JPH11500228A - 同心ロータを用いるコリオリ効果質量流量計 - Google Patents

同心ロータを用いるコリオリ効果質量流量計

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Abstract

(57)【要約】 コリオリ流量計は、ハウジング(301)の中に設けられた外側ロータ(307)を備えており、該外側ロータは、回転中心軸線と同軸状の凹所(341)を有している。コリオリロータ(314)が、上記外側ロータの凹所の中に設けられており、上記コリオリロータは、上記回転中心軸線と同軸状の回転中心軸線を有している。コリオリロータは、複数の穴(312)を備えており、これら穴は各々、外側ロータの外周部からコリオリロータの中央凹所まで伸長している。外側ロータは、複数の穴(309)を有しており、これら穴は各々、外側ロータの外周部から外側ロータの上記凹所まで伸長している。外側ロータの上記穴の中の少なくとも幾つかは、コリオリロータの上記スペースの穴の中の対応する1つの穴に整合されている。物質入口(302)が、外側ロータ及びコリオリロータの両方の穴を通して、流量計の物質出口(304)まで流体を移動させる。両方のロータは、物質が受け取られて両方のロータの穴を通過する際に、上記回転中心軸線の周囲で回転する。ロータの穴を通る物質の流れ、並びに、両方のロータの同時の回転により生ずるコリオリの力によって、コリオリロータは、上記回転中心軸線の周囲で、外側ロータから角度方向に変位する。感知コイル(323、324)、及び、磁石(316、344)が、コリオリロータの角変位の大きさ、及び、流動する物質の質量流量を表す出力信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】 同心ロータを用いるコリオリ効果質量流量計 発明の分野 本発明は、コリオリ効果質量流量計に関し、より詳細には、位相測定要素とし て同心ロータを用いるコリオリ流量計に関する。 課題 導管を通って流れる物質に関する質量流量及び他の情報を測定するために、振 動管型のコリオリ効果質量流量計を使用することは公知である。そのような流量 計は、J.E.Smith et al.の米国特許第4,109,524号(発行日:1978 年8月29日)、米国特許第4,491,025号(発行日:1985年1月1 日)、及び、米国再発行特許第31,450号(発行日:1982年2月11日 )に開示されている。これらの流量計は、直線型の又は湾曲型の1又はそれ以上 の流管を備えている。各々の流管の形態は、一組の固有振動モードを有しており 、そのような固有振動モードは、単純曲げ、捻り、あるいは、結合型とすること ができる。各々の流管は、上述の固有振動モードの中の1つで共鳴して枢動点の 周囲で振動するように駆動される。流量計の入口側に接続された導管から流量計 に入る物質の流れは、単数又は複数の流管に導入され、流量計の出口側から出る 。 流体が充填された振動系の固有振動モードは、流管及び該流管の中を流れる物 質の合計質量によって、部分的に決定される。流量計を通る物質の流れが存在し ていない時には、流管に沿う総ての点は、与えられる駆動力に起因する同一の位 相で振動する。物質が流れ始めると、コリオリ加速度により、流管に沿う各々の 点は異なる位相を有するようになる。流管の入口側の位相は、ドライバよりも遅 れ、一方、出口側の位相は、ドライバに先行する。流管にはセンサが設けられて いて、流管の運動を表す正弦波出力信号を発生する。上記2つのセンサの信号の 間の位相差は、流管を通る物質の質量流量に比例する。 この測定における複雑なファクタは、代表的なプロセス流体の密度が変動する ことである。そのような変動は、固有モードの周波数を変動させる。流量計の制 御装置は、共振を維持するので、振動周波数は、密度の変動に応じて変化する。 この状態における質量流量は、位相差と振動周波数の比に比例する。上述のSmit hの米国再発行特許第31,450は、位相差及び振動周波数を共に測定する必 要のないコリオリ流量計を開示している。位相遅延と振動周波数との割合は、流 量計の2つの正弦波出力信号の平面交差の間の時間遅延を測定することによって 、決定される。この方法を用いる場合には、振動周波数の変動が相殺され、質量 流量は、測定した時間遅延に比例する。この測定方法は、以下において、時間遅 延測定又はΔt測定と呼ぶことにする。 コリオリ質量流量計の中を流れている物質の特性に関する情報は、高い精度で 導出されなければならず、その理由は、導出された流量の情報が、少なくとも0 .15%の精度を有することが必要とされることが多いからである。これらの流 量計の出力信号は、正弦波であって、物質が通過する流量計が発生するコリオリ の力によって決定される量によって、時間又は位相において変換される。上記セ ンサの出力信号を受信する信号処理回路は、上記時間差を正確に測定して、読取 値の少なくとも0.15%の必要とされる精度で、流れているプロセス物質の所 望の特性を発生する。 振動管型のコリオリ効果質量流量計の作用は、パイプ又は管の如き流体導通部 材がそのような管の軸線に対して直交する軸線の周囲で回転する際に発生するコ リオリの力に基づいている。コリオリ流管は、一般的に、同じ方向に連続的には 回転しない。その理由は、回転シールが必要とされることになり、シールの抵抗 がコリオリの力の測定に誤差を導入することになるからである。そうではなく、 流管は、枢動点の周囲である方向に短い距離だけ回転し、次に、逆方向に対応す る運動を行うように、振動される。コリオリの力は、直接的に測定されるのでは なく、結果として生ずる流管の変形を測定することによって得られる。 振動型の流管の設計の基本的な問題は、流体を収容する部材、すなわち流管も 、発生したコリオリの力に応答して変形する感知部材であるということである。 こ のような二重の機能は、矛盾する条件を有している。流体を保持する機能は、流 管が、流体圧に耐えるに十分な剛性及び強度を有することを必要とする。コリオ リの力の感知機能は、流管が、細く可撓性があり、コリオリの力に応答して十分 に変形することを必要とする。小径のパイプラインのために設計された流量計は 、流管の肉厚を流体圧に耐えるに十分な厚さにし、また、流管の長さをその肉厚 にも拘わらず十分な可撓性を有するようにすることによって、両方の条件を満足 することができる。この設計方法は、大径のパイプラインに使用するのに適した 流量計に関しては満足すべきものではなく、その理由は、必要な流管の長さが流 量計を大きくして、受容できない程に高価なものにするからである。 流管の二重の機能に関する別の問題は、流体圧が、流管を剛性化することであ る。剛性の高い管は、コリオリの力に対する感受性が低い。従って、流量計の感 度は、流体圧が上昇することにより、低下する。 振動流管型のコリオリ流量計の問題を解決するために、回転型の質量流量計を 使用することは公知である。回転型の質量流量計の基本的な2つのタイプは、角 運動量型の流量計、及び、回転型のコリオリ流量計である。これらの流量計は、 角運動量型の流量計は、流量計の流路の中の一定の半径方向位置における流体の 角速度が変化し、一方、回転型のコリオリ流量計は、一定の角速度において流路 の中の流体の半径方向位置が変化するという点において異なっている。これらの タイプは共に、流体を保有する機能及び流体を感知する機能を2つの別個の要素 に分けることによって、振動管流量計の上述の問題を解決している。 角運動量流量計は、異なる羽根角を有する2つのインペラを備えていることが 多い。上記インペラは、パイプの中に設けられていて、一方のインペラが他方の インペラの上流側に設けられている。上記インペラは、これらインペラの間の角 変位を許容するねじりバネによって結合されている。上記角変位は、流体の角運 動量の変化に比例する位相差を表しており、質量流量を決定するために使用する ことができる。 角運動量流量計は、以下の文献に示されている。 米国特許第2,943,487号 米国特許第3,232,110号 米国特許第3,877,304号 米国特許第3,958,447号 米国特許第4,012,957号 米国特許第4,438,648号 英国特許第1,069,466号 欧州特許第0485684B1 PCT−WO94/21990 M.P.Wilson,Jr.の"A Survey of Mass Flowmeter"(pp.63-68, Instrumentation Technology,September1971) 別の角運動量流量計は、2つの基本的な問題を有している。第1の問題は、流 量計のパイプに流入する流体の速度プロフィールに対する感度である。この感度 が存在する理由は、これらの流量計の測定量(トルク)が、力及び半径方向の距 離の積であるからである。パイプの中心を流下する流体は、半径が小さいので、 パイプの周囲付近の同じ流れよりも小さなトルクをインペラセンサに発生させる 。これらの流量計はまた、流体の粘性の効果に起因する不正確性を生ずる。イン ペラ及び管壁に作用する粘性抵抗が、その結果生ずる流体の角運動量、速度プロ フィール、及び、インペラの間のトルクを変化させる。また、速度プロフィール の問題を解消するために、コリオリ型の回転質量流量計を用いることも周知であ る。これらの流量計は、流動する流体の角運動量ではなく、コリオリの力を用い て、質量流量を測定する。これらの回転型コリオリ流量計は、流体を半径方向に 移動させる間に、流体の加速度を一定に維持する。これらの流量計は、また、流 体が流過する半径方向の穴を有するモータ駆動型のロータを使用している。ある 固定された回転速度においてロータを回転させるために必要なトルクは、半径方 向の穴を通る質量流量に比例するのが理想的である。従って、ロータのトルクは 、質量流量及びrpmに正比例する。不運にして、シール、ベアリング、及び、 粘性に起因する抵抗が、ロータのトルクに加算されて、測定誤差を生ずる。また 、モータを使用すると、多くの用途において本質的に安全にすることのできない 流量 計が生ずることになる。コリオリ型の回転質量流量計は、上述のWilsonの文献、 並びに、"Mass Rate Flowmeter Measures Gas,Liquid,or Solids in Product En gineering"(1953年9月)の211ページに示されている。 課題の解決策 本発明は、外側ロータと、同軸状の内側(コリオリ)ロータと、これら2つの ロータを接続する可撓性のトーションバー軸とを備えた位相測定ロータ装置を提 供することにより、回転型コリオリ流量計の上述の問題を解決する。流量計を通 る質量流量は、外側ロータとコリオリロータとの間の回転方向の変位を測定する ことによって、決定される。上記両方のロータは、流体入口及び流体出口を有し ている密封された収容ハウジングの中に同軸状に嵌合している。外側ロータは、 中空の外側凹所を有しており、該凹所の中に、コリオリロータが嵌合する。外側 ロータの一側部にカバーが取り付けられていて、コリオリロータを包囲している 。整合された穴を流過する流体が、ロータを回転させ、流体の質量流量に比例す るトルクをロータに与える。このトルクは、外側ロータ及びコリオリロータに対 して共に等しく与えられる。外側ロータは、また、粘性抵抗、ベアリング抵抗、 及び、シール抵抗のトルクを受け、本発明の幾つかの実施例においては、更に、 駆動トルクを受ける。コリオリロータは、該コリオリロータを包囲している外側 ロータと同じ速度で回転するので、上述のいずれの抵抗トルクも受けないが、コ リオリトルクだけを受ける。その結果生ずる外側ロータに対するコリオリロータ の角度方向の撓みは、質量流量に比例する。 コリオリロータの中心も中空であり、従って、ロータカバーに取り付けられて いて同じ速度で回転する流体剪断デカップラを収容することができる。上記剪断 デカップラは、コリオリロータが、中央の入口/出口ポートの中の流体の粘性又 は角運動量に起因する力を全く受けないようにする。コリオリロータの総ての側 部にクリアランスが存在しており、これにより、コリオリロータは、トーション バーによって拘束されている範囲を除いて、外側ロータと同軸状の関係で自由に 回転する。流体導通穴が、外側ロータ及びコリオリロータの両方のロータ、並び に、流体剪断デカップラに形成されている。カバーディスクの流体出口/入口ポ ートの中で、上記穴は収束していて、1つの穴として軸方向に現れており、該1 つの穴を通って、流体が流量計に対して流入/流出する。外側ロータの半径方向 の穴、コリオリロータの半径方向の穴、剪断デカップラの半径方向の穴、及び、 カバーディスクの出口/入口ポートは、整合されていて、流体が通過することが できる。 多数の異なる実施例が開示されており、これら実施例によって、外側ロータ及 び同軸状の内側コリオリロータが用いられ、コリオリロータが、上記2つのロー タに対して同軸状の共通軸の周囲で外側ロータから角度方向に変位する量を測定 することにより、質量流量の情報を導出する。可能性のある第1の代替実施例は 、流量計のケーシングの内側面に対して接線方向の入口を介して流体を受け取り 、外側ロータ及びコリオリロータの両方の半径方向の穴に流体を通す。コリオリ ロータの穴は、流体剪断デカップラの協働する穴に導く。上記流体剪断デカップ ラは、外側ロータと共に回転すると共に、コリオリロータの穴から受け取った流 体の半径方向の流れを軸方向の流れに変換して、流量計の流体出口に与える。従 って、上記流体剪断デカップラは、流体がコリオリロータの穴によって流量計の 出口に直接与えられた場合に受けることになる力からコリオリロータを隔離して 、流量計が接続されているパイプラインに軸線方向に供給する。 本発明の別の実施例によれば、コリオリロータの上記穴は、半径方向に設けら れており、一方、外側ロータの穴は、90°のベンドを有している。外側ロータ のそのような各々の穴の内側開口は、コリオリロータの対応する半径方向の穴の 外方端の方を向いている。そのような外側ロータの各々の穴の他の開口は、外側 ロータの周囲にもたらされる突出部を有している。外側ロータは、外側ロータの 周囲の上記開口がスコップとして作用することができるような方向に回転する。 上記スコップは、受け取った流体を「すくい上げ」て、外側ロータの半径方向の 穴の入口が外側ロータの外周と一致している上記第1の実施例の装置の場合の圧 力よりも大きな圧力で、上記流体をコリオリロータの半径方向の穴に押し込む。 本発明の別の実施例によれば、コリオリロータの上記穴は、半径方向に設けら れており、一方、上記外側ロータの穴は、90°状の要素を備えている。この9 0°の要素は、コリオリロータの対応する穴と協働するための開口端を外側ロー タの内周に有している。そのような90°の要素は、外側ロータの外周に一致し ていてジェット機能を発揮するように構成された、小さな開口を有している。流 体は、コリオリロータの穴の内方端付近の流体剪断デカップラに同軸状に入り、 コリオリロータの半径方向の穴を通って、各々の90°の要素のジェット開口を 含む外側ロータの非半径方向の穴を通過する。 本発明の別の可能な実施例は、同軸状の流体入口及び流体出口を有するインラ イン流量計を含んでいる。各々のロータの軸線は、流体入口及び流体出口と同軸 状であり、上記入口から軸方向の流体の流れを受け取って、この流体の流れを外 側ロータの周部及びその穴に対して接線方向に与えるための流れディバイダが設 けられている。 別の実施例は、インライン入口及びインライン出口を備えており、受け取った 流体を、流体剪断デカップラ、コリオリロータの半径方向の穴、及び、外側ロー タの合致する穴を通して、流体出口に供給する。 本発明の別の実施例によれば、コリオリロータ及び外側ロータの上記穴は、半 径方向に設けられるのではなく、ロータの中央の回転軸線の線を含む平面におい て湾曲している。この湾曲は、コリオリロータ又は外側ロータの回転に影響を与 えない。 本発明の別の実施例によれば、モータが、外側ロータのジェット開口を有する 実施例によれば接続されており、これにより、ロータ装置により大きなrpmを 与える。この構成は、コリオリロータと外側ロータとの間の回転方向の変位を測 定するために使用される出力信号を改善する。 本発明の更に別の実施例によれば、コリオリロータ及び外側ロータは、モータ によって回転されて、流体ポンプの機能、及び、該ポンプによって排出された流 体に関する質量流量情報を与えるための質量流量測定装置の機能の二重の機能を 果たす。外側ロータの穴は、ロータ装置のポンプ機能を高めるような態様で、湾 曲している。 総ての実施例において、感知コイル及び感知磁石が、外側ロータに対するコリ オリロータの回転方向の変位を表す出力情報を発生する。第1の組の磁石が、コ リオリロータに埋め込まれており、一方、第2の組の磁石が、外側ロータと一体 に回転する装置に埋め込まれている。第1の感知コイルは、第1の組の磁石の各 々の磁石の運動を感知し、一方、第2の感知コイルが、第2の組の磁石の運動を 感知する。各々のコイルは、周期的な波形出力を発生し、これら2つの出力波形 の間の位相差は、外側ロータに対するコリオリロータの回転方向の変位に比例し 、また、流量計の中の流体の流れの質量流量に比例する。 本発明の総ての実施例は、コリオリロータが外側ロータから変位することので きる回転方向の変位量を制限する機械的な手段を提供する。これは、コリオリロ ータを外側ロータに取り付けるトーションバー軸が、流量計の始動時及び休止時 の間の過度の加速度力を受けないようにするために、望ましい構成である。 図面の説明 図1及び図2は、コリオリ流量計の作用に関連する物理的な力を示している。 図3は、本発明のある可能性のある実施例の分解図である。 図4は、図3の装置の平面図である。 図5は、図4の線5−5に沿って取った断面図である。 図6は、図4の線6−6に沿って取った断面図である。 図7は、図6の線7−7に沿って取った断面図である。 図8は、図3の実施例の代替実施例を示している。 図9は、非半径方向の穴を有する外側ロータに関連する力を示している。 図10は、外側ロータの非半径方向の穴を有する別の実施例を示している。 図11及び図12は、軸方向のインライン入口及びインライン出口を有する流 量計を示している。 図13は、コリオリロータ及び外側ロータが非半径方向の穴を有している実施 例を示している。 図14、図15及び図16は、軸方向の入口及び出口を有する別の実施例を示 している。 図17及び図18は、モータ駆動される複合型の流量計及びポンプを備える別 の実施例を示している。 図19は、図15の部分拡大図である。 詳細な説明 図1は、速度Vで流過する流体質量を有するスラグ102を保有する流管10 1を示している。流管101は、枢動点104の周囲で角速度ωで回転している ものと仮定する。コリオリ流量計を振動させる際には、枢動点104の周囲での 流管101の回転は、連続的ではなく、そのような回転は、揺動運動を含んでい て、流管101は、枢動点104の周囲で一方の方向に僅かに回転し、その後、 反対方向に戻る回転を行う。この理由は、流管を連続的に回転させることは、必 要となるシールを設けたり、その結果、シールによって抵抗が与えられるという ような機械的な問題によって、通常の流量計に関しては経済的ではないからであ る。しかしながら、そのような制約は、本発明の装置によって解消される。 図1及び図2の流管101は、枢動点104の周囲で、ベクトルωで決定され る角速度で反時計方向に回転しているものと仮定する。このような状態において 、流体質量を有するスラグ102は、枢動点104から離れる方向に速度Vで移 動する際に、コリオリ加速度Acを受ける。流体質量を有するスラグ102がコ リオリ加速度を受けるようにするのは、流管101の壁部であるので、流管10 1の壁部は、コリオリの力Fcを受ける。 図1に示す発生するコリオリの力Fcは、下式で表すことができる。 (式1) Fc = MAc 上式において、 Fc=流管に作用するコリオリの力、 M=流体質量、 Ac=コリオリ加速度。 物理学の法則から、コリオリ加速度Acは、下式で表すことができる。 (式2) Ac = 2(ω×V) 上式において、 ω=流管の角速度、 V=流体速度。 式2を式1に代入すると、流管に作用するコリオリの力は、下式で表すことが できる。 (式3) Fc=M×2(ω×V) コリオリ加速度Acは、流体質量を有するスラグ102が、速度Vで、枢動点 104から離れる方向に流管101を通る際に、上記スラグが受ける接線速度の 変化率である。式2は、流体のスラグが時間間隔δtの間に有限距離を移動し、 上記時間間隔の間に、枢動点104からの流体のスラグ102の距離が増大する ことを理解することにより、直感的に理解することができる。流体のスラグ10 2が、元々、枢動点104から距離Rにあった場合には、時間間隔δtの後に、 流体のスラグは、枢動点104から距離(R+δR)にあることになる。流管の 任意の点の接線速度は、流管が回転している角速度ωに枢動点104からの流管 の距離を掛けたものの関数である。時間間隔δtの終わりに、流体のスラグ10 2は、枢動点104から量δRだけ更に離れる。これは、流体のスラグ102の 枢動点からの距離が(R+δR)である場合に、流体のスラグ102が、時間間 隔δtの後に、枢動点からの距離がRである場合の時間間隔の最初における角速 度よりも大きい角速度で移動する場合である。これにより、時間間隔δtで除し た接線速度が増大して、流体質量を有するスラグ102のコリオリ加速度Acに 等しくなる。勿論、流体質量を有するスラグ102の線速度は、流体質量を有す るスラグ102が枢動点を越えて更に移動してその接線速度を増大させた場合で も、上記時間間隔の間には一定である。 式3から、図1に示すコリオリの力Fcは、流管101の中を流れる流体の質 量、流管10が枢動点104の周囲で枢動する角速度ω、並びに、流体質量が流 管を通過する速度Vに対して比例関係にあることが分かる。 流体が半径方向の通路を横断する間に、該流体の角速度を一定に維持する回転 型のコリオリ質量流量計が公知であることは、上に述べた。これは、半径方向の 穴を有するロータを設けて、そのような穴を通して流体を流すことによって、達 成される。従来技術の回転型のコリオリ質量流量計は、一般的に、モータを用い て、流体が流過するロータを回転させている。本発明の回転型のコリオリ流量計 の幾つかの実施例は、モータを使用せずに、流動する流体の動力学を用いてモー タを回転させている。 図2、及び、以下の議論は、流体がロータの半径方向の穴(又は、管)を通っ て流れる際に、回転するロータに与えられる及び回転するロータに関する力を説 明している。図2において、Ahは、図1の流管101の内側部分の面積である 。流体質量を有するスラグ102は、図1の流体質量を有するスラグ102と等 価であって、これは、厚さδR、及び、断面積Ahを有している。スラグ102 の質量は、ρAhδRで表すことができ、ここにおいて、ρは、スラグ102を 含む物質の密度であり、Ahは、スラグ102の断面積であり、δRは、スラグ 102の厚さである。 流管101の下方部分は、枢動点104を含む軸線103から距離R1にある 。スラグ102は、枢動点104から距離Rにあり、一方、流管101の頂部は 、枢動点104から距離R2にある。 下式は、流体が流管101を通って連続的に流れる際のコリオリ加速度に起因 して、流管101が受けるトルクを示している。流管101は、図3に示す(図 2には示していない)ロータの半径方向の穴であると考える。 力学の法則から、流管101に作用するトルクは、下式で表すことができる。 (式4) τ=RXFc 上式において、 τ=ロータに作用するトルク、 R=力の作用点までの半径、 Fc=コリオリの力。 式3で得たコリオリの力Fcの値を代入すると、ロータのトルクは、下式で表 すことができる。 (式5) τ=2RM(ω×V) 式5は、流管の長さにわたる全トルクを合計するために、微分形式で表さなけ ればならない。 (式6) δτ=2RδM(ω×V) 図2の流体のスラグ102の増分の質量は、下式で表すことができることが分 かる。 (式7) δM=ρAhδR 上式において、 ρ=流体の密度、 Ah=穴の断面積。 式7のδMの値を式6に代入すると、下式が得られる。 (式7.5) δτ=2RρAhδR(ω×V) ロータの全トルクは、式7.5を図2の半径R1からR2まで積分することに より、得られる。従って、上式が得られる。 上式において、 R1=ロータ101の内径、 R2=ロータ101の外径、 ω及びVは、直交関係にあり、スカラとして単純に掛け合わせることができる 。 図2のスラグ102に関して示すような流動する物質の質量流量は、以下のよ うに導出することができる。 (式8.1) δM=ρAhδR (式8.2) (δM/δt)=ρAh(δR/δT) しかしながら、(δR/δt)=Vであり、 式10は、下式の通り単純化することができる。 積分を行うと、図2の流管101に作用するトルクτに関して、下式が得られ る。 式11は、図2の流管101の如き回転管に作用するトルクが、流動する流体 の質量流量、並びに、ロータの角速度(回転)に正比例することを示している。 質量流量は、従来技術のモータ駆動される回転型コリオリ流量計のモータに対す る負荷を測定することにより、決定される。しかしながら、シール、ベアリング 及び粘性に起因する抵抗が、ロータのトルクを変えて、そのような従来技術の装 置の質量流量の測定に誤差を導入することがある。 本発明の幾つかの実施例においては、流動する流体が流量計のロータを駆動す る回転型のコリオリ質量流量計が提供される。これにより、総ての用途に関して 流量計は本質的に安全になり、回転軸封に固有の問題を解消する。本発明の一実 施例においては、流体は、外側ロータに対して接線方向に流量計のハウジングに 流入して、外側ロータの半径方向の穴、及び、内側(コリオリ)ロータの半径方 向の穴を通り、外側ロータのカバーの中央にある流量計の軸方向の出口から出る 。モーメントに関する抵抗を無視すると、流入流体の角運動量が保存され、これ により、ロータの中の流体は、流入流体と同じ平均比角運動量を有する。これに より、ロータの角速度、コリオリトルク、及び、外側ロータに関するコリオリロ ータの角変位の測定及び計算を行って、流体の質量流量を決定することができる 。 図3、図4、図5、図6及び図7の実施例 図3は、本発明の可能な第1の好ましい実施例の分解図を示している。この実 施例は、円筒形の流体収容ハウジング301と、外側ロータ307と、内側ロー タすなわちコリオリロータ314と、ロータカバー317と、ハウジングカバー 303とを備えている。開口327を有する入口302が、流体収容ハウジング 301の一部を含んでおり、一方、開口337を有する出口304が、フランジ 306によって、頂部のハウジングカバー303に取り付けられている。使用の 際には、外側ロータ307及びコリオリロータ314は、流体収容ハウジング3 01の凹所338の中に位置決めされる。軸331の上方端が、外側ロータ30 7の平坦部分340に固定可能に取り付けられており、また、上記軸の下方端が 、スラストベアリング334、及び、サークリップ339を有するベアリングカ ップ333に回転可能に係合している。これにより、外側ロータ307は、その 軸331と共に自由に回転することができ、ハウジング301の流体収容凹所3 38の中に設けられている。 トーションバー軸329は、可撓性を有する細長いトーションバーを備えてお り、このトーションバーは、軸331の開口した中央部分の中に設けられていて 、止めネジ332によって、上記中央部分に固定可能に取り付けられている。ト ーションバー軸329は、外側ロータ307の平坦部分340の開口(図3には 示していない)を貫通しており、図6に詳細に示すように、圧力嵌めによってコ リオリロータ314の底部に接続されている。使用の際には、コリオリロータ3 14は、外側ロータ307の凹所341の中に設けられ、トーションバー軸32 9の頂部に堅固に取り付けられる。トーションバー軸329の可撓性によって、 コリオリロータ314は、外側ロータ307に対して、ある限定された量だけ角 度方向に回転することができる。コリオリロータ314の外側ロータ307に対 する上記角度方向の回転は、図4及び図5に関して後に詳細に説明する要素によ って制限される。 ロータカバー317の頂面は、ボス319を備えており、このボス319は、 流体出口304の底部と協働するシール321を収容している。シール321の 頂部は、ハウジングカバー303の底部に当接している。シール321は、流体 がロータ307、314の穴309、312を確実に通過して、流体出口304 に到達するようにしている。ハウジングカバー303の頂面は、開口357、3 46を有しており、これらの開口は、コイル323、324を収容している。こ れらのコイルは、後に説明するように、流体が図3の流量計を流過する際に、コ リオリロータ314と外側ロータ307との間の角変位を決定するために使用さ れる。 使用の際には、コリオリロータ314は、外側ロータ307の凹所341の中 に設けられる。次に、ロータカバー317は、ネジによって、外側ロータ307 のネジ穴311を用いて、該外側ロータの頂面に取り付けられる。このサブアセ ンブリは、次に、ハウジング301の凹所338の中に設けられる。ハウジング カバー303は、ネジ及びネジ穴326、328によって、流体収容ハウジング 301の頂面に取り付けられる。組み立てられた流量計は、次に、パイプライン (図示せず)に接続される。パイプラインの供給部分は、流体入口302に接続 され、また、パイプラインの下流側の部分は、流体出口304に接続される。流 動する流体が、入口302の開口327を通ってハウジング301の内側部分へ 通過することにより、流体が、外側ロータ307の半径方向の穴309、コリオ リロータ308の半径方向の穴312、及び、ロータカバー317の下面に固定 可能に取り付けられた流体剪断デカップラ442の穴443を通る際に、外側ロ ータ307、及び、コリオリロータ308は、反時計方向に回転する。流体は、 流体出口ポート304を通って上方に流れて、流量計が取り付けられているパイ プラインへ移動する。 ロータ307、314の半径方向の穴309、312を通る流体の流れは、上 記ロータを反時計方向に回転させる。このようにすると、コリオリロータ314 は、このコリオリロータが受けるコリオリの力のために、外側ロータ307に対 して角度方向に変位する。この回転方向の変位は、ねじれ軸329のねじれ性に よって許容される。コイル323は、ロータカバーのプレート317に埋め込ま れている磁石344と協働する。コイル324は、コリオリロータ314に埋め 込まれている磁石316と協働する。各々のコイルは、これらコイルと協働する 磁石が当該コイルを通過する際に、出力信号をパス352、353に発生させる 。各々のコイルの出力信号は、各々のコイルが協働する複数の磁石に起因する周 期 的な波形を含む。パス352、353の信号は、流量計の電子回路351に与え られ、該電子回路は、信号352、353を受信することに応答して、質量流量 及び他の情報を決定する。 コイル323は、開口346の中に調節可能に位置決めされる。これにより、 コイル323の位置を調節して、流量計の無流量状態の間に、上記2つのコイル の周期的な波形出力を互いに一致させることができる。これは、較正を行うため に必要なことである。開口346の中におけるコイル323の位置は、リテーナ 要素348及びネジ349によってロックされる。上記リテーナ要素及びネジは 、開口347にねじ込まれていて、リテーナ要素348の底部は、コイル323 の頂面に固定されていて、それ以上動かないようになっている。一旦較正した後 には、2つのコイルの出力信号は、流量計の無流量状態に関して互いに一致する が、流動状態に関しては、互いに変位されて、位相変位が生ずる。この位相変位 は、流量計の中を通る物質の質量流量に比例しており、物質の質量流量を決定す るために、流量計の電子回路351によって用いられる。 図4は、図3の構造を更に詳細に示しており、特に、図3の構造の平面図を含 んでいる。図4に示されているのは、開口327を有する入口302を備えた円 形の流体収容ハウジング301である。パイプライン(図示せず)の供給部分か らの流体が、開口327を通過して、流体収容ハウジング301の内部に入る。 流体は、図4に示すように、反時計方向に移動する。流体は、ハウジング301 の円筒形の内側面405と外側ロータ307の外周部406との間に形成された スペース407に入る。流体は、円形の領域407の中で反時計方向に移動して 、外側ロータ307の半径方向の穴309の開口に入る。流体は、最終的に、外 側ロータ307の半径方向の穴309に入り、そこから、コリオリロータ314 の対応する穴312を通過する。流体は、コリオリロータ314の中心に向かっ て移動し、最終的には、流体剪断デカップラ342の開口343に到達する。流 体剪断デカップラ342の開口343は、コリオリロータ314の各々の半径方 向の穴312と結合されている。このようにすると、流体剪断デカップラ342 は、回転しているコリオリロータ314の複数の半径方向の穴312から流体を 受け 取り、そのような流動する流体を縮流させて、開口337及び出口337から成 る単一の軸方向通路の中に再指向する。 上記複数のネジ穴326は、ハウジングカバー303を流体収容ハウジング3 01の頂面に固定する。図4には、更に、コリオリロータ314の磁石316と 、ロータカバー317に埋め込まれた複数の磁石344が示されている。各々の 磁石344は、図3に示すように(図4には示していない)、ネジ穴318と交 互に設けられるように、ロータカバー317に位置決めされている。換言すれば 、ネジ穴318及び磁石344は、ロータカバー317の周部付近で、交互に設 けられている。コイル324は、磁石316の運動を感知し、一方、コイル32 3は、磁石344の運動を感知する。要素349、348は、コイル323の位 置を開口346の中で制御可能に調節できるようにしている。コイル324の位 置は、調節可能ではなく、コイル324は、開口327の中にぴったりと嵌合し ている。 図4及び図5は、コリオリロータ314の凹所401の中に設けられているピ ン402を示している。図5に示すように、ピン402の頂部は、コリオリロー タ314に埋め込まれており、一方、ピン402の底部は、図4に示すように、 開口401の中に設けられている。ピン402及び開口401は、ロータ314 、307が互いに角度方向に変位できる大きさを限定している。この角変位の制 限は、ねじれ軸329に対する応力を制限する。この制限は、コリオリロータ3 14の変位が十分に大きくて、ねじれ軸329に損傷を与える可能性がある起動 状態の間に、特に有用である。他の機械的な実施例も可能である。従って、ピン 402をコリオリロータ314に埋め込んで、外側ロータ307の開口の中に伸 長させることができる。また、ピン402をロータ307の外壁507に埋め込 んで、図5において側方へ伸長させて、コリオリロータ314の外周部の開口に 入れることもできる。ピン403及び開口404は、ピン402及び開口401 と同じ態様で、コリオリロータ314の角変位に対して小さな制限を与える。流 体スペース407は、外側ロータ307の壁部507と、外側のロータカバー3 17と、ハウジングカバー303の下面を含む流体収容ハウジング301の内側 面 との間のスペースを含む。 図6は、図3の装置を更に詳細に示している。図6は、図4の線6−6に沿っ て取った垂直方向の断面図を含んでいる。図6には、外側ロータ307及びコリ オリロータ314を収容している流体収容ハウジング301、並びに、外側ロー タ307の半径方向の穴309、及び、コリオリロータ314の穴312が示さ れている。軸331の頂部は、外側ロータ307の下部に固定可能に取り付けら れており、また、その底部は、サークリップ339によって、スラストベアリン グ334に取り付けられている。このアセンブリ全体は、ベアリングカップ33 3の中に設けられており、該ベアリングカップは、グリース又は同様なものを収 容するための開口601を有していて、ベアリングカップ336の上方部分をス ラストベアリング334及び軸331の底部から分離している。軸331の中で 該軸と同軸状に設けられているのは、トーション軸329であって、該トーショ ン軸の底部は、上記ネジ332によって、軸331に取り付けられており、また 、その上方部分は、コリオリロータ314の底部に堅固に取り付けられている。 スペース407の中の流体は、ハウジング301の内側部分とロータカバー31 7との間のスペースを有している。コイル323、324が、ハウジングカバー 303の中に設けられている状態で示されている。関連する磁石344、316 が、ロータカバー317、及び、コリオリロータ314の頂部にそれぞれ埋め込 まれている状態で示されている。 流体剪断デカップラ342が、図6に詳細に示されている。流体剪断デカップ ラ342の穴343が、コリオリロータ314の半径方向の穴312の内側部分 313から流体流を受け取り、該流体流を流体出口304の開口337へ向ける 。流体剪断デカップラ342は、ロータカバーのプレート317の底部に固定可 能に取り付けられており、一方、上記プレートは、ネジ318によって、外側ロ ータ307に取り付けられている。流体剪断デカップラ342及び外側ロータ3 07の間の直接的な接続により、コリオリロータ314から出る流体は、最初に 、コリオリロータと同じ角速度を有することになる。上記流出流体は、コリオリ ロータと同じ速度で回転しているので、粘性剪断に起因するトルクをコリオリロ ー タに与えることができない。このように、コリオリロータ314を流出流体の粘 性の悪影響から隔離することにより、質量流量の測定精度を改善する。幾つかの 実施例においては、開口337は、流体入口である。剪断デカップラ342は、 そのような実施例においては、同じ分離機能を果たす。 図7は、図4に示す装置を更に詳細に示している。図7には、流体収容ハウジ ング301、外側ロータ307、及び、コリオリロータ314が示されている。 また、外側ロータ307の半径方向の穴309、及び、コリオリロータ314の 半径方向の穴312も示されている。流体収容ハウジング301の内側部分と外 側ロータ307の外側部分との間の領域407が、入口302の開口327から 流体流を受け取る。この受け取られた流体流は、スペース407の中で反時計方 向に流れて、外側ロータ307の半径方向の穴309に入り、コリオリロータ3 14の半径方向の穴312を通過して、最終的には、流体出口304において流 量計から出る。このようにすると、コリオリの力が発生し、このコリオリの力は 、コリオリロータ314と外側ロータ307との間に上述の角変位を生ずる。こ の角変位の大きさは、上述のように、磁石344、316と協働するコイル32 3、324によって測定される。流体剪断デカップラ342は、外側ロータ30 7と一体に回転し、コリオリロータ314の半径方向の穴312から流体流を受 け取り、該流体流を上方に導いて、流体出口304及びその開口337から出す 。 組み合わされたロータの角速度は、角運動量保存の法則から決定することがで きる。流入流体の角運動量は、下式によって与えられる。 (式12) Ii=Mii2 上式において、 Ii=流入側の角運動量、 Mi=流入流体の質量、 Vi=流入流体の速度、 R2=外側ロータの外径。 (式13) (Ii/Mi)=Vi2 上式において、Ii/Mi=流体の比角運動量。 組み合わされたロータのロータ流体の角運動量は、Rに関して積分することに より決定することができる。外側ロータ及びコリオリロータは、単一の装置と考 えられる。R2は、外側ロータ307の外径であり、R1は、流体剪断デカップラ 342の軸方向の出口の穴径である。 式12を微分方程式に変換すると、ロータの流体の角運動量に関して下式が得 られる。 (式14) δIR=δMRRR 上式において、 IR=ロータ流体の角運動量、 MR=ロータ流体の質量、 VR=ロータ流体の接線速度。 式7から、下式が得られる。 (式15) δM=ρAhδR=πr2ρδR 上式において、 r=ロータの半径方向の穴の半径、 ρ=流体の密度。 式14のVR=ωRであるので、これと、式15を式14に代入して、積分形 式にすると、下式が得られる。 上式において、 R1=ロータの出口半径、 R2=ロータの外径 ω=ロータの角速度。 式16を再度整理すると、下式が得られる。 式17を積分すると、下式が得られる。 (式18) IR=(πr2ρω){(R2 3−R1 3)/3)} 式13から、ロータの中の流体の単位質量当たりの平均比角運動量は、式18 をロータの中の流体質量で除することによって、決定される。流体質量は、半径 方向の穴の体積に流体の密度を乗じたものである。従って、下式が得られる。 (式19) (IR/MR) ={(πr2ρω)(R2 3−R1 3)}/{3πr2ρ(R2−R1)} 式19を単純化すると、下式が得られる。 (式20) (IR/MR) ={ω(R2 3−R1 3)}/{3(R2−R1} 出口ポートの半径R1が、外側ロータの外径R2に比較して小さい(0)と仮定 すると、式20は下式のようになる。 (式21) (IR/MR)=(ωR2 2)/3 角運動量保存の法則から、ロータの中の流体の比角運動量(IR/MR)は、流 入流体の比角運動量(Ii/Mi)に等しく、下式が得られる。 (式22) {(ωR2 2)/3}=(V22/3)=Vi2 式14、21(V2=ωR2)から、下式が得られる。 (式23) V2=3Vi 上式において、 V2=R2におけるロータの接線速度、 Vi=流入流体の速度。 上述の計算は、外側ロータ307の周部の接線速度は、流入流体の接線速度の 三倍であることを示している(抵抗を無視する)。実験によると、粘性抵抗及び ベアリングの抵抗があっても、ロータの周部は、流入流体よりも大きな速度を有 しているという結果が示されている。流入流体は、外側ロータに入ると、接線方 向に急激に加速される。流体は、半径方向内方に移動するに連れて、その接線速 度が、ロータ軸線付近まで、半径と共に減少するので、その接線速度はほぼゼロ になる。外側ロータ307は、流体の急激な加速、並びに、流体の粘性抵抗及び ベアリングの抵抗によって、抵抗トルクを受ける。また、接線方向(コリオリ) の減速度によって、回転方向のトルクも受ける。コリオリロータ314は、外側 ロータによって包囲されており、従って、回転方向のコリオリトルクだけを受け る。平衡状態においては、コリオリロータは、駆動トルクを供給し、一方、外側 ロータは、等しく且つ反対方向の抵抗トルクを供給する。 コリオリロータ314を外側ロータ307に接続するトーションバー軸329 は、これら上記両ロータの間の角変位を許容し、この角変位は、トルクに比例す る。上記角変位は、磁石316、344によってコイル323、324に発生さ れる電圧によって測定される。磁石316は、コリオリロータ314に取り付け られており、また、磁石344は、ロータカバー317に取り付けられている。 十分な数の磁石を用いて、一連の電圧ピークをコイルに発生させ、各々のコイル の出力がほぼ正弦波になるようにする。 コイル323、324からの周期的な波形出力は、流量計の組み立ての間に整 合され、従って、無流量状態においては、上記波形出力の間には、位相角が全く 存在しない。これは、流量計を空にし、また、ベアリングカップ334を取り外 してモータがロータ軸に一時的に接続できるようした状態で、そのようなモータ によってロータを回転させることにより、行われる。コイル323を動かして、 コイル323、324の周期的な波形出力の間の位相角を変化させる。流量計の 出力を較正した後に、2つの正弦波が通過する間の時間間隔は、質量流量に比例 し、ロータのrpmに依存しないことを示すことができる。 これは、下式で示される。 (式24) φ=ωT 上式において、 φ=角変位、 ω=角速度、 T=波形の間の時間間隔。 しかしながら、 (式25) φ=τ/Ks(ねじりバネの式)である。 上式において、 T=コリオリトルク(式11)、 Ks=ねじりバネの定数。 従って、 式12、25から、 Rc1及びRc2は、内側(コリオリ)ロータの内径及び外径であるので、下式が 得られる。 式27は、磁石が交差する間の時間間隔は、質量流量に正比例することを示し ている。そのような時間間隔は、ベアリング抵抗、粘性抵抗及びrpmに依存し ない。従って、本発明は、従来の回転質量流量計の問題を解消する。 本発明の装置による質量流量の測定がロータのrpmに依存しないという事実 は、他の利点ももたらす。すなわち、外側ロータの流体通路(半径方向の穴)を 、流量計の前後の圧力降下を減少させるような形状にすることができる。当該産 業は、流体装置における圧力降下を最小限にしようとしており、その理由は、そ のような圧力降下は、エネルギを浪費するからである。総てのコリオリ流量計は 、流動する流体に圧力降下を生ずる。図3の流量計における圧力降下は、基本的 には、流体が、回転するロータの遠心力に抗して半径方向内方に流れなければな らないことに起因している。ロータのrpm及び流量計の圧力降下は、流体通路 を湾曲させ、これにより、それぞれの開口が図8に示すようにロータの周部にお いて回転方向を向くようにすることによって、最小限にすることができる。 図8の実施例 図8は、図3と同様であるが、外側ロータの外周にロータのrpmを減少させ るためのスコップを有している、回転型コリオリ流量計を示している。この実施 例は、接線方向の入口ポート302を有する流体収容ハウジング301を備えて おり、上記入口ポートの開口327は、流体が流量計の内部スペースに入ること を許容する。図8の流量計は、外側ロータ807及びコリオリロータ314を備 えている。スペース407は、流体収容ハウジング301の内側面と、外側ロー タ807の外側面及びそのカバー303(図8には示されていない)との間の領 域を含んでいる。外側ロータ807は、図3の外側ロータ307に相当するもの であるが、その周部が鋸歯状の歯801を有している点において異なっている。 コリオリロータ314は、図3の実施例のコリオリロータ314と同様に、複数 の半径方向の穴312を有している。図3の実施例の外側ロータ307の穴30 9は、図8の実施例の外側ロータ807において、直角要素802によって置き 換えられている。各々の直角要素802の入口開口804は、コリオリロータ3 14の協働する半径方向の穴312に整合されている。外側ロータ807の直角 要素802の反対側の開口は、スコップ状の開口803を含んでいる。コリオリ ロータ807の各々の半径方向の穴312の内側の終端部は、流体剪断デカップ ラ342の開口343に整合されており、上記流体剪断デカップラは、図3の実 施例の流体剪断デカップラ342と同じ機能を果たす。すなわち、流体剪断デカ ップラ342は、半径方向の穴312から流体流を受け取り、該流体流を軸方向 上方に導く役割を果たす。これにより、流体は、コリオリロータ314に流体の 剪断力を与えることなく、流体出口304の開口337を通って、流量計から出 る。 式23は、図3の実施例の外側ロータ307の周部における速度は、流入流体 の速度の三倍であることを示している。図8の実施例においては、外側ロータ8 07の周部における速度は、流入流体の速度よりも若干大きい。しかしながら、 直角要素802の開口803は、外側ロータ807が流入流体の速度よりも大き な速度で回転するので、スペース407の中の流体を「すくい上げ」る。これに より、流入流体は、直角要素802の開口803に入り、外側ロータ807を通 って、コリオリロータ314の半径方向の穴312に入る。このようにすると、 流入流体の運動エネルギは、流体圧に変換され、この流体圧は、ロータ807、 314の回転を低下させ、これにより、流量計の前後の圧力降下を減少させる。 上記エネルギ変換によって生じた反力は、また、コリオリロータ及び外側ロータ の回転を低下させ、これにより、流入流体に作用する遠心力を減少させる。これ により、図8のコリオリ流量計の中の圧力降下が更に減少する。図8の実施例は 、他の総ての点に関して、ロータ807、314が、軸、ベアリング等によって 、互いに、また、ハウジング301に接続される態様を含めて、図3乃至図7の 実施例と同様である。 ロータ穴の曲率−図9 外側ロータの穴は、湾曲させるか、あるいは、直角要素802を有することが できるが、コリオリロータの穴312はそうすることができない。その理由は、 穴の曲率により生ずる反力は、流体速度に比例し従って流体の密度に依存するト ルクをコリオリロータに生じさせるからである。これは、望ましくない。上記速 度依存性は、流体の加速度の力を2つの追加の成分(すなわち、直線的な通路を 有するロータの回転に起因する成分、及び、通路の曲率に起因する成分)に分け ることによって、図9を参照して示すことができる。回転するロータのトルク成 分は、既に解いた(式11)。曲率を有する成分のトルクの解は、要素902の 如き任意の湾曲を一定の半径を有する一連の短い曲線部分に分解することができ るということを考えることによって、単純化される。従って、一定の半径を有す る曲線に対する解は、任意の曲線に拡張することができる。図9には、流路90 2の湾曲部分の曲率中心901が、ロータ軸線903に関して、任意に位置して いることが示されている。この湾曲した流れ部分902は、下式で示される周知 の遠心力の式から計算することができる。 (式28) Fcurve=MV2/r 上式において、 M=質量、 V=速度、 r=曲率半径907。 図9の湾曲した流路902に作用する遠心力に関する微分方程式は、下式で表 される。 (式29) δFcurve=(δMV2cosθ)/r 上式において、 δM=流体質量の差、 V=流体速度、 r=曲率半径。 各々の微小質量要素912に作用する微小力dFCURVEは、管部分902に対 して半径方向である。θは、dFCURVEと湾曲した流路902の一定の半径部分 を二等分する線906との間の角度である。dFCURVE914は、その直交方向 の成分dFCURVEsinθ(916)、及び、dFCURVEcosθ(913)に分 解される。正のθに関する正弦成分は、全湾曲部分に対する力を合計した時に、 負のθに関する正弦成分と相殺される。dFの余弦成分は総て、正であって、線 906に対して平行であり、従って、付加的なものである。従って、全遠心力に 関する式は下式のようになる。 上式において、 θ=微分力914と曲線を二等分する線906との間の角度、 θc=湾曲した流路の角度方向の長さ。 しかしながら、 (式31) δM=ρAhrδθ 上式において、 M=ρ×体積 =ρ×Ah×長さ =ρ×Ah×rδθ、 ρ=流体の密度、 Ah=通路の断面積、 θ=曲線の角度測定値(ラジアン)。 従って、 式33を式32に代入すると、下式が得られる。 式34を積分すると、下式が得られる。 力のベクトル906に起因するロータに作用するトルクFCURVEは、FCURVEと 、ロータ軸線を曲率中心に接続するベクトルR(904)との外積に等しい。 上記2つのベクトルのベクトル外積を用い、FCURVEに関して式35を代入す ると、下式が得られる。 上式において、 R=ロータ中心907から曲線中心901までの半径方向のベクトル904、 α=ベクトル904、906の間の角度。 式36において重要なファクタは、流体速度の項Vである。ロータに作用する トルクが、流体速度に比例するという事実は、同じ質量流量で流れる異なる密度 を有する流体は、異なるトルクの読取値を生じさせ、従って、異なる質量流量を 表示させることを意味している。これは、望ましくない。コリオリロータの流体 通路は、流体密度に感度を有していない流量計のロータの平面に湾曲部を有する べきではない。しかしながら、湾曲しており、ロータ軸線を含む平面にある流体 通路は、ロータに生じたコリオリトルクに悪影響を与えない。この場合には、遠 心力ベクトルが、ロータ軸線と交差し、ロータにトルクを与えない。ロータにト ルクを生じさせるためには、遠心力ベクトルをロータ軸線から離すことが必要で ある。 図13は、ロータ軸線1304と同じ平面にある力ベクトルを有するコリオリ ロータ314の湾曲通路を示している。これは、上記通路の曲率に起因する力ベ クトルがロータの回転に全く影響を与えない例である。一方、図8のコリオリロ ータの符号312で示す如き半径方向の穴が湾曲しており、該湾曲が、ロータの 平面にあって図8で見える場合には、その結果生ずる力ベクトルは、コリオリロ ータの中心軸線と交差せず、従って、外側ロータに対する角変位をコリオリロー タに与えるトルクを生ずることになる。 図3及び図4の実施例の外側ロータ307の穴は、半径方向にする必要がなく 、必要に応じて、図8に示すように湾曲させて、ロータのrpm、及び、流量計 の前後の圧力降下を減少させることができる。外側ロータの穴の曲率は、外側ロ ータ807及びコリオリロータ314の加速度に影響を与えるが、流量計のコリ オリ効果質量流量測定には全く影響を与えない。その理由は、重要なファクタは 、外側ロータに関するコリオリロータの回転方向の時間遅延であるからである。 同様に、流体粘性、ベアリング抵抗、及び、他の損失の如きファクタは、コリオ リロータ及び外側ロータの両方の角速度を低下させることができる。しかしなが ら、そのような低下自体は、コリオリロータに全く影響を与えない。外側ロータ に関するコリオリロータの時間遅延は、変化せず、流体粘性、ベアリング摩擦、 あるいは、外側ロータの穴の曲率の如きファクタによっては全く影響を受けない 。総括すると、外側ロータの流体通路は、半径方向にする必要がなく、図8に示 すように湾曲させて、ロータのrpm及び流量計の圧力降下を低下させることが でき る。 ジェットロータの実施例−図10 図10の実施例は、コリオリロータ314が、その周部にジェットのような開 口を有している外側ロータ1001と同心円状に設けられている状態を示してい る。この実施例においては、流体は、入口304の開口337を通って流量計の 中心に入り、回転するコリオリロータ314の半径方向の穴312及び外側ロー タ1001の穴1002を通って外側へ進むに連れて、接線方向に加速される( コリオリ加速度)。外側ロータ1001の流体穴1002は、90°曲がってい て、これにより、流体は、ジェット形状の開口1003を通って接線方向に出る 。流体が穴1002の中で90°旋回する際に生ずる該流体の反力が、外側ロー タ1001を回転させる。追加の回転速度が、ジェット形状の開口1003の面 積を減少させることにより得ることができる。これにより、流体は加速され、外 側ロータ1001に追加の反力を与える。図10の実施例は、外側ロータとコリ オリロータとの間の角変位を測定することにより、上述の実施例と同様に、流体 の質量流量を正確に測定する。 ジェット駆動されるロータの平衡角速度は、摩擦のない場合に関して、計算す ることができる。スラストトルクは、コリオリ効果によって生ずる抵抗トルクと 等しく且つ反対方向であって、平衡条件を確立する。ジェット1003のスラス トは、流体がその方向及び加速度を変化させる際の該流体の角運動量の変化から 決定される。 下式は周知である。 (式37) Ft=ρV2 jJ 上式において、 ρ=流体の密度、 Ft=ジェットのスラスト力、 Vj=ジェット流体の速度変化、 Aj=ジェット面積。 式4から、トルクは下式で表される。 (式37.1) τ=RF 上式において、 F=力、 R=距離。 式37を式37.1に代入すると、下式が得られる。 (式38) τj=ρV2 jj2 上式において、 Tj=駆動トルク、 R2=ロータの外径=ジェット半径。 式9から、下式が得られる。 式39を式38に代入すると、下式が得られる。 ロータを平衡状態にすると、コリオリトルクは、式40のジェット駆動トルク に等しくなるように設定される。 (式41.5) Vj2=ω(R2 2−R1 2) 軸方向の入口の半径をR1をゼロと近似すると、下式が得られる。 (式42) Vj2=ωR2 2=V22 上式において、 V2=ロータの接線速度、 (注):V2=ωR2。 また、下式が得られる。 (式43) Vj=Vt 上式において、 Vj=ジェットの流体速度、 Vt=ロータの接線速度。 これは、摩擦のない系に関して、外側ロータの周速度は、ジェットの出口速度 に等しく且つ反対方向であることを示している。従って、流体は、ロータを出る 際には、角速度がゼロのままである。これは、感知を行わせる。その理由は、流 体は、ゼロの加速度でロータに入り、また、ロータベアリングは摩擦がないと仮 定されるからである。これは、ロータの接線速度が流体速度の約三倍である図3 の実施例とは対照的である。図10の実施例に関して、ジェットの流体速度が、 ロータの接線速度と厳密に等しい場合には、流体は、出口ポート302の開口3 27から出ないことになる。使用の際には、これは問題であり、その理由は、ベ アリングの損失及び流体粘性の損失によって、ロータの接線速度Vtは、摩擦の ある場合よりも小さく、従って、VtはVjよりも小さいからである。これは、流 体速度が、図10の右側へ移動して、出口ポート302の開口327を通って、 流量計から出ることを許容する。図10の実施例をハウジング301に接続する 機械的な細部は、図10には示していない。その理由は、そのような細部は、図 3乃至図7に示すものと同様であるからである。 モータ支援ジェットモード−図10 図10のジェットロータの実施例は、幾つかの用途に関しては、上述の実施例 よりも優れた利点を有している。その理由は、流体は、半径方向外方に移動し、 従って、遠心力が、流体の流れを向上させ、圧力降下を減少させるからである。 図10のジェットモードの実施例において圧力降下が生ずる主要な原因は、外側 ロータ1001のジェット1003の流体の加速度に起因する。この加速度は、 ジェット面積を大きくすることにより、小さくすることができる。これにより、 大きな流量において、ロータのrpmが小さくなり、圧力降下が小さくなる。こ れは、トラック積み込み又は船の輸送の如き、大きな流量とゼロ流量との間で流 量が変化する用途に対して好ましい。不運にして、上記設計は、小さな流量にお いて性能が劣る。 小さな流量における性能が低い理由は、ロータ速度が低いからである。ロータ 速度は、2つの理由おいて精度に影響を与える。第1の理由は明らかである。極 めて小さい流量においては、抵抗の力が、スラスト力よりも大きくなって、ロー タが停止する。コイル323、324(図2)から周期的な波形出力が出ないと いうことは、流量の測定が全く可能ではないことを意味している。第2の理由は 、ロータのrpmが精度に影響を与えるという第2の理由は、より困難である。 式25は、コイル323、324からの周期的な波形の間の時間遅延が、rpm に依存しないことを示している。低いrpmにおいて悪影響を及ぼすのは、信号 対雑音比である。 時間遅延の測定におけるノイズは、基本的には、電気的又は機械的なものであ る。機械的なノイズの発生源の例は、周囲(パイプライン)のねじり振動の結果 として生ずることのあるコリオリロータの小さな角度方向の振動である。この振 動は、コリオリの力から生ずるロータの位相角における不確実性を生ずる。出力 信号に対する電気的なノイズも、位相角の追加の不確実性を生ずる。ノイズを考 慮した時間遅延に関する式が、式24から以下のように導出される。 (式44) T={(φ±γ)/ω}=(φ/ω)±(γ/ω) 上式において、 T=時間遅延、 φ=位相遅延、 γ=位相角の不確実性、 ω=角速度。 位相遅延φは、式11からωに比例する。 上式において、 Ks=ねじりバネの定数。 式45を式44に代入すると、下式が得られる。 ωを消去すると、下式が得られる。 時間遅延Tの流れに起因する部分は、ωに依存しないが、時間遅延の不確実性 の部分は、分母にωを有している。従って、極めて低いロータ速度においては、 時間遅延の不確実性(及び流量)は、非常に大きくなる。 図10のジェットモード流量計における、小さい流量に固有の上述の問題を解 消するための1つの方法は、軸331を流体収容ハウジング301に貫通させ、 軸331に接続されているモータ1701によって、図17に示す態様で外側ロ ータ1001を回転させることである。このようにすると、ロータ1001は、 小さい流量及び時間遅延Tであっても、急速に回転することができ、信号ノイズ が大幅に低下する間に、変化しない。大きな流量においては、流体ジェットから のスラストが、大部分の回転力を与え、モータの所要動力が小さくなる。 従来技術のコリオリ流量計は、モータ駆動装置を有していて、駆動モータにお いてトルクを測定し、単一のロータにおけるコリオリトルクを決定していた。そ のような流量計は、従って、ベアリング抵抗、シール抵抗、及び、ロータに対す る粘性抵抗によって影響を受けていた。上記抵抗は、流量測定値に誤差を生じて いた。本発明は、ロータの中にロータを設ける設計によって、上述の抵抗の発生 源からコリオリ測定ロータを隔離して、かなり正確な流量計を提供する。 要約すると、モータ支援される図10のジェットモードは、広範囲の流量にわ たって正確な測定を行うことのできる流量計である。また、大きな流量において は、そのような流量計は、小さな流体圧力降下及び小さな動力消費量を有してい る。 図13の湾曲穴の実施例 図13は、外側ロータ307と、コリオリロータ314と、外側ロータ用の軸 331と、コリオリロータ314用のねじれ軸329とを備える点において、図 6の流量計と幾分類似している流量計を示している。図6においては、コリオリ ロータ314の穴312、及び、外側ロータ307の穴309は、半径方向であ る。これとは対照的に、図13においては、コリオリロータ314の穴1302 は、外側ロータ307の穴1301のように湾曲している。穴1302、130 1の湾曲すなわち曲率は、上記2つのロータの回転、あるいは、外側ロータ30 7に関するコリオリロータ314の角変位に全く影響を与えない。この理由は、 穴1302の曲率によって発生する総ての力ベクトル(例えば、力ベクトル13 06)は、ロータ系の軸線1304を含む平面と同じ平面にある。従って、ベク トル1306は、ロータ系の回転に影響を与えることができない。明確にするた めに、図7のコリオリロータ314の穴312の湾曲部は総て、ロータ系の中心 軸線の平面にない力ベクトルを発生し、従って、その結果生ずる力ベクトルは、 図7のロータ系の回転に影響を与えることになる。図13の装置は、その主要部 だけが示されているが、その理由は、コリオリロータ314及び外側ロータ30 7のそれぞれの穴1302、1301の湾曲部を除いて、図6に示す装置と同一 であるからである。 外側ロータ307及びコリオリロータ314が、軸及び同等なものによって、 ハウジングに接続される態様は、図3乃至図7に示すものと同様であるので、図 18には、詳細には示していない。 軸方向の入口及び出口−図11及び図12 図11及び図12は、インライン式の回転型コリオリ質量流量計1100を示 しており、この流量計は、該流量計のロータ系の中心軸線と同軸状の流体入口1 102及び流体出口1106を有している。流量計1100は、更に、流体収容 ハウジング1101と、ネジ1117によって流体収容ハウジング1101に取 り付けられている流体ハウジングカバー1104とを備えている。流体収容ハウ ジング1101の中に収容されている流量計の要素は、中央軸1123に取り付 けられている外側ロータ1114と、外側ロータ1114の中に設けられていて 軸1123の中に収容されているトーションバー軸を有しているコリオリロータ (図示せず)とを含んでいる。外側ロータ1114は、コリオリロータの対応す る穴と協働する複数の穴1116を備えている。流体出口ポート1106が、ネ ジ(図示せず)によってハウジングカバー1104に取り付けられているスリー ブ1108の中に形成されている。軸1123は、図11に示すように該軸の左 側に設けられているベアリング1121、1119、及び、サークリップ112 2によって、要素1112の中に保持されている。 使用の際には、流体は、開口1103を介して流量計1100に入り、要素1 111、1112、1113によって、外側ロータ1114の周部及びその穴1 116へ導かれる。要素1111、1112の通路1113は、図12に示すよ うに湾曲しており、これにより、開口1103に入った軸方向の流体流は、外側 ロータ1114の外周部と流体収容ハウジング1101の内側面との間のスペー スを含む流体チャンバ1124に入って該チャンバを出る際に、接線方向の流れ に変換される。上記通路1113によって、流体は上記チャンバ1124に入り 、これにより、その流れは、外側ロータ1114の周部に対して接線方向になる 。この接線方向の流体速度は、外側ロータ1114を含むロータ系をその軸11 23の周囲で回転させる。流体は、図3及び図7の実施例を含む上述の実施例に 関して上に説明したのと同じ態様で、穴1116に入る。従って、流体は、回転 する外側ロータ1114の穴1116に入り、コリオリロータの対応する穴を通 過し、図3の剪断デカップラ342、343と同様の要素によって、流量計から 排出される。流体は、そこから、図11の右側へ流れて、流体出口1106及び その開口1107を通る。 要素1111、1112は、通路1113を備えており、この通路は、入口1 103から流入する軸方向の流体を外側ロータ1114の外周部に対して接線方 向の流体の方向に変換する。要素1111は、ネジ1118によって、要素11 12に取り付けられている。要素1111は、ベアリング1119、1121を 交換する又は検査するメンテナンスの理由から必要な場合に、ネジ1118を用 いて要素1112から取り外すことができる。 コイル1131、1132は、外側ロータ1114及びコリオリロータの磁石 (図示せず)と協働して、出力信号を発生し、この信号は、流量計の電子回路1 140によって用いられて、質量流量及び他の情報を測定する。 図11及び図12の実施例にも、ピン402(図4)と同様のピンを設けて、 外側ロータ1114に対するコリオリロータの角度方向の回転を制限することが できる。上記ピンは、外側ロータの間を伸長して、開口401と同様な外側ロー タ1114の開口の中に伸長することができる。ジェット駆動型のインライン同軸流量計−図14、図15、図16及び図19 上述の総ての実施例は、図11及び図12の実施例を除いて、軸線方向の1つ の流体ポートと、接線方向の1つの流体ポートとを有する流量計を開示している 。設備コストの観点から、同軸状の2つの流体ポート(入口/出口)を設けるこ とが望ましいことが多い。同軸状の実施例が、図14、図15、図16及び図1 9に示されており、これらの実施例は、ハウジングベース1401を含むロータ ハウジングと、ハウジングカバー1407とを備えており、これらロータハウジ ング及びハウジングカバーは、それぞれのフランジ1402、1408において 、穴1419を貫通するボルト又は同様なもので、互いにボルト止めされている 。ハウジングカバー1407は、円筒形の入口1404、及び、開口1406を 有しており、該開口は、供給パイプ(図示せず)から流体を受け取る。ハウジン グベース1401は、図15に示すように、開口1519を有する円筒形の出口 1403を有している。 図14の流量計は、更に、外側ロータカバー1409と、流体剪断デカップラ 1411と、コリオリロータ1412と、外側ロータ1414とを備えている。 上述の実施例の態様と同様の態様で、コリオリロータ1412は、外側ロータ1 414と同軸状であって、該外側ロータの凹所の中に嵌合している。流体剪断デ カップラ1411は、コリオリロータ1412と同軸状であって、該コリオリロ ータの凹所の中に嵌合している。流体剪断デカップラ1411は、後に説明する ように、外側ロータ1414に取り付けられていて、該外側ロータ1414と一 体になって、中央軸線1434の周囲で回転する。流体剪断デカップラ1411 の機能は、図3の流体剪断デカップラ342と同じであって、入口1406から 軸方向の流体流を受け取って、該流体流を回転する半径方向の流体流に変換して 、コリオリロータ1412の矩形の穴に与える。このようにすると、流体剪断デ カップラ1411は、コリオリロータ1412が入口1406から直接軸方向の 流体流を受け取った場合に、該コリオリロータが受けることになるトルクからコ リオリロータを絶縁することによって、コリオリ効果による測定値の精度を改善 する。外側ロータカバー1409は、図3のロータカバー317と同じ機能を果 たす。外側ロータカバーは、外側ロータ1414に堅固に取り付けられていて、 外 側ロータ1414と一体になって、共通軸線1434の周囲で回転する。 コリオリロータ1412は、フィン1432、及び、矩形の穴1422を備え ている。外側ロータ1414は、フィン1431、及び、矩形の穴1421を備 えている。コリオリロータ1412は、ねじれ軸1413の一端部に接続されて おり、上記ねじれ軸の他端部は、軸1416の開口に嵌合している。軸1416 の一端部は、外側ロータ1414の平坦面に接続されている。軸1416の他端 部は、後に説明するように、円錐形の要素1426のベアリングに接続されてい る。軸1416は、ベアリングハウジング1433のボス1429の穴を貫通し ている。ベアリングハウジング1433は、皿状の凹所1417を有しており、 該凹所は、図14に示すように、該凹所の中心の底部から伸長しているボス14 29を有している。ベアリングハウジング1433は、外側フィン1418を有 しており、これら外側フィンは、ハウジングベース1401の皿状の凹所143 5の中にベアリングハウジング1433を保持している。 作動の際には、処理すべき流体は、入口1404の開口1406を介して流量 計に供給され、その後、流体剪断デカップラ1411に供給される。流体剪断デ カップラ1411は、受け取った軸方向の流れを回転する半径方向の流れに変換 し、この半径方向の流れは、コリオリロータ1412の穴1422(図14及び 図16に最も良く示されている)に供給される。流体は、穴1422を通過し、 次に、外側ロータ1414の穴に通される。穴1421は、図16に示すように 湾曲しており、これら穴を通る流体流は、両方のロータ及び流体剪断デカップラ 1411を軸線1434の周囲で回転させる力を発生する。外側ロータ1414 から出た流体は、ベアリングハウジング1433のフィンを通過し、流量計の出 口1403から出る。 ねじれ軸1413は、図3のねじれ軸329と同様であって、流体が回転する コリオリロータ1412の穴1422を通過する際に発生されるコリオリの力に 応答して、コリオリロータ1412が外側ロータ1414から角度方向に変位す るのを許容する。 流体剪断デカップラ1411は、複数のフィン1423を備えており、これら フィンの間のスペースが、流体通路14242お形成している。ハウジングベー ス1401、及び、ハウジングカバー1407は各々の、実質的に漏斗状の形状 を有している。ハウジングベース及びハウジングカバーの各々の大きい方の端部 は、その内側面と外側ロータ1414との間に環状のスペースを形成するに十分 な大きさを有している。流体は、角速度が殆どない状態で外側ロータ1414か ら出て、外側ロータとハウジングベース1401との間の環状のスペースに入る 。図11及び図12の実施例のインライン流量計と図14乃至図16の実施例と が異なっている点は、図11及び図12の実施例の流入流体には、外側ロータの 周部に入る前に、外側ロータ1114を回転させるために必要な角運動量が与え られる点である。流入流体には、ベアリングハウジング1111及び要素111 2の表面に形成された通路1113によって、角運動量が与えられる。通路11 13は、ネジ部のようなその向きによって、上記機能を果たす。しかしながら、 図14乃至図16の実施例においては、流体は、角運動量を全くもたない状態で 、流体剪断デカップラの中心に入る。コリオリロータ及び外側ロータは、流体が 方向を変える際に外側ロータに与えられる流出流体のスラストによって、回転さ れる。このスラスト機構は、図10の実施例に関して説明した機構と同じである 。 図15、図16及び図19は、共に、図14の実施例を更に詳細に示している 。図15は、図16の線15−15に沿って取った切断図を含んでいる。図16 は、図15の線16−16に沿って取った断面図である。 図16は、その中央から始まって、流体剪断デカップラのボス1512の部分 によって包囲されているコリオリロータ1412の表面1514によって包囲さ れたねじれ軸1413の端部を示している。このねじれ軸は、コリオリロータ1 412の境界内に設けられている。流体剪断デカップラ1411は、図15に示 すように、円錐形のボス1512の先端又はノーズ部分1511を有しており、 上記ボスの図15に示す等高線状の外側面1510は、フィン1423の縁部に 取り付けられている。各フィン1423の間のスペースは、通路1424を含ん でいる。図15に最も良く示すように、通路1424が受け取った流体流は、図 15で見て下方へ移動するに連れて、ボス1512の等高面1510(図16) によって、軸方向の流れから半径方向の流れになる。この流体は、回転する円錐 形のボス1512に取り付けられたフィン1423によっても回転される。この 回転する半径方向の流体流は、図15のボス1512の表面1510から出て、 図16に最も良く示すように、コリオリロータ1412の矩形の穴1422の近 傍に入る。 図16を参照すると、流量計が受け取った流体は、流体剪断デカップラ141 1の通路1424に軸方向に入り、湾曲面1510によって半径方向の流体流に 変換される。流体剪断デカップラ1411の通路1424からの半径方向の流体 流は、コリオリロータ1412の各フィン1432の間の開口領域を含むコリオ リロータ1412の穴1422に与えられる。 図16においては、流体は、コリオリロータ1412の穴1422から出て、 外側ロータ1414のジェット形状の穴1421に入る。外側ロータ1414の ジェット形状の穴1421は、外側ロータ1414のフィン1431の間の開口 スペースを含んでいる。外側ロータ1414の穴1421を出る流体のジェット 効果により、図16に示すように、ロータをその中心の周囲で反時計方向に回転 させる推進力が発生する。コリオリロータ1412、剪断デカップラ1411、 及び、ロータカバー1409は、外側ロータ1414と一体になって、共通の中 央軸線1434の周囲で回転する。しかしながら、ねじれ軸1413の可撓性に よって、コリオリロータ1412は、回転するコリオリロータ1412に発生す るコリオリの力に起因する回転方向の変位を、外側ロータ1414に関して示す ことができる。外側ロータ1414のジェット形状の穴1421から出る流体は 、図16に示すように、開口スペース1601に入る。 図16は、図15の線16−16に沿って取った断面図であるので、図16に 斜線を施して示す要素1602は、ハウジングカバー1407の断面図である。 要素1603は、ハウジングカバー1407の外側面の一部を含んでいる。ハウ ジングカバー1407のフランジ1408及びその穴1419も、図16に示さ れている。 図15は、図14及び図16の実施例を一部切除した状態で、更に詳細に示し ている。図15は、入口1404の開口1406を示しており、上記入口は、処 理すべき流体を受け取って、流体剪断デカップラ1411の通路1424へ供給 する。このようにすると、ボス1512の等高面1510によって、流体の方向 は、軸方向から半径方向に変換され、コリオリロータ1412の穴1422に与 えられる。 ボス1512の下方部分(図15)は、複数の脚部1518を備えており、こ れらの脚部の下端部は、外側ロータ1414の面部分1522に当接している。 各々の脚部のボルト1509が、流体剪断デカップラ1411を外側ロータ14 14の部分1522に堅固に取り付けることを可能としてる。流体剪断デカップ ラ1412の脚部1518は、コリオリロータ1412の平坦面1512、15 24の開口を貫通しており、これにより、流体剪断デカップラ1411の脚部1 518を外側ロータ1414に堅固に取り付けることができる。コリオリロータ の平坦面1516、1524を貫通している穴は、脚部1518の直径よりも十 分に大きく、これにより、コリオリロータが、外側ロータ及び剪断デカップラに 対して制限された角変位を示すことを可能にしている。コリオリロータ1412 のベース面1514、1524の上記開口を除いて、コリオリロータ1412の ベースは、実質的に平坦で円形のディスク要素(図示せず)を含んでおり、これ らディスク要素に、コリオリロータ1412のフィン1432が取り付けられて いる。コリオリロータ1412のフィン1432は、それぞれの底部及び頂部の ベース領域の間で伸長していて、コリオリロータの部分円錐形の要素1436に 接続されている。円錐形の要素1436の下方端とコリオリロータ1412のフ ィン1432との間の接続部が、図15に示されている。図15においては、フ ィン1432の下方部分は、コリオリロータのベース面1516に接続されてい る状態で示されている。 ねじれ軸1413が図15に示されており、該ねじれ軸の上方端は、コリオリ ロータ1412の要素1524に堅固に取り付けられており、また、その下方端 1504は、止めネジ1529によって、軸1416の下方端に取り付けられて いる。ねじれ軸1413は、軸1416の上方端のベアリング1526を貫通し ている。軸1416は、外側ロータ1414の部分1522に堅固に取り付けら れた状態で示されている。軸1416は、ボス1429のベアリング1506を 貫通して、図15で下方に伸長し、ベアリング1427で終端となっている。軸 1416の下方端は、ベアリング1427を貫通していて、円錐形の要素142 6の内側部分を含む開口領域1503で終端となっている。円錐形の要素142 6は、該要素及び要素1433を一緒に保持するネジを収容する穴1501によ って、要素1433に取り付けられている。サークリップ1523が、軸141 6を適所に保持している。 ハウジングカバー1407の図15において上方の部分は、シール1532を 備えており、該シールは、ハウジングカバー1407とロータカバー1409と の間に設けられていて、これら2つのカバーの間の漏洩を防止している。図16 乃至図16及び図19の実施例は、コイル1533、1534(図19に示す) も備えており、これらコイルは、磁石1536、1537と協働して、図3乃至 図7の実施例に関して上に説明したのと同じ態様で、外側ロータ1414に対す るコリオリロータ1412の角変位を測定することを可能にする。 図19は、図15に示す装置の一部を更に詳細に示している。すなわち、図1 9は、図15の上方且つ左側の四半分の部分の拡大図を示している。 図19には、コリオリロータ1412、及び、外側ロータ1414のそれぞれ のフィン1432、1431が示されている。これらのフィンは、ハウジングカ バー1407の中に設けられた状態で示されている。外側ロータカバー1409 が、フィン1431、1432の頂部付近に示されており、外側ロータカバー1 409は、要素1437、及び、フィン1431の頂部に取り付けられていて、 外側ロータ1414の回転と共に回転するようになっている。磁石1536は、 コリオリロータのフィン1432の頂部に埋め込まれており、また、磁石153 7は、外側ロータカバー1409に埋め込まれている。磁石1536は、コイル 1533と協働し、一方、磁石1537は、コイル1534と協働する。両方の コイルは、ハウジングカバー1407に取り付けられた状態で示されている。そ れぞれのロータが回転して、上記磁石がそれぞれのコイルを通過して回転すると 、 外側ロータ1414に対するコリオリロータ1412の角度方向の回転を測定す ることができ、これにより、流量計を通って流れる物質の質量流量を導出するこ とができる。コイル1534、1533の導線1941、1942が、流量計の 電子回路1943に接続されており、該電子回路は、流量計の電子回路1351 と同様に作動して、流れている流体の質量流量及び他の情報を発生する。 また、図19には、流体剪断デカップラ1411の通路1424のフィン14 23及び開口が示されている。図19には、更に、ボス1512の先端1511 及び湾曲面1510が示されており、上記ボスは、流体剪断デカップラ1411 の下方部分を含んでいる。図19には、更に、外側ロータ1414の一部である 要素1522が示されており、この要素は、フィン1431の下方部分に接続さ れた状態で示されている。また、コリオリロータ1412のフィン1432の下 方部分も、コリオリロータのベース面1516に接続された状態で示されている 。 モータ駆動型のジェットポンプ/流量計−図17及び図18 図17及び図18は、本発明のモータ駆動型の実施例を示しており、この実施 例は、ポンプの機能と、該ポンプから出る流体の質量流量を測定するためのコリ オリ流量計の機能との二重の機能を果たす。この実施例は、幾つかの点において 、図10の実施例、並びに、図3、図4、図5、図6及び図7の実施例に類似し ている。図17及び図18には、図17及び図18の参照符号で示す要素と同様 の機能を果たす他の図に示す装置と同一の参照符号を付してある。 図17及び図18の装置は、流体収容ハウジング301を備えており、この流 体収容ハウジングは、該流体収容ハウジングの凹所に設けられた外側ロータ30 7と、図3の実施例と同様に外側ロータの凹所に設けられたコリオリロータ31 4とを備えている。穴343を有する流体剪断デカップラ342が、コリオリロ ータの中央凹所に設けられているが、上記流体剪断デカップラは、図3に示すよ うに、外側ロータのカバープレート(図17及び図18には示していない)に取 り付けられていて、外側ロータ307と一体に回転する。剪断デカップラ342 は、図3に示すのと同様の態様で、穴343を有している。剪断デカップラ34 2の目的は、開口337を通る軸方向の流れを有する流体を受け取って、該軸方 向の流体流を回転する半径方向の流体流に変換し、コリオリロータ314の半径 方向の穴312に供給することである。図18の実施例のコリオリロータの幅は 、上述の実施例に比較して、比較的小さく、一方、外側ロータ307の幅は、上 述の実施例に比較して、比較的大きい。 図8の実施例の流体入口は、図10の実施例と同様であって、受け取った流体 を流体入口304の開口337に供給し、開口327の開口302を介して流体 収容ハウジングから出す。 図17は、図6と幾分類似しており、コリオリロータに接続されたねじれ軸3 29、及び、外側ロータ307に接続された軸331が、流体収容ハウジングの 種々の要素に接続される態様を、図6に関して上に説明したのと同様にして、詳 細に示している。図17は、軸331に接続されたモータ1701を示しており 、上記軸は、図6に示すのと同様な態様で、外側ロータ307に接続されている 。図6に示すのと同様の態様でコリオリロータ314に作用するねじれ軸329 は、軸331の中心の中に設けられていて、図17に示すように、その左側が、 止めネジ332によって、軸331に堅固に取り付けられている。スラストベア リング334、及び、サークリップ339が、外側軸331を、流体収容ハウジ ング301、及び、そのベアリングカップ336の中に保持している。 モータ1701は、ロータ系を図18に示すように反時計方向に回転させるに 必要なトルクを与える。外側ロータ307の穴309は、図18に示す態様で湾 曲しており、これにより、ロータ系がモータ1701によって反時計方向に回転 された時に、外側ロータ307の流体ポンプとしての効率を改善している。コリ オリロータ314の穴312は、上述の実施例に関して示したのと同様な態様で 、半径方向に設けられており、これにより、ロータ系がモータ1701によって 図18に示すように時計方向に回転される時に、コリオリロータ314によるコ リオリ運動の検知の効率を向上させている。コリオリロータの穴312の内方端 は、流体剪断デカップラ342の穴に接続されており、上記剪断デカップラは、 上述の態様と同様の態様で、コリオリロータ312の穴を、流体入口304の開 口337を介して流量計が受け取る軸方向の流体流から隔離している。 ロータ系がモータ1701によって軸331の周囲で回転されると、入口30 4が受け取った物質は、剪断デカップラ342の穴、及び、コリオリロータ31 4の半径方向の穴312を通って、外側ロータ307の穴309へ移動する。外 側ロータ307の回転、及び、その穴307の曲率が、流体出口327の開口3 02を通って流量計から出る流体を効率的に圧送する。コリオリ流量計の中央部 分からその穴312を通って外側ロータ307へ外方に流れる流体の流れが、流 体の各基本的な部分を半径方向の穴312に通し、これにより、流体が流量計の 中心から更に外方へ流れる際に、流体の角速度を増大させる。図1及び図2に関 して上に説明したように、上記接線方向の加速度は、コリオリロータ及びその穴 312の壁部に、時計方向の力を与える。穴312の壁部は、流体に大きな接線 速度を与えるために必要な力を、該流体に与える。穴343の壁部に作用する上 記力は、コリオリロータ314を外側ロータ307の回転よりも遅らせ、これに より、外側ロータ307からの時計方向の角変位を生じさせる。コリオリロータ 314のこの角変位は、ねじれ軸329の可撓性によって許容される。 図3、図4、図5及び図6に示すのと同様の態様で、図17及び図18の装置 には、コリオリロータ314及び外側ロータ307に埋め込まれた磁石(図示せ ず)と、これら磁石と協働する図3のコイル323、324と同様のコイルが設 けられている。これらの要素は、上述の態様で協働して、外側ロータ307に対 するコリオリロータ314の角度方向の変位すなわち角変位の量を検知する。こ の角変位は、図17及び図18のポンプによって外部のパイプライン又は同様な もの(図示していないもの)に供給される物質の質量流量を表す。この質量流量 は、コイル323、324から流量計の電子回路に与えられる信号に応答して、 該電子回路によって導出される。停止ピン402、及び、開口401が、外側ロ ータ307に対するコリオリロータ314の角変位を制限する。 流量の変更 上述の計算は総て、平衡条件を仮定して行ったものである。これらの条件は、 流量が一定であり、また、ロータが増速する時間がある場合に、存在するもので ある。過渡的な条件の間には、ロータを加速及び減速させるためにトルクを必要 とする。このトルクは、誤って表示される流量を生ずるが、そのようなエラーは 、加速及び減速を含むバッチの過程で、相殺される。ジェット駆動型の実施例に おいては、外側ロータは、トーションバーによって、コリオリロータを駆動する 。流体は、半径方向外方に移動しているので、コリオリロータは、外側ロータよ りも遅れる。ロータのrpmが増大している(モータの増速又は流量の増大によ り)時には、コリオリロータは、その回転方向の慣性によって、更に遅れる。従 って、表示される流量は、大きくなる。ロータのrpmが低下している時には、 慣性トルクが、コリオリトルクを無効にし、従って、流量計の読みは小さ〈なる 。起動時及び停止時のrpmが等しい場合には、加速度及び減速度に起因する誤 差は互いに相殺することが分かる。これは、待機時のスタート/ストップのバッ チが正確であり、速度の変更に起因する誤差が、長時間の運転の間に蓄積しない ことを意味する。 流体が半径方向内方に移動する別の実施例においては、流体が、コリオリの力 によってコリオリロータを駆動する。コリオリロータは、定常状態の間には、外 側ロータに先行する。流量の増大(及び、rpmの増加)により、コリオリロー タからの正味トルクは、該ロータを加速するために必要なトルクによって、減少 される。従って、流量計の読みは小さくなる。同様に、流量が減少すると、流量 計の読みは大きくなる。他の実施例と同様に、誤差は、バッチの過程において、 互いに相殺される。バルブを迅速に開く又は閉じることにより生ずる極めて大き な加速度は、トーションバーに過度の応力を与えて、流量計を損傷する可能性が ある。トーションバーを極度に高いトルクから保護するために、両方のロータに ストッパを設けて、両ロータの間の角変位を制限する。そのようなストッパは、 一方のロータに取り付けられていて他方のロータの円周方向のスロット(図5) の中に伸長する円筒形のピンから構成することができ、あるいは、コリオリロー タの大きめの穴(図19)を貫通する剪断デカップラの取り付け脚部から構成す ることができる。上記スロットの長さは、予測される最大流量に対して十分に動 けるが、トーションバーに過剰の応力を与える程には動かないように、決定され る。 請求の範囲に記載する本発明は、上記好ましい実施例の説明に限定されるもの ではなく、本発明の概念の範囲及び精神の範囲内にある他の変更例及び変形例を 含むことは、明確に理解されなければならない。従って、流体という用語は、本 明細書においては、上述の流量計並びに上述のポンプを通って流れる物質に関し て使用したものである。この用語は、本発明の装置によって処理することができ る物質の単なる代表例である。本発明の装置は、流体自体だけではなく、上述の 装置を通ることのできる又は該装置によって圧送することのできる他のあらゆる 物質を受け入れることができることを理解する必要がある。そのような他の物質 の例としては、空気、気体、スラリー、並びに、液体及び流体を挙げることがで きる。また、本明細書で使用する「穴」という用語は、円形、矩形、三角形、あ るいは、不規則な形状を含む他の可能性のある形状の如き、任意の断面形状を有 する開口を包含するものである。 更に、磁石及びコイルの代わりに、光学的検知装置、渦流、又は、他の適宜な 装置を、位相測定装置として用いることができる。 本明細書で使用する流体という用語は、広い意味で解釈されるべきであって、 気体、スラリー、混合物等の、導管、パイプ又は管を通って流れることのできる あらゆる物質を含むことができる。
【手続補正書】 【提出日】1997年10月6日 【補正内容】 1.明細書の記載を下記の様に補正する。 2.明細書第5頁4行と5行の間に下記の記載を挿入する。 『回転型コリオリ流量計は次の特許に示されている。 USA 2,877,649 USA 2,832,218 USA 3,350,936 DE−B−1235608 EP−A−0537765 米国特許第2,877,649号はハウジング10内にインペラ12とこれ と同心的な第2のまたはセンシングインペラ14を備え、これらのインペラを共 通軸線のまわりを回転するモータ80からなる動力源で駆動する。上記二つのイ ンペラの相対的な角度変位は動力変換装置616によって測定される。材料の流 れによって発生するコリオリカは、インペラ12に対するセンシングインペラ1 4への力を生じさせる。この力は上記角度変位に正比例する従って流体の質量流 量に正比例する信号を変換装置16に発生させる。 米国特許第2,832,218号は一対の同心的なインペラ50及び70を ケース10で囲みインペラをモータ20で駆動する。流体の流れに応じて、この 流体は第2のインペラ70の羽根72に向けて当たる。動力変換装置100は第 2のインペラ70の変位を測定しこのインペラの変位に従って材料の質量流量に 比例する出力信号を発生する。 米国特許第3,350,936号は流体の流れの軸線のまわりに心合わせし た第1の回転可能な部材1、第2の回転可能な部材7を有する回転型コリオリ流 量計を開示する。これらの回転可能部材はモータ53により駆動されコリオリ力 による第2の回転可能部材に対する第1の回転可能部材の角度変位は検出要素9 によって測定され、角度変位従って流動する流体の質量流量に比例する出力信号 を発生する。 ドイツ特許第1235608号は互いに対面する二つのインペラホイール2 2,32を有し、両インペラホイール間の角度変位が質量流量を表わす装置につ いて開示する。 欧州特許第0537765号はモータで駆動され、トルク測定手段を有する ハウジング内を回転する測定用ホイールについて開示しており、この場合、トル ク測定手段は測定用ホイールを通る材料の流れの変化に応じて駆動トルクの変化 を測定し通過質量を決定する値を導出するものである。』 3.同書第14頁9行「いる。」と「これに」との間に下記の記載を挿入する。 『ハウジング301に取り付けられたベアリングカップ336は上記軸をハウ ジングに連結する。』 4.同書第16頁4行「コイル」の前に次の記載を挿入する。 『コイル324は開口357の中に配置される。』 5.同書第18頁下より7行「向ける。」の後に下記の記載を挿入する。 『流体剪断デカップラ342の要素602は上記穴343に流体が流入する時 この受け取った流体に角速度を与えるように円錐状をなしている。』 6.同書第35頁9行「できる。」の後に下記の記載を挿入する。 『図12のネジ1161はハウジング1101を要素1112に固定する。』 7.添付の図3,4,7,10,12,13,17を別添の様に補正する。 8.[請求の範囲]の記載を下記の様に補正する。 請求の範囲 1. コリオリ流量計であって、 流体収容ハウジング(301)と、 該ハウジングの中に設けられていて、回転中心軸線を有している外側ロータ( 307)と、 記回転中心軸線と同軸状に前記外側ロータに設けられている凹所(341) と、 少なくともその一部が前記凹所に設けられていて、前記回転中心軸線と同軸状 の回転中心を有しているコリオリ検知手段(314)と、 前記外側ロータ及び前記コリオリ検知手段を前記回転中心軸線のまわりに回転 させる軸手段(329,331)と、 該コリオリ検知手段に設けられていて、前記コリオリ検知手段の外周部から前 記コリオリ検知手段の中央領域まで各々の伸長している複数の穴(312)と、 前記外側ロータに設けられていて、前記外側ロータの外周部から前記外側ロー タの前記凹所まで各々伸長しており、その中の少なくとも幾つかは、前記コリオ リ検知手段の前記複数の穴(312)の中の少なくとも幾つかと連通し整合され ている前記外側ロータの複数の穴(309)と、 受け取った流体を前記流体収容ハウジングの内部に供給するに際し前記外側ロ ータの外周縁に対して接線方向にかつ前記回転中心軸線に直交する方向に供給す ために前記流体収容ハウジングに設けられている流体入口(302)と、 前記流体収容ハウジングに前記回転中心軸線と同軸的に設けられている流体出 口(304)と、 前記流体入口で受け取られた流体が前記外側ロータの前記複数の穴に入りこれ らの穴及び前記コリオリ検知手段を半径方向内向きに通過して前記流体出口から 前記回転中心軸線に沿って流出させることにより、前記ロータ及びコリオリ検知 手段の穴を流過する前記流体から誘導されるエネルギーを用いて前記ロータ及び コリオリ検知手段を回転させるように構成してなることと、 前記流体の通過によって発生するコリオリの力、並びに、前記外側ロータ及び 前記コリオリ検知手段の回転に応答して、前記コリオリ検知手段を前記回転中心 軸線の周囲で前記外側ロータから角変位させる手段(329)と、 前記角変位の大きさを表す出力信号を発生するように配置された手段(324 ,323)と、 前記信号を受信して前記流動する流体の質量流量を導出するように配置された 手段(351)と を備えることを特徴とするコリオリ流量計。2. コリオリ流量計であって、 流体収容ハウジング(301)と、 前記ハウジングの中に設けられていて回転中心軸線を有する外側ロータ(10 01)と、 前記回転中心軸線と同軸的に設けられた前記外側ロータの凹所(341)と、 前記凹所の中に少なくとも一部が設けられるとともに回転中心が前記回転中心 軸線と同軸的になされたコリオリ検知手段(314)と、 前記外側ロータ及びコリオリ検知手段を前記回転中心軸線のまわりに回転せし める軸手段(329,331)と前記流体収容ハウジングの流体出口(327)と、 前記コリオリ検知手段の外周縁部から該コリオリ検知手段の中心領域に各々の 穴が延在する前記コリオリ検知手段に設けられた複数の穴(312)と、 前記流体収容ハウジングにあって前記コリオリ検知手段の中心領域に向けて流 体を前記中心軸線と同軸的に供給するための流体入口(304,337)と、 前記外側ロータに設けられ該外側ロータの外周縁から前記凹所にかけて各々が 延在する穴であって、前記外側ロータの少なくとも穴のいくつかは前記コリオリ 検知手段の外端部がほぼ90°に湾曲した複数の穴(312)の中の少なくとも 一部と連通整合し、これによって流体が前記外側ロータの中央軸線に直交する方 向に該ロータの外周縁に対し接線方向に流出するように設けられた複数の穴(1 002)と、 前記流体入口で受け取られた流体が前記コリオリ検知手段及び前記ロータの前 記複数の穴を半径方向外向きに流量計の前記流体出口に向かって流過してから前 記ロータを接線方向に流出するようにし、これによって前記ロータ及びコリオリ 検知手段の穴を流過する前記流体から誘導されるエネルギーを用いて前記ロータ 及びコリオリ検知手段を回転させるように構成してなることと、 前記流体の通過によって発生するコリオリの力、並びに、前記外側ロータ及び 前記コリオリ検知手段の回転に応答して、前記コリオリ検知手段を前記回転中心 軸線の周囲で前記外側ロータから角変位させる手段(329)と、 前記角変位の大きさを表す出力信号を発生するように配置された手段(324 ,323)と、 前記信号を受信して前記流動する流体の質量流量を導出するように配置された 手段(351)と、 を備えることを特徴とするコリオリ流量計。 3. 請求項1または2のコリオリ流量計において、前記コリオリ検知手段は、 コリオリロータを含むことを特徴とするコリオリ流量計。4. 請求項3のコリオリ流量計において、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータの前記穴を通る流体流が、前記外側ロ ータ及び前記コリオリロータを前記回転中心軸線の周囲で回転させ、これにより 、前記外側ロータの外周部の接線速度が、前記外側ロータの前記外周部における 前記流体の接線速度よりも実質的に大きくなるように構成されたことを特徴とす るコリオリ流量計。5. 請求項のコリオリ流量計において、前記出力信号を発生する手段は、 前記流体収容ハウジングに設けられたコイル(323,324)と、 前記コリオリロータ及び前記外側ロータに設けられた磁石(316,344) とを備えており、 前記コイル及び前記磁石は、前記コリオリロータの回転時に有効になって、周 期的な出力信号を発生し、該出力信号は、前記外側ロータに対する前記コリオリ ロータの角変位を表す位相差を含むように構成されたことを特徴とするコリオリ 流量計。6. 請求項のコリオリ流量計において、 前記コイルは、固定コイル(324)と、可動コイル(323)とを備えてお り、 前記磁石は、前記外側ロータのカバーに設けられた第1の組の磁石(316) を備えており、 前記磁石は、更に、前記コリオリロータに設けられた第2の組の磁石(316 )を備えていることを特徴とするコリオリ流量計。7. 請求項3のコリオリ流量計において、当該流量計は、更に、前記コリオリ ロータが前記外側ロータに対して角度方向に変位できる量を制限する手段(40 1,402)を備えることを特徴とするコリオリ流量計。8. 請求項のコリオリ流量計において、前記制限する手段が、更に、 前記コリオリロータの凹所(401)と、 前記外側ロータの中に設けられた第1の端部、及び、前記コリオリロータの前 記凹所の中に伸長している第2の端部を有している制限ピン(402)手段とを 備えており、 前記凹所の断面積は、当該凹所の中の前記制限ピン手段の横方向の運動を制限 すると共に、前記外側ロータに対する前記コリオリロータの角度方向の回転を制 限するのに効果的であることを特徴とするコリオリ流量計。9. 請求項のコリオリ流量計において、前記制限する手段は、前記コリオリ ロータ(314)に設けられた第1の手段(402)と、前記外側ロータ(30 7)に設けられた第2の手段(401)とを備えており、これら第1及び第2の 手段は、前記外側ロータに対する前記コリオリロータの前記角度方向の回転を制 限するように作動的に接続されることを特徴とするコリオリ流量計。10. 請求項のコリオリ流量計において、前記コリオリロータの前記穴は、 半径方向に設けられており、一方、前記外側ロータの前記穴(801,802) は、半径方向から離れていることを特徴とするコリオリ流量計。11. 請求項1または2のコリオリ流量計において、前記外側ロータの前記穴 は各々、 互いに実質的に90°で配置された第1の開口(803)及び第2の開口(8 04)を有する直角要素を備えており、 前記第1の開口(803)は、前記外側ロータの前記凹所の内周部を形成する 内周面と実質的に同一平面にあり、 前記第2の開口(804)は、前記外側ロータの外周部に対して実質的に直交 して配列されていて、前記外側ロータの前記外周部付近の流体の接線方向とは反 対を向いていることを特徴とするコリオリ流量計。12. 請求項11のコリオリ流量計において、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータの前記穴を通る流体流が、前記外側ロ ータ及び前記コリオリロータを前記回転中心軸線の周囲で回転させ、これにより 、前記外側ロータの外周部の接線速度が、前記外側ロータの前記外周部における 前記流体の接線速度よりも実質的に大きくなるように構成されており、 また、前記各々の直角要素の前記第2の開口は、前記外側ロータの前記外周部 の前記流体をすくい上げて前記直角要素の内部に入れて、前記コリオリロータの 前記穴に通し、当該流量計の前記流体出口から出すことができるように構成され ており、 前記直角要素は、前記外側ロータの角度方向の回転速度を減少させて、当該流 量計の前後の圧力降下を低下させることができるように構成されたことを特徴と するコリオリ流量計。13. 請求項2のコリオリ流量計において、前記外側ロータの前記穴は各々、 前記外側ロータの前記凹所の内方端を形成する内周面と実質的に同一平面にな るように設けられた第1の開口(312,1002)と、 前記外側ロータの前記外周部と実質的に同一平面になるように設けられている と共に、前記第1の開口に対して湾曲していて、前記外側ロータの前記外周部の 前記各々の穴に関してジェット形状の開口を形成している第2の開口とを備えて おり、 前記第2の開口は、前記流体流を加速して、該流体流を前記流体出口を通して 当該流量計から出すことができるように構成されていることを特徴とするコリオ リ流量計。14. 請求項1または2のコリオリ流量計において、当該コリオリ流量計は、 更に、 前記外側ロータに接続されていて、前記外側ロータ及び前記コリオリロータを 共に、前記回転軸線の周囲で、前記流体流によって生ずる回転速度よりも大きい 回転速度で回転させるモータ(1701)を備えており、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータは共に、前記大きい回転速度に応答し て、前記穴の中の前記流体の圧力を増大させると共に、当該流量計を通る前記流 体の処理量を増大させるように構成されたことを特徴とするコリオリ流量計。15. 請求項14のコリオリ流量計において、 前記外側ロータの前記穴(1801)は、湾曲していて、前記外側ロータ及び 前記コリオリロータから出る流体の速度を減少させ、これにより、前記外側ロー タを通して前記流体出口に送るポンプ作用を向上させることを特徴とするコリオ リ流量計。16. 請求項2のコリオリ流量計において、 前記流体入口(1406)及び前記流体出口(1403)は共に、前記両ロー タの回転中心軸と同軸状に設けられており、 当該流量計は、更に、前記流体入口から前記流体の横方向の流れを受け取り、 該受け取った流体の流れを前記外側ロータの前記外周部に対して接線方向に流す 手段(1423,1424)を備えていることを特徴とするコリオリ流量計。17. 請求項のコリオリ流量計において、 前記流体入口(1406)及び前記流体出口(1403)は共に、前記両ロー タの前記中心軸線と同軸状に設けられており、 当該流量計は、更に、前記流体入口から受け取った前記流体の軸方向の流れを 受け取り、該受け取った流体の流れを、前記コリオリロータ(1412)及び前 記外側ロータ(1414)の穴に通して、前記外側ロータの外周部に対して接線 方向の流体の流れを前記流体出口に与える手段(1422,1421)を備えて いることを特徴とするコリオリ流量計。18. 請求項のコリオリ流量計において、当該流量計は、更に、 前記外側ロータの中心を前記流体収容ハウジングに接続して、前記外側ロータ を前記回転中心軸線の周囲で回転させる第1の軸(331)と、 前記軸(331)の長手方向の凹所と、 一端部が前記コリオリロータの中心に固定的に接続されており、他端部が前記 第1の軸の前記長手方向の凹所の中に位置しているトーションバー軸(329) と、 前記トーションバー軸の前記他端部を前記第1の軸に固定的に接続する手段( 332)とを備えており、 前記コリオリロータは、流体が前記両ロータの前記穴を通る際の前記両ロータ の前記回転に起因して前記コリオリロータに作用するコリオリの力に応答して、 前記コリオリロータを前記外側ロータに対して角度方向に動かすことができ、前 記角度方向の動きは、前記トーションバー軸のねじれ特性によって調節されるよ うに構成されたことを特徴とするコリオリ流量計。19. 請求項のコリオリ流量計において、前記外側ロータ(307)は、皿 状の端部要素(340)を有しており、該端部要素の周部は、前記外側ロータの 前記穴(309)を含むリング要素の一側部に接続されており、 当該コリオリ流量計は、更に、 前記リング要素の第2の側部に取り外し自在に取り付けられていて、前記外側 ロータの前記凹所をシールする円形の外側ロータカバープレートと、 前記外側ロータカバープレート(317)に設けられていて、前記流体出口( 304)に接続されている穴と、 前記カバープレートの前記穴の付近で前記カバープレートの内側面に接続され ていて、前記コリオリロータの前記穴の中の前記流体の回転速度を、当該流量計 の前記流体出口の中の流体の非回転状態によって生ずる剪断効果から分離する流 体剪断デカップラ(342)とを備えていることを特徴とするコリオリ流量計。20. 請求項19のコリオリ流量計において、前記流体剪断デカップラ(34 2)は、 中央の穴(319)を有する実質的に円形の要素を備えており、 該実質的に円形の要素は、前記カバープレート(317)の前記内側面に取り 付けられており、これにより、前記実質的に円形の要素の前記中心の穴は、前記 カバープレートの前記中央の穴に整合されており、 前記流体剪断デカップラは、更に、 前記コリオリロータの前記穴の1つに各々整合されていて、前記実質的に円形 の要素の外周部に設けられている複数の穴(343)を備えており、 前記実質的に円形の要素の前記外周部の前記各々の穴は、複数の湾曲した通路 の中の1つによって、前記実質的に円形の要素の前記中央の穴に接続されていて 、前記流体の運動を、回転する半径方向の流れの状態から、上方の流れの状態に 変換して、前記コリオリロータを前記流体の剪断効果から分離するように構成さ れていることを特徴とするコリオリ流量計。21. 請求項のコリオリ流量計において、 前記流体入口(1102)及び前記流体出口(1107)は共に、前記両ロー タの前記回転中心軸線と同軸状に設けられており、 当該流量計は、更に、 その先端を前記流体入口(1102)付近に位置させている前記コリオリロー タを含む円錐形の要素(1101)と、 該円錐形の要素の周部に設けられていて、前記円錐形の要素の前記先端から前 記外側ロータ(1114)の外周部付近に位置している前記円錐形の要素の他端 部まで伸長している螺旋状の通路(1113)とを備えており、 前記円錐形の要素(1101)及び前記通路(1113)は、前記流体入口か ら前記流体の軸方向の流れを受け取り、該受け取った流体の流れを再指向して、 前記外側ロータの前記外周部に対して接線方向の流体流を形成することができる ように構成されており、 前記流体は、前記外側ロータの前記穴(1116)、及び、前記コリオリロー タの前記通路を通ることができ、 当該流量計は、また、 前記回転中心軸線の周囲で前記外側ロータと一体になって回転することができ 、前記コリオリロータの凹所の中に設けられている流体剪断デカップラ(111 1,1112)と、 前記流体剪断デカップラに設けられていて、前記コリオリロータの前記穴から 当該流量計の前記流体出口まで伸長している穴とを備えており、 前記流体剪断デカップラの前記穴は、前記流体流に応答して、当該コリオリ流 量計の前記穴から受け取った回転する半径方向の流体流を前記流体出口に与えら れる軸方向の流体流に変換するように構成されていることを特徴とするコリオリ 流量計。22. 請求項のコリオリ流量計において、 前記流体入口(1406)及び前記流体出口(1403)は共に、前記両ロー タの前記中心軸線と同軸状に設けられており、 当該コリオリ流量計は、更に、 その先端が前記流体入口(1406)の付近に位置するように設けられている 流体剪断デカップラの一部を含む円錐形の要素(1411)と、 前記円錐形の要素の周部に取り付けられた端部を各々有すると共に、前記流体 入口に接続する他端部を各々有している細長いフィン(1423)とを備えてお り、 前記円錐形の要素は、前記外側ロータ(1414)と一体に回転するように取 り付けられており、 前記円錐形の要素及び前記フィンは、前記流体入口から前記流体の軸方向の流 れを受け取り、該流れを再指向して、前記コリオリロータの前記穴(1421) の内方端に与えられる回転する角度方向の流体流を形成することができるように 構成されており、 前記流体は、前記コリオリロータ(1412)及び前記外側ロータの前記穴( 1422)を通って流れ、前記両ロータを共に回転させることができ、 当該流量計は、また、 前記外側ロータの前記穴からの前記流体を当該流量計の前記流体出口まで移動 させる手段(1401)と、 前記コリオリロータの前記外側ロータ(1414)に対する角度方向の変位を 制限する手段(1518)を備えていることを特徴とするコリオリ流量計。23. 前記コリオリロータ(307)と前記流体出口(337)との間に位置 する流体剪断デカップラ手段(342)と組み合わせて使用される請求項のコ リオリ流量計において、 前記流体剪断デカップラを前記回転中心軸線の周囲で前記外側ロータと一体に 回転させる手段(317)と、 前記流体剪断デカップラ手段に設けられていて、前記コリオリロータ(314 ) の前記穴(312)から角度方向の流体流を受け取る手段(343)と、 前記流体剪断デカップラに設けられていて、前記角度方向の流体流を軸方向の 流体流に変換する手段と、 前記流体剪断デカップラに設けられていて、前記軸方向の流体流を前記流体出 口に供給する手段(319)とを備えることを特徴とするコリオリ流量計。24. コリオリ流量計であって、 入口(302)及び出口(304)を有する流体収容ハウジング(301)と ロータ(307)と、 前記入口から前記出口に延在し前記ロータを半径方向に横切る流路を画成する 手段(309,312,327,343,344)と、 前記入口から前記出口への前記流路を通って流動する流体に応答して前記ロー タを回転中心軸線の周りに回転させるための前記流路を画成する手段のうちの手 段(309,312)と、 前記ロータに連結しており、前記流動する流体及び前記回転に応答して前記ロ ータの回転に対するコリオリ検知手段の回転における角変位を生ぜしめる手段を 含むコリオリ検知手段(329)と、 前記コリオリ検知手段の前記角変位により前記入口から前記出口に至る流量計 を通る流体の流速を表示することと、 前記角変位を表わす信号を発生する手段と、 前記信号の発生に応答して材料の流れの情報を導出するための手段(351, 324,323)と、 によって構成されたことを特徴とするコリオリ流量計。 25. コリオリ流量計を作動させる作動方法であって、 流体収容ハウジングの流体入口から受け取った流体流を、ハウジング(301 )の中に設けられていて回転中心軸線を有する外側ロータ(307)の穴(30 9)を通って外側ロータの外周縁に対し接線方向にかつ穴(309)を通る移動 の中心軸線に直向する方向に 、及び、少なくともその一部が前記外側ロータ(3 07)の凹所(341)に設けられていて前記回転中心軸線と同軸状の回転中心 軸線を有するコリオリ検知手段(314)の穴に通す工程と、 前記入口で受け取られた流体が外側ロータの穴に流入して前記外側ロータ及び 前記コリオリ検知手段の穴を半径方向内向きに通過してから前記中心軸線に沿っ て流量計の流体出口より流出し、これによって前記ロータ及び前記コリオリ検知 手段の穴を通って流動する時の流体により誘導されるエネルギーを用い前記ロー タ及びコリオリ検知手段を 回転させる工程とを備えており、 前記コリオリ検知手段は、前記外側ロータ及び前記コリオリ検知手段の同時の 回転を生じさせる前記流体の移動によって生ずるコリオリの力に応答して、前記 回転中心軸線の周囲で前記外側ロータから角度方向に変位するように構成されて おり 記角変位の大きさを表す出力信号(323,324)を発生する工程と、 前記信号の受信に応答して、前記流体流の質量流量を導出する工程とを備える ことを特徴とするコリオリ流量計の作動方法。26. コリオリ流量計を作動する作動方法であって、 収容ハウジングの流体入口からコリオリ検知手段の中心領域に同軸的に流体を 受け入れる工程と、 前記コリオリ検知手段の前記中心領域から各穴が伸長し該コリオリ検知手段の 外周縁に至る複数の穴(312)を通って流体を流動させる工程と、 外側ロータの各々の穴が該ロータの外周縁部から該ロータの凹所に伸長してい る複数の穴(1002)を通じて流体を流動させ、その際、前記コリオリ検知手 段の前記穴(312)の中の少なくともいくつかと前記外側ロータの前記穴の少 なくともいくつかとを連通整合させ、前記外側ロータの穴が外端部でほぼ90° 湾曲していて前記流体が前記外側ロータの外周縁に接線方向に該ロータの中心軸 線に直交する方向に流量計から流出させる工程と、 前記入口で受け取られた流体が前記コリオリ検知手段及び前記ロータの前記穴 から流量計の流体出口を半径方向外向きに通り前記外側ロータを接線方向に流出 することにより、前記外側ロータ及びコリオリ検知手段を、これらコリオリ検知 手段とロータの穴を流体が通過する時誘導されるエネルギーを用いて回転させる ように構成し、 前記コリオリ検知手段は、前記外側ロータ及びコリオリ検知手段の同時回転に 至る前記流体の伸長によって発生するコリオリカに応答して前記回転中心軸線の 周りに前記外側ロータからの角変位を生ずるようになされ、 さらに、前記作動方法は、 前記角変位の大きさを表わす出力信号(323,324)を発生させる工程と 前記出力信号の反覆に応答して前記流動する流体の質量流量を導出する工程と によって構成したことを特徴とするコリオリ流量計の作動方法。 27. 請求項25または26の作動方法において、前記コリオリ検知手段がコ リオリロータからなりかつ 当該作動方法は、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータの前記穴を通る前記流体流に応答して 、前記外側ロータ及び前記コリオリロータを前記回転中心軸線の周囲で回転させ 、これにより、前記外側ロータの外周部の接線速度が、前記外側ロータの前記外 周部の前記流体の接線速度よりも実質的に大きくなるようにする工程を備えるこ とを特徴とする作動方法。28. 請求項27の作動方法において、前記コリオリロータが前記外側ロータ に対して角度方向に変位できる量を制限する工程(401,402)と組み合わ されることを特徴とする作動方法。29. 請求項27の作動方法において、当該作動方法は、 前記流体流を前記外側ロータの周部の直角要素に通す工程を備えており、 前記直角要素は、互いに実質的に90°で配置された第1の開口(804)及 び第2の開口(303)を有しており、 前記第1の開口は、前記外側ロータの前記凹所の内周部を形成する内周面と実 質的に同一平面に位置しており、 前記第2の開口は、前記外側ロータの外周部付近で該外周部に対して実質的に 直交する方向に設けられていると共に、前記外側ロータの前記外周部付近の接線 方向の流体流の方向とは反対方向を向いており、 当該作動方法は、また、 前記流体流を前記直角要素から前記コリオリロータの前記穴に通して、前記外 側ロータ及び前記コリオリロータを前記回転中心軸線の周囲で回転させ、これに より、前記外側ロータの外周部の接線速度が、前記外側ロータの前記外周部の前 記流体の接線速度よりも実質的に大きくなるようにする工程を備えており、 前記各々の直角要素の前記第2の開口(803)は、前記外側ロータの前記外 周部の前記流体をすくい上げて、前記直角要素の内部に入れ、前記コリオリロー タの前記穴を通して、前記流量計の流体出口から出すことができるように構成さ れており、 前記直角要素は、前記外側ロータの角度方向の回転速度を減少させて、前記流 量計の前後の流体の圧力降下を小さくするように構成されていることを特徴とす る作動方法。30. 請求項27の作動方法において、当該作動方法は、 前記外側ロータの前記外周部と実質的に同一平面にあり、前記外側ロータの前 記各々の穴に関してジェット形状の開口(1003)を形成するように湾曲して る第1の開口(312,1002)に、前記流体流を通す工程を備えており、 前記第1の開口は、前記流体出口を介して前記流量計から出る前記流体の流れ を加速することができるように構成されていることを特徴とする作動方法。31. 請求項27の作動方法において、 前記外側ロータに接続されていて、前記外側ロータ及び前記コリオリロータを 共に、前記回転中心軸線の周囲で、前記流量計によって生ずる回転速度よりも大 きな回転速度で回転させるモータ(1701)を作動させる工程を備えており、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータは共に、前記大きな回転速度に応答し て、前記穴の中の流体の圧力を増大させると共に、前記流量計を通る流体の処理 量を増大させるように構成されていることを特徴とする作動方法。32. 請求項27の作動方法において、 流体剪断デカップラ手段(342)を前記回転中心軸線の周囲で前記外側ロー タと一体に回転させる工程を備えており、 前記流体剪断デカップラは、前記コリオリロータと前記流体出口との間に設け られており、 当該作動方法は、更に、前記コリオリロータの前記穴からの回転する半径方向 の流体流を前記流体剪断デカップラ手段に与える工程と、 回転する半径方向の流れを軸方向の流体流に変換する工程と、 前記流体剪断デカップラからの前記軸方向の流体流を前記流体出口に与える工 程とを備えることを特徴とする作動方法。33. 請求項27の作動方法において、 前記コリオリロータと前記流体入口との間に設けられた流体剪断デカップラ( 342)手段を、前記回転中心軸線の周囲で、前記外側ロータと一体に回転させ る工程と、 前記流体入口からの軸方向の流体流を前記流体剪断デカップラ手段に与える工 程とを備えており、 前記流体剪断デカップラ手段は、前記軸方向の流体流を回転する半径方向の流 体流に変換するように構成されており、 前記流体剪断デカップラ手段は、該流体剪断デカップラ手段からの前記回転す る半径方向の流体流を、前記コリオリロータの前記穴の内方端に与えるように構 成されていることを特徴とする作動方法。34. コリオリ流量計を作動する作動方法であって、 流体収容ハウジングの入口から出口を経由しロータを横切って流れる流路とし て流体チャンネルを伸長させる工程と、 前記入口から前記出口に至る前記流体チャンネルを通して流動する流体から導 出されるエネルギーを使用して前記外側ロータを回転させる工程と、 前記流動する流体の力に応答して前記外側ロータに連結されたコリオリ検知手 段をして、前記外側ロータの回転に対する前記コリオリ検知手段の回転の角変位 を生ぜしめる工程と、 前記コリオリ検知手段の前記角変位により前記入口から前記出口に至る流量計 を通る流体流の流速を表わす工程と、 前記コリオリ検知手段の前記角変位を検出して材料の流れに関する情報を導出 する工程と、 によって構成されたことを特徴とするコリオリ流量計の作動方法。 【図3】 【図4】 【図7】 【図10】 【図12】 【図13】 【図17】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN, MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT ,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 ラヴィング,ロジャー・スコット アメリカ合衆国コロラド州80302,ボール ダー,ジェームズ・キャニオン・ドライブ 2160 【要約の続き】 生ずるコリオリの力によって、コリオリロータは、上記 回転中心軸線の周囲で、外側ロータから角度方向に変位 する。感知コイル(323、324)、及び、磁石(3 16、344)が、コリオリロータの角変位の大きさ、 及び、流動する物質の質量流量を表す出力信号を発生す る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. コリオリ流量計であって、 流体収容ハウジング(301)と、 該ハウジングの中に設けられていて、回転中心軸線を有している外側ロータ( 307)とを備えており、 更に、 前記回転中心軸線と同軸状に前記外側ロータに設けられている凹所(341) と、 少なくともその一部が前記凹所に設けられていて、前記回転中心軸線と同軸状 の回転中心を有しているコリオリ検知手段(314)と、 該コリオリ検知手段に設けられていて、前記コリオリ検知手段の外周部から前 記コリオリ検知手段の中央領域まで各々の伸長している複数の穴(312)と、 前記外側ロータに設けられていて、前記外側ロータの外周部から前記外側ロー タの前記凹所まで各々伸長しており、その中の少なくとも幾つかは、前記コリオ リ検知手段の前記複数の穴(312)の中の少なくとも幾つかと整合されている 複数の穴(309)と、 受け取った流体を前記流体収容ハウジングの内部に供給するために前記流体収 容ハウジングに設けられている流体入口(302)と、 前記流体収容ハウジングに設けられている流体出口(304)と、前記入口が 前記流体を受け取ることに応答して、前記流体を、前記外側ロータの穴及び前記 コリオリ検知手段の穴を通して、当該流量計の流体出口まで移動させる手段(3 38、341、313、343)と、 前記外側ロータ及び前記コリオリ検知手段を共に前記回転中心軸線の周囲で回 転させる手段(331)と、 前記流体の移動によって発生するコリオリの力、並びに、前記外側ロータ及び 前記コリオリ検知手段の回転に応答して、前記コリオリ検知手段を前記回転中心 軸線の周囲で前記外側ロータから角変位させる手段(329)と、 前記角変位の大きさを表す出力信号を発生する手段(324、323)と、 前記信号を受信して前記流動する流体の質量流量を導出する手段(351)と を備えることを特徴とするコリオリ流量計。 2. 請求項1のコリオリ流量計において、前記コリオリ検知手段は、コリオ リロータを含むことを特徴とするコリオリ流量計。 3. 請求項2のコリオリ流量計において、前記外側ロータ及び前記コリオリ ロータの前記穴を通る流体流が、前記外側ロータ及び前記コリオリロータを前記 回転中心軸線の周囲で回転させることを特徴とするコリオリ流量計。 4. 請求項3のコリオリ流量計において、前記回転させる手段が、更に、モ ータ(1701)を含むことを特徴とするコリオリ流量計。 5. 請求項3のコリオリ流量計において、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータの前記穴を通る流体流が、前記外側ロ ータ及び前記コリオリロータを前記回転中心軸線の周囲で回転させ、これにより 、前記外側ロータの外周部の接線速度が、前記外側ロータの前記外周部における 前記流体の接線速度よりも実質的に大きくなるように構成されたことを特徴とす るコリオリ流量計。 6. 請求項3のコリオリ流量計において、 前記外側ロータの前記開口は、半径方向の穴(309)を含んでおり、 前記外側ロータ(307)は、前記流体収容ハウジング(301)の円形の凹 所(338)の中に設けられており、 前記コリオリロータは、前記外側ロータの円形の凹所(341)の中に設けら れており、 前記外側ロータは、前記受け取った流体の約三倍の速度で、前記回転中心軸線 の周囲で回転するように構成されたことを特徴とするコリオリ流量計。 7. 請求項2のコリオリ流量計において、前記出力信号を発生する手段は、 前記流体収容ハウジングに設けられたコイル(323、324)と、 前記コリオリロータ及び前記外側ロータに設けられた磁石(316、344) とを備えており、 前記コイル及び前記磁石は、前記コリオリロータの回転時に有効になって、周 期的な出力信号を発生し、該出力信号は、前記外側ロータに対する前記コリオリ ロータの角変位を表す位相差を含むように構成されたことを特徴とするコリオリ 流量計。 8. 請求項7のコリオリ流量計において、 前記コイルは、固定コイル(324)と、可動コイル(323)とを備えてお り、 前記磁石は、前記外側ロータのカバーに設けられた第1の組の磁石(316) を備えており、 前記磁石は、更に、前記コリオリロータに設けられた第2の組の磁石(316 )を備えていることを特徴とするコリオリ流量計。 9. 請求項3のコリオリ流量計において、当該流量計は、更に、前記コリオ リロータが前記外側ロータに対して角度方向に変位できる量を制限する手段(4 01、402)を備えることを特徴とするコリオリ流量計。 10. 請求項9のコリオリ流量計において、前記制限する手段が、更に、 前記コリオリロータの凹所(401)と、 前記外側ロータの中に設けられた第1の端部、及び、前記コリオリロータの前 記凹所の中に伸長している第2の端部を有している制限ピン(402)手段とを 備えており、 前記凹所の断面積は、当該凹所の中の前記制限ピン手段の横方向の運動を制限 すると共に、前記外側ロータに対する前記コリオリロータの角度方向の回転を制 限するのに効果的であることを特徴とするコリオリ流量計。 11. 請求項9のコリオリ流量計において、前記制限する手段は、前記コリオ リロータ(314)に設けられた第1の手段(402)と、前記外側ロータ(3 07)に設けられた第2の手段(401)とを備えており、これら第1及び第2 の手段は、前記外側ロータに対する前記コリオリロータの前記角度方向の回転を 制限するように作動的に接続されることを特徴とするコリオリ流量計。 12. 請求項2のコリオリ流量計において、前記コリオリロータの前記穴は、 前記回転軸線の上の位置から見て、半径方向に設けられていることを特徴とする コリオリ流量計。 13. 請求項2のコリオリ流量計において、前記コリオリロータの前記穴、及 び、前記外側ロータの前記穴は、半径方向に設けられていることを特徴とするコ リオリ流量計。 14. 請求項2のコリオリ流量計において、前記コリオリロータの前記穴は、 半径方向に設けられており、一方、前記外側ロータの前記穴(801、802) は、半径方向から離れていることを特徴とするコリオリ流量計。 15. 請求項2のコリオリ流量計において、前記外側ロータの前記穴は各々、 互いに実質的に90°で配置された第1の開口(803)及び第2の開口(8 04)を有する直角要素を備えており、 前記第1の開口(803)は、前記外側ロータの前記凹所の内周部を形成する 内周面と実質的に同一平面にあり、 前記第2の開口(804)は、前記外側ロータの外周部に対して実質的に直交 して配列されていて、前記外側ロータの前記外周部付近の流体の接線方向とは反 対を向いていることを特徴とするコリオリ流量計。 16. 請求項15のコリオリ流量計において、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータの前記穴を通る流体流が、前記外側ロ ータ及び前記コリオリロータを前記回転中心軸線の周囲で回転させ、これにより 、前記外側ロータの外周部の接線速度が、前記外側ロータの前記外周部における 前記流体の接線速度よりも実質的に大きくなるように構成されており、 また、前記各々の直角要素の前記第2の開口は、前記外側ロータの前記外周部 の前記流体をすくい上げて前記直角要素の内部に入れて、前記コリオリロータの 前記穴に通し、当該流量計の前記流体出口から出すことができるように構成され ており、 前記直角要素は、前記外側ロータの角度方向の回転速度を減少させて、当該流 量計の前後の圧力降下を低下させることができるように構成されたことを特徴と するコリオリ流量計。 17. 請求項2のコリオリ流量計において、前記外側ロータの前記穴は各々、 前記外側ロータの前記凹所の内方端を形成する内周面と実質的に同一平面にな るように設けられた第1の開口(312、1002)と、 前記外側ロータの前記外周部と実質的に同一平面になるように設けられている と共に、前記第1の開口に対して湾曲していて、前記外側ロータの前記外周部の 前記各々の穴に関してジェット形状の開口を形成している第2の開口とを備えて おり、 前記第2の開口は、前記流体流を加速して、該流体流を前記流体出口を通して 当該流量計から出すことができるように構成されていることを特徴とするコリオ リ流量計。 18. 請求項17のコリオリ流量計において、当該コリオリ流量計は、更に、 前記外側ロータに接続されていて、前記外側ロータ及び前記コリオリロータを 共に、前記回転軸線の周囲で、前記流体流によって生ずる回転速度よりも大きい 回転速度で回転させるモータ(1701)を備えており、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータは共に、前記大きい回転速度に応答し て、前記穴の中の前記流体の圧力を増大させると共に、当該流量計を通る前記流 体の処理量を増大させるように構成されたことを特徴とするコリオリ流量計。 19. 請求項17のコリオリ流量計において、前記回転させる手段は、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータを共に前記回転中心軸線の周囲で回転 させるモータ(1701)を備えており、 前記外側ロータの前記穴は、前記流体の受け取り、並びに、前記コリオリロー タ及び前記外側ロータの前記回転に応答して、前記外側ロータの前記穴の中の前 記流体を前記流体出口へ送るポンプ作用を生ずることができ、 前記発生する手段(351)は、前記外側ロータによって送られた物質の質量 流量に関する情報を発生することができることを特徴とするコリオリ流量計。 20. 請求項19のコリオリ流量計において、 前記外側ロータの前記穴(1801)は、湾曲していて、前記外側ロータ及び 前記コリオリロータから出る流体の速度を減少させ、これにより、前記外側ロー タを通して前記流体出口に送るポンプ作用を向上させることを特徴とするコリオ リ流量計。 21. 請求項20のコリオリ流量計において、 前記流体入口(337)は、前記回転中心軸線と同軸状であり、 前記流体出口(302)は、前記外側ロータによって送られて前記外側ロータ の周部の前記穴の開口から前記流体出口に与えられる前記流体を受け取るように 、前記ハウジングに対して接線方向に設けられていることを特徴とするコリオリ 流量計。 22. 請求項2のコリオリ流量計において、 前記流体入口は、前記受け取った流体の流れを、前記外側ロータの外周部に対 して接線方向に、前記流体収容ハウジングの中に導き、 前記流体出口は、前記両ロータの前記中心軸線と同軸状であることを特徴とす るコリオリ流量計。 23. 請求項2のコリオリ流量計において、 前記流体入口(337)は、前記両ロータの前記中心軸線と同軸状であり、 前記流体は、前記流体収容ハウジングから前記外側ロータの前記外周部に対し て接線方向に流れることを特徴とするコリオリ流量計。 24. 請求項2のコリオリ流量計において、 前記流体入口(1406)及び前記流体出口(1403)は共に、前記両ロー タの回転中心軸と同軸状に設けられており、 当該流量計は、更に、前記流体入口から前記流体の軸方向の流れを受け取り、 該受け取った流体の流れを前記外側ロータの前記外周部に対して接線方向に流す 手段(1423、1424)を備えていることを特徴とするコリオリ流量計。 25. 請求項2のコリオリ流量計において、 前記流体入口(1406)及び前記流体出口(1403)は共に、前記両ロー タの前記中心軸線と同軸状に設けられており、 当該流量計は、更に、前記流体入口から受け取った前記流体の軸方向の流れを 受け取り、該受け取った流体の流れを、前記コリオリロータ(1412)及び前 記外側ロータ(1414)の穴に通して、前記外側ロータの外周部に対して接線 方向の流体の流れを前記流体出口に与える手段(1422、1421)を備えて いることを特徴とするコリオリ流量計。 26. 請求項2のコリオリ流量計において、当該流量計は、更に、 前記外側ロータの中心を前記流体収容ハウジングに接続して、前記外側ロータ を前記回転中心軸線の周囲で回転させる第1の軸(331)と、 前記軸(331)の長手方向の凹所と、 一端部が前記コリオリロータの中心に固定的に接続されており、他端部が前記 第1の軸の前記長手方向の凹所の中に位置しているトーションバー軸(329) と、 前記トーションバー軸の前記他端部を前記第1の軸に固定的に接続する手段( 332)とを備えており、 前記コリオリロータは、流体が前記両ロータの前記穴を通る際の前記両ロータ の前記回転に起因して前記コリオリロータに作用するコリオリの力に応答して、 前記コリオリロータを前記外側ロータに対して角度方向に動かすことができ、前 記角度方向の動きは、前記トーションバー軸のねじれ特性によって調節されるよ うに構成されたことを特徴とするコリオリ流量計。 27. 請求項2のコリオリ流量計において、前記外側ロータ(307)は、皿 状の端部要素(340)を有しており、該端部要素の周部は、前記外側ロータの 前記穴(309)を含むリング要素の一側部に接続されており、 当該コリオリ流量計は、更に、 前記リング要素の第2の側部に取り外し自在に取り付けられていて、前記外側 ロータの前記凹所をシールする円形の外側ロータカバープレートと、 前記外側ロータカバープレート(317)に設けられていて、前記流体出口( 304)に接続されている穴と、 前記カバープレートの前記穴の付近で前記カバープレートの内側面に接続され ていて、前記コリオリロータの前記穴の中の前記流体の回転速度を、当該流量計 の前記流体出口の中の流体の非回転状態によって生ずる剪断効果から分離する流 体剪断デカップラ(342)とを備えていることを特徴とするコリオリ流量計。 28. 請求項27のコリオリ流量計において、前記流体剪断デカップラ(34 2)は、 中央の穴(319)を有する実質的に円形の要素を備えており、 該実質的に円形の要素は、前記カバープレート(317)の前記内側面に取り 付けられており、これにより、前記実質的に円形の要素の前記中心の穴は、前記 カバープレートの前記中央の穴に整合されており、 前記流体剪断デカップラは、更に、 前記コリオリロータの前記穴の1つに各々整合されていて、前記実質的に円形 の要素の外周部に設けられている複数の穴(343)を備えており、 前記実質的に円形の要素の前記外周部の前記各々の穴は、複数の湾曲した通路 の中の1つによって、前記実質的に円形の要素の前記中央の穴に接続されていて 、前記流体の運動を、回転する半径方向の流れの状態から、上方の流れの状態に 変換して、前記コリオリロータを前記流体の剪断効果から分離するように構成さ れていることを特徴とするコリオリ流量計。 29. 請求項2のコリオリ流量計において、 前記流体入口(1102)及び前記流体出口(1107)は共に、前記両ロー タの前記中心軸線と同軸状に設けられており、 当該流量計は、更に、 その先端を前記流体入口(1102)付近に位置させている前記コリオリロー タを含む円錐形の要素(1101)と、 該円錐形の要素の周部に設けられていて、前記円錐形の要素の前記先端から前 記外側ロータ(1114)の外周部付近に位置している前記円錐形の要素の他端 部まで伸長している螺旋状の通路(1113)とを備えており、 前記円錐形の要素(1101)及び前記通路(1113)は、前記流体入口か ら前記流体の軸方向の流れを受け取り、該受け取った流体の流れを再指向して、 前記外側ロータの前記外周部に対して接線方向の流体流を形成することができる ように構成されており、 前記流体は、前記外側ロータの前記穴(1116)、及び、前記コリオリロー タの前記通路を通ることができ、 当該流量計は、また、 前記回転中心軸線の周囲で前記外側ロータと一体になって回転することができ 、前記コリオリロータの凹所の中に設けられている流体剪断デカップラ(111 1、1112)と、 前記流体剪断デカップラに設けられていて、前記コリオリロータの前記穴から 当該流量計の前記流体出口まで伸長している穴とを備えており、 前記流体剪断デカップラの前記穴は、前記流体流に応答して、当該コリオリ流 量計の前記穴から受け取った回転する半径方向の流体流を前記流体出口に与えら れる軸方向の流体流に変換するように構成されていることを特徴とするコリオリ 流量計。 30. 請求項2のコリオリ流量計において、 前記流体入口(1406)及び前記流体出口(1403)は共に、前記両ロー タの前記中心軸線と同軸状に設けられており、 当該コリオリ流量計は、更に、 その先端が前記流体入口(1406)の付近に位置するように設けられている 流体剪断デカップラの一部を含む円錐形の要素(1411)と、 前記円錐形の要素の周部に取り付けられた端部を各々有すると共に、前記流体 入口に隣接する他端部を各々有している細長いフィン(1423)とを備えてお り、 前記円錐形の要素は、前記外側ロータ(1414)と一体に回転するように取 り付けられており、 前記円錐形の要素及び前記フィンは、前記流体入口から前記流体の軸方向の流 れを受け取り、該流れを再指向して、前記コリオリロータの前記穴(1421) の内方端に与えられる回転する角度方向の流体流を形成することができるように 構成されており、 前記流体は、前記コリオリロータ(1412)及び前記外側ロータの前記穴 (1422)を通って流れて、前記両ロータを共に回転させることができ、 当該流量計は、また、 前記外側ロータの前記穴からの前記流体を当該流量計の前記流体出口まで移動 させる手段(1401)と、 前記コリオリロータの前記外側ロータ(1414)に対する角度方向の変位を 制限する手段(1518)を備えていることを特徴とするコリオリ流量計。 31. 前記コリオリロータ(307)と前記流体出口(337)との間に位置 する流体剪断デカップラ手段(342)と組み合わせて使用される請求項2のコ リオリ流量計において、 前記流体剪断デカップラを前記回転中心軸線の周囲で前記外側ロータと一体に 回転させる手段(317)と、 前記流体剪断デカップラ手段に設けられていて、前記コリオリロータ(314 )の前記穴(312)から角度方向の流体流を受け取る手段(343)と、 前記流体剪断デカップラに設けられていて、前記角度方向の流体流を軸方向の 流体流に変換する手段と、 前記流体剪断デカップラに設けられていて、前記軸方向の流体流を前記流体出 口に供給する手段(319)とを備えることを特徴とするコリオリ流量計。 32. 前記コリオリロータと前記流体入口との間に設けられている流体剪断デ カップラ手段と組み合わせて使用される請求項2のコリオリ流量計において、 前記流体剪断デカップラを前記回転中心軸線の周囲で前記外側ロータと一体に 回転させる手段(317)と、 前記流体剪断デカップラ手段に設けられていて、前記流体入口(337)から 軸方向の流体流を受け取る手段(343)と、 前記流体剪断デカップラに設けられていて、前記軸方向の流体流を角度方向の 流体流に変換する手段と、 前記流体剪断デカップラに設けられていて、前記角度方向の流体流を前記コリ オリロータの前記穴の内方端に与える手段(343)とを備えることを特徴とす るコリオリ流量計。 33. コリオリ流量計を作動させる作動方法であって、 受け取った流体流を、ハウジング(301)の中に設けられていて回転中心軸 線を有する外側ロータ(307)の穴(309)、及び、少なくともその一部が 前記外側ロータ(307)の凹所(341)に設けられていて前記回転中心軸線 と同軸状の回転中心軸線を有するコリオリ検知手段(314)の穴に通す工程と 、 前記流体が前記ロータの穴を通過する時に、前記外側ロータ、及び、前記コリ オリ検知手段を共に、前記回転中心軸線の周囲で回転させる工程とを備えており 、 前記コリオリ検知手段は、前記外側ロータ及び前記コリオリ検知手段の同時の 回転を生じさせる前記流体の移動によって生ずるコリオリの力に応答して、前記 回転中心軸線の周囲で前記外側ロータから角度方向に変位するように構成されて おり、 当該作動方法は、更に、 前記角変位の大きさを表す出力信号(323、324)を発生する工程と、 前記信号の受信に応答して、前記流体流の質量流量を導出する工程とを備える ことを特徴とする作動方法。 34. 請求項33の作動方法において、前記コリオリ検知手段は、コリオリロ ータを含むことを特徴とする作動方法。 35. 請求項34の作動方法において、当該作動方法は、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータの前記穴を通る前記流体流に応答して 、前記外側ロータ及び前記コリオリロータを前記回転中心軸線の周囲で回転させ る工程を備えることを特徴とする作動方法。 36. 請求項34の作動方法において、当該作動方法は、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータの前記穴を通る前記流体流に応答して 、前記外側ロータ及び前記コリオリロータを前記回転中心軸線の周囲で回転させ 、これにより、前記外側ロータの外周部の接線速度が、前記外側ロータの前記外 周部の前記流体の接線速度よりも実質的に大きくなるようにする工程を備えるこ とを特徴とする作動方法。 37. 請求項34の作動方法において、前記コリオリロータが前記外側ロータ に対して角度方向に変位できる量を制限する工程(401、402)と組み合わ されることを特徴とする作動方法。 38. 請求項34の作動方法において、当該作動方法は、 前記流体流を前記外側ロータの周部の直角要素に通す工程を備えており、 前記直角要素は、互いに実質的に90°で配置された第1の開口(804)及 び第2の開口(803)を有しており、 前記第1の開口は、前記外側ロータの前記凹所の内周部を形成する内周面と実 質的に同一平面に位置しており、 前記第2の開口は、前記外側ロータの外周部付近で該外周部に対して実質的に 直交する方向に設けられていると共に、前記外側ロータの前記外周部付近の接線 方向の流体流の方向とは反対方向を向いており、 当該作動方法は、また、 前記流体流を前記直角要素から前記コリオリロータの前記穴に通して、前記外 側ロータ及び前記コリオリロータを前記回転中心軸線の周囲で回転させ、これに より、前記外側ロータの外周部の接線速度が、前記外側ロータの前記外周部の前 記流体の接線速度よりも実質的に大きくなるようにする工程を備えており、 前記各々の直角要素の前記第2の開口(803)は、前記外側ロータの前記外 周部の前記流体をすくい上げて、前記直角要素の内部に入れ、前記コリオリロー タの前記穴を通して、前記流量計の流体出口から出すことができるように構成さ れており、 前記直角要素は、前記外側ロータの角度方向の回転速度を減少させて、前記流 量計の前後の流体の圧力降下を小さくするように構成されていることを特徴とす る作動方法。 39. 請求項34の作動方法において、当該作動方法は、 前記外側ロータの前記外周部と実質的に同一平面にあり、前記外側ロータの前 記各々の穴に関してジェット形状の開口(1003)を形成するように湾曲して る第1の開口(312、1002)に、前記流体流を通す工程を備えており、 前記第1の開口は、前記流体出口を介して前記流量計から出る前記流体の流れ を加速することができるように構成されていることを特徴とする作動方法。 40. 請求項39の作動方法において、 前記外側ロータに接続されていて、前記外側ロータ及び前記コリオリロータを 共に、前記回転中心軸線の周囲で、前記流量計によって生ずる回転速度よりも大 きな回転速度で回転させるモータ(1701)を作動させる工程を備えており、 前記外側ロータ及び前記コリオリロータは共に、前記大きな回転速度に応答し て、前記穴の中の流体の圧力を増大させると共に、前記流量計を通る流体の処理 量を増大させるように構成されていることを特徴とする作動方法。 41. 請求項34の作動方法において、 流体剪断デカップラ手段(342)を前記回転中心軸線の周囲で前記外側ロー タと一体に回転させる工程を備えており、 前記流体剪断デカップラは、前記コリオリロータと前記流体出口との間に設け られており、 当該作動方法は、更に、前記コリオリロータの前記穴からの回転する半径方向 の流体流を前記流体剪断デカップラ手段に与える工程と、 回転する方法流量を軸方向の流体流に変換する工程と、 前記流体剪断デカップラからの前記軸方向の流体流を前記流体出口に与える工 程とを備えることを特徴とする作動方法。 42. 請求項34の作動方法において、 前記コリオリロータと前記流体入口との間に設けられた流体剪断デカップラ( 342)手段を、前記回転中心軸線の周囲で、前記外側ロータと一体に回転させ る工程と、 前記流体入口からの軸方向の流体流を前記流体剪断デカップラ手段に与える工 程とを備えており、 前記流体剪断デカップラ手段は、前記軸方向の流体流を回転する半径方向の流 体流に変換するように構成されており、 前記流体剪断デカップラ手段は、該流体剪断デカップラ手段からの前記回転す る半径方向の流体流を、前記コリオリロータの前記穴の内方端に与えるように構 成されていることを特徴とする作動方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025005423A (ja) * 2023-06-27 2025-01-16 浙江大学 可変粘性流れ抵抗構造

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5679906A (en) 1995-03-15 1997-10-21 Micro Motion, Inc. Coriolis effect mass flowmeter using a single rotor having a flexible sensing element
US5892159A (en) * 1997-10-17 1999-04-06 Smith; James Everett Mass flow rate meter
EP0936449A1 (en) * 1998-02-12 1999-08-18 S.E.G. Mekanik Ab Impeller arrangement in a measuring device
US5969264A (en) * 1998-11-06 1999-10-19 Technology Commercialization Corp. Method and apparatus for total and individual flow measurement of a single-or multi-phase medium
DE10017963C2 (de) * 2000-04-12 2003-01-30 Krohne Ag Basel Massendurchflussmessgerät
DK1512949T3 (da) * 2003-09-04 2007-05-14 Askoll Holding Srl Fremgangsmåde og indretning til at bestemme den hydrauliske strömningsrate i en pumpe
DE102004033007B3 (de) 2004-07-08 2005-11-17 Claus Friedrich Vorrichtung zur Durchsatzmessung eines Massenstromes
DE102005025395A1 (de) * 2005-05-31 2006-12-07 Endress + Hauser Flowtec Ag Coriolis Durchflussmesser und Verfahren zur Durchflussmessung
US9140593B2 (en) 2008-04-22 2015-09-22 Cameron International Corporation Smooth bore, chordal transit-time ultrasonic meter and method
US8438935B2 (en) * 2008-04-22 2013-05-14 Cameron International Corporation Smooth bore, chordal transit-time ultrasonic meter and method
US8364427B2 (en) 2010-01-07 2013-01-29 General Electric Company Flow sensor assemblies
CN102207397A (zh) * 2011-03-18 2011-10-05 陈沛 一种多流束高精度旋翼式流量传感器及其工作方法
EP2694926B1 (en) * 2011-04-01 2017-09-13 Daniel Measurement and Control, Inc. Ultrasonic flow meter having cable shroud
WO2014167503A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-16 Indian Institute Of Technology Madras Apparatus for measuring rheological parameters and methods for its operation
US9863860B2 (en) 2013-08-26 2018-01-09 Indian Institute Of Technology Madras Methods and apparatus for measuring rheological properties of multi-phase fluids
US20180340808A1 (en) * 2017-05-29 2018-11-29 Mingsheng Liu Torque Based Flowmeter Device and Method
CN108871480B (zh) * 2018-07-04 2021-03-19 韩泽方 动密封铰链管式科里奥利质量流量计
AT522357B1 (de) * 2019-03-18 2020-11-15 Avl List Gmbh Messsystem zur Messung eines Massendurchflusses, einer Dichte, einer Temperatur und/oder einer Strömungsgeschwindigkeit
CN114728110A (zh) 2019-11-12 2022-07-08 费森尤斯医疗护理德国有限责任公司 血液治疗系统
WO2021096706A1 (en) 2019-11-12 2021-05-20 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Blood treatment systems
CN114728159B (zh) 2019-11-12 2025-10-17 费森尤斯医疗护理德国有限责任公司 血液治疗系统
CN114728117B (zh) 2019-11-12 2025-11-11 费森尤斯医疗护理德国有限责任公司 血液治疗系统
CA3160850A1 (en) 2019-11-12 2021-05-20 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Blood treatment systems
CA3160952A1 (en) 2019-11-12 2021-05-20 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Blood treatment systems
CN115315280A (zh) 2019-12-12 2022-11-08 费森尤斯医疗保健控股公司 血液治疗系统

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2602330A (en) * 1946-02-28 1952-07-08 Kollsman Paul Apparatus for measuring weight flow of fluids
US2832218A (en) * 1954-07-09 1958-04-29 American Radiator & Standard Coriolis mass flowmeter
US2775125A (en) * 1954-07-16 1956-12-25 Exxon Research Engineering Co Mass flow meter
US2877649A (en) * 1955-07-14 1959-03-17 American Radiator & Standard Coriolis mass flowmeter
US2943487A (en) * 1957-11-01 1960-07-05 David M Potter Mass flow meter using tandem rotors
DE1235608B (de) * 1959-05-28 1967-03-02 Bendix Corp Durchflussmesser
US3232110A (en) * 1962-01-24 1966-02-01 Yao T Li Mass flow meter
GB1069466A (en) * 1963-12-10 1967-05-17 Elliott Brothers London Ltd Improvements in and relating to mass flowmeters
US3350936A (en) * 1964-12-30 1967-11-07 Li Yao-Tzu Mass flow meter
US3877304A (en) * 1971-02-18 1975-04-15 Eldec Corp Flowmeter
US4109524A (en) * 1975-06-30 1978-08-29 S & F Associates Method and apparatus for mass flow rate measurement
US3958447A (en) * 1975-07-09 1976-05-25 Eldec Corporation Mass flowmeter
US4012957A (en) * 1976-04-27 1977-03-22 Eldec Corporation Shrouded flowmeter turbine and improved fluid flowmeter using the same
USRE31450E (en) * 1977-07-25 1983-11-29 Micro Motion, Inc. Method and structure for flow measurement
US4438648A (en) * 1982-06-18 1984-03-27 Eldec Corporation Differential mass flowmeter
US4491025A (en) * 1982-11-03 1985-01-01 Micro Motion, Inc. Parallel path Coriolis mass flow rate meter
KR850000640B1 (ko) * 1983-06-24 1985-05-06 신한공기 주식회사 익차형 복갑식 수도미터
US4833925A (en) * 1987-05-08 1989-05-30 Baxter International Inc. Bearingless flowmeter
DE69010338T2 (de) * 1990-11-16 1995-03-09 I.S. Industrial Supply B.V., Wijk En Aalburg Durchflussmengenmesser.
US5129264A (en) * 1990-12-07 1992-07-14 Goulds Pumps, Incorporated Centrifugal pump with flow measurement
DE4134318A1 (de) * 1991-10-17 1993-04-22 Pfister Gmbh Vorrichtung zur messung eines massenstroms nach dem coriolis-prinzip
GB9215043D0 (en) * 1992-07-15 1992-08-26 Flow Inc K Fluid mass flow meters
US5392655A (en) * 1993-03-23 1995-02-28 Eldec Corporation Optical pickup and signal analyzing system for mass flowmeters

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025005423A (ja) * 2023-06-27 2025-01-16 浙江大学 可変粘性流れ抵抗構造

Also Published As

Publication number Publication date
CA2214356C (en) 2001-05-22
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KR100289897B1 (ko) 2001-12-28
DE69625184T2 (de) 2003-05-08
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DE69625184D1 (de) 2003-01-16
EP0815415B1 (en) 2002-12-04
MX9706824A (es) 1997-11-29
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HK1018095A1 (en) 1999-12-10

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