JP4111786B2 - 表面実装モジュール流体フローシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装フローシステムに関するものであってさらに詳細には、流体サンプリングシステムに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
石油化学品の生産のような連続して流体が流れる製造工業においては、自動化されたサンプリング−分析システムにより、連続して流れている流体が周期的にサンプリングされ分析される。分析の結果は、フィードバック制御システムによりプロセス操作パラメーターを制御するのに用いられる。本発明は、分析装置あるいはフィードバック制御システムよりはむしろ、サンプリング−流体制御装置に関するものである。
【０００３】
サンプリング−分析システムでは、弁、調整器、ゲージ、流量メータおよび他の流体コンポーネントがプロセスの流体の流れからのサンプルを分析計に送り、それからそのサンプルを(元の)プロセスの流れに戻す様、相互に関連している。最も初期のサンプリングと分析のシステムは、配管によりつながれた従来からある不連続の流体コンポーネントを用いていた。それらのシステムでは、各サンプルについて、比較的大容量の流体を抽出し、(分析される)流体がシステム通って流れる必要のある距離は、比較的長い。その結果、サンプリングの遅れ時間が、比較的長く、このことは、優れたプロセス制御を行うと言う観点からは、好ましくない。これらの不連続のコンポーネントシステムは比較的高い据え付け費用とメンテナンス(維持)費用を必要とする。
【０００４】
サンプルの流体の容量と流れる距離は、システムを小型化する事により、小さくすることが出来る。一つの方法としては、流体コンポーネントを寸法面で出来るだけ縮小することである。小型の流体コンポーネントは流体コンポーネントに対する二つの機械的支えとまた流体コンポーネントの間の機械的および流体の相互連結を与える支持構造物の表面に取り付けられる。
【０００５】
この表面実装流体フローシステムは、据え付け費用、流れのサンプリングの維持費用を低減できる可能性を持ち、そして多くの表面実装システムが提案された。しかしながら、入手可能なシステムは、多くの欠点を持っている。取り付けられている装置の大部分は、注文型式あるいは半注文型式であるため、ある種類の一つのサンプリング−分析システムか、あるいは二三の同じ型式のサンプリング−分析システムを必要とするだけの装置である。入手可能なシステムは典型的に、多数のコンポーネント、そして/あるいは それぞれの取り付けにおいてコンポーネントの高価な注文機械加工、そして/あるいは 高価な組立費用を伴う。設計過程もまた複雑である。付け加えて、いくらかのシステムでは、容易に検出できない種類の装置内での流体の流れ間でのクロスコンタミネーションが起こる可能性がある。
【０００６】
これらの問題を克服する改良された流体フローシステムの必要性がある。その様な流体フローシステムは、サンプリング−分析の分野、また他の分野でも必要とされている。本発明は、この必要性を満たし、さらに関連した利点を提供する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、表面実装技術を用いて流体の流れを制御する方法と装置を提供する。この発明は複雑なシステムを造るのに、少数の異なった型式の標準部品を用いて、流体フローシステムの設計・製作・組立・取り付け費用が比較的かからない様にする。メンテナンス（維持）費用も比較的安い。このため、この方法は、流体プロセス工業で用いられる様なサンプリング−分析システムに特に良く適する。検出されない漏れとクロスコンタミネーション（汚染）が起こる可能性は従来の方法に比較して、著しく減らせる。
【０００８】
本発明によれば、流体フローシステムは、1番目のスティックから成る。1番目のスティックは、1番目の複数物であるの実質的には同一の1番目のスティックのブロックを持つ。それぞれの1番目のスティックのブロックは、前面、裏面、端面と前面と裏面の間をつなぐ少なくとも二つの流体フロー通路を持ったプレートである。1番目のスティックのブロックは、それらの端面に沿って、互いに、接続されている。スティックは、複数の1番目のスティックのブロックのそれぞれの前面につながる少なくとも一つの流体コンポーネントを持っている。それぞれの流体コンポーネントはそこに出入口(port)を持っており、それぞれの流体コンポーネントがつながっている1番目のスティックのブロックのそれぞれの流体フロー通路と流体の伝達をもつそれぞれのフローコンポーネントの口である。2番目の複数物である1番目のスティックのブロックに外からつながるの1番目のスティックの流体フローブロック接続管がある。それぞれの1番目のスティックの流体フローブロック接続管は一つ目の1番目のスティックのブロックの上の流体フロー通路の一つと流れの伝達がある流体フローブロックの接続管の最初の終端により一つ目の1番目のスティックのブロック接続管の裏面とつながっており、そしてまた、二つ目の1番目のブロックの上の流体フロー通路の一つと流れの伝達がある流体フローブロック接続管の2番目の終端をもつ二つ目の1番目のスティックのブロックの裏面とつながっている。本方法により扱われる流体は、液体あるは気体が可能である。
【０００９】
望ましい方法では、1番目のスティックのブロックは線上の配列で互いにつながれる。それぞれの1番目のスティックのブロックにある流路は全て1番目のスティックのブロックの二つの向き合う終端の間に伸びる一本の直線に沿っていて、線状配列が用いられる所では線状配列に平行である。流体フローシステムは、さらに、マウントプレート、そして1番目のスティックのブロックをマウントプレートにくっつける1組のマウント脚を含んでいる。流体部品の一つと流体部品とがくっつけられるそれぞれのブロックの間に配列されるアダプタープレートが有り得る。アダプタープレートは、流体部品の口の一つとそれぞれのブロックの流体フロー通路の一つとの間に流体の伝達を与えるそこを通る流体フロー通路を持ち、そしてまたそこを通る流体を加熱する加熱器のような他の機能を持ち得る。
【００１０】
流体フローシステムはまた3番目の複数物である実質的には同じで有る2番目のスティックのブロックから成る2番目のスティックを含む。これは、1番目のスティックのブロックと実質的には同じでありそしてそれらの終端の面に沿って互いにくっつけられている2番目のスティックのブロックによりできる。沢山ある2番目のスティックのブロックのそれぞれの前面に装着されている少なくとも一つの流体コンポーネントがある。それぞれの流体コンポーネントは、そこに出入口を持っていて、そしてそれぞれの流体コンポーネントの出入口は流体コンポーネントがくっついている2番目のスティックのブロックのそれぞれの流体フロー通路と流体の伝達がある。4番目の複数物である2番目のスティックの流体フローブロック接続管は2番目のスティックのブロックに外的につながっている。それぞれの2番目のスティックの流体フローブロック接続管は、一つ目の2番目のスティックのブロックの流体フロー通路の一つと流体の伝達がある流体フローブロック接続管の1番目の終端により一つ目の2番目のスティックのブロックの裏面にくっついており、そしてまた二つ目の2番目のブロックの流体フロー通路の一つと流体の伝達がある流体フローブロック相互連結管の2番目の終端により、くっついている。1番目のスティックと2番目のスティックの間に流体の相互連結がある。
【００１１】
特に好ましい構造としては、それぞれのブロックは前面、裏面、1番目の一組の反対に配置された端面、及び2番目の一組の反対に配置された端面を持つ長方形のプレートである。それぞれのブロックには、3個の流体フロー通路がある。そのブロックは、1番目のスティックのブロックアタッチメントにより1番目の一組の反対に配置された端面に沿った線状に互いに取り付けられている。マウントプレートは、1番目のスティックのマウント脚が取り付けられている長方形に配置された1組のマウント穴(hole)を含み、そしてこのマウント穴の配列は、流体フローシステムの他のコンポーネントの直線的な配置と、置く位置を決める。この望ましい構造では、それぞれのブロックの間のブロックアタッチメントは、取り付けられた一組の1番目のスティックのブロックのそれぞれの1番目のスティックのブロックの上の適合した段部と、そして適合した段部を通る配列されたアタッチメント穴、そしてアタッチメント穴を通る締結具とから成っている。二つの異なる長さの接続管がこの配置に必要であって、隣接する流体フロー通路を相互に連結するに充分な長さを持つ1番目の流体フローブロックの接続管、そして、もう一つの流体フロー通路により分離されている二つの流体フロー通路を連結するのに充分な長さを持つ2番目の流体フローブロックの接続管である。接続管は、それらの二つの長さから選ばれ、そしてそのためただ二つの異なった長さの内部スティック接続管が製作される必要がある。
【００１２】
本方法は製造が良好なことと、流体フローサンプリングシステムのような低価格の注文の流体フローシステムであることを強調している。一つの終端部に終端連結を持たないと言う基本的なブロックの型式の変更とスティックの終端ブロックとして用いられるブロックの基本的なブロックの型式の変更がなされるが、ただ一つの必要な基本的なブロックの型式がある。それぞれのブロックは、ただ厚さ方向にあいている穴、孔（holes と bores）を有していて、そしてこれらは、良い精度でドリルにより容易にあけられる。前面と裏面に平行な穴（holes あるいはbores）はない。必要とされるただ二つの基本的な長さの内部スティック相互連結管があり、それでただ二つのその様な型式の相互連結管が製作され手元に保管される必要がある。選ばれたマウントプレートのマウント穴が直線“ペグ板”の特徴を有しており、マウントプレートのマウント穴はブロックの同じ様な穴と並列されていて、複雑なシステムが配列され、迅速に組み立てられ、そして特別な製作過程あるいは適用される用具は必要でない。それぞれのスティックには注文の機械加工は必要でない。この構造的単純さは組立工の労働量が少なくなることと間違いの機会が最小限であることと言う形に変わって現れる。
【００１３】
その上に、本方法は、優れた技術的可能性を提供する。一般の表面実装設計法が用いられており、そしてSP76の様な工業規格が伴っている。多くの他の表面実装方法と違って、相互連結管は、（外に）引き出されていて、見ることが出来る。相互連結管、それらのアタッチメント、およびシールでの漏れは、有りそうもない。しかしながら、もし漏れが起こったなら、漏れは明さまに見ることができ、直ぐに修復できる。もし、ブロックあるいは真中のスティックの流体フロー相互連結を取り除く、取り替えるあるいは他の物に変える必要があれば、これらの変更はブロックそのものの位置で操作を行うだけで成し遂げられ、そしてシステムの残りの部分を取り外さす必要はない。その上、二つの相互連結管の間でのクロスコンタミネーションの機会はなく、そして特に、検出されずに、そしてそれ故に分析結果あるいは流体フローの（成分）含量に反対に影響するクロスコンタミネーション可能性はない。検出されない漏れの可能性とクロスコンタミネーションの可能性は他の流体フローシステム設計法での欠点である。
【００１４】
本方法は従ってイニシャル(キャピタル)費用が低いそしてメンテナンス費用が低い流体フローシステムを提供する。この流体フローシステムは、また大いに信頼ができ、そして、もし修理あるいは変更が必要な時、容易に変えることができる。本発明の他の特徴と利点は、次の選ばれた実施例のさらに詳細な記述により明らかになる、この実施例は次の製図と関連して得られていて、この製図は、例によって、発明の原理を図示している。本発明の範囲は、しかしながら、この選ばれた実施例に限定されない。
【００１５】
図1と図2は、1番目のスティック22を含む流体フローシステム20を示す。ここで、用語“stickスティック”は、相互連結して配列している“blicks ブロック”（通常は、事実上、線状）と流体コンポーネントと流体フロー相互連結物に用いられる技術の用語であって、これらについては後で記述される。スティック22は一つ目の複数物である実質的に同じ1番目のスティックのブロック24を含む。
【００１６】
ブロック24の構造は図3〜5に示される。それぞれのブロック24は前面26、裏面28、端面30をもつ。なるべくなら、それぞれのブロック24は図示の様に長方形の平板の形であって、それで反対に配置された一つ目の一対の端面32と反対に配置された二つ目の一対の端面34がある。少なくとも2つの、そして最も好ましくはまさに3つの、前面26と裏面28の間に及ぶ流体フロー通路36がある。図示の3つの流体フロー通路の場合には、3つの流体フロー通路36は中央の流体フロー通路36aと両端の流体フロー通路36bを含む。この場合、3つの流体フロー通路36は二つ目の一対の反対に配置されている端面34の間の中央で、一つ目の一対の反対に配置されている端面32の間にあるスティック38軸にそって存在する。
【００１７】
図示された実施例において、1番目のスティックのブロック24は、一つ目の反対に配置された一つ目の一対の端面32において、スティック軸38に沿った直線配列で、ブロックアタッチメント40により互いに連結されている。ブロックアタッチメント40は、なるべくなら、取り付けられた対になっているブロック24のそれぞれのブロック24の上に適合した段部42からなっている。（ここに、“conformable”は、2つの隣接したブロック24の段がその（ブロック）間が付着するように互いに機械的につながることを意味する。）図4によると、段42aの一つは前面26を含むブロック24の側面の上にあって、そしてもう一方の段42bは裏面28を含むブロック24の側面の上にある。図1に示す様に、二つの隣接するブロック24を互いにくっつける時、段42aの中のアタッチメント44の部分が、段42bの中にあるアタッチメント穴44の部分と並ぶ様に、アタッチメント穴44は、つながる段42aと42bを通っている。二つの隣接するブロック24が互いにくっつけられる時、ねじあるいは ボルトの様な締め具46が、アタッチメント穴44を通って、二つの隣接するブロック24を互いにつないでいる。例えば、アタッチメント穴44の一方の終端（ここでは、段42aの中の終端）にねじを切っても良く、そして締め具46は、アタッチメント穴44のもう一方の終端（ここでは、段42bの終端）からねじをかみ合わせるボルトあるいはねじである。この型式のブロックアタッチメント40は、ブロックの組立中、前面26あるいは裏面28のいずれからでも取り付けられる。
【００１８】
ブロック24は流体フローシステム20 を作るのにただ一つの構成のブロック24で良い様に設計されている。しかし、もし図4に示す型式のブロック24だけが用いられるなら、スティック22の一つの終端から伸びる段42b、図1を見たとき右端に相当する、がある。スティック22の終端を正方形に揃えるため、図5に示す型式のブッロク24がスティック22の適切な終端に用いられる。図5は、一つの終端に段42aを持ち、もう一方の終端が正方形に揃えられた平面30である端のスティックのブロックを示す。しかしながら、端のブロックは、そうでなければ他の点では図4に示す真中のスティックのブロックと同じである。
【００１９】
少なくとも一つ、そして典型的に厳密に一つである流体コンポーネント48は複数の1番目のスティックのブロック24のそれぞれの前面26にくっついている。（これは、本発明の設計法を記述する用語“surface-mount、表面実装の語源である。全ての流体コンポーネント48は、それぞれのブロック24の同一の前面26の表面に取り付けられている。）流体コンポーネント48は流体をモニターあるいは制御するシステムに必要ないかなるコンポーネントも含んでいる。そのような流体コンポーネント48の例は、異なる型式のバルブ、フローメーター、フィルター、ヒーター、圧力変換器、フロー制御器、温度センサー、器具、分析計等である。個々の流体コンポーネントの構造と操作は技術として知られていてそしてこの発明の範囲の中には含まれない。
【００２０】
流体コンポーネント48はそれぞれのブロック24に締め具によって取り付けられており、できれば雄ねじの締め具がよく、流体コンポーネント48と流体コンポーネントアタッチメント穴50をくっつけていて、そして流体コンポーネントアタッチメント穴50はできれば締め具のねじと合う雌ねじでねじ切りされているのがよく、そして前面26からブロック24に下の方に達している。4個のその様なアタッチメント穴50は、長方形の型式に配置されていて、図3に示されている。流体コンポーネントアタッチメント穴50での、ブロック24と流体コンポーネント48の機械的な連結は望ましくはSEMI2787.1とISAドラフトスペックSP76.00.03（工業では“SP76”と名付けられた）のマウントの規定に従って行われるのが良くて、これらは、他の事項の間で、構成要素マウント流体−制御システムのための穴、物理的におおいを抑制するもの、マウント穴の位置と寸法、等を示している。この方法の長所は、もしその様なスペックが将来変わる、あるいは他のスペックが採用されても、ブロック24と他の機械的コンポーネントをそのような新しいスペックに容易に適応できることである。
【００２１】
それぞれの流体コンポーネント48はそれに穴52を備えていて、その穴を通って流体が流体コンポーネントの中あるいは外へ流れる。図1に示すように、それぞれの流体コンポーネント48の穴52は流体コンポーネンがくっついているブロック24のそれぞれの流体フロー通路36の一つと流体の伝達が行われる。穴52と流体フロー通路36との間の流体の伝達は、図1の様に一番左と一番右の流体コンポーネント48に対して直接的である。
【００２２】
その代わり、流体コンポーネント48と流体コンポーネント48がくっつけられるそれぞれのブロック24の間に配置されるアダプタープレート54が、図1の中央ブロック24について見られるように、有っても良い。アダプタプレート54は、アダプタ−プレート流体フロー通路56を持っており、そこを通って流体コンポーネント48の上の穴52の一つとそれぞれのブロック24の流体フロー通路36の一つの間に流体の伝達を与える。アダプタプレート54は、このように、ブロック24の中の流体フロー流路36の標準型式として適用される流体コンポーネント48の出入口(port)と異なる形状でも構わない。アダプタプレート54は、補助的な能動デバイスを形成する他の機能も持つ。その様な補助的活性機能体55は、例えば、温度測定及び/あるいは制御 と 流れの方向 及び／あるいは 制御を含む。温度測定 及び/あるいは 制御では、ヒーター、クーラーとアダプタープレート54の中のサーモカップルの様な温度測定器具を含む。流れる方向及び/あるいは 制御では、逆止め弁、アダプタープレート54の中の流れ溝のオリフィスを含む。図1のアダプタープレート54では、補助的な能動デバイス機能55を説明するのに、電気抵抗ヒーターは、埋め込まれた絶縁した抵抗線により表され、アダプタープレート54の中に組み立てられていて、そして外部電源（示されていない）からの電流のより動かされる。
【００２３】
流体コンポーネント48の出入口52と流体フロー通路36の間の流体的接続は、環状のシール57を用いてシールされる。シール57はなるべく、適するように、ブロック24あるいはアダプタープレート54の奥まった所にあるのが良い。シール57は重合体（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）、天然ゴムの弾性的性質を持った物質（例えば、Viton［登録商標］、Kalrez［登録商標］フッ素エラストマーのような過フッ素化炭化水素）あるいは金属が、プロセスの流体の型式によって、良い。重合体あるいは弾性的性質を持ったシールが、現在、選ばれる。
【００２４】
ブロック24は例えば端面30のシールされた口を通っての直接的なブロックからブロックへの流体の流れの様な、それ自身内でブロック間での流体の直接的な流れを供給しない。その様な流体の流れの相互連結技術は検出されない漏れと、特に漏れが検出されない結果としての流体フローのクロスコンタミネーションのおそれが増大する。
【００２５】
その代わり、本方法はブロック24の外の2番目の複合物である流体フロー相互連結管58を提供する。図6、7に示される流体フロー連結管58は、図1のブロック48aのように一つ目のブロックの裏面28にくっつけられていて、ブロック48aは1番目のブロック48上の流体フロー通路36の一つと流体の伝達を行う流体フロー連結管58の一つ目の終端60とつながっている。流体フロー連結管58も、図2のブロック48bの様に、二つ目のブロック48bの上の流体フロー通路36の一つと流体の伝達を行う流体フロー連結管58の二つ目のの終端62によって二つ目のブロックの裏面28につながっている。同様に、少なくとも一つの連結管58が図1の様にブロック48bとブロック48cの間にある。
【００２６】
図4、と図6、7に示すように、それぞれのブロック連結管58は、それぞれの終端60と62において管64と取り付け具66を含む。管64はジョイント70の所で取り付け具66にろう付けされるか、溶接付けされる。ブロック24の裏面28は、そこに環状のシール57を持つシールの奥まった所67を持っている。シール57は、ブロック24の裏面28から取り付け具66の流体フロー通路36が現れる位置において、流体フロー通路36を密閉する。それぞれの取り付け具66は、そこに、二つのアタッチメント口72をもつ、そして二つのアタッチメント口72はブロック24の上の相当するアッタチメント口74を一緒に配列している。アッタチメント口72は雌ねじ加工されているのが好ましく、それで前面26からねじ切りされていないアタッチメント口74に挿入されている雄ねじの締め具がブロック24の裏面28に対して取り付け具66を締めるためのねじ切りされたアタッチメント口72にくっつけられる。
【００２７】
本方法の重要な利点はただ二種類の長さのブロックをつなぐ管58だけで事実上全ての応用に足りることである。一つの長さは隣のブロック24の2つの隣接する外部の流体フロー通路36bの間をつなぐのに必要な長さであって、図1のブロック24aとブロック24bをつなぐブロック連結管58として示されている。2番目の長さは隣接するブロック24の中央の流体フロー通路36aと外の流体フロー通路36bの間をつなぐのに必要な距離であって、図1のブロック24bとブロック24cをつなぐブロック連結管58として示されている。外部との連結はこれらの2つの長さを用いて行える。二つの長さのブロック連結管58だけを製作し保管する事の必要性、そしてただ一つの型式のブロック24（あるいは、二つの型式、もし一端面のブロックが考慮されると）だけからスティック22を製作する必要性は、この発明の重要な利点である。いくらかの他のシステムでは同じ機能を達成させるのに100以上のコンポーネントが必要である。複雑さが軽減された製作方法は流体フローシステムの設備費の軽減に大きく貢献する。
【００２８】
スティックへの外部接続とスティックからの外部接続はブロック接続管58と同じ外部接続管59で行われ、ブロック接続管59が一つの終端でブロック24ともう一方の終端である外部と接続されることは除かれる。外部接続管59は片持ばりの型式であって、図1に示すように、あるいはブロック24にくっつけられ、あるいは次に論議されるしっかりした保持を外部接続管59に与えるマウントプレートにくっつけられる。管状の外部接続管59の使用は外部との接続を行うのに大きな柔軟性を持たせる。スティック間の流体の接続は続いて論議される流体フロースティック−スティック接続によりなされる。
【００２９】
流体フローシステム20は、さらに好ましくは、マウントプレート76とブロック24をマウントプレート76にくっつける一組のマウント脚78を含んでいることである。マウントと配列を容易にするため、マウントプレート76は好ましくはマウント脚78が取り付けられた長方形状に配列された一組のマウント穴80から成るのが良い。コンポーネントらの流体フローシステムの製作は既に存在する穴とマウント構造物を釣り合わせることによりその時達成される。マウント脚78はLの形の腕金であることが好ましく腕金の低い方の終端はねじあるいはボルトの様な締め具によりマウント穴80に締め付けられ、そして腕金の上の方の終端は締め付けアタッチメント穴74に付けられていて、付け方は（図1の右側の終端に示される様に）直接的かあるいは図6、7と9、10に関連して後で述べられる連結管のはめ合いの一つの部分としてのいずれかである（図1の左側の終端に示される様に）。
【００３０】
スティック22は、広い種類の機能のいずれもを実行出来るよう配置されていて、流体コンポーネント48の選択と流体フローブロック接続管58の配置に依存する。多くの型式の流体フローシステム20において、流体プロセスコンポーネントのもっと複雑な配置が要求される。高度の複雑さを達成するのに多様のスティック22が製作され、図8に図示されるようにマウントプレート76の上にマウントされる。この場合、3つのスティック82、84と86のそれぞれの配置は実本質的には前に述べたようなものであって、ブロック、接続部および流体コンポーネントの数が必要により変わり得ることが除かれる。図において、スティック82は3個のブロック、スティックは6個のブロック、そしてスティック86は5個のブロックを持っている。スティック間の流体の接続は、図8に図示される様に、スティック82と84の間、あるいはスティック84と86の間、あるいはスティック82と86の間にあるスティックからスティックへ流体が流れる接続管88を用いて行われる。これらの流体フロースティック接続管88は流体フローブロック接続管58に対して、一般的には、垂直に配置される。スティックとそれらの接続の配置は、マウントプレート76のマウント穴80の使用により達成できるスティックが多い構造物の直線の性質により、容易に成し遂げられる。図8の流体フローシステムはいかなる特定のシステムに関連するように意図されていなくて、しかしその代わりスティックの中または間、そして外部のスティックへ流体の流れの接続が出来る型式のいくらかの図として表されている。
【００３１】
流体フロースティック接続88は、図9、10に詳細が示されているように、ブロックでの流体フロー接続58と構造的には同じである。管90は、それぞれのフィッテング92への各終端において、溶接あるいはろう付けによってくっつけられる。フィッテング92はブロック24の流体フロー通路36の一つと配列されたフロー通路94を持っている。フィッテングアタッチメント穴96は、ブロック24のフィッテングアタッチメント穴74と合う様に配列されていて、そしてフィッテングアタッチメント穴74に挿入された締め具（図示されていない）がフィッテング92をブロック24に取り付けている。シール57は、前述した方法によりフィッテング92をブロック24にシールするのに用いられている。
【００３２】
流体フローシステム20の部品は実施可能などんな材料からも作ることが出来る。できれば、ブロック24と接続管は316タイプのステンレス鋼から作るのが良い。
【００３３】
本発明の特別な実施例は、図示の目的のため、詳細に記述されたが、多くの変更と高性能化はこの発明の精神と目的から外れずに行える。従って、本発明は添付の請求項のみに限定されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例についてのスティックの概略立面図である。
【図２】 図1の1番目のスティックの概略の平面図である。
【図３】 本発明に用いられているブロックの平面図である。
【図４】 図3のブロックの線4−4にそって得られた断面図であって、真中のスティックブロックを示している。
【図５】 図3と同じ様な断面図であるが、端のスティックブロックを示している。
【図６】 流体フローブロックの内部接続管の概略断面図である。
【図７】 図6の流体フローブロックの内部接続管の概略平面図である。
【図８】 マルチスティック流体フローシステムの概略底面図である。
【図９】 スティック同士の内部接続管の概略断面図である。
【図１０】 図９のスティック同士の内部接続管の概略平面図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装フローシステムに関するものであってさらに詳細には、流体サンプリングシステムに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
石油化学品の生産のような連続して流体が流れる製造工業においては、自動化されたサンプリング−分析システムにより、連続して流れている流体が周期的にサンプリングされ分析される。分析の結果は、フィードバック制御システムによりプロセス操作パラメーターを制御するのに用いられる。本発明は、分析装置あるいはフィードバック制御システムよりはむしろ、サンプリング−流体制御装置に関するものである。
【０００３】
サンプリング−分析システムでは、弁、調整器、ゲージ、流量メータおよび他の流体コンポーネントがプロセスの流体の流れからのサンプルを分析計に送り、それからそのサンプルを(元の)プロセスの流れに戻す様、相互に関連している。最も初期のサンプリングと分析のシステムは、配管によりつながれた従来からある不連続の流体コンポーネントを用いていた。それらのシステムでは、各サンプルについて、比較的大容量の流体を抽出し、(分析される)流体がシステム通って流れる必要のある距離は、比較的長い。その結果、サンプリングの遅れ時間が、比較的長く、このことは、優れたプロセス制御を行うと言う観点からは、好ましくない。これらの不連続のコンポーネントシステムは比較的高い据え付け費用とメンテナンス(維持)費用を必要とする。
【０００４】
サンプルの流体の容量と流れる距離は、システムを小型化する事により、小さくすることが出来る。一つの方法としては、流体コンポーネントを寸法面で出来るだけ縮小することである。小型の流体コンポーネントは流体コンポーネントに対する二つの機械的支えとまた流体コンポーネントの間の機械的および流体の相互連結を与える支持構造物の表面に取り付けられる。
【０００５】
この表面実装流体フローシステムは、据え付け費用、流れのサンプリングの維持費用を低減できる可能性を持ち、そして多くの表面実装システムが提案された。しかしながら、入手可能なシステムは、多くの欠点を持っている。取り付けられている装置の大部分は、注文型式あるいは半注文型式であるため、ある種類の一つのサンプリング−分析システムか、あるいは二三の同じ型式のサンプリング−分析システムを必要とするだけの装置である。入手可能なシステムは典型的に、多数のコンポーネント、そして/あるいは それぞれの取り付けにおいてコンポーネントの高価な注文機械加工、そして/あるいは 高価な組立費用を伴う。設計過程もまた複雑である。付け加えて、いくらかのシステムでは、容易に検出できない種類の装置内での流体の流れ間でのクロスコンタミネーションが起こる可能性がある。
【０００６】
これらの問題を克服する改良された流体フローシステムの必要性がある。その様な流体フローシステムは、サンプリング−分析の分野、また他の分野でも必要とされている。本発明は、この必要性を満たし、さらに関連した利点を提供する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、表面実装技術を用いて流体の流れを制御する方法と装置を提供する。この発明は複雑なシステムを造るのに、少数の異なった型式の標準部品を用いて、流体フローシステムの設計・製作・組立・取り付け費用が比較的かからない様にする。メンテナンス（維持）費用も比較的安い。このため、この方法は、流体プロセス工業で用いられる様なサンプリング−分析システムに特に良く適する。検出されない漏れとクロスコンタミネーション（汚染）が起こる可能性は従来の方法に比較して、著しく減らせる。
【０００８】
本発明によれば、流体フローシステムは、1番目のスティックから成る。1番目のスティックは、1番目の複数物であるの実質的には同一の1番目のスティックのブロックを持つ。それぞれの1番目のスティックのブロックは、前面、裏面、端面と前面と裏面の間をつなぐ少なくとも二つの流体フロー通路を持ったプレートである。1番目のスティックのブロックは、それらの端面に沿って、互いに、接続されている。スティックは、複数の1番目のスティックのブロックのそれぞれの前面につながる少なくとも一つの流体コンポーネントを持っている。それぞれの流体コンポーネントはそこに出入口(port)を持っており、それぞれの流体コンポーネントがつながっている1番目のスティックのブロックのそれぞれの流体フロー通路と流体の伝達をもつそれぞれのフローコンポーネントの口である。2番目の複数物である1番目のスティックのブロックに外からつながるの1番目のスティックの流体フローブロック接続管がある。それぞれの1番目のスティックの流体フローブロック接続管は一つ目の1番目のスティックのブロックの上の流体フロー通路の一つと流れの伝達がある流体フローブロックの接続管の最初の終端により一つ目の1番目のスティックのブロック接続管の裏面とつながっており、そしてまた、二つ目の1番目のブロックの上の流体フロー通路の一つと流れの伝達がある流体フローブロック接続管の2番目の終端をもつ二つ目の1番目のスティックのブロックの裏面とつながっている。本方法により扱われる流体は、液体あるは気体が可能である。
【０００９】
望ましい方法では、1番目のスティックのブロックは線上の配列で互いにつながれる。それぞれの1番目のスティックのブロックにある流路は全て1番目のスティックのブロックの二つの向き合う終端の間に伸びる一本の直線に沿っていて、線状配列が用いられる所では線状配列に平行である。流体フローシステムは、さらに、マウントプレート、そして1番目のスティックのブロックをマウントプレートにくっつける1組のマウント脚を含んでいる。流体部品の一つと流体部品とがくっつけられるそれぞれのブロックの間に配列されるアダプタープレートが有り得る。アダプタープレートは、流体部品の口の一つとそれぞれのブロックの流体フロー通路の一つとの間に流体の伝達を与えるそこを通る流体フロー通路を持ち、そしてまたそこを通る流体を加熱する加熱器のような他の機能を持ち得る。
【００１０】
流体フローシステムはまた3番目の複数物である実質的には同じで有る2番目のスティックのブロックから成る2番目のスティックを含む。これは、1番目のスティックのブロックと実質的には同じでありそしてそれらの終端の面に沿って互いにくっつけられている2番目のスティックのブロックによりできる。沢山ある2番目のスティックのブロックのそれぞれの前面に装着されている少なくとも一つの流体コンポーネントがある。それぞれの流体コンポーネントは、そこに出入口を持っていて、そしてそれぞれの流体コンポーネントの出入口は流体コンポーネントがくっついている2番目のスティックのブロックのそれぞれの流体フロー通路と流体の伝達がある。4番目の複数物である2番目のスティックの流体フローブロック接続管は2番目のスティックのブロックに外的につながっている。それぞれの2番目のスティックの流体フローブロック接続管は、一つ目の2番目のスティックのブロックの流体フロー通路の一つと流体の伝達がある流体フローブロック接続管の1番目の終端により一つ目の2番目のスティックのブロックの裏面にくっついており、そしてまた二つ目の2番目のブロックの流体フロー通路の一つと流体の伝達がある流体フローブロック相互連結管の2番目の終端により、くっついている。1番目のスティックと2番目のスティックの間に流体の相互連結がある。
【００１１】
特に好ましい構造としては、それぞれのブロックは前面、裏面、1番目の一組の反対に配置された端面、及び2番目の一組の反対に配置された端面を持つ長方形のプレートである。それぞれのブロックには、3個の流体フロー通路がある。そのブロックは、1番目のスティックのブロックアタッチメントにより1番目の一組の反対に配置された端面に沿った線状に互いに取り付けられている。マウントプレートは、1番目のスティックのマウント脚が取り付けられている長方形に配置された1組のマウント穴(hole)を含み、そしてこのマウント穴の配列は、流体フローシステムの他のコンポーネントの直線的な配置と、置く位置を決める。この望ましい構造では、それぞれのブロックの間のブロックアタッチメントは、取り付けられた一組の1番目のスティックのブロックのそれぞれの1番目のスティックのブロックの上の適合した段部と、そして適合した段部を通る配列されたアタッチメント穴、そしてアタッチメント穴を通る締結具とから成っている。二つの異なる長さの接続管がこの配置に必要であって、隣接する流体フロー通路を相互に連結するに充分な長さを持つ1番目の流体フローブロックの接続管、そして、もう一つの流体フロー通路により分離されている二つの流体フロー通路を連結するのに充分な長さを持つ2番目の流体フローブロックの接続管である。接続管は、それらの二つの長さから選ばれ、そしてそのためただ二つの異なった長さの内部スティック接続管が製作される必要がある。
【００１２】
本方法は製造が良好なことと、流体フローサンプリングシステムのような低価格の注文の流体フローシステムであることを強調している。一つの終端部に終端連結を持たないと言う基本的なブロックの型式の変更とスティックの終端ブロックとして用いられるブロックの基本的なブロックの型式の変更がなされるが、ただ一つの必要な基本的なブロックの型式がある。それぞれのブロックは、ただ厚さ方向にあいている穴、孔（holes と bores）を有していて、そしてこれらは、良い精度でドリルにより容易にあけられる。前面と裏面に平行な穴（holes あるいはbores）はない。必要とされるただ二つの基本的な長さの内部スティック相互連結管があり、それでただ二つのその様な型式の相互連結管が製作され手元に保管される必要がある。選ばれたマウントプレートのマウント穴が直線“ペグ板”の特徴を有しており、マウントプレートのマウント穴はブロックの同じ様な穴と並列されていて、複雑なシステムが配列され、迅速に組み立てられ、そして特別な製作過程あるいは適用される用具は必要でない。それぞれのスティックには注文の機械加工は必要でない。この構造的単純さは組立工の労働量が少なくなることと間違いの機会が最小限であることと言う形に変わって現れる。
【００１３】
その上に、本方法は、優れた技術的可能性を提供する。一般の表面実装設計法が用いられており、そしてSP76の様な工業規格が伴っている。多くの他の表面実装方法と違って、相互連結管は、（外に）引き出されていて、見ることが出来る。相互連結管、それらのアタッチメント、およびシールでの漏れは、有りそうもない。しかしながら、もし漏れが起こったなら、漏れは明さまに見ることができ、直ぐに修復できる。もし、ブロックあるいは真中のスティックの流体フロー相互連結を取り除く、取り替えるあるいは他の物に変える必要があれば、これらの変更はブロックそのものの位置で操作を行うだけで成し遂げられ、そしてシステムの残りの部分を取り外さす必要はない。その上、二つの相互連結管の間でのクロスコンタミネーションの機会はなく、そして特に、検出されずに、そしてそれ故に分析結果あるいは流体フローの（成分）含量に反対に影響するクロスコンタミネーション可能性はない。検出されない漏れの可能性とクロスコンタミネーションの可能性は他の流体フローシステム設計法での欠点である。
【００１４】
本方法は従ってイニシャル(キャピタル)費用が低いそしてメンテナンス費用が低い流体フローシステムを提供する。この流体フローシステムは、また大いに信頼ができ、そして、もし修理あるいは変更が必要な時、容易に変えることができる。本発明の他の特徴と利点は、次の選ばれた実施例のさらに詳細な記述により明らかになる、この実施例は次の製図と関連して得られていて、この製図は、例によって、発明の原理を図示している。本発明の範囲は、しかしながら、この選ばれた実施例に限定されない。
【００１５】
図1と図2は、1番目のスティック22を含む流体フローシステム20を示す。ここで、用語“stickスティック”は、相互連結して配列している“blicks ブロック”（通常は、事実上、線状）と流体コンポーネントと流体フロー相互連結物に用いられる技術の用語であって、これらについては後で記述される。スティック22は一つ目の複数物である実質的に同じ1番目のスティックのブロック24を含む。
【００１６】
ブロック24の構造は図3〜5に示される。それぞれのブロック24は前面26、裏面28、端面30をもつ。なるべくなら、それぞれのブロック24は図示の様に長方形の平板の形であって、それで反対に配置された一つ目の一対の端面32と反対に配置された二つ目の一対の端面34がある。少なくとも2つの、そして最も好ましくはまさに3つの、前面26と裏面28の間に及ぶ流体フロー通路36がある。図示の3つの流体フロー通路の場合には、3つの流体フロー通路36は中央の流体フロー通路36aと両端の流体フロー通路36bを含む。この場合、3つの流体フロー通路36は二つ目の一対の反対に配置されている端面34の間の中央で、一つ目の一対の反対に配置されている端面32の間にあるスティック38軸にそって存在する。
【００１７】
図示された実施例において、1番目のスティックのブロック24は、一つ目の反対に配置された一つ目の一対の端面32において、スティック軸38に沿った直線配列で、ブロックアタッチメント40により互いに連結されている。ブロックアタッチメント40は、なるべくなら、取り付けられた対になっているブロック24のそれぞれのブロック24の上に適合した段部42からなっている。（ここに、“conformable”は、2つの隣接したブロック24の段がその（ブロック）間が付着するように互いに機械的につながることを意味する。）図4によると、段42aの一つは前面26を含むブロック24の側面の上にあって、そしてもう一方の段42bは裏面28を含むブロック24の側面の上にある。図1に示す様に、二つの隣接するブロック24を互いにくっつける時、段42aの中のアタッチメント44の部分が、段42bの中にあるアタッチメント穴44の部分と並ぶ様に、アタッチメント穴44は、つながる段42aと42bを通っている。二つの隣接するブロック24が互いにくっつけられる時、ねじあるいは ボルトの様な締め具46が、アタッチメント穴44を通って、二つの隣接するブロック24を互いにつないでいる。例えば、アタッチメント穴44の一方の終端（ここでは、段42aの中の終端）にねじを切っても良く、そして締め具46は、アタッチメント穴44のもう一方の終端（ここでは、段42bの終端）からねじをかみ合わせるボルトあるいはねじである。この型式のブロックアタッチメント40は、ブロックの組立中、前面26あるいは裏面28のいずれからでも取り付けられる。
【００１８】
ブロック24は流体フローシステム20 を作るのにただ一つの構成のブロック24で良い様に設計されている。しかし、もし図4に示す型式のブロック24だけが用いられるなら、スティック22の一つの終端から伸びる段42b、図1を見たとき右端に相当する、がある。スティック22の終端を正方形に揃えるため、図5に示す型式のブッロク24がスティック22の適切な終端に用いられる。図5は、一つの終端に段42aを持ち、もう一方の終端が正方形に揃えられた平面30である端のスティックのブロックを示す。しかしながら、端のブロックは、そうでなければ他の点では図4に示す真中のスティックのブロックと同じである。
【００１９】
少なくとも一つ、そして典型的に厳密に一つである流体コンポーネント48は複数の1番目のスティックのブロック24のそれぞれの前面26にくっついている。（これは、本発明の設計法を記述する用語“surface-mount、表面実装の語源である。全ての流体コンポーネント48は、それぞれのブロック24の同一の前面26の表面に取り付けられている。）流体コンポーネント48は流体をモニターあるいは制御するシステムに必要ないかなるコンポーネントも含んでいる。そのような流体コンポーネント48の例は、異なる型式のバルブ、フローメーター、フィルター、ヒーター、圧力変換器、フロー制御器、温度センサー、器具、分析計等である。個々の流体コンポーネントの構造と操作は技術として知られていてそしてこの発明の範囲の中には含まれない。
【００２０】
流体コンポーネント48はそれぞれのブロック24に締め具によって取り付けられており、できれば雄ねじの締め具がよく、流体コンポーネント48と流体コンポーネントアタッチメント穴50をくっつけていて、そして流体コンポーネントアタッチメント穴50はできれば締め具のねじと合う雌ねじでねじ切りされているのがよく、そして前面26からブロック24に下の方に達している。4個のその様なアタッチメント穴50は、長方形の型式に配置されていて、図3に示されている。流体コンポーネントアタッチメント穴50での、ブロック24と流体コンポーネント48の機械的な連結は望ましくはSEMI2787.1とISAドラフトスペックSP76.00.03（工業では“SP76”と名付けられた）のマウントの規定に従って行われるのが良くて、これらは、他の事項の間で、構成要素マウント流体−制御システムのための穴、物理的におおいを抑制するもの、マウント穴の位置と寸法、等を示している。この方法の長所は、もしその様なスペックが将来変わる、あるいは他のスペックが採用されても、ブロック24と他の機械的コンポーネントをそのような新しいスペックに容易に適応できることである。
【００２１】
それぞれの流体コンポーネント48はそれに穴52を備えていて、その穴を通って流体が流体コンポーネントの中あるいは外へ流れる。図1に示すように、それぞれの流体コンポーネント48の穴52は流体コンポーネンがくっついているブロック24のそれぞれの流体フロー通路36の一つと流体の伝達が行われる。穴52と流体フロー通路36との間の流体の伝達は、図1の様に一番左と一番右の流体コンポーネント48に対して直接的である。
【００２２】
その代わり、流体コンポーネント48と流体コンポーネント48がくっつけられるそれぞれのブロック24の間に配置されるアダプタープレート54が、図1の中央ブロック24について見られるように、有っても良い。アダプタプレート54は、アダプタ−プレート流体フロー通路56を持っており、そこを通って流体コンポーネント48の上の穴52の一つとそれぞれのブロック24の流体フロー通路36の一つの間に流体の伝達を与える。アダプタプレート54は、このように、ブロック24の中の流体フロー流路36の標準型式として適用される流体コンポーネント48の出入口(port)と異なる形状でも構わない。アダプタプレート54は、補助的な能動デバイスを形成する他の機能も持つ。その様な補助的活性機能体55は、例えば、温度測定及び/あるいは制御 と 流れの方向 及び／あるいは 制御を含む。温度測定 及び/あるいは 制御では、ヒーター、クーラーとアダプタープレート54の中のサーモカップルの様な温度測定器具を含む。流れる方向及び/あるいは 制御では、逆止め弁、アダプタープレート54の中の流れ溝のオリフィスを含む。図1のアダプタープレート54では、補助的な能動デバイス機能55を説明するのに、電気抵抗ヒーターは、埋め込まれた絶縁した抵抗線により表され、アダプタープレート54の中に組み立てられていて、そして外部電源（示されていない）からの電流のより動かされる。
【００２３】
流体コンポーネント48の出入口52と流体フロー通路36の間の流体的接続は、環状のシール57を用いてシールされる。シール57はなるべく、適するように、ブロック24あるいはアダプタープレート54の奥まった所にあるのが良い。シール57は重合体（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）、天然ゴムの弾性的性質を持った物質（例えば、Viton［登録商標］、Kalrez［登録商標］フッ素エラストマーのような過フッ素化炭化水素）あるいは金属が、プロセスの流体の型式によって、良い。重合体あるいは弾性的性質を持ったシールが、現在、選ばれる。
【００２４】
ブロック24は例えば端面30のシールされた口を通っての直接的なブロックからブロックへの流体の流れの様な、それ自身内でブロック間での流体の直接的な流れを供給しない。その様な流体の流れの相互連結技術は検出されない漏れと、特に漏れが検出されない結果としての流体フローのクロスコンタミネーションのおそれが増大する。
【００２５】
その代わり、本方法はブロック24の外の2番目の複合物である流体フロー相互連結管58を提供する。図6、7に示される流体フロー連結管58は、図1のブロック48aのように一つ目のブロックの裏面28にくっつけられていて、ブロック48aは1番目のブロック48上の流体フロー通路36の一つと流体の伝達を行う流体フロー連結管58の一つ目の終端60とつながっている。流体フロー連結管58も、図2のブロック48bの様に、二つ目のブロック48bの上の流体フロー通路36の一つと流体の伝達を行う流体フロー連結管58の二つ目のの終端62によって二つ目のブロックの裏面28につながっている。同様に、少なくとも一つの連結管58が図1の様にブロック48bとブロック48cの間にある。
【００２６】
図4、と図6、7に示すように、それぞれのブロック連結管58は、それぞれの終端60と62において管64と取り付け具66を含む。管64はジョイント70の所で取り付け具66にろう付けされるか、溶接付けされる。ブロック24の裏面28は、そこに環状のシール57を持つシールの奥まった所67を持っている。シール57は、ブロック24の裏面28から取り付け具66の流体フロー通路36が現れる位置において、流体フロー通路36を密閉する。それぞれの取り付け具66は、そこに、二つのアタッチメント口72をもつ、そして二つのアタッチメント口72はブロック24の上の相当するアッタチメント口74を一緒に配列している。アッタチメント口72は雌ねじ加工されているのが好ましく、それで前面26からねじ切りされていないアタッチメント口74に挿入されている雄ねじの締め具がブロック24の裏面28に対して取り付け具66を締めるためのねじ切りされたアタッチメント口72にくっつけられる。
【００２７】
本方法の重要な利点はただ二種類の長さのブロックをつなぐ管58だけで事実上全ての応用に足りることである。一つの長さは隣のブロック24の2つの隣接する外部の流体フロー通路36bの間をつなぐのに必要な長さであって、図1のブロック24aとブロック24bをつなぐブロック連結管58として示されている。2番目の長さは隣接するブロック24の中央の流体フロー通路36aと外の流体フロー通路36bの間をつなぐのに必要な距離であって、図1のブロック24bとブロック24cをつなぐブロック連結管58として示されている。外部との連結はこれらの2つの長さを用いて行える。二つの長さのブロック連結管58だけを製作し保管する事の必要性、そしてただ一つの型式のブロック24（あるいは、二つの型式、もし一端面のブロックが考慮されると）だけからスティック22を製作する必要性は、この発明の重要な利点である。いくらかの他のシステムでは同じ機能を達成させるのに100以上のコンポーネントが必要である。複雑さが軽減された製作方法は流体フローシステムの設備費の軽減に大きく貢献する。
【００２８】
スティックへの外部接続とスティックからの外部接続はブロック接続管58と同じ外部接続管59で行われ、ブロック接続管59が一つの終端でブロック24ともう一方の終端である外部と接続されることは除かれる。外部接続管59は片持ばりの型式であって、図1に示すように、あるいはブロック24にくっつけられ、あるいは次に論議されるしっかりした保持を外部接続管59に与えるマウントプレートにくっつけられる。管状の外部接続管59の使用は外部との接続を行うのに大きな柔軟性を持たせる。スティック間の流体の接続は続いて論議される流体フロースティック−スティック接続によりなされる。
【００２９】
流体フローシステム20は、さらに好ましくは、マウントプレート76とブロック24をマウントプレート76にくっつける一組のマウント脚78を含んでいることである。マウントと配列を容易にするため、マウントプレート76は好ましくはマウント脚78が取り付けられた長方形状に配列された一組のマウント穴80から成るのが良い。コンポーネントらの流体フローシステムの製作は既に存在する穴とマウント構造物を釣り合わせることによりその時達成される。マウント脚78はLの形の腕金であることが好ましく腕金の低い方の終端はねじあるいはボルトの様な締め具によりマウント穴80に締め付けられ、そして腕金の上の方の終端は締め付けアタッチメント穴74に付けられていて、付け方は（図1の右側の終端に示される様に）直接的かあるいは図6、7と9、10に関連して後で述べられる連結管のはめ合いの一つの部分としてのいずれかである（図1の左側の終端に示される様に）。
【００３０】
スティック22は、広い種類の機能のいずれもを実行出来るよう配置されていて、流体コンポーネント48の選択と流体フローブロック接続管58の配置に依存する。多くの型式の流体フローシステム20において、流体プロセスコンポーネントのもっと複雑な配置が要求される。高度の複雑さを達成するのに多様のスティック22が製作され、図8に図示されるようにマウントプレート76の上にマウントされる。この場合、3つのスティック82、84と86のそれぞれの配置は実本質的には前に述べたようなものであって、ブロック、接続部および流体コンポーネントの数が必要により変わり得ることが除かれる。図において、スティック82は3個のブロック、スティックは6個のブロック、そしてスティック86は5個のブロックを持っている。スティック間の流体の接続は、図8に図示される様に、スティック82と84の間、あるいはスティック84と86の間、あるいはスティック82と86の間にあるスティックからスティックへ流体が流れる接続管88を用いて行われる。これらの流体フロースティック接続管88は流体フローブロック接続管58に対して、一般的には、垂直に配置される。スティックとそれらの接続の配置は、マウントプレート76のマウント穴80の使用により達成できるスティックが多い構造物の直線の性質により、容易に成し遂げられる。図8の流体フローシステムはいかなる特定のシステムに関連するように意図されていなくて、しかしその代わりスティックの中または間、そして外部のスティックへ流体の流れの接続が出来る型式のいくらかの図として表されている。
【００３１】
流体フロースティック接続88は、図9、10に詳細が示されているように、ブロックでの流体フロー接続58と構造的には同じである。管90は、それぞれのフィッテング92への各終端において、溶接あるいはろう付けによってくっつけられる。フィッテング92はブロック24の流体フロー通路36の一つと配列されたフロー通路94を持っている。フィッテングアタッチメント穴96は、ブロック24のフィッテングアタッチメント穴74と合う様に配列されていて、そしてフィッテングアタッチメント穴74に挿入された締め具（図示されていない）がフィッテング92をブロック24に取り付けている。シール57は、前述した方法によりフィッテング92をブロック24にシールするのに用いられている。
【００３２】
流体フローシステム20の部品は実施可能などんな材料からも作ることが出来る。できれば、ブロック24と接続管は316タイプのステンレス鋼から作るのが良い。
【００３３】
本発明の特別な実施例は、図示の目的のため、詳細に記述されたが、多くの変更と高性能化はこの発明の精神と目的から外れずに行える。従って、本発明は添付の請求項のみに限定されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例についてのスティックの概略立面図である。
【図２】 図1の1番目のスティックの概略の平面図である。
【図３】 本発明に用いられているブロックの平面図である。
【図４】 図3のブロックの線4−4にそって得られた断面図であって、真中のスティックブロックを示している。
【図５】 図3と同じ様な断面図であるが、端のスティックブロックを示している。
【図６】 流体フローブロックの内部接続管の概略断面図である。
【図７】 図6の流体フローブロックの内部接続管の概略平面図である。
【図８】 マルチスティック流体フローシステムの概略底面図である。
【図９】 スティック同士の内部接続管の概略断面図である。
【図１０】 図９のスティック同士の内部接続管の概略平面図である。
Claims (19)
- 流体フローシステム(20)であって
1番目のスティック(22)を備えており、
この1番目のスティック(22)は、
実質的に同じである複数の1番目のスティックのブロック(24)を、第一として有しており、それぞれの1番目のスティックのブロック(24)は、前面(26)、裏面(28)、端面(30)と、前面(26)と裏面(28)との間に延びる少なくとも２つの流体フロー通路(36)を有するプレートであり、1番目のスティックのブロック(24)はそれらの端面(30)に沿って相互に連結されている；
複数の1番目のスティックのブロック(24)のそれぞれの前面(26)に装着される少なくとも１つの流体コンポーネント(48)を有しており、それぞれの流体コンポーネント(48)は、その上に出入口(52)を有しており、それぞれの流体コンポーネント(48)の出入口(52)は流体コンポーネントが取り付けられる1番目のスティックのブロック(24)のそれぞれの流体フロー通路(36)と連通されている；
上記１番目のスティックのブロックの外方に接続される、複数の1番目のスティックの流体フローブロック相互連結管(58)を第二として有しており、それぞれの1番目のスティックの流体フローブロック相互連結管(58)は、最初の１番目のスティックのブロック(24)に形成された流体フロー通路(36)の一つに連通された、流体フローブロック相互連結管(58)の第一の終端(60)によって、最初の1番目のスティックのブロック(24)の裏面(28)に装着されており、さらにまた、次の１番目のスティックのブロック(24)に形成された流体フロー通路(36)の一つに連通された、流体フローブロック相互連結管(58)の第二の終端(62)によって、次の第一のスティックのブロック(24)の裏面(28)に装着されている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項1の流体フローシステムにおいて、
上記1番目のスティックのブロック(24)が相互に線状配列され連結されている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項1の流体フローシステム(20)において、
上記1番目のスティックのブロック(24)のそれぞれに形成されたフロー通路(36)の全てが1番目のスティックのブロック(24)の反対側の二つの端部の間に延びる一本の線に沿って形成されている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項1の流体フローシステム(20)において、
マウントプレート(76)と、
上記1番目のスティックのブロック(24)を上記マウントプレート(76)に取付ける一組のマウント脚とを更に備えている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項1の流体フローシステム(20)において、
２番目のスティック(22)と、上記１番目のスティック(22)と上記２番目のスティック(22)との間に延びる流体フロースティック相互接続管(88)とを更に備えており、
上記２番目のスティック(22)は、
実質的に同じである複数の２番目のスティックのブロック(24)を第三として有しており、上記２番目のスティックのブロック(24)は、実質的に上記1番目のスティックのブロック(24)と同じであり、この2番目のスティックのブロック(24)は、それらの端面(30)に沿って相互に連結されている；
複数の上記２番目のスティックのブロック(24)のそれぞれの前面(26)に装着される少なくとも１つの流体コンポーネント(48)を有しており、それぞれの流体コンポーネント(48)は出入口(52)を有しており、それぞれの流体コンポーネント(48)の出入口(52)は、流体コンポーネントが取り付けられた２番目のスティックのブロック(24)のそれぞれの流体フロー通路(36)と連通されている；そして
上記２番目のスティックのブロック(24)の外方に接続される、複数の２番目のスティックの流体フローブロック相互連結管(58)を第四として有しており、
それぞれの２番目のスティックの流体フローブロック相互連結管(58)は、最初の２番目のスティックのブロック(24)に形成された流体フロー通路(36)の一つに連通された、流体フローブロック相互連結管(58)の第一の終端(60)によって、最初の２番目のスティックのブロック(24)の裏面(28)に装着されており、また、次の２番目のスティックのブロック(24)に形成された流体フロー通路(36)の一つに連通された、流体フローブロック相互連結管(58)の第二の終端(62)によって、次の２番目のスティックのブロック(24)の裏面(28)に装着されている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項1の流体フローシステム(20)において、
上記流体コンポーネント(48)の一つと、アダプタープレ−ト(54)が取り付けられる、それぞれのブロック(24)との間に配設されるアダプタープレート(54)を更に含んでおり、
このアダプタープレート(54)は、流体コンポーネント(48)に形成された出入口(52)の一つとそれぞれのブロック(24)の流体フロー通路(36)の一つとの間で流体を伝達させる流体フロー通路を備えている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項６の流体フローシステム(20)において、
上記アダプタープレート(54)は、付属の能動デバイスを含んでいる表面実装モジュール流体フローシステム。 - 1番目のスティック(22)と、
マウントプレート(76)と、
上記１番目のスティックのブロック(24)を、このマウントプレート(76)に装着する１組の１番目スティック装着脚とを備えた流体フローシステム(20)であって、この1番目のスティック(22)は、
実質的に同じである複数の1番目のスティックのブロック(24)を第一として有しており、それぞれの1番目のスティックのブロック(24)は、前面(26)、裏面(28)、反対側に配置された１組の第一の端面(32)、反対側に配置された１組の第二の端面(34)、上記前面(26)と上記裏面(28)との間に延びる３つの流体フロー通路(36)を有する矩形プレートであり、そして、１組の反対側に配置された第二の端面(34)の中間で上記１組の反対側に配置された第一の端面(32)との間に延びるスティック軸(38)上に配置され、上記１番目のスティックのブロック(24)は、上記スティックブロックアタッチメント(40)によって、上記１組の反対側に配置された第一の端面(32)に沿って相互に線状配列で装着される；
上記１番目のブロック(24)の複数のそれぞれの前面(26)に装着される１つの流体コンポーネント(48)を有しており、それぞれの流体コンポーネント(48)は、出入口(52)を有しており、それぞれの流体コンポーネント(48)の出入口(52)は、それが装着される１番目のスティックのブロック(24)の流体通路(36)のそれぞれに連通されている；
上記１番目のスティックのブロックの外方に接続される、複数の1番目のスティックの流体フローブロック相互連結管(58)を第二として有しており、それぞれの1番目のスティックの流体フローブロック相互連結管(58)は、最初の１番目のスティックのブロック(24)に形成された流体フロー通路の一つに連通された、流体フローブロック相互連結管(58)の第一の終端(61)によって、最初の1番目のスティックのブロック(24)の裏面(28)に装着されており、さらにまた、次の１番目のスティックのブロック(24)に形成された流体フロー通路の一つに連通された、流体フローブロック相互連結管(58)の第二の終端(62)によって、次のスティックのブロック(24)の裏面(28)に装着されている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項８の流体フローシステム(20)において、
上記マウントプレート(76)は1番目のスティックマウント脚(78)が装着されている一組の長方形に配列されたマウント穴(80)を備えている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項８の流体フローシステム(20)において、
上記１番目のスティックブロックアタッチメント(40)は、付設された1番目のスティックのブロック(24)の１組のそれぞれの1番目のスティックのブロック(24)に形成された適合した段部と、
この適合した段部を貫通する整列されたアタッチメント孔(44)と、
このアタッチメント孔(44)に挿通する締結具(46)とを備えている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項８の流体フローシステム(20)において、
上記2番目の複数の流体フローブロック相互連結管(58)の各々は、
隣接する流体フロー通路(36)を相互連結するのに充分な長さを持つ第一としての流体フローブロック相互連結管(58)と、
別の流体流路によって分離されている２つの流体通路を相互連結するに充分な長さを持つ第二としての流体フローブロック相互連結管(58)
から選ばれるものである表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項８の流体フローシステム(20)において、
上記流体コンポーネント(48)の一つと、アダプタープレ−ト(54)が取り付けられる、それぞれの１番目のブロック(24)との間に配設されるアダプタープレート(54)を更に含んでおり、
このアダプタープレート(54)は、流体コンポーネント(48)に形成された出入口(52)の一つとそれぞれの１番目のブロック(24)の流体フロー通路(36)の一つとの間で流体を伝達させる流体フロー通路を備えている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項１２の流体フローシステム(20)において、
上記アダプタープレート(54)は付属の能動的デバイスを含んでいる表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項８の流体フローシステム(20)において、
２番目のスティック(22)と、
上記第１のスティック(22)と上記第２のスティック(22)との間に設けられる流体フロースティック相互接続手段と、
上記２番目のスティックのブロックを上記マウントプレート(76)に接続する２番目の１組のスティック装着脚とを更に含んでおり、
上記２番目のスティック(22)は、
実質的に２番目のスティックのブロック(24)と同じである複数のものを第三として有しており、それぞれの２番目のスティックのブロック(24)は、実質的において１番目のスティックのブロック(24)と同じであり、その２番目のスティックのブロック(24)は、それらの端面(30)に沿って相互に連結されており、
上記２番目のブロック(24)の複数のそれぞれの前面(26)に装着される、少なくとも１つの流体コンポーネント(48)を有しており、それぞれの流体コンポーネント(48)は出入口(52)を有しており、それぞれの流体コンポーネントの出入口(52)は、それが装着される２番目のスティックのブロック(24)の流体通路のそれぞれに連通されている；
上記２番目のスティックのブロックの外方に接続される、複数の２番目のスティックの流体フローブロック相互連結管(58)を第四として有しており、
それぞれの２番目のスティックの流体フローブロック相互連結管(58)は、最初の２番目のスティックのブロック(24)に形成された流体フロー通路(36)の一つに連通された、流体フローブロック相互連結管(58)の第一の終端(60)によって、最初の２番目のスティックのブロック(24)の裏面(28)に装着されており、さらにまた、次の２番目のスティックのブロック(24)に形成された流体フロー通路(36)の一つに連通された、流体フローブロック相互連結管(58)の第二の終端(62)によって、次の第２のスティックのブロック(24)の裏面(28)に装着されている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 流体フローシステム(20)であって、
１番目のスティック(22)と、
１組の矩形に配列されたマウント穴(80)を有したマウントプレート(76)と、
上記１番目のスティックのブロック(24)を上記マウントプレート(76)のマウント穴(80)に取付ける１組の１番目のスティック装着脚(78)と、
２番目のスティック(22)と、
上記１番目のスティック(22)と上記２番目のスティック(22)との間でスティック同士を相互に流体フロー接続する手段と、
上記２番目のスティックのブロック(24)を上記マウントプレート(76)のマウント穴(80)に取付ける１組の２番目のスティック装着脚(78)とを備えており、
上記１番目のスティック(22)は、
１番目のスティックのブロック(24)と実質的に同一の複数のものを第一として有しており、それぞれの1番目のスティックのブロック(24)は、前面(26)、裏面(28)、反対側に配置された１組の第１の端面(32)、反対側に配置された１組の第２の端面(34)、上記前面(26)と上記裏面(28)との間に延びる３つの流体フロー通路(36)とを有する矩形プレートであり、そして、反対側に配置された１組の第２の端面(34)の中間で反対側に配置された１組の第１の端面(32)との間に延びるスティック軸(38)上に配置され、上記１番目のスティックのブロック(24)は、上記１番目のスティックブロックアタッチメント(40)によって、反対側に配置された上記１組の上記第１の端面(32)に沿って相互に線状配列に装着される；
複数の１番目のスティックのブロック(24)のそれぞれの前面(26)に装着される１つの流体コンポーネント(48)を有しており、それぞれの流体コンポーネント(48)はそこに出入口(52)持っていて、それぞれの流体コンポーネント(48)の出入口(52)は、その流体コンポーネント(48)が取り付けられている１番目のスティックのブロック(24)のそれぞれの流体通路(36)に連通している；
１番目のスティックのブロック(24)に外方に設けた１番目の複数のスティックの流体フローブロック相互連結管(58)を第二として有しており、それぞれの１番目のスティックの流体フローブロック相互連結管(58)は、一つ目の１番目のスティックのブロック(24)の流体通路(36)の一つと流体連通している流体フローブロック連結管(58)の第一の終端(60)によって、一つ目の１番目のスティックのブロック(24)の裏面(28)に取付けられており、そしてまた二つ目の2番目のスティックのブロック(24)の流体通路(36)の一つと流体連通している流体フローブロック連結管(58)の第二の終端(62)によって二つ目の１番目のスティックのブロック(24)の裏面(28)に取付けられている；
また、一方の上記２番目のスティック(22)は、
２番目のスティックのブロック(24)と実質的に同一である複数のものを３番目として有しており、２番目のスティックのブロック(24)は上記１番目のスティックのブロック(24)と実質的に同一であり、上記２番目のスティックのブロック(24)は、それらの端面(30)に沿って、相互に連結されている；
複数の２番目のスティックのブロック(24)のそれぞれの前面(26)に装着される少なくとも１つの流体コンポーネント(48)を有しており、それぞれの流体コンポーネント(48)はそこに出入口(52)を持っており、それぞれの流体コンポーネント(48)の出入口(52)は流体コンポーネントが取り付けられている２番目のスティックのブロックのそれぞれの流体フロー通路(36)に流体連通している；
上記２番目のスティックのブロック(24)に外方に接続されている２番目のスティックの流体フローブロック相互連結管(58)を第四として有しており、それぞれの２番目のスティックの流体フローブロック管(58)は、一つ目の２番目のスティックのブロック(24)の上の流体通路(36)の一つと流体連通されている流体フローブロック連結管(58)の第一の終端(60)によって、一つ目の２番目のスティックのブロック(24)の裏面(28)に連結されており、そしてまた二つ目の２番目のスティックのブロック(24)の上の流体フロー通路(36)の一つと流体連通している流体フローブロック相互連結管(58)の第二の終端(62)により二つ目の２番目のスティックのブロック(24)の裏面(28)に取付けられている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項１５の流体フローシステム(20)において、
上記1番目のスティックブロックアタッチメント(40)は、
上記1番目のスティックのブロック(24)の１組に付設されたそれぞれの第１番目のスティックのブロック(24)に形成された適合した段部と、
この適合段部を貫通する整合配列されたアタッチメント穴(44)と、
上記アタッチメント穴(44)に挿通される締結具(46)とを備えている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項１５の流体フローシステム(20)において、
上記2番目の複数の流体フローブロック相互連結管(58)のそれぞれは、
第一としての隣接する流体フロー通路(36)を相互連結するのに充分な長さを持つ流体フローブロック相互連結管(58)と、
他の流体流路によって分離されている２つの流体通路を相互連結するに充分な長さを持つ第二としての流体フローブロック相互連結管(58)のうちから選ばれたものである表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項１５の流体フローシステム(20)において、
上記流体コンポーネント(48)の一つと、アダプタープレ−ト(54)が取り付けられる、それぞれの１番目のブロック(24)との間に配設されるアダプタープレート(54)を更に含んでおり、
このアダプタープレート(54)は、流体コンポーネント(48)に形成された出入口(52)の一つとそれぞれの一番目のスティックのブロック(24)の流体フロー通路(36)の一つとの間で流体を伝達させる流体フロー通路を備えている表面実装モジュール流体フローシステム。 - 請求項１８の流体フローシステム(20)において、
上記アダプタープレート(54)は付属の能動的なデバイスを備えている表面実装モジュール流体フローシステム。
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