KR102075324B1

KR102075324B1 - 압축 천연 가스(cng) 압력 조절기

Info

Publication number: KR102075324B1
Application number: KR1020197012571A
Authority: KR
Inventors: 데럴 티. 와일리; 제프리 비. 고트헬프; 크리스토퍼 터커
Original assignee: 아이티티 매뉴팩츄어링 엔터프라이즈, 엘엘씨
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2020-02-07
Also published as: CA3040261A1; AU2017343443A1; RU2712319C1; MX2019004318A; JP2019534983A; CA3040261C; JP6682702B2; KR20190051075A; CN109804155A; US10683945B2; WO2018071134A1; CN109804155B; US10174853B2; EP3526464B1; EP3526464A1; AU2017343443B2; US20180106390A1; US20190120393A1

Abstract

압축 천연 가스(CNG) 시스템용 유량 조절기는 적어도 하나의 입구 포트, 적어도 하나의 출구 포트, 및 입구 포트와 출구 포트를 유체 상호연결하는 적어도 하나의 내부 통로를 갖는 하우징에 의해 한정된다. 기계식 바이패스 밸브는 입구 포트와 출구 포트 사이에 배치되고, 입구 압력에 기초하여 이동하고 입구 압력이 미리결정된 임계치보다 큰 후에만 바이패스 밸브가 폐쇄되는 편의된 이동가능 특징부에 의해 인에이블된다. 바이패스 밸브는 입구 압력이 바이패스 밸브를 폐쇄하기에 충분할 때까지 가스 조절이 발생하지 않는 페일 세이프(fail safe)이다. 유량 조절기는 냉각제 플레이트 내에 형성된 사형 채널(serpentine channel)에 의해 한정되는 냉각제 보울(coolant bowl), 및 다이어프램을 갖는 가중 또는 부하 메커니즘(weighting or loading mechanism)과 함께 조절기 제어 특징부로서 밸런스 밸브(balance valve)를 추가로 포함한다.

Description

압축 천연 가스(CNG) 압력 조절기

본 출원은 대체적으로 압축 천연 가스(CNG) 시스템의 분야에 관한 것으로, 더 상세하게는 냉각제 보울(coolant bowl) 및 밸런스 밸브(balance valve)를 포함하는 추가의 수반되는 특징부뿐만 아니라, 작동의 바이패스 모드 및 조절된 모드를 인에이블(enable)하는 기계식 바이패스 밸브를 갖는 압축 천연 가스 시스템용 유량 조절기에 관한 것이다.

고압 유체 공급원을 갖고 이를 포팅(porting)하기 위해 압력을 감소시키기 위한 압력 또는 유량 조절기가 통상 공지되어 있다. 전형적인 유량 조절기에서, 고압(예를 들어, 3600 psi) 하에서 입력되는 유체 공급원은 상당히 더 낮은 압력(예컨대, 70 내지 150 psi)으로 포팅된다. 다수의 상이하고 다양한 응용예가 압축 천연 가스(CNG)를 이용한다. 이러한 응용예는 CNG 유량 조절기 시스템이 전동식 차량(motorized vehicle) 등에 사용되는 자동차 산업을 포함한다. 다수의 이러한 시스템은, 고장날 수 있고 그에 의해 시스템을 작동불능으로 만드는 복잡하고 정교한 전기 릴레이 시스템을 필요로 한다.

결과적으로, 본 분야에서는, 입구 및 출구 압력에 기초하지만 조절기의 작동성 및 성능을 손상시키지 않고서, 필요에 따라, 표준 조절된 모드 및 바이패스 모드를 포함한 압력 제어된 작동 모드를 허용하거나 달리 인에이블하기 위해 기계식 바이패스 밸브를 포함하는 압력 조절기 또는 유사한 장치를 제공할 필요가 있다.

추가로, 본 분야에서는, CNG 유량 조절기의 전체 기능 및 성능을 개선하고, 더 구체적으로는 차량 기반 시스템을 포함한 다양한 현장 관련 응용에서의 문제를 해결할, 진행 중이고 일반적인 필요가 있다.

따라서, 그리고 제1 태양에 따르면, 압축 천연 가스(CNG) 시스템용 유량 조절기가 제공되는데, 유량 조절기는 적어도 하나의 입구 포트, 적어도 하나의 출구 포트, 및 입구 포트와 출구 포트를 유체 상호연결하는 적어도 하나의 내부 통로를 갖는 하우징을 포함한다. 적어도 하나의 한정된 내부 챔버 내에 배치된 기계식 바이패스 밸브가 작동의 바이패스 모드를 인에이블한다. 입구 압력이 미리결정된 임계치에 도달하는 경우, 바이패스 밸브는 폐쇄되고 조절기는 작동의 그의 전형적인(즉, 조절된) 모드로 작동한다. 입구 압력이 미리결정된 임계치 미만인 경우, 바이패스 밸브는 개방된 상태로 유지되고, 유량 조절기는 압축 가스를 출구 포트로 직접 포팅하기 위해 작동의 바이패스 모드로 작동한다.

적어도 일 버전에 따르면, 바이패스 밸브는 제어 스프링에 의해 편의되는(biased) 이동가능 감지 피스톤을 포함한다. 입구 압력이 미리결정된 임계치를 초과하는 경우, 감지 피스톤은 제어 스프링의 편의력을 극복하고 밸브를 폐쇄하는 위치로 이동하도록 충분히 이동된다. 밸브가 폐쇄되는 경우, 조절기는 작동의 조절된 모드에 배치된다. 밸브가 개방되는 동안, 조절기는 작동의 바이패스 모드에 있다. 이와 같이, 바이패스 밸브는 페일 세이프(fail safe)로서 작용하여, 작동의 조절된 모드를 인에이블하기에 충분한 공급 압력을 필요로 한다.

적어도 일 버전에서, 조절기는 제어 스프링의 조정을 허용하는 적어도 하나의 특징부를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 조정 특징부는 사용자 접근가능하다. 밸브 플러그가, 일 버전에서, 이동가능 피스톤에 의해 작용된다. 밸브 플러그는 입구 압력 임계치가 달성된 경우 밸브의 개방을 용이하게 하기 위해 압축 스프링에 의해 편의된다. 바이패스 모드에서 출구 포트로 보내지는 압축 천연 가스에 필터가 선택적으로 추가될 수 있다.

다른 태양에 따르면, 유량 조절기 내의 압축 천연 가스의 유량을 제어하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 조절기의 입구 포트와 출구 포트 사이에 기계식 바이패스 밸브를 연결하는 단계를 포함하고, 바이패스 밸브는 입구 압력에 기초하여 편의적으로 이동가능한 감지 특징부를 갖는다. 일 버전에 따르면, 감지 피스톤이 조절기의 입구 포트에 유체 결합되고, 감지 피스톤은 입구 압력이 미리결정된 임계치에 도달하는 경우 제어 스프링의 편의력이 극복되도록 제어 스프링에 대해 이동가능하다. 임계치가 달성되는 경우, 바이패스 밸브는 폐쇄되어 이에 의해 유량 조절기가 작동의 조절된 모드로 작용하는 것을 가능하게 한다. 입구 압력이 미리결정된 임계치 미만인 경우, 유량 조절기는 가스가 조절 없이 입구 포트로부터 출구 포트로 직접 보내지는 바이패스 모드로 유지된다. 바람직하게는, 바이패스 밸브는 초기에 개방 위치로 유지되어 페일 세이프로서 작용한다.

적어도 일 버전에 따르면, 압력 조절기는 그의 포팅 동안 이동하는 압축 천연 가스의 냉각을 더 잘 달성하는 패턴으로 제공되는 한 세트의 핀(fin)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에 따른 패턴은 한 세트의 냉각제 포트들 사이에 유체 연결되는 냉각제 플레이트 내에 형성되고 냉각제 보울을 한정하는 사형(serpentine) 루프 또는 회로에 의해 한정된다. 냉각제 유체는 한정된 사형 회로를 연속적으로 통과하여 조절된 천연 가스에 대해 대류 열 전달을 달성한다.

또 다른 양태에 따르면, 본 명세서에서 설명되는 유량 조절기는 공급 압력의 변동을 적절히 균형화하기 위해 압력 조절기의 가중 메커니즘(weighting mechanism)과 함께 작동하도록 구성되는 밸런스 밸브를 포함할 수 있다.

또 다른 버전에 따르면, 압력 조절기용 바이패스 밸브가 제공되는데, 압력 조절기는 입구 포트, 출구 포트, 및 입구 포트와 출구 포트를 상호연결하는 적어도 하나의 내부 통로를 포함하는 하우징을 갖고, 바이패스 밸브는 입구 포트와 출구 포트 사이에 배치된다. 일 버전에 따르면, 바이패스 밸브는 제어 스프링에 편의적으로 연결되는 이동가능 감지 피스톤을 포함하고, 감지 피스톤의 편의력을 극복하여 밸브가 폐쇄되는 것을 가능하게 하고 조절기가 작동의 조절기 모드를 취하는 것을 허용하기 위해 미리결정된 입구 압력이 필요하고, 조절기는 달리, CNG가 입구 포트로부터 출구 포트로 직접 포팅되는 작동의 바이패스 모드로 인에이블된다.

바이패스 밸브는, 적어도 일 버전에 따르면, 제어 스프링의 장력을 선택적으로 조정하기 위한 적어도 하나의 사용자 접근가능 특징부를 포함할 수 있다. 밸브는 또한 감지 피스톤에 연결되는 밸브 플러그 또는 몸체에 의해 한정될 수 있다. 적어도 일 버전에서, 밸브 플러그는 압축 스프링에 의해 편의된다. 입구 압력이 미리결정된 임계치에 도달하는 경우, 밸브 플러그는 압축 스프링에 의해 보조되는 바와 같이 밸브를 폐쇄하도록 이동가능하다.

제공되는 한 가지 이점은 본 명세서에서 설명되는 바이패스 밸브의 설계가 독립적인 유체 제어 요소로서의 그의 전체적인 사용을 가능하게 한다는 것이다. 그러한 목적으로, 바이패스 밸브는 대안적으로, 예를 들어 유량 조절기를 갖는 매니폴드 또는 다른 적합한 응용예 및 사용예 내에서 구현될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 유량 조절기에 의해 실현되는 다른 이점은 바이패스 밸브가 작동을 위해 전력을 필요로 하지 않는다는 것이다. 즉, 작동의 바이패스 모드는 사실상 순수하게 기계적이며, 전기적 고장을 겪지 않는다.

본 명세서에서 설명되는 바이패스 밸브는 전체적으로 자급식(self-contained)이며, 그의 작동을 위해 외부 전력을 필요로 하지 않는다. 추가로, 바이패스 밸브는 바람직하게는 피로, 부식 또는 다른 효과가 바이패스 조립체의 스프링 고장을 가속시키는 경우 자가-폐쇄형 페일 세이프 모드로 구성된다. 또한 추가로, 밸브는 충분히 복잡하지 않고, 고가의 전기 릴레이 시스템보다 비용 관점에서 저가이다.

본 발명에 의해 실현되는 또 다른 이점은 핀형 냉각제 보울이 중심 위치 주위에 배치되는 구불구불한 냉각제 경로를 생성한다는 것이다. 기능적으로, 이러한 냉각제 보울의 설계는 열팽창에 의해 중질 탄화수소 응축에 대한 잠재성을 효과적으로 제거한다.

실현되는 또 다른 이점은 공급 압력의 변화를 안정화하기 위해 CNG 유량 조절기에서 사용하기 위한 밸런스 밸브를 포함하는 것이다.

이들 및 다른 특징과 이점이 첨부 도면과 함께 읽어야 하는 하기의 상세한 설명으로부터 용이하게 명백해질 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 유량 조절기의 측면 사시도이다.
도 2는 도 1의 유량 조절기의 상부 분해 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 유량 조절기의 하우징의 내부의, 단면으로 도시된, 부분도로서, 다양한 한정된 통로를 도시한다.
도 4는 도 1 내지 도 3의 유량 조절기의 일부분의 측단면도로서, 유량 조절기의 입구 포트 및 출구 포트에 대한 기계식 바이패스 밸브를 도시한다.
도 5는 유량 조절기용 냉각제 연결부를 포함하는, 도 1 내지 도 4의 유량 조절기의 측단면도이다.
도 6은 도 1 내지 도 5의 유량 조절기의 하부 사시도이다.
도 7은 도 1 내지 도 6의 유량 조절기의 측단면도로서, 유량 조절기의 조정가능 가중 또는 부하 메커니즘(loading mechanism)과 협동하는 밸런스 밸브 조립체를 추가로 도시한다.
도 8은 압력 릴리프 및 해제 밸브를 추가로 도시하는 유량 조절기의 측단면도이다.

하기는 전동식 차량에서 발견되는 것과 같은 압축 천연 가스(CNG) 시스템과 관련하여 사용하기 위한 유량 조절기의 단일 실시예에 관한 것이다. 본 명세서에 논의되는 바와 같이, 유량 조절기는, 특히, 기계식 바이패스 밸브 조립체를 포함하는 다수의 내재된 특징부를 포함한다. 본 명세서에서 설명되는 유량 조절기에 대한 특정 응용예가 적합하게 변형될 수 있음이 이해될 것이다. 게다가, 첨부 도면과 관련하여 적합한 기준틀을 제공하기 위해 소정 용어들이 전체에 걸쳐 사용된다. 특히 "내부", "외부", "내측", "외측", "위", "아래", "상부" 및 "하부"를 포함하는 이들 용어는, 구체적으로 나타낸 경우를 제외하고는, 청구범위를 포함하는 본 명세서에서 설명되는 유량 조절기의 전체 범주를 좁히는 것으로 의도되지 않는다.

이러한 논의를 위해, 용어 "원위" 및 "근위"는 각각 조절기의 내부에 가장 가까운 측부 또는 단부 및 사용자에 가장 가까운 측부 또는 단부를 지칭한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수형 용어("a", "one", 및 "the")는 단 하나의 특징부 또는 항목을 지칭하는 것으로 의도된다. 그러나, 이러한 용어는 또한 특징부 또는 항목의 "적어도 하나의"(즉, 복수의) 존재를 지칭할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 명세서에서 설명되는 실시예에 따라 제조된 유량 조절기(100)가 도시되어 있다. 유량 조절기(100)는 적합한 구조 재료로 제조된 하우징(104)에 의해 한정된다. 조절기 하우징(104)은 상부 표면, 복수의 측벽 또는 측부벽, 및 하부 연장 부분을 포함하는 하부 표면에 의해 한정된다. 더 구체적으로 그리고 본 실시예에 따르면, 조절기 하우징(104)은 그의 하나의 코너에 있는 측벽들 중 2개의 측벽들 사이의 각진 표면을 제외하고는 측부벽에 대해 실질적으로 직사각형인 구성에 의해 한정된다. 이러한 설계가 다수의 패키징 이점을 제공한다는 것은 하기 논의로부터 용이하게 명백해질 것이다. 그러나, 조절기 하우징(104)의 특정 설계(형상, 기하학적 구조)는 적합하게 가변될 수 있다.

하우징(104)은 입구 포트(108) 및 적어도 하나의 출구 포트(112)를 포함하는 복수의 연결부/포트를 지지하며, 포트(108, 112) 각각은 유량 조절기(100)의 내부로 연장된다. 더욱이 그리고 본 실시예에 따르면, 한 쌍의 냉각 포트(118, 122)가 하우징(104)의 하나의 측벽을 따라 입구 포트(108)에 인접하게 추가로 제공된다. 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이, 냉각 포트(118, 122)는 조절기(100) 내에 배치된 냉각 회로에 의해 유체의 공급원(도시되지 않음)에 통상 연결된다.

이러한 특정 실시예에 따르면, 입구 포트(108)는 냉각 포트(118, 122)와 동일한 측벽 상에 배치되고, 냉각 포트는 평행하고 적층된 구성으로 배치된다. 출구 포트(112)는 인접 포트(114)가 출구 압력 센서를 위해 제공되는 상태로 각진 측벽 상에 배치된다.

입구 포트(108)에 유체 연결되는 도 4의 입구 압력 센서(117)뿐만 아니라 솔레노이드 밸브(116)가 하우징(104)의 인접 측부 상에 장착된다. 더욱이, 압력 해제 및 릴리프 밸브(부분적으로 도시됨)가 또한 냉각제 포트(118, 122)와 입구 포트(108) 사이에 배치된다. 필요한 기능이 수행될 수 있다면, 특정 포트 및 밸브의 위치가 가변될 수 있다는 것은 용이하게 명백할 것이다.

조정가능 가중 또는 부하 메커니즘이 보닛(bonnet)(140)을 포함하는 조절기 하우징(104)의 상부 표면에 부착되는 한편, 제어 요소 또는 특징부(예컨대, 밸런스 밸브)가 하우징(104)의 연장 하부 부분 내에 배치된다. 하우징(104)은 바이패스 밸브(224)를 추가로 보유한다. 이러한 내재된 특징부 각각은 본 명세서의 후반 부분에서 더 상세히 추가로 논의될 것이다.

사용 목적을 위해, 입구 포트(108)는 호스, 파이프 등을 통해 외부 공급원(도시되지 않음)으로부터 압축 천연 가스(CNG)를 수용하도록 바브(barb) 또는 다른 연결 특징부(도시되지 않음)에 의해 구성된다. 본 명세서의 유량 조절기(100)의 출구 포트(112)는, 예를 들어, 전동식 차량(도시되지 않음)의 엔진(도시되지 않음)에 대한 연결을 위해 유사하게 구성된다. 더욱이, 한 세트의 장착 구멍(126)이 엔진에 대한 유량 조절기(100)의 부착을 가능하게 하도록 추가로 제공된다.

유량 조절기(100)의 분해도가 도 2에 도시되어 있다. 도 2 및 도 7을 참조하면, 볼트, 나사 또는 다른 적합한 장착 구성요소와 같은 복수의 보닛 체결구(144)에 의해 장착되는 보닛(140)을 포함하는 가중 또는 부하 메커니즘이 조절기 하우징(104)의 (첨부 도면들에 따라, 도시된 바와 같이) 상부에 장착된다. 보닛(140)은 상부 중공 원통형 부분(143), 및 보닛(140)이 조절기 하우징(104)의 상부 표면에 고정되는 것을 가능하게 하는 복수의 주연 체결 구멍(152)을 갖는 하부 원형 플레이트(148)에 의해 한정된다. 조절기 하우징(104)의 상부 표면은 고정을 허용하기 위해 보닛(140)의 체결 구멍(152)에 대한 한 세트의 정렬된 구멍(156)을 포함한다.

본 명세서에서 설명되는 조절기(100)의 가중 또는 부하 메커니즘은 다이어프램(160)에 의해 추가로 한정되는데, 다이어프램(160)은 그의 상부 표면 상에 배치된 다이어프램 플레이트(164)를 갖는다. 다이어프램(160)은 편향을 허용하는 재료로 제조된다. 예를 들어, 탄성중합체 및 금속 재료. 부하 스프링(load spring)(166)의 일 단부는 다이어프램 플레이트(160)와 접촉 상태로 배치되는데, 이때 부하 스프링(166)의 나머지 단부는 스프링 버튼(158)과 결합되고, 상기의 각각은 조립될 때 보닛(140)의 중공 원통형 부분(143) 내에 하우징된다. 고정 나사(145)가 나사형 개구를 통해 보닛(140)의 원통형 부분(143)의 상부로부터 접근되는데, 필요에 따라, 부하 스프링(166)의 장력의 조정을 가능하게 하기 위해 고정 나사(145)의 원위 단부에 있는 확장 플러그(146)를 포함한다. 다공성 플러그(147)가 보닛(14)의 원통형 부분(143)에 형성된 개구 내에 추가로 배치된다.

다이어프램(160)은 조절기 하우징(104)의 상부 표면에 형성된 상측 또는 상부 리세스형 부분(172) 내에 다이어프램(160)과 함께 안착되는 다이어프램 삽입체(168)에 의해 추가로 배치되고 지지되는데, 여기서 다이어프램 시트 너트(diaphragm seat nut)(163), 플러그 가이드(176), 한 쌍의 밀봉 요소(177, 178) 및 와셔(179) 각각이 상부 리세스형 부분(172)에 형성된 중심 개구에 대해 배치된다.

본 실시예에 따르면, 그리고 여전히 도 2 및 도 7을 참조하면, 밸런스 밸브(180)가 조절기 하우징(104) 내에 그리고 상부 리세스형 부분(172) 바로 아래에 추가로 배치된다. 본 실시예에 따르면, 밸런스 밸브(180)는 밸브(180)를 조절기 하우징(104)의 하부 연장 부분 내에 보유하는 캡(184)을 포함한다. 캡(184)은, 캡(184)의 외부 표면과 조절기 하우징(104)의 하부 연장 부분에 형성된 관통 개구 사이에 배치되는 탄성중합체 O-링과 같은 밀봉 부재(185)를 포함한다. 밸브 플러그(190)의 하부 근위 부분은 캡(184)의 원위 단부 공동 내에 보유되며, 밸브 플러그(190)는 조절기 하우징(104)에 형성된 한정된 통로를 통해 연장되는 긴 원위 부분(191)을 포함한다. 밸브 플러그(190)의 근위 부분은 플러그 스프링(188)을 수용하도록 크기설정되는 한정된 리세스를 추가로 포함한다. 플러그 스프링(188)의 일 단부는 밸브 플러그(190)의 근위 부분의 한정된 리세스의 내부 표면과 결합하고, 플러그 스프링의 나머지 단부는 캡(184)의 공동의 내부 표면과 결합한다. 밀봉 부재는 캡(184)의 리세스의 내부 벽과 결합하기 위해 밸브 플러그(190)의 근위 부분의 외부 상의 환형 홈 내에 제공된다. 연장된 긴 원위 단부(191)는 부분적으로 중공이고, 다이어프램 삽입체(168)의 하부 부분에 형성된 리세스 내에서의 보유를 위해 하우징(104)의 한정된 통로를 통해 상향으로 (도시된 바와 같이) 연장된다.

다이어프램 삽입체(168)는 다이어프램(160)의 하부 표면에 대해 보유되는데, 삽입체(168)는 다이어프램(160) 및 다이어프램 플레이트(164)에 형성된 정렬된 중심 개구들을 통해 연장되는 원위 또는 상부 부분을 포함하고, 삽입체(168)의 상부 부분은 다이어프램 시트 너트(163)에 의해 고정된다.

다이어프램(160)은 중심에서 다이어프램 삽입체(168)의 환형 홈 내에 보유되고, 다이어프램(160)의 외주연 에지는 단단히 고정되어, 억제된(contained) (출구) 압력에 대한 변화에 기초하여 밸브 몸체(190)의 이동이 다이어프램(160)의 이동에 대해 감응하게 한다.

추가로, 본 명세서에서 설명되는 조절기(100)는 조절기 하우징(104)의 하부 연장 부분에 또한 배치되는 냉각 플레이트(202)를 포함한다. 개스킷(206)이 냉각 플레이트(202)의 상부 상에 그리고 조절기 하우징(104)의 하부를 덮는 스냅 링(snap ring)(214)에 대해 배치되는데, 스냅 링(214)은 캡(184)을 수용하는 중심 개구를 갖는다. 탄성중합체 O-링과 같은 밀봉 부재(210)가 냉각 플레이트(202)와 스냅 링(214) 사이에 배치된다.

도 2를 참조하면, 바이패스 밸브(224)가 조절기 하우징(104)에 형성된 정렬된 개구(225, 226) - 후자는 단지 도 4에만 도시됨 - 내에 배치되는데, 관통 개구(225, 226)는 서로 반대편인 벽들에 형성되고 도 4의 통로(240)가 하우징(104)의 내부를 통해 연장된다. 바이패스 밸브(224)의 구성요소 및 기능은 본 설명의 이후의 섹션에서 더 상세히 논의될 것이다.

고압 솔레노이드 차단 밸브(116)는 조절기 하우징(104)의 측벽들 또는 측부벽들 중 하나를 따라 배치된다. 솔레노이드 밸브(116)는 출구 포트(112) 및 밸런스 밸브(180)에 유체 연결되는 부조립체로서 한정된다. 솔레노이드 밸브의 기능 및 설계에 관한 상세사항은 잘 알려져 있으며, 본 발명의 실질적인 부분을 형성하지 않는다.

도 2 및 도 8을 참조하면, 압력 릴리프 및 해제 밸브(384)는 밸브 스프링(396)을 수용하는 공동을 갖는 밸브 몸체(390)를 포함하는데, 밸브 스프링(396)의 일 단부는 밸브 몸체(390)의 공동의 내부 벽과 결합하고 밸브 몸체(390)의 반대편 또는 원위 단부는 포핏(poppet)(400)과 결합한다. 포핏(400)은 밸브 시트를, 밸브 시트보다 작은 직경을 갖는 한정된 캡처 파이프(380)의 개구와 결합하는 하나의 (원위) 단부에서 포함하는데, 캡처 파이프(380)는 밸런스 밸브(180)와 하우징(104)의 외부 사이에서 조절기 하우징(104)의 내부를 통해 연장된다. 밸브 몸체(390)는 캡처 파이프(380)의 넓어진 부분 내에 보유되며, 그의 중간 부분이 캡처 파이프(380)의 견부(shoulder)와 결합한다. 압력 해제 및 릴리프 밸브(384)는 캡처 파이프(380) 내에 단단히 고정되는데, 그 내에서 단지 이동가능한 요소는 포핏(400) 및 밸브 스프링(396)이다. 밀봉 요소(404)가 포핏(400)의 한정된 홈 내에 제공되어 홈 및 밸브 몸체(384)의 내부 벽과 결합한다. 작동 시, 과잉 압력은, 본 실시예에 따르면, 밸브 스프링의 미리설정된 장력을 극복하는 가스에 의해 해제되어 포핏(400)을 안착해제(unseat)시키고 가스가 다공성 플러그(388)를 통해 통기되게 하는데, 다공성 플러그는 밸브 몸체(384)의 근위 개구 내에 그리고 대기로 배치된다.

도 3의 단면도에 도시되는 바와 같이, 하우징(104)은 복수의 내부 채널 또는 통로에 의해 한정되는데, 이들 중 다수는, 본 명세서에 논의된 바와 같이, 바이패스 밸브(224)와 같은 복수의 구성요소를 보유하도록 크기설정 및 구성되고, 이들 중 추가의 다수는 유체(예컨대, 압축 천연 가스)의 통과를 위해 구성된다. 예를 들어, 출구 압력 포트(114)는 출구 포트(112)로부터 연장되는 내부 통로(121)와 교차하는 한정된 통로(119)를 따라 연장된다.

조절기 하우징(104)의 내부에 제공되는 통로들 중에는, 도 4의 바이패스 밸브(224)를 보유하는 조절기 하우징(104)의 서로 반대편인 측벽들 상의 관통 개구들(225, 226) 사이에서 연장되는 통로(240)가 있다. 본 명세서에 논의되는 바와 같이, 이러한 후자의 관통 통로(240)는 인접한 축방향 섹션들 또는 부분들(242, 244, 246, 249, 250)(각각 도 4에 도시됨)에 의해 한정되며, 각각의 축방향 섹션은 상이한 직경을 갖는다. 더욱이, 본 명세서에서 설명되는 조절기(100)의 입구 포트(108) 및 출구 포트(112) 각각은 한정된 통로(124, 121)에 의해 바이패스 밸브(224)에 유체 연결된다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 바이패스 밸브(224)는 통로(240) 내의 입구 포트(108)와 출구 포트(112) 사이에 위치되며, 여기서 입구 포트(108) 및 출구 포트(112)는 각각 조절기 하우징(104) 내에 형성된 도 3의 각각의 채널 또는 통로(124, 121)를 통해 바이패스 밸브(224)에 유체 결합된다.

이러한 설명되는 실시예에 따르면, 바이패스 밸브(224)는 제어 스프링(232)에 작동식으로 연결된 감지 피스톤(228)을 포함한다. 관통 통로(240)의 한정된 축방향 부분(242) 내에 끼워맞춤되고 축방향으로 이동가능한 감지 피스톤(228)은, 한정된 관통 통로(240)의 축방향 부분(242)의 내부 벽과 결합하기 위해, 가이드 링(248) 및 밀봉 요소(252)를 각각 보유하는, 감지 피스톤(228)의 외부 표면 상에 한정되는 한 쌍의 이격된 홈을 포함한다. 일 버전에서, 밀봉 요소(252)는 탄성중합체 O-링일 수 있다.

제어 스프링(232)의 일 단부는 감지 피스톤(228)의 근위 단부에 형성된 리세스(264) 내에 결합된다. 본 실시예에 따르면, 제어 스프링(232)의 나머지 단부는 조정 플러그(236)의 원위 단부에 한정되는 리세스(266) 내에 지지된다. 조정 플러그(236)는 제어 스프링(232)의 장력이 조정되게 하도록 고정 나사(도시되지 않음)와 같은 사용자 접근가능 특징부를 수용하는 중심 관통 개구(238)에 의해 추가로 한정된다. 감지 피스톤(228)은 피스톤 몸체 또는 헤드(229)뿐만 아니라, 협소 부분(244) 및 한정된 관통 통로(240)의 인접한 축방향 부분(246)을 통하여 밸브 플러그(272)와 고정 결합 상태로 축방향으로 돌출되는 연장 부분(230)에 의해 한정되는데, 밸브 플러그는 연장 부분(230)의 단부를 수용하도록 크기설정된 원위 공동을 갖는다. 한정된 관통 통로(240)의 협소 부분(244)에는 밀봉 요소(256), 백업 링(back-up ring)(257) 및 이들 사이에 배치된 로드 리테이너(rod retainer)(260)가 제공된다.

본 실시예에 따르면, 밸브 플러그(272)는 한정된 공동 내에서 감지 피스톤(228)의 축방향 연장 단부 부분(230)을 고정식으로 수용하는 원위 단부(274)를 포함한다. 밸브 플러그(272)의 근위 단부(278)는 개구(226)를 덮는 캡(308) 내에 한정되는 공동(314) 내에 끼워맞춤된다.

캡(308)은 관통 통로(400)의 내부, 더 구체적으로는 축방향 부분(250)과 결합하는 탄성중합체 O-링과 같은 밀봉 부재(310)를 수용하는 외부 홈(278)을 포함한다.

도 4를 참조하면, 밸브 플러그(272)는 한정된 관통 통로(400) 내에서 그리고 더 구체적으로는 축방향 섹션(249, 250) 내에서 감지 피스톤(228)과 함께 축방향으로 이동가능하고, 압축 스프링(292)에 의해 편의된다. 압축 스프링(292)의 일 단부는 밸브 플러그(272)의 근위 단부(276) 내에, 더 구체적으로는 근위 단부에 형성된 한정된 공동 내에 배치된다. 압축 스프링(292)의 반대편 단부는 캡(308) 내에 형성되는 내부 리세스 내에 보유된다. 캡(308)은 관통 통로(400)의 축방향 부분(250) 내에 보유되는데, 캡(308)의 원위 단부는 한정된 관통 통로(400)의 축방향 섹션(250, 249)을 분리하는 견부와 결합하고, 캡(308)의 근위 단부는 개구(226)를 통해 접근가능하다. 선택적인 필터(312)(도 2에만 도시됨)가 캡(308)의 내부와 밸브 플러그(272)의 외부 사이에 배치된다.

언급되는 바와 같이, 밸브 플러그(272)는 축방향 섹션(250) 내에서 이동가능하며, 이때 축방향 이동 범위는 정지 표면, 즉 캡(308)의 내부 표면, 및 한정된 관통 통로(400)의 축방향 부분(249, 246)을 분리하는 견부에 의해 제한된다. 입구 통로(124)는 본 실시예에 따라 바이패스 밸브(224)의 한정된 관통 통로(400) 그리고 더 구체적으로는 축방향 섹션(249)과 유체 연결된다. 출구 포트(112)는 한정된 관통 통로(400)의 인접한 축방향 섹션(246)과 통로(124)를 통해 유체 연결된다.

대체적으로 그리고 본 실시예에 따르면, 본 명세서에서 설명되는 바이패스 밸브 조립체(224)는 이동가능 감지 피스톤(228)에 작용하는 제어 스프링(232)을 사용한다. 따라서, 그리고 입구 압력이 교정되고 미리결정된 수준 또는 임계치 미만으로 떨어지는 경우, 스프링 부하는 감지 피스톤(228)의 중량을 극복하고 밸브 플러그(272)는 개방 위치로 변위된다. 입구 압력이 유입되는 압축 가스의 유량에 기초하여 증가함에 따라, 피스톤 부하는 제어 스프링(232)의 편의력을 극복하고, 감지 피스톤(228) 및 밸브 플러그(272)가 폐쇄 위치로 이동하게 한다. 도 4는 CNG가 관통 통로(400)로 유입되는 것을 방지하는 밸브 플러그(272)의 존재에 의해 CNG의 통과가 차단되는 폐쇄 위치에 있는 바이패스 밸브(224)를 도시한다. 이러한 밸브 플러그의 이동은 점진적이며, 작동하기 위해 대기에 대한 유량의 압력 기준을 필요로 하지 않는다는 것에 유의하여야 한다.

본 실시예에 따르면, 제어 스프링(232)은 조정 플러그(236)에 의해 조정되거나 사전로딩될 수 있다. 플러그(236)는, 밸브 플러그(272)를 개방하기 위해 적절한 스프링 장력이 감지 피스톤(228) 상에 배치되는 것을 가능하게 하고, 입구 압력이 조절기(100)를 우회하게 하고, 압축 천연 가스(CNG)가 출구 포트(112)로 직접 유동하는 것을 허용하기 위해, 바람직하게는 조절기 하우징(104)의 외부에 있는 접근가능 특징부를 포함한다. 이러한 조정은 공급/입구 압력이 제어 스프링(232)의 미리설정된 점을 넘어 증가하는 경우에 압축 스프링(292)의 보조에 의해 밸브 플러그(272)가 폐쇄되는 것을 허용한다. 앞서 언급된 바와 같이, 본 명세서에서 설명되는 바이패스 밸브(224)에 대한 선택적인 필터(312)가 압축 천연 가스를 출력하기 전에 이를 여과하기 위해 축방향 섹션(249) 내에 제공될 수 있다. 적어도 일 버전에 따르면, 필터(312)는 압축 천연 가스가 작동의 조절된 모드에서 조절기 하우징(104)의 내부를 통해 유동하고 있을 때 배치된 필터와, 동일하지 않다면, 유사할 것이다.

본 명세서에서 설명되는 바이패스 밸브 설계의 변형이 가능하다는 것에 유의하여야 한다. 예를 들어, 밸브 플러그는 대안적으로, 이동가능 감지 피스톤과의 결합을 위해 밸브 플러그의 몸체로부터 연장되는 원통형 단부 부분에 의해 한정될 수 있다.

하기의 설명으로 그리고 도면을 참조하여, 유체 공급원(도시되지 않음)으로부터의 압축 가스가 입구 포트(108)에 유입되고 한정된 통로(124)를 통해 바이패스 밸브(224)로 보내지는 포팅 순서가 설명된다. 언급되는 바와 같이, 바이패스 밸브(224)는 초기에, 이동가능 감지 피스톤(228)(및 가이드 플러그(272))이 제어 스프링(232)에 의해 보유되는 개방 위치로 편의된다. 그 결과, 압축 천연 가스가 한정된 관통 통로(400)의 축방향 섹션(249)에 유입되고, 인접 축방향 섹션(246) 및 출구 채널(124)을 통해 출구 포트(112)로 보내진다. 유입되는 압축 가스가 감지 피스톤(228)과 연동함에 따라, 감지 피스톤(228)(및 가이드 플러그(272))은 축방향으로 그리고 제어 스프링(232)의 편의력에 대항하여 이동하게 된다. 한편, 유량 조절기(100)는 작동의 바이패스 모드를 페일 세이프로서 이용하는데, 이때 유입되는 압축 가스가 출구 포트(112)로 한정된 관통 통로(400)의 축방향 부분(249, 246)을 통해 직접 출구 포트(112)로 통과한다. 통과 시, 본 명세서에서 설명되는 바이패스 밸브는 별개의 조립체로서 제공될 수 있거나 대안적으로 다른 응용예에 사용될 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 바이패스 밸브는 매니폴드에 채용될 수 있다.

입구 압력이 (제어 스프링(232)의 편의력보다 큰) 미리결정된 임계치 초과인 경우, 바이패스 밸브(224)는 폐쇄되고, CNG는 출구 포트(112)로 보내기 위해 관통 통로(400)에 직접 유입되는 것이 더 이상 허용되지 않는다. 그 결과, 유입되는 압축 가스는 스프링 로딩된 다이어프램(160) 및 제어 특징부, 예컨대, 본 실시예에 따른 밸런스 밸브(180)를 포함하는, 가중 메커니즘에 대항하여 유량 조절기(100) 내로만 통과할 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 그리고 설명된 본 실시예에 따르면, 유량 조절기(100)에는, 중질 탄화수소의 위험을 감소시키기 위해, 그리고 또한 하우징(104) 내의 온도를 추가로 안정화시키기 위해 주울 톰슨 효과(Joule Thompson effect)를 목적으로, 한정된 냉각제 회로(본 명세서에서 "냉각제 보울"로도 지칭됨)가 제공될 수 있다. 명료함을 위해, 유사한 부분이 동일한 도면 부호로 본 명세서에 라벨링되어 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 제1 냉각제 포트(118)가 조절기 하우징(104)의 측부벽 또는 측벽에 제공된다. 더 구체적으로, 제1 냉각제 포트(118)는 호스(도시되지 않음)가 압축 천연 가스(CNG)의 공급원(도시되지 않음)으로부터 연결되는 것을 가능하게 하는 바브(324) 또는 다른 적합한 커넥터를 포함한다. 도 5의 단면도에 가장 명확하게 도시되는 바와 같이, 제1 냉각제 포트(118)는 조절기 하우징(104)의 내부 내에서 연장되는 축방향 통로(328)에 결합된다. 연결된 통로(332)는 축방향 연장 통로(328)의 내부 단부로부터 횡방향으로 (도 5에 도시되는 바와 같이 하향으로) 연장되고, 냉각제 플레이트(202)의 하측 또는 하부 표면(203)에 형성된, 도 6의, 정렬된 개구(333)를 통해 빠져나간다.

유사하게, 제2 냉각제 포트(122)는 그를 호스 또는 다른 형태의 연결부를 통해 유체 공급원(도시되지 않음)에 연결하는 바브(324) 또는 다른 커넥터를 포함한다. 이러한 냉각제 포트(122)는 또한 조절기 하우징(104)의 내부를 통해 연장되는 축방향 통로(336), 및 축방향 연장 통로(336)의 내부 단부로부터 연장되는 횡방향(이 도면에 따르면 하향) 통로(340)(이 도면에는 부분적으로 도시됨)를 포함한다. 횡방향 통로(340)는, 본 실시예에 따르면, 냉각제 플레이트(202) 내에 제공된, 도 6의, 정렬된 관통 개구(344)를 통해 종단된다.

냉각제 플레이트(202)의 개구(333, 344)를 연결하고 루프 또는 회로를 완성하는 것은 냉각제 플레이트(202)의 하측 또는 하부 표면(203) 상에 형성되는 한정된 사형 트랙 부분이다. 본 실시예에 따르면, 냉각제는 화살표(345)에 따라서 제1 입력 포트(118)를 통해 입력되고, 화살표(346)를 통해 냉각제 공급원(도시되지 않음)으로 다시 지향된다. 이러한 특정 실시예에 따른 사형 트랙 부분은 냉각제 플레이트(202)의 하부 표면(203) 내로 적절한 깊이로 적합한 기계가공에 의해 형성되는 리세스형 채널(348)에 의해 한정된다. 리세스형 채널(348)의 깊이는 한정된 트랙의 적어도 일부분에 걸쳐 가변될 수 있거나, 실질적으로 일정하게 이루어질 수 있다. 본 실시예에 따르면, 리세스형 채널(348)은 냉각제 플레이트(202)의 기계가공되지 않은 중심 부분(354) 주위에 한정된다. 더 구체적으로 그리고 그 내부에 기계가공되는 바와 같이, 복수의 스포크(350)가 중심 부분(354)으로부터 균일하게 이격되는 방식으로 반경방향으로 연장된다. 본 실시예에 따르면, 일련의 8개의 스포크(350)가 이격된 45도 증분으로 제공된다. 형성된 스포크(350)의 대부분(6개)은 동일하고, 중심 부분(354)으로부터 반경방향으로 돌출되고 냉각제 플레이트(202)의 외주연 에지로부터 미리결정된 거리로 연장되는 만곡형 단부로 종단되는 부재에 의해 한정된다. 이러한 미리결정된 거리는 리세스형 채널(348)의 폭을 한정한다. 리세스형 채널(348)은 개구(333)에서 시작되고 개구(344)에서 종단된다. 냉각제 플레이트(202)의 기계가공되지 않은 부분이 45도 증분들 중 하나에서 개구들(333, 344) 사이에 벽(362)을 형성한다. 개구(333)에 인접한 형성된 벽(362)의 일 측부가 개구(333)의 형상에 본질적으로 대응하도록 만곡된다. 본 실시예에 따른 형성된 벽(362)의 반대편 측부는 본질적으로 평면형이다. 나머지 스포크(366)는 개구(333)의 외부 에지의 일부분을 따르는 방식으로 만곡된다. 이러한 후자의 스포크(362)는 나머지 한정된 스포크(350)보다 상당히 더 두꺼우며, 여기서 사형 트랙 부분은 스포크(350) 각각에 대해 형성된 실질적으로 일정한 폭의 복수의 원주방향으로 이격된 C-형상의 트랙 섹션(370)에 의해 한정된다.

개구(333)로부터의 유입되는 냉각제 유체는, 한정된 통로(348)를 따라 두꺼워진 스포크(366) 둘레에서 그리고 형성된 사형 트랙 부분을 따라 반경방향 및 원주방향 둘 모두로 유체가 이동하게 되는 전후 방식으로 스포크(350) 각각의 주위에서 이동하게 된다. 이어서, 냉각제 유체는 통로 관통 개구(344) 및 출력 포트로부터 각각 통로(340, 336)를 통해 지향된다. 언급되는 바와 같이, 그리고 본 실시예에 따르면, 제1 및 제2 냉각제 포트(118, 122)는 제1 냉각제 포트(118)가 제2 냉각제 포트(122) 바로 위에 배치된 상태에서 조절기 하우징(104)의 동일한 측벽에 형성된다. 그러나, 다른 적합한 구성이 이용될 수 있다는 것은 용이하게 명백할 것이다.

그 결과, 냉각제 유체(도시되지 않음)는 냉각제 플레이트(202) 내의 개구(333)를 통해, 제1 냉각제 포트(118) 및 통로(328, 332)를 통해 유체가 입력되는 루프 또는 회로 내에 지향된다. 이어서, 유체는 냉각제 플레이트(202)의 하측 또는 하부 표면(203)에 형성되는 기계가공된 채널(348)을 따르는 한정된 사형 트랙 부분을 통해 지향되어, 조절기(100)에 대한 균일한 대류 열 전달을 제공한다. 이어서, 냉각제 유체는 냉각제 플레이트(202)의 개구(344) 및 통로(340, 336)를 통해 각각 제2 냉각제 포트(122)로 그리고 다시 유체 공급원(도시되지 않음)으로 순환된다.

작동 시 그리고 압축 천연 가스가 작동의 조절된 모드에서 하우징의 내부를 통해 지향되고 있는 동안, 가스의 압력 및 부피의 감소는 온도의 대응하는 상승을 생성한다. 따라서, 그리고 압축 천연 가스의 온도 증가에 대응하기 위해, 냉각제 유체가 공급원(도시되지 않음)으로부터, 결합된 제1 냉각제 포트(118) 내로 그리고 축방향 튜브형 통로를 통해, 냉각제 플레이트 상의 사형 트랙 부분(336)으로 연장되는 횡방향 (하향) 연장 통로로 지향된다. 트랙 부분(336)에 유입되는 냉각제 유체는 연장되고 만곡된 스포크(341)의 주위를 반시계방향 방식으로 그리고 이어서 한정된 스포크(340) 각각의 주위를 사형 방식으로 그리고 한정된 리세스/통로를 따라 출구 개구로 이동하게 된다. 냉각제 유체는 관형 연장부로 그리고 이어서 축방향 튜브형 통로로 그리고 이어서 제2 출구 포트(122) 및 그에 연결된 호스(도시되지 않음)를 통해 상향으로 빠져나가게 된다. 형성된 사형 패턴(340)은 본 명세서에서 설명되는 조절기(100) 내로의 가압 하의 유입되는 천연 가스의 대류 냉각을 효과적으로 제공하는 냉각제 보울을 생성한다.

도 1 내지 도 8의 부품 목록

100 조절기, 유량

104 하우징, 조절기

108 입구 포트

112 출구 포트

114 출구 압력 센서용 포트

116 솔레노이드 밸브

117 입구 압력 센서

118 냉각제 포트, 제1

119 통로

121 통로

122 냉각제 포트, 제2

124 통로

126 장착 구멍

140 보닛

143 원통형 부분, 상부

144 보닛 체결구

145 고정 나사

146 웰시(welsh) 확장 플러그

147 다공성 플러그

148 플레이트, 하부

152 체결 구멍, 주연

156 정렬된 구멍

158 스프링 버튼

160 다이어프램

163 다이어프램 시트 너트

164 다이어프램 플레이트

166 부하 스프링

168 다이어프램 삽입체

172 상측 또는 상부 리세스형 부분, 조절기 하우징

176 플러그 가이드

177 밀봉 요소

178 밀봉 요소

179 와셔

180 밸브, 밸런스

184 캡

185 밀봉 부재, 캡

188 플러그 스프링

190 밸브 플러그

191 긴 원위 부분, 밸브 플러그

192 백업 링

194 밀봉 요소

198 필터, 조절기

202 냉각제 플레이트

203 하측 또는 하부 표면, 냉각제 플레이트

206 개스킷, 냉각제 플레이트

210 밀봉 부재

214 스냅 링

224 바이패스 밸브

225 개구

226 개구

228 피스톤, 감지

229 피스톤 몸체

230 연장 단부, 피스톤

232 제어 스프링

236 조정 플러그

238 관통 개구, 조정 플러그

240 통로, 관통

242 축방향 부분, 통로

244 축방향 부분, 통로

246 축방향 부분, 통로

248 가이드 링

249 축방향 부분, 통로

250 축방향 부분, 통로

252 밀봉 요소

256 밀봉 부재

257 백업 링

260 리테이너, 피스톤 로드

264 리세스, 감지 피스톤

266 리세스, 조정 플러그

272 밸브 플러그

274 원위 단부, 밸브 플러그

276 근위 단부, 밸브 플러그

280 리세스, 밸브 플러그의 근위 단부

292 압축 스프링

308 캡

310 밀봉 부재, 캡

312 필터

314 공동, 캡

324 바브

328 축방향 연장 통로

332 횡방향 연장 통로

333 개구, 냉각제 플레이트

336 축방향 통로

340 횡방향 연장 통로

344 개구, 냉각제 플레이트

344 중심 부분

345 화살표

346 화살표

348 리세스형 채널

350 스포크, 반경방향 연장

354 중심 부분

362 벽

366 두꺼워지고 만곡된 스포크

370 c-형상의 트랙 섹션

380 캡처 파이프 (압력 릴리프)

384 압력 해제 및 릴리프 밸브

388 다공성 플러그

390 하우징, 밸브

396 밸브 스프링

400 포핏

404 밀봉 부재, 압력 해제 및 릴리프 밸브

본 출원의 하기의 첨부된 청구범위를 포함한, 본 명세서에 기술되는 본 발명의 개념에 기초하여 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음이 쉽게 명백하게 될 것이다.

Claims

압축 천연 가스(CNG) 시스템용 유량 조절기로서,
적어도 하나의 입구 포트, 적어도 하나의 출구 포트, 및 상기 포트들을 유체 상호연결하는 내부 채널을 갖는 내부를 갖는 조절기 하우징; 및
상기 조절기 하우징 내에 배치되는 기계식 바이패스 밸브 - 상기 바이패스 밸브는 감지된 입구 압력에 기초하여 작동의 바이패스 모드를 인에이블하고, 상기 기계식 바이패스 밸브는 상기 입구 포트에 대해 이동가능 감지 피스톤에 작용하는 제어 스프링을 포함하고, 상기 바이패스 밸브는 미리결정된 입구 압력 임계치에 도달할 때까지 작동의 바이패스 모드를 초기에 허용하도록 상기 제어 스프링에 의해 개방 위치로 편의되고, 상기 감지 피스톤은, 압축 스프링에 의해 편의되고 입구 압력이 미리결정된 임계치에 도달하고 이를 초과하는 경우 상기 바이패스 밸브를 폐쇄하도록 구성되는 밸브 플러그에 작동식으로 결합됨 - 를 포함하는, 유량 조절기.
제1항에 있어서, 상기 제어 스프링은 상기 바이패스 밸브를 폐쇄하기 위해 상기 입구 압력에 의해 극복되어야 하는 편의력(biasing force)을 인가하는, 유량 조절기.
제1항에 있어서, 상기 바이패스 모드는 초기에 개방 위치로 유지되어 작동의 상기 바이패스 모드를 페일 세이프(fail safe)로서 촉진하는, 유량 조절기.
제1항에 있어서, 수용된 압축 천연 가스의 온도를 제어하기 위한 적어도 한 세트의 핀(fin)을 추가로 포함하는, 유량 조절기.
제4항에 있어서, 상기 한 세트의 핀은 입구 냉각제 포트와 출구 냉각제 포트 사이의 냉각제 플레이트 내에서 사형(serpentine) 회로로서 연장되는, 유량 조절기.
제1항에 있어서, 상기 제어 스프링의 장력을 선택적으로 조정하기 위한 적어도 하나의 접근가능 요소를 포함하는, 유량 조절기.
제1항에 있어서, 상기 바이패스 밸브는 밸브 시트(seat)에 대해 배치된 필터를 추가로 포함하는, 유량 조절기.
제1항에 있어서, 부하 메커니즘(loading mechanism)은 스프링 로딩된 다이어프램, 및 상기 바이패스 밸브가 폐쇄되는 경우 상기 입구 포트로부터 상기 출구 포트로의 가스의 유량을 조절하기 위한 제어 요소를 포함하고, 상기 제어 요소는 밸런스 밸브(balance valve)를 포함하는, 유량 조절기.
압력 조절기의 작동을 제어하기 위한 방법으로서,
상기 조절기의 입구 포트와 출구 포트 사이에 기계식 바이패스 밸브를 제공하는 단계 - 상기 바이패스 밸브는 감지 피스톤에 작용하는 상기 입구 포트로부터의 유동을 수용함 -; 및
입구 압력이 미리결정된 임계치를 초과할 때까지 상기 밸브를 개방 위치로 유지하는 단계 - 상기 바이패스 밸브는 상기 입구 포트와 유체 연통하는 상기 감지 피스톤을 포함하고, 상기 감지 피스톤은 상기 밸브를 상기 개방 위치로 유지하는 편의된 제어 스프링에 대해 이동가능하고, 상기 감지 피스톤은 압축 스프링에 의해 편의되는 밸브 플러그에 연결되고, 상기 밸브 플러그는 상기 입구 압력이 상기 미리결정된 임계치를 초과하는 경우 상기 바이패스 밸브를 폐쇄하도록 구성됨 - 를 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 제어 스프링의 장력을 제어하기 위한 접근가능 요소를 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 유동하는 압축 천연 가스의 온도를 제어하기 위해 적어도 한 세트의 핀을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
제11항에 있어서, 상기 적어도 한 세트의 핀은 냉각제 플레이트 내에서 연장되는 사형 회로 내에 한정되고, 상기 회로는 입구 냉각제 포트와 출구 냉각제 포트 사이에서 연장되는, 방법.
압력 조절기용 바이패스 밸브로서, 상기 압력 조절기는 입구 포트, 출구 포트, 및 상기 입구 포트와 상기 출구 포트를 상호연결하는 적어도 하나의 내부 통로를 포함하는 하우징을 갖고, 상기 바이패스 밸브는 상기 입구 포트와 상기 출구 포트 사이에 배치되고, 상기 바이패스 밸브는
제어 스프링에 편의적으로 연결되는 감지 피스톤 - 상기 제어 스프링은, 상기 밸브가 폐쇄되는 것을 가능하게 하고 상기 조절기가 작동의 조절기 모드를 취하는 것을 허용하기 위해 미리결정된 입구 압력이 상기 감지 피스톤의 편의력을 극복할 때까지 상기 바이패스 밸브를 개방 위치로 유지하고, 상기 조절기는 달리, 가스가 상기 입구 포트로부터 상기 출구 포트로 직접 포팅(porting)되는 작동의 바이패스 모드로 인에이블됨 -; 및
상기 감지 피스톤에 작동식으로 결합된 밸브 플러그 - 상기 밸브 플러그는 압축 스프링에 의해 편의되고, 상기 압축 스프링은 미리결정된 입구 압력 임계치에 도달하는 경우 상기 밸브를 폐쇄하기 위해 상기 밸브 플러그에 작용함 - 를 포함하는, 바이패스 밸브.
제13항에 있어서, 상기 제어 스프링의 장력을 선택적으로 조정하기 위한 적어도 하나의 사용자 접근가능 요소를 포함하는, 바이패스 밸브.
제13항에 있어서, 상기 밸브가 개방되는 경우 가스가 통과하는 밸브 시트에 대해 배치되는 필터를 포함하는, 바이패스 밸브.
제13항에 있어서, 상기 밸브 플러그는 상기 밸브 플러그의 조정을 허용하도록 접근가능 요소를 포함하는, 바이패스 밸브.
제13항에 있어서, 상기 조절기는 압축 천연 가스를 조절하는 데 사용되는, 바이패스 밸브.
제9항에 있어서, 상기 압력 조절기는 압축 천연 가스의 유량을 조절하는 데 사용되는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 입구 포트로부터 상기 출구 포트로의 압축 천연 가스의 유량은, 상기 입구 압력이 상기 미리결정된 임계치를 초과할 때 상기 바이패스 밸브가 폐쇄되는 경우에, 작동의 조절기 모드로 조절되고, 상기 조절기는 스프링 로딩된 다이어프램 및 상기 입구 포트로부터 상기 출구 포트로의 가스의 유량을 조절하기 위한 밸런스 밸브를 포함하는 부하 메커니즘을 포함하는, 방법.