JP6013506B2 - 流量計 - Google Patents

Description

下記記載の実施形態は、流量計（ｆｌｕｉｄ ｍｅｔｅｒｓ）に関するものであり、とくにフランジを流量計に保持する方法および装置に関するものである。

コリオリフローメーター、振動式デンシトメーター、圧電式フローメーターなどの如き流量計は流体を含んでいる１つ以上のチューブを備えているのが一般的である。流体は、たとえばコリオリフローメーターでは流れていてもよいし、または、振動式デンシトメーターでは静止していてもよい。流体は、液体であってもよいし、気体であってもよいし、またはそれらを組み合わせたものであってもよい。状況によっては、流体は浮遊粒子を含んでいてもよい。通常、流体チューブおよびそれに付随する電気部品を保護するためにかつより安定した環境を提供するために、流体チューブはケース内に収容されている。

ほとんどの状況では、流体チューブの一部は、ケースから外側に延びており、マニホルドの如きパイプラインインターフェースに接合されている。一般的に、流体チューブは、溶接によりマニホルドに接合されている。次に、マニホルドは、真空ろう付け行程でケース端部にろう付けされるのが一般的である。いったん適切な電気センサーが流体チューブに取り付けられると、ケース端部がケースに溶接される。次に、続いて流量計をプロセス流体を運ぶパイプラインと結合するために、フランジが、ケース端部またはマニホルドに通常溶接される。

従来の流量計では、さまざまな部品間に適切でかつ信頼できる接続を達成することが問題となることが多かった。１つの理由は、流量計のさまざまな部品に用いられる材料の熱膨張に起因するものである。部品同士を連結する際、しばしば高温が発生してしまい、それにより部品の寸法が著しく変わってしまう場合がある。このことは、さまざまな部品が、過剰な量の熱を必要としうる溶接、ろう付け、はんだ付けなどにより結合される金属を有している場合にとくに当てはまる。すべての部品が同等の熱膨張率を有する同一の１つ以上の材料から形成される場合、これらの部品が調和して拡大収縮するため問題を引き起こさない場合もあるが、それは、必ずしも実現可能だとは限らない。ほとんどの状況では、流体チューブは、ケース、ケース端部およびフランジとは異なる材料から形成されている。たとえば流量計内のプロセス流体が非常に高腐食性流体である場合、流体チューブは、高耐腐食性の材料、たとえばチタン、タンタルまたはジルコニウムから形成される必要がある。それと同様に、湿った流体パスのその他の部分も高耐腐食性の材料から形成される必要がある。たとえば、２重式流体チューブメーターでは、マニホルドは湿った流体パスに含まれる。したがって、マニホルドも高耐腐食性の材料から形成される必要がある。ケース、ケース端部およびフランジは流体チューブおよびマニホルドと同一の材料から形成されるのが理想的であるが、そのようなアプローチは、チタン、タンタルおよびジルコニウムが高価な金属であるので費用が非常に高くなってしまうのが一般的である。したがって通常、流量計のうちの流体に接しない部分は、ステンレス鋼の如き安価な材料から形成されている。

流量計が前もって決められた温度、たとえば室温またはそれに近い温度に置かれている場合、流量計を形成するために用いられる異なる材料が問題とはならない場合もあるものの、流量計のさまざまな部分が極端な温度変化にさらされるため、製造工程において、流量計のさまざまな部分の熱膨張率の差が重大な問題を引き起こす場合もある。流体が周囲の環境と比較して極端な温度におかれ、湿った流体パスが非常に高い温度にさらされ状況でも同様の問題が生じうる。後述の実施形態により、これらの問題および他の問題が克服され、技術進歩がもたらされる。後述の実施形態は、異なる熱膨張率を有するさまざまな部品を組み合わせることができかつ上述の欠点を有していない改良された流量計を提供する。

ある実施形態にかかる流量計用のセンサー組立体が提供される。かかるセンサー組立体は、センサー組立体本体と、センサー組立体本体に形成される１つ以上の外周溝(circumferential groove)とを備えている。ある実施形態によれば、２つ以上の保持部品同士が着脱可能に連結され、１つ以上の外周溝のうちの少なくとも１つと嵌合する。ある実施形態によれば、フランジが、センサー組立体本体の少なくとも一部を囲み、第一の保持部品および第二の保持部品によりセンサー組立体本体に保持される。

ある実施形態に従ってセンサー組立体上にフランジを保持するための方法が提供される。かかる方法は、フランジがセンサー組立体本体に形成される外周溝よりもセンサー組立体本体の中央部の近くに位置するように、フランジをセンサー組立体本体の一部の周囲に配置するステップを有している。ある実施形態によれば、かかる方法は、外周溝のまわりの２つ以上の保持部品同士を着脱可能に連結して、フランジの内径の少なくとも一部よりも大きな外径のリングを提供することにより、フランジが２つ以上の保持部品を越えて移動するのを防止するステップをさらに有している。

態様
ある態様によれば、流量計用のセンサー組立体は、センサー組立体本体と、センサー組立体本体に形成される１つ以上の外周溝と、着脱可能に相互に連結され、１つ以上の外周溝うちの少なくとも１つと嵌合する２つ以上の保持部品と、 センサー組立体本体の少なくとも一部を囲み、第一の保持部品および第二の保持部品によりセンサー組立体本体の周囲に保持されるフランジとを備えている。

好ましくは、フランジは、内面から延びる段部を有し、内面の一部が２つ以上の保持部品上に延在し、前記段部が２つ以上の保持部品と当接する。

好ましくは、センサー組立体本体は、ケースと、パイプラインインターフェースと、パイプラインインターフェースをケースと結合する遷移リング(transition ring)とを有する。

好ましくは、１つ以上の外周溝が遷移リングに形成される。

好ましくは、センサー組立体は、パイプラインインターフェースの一面に形成されるＯ-リング用の溝をさらに有する。

好ましくは、２つ以上の保持部品の各々は、外周溝により受けられるサイズおよび形状に形成されるリップ(lip)を有する。

好ましくは、センサー組立体は、２つ以上の保持部品と係合して２つ以上の保持部品同士を連結する機械的ファスナーをさらに含む。

他の態様によれば、センサー組立体にフランジを保持するための方法は、フランジがセンサー組立体本体内に形成される外周溝よりもセンサー組立体本体の中央部の近くに位置するように、フランジをセンサー組立体本体の一部の周囲に配置することと、外周溝のまわりの２つ以上の保持部品同士を着脱可能に連結して、フランジの内径の少なくとも一部よりも大きな外径のリングを提供することにより、フランジが２つ以上の保持部品を越えて移動するのを防止することとを有している。

好ましくは、フランジは、内面から延びる段部を有し、内面の一部が２つ以上の保持部品上に延在し、前記段部が２つ以上の保持部品と当接する。

好ましくは、センサー組立体本体は、ケースと、パイプラインインターフェースと、パイプラインインターフェースをケースと結合する遷移リングとを有する。

好ましくは、外周溝が遷移リングに形成される。

好ましくは、パイプラインインターフェースがＯ-リング用の溝を有している。

好ましくは、２つ以上の保持部品の各々は、外周溝により受けられるサイズおよび形状に形成されるリップを有する。

好ましくは、外周溝のまわりの２つ以上の保持部品同士を着脱可能に連結するステップが、１つ以上の機械的ファスナーを２つ以上の保持部品内に形成される１つ以上のファスナーアパチャー(fastener aperture)と係合させることを含む。

ある実施形態にかかる流量計を示す図である。 ある実施形態にかかるマニホルドを示す図である。 ある実施形態にかかる、ケースをパイプラインインターフェースと結合する遷移リングを示す図である。 ある実施形態にかかるセンサー組立体の１つの端部を示す分解図である。 ある実施形態にかかるセンサー組立体の１つの端部を示す断面図である。 ある実施形態に従ってパイプラインシステムと結合されたセンサー組立体の端部を示す断面図である。

図１〜図６および下記記載には、フローメーターを最良のモードで実施および利用する方法を当業者に教示するための実施形態の具体例が示されている。本発明の原理を教示するために、従来技術の一部が単純化または省略されている場合もある。当業者にとって明らかなように、これらの実施形態の変形例も本発明の範囲に含まれる。また当業者にとって明らかなように、後述の構成要素をさまざまな方法で組み合わせることにより本発明のフローメーターの複数の変形例を形成することもできる。したがって、後述の実施形態は、後述の具体的な例に限定されるものではなく、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されるものである。

図１にはある実施形態にかかる流量計１００が示されている。流量計１００はセンサー組立体５とメーター電子機器２０とを備えている。センサー組立体５はセンサー組立体本体６を備え、センサー組立体本体６は、ケース１０１と、第一の遷移リング１０２ａと、第二の遷移リング１０２ｂと、第一のパイプラインインターフェース１０３ａ（図５を参照）と、第二のパイプラインインターフェース１０３ｂとを有している。流量計１００は、センサー組立体５上に保持されているように示されている第一のフランジ１０４ａと、センサー組立体５からの束縛を受けていないように示されている第二のフランジ１０４ｂとをさらに備えている。第一の保持部品１０５ａ、１０６ａ（図５を参照）および第二の保持部品１０５ｂ、１０６ｂを用いて、フランジ１０４ａ、１０４ｂをセンサー組立体５に保持することができる。

流量計１００は、センサー組立体本体６内では、１つ以上の流体チューブ（図５を参照）の如き従来部品と、ドライバおよび１つ以上のピックオフ部品の如き適切なセンサー部品とを有することができる。これらの部品は当該技術分野において一般的に知られているので、簡潔さのため、従来部品についての説明は明細書から省略する。ケース１０１は、センサー部品をメーター電子機器２０に接続する電気リード線５０用のフィードスルー（feed thru（貫通接続）)１０４を有している。パス２６は、１つ以上の電子機器２０にオペレータとの通信を可能とする入力手段および出力手段となりうる。たとえば、メーター電子機器２０は、たとえばワイヤーリード線またはあるタイプの無線通信インターフェースを用いてオペレータと通信可能となっていてもよい。メーター電子機器２０は、たとえば当該技術分野において一般的に知られている位相差、周波数、時間遅延（位相差を周波数で除算したもの）、密度、質量流量、体積流量、総合質量流量、温度、メーター検証情報、および他の情報の如きテスト中の流動物質の１つ以上の特性を測定することができる。

これらの特徴は、流量計産業で一般的に知られており、クレームされている実施形態の一部を構成するものではない。したがって、明細書に簡潔さのため、流量計の個々の操作およびメーター電子機器の説明は省略する。

図２には、ある実施形態にかかるパイプラインインターフェース１０３が示されている。パイプラインインターフェース１０３は、第一のパイプラインインターフェース１０３ａであってもよいしまたは第二のパイプラインインターフェース１０３ｂであってもよい。というのは、両方のインターフェースが実質的に同一であるからである。図示されている実施形態では、パイプラインインターフェース１０３は、第一の面２０３ａと、第一の面２０３ａとはおおむね反対側にある第二の面２０３ｂとを有している。ある実施形態によれば、第一の面２０３ａは結合されるパイプライン（図示せず）に露出するようになっている。いうまでもなく、厳しい腐食環境では、パイプラインインターフェース１０３は、好ましくは高耐腐食性がある材料から形成されるべきである。ほとんどの実施形態では、パイプラインインターフェース１０３は、流体チューブ５０４、５０４’と同一の材料から形成されている（図５を参照）。

図示されている実施形態によれば、パイプラインインターフェース１０３は、１つの流体流を２つ以上の流体流に分流するマニホルドを備えている。したがって、図示されているパイプラインインターフェース１０３は、２つから構成されるチューブを有するメーターにおいて用いられてもよい。したがって、パイプラインインターフェース１０３は第一の流体チューブアパチャー２０４と第二の流体チューブアパチャー２０４’とを有している。第一の流体チューブアパチャー２０４および第二の流体チューブアパチャー２０４’は、２つの流体チューブを受けるためのサイズおよび位置に形成しうる（図５を参照）。したがって、第一の流体チューブアパチャー２０４および第二の流体チューブアパチャー２０４’は、接続されているパイプラインから１つの流体流を受け取り、その１つの流体流を２つの流体チューブアパチャー２０４、２０４’に分流することができる。本実施形態では２つの流体チューブアパチャー２０４、２０４’が示されているものの、他の実施形態では、２を超える数の流体チューブアパチャーを設けて流体を２を超える数の流体流へと分流するようにしてもよい。それに代えて、パイプラインインターフェース１０３は単一のチューブを有するメーターの如き単一の流体チューブアパチャーを有していてもよい。パイプラインインターフェース１０３は、図示されている実施形態では流れを２つの流体チューブアパチャー２０４、２０４’に分流するように記載されているので、明細書の後の部分ではパイプラインインターフェース１０３をマニホルド１０３と呼ぶこととする。

図３には、ある実施形態にかかる遷移リング１０２が示されている。遷移リング１０２は、図１に示されている第一の遷移リング１０２ａであってもよいしまたは図１に示されている第二の遷移リング１０２ｂであってもよい。というのは、これらの遷移リングが本質的に同一であるからである。遷移リング１０２は、その第一の端部３０２ａでパイプラインインターフェース１０３と結合し、その第二の端部３０２ｂでケース１０１と結合するように構成されている。したがって、遷移リング１０２は、センサー組立体５の２つの相違する金属同士を連結することができる。ある実施形態によれば、遷移リング１０２は第一の端部３０２ａの近傍に外周溝３０３を有している。外周溝３０３は、第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６の少なくとも一部を受けるために設けられている。このことについての詳細は後述する。外周溝３０３は遷移リング１０２の実質的に全外周に沿って延設されているように図示されているが、他の実施形態では、外周溝３０３は遷移リング１０２のまわりに沿って単に部分的に延設されているだけでもよい。したがって、本明細書および特許請求の範囲は、外周溝３０３が遷移リング１０２の全外周に沿って延設されていることを必要とするように限定されるべきでない。さらに、単一の溝３０３のみが図示されているが、他の実施形態では、センサー組立体５の各端部に１を超える数の溝が設けられてもよい。

図４は、センサー組立体５の第二の端部を示す拡大図である。図４に示されている実施形態によれば、フランジ１０４ｂは、センサー組立体５にはまだ保持されていない。図示されているように、第一の保持部品１０５ｂおよび第二の保持部品１０６ｂは互いに分かれた状態にある。ある実施形態によれば、第一の保持部品１０５ａおよび第二の保持部品１０５ｂは、センサー組立体５からフランジ１０４ｂを取り外すために互いに切り離すことができる。図示されているように、第一の保持部品１０５ｂおよび第二の保持部品１０６ｂはそれぞれ、相互に連結された時に形成されるリング形状の少なくとも一部を構成するほぼアーチ状の形状を有している。いうまでもなく、２つの保持部品１０５ｂ、１０６ｂのみが図示されているが、他の実施形態では、２を超える数の保持部品が設けられる場合もある。たとえば、図４に示されている第一の保持部品１０５ｂおよび第二の保持部品１０６ｂの各々が完全なリングのほぼ半分を構成しているが、３つの保持部品が設けられる場合、保持部品の各々は、完全なリングのほぼ１／３を構成しうる。したがって、本明細書および特許請求の範囲は２つの保持部品に限定されるべきでない。しかしながらいうまでもなく、実施形態によっては、保持部品は、隣接する保持部品と保持部品との間にスペースを有していてもよい。したがって本明細書および特許請求の範囲は、２つ以上の保持部品同士を連結する場合に連続的なリングが形成されることを要件とするべきではない。

ある実施形態によれば、第一の保持部品１０５ｂは１つ以上のファスナーアパチャー４０５、４０５’を有していてもよい。図４ではファスナーアパチャー４０５’が点線で示されている。その理由は、ファスナーアパチャー４０５’が保持部品内に実際に含まれてしまっているため図４では他の方法では目視できないからである。ある実施形態によれば、第二の保持部品１０６ｂはそれに対応する１つ以上のファスナーアパチャー４０６、４０６’を有している。いうまでもなく、ファスナーアパチャー４０５、４０６が一直線に並び、同様に、ファスナーアパチャー４０５’、４０６’が一直線に並ぶようになっていてもよい。いったんファスナーアパチャーが一直線に並べられると、第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６が引き寄せられ、機械的ファスナー４２５がファスナーアパチャー４０５、４０５’４０６、４０６’の各々により受け入れられ、第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６同士の連結が可能となる。機械的ファスナー４２５には、たとえばボルト、ネジ、釘などが含まれうる。機械的ファスナー４２５がボルトまたはネジである実施形態では、ファスナーアパチャー４０５、４０６がねじ切りされている場合もある。いうまでもなく、機械的ファスナー以外の方法、たとえば接着剤、ろう付け、ボンディング（ｂｏｎｄｉｎｇ）、溶接などを用いて第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６同士を連結することができるが、第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６の機械的結合は、従来の分割リングの如きフランジ保持部品を改良するものである。従来の分割リングの如きフランジ保持部品は、外周溝３０３上で何かの事情で容易に開いてしまってフランジが偶然に滑り落ちてしまう恐れがある。それに対して、第一の保持部品１０５と第二の保持部品１０６との間の機械的結合は、流量計１００のセンサー組立体５上にフランジ１０４を保持するための安全なシステムを提供している。しかしながら、実質的に恒久的な結合を提供する接着剤、ろう付け、溶接などとは異なり、機械的ファスナー４２５は、フランジ１０４ａ、１０４ｂを交換するために取り外すことが可能である。

ある実施形態によれば、第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６はリップ４１５、４１６を有している。リップ４１５、４１６は、保持部品１０５、１０６の内面４１８、４１９から内側方向に向けて延びている。リップ４１５、４１６は、遷移リング１０２に形成されている外周溝３０３に嵌合するサイズおよび形状に形成されている。したがって、外周溝３０３ｂとリップ４１５、４１６が嵌合すると、保持部品１０５、１０６の移動を制限することができる。ある実施形態によれば、第一の保持部品１０５ｂおよび第二の保持部品１０６ｂを切り離し、リップ４１５、４１６を外周溝３０３ｂから取り出すことにより、リップ４１５、４１６を外周溝３０３ｂから嵌脱させることができる。第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６の各々はたった１つのリップ４１５、４１６を備えたものとして示されているが、他の実施形態では、１を超える数のリップが設けられてもよい。たとえば、１を超える数の溝が設けられている場合、複数の溝を同時に嵌合させることができるように、保持部品は１を超える数のリップを有するようになっていてもよい。

図４に示されている実施形態では、さらに段部４１４を備えているフランジ１０４ｂが示されている。ある実施形態によれば、段部４１４がフランジ１０４ｂのおおむね円形の内面４１７から内側方向に延出するため、フランジは２つの異なる内径寸法を有することとなる。段部４１４は遷移リング１０２にフィットする十分な大きさのサイズに形成されているものの、連結時、段部４１４は第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６の外径よりも通常小さい。したがって、段部４１４は、フランジ１０４ｂの移動を制限するようになっている。これについての詳細は後述する。いうまでもなく、他の実施形態では、段部４１４が省略され、円形内面４１７が、第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６の外径よりも小さなサイズに形成されるようになっていてもよい。当該他の実施形態では、フランジ１０４ｂは、保持部品１０５、１０６のうちのいずれの部分をも受け入れるのではなくむしろ、フランジ１０４ｂの外面が第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６に当接するようになっている。

また図４には、マニホルド１０３に形成されたＯ−リング用の溝４０４が示されている。Ｏ−リング用の溝４０４は、パイプラインと実質的に流体密封性のシールを形成するためにＯ−リングまたは同様のシーリング部材を保持することができる（図６を参照）。実施形態によっては、シーリング部材がパイプライン側に設けられる場合もあるので、Ｏ−リング用の溝４０４がすべての実施形態において必要というわけではない。

図５は、ある実施形態にかかる流量計１００のセンサー組立体５の第一の端部を示す断面図である。続く説明では、第二の端部において同一の部品が示される場合、付随する「ａ」および「ｂ」は続く説明では取り除かれる。たとえば、第一の端部はマニホルド１０３ａを有し、第二の端部はマニホルド１０３ｂを有している。両方のマニホルド１０３ａ、１０３ｂが実質的に同一であるので、続く説明では、ほとんどの場合、マニホルド１０３と呼ぶこととする。

ある実施形態によれば、マニホルド１０３は流体チューブ５０４、５０４’と結合することができる。一般的に、マニホルド１０３は溶接により流体チューブ５０４、５０４’と結合される。しかしながら、他の結合方法、たとえばろう付け、はんだ付け、接着剤などが用いられてもよい。図示されている実施形態によれば、マニホルド１０３は、湿った流体路の一部を構成している。したがって状況によっては、高耐腐食性をさらに有している材料からマニホルド１０３を形成することが重要なことである場合もある。ある実施形態によれば、マニホルド１０３は、流体チューブ５０４、５０４’に用いられる材料と実質的に類似する材料から形成することができる。したがって、実施形態によっては、マニホルド１０３は、たとえばチタン、ジルコニウムまたはタンタルの如き金属を含有していてもよい。

マニホルド１０３に用いられる実質的に類似の材料がプロセス流体に対する耐腐食性を向上させるだけでなく、流体チューブ５０４、５０４’の熱膨張率に実質的に類似する熱膨張率をマニホルド１０３が有していることにより、溶接の如き高温結合技術を可能なものとしている。

一般的に知られているように、ジルコニウムの熱膨張率は約５．５〜５．９ｍｍ／ｍ／°Ｃの間にあり、タンタルの熱膨張率は約６．３〜６．７ｍｍ／ｍ／°Ｃの間にあり、また、チタンの熱膨張率は約７．０〜７．４ｍｍ／ｍ／°Ｃの間にある。当業者にとって一般的に明らかなように、これらの値は、金属の純度によって異なっており、本明細書および特許請求の範囲を全く制限するものではない。これらの値は、例示のみを意図したものである。意図する用途に基づいて、マニホルド１０３の熱膨張率が流体チューブ５０４、５０４’の熱膨張率にどの程度近いことが必要であるかは当業者にとって明らかである。

ある実施形態によれば、マニホルド１０３も遷移リング１０２の第一の端部３０２ａで遷移リング１０２と結合されている。典型的には、遷移リング１０２はろう付けによりマニホルド１０３と結合されている。１つの実施形態によれば、遷移リング１０２は真空ろう付けによりマニホルド１０３と結合されてもよい。一般的に、真空ろう付けは、マニホルド１０３と遷移リング１０２との間にろう付け材料を塗布することにより実行される。次に、流体チューブ５０４、５０４’、マニホルド１０３および遷移リング１０２が、ろう付け材料を溶かす十分な高さの温度にある真空ろう付け炉（図示せず）の中に入れられ、それによりマニホルド１０３および遷移リング１０２がろう付けされる。溶接された継ぎ目が通常ろう付け炉内で受ける温度よりもはるかに高い温度で溶けるため、マニホルド１０３と流体チューブ４０４、４０４’との間の溶接された継ぎ目がろう付け炉の温度に通常耐えることができることは当業者にとって明らかなことである。

図示されている実施形態によれば、遷移リング１０２は、第二の端部３０２ｂでメーターケース１０１とさらに結合されている。一般的に、遷移リング１０２は溶接接合によりメーターケース１０１と結合されている。しかしながら、他の方法が用いられてもよい。ある実施形態によれば、メーターケース１０１は、マニホルド１０３および流体チューブ５０４、５０４’を形成するために用いられる材料とは異なる材料を含有していてもよい。たとえば、当該産業分野において、メーターケース１０１に対して３００シリーズステンレス鋼を用いることは一般的である。したがって、ある実施形態によれば、遷移リング１０２は、センサー組立体５の２つの相違する金属同士を結合することができる。

マニホルド１０３、遷移リング１０２およびケース１０１の間の一般的な結合、すなわちセンサー組立体本体６の結合は、国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ１１／５９７２０号に詳細に説明されている。この出願の全ての教示内容は、ここで参照することにより援用するものとする。したがって、部品間の結合の詳細についてはさらに説明しない。

マニホルド１０３、遷移リング１０２およびケース１０１を結合させることにより、フランジ１０４をセンサー組立体５に保持させることができる。上述のように、センサー組立体５をパイプラインシステムと結合するためにフランジ１０４を用いることができる。しかしながら、パイプラインシステムに設けられるフランジはパイプの位置およびサイズに依存して変わりうる。したがって、さまざまな構成に適合可能なセンサー組立体５を提供するために取り外し可能なフランジを提供することは有利である。さらに、センサー組立体５が高腐食状況で用いられる場合、通常３００シリーズステンレス鋼であるフランジ１０４と、遷移リング１０２および／またはマニホルド１０３との間の熱膨張率の差を考えると、フランジ１０４を溶接することまたはろう付けすることは好ましくない。フランジ１０４を遷移リング１０２およびマニホルド１０３へ溶接することは、マニホルド１０３と遷移リング１０２との間のろう付けされた継ぎ目に過剰の熱ストレスを加え、ろう付けされた継ぎ目が早期に劣化してしまう。フランジ１０４がケース１０１と結合される場合であっても、溶接からの熱により、遷移リング１０２とケース１０１との間の溶接された継ぎ目および／またはマニホルド１０３と遷移リング１０２との間のろう付けされた継ぎ目の完全性が危険にさらされてしまう恐れがある。したがって、状況によっては、フランジをセンサー組立体と結合する従来のアプローチが望ましくない場合もある。

フランジ１０４をセンサー組立体ハウジング６に溶接することに関する上述の問題を克服するために、本実施形態では、フランジ１０４をセンサー組立体５に保持するために２つ以上の保持部品１０５、１０６が用いられているものの、フランジ１０４はセンサー組立体５と結合されてはいない。図示されている実施形態によれば、フランジ１０４を摺動させて外周溝３０３を通過させてから保持部品１０５、１０６を外周溝３０３のうちの少なくとも１つと嵌合させることができる。換言すれば、フランジ１０４は、長手方向の軸線Ｘ−Ｘに沿ってセンサー組立体５の中央部により近い位置に（図５で見た場合の溝３０３の右側に）配置することができる。いうまでもなく、ケース１０１の形状が段部４１４の内径よりも大きくなっていくため、フランジ１０４は、外周溝３０３の向こう側に前もって決められた距離のみ摺動させることができる。しかしながら、図示されているように、ここでいう前もって決められた距離は、外周溝３０３が第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６のリップ４１５、４１６を少なくとも部分的に受けることができるほど外周溝３０３の向こう側に向けた十分に離れた距離のことである。リップ４１５、４１６を外周溝３０３と嵌合させ、機械的ファスナー４２５を用いて第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６同士を連結することにより、保持部品１０５、１０６が外周溝３０３のまわりに締め付け固定される。

いうまでもなく、上述の実施形態によれば、機械的ファスナー４２５が第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６とだけ係合すると記載されているが、他の実施形態では、機械的ファスナー４２５が遷移リング１０２と係合するようになっていてもよい。たとえば、遷移リング１０２が、ファスナーアパチャー４０５、４０５’、４０６、４０６’を通り抜けた後の機械的ファスナー４２５を受けるためのファスナーアパチャーを有するようになっていてもよい。したがって、実施形態によっては、第一の保持部材１０５および第二の保持部材１０６は、遷移リング１０２に保持される（ｃｌａｍｐｉｎｇ）のではなく、遷移リング１０２に直接結合（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）されるようになっていてもよい。

それに加えて、図示されている実施形態では、外周溝３０３が遷移リング１０２に形成されているが、いうまでもなく、外周溝３０３は、センサー組立体本体６の構成部品のうちのいずれに形成されてもよい。たとえば、他の実施形態では、外周溝３０３がマニホルド１０３に形成されてもよい。さらに他の実施形態では、外周溝３０３がケース１０１に形成されてもよい。実施形態によっては、複数のフランジ位置を提供するために各端部に１を超える数の外周溝３０３が設けられている場合もある。センサー組立体本体６の外周溝３０３の個々の位置は、センサー組立体５が結合される関連するパイプラインの意図した構成に依存しうる。

いったん第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６が相互に連結されるおよび／または遷移リング１０２と結合されると、リップ４１５、４１６と外周溝３０３との嵌合により、保持部品１０５、１０６がセンサー組立体５の長手方向の軸線Ｘ−Ｘに対して平行または垂直な方向に沿って移動することが防止される。いうまでもなく、実施形態によっては、保持部品１０５、１０６が長手方向の軸線Ｘ−Ｘを中心として回転することができるようになっている場合もある。

ある実施形態によれば、第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６が長手方向の軸線Ｘ−Ｘに沿って移動することが防止されていると、フランジ１０４は、センサー組立体５にしっかりと保持されるようになる。図示されているように、フランジ１０４は、保持部品１０５ａ、１０６ａと当接してしまうため、図示されているよりも左側にむけてさらに移動することはできない。さらに詳細にいえば、図示されている実施形態では、フランジ１０４ａの段部４１４が保持部品１０５ａ、１０６ａに当接する。それと同様に、第二の端部では、フランジ１０４ｂは、段部４１４が保持部品１０５ｂ、１０６ｂに当接することにより可能とされるよりも右側に向けてさらに移動することはできない。いうまでもなく、フランジ１０４は、依然として、ケース１０１の形状およびサイズによって決まる前もって決まる距離よりも右側に向けて移動することができる。しかしながら、いったんフランジ１０４がパイプラインシステムと結合されてしまうと（図６を参照）、フランジ１０４は、図５に示されている位置から移動して離れることができないようになってしまう。

実施形態によっては、フランジ１０４ａが段部４１４を有していない場合もある。もっと正確にいえば、フランジは単一の直径サイズのみ有している場合もある。しかしながら、段部４１４の場合、フランジ１０４の直径の大きな部分４１７は２つ以上の保持部品１０５、１０６を少なくとも部分的に覆うことができる。実施形態によっては、保持部品１０５、１０６を覆うことにより、機械的ファスナー４２５が振動などによりファスナーアパチャーから落下するのを実質的に防止することができるようになる。したがって、段部４１４を導入することにより、フランジ１０４をセンサー組立体５に保持するための他の安全対策を行うことができる。

フランジ１０４の取り外しは実質的に反対の順番に行なっていけばよい。いったんフランジ１０４がパイプラインシステム６００から切り離されると（図６を参照）、フランジ１０４ａを右側に移動して、第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６を露出することができる。第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６を切り離して、外周溝３０３から嵌脱させることができる。たとえば、第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６を外周溝３０３から取り外すと、たとえばメンテナンスまたは交換のためにフランジ１０４をセンサー組立体５から取り外すことができるようになる。

図６は、ある実施形態に従ってパイプラインシステム６００と結合されているセンサー組立体５を示す断面図である。図示されているように、センサー組立体５はフランジ１０４ａを用いてパイプラインシステム６００と結合されている。センサー組立体５に保持されているフランジ１０４ａをパイプラインシステム６００のフランジ６０４と結合するために１つ以上のボルト６２０を用いることができる。フランジ６０４はパイプ６０１と結合されている。パイプ６０１とマニホルド１０３ａとの間に実質的な流体密封シールを形成するために、Ｏ−リング用の溝４０４内にＯ−リング６０２が設けられている。

いうまでもなく、フランジ１０４ａは、第一の保持部品１０５および第二の保持部品１０６により左側に移動できないようになっており、またフランジ６０４と係合（に挿入）されたボルト６２０により右側に移動できないようになっている。このようにして、フランジ１０４ａはしっかりと適所に保持されている。

上述の実施形態は、フランジ１０４をセンサー組立体５に保持するための改良されたシステムを提供している。かかるシステムは、フランジをセンサー組立体５へ溶接することにより、センサー組立体のハウジング６の他の結合された継ぎ目が早期に劣化してしまうところで用いることができる。かかるシステムは、取り外し可能なフランジが望ましいところで用いることもできる。相互に連結することができる２つ以上の保持部品１０５、１０６を導入することにより、上述の実施形態では、フランジが偶発的に滑り落ちてしまうという分割リング設計構造に特有の欠点が克服されている。

上述の実施形態の詳細な記載は、本発明者らにより本発明の範囲に含まれると考えられる実施形態すべてを網羅したものではない。もっと正確にいえば、当業者にとって明らかなように、上述の実施形態のうちのいくつかの構成要素をさまざまに組み合わせてまたは除去してさらなる実施形態を作成してもよく、また、このようなさらなる実施形態も本明細書の技術範囲内および教示範囲内に含まれる。さらに当業者にとって明らかなように、上述の実施形態を全体的にまたは部分的に組み合わせて本明細書の技術および教示の範囲に含まれるさらなる実施形態を作成してもよい。

以上のように、特定の実施形態または実施例が例示の目的で本明細書に記載されているが、当業者にとって明らかなように、本明細書の技術範囲内において、さまざまな変更が可能である。本明細書に記載の教示を上述のかつそれに対応する図に記載の実施形態のみでなく他の流量計にも適用することができる。したがって、上述の実施形態の技術範囲は添付の特許請求の範囲によって決まるものである。

Claims (12)

1. 流量計（１００）用のセンサー組立体（５）であって、
   センサー組立体本体（６）と、
   前記センサー組立体本体（６）に形成される１つ以上の外周溝（３０３）と、
   着脱可能に相互に連結され、前記１つ以上の外周溝（３０３）のうちの少なくとも１つと嵌合する２つ以上の保持部品（１０５、１０６）と、
   前記２つ以上の保持部品（１０５、１０６）と係合して前記２つ以上の保持部品（１０５、１０６）同士を連結する１つ以上のねじ切りされた機械的ファスナー（４０６、４０６’）と、
   前記センサー組立体本体（６）の少なくとも一部を囲み、前記第一の保持部品（１０５）および前記第二の保持部品（１０６）により前記センサー組立体本体（６）の周囲に保持されるフランジ（１０４）と
   を備え、
   前記２つ以上の保持部品（１０５、１０６）が前記１つ以上の外周溝（３０３）のまわりに一緒に締め付け固定されてなる、センサー組立体（５）。
2. 前記フランジ（１０４）が内面（４１７）から延びる段部（４１４）を有し、前記内面（４１７）の一部が前記２つ以上の保持部品（１０５、１０６）上に延在し、前記段部（４１４）が前記２つ以上の保持部品（１０５、１０６）と当接するように構成されてなる、請求項１に記載のセンサー組立体（５）。
3. 前記センサー組立体本体（６）が、ケース（１０１）と、パイプラインインターフェース（１０３）と、該パイプラインインターフェース（１０３）を前記ケース（１０１）と結合する遷移リング（１０２）とを有してなる、請求項１に記載のセンサー組立体（５）。
4. 前記１つ以上の外周溝（３０３）が前記遷移リング（１０２）に形成されてなる、請求項３に記載のセンサー組立体（５）。
5. 前記パイプラインインターフェース（１０３）の１つの面に形成されるＯ-リング用の溝（４０４）をさらに備えてなる、請求項３に記載のセンサー組立体（５）。
6. 前記２つ以上の保持部品（１０５、１０６）の各々が、前記外周溝により受けられるサイズおよび形状に形成されるリップ（４１５、４１６）を有してなる、請求項１に記載のセンサー組立体（５）。
7. センサー組立体上にフランジを保持するための方法であって、
   前記フランジがセンサー組立体本体に形成される外周溝よりも前記センサー組立体本体の中央部の近くに位置するように、前記フランジを前記センサー組立体本体の一部の周囲に配置することと、
   前記２つ以上の保持部品を一緒に締め付け固定することによって前記外周溝のまわりの２つ以上の保持部品同士を着脱可能に連結して、前記フランジの内径の少なくとも一部よりも大きな外径のリングを提供することにより、前記フランジが前記２つ以上の保持部品を越えて移動するのを防止することと
   を有し、
   前記外周溝のまわりの２つ以上の保持部品同士を着脱可能に連結するステップが、１つ以上の機械的ファスナーを前記２つ以上の保持部品内に形成される１つ以上のファスナーアパチャーに係合させることを含む、方法。
8. 前記フランジが内面から突出する段部を有し、前記内面の一部が前記２つ以上の保持部品上に延在し、前記段部が前記２つ以上の保持部品と当接する、請求項７に記載の方法。
9. 前記センサー組立体本体が、ケースと、パイプラインインターフェースと、前記パイプラインインターフェースを前記ケースと結合する遷移リングとを有する、請求項７に記載の方法。
10. 前記外周溝が前記遷移リングに形成される、請求項９に記載の方法。
11. 前記パイプラインインターフェースがＯ-リング用の溝を有する、請求項９に記載の方法。
12. 前記２つ以上の保持部品の各々が、前記外周溝により受けられるサイズおよび形状に形成されるリップを有する、請求項７に記載の方法。

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