KR20040008111A - 코리올리 유량계의 밸런스 바 및 흐름관에 커넥팅 링을접합시키는 방법 및 장치 - Google Patents

코리올리 유량계의 밸런스 바 및 흐름관에 커넥팅 링을접합시키는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 커넥팅 링(503, 1003, 1403)과, 이 커넥팅 링에 의해 단부가 흐름관(101)에 연결된 밸런스 바(502, 1402A, 1402B)로 둘러싸인 하나의 흐름관을 갖춘 코리올리 유량계에 관한 것이다. 밸런스 바는 커넥팅 링 및 흐름관보다 높은 열팽창 계수를 가진다. 각각의 커넥팅 링의 외주면(512, 1404)은 흐름관의 축선방향 중심을 향해 테이퍼링되어 있다. 밸런스 바의 내주면(505, 1404)은 커넥팅 링의 테이퍼 매칭 내주면을 구비한다. 커넥팅 링은 조립체가 실온에 있는 경우 흐름관과 밸런스 바 사이의 공간으로 부분적으로만 삽입될 수 있다.

Description

코리올리 유량계의 밸런스 바 및 흐름관에 커넥팅 링을 접합시키는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR BONDING A CONNECTING RING TO A FLOW TUBE AND BALANCE BAR OF A CORIOLIS FLOWMETER}
하나의 흐름관의 코리올리 유량계는 전형적으로 흐름관을 둘러싸는 밸런스 바와, 흐름관에 밸런스 바의 단부를 연결시키는 중간 환형 커넥팅 링을 구비한다. 이 커넥팅 링은 납땜 프로세스에 의해 밸런스 바 및 흐름관에 종종 부착되어, 강성의 영구 연결을 제공한다. 작동 중에 밸런스 바와 물질이 충진된 흐름관이 반대 위상으로 진동하므로, 납땜 조인트의 완전성(integrity)이 중요하다. 이러한 흐름관 진동은 유동하는 물질에 코리올리 가속도를 발생시키는데 필요하고, 밸런스 바의 진동은 진동하는 흐름관의 균형을 맞추는데 필요하다. 커넥팅 링 및 그 납땜 조인트는 흐름관, 커넥팅 링 및 밸런스 바가 일체형의 동역학적으로 균형잡힌 구조물을 형성하는 것을 보장한다. 이 납땜 조인트가 고도의 일치하는 완전성을 구비하지 못 한다면, 진동하는 구조물의 균형은 유량계의 정확성과 더불어 손상될 수있다.
납땜 조인트 내의 결함은 유량계의 수명을 단축시킬 수 있다. 반대로 진동하는 밸런스 바와 물질이 충진된 흐름관 사이의 조인트의 위치는 높은 응력의 영역에 납땜 조인트를 둔다. 또한, 응력은 주기적이고 모든 진동 사이클 마다 신호(sign)를 바꾼다. 결함을 가지거나 불완전한 납땜 조인트는 주기적 응력을 집중시키고 증가시키는 기하학적 형상을 가지는 경향이 있다. 이러한 응력은 심지어 유량계의 피로 균열 및 고장을 야기하는 포인트까지 상승될 수 있다. 따라서, 커넥팅 링 및 납땜이 코리올리 유량계의 성공적인 작동에 임계 요소들을 이루는 것으로 볼 수 있다.
종래의 유량계는 전형적으로, 원통형 밸런스 바가 흐름관 위에 위치되고, 다음에 환형 커넥팅 링이 흐름관 위에 그리고 밸런스 바의 단부들에 위치되는 작동에 의해 납땜되었다. 밸런스 바 및 흐름관에 커넥팅 링을 연결시키는 표면에 납땜 재료가 적용된다. 이후, 이 구조물을 오븐에 넣어 대략 800℃까지 가열시킨다. 모세관 인력(capillary attraction)에 의해 흐름관, 커넥팅 링 및 밸런스 바를 분리하는 작은 유극(clearance) 안으로 납땜 재료가 용융되고 유동된다. 이후, 이 구조물이 냉각되고, 납땜 재료가 고화되어, 밸런스 바, 커넥팅 링 및 흐름관을 포함하는 일체형 구조물을 형성한다.
납땜 프로세스는 흐름관에 대해 유사한 재료가 사용되는 분야들에 상당히 적합하다. 이들 요소들은 납땜 작업에 앞서 기계가공되어, 접합될 표면들 사이에 대략 0.005cm의 최적의 유극(간극(gap))이 존재한다. 이러한 간극은 모세관 인력이 중력을 극복하고, 액체 납땜 재료를 흐름관 및 밸런스 바 아래로 흐르지 않고 간극 안으로 빨아들이기에 충분히 작다. 냉각시키면, 일체형 고형 구조물이 형성된다.
그러나, 종래의 부품 구성을 사용하는 납땜 프로세스는 상이한 열팽창 계수를 가지는 재료를 접합시키기에 매우 적합하지 않다. 이러한 문제는 성능 관계로 흐름관을 티타늄으로 제조할 필요가 있기 때문에 발생한다. 티타늄은 상당히 고가이며 용접 및 제조가 어렵다. 따라서, 경제적인 이유로 스테인레스 강의 밸런스 바가 선호된다. 스테인레스 강은 티타늄에 비해 대략 2배의 열팽창 계수를 가진다. 부품들이 납땜로(brazing furnace)에서 가열될 때, 스테인레스 강의 밸런스 바는 티타늄의 흐름관 및 커넥팅 링보다 2배로 팽창된다. 납땜 온도에서 이러한 차별 팽창은 티타늄 부재와 스테인레스 강 부재 사이의 간극을 개방시켜서, 모세관 인력이 간극 내에 납땜 재료를 유지하기에 충분하지 못하게 한다.
예컨대, 실온에서 0.005cm의 간극을 가지도록 부재들을 기계가공한다고 가정해 보자. 납땜 온도(800℃)에서, 티타늄의 흐름관의 외부와 티타늄의 커넥팅 링의 내부 사이의 간극은 이들 모두가 동일한 양만큼 팽창되기 때문에 그다지 변화가 없다. 그러나, 티타늄의 커넥팅 링의 외부와 스테인레스 강의 밸런스 바의 내부 사이의 간극은 납땜 온도에서 크기가 증가된다. 티타늄은 대략 7.2×10-6cm/cm/℃으로 팽창되는 반면, 스테인레스 강은 대략 16.2×10-6cm/cm/℃로 팽창된다. 따라서, 팽창률의 차(difference)는 9×10-6cm/cm/℃이다. 납땜될 원통형 표면이 2.54cm의직경을 가진다면, 구조물이 800℃의 납땜 온도로 가열될 때, 밸런스 바의 내부면은 커넥팅 링의 외부면 보다 0.0177cm 팽창된다. 차별 팽창에 의해 생성된 간극은 0.005cm의 원래의 유극에 추가되어, 납땜 온도에서 0.023cm의 간극을 생성시킨다. 액체 납땜 재료가 조인트로부터 흘러 나오는 것을 방지하기에 모세관 인력이 충분히 강하지 못하기 때문에, 이러한 0.023cm의 간극은 성공적인 납땜 작업에 적합하지 않다. 또한, 부재들이 극도로 정밀하게 고정되지 못 한다면, 커넥팅 링이 밸런스 바 보어 내의 한쪽으로 이동될 때, 간극은 한 쪽에서 0.46cm가 되고 다른 쪽에서 제로(0)가 될 것이다. 이러한 동심성의 결여는 납땜이 의도된 납땜 표면의 주변 둘레로 부분적으로만 팽창되게 하는 결과를 가져온다. 이 결과, 구조물이 냉각되면 흐름관과 커넥팅 링 사이에 납땜 조인트가 결함을 가지게 된다.
티타늄의 흐름관을 티타늄이 아닌 재료로 이루어진 밸런스 바에 납땜하는 문제를 극복하기 위한 노력이 종래에 계속되었다. 이러한 시도 중에, 요소들을 서로 연결하기 위해 나사산형 납땜면을 사용하는 것이 있다. 그러나, 이러한 시도는 문제를 해결하기에 만족스럽지 못 한데, 그 이유는 부재의 나사산 내기(threading)에 높은 비용이 들고 재료가 여전히 상이한 속도로 팽창해서, 커넥팅 링 상의 외부 나사산이 밸런스 바 상의 내부 나사산에 단단하게 연결되지 않아서 납땜이 부분적으로 될 가능성이 있고 동심성이 손실되기 때문이다.
상술한 이유와 기타 다른 이유들에 대해, 코리올리 유량계 구성의 기술 분야에 있어서, 상이한 열팽창 계수를 가지는 신뢰성있고 저렴한 납땜 재료가 관건이 된다. 특히, 티타늄이 아닌 재료로 이루어진 밸런스 바가 티타늄의 흐름관과 티타늄의 커넥팅 링에 신뢰성있게 납땜되는 일체형 구조물을 제공하기가 어렵다. 상술한 논의에서, 흐름관 및 커넥팅 링은 티타늄으로 이루어지고, 밸런스 바는 스테인레스 강과 같은 재료 또는 보다 높은 열팽창 계수를 가지는 재료로 이루어진다고 가정한다. 흐름관이 티타늄으로 이루어지고 커넥팅 링 및 밸런스 바가 스테인레스 강으로 이루어질 때, 또는 납땜될 어떤 다른 부재가 임의의 다른 부재와 상이한 열팽창 계수를 가질 때, 유사한 문제가 발생된다.
본 발명은 코리올리 유량계용 커넥팅 링에 관한 것이며, 보다 상세하게는 상이한 열팽창 계수를 가지는 코리올리 유량계의 요소들을 접합시킬 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 단일관 코리올리 유량계의 단면도이다.
도 2는 도 1의 코리올리 유량계의 단부도이다.
도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2의 종래의 코리올리 유량계의 흐름관, 커넥팅 링 및 밸런스 바의 부분 단면도이다.
도 5, 도 6 및 도 7은 예시가능한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸런스 바, 커넥팅 링 및 흐름관의 부분 단면도이다.
도 8 및 도 9는 예시가능한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 흐름관, 커넥팅 링 및 밸런스 바의 부분 단면도이다.
도 10 및 도 11은 예시가능한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흐름관, 커넥팅 링 및 밸런스 바의 부분 단면도이다.
도 12는 부분적으로 조립된 코리올리 유량계가 삽입되기 전에 납땜 오븐 안으로 어떻게 장착되는가에 대한 상세도이다.
도 13은 부분적인 조립이후의 도 12의 코리올리 유량계의 상세도이다.
도 14, 도 15 및 도 16은 다른 실시예를 포함하는 코리올리 유량계의 상세도이다.
도 17은 도 5 내지 도 7의 요소들이 구현된 코리올리 유량계를 도시한 도면이다.
본 발명에 의해 제공되는 방법 및 장치에 의해 상술한 문제들 및 이외의 기타 문제들을 해결하고 배경 기술의 진보를 달성한다. 본 발명은, 커넥팅 링이 상이한 재료의 밸런스 바와 흐름관에 저렴하고 신뢰성있게 납땜될 수 있는 기하학적 형상을 가지는 코리올리 유량계에 관한 것이다. 본 발명의 장치 및 방법의 종래의 분야에 있어서, 스테인레스 강과 같은 상당히 높은 열팽창 계수를 가지는 재료로 형성된 밸런스 바에 티타늄의 커넥팅 링이 납땜된다.
티타늄의 커넥팅 링은 티타늄의 흐름관과 방사상 내부 납땜 조인트를 가진다. 이러한 조인트의 커넥팅 링 표면은 흐름관의 외부면과 축선방향으로 평행하다. 즉, 커넥팅 링의 내부 납땜면 및 흐름관의 외부 납땜면은 종래와 마찬가지로 원통형이다. 흐름관 및 커넥팅 링 모두 티타늄으로 형성되어 있기 때문에, 이들은 동일한 열팽창 계수를 가져서, 이들 사이의 납땜 유극 또는 간극은 온도에 의해 변화하지 않는다. 그러나, 스테인레스 강의 밸런스 바는 상당히 높은 열팽창 계수를 가진다. 이러한 열팽창 계수의 차를 수용하기 위해, 커넥팅 링의 테이퍼형 외부면은 밸런스 바의 매칭 테이퍼형 내부면(matching tapered inner surface)과 짝맞춤된다. 커넥팅 링과 밸런스 바의 테이퍼들은 동일한 각도를 이룬다. 두 부재들 모두 흐름관의 축선방향 중심을 향해 증가하는 반경을 가진다.
부재들의 조립체는 납땜로에서 흐름관의 축선과 수직하게 배향될 수도 있다. 이 조립체는 납땜 작업 동안 가열되고, 스테인레스 강의 밸런스 바는 티타늄의 커넥팅 링으로부터 이격되어 팽창된다. 상부 커넥팅 링은 중력 또는 기타 이외의 힘 하에서 강하되고, 흐름관의 축선방향 중심을 향해 아래로 이동된다. 밸런스 바에 대한 커넥팅 링의 축선방향 이동은 테이퍼형 커넥팅 링이 밸런스 바의 내부 테이퍼 안으로 보다 깊이 끼워지게 한다. 이러한 이동은 커넥팅 링의 외부면과 밸런스 바의 내부면 사이의 납땜 간극이 무시될 수 있도록 유지시키고, 따라서, 납땜 조인트 내에 액체 납땜 재료를 유지시키기 충분히 강하도록 모세관력을 유지시킨다. 이러한 축선방향 이동은 또한 커넥팅 링과 밸런스 바의 동심을 유지시킨다.
수직 조립체의 바닥 커넥팅 링도 유사한 방법으로 바닥 밸런스 바 안으로 이동되는 외부 테이퍼를 구비한다. 이러한 납땜 조립체는 바닥 커넥팅 링에 의해 납땜노에서 지지될 수 있다. 이것은, 밸런스 바가 팽창될 때, 상부 커넥팅 링과 밸런스 바의 웨이트가 바닥 커넥팅 링을 바닥 밸런스 바 테이퍼 안으로 보다 밀어 내게 한다.
본 발명의 가능한 예시적인 제 1 실시예에 있어서, 테이퍼의 구성은, 조립체가 가열되면 테이퍼형 커넥팅 링이 밸런스 바 안으로 축선방향으로 삽입될 수 있는 양을 형성한다. 보다 작은 테이퍼 각도는 커넥팅 링이 축선방향으로 보다 이동하게 해서, 간극을 최소화한다. 삽입의 양이 흐름관의 활성 길이와 이에 따른 유량계의 주파수, 밸런스 및 감응도를 결정하므로, 그 양은 임계값이다. 이러한 실시예에서는 매칭 테이퍼들의 정밀한 기계가공이 요구된다. 커넥팅 링이 길이에 비해 작은 방사상 두께를 가지므로, 테이퍼 각도가 작게 유지된다. 테이퍼 각도가 작다는 것은 테이퍼 직경(기계가공 오차)의 작은 변화가 커넥팅 링의 축선방향 위치의 큰 변화를 가져온다는 것을 의미한다.
본 발명의 가능한 예시적인 제 2 실시예에 따르면, 밸런스 바 및 커넥팅 링은 제 1 실시예와 마찬가지로 테이퍼형 납땜면을 가진다. 제 2 실시예에 있어서, 밸런스 바의 각각의 내부 납땜면은 그 축선방향 내단부에 기계가공된 스텝(step)을 구비한다. 이들 스텝들은 납땜 온도에서 밸런스 바 안으로의 커넥팅 링의 축선방향 이동을 제한하고, 흐름관의 활성 부분의 정확한 길이를 위해 제공된다. 제 1 실시예에서와 같이, 밸런스 바는 가열에 의해 커넥팅 링 보다 많이 팽창된다. 이후, 커넥팅 링은 밸런스 바 내부 테이퍼 안으로 이동된다. 이 커넥팅 링은 조립체가 최대 납땜 온도에 도달하기 전에 밸런스 바 스텝에 대해 인접하도록 구성된다. 납땜 온도까지 계속해서 가열되면, 테이퍼들 사이의 간극은 0.002 인치와 같이 납땜을 위한 최적량까지 개방된다. 이러한 스텝은, 활성 흐름관 길이가 테이퍼들의 기계가공 오차와 무관하기 때문에 그 길이를 정확하게 유지하는 것을 보장한다. 제 2 실시예에서는 또한 소정의 납땜 간극이 허용된다.
상술한 2가지의 실시예에 대해, 납땜 후의 조립체의 냉각은 밸런스 바가 티타늄의 흐름관과 티타늄의 커넥팅 링 보다 더 수축하게 한다. 밸런스 바의 보다큰 방사상 수축은 밸런스 바의 테이퍼 안으로 이동되고 납땜되었던 커넥팅 링과 상반된다. 이러한 수축으로 인해, 밸런스 바와 커넥팅 링 사이의 납땜 조인트는 압축 상태에 놓인다. 밸런스 바에 의한 커넥팅 링의 압축은 또한 커넥팅 링과 흐름관 사이의 납땜 조인트를 압축 상태로 놓는다. 이러한 압축은 밸런스 바, 커넥팅 링 및 흐름관 사이의 납땜 조인트를 보다 강하게 한다.
본 발명의 또 다른 대안의 실시예에 따르면, 커넥팅 링과 밸런스 바 사이의 열팽창 차이와, 그리고 커넥팅 링과 흐름관 사이의 열팽창 차이를 보상할 수 있는 구성이 제공된다. 이러한 구성은 커넥팅 링이 흐름관의 열팽창 계수와 밸런스 바의 열팽창 계수의 사이에 있는 열팽창 계수를 가지는 제 3의 재료로 이루어지는 경우에 사용된다. 이러한 흐름관과 밸런스 바의 열팽창 계수 사이의 열팽창 계수를 가지는 재료로 이루어진 커넥팅 링을 사용하면, 여러 부재들 상의 열응력을 균등하게 하고, 납땜된 요소들이 냉각될 때의 정점 열응력을 따라서 감소시킨다는 점에서 유리하다.
이러한 제 3 실시예는 튜브 링이라는 추가의 티타늄의 링을 사용하는데, 이러한 튜브 링은 티타늄의 흐름관을 둘러싸고 거기에 납땜된다. 이러한 튜브 링은 커넥팅 링의 테이퍼형 내경과 매칭되는 테이퍼형 외경을 구비한다. 커넥팅 링은 또한 상술한 실시예와 마찬가지로 밸런스 바의 테이퍼형 내경에 대응하는 테이퍼형 외경을 구비한다.
커넥팅 링의 내부 및 외부 상의 테이퍼들은 열팽창 계수의 차이와 관련된다. 커넥팅 링이 외부 테이퍼 및 내부 테이퍼 모두에 대해 하나의 거리로 축선방향으로만 이동할 수 있기 때문에, 테이퍼들 사이의 관계가 필요하다. 커넥팅 링과 흐름관 사이의 열팽창 계수의 차가 커넥팅 링과 밸런스 바 사이의 열팽창 계수의 차와 동일하다면, 내부 및 외부 테이퍼 각도가 동일하게 될 수 있다. 밸런스 바와 커넥팅 링 사이의 열팽창 계수의 차가 커넥팅 링과 흐름관 사이의 열팽창 계수보다 크다면, 커넥팅 링의 외부 테이퍼 각도는 커넥팅 링의 내부 테이퍼 각도보다 크게 될 것이다. 커넥팅 링의 내부 및 외부 테이퍼 각도는, 납땜 온도에서 납땜 간극 모두가 최적의 크기가 되도록 구성된다. 이러한 제 3 실시예는 활성 튜브 길이 및 납땜 간극을 보다 잘 제어하도록 밸런스 바 테이퍼의 내단부에 스텝을 구비할 수 있다.
본 발명에 따르면, 흐름관, 이 흐름관을 둘러싸는 커넥팅 링, 및 주변 밸런스 바를 포함하는 조립체는 수직으로 배향된 흐름관의 일단부(one end)를 테이퍼형 커넥팅 링 및 밸런스 바와 함께 지지 기부 안으로 삽입시킴으로써 본 발명에 따라 수직으로 배향되고 납땜된다. 이러한 기부는 하부 커넥팅 링에 의해 조립체를 지지한다. 상부 커넥팅 링 상에는 흐름관의 상단부를 수용하게 되는 중심 개구부를 갖춘 웨이트가 위치된다. 기부 지지물, 유량계 조립체, 및 상부 웨이트를 포함하는 전체 구조물은 납땜 오븐내에 위치되고, 납땜 재료가 납땜될 조인트에 인가된다. 전체 조립체는 납땜 온도까지 가열되는데, 이러한 납땜 온도에서 스테인레스 강의 밸런스 바는 커넥팅 링 및 흐름관 보다 상당히 많이 팽창된다. 이러한 팽창은 조립체의 상단부 상의 웨이트가 밸런스 바 안으로 테이퍼형 커넥팅 링을 요구되는 양만큼 가압하게 한다. 납땜 재료는 결합되는 표면들 안으로 유동한다. 이제,냉각되면, 커넥팅 링의 내부면과 흐름관(및/또는 튜브 링)의 외부면의 접합부 뿐만 아니라, 밸런스 바의 내부면과 커넥팅 링의 외부면의 접합부를 포함하는 표면들이 접합된다. 또한, 스테인레스 강의 밸런스 바에 의해 발생되는 압축력에 의해 납땜면들이 함께 유지되는데, 스테인레스 강의 보다 높은 열팽창 계수는 티타늄의 커넥팅 링 및 흐름관을 방사상으로 압축시킨다. 커넥팅 링 및 흐름관은 스테인레스 강에 의해 발생된 압축력과 상반된 힘들을 발생시킨다.
따라서, 본 발명의 방법 및 장치는 단순하고 저렴한, 흐름관, 커넥팅 링, 및 상이한 재료로 이루어진 밸런스 바의 납땜을 제공함으로써, 배경 기술의 진보를 달성한다.
본 발명의 하나의 양상에 따른 코리올리 유량계는,
흐름관과,
상기 흐름관이 통해서 연장되는 중심 개구부를 구비하는 커넥팅 링 수단과,
상기 흐름관과 동축선을 가지고 상기 흐름관의 축선방향 부분을 에워싸는 관형 밸런스 바와,
상기 커넥팅 링 수단의 적어도 일부분과 동축선을 가지고 이를 에워싸는 상기 밸런스 바의 축선방향 단부와,
상기 흐름관의 외주면(outer circumferential surface)에 결합된 상기 커넥팅 링 수단의 내주면(inner circumferential surface)과,
상기 흐름관의 축선방향 중심에 대해 제 1 방향으로 반경이 감소되면서 테이퍼링(tapering)되어 있는 상기 커넥팅 링 수단의 외주면을 포함하며,
상기 밸런스 바의 상기 단부의 내주면은 상기 커넥팅 수단의 상기 테이퍼와 매칭되는 테이퍼를 가지며,
상기 밸런스 바의 상기 단부의 상기 테이퍼형 내주면은 상기 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼형 외주면에 접합 재료에 의해 부착되어 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 상기 커넥팅 링 수단은 제 1 커넥팅 링 및 제 2 커넥팅 링을 포함하며,
상기 제 1 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼형 외주면은 상기 밸런스 바의 제 1 단부의 상기 테이퍼형 내주면에 접합되어 있으며,
상기 제 2 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼형 외주면은 상기 밸런스 바의 제 2 단부의 상기 테이퍼형 내주면에 접합되어 있다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 접합 재료는 납땜 재료이다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 흐름관과 상기 밸런스 바는 상이한 열팽창 계수를 가진다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 흐름관이 가지는 열팽창 계수보다 크다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 제 1 방향은 상기 흐름관의 축선방향 중심을 향해 감소하는 반경을 가진 테이퍼를 형성한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 제 1 방향은 상기 흐름관의 축선방향 중심을 향해 증가하는 반경을 가진 테이퍼를 형성한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 상기 흐름관과 상기 밸런스 바사이의 상이한 팽창 계수를 수용하도록 스프링 수단에 의해 서로 연결된 축선방향 단부를 가지는 제 1 밸런스 바 세그먼트와 제 2 밸런스 바 세그먼트를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 기다란 일체형 부재를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 흐름관의 상기 외주면은 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 내주면에 접합 재료에 의해 부착되어 있다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 접합 재료는 납땜 재료를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링은 상기 흐름관의 열팽창 계수와 동일한 열팽창 계수를 가진다.
본 발명의 다른 양상에 따른 코리올리 유량계는, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링이 상기 밸런스 바 안으로 축선방향으로 삽입될 수 있는 양을 제한하도록 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 축선방향 내단부와 결합되는 상기 밸런스 바의 상기 테이퍼형 내주면상의 스텝을 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 코리올리 유량계는 상기 흐름관과 동축선이고 이를 둘러싸는 제 1 및 제 2 환형 튜브 링을 더 포함하며,
상기 흐름관의 상기 외주면은 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링 각각의 내주면에 접합 재료에 의해 부착되며,
상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링 각각의 외주면은 상기 흐름관의 상기 축선방향 중심을 향해서 축선방향으로 반경이 증가되면서 테이퍼링 되어 있으며,
상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 내주면은 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링의 테이퍼에 매칭되는 테이퍼와 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해서 방사방향으로 증가되는 직경을 가지며,
상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 내주면은 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링의 상기 외주면에 접합 재료에 의해 부착되어 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 코리올리 유량계는, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링이 상기 밸런스 바 안으로 축선방향으로 삽입될 수 있는 양을 제한하도록 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링 수단의 축선방향 내단부와 결합되는 상기 밸런스 바의 상기 내주면상의 스텝을 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 열 팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링은 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 및 상기 흐름관의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가진다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링과 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링과 상기 밸런스 바는 상이한 열팽창 계수를 가진다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 접합 재료는 납땜 재료를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 흐름관, 커넥팅 링 수단 및 관형 밸런스 바를 구비하는 코리올리 유량계를 조립하는 방법은,
상기 관형 밸런스 바내의 중심 개구부를 통해서 상기 흐름관을 연장시키는 단계와,
상기 밸런스 바의 축선방향 단부가 상기 커넥팅 링 수단의 적어도 일부분과 동축선을 가지고 이를 에워싸도록 상기 커넥팅 링 수단을 위치설정하는 단계와,
상기 흐름관이 상기 커넥팅 링 수단의 중심 개구부를 통해서 연장되고 상기 밸런스 바와 동축선을 가지도록 상기 흐름관을 위치설정하는 단계와,
상기 커넥팅 링 수단의 축선방향 내주면을 상기 흐름관에 결합시키는 단계를 포함하며,
상기 커넥팅 링 수단의 외주면은 상기 흐름관의 축선방향 중심에 대해서 제 1 방향으로 반경이 감소되면서 테이퍼링 되어 있으며,
상기 밸런스 바의 상기 축선방향 단부의 내주면은 상기 커넥팅 수단의 상기 테이퍼와 매칭되는 테이퍼를 가지며,
상기 밸런스 바의 상기 단부의 상기 테이퍼형 내주면이 상기 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼형 외주면에 접합된다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 커넥팅 링 수단은 제 1 커넥팅 링 및 제 2커넥팅 링을 포함하며, 상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 흐름관과 상기 밸런스 바는 상이한 열팽창 계수를 가지며, 상기 납땜하는 단계는 상기 밸런스 바의 제 1 및 제 2 단부의 상기 테이퍼형 내주면을 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 테이퍼형 외주면에 납땜하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 제 1 방향은 상기 흐름관의 중심을 향해서 반경이 감소하는 테이퍼를 형성한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 상기 흐름관보다 큰 열팽창 계수를 가지며, 상기 납땜하는 단계는,
상기 밸런스 바의 상기 제 1 및 제 2 단부의 상기 테이퍼형 내주면을 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의의 상기 테이퍼형 외주면에 납땜하는 단계와,
상기 납땜하는 단계동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 축선방향으로 이동시키는 단계와, 그리고
상기 밸런스 바의 상기 보다 큰 열팽창 계수가 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링과 상기 흐름관에 대항해서 방사방향 압축력을 발생하도록 상기 납땜된 면을 냉각하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 결합시키는 단계는 상기 흐름관의 상기 외주면을 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 내주면에 접합시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지고, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링은 상기 흐름관의 팽창 계수와 동일한 팽창 계수를 가지며,
상기 접합시키는 단계는,
상기 흐름관의 상기 외주면을 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 내주면에 납땜하는 단계와, 그리고
상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기제 1 및 제 2 커넥팅 링을 축선방향으로 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 방법은, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링이 상기 밸런스 바 안으로 축선방향으로 삽입될 수 있는 양을 제한하도록 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링 수단의 축선방향 내단부와 결합하는 상기 밸런스 바의 상기 테이퍼형 내주면상의 스텝을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 제 1 및 제 2 환형 튜브 링은 상기 흐름관과 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 결합하며,
상기 방법은, 상기 흐름관의 상기 외주면을 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링 각각의 내주면에 접합시키는 단계를 더 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링 각각의 외주면은 상기 흐름관의 상기 축선방향 중심을 향해서 축선방향으로 반경이 증가되면서 테이퍼링 되어 있으며,
상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 내주면은 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링의 테이퍼에 매칭되는 테이퍼와 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해서 방사방향으로 증가하는 직경을 가지며,
상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 테이퍼형 내주면을 상기 제 1 및 제 2환형 튜브 링의 상기 테이퍼형 외주면에 접합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함하며,
상기 방법은, 상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 축선방향으로 이동시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 방법은, 상기 납땜하는 단계 동안 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링이 상기 밸런스 바로 축선방향으로 삽입될 수 있는 양을 제한하도록 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링 수단의 축선방향 내단부와 결합하는 상기 밸런스 바의 상기 내주면상의 스텝을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링은 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링과 상기 흐름관의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며,
상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함하며,
상기 방법은, 상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 축선방향으로 이동시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링, 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링과 상기 밸런스 바는 상이한 열팽창 계수를 가지며,
상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함하며,
상기 방법은, 상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 축선방향으로 이동시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 방법은, 상기 흐름관의 제 1 단부가 기부의 리세스로 연장하도록 상기 흐름관과 상기 밸런스 바를 방위설정하는 단계와,
상기 커넥팅 링의 외단부가 상기 밸런스 바의 단부들을 축선방향으로 지나서 연장하도록 상기 흐름관과 동심이고 상기 밸런스 바의 제 1 및 제 2 단부내에 축선방향으로 적어도 부분적으로 배치시키는 단계와,
상기 밸런스 바와 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링에 공통인 표면의 접합부와 상기 커넥팅 링과 상기 흐름관에 공통인 접합부의 축선방향 말단에 인접하게 납땜 재료를 배치시키는 단계와,
매스가 상기 밸런스 바와 맞물린 상태로 축선방향으로 상기 커넥팅 링을 압착하는 힘을 상기 커넥팅 링상에 작용하고, 그리고 나서 상기 커넥팅 링의 외단부가 상기 밸런스 바의 단부를 축선방향으로 지나서 연장하도록 상기 흐름관의 제 2단부상에 중심 리세스를 가진 매스를 배치시키는 단계와,
상기 밸런스 바와 상기 커넥팅 링과 상기 흐름관을 납땜 온도로 가열하는 단계와, 그리고
상기 밸런스 바의 보다 큰 열팽창 계수가 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링과 상기 흐름관에 대항해서 방사방향 압축력을 발생하도록 상기 납땜된 면을 냉각하는 단계를 더 포함하며,
상기 납땜 온도는 상기 커넥팅 링이 상기 밸런스 바를 상기 밸런스 바내에 축선 내향으로 이동할 수 있게 상기 밸런스 바를 방사방향으로 팽창하기에 효과적이다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 축선방향으로 분리된 제 1 및 제 2 세그먼트를 포함하며,
상기 방법은, 상기 흐름관과 상기 밸런스 바 세그먼트 사이의 상이한 열팽창 계수를 수용하도록 상기 밸런스 바 세그먼트의 각각의 축선방향 내단부 사이로 스프링 수단을 연결하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 제 1 방향은 상기 흐름관의 중심을 향해서 반경이 증가하는 테이퍼를 형성한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 상기 흐름관보다 열팽창 계수를 가지며, 상기 접합시키는 단계는,
상기 제 1 및 제 2 밸런스 바의 단부의 상기 테이퍼형 내주면을 상기 제 1 및 제 2커넥팅 링과 납땜하는 단계와,
상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해서 상기 밸런스 바의 제 1 및 제 2 단부를 축선방향으로 이동시키는 단계와,
상기 밸런스 바의 보다 큰 열팽창 계수가 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링과 상기 흐름관에 대항해서 방사방향 압축력을 발생하도록 상기 납땜된 면을 냉각하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 열팽창 계수보다 더 큰 열팽창 계수를 가지며 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링은 상기 흐름관의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며,
상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함하며,
상기 방법은, 상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기 밸런스 바의 상기 제 1 및 제 2 단부를 축선방향으로 이동시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서, 상기 밸런스 바는 축선방향으로 분리된 한 쌍의 세그먼트를 포함하며, 상기 방법은,
상기 흐름관의 제 1 단부를 상기 제 1커넥팅 링의 중심 개구부를 통해서 연장하는 단계와,
상기 흐름관의 제 2 단부를 상기 제 2 커넥팅 링의 중심 개구부를 통해서 연장하는 단계와,
상기 제 1 및 제 2커넥팅 링을 상기 흐름관에 부착하는 단계와,
상기 흐름관의 상기 제 1 단부 및 상기 제 1 커넥팅 링을 제 1 밸런스 바 세그먼트를 통해서 연장시키는 단계와,
상기 흐름관의 상기 제 2 단부와 상기 제 2 커넥팅 링을 제 2 밸런스 바 세그먼트를 통해서 연장시키는 단계와,
상기 흐름관과 상기 밸런스 바 세그먼트에 인접한 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 축선방향 말단에 인접해서 납땜 재료를 배치시키는 단계와,
상기 밸런스 바와 상기 흐름관의 축선방향 중심을 향해서 상기 밸런스 바 세그먼트를 압착하는 힘을 상기 밸런스 바 세그먼트상에 작용하는 단계와,
상기 밸런스 바 세그먼트와 상기 커넥팅 링과 상기 흐름관을 납땜 온도로 가열하는 단계와,
상기 밸런스 바 세그먼트의 보다 큰 열팽창 계수가 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링과 상기 흐름관에 대항해서 방사방향 압축력을 발생하도록 상기 납땜된 면을 냉각하는 단계를 더 포함하며,
상기 납땜 온도는 상기 밸런스 바 단부 세그먼트를 상기 밸런스 바와 상기 흐름관의 상기 축선방향 중심을 향해 축선 내향으로 이동할 수 있게 상기 밸런스 바를 방사방향으로 팽창하기에 효과적이다.
본 발명의 다른 양상은 상기 코리올리 유량계를 조립하는 방법이며, 상기 방법은,
상기 관형 밸런스 바내의 중심 개구부를 통해서 상기 흐름관을 연장하는 단계와,
상기 밸런스 바의 축선방향 단부가 상기 커넥팅 수단의 적어도 일부분과 동축선을 가지고 이를 에워싸도록 상기 커넥팅 링 수단을 위치설정하는 단계와,
상기 흐름관이 상기 커넥팅 링 수단의 중심 개구부를 통해서 연장되고 상기 밸런스 바와 동축선을 가지도록 상기 흐름관을 위치설정하는 단계와,
상기 커넥팅 링 수단의 축선방향 내주면을 상기 흐름관에 결합시키는 단계와,
상기 밸런스바의 상기 테이퍼형 내주면을 상기 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼형 외주면에 접합시키는 단계를 포함하며,
상기 커넥팅 링 수단의 상기 외주면은 상기 흐름관의 축선방향 중심에 대해서 반경이 감소하도록 제 1 방향으로 테이퍼링 되어 있으며,
상기 밸런스 바의 상기 축선방향 단부의 상기 내주면은 상기 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼와 매칭되는 테이퍼를 가진다.
도면과 관련하여 기재된 다음의 상세한 설명을 읽으면 상술한 본 발명의 장점 및 특징을 보다 잘 이해하게 될 것이다.
도 1 및 도 2의 상세한 설명
도 1은 밸런스 바(102) 및 흐름관(101)을 둘러싸는 케이스(106)를 구비하는 종래의 유량계(100)의 단면도이다. 흐름관(101)의 단부들은 케이스(106)의 단부(107, 108)를 넘어 플랜지(도시 안됨)로 돌출되는데, 이러한 플랜지는 유량계(100)를 물질 유동이 측정되는 도관에 연결되게 할 수 있다. 도전체(122, 123, 124)에 의해 유량계(100)에 계측 전자부품(125)이 연결되어, 유량계의 작동을 제어하고 픽 오프(pick offs)(속도 센서)(LPO 및 RPO)로부터 출력 신호를 수신한다. 계측 전자부품은 수신된 정보를 처리하고, 물질 유동을 나타내는 출력 정보를 도전체(126)를 통해 응용 회로(도시 안됨)에 전송한다. 계측 전자부품은 경로(123) 상으로 구동기(D)에 신호를 인가하는데, 이 구동기(D)는 널리 공지된 방법으로 흐름관(101) 및 밸런스 바(102)를 반대 위상으로 진동시킨다. 물질 유동으로 인한 흐름관(101)의 진동은 흐름관(101) 내에 코리올리 반응을 야기시킨다. 코리올리 반응의 진폭(amplitude)은 물질 유동을 나타내며, 픽 오프(LPO 및 RPO)에 의해 검출된다. 픽 오프(LPO 및 RPO)는 경로(122, 124)를 통해 계측 전자부품(125)에 출력신호를 전송하는데, 이러한 계측 전자부품(125)은 2개의 픽 오프의 출력 신호 사이의 위상 차(phase difference)를 결정한다. 이러한 위상 차는 유량에 비례한다.
도 2는 도 1의 2-2선을 따라 취한 종래의 유량계(100)의 단면의 단부도이다. 케이스(106)가 관형 밸런스 바(102)를 둘러싸며, 이 밸런스 바(102)가 차례로 흐름관(101)을 둘러싼다. 커넥팅 링(103)은 중앙부를 구비하는데, 이 중앙부를 통해 흐름관(101)이 돌출한다. 커넥팅 링(103)의 외주(outer circumference)는 밸런스 바(102)의 내부 부분에 연결된다. 커넥팅 링(104)은 커넥팅 링(103)과 유사하다.
도 3 및 도 4의 상세한 설명
도 3 및 도 4는 밸런스 바(102)와, 커넥팅 링(103)과, 그리고 흐름관(101) 사이의 납땜 작업(brazing operation)에 대한 관련성을 보다 상세히 개시한다. 도 3은 커넥팅 링(103)과 밸런스 바(102) 사이의 간극(301)과, 그리고 커넥팅 링(103)과 흐름관(101) 사이의 간극(302)을 도시한다. 이들 간극은 대략 0.005cm이며 여러 이유로 존재한다. 이들 요소들을 조립하는데 이용되는 기계의 허용 오차는 조립체를 조립하는데 간극을 필요로 한다. 이들 간극은 납땜 과정에도 사용되어, 조인트 안으로 액체 납땜 재료를 삽입시킨다. 이들 간극은 명확한 도시를 위해 과장되어 있다. 이들 간극은 실제로 사람의 눈으로 거의 인식할 수 없다.
도 3에 도시된 간극들은 밸런스 바(102), 커넥팅 링(103) 및 흐름관(101)에 대해 유사한 재료를 가지는 코리올리 유량계에 적용된다. 이러한 유량계가 납땜 온도로 가열되면, 요소들 모두가 동일한 열팽창 계수를 가지고 동일 속도로 팽창하므로 이들 간극은 거의 동일한 크기를 유지한다. 간극(301, 302)은 유량계가 납땜을 포함해서 경험하게 될 수 있는 모든 정상 온도에 대해 0.005cm를 유지한다.
이러한 간극은 납땜 과정에 대해 요구되는 간극과 일치한다. 따라서, 유사한 재료로 이루어진 도 3의 유량계는 용이하게 납땜될 수 있다.
도 4는 다른 요소들 보다 높은 열팽창 계수를 가지는 밸런스 바를 구비하는 코리올리 유량계에서의 이들 요소 사이의 납땜 온도에서의 간극을 도시한다는 점을 제외하고는 도 3과 유사하다. 도 3과 마찬가지로, 도 4의 유량계는 실온에서 0.005cm의 간극을 구비한다. 도 4의 유량계에서, 흐름관(101) 및 커넥팅 링(103)은 낮은 열팽창 계수를 가지는 티타늄으로 이루어지는 것으로 가정한다. 밸런스 바(102)는 상대적으로 상당히 높은 열팽창 계수를 가지는 스테인레스 강과 같은 재료로 이루어진다. 도 4에서, 흐름관(101) 및 커넥팅 링(103)이 모두 티타늄으로 이루어지는 것으로 가정되고 방사상으로 동일 양만큼 팽창되기 때문에, 간극(302)은 0.005cm의 공칭 폭에서 유지된다. 그러나, 스테인레스 강의 밸런스 바(102)는 티타늄의 흐름관(101) 및 커넥팅 링(103) 보다 방사상으로 더 팽창된다. 이로 인해, 밸런스 바(102)의 보다 큰 열팽창 계수 때문에 간극(301)이 증가된다. 간극(301)은, 납땜하는 동안, 도 4에 도시된 바와 동일하게 0.023로 된다. 커다란 간극을 가지고서는 납땜 재료를 간극(301) 안으로 끌어 당기고 거기에서 유지시키기에 모세관 인력이 충분히 강하지 못하므로, 0.023cm의 간극은 납땜 작업을 위해 적합하지 않다. 대신에, 납땜 재료는 불균일하게 유동하고 흐름관 또는 밸런스 바 아래로 흘러갈 수도 있다. 납땜 재료는 납땜되지 않은 표면의 부분들을 남겨서 납땜 조인트가 결함을 가지게 한다.
도 5, 도 6 및 도 7의 상세한 설명
도 5 및 도 6은 본 발명의 가능한 예시적인 제 1 실시예를 구현하는 코리올리 유량계 구조물을 도시한다. 이 구조물은 테이퍼형 티타늄 커넥팅 링(503)이, 훨씬 더 높은 열팽창 계수를 가지는 스테인레스 강과 같은 재료로 이루어진 밸런스 바(502)와 티타늄 흐름관(101)에 납땜될 수 있게 한다. 흐름관(101) 및 커넥팅 링(503)은 티타늄 또는 보다 낮은 열팽창 계수를 가지는 재료로 이루어지는 것이 유리하다. 흐름관(101)은 도 3 및 도 4에 도시된 흐름관(101)과 유사하다. 밸런스 바(502)는 스테인레스 강 또는 비교적 높은 열팽창 계수를 가지는 다른 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 밸런스 바(502)의 표면(505)은 테이퍼링되고, 밸런스 바(502)의 내부면과 커넥팅 링(103)의 외부면 사이에 하나의 부재의 접합부(510)를 포함한다. 이러한 점을 제외하고, 다른 점에서 밸런스 바(502)는 도 3 및 도 4의 밸런스 바(502)와 유사하다. 티타늄의 커넥팅 링(503)은 외주면을 가지는데, 이 외주면(512)은 밸런스 바(502)의 상부 부분의 내부면(505) 상의 테이퍼와 짝맞춤되도록 안쪽으로 테이퍼링되어 있다. 밸런스 바(502)는 도 17의 코리올리 유량계에 대해 도시된 바와 같이 하나의 일체형 구조물일 수도 있거나, 대안으로, 도 12 및 도 13에 도시된 코리올리 유량계의 요소(1240)와 유사한 스프링 구조물에 의해 분리된 복수의 세그먼트를 가지는 밸런스 바의 일부분일 수도 있다.
도 5는 실온 상태에서의 이들 요소들을 나타낸다. 도시된 바와 같이 흐름관(101)과 밸런스 바(502) 사이에 하방으로 커넥팅 링(503)이 삽입되어 있다. 커넥팅 링(503)의 테이퍼형 표면(512)은, 커넥팅 링(503)의 표면(512)이 밸런스 바(502)의 테이퍼형 내부면(505)과 편안하게 맞물리는 곳에 그 표면(504)이 위치할 때까지 커넥팅 링(503)이 하방으로 삽입되게 한다. 종래 기술의 커넥팅 링(503)의가열 단부면(507)이 밸런스 바(502)의 단부면(509) 위에 있다. 또한, 커넥팅 링(503)의 하부 단부면(504)은, 커넥팅 링 외부 납땜면(512)이 밸런스 바 내부 납땜면(505)과 완전히 맞물리도록 납땜 온도에서 커넥팅 링(503)의 표면(504)이 이동되어야 하는 위치를 나타내는 위치(508)로부터 떨어져 이격되어 있다. 도면부호 510은 커넥팅 링(503)의 외부면(512)과 밸런스 바(502)의 테이퍼형 내부면(505)의 접합부를 나타낸다. 흐름관(101)과 커넥팅 링(503)의 실제 공간은 도 3 및 도 4에서 간극(301)으로 과장되어 도시된 바와 같이 대략 0.005cm이다. 밸런스 바(502)가 이러한 표면을 따라 커넥팅 링(503)을 지지하고 있기 때문에 커넥팅 링(503)과 밸런스 바(502) 사이의 간극은 무시할 수 있다. 간극이 감소하면서 모세관력이 상승하기 때문에 납땜 재료가 용이하게 끌어 당겨진다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 커넥팅 링의 내부면과 흐르관의 외부면 사이의 0.005cm 공간은 인간의 눈으로 인지될 수 없다. 그러나, 이 공간은 납땜 프로세스 동안 납땜 재료(506)가 용융되어 유동할 수 있게 하여, 흐름관(101)의 외부면에 커넥팅 링(503)의 내부면을 접합시킨다.
도 6은 온도가 대략 800까지 상승되는 납땜 작업을 받을 때 도 5의 요소들의 상태를 도시한다. 온도가 상승하면서, 스테인레스 강의 밸런스 바(502)는 티타늄 커넥팅 링(503) 및 흐름관(101)에 비해 방사상으로 훨씬 더 팽창된다. 이러한 팽창은 커넥팅 링(503) 및 흐름관(101)으로부터 밸런스 바(502)를 방사상으로 잡아 당기기를 시도한다. 그러나, 밸런스 바(502)가 방사상으로 팽창함에 따라, 테이퍼형 커넥팅 링(503)은 도 6에서 하방으로 이동하여 접촉을 유지한다. 조립체가 필요한 납땜 온도에 도달할 때 도 6에 도시된 위치를 추정할 때까지 이러한 커넥팅 링(503)의 하방 이동은 계속된다. 납땜 온도에서 도면부호 501의 간극은 0.05cm 방사상 간격이 유지되고, 도면부호 502의 간극은 밸런스 바가 커넥팅 링을 여전히 지지하고 있기 때문에 무시가능하다. 납땜 재료(506)는 납땜 온도에서 용융되고 접합부(501, 510)의 간극 안으로 끌려 들어간다. 납땜 재료는 상당히 강한 모세관력으로 인해 무시가능한 간극(510) 안으로 채워진다. 이후, 유량계는 냉각되고 납땜 오븐으로부터 제거된다. 커넥팅 링(503)은 이제 흐름관(101) 및 밸런스 바(502)에 의해 접합된다.
도 7은 납땜 및 냉각 프로세스 이후에 유량계 요소의 과장된 상태를 나타낸다는 것을 제외하고는 도 6과 유사하다. 스테인레스 강의 밸런스 바가 티타늄의 흐름관 및 커넥팅 링 보다 더 수축되기를 시도함에 따라, 납땜 후에 이들 요소들의 냉각은 배런스 바(502)가 커넥팅 링(503) 및 흐름관(101) 상에 커다란 반경방향 힘을 부과하게 한다. 이러한 힘은 점선(703)을 따라 안쪽으로 흐름관(101)을 경미하게 변형시키고, 도 7의 점선(702, 704)으로 나타낸 바와 같이 바깥쪽으로 밸런스 바(502)의 단부 테이퍼형 부분을 편향시킨다. 이러한 변형은 도 7에서 과장되어 있다. 실제로, 이러한 변형은 경미하고 유량계의 신뢰성 또는 작동의 정확성에 역효과를 주지 않는다.
도 8 및 도 9의 상세한 설명
도 8 및 도 9는 밸런스 바(802), 흐름관(101), 및 이들 밸런스 바와 흐름관 사이의 커넥팅 링(803)의 부분 단면도이다. 도 8의 구조물은 밸런스 바(802)의 내부면에 대해 스텝 요소(808)의 추가를 제외하고는 도 5 내지 도 7과 유사하다.
도 8은 납땜 이전에 이들 요소들의 실온 상태를 나타낸다. 도 9는 고온 납땜 작업 및 연속되는 냉각 동안 이들 요소들의 상태를 도시한다. 흐름관(101) 및 커넥팅 링(803)은 티타늄으로 이루어지고 동일한 열팽창 계수를 가진다. 밸런스 바(802)는 스테인레스 강과 같은 보다 높은 열팽창 계수를 가지는 재료로 이루어진다. 커넥팅 링(803) 및 밸런스 바(802)는 그들의 접합부를 따라 도면부호 805에 매칭 테이퍼를 구비한다. 커넥팅 링과 흐름관 사이의 접합부가 요소(801)이다.
도 8은 납땜하기 전의 이들 요소들의 실온 상태를 나타낸다. 테이퍼형 커넥팅 링(803)은 도시된 위치로만 도 8에서 아래로 연장되는데, 이 위치에서 커넥팅 링의 상부면(807)은 밸런스 바의 단부면(809) 위에 있다. 또한, 커넥팅 링의 바닥면(804)은 밸런스 바(802)의 내부면 안으로 기계가공된 스텝(808) 위에 있다. 스텝(808)은 경계(limit)를 형성하는데, 커넥팅 링(803)은 도 8에 도시된 바와 같이 그 위치로부터 하방으로 경계로 이동한다. 접합부(801)는 대략 0.005cm의 방사상 폭을 구비하는 간극을 형성한다. 밸런스 바(802)가 커넥팅 링(803) 을 지지하기 때문에, 커넥팅 링(803)과 밸런스 바(802) 사이의 접합부(805)의 간극은 무시가능하다. 커넥팅 링(803)의 테이퍼형 외주면이 요소(815)이다. 밸런스 바(802)의 단부(end portion)의 테이퍼형 내주면이 요소(816)이다.
도 9는 고온의 납땜 작업 동안 이들 요소들의 상태를 도시한다. 이들 요소들을 가열하면, 스테인레스 강의 밸런스 바(802)가 티타늄의 커넥팅 링(803) 및 티타늄의 흐름관(101)보다 바깥쪽으로 보다 팽창하게 된다. 스테인레스 강의 밸런스(802)의 이러한 팽창은 그 바닥면(804)이 스텝(808)과 맞물릴 때까지 테이퍼형 커넥팅 링(803)이 아래로 이동할 수 있게 한다. 커넥팅 링의 하방 운동이 스텝(808)에 의해 중지된 후, 밸런스 바는 정점 납땜 온도에서 0.005cm와 같은 최적의 폭의 간극이 생성될 때까지 온도에 의해 계속해서 팽창된다. 납땜 재료(806)가 용융되고 아래로 끌려들어 가서, 접합부(802, 801)의 전체를 채운다. 이러한 구조물은 납땜 작업 다음에 실온으로 냉각된다. 도 9의 코리올리 유량계 요소들은 도 7의 유량계 요소들에 대해 도시된 바처럼 동일한 응력을 받게 되고, 도 7에 도시된 편향부(702, 704)와 동일한 편향부를 가지며, 흐름관의 내부의 최소 침하부(depressions; 703)와 동일한 침하부를 가진다. 이들 응력들은 도 7에 도시된 바들과 모두 유사하기 때문에 도 8 및 도 9의 실시예에 대한 별개의 도면 상에 도시되어 있지 않다. 도 8 및 도 9의 요소들을 구현하는 부분적으로 조립된 코리올리 유량계가 도 17에 도시되어 있는데, 도 17에는 밸런스 바의 내부면 상에 스텝 요소(808)가 없다. 원한다면, 도 17의 밸런스 바는 그 내부면 상에 스텝 요소(808)를 포함할 수 있도록 될 수도 있다.
도 10 및 도 11의 상세한 설명
테이퍼형 커넥팅 링(1003)은 티타늄의 흐름관(101)의 낮은 열팽창 계수와 스테인레스 강의 밸런스 바(1502)의 높은 열팽창 계수 사이에 해당하는 열팽창 계수를 가지는 재료로 이루어질 수 있다. 이러한 재료는 연강(mild steel), 하스텔로이(hastelloy), 또는 그레이드 430 스테인레스 강(grade 430 stainless steel)과 같은 오스테나이트 스테인레스 강일 수 있다. 각각의 납땜 조인트를 가로질러 열팽창 계수의 차이가 보다 낮기 때문에 중간의 열팽창 계수를 가지는 커넥팅 링을 사용하면 유리하다. 이로써, 납땜 후에 조립체 내에서는 잔류 응력이 낮다.
도 10 및 도 11은 중간의 열팽창 계수를 가지는 재료로 이루어진 커넥팅 링을 가지는 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한다. 이 제 3 실시예는 흐름관(101), 이 흐름관(101)을 둘러싸는 튜브 링(1007)이라고 하는 추가의 요소, 테이퍼형 커넥팅 링(1020) 및 밸런스 바(1002)를 포함한다. 흐름관(101) 및 튜브 링(1007) 모두는 티타늄으로 이루어지며, 동일한 열팽창 계수를 가진다. 커넥팅 링(1003)은 430 합금 스테인레스 강으로 이루어지고, 티타늄의 흐름관 및 튜브 링(1007) 보다 높지만, 스테인레스 합금강(304)으로 이루어진 밸런스 바(1002) 보다 낮은 열팽창 계수를 가진다. 이러한 제 3 실시예는 도 7 및 도 8의 제 2 실시예와 동일한 방법으로 밸런스 바(1002)와 커넥팅 링(1020) 사이의 팽창율의 차이를 보상한다. 그러나, 이러한 제 3 실시예는 커넥팅 링 재료가 티타늄의 흐름관(101) 보다 높은 속도로 팽창한다는 점에서 이전의 실시예와는 상이하다.
커넥팅 링(1020)과 흐름관(101) 사이의 이러한 차별 팽창(differential expansion)은 커넥팅 링(1020)과 밸런스 바(1002) 사이의 차별 팽창과 동일한 방식으로 다루어진다. 커넥팅 링(1003)의 내부면(1008)은 테이퍼를 구비한다. 흐름관(101)의 외부면이 테이퍼를 구비하며 튜브 벽이 지나치게 얇아 지므로, 추가의 부재, 즉 튜브 링(1007)을 필요로 한다. 튜브 링은 티타늄으로 이루어지며, 흐름관과 동일한 속도로 팽창한다. 따라서, 튜브 링과 흐름관 사이의 간극은 0.005cm로 설정될 수 있다. 티타늄의 튜브 링(1007)은 커넥팅 링(1003)의 테이퍼형 내경에 대응하는 테이퍼형 외경을 가진다. 커넥팅 링(1003)은 또한 밸런스 바(1002)의 테이퍼형 내경에 대응하는 테이퍼형 외경을 구비한다. 커넥팅 링(1003)의 내부 및 외부 상의 테이퍼들은 열팽창 계수의 차이에 연관된다. 밸런스 바와 커넥팅 사이의 이러한 열팽창의 차이가 커넥팅 링과 흐름관 사이의 차이보다 크다면, 외부 테이퍼는 내부 테이퍼보다 큰 각도를 가질 것이다. 내부 테이퍼 각도 및 외부 테이퍼 각도는 두 간극이 커넥팅 링의 동일한 축선방향 병진 이동에 의해 결정된다는 사실에 의해 연관된다. 티타늄의 튜브 링(1007)과 430 스테인레스의 커넥팅 링을 제공하면, 티타늄의 흐름관(101)과 스테인레스 강(304)의 밸런스 바(1002) 사이의 열팽창의 차이에 의해 야기되는 응력을 분담하도록 다른 요소를 제공한다는 점에서 유리하다.
도 10은 커넥팅 링(1003)의 상부면(1020)이 밸런스 바(1002)의 표면(1016) 위에 있는 이들 요소들의 냉각 상태를 나타낸다. 유사하게, 커넥팅 링(1003)의 바닥면(1112)은 스텝(1111)으로부터 이격되어 있다. 튜브 링(1007)의 바닥면(1009)은 스텝(1111) 상에 지지된다. 납땜 재료 요소(1006)는 납땜 재료가 용융되는 납땜 작업을 위한 준비로 접합부(1001, 1008, 1004)에 근접하여 위치된다.
도 11은 납땜 재료가 상온으로 되돌아 온 연속하는 상태와 납땜 온도의 이들 요소들의 상태를 나타낸다. 도 11에서 볼 수 있듯이, 밸런스 바는 납땜 작업동안 방사상 외측으로 팽창되어, 커넥팅 링(1003)이 하강하도록 커넥팅 링의 외측상에 룸(room)을 제공한다. 동시에, 커넥팅 링은 그 바닥면(1112)이 스텝(1111)과 맞물릴 때까지 커넥팅 링이 하강하도록 내부에 (보다 작은 양이지만) 룸을 제공한다.스텝(1111) 및 테이퍼들은 납땜 온도에서 납땜 간극이 납땜되는 재료에 대해 모두 최적이 되도록 구성될 수 있다.
도 12의 상세한 설명
도 12는 납땜 작업에 앞서 도 10 및 도 11의 요소들과 유사한 요소들을 구비하는 흐름관(1200)의 상온 상태를 개시한다. 도 10 및 도 11의 밸런스 바(1002)는 도 12의 밸런스 바 세그먼트(1002A, 1002B)에 대응한다. 도 12는 기부(1252)를 포함하는 납땜 고정물(braze fixture)을 또한 도시하는데, 이러한 기부(1252) 상에는 유량계가 위치하며, 또한 납땜 이전에 유량계의 상부 상에 위치되는 웨이트(1251)가 위치한다. 이 웨이트(1251)는 납땜 동안 밸런스 바 세그먼트(1002B)에 대해 하방으로 상부 테이퍼형 커넥팅 링(1003)을 밀어 내는데 필요한 힘을 제공한다. 흐름관(101), 티타늄의 튜브 링(1007), 커넥팅 링(1003), 및 밸런스 바(1002)의 단부는 도 10 및 도 11의 유사하게 지시된 요소들과 대응한다. 밸런스 바 세그먼트(1002B)의 상단부 상에 커넥팅 링(1003) 및 연관된 납땜 요소들이 도시되어 있다. 밸런스 바 세그먼트(1002A)의 바닥에 다른 일련의 유사하게 지시된 요소들이 도시되어 있다.
흐름관(101)의 하단부는 기부(1252) 내의 개구부 안으로 연장된다. 흐름관(101)의 상단부는 웨이트(1251) 내의 중심 개구부 안으로 삽입된다. 웨이트(1251)는 납땜 작업 동안 필요한 하향력을 제공하여, 밸러스 바(1002)의 방사상 팽창에 의해 제공되는 공간 안으로 커넥팅 링(1003)을 압축시킨다. 상부 테이퍼형 커넥팅 링(1003)은 그 바닥면이 스텝(1111)과 맞물릴 때까지 아래로 이동된다. 유량계(1200) 조립체의 웨이트와 웨이트(1251)에 의해 제공된 하향력은 밸런스 바 세그먼트(1002A)의 방사상 팽창에 의해 제공된 공간 안으로 하부 커넥팅 링(1003)을 밀어서, 하부 커넥팅 링(1003)의 단부가 밸런스 바 세그먼트(1002A) 내부의 스텝(1111)과 단단히 결합된다. 밸런스 바 세그먼트(1002B)는 납땜 고정물(1260)의 일부분에 의해 단부(1236)에서 지지된다.
개별의 밸런스 바 세그먼트(1002B, 1002A)는 밸런스 바 세그먼트(1002B)의 하단부(1236)와 밸런스 바 세그먼트(1002A)의 상단부(1237)에 개재하는 스프링 구조물(1240)에 의해 분리된다. 이러한 스프링 구조물은 축선방향으로 구부러지고, 밸런스 바 세그먼트(1002A, 1002B) 사이를 납땜하는 동안 발생하는 축선방향 팽창을 수용한다. 스프링 구조물(1240) 및 그 지지 요소들은 지지 바(1242)를 포함하는데 이러한 지지 바(1242)는 밸런스 바 세그먼트(1002A, 1002B)의 내부 축선방향 말단부(1236, 1237)의 팽창부를 포함한다. 이러한 스프링 구조물(1240)은 스프링 요소(1238)를 더 포함하고, 이 스프링 요소(1238) 각각은, 도 13에 도시된 바와 같이 구동기(D) 및 연관된 코일을 지지하는 구조물(1241, 1241A)에 부착된 외단부와, 그리고 지지 바(1242)에 부착된 내단부를 구비한다. 이 구조물(1241A)은 도 13의 구동기(D)의 질량을 동역학적으로 평형시키는데 사용되는 웨이트(1240A)(도 13)를 또한 지지한다. 홀(1261, 1262)이 도 13의 픽오프(RPO, LPO)를 수용한다.
도 13의 상세한 설명
도 13에는, 납땜 작업 후에 연속해서 도 12의 유량계(1200)에 부착되는 요소들이 도시되어 있다. 이들 요소들은 코일(1244) 및 자석(1246)을 갖춘 구동기, 코일(C) 및 자석을 갖춘 우측 픽오프(RPO) 및 좌측 픽오프(LPO)을 포함한다. 이 때, 유량계(1200)에는 계측 전자부품(1251)이 또한 연결되는데, 이러한 계측 전자부품(1251)은 도전체(1252, 1254)에 의해 픽오프(LPO, RPO)에 연결되고, 도전체(1253)에 의해 구동기(D)에 연결되며, 이 구동기(D)가 흐름관 및 밸런스 바를 역 동상(in-phase opposition)으로 구동시킨다. 픽오프(LPO, RPO)에 의해 제공되는 출력 신호들은 도전체(1252, 1254)를 통해 계측 전자부품(1256)으로 연장되는데, 이러한 계측 전자부품(1256)은 이들 신호를 프로세스하고 물질 유동 정보를 발생시키며, 이러한 물질 유동 정보가 경로(1255)를 통해 이용 회로(도시 안됨)에 인가된다. 계기 케이스 및 플랜지도 도시되어 있지 않다.
도 14, 도 15 및 도 16의 상세한 설명
도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시예를 개시하는데, 이러한 실시예에서, 접합부(1404)의 테이퍼의 슬로프는 커넥팅 링(1403)의 외부면과 밸런스 바 세그먼트(1402A, 1402B)의 내부면을 형성하며, 도 5 내지 도 13의 실시예들을 위해 도시된 바와 상반된다. 도 14는 흐름관(101)과, 이 흐름관(101)을 둘러싸고 상부 세그먼트(1402A) 및 하부 세그먼트(1402B)를 갖춘 밸런스 바를 개시한다. 도 14는 또한, 상부 커넥팅 링(1403)이 밸런스 바 세그먼트(1402A)에 의해 둘러싸이고 하부 커넥팅 링(1043)이 밸런스 바 세그먼트(1402B)에 의해 둘러싸인 2개의 커넥팅 링(1403)을 도시한다. 각각의 밸런스 바 세그먼트의 테이퍼형 내주면과 커넥팅 링(1403)의 테이퍼형 외주면의 접합부가 요소(1404)이다. 각각의 밸런스 바 세그먼트(1402)의 축선방향 외단부는 원형 구멍(aperture; 1413)을 포함하는데, 이러한구멍(1413)을 통해 흐름관(101)이 돌출된다. 이 구멍의 내부 방사상 표면이 요소(1413)이다. 커넥팅 링(1403)의 축선방향 외부 말단과 구멍(1413)의 표면(1412)의 축선방향 내부 말단 사이의 공간이 공극(1411)을 형성한다.
도 14는 밸런스 바 세그먼트, 흐름관, 및 납땜 프로세스의 초기 이전의 커넥팅 링의 상태를 나타낸다. 커넥팅 링(1403)의 둘레면과 흐름관(101)의 외부면에 공통인 접합부(1417) 뿐만 아니라, 커넥팅 링(1403) 및 밸런스 바 세그먼트에 공통인 표면의 접합부(1404)에 위치된 납땜 재료가 요소(1406)이다. 각각의 직각 요소(1407)는 흐름관(101)의 외부면에 용접된 하나의 다리부(leg)와, 커넥팅 링(1403)의 축선방향 말단(1418)을 지지하는 다른 다리부를 구비한다.
도 14는 납땜 작업의 개시 이전의 상술한 요소들의 초기 실온의 상태를 나타낸다. 이들 요소들은, 밸런스 바 세그먼트(1402A)의 하부 개방단 부분 안으로 상부 커넥팅 링(1403)을 삽입함으로써 납땜 이전에 조립된다. 하부 밸런스 바 세그먼트(1402B)의 개방단(1418) 안으로 커넥팅 링(1403)이 삽입된다. 이후, 흐름관(101)의 상단부(111)가 상부 밸런스 바 세그먼트(1402A)의 중심 개구부 안으로 삽입된다. 직각 요소(1407)의 수평 다리부가 상부 커넥팅 링(1403)의 바닥면(1418)과 맞물릴 때까지, 상부 커넥팅 링(1403)의 중앙을 통해 흐름관(101)이 더 삽입된다. 이러한 수평 다리부는 밸런스 바 세그먼트(1402A)를 지지하는 커넥팅 링(1403)의 무제를 지탱한다. 이 때, 공극(1411)이 유지되고, 상부 커넥팅 링(1403)의 상부면(1414)이 밸런스 바 세그먼트(1402A)의 환형면(1412)의 하단부(1416)으로부터 이격되어 유지된다. 전체 상부 조립체는 각도 요소(1407)를통해 흐름관에 의해 지지된다.
도 14의 하부 부분 상에 도시된 요소들은 유사한 방법으로 조립된다. 하부 밸런스 바 세그먼트(1402B)의 중심 개구부 안으로 하부 커넥팅 링(1403)이 삽입되고, 이 하부 커넥팅 링(1403)은 도 14의 하부 부분 상에 도시된 위치로 하방으로 힘을 받는다. 밸런스 바 세그먼트(1402B) 및 커넥팅 링(1403)은 흐름관(101)의 하부 부분(112)을 수용하여, 직각 요소(1407)의 수평 다리부가 하부 커넥팅 링 요소(1403)의 표면(1418)에 대항하여 지탱한다. 이러한 직각 요소에 의해 인가되는 힘은 상부 조립체 및 흐름관의 웨이트로 인한 것이다. 이러한 웨이트는 하부 커넥팅 링(1403)을 도 14에 도시된 위치로 하방으로 힘을 가한다. 하부 밸런스 바 세그먼트는 도 12와 유사한 고정물(1252)에 의해 지지된다. 이 때, 하부 커넥팅 링(1403)의 단부면(1414)이 밸런스 바 세그먼트(1402B)의 중심 개구부(1413)의 표면(1412)의 단부(1416)로부터 이격되어 있으므로, 공극(1411)이 유지된다. 이후, 접합부(1404, 1417)의 축선방향 외부 말단부에 납땜 재료(1406)가 인가된다. 다음에, 도 14의 구조물이 납땜 작업을 받게 된다.
도 15는 납땜 작업에 이어서 유량계 요소들의 상태를 나타낸다. 납땜 작업 동안, 구조물은 대략 800℃로 가열된다. 이것은 스테인레스 강의 밸런스 바 세그먼트(1402A, 1402B)가 티타늄의 흐름관(101) 및 커넥팅 링(1403) 보다 방사상으로 팽창하게 한다. 이러한 차별 팽창은 밸런스 바 세그먼트(1402)가 상부 조립체의 웨이트에 의해 인가되는 힘들에 응답해서 서로를 향해 축선방향으로 이동할 수 있게 한다. 밸런스 바 세그먼트(1402)는 도 15에 도시된 위치로 이동된다. 이 때,커넥팅 링(1403)의 축선방향 단부면(1414)은 표면(1412)의 축선방향 내부 말단부 및 밸런스 바 세그먼트의 축선방향 외단부 내에 형성된 노치와 맞물린다.
축선방향 안쪽으로 밸런스 바 세그먼트(1402A)를 이동시키는데 필요한 추가의 힘은 도 12의 요소(1251)와 유사한 웨이트와 같은 임의의 적합한 수단에 의해 제공될 수도 있다. 이러한 웨이트는 흐름관(101) 위로 위치하여, 밸런스 바 세그먼트(1402A)의 상부면(1409)에 대항하여 지지한다. 이러한 웨이트는 상부 커넥팅 링 요소(1403)의 하부면(1418)에 대해 직각 요소에 의해 인가되는 상향력에 대항하여 하방으로 밸런스 바 세그먼트(1402A)에 힘을 가한다.
도 12의 요소(1252)와 같은 기부 내에 흐름관의 하단부(112)를 위치시킴으로써, 그리고 밸런스 바 세그먼트(1402A)의 상부 단부면(1409)에 하향력을 인가함으로써, 도 15에 도시된 하부 요소들에 필요한 힘들이 인가될 수 있다. 상부 직각 요소(1407) 상에 생성된 하향력은 흐름관(101)에 아래로 힘을 가해서, 하부 요소(1407)의 수평면이 도 15에 도시된 위치로 하부 커넥팅 링(1403)을 아래로 힘을 힘을 가한다.
도 16은 계측 전자부품(1251) 및 스프링 구조물(1238)과 그 연관된 요소들을 갖춘 도 14 및 도 15의 유량계를 도시한다. 이러한 스프링 구조물과 그 자석 및 코일은 납땜 후에 밸런스 바 세그먼트(1402A, 1402B)에 부착된다. 스프링 구조물(1240) 및 계측 전자부품(1251)은 도 13의 실시예에 대해 상술된 바와 동일한 기능을 실행한다.
도 17의 상세한 설명
도 17은 도 12의 기부(1252) 및 웨이트(1251)뿐만 아니라 도 5 내지 도 9의 요소들을 구현하는 코리올리 유량계를 개시한다. 따라서, 도 17의 밸런스 바(1002)는 도 10 내지 도 16의 코리올리 유량계의 세그먼트형 밸런스 바와 구별되듯이 하나의 일체형 유닛이다. 도 17의 코리올리 유량계의 밸런스 바는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 스텝 요소(808)을 포함할 수도 있거나, 원한다면, 스텝 요소를 포함하지 않을 수 있다. 도 17의 구조물은 도 12의 스프링 구조물이 누락된 것을 제외하고는 도 12의 구조물과 유사하다. 또한, 도 12의 세그먼트형 밸런스 바(1002A, 1002B)는 도 17의 하나의 일체형 밸런스 바(502)로 대체된다. 하나의 일체형 밸런스 바는 납땜 작업 동안 국부적인 가열을 받은 흐름관(101) 및 밸런스 바(502)의 단부들에 사용될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같은 세그먼트형 밸런스 바는 납땜 작업 동안 전체 유량계 구조물이 가열되는 응용 분야에 사용되는 것이 유리하다. 이러한 경우에, 흐름관과 세그먼트형 밸런스 바 사이의 차별 열팽창 계수와 연관된 응력을 감소시키는데 중앙 스프링 구조물(1240)이 요구된다.
클레임된 본 발명은 바람직한 실시예의 상세한 설명에 한정되지 않고 다른 변경예 및 대안을 포함한다는 것을 명확히 이해해야 한다. 예컨대, 본 발명이 하나의 곧은관 코리올리 유량계의 일부분을 포함하는 것으로 개시되었지만, 본 발명은 불규칙하거나 곡선의 구성을 가지는 하나 또는 복수의 흐름관 유량계를 포함하는 다른 유형의 코리올리 유량계에 사용될 수도 있음을 이해해야 한다. 본 발명은 티타늄으로 이루어지는 흐름관 및 커넥팅 링과 스테인레스 강으로 이루어지는 밸런스 바에 대해 기술되어 있다. 본 발명은 실제로, 밸런스 바의 열팽창 계수가 흐름관 및 커넥팅 링 및/또는 튜브 링과 같은 다른 요소들과 상이한 다른 재료들을 사용할 수도 있다.

Claims (39)

  1. 흐름관(101)과,
    상기 흐름관이 통해서 연장되는 중심 개구부를 구비하는 커넥팅 링 수단(503, 1003, 1403)과,
    상기 흐름관과 동축선을 가지고 상기 흐름관의 축선방향 부분을 에워싸는 관형 밸런스 바(502, 1402A, 1402B)와,
    상기 커넥팅 링 수단의 적어도 일부분과 동축선을 가지고 이를 에워싸는 상기 밸런스 바의 축선방향 단부(509)와,
    상기 흐름관의 외주면에 결합된 상기 커넥팅 링 수단의 내주면(501, 1417)을 구비하는 코리올리 유량계에 있어서,
    상기 커넥팅 링 수단의 외주면(512, 1404)은 상기 흐름관의 축선방향 중심에 대해 제 1 방향으로 반경이 감소되면서 테이퍼링되어 있으며,
    상기 밸런스 바의 상기 단부의 내주면(505, 1404)은 상기 커넥팅 수단의 상기 테이퍼와 매칭되는 테이퍼를 가지며,
    상기 밸런스 바의 상기 단부의 상기 테이퍼형 내주면은 상기 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼형 외주면에 접합 재료(806)에 의해 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥팅 링 수단은 제 1 커넥팅 링(503, 1403) 및 제2 커넥팅 링(503, 1403)을 포함하며,
    상기 제 1 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼형 외주면(1404, 510)은 상기 밸런스 바의 제 1 단부의 상기 테이퍼형 내주면에 접합되어 있으며,
    상기 제 2 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼형 외주면(1404, 510)은 상기 밸런스 바의 제 2 단부의 상기 테이퍼형 내주면에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 접합 재료는 납땜 재료인 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 흐름관과 상기 밸런스 바는 상이한 열팽창 계수를 가지는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 밸런스 바는 흐름관이 가지는 열팽창 계수보다 큰 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 방향은 상기 흐름관의 축선방향 중심을 향해 감소하는 반경을 가지는 테이퍼(510)를 형성하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 방향은 상기 흐름관의 축선방향 중심을 향해 증가하는 반경을 가지는 테이퍼(1404)를 형성하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 밸런스 바는, 상기 흐름관과 상기 밸런스 바 사이의 상이한 팽창 계수를 수용하도록 스프링 수단(1240)에 의해 서로 연결된 축선방향 단부(1236, 1237)를 가지는 제 1 밸런스 바 세그먼트(1002A) 및 제 2 밸런스 바 세그먼트(1002B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 밸런스 바는 기다란 일체형 부재(502)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 흐름관(501)의 상기 외주면은 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링(503)의 상기 내주면에 접합 재료(506)에 의해 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 접합 재료(506)는 납땜 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 밸런스 바는 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링은 상기 흐름관의 열팽창 계수와 동일한 열팽창 계수를 가지는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링이 상기 밸런스 바 안으로 축선방향으로 삽입될 수 있는 양을 제한하도록 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링(803)의 축선방향 내단부(804)와 맞물리는 상기 밸런스 바(805)의 상기 테이퍼형 내주면상의 스텝(808)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  14. 제 2 항에 있어서, 상기 흐름관과 동축선을 가지고 이를 둘러싸는 제 1 및 제 2 환형 튜브 링(1007)을 더 포함하며,
    상기 흐름관(1004)의 상기 외주면은 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링의 내주면에 접합 재료(1006)에 의해 부착되며,
    상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링 각각의 외주면(1008)은 상기 흐름관의 상기 축선방향 중심을 향해서 축선방향으로 반경이 증가되면서 테이퍼링 되어 있으며,
    상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 내주면은 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링의 테이퍼(1008)에 매칭되는 테이퍼를 구비하고, 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해서 방사방향으로 증가되는 직경을 가지며,
    상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 내주면은 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링의 상기 외주면에 접합 재료에 의해 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 코리올리유량계.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링이 상기 밸런스 바 안으로 축선방향으로 삽입될 수 있는 양을 제한하도록 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링 수단의 축선방향 내단부(1112)와 맞물리는 상기 밸런스 바의 상기 내주면상의 스텝(1111)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 밸런스 바는 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 열 팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링은 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 및 상기 흐름관의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링과 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링과 상기 밸런스 바는 상이한 열팽창 계수를 가지는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 접합 재료는 납땜 재료(1006)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계.
  19. 흐름관, 커넥팅 링 수단 및 관형 밸런스 바를 구비하는 코리올리 유량계를조립하는 방법으로서,
    상기 관형 밸런스 바내의 중심 개구부를 통해서 상기 흐름관을 연장시키는 단계와,
    상기 밸런스 바의 축선방향 단부가 상기 커넥팅 링 수단의 적어도 일부분과 동축선을 가지며 이를 에워싸도록 상기 커넥팅 링 수단을 위치설정하는 단계와,
    상기 흐름관이 상기 커넥팅 링 수단의 중심 개구부를 통해서 연장되고 상기 밸런스 바와 동축선을 가지도록 상기 흐름관을 위치설정하는 단계와,
    상기 커넥팅 링 수단의 축선방향 내주면을 상기 흐름관에 결합시키는 단계를 포함하는 방법에 있어서,
    상기 커넥팅 링 수단의 외주면은 상기 흐름관의 축선방향 중심에 대해서 제 1 방향으로 반경이 감소되면서 테이퍼링 되어 있으며,
    상기 밸런스 바의 상기 축선방향 단부의 내주면은 상기 커넥팅 수단의 상기 테이퍼와 매칭되는 테이퍼를 가지며, 그리고
    상기 밸런스 바의 상기 단부의 상기 테이퍼형 내주면을 상기 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼형 외주면에 접합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 커넥팅 링 수단은 제 1 커넥팅 링 및 제 2 커넥팅 링을 포함하며, 상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 흐름관과 상기 밸런스 바는 상이한 열팽창 계수를 가지며, 상기 납땜하는 단계는, 상기 밸런스 바의 제 1 및 제 2 단부의 상기 테이퍼형 내주면을 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 테이퍼형 외주면에 납땜하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 제 1 방향은 상기 흐름관의 중심을 향해서 반경이 감소하는 테이퍼를 형성하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 밸런스 바는 상기 흐름관보다 큰 열팽창 계수를 가지며,
    상기 납땜하는 단계는,
    상기 밸런스 바의 상기 제 1 및 제 2 단부의 상기 테이퍼형 내주면을 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 테이퍼형 외주면에 납땜하는 단계와,
    상기 납땜하는 단계동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 축선방향으로 이동시키는 단계와, 그리고
    상기 밸런스 바의 상기 보다 큰 열팽창 계수가 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링과 상기 흐름관에 대항해서 방사방향 압축력을 발생하도록 상기 납땜된 면을 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  24. 제 21 항에 있어서, 상기 결합시키는 단계는 상기 흐름관의 상기 외주면을 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 내주면에 접합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 밸런스 바는 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링은 상기 흐름관의 팽창 계수와 동일한 팽창 계수를 가지며,
    상기 접합시키는 단계는,
    상기 흐름관의 상기 외주면을 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 내주면에 납땜하는 단계와, 그리고
    상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 축선방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링이 상기 밸런스 바 안으로 축선방향으로 삽입될 수 있는 양을 제한하도록 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링 수단의 축선방향 내단부와 맞물리는 상기 밸런스 바의 상기 테이퍼형 내주면상의 스텝을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  28. 제 20 항에 있어서, 제 1 및 제 2 환형 튜브 링은 상기 흐름관과 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 결합시키며,
    상기 방법은, 상기 흐름관의 상기 외주면을 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링 각각의 내주면에 접합시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링의 외주면은 상기 흐름관의 상기 축선방향 중심을 향해서 축선방향으로 반경이 증가되면서 테이퍼링 되어 있으며,
    상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 내주면은 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링의 테이퍼에 매칭되는 테이퍼를 구비하고, 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해서 방사방향으로 증가하는 직경을 가지며,
    상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 상기 테이퍼형 내주면을 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링의 상기 테이퍼형 외주면에 접합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함하며, 상기 방법은,
    상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 축선방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 납땜하는 단계 동안 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링이 상기 밸런스 바로 축선방향으로 삽입될 수 있는 양을 제한하도록 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링 수단의 축선방향 내단부와 맞물리는 상기 밸런스 바의 상기 내주면상의 스텝을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 밸런스 바는 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링은 상기 제 1 및 제 2환형 튜브 링과 상기 흐름관의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며,
    상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함하며,
    상기 방법은, 상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 축선방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  32. 제 28 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링, 상기 제 1 및 제 2 환형 튜브 링과 상기 밸런스 바는 상이한 열팽창 계수를 가지고,
    상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함하며,
    상기 방법은, 상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 축선방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  33. 제 28 항에 있어서, 상기 흐름관의 제 1 단부가 기부의 리세스 안으로 연장되도록 상기 흐름관과 상기 밸런스 바를 배향시키는 단계와,
    상기 커넥팅 링의 외단부가 상기 밸런스 바의 단부들을 축선방향으로 지나서 연장되도록, 상기 흐름관과 동심이고 상기 밸런스 바의 제 1 및 제 2 단부 내부에 축선방향으로 적어도 부분적으로 배치시키는 단계와,
    상기 밸런스 바와 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링에 공통인 표면의 접합부와 상기 커넥팅 링과 상기 흐름관에 공통인 접합부의 축선방향 말단에 인접하게 납땜 재료를 배치시키는 단계와,
    매스가 상기 밸런스 바와 맞물린 상태로 축선방향으로 상기 커넥팅 링을 압착하는 힘을 상기 커넥팅 링상에 작용하고, 그리고 나서 상기 커넥팅 링의 외단부가 상기 밸런스 바의 단부를 축선방향으로 지나서 연장되도록, 상기 흐름관의 제 2 단부상에 중심 리세스를 가진 매스를 배치시키는 단계와,
    상기 밸런스 바와 상기 커넥팅 링과 상기 흐름관을 납땜 온도로 가열하는 단계와,
    상기 밸런스 바의 상기 보다 큰 열팽창 계수가 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링 및 상기 흐름관에 대항해서 방사방향 압축력을 발생하도록 상기 납땜된 면을 냉각하는 단계를 더 포함하며,
    상기 납땜 온도는, 상기 커넥팅 링이 상기 밸런스 바 내부에서 축선 내향으로 이동할 수 있도록 상기 밸런스 바를 방사방향으로 팽창시키기에 효과적인 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 밸런스 바는 축선방향으로 분리된 제 1 및 제 2 세그먼트를 포함하며, 상기 방법은,
    상기 흐름관과 상기 밸런스 바 세그먼트 사이의 상이한 열팽창 계수를 수용하도록 상기 밸런스 바 세그먼트의 각각의 축선방향 내단부 사이로 스프링 수단을 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  35. 제 21 항에 있어서, 상기 제 1 방향은 상기 흐름관의 중심을 향해서 반경이 증가하는 테이퍼를 형성하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 밸런스 바는 상기 흐름관보다 열팽창 계수를 가지며, 상기 접합시키는 단계는,
    상기 제 1 및 제 2 밸런스 바의 단부의 상기 테이퍼형 내주면을 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링과 납땜하는 단계와,
    상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해서 상기 밸런스 바의 제 1 및 제 2 단부를 축선방향으로 이동시키는 단계와,
    상기 밸런스 바의 보다 큰 열팽창 계수가 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링과 상기 흐름관에 대항해서 방사방향 압축력을 발생하도록 상기 납땜된 면을 냉각하는단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  37. 제 35 항에 있어서, 상기 밸런스 바는 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 열팽창 계수보다 더 큰 열팽창 계수를 가지며 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링은 상기 흐름관의 열팽창 계수보다 큰 열팽창 계수를 가지며,
    상기 접합시키는 단계는 납땜하는 단계를 포함하며,
    상기 방법은, 상기 납땜하는 단계 동안 상기 밸런스 바의 상기 축선방향 중심을 향해 상기 밸런스 바의 상기 제 1 및 제 2 단부를 축선방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 밸런스 바는 축선방향으로 분리된 한 쌍의 세그먼트를 포함하며, 상기 방법은,
    상기 흐름관의 제 1 단부를 상기 제 1 커넥팅 링의 중심 개구부를 통해서 연장하는 단계와,
    상기 흐름관의 제 2 단부를 상기 제 2 커넥팅 링의 중심 개구부를 통해서 연장하는 단계와,
    상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링을 상기 흐름관에 부착시키는 단계와,
    상기 흐름관의 상기 제 1 단부 및 상기 제 1 커넥팅 링을 제 1 밸런스 바 세그먼트를 통해서 연장하는 단계와,
    상기 흐름관의 상기 제 2 단부 및 상기 제 2 커넥팅 링을 제 2 밸런스 바 세그먼트를 통해서 연장하는 단계와,
    상기 흐름관 및 상기 밸런스 바 세그먼트에 인접한 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링의 축선방향 말단에 인접하게 납땜 재료를 배치시키는 단계와,
    상기 밸런스 바와 상기 흐름관의 축선방향 중심을 향해서 상기 밸런스 바 세그먼트를 압착하는 힘을 상기 밸런스 바 세그먼트상에 작용하는 단계와,
    상기 밸런스 바 세그먼트와 상기 커넥팅 링과 상기 흐름관을 납땜 온도로 가열하는 단계와, 상기 납땜 온도는, 상기 밸런스 바 단부 세그먼트가 상기 밸런스 바 및 상기 흐름관의 상기 축선방향 중심을 향해 축선 내향으로 이동할 수 있도록, 상기 밸런스 바를 방사방향으로 팽창시키기에 효과적이고, 그리고
    상기 밸런스 바 세그먼트의 상기 보다 큰 열팽창 계수가 상기 제 1 및 제 2 커넥팅 링과 상기 흐름관에 대항해서 방사방향 압축력을 발생하도록 상기 납땜된 면을 냉각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
  39. 제 1 항의 코리올리 유량계를 조립하는 방법으로서,
    상기 관형 밸런스 바내의 중심 개구부를 통해서 상기 흐름관을 연장시키는 단계와,
    상기 밸런스 바의 축선방향 단부가 상기 커넥팅 수단의 적어도 일부분과 동축선을 가지고 이를 에워싸도록 상기 커넥팅 링 수단을 위치설정하는 단계와,
    상기 흐름관이 상기 커넥팅 링 수단의 중심 개구부를 통해서 연장하고 상기밸런스 바와 동축선을 가지도록 상기 흐름관을 위치설정하는 단계와,
    상기 커넥팅 링 수단의 축선방향 내주면을 상기 흐름관에 결합시키는 단계와,
    상기 커넥팅 링 수단의 상기 외주면은 상기 흐름관의 축선방향 중심에 대해서 반경이 감소되면서 제 1 방향으로 테이퍼링 되어 있으며,
    상기 밸런스 바의 상기 축선방향 단부의 상기 내주면은 상기 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼와 매칭되는 테이퍼를 가지며, 그리고
    상기 밸런스 바의 상기 테이퍼형 내주면을 상기 커넥팅 링 수단의 상기 테이퍼형 외주면에 접합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 유량계 조립 방법.
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