(57)【要約】複数の開口を有するバルブ・シート（２３０）に対して横断方向に移動可能な複数の開口を有する少なくとも１つのバルブ・プレート（２２０）を備える、流体の流れを制御するためのスクリーン・バルブ（２１０）。移動は、流体の流れが防止されるように開口が整合しない閉鎖形態と、流体の流れが許容されるように開口が整合する開放形態との間で行われ、バルブ・プレートは、同バルブ・プレート（２２０）と同期して横断方向に移動する複数の開口を有するキャリア・プレート（２４０）に支持され、これにより、バルブ・プレートが開放形態と閉鎖形態との間を移動すると、各開口間の予め定められた横断方向の整合が維持され、バルブ・プレートはキャリア・プレートに対して移動可能であり、これにより、バルブ・シートを離昇し、バルブ・シートと接触するように戻されることができる。協働するキャリア・プレートが圧力ロックを最小限にすべくバルブ・プレートを保護する。空気力学的要素がバルブ・プレート（２２０）をキャリア・プレート（２４０）に向かって、あるいはキャリア・プレート（２４０）から離間するように押圧付勢するべく組み込まれる。
2017504772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口を有するバルブ・シートに対して横断方向に移動可能な複数の開口を有する少なくとも１つのバルブ・プレートを備える、流体の流れを制御するためのスクリーン・バルブであって、該横断方向の移動は、前記流体の流れが防止されるように前記開口が整合しない閉鎖形態と、流体の流れが許容されるように前記開口が整合する開放形態との間で行われ、前記少なくとも１つのバルブ・プレートは、同少なくとも１つのバルブ・プレートと同期して横断方向に作動的に移動する複数の開口を有するキャリア・プレートに支持され、これにより、前記少なくとも１つのバルブ・プレートが前記バルブ・シートに対して前記開放形態と前記閉鎖形態との間を移動すると、前記少なくとも１つのバルブ・プレートの前記開口と前記キャリア・プレートの前記開口との間の予め定められた横断方向の整合が維持され、前記少なくとも１つのバルブ・プレートは前記キャリア・プレートに対して移動可能であり、これにより、前記バルブ・シートを離昇し、前記バルブ・シートと接触するように戻されることができることを特徴とするスクリーン・バルブ。
【請求項２】
前記バルブ・プレートおよび前記キャリア・プレートの前記開口は、予め定められた１対１の整合を有することを特徴とする請求項１に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項３】
前記バルブ・プレートと前記キャリア・プレートの前記開口の１対１の整合の対は、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向から見て略同様の外形を有することを特徴とする請求項２に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項４】
前記スクリーン・バルブは、前記流体の流れがバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向に前記スクリーン・バルブを通過する場合に前記キャリア・プレートに向かって前記少なくとも１つのバルブ・プレートを上昇させるように作用する上昇力を生成するように構成されることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項５】
前記スクリーン・バルブは、前記流体の流れと対話するとともに前記上昇力を生成するように、前記少なくとも１つのキャリア・プレートの前記開口の周囲に選択的に設けられる空気力学的要素を含むことを特徴とする請求項４に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項６】
前記バルブ・プレートは、１つ以上の弾性支持要素を介して前記キャリア・プレートに支持され、前記弾性支持要素は、弛緩位置に対して前記バルブ・プレートの面の法線において前記バルブ・プレートの制限された運動を許容するように構成されることを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項７】
前記弛緩位置において、前記バルブ・プレートは、前記バルブ・プレートと前記キャリア・プレートとの間の空間よりも大きな空間によって前記バルブ・シートから分離されることを特徴とする請求項６に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項８】
前記少なくとも１つのバルブ・プレートは、複数の弾性支持要素を介して前記キャリア・プレートに沿った複数の位置ポイントで前記キャリア・プレートに作動的に連結されることを特徴とする請求項６または７に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項９】
前記キャリア・プレートは、固定支持構造体から吊される横断方向の運動を許容する１つ以上の支持屈曲部に支持されることを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項１０】
前記キャリア・プレートは、その横断方向の運動を許容するローラ・ガイド機構に支持されることを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項１１】
前記キャリア・プレートはアクチュエータに作動的に連結されることを特徴とする請求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項１２】
前記キャリア・プレートの開口はそれぞれ前記キャリア・プレートの外側表面から離間するほど低減される断面積を備える部分を有することを特徴とする請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項１３】
前記部分は、直線的か湾曲される先端ほど細くなる外形を有することを特徴とする請求項１２に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項１４】
前記部分は、断面積が第１に低減されるように段部のある先端ほど細くなる外形と、断面積が更に低減されるように直線的あるいは湾曲した先端ほど細くなる外形とを有することを特徴とする請求項１２に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項１５】
前記キャリア・プレートの各開口は、第１に形成される前記部分と、前記キャリア・プレートの内側表面との間に配置される更なる部分を有し、同更なる部分は、前記キャリア・プレートの前記外側表面から離間するほど大きくなる断面積を有する湾曲した、あるいは直線的な先端ほど細くなる外形を有し、これにより、第１の鋭端を形成する第１の内側に突出する外周フランジを形成することを特徴とする請求項１４に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項１６】
前記バルブ・プレートの各開口は、前記バルブ・プレートの外側表面から離間するほど低減される断面積を有する湾曲した、あるいは直線的な先端ほど細くなる外形を備える部分を有し、これにより、第２の鋭端を形成する第２の内側に突出する外周フランジを形成することを特徴とする請求項１乃至１５のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項１７】
前記第１の鋭端および前記第２の鋭端は、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向から見て略同様の外形を有することを特徴とする請求項１６に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項１８】
前記バルブ・プレートの各開口は、前記外側表面から離間するほど断面積が増える前記バルブ・プレートの内側表面と前記第２の内側に突出する外周フランジとの間を延びる湾曲した、あるいは直線的な先端ほど細くなる外形を有する更なる部分を有することを特徴とする請求項１６または１７に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項１９】
前記バルブ・シートは、前記バルブの前記閉鎖形態において、前記バルブ・プレートと前記バルブ・シートとの間の平面の接触を低減するように直立部を備えることを特徴とする請求項１乃至１８のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項２０】
前記バルブ・シートは、流れの横断方向の要素を偏向し、前記バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向に対向する方向の要素を備える流れを生成するように構成される外側表面を有することを特徴とする請求項１乃至１９のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項２１】
前記バルブ・シートの前記外側表面は複数の偏向外形を含み、各偏向外形は、前記バルブ・シートの対応する開口に関連付けられることを特徴とする請求項２０に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項２２】
各偏向外形はその開口への入口の外周の略周囲を延びる隆起したリップ部を含むことを特徴とする請求項２１に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項２３】
複数の開口を有する前記少なくとも１つのバルブ・プレートは、可撓板状の部材であることを特徴とする請求項１乃至２３のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項２４】
前記可撓板状の部材は、シールするように、複数の開口を有する前記バルブ・シートの面に適合可能であることを特徴とする請求項２３に記載のスクリーン・バルブ。
【請求項２５】
請求項１乃至２４のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブを備える装置であって、前記スクリーン・バルブは、前記装置の移動する表面上に、任意に、移動するピストン面上に配置されることを特徴とする装置。
【請求項２６】
気体入口および出口のうちの少なくともいずれか一方の少なくとも１つのバルブが請求項１乃至２４のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブを含むことを特徴とする気体圧縮および膨張のうちの少なくともいずれか一方の設備を備える装置。
【請求項２７】
前記設備が容積式設備を含み、任意にピストン・エキスパンダおよびピストン式圧縮機のうちの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記気体圧縮および膨張のうちの少なくともいずれか一方の装置は、熱ポンプおよび熱機関のうちのすくなくともいずれか一方に組み込まれることを特徴とする請求項２６または２７に記載の装置。
【請求項２９】
請求項２５乃至２８のうちのいずれか一項に記載の装置における請求項１乃至２４のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブの使用。
【請求項３０】
請求項１乃至２４のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブにおいて、流体の流れがバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向に前記スクリーン・バルブを通過している際に、前記キャリア・プレートに向かって前記少なくとも１つのバルブ・プレートを上昇させるように作用する前記上昇力を高めるための空気力学的要素の選択的な使用。
【請求項３１】
請求項１乃至２４のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブにおいて、流体の流れが横断方向のストロークの移動のうちの中間のストローク部分の後の閉鎖中にバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向に前記スクリーン・バルブを通過している際に、前記キャリア・プレートに向かって前記少なくとも１つのバルブ・プレートを押圧付勢するように作用する上昇力を生成するための空気力学的要素の選択的な使用。
【請求項３２】
前記空気力学的要素は、前記上昇力が反転して下方への力となり、これにより、前記バルブ・プレートが横断方向の完全な閉鎖ストローク位置に接近している前記横断方向のストロークの移動中に、選択された点において前記キャリア・プレートから前記少なくとも１つのバルブ・プレートが離間するように押圧付勢されるように、選択されることを特徴とする請求項３１に記載の使用。
【請求項３３】
請求項１乃至２４のうちのいずれか一項に記載のスクリーン・バルブを作動させる方法であって、前記スクリーン・バルブは、前記バルブ・シートの下からの流体の圧力が高められることにより作動中に前記バルブ・シートから離昇し、前記少なくともキャリア・プレートに組み込まれる空気力学的要素および前記バルブ・シートの上からの流体の圧力が高められることにより閉鎖中に前記バルブ・シート上に下方に移動し、また、任意により、流体の流れがバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向に前記スクリーン・バルブを通過している際に、前記バルブ・プレートおよび前記バルブ・シートのうちの少なくともいずれか一方は、前記少なくとも１つのバルブ・プレートを前記キャリア・プレートに向かって上昇させるように作用する前記上昇力を選択的に高めることを特徴とするスクリーン・バルブを作動させる方法。
【請求項３４】
添付の図面を参照して実質的に上述したような装置、使用、あるいは方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの個別の空間の間の気体および／または液体の流れを制御するバルブに関する。本発明は、特に摺動するように構成されるバルブ・プレートを備えるスクリーン・バルブの他、そのようなバルブを組み込む装置に関する。本発明は、特にその寿命が来るまで多数かつ／または迅速な往復運動に耐久可能な摺動スクリーン・バルブを提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
用語「スクリーン・バルブ」は、複数の開口を形成した板状のバルブ部材が複数の開口を形成したバルブ・シートと整合したり、整合しないように移動し、これにより流体を複数の開口またはポートを介して流すかその流れを阻止するバルブを示すように意図される。本発明は、板状部材がバルブ・シートに対して摺動する、すなわち、例えばバルブ・シートに直交して着床および離昇するプレート・バルブとは逆に横断方向に移動する摺動スクリーン・バルブに関する。
【０００３】
スクリーン・バルブは、エンジン、真空ポンプ、ガス圧縮機、ガス・エキスパンダ、熱機関、熱ポンプ、他のポンプ、ダクト、パイプ輸送の状況などの応用において使用される。スクリーン・バルブは、バルブによって分離される個別の空間の各々の圧力が、所定の段階では、空間間に差圧がなく、別の段階では差圧があるように変化する応用において使用される。
【０００４】
例えば、出願人の以前の出願である特許文献１は、複数の開口を有するバルブ・シート／保持プレートの静的な対に対して開放位置と閉鎖位置との間を横断方向に往復運動するように構成される複数の開口を有する可撓板状の部材を含む摺動スクリーン・バルブを開示する。可撓板状の部材は、その可撓性により複数の開口を有するバルブ・シートの面に適合し、これにより、バルブを横断する差圧に応じて高品質にシールすることができ、また、差圧に応じて閉鎖形態にロックする。スクリーン・バルブは、圧力均等化で自動的に開放されるように構成される。開閉するための時間を最小限に抑えることが重要である。従って、可撓性を備えるバルブ・プレートを迅速に加速させ、減速させることができれば、効果的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９／０７４８００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、圧力負荷およびバルブの作動速度に応じて、可撓性を備えるバルブ・プレートが静的なバルブ・シートに対してその完全な閉鎖位置に至る前に、バルブ・シートに対する液圧によって時期尚早に押圧付勢されるという閉鎖中の危険性がある。同様に、可撓性を備えるバルブ・プレートが液圧によって完全にその開放位置に至る前に静的な保持プレートに接触するように押圧付勢される開放中の危険性がある。
【０００７】
従って、特に開放および閉鎖のうちの少なくともいずれか一方の完了前の、バルブ・プレートの圧力ロックの可能性を低減乃至除去するために、開放および閉鎖のうちの少なくともいずれか一方の信頼性を高めることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に従って、複数の開口を有するバルブ・シートに対して横断方向に移動可能な複数の開口を有する少なくとも１つのバルブ・プレートを備える、流体の流れを制御するためのスクリーン・バルブが設けられる。該横断方向の移動は、流体（例、気体）の流れが防止されるように開口が整合しない閉鎖形態と、流体の流れが許容されるように開口が整合する開放形態との間で行われ、少なくとも１つのバルブ・プレートは、同少なくとも１つのバルブ・プレートと同期して横断方向に作動的に移動する複数の開口を有するキャリア・プレートに支持され、これにより、少なくとも１つのバルブ・プレートがバルブ・シートに対して開放形態と閉鎖形態との間を移動すると、少なくとも１つのバルブ・プレートの開口とキャリア・プレートの開口との間の予め定められた横断方向の整合が維持され、少なくとも１つのバルブ・プレートはキャリア・プレートに対して移動可能であり、これにより、バルブ・シートを離昇し、バルブ・シートと接触するように戻されることができる。
【０００９】
バルブ・プレートのそのような相対運動（例えば、浮動する）（例えば載置位置に関する）により、バルブ・プレートは、（横断方向に）閉鎖形態にある場合、バルブ・シートを離昇し、バルブ・シートと接触するように戻されることができるが、横断方向の移動中にこれに接触しない。これにより、特に迅速な往復運動をするスクリーン・バルブにおいて、バルブ・シートに対するバルブ・プレートの摩耗が低減されることが補助される。しかしながら、バルブ・プレートの縦方向の自由さにより圧力ロックは問題となり得る。そのような横断方向に移動する（そして、通常軽量かつ可撓性を備える）スクリーン・バルブは、バルブ・シートの下からの液圧が高まることにより開放中にバルブ・シートから離昇し、あるいはリード弁作用と同様に閉鎖中にバルブ・シートの上からの液圧が高まることによりバルブ・シート上に下方に移動する。本願のスクリーン・バルブでは、協働するキャリア・プレートは、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向における流体の流れから少なくとも１つのバルブ・プレートを（例えば、全体的に、あるいは部分的に）保護するように作用し、これにより、少なくとも１つのバルブ・プレートが閉鎖中に横断方向の閉鎖形態に完全に至る前に、少なくとも１つのバルブ・プレートがバルブ・シートに対して時期尚早に押圧付勢される傾向が低減されることが支援される。また、開放中に、バルブ・プレートは、バルブ・プレートとキャリア・プレートが協働するため、静的な表面に対して圧力ロックを加えるように上方に（バルブ・シートからバルブ・プレートへの方向における流体の流れによって）吹かれる危険性がない。
【００１０】
バルブ・プレートは、バルブ・シートから離間するように通常上向きの方向に、あるいはバルブ・シートの面の法線の方向に、キャリア・プレートに対して移動し、これにより、バルブ・プレートは、バルブ・シートから離昇可能である。
【００１１】
通常、キャリア・プレートはバルブ・プレートに略重なるかバルブ・プレートを覆い、また、緊密に整合する外周を有する。キャリア・プレートおよびバルブ・プレートは各々、通常略整列した平行な平面において横断方向に移動可能である。
【００１２】
一実施形態において、バルブ・プレートおよびキャリア・プレートの開口は予め定められた１対１の整合を有する。一実施形態において、バルブ・プレートとキャリア・プレートの開口の１対１の整合の対は、（例えば、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向から見て）略同様の外形を有する。しかしながら、バルブ・プレートとキャリア・プレートの対応する開口は、過度に流体の流れを閉塞することなく適切に保護する他の方法で整列されてもよい。例えば、キャリア・プレートはバルブ・プレートの複数（例えば２または３）の隣接した整列した開口の上方を延びる個別のスロットを有してもよい。
【００１３】
一実施形態において、バルブ・プレートは、バルブ・プレートの開口間を延びる第１の本体を含み、キャリア・プレートは、キャリア・プレートの開口間を延びる第２の本体を含む。第２の本体は、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向から見て、第１の本体の活性領域または開口を含む領域（例えば、流体にさらされる領域）を略覆うように構成される。一実施形態において、第２の本体は、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向から見て、第１の本体の活性領域を略完全に覆うように構成される。
【００１４】
一実施形態において、キャリア・プレートおよびバルブ・プレートは互いに面する内側表面および外側表面を有し、その少なくとも１つ、便宜によりキャリア・プレートは、２つの面の間のスペーサとして機能する突出部を備え、これにより、表面間に有限の間隙を保持し、かつ静止摩擦を回避する。
【００１５】
一実施形態において、キャリア・プレートおよびバルブ・プレートは、一体的にスクイズ膜ダンパ（ｓｑｕｅｅｚｅ  ｆｉｌｍ  ｄａｍｐｅｒ）として機能するように構成される互いに面する内側表面および外側表面を有する。このように、キャリア・プレートとバルブ・プレートとの間の接触はスクリーン・バルブの通常動作の間に防止される。
【００１６】
一実施形態において、流体の流れがバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向にスクリーン・バルブを通過する際に、特に、横断方向に閉鎖位置に接近している横断方向のストロークの少なくとも一部において（例、中間ストローク後に）、スクリーン・バルブは、少なくとも１つのバルブ・プレートをキャリア・プレートに向かって（例、バルブ・シートから離間する方向に）上昇させるように作用する上昇力を生成するように構成される。このように、バルブ・プレートは、閉鎖中に要求されるだけの期間、すなわち、バルブ・プレートが（横断方向に）閉鎖形態からなお横断方向にずれるが、その横断方向位置に接近しており、時期尚早の降下が望ましくない期間、バルブ・シートから離間するように保持される。バルブ・プレートがバルブ（横断方向）閉鎖形態に接近すると、バルブ・プレートによるバルブ・シートの開口の進行性の閉塞状態により、バルブ・プレートの下流の圧力に対してバルブ・プレートの上流の静的圧力が高められ、これにより、上昇力が克服され、バルブ・プレートは、バルブ・シートに対してシールするようにバルブ・シートに向かって押圧付勢される。
【００１７】
そのようなスクリーン・バルブは、流体の流れと対話するように選択される空気力学的要素または外形を備え、これは、好ましくはキャリア・プレートの開口の周囲に設けられ、これにより、流体の流れと対話するとともに上昇力を生成する。そのような要素は、バルブ・プレートの開口、あるいはバルブ・シートの開口、あるいはその両者の周囲に付加的に設けられる。通常、そのような要素は、キャリア・プレートおよびバルブ・プレートの開口が１対１の整合を有するスクリーン・バルブに設けられ、好ましくは、略同一の外形を有し、理想的には、同じ整合がバルブ・シートの開口に適用されるであろう。そのような要素は、選択的に組み合わされて、横断方向ストローク（１００％が（横断方向に）閉鎖したバルブ形態に相当する）の通常最後の２５％、あるいは最後の１５％、あるいは１０％の横断方向のストロークに沿って選択されるポイントで閉鎖中に上昇力が逆転されるスクリーン・バルブに至る（すなわち、バルブ・シートに向かう対応する力が生成され、これは、バルブ・プレートがキャリア・プレートから離間するように作用する）。
【００１８】
一実施形態において、バルブ・プレートは１つ以上の弾性支持要素を介してキャリア・プレートに支持され、これにより、弛緩位置に対して（例えばバルブ・シートから離間するか、バルブ・シートに向かう）その面の法線におけるバルブ・プレートの制限された移動を許容するように構成される。一実施形態において、１つ以上の弾性支持要素は、バルブ・プレートの面においてキャリア・プレートの移動に続くように少なくとも１つのバルブを緊密に抑止するように構成されるが、面の法線方向の浮動は許容される。一実施形態において、１つ以上の弾性支持要素は、バルブ・プレートをバルブ・シートの表面から離間するように上昇させる傾向にある付勢力を生成するように構成される。
【００１９】
一実施形態において、バルブ・プレートは、バルブ・プレートとキャリア・プレートとの間の空間よりも大きな空間によってバルブ・シートから分離される。これは、キャリア・プレートに対するバルブ・プレートの通常の弛緩位置（例えば弾性支持要素がバルブ・プレートを支持している弛緩位置）であり、上述した空気力学的制御を促進する。
【００２０】
一実施形態において、少なくとも１つのバルブ・プレートは、好ましくはバルブ・プレートの上方に均等に配置される複数の弾性支持要素を介してキャリア・プレートに沿った複数の位置ポイントでキャリア・プレートに作動的に接続される。
【００２１】
キャリア・プレートは、通常バルブ・シートの上の固定空間で要求されるだけ横断方向に移動させる任意の適切な機構に支持される。好ましくは、キャリア・プレートは更に軽量であるが、これにより、キャリア・プレートは、望ましくない局所的な変形や、動的圧力負荷によるバルブ・シートからのその法線の空間に向かう移動や空間から離間する移動に脆弱なものとなる。従って、その寸法および強度に応じて、キャリア・プレートは、例えば好ましくは１つ以上の作動的なアクチュエータ接続のみによって、あるいは支持機構と組み合わされた接続によって、好ましくは一様に、あるいはその外周を対称的に支持され（例えば、アクチュエータ接続に対向する側で）、かつ／または作動的なアクチュエータ接続に加えて、その領域を横断して一様に配置される支持体によって上下のうちの少なくともいずれか一方から支持される。
【００２２】
一実施形態において、キャリア・プレートは、固定支持構造体から吊される１つ以上の支持屈曲部に支持される。支持屈曲部により、その横断方向の移動が可能となり、バルブ・シートの上のその空間が維持される。一実施形態において、キャリア・プレート用の１つ以上の支持屈曲部は好ましくは均等に配置されるキャリア・プレートに沿った複数の位置ポイントでキャリア・プレートに接続され、これにより、一様に支持される。
【００２３】
他の実施形態では、キャリア・プレートは、面内のその横断方向の移動およびバルブ・シートの面からの固定空間を許容するローラ・ガイド機構によって支持される。ローラ・ガイド機構は、バルブ・シートによって、すなわちキャリア・プレートの下から支持され、あるいはキャリア・プレートの上の構造体によって支持され、好ましくはキャリア・プレートの周囲に設けられる。
【００２４】
一実施形態において、キャリア・プレートは、アクチュエータに作動的に連結される。更に、キャリア・プレートは、アクチュエータ・フレームに直接支持される。
一実施形態において、キャリア・プレートは横断方向に往復運動するように構成される。
【００２５】
一実施形態において、キャリア・プレートの各開口は、キャリア・プレートの外側表面から離間するほど低減される断面積を備える部分を有する。
一実施形態において、部分は先端ほど細くなる（例えば、直線的に、段部を含む、あるいは湾曲して、先端ほど細くなる）外形を有する。一実施形態において、先端ほど細くなる外形は、開口の略外周の周囲を（例えば完全に）延びる。
【００２６】
一実施形態において、部分は、断面積が第１に低減されるように段部のある先端ほど細くなる外形（例えば一段の外形）と、断面積が更に低減されるように直線的あるいは湾曲した先端ほど細くなる外形とを有する。
【００２７】
一実施形態において、キャリア・プレートの各開口は、第１に形成される部分と、キャリア・プレートの内側表面との間に配置される更なる部分を有し、同更なる部分は、キャリア・プレートの外側表面から離間するほど大きくなる断面積を有する先端ほど細くなる外形（例、湾曲した、あるいは直線的な先端ほど細くなる外形）を有し、これにより、第１の鋭端（例、ナイフの刃）を形成する第１の内側に突出する外周フランジを形成する。先端ほど細くなる外形（および第１の内側に突出する外周フランジ）は、開口の外周の略周囲を（例えば完全に）延びる。
【００２８】
一実施形態において、バルブ・プレートの各開口は、バルブ・プレートの外側表面から離間するほど低減される断面積を有する先端ほど細くなる外形（例えば、直線的な、あるいは湾曲した先端ほど細くなる外形）を備える部分を有し、これにより、第２の鋭端（例、ナイフの刃）を形成する第２の内側に突出する外周フランジを形成する。先端ほど細くなる外形（および第２の内側に突出する外周フランジ）は、開口の外周の略周囲を（例えば完全に）延びる。
【００２９】
このように、一対の鋭端が、低圧凹部を形成するようにバルブ・プレートとキャリア・プレートとの間の間隙の対向する側に設けられる。低圧凹部は、バルブ・プレートとキャリア・プレートとの間の低圧の領域を作動的に増やし、これにより、キャリア・プレートに対するバルブ・プレートの横断方向の位置決めにおける小さな幾何学的誤差に対する耐性が高められる。
【００３０】
一実施形態において、第１の鋭端および第２の鋭端は、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向から見て略同様の外形を有する。
一実施形態において、バルブ・プレートの各開口は、外側表面から離間するほど断面積が増えるバルブ・プレートの内側表面と第２の内側に突出する外周フランジとの間を延びる先端ほど細くなる外形（例、湾曲した、あるいは直線的な先端ほど細くなる外形）を有する更なる部分を有する。一実施形態において、先端ほど細くなる外形は、開口の略外周の周囲を（例えば完全に）延びる。
【００３１】
一実施形態において、バルブ・シートは、バルブの閉鎖形態において、バルブ・プレートとバルブ・シートとの間の平面の接触の量を低減するように直立部を備える。
一実施形態において、バルブ・シートは、流れの横断方向の要素を偏向し、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向に対向する方向の要素を備える流れを生成するように構成される外側表面を有する。
【００３２】
一実施形態において、バルブ・シートの外側表面は複数の偏向外形を含み、各偏向外形は、バルブ・シートの対応する開口に関連付けられる。
一実施形態において、各偏向外形はその対応する開口への入口の外周の略周囲を延びる隆起したリップ部を含む。
【００３３】
一実施形態において、複数の開口を有する少なくとも１つのバルブ・プレートは可撓板状の部材である。
一実施形態において、可撓板状の部材は、シールするように、複数の開口を有するバルブ・シートの面に適合可能である。
【００３４】
上述したようなスクリーン・バルブにおいて、流体の流れがバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向にスクリーン・バルブを通過している際に、キャリア・プレートに向かって少なくとも１つのバルブ・プレートを上昇させるように作用する上昇力を高めるための空気力学的要素の選択的な使用が更に提供される。
【００３５】
加えて、上述したようなスクリーン・バルブにおいて、流体の流れが横断方向のストロークの移動のうちの中間のストローク部分の後の閉鎖中にバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向にスクリーン・バルブを通過している際に、キャリア・プレートに向かって少なくとも１つのバルブ・プレートを押圧付勢するように作用する上昇力を生成するための空気力学的要素の選択的な使用が提供される。好ましくは、空気力学的要素は、上昇力が反転して下方への力となり、これにより、バルブ・プレートが横断方向の完全な閉鎖ストローク位置に接近している横断方向のストロークの移動中に、選択された点においてキャリア・プレートから少なくとも１つのバルブ・プレートが離間するように押圧付勢されるように、選択される。
【００３６】
上述したようなスクリーン・バルブを作動させる方法が更に提供される。スクリーン・バルブは、バルブ・シートの下からの流体の圧力が高められることにより作動中にバルブ・シートから離昇し、少なくともキャリア・プレートに組み込まれる空気力学的要素およびバルブ・シートの上からの流体の圧力が高められることにより閉鎖中にバルブ・シート上に下方に移動し、また、任意により、流体の流れがバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向にスクリーン・バルブを通過している際に、特に横断方向の中間ストロークの位置の後に、バルブ・プレートおよびバルブ・シートのうちの少なくともいずれか一方は、少なくとも１つのバルブ・プレートをキャリア・プレートに向かって上昇させるように作用する上昇力を選択的に高める。
【００３７】
複数の開口を有するバルブ・シートに対して横断方向に移動可能な複数の開口を有する少なくとも１つのバルブ・プレートを備える、流体の流れを制御するためのスクリーン・バルブが更に提供される。該横断方向の移動は、流体（例、気体）の流れが防止されるように開口が整合しない閉鎖形態と、流体の流れが許容されるように開口が整合する開放形態との間で行われ、少なくとも１つのバルブ・プレートは、同少なくとも１つのバルブ・プレートと同期して横断方向に作動的に移動する複数の開口を有するキャリア・プレートに支持され、これにより、少なくとも１つのバルブ・プレートがバルブ・シートに対して開放形態と閉鎖形態との間を移動すると、少なくとも１つのバルブ・プレートの開口とキャリア・プレートの開口との間の予め定められた横断方向の整合が維持され、少なくとも１つのバルブ・プレートはキャリア・プレートに対してバルブ・シートの面の法線方向に移動可能であり、これにより、バルブ・プレートが閉鎖形態から横断方向に移動すると、バルブ・プレートはバルブ・シートを離昇可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】閉鎖形態における従来技術のスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図１Ｂ】開放形態における図１Ａのスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図１Ｃ】閉鎖中の中間ストロークの形態における図１Ａのスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図１Ｄ】開放中の中間ストロークの形態における図１Ａのスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図２Ａ】閉鎖形態における本発明の第１の実施形態によるスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図２Ｂ】開放形態における図２Ａのスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図２Ｃ】閉鎖中の中間ストロークの形態における図２Ａのスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図２Ｄ】開放中の中間ストロークの形態における図２Ａのスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図３】図２Ａのスクリーン・バルブのキャリア・プレート／バルブ・プレートの周囲の流体の流れを示す概略図。
【図４Ａ】図２Ａのスクリーン・バルブのキャリア・プレートとバルブ・プレートとの間の整合の代替的形態を示す概略図。
【図４Ｂ】図２Ａのスクリーン・バルブのキャリア・プレートとバルブ・プレートとの間の整合の代替的形態を示す概略図。
【図４Ｃ】図２Ａのスクリーン・バルブのキャリア・プレートとバルブ・プレートとの間の整合の代替的形態を示す概略図。
【図５】密閉および非密閉形態における図２Ａのスクリーン・バルブにおいて使用される弾性を備える支持要素を示す概略図。
【図６】開放形態、中間ストロークの形態、および閉鎖形態における本発明の第２の実施形態によるスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図７】中間ストロークの形態における本発明の第３の実施形態によるスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図８】中間ストロークの形態における本発明の第４の実施形態によるスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図９】バルブの幾何学的外形の部分拡大図を含む、開放形態における本発明の第５の実施形態によるスクリーン・バルブを概略的に示す側面図。
【図１０】図２Ａ、図７、および図９に示すスクリーン・バルブの外形のための計算された上昇性能を比較するグラフ。
【図１１Ａ】本発明の第６の実施形態によるスクリーン・バルブを概略的に示す正面図。
【図１１Ｂ】本発明の第６の実施形態によるスクリーン・バルブを概略的に示す断面図。
【図１２】図１１Ａおよび１１Ｂのスクリーン・バルブを概略的に示す斜視図。
【図１３】図１１Ａおよび図１１Ｂのスクリーン・バルブを概略的に示す分解図。
【図１４】本発明の第７の実施形態によるスクリーン・バルブを概略的に示す斜視図。
【図１５】図１４のスクリーン・バルブを概略的に示す分解図。
【図１６Ａ】図１４のスクリーン・バルブを概略的に示す正面図。
【図１６Ｂ】図１４のスクリーン・バルブを概略的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
添付の図面を参照して本発明を例示のみにより後述する。
図１乃至９は、スクリーン・バルブ内の少数の開口／陸部のみの整合／形状を示す部分的断面図であり、図１１乃至１６は、スクリーン・バルブ全体、すなわちキャリア・プレート／バルブ・プレート／バルブ・シートを完全に示す。
（図１Ａ乃至１Ｄ）
図１Ａ乃至１Ｄは、国際公開第ＷＯ２００９／０７４８００号に開示される従来技術のバルブの設計に基づくスクリーン・バルブ１０を示す。スクリーン・バルブ１０は、静的なバルブ・シート３０と静的な保持プレート４０との間に設けられる肉薄な可撓性を備えるバルブ・プレート２０を含む。バルブ・プレート２０は、バルブ・シート３０および保持プレート４０に対して横断方向に移動可能であり、開放形態において整合可能な第１の配列の開口２２を形成する。第２の配列の開口３２および第３の配列の開口４２は、バルブ・シート３０および保持プレート４０によってそれぞれ形成される。
【００４０】
図１Ａは、閉鎖形態におけるスクリーン・バルブを示す。バルブ・プレート２０はバルブ・シート３０に水平に配置される。第１の開口の配列２２は、流体がバルブを介して流れることを阻止するように、第２の開口の配列３２および第３の開口の配列４２とは整合しない。
【００４１】
図１Ｂは、開放形態におけるスクリーン・バルブ１０を示す。第１の配列の開口２２は、流体がバルブを介して流れるように、第２の配列の開口３２および第３の配列の開口４２と整合する。
【００４２】
図１Ｃはバルブ・プレートの閉鎖中の中間ストロークの形態におけるバルブ・プレート２０を示す。流体の流れがバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向にスクリーン・バルブ１０を通過する場合、流体の動的圧力負荷「Ｐ１」が、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向に、バルブ・プレート２０上で展開される。バルブ・プレート２０が横断方向の閉鎖運動を完了する前にバルブ・シート３０に接触する場合、バルブ・プレート２０上の圧力負荷は、バルブ・プレート２０をバルブ・シート３０に対して非完全閉鎖位置に摩擦によりロックし、これにより、バルブの正しい作動を阻害する。これにより、エンジンは、その性能の不調や低下がもたらされる。
【００４３】
図１Ｄはバルブ・プレートの開放中の中間ストロークの形態におけるバルブ・プレート２０を示す。図示のように、開放されるバルブ・プレート２０は、リード弁として機能し、スクリーン・バルブ１０のシート側で圧力「Ｐ２」が増加することにより、バルブ・シート３０から上げられる。バルブ・プレート２０は肉薄であるがゆえに単位面積当たりの質量が小さいため、バルブ・プレート２０は開放形態に至る前に非常に迅速に移動し、静的な保持プレート４０に接触する。これにより、バルブの作動能率が低減される。
【００４４】
（図２Ａ乃至２Ｄ）
図２Ａ乃至２Ｄは、バルブ・シート１３０に対して横断方向に移動可能な肉薄かつ可撓性を備えるバルブ・プレート１２０を含む本発明の第１の実施形態によるスクリーン・バルブ１１０を示す。バルブ・プレート１２０およびバルブ・シート１３０は、整合可能な第１の配列の開口１２２および第２の配列の開口１３２をそれぞれ形成する。バルブ・プレート１２０は、第３の配列の開口１４２を形成する移動可能なキャリア・プレート１４０に支持される。キャリア・プレート１４０は、バルブ・プレート１２０と同期して横断方向に移動するように構成される。キャリア・プレート１４０は、バルブ・プレート１２０が開放形態と閉鎖形態との間をバルブ・シート１３０に対して移動すると、第１の配列の開口１２２と第３の配列の開口１４２との間の予め定められた１対１の横断方向の整合を保持するように、バルブ・プレート１２０に水平に配置される。キャリア・プレート１４０はバルブ・シートの平面の法線方向へのバルブ・プレートの移動を制限するように構成されるが、いくらかの制限された程度の移動は許容し、これによりバルブ・プレート１２０は、バルブ・シート１３０に向かって移動あるいは、バルブ・シート１３０から離昇する（例えば、バルブ・プレート１２０が閉鎖形態から横断方向に移動する際または移動する直前）。
【００４５】
図２Ａは、閉鎖形態におけるスクリーン・バルブ１１０を示す。バルブ・プレート１２０は、バルブ・シート１３０に水平に配置される。第１の配列の開口１２２および第３の配列の開口１４２は、第２の配列の開口１３２と整合せず、これにより流体がバルブを通過するのを防止する。
【００４６】
図２Ｂは、開放形態におけるスクリーン・バルブ１１０を示し、第１の配列の開口１２２および第３の配列の開口１４２は第２の配列の開口１３２と整合し、これにより流体はバルブを通過可能である。
【００４７】
図２Ｃはバルブ・プレートの閉鎖中の中間ストロークの形態におけるバルブ・プレート１２０を示す。流体の流れがバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向に（これは、より問題のある流れの方向である）スクリーン・バルブ１１０を通過する場合、バルブが閉鎖（横断方向）位置に接近を開始すると、流体の動的な圧力負荷「Ｐ３」がバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向に展開され、バルブ・プレートをバルブ・シートに向かって押圧付勢するが、水平に配置されるキャリア・プレートとバルブ・プレート１２０との整合により、キャリア・プレート１４０は、十分な圧力負荷からバルブ・プレート１２０（の中実な領域）を保護するように作用し、これにより、バルブ・プレート１２０が閉鎖中にバルブ・シート１３０に向かって押圧付勢される速度が低減される。
【００４８】
図２Ｄはバルブ・プレートの開放中の中間ストロークの形態におけるバルブ・プレート１２０を示す。図示のように、バルブ・プレート１２０は、スクリーン・バルブ１１０のシート側からの圧力「Ｐ４」が増加することにより、バルブ・シート１３０から離昇されるが、協働するキャリア・プレート１４０により、バルブ・プレートは、圧力負荷の下で摩擦によるロックによりロックし得る静的な表面と接触する危険にさらされていない。また、バルブ・プレート１２０とキャリア・プレート１４０との間に配置される流体は、キャリア・プレート１４０に向かうバルブ・プレート１２０の前進を遅くし、かつスクリーン・バルブの通常作動の間にこれらの部分間の接触を防止することを支援するように機能する圧搾フィルム・ダンパとして機能する。
【００４９】
図３に示すように、第１の配列の開口１２２および第３の配列の開口１４２は、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向から見てキャリア・プレート１４０がバルブ・プレート１２０の中実な本体を完全に覆うように構成され、これによりバルブ・プレート１２０を完全に保護する（すなわち、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向から見て各開口の対が１対１に整合して略同一の外形を有し、これにより、対応する陸部（中実な領域）は同一の広がりをもつ）。しかしながら、図４Ａ乃至４Ｃに示すように、第１の配列の開口１２２および第３の配列の開口１４２は、バルブ・プレートからバルブ・シートへの方向から見てバルブ・プレート１２０の中実な本体を略覆うようにのみ更に構成され（すなわち、キャリア・プレートの陸部は、より小さい）、これにより、バルブ・プレート１２０は部分的にのみ保護される。
【００５０】
図５に示すように、バルブ・プレート１２０は、１つ以上の弾性を備える支持要素１５０を介してキャリア・プレート１４０に典型的に支持される。弾性支持要素１５０は、バルブ・シート１３０とキャリア・プレート１４０との間の弛緩した位置に対して、バルブ・プレート１２０をバルブ・シート１３０から離間するように、あるいはバルブ・シート１３０に向かうように制限された移動を許容するように構成される。このように、「浮動する」バルブ・プレートは、弛緩した位置における配向を保持するように機械的に付勢される。弾性支持要素１５０は、バルブがバルブ・シート１３０に対してシールされる必要のない場合にバルブ・シート１３０からバルブ・プレート１２０を上げることを支援する付勢力を提供する。弾性支持要素１５０は平坦なバネ要素からなる。
【００５１】
（図６乃至９）
図６は、バルブ・シート２３０に対して横断方向に移動可能な肉薄かつ可撓性を備えるバルブ・プレート２２０を含む本発明の第２の実施形態によるスクリーン・バルブ２１０を示す。スクリーン・バルブ１１０と同様に、バルブ・プレート２２０およびバルブ・シート２３０は、整合可能な第１の配列の開口２２２および第２の配列の開口２３２をそれぞれ形成する。バルブ・プレート２２０は、第３の配列の開口２４２を形成する移動可能なキャリア・プレート２４０によって弾性支持要素（図示しない）を介して支持される。キャリア・プレート２４０は、バルブ・プレート２２０と同期して横断方向に移動するように構成される。キャリア・プレート２４０は、バルブ・プレート２２０が開放形態と閉鎖形態との間をバルブ・シート２３０に対して移動すると、第１の配列の開口２２２と第３の開口の配列２４２との間の予め定められた１対１の横断方向の整合を保持する。
【００５２】
協働する整合するキャリア・プレートを備える図２乃至５の第１の実施形態のスクリーン・バルブ１１０は、平坦な開口（例えば、直線的な側面）を有する。これにより、バルブの開放が促進され、バルブ閉鎖のために保護がなされる。しかしながら、図６乃至９の実施形態のスクリーン・バルブは、選択される空気力学的要素を更に組み込み、これは、横断方向のストロークの運動の程度に関して、バルブ・シート上へのバルブ・プレートの降下を動的に制御する。これにより、閉鎖の信頼性が向上する。後述するように、そのような空気力学的要素は、バルブ・プレート上に上方に上昇する力を生成し、これによりバルブ・プレートおよびキャリア・プレートは一体的に押圧付勢される。これにより、横断方向のストローク中にバルブ・シート上へのバルブ・プレートの時期尚早の落下が防止され、ストロークにおいて後に反転の力が続き、バルブ・プレートがバルブ・シート上に落下することが続いて促進される。力の逆転が生じるポイントは、特定のスクリーン・バルブおよび作動状況に適するように選択的に調整される。
【００５３】
従って、スクリーン・バルブ２１０は、空気力学的要素を使用するように構成される点でスクリーン・バルブ１１０とは異なる。空気力学的要素は、流体の流れがバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向にスクリーン・バルブを通過する場合に、バルブ・プレート２２０をバルブ・シート２３０から上げる（上方への二重矢印）ように作用する上昇力を生成し、また、バルブ・プレート２２０が横断方向に位置され、これにより閉鎖形態に近い形態または（横断方向に）閉鎖形態にあり、バルブ・プレートの降下が望ましい場合に反転方向（下方への二重矢印）の力を生成する。
【００５４】
空気力学的バルブ・プレートの制御は、本実施形態において、先端ほど細くなる断面形状を形成する内側表面２４４を備える第２の配列の開口２４２の各開口を設けることにより可能である。先端ほど細くなる断面形状は、キャリア・プレート２４０の外側表面から距離をおくほど線形に減少する断面積を有し、これにより、鋭利な刃（例えばナイフの刃）２４８を形成する。刃の周囲において、流体は、キャリア・プレートの各開口を出る際に向きが変わる。
【００５５】
図６は、それぞれのプレートの少数の代表的な開口におけるスクリーン・バルブの閉鎖を示す。流体の流れはバルブ・プレートからバルブ・シートへの方向に通過し、バルブ・シートに対して時期尚早の圧力のロックをする生じ得る危険性がある。従って、位置１（０％の横断方向のストローク）は、（横断方向に）開放形態から横断方向にまもなく移動するバルブ・プレートで始まる閉鎖を示す。バルブ・プレートが中間ストロークにある位置２に至り、バルブ・プレートが横断方向に閉鎖形態（１００％の横断方向のストローク）に至り、最終的に、バルブがバルブ・シートに対してシールするように降下する位置４（１００％の横断方向のストローク）に至る。
【００５６】
図示のように、バルブ開放位置（位置１）において、流体は、キャリア・プレートの開口２４２を通過する際に偏向される。流体がバルブ・プレートの開口２２２およびバルブ・シートの開口２３２を続いて通過すると、流体は、バルブ・プレート２２０とキャリア・プレート２４０との間の第１の間隙２６０、およびバルブ・プレート２２０とバルブ・シート２３０との間の第２の間隙２６５を通過する。第２の間隙２６５が第１の間隙２６０よりも幅広の場合、より大きな量の流れが、バルブ・プレート２２０の縁上に対するよりもバルブ・シート２３０の縁に衝突し、これにより、第１の間隙２６０に対して第２の間隙２６５において小さな圧力上昇が生じ、これは、キャリア・プレート２４０の上の流れの略静圧力にある。小さな上昇力は、従ってキャリア・プレート２４０に向かって移動するようにバルブ・プレート２２０を押圧付勢するように生成される。この力は、第２の間隙２６５が第１の間隙２６０よりも幅広である限り、バルブ・プレートが開放形態と閉鎖形態との間を横断方向に移動すると、生成され続ける。
【００５７】
中間ストロークのバルブ位置２では、キャリア・プレート２４０によって下方に偏向される流れの要素が、先端ほど細くなるキャリア・プレートの開口２４２の個別の鋭端２４８の周囲の方向において鋭い変更にさらされると、更なる空気力学的機構が、バルブ・シート２３０から離間するようにバルブ・プレート２２０の上昇を支援する。この鋭い方向転換により、湾曲した流れの外側よりも内側に対してより低い圧力が生じ、これにより、第２の間隙２６５に対して第１の間隙２６０において圧力が低減される。この流れの方向における変化がより鋭く、かつ第１の間隙２６０の両端部に近接するほど、第１の間隙２６０における圧力の低減はより影響を受ける。内側表面２４４の傾斜角度が横断方向に浅い場合、バルブ・プレート２２０の上側端部に直接接近するキャリア・プレート２４０の縁の周囲において流れの方向がより積極的に変化する。湾曲した流れの側部の低減される圧力が、所与の流れ速度における流れの曲率半径に略反比例して低減されると、この局所的な点における圧力の急降下が生じる。第１の間隙２６０がこの流れの領域と流体連通するのみであるため、第１の間隙２６０における圧力も低減される。
【００５８】
更に、バルブ・シート２３０の上側表面２３４に衝突する流れは、バルブ・プレート２２０／キャリア・プレート２４０の横断方向の移動によって露出されると、露出した上側表面２３４において圧力が高められる。バルブ・シート開口２３２内の圧力がバルブ・プレート２２０の上の圧力よりも低いと、第２の間隙２６５を通る側面の流体の流れを生成する側面の圧力差が生じる。この側面の流れは、バルブ・シート開口２３２を通過するために向きを変える必要があり、この縦方向の加速により、バルブ・プレート２２０の下側表面において圧力が高められる。
【００５９】
バルブ・プレート２２０／キャリア・プレート２４０が閉鎖部（位置３を参照）に向かって横断方向に移動すると、スクリーン・バルブ２１０を横断する圧力低下が、第２の配列の開口２３２に対する第１の開口２２２および第３の開口２４２の整合からの移動によって生じる流れの封鎖状態により、次第に大きくなる。これにより、バルブ・プレート２２０より下の静圧力に対してバルブ・プレート２２０の上（つまりバルブ・プレート２２０のキャリア側）の静圧力が高められる。静圧力のこの相対的な変化が増加すると、バルブ・プレート２２０より下の圧力に対して第１の間隙２６０における圧力が増加する。これにより、バルブ・プレート２２０上の正味圧力は方向が反転し、バルブ・プレート２２０は、位置４に示すように、バルブ・シート２３０に向かって押圧付勢されるであろう。
【００６０】
このように、スクリーン・バルブは、バルブ・プレート２２０が閉鎖形態から移動される場合にバルブ・シート２３０から離間するように保持され、かつバルブ・プレート２２０が閉鎖位置に接近または完全にある場合にのみバルブ・シート２３０に対して押圧付勢されるように設けられる。
【００６１】
図７は、バルブ・プレートおよびバルブ・シートが空気力学的要素を組み込む、スクリーン・バルブ構造体２１０に基づく代替的スクリーン・バルブ構造体２１０’を示す（対応する要素は、これに従い参照符号を付される）。改善されたバルブ・シート２３０’は、バルブ・シート２３０’の第２の配列の開口２３２’の各開口への入口を有し、入口は、隣接する開口間を延びる上側表面２３４’の平坦な領域から突出する隆起した外周のリップ部２３６によって形成される。隆起した外周のリップ部２３６を設けることにより、第２の間隙２６５’に沿った流れの横断方向の要素はバルブ・シート２３０’の上方をより緩慢に（従ってより高圧力で）移動され、流れの上向きの要素が生成される。これにより、開口２３２’を通過する流れの向きが変わるように、方向のより積極的な変化が生じる。この湾曲した流れの内側の圧力に対してその外側の圧力が高められるとともにこの流れがバルブ・プレート２２０’の下側表面２２４上に直接上方に衝突すると、隆起した外周のリップ部２３６はバルブ・シートからキャリア・プレート方向に高められた圧力を生じさせるように作用し、これにより、バルブ・プレートが閉鎖形態から移動される際の空気力学的な上昇作用が高められる。隆起した外周のリップ部２３６の更なる効果は、バルブ・プレート２２０’が閉鎖形態にある場合、バルブ・プレート２２０’とバルブ・シート２３０’との間の接触領域が低減され、これにより、開口部上のバルブの上昇に抵抗する吸引の負荷が低減されることにある。
【００６２】
隆起した外周のリップ部２３６は、図示のように直線的な外側壁部外形あるいはこれに代えて湾曲した外側壁部外形（例えば、隣接する開口間の凹面の上側表面を備えたバルブ・シートによって形成される）を有する。
【００６３】
図８は改善されたキャリア・プレート２４０”を備える、スクリーン・バルブ構造体２１０に基づく更なる代替的なスクリーン・バルブ構造体２１０”を示す（対応する要素はこれに従い参照符号が付される）。第３の配列の開口２４２”の各開口は、内側表面２４４”を形成する。内側表面２４４”は、断面積が第１に低減されるように一段の外形を備える第１の先端ほど細くなる断面外形２４４Ａと、キャリア・プレート２４０”の外側表面２４６”から離間するほど線形に低減される断面積を有する第２の先端ほど細くなる断面外形２４４Ｂとを有する。このように、開口の外形の有効な傾斜角度は低減される。同様に、上記構成により、流れ方向の変更の半径も低減され、更にキャリア・プレート２４０”の鋭端２４８”における圧力も低減される。キャリア・プレート２４０”とバルブ・プレート２２０”との間に常に有限の間隙が確実に設けられるように、必要であれば、小型の突出要素／スペーサ２７０”がキャリア・プレート２４０”の下側上に設けられる。これにより、バルブ・プレートがキャリア・プレートから離間すること（例えば閉鎖の際に）が促進される。しかしながら、スクイズ膜効果（ｓｑｕｅｅｚｅ  ｆｉｌｍ  ｅｆｆｅｃｔ）またはキャリア・プレートからバルブ・プレートを支持するように設けられる支持要素の構造体もこれが可能である。
【００６４】
図９は、先のスクリーン・バルブ構成で上述した空気力学的要素を組み込む誤差に耐性のある構成に基づく本発明の第５の実施形態によるスクリーン・バルブ３１０の例を示す。
【００６５】
スクリーン・バルブ３１０は、第１の配列の開口３２２を形成する肉薄かつ可撓性を備えるバルブ・プレート３２０を含み、第１の配列の開口３２２と整合可能な第２の配列の開口３３２を形成するバルブ・シート３３０に対して横断方向に移動可能である（第２の配列の開口３３２は各々、隣接する開口間を延びるバルブ・シート３３０の上側表面３３４の平坦な領域から突出する、隆起した外周のリップ部３３６によって形成される入口を有する）。バルブ・プレート３２０は、バルブ・プレート３２０に対して横断方向に固定されるとともに第３の配列の開口３４２を形成する移動可能なキャリア・プレート３４０によって、複数の弾性支持要素（図示しない）を介して支持される。弾性支持要素は、複数の連結位置でキャリア・プレート３４０に連結され、これにより、バルブ・プレート３２０が弛緩位置に関してバルブ・シート３３０から離間するか、バルブ・シート３３０に向かう制限のある移動が許容される（これにより、バルブ・プレート３２０とキャリア・プレート３４０との間の第１の間隙３６０、およびバルブ・プレート３２０とバルブ・シート３３０との間の第２の間隙３６５の幅が変化する）が、第１の配列の開口３２２と第２の配列の開口３４２との予め定められた１対１の整合は保持される。
【００６６】
図９に示すように、第３の配列の開口３４２の各開口は内側表面を形成する。この内側表面は、第１の段部３４５Ａおよび第２の段部３４５Ｂを含む段部のある外形を備える第１の先端ほど細くなる断面外形３４４Ａを有し、これにより、キャリア・プレート３４０の外側表面３４６から離間するほど断面積が低減される。また、内側表面は、キャリア・プレート３４０の外側表面３４６から離間するほど増加する断面積を有する続く湾曲した先端ほど細くなる断面外形３４４Ｂを有し、これにより、第１のナイフの刃３４４Ｄを形成する第１の内側に突出する外周フランジ３４４Ｃを形成する。
【００６７】
第１の配列の開口３２２の各開口は内側表面３２４を形成する。内側表面３２４は、バルブ・プレート３２０の外側表面３２６から離間するほど低減される断面積を有する第１の湾曲した先端ほど細くなる断面外形３２４Ａと、バルブ・プレート３２０の外側表面３２６から離間するほど増加する断面積を有する第２の湾曲した先端ほど細くなる断面外形３２４Ｂとを有し、これにより、第１の内側に突出する外周フランジ３４４Ｃの第１のナイフの刃３４４Ｄと略同様の外形を有する第２のナイフの刃３２４Ｄを形成する第２の内側に突出する外周フランジ３２４Ｃを形成する。第１のナイフの刃３２４Ｄおよび第２のナイフの刃３４４Ｄは一体的に、第１の間隙３６０の入口に配置される湾曲した凹部３６２の対向する端部を形成する。
【００６８】
第１の先端ほど細くなる外形３４４Ａにより、横断方向の流体の流れは、ナイフの刃３４４Ｄに当たり、バルブ・シート開口３３２を通過するように、あるいは第２の間隙３６５に至るように向きを変える。これにより、凹部３６２の流れは、キャリア・プレート３４０の上の静圧力に対して圧力が低減される。この流体の領域は、この低減された圧力に同様にさらされる第１の間隙３６０と連通する。効果的に、凹部３６２はバルブ・プレート３２０とキャリア・プレート３４０との間の低圧力領域の寸法を拡大するように作用し、キャリア・プレートに対してバルブ・プレートの縁を位置決めする際の小さな幾何学的誤差のような、理想的な幾何学から少々幾何学的に変化したものに対してアセンブリがそれほど影響を受けなくする。これにより、幾何学的な微調整が可能となり、特定の実施形態における閉鎖点が制御可能である。
【００６９】
外周リップ部３３６、第１の先端ほど細くなる外形３２４Ａおよび第２の先端ほど細くなる外形３２４Ｂ、第２の段部３４５Ｂ、並びに先端ほど細くなる外形３４４Ｂは、寸法（例えば厚み）、材料、および処理、並びに／または各キャリア・プレート、バルブ・プレート、およびバルブ・シート要素に適用されるコーティングに特に応じて、本技術において周知の任意の適切な方法で形成される。
【００７０】
（図１０）
図１０を参照して、これは、予め定められた流れ条件において予期された閉鎖位置を示すために、様々なスクリーン・バルブの形状のために計算された、開放位置と閉鎖位置（０％は完全な開放形態を示し、１００％は完全な閉鎖形態を示す）との間の横断方向位置に対してバルブ・プレートに作用する局所的な動的な力を示すグラフである。スクリーン・バルブ１１０に作用する力は点線Ｘとして示し、線Ｙおよび線Ｚは、後述するスクリーン・バルブ２１０’（図７）およびスクリーン・バルブ３１０（図１１）に関する。
【００７１】
単調なスクリーン・バルブ１１０（線Ｘ）がそのバルブ・プレート上の上向きの上昇力をほとんど示さず、むしろほとんどのストロークが下方への力にのみさらされることが分かる。これは、例えば流体の流れが緩慢な環境において作動するバルブに適切である。図７（線Ｙ）および図１１（線Ｚ）のスクリーン・バルブは、より環境を要求するバルブにおいて、ストロークの７５％より大きい上向きの上昇力を示し、これは、完全に閉鎖したストローク位置に至る前に、バルブ・シートに対してロックする偶発的な圧力に対してよく抵抗する。図７のバルブ・プレートは、より鋭くかつより早い力の反転を示し、従って、図１１のものと比較して、バルブ・シート上により激しくかつより早く落下するであろう。しかしながら、後者のバルブは、その外形が、幾何学的誤差により耐性を備えるという効果を有し、これにより、力の反転ポイントがバルブの作動に適するように微調整可能である。
【００７２】
（図１１乃至１３）
図１１乃至１３は本発明の第６の実施形態によるバルブ全体を示す。図１４乃至１６は本発明の第７の実施形態によるバルブ構造体全体を示す。これらは、キャリア・プレートを支持する２つの代替的な方法を示し、これにより、キャリア・プレートは横断方向に移動するが、バルブ・シートに対して固定された空間を維持する。これらの実施形態のスクリーン・バルブはいずれも、好ましい開口外形のような特定の開口に関する詳細、あるいは各キャリア・プレート、バルブ・プレート、あるいはバルブ・シートの面に関する詳細を示す図２乃至９に示す実施形態のうちの任意のものと組み合わせられる。
【００７３】
図１１乃至１３は、固定支持構造体（図示しない）から吊り下げられるとともに、図１１Ｂに示すように接合点５６０ａによって４箇所でキャリア・プレート５４０に連結される複数のキャリア支持屈曲部５６０に支持されるキャリア・プレート５４０を含むスクリーン・バルブ５００を示す。使用の際、キャリア・プレート５４０は、その面において往復運動するようにアクチュエータ・アーム５４８を介して横断方向に摺動される。摺動は、バルブ・シート５３０の上の固定空間において、開放形態と閉鎖形態との間の方向で行われる。開放形態において、第１の配列の開口５２２および第３の配列の開口５４２は、第２の配列の開口５３２と整合し、これにより、流体は、バルブを通過して流れる。閉鎖形態において、第１の配列の開口５２２および第３の配列の開口５４２は第２の配列の開口５３２とは整合せず、バルブを通過する流体の流れが防止される。図１３は、各屈曲部５６０、キャリア・プレート５４０、バルブ・プレート５２０、およびバルブ・シート５３０を示す分解図である。図１３に示すように、バルブ・プレート５２０は、バルブ・プレートと一体的に形成されるとともに上のキャリア・プレート５４０に固定して取り付けられる弾性要素５２８によって支持され、これにより、バルブ・プレートは、キャリア・プレート５４０に対して浮動する。弾性要素５２８は、長手方向軸線を有する長尺状をなす要素であり、長手方向軸線は、弾性要素５２８および屈曲部５６０の両者が往復運動に沿った弧に僅かに揺動するように枢動するように、線形の往復運動に平行に整列される。キャリア・プレート用の支持屈曲部５６０は、弾性要素も取り付けられるキャリア・プレートに沿った複数箇所でキャリア・プレートに好ましくは連結され、これにより、これらは一体的に配置される。
【００７４】
（図１４乃至１６）
図１４乃至１６は、バルブ・シート６３０上に取り付けられるローラ・ガイド機構６６０に支持されるキャリア・プレート６４０を含むスクリーン・バルブ６００を示す。機構は、ローラ６６２を受承するとともに制限するように構成される丸みを帯びたスロット６６３を備え、かつバルブ・シート６３０に固定して取り付けられる直立部６６４を備える。ローラ６６２は、キャリア・プレート６４０に固定して取り付けられるハウジング６６５内に更に制限され、これにより、バルブ・シート６３０に対するキャリア・プレート６４０の横断方向の前後運動が許容され、バルブ・シート６３０の上に固定空間が設けられる。構造体は、直立部６６４の上方にバルブ・プレート６２０を、続いてキャリア・プレート６４０を配置し、ローラ６６２を直立部６６４のスロット６６３内に挿入し、キャリア・プレート６４０に固定して取り付けられるハウジング６６５内にローラ６６２を続いて制限することにより組み立てられ、これにより、キャリア・プレート６４０はバルブ・シート６３０から直立部６６４によって堅固に支持される。この構造体は、小型で容易にシールできるという効果を有する。図１４は、６つのローラ機構６６０を備える組み立てられたスクリーン・バルブ６００を示す。
【００７５】
使用の際、キャリア・プレート６４０は、その面に平行に往復運動するようにアクチュエータ・アーム６４８を介して横断方向に摺動される。摺動は、バルブ・シート６３０の上の固定空間において、開放形態と閉鎖形態との間の方向で行われる。開放形態において、第１の配列の開口６２２および第３の配列の開口６４２は、第２の配列の開口６３２と整合し、これにより、流体は、バルブを通過して流れる。閉鎖形態において、第１の配列の開口６２２および第３の配列の配向６４２は第２の配列の開口６３２とは整合せず、バルブを通過する流体の流れが防止される。図１５は、ローラ・ガイド６６５、キャリア・プレート６４０、バルブ・プレート６２０、およびバルブ・シート６３０を示す分解図である。バルブ・プレート６２０は、アクチュエータ・アーム（およびその移動線）と同じ方向に延びる弾性要素６２８に再び支持される。弾性要素は、バルブ・プレートと一体的に形成されるとともに上のキャリア・プレート６４０に固定して取り付けられ、これにより、バルブ・プレートはキャリア・プレート６４０に対して浮動可能である。
【００７６】
上記の実施形態は、本発明の例示に過ぎず、制限するものとはみなされない。特に、バルブ・シートの上下の参照は、制限するものとはみなされず、スクリーン・バルブは、使用の際、任意の配向を採用し得る。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図６】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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