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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-04-21
(54)【発明の名称】大流量管状バイパス
(51)【国際特許分類】
G01F 1/684 20060101AFI20220414BHJP
【ＦＩ】
G01F1/684 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021537832
(86)(22)【出願日】2020-02-26
(85)【翻訳文提出日】2021-06-25
(86)【国際出願番号】 JP2020007623
(87)【国際公開番号】W WO2020179562
(87)【国際公開日】2020-09-10
(31)【優先権主張番号】62/813,355
(32)【優先日】2019-03-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】000005083
【氏名又は名称】日立金属株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114557
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 英仁
(74)【代理人】
【識別番号】100078868
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫
(72)【発明者】
【氏名】スミルノフ，アレクセイ ヴィ．
(72)【発明者】
【氏名】ジョンソン，ライアン
【テーマコード（参考）】
2F035
【Ｆターム（参考）】
2F035EA01
2F035EA02
2F035EA04
2F035EA06
(57)【要約】
マスフローメータ、及び、マスフローメータを備えるマスフローコントローラが開示される。マスフローメータは、ガスの主流路と、主流路内に設けられた長さがＬのバイパスとを備える。バイパスは、それぞれの長さがＬである複数の連続した毛細管を有する連続した流れ区域を備える。バイパスは、また、バイパス内に（ｎ－１）箇所（ｎは２以上の整数）の空間を形成するｎ個の流れ分画を備えており、流れ分画のそれぞれは複数の毛細管を有する。マスフローメータは、センサ管を有する少なくとも１つの熱式センサを備えており、センサ管は、流れ分画の少なくとも１つに跨って配置され、その流れ分画の少なくとも１つの周囲のガスの一部を分流させて、ガスの分流部分に応じて測定流量信号を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガスの主流路と、それぞれの長さがＬである複数の連続した毛細管を有する連続した流れ区域、及び、（ｎ－１）箇所（ｎは２以上の整数）の空間を形成し、それぞれが複数の毛細管を有するｎ個の流れ分画を備える、前記主流路内に設けられた長さがＬのバイパスと、
前記ｎ個の流れ分画の少なくとも１つに跨って配置され、前記ｎ個の流れ分画の少なくとも１つの周囲のガスの一部を分流させて、ガスの分流部分に応じて測定流量信号を提供するセンサ管を有する少なくとも１つの熱式センサと
を備えるマスフローメータ。
【請求項2】
前記センサ管は入口及び出口を備えており、前記入口は、前記入口と前記（ｎ－１）箇所の空間のうちの１つとの間のガスの一部のための入口流路を提供するように前記バイパスに沿って配置されており、前記出口は、前記出口と前記（ｎ－１）箇所の空間の下流側の１つとの間のガスの一部のための出口流路を提供するように配置されている、請求項１に記載のマスフローメータ。
【請求項3】
前記センサ管は入口及び出口を備えており、前記入口は、前記入口と前記（ｎ－１）箇所の空間の下流側の１つとの間のガスの一部のための入口流路を提供するように前記バイパスに沿って配置されており、前記出口は、前記出口と前記バイパスの下流側との間のガスの一部のための出口流路を提供するように配置されている、請求項１に記載のマスフローメータ。
【請求項4】
前記ｎ個の流れ分画のそれぞれは等しい長さを有する、請求項１に記載のマスフローメータ。
【請求項5】
前記ｎ個の流れ分画及び前記連続した流れ区域は並列に配置されている、請求項１に記載のマスフローメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施の形態は、概してマスフロー制御のためのシステム及び方法に関する。特に、限定はされないが、本開示の実施の形態は、マスフローコントローラバイパス設計に関する。
【背景技術】
【0002】
マスフローコントローラ（ＭＦＣ）は、所望の場所（例えば、処理室）へのガスの流れを制御するために通常使用される装置である。図１１に示すように、ＭＦＣ１１００は、典型的には、センサ、この場合にはＭＦＣ１１００を通過するガスの質量流量を測定するために使用される熱式センサ１１３０を備えている。熱式センサ１１３０は、ＭＦＣ１１００の主流路１１１５に接続されたセンサ管１１２０を通る流量を測定することにより、この質量流量の測定を行う。この流量測定値は、本適用による所望の流量を達成すべく弁１１６０を調節するコントローラ１１５０へ測定流量信号１１４０により通信される。
【0003】
図示するように、ＭＦＣ１１００はガスが流れるバイパス１１１０を備えており、適切に作動する場合、バイパス１１１０は、主流路１１１５とセンサ管１１２０とに一定の割合でガスを分配する。結果として、センサ管１１２０を通るガスの流量が、ＭＦＣ１１００の主流路１１１５を通って流れるガスの流量を示すことになる。
【0004】
大流量ＭＦＣは、典型的には、多数の小さな毛細管を有する大流量管状バイパスとしてのバイパス１１１０を実装している。適切に作動する場合、これらの毛細管を通るガスの流れは線状であるので、バイパス１１１０による圧力低下は流れに線形比例する。この圧力低下はセンサ管１１２０に適用され、バイパス１１１０及び主流路１１１５を通る流れに依然として線形比例するセンサ管１１２０を通る非常に小さな流れを生成する。
【発明の概要】
【0005】
一態様は、ガスの主流路と、主流路内の長さがＬであるバイパスとを備えるマスフローメータとして特徴付けられる。それぞれの長さがＬである複数の連続した毛細管を有する連続した流れ区域を、バイパスは備えている。バイパスは、また、バイパス内部に（ｎ－１）箇所（ｎは２以上の整数）の空間を形成するｎ個の流れ分画を備えており、ｎ個の流れ分画それぞれは複数の毛細管を有している。マスフローメータは、また、センサ管を有する少なくとも１つの熱式センサを備えており、センサ管は、ｎ個の流れ分画の少なくとも１つの周囲のガスの一部を分流させてこのガスの分流部分に応じて測定流量信号を提供するために、その少なくとも１つの流れ分画を跨いて配置されている。
【0006】
別の態様は、ガスの主流路と、主流路内の長さがＬであるバイパスとを備えるマスフローメータとして特徴付けられる。バイパスは、バイパスによる圧力低下ｄＰを生成する手段と、バイパスによる圧力低下を分割して複数の圧力低下を提供する手段と、この複数の圧力低下の１つまたは複数に接続する手段とを備える。マスフローメータは、また、接続する手段に結合されたセンサ管を有する少なくとも１つの熱式センサを備えており、センサ管を通るガスの一部を分流すべく複数の圧力低下の１つに係るセンサ管を配置し、その少なくとも１つの熱式センサは、このガスの分流部分に応じて測定流量信号を提供するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施の形態が実装されているマスフローコントローラ及びマスフローメータを示すブロック図である。
【図2】典型的なバイパス設計の断面図である。
【図3】別のバイパス設計の断面図である。
【図4A】さらに別のバイパス設計の側面図である。
【図5A】さらに別のバイパス設計の側面図である。
【図6A】さらに別のバイパス設計の側面図である。
【図7A】さらに別のバイパス設計の側面図である。
【図8A】さらに別のバイパスの等角図である。
【図9A】さらに別のバイパスの等角図である。
【図11】従来のマスフローコントローラのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本開示の態様は、大流量管状バイパスの種々の実施の形態を含んでいる。大流量管状バイパスは、図１１の従来のマスフローコントローラ１１００が解決できないいくつかの取り組むべき設計要求に直面していることに、出願人は気が付いた。例えば、毛細管の直径は、例えば１０００未満であるような十分に小さいレイノルズ数を有する層流を確実にするために十分小さくなければならない。また、毛細管の長さ／直径の比は、「レイノルズ入口効果」を避けるために、例えば２０を超えるように十分高くすべきである。しかしながら、多くのマスフローメータ及びマスフローコントローラを収容するハウジングの寸法は、毛細管の形状及び合計数を制約する。
【0009】
例えば、設計の制約は、従来のバイパス１１１０に比較的長い長さを有することを要求し、この比較的長い長さは、センサ管１１２０における望ましい最大の圧力低下よりも高い圧力低下を引き起こす。
【0010】
結果として、従来のバイパス１１１０の設計に係る圧力低下が、特に流量が１００～２００標準リットル毎分（standard liters per minute：ＳＬＭ）より大きい場合には、センサ管１１２０における最適な圧力低下よりしばしば高くなる。したがって、センサ管１１２０を通る流れが非常に大きくなり過ぎると、流れと熱式センサ１１３０からの測定流量信号１１４０との間の線形比例性の消失などの熱式センサ１１３０における望ましくない作動条件が生じてしまう。
【0011】
ここで述べるように、本開示のいくつかの実施の形態は、熱式センサ（熱式センサ１１３０など）が最適の圧力低下より高い状態にさらされることを回避する。
【0012】
本開示の態様に目を向けると、図１はＭＦＣ１００のブロック図であり、ＭＦＣ１００は内部を流れるガスの質量流量を測定するために使用される熱式センサ１３０を備えている。従来のマスフローコントローラ１１００の熱式センサ１１３０と同様に、熱式センサ１３０は、ＭＦＣ１００の主流路１１５に接続されたセンサ管１２０を通る流量を測定することにより、ＭＦＣ１００を通るガスの質量流量を測定する。この流量測定値は、本適用による所望の流量を達成すべく弁１６０を調節するコントローラ１５０へ測定流量信号１４０により通信される。
【0013】
図１には単一のＭＦＣ１００が示されているが、いくつかの実施の形態では、マスフローメータ１１７はコントローラ１５０及び弁１６０とは別に分離して実現される。例えば、ガスが制御されずにマスフローメータ１１７を出ていくようにコントローラ１５０及び弁１６０を省いた構成にて、マスフローメータ１１７が実現されても良い。
【0014】
図１を参照すると、ＭＦＣ１００の各要素が同じ縮尺で示されていないことは認識すべきである。例えば、センサ管１２０の直径は、センサ管１２０を流れるガスの方向を示すために、他の要素の寸法（例えば、軸心方向に沿ったバイパス１１０の長さＬなど）に比べて誇張されている。特に、センサ管１２０内への入口ガス流れ１２１（径方向に沿ったバイパス１１０からの流出）が示され、バイパス１１０の下流側に向かってセンサ管１２０から流出する出口ガス流れ１２２（反対の径方向に沿った主流路１１５内への戻り）が示されている。
【0015】
図１１に示されている従来のＭＦＣ１１００とは対照的に、図１に示されているＭＦＣ１００のセンサ管１２０は、バイパス１１０の一部のみを跨いで配置されている。全体的に、バイパス１１０は、ＭＦＣ１００を通る流れと熱式センサ１３０からの測定流量信号１４０との間に線形比例性を呈するようなセンサ管１２０を通る流量を生成するセンサ管１２０による圧力差分ｄＰを提供しながら、バイパス１１０の毛細管（図１に示さず）でガス流れが層状になるように、構造的に構成されている。
【0016】
より詳細には、バイパス１１０の多くの変形例は、１００ＳＬＭより大きい流量である場合に主流路１１５とセンサ管１２０とに一定の割合でガスを分配でき、また、バイパス１１０のいくつかの変形例は、２００ＳＬＭより大きい流量である場合に主流路１１５とセンサ管１２０とに一定の割合でガスを分配できる。結果として、比較的大きい流量であっても、センサ管１２０を通るガスの流量は、ＭＦＣ１００の主流路１１５を流れるガスの流量を示すことになる。
【0017】
全体的に、バイパス１１０の内部構造に関連する主流路１１５中でのバイパス１１０の位置は、バイパス１１０の長さＬにわたって圧力低下ｄＰを引き起こす。さらにここで述べるように、バイパス１１０に係る圧力低下を分割して複数の圧力低下を提供するための種々の手段が、バイパス１１０に実装されている。ここでさらに述べられるバイパス１１０の構成は、熱式センサ１３０のセンサ管１２０が複数の圧力低下のうちの１つに跨って配置されてセンサ管１２０を流れるガスの所望の部分を分流するように、分割された複数の圧力低下のうちの１つに接続するための手段を提供する。このガスの所望の部分は、例えば、熱式センサ１３０の動作範囲内でのガス流量値の範囲である。
【0018】
さらにここで述べるように、バイパス１１０の長さＬに沿って延在する複数の連続した毛細管を有する連続した流れ区域を、バイパス１１０は備えている。さらに、バイパス１１０の変形例は、ｎ個（ｎは２以上の整数）の圧力低下を生成するようにｎ個の流れ分画をバイパス１１０内に作成することによって、分割されても良く、この構成はバイパス１１０内に（ｎ－１）箇所の空間を形成する。１または複数の空間は、熱式センサ１３０のセンサ管１２０のための接続空間として使用される。
【0019】
例えば、図２は、図１に示されているバイパス１００を実現するために使用される２個の流れ分画（即ち、ｎ＝２）を有するバイパス２１０の断面図を示す。図示するように、バイパス２１０は、第１流れ分画２０２と、第２流れ分画２０３と、接続空間２１３として機能する単一の空間とを備えている。また、（測定領域２１１には流れない）ガスの一部をバイパス２１０の上流側から下流側に向けて運ぶ、長さＬを有する複数の連続した毛細管を備える連続した流れ区域２１４も示されている。図示するように、ｎ個の流れ分画２０２，２０３の毛細管２１２と、連続した流れ区域２１４とは並列に配置されている。
【0020】
全体として、図２は、バイパス２１０を備えるマスフローメータの一部を示しており、バイパス２１０は、流れに直線的に依存するバイパス２１０における圧力低下ｄＰを伴う層流との要求を満たすための直径及び長さを有する毛細管２１２を備えている。バイパス２１０における圧力低下ｄＰがあまりにも大きすぎて熱式センサ１３０が最適に作動しない場合には、バイパス２１０の一部（例えば、第２流れ分画２０３）がバイパス２１０の測定領域２１１内の圧力分割器として使用され得る。これにより、バイパス２１０に係る全体の圧力低下ｄＰの正しく半分となるセンサ管２２０に係る圧力低下であるセンサｄＰを生成する。
【0021】
測定領域２１１内の接続空間２１３が、バイパス２１０の中央に位置するので（即ち、第１流れ分画２０２及び第２流れ分画２０３が実質的に同じ長さであるので）、測定領域２１１内で全体の圧力低下ｄＰを半分に分割する。図示するように、少なくとも１つの接続空間２１３は、ガスの分流部分のためにセンサ管２２０への入口流路を提供し、ガスの分流部分は、バイパス２１０の下流に向けてセンサ管２２０を流出する。接続空間２１３に係るセンサ管２２０とバイパス２１０の下流側との結合はセンサ管２２０により小さな圧力低下を与えるので、より最適なレベルに向けてセンサ管２２０を通るガスの流量を低下する。作動時に、バイパス２１０は、主流路１１５とセンサ管１２０とに一定の割合でガスを分配する。結果として、センサ管２２０を通るガスの流量は、ＭＦＣ１００の主流路１１５を流れるガスの流量を示す。
【0022】
センサ管２２０は、ＭＦＣ１００の熱式センサ１３０の一部をなす小さな孔の管体であっても良い。そして図示するように、センサ素子２２５，２２７がセンサ管２２０の外側に（例えば、巻き付けられて）結合している。一つの例示される実施の形態では、センサ素子２２５，２２７は測温抵抗素子（例えば、導線のコイル）であるが、他のタイプのセンサ（例えば、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、熱電対）を利用しても良い。さらに、別の実施の形態は、異なるセンサ部材、センサからの信号を処理するための異なる構成を、本発明の範囲から逸脱しない限りで利用しても良い。
【0023】
図示するように、センサ素子２２５，２２７は、熱式センサ１３０に含まれるセンサ素子回路２３５に電気的に接続されている。一般的に、センサ素子回路２３５は、（センサ素子２２５，２２７からの信号に応じて）測定流量信号１４０を提供するように構成されている。この測定流量信号１４０は、センサ管１２０を通る流量を示しているため、ＭＦＣ１００の主流路１１５を通る流量を示している。より詳細には、測定流量信号１４０は、センサ素子２２５，２２７間の温度差に影響を及ぼすセンサ管２２０に沿った温度プロフィールにより定義される。例示として限定はされないが、センサ素子回路２３５は、当業者には良く知られているホイートストンブリッジ回路トポロジーを実装しても良い。測定流量信号１４０をデジタルドメインに変更して（弁１６０を制御するために）フィードバックループ内で測定流量信号１４０のアナログ形態またはデジタル形態を使用する、及び／または、ＭＦＣ１００の表示部（図示せず）を介して測定流量信号１４０の表示を操作者に提供するという処理技術に、当業者は精通している。
【0024】
図３に示す別の実施の形態では、バイパス３１０の測定領域３１１が、３つの流れ分画（ｎ＝３）、バイパス３１０の測定領域３１１内で３つの圧力低下と接続空間３１３として使用される２箇所の空間とを形成する第１流れ分画３０２，第２流れ分画３０３及び第３流れ分画３０４に分割され得る。ここで、接続空間３１３の一方は接続空間３１３の他方の上流側に位置する。図示するように、上流側の接続空間３１３は、センサ管２２０に入るガスの分流部分のために径方向に沿った入口流路を提供し、下流側の接続空間３１３は、センサ管２２０を出ていくガスの分流部分のために反対の径方向に沿った（センサ管２２０からの）出口流路を提供する。
【0025】
複数の接続位置はバイパス３１０にわたって均等に分散されており、結果として、バイパス３１０の測定領域３１１の第１流れ分画３０２，第２流れ分画３０３及び第３流れ分画３０４それぞれの内部における分画された毛細管の長さは同じになる。また、バイパス３１０の上流側から下流側にガスの一部を運ぶ長さＬの複数の連続した毛細管を備える連続した流れ区域３１４も示されている。図示するように、ｎ個の流れ分画３０２，３０３，３０４の毛細管２１２と、連続した流れ区域３１４とは並列に配置されている。
【0026】
測定領域３１１内の各毛細管区画の実質的な理想の長さは、各区画において実質的に等しい圧力低下を生成する。個々の毛細管区画における圧力低下と毛細管区画を通る流れとの間に局所的な非直線性が存在する場合でも、この実質的に同一の長さによって、バイパス３１０における全体の圧力低下ｄＰを流れ分画の数にて等しくｎ分割できて、各毛細管区画において実質的に同一の圧力低下を得る。
【0027】
多くの実装例において、バイパス１１０が、軸方向に配列された複数の部材にて実現されても良い。例えば、バイパス４１０の側面図が図４Ａに示されており、このバイパス４１０は、図４Ｂに示されているような円状断面を有する第１部材４１０Ｂと図４Ｃに示されているような円状断面を有する第２部材４１０Ｃとを交互に配置して構成されている。第２部材４１０Ｃの断面の切り取られた部分は、バイパス４１０の測定領域４１１内の接続空間４１３として構成される空間を定める。
【0028】
図５Ａ－５Ｃに示されている別の実施の形態では、測定領域５１１内の接続空間５１３として構成される各空間でのバイパス５１０の断面が、全体の円状断面における切り欠き５１５によって形成され得る。バイパス５１０の側面図が図５Ａに示されており、このバイパス５１０は、図５Ｂに示されているような円状断面を有する第１部材５１０Ｂと図５Ｃに示されているような切り欠き５１５が形成された円状断面を有する第２部材５１０Ｃとを交互に配置して構成されている。
【0029】
図６Ａ－６Ｃは、測定領域６１１の軸対称な断面を考慮した別の態様のバイパス６１０を示している。接続空間６１３として構成される各空間でのバイパス６１０のこの断面は、バイパス６１０の第１部材６１０Ｂより小さい円状の断面を有している。バイパス６１０の測定領域６１１は、より小さい断面を有する（図６Ｃに示されている）第２部材６１０Ｃの外縁と（図６Ｂに示されている）第１部材６１０Ｂの外縁とによって定められるので、測定領域６１１はバイパス６１０の外環に沿って軸方向に及ぶ。図６Ａに示されている測定領域６１１のこの軸対称は、測定領域６１１がバイパス６１０の全体の流れ分配に過度に影響を及ぼすことを緩和する。
【0030】
図７Ａ－７Ｃに示されている別の実施の形態では、各空間におけるバイパス７１０の断面が、中心孔に連通する接続空間７１３として機能する細いスリット７１５を含んでいる。よって、測定領域７１１は、主としてバイパス７１０の中心に配置されている。バイパス７１０の側面図が図７Ａに示されており、このバイパス７１０は、図７Ｂに示されているような円状断面を有する第１部材７１０Ｂと図７Ｃに示されているような細いスリット７１５が形成された円状断面を有する第２部材７１０Ｃとを交互に配置して構成されている。このような典型的な構成は、センサ管２２０への結合時の接続点としての機能を維持しながら、測定領域７１１による全体の流れ分配に対する影響を低減することを考慮している。
【0031】
本開示の別の態様にあっては、一定の流れ分配を提供するためにバイパス内のすべての毛細管が単一の直径を有することが望ましいにもかかわらず、測定領域及びバイパスの連続した流れ区域内の毛細管の直径が、作動要求に応じて変化し得る。
【0032】
例えば、図８Ａ及び８Ｂは、測定領域８１１内の毛細管の直径がバイパス８１０の連続した流れ区域８１４内の毛細管の直径より小さくなっている本開示の一態様を示す。図８Ａはバイパス８１０の組立図を示し、図８Ｂはバイパス８１０の構成部材である第１部材８１０Ｂ及び第２部材８１０Ｃを示す。いくつかの場合には、バイパス８１０の測定領域８１１における流れに対する圧力低下の線形性を改善するために、より小さな直径を有する毛細管が使用され得る。このことは熱式センサの精度を向上できる。結果として、バイパス８１０の測定領域８１１内の毛細管の直径の大きさが、特定の適応の要求に合うように仕立てられ得る。同様に、接続空間８１３の寸法も、所定のセンサ管に適正に調和するように仕立てられ得る。
【0033】
一般的に、ここで開示される設計変更の何れにあっても、測定領域内の毛細管の直径が連続した流れ区域内の毛細管の直径と異なっていても良いことは認識されるべきである。例えば、図１－７Ｃに示されているバイパスの設計が、図８Ａ及び８Ｂに示されている設計と同様に、連続した流れ区域よりも小さい管径を測定領域内で用いても良い。
【0034】
次に図９Ａを参照すると、さらに別のバイパス９１０の等角図が示されている。図示するように、バイパス９１０は、バイパス９１０の上流面である前面に入口を有し、バイパス９１０の外面に平行にその前面から下流面である後面（図９Ａに図示せず）まで走行する毛細管を備えている。このバイパス９１０では、外面９４０が、凹部９４２と、図９Ｃに示されている４箇所の空間９４６のうちの１つに接続する開口９４４とを備えている。
【0035】
図９Ｂは、図９Ａに示されているバイパス９１０の正面図を示す。図示するように、バイパス９１０は、測定領域９１１と連続した流れ区域９１４とを備える。この設計では、測定領域９１１から連続した流れ区域９１４を隔離する壁９４８を、バイパス９１０が備えている。
【0036】
図９Ｃは図９Ｂの断面Ａ－Ａに沿った断面図である。図９Ｃは、５つの流れ分画である第１流れ分画９０２、第２流れ分画９０３、第３流れ分画９０４、第４流れ分画９０５、及び第５流れ分画９０６間の空隙にて形成される４箇所の空間９４６（空間９４６のうちの１つが接続空間９１３）を備える５つの圧力低下を有した測定領域９１１を示す。図示するように、測定領域９１１内の流れ分画のそれぞれは、バイパス９１０内を軸方向に沿って走行する複数の毛細管を備えている。また、図９Ｃには、途中で遮断されることなく並列に軸方向に沿って走行する複数の毛細管を備える連続した流れ区域９１４が示されている。
【0037】
図９Ｄは、図９Ｃの断面Ｂ－Ｂに沿ったバイパス９１０の断面図であり、第１流れ分画９０２の断面図である。図示するように、第１流れ分画９０２は、第１流れ分画９０２と第２流れ分画９０３との間にガスが流れるようにする測定領域９１１内の複数の毛細管にて作製されている。
【0038】
図９Ｅは、図９Ｄに示す断面の中央の部分Ｈの詳細図を示す。必要とはされないが、バイパス９１０の毛細管９５０を形成するために同軸的に積層された多数の円状のエッチングしたシートにより、バイパス９１０が構成されていても良い。図９Ｅに示すように、シートは孔を形成するようにエッチングされ、軸方向に積層されることによって、シートは毛細管を形成する。孔がない部分は、バイパス９１０内で測定領域９１１と連続した流れ区域９１４との間に壁９４８を形成するために使用される。バイパス９１０のシートは、耐腐食性ステンンレス鋼（例えば、３１６Ｌ）などの耐腐食性材料、またはハステロイ（登録商標）などの超合金から作製される。
【0039】
【0040】
次に図９Ｇを参照すると、図９Ｃの断面Ｃ－Ｃに沿った断面図が示されており、その図は、第１流れ分画９０２と第２流れ分画９０３との間に形成された空間９４６の一部を含んでいる。図示するように、空間９４６は、バイパス９１０のシートをエッチングして形成された鍵形状のスロットである。図９Ｈは、図９Ｇに示されている部分Ｋの詳細図を示す。図９Ｇに示すような断面を有する複数のシートが集まって第１流れ分画９０２と第２流れ分画９０３との間に空間９４６を形成する。但し、複数のシートを集めることなくバイパス９１０が構成されても良いことは認識されるべきである。
【0041】
図９Ｉは、図９Ｃの断面Ｄ－Ｄに沿った断面図を示し、第２流れ分画９０３と第３流れ分画９０４との間の空間９４６の一部を示している。図９Ｉにおける断面は、図９Ｉでの断面が凹部９４２を備えている点を除いて、図９Ｇにおける断面と同様である。
【0042】
図９Ｊは、図９Ｃの断面Ｅ－Ｅに沿った断面図を示し、第３流れ分画９０４の一部を示している。図９Ｊにおける断面は、図９Ｊでの断面がバイパス９１０のこの断面の頂部に示されている凹部９４２を備えている点を除いて、図９Ｄにおける断面と同様である。
【0043】
図９Ｋは、図９Ｃの断面Ｆ－Ｆに沿った断面図を示し、第４流れ分画９０５と第５流れ分画９０６との間に形成された接続空間９１３の一部を示している。図９Ｋには、バイパスを組み込んだマスフローメータ１０００の等角断面図である図１０Ａに示すセンサ管１０２０への入口として機能する開口９４４が示されている。図１０Ｂは、図１０Ａにおけるマスフローメータ１０００の断面図である。
【0044】
図１０Ｂの矢印で示すように、主流路１０１５を介してガスがマスフローメータ１０００に流入し、そのガスの一部は、（長さがＬである）連続した流れ区域９１４の毛細管を通って流れ、そのガスの残りは、ｎ個（ｎ＝５）の流れ分画９０２，９０３，９０４，９０５，９０６と（ｎ－１）箇所の空間９４６とを備える測定領域９１１を通って流れる。図示するように、熱式フローセンサ１０３０のセンサ管１０２０は第５流れ分画９０６に跨って配置されており、ガスの分流部分１０８０はセンサ管１０２０を介して第５流れ分画９０６の周囲を流れる。
【0045】
この実装例では、主流路１０１５とセンサ管１０２０との間のガスの実質的に一定の割合が維持される。さらに、ｎ個の流れ分画は、（バイパス９１０の長さＬにわたる）全体の圧力低下ｄＰを分割して複数の圧力低下を提供する手段を供与し、複数の圧力低下のそれぞれは熱式センサ１０３０の作動範囲内にある。そしてより詳細には、第５流れ分画９０６における圧力低下は熱式センサ１０３０の作動範囲内にある。その結果、センサ管１０２０を通るガスの流量は、マスフローメータ１０００の主流路１０１５を流れるガスの流量を示す。
【0046】
この実装例では、第５流れ分画９０６における圧力低下に接続する手段が、接続空間９１３を凹部９４２に接続する開口９４４によって提供されている。そして、バイパス９１０の凹部９４２は、マスフローメータ１０００の本体１０８２とバイパス９１０との間に流れ用の空隙を形成し、この空隙は、凹状に形成された空隙とセンサ管１０２０の入口との間に結合された導管１０７０にガスを供給する。よって、開口９４４、凹部９４２、及び導管１０７０は、センサ管１０２０の入口と接続空間９１３との間のガスの分流部分のために入口流路を提供する。図示するように、マスフローメータ１０００の本体１０８２を介した出口導管１０７２は、センサ管１０２０の出口をバイパス９１０の下流側に結合させて、センサ管１０２０を介して分流されたガスのための出口流路を提供する。
【0047】
明瞭化のために、図１０Ａ及び１０Ｂは熱式センサ１０３０の構成要素を示していないが、ガスの分流部分１０８０の流量を示す測定流量信号１４０を生成するために、（例えば、図２を参照して説明したように）センサ管１０２０に結合して使用される種々のセンサ素子及びセンサ素子回路に、当業者は非常に精通している。
【0048】
開示した実施の形態について前述した説明は、当業者が本発明品を製造又は使用できるように提供される。これらの実施の形態に対する種々の変更は当業者にとって明らかであり、ここで定義される一般原則が、本発明の精神及び範囲を逸脱しないで他の実施の形態に適用されても良い。よって、本発明は、ここに示された実施の形態に限定されることを意図してはおらず、ここで開示された原理及び新規な特徴に一致する最も広い範囲に符合する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図9G】
【図9H】
【図9I】
【図9J】
【図9K】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【国際調査報告】