WO2014119265A1 - ガスケット一体型セラミックオリフィスプレート - Google Patents

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WO2014119265A1
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orifice
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ceramic
fitting
orifice plate
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French (fr)
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正明 永瀬
土肥　亮介
池田　信一
西野　功二
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Fujikin Inc
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Fujikin Inc
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L21/00—Joints with sleeve or socket
    • F16L21/02—Joints with sleeve or socket with elastic sealing rings between pipe and sleeve or between pipe and socket, e.g. with rolling or other prefabricated profiled rings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
    • G01F1/42—Orifices or nozzles

Definitions

  • the present invention relates to an improvement of a gasket-integrated orifice plate used in a flow control device or the like. More specifically, the present invention relates to a high-corrosion-resistant gasket-integrated ceramic orifice plate using a ceramic thin plate orifice plate having a highly accurate hole diameter instead of a metal thin plate orifice plate.
  • an orifice plate an orifice is formed in a thin metal plate by machining or the like, and the thin metal plate provided with the orifice is attached to an appropriate portion such as a joint portion of a pipe line or a connection portion between a device and a pipe line.
  • an appropriate portion such as a joint portion of a pipe line or a connection portion between a device and a pipe line.
  • a structure that is inserted into a pipe and directly clamped and fixed is used.
  • the thickness of the metal thin plate cannot be significantly reduced because the metal thin plate may be deformed during tightening. Therefore, there is a problem that it is not possible to easily manufacture an orifice plate having a highly accurate flow rate characteristic using a thin plate that can easily obtain a desired shape and hole diameter.
  • FIG. 18 shows an example of a gasket-integrated orifice plate 38 with the ultrathin metal plate, having an orifice base 38a and the fitting recess 38b 1 provided with a fitting projection 38a 1
  • the orifice base 38b is combined, and an orifice plate 38c made of a thin metal plate is sandwiched between the inner end faces in an airtight manner, and both end faces 38a 3 , 38b 3 or 38a 4 , 38b 4 of both the orifice bases 38a, 38b are attached. This is the gasket sealing surface.
  • FIG. 18 the inner end surface 38d of the outer periphery thereof with a larger than the outer diameter of the orifice base 38a provided with a fitting projection 38a 1 the outer diameter of the orifice base 38b provided with a fitting recessed portion 38b 1 Is also a sealing surface.
  • the gasket-integrated orifice plate 38 is inserted into the orifice housing recess 7 c formed on the downstream end face of the valve body 7, for example, as shown in FIG. 18, and pushes the outlet side block 10 to the valve body 7.
  • the confidentiality of the gasket-integrated orifice plate is maintained by the seal surfaces 38a 3 , 38b 3 , and 38d.
  • reference numerals 7d, 7e, and 10d denote annular projections that bite into the respective sealing surfaces to enhance the sealing function.
  • the gasket-integrated orifice plate 38 shown in FIGS. 16 and 18 is an extremely thin metal plate or metal film because the orifice plate 38c is fitted and sandwiched between the orifice bases 38a and 38b in an airtight manner. Can also be sandwiched between the orifice bases 38a, 38b without deformation. Therefore, it is possible to use an orifice plate 38c having a highly accurate orifice, and by using the outer ends of both orifice bases as a sealing surface, the gasket-integrated orifice plate 38 itself can be tightly connected to a conduit or the like as a gasket. It can be clamped and fixed, and has excellent practical utility.
  • the sealing surface 38d can seal the orifice plate 38c. Excellent effects such as being able to completely prevent leakage from the outside to the outside can be obtained.
  • the gasket-integrated orifice plate 38 of FIGS. 16 to 18 has many excellent effects, but many problems to be solved still remain. Among them, it is an urgent issue to prevent the flow rate characteristics from fluctuating due to the change in the shape of the orifice due to the corrosion of the metal orifice plate 38c.
  • an ultra-thin metal plate with a thickness of 30 to 1000 ⁇ m for example, SUS316L-P (W melt) or NK clean with less impurities). Z or the like) is used to form a circular hole having an inner diameter of 10 to 500 ⁇ m. Therefore, the orifice plate 38c is relatively easily corroded or eroded by the fluid contact flow, and particularly when the fluid is a corrosive gas such as an ozone-containing gas, a chlorine-containing gas, or a hydrogen bromide-containing gas.
  • a corrosive gas such as an ozone-containing gas, a chlorine-containing gas, or a hydrogen bromide-containing gas.
  • the present invention provides an orifice plate made of a very thin metal plate.
  • the configuration is used. For this reason, the corrosion resistance of the orifice plate is relatively low.
  • the replacement frequency of the gasket-integrated orifice plate is significantly increased. This is a solution to the problems such as inability to control and (II) increase in the frequency of replacement of the gasket-integrated orifice plate, leading to increased repair costs.
  • a gasket-integrated ceramic orifice plate includes, as a first side, a first orifice base having a fitting projection and a through-passage in the center, A combination of a second orifice base having a joint recess and having a penetrating passage communicating with the passage of the first orifice base at the center, and between the end surfaces of the first orifice base and the second orifice base A ceramic orifice plate is inserted in an airtight manner, and the outer end surfaces of the first and second orifice bases are used as gasket sealing surfaces.
  • the outer diameter of one of the first and second orifice bases is larger than the outer diameter of the other orifice base, and the outer peripheral edge portion of the inner end face of the one orifice base is a sealing surface. It is good.
  • the ceramic orifice plate is centered on an orifice communicating with the first orifice base passage and the second orifice base passage, and the first orifice base fitting projection and the second orifice base You may insert it airtightly between the recessed parts for fitting of an orifice base.
  • the ceramic orifice plate is made of a ceramic containing zirconia, has a thickness of 500 to 1000 ⁇ m, a hole diameter of 10 to 500 ⁇ m, and the fitting protrusion is pressed into the fitting recess by a pressure input of 6 kN to 10 kN.
  • the ceramic orifice plate may be inserted in an airtight manner between the fitting protrusion and the fitting recess.
  • Both surfaces of the circular ceramic orifice plate may be used as polishing mirror surfaces, and the contact surfaces of the fitting protrusions and the fitting recesses contacting the ceramic orifice plates may be used as polishing mirror surfaces.
  • the gasket-integrated ceramic orifice plate according to the present invention has, as a second side surface, a first orifice base having a fitting projection on the inner end face and a through-passage in the center, and fitting on the inner end face.
  • a second orifice base having a recess and having a through-passage in the central portion, a through-passage communicating with the first and second orifice base passages in the central portion, and the first orifice on one end surface
  • the fitting projection of the orifice base is provided with a fitting recess that is fitted in an airtight manner, and a fitting projection that is fitted in an airtight manner in the fitting recess of the second orifice base is provided on the other end surface.
  • a second ceramic orifice plate that is inserted in an airtight manner between the intermediate orifice base and the second orifice base and has an orifice formed in the center thereof, and is disposed in a fluid passage The outer end surfaces of the first and second orifice bases are used as sealing surfaces, respectively, and the outer diameter of one of the first and second orifice bases is set to the outside of the other orifice base and the intermediate orifice base.
  • the outer peripheral edge portion of the inner end face of the one orifice base is made larger than the diameter, and the outer peripheral edge portion of the one orifice base is used as a sealing surface, and a branch passage 5d communicating with the passage of the intermediate orifice base is formed in the intermediate orifice base.
  • the second ceramic orifice plate is formed with an orifice communicating with the passage of the first orifice base and the passage of the intermediate orifice base at the center, and the fitting protrusion of the first orifice base and the intermediate You may insert it airtightly between the recessed parts for fitting of an orifice base.
  • the second ceramic orifice plate is formed with an orifice communicating with the passage of the intermediate orifice base and the passage of the second orifice base at the center, and the concave projection and the fitting projection of the intermediate orifice base It may be inserted in an airtight manner between the fitting recess of the second orifice base.
  • the first ceramic orifice plate is made of ceramic containing zirconia, has a thickness of 500 to 1000 ⁇ m, a hole diameter of 10 to 500 ⁇ m, and the fitting orifice of the first orifice base is the second orifice.
  • the first ceramic orifice plate is press-fitted into the fitting recess of the base by a pressure input of 6 to 10 kN, and the first ceramic orifice plate is interposed between the fitting projection of the first orifice base and the fitting recess of the intermediate orifice base. It may be inserted in an airtight manner.
  • the second ceramic orifice plate is made of a ceramic containing zirconia, has a thickness of 500 to 1000 ⁇ m, a hole diameter of 10 to 500 ⁇ m, and a fitting protrusion of the intermediate orifice base is formed on the second orifice base.
  • the second ceramic orifice plate is hermetically sealed between the fitting projection of the intermediate orifice base and the fitting recess of the second orifice base by press-fitting into the fitting recess with a pressure of 6 to 10 kN. It is intended to be inserted into the.
  • the orifice plate located upstream may have a smaller diameter than the orifice plate located downstream.
  • both surfaces of the circular first and second ceramic orifice plates are used as polishing mirror surfaces, and are in contact with the first and second ceramic orifice plates.
  • the contact surfaces of the first orifice base fitting protrusion and the second orifice base fitting recess may be a polishing mirror surface.
  • the gasket-integrated orifice plate according to the present invention includes, as the third side surface, a third orifice base having fitting recesses on both side surfaces and a through-passage in the center, and a fitting protrusion. And a fourth orifice base and a fifth orifice base which are inserted into the fitting recesses in opposite directions, and a ceramic mounted in the passage of the third orifice base.
  • the outer end surfaces of the fourth and fifth orifice bases are used as gasket sealing surfaces.
  • annular protrusion is provided on an outer peripheral surface of the fitting protrusion of the fourth and fifth orifice bases, and an annular protrusion is provided on a tip surface of the fitting protrusion,
  • the annular protrusion on the outer peripheral surface of the fitting protrusion improves airtightness between the fitting protrusion and the fitting recess, and the fitting protrusion and the engagement protrusion by the annular protrusion on the front end surface of the fitting protrusion. It is good also as a structure which improves the airtightness between ceramic orifice plates.
  • the ceramic orifice plate is made of ceramic containing a thick disc-shaped zirconia, and the fitting protrusions are pressed into the fitting recesses by 6 to 10 kN.
  • the ceramic orifice plate may be inserted in an airtight manner between the front end surfaces of the fitting protrusions.
  • the ceramic orifice plate is formed into a gasket-integrated ceramic orifice plate by tightly fitting and contacting the ceramic orifice plate between the first orifice base and the second orifice base. .
  • a gasket-integrated ceramic orifice plate can be formed.
  • the outer end surface of the first and second orifice bases, or the outer end surface of the first and second orifice bases and the outer peripheral portion of the inner end surface of one of the first and second orifice bases By using it as a sealing surface, the orifice base can be tightly tightened and fixed to a pipe line or the like as a gasket.
  • a ceramic having a thickness of 500 to 1000 ⁇ m and a hole diameter of 10 to 500 ⁇ m is provided between the fitting protrusion of the first orifice base and the fitting recess of the second orifice base.
  • An orifice plate is inserted, the fitting protrusion is press-fitted into the fitting recess by a pressure input of 6 kN to 10 kN, and a ceramic orifice plate is sandwiched between the two in an airtight manner.
  • the contact surfaces of the fitting protrusions and the fitting recesses that are in contact with both surfaces and the ceramic orifice plate are used as polishing mirror surfaces.
  • a gasket-integrated ceramic orifice plate with a highly accurate orifice and excellent corrosion resistance can be easily manufactured, and the contact surface between the ceramic orifice plate and the fitting protrusion and the fitting recess, and the fitting protrusion and the fitting It is possible to manufacture a gasket-integrated ceramic orifice plate that substantially eliminates leakage from the contact surface of the combined recess.
  • a fitting recess that is fitted to the fitting protrusion of the first orifice base is provided on one end surface between the first orifice base and the second orifice base.
  • an intermediate orifice base provided with a fitting protrusion to be fitted in the fitting recess of the second orifice base is provided on the other end surface, and the fitting orifice of the first orifice base and the intermediate orifice base are provided.
  • a diversion passage communicating with the passage of the intermediate orifice base is formed.
  • the first ceramic orifice plate and the second ceramic orifice plate have different hole diameters, and by controlling the fluid supply to the passage, a gasket-integrated ceramic orifice having a plurality of flow characteristics. It can be a plate.
  • a third orifice base having fitting recesses on both side surfaces and having a penetrating passage in the center, and a fitting protrusion and having a penetrating passage in the center.
  • the gasket-integrated ceramic orifice plate of the present invention when used in a pressure type flow rate control device or the like, the orifice plate can be replaced very easily, and airtightness can be secured and deformation can be prevented in mounting the orifice plate.
  • the flow rate can be controlled with high accuracy because the ceramic orifice plate has high corrosion resistance.
  • FIG. 1 and 2 show a first embodiment of a gasket-integrated ceramic orifice plate according to the present invention.
  • 3 and 4 show a second embodiment of the gasket-integrated ceramic orifice plate according to the present invention.
  • 5 shows a pressure type flow rate control apparatus using the gasket-integrated ceramic orifice plate of FIG. 3
  • FIG. 6 is a partially enlarged view of the insertion portion of the gasket-integrated ceramic orifice plate of FIG. It is.
  • the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 and the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 of the second embodiment shown in FIG. 3 are the second orifice base 3 on the downstream side.
  • the form of is slightly different.
  • the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 of the first embodiment of FIG. 1 and the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 of FIG. 3 are the same as those of the conventional FIG. 15 except that the material of the orifice plate 4 is different. And it is substantially the same as the gasket-integrated orifice plate shown in FIG. Accordingly, here, an embodiment of the present invention will be described based on the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 of the second embodiment described in FIGS. 3 and 4.
  • the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 has a convex first orifice base 2 having a through passage 2a at the center and a fitting projection 2b on the inner end face.
  • a concave second orifice base 3 having a larger diameter than the first orifice base 2 and having a through-passage 3a in the center and a fitting recess 3b on the inner end surface, and an orifice ( And a ceramic orifice plate 4 formed with a convex first orifice base 2 and a concave second orifice base 3, and a ceramic orifice plate between the two orifice bases 2, 3.
  • Sealing surface 2c of over preparative 1, 3c, and 3d it is obtained by a structure for preventing leakage to the outside from the sealing portion of the ceramic orifice plate 4.
  • the convex first orifice base 2 is formed of a stainless material (SUS316L-P (W melt)) into a short cylindrical shape having a convex longitudinal cross-sectional shape.
  • a through-shaped passage 2a having an inner peripheral surface stepped is formed at the center.
  • a cylindrical fitting projection 2b having an outer peripheral surface formed in a stepped manner is provided on the inner end surface of the convex first orifice base 2 (the end surface facing the concave second orifice base 3). It is formed to protrude concentrically with the passage 2a.
  • annular projections 2d and 2d ′ (FIG.
  • the convex first orifice base 2 has an annular outer end surface that functions as a seal surface 2c of the gasket-integrated ceramic orifice plate 1.
  • the concave second orifice base 3 is formed of a stainless steel material (SUS316L-P (W melt)) in the shape of a thick disk having a concave vertical cross-sectional shape. Is formed with a penetrating passage 3a communicating with the passage 2a of the convex first orifice base 2. Further, the fitting protrusion 2b of the convex first orifice base 2 is fitted in an airtight manner on the inner end surface of the concave second orifice base 3 (the end surface facing the convex orifice base 2). The recessed portion 3b for fitting is formed concentrically with the passage 3a.
  • SUS316L-P W melt
  • the inner peripheral surface of the fitting recess 3b is formed on a stepped inner peripheral surface so that the fitting protrusion 2b of the convex first orifice base 2 is fitted in an airtight manner.
  • a ceramic orifice plate 4 is sandwiched between the annular projection 2d 'of the first orifice base 2 and the end face of the fitting recess 3b when the first orifice base 2 is combined with the convex first orifice base 2.
  • An annular protrusion 3f (see FIG. 4) arranged so as to exhibit a sealing function is formed.
  • a circular recess 3e is formed concentrically with the passage 3a on the outer end surface of the second orifice base 3 provided with the fitting recess 3b for receiving the fitting protrusion 2b.
  • the bottom surface of the recess 3e formed on the outer end surface of the orifice base 3 serves as the seal surface 3c of the gasket-integrated orifice plate 1.
  • the recess 3e is intended to facilitate the alignment (axial alignment) of the gasket-integrated orifice plate 1 and to protect the sealing surface 3c.
  • the bottom surfaces of the fitting protrusions 2b and the fitting recesses 3b that contact a ceramic orifice plate 4 described later are finished to a so-called polishing mirror surface by electrolytic polishing or the like.
  • the second orifice base 3 located on the downstream side of the first orifice base 2 and the second orifice base 3 has a first outer diameter located on the upstream side.
  • the outer peripheral edge portion of the inner end surface of the second orifice base 3 located on the downstream side functions as the seal surface 3d of the gasket-integrated orifice plate 1. It has come to fulfill.
  • the outer diameter of the concave second orifice base 3 located on the downstream side is larger than the outer diameter of the convex first orifice base 2 located on the upstream side.
  • the outer peripheral edge portion of the inner end surface of the concave second orifice base 3 is formed as the seal surface 3d of the gasket-integrated orifice plate 1, but the outer diameter of the second orifice base 3 is the first diameter. It is also possible to omit the sealing surface 3d with the same diameter as the outer diameter of the orifice base 2, and the structure is the gasket integrated ceramic orifice plate of the first embodiment shown in FIGS. It is.
  • the ceramic orifice plate 4 is formed into a very thin circular plate of a ceramic material containing zirconia, and communicates with the passages 2a and 3a of the first orifice base 2 and the second orifice base 3 at the center thereof.
  • An orifice (not shown) having a desired inner diameter is formed.
  • the size of the ceramic orifice plate 4 is set to a size that can be accommodated in the small-diameter portion of the fitting recess 3 b of the concave second orifice base 3.
  • the shape of the ceramic orifice plate 4 may be circular or other shapes.
  • the ceramic orifice plate 4 has a thickness of 500 to 1000 ⁇ m and a hole diameter (orifice diameter) of 10 to 500 ⁇ m, and both outer surfaces thereof are mirror-finished by lapping polishing or the like.
  • the fitting projection 2b is pressed into the fitting recess 3b with a pressure input of 6 kN to 10 kN, and is sandwiched between the fitting projection 2b and the fitting recess 3b.
  • the ceramic orifice plate 4 is accommodated in the fitting concave portion 3b of the concave second orifice base 3, and the fitting projection 2b of the convex first orifice base 2 is formed into the concave first shape.
  • a gasket-integrated ceramic orifice plate is formed by press-fitting the orifice base 3 into the fitting recess 3b of the orifice base 3 by a press machine having a thrust of about 9 kN and integrating the orifice bases 2 and 3 in an airtight manner.
  • the outer peripheral surface of the fitting protrusion 2b is in airtight contact with the inner peripheral surface of the fitting recess 3b, and both surfaces of the ceramic orifice plate 4 are connected to the annular protrusion 2d 'of the first orifice base 2 and the second protrusion 2d'. Since the ceramic orifice plate 4 is inserted and held between the inner end surfaces of the orifice bases 2 and 3 by being sandwiched between the annular protrusions 3f of the orifice base 3, a better sealing performance is secured. It will be. Further, the annular protrusion 2d on the outer peripheral surface of the orifice base 2 is inserted and held in a more airtight manner.
  • FIG. 5 shows an example in which the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 according to the second embodiment is applied to a pressure type flow control device, and the pressure type flow control device is a piezoelectric element drive type control valve 6.
  • the pressure type flow control device is a piezoelectric element drive type control valve 6.
  • an inlet side block 8 which is fastened and fixed to the upstream side of the body 7 of the control valve 6 by a bolt (not shown) and forms an inlet side fluid passage 8a communicating with the fluid passage 7a on the upstream side of the body 7, and the body 7
  • a gasket-type filter 9 interposed between the inlet block 8 and the inlet-side block 8, and fastened and fixed to the downstream side of the body 7 of the control valve 6 by bolts (not shown).
  • An outlet side block 10 having an outlet side fluid passage 10a communicating with the fluid passage 7b is interposed between the body 7 and the outlet side block 10, and between the two, A gasket-integrated ceramic orifice plate 1 for controlling the flow rate to be installed, a pressure sensor 11 which is disposed in the body 7 of the control valve 6 and detects the pressure on the upstream side of the gasket-integrated ceramic orifice plate 1, and a control valve 6
  • the control valve 12 is controlled to adjust the opening and closing of the control valve 6 while calculating the flow rate passing through the orifice due to the upstream pressure of the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 to control the orifice of the ceramic orifice plate. It controls the flow rate of fluid passing through. Since the pressure type flow rate control device itself shown in FIG. 5 is well known, detailed description thereof is omitted here.
  • the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 is accommodated in orifice storage recesses 7c and 10b formed on the downstream end surface of the body 7 of the control valve 6 and the upstream end surface of the outlet side block 10, 7 and the outlet side block 10 are fastened and fixed, whereby the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 is housed and fixed in the orifice housing recesses 7c and 10b.
  • the orifice housing recess 7c formed on the downstream end surface of the body 7 is formed as a stepped recess whose inner diameter changes midway, and the orifice housing recess 7c has an inner diameter of
  • an annular protrusion 7d is formed that bites and seals in a tight manner on the seal surface 2c formed on the outer end surface of the first orifice base 2.
  • an annular projection 7e is formed on the bottom surface of the large-diameter portion of the orifice housing recess 7c so as to bite and seal the seal surface 3d formed on the inner end surface of the second orifice base 3 in a close state.
  • the orifice housing recess 10b formed on the upstream end face of the outlet side block 10 is formed in an annular recess surrounding the inlet side of the outlet side fluid passage 10a, and the bottom surface of the orifice housing recess 10b.
  • An annular protrusion 10d is formed on the end face of the gasket holding protrusion 10c so as to bite and seal the seal face 3c formed on the outer end face of the concave second orifice base 3 in close contact.
  • the height of the gasket holding projection 10c on the bottom surface of the orifice housing recess 10b is such that when the body 7 and the outlet side block 10 are fastened and fixed with bolts, the A surface in FIG.
  • the leak amount between the A surface and the seal portion of the ceramic orifice plate 4 is 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa ⁇ m 3 / sec or less
  • the leak amount between the B surface and the C surface that are external leaks is 1 ⁇ 10 ⁇ 10 Pa.
  • Each is set to be m 3 / sec or less.
  • the test gasket-integrated ceramic orifice plate includes two fourth and fifth orifice bases B1 and B2 having fitting protrusions 2b, and both side surfaces. Are formed by combining and integrating a third orifice base A provided with a fitting recess 3b and a ceramic orifice plate 4 respectively.
  • the fitting protrusions 2b and 2b of the fourth and fifth orifice bases B1 and B2 are press-fitted into the fitting recesses 3b and 3b on both side surfaces of the third orifice base A, and the ceramic orifice plate 4 is sandwiched between the fitting projections 2b and 2b, so that the ceramic orifice plate 4 is kept airtight between the fitting projections 2b and 2b, and the outer peripheral surface of the fitting projection 2b It is set as the structure which airtightly presses between the internal peripheral surfaces of the recessed part 3b for fitting.
  • C is a leak detection hole
  • the total length between the outer surfaces of the test orifice is 8.8 mm
  • the diameter of the orifice base is 10 mm
  • the diameter of the ceramic orifice plate 4 is 3.5 mm
  • the ceramic The orifice plate 4 has a thickness of 1.5 mm and an orifice diameter of 100 ⁇ m.
  • 2d and 2d ′ are annular projections provided on the outer peripheral surface of the fitting projection 2b.
  • the annular projection 2d ′ is The airtightness between the outer peripheral surface of the fitting projection 2b and the inner peripheral surface of the fitting recess 3b, and the annular projection 2d ′ provides the airtightness between the end surface of the fitting projection 2b and the side surface of the ceramic orifice plate 4. , Each increase the effect.
  • the fitting protrusions 2b of the fourth and fifth orifice bases B1 and B2 and the fitting recess 3b of the third orifice base A are formed.
  • the form is the same as in FIGS. 1 to 4, and three types of gasket-integrated ceramic orifice plates for leak testing, wherein the thrust for pressing the fitting protrusion 2b into the fitting recess 3b is 7 kN, 8 kN, and 9 kN. It was created.
  • a leak test gasket-integrated ceramic orifice plate is set on the leak inspection jig L, and a bolt tightening mechanism (not shown) of the leak inspection jig L is adjusted to provide for the leak test.
  • the bolt tightening torque applied to the gasket-integrated orifice plate was changed, and the leak level from each leak detection hole at each bolt tightening torque was measured.
  • Table 1 below shows the results of the leak test. Even when the bolt tightening torque (kgf ⁇ cm) is increased, the leak level is 10 ⁇ 5 Pa ⁇ m 3 / sec to 10 ⁇ 8 Pa. ⁇ It was about m 3 / sec, and the leak level of the leak test gasket-integrated orifice plate was unstable, which proved impossible to be put to practical use.
  • the inner and outer surfaces of the fitting protrusion 2b of the orifice base B and the fitting recess 3b of the orifice base A and the end surface contacting the ceramic orifice plate 4 have a surface roughness level of mirror polishing by precision machining.
  • the outer surface of the ceramic orifice plate 4 is finished to a level of mirror polishing by precision polishing.
  • the gasket-integrated ceramic orifice plate used for the test was disassembled, and the seal portion was enlarged and observed with a microscope, and SEM observation was also performed.
  • the polishing accuracy of the fitting protrusion 2b of the orifice base A and the fitting recess 3b of the fourth and fifth orifice bases B1 and B2 is low, the polishing accuracy of the outer surface of the ceramic orifice plate 4 is low, and It has been found that the presence of material depressions on the polished surface of the ceramic orifice plate 4 is the main cause of a high leak level.
  • FIG. 9 and 10 show the end face of the fitting protrusion 2b of the third orifice base A that contacts the ceramic orifice plate 4 and the bottom face of the fitting recess 3b of the fourth and fifth orifice bases B1 and B2. In both cases, it was found that poor polishing of the end face was the cause of the high leak level.
  • FIG. 11 and FIG. 12 show the state of the outer surface of the ceramic orifice plate 4, and it has been found that the large material depression present in the ceramic orifice plate 4 from the beginning is the cause of the high leak level. .
  • the material dents are considerably deep as can be seen from FIG. 12, and there are many that are difficult to completely remove even if the polishing accuracy of the outer surface of the ceramic orifice plate 4 is increased. Turned out to be.
  • the inventors of the present invention finish the inner and outer surfaces of the fitting protrusion 2b of the first orifice base 2 and the fitting recess 3b of the second orifice base 3 to a mirror surface by electrolytic polishing or the like, After the ceramic orifice plate 4 is mirror-finished by lapping polishing or the like, the presence or absence of a material depression is further confirmed by magnifying observation using a microscope or the like, and the ceramic orifice plate 4 having no material depression is selected and used. It was to be.
  • FIG. 13 shows the selected ceramic orifice plate 4 after the presence or absence of the material depression is confirmed by magnifying observation.
  • Table 2 below is for testing manufactured using the first and second orifice bases 2 and 3 mirror-polished as described above, and the ceramic orifice plate 4 that is selected for the presence of mirror polishing and material depression. The result of the leak test about a gasket integrated ceramic orifice plate is shown. There are three types of gasket-integrated shellac orifice plates used in the test, and the ceramic orifice plate 4 is sandwiched and fixed by any pressure input.
  • the leak level is stable in any of the test gasket-integrated ceramic orifice plates, and the leak level itself is within an allowable range. It turned out to be possible.
  • FIGS. 14 and 15 show a third embodiment of the gasket-integrated ceramic orifice plate according to the present invention. Only the intermediate orifice base 5 is used in the first embodiment shown in FIGS. And the only difference is the gasket-integrated ceramic orifice plate according to the second embodiment, and the other configurations are almost the same.
  • the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 includes a first orifice base 2 having a through-passage 2a at the center and a fitting protrusion 2b on the inner end surface, and a center.
  • a second orifice base 3 having a penetrating passage 3a and having a fitting recess 3b on the inner end face, a penetrating passage 5a in the center, and a fitting recess 5b on one end face.
  • an intermediate orifice base 5 having a fitting projection 5c on the other end face, and two first and second ceramic orifice plates for small flow and large flow with an orifice (not shown) formed in the center.
  • the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 is formed with a branch flow passage 5d communicating with the passage 5a of the intermediate orifice base 5 in a branched manner in the intermediate orifice base 5, and the first orifice base 2 and the intermediate orifice base 5
  • the first ceramic orifice plate 4 'for small flow rate is inserted between the second orifice base 3 and the intermediate orifice base 5 between the second orifice base 3 and the intermediate orifice base 5.
  • the first orifice base 2 is formed of a stainless steel material (SUS316L-P (W melt)) into a columnar shape having a short vertical cross-section, and has an inner portion at the center.
  • a penetrating passage 2a having a stepped peripheral surface is formed.
  • a cylindrical fitting protrusion 2b having an outer peripheral surface formed in a stepped manner is formed on the inner end surface (the end surface facing the intermediate orifice base 5) of the first orifice base 2 so as to protrude concentrically with the passage 2a.
  • annular projections 2d and 2d ′ are formed, each of which exhibits a sealing function when combined with the intermediate orifice base 5. Furthermore, the first orifice base 2 has an annular outer end surface that functions as a sealing surface 2 c of the gasket-integrated ceramic orifice plate 1.
  • the second orifice base 3 is formed of a stainless steel material (SUS316L-P (W melt)) in the shape of a thick disk having a concave longitudinal cross-sectional shape.
  • the passage 3a is formed.
  • a fitting recess 3b into which the fitting protrusion 5c of the intermediate orifice base 5 is fitted in an airtight manner is formed concentrically with the passage 3a.
  • the inner peripheral surface of the fitting recess 3b is formed on a stepped inner peripheral surface so that the fitting protrusion 5c of the intermediate orifice base 5 is fitted in an airtight manner.
  • a circular recess 3e is formed concentrically with the passage 3a on the outer end surface of the concave second orifice base 3, and the concave formed on the outer end surface of the concave second orifice base 3 is formed.
  • the bottom surface of the location 3e functions as the sealing surface 3c of the gasket-integrated ceramic orifice plate 1.
  • the recess 3e serves to facilitate alignment (axial alignment) of the gasket-integrated ceramic orifice plate 1 and protect the sealing surface 3c.
  • the intermediate orifice base 5 is formed of a stainless material (SUS316L-P (W melt)) in the shape of a cylinder having the same diameter as the outer diameter of the first orifice base 2, and has a central portion. Is formed with a through passage 5a communicating with the passage 2a of the first orifice base 2 and the passage 3a of the second orifice base 3.
  • a fitting recess 5b into which the fitting protrusion 2b of the first orifice base 2 is fitted in an airtight manner is formed concentrically with the passage 5a on one end face of the intermediate orifice base 5.
  • the inner peripheral surface of the fitting recess 5b is formed on a stepped inner peripheral surface so that the fitting protrusion 2b of the first orifice base 2 is fitted in an airtight manner.
  • a cylindrical fitting projection 5c having a stepped outer peripheral surface that is airtightly fitted into the fitting recess 3b of the second orifice base 3 is provided on the other end surface of the intermediate orifice base 5. It is formed to protrude concentrically with 5a. On the outer peripheral surface on the large diameter side of the protrusion 5c for fitting and the end face of the protrusion 5c for fitting, annular protrusions 5e and 5e 'that exhibit a sealing function when combined with the second orifice base 3 are formed. Yes.
  • a branch passage 5 d that communicates with the passage 5 a of the intermediate orifice base 5 in a branched manner is formed in the peripheral wall portion of the intermediate orifice base 5.
  • first and second ceramic orifice plates 4 ′ and 4 ′′ for the small flow rate and the large flow rate are formed in the same form using the same material as in the first and second embodiments.
  • both the first and second orifice plates 4 ′ and 4 ′′ may have a circular or other shape.
  • the gasket-integrated ceramic orifice plate according to the present invention has excellent corrosion resistance due to the use of a ceramic orifice plate, and exhibits stable flow control characteristics even when used in corrosive gas pipelines.
  • the airtightness between the ceramic orifice plate and the metal end face can ensure a seal level sufficient to withstand practical use, and has excellent practical utility.
  • the present invention can be used not only for pressure type flow control devices but also for all pipes and devices that handle corrosive fluids.

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Abstract

　本発明は、配管路や圧力式流量制御装置等で使用するガスケット一体型オリフィスプレートの耐食性を高めると共に、シールレベルの向上及びシール性能安定化をはかり、且つガスケット一体型オリフィスプレートの製造コストの削減及びガスケット一体型オリフィスプレートの分解や組立、取り換等を簡単に行えるようにする。　本発明は、嵌合用突部２ｂを備え且つ中心部に貫通状の通路２ａを設けた第１のオリフィスベース２と、嵌合用凹部３ｂを備え且つ中心部に前記第１のオリフィスベース２の通路２ａに連通する貫通状の通路３ａを設けた第２のオリフィスベース３とを組合せ、両者２，３の端面間にセラミック製オリフィスプレート４を気密状に挿着すると共に、両オリフィスベース２、３の外側端面をガスケットのシール面２c、３cとする。

Description

ガスケット一体型セラミックオリフィスプレート
　本発明は、流量制御装置等に使用するガスケット一体型オリフィスプレートの改良に関する。より具体的には、金属薄板製オリフィスプレートに代えて高精度な孔径を有するセラミック薄板製オリフィスプレートを用いた高耐食性のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートに関する。
　従前から、オリフィスプレートとしては、金属薄板に機械加工等によってオリフィスを穿設し、このオリフィスを穿設した金属薄板を、配管路の継手部や機器と管路の接続部等の適宜箇所に於いて管路内へ挟み込み、直接にこれを締付け固定する構造のものが多く使用されて来た。
　しかし、上記のように直接に締付け固定する形式のオリフィスプレートは、締付け時に金属薄板が変形することがあるため、金属薄板の厚さを大幅に小さくすることができない。そのため、所望の形態及び孔径を得やすい薄板を用いて、高精度な流量特性のオリフィスプレートを容易に製造することができないと云う問題がある。
　本願出願人は、先に、嵌合用突部を有するオリフィスベースと嵌合用凹部を有するオリフィスベースの内側端面の間に厚さ５００～１０００μｍの極薄金属板を気密状に挟着すると共に、両オリフィスベースの外側端面をガスケットのシール面とした構成のガスケット一体型オリフィスプレートを開発し、これを公開している（特開２００７－０５７４７４号、特開２０１０－１５１６９８号）。
　図１６乃至図１８は、上記極薄金属板を用いたガスケット一体型オリフィスプレート３８の一例を示すものであり、嵌合用突部３８ａ１を備えたオリフィスベース３８ａと嵌合用凹部３８ｂ１を備えたオリフィスベース３８ｂとを組合せ、両者の内側端面間に金属薄板製のオリフィスプレート３８ｃを気密状に挟着すると共に、両オリフィスベース３８ａ、３８ｂの両端面３８ａ３、３８ｂ３または３８ａ４、３８ｂ４をガスケットのシール面としたものである。
　また、図１８は、嵌合用凹部３８ｂ１を備えたオリフィスベース３８ｂの外径を嵌合用突部３８ａ１を備えたオリフィスベース３８ａの外径よりも大とすると共にその外周部の内側端面３８dをもシール面としたものである。
　即ち、当該ガスケット一体型オリフィスプレート３８は、例えば図１８に示すように、バルブボディ７の下流側端面に形成したオリフィス収納用凹所７ｃ内へ挿入され、出口側ブロック１０をバルブボディ７へ押し圧固定することにより、各シール面３８ａ３,３８ｂ３,３８ｄにてガスケット一体型オリフィスプレートの機密性が保持されている。
　尚、図１８に於いて、７ｄ、７ｅ、１０ｄは各シール面へ食い込んでシール機能を高めるための環状突起である。
　上記図１６及び図１８のガスケット一体型オリフィスプレート３８は、オリフィスプレート３８ｃを両オリフィスベース３８ａ、３８ｂ間に気密状に嵌合挟着させる構成としているため、極薄い金属プレート或いは金属皮膜であっても変形等を生ずることなく両オリフィスベース３８ａ、３８ｂ間に挟持することがでる。そのため、高精度なオリフィスを有するオリフィスプレート３８ｃの使用が可能になると共に、両オリフィスベースの外側端をシール面として利用することにより、ガスケット一体型オリフィスプレート３８そのものをガスケットとして緊密に管路等へ締込み固定することができ、優れた実用的効用を奏するものである。
　また、図１８のガスケット一体型オリフィスプレート３８は、凸形のオリフィスベース３８aの外側端面３８a３と凹形のオリフィスベース３８bの外側端面３８b３及び内側端面の外周部３８ｄを夫々シール面としているため、ガスケット一体型オリフィスプレートを緊密に流体通路に締め込み固定することができると共に、三個所のシール面に依ってより高いシール性が得られ、加えて、前記シール面３８ｄによりオリフィスプレート３８cのシール部からの外部へのリークを完全に防止することができる等の優れた効用が得られる。
　上述のように、図１６～図１８のガスケット一体型オリフィスプレート３８は、多くの優れた効用を奏するものであるが、未だ多くの解決すべき問題が残されている。その中でも、金属製オリフスプレート３８cの腐食によってオリフィスの形態が変化することにより、流量特性が変動するのを防止することが緊急の課題となっている。
　即ち、上記ガスケット一体型オリフィスプレート３８では、オリフィスの径寸法や孔形状の精度を高めるため、厚さ３０～１０００μｍの極薄金属板（例えば、SUS316L-P(Wメルト)や不純物の少ないNKクリーンZ等）を用い、内径１０～５００μｍの円形孔を形成するようにしている。
　そのため、オリフィスプレート３８ｃが流体の接触流動により比較的容易に腐食若しくは浸食されることになり、特に、流体がオゾン含有ガスや塩素含有ガス、臭化水素含有ガス等の腐食性ガスの場合には、オリフィスの径や形態が大きく変化することになり、流量制御装置等に用いるガスケット一体型オリフィスプレート３８の場合には、流量制御装置の流量制御精度が大幅に低下する等の不都合が生じることになる。
　また、ガスケット一体型オリフィスプレート３８の交換頻度が必然的に増すことになり、その交換に多くの手数を必要として補修コストの高騰を招くと云う問題がある。
特開２００７－０５７４７４号公報 特開２０１０－１５１６９８号公報
　本発明は、従前のガスケット一体型オリフィスプレートに於ける上述のような問題、即ち、（Ｉ）所定の孔径及び形態を有する流量特性の安定したオリフィスを得るため、極薄金属板製オリフィスプレートを使用する構成としている。そのため、オリフィスプレートの耐食性が相対的に低く、腐食性ガスの場合には、ガスケット一体型オリフィスプレートの交換頻度が大幅に高くなると共に、流量制御装置等に用いた場合には、高精度な流量制御が行なえないこと、（ＩＩ） ガスケット一体型オリフィスプレートの交換頻度が増すことにより、補修コストの高騰を招くこと、等の問題を解決せんとするものであり、金属薄板製オリフィスプレートに代えてセラミック製オリフィスプレートを用いることにより、オリフィスプレートの耐食性を大幅に高めて高精度で安定した流量特性が得られ、且つ流体通路内へ簡単にリークフリーで挿着固定することができ、しかも、安価に製造できるようにしたガスケット一体型オリフィスプレートを提供することを発明の主目的とするものである。
　上記目的を達成するため、本発明に係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレートは、第１の側面として、嵌合用突部を備え且つ中心部に貫通状の通路を設けた第１のオリフィスベースと、嵌合用凹部を備え且つ中心部に前記第１のオリフィスベースの通路に連通する貫通状の通路を設けた第２のオリフィスベースとを組合せ、前記第１のオリフィスベースと第２のオリフィスベースの端面間にセラミック製オリフィスプレートを気密状に挿着すると共に、前記第１のオリフィスベース及び第２のオリフィスベースの其々の外側端面をガスケットのシール面としている。
　前記第１及び第２のオリフィスベースのうちの一方のオリフィスベースの外径を他方のオリフィスベースの外径よりも大径とすると共に、当該一方のオリフィスベースの内側端面の外周縁部分をシール面としてもよい。
　前記セラミック製オリフィスプレートを、前記第１のオリフィスベースの通路及び前記第２のオリフィスベースの通路に連通するオリフィスを中心に有し、前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部と前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部との間に気密状に挿着してもよい。
　前記セラミック製オリフィスプレートを、ジルコニアを含有するセラミック製とし、その厚みを５００～１０００μｍ、孔径を１０～５００μｍとすると共に、前記嵌合用突部を前記嵌合用凹部内へ６ｋＮ～１０ｋＮの圧入力により圧入し、前記嵌合用突部と前記嵌合用凹部との間に前記セラミック製オリフィスプレートを気密状に挿着してもよい。
　円形状の前記セラミック製オリフィスプレートの両面を研磨鏡面とすると共に、該セラミック製オリフィスプレートに当接する前記嵌合用突部及び前記嵌合用凹部の接触面を研磨鏡面としてもよい。
　また、本発明に係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレートは、第２の側面として、内側端面に嵌合用突部を備え中心部に貫通状の通路を有する第１のオリフィスベースと、内側端面に嵌合用凹部を備え中心部に貫通状の通路を有する第２のオリフィスベースと、中心部に前記第１及び第２のオリフィスベースの通路に連通する貫通状の通路を有し、一端面に前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部が気密状に嵌合される嵌合用凹部を備えると共に、他端面に前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部に気密状に嵌合される嵌合用突部を備えた中間オリフィスベースと、前記第１のオリフィスベースと前記中間オリフィスベースとの間に気密状に挿着され中心部にオリフィスが形成された第１のセラミック製オリフィスプレートと、前記中間オリフィスベースと前記第２のオリフィスベースとの間に気密状に挿着され中心部にオリフィスが形成された第２のセラミック製オリフィスプレートと、を備え、流体通路に配設されて前記第１及び第２のオリフィスベースの外側端面を夫々シール面とすると共に、前記第１及び第２のオリフィスベースのうちの一方のオリフィスベースの外径を他方のオリフィスベース及び前記中間オリフィスベースの外径よりも大径にして該一方のオリフィスベースの内側端面の外周縁部分をシール面とし、又、前記中間オリフィスベースに該中間オリフィスベースの前記通路に連通する分流通路５ｄを形成している。
　前記第２のセラミック製オリフィスプレートを、中心部に前記第１のオリフィスベースの通路及び前記中間オリフィスベースの通路に連通するオリフィスを形成し、前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部と前記中間オリフィスベースの嵌合用凹部との間に気密状に挿着してもよい。
　前記第２のセラミック製オリフィスプレートを、中心部に前記中間オリフィスベースの通路及び前記第２のオリフィスベースの通路に連通するオリフィスを形成し、前記中間オリフィスベースの嵌合用突部と凹形の前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部との間に気密状に挿着してもよい。
　前記第１のセラミック製オリフィスプレートをジルコニアを含有するセラミック製とし、その厚みを５００～１０００μｍ、孔径を１０～５００μｍとすると共に、前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部を前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部内へ６～１０ｋＮの圧入力により圧入し、前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部と前記中間オリフィスベースの嵌合用凹部との間に前記第１のセラミック製オリフィスプレートを気密状に挿着してもよい。
　前記第２のセラミック製オリフィスプレートをジルコニアを含有するセラミック製とし、その厚みを５００～１０００μｍ、孔径を１０～５００μｍとすると共に、前記中間オリフィスベースの嵌合用突部を前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部内へ６～１０ｋＮの圧入力により圧入し、前記中間オリフィスベースの嵌合用突部と前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部との間に前記第２のセラミック製オリフィスプレートを気密状に挿着するようにしたものである。
　本発明の前記第２の側面において、前記第１及び第２のオリフィスプレートのうち、上流側に位置するオリフィスプレートのオリフィスを下流側に位置するオリフィスプレートのオリフィスより小径としてもよい。
　本発明の前記第２の側面において、円形状の前記第１及び第２のセラミック製オリフィスプレートの其々の両面を研磨鏡面とすると共に、該第１及び第２のセラミック製オリフィスプレートに当接する前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部及び前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部の接触面を研磨鏡面としてもよい。
更に、本発明に係るガスケット一体型オリフィスプレートは、第３の側面として、両側面に嵌合用凹部を備え且つ中心部に貫通状の通路を有する第３のオリフィスベースと、嵌合用突部を備え且つ中心部に貫通状の通路を有すると共に、前記両嵌合用凹部内へ対向状に挿入する第４のオリフィスベース及び第５のオリフィスベースと、前記第３のオリフィスベースの通路内へ装着したセラミック製オリフィスプレートとを備え、前記嵌合用凹部内へ圧入した前記前記第４及び第５のオリフィスベースの先端面間で、前記第３のオリフィスベースの通路内へ装着した前記セラミック製オリフィスプレートを気密状に挟着すると共に、前記第４及び第５のオリフィスベースの外側端面をガスケットのシール面としている。
本発明の前記第３の側面において、前記第４及び第５のオリフィスベースの前記嵌合用突部の外周面に環状突起を設けると共に、前記嵌合用突部の先端面に環状突起を設け、前記嵌合用凸部の外周面の環状突起により前記嵌合用突部と前記嵌合用凹部との間の気密性を高めると共に、前記嵌合用突部の先端面の環状突起により前記嵌合用突部と前記セラミック製オリフィスプレートとの間の気密性を高める構成としてもよい。
本発明の前記第３の側面において、前記セラミック製オリフィスプレートを厚い円盤状のジルコニアを含有するセラミック製とすると共に、前記両嵌合用突部を前記両嵌合用凹部内へ６～１０ｋＮの圧入力により圧入し、前記両嵌合用突部の先端面間に前記セラミック製オリフィスプレートを気密状に挿着してよい。
　本発明の第１の側面では、セラミック製オリフィスプレートを第１のオリフィスベースと第２のオリフィスベースとの間に気密状に嵌合密接させることにより、ガスケット一体型セラミックオリフィスプレートを構成している。その結果、セラミック製オリフィスプレートの耐食性が大幅に向上すると共に、極薄いセラミック製オリフィスプレートであっても、変形等を生ずることなしに両オリフィスベース間に挟持することができ、高精度なオリフィスを有するガスケット一体型セラミックオリフィスプレートを形成することが出来る。
　また、前記第１及び第２のオリフィスベースの外側端面、又は、前記第１及び第２のオリフィスベースの外側端面と前記第１及び第２のオリフィスベースの一方のオリフィスベースの内側端面外周部をシール面として利用することにより、オリフィスベースをガスケットとして緊密に管路等へ締込み固定することができる。
　また、本発明の第１の側面の一実施形態では、第1のオリフィスベースの嵌合用突部と第２のオリフィスベースの嵌合用凹部の間に厚み５００～１０００μｍ、孔径１０～５００μｍのセラミック製オリフィスプレートを挿着し、前記嵌合用突部を前記嵌合用凹部内へ６ｋＮ～１０ｋＮの圧入力により圧入し、両者の間にセラミック製オリフィスプレートを気密に挟持すると共に、該セラミック製オリフィスプレートの両面及びセラミック製オリフィスプレートに当接する嵌合用突部と嵌合用凹部の接触面を夫々研磨鏡面とする構成としている。
　その結果、高精度なオリフィスを有する耐食性に優れたガスケット一体型セラミックオリフィスプレートが容易に製作できると共に、セラミック製オリフィスプレートと嵌合用突部及び嵌合用凹部の接触面や、嵌合用突部と嵌合用凹部の接触面からのリークをほぼ皆無にしたガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの製作が可能となる。
　更に、本発明の第２の側面では、第１のオリフィスベースと第２のオリフィスベースの間に、一端面に前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部に嵌合される嵌合用凹部を、また、他端面に前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部に嵌合される嵌合用突部を夫々備えた中間オリフィスベースを設け、前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部と前記中間オリフィスベースの嵌合用凹部との間に第１のセラミック製オリフィスプレートを、また、前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部と前記中間オリフィスベースの嵌合用突部との間に第２のセラミック製オリフィスプレートを設けると共に、前記中間オリフィスベースの通路に連通する分流通路を形成した構成としている。
　その結果、第１のセラミック製オリフィスプレートと第２のセラミック製オリフィスプレートの其々の孔径を違えると共に、前記通路への流体供給を制御することにより、複数の流量特性を有するガスケット一体型セラミックオリフィスプレートとすることができる。
本発明の第３の側面では、両側面に嵌合用凹部を備え且つ中心部に貫通状の通路を有する第３のオリフィスベースと、嵌合用突部を備え且つ中心部に貫通状の通路を有すると共に、前記両嵌合用凹部内へ対向状に挿入する第４のオリフィスベース及び第５のオリフィスベースと、前記第３のオリフィスベースの通路内へ装着したセラミック製オリフィスプレートとからガスケット一体型セラミックオリフィスプレートを形成しているため、２種類の部材でもって比較的厚いセラミックプレートを用いたガスケット一体型セラミックオリフィスプレートを形成することができ、構造の簡素化及び製造コストの引下げが可能となる。
　加えて、本発明のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートは、これを圧力式流量制御装置等に使用したときにはオリフィスプレートの交換が極めて容易に行えると共に、オリフィスプレートの取付における気密性の確保や変形防止が略完全に行えると共に、セラミック製オリフィスプレートが高耐食性であるため、高精度な流量制御が行える。
本発明係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの一実施形態を示す断面図である。 図１のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの組立て前の構成を示す断面図である。 本発明に係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの第２実施形態を示す断面図である。 図２のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの組立て前の構成を示す断面図である。 図２のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートを使用した圧力式流量制御装置の断面図である。 図５のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの取付部の部分断面図である。 リーク試験用のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの拡大断面図である。 リーク検査用冶具の説明図である。 リーク試験後に分解したオリフィスベースの嵌合用突部の端面の状態を示す拡大写真である。 リーク試験後に分解したオリフィスベースの嵌合用凹部の底面の状態を示す拡大写真である。 リーク試験後に分解したセラミックオリフィスプレートの表面状態を示す拡大写真である。 使用前のセラミックオリフィスプレートの鏡面研磨後の窪みの状態を示す拡大写真である。 使用前の鏡面研磨後に選別した材料窪みの無いセラミックオリフィスプレートの拡大写真である。 本発明に係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの第３実施形態を示す断面図である。 本発明係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの第３実施形態の組立て前の構成を示す断面図である。 従来のガスケット一体型オリフィスプレートの断面図である。 従来のガスケット一体型オリフィスプレートの組立て前の断面図である。 従来のガスケット一体型オリフィスプレートの他の例を示す断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１及び図２は、本発明に係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの第１実施形態を示す。また、図３及び図４は、本発明に係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの第２実施形態を示すものである。更に、図５は、図３のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートを用いた圧力式流量制御装置を示すものであり、図６は、図５のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの挿着部の部分拡大図である。
　尚、図１に示した第１実施形態のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１と、図３に示した第２実施形態のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１とは、下流側の第２のオリフィスベース３の形態が若干異なるだけである。また、図１の第１実施形態のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１及び図３のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１は、オリフィスプレート４の材質が異なる点を除いてその他の構成が、従前の図１５及び図１７に示したガスケット一体型オリフィスプレートと実質的に同じである。
　従って、ここでは、図３及び図４に記載の第２実施形態のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１に基づいて、本願発明の実施形態を説明する。
　ガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１は、図１乃至図４に示す如く、中心部に貫通状の通路２ａを有し、内側端面に嵌合用突部２ｂを備えた凸形の第１のオリフィスベース２と、第１のオリフィスベース２より大径で中心部に貫通状の通路３ａを有し、内側端面に嵌合用凹部３ｂを備えた凹形の第２のオリフィスベース３と、中心部にオリフィス（図示省略）を形成したセラミック製オリフィスプレート４とから成り、凸形の第１のオリフィスベース２と凹形の第２のオリフィスベース３とを組み合わせ、両オリフィスベース２、３間にセラミック製オリフィスプレート４を気密に挿着固定すると共に、両オリフィスベース２、３の両外側端面及び片方の第２のオリフィスベース３の内側端面をガスケット一体型オリフィスプレート１のシール面２ｃ、３ｃ、３ｄとし、セラミック製オリフィスプレート４のシール部からの外部へのリークを防止する構成としたものである。
　具体的には、凸形の第１のオリフィスベース２は、図４に示す如く、ステンレス材（ＳＵＳ３１６Ｌ－Ｐ（Ｗメルト））により縦断面形状が凸形の短い円柱状に形成されており、その中心部には内周面が段付に形成された貫通状の通路２ａが形成されている。
　又、凸形の第１のオリフィスベース２の内側端面（凹形の第２のオリフィスベース３に対向する端面）には、外周面が段付に形成された筒状の嵌合用突部２ｂが通路２ａと同心状に突出形成されている。この嵌合用突部２ｂの大径側の外周面及び嵌合用突部２ｂの端面には、凹形の第２のオリフィスベース３との組合時にシール機能を発揮する環状突起２ｄ，２ｄ′（図４参照）が夫々形成されている。
　更に、凸形の第１のオリフィスベース２は、環状に形成された外側端面がガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１のシール面２ｃとしての機能を果たすようになっている。
　凹形の第２のオリフィスベース３は、図４に示す如く、ステンレス材（ＳＵＳ３１６Ｌ－Ｐ（Ｗメルト））により縦断面形状が凹形の厚肉円盤状に形成されており、その中心部には凸形の第１のオリフィスベース２の通路２ａに連通する貫通状の通路３ａが形成されている。
　又、凹形の第２のオリフィスベース３の内側端面（凸形のオリフィスベース２に対向する端面）には、凸形の第１のオリフィスベース２の嵌合用突部２ｂが気密状に嵌合される嵌合用凹部３ｂが通路３ａと同心状に形成されている。この嵌合用凹部３ｂの内周面は、凸形の第１のオリフィスベース２の嵌合用突部２ｂが気密状に嵌合されるように段付の内周面に形成されている。この嵌合用凹部３ｂの端面には、凸形の第１のオリフィスベース２との組合時に、セラミック製オリフィスプレート４を、第１のオリフィスベース２の環状突起２ｄ′との間で狭持してシール機能を発揮するよう配置された環状突起３ｆ（図４参照）が形成されている。
　更に、嵌合用突部２ｂを受入れる嵌合用凹部３ｂを設けた第２のオリフィスベース３の外側端面には、円形の凹所３ｅが通路３ａと同心状に形成されており、凹形の第２のオリフィスベース３の外側端面に形成した凹所３ｅの底面がガスケット一体型オリフィスプレート１のシール面３ｃとしての機能を果たすようになっている。凹所３ｅは、ガスケット一体型オリフィスプレート１の位置合わせ（軸心合わせ）を容易にすると共に、シール面３ｃを保護するためのものである。
　尚、後述するセラミック製オリフィスプレート４に当接する嵌合用突部２ｂ及び嵌合用凹部３ｂの底面は、電解研磨等により所謂研磨鏡面に仕上げられている。
　また、第２実施形態の場合は、第１のオリフィスベース２、第２のオリフィスベース３のうち、下流側に位置する第２のオリフィスベース３は、その外径が上流側に位置する第１のオリフィスベース２の外径よりも大径に形成されており、下流側に位置する第２のオリフィスベース３の内側端面の外周縁部分がガスケット一体型オリフィスプレート１のシール面３ｄとしての機能を果たすようになっている。
　上記第２実施形態に於いては、下流側に位置する凹形の第２のオリフィスベース３の外径を上流側に位置する凸形の第１のオリフィスベース２の外径よりも大径に形成し、凹形の第２のオリフィスベース３の内側端面の外周縁部分をガスケット一体型オリフィスプレート１のシール面３ｄとするようにしているが、第２のオリフィスベース３の外径を第１のオリフィスベース２の外径と同径として、シール面３ｄを省略することも可能であり、当該構成としたものが、図１及び図２に示した第１実施形態のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートである。
　セラミック製オリフィスプレート４は、ジルコニアを含有するセラミック材により極薄の円形板に形成されており、その中心部には第１のオリフィスベース２，第２のオリフィスベース３の通路２ａ，３ａに連通する所望の内径のオリフィス（図示省略）が形成されている。このセラミック製オリフィスプレート４の大きさは、凹形の第２のオリフィスベース３の嵌合用凹部３ｂの小径部分に収容できる大きさに設定されている。
　尚、セラミック製オリフィスプレート４の形状は、円形であっても、或いは他の形状であっても良い。
　尚、本第１及び第２実施形態においては、セラミック製オリフィスプレート４の厚みを５００～１０００μｍ、孔径（オリフィス径）を１０～５００μｍとすると共に、その両外表面は、ラッピング研磨等により鏡面に研磨仕上げされており、嵌合用突部２ｂを嵌合用凹部３ｂ内へ６ｋＮ～１０ｋＮの圧入力で圧入することにより、嵌合用突部２ｂと嵌合用凹部３ｂ間に挟持されている。
　具体的には、凹形の第２のオリフィスベース３の嵌合用凹部３ｂ内にセラミック製オリフィスプレート４を収容し、凸形の第１のオリフィスベース２の嵌合用突部２ｂを凹形の第２のオリフィスベース３の嵌合用凹部３ｂ内へ推力約９ｋＮのプレス機により圧入して両オリフィスベース２、３を気密状に一体化することにより、ガスケット一体型セラミックオリフィスプレートが形成されている。
　このとき、嵌合用突部２ｂの外周面が嵌合用凹部３ｂの内周面に気密状に密接すると共に、セラミック製オリフィスプレート４の両面が第１のオリフィスベース２の環状突起２ｄ′と第２のオリフィスベース３の環状突起３ｆの間で狭持されることによって両オリフィスベース２，３の内側端面間にセラミック製オリフィスプレート４が挿着保持されるため、より良好なシール性が確保されることになる。また、オリフィスベース２の外周面にある環状突起２ｄによって、更に気密状に挿着保持することになる。
　図５は、上記第２実施形態に係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１を圧力式流量制御装置へ適用した例を示すものであり、当該圧力式流量制御装置は、圧電素子駆動式のコントロール弁６と、コントロール弁６のボディ７の上流側にボルト（図示省略）により締め付け固定され、ボディ７の上流側の流体通路７ａに連通する入口側流体通路８ａを形成した入口側ブロック８と、ボディ７と入口側ブロック８との間に介設され、両者間をシールするガスケット型フィルタ９と、コントロール弁６のボディ７の下流側にボルト（図示省略）により締め付け固定され、ボディ７の下流側の流体通路７ｂに連通する出口側流体通路１０ａを形成した出口側ブロック１０と、ボディ７と出口側ブロック１０との間に介設され、両者間をシールする流量制御用のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１と、コントロール弁６のボディ７に配設され、ガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１の上流側の圧力を検出する圧力センサー１１と、コントロール弁６を制御する制御回路１２等から構成されており、ガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１の上流側圧力によりオリフィスを通過する流量を演算しながらコントロール弁６の開閉調整をして、セラミックオリフィスプレートのオリフィスを通過する流体流量を制御するものである。
　尚、図５に示した圧力式流量制御装置そのものは公知であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
　前記ガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１は、コントロール弁６のボディ７の下流側端面と出口側ブロック１０の上流側端面とに形成されたオリフィス収納用凹所７ｃ、１０ｂ内に収容されており、ボディ７と出口側ブロック１０とを締め付け固定することにより、ガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１がオリフィス収納用凹所７ｃ、１０ｂ内に、気密に収容固定されている。
　即ち、図６に示す如く、ボディ７の下流側端面に形成したオリフィス収納用凹所７ｃは、内径が途中で変わる段付の凹所に形成されており、オリフィス収納用凹所７ｃの内径が小さい部分の底面には、第１のオリフィスベース２の外側端面に形成したシール面２ｃに密接状態で食い込んでシールする環状突起７ｄが形成されている。また、オリフィス収納用凹所７ｃの内径が大きい部分の底面には、第２のオリフィスベース３の内側端面に形成したシール面３ｄに密接状態で食い込んでシールする環状突起７ｅが形成されている。
　また、出口側ブロック１０の上流側端面に形成したオリフィス収納用凹所１０ｂは、出口側流体通路１０ａの入口側を囲む環状の凹所に形成されており、当該オリフィス収納用凹所１０ｂの底面には、凹形の第２のオリフィスベース３に形成した円形の凹所３ｅに挿入される環状のガスケット押え用突出部１０ｃが形成されている。
　尚、このガスケット押え用突出部１０ｃの端面には、凹形の第２のオリフィスベース３の外側端面に形成したシール面３ｃに密接状態で食い込んでシールする環状突起１０ｄが形成されており、このガスケット押え用突出部１０ｃを凹形の第２のオリフィスベース３の凹所３ｅに挿入することにより、ガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１の位置合わせが容易に行える。
　尚、図６に於いては、第１のオリフィスベース２のシール面２ｃと第２のオリフィスベース３のシール面３ｃとの距離、第１のオリフィスベース２のシール面２ｃと第２のオリフィスベース３のシール面３ｄとの距離、オリフィスベース３のシール面３ｃとシール面３ｄとの距離、ボディ７のオリフィス収納用凹所７ｃの小内径部の底面の深さ及び大内径部の底面の深さ、オリフィス収納用凹所１０ｂの底面のガスケット押え用突出部１０ｃの高さ等は、ボディ７と出口側ブロック１０とをボルトにより締め付け固定したときに、図６に於けるＡ面が先に当たってシールした後、Ｂ面が当たってシールするようになっている。
　また、Ａ面とセラミック製オリフィスプレート４のシール部のリーク量が１×１０－４Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ以下に、外部リークとなるＢ面とＣ面のリーク量が１×１０－１０Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ以下になるように夫々設定されている。
　　［リーク試験］
　先ず、セラミック製オリフィスプレート４と嵌合用突部２ｂ等の金属端面間のリーク特性を主として調査するため、リーク試験に供するガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１として、図７（a）の如きガスケット一体型セラミックオリフィスプレートを製作した。
　即ち、当該試験用のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートは、図７（b）に示すように、嵌合用突部２ｂを有する二つの第４のオリフィスベースＢ１及び第５のオリフィスベースＢ２と、両側面に嵌合用凹部３ｂを夫々設けた第３のオリフィスベースAと、セラミック製オリフィスプレート４とを組合せて一体化することにより形成されている。具体的には、第４、第５のオリフィスベースＢ１,Ｂ２の嵌合用突部２ｂ、２bを第３のオリフィスベースAの両側面の嵌合用凹部３ｂ、３ｂ内へ圧入し、セラミック製オリフィスプレート４の両側面を嵌合用突部２ｂ、２ｂ間で挟着することにより、嵌合用突部２ｂ、２ｂ間にセラミック製オリフィスプレート４を気密に保持すると共に、嵌合用突部２ｂの外周面と嵌合用凹部３ｂの内周面間を気密に圧接する構成としている。
　尚、図７において、Ｃはリーク検出孔であり、また、試験用オリフィスの両外表面間の全長は８．８mm、オリフィスベースの直径は１０mm、セラミック製オリフィスプレート４の直径３．５mm、セラミック製オリフィスプレート４の厚さ１．５mm、オリフス径は１００μmに設定されている。
　また、図７に於ける２ｄ、２ｄ’は嵌合用突部２ｂの外周面に設けた環状突起であり、嵌合用突部２ｂを嵌合用凹部３ｂ内へ圧入したときに、環状突起２ｄ’は嵌合用突部２ｂの外周面と嵌合用凹部３ｂの内周面間の気密性を、また、環状突起２ｄ’は嵌合用突部２ｂの端面とセラミック製オリフィスプレート４の側面間の気密性を、夫々高める作用をする。
　更に、図７のリーク試験用のガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの製作に際しては、第４、第５のオリフィスベースＢ１、Ｂ２の嵌合用突部２ｂ及び第３のオリフィスベースＡの嵌合用凹部３ｂの形態は、図１乃至図４の場合と同一とし、且つ嵌合用突部２ｂを嵌合用凹部３ｂ内へ圧入する推力を７ｋＮ、８ｋＮ、９ｋＮとした３種類のリーク試験用ガスケット一体型セラミックオリフィスプレートを作成した。
　次に、図８に示すように、リーク試験用ガスケット一体型セラミックオリフィスプレートをリーク検査冶具Ｌにセットし、リーク検査冶具Lのボルト締付機構（図示省略）を調整することにより、リーク試験用ガスケット一体型オリフィスプレートに加えるボルト締付トルクを変化させ、各ボルト締付トルクにおける各リーク検出孔からのリークレベルを測定した。
　下記の表１は、リーク試験の結果を示すものであり、ボルト締付トルク（kgf・cm）を増加させても、リークレベルは何れも１０－５Pa・m3/sec～１０－８Pa・m3/sec程度となり、且つリーク試験用ガスケット一体型オリフィスプレートのリークレベルが不安定であって、実用に供することが不可能であることが判明した。
　尚、オリフィスベースＢの嵌合用突部２ｂやオリフィスベースＡの嵌合用凹部３ｂの内・外表面やセラミック製オリフィスプレート４と当接する端面は、精密機械加工により表面粗さが鏡面研磨のレベルに仕上げられており、且つセラミック製オリフィスプレート４の外表面も精密研磨加工により表面粗さが鏡面研磨のレベルに仕上げられている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次に、リークレベルの高い原因を探るため、試験に供したガスケット一体型セラミックオリフィスプレートを分解し、シール部分をマイクロスコープにより拡大観察すると共にSEM観察をも併せて行ない、その結果から、第３のオリフィスベースＡの嵌合用突部２ｂや第４、第５のオリフィスベースＢ１、Ｂ２の嵌合用凹部３ｂの研磨精度が低いこと、セラミック製オリフィスプレート４の外表面の研磨精度が低いこと、及びセラミック製オリフィスプレート４の研磨面に素材窪みが存在すること等が、リークレベルの高い主原因であることを見出した。
　図９及び図１０は、セラミック製オリフィスプレート４に当接する第３のオリフィスベースＡの嵌合用突部２ｂの端面及び第４、第５のオリフィスベースＢ１、Ｂ２の嵌合用凹部３ｂの底面を示すものであり、何れも端面の研磨不良が高リークレベルの原因であることが判明した。
　また、図１１及び図１２は、セラミック製オリフィスプレート４の外表面の状態を示すものであり、セラミック製オリフィスプレート４に始めから存在する大きな材料窪みが高リークレベルの原因であることが判明した。尚、この材料窪みは、図１２からも明らかなように相当に深いものであり、セラミック製オリフィスプレート４の外表面の研磨精度を高めても完全に除去することの困難なものが、多数存在することが判明した。
　そこで、本発明の発明者等は、第１のオリフィスベース２の嵌合用突部２ｂや第２のオリフィスベース３の嵌合用凹部３ｂの内・外表面を、電解研磨等によって鏡面に仕上げると共に、セラミック製オリフィスプレート４は、ラッピング研磨等によってその外表面を鏡面とした後、更に、マイクロスコープ等による拡大観察により材料窪みの存否を確認し、材料窪みの無いセラミック製オリフィスプレート４を選別使用することにした。図１３は、拡大観察により材料窪みの存否を確認した後の選別されたセラミック製オリフィスプレート４を示すものである。
　下記の表２は、上記のようにして鏡面研磨をした第１、第２のオリフィスベース２、３、及び鏡面研磨と材料窪みの有無を選別したセラミック製オリフィスプレート４を用いて製作した試験用ガスケット一体型セラミックオリフィスプレートについてのリーク試験の結果を示すものである。
　尚、試験に供したガスケット一体型セラックオリフィスプレートは３種類であり、何れの圧入力によりセラミック製オリフィスプレート４を挟込み固定したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２からも明らかなように、何れの試験用ガスケット一体型セラミックオリフィスプレートにあっても、リークレベルが安定しており、且つリークレベル自体が許容される範囲内にあり、実用に供することが可能であることが判明した。
　［第３実施形態］
　図１４及び図１５は、本願発明に係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレートの第３実施形態を示すものであり、中間オリフィスベース５を用いている点のみが、図１乃至図４に示した第１及び第２実施形態に係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレートと異なるだけであり、その他の構成は殆ど同じである。
　当該第３実施形態に係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１は、中心部に貫通状の通路２ａを有し、内側端面に嵌合用突部２ｂを備えた第１のオリフィスベース２と、中心部に貫通状の通路３ａを有し、内側端面に嵌合用凹部３ｂを備えた第２のオリフィスベース３と、中心部に貫通状の通路５ａを有し、一端面に嵌合用凹部５ｂを備えていると共に他端面に嵌合用突部５ｃを備えた中間オリフィスベース５と、中心部にオリフィス（図示省略）を形成した小流量用及び大流量用の二枚の第１及び第２のセラミック製オリフィスプレート４′，４″とから構成されており、第１のオリフィスベース２と中間オリフィスベース５と第２のオリフィスベース３とを組合せ、第１のオリフィスベース２と中間オリフィスベース５との間及び第２のオリフィスベース３と中間オリフィスベース５との間に第１及び第２のオリフィスプレート４′，４″を夫々気密状に挿着すると共に、両第１、第２のオリフィスベース２，３の外側端面及び第２のオリフィスベース３の内側端面を夫々シール面２ｃ，３ｃ，３ｄとし、両第１、第２のセラミック製オリフィスプレート４′，４″のシール部からの外部へのリークを防止できるようにしたものである。尚、図１５において、２ｄ’，３ｆ及び５ｆは環状突起である。
　又、このガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１は、中間オリフィスベース５に当該中間オリフィスベース５の通路５ａに分岐状に連通する分流通路５ｄを形成し、第１のオリフィスベース２と中間オリフィスベース５との間に小流量用の第１のセラミック製オリフィスプレート４′を気密状に挿着すると共に、第２のオリフィスベース３と中間オリフィスベース５との間に大流量用の第２のセラミック製オリフィスプレート４″を挿着することにより、複数の流量調整範囲を有する構成としたものである。
　具体的には、第１のオリフィスベース２は、図１５に示す如く、ステンレス材（ＳＵＳ３１６Ｌ－Ｐ（Ｗメルト））により縦断面形状が短い円柱状に形成されており、その中心部には内周面が段付に形成された貫通状の通路２ａが形成されている。
　又、第１のオリフィスベース２の内側端面（中間オリフィスベース５に対向する端面）には、外周面が段付に形成された筒状の嵌合用突部２ｂが通路２ａと同心状に突出形成されている。この嵌合用突部２ｂの大径側の外周面及び嵌合用突部２ｂの端面には、中間オリフィスベース５との組合せ時にシール機能を発揮する環状突起２ｄ，２ｄ′が夫々形成されている。更に、第１のオリフィスベース２は、環状に形成された外側端面がガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１のシール面２ｃとしての機能を果たすようになっている。
　第２のオリフィスベース３は、図１５に示す如く、ステンレス材（ＳＵＳ３１６Ｌ－Ｐ（Ｗメルト））により縦断面形状が凹形の厚肉円盤状に形成されており、その中心部には貫通状の通路３ａが形成されている。
　又、凹形の第２のオリフィスベース３の内側端面には、中間オリフィスベース５の嵌合用突部５ｃが気密状に嵌合される嵌合用凹部３ｂが通路３ａと同心状に形成されている。この嵌合用凹部３ｂの内周面は、中間オリフィスベース５の嵌合用突部５ｃが気密状に嵌合されるように段付の内周面に形成されている。
　更に、凹形の第２のオリフィスベース３の外側端面には、円形の凹所３ｅが通路３ａと同心状に形成されており、凹形の第２のオリフィスベース３の外側端面に形成した凹所３ｅの底面がガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１のシール面３ｃとしての機能を果たすようになっている。前記凹所３ｅは、ガスケット一体型セラミックオリフィスプレート１の位置合わせ（軸心合わせ）を容易にすると共に、シール面３ｃを保護するためのものである。
　前記中間オリフィスベース５は、図１５に示す如く、ステンレス材（ＳＵＳ３１６Ｌ－Ｐ（Ｗメルト））により第１のオリフィスベース２の外径と同じ径の円柱状に形成されており、その中心部には第１のオリフィスベース２の通路２ａ及び第２のオリフィスベース３の通路３ａに連通する貫通状の通路５ａが形成されている。
　又、中間オリフィスベース５の一端面には、第１のオリフィスベース２の嵌合用突部２ｂが気密状に嵌合される嵌合用凹部５ｂが通路５ａと同心状に形成されている。この嵌合用凹部５ｂの内周面は、第１のオリフィスベース２の嵌合用突部２ｂが気密状に嵌合されるように段付の内周面に形成されている。
　更に、中間オリフィスベース５の他端面には、第２のオリフィスベース３の嵌合用凹部３ｂに気密状に嵌合される外周面が段付に形成された筒状の嵌合用突部５ｃが通路５ａと同心状に突出形成されている。この嵌合用突部５ｃの大径側の外周面及び嵌合用突部５ｃの端面には、第２のオリフィスベース３との組合せ時にシール機能を発揮する環状突起５ｅ，５ｅ′が夫々形成されている。
　加えて、中間オリフィスベース５の周壁部分には、中間オリフィスベース５の通路５ａに分岐状に連通する分流通路５ｄが形成されている。
　前記小流量用及び大流量用の第１、第２のセラミック製オリフィスプレート４′，４″は、第１及び第２実施形態の場合と同じ材質を用いて、同じ形態に形成されていることは勿論であり、　両第１、第２オリフィスプレート４′，４″の外観形状は、円形であっても、或いは他の形状であっても良い。
　上記本発明に係るガスケット一体型セラミックオリフィスプレートは、セラミック製オリフィスプレートを使用しているために耐食性に優れ、腐食性ガス管路等に使用した場合でも、安定した流量制御特性等を発揮することができるうえ、セラミック製オリフィスプレートと金属端面間の気密性も、実用に十分耐えるだけのシールレベルを確保することができ、優れた実用的効用を奏するものである。
　本願発明は、圧力式流量制御装置のみならず、腐食性流体を取り扱うあらゆる管路や機器類に使用することができるものである。
　１　ガスケット一体型セラミックオリフィスプレート
　２　第１のオリフィスベース
　２ａ　オリフィスベースの通路
　２ｂ　オリフィスベースの嵌合用突部
　２ｃ　オリフィスベースのシール面
　２d 　環状突起
　２d’　環状突起
　３　第２のオリフィスベース
　３ａ　オリフィスベースの通路
　３ｂ　オリフィスベースの嵌合用凹部
　３ｃ　オリフィスベースのシール面
　３ｄ　オリフィスベースのシール面
　３e　凹部
３f　環状突起
　４　セラミック製オリフィスプレート
　４′　小流量用の第１のセラミック製オリフィスプレート
　４″　大流量用の第２のセラミック製オリフィスプレート
　５　中間オリフィスベース
　５ａ　中間オリフィスベースの通路
　５ｂ　中間オリフィスベースの嵌合用凹部
　５ｃ　中間オリフィスベースの嵌合用突部
　５ｄ　中間オリフィスベースの分流通路
　５e　環状突起
　５e’　環状突起
　５f　環状突起
　６　コントロール弁
　７　コントロール弁のボディ
　７a　流体通路
　７b　流体通路
　７c　オリフィス収納凹所
　７d　環状突起
　７e　環状突起
　８　入口ブロック
　９　フィルタ
　１０　出口ブロック
　１０a　通路
　１０b　オリフィス収納用凹所
　１０c　ガスケット押え用突出部
　１０d　環状突起
　１１　圧力センサー
　１２　制御回路
　A　第３のオリフィスベース
　Ｂ１　第４のオリフィスベース
　Ｂ２　第５のオリフィスベース
　C　リーク検出孔
　D　リーク検出孔
　E　リーク検出孔
　L　リーク検査冶具

Claims (15)

  1. 　嵌合用突部を備え且つ中心部に貫通状の通路を設けた第1のオリフィスベースと、嵌合用凹部を備え且つ中心部に前記第１のオリフィスベースの通路に連通する貫通状の通路を設けた第２のオリフィスベースとを組合せ、前記第１のオリフィスベースと前記第２のオリフィスベースの端面間にセラミック製オリフィスプレートを気密状に挿着すると共に、前記第１のオリフィスベース及び前記第２のオリフィスベースの其々の外側端面をガスケットのシール面としたことを特徴とするガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  2. 　前記第１及び第２のオリフィスベースのうちの一方のオリフィスベースの外径を他方のオリフィスベースの外径よりも大径とすると共に、当該一方のオリフィスベースの内側端面の外周縁部分をシール面とした請求項１に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  3. 　前記セラミック製オリフィスプレートを、前記第１のオリフィスベースの通路及び前記第２のオリフィスベースの通路に連通するオリフィスを中心に有し、前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部と前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部との間に気密状に挿着した請求項１に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  4. 　前記セラミック製オリフィスプレートをジルコニアを含有するセラミック製とし、その厚みを５００～１０００μｍ、孔径を１０～５００μｍとすると共に、前記嵌合用突部を前記嵌合用凹部内へ６～１０ｋＮの圧入力により圧入し、前記嵌合用突部と前記嵌合用凹部との間に前記セラミック製オリフィスプレートを気密状に挿着した請求項３に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  5. 　円形状の前記セラミック製オリフィスプレートの両面を研磨鏡面とすると共に、該セラミック製オリフィスプレートに当接する前記嵌合用突部及び前記嵌合用凹部の接触面を研磨鏡面とした請求項４に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  6. 　内側端面に嵌合用突部を備え中心部に貫通状の通路を有する第１のオリフィスベースと、内側端面に嵌合用凹部を備え中心部に貫通状の通路を有する第２のオリフィスベースと、中心部に前記第１及び第２のオリフィスベースの通路に連通する貫通状の通路を有し、一端面に前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部が気密状に嵌合される嵌合用凹部を備えると共に、他端面に前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部に気密状に嵌合される嵌合用突部を備えた中間オリフィスベースと、前記第１のオリフィスベースと前記中間オリフィスベースとの間に気密状に挿着され中心部にオリフィスが形成された第１のセラミック製オリフィスプレートと、前記中間オリフィスベースと前記第２のオリフィスベースとの間に気密状に挿着され中心部にオリフィスが形成された第２のセラミック製オリフィスプレートとを備え、流体通路に配設されて前記第１及び第２のオリフィスベースの外側端面を夫々シール面とすると共に、前記第１及び第２のオリフィスベースのうちの一方のオリフィスベースの外径を他方のオリフィスベース及び前記中間オリフィスベースの外径よりも大径にして該一方のオリフィスベースの内側端面の外周縁部分をシール面とし、又、前記中間オリフィスベースに該中間オリフィスベースの通路に連通する分流通路を形成したことを特徴とするガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  7. 　前記第１のセラミック製オリフィスプレートを、中心部に前記第１のオリフィスベースの通路及び前記中間オリフィスベースの通路に連通するオリフィスを有し、前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部と前記中間オリフィスベースの嵌合用凹部との間に気密状に挿着した請求項６に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  8. 　前記第２のセラミック製オリフィスプレートを、中心部に前記中間オリフィスベースの通路及び凹形の前記第２のオリフィスベースの通路に連通するオリフィスを有し、前記中間オリフィスベースの嵌合用突部と凹形の前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部との間に気密状に挿着した請求項６に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  9. 　前記第１のセラミック製オリフィスプレートをジルコニアを含有するセラミック製とし、その厚みを５００～１０００μｍ、孔径を１０～５００μｍとすると共に、前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部を前記中間オリフィスベースの嵌合用凹部内へ６～１０ｋＮの圧入力により圧入し、前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部と前記中間オリフィスベースの嵌合用凹部との間に前記第１のセラミック製オリフィスプレートを気密状に挿着した請求項７に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  10. 　前記第２のセラミック製オリフィスプレートをジルコニアを含有するセラミック製とし、その厚みを５００～１０００μｍ、孔径を１０～５００μｍとすると共に、前記中間オリフィスベースの嵌合用突部を前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部内へ６～１０ｋＮの圧入力により圧入し、前記中間オリフィスベースの嵌合用突部と前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部との間に前記第２のセラミック製オリフィスプレートを気密状に挿着した請求項８に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  11. 　前記第１及び第２のオリフィスプレートのうち、上流側に位置するオリフィスプレートのオリフィスを下流側に位置するオリフィスプレートのオリフィスより小径にした請求項６に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  12. 　円形状の前記第１及び第２のセラミック製オリフィスプレートの其々の両面を研磨鏡面とすると共に、該第１及び第２のセラミック製オリフィスプレートに当接する前記第１のオリフィスベースの嵌合用突部及び前記第２のオリフィスベースの嵌合用凹部の接触面を研磨鏡面とした請求項６に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  13. 　両側面に嵌合用凹部を備え且つ中心部に貫通状の通路を有する第３のオリフィスベースと、嵌合用突部を備え且つ中心部に貫通状の通路を有すると共に、前記両嵌合用凹部内へ対向状に挿入する第４のオリフィスベース及び第５のオリフィスベースと、前記第３のオリフィスベースの通路内へ装着したセラミック製オリフィスプレートとを備え、前記嵌合用凹部内へ圧入した前記第４及び第５のオリフィスベースの先端面間で、前記第３のオリフィスベースの通路内へ装着した前記セラミック製オリフィスプレートを気密状に挟着すると共に、前記第４及び第５のオリフィスベースの外側端面をガスケットのシール面としたことを特徴とするガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  14. 　前記第４及び第５のオリフィスベースの前記嵌合用突部の外周面に環状突起を設けると共に、該嵌合用突部の先端面に環状突起を設け、前記嵌合用突部の外周面の環状突起により前記嵌合用突部と前記嵌合用凹部との間の気密性を高めると共に、前記嵌合用突部の先端面の環状突起により前記嵌合用突部と前記セラミック製オリフィスプレートとの間の気密性を高める構成とした請求項１３に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
  15. 　前記セラミック製オリフィスプレートを厚い円盤状のジルコニアを含有するセラミック製とすると共に、前記両嵌合用突部を前記両嵌合用凹部内へ６～１０ｋＮの圧入力により圧入し、前記両嵌合用突部の先端面間に前記セラミック製オリフィスプレートを気密状に挿着した請求項１３に記載のガスケット一体型セラミックオリフィスプレート。
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