JP2839885B2 - コリオリ式質量流量検出器の測定管に金属体を固定するための方法 - Google Patents

コリオリ式質量流量検出器の測定管に金属体を固定するための方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コリオリ式質量流
量検出器の、チタン(titanium)又はジルコニウム(zirco
nium）製の真っ直ぐに延びる単独の測定管の外周上に、
周面と測定管の外周に適合した孔とを備えた金属体を固
定するための方法に関する。この種の金属体は励振装置
又はセンサ装置と協働するか、又は、測定管の片持ち式
質量体又はエンドピースとして役立てられる。
【０００２】
【従来の技術】コリオリ式質量流量測定器によれば、周
知のように、コリオリ式質量流量検出器を挿入した管路
内を流れる質量流量及び又は流体密度が測定される。本
発明に係わるこの種のコリオリ式質量流量検出器の特別
な形式では直状（真っ直ぐに延びる）の測定管が１つだ
け設けられる。この測定管は、コリオリ式質量流量検出
器の十分な運転温度範囲を得るために、特殊鋼若しくは
ステンレススチールではなくチタン又はジルコニウムか
ら成っている。
【０００３】測定管は上述の励振装置により振動させら
れる。コリオリ式質量流量検出器が流体により貫流され
ると、測定管にコリオリの力が作用する。このことによ
り、測定管の流体入口側の部分が、流体出口側の部分に
対してずれた位相で振動する。この位相のずれは、周知
のように、その瞬間の質量流量のための尺度となる。流
体のその瞬間の密度は、周知のように、測定管のその瞬
間の振動の周波数に比例し、それゆえ同様に測定可能で
ある。
【０００４】位相のずれは例えば２つのセンサ装置によ
り取り出されるが、その１つのセンサ装置は測定管の流
体入口側の部分の側に、かつ他の１つは測定管の流体出
口側の部分の側に配置されている。
【０００５】上述の測定管を１つだけ備えた市販のコリ
オリ式質量流量検出器では、従来、金属体が測定管にろ
う接又は溶接されており、これらの作業は高温で行われ
るため、測定管の特に局部的な加熱を生ぜしめる。
【０００６】加熱はチタン又はジルコニウムから成る測
定管の材料の降伏点若しくは弾性限界を明らかに低下せ
しめ、チタンにおいては例えば８００Ｎ／ｍｍ２から５
００Ｎｍｍ２へ低下せしめる。そのことの結果、許容さ
れる軸方向張力が減少し、それゆえ、コリオリ式質量流
量検出器の運転温度範囲が減少する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、例え
ばろう接又は溶接のような加熱作業を必要とせずに、コ
リオリ式質量流量検出器の測定管上に金属体を固定する
方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、請求項１に記載したように、金属体を測定管上に被
せ嵌めるか若しくは押し嵌め、次いで、固定のためには
十分であるが固定箇所における測定管の内径を事実上狭
めることのない圧力を金属体の周面の少なくとも１部分
に作用させることにより、金属体を室温で測定管に圧縮
固定することにより解決される。
【０００９】イギリス国特許第２２６１８３７号明細書
には、金属管の端部の外周に、この外周に適合した孔を
備えていて円錐形又は円筒形の周面を有する金属体を固
定するための方法が記載されており、この方法によれ
ば、金属体が金属管上に被せ嵌められ、次いで、周面が
円錐形の場合にはこの周面が円筒形となり、かつ金属管
の端部が円錐形となるまで、又は周面が円錐形の場合に
は金属管の端部の直径が元の直径に比して小さくなるま
で、金属体が型内で金属管に圧縮固定される。
【００１０】アメリカ合衆国特許第３７４５６３３号明
細書には、六角形の周面を有するマグネシウム陽極を金
属管の外周に固定するための金属プレスが記載されてお
り、その場合、金属管の外周に適合した孔を備えたマグ
ネシウム陽極が金属管に被せ嵌められ、次いで型内でほ
ぼ１７５℃ないし２６０℃で金属管に圧縮固定される。
【００１１】本発明の第１の有利な構成によれば、測定
管は円形シリンダ状である。
【００１２】本発明の第２の有利な構成によれば、金属
体が金属円板から成る。
【００１３】本発明の、第１及び第２の構成でも適用さ
れる第３の有利な構成によれば、金属体が、全周面に圧
力が作用される円環状の金属円板から成る。
【００１４】本発明の第４の有利な構成によれば、金属
体が、孔の領域内で所定の厚さを有しており、またこの
所定の厚さに比して薄い突出部を備えており、かつ、こ
の薄い突出部を越えて突起した金属体部分に圧力を加え
るようになっている。
【００１５】
【発明の効果】本発明の主たる利点は、特に、測定管に
金属体を固定するためのろう接作業又は溶接作業が不必
要となることにある。その理由は、圧力の作用により、
測定管と金属体との間の機械的な結合が著しく安定する
からである。この機械的な結合は、測定管に長期間にわ
たり回転振動が作用しても緩むことがないほどに堅牢で
ある。
【００１６】本発明により考慮されるように、金属体が
結合される箇所における測定管の流れ横断面若しくは内
径(Lumen）が実際に狭くならないことにより、圧力損失
を生ぜしめるおそれのある堆積物が測定管内に形成され
ないことが保証される。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に図示の実施例につき本発明を
詳細に説明する。
【００１８】図面において同じ部分は同じ符号により示
されている。
【００１９】図１はコリオリ式質量流量検出器の部分を
成す円形シリンダ状(kreiszylinderisch)の単独の測定
管１を斜視的かつ部分的に示し、この測定管１の外周
１′上にはディスク（円板）状の金属体２が固定されて
いる。
【００２０】このために、本発明の方法によれば、測定
管１の外周に適合した孔２１と周面２２とを備えた金属
体２が、まず最初に測定管１上に所定の固定箇所のとこ
ろまで被せ嵌められる。図１ではこの固定箇所は測定管
１の中央に位置している。
【００２１】次いで、図示されていない機械により固定
のために十分な圧力を周面２２の少なくとも１部分に加
えられることにより、金属体２が測定管上に圧縮固定さ
れる。この圧力は半径方向で内向きに、かつ周面２２に
面状に当接された、機械の複数のジョーにより作用させ
られる。この場合、測定管１の内径が固定箇所で実際に
狭くならないような圧力しか加えられない。
【００２２】図１に示した固定状態では、機械のジョー
を当接させたところに、圧力が作用しなかった周面部分
に比して若干低く位置している凹面２３が周面２２に形
成されている。このことは周面２２に塑性変形が生じた
ことを示している。
【００２３】図２には、ただ１つの円形シリンダ状の測
定管３上に正方形板状の金属体４が同様に測定管３のほ
ぼ中央に固定された後の状態が示されている。この固定
は大体において図１で説明したように行われている。こ
の場合、金属体４の周面４２へ圧力を作用させる機械の
ジョーが有利には金属体の全面にわたり当接しているの
で、凹面は生じていない。この場合も、固定箇所のとこ
ろで測定管３の内径が狭くならないような圧力しか作用
されていない。
【００２４】図３は金属体６がディスク状又は正方形板
状ではなしに、その他の適当な幾何学的形状を有してい
てもよいことを示している。図３によれば、円形シリン
ダ状の測定管５上に、突出部７を備えたディスク状の金
属体６が測定管のほぼ中央に固定されている。
【００２５】この固定は図１で説明したと同様に行われ
ている。金属体６の周面６２に所要の圧力を作用せしめ
る機械のジョーが前方のディスク部分６１と後方のディ
スク部分６３とに当接しているので、この場合も凹面６
２，６４が形成されている。
【００２６】図４及び図５の部分的な縦断面は、測定す
べき流体により貫流された所定直径の管路（図面簡単の
ため図示されていない）の経路内にはめこまれていて、
運転開始に先立って管路に液密に結合されるコリオリ式
質量流量検出器を示す。
【００２７】図４及び図５には、この目的に相応するフ
ランジ１１１，１２１が図示されており、これらのフラ
ンジはそれぞれの短い管片１１２，１２２を介してそれ
ぞれのエンドピース１１３，１２３に結合されており、
このエンドピース内には真っ直ぐに延びる単独の測定管
１３の入口端部１１及び出口端部１２が開口しており、
かつその内部で固定されている。コリオリ式質量流量検
出器１０はフランジ１１１，１２１を介して管路内に挿
入される代わりに、その他の一般的な固定手段を介して
も管路内に挿入されることができる。
【００２８】測定管１３の入口端部１１及び出口端部１
２は支持体に固定されており、この支持体は例えば開い
た又は閉じたフレーム又は円筒状の管１４の形状で形成
されることができる。閉じたフレーム又は円筒状の管１
４は測定管１３を囲いの形式で完全に取り囲んでいる。
測定管１３及びエンドピース１１３，１２３は本発明の
方法により互いに結合されている。
【００２９】エンドピース１１３，１２３の間の中央に
は測定管１３にディスク状の金属体１５が本発明方法に
より固定されており、この金属体は、エンドピース１１
３，１２３の間のほぼ中央のところに配置された励振装
置１６と協働している。この励振装置は例えば、支持体
もしくは管１４に固定されたコイル装置１６１と、金属
体１５に固定された永久磁石１６２とを備えた電磁石的
な発振器から成っている。励振装置としては、この目的
のためにコリオリ式質量流量検出器及びコリオリ式質量
流量測定器の公知技術に記載されている種々の形式の励
振装置が役立てられる。運転中に測定管１３は励振装置
１６により、流体の貫流する測定管の瞬間の機械的な共
振振動数と同じ振動数でたわみ振動させられる。
【００３０】図５では金属体１５が、図３にも既に示さ
れた突出部１５１を備えている。この突出部はヨーロッ
パ特許出願第９７８１００５９．２号明細書に開示され
ているような片持ち式質量体として役立てられている。
【００３１】図４にはさらに、測定管１３の入口側もし
くは出口側の運動のための第１及び第２のセンサ１７，
１８が略示されており、このセンサは測定管の中央と、
エンドピース１１３もしくは１２３との間にそれぞれ配
置されている。測定管１３にはそれぞれのセンサのとこ
ろに別の円環状の金属体１３２，１３３が設けられてお
り、この金属体は本発明方法にもとづきその箇所に固定
されており、かつセンサ１７，１８と協働している。
【００３２】センサ１７，１８としては、この目的のた
めにコリオリ式質量流量検出器及びコリオリ式質量流量
測定器の公知技術に記載されている種々の形式の例えば
電気力学的又は光学的に作動するセンサ、例えばポジシ
ョンセンサ、速度センサ、加速センサが役立てられる。
【００３３】金属体の金属は、チタン又はジルコニウム
から成るただ１つの測定管の金属とは異なる材料から成
ることができ、特に金属体はステンレススチールから成
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コリオリ式質量流量検出器の円形シリンダ状の
ただ１つの測定管の部分と、これに固定されたディスク
状の金属体との斜視図である。
【図２】コリオリ式質量流量検出器の円形シリンダ状の
ただ１つの測定管の部分と、これに固定された正方形板
状の金属体との斜視図である。
【図３】コリオリ式質量流量検出器の円形シリンダ状の
ただ１つの測定管の部分と、これに固定されていて突出
部を備えたディスク状の金属体との斜視図である。
【図４】固定された金属体を備えた第１のコリオリ式質
量流量検出器の縦断面図である。
【図５】固定された金属体を備えた第２のコリオリ式質
量流量検出器の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 測定管、 １′ 外周、 ２ 金属体、 ３ 測定
管、 ４ 金属体、５ 測定管、 ６ 金属体、 ７
突出部、 １０ コリオリ式質量流量検出器、 １１
入口端部、 １４ 管（閉じたフレーム）、 １２ 出
口端部、 １３ 測定管、 １５ 金属体、 １６ 励
振装置、 １７，１８ センサ装置、２１ 孔、 ２２
周面、 ２３ 凹面、 ４２ 周面、 ６１ ディス
ク部分、 ６２，６４ 凹面、 １１１，１２１ フラ
ンジ、 １１２，１２２ 管片、 １１３，１２３ エ
ンドピース、 １３２，１３３， 金属体、 １５１突
出部、 １６１ コイル装置、 １６２ 永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−333029（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−86679（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 1/84

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コリオリ式質量流量検出器の、チタン又
    はジルコニウム製の真っ直ぐに延びる単独の測定管の外
    周上に、コリオリ式質量流量検出器の励振装置（１６）
    と協働するか又はセンサ装置（１７，１８）と協働する
    か又はエンドピース（１１３，１２３）として役立つか
    又は片持ち式質量体として役立つ、周面と測定管の外周
    に適合した孔とを備えた金属体（１５；１３２，１３
    ３；１５１）を固定するための方法において、 金属体を測定管上に被せ嵌め、次いで、固定のためには
    十分であるが固定箇所における測定管の内径を事実上狭
    めることのない圧力を金属体の周面の少なくとも１部分
    に作用させることにより、金属体を室温で測定管に圧縮
    固定することを特徴とする、コリオリ式質量流量検出器
    の測定管に金属体を固定するための方法。
  2. 【請求項２】 円形シリンダ状の測定管を使用する、請
    求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 金属体として金属板を使用する、請求項
    １又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 金属体として円環状の金属板を使用し、
    かつ全周面上に圧力を加える、請求項２記載の方法。
  5. 【請求項５】 金属体に、孔の領域内で所定の厚さを付
    与し、またこの所定の厚さよりも薄い突出部（７）を設
    け、金属体の、薄い突出部を越えて突起した部分（６
    １，６３）に圧力を加える、請求項１記載の方法。
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