JPH05504397A - オリフィス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 オリフィス装！ ［発明の領域］ この発明は流量計に関し、特に流量計測の基礎にオリフィス板と、その圧力差を 用いた流量計測装置に関する。

〔発明の背景〕

パイプライン類は、油井やガス井から生産される流体の輸送手段として用いられ る。これらの流量を計測することは大切なので、パイプライン断面内に複数のオ リフィス板を、特別な付属具で一列に装着することがなされている。ある種の付 属具はパイプライン内の流体の流れを中断させないで、オリフィス板を流体内へ 又はそこから移動させることが出来るようにしたものがある。また他の付属具は 、パイプライン内の流れを止めるだけで、オリフィス板を流路に着脱自在にして いる。

流量計測にオリフィスを用いることは、古くから知られている。オリフィス計測 の原理は、流路内にそれよりも小径の開口を持つ板体を置くことである。この板 体の上流と下流の流体圧力を読み取り、両者間の圧力差を計算することによって パイプライン内の流量を推測することが出来る。

このオリフィスによる計測の精度は、オリフィスの孔径とパイプの内径との比、 オリフィスの各個におけるパイプ又はチューブ内の上流又は下流の直線流の長さ 、パイプ又はチューブ等内に設けたオリフィス孔の離心率等、種々の要素乙こよ って定まる。この精度を表す標準としては、流量計測に全面的に適合するＡＮＳ Ｉ標準ＡＮＳＩ／ＡＰＩ　２５３０が用いられる。

しかしながら、ＡＰ　Ｉ／ＡＧＡ標準を実質的に改訂する一連の会議が行われ、 これが　′苦ゞ　マニュアル第１４章“天然ガス流量計測”の改訂になる予定で ある。この章には第３節“同心で正方形の隅角部を持ったオリフィス・メーター ”が含まれる。改訂される第３節は最新版であり、ＡＮＳ　Ｉ／ＡＰ　Ｉ２５３ ０の改訂につながって行くであろう。工星力玉：　Ａ　Ｇ　Ａレポート第３参照 。

これらの新しい要求項目は、たとえそれに伴う機構の変更による余分の出費を伴 っても、多くの企業が採用するであろう。

この新要求項目は、いかなる保持装置を用いるにせよ、オリフィス板の中心位置 制御（同心率又は離心率）についての要求がより大きくなる。しかしながらフラ ンジ以外のオリフィス板保持装置のほとんどは、板／シール／支持具の組合せの ようなやり方がめられる。この種の装置の最も普通のシールは、オリフィス板の 周りに配ｌしたエラストマ・シールである。この型のシールはその取付は装置の 関係で、改訂された標準のより厳密な中心位置制御要求を満たすことは出来ない 。これは成形時の許容差による。

従って、使用時に通常のシール効果を有しながら、据え付は時により厳密な中心 位置制御を可能にしたオリフィス板及びシールの組合せが必要になってくる。

〔発明の要約］ 本発明は合成ゴムその他の弾性体、プラスチック、金属シール等のシーリング要 素を許容しながら、精密な中心位置制御による据え付けを可能にしたオリフィス 板を開示する。オリフィス板の外縁がその中に突入するようにしたレリーフ部が シールの円周上の要所に設けられる。レリーフ部への突入と対応する仮支持具が 従って、オリフィス板の露出した縁部と密接することができ、装Ｗ全体の極めて 精密な金属対金属の封じ込めを許容し、それにより必要な中心位置制御が達成さ れる。しかしながら、レリーフとの接点にあるエラストマ、又はプラスチック・ シールはレリーフからの影響は受けず、これらの配置は通常のシーリング機能を 引き続き有している。この他のシーリング装置についても、このように多くの点 でオリフィス板が突出し接点をもつ類似の設計をし、このような、支持具／シー ル／板の組合せを作り、種々の用途に広く提供することができる。

〔図面の簡単な説明］ 本発明の特性及び目的をより良く理解するために、以下の図面を参照する。その 際各部分は参照符号を付けて説明する。

〔図１］はオリフィスを付した本発明の実施例の縦断面図。

〔図２］は本発明の好適な実施例である、オリフィス板を据えつける為に用いる 板□支持具の正面図である。

〔図３］は〔図２］の分割線３−３に沿って切断した本発明実施例の横断面図で ある。

〔図４〕は本発明の好適な実施例のオリフィス板及びシールの正面図である。

〔図５〕は〔図４〕の分割線５−５に沿って切断した本発明実施例の横断面図で ある。

〔図６］は本発明の好適な実施例のオリフィス板及びシールの細部を示す。

〔図７〕は本発明の好適な実施例の板支持具に接合しているオリフィス板及びシ ールの細部を示す。

〔図８〕は本発明のオリフィス板と交互するシールの展開見取り図である。

０図９〕は本発明の好適な実施例のベアリングに据え付けたオリフィス板及び交 互するシールの、一部破断した正面図。

〔Ｉｋｌｏ）は〔図９〕の分割線１０−１０に沿って切断した側方断面図である 。

〔実施例の説明］ 本発明はパイプラインに連結した据え付は装置内でオリフィス板の中心位置制御 を行うようにしたオリフィス板と、その方法に関する。（図１）はオリフィス据 え付は装置１２を示す。図示のように、オリフィス据え付は装置１２はパイプラ インの一部分にボルト留めされる（図示せず）フランジ部１４を持つ。これに代 えて、オリフィス据え付は装置１２は溶接用斜面（図示せず）を持ち、パイプラ インに直接溶接することも出来、あるいは装置とパイプラインとの連結の為に、 フランジと溶接斜面の組合せを用いることも出来る。

オリフィス据え付は装置１２は又１、本体１６と頂部１８を持つ。本体１６はパ イプライン内の流体３４と連通した下部室２０からなり、頂部１８は上部室２２ を囲む。弁座２４と弁座ガスケット２６は弁座ねし２８によって頂部１８に連結 される。孔３０は弁座２４と弁座ガスケット２６を貫いて開口し、その間の流体 の流通を許容する。

弁座２４は一般的に長方形の板であり、その底辺又は底面は実質的に平滑面を構 成している。弁座２４は鉄その他の元素の合金により成形される。弁座ガスケッ ト２６は黒鉛アスベストのようなガスケット材料で成形され、弁座ねじ２８は化 学処理を施した鋼材又は合金で成形される。

５図１］に示すように、オリフィス板支持具３２はパイプライン内流体３４と連 通している。オリフィス板支持具３２は、歯車軸とピニオンとから成る下部駆動 装置３６及び同様に歯車軸とピニオンとから成る上部駆動装置３８によって、オ リフィス据え付は装置１２内を昇降することが出来る。

上部室２２は、クランプ障壁４４及びクランプ障壁ねし４６により保持されたシ ーリング障壁４０及びシーリング障壁ガスケット４２によって、外部環境より密 閉されている。

〔図２］に示すように、オリフィス板支持具３２は、各々下部駆動装置３６及び 上部駆動装置３８に係合する平行う・ツク４７．４８を備える。（図４．５．７ ．８．９及び１０〕に最も良く示される通常の中心孔５２を持つオリフィス板５ ０は、ランク４７．４８の間に設置される。オリフィス板支持具３２はオリフィ ス板５０をその中に受ける開口５１をもつ。

オリフィス板支持具３２は開口の内周面５４を持ち、この面は開口５１内に突出 している耳片又は突出片５６を持つが、概略円環状である。耳片５６はその形が 概略台形であり、傾斜側面５８と内面６０を有している。

［図８〕に最も良く示されるように、オリフィス板５０は円周面６２を持つ概略 円形である。この形式は“′万国”標準の板であるが本発明はこれに限らず他の どの様な板にも適用できる。例えば板５０は万国標準に無い突出部を持ち、板保 持具の溝部に嵌め込むようになっている。

本発明の好適な実施例とそれに代わる実施例では、オリフィス板５０は金属製で あることが望ましく、又オリフィス板支持具３２も耳片又は突出部５６を含めて 金属製であることが望ましい。

〔図４．５］に最も良く示すように、オリフィス板５ｏは通常ゴム等よりなるエ ラストマ・ガスケント６４により包囲される。

ゴムガスケント６４はその内面に溝６６を形成し、この溝６６の形状と寸法は円 周面６２がシール６４の内周面６８と密接するように、円周面６２を溝６６内に 受けるようになっている。板５ｏの側面７ｏは、円周面６２と隣接した外端縁部 がシール６４の内側面７２によって包囲されている。シール６４はその２つの外 側面又は顔面７４が、支持具１２の内側面に当たるシールを形成する。側面７７ を持っ窪み又はレリーフ７６は一体成形又は切削によりシール６４の外側に形成 され、オリフィス板５０の外側円周面６２の部分又はチップ７８が窪みから露出 する。このような側面７７は傾斜面である。〔図６〕参照。窪み又はレリーフ７ ６は、形状、容積、数及び間隔が耳片又は突８部５６と一致している。シール６ ４の底部８ｏがら露出したチップ７８は、耳片又は突出片５６において内周面５ ４の内面６ｏと接合している。オリフィス板５０とそれに嵌まっているノール６ ４は、チップ７８が耳片５６の内面６０と密接するように開口５１内にすっぽり と嵌め込まれ、それによりオリフィス板５ｏ、それに伴い孔５２がオリフィス板 支持具３２内で精密に中心位置決めされる。　好ましい実施例では、シール６４ はゴムのようなエラストマで作られる。このような弾性材料は、オリフィス板５ ０上で硬化させられるか、オリフィス板５０の周りにその寸法に合わせて一体成 形される。この代わりに、〔図８〕に示すように、良く硬化せず、またあまり弾 性も無い例えばテフロンのようなプラスチック材および金属材がシールの材料と なることもある。

〔図８〕に示すような態様では、シール６４は各々オリフィス板５０を受ける内 面を持った２個の部分９０．９２よりなる。その各側はその円周縁部９８に窪み 又はレリーフ９６が設けられ、それ等を通して円周面６２のチップが露出し、耳 片又は突出片５６と当接する。従って窪み又はレリーフ９６は、窪み又はレリー フ７６と同様、互いに相似しているだけでなく、耳片又は突出片５６と合致する よう形状、寸法、数及び間隔が決められる。部分９０．９２は例えば部分９２に 装着したクリップ１００を部分９０の円周面に設けた伸張部１０２に係合させる ことによって、互いに組み合わされる。

他の変更例として、〔図９．１０〕に示すように、オリフィス板５０のチップ７ ８はシール１１４の対応する窪み１１２内に収められたボール・ヘアリング１１ ０と接触している。この状態では窪み又は孔１１２は、シール６４の傾斜面７７ の代わりに実質的に垂直な側面１１６を備える。垂直側面１１６はボール・ヘア リング１１０を定位置に保持する作用をする。シール１１４は据え付は装置１２ の内側面にシールを形成するシーリング側面１１８を備える。ボール・ヘアリン グ１１０は非常に精密な公差で製作されるのでオリフィス板５０の中心位置決め 精度は保たれる。さらにこの場合、仮支持具３２は耳片５６を含まず、ボール・ ヘアリング１１０を容れる精密公差を持った円径１２０の孔を形成し、オリフィ ス板円周面６２と根皮持具内径１２０との間が金属からなる中間接点で精密に保 たれる。

先に述べた実施例は単なる例証であって、本発明の範囲を限定したり、細部を変 更したりするものではない。例えば、〔図８］に示したシールは、金属製であっ てもよい。加えるに、例示された仮支持具は、パイプライン内の流れを変えるこ となく流路からの出し入れを行うようにしたものであるが、単に流路を閉鎖する ことにより、バイプラ１′ンからの出し入れを行うようにした装置を付加して用 いることも出来る。また、ボール・ヘアリング１１０が板支持具と、シール内の 成形片を含めたオリフィス板との間で、金属及びプラス千ツクを含め中間接点と なることも出来る。更に、図示された窪みの数はこれに限定されるべきではなく 、例えばより大きな寸法の板では、より多数の窪みを設けることも出来る。また 、エラストマの場合、シールはオリフィス板上で硬化され、又は板上に一体成形 される。本発明の領域又は本明細書に開示された発明思想を逸脱することのない 範囲で、その他の多くの実施例や改良が可能である。ここに述べられた発明思想 の範囲内で多くの変形や異なる実施例群が生まれ、その中には後に考えられた均 等構造や均等物を含み、また末法の要求する記載事項に従ってここに記述したち の以外の様々な実施の態様が考えられるので、本明細書に記載されたものはあく まで例示であって、限定的に解釈されるべきではない。

ＦＩＧ、１ ：１４４ 要　約　書 板保持其内のオリフィス孔を中心位置に据え付ける為のオリフィス据え付は装置 が開示される。

オリフィス据え付は装置はオリフィス板と、板の外縁部を包囲したシールとが協 働して板と装置間のシールをする。シール表面のシーリングしない面にはレリー フが形成され、そこからオリフィス板の外側円周面が露出している。板とシール を受ける保持具が備えられる。この保持具と露出面とを接触させて、板と保持具 の製作精度から保持具内の板の中心位１決めを行うようにした機構が提供される 。

国際Ｕ４を報告

Claims (40)

【特許請求の範囲】
1. １．オリフィス板支持具と共に用いられるオリフィス装置であって、 オリフィス板は外側円周面を持ち； 前記オリフィス板の前記外側円周面にシールを係合し、前記シールは外側シーリ ング面を含み；前記シールは複数のレリーフを持つ外側円周端面を備え前記オリ フィス板の前記外側円周面の部分が前記レリーフから露出している、 ことを特徴とするオリフィス装置。
2. ２．前記シールがエラストマにより形成されている請求の範囲第１項に記載のオ リフィス装置。
3. ３．前記エラストマは前記オリフィス板上で硬化された請求の範囲第２項に記載 のオリフィス装置。
4. ４．前記エラストマは前記オリフィス板上に一体成形される請求の範囲第２項に 記載のオリフィス装置。
5. ５．前記シールはプラスチック製の、前記オリフィス板を挟み込む２個の側面板 よりなり、前記側面板をその間の板と共に連結する手段を持つ請求の範囲第１項 に記載のオリフィス装置。
6. ６．前記レリーフは３個の窪みを含む請求の範囲第１項に記載のオリフィス装置 。
7. ７．前記レリーフは４個の窪みを含む請求の範囲第１項に記載のオリフィス装置 。
8. ８．前記外側シーリング面は顔面シーリング面である請求の範囲第１項に記載の オリフィス装置。
9. ９．外側円周面を持つオリフィス板と；前記外側円周面を包囲するシールと、前 記シールは少なくとも一つの外側シーリング面と一つの外側のシーリングしない 面を持ち； 前記シーリングしない面は窪みを持ち、前記窪みの深さは前記外側円周面の部分 が前記窪みから露出するのを許容し；板支持具は前記オリフィス板と前記包囲シ ールを受容する大きさの内側開口を持ち； 前記突出した外側円周面と相互作用して前記オリフィス板を前記開口内で中心位 置決めを行う第一装置：よりなるオリフィス板保持装置。
10. １０．前記外側シーリング面は顔面シーリング面であり、前記シーリングしない 面は円周面である請求の範囲第９項に記載のオリフィス板保持装置。
11. １１．前記第一装置は前記板支持具に装着され、端部を持つ耳片を含み、前記端 部は前記露出した外側円周面に接合している請求の範囲第９項に記載のオリフィ ス板保持装置。
12. １２．４個の耳片を持つ請求の範囲第１１項に記載のオリフィス板保持装置。
13. １３．３個の耳片を持つ請求の範囲第１１項に記載のオリフィス板保持装置。
14. １４．前記内側開口が前記外側シーリング面と接合した請求の範囲第９項に記載 のオリフィス板保持装置。
15. １５．前記シールが二つの部分からなり、前記オリフィス板をその間に包囲した 請求の範囲第９項に記載のオリフィス板保持装置。
16. １６．前記二つの部分が前記オリフィス板をその間に挟み込む請求の範囲第１５ 項に記載のオリフィス板保持装置。
17. １７．前記二つの部分を連結する手段がある請求の範囲第１５項に記載のオリフ ィス板保持装置。
18. １８．前記部分はプラスチックよりなる請求の範囲第１５項に記載のオリフィス 板保持装置。
19. １９．前記部分は金属よりなる請求の範囲第１５項に記載のオリフィス板保持装 置。
20. ２０．前記シールはエラストマよりなる請求の範囲第９項に記載のオリフィス板 保持装置。
21. ２１．前記シールは前記オリフィス板に取り付けられる硬化ゴムである請求の範 囲第２０項に記載のオリフィス板保持装置。
22. ２２．前記シールはゴム製であり、前記オリフィス板を挿入した請求の範囲第２ ０項に記載のオリフィス板保持装置。
23. ２３．流体か流れるパイプライン内の流量を計測する為のオリフィス装置であっ て、 外側円周面をもつオリフィス板と； 前記外側円周面を包囲するシールと； 前記オリフィス板と前記包囲シールを受容する大きさの内部開口をもつ板支持具 と； 前記板を支持する据え付け装置と、前記据え付け装置にシーリング接合するシー リング面とシーリングしない面を持つシールと； 前記シールは、前記シーリングしない面に前記外側円周面を露出させる窪みを持 ち； 前記板支持具内の前記オリフィス板を中心位置決めする為に、前記板支持具と前 記露出した外側円周面とを精密公差接合させる手段、 とを備えるオリフィス据え付け装置。
24. ２４．請求の範囲第１項に記載のオリフィス装置であって、更に前記レリーフ内 に位置し、前記オリフィス板の前記外側円周面の少なくとも数箇所と接合する中 間接点を有する、オリフィス装置。
25. ２５．前記中間接点が硬質材料で形成される請求の範囲第２４項に記載のオリフ ィス装置。
26. ２６．前記硬質材料が金属である請求の範囲第２５項に記載のオリフィス装置。
27. ２７．前記硬質材料がプラスチックである請求の範囲第２５項に記載のオリフィ ス装置。
28. ２８．前記レリーフが孔を含む請求の範囲第２４項に記載のオリフィス装置。
29. ２９．前記中間接点が少なくとも３ヵ所の前記孔内に臨む請求の範囲第２８項に 記載のオリフィス装置。
30. ３０．前記第一装置は前記孔内の中間接点を含み、前記露出した外側円周面の少 なくとも１ヵ所に接合している請求の範囲第９項に記載のオリフィス板保持装置 。
31. ３１．前記第一装置は前記孔内の中間接点を含み、前記板支持具の前記内側開口 に接合している請求の範囲第３０項に記載のオリフィス板保持装置。
32. ３２．前記中間接点が硬質材料で形成される請求の範囲第３１項に記載のオリフ ィス板保持装置。
33. ３３．前記硬質材料が金属である請求の範囲第３２項に記載のオリフィス板保持 装置。
34. ３４．前記中間接点がプラスチックで形成される請求の範囲第３２項に記載のオ リフィス板保持装置。
35. ３５．前記内部開口が前記中間接点に接合している請求の範囲第３２項に記載の オリフィス板保持装置。
36. ３６．前記内部開口は精密にさく孔された内側直径の円孔を含む請求の範囲第３ ５項に記載のオリフィス板保持装置。
37. ３７．前記窪みが孔を含む請求の範囲第３０項に記載のオリフィス板保持装置。
38. ３８．前記中間接点が少なくとも３ヵ所の前記孔内に臨む請求の範囲第３７項に 記載のオリフィス板保持装置。
39. ３９．前記中間接点が少なくとも４ヵ所の前記孔内に臨む請求の範囲第３７項に 記載のオリフィス板保持装置。
40. ４０．前記中間接点を含む装置類が前記板の露出した外側円周面と前記板支持具 の内側開口に接合する請求の範囲第２３項に記載のオリフィス据え付け装置。