JP6350202B2 - 流量計測用オリフィス板 - Google Patents

Description

本発明は、フランジの間に挟んで用いる、配管内の流体の流量計測用のオリフィス板、特に、フランジを締結するボルトの本数が多い大口径管に用いられる流量計測用のオリフィス板に関するものである。

配管内を流れる流体の流量測定の手段の一つに、オリフィス式流量計がある。オリフィス式流量計は、例えば配管のフランジ間に挟み込まれたオリフィス板の前後の差圧を測定し、この差圧に基づき流量を算出するものである。

このようなオリフィス板を用いる際は、オリフィス板とフランジの間から流体が漏れないように、オリフィスとフランジとの間にガスケットやパッキンといったシール部材が設けられる。そして、このシール部材は定期的に交換しなくてはならないが、交換作業では対向するフランジ間の距離を広げるためにチェーンブロックでフランジを引っ張ったりする必要があり、手間がかかる。

そこで、特許文献１では、チェーンブロックのような大掛かりな機器を用いることなくフランジ間の距離を広げて、シール部材を容易に交換するための治具が提案されている。

特開平９−１９６７２３号公報

ところで、製鉄所のように、高炉ガスや転炉ガスといった種々の副生ガスが発生するような設備においては、当該副生ガスの輸送に例えば呼び径で５００Ａ〜４０００Ａ程度の大口径の配管が用いられる。かかる大口径配管においても操業管理等の観点から当然流量計が設けられるが、副生ガス中に含まれる腐食成分によりオリフィス板が腐食したり、副生ガス中のダストやドレンにより摩耗したりすると、正確な流量を測定できなくなるため、定期的にオリフィス板を交換する必要がある。

しかしながら、大口径配管においてはフランジを締結するボルトの本数が小口径の配管と比較して多く、且つボルトの締め付けトルクも大きいため、ボルトの着脱に多大な時間と労力がかかる。

また、例えば図７に示すように、流量測定の対象となる配管Ｐが例えば１００Ａ程度の小口径配管であれば、通常は平面座（ＲＦ：Ｒａｉｓｅｄ Ｆａｃｅ）のフランジ１００に対応したオリフィス板１０１が用いられる。なお、図７の符号１０２はフランジ１００を締結するボルトであり、符号１０３はフランジ１００間の気密を保つためのシール部材としてのガスケットである。平面座フランジ１００に対応するオリフィス板１０１は、平面座フランジ１００のシール面に沿った形状を有しているので、例えば図８に示すように、ボルト１０２の内側に配置される。かかる場合、オリフィス板１０１を取り外すには、例えば図８に斜線で示される上半分のボルト１０２を取り外せば足りる。即ち、上半分のボルト１０２を取り外した後、例えばオリフィス板１０１の上端に設けられた吊り金具１０４などを用いてオリフィス板１０１を上方に引き上げれば、下半分のボルトは取り外すことなくオリフィスを取り外すことができる。

しかしながら、大口径の配管において平面座のフランジ１００を用いた場合、各ボルト１０２の締め付けトルクを厳密に管理する必要があるため、多数のボルト１０２を均一に締め付ける作業に多大な時間と労力を要する。また、ボルト１０２を過度に締め付けた場合、フランジ１００に曲げ応力が作用し、フランジ１００が変形してフランジ面からリークが生じてしまう恐れがある。そのため、大口径配管においては、例えば図９に示すように、全面座（ＦＦ：Ｆｌａｔ Ｆａｃｅ）のフランジ１１０及びそれに対応するオリフィス板１１１が用いられる。かかる場合、図１０に示すようにオリフィス板１１１にはボルト１０２が挿通するため、オリフィス板１１１をフランジから取り外すにはボルト１０２を全数外す必要がある。そのため、特に大口径配管に用いられるオリフィス板１１１の交換作業には多大な時間と労力が必要であった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、流量計測用オリフィス板の着脱作業の労力及び時間を低減することを目的とする。

前記の目的を達成するための本発明は、配管内の流体の流量計測の際に、全面座フランジの間に挟み込んで配置されるオリフィス板であって、全面座フランジを締結するボルトが挿通する貫通孔を複数有し、前記貫通孔の少なくとも１つ以上は、前記オリフィス板の外周部まで到達する長穴形状であり、前記長穴形状の貫通孔は、前記オリフィス板を前記全面座フランジの間から引き抜くときの方向に沿って延伸している。

本発明によれば、オリフィス板に設けられたボルトの貫通孔が、オリフィス板の外周部まで到達する長穴形状を有しているので、長穴の延伸する方向に沿ってオリフィスを引き抜けば、当該長穴形状を有する貫通孔に対応するボルトを取り外さなくても、オリフィスをフランジの間から取り外すことができる。したがって、流量計測用オリフィスの着脱の際にボルトを全数取り外す必要がなくなり、作業の労力と時間を低減することができる。

前記オリフィス板における、前記オリフィス板を前記全面座フランジの間から引き抜くときの方向と反対側の半円部分に配置された貫通孔が、前記長穴形状を有していてもよい。

本発明によれば、流量計測用オリフィス板の着脱作業の労力及び時間を低減することができる。

本実施の形態にかかる流量計測用オリフィス板の構成の概略を示す正面図である。 オリフィス板の貫通孔にボルトが挿通された状態を模式的に示す説明図である。 オリフィス板の下半分の半円部分以外の貫通孔からボルトを取り外した状態を模式的に示す説明図である。 オリフィス板を上方に引き上げた状態を模式的に示す説明図である。 オリフィス板を水平方向に引き抜く場合のオリフィス板の配置方向を模式的に示す説明図である。 他の実施の形態にかかるオリフィス板の構成の概略を示す正面図である。 オリフィス板を平面座フランジの間に設置した状態を模式的に示す側面図である。 平面座フランジに対応する、従来のオリフィス板の形状を示す正面図である。 オリフィス板を全面座フランジの間に設置した状態を模式的に示す側面図である。 全面座フランジに対応する、従来のオリフィス板の形状を示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明にかかる、流量計測用オリフィス板１の構成の概略を示す正面図である。

本実施の形態にかかる流量計測用オリフィス板１（以下、単に「オリフィス板１」という）は、配管内の流体の流量計測の際に、全面座フランジの間に挟み込んで配置されるものであり、略円盤形状を有している。オリフィス板１は、例えば炭素鋼の板材などにより形成されている。なお、以下において、特に明記無い限り、「フランジ」とは「全面座フランジ」を意味している。

オリフィス板１の外周部には、フランジを締結するボルトが挿通する貫通孔１０が等間隔に複数形成されている。オリフィス板１の中心部には、当該オリフィス板１が配置される配管の内径よりも小さい直径の流路１２が形成されている。なお、図１では、貫通孔１０が１６箇所に形成された状態を描図しているが、貫通孔１０の数は本実施の形態の内容に限定されるものではない。

オリフィス板１の上端部には、例えば吊り金具１１が設けられている。この吊り金具１１を例えば上方に引っ張ることで、オリフィス板１を上方に引き上げることができる。

オリフィス板１における、吊り金具１１が設けられた側と反対側の半円部分（図１の斜線部分）においては、貫通孔１０から例えば鉛直下方に向けて延伸し、オリフィス板１の外周部まで到達する切り欠き２０が形成されている。したがって、オリフィス板１の下半分の半円部分の貫通孔１０は、切り欠き２０と併せてオリフィス板１の外周部まで到達する長穴を形成している。なお、ここでいう「半円部分」とは、厳密な半円を意味するのではなく、例えば図１に斜線で示すように、オリフィス板１の概ね半分程度の領域を含むものであればよい。但し、図１において、オリフィス板１の中心を通る水平線上に位置する貫通孔１０ａを「半円部分」に含め、貫通孔１０ａに切り欠き２０を形成しようとすると、貫通孔１０ａの下隣りに位置する貫通孔１０と干渉してしまうので、本実施の形態では、貫通孔１０ａは「半円部分」に含めないようにしている。また、図１では、貫通孔１０の直径と切り欠き２０の幅Ｗが同じに設定されているが、切り欠き１１の幅Ｗは、オリフィス板１が配置されるオリフィスのボルトの直径よりも広く形成されていればよく、本実施の形態の内容に限定されるものではない。

本実施の形態におけるオリフィス板１は以上のように形成されており、次にこのオリフィス板１のフランジへの着脱方法について図２、図３及び図４を用いて説明する。図２、図３及び図４は、オリフィス板１とフランジ（図示せず）を締結するボルト３０との位置関係を模式的に表す説明図であり、オリフィス板１の貫通孔１０に対応する位置にボルト３０が描図されている場合は、ボルト３０とナット（図示せず）が締結されているか、或いはボルト３０とナットが緩められた状態にあるものの、フランジ及びオリフィス板１の貫通孔１０をボルト３０が挿通していることを意味している。

オリフィス板１がフランジに挟み込まれ、ボルト３０とナットが締結された状態では、図２に示すように、全ての貫通孔１０にボルト３０が挿通した状態になっている。

次に、オリフィス板１の交換を行うべく、オリフィス板１をフランジの間から引き抜くときには、ボルト３０とナットを順次緩めていく。そして、切り欠き２０が形成されていない貫通孔１０を挿通するボルト３０を全て取り外す。その結果、例えば図３に示すように、オリフィス板１の下半分の半円部分に位置する貫通孔１０にのみボルト３０が残された状態となる。この状態においては、ボルト３０によりオリフィス板１が支持され、当該ボルト３０によりオリフィス板１が落下するのを防止している状態となっている。

次に、例えば吊り金具１１を用いてオリフィス板１を上方に引き抜く。この際、切り欠き２０の幅Ｗはボルト３０に直径より大きくまた、鉛直下方に向けて延伸して形成されているので、オリフィス板１は下半分の半円部分に残ったボルト３０と干渉することなく引き抜かれる。その結果、例えば図４に示すように、下半分の半円部分の貫通孔１０に対応するボルト３０がフランジ（図示せず）に挿通した状態で残ったまま、当該フランジの間からオリフィス板１を取り外すことができる。したがって、本実施の形態では、ボルト３０を全数取り外すことなく、換言すれば、例えば１６本のうちの９本のボルト３０のみをフランジから取り外せばオリフィス板１を取り外すことができるので、大幅な作業量の低減と作業時間の低減を図ることができる。特に、配管径が大きくなるほどボルト３０の本数が多くなるため、本発明の効果はより顕著なものとなる。

また、新たなオリフィス板１をフランジの間に設置する場合、取り外しとは逆の順序で作業を行えば、７本のボルト３０がそのままフランジに残ったままなので、取り外しの際と同様に、作業量及び作業時間の低減を図ることができる。特に、オリフィス板１を設置する場合、下半分の半円部分に残ったボルト３０がオリフィス板１を支持して脱落を防止すると共に、ボルト３０と切り欠き２０及び貫通孔１０によりオリフィス板１の大まかなセンタリング調整を行うことができるので、この点からもオリフィス板１設置の作業負荷を低減できる。

また、以上の実施の形態のように、オリフィス板１を全面座フランジに対応する形状とした場合、例えば図９に示すように、ボルト３０のねじ部分が外部に露出することがない。そして本発明者らによれば、例えば平面座フランジのように、ボルト３０のねじ部分が露出した構造とした場合、周囲環境に由来するダストや雨水の湿潤によりボルトが腐食してしまう恐れがあるが、本実施の形態のようにオリフィス板１を全面座フランジに対応させることで、ボルト３０の腐食防止効果も得ることができる。

なお、以上の実施の形態では、フランジ間に設けるガスケット等のシール部材について特に言及しなかったが、ボルト３０を全数取り外さずにオリフィス板１の交換作業を行うという観点からは、ガスケットについてもオリフィス板１と概ね同一形状とすることが好ましい。

以上の実施の形態では、吊り金具１１をオリフィス板１の上端部に設け、切り欠き２０を貫通孔１０の鉛直下方に延伸するように形成してオリフィス板１を上方に引き抜く場合を例に説明したが、吊り金具１１の配置、換言すればオリフィス板１を引き抜く方向や、切り欠き２０の配置、形状については本実施の形態の内容に限定されるものではなく、実際の作業環境に合せて任意に設定できる。当然に、吊り金具１１も必ずしも設ける必要があるものではない。

また、配置上の制約等で、オリフィス板１を上方に引き抜くことが困難な場合、例えば図５に示すように、吊り金具１１が水平方向に向くようにオリフィス板１を例えば９０度回転させて用いれば、オリフィス板１を水平方向に引き抜く場合にも対応させることができる。かかる場合、切り欠き２０の配置や形状、即ち長穴形状の貫通孔１０の形状は、オリフィス板１をフランジの間から引き抜くときの方向に沿って延伸していることが好ましいといえる。さらに言えば、この長穴形状の貫通孔１０は、オリフィス板１をフランジの間から引き抜くときの方向と反対側の半円部分に形成することが好ましい。換言すれば、本実施の形態のように、例えば吊り金具を一箇所に設ける場合は、吊り金具とは反対側の半円部分の貫通孔１０に切り欠き２０を設けて長穴形状とすることが好ましい。

ただし、例えば図６に示すように、上半分の半円部分と下半分の半円部分の双方の貫通孔１０に切り欠き２０を形成することを否定するものではなく、図６に示すようなオリフィス板５０についても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

また、オリフィス板１の引き抜き方向と反対側の半円部分の全ての貫通孔１０を長穴形状とする必要はなく、少なくとも一つ以上の貫通孔１０が長穴形状を有していれば、本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本実施の形態では、オリフィス板が流量計測用のものである場合について説明したが、オリフィス板が例えば流量制限用など他の用途に用いられる場合にも本発明を適用できる。

本発明は、オリフィス板の交換、設置作業の際に有用である。

１ 流量計測用オリフィス板
１０ 貫通孔
１０ａ 貫通孔
１１ 吊り金具
１２ 流路
２０ 切り欠き
３０ ボルト
５０ オリフィス板

Claims (2)

1. 配管内の流体の流量計測の際に、全面座フランジの間に挟み込んで配置されるオリフィス板であって、
   全面座フランジを締結するボルトが挿通する貫通孔を複数有し、
   前記貫通孔の少なくとも１つ以上は、前記オリフィス板の外周部まで到達する長穴形状であり、
   前記長穴形状の貫通孔は、前記オリフィス板を前記全面座フランジの間から引き抜くときの方向に沿って延伸している、流量計測用オリフィス板。
2. 前記オリフィス板における、前記オリフィス板を前記全面座フランジの間から引き抜くときの方向と反対側の半円部分に配置された貫通孔が、前記長穴形状を有している、請求項１に記載の流量計測用オリフィス板。

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