特開 2024-102365 インサートを有する流管を備えたコリオリ流量計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024102365

(43)【公開日】2024-07-30

(54)【発明の名称】インサートを有する流管を備えたコリオリ流量計

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/84 20060101AFI20240723BHJP

【ＦＩ】

G01F1/84

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024081791

(22)【出願日】2024-05-20

(62)【分割の表示】P 2022525652の分割

【原出願日】2019-11-06

(71)【出願人】

【識別番号】500205770

【氏名又は名称】マイクロ モーション インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ランハム， グレゴリー トリート

(72)【発明者】

【氏名】ヴェルバッハ， クリストファー エー．

(57)【要約】      （修正有）

【課題】層流条件下での測定精度が向上したコリオリ流量計を提供する。
【解決手段】コリオリ流量計は、流管８００に連結されたドライバであって駆動方向に流管を振動させるように構成されたドライバと、流管に結合されたピックオフセンサであって流管８００の動きを測定するように構成されたピックオフセンサと、内面８５４を有する導管８５２及び複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄであって複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのそれぞれは、導管８５２の内面上の少なくとも第１の位置に連結されているインサートを有する流管と、を備える。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流管（８００、９００）に連結されたドライバ（１８０）であって、前記流管（８００、９００）を駆動方向に振動させるように構成されたドライバ（１８０）と、
前記流管（８００,９００）に連結されたピックオフセンサ（１７０Ｌ、１７０Ｒ）で
あって、前記流管（８００,９００）の動きを測定するように構成された、ピックオフセ
ンサと、
前記流管であって、
内面（８５４）を有する導管（８５２）
及び
複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）であって、前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）のそれぞれは、前記導管（８５２）の内面（８５４）上の少なくとも第１の位置（８５８）に連結されるインサート
を有する流管と、
を備える、コリオリ流量計（１００）。

【請求項2】

前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）がロッドとして成形されている、請求項１に記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項3】

前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）が、フィンとして成形されている、請求項１に記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項4】

前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）の少なくとも１つの、前記第１の位置（８５８）が、前記導管（８５２）のアクティブ部分の内部にある、請求項１から３のいずれかに記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項5】

前記導管（８５２）の内面（８５４）上の前記第１の位置（８５８）が、前記導管（８５２）の屈曲部（８０２ａ、８０２ｂ）内にある、請求項１から４のいずれかに記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項6】

前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）のそれぞれが、前記導管の直径の少なくとも２５％にわたって延びる、請求項１から５のいずれかに記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項7】

前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）のそれぞれが、前記第１の位置（８５８）に連結された第１の端部と、前記導管（８５２）の内面（８５４）上の少なくとも第２の位置に連結された第２の端部とを含む、請求項１から６のいずれかに記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項8】

前記導管（８５２）の直径が少なくとも２インチである、請求項１から７のいずれかに記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項9】

前記複数のインサート（９５６ａ、９５６ｂ）が、第１の長手方向（９０２ａ）を有する第１のインサート（９５６ａ）と、第２の長手方向（９０２ｂ）を有する第２のインサート（９５６ｂ）とを含み、前記第１の長手方向（９０２ａ）は、前記第２の長手方向（９０２ｂ）から４５度以上オフセットされている、請求項１から８のいずれかに記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項10】

流管（８００,９００）を提供するステップと、
ドライバ（１８０）を流管（８００,９００）に連結するステップであって、前記ドラ
イバ（１８０）が、駆動方向に前記流管（８００,９００）を振動させるように構成され
る、ステップと、
ピックオフセンサ（１７０Ｌ、１７０Ｒ）を前記流管（８００,９００）に連結するス
テップであって、前記ピックオフセンサ（１７０Ｌ、１７０Ｒ）は、前記流管（８００,
９００）の動きを測定するように構成される、ステップと、を含み、
前記流管（８００,９００）は、内面（８５４）を有する導管（８５２）と複数のイン
サート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）とを含み、前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）のそれぞれは、前記導管（８５２）の内面（８５４）上の少なくとも第１の位置（８５８）に連結される、コリオリ流量計（１００）の組み立て方法。

【請求項11】

前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）がロッドとして成形されている、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）がフィンとして成形されている、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記導管（８５２）の内面（８５４）上の第１の位置（８５８）が前記導管（８５２）のアクティブ部分の内部にある、請求項１０から１２のいずれかに記載の方法。

【請求項14】

前記導管（８５２）の内面（８５４）上の前記第１の位置（８５８）が、前記導管（８５２）の屈曲部（８０２ａ、８０２ｂ）内にある、請求項１０から１３のいずれかに記載の方法。

【請求項15】

前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）のそれぞれが、前記導管の直径の少なくとも２５％にわたって延びる、請求項１０から１４のいずれかに記載の方法。

【請求項16】

前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）のそれぞれが、前記第１の位置（８５８）に連結された第１の端部と、前記導管（８５２）の内面（８５４）上の少なくとも第２の位置に連結された第２の端部とを含む、請求項１０から１５のいずれかに記載の方法。

【請求項17】

前記導管（８５２）の直径が少なくとも２インチである、請求項１０から１６のいずれかに記載の方法。

【請求項18】

前記複数のインサート（９５６ａ、９５６ｂ）が、第１の長手方向（９０２ａ）を有する第１のインサート（９５６ａ）と、第２の長手方向（９０２ｂ）を有する第２のインサート（９５６ｂ）とを含み、前記第１の長手方向（９０２ａ）は、前記第２の長手方向（９０２ｂ）から４５度以上オフセットされている、請求項１０から１７のいずれかに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

以下に説明される実施形態はコリオリ流量計に関し、より詳細には、インサートを有する流管を備えたコリオリ流量計に関する。

【背景技術】

【0002】

コリオリ流量計は、質量流量、密度、体積流量の測定や、流動材料に関するその他の情報の提供のために使用できる流量計の一種である。流動材料は、液体、気体、液体および気体の混合物、液体中に懸濁された固体、並びに気体および懸濁固体を含む液体を含みうる。

【0003】

図１は、メータアセンブリ１０およびメータ電子機器２０を備えるコリオリ流量計１００の例を示している。メータアセンブリ１０は、プロセス材料の流れの変化に応答する。メータ電子機器２０はリード線１０２を介して、または無線でメータアセンブリ１０に接続され、メータ電子機器インターフェース２６を介して、密度、体積流量、および質量流量情報を、その他の情報に加えて提供しうる。

【0004】

この例では、コリオリ流量計１００は、２つの湾曲した流管１３０および１３０’を備える。しかしながら、さらなる実施形態では、コリオリ流量計１００は、単一の流管、または３つ以上の流管を含んでもよい。あるいは、当業者であれば理解できるように、コリオリ流量計１００は、一つ以上の湾曲した、または直線状の流管を備えてもよい。

【0005】

例示的なメータアセンブリ１０は、一対のマニホールド１５０および１５０’、フランジ１０３および１０３’、一対の平行な流管１３０および１３０’、ドライバ１８０、ならびに一対のピックオフセンサ１７０Ｌおよび１７０Ｒを含む。流管１３０および１３０’は、それらの長さに沿って２つの対称な位置で曲がり、それらの長さ全体にわたって本質的に平行である。補強バー１４０および１４０’は、それぞれの流管の振動の中心軸を定めるように機能する。

【0006】

フランジ１０３および１０３’が、入口端１０４および出口端１０４’を介して、測定されているプロセス材料を運ぶプロセスライン（図示せず）に接続されると、材料は、フランジ１０３を通ってメータの入口端１０４に入り、マニホールド１５０を通って流管取付ブロック１２０に導かれる。材料はマニホールド１５０内で分割され、流管１３０および１３０’を通って送られる。流管１３０および１３０’を出ると、プロセス材料は、流管取付ブロック１２０’を通ってマニホールド１５０’内で再び合流して単一の流れになり、その後、フランジ１０３’によってプロセスライン（図示せず）に接続された出口端１０４’に送られる。

【0007】

両方の流管１３０および１３０’は、ドライバ１８０によって反対方向に駆動され、これはコリオリ流量計１００の第１の逆位相曲げモードと呼ばれるものである。流管１３０および１３０’の両方は、ドライバ１８０によって、反対方向に、いわゆるコリオリ流量計１００の第１の逆位相曲げモードで駆動される。このドライバ１８０は、流管１３０’に取り付けられた磁石、および流管１３０に取り付けられ両方の流管を振動させるために交流が通される対向コイルなど、多数の周知の構成の任意の１つを備えることができる。適切なドライバ電圧が、メータ電子機器２０によってドライバ１８０に印加される。

【0008】

メータ電子機器２０は、駆動信号をドライバ１８０に供給して、流管１３０および１３０’を振動させる。メータ電子機器２０は、ピックオフセンサ１７０Ｌおよび１７０Ｒか
ら左右の速度信号を受信して、メータアセンブリ１０を通過する流れの質量流量、体積流量、および/または密度情報を計算する。

【0009】

ピックオフセンサ１７０Ｌおよび１７０Ｒは、流管１３０および１３０’が振動するときの変位を測定する。流管１３０および１３０’を通る流れがない状態では、ピックオフセンサ１７０Ｌおよび１７０Ｒの信号は同位相である。しかし、振動する管を通して流動が始まると、管にコリオリ力が誘起される。

【0010】

コリオリ流量計を流れる流体は、層流を示すことがある。導管内の層流下の流体は、導管の境界に隣接すると速度が遅く、その境界から離れると速度が速くなる。このため、従来のコリオリ流量計は、より小さな質量コリオリ力と、それに対応したより小さな質量流量測定値を生成する可能性がある。層流のために、従来のコリオリ流量計は、それによって、流体の流れを過小測定する可能性がある。

【0011】

必要とされているのは、層流条件下での測定精度が向上したコリオリ流量計である。

【発明の概要】

【0012】

一実施形態によれば、コリオリ流量計が提供される。コリオリ流量計は、流管に連結されたドライバであって前記流管を駆動方向に振動させるように構成されたドライバと、前記流管に連結され、前記流管の動きを測定するように構成されたピックオフセンサと、前記流管であって、内面を有する導管及び複数のインサートであって前記複数のインサートのそれぞれは前記導管の内面上の少なくとも第１の位置に連結されているインサートを有する前記流管と、を有する。

【0013】

一実施形態によれば、コリオリ流量計の組み立て方法が提供される。この方法は、流管を提供するステップと、流管にドライバを連結するステップであって、前記ドライバが前記流管を駆動方向に振動させるように構成される、ステップと、ピックオフセンサを前記流管に連結するステップとを含み、前記ピックオフセンサは、前記流管の動きを測定するように構成され、前記流管は、内面を有する導管と複数のインサートとを含み、前記複数のインサートのそれぞれは、前記導管の内面上の少なくとも第１の位置に連結される。

【0014】

[態様]
一態様によれば、前記複数のインサートは、ロッドとして成形されてもよい。

【0015】

一態様によれば、複数のインサートは、フィンとして成形されてもよい。

【0016】

一態様によれば、複数のインサートのうちの少なくとも１つの、第１の位置は、導管のアクティブ部分の内部にあってもよい。

【0017】

一態様によれば、導管の内面上の第１の位置は、導管の屈曲部内にあってよい。

【0018】

一態様によれば、複数のインサートのそれぞれは、導管の直径の少なくとも２５％にわたって延びてもよい。

【0019】

一態様によれば、複数のインサートのそれぞれは、第１の位置に連結された第１の端部と、導管の内面上の少なくとも第２の位置に連結された第２の端部とを含んでいてもよい。

【0020】

一態様によれば、導管の直径は、少なくとも２インチでありうる。

【0021】

一態様によれば、複数のインサーは、第１の長手方向を有する第１のインサートと、第２の長手方向を有する第２のインサートとを含むことができ、第１の長手方向は、前記第２の長手方向から４５度以上オフセットされている。

【0022】

一態様によれば、前記複数のインサートは、ロッドとして成形されてもよい。

【0023】

一態様によれば、複数のインサートは、フィンとして成形されてもよい。

【0024】

一態様によれば、複数のインサートのうちの少なくとも１つの、第１の位置は、導管のアクティブ部分の内部にあってもよい。

【0025】

一態様によれば、導管の内面上の第１の位置は、導管の屈曲部内にあってよい。

【0026】

一態様によれば、複数のインサートのそれぞれは、導管の直径の少なくとも２５％にわたって延びてもよい。

【0027】

一態様によれば、複数のインサートのそれぞれは、第１の位置に連結された第１の端部と、導管の内面上の少なくとも第２の位置に連結された第２の端部とを含んでいてもよい。

【0028】

一態様によれば、導管の直径は、少なくとも２インチでありうる。

【0029】

一態様によれば、複数のインサーは、第１の長手方向を有する第１のインサートと、第２の長手方向を有する第２のインサートとを含むことができ、第１の長手方向は、前記第２の長手方向から４５度以上オフセットされている。

【図面の簡単な説明】

【0030】

すべての図面において、同じ参照番号は同じ要素を表す。図面は必ずしも原寸に比例していないことを理解されたい。

【図1】図１は、一実施形態に係る流量計１００を示す。

【図2】図２は、一実施形態に係る可動流管２００を示す。

【図3】図３Ａは一実施形態に係る可動流管３００を示し、図３Ｂは一実施形態に係るプロット３５０を示す。

【図4】図４Ａは一実施形態に係る可動流管４００を示し、図４Ｂは一実施形態に係るプロット４５０を示す。

【図5】図５Ａは一実施形態に係る流体流５００を示し、図５Ｂは一実施形態に係る流体流５５０を示す。

【図6】図６は、一実施形態に係るプロット６００を示す。

【図7】図７Ａは一実施形態に係る流体流７００を示し、図７Ｂは一実施形態に係る流体流７２０を示し、図７Ｃは一実施形態に係る流体流７４０を示し、図７Ｄは一実施形態に係る流体流７６０を示す。

【図8】図８Ａは一実施形態に係る流管８００を示し、図８Ｂは一実施形態に係る流管８００の詳細８５０を示す。

【図9】図９は、一実施形態に係る流管９００を示す。

【図10】図１０は、一実施形態に係る方法１０００を示す。

【発明を実施するための形態】

【0031】

図２－図１０および以下の説明は、本出願の最良の態様を作成及び使用する方法を当業者に教示するための具体的な例を示す。本発明の原理を教示する目的において、いくつかの従来からの態様は、単純化され、あるいは省略されている。当業者であれば、本出願の
範囲内に含まれるこれらの例からの変形を理解できるであろう。当業者であれば、以下に記載される特徴を様々な方法で組み合わされて、本出願の複数の変種を形成できることを、理解できるであろう。結果として、本出願は、以下で説明される具体的な例に限定されるものではなく、特許請求の範囲およびそれらの均等物によってのみ限定される。

【0032】

図２は、可動流管２００を示す。流量計１００の流管１３０、１３０’を含む可動流管２００は、図の流体の流れがない状態において、第１の逆位相曲げモード（駆動モード）で振動する。図１に見られるように、ピックオフセンサ１７０Ｒ、１７０Ｌは、ドライバ１８０の両側の流管１３０、１３０’に連結され、それらが振動するときの流管１３０、１３０’の変位を測定する。図２に示されているような流れのない条件下では、ピックオフセンサ１７０Ｒ、１７０Ｌは、対称的な位相信号を提供する。しかし、振動する管を通って流体流が始まると、コリオリ力が管に誘起される。

【0033】

コリオリ力の式は次の通りである。

【数1】

ここで、

【数2】

はコリオリ力、ｍは質量、

【数3】

は角回転、

【数4】

は流体の速度である。逆位相曲げモードにおける流体流を伴うコリオリ力は、図３Ａの可動流管３００に見ることができる。角運動量

【数5】

速度、

【数6】

およびコリオリ力

【数7】

を含む力ベクトルの２つの例が、ドライバ１８０の両側において、図３Ａの可動流管３００の上に重ねられている。

【0034】

逆位相曲げモードでの可動流管３００に沿ったコリオリ力分布が、図３Ｂのプロット３５０に描かれている。プロット３５０において、Ｘ軸は、流管１３０の軸に沿った距離であり、Ｙ軸は、コリオリ力である。プロット３５０上に重ねられているのは、ピックオフセンサ１７０Ｌ、１７０Ｒおよびドライバ１８０の位置の例である。コリオリ力ベクトル

【数8】

は、ドライバの両側で反対方向を指していることが分かる。

【0035】

図４Ａは、可動流管４００を示している。可動流管４００は、流体流を伴う逆位相曲げモードの２つの流管１３０、１３０’を含む。図４Ｂは、流体が流れている間にピックオフセンサ１７０Ｌおよび１７０Ｒで検出された位相のプロット４５０を示している。プロット４５０から分かるように、ピックオフセンサ１７０Ｌおよび１７０Ｒで検出される動きの間の位相差は、位相オフセットΔφである。位相オフセットΔφは、テスト対象の流体の質量流量

【数9】

に正比例する。

【数10】

ここで、ＦＣＦ（グラム／（秒又はマイクロ秒））はメータの流量校正係数である。流量較正係数ＦＣＦは、多くの場合、試験条件下で製造業者によって決定される。

【0036】

乱流及び層流は、レイノルズ数で決まる。

【数11】

ここで、ρは密度、Ｖは速度、Ｄは直径、μは粘度である。レイノルズ数Ｒｅが２０００以下では流体はほぼ層流であり、４０００以上では乱流である。レイノルズ数Ｒｅが２０００と４０００との間の場合、流体は乱流と層流との遷移ゾーンにある。

【0037】

式１は、流体速度

【数12】

項が管全体にわたって一様であると仮定している。しかし、この一様流速

【数13】

の仮定は乱流領域の流体にのみ適用される。層流領域の流体の速度は、流管直径に沿って変化する。

【0038】

例えば、図５Ａおよび５Ｂは、それぞれ、流体流５００および流体流５５０を示す。流体流５００および５５０は、それぞれ、乱流および層流の流体流についての、流管１３０の直径を横切る方向（縦方向）での、速度

【数14】

プロファイル（水平矢印の長さ）を描いている。図５Ａおよび５Ｂの流れは、同じ質量ｍおよび角回転

【数15】

を有する流体を表す。図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、流管の中心軸に沿って配置された速度ベクトルα１およびα２は、層流および乱流下では同じ大きさを有する。したがって、流管の中心軸に沿った、層流および乱流下の流体は、ほぼ同じ実効コリオリ力

【数16】

を生成する。

【0039】

しかしながら、流体流５００および５５０の境界に沿って、層流については速度ベクトルβ１が、乱流については速度ベクトルβ２が、示されている。乱流の場合、速度ベクトルβ２およびα２は、ほぼ同じである。しかし、層流については、中心側の速度ベクトルα１は外側の速度ベクトルβ１よりも大きい。乱流速度ベクトルβ２は層流ベクトルβ１より大きいので、層流下の流体は乱流下の流体に対してより効果の低いコリオリ力

【数17】

を生成しうる。したがって、層流条件下の流体の流体流５５０について求めた質量流量

【数18】

は、乱流条件下の流体の流体流５００について求めた質量流量

【数19】

より小さくなる可能性がある。

【0040】

図６は、低流量誤差効果を示すプロット６００である。プロット６００は、体積誤差のパーセントを示すＹ軸と、レイノルズ数を示すＸ軸とを含む。プロット６００では、レイノルズ数が１００,０００未満の流体は、層流による過小測定に起因すると考えられる、
負の体積誤差量の増加が認められるであろう。

【0041】

図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、および図７Ｄは、それぞれ障害物７０２の周りの流体流７２０、７４０、７６０、および７８０を示す。図から分かるように、図７Ａ～７Ｄの左から層流で入る流体は、障害物７０２の周りを迂回した後に図の右から出ている。図７Ａでは、流体は１未満のレイノルズ数Ｒｅを有し、流体は、障害物７０２を通過した後に再び層流となる。図７Ｂでは、流体は１から３０のレイノルズ数Ｒｅを有し、流体は、障害物７０２を通過した後再び層流となる前に、少しの渦を生成する。図７Ｃでは、流体は３０から１０００のレイノルズ数Ｒｅを有し、流体は、障害物７０２を通過した後より多くの渦を生成し、フォンカルマン渦列を形成する。図７Ｄでは、流体は１０００より大きいレイノルズ数Ｒｅを有し、流体は、障害物７０２を通過した後に、流管に沿ってある程度の距離にわたって乱流となる。

【0042】

本出願の一実施形態では、図７Ｄの障害物７０２と同様に、レイノルズ数が１００,０
００未満の流体の体積誤差を減少させるために、インサートを有する流体管を使用して、流体に乱流を発生させる。例えば、図８Ａは流管８００の断面を示し、図８Ｂは、一実施形態に係るコリオリ流量計１００のための流管８００の詳細を示す。上述したように、コリオリ流量計１００は、流管、例えば流管７００に連結されたドライバ１８０を備え、ド
ライバ１８０は、流管８００を駆動方向に振動させるように構成される。コリオリ流量計１００は、流管８００に連結されたピックオフセンサ１７０Ｌ、１７０Ｒをさらに備え、流管８００の動きを測定するように構成される。

【0043】

上述のコリオリ流量計１００は、二重流体導管流量計を含むが、単一の、または任意の他の複数の導管流量計を実施することは、十分に本発明の範囲内であることを理解されたい。さらに、流体導管１３０、１３０’は、湾曲した流体導管構成を備えるものとして示されているが、本発明は、１つまたは複数の直線状の流体導管を備える流量計を用いて実施することができる。したがって、上述のコリオリ流量計１００の特定の実施形態は単なる一例であり、本発明の範囲を限定するものではない。

【0044】

流管８００は、内面８５４を有する導管８５２を含む。実施形態において、導管８５２は、円形断面、楕円形断面、または当業者に公知の任意の他の断面を有し得る。円形断面を含む導管８５２を備えた流管８００の例では、内面８５４は、４つの屈曲部を有する円筒状の表面である。

【0045】

流管８００は、複数のインサートをさらに備え、複数のインサートのそれぞれは、導管の内面の少なくとも第１の位置に連結される。例えば、図８Ｂは複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄを示しており、図８Ａは流管８００の他の部分に沿ったさらなる複数のインサートを示している。複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのそれぞれは、導管８５２の内面８５４上のそれぞれの位置、例えばインサート８５６ａについては第１の位置８５８に連結されている。

【0046】

複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄを流管８００の内面８５４に沿って配置することによって、コリオリ流量計１００内に乱流を発生させることができ、これにより、測定中の流体が層流を示すときに発生する誤差を低減することができる。

【0047】

流管８００の例は、何の限定も意図していない。当業者であれは容易に理解できるように、流管８００は、乱流を増大させるために、任意の数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄを含むことができる。

【0048】

実施形態では、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのうちの少なくとも１つの、第１の位置８５８は、流管８００のアクティブ部分に配置できる。例えば、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのうちの少なくとも１つは、ドライバ１８０によって振動するように駆動される流管８００の一部、例えば、図１の補強バー１４０と１４０’との間の流管８００の部分、に配置されうる。

【0049】

流管８００のアクティブ部分にインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄを設けることによって、コリオリの力が最も強く、ピックオフセンサ１７０Ｌ、１７０Ｒが配置されやすい場所に、乱流を提供することが可能となりうる。これは、コリオリ流量計１００の、層流下での流体の過小測定に起因して発生する誤差を、最小限に抑えうる。

【0050】

実施形態では、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのうちの少なくとも１つの、第１の位置８５８は、導管の屈曲部内にある。例えば、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのうちの少なくとも１つは、図８Ａおよび図８Ｂのそれぞれに示されるように、屈曲部８０２aまたは８０２ｂの一部に配置すること
ができる。

【0051】

流管８００の湾曲部分８０２ａ、８０２ｂ内にインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄを設けることによって、試験中の流体において、乱流の領域が最大となりう
る、乱流を生成することが可能となりうる。これは、コリオリ流量計１００の、層流下での流体の過小測定に起因して発生する誤差を、さらに最小限に抑えるのに寄与しうる。

【0052】

実施形態では、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのそれぞれは、導管８５２の直径の少なくとも２５％にわたって延びていてもよい。内面８５４の二つの別個の部分に接続しないインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄを設けることで、流管８００の製造の際に、インサートを二つの別個の部分で内面８５４に接続する場合に生じる可能性のある、位置合わせの問題を引き起こすことなく、乱流を最大とすることが可能となり得る。

【0053】

しかしながら、当業者であれば容易に理解するように、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのそれぞれは、導管８５２の直径に対して任意の長さにわたることができる。実施形態では、例えば、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄは、導管８５２の直径の少なくとも３０、５０、７０、または１００パーセントにわたって延在してもよい。

【0054】

しかしながら、さらなる実施形態では、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのうちの１つまたは複数のインサートは、第１の位置に連結された第１の端部と、導管の内面上の少なくとも第２の位置に連結された第２の端部とを含んでいてもよい。実施例では、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのいずれのインサートも、流管８００の中心軸を通過するように配置されてもよい。しかし、さらなる例では、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのいずれのインサートも、流管８００の中心軸を通ることなく、流管の断面を横切って配置されてもよい。

【0055】

実施形態において、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄは、ロッドとして成形されてもよい。例えば、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄは、円形断面を有する長くて薄い部材を含みうる。

【0056】

さらなる実施形態では、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄは、フィンとして成形されてもよい。例としては、フィンは、流管の軸線に沿って延びる長手方向を有する、実質的に平面状のインサートを含みうる。

【0057】

さらなる実施形態では、当業者であれは理解できるように、試験中の流体に乱流を提供し、及び/または低コストでの製造を可能にする、インサート８５６ａ、８５６ｂ、８５
６ｃ、８５６ｄの他の形状または向きが可能であり得る。

【0058】

実施形態では、流管８００の導管８５２の直径は、少なくとも２インチでありうる。これは、テスト対象の過小測定の原因となる層流が発生する可能性の高い、より大きなメータでの、メータ精度を向上させうる。

【0059】

実施形態では、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄは、第１の長手方向を有する第１のインサートと、第２の長手方向を有する第２のインサートとを含むことができ、第１の長手方向は、第２の長手方向から４５度以上オフセットされる。例えば、図９は、一実施形態に係る流管９００の断面図を示す。図９では、第１のインサート９５６ａが第１の長手方向９０２ａを有し、第２のインサート９５６ｂが第２の長手方向９０２ｂを有することが分かる。実施形態では、第１のインサート９５６ａおよび第２のインサート９５６ｂは、流管９００の長さ方向に沿って同じ位置または異なる位置に配置されてもよい。第１の長手方向９０２ａは、第２の長手方向９０２ｂから４５度以上オフセットされるように配向される。

【0060】

複数のインサート９５６ａ、９５６ｂの１つまたは複数のインサートを異なる方向に配向させることによって、流管９００が試験中の流体の乱流を生成する能力を向上させることができる。

【0061】

図１０は、一実施形態に係る方法１０００を示す。方法１０００は、一実施形態に係るコリオリ流量計を組み立てるために実行できる。

【0062】

方法１０００は、ステップ１００２から開始する。ステップ１００２において、流管が提供される。例えば、内面８５４を有する導管８５２と、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄとを備え、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６８c、８５６ｄのそれぞれが、上述のように、導管８５２の内面８５４上の少なくとも第１
の位置８５８に連結されている、流管８００が提供されうる。

【0063】

実施形態において、流管８００は、導管８５２を貫通する１つ以上の孔を、ドリル加工、機械加工、ワイヤ放電加工することによりにより、形成されうる。次に、複数のインサート８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄのそれぞれを、複数の孔のそれぞれに挿入し、導管８５２に溶接、ろう付け、または他の方法で連結し、これにより流体漏れがないように流管８００を封止する。

【0064】

さらなる実施形態では、流管８００は、射出成形によって製造されてもよい。

【0065】

方法１０００は、ステップ１００４に続く。ステップ１００４では、ドライバが、流管に連結され、ドライバは、流管を駆動方向に振動させるように構成される。例えば、ドライバ１８０は、当業者には公知の任意の連結技術を用いて流管８００に連結され、上述したように、流管８００を駆動方向に振動させうる。

【0066】

方法１０００は、ステップ１００６に続く。ステップ１００６では、ピックオフセンサが流管に連結され、ピックオフセンサは、流管の動きを測定するように構成される。例えば、ピックオフセンサ１７０Ｌ、１７０Ｒは、当業者には公知の任意の連結技術を使用して流管８００に連結され、流管８００の動きを測定することができる。

【0067】

方法１０００は、レイノルズ数Ｒｅが１０００００未満であり、したがって層流を示す傾向があるテスト対象の流体に使用される流量計において見られる過小測定問題のない、コリオリ流量計の組立を可能にし得る。

【0068】

方法１０００の実施形態では、複数のインサートは、上記のようにロッドとして成形することができる。

【0069】

方法１０００の実施形態では、複数のインサートは、上記のように、フィンとして成形することができる。

【0070】

方法１０００の実施形態では、複数のインサートのうちの少なくとも１つの、第１の位置は、上記のように、導管のアクティブ部分に配置され得る。

【0071】

方法１０００の実施形態では、複数のインサートのうちの少なくとも１つの、第１の位置は、上記のように、導管の屈曲部内に配置され得る。

【0072】

実施形態では、複数のインサートのそれぞれは、上記のように、導管の直径の少なくとも２５％にわたって延びてもよい。

【0073】

実施形態では、複数のインサートのそれぞれは、上記のように、導管の内面上の第１の位置に連結された第１の端部と、少なくとも第２の位置に連結された第２の端部とを含んでもよい。

【0074】

実施形態では、導管の直径は、上記のように、少なくとも２インチであってもよい。

【0075】

実施形態では、複数のインサート９５６ａ、９５６ｂは、第１の長手方向９０２ａを有する第１のインサート９５６ａと、第２の長手方向９０２ｂを有する第２のインサート９５６ｂを含むことができ、第１の長手方向９０２ａは、第２の長手方向９０２ｂから４５度以上オフセットされる。

【0076】

このように、特定の実施形態が例示の目的で本明細書に記載されているが、当業者であれば理解できるように、本明細書の範囲内で様々な同等の修正が可能である。したがって、上述の実施形態の範囲は、以下の特許請求の範囲から決定されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2024-05-31

【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】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流管（８００、９００）に連結されたドライバ（１８０）であって、前記流管（８００、９００）を駆動方向に振動させるように構成されたドライバ（１８０）と、
前記流管（８００,９００）に連結されたピックオフセンサ（１７０Ｌ、１７０Ｒ）であって、前記流管（８００,９００）の動きを測定するように構成された、ピックオフセンサと、
前記流管であって、
内面（８５４）を有する導管（８５２）
及び
複数のロッド形状のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）であって、前記複数のロッド形状のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）のそれぞれは、前記導管（８５２）の内面（８５４）上の少なくとも第１の位置（８５８）に連結され乱流を生成し層流下での前記流管内の流体の測定誤差を最小化するように構成され、前記第１の位置（８５８）に連結された第１の端部と、前記導管（８５２）の内面（８５４）上の少なくとも第２の位置に連結された第２の端部とを含む、インサート
を有する流管と、
を備える、コリオリ流量計（１００）。

【請求項2】

前記複数のロッド形状のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）が、固体である、請求項１に記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項3】

前記複数のロッド形状のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）の少なくとも１つの、前記第１の位置（８５８）が、前記導管（８５２）のアクティブ部分の内部にある、請求項１又は２に記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項4】

前記導管（８５２）の内面（８５４）上の前記第１の位置（８５８）が、前記導管（８５２）の屈曲部（８０２ａ、８０２ｂ）内にある、請求項１から３のいずれかに記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項5】

前記導管（８５２）の直径が少なくとも２インチである、請求項１から４のいずれかに記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項6】

前記複数のロッド形状のインサート（９５６ａ、９５６ｂ）が、第１の長手方向（９０２ａ）を有する第１のインサート（９５６ａ）と、第２の長手方向（９０２ｂ）を有する第２のインサート（９５６ｂ）とを含み、前記第１の長手方向（９０２ａ）は、前記第２の長手方向（９０２ｂ）から４５度以上オフセットされている、請求項１から５のいずれかに記載のコリオリ流量計（１００）。

【請求項7】

流管（８００,９００）を提供するステップと、
ドライバ（１８０）を流管（８００,９００）に連結するステップであって、前記ドライバ（１８０）が、駆動方向に前記流管（８００,９００）を振動させるように構成される、ステップと、
ピックオフセンサ（１７０Ｌ、１７０Ｒ）を前記流管（８００,９００）に連結するステップであって、前記ピックオフセンサ（１７０Ｌ、１７０Ｒ）は、前記流管（８００,９００）の動きを測定するように構成される、ステップと、
を含み、
ここで前記流管（８００,９００）は、内面（８５４）を有する導管（８５２）と複数のロッド形状のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）とを含み、
前記複数のロッド形状のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）のそれぞれのインサートの第１の端部を、前記導管（８５２）の内面（８５４）上の少なくとも第１の位置（８５８）に連結するステップと、
前記複数のロッド形状のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）のそれぞれのインサートの第２の端部を、前記導管（８５２）の内面（８５４）上の少なくとも第２の位置に連結するステップと、
をさらに含み、
前記複数のロッド形状のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）が、乱流を生成し層流下での前記流管内の流体の測定誤差を最小化するように構成されている、コリオリ流量計（１００）の組み立て方法。

【請求項8】

前記複数のインサート（８５６ａ、８５６ｂ、８５６ｃ、８５６ｄ、９５６ａ、９５６ｂ）が固体である、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記導管（８５２）の内面（８５４）上の第１の位置（８５８）が前記導管（８５２）のアクティブ部分の内部にある、請求項７又は８に記載の方法。

【請求項10】

前記導管（８５２）の内面（８５４）上の前記第１の位置（８５８）が、前記導管（８５２）の屈曲部（８０２ａ、８０２ｂ）内にある、請求項７から９のいずれかに記載の方法。

【請求項11】

前記導管（８５２）の直径が少なくとも２インチである、請求項７から１０のいずれかに記載の方法。

【請求項12】

前記複数のロッド形状のインサート（９５６ａ、９５６ｂ）が、第１の長手方向（９０２ａ）を有する第１のインサート（９５６ａ）と、第２の長手方向（９０２ｂ）を有する第２のインサート（９５６ｂ）とを含み、前記第１の長手方向（９０２ａ）は、前記第２の長手方向（９０２ｂ）から４５度以上オフセットされている、請求項７から１１のいずれかに記載の方法。

【外国語明細書】