(57)【要約】      （修正有）【課題】流れチューブのろう付け結合部のストレスを低減する。【解決手段】流れチューブ２０を曲げて、その上に少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程を含み、流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロック３０ａ、３０ｂと一列に並べる工程を含む。他の工程で流れチューブは少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けされ、ろう付けの後で、流れチューブと少なくとも１つのアンカーブロックは所定程度、冷却収縮される。更に、流れチューブが少なくとも１つのアンカーブロックに取り付けられ、マニホールド９０、９２が流れチューブの各端部に取り付けられた後で、少なくとも１つの他のブロックを支持ブロックに取り付ける。【選択図】図５
2020034566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量計を形成する方法であって、
流れチューブを曲げて、その上に少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、
流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、
流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けする工程と、
ろう付けの後で、流れチューブと少なくとも１つのアンカーブロックを冷却収縮を許す工程と、
流れチューブが少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けされた後で少なくとも１つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程と、
流れチューブの各端部にマニホールドを取り付ける工程を備える、方法。
【請求項２】
流量計を形成する方法であって、
流れチューブを曲げて、その上に少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、
流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、
流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けする工程と、
流れチューブの第１の端部を第１のマニホールドに取り付け、流れチューブの第２の端部を第２のマニホールドに取り付ける工程であって、各第１及び第２のマニホールドは支持ブロックの一部を備える工程と、
第１のマニホールドの支持ブロックの一部を第２のマニホールドの支持ブロックの一部に取り付ける工程と、
少なくとも１つのアンカーブロックを第１のマニホールドの支持ブロックの一部及び第２のマニホールドの支持ブロックの一部の少なくとも１つに取り付ける工程を備える、方法。
【請求項３】
前記支持ブロックの少なくとも１つ及び第１及び第２のマニホールドの少なくとも１つを流量計のケースに取り付ける工程を備えている、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程は、ろう付けの後に流れチューブと少なくとも１つのアンカーブロックを冷却して所定程度収縮させることを許す工程の後に、アンカーブロックの少なくとも１つの少なくとも一部を、支持ブロックに溶接する工程を備えている、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
溶接は、少なくとも１つのアンカーブロック及び支持ブロックのうちの１つによって画定されるボスを、アンカーブロック及び支持ブロックのうちの１つによって画定される嵌合開口とプラグ溶接する工程を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ボスは嵌合開口に１つの向きのみで挿入可能である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
流れチューブの少なくとも一部に接触するチューブ支持具を、少なくとも１つのアンカーブロック及びチューブ支持具の少なくとも１つに取り付ける工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項８】
前記流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、方法は、
単一の平面内のみで経路に沿って掃引するチャンネルを前記チューブ支持具に形成する工程と、
流れチューブ上の第１の入口曲げ部が第１の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程と、
流れチューブ上の第２の入口曲げ部が第２の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程を備えている、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、方法は、
単一の平面内で経路に沿って掃引するチャンネルを前記チューブ支持具に形成する工程と、
流れチューブの交差部が出口曲げ部に近接する第１の部分を含み、該第１の部分が第１の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程と、
流れチューブの交差部が入口曲げ部に近接する第２の部分を含み、該第２の部分が第２の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程を備えている、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記流れチューブを曲げて、少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程は、
マニホールドと少なくとも１つのアンカーブロックの間に位置する流れチューブの一部を曲げて、第１の頂部を画定する工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１１】
第１の頂部の高さは、流れチューブの隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの
間である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記流れチューブを曲げて、少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程は、
少なくとも１つのアンカーブロックの第１のアンカーブロックと少なくとも１つのアンカーブロックの第２のアンカーブロックとの間に位置する流れチューブの一部を曲げて第２の頂部を画定する工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１３】
第２の頂部の高さは、流れチューブの隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの
間である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記マニホールドを流れチューブの各端部に取り付ける工程は、マニホールドを流れチューブの各端部に溶接及びろう付けすることのうちの少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１５】
支持ブロックの各端部にマニホールドを取り付ける工程は、マニホールド及び支持ブロックのうちの１つによって画定されるボスを、少なくとも１つのアンカーブロック及び支持ブロックのうちの１つによって画定される嵌合開口と溶接する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ボスは嵌合開口に１つの向きのみで挿入可能である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のマニホールドの支持ブロックの一部を第２のマニホールドの支持ブロックの部分に取り付ける工程は、第１のマニホールドの支持ブロックの一部を第２のマニホールドの支持ブロックの一部に溶接する工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１８】
前記流れチューブの交差部のオフセット曲げ部を曲げる工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１９】
単一の平面内の経路に沿って掃引するチャンネルをチューブ支持具に形成する工程は、流れチューブの内部が最外縁のみに係合して、流れチューブとチューブ支持具との間に0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップを形成する工程を含み、流れチューブの外側は、チャンネルの中心に近接したチューブ支持具に接触して、チューブ支持具の各最外縁に近接したギャップを画定する、請求項９に記載の方法。
【請求項２０】
流量計用のセンサアセンブリ(10)であって、
交差部(22)によって接続された第１のループ(24)と第２のループ(26)を備えるように構成され、少なくとも１つの熱膨張曲げ部(300、302)を備える流れチューブ(20)と、
交差部(22)の近傍にて前記流れチューブ(20)に各々取り付け可能である第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)と、
第１のアンカーブロック(30a)と第２のアンカーブロック(30b)の少なくとも１つに取り付け可能な少なくとも１つのチューブ支持具(106)と、
流れチューブ(20)の入口(50)と出口(52)に夫々取り付け可能な第１のマニホールド(90)及び第２のマニホールド(92)と、
第１のアンカーブロック(30a)と第２のアンカーブロック(30b)と第１のマニホールド(90)と第２のマニホールド(92)に取り付け可能な支持ブロック(100)とを備え、
前記流れチューブ(20)、第１のアンカーブロック(30a)、第２のアンカーブロック(30b)、第１のマニホールド(90)及び第２のマニホールド(92)は、支持ブロック(100)に取り付
けられていないときは、加熱及び冷却による所定程度の動きが可能であるように構成されている、センサアセンブリ(10)。
【請求項２１】
前記第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)は、流れチューブ(20)にろう付けされ、第１のマニホールド(90)及び第２のマニホールド(92)は、流れチューブ(20)に溶接及びろう付けの少なくとも１つで取り付けられる、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２２】
各第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)によって画定される少なくとも１つのボス(102)と、
少なくとも１つのボス(102)に係合するサイズ及び寸法を有して支持ブロック(100)により画定される少なくとも１つの開口(104)を備える、請求項２０に記載のセンサアセンブ
リ(10)。
【請求項２３】
前記第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)の各々によって画定される少なくとも１つの開口(104)と、
前記少なくとも１つの開口(104)に係合するサイズ及び寸法を有して前記支持ブロック(100)によって画定された少なくとも１つのボス(102)を備える、請求項２０に記載のセン
サアセンブリ(10)。
【請求項２４】
第１のマニホールド(90)は第１の支持ブロック部分(100a)を含み、第２のマニホールド(92)は第２の支持ブロック部分(100b)を含み、第１及び第２の支持ブロック部分(100a、100b)は互いに取り付け可能であり、支持ブロック(100)を形成する、請求項２０に記載の
センサアセンブリ(10)。
【請求項２５】
前記第１及び第２の支持ブロック部分(100a、100b)は、互いに溶接される、請求項２４に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２６】
前記第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)の各々によって画定される少なくとも１つのボス(102a、102b)と、
前記少なくとも１つのボス(102a、102b)に係合するサイズ及び寸法を有する前記支持ブロック(100)によって画定される少なくとも１つの嵌合開口(104a、104b)とを備え、
前記少なくとも１つのボス(102a、102b)のサイズ及び寸法は、前記少なくとも１つの開口に合わせられている、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２７】
少なくとも１つのボス(102a、102b)は、少なくとも１つの開口(104a、104b)に単一方向でのみ完全に挿入可能である、請求項２６に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２８】
少なくとも１つのボス(102a、102b)は細長い円形形状を備える、請求項２６に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２９】
前記第１のマニホールド(90)及び第２のマニホールド(92)の各々によって画定される少なくとも１つのボス(102c)と、
前記少なくとも１つのボス(102c)に係合するサイズおよび寸法を有して前記支持ブロック(100)によって画定される少なくとも１つの嵌合開口(104c)とを備え、
前記少なくとも１つのボス(102c)のサイズ及び寸法は、前記少なくとも１つの開口(104c)に合わせられている、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３０】
少なくとも１つのボス(102c)は、少なくとも１つの開口に単一方向でのみ完全に挿入可能である、請求項２９に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３１】
少なくとも１つのボス(102c)は、細長い円形形状を備える、請求項２９に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３２】
前記流れチューブ(20)は、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、流れチューブ上の入口曲げ部(27)は第１の流れチューブループ(26)と同一平面上にあり、流れチューブ上の出口曲げ部(29)は第２の流れチューブループ(24)と同一平面上にあり、
前記センサアセンブリ(10)は単一の平面内でのみ経路に沿って掃引するチューブ支持具(106)内のチャンネル(107)を備え、前記流れチューブ(20)はチューブ支持具(106)内のチ
ャンネル(107)に係合するサイズ及び寸法である、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３３】
前記流れチューブ(20)は、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、前記交差部(22)は出口曲げ部(29)に隣接した第１の部分を備え、該第１の部分は第１の流れチューブループ(26)と同一平面上にあり、前記交差部(22)は入口曲げ部(27)に隣接した第２の部分を備え、該第２の部分は第２の流れチューブループ(24)と同一平面上にあり、
前記センサアセンブリ(10)は単一の平面内でのみ経路に沿って掃引するチューブ支持具(106)内のチャンネル(107)を備えている、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３４】
前記熱膨張曲げ部(300)は、第１のマニホールド(90)、第２のマニホールド(92)及びア
ンカーブロック(30a、30b)の隣接部の１つの間に位置する流れチューブ(20)の部分上に位置して、第１の頂部を画定する、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３５】
第１の頂部の高さは、流れチューブ(20)の隣接する非曲げ部から0.01インチから1イン
チの間である、請求項３４に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３６】
前記熱膨張曲げ部(302)は、第１のアンカーブロック(30a)と第２のアンカーブロック(30b)との間に位置する流れチューブ(20)の部分に位置して、第２の頂部を画定する、請求
項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３７】
第２の頂部の高さは、流れチューブ(20)の隣接する非曲げ部から0.01インチから1イン
チの間である、請求項３６に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３８】
前記流れチューブ(20)の交差部(22)内に、オフセット曲げ部(402)を備えている、請求
項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３９】
前記チューブ支持具(106)内のチャンネル(107)は、チャンネル(107)を備え、流れチュ
ーブ(20)の内部が最外縁(E1，E2)のみに係合して、流れチューブ(20)とチューブ支持具(1
06)との間に0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップ(G1)を形成し、流れチューブ(20)の外側は、最外縁(E1，E2)間でチューブ支持具(106)に係合して、最外縁(E1，E2)にてギャップを画定する、請求項３２又は３３に記載のセンサアセンブリ(10)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量計に関し、特に流量計の要素のろう付けに関連する加熱冷却サイクルに固有のストレスを軽減する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
例えば振動式デンシトメータ及びコリオリ流量計のような振動式センサが一般に公知であり、流量計の導管を通って流れる材料の質量流量及び他の情報を測定するために用いられる。代表的なコリオリ流量計は、J.E.Smith他に発行された米国特許第4,109,524号、米国特許第4,491,025号及び再発行特許31,450号に開示されている。これらの流量計は、直
線状又は湾曲した構成の１以上の導管を有する。コリオリ流量計における各導管構成は、例えば１セットの固有振動モードを有し、それは単純曲げモード、捩れモード、又はそれらの連結タイプのモードである。各導管は駆動されて、好ましいモードにて振動される。
【０００３】
材料は、流量計の入口側の接続されたパイプラインから流量計に流入し、導管を通って導かれ、流量計の出口側を通って流量計から出る。振動システムの固有振動モードは、導管と導管内を流れる材料の複合質量によって部分的に画定される。
【０００４】
流量計を通る流れがないとき、導管に加えられる駆動力により、導管に沿った全ての点は、同じ位相で、またはゼロ流れで測定される時間遅延である小さな「ゼロ・オフセット」で振動される。材料が流量計を通って流れ始めると、コリオリ力により、導管に沿った各点が異なる位相を有するようになる。例えば、流量計の入口端の位相は、中央の駆動位置の位相より遅れ、出口の位相は、中央の駆動位置の位相より先行する。導管上のピックオフは、導管の動きを表す正弦波信号を生成する。ピックオフからの信号出力は、ピックオフ間の時間遅延を決定するために処理される。２つ以上のピックオフ間の時間遅延は、導管を流れる材料の質量流量に比例する。
【０００５】
流れチューブを通る物質の流れは、振動する流れチューブの入口端と出口端との間で数度程度のわずかな位相差しか生じさせない。時間差測定の観点から表現すると、材料流れによって誘発される位相差は数十マイクロ秒からナノ秒のオーダーである。典型的には、工業用の流量測定値は、0.1％未満の誤差を有する。従って、これらのわずかな位相差を
正確に測定するためには、コリオリ流量計が特異的に適応して設計されなければならない。
【０００６】
パイプラインを流れる材料の最小流量を測定することは、特に問題である。しかしながら、パイプラインを通って流れる比較的低い流量の流体を測定するために、単一ループの直列の経路流れチューブを使用することも知られている。小さな流量を測定する流量計は、チューブやマニホールドを含む比較的小さな部品から構成する必要がある。これらの比較的小さい部品は、製造プロセスにおいて、困難な溶接またはろう付けプロセスを含む様々な課題を提示し、課題はこれらに限定されない。第１に、薄肉管を溶接することは困難である。第２に、溶接及び結合は一般的に、流量計の衛生的用途に必要な滑らかな表面を付与しない。そのような用途は、流れチューブの壁への材料の付着を促進しない連続的で滑らかな流れチューブの表面を要求する。
【０００７】
低い流量に適した連続的なチューブ面を使用するために、流量計内にて流れチューブを支持するアンカーブロックに流れチューブがろう付けされた二重ループ単一チューブセン
サを使用することができる。組立工程の一部として、流れチューブはアンカーブロックにろう付けされることによって完全に拘束される。残念なことに、流れチューブとアンカーブロックが冷却するにつれて、それらは異なる速度で冷却され、チューブとアンカーのろう付け接合部に大きなストレスを生じさせ、ろう付け結合部に亀裂を生じさせる可能性がある。二重チューブセンサでは、流れチューブのセットは、ろう付け温度サイクルの一部として自由に膨張及び収縮することができ、それによってろう付け結合部に発生する残留ストレスが低減される。
【０００８】
従って、アンカーブロックの加熱による膨張/収縮サイクルに適合し得る多重ループの
単一流れチューブセンサへのろう付けを可能にする装置及び方法の必要性が当該技術分野において存在する。本発明は、この問題及び他の問題を克服し、当該分野における進歩が達成される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
要旨
実施形態に従って流量計を形成する方法が提供される。実施形態は、流れチューブを曲げて、その上に少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けする工程と、ろう付けの後で、流れチューブと少なくとも１つのアンカーブロックを冷却収縮を許す工程と、流れチューブが少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けされた後で少なくとも１つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程と、流れチューブの各端部にマニホールドを取り付ける工程を備える。
【００１０】
実施形態に従って、流量計を形成する方法が提供される。実施形態は、流れチューブを曲げて、その上に少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けする工程と、流れチューブの第１の端部を第１のマニホールドに取り付け、流れチューブの第２の端部を第２のマニホールドに取り付ける工程であって、各第１及び第２のマニホールドは支持ブロックの一部を備える工程と、第１のマニホールドの支持ブロックの一部を第２のマニホールドの支持ブロックの一部に取り付ける工程と、少なくとも１つのアンカーブロックを第１のマニホールドの支持ブロックの一部及び第２のマニホールドの支持ブロックの一部の少なくとも１つに取り付ける工程を備える。
【００１１】
実施形態に従って、流量計用のセンサアセンブリが提供される。実施形態は、交差部によって接続された第１のループと第２のループを備えるように構成され、少なくとも１つの熱膨張曲げ部を備える流れチューブと、交差部の近傍にて流れチューブに各々取り付け可能である第１のアンカーブロック及び第２のアンカーブロックと、第１のアンカーブロックと第２のアンカーブロックの少なくとも１つに取り付け可能な少なくとも１つのチューブ支持具と、流れチューブの入口と出口に夫々取り付け可能な第１のマニホールド及び第２のマニホールドと、第１のアンカーブロックと第２のアンカーブロックと第１のマニホールドと第２のマニホールドに取り付け可能な支持ブロックとを備え、流れチューブ、第１のアンカーブロック、第２のアンカーブロック、第１のマニホールド及び第２のマニホールドは、支持ブロックに取り付けられていないときは、加熱及び冷却による所定程度の動きが可能であるように構成されている。
【００１２】
態様
一態様に従って、流量計を形成する方法が提供される。態様は、流れチューブを曲げて、その上に少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、流れチューブを少なくとも
１つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けする工程と、ろう付けの後で、流れチューブと少なくとも１つのアンカーブロックを冷却収縮を許す工程と、流れチューブが少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けされた後で少なくとも１つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程と、流れチューブの各端部にマニホールドを取り付ける工程を備える。
【００１３】
一態様に従って、流量計を形成する方法が提供される。態様は、流れチューブを曲げて、その上に少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けする工程と、流れチューブの第１の端部を第１のマニホールドに取り付け、流れチューブの第２の端部を第２のマニホールドに取り付ける工程であって、各第１及び第２のマニホールドは支持ブロックの一部を備える工程と、第１のマニホールドの支持ブロックの一部を第２のマニホールドの支持ブロックの一部に取り付ける工程と、少なくとも１つのアンカーブロックを第１のマニホールドの支持ブロックの一部及び第２のマニホールドの支持ブロックの一部の少なくとも１つに取り付ける工程を備える。
【００１４】
好ましくは、方法は、支持ブロックの少なくとも１つ及び第１及び第２のマニホールドの少なくとも１つを流量計のケースに取り付ける工程を備えている。
好ましくは、少なくとも１つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程は、ろう付けの後に流れチューブと少なくとも１つのアンカーブロックを冷却して所定程度収縮させることを許す工程の後に、アンカーブロックの少なくとも１つの少なくとも一部を、支持ブロックに溶接する工程を備えている。
好ましくは、溶接は、少なくとも１つのアンカーブロック及び支持ブロックのうちの１つによって画定されるボスを、アンカーブロック及び支持ブロックのうちの１つによって画定される嵌合開口とプラグ溶接する工程を含む。
好ましくは、ボスは嵌合開口に１つの向きのみで挿入可能である。
【００１５】
好ましくは、方法は、流れチューブの少なくとも一部に接触するチューブ支持具を、少なくとも１つのアンカーブロック及びチューブ支持具の少なくとも１つに取り付ける工程を含む。
好ましくは、流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、好ましくは、方法は、
単一の平面内のみで経路に沿って掃引するチャンネルを前記チューブ支持具に形成する工程と、
流れチューブ上の第１の入口曲げ部が第１の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程と、
流れチューブ上の第２の入口曲げ部が第２の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程を備えている。
【００１６】
好ましくは、流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、好ましくは、方法は、
単一の平面内で経路に沿って掃引するチャンネルを前記チューブ支持具に形成する工程と、
流れチューブの交差部が出口曲げ部に近接する第１の部分を含み、該第１の部分が第１の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程と、
流れチューブの交差部が入口曲げ部に近接する第２の部分を含み、該第２の部分が第２の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程を備えている。
好ましくは、流れチューブを曲げて、少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程は、
マニホールドと少なくとも１つのアンカーブロックの間に位置する流れチューブの一部を曲げて、第１の頂部を画定する工程を含む。
【００１７】
好ましくは、第１の頂部の高さは、流れチューブの隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である。
好ましくは、流れチューブを曲げて、少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程は、
少なくとも１つのアンカーブロックの第１のアンカーブロックと少なくとも１つのアンカーブロックの第２のアンカーブロックとの間に位置する流れチューブの一部を曲げて第２の頂部を画定する工程を含むのが好ましい。
【００１８】
好ましくは、第２の頂部の高さは、流れチューブの隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である。
好ましくは、マニホールドを流れチューブの各端部に取り付ける工程は、マニホールドを流れチューブの各端部に溶接及びろう付けすることのうちの少なくとも１つを含む。
好ましくは、支持ブロックの各端部にマニホールドを取り付ける工程は、マニホールド及び支持ブロックのうちの１つによって画定されるボスを、少なくとも１つのアンカーブロック及び支持ブロックのうちの１つによって画定される嵌合開口と溶接する工程を含む。
好ましくは、ボスは嵌合開口に１つの向きのみで挿入可能である。
【００１９】
好ましくは、第１のマニホールドの支持ブロックの一部を第２のマニホールドの支持ブロックの部分に取り付ける工程は、第１のマニホールドの支持ブロックの部分を第２のマニホールドの支持ブロックの部分に溶接する工程を含む。
好ましくは、方法は流れチューブの交差部のオフセット曲げ部を曲げる工程を含む。
好ましくは、単一の平面内の経路に沿って掃引するチャンネルをチューブ支持具に形成する工程は、流れチューブの内部が最外縁のみに係合して、流れチューブとチューブ支持具との間に0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップを形成する工程を含み、流れチューブの外側は、チャンネルの中心に近接したチューブ支持具に接触して、チューブ支持具の各最外縁に近接したギャップを画定する。
【００２０】
一態様に従って、流量計用のセンサアセンブリが提供される。流量計は、交差部によって接続された第１のループと第２のループを備えるように構成され、少なくとも１つの熱膨張曲げ部を備える流れチューブと、交差部の近傍にて流れチューブに各々取り付け可能である第１のアンカーブロック及び第２のアンカーブロックと、第１のアンカーブロックと第２のアンカーブロックの少なくとも１つに取り付け可能な少なくとも１つのチューブ支持具と、流れチューブの入口と出口に夫々取り付け可能な第１のマニホールド及び第２のマニホールドと、第１のアンカーブロックと第２のアンカーブロックと第１のマニホールドと第２のマニホールドに取り付け可能な支持ブロックとを備え、流れチューブ、第１のアンカーブロック、第２のアンカーブロック、第１のマニホールド及び第２のマニホールドは、支持ブロックに取り付けられていないときは、加熱及び冷却による所定程度の動きが可能であるように構成されている。
【００２１】
好ましくは、第１のアンカーブロック及び第２のアンカーブロックは、流れチューブにろう付けされ、第１のマニホールド及び第２のマニホールドは、流れチューブに溶接及びろう付けの少なくとも１つで取り付けられる。
好ましくは、各第１のアンカーブロック及び第２のアンカーブロックによって画定される少なくとも１つのボスと、及び少なくとも１つのボスに係合するサイズ及び寸法を有して支持ブロックにより画定される少なくとも１つの開口を備える。
好ましくは、第１のアンカーブロック及び第２のアンカーブロックの各々によって画定
される少なくとも１つの開口、及び前記少なくとも１つの開口に係合するサイズ及び寸法を有して前記支持ブロックによって画定された少なくとも１つのボスを有する。
【００２２】
好ましくは、第１のマニホールドは第１の支持ブロック部分を含み、第２のマニホールドは第２の支持ブロック部分を含み、第１及び第２の支持ブロック部分は互いに取り付け可能であり、支持ブロックを形成する。
好ましくは、第１及び第２の支持ブロック部分は、互いに溶接される。
好ましくは、第１のアンカーブロック及び第２のアンカーブロックの各々によって画定される少なくとも１つのボスと、前記少なくとも１つのボスに係合するサイズ及び寸法を有する前記支持ブロックによって画定される少なくとも１つの嵌合開口とを備え、前記少なくとも１つのボスのサイズ及び寸法は、前記少なくとも１つの開口に合わせられている(keyed)。
好ましくは、少なくとも１つのボスは、少なくとも１つの開口に単一方向でのみ完全に挿入可能である。
【００２３】
好ましくは、少なくとも１つのボスは細長い円形形状を備える。
好ましくは、第１のマニホールド及び第２のマニホールドの各々によって画定される少なくとも１つのボスと、前記少なくとも１つのボスに係合するサイズおよび寸法を有して前記支持ブロックによって画定される少なくとも１つの嵌合開口とを備え、前記少なくとも１つのボスのサイズ及び寸法は、前記少なくとも１つの開口に合わせられている。
好ましくは、少なくとも１つのボスは、少なくとも１つの開口に単一方向でのみ完全に挿入可能である。
【００２４】
好ましくは、少なくとも１つのボスは細長い円形形状を備える。
好ましくは、流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、流れチューブ上の入口曲げ部は第１の流れチューブループと同一平面上にあり、流れチューブ上の出口曲げ部は第２の流れチューブループと同一平面上にあり、センサアセンブリは単一の平面内でのみ経路に沿って掃引するチューブ支持具内のチャンネルを備え、流れチューブはチューブ支持具内のチャンネルに係合するサイズ及び寸法である。
好ましくは、流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、交差部は出口曲げ部に隣接した第１の部分を備え、第１の部分は第１の流れチューブループと同一平面上にあり、交差部は入口曲げ部に隣接した第２の部分を備え、第２の部分は第２の流れチューブループと同一平面上にあり、センサアセンブリは単一の平面内でのみ経路に沿って掃引するチューブ支持具内のチャンネルを備えている。
【００２５】
好ましくは、熱膨張曲げ部は、第１のマニホールド、第２のマニホールド及びアンカーブロックの隣接部の１つの間に位置する流れチューブの部分上に位置して、第１の頂部を画定する。
好ましくは、第１の頂部の高さは、流れチューブの隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である。
好ましくは、熱膨張曲げ部は、第１のアンカーブロックと第２のアンカーブロックとの間に位置する流れチューブの部分に位置して、第２の頂部を画定する。
【００２６】
好ましくは、第２の頂部の高さは、流れチューブの隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である。
好ましくは、流量計は流れチューブの交差部内に、オフセット曲げ部を備えている。
好ましくは、チューブ支持具内のチャンネルは、チャンネルを備え、流れチューブの内部が最外縁のみに係合して、流れチューブとチューブ支持具との間に0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップを形成し、流れチューブの外側は、最外縁間でチューブ支持具に係合して、最外縁にてギャップを画定する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、従来技術の流量計センサアセンブリを示す。
【図２】図２は、実施形態に従った流れチューブの斜視図を示す。
【図３】図３は、図２の流れチューブの平面図を示す。
【図４】図４は、実施形態に従ったセンサアセンブリの側面図である。
【図５】図５は、実施形態に従った支持具の無いセンサアセンブリの側面図である。
【図６】図６は、図４のセンサアセンブリの底面からの斜視図である。
【図７】図７は、チューブの支持具を備えた図４及び図６のセンサアセンブリの上面からの斜視図である。
【図８】図８は、一実施形態に従ったセンサアセンブリの側面図である。
【図９】図９は、一実施形態に従ったセンサアセンブリの一部を製造する方法を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、他の実施形態に従ったセンサアセンブリの底面からの斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０のセンサアセンブリの他の図である。
【図１２】図１２は、熱膨張曲げ部を有するセンサアセンブリの実施形態の部分図である。
【図１３】図１３は、流れチューブの実施形態を示す。
【図１４】図１４は、流れチューブの他の実施形態を示す。
【図１５】図１５は、流れチューブの他の実施形態を示す。
【図１６】図１６は、単一面内の経路に沿って一掃するチャンネルをその中に有する支持具の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１−図１６及び以下の記述は特定の例を記載して、本発明の最良のモードを作り使用する方法を当業者に開示する。進歩性を有する原理を開示する目的で、いくつかの従来の態様は単純化されたか省略された。
当業者は、これらの例示から本発明の範囲内にある変形例を理解するだろう。当業者は、下記に述べられた特徴が種々の方法で組み合わされて、本発明の多数の変形例を形成することを理解するだろう。その結果、本発明は、下記に述べられた特定の例にではなく特許請求の範囲とそれらの等価物によってのみ限定される。
【００２９】
図１は、流れチューブ20、アンカー30及びハウジング40を含む従来技術の流量計センサアセンブリ10を示す。流れチューブ20は、流れチューブ20の交差部22の近くの位置でアンカー30に固定して取り付けられる。流れチューブループ24、26は夫々、アンカー30の片側上でアンカー30から延びている。交差部22は、アンカー30から延び、アンカー30の片側上で流れチューブループ24、26から延びている。ループ24、26をアンカー30に取り付ける１つの方法は、ループ24、26をアンカー30に接続することである。アンカー30はハウジング40に溶接され得る。
【００３０】
流れチューブ20の入口50は、好ましくは、軌道溶接隣接箇所61を用いてアダプタ60に接続される。流れチューブ20の出口52は、好ましくは、軌道溶接隣接箇所63を用いてアダプタ62に接続される。ろう付け、機械的締結、接着剤などの溶接以外の他の接続も考えられる。入口50及び出口52は、流量計の振動する動的部分の一部ではないので、任意の構成で配置することができる。例えば、入口50及び出口52は、図１に示す向きで配置することができる。逆に、入口50及び出口52は、図示の向き(またはその間の任意の角度)に対して垂直になるように配置されてもよい。
【００３１】
ドライバ70は、流れチューブループ24及び26の中点領域に取り付けられ、ループ24、26
を互いに対向して振動させる。左ピックオフ72及び右ピックオフ74は、流れチューブループ24、26の上部セクションの各角部に取り付けられる。ピックオフ72、74は、振動中の流れチューブループ24、26の相対速度を検出する。ブレースバー80、82は、流れチューブ20のループ24、26の間に固定的に取り付けられている。
【００３２】
図２及び図３は、一実施形態による流れチューブ20を示す。流れチューブ20の入口50は、プロセスライン(図示せず)に取り付けられ、プロセスラインから流れ材料を受け入れる。出口52はプロセスラインに取り付けられ、流れ材料をプロセスラインに戻す。流れチューブ20は、２つのループ24及び26を有する。交差部22は、ループ24及び26を連結して、１つの連続した流れチューブ20を形成する。
一実施形態にて、流れチューブ20は、チューブの単一部分から構成され、所望の形状及び構成に曲げられている。図示されているように、流れチューブ20は入口曲げ部27と出口曲げ部29を有する。入口50及び出口52は、プロセスライン（図示せず）と同一面であり、平面Ｆ１又はＦ２のいずれかと同一平面ではない。（図２の平面図について図３を参照）入口曲げ部27は入口50を部分21に接合し、部分21は平面Ｆ１と交差してループ26と接続する。出口曲げ部29は出口52を部分23に接合し、部分23は平面Ｆ２と交差してループ24と接続する。入口及び出口曲げ部27、29により、センサアセンブリ10は、２つのループ24、26がプロセスラインと同一面でないことを維持した状態で、プロセスラインに取り付られる。この実施形態において、入口50及び出口52は、平坦である。
【００３３】
図４は、一実施形態によるセンサアセンブリ10を示す。流れチューブ20は、入口マニホールド90及び出口マニホールド92に取り付けられている。マニホールド90、92は、流れチューブ20を介して互いに流体が連通するように繋がっている。実施形態では、第１のアンカーブロック30aが入口曲げ部27に近接して配置され、流れチューブ20に取り付けられる
。第２のアンカーブロック30bが出口曲げ部29（図２参照）の近くに配置され、流れチュ
ーブ20に取り付けられる。支持ブロック100は、マニホールド90、92及びアンカーブロッ
ク30a、30bが取り付けられるベースを付与する。組立工程の間にセンサアセンブリ10を６つの主要な別個の部分（流れチューブ20、支持ブロック100、第１のアンカーブロック30a、第２のアンカーブロック30b、入口マニホールド90、及び出口マニホールド92）に分割
することにより、これらの部分はろう付け工程の加熱/冷却サイクル中に「浮く」ことが
でき、流れチューブ20、マニホールド90、92及びアンカーブロック30a、30bの異なる膨張/収縮率を受け入れる。これらの図は、２つのアンカーブロック30a、30bを示しているが
、１つのアンカーブロックも、２つより多いアンカーブロックも考えられることに留意すべきである。
【００３４】
図５は、一実施形態による組立工程の間にろう付け炉内に配置されるセンサアセンブリの部分を示す。一実施形態では、流れチューブ20はろう付けによってアンカーブロック30a、30bに取り付けられる。一実施形態では、流れチューブ20は、ろう付けによってマニホールド90、92に取り付けられてもよい。一実施形態では、流れチューブ20は、溶接によってマニホールド90、92に取り付けられてもよい。一実施形態では、流れチューブ20は、ろう付け及び溶接によってマニホールド90、92に取り付けられてもよい。矢印Ａ1及びＡ2は、ろう付けプロセスの加熱/冷却サイクル故に生じる膨張/収縮の一般的な方向を示す。支持ブロック100が存在する場合、アンカーブロック30a、30b、マニホールド90、92及び流
れチューブ20は、膨張/収縮サイクル中に浮遊することが防止される。これにより、流れ
チューブはアンカーブロック30a、30b及び/又はマニホールド90、92の所定の位置に効果
的にロックされ、異なる冷却率によってストレスが誘発される。しかしながら、支持ブロック100がない場合、アンカーブロック30a、30b、マニホールド90、92、及び流れチュー
ブ20は、アセンブリが所定の位置に固定されていないので、必要な自由度で膨張及び収縮することができ、ろう付け接合部への応力が低減され、ひび割れしたろう付け接合部が減少する。
【００３５】
更に図６を参照して、一旦アセンブリがろう付けされ、十分に冷却されれば、流れチューブ20、第１のアンカーブロック30a、第２のアンカーブロック30b、入口マニホールド90、及び出口マニホールド92が支持ブロック100に取り付けられる。一実施形態にて、ボス102が、第１のアンカーブロック30a、第２のアンカーブロック30b、入口マニホールド90、及び出口マニホールド92のような要素上に存在する。ボス102は支持ブロック100内に存在する対応する開口104内に嵌合する。一実施形態では、ボス102は、支持ブロック100内の
第１のアンカーブロック30a、第２のアンカーブロック30b、入口マニホールド90及び出口マニホールド92を、正確に予め定められた所定の位置に位置させる。一実施形態にて、開口104は所定の自由移動を許すスロットを備える。一実施形態では、ボス102は支持ブロック100にプラグ溶接されるが、機械的締結具、接着剤などに限定されない他の取り付け手
段もまた考えられる。アンカーブロック30a、30bを支持ブロック100に取り付けることに
より、アセンブリの軸方向の負荷を低減することができる。ボスが支持ブロック100に設
けられ、第１のアンカーブロック30a、第２のアンカーブロック30b、入口マニホールド90、及び/又は出口マニホールド92に、開口が設けられることも考えられる。支持ブロック100及び/又は入口マニホールド90及び出口マニホールド92は、流量計のケースに取り付け
られ得る。
【００３６】
図７は、チューブ支持具106を備えた実施形態を示す。チューブ支持具106は、支持ブロック100とアンカーブロック30a、30bの少なくとも一方に取り付けられている。一実施形
態では、１つのチューブ支持具106に各アンカーブロック30a、30bが備えられている。他
の実施形態では、少なくとも２つのチューブ支持具106に各アンカーブロック30a、30bが
備えられている。チューブ支持具106は、支持ブロック100及び/又はアンカーブロック30a、30bのいずれかまたは両方に機械的に固定されてもよい。溶接、ろう付け、及び/又は接着剤のような他の固定手段も考えられる。チューブ支持具106は、流れチューブ20を支え
る役割を果たすので、流れチューブ20に付加的な支持及び剛性を提供し、アセンブリ全体の軸方向の負荷を低減することができ、また、流れチューブ20及び関連する要素をセンサアセンブリ10の外部にある振動から隔離するのに役立つ。
【００３７】
図８は、各アンカーブロック30a、30bが夫々支持ブロック部分100a、100bに予め取り付けられている別の実施形態を開示する。例えば、流れチューブ20のようないくつかの特徴は、明瞭化のために、図では省略されている。各アンカーブロック30a、30bを支持ブロック部分100a、100bと組み合わせることにより、アンカーブロック30aが既に支持ブロック
部分100aに取り付けられたろう付け炉内に配置されるので、アセンブリ内の構成要素の数が減少する。同様に、アンカーブロック30bは、既に支持ブロック部分100bに取り付けら
れたろう付け炉内に配置される。アンカーブロック30a、30bは、溶接、ろう付け、機械的固定具、接着剤などによって支持ブロック部分100a、100bに取り付けられてもよく、または例えば機械加工または他の構成プロセスなどによって同じ材料片から形成されてもよい。
この実施形態では、センサアセンブリ10を５つの主要な別個の部分(流れチューブ20、
第１のアンカーブロック/支持ブロック30a/100a、第２のアンカーブロック/支持ブロック30b/100b、入口マニホールド90、及び出口マニホールド92)に分け、組立て工程中は、こ
れらの部分は、ろう付け工程の加熱/冷却サイクル中に、独立して「浮動」させることが
でき、流れチューブ20、マニホールド90、92及びアンカーブロック30a、30bの異なる膨張/収縮率を受け入れる。アセンブリの冷却後に、支持ブロック部分100a、100bは、ろう付
け、機械的固定具、接着剤などによって接続され得る。
【００３８】
図９は、一実施形態に従って、センサアセンブリ10の一部を製造するためのステップを示すフローチャートを記載する。組立工程はステップ200にて開始する。ステップ200中に、センサアセンブリ10の要素は所望の配列/向きに置かれる。特に、ろう付けされるセン
サアセンブリ10の部分は、流れチューブ20をアンカーブロック30a、30bと整列させるか、及び/又は流れチューブ20をマニホールド90、92に整列させるなど、所望の位置に配置さ
れる。一実施形態では、入口50及び出口52が互いに一列であり、流量計が取り付けられるパイプラインと一列になるように、流れチューブ20が整列される。従って、ステップ200
の間、流れチューブはそれに応じて曲げられてもよい。一実施形態では、アセンブリを所望の向きに維持するために固定具又は治具が使用される。
【００３９】
ステップ202において、流れチューブ20は、アンカーブロック30a、30b及び/又はマニホールド90、92にろう付けされる。一実施形態にて、このステップの間に流れチューブ20への必要な取り付けが行われる。これは、流れチューブ20へのブレースバーブラケット80、82、ピックオフセンサの取付け及びドライバの取付けを含む。一実施形態によれば、ろう付けされる部分は、ろう付けの前に洗浄及び/又は研磨されてもよい。フラックスがまた
、加熱プロセス中に酸化物が形成されるのを防ぐためにろう付け接合部に用いられ得るが、溶加材に組み込まれるフラックスも考えられる。溶加材が用いられて、流れチューブ20とアンカーブロック30a、30b及び/又はマニホールド90、92の間にろう付けジョイントを
形成する。溶加材は、クリーム、ペースト、パウダー、リボン、ロッド、ワイヤ、及び予め形成された形状（例えば、限定はしないが、流れチューブ20又はアンカーブロック30a
、30b又はマニホールド90、92に適合するシム）。一実施形態では、溶加材はアルミニウ
ム、ベリリウム、ビスマス、ボロン、カドミウム、炭素、クロム、コバルト、銅、金-銀
、鉄、鉛、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、リン、ケイ素、銀、スズ、チタン、亜鉛及びジルコニウムの少なくとも１つを含むが、当業界で公知の任意の溶加材が考えられる。ろう付けが行われる環境は、空気、アンモニア、アルゴン、二酸化炭素、一酸化炭素、ヘリウム、水素、無機蒸気、窒素、希ガス、及び当該技術分野で知られている他のガス/煙(fuming)を含むことができる。ろう付けは、真空下、加圧下、又は大気圧力
下で行うことができる。ろう付け工程は、例えば直接的な火炎または炉のような間接的な熱源を介して、達成することができるが、熱源はこれらに限定されない。或いは、複数の溶接作業を実行して、流れチューブに必要な取り付けを完了することができる。このステップにより、比較的完全なセンサアセンブリとの結果になる。
【００４０】
ステップ204は、ろう付け後に生じる流れチューブ20、アンカーブロック30a、30b及び/又はマニホールド90、92の冷却を示す(reflect)。これらの部分は冷却され、収縮が生じ
る。流れチューブ20、アンカーブロック30a、30b、及び/又はマニホールド90、92は、あ
る程度「浮動」することが可能であるため、流れチューブ20、アンカーブロック30a、30b及び/又はマニホールド90、92の異なる膨張/収縮速度を受け入れ、関連する応力を低減する。一旦、十分に冷却されると、ステップ206に示すように、流れチューブ20、アンカー
ブロック30a、30b及び/又はマニホールド90、92が支持ブロック100に取り付けられる。各アンカーブロック30a、30bが支持ブロック部分100a、100bに夫々予め取り付けられている実施形態では、ステップ206は代わりに、支持ブロック部分100a、100bを一緒に取り付け
ることを含むことに留意されたい。センサアセンブリ10のための必要な内部配線は、ステップ206の間又はステップ206の後に完了することもできる。
【００４１】
図１０及び図１１は、図４乃至図６に示すボス102及び嵌合開口104の代替実施形態を示す。本実施形態では、ボス102a、102bはそのサイズ及び/又は寸法が互いに異なっている
。図示の実施形態では、ボス102bは細長い円形であり、ボス102aは円形である。嵌合開口104a及び104bは、ボス102a、102bを収容するサイズ及び寸法を有する。ボス102a、102bを異なるサイズ及び寸法に作ることにより、アンカーブロック30a、30bは所定の向きで支持ブロック100内に挿入され、組立てが誤らないようにする。２つのボス102a、102bの使用
は単なる例であり、非対称形状を有する１つのボスは同じ作業を達成することができることに留意すべきである。同様に、３つ以上のボスが配備され得る。３つ以上のボスが配備される場合、全てのボスは同じ又は類似のサイズ及び寸法を有することができるが、ボス
の向きは、組立中に支持ブロック100との単一の正しい嵌合する向きを可能にするように
構成される。円形又は細長い丸の他に、他の形状も考えられる。正方形、長方形、多角形、多面体、湾曲又は当該技術分野で知られている他の任意の形状が考えられる。
【００４２】
図１０及び図１１に示すアンカーブロック30a、30b、マニホールド90、92の場合と同様に、実施形態はまた、マニホールドを単一の正しい向きで開口104cに強制的に係合させるボス102cを有することができる。嵌合開口104cは、ボス102cを収容するサイズ及び寸法を有する。上記の例のように複数のボスが同じタスクを達成することができるので、１つのボス102cの使用は、単なる例にすぎないことに留意されたい。複数のボスが設けられている場合、全てのボスは同じ又は類似のサイズ及び寸法を有することができるが、ボスの向きは、組立中に支持ブロック100との単一の正しい嵌合向きを許すように構成され得る。
この形状が一例として提供されるので、図示された細長い丸いボス102cに加えて、他の形状も考えられる。正方形、円形、長方形、多角形、多面体、湾曲又は当該技術分野で知られている他の任意の形状も考えられる。
【００４３】
関連する実施形態では、ボス102a-102cは、図１１に示すように、支持ブロック100の開口104a-104cを突き抜けて、支持ブロック100の底部とほぼ面一になる。これにより、ボス102a-102cを支持ブロック100に溶接するのに適したクリアランスが得られる。一実施形態では、クリアランスは、ボス102a-102cの支持ブロック100への溶加材を用いない溶接(autogenous welding)が可能であるように設けられる。アンカーブロック30a、30b及び/又は
マニホールド90、92は、代わりに、支持ブロック100がボス102a-cを備えた状態で開口104a-cを備えることができることに留意されたい。
【００４４】
図１２に戻り、他の実施形態が示される。説明の目的から、図１２はセンサアセンブリ10の片側の部分図のみであるが、記載された実施形態は、容易に明らかなように、この図では見えないアセンブリ10の部分に適用することができる。流れチューブ20は、比較的薄肉の材料で構成され、特に、支持ブロック100、アンカーブロック30a及びマニホールド90などの支持部品の材料質量及び厚さと比較して、薄肉の材料で構成されているが、支持部品はこれらに限定されない。所定の温度のプロセス流体がセンサアセンブリ10に導入されるとき、異なる要素質量のために、流れチューブ20の温度は支持要素よりも速く変化し、熱応力をセンサアセンブリ10に導入する。例えば、400°Ｆの温度のプロセス流体が70°
Ｆの温度を有するセンサアセンブリ10に導入された場合、流れチューブ20は25,000psiを
超える熱応力を受けると推定されるが、温度はこれらに限定されない。米国機械工学協会（ASME）規格B31.3の配管要件は流れチューブ20の最大応力が19,300psiに過ぎないことを示しているため、このような温度差は最大安全動作応力を超える条件を引き起こす。一実施形態では、流れチューブ20は、ほぼ直線状の部分を有する同様の形状の流れチューブ20に対して、誘導された熱応力を低減する一連の曲げ部を備える。
【００４５】
マニホールド90とアンカーブロック30aとの間に流れチューブ20の曲げ部を配置するこ
とは、流れチューブ20内の熱膨張によって誘発される応力を緩和するのに役立つ。一実施形態では、熱膨張曲げ部300は、位置「B」に近接して配置される。これは単なる例であって、熱膨張曲げ部300はマニホールド90とアンカーブロック30aとの間の他の地点に位置され得る。熱膨張曲げ部300はアンカーブロック30aよりもマニホールド90に近いものとして示されているが、一実施形態では、熱膨張曲げ部300は、アンカーブロック30aにより近い。さらに別の実施形態では、熱膨張曲げ部300は、マニホールド90及びアンカーブロック30aからほぼ等距離にある。繰り返すが、これはセンサアセンブリ10の片側のみを示す例であり、マニホールド92とアンカーブロック30bとの間の流れチューブ20の部分も熱膨張曲
げ部300を含むことは容易に明らかである。熱膨張曲げ部300の頂部の高さは、流れチューブ20の隣接する非曲げ部よりも0.01インチから1インチの間で高いのが好ましい。一実施
形態にて、熱膨張曲げ部300は、大凡0.14インチの高さである。他の実施形態にて、熱膨
張曲げ部300は、大凡0.05インチの高さである。更に、熱膨張曲げ部300は、支持ブロック100から離れていることを示す頂部を有するとして示されるが、頂部は支持ブロックを向
いていると示されるか、またはそれらの間の任意の平面上にあるものとして示される。
【００４６】
他の例では、アンカーブロック30aとアンカーブロック30bとの間に１つ以上の熱膨張曲げ部があってもよい。一実施形態では、熱膨張曲げ部302は、位置「F」に近接して配置される。交差部22上の熱膨張曲げ部302は、アンカーブロック30aと30bとの間のほぼ中間点
にある１つの熱膨張曲げ部302であってもよく、または他のアンカーブロック30b又は30a
よりも一方のアンカーブロック30a又は30bに接近している(アンカーブロック30aのみが図１２に示されている）。熱膨張曲げ部302の頂部の高さは、流れチューブ20の隣接する非
曲げ部よりも0.01インチから1インチの間で高いのが好ましい。一実施形態にて、熱膨張
曲げ部302は、大凡0.14インチの高さである。他の実施形態にて、熱膨張曲げ部302は、大凡0.01インチと0.02インチの間の高さである。他の実施形態では、交差部22上に2つ以上
の熱膨張曲げ部302があってもよい。
【００４７】
図１３及び図１４は、オフセット曲げ部400(図１３)、402(図１４)が交差部22に位置する流れチューブ20の実施形態を示す。これらの実施形態では、オフセット曲げ部400、402は、上述したように、熱応力が流れチューブ20を用いて最小化されるように膨張バッファとして機能する。図１３に示すオフセット曲げ部400は、その間に直線部400cを備える２
つの曲げ部400a、400bを有する。関連する実施形態では、図１４に示すように、交差部22は、図３と同様のオフセット曲げ部402を備えるが、熱応力を最小限にするより鋭い曲が
りを有する。簡単な曲げ部が示されるが、交差部22用にループ、波形、ジグザグ又は同様の形状が考えられる。そのような構造は、熱膨張を受け入れるために交差部22に幾らかの曲げを付与し、このように流れチューブ20とアンカーブロック30a、30bとの間のろう付け接合部が熱膨張による他の有害な力を被ることを緩衝する。
【００４８】
図４乃至図８に示すアンカー30a、30b及びチューブ支持具106は、半円方向及び半径方
向に同時に掃引する流れチューブ20を収容する切り欠き部を利用する。これは、困難で高価な機械加工作業であるが、流れチューブ20の複合曲げ部を収容するために必要である。図１５を参照すると、別の実施形態では、面Ｆ１及びＦ２に夫々残っている流れチューブの部分21、23に加えて、オフセット曲げ部402を図１４の交差部22に組み込むことによっ
て、アンカー30a、30b及びチューブ支持具106の切り欠き部が本来複数の部分から構成さ
れる必要はないことが明白である。図１６は、単一平面内で経路Ｓ１に沿って掃引するチャンネル107が形成された支持具106の実施形態を示す。このチャンネル107は、直線状で
あってもよいし、または半径状であってもよい。これは、異なる平面内で発生する半円形経路と半径方向掃引経路とで同時に要求されるものよりもはるかに単純な製造作業である。１つのチューブ支持具106における単一平面の掃引チャンネルは交差部22におけるオフ
セット曲げ部402を受け入れる。この単一平面の掃引チャンネル107は、支持具106とアン
カー30a、30bとの間に流れチューブ20を挟み込むことができるように、アンカー30a、30b内で対称的であってもよい。更に、上述したように、流れチューブの部分21及び23を平面F1及びF2に保持することによって、同じスタイルの支持具106とアンカー30a、30bの単一
平面の掃引チャンネル107は、交差部22だけでなく流れチューブ20の部分21及び23を収容
する支持体106にも使用される。
【００４９】
製造工程を単純化し、コストを削減することに加えて、この実施形態は、大きなろう付け接合強度に起因するより大きな熱応力に耐えることができるより頑強なセンサアセンブリ10を製造する。理想的なろう付け溶加材の厚さは約0.003インチである。嵌合アンカー30a、30bとチューブ支持体106との間に挟まれた同時に半円形及び半径方向に掃引する曲げ部とともに、同時に半円形及び半径方向に掃引するチャンネルを有する流れチューブ20は、流れチューブ20が配置されたチャンネルの片側又は他方側に付勢されがちである。例え
ば、ろう付け結合部の一方の側に隙間が全くない領域が存在し、結合部の他方の側はろう付け溶加材で充填された0.006インチの間隙を有する。このように、理想的な0.003インチのギャップサイズを達成するのは常に可能ではない。経路Ｓ１に沿う単一平面の掃引チャンネル107は、流れチューブ20の内部(intrados)が支持具106及びアンカー30a、30bの本体と掃引チャンネル107の最外縁Ｅ１及びＥ２のみにて接触するように構成される。これは
、0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップG1を画定する。一実施形態では、ギャップG1は約0.003インチである。同じ実施形態では、流れチューブ20の外面は、支持具106及びアンカー30a、30bの本体と、Ｅ１及びＥ２にて0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップを生成するチャンネル107の箇所Ｇ１にて接触する。支持具106のみが示されているが、アンカー30a、30bには、チャンネル107、切り欠き部、掃引、ギャップ、装備などの
同じ向きが適用されることを理解されたい。また、90°のブラケットが図示されているが、図７に示されるような「階段状」ブロックは、図１６に示されているのと同様の方法で経路に沿って単一平面の掃引チャンネル107を収容することもできる。
【００５０】
上記の如く、本発明はコリオリ流量計のような振動式流量計の流量計要素のろう付けに関連する加熱及び冷却サイクルに固有のストレスを低減する種々の装置及び方法を提供する。上記の種々の実施形態は、流量計、特にコリオリ流量計を指向しているが、本発明はコリオリ流量計に限定されるべきでなく、ここで記載された方法は、コリオリ流量計の測定能力を欠く他のタイプの流量計又は他の振動式センサにも用いられることは理解されるべきである。
【００５１】
上記の実施形態の詳細な記述は、本発明の範囲内にある発明者によって熟考された全ての実施形態の完全な記述ではない。実際に当業者は、さらに実施形態を作成するために上記実施形態のある要素が種々に組み合わせられるかもしれないし除去されるかもしれないことを認識している、そしてそのような、さらなる実施形態は現在の記述の範囲及び開示の範囲内にある。現在の記述の範囲及び開示の範囲内にある追加の実施形態を作成するために、上記実施形態の全部或いは一部が組み合わせられるかもしれないことも当業者には明白である。
特定の実施形態が説明の目的のためにここに記載されるが、当該技術分野における熟練者には、様々な等価な修正は現在の記載の範囲内で可能であることが判るだろう。
ここに提供される開示は、単に上記され、添付の図面に示される実施形態だけではなく振動式センサに適用され得る。従って、上記の実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。
【図１】
2020034566.tif 000003
【図２】
2020034566.tif 000004
【図３】
2020034566.tif 000005
【図４】
2020034566.tif 000006
【図５】
2020034566.tif 000007
【図６】
2020034566.tif 000008
【図７】
2020034566.tif 000009
【図８】
2020034566.tif 000010
【図９】
2020034566.tif 000011
【図１０】
2020034566.tif 000012
【図１１】
2020034566.tif 000013
【図１２】
2020034566.tif 000014
【図１３】
2020034566.tif 000015
【図１４】
2020034566.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年10月29日(2019.10.29)
【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】
流量計を形成する方法であって、
流れチューブを曲げて、その上に少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、
流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、
流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けする工程と、
ろう付けの後で、流れチューブと少なくとも１つのアンカーブロックを冷却収縮を許す工程と、
流れチューブが少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けされ、且つ流れチューブと少なくとも１つのアンカーブロックの冷却が許された後で、少なくとも１つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程と、
流れチューブの各端部にマニホールドを取り付ける工程を備える、方法。
【請求項２】
流量計を形成する方法であって、
流れチューブを曲げて、その上に少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、
流れチューブの第１の端部を第１のマニホールドに取り付け、流れチューブの第２の端部を第２のマニホールドに取り付ける工程であって、各第１及び第２のマニホールドは支持ブロックの一部を備える工程と、
流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、
流れチューブを少なくとも１つのアンカーブロックにろう付けする工程と、
少なくとも１つのアンカーブロックを第１のマニホールドの支持ブロックの一部及び第２のマニホールドの支持ブロックの一部の少なくとも１つに取り付ける工程を備え、
流れチューブが少なくとも１つのアンカーブロックと一列に並べられて該１つのアンカーブロックにろう付けされ、その後に少なくとも１つの他のアンカーブロックが第１のマニホールドの支持ブロックの一部及び第２のマニホールドの支持ブロックの一部の少なくとも１つに取り付けられた後に、流れチューブ、第１のマニホールド、第２のマニホールド及び少なくとも１つのアンカーブロックの冷却を許す工程と、
流れチューブ及び少なくとも１つのアンカーブロックの冷却が許された後に、第１のマニホールドの支持ブロックの一部を第２のマニホ―ルドの支持ブロックの一部に取り付ける工程を含む、方法。
【請求項３】
前記支持ブロックの少なくとも１つ及び第１及び第２のマニホールドの少なくとも１つを流量計のケースに取り付ける工程を備えている、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程は、ろう付けの後に流れチューブと少なくとも１つのアンカーブロックを冷却して所定程度収縮させることを許す工程の後に、アンカーブロックの少なくとも１つの少なくとも一部を、支持ブロックに溶接する工程を備えている、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
溶接は、少なくとも１つのアンカーブロック及び支持ブロックのうちの１つによって画定されるボスを、アンカーブロック及び支持ブロックのうちの１つによって画定される嵌合開口とプラグ溶接する工程を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ボスは嵌合開口に１つの向きのみで挿入可能である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
流れチューブの少なくとも一部に接触するチューブ支持具を、少なくとも１つのアンカーブロック及びチューブ支持具の少なくとも１つに取り付ける工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項８】
前記流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、方法は、
単一の平面内のみで経路に沿って掃引するチャンネルを前記チューブ支持具に形成する工程と、
流れチューブ上の第１の入口曲げ部が第１の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程と、
流れチューブ上の第２の入口曲げ部が第２の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程を備えている、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、方法は、
単一の平面内で経路に沿って掃引するチャンネルを前記チューブ支持具に形成する工程と、
流れチューブの交差部が出口曲げ部に近接する第１の部分を含み、該第１の部分が第１の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程と、
流れチューブの交差部が入口曲げ部に近接する第２の部分を含み、該第２の部分が第２の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程を備えている、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記流れチューブを曲げて、少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程は、
マニホールドと少なくとも１つのアンカーブロックの間に位置する流れチューブの一部を曲げて、第１の頂部を画定する工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１１】
第１の頂部の高さは、流れチューブの隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記流れチューブを曲げて、少なくとも１つの熱膨張曲げ部を生成する工程は、
少なくとも１つのアンカーブロックの第１のアンカーブロックと少なくとも１つのアンカーブロックの第２のアンカーブロックとの間に位置する流れチューブの一部を曲げて第２の頂部を画定する工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１３】
第２の頂部の高さは、流れチューブの隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記マニホールドを流れチューブの各端部に取り付ける工程は、マニホールドを流れチューブの各端部に溶接及びろう付けすることのうちの少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１５】
支持ブロックの各端部にマニホールドを取り付ける工程は、マニホールド及び支持ブロックのうちの１つによって画定されるボスを、少なくとも１つのアンカーブロック及び支持ブロックのうちの１つによって画定される嵌合開口と溶接する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ボスは嵌合開口に１つの向きのみで挿入可能である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のマニホールドの支持ブロックの一部を第２のマニホールドの支持ブロックの部分に取り付ける工程は、第１のマニホールドの支持ブロックの一部を第２のマニホールドの支持ブロックの一部に溶接する工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１８】
前記流れチューブの交差部のオフセット曲げ部を曲げる工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１９】
単一の平面内の経路に沿って掃引するチャンネルをチューブ支持具に形成する工程は、流れチューブの内部が最外縁のみに係合して、流れチューブとチューブ支持具との間に0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップを形成する工程を含み、流れチューブの外側は、チャンネルの中心に近接したチューブ支持具に接触して、チューブ支持具の各最外縁に近接したギャップを画定する、請求項９に記載の方法。
【請求項２０】
流量計用のセンサアセンブリ(10)であって、
交差部(22)によって接続された第１のループ(24)と第２のループ(26)を備えるように構成され、少なくとも１つの熱膨張曲げ部(300、302)を備える流れチューブ(20)と、
交差部(22)の近傍にて前記流れチューブ(20)に各々取り付け可能である第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)と、
第１のアンカーブロック(30a)と第２のアンカーブロック(30b)の少なくとも１つに取り付け可能な少なくとも１つのチューブ支持具(106)と、
流れチューブ(20)の入口(50)と出口(52)に夫々取り付け可能な第１のマニホールド(90)及び第２のマニホールド(92)と、
第１のアンカーブロック(30a)と第２のアンカーブロック(30b)と第１のマニホールド(90)と第２のマニホールド(92)に取り付け可能な支持ブロック(100)とを備え、
前記流れチューブ(20)、第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)は、第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)が支持ブロック(100)に取り付けられていないときは、
流れチューブ(20)が第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)にろう付けにて取り付けられた後であって、第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)が支持ブロック(100)に取り付けられる前に、前記流れチューブ(20)、第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)を冷却することによって、前記流れチューブ(20)、第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)は所定程度の動きが可能であるように構成された、センサアセンブリ(10)。
【請求項２１】
前記第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)は、流れチューブ(20)にろう付けされ、第１のマニホールド(90)及び第２のマニホールド(92)は、流れチューブ(20)に溶接及びろう付けの少なくとも１つで取り付けられる、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２２】
各第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)によって画定される少なくとも１つのボス(102)と、
少なくとも１つのボス(102)に係合するサイズ及び寸法を有して支持ブロック(100)により画定される少なくとも１つの開口(104)を備える、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２３】
前記第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)の各々によって画定される少なくとも１つの開口(104)と、
前記少なくとも１つの開口(104)に係合するサイズ及び寸法を有して前記支持ブロック(100)によって画定された少なくとも１つのボス(102)を備える、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２４】
前記第１のアンカーブロック(30a)及び第２のアンカーブロック(30b)の各々によって画定される少なくとも１つのボス(102a、102b)と、
前記少なくとも１つのボス(102a、102b)に係合するサイズ及び寸法を有する前記支持ブロック(100)によって画定される少なくとも１つの嵌合開口(104a、104b)とを備え、
前記少なくとも１つのボス(102a、102b)のサイズ及び寸法は、前記少なくとも１つの開口に合わせられている、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２５】
少なくとも１つのボス(102a、102b)は、少なくとも１つの開口(104a、104b)に単一方向でのみ完全に挿入可能である、請求項２４に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２６】
少なくとも１つのボス(102a、102b)は細長い円形形状を備える、請求項２４に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２７】
前記第１のマニホールド(90)及び第２のマニホールド(92)の各々によって画定される少なくとも１つのボス(102c)と、
前記少なくとも１つのボス(102c)に係合するサイズおよび寸法を有して前記支持ブロック(100)によって画定される少なくとも１つの嵌合開口(104c)とを備え、
前記少なくとも１つのボス(102c)のサイズ及び寸法は、前記少なくとも１つの開口(104c)に合わせられている、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２８】
少なくとも１つのボス(102c)は、少なくとも１つの開口に単一方向でのみ完全に挿入可能である、請求項２７に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項２９】
少なくとも１つのボス(102c)は、細長い円形形状を備える、請求項２７に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３０】
前記流れチューブ(20)は、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、流れチューブ上の入口曲げ部(27)は第１の流れチューブループ(26)と同一平面上にあり、流れチューブ上の出口曲げ部(29)は第２の流れチューブループ(24)と同一平面上にあり、
前記センサアセンブリ(10)は単一の平面内でのみ経路に沿って掃引するチューブ支持具(106)内のチャンネル(107)を備え、前記流れチューブ(20)はチューブ支持具(106)内のチャンネル(107)に係合するサイズ及び寸法である、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３１】
前記流れチューブ(20)は、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、前記交差部(22)は出口曲げ部(29)に隣接した第１の部分を備え、該第１の部分は第１の流れチューブループ(26)と同一平面上にあり、前記交差部(22)は入口曲げ部(27)に隣接した第２の部分を備え、該第２の部分は第２の流れチューブループ(24)と同一平面上にあり、
前記センサアセンブリ(10)は単一の平面内でのみ経路に沿って掃引するチューブ支持具(106)内のチャンネル(107)を備えている、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３２】
前記熱膨張曲げ部(300)は、第１のマニホールド(90)、第２のマニホールド(92)及びアンカーブロック(30a、30b)の隣接部の１つの間に位置する流れチューブ(20)の部分上に位置して、第１の頂部を画定する、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３３】
第１の頂部の高さは、流れチューブ(20)の隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である、請求項３２に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３４】
前記熱膨張曲げ部(302)は、第１のアンカーブロック(30a)と第２のアンカーブロック(30b)との間に位置する流れチューブ(20)の部分に位置して、第２の頂部を画定する、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３５】
第２の頂部の高さは、流れチューブ(20)の隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である、請求項３４に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３６】
前記流れチューブ(20)の交差部(22)内に、オフセット曲げ部(402)を備えている、請求項２０に記載のセンサアセンブリ(10)。
【請求項３７】
前記チューブ支持具(106)内のチャンネル(107)は、チャンネル(107)を備え、流れチューブ(20)の内部が最外縁(E1，E2)のみに係合して、流れチューブ(20)とチューブ支持具(106)との間に0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップ(G1)を形成し、流れチューブ(20)の外側は、最外縁(E1，E2)間でチューブ支持具(106)に係合して、最外縁(E1，E2)にてギャップを画定する、請求項３０又は３１に記載のセンサアセンブリ(10)。
【外国語明細書】
2020034566000001.pdf