(57)【要約】      （修正有）【課題】流体が所定の温度を超えて上昇したときに流体の流れを増大させる比較的少数の構成部品を備える信頼できる温度作動式弁アセンブリを提供する。【解決手段】流れ制御装置１２の少なくとも幾つかの部分は、その特定のサーモスタット特性に基づいて選択された１つまたは複数のサーモスタット材料から製造されている。流れ制御装置の基本的配列は、互いに反対側に位置する開放端部を備える中空の内部領域を形成するように、少なくとも１つのサーモスタットビーム２４と、サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部２６とを備える少なくとも１つのハウジング２２と、中央プラグ部材であって、中央プラグ部材２０の少なくとも１つの壁部４８に少なくとも１つの開口５０を備え、内部領域に配置され、温度に依存して流体の流れが開口を通過する、中央プラグ部材とを有する。【選択図】図５
2016156503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れ制御装置において、
少なくとも１つのハウジングであって、各ハウジングは、少なくとも１つのサーモスタットビームと、該サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部とを有し、互いに反対側に位置する開放端部の間に中空の内部領域を形成している、少なくとも１つのハウジングと、
前記少なくとも１つのハウジングの前記内部領域に固定された中央プラグ部材であって、該中央プラグ部材は、該中央プラグ部材の壁部に少なくとも１つの開口を備え、流体の流れの温度に応じて前記開口を流体の流れが通過する、中央プラグ部材とを備えることを特徴とする、流れ制御装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのハウジングの前記少なくとも１つのサーモスタットビームは、オーステナイト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数のサーモスタット材料から製造されている、請求項１記載の流れ制御装置。
【請求項３】
前記中央プラグ部材は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されている、請求項１記載の流れ制御装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのハウジングの内面は、セラミック材料およびポリテトラフルオロエチレンから成るグループから選択された１つまたは複数の材料でコーティングされている、請求項１記載の流れ制御装置。
【請求項５】
前記中央プラグ部材の外壁面は、セラミック材料およびポリテトラフルオロエチレンから成るグループから選択された１つまたは複数の材料でコーティングされている、請求項１記載の流れ制御装置。
【請求項６】
前記装置は、３１２℃の温度上昇の場合に、０．６％だけサーモスタットビームを膨張させ、前記少なくとも１つのサーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部を合計可能距離の約０．６％だけ開放位置に向かう方向へ移動させ、前記中央プラグ部材における少なくとも１つの開口を露出させまたはさらに露出させ、前記少なくとも１つの開口を通過する流体の流れを増大させるように作動可能である、請求項１記載の流れ制御装置。
【請求項７】
前記装置は、３１２℃の温度低下の場合に、０．６％だけサーモスタットビームを収縮させ、前記少なくとも１つのサーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部を合計可能距離の約０．６％だけ閉鎖位置に向かう方向へ移動させ、前記中央プラグ部材における少なくとも１つの開口を覆いまたはさらに覆い、前記少なくとも１つの開口を通過する流体の流れを減少させるように作動可能である、請求項１記載の流れ制御装置。
【請求項８】
流れ制御装置を使用する方法において、
少なくとも１つのハウジングであって、各ハウジングは、少なくとも１つのサーモスタットビームと、該サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部とを有し、互いに反対側に位置する開放端部の間に中空の内部領域を形成している、少なくとも１つのハウジングを流体の流れのための管または回路内に配置し、
中央プラグ部材であって、前記流体の流れの温度に応じて前記流体の流れを通過させるための、前記中央プラグ部材の壁部における少なくとも１つの開口を備える中央プラグ部材を、前記少なくとも１つのハウジングの前記内部領域に配置することを特徴とする、流れ制御装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのハウジングの前記少なくとも１つのサーモスタットビームは、オーステナイト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数のサーモスタット材料から製造されており、前記サーモスタットビームに固定された前記少なくとも１つの壁部は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されており、前記中央プラグ部材は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されている、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記装置は、３１２℃の温度上昇の場合に、０．６％だけサーモスタットビームを膨張させ、前記サーモスタットビームに固定された前記少なくとも１つの壁部を合計可能距離の約０．６％だけ開放位置に向かう方向へ移動させ、前記中央プラグ部材における前記少なくとも１つの開口を露出させまたはさらに露出させ、前記少なくとも１つの開口を通過する流体の流れを増大させるように作動可能である、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記装置は、３１２℃の温度低下の場合に、０．６％だけサーモスタットビームを収縮させ、前記サーモスタットビームに固定された前記少なくとも１つの壁部を合計可能距離の約０．６％だけ閉鎖位置に向かう方向へ移動させ、前記少なくとも１つの開口を覆いまたはさらに覆い、前記少なくとも１つの開口を通過する流体の流れを減少させるように作動可能である、請求項８記載の方法。
【請求項１２】
流れ制御装置を使用する方法において、
少なくとも１つのハウジングであって、各ハウジングは、少なくとも１つのサーモスタットビームと、該サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部とを有し、互いに反対側に位置する開放端部の間に中空の内部領域を形成している少なくとも１つのハウジングを、流体の流れのための管または回路内に配置し、
中央プラグ部材であって、該中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部において少なくとも１つの開口を備える前記中央プラグ部材を、前記流体の流れの温度に応じて前記少なくとも１つの開口を通る前記流体の流れを制御するために、前記少なくとも１つのハウジングの前記内部領域内に配置し、
前記管または回路内に流体の流れを発生させ、前記管または回路は、前記少なくとも１つのハウジングと接触する前記流体の流れの温度を有しており、
前記流体の流れの温度が前記少なくとも１つのハウジングの温度よりも高い場合には、前記少なくとも１つのサーモスタットビームが膨張し、該サーモスタットビームに固定された壁部を移動させ、該壁部の移動が、前記中央プラグ部材における前記少なくとも１つの開口を露出させまたはさらに露出させ、これにより、前記開口を通る流体の流れを増大させ、
前記流体の流れの温度が前記少なくとも１つのハウジングの温度よりも低い場合には、前記少なくとも１つのサーモスタットビームが収縮し、該サーモスタットビームに固定された壁部を移動させ、該壁部の移動が、前記中央プラグ部材における少なくとも１つの開口を覆いまたはさらに覆い、これにより、前記開口を通る流体の流れを減少させることを特徴とする、流れ制御装置を使用する方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのサーモスタットビームは、オーステナイト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数のサーモスタット材料から製造されており、前記少なくとも１つのサーモスタットビームに固定された前記少なくとも１つの壁部は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されており、前記中央プラグ部材は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されている、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記装置は、３１２℃の温度上昇の場合に、０．６％だけサーモスタットビームを膨張させ、前記サーモスタットビームに固定された前記少なくとも１つの壁部を合計可能距離の約０．６％だけ開放位置に向かう方向へ移動させ、前記中央プラグ部材における前記少なくとも１つの開口を露出させまたはさらに露出させ、前記少なくとも１つの開口を通過する流体の流れを増大させるように作動可能である、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記装置は、３１２℃の温度低下の場合に、０．６％だけサーモスタットビームを収縮させ、前記サーモスタットビームに固定された前記少なくとも１つの壁部を合計可能距離の約０．６％だけ閉鎖位置に向かう方向へ移動させ、前記中央プラグ部材における前記少なくとも１つの開口を覆いまたはさらに覆い、前記少なくとも１つの開口を通過する流体の流れを減少させるように作動可能である、請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
概して、本開示は、サーモスタット流れ制御装置および流体の流れの制御のためにサーモスタット流れ制御装置を使用する方法に関する。特に、本開示は、流体流れ要求がプラント負荷および／または熱的条件の変化に依存するようなプロセスにおいて有効なサーモスタット流れ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の温度において開閉する温度作動式弁アセンブリは、広範囲の様々な産業において利用されている。アビオニクス産業では、温度作動式弁アセンブリは、一般的に、航空機抽気システムにおける温度過昇防止遮断弁として使用されている。このような温度過昇防止遮断弁は、弁アセンブリによって案内される流体が高温になりすぎたときに閉鎖され、これによって、温度に敏感な下流の構成部品を保護するように構成されている。このタイプの幾つかの温度過昇防止遮断弁は、所定の作動温度において急速に溶融する共晶合金から形成された温度ヒューズプラグを使用している。ヒューズプラグは、ばね荷重をかけられたフラッパまたはその他のこのような弁エレメントを開放位置に維持している。抽気がヒューズプラグをその融点まで加熱すると、ヒューズプラグは急速に溶融し、フラッパまたは弁エレメントが回って閉鎖させられる。
【０００３】
上述のタイプの温度過昇防止遮断弁は、抽気が特定の温度しきい値を超えたときに航空機において空気流を減少させるために有効であるが、このような遮断弁によって使用されるヒューズプラグは、毎回の弁の作動後に交換を必要とする。浪費的でない感温性構成部品を使用する温度過昇防止遮断弁が開発されてきたが、このような温度過昇防止遮断弁は、リセットされるために、依然として手作業による介入を必要とすることがある。したがって、このような温度過昇防止遮断弁は、その他の産業における適用に直ちに向いているわけではない。
【０００４】
発電産業などの多くの産業では、プラント負荷および／または変化するプロセス要求に応答して流体の流れを動的に調節する必要がある。このような変化する流体の流れは、頑強な制御システムが実現されるならば、空圧式または電動式の作動を有する制御弁を介して促進することができる。
【０００５】
プラント性能および効率を最適化するために、制御弁の作動を、特定のプラント作動ニュアンスに合致するようにプラグラムまたは指定することができるという点で、このような制御弁の動的機能は望ましい。しかしながら、制御弁および制御システムを使用してこのような動的機能を達成することは、制御の複雑さの高まり、可動部品の数の増加、機器摩耗の増大および作動信頼性の低下という犠牲を払う。
【０００６】
前記のことを考慮すると、流体が所定の温度に達したときまたは流体が所定の温度を超えて温度上昇したときに流内の流れを生じさせるまたは流体の流れを増大させるように作動するように構成された比較的少数の構成部品を備える、信頼できる温度作動式弁アセンブリを提供することが望ましい。このような弁アセンブリは、流体が所定の温度に達したときまたは流体の温度が所定の温度を超えて低下したときに流れを阻止するかまたは流体の流れを減少させるように自動的にリセットされるように構成されていても望ましいであろう。
【０００７】
開示の概要
流れ制御装置および流れ制御装置を使用する方法が本明細書に開示される。主題の流れ制御装置は、上流の供給源から下流の行先への流体の流れを調節するために使用されてもよい。主題の流れ制御装置の少なくとも幾つかの部分は、以下で詳細に説明するように、その特定のサーモスタット特性に基づいて選択された１つまたは複数のサーモスタット材料から製造されている。主題の流れ制御装置の基本的な配列は、その第１の開放端部において流体入口を備える少なくとも１つのハウジングを含む。流体が流れ制御装置に接触し、開放端部に進入すると、流体は、そのサーモスタット部分を含む少なくとも１つのハウジングを温めるまたは加熱する。温度に関して、少なくとも１つのハウジングが温められるまたは加熱されると、ハウジングのサーモスタット部分は膨張し、これにより、少なくとも１つのハウジングのそれぞれの少なくとも１つの壁部を、ハウジングの内部領域内に配置された固定の中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部によって形成された少なくとも１つの開口を露出させるまたはさらに露出させるような方向へ移動させる。ハウジング壁部のこの移動と、固定の中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口の露出またはさらなる露出とにより、少なくとも１つの開口を通って下流の行先へ通過する流体の量が増大させられる。
【０００８】
例えば、産業用プラントにおける使用では、主題の流れ制御装置は、流れ制御装置に接触する流体の温度変化に対応する流体の流れ量の変化を提供するように作動するように構成された、比較的少数の構成部品を有する信頼できる温度作動式弁アセンブリを提供する。これにより、流体制御装置に接触する流体の温度が上昇すると、流体制御装置のサーモスタット部分が膨張し、中央プラグ部材における少なくとも１つの開口を露出させまたはさらに露出させ、開口を通過する流体の流れを増大させる。流体制御装置に接触する流体の温度が低下すると、流体制御装置のサーモスタット部分が収縮し、中央プラグ部材における少なくとも１つの開口を覆いまたはさらに覆い、開口を通過する流体の流れを減少させる。発電プラントなどの産業用プラントでは、発生された煙道ガスの体積およびシステムを通流する煙道ガスの温度は、負荷条件に依存する。ピーク負荷条件下では、より多くの煙道ガスが発生され、煙道ガスは、標準的な負荷条件下で発生される煙道ガスよりも高温である。低負荷条件下では、より少ない煙道ガスが発生され、煙道ガスは、標準的な負荷条件下で発生される煙道ガスよりも低温である。同様に、発電プラント作動流体、例えば水の要求は、発電プラント負荷条件に依存する。例えば、低負荷条件下で作動する発電プラントは、主題の流れ制御装置に接触する、システムを通流する作動流体の比較的小さな量を必要とする。これにより、低負荷条件下では、主題の流れ制御装置に接触する作動流体は比較的低い温度を有する。なぜならば、作動流体温度は、煙道ガス温度の変化に従って変化するからである。この作動流体低負荷温度または温度範囲は、発電プラントの設計者、および流れ制御装置などの、発電プラントにおいて使用される構成部品を決定する者に知られている。これにより、この既知の温度または温度範囲は、本明細書では“所定の”温度と呼ばれる。同様に、需要のピーク時間の間にピーク負荷条件下で作動する発電プラントは、主題の流れ制御装置に接触する、システムを通流する作動流体の比較的大きな量を必要とする。これにより、主題の流れ制御装置に接触する作動流体は、煙道ガスの比較的高い温度に対応する比較的高い温度を有する。この作動流体ピーク負荷温度または温度範囲は、発電プラントの設計者、および流れ制御装置などの、発電プラントにおいて使用される構成部品を決定する者に知られている。これにより、この既知の温度または温度範囲もまた、“所定の”温度と呼ばれる。この例では、主題の流れ制御装置に接触する作動流体は、流れ制御装置を加熱または冷却し、温度に関して、流れ制御装置のサーモスタット部分をそれぞれ膨張または収縮させる。流れ制御装置を加熱するとき、少なくとも１つのハウジングのサーモスタット部分が膨張し、これにより、少なくとも１つのハウジングのそれぞれに固定された少なくとも１つの壁部を移動させ、少なくとも１つのハウジングの内部領域内に配置された中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部によって形成された少なくとも１つの開口を露出またはさらに露出させる。このサーモスタットハウジング膨張およびハウジング壁の移動は、露出されたまたはさらに露出された少なくとも１つの開口を通って、下流の行先への増大した作動流体流れを提供する。より大きな電力需要のときには、発電プラントは、増大した負荷条件下で作動し、これにより、システムと主題の流れ制御装置とを上昇した速度で通流する作動流体の増大した量を必要とする。これにより、主題の流れ制御装置を通流する作動流体は、より低いまたは標準的な負荷条件下で発生される作動流体の温度よりも高温である。作動流体の温度が上昇すると、少なくとも１つのハウジングのサーモスタット部分の熱膨張も増大し、ハウジング壁部の移動が増大する。ハウジング壁部の移動が増大すると、中央プラグ部材における少なくとも１つの開口は露出またはさらに露出させられ、これにより、開口を通る比較的高温の作動流体の流れを増大させる。流れ制御装置を冷却するとき、ハウジングのサーモスタット部分は収縮し、作動流体が下流の行先へ通流する、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部を貫通する少なくとも１つの開口を覆うまたはさらに覆う。比較的低い電力需要のときには、発電プラントは、減少した負荷条件下で作動し、これにより、主題の流れ制御装置に到達するためにシステムを通流する作動流体のより少ない量を必要とする。これにより、主題の流れ制御装置に到達する作動流体は、より大きな負荷条件下で発生される作動流体の温度よりも低温である。作動流体の温度が低下すると、ハウジングのサーモスタット部分の熱収縮も増大し、ハウジング壁部の移動が増大する。ハウジング壁部の移動が増大すると、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口は覆われまたはさらに覆われ、これにより、開口を通る比較的低温の作動流体流れの量を減少させる。
【０００９】
上述のように、自動的にリセットされるように構成された弁アセンブリが望ましい。これは、主題の流れ制御装置に当てはまる。主題の流れ制御装置は、流体温度に基づいて流体流れの増大および流体流れの減少を提供するように構成された、比較的少数の構成部品を有する信頼できる温度作動式弁アセンブリを提供する。主題の流れ制御装置を使用する方法は、流体の流れのために使用される管または回路内にサイズ決め、寸法決めおよび固定された少なくとも１つの、少なくとも部分的にサーモスタット的な、ハウジングを提供し、ハウジングの内部領域内における漏れ最小化嵌合のためにサイズ決めおよび寸法決めされた中央プラグ部材を位置決めし、これにより、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部によって形成された少なくとも１つの開口を被覆し、閉鎖しまたは覆い、ハウジングおよび中央プラグ部材を、流れ制御装置の温度よりも高い温度を有する管または回路を通る流体の流れと接触させ、これにより、流れ制御装置を加熱し、ハウジングのサーモスタット部分をハウジング壁部の移動のために膨張させ、これにより、開口を通る流体の流れを増大させるために、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を露出させるまたはさらに露出させることを含む。主題の流れ制御装置を使用する別の方法は、流体の流れのために使用される管または回路内にサイズ決め、寸法決めおよび固定された少なくとも１つの、少なくとも部分的に、サーモスタットハウジングを提供し、ハウジングの内部領域内における漏れ最小化嵌合のためにサイズ決めおよび寸法決めされた中央プラグ部材を位置決めし、これにより、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部によって形成された少なくとも１つの開口を露出させまたはさらに露出させ、ハウジングおよび中央プラグ部材を、流れ制御装置の温度よりも低い温度を有する管または回路を通る流体の流れと接触させ、これにより、流れ制御装置を冷却し、ハウジングのサーモスタット部分をハウジング壁部の移動のために収縮させ、これにより、開口を通る流体の流れを最小限にするまたは減じるために、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を覆うまたはさらに覆うことを含む。主題の流れ制御装置を使用するさらに別の方法は、流体の流れのために使用される管または回路内にサイズ決め、寸法決めおよび固定された少なくとも１つの、少なくとも部分的に、サーモスタットハウジングを提供し、ハウジングの内部領域内における漏れ最小化嵌合のためにサイズ決めおよび寸法決めされた中央プラグ部材を位置決めし、これにより、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部によって形成された少なくとも１つの開口を被覆し、閉鎖しまたは覆い、ハウジングおよび中央プラグ部材を、流れ制御装置の温度よりも高い温度を有する回路を通る流体の流れと接触させ、これにより、流れ制御装置を加熱し、ハウジングのサーモスタット部分をハウジング壁部の移動のために膨張させ、これにより、開口を通る流体の流れを増大させるために、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を露出させるまたはさらに露出させる、または、ハウジングおよび中央プラグ部材を、流れ制御装置の温度よりも低い温度を有する管または回路を通る流体の流れと接触させ、これにより、流れ制御装置を冷却し、ハウジングのサーモスタット部分をハウジング壁部の移動のために収縮させ、これにより、開口を通る流体の流れを最小限にするまたは減じるために、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を覆うまたはさらに覆うことを含む。
【００１０】
要するに、主題の流れ制御装置は、少なくとも１つのハウジングを有し、各ハウジングは、少なくとも１つのサーモスタットビームを有し、サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部を備え、ハウジングは、互いに反対側の開放端部の間に中空の内部領域を形成している。少なくとも１つのサーモスタットビームは、オーステナイト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数のサーモスタット材料から製造されている。フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造された少なくとも１つの壁部が、少なくとも１つのサーモスタットビームと一体に形成されているまたは少なくとも１つのサーモスタットビームに固定されている。ハウジングの内面は、セラミック材料およびポリテトラフルオロエチレンから成るグループから選択された１つまたは複数の材料でコーティングされてもよい。固定の中央プラグ部材はハウジングの内部領域内に配置されており、中央プラグ部材の少なくとも１つの側壁は、中央プラグ部材の開放した内部領域および開放した底部と流体連通した、側壁を貫通する少なくとも１つの開口を形成している。主題の中央プラグ部材は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されている。同様に、中央プラグ部材は、セラミック材料およびポリテトラフルオロエチレンから成るグループから選択された１つまたは複数の材料でコーティングされてもよいまたは択一的にコーティングされてもよい。主題の流れ制御装置は、３００〜５００℃の温度上昇、またはより具体的には３００〜３５０℃の温度上昇、または最も具体的には、３１２℃の温度上昇の場合に、０．６％だけサーモスタットビームを膨張させ、サーモスタットビームに固定された壁部を開放位置に向かって合計可能距離の約０．６％だけ移動させ、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を露出させるまたはさらに露出させるように作動可能である。中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口のこの露出またはさらなる露出は、開口を通過する流体の流れを対応して増加させる。さらに、主題の流れ制御装置は、３００〜５００℃の温度低下、またはより具体的には３００〜３５０℃の温度低下、または最も具体的には３１２℃の温度上昇の場合に、０．６％だけサーモスタットビームを収縮させ、サーモスタットビームに固定された壁部を閉鎖位置に向かって合計可能距離の約０．６％だけ移動させ、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を覆うまたはさらに覆うように作動可能である。中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を覆うまたはさらに覆うことは、開口を通過する流体の流れを対応して減少させる。
【００１１】
要するに、主題の流れ制御装置を使用する方法は、それぞれが少なくともサーモスタットビームと、中空の内部領域を形成する、サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部とを備える少なくとも１つのハウジングを、流体の流れのための管または導管内に配置し、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部によって形成された少なくとも１つの開口を備える中央プラグ部材を、流体の流れの温度に応じて開口を通る流体の流れを制御するために、ハウジングの内部領域内に配置することを含む。この方法のために、少なくとも１つのハウジングのそれぞれは、オーステナイト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数のサーモスタット材料から製造された少なくとも１つのサーモスタットビームを有する。少なくとも１つのハウジングのそれぞれは、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造された少なくとも１つのビームと一体に形成されたまたは少なくとも１つのビームに固定された少なくとも１つの壁部を有する。その少なくとも１つの壁部によって形成された少なくとも１つの開口を備える中央プラグ部材は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されている。これにより、主題の流れ制御装置は、３００〜５００℃の温度上昇、またはより具体的には３００〜３５０℃の温度上昇、または最も具体的には、３１２℃の温度上昇の場合に、０．６％だけサーモスタットビームを膨張させ、サーモスタットビームに固定された壁部を開放位置に向かう方向で合計可能距離の約０．６％だけ移動させ、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を露出させるまたはさらに露出させるように作動可能である。中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を露出させるまたはさらに露出させることは、開口を通る流体の流れを増大させ、３００〜５００℃の温度低下、またはより具体的には３００〜３５０℃の温度低下、または最も具体的には３１２℃の温度低下の場合には、０．６％だけサーモスタットビームを収縮させ、サーモスタットビームに固定された壁部を閉鎖位置に向かう方向で合計可能距離の約０．６％だけ移動させ、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を覆うまたはさらに覆う。中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口覆うまたはさらに覆うことは、開口を通過する流体の流れを減少させる。
【００１２】
要するに、主題の流れ制御装置を使用する別の方法は、それぞれが少なくとも１つのサーモスタットビームと、互いに反対側の開放端部の間に中空の内部領域を形成する、サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部とを備える少なくとも１つのハウジングを、流体の流れのための管または回路内に配置し、開放した内部領域および開放した底部に流体接続された、少なくとも１つの壁部によって形成された少なくとも１つの開口を備える中央プラグ部材を、流体の流れの温度に応じて開口を通る流体の流れを制御するために配置し、ハウジングに接触する流体の流れの温度を備える管または回路内に流体の流れを発生させ、流体の流れの温度がハウジングの温度よりも高い場合は、ハウジングのサーモスタットビームを膨張させ、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を露出させまたはさらに露出させて、開口を通る流体の流れを増大させ、流体の流れの温度がハウジングの温度よりも低い場合は、ハウジングのサーモスタットビームを収縮させ、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を覆いまたはさらに覆い、開口を通る流体の流れを減少させることを含む。この方法のために、ハウジングのサーモスタットビームは、オーステナイト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数のサーモスタット材料から製造されている。ハウジングの少なくとも１つのサーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されている。中央プラグ部材は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されている。これにより、装置は、３００〜５００℃の温度上昇、またはより具体的には３００〜３５０℃の温度上昇、または最も具体的には３１２℃の温度上昇の場合に、０．６％だけサーモスタットビームを膨張させ、サーモスタットビームに固定された壁部を開放位置に向かって合計可能距離の約０．６％だけ移動させ、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を露出させるまたはさらに露出させるように作動可能である。中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を露出させるまたはさらに露出させることは、少なくとも１つの開口を通過する流体の流れを増大させる。３００〜５００℃の温度低下、またはより具体的には３００〜３５０℃の温度低下、または最も具体的には３１２℃の温度低下の場合には、サーモスタットビームを０．６％だけ収縮させ、サーモスタットに固定された壁部を閉鎖位置に向かって合計可能距離の約０．６％だけ移動させ、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を覆うまたはさらに覆う。中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部における少なくとも１つの開口を覆うまたはさらに覆うことは、開口を通過する流体の流れを減少させる。
【００１３】
主題の流れ制御装置および装置を使用する方法の付加的な特徴は、以下の説明から明らかになるであろう。以下の説明では、主題の装置および装置を使用する方法の典型的な実施の形態が、添付の図面に関連して詳細に示されている。
【００１４】
この流れ分配装置をここで添付の図面に関連してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】流体の流れのための回路における管内に配置された、本開示による流れ制御装置を備える産業用プラントの概略的な側方から見た断面図である。
【図２】図１の流れ制御装置用のハウジングの概略的な透視図である。
【図３】図１の流れ制御装置用の中央プラグ部材の概略的な透視図である。
【図４】図２のハウジングの内部領域に配置された図３の中央プラグ部材の概略的な透視図であり、これにより、主題の流れ制御装置の第１の実施の形態を形成している。
【図５】流体流れのための管または回路に配置された、第１の“閉鎖された”位置における図４の主題の流れ制御装置の第１の実施の形態の概略的な側方から見た断面図である。
【図６】流体流れのための管または回路に配置された、第２の“開放した”位置における図４の主題の流れ制御装置の第１の実施の形態の概略的な側方から見た断面図である。
【図７】図２の２つの対向して配置されたハウジングの内部領域に配置された、図３の中央プラグ部材の概略的な側方から見た断面図であり、これにより、流体の流れのための管または回路に配置された第１の“閉鎖された”位置における主題の流れ制御装置の第２の実施の形態を形成している。
【図８】流体流れのための管または回路に配置された、第２の“開放した”位置における図７の主題の流れ制御装置の第２の実施の形態の概略的な側方から見た断面図である。
【図９】図１の流れ制御装置用の中央プラグ部材の別の実施の形態の概略的な透視図である。
【図１０】図１の流れ制御装置用の中央プラグ部材の別の実施の形態の概略的な透視図である。
【図１１】図１の流れ制御装置用の中央プラグ部材の別の実施の形態の概略的な透視図である。
【００１６】
詳細な説明
主題の典型的な実施の形態では、図１に示されているような主題の流れ制御装置１２は、作動流体ＷＦの流れのための作動流体回路１１の管１５ａ内に配置するために適切にサイズ決めおよび寸法決めされている。作動流体回路１１の少なくとも一部は、産業用プラント１０の煙道ガスＦＧの導管１４を通過している。産業用プラント１０は、例えば、石炭だき発電プラント、バイオマス材料だき発電プラントまたは天然ガスだき発電プラントなどの発電プラントであってもよい。産業用プラント１０において、主題の流れ制御装置１２は、タービン１３ｂなどの上流源からボイラ１６などの下流の行先へ水などの作動流体ＷＦの流れを有効に制御するために使用される。さらに、煙道ガスＦＧは、ボイラ１６において発生され、流体接続された導管１４を通って、流体接続された環境的な制御システム１８へ流れる。新鮮な作動流体ＷＦ、および／またはタービン１３ｂから流体接続された管１３ｃを通じてリサイクルされた作動流体ＷＦ、および／またはボイラ１６から流体接続された管１６ａを通じてリサイクルされた作動流体ＷＦであってもよい、作動流体回路１１を通流する作動流体ＷＦは、作動流体源１３から、流体接続された管１３ａを通ってエコノマイザ１５へ流れる。エコノマイザ１５から、作動流体ＷＦは、管１５ａに配置された、流体接続された流れ制御装置１２へ流れる。作動流体ＷＦが、管１５ａに配置された流れ制御装置１２を通って流れた後、管１５ａは、煙道ガス導管１４に進入する。管１５ａを通って流れる作動流体ＷＦは、上流方向または導管１４を通る煙道ガスＦＧの流れの方向とは反対の方向に循環させられる。管１５ａは、作動流体出口１７への流体接続のために導管１４から出ている。作動流体出口１７から、作動流体は、管１７ａを通ってボイラ１６へ循環させられる。このような発電プラントでは、石炭、バイオマス材料または天然ガスがボイラ１６において燃焼させられ、これにより、高温の煙道ガスＦＧを発生する。煙道ガスＦＧは、ボイラ１６から、流体接続されたダクトまたは導管１４を通って流れ、これにより、管１５ａにおいて導管１４を通って循環させられる作動流体ＷＦを加熱する。ダクトまたは導管１４は、環境への煙道ガスＦＧの放出の前に煙道ガスＦＧから汚染物を除去するために有効な環境的な制御システム１８にも流体接続されている。当業者に知られるその他の機器、装置、システム、配列、管、ダクトおよび／または導管が、ボイラ１６と環境的制御システム１８との間に流体接続されてもよいが、明確性を保つために本明細書ではさらに説明しない。
【００１７】
主題の流れ制御装置１２のハウジング２２が図２に最も良く示されている。ハウジング２２は、４つの平行な延在したサーモスタットビーム２４と、これらのサーモスタットビーム２４の間に固定された４つの壁部２６とを有するように示されている。ハウジング２２は、互いに反対側に位置した、開放した上端部３４と、開放した下端部３６とを有しており、それらの間には中空の内部領域３８を備えている。ハウジング２２の外面２８は、管１５ａの内面に対して当接するようにサイズ決めおよび成形されている。したがって、ハウジング２２は、管１５ａの横断面とほぼ同じであるが、管１５ａの内部領域３２内に嵌合するために僅かにより小さなサイズを有する、ハウジング２２の長手方向軸線Ａ−Ａに対して実質的に垂直な横断面を有するように構成されている。管１５ａが、管１５ａの長手方向軸線Ａ−Ａに対して実質的に垂直な正方形の横断面を有する場合、ハウジング２２は、管１５ａに隙間なく嵌合するようにサイズ決めされた正方形の横断面を有する。管１５ａが、管１５ａの長手方向軸線Ａ−Ａに対して実質的に垂直な円形の横断面を有する場合、ハウジング２２は、管１５ａに隙間なく嵌合するようにサイズ決めされた円形の横断面を有する。さらに、管１５ａが、管１５ａの長手方向軸線Ａ−Ａに対して実質的に垂直な矩形またはあらゆるその他の形状の横断面を有する場合、ハウジング２２は、管１５ａに隙間なく嵌合するようにサイズ決めされた矩形またはあらゆるその他の同様の形状の横断面を有する。これにより、ハウジング２２は、その内部にハウジング２２が配置される流体流れ導管または管１５ａのサイズおよび寸法によって決定されるように製造されてもよい。したがって、ハウジング２２は、少なくとも１つのサーモスタットビーム２４と、サーモスタットビーム２４と一体に形成されたまたはサーモスタットビーム２４に取り付けられた少なくとも１つの壁部２６とを備えて製造されている。
【００１８】
中央プラグ部材２０が、図３に最も良く示されている。中央プラグ部材２０は、外面４０が、ハウジング２２の内面４２に対して、外面４０と内面４２との間の流体の漏れを最小限にするように隙間なくハウジング２２の内部領域３８内に嵌合するようにサイズ決めおよび寸法決めされている。中央プラグ部材２０は、開放した下端部４６とは反対側の閉鎖された上端部４４を有する。互いに反対側に位置する閉鎖された上端部４４と開放した下端部４６との間には、壁部４８が設けられている。ハウジング２２の形状に応じて、中央プラグ部材は、少なくとも１つの壁部４８を備えて製造されている。中央プラグ部材２０の開放した内部領域５２と開放した下端部４６とに流体接続された、壁部４８を貫通する少なくとも１つの開口５０が、少なくとも１つの壁部４８によって形成されている。
【００１９】
中央プラグ部材２０がハウジング２２の内部領域３８内に配置された主題の流れ制御装置１２が、図４に示されている。この特定の実施の形態では、流れ制御装置１２がこの第１の“閉鎖された”位置にあるときには幾つかの開口５０が露出させられているのに対し、他の開口はハウジング２２の壁部２６によって覆われている。使用に応じて、望まれるならば、主題の流れ制御装置１２がこの第１の“閉鎖された”位置にあるときに全ての開口５０がハウジング２２の壁部２６によって覆われていてもよい。このような場合、流れ制御装置１２を通る流体の流れは最小限であり、流れ制御装置１２の周囲および／または流れ制御装置１２を通る流体の流れの漏れのみが、作動上許容できる範囲内で提供される。
【００２０】
通流する作動流体ＷＦのための作動流体回路１１の管１５ａ内に配置された第１の“閉鎖された”位置における主題の流れ制御装置１２が、図５に示されている。前述のように、流れ制御装置１２は、管１５ａの横断面とほぼ同じであるが、管１５ａの内部領域３０内に隙間なく嵌合するために僅かにより小さなサイズを有する、長手方向軸線Ａ−Ａに対して実質的に垂直な横断面を有するように構成されている。これにより、ハウジング２２の外面２８は、管１５ａの内面３２に当接する。流れ制御装置１２が管１５ａ内に配置されると、ハウジング２２の１つまたは複数のサーモスタットビーム２４と中央プラグ部材２０とを、管１５ａ内でのそれらの移動を防止するべく管１５ａに固定するために、ボルト５６等が使用される。主題の流れ制御装置１２の例示された実施の形態では、この第１の閉鎖された位置において、１つの開口５０を除いて全てがハウジング２２の壁部２６によって覆われている。これにより、管１５ａを通って流れる作動流体ＷＦは、サーモスタットビーム部分２４の間において、中央プラグ部材２０の露出した開口５０に進入し、中央プラグ部材２０の内部領域５２を通って流れ、中央プラグ部材２０の開放した下端部４６を通って流出する。
【００２１】
通流する作動流体ＷＦの流れのための作動流体回路１１の管１５ａ内に配置された第２の“開放した”位置における主題の流れ制御装置１２が、図６に示されている。上述のように、流れ制御装置１２は、管１５ａの横断面とほぼ同じであるが、管１５ａの内部領域３０内に隙間なく嵌合するために僅かにより小さなサイズを有する、長手方向軸線Ａ−Ａに対して実質的に垂直な横断面を有するように構成されている。これにより、ハウジング２２の外面２８は、管１５ａの内面３２に当接する。流れ制御装置１２が管１５ａ内に配置されると、ハウジング２２の１つまたは複数のサーモスタットビーム部分２４と中央プラグ部材２０とを、管１５ａ内でのそれらの移動を防止するべく管１５ａに固定するために、ボルト５６等が使用される。主題の流れ制御装置１２の例示された実施の形態では、この第２の開放した位置において、全ての開口５０がハウジング２２の壁部２６から露出させられている。これにより、管１５ａを通って流れる作動流体ＷＦは、サーモスタットビーム２４の間において、中央プラグ部材２０の露出した開口５０に進入し、中央プラグ部材２０の内部領域５２を通って流れ、開放した下端部４６を通って流出する。
【００２２】
主題の流れ制御装置１１２の別の実施の形態が、図７に示されている。流れ制御装置１２および流れ制御装置１１２は、多くの同じ特徴を有する。流れ制御装置１２の特徴と共通する流れ制御装置１１２の特徴は、流れ制御装置１２の参照符号と同じ参照符号ではあるが、その前に“１”を付したものによって識別される。図７における流れ制御装置１１２は、第１の“閉鎖された”位置に示されており、通流する作動流体ＷＦの流れのための作動流体回路１１の管１１５ａ内に配置されている。流れ制御装置１２のような流れ制御装置１１２は、管１１５ａの横断面とほぼ同じであるが、管１１５ａの内部領域１３０内に隙間なく嵌合するために僅かにより小さなサイズを有する、長手方向軸線Ａ−Ａに対して実質的に垂直な横断面を有するように構成されている。これにより、ハウジング１２２の外面１２８は、管１１５ａの内面１３２に当接する。流れ制御装置１１２が管１１５ａ内に配置されると、第１のハウジング１２２の１つまたは複数のサーモスタットビーム部分１２４と、第１のハウジング１２２の内部領域１３８内に配置された中央プラグ部材１２０とを、管１１５ａ内でのそれらの移動を防止するべく管１１５ａに固定するために、ボルト１５６等が使用される。第２のハウジング６０は、第１のハウジング１２２と向き合って配置されている。第２のハウジング６０は、管１１５ａ内に第１のハウジング１２２と向き合って配置されている。これにより、サーモスタットビーム６２は、管１１５ａ内でのサーモスタットビーム６２の移動を防止するために、ボルト６４等によって管１１５ａに固定されている。第２のハウジング６０は、第１のハウジング１２２の内部領域１３８内に隙間なく嵌合するようにサイズ決めおよび寸法決めされていて、第２のハウジング６０の壁部６８の上部６６が第１のハウジング１２２の壁部１２６の上部１２６ａにまたは上部１２６ａの近くに位置するようになっている。壁部６８の上部６６および壁部１２６の上部１２６ａは、中央プラグ部材１２０の壁部１４８における開口１５０を覆うように、ほぼ一致するか、ある程度まで重なり合うか、または完全に重なり合う。中央プラグ部材１２０は、第２のハウジング６０の、互いに反対側に位置する開放した上端部７０ａと開放した下端部７０ｂとの間に内面７０ｃによって形成された、第２のハウジング６０の内部領域７０、および第１のハウジング１２２の内面１４２によって形成された内部領域１３８に配置されている。主題の流れ制御装置１１２では、この第１の閉鎖位置において、１つの開口１５０を除く全ての開口が、ハウジング１２２の壁部１２６と、第２のハウジング６０の壁部６８とによって覆われている。これにより、管１１５ａを通って流れる作動流体ＷＦは、サーモスタットビーム部分１２４の間において、中央プラグ部材１２０の露出した開口１５０に進入し、中央プラグ部材１２０の内部領域１５２を通って流れ、中央プラグ部材１２０の開放した下端部１４６を通って流出する。
【００２３】
通流する作動流体ＷＦの流れのための作動流体回路１１の管１１５ａ内に配置された第２の“開放した”位置における、図７に示された主題の流れ制御装置１１２が、図８に示されている。前述のように、流れ制御装置１１２は、管１１５ａの横断面とほぼ同じであるが、管１１５ａの内部領域１３０内に隙間なく嵌合するために僅かにより小さなサイズを有する、長手方向軸線Ａ−Ａに対して実質的に垂直な横断面を有するように構成されている。これにより、ハウジング１２２の外面１２８と、第２のハウジング６０の外面７２とは、管１１５ａの内面１３２に当接する。流れ制御装置１１２が管１１５ａ内に配置されると、ハウジング１２２の１つまたは複数のサーモスタットビーム部分１２４と中央プラグ部材１２０とを、管１１５ａ内でのそれらの移動を防止するべく管１１５ａに固定するために、ボルト１５６等が使用される。同様に、第２のハウジング６０の１つまたは複数のサーモスタットビーム部分６２を、管１１５ａ内でのそれらの移動を防止するべく管１１５ａに固定するために、ボルト６４等が使用される。主題の流れ制御装置１１２の例示された実施の形態では、この第２の開放した位置において、中央プラグ部材１２０の全ての開口１５０が、ハウジング１２２の壁部１２６と、第２のハウジング６０の壁部６８とから露出させられている。これにより、管１１５ａを通って流れる作動流体ＷＦは、サーモスタットビーム６２の間において、壁部６８を通って、サーモスタットビーム部分１２４の間において、中央プラグ部材１２０の露出した開口１５０に進入し、中央プラグ部材１２０の内部領域１５２を通って流れ、中央プラグ部材１２０の開放した下端部１４６を通って流出する。
【００２４】
主題の流れ分配装置１１２は、管１１５ａの内部領域１３０に位置決めされているので、ハウジング１２２の外面１２８は、管１１５ａの内面１３２に当接している。固定装置またはねじ山付きボルト１５６の頭部１５６ａが、ハウジング１２２のサーモスタットビーム１２４の内面７４に当接している。固定装置またはねじ山付きボルト１５６の本体１５６ｂは、固定装置またはボルト１５６の頭部１５６ａに永久に取り付けられているまたは一体に形成されている。固定装置またはボルト１５６の本体１５６ｂは、端部１５６ｃとの取外し可能な係合のために、管１１５ａを通って、管１１５ａの外面７６を超えて延びている。固定装置またはボルト６４の頭部６４ａが、第２のハウジング６０のサーモスタットビーム６２の内面７８に当接している。固定装置またはボルト６４の本体６４ｂは、固定装置またはボルト６４の頭部６４ａに永久に取り付けられているまたは一体に形成されている。固定装置またはボルト６４の本体６４ｂは、端部６４ｃとの取外し可能な係合のために、管１１５ａを通って、管１１５ａの外面７６を超えて延びている。固定装置またはボルト１５６および６４は、管１１５ａ内での主題の流れ分配装置１１２の移動を防止することによって、主題の流れ分配装置１１２を管１１５ａ内に確実にかつ取外し可能に固定する。
【００２５】
図５の流れ制御装置１２は、作動流体ＷＦの温度変化に基づいて、作動流体ＷＦの流れを制御するように機能する。ピーク電力需要のときには、発電プラント１０はピーク負荷条件で作動する。ピーク負荷条件においては、標準負荷条件下で発生されるよりも多くの煙道ガスＦＧがボイラ１６によって発生され、そのように発生された煙道ガスＦＧは、標準負荷条件下で発生された煙道ガスよりも高温である。作動流体ＷＦの温度は煙道ガスＦＧの温度に依存するので、ピーク負荷条件では、作動流体ＷＦの温度は、標準負荷条件下の作動流体ＷＦの温度よりも高温である。その結果、作動流体ＷＦがより高温であるときには、流れ制御装置１２と接触すると、より高温の作動流体ＷＦが流れ制御装置１２の温度を上昇させる。流れ制御装置１２の温度が上昇すると、サーモスタットビーム２４は外方または下流方向へ膨張する。これにより、第１の閉鎖位置における図５の流れ制御装置１２は、第２の開放位置における図６の流れ制御装置１２まで膨張し、中央プラグ部材２０における１つまたは複数の開口５０を露出させるまたはさらに露出させる。中央プラグ部材２０における１つまたは複数の開口５０を露出またはさらに露出させることにより、ピーク負荷条件における発電プラント１０の作動中、必要に応じて、管１５ａを通過する作動流体ＷＦの流れが増大する。
【００２６】
比較的低い電力需要のときには、発電プラント１０は、低負荷条件で作動する。低負荷条件においては、標準負荷条件下で発生されるよりも少ない煙道ガスＦＧがボイラ１６によって発生され、そのように発生された煙道ガスＦＧは、標準負荷条件下で発生された煙道ガスよりも低温である。作動流体ＷＦの温度は煙道ガスＦＧの温度に依存するので、低負荷条件では、作動流体ＷＦの温度は、標準負荷条件下の作動流体ＷＦの温度よりも低温である。その結果、作動流体ＷＦがより低温であるときには、流れ制御装置１２と接触すると、より低温の作動流体ＷＦが、流れ制御装置１２の温度を低下させる。流れ制御装置１２の温度が低下すると、サーモスタットビーム２４は内方または上流方向へ収縮する。これにより、第２の開放位置における図６の流れ制御装置１２は、第１の閉鎖位置における図５の流れ制御装置１２まで収縮し、中央プラグ部材２０における１つまたは複数の開口５０を覆うまたはさらに覆う。中央プラグ部材２０における１つまたは複数の開口５０を覆うまたはさらに覆うことにより、低負荷条件における発電プラント１０の作動中、必要に応じて、管１５ａを通過する作動流体ＷＦの流れが減少する。
【００２７】
流れ制御装置１２を使用する方法は、流体の流れのための導管または管１５ａ内に流れ制御装置１２を配置および固定し、流れ制御装置１２を作動流体ＷＦの流れと接触させる。作動流体ＷＦが、流れ制御装置１２よりも高温であると、サーモスタットビーム２４は膨張し、これにより、壁部２６を外方または下流方向へ移動させる。外方または下流方向への壁部２６の移動は、中央プラグ部材２０における１つまたは複数の開口５０を露出またはさらに露出させ、開口を通る作動流体の流れを増大させる。作動流体ＷＦが、流れ制御装置１２よりも低温であると、サーモスタットビーム２４は収縮し、これにより、壁部２６を内方または上流方向へ移動させる。内方または上流方向への壁部２６の移動は、中央プラグ部材２０における１つまたは複数の開口５０を覆いまたはさらに覆い、開口を通る作動流体の流れを減少させる。
【００２８】
図７の流れ制御装置１１２は、作動流体ＷＦの温度変化に基づいて、作動流体ＷＦの流れを制御するように機能する。ピーク電力需要のときには、発電プラント１０は、ピーク負荷条件で作動する。ピーク負荷条件においては、標準負荷条件下で発生されるよりも多くの煙道ガスＦＧがボイラ１６によって発生され、そのように発生された煙道ガスＦＧは、標準負荷条件下で発生された煙道ガスよりも高温である。作動流体ＷＦの温度は煙道ガスＦＧの温度に依存するので、ピーク負荷条件では、作動流体ＷＦの温度は、標準負荷条件下の作動流体ＷＦの温度よりも高温である。その結果、作動流体ＷＦがより高温であるときには、流れ制御装置１１２と接触すると、より高温の作動流体ＷＦが流れ制御装置１１２の温度を上昇させる。流れ制御装置１１２の温度が上昇すると、サーモスタットビーム１２４は下流方向へ膨張し、かつサーモスタットビーム６２は上流方向へ膨張する。これにより、第１の閉鎖位置における図７の流れ制御装置１１２は、第２の開放位置における図８の流れ制御装置１１２まで膨張し、中央プラグ部材１２０における１つまたは複数の開口１５０を露出させるまたはさらに露出させる。中央プラグ部材１２０における１つまたは複数の開口１５０を露出またはさらに露出させることにより、ピーク負荷条件における発電プラント１０の作動中、必要に応じて、管１１５ａを通過する作動流体ＷＦの流れが増大する。
【００２９】
比較的低い電力需要のときには、発電プラント１０は、低負荷条件で作動する。低負荷条件においては、標準負荷条件下で発生されるよりも少ない煙道ガスＦＧがボイラ１６によって発生され、そのように発生された煙道ガスＦＧは、標準負荷条件下で発生された煙道ガスよりも低温である。作動流体ＷＦの温度は煙道ガスＦＧの温度に依存するので、低負荷条件では、作動流体ＷＦの温度は、標準負荷条件下の作動流体ＷＦの温度よりも低温である。その結果、作動流体ＷＦがより低温であるときには、流れ制御装置１１２と接触すると、より低温の作動流体ＷＦが、流れ制御装置１１２の温度を低下させる。流れ制御装置１１２の温度が低下すると、サーモスタットビーム１２４は上流方向へ収縮し、かつサーモスタットビーム６２は下流方向へ収縮する。これにより、第２の開放位置における図８の流れ制御装置１１２は、第１の開放位置における図７の流れ制御装置１１２まで収縮し、中央プラグ部材１２０における１つまたは複数の開口１５０を覆うまたはさらに覆う。中央プラグ部材１２０における１つまたは複数の開口１５０を覆うまたはさらに覆うことにより、低負荷条件における発電プラント１０の作動中、必要に応じて、管１１５ａを通過する作動流体ＷＦの流れが減少する。
【００３０】
流れ制御装置１１２を使用する方法は、流体の流れのための導管または管１１５ａ内に流れ制御装置１１２を配置および固定し、次いで、流れ制御装置１１２を作動流体ＷＦの流れと接触させる。作動流体ＷＦが、流れ制御装置１１２よりも高温であると、サーモスタットビーム１２４は膨張し、これにより、壁部１２６を下流方向へ移動させる。同様に、サーモスタットビーム６２は膨張し、これにより、壁部６８を上流方向へ移動させる。下流方向への壁部１２６の移動と、上流方向への壁部６８の移動とは、中央プラグ部材１２０における１つまたは複数の開口１５０を露出またはさらに露出させ、開口を通る作動流体の流れを増大させる。流れ制御装置１１２は、流れ制御装置１２の作動のために要求されるビーム２４の膨張量のほぼ半分のサーモスタットビーム１２４および６２の必要な膨張量で作動する。作動流体ＷＦが、流れ制御装置１１２よりも低温であると、サーモスタットビーム１２４は収縮し、これにより、壁部１２６を上流方向へ移動させる。同様に、サーモスタットビーム６２は収縮し、これにより、壁部６８を下流方向へ移動させる。上流方向への壁部１２６の移動と、下流方向への壁部６８の移動とは、中央プラグ部材１２０における１つまたは複数の開口１５０を覆いまたはさらに覆い、開口を通る作動流体の流れを減少させる。
【００３１】
主題の流れ分配装置１２，１１２のハウジング２２，１２２のビーム２４，１２４，６２は、適切なサーモスタット材料から製造されている。適切なサーモスタット材料は、流れ分配装置１２，１１２のハウジング２２，１２２が使用される温度において安定しておりかつ変形しないサーモスタット材料である。さらに、適切なサーモスタット材料は、流れ分配装置１２，１１２のハウジング２２，１２２の意図された使用のための、温度に依存した所望の膨張および収縮特性を有するサーモスタット材料である。流れ分配装置１２，１１２のハウジング２２，１２２の目的のために、適切なサーモスタット材料は、例えば、その所望のサーモスタット特性により、合金グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料、またはより具体的には、オーステナイト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料を含むが、それらに限定されない。ハウジング２２，１２２のビーム２４，１２４，６２の製造のために好ましい材料は、その所望のサーモスタット特性により、多くのソースから広く市販されているGrade 304ss（オーステナイト鋼）などのステンレス鋼オーステナイト金属グレードである。壁部２６，１２６，６８および中央プラグ部材２０，１２０は、１つまたは複数の適切な耐腐食性材料から製造されている。壁部２６，１２６，６８および中央プラグ部材２０，１２０の製造のための適切な耐腐食性材料は、例えば、その所望の耐腐食特性により、合金グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料、またはより具体的には、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料を含むが、それらに限定されない。例示的な実施の形態として、主題の流れ分配装置１２，１２２のハウジング２２，１２２のビーム２４，１２４，６２は、Grade 304ss（オーステナイト鋼）から製造されている。Grade 304ss（オーステナイト鋼）は、プラント１０における使用中に曝される０〜５００℃の温度範囲内で所望の安定特性を有するサーモスタット材料である。作動流体ＷＦの温度が、３００〜５００℃上昇すると、またはより具体的には３００〜３５０℃上昇すると、または最も具体的には３１２℃上昇すると、作動流体ＷＦとの接触により加熱されるビーム２４，１２４，６２は約０．６％膨張し、これにより、第１の閉鎖位置と第２の開放位置との間の位置から、または第１の閉鎖位置から、第２の開放位置に向かって、距離の約０．６％だけ壁部２６，１２６，６８を移動させる。第１の閉鎖位置から第２の開放位置に向かう距離の約０．６％の壁部２６，１２６，６８の移動は、中央プラグ部材２０，１２０における開口５０，１５０を露出させるまたはさらに露出させる。開口５０，１５０の露出またはさらなる露出は、開口を通る作動流体ＷＦの流れを増大させる。同様に、作動流体ＷＦの温度が、温度３００〜５００℃低下すると、またはより具体的には温度３００〜３５０℃低下すると、または最も具体的には温度３１２℃低下すると、作動流体ＷＦとの接触により冷却されるビーム２４，１２４，６２は約０．６％収縮し、これにより、第１の閉鎖位置と第２の開放位置との間の位置から、または第２の開放位置から、第１の閉鎖位置に向かって、距離の約０．６％だけ壁部２６，１２６，６８を移動させる。第２の開放位置から第１の閉鎖位置に向かう距離の約０．６％の壁部２６，１２６，６８の移動は、開口５０，１５０を覆いまたはさらに覆い、これにより、開口を通る作動流体ＷＦの流れを減少させる。
【００３２】
中央プラグ部材２０，１２０の様々な実施の形態が、図９、図１０および図１１に示されている。図９は、中央プラグ部材２０，１２０を示しており、中央プラグ部材２０，１２０は、中央プラグ部材２０，１２０を貫通する軸線Ａ−Ａに対して垂直なほぼ正方形の横断面を有しており、壁部４８，１４８において複数の矩形の開口５０，１５０を備えている。この中央プラグ部材２０，２０は、ハウジング２２，１２２内に配置されるように製造されており、ハウジング２２，１２２もまた、ハウジング２２，１２２を貫通する軸線Ａ−Ａに対して垂直なほぼ正方形の横断面を有している。図１０は、中央プラグ部材２０，１２０を示しており、中央プラグ部材２０，１２０は、中央プラグ部材２０，１２０を貫通する軸線Ａ−Ａに対して垂直なほぼ円形またはだ円形の横断面を有しており、壁部４８，１４８において複数の三角形の開口５０，１５０を備えている。この中央プラグ部材２０，２０は、ハウジング２２，１２２内に配置されるように製造されており、ハウジング２２，１２２もまた、ハウジング２２，１２２を貫通する軸線Ａ−Ａに対して垂直なほぼ円形またはだ円形の横断面を有している。図１１は、中央プラグ部材２０，１２０を示しており、中央プラグ部材２０，１２０は、中央プラグ部材２０，１２０を貫通する軸線Ａ−Ａに対して垂直なほぼ矩形の横断面を有しており、壁部４８，１４８において複数の台形の開口５０，１５０を備えている。この中央プラグ部材２０，１２０は、ハウジング２２，１２２内に配置されるように製造されており、ハウジング２２，１２２もまた、ハウジング２２，１２２を貫通する軸線Ａ−Ａに対して垂直なほぼ矩形の横断面を有している。図９、図１０および図１１は、限定ではなく例示の目的で、別の例示的な実施の形態として提供されている。
【００３３】
要するに、本開示は、少なくとも１つのハウジング２２，１２２であって、各ハウジング２２，１２２は、少なくとも１つのサーモスタットビーム２４，１２４，６２と、該サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８とを有し、互いに反対側に位置する開放端部３４，３６，１３４，１３６，７０ａ，７０ｂの間に中空の内部領域３８，１３８，７０を形成している、少なくとも１つのハウジング２２，１２２と、少なくとも１つのハウジング２２，１２２，６０の内部領域３８，１３８，７０に固定された中央プラグ部材２０，１２０であって、中央プラグ部材２０，１２０は、中央プラグ部材２０，１２０の少なくとも１つの壁部４８，１４８に少なくとも１つの開口５０，１５０を備え、流体の流れの温度に応じて前記開口を流体の流れが通過する、中央プラグ部材とを備える、流れ制御装置１２，１１２を提供する。少なくとも１つのハウジング２２，１２２，６０の少なくとも１つのサーモスタットビーム２４，１２４，６２は、オーステナイト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数のサーモスタット材料から製造されている。少なくとも１つのサーモスタットビーム２４，１２４，６２に固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されている。中央プラグ部材２０，１２０は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されている。少なくとも１つのハウジングの内面４２，１４２，７０ｃは、セラミック材料およびポリテトラフルオロエチレンから成るグループから選択された１つまたは複数の材料でコーティングされてもよい。同様に、中央プラグ部材２０，１２０の外壁面４０，１４０は、セラミック材料およびポリテトラフルオロエチレンから成るグループから選択された１つまたは複数の材料でコーティングされてもよい。これにより、主題の流れ制御装置１２，１１２は、３１２℃の温度上昇の場合に、０．６％のサーモスタットビーム２４，１２４，６２の膨張のために作動可能であり、少なくとも１つのサーモスタットビーム２４，１２４，６８に固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８を合計可能距離の約０．６％だけ開放位置に向かう方向へ移動させ、これにより、中央プラグ部材２０，１２０における少なくとも１つの開口５０，１５０を露出させまたはさらに露出させ、少なくとも１つの開口５０，１５０を通過する流体の流れを増大させる。さらに、主題の流れ制御装置１２，１１２は、３１２℃の温度低下の場合に、０．６％のサーモスタットビーム２４，１２４，６２の収縮のために作動可能であり、少なくとも１つのサーモスタットビーム２４，１２４，６２に固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８を合計可能距離の約０．６％だけ閉鎖位置に向かう方向へ移動させ、これにより、中央プラグ部材２０，１２０における少なくとも１つの開口５０，１５０を覆いまたはさらに覆い、少なくとも１つの開口５０，１５０を通過する流体の流れを減少させる。
【００３４】
主題の流れ制御装置１２，１１２を使用する方法は、少なくとも１つのハウジング２２，１２２であって、各ハウジング２２，１２２は、少なくとも１つのサーモスタットビーム２４，１２４，６２と、該サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８とを有し、互いに反対側に位置する開放端部３４，３６，１３４，１３６，７０ａ，７０ｂの間に中空の内部領域３８，１３８，７０を形成している、少なくとも１つのハウジング２２，１２２，６０を、流体の流れのための管１５ａ，１１５ａまたは回路内に配置し、中央プラグ部材２０，１２０であって、中央プラグ部材２０，１２０の少なくとも１つの壁部４８，１４８に少なくとも１つの開口５０，１５０を備え、流体の流れの温度に応じて前記開口を流体の流れが通過する中央プラグ部材を、少なくとも１つのハウジング２２，１２２，６０の内部領域３８，１３８，７０内に配置することによって、要約される。この方法の目的のために、少なくとも１つのハウジング２２，１２２，６０の少なくとも１つのサーモスタットビーム２４，１２４，６２は、オーステナイト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数のサーモスタット材料から製造されており、サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されており、中央プラグ部材２０，１２０は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されている。主題の流れ制御装置１２，１１２は、この方法に従って、３１２℃の温度上昇の場合に、０．６％のサーモスタットビーム２４，１２４，６２の膨張を生ぜしめ、サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８を合計可能距離の約０．６％だけ開放位置に向かう方向へ移動させ、これにより、中央プラグ部材２０，１２０における少なくとも１つの開口５０，１５０を露出させまたはさらに露出させ、少なくとも１つの開口を通過する流体の流れを増大させるように作動可能である。同様に、主題の流れ制御装置１２，１１２は、３１２℃の温度低下に従って、０．６％のサーモスタットビーム２４，１２４，６２の収縮を生ぜしめ、サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８を合計可能距離の約０．６％だけ閉鎖位置に向かう方向へ移動させ、これにより、中央プラグ部材２０，１２０における少なくとも１つの開口５０，１５０を覆いまたはさらに覆い、少なくとも１つの開口を通過する流体の流れを減少させるように作動可能である。
【００３５】
主題の流れ制御装置１２，１１２を使用するさらに別の方法は、少なくとも１つのハウジング２２，１２２，６０であって、各ハウジングは、少なくとも１つのサーモスタットビーム２４，１２４，６２と、該サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８とを有し、互いに反対側に位置する開放端部３４，３６，１３４，１３６，７０ａ，７０ｂの間に中空の内部領域３８，１３８，７０を形成している少なくとも１つのハウジング２２，１２２，６０を、流体の流れのための管１５ａ，１１５ａまたは回路内に配置し、中央プラグ部材２０，１２０であって、中央プラグ部材の少なくとも１つの壁部４８，１４８において少なくとも１つの開口５０，１５０を備える中央プラグ部材２０，１２０を、流体の流れの温度に応じて少なくとも１つの開口５０，１５０を通る流体の流れを制御するために、少なくとも１つのハウジング２２，１２２，６０の内部領域３８，１３８，７０内に配置し、管１５ａ，１１５ａまたは回路内に流体の流れを発生させ、管または回路は、少なくとも１つのハウジング２２，１２２，６０と接触する流体の流れの温度を有しており、流体の流れの温度が少なくとも１つのハウジング２２，１２２，６０の温度よりも高い場合には、少なくとも１つのサーモスタットビーム２４，１２４，６２が膨張し、サーモスタットビームに固定された壁部２６，１２６，６８を移動させ、壁部２６，１２６，６８の移動が、中央プラグ部材２０，１２０における少なくとも１つの開口５０，１５０を露出させまたはさらに露出させ、これにより、開口を通る流体の流れを増大させ、流体の流れの温度が少なくとも１つのハウジング２２，１２２，６０の温度よりも低い場合には、少なくとも１つのサーモスタットビーム２４，１２４，６２が収縮し、サーモスタットビームに固定された壁部２６，１２６，６８を移動させ、壁部２６，１２６，６８の移動が、中央プラグ部材２０，１２０における少なくとも１つの開口５０，１５０を覆いまたはさらに覆い、これにより、開口を通る流体の流れを減少させることを含む。この方法の目的のために、少なくとも１つのサーモスタットビーム２４，１２４，６２は、オーステナイト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数のサーモスタット材料から製造されており、少なくとも１つのサーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されており、中央プラグ部材２０，１２０は、フェライト系金属グレードから成るグループから選択された１つまたは複数の材料から製造されている。同様に、主題の流れ制御装置１２，１１２は、３１２℃の温度上昇の場合に、０．６％だけサーモスタットビーム２４，１２４，６２を膨張させ、サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８を合計可能距離の約０．６％だけ開放位置に向かう方向へ移動させ、中央プラグ部材２０，１２０における少なくとも１つの開口５０，１５０を露出させまたはさらに露出させ、少なくとも１つの開口を通過する流体の流れを増大させるように作動可能である。同様に、主題の流れ制御装置１２，１１２は、３１２℃の温度低下の場合に、０．６％だけサーモスタットビーム２４，１２４，６２を収縮させ、サーモスタットビームに固定された少なくとも１つの壁部２６，１２６，６８を合計可能距離の約０．６％だけ閉鎖位置に向かう方向へ移動させ、中央プラグ部材２０，１２０における少なくとも１つの開口５０，１５０を覆いまたはさらに覆い、前記少なくとも１つの開口を通過する流体の流れを減少させるように作動可能である。
【００３６】
好適な実施の形態が示され、説明されているが、発明の思想および範囲から逸脱することなく、前記好適な実施の形態に対して様々な変更および代用がなされてもよい。したがって、本発明は、限定ではなく例示として説明されていることが理解される。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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