KR101709845B1 - 코리올리 유량계 - Google Patents

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다케시 모토미야
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가부시키가이샤 오바루
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Abstract

매니폴드에 있어서의 압력 손실의 저감 등을 도모하는 것이 가능한 코리올리 유량계를 제공하는 것이다. 매니폴드(8)의 유로(15)에 따른 형상 부분으로서 배관측 개구부분(16)과 튜브측 개구부분(17)과 유로 분기 부분(18)을 가지고, 유로 분기 부분(18)으로부터 튜브측 개구부분(17)에 걸친 각 유로 단면적을 선형적으로 감소시킨다. 유로 분기 부분(18)에는, 이 위치로부터 매니폴드 본체(12)의 타단까지 뻗는 분기벽(19)의 분기벽 선단(20)을 배치한다. 유로(15)의 단면 형상은, 배관측 개구부분(16)의 위치에서 원형 형상이며, 유로 분기 부분(18)의 위치로 되면, 분기벽 선단(20)에 의해 D형상으로 변화한다.

Description

코리올리 유량계{CORIOLIS FLOWMETER}
본 발명은, 플로우 튜브의 양단부에 각각 매니폴드를 배치하여 이루어지는 코리올리 유량계에 관한 것이다.
코리올리 유량계는, 피측정 유체가 흐르는 유관(流官)의 양단을 지지하고, 그 지지점 주위에 유관의 흐름 방향과 수직인 방향으로 진동을 가했을 때, 유관(이하, 진동이 가해지는 유관을 플로우 튜브라고 한다.)에 작용하는 코리올리의 힘이 질량 유량에 비례하는 것을 이용한 질량 유량계이다.
코리올리 유량계는 주지의 것이며, 코리올리 유량계에 있어서의 플로우 튜브의 형상은, 직관식의 형상과 만곡관식의 형상으로 대별된다. 플로우 튜브가 2개인 경우, 이들 플로우 튜브의 유입구측 및 유출구측으로 되는 양단부에는, 유로를 2개로 분기하는 매니폴드(분기관)가 각각 배치된다.
(특허 문헌 1) : 일본 특허공고 평4- 22209호 공보 (특허 문헌 2) : 일본 공개특허 2009-180699호 공보
매니폴드의 유로에 관련된 형상 부분으로서, 단지 유로를 분기할 뿐인 형상 부분의 경우는, 분기 완료시의 유로 단면적이 배관 접속측의 유로 단면적과 비교하여 2배로 되어 버린다. 구체적으로는, 도 12(a)에 나타내는 원형 형상(101)을 배관 접속측의 유로 단면 형상으로 가정하면, 이 원형 형상(101)을 2개로 분기하려면, 먼저 화살표 P방향으로 변형시켜 도 12(b)에 나타내는 분기 천이 형상(102)으로부터 도 12(c)에 나타내는 8자 형상으로 되는 분기 천이 형상(103)으로 하고, 최종적으로 도 12(d)에 나타내는 2개의 원형 형상(104)으로 하여 분기를 완료시키는 형상 부분이 간단하며, 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이 단면적이 증가하여 분기 완료시에는 유로 단면적이 배관 접속측의 유로 단면적과 비교하여 2배로 되어 버린다(아울러, 일반적인 코리올리 유량계에서는 계측 감도를 높이기 위해, 배관 단면적에 대하여, 플로우 튜브의 단면적을 좁히기 때문에 분기 완료 후는 플로우 튜브의 직경에 맞추어 직경 축소되어, 단면적이 급격하게 감소한다. 즉 급축류(急縮流) 한다).
그런데, 상기 형상 부분에 있어서는, 2개의 원형 형상(104)으로 분기할 때까지의 사이에 유로 단면적이 증대하기 때문에, 또한, 매니폴드 내의 짧은 구간에서 유로 단면적이 증대하기 때문에, 이러한 단면적의 증대에 수반하여 압력 손실도 증대해 버린다고 하는 문제점을 갖는다.
매니폴드에 있어서의 단면적의 증대는, 상기 압력 손실의 증대 이외에, 흐름의 박리를 일으키게 하거나, 분류비를 변화시킨 경우에 따라서는 폐색을 일으키게 하는 원인으로도 되고, 질량 유량계측 감도가 저하해 버리는 등, 단점이 많은 것으로 생각된다.
본 발명은, 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 매니폴드에 있어서의 압력 손실의 저감 등을 도모하는 것이 가능한 코리올리 유량계를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 청구항 1에 기재된 본 발명의 코리올리 유량계는, 플로우 튜브를 구동하여, 상기 플로우 튜브에 작용하는 코리올리의 힘에 비례한 위상차 및/또는 진동 주파수를 검출함으로써, 상기 플로우 튜브 내를 흐르는 피측정 유체의 질량 유량 및/또는 밀도를 얻는 구성이며, 또한, 상기 플로우 튜브의 양단부에 각각 매니폴드를 배치하여 이루어지는 구성의 코리올리 유량계에 있어서, 상기 플로우 튜브의 개수를 짝수개로 하는 한편, 상기 매니폴드의 유로에 관련된 형상 부분으로서, 유량계 설치처의 배관 측에 배치되는 배관측 개구부분과, 상기 플로우 튜브 측에 상기 개수분으로 배치되는 튜브측 개구부분과, 상기 개수분으로 분기되는 유로 분기 부분을 가지고, 또한, 상기 유로 분기 부분에서의 각 분기 부분 단면 형상의 면적을 동일하게 설정함과 아울러, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 개구부분에 걸친 유로 단면적을, 상기 분기 부분 단면 형상의 면적보다 커지지 않도록 설정하는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재된 본 발명의 코리올리 유량계는, 청구항 1에 기재된 코리올리 유량계에 관련되고, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 개구부분에 걸친 상기 유로 단면적을, 상기 분기 부분 단면 형상의 면적으로부터 선형적으로 감소시키도록 설정하는 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 기재된 본 발명의 코리올리 유량계는, 청구항 1 또는 2에 기재된 코리올리 유량계에 관련되고, 상기 유로 분기 부분에서의 상기 분기 부분 단면 형상을 비원형 형상으로 함과 아울러, 상기 튜브측 개구부분의 형상을 원형 형상으로 하는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재된 본 발명의 코리올리 유량계는, 청구항 1, 2 또는 3에 기재된 코리올리 유량계에 관련되고, 상기 플로우 튜브의 상기 개수를 2개로 함과 아울러, 상기 유로 분기 부분에 있어서의 상기 분기 부분 단면 형상을 D형상으로 하고, 또한, 상기 튜브측 개구부분의 형상을 원형 형상으로 하는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 본 발명의 코리올리 유량계는, 청구항 1, 2, 3 또는 4에 기재된 코리올리 유량계에 관련되고, 상기 플로우 튜브를 직관 형상 또는 만곡관 형상으로 하고, 상기 만곡관 형상의 경우에는 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 개구부분에 걸쳐 굽힘 형상으로 하는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 기재된 본 발명의 코리올리 유량계는, 청구항 1, 2, 3, 4 또는 5에 기재된 코리올리 유량계에 관련되고, 상기 유로 분기 부분과 상기 배관측 개구부분의 사이에, 완전하게 분기할 때까지의 천이 부분을 배치하는 경우, 상기 천이 부분에서의 상기 유로 단면적을, 상기 배관측 개구부분의 개구 형상의 면적보다 커지지 않도록 설정하는 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 기재된 본 발명에 의하면, 매니폴드의 유로에 관련된 형상 부분으로서 튜브측 개구부분과 유로 분기 부분과 배관측 개구부분을 가지고, 유로 분기 부분으로부터 튜브측 개구부분에 걸쳐 각 유로 단면적을 증대시키지 않기 때문에, 압력 손실의 저감 등, 즉 압력 손실의 최적화 등을 도모할 수 있다고 하는 효과를 가져온다.
청구항 2에 기재된 본 발명에 의하면, 유로 분기 부분으로부터 튜브측 개구부분에 걸친 각 유로단면적을 선형적으로 감소시키기 때문에, 유로 단면적을 증대시키지 않고, 이에 의해 압력 손실의 저감 등, 즉 최적화 등을 도모할 수 있다고 하는 효과를 가져온다.
청구항 3에 기재된 본 발명에 의하면, 유로 단면적을 증대시키지 않는 형상 부분으로서, 유로 분기 부분으로부터 튜브측 개구부분에 걸친 단면 형상을 비원형 형상으로부터 원형 형상으로 변화시키도록 함으로써, 압력 손실의 저감 등, 즉 압력 손실의 최적화 등에 기여할 수 있다고 하는 효과를 가져온다.
청구항 4에 기재된 본 발명에 의하면, 플로우 튜브를 2개로 하는 경우, 유로 단면적을 증대시키지 않는 형상 부분으로서, 유로 분기 부분으로부터 튜브측 개구부분에 걸친 단면 형상을 D형상으로부터 원형 형상으로 변화시키도록 함으로써, 압력 손실의 저감 등, 즉 압력 손실의 최적화 등에 기여할 수 있다고 하는 효과를 가져온다.
청구항 5에 기재된 본 발명에 의하면, 직관 형상 또는 만곡관 형상의 플로우 튜브에 적용할 수 있다고 하는 효과를 가져온다.
청구항 6에 기재된 본 발명에 의하면, 유로 분기 부분의 위치에서 바로 분기하지 않고, 완전히 분기할 때까지 천이시키는 것이 가능한 천이 부분을 배치해도 좋고, 이 경우, 천이 부분도 유로 단면적을 증대시키지 않도록 하면, 압력 손실의 저감 등, 즉 압력 손실의 최적화 등을 도모할 수 있다고 하는 효과를 가져온다.
도 1은 본 발명의 코리올리 유량계의 구성도이다.
도 2는 도 1의 코리올리 유량계를 수평 방향에서 반으로 나눈 도면이다.
도 3은 도 2의 A에서 본 확대도이다.
도 4는 유로 분기 부분을 포함하는 유로 단면 형상에 관한 도면이다.
도 5는 유로 분기 부분으로부터 튜브측 개구부분을 향한 각 유로단면 형상에 관한 도면이다.
도 6은 튜브측 개구부분을 포함하는 유로 단면 형상에 관한 도면이다.
도 7은 유로 단면 형상의 변형예에 관한 도면이다.
도 8은 단면적의 변화에 관한 그래프이다.
도 9는 단면적의 변화에 관한 그래프(비교예를 포함함)이다.
도 10은 압력 손실에 관한 그래프이다.
도 11은 다른 예로 되는 코리올리 유량계의 구성도이다.
도 12는 종래의 유로 단면 형상에 관한 도면이다.
본 발명에 따른 코리올리 유량계는, 플로우 튜브의 양 단부에 각각 매니폴드를 배치하여 이루어지고, 매니폴드는 유로 분기 부분으로부터 튜브측 개구부분에 걸친 각 유로단면적을 증대시키지 않도록 설정하여 이루어진다.
실시예 1
이하, 도면을 참조하면서 실시예 1을 설명한다. 도 1은 본 발명의 코리올리 유량계의 구성도이다. 또한, 도 2는 도 1의 코리올리 유량계를 수평 방향에서 반으로 나눈 도면이고, 도 3은 도 2의 A에서 본 확대도이며, 도 4는 유로 분기 부분을 포함하는 유로 단면 형상에 관한 도면이고, 도 5는 유로 분기 부분으로부터 튜브측 개구부분을 향한 각 유로단면 형상에 관한 도면이며, 도 6은 튜브측 개구부분을 포함하는 유로 단면 형상에 관한 도면이고, 도 7은 유로 단면 형상의 변형예에 관한 도면이며, 도 8은 단면적의 변화에 관한 그래프이고, 도 9는 비교예를 포함하는 단면적의 변화에 관한 그래프이며, 도 10은 압력 손실에 따른 그래프이다.
도 1 및 도 2에서, 본 발명의 코리올리 유량계(또는 밀도계)(1)는, 한 쌍의 플로우 튜브(2)와, 드라이브(구동부)(3)와, 한 쌍의 픽 오프(위상차 검출부)(4)와, 도시하지 않은 온도 센서와, 상류측 및 하류측의 브레이스 바아(5)와, 외통(6)과, 변환기(7)와, 상류측 및 하류측의(유입측 및 유출측의) 매니폴드(8)를 구비하여 구성된다. 또한, 코리올리 유량계(1)는, 매니폴드(8)를 통하여 도시하지 않은 배관의 도중에 설치된다.
본 발명의 코리올리 유량계(1)는, 매니폴드(8)에 특징을 갖는다. 그리고, 그 특징에 의해 압력 손실의 최적화 등을 도모할 수 있다.
먼저, 코리올리 유량계(1)의 각 구성에 대하여 설명을 한다.
한 쌍의 플로우 튜브(2)는, 소정의 간격을 두고 늘어선 평행한 직관 형상의 것으로서, 단면(斷面)이 원형인 것이 이용된다. 한 쌍의 플로우 튜브(2)의 재질은, 스테인리스, 하스텔로이, 티탄 합금 등의 이 기술 분야에 있어서 통상의 것이 이용된다. 한 쌍의 플로우 튜브(2)의 양단부(9)에는, 상류측 및 하류측의 매니폴드(8)가 각각 배치된다. 한 쌍의 플로우 튜브(2)에는, 도시하지 않은 피측정 유체가 흐르고, 본 실시예에 있어서는 도 1의 화살표 방향으로 피측정 유체가 흐른다.
드라이브(3)는, 한 쌍의 플로우 튜브(2)를 공진 진동시키기 위해서 설치된다. 이러한 드라이브(3)는, 한 쌍의 플로우 튜브(2)의 길이방향 중앙 위치에 배치된다. 한 쌍의 픽 오프(4)는, 드라이브(3)의 구동에 의해 공진 진동하는 한 쌍의 플로우 튜브(2)의 진동 속도를 검출하기 위해서 설치된다. 이러한 한 쌍의 픽 오프(4)는, 드라이브(3)에 대하여 소정의 간격을 두고 배치된다. 도시하지 않은 온도 센서는, 한 쌍의 플로우 튜브(2)의 하류측의 단부(9)에 배치된다.
드라이브(3), 한 쌍의 픽 오프(4), 및 도시하지 않은 온도 센서는, 전선(10)을 통하여 변환기(7)에 전기적으로 접속된다. 변환기(7)는, 한 쌍의 픽 오프(4) 및 도시하지 않은 온도 센서로부터의 신호 등에 기초하여 소정의 연산 처리를 행하는 연산 처리부와, 각종의 제어를 행하는 제어부와, 연산 처리 결과를 표시하는 표시부 등을 포함하여 구성된다.
브레이스 바아(5)는, 소정의 크기의 금속판으로서, 대향하는 플로우 튜브(2)를 연결하도록, 바꾸어 말하면 이들에 걸치도록 설치된다(도 2 참조). 브레이스 바아(5)는, 한 쌍의 플로우 튜브(2)의 최대 진폭 위치와 고정단(단부(9))과의 사이에 배치된다.
외통(6)은, 금속제의 원통부재로서, 이 내부에는 한 쌍의 플로우 튜브(2) 등이 수용된다. 이러한 외통(6)의 양단부(11)에는, 상류측 및 하류측의 매니폴드(8)가 고정된다.
상류측 및 하류측의 매니폴드(8)는, 주조제의 분기관으로서, 상류측 및 하류측 모두 같은 것이고, 여기에서는 상류측의 매니폴드(8)에 대해서만 설명을 한다.
매니폴드(8)는, 매니폴드 본체(12)와, 이 매니폴드 본체(12)의 일단에 일체화하는 원판 형상의 플렌지(13)와, 매니폴드 본체(12)의 타단에 일체화하는 원판 형상의 외통 고정부(14)를 갖는다.
플렌지(13)는, 도시하지 않은 배관과의 접속 고정 부분으로서 설치된다. 또한, 외통 고정부(14)는, 외통(6)의 단부(11)를 고정하는 부분으로서 설치된다.
매니폴드 본체(12)에는, 이 일단으로부터 타단에 걸쳐서 관통하는 유로(15)가 형성된다. 유로(15)는, 도시하지 않은 피측정 유체가 흐르는 통로이며, 본 실시예에 있어서는 플로우 튜브(2)가 2개 있기 때문에 2개로 분기 형성된다. 유로(15)의 분기수는, 플로우 튜브(2)의 개수와 같은 수로 설정된다.
도 3에 있어서, 유로(15)는, 이 형상 부분으로서, 배관측 개구부분(16)과, 튜브측 개구부분(17)과, 유로 분기 부분(18)을 갖는다. 배관측 개구부분(16)은, 매니폴드 본체(12)의 일단으로 개구하는 형상 부분이며, 또한, 튜브측 개구부분(17)은, 매니폴드 본체(12)의 타단으로 개구하는 형상 부분이다. 즉, 배관측 개구부분(16)은, 도시하지 않은 배관 측에 배치되는 부분이며, 또한, 튜브측 개구부분(17)은, 플로우 튜브(2) 측에 배치되는 부분이다.
배관측 개구부분(16)은, 도시하지 않은 배관측의 단말 개구 형상에 맞추어 원형 형상으로 형성된다. 또한, 배관측 개구부분(16)은, 상기 단말 개구 형상의 직경과 동일한 직경으로 형성된다. 한편, 튜브측 개구부분(17)은, 플로우 튜브(2)의 단부(9)의 형상에 맞추어 원형 형상으로 형성된다. 또한, 튜브측 개구부분(17)은, 단부(9)를 수밀하게 삽입 고정할 수 있는 직경으로 형성된다. 튜브측 개구부분(17)은, 한 쌍의 플로우 튜브(2)의 간격에 맞추어 2개 배치 형성된다.
유로 분기 부분(18)은, 유로(15)를 2개로 분기하는 부분으로서, 본 실시예에 있어서는 배관측 개구부분(16)의 근방에 배치된다. 유로 분기 부분(18)에는, 이 위치로부터 매니폴드 본체(12)의 타단까지 뻗는 분기벽(19)의 분기벽 선단(20)이 배치된다. 분기벽 선단(20)은, 분기벽(19)의 선단이고, 예각으로 형성된다. 유로(15)는, 유로 분기 부분(18)의 위치에서 분기벽 선단(20)에 의해 바로 2개로 분기된다. 유로(15)는, 좌우로 이등분된다.
분기벽(19)은, 상기의 분기벽 선단(20) 외에, 매니폴드 본체(12)의 타단 측까지 뻗는 한 쌍의 측면을 갖는다. 이 한 쌍의 측면은, 분기벽 선단(20)에 연속하는 평면부(21)와, 튜브측 개구부분(17)에 연속하는 곡면부(22)와, 이들의 사이에서 평면으로부터 곡면으로 이행하는 중간부(23)를 각각 갖는다.
유로(15)의 단면 형상은, 배관측 개구부분(16)의 위치에서 원형 형상이며, 유로 분기 부분(18)의 위치로 되면, 분기벽 선단(20)에 의해 이등분 되어 비원형 형상, 즉 2개의 D형상으로 변화한다. 이 D형상은, 특허 청구 범위에 기재된 분기부분 단면형상(26)(도 4(b) 참조)에 상당한다. 또한, 유로 분기 부분(18)으로부터 튜브측 개구부분(17)에 걸친 위치에서는, 분기벽(19)의 측면이 평면부(21)→중간부(23)→곡면부(22)로 변화하기 때문에, 단면 형상도 분기 부분 단면 형상(26)으로부터 다음과 같이 변화한다. 즉, D형상→대략 D형상→대략 원형 형상→원형 형상으로 변화한다.
이러한 단면 형상의 유로(15)에 있어서, 단면적은 다음과 같은 특징을 갖도록 설정된다. 구체적으로는, 유로 분기 부분(18)으로부터 튜브측 개구부분(17)에 걸친 유로 단면적이, 분기 부분 단면 형상(26)(도 4(b) 참조)의 면적보다 커지지 않도록 설정된다. 보다 구체적으로는, 유로 분기 부분(18)으로부터 튜브측 개구부분(17)에 걸친 유로 단면적이, 분기 부분 단면 형상(26)의 면적으로부터 선형적으로 감소(선형적으로 감소. 다만 급격한 감소는 아님)하도록 설정된다(도 8을 참조하면서 후술한다).
아울러, 도 8의 가상선에 한없이 근접하도록 하는, 선형적인 감소라도 좋은 것으로 한다. 이 경우도 유로 단면적의 증대로 이어지지 않기 때문에 유효하다.
상기 이외로서, 본 실시예에 있어서는, 배관측 개구부분(16)으로부터 유로 분기 부분(18)에 걸친 유로(15)의 단면적이, 배관측 개구부분(16)의 개구 형상(원형 형상)의 면적을 유지하도록 설정된다. 아울러, 만일 배관측 개구부분(16)으로부터 유로 분기 부분(18)에 걸친 거리를 크게 취할 수 있다고 한 경우에는, 완전하게 분기할 때까지의 천이 부분을 배치해도 좋은 것으로 한다. 이 경우, 천이 부분에 있어서의 유로 단면적은, 배관측 개구부분(16)의 개구 형상(원형 형상)의 면적보다 커지지 않도록 설정된다.
여기서, 유로(15)의 단면 형상 및 단면적의 변화를 좀 더 상세하게 설명한다.
도 4(a)에 나타내는 원형 형상(24)은, 배관측 개구부분(16)의 위치의 단면 형상이다. 이때의 단면적은, 도 8의 왼쪽으로부터 1번째 점에 상당한다. 도 4(b)에 나타내는 2개의 D형상(25)은, 유로 분기 부분(18)의 위치의 단면 형상이다. D형상(25)은, 바꾸어 말하면 분기 부분 단면 형상(26)이기도 하다. 이때의 단면적은, 도 8의 왼쪽으로부터 2번째의 점에 상당한다. 이 점 이후부터 단면적은 선형적으로 감소(선형적으로 또한 완만하게 감소)한다. 도 4(c)에 나타내는 2개의 D형상(27)은, 분기벽(19)의 측면에서의 평면부(21) 위치의 단면 형상이며, 분기 개시 직후의 단면 형상이기도 하다. 이때의 단면적은, 도 8의 왼쪽으로부터 3번째 점에 상당한다.
도 5(a) 및 도 5(b)에 나타내는 2개의 D형상(28 및 29)은, 분기벽(19) 측면에서의 평면부(21) 위치의 단면 형상이다. 이때의 단면적은, 도 8의 왼쪽으로부터 4번째 및 5번째 점에 상당한다. 도 5(c) 및 (d)에 나타내는 2개의 대략 D형상(30 및 31)은, 분기벽(19) 측면에서의 중간부(23) 위치의 단면 형상이다. 이때의 단면적은, 도 8의 왼쪽으로부터 6번째 및 7번째의 점에 상당한다.
도 6(a)에 나타내는 2개의 대략 원형 형상(32)은, 분기벽(19) 측면에서의 곡면부(22) 위치의 단면 형상이다. 이때의 단면적은, 도 8의 왼쪽으로부터 8번째(오른쪽에서 3번째) 점에 상당한다. 도 6(b) 및 도 6(c)에 나타내는 2개의 원형 형상(33 및 34)은, 분기벽(19) 측면에서의 곡면부(22) 및 튜브측 개구부분(17)의 위치의 단면 형상이다. 이때의 단면적은, 도 8의 왼쪽으로부터 9번째 및 10번째(오른쪽에서 2번째 및 1번째)의 점에 상당한다.
아울러, 유로(15)의 단면 형상의 변화에 있어서, 상기 설명에서는 도 7(a)에 나타내는 바와 같이 단면 형상(35)이 중심선(C)에 대하여 선대칭으로 되는 형상 변화를 채용하지만, 이에 한하지 않는 것으로 한다. 즉, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이 단면 형상(36)에 대해, 화살표(Q, R)부분의 형상을 다르게 하는 형상 변화라도 좋은 것으로 한다.
유로(15)는, 다음과 같은 형상으로 형성된다. 즉, 유로 분기 부분(18)으로부터 튜브측 개구부분(17)에 걸쳐 급축류 부분이나 확대 부분이 없는 형상으로 형성된다. 여기서, 도 9를 참조하면서 유로(15)(유로 분기 부분(18)으로부터 튜브측 개구부분(17)에 걸쳐)의 단면적 변화와, 이 비교예를 설명한다. 또한, 도 10을 참조하면서 압력 손실에 대하여 설명을 한다.
도 9에 있어서, 「○」표시의 플롯은 유로(15)의 단면적 변화를 나타내고, 이것은 도 8과 같은 것이다. 한편, 「◇」표시의 플롯은 비교예 1의 단면적 변화를 나타낸다. 또한, 「△」표시의 플롯은 비교예 2의 단면적 변화를 나타내고, 「□」표시의 플롯은 비교예 3의 단면적 변화를 나타낸다.
「○」표시의 플롯인 유로(15)는, 가로축 우측방향으로 감에 따라 단면적이 선형적으로 감소한다. 한편, 「◇」표시의 플롯인 비교예 1은, 분기 직후에 유로 단면적이 증대하고, 그 후, 급속히 축류(縮流)한다. 이러한 단면적의 변화가 있는 비교예 1의 압력 손실은, 도 10의 「◇」표시의 플롯으로 나타낸다. 여기서, 「◇」표시의 플롯 아래의 「○」표시의 플롯은, 유로(15)의 압력 손실을 나타낸다. 분기 직후에 유로 단면적이 증대하고, 그 후, 급속히 축류하는 경우는, 압력 손실이 증가해 버리는 한 요인으로 되는 것을 그래프로부터 알 수 있다.
도 9로 돌아와, 「△」표시의 플롯인 비교예 2는, 비교예 1과 마찬가지로 분기 직후에 유로 단면적이 증대하고, 그 후, 비교적 급속히 축류한다. 따라서, 특히 도시하지 않지만 비교예 2도 압력 손실이 유로(15)보다 커진다.
「□」표시의 플롯인 비교예 3은, 유로 단면적이 증대하지 않는 예이다. 다만, 단면적 변화가 일정하지 않고, 몇 군데는 급축류한다. 특히 도시하지 않지만, 단면적 변화가 일정하지 않고, 몇 군데는 급축류하는 경우도 압력 손실이 유로(15)보다 커진다.
유로(15)는, 유로 단면적이 선형적으로 감소(선형적으로, 또한 완만하게 감소)하기 때문에, 확대 부분이나 급축류 부분이 없고, 그 때문에 압력 손실이 상기 중에서 가장 작아지는 것을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 매니폴드(8)의 유로(15)에 따른 형상 부분으로서 배관측 개구부분(16)과 튜브측 개구부분(17)과 유로 분기 부분(18)을 가지고, 유로 분기 부분(18)으로부터 튜브측 개구부분(17)에 걸친 각 유로단면적을 선형적으로 감소시키기 때문에, 유로 단면적을 증대시키지 않고, 이에 의해 압력 손실의 저감 등, 즉 최적화 등을 도모할 수 있다고 하는 효과를 가져온다.
실시예 2
이하, 도면을 참조하면서 실시예 2를 설명한다. 도 11은 다른 예로 되는 코리올리 유량계의 구성도이다.
도 11에 있어서, 코리올리 유량계(또는 밀도계)(51)는, 문형(門形)으로 되는 한 쌍의 플로우 튜브(52)와, 드라이브(구동부)(53)와, 한 쌍의 픽 오프(위상차 검출부)(54)와, 도시하지 않은 온도 센서와, 상류측 및 하류측의 브레이스 바아(55)와, 상류측 및 하류측의(유입측 및 유출측의) 매니폴드(56)를 구비하여 구성된다. 또한, 코리올리 유량계(51)는, 매니폴드(56)를 통하여 도시하지 않은 배관의 도중에 설치된다.
매니폴드(56)는, 실시예 1의 매니폴드(8)(도 3 참조)의 특징을 갖는다. 즉, 유로 단면적이 증대하지 않는 유로(57)를 갖는다. 유로(57)는, 한 쌍의 플로우 튜브(52)가 문형이기 때문에, 굽힘 형상(58)을 갖도록 형성된다.
코리올리 유량계(51)는, 실시예 1과 같은 효과를 가져오는 것은 물론이다.
이 외, 본 발명은 본 발명의 주지를 바꾸지 않는 범위에서 여러 가지 변경 실시 가능한 것은 물론이다.
상기 설명에 있어서는, 플로우 튜브(2)(52)의 개수를 2개로 하고 있지만, 이것으로 한정되지 않고 4개, 6개 등으로 해도 좋은 것으로 한다. 아울러, 3개나 5개라도 본 발명의 적용이 가능한 것으로 한다(이 경우, 유량계로서의 구조가 복잡하게 된다).
1. 코리올리 유량계(또는 밀도계) 2. 플로우 튜브
3. 드라이브 4. 픽 오프
5. 브레이스 바아 6. 외 통
7. 변환기 8. 매니폴드
9. 단부 10. 전선
11. 단부 12. 매니폴드 본체
13. 플렌지 14. 외통 고정부
15. 유로 16. 배관측 개구부분
17. 튜브측 개구부분 18. 유로 분기 부분
19. 분기벽 20. 분기벽 선단
21. 평면부 22. 곡면부
23. 중간부 24. 원형 형상
25. D형상 26. 분기부분 단면 형상
27, 28, 29. D형상 30, 31. 대략 D형상
32, 33. 대략 원형 형상 34. 원형 형상
35, 36. 단면 형상 　
51. 코리올리 유량계(또는 밀도계) 52. 플로우 튜브
53. 드라이브 54. 픽 오프
55. 브레이스 바아 56. 매니폴드
57. 유로 58. 굽힘 형상

Claims (18)

  1. 플로우 튜브를 구동하고, 상기 플로우 튜브에 작용하는 코리올리의 힘에 비례한 위상차이 또는 진동 주파수, 또는 위상차이 및 진동 주파수를 검출함으로써, 상기 플로우 튜브 내를 흐르는 피측정 유체의 질량 유량 또는 밀도, 또는 질량 유량 및 밀도를 얻는 구성이며, 또한, 상기 플로우 튜브의 양 단부에 각각 매니폴드를 배치하여 이루어지는 구성의 코리올리 유량계로서,
    　 상기 플로우 튜브의 개수를 2개로 하는 한편,
    　 상기 매니폴드의 유로에 관련된 형상 부분으로서, 유량계 설치처의 배관 측에 배치되는 배관측 개구부분과, 상기 플로우 튜브 측에 상기 2개분 배치되는 튜브측 개구부분과, 상기 2개분으로 분기되는 유로 분기 부분을 가지고, 또한, 상기 유로 분기 부분에 있어서의 각 분기 부분 단면 형상의 면적을 동일하게 설정함과 아울러, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 개구부분에 걸친 유로 단면적을, 상기 분기 부분 단면 형상의 면적보다 커지지 않도록 설정하여 이루어지는 코리올리 유량계에 있어서,
    　 상기 유로 분기 부분에 있어서의 상기 분기 부분 단면 형상을 D 형상으로 함과 아울러, 상기 튜브측 개구부분의 형상을 원형 형상으로 하고, 또한, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 개구부분에 걸친 상기 유로 단면적을, 상기 분기 부분 단면 형상의 면적으로부터 선형적으로 감소시키도록 설정하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 개구부분에 걸친 상기 유로의 단면 형상의 변화를, 상기 D 형상→대략 D 형상→대략 원형 형상→상기 원형 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  5. 제 4 항에 있어서,
    분기벽 선단에 연속하는 한 쌍의 평면부를 가지는 분기벽의 분기벽 선단을 상기 유로 분기 부분의 위치에 배치하고, 상기 분기벽 선단은 예각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분기벽으로서, 상기 튜브측 개구부분에 연속하는 곡면부와, 상기 곡면부 및 상기 평면부의 사이에서 평면으로부터 곡면으로 이행하는 중간부를 더 가지는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 플로우 튜브를 직관 형상으로 함과 아울러, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 입구부분에 걸쳐 곧게 뻗는 형상으로 하는, 또는, 상기 플로우 튜브를 만곡관 형상으로 함과 아울러, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 개구부분에 걸쳐 굽힘 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 플로우 튜브를 직관 형상으로 함과 아울러, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 입구부분에 걸쳐 곧게 뻗는 형상으로 하는, 또는, 상기 플로우 튜브를 만곡관 형상으로 함과 아울러, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 개구부분에 걸쳐 굽힘 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 플로우 튜브를 직관 형상으로 함과 아울러, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 입구부분에 걸쳐 곧게 뻗는 형상으로 하는, 또는, 상기 플로우 튜브를 만곡관 형상으로 함과 아울러, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 개구부분에 걸쳐 굽힘 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 플로우 튜브를 직관 형상으로 함과 아울러, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 입구부분에 걸쳐 곧게 뻗는 형상으로 하는, 또는, 상기 플로우 튜브를 만곡관 형상으로 함과 아울러, 상기 유로 분기 부분으로부터 상기 튜브측 개구부분에 걸쳐 굽힘 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유로 분기 부분과 상기 배관측 개구부분과의 사이에, 상기 유로 단면적이 상기 배관측 개구부분의 개구 형상의 면적보다 커지지 않는 설정의 부분으로서의, 또한, 완전히 분기할 때까지의 부분으로서의 천이 부분을 배치하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 유로 분기 부분과 상기 배관측 개구부분과의 사이에, 상기 유로 단면적이 상기 배관측 개구부분의 개구 형상의 면적보다 커지지 않는 설정의 부분으로서의, 또한, 완전히 분기할 때까지의 부분으로서의 천이 부분을 배치하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 유로 분기 부분과 상기 배관측 개구부분과의 사이에, 상기 유로 단면적이 상기 배관측 개구부분의 개구 형상의 면적보다 커지지 않는 설정의 부분으로서의, 또한, 완전히 분기할 때까지의 부분으로서의 천이 부분을 배치하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 유로 분기 부분과 상기 배관측 개구부분과의 사이에, 상기 유로 단면적이 상기 배관측 개구부분의 개구 형상의 면적보다 커지지 않는 설정의 부분으로서의, 또한, 완전히 분기할 때까지의 부분으로서의 천이 부분을 배치하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 유로 분기 부분과 상기 배관측 개구부분과의 사이에, 상기 유로 단면적이 상기 배관측 개구부분의 개구 형상의 면적보다 커지지 않는 설정의 부분으로서의, 또한, 완전히 분기할 때까지의 부분으로서의 천이 부분을 배치하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 유로 분기 부분과 상기 배관측 개구부분과의 사이에, 상기 유로 단면적이 상기 배관측 개구부분의 개구 형상의 면적보다 커지지 않는 설정의 부분으로서의, 또한, 완전히 분기할 때까지의 부분으로서의 천이 부분을 배치하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 유로 분기 부분과 상기 배관측 개구부분과의 사이에, 상기 유로 단면적이 상기 배관측 개구부분의 개구 형상의 면적보다 커지지 않는 설정의 부분으로서의, 또한, 완전히 분기할 때까지의 부분으로서의 천이 부분을 배치하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 유로 분기 부분과 상기 배관측 개구부분과의 사이에, 상기 유로 단면적이 상기 배관측 개구부분의 개구 형상의 면적보다 커지지 않는 설정의 부분으로서의, 또한, 완전히 분기할 때까지의 부분으로서의 천이 부분을 배치하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
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