JP2005501702A

JP2005501702A - 測定計器上の蓄積物を除去するデバイスおよび方法

Info

Publication number: JP2005501702A
Application number: JP2003525228A
Authority: JP
Inventors: サンドゥ、コンスタンティン; ポパ、リヴィウ、ヴィ; メルキュリオ、ジョン、ジェイ
Original assignee: コンアグラグロサリイプロダクツカンパニー
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2005-01-20
Also published as: EP1420893A2; AU2002332783A1; WO2003021193A2; US20040144403A1; US20030062063A1; US6960018B2; WO2003021193A3; EP1420893A4; US6789938B2

Abstract

本発明は、測定計器上の蓄積物を除去するデバイスおよび方法を対象とする。本発明のデバイスおよび方法は、測定計器の円筒形遮蔽体の周りに嵌合し、遮蔽体上の蓄積物を継続的に除去する、可動式スクレーパに関わるものである。スクレーパの移動は、管あるいは機器の他の部品内部にあるスクレーパに取り付けられた磁気コアと、管の外側に設置されたソレノイドとの間の磁気結合によって達成される。本発明のデバイスおよび方法は、測定計器からの正確な瞬時読み値を保証し、熱交換の制御および動作方策を改善すると共に、大きな経済的利点を与える。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、産業的な無菌処理の際に使用されるデバイスを対象とし、より詳細には、食品の無菌処理の際に使用される測定計器上に蓄積した付着堆積物を除去するデバイスおよび方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
無菌処理／包装システムの熱処理系は、処理された食品を通過させる連続流路を形成する配管ネットワークによって連結された、一連の加熱装置および冷却装置でできている。１つまたは複数の熱交換器の入口および出口には、熱交換器の動作特性を制御するために、温度計などの測定デバイスが設置される。
【０００３】
産業的な無菌処理時の連続加熱および冷却操作が原因で、きわめて付着しやすい流体、特にプディングおよびゲルと接触するあらゆる表面上には、付着堆積物などの絶縁物が蓄積するのが一般的である。このことは、産業用の熱交換器の制御および動作、最終製品の品質、ならびに産業プロセスの経済面に好ましくない結果をもたらす。
【０００４】
熱交換器への付着の影響を最小限に抑える方策が利用可能であるが、加熱および冷却操作全体を通じて様々な時点で測定される温度などの瞬時流体特性の精度によって、様々な要因の中でも特に信頼性が損なわれる。これらの不精確さの主な原因は、無菌処理システムで一般に使用される温度計および他の測定計器上に必然的にたまることになる付着物である。これらの計器類は、通常、配管構造または他の機器の内部に格納されているので、清浄に保つのが困難である。蓄積の程度によっては、測定プローブが高分解能であっても、測定計器から受け取られる瞬時信号が誤っていることがある。
【０００５】
したがって、無菌処理で使用される測定デバイスの外表面に沿って蓄積した付着物を除去するデバイスおよび方法が必要とされている。そのようなデバイスは、製造ならびに既存の熱処理システムへの組込みが容易でなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、そのような測定計器上の蓄積物を除去するデバイスおよび方法を対象とする。本発明のデバイスおよび方法は、測定計器の保護遮蔽体の周りに嵌合し、遮蔽体上の蓄積物を除去する、可動式スクレーパに関わるものである。スクレーパの移動が、管あるいは機器の他の部品内部にある、スクレーパに取り付けられた磁気コアと、管の外側に設置されたソレノイドまたは永久磁石との間の磁気結合によって達成されることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施例では、本発明は、入口と、出口と、入口から出口まで流体を通過させる管路を画定する少なくとも１つの側壁とを備えた主管を含む流体配管システムに沿った局所的な流体特性値を取得する装置を対象とする。管路と共に保護遮蔽体が配置されている。保護遮蔽体の少なくとも一部分の周りに、保護遮蔽体の付着堆積物または他の蓄積物を除去するスクレーパが配置されている。スクレーパは、外力によって、保護遮蔽体に沿って第１位置と第２位置との間で長手方向に移動可能である。この外力が、例えば主管の外側に位置決めされたソレノイドによって発生される電磁力であることが好ましい。温度センサなどの測定デバイスは、保護遮蔽体内で第１位置と第２位置との間に据え付けられる。
【０００８】
他の実施例では、本発明は、中に測定デバイスが入っている保護遮蔽体の一部分を清浄化する方法を対象とする。この方法は、保護遮蔽体の少なくとも一部分の周りに配置されたスクレーパを提供するステップと、スクレーパに外力を加えて、スクレーパを保護遮蔽体に沿って第１位置と第２位置との間で長手方向に移動させることによって、スクレーパが上を移動した保護遮蔽体の部分を清浄化するステップとを含む。
【０００９】
他の実施例では、本発明は、流体配管システムに沿った局所的な流体特性値を取得する装置を対象とする。この装置は、入口と、出口と、入口から出口まで流体を通過させる管路を画定する少なくとも１つの側壁とを備えた主管を含む。管路と共に概ね管状の保護遮蔽体が配置されており、その端部が主管の側壁にある穴の中に据え付けられている。測定デバイスは、保護遮蔽体内に据え付けられている。ワイヤが保護遮蔽体内を通って延びており、その第１端部が測定デバイスに接続され、第２端部が主管の外側にある。
【００１０】
本発明は、測定計器のより精確な瞬時読み値を取得するデバイスおよび改善された方法を提供し、熱交換の制御および動作方策を改善すると共に、大きな経済的利点を与える。
【００１１】
本発明の前述および他の特徴ならびに利点は、以下の詳細な説明を参照し、添付の図面と併せて考慮すれば、より良く理解されよう。
【実施例】
【００１２】
本発明は、無菌処理の際に一般に利用される測定計器上に蓄積した付着堆積物を除去するデバイスおよび方法を対象とする。本発明のデバイスは、配管構造内に配置された測定計器の外側の保護遮蔽体の周りにスライド可能に据え付けられた可動式スクレーパに関わるものである。配管構造は、配管ネットワークに沿って流体または食品を通過させる。スクレーパは、測定デバイスに沿って繰り返し長手方向に往復平行移動して、遮蔽体上にたまった付着物を除去する。スクレーパの移動が、スクレーパ内に組み込まれた磁気コアと、管の外表面の周りに設置された１対のソレノイドとの間の磁気結合によって達成されることが好ましい。本発明のデバイスおよび方法は、測定計器から得られる読み値の精度を向上させ、熱交換器の制御および動作方策を改善すると共に、大きな経済的利点を与える。
【００１３】
図１を参照すると、第１の実施例では、本発明の可動式スクレーパが、直管設計の配管構造内で使用される。この実施例によれば、配管構造１０は、配管の一方の軸方向端にある入口１２と、反対側の軸方向端にある出口１４と、入口と出口の間に結合した概ね環状の直管部１６とを含む。配管は、ステンレス鋼、ガラス、セラミック、または他の耐食性材料から形成することができる。配管内を通る流体の流れを調整するために、入口および出口の断面形状が等しいことが好ましい。
【００１４】
直管部１６は、その一方の軸方向端に形成された環状フランジ１８を含んでおり、これが、入口に設けられた対応するフランジ２０に係合する。対応するフランジ１８および２０の周りには環状の衛生クランプ２８が締め付けられて、管部を入口に永久的に結合させており、対応するフランジの間にはガスケット３０が配置されて、結合部を密封している。入口と出口と直管部とが１つに結合して、配管の中心軸２４周りに対称的に配置された一体型の側壁２２を形成する。この側壁が、入口から出口まで流体を通過させる経路２６を画定する。出口のところには、配管構造の外側の周りに支持クランプ２９が設置されている。明らかにわかるように、配管の精密な設計および配置は、本発明には重要でなく、他の適切な配管構成も本発明の範囲に含まれる。
【００１５】
図示した実施例では、１対のソレノイド３２および３４が、衛生クランプ２８と支持クランプ２９との間で管側壁２２の外表面の周りに配置されている。ソレノイドは、可動式スクレーパに磁気結合している。ソレノイドは、コイル状に巻かれた銅線を含むことが好ましいが、いずれかの適切な導電性材料で作製することもできる。ソレノイドには、直管部１６の出口端の近傍にある第１位置３６と直管部の入口端の近傍にある第２位置３８との間で可動式スクレーパを平行移動させる振動磁場を発生するように、極性が与えられている。本発明の目的では、第１位置と第２位置との間の距離が、可動式スクレーパの最大変位（「ストローク」）を画定する。これについて、以下でさらに詳述する。望むなら、ソレノイドは、移動可能な永久磁石など、電磁力を発生する他の手段に置き換えることができる。
【００１６】
温度計３９は、経路２６内に、好ましくは中心軸２４に沿って、中心に配置されている。温度計には、先端領域４７を有する近位端４９と、管の外側に延びる遠位端５１とを含む、保護遮蔽体４０が設けられている。温度計が、ステンレス鋼の円筒形保護遮蔽体で覆われた直径約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）の細長い測温抵抗体（ＲＴＤ：ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｔｅｃｔｏｒ）を含むことが好ましい。このようなＲＴＤは、米国ミネソタ州ミネトンカのＢｕｒｎｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｃ．によって製造されている。ただし、温度計は、いずれか適切な構造のものにすることができ、保護遮蔽体は、いずれか適切な非腐食性材料製にすることができる。ＲＴＤまたは他の温度計用のワイヤ（図示せず）は、保護遮蔽体の遠位端を通って延び、ＲＴＤによって読み取られた局所的な流体特性値を記憶するコンピュータまたはプログラム可能処理装置（図示せず）に接続されている。ＲＴＤ遮蔽体４０は、第１支持部材４１および第２支持部材４２によって所定の位置に固定されている。第１支持部材４１および第２支持部材４２は、それぞれ第１ホルダ４３および第２ホルダ４４により、好ましくは溶接によって配管側壁２２に固定されている。
【００１７】
第１ホルダ４３は、その一端が入口のところで側壁２２に固定されたほぼＬ字形の棒である。第１ホルダは、その固定端から経路２６内へと延びて、その懸架端のところで第１支持部材４１を中心軸２４周りで保持している。第１支持部材は、第１ホルダの懸架端と一体に形成された概ね円筒形の部材である。第１支持体には、その本体内部へと部分的に延びているタップ加工された穴４５が含まれる。このタップ加工された穴は、ＲＴＤ遮蔽体４０の先端領域４７を受けるように適切に寸法設定されている。第１支持体には、さらに、入口に向かう第１方向でスクレーパが長手方向に平行移動するのを制限する支持面または停止装置を提供するように直径が適切に寸法設定された前面４６が含まれる。これについて、以下でさらに詳述する。
【００１８】
第２ホルダ４４は、出口１４の近傍の直管部１６の一部分で側壁に固定された細長い棒である。第２ホルダは、その固定端から経路２６へと延びて、その自由端のところで第２支持部材４２を中心軸２４周りで保持している。第２支持体は、第２ホルダの自由端と一体に形成された概ね円筒形の部材であり、中を貫通するＲＴＤ遮蔽体の近位端の一部分を受けるように適切に寸法／公差設定された開口部（破線で示す）を含む。第２ホルダには、その固定端付近に刻まれたノッチ４８が含まれる。ノッチは、スクレーパの直径方向外側部分を受けるのに適した寸法を有する。ノッチは、出口に向かう第２方向でスクレーパが長手方向に平行移動するのを制限するための停止装置の働きをする。これについて、以下でさらに詳述する。
【００１９】
第１支持部材４１の前面４６および第２ホルダ４４のノッチ４８の場所が、可動式スクレーパのストロークの両端の位置を画定する。これらの場所により、確実に、磁気コアを常にソレノイド３２および３４のいずれか一方によって引き付け、または反発できるようになる。
【００２０】
図１および図２に示すように、スクレーパ５０は、ＲＴＤ遮蔽体４０の周りに配置され、第１支持部材４１と第２支持部材４２との間で長手方向に移動可能である。ここで図２を参照すると、スクレーパは、概ね円筒形の磁気コア５２と、ＲＴＤ遮蔽体４０の周りにスライド可能に配置された円筒形のスクレーピング要素５６とを含む。磁気コアがスクレーパの直径方向の最外部分を形成し、スクレーピング要素が最内部分を形成している。本明細書では、スクレーパがＲＴＤ遮蔽体の外周全体の周りに配置されているものとして記載しているが、スクレーパをＲＴＤ遮蔽体の一部分、例えばＲＴＤ遮蔽体の外表面の９０°または１８０°の部分の周りに配置できることが当業者には理解されよう。
【００２１】
スクレーパ５０の磁気コア５２は、フェライトや希土類材料（例えば、サマリウムコバルト、ネオジム鉄ホウ素、アルミニウムニッケル鉄、またはコバルト鉄）など、磁化可能な材料から形成され、ステンレス鋼または他の適切な被覆材５４で覆われている。ステンレス鋼の被覆材の外径は、円筒形の磁気コアをできる限り管の側壁２２の近くに到達させるのに適した公差に機械加工しなければならない。こうすることで、スクレーパとソレノイド３２および３４との間に最強の磁気結合が生み出されるが、同時に磁気コアと側壁との間にはいくらかの隙間が維持されて、管との直接的な摩擦が妨げられ、さらに粒子状材料が磁気コアの周りを自由に流れる。
【００２２】
円筒形のスクレーピング要素５６は、磁気コア内に同軸配置され、１対の細長いトラス５８によって被覆材に結合している。スクレーピング要素が、ステンレス鋼、またはＰＥＥＫなどの熱可塑性材料から形成されることが好ましい。スクレーピング要素には、それを長手方向に貫通する開口部６２を画定する内径６０が含まれる。この内径は、スクレーピング要素をＲＴＤ遮蔽体の近位端４９に沿って最小限の摩擦で横に移動させるために、ＲＴＤの保護遮蔽体４０周りの適切な嵌合をもたらすように、適切に寸法／公差設定されている。スクレーピング要素の擦り取り効果を高めるには、米国ニュージャージー州リンデンのＧｅｎｅｒａｌＭａｇｎａｐｌａｔｅＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されているＮｅｄｏｘ７などの適切な材料でスクレーピング要素の内表面およびＲＴＤの保護遮蔽体の外表面をコーティングすることによって、可動式スクレーパとＲＴＤの保護遮蔽体との間の摩擦係数を小さくすることができる。配管側壁２２と、磁気コア５２と、スクレーピング要素５６とを綿密に同心設計して、２つのソレノイド３２および３４によって発生した磁場内で磁気コアを適切に釣り合わせ、可動式スクレーパとＲＴＤの保護遮蔽体との間の摩擦を最小限に抑えることが望ましい。
【００２３】
本発明によれば、スクレーピング要素は、ＲＴＤ遮蔽体の一部分に沿って横に往復移動して、ＲＴＤ遮蔽体の近位端に沿ってたまることのある付着蓄積物を除去し、または「擦り落とす」。より具体的には、ソレノイド３２および３４には、電磁場（ＥＭＦ：ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ）を形成するように、例えば一方がＳ−Ｎ極性、他方がＮ−Ｓ極性に極性が与えられており、この電磁場が磁気コア５２に適用されると、スクレーピング要素５６が第１位置３６と第２位置３８との間でＲＴＤの保護遮蔽体４０に沿って長手方向に移動する。ソレノイドは、配管内を通って流れる流体の水力学的な力に逆らってスクレーパを移動させるのに十分なＥＭＦを発生する。前述のように、本明細書で「ストローク」と呼ぶ、スクレーピング要素がＲＴＤ遮蔽体に沿って横に移動する距離が、付着堆積物が蓄積しないように保たれるＲＴＤ遮蔽体の部分を画定する。このストロークの長さが約２．５〜５．１ｃｍ（約１〜２インチ）であることが好ましい。ＲＴＤの保護遮蔽体の内側に設置された実際の測温体が、本発明の効果の利益を受けるようにストローク範囲内に配置されることが好ましい。スクレーパは、所望のプロセス制御に応じて規定される時間間隔で移動する。各時間間隔の長さは、ＲＴＤ遮蔽体上に蓄積する傾向の高さによって決まり、数秒から１分以上まで様々な長さにすることができる。
【００２４】
本発明で少なくとも２つのソレノイドを使用して、一方のソレノイドには可動式スクレーパ５０を例えばソレノイド３２に向かって進ませるような極性を与え、他方のソレノイドにはスクレーパを例えばソレノイド３４から離れて進ませるような極性を与えることができることが望ましい。同様に、ソレノイドの極性を逆転させて、スクレーパをソレノイド３４に向かって移動させて第１位置（元の位置または静止位置）３６に戻すことができる。
【００２５】
本発明の説明を明瞭にするために、２つのソレノイドの「オン」状態は、ソレノイドがスクレーパを第２位置３８に向かって横移動させるような極性の状態を指すものとする。逆に、２つのソレノイドの「オフ」状態は、スクレーパが第１位置３６に戻って静止している状態を指すものとする。２つのソレノイドの「オン」または「オフ」状態は、プログラム可能論理コンピュータ（ＰＬＣ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃｃｏｍｐｕｔｅｒ）によって適切に制御することができる。したがって、摩擦および／または外部磁場の影響による温度測定自体の誤りを誘発せずに、可動式スクレーパがＲＴＤの保護遮蔽体の表面から蓄積物を効率的に除去するように、プログラム可能論理が実行される。同一のプログラム可能論理が、可動式スクレーパの位置を好ましくは連続的に監視する。
【００２６】
プログラム可能論理が、スクレーパを移動させ、同時にＲＴＤからの温度データを処理する働きをすることが好ましい。ただし、測温体によって生成された信号を電磁場から適切に「遮蔽」できない場合、プログラム可能論理は、スクレーパを移動させ、検出された温度を読み取るという２つの別個の動作を、順次に調整しなければならない。
【００２７】
第２の実施例では、本発明の可動式スクレーパが、配管内に非対称的に組み込まれる。図３に示すように、流体配管１１０は、第１の実施例の配管と同様の構造であり、入口１１２と、出口１１４と、概ね環状の直管部１１６と、直管部と出口との間に結合した環状の管拡張部１１７とを含む。
【００２８】
管拡張部１１７は、その軸方向端に環状フランジ１１８を含んでおり、これが直管部１１６および出口１１４に設けられた対応するフランジ１２０に係合して、配管の中心軸１２４周りに対称的に配置された一体型の側壁１２２を形成する。この側壁が、入口から出口まで流体を通過させる経路１２６を画定する。対応するフランジ１１８および１２０の周りには環状の衛生クランプ１２８が締め付けられて、直管部と出口との間に管拡張部を永久的に結合させている。対応するフランジの間にはガスケット１３０が配置されて、結合部を密封している。入口のところには、配管の外側の周りに支持クランプ１２９が設置されており、ソレノイド１３２および１３４が、衛生クランプ１２８と支持クランプ１２９との間の固定位置に保持されている。
【００２９】
図３を参照すると、１対のソレノイド１３２および１３４が、衛生クランプ１２８と支持クランプ１２９との間で直管部１１６の外表面の周りに配置されている。ソレノイドがアーチ形で、管の円周部の好ましくは少なくとも４５°、より好ましくは少なくとも９０°の部分を覆って広がっていることが好ましい。第１の実施例のソレノイドと同様に、ソレノイド１３２および１３４には、直管部の出口端の近傍にある第１位置１３６と管部の入口端の近傍にある第２位置１３８との間でスクレーパを長手方向に平行移動させる磁場を発生するように、極性が与えられている。
【００３０】
保護遮蔽体１４０内のＲＴＤまたは他の温度計１３９は、第１の実施例で記載したＲＴＤおよび保護遮蔽体と同様の構造であり、中心軸１２４から軸をずらして、あるいは中心軸１２４に平行に離隔して経路１２６内に配置されている。ＲＴＤ遮蔽体は、第１支持部材１４１および第２支持部材１４２によって所定の位置に固定された近位端１４５を含む。第１支持部材および第２支持部材は、それぞれ第１ホルダ１４３および第２ホルダ１４４により、好ましくは溶接によって配管側壁１２２に固定されている。
【００３１】
ＲＴＤ遮蔽体１４０は、管拡張部１１７の側壁に、好ましくは溶接によって直接取り付けられた遠位端１４６を有する。具体的には、ＲＴＤ遮蔽体１４０の遠位端１４６の外径に対応する直径の穴（図示せず）が側壁に設けられており、ＲＴＤ遮蔽体の遠位端の外周が穴の内側に溶接されている。管の外側では、保護遮蔽体１４０内を通って延びるＲＴＤ用のワイヤ（図示せず）が、保護遮蔽体の遠位端１４６から出て、管の外側の第２保護遮蔽体１４９内に達している。図示した実施例では、第２保護遮蔽体１４９は、その直径がＲＴＤ遮蔽体１４０の直径よりも大きく、管の外側に溶接されている。ＲＴＤ遮蔽体は、近位端が中心軸に対して約９０°の角度で曲げられ、遠位端が衛生クランプ１２８の中間で側壁１２２によって支持されるように構成されているが、ＲＴＤ遮蔽体は、また、側壁を貫通して、例えば管の直径に沿って延びるように、まっすぐにすることもできる。この設計は、温度計の遮蔽体の端部を管の外側に延ばせるように据え付けるために従来設けられる、Ｔ字連結管の必要をなくすという点で有利である。Ｔ字連結管を使用することは、プディングや他の粘稠な食品の処理など、ある種の用途では、そのような製品がＴ字連結管を詰まらせることがあるので望ましくない。
【００３２】
第１ホルダ１４３は、その一端が直管部１１６の入口端のところで側壁に固定された細長い棒である。第１ホルダは、その固定端から経路１２６内へと延びて、第１支持部材１４１をＲＴＤ遮蔽体の長手軸周りで保持している。第１支持体は、第１ホルダの自由端と一体に形成された概ね円筒形の部材であり、ＲＴＤ遮蔽体の先端領域１４７を受けるように適切に寸法／公差設定された開口部（破線で示す）を含む。
【００３３】
第２ホルダ１４４は、その一端が直管部１１６の出口端のところで側壁に固定された細長い棒である。第２ホルダは、その固定端から経路１２６内へと延びて、第２支持部材１４２をＲＴＤ遮蔽体の長手軸周りで保持している。第２支持体は、第２ホルダの自由端と一体に形成された概ね円筒形の部材であり、中を貫通する近位端１４５の一部分を受けるように適切に寸法／公差設定された開口部（破線で示す）を含む。第１ホルダ１４３および第２ホルダ１４４の場所が、可動式スクレーパのストロークの両端の位置を画定しており、これにより確実に、磁気コアを常にソレノイド１３２および１３４のいずれか一方によって引き付け、または反発できるようになる。
【００３４】
図４および図５に示すように、スクレーパ１５０は、ＲＴＤ遮蔽体１４０の周りにスライド可能に据え付けられており、第１支持部材１４１と第２支持部材１４２との間で長手方向に移動可能である。ここで図５を参照すると、スクレーパは、スクレーパの直径方向の最外部分を形成するアーチ形または部分円筒形の磁気コア１５２と、ＲＴＤ遮蔽体１４０の周りにスライド可能に配置された円筒形のスクレーピング要素１５６とを含む。磁気コアは、前述のものなど、磁化可能な材料から形成され、ステンレス鋼の被覆材１５４で覆われている。磁気コアが少なくとも４５°、より好ましくは９０°の角度で円周部を覆って広がっていることが好ましく、ステンレス鋼の被覆材の外径は、アーチ形の磁気コアをできる限り管の側壁１２２の近くに到達させるのに適した公差に機械加工すべきである。こうすることで、スクレーパとソレノイド１３２および１３４との間に最強の磁気結合がもたらされるが、磁気コアと側壁との間にはいくらかの隙間が維持されて、管との直接的な摩擦が妨げられ、さらに粒子状材料が磁気コアの周りを自由に流れる。
【００３５】
磁気コアは、さらに、磁気コアの端部から軸方向に延びる１対のインデキシング・タブ（ｉｎｄｅｘｉｎｇｔａｂ）１５５を含む特殊な案内装置１５３を備えるように設計されている。タブは、それらの間で第１ホルダ１４３を「またぐ」または受けるように離隔された関係で、磁気コアの軸方向端の周りに配置されている。タブは、スクレーパの全「ストローク」中にタブが第１ホルダと接触係合する、十分な長さを有する。案内装置は、ＲＴＤ遮蔽体に沿って長手方向に移動するときにスクレーパを心出しする働きをする。
【００３６】
円筒形のスクレーピング要素１５６は、アーチ形の磁気コア内に同心配置され、細長いトラス１５８によって被覆材１５４に結合している。この実施例のスクレーピング要素は、第１の実施例と同様の構造であり、すなわち、ＲＴＤの保護遮蔽体１４０の周りに適切な嵌合をもたらすように適切に寸法／公差設定された開口部１６２を画定する内径１６０を含む。これが、スクレーピング要素をＲＴＤ遮蔽体の一部分に沿って最小限の摩擦で長手方向に横移動させる。管側壁と、アーチ形磁気コアと、スクレーピング要素とを綿密に同心設計して、２つのソレノイドによって発生した磁場内で磁気コアを適切に釣り合わせ、可動式スクレーパとＲＴＤの保護遮蔽体との間の摩擦を最小限に抑えることが望ましい。
【００３７】
この実施例では、磁気コア１５２が約９０°の角度で円周部を覆って広がるものとして記載されており、スクレーピング要素１５６がＲＴＤ遮蔽体の外表面全体の周りに配置されている。ただし、磁気コアを、９０°を超えるまたは９０°未満の角度を覆うように広げることができ、かつ／または、スクレーピング要素をＲＴＤ遮蔽体の外表面の一部分、例えば少なくとも９０°または１８０°の周りだけに配置できることが当業者には理解されよう。
【００３８】
本発明によれば、スクレーピング要素は、第１の実施例のスクレーピング要素に酷似した動作をし、ＲＴＤ遮蔽体の一部分に沿って横に往復移動して、ＲＴＤ遮蔽体の近位端に沿ってたまることのある付着蓄積物を除去し、または「擦り落とす」。ソレノイド１３２および１３４は、スクレーピング要素１５６に磁気結合して、それをＲＴＤの保護遮蔽体１４０に沿って第１位置１３６と第２位置１３８との間で長手方向に移動させる。こうすることで、ストロークによって画定されるＲＴＤ遮蔽体の領域に付着堆積物が蓄積しないように保たれる。第２の実施例では、スクレーパの変形軸外設計が、温度計の内部形状を単純化し、管の内側に設置された移動部品に及ぼす流れの抵抗の影響を最小限に抑えるという、さらなる利益をもたらす。
【００３９】
他の実施例では、本発明の可動式スクレーパが、Ｔ字連結設計を有する配管構造に組み込まれる。図６に示すように、流体配管２１０は、入口２１２と出口２１４とを有する主管部２１１と、入口と出口の間で主管部に結合した横管部２１６とを含む、ほぼＴ字形の連結部である。配管は、前述のものなど、適切な耐食性材料から形成することができる。主管部は、主部の中心軸２１８周りに対称的に配置された環状の側壁２１７を含み、入口から出口まで流体を通過させる経路２１９を形成している。
【００４０】
横管部２１６は、主管部２１１の中心軸２１８にほぼ垂直な軸２２４周りに対称的に配置された円筒形の側壁２２２を含む、概ね円筒形の構造である。側壁２２２は、開口端２２５と、経路２１９に流体連通している反対側の軸方向端とを有する貯蔵部２２６を画定する。横管部は、横管の開口端の周りに配置された環状フランジ２２７を含む。貯蔵部を封じ、流体が配管２１０から流出するのを防ぐために、衛生キャップ２２９が、環状フランジの周りで開口端に着脱式に取り付けられている。フランジ２２７およびキャップ２２９の周りに締め付けられた環状の衛生クランプ２２８が、キャップを配管構造に永久的に結合させる。フランジと衛生キャップとの間に配置されたガスケット２３０が、結合部を密封している。
【００４１】
ＲＴＤおよび保護遮蔽体２４０は、前述の実施例で記載したＲＴＤおよび保護遮蔽体と同様の構造であり、横軸２２４に沿って横管部２１６内に長手方向に配置されている。ＲＴＤ遮蔽体には、概ね流体の流れの方向を横切って主管部２１１の経路２１９内へと延びている近位端２４５と、ＰＬＣ（図示せず）に結合した遠位端２４６とが含まれる。近位端の先端領域２４７は、主管部の側壁２１７の中央部分に結合したホルダ２４１によって支持されている。図示した実施例では、ホルダは、ＲＴＤ遮蔽体の先端領域を受ける開口部２３５を含む円筒形の部材である。開口部が、ＲＴＤ遮蔽体の外径と開口部の内径との間に「滑り嵌め（ｓｕｎｇｆｉｔ）」をもたらすように、ＲＴＤ遮蔽体の外径に対して寸法設定されていることが好ましい。ホルダには、さらに、主管部２１１の中心軸２１８に平行にホルダの下部を通って延びるポート２３６が含まれる。ポートは、ホルダの周りを流体が自由に流れるように、ホルダ内にタップ加工されている。
【００４２】
ＲＴＤ遮蔽体の遠位端２４６は、衛生キャップ２２８の中心部分に結合している。衛生キャップは、好ましくはＯリング（図示せず）によって結合部を密封しており、ＲＴＤ遮蔽体のための第２の機械的支持体の働きをする。ホルダ２４１および衛生キャップ２２９の場所が、可動式スクレーパのストロークの両端の位置を画定する。
【００４３】
前述の実施例と同様に、配管構造には１対のソレノイドが組み込まれており、スクレーパを軸２２４に沿って長手方向に、すなわちＲＴＤ遮蔽体２４０に沿って長手方向に移動させる。図６に示すように、第１ソレノイド２３２が、横管部２１６の外表面の周りに配置されている。第１ソレノイドは、前述の第１の実施例のソレノイドと同様の構造である。ソレノイドを横管部に機械的に結合させるために、横部分２１６の側壁２２２の外表面と第１ソレノイドの内表面との間に第１磁気インサート２３３が配置されている。第１インサートは、概ね環状の構造であり、鉄など、磁化可能な材料から作製することができる。第１インサートの内径が、横管の外径に対応する寸法であることが好ましい。第１インサートの外径が、第１ソレノイドの内径に対応する寸法であることが好ましい。
【００４４】
第２ソレノイド２３４は、ＲＴＤ遮蔽体２４０の遠位端２４６の周りに配置されており、したがって第２ソレノイドは、スクレーパの円周部の周りに位置決めされているのでなく、スクレーパから遠位にある。第２ソレノイドは、第１ソレノイド２３２と概ね同様の構造である。ＲＴＤの保護遮蔽体と第２ソレノイドの内表面との間に、第２磁気インサート２３７が配置されている。第２インサートは、概ね環状の構造であり、第１インサート２３３と同様の磁化可能な材料から作製することができる。第２インサートの内径が、ＲＴＤ遮蔽体の外径に対応する寸法であることが好ましい。第２インサートの外径が、第２ソレノイドの内径に対応する寸法であることが好ましい。
【００４５】
第２ソレノイドは、さらに、その軸方向端の一方に環状フランジ２３８を含む。フランジは、衛生キャップ２２９の上部に機械的に結合している。第２インサートは、第２ソレノイドをスクレーパに磁気的に結合させている。
【００４６】
図６に示すように、スクレーパ２５０は、ＲＴＤ遮蔽体２４０の周りにスライド可能に据え付けられており、ホルダ２４１と衛生キャップ２２８との間で長手方向に移動可能である。ここで図７を参照すると、スクレーパは、一方の軸方向端の磁気コア２５２と、反対側の軸方向端のスクレーピング要素２５６と、磁気コアとスクレーピング要素との間に結合した１対のトラス２５８とを有する、概ね細長い環状構造である。磁気コアは、概ね円筒形であり、スクレーパの直径方向の最外部分を形成している。磁気コアは、ステンレス鋼の被覆材２５４で覆われた磁気可能な材料を含む。第１の実施例の磁気コアと同様に、ステンレス鋼の被覆材の外径が、円筒形の磁気コアをできる限り横管部２１６の側壁２２２の近くに到達させるのに適した公差に機械加工されることが好ましく、これにより、第１ソレノイド２３２との磁気結合が最強になるが、磁気コアと側壁との間にはいくらかの隙間が維持されて、管との直接的な摩擦が妨げられる。被覆材の内径は、その中を貫通するＲＴＤ遮蔽体の近位端を受けるのに適した寸法にすることができる。
【００４７】
円筒形のスクレーピング要素２５６は、磁気コアと同軸上に、ただし磁気コアから長手方向にずらして位置決めされ、スクレーパの直径方向の最内部分を形成する。スクレーピング要素には、開口部２６２を画定する内径２６０が含まれており、この内径は、スクレーピング要素をＲＴＤ遮蔽体の一部分に沿って最小限の摩擦で長手方向に横移動させるために、ＲＴＤの保護遮蔽体２４０周りの適切な嵌合をもたらすように、適切に寸法／交差設定されている。
【００４８】
トラス２５８は、磁気コアの外径と、スクレーピング要素の小さな外径とを連結する。トラスは、スクレーパが経路２１９内に位置決めされているときにスクレーパの周りに流体を通過させる開口領域２６４を画定する。
【００４９】
この実施例によれば、スクレーパ２５０は、前述の実施例のスクレーパに酷似した動作をし、ＲＴＤ遮蔽体の一部分に沿って横に往復移動して、ＲＴＤ遮蔽体の近位端に沿ってたまることのある付着蓄積物を除去し、または「擦り落とす」。ただし、この実施例では、ＲＴＤ遮蔽体は、主に横部分２１６内にある磁気コアによって引き起こされる流れの抵抗を最小限に抑えるように、流体の流れの方向に平行でなく、流れの方向を横切るように設置されている。したがって、スクレーパは、流れに出入りして近位端２４５の一部分を「清浄化」する。
【００５０】
ソレノイド２３２および２３４は、スクレーピング要素２５６に磁気結合して、それをＲＴＤ遮蔽体２４０に沿って第１位置２６６と第２位置２６８との間で長手方向に移動させ、ストロークによって画定されるＲＴＤ遮蔽体の領域に付着堆積物が蓄積しないように保つ。前述した本発明の様々な実施例によれば、「擦り落とされた」付着堆積物は、管内を流れる流体によって押し流される。本発明は、ＲＴＤによる局所的な温度のより精確な瞬時読み値を取得する、デバイスおよび改善された方法を提供する。
【００５１】
前述の説明は、本発明の特定の実施例に関して与えたものである。本発明の実施例は、温度計との使用について記載されるが、本発明を様々な測定デバイス、例えば局所的な圧力を測定する圧力プローブやピトー管に使用でき、本発明の主たる精神および範囲から大きく逸脱せずに、記載した装置に改変および変更を実施できることが、本発明に関連する技術分野の従事者には理解されよう。したがって、前述の内容および添付の図面は、記載した厳密な実施例だけに関するものとして読むべきでなく、最大限かつ公正な範囲をもつべき特許請求の範囲と整合性のある支援として読むべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明によるスクレーパを含む配管構造の垂直断面図である。
【図２】図１の配管構造と併せて使用されるスクレーパの斜視図である。
【図３】本発明によるスクレーパを含む代替的な配管構造の垂直断面図である。
【図４】図３の配管構造の切断線Ｂ−Ｂに沿った端面の断面図である。
【図５】図３の配管構造と併せて使用される楔状のスクレーパの斜視図である。
【図６】本発明によるスクレーパを含む他の代替的な配管構造の垂直断面図である。
【図７】図６の配管構造と併せて使用されるスクレーパの斜視図である。

Claims

流体配管システムに沿った局所的な流体特性値を取得する装置であって、
入口と、出口と、入口から出口まで流体を通過させる管路を画定する少なくとも１つの側壁とを備えた主管と、
前記管路と共に配置された保護遮蔽体と、
前記保護遮蔽体の少なくとも一部分の周りに配置された、保護遮蔽体上の蓄積物を除去するスクレーパであって、外力によって前記保護遮蔽体に沿って第１位置と第２位置との間で長手方向に移動可能なスクレーパと、
前記保護遮蔽体内で第１位置と第２位置との間に据え付けられた測定デバイスとを含む装置。
前記スクレーパの少なくとも一部分が磁性材料を含む、請求項１に記載の装置。
前記主管の外側に設置された少なくとも１つのソレノイドまたは永久磁石をさらに含んでおり、前記少なくとも１つのソレノイドまたは永久磁石が、スクレーパを長手方向に移動させる外部電磁力を発生する、請求項２に記載の装置。
前記主管の外側に設置された２つのソレノイドを含む、請求項３に記載の装置。
前記主管が円周部を有しており、各ソレノイドが前記主管の円周部全体の周りに据え付けられている、請求項４に記載の装置。
前記主管が円周部を有しており、各ソレノイドが前記主管の円周部の一部分の周りに据え付けられている、請求項４に記載の装置。
前記主管が概ね管状である、請求項２に記載の装置であって、
前記主管の円周部の少なくとも一部分の周りに据え付けられ、Ｓ−Ｎ極性が与えられた第１ソレノイドと、
前記第１ソレノイドの隣で前記主管の円周部の少なくとも一部分の周りに据え付けられ、Ｎ−Ｓ極性が与えられた第２ソレノイドとをさらに含んでおり、
前記ソレノイドが、前記スクレーパに適用するとスクレーパを保護遮蔽体に沿って第１位置と第２位置との間で長手方向に移動させる電磁場を生み出す装置。
前記スクレーパが、
前記保護遮蔽体の外周部の少なくとも一部分の周りに、第１位置と第２位置との間でスライド可能に配置されたスクレーピング要素と、
前記スクレーピング要素に取り付けられ、前記スクレーピング要素と前記ソレノイドとの間に位置決めされた磁気コアとを含む、請求項７に記載の装置。
前記磁気コアが概ね管状である、請求項８に記載の装置。
前記スクレーピング要素が、概ね管状で、前記保護遮蔽体の外周部全体の周りに配置されている、請求項８に記載の装置。
前記磁気コアが、概ね円筒形で、前記スクレーピング要素の周りに同心配置されている、請求項１０に記載の装置。
前記スクレーパが、
前記保護遮蔽体の外周部の少なくとも一部分の周りに、第１位置と第２位置との間でスライド可能に配置されたスクレーピング要素と、
前記スクレーピング要素に取り付けられ、前記スクレーピング要素と前記主管の側壁との間に位置決めされた磁気コアとを含む、請求項１に記載の装置。
前記磁気コアが概ね管状である、請求項１２に記載の装置。
前記スクレーピング要素が、概ね管状で、前記保護遮蔽体の外周部全体の周りに配置されている、請求項１２に記載の装置。
前記磁気コアが、概ね円筒形で、前記スクレーピング要素の周りに同心配置されている、請求項１４に記載の装置。
前記主管が概ね管状であり、前記保護遮蔽体が前記主管内に同軸的に据え付けられている、請求項１に記載の装置。
前記主管が概ね管状であり、前記保護遮蔽体が前記主管の軸に平行に据え付けられている、請求項１に記載の装置。
前記測定デバイスが温度センサを含む、請求項１に記載の装置。
前記主管に垂直な第２の管をさらに含んでおり、前記第２の管が、閉鎖端と、前記主管の管路に連通している開口端と、閉鎖端と開口端との間の副管路を画定する少なくとも１つの側壁とを有しており、前記保護遮蔽体を前記副管路の軸に平行に配置すると前記保護遮蔽体の端部が前記主管路内に位置決めされる、請求項１に記載の装置。
前記スクレーパの少なくとも一部分が前記副管路内に配置されている、請求項１９に記載の装置。
前記スクレーパの少なくとも一部分が磁性材料を含む、請求項１９に記載の装置。
前記主管の外側に設置された少なくとも１つのソレノイドまたは永久磁石をさらに含んでおり、前記少なくとも１つのソレノイドまたは永久磁石が、スクレーパを長手方向に移動させる外部電磁力を発生する、請求項１９に記載の装置。
前記主管および前記副管の外側に設置された２つのソレノイドを含む、請求項２２に記載の装置。
前記スクレーパが、
前記保護遮蔽体の外周部の少なくとも一部分の周りに、第１位置と第２位置との間でスライド可能に配置されたスクレーピング要素と、
前記スクレーピング要素に取り付けられ、前記スクレーピング要素と前記ソレノイドとの間に位置決めされた磁気コアとを含む、請求項２３に記載の装置。
前記スクレーピング要素が、概ね管状で、前記保護遮蔽体の外周部全体の周りに配置されている、請求項２４に記載の装置。
中に測定デバイスが入っている保護遮蔽体の一部分を清浄化する方法であって、
前記保護遮蔽体の少なくとも一部分の周りに配置されたスクレーパを提供するステップと、
前記スクレーパに外力を加えて、前記スクレーパを保護遮蔽体に沿って第１位置と第２位置との間で長手方向に移動させることによって、スクレーパが上を移動した前記保護遮蔽体の部分を清浄化するステップとを含む方法。
前記測定デバイスが温度センサを含む、請求項２６に記載の方法。
前記スクレーパの少なくとも一部分が磁性材料を含み、前記外力が電磁力を含む、請求項２６に記載の方法。
前記保護遮蔽体が管内に配置されている、請求項２６に記載の方法。
前記外力が、管の外側に設置された少なくとも１つのソレノイドまたは永久磁石によって発生する、請求項２９に記載の方法。
前記外力が、管の外側に設置された２つのソレノイドによって発生する、請求項２９に記載の方法。
前記管が円周部を有しており、各ソレノイドが前記管の円周部全体の周りに据え付けられている、請求項３１に記載の方法。
前記管が概ね管状であり、前記装置が、
前記管の円周部の少なくとも一部分の周りに据え付けられ、Ｓ−Ｎ極性が与えられた第１ソレノイドと、
前記第１ソレノイドの隣で前記管の円周部の少なくとも一部分の周りに据え付けられ、Ｎ−Ｓ極性が与えられた第２ソレノイドとをさらに含んでおり、
前記ソレノイドが、前記スクレーパを保護遮蔽体に沿って第１位置と第２位置との間で長手方向に移動させる電磁場を生み出す、請求項２９に記載の方法。
前記スクレーパが、
前記保護遮蔽体の外周部の少なくとも一部分の周りに、第１位置と第２位置との間でスライド可能に配置されたスクレーピング要素と、
前記スクレーピング要素に取り付けられ、前記スクレーピング要素と前記ソレノイドとの間に位置決めされた磁気コアとを含む、請求項３３に記載の方法。
前記スクレーピング要素が、概ね管状で、前記保護遮蔽体の外周部全体の周りに配置されている、請求項３４に記載の方法。
前記磁気コアが、概ね円筒形で、前記スクレーピング要素の周りに同心配置されている、請求項３５に記載の方法。
流体配管システムに沿った局所的な流体特性値を取得する装置であって、
入口と、出口と、入口から出口まで流体を通過させる管路を画定する少なくとも１つの側壁とを備えた主管と、
前記管路と共に配置され、端部が前記主管の側壁にある穴の中に据え付けられている、概ね管状の保護遮蔽体と、
前記保護遮蔽体内に据え付けられた測定デバイスと、
前記保護遮蔽体内を通って延び、前記測定デバイスに接続された第１端部と、主管の外側にある第２端部とを有するワイヤとを含む装置。
前記測定デバイスが温度センサを含む、請求項３７に記載の装置。