JP5973452B2 - 流体調整装置とともに使用するための内部逃し弁装置 - Google Patents

Description

本開示は、概して、流体調整装置に関し、より具体的には、流体調整装置とともに使用するための内部逃し弁装置に関する。

流体調整装置は、典型的には、流体の圧力をより低い値および／または実質的に一定の値に調整するために使用される。具体的には、流体調整装置は、典型的には、比較的高圧の供給流体を受容する入口を有し、出口では比較的より低い圧力および／または実質的に一定の圧力を提供する。例えば、機器（例えば、ボイラ）の一部に関連するガス調整装置がガス分配源から比較的高い圧力を有するガスを受容することができ、ガスを、機器による安全で効率的な使用に好適な、より低く実質的に一定の圧力に調整することができる。

下流圧力（すなわち、出口圧力）が安全ではないレベルに到達するのを防止するために、流体調整装置は、しばしば、超過圧力保護デバイス（例えば、遮断デバイス、正確な監視デバイス等）を含む。超過圧力保護デバイスは、流体調整装置に動作可能に連結され、下流源における望ましくない（例えば、安全ではない）圧力の蓄積を防止するために、（例えば、流体の下流圧力が所定値に到達する時）起動する。いくつかの超過圧力保護デバイス（例えば、遮断デバイス）は、超過圧力保護デバイスが手動でリセットされるまで、下流源へのプロセス流体の流動を遮断する。

しかしながら、いくつかの例では、例えば、温度変化による流体圧力の増大は、超過圧力保護デバイスの所望されないまたは不要な起動を引き起こし得る。超過圧力保護デバイスの不要な起動を防止するために、いくつかの公知のバネ負荷流体調整装置は、内部逃し弁を有している場合がある。しかしながら、内部逃し弁は、過剰な流体（例えば、天然ガス）を大気に抽気させる可能性がある。特定の用途および／または政府の規制（例えば、欧州の規制）は、大気に放出してもよい漏洩排出量を制限している。よって、規制によって課せられた限界値を超える流体を大気に放出する内部逃し弁は、ある用途に使用することができない。

一例において、検知装置は、フランジから突設されたカラーを有するダイヤフラムプレート、及び当該ダイヤフラムプレートとカラーとを貫通して延設された開口部を備え、内部逃し弁は、逃し弁棒の第１の端部に連結され、内部逃し弁が閉鎖位置にあるとき、検知装置の第１の側と検知装置の第２の側との間の流体の流れを阻止するように検知装置の第１の側に係合するための、逃がし弁座を含む。カラーの周壁を貫通して形成され、検知装置の開口部とは別個の通路である抽気孔は、内部逃し弁が開放位置にあるとき、検知装置の第１の側と第２の側との間に制御された流量を提供するように寸法決定される。内部逃し弁が開放位置にあるとき、検知装置の開口部を介して検知装置の第１の側と検知装置の第２の側との間の流体の流れを阻止すると共に、抽気孔を通過するように当該流体を指向するために、開口部内で逃し弁棒に沿ってシールが配置される。

別の例において、流体調整装置は、検知チャンバ内の圧力が第１の閾値よりも高いとき、ダイヤフラムの第１の側に隣接する検知チャンバとダイヤフラムの第２の側に隣接する負荷チャンバとの間の流体の流れを可能にするように、ダイヤフラムプレートを介してダイヤフラムに動作可能に連結された内部逃し弁を含む。内部逃し弁アセンブリは、ダイヤフラムプレートに突設されたカラーを貫通する開口部内に摺動可能に連結された逃し弁棒を含む。逃し弁座は、検知チャンバと負荷チャンバとの間の流体の流れを阻止するために、内部逃し弁が閉鎖位置にあるとき、ダイヤフラムの第１の側に隣接するダイヤフラムプレートに密封係合するように逃し弁棒に連結される。内部逃し弁が開放位置にあるとき、ダイヤフラムプレートの開口部を介して検知チャンバと負荷チャンバとの間の流体の流れを阻止するようにダイヤフラムプレートの開口部内にシールが配置される。抽気孔は、逃がし弁座とシールとの間の位置で前記カラーの周壁を貫通しダイヤフラムプレートと一体化して形成され、抽気孔は、ダイヤフラムプレートの開口部とは別個の通路である。抽気孔は、内部逃し弁が開放位置にあるとき、検知チャンバと負荷チャンバとの間に制御された流体の流れを提供する。

既知の内部逃し弁とともに実装される流体調整装置を示す。 閉鎖位置に示される図１の流体調整装置の既知の内部逃し弁の断面図である。 開放位置に示される図１の流体調整装置の既知の内部逃し弁の断面図である。 本明細書に記載される例示的な内部逃し弁装置を有する流体調整装置を示す。 閉鎖位置に示される図４の例示的な内部逃し弁の断面図である。 開放位置に示される図４の例示的な内部逃し弁の断面図である。 異なる圧力範囲にわたって、本明細書に記載される例示的な内部逃し弁によって提供される例示的な流体流量を表すグラフである。

本明細書に記載される例示的な流体調整装置は、制御されたまたは所定の流体の流れもしくは抽気量を提供する内部逃し弁を用いる。内部逃し弁の流体の流れまたは抽気量を制御することにより、大気中に放出することのできる制御流体（例えば、天然ガス）の量に規制を課す商業用途または業種（例えば、病院、学校、介護施設等）において本明細書に記載される例示的な流体調整装置を使用することができる。さらに、本明細書に記載される例示的な流体調整装置は、大気に排出または放出されてもよい漏洩排出量に対する厳しい制限を有するある政府の規制または制約（例えば、欧州の規制）に準拠する。例えば、流体の流れまたは抽気量を制御することにより、本明細書に記載される例示的な内部逃し弁は、比較的低い流体流量（例えば、１６ｉｎ−ｗｃ（約３９９０Ｐａ）の圧力で１４ｓｃｆｈ（約０．４ｓｃｍｈ）未満）で流体が大気に放出できるようにする。

本明細書に記載される例示的な内部逃し弁装置の詳細について論じる前に、図１と併せて既知の流体調整装置１００について説明する。流体調整装置１００は、設定制御圧に基づいて下流圧力を許容圧力範囲および／または一定の圧力範囲内に維持するように流体の流れを調整または調節する。具体的には、流体調整装置１００の入口１０２は、典型的には、比較的高圧の供給流体を受容し、出口１０４では比較的より低い圧力および／または実質的に一定の圧力を提供する。

入口１０２と出口１０４との間の流体の流れを制御するために、流体調整装置１００はアクチュエータ１０６を用いる。アクチュエータ１０６は、負荷チャンバ１１２および検知チャンバ１１４を画定するようにアクチュエータ筐体１１０内に拘束されるダイヤフラム１０８を含む。負荷チャンバ１１２は、ダイヤフラム１０８の第１の側１２０に、例えば、設定もしくは制御負荷または設定もしくは制御圧を提供する制御ばね１１８等の負荷アセンブリ１１６を含む。典型的には、負荷装置１１６によって提供される制御負荷または制御圧力は、流体調整装置１００によって提供される所望の出口圧力に対応する。負荷装置１１６によってダイヤフラム１０８にわたって提供される圧力差と、検知チャンバ１１４によって検知される出口圧力により、ダイヤフラムが弁プラグ１２２を弁座１２４に対して移動させ、流体の流れを調節する。

プロセス流体に対する下流要求量が減少するおよび／または下流源が遮断される（すなわち、下流要求量が実質的にゼロになる）と、流体調整装置１００内の弁プラグ１２２が弁座１２４に密封係合し、流体調整装置１００を通る流体の流れを阻止する（すなわち、ロックアップ状態）。下流要求量が減少すると、下流圧力が増加する。いくつかの例では、腐食、調整装置の構成要素への損傷、グリット、配管スケール等のために、弁プラグ１２２が弁座１２４に対して適切に密封できない場合があり、それによって流体調整装置１００の入口１０２と出口１０４との間で流体が連続的に流れ、下流圧力（例えば、制御圧）を増加させる。

流体調整装置１００が有害なプロセス流体（例えば、天然ガス）とともに使用される場合、流体調整装置１００は、しばしば超過圧力保護装置またはデバイス１２６を用いる。超過圧力保護デバイス１２６（例えば、遮断デバイス等）は、流体調整装置１００に連結され、下流源における超過圧力の蓄積を防止するために、下流圧力が不要な圧力レベル（例えば、安全ではないレベル）に達すると起動する。起動されると、超過圧力保護デバイス１２６は、流体調整装置１００を閉鎖して流体調整装置１００を通る流体の流れを防止する。

出口１０４と下流源との間の流体の圧力が、例えば、超過圧力保護デバイス１２６の制御ばね１２８によって設定された所定の安全圧力レベルを下回ると、超過圧力保護デバイス１２６は起動しない。しかしながら、プロセス流体が、流体調整装置１００の弁プラグ１２２の出口１０４側と下流源との間に滞留する。いくつかの例では、出口１０４と下流源との間の流体の圧力は、例えば、周囲温度の上昇のために、圧力の増加を経験する可能性がある。出口１０４における流体の圧力の増加は、超過圧力保護デバイス１２６を起動させる場合がある。

温度変化による超過圧力保護デバイス１２６の不要な起動を防止するために、流体調整装置１００は、大気に流体的に連結された通気孔１３０を含む。出口１０４と通気孔１３０を流体的に連結するために、流体調整装置１００は、ダイヤフラム１０８に動作可能に連結された内部逃し弁１３２を用いる。

超過圧力保護デバイス１２６は、通常、内部逃し弁１３２の圧力設定よりも高い圧力設定を有し、出口１０４における流体の圧力が内部逃し弁１３２の圧力設定を実質的に超えた場合に起動する。よって、例えば、温度変化のために、プロセス流体の圧力が増加すると、内部逃し弁１３２は、プロセス流体を、例えば、大気に放出する。プロセス流体の下流圧力が内部逃し弁１３２の設定を超えた場合、通気孔１３０を介して流体を大気に放出するために内部逃し弁１３２が開放する。プロセス流体が内部逃し弁１３２を通って放出しているにもかかわらず、出口圧力が所定の圧力を超えた場合に、超過圧力保護デバイス１２６が起動する。このように、内部逃し弁１３２は、例えば、プロセス流体の温度変化による超過圧力保護デバイス１２６の不要な起動または引き外しを防止する。

図２および３は、図１の例示的な内部逃し弁１３２を示す。図２は、閉鎖位置２００にある内部逃し弁１３２を示す。図３は、開放位置３００にある内部逃し弁１３２を示す。図２および３を参照すると、内部逃し弁１３２はダイヤフラム１０８に連結されている。内部逃し弁１３２は、押し棒２０４に連結された逃がし弁座２０２を有する。逃がし弁座２０２は、内部逃し弁１３２が図２に示される閉鎖位置２００にあるときにダイヤフラム１０８に密封係合する密封リムまたはエッジ２０６を有する。内部逃し弁１３２は、ダイヤフラムプレート２１２およびダイヤフラム１０８の開口部２１０内に摺動可能に連結された逃し弁棒２０８を含む。さらに、逃し弁棒２０８は、押し棒２０４に連結される。内部逃し弁ばね２１４は、所望の圧力除去点または排出圧を確立するための所望の前負荷を提供するように、アジャスタ２１６とダイヤフラムプレート２１２との間に拘束される。アジャスタ２１６は、ダイヤフラムプレート２１２から離れて逃し弁棒２０８に係合または連結する。

動作において、流体調整装置１００がロックアップ状態にあり、出口１０４における圧力が、内部制御ばね２１４によって印加される前負荷力を超える力をダイヤフラム１０８に印加する圧力までさらに増加すると、ダイヤフラム１０８は、逃がし弁座２０２の密封リムまたはエッジ２０６との密封係合から移動もしくは偏向して離れるか、離脱するか、または抜け出し、図３に示される開放位置３００になる。結果として、検知チャンバ１１４内の加圧流体がリムまたはエッジ２０６を越え、ダイヤフラムプレート２１２およびダイヤフラム１０８の開口部２１０を通って、逃し弁棒２０８を超えて（逃し弁棒２０８に沿って）負荷チャンバ１１２まで進む。次いで、逃し弁アセンブリ１３２を通過する加圧流体が、後に通気孔１３０を介して大気へと送られてもよい。

具体的には、内部逃し弁１３２が開放位置３００にあるとき、弁棒２０８と開口部２１０との間の間隙２１８によって流路が提供される。この間隙２１８は、例えば、逃し弁棒２０８および／またはダイヤフラム１０８の開口部２１０および／またはダイヤフラムプレート２１２の製造上の公差に起因して、未制御の断面積または流路を提供する可能性がある。さらに、間隙２１８は、規制または基準（例えば政府の規制等）によって課せられた最大許容限界値（例えば、漏洩排出量）を超える流量を許容する可能性がある。

いくつかの政府の規制は、大気に排出してもよい制限流体（例えば、天然ガス）の量を制限している。よって、これらの用途において、例示的な内部逃し弁１３２は、規制によって課せられた許容限界値を超える量の流体（例えば、天然ガス）を大気に放出する可能性がある。内部逃し弁１３２は、たとえ、逃し弁棒２０８の外面２２０に対する開口部２１０のサイズが比較的小さい場合であっても、政府による限界値を超える可能性がある（よって、政府の規制を遵守していない場合がある）。

図４は、本明細書に記載される例示的な内部逃し弁４０２とともに実装される例示的な流体調整装置４００を示す。例示的な流体調整装置４００は、入口４０８と出口４１０との間の流体通路４０６を画定する弁体４０４を含む。入口４０８は、流体調整装置４００から上流の分配システム（例えば、天然ガス分配システム）に流体的に連結されてもよく、出口４１０は、例えば、流体調整装置４００から下流のボイラー等の消費源に流体的に連結されてもよい。流体調整装置４００は、設定制御圧に基づいて、下流圧力を許容圧力範囲および／または一定の圧力範囲内に維持するように流体の流れを調整または調節する。流体調整装置４００の入口４０８は、典型的には、比較的高圧の供給流体を受容し、出口４１０では比較的より低い圧力および／または実質的に一定の圧力を提供する。

弁座４１２は、弁体４０４の通路４０６内に装着され、流体がそこを通って入口４０８と出口４１０との間を流れることができるオリフィス４１０を画定する。通路４０６を通る流体の流れを制御するために、弁体４０４は、弁座４１２に対して移動する流れ制御部材または弁プラグ４１４を含む。流れ制御部材または弁プラグ４１４は、弁棒４１８の端部４１６に連結され、通路４０６を通る流体の流れを制限または阻止するために、弁棒４１８および弁プラグ４１４が弁座４１２に対して移動されると弁座４１２の密封面に密封係合する、エラストマー材料でできていてもよい密封ディスク４２０を含む。

アクチュエータ４２２は、検知アセンブリ４２８を収容する上部ケーシング４２４および下部ケーシング４２６を含む。検知アセンブリ４２８は、ダイヤフラム４３０の第１の側４３２および上部ケーシング４２４が負荷チャンバ４３４を画定し、ダイヤフラム４３０の第２の側４３６および下部ケーシング４２６が検知チャンバ４３８を画定するように、アクチュエータ４２２の上部ケーシング４２４とアクチュエータ４２２の下部ケーシング４２６との間に拘束される検知装置またはダイヤフラム４３０を含む。ダイヤフラム４３０は、レバー４４０を介して弁プラグ４１４（例えば、密封ディスク）を弁座４１２に対して移動させ、入口４０８と出口４１０との間の流体の流れを制御または調整する。レバー４４０は、弁棒４１８の第２の端部４４２に連結され、ダイヤフラムプレート４４４および押し棒アセンブリ４４６を介してダイヤフラム４３０に連結される。

ダイヤフラム４３０に制御圧を提供するために、アクチュエータ４２２は、負荷チャンバ４３４内に配置された負荷アセンブリ４４８を用いる。典型的には、負荷アセンブリ４４８によって提供される制御された負荷また圧力は、流体調整装置４００によって提供される所望の出口圧力に対応する。この例において、負荷アセンブリ４４８は、調節可能なばねシート４５２と第２のばねシート４５４（例えば、ダイヤフラムプレート４４４の本体部分）との間に配置された制御ばね４５０を含む。制御ばね４５０は、弁プラグ４１４を弁座４１２から離して（例えば、開放位置に）移動させるために、ダイヤフラム４３０の第１の側４３２を検知チャンバ４３８に対して付勢する設定負荷または力（例えば、下流制御圧）を提供する。制御ばね４５０によってかけられた力の量は、調節可能なばねシート４５２を介して調節する（例えば、増加させるかまたは減少させる）ことができる。

検知チャンバ４３８が弁口またはスロート領域４５６を介して出口４１０と流体連通するように、弁体４０４は、アクチュエータ４２２の下部ケーシング４２６に連結される。制御ばね４５０によって提供される力が検知チャンバ４３８内の流体の圧力によって提供される力によって克服されると、ダイヤフラム４３０が負荷チャンバ４３４に向かって移動し、弁プラグ４１４を弁座４１２に向かって移動させ、通路４０６を通る流体の一定な流れを制限するかまたは提供する。

最大入口流体圧力定格よりも低い最大出口流体圧力定格を有する流体調整装置は、通常、超過圧力保護を必要とする。換言すると、出口圧力を超える入口圧力を有するプロセス用途には、下流の流体圧力が所定値（例えば、安全ではない圧力）を超えること、または入口圧力よりも高くなることを防止するために、しばしば超過圧力保護デバイスが必要である。

図示した例において、超過圧力保護デバイスまたは遮断デバイス４５８は、流体調整装置４００に連結されている。よって、流体調整装置４００は、例えば、天然ガス等の有害なプロセス流体とともに使用することができる。超過圧力保護デバイス４５８は、出口圧力（下流圧力）を検知し、下流圧力が所定の圧力に達すると、通路４０６を通る流体の流れを阻止するために流体調整装置４００を閉鎖する。出口４１０で下流圧力を検知するために、弁体４０４は、超過圧力保護デバイス４５８の検知チャンバ（図示せず）を弁体４０４の出口４１０と流体的に連結するための経路４６０を含む。

例えば、出口４１０における温度変化によって引き起こされる出口４１０における流体の圧力増加に起因する超過圧力保護デバイス４５８の不要な起動を防止するために、流体調整装置４００は、大気に流体的に連結された通気孔４６２を含む。この例において、アクチュエータ４２２は、通気逃し弁４６４を有する通気孔４６２を含む。通気逃し弁４６４は、負荷チャンバ４３４内の流体の圧力が通気制御ばね４６６によって提供される力よりも高いときに開放位置に移動する通気制御ばね４６６を含む。

出口４１０を通気孔４６２と選択的に流体的に連結するために、アクチュエータ４２２は、検知アセンブリ４２８に動作可能に連結された内部逃し弁アセンブリ４０２（例えば、トークン逃し弁）を用いる。超過圧力保護デバイス４５８は、内部逃し弁４０２の圧力設定よりも高い圧力設定を有し、出口４１０における流体の圧力が内部逃し弁４０２の圧力設定を実質的に超えた場合に起動する。よって、プロセス流体の圧力が、例えば、温度変化のために増加すると、内部逃し弁４０２は、プロセス流体を、例えば、大気に放出する。プロセス流体の下流圧力が内部逃し弁の設定を超えた場合、流体を大気に放出または抽気するために内部逃し弁４０２が開放する。プロセス流体が内部逃し弁４０２を通って放出または抽気しているにもかかわらず、出口圧力が所定の圧力を超えた場合に、超過圧力保護デバイス４５８が起動する。このように、内部逃し弁４０２は、例えば、プロセス流体の温度変化による超過圧力保護デバイスの不要な起動または引き外しを防止する。さらに、または代替として、臭気を有する流体（例えば、天然ガス）が通気孔４６２を介して放出したときに、内部逃し弁４０２は、流体調整装置４００が適切に機能していない可能性があるという知覚的警告を提供してもよい。

図５および６は、ダイヤフラム４３０に連結された例示的な内部逃し弁４０２を示す。図５は、閉鎖位置５００にある内部逃し弁４０２を示す。図６は、開放位置６００にある内部逃し弁４０２を示す。図５および６を参照すると、内部逃し弁４０２は、ダイヤフラム４３０の第２の側４３６に隣接する逃し弁座５０２を含む。この特定の例において、逃し弁座５０２は、押し棒アセンブリ４４６の押し棒５０４と一体化して形成される。この例では、押し棒５０４は、ナット５０５を介してダイヤフラムプレート４４４に連結される。逃し弁座５０２がダイヤフラムプレート４４４に係合したときに内部逃し弁４０２を通る流体の流れを阻止するために、逃し弁座５０２は、ダイヤフラムプレート４４４に密封係合するシール５０６（例えば、Ｏリング）を含む。別の例において、逃し弁座５０２はダイヤフラム４３０に密封係合する。

例示的な内部逃し弁４０２は、ダイヤフラムプレート４４４およびダイヤフラム４３０の開口部５１０内に摺動可能に連結された逃し弁棒５０８を含む。内部逃し弁４０２をダイヤフラム４３０と連結するために、逃し弁棒５０８の第１の端部５１４が逃し弁座５０２に連結され、第２の端部５１６がアジャスタ５２０に連結される。内部逃し弁の閉鎖ばね５１８は、所望の圧力除去点または排出圧を確立するための所望の前負荷を提供するように、アジャスタ５２０とばねシート５２２との間に拘束される。アジャスタ５２０は、ダイヤフラムプレート４４４から離れて逃し弁棒５０８に係合または連結する。アジャスタ５２０は、除去圧を調節または設定するために閉鎖ばね５１８に予め負荷をかけるための、逃し弁棒５０８上に螺着することができるねじ山付きナット等であってもよい。この例において、ばねシート５２２は、ダイヤフラムプレート４４４のカラーまたは円筒状本体部分５２４と一体化して形成される。本体部分５２４は、ダイヤフラムプレート４４４の支持部分またはフランジ５２６から突出する。

この例において、内部逃し弁４０２は、ダイヤフラムプレート４４４および／またはダイヤフラム４３０の開口部５１０を通る流体の流れを阻止するために、開口部５１０内に配置されたシール５２８（例えば、Ｏリング）を含む。図示した例において、シール５２８は、ダイヤフラムプレート４４４の開口部５１０内で摺動または移動するための逃し弁棒５０８の本体に沿った溝または凹部分５３０内に配置される。シール５２８は、内部逃し弁４０２が図６に示される開放位置６００にあるとき、流体が開口部５１０を通って逃し弁棒５０８を超えて放出するのを防止する。他の例において、シール５２８は、開口部５１０の陥凹部または窪みの中に配置されてもよい。さらに他の例において、複数のシールが開口部５１０内に配置されてもよいか、および／または逃し弁棒５０８に沿って離間されてもよい。

内部逃し弁４０２が開放位置６００にあるとき、検知チャンバ４３８と負荷チャンバ４３４との間に流体経路または流路を提供するために、内部逃し弁４０２は抽気孔または小さな開口部５３２を含む。図示した例において、抽気孔５３２は、逃し弁座５０２と逃し弁棒５０８のシール５２８との間でダイヤフラムプレート４４４内に配置される。この例において、抽気孔５３２は、ダイヤフラムプレート４４４内に形成される。具体的には、図示した例において、抽気孔５３２は、ダイヤフラムプレート４４４のカラーまたは円筒状本体部分５２４内に形成される。よって、抽気孔５３２は、ダイヤフラムプレート４４４の開口部５１０とは別個であり、異なる。図示した例の抽気孔５３２は、ダイヤフラムプレート４４４の開口部５１０の縦軸５３６に実質的に垂直な軸５３４を有する。しかしながら、他の例において、抽気孔５３２の軸５３４は、縦軸５３６に対して任意の他の角度で存在してもよい。さらに、図１〜３の内部逃し弁１３２とは異なり、図示した例の例示的な内部逃し弁４０２は、制御されたまたは所定の流量を提供する。より具体的には、抽気孔５３２は、制御された流路断面積を提供するようにサイズ決定および寸法決定される。換言すると、抽気孔５３２は、製造上の公差によって異なる可能性がある間隙（例えば、図１〜３の間隙２１８）のサイズに依存しない。さらに、抽気孔５３２は、流体調整装置４００が規制または規約に準拠することができるように、図１〜３の内部逃し弁１３２の間隙２１８によって提供される断面積よりも実質的に小さい断面積とともに提供されてもよい。よって、抽気孔５３２は、異なる圧力範囲にわたって制御された所定の流量を提供するようにサイズ決定および寸法決定することができる。

例えば、抽気孔５３２は、内部逃し弁４０２が開放位置６００にあるとき、検知チャンバ４３８と負荷チャンバ４３４との間の比較的少ない流体の流れを可能にするようにサイズ決定および寸法決定されてもよい。いくつかの例において、たとえ、図２および３の逃し弁棒２０８がダイヤフラム１０８およびダイヤフラムプレート２１２の開口部２１０内に密接に嵌合されている場合でも、抽気孔５３２は、図１〜３の内部逃し弁１３２によって提供される流路断面積よりも小さい流路断面積を提供するようにサイズ決定される。よって、例示的な抽気孔５３２は、大気に放出する流体の量を実質的に制限または制御するようにサイズ決定することができる。結果として、政府の規制（例えば、１６ｉｎ−ｗｃ（約３９９０Ｐａ）の出口圧力で１４ｓｃｆｈ（約０．４ｓｃｍｈ）未満の流体流量）に準拠するように流体流量を制御することができる。

図７は、流体調整装置４００を様々な圧力に暴露した場合に内部逃し弁４０２によって提供される流体流量の例を示すグラフ７００である。例えば、制御ばね４５０が約８．２ｉｎ−ｗｃ（約２０４０Ｐａ）の出口圧力を提供する場合、内部逃し弁４０２は、約０ｉｎ−ｗｃ（約０Ｐａ）〜１３０ｉｎ−ｗｃ（約３２３８０Ｐａ）の範囲の流体圧力にわたって約１ｓｃｆｈ（約０．０３ｓｃｍｈ）〜１４ｓｃｆｈ（０．４ｓｃｍｈ）の流体流量を提供する。例えば、グラフ７００を参照すると、出口４１０の圧力が約１０．５ｉｎ−ｗｃ（約２６１０Ｐａ）であるとき、内部逃し弁４０２が開放位置６００に移動し、約１０ｓｃｆｈ（約０．２８ｓｃｍｈ）の流量で抽気孔５３２を介して検知チャンバ４３８と負荷チャンバ４３４との間に流体を放出する。いくつかの政府の規制は、１６ｉｎ−ｗｃ（３９９０Ｐａ）の圧力で１４ｓｃｆｈ（０．４ｓｃｍｈ）以下の流量を要求する。よって、例示的な流体調整装置４００は政府の規制に準拠しており、したがって、例えば、図１〜３の流体調整装置４００以外の多様な異なる用途において使用することができる。

図４〜６を参照すると、動作において、下流負荷によって（例えば、消費源によって）要求される流体の量を送達する一方で、出口４１０において必要な下流圧力を維持するように通路４０６を通る流体の流れを監視することによって流体圧力および流体調整が達成される。アクチュエータ４２２は、制御ばね４５０によって提供または設定される所望の出口圧力に従って出口４１０の圧力を調整する。検知チャンバ４３８は、スロート領域４５６における流体の圧力を検知し、該圧力は、ダイヤフラム４３０の第１の側４３２に付与される制御ばね４５０の力または圧力に対向するように、ダイヤフラム４３０の第２の側４３６に力または圧力を提供する。同様に、ダイヤフラム４３０は、レバー４４０および押し棒アセンブリ４４６を介して弁プラグ４１４を弁座４１２に対して移動させる。ダイヤフラム４３０にわたる実質的に等しくないかまたは平衡していない圧力差により、ダイヤフラム４３０が弁プラグ４１４を弁座４１２に対して移動させ、制御ばね４５０によって提供される設定制御圧に対応する実質的に一定なより低い出口圧力を達成するように通路４０６を通る流体の流れを調節する。制御ばね４５０を調節することにより、出口４１０で提供される圧力が変化する。

具体的には、ダイヤフラム４３０の第１の側４３２に提供される圧力よりも低いダイヤフラム４３０の第２の側４３６に提供される圧力が、ダイヤフラム４３０を検知チャンバ４３８に向かって移動させる。同様に、ダイヤフラム４３０が弁プラグ４１４を弁座４１２から離れるように移動させ、通路４０６を通る流体の流れを可能にするかまたは増加させる。第１の側４３２に提供される圧力よりも高いダイヤフラム４３０の第２の側４３６に提供される圧力は、ダイヤフラム４３０を負荷チャンバ４３４に向かって移動させる。同様に、ダイヤフラム４３０は、弁プラグ４１４を弁座４１２に向かって移動させ、通路４０６を通る流体の流れを制限するかまたは阻止する。検知チャンバ４３８によって検知される圧力が制御ばね４５０によって提供される制御圧と実質的に等しい場合、流体調整装置４００は平衡状態にあり、弁プラグ４１４が弁座４１２に向かって移動し、流体の流れを制限し、流体の下流消費量に等しい安定した状態の流れを提供する。

下流要求量または消費量が減少するおよび／または下流源が遮断される（すなわち、下流要求量が実質的にゼロになる）と、弁プラグ４１４が弁座４１２に密封係合し、弁体４０４を通る流体の流れを阻止する（すなわち、ロックアップ状態に移動する）。ロックアップ状態では、弁プラグ４１４が弁座４１２に密封係合し、流体調整装置４００を通る流体の流れが実質的にゼロとなる状態を提供する。弁プラグ４１４が弁座４１２に密封係合すると、出口４１０と下流源（図示せず）との間に加圧流体が滞留する。

しかしながら，いくつかの例では、腐食、調整装置の構成要素への損傷、グリット、配管スケール等のために、弁プラグ４１４が弁座４１２に対して緊密に密封できない場合がある。結果として、入口４０８からの高圧プロセス流体が出口４１０まで流れ続ける。その結果、下流源の要求量が実質的に減少されるため（例えば、実質的に要求量ゼロ）、出口４１０における下流圧力が増加する。出口４１０における流体の圧力が所定の圧力レベル（例えば、所定の安全圧力レベル）まで増加すると、超過圧力保護デバイス４５８が起動する。

さらに、いくつかの例では、流体調整装置４００がロックアップ状態にあるとき、出口４１０と下流源との間に滞留するプロセス流体が温度上昇を経験する可能性があり、それによって出口４１０における流体の圧力を増加させる。内部逃し弁４０２は、温度変化による超過圧力保護デバイス４５８の不要な起動（例えば、煩わしい引き外し）を防止する。より具体的には、検知チャンバ４３８内の圧力が、逃し閉鎖ばね５１８によって印加される前負荷力を超える十分な力をダイヤフラム４３０の第２の側４３６に印加すると、ダイヤフラム４３０が負荷チャンバ４３４に向かって移動し、ダイヤフラムプレート４４４を上昇させて、逃し弁座５０２との密封係合から離脱させるかまたは抜け出させる。弁プラグ４１４は弁座４１２に密封係合しており、レバー４４０および押し棒５０４は負荷チャンバ４３４に向かってそれ以上移動することができないため、ダイヤフラムプレート４４４が逃し弁座５０２から離脱する。結果として、検知チャンバ４３８上の加圧流体が、逃し弁座５０２を超えて、ダイヤフラムプレート４４４の抽気孔５３２を通って進む。次いで、逃し弁アセンブリ４０２を通過する加圧流体は、後に通気孔４３０を介して大気に送られてもよい。よって、例示的な内部逃し弁４０２は、流体調整装置４００がロックアップ状態にあっても、（例えば、温度変化のために）下流圧力が変動すると、超過圧力保護デバイス４５８の煩わしい起動を防止する。

具体的には、内部逃し弁４０２は、抽気孔５３２を通る比較的低い流体流量（例えば、ごく少量の流体）を可能にする。よって、検知チャンバ４３８内の圧力が、閉鎖位置５００と開放位置６００との間で内部逃し弁４０２を移動させるのに十分なほど大きいが、該圧力が、超過圧力保護装置４５８を起動させるのに必要な圧力未満であるとき、内部逃し弁４０２は、流体を大気に放出することができる。

ある例示的な装置について本明細書に記載してきたが、本特許が包含する範囲は、それらに限定されない。対照的に、本特許は、文言的にまたは均等論の下に、添付の特許請求の範囲の範囲内に適正に属する全ての装置および製品を包含する。

Claims (20)

1. フランジから突設されたカラーを有するダイヤフラムプレート、及び前記ダイヤフラムプレートと前記カラーとを貫通して延設された開口部を備えた検知装置と、
   前記検知装置の前記開口部内に摺動可能に連結された逃し弁棒と、
   前記逃し弁棒の第１の端部に連結され、内部逃し弁が閉鎖位置にあるとき、前記検知装置の第１の側と前記検知装置の第２の側との間の流体の流れを阻止するように前記検知装置の前記第１の側に係合するための、逃し弁座と、
   前記カラーの周壁を貫通して形成される抽気孔であって、前記抽気孔は、前記検知装置の前記開口部とは別個の通路であり、前記内部逃し弁が開放位置にあるとき、前記検知装置の前記第１の側と前記第２の側との間に制御された流量を提供するように寸法決定される通路を提供する、抽気孔と、
   前記開口部内で前記逃し弁棒に沿って設けられ、前記逃し弁が前記開放位置にあるとき、前記検知装置の前記開口部を介して前記検知装置の前記第１の側と前記検知装置の前記第２の側との間の流体の流れを阻止すると共に、前記抽気孔を通過するように前記流体を指向する、シールと、を備える、内部逃し弁。
2. 前記抽気孔は、前記逃し弁座と前記シールとの間に設けられる、請求項１に記載の内部逃し弁。
3. 前記抽気孔は、前記逃し弁棒の縦軸に垂直な軸を有する、請求項１から２のいずれかに記載の内部逃し弁。
4. 前記シールはＯリングである、請求項１から３のいずれかに記載の内部逃し弁。
5. 前記内部逃し弁が前記閉鎖位置にあるとき、前記検知装置の前記第１の側に密封係合するための、前記逃し弁座の表面上に配置されるシールをさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載の内部逃し弁。
6. 前記検知装置は、前記ダイヤフラムプレートによって支持されるダイヤフラムを備える、請求項１から５のいずれかに記載の内部逃し弁。
7. 前記逃がし弁座は、ダイヤフラムアセンブリの押し棒と一体化して形成される、請求項
   １から６のいずれかに記載の内部逃し弁。
8. 前記ダイヤフラムプレートの本体部分によって形成されるばねシートをさらに備える、請求項１から７のいずれかに記載の内部逃し弁。
9. 前記抽気孔は、前記内部逃し弁が開放位置にあるとき、比較的少量の流体の流れが前記抽気孔を通ることを可能にするためのものである、請求項１から８のいずれかに記載の内部逃し弁。
10. 検知チャンバ内の圧力が第１の閾値よりも高いとき、ダイヤフラムの第１の側に隣接する前記検知チャンバと前記ダイヤフラムの第２の側に隣接する負荷チャンバとの間の流体の流れを可能にするように、ダイヤフラムプレートを介してダイヤフラムに動作可能に連結された内部逃し弁であって、
    前記ダイヤフラムプレートに突設されたカラーを貫通する開口部内に摺動可能に連結された逃し弁棒と、
    前記検知チャンバと前記負荷チャンバとの間の流体の流れを阻止するために、前記内部逃し弁が閉鎖位置にあるとき、前記ダイヤフラムの前記第１の側に隣接する前記ダイヤフラムプレートに密封係合するように前記逃し弁棒に連結された逃し弁座と、
    前記内部逃し弁が開放位置にあるとき、前記ダイヤフラムプレートの前記開口部を介して前記検知チャンバと前記負荷チャンバとの間の流体の流れを阻止するように前記ダイヤフラムプレートの前記開口部内に配置されるシールと、
    前記逃がし弁座と前記シールとの間の位置で前記カラーの周壁を貫通し前記ダイヤフラムプレートと一体化して形成される抽気孔であって、前記ダイヤフラムプレートの前記開口部とは別個の通路であり、前記内部逃し弁が開放位置にあるとき、前記検知チャンバと前記負荷チャンバとの間に制御された流体の流れを提供する、抽気孔と、を備える、内部逃し弁を備える、流体調整装置。
11. 前記抽気孔は、前記逃し弁棒の縦軸に垂直な軸を有する、請求項１０に記載の流体調整装置。
12. 前記シールはＯリングである、請求項１０から１１のいずれかに記載の流体調整装置。
13. 前記逃し弁座は、押し棒と一体化して形成される、請求項１０から１２のいずれかに記載の流体調整装置。
14. 前記押し棒は、前記ダイヤフラムプレートを前記流体調整装置の弁プラグと動作可能に連結する、請求項１３に記載の流体調整装置。
15. 前記抽気孔は、前記内部逃し弁が前記開放位置にあるとき、前記検知チャンバと前記負荷チャンバとの間の少量の流体の流れを可能にするように寸法決定される、請求項１０から１４のいずれかに記載の流体調整装置。
16. 前記抽気孔は、前記流体調整装置の前記検知チャンバ内の圧力が約２６１０Ｐａであるとき、約０．４標準立方メートル／時間（ｓｃｍｈ）未満の流量を可能にする、請求項１０から１５のいずれかに記載の流体調整装置。
17. 前記第１の閾値は、前記ダイヤフラムの前記第１の側に隣接する前記ダイヤフラムプレートに動作可能に連結された閉鎖ばねによって提供される、請求項１０から１６のいずれかに記載の流体調整装置。
18. 前記シールは、前記開口部内で移動するための前記逃し弁棒の一部に沿って配置される、請求項１０から１７のいずれかに記載の流体調整装置。
19. 流体調整装置とともに使用するための内部逃し弁アセンブリであって、
    流体調整装置の出口で圧力を検知するための手段であって、前記流体調整装置の前記出口と流体連通する第１の側と、通気孔と流体連通する第２の側と、を有するダイヤフラムプレート、及び前記ダイヤフラムプレートから突設され、前記ダイヤフラムプレートを貫通する開口部を形成するカラーを備えた、検知のための手段と、
    前記出口の圧力が前記調整装置をロックアップ状態に移動させる圧力を越えて増加した場合に、前記検知のための手段の前記第１の側と前記検知のための手段の前記第２の側との間の流体の流れを可能にするための手段であって、前記検知のための手段の前記カラーに形成された前記開口部内に摺動可能に連結され、前記抽気孔を通る流体の流れを可能にするために前記開口部とは別個に設けられて前記カラーの周壁を貫通する抽気孔を含む、流体の流れを可能にするための手段と、
    前記開口部を介して前記検知のための手段の前記第１の側と前記第２の側との間の流体の流れを阻止し、前記可能にするための手段が前記検知のための手段の前記第１の側と前記第２の側との間の流体の流れを許容する場合、前記抽気孔に向かって流体の流れを誘導するための手段と、を含む、内部逃し弁アセンブリ。
20. 前記開口部を通る流体の流れを阻止するための前記手段は、前記開口部内に配置された密封するための手段を備える、請求項１９に記載の内部逃し弁アセンブリ。

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