JP3762938B2 - 可変オリフィス装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流量に応じて流路断面積を変更することのできる可変オリフィス装置の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は流量計測用オリフィスの原理図であり、配管１０１の途中にオリフィス１０２を介在させ、このオリフィス１０２の１次側圧力取出し口１０３で圧力Ｐ１を計測し、２次側圧力取出し口１０４で圧力Ｐ２を計測することで、次の計算式により、流量Ｑを求めることができるオリフィス式流量計測の原理を示す。
【０００３】
【数１】
【０００４】
ただし、オリフィス孔の径ｄを小さくするほど、オリフィス１０２の圧力損失は大きくなる。
又、上記の如く流量を計測するためのオリフィスは広く知られているが、オリフィスは次に示す用途にも使われる。
図１８は分岐管に取付けた従来のオリフィスの配置図であり、集合管１１０の分岐管１１１にオリフィス１１２を取付け、分岐管１１３にオリフィス１１４を取付けることで、分岐管１１１の流量をＱ１に制御し、分岐管１１３の流量をＱ２に制御するというものであり、オリフィス１１２，１１４のオリフィス孔の径を増減することで、Ｑ１，Ｑ２の流量を変更することが可能となる。
この様にオリフィス１１２，１１４は、流量計測以外の用途にも広く採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記オリフィス１１２，１１４は基本的に前記オリフィス１０２と同形であるため、オリフィス孔の径が小さいほど圧力損失は大きくなる。
そして、カバーすべき最大流量と最小流量とに差が大きいと次の様な課題が発生する。
▲１▼最大流量を基準とすると最小流量のときに殆ど圧損が発生せずオリフィスの効果が期待できない、又は▲２▼最小流量を基準とすると圧損が過になって最大流量を流すことができなくなる。
この様にオリフィス１１２，１１４ではカバーすべき流量の範囲が限られており、このことがオリフィスの使い勝手を悪いものとしている。
そこで、本発明の目的は広範囲の流量に対応できるオリフィス装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、配管に取付けるオリフィスプレートと、このオリフィスプレートに開けた１個若しくは複数個のオリフィス孔と、このオリフィス若しくはこれらのオリフィス孔を塞ぎ、開き始める流量が互に異なる複数のバルブとから可変オリフィス装置を構成する。
【０００７】
流量が大きいのときには、複数のバルブが開いて大流量を流す。流量が減少するとバルブが順に閉じる。この様にして流量に応じて開くバルブの数を変化させることで、広範囲の流量に対応させる。
【０００８】
請求項２では、オリフィス孔の数は複数であり、複数のバルブは互いに重さが異なり、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くように構成したことを特徴とする。
【０００９】
バルブの重さに差をつけ、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くようにする。バルブは重さに差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
【００１０】
請求項３では、オリフィス孔の数は複数であり、複数のバルブは弾性係数の異なる弾性体で弁閉方向へ付勢され、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい方のバルブから順に開くように構成したことを特徴とする。
【００１１】
弾性係数に差のある弾性体でバルブを弁閉方向に付勢しておき、、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい順に開くようにする。弾性体に差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
【００１２】
請求項４では、オリフィス孔の数は１個であり、複数のバルブは互いに重さが異なり、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くように構成したことを特徴とする。
【００１３】
バルブの重さに差をつけ、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くようにする。バルブは重さに差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
加えて、オリフィス孔が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置を提供することができる。
【００１４】
請求項５では、オリフィス孔の数は１個であり、複数のバルブは弾性係数の異なる弾性体で弁閉方向へ付勢され、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい方のバルブから順に開くように構成したことを特徴とする。
【００１５】
弾性係数に差のある弾性体でバルブを弁閉方向に付勢しておき、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい順に開くようにする。弾性体に差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
加えて、オリフィス孔が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る可変オリフィス装置（第１実施例）の断面図であり、可変オリフィス装置１０は、オリフィスプレート１１に複数個のオリフィス孔１２・・・を開け、これらのオリフィス孔１２・・・に各々重力式バルブ２１〜２５を組込んだものであり、パッキン３１を介して、ボルト３２・・・，ナット３３・・・で、配管３４のフランジ３５に取付けることができる。
【００１７】
図２は図１の２−２矢視図であり、バルブ２１〜２５をサークル３７上に並べたものである。ただし、これらのバルブ２１〜２５は想像線で示す配管３４の管内に収める。
【００１８】
図３は図２をサークルに沿って展開した図であり、バルブ２１は、薄くて軽い弁ディスク２１ａに脚２６・・・を付けたものであり、バルブ２２は、少し厚くて少し重い弁ディスク２２ａに脚２６・・・を付けたものであり、バルブ２３はより厚く重い弁ディスク２３ａに脚２６・・・を付けたものであり、バルブ２４は更に厚く重い弁ディスク２４ａに脚２６・・・を付けたものであり、バルブ２５は最も厚くで重い弁ディスク２５ａに脚２６・・・を付けたものである。
【００１９】
なお、この例では厚さを変えて弁ディスク２１ａ〜２５ａの重さに差をつけたが、アルミニウム（比重２．７）合金などの軽金属で弁ディスク２１ａ，２２ａを製造し、炭素鋼（比重７．９）で弁ディスク２３ａ，２４ａを製造し、鉛合金（比重１１．４）合金などの重い金属で弁ディスク２５ａを製造してもよい。厚さの差を抑えることで、見栄えをよくすることができるからである。
従って、弁ディスク２１ａ〜２５ａに重量差を付けるには、寸法の変化、材質の変更またはこれらの組合わせによって実現できるものであり、実施例に限定するものではない。
【００２０】
図４（ａ），（ｂ）はバルブの取付け要領図である。
（ａ）において、弁ディスク２１ａ〜２５ａの下面から３本の脚２６・・・を延ばし、これらの脚２６・・・をオリフィス孔１２に差込む。
（ｂ）において、脚２６・・・の下部を折り曲げて鈎部２７・・・を形成し、これらの鈎部２７・・・で上への抜け止め作用を発揮させる。
従って、本例のバルブ２１〜２５は鼎（かなえ）形バルブであると言える。
バルブ２１〜２５は、単に重さに差をつけるだけであるから、構造が極めて簡単になり、この結果、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
【００２１】
図５（ａ）〜（ｃ）は可変オリフィス装置（第１実施例）の作用説明図である。
（ａ）は最小流量における可変オリフィス装置の作動を示し、流量が少ないため、一番軽いバルブ２１だけがリフトし弁開となる。他のバルブ２２〜２５は閉じたままである。従って、流量が小さいにもかかわらず、十分な圧損を発生させることができる。
【００２２】
（ｂ）は中程度の流量における可変オリフィス装置の動作を示し、軽い方のバルブ２１，２２が全開となり、中央のバルブ２３が１／２開度となり、重い方のバルブ２４，２５は閉じたままである。
（ｃ）は最大流量における可変オリフィス装置の動作を示し、流量が多いため、全てのバルブ２１〜２５が開いたことを示す。バルブ２１〜２５で流量を確保するため、比較的小さな圧損で大流量を流すことができる。
【００２３】
図６は本発明に係る可変オリフィス装置を備えた流体均質化装置の断面図である。なお、流体均質化装置の目的を説明すると、密度など性質の異なる流体を混合した混合流体をタンクに一時貯溜すると、軽い成分が上に溜まり、重い成分が下に溜るなど分離することがあり、仮にこの様な分離の虞れがあっても、所定の比率の混合流体に戻して出口管から取り出すことができる装置を流体均質化装置と言う。
【００２４】
その流体均質化装置４０は、少なくとも２種類の流体（例えば天然ガスとプロパンガス）を混合してなる混合流体を貯溜するタンク４１と、タンク４１に混合流体を吹込む入口管４２と、タンク４１内の複数箇所に開口する複数の枝管５１〜５５を備えた集合管５０と、枝管５１〜５５の各々に設けた可変オリフィス装置１０・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）と、集合管５０で集合した流体を取出す出口管４３と、からなる。
【００２５】
タンク４１は、シリンダ４１ａの両端に鏡板４１ｂ，４１ｃを溶接した圧力容器である。４４は脚、４５はドレーン抜き管、４６はドレーンバルブ、４７はベント管、４８はベントバルブである。
【００２６】
以上の構成からなる流体均質化装置の作用を説明する。
図７は本発明に係る流体均質化装置の作用図であり、入口管４２から吹込んだ混合流体は、十分に多量であれば、入口管４２からの吹出し速度が大きく、タンク４１内部での攪拌が盛んであるため、好ましい混合比で枝管５１〜５５、集合管５０を介して出口管４３から流れ出る。
【００２７】
一方、入口管４２から吹込む混合流体が少量であれば、入口管４２からの吹出し速度が小さく、タンク４１内部での攪拌も期待できない。その結果、タンク４１の上部に軽い成分が溜まり、タンク４１の下部に重い成分が溜まる虞れがある。そこで、上位の枝管５１，５２で比較的軽い成分の流体をｑ１，ｑ２の通りに吸込み、中央の枝管５３で平均的な成分の流体をｑ３の通り吸込み、下位の枝管５４，５５で比較的重い成分の流体をｑ４，ｑ５の通りに吸込み、集合管５０でまとめることで成分を平均化するのが基本作用である。
【００２８】
しかし、出口管４３から各枝管５１〜５５までの管長さ（正確には等価管長さ）が異なり、管長さが流路抵抗に比例するため、流量に差（例えばｑ１＜ｑ３）がでる。
また、本例の様に枝管５１〜５５に高低差があるときには、ヘッド（水頭）に差がでる。
この結果、流量ｑ１〜ｑ５間に差がでる。
流量ｑ１〜ｑ５間に差があると、集合管５０でまとめた混合ガスの混合比が所望の値から外れる虞れがある。そこで、本例では次に説明する対策を講じたことを特徴とする。
【００２９】
図８（ａ），（ｂ）は本発明の可変オリフィス装置の作用図である。
（ａ）は抵抗の記号で示した可変オリフィス装置１０、枝管５１、集合管５０、出口管４３を模式図にしたものであり、流量Ｑを流したときの可変オリフィス装置１０の抵抗をＲ１２、枝管５１から出口管４３までの流路抵抗をＲ１１とすれば、総抵抗Ｒ１０はＲ１１＋Ｒ１２となる。
（ｂ）は可変オリフィス装置１０、枝管５３、集合管５０、出口管４３を模式図にしたものであり、流量Ｑを流したときの可変オリフィス装置１０の抵抗をＲ３２、枝管５３から出口管４３までの流路抵抗をＲ３１とすれば、総抵抗Ｒ３０はＲ３１＋Ｒ３２となる。
【００３０】
前記流路抵抗Ｒ１１は、配管の内壁に流体が接するときの摩擦損失や、エルボ（曲り管）、Ｔ（分岐又は合流管）及びレジューサにおける渦巻損失の総和であり、それほど大きな値とはならない。流路抵抗Ｒ３１も同様である。
そこで、管路が長い方の流路抵抗Ｒ１１を４ｍｍＡｑ（水柱ｍｍ）、管路が短い方の流路抵抗Ｒ３１を２ｍｍＡｑと仮定する。
なお、ここ及び以下に示す数値は、説明を具体化するために採用したものであって、これらの数値に本発明が拘束されものではない。
【００３１】
一方、可変オリフィス装置１０は、オリフィス孔１２・・・（図１参照）で流路面積を急激に絞るため大きな圧力損失を発生させることができ、しかも圧力損失の大きさは、計算で自在に決定することができる。
そこで、可変オリフィス装置１０の抵抗Ｒ１２，Ｒ３２をともに５０ｍｍＡｑ（水柱ｍｍ）とする。
この結果、（ａ）における総抵抗Ｒ１０は、５０＋４で５４ｍｍＡｑ、（ｂ）における総抵抗Ｒ３０は、５０＋２で５２ｍｍＡｑとなる。
【００３２】
同じ流量Ｑを流したときに、（ａ），（ｂ）に総抵抗の差が発生したわけであるが、ヘッドの差を無視すれば、（ａ）の管路の出入口差圧ΔＰ１０と、（ｂ）の管路の出入口差圧ΔＰ３０とは同じ若しくは殆ど同じになる。
ΔＰ１０＝ΔＰ３０であれば、（ａ），（ｂ）における総抵抗Ｒ１０，Ｒ３０は等しくならなければ、矛盾する。
そこで、（ａ）では流量が小さくなり、総抵抗が小さくなり、（ｂ）では流量が大きくなり、総抵抗が大きくなり、双方の総抵抗が等しくなる（Ｒ１０＝Ｒ３０）という現象が起こる。
【００３３】
仮に、落ち着いた総抵抗が５３ｍｍＡｑであったとすれば、流量の変化は次の通りに計算することができる。差圧の１／２乗が速度（流速）に比例し、流速と流路断面積の積が流量となるからである。
【００３４】
【数２】
【００３５】
すなわち、上記（ａ）の管路においては、流量Ｑは総抵抗Ｒ１０の１／２乗に比例している。流量Ｑが総抵抗５３ｍｍＡｑに見あう流量ｑ１に変化したとする。このときのｑ１／Ｑは９９％となり、流量が１％少なくなったことになる。
【００３６】
【数３】
【００３７】
一方、（ｂ）は同様の計算によれば、ｑ３／Ｑ＝１０１％となり、流量は１％増加したことになる。
この結果、ｑ１とｑ３との間に２％程度の流量差が存在すると考えれられる。この流量差は可変オリフィス装置無しの管路と比較することで評価することができる。
【００３８】
図９（ａ），（ｂ）は図８から可変オリフィス装置を除いた管路図である。
（ａ）における総抵抗はＲ１１であり、このＲ１１は４ｍｍＡｑであった。
（ｂ）における総抵抗はＲ３１であり、このＲ３１は２ｍｍＡｑであった。
（ａ）では総抵抗が３ｍｍＡｑになるように流量が減少し、（ｂ）では総抵抗が３ｍｍＡｑになるように流量が増加したと仮定して、上記計算と同様の計算を次の通りに実行する。
【００３９】
【数４】
【００４０】
ｑ１／Ｑ＝８７％、Ｑ３／Ｑ＝１２２％となり、ｑ１とｑ３との間に３５％もの大きな流量差が存在する。
可変オリフィス装置を備えた管路での流量差が２％、可変オリフィス装置を備えない管路での流量差が３５％（何れも計算上）、であるから、流量差を限り無くゼロに近づけるには可変オリフィス装置は極めて有効であることが確認できた。
【００４１】
図１０は本発明に係る可変オリフィス装置（第２実施例）の断面図であり、この可変オリフィス装置６０は、オリフィスプレート６１のオリフィス孔６２を薄いリード弁６３で塞ぎ、別のオリフィス孔６２を厚目のリード弁６４で塞いだことを特徴とする。６５，６５は止めビスである。
リード弁６３，６４は厚さに差をつけることで弾性係数（ばね係数）に差をつけることができ、弁体と弾性体とを兼ねた部材である。
即ち、オリフィス孔６２・・・の数は複数であり、弾性係数に差を付けた複数のバルブ（リード弁６３，６４）でオリフィス孔６２・・・を塞ぐ構成としたものである。
【００４２】
上向きの流れを受けると、先ず薄いリード弁６３が想像線で示すごとく開く。厚目のリード弁６４は曲げ剛性が大きいため、小流量では開かない。
従って、曲げ剛性に差をつけた複数個のリード弁６３，６４・・・でオリフィス孔６２・・・を塞げば、小流量から大流量までカバーさせることができる。
【００４３】
図１１は本発明に係る可変オリフィス装置（第３実施例）の断面図であり、この可変オリフィス装置７０は、オリフィスプレート７１のオリフィス孔７２に弁体７３を載せ、この弁体７３を閉側に軟らかいスプリング７４で押し、別のオリフィス孔７２に弁体７５を載せ、この弁体７５を閉側にやや硬いスプリング７６で押すようにしたスプリング式リフト弁である。７７，７７はスプリング抑えである。
【００４４】
図１２は図１１の作用図であり、上向きの流れを受けると、軟らかいスプリング７４は大きく縮み、弁体７３が大きく上昇する。硬いスプリング７６で抑えた弁体７５は例えば少しリフトする。この弁体７５は流量が増加すると更に上昇する。
この様にスプリング７４，７６・・・のばね係数を変化させることで、流量に応じて開く弁の数を変更することができる。
【００４５】
即ち、図１１，１２の例では、オリフィス孔７２・・・の数は複数であり、複数のバルブ（弁体７３，７５）は弾性係数の異なる弾性体（スプリング７４，７６）で弁閉方向へ付勢され、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい方のバルブ（弁体７３）から順に開くように構成したことを特徴とする。
弾性体はスプリング（圧縮ばね、引張りばね、トーションばね）、ゴム、弾性樹脂の何れであってもよい。
【００４６】
図１３は本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の平面図であり、図２との共通部分は符号を流用し、詳細な説明を省略する。
この可変オリフィス装置８０は、オリフィスプレート８１の中央に比較的大きなオリフィス孔８２を１個開け、このオリフィス孔８２を三角形状のフラップバルブ８３〜８６で塞いだものであり、これらフラップバルブ８３〜８６を各々ヒンジ８７・・・でオリフィスプレート８１に止めることにより、図面おもて側へ回転可能にしたものである。これらのフラップバルブ８３〜８６は想像線で示す配管３４内に収める必要がある。
なお、プラップバルブ８３〜８６は厚さを変える、又は密度（比重）の異なる材料で製作するなどして、互いに重さが異なる。
【００４７】
図１４は本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の断面図であり、配管３４のフランジ３５に、パッキン３１を介して可変オリフィス装置８０を添え、ボルト３２・・・及びナット３３・・・で固定したところの取付け状態を示す。
一番軽いフラップバルブ８３が開き、一番重いフラップバルブ８６が閉じていることを示す。８８・・・は全開制限ピンであり、これらの全開制限ピン８８・・・で過大にフラップバルブ８３〜８６が開くことを抑制する。９０°を超えて回転すると、フラップバルブ８３〜８６が自重で閉側へ戻らなくなるからである。
【００４８】
図１５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の作用図である。なお、フラップバルブ８３〜８６は、フラップバルブ８３が最も軽く、フラップバルブ８４、同８５、同８６の順で重くしたとする。
（ａ）は小流量の場合を示し、図面裏からおもてへ流体が流れると、この流体で押上げられるため、軽いフラップバルブ８３，８４が開き、重いフラップバルブ８５，８６が閉じたままであることを示す。これで、オリフィス孔８２の孔面積の約１／２に相当する面積のオリフィス孔を得ることができる。
より流量が小さくなればフラップバルブ８４が閉じて、フラップバルブ８３のみが開くことになる。
【００４９】
（ｂ）は流量が（ａ）より増加した場合を示し、フラップバルブ８３，８４，８５が開き、一番重いフラップバルブ８６のみが閉じていることを示す。これで、オリフィス孔８２の孔面積の約３／４に相当する面積のオリフィス孔を得ることができる。
（ｃ）は最大流量の場合を示し、フラップバルブ８３〜８６の全てが開いて、大量の流体を流していることを示す。
【００５０】
即ち、図１３〜図１５に示した可変オリフィス装置８０は、オリフィス孔８２の数は１個であり、複数のバルブ（フラップバルブ８３〜８６）は互いに重さが異なり、流量の増加に伴なって軽いバルブ（フラップバルブ８３）から順に開くように構成したことを特徴とする。
そして、オリフィス孔８２が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置８０を提供することができる。
【００５１】
図１６は本発明に係る可変オリフィス装置（第５実施例）の断面図であり、前記第４実施例の可変オリフィス装置８０（図１４参照）の一部分のみを変更したものであるから、符号を流用する。
可変オリフィス装置９０は、オリフィスプレート８１のオリフィス孔８２を複数枚のフラップバルブ８３，８６で塞ぎ、ヒンジ８７，８７を介して上へ回転可能にし、ヒンジ８７，８７にトーションばね９１，９４を添え、これらのトーションばね９１，９４でフラップバルブ８３，８６を弁閉側に付勢する構造にした。トーションばね９１は弾性係数が小さく、トーションばね９４は弾性係数が大きい。原則としてフラッパバルブ８３の厚さや自重は、フラッパバルブ８６のそれと同一である。
【００５２】
すなわち、この可変オリフィス装置９０は、オリフィス孔８２の数は１個であり、複数のバルブ（フラップバルブ８３，８６）は弾性係数の異なる弾性体（トーションばね９１，９４）で弁閉方向へ付勢され、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい方のバルブ（フラップバルブ８３）から順に開くように構成したことを特徴とする。
弾性体は、トーションばねが好適であるが、引張りばね、圧縮ばねであっても差支えない。それの材質は、金属、樹脂、ゴムの何れであってもよい。
そして、オリフィス孔８２が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置９０を提供することができる。
【００５３】
尚、請求項１で、オリフィス孔を塞ぐバルブは、実施例で示した重力式バルブ、弾性体で付勢したバルブの他、アクチエータで弁開度を調節するものでもよい。ただし、アクチエータで調整するバルブは構造が本実施例よりも複雑になるという、課題はある。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、オリフィスプレートに開けた１個若しくは複数個のオリフィス孔を、開き始める流量が互に異なる複数のバルブで塞いだので、流量が大きいときには複数のバルブを開けて大流量を流すことができ、流量が減少するとバルブを順に閉じることができる。この様にして流量に応じて開くバルブの数を変化させることで、広範囲の流量に対応させることができる。
【００５５】
請求項２は、バルブの重さに差をつけ、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くようにした。バルブは重さに差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
【００５６】
請求項３は、弾性係数に差のある弾性体でバルブを弁閉方向に付勢しておき、、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい順に開くようにした。弾性体に差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
【００５７】
請求項４は、バルブの重さに差をつけ、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くようにする。バルブは重さに差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
加えて、オリフィス孔が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置を提供することができる。
【００５８】
請求項５は、弾性係数に差のある弾性体でバルブを弁閉方向に付勢しておき、、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい順に開くようにする。弾性体に差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
加えて、オリフィス孔が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可変オリフィス装置（第１実施例）の断面図
【図２】図１の２−２矢視図
【図３】図２をサークルに沿って展開した図
【図４】バルブの取付け要領図
【図５】可変オリフィス装置（第１実施例）の作用説明図
【図６】本発明に係る可変オリフィス装置を備えた流体均質化装置の断面図
【図７】本発明に係る流体均質化装置の作用図
【図８】本発明の可変オリフィス装置の作用図
【図９】図８から可変オリフィス装置を除いた管路図
【図１０】本発明に係る可変オリフィス装置（第２実施例）の断面図
【図１１】本発明に係る可変オリフィス装置（第３実施例）の断面図
【図１２】図１１の作用図
【図１３】本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の平面図
【図１４】本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の断面図
【図１５】本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の作用図
【図１６】本発明に係る可変オリフィス装置（第５実施例）の断面図
【図１７】流量計測用オリフィスの原理図
【図１８】分岐管に取付けた従来のオリフィスの配置図
【符号の説明】
１０，６０，７０，８０，９０…可変オリフィス装置、１１，６１，７１，８１…オリフィスプレート、１２，６２，７２，８２…オリフィス孔、２１〜２５…バルブ、３４…配管、５１〜５５…配管に代わる枝管、６３，６４…バルブとしてのリード弁、７３，７５…バルブとしての弁体、７４，７６…弾性体（スプリング）、８３〜８６…バルブとしてのフラップバルブ、９１，９４…弾性体（トーションばね）。
【発明の属する技術分野】
本発明は流量に応じて流路断面積を変更することのできる可変オリフィス装置の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は流量計測用オリフィスの原理図であり、配管１０１の途中にオリフィス１０２を介在させ、このオリフィス１０２の１次側圧力取出し口１０３で圧力Ｐ１を計測し、２次側圧力取出し口１０４で圧力Ｐ２を計測することで、次の計算式により、流量Ｑを求めることができるオリフィス式流量計測の原理を示す。
【０００３】
【数１】
ただし、オリフィス孔の径ｄを小さくするほど、オリフィス１０２の圧力損失は大きくなる。
又、上記の如く流量を計測するためのオリフィスは広く知られているが、オリフィスは次に示す用途にも使われる。
図１８は分岐管に取付けた従来のオリフィスの配置図であり、集合管１１０の分岐管１１１にオリフィス１１２を取付け、分岐管１１３にオリフィス１１４を取付けることで、分岐管１１１の流量をＱ１に制御し、分岐管１１３の流量をＱ２に制御するというものであり、オリフィス１１２，１１４のオリフィス孔の径を増減することで、Ｑ１，Ｑ２の流量を変更することが可能となる。
この様にオリフィス１１２，１１４は、流量計測以外の用途にも広く採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記オリフィス１１２，１１４は基本的に前記オリフィス１０２と同形であるため、オリフィス孔の径が小さいほど圧力損失は大きくなる。
そして、カバーすべき最大流量と最小流量とに差が大きいと次の様な課題が発生する。
▲１▼最大流量を基準とすると最小流量のときに殆ど圧損が発生せずオリフィスの効果が期待できない、又は▲２▼最小流量を基準とすると圧損が過になって最大流量を流すことができなくなる。
この様にオリフィス１１２，１１４ではカバーすべき流量の範囲が限られており、このことがオリフィスの使い勝手を悪いものとしている。
そこで、本発明の目的は広範囲の流量に対応できるオリフィス装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、配管に取付けるオリフィスプレートと、このオリフィスプレートに開けた１個若しくは複数個のオリフィス孔と、このオリフィス若しくはこれらのオリフィス孔を塞ぎ、開き始める流量が互に異なる複数のバルブとから可変オリフィス装置を構成する。
【０００７】
流量が大きいのときには、複数のバルブが開いて大流量を流す。流量が減少するとバルブが順に閉じる。この様にして流量に応じて開くバルブの数を変化させることで、広範囲の流量に対応させる。
【０００８】
請求項２では、オリフィス孔の数は複数であり、複数のバルブは互いに重さが異なり、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くように構成したことを特徴とする。
【０００９】
バルブの重さに差をつけ、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くようにする。バルブは重さに差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
【００１０】
請求項３では、オリフィス孔の数は複数であり、複数のバルブは弾性係数の異なる弾性体で弁閉方向へ付勢され、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい方のバルブから順に開くように構成したことを特徴とする。
【００１１】
弾性係数に差のある弾性体でバルブを弁閉方向に付勢しておき、、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい順に開くようにする。弾性体に差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
【００１２】
請求項４では、オリフィス孔の数は１個であり、複数のバルブは互いに重さが異なり、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くように構成したことを特徴とする。
【００１３】
バルブの重さに差をつけ、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くようにする。バルブは重さに差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
加えて、オリフィス孔が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置を提供することができる。
【００１４】
請求項５では、オリフィス孔の数は１個であり、複数のバルブは弾性係数の異なる弾性体で弁閉方向へ付勢され、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい方のバルブから順に開くように構成したことを特徴とする。
【００１５】
弾性係数に差のある弾性体でバルブを弁閉方向に付勢しておき、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい順に開くようにする。弾性体に差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
加えて、オリフィス孔が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る可変オリフィス装置（第１実施例）の断面図であり、可変オリフィス装置１０は、オリフィスプレート１１に複数個のオリフィス孔１２・・・を開け、これらのオリフィス孔１２・・・に各々重力式バルブ２１〜２５を組込んだものであり、パッキン３１を介して、ボルト３２・・・，ナット３３・・・で、配管３４のフランジ３５に取付けることができる。
【００１７】
図２は図１の２−２矢視図であり、バルブ２１〜２５をサークル３７上に並べたものである。ただし、これらのバルブ２１〜２５は想像線で示す配管３４の管内に収める。
【００１８】
図３は図２をサークルに沿って展開した図であり、バルブ２１は、薄くて軽い弁ディスク２１ａに脚２６・・・を付けたものであり、バルブ２２は、少し厚くて少し重い弁ディスク２２ａに脚２６・・・を付けたものであり、バルブ２３はより厚く重い弁ディスク２３ａに脚２６・・・を付けたものであり、バルブ２４は更に厚く重い弁ディスク２４ａに脚２６・・・を付けたものであり、バルブ２５は最も厚くで重い弁ディスク２５ａに脚２６・・・を付けたものである。
【００１９】
なお、この例では厚さを変えて弁ディスク２１ａ〜２５ａの重さに差をつけたが、アルミニウム（比重２．７）合金などの軽金属で弁ディスク２１ａ，２２ａを製造し、炭素鋼（比重７．９）で弁ディスク２３ａ，２４ａを製造し、鉛合金（比重１１．４）合金などの重い金属で弁ディスク２５ａを製造してもよい。厚さの差を抑えることで、見栄えをよくすることができるからである。
従って、弁ディスク２１ａ〜２５ａに重量差を付けるには、寸法の変化、材質の変更またはこれらの組合わせによって実現できるものであり、実施例に限定するものではない。
【００２０】
図４（ａ），（ｂ）はバルブの取付け要領図である。
（ａ）において、弁ディスク２１ａ〜２５ａの下面から３本の脚２６・・・を延ばし、これらの脚２６・・・をオリフィス孔１２に差込む。
（ｂ）において、脚２６・・・の下部を折り曲げて鈎部２７・・・を形成し、これらの鈎部２７・・・で上への抜け止め作用を発揮させる。
従って、本例のバルブ２１〜２５は鼎（かなえ）形バルブであると言える。
バルブ２１〜２５は、単に重さに差をつけるだけであるから、構造が極めて簡単になり、この結果、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
【００２１】
図５（ａ）〜（ｃ）は可変オリフィス装置（第１実施例）の作用説明図である。
（ａ）は最小流量における可変オリフィス装置の作動を示し、流量が少ないため、一番軽いバルブ２１だけがリフトし弁開となる。他のバルブ２２〜２５は閉じたままである。従って、流量が小さいにもかかわらず、十分な圧損を発生させることができる。
【００２２】
（ｂ）は中程度の流量における可変オリフィス装置の動作を示し、軽い方のバルブ２１，２２が全開となり、中央のバルブ２３が１／２開度となり、重い方のバルブ２４，２５は閉じたままである。
（ｃ）は最大流量における可変オリフィス装置の動作を示し、流量が多いため、全てのバルブ２１〜２５が開いたことを示す。バルブ２１〜２５で流量を確保するため、比較的小さな圧損で大流量を流すことができる。
【００２３】
図６は本発明に係る可変オリフィス装置を備えた流体均質化装置の断面図である。なお、流体均質化装置の目的を説明すると、密度など性質の異なる流体を混合した混合流体をタンクに一時貯溜すると、軽い成分が上に溜まり、重い成分が下に溜るなど分離することがあり、仮にこの様な分離の虞れがあっても、所定の比率の混合流体に戻して出口管から取り出すことができる装置を流体均質化装置と言う。
【００２４】
その流体均質化装置４０は、少なくとも２種類の流体（例えば天然ガスとプロパンガス）を混合してなる混合流体を貯溜するタンク４１と、タンク４１に混合流体を吹込む入口管４２と、タンク４１内の複数箇所に開口する複数の枝管５１〜５５を備えた集合管５０と、枝管５１〜５５の各々に設けた可変オリフィス装置１０・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）と、集合管５０で集合した流体を取出す出口管４３と、からなる。
【００２５】
タンク４１は、シリンダ４１ａの両端に鏡板４１ｂ，４１ｃを溶接した圧力容器である。４４は脚、４５はドレーン抜き管、４６はドレーンバルブ、４７はベント管、４８はベントバルブである。
【００２６】
以上の構成からなる流体均質化装置の作用を説明する。
図７は本発明に係る流体均質化装置の作用図であり、入口管４２から吹込んだ混合流体は、十分に多量であれば、入口管４２からの吹出し速度が大きく、タンク４１内部での攪拌が盛んであるため、好ましい混合比で枝管５１〜５５、集合管５０を介して出口管４３から流れ出る。
【００２７】
一方、入口管４２から吹込む混合流体が少量であれば、入口管４２からの吹出し速度が小さく、タンク４１内部での攪拌も期待できない。その結果、タンク４１の上部に軽い成分が溜まり、タンク４１の下部に重い成分が溜まる虞れがある。そこで、上位の枝管５１，５２で比較的軽い成分の流体をｑ１，ｑ２の通りに吸込み、中央の枝管５３で平均的な成分の流体をｑ３の通り吸込み、下位の枝管５４，５５で比較的重い成分の流体をｑ４，ｑ５の通りに吸込み、集合管５０でまとめることで成分を平均化するのが基本作用である。
【００２８】
しかし、出口管４３から各枝管５１〜５５までの管長さ（正確には等価管長さ）が異なり、管長さが流路抵抗に比例するため、流量に差（例えばｑ１＜ｑ３）がでる。
また、本例の様に枝管５１〜５５に高低差があるときには、ヘッド（水頭）に差がでる。
この結果、流量ｑ１〜ｑ５間に差がでる。
流量ｑ１〜ｑ５間に差があると、集合管５０でまとめた混合ガスの混合比が所望の値から外れる虞れがある。そこで、本例では次に説明する対策を講じたことを特徴とする。
【００２９】
図８（ａ），（ｂ）は本発明の可変オリフィス装置の作用図である。
（ａ）は抵抗の記号で示した可変オリフィス装置１０、枝管５１、集合管５０、出口管４３を模式図にしたものであり、流量Ｑを流したときの可変オリフィス装置１０の抵抗をＲ１２、枝管５１から出口管４３までの流路抵抗をＲ１１とすれば、総抵抗Ｒ１０はＲ１１＋Ｒ１２となる。
（ｂ）は可変オリフィス装置１０、枝管５３、集合管５０、出口管４３を模式図にしたものであり、流量Ｑを流したときの可変オリフィス装置１０の抵抗をＲ３２、枝管５３から出口管４３までの流路抵抗をＲ３１とすれば、総抵抗Ｒ３０はＲ３１＋Ｒ３２となる。
【００３０】
前記流路抵抗Ｒ１１は、配管の内壁に流体が接するときの摩擦損失や、エルボ（曲り管）、Ｔ（分岐又は合流管）及びレジューサにおける渦巻損失の総和であり、それほど大きな値とはならない。流路抵抗Ｒ３１も同様である。
そこで、管路が長い方の流路抵抗Ｒ１１を４ｍｍＡｑ（水柱ｍｍ）、管路が短い方の流路抵抗Ｒ３１を２ｍｍＡｑと仮定する。
なお、ここ及び以下に示す数値は、説明を具体化するために採用したものであって、これらの数値に本発明が拘束されものではない。
【００３１】
一方、可変オリフィス装置１０は、オリフィス孔１２・・・（図１参照）で流路面積を急激に絞るため大きな圧力損失を発生させることができ、しかも圧力損失の大きさは、計算で自在に決定することができる。
そこで、可変オリフィス装置１０の抵抗Ｒ１２，Ｒ３２をともに５０ｍｍＡｑ（水柱ｍｍ）とする。
この結果、（ａ）における総抵抗Ｒ１０は、５０＋４で５４ｍｍＡｑ、（ｂ）における総抵抗Ｒ３０は、５０＋２で５２ｍｍＡｑとなる。
【００３２】
同じ流量Ｑを流したときに、（ａ），（ｂ）に総抵抗の差が発生したわけであるが、ヘッドの差を無視すれば、（ａ）の管路の出入口差圧ΔＰ１０と、（ｂ）の管路の出入口差圧ΔＰ３０とは同じ若しくは殆ど同じになる。
ΔＰ１０＝ΔＰ３０であれば、（ａ），（ｂ）における総抵抗Ｒ１０，Ｒ３０は等しくならなければ、矛盾する。
そこで、（ａ）では流量が小さくなり、総抵抗が小さくなり、（ｂ）では流量が大きくなり、総抵抗が大きくなり、双方の総抵抗が等しくなる（Ｒ１０＝Ｒ３０）という現象が起こる。
【００３３】
仮に、落ち着いた総抵抗が５３ｍｍＡｑであったとすれば、流量の変化は次の通りに計算することができる。差圧の１／２乗が速度（流速）に比例し、流速と流路断面積の積が流量となるからである。
【００３４】
【数２】
すなわち、上記（ａ）の管路においては、流量Ｑは総抵抗Ｒ１０の１／２乗に比例している。流量Ｑが総抵抗５３ｍｍＡｑに見あう流量ｑ１に変化したとする。このときのｑ１／Ｑは９９％となり、流量が１％少なくなったことになる。
【００３６】
【数３】
一方、（ｂ）は同様の計算によれば、ｑ３／Ｑ＝１０１％となり、流量は１％増加したことになる。
この結果、ｑ１とｑ３との間に２％程度の流量差が存在すると考えれられる。この流量差は可変オリフィス装置無しの管路と比較することで評価することができる。
【００３８】
図９（ａ），（ｂ）は図８から可変オリフィス装置を除いた管路図である。
（ａ）における総抵抗はＲ１１であり、このＲ１１は４ｍｍＡｑであった。
（ｂ）における総抵抗はＲ３１であり、このＲ３１は２ｍｍＡｑであった。
（ａ）では総抵抗が３ｍｍＡｑになるように流量が減少し、（ｂ）では総抵抗が３ｍｍＡｑになるように流量が増加したと仮定して、上記計算と同様の計算を次の通りに実行する。
【００３９】
【数４】
ｑ１／Ｑ＝８７％、Ｑ３／Ｑ＝１２２％となり、ｑ１とｑ３との間に３５％もの大きな流量差が存在する。
可変オリフィス装置を備えた管路での流量差が２％、可変オリフィス装置を備えない管路での流量差が３５％（何れも計算上）、であるから、流量差を限り無くゼロに近づけるには可変オリフィス装置は極めて有効であることが確認できた。
【００４１】
図１０は本発明に係る可変オリフィス装置（第２実施例）の断面図であり、この可変オリフィス装置６０は、オリフィスプレート６１のオリフィス孔６２を薄いリード弁６３で塞ぎ、別のオリフィス孔６２を厚目のリード弁６４で塞いだことを特徴とする。６５，６５は止めビスである。
リード弁６３，６４は厚さに差をつけることで弾性係数（ばね係数）に差をつけることができ、弁体と弾性体とを兼ねた部材である。
即ち、オリフィス孔６２・・・の数は複数であり、弾性係数に差を付けた複数のバルブ（リード弁６３，６４）でオリフィス孔６２・・・を塞ぐ構成としたものである。
【００４２】
上向きの流れを受けると、先ず薄いリード弁６３が想像線で示すごとく開く。厚目のリード弁６４は曲げ剛性が大きいため、小流量では開かない。
従って、曲げ剛性に差をつけた複数個のリード弁６３，６４・・・でオリフィス孔６２・・・を塞げば、小流量から大流量までカバーさせることができる。
【００４３】
図１１は本発明に係る可変オリフィス装置（第３実施例）の断面図であり、この可変オリフィス装置７０は、オリフィスプレート７１のオリフィス孔７２に弁体７３を載せ、この弁体７３を閉側に軟らかいスプリング７４で押し、別のオリフィス孔７２に弁体７５を載せ、この弁体７５を閉側にやや硬いスプリング７６で押すようにしたスプリング式リフト弁である。７７，７７はスプリング抑えである。
【００４４】
図１２は図１１の作用図であり、上向きの流れを受けると、軟らかいスプリング７４は大きく縮み、弁体７３が大きく上昇する。硬いスプリング７６で抑えた弁体７５は例えば少しリフトする。この弁体７５は流量が増加すると更に上昇する。
この様にスプリング７４，７６・・・のばね係数を変化させることで、流量に応じて開く弁の数を変更することができる。
【００４５】
即ち、図１１，１２の例では、オリフィス孔７２・・・の数は複数であり、複数のバルブ（弁体７３，７５）は弾性係数の異なる弾性体（スプリング７４，７６）で弁閉方向へ付勢され、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい方のバルブ（弁体７３）から順に開くように構成したことを特徴とする。
弾性体はスプリング（圧縮ばね、引張りばね、トーションばね）、ゴム、弾性樹脂の何れであってもよい。
【００４６】
図１３は本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の平面図であり、図２との共通部分は符号を流用し、詳細な説明を省略する。
この可変オリフィス装置８０は、オリフィスプレート８１の中央に比較的大きなオリフィス孔８２を１個開け、このオリフィス孔８２を三角形状のフラップバルブ８３〜８６で塞いだものであり、これらフラップバルブ８３〜８６を各々ヒンジ８７・・・でオリフィスプレート８１に止めることにより、図面おもて側へ回転可能にしたものである。これらのフラップバルブ８３〜８６は想像線で示す配管３４内に収める必要がある。
なお、プラップバルブ８３〜８６は厚さを変える、又は密度（比重）の異なる材料で製作するなどして、互いに重さが異なる。
【００４７】
図１４は本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の断面図であり、配管３４のフランジ３５に、パッキン３１を介して可変オリフィス装置８０を添え、ボルト３２・・・及びナット３３・・・で固定したところの取付け状態を示す。
一番軽いフラップバルブ８３が開き、一番重いフラップバルブ８６が閉じていることを示す。８８・・・は全開制限ピンであり、これらの全開制限ピン８８・・・で過大にフラップバルブ８３〜８６が開くことを抑制する。９０°を超えて回転すると、フラップバルブ８３〜８６が自重で閉側へ戻らなくなるからである。
【００４８】
図１５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の作用図である。なお、フラップバルブ８３〜８６は、フラップバルブ８３が最も軽く、フラップバルブ８４、同８５、同８６の順で重くしたとする。
（ａ）は小流量の場合を示し、図面裏からおもてへ流体が流れると、この流体で押上げられるため、軽いフラップバルブ８３，８４が開き、重いフラップバルブ８５，８６が閉じたままであることを示す。これで、オリフィス孔８２の孔面積の約１／２に相当する面積のオリフィス孔を得ることができる。
より流量が小さくなればフラップバルブ８４が閉じて、フラップバルブ８３のみが開くことになる。
【００４９】
（ｂ）は流量が（ａ）より増加した場合を示し、フラップバルブ８３，８４，８５が開き、一番重いフラップバルブ８６のみが閉じていることを示す。これで、オリフィス孔８２の孔面積の約３／４に相当する面積のオリフィス孔を得ることができる。
（ｃ）は最大流量の場合を示し、フラップバルブ８３〜８６の全てが開いて、大量の流体を流していることを示す。
【００５０】
即ち、図１３〜図１５に示した可変オリフィス装置８０は、オリフィス孔８２の数は１個であり、複数のバルブ（フラップバルブ８３〜８６）は互いに重さが異なり、流量の増加に伴なって軽いバルブ（フラップバルブ８３）から順に開くように構成したことを特徴とする。
そして、オリフィス孔８２が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置８０を提供することができる。
【００５１】
図１６は本発明に係る可変オリフィス装置（第５実施例）の断面図であり、前記第４実施例の可変オリフィス装置８０（図１４参照）の一部分のみを変更したものであるから、符号を流用する。
可変オリフィス装置９０は、オリフィスプレート８１のオリフィス孔８２を複数枚のフラップバルブ８３，８６で塞ぎ、ヒンジ８７，８７を介して上へ回転可能にし、ヒンジ８７，８７にトーションばね９１，９４を添え、これらのトーションばね９１，９４でフラップバルブ８３，８６を弁閉側に付勢する構造にした。トーションばね９１は弾性係数が小さく、トーションばね９４は弾性係数が大きい。原則としてフラッパバルブ８３の厚さや自重は、フラッパバルブ８６のそれと同一である。
【００５２】
すなわち、この可変オリフィス装置９０は、オリフィス孔８２の数は１個であり、複数のバルブ（フラップバルブ８３，８６）は弾性係数の異なる弾性体（トーションばね９１，９４）で弁閉方向へ付勢され、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい方のバルブ（フラップバルブ８３）から順に開くように構成したことを特徴とする。
弾性体は、トーションばねが好適であるが、引張りばね、圧縮ばねであっても差支えない。それの材質は、金属、樹脂、ゴムの何れであってもよい。
そして、オリフィス孔８２が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置９０を提供することができる。
【００５３】
尚、請求項１で、オリフィス孔を塞ぐバルブは、実施例で示した重力式バルブ、弾性体で付勢したバルブの他、アクチエータで弁開度を調節するものでもよい。ただし、アクチエータで調整するバルブは構造が本実施例よりも複雑になるという、課題はある。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、オリフィスプレートに開けた１個若しくは複数個のオリフィス孔を、開き始める流量が互に異なる複数のバルブで塞いだので、流量が大きいときには複数のバルブを開けて大流量を流すことができ、流量が減少するとバルブを順に閉じることができる。この様にして流量に応じて開くバルブの数を変化させることで、広範囲の流量に対応させることができる。
【００５５】
請求項２は、バルブの重さに差をつけ、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くようにした。バルブは重さに差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
【００５６】
請求項３は、弾性係数に差のある弾性体でバルブを弁閉方向に付勢しておき、、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい順に開くようにした。弾性体に差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
【００５７】
請求項４は、バルブの重さに差をつけ、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くようにする。バルブは重さに差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
加えて、オリフィス孔が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置を提供することができる。
【００５８】
請求項５は、弾性係数に差のある弾性体でバルブを弁閉方向に付勢しておき、、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい順に開くようにする。弾性体に差をつけるだけであるから、簡単に構成することができ、可変オリフィス装置を安価にすることができる。
加えて、オリフィス孔が１個であるから、コンパクト化が容易であり、小径配管に好適な小型可変オリフィス装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可変オリフィス装置（第１実施例）の断面図
【図２】図１の２−２矢視図
【図３】図２をサークルに沿って展開した図
【図４】バルブの取付け要領図
【図５】可変オリフィス装置（第１実施例）の作用説明図
【図６】本発明に係る可変オリフィス装置を備えた流体均質化装置の断面図
【図７】本発明に係る流体均質化装置の作用図
【図８】本発明の可変オリフィス装置の作用図
【図９】図８から可変オリフィス装置を除いた管路図
【図１０】本発明に係る可変オリフィス装置（第２実施例）の断面図
【図１１】本発明に係る可変オリフィス装置（第３実施例）の断面図
【図１２】図１１の作用図
【図１３】本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の平面図
【図１４】本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の断面図
【図１５】本発明に係る可変オリフィス装置（第４実施例）の作用図
【図１６】本発明に係る可変オリフィス装置（第５実施例）の断面図
【図１７】流量計測用オリフィスの原理図
【図１８】分岐管に取付けた従来のオリフィスの配置図
【符号の説明】
１０，６０，７０，８０，９０…可変オリフィス装置、１１，６１，７１，８１…オリフィスプレート、１２，６２，７２，８２…オリフィス孔、２１〜２５…バルブ、３４…配管、５１〜５５…配管に代わる枝管、６３，６４…バルブとしてのリード弁、７３，７５…バルブとしての弁体、７４，７６…弾性体（スプリング）、８３〜８６…バルブとしてのフラップバルブ、９１，９４…弾性体（トーションばね）。
Claims (5)
- 配管に取付けるオリフィスプレートと、このオリフィスプレートに開けた１個若しくは複数個のオリフィス孔と、このオリフィス若しくはこれらのオリフィス孔を塞ぎ、開き始める流量が互に異なる複数のバルブとからなる可変オリフィス装置。
- 前記オリフィス孔の数は複数であり、複数のバルブは互いに重さが異なり、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くように構成したことを特徴とする請求項１記載の可変オリフィス装置。
- 前記オリフィス孔の数は複数であり、複数のバルブは弾性係数の異なる弾性体で弁閉方向へ付勢され、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい方のバルブから順に開くように構成したことを特徴とする請求項１記載の可変オリフィス装置。
- 前記オリフィス孔の数は１個であり、複数のバルブは互いに重さが異なり、流量の増加に伴なって軽いバルブから順に開くように構成したことを特徴とする請求項１記載の可変オリフィス装置。
- 前記オリフィス孔の数は１個であり、複数のバルブは弾性係数の異なる弾性体で弁閉方向へ付勢され、流量の増加に伴なって弾性係数の小さい方のバルブから順に開くように構成したことを特徴とする請求項１記載の可変オリフィス装置。
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