JP3646007B2 - サイクロンタービンフローメータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体持ちのエネルギーにより流量信号が得られるサイクロンタービンフローメータ（流量計）に係るもので、詳しくは一般の産業生産工程で流体類を目的地に供給するシステムを必要とする分野において、該供給された流体の流量情報又は単位生産設備に流れる流体の量を測定し、ここで出力される信号を感知及びモニターリングして単位工程管理並びに生産管理と使用先の要求に適切に対応し得るサイクロンタービンフローメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フローメータは半導体及び電気電子部品と、航空宇宙産業、オイル精製、化学プラント産業などの先端産業において、高純度を要する流体類、即ち超純水、ガス、原油精製、化学薬品などが連続性を有して絶えず生産工程に投入されると同時に、該供給された流体類が時間に従いある程度の量に供給されるかを瞬間的に正確に測定し、これに基づき現在の工程の前後工程に与える影響を分析及び管理する基準パラメータの一つとして活用される流体の流量を測定するものであって、現代産業生産設備において非常に重要な要素の一つである。
【０００３】
一般に、工業用に使用されるフローメータの種類は相当に多く、主に１）工業用フローメータの測定原理と機能及び性能による分類、２）被測定流体の自体のエネルギーの利用可否による分類に分けられる。
【０００４】
ここで、商品化されたフローメータを流体持ちのエネルギーにより流量信号を得ることから分類してみると、容積、面積、差圧、タービン、渦流制御フローメータなどがあり、外部のエネルギー源を必要とするフローメータとしては超音波、電子及び質量フローメータなどがある。
測定流体の種類により分類してみると表１に示すとおりである。
【０００５】
【表１】

【０００６】
前記フローメータの中で一般に現在頻繁に使用されているフローメータとしてはタービン形、即ち流れている流体を回転体に付着されたプロペラ又は水車形態の翼に伝達させることにより、前記流れている流体を運動エネルギーに変換する方式のフローメータがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来のタービン形フローメータは流体と当接する一つの回転ローターだけから構成された状態でフローメータを通過する流量が生産設備に流入されて、次のような問題点が発生している。
【０００８】
１．衝撃に弱い。
即ち、フローメータを構成する本体の外部衝撃或いは内部に流れる流体の急激な圧力変動による圧力衝撃に従い被測定流量の変化量が非常に大きく、このような急激な流量変換により故障が頻繁に発生するなど、その使用が不安定であるという短所を有する。
【０００９】
２．方向性に敏感して回転体の騒音と測定誤差が大きい。
即ち、フローメータの内部は単純に回転ローターと該回転ローターに流体を供給する小さい管から構成されるが、もし製作者で勧奨する方向にフローメータを設置しない場合は流体の流れ方向に障害を起こして測定値の誤差が発生すると同時に摩擦力が大きくなって測定感度が低下される。
【００１０】
３．被測定流体に対する温度特性が低下される。
一般に、フローメータを構成する回転体とこれを固定させる本体、そして前記回転体の回転運動を円滑に行うための例えてベアリングなどの金属又は非鉄金属及びテフロン(TEFLON)系列の化合物は温度変化に従う固有の熱膨張係数を有しているので、温度の変化、即ち高温或いは低温での熱的膨張と収縮作用により回転ローターの回転力に障害を起こすか過多収縮に起因する回転体の分離を招来するなどの致命的な短所がある。
【００１１】
図８は従来技術の具体的な例としてボールタイプのフローメータを適用した装置の全体的な動作状態図である。即ち、図８に示すように、産業生産設備に必要な、例えば薬品用タンク２０に貯蔵された流体（薬品）はフローメータ２１を通過した後フィルター２２を経由しながら不純物が濾過される。以後、該フィルター２２を通過した流体は定量タンク２３に供給されるが、該定量タンク２３では供給される必要量の流体が所定量だけ貯蔵された後流体を薬品循環系に供給する。
【００１２】
このような従来技術のフローメータはボールタイプのフローメータを主軸とした単純指示系を９０％以上活用しており、記録管理形フローメータを使用する場合もたまにあるが、精密度及び再現性に問題があるため結果値を単純参考値だけに活用する場合が大部分である。又、工程内に異常が発生する場合、その原因を把握するためにバス(BATH)に薬品又は超純水の供給量又は混合比を制御する定量タンクがかならず必要であるという短所がある。
【００１３】
従って、本発明は、上述のように流体状態に存在する物質を使用する各種産業分野と流体の流れを測定、制御する分野で従来に商品化された測定機器類の短所を補完するためになったものであって、本発明の目的は被測定流体の圧力変化に従う回転ローターの影響を最小化し、測定器の外部の衝撃に強いサイクロンタービンフローメータを提供しようとするものである。
【００１４】
本発明の他の目的は、流体の流れにより発生されるエネルギーが回転ローターの摩擦力或いは騒音のようなエネルギーに転換されて測定感度を低下させないようにすると同時に、熱膨張係数を考慮した温度変化特性を向上させて測定器の内部流体の流れ線上で現れる流体のエネルギー移動メカニズムの損失を最大に抑制することにより、流体の量を正確且つ安定に測定し得るサイクロンタービンフローメータの制御システムを提供しようとする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため本発明に係るサイクロンタービンフローメータは、ハウジングと、上下両側にフローメータを外部から密閉するように形成されたキャップから構成されたフローメータにおいて、外部から流入された流体が回転力を受けるように流路が形成されたサイクロンタービン、前記サイクロンタービンの流路を通過した流体により回転する回転ローター、摩擦抵抗を最小化しながら耐化学薬品性及び耐久性を有するように製作されたタービンベアリング、振動を防止するように前記タービンベアリングとタービン軸を覆うように構成された振動防止ベアリングからなることを特徴とする。
【００１６】
前記サイクロンタービンは流体が強い回転力を有しながら通過できるように所定角度で傾斜された複数個の流路が形成されたことを特徴とする。
前記回転ローターはサイクロンタービンの流路を通過した流体の強い圧力により回転が容易であるように翼体部に所定角度で傾斜された複数個の溝が流路として形成されることを特徴とする。又、前記回転ローターの軸は回転ローターの回転数に比べ小さい回転数を有するように設計される。
【００１７】
前記回転ローターには回転数を感知するようにその本体部に所定個数のマグネットが挿入固定されるか或いはその本体部の外周面全体に亘って所定個数の溝が形成されることを特徴とする。
さらに、本発明の他の実施例によると、前記回転ローターの本体部に形成された溝の前方には光を送受信できる光素子が配置される。
前記サイクロンタービンの流路及び回転ローターの流路の溝の大きさは各作業工程に従い最適に供給される流量によって異なって設計される。
【００２１】
このように構成された本発明のサイクロンタービンフローメータによると、熱衝撃、圧縮衝撃、急激な流量変化のようなノイズ性エネルギー、即ち流体の圧力降下とき発生する酷い流体騒音はサイクロンタービンで吸収し、その流体はサイクロンタービンの流路に案内されて回転ローターを回転させて圧力平衡を維持しながら流量エネルギー損失なしに正確に流量を測定することができる。
【００２２】
さらに、振動防止ベアリングのため高い耐摩耗性と寿命を維持し得る。このとき、サイクロンタービンと回転ローターはそれぞれその翼体部に一定間隔をおき傾斜して形成された複数個の流路及び溝が構成されているので、摩擦抵抗を最大限に減らしながら流体の流れの効率性を向上させ得る。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例によるサイクロンタービンフローメータの機器的な構造図であって、図１（Ａ）は本発明によるフローメータの平面図、図１（Ｂ）は本発明によるフローメータの内部透視図、図１（Ｃ）は本発明によるフローメータの底面図である。図２、図３は本発明の一実施例によるサイクロンタービンフローメータの主要構成要素の機器的な構造を示すものであって、図２（Ａ）は本発明のフローメータを構成する回転ローターの正面図、図２（Ｂ）は回転ローターの平面図、図３（Ａ）は本発明のフローメータを構成するサイクロンタービンの正面図、図３（Ｂ）はサイクロンタービンの平面図で、図４は本発明によるフローメータの回転ローターとサイクロタービンの結合状態図である。
【００２４】
本発明に係るフローメータは測定方式による分類であって体積フローメータのタービン式に属するフローメータである。
本発明のサイクロンタービンフローメータは流体の材質に従い簡単にフローメータの材質を変更させて流量を安定に測定するように特別に設計された構造図であって、独特なサイクロン構造のため優れた特性を示す。
【００２５】
図１に示すように、本発明に係るフローメータはハウジング１、上部キャップ２、下部キャップ３、回転ローター４、サイクロンタービン５、振動防止ベアリング６、マグネット７、タービンベアリング８からなっている。
前記上部キャップ２、下部キャップ３は図１（Ａ）及び図１（Ｃ）に示すように、同心円上に上下左右の所定間隔に、好ましくは四つのボルト挿入用ホール２５、３５がそれぞれ形成される。
【００２６】
それら四つのホール２５、３５は本発明のフローメータの内部を上下位置で外部の圧力及び衝撃から遮断させるため上部キャップ２、下部キャップ３を後述するハウジングと結合させる役割を行うものであって、これら四つのホール２５、３５にボルトを挿入して固定する方法によりハウジングと結合させる。
【００２７】
このとき、前記上部キャップ２、下部キャップ３に形成される溝２５、３５の直径は製造者の便意に従い設計されるが、但し上部キャップ２、下部キャップ３がフローメータのハウジングと完璧に結合されて外部的な衝撃を最小化することにより、動作に異常がないほどであればよい。
【００２８】
前記上部キャップ２、下部キャップ３に形成されたホール２５、３５に挿入されてこれらキャップ２、３とフローメータのハウジング１を固定させるボルトは、前記ホール２５、３５に対応するように形成されたハウジング１のネジ固定用溝１５、１６に所定深さに挿入固定される。従って上部キャップ２、下部キャップ３及びハウジング１がフローメータの内部を四方で遮蔽させて正確な動作遂行ができる。
【００２９】
一方、前記上部キャップ２の所定部位３０は内部透視ができるように半透明或いは透明材質に形成して後述する回転ローターの回転状態を確認できるようにすることが好ましい。該半透明或いは透明材質部位３０は回転ローターの回転状態を容易に確認できるように回転ローターと一直線上に形成させることが好ましい。
【００３０】
又、前記上部キャップ２には後述の回転ローターの回転に従い変化させる磁場を感知するためホールセンサ及び電気ライン挿入用溝３３が図１（Ａ）に示すように形成され、ホールセンサ５００は回転ローターに挿入固定されたマグネットにより発生される磁場を正確に感知できるように例えばＰ位置に配置されることが好ましい。ホールセンサ５００は電気ラインを通じて後述の信号入力部に連結される。
【００３１】
このようにすると、図面上のホールセンサ５００が回転ローターのマグネット上部に位置するので磁場感知が容易になる。
且つ、前記上部キャップ２の内面中心部には後述の回転ローターの回転軸が挿入されるように回転軸挿入用溝２６が所定深さを有して形成される。
【００３２】
本発明のハウジング１はフローメータの本体役割をしながらフローメータが安定の動作を遂行できるようにするものであって、上述されるように、上部キャップ２、下部キャップ３に形成されるホール２５、３５に対応するように上下左右にそれぞれ一つずつのボルト挿入用溝１５、１６が形成される。
【００３３】
又、ハウジング１の上下内面にはフローメータの内部に流体が貯蔵されて発生される圧力により流体が外部に漏洩されないように一種のパッキング材のＯ−リング(O-RING)挿入用溝３６がそれぞれ所定直径を有して形成される。
【００３４】
本発明のサイクロンタービン５は図１（Ｂ）及び図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、下部キャップ３の内部の略中央地点にその本体５２が固定され、流体流入口１７を通じて外部から流入された流体が通過するように複数個の流路５１が所定角度だけ傾斜されて所定部位５３（便意上翼体部と称する）に形成される。
【００３５】
従って、流入口１７を通じて外部から流入された流体が複数個の流路５１を通過して流体流れに現れる摩擦抵抗を最大限に低減させると共に、低流量が流れる場合も傾斜角だけの回転力を受けて流体の流れが弾力を受けることにより、後述する回転ローターの回転を容易にする。
【００３６】
前記サイクロンタービン５の翼体部５３の中心には回転ローターの回転軸を挿入するための溝５５が形成される。
本発明のサイクロンタービン５の設計特性には回転ローター４の全体に加えるトルクが非常に均一であるので、既存タービン式フローメータに比べ動定格荷重が非常に少ない。且つ、サイクロンタービンと回転ローターの大きさに従い全ての流量が測定できるし、温度変化に対し安定の高信頼性部品（自動車電装用）を採用する場合−４０℃から高温１３５℃まで満足するように設計製作されている。
さらに、サイクロンタービン５の翼体部５３に形成される流路５１の大きさは各作業工程に従い最適に供給される流量に基づき異なっている。
【００３７】
本発明の回転ローター４は図１（Ｂ）及び図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、その所定部位４３（便意上翼体部と称する）の全体外周面に亘って所定角度だけ傾斜されて形成された複数個の溝４１が一種の流路として構成される。従って、前記サイクロンタービン５から伝達された流体がこれら複数個の溝４１に接触されながら回転ローター４を回転させるので、流体流れに現れる摩擦抵抗を最大限に低減させる共に低流量が流れる場合も傾斜角だけの回転力を受けて回転ローター４の回転が円滑に行われる。
【００３８】
又、回転ローター４には該回転ローター４と回転軸４４がやや別々に動くように回転軸挿入用溝４５の直径よりも小さい直径を有する回転軸４４を挿入して回転ローター４の回転数と比べ回転軸４１の回転数が少ないようにして、回転軸４１の摩耗を最小化することが好ましい。
【００３９】
さらに、回転ローター４はその本体部４２に所定間隔を置いて所定個数、図面上には二つのマグネット４６が挿入固定される。前記マグネット４６は一定時間の間回転ローター４の回転数を基にフローメータに流入される流量を測定判断するように上述のホールセンサ５００により感知される磁場を発生させるためのものであって、その挿入固定される個数は製造者の便意に従い異なっている。
【００４０】
このように、マグネット４６が回転ローター４に挿入固定された状態で回転ローター４が回転する場合、設定時間当たり回転数に従い発生される磁場強度が変化され、該変化した磁場強度が前記ホールセンサ５００により感知されると後述のマイクロプロセッサが感知値を受けて現在の流量を判断する。
【００４１】
一方、回転ローター４の回転に従いフローメータ内部を流れる流量を測定するための手段として、図５に示すように、マグネット４６の代わりに回転ローター４の本体４２近くの外周面全体に亘って複数個の溝４７を所定間隔に形成してもよい。但し、これら溝４７を形成する場合回転ローター４の本体部４２が前記マグネット４６を挿入する場合の厚さを維持する必要がないため、その厚さはマグネット挿入幅だけ減らしても拘わらない。
【００４２】
複数個の溝４７の形成される本体部４２は上述のように斜めに所定角度傾斜されて複数個の溝４１が形成された翼体部４３と平行線上に置かれているため、もし本体部４２の前方に光を送受信し得る光素子を配置すると、回転ローター４の回転時光素子から送信される光が只溝４７だけを通過するだけで、前記溝４７の形成されない部分を通じては遮断されるので光が周期的なパルス値に現れる。又、一つのラインを通じて光の送受信ができる光素子を前記溝４７の隣接部位に配置する場合、溝４７が形成された部分と溝４７が形成されない部分に送信された光が反射された後光素子により受信される光の強さがそれぞれ異なるため、このような光の強さの差により回転ローター４の回転状態を感知し得る。
【００４３】
即ち、このように受信された磁場及び光量の変化に基づき後述のマイクロプロセッサでは回転ローター４の回転状態を判断しこれを基づき流量を判断する。一方、前記回転ローター４の本体部４２に形成される溝４７の個数は製造者の便意に従い異なることもできるが、できるだけ多く形成することが好ましい。これは特に微細な流量がサイクロンタービン５から回転ローター４に流入される場合回転ローター４の回転数が減らすようになるが、このように回転ローター４の回転数が少ない場合も微細な磁場変化又は微細な光量の変化を正確に感知して回転ローター４の回転状態を正確に判断し、これと共に流量も一層正確に測定し得るためである。
【００４４】
上述の回転ローター４とサイクロンタービン５の結合状態が図４に図示されている。
図４に示すように、回転ローター４とサイクロンタービン５は回転軸４４の一端がサイクロンタービン５に形成された回転軸挿入用溝５５に挿入されて結合される。前記回転軸４４の他端は上部キャップ２の回転軸挿入用溝２６に挿入される。
【００４５】
このとき、前記回転ローター４の翼体部４３とサイクロンタービン５の翼体部５３は相対するするように配置されてサイクロンタービン５の流路５１を通過した流体が回転ローター４に一種の流路として形成された溝４１に所定圧力に接触されるため、微細な流量が流れる場合も回転ローター４の回転が容易になる。
【００４６】
前記回転ローター４の翼体部４３に形成される流路４１の大きさは各作業工程に従い最適に供給されるべき流量に基づき異なっている。
本発明のフローメータはタービンベアリングを除いた全ての部分が非接触式及び非摩擦式に設計されている。即ち、図１（Ｂ）に示すように、高流量率でも振動せずに安定の特性を現すように回転ローター４の回転軸４４との接触部は構造的に完璧な結晶体に製作されたタービンベアリング８を採用し、タービン軸を覆うように振動防止ベアリング６を採択した。従って、前記振動防止ベアリング６により高い耐摩耗性と半永久的な寿命を維持し得る。且つ、寿命に影響を与えるタービンベアリングにおいてもタービンベアリング８を特殊設計製作して採択した。
【００４７】
上述のように、本発明に係るサイクロンタービンフローメータは回転流路を有するサイクロンタービン５と回転ローター４が主要構成要素である。従って、熱衝撃、圧縮衝撃、急激な流量変化のようなノイズ性エネルギーはサイクロンタービン５で吸収され、その流体はサイクロンタービン５の流路５１に案内されて回転ローター４を回転させて流量エネルギーの損失ないに正確に流量を測定し得る。
【００４８】
図６は本発明の一実施例によるフローメータの制御システムを図示している。図６に示すように、本発明のフローメータの制御システムはマイクロプロセッサ１００、信号入力部２００、信号出力部３００、電源部４００、及びセンサ５００からなる。
【００４９】
前記信号入力部２００は、外部から流入される流体がサイクロンタービン５の流路５１を通じて回転ローター４を回転させると、回転ローター４の本体部４２に挿入固定されたマグネット４６により誘起された一定時間の間磁場変化を感知したホールセンサ５００の感知信号を入力受けるものであって、マイクロプロセッサ１００で演算できるように適切な信号を処理するものである。即ち、信号入力部２００は例えばホールセンサ５００により感知された回転ローター４の回転に従い変化される磁場に対応するアナログ信号をマイクロプロセッサ１００の演算ができるようにデジタル信号に変換させるアナログ−デジタル変換器になることができる。
【００５０】
一方、上述のようにマグネット４６の代わりに回転ローター４の本体が外周面全体に亘って複数個の溝４７を形成した場合光素子で送受信される光が溝４７が形成されない部分では遮断され、溝４７が形成された部分だけを通過するため、該通過される一定時間の間の光量をマイクロプロセッサ１００に入力させて回転ローター４の回転状態を判断するようにする。この場合上述のように光素子から送信された光が溝４７を通過せずに反射されるようにして、該反射された光の強さに基づき回転ローター４の回転状態を判断することもできる。
【００５１】
マイクロプロセッサ１００は前記ホールセンサ５００或いは光素子からの信号を入力受けて現在の流量を演算処理し、このときの演算処理された流量データは機器の全体的な動作を制御するのに重要な基になる。
【００５２】
前記マイクロプロセッサ１００には内蔵された記憶装置に予め各作業工程に従い一定時間の間供給される最適の流量がデータ化されて設定され、該設定データはぞれぞれの作業工程に従い異なっている。
【００５３】
又、前記マイクロプロセッサ１００には各作業工程に従い供給される最適の流量が正しく供給されるかを判断するための制御プログラムが予め貯蔵され、最適の流量が適切に供給される場合と適切に供給されない場合これを制御するための制御プログラムを貯蔵している。
一方、前記一定時間はマイクロプロセッサ１００に自体内蔵されたタイマーによりカウントされる。
【００５４】
前記信号出力部３００は、前記ホールセンサ５００或いは光素子から入力された感知信号を基にマイクロプロセッサ１００で演算処理された流量データを表示、積算、設定及び警報するためマイクロプロセッサ１００の制御により適切な信号に変換処理するものである。
【００５５】
前記信号出力部３００はマイクロプロセッサ１００により処理されたデータを表示、積算及び警報するためマイクロプロセッサ１００から出力されたデジタル制御信号をアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換器でもなることができる。
【００５６】
前記電源部４００は、マイクロプロセッサ１００の動作を遂行し得るように駆動電源を供給するものであって、ホールセンサ５００にも駆動電源を供給する。表示部６００は、前記ホールセンサ５００により感知された磁場強度又は光素子により受信された光量を基に前記マイクロプロセッサ１００で判断された流量を作業者が確認できるように外部に表示するものであって、これは発光ダイオードを含めて予め公知された全ての表示素子を用いて構成すればよい。
【００５７】
又、表示部６００の機能を単純にマイクロプロセッサ１００により判断された現在の流量を一定時間の間隔で表示することに限れず、連続的に流量を表示するように構成しても拘わらない。このようにすると、随時に作業者が確認しながら異常のないときは適切に措置すればよい。このとき、表示部６００はマイクロプロセッサ１００の制御によりその自体に複数個の発光ダイオードを通じて適切な数字又は文字が表示できる。
【００５８】
前記積算部７００は、前記マイクロプロセッサ１００により判断された一定時間の間流量を積算するものであって、例えば、本来決められた所定量の流量だけが流入されるはずだが、フローメータの内部或いは外部的な要因により流量が多くなる場合予め決められた所定量の流体だけを供給し、その残りの流量を確認できるように積算するものであって、この動作も一定時間の間隔で遂行してもよく、連続的に行っても拘わらない。
【００５９】
このとき、前記積算される流量は外部から流入される流量を調節するためのデータとして用いられる。即ち、流入される流量が多い場合予め決められた所定量の流量だけが供給され、その残りの流量は本来流入される流量を減少させるに必要なデータとなって恒常最適の流量だけが供給されることができる。
このような制御動作は勿論マイクロプロセッサ１００で行われる。
【００６０】
前記警報部８００は、例えば前記表示部６００に表示される一定時間の間流量或いは積算部７００に積算される一定時間の間流量が最適に供給される流量を超過するものであって、マイクロプロセッサ１００により判断される場合、又は作業工程を完了してこの以上の流体供給が必要でない場合前記マイクロプロセッサ１００の制御により作業者に警報する機能を行う。
【００６１】
このような警報機能は視覚的或いは聴覚的な方法の全てを利用できるし、例えば視覚的な方法としては発光ダイオードで構成された赤色ランプが一定時間の間隔で点滅されるようにする方法があり、聴覚的な方法としてはアラーム機能の可能なブザーを用いて一定時間の間隔に警報音を発生するようにする方法がある。前記設定部９００は、該当作業工程に従い供給される最適の流量を設定してマイクロプロセッサ１００で記憶するようにする役割を行う。
【００６２】
このように構成された本発明のフローメータの制御システムの全体的な動作を図１乃至図６を参照して説明する。
まず、流体流入口１７を通じて流入される流体が所定量になるとサイクロンタービン５の流路５１を通過するが、このとき前記流路５１が所定角度だけ傾斜されて形成されているため、流体は傾斜されただけの回転力を受ける。
【００６３】
前記サイクロンタービン５を通過した流体は回転ローター４の流路の溝４５に所定圧力にぶつかるが、このとき、前記サイクロンタービン５を通過しながら加速力を受ける流体が回転ローター４の傾斜した溝４５に流入接触されてその接触圧力により回転ローター４を回転させる。
【００６４】
このように回転ローター４が回転すると、マグネット４６により誘起された磁場変化がホールセンサ５００により感知される。従って、該感知された信号は信号入力部２００を通じてデジタル信号に変換された後、マイクロプロセッサ１００に入力され、マイクロプロセッサ１００は予め貯蔵されたプログラムを実行してタイマーによりカウントされる一定時間の間の回転ローター４の回転に従う磁場変化を判断し、これを基に現在供給される流量を判断する。
【００６５】
前記マイクロプロセッサ１００により判断された現在の流量はデジタルデータであるので、信号出力部４００に出力されてアナログ信号に変換された後表示部６００を通じて表示されて使用者が確認できるようにする。
一方、マイクロプロセッサ１００により判断された流量が最適に供給される流量であるかの可否に従いマイクロプロセッサ１００の制御動作が異なっている。
【００６６】
即ち、マイクロプロセッサ１００により判断された流量が最適の流量を超過する場合、このデータが表示部６００を通じて表示されると共に、設定部９００では前記超過されるだけの流量を基に最適の量に再び還元できるようにするため流体の供給量を新たに設定してマイクロプロセッサ１００に貯蔵させる。
【００６７】
従って、このように新たに設定されたデータに従い流入口１７を通じて流体がサイクロンタービン５の流路５１に流入され、以後回転ローター４を回転させるので回転ローター４の回転に従う磁場変化が新たに設定されたデータと符合するかを判断するためにマイクロプロセッサ１００では新たに供給される流量を判断し、該判断されたデータを表示部６００を通じて外部に表示するものである。
このように新たに供給される流量は以後設定される最適の流量を判断する基礎資料として提供される。
【００６８】
一方、警報部８００では上述のように供給される流量が最適の量を超過する場合、マイクロプロセッサ１００の制御により外部に警報音を発生し、作業工程が完了されてこの以上の流体供給が必要でない場合もマイクロプロセッサ１００の制御により外部に警報音を発生して効率的なフローメータの管理ができるようにする。
【００６９】
図７は本発明のフローメータ制御システムの実際応用図である。
上述の本発明の実施例が実質的に応用される場合、図７に示すように従来の技術に用いられる定量タンクが必要でなく、その代わりにマイクロプロセッサの制御により各作業工程に従い最適に供給されるべき流量が供給されるようにする効果がある。
【００７０】
上述の本発明は具体的な実施例に基づき説明したが、いろいろの交替、修正及び変更ができる。即ち、本発明では詳しく液体に限定して説明したが、液体でない分野に対しても適用可能なことは勿論である。従って、上述の説明は添付された請求項により規定された範囲に限定するものでない。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るサイクロンタービンフローメータは、熱衝撃、圧縮衝撃、急激な流量変化のようなノイズ性エネルギー、即ち流体の圧力降下時に発生する甚だしい流体騒音はサイクロンタービンで吸収し、該流体はサイクロンタービンの流路に案内されて回転ローターを回転させることにより、圧力平衡を維持しながら流量エネルギー損失なしに正確に流量を測定し得るという効果がある。
又、振動防止ベアリング及びタービンベアリングのため高い耐摩耗性と半永久的な寿命を維持し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるサイクロンタービンフローメータの機器的な構造で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は内部透視図、（Ｃ）は底面図である。
【図２】本発明の一実施例によるサイクロンタービンフローメータの主要構成要素の（危機）機器的な構造を示し、（Ａ）は回転ローターの正面図、（Ｂ）は回転ローターの平面図である。
【図３】本発明の一実施例によるサイクロンタービンフローメータの主要構成要素の機器的な構造を示し、（Ａ）は固定タービンの正面図、（Ｂ）は固定タービンの平面図である。
【図４】本発明に係るフローメータの回転ローターとサイクロンタービンの結合状態図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の回転ローターの又他の実施例の正面図及び平面図である。
【図６】本発明の一実施例によるフローメータの制御システム図である。
【図７】本発明のフローメータの制御システムの実際応用図である。
【図８】従来の流量供給装置の実際応用図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２、３ キャップ
４ 回転ローター
４６ マグネット
５ サイクロンタービン
６ 振動防止ベアリング
８ タービンベアリング
１００ マイクロプロセッサ
２００ 信号入力部
３００ 信号出力部
４００ 電源部
５００ ホールセンサ

Claims (14)

1. ハウジングと、上下両側にフローメータを外部から密閉するように形成された上部キャップおよび下部キャップとを備えるフローメータであって、
   前記ハウジングの内部への流体の流入を許容するため、前記ハウジングの側壁に形成されている流入口と、
   前記ハウジングの側壁との間に空間を形成するために流体流路に接続している本体を有し、前記流入口を通して外部から流入された流体が回転力を受けるように流路が形成されたサイクロンタービンと、
   前記サイクロンタービンの回転軸に接続し流体が通過する複数の流路を有し、前記サイクロンタービンの流路を通過した流体により回転する回転ローターと、
   前記サイクロンタービンに形成され、内部に前記回転軸が挿入され、摩擦抵抗を最小化しながら耐化学薬品性及び耐久性を有するように製作されたタービンベアリングと、
   前記回転ローターの本体の近傍において前記ハウジングから流体の流出を許容するため前記ハウジングの側壁に形成され、前記ハウジングの側壁において前記流入口よりも上方に位置する流出口と、
   振動を防止するように前記タービンベアリングと反対側においてタービン軸を覆うように構成された振動防止ベアリングと、を備えることを特徴とするサイクロンタービンフローメータ。
2. 前記サイクロンタービンは流体が強い回転力を有しながら通過できるように翼体部に所定角度で傾斜された複数個の流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載のフローメータ。
3. 前記サイクロンタービンは翼体の中心に回転軸の一端を挿入するための溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載のフローメータ。
4. 前記回転ローターはサイクロンタービンの流路を通過した流体が所定圧力を有してぶつかるように翼体部に所定角度で傾斜された複数個の溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載のフローメータ。
5. 前記回転ローターの軸は回転ローターの回転数に比べ小さい回転数を有するように回転軸挿入用溝の直径よりも小さい直径に設計されることを特徴とする請求項１に記載のフローメータ。
6. 前記回転ローターは回転により変化される磁場を発生するように本体部に所定個数のマグネットが挿入固定されることを特徴とする請求項１に記載のフローメータ。
7. 前記回転ローターには回転により光を通過させるか又は光を反射するように本体部の外周面全体に亘って所定個数の溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載のフローメータ。
8. 前記上部キャップには回転ローターの回転状態を確認し得るように透視可能な窓が形成されることを特徴とする請求項１に記載のフローメータ。
9. 前記窓は透明或いは半透明材質で形成されることを特徴とする請求項８に記載のフローメータ。
10. 前記上部キャップには回転ローターの回転状態を感知するためのホールセンサ、及び電気ラインを挿入固定させるように溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載のフローメータ。
11. 前記上部キャップにはその中心部に回転ローターの回転軸挿入用溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載のフローメータ。
12. 前記溝は前記本体部に形成されることを特徴とする請求項７に記載のフローメータ。
13. 前記ハウジングはその上下部内部に流体漏洩を防止するためのパッキング材挿入用溝がそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１に記載のフローメータ。
14. 前記回転ローターの本体部に形成された溝の前方には光を送受信する光素子が配置されることを特徴とする請求項１に記載のフローメータ。

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