(57)【要約】      （修正有）【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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
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。
【請求項２０】
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。
【請求項２１】
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。
【請求項２２】
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。
【請求項２３】
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。
【請求項２４】
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。
【請求項２５】
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。
【請求項２６】
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。
【請求項２７】
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。
【請求項２８】
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。
【請求項２９】
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。
【請求項３０】
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。
【請求項３１】
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。
【請求項３２】
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。
【請求項３３】
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。
【請求項３４】
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。
【請求項３５】
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。
【請求項３６】
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。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
【０００２】
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。
【技術的問題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【解決策】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
〔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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
〔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。
【００５８】
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。
【００５９】
〔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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
〔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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
〔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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
〔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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
〔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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】従来のコリオリ流量計を示す図である。
【図２】従来のコリオリ流量計を示す図である。
【図３】従来のコリオリ流量計を示す図である。
【図４】従来のコリオリ流量計を示す図である。
【図５】従来のコリオリ流量計を示す図である。
【図６】本発明の第１の好ましい実施例を示す断面図である。
【図７】本発明の他の好ましい実施例を示す断面図である。
【図８】本発明のさらに他の好ましい実施例を示す断面図である。
【図９】本発明のさらに他の好ましい実施例を示す図である。
【図１０】本発明のさらに他の好ましい実施例を示す断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の好ましい実施例を示す図である。
【図１２】図８に対応する、フランジを除いて示した図である。
【図１３】図１０に対応する、フランジを除いて示した図である。
【００８５】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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