KR100486417B1 - Cyclone turbine flowmeter having disk-type turbine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유량계의 하우징 외부에 설치된 자기감응소자가 회전터빈에 설치된 다수 자석의 자기장의 변화에 따른 펄스의 변화를 감지하여 회전터빈의 회전수를 인지함으로써 유체흐름의 양을 측정할 수 있도록 한 원반형 회전터빈을 가진 사이클론 터빈유량계에 관한 것으로써, 본 발명에 의한 사이클론 터빈유량계는 유체류를 원하는 목적지까지 공급하는 시스템이 요구되는 산업 생산공정에 있어서, 단위 생산설비에 공급되는 유체의 양을 수시로 측정하고 이로부터 공급되는 자장의 변화를 모니터링하여 단위 공정관리함으로써 단위 공정관리 및 생산관리를 효율적으로 할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a magnetic disk device which is capable of measuring the amount of a fluid flow by sensing a change of a pulse according to a change of a magnetic field of a plurality of magnets installed on a rotating turbine, The present invention relates to a cyclone turbine flowmeter having a rotating turbine. In the industrial production process in which a system for supplying a fluid stream to a desired destination is required, the cyclone turbine flowmeter according to the present invention measures the amount of fluid supplied to the unit production facility from time to time And monitoring the change of the magnetic field supplied from the magnetic field, thereby managing the unit process so that the unit process control and production management can be efficiently performed.
Description
본 발명은 유체류를 원하는 목적지까지 원활하게 공급하는 장치가 요구되는 분야에 있어서, 그 공급된 유량의 정보 또는 단위 생산설비에 흐르는 유체의 양을 측정하고, 이로부터 출력되는 신호를 감지 및 모니터링하여 단위 공정관리 및 생산관리의 효율성을 향상시키도록 한 사이클론 터빈유량계에 관한 것으로써, 특히 유체의 자장변화에 따른 펄스의 변화를 측정하여 유체흐름의 양을 구할 수 있도록 한 원반형 회전터빈을 가진 사이클론 터빈유량계에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the amount of fluid supplied to a unit production facility and detecting and monitoring a signal output therefrom, The present invention relates to a cyclone turbine flowmeter for improving the efficiency of unit process control and production control, and more particularly, to a cyclone turbine flowmeter having a disk rotating turbine capable of measuring the amount of fluid flow by measuring a pulse change due to a change in magnetic field of a fluid Flow meter.
일반적으로 유량계는 반도체 등의 전기전자 부품과, 항공 우주산업, 오일 정제, 화학 플랜트산업 등 각종 첨단산업에 있어서, 고순도를 요하는 초순수, 가스, 원유, 화학 약품 등의 유체류가 끊임없이 공급됨과 동시에, 시간 경과에 따라 공급된 유체량을 수시로 측정하여 현재 진행중인 공정이 타 공정에 미치는 영향을 분석 및 관리하는 지표로 활용되도록 하는 것으로써, 이는 현대산업생산설비에 있어서 매우 중요한 의미를 갖는 장치 중의 하나이다.In general, flow meters are constantly supplied with electrical and electronic components such as semiconductors, and ultra-pure water, gas, crude oil, and chemicals requiring high purity in various high-tech industries such as aerospace, oil refining and chemical plant industries , The amount of the supplied fluid is measured from time to time to be utilized as an index for analyzing and managing the influence of the ongoing process on the other process and this is one of the devices having a very important meaning in modern industrial production facilities .
유량계는 대체로 유량계의 측정원리와 기능, 성능에 의한 분류 및 피측정유체 자체 에너지의 이용여부에 의한 분류 등 다양한 분류방법에 의해 구분할 수 있으며, 이와 같은 유량계를 유체 자체 에너지를 이용하는 분류방법에 의해 분류해보면 용적, 면적, 차압, 터빈, 와류제어 유량계 등으로 구분되며, 외부의 에너지원에 따라 분류해보면 초음파, 전자 및 질량 유량계 등으로 구분된다.The flowmeter can be divided into various classification methods such as the measurement principle and function of the flowmeter, the classification by the performance, and the classification by the use of the self-energy of the fluid to be measured. Such a flowmeter is classified by the classification method using the fluid's own energy It can be divided into volume, area, differential pressure, turbine, and eddy current flow meter. Ultrasonic wave, electron and mass flow meter can be classified according to external energy source.
이러한 다양한 종류의 유량계 중 최근에는 유체를 회전체에 부착한 프로펠러 형태의 날개에 전달하여 유체의 흐름을 운동에너지로 변환하여 측정하는 터빈 방식의 유량계가 널리 사용되는 실정이다.Among these various types of flow meters, recently, a turbine type flow meter is widely used in which a fluid is transferred to a propeller-shaped wing attached to a rotating body to convert the fluid flow into kinetic energy.
그러나, 종래의 터빈유량계는 자석이 삽입되어 있는 회전터빈이 무겁고 크기가 너무 커서 회전시 중심을 잡기가 어려웠다. 따라서, 유체의 급격한 압력변동에 의한 충격으로 피측정 유량의 변화량이 매우 커지게 되어 고장 발생률이 높았다. 또한, 유량계의 내부는 단순히 작은 관으로 구성되어 유량계의 설치방향이 제작사의 권장방향과 불일치하는 경우엔 유체흐름에 오히려 장애가 되어 측정값에 오차가 발생하거나 마찰력 상승으로 인한 측정감도의 저하 등이 발생하는 문제점이 있었다.However, in the conventional turbine flowmeter, the rotating turbine having the magnet inserted therein is heavy and too large in size, and thus it is difficult to center the rotating turbine. Therefore, the amount of change of the measured flow rate becomes very large due to the impact caused by sudden pressure fluctuation of the fluid, and the rate of occurrence of the failure is high. In addition, since the inside of the flow meter is formed of a small tube, if the installation direction of the flow meter is inconsistent with the direction of the manufacturer, the fluid flow is rather obstructed, resulting in errors in the measurement value or a decrease in measurement sensitivity .
또한, 유량계를 구성하는 회전체 및 이를 고정시키는 몸체 등은 상호 밀착 결합되므로, 고온 또는 저온에서의 팽창/수축작용에 의해 회전로터의 회전력이 저하되거나 심한 경우 회전체가 마찰되어 몸체로부터 탈기되는 등의 문제점이 있었다.In addition, since the rotating body constituting the flowmeter and the body for fixing the rotating body are tightly coupled to each other, the rotating force of the rotating rotor is lowered due to the expansion / contraction action at high temperature or low temperature, .
따라서, 본 발명은 이 같은 종래의 터빈유량계가 내포하고 있는 여러 가지 문제점을 개선하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 피측정 유체의 압력변화 및 외부충격에 따른 회전로터의 영향을 최소화하고, 온도변화에 따른 유체 에너지 이동 메카니즘의 손실을 최대한 억제하여 정확하고 안정적으로 유체흐름의 양을 측정할 수 있도록 한 원반형 회전터빈을 가진 사이클론 터빈유량계를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to minimize the influence of a rotating rotor due to a pressure change of a fluid to be measured and an external impact, And to provide a cyclone turbine flow meter having a disk-shaped rotary turbine capable of accurately and stably measuring the amount of fluid flow by suppressing the loss of the fluid energy transfer mechanism according to the change as much as possible.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원반형 회전터빈을 가진 사이클론 터빈유량계는, 내부에 유체가 통과할 수 있도록 유로가 형성되고, 측면 소정 부위에는 감응센서 및 전기라인이 장착된 센서부가 삽입 결합된 하우징과, 상기 하우징 상하 양측에 유체의 유입과 배출이 이루어지도록 밀폐 결합되는 유입 연결관 및 배출 연결관으로 이루어지며, 상기 유로에는 내부에 유체가 통과하도록 일정 간격과 각도로 형성한 유로가 형성되며, 상기 유로의 중심부분에는 소정 길이의 돌출부 및 회전축이 돌출 형성되며, 측면 소정 부위에는 일정 간격으로 자석을 삽입하도록 자석 삽입홈이 형성되고, 그 위에 자석캡이 삽입 구성된 회전로터; 하우징 상측에 고정턱에 의해 지지되되, 내부에는 유체가 통과하도록 일정 간격과 각도로 형성한 유로가 형성되며, 상기 유로의 중심부분에는 돌출부 일단이 삽입되도록 축 지지홈이 형성되고, 상기 축 지지홈 내측 상부 중심부분에 오목부가 형성된 베어링이 삽입되고, 상기 베어링 하부에는 회전축 일단이 삽입되도록 축홀더가 설치되며, 그 둘레에는 베어링 및 축홀더가 단단히 고정되도록 베어링홀더가 삽입 구성된 고정터빈; 및 하우징 하측에 고정턱에 의해 지지되되, 내부에는 유체가 통과하도록 유로가 일정한 간격으로 형성되며, 상기 유로의 중심부분에는 돌출부 타단이 삽입되도록 축 지지홈이 형성되고, 상기 축 지지홈 내측 하부 중심부분에 오목부가 형성된 베어링이 삽입되고, 상기 베어링 상부에는 회전축 타단이 삽입되도록 축홀더가 설치되며, 그 둘레에는 베어링 및 축홀더가 단단히 고정되도록 베어링홀더가 삽입 구성된 보조터빈을 포함 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a cyclone turbine flowmeter having a disk rotating turbine according to the present invention comprises a flow path for allowing a fluid to pass therethrough, and a sensor unit having a sensor unit and an electric line mounted thereon, And an inlet connection pipe and a discharge connection pipe which are hermetically coupled to both upper and lower sides of the housing so as to allow the inflow and outflow of the fluid, wherein the flow path is formed with a flow path formed at a predetermined interval and angle, A rotary rotor having a protruding portion and a rotary shaft protruding from a central portion of the flow path, a magnet insertion groove formed on a side surface of the predetermined portion so as to insert a magnet at predetermined intervals, A shaft is formed in a central portion of the flow path, and a shaft support groove is formed in the center of the shaft to insert one end of the projection, A fixed turbine in which a bearing having a concave portion is inserted in a center portion of an inner upper portion, an axial holder is installed in the lower part of the bearing to insert one end of the rotary shaft, and a bearing holder is inserted around the bearing and the axial holder; A shaft support groove is formed in a central portion of the flow passage so that the other end of the projection is inserted, and a shaft support groove is formed in the center of the shaft support groove, And an auxiliary turbine in which a bearing holder is inserted so that the bearing and the shaft holder are firmly fixed to the shaft holder is installed around the shaft holder. do.
또한, 내부에 유체가 통과할 수 있도록 유로가 형성되고, 상부에는 감응센서 및 전기라인이 장착된 센서부가 삽입 결합되며, 하부에는 축 지지홈이 형성된 하우징과, 상기 하우징 양측에 서로 높낮이를 달리하여 유체의 유입과 배출이 이루어지도록 밀폐 결합되는 유입 연결관 및 배출 연결관으로 이루어지며, 상기 유로에는 내부에 유체가 통과하도록 일정 간격과 각도로 형성한 유로가 형성되며, 상기 유로의 중심부분에는 소정 길이의 돌출부 및 회전축이 돌출 형성되며, 측면 소정 부위에는 일정 간격으로 자석을 삽입하도록 자석 삽입홈이 형성되고, 그 위에 자석이 삽입 구성된 회전로터; 및 상기 회전로터 하부에 장착되되, 내부에는 유체가 통과하도록 일정 간격과 각도로 형성한 유로가 형성되며, 상기 유로의 중심부분에는 돌출부 일단이 삽입되도록 축 지지홈이 형성되고, 상기 축 지지홈 내측 상부 중심부분에 오목부가 형성된 베어링이 삽입되고, 상기 베어링 하부에는 회전축 일단이 삽입되도록 축홀더가 설치되며, 그 둘레에는 베어링 및 축홀더가 단단히 고정되도록 베어링홀더가 삽입 구성된 고정터빈을 포함 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, a flow path is formed to allow the fluid to pass therethrough, and a sensor unit having an acceleration sensor and an electric line mounted thereon is inserted and coupled, and a shaft support groove is formed at a lower portion thereof. A flow path formed at an angle and at an angle to allow fluid to flow through the flow path is formed in the flow path, A rotation rotor having protrusions and rotation shafts protruding in a longitudinal direction and having magnet insertion grooves formed at predetermined intervals on a side surface thereof so as to insert magnets at predetermined intervals, And a flow passage formed at a predetermined interval and at an angle to allow the fluid to pass therethrough, wherein a shaft support groove is formed in a central portion of the flow passage so that one end of the projection is inserted, And a fixed turbine in which a bearing holder having a recess is formed in an upper center portion and a bearing holder is inserted into the lower portion of the bearing so that one end of the rotating shaft is inserted and a bearing and an axial holder are firmly fixed around the shaft holder .
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 사이클론 터빈유량계의 부분단면도, 도 2는 본 발명의 유량계를 구성하는 고정터빈, 회전로터 및 보조터빈의 구조를 나타낸 분해사시도, 도 3은 고정터빈의 단면도, 도 4는 회전로터의 평면도, 도 5는 보조터빈의 단면도, 도 6은 본 발명의 사이클론 터빈유량계의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a cyclone turbine flowmeter according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure of a stationary turbine, a rotary rotor and an auxiliary turbine constituting a flowmeter of the present invention, Fig. 5 is a cross-sectional view of the auxiliary turbine, and Fig. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of the cyclone turbine flowmeter of the present invention.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 사이클론 터빈유량계는 내부에 유체가 통과할 수 있도록 유로(43)가 형성된 하우징(40)과, 상기 하우징(40)의 양측에 유체의 유입과 배출이 이루어지도록 밀폐 결합되는 유입 연결관(50a) 및 배출 연결관(50b)으로 이루어지며, 상기 하우징(40)내 유로(43)에는 유입 연결관(50a)를 통해 외부로부터 유입된 유체가 회전력을 받도록 유로(11)가 형성된 고정터빈(10)과, 상기 고정터빈(10)의 유로(11)를 통과한 유체에 의해 회전되는 회전로터(20) 및 상기 회전로터(20)의 유로(21)를 통과한 유체를 배출 연결관(50b)을 통해 외부로 원활히 배출시키는 보조터빈(30)이 상호 결합되는 구조를 갖는다.1 to 5, a cyclone turbine flowmeter according to the present invention includes a housing 40 having a flow path 43 formed therein to allow a fluid to pass therethrough, And a discharge connection pipe 50b and a discharge connection pipe 50b which are hermetically coupled to each other so that the fluid discharged from the outside through the inflow connection pipe 50a flows into the flow path 43 in the housing 40. [ A rotary turbine 10 rotatable by a fluid that has passed through the flow path 11 of the fixed turbine 10 and a flow path 20 of the rotary rotor 20, 21 are smoothly discharged to the outside through the discharge connection pipe 50b.
상기 하우징(40)은 양측에 내측으로 나선형의 홈이 형성되어 연결관(50a)(50b)을 삽입하도록 소정의 직경 및 깊이를 갖는 삽입부(44a)(44b)가 형성되고, 상기 연결관(50a)(50b)의 일측 둘레에 형성된 나선형의 홈에는 상기 하우징(40)의 삽입부(44a)(44b)에 삽입되도록 결합부(53a)(53b)가 돌출 형성되어 연결관(50a)(50b)의 결합부(53a)(53b)가 밀폐된 상태로 하우징(40)의 삽입부(44a)(44b)에 결합 고정되도록 한다.The housing 40 is formed with insertion grooves 44a and 44b having predetermined diameters and depths for inserting the coupling tubes 50a and 50b, The coupling portions 53a and 53b are formed to protrude from the helical grooves formed around the one side of the connecting tubes 50a and 50b to be inserted into the insertion portions 44a and 44b of the housing 40, The coupling portions 53a and 53b of the housing 40 are engaged and fixed to the insertion portions 44a and 44b of the housing 40 in a hermetically sealed state.
또한, 상기 연결관(50a)(50b)의 타측에는 배관 등의 타 연결부품과 연결되도록 연결부(54a)(54b)가 돌출 형성된다.Connection portions 54a and 54b are formed on the other side of the connection pipes 50a and 50b so as to be connected to other connection parts such as pipes.
또한, 상기 연결관(50a)(50b)은 내부에 소정 직경의 유로(52a)(52b)가 형성되되, 상기 유로(52a)(52b)는 유체흐름의 압력에 의한 터빈의 손상을 방지하도록 하우징(40)과 연결되는 부분의 직경이 반대측 직경에 비해 넓은 방사형으로 형성되는 것이 바람직하다.The connecting pipes 50a and 50b have flow passages 52a and 52b with predetermined diameters. The flow passages 52a and 52b are formed in the housing 50a to prevent damage to the turbine due to pressure of fluid flow. It is preferable that the diameter of the portion connected to the second electrode 40 is formed to be larger than the diameter of the opposite side.
또한, 상기 하우징(40)의 중앙부분의 측면 소정 부위에는 회전로터(20)의 회전에 따라 변화되는 자장을 감지하도록 감응센서(61) 및 전기라인(도시생략) 등이 장착된 센서부(60)가 삽입 결합된다.A sensor unit 60 having a sensor 61 and an electric line (not shown) mounted thereon for detecting a magnetic field changed in accordance with the rotation of the rotating rotor 20 is provided at a predetermined side surface of the central portion of the housing 40 ) Are inserted and coupled.
본 발명의 회전로터(20)는 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 내부에 유체가 통과하도록 일정한 간격으로 일정각도 경사지게 다수 개의 유로(21)가 형성되며, 상기 유로(21)의 중심부분에는 상하로 소정 길이의 돌출부(26)가 돌출 형성되고, 상기 돌출부(26)에는 소정 직경 및 길이를 갖는 회전축(25)이 각각 돌출 형성된다.As shown in FIGS. 2 and 4, the rotary rotor 20 of the present invention has a plurality of flow paths 21 formed at predetermined intervals so as to allow fluid to pass therethrough, A protruding portion 26 having a predetermined length is formed to protrude upward and downward, and a rotation shaft 25 having a predetermined diameter and a predetermined length is protruded from the protruding portion 26, respectively.
상기 회전로터(20)의 유로(21)는 고정터빈(10)으로부터 유입된 유체가 접촉되면서 회전로터(20)를 회전시키는 역할을 하는 것으로, 유체흐름에 따른 마찰저항을 최소화시킴과 동시에 유체량이 작은 경우에도 경사각만큼의 회전력을 받도록 하여 회전로터(20)의 회전이 원활하도록 한다.The flow path 21 of the rotating rotor 20 serves to rotate the rotating rotor 20 while the fluid introduced from the fixed turbine 10 is in contact with the flow path 21. The frictional resistance according to the fluid flow is minimized, So that the rotation of the rotating rotor 20 can be smoothly achieved.
또한, 상기 회전로터(20) 소정 부위에는 일정 간격을 두고 다수 개(도면상으로는 3개)의 자석 삽입홈(22)이 형성되어 이를 통해 자석(23)이 삽입 고정되며, 상기 자석 삽입홈(22)에 자석(23)을 삽입한 후 외부 유체에 의해 자석(23)이 녹슬거나 마모되는 것을 방지하도록 자석캡(24)을 상기 자석 삽입홈(22)에 삽입하여 외부로부터 자석(23)이 밀폐 차단되도록 한다.A plurality of magnet insertion grooves 22 are formed in predetermined portions of the rotary rotor 20 at predetermined intervals so that the magnets 23 are inserted and fixed through the magnet insertion grooves 22. The magnet insertion grooves 22 The magnet 23 is inserted into the magnet insertion groove 22 to prevent the magnet 23 from being rusted or abraded by the external fluid after the magnet 23 is inserted into the magnet insertion groove 22, .
상기 자석(23)은 회전로터(20)의 회전수를 측정하여 유량계에 유입된 유체량을 측정하기 위한 것으로, 회전로터(20)의 회전수에 따라 발생되는 자장의 변화는 하우징(40) 측면에 설치된 감응센서(61)에 의해 감지되어 처리장치(도시생략)에서 유체흐름의 양을 처리할 수 있도록 한다.The magnet 23 measures the amount of fluid flowing into the flow meter by measuring the number of revolutions of the rotating rotor 20. The change of the magnetic field generated in accordance with the number of revolutions of the rotating rotor 20 is transmitted to the side surface of the housing 40 (Not shown) to be able to process the amount of fluid flow.
본 발명의 고정터빈(10)은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 하우징(40)내 유체가 유입되는 쪽 유로(43)에 설치되되, 내측으로 소정 돌출 형성된 고정턱(41)에 의해 지지되는 것으로, 외부로부터 유입된 유체가 통과하도록 일정한 간격으로 일정각도 경사지게 다수 개의 유로(11)가 형성된다.2 and 3, the fixed turbine 10 of the present invention is installed in a flow path 43 through which a fluid flows into the housing 40, and is fixed by a fixing jaw 41 protruding inwardly, A plurality of flow paths 11 are formed at predetermined intervals so as to be inclined at a predetermined angle so that the fluid introduced from the outside flows therethrough.
또한, 상기 유로(11)의 중심부분에는 회전로터(20)의 돌출부(26) 및 회전축(25) 일단이 삽입 지지되도록 상측이 차폐부(12)에 의해 밀폐된 형태의 축 지지홈(18)이 형성되고, 상기 축 지지홈(18) 내측 상부에는 회전로터(20) 회전시 회전축(25)이 마찰되어 마모되는 것을 방지하도록 중심부분에 회전축(25) 재치용 오목부(14)가 형성된 베어링(13)이 삽입되고, 상기 베어링(13) 하부에는 회전축(25)의 탈기를 방지하도록 축홀더(15)가 설치되며, 상기 베어링(13) 및 축홀더(15) 둘레에는 축 지지홈(18)의 빈 공간을 채워 베어링(13) 및 축홀더(15)가 흔들림 없이 단단히 고정되도록 베어링홀더(16)가 삽입 설치된다.A shaft supporting groove 18 is formed at the center of the flow passage 11 in such a manner that the upper side thereof is closed by the shielding portion 12 so that the projecting portion 26 of the rotary rotor 20 and one end of the rotary shaft 25 are inserted. And a bearing recessed portion 14 is formed at a center portion of the shaft support groove 18 so as to prevent the rotary shaft 25 from being abraded during rotation of the rotary rotor 20, A shaft holder 15 is installed below the bearing 13 so as to prevent the rotation shaft 25 from being separated from the shaft 13. A shaft support groove 18 is formed around the bearing 13 and the shaft holder 15, And the bearing holder 16 is inserted and installed so that the bearing 13 and the shaft holder 15 are firmly fixed without shaking.
따라서, 유체 유입공(51a)을 통해 유입된 유체는 상기 고정터빈(10)의 유로(11)를 통과하면서 유체의 흐름에 따른 마찰저항이 감소되고, 상기 유로(10)의 경사를 거치며 유체 흐름이 탄력을 받아 회전로터(20)로 유입되는 것이다.The fluid flowing through the fluid inflow hole 51a passes through the flow path 11 of the fixed turbine 10 and decreases in frictional resistance due to the flow of the fluid. And receives the elastic force and flows into the rotary rotor 20.
본 발명의 보조터빈(30)은 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이 대체로 고정터빈(10)과 유사한 구성을 가지는 것으로, 하우징(40)의 유체가 배출되는 쪽 유로(43)에 설치되되, 내측으로 소정 돌출 형성된 고정턱(41)에 의해 지지되며, 내부에는 유체가 통과하도록 다수 개의 유로(31)를 일정한 간격으로 형성한다.2 and 5, the auxiliary turbine 30 of the present invention has a structure substantially similar to that of the stationary turbine 10 and is provided in a flow path 43 through which the fluid in the housing 40 is discharged, And a plurality of flow passages 31 are formed at regular intervals so that the fluid passes through the inside.
상기 유로(31)의 중심부분에는 회전로터(20)의 돌출부(26) 및 회전축(25) 타단이 삽입되도록 하측이 차폐부(32)에 의해 밀폐된 형태의 또 다른 축 지지홈(38)이 형성되고, 상기 축 지지홈(38) 내측 하부에는 회전로터(20)의 회전시 회전축(25)이 마찰되어 마모되는 것을 방지하도록 중심부분에 회전축(25) 재치용 오목부(34)가 형성된 베어링(33)이 삽입된다.Another shaft support groove 38 is formed at the center of the flow path 31 in such a manner that the lower end of the shaft 31 is closed by the shielding portion 32 so that the other end of the rotation shaft 20 and the other end of the rotation shaft 25 are inserted And a bearing recessed portion 34 is formed at a center portion of the shaft support groove 38 so as to prevent the rotary shaft 25 from being abraded during rotation of the rotary rotor 20, (33) is inserted.
상기 베어링(33) 상부에는 회전축(25)의 탈기를 방지하도록 축홀더(35)가 설치되며, 상기 베어링(33) 및 축홀더(35) 둘레에는 삽입홈(38)의 빈 공간을 채워 베어링(33) 및 축홀더(35)가 흔들림 없이 단단히 고정되도록 베어링홀더(36)가 삽입된다.A shaft holder 35 is installed on the bearing 33 to prevent the rotation shaft 25 from being separated from the bearing 33. The bearing 33 and the shaft holder 35 are filled with an empty space of the insertion groove 38, 33 and the shaft holder 35 are firmly fixed without shaking.
따라서, 회전로터(20)로부터 배출된 유체가 상기 보조터빈(30)의 유로(31)를 통과하면서 유체의 마찰저항이 감소되므로 유체가 연결관(50b)의 유체 배출공(51b)을 통해 배출될 때 유체압력에 의해서 유량계 내부가 손상되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, since the fluid discharged from the rotating rotor 20 passes through the flow path 31 of the auxiliary turbine 30 and the frictional resistance of the fluid is reduced, the fluid is discharged through the fluid discharge hole 51b of the connection pipe 50b It is possible to prevent the inside of the flow meter from being damaged by the fluid pressure.
이와 같은 구성을 갖는 원반형 회전터빈을 가진 사이클론 터빈유량계의 사용방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.A method of using the cyclone turbine flowmeter having the disk-shaped rotary turbine having such a configuration will be described in detail as follows.
먼저, 고정터빈(10) 및 보조터빈(30)의 축 지지홈(18)(38)에 베어링홀더(16)(36)를 각각 삽입하고 상기 베어링홀더(16)(36) 내측으로 베어링(13)(33) 및 축홀더(15)(35)를 순차적으로 삽입하여 고정터빈(10) 및 보조터빈(30)을 완성한다.First, the bearing holders 16 and 36 are inserted into the shaft support grooves 18 and 38 of the fixed turbine 10 and the auxiliary turbine 30, respectively, and the bearings 13 and 36 are inserted into the bearing holders 16 and 36, ) 33 and the shaft holders 15 and 35 are sequentially inserted to complete the stationary turbine 10 and the auxiliary turbine 30.
이후, 하우징(40) 하부에 보조터빈(30)을 결합하고, 그 하부에 배출 연결관(50b)을 나선형 홈(55)을 이용하여 하우징(40) 삽입부(44a)의 홈(45)에 단단히 고정시킨다. 이때 상기 보조터빈(30)은 하우징(40) 중심부분에 형성된 고정턱(41) 및 연결관(50b)에 의해 지지되어 이탈이 불가능한 상태가 된다.Thereafter, the auxiliary turbine 30 is coupled to the lower portion of the housing 40, and the discharge connection pipe 50b is connected to the groove 45 of the insertion portion 44a of the housing 40 using a helical groove 55 Secure it firmly. At this time, the auxiliary turbine 30 is supported by the fixing jaw 41 and the coupling pipe 50b formed at the center of the housing 40, and can not be released.
이후, 상기 보조터빈(30) 상부의 축 지지홈(38) 내부에 결합된 축홀더(35)에 회전로터(20)의 회전축(25) 일단이 삽입되도록 회전로터(20)를 설치하고, 상기 회전로터(20)의 회전축(25) 타단이 고정터빈(10) 하부의 축 지지홈(18) 내부에 결합된 축홀더(15)에 삽입되도록 고정터빈(10)을 회전로터(20) 상부에 설치한다. 이때, 상기 고정터빈(10)은 하우징(40)의 유로 중심부분에 형성된 고정턱(41)에 의해 지지되며, 회전로터(20)의 유로(21)와 고정터빈(10)의 유로(11)는 서로 마주보는 형태가 되어 고정터빈(10)의 유로(11)를 통과한 유체가 회전로터(20)의 유로(21)에 일정압력으로 접촉되어 소량의 유량에 의해서도 회전로터(20)가 용이하게 회전되도록 한다. 이후, 하우징(40) 일측 삽입부(44a)에 유입 연결관(50a)의 결합부(53a)를 삽입 결합하여 유량계가 완성된다.A rotating rotor 20 is installed to insert one end of the rotating shaft 25 of the rotating rotor 20 into the shaft holder 35 coupled to the inside of the shaft supporting groove 38 of the auxiliary turbine 30, The fixed turbine 10 is mounted on the upper portion of the rotating rotor 20 so that the other end of the rotating shaft 25 of the rotating rotor 20 is inserted into the shaft holder 15 coupled to the inside of the shaft supporting groove 18 under the stationary turbine 10 Install it. The fixed turbine 10 is supported by a fixing jaw 41 formed at a central portion of a flow path of the housing 40 and connected to the flow path 21 of the rotating rotor 20 and the flow path 11 of the fixed turbine 10. [ The fluid that has passed through the flow path 11 of the fixed turbine 10 is brought into contact with the flow path 21 of the rotating rotor 20 under a certain pressure so that the rotating rotor 20 can be easily . Thereafter, the coupling part 53a of the inflow connection pipe 50a is inserted into the insertion part 44a at one side of the housing 40 to complete the flow meter.
즉, 유체 유입공(51a)을 통해 유체가 유입되면 연결관(50a) 내부의 유로(52a)를 통해 하우징(40) 내부의 유로(43)로 유입되며, 이때 상기 연결관(50a)의 유로(52a)는 하우징(40) 쪽으로 직경이 넓은 방사형으로 형성되어 유입되는 유체의 회전력이 증가되는 것이다.That is, when the fluid flows through the fluid inflow hole 51a, the fluid flows into the flow path 43 inside the housing 40 through the flow path 52a inside the connection pipe 50a. At this time, (52a) is formed in a radial shape having a larger diameter towards the housing (40), and the rotational force of the inflow fluid is increased.
하우징(40)으로 유입된 유체는 최초 고정터빈(10)의 유로(11)에 일정압력으로 부딪히며 통과하면서 가속력을 띄게되고 이와 같이 가속력을 가지게 된 유체는 회전로터(20)의 유로(21)로 유입 접촉되면서 그 접촉압력을 이용하여 회전로터(20)를 회전시키게 된다.The fluid that has flowed into the housing 40 collides with the flow path 11 of the first stationary turbine 10 at a certain pressure and is accelerated while passing through the flow path 11. The fluid having the acceleration force is then introduced into the flow path 21 of the rotating rotor 20 So that the rotating rotor 20 is rotated by using the contact pressure.
이와 같이 회전로터(20)가 회전하게 되면, 회전로터(20) 측면에 설치된 다수 개의 자석(23)에 의해 자장의 변화가 발생하게 되고, 이러한 자장의 변화는 하우징(40) 측면에 설치된 감응센서(61)에 의해 감지된 후 별도의 처리장치(도시생략)로 보내져 사용자가 확인할 수 있는 숫자 등으로 변환되어 표시되는 것이다.The magnetic field is changed by the plurality of magnets 23 provided on the side surface of the rotary rotor 20 and the change of the magnetic field is caused by the change of the magnetic field generated by the sensor 40 provided on the side surface of the housing 40, (Not shown) after being sensed by the display unit 61 and converted into a number that can be confirmed by the user and displayed.
한편, 고정터빈(10) 및 회전로터(20)의 유로(11)(21)의 크기 및 각도는 해당 장치설비에 따라 적절히 조정될 수 있으며, 하우징(40)으로 연결되는 연결관(50a)(50b)의 유로(52a)(52b) 또한 사용분야에 따라 직경을 적절히 조정할 수 있다.The sizes and angles of the flow paths 11 and 21 of the fixed turbine 10 and the rotary rotor 20 can be appropriately adjusted in accordance with the equipment of the apparatus and the connection pipes 50a and 50b connected to the housing 40 The diameter of the flow paths 52a and 52b can be appropriately adjusted according to the field of use.
또한, 점도성 유체에 사용하는 경우 혹은 유량의 측정 안정성을 보다 향상시키기 위해 2개 이상의 고정터빈(10)을 중첩하여 사용하여도 된다.Further, two or more fixed turbines 10 may be used in superposition in order to improve the stability of measurement of the flow rate when used in a viscous fluid.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 6에 도시한 바와 같이 보조터빈을 장착하지 않은 상태로 설치하여 사용할 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the auxiliary turbine can be installed and used without being mounted.
도 6의 유량계는 도 1의 유량계와 유사한 하우징(140) 양측에 유입 연결관(150a) 및 배출 연결관(150b)이 밀폐 결합되며, 내측 하부에는 고정터빈(10)을 설치하고 그 위에 회전로터(20)를 장착한 것으로, 유체 유입공(151a)을 통해 유입된 유체는 상기 고정터빈(10) 내측에 일정한 간격으로 일정각도 경사지게 형성된 다수 개의 유로(11)를 통과하며 회전력을 가진 후 회전로터(20)로 유입된다.The flow meter shown in FIG. 6 has an inlet connection pipe 150a and a discharge connection pipe 150b hermetically sealed to both sides of a housing 140 similar to the flow meter of FIG. 1, a fixed turbine 10 is installed in an inner lower portion, The fluid introduced through the fluid inlet hole 151a passes through the plurality of flow passages 11 formed at predetermined intervals in the fixed turbine 10 at regular intervals and is inclined at a predetermined angle, (20).
이때, 유체 유입공(151a)과 유체 배출공(151b)은 서로 높낮이를 달리하여 반대편에 형성되어 상기 유체 유입공(151a)을 통해 유입된 유체는 하우징(140) 하부 공간(143)에서 1-2차례 회전한 후 바닥쪽에서 상측의 고정터빈(10)쪽으로 이동하게 된다.At this time, the fluid inflow hole 151a and the fluid discharge hole 151b are formed at opposite sides with different heights, so that the fluid introduced through the fluid inflow hole 151a flows into the lower space 143 of the housing 140, And then moves from the bottom side to the fixed turbine 10 on the upper side.
따라서, 하우징(140) 내부에 유입된 유체는 고정터빈(10)의 유로(11)를 통과하며 회전력이 상승되어 회전로터(20)를 회전시키고 반대편의 유체 배출공(151b)을 통해 배출되는 것이다.Therefore, the fluid introduced into the housing 140 passes through the flow path 11 of the fixed turbine 10 and the rotational force is raised to rotate the rotary rotor 20 and to be discharged through the fluid discharge hole 151b on the opposite side .
이 경우 보조터빈이 없으므로 회전로터(20)는 탈기를 방지하도록 회전축(25)이 하우징(140) 하부에 형성된 축 지지홈(118)에 직접 결합되도록 한다.In this case, since there is no auxiliary turbine, the rotary rotor 20 is directly coupled to the shaft support groove 118 formed in the lower portion of the housing 140 so that the rotary shaft 25 prevents the deaeration.
한편, 본 다른 실시예에 적용되는 회전로터(20) 및 고정터빈(10)의 구조는 도 3 및 도 4에 도시된 회전로터(20) 및 고정터빈(10)와 동일하며, 하우징(140) 하부에 형성된 축 지지홈(118)의 구조는 고정터빈(10)의 축 지지홈(18)과 동일하므로 상세한 설명에는 이를 생략한다.The structure of the rotating rotor 20 and the stationary turbine 10 applied to the other embodiment is the same as that of the rotating rotor 20 and the stationary turbine 10 shown in FIGS. The structure of the shaft support groove 118 formed at the lower portion is the same as that of the shaft support groove 18 of the stationary turbine 10, and thus the detailed description thereof will be omitted.
따라서, 상기 하우징(140) 상부에 감응센서 및 전기라인이 장착된 센서부(160)가 결합되어 상기 회전로터(20)의 회전에 따른 자장의 변화를 측정하게 된다.Therefore, the sensor unit 160 having the sensor and the electric line mounted thereon is coupled to the housing 140 to measure the change of the magnetic field caused by the rotation of the rotating rotor 20.
상술한 본 발명은 특정한 실시예를 들어 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며 본 발명의 기본적 사상의 범주 내에서는 수정 및 변형 실시가 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 원반형 회전터빈을 가진 사이클론 터빈유량계에 따르면 회전터빈과 고정터빈의 유로가 서로 마주보도록 형성되어 유체의 흐름이 가속되므로 적은 유체량으로도 회전로터를 회전시킬 수 있어 작은 유체량의 측정이 가능함과 동시에 유량의 에너지 손실 없이 정확하게 유체량을 측정할 수 있는 이점이 있다.As described above, according to the cyclone turbine flowmeter having the disk rotating turbine according to the present invention, since the flow path of the rotating turbine and the fixed turbine are formed so as to face each other, the flow of the fluid is accelerated, So that it is possible to measure a small fluid amount and to accurately measure the fluid amount without energy loss of the flow amount.
또한, 베어링을 제외한 모든 구성부분이 비마찰식으로 되어있어 열, 압력 등에 의한 충격에 대한 내성을 향상시킬 수 있고, 유체가 흐를 때 발생되는 심한 유체 소음을 줄일 수 있으며, 고유량에서도 진동 없이 안정적으로 작동시킬 수 있다.In addition, all components except the bearings are made non-friction type, which can improve the resistance to shocks caused by heat, pressure, etc., can reduce the severe fluid noise generated when the fluid flows, Lt; / RTI >
도 1은 본 발명에 의한 사이클론 터빈유량계의 부분단면도.1 is a partial cross-sectional view of a cyclone turbine flow meter according to the present invention;
도 2는 본 발명의 사이클론 터빈유량계를 구성하는 고정터빈, 회전로터 및 보조터빈의 구조를 나타낸 분해사시도.2 is an exploded perspective view showing a structure of a fixed turbine, a rotating rotor, and an auxiliary turbine constituting the cyclone turbine flowmeter of the present invention.
도 3은 고정터빈의 단면도.3 is a sectional view of a stationary turbine;
도 4는 회전로터의 평면도.4 is a plan view of a rotating rotor;
도 5는 보조터빈의 단면도.5 is a sectional view of an auxiliary turbine;
도 6은 본 발명의 사이클론 터빈유량계의 다른 실시예를 나타낸 단면도.6 is a sectional view showing another embodiment of the cyclone turbine flowmeter of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Description of the Related Art [0002]
10 ; 고정터빈 11 ; 유로10; Fixed turbine 11; Euro
12 ; 차폐부 13 ; 베어링12; Shielding portion 13; bearing
14 ; 오목부 15 ; 축홀더14; Concave portion 15; Shaft holder
16 ; 베어링홀더 18 ; 축 지지홈16; Bearing holder 18; Shaft support groove
20 ; 회전로터 21 ; 유로20; A rotating rotor 21; Euro
22 ; 자석 삽입홈 23 ; 자석22; A magnet insertion groove 23; magnet
24 ; 자석캡 25 ; 회전축24; A magnetic cap 25; Rotating shaft
26 ; 돌출부 30 ; 보조터빈26; A projection 30; Auxiliary turbine
31 ; 유로 32 ; 차폐부31; Euro 32; Shielding portion
33 ; 베어링 34 ; 오목부33; Bearing 34; Concave portion
35 ; 축홀더 36 ; 베어링홀더35; Axis holder 36; Bearing holder
38 ; 축 지지홈 40 ; 하우징38; Shaft support grooves 40; housing
41 ; 고정턱 50a, 50b ; 연결관41; Fixing jaws 50a, 50b; Connector
60 ; 센서부 61 ; 감응센서60; A sensor unit 61; Sensing sensor
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