特表 2023-503783 流体送達用マニホールドシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-01

(54)【発明の名称】流体送達用マニホールドシステム

(51)【国際特許分類】

   F15B 20/00 20060101AFI20230125BHJP

   F16K 43/00 20060101ALN20230125BHJP

【ＦＩ】

F15B20/00 G

F16K43/00

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022519788

(86)(22)【出願日】2020-09-25

(85)【翻訳文提出日】2022-05-27

(86)【国際出願番号】 IB2020000782

(87)【国際公開番号】W WO2021059019

(87)【国際公開日】2021-04-01

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522123418

【氏名又は名称】アスコ ニューマティクス（インディア） プライベート リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ルドラパトナ，ジャナルダナ

(72)【発明者】

【氏名】アショククマール，センチル

(72)【発明者】

【氏名】サチダナンダム，サウンドハラジャン

(72)【発明者】

【氏名】プンタンベカール，ナレシュ

【テーマコード（参考）】

3H066

3H082

【Ｆターム（参考）】

3H066AA07

3H066BA38

3H082AA20

3H082AA21

3H082BB30

3H082CC02

3H082CC03

3H082DA06

3H082DA32

3H082DA48

3H082EE20

(57)【要約】

本開示は、流体プロセスシステムの分野に関するものであり、流体送達用マニホールドシステム（３００）を開示している。システム（３００）は、第１のセットのソレノイドバルブ（ＳＯＶ）［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］、第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］、複数の遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］、少なくとも１つの第１のシャトルバルブ［（Ｓ１）、（Ｓ４－Ｓ６）］、および少なくとも１つの冗長シャトルバルブ［（Ｓ３）、（Ｓ４’－Ｓ６’）］を含む。各セットのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）、（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］は、並列に配置された少なくとも２つのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）、（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］を含む。ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）、（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］は、一緒になって、直列－並列冗長性を形成する。各遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］はＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］に結合され、そのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］のホットスワップを促進する。冗長シャトルバルブ［（Ｓ３）、（Ｓ４’－Ｓ６’）］は、第１のシャトルバルブ［（Ｓ１）、（Ｓ４－Ｓ６）］に冗長性を提供し、第１のセットのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２），（Ｖ１－Ｖ３）］のそれぞれから第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］のそれぞれへの流体の流れを促進し、それによってシステムの安全性および可用性を改善する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体送達用マニホールドシステム（３００）であって、前記マニホールドシステム（３００）は、複数のマニホールドアセンブリ（１０）を含み、前記マニホールドアセンブリ（１０）のそれぞれが、
ｉ．流体入口（１０２）の近くに位置付けられた第１のセットのソレノイド作動バルブ（ＳＯＶ）［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］であって、並列に配置された少なくとも２つのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］を含む、第１のセットの（ＳＯＶ）［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］と、
ｉｉ．前記第１のセットのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］と直列に接続された第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］であって、流体出口（１０４）の近くに位置付けられ、並列に配置された少なくとも２つのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］を含む、第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］と、
ｉｉｉ．複数の第１の遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］であって、前記第１の遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］のそれぞれが前記ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］のそれぞれに結合され、それぞれの第１の遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］が、関連するＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］のホットスワップを促進するように適合されている、複数の第１の遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］と、
ｉｖ．前記第１のセットのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］と前記第２セットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］との間に接続された少なくとも１つの第１のシャトルバルブ［（Ｓ１）、（Ｓ４－Ｓ６）］と、
ｖ．少なくとも１つの冗長シャトルバルブ［（Ｓ３）、（Ｓ４’－Ｓ６’）］であって、前記第１のセットのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］のそれぞれから前記第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］のそれぞれへの流体の流れが促進されるように、前記第１のシャトルバルブ［（Ｓ１）、（Ｓ４－Ｓ６）］に冗長性を提供し、それによってシステムの可用性を改善するように構成されていることを特徴とする、冗長シャトルバルブ［（Ｓ３）、（Ｓ４’－Ｓ６’）］と、を含む、システム。

【請求項2】

前記システム（３００）が、前記流体入口（１０２）から前記流体出口（１０４）への前記流体への代替バイパス経路を提供して、前記マニホールドアセンブリ（１０）の保守を容易にするバイパスバルブ（Ｂ１）を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記複数のマニホールドアセンブリ（１０）が、システムの信頼性を改善するために並列に接続されている、請求項１または２に記載のシステム。

【請求項4】

前記複数のマニホールドアセンブリ（１０）が、システムの信頼性を改善するために並列に接続され、前記マニホールドアセンブリ（１０）のそれぞれが、共通の出口シャトルバルブ（Ｓ１０）を介して前記流体出口（１０４）に接続されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項5】

前記複数のマニホールドアセンブリ（１０）が、システムの信頼性を改善するために並列に接続され、前記マニホールドアセンブリ（１０）のそれぞれが、第２の遮断バルブ（Ｍ１、Ｍ２）を介して前記流体入口（１０２）に接続されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項6】

前記複数のマニホールドアセンブリ（１０）が、システムの信頼性を改善するために並列に接続され、前記マニホールドアセンブリ（１０）のそれぞれが、第２の遮断バルブ（
Ｍ１、Ｍ２）を介して前記流体入口（１０２）に接続され、前記第２の遮バルブ（Ｍ１、Ｍ２）が手動操作バルブ（ＭＯＶ）である、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項7】

前記第１の遮断バルブが［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）（Ｉ１－Ｉ６）］であり、手動操作バルブ（ＭＯＶ）である、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項8】

複数のインジケータ［（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）、（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）］を含み、前記インジケータ［（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）、（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）］のそれぞれが、前記ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］のそれぞれに接続されて、前記ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］の状態を示す、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

複数の圧力センサ［（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）、（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）］を含み、前記圧力センサ［（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）、（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）］のそれぞれが、前記ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］のそれぞれに接続されて、前記ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］の状態を示す、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項10】

前記システム（１００）が、前記第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］を前記流体出口（１０４）へ接続する少なくとも１つの第２のシャトルバルブ［（Ｓ２）、（Ｓ７－Ｓ９）］を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項11】

前記マニホールドアセンブリ（１０）のそれぞれが、複数の第３のシャトルバルブ（Ｓ１’－Ｓ３’）を含み、前記第３のシャトルバルブ（Ｓ１’－Ｓ３’）のそれぞれが、その入力ポートにおける１つの第１のシャトルバルブ（Ｓ４－Ｓ６）および１つの冗長シャトルバルブ（Ｓ４’－Ｓ６’）と作動可能に結合され、前記第１のセットのＳＯＶ（Ｖ１－Ｖ３）のそれぞれから前記第２のセットのＳＯＶ（Ｖ４－Ｖ６）のそれぞれへの前記流体の前記流れを促進し、シャトルバルブの冗長性およびシステムの可用性を改善する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項12】

前記ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］のそれぞれが３／２ポペットバルブである、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項13】

前記遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］のそれぞれが３／２バルブである、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項14】

前記システム（３００）が、排気残留物を大気中に排出するための少なくとも１つの排気口（１０８）を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項15】

前記流体が、空気、中性ガス、液体、および天然ガスのうちの少なくとも１つを含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、連続プロセス送達用マニホールドシステムに関する。より具体的には、本開示は、石油の下流複合施設および石油化学産業のための安全性および可用性マニホールドシステムに関する。

【0002】

定義
本開示で使用される場合、以下の用語は、それらが使用される文脈が別の方法で示す場合を除いて、一般に、以下に記載される意味を有することを意図している。

【0003】

マニホールド－以下、「マニホールド」という用語は、流体の分配を容易にするために、複数の接合部を１つのチャネルに集中させるか、１つのチャネルを複数の接合部に分岐させるように設計された機器を指す。

【0004】

ホットスワップ－以下、「ホットスワップ」という用語は、システムへの電源を遮断することなく、システムの構成要素を追加および交換するプロセスを指す。

【0005】

シャトルバルブ－以下、「シャトルバルブ」という用語は、中央にフローティングボールを備えた三方バルブを指す。このバルブには２つの入力ポートおよび１つの出力ポートがある。一方の入力ポートからの入力で、ボールはシフトしてもう一方の入力ポートをブロックするため、一方の入力ポートと出力ポートとの間の流体接続が可能になる。両方の入力ポートからの入力により、ボールは中央に移動し、これにより、２つの入力ポートからの流れが出力ポートから出ることが可能になる。

【背景技術】

【0006】

以下の本明細書の背景情報は、本開示に関するが、必ずしも先行技術であるとは限らない。

【0007】

現在、すべての石油化学、化学、精製、および石油産業は、様々な産業プロセスの実行に関与するシステムの安全性および可用性の向上に重点を置いている。工業プロセスの安全性を規定する重要な要素は、重大な危険に直面したときに容易にシステムを完全にまたは部分的にオフにできることである。対照的に、可用性は、システムが様々な作動条件下で作動可能であり、スプリアストリップを回避する程度として規定される。処理産業および製造産業では、バルブは様々な作動を制御する上で重要な役割を果たす。これらのバルブの配置は、それらが使用される産業システムの安全性および可用性を規定する。例えば、安全性を確保するために、バルブは通常直列に配置される。したがって、１つのバルブが故障すると、ライン全体が自動的に機能しなくなる。可用性を強化するために、バルブは並列に配置される。この場合、１つのバルブが故障しても、並列のバルブが機能しているため、システムは作動を継続する。

【0008】

通常、プロセスプラントの流体送達システムは多くのバルブを含む。バルブは手動バルブおよび自動バルブに分類される。自動バルブのタイプのうちの１つは、３／２ソレノイドバルブとも呼ばれる３／２ポペットバルブである。３／２ポペットバルブは、３つのポート、２つの位置のポペットバルブを表す。３／２バルブと通常の２／２バルブとの違いは、流体を迂回させる追加のポートが存在することである。一方の位置では、流体はポペットバルブの入口ポートから適用ポートに流れ、他方の位置では、流体は入口ポートから排気ポートに接続された出口ポートに流れる。プロセスプラントでは、このようなポペットバルブの故障は避けられない。バルブが故障した場合、保守および交換を行うためにシ
ステムからバルブを遮断する必要がある。これは、システムの信頼性および可用性に影響する。

【0009】

したがって、従来のシステムに関連する重要な問題のうちの１つは、バルブを修理および復元するためにプロセス全体のシャットダウンが必要な修理および復元プロセスである。連続的なプロセス産業では、このことは、バルブが復元されている間、生産量が大幅に減少することを意味する。

【0010】

前述の問題を克服するために、産業プロセスの安全性および可用性を改善するためのマニホールドシステムが、特許公開ＷＯ２０１５／１５５７８６Ａ１に記載されている。図１は、特許公開ＷＯ２０１５／１５５７８６に記載されている一般的なマニホールドシステム（以下、「システム（１００）」という）の回路図を示している。システム（１００）は、流体入口（１０２）と流体出口（１０４）との間に接続された４つのソレノイド作動バルブ（ＳＯＶ）（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５）および４つの遮断バルブ（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ４、Ｉ５）を含む。このシステム（１００）には、２つのシャトルバルブ（Ｓ１、Ｓ２）のみが含まれている。一方のシャトルバルブ（Ｓ１）は、流体入口（１０２）の近くにある２つのＳＯＶ（Ｖ１、Ｖ２）を流体出口（１０４）の近くにあるＳＯＶ（Ｖ４）に接続し、他方のシャトルバルブ（Ｓ２）は、流体出口（１０４）の近くにある２つのＳＯＶ（Ｖ４、Ｖ５）を流体出口（１０４）に接続する。流体入口（１０２）の近くにある２つのＳＯＶ（Ｖ１、Ｖ２）を流体出口（１０４）の近くにある他方のＳＯＶ（Ｖ５）に接続するシャトルバルブはない。このことは、システムの可用性を低下させる。例えば、２つのＳＯＶ（Ｖ１、Ｖ５）のみが機能しており、他のＳＯＶ（Ｖ２、Ｖ４）が故障している場合、シャトルバルブ（Ｓ１）がＳＯＶ（Ｖ１）からＳＯＶ（Ｖ５）への流体の流れを許可しないため、システム（１００）は、流体入口（１０２）から流体出口（１０４）への流体の流れを許可しない。したがって、２つのＳＯＶ（Ｖ１およびＶ５）が機能している場合でも、システム（１００）の出力はゼロになる。

【0011】

次の真理値表（表１）は、ＳＯＶ（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５）の様々な作動状態に対するシステム（１００）の出力を示している。作動状態には、オン状態／通電状態（ロジック０で示される）およびオフ状態／非通電状態（ロジック１で示される）が含まれる。オフ状態または非通電のバルブは、修理および交換の対象となる故障したバルブを表す。

【表1】

【0012】

上記の真理値表から、次の所見を引き出すことができる。
（ｉ）入口（１０２）の近くにある両方のＳＯＶ（Ｖ１、Ｖ２）がオン状態にあり、出口（１０４）の近くにあるＳＯＶ（Ｖ４、Ｖ５）のうちの少なくとも１つがオン状態にある場合、流体はシステム（１００）を通って出口（１０４）まで横断することができる。
（ｉｉ）出口（１０４）の近くにある両方のＳＯＶ（Ｖ４、Ｖ５）がオン状態にあり、入口（１０２）の近くにあるＳＯＶ（Ｖ１、Ｖ２）のうちの少なくとも１つがオン状態にある場合、流体はシステム（１００）を通って出口（１０４）まで横断することができる。（ｉｉｉ）入口（１０２）の近くにあるＳＯＶ（Ｖ１、Ｖ２）のうちの少なくとも１つがオン状態にあり、シャトルバルブ（Ｓ１）に接続されたＳＯＶ（Ｖ４）がオン状態にある場合、流体はシステム（１００）を通って出口（１０４）まで横断することができる。
（ｉｖ）直列に接続された２つのＳＯＶ（Ｖ２、Ｖ５）がオン状態の場合、流体はシステム（１００）を通って出口（１０４）まで横断することができる。

【0013】

しかしながら、入口（１０２）の近くにあるＳＯＶ（Ｖ１）がオン状態にあり、出口（１０４）の近くにあるＳＯＶ（Ｖ５）がオン状態にある場合、シャトルバルブ（Ｓ１）がＳＯＶ（Ｖ５）に接続されていないため、入口（１０２）から出口（１０４）への流体の移動はない。このことは、システムの可用性を低下させる。

【0014】

図１に示すような従来のシステムでは、シャトルバルブの冗長性は提供されない。さらに、複数の故障したバルブがあり、故障したすべてのバルブの交換が必要な場合、流体送達システム全体をバイパスするか、または流体送達システム全体に冗長性を提供する手段はない。

【0015】

したがって、流体入口の近くにあるすべてのＳＯＶから流体出口の近くにあるすべてのＳＯＶへの流体の流れを促進し、それによってシステムの可用性を改善するマニホールドシステムの必要性がある。

【0016】

目的
本明細書の少なくとも１つの実施形態が満たす本開示の目的のいくつかは、以下のとお
りである。

【0017】

本開示の目的は、先行技術の１つ以上の問題を改善すること、または少なくとも有効な代替案を提供することである。

【0018】

本開示の目的は、流体送達用マニホールドシステムを提供することである。

【0019】

本開示の別の目的は、システムの可用性を常に維持する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。

【0020】

本開示のさらに別の目的は、ソレノイド作動バルブの容易な保守および修理を促進する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。

【0021】

本開示のさらに別の目的は、信頼できる流体送達用マニホールドシステムを提供することである。

【0022】

本開示のさらに別の目的は、ソレノイド作動バルブの個別の遮断を容易にする流体送達用マニホールドシステムを提供することである。

【0023】

本開示のさらに別の目的は、産業プロセスの安全性および可用性の程度を改善する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。

【0024】

本開示のさらに別の目的は、システム全体を妨げることなく１つのバルブの容易な保守を促進する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。

【0025】

本開示のさらに別の目的は、プロセス全体をシャットダウンすることなく、複数の故障したバルブの容易な保守を促進する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。

【0026】

本開示のさらに別の目的は、出口の流れを乱すことなく、複数の故障したバルブの交換を容易にする流体送達用マニホールドシステムを提供することである。

【0027】

本開示のさらに別の目的は、シャトルバルブの容易な交換を促進する流体送達用マニホールドシステムを提供することである。

【0028】

本開示のさらに別の目的は、完全なシャットダウンの可能性を最小限に抑えるマニホールドシステムを提供することである。

【0029】

本開示の他の目的および利点は、本開示の範囲を限定することを意図しない以下の説明からより明らかになるであろう。

【発明の概要】

【0030】

本開示は、流体送達用マニホールドシステムを想定している。マニホールドシステムは、複数のマニホールドアセンブリを含む。マニホールドアセンブリのそれぞれは、第１のセットのソレノイド作動バルブＳＯＶ、第２のセットのＳＯＶ、複数の第１の遮断バルブ、少なくとも１つの第１のシャトルバルブ、および少なくとも１つの冗長シャトルバルブを含む。第１のセットのＳＯＶは、流体入口の近くに位置付けられ、並列に配置された少なくとも２つのＳＯＶを含む。第２のセットのＳＯＶは、第１のセットのＳＯＶと直列に接続されている。第２のセットのＳＯＶは、流体出口の近くに位置付けられ、並列に配置された少なくとも２つのＳＯＶを含む。第１の遮断バルブのそれぞれは、ＳＯＶのそれぞ
れに結合されている。それぞれの第１の遮断バルブは、関連するＳＯＶのホットスワップを促進にするように適合されている。第１のシャトルバルブは、第１のセットのＳＯＶと第２のセットのＳＯＶとの間に接続されている。冗長シャトルバルブは、第１のセットのＳＯＶのそれぞれから第２のセットのＳＯＶのそれぞれへの流体の流れが促進されるように第１のシャトルバルブに冗長性を提供し、それによってシステムの可用性を改善するように構成されている。流体は、空気、中性ガス、液体、および天然ガスのうちの少なくとも１つを含む。

【0031】

利点としては、システムは、流体入口から流体出口への流体への代替バイパス経路を提供して、マニホールドアセンブリの保守を容易にするバイパスバルブを含む。

【0032】

利点としては、マニホールドアセンブリは並列に接続され、システムの信頼性を改善する。各マニホールドアセンブリは、第２の遮断バルブを介して流体入口に接続され、共通の出口シャトルバルブを介して流体出口に接続される。

【0033】

一実施形態では、第１の遮断バルブおよび第２の遮断バルブは、手動操作バルブ（ＭＯＶ）である。

【0034】

一実施形態では、システムは、複数のインジケータを含む。インジケータのそれぞれはＳＯＶのそれぞれに接続され、ＳＯＶの状態を示す。別の実施形態では、システムは、複数の圧力センサを含む。圧力センサのそれぞれはＳＯＶのそれぞれに接続され、ＳＯＶの状態を示す。

【0035】

一実施形態では、システムは、第２のセットのＳＯＶを流体出口に接続する少なくとも１つの第２のシャトルバルブを含む。別の実施形態では、マニホールドアセンブリのそれぞれは、複数の第３のシャトルバルブを含む。第３のシャトルバルブのそれぞれは、その入力ポートで１つの第１のシャトルバルブおよび１つの冗長シャトルバルブに作動可能に結合され、第１のセットのＳＯＶのそれぞれから第２のセットのＳＯＶのそれぞれへの流体の流れを促進し、シャトルバルブの冗長性およびシステムの可用性を改善する。

【0036】

一実施形態では、ＳＯＶは３／２ポペットバルブである。一実施形態では、遮断バルブは３／２バルブである。

【0037】

一実施形態では、システムは、排気残留物を大気中に排出する少なくとも１つの排気口を含む。

【図面の簡単な説明】

【0038】

次に、添付図面を利用して、本開示の流体送達用マニホールドシステムを説明する。

【0039】

【図1】一般的なマニホールドシステムの回路図を示す。

【図2】バイパスバルブを備えた図１のマニホールドシステムの回路図を示す。

【図3】４つのソレノイド作動バルブを含む１つのマニホールドアセンブリを有する本開示のマニホールドシステムの回路図を示す。

【図4】２つのマニホールドアセンブリを有する図３のマニホールドシステムの回路図を示す。

【図5】６つのソレノイド作動バルブを有する図３のマニホールドシステムの回路図を示す。

【0040】

参照番号のリスト
３００－システム
１０－マニホールドアセンブリ
１０２－流体入口
１０４－流体出口
１０６－アクチュエータ
１０８－排気口
Ｖ１－Ｖ６－ソレノイド作動バルブ（ＳＯＶ）
Ｉ１－Ｉ６－第１の遮断バルブ
Ｍ１、Ｍ２－第２の遮断バルブ
Ｂ１－バイパスバルブ
Ｓ１、Ｓ４－Ｓ６－第１のシャトルバルブ
Ｓ３、Ｓ４’－Ｓ６’－冗長シャトルバルブ
Ｓ２、Ｓ７－Ｓ９－第２のシャトルバルブ
Ｓ１’－Ｓ３’－第３のシャトルバルブ
Ｓ１０－共通の出口シャトルバルブ
Ｓ１１－バイパスバルブ用シャトルバルブ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ－インジケータ
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、ＰＢ１－圧力センサ

【発明を実施するための形態】

【0041】

本開示の実施形態は、以降、添付の図面を参照して説明される。

【0042】

本開示の範囲を当業者に徹底的かつ完全に伝えるために、実施形態が提供される。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の構成要素および方法に関連する多くの詳細が記載される。実施形態で提供される詳細は、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではないことは、当業者には明らかであろう。いくつかの実施形態では、周知のプロセス、周知の装置構造、および周知の技術は詳細には説明されない。

【0043】

本開示において使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、そのような用語は、本開示の範囲を限定するとみなされるべきではない。本開示で使用されるように、「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」の形態は、文脈が明らかに他のことを示唆しない限り、複数形も含むことを意図する場合がある。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する」という用語は、制限のない移行フレーズであり、したがって、記載された機能、整数、作動、要素、モジュール、ユニット、および／または構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の機能、整数、作動、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を禁止するものではない。

【0044】

ある要素が別の要素に「取り付けられている」、「かみ合っている」、「接続されている」、または「結合されている」と言及される場合、その要素は他の要素に直接取り付けられ、かみ合わされ、接続され、または結合され得る。本明細書で使用される場合、「および／または」という用語は、関連するリスト化された要素のうちの１つ以上の任意かつすべての組み合わせを含む。

【0045】

前述の用語は、１つの要素、構成要素、またはセクションを別の要素、構成要素、またはセクションから区別するためにのみ使用され得るので、第１、第２、第３などの用語は、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。本明細書で使用される場合、第１、第２、第３などの用語は、本開示によって明確に示唆されない限り、特定の順序または順番を意味するものではない。

【0046】

本開示の流体送達用マニホールドシステム（以下、「システム（３００）」と呼ぶ）は
、現在、図２から図５を参照して説明されている。システム（３００）は、それが使用される工業的プロセスの安全性および信頼性を改善するように設計されている。

【0047】

図３、４および５を参照すると、本開示のマニホールドシステム（３００）は、複数のマニホールドアセンブリ（１０）を含む。マニホールドアセンブリ（１０）のそれぞれは、第１のセットのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］、第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］、複数の第１の遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］、少なくとも１つの第１のシャトルバルブ［（Ｓ１）、（Ｓ４－Ｓ６）］、および少なくとも１つの冗長シャトルバルブ［（Ｓ３）、（Ｓ４’－Ｓ６’）］を含む。第１のセットのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］は、流体入口（１０２）の近くに位置付けられ、並列に配置された少なくとも２つのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］を含む。第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］は、第１のセットのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］と直列に接続されている。第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］は、流体出口（１０４）の近くに位置付けられ、並列に配置された少なくとも２つのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］を含む。第１の遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］のそれぞれは、ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］のそれぞれに結合されている。それぞれの第１の遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］は、関連するＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］のホットスワップを促進するように適合されている。

【0048】

マニホールドシステム（３００）の回路の構成は、ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］によって提供される冗長性が、第１の遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］に補助されてホットスワップの対象となるようにされている。例えば、図３を参照すると、ＳＯＶ（Ｖ１）が非通電状態にあり、残りのＳＯＶ（Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５）が通電状態にある場合、ＳＯＶ（Ｖ１）の入口にある流体は逃げ場がない。このような状態では、対応する第１の遮断バルブ（Ｉ１）が作動して、ホットスワップを実行する。これにより、ＳＯＶ（Ｖ１）への液体供給が遮断され、保守のために取り出すことができるようになる。これにより、プロセスが停止することはなく、システム（３００）は他の動作バルブ（Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５）で動作し続ける。

【0049】

図３～５に示すように、第１のシャトルバルブ［（Ｓ１）、（Ｓ４－Ｓ６）］は、第１のセットのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］と第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］との間に接続されている。冗長シャトルバルブ［（Ｓ３）、（Ｓ４’－Ｓ６’）］は、流体の流れが第１のセットのＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２）、（Ｖ１－Ｖ３）］のそれぞれから第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］のそれぞれへと促進されるように第１のシャトルバルブ［（Ｓ１）、（Ｓ４－Ｓ６）］に冗長性を提供し、それによってシステムの可用性を改善するように構成されている。流体入口（１０２）から流体出口（１０４）に移送される流体は、空気、中性ガス、液体、および天然ガスのうちの少なくとも１つを含む。

【0050】

一実施形態では、システム（１００）は、第２のセットのＳＯＶ［（Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ４－Ｖ６）］を流体出口（１０４）に接続する少なくとも１つの第２のシャトルバルブ［（Ｓ２）、（Ｓ７－Ｓ９）］をさらに含む。第２のシャトルバルブ［（Ｓ２）、（Ｓ７－Ｓ９）］は、流体を受け取ると、作動されたアクチュエータ（１０６）にさらに接続することができる。一実施形態によれば、アクチュエータ（１０６）は、両端にばねが取り付けられたラックアンドピニオン配置である。

【0051】

したがって、図３のシステム（１００）では、第１のセットのＳＯＶ、すなわち、流体入口（１０２）の近くにあるＳＯＶ（Ｖ１、Ｖ２）がシャトルバルブ（Ｓ１、Ｓ３）に接
続されている。第１のシャトルバルブ（Ｓ１）はＳＯＶ（Ｖ４）に接続され、冗長シャトルバルブ（Ｓ３）はそれぞれ第１の遮断バルブ（Ｉ４）および（Ｉ５）を介してＳＯＶ（Ｖ５）に接続されている。第２のセットのＳＯＶ（Ｖ４、Ｖ５）は、第２のシャトルバルブ（Ｓ２）を介して流体出口（１０４）に接続されている。

【0052】

次の真理値表（表２）は、ＳＯＶ（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５）の様々な作動状態での図３および図４のシステム（３００）の出力を示している。状態には、オン状態／通電状態（ロジック０で示される）およびオフ状態／非通電状態（ロジック１で示される）が含まれる。

【表2】

【0053】

表２（行１４）から、システム（３００）に追加の冗長シャトルバルブ（Ｓ３）を導入すると、ＳＯＶ（Ｖ２およびＶ４）が非通電／オフ状態の場合でも、出口（１０４）で流体が得られるようになっており、それによりシステムの信頼性および可用性が改善されることがわかり得る。

【0054】

利点としては、複数のマニホールドアセンブリ（１０）は、図４に示されるように並列に接続されている。これにより、システムの信頼性および可用性がさらに改善される。各マニホールドアセンブリ（１０）は、第２の遮断バルブ（Ｍ１、Ｍ２）を介して流体入口（１０２）に接続されている。各マニホールドアセンブリ（１０）は、共通の出口シャトルバルブ（Ｓ１０）を介して流体出口（１０４）に接続されている。この配置により、１つ以上の故障したＳＯＶ（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５）または故障したシャトルバルブ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）をオンラインで、すなわちシステム（３００）が作動しているときに簡単に交換できる。図３の実施形態の４つのＳＯＶ（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５）でさえも、出口（１０４）を通る流体の流れに影響を与えることなく、同時に取り外しおよび交換することができる。システム（３００）の障害または完全なシャットダウンの可能性も最小限に抑えられる。

【0055】

一実施形態では、第１の遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）（Ｉ１－Ｉ６）］および第２の遮断バルブ（Ｍ１、Ｍ２）は、手動操作バルブ（ＭＯＶ）である。

【0056】

図１および２に示されるように、一実施形態では、システム（３００）は、複数のインジケータ［（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）、（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）］を含み、インジケータ［（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）、（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）］のそれぞれはＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］のそれぞれに接続され、ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］の状態を示す。別の実施形態では、システム（３００）は、複数の圧力センサ［（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）、（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）］を含み、［（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）、（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）］のそれぞれは、ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］のそれぞれに接続され、ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］の状態を示す。さらに別の実施形態では、システム（３００）は、インジケータ［（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）］および圧力センサ［（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）、（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）］の両方を含む。

【0057】

図２の実施形態を参照すると、システム（３００）は、流体入口（１０２）から流体出口（１０４）への流体への代替バイパス経路を提供するバイパスバルブ（Ｂ１）を含む。これにより、１つまたは複数のＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］およびシャトルバルブ（Ｓ１－Ｓ９、Ｓ１’－Ｓ６’）を簡単に交換できる。バイパスバルブ（Ｂ１）は、別のシャトルバルブ（Ｓ１１）を介して流体出口（１０４）に接続することができる。システム（３００）はまた、その状態を示すためのバイパスバルブ（Ｂ１）に関連するインジケータ（Ｇ）および／または圧力センサ（ＰＢ１）を含むことができる。

【0058】

図５は、６つのＳＯＶ（Ｖ１－Ｖ６）を備えたマニホールドシステム（３００）の実施形態を示している。この実施形態では、マニホールドアセンブリ（１０）は、複数の第３のシャトルバルブ（Ｓ１’－Ｓ３’）を含む。第３のシャトルバルブ（Ｓ１’－Ｓ３’）のそれぞれは、その入力ポートで１つの第１のシャトルバルブ（Ｓ４－Ｓ６）および１つの冗長シャトルバルブ（Ｓ４’－Ｓ６’）に作動可能に結合され、第１のセットのＳＯＶ（Ｖ１－Ｖ３）のそれぞれから第２のセットのＳＯＶ（Ｖ４－Ｖ６）のそれぞれへの流体の流れを促進し、シャトルバルブの冗長性およびシステムの可用性を改善する。したがって、システム（３００）は、１２個のシャトルバルブ（Ｓ４－Ｓ９、Ｓ１’－Ｓ６’）を介して流体出口（１０４）に接続された６個のＳＯＶ（Ｖ１－Ｖ６）および６個の第１の遮断バルブ（Ｉ１－Ｉ６）を含む。ＳＯＶ（Ｖ１）の出口は、シャトルバルブの入力ポート（Ｓ４、Ｓ４’、Ｓ５、Ｓ６’）に接続されている。ＳＯＶ（Ｖ２）の出口は、シャトルバルブの入力ポート（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ５’、Ｓ６）に接続されている。ＳＯＶ（Ｖ３）の出口は、シャトルバルブの入力ポート（Ｓ４’、Ｓ５’、Ｓ６、Ｓ６’）に接続されている。シャトルバルブの出力ポート（Ｓ４、Ｓ４’）は、シャトルバルブ（Ｓ１’）の入力ポートに接続されている。シャトルバルブの出力ポート（Ｓ５、Ｓ５’）は、シャトルバルブ（Ｓ２’）の入力ポートに接続されている。シャトルバルブ出力ポート（Ｓ６、Ｓ６’）は、シャトルバルブ（Ｓ３’）の入力ポートに接続されている。シャトルバルブ（Ｓ１’）の出力ポートは、第１遮断バルブ（Ｉ４）を介してＳＯＶ（Ｖ４）の入口に接続されている。シャトルバルブ（Ｓ２’）の出力ポートは、第１遮断バルブ（Ｉ５）を介してＳＯＶ（Ｖ５）の入口に接続されている。シャトルバルブ（Ｓ３’）の出力ポートは、第１遮断バルブ（Ｉ６）を介してＳＯＶ（Ｖ６）の入口に接続されている。ＳＯＶ（Ｖ４）の出口は、シャトルバルブ（Ｓ７）の入力ポートに接続されている。ＳＯＶ（Ｖ５）の出口は、シャトルバルブ（Ｓ７、Ｓ８）の入力ポートに接続されている。ＳＯＶ（Ｖ６）の出口は、シャトルバルブ（Ｓ８）の入力ポートに接続されている。シャトルバルブ（Ｓ７、Ｓ８）の出力ポートは、流体出口（１０４）に接続されているシャトルバルブ（Ｓ９）の入力ポートに接続されている。

【0059】

次の真理値表（表３）は、ＳＯＶ（Ｖ１－Ｖ６）の様々な作動状態に対するシステム（５００）の出力を示している。

【表3】

【0060】

上記の真理値表から、ＳＯＶ（Ｖ１およびＶ６）またはＳＯＶ（Ｖ３およびＶ４）のみが通電状態にあり、残りのＳＯＶ（Ｖ２－Ｖ５）または（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ５、Ｖ６）が非通電状態の場合でも、流体は流体出口（１０４）で受け取られることがわかり得る。

【0061】

図５に示すシステム（３００）は、シャトルバルブの冗長性を提供し、ＳＯＶ（Ｖ１－Ｖ６）およびシャトルバルブ（Ｓ１－Ｓ８）の両方の個別の遮断を容易にする。さらに、追加のシャトル値（Ｓ１’－Ｓ６’）を含めると、システムの可用性が改善し、システムの障害／完全なシャットダウンの可能性も最小限に抑えられる。

【0062】

一実施形態では、ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］は、３／２ポペットバルブであり、遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］は３／２バルブである。

【0063】

一実施形態では、システム（３００）は、排気残留物を大気中に排出するための少なくとも１つの排気口（１０８）を含む。

【0064】

有利なことに、ＳＯＶ［（Ｖ１－Ｖ２、Ｖ４－Ｖ５）、（Ｖ１－Ｖ６）］および第１の遮断バルブ［（Ｉ１－Ｉ２、Ｉ４－Ｉ５）、（Ｉ１－Ｉ６）］は一緒に統合され、２つの異なる取り付け配置は不要になる。

【0065】

実施形態の前述の説明は、例示の目的で提供されており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。特定の実施形態の個々の構成要素は、一般に、その特定の実施形態に限定されないが、交換可能である。そのような変形は、本開示からの逸脱とみなされるべきではなく、そのようなすべての修正は、本開示の範囲内であるとみなされる。

【0066】

技術的進歩
本明細書で上に記載された本開示は、以下を含むがこれらに限定されない、流体送達用マニホールドシステムの実現を含むいくつかの技術的利点を有する。
●システムの可用性を常に維持すること、
●ソレノイド作動バルブの簡単な保守および修理を容易にすること、
●信頼性があること、
●ソレノイド作動バルブの個別の遮断を容易にすること
●工業プロセスの安全性および可用性の程度を改善すること、
●システム全体に影響を与えることなく、１つのバルブの保守を容易にすること、
●プロセス全体をシャットダウンすることなく、複数の故障したバルブの保守を容易にすること、
●出口の流れを妨げることなく、複数の故障したバルブの交換を容易にすること、
●シャトルバルブの簡単な交換を容易にすること、および
●完全なシャットダウンの可能性を最小限に抑えること。

【0067】

本明細書の実施形態およびその様々な特徴および利点の詳細は、以下の説明における非限定的な実施形態を参照して説明される。本明細書の実施形態を不必要に不明瞭にしないために、周知の構成要素および処理技術の説明は省略されている。本明細書で使用される実施例は、単に本明細書の実施形態が実施され得る方法の理解を容易にし、さらに当業者が本明細書の実施形態を実施できるようにすることを意図している。したがって、これらの実施例は、本明細書の実施形態の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【0068】

特定の実施形態の前述の説明は、本明細書の実施形態の一般的な性質を完全に明らかにするので、他の人は、現在の知識を適用することによって、一般的な概念から逸脱することなく、そのような特定の実施形態を様々な用途に容易に修正および／または適合させることができ、したがって、そのような適合および修正は、開示された実施形態の同等物の意味および範囲内で理解されるべきであり、理解されることを意図している。本明細書で使用される表現または用語は、説明を目的とするものであり、限定を目的とするではないことを理解されたい。したがって、本明細書の実施形態は好ましい実施形態に関して説明されてきたが、当業者は、本明細書の実施形態が、本明細書に記載の実施形態の精神および範囲内で修正して実施できることを認識するであろう。

【0069】

「少なくとも」または「少なくとも１つ」という表現の使用は、本開示の実施形態において１つ以上の所望の目的または結果を達成するために使用されるもので、１つ以上の要素または成分または数量の使用を示唆する。

【0070】

本明細書では、好ましい実施形態の構成要素および構成要素部分にかなりの重点が置かれているが、本開示の原理から逸脱することなく、多くの実施形態を行うことができ、好ましい実施形態に多くの変更を加えることができることが理解されよう。本開示の好ましい実施形態ならびに他の実施形態におけるこれらおよび他の変更は、本明細書の開示から当業者には明らかであり、それにより、前述の説明事項は、限定としてではなく、単に例
示として解釈されるべきであることが明確に理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】