(57)【要約】  いくつかの実施形態において、可動部品なしで、蒸気または水等のプロセス流体の流動に可変抵抗を提供するように、加圧パイプラインで使用するために設計される減圧器が開示される。減圧器は、細長い外側シェルと、外側シェルから放射状に内向きに離間した内側スリーブとを有する。外側シェルは、開放端部を有する外側環状壁と開放端部の反対側の端壁とによって画定される。内側スリーブおよび外側シェルは、開放端部付近で接続される。内側スリーブは、外側シェルによって画定される空洞内へと延在し、端壁から離間した出口を有する、通路を画定する。外側環状壁および端壁は、それを通って延在する複数の流動孔によって穿孔され、スリーブは、好ましくは穿孔されていない。【選択図】図３
2015513049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧パイプラインのための減圧器であって、
環状側壁と端壁とを有する、外側シェルであって、前記環状側壁は、内部空間、第１の端部、および第２の端部を画定し、前記第１の端部は、前記内部空間内への開口部を画定し、前記環状側壁は、前記第１の端部から前記第２の端部への第１の長さを有し、前記端壁は、前記第２の端部にわたって配置される、外側シェルと、
前記環状側壁の前記第１の端部から前記内部空間内へと延在する、環状スリーブであって、前記環状スリーブは、前記環状側壁の前記第１の端部に接続される、入口と、前記内部空間内に配置され、前記端壁から離間した、出口と、前記入口から前記出口へと延在する、通路とを有し、前記環状スリーブは、第２の長さ、前記内部空間内へと延在し、前記第２の長さは、前記第１の長さ未満である、環状スリーブと、
前記環状スリーブを包囲する、環状間隙であって、前記環状側壁と前記環状スリーブとの間に配置される、前記環状間隙と、
前記端壁と前記環状スリーブの前記出口との間の、第２の間隙と、
前記端壁を通る、開口の第１のセットと、
前記環状側壁を通る、開口の第２のセットであって、前記開口の第２のセットの少なくとも１番目は、前記第２の長さに沿って、前記環状スリーブの反対側に位置する、開口の第２のセットと、
を備える、減圧器。
【請求項２】
前記環状スリーブは、穿孔されていない、請求項１に記載の減圧器。
【請求項３】
前記開口の第２のセットの少なくとも２番目は、前記第１の開口と前記入口との間に位置する、請求項１〜２のいずれかに記載の減圧器。
【請求項４】
前記環状スリーブは、前記第１の端部に隣接した前記環状側壁に取り付けられる、請求項１〜３のいずれかに記載の減圧器。
【請求項５】
前記環状スリーブは、前記入口を包囲する環状フランジを備え、前記環状フランジは、前記第１の端部において、前記環状側壁の内側表面に取り付けられる、請求項１〜４のいずれかに記載の減圧器。
【請求項６】
前記第１の端部と前記環状スリーブの前記入口との間に、前記環状側壁を通る開口がない、請求項１〜５のいずれかに記載の減圧器。
【請求項７】
前記環状スリーブは、前記環状側壁と平行である、請求項１〜６のいずれかに記載の減圧器。
【請求項８】
前記環状スリーブは、前記入口に隣接した第１の距離および前記出口における第２の距離、前記環状側壁から放射状に離間し、前記第２の距離は、前記第１の距離よりも大きい、請求項１〜７のいずれかに記載の減圧器。
【請求項９】
前記環状スリーブは、前記環状側壁の反対側に、前記第２の長さに沿って、先細になった外側表面を有する、請求項１〜８のいずれかに記載の減圧器。
【請求項１０】
前記環状側壁を通る前記開口の第２のセットの各開口は、前記環状側壁の軸に直角に整列される軸を有する、請求項１〜９のいずれかに記載の減圧器。
【請求項１１】
前記開口の第２のセットの少なくともいくつかの開口は、前記環状側壁の軸に非直角に整列される軸を有する、請求項１〜１０のいずれかに記載の減圧器。
【請求項１２】
加圧パイプラインのための弁アセンブリであって、
弁入口から弁出口へと延在する通路を画定する本体と、前記通路を選択的に開放および／または閉鎖するように適合される、流量制御部材とを備える、弁と、
前記弁出口と動作可能に接続される、減圧器であって、
内部空間を画定する環状側壁と端壁とを有する、外側シェルであって、前記環状側壁は、第１の端部、第２の端部、および前記第１の端部から前記第２の端部への第１の長さを有し、前記第１の端部は、前記弁出口から流体を受容するために、前記弁出口と動作可能に接続される、前記内部空間内への開口部を画定し、前記端壁は、前記第２の端部にわたって配置される、外側シェルと、
前記環状側壁の前記第１の端部から前記内部空間内へと延在する、環状スリーブであって、前記環状スリーブは、前記環状側壁の前記第１の端部と接続される、入口と、前記端壁から離間した、出口とを有し、前記出口は、前記環状側壁の前記第１の端部から第２の距離、前記内部空間内へと延在し、前記第２の距離は、前記第１の距離未満である、環状スリーブと、
前記環状側壁と前記環状スリーブとの間の、環状間隙と、
前記環状スリーブの前記出口と、前記外側シェルの前記端壁との間の、軸方向間隙と、
前記端壁を通る、開口の第１のセットと、
前記側壁を通る、開口の第２のセットであって、前記開口の第２のセットの少なくとも１番目は、前記第２の長さに沿って前記環状スリーブの反対側に配置される、開口の第２のセットと、
を備える、減圧器と、
を備える、弁アセンブリ。
【請求項１３】
前記弁は、蒸気調節弁を備える、請求項１２に記載の弁アセンブリ。
【請求項１４】
前記減圧器を包囲する冷却シュラウドと、前記冷却シュラウドによって担持され、前記減圧器と流体連通している空洞中に水を噴霧するように配置される、噴霧水マニホールドと、をさらに備える、請求項１〜１３のいずれかに記載の弁アセンブリ。
【請求項１５】
前記弁出口と動作可能に接続されるパイプセクションをさらに備え、前記パイプセクションは、前記減圧器から放射状に離間している、請求項１〜１４のいずれかに記載の弁アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、加圧プロセスラインでの使用に好適な、かつ減圧器を通して可変流量がある用途での使用に特に有用な、減圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧器は、多くの様々な理由で、制御された方法で、パイプ、弁、または排出口中の圧力を放散するために、工場、石油化学リファイナリー、化学処理ライン等におけるプロセスパイプラインのような加圧流体流動ラインで使用される。減圧器の１つの一般的な使用は、高圧蒸気ライン等、加圧ラインから大気への出口点における。この場合、減圧器はしばしば、高圧で周囲空気に直接蒸気を放出することを防止するために使用され、それは、ラインと周囲大気との間の急な圧力降下が原因で制御されない場合、望ましくない騒音を引き起こす可能性がある。
【０００３】
減圧器は、弁から下流、または他の動作点にあるパイプライン中の制限ほど単純であってもよい。パイプライン中の下流の制限は、騒音および振動を低減し得る、制御弁または加圧蒸気ライン等の高圧パイプライン中のさらなる圧力降下を追加するために使用され得る、比較的安価なデバイスである。残念なことに、ディフューザ等の固定制限はしばしば、ディフューザの流量係数（Ｃｖ）が固定されているため、１つの適用条件で（つまり、単一の流速および圧力降下で）所望の圧力降下をもたらすことのみに効果的である。これまで、異なる流動条件に対してＣｖを変化させるいかなる試みも、例えば、プラグおよびバネ等、可動部品を追加することによって、複雑性および費用の追加を必要としてきた。
【０００４】
１つの例示的な適用において、高圧蒸気ラインからの圧力解放出口にはしばしば、ラインからの蒸気の放出を制御するために、かつライン内に存在するよりも周囲大気中に実質的により低い圧力および温度で排出するように蒸気を調節するために、調節弁が備わっている。かかる適用において、しばしば、ヒューという音またはシューという音等、過剰な騒音を低減または実質的に排除することも望ましい。
【０００５】
図１は、圧力解放弁２０からの弁出口１８を覆う、円筒形側壁１４と端壁１６とを有するキャニスタの形態で、減圧器１２を含む、高圧蒸気排出用の１つの既知の調節弁１０を示す。端壁１６は中空ではなく、小孔２２が側壁１４を通って配置され、それは、減圧器１２の下流側２４で、蒸気からのエネルギーを放散し、蒸気の圧力を低減する働きをする。減圧器１２は、シュラウド２６によって包囲され、それは、周囲大気に排出される前に、減圧蒸気を、冷却セクション２８を通るように方向付ける。この種の減圧器は、小孔を通る流速が比較的一定であるか、または設定されている用途において、最も効果的である。しかしながら、蒸気が流動することができる開口の範囲の静的設計により、減圧器が、限られた範囲の流速にわたって、事前に選択された圧力降下を維持するだけなので、減圧器１２は概して、効果的使用が１つの適用条件に限られる。
【０００６】
図２に示される別の既知の調節弁３０は、弁を通る蒸気の容積流量に応じて、より多いまたはより少ない小孔２２を曝露するために、側壁１４に沿って移動可能である、減圧器１２の内側のプラグ３２を追加することによって、上記の流量の制限を克服する。連結３４は、プラグ３２が主弁プラグ３８の開放または閉鎖と平行して、開放および／または閉鎖するように、プラグ３２を弁ステム３６に接続する。この配列において、プラグ３２は、主弁プラグ３８の運動に応答して、より低い流量で小孔２２のより多くを被覆するように、かつより高い流量で小孔２２のより多くを曝露するように自動的に調節される。したがって、比較的一定の圧力降下が、より大きい範囲の流量にわたって、減圧器１２にわたって維持され得る。これは、減圧器の有効動作範囲を増加させるために効果的な設計であるが、可動部品の追加は、調節弁３０の設計、取付、および維持に異なる課題を示す。
【０００７】
本発明者は、次の説明から明らかになるように、可変プロセスフロー用途での使用のために、減圧器に関する上記の制限の少なくとも一部を克服するように試みた。当然のことながら、他の用途、利益、および利点も同様に、または代わりに、本明細書に記載される器具から実現され得る。
【発明の概要】
【０００８】
一態様によると、加圧パイプライン用の減圧器は、外側シェルと環状スリーブとを含む。外側シェルは、環状側壁と端壁とを有する。環状側壁は、内部空間、第１の端部、および第２の端部を画定する。第１の端部は、内部空間内への開口部を画定し、端壁は、第２の端部にわたって配置される。環状側壁は、第１の端部から第２の端部への第１の長さを有する。環状スリーブは、環状側壁の第１の端部から内部空間内へと延在し、環状側壁の第１の端部と接続される入口と、内部空間内に配置され、端壁から離間した出口と、入口から出口に延在する通路とを有する。環状スリーブは、第１の長さ未満である第２の長さ、内部空間内に延在する。環状間隙は、環状スリーブを包囲し、環状側壁と環状スリーブとの間に配置される。第２の間隙は、端壁と環状スリーブの出口との間に配置される。端壁を通る開口の第１のセットと、環状側壁を通る開口の第２のセットとがある。開口の第２のセットの少なくとも１番目は、第２の長さに沿って環状スリーブの反対側に位置する。
【０００９】
別の態様によると、加圧パイプライン用の弁アセンブリは、弁と、弁出口と動作可能に接続される減圧器とを含む。弁は、弁入口から弁出口に延在する通路を画定する本体と、通路を選択的に開放および／または閉鎖するように適合される流量制御部材とを有する。減圧器は、外側シェルと環状スリーブとを含む。外側シェルは、内部空間を画定する環状側壁と端壁とを有する。環状側壁は、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部から第２の端部への第１の長さとを有する。第１の端部は、弁出口からの流体を受容するように、弁出口と動作可能に接続される内部空間内への開口部を画定し、端壁は、第２の端部にわたって配置される。環状スリーブは、環状側壁の第１の端部から内部空間内へと延在し、環状側壁の第１の端部と接続される入口と、端壁から離間した出口とを有する。出口は、環状側壁の第１の端部から第２の距離、内部空間内へと延在し、第２の距離は、第１の距離未満である。環状側壁と環状スリーブとの間には環状間隙があり、環状スリーブの出口と外側シェルの端壁との間には軸方向間隙がある。また、端壁を通る開口の第１のセットがあり、側壁を通る開口の第２のセットがある。開口の第２のセットの少なくとも１番目は、第２の長さに沿って環状スリーブの反対側に位置する。
【００１０】
他の態様および利点が、以下の[発明を実施するための形態]を考慮した上で明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】蒸気プロセスパイプラインでの使用のための調節弁における従来の減圧器の部分断面の側面図である。
【図２】蒸気プロセスパイプラインでの使用のための調節弁における別の従来の減圧器の部分断面の側面図である。
【図３】本発明の原理に従った、減圧器を有する弁アセンブリの部分断面の側面図である。
【図４】図３の減圧器の詳細な断面図である。
【図５】パイプラインにおける単体使用に適合される減圧器の断面図である。
【図６】弁アセンブリと共に、またはパイプラインで使用するのに好適な、本発明に従った代替設計を有する減圧器の断面図である。
【図７】弁アセンブリと共に、またはパイプラインで使用するのに好適な、本発明に従った代替設計を有する減圧器の断面図である。
【図８】弁アセンブリと共に、またはパイプラインで使用するのに好適な、本発明に従った代替設計を有する減圧器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
いくつかの配列において、本明細書に開示される減圧器は、好ましくは任意の可動部品なしで、蒸気または水等のプロセス流体の流動に可変抵抗を提供するために、加圧パイプラインでの使用のために設計される。減圧器は、プロセス流体が流動する流路の数を変更するために、固有の流体力学を使用するように設計され、場合によっては、比較的広い範囲の流速にわたって、減圧器にわたって一定の圧力降下を維持し得る。したがって、減圧器の静的構成に基づき、流体は、より低い流速でより少ない流路を通って流動し、より高い流速でより多くの流路を通って流動し、それにより、それを通る流速の変化に応答して、減圧器のＣｖを効果的に変化させる。
【００１３】
好ましい設計において、減圧器は、２つの端部を有する外側周壁によって画定される細長い外側シェルを有し、一方の端部は上流側で開放し、端壁は、下流側で他方の端部にわたって配置される。ライナーまたはスリーブは、外側周壁から放射状に内向きに離間して、外側シェルの内側に配置される。スリーブは、開放端部付近で外側周壁と接続され、開放端部から、端壁から離間した出口に延在する。スリーブは、外側シェルの開放端部を通って、外側シェルによって画定される空洞内へと延在する、貫通孔を画定する。外側周壁および端壁は、それを通って延在する複数の流動孔によって穿孔される。スリーブの環状壁は、好ましくは穿孔されておらず、すなわち、スリーブは、中空ではない環状壁または管から形成され、好ましくは、スリーブと外側周壁との間の接続の上流側に、外側周壁を通る流動孔はない。
【００１４】
低流速において、または減圧器の最小有効流量容量において、ほとんどの流体が、ディフューザの端壁を通る流動孔を通って直接流動し、スリーブが、スリーブの反対側の外側周壁の流動孔を通る流動を遮断することが予想される。しかしながら、流速が増加するにつれて、端壁中の孔が容量に達し、流体は、スリーブの外側に沿って上流に戻って移動し、スリーブの反対側の孔を通って流動するように強制される。流速が増加し続けると、流動孔は、スリーブ出口からスリーブの頂部に向かって連続して容量に達し、流体は、流動孔の全てが減圧器の最大有効流量容量で容量に達するまで、スリーブの反対側の外側周壁に沿って逆方向に流動する。流体流動は、最大有効流量容量から最小有効流量容量へと戻って減少するのに比例して逆転する。したがって、減圧器は、Ｃｖが流速と共に変化するため、流動孔の容量を変化させるための任意の可動機械部分を必要とすることなく、システム容量を効果的に追加すると同時に、比較的一定の段階的圧力降下を提供する。
【００１５】
ここで図面を参照すると、図３〜４は、第１の態様に従った減圧器４０を示す。減圧器４０は、高圧パイプライン等の加圧パイプラインにおいて、または図に示されるように、蒸気調節弁４２において、または１つの雰囲気もしくは一般的な周囲環境大気圧よりも大きい圧力を有するパイプラインに沿った他の適用および位置において使用するのに好適である。図４の詳細で最もよくわかるように、減圧器４０は、外側シェル４４を含み、それは好ましくは、内部空間４８と、第１の端部５０と、第２の端部５２とを画定する環状側壁４６を有する、円筒形キャニスタの形状を有する。第１の端部５０は、内部空間内への開口部５４を画定し、端壁５６は、環状側壁４６の第２の端部にわたって配置される。環状側壁は、第１の端部５０から第２の端部５２に延在する、第１の長さＬ１を有する。
【００１６】
減圧器４０はまた、環状側壁４６の第１の端部５０から内部空間４８内へと延在する、内側環状スリーブ５８を有する。環状スリーブ５８は、入口６２、出口６４、および入口６２から出口６４に延在する貫通孔等の通路６３を画定する、細長い円筒形本体を有する。入口６２は、好ましくは概して、開口部５４と同延であり、環状スリーブ５８は好ましくは、入口６２付近で環状側壁４６の第１の端部５０と接続される。図示された配列において、フランジ６０は、入口６２において円筒形本体から放射状に外向きに延在し、例えば、溶接、留め具、および／または接着剤によって、第１の端部５０において環状壁６４の内側表面または上縁部に取り付けられる。（上、下、左、右等の全ての方向の言及は、便宜上図面を参照し、制限を目的としていない。）しかしながら、内側環状スリーブ５８は、流体が、環状スリーブ５８を通過する以外の任意の経路で、外側シェル４４内へと入ることを防止する方法で、環状スリーブ５８の入口６２内へと流体の流動を方向付けるのに十分な任意の配列で、外側シェル４４の内部空間４８内の位置で固定されてもよい。出口６４は、通路の軸に沿って入口６２の反対側にあり、端壁５６から離間している。環状スリーブ５８は、第１の長さＬ１未満である、第１の端部５０からの第２の長さＬ２、外側シェル４４の内部空間４８内へと延在し、それにより、出口６４と端壁５６との間に端部間隙６７を形成し、それは、通路６３の軸に沿って、出口６４から端壁５６に延在する軸方向距離Ｇ１を有してもよい。環状スリーブ５８もまた、環状側壁４６から放射状に内向きに離間し、それにより、環状側壁４６と環状スリーブ５８との間に、環状スリーブ８８を包囲する環状間隙６５を形成する。環状間隙６５は好ましくは、出口６４から、環状スリーブ５８と環状側壁４６との間の環状間隙６５中を、環状側壁４６の第１の端部５０に向かって、流体が逆流方向で移動することを可能にするのに十分な、環状側壁４６と環状スリーブ５８との間の少なくとも半径方向距離Ｇ２を有する。以下に詳細に説明されるように、半径方向距離Ｇ２は、長さＬ２に沿って一定であってもよく、または長さＬ２に沿って異なってもよい。
【００１７】
外側シェル４４は、端壁５６を通る開口の第１のセット６６ａまたは貫通孔、および環状側壁４６を通る開口の第２のセット６６ｂで穿孔される。端壁５６を通る開口６６ａのうちの少なくとも１つ、および好ましくは複数は、環状スリーブ５８の開口部６４の反対側に軸方向に整列される。加えて、環状側壁４６を通る開口６６ｂのうちの少なくとも１つ、および好ましくは複数は、環状スリーブ５８の放射状に反対側に、長さＬ２に沿って配置される。好ましくは、開口６６ｂは、出口６４から異なる距離で、長さＬ２に沿って、環状スリーブ５８の放射状に反対側に、環状側壁４６を通って位置する。一実施形態では、開口６６ｂは、第２の端部５２から第１の端部５０に向かって、環状側壁４６の長さに沿って、軸方向に離間した円周方向の列で配設される。しかしながら、開口６６ａ、６６ｂは、他の配列またはランダムな配列で配設されてもよく、好ましくは、いくつかの開口が、環状スリーブ５８の反対側の環状側壁４６に沿って、出口６４から軸方向に異なる距離で配置される。
【００１８】
好ましくは、環状側壁４６および環状スリーブ５８は、流体を、外側シェル４４を通過する前に、出口６４を通って流動するように強制するように配設される。環状スリーブ５８は好ましくは、穿孔されておらず、すなわち、その全体の長さに沿って中空ではない。さらに、環状側壁４６への環状スリーブ５８の接続の上流に延在する、環状側壁４６の任意の部分もまた、流体が、環状スリーブ５８を通過する前に、環状側壁４６を通過することを防止するために、穿孔されていない。
【００１９】
図３〜４に示される減圧器４０は好ましくは、円形の断面を有し、円柱形外側シェル４４、円柱形環状スリーブ５８を形成し、環状スリーブ５８は、縦軸６８に沿って環状側壁４６と同軸である。本実施形態では、環状スリーブ５８は、環状側壁４６と平行である。しかしながら、以下にさらに詳述されるように、他の形状が本開示に従って減圧器４０に使用され得る。また、図４で最もよくわかるように、端壁５６は、端壁５６の平面と環状側壁４６の円筒形表面との間に緩やかな曲線または丸い角を有し、軸６８に直角な、概して平坦な形態を有する。
【００２０】
動作中、加圧流体７０が弁入口７２および弁４２を通って流動する際、弁プラグ７４は、流動が全くない完全に閉鎖した位置から、弁４２を通り弁出口７６から出る完全な流動がある、完全に開放した位置への可変流速を可能にすることができる。環状側壁４６の第１の端部５０は、弁を出る蒸気等の加圧流体が必ず、開口部５４および入口６２を通って、かつ減圧器４０を通って方向付けられるように、弁出口７６に取り付けられる。理論によって束縛されないが、低流速において、加圧流体は、環状スリーブ５８を通って、出口６４を出て、環状壁４６に沿って戻って流動する任意の実質的な量の流体なしで、外側シェル４４の端壁５６を通る開口の第１のセット６６ａを直接通って、開口の第２のセット６６ｂのいずれかから出て流動すると考えられる。流速が増加し、開口の第１のセット６６ａが流量容量に達すると、過剰な加圧流体は、環状スリーブ５８と環状側壁４６との間の環状間隙６５に沿って、第１の端部５０に向かって上に、向流または逆流で移動し、環状側壁４６を通る開口６６ｂを通って徐々に流動する。減圧器４０に対する流速が増加し続けると、過剰な加圧流体は、外側シェル４４を通る開口６６ｂの全てが容量に達するまで、出口６４から環状間隙６５に沿って、第１の端部５０に向かって戻ってますます移動する。その後、減圧器４０を通る流速が低減すると、流体が実質的に開口６６ａのみを通って再び流動するまで、流体が、第１の開口から最も離れて離間した開口６６ｂを通る流動を停止し、次いで、流体が、次に最も遠い開口を通る流動を停止するように等、加圧流体の流動もまた、環状間隙６５に沿って下方に戻って後退する。
【００２１】
図３に示される弁アセンブリは、調節弁４２である。しかしながら、減圧器４０は、同様に良好に他の弁アセンブリと使用され得る。調節弁４２は、弁入口７２から弁出口７６に延在する流体流路８０を画定する、弁本体７８を含む。プラグ７４等の流量制御部材は、任意の十分な方法で、流体流路８０を選択的に開放および／または閉鎖するように適合される。調節弁４２はまた、好ましくは、減圧器４０の遠位端を包囲し、それを超えて延在する、冷却シュラウド８２を含む。調節弁４２はまた、好ましくは、冷却シュラウド８２内へと延在し、減圧器４０と流体連通している冷却シュラウドの内側の空洞に、霧で水を噴霧するように配設される、１つ以上の噴霧水マニホールド８４を含む。したがって、例えば、蒸気が調節弁４２および減圧器４０を通過すると、蒸気は続いて、冷却シュラウド８２を通過し、排出開口部８６から排出される前に、噴霧水マニホールド８４からの霧状の水によって冷却される。
【００２２】
ここで図５を参照すると、減圧器４０が、弁から離れたパイプライン９０に沿って使用するために適合されることが示される。本環境において、減圧器４０は、それを通る中央流動孔９４を有するフランジ９２に固定される。フランジ９２は、当該技術分野においてよく理解される方法で、反対側のパイプセクションフランジ９６ａ、９６ｂの間に固定されるように適合される。流動孔９４は、内側環状スリーブ５８の入口６２と整列され、パイプラインの上流側からの加圧流体の流動が、上記の方法で、流動孔９４を通って、内側環状スリーブ５８を通って、出口６４を出て、そこから開口６６ａ、６６ｂを通って、減圧器４０の下流側に流動するように配設される。減圧器４０の他の部分は、上記のものと実質的に同一であり、簡潔にするために、本明細書では反復されない。
【００２３】
図３〜５に示される例示的な使用環境のいずれにおいても、減圧器４０を包囲するパイプセクション９０および／またはシュラウド８２は、開口６６ａ、６６ｂを通って流動する流体が、それらの間および下流の環状空間または間隙を通って移動することを可能にするのに十分な環状間隙を提供する距離、環状側壁４６から放射状に外向きに離間している。
【００２４】
図６は、減圧器４０ａのわずかに修正された設計を示す。減圧器４０ａは、環状スリーブ５８が入口６２に隣接した第１の距離ｄ１、環状側壁４６から放射状に離間し、出口６４において、第１の距離ｄ１よりも大きい第２の距離ｄ２、離間するように、内側環状スリーブ５８が少なくとも先細になった外側環状表面１００を有すること以外、減圧器４０と実質的に同様である。したがって、この配列において、環状スリーブ５８と環状側壁４６との間に画定される環状間隙６５は、流体が出口６４から環状側壁４６の第１の端部５０に向かって戻る逆方向に移動するにつれて、より狭くなるように先細になっている。図６の右半分に示されるように、先細になった環状間隙６５は、スリーブの内径、並びにスリーブの外形も先細になるように、円錐形の環状スリーブ５８で形成されてもよい。しかしながら、他の形状もまた使用され得る。例えば、図６の左半分に示されるように、スリーブ５８は、スリーブの内径がスリーブの長さに沿って実質的に一定であり、外径が、継続的に変化するような、断面形状を有してもよい。
【００２５】
ここで図７を参照すると、別の減圧器４０ｂは、内部空間４８を画定する環状側壁４６と、第１の端部５０と、第２の端部５２とを有する外側シェル４４と、第１の端部５０から内部空間４８内へと延在し、環状側壁４６から放射状に内向きに離間した、穿孔されていない内側環状スリーブ５８とを含む。この全ては、上記の減圧器４０と実質的に同様である。しかしながら、減圧器４０と異なるのは、減圧器４０ｂが、環状側壁４６の第２の端部５２にわたって配置される端壁５６ｂを含むという点であり、端壁５６ｂは、半球形状であり、単一半径ｒを有し、それはまた、環状側壁４６の半径に相当する。複数の開口６６ａ、６６ｂは、減圧器４０と同様に、環状側壁４６および端壁５６ｂにおいて、外側シェル４４を通って画定される。減圧器４０ｂは、減圧器４０に関して本明細書に記載されるものと実質的に同一の方法で機能する。
【００２６】
ここで図８を参照すると、さらなる変化形が減圧器４０ｃで開示され、環状スリーブ５８および環状側壁４６との間の環状間隙６５は、環状スリーブ５８の外側表面よりもむしろ環状側壁４６を先細にすることによって、スリーブ５８の出口６４における最大幅点から、側壁の第１の端部５０に隣接した最小幅点へと先細になっている。さらに、端壁５６ｂは、図７の減圧器４０ｂと同様に、半径ｒを有する半球の形態である。この変化形において、環状側壁４６は好ましくは、第１の端部５０における縦軸６８からの第１の半径ｒ１、および第２の端部５２における第２の半径ｒ２を有する、円錐台状断面の形状を有し、半径ｒ２は半径ｒ１よりも大きい。減圧器４０ｃもまた、環状側壁４６および端壁５６ｃの両方において、外側シェル４４を通って配置される、複数の開口６６ａ、６６ｂを含む。減圧器４０ｃは、減圧器４０に関して本明細書にすでに記載されたものと同様に機能する。各減圧器４０ａおよび減圧器４０ｃは、先細になった環状間隙６５を有し、それは、出口６４に隣接したより広い寸法から、環状側壁４６の第１の端部５０付近のより狭い寸法に進み、この先細になった環状間隙は、流体力学および減圧器の流量係数Ｃｖの変化に影響を及ぼす。
【００２７】
詳細な図面に関して記載される外側シェル４４および内側環状スリーブ５８の例示的な形状は、本開示の原理内の多くの異なる方法で修正され得る。例えば、本明細書に開示される減圧器は概して、単一の軸に沿って軸方向に整列され、円柱形または円錐形を有する等、実質的に円形の断面であるが、本開示は、かかる形状および規則的幾何形状に限定されない。したがって、例えば、本開示の一般原理に従った減圧器は、外側シェルと同軸ではない内側環状スリーブを有してもよく、または減圧器は、楕円、正方形、または他の多角形等の非円形断面形状を有してもよく、他の不規則幾何形状もまた、本開示の一般原理内である。
【００２８】
本明細書に開示される減圧器は、適切な溶接または当該技術分野において既知の他の接続機構で組み立てられ得る、鋼またはステンレス鋼等の任意の好適な材料から作られてもよい。開口は、穿孔または鋳造によって等、任意の便利な方法で形成されてもよい。本明細書に開示される減圧器は、任意の便利なサイズであってもよく、特定の用途に応じて異なる寸法を有してもよい。本明細書に開示される減圧器に対する１つの予想される用途は、工業用パイプライン用途であり、サイズ寸法は、かかるパイプラインおよび弁での使用のために適切に適合される。
【００２９】
理論によって束縛されないが、従来の既知の減圧器とは異なり、いくつかの配列において、本明細書に開示される減圧器は、任意の可動部品の使用なく、減圧器を通る流量に応じて、加圧流体が流動する可変有効制限範囲を提供し得ると考えられる。したがって、さらに、理論によって束縛されないが、いくつかの配列において、減圧器の有効Ｃｖは、任意の可動部品を必要とすることなく、むしろ減圧器を通る流体力学のみに応じて、流体流動の変化に応答して変化し得ると考えられる。
【００３０】
本明細書に開示される減圧器は、蒸気調節等、適用に対する可変下流制限として特によく適しており、いくつかの異なる動作条件を網羅する下流制限を有することが望ましい。しかしながら、減圧器はまた、一定の動作条件を有するパイプラインでも使用され得る。
【００３１】
減圧器への多くの修正が、上記の説明を考慮して、当業者に明らかとなるであろう。したがって、本説明は、一例にすぎないと解釈されるものであり、当業者が本発明を作製および使用し、それを実施する最良の方法を教示することを可能にする目的で示される。添付の特許請求の範囲内にある全ての修正の独占権は、留保される。
【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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【国際調査報告】
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