JP4792496B2 - Flow control valve - Google Patents
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Description
本発明は、天然ガス井、油井、発電所、各種プラント等で使用される、流量調整弁に関する。 The present invention relates to a flow regulating valve used in natural gas wells, oil wells, power plants, various plants, and the like.
従来、天然ガス井、油井、各種プラント等において、流体の流れを制御するため流量調整弁が使用されている。特に天然ガス井、及び油井においては、地下高圧流体源から高圧ガスあるいは高圧油等を採掘することとなるため、流体を減圧する流量調整弁は大きな役割を担う。 Conventionally, in a natural gas well, an oil well, various plants, and the like, a flow regulating valve is used to control the flow of fluid. In particular, in natural gas wells and oil wells, high pressure gas or high pressure oil or the like is extracted from underground high pressure fluid sources, and therefore a flow regulating valve for decompressing fluid plays a major role.
流量調整弁は、一般的に図１に示すごとく構成されている。当該調整弁は、スカート部に設けられた開口（７０ＡからＤ、８４ＡからＤ）により流量を調整するものであり、より具体的には、ステム（４２）を上下方向に移動させることで、開口の面積に比例することとなる流体の流量を調整する。しかしながら、上記の先行技術は次のような欠点があった。まず、図１に示された流量調整弁は、ステム（４２）を上下させる構成であることから、上下方向に移動させる際に加わる圧力等により、使用時間が長くなるに従い部品間の間隙が変化し易く、密封性に問題があった。つまり、流体を遮断する能力が不十分であった。また、同流量調整弁は、開口（７０ＡからＤ、８４ＡからＤ）のみで流量を調整する構成、すなわち一段階で流量調整を行う構成であり、その流量調整能力にも限界があった。尚、本明細書において流量調整能力とは、流量調整弁によりもたらされる流量変化の程度に関する能力をいい、大きな流量変化をもたらすものを、優れた流量調整能力とする。 The flow regulating valve is generally configured as shown in FIG. The adjustment valve adjusts the flow rate by opening (70A to D, 84A to D) provided in the skirt portion. More specifically, the adjustment valve opens the stem (42) by moving it up and down. The flow rate of the fluid, which will be proportional to the area, is adjusted. However, the above prior art has the following drawbacks. First, since the flow regulating valve shown in FIG. 1 is configured to move the stem (42) up and down, the gap between components changes as the usage time increases due to the pressure applied when moving the stem (42) up and down. It was easy to do and there was a problem in sealing performance. That is, the ability to shut off the fluid was insufficient. Further, the flow rate adjusting valve has a configuration in which the flow rate is adjusted only by the opening (70A to D, 84A to D), that is, a configuration in which the flow rate is adjusted in one stage, and the flow rate adjusting capacity has a limit. In the present specification, the flow rate adjustment capability refers to the capability relating to the degree of flow rate change caused by the flow rate adjustment valve, and the one that causes a large flow rate change is regarded as an excellent flow rate adjustment capability.
また、図１に示した先行技術に限らず、高速流体を扱う天然ガス井、油井、各種プラント等においては、近年特に生産量増加が求められていることにともない、エロージョンが問題となっている。なお、エロージョンとは、プラントの配管内で発生する減肉減少をいい、ＦＩＣ（Ｆｌｏｗ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）とも呼ばれる。ここでは、高速流体及び粉体などの衝突及びキャビテーションなど物理的または機械的な作用による侵食をいうが、同時に電気化学的作用による腐食（コロージョン）が発生した場合の侵食も含むものとする。 Further, not only in the prior art shown in FIG. 1, but also in natural gas wells, oil wells, various plants and the like that handle high-speed fluids, erosion has become a problem in recent years due to the demand for increased production. . Note that erosion refers to a reduction in thickness reduction that occurs in plant piping, and is also referred to as FIC (Flow Induced Corrosion). Here, it refers to erosion due to physical or mechanical action such as collision of high-speed fluid and powder and cavitation, but at the same time, erosion caused by corrosion (corrosion) due to electrochemical action is also included.
さらに、労働環境改善の観点から、天然ガス井、油井、各種プラント等における騒音を低減することも当該技術分野では求められている。 Further, from the viewpoint of improving the working environment, it is also required in the technical field to reduce noise in natural gas wells, oil wells, various plants, and the like.
本発明は、従来技術の欠点を解消する流量調整弁を提供することを目的とするものである。より具体的には、密封性の優れた流量調整弁を提供することをその目的とする。また、流量調整能力のより優れた流量調整弁を提供することをその目的とする。さらに、エロージョンを抑制する流量調整弁を提供することをその目的とする。加えて、騒音を低減させる流量調整弁を提供することをその目的とする。 An object of the present invention is to provide a flow control valve that eliminates the drawbacks of the prior art. More specifically, an object of the present invention is to provide a flow rate adjusting valve with excellent sealing performance. It is another object of the present invention to provide a flow rate adjustment valve having a better flow rate adjustment capability. Furthermore, it aims at providing the flow regulating valve which suppresses erosion. In addition, an object of the present invention is to provide a flow rate adjusting valve that reduces noise.
本願発明の流量調整弁は、入口ポート、出口ポート、及び前記入口ポートと前記出口ポートとを連通する流路、を有するハウジングと、前記ハウジング内部に固定された外筒であって、前記流路に開口する窓が前記外筒の側面に設けられている前記外筒と、前記外筒内部に回転可能に備えられた内筒であって、前記内筒の側面で、かつ前記内筒の回転によって前記窓に開口する位置に流入孔が設けられ、前記外筒の内側側面と前記内筒の外側側面の間で流体の流れが阻止されるよう相互に接して備えられた前記内筒と、前記内筒の少なくとも一方の端部に備えられ、前記内筒の回転によって前記流路に開口する位置に内側流出孔が設けられた内側回転板と、前記ハウジング内部に固定された外側回転板であって、前記流路に開口する外側流出孔が設けられ、前記外側回転板と前記内側回転板の間で流体の流れが阻止されるよう相互に接して備えられた前記外側回転板、を備える流量調整弁であって、前記内筒の回転に対応して、前記流入孔の前記流路に開口する面積、及び前記内側流出孔の前記流路に開口する面積が変化することを特徴とする流量調整弁である。 The flow regulating valve of the present invention is a housing having an inlet port, an outlet port, and a flow path communicating the inlet port and the outlet port, and an outer cylinder fixed inside the housing, wherein the flow path A window that opens in a side surface of the outer cylinder, and an inner cylinder that is rotatably provided inside the outer cylinder, the side surface of the inner cylinder, and the rotation of the inner cylinder The inner cylinder provided in contact with each other so as to prevent the flow of fluid between the inner side surface of the outer cylinder and the outer side surface of the inner cylinder, wherein an inflow hole is provided at a position opening in the window by An inner rotating plate provided at an end of at least one of the inner cylinders and provided with an inner outflow hole at a position opened to the flow path by rotation of the inner cylinder; and an outer rotating plate fixed inside the housing. Outside outflow opening into the flow path A flow regulating valve comprising: the outer rotating plate provided in contact with each other so as to prevent a fluid flow between the outer rotating plate and the inner rotating plate, and corresponding to the rotation of the inner cylinder Then, the flow rate adjusting valve is characterized in that an area of the inflow hole opening in the flow path and an area of the inner outflow hole opening in the flow path are changed.
本願発明の第一の実施形態によれば、前記内筒を回転させることで、前記外筒の前記側面により前記流入孔が閉鎖されるとき、前記外側回転板により前記内側流出孔が閉鎖され、かつ前記内側回転板により前記外側流出孔が閉鎖されることを特徴とする流量調整弁である。 According to the first embodiment of the present invention, when the inflow hole is closed by the side surface of the outer cylinder by rotating the inner cylinder, the inner outflow hole is closed by the outer rotation plate, The flow rate adjusting valve is characterized in that the outer outflow hole is closed by the inner rotary plate.
本願発明の第二の実施形態によれば、前記窓は、前記外筒の直径方向断面において、前記外筒の中心に関して点対称に設けられており、前記流入孔は、前記内筒の直径方向断面において、前記内筒の中心に関して点対称に設けられていることを特徴とする流量調整弁である。 According to the second embodiment of the present invention, the window is provided point-symmetrically with respect to the center of the outer cylinder in the diametrical section of the outer cylinder, and the inflow hole is formed in the diametrical direction of the inner cylinder. In the cross section, the flow rate adjusting valve is provided point-symmetrically with respect to the center of the inner cylinder.
本願発明の第三の実施形態によれば、前記内側流出孔は、前記内側回転板の直径方向断面において、前記内側回転板の中心に関して点対称に設けられており、前記外側流出孔は、前記外側回転板の直径方向断面において、前記外側回転板の中心に関して点対称に設けられていることを特徴とする流量調整弁である。 According to a third embodiment of the present invention, the inner outflow hole is provided point-symmetrically with respect to the center of the inner rotary plate in the diametrical cross section of the inner rotary plate, and the outer outflow hole is In the diametrical cross section of the outer rotating plate, the flow rate adjusting valve is provided point-symmetrically with respect to the center of the outer rotating plate.
本願発明の第四の実施形態によれば、前記流入孔は、複数の円孔からなることを特徴とする流量調整弁である。 According to 4th embodiment of this invention, the said inflow hole consists of a some circular hole, It is a flow regulating valve characterized by the above-mentioned.
本願発明は、上述のように内筒を相対的に回転させることにより、流体の流量を調整することが可能となる。また、円柱状の部品を回転させることで流量を調整することから原則として物品間の間隙を変化させないため、本願発明の流量調整弁は、より高い密封性がもたらされる。本願発明は、内側回転板及び外側回転板を採用しており、内筒を回転させ内筒内に流体を密封した際に、２つの回転板が相互に押し付けられる方向に力が加わる構成である。つまり、両回転板の間隙はより減少する方向に力が加わるため、両回転板間は気液密となる。 In the present invention, the flow rate of the fluid can be adjusted by relatively rotating the inner cylinder as described above. Further, since the flow rate is adjusted by rotating the cylindrical part, the gap between the articles is not changed in principle, so that the flow rate adjusting valve of the present invention provides higher sealing performance. The present invention employs an inner rotating plate and an outer rotating plate, and when the inner cylinder is rotated and the fluid is sealed in the inner cylinder, a force is applied in the direction in which the two rotating plates are pressed against each other. . That is, since a force is applied in a direction in which the gap between the two rotating plates is further reduced, the two rotating plates are gas-liquid tight.
本願発明は、内筒及び外筒間で第一段階の流体の閉鎖が行われ、さらに、内側回転板及び外側回転板間で第二段階の流体の閉鎖が行われる構成である。従って、入口ポートから流入する流体を流量調整弁外へ流出することを妨げる能力、すなわち密封性が向上することは明らかであろう。 The present invention has a configuration in which the first-stage fluid is closed between the inner cylinder and the outer cylinder, and the second-stage fluid is closed between the inner rotary plate and the outer rotary plate. Therefore, it will be apparent that the ability to prevent the fluid flowing from the inlet port from flowing out of the flow regulating valve, that is, the sealing performance, is improved.
本願発明は、二段階で流体の減圧を行うことから、優れた流量調整能力を有することとなり、本願発明の流量調整弁により大きな減圧がもたらされることも明らかである。 Since the present invention performs the pressure reduction of the fluid in two stages, it has an excellent flow rate adjustment capability, and it is also clear that the flow rate adjustment valve of the present invention provides a large pressure reduction.
本願発明は、二段階で流体の減圧を行うことにより、エロージョンが抑制される。 In the present invention, erosion is suppressed by reducing the pressure of the fluid in two stages.
本願発明は、回転式の流量調整弁であることにより、騒音も抑制される。 Since the present invention is a rotary flow rate adjusting valve, noise is also suppressed.
図２に本願発明の実施例を示す。
まず、実施例の流量調整弁１は、ハウジング３を有する。ハウジング３は、流体がハウジングに流入する入口ポート３１、入口ポートと出口ポートを連通しその中を流体が流れる流路３５、及びハウジングから流体を排出する出口ポート３７とを備える。図２において、流量調整弁１中の流体の流れは、矢印で示されている。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention.
First, the flow regulating valve 1 of the embodiment has a housing 3. The housing 3 includes an inlet port 31 through which fluid flows into the housing, a flow path 35 through which the inlet port and the outlet port communicate with each other, and an outlet port 37 through which the fluid is discharged from the housing. In FIG. 2, the flow of the fluid in the flow regulating valve 1 is indicated by an arrow.
ハウジング３の内部には、外筒５が固定されている。外筒５は、その側面に設けられ、流路３５に面する窓２１を有する。流路内の流体は、窓２１を通して外筒５内部へ流入し、さらに、後述する内筒内部へと進む。窓２１は、外筒の直径方向断面において、外筒の中心に関して点対称に設けられており、互いに対向するように構成されている（図３（Ｂ）参照）。外筒の材質は、タングステンカーバイトの他、セラミック、工具鋼等の耐摩耗性に優れた材料であることが好ましい。尚、窓２１は、図３においては、側面からみて略長方形であるが、その形状が円形、楕円、多角形、その他の形状であってもよい。 An outer cylinder 5 is fixed inside the housing 3. The outer cylinder 5 has a window 21 provided on the side surface thereof and facing the flow path 35. The fluid in the flow path flows into the outer cylinder 5 through the window 21 and further advances into the inner cylinder described later. The windows 21 are provided point-symmetrically with respect to the center of the outer cylinder in the diametrical cross section of the outer cylinder, and are configured to face each other (see FIG. 3B). The material of the outer cylinder is preferably a material excellent in wear resistance such as ceramic and tool steel in addition to tungsten carbide. In FIG. 3, the window 21 is substantially rectangular as viewed from the side, but the shape may be circular, elliptical, polygonal, or other shapes.
外筒５内には、回転可能に備えられた内筒７が備えられる。外筒５の内側側面と内筒７の外側側面の間では、流体の流れが阻止されるよう相互に接して備えられている。すなわち、流体は、次に述べる流入孔２３を通してのみ、内筒７内に流入する構成である。 In the outer cylinder 5, an inner cylinder 7 provided rotatably is provided. The inner side surface of the outer cylinder 5 and the outer side surface of the inner cylinder 7 are provided in contact with each other so as to prevent the flow of fluid. That is, the fluid flows into the inner cylinder 7 only through the inflow hole 23 described below.
内筒７の側面には、内筒を回転させると窓に開口する位置に流入孔２３が設けられている。当該流入孔２３は、内筒７の直径方向断面において、内筒７の中心に関して点対称に設けられている（図４（Ｂ）参照）。内筒の材質は、タングステンカーバイトの他、セラミック、工具鋼等の耐摩耗性に優れた材料であることが好ましい。尚、流入孔２３は、図４においては、側面から見て複数の円形の流入孔であるが、当該構成に限定するものではなく、楕円、多角形等、他の形状であってもよい。 The side surface of the inner cylinder 7 is provided with an inflow hole 23 at a position that opens to the window when the inner cylinder is rotated. The inflow hole 23 is provided point-symmetrically with respect to the center of the inner cylinder 7 in the diametrical cross section of the inner cylinder 7 (see FIG. 4B). The material of the inner cylinder is preferably a material excellent in wear resistance such as ceramic and tool steel in addition to tungsten carbide. In addition, in FIG. 4, the inflow hole 23 is a plurality of circular inflow holes when viewed from the side, but is not limited to this configuration, and may be another shape such as an ellipse or a polygon.
上記のように、窓２１及び流入孔２３が、それぞれの中心に関して点対称で設けられており、各窓２１及び流入孔２３が対向する位置関係である。そして、対向する窓及び流入孔、すなわち点対称の位置にあるそれぞれの窓及び流入孔から流体が流入することとなり、図２の矢印で示されるように、内筒７内でそれぞれが逆方向の流れとなる。このことにより、それぞれの流れは相殺されることとなり、高い減圧効果を生じさせる。 As described above, the windows 21 and the inflow holes 23 are provided point-symmetrically with respect to the respective centers, and the windows 21 and the inflow holes 23 face each other. Then, fluid flows in from the opposing windows and inflow holes, that is, the respective windows and inflow holes at point-symmetrical positions, and as indicated by the arrows in FIG. It becomes a flow. As a result, the respective flows are canceled out, and a high decompression effect is generated.
図２において、内筒７の上方端部には、ロッド５１、及び揺動するクランク５３が連結されている。当該クランク５３をシリンダ５５で駆動することにより、内筒７を回転させる。尚、本実施例においては、シリンダ５５を用いて内筒７を回転させているが、当該構成に限定するものではなく、ハンドル等を用いて手動で回転させる構成や、モータ等の電動で回転させる等、他の方法で内筒７を回転さる構成であってもよい。 In FIG. 2, a rod 51 and a swinging crank 53 are connected to the upper end of the inner cylinder 7. The inner cylinder 7 is rotated by driving the crank 53 with the cylinder 55. In the present embodiment, the inner cylinder 7 is rotated using the cylinder 55, but the present invention is not limited to this configuration, and the configuration is such that it is manually rotated using a handle or the like, or rotated electrically by a motor or the like. For example, the inner cylinder 7 may be rotated by other methods.
ここで、図２及び図４を見ると明らかなように、内筒７がシリンダ５５によって回転させられることにより、流路内に開口する流入孔２３の面積、及び流入孔２３の数が変化する。すなわち、内筒７の回転に対応して、流路に開口する流入孔の総面積が変化することとなる。よって、内筒７の回転角度を調節することにより、流体の流量を変化させることが可能となる。 Here, as apparent from FIGS. 2 and 4, when the inner cylinder 7 is rotated by the cylinder 55, the area of the inflow holes 23 opened in the flow path and the number of the inflow holes 23 change. . That is, the total area of the inflow holes that open to the flow path changes corresponding to the rotation of the inner cylinder 7. Therefore, the flow rate of the fluid can be changed by adjusting the rotation angle of the inner cylinder 7.
また、図２において、内筒７の下方端部は、内側回転板９を備える。内側回転板９は、内筒７及び内側回転板９の回転により流路に開口する位置に内側流出孔２５が設けられた内側回転板９を有し、内側流出孔２５を通じて、流体が内筒７内部から流路を経て出口ポート３７に流出する。尚、図２においては、内筒７と内側回転板９は別々の部材を結合させた構成となっているが、内筒７と内側回転板９を一体に形成することにより、内筒７の一部として内側回転板９を備える構成であっても良い。内側回転板９の材質は、タングステンカーバイトの他、セラミック、工具鋼等の耐摩耗性に優れた材料であることが好ましい。 In FIG. 2, the lower end portion of the inner cylinder 7 includes an inner rotating plate 9. The inner rotary plate 9 has an inner rotary plate 9 provided with an inner outflow hole 25 at a position opened to the flow path by the rotation of the inner cylinder 7 and the inner rotary plate 9, and the fluid flows through the inner outflow hole 25 through the inner cylinder. 7 flows out from the inside through the flow path to the outlet port 37. In FIG. 2, the inner cylinder 7 and the inner rotary plate 9 are configured by combining separate members. However, by forming the inner cylinder 7 and the inner rotary plate 9 integrally, The structure provided with the inner side rotation board 9 as a part may be sufficient. The material of the inner rotary plate 9 is preferably a material excellent in wear resistance such as ceramic and tool steel in addition to tungsten carbide.
ハウジング３内部には、外側流出孔２７を有する外側回転板１１をさらに備える。図２において、当該外側回転板１１は、内筒７の下部に設けられ、外側回転板１１の上面が内側回転板９の下面と接するように備えられる。本実施例では、ハウジング３が外側流出孔２７を有する外側回転板１１を備える構成であるが、ハウジング３そのものが、外側流出孔２７を有する構成であってもよい。また、本実施例は外側回転板１１をウェアーブッシング１３に固定する構成であるが、外側回転板１１をハウジング３に固定する構成であってもよい。 An outer rotating plate 11 having an outer outflow hole 27 is further provided inside the housing 3. In FIG. 2, the outer rotating plate 11 is provided at the lower portion of the inner cylinder 7 and is provided such that the upper surface of the outer rotating plate 11 is in contact with the lower surface of the inner rotating plate 9. In the present embodiment, the housing 3 is configured to include the outer rotating plate 11 having the outer outflow hole 27, but the housing 3 itself may be configured to include the outer outflow hole 27. In this embodiment, the outer rotating plate 11 is fixed to the wear bushing 13, but the outer rotating plate 11 may be fixed to the housing 3.
尚、内側流出孔２５および外側流出孔２７は、直径方向断面において、中心に関して点対称に設けられていることが望ましい（図５（Ｂ）参照）。当該構成により、内側流出孔に加わる圧力が直径方向において均等になり、内筒７及び内側回転板１１の回転が円滑になるためである。外側回転板１１の材質は、タングステンカーバイトの他、セラミック、工具鋼等の耐摩耗性に優れた材料であることが好ましい。 The inner outflow hole 25 and the outer outflow hole 27 are desirably provided point-symmetrically with respect to the center in the diametrical cross section (see FIG. 5B). This is because the pressure applied to the inner outflow hole is uniform in the diametrical direction, and the inner cylinder 7 and the inner rotating plate 11 are smoothly rotated. The material of the outer rotating plate 11 is preferably a material excellent in wear resistance such as ceramic and tool steel in addition to tungsten carbide.
図２において、内側回転板９の下側面および外側回転板１１の上側面の間は、内筒７内から流出する流体の流れが阻止されるよう、相互に接して備えられている。すなわち、流体は、内側流出孔２５及び外側流出孔２７により形成される開口部を通してのみ、内筒７内から流出することとなる。 In FIG. 2, the lower surface of the inner rotating plate 9 and the upper surface of the outer rotating plate 11 are provided in contact with each other so that the flow of fluid flowing out from the inner cylinder 7 is prevented. That is, the fluid flows out from the inner cylinder 7 only through the opening formed by the inner outflow hole 25 and the outer outflow hole 27.
図２において、内筒７の下部にウェアーブッシング１３を設けることにより、ハウジング３のエロージョンをさらに抑制することができる。ウェアーブッシング１３は、タングステンカーバイトの他、セラミック、工具鋼等の耐摩耗性に優れた材料であることが好ましい。 In FIG. 2, erosion of the housing 3 can be further suppressed by providing the wear bushing 13 at the lower portion of the inner cylinder 7. The wear bushing 13 is preferably a material having excellent wear resistance, such as tungsten carbide, ceramic, tool steel, and the like.
図５及び図６の内側流出孔２５及び外側流出孔２７は、両者とも中心に関して点対称に設けられている略扇型の形状である。同構成を採用することにより、内側流出孔２５及び外側流出孔２７により形成される開口部の面積が、内筒７の回転角度と概ね比例関係となる。これにより、流量の調整および、減圧の程度の調整をより容易に行うことができる。尚、内側流出孔２５及び外側流出孔２７の形状は、略扇型に限定されるものではない。従って、円形、多角形等、その他の形状であってもよい。また、内側流出孔２５及び外側流出孔２７の形状は同一の形状でなくてもよい。 The inner outflow hole 25 and the outer outflow hole 27 in FIGS. 5 and 6 are both substantially fan-shaped and provided point-symmetrically with respect to the center. By adopting the same configuration, the area of the opening formed by the inner outflow hole 25 and the outer outflow hole 27 is approximately proportional to the rotation angle of the inner cylinder 7. Thereby, the adjustment of the flow rate and the degree of decompression can be more easily performed. In addition, the shape of the inner outflow hole 25 and the outer outflow hole 27 is not limited to a substantially fan shape. Therefore, other shapes such as a circle and a polygon may be used. Moreover, the shape of the inner outflow hole 25 and the outer outflow hole 27 may not be the same shape.
図６に示すように、内側流出孔２５及び外側流出孔２７を組み合わせることで、流体流出のための開口面積が、内筒７の回転角度に応じて変化する（図６Ａ〜Ｃ）。図６（Ａ１）及び（Ｂ１）の組み合わせが、流体がまったく流れない全閉の状態を示し、図６（Ａ２）及び（Ｂ２）が、孔の一部を通じて流体が流れる半開の状態を示し、図６（Ａ３）及び（Ｂ３）が、孔が全て開いている全開の状態を示す。内筒７の回転角度、及び内筒７と結合されている内側回転板１１の回転角度に対応して、孔の開口面積の総和が変化することとなる。よって、内筒７の回転角度を調節することにより、流量の調整及び流体の減圧の程度を変化させることが可能となる。 As shown in FIG. 6, by combining the inner outflow hole 25 and the outer outflow hole 27, the opening area for fluid outflow changes according to the rotation angle of the inner cylinder 7 (FIGS. 6A to 6C). 6 (A1) and (B1) show a fully closed state where no fluid flows, and FIGS. 6 (A2) and (B2) show a half-open state where the fluid flows through part of the hole, FIGS. 6A3 and 6B3 show a fully open state where all the holes are open. The sum of the opening areas of the holes changes corresponding to the rotation angle of the inner cylinder 7 and the rotation angle of the inner rotation plate 11 coupled to the inner cylinder 7. Therefore, by adjusting the rotation angle of the inner cylinder 7, it is possible to change the degree of flow rate adjustment and fluid pressure reduction.
ここで、図６（Ｂ１）に示すように、内筒７のある回転角度によっては、完全に流路を閉鎖することが可能である。完全に流路を閉鎖すると、内筒７内の高圧の流体が、内側回転板を外側回転板に向けて押圧することにより、密封性がさらに向上することとなる。 Here, as shown in FIG. 6 (B1), depending on the rotation angle of the inner cylinder 7, the flow path can be completely closed. When the flow path is completely closed, the high-pressure fluid in the inner cylinder 7 presses the inner rotary plate toward the outer rotary plate, thereby further improving the sealing performance.
また、上述のように、図６（Ａ１）及び（Ｂ１）の全閉の状態は、流入孔２３が閉じられているときに、内側流出孔２５および外側流出孔２７も閉じられる構成である。従って、流入孔２３の閉鎖及び、流出孔２５、２７の閉鎖という、２段階の閉鎖手段を備えることとなり、本流量調整弁全体としての密封性が向上することが明らかであろう。また、二段階で流量調整を行うことから、優れた流量調整能力を有することも明らかであろう。 Further, as described above, the fully closed state in FIGS. 6A1 and 6B1 is a configuration in which when the inflow hole 23 is closed, the inner outflow hole 25 and the outer outflow hole 27 are also closed. Therefore, it will be apparent that the two-stage closing means of closing the inflow hole 23 and closing the outflow holes 25 and 27 is provided, and the sealing performance of the entire flow rate adjusting valve is improved. It will also be apparent that the flow rate is adjusted in two stages, so that it has an excellent flow rate adjustment capability.
エロージョンを抑制する効果、及び騒音を抑制する効果については、上記実施例に伴う流量調整弁を、ガス坑井に使用して実験を行った。当該実験においては、２箇所のガス坑井において流量調整弁を使用した。第１の坑井における実験では、３０万ｍ３／ｄの使用環境で１ヶ月使用した後に流量調整弁を開放検査した。また、第２の坑井における実験では、３０〜５０万ｍ３／ｄの使用環境で３ヶ月使用した後、および１０ヶ月使用した後にそれぞれ開放検査をした。いずれの流量調整弁においても、エロージョンは確認されなかった。また、当該流量調整弁の使用中の騒音は、従来装置と比べて低減されていることも確認された。 With respect to the effect of suppressing erosion and the effect of suppressing noise, an experiment was performed using the flow rate adjusting valve according to the above-described example in a gas well. In the experiment, flow control valves were used in two gas wells. In the experiment in the first well, the flow regulating valve was opened and inspected after one month of use in an environment of 300,000 m3 / d. Moreover, in the experiment in a 2nd well, after using it for 3 months by 300-500,000 m3 / d use environment, and using it for 10 months, respectively, the open test | inspection was carried out. No erosion was observed in any of the flow control valves. It was also confirmed that the noise during use of the flow regulating valve was reduced as compared with the conventional device.
１ 流量調整弁、
３ ハウジング、
５ 外筒、
７ 内筒、
９ 内側回転板、
１１ 外側回転板、
１３ ウェアーブッシング、
２１ 窓、
２３ 流入孔、
２５ 内側流出孔、
２７ 外側流出孔、
３１ 入口ポート、
３３ 流路、
３５ 出口ポート、
５１ ロッド、
５３ クランク、
５５ シリンダ
1 Flow control valve,
3 Housing,
5 outer cylinder,
7 inner cylinder,
9 Inner rotating plate,
11 outer rotating plate,
13 Wear bushings,
21 windows,
23 Inflow hole,
25 inner outflow hole,
27 outer outflow holes,
31 entrance port,
33 channels,
35 exit port,
51 rods,
53 cranks,
55 cylinders
Claims (2)
前記ハウジング（３）内部に固定された外筒（５）であって、前記流路（３３）に開口する窓（２１）が前記外筒（５）の側面に設けられている前記外筒（５）と、
前記外筒（５）内部に回転可能に備えられた内筒（７）であって、前記内筒（７）の側面で、かつ前記内筒の回転によって前記窓に開口する位置に流入孔（２３）が設けられ、前記外筒（５）の内側側面と前記内筒（７）の外側側面の間で流体の流れが阻止されるよう相互に接して備えられた前記内筒（７）と、
前記内筒（７）の少なくとも一方の端部に備えられ、前記内筒の回転によって前記流路に開口する位置に内側流出孔（２５）が設けられた内側回転板（９）と、
前記ハウジング（３）内部に固定された外側回転板（１１）であって、前記流路（３３）に開口する外側流出孔（２７）が設けられ、前記外側回転板（１１）と前記内側回転板（９）の間で流体の流れが阻止されるよう相互に接して備えられた前記外側回転板（１１）、を備える流量調整弁（１）であって、
前記内筒（７）の回転に対応して、前記流入孔（２３）の前記流路（３３）に開口する面積、及び前記内側流出孔（２５）の前記流路（３３）に開口する面積が変化し、
前記内筒（７）を回転させることで、前記外筒（５）の前記側面により前記流入孔（２３）が閉鎖されるとき、前記外側回転板（１１）により前記内側流出孔（２５）が閉鎖され、かつ前記内側回転板（９）により前記外側流出孔（２７）が閉鎖され、
前記窓（２１）は、前記外筒（５）の直径方向断面において、前記外筒（５）の中心に関して点対称に設けられており、前記流入孔（２３）は、前記内筒（７）の直径方向断面において、前記内筒（７）の中心に関して点対称に設けられており、
前記内側流出孔（２５）は、前記内側回転板（９）の直径方向断面において、前記内側回転板（９）の中心に関して点対称に設けられており、前記外側流出孔（２７）は、前記外側回転板（１１）の直径方向断面において、前記外側回転板（１１）の中心に関して点対称に設けられていることを特徴とする流量調整弁。 A housing (3) having an inlet port (31), an outlet port (35), and a flow path (33) communicating the inlet port (31) and the outlet port (35);
The outer cylinder (5) fixed inside the housing (3), wherein a window (21) opening in the flow path (33) is provided on a side surface of the outer cylinder (5) ( 5) and
An inner cylinder (7) rotatably provided inside the outer cylinder (5), wherein an inflow hole (on the side surface of the inner cylinder (7) and at a position opened to the window by the rotation of the inner cylinder) 23), and the inner cylinder (7) provided in contact with each other so as to prevent the flow of fluid between the inner side surface of the outer cylinder (5) and the outer side surface of the inner cylinder (7); ,
An inner rotating plate (9) provided at at least one end of the inner cylinder (7), and provided with an inner outflow hole (25) at a position opened to the flow path by rotation of the inner cylinder;
An outer rotating plate (11) fixed inside the housing (3), provided with an outer outflow hole (27) that opens to the flow path (33), and the outer rotating plate (11) and the inner rotating plate A flow regulating valve (1) comprising the outer rotating plate (11) provided in contact with each other to prevent fluid flow between the plates (9),
Corresponding to the rotation of the inner cylinder (7), the area of the inflow hole (23) that opens to the flow path (33) and the area of the inner outflow hole (25) that opens to the flow path (33). Changes,
When the inflow hole (23) is closed by the side surface of the outer cylinder (5) by rotating the inner cylinder (7), the inner outflow hole (25) is formed by the outer rotation plate (11). And the outer rotating plate (9) closes the outer outlet hole (27),
The window (21) is provided point-symmetrically with respect to the center of the outer cylinder (5) in the diametrical cross section of the outer cylinder (5), and the inflow hole (23) is formed in the inner cylinder (7). Are provided point-symmetrically with respect to the center of the inner cylinder (7) ,
The inner outflow hole (25) is provided point-symmetrically with respect to the center of the inner rotary plate (9) in the diametrical cross section of the inner rotary plate (9), and the outer outflow hole (27) A flow rate adjusting valve provided symmetrically with respect to the center of the outer rotating plate (11) in a diametrical cross section of the outer rotating plate (11) .
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