KR100650526B1 - 면적식 유량계 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 하단으로 갈수록 내경이 작아지는 테이퍼관과, 상기 테이퍼관의 하단에 연결된 유입구와, 상기 테이퍼관의 상단에 연결된 유출구와, 상기 테이퍼관 내에서 상기 유입구를 통해 유입되는 유체의 유량에 따라 상하방향의 위치가 변하는 플로트를 구비한 면적식 유량계에 있어서, 상기 플로트는, 타원의 단축을 중심으로 회전시킨 타원회전체를 상기 단축에 수직인 방향으로 절단시켰을 때 나누어지는 두 개의 입체 중 관의 상단부에 의한 종말속도의 영향을 줄이고 측정정도에 영향을 미치는 유출계수를 크게 하기 위하여 볼록곡면의 형상을 가진 상측부분과, 요동하는 플로트를 안정적으로 이동하게 함으로써 안정적인 유량측정이 가능하도록 하고 분해능력을 높이기 위한 부분으로, 상기 상측부분의 아래쪽에 배치되고 상기 상측부분의 바닥면의 직경과 동일한 직경을 가지는 원기둥 형상의 중앙부분과, 상기 중앙부분의 아래쪽에 배치되어 미소유량도 측정이 가능하도록 하기 위하여 분해능을 증가시키기 위한 부분으로, 상기 중앙부분의 직경과 동일한 직경을 가지는 반구형상의 하측부분으로 구성된 면적식 유량계를 제공한다. 상기 하측부분에는 헬리컬 형상의 홈부를 마련하여 플로트의 회전시 유체의 점성에 의한 영향을 줄이고, 증기 유동시 발생되는 이상유동에 대응가능하도록 한다. 플로트의 직진성을 향상시키고, 플로트의 헌팅을 감소시킴으로써 플로트의 요동을 줄여 안정적인 유량측정을 위하여, 상기 플로트의 하측부분의 최하단에는 구형의 추가 부착되어 있다.

Description

면적식 유량계 {Rota-Float Flow Meter}

도 1은 종래의 면적식 유량계의 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면적식 유량계의 정면도.

도 3는 도 2에 도시된 면적식 유량계의 단면도.

도 4은 도 3에 도시된 플로트의 사시도.

도 5는 도 3에 도시된 플로트의 단면도.

도 6는 도 3에 도시된 플로트의 저면도.

도 7은 도 2에 도시된 면적식 유량계에 사용가능한 다른 플로트의 사시도.

도 8은 도 7에 도시된 Ⅶ-Ⅶ 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 면적식 유량계 10 : 테이퍼관

20 : 유입구 30 : 유출구

50 : 플로트

51 : 상측부분 52 : 중앙부분

53 : 하측부분 54 : 홈부

55 : 추 59 : 가이드 플레이트

본 발명은 비교적 측정의 정밀도는 떨어지지만, 현장에서 유량과 플로트 높이 사이의 관계의 선형성을 이용하여 유량을 측정하는 면적식 유량계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 면적식 유량계의 관내부에서 상하로 이동하면서 그 높이에 의해 유량을 표시하는 플로트의 형상을 최적화하여, 기존의 면적식 유량계의 문제점인 유체의 점성의 영향에 의해 고점도의 유체나 슬러지등의 유량을 측정하기 어려운점을 해결한 면적식 유량계에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 산업현장에서 널리 사용되는 증기의 경우와 같이 온도와 압력에 따라 버블(bubble)을 동반하는 이상(two phase)유동의 경우에 있어서도 버블을 제거함으로써 단일상의 유체화하여 정밀한 측정이 가능하도록 한 면적식 유량계에 관한 것이다. 한편, 본 발명은 현재 산업계에서 사용되고 있는 다양한 유체의 유량을 측정하기 위하여 범용성이 있는 최적의 플로트의 형상을 고안하여 제작된 면적식 유량계이기도 하다.

면적식 유량계는 수직으로 설치된 테이퍼관 내에 플로트를 넣고 테이퍼관의 아래쪽으로부터 유체를 흐르게 하면 플로트에 가해지는 유체의 힘에 의해 플로트가 상승하다가 상기 유체에 의해 플로트에 가해지는 힘과 플로트의 질량에 의한 중력이 균형이 되는 위치에서 플로트가 정지하는 원리를 이용한 유량계인데, 이때의 플로트의 높이를 읽어 유량으로 환산검출하게 된다.

이러한 면적식 유량계(101)에 대해 도 1을 참조하면서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

테이퍼관(110) 하단의 유입구(120)로부터 유체가 유입되면 유체의 상승력에 의해 플로트(150)가 테이퍼관(110)의 상측으로 이동하게 되는데, 테이퍼관(110)의 상측으로 이동할수록 테이퍼관(110)의 수평방향의 단면적이 커지고, 따라서 유체의 상승력이 점점 감소하여 플로트(150)의 부력을 뺀 유효중량과 유체의 상승력이 평형을 이루는 점에서 플로트(150)는 정지하게 된다. 이때, 플로트(150)의 최대구경부가 위치한 지점의 테이퍼관(150)의 단면적에서 플로트(150)의 최대구경부의 단면적을 뺀 값을 유통면적이라고 하는데, 플로트(150)의 상승 높이에 따라 결정되는 유통면적과 유량은 비례관계에 있으므로 이 위치를 검출함으로써 유량을 측정하는 것이다. 측정을 하고자 하는 유체는 상기 유입구(120)를 통해 유입되어, 상기 테이퍼관(110)을 통과한 후 유출구(130)를 통해 유출된다.

한편, 플로트(150)의 크기를 결정하는 것도 중요한 문제인데, 플로트(150)의 최대 직경부의 직경이 커지면, 플로트(150)와 테이퍼관(110)관 사이에서 관벽의 영향으로 유체의 마찰 저항력이 커지게 되므로 그러한 저항력에 의해 플로트(150)의 상방으로의 이동이 영향을 받게 되고, 정밀한 유량의 측정이 불가능해진다. 따라서, 플로트(150)의 최대직경부의 직경이 너무 크지 않은 것이 유리하다. 한편, 플로트(150)의 최대직경부의 크기가 너무 작으면, 플로트(150)가 상방으로의 이동시에 균형을 잃어버려 플로트(150)의 요동이 심하게 발생함으로 인해, 플로트(150)가 관 내부 정 중앙에 위치하지 못함으로 인해 정확한 유량의 측정이 어려워지고 테이 퍼관(110)과 충돌하는 등의 문제가 발생하게 되며, 이러한 현상에 의해 역시 정밀한 유량의 측정이 어려워지게 되는 문제점이 발생하여 테이퍼관(110)내에 가이드라인(미도시)를 설치하여 플로트(150)를 안내하는 방식이 일반적으로 통용되고 있다.

또한, 플로트가 도 1에 도시된 바와 같이 원판형상의 머리부와 기둥형의 몸체로 된 형상을 가지는 경우에는 , 그 최상면은 평면이므로, 상방으로의 이동시에 유체와의 사이에 생기는 마찰이 크고, 테이퍼관(110)의 상부에서 유체의 종말속도에 의한 영향을 받으며, 유체와 테이퍼관(110)의 상단사이의 압력에 의해 유량측정의 정밀도가 떨어지므로, 일반적으로 테이퍼관(110)에 표시된 최대 유량, 즉 유량계에서 측정가능한 최대유량의 85%정도의 유량만 측정가능한 단점이 있다. 면적식 유량계(101)는 이론적으로 상부가 개방되어 있고 테이퍼관(110)의 길이가 무한대인 것으로 가정한 유량계이지만 실제로는 테이퍼관(110)의 길이에 제한이 있으므로, 테이퍼관(110)의 상단에서 발생하는 유체와 테이퍼관(110) 상단사이의 마찰력에 의해 유체의 속도가 줄어드는 등의 상기 이론적인 가정과 차이점이 발생하므로 최대측정유량의 85%정도만 유효 유량으로 인정되는 것이다. 또한, 플로트(150)가 테이퍼관(110) 내부에서 이동시에 상하방향으로의 요동림이 발생하거나, 좌우방향의 불필요한 움직임인 헌팅이 발생하여 정말한 측징이 곤란하다는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 플로트의 형상을 개량하여 플로트와 유체의 마찰에 의해 발생하는 플로트의 불필요한 유동현상을 막고, 유량의 측정이 가능한 유체의 종류제한을 줄여 범용적 사용이 가능하도록 하 며, 보다 측정의 정밀도가 높고 분해능력이 뛰어난 면적식 유량계를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 하단으로 갈수록 내경이 작아지는 테이퍼관과, 상기 테이퍼관의 하단에 연결된 유입구와, 상기 테이퍼관의 상단에 연결된 유출구와, 상기 테이퍼관 내에서 상기 유입구를 통해 유입되는 유체의 유량에 따라 상하방향의 위치가 변하는 플로트를 구비한 면적식 유량계에 있어서, 상기 플로트는, 타원의 단축을 중심으로 회전시킨 타원회전체를 상기 단축에 수직인 방향으로 절단시켰을 때 나누어지는 두 개의 입체 중 볼록곡면의 형상을 가진 상측부분과, 상기 상측부분의 아래쪽에 배치되고 상기 상측부분의 바닥면의 직경과 동일한 직경을 가지는 원기둥 형상의 중앙부분과, 상기 중앙부분의 아래쪽에 배치되고, 상기 중앙부분의 직경과 동일한 직경을 가지는 반구형상의 하측부분으로 구성되며, 상기 플로트의 하측부분의 최하단에는 구형의 추가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 면적식 유량계를 제공한다.

상기 플로트의 상기 하측부분에는 헬리컬 형상의 홈부가 마련된 것이 바람직하다.

또한, 상기 테이퍼관에는 그 테이퍼관의 내부를 확인할 수 있도록 마련된 투명부와 상기 투명부에 눈금으로 표시되어 유량을 확인할 수 있는 유량 표시부가 구비된 것이 바람직하다.

상기 유입구를 통해 유입되는 유체의 온도측정을 위한 온도계 및 압력측정을 위한 압력계가 더 구비된 것이 더욱 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면적식 유량계의 정면도이고, 도 3는 도 2에 도시된 면적식 유량계의 단면도이고, 도 4은 도 3에 도시된 플로트의 사시도이고, 도 5는 도 3에 도시된 플로트의 단면도이며, 도 6는 도 3에 도시된 플로트의 저면도이고, 도 7은 도 2에 도시된 면적식 유량계에 사용가능한 다른 플로트의 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 Ⅶ-Ⅶ 단면도이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면적식 유량계(1)도, 도 1을 참조하면서 설명한 종래의 면적식 유량계(101)와 마찬가지로, 테이퍼관(10)과 유입구(20)와 유출구(30)와 플로트(50)를 포함하고 있다.

상기 테이퍼관(10)은 하단으로 갈수록 내경이 작아지는 구성을 가지고 있어서, 그 높이에 따라 수평방향의 단면적이 달라지게 되어 있다.

상기 테이퍼관(10)에는 그 테이퍼관의 내부를 관찰할 수 있는 투명부(11)가 마련되어 있으며, 상기 투명부에는 눈금으로 유량을 표시하는 유량 표시부(12)가 마련되어 있다.

상기 테이퍼관(10)의 하단에는 유량을 측정하고자 하는 유체가 상기 테이퍼관(10)의 내부로 유입되는 유입구(20)가 마련되어 있고, 상기 테이퍼관(10)의 상단에는 상기 유입구(20)로 유입된 유체가 상기 테이퍼관(10)을 거쳐 유출되는 유출구(30)가 마련되어 있다.

상기 테이퍼관(10)의 내부에는 유입구(20)를 통해 유입되는 유체의 유량에 따라 상하방향의 위치가 변하는 플로트(50)가 마련되어 있는데, 상기 플로트(50)는 도 1에 도시된 종래의 플로트(150)와는 달리 볼록곡면을 갖는 상측부분(51)과, 안정적인 유량의 직독이 가능하도록 하는 중앙부분(52)와, 원형구면을 갖는 하측부분(53)으로 구성되어 있다.

상기 플로트(50)의 상측부분(51)은, 플로트(50)의 최상단에 위치하는 부분으로, 타원의 단축을 중심으로 회전시킨 타원회전체를 상기 단축에 수직인 방향으로 절단시켰을 때 나누어지는 두 개의 입체 중 볼록곡면의 형상을 가진다. 상기 중앙부분(52)은, 상기 상측부분(51)의 아래쪽에 배치되어 있는 부분으로, 상기 상측부분(51)의 바닥면의 직경과 동일한 직경을 가지는 원기둥의 형상을 가지는데, 상기 상측부분(51)과 중앙부분(52)의 만나는 부분이 가장 단면적이 큰 면이므로, 그 면을 기준으로 유량을 측정하게 된다. 상기 하측부분(53)은, 상기 중앙부분(52)의 아래쪽에 배치되어 있는 부분으로, 상기 중앙부분(52)의 직경과 동일한 직경을 가지는 반구형상을 가지는데, 하측부분(53)의 형상을 반구형상으로 함으로써, 유량계의 분해능이 향상되어 미소유량의 측정이 가능하게 된다.

상기 하측부분(53)의 표면에는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 헬리컬 형상의 홈부(54)가 마련되어 있다. 여기서 상기 헬리컬 형상의 홈부(54)는 플로트(50)의 중심축선에 대해 45도 정도의 각도를 이루도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기 하측부분(53)의 최하단에는 구형의 추(55)가 마련되어 있다.

또한, 상기 면적식 유량계(1)의 유입구(20)측에는 상기 유입구(20)를 통해 유입되는 유체의 온도측정을 위한 온도계(60) 및 압력측정을 위한 압력계(70)가 마련되어 있다.

이하에서는 본 실시예의 면적식 유량계의 작용 및 효과에 대하여 설명하기로 한다.

본 실시예의 면적식 유량계(1)의 측정원리는, 도 1을 참조하면서 설명한 종래의 면적식 유량계(101)의 원리와 같이, 유입구(20)를 통해 유입되는 유체의 상승력에 의해 플로트(50)가 상승하게 되고, 그 상승한 높이에서의 유통면적과 유량의 상관관계를 이용하는 것이며, 따라서 그 측정원리에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에 있어서는 플로트(50)의 형상이 타원의 단축을 중심으로 회전시킨 타원회전체를 상기 단축에 수직인 방향으로 절단시켰을 때 나누어지는 두 개의 입체 중 볼록곡면의 형상인 상측부분(51)과 상기 상측부분(51)의 바닥면의 직경과 동일한 직경을 가지는 원기둥의 형상인 중앙부분(52)과 상기 중앙부분(52)의 직경과 동일한 직경을 가지는 반구형상으로 된 하측부분(53)으로 되어 있으며, 상기 하측부분(53)의 최하단에는 구형의 추(55)가 마련되어 있고, 상기 하측부분(53)에는 헬리컬 형상의 홈부(54)가 마련되어 있는데, 이하에서 그 각각의 작용 및 효과를 설명한다.

본 실시예에 있어서의 플로트(50)는 상측부분(51)의 모양이 타원의 회전체의 일부형상을 하고 있음으로 인해 상방으로의 이동시에 헬리컬 형상의 홈부(54)에 의해 회전력이 발생하고, 이러한 회전에 의하여 유체의 점성효과가 감소하여 유체와 의 사이에서 발생하는 마찰 저항력이 감소하게 되며, 증기유체의 이상유동시에 발생하는 버블현상이 헬리컬 형상의 홈부(54)의 회전에 의해 없어지므로 단일상(one phase)의 증기유동을 유도하여 보다 정밀한 유량측정이 가능하게 된다. 중앙부분(52)의 원기둥형상에 의해 상방으로의 이동시에 직진성이 향상되어 좌우방향의 부적절한 이동이 감소하는 효과가 발생하므로, 유량표시부(12)의 눈금을 안정적으로 읽기가 용이해지는 효과가 발생한다.

또한, 플로트(50)의 상측부분(51)의 볼록구형의 형상에 의해 종래의 면적식 유량계에 비해 유량이 많은 경우의 유량측정도 정밀하게 하는 것이 가능하게 되는데 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 면적식 유량계(1)에 있어서 유효하게 측정가능한 유량 범위는 유량 표시부에 표시된 최대 유량의 약 85%정도이다. 종래의 면적식 유량계에 있어서 플로트(150)의 형상은 측정정확도의 향상과 유출계수율을 높이기 위하여 상층부의 직경이 하층부의 직경보다 큰 2단의 원기둥형상으로 되어 있다. 그런데, 유량 표시부에 표시된 최대 유량의 약 85% 이상의 유량은 플로트(150)와 테이퍼관(110)의 최상단 사이의 유체의 압력으로 인해 발생하는 유체의 종말속도의 효과와 상기 플로트의 형상에 의하여 정밀한 측정이 불가능하고, 또한 유체의 점성에 의한 영향을 많이 받아 고점도 유체의 경우에는 그 측정의 정밀도가 더욱 떨어지게 된다. 본 발명의 실시예에 있어서는 플로트(50)의 상측부분(51)은 타원의 단축을 중심으로 회전시킨 회전타원체를 상기, 단축에 수직인 방향으로 절단시켰을 때 나누어지는 두 개의 입체중 볼록곡면의 형상을 가지고 있는데, 이러한 형상의 상측부분(51)을 가 진 구성은 종래의 플로트(150)에서는 채용이 되지 않던 구조로써, 플로트(50)의 상측부분(51)이 상기의 형상을 가지게 되면, 플로트(50)가 상승하는데에 있어서의 저향력과 플로트(50)의 상측부분(51)에 의한 영향이 줄어드는 효과가 생기게 되고, 그로 인해 플로트(50)와 테이퍼관(10)의 최상단 사이에서 발생하는 압력을 낮추게 되고, 유체의 테이퍼관(10)상단에서의 종말속도에 의한 영향으 줄어들게 되며, 유체의 점성이 유량의 측정에 미치는 효과가 발생하게 되므로, 측정가능한 유량의 85%이상인 경우에도 보다 정밀한 유량의 측정이 가능하게 된다.

상기 플로트(50)의 하측부분(53)의 최하단에는 추(55)가 마련되어 있는데, 이는 플로트(50)의 평형을 보다 더 잘 유지하도록 한다. 즉, 일정한 중량을 가지는 추(55)의 무게에 의해 플로트(50)의 무게중심이 플로트(50)의 아래방향에 있도록 함으로써, 플로트(50)의 상하 이동시에 발생하는 미세한 떨림을 방지하고, 플로트(50)의 좌우 요동을 막아주어 플로트(50)의 헌팅현상을 감소하게 하는 역할을 하도록 하는 것이다. 이로써, 상기 플로트(50)자체의 형상에 의해 플로트(50)의 직진성이 향상됨과 동시에 추(55)에 의해서도 플로트(50)의 직진성이 향상됨으로 인해 이중으로 플로트(50)의 평형유지가 용이하도록 하는 것이다. 이런 효과로 인해, 플로트(50)가 안정적으로 유지되므로 유량표시부(12)상의 눈금을 읽기가 용이한 효과도 아울러 발생하게 된다.

한편, 플로트(50)가 이동하면서 회전하게 되면, 유량의 변화에 따른 플로트(50)의 상승 또는 하강시 유체의 점도에 의해 발생하는 마찰에 의한 측정오차를 감소시키고 플로트(50)의 평형을 유지하는데 유리하다. 본 실시예에서는 상기 플로트 (50)의 하측부분(53)에 헬리컬 형상의 홈부(54)를 마련하여, 유체의 상승력에 의해 플로트(50)가 회전하면서 상승하도록 구성되어 있다. 또한, 플로트(50)의 회전에 의해 플로트(50)의 상승 또는 하강시의 점도에 의해 발생하는 마찰에 의한 오차가 감소되므로, 물과 같이 점도가 낮은 유체의 유량 뿐만 아니라 슬러지와 같이 점도가 높은 유체의 유량도 정밀하게 측정에 가능하게 되는 것이다.

한편, 상기 헬리컬 형상의 홈부(54)는 증기 유체의 유량을 보다 정확하게 측정하는 것이 가능하도록 하는 작용도 갖고 있다. 예컨대, 액상과 기상의 이상(二狀, two phase)으로 된 증기 유체의 유량 측정시에, 그 증기중에는 입자의 크기가 미세한 버블(bubble)이 포함되어 있는 경우, 상기 헬리컬 형상의 홈부(54)가 그 홈부(54)로 통과하는 버블(bubble)을 파괴하는 역할을 하여, 기체상태의 유체와 액체상태의 유체가 유동하는 이상유동에도 대응할 수 있으며, 증기유체의 유량측정의 정확도를 높이게 되는 것이다.

본 실시예에 의하면, 미소유량의 정밀한 측정도 가능한데 이를 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기와 같이 플로트(50) 자체의 형상자체가 구형에 유사하게 되어 있어, 플로트(50)의 상하방향의 이동시에 저항력으로 계산되는 스토크의 법칙에 준할 수 있는 레이놀드수가 400이하로 되어 미소유량의 측정이 가능하게 된다. 또한, 상기와 같은 플로트(50)의 형상자체에 의해 플로트(50)의 직전성이 뛰어나고 평형유지에 유리하게 구성되어 있다. 한편, 플로트(50)의 하측부분(53)에 마련되어 있는 추(55)에 의해서도 플로트(50)의 불필요한 요동을 막아 직진성과 평형유지에 유리하도록 되어 있다. 또한, 플로트(50)의 하측부분(53)에 마련된 헬리컬 형상의 홈부(54)에 의한 플로트(50)의 회전에 의해서도 플로트(50)의 회전 상승시 형평유지가 용이하고 후류가 발생되지 않는 구성을 취하고 있으므로, 본 실시예에 있어서는 플로트(50)의 형상, 추(55), 헬리컬 형상의 홈부(54)에 의한 회전등 3중으로 플로트(50)의 상방 이동시에 발생할 수 있는 미세 좌우이동의 제어가 가능하여 면적식 유량계(1)의 분해능이 증가하게 되고, 따라서 미소유량도 종래에 비해 정밀한 정도로 측정을 하는 것이 가능하다.

일반적으로 면적식 유량계에 있어서, 측정되는 유량은 유체의 온도나 압력의 영향을 받는데, 일반적으로 면적식 유량계에서 정확한 유량은 유량 표시부에 표시되는 유량을 현장에서 직독하여 그 값에 온도와 압력을 고려한 적절한 보정을 통하여 산출된다. 본 발명의 실시예에서도 유량을 측정하고자 하는 유체의 온도를 측정하기 위한 온도계(60)와, 압력을 측정하기 위한 압력계(70)를 유입구(20)측에 설치하여 상기 보정에 필요한 정보를 쉽게 얻을 수 있도록 하였다.

상기 테이퍼관(10)에는 그 테이퍼관의 내부를 확인할 수 있도록 마련된 투명부(11)가 구비되어 있고, 그 투명부(11)에는 눈금으로 표시되어 유량을 확인할 수 있는 유량 표시부(12)가 구비되어 있는데, 상기 투명부(11)를 통해 플로트(50)의 위치를 파악하고, 플로트(50)의 최대직경부의 최상단 즉 플로트(50)의 상측부분(51)과 중앙부분(52)의 경계의 높이에서의 상기 유량표시부(12)에 표시된 눈금을 읽어 유량을 확인하고, 상술한바와 같이 유입구(20)측에 마련된 유체의 온도계(60)와 압력계(70)를 통해 유체의 온도와 압력을 파악한 후, 필요한 보정을 하여 정확한 유량을 파악하는 것이다.

상기 유체의 온도를 측정하기 위한 온도계(60)와 압력을 측정하기 위한 압력계(70)의 위치는 반드시 유입구(20)측에 설치되어야 하는 것은 아니며, 상황에 따라 그 위치를 달리할 수 있음은 물론이다.

상기에서는 플로트(50)의 하측부분(53)에 추(55)가 부착되어 있는 실시예에 대하여 설명하였으나, 추(55)대신에 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 플로트(50)의 하측부분(53)에, 원형의 링부(56)와 상기 링부(56)의 중심을 서로 직교하는 두 개의 살부(57)와 상기 살부(57)의 교차부와 상기 플로트(50)의 하측부분(53)의 최하단부를 연결하는 연결부(58)를 포함하는 가이드 플레이트(59)가 나사결합 되어 있는 플로트(50)을 사용할 수도 있다.

플로트(50)는 유체의 부력에 의하여 상승하는 부재이므로 그 중량에 제한이 있는데, 추(55)의 무게가 무거워 사용이 불가능한 경우에는 상기와 같은 형태의 플로트(50)를 사용할 수 있으며, 상기의 플로트(50)의 경우에도 플로트(50)의 직진성이 향상되고, 플로트(50)와 테이퍼관(10)의 충돌을 방지하는 효과가 발생하게 된다. 플로트(50)의 직진성이 향상되면 종래의 면적식 유량계의 테이퍼관내부에서 플로트(50)의 상하이동을 안내하는 가이드를 설치할 필요가 없어지는 장점도 있게 된다.

상기에서는 테이퍼관(10)에 내부를 확인할 수 있는 투명부(11)와 그 투명부에 눈금으로 표시되어 유량을 확인할 수 있는 유량 표시부(12)가 구비되어, 그 유량표시부에 표시된 유량을 직접 눈으로 확인할 수 있는 직독식 구성에 대하여 설명하였으나, 불투명한 유체의 유량을 측정하거나 증기유체등 고압, 고압을 가진 유체 의 정확한 유량 측정을 위하여 플로트의 적어도 일부를, 예컨대 대한민국 특허공보 제2003-0095251호에 게재된 바와 같이 자성체로 제작하여, 그러한 플로트의 위치를 측정하기 위한 코일, 인덕턴스변화검출기, 위치산출기등을 더 구비하여 보다 정밀한 측정이 가능하도록 구성될 수도 있다. 이때, 측정 전류는 4-20mA인 것이 좋다.

또한, 유량측정을 인터넷 기술과 접속하여 인터넷 상에서 유량을 직접 확인할 수 있도록 구성하는 것도 가능한데, 상기와 같이 자성체로 된 플로트와 코일, 인덕턴스변화검출기 등을 더 구비하여 단순히 유량만을 전자적으로 측정하는 것이 아니라, 온도와 압력 등도 함께 전자적으로 측정하여 그 측정된 데이타를 바탕으로 유체의 점도와 밀도를 구해내고, 그 구해진 유체의 점도와 밀도 값과 상기 전자적으로 측정된 유량, 온도, 압력등을 통합적으로 컴퓨터를 통해 이미 잘 알려진 공지의 방식으로 보정하여, 보정된 유량을 직접 표시하는 구성을 취할 수도 있으며, 이 유량값을 별도의 디스플레이를 통해 표시하거나 인터넷을 통하여 읽을 수 있도록 함으로써, 측정의 시간적, 공간적 제약을 없앨 수도 있다. 또한, 이러한 구성을 취함으로써 고점성 유체의 경우에도 점성효과에 따른 유량의 측정오차를 보정할 수 있는 효과도 있다.

이상, 바람직한 실시예를 기초로 하여 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 면적식 유량계로 구체화될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 유량을 측정하고자 하는 유체와 플로트 사이에 발생하는 마찰 저항력에 의해 발생하는 플로트의 불필요한 유동을 줄이고, 테이퍼관 내부의 유체의 점성에 의한 영향을 줄여 고점성 유체와 슬러지 유체의 유량측정을 가능하도록 한 유량계를 제공한다.

또한, 증기유체의 이상유동에도 대응할 수 있는 최적 형상을 갖는 플로트를 채용하여 플로트 직진성이 향상되고 헌팅등에 의한 요동을 최대한 줄여 안정적으로 유량의 측정이 가능하고 측정의 정밀도가 매우 높은 동시에 분해능력이 뛰어난 면적식 유량계를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 하단으로 갈수록 내경이 작아지는 테이퍼관과, 상기 테이퍼관의 하단에 연결된 유입구와, 상기 테이퍼관의 상단에 연결된 유출구와, 상기 테이퍼관 내에서 상기 유입구를 통해 유입되는 유체의 유량에 따라 상하방향의 위치가 변하는 플로트를 구비한 면적식 유량계에 있어서,

   상기 플로트는, 타원의 단축을 중심으로 회전시킨 타원회전체를 상기 단축에 수직인 방향으로 절단시켰을 때 나누어지는 두 개의 입체 중 볼록곡면의 형상을 가진 상측부분과, 상기 상측부분의 아래쪽에 배치되고 상기 상측부분의 바닥면의 직경과 동일한 직경을 가지는 원기둥 형상의 중앙부분과, 상기 중앙부분의 아래쪽에 배치되고, 상기 중앙부분의 직경과 동일한 직경을 가지는 반구형상의 하측부분으로 구성되며,

   상기 플로트의 하측부분의 최하단에는 구형의 추가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 면적식 유량계.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 플로트의 상기 하측부분에는 헬리컬 형상의 홈부가 마련된 것을 특징으로 하는 면적식 유량계.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 테이퍼관에는 그 테이퍼관의 내부를 확인할 수 있도록 마련된 투명부와 상기 투명부에 눈금으로 표시되어 유량을 확인할 수 있는 유량 표시부가 구비된 것을 특징으로 하는 면적식 유량계.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유입구를 통해 유입되는 유체의 온도측정을 위한 온도계 및 압력측정을 위한 압력계가 더 구비된 것을 특징으로 하는 면적식 유량계.

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