ａ〜ｄ、容器ポート１１２１ａ〜ｄ、またはシステム１１００の他の任意の位置の圧力を読み取って表示するためのゲージまたはメータを備えることができる。

本明細書に記載した種々の典型的な縦列システム１００，４００，５００，１１００は、３つのシーケンスバルブ（例えば、図１２に示したシーケンスバルブ１１０８ａ〜ｃなど）を収容するただ１つのマニホールドを備えるものとして一般的に説明されているが、縦列システム１００，４００，５００，１１００の別の実施の形態は、例えばさらなるシーケンスバルブを収容することで、さらなる流体貯蔵容器を受け入れることができるよう、端部−対−端部の構成でつなぎ合わせられた複数のマニホールドを備えてもよい。

本明細書において、種々のシステムを、複数の「流体貯蔵容器」１０２，３０２，４０２，５０２，１１０２を種々のマニホールドへと接続して備えるものとして説明したが、説明の目的のため、および添付の特許請求の範囲のために、これらの容器を、これら種々のシステムによって充填される容器から明確に区別されるよう、「流体供給容器」とも称することができることを、理解すべきである。

図１２および１３を参照して説明した典型的な縦列システム１１００は、補給回路を持たずに開示されているが、縦列システム１１００の別の実施の形態は、補給配管５３６を含む図５Ａに示した補給回路などの補給回路を備えることができる。そのように構成されると、図１２に示した縦列システム１１００のマニホールド１１０４は、例えば図１０Ｃに示した補給通路５４０と同様の補給通路を備えるであろう。さらに、補給回路が備えられる場合、図１２に示した縦列システム１１００のマニホールド１１０４のチェックバルブポート１１１６ａ〜ｄは、図１１に示した二連チェックバルブ６００などの二連チェックバルブを収容することができる。

特定の装置、方法、および製造物を本明細書において説明したが、本特許の保護の範囲は、それらに限られない。むしろ、本特許は、添付の特許請求の範囲の技術的範囲に文言上または均等論のもとで妥当に包含されるすべての装置、方法、および製造物を保護する。

Claims (18)

1. 流体送出システムであって、
   流体供給容器に接続されて連通するように構成された第一の流体通路と、第二の流体通路と、前記第二の流体通路に連通した出口ポートと、を定めており、前記出口ポートが流体貯蔵容器に接続されて連通するように構成されているマニホールド、および、
   前記マニホールドに組み合わせられたバルブ
   を備えており、
   前記バルブが、
   長手軸に沿って開放位置と閉鎖位置との間を変位して、前記マニホールドの前記第一の流体通路から前記マニホールドの前記出口ポートへの流体の流れを制御するように構成されたバルブ要素、
   前記マニホールドの内部に配置され、前記マニホールドの前記第一の流体通路に直接連通するバルブ入り口通路、
   前記マニホールドの内部に配置され、前記マニホールドの前記第二の流体通路に直接連通するバルブ出口通路、
   前記流体供給容器に連通し、第一の圧力を前記バルブ要素の第一の圧力検出面へと伝えるように構成された第一の圧力検出通路、および
   前記流体貯蔵容器に連通し、第二の圧力を前記バルブ要素の第二の圧力検出面へと伝えるように構成された第二の圧力検出通路
   を備えている、流体送出システム。
2. 前記バルブの前記第一の圧力検出通路が、前記マニホールド内に配置されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記バルブの前記第二の圧力検出通路が、前記マニホールド内に配置されている、請求項１に記載のシステム。
4. 前記第一および第二の圧力検出通路が、前記マニホールド内に配置されている請求項１に記載のシステム。
5. 前記バルブの前記バルブ入り口通路が、前記バルブ要素の変位の長手軸に対して９０°未満の角度に配置されている、請求項１に記載のシステム。
6. 前記バルブ内に配置され、前記バルブ要素が閉鎖位置にあるときに前記バルブ要素が係合するように構成されたバルブシートをさらに備えている、請求項１に記載のシステム。
7. 前記バルブ内に配置され、前記バルブ要素を開放位置へと付勢するばねをさらに備えている、請求項６に記載のシステム。
8. 前記バルブの前記バルブ入り口通路が、前記バルブシートに関して前記ばねとは反対側の位置で、前記バルブシートに連通している、請求項７に記載のシステム。
9. 前記マニホールドの前記出口ポートに接続されて連通したレギュレータをさらに備えている、請求項１に記載のシステム。
10. 流体送出システムであって、
    複数の流体供給容器のうちの１つに接続されて連通するように構成された第一の流体通路が各々に組み合わせられている複数のバルブ開口と、流体貯蔵容器に接続されて連通するように構成された第二の流体通路と、を定めているマニホールド、および、
    前記マニホールドの前記複数のバルブ開口のうちの１つの中にそれぞれ配置される複数のバルブ
    を備えており、
    各々のバルブが、
    バルブシート、
    座面を備えており、前記座面が前記バルブシートに係合する閉鎖位置と前記座面が前記バルブシートから離れる開放位置との間を長手軸に沿って変位するように構成されたバルブ要素、
    前記マニホールドの内部に配置され、前記第一の流体通路に連通するバルブ入り口通路、
    前記マニホールドの内部に配置され、前記第二の流体通路に連通するバルブ出口通路、
    前記複数の流体供給容器のうちの１つに連通し、第一の圧力を前記バルブ要素の第一の圧力検出面へと伝えるように構成された第一の圧力検出通路、および、
    前記流体貯蔵容器に連通し、第二の圧力を前記バルブ要素の第二の圧力検出面へと伝えるように構成された第二の圧力検出通路
    を備えている、流体送出システム。
11. 各々のバルブの前記第一の圧力検出通路が、前記マニホールド内に配置されている、請求項１０に記載のシステム。
12. 各々のバルブの前記第二の圧力検出通路が、前記マニホールド内に配置されている、請求項１０に記載のシステム。
13. 各々のバルブの前記第一および第二の圧力検出通路が、前記マニホールド内に配置されている、請求項１０に記載のシステム。
14. 各々のバルブの前記バルブ入り口通路が、前記バルブ要素の変位の長手軸に対して９０°未満の角度に配置されている、請求項１０に記載のシステム。
15. 各々のバルブ内に配置され、前記バルブ要素を開放位置へと付勢するばねをさらに備えている、請求項１０に記載のシステム。
16. 各々のバルブの前記バルブ入り口通路が、前記バルブシートに関して前記バルブ要素の前記座面とは反対側に配置する位置で、前記バルブシートに連通している、請求項１０に記載のシステム。
17. 流体貯蔵容器を満たすために複数の流体供給容器をマニホールドへと接続して備える流体送出システムにおいて使用するためのバルブであって、
    ベース空洞および外面を定めているベース、
    前記ベースによって保持され、前記ベース空洞内に配置されたバルブシート、
    前記ベース空洞に配置され、座面を備えており、前記座面が前記バルブシートに係合する閉鎖位置と前記座面が前記バルブシートから離れる開放位置との間を長手軸に沿って変位するように構成されたバルブ要素、
    前記バルブシートに前記バルブ要素の前記座面とは反対側の位置で連通するように、前記バルブ要素の変位の長手軸に対して９０°未満の角度で前記ベースの前記外面から前記ベース空洞へと延びているバルブ入り口通路、
    前記ベース空洞から前記ベースの前記外面へと延びており、前記流体貯蔵容器に接続されて連通するように構成されたバルブ出口通路、
    前記ベースの前記外面から前記ベース空洞へと延びており、前記流体供給容器のうちの１つに連通して、第一の圧力を前記バルブ要素の第一の圧力検出面へと伝えるように構成された第一の圧力検出通路、および、
    前記ベースの前記外面から前記ベース空洞へと延びており、前記流体貯蔵容器に連通して、第二の圧力を前記バルブ要素の第二の圧力検出面へと伝えるように構成された第二の圧力検出通路
    を備えている、バルブ。
18. 前記バルブ要素を開放位置へと付勢するばねをさらに備えている、請求項１７のバルブ。

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