JP6682702B2 - 圧縮天然ガス（ｃｎｇ）圧力調整器 - Google Patents

Description

本出願は、全般的には、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）システムの分野に関し、より具体的には、調整された動作モード及びバイパス動作モードを有効にする機械的なバイパス弁、並びにクーラントボウル及びバランス弁などの追加の付随機能を有する、圧縮天然ガスシステム用の流量調整器に関する。

圧力又は流量調整器は、高圧流体源を受け入れて、それを移送するために圧力を低減する目的で一般的に知られている。典型的な流量調整器では、高圧（例えば、３６００ｐｓｉ）で入力された流体源は、著しく低い圧力（例えば、７０〜１５０ｐｓｉ）に移送される。多くの異なる及び様々な用途で、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）が利用される。これらの用途は、原動機付き車両などのためにＣＮＧ流量調整器システムが使用されている自動車産業を含む。これらのシステムの多くが、故障してシステムを動作不能にさせる可能性のある複雑かつ精巧な継電器システムを必要とする。

その結果、調整器の操作性及び性能を損なうことなく、必要に応じて標準的な調整されたモード及びバイパスモードを含む、入口圧及び出口圧に基づいて圧力制御される動作モードを許可するか、又はそうでなければ有効にするために、機械的なバイパス弁を含む圧力調整器又は同様の装置を提供することが、当該分野で必要とされている。

更に、ＣＮＧ流量調整器の全体的な機能及び性能を改善する、より具体的には、車両ベースのシステムを含む様々な分野に関連した用途における問題に対処する継続的かつ一般的なニーズが当該分野に存在する。

したがって、第１の態様では、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）システム用の流量調整器であって、少なくとも１つの入口ポートと、少なくとも１つの出口ポートと、入口ポートと出口ポートとを流体的に相互接続する少なくとも１つの内部通路と、を有するハウジングを備える、流量調整器が提供される。少なくとも１つの画定された内部チャンバ内に配設された機械的なバイパス弁が、バイパス動作モードを有効にする。入口圧が所定の閾値に達すると、バイパス弁が閉じられて、調整器は、その典型的な（すなわち、調整された）動作モードで作動する。入口圧が所定の閾値を下回るときには、バイパス弁は開放されたままであり、流量調整器は、圧縮ガスを出口ポートに直接移送するために、バイパス動作モードで作動する。

少なくとも一変形例では、バイパス弁は、制御ばねによって付勢された移動可能な検知ピストンを含む。入口圧が所定の閾値を超えると、検知ピストンが、制御ばねの付勢を克服するのに十分なほど移動されて、弁を閉じる位置に移動する。弁が閉じられると、調整器は、調整された動作モードに置かれる。弁が開放されている間、調整器はバイパス動作モードにある。したがって、バイパス弁はフェイルセーフの機能を果たし、調整された動作モードを有効にするために十分な供給圧力を必要とする。

少なくとも一変形例では、調整器は、制御ばねの調整を可能にする少なくとも１つの機能を含むことができる。好ましくは、少なくとも１つの調整機能は、ユーザアクセス可能である。一変形例では、移動可能なピストンが弁プラグに作用する。入口圧力閾値が達成されたときに弁の開放を容易にするために、弁プラグは圧縮ばねによって付勢されている。任意選択で、バイパスモードで出口ポートに送られる圧縮天然ガスにフィルタを追加することができる。

別の態様では、流量調整器内の圧縮天然ガスの流れを制御するための方法が提供される。この方法は、調整器の入口ポストと出口ポストとの間に機械的なバイパス弁を接続する工程を含み、このバイパス弁は、入口圧力に基づいて付勢されて移動可能な検知機能を有する。一変形例では、検知ピストンは調整器の入口ポートに流体連結され、検知ピストンは、入口圧が所定の閾値に達すると制御ばねの付勢力が克服されるように、制御ばねに対して移動可能である。閾値が達成されるとバイパス弁が閉じられ、それによって、流量調整器が調整された動作モードで動作することが可能になる。入口圧が所定の閾値を下回るとき、流量調整器は、ガスが調整なしに入口ポートから出口ポートへ直接送られるバイパスモードに維持される。好ましくは、バイパス弁は、当初は開放位置に維持されて、フェイルセーフの機能を果たす。

少なくとも一変形例では、圧力調整器は、移送中に移動する圧縮天然ガスの冷却をより良好にもたらすパターンで提供された１セットのフィンを含むことができる。少なくとも一実施形態によるパターンは、１セットのクーラントポート間に流体的に接続され、クーラントボウルを画定する、クーラントプレート内に形成された蛇行ループ又は回路によって画定される。クーラント流体は、画定された蛇行回路を連続的に通過させられて、調整された天然ガスへ対流性熱伝達をもたらす。

更に別の態様では、本明細書に記載の流量調整器は、供給圧力の変動を適切に均一化するために、圧力調整器の加重機構と共に動作するように構成されたバランス弁を含むことができる。

更に別の変形例では、圧力調整器のためのバイパス弁が提供され、圧力調整器は、入口ポートと、出口ポートと、入口ポートと出口ポートとを相互接続する少なくとも１つの内部通路と、を含むハウジングを有し、バイパス弁は、入口ポートと出口ポートとの間に配設される。一変形例では、バイパス弁は、付勢されて制御ばねに接続された移動可能な検知ピストンであって、弁が閉じることを可能にして調整器が調整器動作モードをとることを可能にするために、所定の入口圧が、検知ピストンの付勢力を克服する必要があり、そうでなければ、調整器は、ＣＮＧが入口ポートから出口ポートに直接移送されるバイパス動作モードで有効になっている、検知ピストンを含む。

少なくとも一変形例では、バイパス弁は、制御ばねの張力を選択的に調整するための、少なくとも１つのユーザアクセス可能な機能を含むことができる。この弁はまた、検知ピストンに接続された弁プラグ又は弁本体によって画定され得る。少なくとも一変形例では、弁プラグは圧縮ばねによって付勢される。入口圧が所定の閾値に達すると、弁プラグは、圧縮ばねによって支援されている弁を閉じるように移動可能である。

提供される１つの利点は、本明細書に記載のバイパス弁の設計が、独立した流体制御要素としてのその全体的な使用を可能にすることである。そのため、バイパス弁は、例えば、流量調整器を有するマニホールド内で、又は他の好適な応用及び用途で、代替的に具体化され得る。

本明細書に記載の流量調整器によって実現される別の利点は、バイパス弁が動作のために電力を必要としないことである。すなわち、バイパス動作モードは、事実上全く機械的であり、電気的故障に影響されない。

本明細書に記載のバイパス弁は、完全に内蔵型であり、動作のために外部電力を必要としない。また、バイパス弁は、疲労、腐食又は他の効果がバイパスアセンブリのばね故障を加速する可能性がある場合には、自己閉鎖フェイルセーフモードで構成されることが好ましい。更に、弁はあまり複雑でなく、高価な継電器システムよりもコストの点で安価である。

本発明によって実現される更に別の利点は、フィン付きクーラントボウルが、中心位置の周りに配設された蛇行したクーラント経路を作り出すことである。機能的には、このクーラントボウルの設計により、熱膨張によって重質炭化水素が凝縮する可能性が効果的に除去される。

実現される更に別の利点は、供給圧力の変動を安定化するために、ＣＮＧ流量調整器内で使用するためのバランス弁を含むことである。

これら及び他の、特徴及び利点は以下の「発明を実施するための形態」から容易に明らかとなるであろうが、添付の図面と共に読まれなければならない。

一実施形態による流量調整器の斜視図である。 図１の流量調整器の分解上面斜視図である。 様々な画定された通路を示す、図１及び図２の流量調整器のハウジングの内部の、断面図で示された部分図である。 流量調整器の入口ポート及び出口ポートに関連した機械的なバイパス弁を示す、図１〜図３の流量調整器の一部の側断面図である。 流量調整器のクーラント接続を含む、図１〜図４の流量調整器の側断面図である。 図１〜図５の流量調整器の底面斜視図である。 流量調整器の調整可能な加重又は荷重機構と協働するバランス弁アセンブリを更に示す、図１〜図６の流量調整器の側断面図である。 圧力逃がし及び解放弁を更に示す、流量調整器の側断面図である。

以下は、原動機付き車両に見られるものなどの圧縮天然ガス（ＣＮＧ）システムに関連して使用するための流量調整器の一実施形態に関する。本明細書で論じられる場合、流量調整器は、とりわけ、機械的なバイパス弁アセンブリなどの多数の常在機能を含む。本明細書に記載の流量調整器の特定の用途は好適に変更し得ることが理解されるであろう。加えて、添付図面に関して適切な基準系を提供するために、ある種の用語が全体にわたって使用されている。数ある中で特に「内側」、「外側」、「内部」、「外部」、「上方」、「下方」、「上部」、及び「底部」を含むこれらの用語は、そのように具体的に示される場合を除き、特許請求の範囲を含む本明細書に記載される流量調整器の全体的な範囲を狭めることを意図するものではない。

この説明の目的のために、用語「遠位」及び「近位」は、それぞれ、調整器の内部に最も近い側又は端部、及びユーザに最も近い側又は端部を指す。

本明細書で使用されるとき、用語「１つの（a）」、「１つの（one）」及び「その（the）」は、本明細書で使用されるとき、単一の量の特徴又は項目を指すことを意図する。しかしながら、これらの用語はまた、「少なくとも１つの」（すなわち、複数の）特徴又は項目の存在を指すことができる。

図１を参照すると、本明細書に記載の実施形態に従って製造された流量調整器１００が示されている。流量調整器１００は、好適な構造材料から製造されたハウジング１０４によって画定される。調整器ハウジング１０４は、上面と、複数の側壁又は横壁と、底部延在部分を含む底面とによって画定される。より具体的には、本実施形態では、調整器ハウジング１０４は、その１つの角部における側壁のうちの２つの間の角度付き表面を除いて、横壁に関して実質的に矩形の構成によって画定される。この設計がパッケージングの多数の利点をもたらすことが、以下の考察から容易に明らかとなるであろう。しかしながら、調整器ハウジング１０４の具体的な設計（形状、幾何学的形状）は、好適に変えることができる。

ハウジング１０４は、入口ポート１０８及び少なくとも１つの出口ポート１１２を含む、複数の接続部／ポートを支持し、これらのポート１０８、１１２の各々は流量調整器１００の内部まで延在する。加えて、本実施形態では、ハウジング１０４の１つの側壁に沿って入口ポート１０８に隣接して一対の冷却ポート１１８、１２２が更に提供されている。本明細書で更に説明するように、冷却ポート１１８、１２２は、調整器１００内に配設された冷却回路によって、流体源（図示せず）に共通に接続される。

この特定の実施形態では、入口ポート１０８は、冷却ポート１１８、１２２と同じ側壁上に配設され、後者は、平行かつ積み重ねられた構成で配設される。出口ポート１１２は、出口圧力センサーのために提供される隣接するポート１１４を有する角度付き側壁上に配設される。

ソレノイド弁１１６は、ハウジング１０４の隣接する側面、並びに入口ポート１０８に流体的に接続された入口圧力センサー１１７（図４）に取り付けられている。加えて、圧力解放及び逃がし弁（部分的に示されている）もまた、クーラントポート１１８、１２２と入口ポート１０８との間に配設される。必要な機能を実行することができるという条件で、特定のポート及び弁の位置を変え得ることは容易に明らかとなるであろう。

調整可能な加重又は荷重機構が、ボンネット１４０を含む調整器ハウジング１０４の上面に取り付けられる一方、制御要素又は機能（例えば、バランス弁）が、ハウジング１０４の延在底部内に配設される。ハウジング１０４は、バイパス弁２２４を更に保持する。これらの常駐機能の各々は、この説明の後の部分で更に詳細に説明される。

使用を目的に、入口ポート１０８は、ホース、パイプなどを通じて外部源（図示せず）から圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を受容するための返し部又は他の接続機能（図示せず）によって構成される。本明細書の流量調整器１００の出口ポート１１２は、例えば、原動機付き車両（図示せず）のエンジン（図示せず）に接続するために同様に構成される。加えて、流量調整器１００のエンジンへの取り付けを可能にするために、１セットの取り付け孔１２６が更に提供される。

流量調整器１００の分解図を図２に示す。図２及び図７を参照すると、ボルト、ネジ、又は他の好適な取り付け部品などの複数のボンネットファスナ１４４によって取り付けられたボンネット１４０を含む加重又は荷重機構が、調整器ハウジング１０４の上部に（添付の図面に示されるように）取り付けられている。ボンネット１４０は、上部中空円筒部分１４３と、ボンネット１４０が調整器ハウジング１０４の上面に固定されることを可能にする複数の周辺締結孔１５２を有する下部円板１４８と、によって画定される。調整器ハウジング１０４の上面は、固定を可能にするために、ボンネット１４０の締結孔１５２に対する１セットの整列孔１５６を含む。

本明細書に記載の調整器１００の加重又は荷重機構は、ダイヤフラム１６０の上面に配設されたダイヤフラム板１６４を有するダイヤフラム１６０によって更に画定される。ダイヤフラム１６０は、たわみを可能にする材料から製造される。例えば、エラストマ材料及び金属材料である。荷重ばね１６６の一端はダイヤフラム板１６０と接触して配設され、荷重ばね１６６の残りの端部は、ばねボタン１５８に係合され、組み立てられたときに、前述の各々はボンネット１４０の中空円筒部分１４３内に収容される。止めネジ１４５は、ボンネット１４０の円筒部分１４３の頂部からネジ付き開口部を介してアクセスされ、止めネジ１４５の遠位端にめくら栓１４６を含んでおり、必要に応じて、荷重ばね１６６の張力の調整を可能にする。多孔性プラグ１４７が、ボンネット１４の円筒部分１４３に形成された開口部内に更に配設されている。

ダイヤフラム１６０は更に、ダイヤフラム１６０と共に着座されたダイヤフラムインサート１６８によって、調整器ハウジング１０４の上面に形成された頂部又は上部凹部１７２内に、各々が上部凹部１７２内に形成された中央開口部に対して配設された、ダイヤフラムシートナット１６３、プラグガイド１７６、一対の封止要素１７７、１７８、及びワッシャ１７９と共に、配設及び支持される。

この実施形態では、更に図２及び図７を参照すると、バランス弁１８０が、調整器ハウジング１０４内の上部凹部１７２の直下に更に配設されている。この実施形態では、バランス弁１８０は、調整器ハウジング１０４の底部延在部分内に、弁１８０を保持するキャップ１８４を含む。キャップ１８４は、キャップ１８４の外表面と調整器ハウジング１０４の底部延在部分に形成された貫通開口部との間に配設された、エラストマＯリングなどの封止部材１８５を含む。弁プラグ１９０の下部近位部分は、キャップ１８４の遠位端空洞内に保持され、弁プラグ１９０は、調整器ハウジング１０４内に形成された、画定された通路を通って延在する細長い遠位部分１９１を含む。弁プラグ１９０の近位部分は、プラグばね１８８を収容するように寸法決めされた、画定された凹部を更に含む。プラグばね１８８の一端は、弁プラグ１９０の近位部分の画定された凹部の内面と係合し、プラグばねの残りの端部は、キャップ１８４の空洞の内面と係合する。封止部材は、キャップ１８４の凹部の内壁に係合するために、弁プラグ１９０の近位部分の外側の環状溝内に提供される。延在する細長い遠位端１９１は、部分的に中空であり、ダイヤフラムインサート１６８の下部に形成された凹部内に保持するために、ハウジング１０４の画定された通路を通って上方に（図示のように）延在する。

ダイヤフラムインサート１６８は、ダイヤフラム１６０の底面に接触して保持され、インサート１６８は、ダイヤフラム１６０及びダイヤフラム板１６４に形成された、整列された中央開口部を通って延在する遠位又は上部部分を含み、インサート１６８の上部部分は、ダイヤフラムシートナット１６３によって固定されている。

ダイヤフラム１６０は、中心部において、ダイヤフラムインサート１６８の環状溝内に保持され、ダイヤフラム１６０の外周縁部は、弁本体１９０の移動が、収容された（出口）圧力の変化に基づくダイヤフラム１６０の移動に対して敏感であるように、固着されている。

加えて、本明細書に記載の調整器１００は、調整器ハウジング１０４の底部延在部分にも配設される冷却プレート２０２を含む。ガスケット２０６は、冷却プレート２０２の上部の上に、調整器ハウジング１０４の底部を覆うスナップリング２１４に対して配設され、スナップリング２１４は、キャップ１８４を収容する中央開口部を有している。冷却プレート２０２とスナップリング２１４との間には、エラストマＯリングなどの封止部材２１０が配設されている。

図２を参照すると、バイパス弁２２４は、調整器ハウジング１０４内に形成された、整列された開口部２２５、２２６（図４には後者のみ示されている）内に配設され、貫通開口部２２５、２２６は、ハウジング１０４の内部を通って延在する通路２４０（図４）を有する対向する壁に形成されている。バイパス弁２２４の構成要素及び機能は、本説明の後の部分でより詳細に説明される。

高圧ソレノイドしゃ断弁１１６が、調整器ハウジング１０４の側壁又は横壁のうちの１つに沿って配設される。ソレノイド弁１１６は、出口ポート１１２及びバランス弁１８０に流体的に連結されたサブアセンブリとして画定される。ソレノイド弁の機能及び設計に関する詳細は周知であり、本開示の実質的な部分を形成しない。

図２及び図８を参照すると、圧力逃がし及び解放弁３８４は、弁ばね３９６を収容する空洞を有する弁本体３９０を含み、弁ばね３９６の一端が弁本体３９０の空洞の内壁と係合し、弁本体３９０の対向又は遠位端がポペット４００と係合する。ポペット４００は、弁座よりも小さい直径を有する画定されたキャプチャパイプ３８０の開口部に係合する一方の（遠位）端部に弁座を含み、キャプチャパイプ３８０は、バランス弁１８０とハウジング１０４の外側との間に、調整器ハウジング１０４の内部を通って延在する。弁本体３９０は、キャプチャパイプ３８０の広がった部分内に保持され、その中間部分は、キャプチャ」パイプ３８０の肩部と係合する。圧力解放及び逃がし弁３８４は、キャプチャパイプ３８０内に固着されており、可動要素は、ポペット４００及び弁ばね３９６のみである。封止要素４０４が、ポペット４００の画定された溝内に、溝と弁本体３８４の内壁とを係合させるために、提供されている。動作時には、この実施形態では、弁ばねの予め設定された張力を克服したガスによって過剰な圧力が解放され、ポペット４００を離座させて、多孔性プラグ３８８を通ってガスが放出されるのを可能にし、この多孔性プラグは、弁本体３８４の近位開口部内に大気に対して配設されている。

図３の断面図に示されるように、ハウジング１０４は、複数の内部チャネル又は通路によって画定され、それらの多くは、本明細書で論じられるバイパス弁２２４などの複数の構成要素を保持するように寸法決め及び構成され、それらの更に多くは、流体（例えば、圧縮天然ガス）を通すように構成される。例えば、出口圧力ポート１１４は、出口ポート１１２から延びる内部通路１２１と交差する、画定された通路１１９に沿って延在する。

調整器ハウジング１０４の内部に提供された通路の中に、図４のバイパス弁２２４を保持する、調整器ハウジング１０４の対向する側壁上の貫通開口部２２５、２２６の間に延在する通路２４０がある。本明細書で論じられるように、この後者の貫通通路２４０は、それぞれの軸方向区分が異なる直径を有する、隣接する軸方向区分又は部分２４２、２４４、２４６、２４９、２５０（それぞれ図４に示されている）によって画定される。加えて、本明細書に記載の調整器１００の入口ポート１０８及び出口ポート１１２の各々は、画定された通路１２４、１２１によってバイパス弁２２４に流体的に接続される。

図２〜図４を参照すると、バイパス弁２２４は、入口ポート１０８と出口ポート１１２との間の通路２４０内に位置し、入口ポート１０８及び出口ポート１１２はそれぞれ、調整器ハウジング１０４内に形成されたそれぞれのチャネル又は通路１２４、１２１（図３）を介してバイパス弁２２４に流体的に連結されている。

この記載された実施形態によるバイパス弁２２４は、制御ばね２３２に動作可能に接続された検知ピストン２２８を含む。貫通通路２４０の画定された軸方向部分２４２内に嵌合し、軸方向に移動可能な検知ピストン２２８は、それぞれ、画定された貫通通路２４０の軸方向部分２４２の内壁に係合するためのガイドリング２４８及び封止要素２５２を保持する、検知ピストン２２８の外表面に画定された一対の離間配置された溝を含む。一変形例では、封止要素２５２は、エラストマＯリングであってもよい。

制御ばね２３２の一端は、検知ピストン２２８の近位端に形成された凹部２６４内に係合される。この実施形態では、制御ばね２３２の残りの端部は、調整プラグ２３６の遠位端に画定される凹部２６６内に支持される。調整プラグ２３６は更に、制御ばね２３２の張力を調整することを可能にするために、止めネジ（図示せず）などのユーザアクセス可能な機能を収容する中央貫通開口部２３８によって画定される。検知ピストン２２８は、ピストン本体又はヘッド２２９と、画定された貫通通路２４０の狭くなった部分２４４及び隣接する軸方向部分２４６を通って軸方向に突出し、弁プラグ２７２内に固定的に係合する延在部分２３０とによって画定され、弁プラグは、延在部分２３０の端部を収容するように寸法決めされた遠位空洞を有する。画定された貫通通路２４０の狭くなった部分２４４は、封止要素２５６と、バックアップリング２５７と、それらの間に配設されたロッドリテーナ２６０とを備えている。

この実施形態では、弁プラグ２７２は、画定された空洞内の検知ピストン２２８の軸方向に延在する端部２３０を固定的に受容する遠位端２７４を含む。弁プラグ２７２の近位端２７８は、開口部２２６を覆うキャップ３０８内に画定された空洞３１４内に嵌合される。

キャップ３０８は、貫通通路４００の内部、より具体的には軸方向部分２５０に係合するエラストマＯリングなどの封止部材３１０を受容する外側溝２７８を含む。

図４を参照すると、弁プラグ２７２は、画定された貫通通路４００内、より具体的には軸方向区分２４９、２５０内で検知ピストン２２８と共に軸方向に移動可能であり、圧縮ばね２９２によって付勢される。圧縮ばね２９２の一端は、弁プラグ２７２の近位端２７６内に、より具体的には近位端に形成された、画定された空洞内に配設される。圧縮ばね２９２の対向する端部は、キャップ３０８内に形成された内側凹部内に保持される。キャップ３０８は、貫通通路４００の軸方向部分２５０内に保持され、キャップ３０８の遠位端は、画定された貫通通路４００の軸方向区分２５０、２４９を分離する肩部に係合し、キャップ３０８の近位端は、開口部２２６を通してアクセス可能である。任意選択のフィルタ３１２（図２にのみ示される）は、キャップ３０８の内部と弁プラグ２７２の外部との間に配設される。

上述のように、弁プラグ２７２は、軸方向区分２５０内で移動可能であり、軸方向移動範囲は、停止面、すなわちキャップ３０８の内表面、及び画定された貫通通路４００の軸方向部分２４９及び２４６を分離する肩部によって制限される。この実施形態では、入口通路１２４は、バイパス弁２２４の画定された貫通通路４００、より具体的には軸方向区分２４９に流体的に接続されている。出口ポート１１２は、画定された貫通通路４００の隣接する軸方向区分２４６に、通路１２４を介して流体的に接続されている。

概して、この実施形態では、本明細書に記載のバイパス弁アセンブリ２２４は、移動可能な検知ピストン２２８に作用する制御ばね２３２を使用する。したがって、入口圧が、較正された所定のレベル又は閾値を下回るとき、ばね荷重は、検知ピストン２２８のウエイトを克服し、弁プラグ２７２が開放位置に変位される。流入する圧縮ガスの流量に基づいて入口圧が増加すると、ピストンの荷重が制御ばね２３２の付勢を克服し、検知ピストン２２８及び弁プラグ２７２が閉鎖位置に移動することを可能にする。図４は、ＣＮＧの通路が弁プラグ２７２の存在によって遮断され、それにより、ＣＮＧが貫通通路４００に入るのを防止する、閉鎖位置にあるバイパス弁２２４を示す。この後者の移動は緩やかであり、動作するために大気への流れの圧力基準を必要としないことに留意されたい。

この実施形態では、制御ばね２３２は、調整プラグ２３６によって調整又は予負荷され得る。プラグ２３６は、弁プラグ２７２を開放するために適切なばね張力が検知ピストン２２８に加えられることを可能にして、入口圧が調整器１００をバイパスすることを可能にし、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）が出口ポート１１２に直接流れることを可能にする、好ましくは調整器ハウジング１０４の外側にあるアクセス可能な機能を含む。この調整により、供給／入口圧が制御ばね２３２のプリセット点を超えて増加すると、弁プラグ２７２は、圧縮ばね２９２の支援を受けて閉じることができる。前述したように、圧縮天然ガスを出力する前に圧縮天然ガスを濾過するために、本明細書に記載のバイパス弁２２４のための任意選択のフィルタ３１２を、軸方向区分２４９内に提供することができる。少なくとも一変形例では、フィルタ３１２は、調整された動作モードで、圧縮天然ガスが調整器ハウジング１０４の内部を通って流れるときに配設されるフィルタと、全く同じではないにしても、同様である。

本明細書に記載のバイパス弁の設計の変形が可能であることに留意されたい。例えば、弁プラグは、代替的に、移動可能な検知ピストンと係合するために、弁プラグの本体から延在する円筒状の端部によって画定され得る。

以下の説明及び図面を参照すると、流体源（図示せず）からの圧縮ガスが入口ポート１０８に入り、画定された通路１２４を通ってバイパス弁２２４に送られる移送シーケンスが記載されている。上述のように、バイパス弁２２４は、当初、移動可能な検知ピストン２２８（及びガイドプラグ２７２）が制御ばね２３２によって保持される開放位置に付勢される。その結果、圧縮天然ガスは、画定された貫通通路４００の軸方向区分２４９に入り、隣接する軸方向区分２４６及び出口チャネル１２４を通って出口ポート１１２へ送られる。流入する圧縮ガスが検知ピストン２２８を働かせると、検知ピストン２２８（及びガイドプラグ２７２）は、軸方向に制御ばね２３２の付勢に対抗して移動させられる。一方、流量調整器１００は、フェイルセーフとしてのバイパス動作モードを使用し、流入する圧縮ガスは、出口ポート１１２への画定された貫通通路４００の軸方向部分２４９、２４６を通って、直接出口ポート１１２へ通過する。ちなみに、本明細書に記載のバイパス弁は、別個のアセンブリとして提供され得る、あるいは他の用途で使用され得ることに留意されたい。例えば、本明細書に記載のバイパス弁は、マニホールド内で使用することができる。

入口圧が所定の閾値を上回る（制御ばね２３２の付勢力よりも大きい）ときには、バイパス弁２２４は閉じられ、ＣＮＧは、出口ポート１１２へ送られるために貫通通路４００に直接流入することができなくなる。結果として、この実施形態では、流入する圧縮ガスは、ばね荷重式ダイヤフラム１６０、及びバランス弁１８０などの制御機能を含む加重機構に対抗して、流量調整器１００内にのみ通過することができる。

図５及び図６を参照すると、この記載された実施形態では、流量調整器１００は、より重い炭化水素のリスクを低減するための、及びハウジング１０４内の温度を更に安定化させるためにジュールトムソン効果を目的とした、画定されたクーラント回路（本明細書では「クーラントボウル」とも呼ばれる）を備えることができる。明確にするために、本明細書では、同様の部分は同じ参照番号で標識化される。前述したように、第１のクーラントポート１１８は、調整器ハウジング１０４の横壁又は側壁に提供されている。より具体的には、第１のクーラントポート１１８は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）のソース（図示せず）からホース（図示せず）を接続することを可能にする返し部３２４又は他の好適なコネクタを含む。図５の断面図に最も明確に示されるように、第１のクーラントポート１１８は、調整器ハウジング１０４の内部に延在する軸方向通路３２８に連結される。接続通路３３２は、軸方向に延在する通路３２８の内部端から横方向（図５に示すように下方に）延在し、クーラントプレート２０２の下面又は底面２０３に形成された、整列された開口部３３３（図６）を通って出ていく。

第２のクーラントポート１２２は同様に、ホース又は他の形態の接続を介してこのポートを流体源（図示せず）に連結する返し部３２４又は他のコネクタを含む。このクーラントポート１２２はまた、調整器ハウジング１０４の内部を通って延在する軸方向通路３３６と、軸方向に延在する通路３３６の内部端から延びる横（この図では下方）の通路３４０（この図には部分的に示されている）を含む。この実施形態では、横の通路３４０は、クーラントプレート２０２内に設けられた、整列された貫通開口部３４４（図６）を通って終端する。

クーラントプレート２０２の開口部３３３及び３４４を連結し、ループ又は回路を完成させるのは、クーラントプレート２０２の下面又は底面２０３に形成された、画定された蛇行溝部分である。この実施形態では、クーラントは、矢印３４５が示すとおり、第１の入力ポート１１８を通じて入力され、矢印３４６を通ってクーラント源（図示せず）に戻るように指向される。この特定の実施形態では、蛇行溝部分は、クーラントプレート２０２の下面２０３に適切な深さまで好適な機械加工によって形成された陥凹チャネル３４８によって画定される。陥凹チャネル３４８の深さは、画定された溝の少なくとも一部分にわたって変化させ得る、又は実質的に一定にし得る。この実施形態では、陥凹チャネル３４８は、クーラントプレート２０２の機械加工されていない中央部分３５４の周りに画定される。より具体的には、内部に機械加工されるとき、複数のスポーク３５０が、中央部分３５４から均等に離間した様式で放射状に延在する。この実施形態では、一連の８つのスポーク３５０が、離間した４５度のインクリメントで提供される。形成されたスポーク３５０の大部分（６つ）は同一であり、中心部分３５４から半径方向に突出し、クーラントプレート２０２の外周縁部から所定の距離延在する湾曲端で終端する部材によって画定される。この所定の距離は、陥凹チャネル３４８の幅を画定する。陥凹チャネル３４８は、開口部３３３で始まり、開口部３４４で終端する。クーラントプレート２０２の未加工部分は、４５度インクリメントのうちの１つにおいて、開口部３３３と３４４との間に壁３６２を形成する。開口部３３３に隣接する、形成された壁３６２の片側は、開口部３３３の形状に本質的に対応するように湾曲している。この実施形態では、形成された壁３６２の反対側は、本質的に平面状である。残りのスポーク３６６は、開口部３３３の外縁部の一部に追従するように湾曲している。この後者のスポーク３６２は、蛇行溝部分が、スポーク３５０の各々の周りに形成された実質的に一定の幅の、複数の周方向に離間したＣ字形溝区分３７０によって画定される、残りの画定されたスポーク３５０よりも大幅に厚い。

開口部３３３から流入するクーラント流体は、画定された通路３４８に沿って厚いスポーク３６６の周り、及びスポーク３５０の各々の周りを行ったり来たりする形で移動させられて、流体は、形成された蛇行溝部分に沿って半径方向及び周方向の両方で移動させられる。クーラント流体は次に、開口部３４４を通る通路、並びに通路３４０及び３３６を介して出口ポートから、それぞれ指向される。上述したように、この実施形態では、第１及び第２のクーラントポート１１８、１２２は、調整器ハウジング１０４の同じ側壁に形成され、第１のクーラントポート１１８が、第２のクーラントポート１２２の真上に配設されている。しかしながら、他の好適な構成を利用することが可能であるが容易に明らかになるであろう。

その結果、クーラント流体（図示せず）は、流体が第１のクーラントポート１１８及び通路３２８、３３２を通り、クーラントプレート２０２の開口部３３３を通って入力されるループ又は回路内に指向される。次いで、流体は、クーラントプレート２０２の下面又は底面２０３に形成された、機械加工されたチャネル３４８に沿って画定された蛇行溝部分を通って指向され、調整器１００のために対流性熱伝達を提供する。次いで、クーラント流体は、クーラントプレート２０２の開口部３４４及び通路３４０、３３６をそれぞれ通って、第２のクーラントポート１２２に循環され、流体源（図示せず）に戻される。

動作中、及び圧縮天然ガスが、調整された動作モードで、ハウジングの内部を通って指向されている間、ガスの圧力及び体積の減少が、対応する温度の上昇をもたらす。したがって、並びに圧縮天然ガスの温度上昇を相殺するために、クーラント流体は、供給源（図示せず）から、連結された第１のクーラントポート１１８内へ、及び軸方向管状通路を通って、クーラントプレート上の蛇行溝部分３３６まで延びた、横方向（下方）に延在する通路へ指向される。溝部分３３６に流入するクーラント流体は、延在する湾曲スポーク３４１の周りを反時計回りの形で、次いで、画定されたスポーク３４０の各々の周りを、画定された凹部／経路に沿って蛇行する形で、出口開口部まで移動させられる。クーラント流体は、上方に管状延伸部へ、次いで軸方向管状通路へ、次いで第２の出口ポート１２２及びそれに接続されたホース（図示せず）へ流出される。形成された蛇行パターン３４０は、本明細書に記載の調整器１００内へ圧力下で流入する天然ガスの対流冷却を効果的にもたらすクーラントボウルを作り出す。

図１〜図８の部品一覧表
１００ 調整器、流量
１０４ ハウジング、調整器
１０８ 入口ポート
１１２ 出口ポート
１１４ 出口圧力センサー用ポート
１１６ ソレノイド弁
１１７ 入口圧力センサー
１１８ クーラントポート、第１
１１９ 通路
１２１ 通路
１２２ クーラントポート、第２
１２４ 通路
１２６ 取り付け孔
１４０ ボンネット
１４３ 円筒部、上部
１４４ ボンネットファスナ
１４５ 止めネジ
１４６ ウェルシュめくら栓
１４７ 多孔性プラグ
１４８ プレート、下部
１５２ 締結孔、周縁
１５６ 整列孔
１５８ ばねボタン
１６０ ダイヤフラム
１６３ ダイヤフラムシートナット
１６４ ダイヤフラム板
１６６ 荷重ばね
１６８ ダイヤフラム、インサート
１７２ 頂部又は上部凹部、調整器ハウジング
１７６ プラグ、ガイド
１７７ 封止要素
１７８ 封止要素
１７９ ワッシャ
１８０ 弁、バランス
１８４ キャップ
１８５ 封止部材、キャップ
１８８ プラグばね
１９０ 弁、プラグ
１９１ 細長い遠位部分、弁プラグ
１９２ バックアップリング
１９４ 封止要素
１９８ フィルタ、調整器
２０２ クーラントプレート
２０３ 底面又は下面、クーラントプレート
２０６ ガスケット、クーラントプレート
２１０ 封止部材
２１４ スナップリング
２２４ バイパス弁
２２５ 開口部
２２６ 開口部
２２８ ピストン、検知
２２９ ピストン本体
２３０ 延在する端部、ピストン
２３２ 制御ばね
２３６ 調整プラグ
２３８ 貫通開口部、調整プラグ
２４０ 通路、貫通
２４２ 軸方向部分、通路
２４４ 軸方向部分、通路
２４６ 軸方向部分、通路
２４８ ガイドリング
２４９ 軸方向部分、通路
２５０ 軸方向部分、通路
２５２ 封止要素
２５６ 封止部材
２５７ バックアップリング
２６０ リテーナ、ピストンロッド
２６４ 凹部、検知ピストン
２６６ 凹部、調整プラグ
２７２ 弁プラグ
２７４ 遠位端、弁プラグ
２７６ 近位端、弁プラグ
２８０ 凹部、弁プラグの近位端
２９２ 圧縮ばね
３０８ キャップ
３１０ 封止部材、キャップ
３１２ フィルタ
３１４ 空洞、キャップ
３２４ 返し部
３２８ 軸方向に延在する通路
３３２ 横方向に延在する通路
３３３ 開口部、クーラントプレート
３３６ 軸方向通路
３４０ 横方向に延在する通路
３４４ 開口部、クーラントプレート
３４４ 中央部
３４５ 矢印
３４６ 矢印
３４８ 陥凹チャネル
３５０ スポーク、径方向に延在
３５４ 中央部
３６２ 壁
３６６ スポーク、厚くて湾曲
３７０ Ｃ字形溝区分
３８０ キャプチャパイプ（圧逃がし）
３８４ 圧力解放及び逃がし弁
３８８ 多孔性プラグ
３９０ ハウジング、弁
３９６ 弁ばね
４００ ポペット
４０４ 封止部材、圧力解放及び逃がし弁

以下に添付の本出願の特許請求の範囲を含む、本明細書に記載された発明の概念に基づいて、多数の修正及び変形が可能であることは容易に明らかとなるであろう。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 圧縮天然ガス（ＣＮＧ）システム用の流量調整器であって、
少なくとも１つの入口ポートと、少なくとも１つの出口ポートと、前記両ポートを流体的に相互接続する内部チャネルを有する内部と、を有する調整器ハウジングと、
前記調整器ハウジング内に配設された機械的なバイパス弁であって、検知された入口圧に基づいてバイパス動作モードを有効にする少なくとも１つの機能を含む、バイパス弁と、を備える、流量調整器。
［２］ 前記バイパス弁が、移動可能な検知ピストンに作用する制御ばねを含み、入口圧が所定の閾値よりも大きいときに、検知ピストンの移動により前記バイパス弁が閉じられる、［１］に記載の流量調整器。
［３］ 前記検知ピストンが弁プラグに連結され、前記バイパス弁は、前記入口圧が、前記バイパスモードを有効にするための所定の力を超えると、前記弁を閉じるように構成された圧縮ばねを含む、［２］に記載の流量調整器。
［４］ 前記制御ばねが、前記バイパス弁を閉じるために入口圧によって克服されなければならない付勢力を加える、［２］に記載の流量調整器。
［５］ フェイルセーフとしての前記バイパス動作モードを促進するために、前記バイパスモードが当初は開放位置に維持されている、［１］に記載の流量調整器。
［６］ 収容された圧縮天然ガスの温度を制御するための、少なくとも１セットのフィンを更に備える、［１］に記載の流量調整器。
［７］ 前記セットのフィンが、入口クーラントポートと出口クーラントポートとの間のクーラントプレート内の蛇行回路として延在する、［６］に記載の流量調整器。
［８］ 制御ばねの張力を選択的に調整するための、少なくとも１つのアクセス可能な機能を含む、［１］に記載の流量調整器。
［９］ 前記バイパス弁が、弁座に関連して配設されたフィルタを更に含む、［１］に記載の流量調整器。
［１０］ 荷重機構が、ばね荷重式ダイヤフラムと、前記入口ポートから前記出口ポートまでのガスの流れを調整するための制御機能とを含み、前記制御機能がバランス弁を含む、［１］に記載の流量調整器。
［１１］ 圧力調整器の動作を制御するための方法であって、
前記調整器の入口ポートと出口ポートとの間に機械的なバイパス弁を提供する工程であって、前記バイパス弁が、移動可能な機能に作用する前記入口ポートからの流れを受容する、工程と、
前記入口圧が、所定の閾値を超えて、前記移動可能な機能が前記弁を閉じることを可能にするまで、前記弁を閉鎖位置に維持する工程と、を含む、方法。
［１２］ 前記移動可能な機能が、流量調整器内で、入口ポートと流体連通する検知ピストンであり、前記検知ピストンは、入口圧が所定の閾値圧力に達すると、付勢された制御ばねに対して移動可能である、［１１］に記載の方法。
［１３］ 前記制御ばねの張力を制御するためのアクセス可能な機能を提供する工程を含む、［１１］に記載の方法。
［１４］ 流れている圧縮天然ガスの温度を制御するための、少なくとも１セットのフィンを提供する工程を含む、［１１］に記載の方法。
［１５］ 前記少なくとも１セットのフィンが、クーラントプレート内に延在する蛇行回路内に画定され、前記回路が、入口クーラントポートと出口クーラントポートとの間に延在する、［１４］に記載の方法。
［１６］ 圧力調整器のためのバイパス弁であって、前記圧力調整器が、入口ポートと、出口ポートと、前記入口ポートと出口ポートとを相互接続する少なくとも１つの内部通路と、を含むハウジングを有し、前記バイパス弁が、前記入口ポートと出口ポートとの間に配設され、かつ
付勢されて制御ばねに接続された検知ピストンであって、前記弁が閉じることを可能にして前記調整器が調整器動作モードをとることを可能にするために、所定の入口圧が、前記検知ピストンの前記付勢力を克服する必要があり、そうでなければ、前記調整器は、ガスが前記入口ポートから前記出口ポートに直接移送されるバイパス動作モードで有効になっている、検知ピストンを備える、バイパス弁。
［１７］ 前記制御ばねの張力を選択的に調整するための、少なくとも１つのユーザアクセス可能な機能を含む、［１６］に記載のバイパス弁。
［１８］ 前記弁が開放されているときにガスが通過する弁座に関連して配設されたフィルタを含む、［１６］に記載のバイパス弁。

Claims (19)

1. 圧縮天然ガス（ＣＮＧ）システム用の流量調整器であって、
   少なくとも１つの入口ポートと、少なくとも１つの出口ポートと、前記両ポートを流体的に相互接続する内部チャネルを有する内部と、を有する調整器ハウジングと、
   前記調整器ハウジング内に配設された機械的なバイパス弁であって、検知された入口圧に基づいてバイパス動作モードを有効にし、前記機械的なバイパス弁は、前記入口ポートに対して移動可能な検知ピストンに作用する制御ばねを含み、所定の入口圧閾値に達するまでバイパス動作モードを可能にする開放位置に前記制御ばねによって付勢されており、前記検知ピストンは、圧縮ばねによって付勢され、前記入口圧が前記所定の閾値に達して超えると前記バイパス弁を閉じるように構成された弁プラグに動作可能に連結されている、バイパス弁と、を備える、流量調整器。
2. 前記制御ばねが、前記バイパス弁を閉じるための前記入口圧に対抗する付勢力を加える、請求項１に記載の流量調整器。
3. フェイルセーフとしての前記バイパス動作モードを促進するために、前記バイパスモードが当初は開放位置に維持されている、請求項１に記載の流量調整器。
4. 収容された圧縮天然ガスの温度を制御するための、底面に形成された陥凹チャネルを有するクーラントプレート及び前記クーラントプレートの機械加工されていない中央部分から陥凹チャネル内に延びる複数のスポークを更に備える、請求項１に記載の流量調整器。
5. 前記陥凹チャネル及び前記複数のスポークが、入口クーラントポートと出口クーラントポートとの間の前記クーラントプレート内の蛇行回路を形成する、請求項４に記載の流量調整器。
6. 前記制御ばねの張力を選択的に調整するための、少なくとも１つのアクセス可能な機能を含む、請求項１に記載の流量調整器。
7. 前記バイパス弁が、弁座に関連して配設されたフィルタを更に含む、請求項１に記載の流量調整器。
8. 荷重機構が、ばね荷重式ダイヤフラムと、前記バイパス弁が閉じられているときに前記入口ポートから前記出口ポートまでガスの流れを調整するための制御機能とを含み、前記制御機能がバランス弁を含む、請求項１に記載の流量調整器。
9. 圧力調整器の動作を制御するための方法であって、
   前記調整器の入口ポートと出口ポートとの間に機械的なバイパス弁を提供する工程であって、前記バイパス弁が、移動可能な機能に作用する前記入口ポートからの流れを受容する、工程と、
   入口圧が所定の閾値を超えるまで前記バイパス弁を開放位置に維持する工程であって、前記バイパス弁が、前記入口ポートと流体連通する検知ピストンを含み、前記検知ピストンは、前記バイパス弁を前記開放位置に維持する付勢された制御ばねに対して移動可能であり、前記検知ピストンは、圧縮ばねによって付勢された弁プラグに連結されており、前記弁プラグは、前記入口圧が前記所定の閾値を超えると前記バイパス弁を閉じるように構成されている、工程と、を含む、方法。
10. 前記制御ばねの張力を制御するためのアクセス可能な機能を提供する工程を含む、請求項９に記載の方法。
11. 流れている圧縮天然ガスの温度を制御するための、底面に形成された陥凹チャネルを有するクーラントプレート及び前記クーラントプレートの機械加工されていない中央部分から陥凹チャネル内に延びる複数のスポークを提供する工程を含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記陥凹チャネル及び前記複数のスポークが、入口クーラントポートと出口クーラントポートとの間に前記クーラントプレート内の蛇行回路を形成する、請求項１１に記載の方法。
13. 圧力調整器のためのバイパス弁であって、前記圧力調整器が、入口ポートと、出口ポートと、前記入口ポートと出口ポートとを相互接続する少なくとも１つの内部通路と、を含むハウジングを有し、前記バイパス弁が、前記入口ポートと出口ポートとの間に配設され、かつ
    検知ピストンであって、所定の入口圧が、前記検知ピストンの付勢力を克服して前記バイパス弁が閉じることを可能にし、前記調整器が調整器動作モードをとることを可能にするまで、前記バイパス弁を開放位置に維持する制御ばねに付勢されて連結されており、そうでなければ、前記調整器は、ガスが前記入口ポートから前記出口ポートに直接移送されるバイパス動作モードで有効になっている、検知ピストンと、
    前記検知ピストンに動作可能に連結された弁プラグであって、前記弁プラグは、圧縮ばねによって付勢されており、所定の入口圧閾値に達したときに、前記圧縮ばねが前記弁プラグに作用して前記バイパス弁を閉じる、弁プラグと、を備える、バイパス弁。
14. 前記制御ばねの張力を選択的に調整するための、少なくとも１つのユーザアクセス可能な機能を含む、請求項１３に記載のバイパス弁。
15. 前記バイパス弁が開放されているときにガスが通過する弁座に関連して配設されたフィルタを含む、請求項１３に記載のバイパス弁。
16. 前記弁プラグが、前記弁プラグの調整を可能にするアクセス可能な機能を含む、請求項１３に記載のバイパス弁。
17. 前記調整器が、圧縮天然ガスを調整するために使用される、請求項１３に記載のバイパス弁。
18. 前記圧力調整器が、圧縮天然ガスの流れを調整するために使用される、請求項９に記載の方法。
19. 前記入口圧が前記所定の閾値を超えて前記バイパス弁が閉じられたときに、前記入口ポートから前記出口ポートまでの圧縮天然ガスの流れが調整器動作モードで調整され、前記調整器が、ばね荷重式ダイヤフラムと、前記入口ポートから前記出口ポートまでの前記ガスの流れを調整するためのバランス弁と、を含む、荷重機構を含む、請求項９に記載の方法。

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