JP2020532696A - 加圧ガスの分配及び調整キット用モジュール、連合の分配及び調整キット、及びシステム - Google Patents

加圧ガスの分配及び調整キット用モジュール、連合の分配及び調整キット、及びシステム Download PDF

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Abstract

モジュール(1)に、上面(13)と底面(14)の間でのびる4つの側面(11、12)を有する平行六面体の本体(10)を設け、本体(10)に、分配または調整装置を内部に収容するために上面及び下面に開口する内部チャンバ(2)を設ける。この内部チャンバに、上部ボアと、上部ボアよりも小さな直径を有する中間ボアと、中間ボアよりも小さな直径を有する下部ボアとを連続して設け、隣接する同様のモジュールのプレートに取り付けるために各側面にプレート(15)を設け、このプレートに、取り付けネジの通路として用いられる周辺穴(17)と、上部ボアまたは中間ボアに穴をあけるドリルを案内するのに適した中央の閉鎖穴(18)とを設ける。

Description

本発明は、加圧ガスを分配及び調整するためのキット用モジュール、加圧ガスを分配及び調整するためのそのようなキット、及び加圧ガスを分配及び調整するためのそのようなキットから構成されるシステムに関する。
本発明は、特に車両内で燃料電池のタンクに供給するための気体水素分配ステーションにおける特定の、そして非限定的な用途を見出すものである。
このような気体水素分配ステーションでは、気体水素は非常に高い(少なくとも500barよりも高く、さらには700〜1000barよりも高い)圧力に圧縮され、バッファタンクに貯蔵される。バッファタンクの上流及び下流には、燃料電池のタンクに気体水素を安全に逃がし且つ分配するために、分配及び調整システムが必要である。
このような分配及び調整システムには、手動で作動するブロックバルブ、空気圧で作動するブロックバルブ、電気で作動するブロックバルブ(ソレノイドバルブ)、圧力調整器、逆流防止装置(または逆流防止プランジャ)、安全リリーフバルブ、フィルタ装置などの分配または調整装置を使用することが必要である。
従来、分配及び調整システムは、異なる製造業者から出されている分配または調整装置のアセンブリによって構成される。このシステムは、その構成部品の設計自体が異なり、それらの分配及び調整装置も異なるために、実施が容易でなく、多くのコネクタ、溶接、そして複雑なサポートとメンテナンスを必要とする異種の構成部品から構成される。
本発明は、特に、特定のモジュールに基づいて、キットから構築される分配及び調整システムを提供することにより、前述の欠点を解決することを目的とし、さらには、小型で信頼性が高く、安全で、メンテナンスとサービスが容易で、簡単に使用できるシステムを提供可能にすることを目的とする。
本発明の他の目的は、それぞれの気体水素分配ステーションの製造業者に特有の分配及び調整システムの構造様式の秘密を保持し、したがってそのノウハウの非開示を可能にすることである。
この目的のために、加圧ガスを分配及び調整するためのキット用モジュールが提供され、このモジュールは、平行六面体の一般的な形状を有し、一対の平行で、互いに平行な上面と下面の間にのびる4つの側面を有する本体を備え、
本体には、その本体を貫通して上面及び下面に開口する内部チャンバが形成され、前記内部チャンバは、内部チャンバ内を通過するガスを分配または調整するために設けられる分配または調整装置をその内部に受け入れるように構成され、前記内部チャンバは、
上面に開口する円筒状の上部ボアと、
上部ボアの内径よりも小さな内径を有する円筒状の中間ボアと、
下面に開口し、中間ボアの内径よりも小さな内径を有する円筒状の下部ボアと、を含み
隣接する同様のモジュールのサブプレートに締結するように構成されたそれぞれの側面にサブプレートが設けられ、前記サブプレートは、締結ネジの通路として機能する周辺穴と、特に内部チャンバの上部ボアまたは中間ボアに穴を形成するドリルを案内するように構成される中央の閉止穴と、を有する。
このようなモジュールにより、後述するが、
各モジュールに一つの機能を関連付けること(この目的のため、分配または調整装置がモジュールの本体の内部チャンバに取り付けられる)、
少なくとも1つの入口通路と少なくとも1つの出口通路を本体の内部チャンバとサブプレートの中央穴に形成するために本体に穴を開け、これらの中央穴がモジュールの少なくとも1つの入口と少なくとも1つの出口を明確にすること、及び
モジュールの入口と出口をよりしっかりと接続するようにモジュールのサブプレート同士を連結し、異なるモジュールに取り付けられる分配または調整装置を連絡状態に設定することで、分配及び調整システムを構成することができる。
このようなモジュールにより、予め定められた回路に対応し、その回路に割り当てられた、予め定められた機能を有する分配及び調整システムを容易に構成でき、その結果、必要に応じて機能を置き換えたり修正したりすることや、新たな構成に応じてモジュールを組み替えたりすることさえ可能になる。
本発明では、モジュールを種々の構成に利用できることにより、モジュールに穴を形成せずにモジュールを「ユニバーサル」にすることができ、穴の形成は、留保されたモジュールの使用に応じて行うことができる。
一つの特徴によれば、分配または調整装置に固定されるブラケットを締結するためにネジ穴が上面に形成される。
したがって、分配または調整装置は、本体の上面にネジ止めされたブラケットによってモジュールに締結され、本体の内部チャンバ内の分配または調整装置をしっかりと正しい位置に保持する。
一つの変形例によれば、モジュールは、一体のワンピースに形成される本体によって構成される。
また、本発明は、加圧ガスを分配及び調整するためのキットに関し、キットは、
本発明に係る複数のモジュールであって、全てが同一のモジュールと、
モジュールの本体の内部チャンバ内を通過するガスの分配または調整のために設けられる複数の分配または調整装置と、を含み、
各分配または調整装置は、いずれかのモジュールの内部チャンバ内に収容されるように構成された管状体によって形成されるカートリッジを含み、このカートリッジは、
少なくとも1つのOリングガスケットを支持し、上部ボアにしっかりと取り付けるように構成される円筒状の第1上部スリーブと、
一方では上部ボアの内径及び第1上部スリーブの外径よりも小さく、他方では中間ボアの内径よりも大きい外径を有する円筒状の第2上部スリーブであって、前記第2上部スリーブによって少なくとも部分的に区切られる上部チャンバに開口する少なくとも1つの上部貫通穴を有する第2上部スリーブと、
少なくとも1つのOリングガスケットを支持し、中間ボアにしっかりと取り付けるように構成される第1中間スリーブであって、第2上部スリーブの外径よりも小さな外径を有する円筒状の第1中間スリーブと、
一方では中間ボアの内径及び第1中間スリーブの外径よりも小さく、他方では下部ボアの内径よりも大きな外径を有する円筒状の第2中間スリーブであって、前記第2中間スリーブによって少なくとも部分的に区切られる中間チャンバに開口する少なくとも1つの中間貫通穴を有する第2中間スリーブと、
第2中間スリーブの外径よりも小さな外形を有する円筒状の下部スリーブであって、少なくとも1つのOリングガスケットを支持し、下側ボアにしっかりと取り付けるように構成される下部スリーブと、
を含む。
したがって、各分配または調整装置は、同じカートリッジ、つまり同じ配置、同じ形状、そして同じ寸法のカートリッジを有し、このことにより、同じ内部チャンバ、つまり同じ配置、同じ形状、そして同じ寸法の内部チャンバを有するどのモジュールでも、異なる複数の機能を統合することが可能になる。
特定の実施形態において、少なくとも1つの分配または調整装置は、カートリッジの内部に、中間チャンバと上部チャンバの間の連通を閉じる位置と、中間チャンバと上部チャンバの間の連通を開く位置との間で、シートに対して移動可能なプランジャを含む。
可能な第1の例によれば、分配または調整装置は、以下の調整部材を含む少なくとも1つの圧力調整器を含み、調整部材は、
上流チャンバを形成する中間チャンバの第2中間スリーブの内部に摺動可能に取り付けられるピストンであって、プランジャを形成する上端と、Oリングガスケットに包囲され、外に開放されない下部オリフィス内を下部スリーブの内部で摺動する下端とを有するピストンと、
第2上部スリーブの内部に静止して取り付けられ、(リリーフ圧力で)下流チャンバを形成する上部チャンバを区画する下流本体であって、プランジャと協働するように構成されたリリーフシートを形成するシートを区画する中央穴を有する下流本体と、
ピストンとプランジャを開放位置の方向へ付勢する下流チャンバの減圧力に抗して、ピストンとプランジャを閉鎖位置の方向に付勢する弾性付勢部材と、
第1上部スリーブの内部に静止して取り付けられる上部プラグと、
上部プラグを横切り、プランジャに開放位置の方向へ力を加えるように構成されたタペットと、を備え、
ピストンは、一方では下流本体の側面で開いてドレンシートを形成する上端と、他方では下部スリーブの下部オリフィスに開口する下端とを含む、相対する2つの端部を有する内部貫通通路を有し、タペットがドレンシートに圧接してドレンシートを塞ぐように構成され、
圧力調整器は、さらに、
カートリッジに締結され、いずれかのモジュールの上面に圧力調整器を締結するための締結要素が設けられるブラケットであって、タペットに摺動可能に取り付けられ且つタペットに圧接するように構成され、ブラケットを超えて延びるプッシュピストンが組み込まれるブラケットと、
ブラケットに取り付けられ、プッシュピストンに、したがってタペットに作用して、圧力を開放するのに必要なプランジャの開放力を設定可能な設定システムと、を含む。
したがって、このような圧力調整器は、特に、カートリッジの形状、したがってモジュールの内部チャンバの形状に適合する。
圧力調整器の第1の実施形態では、設定システムは、ブラケットに締結され、内部に弾性付勢部材を支持する支持体を含む機械設定システムであり、弾性付勢部材は、プッシュピストンを支持する下部ジャーナルと、弾性付勢部材によってプッシュピストンに加えられる押付力の設定を可能にするために位置を機械的に設定可能な上部ジャーナルと、の間で圧縮される。
圧力調整器の第2の実施形態では、設定システムは、ブラケットに締結され、内部に密に且つ摺動可能に取り付けられる固体のメインピストンを収容する支持体を含む空気圧設定システムであり、このメインピストンはプッシュピストンに作用し、メインピストンによってプッシュピストンに加えられる押付力の設定を可能にするために、パイロット圧力源にさらされる。
機械設定システムと空気圧設定システムは、それぞれ、同じブラケットに取り外し可能に取り付けられる支持体を備え、互いに取り替え可能であることが好ましい。
したがって、ブラケットは同一であり、必要なすべては、ブラケットから機械設定システムを取り外して空気圧設定システムに置き換えること、またはその逆をすることである。
特定の実施形態において、メインピストンは、
パイロット圧力が作用する上面を備える上部と、
プッシュピストンに作用する下面を備える下部と、を有し、前記下面は上面よりも表面積が小さい。
空気圧設定システムは、支持体にしっかりと取り付けられる管状の二次本体と、二次本体の内部にしっかりと且つ摺動可能に取り付けられる二次ピストンとを有する少なくとも1つの二次ステージを備えることが好ましく、二次本体は、
円筒状の上部キャビティを区画する上部と、
上部キャビティと比較して小さな直径を有する中央穴が横切る下部と、を有し、
二次ピストンは、
パイロット圧力が作用し、二次本体の上部の上部キャビティにしっかりと取り付けられる上面を構成する上部セクションと、
メインピストンの上面に支持され、二次本体の下部の中央穴にしっかりと取り付けられる下面を構成し、前記二次ピストンの下面が二次ピストンの上面よりも小さな表面積を有する下部セクションと、を有し、
二次ピストンには、その下面及びその上面に開口する内部貫通通路が設けられ、パイロット圧力が、前記内部通路の全体にわたってメインピストンの上面に加えられる
ことが好ましい。
このように、繰り返され得るそのような二次ステージにより、パイロット圧力と、メインピストンによってプッシュピストンに及ぼされる力との間の減少比を導入することが可能になって、垂直方向の嵩を制限しながら、パイロット圧力を低減して作業する可能性が生まれる。このような空気圧設定システムを組み込むか、または少なくとも1つの二次ステージを備えたドーム型の圧力調整器は、分配及び調整キットのこの関係以外の関係で考え得ることに留意すべきである。
可能な第2の例によれば、分配または調整装置は、以下の調整部材を有する少なくとも1つのブロックバルブを有し、調整部材は、
上流チャンバを形成する中間チャンバの第2中間スリーブの内部に摺動可能に取り付けられるピストンであって、プランジャを形成する上端と、Oリングガスケットに包囲され、外へ開放される下部オリフィスの下部スリーブの内部で摺動する下端とを有するピストンと、
第2の上部スリーブの内部に静止して取り付けられ、下流チャンバを形成する上部チャンバを区画する下流本体であって、プランジャと協働するシートを定める中央穴を有する下流本体と、
ピストンとプランジャを閉鎖位置の方向へ付勢する弾性付勢部材と、
第1上部スリーブの内部に静止して取り付けられる上部プラグと、
上部プラグをしっかりと横切り、プランジャに開放位置の方向へ力を加えるように構成されるタペットと、を含み、
ブロックバルブは、さらに、
上部プラグに固定され、いずれかのモジュールの上面にブロックバルブを締結するための締結要素が設けられるブラケットと、
ブラケットに取り付けられ、閉鎖位置と開放位置の間でシートに対するプランジャの相対位置を制御するようにタペットに作用するアクチュエータと、
を備える。
したがって、このようなブロックバルブは、特に、カートリッジの形状、したがってモジュールの内部チャンバの形状に適合する。
特定の実施形態では、ブロックバルブは、以下の複数のアクチュエータから選択されるアクチュエータを備え、複数のアクチュエータは、
ブラケットにネジ込まれるプッシュ部材に固定されるノブを備え、タペットを支持するように構成された手動アクチュエータと、
ブラケットに締結され、制御圧力源の作用の下でタペットを支持するように構成されたプッシュピストンが横切る支持体を含む空気圧アクチュエータと、
ブラケットに締結され、電気モータの作用の下でタペットを支持するように構成されたプッシュ部材が横切る支持体を含む電動アクチュエータと、を含む。
一つの特徴によれば、ブロックバルブの複数のアクチュエータは相互に交換可能であり、各ブロックバルブは同じ調整部材と同じブラケットを有する。前記ブラケットは、手動アクチュエータのプッシュ部材、空気圧アクチュエータの支持体、及び電気アクチュエータの支持体をネジ止めできるネジ付き開口を内部に有する。
したがって、1つのタイプのアクチュエータを別のタイプのアクチュエータに容易に置き換えることができ、不具合のあるアクチュエータを、メンテナンスまたは修理との関連で新たなアクチュエータに交換することも可能である。
可能な第3の例によれば、分配または調整装置は、以下の部材を含む少なくとも1つの逆流防止装置を有し、逆流防止装置は、
下流チャンバを形成する上部チャンバ内の第1上部スリーブの内部に摺動可能に取り付けられ、プランジャを形成する下端を有するピストンと、
第2上部スリーブの内部に静止して装着され、上流チャンバを形成する上部チャンバと中間チャンバを区画する下流本体であって、シートに対して取り外し方向に中間チャンバのガスの圧力を受けるプランジャと協働するシートを画定する中央穴を有する下流本体と、
ピストンとプランジャを閉鎖位置の方向へ付勢する弾性付勢部材と、を有し、
逆流防止装置は、さらに、いずれかのモジュールの上面に逆流防止装置を締結するための締結要素が設けられたブラケットを備え、前記ブラケットは、前記弾性付勢部材が前記ブラケットを支持するように閉じた蓋を形成する。
可能な第4の例によれば、分配または調整装置は、上部チャンバの内部に収容されるフィルタカートリッジを備え、且つ中間チャンバに開口する入口を有する少なくとも1つのフィルタ装置を有し、フィルタ装置は、さらに、いずれかのモジュールの上面にフィルタ装置を締結するための締結要素が設けられたブラケットを備え、前記ブラケットが閉じた蓋を形成する。
また、本発明は、本発明に係る分配及び調整キットから少なくとも部分的に形成される、加圧ガスを分配及び調整するためのシステムに関し、このシステムでは、
モジュールは、モジュールの少なくとも1つのサブプレートを、少なくとも1つの隣接するモジュールのサブプレートに、互いに締結されるサブプレートの中央穴が連通する状態で締結することにより連結され、
分配または調整装置は、全てまたは一部のモジュールの本体に、それらのカートリッジが内部チャンバの内部に収容される状態で締結され、
他のサブプレートに締結されるサブプレートの中央穴にドリル穴が形成され、このようなドリル穴は、連結されたモジュールの分配または調整装置を連絡状態に設定するために、関連するモジュールの内部チャンバの上部ボアまたは中間ボアに開口する連絡通路を形成する。
また、本発明は、燃料電池タンクに充填するための気体水素分配ステーションに関し、前記気体水素分配ステーションは、上述した分配及び調整システムを少なくとも1つ備える。
本発明の他の特徴及び効果は、添付の図面を参照してなされる、非限定的な実施例に関する以下の詳細な説明により明らかになるであろう。
図1は、本発明に係るモジュールの概略の斜視図である。 図2は、図1のモジュールの上面の概略図である。 図3は、図1のモジュールの側面の概略図である。 図4は、連絡通路を形成するドリル穴を形成しない未加工状態での、側面の1つ及び上面に直角の断面における図1のモジュールの概略断面図である。 図5は、連絡通路を形成するドリル穴を備える実施形態の、側面の1つ及び上面に直角の断面における図1のモジュールの概略断面図である。 図6は、連絡通路を形成するドリル穴の配置の10の構成例における、上面に平行な断面での図1のモジュールの概略断面図である。 図7は、本発明に係る分配及び調整システムを形成するために、2つの別個の構成で連結された複数のモジュールの概略上面図である。 図8は、本発明に係る分配及び調整システムを形成するために、2つの別個の構成で連結された複数のモジュールの概略上面図である。 図9は、本発明に係る分配及び調整キットまたはシステムに適する分配または調整装置用カートリッジの概略側面図である。 図10は、図9のカートリッジの概略断面図であり、外へ解放されない下部オリフィスを備えた実施形態を示す。 図11は、図9のカートリッジの概略断面図であり、外へ解放される下部オリフィスを備えた実施形態を示す。 図12は、機械設定システムを備えた圧力調整器タイプの分配または調整装置の概略側面図である。 図13は、図5に係るモジュールに配置された、図12の機械設定システムを備えた圧力調整器の断面図である。 図14は、空気圧設定システムを備えた、またはドーム型の圧力調整器タイプの分配または調整装置の概略側面図である。 図15は、図5に係るモジュールに配置された、図14の空気圧設定システムを備えた圧力調整器の断面図である。 図16は、図14の空気圧設定システムを備えた圧力調整器を、単独で、図15の断面とは異なる断面で示す断面図である。 図17は、手動アクチュエータを備えたブロックバルブタイプの分配または調整装置の概略側面図である。 図18は、図18は、図5に係るモジュールに配置された、図17の手動アクチュエータを備えたブロックバルブの断面図である。 図19は、空気圧アクチュエータを備えたブロックバルブタイプの分配または調整装置の概略側面図である。 図20は、図5に係るモジュールに配置された、図19の空気圧アクチュエータを備えたブロックバルブの断面図である。 図21は、図5に係るモジュールに配置された、電気アクチュエータを備えたブロックバルブタイプの分配または調整装置の概略断面図である。 図22は、図17から図21のブロックバルブ用の手動、空気圧、及び電動アクチュエータの互換性を示す概略図でる。 図23は、逆流防止装置タイプの分配または調整装置の概略側面図である。 図24は、図5に係るモジュールに配置された、図22の逆流防止装置の断面図である。 図25は、図5に係るモジュールに配置された、フィルタ装置タイプの分配または調整装置の断面図である。 図26は、図1〜5に係るモジュールと図12〜25に係る分配または調整装置を組み合わせた分配及び調整システムの実施形態の概略斜視図である。 図27は、図1〜5に係るモジュールと、図12〜25に係る分配または調整装置、さらにコレクタを組み合わせた分配及び調整システムの実施形態の概略斜視図である。 図28は、図1〜5に係るモジュールと、図12〜25に係る分配または調整装置、さらにコレクタを組み合わせた分配及び調整システムの実施形態の概略斜視図である。 図29は、図27及び図28の分配及び調整システムに組み込まれたコレクタの概略側面図、正面図、及び上面図である。 図30は、図29のコレクタの、内部のドリル穴の3つの構成例を示す概略断面図である。
図1から図5を参照すると、本発明の実施形態に係るモジュール1は、平行六面体の一般的な形状、より具体的には立方体の本体10を有する金属材料からなる一体部品によって形成される。
この本体10は、
対になって平行な4つの側面11,12、つまり互いに平行な2つの第1の側面11と、互いに平行で第1の側面11に直角の2つの第2の側面12、及び
互いに並行な上面13及び下面14を有し、
4つの側面11,12は、上面13及び下面14の間にのびる。
さらに、各側面11,12に、対応する側面11、12と平行に、そこから間隔を空けて、サブプレート15が設けられ、サブプレート15は、リブ16によって対応する側面11、12に連結されている。全てのサブプレート15は、形状と寸法が同一である。
各サブプレート15は、別のモジュール1のサブプレート15に締結するように構成され、そのために、各サブプレート15は、図7及び図8に示すように、2つのサブプレート15をボルト締めで固定するためのナットと協働する複数の締結ネジ170の通路として機能する周辺貫通穴17を有する。図示の例では、周辺孔17の数は4つである。
また、各サブプレート15は、その中央に、上述した内部チャンバ2に開口するドリル穴のための入口ポイントとして、さらにはガイドとして機能する中央閉止穴18を有する。
したがって、モジュール1は、本体10を貫通して横切って本体10に形成されて上面13及び下面14に開口する内部チャンバ2を有する。この内部チャンバ2は、上面13の中央に形成され、分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6(後述)を内部に収容するためのものであり、この分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6は、内部チャンバ2を通過するガスの分配または調整のために設けられる。
図4及び図5に示すように、この内部チャンバ2は、さらに、
上面13に開口し、内径D1を有する円筒状で滑らかな上部ボア21、
上部ボア21の内径D1よりも小さい内径D2を有する円筒状で滑らかな中間ボア22、及び
下面14に開口し、中間ボア22の内径D2よりも小さい内径D3を有する円筒状で滑らかな下部ボア23を有する。
したがって、この内部チャンバ2は、
上部ボア21と中間ボア22との間の上部内側ショルダ24と、
中間ボア22と下部ボア23との下部内側ショルダ25と
を有する。
分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6のブラケット8,80または180(後述)を固定するために、ネジ山付き閉止穴20が上面13に形成されている。ネジ穴20の数は4つである。
使用するために、図5に示すように、モジュール1は少なくとも2つのドリル穴26を形成する必要があり、各ドリル穴は、中心穴18から始まって、内部チャンバ2、より具体的には上部ボア21または中間ボア22に開口する。
分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6によっては、2つの構成が考えられ、
上部ボア21が、分配または調整装3a,3b,4a,4b,4c,5,6の上流チャンバ(またはガス入口チャンバ)と連通し、中間ボア22が、分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6の下流チャンバ(またはガス出口チャンバ)と連通するか、または逆に、
上部ボア21が、分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6の下流チャンバ(またはガス出口チャンバ)と連通し、中間ボア22が、分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6の上流チャンバ(またはガス入口チャンバ)と連通する。
したがって、ドリル穴26がボア21またはボア22に開口して上流チャンバと連通する場合、対応する中央穴18はモジュール1の入口「E」を形成し、一方、ドリル穴26がボア21またはボア22に開口して下流チャンバと連通する場合、対応する中央穴18はモジュール1の出口「S」を形成する。各サブプレート15には、一つの入口「E」のみを有するか、または一つの出口「S」のみを有するか、または入口も出口も有さない。
図6は、穴26の形成に関して、したがって入口「E」及び出口「S」の分布に関して、モジュール1の6つの異なる構成を示し、
(上から順に)第1列の左側の構成は、互いに180°に位置する単一の入口「E」と単一の出口「S」を有する構成に対応し、つまり、入口「E」及び出口「S」は、2つの平行なサブプレート15の中央の穴18に対応し、
第1列の中央の構成は、互いに90°に位置する単一の入口「E」と単一の出口「S」を有する構成に対応し、つまり、入口「E」と出口「S」は、2つの直交するサブプレート15の中央の穴18に対応し、
第1列の右側の構成は、単一の入口「E」と、入口「E」に対してそれぞれ90°と180°に位置する2つの出口「S」を備えた構成に対応し、2つの出口「S」は互いに90°で位置し、
第2列の左側の構成は、単一の入口「E」と、入口「E」に対して両方が90°で位置する2つの出口「S」を備えた構成に対応し、2つの出口「S」は互いに180°で位置し、
第2列の中央の構成は、2つの入口「E」と1つの出口「S」を有する構成に対応し、2つの入口「E」は互いに90°で位置し、
第2列の右側の構成は、2つの入口「E」と1つの出口「S」を有する構成に対応し、2つの入口「E」は互いに180°で位置し、
第3列の左側の構成は、2つの入口「E」と2つの出口「S」を備えた構成に対応し、2つの入口「E」は互いに90°で位置し、2つの出口「S」は互いに90°で位置し、
第3列の中央の構成は、2つの入口「E」と2つの出口「S」を備えた構成に対応し、2つの入口「E」は互いに180°で位置し、2つの出口「S」は互いに180°で位置し、
第3列の右側の構成は、3つの入口「E」と1つの出口「S」を有する構成に対応し、
第4列の固有の構成は、1つの入口「E」と3つの出口「S」を有する構成に対応している。
したがって、モジュール1は、モジュール1に収容された異なる分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6におけるガスの所望の流れ方向に応じて、入口−出口結合または出口−入口結合により、1つ、2つ、または3つの他のモジュール1と連結できる。実際、2つのモジュール1が連結されると、互いに締結されたサブプレート15の中央の穴18は、連通状態に設定される。
以下の説明は、分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6と、モジュール1へのそれらの一体化を対象とする。
分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6は、それが固定されるモジュール1の本体10の内部チャンバ2を通過するガスを分配または調整するために提供される。
以下に、分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6の次の7つの例について説明し、7つの例は、
図12及び13に示す機械設定部3aを備えた圧力調整器、
図14〜図16に示す空気圧設定部3b(またはドーム型圧力調整器)を備えた圧力調整器、
図17及び図18に示す手動アクチュエータ4aを備えたブロックバルブ、
図19及び図20に示す空気圧アクチュエータ4bを備えたブロックバルブ、
図21に示す電動アクチュエータ4c(またはソレノイドバルブ)を備えたブロックバルブ、
図23及び24に示す逆流防止装置5、そして
図25に示すフィルタ装置6である。
各分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6は、いずれかのモジュール1の内部チャンバ2の内部に収容されるように構成された管状体によって形成されたカートリッジ7を備える。このカートリッジ7は、下部オリフィスの貫通性または非貫通性に関する1つの違いを除いて、すべての分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6で同一であるという点において汎用である(後述する)。
このカートリッジ7は、
カートリッジ7上のブラケット(後述)に固定できるようにするために外側のタッピングを有する上部継手70と、
Oリングガスケット79を受け入れるように構成された2つの周溝710を有し、上部ボア21の内径D1に実質的に等しい外径、より具体的には、上部ボア21に緊密に調整されて取り付けられるように、所定の取り付けクリアランスだけ内径D1よりも小さい外径を有する円筒状で滑らかな第1上部スリーブ71と、
一方では、上部ボア21の内径D1及び第1上部スリーブ71の外径よりも小さく、他方では、中間ボア22の内径D2よりも大きい外径を有する円筒状で滑らかな第2上部スリーブ72であって、この第2上部スリーブ72によって少なくとも部分的に区画される上部チャンバ761に開口する上部貫通穴720を有する第2上部スリーブ72と、
Oリングガスケット79を受け入れるように構成された周溝730を有し、第2上部スリーブ72の外径よりも小さく、かつ、中間ボア22の内径D2に実質的に等しい外径、より具体的には、中間ボア22に緊密に調整されて取り付けられるように、所定の取り付けクリアランスだけ内径D2よりも小さい外径を有する円筒状で滑らかな第1中間スリーブ73と、
一方では、中間ボア22の内径D2及び第1の中間スリーブ73の外径よりも小さく、他方では、下部ボア23の内径D3よりも大きい外径を有する円筒状で滑らかな第2中間スリーブ74であって、この第2中間スリーブ74によって少なくとも部分的に区画される中間チャンバ762に開口する中間貫通穴740を有する第2中間スリーブ74と、
Oリングガスケット79を収容するように構成された周溝750を有し、第2中間スリーブ74の外径よりも小さく、下部ボア23の内径D3と実質的に等しい外径、より具体的には下部ボア23に緊密に調製されて取り付けできるようにするために、所定の取り付けクリアランスだけ内径D3よりも小さい外径を有する円筒形で滑らかな下部スリーブ75と、を有する。
したがって、カートリッジ7は、
第2上部スリーブ71と第1中間スリーブ73との間の上部外側ショルダ724と、
第2中間スリーブ74と下部スリーブ75との間の下部外側ショルダ725と、を有する。
カートリッジ7は、2つの対向する端部、すなわち、上部継手70に配置された上端77と、下部スリーブ75に配置された下端78とを有する。
カートリッジ7は内部に内部キャビティ76を有し、内部キャビティ76は、
上端77に開口し、実質的に第1中間スリーブ73まで延びる円筒状で滑らかな上部チャンバ761と、
上部チャンバ761の内径よりも小さい内径を有し、実質的に下部スリーブ75まで延びる円筒状で滑らかな中間チャンバ762と、
下部スリーブ75に形成され、中間チャンバ762の内径よりも小さい内径を有する円筒状で滑らかな内部オリフィス763と、を備える。
図10の例では、内部オリフィス763は、カートリッジ7の下端78に開口しない程度に外に開放されないため、内部キャビティ76は閉じられている。
図11の例では、内部オリフィス763は、カートリッジ7の下端78に(通路764を介して)開口する程度に外きに開放されるため、内部キャビティ76は上端77から下端78までカートリッジ7を貫通する。
内部キャビティ76は、上部チャンバ761と中間チャンバ762との間に内部ショルダ765を有する。
図13、15、17、19、20、23、及び24に示すように、カートリッジ7がモジュール1の内部チャンバ2に所定の位置に配置されて保持されていると、
下部スリーブ75は、下部ボア23に(そのOリングガスケット79によって)調整されて密に取り付けられ、モジュール1の下面14と実質的に面一になり、
下部外側ショルダ725が下部内側ショルダ25に圧接し、
第2中間スリーブ74は、第2中間スリーブ74と中間ボア22との間に中間環状空間220を有する中間ボア22内で延び、ドリル穴26がこの中間環状空間220に開口している関係で、この中間環状空間220は、中間穴740を介して中間チャンバ762と連通し、
第1中間スリーブ73は、(そのOリングガスケット79により)中間ボア22内に調整されて密に装着され、
上部外側ショルダ724は、取り付けクリアランスに対応する間隔で上部内側ショルダ24と対向して延び、
第2上部スリーブ72は、第2上部スリーブ72と上部ボア21との間に上部環状空間210を有する上部ボア21内に延び、ドリル穴26がこの上部環状空間210に開口している関係で、この上部環状空間210は、上部穴720を介して上部チャンバ761と連通し、
第1上部スリーブ71は、(その底部Oリングガスケット79によって)上部ボア21に調整されて密に装着され、
第1上部スリーブ71は、上部Oリングガスケット79がモジュール1の外側にある状態でモジュール1の上面13を超えて延び、
上部継手70は、モジュール1の上面13を越えて延びる。
以下の説明は、より具体的には、それぞれが以下の調整部材を含む機械設定部3a及び空気圧設定部3bを備えた圧力調整器に関し、調整部材は、
上流チャンバを形成する中間チャンバ762内に第2中間スリーブ74の内側で摺動可能に装着される(したがって、適切なドリル穴26を介してモジュール1の少なくとも1つの入口「E」に接続される)ピストン30であって、プランジャ31を形成する上端とOリングガスケットに包囲される下端32を有し、上端は、外へ開放されない下部オリフィス763内で下部スリーブ75(図10の実施形態)内を摺動するピストン30と、
第2上部スリーブ72の内部に、Oリングガスケットに包囲されて静止して密に取り付けられる下流本体33であって、中間チャンバ762を、下流チャンバを形成する上部チャンバ761から分離し(したがって、適切なドリル穴26を介してモジュール1の少なくとも1つの出口「S」に接続され)、且つプランジャ31と協働するように構成されたリリーフシートを形成するシートを画定する中央穴330を有する下流本体33と、
ピストン30及びプランジャ31を中間チャンバ762と上部チャンバ761との間の連通を開く位置の方向に付勢する上部チャンバ761(または下流チャンバ)の減圧と対抗して、ピストン30及びプランジャ31を中間チャンバ762と上部チャンバ761との間の連通を閉じる位置の方向に付勢する弾性付勢部材34であって、ピストン30の周囲に形成された環状ジャーナルと、ピストン30の下端32を包囲するOリングガスケットの上部の中間チャンバ762の底部に固定されたカラー35との間で圧縮されるバネの形態の弾性付勢部材34と、
上部チャンバ761に静止して取り付けられ、下流本体33に支持されるリング36であって、第2上部スリーブ72の上部穴720に対応する周辺穴を有するリング36と、
第1上部スリーブ71の内側でOリングガスケットに包囲される上部プラグ37であって、リング36を支持する上部プラグ37と、
下流本体33、リング36及び上部プラグ37の両方を横断するタペット38であって、プランジャ31に開位置の方向へ力を加えるように構成された下端と、カートリッジ7の上端77を越えて延びる上端とを有するタペット38と、
を含む。
さらに、ピストン30は、2つの対向する端部を有する内側貫通通路300を有し、2つの対向する端部は、
下流本体33の側面に開口し、(下流側が過圧の場合にドレン排出を可能にするために)ドレンシートを形成し、タペット38がドレンシートに押し付けられてそれを塞ぐように構成される上端と、
下部スリーブ75の下部オリフィス763に開口する下端と、
を有する。
さらに、圧力調整器3a及び3bのそれぞれは、中央オリフィス89が横切り、スリーブ82によって延長されるトレイ81を有する中空のブラケット8を含む。
トレイ81は、モジュール1の上面13に圧接するように構成された下面を有し、トレイ81は、上面13に形成されたネジ穴20と一致する周辺穴を有しているため、ブラケット8のトレイ81は、ネジ穴20にネジ込まれたネジ83によって上面13にネジで締結される。したがって、トレイ81のこれらの周辺穴及びこれらのネジ83は、いずれかのモジュール1の上面13に圧力調整器3aまたは3bを締結するための締結要素を形成する。
中央オリフィス89は、トレイ81の下面から始まる下部を有し、この下部は、
第一上部スリーブ71の外径と実質的に同じ内径、より具体的には、モジュール1の上面13を越えて延びる第1上部スリーブの部分の周りに、シール性を保証するOリングガスケット79で密に調製されて取り付けられるように、この外径よりも所定の取り付けクリアランスだけ大きい内径を有する滑らかな部分と、
上部継手70にネジ込まれるネジ部と、
を有する。
カートリッジ7の上端77と中央オリフィス89の内側に設けられた環状ジャーナルとの間の中央オリフィス89の内側にはスペーサ84が差し込まれ、スペーサ84の上には中央オリフィス89の内側にOリングガスケット85が設けられる。
スリーブ82は、外部タッピングが設けられた上端を有する。
また、ブラケット8は、中央オリフィス89の上部に摺動可能に装着されたプッシュピストン86を組み込み、このプッシュピストン86は、Oリングガスケット85に包囲され、スペーサ84の内側を摺動してタペット38に圧接する下端を有する。また、このプッシュピストン86は、スリーブ82の上端に固定された蓋87を横切り、この蓋87は、プッシュピストン86が上方へ移動するのを阻止する。プッシュピストン86は、蓋87を越えて延びる上端を有する。
さらに、圧力調整器3a及び3bは、それぞれ、ブラケット8に取り付けられてプッシュピストン86、したがってタペット38に作用する設定システム9a、9bを備え、圧力を軽減するのに必要な、プランジャ31を開放するための力を設定可能である。
図12及び図13に示される機械設定部3aを備えた圧力調整器に関して、設定システムは機械設定システム9aであり、機械設定システム9aは、
スリーブ82の上端の外部タッピングにネジ込まれることによりブラケット8に外部から固定される管状支持体900と、
この例ではスプリングである弾性付勢部材901であって、プッシュピストン86に圧接する下部ジャーナル902と、弾性付勢部材901によってプッシュピストン86に加えられる押し付け力の設定を可能にするために位置を機械的に設定可能な上部ジャーナル903との間で、支持体900内で圧縮される弾性付勢部材901と、
を有する。
より具体的には、上部ジャーナル903の位置設定は、支持体900の上端にネジ込まれて、軸905を移動させるために軸905に作用するノブ904によって行われ、軸905は、上部ジャーナル903が支持する環状ジャーナルを有する。したがって、ノブ904に作用することにより、弾性付勢部材901は、下部ジャーナル902と上部ジャーナル903との間で実質的に圧縮され、したがって、プッシュピストン86に加えられる力が実質的に大きくなる。
図14から図16に示す空気圧設定部3bを有する圧力調整器に関し、設定システムは、スリーブ82の上端の外部タッピングにネジ込まれることでブラケット8に外部で固定される管状の支持体91を有する空気圧設定システム9bであり、この支持体91は、
スリーブ82の上端の外部タッピングに外部からネジ込まれた下部管状部911と、
下部911と比較して拡大され、この拡大された部分911に、滑らかな円筒状キャビティを内部に区画する周壁が設けられたた上部管状部912と、
下部管状部911を上部管状部912に接続し、中央穴914が設けられた環状部913と、
を有する。
支持体91がブラケット8に固定されると、プッシュピストン86は、中央穴914の内側に導入されるが中央穴914を完全には横切らない。
空気圧設定システム9bは、支持体91内で摺動するメインピストン92をさらに備え、このメインピストン92は、
Oリングガスケットに包囲されることで上部912の円筒状キャビティの内部に密に調整されて装着され、パイロット圧が作用する上面を構成する上部セクション921と、
中央穴914の内側を摺動し、プッシュピストン86の上端を支持し、プッシュピストン86に作用する下面を構成し且つこの下面の表面積が上面より小さい下部セクション922と、
を有する。
したがって、メインピストン92は、プッシュピストン86に作用するために支持体91に密に且つスライド可能に装着される中実のピストンを形成し、このメインピストン92は、このメインピストン92によってプッシュピストン86に加えられる押付力を設定可能にするためにパイロット圧力PP源にさらされる。
支持体91には、メインピストン92の上部セクション921の下面(環状壁913のに対向する面)を外気圧と連通させるための通気口915が形成されている。
このメインピストン92によってプッシュピストン86に加えられる押付力を設定するのに必要なパイロット圧力PPを低下させるために、この空気圧設定システム9bは、嵩を小さくしながら低減比を導入できるようにする、以下に説明する少なくとも1つの二次ステージ93を有する点で興味深い。
図14から16の例では、空気圧設定システム9bは、2つの二次ステージ93を含む。
第1の二次ステージ93は、支持体91に取り外し可能かつしっかりと固定された管状の二次本体94と、二次本体94の内側にしっかりと摺動可能に装着された二次ピストン93とを有し、二次本体94は、
円筒状の上部キャビティを区画する上部管状部941であって、支持体91の上部管状部912上に載置され、上部管状部912、941を横切って両端でボルト締めされる複数のロッド96によって固定される上部管状部分941と、
上部管状部941の上部キャビティの内径と比較して小さな内径を有する中央穴943が横切る下部942と、
を有する。
第1二次ステージ93の二次ピストン95は、
パイロット圧力PPが作用する上面を構成し、二次本体94の上部管状部941の上部キャビティ内に、Oリングガスケットに包囲されることで密に取り付けられる上部セクション951と、
メインピストン92の上部セクション921の上面に圧接する下面を有する下部セクション952であって、Oリングガスケットに包囲されることで二次本体94の下部942の中央穴943の内側に密に取り付けられ、二次ピストン95の下面が二次ピストン95の上面よりも小さい表面積を有する下部セクション952と、
を有する。
さらに、二次ピストン95には、その下面及び上面に開口する内部貫通通路953が形成され、パイロット圧力PPがメインピストン92の上部セクション921の上面に加えられる。このパイロット圧力PPは、メインピストン92の上部セクション921の上面にも加えられるように、この内部通路953を介して二次ピストン95をさらに横切る。
支持体91には少なくとも1つの通路916が設けられ、二次本体94には少なくとも1つの通路944が設けられ、これらが協働して、通気口915によって外部の大気圧になっているメインピストン92の上部セクション921の底部(環状壁913に対向する)と、二次ピストン95の上部セクション951の底部(下部942と対向する)とが連通する。
この第1の二次ステージ93で、パイロット圧力PPにより、次の2つの力の合計に対応する、結果として生じる力をプッシュピストン86に加えることができ、その2つの力は、
メインピストン92の上部セクション921の上面によって増大する、パイロット圧力PPに対応するメインピストン92の押圧力と、
二次ピストン95の上部セクション951の上面によって増大する、パイロット圧力PPに対応する第1二次ステージ93の二次ピストン95の押圧力と、である。
図14から16に示すように、第1二次ステージ93と同じ部材を有する第2二次ステージ93には、
第1の二次ステージ93の二次本体94に取り外し可能に且つ密に取り付けられる管状の二次本体94と、
この第2の二次ステージ93の二次本体94の内側に密に且つスライド可能に取り付けられた二次ピストン95と、
を設けることが可能である。
第2の二次ステージ93の二次本体94は、第1の二次ステージ93の二次本体94の上部管状部941に載り、2つの二次本体94の上部管状部941を横切る同じロッド96によって上に固定される。
第2の二次ステージ93の二次ピストン95には、また、その下面及び上面に開口する内部貫通通路953が設けられ、パイロット圧力PPが第2の二次ステージ93のメインピストン92の上部セクション921の上面に加えられ、このパイロット圧力PPは、第1の2次ステージ93の二次ピストンの上部セクション951の上面にも加えられるように、この内部貫通通路953を介して第2の二次ステージ93の二次ピストン95をさらに横切る。
したがって、この第2の二次ステージ93では、パイロット圧力PPにより、次の3つの力の合計に対応する、結果として生じる力をプッシュピストン86に加えることができ、その3つの力は、
メインピストン92の押圧力と、
第1の二次ステージ93の二次ピストン95の押圧力と、
この二次ピストン95の上部セクション951の上面によって増加する、パイロット圧力PPに対応する第2の二次ステージ93の二次ピストン95の押圧力と、である。
したがって、パイロット圧力PPで動作できるようにするために、二次ステージ93を積み重ねることが可能である。
空気圧設定システム9bは、蓋97をさらに備え、蓋97は、
支持体91の上部管状部912(空気圧設定システム9bが二次ステージ93を備えていない場合)、または最後の二次ステージ93の二次本体94の上部管状部941(つまり、1つしかない場合は第1二次ステージ、2つある場合は第2二次ステージ93、3つある場合は第3二次ステージ93など)に載り、この上部管状部912または941に、同じロッド96と、上部971の上部に上部で圧接するボルトと、支持体91の環状壁913の底部に底部で圧接するボルトとで固定される上部971と、
Oリングガスケットで包囲され、支持体1の上部管状部912の円筒状キャビティの内側(空気圧設定システム9bが二次ステージ93を含まない場合)または最後の二次ステージ93の二次本体94の上部管状部941の円筒状の上部キャビティの内部(空気圧設定システム9bが少なくとも1つの二次段93を含む場合)に密に取り付けられる下部ポ972と、を備える。
この蓋97は、パイロット圧力PP源が接続される中央オリフィス973が横切っている。
機械設定システム9aと空気圧設定システム9bは、いずれもスリーブ82の上端の外部タッピングにネジ込むことにより取り外し可能に取り付けられてプッシュピストン86に作用するように構成されているため、交換可能であることに留意すべきである。
以下の説明は、より具体的には、手動アクチュエータ4aを備えたブロックバルブ、空気圧アクチュエータ4bを備えたブロックバルブ、及び電気アクチュエータ4cを備えたブロックバルブに関し、それぞれ、調整部材として、
上流チャンバを形成する(したがって、適切なドリル穴26を介してモジュール1の少なくとも1つの入口「E」に接続される)中間チャンバ762内で第2中間スリーブ74内に摺動可能に取り付けられたピストン40であって、プランジャ41を形成する上端と、Oリングガスケットで包囲され且つ向きに開く下部オリフィス763内で下部スリーブ75の内部を摺動する下端42(図11の実施形態)とを有し、外の大気圧にさらされるピストン40と、
Oリングガスケットに包囲されて、第2の上部スリーブ72の内部に静止して密に取り付けられる下流本体43であって、下流チャンバを形成する上部チャンバ761の中間チャンバ762を分離し(したがって、適切なドリル穴26を介してモジュール1の少なくとも1つの出口「S」に接続され)、プランジャ41と協働するように構成されたリリーフシートを形成するシートを定める中央穴430を有する下流本体43と、
ピストン40及びプランジャ41を、中間チャンバ762と上部チャンバ761との間の連通を閉じる位置の方向に付勢する弾性付勢部材44であって、ピストン40の周囲に形成された環状のジャーナルと、ピストン40の下端42を包囲するOリングガスケットの上部で中間チャンバ762の底部に固定されるカラー45との間で圧縮されるバネの形態である弾性付勢部材44と、
上部チャンバ761に静止して取り付けられ、下流本体43に圧接し、第2の上部スリーブ72の上部穴720と対応する周辺穴としてのリング46と、
第1の上部スリーブ71の内側に、Oリングガスケットに包囲されることで、静止して密に取り付けられ、リング46に圧接する上部プラグ47と、
下流本体43、リング46及び上部プラグ47の両方を横断するタペット48であって、中間チャンバ762と上部チャンバ761の間の連通を開く位置の方向へプランジャ41に力を加えるように構成された下端と、カートリッジ7の上端77を越えて延びる上端とを有するタペット48と、
を有する。
さらに、各ブロックバルブ4a,4b,4cは、中央オリフィス890が横切り、スリーブ820によって延長されるトレイ810を有する中空のブラケット80を含む。
トレイ810は、モジュール1の上面13に圧接するように構成された下面を有し、トレイ810は、ブラケット80のトレイ810が、ネジ穴20にネジ込まれたネジ830を上面13にネジ込むことにより締結されるように、上面13に形成されたネジ穴20と位置が一致する周辺穴を有する。
したがって、トレイ810のこれらの周辺穴及びこれらのネジ830は、いずれかのモジュール1の上面13にブロックバルブ4a,4bまたは4cを締結するための締結要素を構成する。
中央オリフィス890は、下部を有し、下部は、トレイ810の下面から順に、
第1上部スリーブ71の外径と実質的に等しい内径、より具体的には、モジュール1の上面13を超えてのびる第1上部スリーブ71の部分の周りに、上部でシールを保証するOリングガスケットで密に調整されて取り付けられるように、この外径よりも所定の取り付けクリアランスだけ大きい内径を有する滑らかな部分と、
上部継手70にネジ込まれるネジ部と、を有する。
中央オリフィス890は、ネジ付きオリフィス891を備えた上部を有し、タペット48はこの上部に開口する。
さらに、ブロックバルブ4a,4b,4cのそれぞれは、ブラケット80に取り付けられ、閉鎖位置と開放位置の間でシート430に対するプランジャ41の相対位置を制御するように、言い換えると、モジュール1の各入口「E」とモジュール1の各出口「S」との間の気体の流れの開閉を制御するように、タペット48に作用するアクチュエータ19a,19b,19cを備える。
図17及び図18に示す手動アクチュエータ4aを備えたブロックバルブに関し、アクチュエータは、ブラケット80の中央オリフィス890のネジ付きオリフィス891にネジ込まれるネジ部を備えたプッシュ部材191に締結されるノブ190を備える手動アクチュエータ19aであり、プッシュ部材191のこのネジ部はタペット48に圧接する。
したがって、タップ190に作用することにより、プッシュ部材191は(ネジ込み/ネジ外しによる)移動して変位し、手動アクチュエータ4aでブロックバルブを開閉するようにタペット48に作用する。
図19及び図20に示す空気圧アクチュエータ4bを備えたブロックバルブに関し、アクチュエータは、ブラケット80に締結され、制御圧力PC源の作用の下でタペットに圧接するように構成されたプッシュピストン193が横切る空気圧アクチュエータ19bである。
支持体192は、ブラケット80の中央オリフィス890のネジ付きオリフィス891にネジ込まれるソケット194を備え、さらに、特にソケット194にネジ込むことにより締結される中空の本体195を備える。プッシュピストン193は、制御圧力PC源が接続される中央オリフィス196が設けられた中空の本体195内に、中空の本体195内でOリングガスケットに包囲されることにより、摺動可能に密に取り付けられる。
プッシュピストン193は、定められた制御圧力PCがプッシュピストン193に加えられると、タペット48に圧接するようにソケット194を横切るロッドを有する。したがって、定められた制御圧力PCを加えることにより、プッシュピストン193は、移動して変位し、空気圧アクチュエータ4bでブロックバルブを開閉するようにタペット48に作用する。
図21に示す電動アクチュエータ4cを有するブロックバルブに関し、アクチュエータは、ブラケット80の中央オリフィス890のネジ付きオリフィス891にネジ込まれる支持体197を有する電動アクチュエータ19cであり、ブラケットをプッシュ部材(図示せず)が横切り、プッシュ部材は、このプッシュ部材の移動を制御する電気モータ198の作用の下でタペット48に圧接するように構成される。したがって、電気モータ198を制御することにより、プッシュ部材は移動して変異し、電気アクチュエータ4cでブロックバルブを開閉するようにタペット48に作用する。
図22に模式的に示すように、手動アクチュエータ19a、空気圧アクチュエータ19b及び電動アクチュエータ19cは、これら3つのすべてが、ブラケット80の中央オリフィス890のネジ付きオリフィス891にネジ込むことにより取り外し可能に取り付けられ、タペット48に作用するように構成されているため、交換可能であることに注目すべきである。
以下の説明は、より具体的には、逆流防止プランジャの機能を満足し、且つ以下の部材を有する逆流防止装置5に関し、逆流防止装置は、
下流チャンバを形成する上部チャンバ761の第1上部スリーブ71内に摺動可能に取り付けられ(したがって、適切なドリル穴26を介してモジュール1の少なくとも1つの出口「S」に接続される)、プランジャ51(すなわち逆流防止プランジャ)を形成する下端を有するピストン50と、
第2上部スリーブ72の内部に、Oリングガスケットで包囲されることにより、静止して密に取り付けられる下流本体52であって、内側ショルダ765に上部穴720の下方で当接し、上流チャンバを形成する中間チャンバ762から上部チャンバ761を分離し(したがって、適切なドリル穴26を介してモジュール1の少なくとも1つの入口「E」に接続され)、中間チャンバ762内でシート53から離れる方向にガスの圧力を受けるプランジャ51と協働するシートを構成する中央穴53を有する下流本体52と、
中間チャンバ762から上部チャンバ761の間の連通を閉じる位置の方向に、ピストン50とプランジャ51を下流本体52へ付勢する弾性付勢部材54と、
を有する。
さらに、逆流防止装置5は、閉じた蓋を形成し、硬質のキャップ182に固定されたサブプレート181を有するブラケット180をさらに含む。サブプレート181は、上面13に形成されたネジ穴20と一致する周辺穴を有し、ブラケット180のサブプレート181が、ネジ穴20にネジ込まれるネジ183を用いて上面13にネジ止めすることによって固定される。したがって、トレイ181のこれらの周辺穴及びこれらのネジ183は、いずれかのモジュール1の上面13に逆流防止装置5を締結するための締結要素を構成する。
バネである弾性付勢部材54は、ブラケット180のキャップ182とピストン50との間で圧縮される。
したがって、入口圧力が、キャリブレーションによって下記の最小圧力を設定できる弾性部材部材54によって加えられる反対方向の力に対して、プランジャ51をシート53から引き離すのに十分な最小圧力を超えた場合に、逆流防止装置5により、入口から(または上流チャンバを形成する中間チャンバ762から)出口へ(または下流チャンバを形成する上部チャンバ761へ)ガスを循環させることが可能になる。逆に、逆流防止装置5は、出口から入口へガスが循環するのを防ぐ。
以下の説明は、より具体的にはフィルタ装置6に関し、フィルタ装置6は、このフィルタ装置6の内部を循環するガスを濾過する機能を満たし、上部チャンバ761の内部に収容され、中間チャンバ762に開口する入口を有するフィルタカートリッジ60を備える。
また、フィルタ装置6は、閉じた蓋を形成するブラケット180をさらに備え、ブラケット180は、前述の逆流防止装置5のブラケット180と同一である。
フィルタカートリッジ60は、上部チャンバ761内に配置された下部支持体61と上部支持体62の間に挟まれている。
下部支持体61は、Oリングガスケットに包囲されることにより第2上部スリーブ72の内部に静止して密に取り付けられ、この下部支持体61は、内部ショルダ762に上部貫通穴720の下方で当接する。
上部支持体62は、Oリングガスケットに包囲されることにより上部継手70の内部に静止して密にと離付けられ、この上部支持体62は、ブラケット180のキャップ182に当接する。
図26から図28に示すように、加圧ガスを分配及び調整するためのキットを構成することが可能であり、このキットは、
全てが同一の複数のモジュール1と、
これらのモジュール1に適切なドリル穴26が設けられると、そしてこれらのモジュール1がサブプレート15同士を締結することによって連結されると、モジュール1の本体10の内部チャンバ2を通過するガスを分配または調整する複数の分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6と、
を有する。
したがって、完全に独立したこのようなキットにより、特に燃料電池タンクへ充填するための気体水素分配ステーションに加圧ガスを分配及び調整するためのシステム100を構築することが可能であり、システム100は、
少なくとも1つの隣接するモジュール1のサブプレート15に、モジュールの少なくとも1つのサブプレート15を締結することにより、互いに締結されたサブプレート15の中央穴18が連通する状態で、複数のモジュール1が連結され、
分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6が、内部チャンバ2内にそれらのカートリッジ7が収容される状態で、且つブラケット8,80,180がモジュール1の上面13に締結される状態で、すべてまたは一部のモジュール1の本体10に締結され、
他のサブプレート15に締結されるサブプレート15の中央穴18にドリル穴26が形成され、そのようなドリル穴26は、連結されたモジュール1の分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6を連絡状態に設定するために、対応するモジュール1の内部チャンバ2の上部ボア21または中間ボア22に開口する連絡通路を形成する。
図26の例では、分配及び調整システム100は、入口から出口に向かって、手動アクチュエータ4aを備えるブロックバルブ、逆流防止装置5、空気圧設定部3bを備える圧力調整器、及び電動アクチュエータ4cを備えるブロックバルブを連続して支持する4つのモジュール1を備える。最初のモジュール1はサブプレート15の入口に締結される入口コネクタREを入口で支持し、最後のモジュール1はサブプレート15の出口に締結される出口コネクタRSを出口で支持する。
図27及び図28の例では、分配及び調整システム100は、手動アクチュエータ4aを備えるブロックバルブ、空気圧アクチュエータ4bを備えるブロックバルブ、または機械設定部3aを備える圧力調整器のいずれかを支持するモジュール1を有する。
入口及び出口コネクタRE、RSも、一部のモジュール1のサブプレートに締結することによって構成される。
図27及び図28の例では、分配及び調整システム100は、一般的な直方体の形状を有する本体201を含む金属材料で作られた一体部品によってそれぞれが形成されるコレクタ200も含み、コレクタ200は、
連結された2つのモジュール1の長さと同等の長さをそれぞれが有する4つの長手方向面202と、
モジュール1の面の寸法と同等の寸法を有する2つの端面203であって、それぞれに、モジュール1のサブプレート15と同一のサブプレート204が設けられる端面03と、を有する。
コレクタ200は、平行な2つの長手方向面202に開口する内部チャンバ205を有し、その形状及び寸法は、モジュール1の内部チャンバ2の形状及び寸法と同等である。そのため、分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6は、そのようなコレクタ200に収容されて締結されることが可能で、コレクタ200のドリル穴206を形成することは連絡をするために必要であり、ドリル穴206の数と配置は、図30に模式化された複数の構成を可能にする。
コレクタ200により、図27及び図28に示すように、2つの長手方向面202上で2つのモジュール1を対にすることも可能になる。このことに関して、ブラケットを締結するためにこれらの長手方向面202にネジ穴が設けられ、ガスの循環のためにコレクタにドリル穴が設けられる。
また、コレクタ200は、圧力計MAまたは温度プローブSTなどのプローブも、入口コネクタRE及び出口コネクタRSも、受け入れることができる。
したがって、本発明によれば、地上設備(例えば、充填ステーション、搬送ステーション、製造施設、貯蔵施設など)及び機内設備(例えば、供給車両など)のための分配及び調整システム100を作ることが可能になる。
また、本発明によれば、
前述した互換性は言うまでもなく、ユニバーサルモジュール1と、これもユニバーサルのカートリッジ7を用いて、標準化と統合化及びモジュール化を非常に高いレベルにすることができ、
小型のモジュール1と分配または調整装置3a,3b,4a,4b,4c,5,6を用いて高レベルの小型化が可能になり、
接続リンクと溶接組み立てをやめることにより安全性を高レベルにすることが可能になり、
さらに、分配または調整デバイス3a,3b,4a,4b,4c,5,6のメンテナンス及び/または交換の容易さにより、高レベルのサービスレートを保証することが可能になる。

Claims (17)

  1. 加圧ガスを分配及び調整するためのキット用モジュール(1)であって、このモジュール(1)は、平行六面体の一般的な形状を有し、一対の平行で、互いに平行な上面(13)と下面(14)の間にのびる4つの側面(11,12)を有する本体(10)を備え、
    本体(10)には、その本体(10)を貫通して上面(13)及び下面(14)に開口する内部チャンバ(2)が形成され、前記内部チャンバ(2)は、内部チャンバ(2)内を通過するガスを分配または調整するために設けられる分配または調整装置(3a,3b,4a,4b,4c,5,6)をその内部に受け入れることを目的とし、
    前記内部チャンバ(2)は、
    上面(13)に開口する円筒状の上部ボア(21)と、
    上部ボア(21)の内径(D1)よりも小さな内径(D2)を有する円筒状の中間ボア(22)と、
    下面(14)に開口し、中間ボア(22)の内径(D2)よりも小さな内径(D3)を有する円筒状の下部ボア(23)と、を含み、
    隣接する同様のモジュール(1)のサブプレート(15)に締結するように構成されたそれぞれの側面(11,12)にサブプレート(15)が設けられ、前記サブプレート(15)は、締結ネジ(170)の通路として機能する周辺穴(17)と、特に内部チャンバ(2)の上部ボア(21)または中間ボア(22)に穴を形成するドリルを案内するように構成される中央の閉止穴(18)とを有する
    モジュール。
  2. 請求項1において、
    前記分配または調整装置(3a,3b,4a,4b,4c,5,6)に固定されるブラケット(8,80,180)を締結するためにネジ穴(20)が上面(13)に形成される
    モジュール。
  3. 加圧ガスを分配及び調整するためのキットであって、
    前記キットは、
    請求項1または2に記載の複数のモジュール(1)であって、全てが同一のモジュール(1)と、
    前記モジュール(1)の本体の内部チャンバ内を通過するガスの分配または調整のために設けられる複数の分配または調整装置(3a,3b,4a,4b,4c,5,6)と、を含み、
    各分配または調整装置(3a,3b,4a,4b,4c,5,6)は、いずれかのモジュール(1)の内部チャンバ(2)内に収容されるように構成された管状体によって形成されるカートリッジ(7)を含み、前記カートリッジ(7)は、
    少なくとも1つのOリングガスケットを支持し、上部ボア(21)にしっかりと取り付けるように構成される円筒状の第1上部スリーブ(71)と、
    一方では上部ボア(21)の内径(D1)及び第1上部スリーブ(71)の外径よりも小さく、他方では中間ボア(22)の内径(D2)よりも大きな外径を有する円筒状の第2上部スリーブ(72)であって、前記第2上部スリーブ(72)によって少なくとも部分的に区切られる上部チャンバ(761)に開口する少なくとも1つの上部貫通穴(720)を有する第2上部スリーブ(72)と、
    少なくとも1つのOリングガスケットを支持し、中間ボア(22)にしっかりと取り付けるように構成される第1中間スリーブ(73)であって、第2上部スリーブ(72)の外形よりも小さな外形を有する円筒状の第1中間スリーブ(73)と、
    一方では中間ボア(22)の内径(D2)及び第1中間スリーブ(73)の外径よりも小さく、他方では下部ボア(23)の内径(D3)よりも大きな外径を有する円筒状の第2中間スリーブ(74)であって、前記第2中間スリーブ(74)によって少なくとも部分的に区切られる中間チャンバ(762)に開口する少なくとも1つの中間貫通穴(740)を有する第2中間スリーブ(74)と、
    第2中間スリーブ(74)の外径よりも小さい外径を有する円筒状の下部スリーブ(75)であって、少なくとも1つのOリングガスケットを支持し、下部ボア(23)にしっかりと取り付けるように構成される下部スリーブ(75)と、
    を含む分配及び調整キット。
  4. 請求項3において、
    少なくとも1つの分配または調整装置(3a,3b,4a,4b,4c,5,6)は、カートリッジ(7)の内部に、中間チャンバ(762)と上部チャンバ(761)の間の連通を閉じる位置と、中間チャンバ(762)と上部チャンバ(761)の間の連通を開く位置との間で、シート(330,430,53)に対して移動可能なプランジャ(31,41)を含む
    分配及び調整キット。
  5. 請求項4において、
    前記分配または調整装置は、以下の調整器部材を含む少なくとも1つの圧力調整器(3a,3b)を含み、調整部材は、
    上流チャンバを形成する中間チャンバ(762)の第2中間スリーブ(74)の内部に摺動可能に取り付けられるピストン(30)であって、プランジャ(31)を形成する上端と、Oリングガスケットに包囲され、外に開放されない下部オリフィス(763)内を下部スリーブ(75)の内部で摺動する下端(32)とを有するピストン(30)と、
    第2上部スリーブ(72)の内部に静止して装着され、下流チャンバを形成する上部チャンバ(761)を区画する下流本体(33)であって、プランジャ(31)と協働するように構成されたリリーフシートを形成するシート(330)を区画する中央穴を有する下流本体(33)と、
    ピストン(30)とプランジャ(31)を開放位置の方向へ付勢する下流チャンバの減圧力に抗して、ピストン(30)とプランジャ(31)を閉鎖位置の方向へ付勢する弾性付勢部材(34)と、
    第1上部スリーブ(71)の内部に静止して取り付けられる上部プラグ(37)と、
    上部プラグ(37)を横切り、プランジャ(31)に開放位置の方向へ力を加えるように構成されたタペット(38)と、を備え、
    ピストン(30)は、一方では下流本体(33)の側部で開いてドレンシートを形成する上端と、他方では下部スリーブ(75)の下部オリフィス(763)に開口する下端とを含む、相対する2つの端部を有する内側貫通通路(300)を有し、タペット(38)がドレンシートに圧接してドレンシートを塞ぐように構成され、
    圧力調整器(3a,3b)は、さらに、
    カートリッジ(7)に締結され、いずれかのモジュール(1)の上面(13)に圧力調整器(3a,3b)を締結するための締結要素(83)が設けられるブラケット(8)であって、タペット(38)を摺動可能に取り付けられ且つタペット(38)に圧接するように構成され、ブラケット(8)を超えて延びるプッシュピストン(86)が組み込まれるブラケット(8)と、
    ブラケット(8)に取り付けられ、プッシュピストン(86)に、したがってタペット(38)に作用して、圧力を開放するのに必要なプランジャ(31)の開放力を設定可能な設定システム(9a,9b)と、
    を含む分配及び調整キット。
  6. 請求項5において、
    設定システムは、ブラケット(8)に締結され、内部に弾性付勢部材(901)を支持する支持体(900)を含む機械設定システムであり、弾性付勢部材(901)は、プッシュピストン(86)を支持する下部ジャーナル(902)と、弾性付勢部材(901)によってプッシュピストン(86)に加えられる押付力の設定を可能にするために位置を機械的に設定可能な上部ジャーナル(903)と、の間で圧縮される
    分配及び調整キット。
  7. 請求項5において、
    設定システムは、ブラケットに締結され、内部に密に且つ摺動可能に取り付けられる個体のメインピストン(92)を収容する支持体(91)を含む空気圧設定システムであり、このメインピストン(92)はプッシュピストン(86)に作用し、メインピストン(92)によってプッシュピストン(86)に加えられる押付力の設定を可能にするために、パイロット圧力(PP)源にさらされる
    分配及び調整キット。
  8. 請求項6または7において、
    機械設定システム(9a)と空気圧設定システム(9b)は、それぞれ、同じブラケット(8)に取り外し可能に取り付けられる支持体(900,91)を備え、互いに取り替え可能である
    分配及び調整キット。
  9. 請求項7または8において、
    メインピストン(92)は、
    パイロット圧力(PP)が作用する上面を構成する上部セクション(921)と、
    プッシュピストン(86)に作用する下面を備える下部(922)セクションと、を有し、前記下面は上面よりも表面積が小さい
    分配及び調整キット。
  10. 請求項9において、
    前記空気圧設定システム(9b)は、支持体(91)にしっかりと取り付けられる管状の二次本体(94)と、二次本体(94)の内側にしっかりと且つ摺動可能に取り付けられる二次ピストン(95)とを有する少なくとも1つの二次ステージ(93)を備え、二次本体(94)は、
    円筒状の上部キャビティを区画する上部(941)と、
    上部(941)の上部キャビティと比較して小さな直径を有する中央穴(943)が横切る下部(942)と、を有し、
    二次ピストン(95)は、
    パイロット圧力(PP)が作用し、二次本体(94)の上部(941)の上部キャビティにしっかりと取り付けられる上面を構成する上部セクション(951)と、
    メインピストン(92)の上面に支持され、二次本体(94)の下部(942)の中央穴(943)にしっかりと取り付けられる下面を構成し、二次ピストン(95)の下面が二次ピストン(95)の上面よりも小さな表面積を有する下部セクション(952)と、を有し、
    二次ピストン(95)には、その下面及び上面に開口する内部貫通通路(953)が設けられ、パイロット圧力(PP)が内部通路(953)の全体にわたってメインピストン(92)の上面に加えられる
    分配及び調整キット。
  11. 請求項4から10の何れか1つにおいて、
    分配または調整装置は、以下の調整部材を含む少なくとも1つのブロックバルブ(4a,4b,4c)を有し、調整部材は、
    上流チャンバを形成する中間チャンバ(762)の第2中間スリーブ(74)の内部に摺動可能に取り付けられるピストン(40)であって、プランジャ(41)を形成する上端と、Oリングガスケットに包囲され、外へ開放される下部オリフィス(763)の下部スリーブ(75)の内部で摺動する下端(42)とを有するピストン(40)と、
    第2上部スリーブ(72)の内部に静止して取り付けられ、下流チャンバを形成する上部チャンバ(761)を区画する下流本体(43)であって、プランジャ(41)と協働するシート(430)を定める中央穴を有する下流本体(43)と、
    ピストン(40)とプランジャ(41)を閉鎖位置の方向へ付勢する弾性付勢部材(44)と、
    第1上部スリーブ(71)内に静止して取り付けられる上部プラグ(47)と、
    上部プラグ(47)を横切り、プランジャ(41)に開放位置の方向へ力を加えるように構成されるタペット(48)と、を含み、
    ブロックバルブ(4a,4b,4c)は、さらに、
    上部プラグ(47)に固定され、いずれかのモジュール(1)の上面(13)にブロックバルブ(4a,4b,4c)を締結するための締結要素(830)が設けられるブラケット(80)と、
    ブラケット(80)に取り付けられ、閉鎖位置と開放位置の間でシート(430)に対するプランジャ(41)の相対位置を制御するようにタペット(48)に作用するアクチュエータ(19a,19b,19c)と、
    を備える分配及び調整キット。
  12. 請求項11において、
    ブロックバルブ(4a,4b,4c)は、以下の複数のアクチュエータから選択されるアクチュエータを備え、アクチュエータは、
    ブラケット(80)にネジ込まれるプッシュ部材(191)に固定されるノブ(190)を備え、タペット(48)を支持するように構成された手動アクチュエータ(19a)と、
    ブラケット(80)に締結され、制御圧力(PC)源の作用の下でタペット(48)を支持するように構成されたプッシュピストン(193)が横切る支持体(192)を含む空気圧アクチュエータ(19b)と、
    ブラケット(80)に締結され、電気モータ(198)の作用の下でタペット(48)を支持するように構成されたプッシュ部材が横切る支持体(197)を含む電気アクチュエータ(19c)と、
    を含む分配及び調整キット。
  13. 請求項12において、
    ブロックバルブ(4a,4b,4c)のアクチュエータ(19a,19b,19c)は相互に交換可能であり、各ブロックバルブ(4a,4b,4c)は同じ調整部材(40,43,44,47,48)と同じブラケット(80)を有し、前記ブラケット(80)は、手動アクチュエータ(19a)のプッシュ部材(191)、空気圧アクチュエータ(19b)の支持体(192)、及び電気アクチュエータ(19c)の支持体(197)をネジ止めできるネジ付き開口(891)を内部に有する
    分配及び調整キット。
  14. 請求項4から13の何れか1つにおいて、
    分配または調整装置は、以下の部材を含む少なくとも1つの逆流防止装置(5)を含み、逆流防止装置(5)は、
    下流チャンバを形成する上部チャンバ(761)内の第1上部スリーブ(71)の内部に摺動可能に取り付けられ、プランジャ(51)を形成する下端を有するピストン(50)と、
    第2上部スリーブ(72)の内部に静止して装着され、上流チャンバを形成する上部チャンバ(761)と中間チャンバ(762)を区画する下流本体(52)であって、シート(53)に対して取り外し方向に中間チャンバ(762)のガスの圧力を受けるプランジャ(51)と協働するシート(53)を画定する中央穴を有する下流本体(52)と、
    ピストン(50)とプランジャ(51)を閉鎖位置の方向へ付勢する弾性付勢部材(54)と、を有し、
    逆流防止装置(5)は、さらに、いずれかのモジュール(1)の上面(13)に逆流防止装置(5)を締結するための締結要素(183)が設けられたブラケット(180)を備え、前記ブラケット(180)は、前記弾性付勢部材(54)が前記ブラケット(180)を支持するように閉じた蓋を形成する
    分配及び調整キット。
  15. 請求項3から14の何れか1つにおいて、
    分配または調整装置は、上部チャンバ(761)の内部に収容されるフィルタカートリッジ(60)を備え、且つ中間チャンバ(762)に開口する入口を有する少なくとも1つのフィルタ装置(6)を含み、
    フィルタ装置(6)は、さらに、いずれかのモジュール(1)の上面(13)にフィルタ装置(6)を締結するための締結要素(183)が設けられたブラケット(180)を備え、前記ブラケット(180)が閉じた蓋を形成する
    分配及び調整キット。
  16. 請求項3から15のいずれか1つに記載の分配及び調整キットから少なくとも部分的に形成される、加圧ガスを分配及び調整するためのシステム(100)であって、
    モジュール(1)は、モジュール(1)の少なくとも1つのサブプレート(15)を、少なくとも1つの隣接するモジュール(1)のサブプレート(15)に、互いに締結されるサブプレートの中央穴(18)が連通する状態で締結することにより連結され、
    分配または調整装置(3a,3b,4a,4b,4c,5,6)は、全てまたは一部のモジュール(1)の本体(10)に、それらのカートリッジ(7)が内部チャンバ(2)の内部に収容される状態で締結され、
    他のサブプレート(15)に締結されるサブプレート(15)の中央穴(18)にドリル穴(26)が形成され、このようなドリル穴(26)は、連結されたモジュール(1)の分配または調整装置を連絡状態に設定するために、関連するモジュール(1)の内部チャンバ(2)の上部ボア(21)または中間ボア(22)に開口する連絡通路を形成する
    システム。
  17. 燃料電池タンクに充填するための気体水素分配ステーションであって、
    請求項16に記載の分配及び調整システム(100)を少なくとも1つ備える
    気体水素分配ステーション。
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