(57)【要約】【解決手段】捩り部材（４３０）の撓みを利用して、単一の湾曲流れ管（３０８）の振動の平衡を取るコリオリ流量計が開示されている。捩り部材の２つの端部は、単一の流れ導管（３０８）の中央区画に取り付けられ、共に振動する。平衡部材（４３２）は、捩り部材（４３０）の中央区画に取り付けられており、単一の流れ導管（３０８）とは逆位相で振動し、捩り部材（４３０）を捩り方向に撓ませる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の流れ導管を備えているコリオリ流量計において、
前記単一の流れ導管は、
軸方向に整列している入口区画（３１２）及び出口区画（３１４）と、
前記入口区画（３１２）に取り付けられている第１曲げ区画（３１６）、及び前記出口区画（３１４）に取り付けられている第２曲げ区画（３１８）と、
前記第１曲げ区画（３１６）と前記第２曲げ区画（３１８）の間に伸張している接続区画（３２４）であって、前記接続（３１８）区画の中心は前記単一の流れ導管の対称軸を画定しており、前記単一の流れ導管は対称軸に関して対称であり、前記単一の流れ導管は基本的に１つの面内に形成されている、接続区画と、
第１端部及び第２端部を有する捩り部材（４３０）であって、前記第１端部は、前記単一の流れ導管の前記接続区画（３２４）に前記第１曲げ区画（３１６）近くで取り付けられており、前記第２端部は、前記単一の流れ導管の前記接続区画（３２４）に前記第２曲げ区画（３１８）近くで取り付けられている、捩り部材と、
前記捩り部材（４３０）に取り付けられ、前記単一の流れ導管の前記接続区画の中心に向かって伸張しており、前記捩り部材（４３０）に概ね垂直である、平衡部材（４３２）と、
前記平衡部材（４３２）に取り付けられており、駆動装置を搭載するように構成されている少なくとも１つの駆動ブラケット（４３８）であって、前記駆動装置は、前記単一の流れ導管に対して力を加えるように構成されている、駆動ブラケットと、を備えており、
前記捩り部材（４３０）は、中央区画を有しており、前記捩り部材（４３０）の前記第１端部と前記第２端部は、前記単一の流れ導管と同相で振動するように構成され、前記中央区画は、前記単一の流れ導管と逆位相で振動するように構成されており、これにより、前記捩り部材を、捩り振動軸に沿って捩り方向に変形させる、コリオリ流量計。
【請求項２】
前記単一の流れ導管の前記入口区画（３１２）に連結されている第１マニホルド、及び前記単一の流れ導管の前記出口区画（３１４）に連結されている第２マニホルドと、
前記第１及び第２マニホルド（１５２、１５４）の間を伸張し、外側表面を有しているマニホルドスペーサー（１０６）であって、前記マニホルドスペーサー（１０６）は、前記第１マニホルド（１５４）近くで前記外側表面を貫通する第１開口部と、前記第２マニホルド（１５２）近くで外側表面を貫通する第２開口部とを有しており、前記単一の流れ導管の前記接続区画の第１端部は、前記第１開口部を通って伸張し、前記単一の流れ導管の前記接続区画の第２端部は前記第２開口部を通って伸張している、マニホルドスペーサーと、
前記捩り振動軸と整列しており、前記マニホルドスペーサーの外側表面、及び前記捩り部材の前記中央区画の第２表面に連結されている可撓性部材（５４２）と、を更に備えている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
【請求項３】
前記マニホルドスペーサー（１０６）は、前記単一の流れ導管の前記入口区画（３１２）及び前記出口区画（３１４）と、前記単一の流れ導管の前記第１曲げ区画（３１６）及び前記第２曲げ区画（３１８）とを取り囲んでいる、請求項２に記載のコリオリ流量計。
【請求項４】
前記マニホルドスペーサー（１０６）は基本的に円筒形である、請求項２に記載のコリオリ流量計。
【請求項５】
前記捩り振動軸は、前記単一の流れ導管によって画定される面内にある、請求項１に記載のコリオリ流量計。
【請求項６】
前記平衡部材（４３２）に取り付けられているピックオフ支持部材（４３４）であって、前記捩り部材（４３０）と平行であり、前記単一の流れ導管の対称軸に関して互いに反対側に位置する、前記単一の流れ導管の前記接続区画（３２４）の２つの区分の間を伸張しており、前記ピックオフ支持部材（４３４）の第１端部に第１センサー装置を、前記ピックオフ支持部材の第２端部に第２センサー装置を保持するように構成されている、ピックオフ支持部材を更に備えている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
【請求項７】
前記捩り部材（５３０）に取り付けられているドングル（５４０）であって、前記捩り部材（５３０）に垂直であり、前記捩り部材（５３０）から下方に、前記単一の流れ導管から離れる方向に伸張し、前記単一の流れ導管の対称軸と整列しており、前記第１及び前記第２マニホルドの残留運動を取り除くように構成されている、ドングルを更に備えている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
【請求項８】
前記ドングル（５４０）は、略長方形の平坦なプレートであり、前記長方形の長軸は前記捩り部材（５３０）に垂直である、請求項７に記載のコリオリ流量計。
【請求項９】
前記捩り部材（４３０）は、前記捩り振動軸と平行な、概ね平坦なプレートであり、前記捩り部材の前記第１端部は、前記捩り部材の前記第１端部が前記単一の流れ導管の前記接続区画に連結されている場所で、前記第１端部が、前記単一の流れ導管の前記接続区画に垂直になるように曲がっており、前記捩り部材の前記第２端部は、前記捩り部材の前記第２端部が前記単一の流れ導管の前記接続区画に連結されている場所で、前記第２端部が、前記単一の流れ導管の前記接続区画に垂直になるように曲がっている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
【請求項１０】
前記単一の流れ導管の前記接続区画は、
前記単一の流れ導管の前記第１曲げ区画（３１６）に取り付けられている第１直線区画（３２０）、及び前記第２曲げ区画（３１８）に取り付けられている第２直線区画（３２２）と、
前記第１直線区画及び前記第２直線区画に取り付けられ、それらの間を伸張している湾曲頂上区画と、を更に備えている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
【請求項１１】
前記単一の流れ導管の前記平衡部材（４１０）は、台形の概ね平坦なプレートであり、前記台形の幅広の端部は、前記捩り振動軸に沿って前記捩り部材（４３０）に取り付けられている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
【請求項１２】
前記平衡部材（４１０）は、前記単一の流れ導管の対称軸に沿って高い曲げ剛性を有するうに構成されている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
【請求項１３】
前記流れ導管（３０８）の剛性と前記捩り部材（４３０）及び前記平衡部材（４３２）の剛性は、前記流れ導管と前記捩り部材及び前記平衡部材の、位相外れ振動の固有周波数が、同相の固有周波数より遙かに高くなるように調節されている、請求項１に記載のコリオリ流量計。
【請求項１４】
単一の湾曲流れ導管を有するコリオリ流量計の平衡を取る方法において、
前記単一の湾曲流れ導管（３０８）を、前記コリオリ流量計の両端の間に懸垂する段階であって、前記単一の湾曲流れ導管（３０８）の２つの曲げ区画は、支持されておらず、前記２つの曲げ区画は、前記単一の湾曲流れ導管の対称軸に関して互いに反対側にある、前記単一の湾曲流れ導管（３０８）を懸垂する段階と、
捩り部材（４３０）の両端を、前記単一の湾曲流れ導管（３０８）に、前記単一の湾曲流れ導管（３０８）の対称軸に関して対称に位置している、前記単一の湾曲流れ導管の前記２つの曲げ区画より前記対称軸に近い２つの点で、取り付ける段階と、
前記単一の湾曲流れ導管（３０８）と釣合錘構造の間に、前記釣合錘構造と前記単一の湾曲流れ導管（３０８）が同じ周波数で但し逆位相で振動するように、力を生成する段階であって、前記釣合錘構造は、前記捩り部材（４３０）の中央区画に取り付けられていて、前記捩り部材（４３０）の前記中央区画は、捩り方向に、回転の捩り軸に沿って、前記平衡構造と同相で撓み、前記捩り部材の前記両端は、捩り方向に、前記回転の捩り軸に沿って、前記単一の湾曲流れ導管（３０８）と同相で撓む、力を生成する段階と、から成る方法。
【請求項１５】
前記捩り部材（４３０）は、マニホルドスペーサー（４０６）に可撓性部材（５４２）によって取り付けられており、前記可撓性部材（５４２）は、前記捩り回転軸と整列している、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ドングル（５４０）は、前記捩り部材（４３０）の前記釣合錘構造の反対側に取り付けられ、前記２つのマニホルドの残留運動を取り除くように構成されている、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
単一の湾曲流れ導管を有するコリオリ流量計の平衡を取る方法において、
前記単一の湾曲流れ導管（３０８）を振動させる段階と、
第１密度を有する材料を、前記振動している単一の湾曲流れ導管を通して流す段階と、
捩り部材（４３０）を捩り方向に撓ませる段階であって、前記捩り部材の第１端部と第２端部は、前記単一の湾曲流れ導管（３０８）の振動と同相で撓み、前記捩り部材（４３０）の中央区画は、捩り方向に前記単一の湾曲流れ導管（３０８）の振動とは逆位相で撓み、第１振動軸は、前記捩り部材の前記第１端部と前記中央区画の間の第１位置に形成され、第２振動軸は、前記捩り部材の前記第２端部と前記中央区画の間の第２位置に形成される、捩り部材（４３０）を撓ませる段階と、から成る方法。
【請求項１８】
第２密度を有する材料を、前記単一の湾曲流れ導管（３０８）を通して流す段階であって、前記第１密度と前記第２密度は異なっており、前記第１振動軸は前記第１位置に形成されず、前記第２振動軸は前記第２いちに形成されない、第２密度を有する材料を流す段階を更に含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
コリオリ流量計を製造する方法において、
単一の流れ導管を設ける段階であって、前記単一の流れ導管は、
軸方向に整列している入口区画（３１２）及び出口区画（３１４）と、
前記入口区画（３１２）に取り付けられている第１曲げ区画（３１６）及び前記出口区画（３１４）に取り付けられている第２曲げ区画（３１８）と、
前記第１曲げ区画（３１６）と前記第２曲げ区画（３１８）の間を伸張している接続区画（３２４）であって、前記接続区画（３２４）の中心は、前記単一の流れ導管の対称軸を画定しており、前記単一の流れ導管は、前記対称軸に関して対称であり、前記単一の流れ導管は、基本的に１つの面内に形成されている、接続区画とを備えている、単一の流れ導管を設ける段階と、
捩り部材（４３０）の第１端部を、前記単一の流れ導管の前記接続区画に前記第１曲げ区画（３１６）近くで取り付け、前記捩り部材（４３０）の第２端部を、前記単一の流れ導管の前記接続区画に前記第２曲げ区画（３１８）近くで取り付ける段階と、
平衡部材（４３２）を前記捩り部材（４３０）の第１側に取り付ける段階であって、前記平衡部材（４３２）は、前記単一の流れ導管の前記接続区画の中央に向かって伸張しており、前記平衡部材（４３２）は、前記流れ導管の面内に向けられている、平衡部材（４３２）を取り付ける段階と、
少なくとも１つの駆動ブラケット（４３８）を前記平衡部材（４３２）に取り付ける段階であって、前記少なくとも１つの駆動ブラケット（４３８）は駆動装置を搭載するように構成されており、前記駆動装置は前記単一の流れ導管に力を加えるよう構成されている、駆動ブラケット（４３８）を取り付ける段階と、から成り、
前記捩り部材（４３０）は、中央区画を有しており、前記捩り部材（４３０）の前記第１端部と前記第２端部は、前記単一の流れ導管と同相で振動するよう構成されており、前記中央区画は、前記単一の流れ導管とは逆位相で振動するように構成されていて、前記捩り部材を、捩り振動軸に沿って捩り方向に変形させる、コリオリ流量計を製造する方法。
【請求項２０】
第１マニホルド（１５４）を前記単一の流れ導管の前記入口区画（３１２）に連結させ、第２マニホルド（１５２）を前記単一の流れ導管の前記出口区画（３１４）に連結させる段階と、
マニホルドスペーサー（４０６）を、前記第１と前記第２のマニホルド（１５４、１５２）の間に取り付ける段階であって、前記マニホルドスペーサー（４０６）は、外側表面を有しており、前記マニホルドスペーサーは、前記第１マニホルド（１５４）近くで外側表面を貫通する第１開口部と、前記第２マニホルド（１５２）近くで外側表面を貫通する第２開口部を有しており、前記単一の流れ導管の前記接続区画の第１端部は、前記第１開口部を通って伸張し、前記単一の流れ導管の前記接続区画の第２端部は、前記第２開口部を通って伸張している、マニホルドスペーサー（４０６）を取り付ける段階と、
可撓性部材（５４２）を、前記マニホルドスペーサー（４０６）の外側表面及び前記捩り部材に取り付ける段階であって、前記可撓性部材は前記捩り振動軸と整列している、可撓性部材（５４２）を取り付ける段階と、を更に含んでいる、請求項１９に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【請求項２１】
前記マニホルドスペーサー（４０６）は、前記単一の流れ導管の前記入口区画（３１２）及び前記出口区画（３１４）と、前記単一の流れ導管の前記第１曲げ区画（３１６）及び前記第２曲げ区画（３１８）とを取り囲んでいる、請求項２０に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【請求項２２】
前記マニホルドスペーサー（４０６）は、基本的に円筒形である、請求項２０に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【請求項２３】
前記捩り振動軸は、前記単一の流れ導管の前記接続区画の前記第１曲げ区画近くと、前記単一の流れ導管の前記接続区画の前記第２曲げ区画近くの間を、前記捩り部材の前記中央区画の長さに沿って走っている、請求項１９に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【請求項２４】
ピックオフ支持部材（４３４）を前記平衡部材（４３２）に取り付ける段階であって、前記ピックオフ支持部材（４３４）は、前記捩り部材（４３０）と平行であり、単一の前記流れ導管の前記接続区画の、前記単一の流れ導管の対称軸に対して反対側の２つの区分の間を伸張しており、前記ピックオフ支持部材は、第１センサー装置を前記ピックオフ支持部材の第１端部に、第２センサー装置を前記ピックオフ支持部材の第２端部に、保持するように構成されている、ピックオフ支持部材（４３４）を取り付ける段階を更に含んでいる、請求項１９に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【請求項２５】
ドングル（５４０）を前記捩り部材（４３０）に取り付ける段階であって、前記ドングル（５４０）は、前記捩り部材（４３０）に垂直であり、前記捩り部材（４３０）から下向きに、前記平衡部材（４３２）から離れる方向に伸張し、前記単一の流れ導管の面内に整列しており、前記ドングル（５４０）は、前記第１及び前記第２マニホルド内の残留運動を取り除くように構成されている、ドングル（５４０）を取り付ける段階を更に含んでいる、請求項１９に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【請求項２６】
前記ドングル（５４０）は、略長方形の平坦なプレートであり、前記長方形の長軸は前記捩り部材に垂直である、請求項２４に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【請求項２７】
前記捩り部材（４３０）は、前記捩り振動軸に平行な概ね平坦なプレートであり、前記捩り部材（４３０）の前記第１端部は、前記捩り部材（４３０）の前記第１端部が前記単一の流れ導管の前記接続区画に連結されている場所で、前記第１端部が前記単一の流れ導管の前記接続区画に垂直になるように曲がっており、前記捩り部材（４３０）の前記第２端部は、前記捩り部材（４３０）の第前記２端部が前記単一の流れ導管の前記接続区画に連結されている場所で、前記第２端部が前記単一の流れ導管の前記接続区画に垂直になるように曲がっている、請求項１９に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【請求項２８】
前記単一の流れ導管の前記接続区画は、
前記単一の流れ導管の前記第１曲げ区画（３１６）に取り付けられている第１直線区画（３２０）、及び前記第２曲げ区画（３１８）に取り付けられている第２直線区画と、
前記第１直線区画と前記第２直線区画に取り付けられ、それらの間を伸張している湾曲頂上区画と、を更に備えている、請求項１９に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【請求項２９】
前記単一の流れ導管の前記平衡部材（４３２）は、台形の概ね平坦なプレートであり、前記台形の幅広の端部は、前記捩り振動軸に沿って前記捩り部材（４３０）に取り付けられている、請求項１９に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【請求項３０】
前記平衡部材（４３０）は、前記単一の流れ導管の対称軸に沿って高い曲げ剛性を有するように構成されている、請求項１９に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【請求項３１】
前記流れ導管の剛性と、前記捩り部材（４３０）及び前記平衡部材（４３２）の剛性は、前記管と前記捩り部材及び前記平衡部材の位相外れ振動の固有周波数が、同相の固有周波数より遙かに高くなるように調節されている、請求項１９に記載のコリオリ流量計を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量計の分野に、具体的にはコリオリ流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
コリオリ流量計は、通常は、１つ又は複数の流れ導管を振動させ、流れ導管を通過する材料からのコリオリ力によって誘発される、振動している流れ導管の撓み又は位相差を測定することによって作動する。コリオリ流量計は、数多くの異なる流れ導管設計を有している。真っ直ぐな流れ導管を有する流量計もあるし、湾曲した流れ導管を有するものもある。流れ導管が１つの流量計もあるし、２つのものもある。各型式のコリオリ流量計は、流量計の作動における様々な問題に取り組むために開発されてきた。取り組んできた問題の内の１つは、流量計の、配管系との接続点の振動である。通常、流量計には、流量計を配管系に連結できるようにするため、流量計の各端部にフランジが設けられている。
【０００３】
二重管設計は、通常、マニホルドを使って材料の流れを２つのストリームに分け、２つのストリームの材料を２つの流れ導管に送る。流れは２つのストリームに分けられるので、流れ導管の直径は、配管系の直径と同じである必要はない。２つの管は、通常、対称形状であり、互いに平行に取り付けられている。２つの管は、通常、同じ周波数で振動するが、位相は逆である。管は対称であり、互いに反対方向に振動するので、２つの管が接合されているところでは、振動は通常相殺される。これにより、平衡のとれた流量計ができる（即ち、マニホルドでは流量計の振動は殆ど又は全く無い）。２つの管を通過する材料の密度が変わると、両方の管の質量が同じ様に変わるので、二管設計は、広範な材料密度に亘って平衡のとれた状態を保つ。２つの管は、通常、マニホルドで一つに接合されている。二重管設計では、広範な異なる材料を２つの等しい流れに分けるのは難しい作業である。流れを分けることで、流量計の前後で大きな圧力低下が生じることもある。更に、マニホルド内側の分岐点で、材料が詰まることもある。
【０００４】
単一管設計では、流れを２つのストリームに分けない。これは、流れを２つの等しいストリームに分けることに付帯する問題を解消する。単一の振動管が在るだけなので、フランジにおける流量計の振動を取り除くには、別の方法を用いる必要がある。真っ直ぐな単一管設計は、振動している流れ導管の少なくとも一部分を取り囲む釣合錘部材を用いる。１つのその様な流量計は、米国特許第６，４０１，５４８号「コリオリ質量流量／密度センサー」に開示されている。湾曲した単一流れ導管設計は、流量計のマニホルドにおける振動を取り除くために、数多くの技法を使用してきた。１つの技法は、振動している管の質量より相当大きい質量を有する支持プレートを組み込む方法であり、例えば、米国特許第５，７０５，７５４号「単一測定管を備えたコリオリ型式質量流量計」に記載されている。別の技法は、互いに平行な２つの管を設けながら、一方の管だけに材料を流す方法である。第２の「ダミー管」は、釣合錘として用いられ、測定管とは逆の位相で振動する。この技法の例は、米国特許第６，６６６，０９８号「振動変換器」に示されている。別の技法は、振動している管と逆位相で振動する部材を有する構造をつくり、単一管に取り付ける方法であり、例えば、米国特許第６，４８４，５９１号「単一の湾曲測定管を備えた質量流量／密度センサー」に記載されている。これらの方法は、所与の密度の単一材料では、平衡の取れた計器を作り出す。材料の密度が変わったり、密度が異なる別の材料を測定する場合は、残念ながら、流量計は、通常、平衡が取れない。
【０００５】
従って、或る範囲の材料密度に亘って単一湾曲管式コリオリ流量計の平衡を取るシステム及び方法が求められている。
【特許文献１】米国特許第６，４０１，５４８号
【特許文献２】米国特許第５，７０５，７５４号
【特許文献３】米国特許第６，６６６，０９８号
【特許文献４】米国特許第６，４８４，５９１号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
捩り部材の撓みを利用して、単一湾曲流れ導管の振動の平衡を取るコリオリ流量計が開示されている。捩り部材の２つの端部は、単一の流れ導管の中央区画に取り付けられ、それと共に振動する。平衡部材は、捩り部材の中央区画に取り付けられており、単一の流れ導管と逆位相で振動し、捩り部材を、捩り方向に撓ませる。
態様
本発明の１つの態様は、単一の流れ導管を備えたコリオリ流量計を含んでおり、
単一の流れ導管は、
軸方向に整列している入口区画及び出口区画と、
入口区画に取り付けられている第１曲げ区画、及び出口区画に取り付けられている第２曲げ区画と、
第１曲げ区画と第２曲げ区画の間に伸張している接続区画であって、接続区画の中心は単一の流れ導管の対称軸を画定しており、単一の流れ導管は対称軸に関して対称であり、単一の流れ導管は基本的に１つの面内に形成されている、接続区画と、
第１端部及び第２端部を有する捩り部材であって、第１端部は、単一の流れ導管の接続区画に第１曲げ区画近くで取り付けられており、第２端部は、単一の流れ導管の接続区画に第２曲げ区画近くで取り付けられている、捩り部材と、
捩り部材に取り付けられ、単一の流れ導管の接続区画の中心に向かって伸張しており、捩り部材に概ね垂直である、平衡部材と、
平衡部材に取り付けられており、駆動装置を搭載するように構成されている少なくとも１つの駆動ブラケットであって、駆動装置は、単一の流れ導管に対して力を加えるように構成されている、駆動ブラケットと、を備えており、
捩り部材は中央区画を有しており、捩り部材の第１端部と第２端部は、単一の流れ導管と同位相で振動するように構成され、中央区画は、単一の流れ導管と逆位相で振動するように構成されていて、捩り部材を、捩り振動軸に沿って捩り方向に変形させる。
【０００７】
第１マニホルドは、単一の流れ導管の入口区画に連結され、第２マニホルドは、単一の流れ導管の出口区画に連結されており、
マニホルドスペーサーは、第１及び第２マニホルドの間を伸張しており、外側表面を有しており、更に、第１マニホルド近くで外側表面を貫通する第１開口部と、第２マニホルド近くで外側表面を貫通する第２開口部とを有しており、単一の流れ導管の接続区画の第１端部は、第１開口部を通って伸張し、単一の流れ導管の接続区画の第２端部は、第２開口部を通って伸張しており、
可撓性部材は、捩り振動軸と整列しており、マニホルドスペーサーの外側表面に連結されており、捩り部材の中央区画の第２表面に連結されている、のが望ましい。
【０００８】
マニホルドスペーサーは、単一の流れ導管の入口区画及び出口区画と、単一の流れ導管の第１曲げ区画及び第２曲げ区画と、を取り囲んでいるのが望ましい。
【０００９】
マニホルドスペーサーは、基本的に円筒形であるのが望ましい。
【００１０】
捩り振動軸は、単一の流れ導管によって画定される面内にあるのが望ましい。
【００１１】
平衡部材に取り付けられているピックオフ支持部材は、捩り部材と平行であり、単一の流れ導管の対称軸に関して互いに反対側に位置する、単一の流れ導管の接続区画の２つの区分の間を伸張しており、ピックオフ支持部材の第１端部に第１センサー装置を、ピックオフ支持部材の第２端部に第２センサー装置を保持するように構成されているのが望ましい。
【００１２】
捩り部材に取り付けられているドングルは、捩り部材に垂直であり、捩り部材から下方に、単一の流れ導管から離れる方向に伸張し、単一の流れ導管の対称軸と整列しており、第１及び第２マニホルドの残留運動を取り除くように構成されているのが望ましい。
【００１３】
ドングルは、略長方形の平坦なプレートであり、長方形の長軸が捩り部材に垂直であるのが望ましい。
【００１４】
捩り部材は、捩り振動軸と平行な、概ね平坦なプレートであり、捩り部材の第１端部は、捩り部材の第１端部が単一の流れ導管の接続区画に連結されている場所で、第１端部が単一の流れ導管の接続区画に垂直になるように曲がっており、捩り部材の第２端部は、捩り部材の第２端部が単一の流れ導管の接続区画に連結されている場所で、第２端部が単一の流れ導管の接続区画に垂直になるように曲がっているのが望ましい。
【００１５】
単一の流れ導管の接続区画は、更に、
単一の流れ導管の第１曲げ区画に取り付けられている第１直線区画、及び第２曲げ区画に取り付けられている第２直線区画と、
第１直線区画及び第２直線区画に取り付けられ、それらの間を伸張している湾曲頂上区画と、を備えているのが望ましい。
【００１６】
単一の流れ導管の平衡部材は、台形の概ね平坦なプレートであり、台形の幅広の端部は、捩り振動軸に沿って捩り部材に取り付けられているのが望ましい。
【００１７】
平衡部材は、単一の流れ導管の対称軸に沿って高い曲げ剛性を有するように構成されているのが望ましい。
【００１８】
流れ導管の剛性と捩り部材及び平衡部材の剛性は、流れ導管と捩り部材及び平衡部材の、位相外れ振動の固有周波数が、同相の固有周波数より遙かに高くなるように調節されているのが望ましい。
【００１９】
本発明の別の態様は、単一の湾曲流れ導管を有するコリオリ流量計の平衡を取る方法を含んでおり、本方法は、
単一の湾曲流れ導管を、コリオリ流量計の両端の間に懸垂する段階であって、単一の湾曲流れ導管の２つの曲げ区画は、支持されておらず、２つの曲げ区画は、単一の湾曲流れ導管の対称軸に関して互いに反対側にある、単一の湾曲流れ導管を懸垂する段階と、
捩り部材の両端を、単一の湾曲流れ導管に、単一の湾曲流れ導管の対称軸に関して対称に位置している、単一の湾曲流れ導管の２つの曲げ区画より対称軸に近い２つの点で、取り付ける段階と、
単一の湾曲流れ導管と釣合錘構造の間に、釣合錘構造と単一の湾曲流れ導管が同じ周波数で但し逆位相で振動するように、力を生成する段階であって、釣合錘構造は、捩り部材の中央区画に取り付けられていて、捩り部材の中央区画は、捩り方向に、回転の捩り軸に沿って、平衡構造と同相で撓み、捩り部材の両端は、捩り方向に、回転の捩り軸に沿って、単一の湾曲流れ導管と同相で撓む、力を生成する段階と、を含んでいる。
【００２０】
本方法は、捩り部材がマニホルドスペーサーに可撓性部材によって取り付けられ、可撓性部材は捩り回転軸と整列している、ことを更に含んでいるのが望ましい。
【００２１】
本方法は、ドングルが捩り部材の釣合錘構造の反対側に取り付けられ、２つのマニホルドの残留運動を取り除くように構成されている、ことを更に含んでいるのが望ましい。
【００２２】
本発明の別の態様は、単一の湾曲流れ導管を有するコリオリ流量計の平衡を取る方法を備えており、本方法は、
単一の湾曲流れ導管を振動させる段階と、
第１密度を有する材料を、振動している単一の湾曲流れ導管を通して流す段階と、
捩り部材を捩り方向に撓ませる段階であって、捩り部材の第１端部と第２端部は、単一の湾曲流れ導管の振動と同相で撓み、捩り部材の中央区画は、捩り方向に単一の湾曲流れ導管の振動とは逆位相で撓み、第１振動軸は、捩り部材の第１端部と中央区画の間の第１位置に形成され、第２振動軸は、捩り部材の第２端部と中央区画の間の第２位置に形成される、捩り部材を撓ませる段階と、を含んでいる。
【００２３】
本方法は、更に、第２密度を有する材料を、単一の湾曲流れ導管を通して流す段階であって、第１密度と第２密度は異なっており、第１振動軸は第１位置には形成されず、第２振動軸は第２場所には形成されない、第２密度を有する材料を流す段階を含んでいるのが望ましい。
【００２４】
本発明の別の態様は、コリオリ流量計を製造する方法を備えており、本方法は、
単一の流れ導管を設ける段階であって、単一の流れ導管は、
軸方向に整列している入口区画及び出口区画と、
入口区画に取り付けられている第１曲げ区画及び出口区画に取り付けられている第２曲げ区画と、
第１曲げ区画と第２曲げ区画の間を伸張している接続区画であって、接続区画の中心は単一の流れ導管の対称軸を画定しており、単一の流れ導管は対称軸に関して対称であり、単一の流れ導管は基本的に１つの面内に形成されている、接続区画と、を備えている、単一の流れ導管を設ける段階と、
捩り部材の第１端部を単一の流れ導管の接続区画に第１曲げ区画近くで取り付け、捩り部材の第２端部を単一の流れ導管の接続区画に第２曲げ区画近くで取り付ける段階と、
平衡部材を捩り部材の第１側に取り付ける段階であって、平衡部材は単一の流れ導管の接続区画の中央に向かって伸張しており、平衡部材は流れ導管の面内に向けられている、平衡部材を取り付ける段階と、
少なくとも１つの駆動ブラケットを平衡部材に取り付ける段階であって、少なくとも１つの駆動ブラケットは駆動装置を搭載するように構成されており、駆動装置は単一の流れ導管に力を加えるよう構成されている、駆動ブラケットを取り付ける段階と、から成り、
捩り部材は、中央区画を有しており、捩り部材の第１端部と第２端部は、単一の流れ導管と同相で振動するよう構成されており、中央区画は、単一の流れ導管とは逆位相で振動するように構成されていて、捩り部材を、捩り振動軸に沿って捩り方向に変形させるようになっている。
【００２５】
本方法は、更に、第１マニホルドを単一の流れ導管の入口区画に連結させ、第２マニホルドを単一の流れ導管の出口区画に連結させる段階と、
マニホルドスペーサーを、第１と第２のマニホルドの間に取り付ける段階であって、マニホルドスペーサーは、外側表面を有しており、マニホルドスペーサーは、第１マニホルド近くで外側表面を貫通する第１開口部と、第２マニホルド近くで外側表面を貫通する第２開口部を有しており、単一の流れ導管の接続区画の第１端部は、第１開口部を通って伸張し、単一の流れ導管の接続区画の第２端部は、第２開口部を通って伸張している、マニホルドスペーサーを取り付ける段階と、
可撓性部材を、マニホルドスペーサーの外側表面及び捩り部材に取り付ける段階であって、可撓性部材は捩り振動軸と整列している、可撓性部材を取り付ける段階と、を含んでいるのが望ましい。
【００２６】
本方法は、マニホルドスペーサーは、単一の流れ導管の入口区画及び出口区画と、単一の流れ導管の第１曲げ区画及び第２曲げ区画とを取り囲んでいる、ことを更に含んでいるのが望ましい。
【００２７】
本方法は、マニホルドスペーサーは、基本的に円筒形である、ことを更に含んでいるのが望ましい。
【００２８】
本方法は、捩り振動軸は、単一の流れ導管の接続区画の第１曲げ区画近くと、単一の流れ導管の接続区画の第２曲げ区画近くの間を、捩り部材の中央区画の長さに沿って走っている、ことを更に含んでいるのが望ましい。
【００２９】
本方法は、ピックオフ支持部材を平衡部材に取り付ける段階であって、ピックオフ支持部材は、捩り部材と平行であり、単一の流れ導管の接続区画の、単一の流れ導管の対称軸に対して反対側の２つの区分の間を伸張しており、ピックオフ支持部材は、第１センサー装置をピックオフ支持部材の第１端部に、第２センサー装置をピックオフ支持部材の第２端部に、保持するように構成されている、ピックオフ支持部材を取り付ける段階を、更に含んでいるのが望ましい。
【００３０】
本方法は、ドングルを捩り部材に取り付ける段階であって、ドングルは、捩り部材に垂直であり、捩り部材から下向きに、平衡部材から離れる方向に伸張し、単一の流れ導管の面内に整列しており、ドングルは、第１及び第２マニホルド内の残留運動を取り除くように構成されている、ドングルを取り付ける段階を、更に含んでいるのが望ましい。
【００３１】
本方法は、ドングルは、略長方形の平坦なプレートであり、長方形の長軸は捩り部材に垂直である、ことを更に含んでいるのが望ましい。
【００３２】
本方法は、捩り部材は、捩り振動軸に平行な概ね平坦なプレートであり、捩り部材の第１端部は、捩り部材の第１端部が単一の流れ導管の接続区画に連結されている場所で、第１端部が単一の流れ導管の接続区画に垂直になるように曲がっており、捩り部材の第２端部は、捩り部材の第２端部が単一の流れ導管の接続区画に連結されている場所で、第２端部が単一の流れ導管の接続区画に垂直になるように曲がっている、ことを更に含んでいるのが望ましい。
【００３３】
本方法は、単一の流れ導管の接続区画が、更に、
単一の流れ導管の第１曲げ区画に取り付けられている第１直線区画、及び第２曲げ区画に取り付けられている第２直線区画と、
第１直線区画と第２直線区画に取り付けられ、それらの間を伸張している湾曲頂上区画と、を備えている、ことを更に含んでいるのが望ましい。
【００３４】
本方法は、単一の流れ導管の平衡部材は、台形の概ね平坦なプレートであり、台形の幅広の端部が、捩り振動軸に沿って捩り部材に取り付けられている、ことを更に含んでいるのが望ましい。
【００３５】
本方法は、平衡部材は、単一の流れ導管の対称軸に沿って高い曲げ剛性を有するように構成されている、ことを更に含んでいるのが望ましい。
【００３６】
本方法は、流れ導管の剛性と、捩り部材及び平衡部材の剛性は、管と捩り部材及び平衡部材の位相外れ振動の固有周波数が、同相の固有周波数より遙かに高くなるように調節されている、ことを更に含んでいるのが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１から図７と以下の説明は、当業者に、本発明の最良の様式を作成及び使用する方法を教示する具体例を示している。本発明の原理を教示するために、幾つかの従来からの態様を単純化又は省略している。当業者には理解頂けるように、これらの例の変形例も本発明の範囲に含まれる。当業者には理解頂けるように、以下に述べる特徴を様々な方法で組み合わせると、本発明の多数の変型例を形成することができる。つまり、本発明は、以下に述べる具体例ではなく、特許請求の範囲とそれらの等価物によってのみ限定される。
【００３８】
図１は、本発明の例示的な実施形態のコリオリ流量計１００の等角図である。コリオリ流量計１００は、入口フランジ１０２、出口フランジ１０４、入口マニホルド１５４、出口マニホルド１５２、マニホルドスペーサー１０６、単一の湾曲流れ導管１０８、及び平衡構造１１０を備えている。入口及び出口フランジ（１０２と１０４）は、コリオリ流量計１００を配管系（図示せず）に連結するのに用いられる。入口及び出口フランジ（１０２と１０４）は、通常、ボルト穴を有しているが、簡潔にするためボルト穴を図示していない。入口及び出口マニホルド（１５２と１５４）は、マニホルドスペーサー１０４の何れかの端部に固定されている。マニホルドスペーサー１０４は、通常、円筒形であるが、他の断面、例えば長方形断面に形成してもよい。単一の流れ導管１０８の各端部は、入口及び出口マニホルド（１５２と１５４）の開口部に嵌め込まれている。単一の湾曲流れ導管１０８の両端を２つのマニホルド（１５２と１５４）に接合するのに、軟接続（図示せず）を使用してもよい。単一の流れ導管１０８の湾曲区画は、マニホルドスペーサー１０６の各端部の開口部を通って、マニホルドスペーサー１０６の外側表面より上方に伸張している。平衡構造１１０は、２つの接続点で、単一の流れ導管１０８に取り付けられている。２つの接続点は、単一の流れ導管１０８がマニホルドスペーサー１０６の外側に伸張している場所に近い、単一の流れ導管１０８の何れかの端部近くに配置されている。平衡構造１１０は、単一の流れ導管１０８上の２つの接続点の間に懸垂されており、単一の流れ導管１０８とマニホルドスペーサー１０６の間に配置されている。作動時には、保護カバーをマニホルドスペーサーに取り付け、単一の湾曲流れ導管と平衡構造を損傷から防護する。図２は、本発明の例示的な実施形態によるコリオリ流量計２００の等角図である。コリオリ流量計２００は、入口フランジ２０２、出口フランジ２０４、入口マニホルド１５４、出口マニホルド１５２、マニホルドスペーサー２０６、及びケース２１６を備えている。
【００３９】
図３は、本発明の例示的な実施形態による単一の湾曲流れ導管３０８の等角図である。単一の湾曲流れ導管３０８は、入口区画３１２、出口区画３１４、第１曲げ区画３１６、第２曲げ区画３１８、第１直線区画３２０、第２直線区画３２２、及び湾曲頂上区画３２４で構成されている。入口区画３１２と出口区画３１４は、軸方向に整列しており、入口及び出口マニホルド（図示せず）それぞれに接合されている。第１曲げ区画３１６は、入口区画３１２に連結されている。第２曲げ区画３１８は、出口区画３１４に連結されている。第１直線区画３２０は、第１曲げ区画３１６に連結されている。第２直線区画３２２は、第２曲げ区画３１８に連結されている。湾曲頂上区画３２４は、第１及び第２直線区画（３２０と３２２）に連結されている。湾曲頂上区画３２４は、区画の形状が、円形であってもよいし、他の曲線形状でもよい。本発明の１つの例示的な実施形態（図示せず）では、湾曲頂上区画が、第１及び第２曲げ区画（３１６と３１８）に直接連結し、２つの直線区画（３２０と３２２）を無くしている。単一の湾曲流れ導管は、基本的に１つの面内に形成されている。単一の湾曲流れ導管は、軸ＡＡに関して対称であり、従って、軸ＡＡが、単一の流れ導管の対称軸になっている。
【００４０】
図４は、本発明の例示的な実施形態による、コリオリ流量計４００の或る区画の等角図である。コリオリ流量計４００は、マニホルドスペーサー４０６、流れ導管４０８、及び平衡構造４１０を備えている。平衡構造４１０は、捩り部材４３０、平衡部材４３２、ピックオフ支持部材４３４、及び駆動ブラケット４３８を備えている。平衡構造４１０と流れ導管４０８は、自由−自由二体ばねマス系として挙動する力学システムとして働く。
【００４１】
捩り部材４３０の各端部は、流れ導管４０８に取り付けられている。端部は、蝋付け、溶接、糊付け、締め付けなどによって取り付けられている。本発明の１つの例示的な実施形態では、捩り部材４３０の両端は、流れ導管４０８がマニホルドスペーサー４０６の外側表面の上方に伸張する場所近くで流れ導管４０８に取り付けられている。捩り部材４３０は、概ね平坦なプレートであり、２つの端部は、２つの端部が、捩り部材４３０が流れ導管４０８に取り付けられている２つの場所で流れ導管に垂直になるように、上向きに傾斜している。捩り部材４３０は、上面と下面を有している。上面は、流れ導管４０８の湾曲頂上区画に面している。下面は、マニホルドスペーサー４０６に面している。第１振動ノード（即ち、ゼロ運動の軸）は、捩り部材の長さに沿って伸張しており、捩り部材が流れ導管に取り付けられている場所近くで流れ導管の対称軸と交差している。第１振動ノードは、捩り振動ノード又は捩り振動軸とも呼ばれる。捩り部材は、概ね平坦なプレートとして示されているが、他の形状、例えば管、方形の棒などのであってもよい。
【００４２】
平衡部材４３２は、捩り部材４３０の上面に取り付けられており、捩り部材４３０の２つの端部の間の中心に配置されている。平衡部材４３２は、基本的に１つの面内に形成されている平坦なプレートである。平衡部材４３２は、捩り部材４３０の上面に垂直である。平衡部材４３２によって画定される面は、第１振動ノードと整列している。平衡部材４３２は、図４では台形として示されているが、長方形などの他の形状でもよい。平衡部材４３２は、単一の流れ導管によって画定される面の内外で、高い曲げ剛性を有するように作られている。
【００４３】
本発明の１つの例示的な実施形態では、ピックオフ支持部材４３４は、平衡部材４３２の頂部に取り付けられている。ピックオフ支持部材は、概略、１つの面内に形成されている平坦なプレートであり、各端部にはピックオフブラケット４３６が設けられている。ピックオフ支持部材４３４は、平衡部材４３２に垂直である。ピックオフ支持部材は、平衡部材４３２の左右及び前後方向の中央に配置されている。ピックオフ支持部材４３４の各端部のピックオフブラケット４３５は、ピックオフブラケットと流れ導管の間の相対的な位置又は速度を測定するセンサー（図示せず）を搭載するように作られている。磁石とコイルの対、光学センサーなどのどの様な型式のセンサーを使用してもよい。本発明の１つの例示的な実施形態では、磁石が流れ導管に取り付けられており、コイルがピックオフブラケットに取り付けられている。ピックオフ支持部材４３４は、低質量高剛性の構造として構成されており、ピックオフ支持部材の何れの振動モードの固有周波数も、管／平衡構造の駆動周波数とは遙かに離れている。固有周波数がこの様に離れているので、駆動周波数と他の振動モードの間の連成は最小になる。本発明の別の実施形態（図示せず）では、ピックオフセンサーは、平衡構造に搭載されていない。ピックオフセンサーは、コリオリ流量計の他の部分、例えばマニホルドスペーサーに搭載してもよい。
【００４４】
本発明の１つの例示的な実施形態では、駆動ブラケット４３８は、ピックオフ支持部材４３４の上に取り付けられている。駆動ブラケット４３８は、平衡構造と流れ導管の間に力を加えるのに用いられる駆動システム（図示せず）を搭載するように作られている。力は、通常は、流れ導管の湾曲区画の中央の管の対称軸で、流れ導管に加えられる。本発明の１つの例示的な実施形態（図示せず）では、駆動ブラケットが１つだけピックオフ支持部材に搭載されている。本発明の別の実施形態（図示せず）では、駆動ブラケットは、平衡部材に直接搭載することができる。
【００４５】
図５は、本発明の例示的な実施形態によるコリオリ流量計５００の部分等角断面図である。コリオリ流量計５００は、マニホルドスペーサー５０６、流れ導管５０８、及び平衡構造５１０を備えている。マニホルドスペーサー５０６の断面図は、ドングル５４０とヒンジ５４２を露出させるために示されている。図４で説明した様に、捩り部材５３０は、流れ導管５０８に取り付けられている。ドングル５４０は、捩り部材５３０の下面に取り付けられており、マニホルドスペーサー５０６の開口部を通してマニホルドスペーサー５０６の内部へと伸張している。本発明の１つの例示的な実施形態では、ドングルは、略長方形の平坦なプレートであり、長軸は、捩り部材５３０の下面に垂直である。ドングル５３０は、他の形状、例えばドングルの先端に質量を取り付けて長さを短くしたものでもよい。ドングル５４０は、流れ導管５０８の湾曲頂上区画の中央と交差する流れ導管５０８の対称軸を中心にして、その周りに対称に配置されている。ヒンジ５４２は、捩り部材５３０の下面をマニホルドスペーサー５０６の上面に連結する薄い部材である。ヒンジは、通常、２つの部品で形成されており、マニホルドスペーサー５０６のドングル開口部の各側に１つずつ配置されている。ヒンジ５４２は、捩り部材５３０の第１又は捩り振動ノードと整列する面を形成している。ヒンジ５４２は、捩り振動ノードと整列しているので、ヒンジは、流れ導管及び平衡構造の周波数を上げる効果は殆ど又は全く無い。ヒンジ５４２は、可撓性部材とも呼ばれる。
【００４６】
図６ａと図６ｂは、本発明の例示的な実施形態による、コリオリ流量計６００の単純化した端面図である。コリオリ流量計６００は、マニホルド６１２と、流れ導管６０８と、平衡構造を備えており、平衡構造は、可撓性部材６４２、捩り部材６３０、平衡部材６３２、ピックオフ支持部材６３４、ピックオフブラケット６３６、駆動ブラケット６３８、及びドングル６４０を備えている。流量計の作動について説明するに際し分かり易いように、コリオリ流量計６００の幾つかの部分を単純化しており、例えば、捩り部材６３０を、１つの平坦なプレートとして示し、端部が上向きに傾斜していることを図示していない。図６ａは、停止しているか、又は変位していない位置にある流れ導管と平衡構造を示している。作動時には、駆動ブラケットに取り付けられているドライバ（図示せず）が、流れ導管を矢印ＢＢに沿って振動させる。平衡構造は、同じ周波数で、但し逆位相で振動する。
【００４７】
図６ｂは、本発明の例示的な実施形態による、振動中のピーク変位を誇張して示しているコリオリ流量計６００の端面図である。流れ導管６０８は反時計回りに回転し、平衡部材６３２、ピックオフ支持部材６３４、及びドングル６４０は時計回りに回転して、流れ導管６０８の運動の平衡を取っている。捩り部材６３０は捩り方向に変形しており、捩り部材６３０の端部区画は流れ導管６０８と連動して動き、捩り部材６３０の中間区画は平衡部材６３２、ドングル６４０、及びピックオフ支持部材６３４と連動して動いている。捩り回転軸は、基本的に、可撓性部材６４２と捩り部材６３０の交差点に沿っている。
【００４８】
図７ａと図７ｂは、本発明の例示的な実施形態による、捩り部材７３０の単純化した等角図である。捩り部材７３０は、両端が上向きに傾斜していない平坦なプレートとして示すことによって単純化されている。図７ａは、撓んでいない状態の捩り部材７３０を示している。流量計の作動中は、流れ導管と平衡部材は、同じ周波数で但し逆位相で振動し、流れ導管と平衡部材を常に反対方向に動かす。図７ｂは、流れ導管と平衡構造が振動している間に現われる、捩り部材の形状の１つを示している。流れ導管（図示せず）に取り付けられている捩り部材７３０の両端部は、流れ導管の運動に追従して、軸ＢＢの回りに反時計回り方向に捻られ又は回転されている。平衡構造（図示せず）に取り付けられている捩り部材７３０の中間又は中央区画は、平衡構造の運動に追従して、軸ＢＢの回りに反対即ち時計回り方向に捻られ又は回転されている。流れ導管と平衡構造（図示せず）の反対の振動位置では、捩り部材の両端部は、軸ＢＢの回りに時計回りに捩り方向に撓み、捩り部材７３０の中間区画は、軸ＢＢの回りに反対即ち反時計回りに捩り方向に撓む。
【００４９】
軸ＣＣと軸ＤＤは、捩り部材７３０に形成される２つの振動ノード又は振動軸の場所を示している。捩り部材７３０の軸ＣＣと軸ＤＤの間の全ての部分は、軸ＢＢの回りに平衡構造と共に回転する。捩り部材７３０の軸ＣＣの左側と軸ＤＤの右側の全ての部分は、軸ＢＢの回りに流れ導管と共に回転する。軸ＣＣと軸ＤＤの位置又は場所は、流れ導管を通って流れる材料の密度の変化に応じて変わる。流れ導管を通って流れる材料の密度が高くなると、振動している管の質量が増え、２つの振動ノードは互いに離れていく。流れ導管を通って流れる材料の密度が低くなると、振動している管の質量が減り、２つの振動ノードは互いに近付く。流れ導管の振動振幅を平衡構造の振動振幅で割ったものを、振幅比と呼ぶ。振幅比も、流れ導管を通って流れる材料の密度の変化によって変わる。流体密度が高くなると、振幅比は小さくなる。
【００５０】
図８は、本発明の例示的な実施形態による、コリオリ流量計の一端の断面図である。図８は、出口マニホルド８５２、出口フランジ８０４、マニホルドスペーサー８０６、流れ導管の出口区画８１６、流れ導管の第２曲げ区画８１８、流れ導管の第２直線区画８２０、及び捩り部材８３０を備えている。出口マニホルド８５２は、マニホルドスペーサー８０６の端部に装着されている。流れ導管８１４の出口区画は、出口フランジ８０４に組み込まれている。この実施形態では、流れ導管は、マニホルド８５２に接触すること無くマニホルドを通過している。代わりに、流れ導管８１４の端部は、フランジ８０４に取り付けられている。管が振動方向に動くのを防ぐために、管は、ケース接続リンク８５６に取り付けられている。流れ導管の第２曲げ区画８１８は、支持されていない。捩り部材８３０は、流れ導管がマニホルドスペーサー８０６から出てくる場所近くで流れ導管の第２直線区画に連結されている。流れ導管の第１曲げ区画（図示せず）も、支持されていない。
【００５１】
本発明の平衡構造及び流れ導管は、自由−自由二体ばねマス系として挙動する力学システムとして働く。システムは、外部の力無しに、システムの運動量が合計ゼロになる自己平衡システムである。システムは、流量計を通って流れる材料の密度の変化に応じて自身で平衡を取る。自己平衡は、振幅比の変化によって自動的に達成され、流体密度が高くなると、流れ導管の振幅が小さくなり、平衡構造の振幅が大きくなる。振幅比が変化するだけでなく、それに対応して、捩り部材を、平衡構造と共に動く部分と、流れ導管と共に動く部分とに分ける、２つの振動ノードの位置も変化する。管と平衡構造の固有振動周波数又は駆動周波数は、流量計の他の構造の固有振動周波数より遙かに高い。他の構造の周波数と流れ導管／平衡構造の周波数が大きく離れているので、流れ導管／平衡構造は、自由−自由二体系として挙動できるようになる。流れ導管の２つの曲げ区画は、支持されずに（図８に示すように）いるので、マニホルドに軟接続されている。流れ導管／平衡構造とマニホルドの間に軟接続を使用することにより、流れ導管／平衡構造の力学的構造は、自由−自由二体系として働く。
【００５２】
流れ導管と平衡構造の剛性は、管と平衡構造の位相外れ振動の固有周波数が同相の固有周波数より遙かに高くなるように調節される。これは、流れ導管と平衡構造の振動の２つのモードの間の連成を最小にする。本発明の１つの例示的な実施形態では、同相の固有周波数は２４７Ｈｚであり、位相外れ固有周波数は４０８Ｈｚである。流量計の設計は、更に、他の振動モードの固有周波数を、駆動周波数から少なくとも１００Ｈｚ離して設定するように構成されている。
【００５３】
ドングルは、流れ導管／平衡構造の力学的構造の外側の、流れ導管の曲げ区画（３１６と３１８）の運動の平衡を取るのに用いられる。ドングルの長さ、形状、及び質量は、フランジ（１０２と１０４）内の残留運動を取り除くように調節される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の例示的な実施形態による、ケースを取り外した状態のコリオリ流量計１００の等角図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態による、ケースを取り付けた状態のコリオリ流量計２００の等角図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態による、単一の湾曲流れ導管３０８の等角図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態による、コリオリ流量計４００の或る区画の等角図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による、コリオリ流量計５００の部分等角断面図である。
【図６】図６ａは、本発明の例示的な実施形態による、撓んでいない状態のコリオリ流量計６００の単純化した端面図である。  図６ｂは、本発明の例示的な実施形態による、振動中のピーク変位を誇張して示しているコリオリ流量計６００の単純化した端面図である。
【図７】図７ａは、本発明の例示的な実施形態による、捩り部材７３０の撓んでいない状態の単純化した等角図である。  図７ｂは、本発明の例示的な実施形態による、捩り部材７３０の撓んだ状態の単純化した等角図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態による、コリオリ流量計の一端の断面図である。
【図１】
2009534686.tif 000003
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
単一の流れ導管を備えているコリオリ流量計において、
前記単一の流れ導管は、
軸方向に整列している入口区画（３１２）及び出口区画（３１４）と、
前記入口区画（３１２）に取り付けられている第１曲げ区画（３１６）、及び前記出口区画（３１４）に取り付けられている第２曲げ区画（３１８）と、
前記第１曲げ区画（３１６）と前記第２曲げ区画（３１８）の間に伸張している接続区画（３２４）であって、前記接続区画の中心は前記単一の流れ導管の対称軸を画定しており、前記単一の流れ導管は対称軸に関して対称であり、前記単一の流れ導管は基本的に１つの面内に形成されている、接続区画（３２４）と、
第１端部及び第２端部を有する捩り部材（４３０）であって、前記第１端部は、前記単一の流れ導管の前記接続区画（３２４）に前記第１曲げ区画（３１６）近くで取り付けられており、前記第２端部は、前記単一の流れ導管の前記接続区画（３２４）に前記第２曲げ区画（３１８）近くで取り付けられている、捩り部材と、
前記捩り部材（４３０）に取り付けられ、前記単一の流れ導管の前記接続区画の中心に向かって伸張しており、前記捩り部材（４３０）に概ね垂直である、平衡部材（４３２）と、
前記平衡部材（４３２）に取り付けられており、駆動装置を搭載するように構成されている少なくとも１つの駆動ブラケット（４３８）であって、前記駆動装置は、前記単一の流れ導管に対して力を加えるように構成されている、駆動ブラケットと、を備えており、
前記捩り部材（４３０）は、中央区画を有しており、前記捩り部材（４３０）の前記第１端部と前記第２端部は、前記単一の流れ導管と同相で振動するように構成され、前記中央区画は、前記単一の流れ導管と逆位相で振動するように構成されており、これにより、前記捩り部材を、捩り振動軸に沿って捩り方向に変形させる、コリオリ流量計。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図１は、本発明の例示的な実施形態のコリオリ流量計１００の等角図である。コリオリ流量計１００は、入口フランジ１０２、出口フランジ１０４、入口マニホルド１５４、出口マニホルド１５２、マニホルドスペーサー１０６、単一の湾曲流れ導管１０８、及び平衡構造１１０を備えている。入口及び出口フランジ（１０２と１０４）は、コリオリ流量計１００を配管系（図示せず）に連結するのに用いられる。入口及び出口フランジ（１０２と１０４）は、通常、ボルト穴を有しているが、簡潔にするためボルト穴を図示していない。入口及び出口マニホルド（１５２と１５４）は、マニホルドスペーサー１０６の何れかの端部に固定されている。マニホルドスペーサー１０４は、通常、円筒形であるが、他の断面、例えば長方形断面に形成してもよい。単一の流れ導管１０８の各端部は、入口及び出口マニホルド（１５２と１５４）の開口部に嵌め込まれている。単一の湾曲流れ導管１０８の両端を２つのマニホルド（１５２と１５４）に接合するのに、軟接続（図示せず）を使用してもよい。単一の流れ導管１０８の湾曲区画は、マニホルドスペーサー１０６の各端部の開口部を通って、マニホルドスペーサー１０６の外側表面より上方に伸張している。平衡構造１１０は、２つの接続点で、単一の流れ導管１０８に取り付けられている。２つの接続点は、単一の流れ導管１０８がマニホルドスペーサー１０６の外側に伸張している場所に近い、単一の流れ導管１０８の何れかの端部近くに配置されている。平衡構造１１０は、単一の流れ導管１０８上の２つの接続点の間に懸垂されており、単一の流れ導管１０８とマニホルドスペーサー１０６の間に配置されている。作動時には、保護カバーをマニホルドスペーサーに取り付け、単一の湾曲流れ導管と平衡構造を損傷から防護する。図２は、本発明の例示的な実施形態によるコリオリ流量計２００の等角図である。コリオリ流量計２００は、入口フランジ２０２、出口フランジ２０４、入口マニホルド１５４、出口マニホルド１５２、マニホルドスペーサー２０６、及びケース２１６を備えている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
本発明の１つの例示的な実施形態では、ピックオフ支持部材４３４は、平衡部材４３２の頂部に取り付けられている。ピックオフ支持部材は、概略、１つの面内に形成されている平坦なプレートであり、各端部にはピックオフブラケット４３６が設けられている。ピックオフ支持部材４３４は、平衡部材４３２に垂直である。ピックオフ支持部材は、平衡部材４３２の左右及び前後方向の中央に配置されている。ピックオフ支持部材４３４の各端部のピックオフブラケット４３６は、ピックオフブラケットと流れ導管の間の相対的な位置又は速度を測定するセンサー（図示せず）を搭載するように作られている。磁石とコイルの対、光学センサーなどのどの様な型式のセンサーを使用してもよい。本発明の１つの例示的な実施形態では、磁石が流れ導管に取り付けられており、コイルがピックオフブラケットに取り付けられている。ピックオフ支持部材４３４は、低質量高剛性の構造として構成されており、ピックオフ支持部材の何れの振動モードの固有周波数も、管／平衡構造の駆動周波数とは遙かに離れている。固有周波数がこの様に離れているので、駆動周波数と他の振動モードの間の連成は最小になる。本発明の別の実施形態（図示せず）では、ピックオフセンサーは、平衡構造に搭載されていない。ピックオフセンサーは、コリオリ流量計の他の部分、例えばマニホルドスペーサーに搭載してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
図５は、本発明の例示的な実施形態によるコリオリ流量計５００の部分等角断面図である。コリオリ流量計５００は、マニホルドスペーサー５０６、流れ導管５０８、及び平衡構造５１０を備えている。マニホルドスペーサー５０６の断面図は、ドングル５４０とヒンジ５４２を露出させるために示されている。図４で説明した様に、捩り部材５３０は、流れ導管５０８に取り付けられている。ドングル５４０は、捩り部材５３０の下面に取り付けられており、マニホルドスペーサー５０６の開口部を通してマニホルドスペーサー５０６の内部へと伸張している。本発明の１つの例示的な実施形態では、ドングルは、略長方形の平坦なプレートであり、長軸は、捩り部材５３０の下面に垂直である。ドングル５４０は、他の形状、例えばドングルの先端に質量を取り付けて長さを短くしたものでもよい。ドングル５４０は、流れ導管５０８の湾曲頂上区画の中央と交差する流れ導管５０８の対称軸を中心にして、その周りに対称に配置されている。ヒンジ５４２は、捩り部材５３０の下面をマニホルドスペーサー５０６の上面に連結する薄い部材である。ヒンジは、通常、２つの部品で形成されており、マニホルドスペーサー５０６のドングル開口部の各側に１つずつ配置されている。ヒンジ５４２は、捩り部材５３０の第１又は捩り振動ノードと整列する面を形成している。ヒンジ５４２は、捩り振動ノードと整列しているので、ヒンジは、流れ導管及び平衡構造の周波数を上げる効果は殆ど又は全く無い。ヒンジ５４２は、可撓性部材とも呼ばれる。
【国際調査報告】
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