(57)【要約】  第１の分割板２１２、第２の分割板、ならびに互いに隣接し接触するように配置された複数の流れ区分板２２０、２４０、および２６０を備える弁トリム２００の騒音減衰モジュール２１０。少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブ流路２２７が流れ区分板内の相互連結された開口部によって形成される。流れる流体の通路に対して横方向に配置され、互いに隣接し接触するように配置された複数の流れ区分板４１０、４２０、４３０、４４０、および４５０を有する騒音減衰カートリッジ４００。少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブが流れ区分板内の相互連結された開口部によって形成される。流れる流体の通路に対して横方向に配置され、少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブ５１３が横方向の面の少なくとも１つにフライス加工された少なくとも２つの横方向の対合する面を有する分割された円板５１０を備える、騒音減衰カートリッジ５００。
2008534883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁トリムの騒音減衰モジュールであって、
第１の分割板と、
第２の分割板と、
互いに隣接し接触するように配置された複数の流れ区分板と、
前記流れ区分板内の相互連結された開口部によって形成された少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブとを備え、
流路内を流れる流体の少なくとも一部が前記ハーシェル−クインクチューブの第１の端部内に流れ、次いで前記管内で２つの流れに分割され、次いで前記モジュールの第２の端部の開口部を通って前記ハーシェル−クインクチューブを出、前記流れる流体によって発生した音波の一部を前記ハーシェル−クインクチューブ内にそらして前記ハーシェル−クインクチューブの前記音波が前記主流路の音波と位相がずれた状態で前記管を出ることによって流動騒音を低減し、前記主流路の騒音を減衰する、騒音減衰モジュール。
【請求項２】
弁トリムの騒音減衰モジュールであって、
第１の分割板と、
第２の分割板と、
第１の平面が前記第１の分割板に隣接するように配置された第１の流れ区分板であって、前記第１の流れ区分板の前記第１の表面から第２の表面までの少なくとも１つの開口部を有する第１の流れ区分板と、
第１の平面が前記第１の流れ区分板の前記第２の平面に隣接するように配置された第２の流れ区分板であって、前記第２の板の前記第１の平面から前記第２の板の第２の平面までの第１の開口部を有し、前記開口部は前記第１の流れ区分板の前記開口部よりも面積が小さく、前記第２の流れ区分板の前記開口部が前記第１の流れ区分板の前記開口部と流体連通するように位置付けられ、前記第２の流れ区分板は前記第２の板の前記第１の平面から前記板の第２の平面までの第２の開口部を有し、前記第２の開口部は、前記第１の流れ区分板の前記開口部よりも面積が小さく、前記第２の流れ区分板の前記第１の開口部から離れて下流に前記第１の流れ区分板の前記開口部と流体連通するように位置付けられる、第２の流れ区分板と、
第１の平面が前記第２の流れ区分板の第２の平面に隣接するように配置され前記第２の分割板に隣接する第２の平面を有する第３の流れ区分板であって、前記第３の板の前記第１の平面から前記第３の板の第２の平面までの第１の開口部を有し、前記開口部は前記第２の流れ区分板の前記第１または第２の開口部よりも面積が大きく、前記第３の流れ区分板の前記開口部が前記第２の流れ区分板の両方の前記開口部と流体連通するように位置付けられる、第３の流れ区分板と、
前記流れ区分板の相互連結された開口部によって形成される少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブとを備え、前記流路内を流れる流体の少なくとも一部が前記第１の流れ区分板の前記開口部内に流れ、次いで前記第２の流れ区分板の前記第１の開口部内に流れ、次いで前記第３の流れ区分板の前記開口部内に流れ、次いで前記第２の流れ区分板の前記第２の開口部を通り、次いで前記第２の流れ区分板の前記第１の開口部の下流にある前記第１の流れ区分板の前記第１の開口部内に流れる、騒音減衰モジュール。
【請求項３】
前記板が実質的に環状である、請求項１に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項４】
流体が前記トロイドの中心部分から前記モジュールに入り、前記トロイドの外縁部から出る、請求項３に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項５】
流体が同じ流れ区分板に出入りする、請求項１に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項６】
中心開口部の周長が全ての前記環状板で同じ周長である、請求項３に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項７】
前記流れ区分板が実質的に同じ外周を有する、請求項１に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項８】
前記ハーシェル−クインクチューブの出口部分の断面積が増加され、それによって前記主流路の騒音の減衰が向上される、請求項１に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項９】
積み重ねられた少なくとも３つの騒音減衰モジュールを有し、前記第１および第２の分割板が隣接するモジュールの前記第１および第３の流れ区分板の隣接する上面または下面を貫通するように形成された開口部を含まない部分から形成される、請求項１に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項１０】
互いに隣接し接触するように積み重ねられた複数の騒音減衰モジュールを含み、
前記減衰モジュールの積み重ねが減圧装置本体内の流路内に嵌るような構造および構成を有し、各前記騒音減衰モジュールが、
第１の分割板と、
第２の分割板と、
互いに隣接し接触するように配置された複数の流れ区分板と、
前記流れ区分板内の相互連結された開口部によって形成される少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブとを備え、
流路内を流れる流体の少なくとも一部が前記ハーシェル−クインクチューブの第１の端部内に流れ、次いで前記管内で２つの流れに分割され、次いで前記モジュールの第２の端部の開口部を通って前記ハーシェル−クインクチューブを出、前記流れる流体によって発生した音波の一部を前記ハーシェル−クインクチューブ内にそらして、前記ハーシェル−クインクチューブの前記音波が前記主流路の音波と位相がずれた状態で前記管を出るようにして流動騒音を低減し、前記主流路の騒音を減衰する、減圧装置。
【請求項１１】
互いに隣接し接触するように積み重ねられた複数の騒音減衰モジュールを含み、
前記減衰モジュールの積み重ねが減圧装置本体内の流路内に嵌るような構造および構成を有し、各前記騒音減衰モジュールが、
第１の分割板と、
第２の分割板と、
第１の流れ区分板であって、第１の平面が前記第１の分割板に隣接するように配置され、前記第１の流れ区分板の前記第１の平面から第２の平面までの少なくとも１つの開口部を有する第１の流れ区分板と、
第２の流れ区分板であって、第１の平面が前記第１の流れ区分板の前記第２の平面に隣接するように配置され、前記第２の板の前記第１の平面から前記第２の板の第２の平面までの第１の開口部を有し、前記開口部は前記第１の流れ区分板の前記開口部よりも面積が小さく、前記第２の流れ区分板の前記開口部は前記第１の流れ区分板の前記開口部と流体連通するように位置付けられ、前記第２の流れ区分板の前記第１の平面から前記板の第２の平面までの第２の開口部を有し、前記第２の開口部は前記第１の流れ区分板の前記開口部よりも面積が小さく、前記第２の流れ区分板の前記第１の開口部から離れて下流に前記第１の流れ区分板の前記開口部と流体連通するように位置付けられる、第２の流れ区分板と、
第３の流れ区分板であって、第１の平面が前記第２の流れ区分板の第２の平面に隣接するように配置され、前記第２の分割板に隣接する第２の平面を有し、前記第３の板の前記第１の平面から前記第３の板の第２の平面までの第１の開口部を有し、前記開口部は前記第２の流れ区分板の前記第１または第２の開口部よりも面積が大きく、前記第３の流れ区分板の前記開口部は前記第２の流れ区分板の両方の前記開口部と流体連通するように位置付けられる、第３の流れ区分板と、
前記流れ区分板の相互連結された開口部によって形成される少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブ流路とを備え、前記流路内を流れる流体の少なくとも一部が前記第１の流れ区分板の前記開口部内に流れ、次いで前記第２の流れ区分板の前記第１の開口部内に流れ、次いで前記第３の流れ区分板の前記開口部内に流れ、次いで前記第２の流れ区分板の前記第２の開口部を通り、次いで前記第２の流れ区分板の前記第１の開口部の下流にある前記第１の流れ区分板の前記第１の開口部内に流れる、減圧装置。
【請求項１２】
前記板が実質的に環状である、請求項１０に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項１３】
流体が前記トロイドの中心部分から前記モジュールに入り、前記トロイドの外縁部から出る、請求項１２に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項１４】
流体が同じ流れ区分板に出入りする、請求項１０に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項１５】
流体が流れ区分板内の前記モジュールに入り、隣接する流れ区分板から前記モジュールから出る、請求項１０に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項１６】
中心開口部の周長が全ての前記環状板で同じ周長である、請求項１２に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項１７】
前記第１および第２の分割板が、前記第１および第３の流れ区分板を貫通するように形成された開口部を含まない前記第１および第３の流れ区分板の隣接する表面の部分から形成される、請求項１０に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項１８】
前記分割板の少なくとも１つが前記分割板を貫通する開口部を含み、流体が第１の騒音減衰モジュールに入り、第２の騒音減衰モジュールを通って出る、請求項１０に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項１９】
流体が第１の騒音減衰モジュールに入り、少なくとも２つの流れ減衰モジュールを通って出る、請求項１８に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項２０】
前記分割板の少なくとも１つが前記分割板を貫通する開口部を含み、流体が少なくとも２つの騒音減衰モジュールに入り、騒音減衰モジュールを１つだけ通って出る、請求項１０に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項２１】
前記ハーシェル−クインクチューブの出口部分の断面積が増加され、それによって前記主流路の騒音の減衰が向上する、請求項１０に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項２２】
流れる流体の通路に対して横方向に配置される騒音減衰カートリッジであって、
互いに隣接し接触するように配置された複数の流れ区分板と、
前記流れ区分板内の相互連結された開口部によって形成される少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブとを備え、
前記流路内を流れる流体の少なくとも一部が前記ハーシェル−クインクチューブの第１の端部内に流れ、次いで前記管内で２つの流れに分割され、次いで前記カートリッジの第２の端部の開口部を通って前記ハーシェル−クインクチューブを出、前記流れる流体によって発生した音波の一部を前記ハーシェル−クインクチューブ内にそらして、前記ハーシェル−クインクチューブの前記音波が前記主流路の音波と位相がずれた状態で前記管を出るようにして流動騒音を低減し、前記主流路の騒音を減衰する、騒音減衰カートリッジ。
【請求項２３】
流れる流体の通路に対して横方向に配置される騒音減衰カートリッジであって、
第１のカートリッジ区分板であって、第１の平面が前記流れる流体の通路の上流側に配置され、前記第１のカートリッジ区分板の前記第１の平面から第２の平面までの少なくとも１つの開口部を有する第１のカートリッジ区分板と、
第１の平面が前記第１のカートリッジ区分板の前記第２の平面に隣接するように配置された第２のカートリッジ区分板であって、前記第２の板の前記第１の平面から前記第２の板の第２の平面までの第１の開口部を有し、前記開口部は前記第１のカートリッジ区分板の前記開口部よりも面積が大きく、前記第２のカートリッジ区分板の前記開口部が前記第１のカートリッジ区分板の前記開口部と流体連通するように位置付けられる、第２のカートリッジ区分板と、
第１の平面が前記第２の流れカートリッジ板の第２の平面に隣接するように配置された第３のカートリッジ区分板であって、前記第３の板の前記第１の平面から前記第３の板の前記第２の平面までの第１および第２の開口部を有し、前記開口部は互いから間隔を離して配置され、前記第２のカートリッジ区分板の前記開口部と流体連通するように位置付けられる、第３のカートリッジ区分板と、
第１の平面が前記第３のカートリッジ区分板の第２の平面に隣接するように配置された第４のカートリッジ区分板であって、前記第４の板の前記第１の平面から前記第４の板の第２の平面までの第１の開口部を有し、前記開口部は前記第３のカートリッジ区分板の前記第１または第２の開口部よりも面積が大きく、前記第４のカートリッジ区分板の前記開口部は前記第３のカートリッジ区分板の両方の前記開口部と流体連通するように位置付けられる、第４のカートリッジ区分板と、
第１の平面が前記第４のカートリッジ区分板の前記第２の平面に隣接するように配置された第５のカートリッジ区分板であって、前記第５の板の前記第１の平面から前記第５の板の第２の平面までの第１の開口部を有し、前記開口部は前記第４のカートリッジ区分板の前記開口部よりも面積が小さく、前記第５のカートリッジ区分板の前記開口部は前記第１のカートリッジ区分板の前記開口部と流体連通するように位置付けられる、第５のカートリッジ区分板と、
前記カートリッジ区分板の相互連結された開口部によって形成された少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブ流路とを備え、前記流路内を流れる流体の少なくとも一部が前記第１のカートリッジ区分板の前記開口部内に流れ、次いで前記第２のカートリッジ区分板の前記開口部内に流れ、次いで前記第３のカートリッジ区分板の前記開口部内に分割され、次いで前記分割された流れが前記第４のカートリッジ区分板の前記開口部内で合流し、次いで前記第５の区分板の前記開口部内に流れ、前記騒音減衰カートリッジを出る、騒音減衰カートリッジ。
【請求項２４】
前記板が実質的に円筒形であり、弁本体の出口部分内に配置されるサイズである、請求項２２に記載の騒音減衰カートリッジ。
【請求項２５】
前記板が実質的に円筒形であり、減圧装置の配管の下流に配置されるサイズである、請求項２２に記載の騒音減衰カートリッジ。
【請求項２６】
前記騒音減衰カートリッジの上流側に隣接して配置される１つまたは複数の追加のカートリッジ区分板をさらに備え、
前記追加のカートリッジ区分板が前記第１のカートリッジ区分板の前記開口部よりも面積が小さい複数の開口部を有し、前記より小さい開口部が前記追加のカートリッジ要素板を貫通して前記第１のカートリッジ要素板の前記開口部と流体連通する、請求項２２に記載の騒音減衰カートリッジ。
【請求項２７】
前記ハーシェル−クインクチューブの出口部分の断面積が増加され、それによって前記主流路の騒音の減衰が向上する、請求項２２に記載の騒音減衰モジュール。
【請求項２８】
流れる流体の通路に対して横方向に配置される騒音減衰カートリッジであって、
第１の表面が前記流れる流体の前記通路の上流側に、かつ第２の表面が前記流れる流体の前記通路の下流側に配置される分割された円板を備え、
前記分割された円板は、少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブが横方向の面の少なくとも１つにフライス加工された少なくとも２つの横方向の対合する面を有し、前記ハーシェル−クインクチューブは、前記分割された円板の前記第１の表面への入口端で開放され、前記分割された円板の前記第２の表面の排出端で開放され、
前記流路内を流れる流体の少なくとも一部が前記ハーシェル−クインクチューブの前記第１の端部内に流れ、次いで管内で２つの流れに分割され、次いで前記円板の前記第２の表面の前記開口部を通って前記ハーシェル−クインクチューブを出る、騒音減衰カートリッジ。
【請求項２９】
前記円板が実質的に円筒形であり、弁本体の出口部分内に配置されるサイズである、請求項２８に記載の騒音減衰カートリッジ。
【請求項３０】
前記円板が実質的に円筒形であり、減圧装置の配管の下流に配置されるサイズである、請求項２８に記載の騒音減衰カートリッジ。
【請求項３１】
前記ハーシェル−クインクチューブの出口部分の断面積が増加され、それによって前記主流路の騒音の減衰が向上する、請求項２８に記載の騒音減衰モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年３月３０日に出願した「Ｎｏｉｓｅ  Ａｂａｔｅｍｅｎｔ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｈｅｒｓｃｈｅｌ−Ｑｕｉｎｃｋｅ  Ｔｕｂｅｓ」という名称の米国特許出願第１１／０９４，６９８号の恩典の優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、ハーシェル−クインクチューブ（Ｈｅｒｓｃｈｅｌ−Ｑｕｉｎｃｋｅ  Ｔｕｂｅｓ）を使用する流体騒音を低減するためのアセンブリに関し、より詳細には、低騒音弁トリムおよびモジュラー騒音低減インサートに関する。
【背景技術】
【０００３】
加圧ガスおよび液体の輸送および分配では、弁が、圧力または流量など変数を制御し、高い圧力損失、すなわち上流と下流の圧力の高い圧力差が生じるように動作する。そういうものとして多くの場合、こうした弁には、制御装置またはコンピュータによって生成される制御信号に応答するアクチュエータおよびポジショナーが取り付けられる。こうした弁は「制御弁」と呼ばれることが多い。
【０００４】
高圧ガスまたは液体（「流体」）が制御弁を通して絞られて高い圧力損失が生じる場合、流体中に空力騒音が発生し、流体を通して実質的に伝播され、（主に下流側の）管壁を出ることによって、騒音が周囲大気に伝播される。その結果、保全の聴取をする作業者の許容限度を超える騒音になる。
【０００５】
制御弁を通る高圧流体の絞りに関する第２の問題は、それによって過剰な機械振動が生じることが多く、それに伴う関連する設備の測定および制御の適切な操作の問題が引き起こされることである。さらに、振動が溶接または配管の疲れ破壊を引き起こすこともある。
【０００６】
騒音および機械振動を低減するため、インサートが制御弁内に配置されてきた。こうしたインサートは、流体が一定の流れ状態で通過する複数の比較的小さい径の通路を含む。公開米国特許出願第２００３−０１７８５９２号および米国特許第５，８９０，５０５号は騒音低減インサートを示している。
【０００７】
弁の全行程中に高い圧力損失が生じる適用例には制御弁が必要とされることが多い。その場合、弁は弁の全行程にわたる騒音および機械振動を連続的に低減するように設計される。米国特許第５，６８０，８８９号はこのタイプの弁を示している。
【０００８】
従来技術の減圧弁が本出願の譲受人Ｄｒｅｓｓｅｒ，Ｉｎｃ．によって製造され、商標Ｖ−ＬＯＧで販売されている。Ｖ−ＬＯＧ（商標）弁は、複数の流れ抵抗モジュールを有するトリムを備える。参照によりその開示が本明細書に組み込まれている米国特許第５，８１９，８０３号は、複数の流れ抵抗モジュールを組み込んだ減圧装置を開示している。
【０００９】
比較的低い流量および小さい弁開口部での比較的高い圧力損失、ならびに最大流量および比較的大きい弁開口部での比較的低い圧力損失に関する適用例がある。後者の低い圧力損失状態では、弁行程全体中の高い圧力損失に基づいて連続的に騒音を低減するように設計された弁の使用が可能な場合よりも高い流下能力が必要とされる。
【００１０】
本発明の弁は、「ハーシェル−クインクチューブ」の原理を使用する従来技術の弁の多くの制約を克服するものである。本発明は制御弁によって発生する騒音を低減するため、ハーシェル−クインクチューブの概念のみ、および／または、それを他の受動騒音低減要素と組み合わせて、単一要素もしくはアレイに配置された要素として使用する。Ｈｅｒｓｃｈｅｌ−Ｑｕｉｎｃｋｅ（「Ｈ−Ｑ」に短縮）管は本質的に主流路から分岐する第２の流路であり、一定の長さＬだけ下流に連続し、元の主流路に再び組み込まれる（図１および２を参照）。この装置は、主流路内を伝わる音波の一部をＨ−Ｑ管内にそらすことによって騒音を低減する。音波が主流路の音波と位相がずれた状態で管から出ることによって、主流路の騒音が減衰される。
【００１１】
これまで、弁によって発生する騒音を低減するには、ハーシェル−クインクチューブが弁トリムに、または流体流内のモジュラー・インサートとして使用されてこなかった。Ｂｕｒｄｉｓｓｏ他は、ターボファン・エンジンの入口および出口ポートの騒音を低減するように設計されたハーシェル−クインクチューブを使用する発明を記載している。（Ｂｕｒｄｉｓｓｏ、ＲｉｃａｒｄｏおよびＮｇ、Ｗｉｎｇ、２００３年、ＮＡＳＡ／ＣＲ２００３−２１２０９７、Ｆａｎ  ｎｏｉｓｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｓｉｎｇ  Ｈｅｒｓｃｈｅｌ−Ｑｕｉｎｃｋｅ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ）。Ｉｎｇａｒｄ他は、ダクト騒音を低減するように設計された変更ハーシェル−クインクチューブを記載している。Ｉｎｇａｒｄの装置は、Ｈｅｒｓｃｈｅｌ−Ｑｕｉｎｃｋｅによって記載された比較的長い流路を作成するために、装置が別個の管構成を使用せずに、拡張室に結合された流れ分割器を使用する点が本発明と基本的に異なる。（Ｂｒａｄｙ、Ｌｏｒｉ、２００２年、Ｍａｓｔｅｒｓ  Ｔｈｅｓｉｓ  Ｖｉｒｇｉｎｉａ  Ｔｅｃｈ、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｅｒｓｃｈｅｌ−Ｑｕｉｎｃｋｅ  ｔｕｂｅ  Ｃｏｎｃｅｐｔ  ｔｏ  Ｈｉｇｈｅｒ  Ｏｒｄｅｒ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｍｏｄｅｓ  ｉｎ  Ｔｗｏ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｄｕｃｔｓ）。
【発明の要約】
【００１２】
一実施形態では、騒音減衰モジュールが弁トリム（ｖａｌｖｅ  ｔｒｉｍ）内に配置される。騒音減衰モジュールは、第１の分割板（ｄｉｖｉｄｅｒ  ｐｌａｔｅ）および実質的に同じ周長を有する第２の分割板を備える。モジュールは、第１および第２の分割板と実質的に同じ周長を有する第１の流れ区分板を備える。第１の流れ区分板（ｆｌｏｗ  ｓｅｇｍｅｎｔ  ｐｌａｔｅ）は第１の流れ区分板の第１の平面から第２の平面までの少なくとも１つの開口部を含む。第１および第２の分割板と実質的に同じ周長を有する第２の流れ区分板は、第１の平面が第１の流れ区分板の第２の平面に隣接するようにモジュール内に配置され、前記第２の流れ区分板は第２の板の第１の平面から第２の板の第２の平面までの第１の開口部を有する。（開口部の実際のサイズは必要とされるＨ−Ｑ管の減衰特性に基づき可変であるが）第２の流れ区分板の開口部は第１の流れ区分板の開口部よりも面積が小さく、第２の流れ区分板の開口部は第１の流れ区分板の開口部と流体連通するように位置付けられる。第２の流れ区分板はさらに、第２の板の第１の平面から板の第２の平面までの少なくとも１つの第２の開口部を含み、前記第２の開口部は第１の流れ区分板の開口部よりも面積が小さく、第２の流れ区分板の第１の開口部から離れて下流に、第１の流れ区分板の開口部と流体連通するように位置付けられる。第１および第２の分割板と実質的に同じ周長を有する第３の流れ区分板は、第１の平面が第２の流れ区分板の第２の平面に隣接するように配置され、第２の分割板に隣接する第２の平面を有し、前記第３の流れ区分板は第３の板の第１の平面から第３の板の第２の平面までの第１の開口部を有し、前記開口部の面積は第２の流れ区分板の第１または第２の開口部よりも大きいが第１の流れ区分板の開口部よりも小さく、前記第３の流れ区分板の開口部は第２の流れ区分板の両方の開口部と流体連通するように位置付けられる。少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブ流路が流れ区分板の相互連結された開口部によって形成され、流路を流れる流体の少なくとも一部が第１の流れ区分板の開口部内に流れ、次いで第２の流れ区分板の第１の開口部内に流れ、次いで第３の流れ区分板の開口部内に流れ、次いで第２の流れ区分板の第２の開口部を通り、次いで第２の流れ区分板の第１の開口部の下流にある第１の流れ区分板の第１の開口部内に流れる。
【００１３】
流れ区分板は実質的に環状でもよく、流体はトロイドの中心部分からモジュールに入り、トロイドの外縁部から出ること（またはその逆）ができる。本明細書の図５および６で示した実施形態では、流体は同じ流れ区分板に出入りする。
【００１４】
他の実装形態では、減圧装置は、上に積み重ねた上記の複数の騒音減衰モジュールを含む弁トリムを備え、前記騒音減衰モジュールの積み重ねは減圧装置ハウジング内の流路内に嵌るような構造および構成を有し、各前記騒音減衰モジュールは少なくとも３つの流れ区分板および２つの分割板を有する。
【００１５】
他の実施形態では、騒音減衰カートリッジを、流れる流体の通路に横方向に配置することができる。カートリッジは、第１の平面が流れる流体の通路の上流側に配置された第１のカートリッジ区分板を備え、前記第１のカートリッジ区分板は第１のカートリッジ区分板の第１の平面から第２の平面までの少なくとも１つの開口部を有する。第２のカートリッジ区分板は第１の平面が第１のカートリッジ区分板の第２の平面に隣接するように配置され、前記第２のカートリッジ区分板は第２の板の第１の平面から第２の板の第２の平面までの第１の開口部を有し、前記開口部は第１のカートリッジ区分板の開口部よりも面積が大きく、第２のカートリッジ区分板の前記開口部は第１のカートリッジ区分板の開口部と流体連通するように位置付けられる。第３のカートリッジ区分板は第１の平面が第２の流れカートリッジ板の第２の平面に隣接するように配置され、前記第３のカートリッジ区分板は第３の板の第１の平面から第３の板の第２の平面までの第１および第２の開口部を有し、前記開口部は互いに離れて配置され、第２のカートリッジ区分板の前記開口部と流体連通するように位置付けられる。第４のカートリッジ区分板は第１の平面が第３のカートリッジ区分板の第２の平面に隣接するように配置され、前記第３の流れ区分板は第４の板の第１の平面から第４の板の第２の平面までの第１の開口部を有し、前記開口部は第３のカートリッジ区分板の第１または第２の開口部よりも面積が大きく、第４のカートリッジ区分板の前記開口部は第３のカートリッジ区分板の両方の開口部と流体連通するように位置付けられる。第５のカートリッジ区分板は第１の平面が第４のカートリッジ区分板の第２の平面に隣接するように配置され、前記第５のカートリッジ区分板は第５の板の第１の平面から第５の板の第２の平面までの第１の開口部を有し、前記開口部は第４のカートリッジ区分板の開口部よりも面積が小さく、第５のカートリッジ区分板の前記開口部は第１のカートリッジ区分板の開口部と流体連通するように位置付けられる。少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブ流路が、カートリッジ区分板の相互連結された開口部によって形成され、流路を流れる流体の少なくとも一部が第１のカートリッジ区分板の開口部内に流れ、次いで第２のカートリッジ区分板の開口部内に流れ、次いで第３のカートリッジ区分板の開口部内に分割され、次いで第３のカートリッジ区分板の開口部を通り、次いで第５の区分板の開口部内に流れる。理解されるように、適切な管の長さを得るには複数のカートリッジ板が必要とされる。カートリッジ区分板は実質的に円筒形で、弁本体の出口部分内に配置されるサイズでもよく、または減圧装置の配管の下流に配置されるサイズでもよい。変更された実装形態では、１つまたは複数の追加のカートリッジ区分板を騒音減衰カートリッジの上流側に隣接して取り付けることができる。第１のカートリッジ区分板の開口部よりも面積が小さい複数の開口部が追加のカートリッジ要素板を貫通することができる。追加のカートリッジ要素板の開口部は第１のカートリッジ要素板の開口部と流体連通する。
【００１６】
他の実施形態では、騒音減衰カートリッジは、第１の表面が流れる流体の通路の上流側に、第２の表面が流れる流体の通路の下流側に配置された分割された円板を備えることができる。分割された円板は、少なくとも１つのハーシェル−クインクチューブ流路が少なくとも１つの横方向の面内にフライス加工され、前記Ｈｅｒｓｃｈｅｌ−Ｑｕｉｎｃｋｅ流路が円板の第１の表面に対する入口端で開放され、円板の第２の表面にある排出端で開放される、少なくとも２つの横方向の対合する面を備える。流路を流れる流体の少なくとも一部はハーシェル−クインクチューブの第１の端部内に流れ、次いで管内で２つの流れに分割され、次いで円板の第２の表面の開口部を通ってハーシェル−クインクチューブを出る。円板は実質的に円筒形で、弁本体の出口部分内に配置されるサイズでもよく、または減圧装置の配管の下流に配置されるサイズでもよい。
【００１７】
本発明の１つまたは複数の実装形態の詳細を添付の図面および以下の説明で述べる。本発明の他の特徴、目的、および利点は、説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面の参照により、本開示で実施される原理が理解されよう。図面では同様の部品に同様の参照番号が付けられている。本開示を、加圧液体、加圧ガス、またはその組合せを含む弁および配管系で使用することができる。以下で用語「流体」を、ガス、液体、またはその混合物を指すものとして使用する。次に図１を参照すると、第１の流路１２および第２の流路１４を備える従来技術のハーシェル−クインクチューブ１０が示されている。第２の流路１４は主流路１２から分岐し、一定の長さＬ１だけ下流に連続した後に元の主流路１２に結合される。装置は、主流路１２の長さＬ２だけ伝わる音波の一部を側部の分岐流路１４にそらすことによって騒音を低減する。分岐された音波は主流路と音響的に位相がずれたままになり、それによって主流路の騒音が減衰される。減衰される周波数は長さＬ１、Ｌ２、および面積Ａに依存する。
【００１９】
騒音減衰のためのハーシェル−クインクチューブの概念は、拡張室、ヘルムホルツ共鳴器（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ  ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ）、および蛇行通路弁トリムなど他の受動騒音制御要素で実施することができる。ハーシェル−クインクチューブの概念に関する拡張室の使用例が図２に示されており、拡張室１６が第２の流路１４に含まれている。拡張室１６の使用によってハーシェル−クインクチューブ１０に必要とされる第２の流路１４の長さＬ２を短縮することができる。
【００２０】
本発明の一実施形態では、弁トリム内に単独または補足の騒音制御装置として配置されるハーシェル−クインクチューブが使用される。理解されるように、本発明の弁トリムを、アクチュエータを有する制御弁、手動操作の絞り弁および他の弁、ならびに高い圧力損失のある設備に適した圧力制御装置に使用することができる。
【００２１】
次に図３を参照すると、主流路１２、および主流路１２の両側から分岐する分岐流路１４を備える３次元ハーシェル−クインクチューブ流路２０が示されている。当業者には理解されるように、単一の第２の枝路１４が存在してもよく、または図３で示したように二重の第２の枝路１４を備えることもできる。
【００２２】
次に図４を参照すると、ハーシェル−クインクチューブが弁トリムに組み込まれた３次元制御弁アセンブリ１００の切欠斜視図が示されている。弁１００は、ボンネット・アセンブリ１１０、心棒１２０、プラグ・アセンブリ１３０、および本体１４０を備える。プラグ１３０は、従来技術の蛇行通路低騒音トリムと組み合わせたハーシェル−クインクチューブを備える低騒音弁トリム２００と接触する。蛇行流路による騒音低減は当技術分野で周知であり、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５，８１９，８０３号に記載されている。
【００２３】
次に図５を参照すると、図５は低騒音弁トリム２００を示す弁１００の部分の拡大部分斜視図である。図４および５で見ることができるように、流体３０は、プラグ１２０が弁座１２２から持ち上げられたときに弁１００内に流れる。流体３０は弁トリム２００内に流れる。弁トリム２００は複数の様々な流れモジュール２１０からなる。
【００２４】
図５は、流れモジュール２１０の１つを拡大切欠図で示す。流れモジュール２１０は、個々の流れモジュールの間に配置された分割板２１２を備える。流れ抵抗モジュールは、分割板２１２の他に、３つの流れ区分板２２０、２４０、および２６０を備える。流れ区分板は環状形に形成される。具体的には、板は中央に穴が形成された実質的に円形平面である。第１の流れ区分板２２０は上面２１９、下面２２１、外縁部２２３、および内縁部２２５によって画定される。同様に、第２の流れ区分板２４０は下面２３９、上面２４９、外縁部２４３、および内縁部２４５によって画定される。同様に、第３の流れ区分板２６０は下面２５９、上面２６１、外縁部２６３、および内縁部２６５によって画定される。図５で見ることができるように、各流れ区分板２２０、２４０、および２６０は、板を完全に貫通する複数の開口部を含む。この開口部は流れ区分板２２０、２４０、および２６０の上面と下面で終端する。
【００２５】
次に図６を参照すると、板２２０、２４０、および２６０の開口部に対応する流路の逆陽画像が示されている。流れ３３０は第１の流れ区分板２２０の第１の開口部で流路に入る。流れは直角に向きを変えて板２４０の開口部内に入り、板２４０の第１の開口部に沿って流れ、直角に向きを変え、板２２０の第２の開口部を通過し、直角に向きを変えて板２２０の第２の開口部に沿って流れ、直角に向きを変えて板２４０の他の開口部内に流下して戻り、板２４０の開口部に沿って流れ、直角に向きを変えて板２２０内に流上して戻り、そこで直角に向きを変えて板２２０の比較的長い半径方向外側にある開口部内に流れる。次いで、流れは弁トリム２００のハーシェル−クインクチューブ部分に入る。流れの一部は、板２４０の（１つまたは複数の）開口部を通って板２６０の１つまたは複数の外側半径方向の開口部内に下向きにそれる。半径方向の開口部の数および開口部のサイズは流体の流れおよび流れモジュールにわたる圧力損失の特性に依存する。流れの一部は板２６０の開口部に沿って流れ、直角に向きを変えて板２４０の開口部を通って流れ、主流と合流し、流れ３３２として流れモジュールを出る。流路のＨｅｒｓｃｈｅｌ−Ｑｕｉｎｃｋｅ部分２２７への入口の断面積Ａ１を縮小または拡大して、流路騒音の騒音低減の騒音減衰効果に影響を与えることができる。断面積Ａ２を増加して流路騒音のハーシェル−クインクチューブの騒音低減の効果を上げることができる。
【００２６】
理解されるように、用語「流下」および「流上して戻る」などは図５および６で示した流路の説明の便宜上のものである。しかし、こうした用語は限定的ではなく、Ｈｅｒｓｃｈｅｌ−Ｑｕｉｎｃｋｅ流路を重力によって定義される上下以外に方向付けることができる。加圧流体の力はハーシェル−クインクチューブを通る流体を任意の方向に移動させるのに十分である。
【００２７】
本発明のこの実施形態の一改良点は、板２２０、２４０、および２６０の開口部によって形成される流れモジュール２１０内の追加のハーシェル−クインクチューブ流路を特徴とする。第１、第２、および第３の流れ区分板２２０、２４０、および２６０を固体表面に隣接して配置し、個々の流れ区分部を密封して、流体がモジュールを出てしまうまで、その流れと他の隣接する流れモジュール２１０の流れの混合を阻止する必要がある。図５で示したように、第１の流れ板２４０は第１の分割板２１２に隣接し、第３の流れ板２６０は第２の分割板２２２に隣接する。弁トリム２００内では、分割板２１２および２２２は環状板でもよい。当業者には理解されるように、隣接する第１と第３の区分板２２０と２６０の固体部分を使用して、１つまたは複数の分割板２１２および２２２を削除することもできる。隣接するモジュール２１０の流れ区分板を有する第１、第２、および第３の流れ区分板２２０、２４０、および２６０を備える各モジュール２１０を角度を付けて方向付けることによって、第１および第２の分割板によって行われるのと同じ流路の分離を行うことができる。
【００２８】
次に図７を参照すると、図７は、ハーシェル−クインクチューブが組み込まれた騒音減衰カートリッジ４００の断面図である。カートリッジ４００を制御弁１００の本体１４０の出口１６０内に取り付けることができ、または制御弁の下流の配管４９０内に取り付けることができる（図７）。流体４３０はカートリッジ４００を通って流れ、騒音減衰流路４３２内に出る。カートリッジ４００は複数のカートリッジ区分板４１０、４２０、４３０、４４０、および４５０からなることができる。具体的には、板は板を貫通する複数の穴を有する実質的に円形平面であり、板は複数のＨｅｒｓｃｈｅｌ−Ｑｕｉｎｃｋｅ流管を形成するように互いに隣接して組み立てられる。
【００２９】
第１のカートリッジ区分板４１０は第１の表面４０９、第２の平行面４１１によって画定され、複数の開口部４１３が板４１０を完全に貫通して表面４０９と表面４１１で終端する。同様に、第２のカートリッジ区分板４２０は第１の表面４１９および第２の平行面４２１で画定される。板４２０は表面４１９から表面４２１まで板を完全に貫通する複数の開口部４２３を有する。各開口部４２３は開口部４１３と流体連通するように位置付けられる。同様に、第３のカートリッジ区分板４３０は第１の表面４２９、第２の平行面４３１によって画定され、複数の開口部４３３が板４３０を完全に貫通し表面４２９と表面４３１とで終端する。各開口部４３３は開口部４２３と流体連通するように位置付けられる。同様に、第４のカートリッジ区分板４４０は第１の表面４３９および第２の平行面４４１によって画定される。板４４０は表面４３９から表面４４１まで板を完全に貫通する複数の開口部４４３を有する。各開口部４４３は開口部４３３と流体連通するように位置付けられる。同様に、第５のカートリッジ区分板４５０は第１の表面４４９、および第２の平行面４５１によって画定される。板４５０は表面４４９から表面４５１まで板を貫通する複数の開口部４５３を有する。各開口部４５３は開口部４４３と流体連通するように位置付けられる。流体は複数の流路４３２の開口部４５３を出る。流量制御装置の絞りによって発生する流体騒音は一連の連結開口部４１３、４２３、４３３、４４３、および４５３によって形成されるハーシェル−クインクチューブによって減衰された。
【００３０】
次に図８を参照すると、カートリッジ４００の上流側に取り付けられた１つまたは複数の追加の板４０８を備える図７の騒音減衰カートリッジ４００の他の実装形態が開示されている。板４０８は、第１のカートリッジ区分板４１０の上流に隣接して配置される。板４０８は、第１の表面３９９、第２の平行面４０１によって画定され、板４１０の表面４０９に隣接して配置され、複数の開口部４０３が板４０８を完全に貫通し表面３９９と表面４０１とで終端する。開口部４０３はそれぞれ板４１０の隣接する開口部４１３に隣接し流体連通するように位置付けられる。流体は複数の流路４３２の騒音減衰カートリッジ４００の開口部４５３を出る。流量制御装置の絞りによって発生する流体騒音は一連の各連結開口部４０３、４１３、４２３、４３３、４４３、および４５３によって形成されるハーシェル−クインクチューブによって減衰された。
【００３１】
次に図９を参照すると、やはり理解されるように、単一のカートリッジ板５１０を半径方向に半分に切断し、次いでハーシェル−クインク流路（Ｈｅｒｓｃｈｅｌ−Ｑｕｉｎｃｋｅ  ｆｌｏｗ  ｐａｔｈ）５１３を半板５１２の内縁部にフライス加工することによって、カートリッジ流れ要素５００を形成することができる。同様に、ハーシェル−クインク流路５１３を半板５１４の内縁部にフライス加工し、次いでハーシェル−クインク流路５１３を対合して、対合する半部内の対応するハーシェル−クインク流路が形成されるように、半板５１２と５１４を組み立てることができる。別法として、板５１２または５１４の（両方ではなく）どちらかがその内縁部にフライス加工されたハーシェル−クインク流路を有し、次いで半円板の加工されていない縁部をそれに対して組み立てることもできる。同様の方法で、板５１０を４分の１またはそれ以上の部分に切断し、ハーシェル−クインクチューブを切断された縁部にフライス加工し、カートリッジ流れ要素５００を形成するように再組立することもできる。
【００３２】
本発明の範囲から逸脱することなく本発明の追加の変更形態および実施形態が可能であり、こうした変更形態および追加の実施形態は添付の特許請求の範囲に包含されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】簡単な従来技術のハーシェル−クインクチューブを示す流れの外略図である。
【図２】ハーシェル−クインクチューブの分岐管が組み込まれた拡張室を有する従来技術のハーシェル−クインクチューブを示す図である。
【図３】３次元ハーシェル−クインクチューブ流路を示す図である。
【図４】ハーシェル−クインクチューブを有する弁トリムが組み込まれた制御弁アセンブリを示す切欠斜視図である。
【図５】トリムを備える流れ区分板を示す図４の弁のトリムを示す拡大部分斜視図である。
【図６】図５のトリムのモジュールの流体流路を示す逆陽画像である。
【図７】カートリッジ区分板内の相互連結された開口部によって形成されたハーシェル−クインクチューブを備える騒音減衰カートリッジを示す断面図である。
【図８】カートリッジの上流側に取り付けられた追加の板を備える図７の騒音減衰カートリッジの他の実装形態を示す断面図である。
【図９】ハーシェル−クインクチューブを備えるカートリッジ流れ要素のさらに他の実装形態の２つの半部を示す斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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