(57)【要約】  振動式計器（５）のためのマルチチャネル流通管（３００）、およびマルチチャネル流通管の製造方法が提供される。マルチチャネル流通管は、管外壁（３０４）と、第１のチャネル隔壁（３０２ｂ）と、第１の支持構造体（３０８ａ）とを含む。第１のチャネル隔壁は、管外壁の内側に囲まれ、管外壁に結合し、第１のチャネル（３０６ｂ）および第２のチャネル（３０６ｃ）を形成する。第１の支持構造体は、管外壁および第１のチャネル隔壁に結合する。【選択図】  図３
2020531828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチチャネル流通管（３００）であって、
管外壁（３０４）と、
前記管外壁の内側に囲まれ、前記管外壁に結合し、前記管外壁と共に前記マルチチャネル流通管内の第１のチャネル（３０６ｂ）および第２のチャネル（３０６ｃ）を形成している第１のチャネル隔壁（３０２ｂ）と、
前記管外壁および前記第１のチャネル隔壁に結合した第１の支持構造体（３０８ａ）と
を備えるマルチチャネル流通管。
【請求項２】
前記管外壁および前記第１のチャネル隔壁に結合した第２の支持構造体（３０８ｂ）をさらに備える、請求項１に記載のマルチチャネル流通管。
【請求項３】
前記第１のチャネル隔壁は、実質的に平坦な壁である、請求項１または２に記載のマルチチャネル流通管。
【請求項４】
前記管外壁によって囲まれ、前記管外壁に結合し、前記マルチチャネル流通管内の前記第２のチャネル（３０６ｃ）と第３のチャネル（３０６ｄ）とを隔てている第２のチャネル隔壁（３０２ｃ）をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマルチチャネル流通管。
【請求項５】
前記管外壁および前記第２のチャネル隔壁に結合した第３の支持構造体（３０８ｃ）をさらに備える、請求項４に記載のマルチチャネル流通管。
【請求項６】
前記管外壁および前記第２のチャネル隔壁に結合した第４の支持構造体（３０８ｄ）をさらに備える、請求項５に記載のマルチチャネル流通管。
【請求項７】
前記第１のチャネル隔壁および前記第２のチャネル隔壁は、互いに実質的に平行に向けられている、請求項４〜６のいずれか一項に記載のマルチチャネル流通管。
【請求項８】
前記第１の支持構造体は、前記第１のチャネル隔壁に対して所定の鋭角（３１４）に、前記管外壁の第１の隣接する管周囲部分（３１０）へ向けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のマルチチャネル流通管。
【請求項９】
前記第２の支持構造体は、前記第１のチャネル隔壁に対して前記所定の鋭角に、前記管外壁の第２の隣接する管周囲部分へ向けられている、請求項８に記載のマルチチャネル流通管。
【請求項１０】
前記所定の角度は、３５〜５０度の間である、請求項８または９に記載のマルチチャネル流通管。
【請求項１１】
前記所定の角度は、４５度である、請求項８または９に記載のマルチチャネル流通管。
【請求項１２】
前記管外壁は、実質的に円形である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のマルチチャネル流通管。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のマルチチャネル流通管（３００）を備え、
マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフ（１７０ｌ、１７０ｒ）と、
前記マルチチャネル流通管に結合し、前記マルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバ（１８０）と
をさらに備える、振動式計器（５）。
【請求項１４】
マルチチャネル流通管を製造するための方法であって、
管外壁を形成するステップと、
第１のチャネル隔壁を形成するステップと、
前記管外壁を前記第１のチャネル隔壁へと第１の支持構造体で結合させるステップと
を含んでおり、
前記第１のチャネル隔壁と前記管外壁とで前記マルチチャネル流通管内の第１のチャネルおよび第２のチャネルが形成される、方法。
【請求項１５】
前記管外壁を前記第１のチャネル隔壁へと第２の支持構造体で結合させるステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記マルチチャネル流通管内の前記第２のチャネルと第３のチャネルとを隔てる第２のチャネル隔壁を形成するステップ
をさらに含む、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記管外壁を前記第２のチャネル隔壁へと第３の支持構造体で結合させるステップ
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記管外壁を前記第２のチャネル隔壁へと第４の支持構造体で結合させるステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のチャネル隔壁は、実質的に平坦な壁である、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のチャネル隔壁および前記第２のチャネル隔壁は、互いに実質的に平行に向けられている、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の支持構造体は、前記第１のチャネル隔壁に対して所定の鋭角に、前記管外壁の第１の隣接する管周囲部分へ向けられる、請求項１４〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記第２の支持構造体は、前記第１のチャネル隔壁に対して前記所定の鋭角に、前記管外壁の第２の隣接する管周囲部分へ向けられる、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記所定の角度は、３５〜５０度の間である、請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記所定の角度は、４５度である、請求項１４〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記管外壁は、実質的に円形である、請求項１４〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記管外壁を形成するステップ、前記第１のチャネル隔壁を形成するステップ、および前記第１の支持構造体を前記管外壁および前記第１のチャネル隔壁に結合させるステップは、付加プロセスによって前記管外壁、前記第１のチャネル隔壁、および前記第１の支持構造体を印刷するステップをさらに含む、請求項１４〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の支持構造体を前記管外壁および第１の支持構造体を備える前記第１のチャネル隔壁に結合させるステップは、前記管外壁と前記第１のチャネル隔壁との間にシーム溶接を適用するステップを含む、請求項１４〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記管外壁を形成するステップ、前記第１のチャネル隔壁を形成するステップ、および前記第１の支持構造体を前記管外壁および前記第１のチャネル隔壁に結合させるステップは、削除型のプロセスによって前記管外壁と、前記第１のチャネル隔壁と、前記第１の支持構造体との間の材料を除去するステップをさらに含む、請求項１４〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下で説明される例は、マルチチャネル流通管およびマルチチャネル流通管の製造方法に関する。より具体的には、これらの例は、支持体を備えるマルチチャネル流通管に関する。
【背景技術】
【０００２】
コリオリ質量流量計および振動式密度計などの振動式計器は、典型的には、流れている物質（material）を含んでいる振動している流通管の運動を検出することによって動作する。質量流量、密度、などの流通管内の物質に関する特性を、流通管に組み合わせられた運動トランスデューサから受信される測定信号を処理することによって割り出すことができる。振動式計器は、直線状または曲線状の構成の１つ以上の流通管を備える計器アセンブリを有する。例えば、コリオリ質量流量計の各々の流通管の構成は、単純な曲げ、ねじり、または結合型であり得る一連の固有振動モードを有する。各々の流通管を、好ましいモードで振動するように駆動することができる。流量計を通る流れが存在しない場合、流通管へと加えられる駆動力により、流通管に沿ったすべての点が同一の位相で振動し、あるいは流れがゼロであるときに測定される時間遅延である小さな「ゼロオフセット」で振動する。
【０００３】
物質が流通管を通って流れ始めると、コリオリ力により、流通管に沿った各点が異なる位相を有する。例えば、流量計の入口端における位相が、中央のドライバ位置の位相よりも遅れる一方で、出口における位相は、中央のドライバ位置の位相よりも進む。流通管上のピックオフが、流通管の運動を表す正弦波信号を生成する。ピックオフから出力された信号は、ピックオフ間の時間遅延を割り出すために処理される。２つ以上のピックオフの間の時間遅延は、流通管を通って流れる物質の質量流量に比例する。
【０００４】
ドライバに接続された計器電子機器が、ドライバを動作させ、ピックオフから受信される信号からプロセス物質の質量流量および／または他の特性を割り出すための駆動信号を生成する。ドライバは、多数の周知の構成のうちの１つを備えることができるが、磁石および対向する駆動コイルが、流量計の業界において大きな成功を収めている。所望の流通管の振幅および周波数で流通管を振動させるために、駆動コイルに交流電流が流される。ピックオフを、ドライバの構成にきわめてよく似た磁石とコイルとからなる構成として設けることも、技術的に知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体中の同伴ガスおよび湿潤ガスが、とりわけ石油およびガス生産産業において、コリオリ流量計の適用における一般的な問題である。振動式計器が振動するとき、粒子またはバルク流体の内部に形成される気泡／液滴が、バルク流体から分離する可能性がある。さらに、多相の流体および単相の気体において見られる音速（ＶＯＳ）効果が、さらなる測定誤差を引き起こす可能性がある。フロープロファイル効果が、すべての種類の流量計において、さらなる懸念の領域である。レイノルズ数が低い場合、典型的には流量計内の流体の高い粘度ゆえに、流量計の感度を低下させかねない粘度関連の影響が存在する。マルチチャネル流通管が、流量計のこれらの誤差の原因を最小限に抑える役に立つ。
【０００６】
マルチチャネル流通管は、１つの流通管を２つ以上のチャネルに分割する１つ以上のチャネル隔壁を含む。流体を有効直径がより小さいチャネルに閉じ込めることで、粒子の分離、ＶＯＳ誤差、およびフロープロファイル効果を、大幅に減らすことができる。従来のシングルチャネル流通管振動式計器の設計に、マルチチャネル流通管を組み合わせ、計器測定誤差がより少ない振動式計器をもたらすことができる。
【０００７】
しかしながら、マルチチャネル流通管は、振動式計器の設計者にさらなる課題をもたらす。チャネル隔壁は、多くの場合、流通管の長手方向に沿って流通管の外壁に結合させられる。流通管の外壁は、典型的には駆動周波数ωで駆動されるため、振動により、チャネル隔壁と流通管の外壁との間の接続部が弱くなる可能性がある。これにより、マルチチャネル流通管の損傷または故障が発生する可能性がある。
【０００８】
さらに、マルチチャネル流通管内のチャネル隔壁は、流通管の追加の断面スペースも占め、したがって流体が導管の複数のチャネルへと流入するときに、流体をさらに制限する可能性がある。これが、測定対象の流体に圧力損失を引き起こし、計器の測定値に影響を及ぼす可能性がある。この圧力損失の影響を回避するために、チャネル隔壁自体の幅を最小化することが好ましいかもしれない。しかしながら、チャネル隔壁の幅を最小化すると、チャネル隔壁を管の外壁に結合させることが、困難になり得る。
【０００９】
したがって、誤差の原因自体を除去することにより、多相、ＶＯＳ、またはフロープロファイル効果を考慮して、流体の流量を正確に測定することができるより堅牢なマルチチャネル流通管、およびそれらを組み込んだ流量計について、ニーズが存在する。このような解決策を、マルチチャネル流通管によって実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
マルチチャネル流通管が提供される。このマルチチャネル流通管は、管外壁と、管外壁の内側に囲まれ、管外壁に結合し、管外壁と共にマルチチャネル流通管内の第１のチャネルおよび第２のチャネルを形成する第１のチャネル隔壁と、管外壁および第１のチャネル隔壁に結合した第１の支持構造体とを備える。
【００１１】
マルチチャネル流通管を製造するための方法が提供される。この方法は、管外壁を形成することと、第１のチャネル隔壁を形成することと、管外壁を第１のチャネル隔壁へと第１の支持構造体で結合させることとを含み、第１のチャネル隔壁と管外壁とでマルチチャネル流通管内の第１のチャネルおよび第２のチャネルが形成される。
【００１２】
態様
さらなる態様によれば、マルチチャネル流通管は、管外壁および第１のチャネル隔壁に結合した第２の支持構造体をさらに備えることができる。
【００１３】
さらなる態様によれば、第１のチャネル隔壁は、実質的に平坦な壁であってよい。
【００１４】
さらなる態様によれば、マルチチャネル流通管は、管外壁によって囲まれ、管外壁に結合し、マルチチャネル流通管内の第２のチャネルと第３のチャネルとを隔てる第２のチャネル隔壁をさらに備えることができる。
【００１５】
さらなる態様によれば、マルチチャネル流通管は、管外壁および第２のチャネル隔壁に結合した第３の支持構造体をさらに備えることができる。
【００１６】
さらなる態様によれば、マルチチャネル流通管は、管外壁および第２のチャネル隔壁に結合した第４の支持構造体をさらに備えることができる。
【００１７】
さらなる態様によれば、第１のチャネル隔壁および第２のチャネル隔壁を互いに実質的に平行になるように向けることができる。
【００１８】
さらなる態様によれば、第１のチャネル隔壁に対して所定の鋭角に、第１の支持構造体を、管外壁のうちの第１の隣接する管周囲部分へ向けることができる。
【００１９】
さらなる態様によれば、第１のチャネル隔壁に対して所定の鋭角に、第２の支持構造体を、管外壁のうちの第２の隣接する管周囲部分へ向けることができる。
【００２０】
さらなる態様によれば、所定の角度は、３５〜５０度の間であってよい。
【００２１】
さらなる態様によれば、所定の角度は、４５度であってよい。
【００２２】
さらなる態様によれば、管外壁は、実質的に円形であってよい。
【００２３】
さらなる態様によれば、第１の態様によるマルチチャネル流通管を備えた振動式計器が提供される。この振動式計器は、マルチチャネル流通管に取り付けられたピックオフと、マルチチャネル流通管に結合し、マルチチャネル流通管を振動させるように構成されたドライバとをさらに備えることができる。
【００２４】
さらなる態様によれば、本方法は、管外壁を第１のチャネル隔壁へと第２の支持構造体で結合させることをさらに含むことができる。
【００２５】
さらなる態様によれば、本方法は、マルチチャネル流通管内の第２のチャネルと第３のチャネルとを隔てる第２のチャネル隔壁を形成することをさらに含むことができる。
【００２６】
さらなる態様によれば、本方法は、管外壁を第２のチャネル隔壁へと第３の支持構造体で結合させることをさらに含むことができる。
【００２７】
さらなる態様によれば、本方法は、管外壁を第２のチャネル隔壁へと第４の支持構造体で結合させることをさらに含むことができる。
【００２８】
さらなる態様によれば、第１のチャネル隔壁は、実質的に平坦な壁であってよい。
【００２９】
さらなる態様によれば、第１のチャネル隔壁および第２のチャネル隔壁を互いに実質的に平行になるように向けることができる。
【００３０】
さらなる態様によれば、第１のチャネル隔壁に対して所定の鋭角に、第１の支持構造体を、管外壁のうちの第１の隣接する管周囲部分へ向けることができる。
【００３１】
さらなる態様によれば、第１のチャネル隔壁に対して所定の鋭角に、第２の支持構造体を、管外壁のうちの第２の隣接する管周囲部分へ向けることができる。
【００３２】
さらなる態様によれば、所定の角度は、３５〜５０度の間であってよい。
【００３３】
さらなる態様によれば、所定の角度は、４５度であってよい。
【００３４】
さらなる態様によれば、管外壁は、実質的に円形であってよい。
【００３５】
さらなる態様によれば、管外壁を形成すること、第１のチャネル隔壁を形成すること、および第１の支持構造体を管外壁および第１のチャネル隔壁へと結合させることは、付加プロセスによって管外壁、第１のチャネル隔壁、および第１の支持構造体を印刷することをさらに含むことができる。
【００３６】
さらなる態様によれば、第１の支持構造体を管外壁および第１の支持構造体を備える第１のチャネル隔壁へと結合させることは、管外壁と第１のチャネル隔壁との間にシーム溶接を適用することを含むことができる。
【００３７】
さらなる態様によれば、管外壁を形成すること、第１のチャネル隔壁を形成すること、および第１の支持構造体を管外壁および第１のチャネル隔壁へと結合させることは、削除型のプロセスによって管外壁と、第１のチャネル隔壁と、第１の支持構造体との間の材料を除去することをさらに含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
同じ参照番号は、すべての図において同じ要素を表している。図面は、必ずしも縮尺どおりではない。
【図１】一例による振動流量計を示している。
【図２】振動流量計のマルチチャネル流通管の断面を示している。
【図３】一例によるマルチチャネル流通管の断面を示している。
【図４】一例による方法を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本出願は、マルチチャネル流通管を含む振動式計器、およびマルチチャネル流通管を含む振動流量計で流体を測定する方法を説明する。
【００４０】
図１が、一例によるマルチチャネル流通管１３０を備える振動式計器５を示している。図１に示されるように、振動式計器５は、計器アセンブリ１０および計器電子機器２０を備える。計器アセンブリ１０は、プロセス物質の質量流量および密度に応答する。計器電子機器２０は、通信経路２６によって密度、質量流量、および温度情報をもたらし、さらには他の情報をもたらすために、リード線１００によって計器アセンブリ１０に接続される。さらには、情報およびコマンドを通信経路２６を介して計器電子機器２０において受信することができる。
【００４１】
コリオリ流量計の構造が説明されるが、これは限定を意図したものではない。当業者であれば、本出願を振動管式密度計、音叉式密度計、などとして実施できることを、容易に理解できるであろう。
【００４２】
計器アセンブリ１０は、１対のマニホールド１５０および１５０’と、フランジネック１１０および１１０’を有するフランジ１０３および１０３’と、１対の平行なマルチチャネル流通管１３０および１３０’と、ドライバ１８０と、１対のピックオフセンサ１７０ｌおよび１７０ｒとを含む。マルチチャネル流通管１３０および１３０’は、流通管取り付けブロック１２０および１２０’においてお互いに向かって収束する２つの本質的にまっすぐな入口レグ１３１、１３１’および出口レグ１３３、１３３’を有する。マルチチャネル流通管１３０、１３０’は、それらの長さに沿った２つの対称な位置において曲がり、それらの長さの全体にわたって本質的に平行である。補強バー１４０および１４０’が、各々のマルチチャネル流通管１３０、１３０’の振動の中心軸ＷおよびＷ’を定めるように機能する。マルチチャネル流通管１３０、１３０’のレグ１３１、１３１’および１３３、１３３’は、流通管取り付けブロック１２０および１２０’に不動に取り付けられ、次いでこれらのブロックは、マニホールド１５０および１５０’に不動に取り付けられる。これは、計器アセンブリ１０を通る連続的な閉じた物質の経路をもたらす。
【００４３】
穴１０２および１０２’を有するフランジ１０３および１０３’が、入口端１０４および出口端１０４’を介し、測定対象のプロセス物質を運ぶプロセス配管（図示せず）へと接続されると、物質は、フランジ１０３のオリフィス１０１を通って計器の入口端１０４に進入し、マニホールド１５０を通って表面１２１を有する流通管取り付けブロック１２０へと導かれる。マニホールド１５０において、物質は分割され、マルチチャネル流通管１３０、１３０’を通って送られる。マルチチャネル流通管１３０、１３０’を出ると、プロセス物質は、表面１２１’を有するブロック１２０’およびマニホールド１５０’において再び合流して単一の流れとなり、その後に穴１０２’を有するフランジ１０３’によってプロセス配管（図示せず）へと接続された出口端１０４’に送られる。
【００４４】
マルチチャネル流通管１３０、１３０’は、それぞれの曲げ軸Ｗ−ＷおよびＷ’−Ｗ’の周りの質量分布、慣性モーメント、およびヤング率が実質的に同じであるように選択され、流通管取り付けブロック１２０、１２０’に適切に取り付けられる。これらの曲げ軸は、補強バー１４０、１４０’を通過する。
【００４５】
両方のマルチチャネル流通管１３０、１３０’は、ドライバ１８０によって、それぞれの曲げ軸ＷおよびＷ’を中心にして反対の方向に、いわゆる流量計の第１の逆位相曲げモードで駆動される。このドライバ１８０は、マルチチャネル流通管１３０’に取り付けられた磁石、およびマルチチャネル流通管１３０に取り付けられ、両方のマルチチャネル流通管１３０、１３０’を振動させるために交流電流が通される対向するコイルなど、多数の周知の構成のうちの任意の１つを備えることができる。適切な駆動信号が、計器電子機器２０によって、リード線１８５を介して、ドライバ１８０に印加される。
【００４６】
計器電子機器２０は、リード線１６５ｌ、１６５ｒにそれぞれ現れる左右のセンサ信号を受信する。計器電子機器２０は、ドライバ１８０へのリード線１８５に現れる駆動信号を生成し、マルチチャネル流通管１３０、１３０’を振動させる。計器電子機器２０は、左右のセンサ信号およびＲＴＤ信号を処理して、計器アセンブリ１０を通過する物質の質量流量および密度を計算する。この情報を、他の情報とともに、通信経路２６を介して計器電子機器２０によって送信することができる。
【００４７】
図１は、計器電子機器２０と通信する単一の計器アセンブリ１０を示しているが、当業者であれば、複数のセンサアセンブリが計器電子機器２０と通信できることを、容易に理解できるであろう。さらに、計器電子機器２０は、さまざまな異なる種類のセンサを動作させることが可能であってよい。計器電子機器２０と通信する計器アセンブリ１０などの各々のセンサアセンブリは、計器電子機器２０内の記憶システムの専用部分を有することができる。
【００４８】
計器電子機器２０は、当業者であれば理解できるとおり、さまざまな他のコンポーネントおよび機能を含むことができる。これらの追加の特徴は、簡潔かつ明瞭にするために、説明および図面から省略され得る。
【００４９】
振動式計器５は、マルチチャネル流通管１３０、１３０’を含む。マルチチャネル流通管１３０、１３０’は、単相または多相の流体などの物質が流れることができる複数の流体チャネルを有する。すなわち、マルチチャネル流通管１３０、１３０’を通って流れる流体は、２つ以上の流体チャネルを通って流れることができる。
【００５０】
図２が、従来のマルチチャネル流通管２００の断面を示している。マルチチャネル流通管２００は、管外壁２０４に結合した１つ以上のチャネル隔壁２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃを含む。１つ以上のチャネル隔壁２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃおよび管外壁２０４が、４つの典型的なチャネル２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、および２０６ｄを定めている。参考のため、振動式計器の駆動方向が図２に示されている。
【００５１】
駆動方向は、管外壁２０４をチャネル隔壁２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃへと接続している長手方向の接合部に垂直であるため、振動式計器の動作実施形態に、接合部は、その最も弱い寸法にひずみを被る可能性がある。これにより、チャネル隔壁２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃが流通管の外壁２０４から分離し、あるいは損傷する可能性がある。さらに、流通管の外壁２０４自体の損傷につながる可能性もある。
【００５２】
また、チャネル隔壁２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃを可能な限り薄くすることにより、マルチチャネル流通管２００の単一チャネル部分から同じ流通管のマルチチャネル部分へと進入する流体によって引き起こされる圧力損失を低減することが、望ましいかもしれない。しかしながら、比較的薄いチャネル隔壁でマルチチャネル流通管を構成する場合、管の製造において困難がさらに生じる可能性があり、管外壁２０４／チャネル隔壁２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃの接合部を振動させるときに遭遇し得る問題が、さらに悪化する可能性もある。
【００５３】
マルチチャネル流通管２００の堅牢性を高めるために、管外壁２０４を１つ以上のチャネル隔壁２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃへと接続する接合部をより強くすることが、さらに望まれるかもしれない。
【００５４】
図３が、一例による典型的なマルチチャネル流通管３００の断面を示している。マルチチャネル流通管３００は、管外壁３０４と１つ以上のチャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄとによって形成された２つ以上の流体チャネル３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄ、および３０６ｅを含む。さらに、マルチチャネル流通管３００は、１つ以上の支持構造体３０８ａ〜３０８ｈを含む。
【００５５】
管外壁３０４は、マルチチャネル流通管３００内の流体を取り囲んで閉じ込める。いくつかの例において、管外壁３０４は、一定の厚さを有することができる。図３は管外壁３０４を円形として示しているが、当業者であれば、管外壁３０４が任意の形状または形態を取り得ることを、容易に理解できるであろう。例えば、管外壁は、実質的に円形であってもよく、すなわち丸みを帯びていて、平均半径値の３０％以内の範囲の半径を有してよい。あるいは、管外壁は、湾曲した部分と直線状の部分との組み合わせを含んでもよく、あるいはすべて直線状の部分を含んでもよい。
【００５６】
マルチチャネル流通管３００は、管外壁の内側に囲まれ、管外壁に結合した第１のチャネル隔壁を含む。例えば、第１のチャネル隔壁は、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄのいずれか１つであってよい。チャネル隔壁は、管外壁３０４の２つの別個の部分へとつながり、２つのチャネルの間で流体を分割することができる。
【００５７】
チャネル隔壁は、実質的に平面であってよく、すなわち各々のチャネル隔壁が、実質的に均一な厚さを有することができ、あるいは厚さの変化が３０％未満であって、実質的に平坦な形態であってよい。しかしながら、さらなる実施形態においては、１つ以上のチャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄが、曲線状の断面、実質的に円形の断面、または当業者に知られている任意の他の断面を含んでもよい。
【００５８】
いくつかの例において、マルチチャネル流通管３００は、流通管の長手方向の全長にわたって配置された１つ以上のチャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄを含むことができる。しかしながら、他の例では、１つ以上のチャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄが、流通管の振動領域についてだけ延びていてもよい。しかしながら、さらなる例において、チャネル隔壁は、流体チャネルの誤差低減の効果を、マルチチャネル流通管３００において流体チャネルによって引き起こされ得る圧力損失とバランスさせるように、マルチチャネル流通管の振動領域の一部分についてだけ延びてもよい。
【００５９】
第１のチャネル隔壁および管外壁が、マルチチャネル流通管内の第１のチャネルおよび第２のチャネルを形成する。チャネルは、流体が他のチャネルから独立して流れることができる主たる流通管のサブ導管を形成する囲まれた領域を含むマルチチャネル流通管３００の断面である。１つ以上のチャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄは、管外壁３０４とともに、２つ以上のチャネル３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄ、または３０６ｅを定める。例えば、第１のチャネル隔壁３０２ａは、第１のチャネル３０６ａおよび第２のチャネル３０６ｂを定める。マルチチャネル流通管３００が第２のチャネル隔壁３０２ｂを含む場合、第２のチャネル隔壁３０２ｂは、第２のチャネル３０６ｂの一部および第３のチャネル３０６ｃをさらに定める。いくつかの例において、マルチチャネル流通管３００は、１つまたは任意の数のチャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄを有することができる。
【００６０】
マルチチャネル流通管３００の一例において、１つ以上のチャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄは、実質的に同じ方向に向けられている。しかしながら、これは限定を意図してない。さらなる実施形態において、マルチチャネル流通管３００は、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄの方向とは異なる別の方向に向けられた１つ以上の追加のチャネル隔壁を含むことができる。例えば、マルチチャネル流通管３００は、チャネル隔壁の格子型の構造を形成するように、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄに垂直に向けられた１つ以上の追加のチャネル隔壁を含むことができる。
【００６１】
いくつかの例においては、第１のチャネル隔壁および第２のチャネル隔壁を、互いに実質的に平行になるように向けることができる。
【００６２】
いくつかの例においては、チャネル隔壁を、金属の薄板から、押し出しによって形成することができ、機械加工、放電加工、電解加工、電子ビーム加工、光化学加工、および超音波加工などの削除型の製造技術によって形成することができ、あるいはステレオリソグラフィ、デジタル光処理、溶融堆積モデリング、選択的レーザ焼結、選択的レーザ溶融、電子ビーム溶融、または積層物体製造などの付加型の製造または三次元（３Ｄ）印刷技術によって形成することができる。
【００６３】
マルチチャネル流通管３００は、管外壁と第１のチャネル隔壁とに結合した第１の支持構造体を含む。例えば、チャネル隔壁３０２ｂが、支持構造体３０８ａを含む。支持構造体は、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄと管外壁３０４との間の接合部の結合および／または強化を助ける構造体である。支持構造体は、チャネル壁の少なくとも片側に配置され、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄおよび管外壁３０４の両方に結合した追加の材料を含む。
【００６４】
いくつかの例においては、さらなる支持構造体を、管外壁および１つ以上のチャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄに結合させることができる。例えば、第２の支持構造体３０８ｂを、管外壁および第１のチャネル隔壁３０２ｂに結合させることができ、第３の支持構造体３０８ｃを、管外壁および第２のチャネル隔壁３０２ｃに結合させることができ、第４の支持構造体３０８ｄを、管外壁および第２のチャネル隔壁３０２ｃに結合させることができる。当業者であれば容易に理解できるとおり、さらなるチャネル支持体３０２ａ、３０２ｄに結合したさらなる支持構造体３０８ｅ、３０８ｆ、３０８ｇ、３０８ｈが存在してもよい。
【００６５】
支持構造体は、接合部の片側または両側に追加の支持を提供することができる。例えば、支持構造体３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃ、および３０８ｄは、それぞれのチャネル隔壁／管外壁の接合部の両側における支持を含む。しかしながら、さらなる例において、支持構造体は、接合部の片側のみに追加の支持をもたらしてもよい。例えば、支持構造体３０８ｅ、３０８ｆ、３０８ｇ、および３０８ｈは、これらが補強するそれぞれのチャネル隔壁／管外壁の接合部の片側のみの支持を含む。支持構造体を設けることにより、振動流量計は、マルチチャネル流通管の利点を、従来の設計よりも寿命が長く、不具合に直面する可能性が低い堅牢な設計とともに、特徴とすることができる。
【００６６】
いくつかの例においては、図３に示されるように、支持構造体３０８ａ〜３０８ｈのうちの管外壁３０４またはチャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄに結合していない部分が、実質的に直線状であってよい。しかしながら、さらなる例においては、支持構造体３０８ａ〜３０８ｈのうちの管外壁３０４またはチャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄに結合していない部分が、湾曲していても、あるいは当業者に知られた任意の他の形態をとってもよい。
【００６７】
いくつかの例においては、支持構造体３０８ａ〜３０８ｈを、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄを管外壁３０４にシーム溶接することによって形成することができる。さらなる例においては、支持構造体３０８ａ〜３０８ｈを、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄおよび管外壁３０４を備える一体型の本体にて押し出すことができる。さらなる例においては、支持構造体３０８ａ−３０８ｈ、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄ、および管外壁３０４を、削除型の技術によって加工することができる。他の例においては、支持構造体３０８ａ〜３０８ｈ、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄ、および管外壁３０４を、付加製造技術によって印刷してもよい。
【００６８】
３Ｄ印刷の例においては、支持構造体３０８ａ〜３０８ｈを、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄおよび管外壁３０４を含む一体型の部品において、プリンタベッドに平行な一体化された層にて印刷することができる。図３に示されるように、３Ｄプリンタベッドが平面３１２に平行に向けられる場合、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄは、プリンタベッドに垂直であるため、製造は容易である。しかしながら、管外壁３０４のうちでプリンタベッドに対して所定の鋭角未満に向けられた部分は、追加の支持材料がなければ印刷が困難かもしれない。典型的な所定の鋭角３１４が、図３に示されている。例えば、管外壁３０４の上部３１０の各部分は、プリンタベッドに対して所定の鋭角３１４よりも小さい角度に向けられており、印刷するために追加の支持が必要になる。したがって、支持構造体３０８ａ〜３０８ｈが、事後の除去が必要となり得る追加の支持材料を必要とせずに、マルチチャネル流通管３００の三次元印刷を可能にすることができる。
【００６９】
さらに、３Ｄ印刷マルチチャネル流通管３００は、一体化された管外壁３０４、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄ、および支持構造体３０８ａ〜３０８ｈを提供する。これにより、溶接などの伝統的な製造技術と比べ、マルチチャネル流通管３００の強度および堅牢性をさらに高めることができる。
【００７０】
いくつかの例において、所定の鋭角３１４は、４５度であってよい。しかしながら、さらなる例において、所定の鋭角は、３５度〜５０度の間、１０度〜５０度の間、または２５度以上であってもよい。
【００７１】
いくつかの例においては、第１のチャネル隔壁に対して所定の鋭角に、第１の支持構造体を、管外壁のうちの第１の隣接する管周囲部分へ向けることができる。隣接する管周囲部分は、管外壁３０４のうちの支持構造体３０８ａ〜３０８ｈが結合する部分である。例えば、支持構造体３０８ａは、チャネル隔壁３０２ｂの両側で第１の隣接する管周囲部分３１６に結合する。支持構造体３０８ａの両側は、所定の鋭角３１４に向けられている。典型的な支持構造体３０８ａは、ボールト形の断面を提供する。
【００７２】
いくつかの例においては、第１のチャネル隔壁に対して所定の鋭角に、第２の支持構造体を、管外壁のうちの第２の隣接する管周囲部分へ向けることができる。例えば、支持構造体３０８ｂが、チャネル隔壁３０２ｂおよび管外壁３０４に対して所定の鋭角３１４に向けられる。これにより、チャネル隔壁３０２ｂと管外壁３０４との間の結合をさらに確実にすることができる。
【００７３】
いくつかの例においては、流通管を後に互いに結合させることができる２つの部分にて３Ｄ印刷することによってマルチチャネル流通管を製造することが、実用的であるかもしれない。各々のマルチチャネル流通管部分が、平面３１２に平行な平面で二分され、チャネル隔壁３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄをプリンタベッド上に直接配置して印刷されたマルチチャネル流通管３００の半分の部分を含むことができる。したがって、マルチチャネル流通管を２つの部分にて印刷し、第１のチャネル隔壁に対して第２の支持構造体を設けることにより、マルチチャネル流通管３００の外部の三次元印刷支持体の必要性を軽減することができる。これは、チャネル隔壁／管外壁の接合部を補強する支持構造体が、３Ｄ印刷のための支持体としても機能するため、製造において無駄になる材料が少なくなることを意味できる。
【００７４】
マルチチャネル流通管３００は、従来の振動式計器を丈夫な支持付きのマルチチャネル流通管によって改修することで、接合部の弱い流通管において生じると考えられる欠点を伴わずに、多相流体の分離が少なく、ＶＯＳ誤差が小さく、フロープロファイル効果による誤差も小さいという利点を得ることを可能にする。
【００７５】
図４が、一例による方法４００を示している。方法４００を、マルチチャネル流通管を製造するために実行することができる。方法４００はステップ４０２で始まる。ステップ４０２において、管外壁が形成される。
【００７６】
いくつかの例において、管外壁は、実質的に円形であってよい。
【００７７】
いくつかの例においては、管外壁３０４を、マンドレル上に形成し、シーム溶接することができ、押し出しプロセスによって形成でき、削除型の製造プロセスによって形成でき、あるいは付加プロセスによって形成できる。
【００７８】
方法４００はステップ４０４に続く。ステップ４０４において、第１のチャネル隔壁が形成される。
【００７９】
いくつかの例においては、第１のチャネル隔壁を、金属薄板から切り出すことができ、あるいは押し出しプロセス、削除型の製造プロセス、または付加プロセスによって形成することができる。
【００８０】
方法４００はステップ４０６に続く。ステップ４０６において、管外壁が、第１の支持構造体で第１のチャネル隔壁に結合させられ、第１のチャネル隔壁および管外壁は、マルチチャネル流通管の第１のチャネルおよび第２のチャネルを形成する。
【００８１】
例えば、管外壁を、第１の支持構造体を形成し得るシーム溶接チャネルを介して第１のチャネル隔壁部に結合させることができる。さらなる例においては、上述のように、第１の支持構造体をチャネル隔壁および管外壁と同時に押し出し、加工し、あるいは印刷することができる。
【００８２】
いくつかの例において、方法４００は、ステップ４０８〜４１４のいずれかをさらに含むことができる。
【００８３】
方法４００は、ステップ４０８に続くことができる。ステップ４０８において、管外壁を、第２の支持構造体で第１のチャネル隔壁に結合させることができる。ステップ４０８は、第２の支持構造体に関係する以外は、ステップ４０６と同様である。
【００８４】
方法４００は、ステップ４１０に続くことができる。ステップ４１０において、第２のチャネル隔壁を、マルチチャネル流通管において第２のチャネルと第３のチャネルとを隔てるように形成することができる。ステップ４１０は、ステップ４０４と同様である。
【００８５】
方法４００は、ステップ４１２に続くことができる。ステップ４１２において、管外壁を、第３の支持構造体で第２のチャネル隔壁に結合させることができる。ステップ４１２は、ステップ４０６と同様である。
【００８６】
方法４００は、ステップ４１４に続くことができる。ステップ４１４において、管外壁を、第４の支持構造体で第２のチャネル隔壁に結合させることができる。ステップ４１４は、ステップ４０６と同様である。
【００８７】
いくつかの例においては、上述のように、第１のチャネル隔壁が実質的に平坦な壁であってよい。
【００８８】
いくつかの例においては、上述のように、第１のチャネル隔壁および第２のチャネル隔壁を互いに実質的に平行になるように向けることができる。
【００８９】
いくつかの例においては、上述のように、第１のチャネル隔壁に対して所定の鋭角に、第１の支持構造体を、管外壁のうちの第１の隣接する管周囲部分へ向けることができる。
【００９０】
いくつかの例においては、上述のように、第１のチャネル隔壁に対して所定の鋭角に、第２の支持構造体を、管外壁のうちの第２の隣接する管周囲部分へ向けることができる。
【００９１】
いくつかの例において、所定の角度は３５〜５０度であってよい。
【００９２】
いくつかの例において、所定の角度は４５度であってよい。
【００９３】
いくつかの例において、管外壁の形成、第１のチャネル隔壁の形成、および第１の支持構造体の管外壁および第１のチャネル隔壁への結合は、付加プロセスによって管外壁、第１のチャネル隔壁、および第１の支持構造体を印刷することをさらに含むことができる。
【００９４】
いくつかの例において、第１の支持構造体の管外壁および第１の支持構造体を備える第１のチャネル隔壁への結合は、管外壁と第１のチャネル隔壁との間にシーム溶接を適用することを含むことができる。
【００９５】
いくつかの例において、管外壁の形成、第１のチャネル隔壁の形成、および第１の支持構造体の管外壁および第１のチャネル隔壁への結合は、削除型のプロセスによって管外壁と、第１のチャネル隔壁と、第１の支持構造体との間の材料を除去することをさらに含むことができる。
【００９６】
方法４００は、従来の設計よりも堅牢な構造および長い寿命で、マルチチャネル流通管が提供するすべての性能上の利点を提供することができる。
【００９７】
以上の例の詳細な説明は、本発明の発明者が本出願の技術的範囲に含まれると考えるすべての例を述べ尽くすものではない。実際、当業者であれば、上述の例の特定の要素をさまざまに組み合わせ、あるいは取り除いて、さらなる例を生み出すことが可能であり、そのようなさらなる例が、本出願の技術的範囲および教示に包含されることを、理解できるであろう。また、上述の例を全体的または部分的に組み合わせて、本出願の技術的範囲および教示の範囲内のさらなる例を生み出すことができることも、当業者にとって明らかであろう。したがって、本出願の技術的範囲は、以下の特許請求の範囲から決定されなければならない。
【図１】
2020531828.tif 000003
【図２】
2020531828.tif 000004
【図３】
2020531828.tif 000005
【図４】
2020531828.tif 000006
【国際調査報告】
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