(57)【要約】流体流動制御デバイスは、高圧での動作用のレギュレータおよび一体型のバイパス弁を含む。レギュレータおよびバイパス弁は各々、開位置と閉位置との間で移動可能な制御組立体を含む。レギュレータおよびバイパス弁は、開位置に付勢され、動作圧力がレギュレータおよびバイパスそれぞれの設定点圧力を超えて上昇したとき、閉位置に移動するように適合される。バイパス設定点圧力は、レギュレータ設定点圧力よりも低く、それにより、動作圧力がバイパス設定点圧力を超えて上昇したとき、バイパス弁が自動的に閉鎖して、レギュレータが正常動作条件下で機能することを許容する。そのように構成されるため、バイパス弁は、動作圧力がバイパス設定点圧力とレギュレータ設定点圧力との間のどこかである正常動作圧力に到達するまで、システムを通る流体流動の少なくとも一部に応じるように配置される。【選択図】図１
2016506004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流動制御デバイスであって、
流入口と、流出口と、前記流入口と前記流出口との間に配設されるギャラリと、前記
ギャラリと前記流出口との間に配設されるレギュレータ空洞部と、前記ギャラリと前記
流出口との間に配設されるバイパス空洞部と、を画定する弁本体と、
前記ギャラリおよび前記レギュレータ空洞部を介して前記弁本体の前記流入口と前記
流出口との間に延在するレギュレータ流路であって、第１の有効断面積を有するレギュ
レータ流路と、
前記ギャラリおよび前記バイパス空洞部を介して前記弁本体の前記流入口と前記流出
口との間に延在するバイパス流路であって、前記第１の有効断面積より大きい第２の有
効断面積を有するバイパス流路と、
前記弁本体に接続され、かつバイパス制御組立体を含むバイパス弁であって、前記バ
イパス制御組立体は、バイパス制御要素およびバイパス付勢デバイスを含み、前記バイ
パス制御要素は、前記弁本体の前記バイパス空洞部に対して、前記バイパス流路を通る
流体流を許容する開位置と、前記バイパス流路を通る流体流を妨げる閉位置との間で移
動可能であり、前記バイパス付勢デバイスは、前記バイパス空洞部内の流体圧力がバイ
パス設定点圧力以上のときのみに、前記バイパス制御要素が前記閉位置を占有するよう
に、前記バイパス制御要素を前記開位置の方向へ押圧する、バイパス弁と、
前記弁本体に接続され、かつレギュレータ制御組立体を含むレギュレータであって、
前記レギュレータ制御組立体は、レギュレータ制御要素およびレギュレータ付勢デバイ
スを含み、前記レギュレータ制御要素は、前記弁本体の前記レギュレータ空洞部に対し
て、流体が前記レギュレータ流路を通って流動するのを妨げない開位置と、流体が前記
レギュレータ流路を通って流動するのを妨げる閉位置との間で移動可能であり、前記レ
ギュレータ付勢デバイスは、前記弁本体の前記レギュレータ空洞部内の流体圧力がレギ
ュレータ設定点圧力以上になるまで、前記レギュレータ制御要素が前記開位置を占有す
るように、前記レギュレータ制御要素を前記開位置の方向へ押圧する、レギュレータと
、を備え、
前記レギュレータ設定点圧力は、前記バイパス設定点圧力より大きい、デバイス。
【請求項２】
前記弁本体は、前記流入口と、前記流出口と、前記ギャラリと、前記レギュレータ空
洞部と、前記バイパス空洞部とを画定する単一ピースの材料を含む、請求項１に記載の
デバイス。
【請求項３】
前記弁本体は、前記バイパス空洞部に隣接する着座オリフィスを更に画定し、前記着
座オリフィスは、前記バイパス制御要素が前記閉位置にあるとき、前記バイパス制御要
素により係合されるように適合される、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記バイパス弁は、バイパスドームであって、前記バイパス制御要素および前記バイ
パス付勢デバイスが前記バイパスドームと前記弁本体の前記着座オリフィスとの間に配
設されるように、前記バイパス空洞部に隣接する前記弁本体に取り外し可能に接続され
る、バイパスドームを更に備える、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記バイパス制御要素は、前記バイパスドームに隣接して配設される検知表面と、前
記バイパス制御要素を貫通して延在する検知内孔とを更に備え、前記検知内孔は、少な
くとも前記バイパス制御要素が前記開位置にあるとき、前記弁本体の前記ギャラリと前
記検知表面との間に流体連通を提供する、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記バイパス付勢デバイスは、前記バイパス制御要素を前記着座オリフィスから離れ
る方向へ、かつ前記バイパスドームの方向へ付勢するコイルばねを備える、請求項４ま
たは５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第２の有効断面積と前記第１の有効断面積との比は、約１０：１〜約５００：１
の範囲にある、請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第２の有効断面積と前記第１の有効断面積との比は、約５０：１〜約３００：１
の範囲にある、請求項１〜７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記バイパス弁は、前記バイパス制御要素を前記閉位置に係合し、それを拘束する錠
止位置と、前記バイパス制御要素が前記開位置と閉位置との間で自由に移動することを
許容する解除位置との間で移動可能であるオーバーライドロックを更に備える、請求項
１〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記弁本体は、前記ギャラリと前記レギュレータ空洞部との間に配設される開口部を
更に画定し、前記デバイスは、前記レギュレータ空洞部および前記ギャラリのうちの少
なくとも１つの内部に配設される付勢された弁部材を更に備え、前記付勢された弁部材
は、前記バイパス制御要素が前記開位置にあるとき、前記開口部と係合して閉位置を占
有し、前記レギュレータ流路を通る流体流を妨げ、前記バイパス制御要素が前記閉位置
にあるとき、前記開口部との係合から変位した開位置を占有する、請求項１〜９のいず
れか１項に記載のデバイス。
【請求項１１】
流体流動制御デバイスであって、
流入口と、流出口と、前記流入口と前記流出口との間に配設されるギャラリと、前記
ギャラリと前記流出口との間に配設されるレギュレータ空洞部と、前記ギャラリと前記
流出口との間に配設されるバイパス空洞部と、前記バイパス空洞部内に配設される着座
オリフィスと、を画定する弁本体と、
前記ギャラリおよび前記レギュレータ空洞部を介して前記弁本体の前記流入口と前記
流出口との間に延在するレギュレータ流路と、
前記ギャラリおよび前記バイパス空洞部を介して前記弁本体の前記流入口と前記流出
口との間に延在するバイパス流路と、
前記レギュレータ流路に沿って前記流体流を制御するために前記弁本体に接続され、
流体が前記レギュレータ流路を介して流動することを妨げない開位置と、流体が前記レ
ギュレータ流路を介して流動することを妨げる閉位置とを占有するように構成されるレ
ギュレータ制御組立体を含むレギュレータであって、前記レギュレータ制御組立体は、
前記レギュレータにより検知される前記ギャラリ内の流体圧力がレギュレータ設定点圧
力以上になるまで、前記レギュレータ制御組立体が前記開位置を占有するように、前記
開位置に更に付勢されている、レギュレータと、
前記弁本体に接続され、かつバイパスドームと、バイパス制御要素と、バイパス付勢
デバイスとを含むバイパス弁であって、前記バイパスドームは前記バイパス空洞部に隣
接する前記弁本体に取り外し可能に接続され、前記バイパス制御要素は前記バイパス空
洞部内に摺動可能に配設され、かつ前記着座オリフィスに隣接して配設される着座表面
を画定する第１の端部と、前記バイパスドームに隣接して配設される検知表面を画定す
る第２の端部とを含み、前記バイパス付勢デバイスは前記バイパス制御要素と前記着座
オリフィスとの間に配設される、バイパス弁と、を備え、
前記バイパス制御要素は、前記着座表面が前記着座オリフィスから離間される開位置
と、前記着座表面が前記着座オリフィスに係合する閉位置との間で移動可能であり、前
記バイパス付勢デバイスは、前記バイパス制御要素の前記検知表面により検知される前
記ギャラリ内の流体圧力がバイパス設定点圧力以上になるまで、前記バイパス制御要素
が前記開位置を占有するように、前記バイパス制御要素を前記開位置の方向へ押圧し、
前記バイパス設定点圧力は、前記レギュレータ設定点圧力より低い、デバイス。
【請求項１２】
前記レギュレータ流路は第１の有効断面積を有し、前記バイパス流路は前記第１の有
効断面積より大きい第２の有効断面積を有する、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記弁本体は、前記流入口と、前記流出口と、前記ギャラリと、前記レギュレータ空
洞部と、前記バイパス空洞部と、前記着座オリフィスとを画定する単一ピースの材料を
含む、請求項１１または１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記バイパス制御要素は、前記バイパス制御要素を介して前記第１の端部から前記第
２の端部に延在する検知内孔を更に備え、前記検知内孔は、バイパス制御要素が前記開
位置にあるとき、前記弁本体の前記ギャラリと前記バイパス制御要素の前記検知表面と
の間に流体連通を提供する、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記バイパス付勢デバイスと前記着座オリフィスとの間の前記バイパス空洞部内に固
定され、かつ前記バイパス制御要素が摺動可能に配設される案内内孔を画定するスペー
サを更に備える、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記バイパス付勢デバイスはコイルばねを備える、請求項１１〜１５のいずれか１項
に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記第２の有効断面積と前記第１の有効断面積との比は、約１０：１〜約５００：１
の範囲にある、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記第２の有効断面積と前記第１の有効断面積との比は、約５０：１〜約３００：１
の範囲にある、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記バイパス弁は、前記バイパス制御要素を前記閉位置に係合し、それを拘束する錠
止位置と、前記バイパス制御要素が前記開位置と閉位置との間で自由に移動することを
許容する解除位置との間で移動可能であるオーバーライドロックを更に備える、請求項
１１〜１８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記弁本体は、前記ギャラリと前記レギュレータ空洞部との間に配設される開口部を
更に画定し、前記レギュレータは、前記レギュレータ空洞部および前記ギャラリのうち
の少なくとも１つの内部に配設される付勢された弁部材を更に備え、前記付勢された弁
部材は、前記バイパス制御要素が前記開位置にあるとき、前記開口部と係合して閉位置
を占有し、前記レギュレータ流路を通る流体流を妨げ、前記バイパス制御要素が前記閉
位置にあるとき、前記開口部との係合から変位した開位置を占有する、請求項１１〜１
９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２１】
自動バイパス機能を有するレギュレータで流体ラインを加圧する方法であって、
流入口と、流出口と、前記流入口と前記流出口との間に配設されるギャラリと、前記
ギャラリと連通しているレギュレータ空洞部と、前記ギャラリと連通しているバイパス
空洞部と、をもまた画定する弁本体の流入口に流体を供給することと、
前記弁本体の前記バイパス空洞部に接続されるバイパス制御デバイスのバイパス制御
組立体を、開位置に付勢することにより、前記ギャラリおよび前記バイパス空洞部を介
して前記弁本体の前記流入口と前記流出口との間に延在するバイパス流路を開放するこ
とと、
前記弁本体の前記レギュレータ空洞部に接続されるレギュレータのレギュレータ制御
組立体を、開位置に付勢し、それにより前記レギュレータ制御組立体が、前記ギャラリ
および前記レギュレータ空洞部を介して前記弁本体の前記流入口と前記流出口との間に
延在するレギュレータ流路を通して流体が流動するのを妨げないようにすることと、
前記弁本体の前記ギャラリ内の前記流体の圧力を、前記バイパス制御組立体の検知表
面で検知することと、
前記弁本体の前記ギャラリ内の前記流体の圧力を、前記レギュレータ制御組立体の検
知表面で検知することと、
前記バイパス制御組立体の前記検知表面により検知された前記圧力がバイパス設定点
圧力以上のとき、前記バイパス制御組立体を閉位置に自動的に移動することにより、流
体が前記バイパス流路を通して流動するのを妨げることと、
前記レギュレータ制御組立体の前記検知表面により検知された前記圧力が前記バイパ
ス設定点圧力以上のとき、前記レギュレータ制御組立体をその開位置に維持することと
、を含む、方法。
【請求項２２】
前記レギュレータ制御組立体の前記検知表面により検知された前記圧力が、前記バイ
パス設定点圧力より大きいレギュレータ設定点圧力以上のとき、前記レギュレータ制御
組立体を閉位置に自動的に移動することにより、前記レギュレータ流路を通る前記流体
の流れを妨げることを更に含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記バイパス制御組立体を前記開位置に付勢することは、前記バイパス制御組立体の
バイパス制御要素を、前記弁本体の着座オリフィスから離れる方向へばねで押圧するこ
とを含む、請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記レギュレータ制御組立体を前記開位置に付勢することは、前記レギュレータ制御
組立体のレギュレータ制御要素を、前記レギュレータの着座オリフィスから離れる方向
へばねで押圧することを含む、請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記バイパス制御組立体が前記開位置にあるとき、前記ギャラリと前記レギュレータ
空洞部との間に配設された弁部材を閉位置に自動的に位置付けることにより、流体が前
記レギュレータ流路に流動するのを妨げることと、前記バイパス制御組立体が前記閉位
置にあるとき、前記弁部材を開位置に自動的に位置付けることにより、流体が前記レギ
ュレータ流路に流動するのを許容することと、を更に含む、請求項２１〜２４のいずれ
か１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記弁部材を前記閉位置に自動的に位置付けることは、前記弁部材をバネで付勢して
、前記ギャラリと前記レギュレータ空洞部との間の箇所で前記弁本体によって形成され
た開口部と係合させることを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記弁部材を前記開位置に自動的に位置付けることは、前記バイパス制御組立体のバ
イパス制御要素が前記閉位置に移動する際に、前記弁部材を前記バイパス制御要素で前
記開口部から離れる方向へ押すことを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記バイパス制御組立体が前記閉位置にあるとき、前記弁本体の前記流出口での圧力
を、前記バイパス制御組立体の前記検知表面で検知することを更に含む、請求項２１〜
２７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体レギュレータを対象とし、より詳細には、迅速な加圧を必要とするシ
ステムに利用される流体レギュレータを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
流体レギュレータ等の流体流動制御デバイスは、種々の適用に広く用いられ、流体は
、供給源から供給先へ所定の制御圧力を超えることなく確実に送出される。即ち、通常
の圧力レギュレータは、供給源から供給された流体の圧力を、意図された適用に適した
制御圧力まで低減する。
一般には、レギュレータは、絶え間なく加圧されるシステム内に利用される。例えば
、海底油田およびガス田産業では、油圧式レギュレータは、何マイルも離れた場所の海
中機器に高圧油圧流体を供給するアンビリカルライン上に組み込まれる。アンビリカル
ラインは、レギュレータが単純に動作することによりアンビリカルライン内の圧力が制
御圧力を超えないことを確実にするように、正常動作時には流体で満たされ事前加圧さ
れている。
しかし、始動時には、アンビリカルラインは、通常、それらがレギュレータに接続さ
れる時点で、流体で満たされるが、その流体は必ずしも加圧されているわけではない。
したがって、一旦接続されると、ラインを加圧する必要があり、レギュレータを高圧／
高流量流入および低圧流出の状態に曝さなければならない。通常のレギュレータは、そ
のような流量を処理するようには設計されてなく、しかも、加圧には所望より長い時間
を要し得る。これらの状況に対応するために、流体システムには、レギュレータから離
れて配管されるバイパス回路を備え得る。通常、バイパス回路は、レギュレータから離
れて流体を引き出す流入口管と、流体をレギュレータの下流側流体システムに戻す戻し
管との間に配管される手動弁とを含む。アンビリカルラインとレギュレータの下流に位
置する他のラインとが一旦充分に加圧されると、作業者は、バイパス回路を手動で閉鎖
して、正常動作時にレギュレータを通過するように全ての流体流の再方向付けを行う。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の一態様は、弁本体、レギュレータ流路、バイパス流路、バイパスデバイス、
およびレギュレータを含む流体流動制御デバイスを対象とする。弁本体は、流入口と、
流出口と、流入口と流出口との間に配設されるギャラリと、ギャラリと流出口との間に
配設されるレギュレータ空洞部と、ギャラリと流出口との間に配設されるバイパス空洞
部とを画定する。レギュレータ流路は、ギャラリおよびレギュレータ空洞部を介して弁
本体の流入口と流出口との間に延在し、かつ第１の有効断面積を有する。バイパス流路
は、ギャラリおよびバイパス空洞部を介して弁本体の流入口と流出口との間に延在する
バイパス流路であって、第１の有効断面積より大きい第２の有効断面積を有する。
バイパス弁は、弁本体に接続され、かつバイパス制御組立体を含む。バイパス制御組
立体は、バイパス制御要素およびバイパス付勢デバイスを含む。バイパス制御要素は、
弁本体のバイパス空洞部に対して、バイパス流路を通る流体流を許容する開位置と、バ
イパス流路を通る流体流を妨げる閉位置との間で移動可能である。バイパス付勢デバイ
スは、バイパス空洞部内の流体圧力がバイパス設定点圧力以上のときのみに、バイパス
制御要素が閉位置を占有するように、バイパス制御要素を開位置の方向へ押圧する。
レギュレータは、弁本体に接続され、かつレギュレータ制御組立体を含む。レギュレ
ータ制御組立体は、レギュレータ制御要素およびレギュレータ付勢デバイスを含む。レ
ギュレータ制御要素は、弁本体のレギュレータ空洞部に対して、流体がレギュレータ流
路を通って流動するのを妨げない開位置と、流体がレギュレータ流路を通って流動する
のを妨げる閉位置との間で移動可能である。レギュレータ付勢デバイスは、弁本体のレ
ギュレータ空洞部内の流体圧力がレギュレータ設定点圧力以上になるまで、レギュレー
タ制御要素が開位置を占有するように、レギュレータ制御要素を開位置の方向へ押圧す
る。レギュレータ設定点圧力は、バイパス設定点圧力より大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本開示の原理に従って構築されたレギュレータと一体化されたバイパス弁とを含む流体流動制御デバイスの一形態の側断面図であり、開位置にあるバイパス弁を示している。
【図２】図１の流体流動制御デバイスの側断面図であり、閉位置にあるバイパス弁を示している。
【図３】図１および２の流体流動制御デバイスのレギュレータの部分詳細図であり、開位置にあるレギュレータを示している。
【図４】図１および２の流体流動制御デバイスのレギュレータの部分詳細図であり、過圧逃がし機能を遂行するレギュレータを示している。
【図５】本開示の流体流動制御デバイスの別の形態の側断面図であり、開位置にあるバイパス弁を示している。
【図６】図５の流体流動制御デバイスの側断面図であり、閉位置にあるバイパス弁を示している。
【図７】本開示の流体流動制御デバイスの更に別の形態の側断面図であり、開位置にあるバイパス弁を示している。
【図８】図７の流体流動制御デバイスの側断面図であり、閉位置にあるバイパス弁を示している。
【図９】図１および２の流体流動制御デバイスのバイパス弁の部分詳細図であり、図１〜８に対して開示される流体流動制御デバイスのうちのいずれかに適する着座オリフィスの変形例を示している。
【図１０】本開示の流体流動制御デバイスのうちのいずれかに適するオーバーライドロックを含む本開示の代替的バイパス弁の部分詳細図であり、錠止位置にあるオーバーライドロックを示している。
【図１１】図１０の代替的バイパス弁の部分詳細図であり、解除位置にあるオーバーライドロックを示している。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本開示は、特定の動作条件下で高速かつ高圧の流体流に曝されることからレギュレー
タを保護するための一体化されたバイパス弁を有するレギュレータを含む流体流動制御
デバイスを対象とする。レギュレータとバイパス弁とは、流入口および流出口を画定す
る共通の弁本体を介して接続される。レギュレータおよびバイパス弁は、各々、弁本体
の流入口と流出口との間を連通する別個のレギュレータおよびバイパスの流体流路に沿
って流体流を制御するための制御組立体を含むことができる。制御組立体の各々は、流
体流が流路を流動するのを妨げられないように、開位置に必然的に付勢される。しかも
、弁本体内の流体圧力が関連する設定点圧力を超えて上昇したとき、制御組立体は、開
位置から離れる閉位置の方向へ移動のみを行う。例えば、一形態では、弁本体内の圧力
がバイパス設定点圧力に到達するまで、ばねがバイパス制御組立体を付勢して開放し、
弁本体内の圧力がレギュレータ設定点圧力に到達するまで、別のばねがレギュレータ制
御組立体を付勢して開放する。そのため、レギュレータおよびバイパス弁の両方が開放
されると、流入口と流出口との間を通る流体流動は、レギュレータ流路およびバイパス
流路の両方に沿ってフレームを形成することができる。ほとんどの場合は、流量の大部
分がバイパス弁を通過するように、バイパス流路の最小有効断面積はレギュレータ流路
の最小有効断面積より充分に大きい。バイパス弁は特定の動作条件下でのみ機能するよ
うに指定され、レギュレータは通常の流量条件時に動作するように指定されるので、こ
れら２つのデバイスの設定点圧力は異なる。より具体的には、バイパス弁の設定点圧力
は、レギュレータの設定点圧力より低い。そのため、バイパス弁が閉鎖すると、レギュ
レータは開放に留まり、正常動作時にそれを介して流出圧力が制御される唯一の機構と
して機能する。
【０００６】
図面を参照して、図１は本開示の原理に従って構築された流体流動制御デバイス１０
の一形態を示している。デバイス１０は、レギュレータ１２およびバイパス弁１４を含
み、弁本体１６を共有している。本形態では、弁本体１６は、単一ピースの材料から構
築された一体型の弁本体であって、流入口１８、流出口２０、ギャラリ２２、レギュレ
ータ空洞部２４、およびバイパス空洞部２６を画定する。
【０００７】
ギャラリ２２は、弁本体１６の中央の流入口１８と流出口２０との間にそれらと連通
して形成された、概ね円筒状の空間である。レギュレータ空洞部２４はまた、弁本体１
６の流入口１８と流出口２０との間に配設され、本開示の形態では、弁部２４ａ、制御
部２４ｂ、および排出部２４ｃの３部分を含む。同様に、バイパス空洞部２６は、弁本
体１６の流入口１８と流出口２０との間に配設され、弁部２６ａ、制御部２６ｂ、およ
び排出部２６ｃの３部分を含む。レギュレータおよびバイパス空洞部２４、２６の弁部
２４ａ、２６ａは、ギャラリ２２からそれぞれの制御部２４ｂ、２６ｂへ延在し、排出
部２４ｃ、２６ｃは、それぞれの制御部２４ｂ、２６ｂから弁本体１６の流出口２０に
延在する。
【０００８】
したがって、本開示の形態の流体流動制御デバイス１０の弁本体１２は、２本の流体
流路、即ち、ギャラリ２２とレギュレータ空洞部２４とを介して弁本体１６の流入口１
８と流出口２０との間に延在するレギュレータ流路ＦＰ１と、ギャラリ２２とバイパス
空洞部２６とを介して弁本体１６の流入口１８と流出口２０との間に延在するバイパス
流路ＦＰ２と、を画定する。図１に示すように、レギュレータおよびバイパス空洞部２
４、２６は、互いに分離されている。したがって、それぞれの空洞部２４、２６を介し
て延在するレギュレータおよびバイパス流路ＦＰ１、ＦＰ２の部分は、互いに分離され
ている。弁本体１６の流入口１８、流出口２０、およびギャラリ２２の内部に存在する
流路ＦＰ１、ＦＰ２の残部は、例えば、共通または重複していると見なし得る。
【０００９】
図１を再び参照して、図示の流体流動制御デバイス１０のレギュレータ１２は、本開
示に従って実装され得るレギュレータの種類の単なる１例であって、例えば、ＴＥＳＣ
ＯＭ  ５０−２０００  Ｓｅｒｉｅｓ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ等の、油圧式レギュレータ
を含み得る。しかし、本開示の流体流動制御デバイス１０は、例えば、ＴＥＳＣＯＭ油
圧制御シリーズレギュレータ５０−２２００、５４−２０００、５４―２２００、５４
−２８００のうちのいずれか１つ、またはＴＥＳＣＯ空気制御シリーズレギュレータ４
４−１１００、２６−１０００、２６−２０００、４４−１３００、および４４−４０
００のうちのいずれか、を含む他の種類のレギュレータも含み得る。当然、特に言及し
ないような他の適当なレギュレータも、流体流動制御デバイス１０内に組み込まれ得る
。
【００１０】
図１で、本開示のレギュレータ１２は、ボンネット２８、レギュレータ制御組立体３
０、バックアップセンサ３２、およびスペーサ部品３３を含む。ボンネット２８は、図
示のように、ボンネット空洞部３４を画定する中空円筒部材を含み、弁本体１６にねじ
締結される。より具体的には、ボンネット２８は、弁本体１６のレギュレータ空洞部２
４の内部側壁上に形成された複数の雌ねじ３８と螺合する複数の雄ねじ３６を含む。バ
ックアップセンサ３２およびスペーサ部品３３が、ボンネット２８の装着により弁本体
１６のレギュレータ空洞部２４内に固定される。そのような構成により、図示するよう
に、バックアップセンサ３２およびスペーサ部品３３は、後述する過圧逃がし機能と共
に、レギュレータ１２の正常動作を容易にするように適合される。
【００１１】
図１を再び参照して、レギュレータ１２のレギュレータ制御組立体３０は、装填配置
部４０および弁配置部４２を含む。装填配置部４０は、後述するように、中央ロッド４
４と、第１のばね座４６と、第２のばね座４８と、弁配置部４２に付勢力を加えるため
の制御ばねの形状のレギュレータ付勢デバイス５０とを含む。図示のように、本開示の
制御組立体３０の中央ロッド４４は、ボンネット空洞部３４内に装着され、弁本体１６
と対向するボンネット２８の端部から延在する。第１のばね座４６は、中央ロッド４４
上に装着される。レギュレータ付勢デバイス５０は、第１および第２のばね座４６、４
８の間に存在し、第２のばね座４８を、第１のばね座４６から離れる方向であるバック
アップセンサ３２の方向へ付勢し、それにより第２のばね座４８の第１のばね座４６か
ら離れる方向への軸方向変位を制限する。流体流動制御デバイス１０の図示例では、ボ
ンネット空洞部３４内の第１のばね座４６の軸方向位置が外部調節ノブ５２を介して中
央ロッド４４を回転させることにより調整され得るように、第１のばね座４６は中央ロ
ッド４４上に螺合される。したがって、第１のばね座４６の位置の調節により、レギュ
レータ付勢デバイス５０により第２のばね座４８に加えられる力の大きさが調整可能と
なり、それにより装填配置部４０により弁配置部４２に加えられる力の大きさが調節さ
れる。
【００１２】
図３に関して、弁配置部４２は、本開示の形態では、全般的に、検知要素５４、コネ
クタ５６、および制御要素５８を含み、弁本体１６内の圧力変化に応じてレギュレータ
１２を開閉させるために相互に同軸状に整合される。図示のように、検知要素５４は、
バックアップセンサ３２内に形成された通孔６０内に摺動可能に配設され、装填配置部
４０の第２のばね座４８に近接して配設された第１の端部５４ａと、第２のばね座４２
から離間された第２の端部５４ｂとを含む。複数の封止部材５５（例えば、ｏリング）
および／またはガイドリング５７は、検知要素５４に存在し得、検知要素５４とバック
アップセンサ３３との間を封止することができる。球体要素５９は、検知要素５４の第
１の端部５４ａと第２のばね座４８との間に位置付けられて、レギュレータ付勢デバイ
ス５０により第２のばね座４８に加えられる力がこれらの構成部品に直接整合されない
場合であっても、検知要素５４がコネクタ５６と制御要素５８とに対し整合を維持する
ことを確実にする。検知要素５４の第２の端部５４ｂは、拡張検知表面６２および軸方
向に延在する盲孔６４を含み、これらの各々は図３に示される。盲孔６４は、検知表面
６２から僅かに奥まった肩表面６４ａを含み、かつ半径方向の内孔６７内に終端し、検
知要素５４内を横方向に延在する。検知要素５４の盲孔および半径方向内孔６４、６７
は、過圧逃がし機能を遂行するときにレギュレータ１２から過剰流体圧力を排出するた
めのもので、このことは以下に説明される。
【００１３】
図３を引き続き参照して、弁配置部４２のコネクタ５６も、第１の端部５６ａおよび
第２の端部５６ｂを有する。第１の端部５６ａは、図１〜３に示すように、レギュレー
タ１２が開位置にあるとき、肩部表面６４ａに対向して検知要素５４の盲孔６４内に存
在するように適合される。コネクタ５６の第２の端部５６ｂは、弁座６８の着座オリフ
ィス７０内に摺動可能に配設される縮径部６６を含む。本開示の形態３では、弁座６８
は、第１の保持要素７２内に螺合固定された中空円筒部材を含み得、これにより弁本体
１６のレギュレータ空洞部２４に螺合固定される。そのため、弁座６８は、コネクタ５
６がその内部に摺動可能に配設されて制御要素５８を開閉するように、弁本体１６内の
適所に固定される。
【００１４】
即ち、本形態の制御要素５８は、弁棒として説明され得、先細ノーズ部７４を有する
第１の端部５８ａと、半径方向に延在する耳部７６を画定する第２の端部５８ｂとを含
む。図示のように、弁棒５８は、弁本体１６のレギュレータ空洞部２４内に固定された
第２の保持要素７８内に摺動可能に配設され、弁座５８の方向へばね８０で付勢される
。ばね８０は、第２の保持要素７８の端壁８２と弁棒５８の耳部７６との間に保持され
る。
【００１５】
上述したように、本開示のレギュレータ１２は、レギュレータ制御組立体３０が流体
がレギュレータ流路ＦＰ１を流動するのを必然的に妨げないように、開位置に付勢され
る。そのため、他のいかなる障害物もなければ、レギュレータ制御組立体３０は、開位
置にあるとき、流体がレギュレータ流路ＦＰ１を流動することを許容する。より具体的
には、図１〜３に示すように、開位置では、レギュレータ付勢デバイス５０は、装填配
置部４０の第２のばね座４８を第１のばね座４６から離れる方向へ付勢して、バックア
ップセンサ３２と接触当接させている。これにより、検知要素５４、コネクタ５６、お
よび弁棒５８を、図１〜３の位置付けに関してそれぞれの最左側位置に位置付ける。し
たがって、図３に示すように、コネクタ５６の縮径部６６は弁座６８の着座オリフィス
７０を貫通して延在し、弁棒５８の先細ノーズ部７４の端部７４ａと接触当接し、それ
により先細ノーズ部７４を着座オリフィス７０から離間させる。
【００１６】
そのような構成により、図３中の矢印により示されるように、流体は、レギュレータ
流路ＦＰ１に沿って、弁本体１２の流入口１８からギャラリ２２およびレギュレータ空
洞部２４を介して流出口２０に流れ込む。より具体的には、ギャラリ２２から、流体は
、第２の保持要素７８の端部に形成された開口部８４を介して、レギュレータ空洞部２
４の弁部２４ａを流動する。そこから、流体は、弁棒５８の周囲を、開放した弁座６８
の着座オリフィス７０を介して検知要素５４の方向へ流動する。弁座６８を出る際に、
流体は、レギュレータ空洞部２４の制御部２４ｂからスペーサ部品３３内に形成された
１本以上の半径方向内孔８６を介して排出部２４ｃに流動する。レギュレータ空洞部２
４の排出部２４ｃから、流体は、弁本体１６の流出口２０に直接流入する。
【００１７】
流体はレギュレータ流路ＦＰ１に沿って存在するため、レギュレータ空洞部２４の制
御部２４ｂ内の流体圧は、検知要素５４の検知表面６２で絶え間なく監視される。この
ことは、検知表面６２に隣接するスペーサ部品３３内に形成された１本以上の軸方向の
通孔８８を組み入れることにより、容易にされる。そのため、レギュレータ１２が開放
されているときには、検知要素５４は、コネクタ５６および弁棒５４の正確な位置を制
御するための検知表面６２上にある流体の圧力を、絶え間なく検知する。
【００１８】
このように、流入口１８での、したがってギャラリ２２内の、圧力が最終的に所定の
レギュレータ設定点圧力を超えて上昇すると、検知要素５４は、レギュレータ付勢デバ
イス５０の付勢に抗して図１〜３の位置付けに関して右方に移動し始める。検知要素５
４の右方へのいかなる移動も、検知要素５４がコネクタ５６と弁棒５８とに加える力の
量を、必然的に軽減させる。そのため、検知要素５４が右方に移動すると、弁棒５８お
よびコネクタ５６も、第２の保持要素７８内に配設されたばね８０の押圧下で、右方に
移動する。弁棒５８が右方に移動するのに従って、先細ノーズ部７４は、弁座６８の着
座オリフィス７０に徐々に接近し、更にレギュレータ流路ＦＰ１を流動する流体の量を
制限する。当然のことながら、レギュレータ設定点圧力を下回る流入口内の圧力低下は
、レギュレータ付勢デバイス５０が、検知要素５４、コネクタ５６、および弁棒５８を
左方に図１〜３に示す開放位置へ自動的に再位置付けすることを可能にする。
【００１９】
上述のように、本開示の形態の流体流動制御デバイス１０のレギュレータ１２はまた
、弁本体２０の流出口２０での圧力が過度に上昇する場合等の、状況下で過圧逃がし機
能を遂行するように装備されている。図４を参照して、そのような状況下で、流出口２
０での圧力は、図４中の矢印で示すように、排出部２４ｃの上流に、レギュレータ空洞
部２４の制御部２４ｂ内へ連通している。そこから、高流出圧が、スペーサ部品３３を
貫通して形成された半径方向および軸方向の内孔８６、８８を介して、検知要素５４の
検知表面６２により検知される。この高圧下で、レギュレータ付勢デバイス５０により
発生された力を克服することにより、検知要素５４は、図４の位置付けに関して、その
最右端位置に強制的に移動される。そのような構成により、盲孔６４の肩表面６４ａは
、コネクタ５４の端部５４ｂで、コネクタ５６の第１の端部５６ａから係合解除されて
それから離れる方向に変位する。この移動により盲孔６４が開放され、過度に高い流出
圧をシステムから排出するための逃がし流路ＦＰ３を開放する。
【００２０】
逃がし流路ＦＰ３は、図４に示すように、バックアップセンサ３２内に形成された横
方向の内孔９０と、弁本体１６の側壁に形成された１本以上のベントポート９２とを組
み合わせた、検知要素５４内の盲孔および内孔６４、６７により画定される。図４では
弁本体１６からの出口であるベントポート９２を、流入口および流出口１８、２０と概
ね並行に示しているが、最終的な末端適用に応じて、流入口および流出口１８、２０と
直角に配設されたベントポート９２を設けるのが好ましい場合がある。
【００２１】
逃がし流路ＦＰ３を開放するように検知要素５４のこのような動作を達成するために
必要な圧力量は、レギュレータ付勢デバイス５０により検知要素５４に加えられる力に
より決まる。しかも、検知要素５４は、コネクタ５６を図４中左方に付勢する力をもは
や加えることはないので、弁要素５８およびコネクタ５６は、第２の保持要素７８内に
配設されたばね８０により、図４の位置付けに関して、それらの最右側位置に強制的に
移動される。そのため、ばね８０は、弁棒５８の先細ノーズ部７４を弁座６８の着座オ
リフィス７０に抗して押圧して、レギュレータ流路ＦＰ１を閉鎖する。このことは、弁
本体１６の流入口１８への逆流を妨げる上で好都合であり、過圧逃がし機能の促進に役
立ち得る。
【００２２】
図１〜３に戻って、本開示の流体流動制御デバイス１０のレギュレータ流路ＦＰ１は
、比較的曲がりくねっていて、狭い範囲に限定されていることが分かる。したがって、
本開示の流体流動制御デバイス１０は、一体型バイパスデバイス１４も含む。図１に示
すように、本開示のバイパスデバイス１４は、バイパスドーム９４、バイパススペーサ
９６、およびバイパス制御組立体９８を含む。バイパスドーム９４は、バイパス空洞部
２６に隣接する、具体的には、バイパス空洞部２６の制御部２６ｂに隣接する、弁本体
１６に取り外し可能に接続された中空円筒部材を含む。本開示の形態では、バイパス空
洞部２６の制御部２６ｂは、第１および第２の肩部１００、１０２を画定する段差プロ
ファイルと、バイパスドーム９４の雄ねじ側壁１０６と取り外し可能に螺合する雌ねじ
側壁１０４とを含む。
【００２３】
バイパススペーサ９６は、通孔１０８と、バイパス空洞部２６の制御部２６ｂの段差
プロファイルと相互補完的な段差プロファイルとを画定する環状体を含む。より具体的
には、バイパススペーサ９６は、バイパス空洞部２６の第１の肩部１００と軸方向に係
合する外部段差肩部１１０を含む。しかも、図示のように、バイパスドーム９４は、バ
イパス空洞部２６の第１の肩部１００と対向するバイパススペーサ９６の端部に係合す
る。そのような構成により、バイパススペーサ９６は、バイパスドーム９４とバイパス
空洞部２６の第１の肩部１００との間に挟持される。別の方法は、バイパスドーム９４
が、バイパス空洞部２６の第１の肩部１００と接触当接するバイパススペーサ９６の外
部段差肩部１１０を保持する。
【００２４】
総合すれば、バイパスドーム９４およびバイパススペーサ９６は、制御部空洞部１１
２を画定し、これは、バイパス空洞部２６の制御部２６ｂ内に配設され、内部にバイパ
ス制御組立体９８が主に存在する。本開示の形態での制御部空洞部１１２は、また、バ
イパススペーサ９６とバイパスドーム９４との間に配設されたベントポート１１５と、
弁本体１６の側面を貫通して画定された対応する通孔１１７とを介してガス抜きをされ
得る。
【００２５】
このようなガス抜きは、バイパス制御組立体９８の適正動作を容易にし得る。バイパ
ス制御組立体９８は、制御要素１１４およびバイパス付勢デバイス１１６を含む。制御
要素１１４は、第１の端部１１４ａおよび第２の端部１１４ｂを有する円筒形状の弁部
材を含む。本開示の形態の第１の端部１１４ａは、第１の直径Ｄ１と、例えば、先細ま
たはブルノーズドプロファイルを有する着座表面１２０とを含む。着座表面１２０は、
バイパス空洞部２６の弁および制御部２６ａ、２６ｂ間の境界に弁本体１６により画定
される着座オリフィス１１８に選択的に係合して、バイパス弁１４を選択的に閉鎖して
、流体がバイパス流路ＦＰ２を流動するのを妨げるように適合される。
【００２６】
バイパス弁１４の制御要素１１４を再び参照して、第２の端部１１４ｂは、第１の端
部１１４ａの第１の直径Ｄ１より大きい第２の直径Ｄ２を含み、かつ半径方向のフラン
ジ１２２も含む。付勢デバイス１１６は、制御部空洞部１１２内に、制御要素１１４の
半径方向のフランジ１２２とバイパススペーサ９６との間に軸方向に配設されたコイル
ばねを含む。そのような配置により、付勢デバイス１１６は、制御要素１１４の第１の
端部１１４ａの着座表面１２０を図１に示す開位置に、着座オリフィス１１８から離れ
る方向へ付勢する。図示の形態では、半径方向のフランジ１２２は、開位置にあるとき
、バイパスドーム９４の内部段差肩表面１２４に接触し、制御要素１１４の着座オリフ
ィス１１８から離れる方向への軸方向変位を制限する。
【００２７】
バイパス弁１４の自動動作を容易にするために、制御要素１１４は、制御要素１１４
を第１および第２の端部１１４ａ、１１４ｂの間で貫通する検知内孔１２６を更に含む
。そのような配設により、制御要素１１４の第１の端部１１４ａに隣接する弁本体１６
内のいかなる流体圧力も、検知内孔１２６を介して制御要素１１４の第２の端部１１４
ｂに自動的に伝達される。加えて、これと同一の流体圧力が、制御要素１１４の第２の
端部１１４ｂとバイパスドーム９４の隣接内部壁１３０との間に配設された検知空洞部
１２８にも伝達される。このことに関して、制御要素１１４の第２の端部１１４ｂは、
ドーム９４の内部壁１３０に対向する検知表面１３２を画定する。図１にも示すように
、例えば、ｏリングを含み得る、第１の封止部材１３４が、制御要素１１４の第２の端
部１１４ｂの周囲の、制御要素１１４とバイパスドーム９４との間に、検知空洞部１２
８が実質的に流体密であるように、配設される。加えて、第２の封止部材１３５も、制
御要素１１４の第１の端部１１４ａの周囲に含まれ得、第１の端部１１４ａとバイパス
スペーサ９６内の通孔１０８との間に流体密の封止を提供する。第３の封止部材１３７
も、図示のように、バイパススペーサ９６とバイパスドーム９４の内部壁内との間に含
まれ得る。そのような構成により、第２および第３の封止部材１３５、１３７は、ギャ
ラリ２２およびバイパス空洞部２６の弁部２６ａからバイパススペーサ９６を通る流体
漏洩を最小化または妨げるように機能する。図１に示した形態では、第１の封止部材１
３４がバイパスドーム９４内に形成された環状凹部内に保持され、第２および第３の封
止部材１３５、１３７がバイパススペーサ９６内の環状凹部内に保持される。
【００２８】
そのような構成により、制御要素１１４の着座表面１２０でのいかなる圧力の増大も
、制御要素１１４の対向端部の検知表面１３２に自動的に伝達される。しかも、制御要
素１１４の第２の端部１１４ｂ、したがって検知表面１３２の直径Ｄ２は、着座表面１
２０の直径Ｄ１より大きいので、流体の力は検知空洞部１２８で、図２に示すように、
制御要素１１４を弁本体１６の着座オリフィス１１８と係合する閉位置の方向へ付勢す
る。制御要素１１４を図１に示す開位置から離れる方向へ移動させるのに必要な圧力の
量は、バイパス付勢デバイス１１６により制御要素１１４に加えられる力の大きさによ
り決まり、一般にバイパスデバイス１４の設定点圧力と呼ばれる。
【００２９】
例えば、上述したように、高流速条件の下で本開示の流体流動制御デバイス１０でバ
イパス動作を遂行するために、バイパスデバイス１４の設定点圧力は、好ましくはレギ
ュレータ１２の設定点圧力未満である。そのような構成により、何らかの流体をデバイ
ス１０の流入口１８に提供する前は、レギュレータ制御組立体３０およびバイパス制御
組立体９８の両方が図１の開位置にある。即ち、レギュレータ制御組立体３０は、流体
がレギュレータ流路ＦＰ１を流動するのを妨げず、バイパス制御組立体９８は、流体が
バイパス流路ＦＰ２を流動するのを妨げない。したがって、デバイス１０に提供される
いかなる流体も、レギュレータおよびバイパス流路ＦＰ１、ＦＰ２の両方を自由に流動
する。
【００３０】
弁本体１６の流入口１８での圧力が上昇し始めると、ギャラリ２２、バイパス空洞部
２６、およびレギュレータ空洞部２４内の圧力も上昇し始める。バイパス空洞部２６内
の圧力は、バイパスデバイス１４の制御要素１１４の第２の端部１１４ｂに保持された
検知表面１３２により検知内孔１２６を介して絶え間なく検知される。同様に、レギュ
レータ空洞部２４内の圧力は、レギュレータ１２の検知要素５４の検知表面６２により
絶え間なく検知される。上述したように、バイパス設定点圧力は、好ましくは、レギュ
レータ設定点圧力より低く、そのため、弁本体１６内の圧力はバイパス設定点圧力を超
え、流体が、制御要素１１４の検知表面１３２上に作用して、制御要素１１４を押圧し
てバイパス付勢デバイス１１２のばね力を克服して、図１に示す開位置から離れる方向
へ、最終的には閉位置に、移動させる。
【００３１】
図２に示すように、閉位置にあるとき、制御要素１１４の着座表面１２０は、弁本体
１６の着座オリフィス１１８に係合してバイパスデバイス１４を閉鎖し、それにより流
体がバイパス流路ＦＰ２を流動するのを妨げる。この場合も、本開示の制御デバイス１
０のバイパスデバイス１４の設定点圧力は、レギュレータ１２の設定点圧力より低いた
め、図２で、レギュレータ１２のレギュレータ制御組立体３０は、開位置に留まる。バ
イパスデバイス１４およびレギュレータ１２のこの状態は、正常の動作条件に類似し、
例えば、いずれかの下流搬送ラインが所望量加圧されたとき、レギュレータ１２はその
所望の圧力で以降の供給を維持するように機能する。
【００３２】
図１に関して上述したように、レギュレータ１２およびバイパスデバイス１４の両方
が開放されているとき、流入口１８からの流体は、レギュレータおよびバイパス流路Ｆ
Ｐ１、ＦＰ２の両方に沿って流動する。本開示の実施形態の一形態では、制御デバイス
１０は、不均衡な量の流体がこの状況で必然的にバイパスデバイス１４を介して流動す
るように、操作され得る。具体的には、一形態では、開放時のバイパス流路ＦＰ２の有
効断面積は、開放時のレギュレータ流路ＦＰ１の有効断面積より、両者が解放されてい
るとき流れの大半がバイパスデバイス１４を実際に通過するよう、大きくし得る。一部
の形態では、バイパス流路ＦＰ２の有効断面積とレギュレータ流路ＦＰ１との比は、約
１０：１〜約５００：１の範囲、約２５：１〜約５００：１の範囲、約５０：１〜約５
００：１の範囲、約５０：１〜約４００：１の範囲、約５０：１〜約３００：１の範囲
、約５０：１〜約２００：１の範囲、約５０：１〜約１００：１の範囲、約１００：１
〜約５００：１の範囲、約２００：１〜約５００：１の範囲、約３００：１〜約５００
：１の範囲、約４００：１〜約５００：１の範囲、または意図された適用に対して適当
な他の任意の比、とすることができる。比が大きいほど、バイパスデバイス１４および
レギュレータ１２の両方が開放されているとき、より多くの流体が方向転換されてバイ
パス流路ＦＰ２を通過する。一部の他の形態では、所与の適用に望まれる場合には、上
記の比は、１：１を含めて、上に列挙した比のいずれよりも小さくし得る。
【００３３】
このように、本開示の流体流動制御デバイス１０は、関連するレギュレータおよびバ
イパス制御組立体３０、９８がそれぞれの開位置にあるときには、レギュレータおよび
バイパス流路ＦＰ１、ＦＰ２の両方が開放に留まるように、配置されるものとしてこれ
まで説明を行ってきた。上述したように、本配置では、デバイス１０を通過する流体が
、レギュレータ１２を少なくとも部分的に通過することも可能である。しかし、図５お
よび６に示す流体流動制御デバイス１０の変形例では、付勢された追加の弁部材２００
を組み込むことにより、バイパスデバイス１４が開放されていればいつでも、レギュレ
ータ流路ＦＰ１が自動的に閉鎖されるように、流体流動制御デバイス１０を構成するこ
とができる。
【００３４】
図５および６に示すように、流体流動制御デバイス１０の本形態は、図１〜４に関し
て説明した流体流動制御デバイス１０と概ね類似するが、以下の点で相異する。例えば
、図５および６に示す弁本体１６は、ギャラリ２２とレギュレータ空洞部２４との間の
境界の位置に開口部２０２を追加的に画定する。付勢された弁部材２００は、開口部２
０２内に摺動可能に配設され、バイパスデバイス１４の姿勢に応じて図５に示す閉位置
と図６に示す開位置との間で移動可能である。更に、図示のように、デバイス１０は、
レギュレータ空洞部２４内の付勢された弁部材２００と第２の保持要素７８との間に配
設された追加の付勢デバイス２０４を含み、付勢された弁部材２００を閉位置に付勢す
る。
【００３５】
付勢された弁部材２００は、一般に、第１の端部２００ａおよび第２の端部２００ｂ
を有する長尺の本体を含む。第１の端部２００ａは、開口部２０２に対して選択的に着
座するための先細着座部２０６と、ばね座として機能する半径方向のフランジ２０８と
を含む。第２の端部２００ｂは、先細着座部２０６から開口部２０２を介して弁本体１
６のギャラリ２２内に延在するニードル部２１０を含む。ニードル部２１０は、干渉を
妨げるために開口部２０２より幅狭である。図５に示すように、付勢デバイス２０４が
付勢された弁部材２００を閉位置に押圧すると、先細着座部２０６は弁本体１６内の開
口部２０２に係合することにより、ギャラリ２２とレギュレータ空洞部２４との間の連
通を実質的に阻止する。しかし、図６に示すように、流入口１８での圧力がバイパスデ
バイス１４の設定点圧力を超えると、制御要素１１４は、着座表面１２０が着座オリフ
ィス１１８に係合してバイパスデバイス１４を閉鎖するように、（例えば、図１〜３に
関して上述したように）開位置から閉位置に移動する。
【００３６】
図５および図６に示す形態では、制御要素１１４の第１の端部１１４ａも付勢された
弁部材２００の第２の端部２００ｂの遠位端部表面２１２に係合し、付勢された弁部材
２００の先細着座部２０６を、付勢デバイス２０４の力に抗して、開口部２０２から離
れる方向へ自動的に押圧する。これにより、開口部２０２と先細着座部２０６との間に
隙間が生成され、図６に示すように開口部２０２を有効に開放して、流体圧力がレギュ
レータ空洞部２４内に伝わって、正常動作時でのレギュレータ１２との連通を可能にす
る。
【００３７】
このように、図５および６に示す形態の１つの利点は、付勢された弁部材２００がレ
ギュレータ１２を動作から実質的に完全に分離する一方で、バイパスデバイス１４がバ
イパス機能を遂行することである。レギュレータ１２のこの分離により、レギュレータ
１２の耐用年数を更に延長し得る。図５および６に示すデバイス１０の先行技術に対す
る追加の一変形例は、制御要素１１４内の検知内孔１２６の設計である。理解されるよ
うに、本形態の検知内孔１２６は、制御要素１１４の第１の端部１１４ａに直に隣接す
る傾斜導管部２１４（図６に示す）を含む。この傾斜導管部２１４は、検知内孔１２６
の長手軸に対して角度αで傾斜している。角度αは、一般に、制御要素１１４の第１の
端部１１４ａ内の開口部を、弁部材２００の道筋から外れるように移動させるのに充分
な、例えば１３５゜等の、任意の角度であり得る。そのような構成により、傾斜導管部
２１４は、図６に示すように、付勢された弁部材２００の遠位端部表面２１２と接触し
ている間であっても、検知内孔１２６がギャラリ２２から制御要素１１４の対向する第
２の端部１１４ｂ上の検知表面１３２に圧力を効果的に妨害なく確実に伝達するのに役
立ち得る。
【００３８】
図７および９は、図５および６の形態についての別の変形例を示す。図７および９で
、傾斜導管部２１４の角度αは約９０゜である。そのような構成により、制御要素１１
４の第１の端部１１４ａに隣接する検知内孔１２６の開口部は、バイパスデバイス１４
が閉位置にあるとき、弁本体１６の流出口２０と連通する。この構成は、バイパスデバ
イス１４の再開放を要しまたは望み得る、例えば、下流側圧力損失を検出するための空
気適用に有利であり得る。
【００３９】
以上で明確には検討しなかったが、図１〜６のいずれのバイパスデバイスが閉位置に
あるときでも、制御要素１１４の検知内孔１２６は、弁本体１６の流入口１８およびギ
ャラリ２２での圧力を検出し続けるということを理解されたい。このことは、流入口１
８およびギャラリ２２での圧力が、バイパスデバイス１４の設定点圧力をかなり上回っ
ている場合にも生じる。このように、流入口１８およびギャラリ２２での圧力の増大に
伴って、制御要素１１４の第２の端部１１４ｂで検知表面１３２上に作用する検知空洞
部１２８内の圧力もまた増大する。検知表面１３２上のこの圧力の増大は、制御要素１
１４の着座表面１２０を押圧する更なる力を加えて、弁本体１６の着座オリフィス１１
８とより強力に係合させる。関与する力および使用期間に応じて、そのような係合は着
座オリフィス１１８を摩耗させ得る。したがって、図９に示すように、本開示の流体流
動制御デバイス１０のバイパスデバイス１４の一形態は、着座オリフィス１１８に形成
された環状凹部３０２内に保持された硬化インサート３００を更に含み得る。この硬化
インサート３００は、硬化鋼、セラミック、または他の任意の適当な材料で形成され得
る。一部の形態では、制御要素１１４の着座表面１２０は、同様の硬化インサートも含
み、または代替的に含み得る。他の形態では、インサート３００は、硬化インサートで
なく、むしろ、例えば、ゴムまたはプラスチック等の、材料で造られた軟質インサート
でもよい。そのような軟質インサートは、バイパスデバイス１４およびレギュレータ１
２の設定点圧力が、異なるものではない場合または、例えば、デバイス１０がより流体
密な封止を提供するような空気システムに使用される場合の状況では有利であり得る。
【００４０】
最後に、図１０および１１は、本開示の流体流動制御デバイス１０のバイパスデバイ
ス１４の更に別の変形形態を示す。図１０および１１では、バイパスデバイス１４は、
前述の図面に関して示しかつ説明したバイパスデバイス１４と概ね同一であるが、制御
要素１１４を閉位置に選択的に固定するためのオーバーライドロック４００を含む。図
示のように、図１０および１１に示すオーバーライドロック４００は、バイパスドーム
９４内に形成されたねじ内孔４０４内に移動可能に配設されたねじ付軸４０２を含む。
ねじ付軸４０２は、制御要素１１４の動作と干渉しないような解除位置（図１１）と、
それが制御要素１１４を閉位置に拘束する錠止位置（図１０）との間で移動可能である
。
【００４１】
図１０および１１を再び参照して、本形態のねじ内孔４０４は、ねじ部４０６および
非ねじ部４０８を含む。非ねじ部４０８は、ねじ部４０６より大きい直径を有し、１つ
以上の封止要素４１２を収容する環状凹部４１０を含む。ねじ付軸４０２は、ねじ部４
１４、非ねじ部４１６、およびヘッド４１８を含む。軸４０２のねじ部４１４は、バイ
パスドーム９４のねじ内孔４０４のねじ部４０６と螺合し、非ねじ部４１６から離れる
方向へバイパスドーム９４の検知空洞部１２８内に存在する円錐状遠位端部４２０に延
在する。遠位端部４２０は、バイパスドーム９４の内部壁１３０を係合させることによ
りねじ付軸４０２が図１１に示す解除位置に接近したときその移動を制限するためのス
ナップリング４２２を追加的に収容する。
【００４２】
図示のように、ねじ付軸４０２の非ねじ部４１６は、ねじ付軸４０２の断面プロファ
イルがねじ内孔４０４の断面プロファイルに概ね対応するように、ねじ部４１４よりも
大きい直径を有する。そのため、ドーム９４により保持される１つ以上の封止要素４１
２は、非ねじ部４１６に半径方向に係合して、それらの間に流体密な封止を提供する。
この封止は、流体が検知空洞部１２８からねじ内孔４０４の外に漏出するのを妨げる。
【００４３】
ねじ付軸４０２のヘッド４１８は、ドーム９４の外部に配設され、非ねじ部４１６よ
り大きな寸法に作られる。ヘッド４１８は、手による手動調節を容易にするために刻み
付き表面、例えば、工具を用いた操作のための六角形のヘッド、または意図された目的
に適した他の何らかの構成体を含み得る。
【００４４】
最後に、オーバーライドロック４００が、弁本体１６内の動作圧力を検知空洞部１２
８に効果的に伝達するための検知内孔１２６の能力に干渉しないことを確実にするため
に、図１０および１１に示す形態の検知内孔１２６は、制御要素１１４の第２の端部１
１４ｂに隣接する傾斜導管部４２４を含む。傾斜導管部４２４は、制御要素１１４の長
手軸に対し４０角度Ｂで配設され得、角度Ｂは、例えば、図１０に示すように、制御要
素１１４の検知表面１３２内の開口部を、ねじ付軸４０２が制御要素１１４に接する位
置から離れる方向へ位置付けるように充分に鋭角である。一部の形態では、角度Ｂは約
１３５°または任意の他の適当な角度とすることができる。
【００４５】
上述したように構成されるオーバーライドロック４００では、ヘッド４１８を単に回
転させることにより、ねじ付軸４０２は、錠止位置（図１０）と解除位置（図１１）と
の間で容易に移動され得ることが理解されるはずであり、これによりねじ付軸４０２は
ねじ部４０６、４１４の相対動作に応じて軸方向に変位される。
【００４６】
制御要素１１４を閉位置（図１０）に選択的に固定し得ることは、有利なことに流体
流動制御デバイス１０を低圧適用（例えば、バイパスデバイス１４のバイパス設定点圧
力より低い圧力）に用いることを可能にする。即ち、バイパスデバイス１４を閉鎖状態
に固定すれば、流体流動制御デバイス１０のレギュレータ１２は、弁本体１６の流入口
１８での圧力がバイパスデバイス１６のバイパス設定点圧力より低いときであっても、
弁本体１６の流出口２０に流体を通常通りに送出することを許容される。制御要素１１
４を閉位置に固定し得ることの別の利点は、例えば、レギュレータ１２についての漏洩
試験の遂行を容易にし得ることである。バイパスデバイス１４を閉鎖状態に固定するこ
とにより、弁本体１６の流入口１８に供給される実質的に全ての流体は、レギュレータ
流路ＦＰ１を介してレギュレータ１２を流動する。
【００４７】
前述の例示の流体流動制御デバイス１０に基づいて、本開示は、流体流動制御デバイ
ス１０を用いて流体流動制御デバイス１０の、例えば、下流に位置する流体ラインを加
圧する方法にも関する。即ち、そのような方法によれば、本明細書に開示する流体流動
制御デバイス１０は、有利なことに、自動的に開閉するバイパス弁１４と、自動的に動
作するレギュレータ１２とを提供する。
【００４８】
そのような方法によれば、最初に、流体流動制御デバイス１０の弁本体１６の流入口
１８に、概ね低圧力だが潜在的には高流量で流体が供給される。この状態で、バイパス
付勢デバイス１１６は、図１に示すように、バイパスデバイス１４のバイパス制御組立
体９８を開位置に自動的に付勢する。加えて、レギュレータ付勢デバイス５０は、レギ
ュレータ１２のレギュレータ制御組立体３０を図１に示す開位置に自動的に付勢する。
そのような構成により、バイパスおよびレギュレータ制御組立体９８、３０は、流体が
、バイパスおよびレギュレータ流路ＦＰ２、ＦＰ１を流動するのを妨げない。
【００４９】
本明細書に開示する流体流動制御デバイス１０の形態では、バイパス制御組立体９８
は、例えば、コイルバネを含み得るバイパス付勢デバイス１１６の押圧を介して、開位
置に付勢される。コイルばねは、バイパス制御組立体９８の制御要素１１４を、弁本体
１６の着座オリフィス１１８から離れる方向へ付勢する。同様に、レギュレータ制御組
立体９８は、コイルバネを含み得るレギュレータ付勢デバイス５０の押圧を介して、開
位置に付勢される。レギュレータ付勢デバイス５０は、レギュレータ制御組立体３０の
レギュレータ制御要素５８（別名、弁棒５８）を、弁座６８の着座オリフィス７０から
離れる方向へ付勢する。
【００５０】
更に、バイパスデバイス１４およびレギュレータ１２の両方が開位置にあるときの上
述の状態では、バイパスデバイス１４は、弁本体１６の流入口１８での圧力に相関する
弁本体１６のギャラリ２２内の流体の圧力を、検知内孔１２６を介して、バイパス制御
組立体９８の制御要素１１４の第２の端部１１４ｂ上の検知表面１３２で、絶え間なく
検知する。同時に、レギュレータ１２は、弁本体１６内の同圧力を、レギュレータ制御
組立体３０の検知要素５４の第２の端部５４ａ上の検知表面６２で、絶え間なく検知す
る。
【００５１】
弁本体１６の流入口１８での、したがって弁本体１６のギャラリ２２内の、圧力が、
所定のバイパス設定点圧力に達するまたは上回ると直ちに、このことがバイパスデバイ
ス１４の制御要素１１４の検知表面１３２により検知され、バイパス制御組立体９８は
、例えば、図２に示す閉位置に自動的に移動する。より具体的には、弁本体１６内の圧
力は、検知内孔１２６を介して検知空洞部１２８に伝達されて検知表面１３２に加えら
れ、制御要素１１４を、第１の端部１１４ａ上の着座表面１２０が着座オリフィス１１
８に係合して着座するまで、バイパス付勢デバイス１１６の付勢力に抗して押圧する。
この構成では、バイパスデバイス１４は、流体が、バイパス流路ＦＰ２を流動するのを
妨げる。
【００５２】
弁本体１６内の圧力がバイパス設定点圧力より高いがレギュレータ設定点圧力よりは
低い限り、レギュレータ１２は、開放状態に留まり、流体流動制御デバイス１０を通る
流体の流れを許容する。したがって、本開示方法は、レギュレータ制御組立体３０の検
知要素５４の検知表面６２により検知された圧力がバイパス設定点圧力以上であるとき
、レギュレータ制御組立体３０を図１〜３に示す開位置に維持することを更に含む。し
かも、本方法は、検知要素５４の検知表面６４により検知された圧力がレギュレータ設
定点圧力以上であるとき、レギュレータ制御組立体３０を閉位置に自動的に移動させる
ことも含む。閉位置では、レギュレータ制御要素５８を弁座６８の着座オリフィス７０
に係合させて着座させることにより、レギュレータ制御組立体３８は、流体が、レギュ
レータ流路ＦＰ１を流動するのを効果的に妨げる。
【００５３】
以上に、本開示の流体流動制御デバイス１０により遂行される基本的な方法を説明し
た。例えば、図５および６に対して開示された変形例に関して、本開示は、バイパス流
路ＦＰ２が開放されているとき、レギュレータ流路ＦＰ１を自動的に閉鎖することも含
む。しかも、そのことは、バイパス流路ＦＰ２が閉鎖されているとき、レギュレータ流
路ＦＰ１を自動的に開放することを含み得る。一実施例では、このことは、バイパス制
御組立体９８が開位置にあり、流体がレギュレータ流路ＦＰ１を流動するのを妨げると
き、図５および６の付勢された弁部材２００を閉位置（図５）に自動的に位置付けるこ
とにより達成され得、バイパス制御組立体９８が閉位置にあり、流体がレギュレータ流
路ＦＰ１を流動するのを許容するとき、付勢された弁部材２００を開位置（図６）に自
動的に位置付けることにより達成され得る。付勢された弁部材２００を閉位置に自動的
に位置付けることは、弁部材２００をばね２０４で付勢してギャラリ２２とレギュレー
タ空洞部２４との間の弁本体１６によって形成された開口部２０２と係合させることを
含み得る。このように、弁部材２００を開位置に自動的に位置付けるためには、図６に
示すように、バイパス制御要素１１４が閉位置に移動すると、弁部材２００は、開口部
２０２から離れる方向へバイパス制御要素１１４で押圧される。
【００５４】
更に別の形態では、本方法は、流出口２０より下流で圧力の減少があると、バイパス
弁１４はこの圧力減少を検知して自動的に再開放するように、バイパス弁１４が閉鎖し
たとき、弁本体１６の流出口２０での圧力を検知することも含む。このことは、上述し
たように、図７．７および８に関して開示された構成体で達成され得、加圧するための
方法は、バイパス制御組立体９８が閉位置にあるとき、流出口２０での圧力を、バイパ
ス制御組立体９８の制御要素１１４の検知表面１３２で検知することを更に含む。
【００５５】
以上の説明に鑑みて、本開示の範囲および内容は単に説明的なものであり、本発明は
上記の特定の実施例のいずれにも限定されず、むしろ本発明は、そのいかなる均等物を
も含む以下の特許請求の範囲により画定されることが認識されなければならない。しか
も、本開示の種々の異なる形態を、例えば、異なる図面に提示したが、それらの形態の
いずれかまたはそれらの形態の任意の態様は、組み合わせられ得る。そのため、各異な
る形態は、他の形態からは独立で別個であるように意図されている。むしろ、全ての形
態は、当該技術分野内で可能な程度に、他の形態に対して相補的であるように意図され
ている。
【図１】
2016506004.tif 000003
【図２】
2016506004.tif 000004
【図３】
2016506004.tif 000005
【図４】
2016506004.tif 000006
【図５】
2016506004.tif 000007
【図６】
2016506004.tif 000008
【図７】
2016506004.tif 000009
【図８】
2016506004.tif 000010
【図９】
2016506004.tif 000011
【図１０】
2016506004.tif 000012
【図１１】
2016506004.tif 000013
【国際調査報告】
2016506004.tif 000014
2016506004.tif 000015
2016506004.tif 000016