(57)【要約】【課題】見かけ上差圧の生じない、コリオリ流量計による流量計測と流量制御装置を提供する。【解決手段】コリオリ流量計２４と，コリオリ流量計２４の上流位置に配置されコリオリ流量計２４へ流体を輸送するポンプ２５と，ポンプ２５の上流側近傍位置とコリオリ流量計２４の下流側近傍位置との差圧を計測する差圧計測手段２６と，コリオリ流量計２４、ポンプ２５及び差圧計測手段２６が電気的に接続され、且つ差圧がゼロ若しくはゼロに近づくようにポンプ２５の吐出量を制御する制御手段２７と，を備えて流量計測・流量制御装置２１を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コリオリ流量計と，
該コリオリ流量計の上流位置に配置され該コリオリ流量計へ流体を輸送するポンプと，
該ポンプの上流側近傍位置と前記コリオリ流量計の下流側近傍位置との差圧を計測する差圧計測手段とを備え，
前記コリオリ流量計、前記ポンプ及び前記差圧計測手段を電気的に接続するとともに、前記差圧をゼロ若しくはゼロに近づくように前記ポンプの吐出量を制御する制御手段を設ける
ことを特徴とするコリオリ流量計による圧力損失の影響を与えない流量計測と流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コリオリ流量計による圧力損失の影響を与えない流量計測と流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２を参照しながら従来の流量計測装置について説明する（例えば下記特許文献１参照）。図２において、引用符号１ａ、１ｂ、１ｃは貯蔵タンクを示している。この貯蔵タンク１ａ、１ｂ、１ｃには、目的に応じた充填液が貯蔵されている。貯蔵タンク１ａ、１ｂ、１ｃの底部には、給液管２ａ、２ｂ、２ｃが取り付けられている。この給液管２ａ、２ｂ、２ｃには、開閉弁３ａ、３ｂ、３ｃが取り付けられている。開閉弁３ａ、３ｂ、３ｃは、共通の給液管（流体が流れる管）４に接続されている。給液管４には、上流側から順次、ポンプ５、コリオリ流量計６、流量調節弁７、充填ノズル８が接続されている。コリオリ流量計６の検出端には、信号線９を介して制御手段１０が接続されている。制御手段１０には、信号線１１を介して電磁弁１２が接続されている。電磁弁１２は、エアー配管１３を介して流量調節弁７に接続されている。
【０００３】
上記構成において、例えば貯蔵タンク１ａに貯蔵された液体を充填容器１４に充填しようとする場合、先ず、開閉弁３ａが開弁される。次に、電磁弁１２の作動により流量調節弁７が開弁すると、貯蔵タンク１ａ内の液体（充填液）は、ポンプ５により輸送されて給液管４を流れる。この時、コリオリ流量計６及び制御手段１０により質量流量が得られる。給液管４を流れる液体は、充填ノズル８を介して充填容器１４に流れ込み、これによって液体の充填が開始される。制御手段１０には、充填される流量値が予め設定されている。制御手段１０は、この制御手段１０で積算される積算値が上記の設定値に達すると、電磁弁１２を作動させるように設定されている。電磁弁１２は、制御手段１０からの作動信号により作動すると、エアー配管１３を介して流量調節弁７を閉弁させる。これにより、液体の充填が停止する。
【０００４】
コリオリ流量計６は、例えば門型のフローチューブと、加振装置と、一対の振動検出器と、トランスミッターとを備えて構成されている。フローチューブには、被測定流体が流れるようになっている。フローチューブは、加振装置によって、フローチューブの固有振動数で振動するようになっている。フローチューブは、この両端が固定されており、フローチューブの振動先端に行くほど振幅が大きくなるようになっている。
【０００５】
振動している門型のフローチューブの中を被測定流体が流れると、この被測定流体は振動方向の加速度を受けることになる。フローチューブの形状が門型であるため、被測定流体は固定端から振動先端へ向かって流れる時と、振動先端から固定端へ向かって流れる時とで反対方向のコリオリの力が発生する。この結果、門型のフローチューブは、振動の半サイクル間でねじれ、次の半サイクル間では逆方向にねじれが生じる。この時のねじれ角は質量流量に比例し、門型のフローチューブの左右（流入、流出）に取り付けられた振動検出器によって得られる、門型のフローチューブの左右の振動信号から振動位相差が検出される。この振動位相差は質量流量に比例するので、振動位相差をもとに周波数信号やアナログ信号などの流量信号が生成されて出力される。
【特許文献１】特開平９−６９１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コリオリ流量計６の上流及び下流において給液ライン４を流れる液体の圧力を計測してみると、圧力差が生じている。圧力差は、言い換えれば圧力損失であって、従来の設備においては、この設備に揚程（送液力）がない場合、コリオリ流量計６により生じる圧力損失が原因で所定の流量が流れなくなってしまうという危険性を含んでいる。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、見かけ上差圧の生じない、コリオリ流量計による流量計測と流量制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明のコリオリ流量計による圧力損失の影響を与えない流量計測と流量制御装置は、コリオリ流量計と，該コリオリ流量計の上流位置に配置され該コリオリ流量計へ流体を輸送するポンプと，該ポンプの上流側近傍位置と前記コリオリ流量計の下流側近傍位置との差圧を計測する差圧計測手段とを備え，前記コリオリ流量計、前記ポンプ及び前記差圧計測手段を電気的に接続するとともに、前記差圧をゼロ若しくはゼロに近づくように前記ポンプの吐出量を制御する制御手段を設けることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ポンプをコリオリ流量計の上流位置に配置し、これらの前後の差圧を正圧でしかもゼロ若しくはゼロ近傍になるようにポンプの回転数を制御することで、見かけ上差圧（圧力損失）の生じないコリオリ流量計にすることができる。また、本発明によれば、高粘性流体でしかも十分な揚程（送液力）のない設備への使用を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明のコリオリ流量計による圧力損失の影響を与えない流量計測と流量制御装置の一実施の形態を示す構成図である。
【００１１】
図１において、引用符号２１は本発明のコリオリ流量計による圧力損失の影響を与えない流量計測と流量制御装置（以下、流量計測・流量制御装置と略記する）を示している。流量計測・流量制御装置２１は、上流に貯蔵タンク２２を有する給液管（流体が流れる管）２３を有する設備に設置されている。流量計測・流量制御装置２１は、コリオリ流量計２４を含んで構成されている。具体的には、コリオリ流量計２４と、ポンプ２５と、差圧計測手段２６と、制御手段２７とを備えて構成されている。尚、本形態の設備は一例であるものとする。給液管２３の下流には、流量調節弁２８が設けられている。
【００１２】
貯蔵タンク２２には、目的に応じた充填液が貯蔵されている（貯蔵タンク２２の数は複数であってもよいものとする）。貯蔵タンク２２の底部には、給液管２９が取り付けられている。この給液管２９には、開閉弁３０が取り付けられている。開閉弁３０は、給液管２３の最上流位置に接続されている。
【００１３】
給液管２３は、貯蔵タンク２２に貯蔵される充填液（流体であり本発明では被制御流体でもある）を例えば充填容器まで流す管であり、従来例の給液管１（図２参照）と同様に設計製造されている。
【００１４】
コリオリ流量計２４は、被測定流体（被制御流体）が流れるフローチューブの一端又は両端を支持し、この支持点回りにフローチューブ内の被測定流体の流れ方向と直角な方向に振動を加えたときに、フローチューブに作用するコリオリの力が質量流量に比例することを利用した質量流量計である。コリオリ流量計を構成するフローチューブの形状は、直管式と湾曲管式とに大別され、一般的に知られている。
【００１５】
フローチューブが直管式の場合は、両端が支持された直管の中央部直管軸に垂直な方向の振動を加えたとき、直管の支持部と中央部との間でコリオリの力による直管の変位差、すなわち振動位相差が得られ、この振動位相差に基づいて流量信号を生成し出力するように構成されている。直管式の場合は、シンプル、コンパクトで堅牢な構造になっている。
【００１６】
一方、フローチューブが湾曲管式の場合は、コリオリの力を有効に取り出すための形状を選択できる面で直管式の場合よりも優れている。実際、高感度の質量流量を検出することができるという実績が得られている。尚、湾曲管式の場合としては、フローチューブが一本のものや、並列二本のもの、或いは一本をループさせた状態のものなどがある。本形態においては、特に限定するものでないが、並列二本の門型のフローチューブ３１で対応するようになっている。並列二本のフローチューブ３１は、充填液の流入口及び流出口を有しており、これら流入口及び流出口はそれぞれ給液管２３に接続されている。
【００１７】
コリオリ流量計２４は、流量信号を制御手段２７へ出力するようになっている。制御手段２７は、コリオリ流量計２４からの流量信号をプロセス値（制御の対象値）として取り込むようになっている。コリオリ流量計２４は、信号線３２を介して制御手段２７に接続されている。
【００１８】
ポンプ２５は、給液管２３に接続されている。具体的には、コリオリ流量計２４よりも上流側となる位置に接続されている（ポンプ２５はコリオリ流量計２４に直結するようにしてもよいものとする）。ポンプ２５は、給液管２３を流れる充填液をコリオリ流量計２４側へ輸送するものであって、このようなポンプ２５には、特に図示しないが、回転数制御手段が設けられている。回転数制御手段は、信号線３３を介して制御手段２７に接続されている。ポンプ２５は、制御手段２７からの制御信号に基づき回転数が制御されるようになっている。
【００１９】
差圧計測手段２６は、給液管２３を流れる充填液の圧力を検出する上流測定部３４及び下流測定部３５を有している。上流測定部３４は、ポンプ２５よりも上流側となる位置の給液管２３に接続されている（ポンプ２５の流入口近傍に接続してもよいものとする）。下流測定部３５は、コリオリ流量計２４よりも下流側となる位置の給液管２３に接続されている（コリオリ流量計２４の流出口近傍に接続してもよいものとする）。差圧計測手段２６は、上流測定部３４及び下流測定部３５により得られた圧力差（ΔＰ：差圧）を差圧信号（流量計の測定差圧）として制御手段２７へ出力するように構成されている。差圧計測手段２６は、信号線３６を介して制御手段２７に接続されている。
【００２０】
制御手段２７は、マイクロコンピュータの機能を有している。すなわち、ＣＰＵや記憶部等の一般的な構成を有している。制御手段２７は、差圧計測手段２６からの差圧信号に基づいて所定の処理を行い、そして、制御信号を生成してポンプ２５を制御するように構成されている。制御手段２７は、ポンプ２５を制御してポンプ２５及びコリオリ流量計２４の上流下流の圧力差をゼロ若しくはゼロに近づけるように構成及びプログラミングされている。
【００２１】
制御手段２７は、下流測定部３５よりも下流側となる位置の給液管２３に接続される流量調節弁２８の開閉度合いを自動制御するようにもなっている（引用符号３７は信号線を示している）。
【００２２】
上記構成において、流量計測・流量制御装置２１の作動中、ポンプ２５の吐出量が制御されてポンプ２５及びコリオリ流量計２４の上流下流の圧力差がゼロ、若しくはゼロに近づくようになる。これにより、見かけ上差圧（圧力損失）の生じないコリオリ流量計２４にすることができるようになる。コリオリ流量計２４は、見かけ上圧力損失がない状態になることから、この下流側の流量調節弁２８へ充填液（流体）が所定の流量で流れるようになる。
【００２３】
流量計測・流量制御装置２１は、高粘性流体でしかも十分な揚程（送液力）のない設備への設置が有用であることが分かる。
【００２４】
その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のコリオリ流量計による圧力損失の影響を与えない流量計測と流量制御装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】従来例の流量計測装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
２１  コリオリ流量計による圧力損失の影響を与えない流量計測と流量制御装置（流量計測・流量制御装置）
２２  貯蔵タンク
２３  給液管
２４  コリオリ流量計
２５  ポンプ
２６  差圧計測手段
２７  制御手段
２８  流量調節弁
２９  給液管
３０  開閉弁
３１  フローチューブ
３２、３３、３６、３７  信号線
３４  上流測定部
３５  下流測定部
【図１】
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【図２】
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