JP2010164580A - コリオリ流量計をケースに連結するための装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フランジがない状態で製造、試験、バランス調整及び在庫保管がなされ、商用に供する時期に使用者が必要とする適切な端側フランジに嵌合されるコリオリ流量計を提供する。
【解決手段】バランスバー702によって取り囲まれた1本の直線状流管701を収容するケース703を有する流量計700であり、バランスバーの端部は受けバー709によって流管、またケース連結リンク710によってケースの内壁に連結される。流管はケース端部704から突出しており、円錐形連結部723により密封可能に連結されている。ケース端部と端側フランジの隆起部分との溶接の影響を受ける、流管の表面領域を少なくするために流管の外面と、円錐形連結部の内面と、端側フランジとによって空所が形成される。ケース連結リンクはケースとバランスバーとの熱的条件の変化による有効直径の変化に適合するよう屈曲部を含む。
【選択図】図6
【解決手段】バランスバー702によって取り囲まれた1本の直線状流管701を収容するケース703を有する流量計700であり、バランスバーの端部は受けバー709によって流管、またケース連結リンク710によってケースの内壁に連結される。流管はケース端部704から突出しており、円錐形連結部723により密封可能に連結されている。ケース端部と端側フランジの隆起部分との溶接の影響を受ける、流管の表面領域を少なくするために流管の外面と、円錐形連結部の内面と、端側フランジとによって空所が形成される。ケース連結リンクはケースとバランスバーとの熱的条件の変化による有効直径の変化に適合するよう屈曲部を含む。
【選択図】図6
Description
本発明は、コリオリ流量計に関し、より詳細には、単管式コリオリ流量計においてコリオリ流量計の振動要素を流量計ケースに連結するための方法装置に関する。本発明はさらに、プロセス連結フランジを取り付ける前にコリオリ流量計の製造、試験、バランス調整、収納がなされるようにする方法及び装置に関する。
広い範囲の動作パラメータにわたって十分な動作を行う単管式コリオリ流量計を形成するのには問題がある。これらのパラメータは動作温度、物質の流れの密度、物質の圧力及び流量を含む。物質の密度、流管に熱的に生じた応力、あるいは流管に加わる圧力による応力の変化はそれぞれ流量計の精度に影響するアンバランス状態を生じ得る。これらのパラメータの変化は流量計の振動要素の静的及び動的な分離を低下させる。問題は振動要素が動作パラメータの変化の影響を受けないように保持することである。動作パラメータの変化により生ずる加速度のために物質のコリオリ加速度への加算あるいは減算により流量計の精度が損なわれる。不要な加速度は流量計の装着状態に応じて変化するので補償できない。装着状態はまた時間及び温度とともに知られていない形で変化することも多くある。
物質のパタメータ及び装着状態の変化が考えられるとしても、流量計が動作状態を維持し正確な出力情報を生成するのが望ましい。またこれらのパラメータが変化する際に流量計の要素の構造的一体性が維持されることが望ましい。コリオリ流量計が適切な精度で動作し流量計の要素が変化する動作温度を受ける際にそれ自体が破壊しないような設計とすることが目的となる。流量計の設計者はまた流量計の較正が相応に広い範囲の物質の密度にわたって一定かつ平坦な状態にあるようにすることを望む。
これらの設計的目的を達成するために、コリオリ流量計はある範囲の動作パラメータの変化にわたって制御され予測可能であるようにして動作する動的にバランスのとれた振動構造を有していなければならない。また、振動系の外側の流量計の要素は振動したり、振動系に振動を伝えるべきではない。コリオリ流量計はバランスバーに取り囲まれた1本の直線状流管と、バランスバーを流管に連結する受けバーとからなることが多くある。動作時に、流管とバランスバーとの間の受けバーにおいて振動の節点(振動しない領域)が生ずる。節点はコリオリ力を受ける流管の長さを決定する。流管とこれを取り囲むバランスバーとの振動の節点は流量計が設計された際のパラメータの範囲にわたって受けバーにあるべきである。バランスバー、受けバー及び流管は動的にバランスのとれた系であるので、バランスバーの振動する質量と振動速度との積は、流管の振動する質量と振動速度との積に等しくなければならない。これらの条件が満たされ、流量計の振動しない要素に他のバランスのとれていない力あるいはトルクが加わらない限り、振動の節は受けバーにあり、他の流量計の要素は振動しない。しかしながら、従来技術の試みは全てこれらの条件に達していなかった。
節点の運動とケースから振動系への振動の伝達を最小にする従来の試みがケージの米国特許第5473949号に示されている。この特許は1本の流管とこれを取り囲んで受けバーにより連結されたバランスバーとを有する直管型コリオリ流量計を開示している。その形態は、各々の受けバーがまた流量計の各ケース端部の一部からなるという点において独特である。この形状は振動の節点を受けバーの近くに維持するためにケースの質量を用いている。例えば、流管内の高い密度の物質により振動の節点が流管の動作部分の方にきわめてわずかに移動して受けバーとケース端部(及びケース)とバランスバーとが位相を合わせて運動する結果になる。ケースの質量と速度との積にバランスバーの質量と速度との積を加えたものは流管の質量と速度との積に等しいので、運動量が保存される。低い密度物質により節点がわずかにバランスバーの方に移動してケースが流管と位相を合わせて運動する結果になり、やはり運動量が保存される。ケージの設計の問題点は、ケースが軽い部材とともに運動することによって運動量が保存されることである。ケースは質量が大きいので振動は振幅が小さくなるが、それでも流量計の精度に影響するだけの十分な大きさである。
不要な加速度を最小にしようとする従来の流量計の他の例がクローネの米国特許第5365794号に示されている。この特許は、同心状のバランスバーに取り囲まれた流管と、バランスバーを流管に連結する別個の受けバーとを開示している。この形態において、バランスバーはケージの特許のようにケースに連結されてはいない。さらに、受けバー領域から軸方向外方にある流管の動作しない部分はフランジ面に連結された流管端部を除いて支持構造のいずれにも連結されていない。この構造は、流管の振幅をバランスバーの振幅で除した比が設計点から変化しないので、十分に動作する。設計点において、流管により受けバーに加わるトルクはバランスバーにより受けバーに加わるトルクに等しく、向きは逆方向である。その結果、流管の動作しない部分は実際に動作せず、流量計の軸上にあることになる。物質の密度が変化すると、問題が生ずる。高い密度の物質により振幅比が変化することになる。運動量の保存のために、重い流管の振幅が減少しバランスバーの振幅が増大する。振幅比の変化により受けバーにおけるトルクが不釣り合いになる。より大きい振幅のバランスバーはより小さい振幅の流管より大きいトルクを受けバーの接合部に与える。受けバーの外側の流管の動作しない部分がトルクの差を生じ、その結果曲がる。具合悪いことに、並進移動により重い流管の振幅が増大し、バランスが悪化する。結局、流管(高い密度の物質を含む)がケースと位相を合わせて振動しなくなり、振動の節点がバランス位置からずっと離れるように移動して流量計の精度が支障を受ける。
オヴァルによる欧州特許第0759542号(図8A及び8B)は、端部がケース連結リンクによりケースの内壁に連結された同心状のバランスバーによって取り囲まれた直線状流管を有するコリオリ流量計を示している。流管端部は端側フランジに連結されている。この構造はバランスバー/流管と端側フランジを含むケース構造との間の流量計の各端部における二重連結点を備えている。ケース連結リンクの設計は端側節点の運動を減少させるのを助長するようにケースの質量を用いている(前述のケージの設計のように)。しかしながら、振幅比の大きい変化により受けバーにおけるトルクのアンバランス(前述のクローネの設計のように)と流管の動作しない領域における曲げとが生ずる。振動は他の従来技術のものより小さいが、流量計の性能を低下させるのに十分なものである。
それゆえ、物質の密度が変移しても流量計の振動系の静的及び動的分離が低下せずそれに応じて流量計の精度が低下することのないコリオリ流量計の構造となすことが従来技術の問題であることがわかる。
また在庫に維持しなければならない所定の型式のコリオリ流量計の数を最少にすることがコリオリ流量計の製造、バランス調整及び試験における問題である。この理由は各サイズの流量計に連結される異なる20以上の型の端側フランジがあることである。受注に迅速に応答するために在庫保持することが必要となる、8つの異種サイズの、全部で120の異なる流量計がある。各々に数千ドルの経費を要し、在庫保持に伴う金額は多大なものになり得る。流量計はフランジが取り付られる前にバランス調整及び試験がなされるような設計であるのが望ましい。これによりフランジのない完成した流量計をより少数だけ在庫保持するようにできるであろう。各々の注文を受けて所望のフランジがコリオリ流量計に溶接されよう。従来の流量計のうち、ケージの設計のものだけがフランジがなくても動作するが、これはバランスの問題を有している。2つの従来技術の設計は試験の目的で完成した流量計を動作させるために流管端部がフランジに溶接されることを必要とする。
本発明により上述した問題が解決され技術的進歩がなされる。1つの実施例によれば、振動構造と端側フランジを含む流量計ケースとの間の流量計の各端部に3つの別個の連結点が設けられる。第1のこのような連結点は端側フランジにあり、ここで流管端部が端側フランジに接合される。第2の連結点はバランスバーの端部をケースの内壁に連結するケース連結リンクによって与えられる。
各流量計端部における第3の連結点は円錐形連結部という円形要素によって与えられる。この第3の連結点は、流管延長部がケースの開口を通り抜けて流管延長部に向かって軸方向外方に突出する位置において、流管を円錐形連結要素に(ろう付けを用いて)接合することにより行われる。円錐形連結部は他の2つの連結部と同様に管軸方向に限られた長さになっている。フランジ連結部と円錐形連結部との間の支持されていない流管延長部の長さ部分と、円錐形連結部とケース連結リンクとの間の支持されていない流管延長部の、他の長さ部分がある。これらの支持されていない流管延長部の部分は他のいずれの構造にも連結されていないので、流管延長部のこれらの部分を空所が取り囲んでいる。最も外側の空所(フランジのネック部における)により流管延長部を過熱したり応力がかかることなくフランジがケース端部に溶接されるようになる。また、流管のこれらの2つの位置(各端部)における溶接を行うために必要な熱量は、流管延長部のこの部分全体が端側フランジとケース端部との間の構造全体に熱的に連結される場合に必要な熱量よりはるかに少ない。
流管延長部の、流量計の支持構造への3点の連結部を設けることにより物質の密度等のパラメータの極端な条件によって生ずる(流量計の振動構造への)振動の伝達が最少になる。これは振幅比のバランス調整を可能にするようにケース連結リンクを用い、また流量計の振動構造がアンバランスなトルクを受けないようにしておくために円錐形連結部を用いることによってなされる。流量計の振動構造への振動の伝達が減少することにより精度が高くなり、異なる装着状態が流量計に及ぼす影響が減少する。
本発明の他の実施例によれば、端側フランジが実際に取り付けられる前にコリオリ流量計の製造、試験及びバランス調整がなされることである。この完成段階において、流量計の内部要素は十分に動作し、円錐形連結部により密封され、あるいは分離される。流管の端部は各々のケース端部及び円錐形連結要素から軸方向外方に出ている。ケースが密封され流管がケース端部に固着されているので、この時に管端部は一時的に物質流の供給源に連結されよう。それから流量計はバランス調整がなされよう。この状態で流量計は顧客から注文を受けるまで暫定的に在庫保管される。それから顧客の要求する端側フランジについての構造上の詳細が知らされ、適切な端側フランジが適当な溶接作業ができるように流管延長部及びケース端部に取り付けられよう。
流量計が端側フランジに連結される前にそのバランス調整、試験及び一時的在庫保管を行うことは、本来供給者が維持しなければならない在庫目録を最少にするという点において利点がある。20を超える既知の型のフランジとなるように完成した流量計が在庫保管される必要がある場合には、在庫目録は膨大にならざるを得ないであろう。
本発明の他の実施例はバランスバーとケースの内壁との間で端部において直接連結されていないケース連結リンクを与える。その代わりに、ケース連結リンクは中心部における屈曲部を有し、また円錐形連結部の平坦な面に連結された外側端部を有している。この実施例において、ケース連結リンクが第1の実施例のように円形であるが、流量計のケース端部の円形内面に係合するこの円形の円錐形連結要素の外周ではより直径が大きくなっている。この手段により、ケース連結部はバランスバーの端部とケースの内壁との間の相対的運動を防止するのに十分な剛性を有している。同時に、ケース連結リンクにおける屈曲部によりケース連結リンク部は屈撓可能で、熱的変化によるバランスバーの直径の変化に適合できる。円形の円錐形連結要素は流管が通り抜ける中心部分の開口を有するので前述したように作用する。これは、円錐形連結部の大きい外径によりその外側及び内側の連結点の間での相対的な軸方向の移動が可能になる、という点において異なっている。この追従性により流管における熱応力を低下させられる。この実施例の円錐形連結要素はまた、前出の実施例と同様に、流管の動的部分を限定させフランジの溶接の前にバランス調整を行えるようにするのに十分な半径方向の剛性を有している。
それゆえ本発明は、流量計の振動系の動的分離状態を維持する流量計の方法及び構造を与える点において利点がある。さらに本発明は、フランジがない状態で流量計の試験、バランス調整及び在庫保管がなされ、顧客が要求する特定のフランジの型式が知られた時に
なってフランジが設置されるようにするものである。
なってフランジが設置されるようにするものである。
本発明の1つの面は、流管及びバランスバーを有していて、上記流管が中央部分と各端部における延長部とからなり、該流管及びバランスバーが使用時に駆動平面内で逆の位相で振動して上記振動する流管を通って流れる物質に関する情報を表す上記振動する流管のコリオリ応答を生成するようにしたコリオリ流量計であって、上記バランスバーが上記流管の中央部分を取り囲むようにこれに実質的に平行になるようにして上記流管の中央部分及びバランスバーを取り囲むケースと、該ケースの第1及び第2の軸方向端部と、上記ケース端部より突出する上記流管延長部を受け入れるための、上記流管延長部の縦方向の軸と同軸状の各々の上記ケース端部における開口と、上記バランスバーの端部を上記流管に連結する受けバー手段と、上記バランスバーに連結された第1の端部を有し、上記ケースの内壁に連結された第2の端部を有し、上記駆動平面内の上記流管の縦方向の軸に垂直な方向における上記受けバー及び上記バランスバーの端部の運動を禁止するように作用するケース連結リンクと、上記ケース端部に連結された外周部を有し、上記流管延長部を密封可能に受け入れるための上記流管延長部と同軸状の円形開口を有し、上記流管延長部の末端と上記ケース連結リンク手段との間に軸方向に配置された円筒状円錐形連結手段と、からなるコリオリ流量計である。
上記流管は、上記ケースの全長にわたって延び、上記円錐形連結手段における上記円形開口を通って上記流管延長部の末端に向かって上記ケース端部より突出する上記流管延長部を有するのが好ましい。
上記流管延長部の末端は、上記ケース端部の軸方向外方にいずれの構造にも取り付けられないのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、物質源に連結されるように各々の上記流管延長部の末端に連結された端側フランジと、該端側フランジの軸方向の端面における円形開口と、上記流管延長部に密封可能に係合する上記円形開口の内面における壁部と、をさらに含むのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、各々の上記ケース端部に連結され上記ケース端部より軸方向外方に延びる円筒形ネック部であって、上記流管延長部と同軸状の中心開口と上記ケース端部及びネック部より突出する上記流管延長部の部分を取り囲む円筒形内面とを有し、上記ネック部の円筒形内面が上記流管延長部の直径より大きい直径を有するようにした円筒形ネック部と、上記流管延長部と上記ネック部の円筒形内面との間の空間によって形成される上記ネック部における円形空所と、をさらに含むのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、上記ケース連結リンク手段の平坦な面における曲線状部分をさらに含むのが好ましい。
上記円錐形連結手段は、該円錐形連結手段の連結される上記ケース端部の部分の直径の変化に応じて上記円錐形連結手段の有効直径が変化できるようにするための平面から外れた屈曲部を有する平坦な面を有するのが好ましい。
上記ケース連結リンク手段の第2の端部は、上記ケースの内壁に連結された中間連結手段によって上記ケースの壁部に連結されるのが好ましい。
上記中間連結手段は、周囲が上記ケースの内壁の面に連結された上記円錐形連結手段の面を含むのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、上記流管の中央部及び上記バランスバーを駆動平面内で相互に逆の位相になるようにして振動させ、該駆動平面内における振動と上記物質の流れとが統合的に上記流管にコリオリ撓みを生ずる作用を有するようにした駆動源Dと、上記コリオリ撓みを検出し、その検出に応じて上記物質の流れに関する情報を表す信号を生成する、上記流管に連結されたピックオフ手段と、該ピックオフ手段から上記信号を受け取って上記物質の流れに関する出力情報を生成する流量計電子回路と、を含むのが好ましい。
上記流管及び流管延長部は、上記ケースの全長にわたって一定の直径で延び、該一定の直径で上記ケース連結リンク手段の開口を通って上記流管延長部の末端まで突出するのが好ましい。
各々の上記流管延長部の末端は、上記ケース端部から軸方向外方にいずれの構造にも取り付けられないようにするのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、コリオリ流量計が物質源に連結されるようにするため各々の上記流管延長部の末端に連結された端側フランジと、該端側フランジの軸方向端面における円形開口と、上記流管延長部に密封可能に係合する上記円形開口の内面における壁部と、をさらに含むのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、上記流管延長部の端部の外面と、上記ケース端部のネック部の円筒形内面と、上記端側フランジの一部分の円筒形内面との間の空間によって形成された密封された空所を含み、上記密封された空所が上記流管延長部に密封可能に係合する上記端側フランジの外方に突出する要素からなる軸方向外側の端部を有し、上記密封された空所が上記円錐形連結手段からなる軸方向内側端部を有するのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、端側フランジと、該端側フランジと一体的な第1の端部を有し、上記ケース端部のネック部の軸方向外側端部に連結された第2の端部を有する上記端側フランジのネック部と、上記流管延長部の末端を受け入れるための上記端側フランジ及びそのネック部における円筒形開口と、壁部が上記流管延長部の末端部分を密封可能に受け入れる内径を有する円筒形開口を有する上記端側フランジの軸方向外面における軸方向外方に突出する部分と、を含み、上記端側フランジのネック部及び上記端側フランジの一部分における円筒形開口が上記流管延長部の外面と、上記端側フランジのネック部の円筒形内面と、上記端側フランジの一部分の円筒形内面との間に空所を形成するように上記流管の外面より実質的に大きい直径を有するのが好ましい。
上記ケースは、上記流管の縦軸方向に平行な平行な壁部を含み、上記ケースがさらに上記壁部の端部に取り付けられ上記円筒形壁部に実質的に垂直に向いたケース端部を含み、上記ケース端部の外面が上記ケース端部の開口と同軸状のネック部を含み、上記ケース端部の開口が上記ケース端部より軸方向外方に突出する上記流管延長部の部分と上記円錐形連結手段とを受け入れ、上記ネック部が上記流管延長部の外面と上記ネック部の内面との間の空間からなる空所を形成するように上記流管の外面より大きい直径の円筒形内面を有するのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、コリオリ流量計が配管に連結されるようにするため上記流管延長部の末端に連結された端側フランジをさらに含むのが好ましい。
上記ケースは、上記流管の縦方向の軸に平行に向いた円筒形壁部を含み、上記ケース端部の壁部が上記円筒形壁部に対して垂直方向から偏倚して曲面状になっており、上記ケース端部の曲面状部分の内面が上記円形の円錐形連結手段の半径方向外端を受け入れる手段を含み、上記流管が上記円錐形連結手段と上記ケース端部のネック部の空所とを通って上
記ケースの全長にわたって上記ネック部より軸方向外方に流管延長部の末端まで延びるようにするのが好ましい。
記ケースの全長にわたって上記ネック部より軸方向外方に流管延長部の末端まで延びるようにするのが好ましい。
上記流管延長部の末端は、上記ケース端部から軸方向外方にいずれの構造にも取り付けられないようにするのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、コリオリ流量計が配管に連結されるようにするため上記流管延長部の末端に連結された端側フランジをさらに含むのが好ましい。
上記ケースは、上記流管の中央部の縦方向の軸に平行に向いた円筒形壁部を含み、上記ケース端部の壁部が上記円筒形壁部に対して垂直方向から偏倚した曲面状部分を有し、上記ケース端部の軸方向内側部分の内面が上記円形の円錐形連結手段の外端を受け入れるようにするため上記ケースの内径に等しい直径を有し、上記流管及び上記流管延長部が上記ケースの全長にわたって延び、上記流管延長部が上記円錐形連結手段の中心開口と上記ケース端部のネック部の空所とを通って上記ネック部より軸方向外方に流管延長部の末端まで延びるようにするのが好ましい。
各々の上記流管延長部の末端は、上記ケース端部より軸方向外方にいずれの構造にも取り付けられないようにするのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、コリオリ流量計が配管に連結されるようにするため上記流管延長部の末端に連結された端側フランジをさらに含むのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、端側フランジと、上記流管延長部の端側部分の末端を受け入れるための上記端側フランジにおける円筒形開口と、を含み、上記端側フランジのネック部が上記端側フランジの軸方向内側部分と一体的な第1の端部を有し、また上記ケース端部のネック部の軸方向外側端部に連結された軸方向内側端部を有し、上記端側フランジ及びそのネック部がともに上記流管延長部と同軸状の円筒形内面を有し、上記端側フランジのネック部と上記端側フランジの軸方向内側部分とにおける上記円筒形内面の開口が、上記流管延長部の外面と、上記端側フランジのネック部の円筒形内面と、上記端側フランジの軸方向内側部分との間に空所を形成するように上記流管延長部の外側より大きい直径を有し、上記端側フランジの軸方向外側部分が、内壁が上記流管延長部の末端を密封可能に受け入れるようにするため上記流管の直径に近い大きさの直径を有する中心開口を有する軸方向に突出する部分をなすようにするのが好ましい。
上記ケース連結リンク手段は、相互に対して角度をなす方向に向いた上記部材の2つの脚部をなす中間部分における屈曲部を有する平坦な細長い部材からなり、上記脚部のうちの第1の脚部の半径外方内側の端部が上記バランスバーの一端に連結され、上記脚部のうちの第2の脚部の軸方向外方の端部が上記バランスバーの端部を上記ケースの内壁に連結する一連の経路をなすように上記円錐形連結手段の面に連結され、上記一連の経路が上記ケース連結リンクの第1及び第2脚部と上記円錐形連結手段の一部分とからなるようにするのが好ましい。
上記2つ脚部は、相互に対して実質的に90°をなす向きになるようにするのが好ましい。
上記流管延長部の末端は、上記ケース端部の軸方向外方でいずれの構造にも取り付けられないようにするのが好ましい。
上記コリオリ流量計は、コリオリ流量計が配管に連結されるようにするために上記流管延長部の末端に連結された端側フランジをさらに含むのが好ましい。
上記ケース連結リンク手段は、平坦な細長い曲線状部材を含み、上記曲線状部材の半径方向内側端部が上記バランスバーの一端に連結され、上記曲線状部材の軸方向外側端部が上記バランスバーの端部を上記ケースの内壁に連結する一連の経路をなすように上記円錐形連結手段の面に連結され、上記一連の経路が上記ケース連結リンクと上記円錐形連結手段の一部分とからなるようにするのが好ましい。
上記ケース連結リンクは、少なくとも1つの屈曲部を有する細長い部材を含み、上記細長い部材の第1の端部が上記バランスバーの一端に連結され、上記細長い部材の第2の端部が上記バランスバーの端部を上記ケースの内壁に連結する一連の経路をなすように上記円錐形連結手段の面に連結され、上記一連の経路が上記ケース連結リンクと上記円錐形連結手段の一部分とからなるようにするのが好ましい。
上記円錐形連結手段は、上記ケース端部に固着された半径方向外側部分と上記流管に固着された半径方向内側部分とを有するのが好ましい。
本発明の他の面は、受けバー手段によりバランスバーを流管に連結することと、上記バランスバーが上記流管の中央部に実質的に平行になるようにして上記流管及びバランスバーをケース内に収容することと、上記バランスバーをケース連結リンク手段により上記ケースの内壁に連結して上記ケース連結リンク手段が上記駆動平面内の上記流管の縦方向の軸に垂直な方向における上記受けバー及び上記バランスバーの運動を禁止するようにすることと、上記流管延長部と同軸状の中心部を有する上記ケース端部における円筒形ネック部を形成して、該ネック部が上記ケースより突出する上記流管延長部の部分を取り囲み、上記流管延長部の直径より大きい直径の円筒形内面を有するようにすることと、上記流管延長部の端側部分の外面と上記ネック部の円筒形内面との間の空間によって形成される上記ネック部における円形空所を形成することと、各々の上記ケース端部において円筒形外面及び円筒形内面を有する円筒状の円錐形連結部を形成することと、円錐形連結部を用いて上記流管延長部に密封可能に連結することと、上記流管延長部が各々のケース端部の開口を通って一定の直径で各々の上記ケース端部を超えて上記流管延長部の末端まで突出するように上記流管及び流管延長部を上記ケースの全長にわたって延伸させることと、各々の上記流管延長部の末端が上記ケース端部より軸方向外方にいずれの構造にも取り付けられないようにすることと、の各ステップからなるコリオリ流量計を製造する方法である。
上記方法は、上記流管の全長にわたって上記流管を一定の直径で延伸させるステップをさらに含むのが好ましい。
上記方法は、上記流管を、各々の上記ケース端部における円錐形連結要素を通して延伸させるステップをさらに含むのが好ましい。
上記方法は、上記流管を、各々の上記ケース端部における円錐形連結要素を通して延伸させるステップをさらに含むのが好ましい。
上記方法は、上記流管延長部の末端に端側フランジを取り付けるステッフをさらに含むのが好ましい。上記方法は、半径方向外側部分が上記ケース端部に固着され半径方向内側部分が上記流管に固着されるようにして円筒状円錐形連結部を形成するステップをさらに含むのが好ましい。
本発明の上述した、また他の目的及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明からよりよく理解されよう。
〔図1の説明〕図1はケージの米国特許第5473949号のコリオリ流量計100を示している。これは直管型であり、バランスバー102を取り囲むケース103を有している。バランスバーは円筒形であり、流管101を取り囲んでいる。ケース103はネック部分105によって入口側及び出口側のフランジ106に連結された端側部分104を有している。部分107は流量計の入口部であり、部分108は出口部である。流管101はケース端部104の受けバー部分である部分112においてケース端部104の開口に連結された入口側端部を有している。受けバー部分112はネック部105に連結されている。右側では、流管101の出力側端部110が、ケース端部104がネック部105に接合する位置112においてケース端部104に連結されている。
動作時に流管101とバランスバー102とは駆動源(図示せず)によって位相が逆になるようにして振動する。物質の流れがあると、流管101の振動により流管101にコリオリ応答が生じ、これが速度検出器(図示せず)により検出される。速度検出器の間の位相変移は流れる物質に関する情報を表す。速度検出器の出力信号は物質の流れに関する所望の情報を取り出すため信号を処理する電子回路に供給される。
コリオリ流量計は異なる密度、温度及び粘度の物質を含む広い範囲の動作条件にわたって正確な物質の流れの情報を与えることが必要である。これを達成するために、流量計の振動構造の振動がこの条件の範囲にわたって安定していることが必要である。この安定性を達成するために、流量計の振動が流管部分及びバランスバー部分から分離されることが必要である。この理由は、振動系の外部の振動により物質の流量を決定するために用いられるコリオリ加速度のほかに物質に付加的な加速度が与えられることである。外部の振動によりまた流管の動作長さを決定する節点が移動する。生じた加速度は変動し得るもので、装着部の剛性のような知り得ないパラメータに依存する。それゆえ流量計の振動構造の望ましくない付加的振動により流量計が物質の流れに関する正確な出力情報を与える能力が妨げられる。
図1の流量計の場合、振動計はバランスバー102及び流管101を含み、それらは位相が逆になるようにして振動する。これらの2つの要素は、バランスバーの端部111と流管の端部109とがケース端部104の受けバー部分112によって連結されている動的にバランスのとれた構造をなしている。これは、異なる密度の物質の処理によりバランスバー102及び流管101の振幅が変化することにもなるので、望ましくない。
〔図2の説明〕図2はクローネの米国特許第5365794号のコリオリ流量計(米国特許第5365794号の図2)を示している。この特許は、流管201とこれを取り囲むバランスバー202とを収容するケース203を有するコリオリ流量計を開示している。ケース203はネック部205により端側フランジ206に連結されたケース端部204を有している。流管201はケースの全体にわたって延び、その端部209において端側フランジ206の部分213に連結されている。フランジの部分213のすぐ右側に、流管201のネック部205の内壁を流管201の外面から分離する空所214がある。
図2の流量計は、バランスバー202の端部211を流管201の外面に連結する別個の受けバー212を含む点において、図1のものと異なっている。図2の流量計において、動的にバランスのとれた振動系はバランスバー202,受けバー212及び流管201である。節点(振動しない点)は通常各々の受けバー212にある。この条件において、流量計は、流量計が設計された対象となる密度の物質の流れを処理する。この時バランスバー202の振幅とその質量との積は物質が充満した流管201の振幅とその質量との積に等しい。流量計がより高い密度の物質を扱う時に、流管の振幅が減少し、バランスバーの振幅が増大する。同様に、より低い密度の物質になると、流管の振幅が増大し、バランスバーの振幅が減少する。振幅比が変化すると、流管の部分201Lの縦方向の軸が流量計に対して角度をなして受けバー212から出る。この条件において、バランスバーは受けバー領域に流管より大きい曲げのトルクを与える。この曲げによりケースが下方に変位し(重い流管と位相を合わせて)、また受けバー領域が上方に変位する(バランスバーと位相を合わせて)ようになる。これらの変位は前述したように流量計の精度を損ない得る。バランスのとれていないトルクは流量計の部分に応力を与え、極端な場合には、流量計の寿命を短くしたり、破損することもある。
〔図3、4及び5の説明〕図3、4及び5は欧州特許EP0759542A1の流量計(欧州特許EP0759542A1の図8b)の左側部分を示している。図3の流量計は、ケース403,ケース端部404,ケースのネック部405及び端側フランジ406を有する点において図2のものと同様である。ケース403はバランスバー402によって取り囲まれた流管401を収容している。受けバー412はバランスバーの端部411を流管401に連結する。流管の端部407は流管の端部410によってフランジ406の一部であるフランジ部分413に連結されている。図3の流量計は、流管の部分401Lの外面と、ケース端部404を端側フランジ406に連結するネック部405の内壁との間に空所を有する点において図2のものと同様である。
図3の流量計は、流管の端部410が流管401より直径が大きくなっている点において図2のものと異なる。流管の部分410と流管401との間で直径が変化するのは流管における熱応力を緩和する目的に沿っている。図3の流量計と図2の流量計との間の他の差異は、図3の流量計がケース連結リンク部分417を有し、その各々がケース403の内壁420に連結された第1の端部とバランスバー402の端部411に連結された第2の端部とを有していることである。
ケース連結リンク417は図2の流量計について説明した振動の問題のいくつかを克服する。図2の流量計はバランスバー202の端部と受けバー212とがケース203の内壁に対して振動可能になっている。図3においては、ケース連結リンク417がバランスバーの端部411とケース403の内壁420との間に剛性の高い連結部を与えるので、この振動が防止される。このような構造において、ケース連結リンク417がバランスバーの端部に接合される位置は流管401及びバランスバー402の振動に関する枢支点508として作用する。かくしてバランスバーの端部はケース連結リンク417によって与えられる2つの部分の間の連結のためにケース403の内壁に対して変位できない。しかしながら、図4に示されるように、バランスバー402,流管401及び受けバー417は、物質が通常処理されるより格段に高い、あるいは格段に低い密度を有する時に、動的にバランスのとれていない構造になり得る。枢支点508の右方の部分の振幅比の変化により流管401の部分401Lに力F1及びF2が生じて望ましくないトルクが加わり得る。
図5は図4の直線5−5に沿ってとった図4の流量計の構造の端面図である。図5は流管401、受けバー412,ケース403の内壁420に連結された外側端部418及び受けバー412の外端に連結された内側端部419を有するケース連結リンク417を示している。ケース連結リンク417は平坦な帯状体である。図3は流量計400の断面の上面図であり、図4は側断面図である。
〔図6及び7の説明〕図6は流量計の振動系をなす部分を収容するケース703を有する流量計700からなる本発明で考えられる一実施例を示している。これらの部分は流管701の中心部分を取り囲むバランスバー702を含む。バランスバー702はその端部で受けバー709によって流管701に連結されている。流管701は流量計の中央部分と、入口側端部における延長部701Rと、出口側端部における延長部701Lとを含む。これらの流管の部分は全体として流量計700を通じて一定の直径で延びる1本の流管となっている。ここで流管及びその延長部はケース703の全長にわたって延び、ケース端部704を通り抜けそれより突出して左方の末端707及び右方の末端708になっている。部分707は流管延長部701Lの入口側端部であると考えられ、また部分708は流管延長部701Rの出口側端部であるものと考えられよう。ケース端部704は、流管延長部701Lが左方に通り抜け流管延長部701Rが右方に通り抜ける開口を有する円錐形連結部723と称する中央部分を有している。円錐形連結部723は流管の部分701L及び701Rの外面に密封可能に係合する。ケース端部704はケース703と実質的に同じ厚さを有している。ケース端部704の半径方向中心部はネック部722を含む。ネック部722はケース端部704の及び円錐形連結部の外面より軸方向外方に突出している。ネック部722の内面は円錐形連結部723の外径と実質的に同じ直径を有している。ネック部722の内径と流管の外径とにより空所721が形成される。
バランスバー702の端部は受けバー709によって流管701の外面に連結されている。受けバー709は、バランスバー702、受けバー709及び流管701が受けバー709を介してバランスバー702と流管701とが相互に動的に連通する動的にバランスのとれた系となるようにする経路をなしている。バランスバー702の端部はさらにケース連結リンク710によってケース703の内壁712に連結されている。ケース連結リンク710は折り込み部711を含む。ケース連結リンク710は外側端部706においてケースの内壁712に、また内側端部705においてバランスバー702に連結されている。
図6のケース連結リンク710は、図6におけるバランスバー702の端部705をケース703の内壁712に連結する点において、図3におけるケース連結リンク417と同様である。その機能は図6の駆動平面内の流管に垂直な方向における受けバー709の振動を防止することである。ケース連結リンク710はバランスのとれていないトルクにより受けバー709がケースに対して移動しないようにしておく作用を有する。これにより振動構造がバランス状態を保つように密度に応じて振幅比が変化できるようになる。しかしながら、ケース連結リンク417と異なって、ケース連結リンク710は平面から外れた屈曲部を有する。バランスバー702及びケース703はこれら2つの部分の間の温度差に応じて相互に対して直径が変化し得る。屈曲部711によりケースの直径及びバランスバーの直径が相互に対して膨張あるいは収縮しようとする際にケース連結リンク710の有効長さが変化できるようになる。
駆動源D、左側の速度検出器LPO及び右側の速度検出器RPOは図6の流管701に連結されて示されている。これらの部分は図7により詳細に説明されるのと同様にして流量計電子回路部分801に連結されている。流量計電子回路801は、内部に物質が流れている流管701の共振振動数で横方向に流管701を振動させるように、線路803を介して駆動源Dに信号を供給する。物質の流れと駆動源Dにより流管701に与えられた振動との組み合わせにより従来知られているようにして流管701にコリオリ応答が生ずる。左側の速度検出器LPOと右側の速度検出器RPOとの信号の位相差は物質の流れに関する情報を表す。速度検出器の出力信号は図7に示されるように線路802及び804を介して流量計電子回路801に供給され、流量計電子回路801は受け取った信号を処理して物質の流れに関する出力情報を線路815に生成する。
流管の端部707及び708は図7の流量計の場合のようにフランジ部分に連結されていないことがわかるであろう。図6の流量計はフランジが流管延長部701L及び701Rに取り付けられていない状態で製造、試験及びバランス調整がなされる。図2ないし5の従来の流量計は、流管端部の連結が振動構造の動作に重要なので、フランジが取り付けられる前にバランス調整及び試験を行うことができない。本発明の円錐形連結部分723は流管延長部701L及び701Rを流量計の動的構造から取り除きフランジの溶接作業の前に十分に作用する流量計を形成する。
流管延長部701L及び701Rが物質源に連結されてバランス調整及び試験が行われるようにするために図6の流量計のバランス調整及び試験が行われる位置に適当な装備がなされる。この試験及びバランス調整が行われた時には、図6の流量計は顧客への配送の準備がなされるまで在庫保管されよう。異なる型のフランジが多くあるので、フランジのない図6の流量計の製造、試験、バランス調整及び一時的在庫保管は有利である。流量計の顧客が知られまた顧客の所望のフランジの型が知られる時まで図6に示される状態で流量計の製造、バランス調整、試験及び在庫保管を行うことは経済的に有利である。その時になって、顧客の所望するフランジが取り付けられ、フランジ806を備えた流量計が図7に示されている。図6に示されるような装備の流量計のバランス調整、試験及び在庫保管を行うことは、製造者が維持しなければならない在庫目録を最少にするので、有利である。
〔図7の説明〕図7の流量計の実施例は、この流量計が流管延長部701L及び701Rに取り付けられたフランジ806を含むことを除いて、図6のものと同じである。フランジ806は外側の端面807、外側の面807に平行な内側の面809、ケース端部704のネック部722の軸方向外側の当接端面に接する軸方向内側の端面を有するネック部805を含む。フランジ部分806の外側の面807は、壁部が入口部707において流管延長部701Lに、出口部708において流管延長部701Rに密封可能に接する中心開口を有する隆起した部分827を有する。フランジ806の隆起した部分827の中間における流管延長部の外側の面とケースの端部704に連結されたネック部722との間の空間によって空所721が形成される。空所721は、フランジ806がネック部722においてケース端部704に連結されるようにするので有利である。この連結はろう付けあるいは溶接等の加熱作業を含むので、流管701L及び701Rは空所721によってより少ない熱応力を受ける。空所721が中実の材料になっていれば、フランジ806のネック部722への溶接で生ずる熱が流管延長部701L及び701Rに伝達され、この部分を過熱するであろう。この多量の熱はチタン等の流管の材料の構造を、耐食性を低下させるように変化させるであろう。溶接の熱はまた流管延長部と円錐形連結部723との間の接合部におけるろう付け材料を部分的に融解するであろう。これはろう付けに損傷を与え、図6に示される完成した状態での流量計に行われていた調整及びバランスの状態に影響を及ぼし得るであろう。
図7の流量計は流管延長部の各端部の近くで流管とケース703との間の3つの連結点を備える。第1の連結点は、壁部が流管延長部701L及び701Rに接合された隆起部827の中心開口を有する端側フランジ806によって与えられる点である。第2の連結点は、ケース端部704の円錐形連結部723である。第3の連結点は、ケース連結リンク710とともに受けバー709によって与えられる。これらの3つの連結点は流管701及びその延長部を流量計ケース703の構造部分に取り付ける。
ケース連結リンク710及び受けバー709からなる連結点の作用は、受けバー709に連結されている流管の端側節点への変位を最少にすることである。隆起した部分827と中心開口の壁部とによって与えられる接合点の作用は、物質の流れがケース703に入るのを防止するように流管延長部をフランジ806に対して密封することである。円錐形連結部723によって与えられる作用は、流管の動的部分に剛性の末端部分を与えることである。この連結部は受けバー領域におけるバランスのとれていないトルクによって生ずる力をケース端部に与える。ケース及びケース端部はそれほどの曲げを受けずにこの力に耐えるのに十分な剛性を有している。トルクの反力(図4)をケース端部の方に移動させることにより流量計の振動構造への伝達がなくなる。中間連結部によりまた流管の端部707及び708と隆起部分827との間の接合部における応力が減少し、それによって信頼性が高まる。
〔図8、9及び12の説明〕図8及び9は本発明の他の実施例を示している。図8の実施例は、図8の流量計900がバランスバー902及び流管901を収容するケース903を有する点において図6及び7に示されるものと同様である。図8は図の複雑さを少なくするために流量計900の左側部分だけを示している。また、駆動源D及び2つの速度検出器LPO及びRPOと、関連する流量計電子回路も図8に示されていない。図8の流量計は駆動源D、左側速度検出器LPO及び右側速度検出器RPOを含み、それらが全て流量計電子回路に接続され、流量計電子回路は駆動源がバランスバー及び流管を振動させるように駆動信号を供給し、2つの速度検出器からの信号を受け取り、それを処理して駆動源D(図示せず)により振動する際の流管901を通って流れる物質に関する物質の流れの情報を生成することが理解されよう。
図6及び7に示されるのと同様にして、バランスバー902の左側端部は接合部905において折り込み部911を有するケース連結リンク910の下端部に連結されて、ケース連結リンク910の外側端部920がケース903の内壁912に連結されている。ケース連結リンク910は図6のケース連結リンク710の場合と同じ作用を行う。それらは同様に駆動平面(図8が示される紙面に垂直な)内での振動に対してバランスバー902及び流管の振動を安定させる。
流管901及び流管延長部はバランスバー902の全長にわたって延び、さらに図9に詳細に示される円板状の円錐形連結部923を軸方向に通り抜けている。流管延長部901は円錐形連結部923の開口926を通り抜けて、さらに部分901Lとして入口側端部907まで延び、ここで隆起部927によってフランジ906に連結されている。フランジ906は外側の軸方向の面904、外側の周方向の面908及び内側の軸方向の面909を有している。
フランジ906は溶接部922によってケース903の端部のネック部924に連結されたネック部925を有している。ネック部924は図6の流量計のネック部722と同様である。異なるのは、ケース端部704のネック部722はケース端部704に対して比較的小さいが、ケース端部928のネック部924は図6のネック部722の場合より大きい距離だけ端側フランジ906の面909に向かって軸方向に突出していることである。
空所930は流管延長部901Lの外面とネック部925及びネック部924の半径方向内面との間の空間をなしている。空所930は図7の空所721の場合と同じ作用を行う。すなわち、溶接部922から流管延長部901Lへ伝達される熱を少なくすることである。これにより流管延長部901L及び開口926のろう付け接合部がフランジ溶接部922の熱から保護される。
円錐形連結部923は図9においてケース端部928の内面929における切欠に連結された外周部932を有する円形部分からなるものとしてより詳細に示されている。円錐形連結部923は外周部932に近接した平坦な面1002を有している。半径方向中間点の近くで、平坦な面1002は凹溝1003になり、さらには円錐形連結部923の半径方向内面を含む平坦な面1005になっている。平坦な面1005の中心部は流管と面1005とが相互に連結されるようにして流管901が通り抜ける開口926を有している。凹溝1003は流管901とケース903との間の温度差による膨張差に適合する円錐形連結部923の能力を高める。これはまた流量計が過大な軸方向の熱応力から保護する。
流量計900のケース903と端側フランジ906とからなる構造は図7の流管と同じようにして端部ごとに3つの点で流管に連結される。第1の連結点は、隆起した部分927と流管延長部907との間の点である。第2の連結点は、流管延長部901Lと円錐形
連結部923との間の点である。第3の連結点は、ケース903の内面とバランスバー902の端部との間でケース連結リンクによって与えられる点である。バランスバー902の端部はまた受けバー(図示せず)によって流管901に連結されている。図12は図8のコリオリ流量計を示しているが、フランジ906がない。
連結部923との間の点である。第3の連結点は、ケース903の内面とバランスバー902の端部との間でケース連結リンクによって与えられる点である。バランスバー902の端部はまた受けバー(図示せず)によって流管901に連結されている。図12は図8のコリオリ流量計を示しているが、フランジ906がない。
〔図10、11及び13の説明〕図10及び11は多くの点で図8及び9に示されるのと同様な、本発明の他の実施例を示している。2つの実施例はほとんどの点で同様であり、ただそれぞれ円錐形連結部及びケース連結リンクである図8の部分923及び910の詳細に関してだけ異なっている。図10及び11における対応する部分は1123及び1110で示され、1123が円錐形連結部であり、1110がケース連結リンクである。
900系統の参照番号(例えば902、903、・・・)を有する図10及び11における部分は図8に関連して詳細に説明した図8の対応する番号の部分と同じである。図8の場合と異なる図10の部分は1100系統の番号(例えば1102、1103、・・・)で示されている。
図10の円錐形連結部1123は、円錐形連結部1123がケース端部928の一方の内面912からケース端部の反対側の内壁まで延びるより大きい直径を有している点で図8の対応する円錐形連結部923と異なっている。このために、ケース連結部1123は図10の若干右方に、ケース903をケース端部924に接合する溶接部921に近接して配置されている。比較すると、円錐形連結部923はより図8の右方に配置され、内側のケース端壁部の切欠内に入り込んだ周状部を有している。円錐形連結部1123は図11により詳細に示され、図10の内壁912に接する外側周状部1129を有している。図10及び11の両方に示されるように、外側周状部1129のすぐ近くに平坦な部分1102がある。平坦な面1102の内側部分は図10及び11に示されるように曲面1103に係合していて、曲面1103がボウルの形状を有している。ボウル状の面1103の内側端部は図10及び11の両方に示される面1104の外側端部になっている。平坦な面1104は流管901が通り抜けて突出する中心開口1126を有している。ボウル状の面1103は熱的膨張/収縮による流管の軸方向への移動に適合することと、熱的変化によるケース903の内径の変化に適合することとの二重の作用を行う。
ケース連結リンク1110は図8のケース連結リンクと同じではない。図8において、ケース連結リンク910はその端部において、ケース903の内面912と、バランスバー902の左側端部905と受けバーとの接合部との間で直接連結されている。ケース連結リンク1110は、その中間部に屈曲部を有し、それによって脚部1107及び1108を有し、脚部1108がバランスバー902の左側端部と受けバーとの接合部において連結されている点において異なっている。あるいは、ケース連結リンク1110は連続的な曲面形状にしてもよい。ケース連結リンクの他の部分1107はその端部1106において円錐形連結部1123の平坦な面1102に連結されている。ケース連結リンク1110はその屈曲部ないし曲面部によって屈曲して熱的変化によるバランスバー902の直径の変化に適合することができる。かくしてケース連結リンク1110はケース連結リンクの一連の連結部及び円錐形連結部1123の平坦な面1102の一部分によって接合部1105におけるバランスバーとケース903の内壁912との間で連結される。この一連の連結部は、ケース903の内壁912に対する受けバー、流管及びバランスバーの接合部の間での望ましくない振動変位を禁止するだけの十分な強度を有している。図13はフランジ906のない図10のコリオリ流量計を示している。
本発明は好ましい実施例の説明に限定されることなく、他の変更及び修正に及ぶものであることが明確に理解されよう。例えば、本発明は直管型の単管式コリオリ流量計の一部をなすものとして説明したが、本発明はそのように限定されずに、不規則な、あるいは曲線形状の単管式流量計、さらには複数の流管を有するコリオリ流量計を含む、他の型式のコリオリ流量計にも適用されよう。隆起した部分827及び927はそれぞれのフランジ806及び906と一体的でもよく、あるいはそれぞれの端部に取り付けられた別個の部分であってもよい。ステンレス鋼の1種類の材料で形成されたコリオリ流量計では、隆起した部分827及び927はそれぞれのフランジと一体的に、同じステンレス鋼で形成されよう。コリオリ流量計は異なる部分に異なる材料を用いるのが望ましいことがある。このような流量計において、流管をチタンとし、ケース及びフランジをステンレス鋼としてもよい。隆起した部分827及び927もチタンとして全体的にチタンの流路を与えるようにしてもよい。このような流量計おいて、チタンの挿入部827及び927はステンレス鋼のフランジとは別個の部分であって適当な接合の手法によってフランジに取り付けられよう。
701 流管
702 バランスバー
703 ケース
704 ケース端部
710 ケース連結リンク
711 屈曲部
721,930 空所
722,924 ネック部
723,923,1123 円錐形連結手段
806,906 端側フランジ
1107,1108 脚部
Claims (36)
- 流管(701)及びバランスバー(702)を有していて、上記流管が中央部分と各端部における延長部とからなり、該流管及びバランスバーが使用時に駆動平面内で逆の位相で振動して上記振動する流管を通って流れる物質に関する情報を表す上記振動する流管のコリオリ応答を生成するようにしたコリオリ流量計であって、
上記バランスバーが上記流管の中央部分を取り囲むとともに該流管の中央部分に実質的に平行になるように上記流管の中央部分及びバランスバーを取り囲むケース(703)と、
該ケースの第1及び第2の端部(704)と、
上記ケース端部より突出する上記流管延長部を受け入れるための、上記流管延長部の縦方向の軸と同軸状の各々の上記ケース端部における開口と、
上記バランスバーの端部を上記流管に連結する受けバー(709)と、
上記バランスバーに連結された第1の端部を有し、上記ケースの内壁に連結された第2の端部を有し、上記駆動平面内の上記流管の縦方向の軸に垂直な方向における上記受けバー及び上記バランスバーの端部の運動を禁止するように作用するケース連結リンク(710)と、
上記ケース端部に連結された外周部を有し、上記流管延長部を密封可能に受け入れるための上記流管延長部と同軸状の円形開口を有し、上記流管延長部の末端と上記ケース連結リンクとの間に軸方向に配置された円錐形連結部(723)と、
からなることを特徴とするコリオリ流量計(700)。 - 上記流管が上記ケースの全長にわたって延び、上記円錐形連結部における上記円形開口を通って上記流管延長部の末端に向かって上記ケース端部より突出する上記流管延長部(701L,701R)を有するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のコリオリ流量計。
- 上記流管延長部の末端(707,708)が上記ケース端部の軸方向外方にいずれの構造にも取り付けられないようにしたことを特徴とする請求項2に記載のコリオリ流量計。
- 物質源に連結されるように各々の上記流管延長部の末端に連結された端側フランジ(806)と、
該端側フランジの軸方向の端面における円形開口と、
上記流管延長部に密封可能に係合する上記円形開口の内面における壁部と、
をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のコリオリ流量計。 - 各々の上記ケース端部に連結され上記ケース端部より軸方向外方に延びるネック部であって、上記流管延長部と同軸状の中心開口と上記ケース端部及びネック部より突出する上記流管延長部の部分を取り囲む内面とを有し、上記ネック部の内面が上記流管延長部の直径より大きい直径を有するようにしたネック部(722)と、
上記流管延長部と上記ネック部の内面との間の空間によって形成される上記ネック部における空所(721)と、
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のコリオリ流量計。 - 上記ケース連結リンクの表面における曲線状部分(711)をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のコリオリ流量計。
- 上記円錐形連結部(923)が該円錐形連結部の連結される上記ケース端部の部分の直径の変化に応じて上記円錐形連結部の有効直径が変化できるようにするための平面から外れた屈曲部(1003)を有する平坦な面(1002)を有することを特徴とする請求項1に記載のコリオリ流量計。
- 上記ケース連結リンク(1110)の第2の端部が上記ケースの内壁(1129)に連結された中間連結部(1106)によって上記ケースの壁部に連結されるようにしたことを特徴とする請求項1に記載のコリオリ流量計。
- 上記中間連結部が、周囲が上記ケースの内壁の面に連結された上記円錐形連結部(1123)の面(1102)を含むようにしたことを特徴とする請求項8に記載のコリオリ流量計。
- 上記流管の中央部及び上記バランスバーを駆動平面内で相互に逆の位相になるようにして振動させ、該駆動平面内における振動と上記物質の流れとが統合的に上記流管にコリオリ撓みを生ずる作用を有するようにした駆動源Dと、
上記コリオリ撓みを検出し、その検出に応じて上記物質の流れに関する情報を表す信号を生成する、上記流管に連結されたピックオフ(LPO,RPO)と、
該ピックオフから上記信号を受け取って上記物質の流れに関する出力情報を生成する流量計電子回路(801)と、
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のコリオリ流量計。 - 上記流管及び流管延長部が上記ケースの全長にわたって一定の直径で延び、該一定の直径で上記ケース連結リンク手段の開口を通って上記流管延長部の末端まで突出するようにしたことを特徴とする請求項5に記載のコリオリ流量計。
- 各々の上記流管延長部の末端(707,708)が上記ケース端部から軸方向外方にいずれの構造にも取り付けられないようにしたことを特徴とする請求項11に記載のコリオリ流量計。
- コリオリ流量計が物質源に連結されるようにするため各々の上記流管延長部の末端に連結された端側フランジ(806)と、
該端側フランジの軸方向端面における円形開口と、
上記流管延長部に密封可能に係合する上記円形開口の内面における壁部と、
をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のコリオリ流量計。 - 上記空所(721)は上記流管延長部の端部の外面と、上記ケース端部のネック部の内面と、上記端側フランジの一部分の内面との間の空間によって形成され、上記空所(721)が上記流管延長部に密封可能に係合する上記端側フランジの外方に突出する要素(827)からなる軸方向外側の端部を有し、上記空所(721)が上記円錐形連結部(723)からなる軸方向内側端部を有するようにしたことを特徴とする請求項13に記載のコリオリ流量計。
- 端側フランジ(806,906)と、
該端側フランジと一体的な第1の端部を有し、上記ケース端部のネック部の軸方向外側端部に連結された第2の端部を有する上記端側フランジのネック部(805)と、
上記流管延長部の末端を受け入れるための上記端側フランジ及びそのネック部における開口と、壁部が上記流管延長部の末端部分を密封可能に受け入れる内径を有する開口を有する上記端側フランジの軸方向外面における軸方向外方に突出する部分(827)と、
をさらに含み、
上記端側フランジのネック部及び上記端側フランジの一部分における上記開口が上記流管延長部の外面と、上記端側フランジの上記ネック部の内面と、上記端側フランジの一部分の内面との間に上記空所(721)をさらに形成するように上記流管の外面より実質的に大きい直径を有するようにしたことを特徴とする請求項11に記載のコリオリ流量計。 - 上記ケースが上記流管の縦軸方向に平行な平行な壁部(712)を含み、
上記ケースがさらに上記壁部の端部に取り付けられ上記壁部に実質的に垂直に向いたケース端部(704)を含み、
上記ケース端部の外面が上記ケース端部の開口と同軸状のネック部を含み、上記ケース端部の開口が上記ケース端部より軸方向外方に突出する上記流管延長部の部分(701L,701R)と上記円錐形連結部(723)とを受け入れ、上記ネック部(722)が上記流管延長部の外面と上記ネック部の内面との間の空間からなる空所(721)を形成するように上記流管の外面より大きい直径の内面を有するようにしたことを特徴とする請求項5に記載のコリオリ流量計。 - コリオリ流量計が配管に連結されるようにするため上記流管延長部の末端に連結された端側フランジ(806)をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載のコリオリ流量計。
- 上記ケースが上記流管の縦方向の軸に平行に向いた壁部(912)を含み、
上記ケース端部(928)の壁部が上記壁部に対して垂直方向から偏倚して曲面状になっており、
上記ケース端部の曲面状部分の内面が上記円形の円錐形連結部(923)の半径方向外端(932)を受け入れる手段を含み、
上記流管及び上記流管延長部が上記円錐形連結部の中心開口と上記ケース端部の上記ネック部の上記開口とを通って上記ケースの全長にわたって上記ネック部より軸方向外方に流管延長部の末端(907)まで延びるようにしたことを特徴とする請求項11に記載のコリオリ流量計。 - 上記流管延長部の末端が上記ケース端部から軸方向外方にいずれの構造にも取り付けられないようしたことを特徴とする請求項18に記載のコリオリ流量計。
- コリオリ流量計が配管に連結されるようにするため上記流管延長部の末端(907)に連結された端側フランジ(906)をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載のコリオリ流量計。
- 上記ケースが上記流管の中央部の縦方向の軸に平行に向いた壁部(912)を含み、
上記ケース端部の壁部が上記壁部に対して垂直方向から偏倚した曲面状部分(928)を有し、
上記ケース端部の軸方向内側部分の内面が上記円形の連結部の外端(1129)を受け入れるようにするため上記ケースの内径に等しい直径を有し、
上記流管及び上記流管延長部が上記ケースの全長にわたって延び、上記流管延長部が上記連結部(1123)の中心開口と上記ケース端部のネック部(924)の上記開口とを通って上記ネック部より軸方向外方に流管延長部の末端(907)まで延びるようにしたことを特徴とする請求項11に記載のコリオリ流量計。 - 各々の上記流管延長部の末端(907)が上記ケース端部より軸方向外方にいずれの構造にも取り付けられないようにしたことを特徴とする請求項21に記載のコリオリ流量計。
- コリオリ流量計が配管に連結されるようにするため上記流管延長部の末端に連結された端側フランジ(906)をさらに含むことを特徴とする請求項21に記載のコリオリ流量計。
- 端側フランジ(906)と、
上記流管延長部の端側部分の末端(907)を受け入れるための上記端側フランジにおける開口と、
をさらに含み、上記端側フランジのネック部(925)が上記端側フランジの軸方向内側部分と一体的な第1の端部を有し、また上記ケース端部のネック部(924)の軸方向外側端部に連結された軸方向内側端部を有し、
上記端側フランジ及びそのネック部がともに上記流管延長部と同軸状の内面を有し、
上記端側フランジのネック部と上記端側フランジの軸方向内側部分とにおける上記内面の開口が、上記流管延長部の外面と、上記端側フランジのネック部の内面と、上記端側フランジの軸方向内側部分との間に上記空所をさらに形成するように上記流管延長部の外側の直径より大きい直径を有し、
上記端側フランジの軸方向外側部分が、内壁が上記流管延長部の末端を密封可能に受け入れるようにするため上記流管の直径に近い大きさの直径を有する中心開口を有する軸方向に突出する部分(927)をなす
ようにしたことを特徴とする請求項21に記載のコリオリ流量計。 - 上記ケース連結リンク(110)が相互に対して角度をなす方向に向いた上記部材の2つの脚部(1107,1108)をなす中間部分における屈曲部を有する平坦な細長い部材(1110)からなり、
上記脚部のうちの第1の脚部の半径外方内側の端部(1105)が上記バランスバーの一端(1105)に連結され、
上記脚部のうちの第2の脚部の軸方向外方の端部(1106)が上記バランスバーの端部(1105)を上記ケースの内壁に連結する一連の経路をなすように上記円錐形連結部の面に連結され、
上記一連の経路が上記ケース連結リンクの第1及び第2脚部(1107,1108)と上記円錐形連結部の一部分(1102)とからなるようにしたことを特徴とする請求項21に記載のコリオリ流量計。 - 上記2つ脚部(1107,1108)が相互に対して実質的に90°をなす向きになるようにしたことを特徴とする請求項25に記載のコリオリ流量計。
- 上記流管延長部の末端(907)が上記ケース端部の軸方向外方でいずれの構造にも取り付けられないようにしたことを特徴とする請求項25に記載のコリオリ流量計。
- コリオリ流量計が配管に連結されるようにするために上記流管延長部の末端(907)に連結された端側フランジ(906)をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載のコリオリ流量計。
- 上記ケース連結リンクが平坦な細長い曲線状部材(1110)を含み、
上記曲線状部材の半径方向内側端部(1105)が上記バランスバーの一端(1105)に連結され、
上記曲線状部材の軸方向外側端部(1106)が上記バランスバーの端部を上記ケースの内壁に連結する一連の経路をなすように上記円錐形連結部の面(1102)に連結され、
上記一連の経路が上記ケース連結リンクと上記円錐形連結部の一部分とからなる
ようにしたことを特徴とする請求項21に記載のコリオリ流量計。 - 上記ケース連結リンクが少なくとも1つの屈曲部を有する細長い部
材(1110)を含み、
上記細長い部材の第1の端部が上記バランスバーの一端(1105)に連結され、
上記細長い部材の第2の端部が上記バランスバーの端部を上記ケースの内壁に連結する一連の経路をなすように上記円錐形連結部の面に連結され、
上記一連の経路が上記ケース連結リンクと上記円錐形連結部の一部分とからなるようにしたことを特徴とする請求項21に記載のコリオリ流量計。 - 上記円錐形連結部が上記ケース端部に固着された半径方向外側部分と上記流管に固着された半径方向内側部分とを有するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のコリオリ流量計。
- 受けバー(709)によりバランスバーの両端部を流管に連結することと、
上記バランスバーが上記流管の中央部に実質的に平行になるようにして上記流管及び上記バランスバーをケース(703)内に収容することと、
上記バランスバー(702)をケース連結リンク(710)により上記ケースの内壁(712)に連結して上記ケース連結リンクが上記駆動平面内の上記流管の縦方向の軸に垂直な方向における上記受けバー及び上記バランスバーの運動を禁止するようにすることと、
上記流管の延長部と同軸状の中心部を有する上記ケース端部(704)にネック部(722)を形成して、該ネック部が上記ケース端部より突出する流管延長部の部分を取り囲み、上記流管延長部の直径より大きい直径の内面を有するようにすることと、
上記流管延長部の端側部分の外面と上記ネック部の上記内面との間の空間によって形成される上記ネック部における空所(721)を形成することと、
各々の上記ケース端部(704)において外面及び内面を有するの円錐形連結部(723)を形成することと、
上記円錐形連結部(723)を上記流管延長部及び上記ネック部(722)の上記内面に密封可能に連結することと、
上記流管延長部が各々のケース端部の開口を通って一定の直径で各々の上記ケース端部を超えて上記流管延長部の末端まで突出するように上記流管及び流管延長部を上記ケースの全長にわたって延伸させることと、
各々の上記流管延長部の末端が上記ケース端部より軸方向外方にいずれの構造にも取り付けられないようにすることと、
からなることを特徴とするコリオリ流量計(700)を製造する方法。 - 上記流管の全長にわたって上記流管を一定の直径で延伸させることをさらに含むようにしたことを特徴とする請求項32に記載の方法。
- 上記流管を、各々の上記ケース端部における円錐形連結要素を通して延伸させることをさらに含むようにしたことを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 上記流管延長部の末端に端側フランジ(806)を取り付けることをさらに含むことを特徴とする請求項34に記載の方法。
- 半径方向外側部分が上記ケース端部に固着され半径方向内側部分が上記流管に固着されるようにして上記円錐形連結部を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項32に記載の方法。
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