JP6595447B2

JP6595447B2 - 積層ディスクノイズ軽減装置及びそれを備える制御弁

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Publication number: JP6595447B2
Application number: JP2016501109A
Authority: JP
Inventors: ワイルディマッカーティ，マイケル
Original assignee: フィッシャーコントロールズインターナショナルリミテッドライアビリティーカンパニー
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: WO2014150325A1; US9222624B2; EP2971908B1; CA2906329A1; KR20150129760A; RU2015143132A; JP2016517498A; RU2665803C2; AR095408A1; BR112015023160A2; US20140264107A1; EP2971908A1; NO342215B1; RU2015143132A3; AU2014237311A1; CN204062133U; CA2906329C; CN104048101B; MX365662B; AU2014237311B2

Description

本発明は、流体制御弁のための音低減装置に関し、具体的には、半径方向及び軸方向の流体流路を画定する複数の積層ディスクを含む、音低減装置に関する。

例えば、石油及びガスのパイプラインシステム、化学工程などの産業工程における流体の制御において、流体の圧力を低減することがしばしば必要である。流れ制御弁及び流体調節器などの調整可能な流れ制限装置、ならびに拡散器、消音器、及び他の背圧装置などの他の固定流体制限装置が、この課題のために利用される。所与の応用における流体制御弁及び／または他の流体制限装置の目的は、流速または他の工程変数を制御することであり得るが、制限は、本質的にその流れ制御機能の副産物として、圧力低減及び望まれないノイズを誘発する。

流体の圧力及びノイズを低減するために現在利用可能な１つの装置は、蛇行流体流路を利用する。蛇行流体流路において、流体流れは、複数の制限的流体流れ通路を有する装置を通過する必要があり、この複数の制限的流体流れ通路のそれぞれは、流体が装置の入口から装置の出口まで平面的な半径方向外方の方向に横断するとき、流体流れが蛇行経路全体を通して、典型的に直角で、方向を変更することを必要とするように構築される。これらの装置は、「蛇行経路トリム装置」として一般的に既知である。

蛇行経路技術を利用する、そのような現在利用可能な蛇行経路トリム装置において、達成可能なノイズ低減の量は、制御弁のサイズ（例えば、全体の外被または外部サイズ）によって限定されている。より具体的には、流体が積層ディスクを通って流れるにつれて、それは、平面的な半径方向で連続的に外方に移動する。しかしながら、そのような装置は、装置内での圧力回収を用いない。

本発明の例示的な一態様に従うと、流体圧力低減装置は、第１のディスク及び第２のディスクを有する複数の積層ディスクを含む。第１のディスクは、中空中央部分、第１の環状外周、第１段階制限部の半径方向内方に配設された第１の流体入口部分、第１段階制限部の半径方向外方に配設された第１段階回収進入部、及び第１段階回収進入部の半径方向外方に配設された第３段階回収プレナムを含む。第２のディスクは、第２の中空中央部分、第２の環状外周、及び中空中央部分と第２の環状外周との間に配設された制限及び回収プレナムを含み、制限及び回収プレナムは、第１段階回収領域、第１段階回収領域に流体接続された第２段階制限部、及び第２段階制限部に流体接続された第２段階回収プレナムを含む。流体流路が、第１の流体入口部分と第３段階回収プレナムとの間に形成され、流体流路は、第３段階回収プレナムを通過する前に、第１段階制限部、第１段階回収領域、第２段階制限部、及び第２段階回収プレナムを通過し、第２段階制限部は、流体流路を半径方向内方に、第２の中空中央部分に向かって方向付ける。

本発明の別の例示的な態様において、流体制御弁は、接続通路によって接続された流体入口及び流体出口を有する弁体を含む。複数の積層ディスクが接続通路内に配設され、この複数の積層ディスクは第１のディスク及び第２のディスクを含む。第１のディスクは、中空中央部分、第１の環状外周、第１段階制限部の半径方向内方に配設された第１の流体入口部分、第１段階制限部の半径方向外方に配設された第１段階回収進入部、及び第１段階回収進入部の半径方向外方に配設された第３段階回収プレナムを含む。第２のディスクは、第２の中空中央部分、第２の環状外周、及び中空中央部分と第２の環状外周との間に
配設された制限及び回収プレナムを含み、制限及び回収プレナムは、第１段階回収領域、第１段階回収領域に流体接続された第２段階制限部、及び第２段階制限部に流体接続された第２段階回収プレナムを含む。流体流路が、第１の流体入口部分と第３段階回収プレナムとの間に形成され、流体流路は、第３段階回収プレナムを通過する前に、第１段階制限部、第１段階回収領域、第２段階制限部、及び第２段階回収プレナムを通過し、第２段階制限部は、流体流路を半径方向内方に、第２の中空中央部分に向かって方向付ける。

本発明の更に別の例示的な態様において、流体制御弁は、それを通る流体流路を画定する複数の積層ディスクを含む。流体流路は、少なくとも２つの圧力低減段階を含む。第１の圧力低減段階は流体流路が半径方向外方に向けられるように配向され、第２の圧力低減段階は流体流路が半径方向内方に向けられるように配向される。

前述の態様のいずれか１つ以上に更に従うと、流体制御弁（または流体圧力低減装置）は、以下の好適な形態のいずれか１つ以上を更に含み得る。

いくつかの好適な形態において、流体制御弁または流体圧力低減装置は、第２段階回収プレナムと第３段階回収プレナムとの間に第３段階制限部を含み得、第３段階制限部は、流体流路を第２のディスクから第１のディスクへと方向付ける。他の好適な形態において、流体制御弁または流体圧力低減装置は、第２段階回収プレナムの半径方向外方に配設された流体脱出スロットを含み得る。更に他の好適な形態において、流体制御弁または流体圧力低減装置は、第１の第２段階制限部及び第２の第２段階制限部に流体接続された第１段階回収領域を含み得る。更に他の好適な形態において、流体制御弁または流体圧力低減装置は、第１段階回収領域に対して角度付けられた第２段階制限部を含み得る。更に他の好適な形態において、流体制御弁または流体圧力低減装置は、実質的に平行な側部を有する流体入口部分を含み得る。更に他の好適な形態において、流体制御弁または流体圧力低減装置は、ベンチュリ（すなわち、非平行な側部）形状を有する流体入口部分を含み得る。更に他の好適な形態において、流体制御弁または流体圧力低減装置は、複数の流体入口スロットを含み得、各流体入口スロットが、単一の第１段階回収領域に流体接続される。更に他の好適な形態において、流体制御弁または流体圧力低減装置は、２つの第２段階制限部に流体接続されたそれぞれの第１段階回収領域を含み得る。更に他の好適な形態において、流体制御弁または流体圧力低減装置は、交互の様式で配置された複数の第１のディスク及び複数の第２のディスクを含み得る。

新規であると考えられる本発明の特徴は、添付の特許請求の範囲において詳細に説明される。本発明は、参照数字がいくつかの図面内の同様の要素を特定する、添付の図面と併せてなされる以下の説明への参照によって最も良く理解され得る。

本発明に従う流体圧力低減装置を形成する積層ディスクの形態の弁トリムを収容する、流体制御弁を図示する断面図である。図１の積層ディスク内の第１のディスクの平面図である。図１の積層ディスク内の第２のディスクの平面図である。互いの上に積層された第１及び第２のディスクの平面図である。第１のディスクの代替実施形態の平面図である。第２のディスクの代替実施形態の平面図である。少なくとも３つの流れ回収区画を１つのディスク内に組み合わせる、ディスクの代替実施形態の平面図である。

ここで図１を参照すると、弁トリムを通って半径方向及び軸方向の流体流
路を形成する複数の積層ディスクを含む、流体圧力及び音低減装置の一実施形態が図示される。弁トリムは、流体入口１６、流体出口１８、及び弁体１４を通る接続通路２０を有する弁体１４を含む、流体制御弁１２内に装着される複数の積層ディスクを有する弁ケージ１０の形態をとる。

弁座２２は接続通路２０内に装着され、弁座２２は、内部への流体流れ、及び弁ケージ１０の外部を通る流体流れを制御するように、弁軸２４などの弁操作部材によって制御される弁栓（図示せず）と協働する。弁ケージ１０は、ケージ保持器２６などの手段を装着すること、及び弁帽に係合するボルト２８を装着することによって弁１２内に保持され得る。

一般的に、複数のディスクの形態の開示される弁ケージ１０は、半径方向外方の流れを半径方向内方に、弁ケージ１０の内部に向かって向け直す少なくとも１つの逆流路を含む、半径方向及び軸方向の流体流路内の圧力低下及び回収区画を段階化することによって、制御弁の音響放出を効率的に低下させる。換言すると、少なくとも１つの逆流路は、同時に弁ケージ１０内の圧力低下を段階化しながら、半径方向内方に向けられる、少なくとも１つの流れの成分を有する。圧力低下段階内で半径方向逆転流路を使用することによって、弁ケージ１０は、所与の量の圧力低減またはノイズ低減のための弁ケージ１０の厚さまたは半径を増大させない。結果として、開示される弁ケージ１０は、より大きい弁体または外被の必要性につながることとなる弁ケージ１０のサイズの増大を伴わずに、ノイズ低減を増大させるより多くのノイズ低減段階を有利に用いる。更に、高い圧力低下率（例えば、０．８３超）を呈する流体圧力低減装置において、本発明は、弁の流れ能力（すなわち、Ｃ_ｖ）を低減することなく、所与の弁体サイズのための増加した数の圧力段階を提供する。好適な一実施形態において、半径方向及び軸方向の流路の半径方向逆流部分は、単一のディスクに拘束される。換言すると、流体流路は、ディスク間の方向を半径方向に逆転させない。他の実施形態において、半径方向及び軸方向の流路の半径方向逆流部分は、ディスク間に延長し得る。

弁ケージ１０は、図３に図示する脱出ディスク６０などの第２のディスクと交互になる、図２に図示する進入ディスク３０などの第１のディスクを含む、交互のディスク構成の複数の積層ディスクを含む。進入ディスク３０は、中空中央部分３２及び環状外周３４を含む。複数の流体入口スロット３６は、進入ディスク３０の内側表面３８の周りに配設され、各流体入口スロット３６は、中空中央部分３２から環状外周３４に向かって部分的に延長する。複数の第３段階回収プレナム４０は、内側表面３８と環状外周３４との間に配設される。

流体入口スロット３６は、入口開口部４４及び一対の実質的に平行な側部４６を有する流体入口部分４２を含む。実質的に平行な側部４６は、入口開口部４４に近接する半径接合部４５で終了し得る。しかしながら、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、そのような入口開口部が非平行な側部を有するベンチュリとして形成され得ることが、当業者によって理解されるべきである。流体入口部分４２は、流体流路４７内の第１段階制限部４３を形成する（図４）。第１段階制限部４３は、流体流路４７を通って流れる流体の圧力を低減する。実質的に平行な側部４６は、入口開口部４４から第１の回収進入部４８までに至る。第１の回収進入部４８は、２つの実質的に平行な側部４６間の距離よりも大きい幅を有するチャンバ５０を含む。第１の回収進入部４８は、第１段階回収プレナム５２の一部分を形成する（図４）。

一実施形態において、進入ディスク３０は、約３．８７５インチ（９．８ｃｍ）の外半径ｒ１、約３．７３インチ（９．５ｃｍ）の中間半径ｒ２、及び約２．６８７５インチ（６．８ｃｍ）の内半径ｒ３を含み得、半径接合部４５は、約０．０７５インチ（０．２ｃｍ）の半径を有し得、入口開口部４４は、約０．１２２インチ（０．３ｃｍ）の幅を有し得、チャンバ５０は、約０．３０８インチ（０．８ｃｍ）の幅を有し得、チャンバは、約０．０４３インチ（０．１ｃｍ）の半径を有する半径側部４９を有し得る。

脱出ディスク６０は、中空中央部分６２、内側表面６３、及び環状外周６４を含む。複数の流体脱出スロット６６は、環状外周６４の周りに配設される。複数の制限及び回収プレナム６８は、内側表面６３と環状外周６４との間に配設される。制限及び回収プレナム６８は、第１段階回収プレナム５２（図４）、第２段階制限部７０、及び第２段階回収プレナム７２の部分を形成する。第２段階回収プレナム７２は、進入ディスク３０内の第３段階回収プレナム４０に流体接続される。

制限及び回収プレナム６８はそれぞれ、２つの第２段階制限部７０、８０によってそれぞれ、２つの第２段階回収領域７６、７８に流体接続された、第１段階回収領域７４を含む。第１段階回収領域７４は、半径方向に延長するチャンバ８２を含む。２つの第２段階回収領域７６、７８は同様にそれぞれ、半径方向に延長するチャンバ８４、８６を含む。第２段階制限部７０、８０は、環状の成分及び半径方向の成分の両方を有するチャンバを備える。第２段階制限部７８、８０はそれぞれ、第２段階回収領域７６、７８それぞれとの接合部９２、９４の半径方向外方にそれぞれ位置付けられた第１段階回収領域７４との、接合部８８、９０それぞれを有する。結果として、制限及び回収プレナム６８を通って流れる流体は、２つの流路４７ａ、４７ｂに分割されることによって、第１段階回収領域７４内に半径方向外方に流れ、次いで２つの第２段階制限部７０、８０内に流れる（図４）。２つの第２段階制限部７０、８０に進入した後、流体は、第２段階回収領域７６、７８へと半径方向内方の方向に流れる。２つの第２段階制限部７０、８０内の流体流れは、環状の成分を有し得るが、流体流れはまた、半径方向内方の成分を有する。他の実施形態において、第２段階制限部内の流体流れは、完全に半径方向内方であり得る。半径方向外方の方向から、（少なくとも部分的に）半径方向内方の方向へと流路を逆転させることによって、開示される弁ケージ１０は、弁ケージ１０を半径方向に拡大せずに、圧力低減段階の数を増加させる。

第３段階制限部９６（図４）は、第２段階回収領域７６と第３段階回収プレナム４０との間に形成される。より具体的には、第３段階制限部９６は、第２段階回収領域７６内の半径方向の端壁９８（図３）によって形成され、これが、隣接する進入ディスク３０内への軸方向の方向へと、流体流路の方向を変更させる。

第４段階制限部９９は、第３段階回収プレナム４０の半径方向の端壁１００（図２）によって形成され、これが、第３段階回収プレナム４０を通る主に半径方向の方向から、隣接する脱出ディスク６０内の脱出スロット６６内への軸方向の方向へと、流体流路の方向を再び変更させる。脱出スロット６６は、第４段階回収領域１０２を形成する（図３）。

図４に図示するように、各流体入口スロット３６は、単一の制限及び回収プレナム６８に流体接続される。しかしながら、制限及び回収プレナム６８は、流体流れを２つの流路４７ａ、４７ｂに分割するため、各制限及び回収プレナム６８は、２つの異なる第３段階回収プレナム４０に流体接続される。制限及び回収プレナム６８はまた、流体が第２段階制限部７０、８０内へと流れるにつれて、半径方向外方の方向から半径方向内方の方向へと、流体が方向を変更することを強いる。各第２段階回収領域７６、７８は、単一の第３段階回収プレナム４０に流体接続される。同様に、各第３段階回収プレナム４０は、単一の脱出スロット６６に流体接続される。

一般的に言って、各制限部（例えば、第１段階制限部４３、第２段階制限部７０、８０、第３段階制限部９６、及び第４段階制限部９９）は、流体流路４７に沿った断面の流れ領域の低減を含む一方で、各圧力回収領域またはプレナム（すなわち、第１段階回収領域７４、第２段階回収領域７６、７８、第３段階回収プレナム４０、及び脱出スロット６６）は、流体流路４７、４７ａ、４７ｂに沿った増大する断面の流れ領域を含む。

一実施形態において、第２段階制限部７０、８０は、約１４度の第１段階回収領域７４に相対する外角ＸＯを形成し得る。同様に、第２段階制限部７０、８０は、約４０度の第１段階回収領域７４に相対する内角ＸＩを形成する。類似した一実施形態において、脱出ディスク６０は、約３．８７５インチ（９．８ｃｍ）の外半径ｒ４、約３．６１５インチ（９．２ｃｍ）の脱出スロット半径ｒ５、約３．４３５インチ（８．７ｃｍ）の外側第１段階回収領域半径ｒ６、約２．９インチ（７．４ｃｍ）の内側第１段階回収領域半径ｒ７、及び約２．７２５インチ（５．８ｃｍ）の内半径ｒ８を有し得る。内側第２段階回収領域幅ＳＷ１は約０．２インチ（０．５ｃｍ）であり得、外側第２段階回収領域幅ＳＷ２は約０．４３２インチ（１．１ｃｍ）であり得る。内側第１段階回収領域幅ＦＷ１は約０．２３４インチ（０．６ｃｍ）であり得、外側第１段階回収領域幅ＦＷ２は約０．２７８インチ（０．７ｃｍ）であり得る。流体脱出スロットＥＳ１の幅は約０．８６４インチ（２．２ｃｍ）であり得、流体脱出スロット間の距離ＥＤ１は約０．１４９インチ（０．４ｃｍ）であり得る。更に、第２段階制限部７０、８０は、約０．１９１インチ（０．５ｃｍ）の幅ＳＳＷを有し得る。前述の寸法は例示的のみであり、これらの寸法及び角度は拡大または縮小されるか、あるいは特定のシステムのために必要とされる圧力回収に基づいて、他の方法で調整され得る。

積層される際、上記に列記される寸法を有する第１のディスク３０及び第２のディスク６０は、約０．９６の圧力回収係数を生ずる。

進入ディスク２３０及び脱出ディスク２６０の第２の実施形態を、図５及び６に図示する。進入ディスク２３０及び脱出ディスク２６０は、図２及び３の進入ディスク３０及び脱出ディスク６０に類似する。図５及び６における同様の構造は、図２及び３における同一の構造より大きくちょうど２００番号付けされる。図５及び６の進入ディスク２３０及び脱出ディスク２６０は、図２及び３の実施形態とは異なる寸法を有する。積層される際、図５及び６の進入ディスク２３０及び脱出ディスク２６０は、約０．９２の圧力回収係数を生ずる。

前の実施形態と同様に、進入ディスク２３０は、中空中央部分２３２及び環状外周２３４を含む。複数の流体入口スロット２３６は、進入ディスク２３０の内側表面２３８の周りに配設される。複数の第３段階回収プレナム２４０は、内側表面２３８と環状外周２３４との間に配設される。図５の実施形態において、進入ディスクは、図２の実施形態より少ない流体入口スロット２３６、及びより少ない第３段階回収プレナムを含み、第３段階回収プレナムはより幅広い。

流体入口スロット２３６は、入口開口部２４４及び一対の実質的に平行な側部２４６を有する流体入口部分２４２を含む。実質的に平行な側部２４６は、入口開口部２４４に近接する半径接合部２４５で終了し得る。流体入口部分２４２は、第１段階制限部２４３を形成する。実質的に平行な側部２４６は、入口開口部２４４から第１の回収進入部２４８までに至る。第１の回収進入部２４８は、２つの実質的に平行な側部２４６間の距離よりも大きい幅を有するチャンバ２５０を含む。第１の回収進入部２４８は、第１段階回収プレナムの一部分を形成する。

図５の実施形態において、第３段階回収プレナム２４０は、約０．７４６インチ（１．９ｃｍ）の内側プレナム幅ＩＰＷ１０、及び約２．３２４インチ（５．９ｃｍ）の外側プレナム幅ＯＰＷ１０を有し得る。第３段階回収プレナム間の距離ＤＲＰ１０は、約０．０４８インチ（０．１ｃｍ）であり得る。

脱出ディスク２６０は、中空中央部分２６２、内側表面２６３、及び環状外周２６４を含む。複数の流体脱出スロット２６６は、環状外周２６４の周りに配設される。複数の制限及び回収プレナム２６８は、内側表面２６３と環状外周２６４との間に配設される。制限及び回収プレナム２６８は、第１段階回収プレナム、第２段階制限部２７０、及び第２段階回収プレナム２７２の部分を形成する。第２段階回収プレナム２７２は、進入ディスク２３０内の第３段階回収プレナム２４０に流体接続される。

制限及び回収プレナム２６８はそれぞれ、２つの第２段階制限部２７０、２８０によってそれぞれ、２つの第２段階回収領域２７６、２７８に流体接続された、第１段階回収領域２７４を含む。第１段階回収領域２７４は、半径方向に延長するチャンバ２８２を含む。２つの第２段階回収領域２７６、２７８は同様にそれぞれ、半径方向に延長するチャンバ２８４、２８６を含む。第２段階制限部２７０、２８０は、環状の成分及び半径方向の成分の両方を有するチャンバを備える。第２段階制限部２７０、２８０はそれぞれ、第２段階回収領域２７６、２７８それぞれとの接合部２９２、２９４の半径方向外方にそれぞれ位置付けられた第１段階回収領域２７４との、接合部２８８、２９０それぞれを有する。結果として、制限及び回収プレナム２６８を通って流れる流体は、次いで２つの流路に分割されることによって、第１段階回収領域２７４内に半径方向外方に流れ、２つの第２段階制限部２７０、２８０内に流れる。２つの第２段階制限部２７０、２８０に進入した後、流体は、第２段階回収領域２７６、２７８へと半径方向内方の方向に流れる。第２段
階制限部２７０、２８０内の流体流れは、環状の成分を有し得るが、流体流れはまた、半径方向内方の成分を有する。他の実施形態において、第２段階制限部内の流体流れは、完全に半径方向内方であり得る。

図６に図示する実施形態において、第２段階制限部２７０、２８０は、約６３度の第１段階回収領域２７４に相対する外角ＸＯ２０を形成し得る。同様に、第２段階制限部２７０、２８０は、約３１度の第１段階回収領域２７４に相対する内角ＸＩ２０を形成し得る。外側第２段階回収領域幅ＯＳＷ２０は、約０．７６５インチ（１．９ｃｍ）であり得る。内側第１段階回収領域幅ＩＦＷ２０は、約０．３０８インチ（０．８ｃｍ）であり得る。流体脱出スロットＥＳ２０の幅は約２．２３４インチ（５．７ｃｍ）であり得、流体脱出スロット間の距離ＥＤ２０は約０．０５インチ（０．１ｃｍ）であり得る。更に、第２段階制限部２７０、２８０は、約０．２１１インチ（０．５ｃｍ）の幅ＳＳＷ２０を有し得る。前述の寸法は例示的のみであり、これらの寸法及び角度は拡大または縮小されるか、あるいは特定のシステムのために必要とされる圧力回収に基づいて、他の方法で調整され得る。

少なくとも進入ディスク３０、２３０の実施形態に対して、及び脱出ディスク６０、２６０の少なくとも２つの実施形態が本明細書に図示される一方で、進入ディスク３０、２３０及び脱出ディスク２６０の様々な構造的要素の寸法及び角度は、所望の圧力回収係数を達成するために変更され得る。

ここで図７を見ると、組み合わせ進入及び脱出ディスク４３０の一実施形態が図示される。組み合わせ進入及び脱出ディスク４３０は、一半に進入ディスク３０、２３０の構造的要素を、他半に脱出ディスク６０、２６０の構造的要素を組み合わせる。例えば、一半（例えば、進入部の一半）上に、進入及び脱出ディスク４３０は、複数の流体入口部分４４２及び複数の第３段階回収プレナム４４０を含む。他半（例えば、脱出部の一半）は、複数の制限及び回収プレナム４６８及び複数の流体脱出スロット４６６を含み得る。全ての構造的要素は、図７において個別の参照数字で番号付けされないものの、進入ディスク３０、２３０、及び脱出ディスク６０、２６０の他の構造的要素は、進入及び脱出ディス
ク４３０のそれぞれの一半に含まれる。結果として、弁ケージ１０は、結果的に、１つの進入及び脱出ディスク４３０の進入部の一半が、隣接する進入及び脱出ディスク４３０の脱出部の一半間に配設されるように順に配向され、逆もまた同様である、複数の進入及び脱出ディスク４３０から形成される。図７の進入ディスク４３０の実施形態における、図２〜６の実施形態との１つの違いは、流体入口部分４４２のうちの少なくとも１つの側壁４４６が、収束し次いで分岐し、ベンチュリ区分４５１を形成することである。

一般的に言って、第１の圧力回収段階は、流体入口部分４２、２４２、チャンバ５０、２５０、及び第１段階回収領域７４、２７４によって形成される。流体は、半径方向外方の方向に第１の圧力回収段階を通って流れる。第２の圧力回収段階は、第２段階制限部７０、２７０、８０、２８０、及び第２段階回収領域７６、２７６、７８、２７８によって形成される。第２の圧力回収段階を通って流れる流体は、少なくとも部分的に、半径方向内方の方向成分を有する。第３の圧力回収段階は、第３段階制限部９６及び第３段階回収プレナム４０、２４０によって形成される。第３の圧力回収段階を通って流れる流体は、半径方向外方の方向に流れる。上記に説明するように、流体流れを、半径方向外方の方向から、少なくとも部分的に半径方向内方の方向へと逆転させることによって、開示される進入ディスク３０、２３０、及び脱出ディスク６０、２６０（ならびに開示される組み合わせ進入及び脱出ディスク４３０）は、圧力回収段階が所与の半径方向距離で位置付けられることを有利に可能にする。結果として、開示されるディスクは、従来の蛇行経路弁ケージより小さい直径を有する弁ケージを形成するために使用され得る。

特定のノイズ軽減装置及び流体制御弁が、本開示の教示に従って本明細書に記載されているものの、添付の特許請求の範囲の範囲は、それに限定されない。それどころか、特許請求の範囲は、公正に許容可能な等価物の範囲内にある、本開示の教示の全ての実施形態を網羅する。

Claims

複数の積層ディスクを含む流体圧力低減装置であって、前記複数のディスクが、
第１の中空中央部分、第１の環状外周、第１段階制限部の半径方向内方に配設された第１の流体入口部分、前記第１段階制限部の半径方向外方に配設された第１段階回収進入部、及び前記第１段階回収進入部の半径方向外方に配設された第３段階回収プレナムを有する、第１のディスクと、
第２の中空中央部分、第２の環状外周、及び前記第２の中空中央部分と前記第２の環状外周との間に配設された制限及び回収プレナムを有する、第２のディスクと、を含み、前記制限及び回収プレナムが、第１段階回収領域、前記第１段階回収領域に流体接続された第２段階制限部、及び前記第２段階制限部に流体接続された第２段階回収プレナムを含み、
流体流路が、前記第１の流体入口部分と前記第３段階回収プレナムとの間に形成され、前記流体流路は、前記第３段階回収プレナムを通過する前に、前記第１段階制限部、前記第１段階回収領域、前記第２段階制限部、及び前記第２段階回収プレナムを通過し、前記第２段階制限部は、前記流体流路を半径方向内方に、前記第２の中空中央部分に向かって方向付け、
前記第１段階制限部及び前記第２段階制限部が前記流体流路に沿った断面の流れ領域の低減をそれぞれ含み、
前記第１段階回収領域及び前記第３段階回収プレナムが前記流体流路に沿った増大する断面の流れ領域をそれぞれ含む、
前記流体圧力低減装置。
前記第２段階回収プレナムと前記第３段階回収プレナムとの間に第３段階制限部を更に備え、前記第３段階制限部が、前記流体流路を前記第２のディスクから前記第１のディスクへと軸方向に方向付ける、請求項１に記載の前記流体圧力低減装置。
前記第２のディスクが、前記第２段階回収プレナムの半径方向外方に配設された流体脱出スロットを備える、請求項１または２に記載の前記流体圧力低減装置。
前記第１段階回収領域が、第１の第２段階制限部及び第２の第２段階制限部に流体接続
され、これにより前記流体流路を２つの流体流路に分割する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の前記流体圧力低減装置。
前記第２段階制限部が、前記第１段階回収領域に対して角度付けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の前記流体圧力低減装置。
前記角度が約４０度である、請求項５に記載の前記流体圧力低減装置。
前記第１の流体入口部分が実質的に平行な側部を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の前記流体圧力低減装置。
前記第１のディスクが、複数の流体入口部分を含み、各流体入口部分が、単一の第１段階回収領域に流体接続される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の前記流体圧力低減装置。
各第１段階回収領域が、２つの第２段階制限部に流体接続される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の前記流体圧力低減装置。
各第２段階制限部が、単一の第３段階回収プレナムに流体接続される、請求項９に記載の前記流体圧力低減装置。
前記複数の積層ディスクが、交互の様式で配置された複数の第１のディスク及び複数の第２のディスクを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の前記流体圧力低減装置。
前記第１の流体入口部分が、収束し次いで分岐する側壁を有するベンチュリ区分を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の前記流体圧力低減装置。
接続通路によって接続された流体入口及び流体出口を有する弁体と、
前記接続通路内に配設された複数の積層ディスクと、を備える、流体制御弁であって、前記複数の積層ディスクが、
第１の中空中央部分、第１の環状外周、第１段階制限部の半径方向内方に配設された第１の流体入口部分、前記第１段階制限部の半径方向外方に配設された第１段階回収進入部、及び前記第１段階回収進入部の半径方向外方に配設された第３段階回収プレナムを有する、第１のディスクと、
第２の中空中央部分、第２の環状外周、及び前記第２の中空中央部分と前記第２の環状外周との間に配設された制限及び回収プレナムを有する、第２のディスクと、を含み、前記制限及び回収プレナムが、第１段階回収領域、前記第１段階回収領域に流体接続された第２段階制限部、及び前記第２段階制限部に流体接続された第２段階回収プレナムを含み、
流体流路が、前記第１の流体入口部分と前記第３段階回収プレナムとの間に形成され、前記流体流路は、前記第３段階回収プレナムを通過する前に、前記第１段階制限部、前記第１段階回収領域、前記第２段階制限部、及び前記第２段階回収プレナムを通過し、前記第２段階制限部は、前記流体流路を半径方向内方に、前記第２の中空中央部分に向かって方向付け、
前記第１段階制限部及び前記第２段階制限部が前記流体流路に沿った断面の流れ領域の低減をそれぞれ含み、
前記第１段階回収領域及び前記第３段階回収プレナムが前記流体流路に沿った増大する断面の流れ領域をそれぞれ含む、
前記流体制御弁。
前記第１段階回収領域が、第１の第２段階制限部及び第２の第２段階制限部に流体接続され、これにより前記流体流路を２つの流体流路に分割する、請求項１３に記載の前記流体制御弁。
前記第２段階制限部が、前記第１段階回収領域に対して角度付けられる、請求項１３または１４に記載の前記流体制御弁。
前記角度が約３１度である、請求項１５に記載の前記流体制御弁。
前記第１の流体入口部分が実質的に平行な側部を含む、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の前記流体制御弁。
前記第１のディスクが、複数の流体入口部分を含み、各流体入口部分が、単一の第１段階回収領域に流体接続される、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の前記流体制御弁。
各第１段階回収領域が、２つの第２段階制限部に流体接続される、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の前記流体制御弁。
各第２段階制限部が、単一の第３段階回収プレナムに流体接続される、請求項１９に記載の前記流体制御弁。