KR100569815B1 - 터빈유량계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 검출수단으로 진동이나 외부 충격에 영향이 없는 자기센서를 사용하여 검출 정밀도를 보다 향상시키고, 블레이드를 포함한 회전체 및 유량계 본체의 사이즈가 다양하게 변경되더라도 이에 탄력적으로 대응하여 자기센서의 세팅시 유량계 본체의 내부 유로 통로상에 자기센서가 일부 노출되도록 설치하되, 이 자기센서를 검출 성능이 최대인 지점에 되도록 제작자가 조정할 수 있도록 한 터빈유량계를 제공하는 것을 목적으로 하며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배관과 연결되도록 양단부에 접속부가 형성되고, 내부에 유로 통로가 형성된 양단 개구 형상의 유량계 본체와; 외주면에 상기 유체의 유입 방향에 대해 일정한 각도로 경사지게 다수개의 블레이드를 구비하여 상기 유량계 본체의 내부에 배치되는 회전체와; 상기 회전체의 전ㆍ후에 해당되는 상기 유량계 본체의 내부에 배치되어 회전축을 매개로 하여 상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 전ㆍ후 고정체와; 상기 전ㆍ후 고정체의 외주면에 방사상으로 일정한 간격을 두고 다수개 설치되어 상기 유량계 본체의 내면에 고정되는 서포터와; 상기 회전체의 각 블레이드의 단부에 설치되며, 자화가 가능한 재질로된 다수개의 자기유도체와; 상기 블레이드에 대응되는 상기 유량계 본체에 상기 유로 통로내로 일부분이 노출되도록 설치되어 상기 자기유도체를 센싱하기 위해 자기센서가 바닥부에 내장된 자기센서 하우징과; 상기 유량계 본체의 내부를 흐르는 유체를 상기 자기센서에서 센싱하여 검출된 신호를 입력받아 연산하는 연산수단 및 상기 연산수단에서 연단된 유량을 가시적으로 표시하는 표시수단으로 이루어진 터빈 유량계에 있어서,

상기 자기센서 하우징은 상기 유로 통로와 연통되도록 자기센서 설치공을 갖는 상기 유량계 본체에 형성된 자기센서 설치부의 자기센서 설치공에 삽입 깊이가 가변 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.

자기센서, 유량계, 자기유도체

Description

터빈유량계{A TURBINE FLOW METER}

도 1은 종래 기술에 의한 터빈 유량계의 내부 구성을 도시한 단면도.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 터빈 유량계의 내부 구성을 도시한 단면도.

도 4은 도 2의 지시선 A-A선의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

400 : 유량계 본체

401a : 유로 통로

401 : 접속부

410 : 회전체

411 : 블레이드

421,431 : 전ㆍ후 고정체

422,432 : 서포터

450 : 자기유도체

460 : 자기센서

461 : 자기센서 하우징

470 : 표시수단

480 : 연산수단

본 발명은 터빈유량계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검출수단으로 진동이나 외부 충격에 영향이 없는 자기센서를 사용하여 검출 정밀도를 보다 향상시키고, 블레이드를 포함한 회전체 및 유량계 본체의 사이즈가 다양하게 변경되더라도 이에 탄력적으로 대응하여 자기센서의 세팅시 유량계 본체의 내부 유로 통로상에 자기센서가 일부 노출되도록 설치하되, 이 자기센서를 검출 성능이 최대인 지점에 되도록 제작자가 조정할 수 있도록 한 터빈유량계에 관한 것이다.

일반적으로 터빈유량계는 각 가정이나 기타 사용처에서 사용하는 유체의 사용량을 정확하게 계량하도록 하는 것으로, 이는 배관의 소정 위치에 장착되어 수도관을 통과하는 유체의 속도에 따른 양을 숫자로 디스플레이하도록 하는 것이며, 이러한 터빈 유량계는 그 구조에 따라 여러 종류가 다양하게 알려져 실제로 널리 사용되고 있다.

어리한 여러가지 터빈 유량계의 종래 기술로 본 출원인이 2001년 3월 28일자로 특허 출원하여 등록받은 특허등록번호 제40045호가 있다.

상기 기술은 배관과 연결되도록 양단부에 접속부(401)가 형성되고, 내경이 배관의 내경과 동일하게 형성된 양단 개구 형상의 유량계 본체(400)와; 외주면에 상기 유체의 유입 방향에 대해 일정한 각도로 경사지게 다수개의 블레이드(411)를 구비하여 상기 유량계 본체(400)의 내부에 배치되는 회전체(410)와; 상기 회전체(410)의 전ㆍ후에 해당되는 상기 유량계 본체(400)의 내부에 배치되어 회전축(440)을 매개로 하여 상기 회전체(410)를 회전 가능하게 지지하는 전ㆍ후 고정체(421)(431)와; 상기 전ㆍ후 고정체(421)(431)의 외주면에 방사상으로 일정한 간격을 두고 다수개 설치되어 상기 유량계 본체(400)의 내면에 고정되는 서포터(422)(432)와; 상기 회전체(410)의 각 블레이드(411)의 단부에 설치되며, 자화가 가능한 재질로된 다수개의 자기유도체(450)와; 상기 블레이드(411)에 대응되는 상기 유량계 본체(400)에 설치되어 상기 자기유도체(450)를 센싱하는 픽업센서(460)와; 상기 유량계 본체의 내부를 흐르는 유체를 상기 픽업센서(460)에서 센싱하여 검출된 신호를 입력받아 연산하는 연산수단 및 상기 연산수단에서 연단된 유량을 가시적으로 표시하는 표시수단(470)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 상기 픽업센서(460)가 유량계 본체(400)의 내부에 고정 설치되어 있는 관계로 회전체(410)를 설계하거나 제작시 검출 부분인 블레이드(411)의 끝단에 설치된 자기유도체(450)와의 간격을 검출 간격 이내가 되도록 하여야 한다.

따라서, 블레이드(411)를 포함한 회전체(410)의 외경과 유량계 본체(400)의 내경과의 간격을 일정 거리(검출가능거리) 이상 이격시키는 것이 불가능했다.

이러한 경우, 블레이드(411)의 외경과의 간격 조정이 불가능하므로 유량 특성을 개선할 수 있는 여지가 없다.

둘째, 종래 기술은 검출수단으로 픽업센서(460)를 사용하는데, 이 픽업센서(460)는 블레이드(411)의 회전에 의하여 유도기전력이 발생하는 방식이므 로 블레이드(411)의 회전 속도가 매우 느리면 유도기전력이 거의 발생하지 않으므로 미소 유량을 감지하는데 한계가 있었다.

또한, 유도기전력을 이용하는 픽업센서(460)는 센서의 구조상 센서부의 진동이나 충격이 있으면 유도기전력이 발생하여 실제 유량과 관계없는 오동작하는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 검출수단으로 진동이나 외부 충격에 영향이 없는 자기센서를 사용하여 검출 정밀도를 보다 향상시키고, 블레이드를 포함한 회전체 및 유량계 본체의 사이즈가 다양하게 변경되더라도 이에 탄력적으로 대응하여 자기센서의 세팅시 유량계 본체의 내부 유로 통로상에 자기센서가 일부 노출되도록 설치하되, 이 자기센서를 검출 성능이 최대인 지점에 되도록 제작자가 조정할 수 있도록 한 터빈 유량계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 터빈 유량계는, 배관과 연결되도록 양단부에 접속부가 형성되고, 내부에 유로 통로가 형성된 양단 개구 형상의 유량계 본체와; 외주면에 상기 유체의 유입 방향에 대해 일정한 각도로 경사지게 다수개의 블레이드를 구비하여 상기 유량계 본체의 내부에 배치되는 회전체와; 상기 회전체의 전ㆍ후에 해당되는 상기 유량계 본체의 내부에 배치되어 회전축을 매개로 하여 상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 전ㆍ후 고정체와; 상기 전ㆍ후 고정체의 외주면에 방사상으로 일정한 간격을 두고 다수개 설치되어 상기 유량계 본체의 내면에 고정되는 서포터와; 상기 회전체의 각 블레이드의 단부에 설치되며, 자화가 가능한 재질로된 다수개의 자기유도체와; 상기 블레이드에 대응되는 상기 유량계 본체에 상기 유로 통로내로 일부분이 노출되도록 설치되어 상기 자기유도체를 센싱하기 위해 자기센서가 바닥부에 내장된 자기센서 하우징과; 상기 유량계 본체의 내부를 흐르는 유체를 상기 자기센서에서 센싱하여 검출된 신호를 입력받아 연산하는 연산수단 및 상기 연산수단에서 연단된 유량을 가시적으로 표시하는 표시수단으로 이루어진 터빈 유량계에 있어서, 상기 자기센서 하우징은 상기 유로 통로와 연통되도록 자기센서 설치공을 갖는 상기 유량계 본체에 형성된 자기센서 설치부의 자기센서 설치공에 삽입 깊이가 가변 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 터빈 유량계의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 설명의 편의상 종래 기술과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재번호를 부여한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 터빈 유량계의 내부 구성을 도시한 단면도이고, 도 4은 도 2의 지시선 A-A선의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 배관 내부를 흐르는 유체의 유량을 계측하여 검출된 신호를 연산하는 연산수단(480) 및 상기 연산수단(480)에서 연상된 유량을 가시적으로 표시하는 표시수단(470)을 포함하는 터빈 유량계에 적용된다.

본 발명에 의한 터빈 유량계는 크게 유량계 본체(400)와, 회전체(410)와, 전ㆍ후 고정체(421)(431)와, 서포터(422)(432)와, 진동이나 외부 충격에 영향이 없는 자기유도체(450)와, 자기센서(460)를 포함하여 이루어진다.

상기 유량계 본체(400)는 양단이 관통된 원통 형상으로 형성되며, 그 내부에 는 유로 통로(400a)가 형성된다.

상기 유량계 본체(400)의 양단부에는 배관의 각 단부와 결합 가능하도록 일례인 플랜지 타입의 접속부(401)가 형성된다.

여기서, 미설명 부호 401a는 접속부(401)에 형성되는 체결공으로서, 이 체결공을 통해 볼트 등의 체결결수단이 배관과 결합되는 것이다.

여기서, 부가적으로, 상기 유량계 본체(400)의 양단부에 접속부(401)를 구비함에 따라 상기 배관의 연결 단부에도 접속부를 구비하여야 함은 물론이다.

상기 회전체(410)는 상기 유량계 본체(400)의 내부에 배치되는 것으로, 바람직하게 유량계 본체(400)의 내부 중앙에 위치된다.

상기 회전체(410)의 외주면에는 유체의 유입 방향에 대해 일정한 각도로 경사지게 다수개의 블레이드(411)가 구비된다.

상기 전ㆍ후 고정체(421)(431)는 상기 회전체(410)의 전,후에 해당되는 상기 유량계 본체(400)의 내부에 배치되어 회전축(440)을 매개로 하여 상기 회전체(410)를 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.

여기서, 상기 회전축(440)은 전,후 고정체(421)(431)에 기 형성된 것일 수 도 있고, 상기 회전체(410)의 양단 중앙에 돌출되게 기 형성된 것일 수 도 있다.

즉, 상기 회전축(440)이 전,후 고정체(421)(431)에 기 형성된 것이라면 상기 회전체(410)의 양단 중앙에는 회전축(440)이 회전 가능하게 삽입되는 삽입공이 형성되어야 함은 물론이다.

반면, 상기 회전축(440)이 회전체(410)의 양단 중앙에 돌출되게 기 혀엉된 것이라면, 상기 전,후 고정체(421)(431)에 회전축(440)이 회전 가능하게 삽입되는 삽입공이 형성되어야 함은 물론이다.

상기 서포터(422)(432)는 전,후 고정체(421)(431)의 외주면에 방사상으로 일정한 간격을 두고 설치되어 타단부가 상기 유량계 본체(400)의 내면에 고정된다.

여기서, 상기 서포터(422)(432)가 일정한 간격을 두고 설치된 이유는, 유체가 통과할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 자기유도체(450)는 상기 회전체(410)의 각 블레이드(411)의 단부, 수평 부분에 설치된다.

여기서, 상기 자기유도체(450)의 설치 방법의 하나로는 별도의 삽입장치를 이용하여 블레이드(411)의 내부로 일부분이 노출되도록 매몰 설치하는 것이다.

상기 자기유도체(450)의 재질로는 영구자석을 제외한 자화가 가능한 재질이면 무엇이든지 가능하다.

여기서, 상기 자기유도체(450)의 재질을 자화가 가능한 재질로 함으로써, 후술하는 자기센서(460)에 대응되는 자기유도체(450)를 선택할 수 있는 폭을 넓힐 수 있게 된다.

상기 자기센서(460)는 상기 블레이드(411)에 대응되는 부분, 즉 수평부분에 대응되는 상기 유량계 본체(400)에 설치되어 상기 자기유도체(450)를 센신하여 검출된 신호를 상기 연산수단(480)으로 출력하는 역할을 한다.

상기 자기센서(460)는, 상기 블레이드(411)에 대응되는 상기 유량계 본체(400)에 상기 유로 통로(400a)내로 일부분이 노출되도록 설치되어 상기 자기유 도체(450)를 센싱하는 것이다.

좀더 상세하게 설명하면, 상기 자기센서(460)는 자기센서 하우징(461)의 내부 바닥부에 내장 설치되는 것으로, 이 자기센서 하우징(461)은, 상기 유로 통로(400a)와 연통되도록 자기센서 설치공(404a)을 갖는 상기 유량계 본체(400)에 형성된 자기센서 설치부(404)의 자기센서 설치공(404a)에 삽입 깊이가 가변 가능하게 설치된다.

상기 자기센서 하우징(461)의 삽입 깊이가 가변되는 상세 구성을 설명하면, 상기 자기센서 하우징(461)의 외주면에는 나사부(461a)를 형성하고, 상기 나사부(461a)에 나사 결합되도록 상기 자기센서 설치공(404a)의 내벽면에는 나사부(404b)를 형성하여 구성한다.

한편, 본 발명은 상기와 같이 구성에서 상기 유량계 본체(400)의 유로 통로(400a)의 내경과 상기 블레이드(411)들의 끝단부를 연결한 외경은 일정한 비율로 형성된다.

즉, 상기 유량계 본체(400)의 사이즈와 블레이드(411)의 사이가 달라지더라도 본 발명은 상기 자기센서(460)와 자기유도체(450)와 간극을 조정할 수 있또록 자기센서(460)의 삽입 깊이를 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 조정할 수 있으므로 아주 정밀하게 검출 성능을 발휘할 수 있게 된다.

즉, 도 2에서는 자기센서(460)와 블레이드(411)의 끝단간의 간극이 t이고, 도 3에서는 자기센서(460)와 블레이드(411)의 끝단간의 간극이 t1이다.(t<t1)

여기서, 본 발명은 상기 블레이드(411)에 대응되는 상기 유량계 본체(400)에 상기 유로 통로(400a)내로 일부분이 노출되도록 자기센서(460)를 설치하는 구성만으로도 종래 유량계 본체 내부에 내재되어 있던 픽업센서에 비해 아주 정밀하게 검출 성능을 발휘하게 된다.

그리고, 본 발명은 종래 픽업센서를 사용하는 대신에 자기센서(460)를 사용함으로써 외부 진동이나 충격에 영향을 받아 않아 오작동하게 않게 되어 검출 정밀도를 보다 향상시킬 수 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 터빈 유량계에 따르면, 검출수단으로 진동이나 외부 충격에 영향이 없는 자기센서를 사용하여 검출 정밀도를 보다 향상시키고, 블레이드를 포함한 회전체 및 유량계 본체의 사이즈가 다양하게 변경되더라도 이에 탄력적으로 대응하여 자기센서의 세팅시 유량계 본체의 내부 유로 통로상에 자기센서가 일부 노출되도록 설치하되, 이 자기센서를 검출 성능이 최대인 지점에 되도록 제작자가 조정할 수 있게 된다.

그리고, 검출 거리에 따른 블레이드의 크기에 제한을 받지 않음으로서 동일한 구경의 유량계를 구성할 경우 보다 소형 경량의 블레이드를 포함한 회전체를 선택할 수 있으므로 유량계의 특성 및 감도를 크게 개선할 수 있다.

Claims (4)

1. 배관과 연결되도록 양단부에 접속부(401)가 형성되고, 내부에 유로 통로(400a)가 형성된 양단 개구 형상의 유량계 본체(400)와; 외주면에 상기 유체의 유입 방향에 대해 일정한 각도로 경사지게 다수개의 블레이드(411)를 구비하여 상기 유량계 본체(400)의 내부에 배치되는 회전체(410)와; 상기 회전체의 전ㆍ후에 해당되는 상기 유량계 본체의 내부에 배치되어 회전축(440)을 매개로 하여 상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 전ㆍ후 고정체(421)(431)와; 상기 전ㆍ후 고정체의 외주면에 방사상으로 일정한 간격을 두고 다수개 설치되어 상기 유량계 본체의 내면에 고정되는 서포터(422)(432)와; 상기 회전체의 각 블레이드의 단부에 설치되며, 자화가 가능한 재질로된 다수개의 자기유도체(450)와; 상기 블레이드에 대응되는 상기 유량계 본체에 상기 유로 통로내로 일부분이 노출되도록 설치되어 상기 자기유도체(450)를 센싱하기 위해 자기센서(460)가 바닥부에 내장된 자기센서 하우징(461)과; 상기 유량계 본체의 내부를 흐르는 유체를 상기 자기센서에서 센싱하여 검출된 신호를 입력받아 연산하는 연산수단(480) 및 상기 연산수단에서 연단된 유량을 가시적으로 표시하는 표시수단(470)으로 이루어진 터빈 유량계에 있어서,

   상기 자기센서 하우징(461)은 상기 유로 통로(400a)와 연통되도록 자기센서 설치공(404a)을 갖는 상기 유량계 본체(400)에 형성된 자기센서 설치부(404)의 자기센서 설치공(404a)에 삽입 깊이가 가변 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 터빈 유량계.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 자기센서 하우징(461)의 외주면에는 나사부(461a)가 형성되고, 상기 나사부(461)에 나사 결합되도록 상기 자기센서 설치공(404a)의 내벽면에는 나사부(404b)가 형성된 것을 특징으로 하는 터빈 유량계.
4. 제 1 항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 유량계 본체(400)의 유로 통로(400a)의 내경과 상기 블레이드(411)들의 끝단부를 연결한 외경은 일정한 비율로 설계된 것을 특징으로 하는 터빈 유량계.

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