科里奥利流量计的制作方法
【专利摘要】本发明提供的科里奥利流量计能够谋求降低分流器内的压力损失等；分流器(8)的流道(15)的形状部分包括管道侧开口部分(16)、流量管侧开口部分(17)以及流道分叉部分(18)，并且，从流道分叉部分(18)至流量管侧开口部分(17)的各流道剖面积呈线性地减小；从流道分叉部分(18)的位置处延伸至分流器主体(12)另一端的分叉壁(19)的分叉壁前端(20)配置在流道分叉部分(18)中；流道(15)的剖面形状在管道侧开口部分(16)的位置处呈圆形形状，而在流道分叉部分(18)的位置处，通过分叉壁前端20而变为D字形状。
【专利说明】科里奥利流量计
【技术领域】
[0001]本发明涉及在流量管的两端部分别配置有分流器而构成的科里奥利流量计。
【背景技术】
[0002]科里奥利流量计是利用了下述情况的质量流量计，即:在将被测流体所流通的流管的两端加以支撑，并沿着与流管的流向垂直的方向对该支撑点周围施加振动时，作用于流管(以下，将应被施加振动的流管称为“流量管”)上的科氏力与质量流量成比例。
[0003]科里奥利流量计已为众所知，科里奥利流量计中的流量管的形状大致分为直管形状和弯管形状。当流量管为两根时，在该流量管的流入口侧和流出口侧的两端部分别配置有将流道分叉成两个的分流器(分叉管)。
_4] 现有技术文献_5] 专利文献
[0006]专利文献1:日本公报、特公平4-22209号
[0007]专利文献2:日本公报、特开2009-180699号
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]当分流器的流道的形状部分仅为将流道分叉的形状部分时，完成分叉时的流道剖面积变为管道连接侧的流道剖面积的两倍。具体而言，假设管道连接侧的流道剖面形状呈图12(a)所示的圆形形状101，在将该圆形形状101分叉成两个时，首先使其朝向箭头P方向变形，从而从图12(b)所示的分叉过渡形状102变为图12(c)所示的“8”字状的分叉过渡形状103，最后变为图12(d)所示的两个圆形形状104，由此完成分叉的形状部分简单，并且，由图12可知，剖面积以在完成分叉时的流道剖面积变为管道连接侧的流道剖面积的两倍的方式增大(另外，在普通的科里奥利流量计中，为了提高测量灵敏度而使流量管的剖面积小于管道剖面积，因而在完成分叉后根据流量管的直径进行缩径，从而使剖面积急剧减小，即产生急速缩流)。
[0010]另外，在上述形状部分的情况下，存在以下问题点，S卩:由于在分叉成两个圆形形状104的期间内流道剖面积增大，另外，在分流器内的较短区间内流道剖面积增大，因此，随着剖面积如此增大导致压力损失也增大。
[0011]认为分流器中的剖面积的增大不仅如上所述会导致压力损失增大，其也是产生流云力分离(flow separat1n)、或者根据改变分流比的情况而发生堵塞的原因，从而存在很多例如质量流量的测量灵敏度降低等的缺点。
[0012]本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供一种能够谋求降低分流器中的压力损失等的科里奥利流量计。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]为了解决上述课题而提供的权利要求1所述的本发明的科里奥利流量计被构成为:通过驱动流量管，并检测出与作用于该流量管上的科氏力成比例的相位差和/或振动频率，从而得到在所述流量管内流动的被测流体的质量流量和/或密度，并且，在所述流量管的两端部分别配置有分流器，该科里奥利流量计的特征在于，所述流量管的数量为偶数根；并且，所述分流器的流道的形状部分包括:配置在设置流量计的管道侧的管道侧开口部分、配置在所述流量管侧且与所述流量管的数量相同数量的流量管侧开口部分、以及分叉成与所述流量管的数量相同数量的流道分叉部分，进而，所述流道分叉部分处的各分叉部分剖面形状的面积被设定为相等，并且，从所述流道分叉部分至所述流量管侧开口部分的流道剖面积被设定为小于或等于所述分叉部分剖面形状的面积。
[0015]权利要求2所述的本发明的科里奥利流量计是在权利要求1所述的科里奥利流量计的基础上，具有如下特征:从所述流道分叉部分至所述流量管侧开口部分的所述流道剖面积被设定为从所述分叉部分剖面形状的面积开始呈线性地减小。
[0016]权利要求3所述的本发明的科里奥利流量计是在权利要求1或2所述的科里奥利流量计的基础上，具有如下特征:所述流道分叉部分处的所述分叉部分剖面形状呈非圆形形状，并且，所述流量管侧开口部分的形状呈圆形形状。
[0017]权利要求4所述的本发明的科里奥利流量计是在权利要求1、2或3所述的科里奥利流量计的基础上，具有如下特征:所述流量管的所述数量为两根，并且，所述流道分叉部分处的所述分叉部分剖面形状呈D字形状，进而，所述流量管侧开口部分的形状呈圆形形状。
[0018]权利要求5所述的本发明的科里奥利流量计是在权利要求1、2、3或4所述的科里奥利流量计的基础上，具有如下特征:所述流量管呈直管形状或者弯管形状，当所述流量管呈弯管形状时，从所述流道分叉部分至所述流量管侧开口部分呈弯曲形状。
[0019]权利要求6所述的本发明的科里奥利流量计是在权利要求1、2、3、4或5所述的科里奥利流量计的基础上，具有如下特征:当在所述流道分叉部分与所述管道侧开口部分之间设有完全分叉之前的过渡部分时，将该过渡部分的流道剖面积设定为小于或等于所述管道侧开口部分的开口形状的面积。
[0020]发明的效果
[0021]根据权利要求1所述的本发明，由于分流器的流道的形状部分包括流量管侧开口部分、流道分叉部分以及管道侧开口部分，并且从流道分叉部分至流量管侧开口部分的各流道剖面积未增大，因此，能够实现降低压力损失等、即优化压力损失等的效果。
[0022]根据权利要求2所述的本发明，由于从流道分叉部分至流量管侧开口部分的各流道剖面积呈线性地减小，因而流道剖面积未增大，由此能够实现降低压力损失等、即优化压力损失等的效果。
[0023]根据权利要求3所述的本发明，作为未增大流道剖面积的形状部分，使从流道分叉部分至流量管侧开口部分的剖面形状从非圆形形状变为圆形形状，从而能够实现有助于降低压力损失等、即优化压力损失等的效果。
[0024]根据权利要求4所述的本发明，当流量管为两根时，作为未增大流道剖面积的形状部分，使从流道分叉部分至流量管侧开口部分的剖面形状从D字形状变为圆形形状，从而能够实现有助于降低压力损失等、即优化压力损失等的效果。
[0025]根据权利要求5所述的本发明，能够实现可适用于直管形状或者弯管形状的流量管中这样的效果。
[0026]根据权利要求6所述的本发明，也可以设置能够在完全分叉之前进行过渡的过渡部分，而不是在流道分叉部分的位置处立即分叉，该情况下，当将过渡部分也形成为未增大流道剖面积时，能够实现降低压力损失等、即优化压力损失等的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明的科里奥利流量计的结构图。
[0028]图2是沿水平方向将图1的科里奥利流量计对分后的图。
[0029]图3是图2的A部分的放大图。
[0030]图4是表示包括流道分叉部分的流道剖面形状的图。
[0031]图5是表示从流道分叉部分至流量管侧开口部分的各流道剖面形状的图。
[0032]图6是表示包括流量管侧开口部分的流道剖面形状的图。
[0033]图7是表示流道剖面形状的变形例的图。
[0034]图8是表示剖面积的变化的图表。
[0035]图9是表示剖面积的变化的图表(包括比较例)。
[0036]图10是表示压力损失的图表。
[0037]图11是另一例的科里奥利流量计的结构图。
[0038]图12是表示现有的流道剖面形状的图。
【具体实施方式】
[0039]本发明涉及的科里奥利流量计在流量管的两端部分别配置有分流器(manifold)，并且，分流器被设置为未使从流道分叉部分至流量管侧开口部分的各流道剖面积增大。
[0040]实施例1
[0041]以下，根据附图对实施例1进行说明。图1是本发明的科里奥利流量计的结构图。另外，图2是沿水平方向将图1的科里奥利流量计对分后的图，图3是图2的A部分的放大图，图4是表示包括流道分叉部分的流道剖面形状的图，图5是表示从流道分叉部分至流量管侧开口部分的各流道剖面形状的图，图6是表示包括流量管侧开口部分的流道剖面形状的图，图7是表示流道剖面形状的变形例的图，图8是表示剖面积的变化的图表，图9是表示包括比较例的剖面积的变化的图表，图10是表示压力损失的图表。
[0042]在图1和图2中，本发明的科里奥利流量计(或者密度计)I构成为包括:一对流量管2、驱动器(驱动部)3、一对拾取器(pick-off)(相位差检测部)4、未图示的温度传感器、上游侧和下游侧的支撑条(brace bar) 5、外筒6、转换器7、上游侧和下游侧(流入侧和流出侧)的分流器8。另外，科里奥利流量计I经由分流器8设置在未图示管道的中间位置处。
[0043]本发明的科里奥利流量计I的特征之处在于分流器8。而且，通过该特征能够实现压力损失的优化等。
[0044]首先，对科里奥利流量计I的各构成进行说明。
[0045]一对流量管2是相隔规定间隔平行排列的直管形状的流量管，并且使用剖面呈圆形的流量管。一对流量管2的材质采用不锈钢、哈斯特洛伊耐蚀耐热镍基合金(hastelloy)、钛合金等的本【技术领域】中通常使用的材质。一对流量管2的两端部9上分别配置有上游侧和下游侧的分流器8。未图示的被测流体在一对流量管2中流动，在本实施例中，被测流体朝向图1中的箭头方向流动。
[0046]驱动器3是为了使一对流量管2进行共振而设置的。该驱动器3配置在一对流量管2的长度方向中央位置处。一对拾取器4是为了检测在驱动器3的驱动下进行共振的一对流量管2的振动速度而设置的。该一对拾取器4被配置为分别与驱动器3相隔规定间隔。未图示的温度传感器配置在一对流量管2的下游侧端部9上。
[0047]驱动器3、一对拾取器4以及未图示的温度传感器经由电线10与转换器7电连接。转换器7构成为包括:根据来自一对拾取器4和未图示的温度传感器的信号等进行规定的运算处理的运算处理部、执行各种控制的控制部、以及显示运算处理结果的显示部等。
[0048]支撑条5是规定尺寸的金属板，并且被设置为将相对置的流量管2加以连接、换言之横跨在相对置的流量管2上(参照图2)。支撑条5设置在一对流量管2的最大振幅位置与固定端(端部9)之间。
[0049]外筒6是金属制成的圆筒部件，在其内部收容有一对流量管2等。在该外筒6的两端部11上分别固定有上游侧和下游侧的分流器8。
[0050]上游侧和下游侧的分流器8是通过铸造制成的分叉管，并且上游侧和下游侧的分流器8相同，故此处仅对上游侧的分流器8进行说明。
[0051]分流器8具有分流器主体12、与该分流器主体12的一端呈一体化的圆板状的凸缘
13、以及与该分流器主体12的另一端呈一体化的圆板状的外筒固定部14。
[0052]凸缘13是作为与未图示管道的连接固定部分而设置的。另外，外筒固定部14是作为固定外筒6的端部11的部分而设置的。
[0053]分流器主体12中形成有从其一端贯穿至另一端的流道15。流道15是供未图示的被测流体流动的通道，在本实施例中，由于设有两根流量管2，因而流道15分叉形成为两个。流道15的分叉数被设定为与流量管2的数量相同。
[0054]在图3中，流道15的形状部分包括管道侧开口部分16、流量管侧开口部分17以及流道分叉部分18。管道侧开口部分16是在分流器主体12的一端开口的形状部分，另外，流量管侧开口部分17是在分流器主体12的另一端开口的形状部分。即，管道侧开口部分16是配置在未图示的管道侧的部分，而流量管侧开口部分17是配置在流量管2侧的部分。
[0055]管道侧开口部分16与未图示的管道侧的末端开口形状相对应地形成为圆形形状。另外，管道侧开口部分16被形成为其直径与上述末端开口形状的直径相同。另一方面，流量管侧开口部分17与流量管2的端部9的形状相对应地形成为圆形形状。另外，流量管侧开口部分17的直径被形成为能够呈水密性地将端部9插入固定在流量管侧开口部分17中。流量管侧开口部分17与一对流量管2的间隔相对应地配置形成有两个。
[0056]流道分叉部分18是将流道15分叉为两个的部分，在本实施例中，流道分叉部分18配置在管道侧开口部分16的附近位置处。从流道分叉部分18的位置处延伸至分流器主体12另一端的分叉壁19的分叉壁前端20配置在流道分叉部分18中。分叉壁前端20是分叉壁19的前端，并且被形成为锐角形状。流道15在流道分叉部分18的位置处即被分叉壁前端20分叉为两个，由此流道15被左右二等分。
[0057]除了上述分叉壁前端20之外，分叉壁19还具有延伸至分流器主体12的另一端侧的一对侧面。该一对侧面分别包括:与分叉壁前端20连接的平面部21、与流量管侧开口部分17连接的曲面部22、以及位于平面部21与曲面部22之间且由平面过渡为曲面的中间部23。
[0058]流道15的剖面形状在管道侧开口部分16的位置处呈圆形形状，而在流道分叉部分18的位置处被分叉壁前端20 二等分而变为非圆形形状、即两个D字形状。该D字形状相当于权利要求书中所述的分叉部分剖面形状26 (参照图4 (b))。另外，在从流道分叉部分18至流量管侧开口部分17的位置中，分叉壁19的侧面以平面部21 —中间部23—曲面部22的顺序变化，因此，剖面形状也从分叉部分剖面形状26开始如下那样变化，即，D字形状—大致D字形状一大致圆形形状一圆形形状。
[0059]呈上述剖面形状的流道15的剖面积被设定为具有以下特征。具体而言，从流道分叉部分18至流量管侧开口部分17的流道剖面积被设定为小于或等于分叉部分剖面形状26(参照图4(b))的面积。更具体而言，从流道分叉部分18至流量管侧开口部分17的流道剖面积被设定为:从分叉部分剖面形状26的面积开始呈线性地减小(呈线性且平缓地减小)(之后根据图8进行叙述)。
[0060]另外，也可以是以无限接近于图8中的虚拟线的方式呈线性地减小。该情况下，由于不会导致流道剖面积增大，因而也是有效的。
[0061]除了上述之外，在本实施例中，从管道侧开口部分16至流道分叉部分18的流道15的剖面积被设定为与管道侧开口部分16的开口形状(圆形形状)的面积相同。另外，在假设能够增大从管道侧开口部分16至流道分叉部分18的距离的情况下，也可以配置完全分叉之前的过渡部分。该情况下，过渡部分的流道剖面积被设定为小于或等于管道侧开口部分16的开口形状(圆形形状)的面积。
[0062]在此，对于流道15的剖面形状和剖面积的变化进一步详细地进行说明。
[0063]图4(a)中所示的圆形形状24是管道侧开口部分16的位置处的剖面形状。此时的剖面积相当于图8中的左起第一个点。图4(b)中所示的两个D字形状25是流道分叉部分18的位置处的剖面形状。换而言之，D字形状25即为分叉部分剖面形状26。此时的剖面积相当于图8中的左起第二个点。剖面积从该点开始呈线性地减小(呈线性且平缓地减小)。图4(c)中所示的两个D字形状27是分叉壁19侧面中的平面部21的位置处的剖面形状，且是刚开始分叉后的剖面形状。此时的剖面积相当于图8中的左起第三个点。
[0064]图5 (a)和(b)中分别所示的两个D字形状28和29是分叉壁19侧面中的平面部21的位置处的剖面形状。此时的剖面积相当于图8中的左起第四个和第五个点。图5(c)和(d)中分别所示的两个大致D字形状30和31是分叉壁19侧面中的中间部23的位置处的剖面形状。此时的剖面积相当于图8中的左起第六个和第七个点。
[0065]图6 (a)中所示的两个大致圆形形状32是分叉壁19侧面中的曲面部22的位置处的剖面形状。此时的剖面积相当于图8中的左起第八个(右起第三个)点。图6(b)和(c)中分别所示的两个圆形形状33和34是分叉壁19侧面中的曲面部22和流量管侧开口部分17的位置处的剖面形状。此时的剖面积相当于图8中的左起第九个和第十个(右起第二个和第一个)点。
[0066]此外，关于流道15的剖面形状的变化，上述说明中采用如图7 (a)所示剖面形状35相对于中心线C呈线对称的形状变化，但并不仅限于此，S卩，也可以是相对于如图7(b)所示的剖面形状36而使箭头Q、R部分的形状不同的形状变化。
[0067]流道15被形成为如下那样的形状。即，流道15被形成为在流道分叉部分18与流量管侧开口部分17之间无急速缩流部分或扩大部分的形状。在此，根据图9对于流道
15(流道分叉部分18与流量管侧开口部分17之间)的剖面积的变化和其比较例进行说明。另外，根据图10对于压力损失进行说明。
[0068]在图9中，“〇”标记曲线表示流道15的剖面积的变化，其与图8相同。另外，“?”标记曲线表示比较例I的剖面积的变化。另外，“Λ”标记曲线表示比较例2的剖面积的变化，“□”标记曲线表示比较例3的剖面积的变化。
[0069]呈“〇”标记曲线的流道15中，其剖面积随着朝向横轴右侧而呈线性地减小。另夕卜，呈“?”标记曲线的比较例I中，其流道剖面积在刚分叉后增大，然后急速缩流。剖面积如此变化的比较例I的压力损失如图10中的“?”标记曲线所示。在此，“?”标记曲线下方的“〇”标记曲线表示流道15的压力损失。从图表可知:流道剖面积在刚分叉后增大然后急速缩流的情况成为造成压力损失增大的原因之一。
[0070]回到图9，与比较例I同样地，呈“Λ”标记曲线的比较例2中，其流道剖面积在刚分叉后增大，然后较为急速地缩流。因此，虽未特别图示，但是，比较例2的压力损失也大于流道15。
[0071]呈“□”标记曲线的比较例3是流道剖面积未增大的例子。但是，比较例3的剖面积的变化并非固定，而是在多个位置处急速缩流。虽未特别图示，但是，当剖面积的变化并非固定而是在多个位置处急速缩流时，其压力损失也大于流道15。
[0072]由此可知:由于流道15的流道剖面积呈线性地减小(呈线性且平缓地减小)，因而不存在扩大部分或者急速缩流部分，从而压力损失在上述例子中最小。
[0073]如以上所说明，分流器8的流道15的形状部分包括管道侧开口部分16、流量管侧开口部分17以及流道分叉部分18，并且，从流道分叉部分18至流量管侧开口部分17的各流道剖面积呈线性地减小，因而未使流道剖面积增大，从而能够实现降低压力损失等、即优化压力损失等的效果。
[0074]实施例2
[0075]以下，根据附图对实施例2进行说明。图11是另一例的科里奥利流量计的结构图。
[0076]在图11中，科里奥利流量计(或者密度计)51构成为包括:呈门形的一对流量管52、驱动器(驱动部)53、一对拾取器(相位差检测部)54、未图示的温度传感器、上游侧和下游侧的支撑条55、以及上游侧和下游侧(流入侧和流出侧)的分流器56。另外，科里奥利流量计51经由分流器56设置在未图示管道的中间位置处。
[0077]分流器56具有实施例1的分流器8 (参照图3)的特征。即，分流器56具有流道剖面积未增大的流道57。由于一对流量管52呈门形，因而流道57被形成为具有弯曲形状58。
[0078]当然，科里奥利流量计51也能够实现与实施例1相同的效果。
[0079]此外，本发明当然也可以在不改变本发明主旨的范围内实施各种变更。
[0080]在上述说明中，将流量管2(52)的数量设为两根，但并不限于此，也可以是四根、六根等。另外，本发明也能够适用于流量管为三根或五根的情况中(该情况下，流量计的结构变复杂)。
[0081]附图标记说明
[0082]I科里奥利流量计(或者密度计)2流量管
[0083]3驱动器4拾取器
[0084]5支撑条6外筒
[0085]7转换器8分流器
[0086]9端部10电线
[0087]11端部12分流器主体
[0088]13凸缘14外筒固定部
[0089]15流道16管道侧开口部分
[0090]17流量管侧开口部分18流道分叉部分
[0091]19分叉壁20分叉壁前端
[0092]21平面部22曲面部
[0093]23中间部24圆形形状
[0094]2?字形状26分叉部分剖面形状
[0095]27、28、29D字形状30、31大致D字形状
[0096]32,33 大致圆形形状34圆形形状
[0097]35、36 剖面形状
[0098]51科里奥利流量计(或者密度计)52流量管
[0099]53驱动器54拾取器
[0100]55支撑条56分流器
[0101]57流道58弯曲形状
【权利要求】
1.一种科里奥利流量计，其被构成为:通过驱动流量管，并检测出与作用于该流量管上的科氏力成比例的相位差和/或振动频率，从而得到在所述流量管内流动的被测流体的质量流量和/或密度，并且，在所述流量管的两端部分别配置有分流器， 所述科里奥利流量计的特征在于， 所述流量管的数量为偶数根； 并且，所述分流器的流道的形状部分包括:配置在设置流量计的管道侧的管道侧开口部分、配置在所述流量管侧且与所述流量管的数量相同数量的流量管侧开口部分、以及分叉成与所述流量管的数量相同数量的流道分叉部分，进而，所述流道分叉部分处的各分叉部分剖面形状的面积被设定为相等，并且，从所述流道分叉部分至所述流量管侧开口部分的流道剖面积被设定为小于或等于所述分叉部分剖面形状的面积。
2.如权利要求1所述的科里奥利流量计，其特征在于， 从所述流道分叉部分至所述流量管侧开口部分的所述流道剖面积被设定为:从所述分叉部分剖面形状的面积开始呈线性地减小。
3.如权利要求1和2所述的科里奥利流量计，其特征在于， 所述流道分叉部分处的所述分叉部分剖面形状呈非圆形形状，并且，所述流量管侧开口部分的形状呈圆形形状。
4.如权利要求1、2或者3所述的科里奥利流量计，其特征在于， 所述流量管的所述数量为两根，并且，所述流道分叉部分处的所述分叉部分剖面形状呈D字形状，进而，所述流量管侧开口部分的形状呈圆形形状。
5.如权利要求1、2、3或者4所述的科里奥利流量计，其特征在于， 所述流量管呈直管形状或者弯管形状，当所述流量管呈弯管形状时，从所述流道分叉部分至所述流量管侧开口部分呈弯曲形状。
6.如权利要求1、2、3、4或者5所述的科里奥利流量计，其特征在于， 当在所述流道分叉部分与所述管道侧开口部分之间设有完全分叉之前的过渡部分时，将该过渡部分的流道剖面积设定为小于或等于所述管道侧开口部分的开口形状的面积。
【文档编号】G01F1/84GK104246452SQ201380021150
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2012年4月26日
【发明者】助村典郎, 本宫武志 申请人:株式会社奥巴尔