(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量計（５）のマニホールド（２５０）であって、
第１の面（１０４）及びその反対側にある第２の面（２５６）を有する本体（２５２）と、
前記本体（２５２）により画定され、前記第１の面（１０４）から前記本体（２５２）の中へと延びる第１のオリフィス（１０１）と、
前記本体（２５２）により画定され、前記第２の面（２５６）から前記本体（２５２）の中へと延びる第２のオリフィス（２６０）と、
前記第２の面（２５６）から突出する少なくとも１つのボス（２７０）とを備えており、
前記第１のオリフィス（１０１）と前記第２のオリフィス（２６０）とが合わさって前記本体（２５２）を横断する流路を形成し、前記第２のオリフィス（２６０）が前記流量計（５）の少なくとも1つの流れチューブ（１３０、１３０’）と連通するように構成されてなり、
前記少なくとも１つのボス（２７０）が、円弧状の外面（２７２）と、前記第２の面（２５６）により画定される外径の実質的に弦である平坦な内面（２７４）とを有してなる、流量計（５）のマニホールド（２５０）。
【請求項２】
前記本体（２５２）が実質的に円筒形状である、請求項１に記載の流量計（５）のマニホールド（２５０）。
【請求項３】
前記マニホールド（２５０）が金属から構成されてなる、請求項１に記載の流量計（５）のマニホールド（２５０）。
【請求項４】
前記金属がステンレス鋼及びチタンのうちの少なくとも１つである、請求項３に記載の流量計（５）のマニホールド（２５０）。
【請求項５】
前記第２のオリフィス（２６０）が第１の小さなオリフィス（２６０Ａ）及び第２の小さなオリフィス（２６０Ｂ）へと二叉となっており、前記第１の小さなオリフィス（２６０Ａ）及び前記第２の小さなオリフィス（２６０Ｂ）が夫々前記少なくとも1つの流れチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１の流れチューブ（１３０）及び第２の流れチューブ（１３０’）と連通するように構成されてなる、請求項１に記載の流量計（５）のマニホールド（２５０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つのボス（２７０）が前記第２の面（２５６）により画定される外径の長さの約７％と約１５％との間の距離だけ前記第２の面（２５６）から突出するように構成されてなる、請求項１に記載の流量計（５）のマニホールド（２５０）。
【請求項７】
前記円弧状の外面（２７２）が前記本体（２５２）の直径と実質的に等しい直径を有してなる、請求項１に記載の流量計（５）のマニホールド（２５０）。
【請求項８】
前記少なくとも１つのボス（２７０）は、
円弧状の外面（２７２）及び前記第２の面（２５６）により画定される外径の実質的に弦である平坦な内面（２７４）を有する第２のボス（２７０）を有し、
前記第２のボス（２７０）が第１のボス（２７０）に対向して配置されてなる、請求項１に記載の流量計（５）のマニホールド（２５０）。
【請求項９】
流量計（５）のマニホールド（２５０）であって、
第１の面（１０４）及びその反対側にある第２の面（２５６）を有する本体（２５２）と、
前記本体（２５２）により画定され、前記第１の面（１０４）から前記本体（２５２）の中に延びる第１のオリフィス（１０１）と、
前記本体（２５２）により画定され、前記第２の面（２５６）から前記本体（２５２）の中へと延びる第２のオリフィス（２６０）とを備え、前記第１のオリフィス（１０１）と前記第２のオリフィス（２６０）とが合わさって前記本体（２５２）を横断する流路を形成し、前記第２のオリフィス（２６０）が前記流量計（５）の少なくとも1つの流れチューブ（１３０、１３０’）と連通するように構成されてなり、
更に、前記第２の面（２５６）から突出し、外面が円弧状である少なくとも１つのボス（２７０）とを備えており、前記少なくとも１つのボス（２７０）が、円弧状の外面（２７２）と、円弧状の内面（２７４）とを有するように三日月形状を有してなる、流量計（５）のマニホールド（２５０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのボス（２７０）が前記第２の面（２５６）から前記第２の面（２５６）により画定される外径の長さの約７％と約１５％との間の距離だけ突出するように構成されてなる、請求項９に記載の流量計（５）のマニホールド（２５０）。
【請求項１１】
流量計（５）であって、
1つ以上の流れチューブ（１３０、１３０’）と、
前記1つ以上の流れチューブ（１３０、１３０’）と結合され、前記1つ以上の流れチューブ（１３０、１３０’）にドライブモード振動を誘発するような向きに配置されるドライバ（１８０）と、
前記1つ以上の流れチューブ（１３０、１３０’）と結合され、前記ドライブモード振動を検出するように構成されるピックオフ（１７０Ｌ、１７０Ｒ）と、
本体（２５２）を有するマニホールド（２５０）であって、第１の面（１０４）及びその反対側にある第２の面（２５６）を画定する、マニホールド（２５０）と、
前記本体（２５２）により画定され、前記第１の面（１０４）から前記本体（２５２）の中へ突出する第１のオリフィス（１０１）と、
前記本体（２５２）により画定され、前記第２の面（２５６）から前記本体（２５２）の中へ突出する第２のオリフィス（２６０）と、
前記第２の面（２５６）から突出する少なくとも１つのボス（２７０）とを備えており、
前記第１のオリフィス（１０１）及び前記第２のオリフィス（２６０）が合わさって前記本体（２５２）を横断する流路を形成しており、
前記1つ以上の流れチューブ（１３０、１３０’）が前記流路と連通してなり、
前記少なくとも１つのボス（２７０）が、円弧状の外面（２７２）と、前記第２の面（２５６）により画定される外径の実質的に弦である平坦な内面（２７４）とを有してなる、流量計（５）。
【請求項１２】
前記1つ以上の流れチューブ（１３０、１３０’）と結合されるブレースバー（１４０、１４０’）をさらに備えており、前記少なくとも１つのボス（２７０）が前記ブレースバー（１４０、１４０’）と係合するようなサイズ及び寸法である、請求項１１に記載の流量計（５）。
【請求項１３】
前記流れチューブ（１３０、１３０’）を収容するようなサイズ及び寸法を有するケース部（２８０）をさらに備えており、前記ケース部（２８０）が前記マニホールドと結合され、前記ケース部（２８０）が前記少なくとも１つのボス（２７０）に対して位置が割り出されるように配置される、請求項１１に記載の流量計（５）。
【請求項１４】
前記１つ以上の流れチューブ（１３０、１３０’）が前記少なくとも１つのボス（２７０）に対して位置が割り出されるように配置される、請求項１１に記載の流量計（５）。
【請求項１５】
前記本体（２５２）が実質的にシリンダ形状である、請求項１１に記載の流量計（５）。
【請求項１６】
前記第１の面（１０４）がフランジ（１０３）を画定するように構成されてなる、請求項１１に記載の流量計（５）。
【請求項１７】
前記第２のオリフィス（２６０）が第１の小さなオリフィス（２６０Ａ）と第２の小さなオリフィス（２６０Ｂ）とに二叉に分けられ、前記第１の小さなオリフィス（２６０Ａ）及び前記第２の小さなオリフィスへ（２６０Ｂ）が夫々前記1つ以上の流れチューブ（１３０、１３０’）のうちの第１の流れチューブ（１３０）及び第２の流れチューブ（１３０’）と連通するように構成されてなる、請求項１１に記載の流量計（５）。
【請求項１８】
前記円弧状の外面（２７２）が前記本体（２５２）の直径と実質的に等しい直径を有してなる、請求項１６に記載の流量計（５）。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのボス（２７０）は、円弧状の外面（２７２）と前記第２の面（２５６）により画定される外径の実質的に弦である平坦な内面（２７４）とを有する第２のボス（２７０）を有しており、前記第２のボス（２７０）と第１のボス（２７０）とが対向するように配置されてなる、請求項１６に記載の流量計（５）。
【請求項２０】
流量計(５)であって、
１以上の流れチューブ（１３０、１３０’）と、
１以上の流れチューブ（１３０、１３０’）と結合され、１以上の流れチューブ（１３０、１３０’）にドライブモード振動を誘発するような向きに配置されるドライバ(１８０)と、
１以上の流れチューブ（１３０、１３０’）と結合され、ドライブモード振動を検出するように構成されたピックオフ(１７０Ｌ、１７０Ｒ)と、
本体(２５２)を有するマニホールド(２５０)であって、該本体(２５２)がマニホールド(２５０)の第１の面（１０４）と、対向する第２の面(２５６)を画定するマニホールド(２５０)と、
前記本体（２５２）により画定され、前記第１の面（１０４）から前記本体（２５２）の中へ突出する第１のオリフィス（１０１）と、
前記本体（２５２）により画定され、前記第２の面（２５６）から前記本体（２５２）の中へと延びる第２のオリフィス（２６０）とを備え、前記第１のオリフィス（１０１）と前記第２のオリフィス（２６０）とが合わさって前記本体（２５２）を横断する流路を形成し、前記第２のオリフィス（２６０）が前記流量計（５）の少なくとも1つの流れチューブ（１３０、１３０’）と連通するように構成されてなり、
前記第２の面（２５６）から突出する少なくとも１つのボス（２７０）とを備えており、
前記少なくとも１つのボス（２７０）が、円弧状の外面（２７２）と、円弧状の内面（２７４）とを有すように三日月形状を有してなる、流量計(５)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
後述の実施形態は、振動式流量計に関するものであり、とくに流量計の正確な組立てを補助する位置割出し用の（ｉｎｄｅｘｉｎｇ）ボスを有する流入口側マニホールド及び流出口側マニホールドの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コリオリ式質量流量計及び振動式デンシトメータの如き流量計又は振動式導管センサは、流動物質を収容する導管の振動運動を検出するように動作するのが一般的である。質量流量、密度などの如き導管内の物質に関する物性については、導管に接続されている運動トランスデューサから受け取る測定信号を処理することにより求めることができる。一般的に、物質を充填して振動するシステムの振動モードは、収容している導管及びその導管に収容されている物質の質量、剛性及びダンピング特性を組み合わせたものからの影響を受ける。
【０００３】
パイプラインを流れる物質の質量流量及び他の特性を測定するために振動式流量計を用いることは周知技術である。例えば、１９８５年１月１日にＪ．Ｅ．スミスらに発行された米国特許第４，４９１，０２５号及び１９８３年１１月２９日にＪ．Ｅ．スミスに発行された再発行特許第３１，４５０号には振動式コリオリ流量計が開示されている。これらの振動式流量計は１つ以上の流管を備えている。コリオリ式質量流量計の各流管の構造は、単純曲げタイプ、ねじれタイプ、ラジアルタイプ、ラテラルタイプ又は組み合わせタイプでありうる一組の固有振動モードを有している。各流管は、これらの固有振動モードのうちの１つの振動モードで共振して振動するように駆動される。一般的に、これらの振動モードは、物質を収容している流管及びその流管に収容されている物質の質量、剛性及びダンピング特性を組み合わせたものからの影響を受けるので、質量、剛性及びダンピングは、周知技術を用いて振動式メータの初期段階での較正の際に求められるのが一般的である。
物質は、振動式流量計の流入口側に接続されているパイプラインから流量計の中へ流入し、次いで、流管を流れて流量計から流出口側に接続されているパイプラインへと流出する。
【０００４】
音声−コイル型ドライバの如きドライバが１つ以上の流管に力を加え、この力により１つ以上の流管が振動する。流量計に物質が流れていない場合、流管に沿ったすべての部位が同一の位相で振動するが、流管に物質が流れ始めると、コリオリ加速度により、流管に沿った各部位が流管に沿った他の部位に対して異なる位相を有するようになる。流管の流入口側の位相はドライバの位相よりも遅れ、流管の流出口側の位相はドライバの位相よりも進んでいる。流管の２つの部位における運動を表す正弦波信号を生成するために、センサが流管の２つの異なる部位に配置され、センサから受け取る２つの信号の位相差が時間の単位で計算される。
【０００５】
２つのセンサ信号間の位相差は１つ以上の流管を流れる物質の質量流量に比例する。物質の質量流量は位相差に流量較正係数を乗算することにより求めることができる。流量較正係数は流管の物性及び断面特性に依存する。流量較正係数に影響を与える流管の主な特性のうちの１つは流管の剛性である。パイプラインの中に流量計を設置する前に、較正プロセスによって流量較正係数が求められる。この較正プロセスでは、流管に流体を既知の流量で流し、位相差と流量との間の比率が計算される。当該技術分野において一般的に知られているように、較正プロセスの際に流管の剛性及びダンピング特性がさらに求められる。
【０００６】
コリオリ式流量計の１つの利点としては、質量流量測定値の正確さが流量計の可動構成部品の摩耗よりほとんど影響を受けないという点が挙げられる。というのは、振動する流管の中に可動構成部品が存在しないからである。流量は、流管上の２つの部位間の位相差と流量較正係数とを乗算することにより求められる。唯一の入力は、流管上の２つの部位の振動を示すセンサからの正弦波信号である。正弦波信号から位相差が計算される。流量較正係数が流管の材料及び断面特性に比例するので、位相差測定値及び流量較正係数は流量計の可動構成部品の摩耗による影響を受けることはない。
【０００７】
典型的なコリオリ式質量流量計は１つ以上のトランスデューサ（又はピックオフセンサ）を有している。１つ以上のトランスデューサが、1つ以上のフロー導管の振動応答を測定するために通常用いられ、ドライバの上流側又は下流側の位置に通常配置される。また、これら１つ以上のピックオフセンサは電子計装装置に接続されている。この電子計装装置は、ピックオフセンサから信号を受け取り、例えば質量流量測定値を導出するためにこれらの信号を処理する。
【０００８】
典型的なコリオリ式流量計は、ピックオフセンサとしてコイルと磁石とを用いて流量及び／又は密度を測定してメータの１つ以上の流れチューブの振動運動を測定する。コリオリ式流量計の質量流量は、当該コリオリ式流量計の流れチューブの流入口及び流出口の近傍に配置される複数のピックオフ信号間の位相差から求められる。しかしながら、コイル／磁石型センサに代えてひずみゲージを用いて流量を測定することもできる。これら２つのセンサタイプ間の基本の違いは、コイル／磁石型センサは流れチューブの速度を測定し、ひずみゲージは流れチューブの変位に比例する流れチューブのひずみを測定するという点にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
マニホールドは、通常、物質が流れチューブを通って流入流出する流入口側経路及び流出口側経路を提供するようになっており、これらは、通常、外部の導管に取り付けられるフランジと結合されるようになっている。これらのマニホールドは流れチューブ及びケース部に結合されている。それに加えて、これらの部品の間にはスペーサーが存在していることが多い。費用及び重量が増えることに加えて、これらの部品の組立ては、厄介であり、エラー及びずれが生じてしまう傾向がある。
【００１０】
後述の実施形態により、これらの問題及び他の問題が克服され、技術進歩がもたらされる。後述の実施形態は、位置割出し用のボスを備えた流量計のマニホールドを供提供している。一体式フランジも考えられている。フランジをマニホールドと組み合わせることによって、重量及び複雑さが低下し、組立てが単純化される。位置割出し用の一体式ボスにより、マニホールドと流れチューブ及び流量計の他の内部構造物とをずれ無く確実に整列させることができるようになるので、効率的でかつ正確な組立てが担保される。それに加えて、ボスにより提供される大きな表面積によりハウジングの剛性が高められ、ハウジングをマニホールドに位置割出しすること（ｉｎｄｅｘ）ができるようになる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明の要約
ある態様によれば、流量計のマニホールドは、第１の面と、その反対側にある第２の面とを有する本体を備えている。第１のオリフィスは、本体により画定され、第１の面から本体の中へ延びている。第２のオリフィスも、本体により画定され、第２の面から本体の中へ延びている。第１のオリフィス及び第２のオリフィスは合流して本体を横断する流路を形成している。第２のオリフィスは流量計の少なくとも1つの流れチューブに連通するように構成されている。第２の面からは少なくとも１つのボスが突出している。
【００１２】
ある態様によれば、流量計のマニホールドは、第１の面とその反対側にある第２の面とを有するシリンダ形状の本体を備えている。第１の面はシリンダ形状の本体の直径より大きな直径を有するフランジを有している。第１のオリフィスが、シリンダ形状の本体により画定され、第１の面から本体の中へ延びており、また、第１の小さなオリフィスが、シリンダ形状の本体より画定され、第２の面から本体の中へ延びている。第２の小さなオリフィスが、シリンダ形状の本体より画定され、第２の面から本体の中へ延びている。第１の小さなオリフィス及び第２の小さなオリフィスは合流して第１のオリフィスを形成し、それにより、シリンダ形状の本体を横断する流路を形成している。第２の面からは少なくとも１つのボスが突出しており、当該ボスの外面は円弧状となっている。
【００１３】
ある態様によれば、流量計は1つ以上の流れチューブを備えている。ドライバが、1つ以上の流れチューブと結合され、1つ以上の流れチューブにドライブモード振動を誘発させるような向きに配置されている。センサが1つ以上の流れチューブと結合され、ドライブモード振動を検出するように構成されている。マニホールドが本体を有し、当該本体は、マニホールドの第１の面及びその反対側にある第２の面を画定している。第１のオリフィスが、本体により画定され、第１の面から本体の中へ延びており、また、第２のオリフィスが、本体により画定され、第２の面から本体の中へ延びている。第１のオリフィス及び第２のオリフィスは合流して本体を横断する流路を形成している。1つ以上の流れチューブは流路と連通している。第２の面からは少なくとも１つのボスが突出している。
【００１４】
態様
ある態様によれば、流量計のマニホールドは、 第１の面及びその反対側にある第２の面を有する本体と、本体により画定され、第１の面から本体の中へと延びる第１のオリフィスと、 本体により画定され、第２の面から本体の中へと延びる第２のオリフィスと、第２の面から突出する少なくとも１つのボスとを備えている。第１のオリフィス及び第２のオリフィスは合わさって本体を横断する流路を形成しており、 また、第２のオリフィスは流量計の少なくとも1つの流れチューブと連通するように構成されている。
【００１５】
好ましくは、本体は実質的にシリンダ形状である。
好ましくは、第１の面はフランジを画定している。
好ましくは、フランジは第２の面により画定される外径よりも大きな外径を有している。
好ましくは、マニホールドは金属から構成されている。
好ましくは、金属はステンレス鋼及びチタンのうちの少なくとも１つである。
好ましくは、第２のオリフィスが第１の小さなオリフィス及び第２の小さなオリフィスへと二叉になっており、第１の小さなオリフィス及び第２の小さなオリフィスが夫々少なくとも1つの流れチューブのうちの第１の流れチューブ及び第２の流れチューブと連通している。
【００１６】
好ましくは、少なくとも１つのボスは、当該ボスの長い軸線が第１の小さなオリフィス及び第２の小さなオリフィスの両方を二等分する1つの軸線に対して実質的に直角となるような向きに配置されている。
好ましくは、少なくとも１つのボスは、当該ボスの長い軸線が第１の小さなオリフィス及び第２の小さなオリフィスの両方を二等分する1つの軸線に対して実質的に平行となるような向きに配置されている。
好ましくは、少なくとも１つのボスは、第２の面により画定される外径の長さの約７％と約１５％との間の距離だけ第２の面から突出するように構成されている。
好ましくは、少なくとも１つのボスは、円弧状の外面と、第２の面により画定される外径の実質的に弦である平坦な内面とを有している。
好ましくは、円弧状の外面は本体の直径と実質的に等しい直径を有している。
【００１７】
好ましくは、少なくとも１つのボスは、 円弧状の外面及び第２の面により画定される外径の実質的に弦である平坦な内面を有する第１のボスと、 円弧状の外面及び第２の面により画定される外径の弦である平坦な内面を有する第２のボスとを有し、 第２のボスは第１のボスに対向して配置されている。
好ましくは、少なくとも１つのボスは円弧状の外面と円弧状の内面を有する三日月形状を有している。
好ましくは、円弧状の外面は本体の直径と実質的に等しい直径を有している。
【００１８】
ある態様によれば、流量計のマニホールドは、 第１の面及びその反対側にある第２の面を有するシリンダ形状の本体であって、第１の面がシリンダ形状の本体の直径より大きな直径を持つフランジを有している、シリンダ形状の本体と、 シリンダ形状の本体により画定され、第１の面から本体の中へと延びる第１のオリフィスと、 シリンダ形状の本体により画定され、第２の面からシリンダ形状の本体の中へと延びる第１の小さなオリフィスと、 シリンダ形状の本体により画定され、第２の面からシリンダ形状の本体の中に延びる第２の小さなオリフィスと、第２の面から突出し、その外面が円弧状である少なくとも１つのボスとを備えている。第１の小さなオリフィス及び第２の小さなオリフィスは、合流して第１のオリフィスを形成して、シリンダ形状の本体を横断する流路を形成している 
【００１９】
好ましくは、少なくとも１つのボスは、当該ボスの長い軸線が第１の小さなオリフィス及び第２の小さなオリフィスを二等分する軸線に対して実質的に直角となるような向きに配置されている。
好ましくは、少なくとも１つのボスは、当該ボスの長い軸線が第１の小さなオリフィス及び第２の小さなオリフィスの両方を二等分する軸線に対して実質的に平行となるような向きに配置されている。
好ましくは、少なくとも１つのボスは第２の面により画定される外径の長さの約７％と約１５％との間の距離だけ第２の面から突出している。
好ましくは、少なくとも１つのボスは第２の面から直角に延びる平坦な内面を有しており、当該平坦な内面はシリンダ形状の本体の弦である。
好ましくは、少なくとも１つのボスは円弧状の内面を有する三日月形状となっている。
【００２０】
ある態様によれば、流量計は、 1つ以上の流れチューブと、1つ以上の流れチューブと結合され、1つ以上の流れチューブにドライブモード振動を誘発するような向きに配置されるドライバと、 1つ以上の流れチューブと結合され、ドライブモード振動を検出するように構成されるピックオフと、 本体を有するマニホールドであって、第１の面及びその反対側にある第２の面を画定する、マニホールドと、 本体により画定され、第１の面から本体の中へと突出する第１のオリフィスと、 本体により画定され、第２の面から本体の中へと突出する第２のオリフィスと、第２の面から突出する少なくとも１つのボスとを備えている。第１のオリフィス及び第２のオリフィスは合わさって本体を横断する流路を形成し、 1つ以上の流れチューブがこの流路と連通している。
【００２１】
好ましくは、流量計は、1つ以上の流れチューブと結合されるブレースバーを更に備えており、少なくとも１つのボスがこのブレースバーと係合するようなサイズ及び寸法である。
好ましくは、かかる流量計は、流れチューブを収容するようなサイズ及び寸法を有するケース部をさらに備えており、ケース部はマニホールドと結合されており、また、ケース部は少なくとも１つのボスに位置割出しされるように構成されている。
好ましくは、１つ以上の流れチューブは少なくとも１つのボスに位置割出しされている。
好ましくは、本体は実質的にシリンダ形状である。
好ましくは、第１の面はフランジを画定している。
好ましくは、第２のオリフィスは第１の小さなオリフィスと第２の小さなオリフィスとの二叉に分けられており、第１の小さなオリフィス及び第２の小さなオリフィスは夫々1つ以上の流れチューブの第１の流れチューブ及び第２の流れチューブと連通している。
【００２２】
好ましくは、少なくとも１つのボスは、該ボスの長い軸線が第１の小さなオリフィス及び第２の小さなオリフィスの両方を二等分する1つの軸線に対して実質的に直角となるような向きに配置されている。
好ましくは、少なくとも１つのボスは、該ボスの長い軸線が第１の小さなオリフィス及び第２の小さなオリフィスの両方を二等分する1つの軸線に対して実質的に平行となるような向きに配置されている。
好ましくは、少なくとも１つのボスは、円弧状の外面と、第２の面により画定される外径の実質的に弦である平坦な内面とを有している。
【００２３】
好ましくは、円弧状の外面は本体の直径と実質的に等しい直径を有している。
好ましくは、少なくとも１つのボスは、 円弧状の外面と、実質的に第２の面により画定される外径の弦である平坦な内面とを有する第１のボスと、 円弧状の外面と、第２の面により画定される外径の実質的に弦である平坦な内面とを有する第２のボスとを備えており、当該第２のボスは第１のボスに対向して配置されている。
好ましくは、少なくとも１つのボスは円弧状の外面と円弧状の内面とを有する三日月形状である。
好ましくは、円弧状の外面は本体の直径と実質的に等しい直径を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
同一の符号は全ての図面において同一の部品を表わしている。図面は必ずしも寸法通りではない。
【図１】従来の流量計を示す図である。
【図２】流量計のマニホールドのある実施形態を示す図である。
【図３Ａ】弓形の断形形状を有するボスを備える流量計のマニホールドのある実施形態を示す側面図である。
【図３Ｂ】弓形の断面形状を有するボスを備える流量計のマニホールドのある実施形態を示す等角図である。
【図３Ｃ】弓形の断面形状を有するボスを備える流量計のマニホールドのある実施形態を示す正面図である。
【図４Ａ】三日月状の断面形状を有するボスを備える流量計のマニホールドのある実施形態を示す側面図である。
【図４Ｂ】三日月状の断面形状を有するボスを備える流量計のマニホールドのある実施形態を示す等角図である。
【図４Ｃ】三日月状の断面形状を有するボスを備える流量計のマニホールドのある実施形態を示す正面図である。
【図５Ａ】三日月状の断面形状を有するボスを備える流量計のマニホールドの他の実施形態を示す側面図である。
【図５Ｂ】三日月状の断面形状を有するボスを備える流量計のマニホールドの他の実施形態を示す等角図である。
【図５Ｃ】三日月状の断面形状を有するボスを備える流量計のマニホールドの他の実施形態を示す正面図である。
【図６】ボスを有するマニホールドを備える流量計のある実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１〜図６及び下記記載には、流量計及びそれに関連する方法を最良のモードでどのように実施及び利用するかについて当業者に教示するための具体的な実施形態が示されている。本発明の原理を教示するために、従来技術の一部が単純化又は省略されている。当業者にとって明らかなように、これらの実施形態の変形例もまた本発明の技術範囲内に含まれる。また、当業者にとって明らかなように、下記の記載の構成要素をさまざまな方法で組み合わせて本発明の複数の変形例を形成することもできる。したがって、本発明は、下記の特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されるものである。
【００２６】
図１は従来の流量計を示す図である。流量計５は流量計組立体１０とメータ電子機器２０とを備えている。流量計組立体１０はプロセス材料の質量流量及び密度に反応するようになっている。メータ電子機器２０は、リード線１００により流量計組立体１０と接続され、本発明に関連しないような他の情報に加えて、密度情報、質量流量情報及び温度情報を経路２６を介して提供するようになっている。流量計組立体１０は、１対のマニホールド１５０、１５０’と、フランジの首部１１０、１１０’を有するフランジ１０３、１０３’と、１対の並列に配置される流れチューブ１３０（第１の流れチューブ）、１３０’（第２の流れチューブ）と、ボイスコイルの如きドライバ機構１８０と、温度センサ１９０と、１対のピックオフ１７０Ｌ、１７０Ｒとを有している。１対のピックオフ１７０Ｌ、１７０Ｒは例えば磁石／コイル式速度センサ、ひずみゲージ、光学センサ、又は、当該技術分野において知られるいかなる他のピックオフ型センサであってもよい。流れチューブ１３０、１３０’は、夫々、流れチューブ取付け用ブロック１２０、１２０’に向けて集まる流入口脚部１３１、１３１’と流出口脚部１３４、１３４’とを有している。流れチューブ１３０、１３０’はその長さ方向に沿った少なくとも１つの対称的な位置において曲がっているとともに、その長さ方向に沿って実質的に並列になっている。ブレースバー１４０、１４０’は、軸線Ｗ、Ｗ’を規定する働きをし、各流れチューブがそれを中心として振動するようになっている。
【００２７】
流れチューブ１３０、１３０’の両側の脚部１３１、１３１’、１３４、１３４’は流れチューブ取付け用ブロック１２０、１２０’に固定され、これらのブロックはマニホールド１５０、１５０’に固定されている。このことにより、コリオリ流量計組立体１０を通る連続し且つ閉じた物質経路が形成されることになる。
【００２８】
測定されるプロセス物質を移送するプロセス配管（図示せず）と穴部１０２、１０２’を有するフランジ１０３、１０３’とが第１の面１０４及び第２の面１０４’を介して接続されると、プロセス物質は、流量計の第１の面１０４から流入し、フランジ１０３内のオリフィス１０１を通り、マニホールド１５０を通り、面１２１を有する流れチューブ取付け用ブロック１２０へと流れ、マニホールド１５０内で分流し、流れチューブ１３０、１３０’を通って流れる。また、プロセス物質は、流れチューブ１３０、１３０’から流出すると、マニホールド１５０’内で合流して１つのストリームとなり、その後、第２の面１０４’へと流れる。この第２の面１０４’は、ボルト穴部１０２’を有するフランジ１０３’によりプロセス配管（図示せず）と接続されている。
【００２９】
流れチューブ１３０、１３０’は、夫々、曲げ軸線Ｗ−Ｗ、Ｗ’−Ｗ’に対して実質的に同一の質量分布、慣性モーメント及びヤング率を有するように、選択され、流れチューブ取付け用ブロック１２０、１２０’に適切に取り付けられる。これらの曲げ軸線は、ブレースバー１４０、１４０’を貫通するようになっている。流れチューブのヤング率が温度とともに変化し、この変化が流量及び密度の計算に影響を与えるため、測温抵抗体（ＲＴＤ）（図示せず）が流れチューブ１３０’に取り付けられて流れチューブの温度を連続的に測定する。流れチューブの温度、すなわち所与の電流値におけるＲＴＤの両端の電圧は、流れチューブを流れる物質の温度によって決まる。流れチューブの温度の変化に起因する流れチューブ１３０、１３０’の弾性率の変化を補償するために、ＲＴＤの両端に現れる温度依存性電圧がメータ電子機器２０により周知の方法で用いられるようになっている。ＲＴＤはリード線１９５によってメータ電子機器２０に接続されている。
【００３０】
両流れチューブ１３０、１３０’は、夫々対応する曲げ軸線Ｗ、Ｗ’に対してかつ流量計５の第１の逆位相曲げモードと呼ばれるモードで、互に反対方向にドライバ１８０により振動させられるようになっている。このドライバ１８０は、マグネットが流れチューブ１３０’に取り付けられ、反対側のコイルが流れチューブ１３０に取り付けられ、コイルに交流電流を流してこれらの流れチューブを振動させるようになっている複数の周知の構成のうちのいかなる１つの構成を有していてもよい。メータ電子機器２０により適切なドライブ信号がリード線を通じてドライバ１８０へ加えられる。
【００３１】
メータ電子機器２０は、リード線（図示せず）を介してＲＴＤ温度信号を受け取り、複数のリード線を介して左右の速度信号を受け取るようになっている。メータ電子機器２０は、ドライバ１８０と繋がっているリード線１８５にドライブ信号を発生させて流れチューブ１３０、１３０’を振動させるようになっている。メータ電子機器２０は、左速度信号及び右速度信号ならびにＲＴＤ信号を処理して、流量計組立体１０を流れる物質の質量流量及び密度を計算するようになっている。メータ電子機器２０は、他の情報とともにこの情報を経路２６を通じて活用手段へと送るようになっている。
【００３２】
通常、コリオリ式流量計は多部品組立体（ｍｕｌｔｉ−ｐａｒｔ  ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ）であることが多い単純なマニホールドを備えている。この多部品組立体は、当該組立体のエラーの発生及び／又は正確性の欠如を防止する働きはないのに、流量計の重量及びコストの上昇をもたらしてしまう。本明細書に開示の流量計５のマニホールドには少なくともさらなる特徴としてボスが設けられている。このボスは、正確に組立てるためのガイドを提供することに加え、流量計が必要されることの多い極限状態の環境のことを考えると多くの場合において望ましいケース部分の剛性の向上をもたらしてくれる。
【００３３】
図２には、流量計５のマニホールド２５０のある実施形態が例示されている。マニホールド２５０は、第１の面１０４と、その反対側に位置する第２の面２５６とを有する本体２５２により主に形成されている。第１の面１０４は第１のオリフィス１０１を画定している。また、第１のオリフィス１０１は本体２５２を通る流路のことである。同様に、第２のオリフィス２６０は第２の面２５６により画定されている。また、このオリフィス２６０も、本体２５２を通り、第１のオリフィス１０１と合流することにより、プロセス材料がマニホールド２５０を通り抜けるための流れ経路を形成している。本体２５２はシリンダ形状である又は少なくともシリンダ形状部分を有していることが好ましいものの、非シリンダ形状のものも考えられている。
【００３４】
図６を最初に参照して、２つのチューブを備える流量計５、例えば振動式流量計のある実施形態では、流入口側脚部１３１、１３１’が第１の小さなオリフィス２６０Ａ及び第２の小さなオリフィス２６０Ｂに連通するように流れチューブ１３０、１３０’がマニホールド２５０に接続され、流出口側脚部１３４、１３４’が他のマニホールド２５０にその第１の小さなオリフィス２６０Ａ及び第２の小さなオリフィス２６０Ｂを介して接続されている。以上により、導管（図示せず）から流量計５の中に流れ込むプロセス材料は、第１のオリフィス１０１を通って流量計５の流入口側から流量計５の中に流入し、第１の小さなオリフィス２６０Ａ及び第２の小さなオリフィス２６０Ｂを通って流れチューブ１３０、１３０’の中に流入し、当該流れチューブ１３０、１３０’を通って移動し、第１の小さなオリフィス２６０Ａ及び第２の小さなオリフィス２６０Ｂを通って流量計５の流出口側に配置されるマニホールド２５０の中へ流入し、次いで、第１のオリフィス１０１を通って流量計５から流出するようになっている。
【００３５】
図２に戻ると、ある実施形態では、第１の面１０４はフランジ１０３を画定するようになっている。好ましくは、フランジ１０３は本体２５２の直径又はフランジの首部１１０のいずれよりも大きな外径を有している。フランジ１０３は、当該フランジをある導管（図示せず）と結合させうるようにファスナを受けるためにフランジ１０３の外周部の近傍に放射状に配置される複数の穴部１０２を有するようになっていてもよい。これらの穴部１０２は例えばネジ山の切られたファスナを受けるために内側にネジ切りがなされていてもよいが、それに限定されるわけではない。ある実施形態では、フランジ１０３は本体２５２と同一の材料から例えば機械加工プロセス又は鋳造プロセスにより製造されるようになっている。それに関連する実施形態では、フランジ１０３は、例えば溶接などにより本体２５２に取り付けられるようになっている。マニホールド２５０がユニボディ構造（ｕｎｉｂｏｄｙ  ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を有する複数の実施形態では、フランジの首部１１０のサイズ及び寸法は、機械加工、鋳造などによりマニホールド２５０を製造するプロセスによって決まるようになっている。フランジ１０３がマニホールド２５０に取り付けられる複数の実施形態では、フランジの首部１１０は、マニホールド２５０とフランジ１０３との間に取り付けられ、個々の用途に適切なサイズ及び寸法に形成されるようになっている。マニホールド２５０を製造する好ましい材料としては、金属が挙げられるものの、セラミックス、プラスチック、複合材料及び当該技術分野において知られている他の材料も考えられている。好ましい金属はステンレス鋼及びチタンである。
【００３６】
少なくとも１つのボス２７０が第２の面２５６から外側に向けて突出するようになっている。ボス２７０とは、チューブ１３０、１３０’、ブレースバー１４０、１４０’、ケース部２８０又はピックオフ１７０Ｒ、１７０Ｌを位置の割出し又は取り付ける（ｉｎｄｅｘｅｄ  ｏｒ  ａｔｔａｃｈｅｄ）ための面を提供する突出部のことである。
【００３７】
図３Ａ〜図３Ｃには、ボス２７０が第２の面２５６から遠位側に向けて突出するある実施形態が例示されている。この実施形態では、各ボス２７０が、（ボス２７０の）外面２７２を画定する円弧状の部分を有している。ボスの内面２７４が、外面２７２の円弧状の部分と交差する端点を有する弦を画定しているため、弓形の又はほぼ弓形の断面形状を有するボスが形成されている。例示されているように、複数のボス２７０は、各ボスの長い軸線が第１の小さなオリフィス２６０Ａの直径及び第２の小さなオリフィス２６０Ｂの直径の両方を通り抜ける1つの軸線に対して平行となるような向きに配置されている。このような向きに配置すると半長方形状の領域２７６が画定される。この半長方形状の領域２７６は、流量計５を組み立てる際に適切な位置合わせを担保するように、流れチューブ１３０、１３０及び／又はブレースバー１４０、１４０’を位置割出しするためのスペースを提供するようになっている。位置割出しの目的又は取付けの目的のために（ｆｏｒ  ｉｎｄｅｘｉｎｇ  ａｎｄ  ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ  ｐｕｒｐｏｓｅｓ）、ケース部２８０、流れチューブ１３０、１３０’及びブレースバー１４０、１４０’はさらにボス２７０の内面２７４又は外面２７２及びマニホールド本体２５２と接触するようになっていてもよい。
【００３８】
ある実施形態では、第２のオリフィス２６０は第１の小さなオリフィス２６０Ａ及び第２の小さなオリフィス２６０Ｂを画定するように二叉に分かれるようになっていてもよい。この場合、第１のオリフィス１０１を通ってマニホールド２５０の中に流入するプロセス材料は、流れ経路、第１の小さなオリフィス２６０Ａ及び第２の小さなオリフィスの２６０Ｂを通ってマニホールド２５０から流出するようになっている。例えば、これはマニホールドが流量計５の流入口側に配置され場合の向きである。それに代えて、流量計内から流量計外へと流れるプロセス材料は、まず第１の小さなオリフィス２６０Ａ及び第２の小さなオリフィス２６０Ｂを流れ、第１のオリフィス１０１の中で合流してから、マニホールド２５０から流出する。
【００３９】
また図４Ａ〜図４Ｃにも、ボス２７０が第２の面２５６から遠位側に向けて突出するある実施形態が例示されている。しかしながら、この実施形態は三日月状の断面形状を有している。各ボス２７０が、当該ボス２７０の外面２７２を画定する円弧状の部分を有している。ボス２７０の内面２７４が外面２７２の円弧状の部分と交差する端点を有する円弧状の経路に沿っているため、三日月状の又はほぼ三日月状の断面形状を有するボス２７０が形成されている。例示されているように、複数のボス２７０は、各ボス２７０の長い軸線が第１の小さなオリフィス２６０Ａの直径及び第２の小さなオリフィス２６０Ｂの直径の両方を通り抜ける軸線に対して平行となるような向きに配置されている。ボス２７０は、流量計５を組み立てる際に適切な位置合わせを担保するように、流れチューブ１３０、１３０’及び／又はブレースバー１４０、１４０’を位置割出しするためのスペースを形成するようになっている。位置の割出しの目的及び取り付けの目的のために、ケース部２８０、流れチューブ１３０、１３０’及びブレースバー１４０、１４０’はさらにボス２７０の内面２７４又は外面２７２及びマニホールド本体２５２と接触するようになっていてもよい。
【００４０】
同様の実施形態では、図５Ａ〜図５Ｃに例示されているように、上述の実施形態のような三日月状又はほぼ三日月状の断面形状を有する複数のボス２７０が第２の面２５６から遠位側に向けて突出するようになっている。しかしながら、例示されているように、複数のボス２７０は、各ボス２７０の長い軸線が第１の小さなオリフィス２６０Ａの直径及び第２の小さなオリフィス２６０Ｂの直径の両方を通り抜ける軸線に対して直角になるような向きに配置されている。上述のように、ボス２７０は、流量計５を組立てる際に適切な位置合わせを担保するように、流れチューブ１３０、１３０’及び／又はブレースバー１４０、１４０’を位置割出しするためのスペースを形成するようになっている。位置の割出しの目的及び取り付けの目的のために、ケース部２８０、流れチューブ１３０、１３０’及びブレースバー１４０、１４０’はさらにボス２７０の内面２７４又は外面２７２及びマニホールド本体２５２と接触するようになっていてもよい。
【００４１】
上述の実施形態の詳細な記載は、本発明の技術範囲内に含まれるものとして本発明者が考えているすべての実施形態を完全に網羅するものではない。さらに正確にいえば、当業者にとって明らかなように、上述の実施形態のうちの一部の構成要素をさまざまに組み合わせて又は除去してさらなる実施形態を作成してもよいし、また、このようなさらなる実施形態も本発明の技術範囲内及び教示範囲内に含まれる。また、当業者にとって明らかなように、本発明の技術及び教示の範囲に含まれるさらなる実施形態を作成するために、上述の実施形態を全体的に又は部分的に組み合わせてもよい。
【００４２】
以上のように、本発明の特定の実施形態又は実施例が例示の目的で記載されているが、当業者にとって明らかなように、本発明の技術範囲内において、さまざまな変更が可能である。本明細書に記載の教示を上述の及びそれに対応する図面に記載の実施形態のみでなく他のデバイス及び方法にも適用することができる。したがって、本発明の技術範囲は添付の特許請求の範囲によって決まるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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