(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手状に形成された外管と、
前記外管の内部に嵌入して設けられ、液体の流動抵抗により圧力を降下させるオリフィスが前記外管の長手方向の一端側と他端側との間で長手方向に均等径で連続して形成されたオリフィス部と、
を備え、
前記オリフィス部を長手方向で複数に分割して個々が長手方向に均等径のオリフィスを有する分割オリフィス部が形成され、前記外管の内部で各オリフィスが連続するように各前記分割オリフィス部を長手方向で突き合わせて配置し、
前記分割オリフィス部が、隣接する相互間で嵌合する嵌合部を有することを特徴とする減圧装置。
【請求項２】
長手状に形成された外管と、
前記外管の内部に嵌入して設けられ、液体の流動抵抗により圧力を降下させるオリフィスが前記外管の長手方向の一端側と他端側との間で長手方向に均等径で連続して形成されたオリフィス部と、
を備え、
前記オリフィス部を長手方向で複数に分割して個々が長手方向に均等径のオリフィスを有する分割オリフィス部が形成され、前記外管の内部で各オリフィスが連続するように各前記分割オリフィス部を長手方向で突き合わせて配置し、
前記分割オリフィス部が、突き合わせられる前記オリフィスの周縁部に、テーパ部または円弧部を有することを特徴とする減圧装置。
【請求項３】
長手方向の少なくとも一方の端部に配置される前記分割オリフィス部が、隣接する他の前記分割オリフィス部における前記オリフィスの内径に対し長手方向で漸次拡径して形成された拡径オリフィスを有することを特徴とする請求項１または２に記載の減圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の減圧を行う減圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載の減圧装置は、減圧管の入口と出口とにオリフィスを設けることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−４９０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載の減圧装置は、気体を減圧するものであるが、この減圧装置により液体の減圧を行う場合、減圧管内のオリフィス間における急激な圧力低下により、キャビテーションによる気泡が発生するおそれがある。そして、キャビテーションが原因で減圧管が破損するおそれがある。しかも、液体により減圧管やオリフィスが腐食するおそれのある場合、耐食性の材料を用いることが好ましいが、耐食性の金属材などは高価であり、製造コストが嵩む問題がある。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するものであり、キャビテーションを生じることなく液体の減圧を行うとともに、製造コストを低減することのできる減圧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、第１の発明の減圧装置は、長手状に形成された外管と、前記外管の内部に嵌入して設けられ、液体の流動抵抗により圧力を降下させるオリフィスが前記外管の長手方向の一端側と他端側との間で長手方向に均等径で連続して形成されたオリフィス部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この減圧装置によれば、オリフィスが外管の長手方向の一端側と他端側との間で連続して形成されていることにより、外管の途中に拡径部分を有さない。このため、液体の減圧は主に減圧装置壁面との摩擦により行われ、急激な圧力低下を防止することができるので、外管の途中でキャビテーションが生じる事態を防ぐことができる。しかも、この減圧装置によれば、外管の内部にオリフィスを有するオリフィス部を設けていることにより、主に液体が流通するオリフィス部のみを高価な耐食性の材料で形成し、外管およびフランジは比較的安価な材料で形成することが可能になる。この結果、減圧装置の製造コストを低減することができる。
【０００８】
また、第２の発明の減圧装置は、第１の発明において、前記オリフィス部を長手方向で複数に分割して個々が長手方向に均等径のオリフィスを有する分割オリフィス部が形成され、前記外管の内部で各オリフィスが連続するように各前記分割オリフィス部を長手方向で突き合わせて配置したことを特徴とする。
【０００９】
圧力差を大きくする場合、オリフィスを長尺として液体の流動抵抗を大きくすればよいが、適した流動抵抗とするためには、オリフィスの内面の加工精度を確保する必要があり、長尺のオリフィスにおいて加工精度を確保することは難しく、製造コストが嵩む。この減圧装置によれば、オリフィス部を長手方向で複数に分割した分割オリフィス部としたことで、それぞれの分割オリフィス部におけるオリフィスの内面の加工精度が確保し易くなる。この結果、加工精度を確保しつつ製造コストを低減することができる。
【００１０】
また、第３の発明の減圧装置は、第２の発明において、長手方向の少なくとも一方の端部に配置される前記分割オリフィス部が、隣接する他の前記分割オリフィス部における前記オリフィスの内径に対し長手方向で漸次拡径して形成された拡径オリフィスを有することを特徴とする。
【００１１】
この減圧装置によれば、端部の分割オリフィス部の拡径オリフィスは、漸次拡径されているため、圧力を降下させる作用が小さい。このため、端部の分割オリフィス部を加えることで、圧力降下の微細な調整を行うことができる。
【００１２】
また、第４の発明の減圧装置は、第２または第３の発明において、前記分割オリフィス部が、隣接する相互間で嵌合する嵌合部を有することを特徴とする。
【００１３】
この減圧装置によれば、嵌合部により相互の分割オリフィス部のオリフィスの位置合わせを容易に行うことができる。
【００１４】
また、第５の発明の減圧装置は、第２〜第４のいずれか一つの発明において、前記分割オリフィス部が、突き合わせられる前記オリフィスの周縁部に、テーパ部または円弧部を有することを特徴とする。
【００１５】
突き合わされる各分割オリフィス部の間で、相互のオリフィスの径方向（長手方向に直交する方向）の位置がずれている場合、その部分に段ができるため、圧力損失が生じて所望とする圧力差を得難くなる。この点、この減圧装置によれば、テーパ部または円弧部を有することで、突き合わされる各分割オリフィス部の間で、相互のオリフィスが、上記段に比較して滑らかに繋がるため、圧力損失が低減して所望とする圧力差を得易くなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、キャビテーションを生じることなく液体の減圧を行うとともに、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る減圧装置の側断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態２に係る減圧装置の側断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態３に係る減圧装置の側断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態３に係る減圧装置の側断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態４に係る減圧装置の一部拡大側断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態４に係る減圧装置の一部拡大側断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態５に係る減圧装置の一部拡大側断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態５に係る減圧装置の一部拡大側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１９】
［実施形態１］
図１は、本実施形態に係る減圧装置の側断面図である。図１に示す減圧装置１は、例えば、各種プラントにおいて、高圧の液体を抽出するにあたり、当該液体の圧力を降下させるためのもので、液体を抽出する抽出配管の途中に介在される。この減圧装置１は、外管２と、オリフィス部３と、フランジ４とを含み構成されている。
【００２０】
外管２は、長手状の円筒として形成されている。外管２は、液体の圧力に耐え得るように金属材（例えば、オーステナイト系ステンレス）で形成される。
【００２１】
オリフィス部３は、外管２の内部に嵌入して設けられるもので、開口孔であるオリフィス３ａが、長手方向で均等径（加工誤差を含む）で、外管２の長手方向の一端側と他端側との間で連続して形成されている。オリフィス部３は、液体の圧力に耐え得るとともに、外管２と比較してより耐食性を有する金属材（例えば、析出硬化系ステンレス）で形成される。オリフィス部３は、オリフィス３ａの一端から他端に液体が流通する際、当該液体の流動抵抗により圧力を降下させる。このオリフィス部３は、例えば、流量３０［ｔ／ｈ］程の水をオリフィス３ａに流通させ、オリフィス３ａの一端と他端との間での圧力差を１２［ＭＰａ］程とする場合、オリフィス３ａ（オリフィス部３）の長手方向の寸法を７００［ｍｍ］程とし、オリフィス部３の外径を４０［ｍｍ］程とし、オリフィス３ａの内径を７［ｍｍ］程とする。これらの数値は、一例であり、液体の粘度や流量、設定圧力差などに応じて適宜設定されるものである。このオリフィス部３は、外管２を加熱して拡径させた状態で挿入され、その後に冷えて縮径した外管２の内部に固着される焼き嵌めにより、外管２の内部に嵌入される。
【００２２】
フランジ４は、上記抽出配管に接続するためのもので、外管２の両端に固定される。フランジ４は、円盤状で中心が開口して形成され、その開口縁の段部４ａに外管２の端部を挿入し、溶接により外管２に固定される。
【００２３】
このように、本実施形態の減圧装置１は、長手状に形成された外管２と、外管２の内部に嵌入して設けられ、液体の流動抵抗により圧力を降下させるオリフィス３ａが外管２の長手方向の一端側と他端側との間で長手方向に均等径で連続して形成されたオリフィス部３と、を備える。
【００２４】
この減圧装置１によれば、オリフィス３ａが外管２の長手方向の一端側と他端側との間で連続して形成されていることにより、外管２の途中に拡径部分を有さない。このため、外管２の途中でキャビテーションが生じる事態を防ぐことが可能になる。この結果、外管２の破損を防止することが可能になる。しかも、この減圧装置１によれば、外管２の内部にオリフィス３ａを有するオリフィス部３を設けていることにより、主に液体が流通するオリフィス部３のみを高価な耐食性の材料で形成し、外管２およびフランジ４は比較的安価な材料で形成することが可能になる。この結果、減圧装置１の製造コストを低減することが可能になる。
【００２５】
なお、図１において、オリフィス部３は、その両端が外管２の両端まで至らず設けられている。外管２は、その両端にフランジ４が固定され強度が確保されている。すなわち、外管２内の端部でオリフィス３ａの端部で拡径された部分にキャビテーションが生じても、キャビテーションが原因で外管２の端部が破損することはない。なお、オリフィス部３は、外管２の端部まで至るように設けられていてもよい。
【００２６】
［実施形態２］
図２は、本実施形態に係る減圧装置の側断面図である。本実施形態の減圧装置１は、上述した実施形態１の減圧装置１に対し、オリフィス部３の形態が異なり、当該オリフィス部３に係る構成以外は同様である。従って、以下に説明する実施形態において、実施形態１と同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
図２に示すように、減圧装置１は、オリフィス部３を長手方向で複数に分割した分割オリフィス部３Ａが形成されている。ここでは、個々の分割オリフィス部３Ａのオリフィス３ａを長手方向で均等径（加工誤差を含む）とする。そして、外管２の内部で各分割オリフィス部３Ａの各オリフィス３ａが連続するように、各分割オリフィス部３Ａが長手方向で突き合わせて配置されている。各分割オリフィス部３Ａは、オリフィス３ａが形成されている状態で、焼き嵌めにより外管２の内部に嵌入されて突き合わされる。
【００２８】
このように、本実施形態の減圧装置１は、オリフィス部３を長手方向で複数に分割して個々が長手方向に均等径のオリフィス３ａを有する分割オリフィス部３Ａが形成され、外管２の内部で各オリフィス３ａが連続するように各分割オリフィス部３Ａを長手方向で突き合わせて配置したものである。
【００２９】
圧力差を大きくする場合、オリフィス３ａを長尺として液体の流動抵抗を大きくすればよいが、適した流動抵抗とするためには、オリフィス３ａの内面の加工精度を確保する必要があり、長尺のオリフィス３ａにおいて加工精度を確保することは難しく、製造コストが嵩む。この減圧装置１によれば、オリフィス部３を長手方向で複数に分割した分割オリフィス部３Ａとしたことで、それぞれの分割オリフィス部３Ａにおけるオリフィス３ａの内面の加工精度が確保し易くなる。この結果、加工精度を確保しつつ製造コストを低減することが可能になる。
【００３０】
しかも、本実施形態の減圧装置１は、外管２の内部で各オリフィス３ａが連続するように各分割オリフィス部３Ａを長手方向で突き合わせて配置しているので、各分割オリフィス部３Ａの間でキャビテーションが生じる事態を防ぐことが可能になる。この結果、外管２の破損を防止することが可能になる。さらに、この減圧装置１によれば、外管２の内部にオリフィス３ａを有するオリフィス部３を設けていることにより、主に液体が流通するオリフィス部３のみを高価な耐食性の材料で形成し、外管２およびフランジ４は比較的安価な材料で形成することが可能になる。この結果、減圧装置１の製造コストを低減することが可能になる。
【００３１】
また、複数の分割オリフィス部３Ａを有することで、その数を変更し、変更した長手方向の寸法に応じて外管２を用意すれば、圧力差の異なる（圧力を降下する作用の異なる）複数種類の減圧装置１を容易に組むことが可能になる。
【００３２】
さらに、複数の分割オリフィス部３Ａを有することで、オリフィス３ａの内径が異なる分割オリフィス部３Ａを複数用意すれば、圧力差の異なる（圧力を降下する作用の異なる）複数種類の減圧装置１を容易に組むことが可能になる。この場合、１つの減圧装置１の各分割オリフィス部３Ａは、オリフィス部３全体として長手方向で均一径のオリフィス３ａとしても、異なる内径のオリフィス３ａの分割オリフィス部３Ａを混合し、オリフィス部３全体として途中で内径が変化するオリフィス３ａとしてもよい。ただし、オリフィス部３全体として途中で内径が変化するオリフィス３ａとする場合は、液体の流通方向に対し、最も上流側に最大内径のオリフィス３ａを有する分割オリフィス部３Ａを配置し、下流に向かって漸次内径の小さいオリフィス３ａを有する分割オリフィス部３Ａを順に配置することが好ましい。このようにすると、液体の流通方向の下流側のオリフィス３ａが拡径せずキャビテーションが生じるおそれがない。
【００３３】
［実施形態３］
図３および図４は、本実施形態に係る減圧装置の側断面図である。本実施形態の減圧装置１は、上述した実施形態１または実施形態２の減圧装置１に対し、オリフィス部３の形態が異なり、当該オリフィス部３に係る構成以外は同様である。従って、以下に説明する実施形態において、実施形態１または実施形態２と同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
図３に示す減圧装置１は、実施形態２の変形例であって、オリフィス部３を長手方向で複数に分割した分割オリフィス部３Ａ，３Ｂが形成されている。ここでは、個々の分割オリフィス部３Ａのオリフィス３ａを長手方向で均等径（加工誤差を含む）とする。そして、外管２の内部で各分割オリフィス部３Ａ，３Ｂの各オリフィス３ａ，３ｂが連続するように、各分割オリフィス部３Ａ，３Ｂが長手方向で突き合わせて配置されている。各分割オリフィス部３Ａ，３Ｂは、オリフィス３ａ，３ｂが形成されている状態で、焼き嵌めにより外管２の内部に嵌入されて突き合わされる。
【００３５】
分割オリフィス部３Ｂは、長手方向の少なくとも一方の端部に配置されるもので、隣接する分割オリフィス部３Ａにおけるオリフィス３ａの内径に対し長手方向で漸次拡径して形成された拡径オリフィス３ｂが設けられている。
【００３６】
また、図４に示す減圧装置１は、実施形態１の変形例であって、オリフィス部３を長手方向で複数に分割した分割オリフィス部３Ａ，３Ｂが形成されている。ここでは、各分割オリフィス部３Ａは、実施形態１のオリフィス部３と同様であるが、分割オリフィス部３Ｂを含み、長手方向で複数に分割したものとして、分割オリフィス部３Ａとして構成されている。この分割オリフィス部３Ａのオリフィス３ａを長手方向で均等径（加工誤差を含む）とする。そして、外管２の内部で各分割オリフィス部３Ａ，３Ｂの各オリフィス３ａ，３ｂが連続するように、各分割オリフィス部３Ａ，３Ｂが長手方向で突き合わせて配置されている。各分割オリフィス部３Ａ，３Ｂは、オリフィス３ａ，３ｂが形成されている状態で、焼き嵌めにより外管２の内部に嵌入されて突き合わされる。
【００３７】
このように、本実施形態の減圧装置１は、長手方向の少なくとも一方の端部に配置される分割オリフィス部３Ｂが、隣接する他の分割オリフィス部３Ａにおけるオリフィス３ａの内径に対し長手方向で漸次拡径して形成された拡径オリフィス３ｂを有する。
【００３８】
この減圧装置１によれば、端部の分割オリフィス部３Ｂの拡径オリフィス３ｂは、漸次拡径されているため、圧力を降下させる作用が小さい。このため、端部の分割オリフィス部３Ｂを加えることで、圧力降下の微細な調整を行うことが可能になる。
【００３９】
［実施形態４］
図５および図６は、本実施形態に係る減圧装置の一部拡大側断面図である。本実施形態の減圧装置１は、上述した実施形態２の減圧装置１に対し、オリフィス部３の形態が異なり、当該オリフィス部３に係る構成以外は同様である。従って、以下に説明する実施形態において、実施形態２と同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
図５および図６に示す減圧装置１は、オリフィス部３を長手方向で複数に分割した分割オリフィス部３Ａが形成されている。ここでは、個々の分割オリフィス部３Ａのオリフィス３ａを長手方向で均等径（加工誤差を含む）とする。そして、外管２の内部で各分割オリフィス部３Ａの各オリフィス３ａが連続するように、各分割オリフィス部３Ａが長手方向で突き合わせて配置されている。各分割オリフィス部３Ａは、オリフィス３ａが形成されている状態で、焼き嵌めにより外管２の内部に嵌入されて突き合わされる。
【００４１】
そして、図５および図６に示す減圧装置１は、分割オリフィス部３Ａが、隣接する相互間で嵌合する嵌合部５を有する。
【００４２】
具体的に、図５に示す嵌合部５は、隣接する一方（図５中右側）の分割オリフィス部３Ａの突き合わせ面に、他方（図５中左側）の分割オリフィス部３Ａの突き合わせ面側に突出する円錐形状の凸部５ａを有している。また、隣接する他方（図５中左側）の分割オリフィス部３Ａの突き合わせ面に、一方（図５中右側）の分割オリフィス部３Ａの凸部５ａが嵌合するすり鉢形状の凹部５ｂを有している。すなわち、これら凸部５ａと凹部５ｂとが互いに嵌合することで、相互の分割オリフィス部３Ａのオリフィス３ａの位置合わせを容易に行うことが可能になる。
【００４３】
また、図６に示す嵌合部５は、隣接する一方（図６中右側）の分割オリフィス部３Ａの突き合わせ面に、他方（図６中左側）の分割オリフィス部３Ａの突き合わせ面側に突出する円柱形状の凸部５ａを有している。また、隣接する他方（図６中左側）の分割オリフィス部３Ａの突き合わせ面に、一方（図６中右側）の分割オリフィス部３Ａの凸部５ａが嵌合する円形状の凹部５ｂを有している。すなわち、これら凸部５ａと凹部５ｂとが互いに嵌合することで、相互の分割オリフィス部３Ａのオリフィス３ａの位置合わせを容易に行うことが可能になる。
【００４４】
なお、本実施形態の減圧装置１に、上述した実施形態３における減圧装置１の分割オリフィス部３Ｂを適用してもよい。すなわち、図には明示しないが、分割オリフィス部３Ａと分割オリフィス部３Ｂとを嵌合する嵌合部５を設ける。
【００４５】
［実施形態５］
図７および図８は、本実施形態に係る減圧装置の一部拡大側断面図である。本実施形態の減圧装置１は、上述した実施形態２の減圧装置１に対し、オリフィス部３の形態が異なり、当該オリフィス部３に係る構成以外は同様である。従って、以下に説明する実施形態において、実施形態２と同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図７および図８に示す減圧装置１は、オリフィス部３を長手方向で複数に分割した分割オリフィス部３Ａが形成されている。ここでは、個々の分割オリフィス部３Ａのオリフィス３ａを長手方向で均等径（加工誤差を含む）とする。そして、外管２の内部で各分割オリフィス部３Ａの各オリフィス３ａが連続するように、各分割オリフィス部３Ａが長手方向で突き合わせて配置されている。各分割オリフィス部３Ａは、オリフィス３ａが形成されている状態で、焼き嵌めにより外管２の内部に嵌入されて突き合わされる。
【００４７】
そして、図７に示す減圧装置１は、分割オリフィス部３Ａが、突き合わせられるオリフィス３ａの周縁部に、テーパ部６を有する。すなわち、突き合わされる各分割オリフィス部３Ａの間で、相互のオリフィス３ａの径方向（長手方向に直交する方向）の位置がずれている場合、その部分に段ができるため、圧力損失が生じて所望とする圧力差を得難くなる。この点、この減圧装置１によれば、テーパ部６を有することで、突き合わされる各分割オリフィス部３Ａの間で、相互のオリフィス３ａが、上記段に比較して滑らかに繋がるため、圧力損失が低減して所望とする圧力差を得易くなる。
【００４８】
また、図８に示す減圧装置１は、分割オリフィス部３Ａが、突き合わせられるオリフィス３ａの周縁部に、円弧部７を有する。すなわち、突き合わされる各分割オリフィス部３Ａの間で、相互のオリフィス３ａの径方向（長手方向に直交する方向）の位置がずれている場合、その部分に段ができるため、圧力損失が生じて所望とする圧力差を得難くなる。この点、この減圧装置１によれば、円弧部７を有することで、突き合わされる各分割オリフィス部３Ａの間で、相互のオリフィス３ａが、上記段に比較して滑らかに繋がるため、圧力損失が低減して所望とする圧力差を得易くなる。
【００４９】
なお、本実施形態の減圧装置１のテーパ部６や円弧部７は、突き合わされる各分割オリフィス部３Ａの間で、相互のオリフィス３ａの径方向（長手方向に直交する方向）の位置がずれている場合に設けるもので、突き合わされる各分割オリフィス部３Ａの間で、相互のオリフィス３ａの径方向（長手方向に直交する方向）の位置がずれていない場合は、設けなくてもよい。
【００５０】
なお、本実施形態の減圧装置１に、上述した実施形態３における減圧装置１の分割オリフィス部３Ｂを適用してもよい。すなわち、図には明示しないが、分割オリフィス部３Ａと分割オリフィス部３Ｂとのオリフィス３ａ，３ｂの周縁部に、テーパ部６または円弧部７を有する。
【符号の説明】
【００５１】
１  減圧装置
２  外管
３  オリフィス部
３Ａ，３Ｂ  分割オリフィス部
３ａ  オリフィス
３ｂ  拡径オリフィス
４  フランジ
５  嵌合部
５ａ  凸部
５ｂ  凹部
６  テーパ部
７  円弧部
【図１】
0005951311.tif 000002
【図２】
0005951311.tif 000003
【図３】
0005951311.tif 000004
【図４】
0005951311.tif 000005
【図５】
0005951311.tif 000006
【図６】
0005951311.tif 000007
【図７】
0005951311.tif 000008
【図８】
0005951311.tif 000009