KR100724243B1 - 유속 측정 장치 - Google Patents

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오므론 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 피측정 유체의 흐름 방향의 치수가 작고, 피측정 유체의 흐름을 차단한 면적이 작고. 단순 구조의 유속 측정 장치를 제공한다. 유속 측정 장치는, 본체의 표면에 마련되고 피측정 유체의 상류를 향하여 개구하는 도입구와, 본체의 내부에 도입구로부터 연장되는 도입유로와, 도입유로로부터 분기되고 말단이 본체의 표면에 개구하는 제 1 배출구에 접속된 분기유로와, 도입유로로부터 연장되고 말단이 본체의 표면에 개구하는 제 2 배출구에 접속된 배출유로와, 분기유로 또는 분기유로로부터 다시 분기되고 말단이 본체의 표면에 개구하는 제 3 배출구에 접속된 측정유로중에 마련한 센서 소자를 가지며, 배출유로, 도입유로, 분기유로 및 측정유로의 적어도 하나의 유로는, 분기점에 있어서의 도입유로 및 분기유로의 각 유로 방향에 대해 직각의 방향으로, 다른 유로와 오버랩부를 갖는다.
유속 측정 장치

Description

유속 측정 장치{FLOW-VELOCITY MEASURING DEVICE}
도 1은 본 발명의 유속 측정 장치의 전방으로부터의 사시도.
도 2는 도 1의 유속 측정 장치의 후방으로부터의 사시도.
도 3은 도 1의 유속 측정 장치의 분해 사시도.
도 4는 도 1의 유속 측정 장치가 다른 각도로부터의 분해 사시도.
도 5는 도 1의 유속 측정 장치의 단면 방향으로부터의 분해 사시도.
도 6은 도 1의 유속 측정 장치의 단면도.
도 7은 도 6의 유속 측정 장치의 A-A 단면도.
도 8은 도 6의 유속 측정 장치의 B-B 단면도.
도 9는 도 6의 유속 측정 장치의 C-C 단면도.
도 10은 도 6의 유속 측정 장치의 D-D 단면도.
도 11은 도 1의 유속 측정 장치의 사용예를 도시한 사시도.
도 12는 도 11의 사용예의 배면도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 : 유속 측정 장치 2 : 본체
3 : 전측 반체 4 : 후측 반체
5 : 기판 6 : 도입구
10 : 배출구 11 : 벽부
12 : 유로 13 : 수납부
14 : 도입유로 15 : 분기유로
16 : 측정유로 18 : 센서 개구
22 : 센서 소자 27 : 가로구멍(배출유로)
기술 분야
본 발명은, 유체의 속도를 검출하는 유속 측정 장치에 관한 것이다.
종래의 기술
냉각 팬에 의해 공냉하는 퍼스널 컴퓨터를 위시한 전자 기기 등에서는, 필터의 눈막힘에 의한 풍량 저하가 냉각 능력의 저하를 초래하고, 그 기능에 장애가 발생할 우려가 있기 때문에, 유속 측정 장치로 항상 풍량을 감시하고, 풍량이 저하된 때에는 팬의 회전수를 올리거나, 유저에 대해 경보를 발하거나 하도록 되어 있다. 종래, 이와 같은 용도에 이용되는 유속 측정 장치는, 유로중에 센서 소자를 배치하여 공기의 유속을 측정하는 구조로 되어 있다. 그러나, 종래의 유속 측정 장치를 장시간 사용하고 있으면, 공기중의 티끌이나 먼지가 센서 소자에 부착, 퇴적하여 정밀도가 저하된다는 문제가 있다.
일본특허 제3124457호에는, 상기 문제를 해결하기 위해, 유로에 트랩 벽을 마련하고, 먼지의 관성에 의해 공기흐름중 먼지를 트랩 벽에 포착시키고 나서 공기흐름을 센서 소자로 유도하는 유속 측정 장치가 기재되어 있다. 그러나, 먼지가 장치 내에 축적하고, 이윽고 유로가 폐색하여 버리는 결점이나, 유속 측정 장치를 설치한 기기를 휴대하거나 하면, 장치 내에 퇴적한 먼지가 센서 소자에 부착할 위험이 있다. 또한, 피측정 유체의 도입구와 배출구와의 간격이 크고, 짧은 유로에 설치할 수 없다는 문제도 있다.
미국 특허 제4914947호에는, 본체에 홈을 마련함으로써, 원호형상의 유로와, 원호형상의 유로로부터 원호의 내측 방향으로 분기된 분기유로를 구성하고, 원호형상의 유로 내에서 유체에 포함되는 먼지를 원심력(관성력)에 의해 원호 외측으로 치우치게 하고, 원호 내측의 먼지가 적은 유체를 분기유로로 유도함으로써 먼지가 적은 유체의 흐름을 얻고, 이 유체의 속도를 센서 소자로 검출하는 유속 측정 장치가 기재되어 있다. 또한, 미국 특허 제4914947호의 유속 측정 장치는, 원호형상의 유로보다 분기유로의 깊이가 얕아지도록 단차를 마련함으로써, 유속이 느린 때에는 중력을 이용하여 먼지를 분리할 수 있도록 하고 있다. 그러나, 미국 특허 제4914947호의 유속 측정 장치는, 센서 소자를 갖는 회로 기판에 의해 본체의 홈의 상부 개구를 밀봉함으로써 유로를 구성하기 때문에, 회로 기판측에는 원호형상의 유로와 분기유로의 단차를 마련할 수 없어, 상하 반대로 설치하면 유속이 느린 때에 먼지를 충분히 분리할 수 없다는 문제가 있다. 또한, 회로 기판과 본체 사이에 누출이 있으면 측정 정밀도가 저하되어 버리기 때문에, 고정밀도의 유속 측정 장치를 실현하기 위해서는, 회로 기판과 본체 사이에 패킹을 끼워 넣을 것이 필요해지 고 구조가 복잡하게 된다. 또한, 미국 특허 제4914947호의 유속 측정 장치는, 일본특허 제3124457호의 유속 측정 장치와 마찬가지로, 피측정 유체의 흐름 방향으로 길다는 결점이 있다.
또한, 유속 측정 장치는, 유속 측정 장치를 조립한 기기의 소형화를 위해, 피측정 유체의 흐름 방향의 치수가 짧음과 함께, 흐름 방향에 직각의 흐름을 차단하는 면적이 작은 것이 바람직하다. 따라서, 일본특허 제3124457호 및 2의 유속 측정 장치는, 도입구와 배출구의 위치가 떨어져 있기 때문에, 단지 도입구 및 배출구를 옆으로 향하여 개구시키는 것만으로는, 흐름 방향의 치수를 단축할 수 있어도 흐름을 차단하는 면적이 커져 버리는 문제가 있다.
상기한 문제점을 감안하여, 본 발명은, 피측정 유체의 흐름 방향의 치수가 작고, 피측정 유체의 흐름을 차단하는 면적이 작은, 구조가 간단한 유속 측정 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의한 유속 측정 장치는, 본체의 표면에 마련되고, 피측정 유체의 상류를 향하여 개구하는 도입구와, 상기 본체의 내부에, 상기 도입구로부터 연장되는 도입유로와, 상기 도입유로로부터 분기되고 말단이 상기 본체의 표면에 개구하는 제 1 배출구에 접속된 분기유로와, 상기 도입유로로부터 연장되고 말단이 상기 본체의 표면에 개구하는 제 2 배출구에 접속된 배출유로와, 상기 분기유로 또는 상기 분기유로로부터 다시 분기되고 말단이 상기 본체의 표면에 개구하는 제 3 배출구에 접속된 측정유로중에 마련한 센서 소자를 가지 며, 상기 배출유로, 상기 도입유로, 상기 분기유로 및 상기 측정유로의 적어도 어느 하나의 유로는, 상기 도입유로로부터 상기 분기유로에의 분기점에서의 상기 도입유로의 유로 방향 및 상기 분기유로의 유로 방향에 대해 직각의 방향으로, 다른 유로와 오버랩부를 갖는 것으로 한다.
이 구성에 의하면, 직선적인 유로로부터 횡방향으로 분기를 마련하거나, 원호형상의 유로로부터 원호의 내측 방향으로 분기를 마련함으로써, 유체에 포함되는 먼지의 질량에 의한 관성력을 이용하여 먼지를 분리한 유체의 속도를 센서 소자로 측정하기 때문에, 센서 소자에 먼지가 부착하여 정밀도가 저하되는 일이 없다. 또한, 배출유로, 도입유로, 분기유로 및 측정유로의 어느 하나를 유로의 분기와 직각 방향으로 겹쳤기 때문에, 유로의 구성이 입체적으로 되고, 유속 측정 장치의 치수가 작아진다.
또한, 본 발명의 유속 측정 장치에 있어서, 상기 도입유로로부터 상기 분기유로에의 분기점에서의 상기 분기유로의 유로 방향은, 상기 도입구의 대향하는 방향과 직각의 방향이라도 좋다.
이 구성에 의하면, 유로의 분기는, 피측정 유체의 흐름에 수직한 면 내에 마련되기 때문에, 피측정 유체의 흐름 방향의 치수가 작아진다.
또한, 본 발명의 유속 측정 장치에 있어서, 상기 본체는, 접합면에서 서로 접합되는 2개의 반체(half body)로 이루어지고, 상기 오버랩부를 갖는 유로는, 상기 반체의 접합면에 마련한 홈에 연통하고, 상기 반체의 측면의 개구부로부터 상기 반체의 접합면에 평행하게 연장되고, 적어도 일부분이 상기 접합면에 개방하지 않 고, 속부분에서 상기 홈과 연통하는 가로구멍으로 되어도 좋다.
이 구성에 의하면, 상기 홈과 상기 가로구멍을 갖는 반체는 3분할의 금형을 이용한 공지의 사출 성형 방법으로 성형하는 것이 가능하고, 부품 개수를 증가하는 일 없이 피측정 유체의 흐름 방향으로 서로 겹치는 유로를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 유속 측정 장치에 있어서, 상기 오버랩부를 갖는 유로 이외의 유로는, 상기 반체의 접합면에 마련한 홈으로 되어도 좋다.
이 구성에 의하면, 접합면에 마련한 홈에 의해 평면적으로 구성한 유로와, 가로구멍에 의해 구성한 유로를 겹친 유로 구성을 용이하게 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 유속 측정 장치에 있어서, 상기 가로구멍은, 상기 반체의 측면의 개구부에서, 상기 접합면과 반대측의 표면에도 개구하고, 해당 개구부의 측면측이 또한 한쪽의 반체에 마련한 벽부로 밀봉되어도 좋다.
이 구성에 의하면, 유속 측정 장치에 도입 또는 배출되는 유체가, 피측정 유체의 흐름 방향에 따라 유입 또는 유출되기 때문에, 유속 측정 장치의 주위의 물체에 의해 유속 측정 장치 내의 유체의 흐름이 혼란해지는 일이 없고, 정확한 유속의 측정이 가능해진다.
또한, 본 발명의 유속 측정 장치에 있어서, 상기 반체의 접합면에 또한 마련한 홈에 의해, 상기 분기유로 또는 상기 측정유로에 인접하고, 상기 분기유로 또는 상기 측정유로에 개구하는 센서 개구를 갖는 수납부가 구획되고, 상기 센서 소자는, 상기 수납부 내에 상기 반체의 접합 방향으로 단면(端面)을 향하여 수납된 기판상에 마련되고, 상기 센서 개구로부터 상기 분기유로 또는 상기 측정유로의 내측 으로 노출하여도 좋다.
이 구성에 의하면, 기판은, 센서 소자의 주위의 약간의 부분만이 유로에 노출하게 되고, 반체의 접합면을 광범위하게 밀봉할 필요가 없다. 또한, 기판을 수납하기 위해 반체에 마련한 홈의 형상에 의해, 센서 소자의 주위 부분을 센서 개구의 외벽에, 반체의 접합력과는 무관계로 강하게 밀접시킬 수 있다. 이 때문에, 기판과 반체와의 사이에 유로로부터의 누출이 발생하기 어렵고, 패킹과 같은 밀봉을 위한 부품이 불필요하다.
또한, 본 발명의 유속 측정 장치에 있어서, 상기 반체의 접합면에 마련한 홈은, 상기 2개의 반체의 양 접합면에 마련한 깊이가 불연속으로 변화하는 홈이라도 좋다.
이 구성에 의하면, 유로의 상하에 단차 또는 방해판(baffle board) 마련할 수 있다. 이 때문에, 유속 측정 장치가 상하 반대로 설치되어도 중력에 의한 먼지의 분리를 할 수 있기 때문에, 센서 소자에 먼지가 부착하여 정밀도가 손상되는 일이 없다.
또한, 본 발명의 유속 측정 장치에 있어서, 상기 오버랩부를 갖는 유로는, 상기 배출유로라도 좋다.
이 구성에 의하면, 유로의 분기마다 단차를 마련하여 유로를 피측정 유체의 흐름 방향으로 좁게 하여, 먼지의 중력에 의한 분리를 행하도록 한 때, 필연적으로 피측정 유체의 흐름 방향으로 가장 폭넓게 되는 도입유로의 말단에 피측정 유체의 흐름 방향으로 치우친 배출유로를 접속함으로써, 다른 유로와 서로 겹치기 위한 피 측정 유체의 흐름 방향의 벗어남을 용이하게 실현할 수 있다. 이 때문에, 피측정 유체의 흐름 방향의 치수가 작고, 피측정 유체의 흐름을 차단하는 면적도 작은 피측정 유체를 용이하게 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 유속 측정 장치에 있어서, 상기 배출유로의 오버랩부는, 상기 센서가 마련된 상기 분기유로 또는 측정유로와 서로 겹쳐도 좋다.
이 구성에 의하면, 유로의 분기마다 단차를 마련하여 유로를 피측정 유체의 흐름 방향으로 좁게 하여, 먼지의 중력에 의한 분리를 행하도록 한 때, 필연적으로 피측정 유체의 흐름 방향으로 가장 좁아지는 센서가 마련된 유로와, 피측정 유체의 흐름 방향으로 치우친 배출유로를 서로 겹치게 하므로, 더욱, 피측정 유체의 흐름 방향의 벗어남을 실현하기 쉽고, 용이하게 피측정 유체의 흐름 방향의 치수를 작게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 유속 측정 장치에 있어서, 상기 센서 소자는 상기 측정유로중에 마련하여도 좋다.
이 구성에 의하면, 2개 이상의 분기에서 먼지를 분리하기 때문에, 센서 소자에 먼지가 부착할 위험이 보다 작아진다.
또한, 본 발명의 유속 측정 장치에 있어서, 상기 도입구, 상기 제 1 배출구, 제 2 배출구 및 제 3 배출구는, 모두 상기 본체의 하나의 단부 부근에 개구하여도 좋다.
이 구성에 의하면, 유속 측정 장치의 일단만을 피측정 유체의 흐름중에 노출시키는 것만으로 유속을 측정할 수 있다. 이로써, 유속 측정 장치는 피측정 유체의 흐름을 저해하지 않는다.
또한, 본 발명의 유속 측정 장치에 있어서, 상기 제 1 배출구, 제 2 배출구 및 제 3 배출구는, 상기 본체의 배면에 개구하는 하나의 배출구로 되어도 좋다.
이 구성에 의하면, 유속 측정 장치의 본체로부터 유출되는 유체를 하나로 통합하고 나서 배출하기 때문에, 유속 측정 장치의 주위의 물체의 영향으로 각 유로에 다른 배압이 가해져 각 유로 사이의 유량의 비율이 변동하는 일이 없다. 이로써, 유속 측정 장치는 피측정 유체의 유속을 정확하게 측정할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 유속 측정 장치는, 피측정 장치의 흐름 방향으로 수직으로 먼지 분리를 위한 분기를 마련하기 때문에, 피측정 유체의 흐름 방향의 치수가 작고, 유로를 서로 겹치게 하므로, 피측정 유체의 흐름을 차단하는 면적도 작고, 부품 개수가 적고 구조도 간단하다.
이로부터, 본 발명의 실시 형태에 관해 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1 및 도 2는, 본 발명의 한 실시 형태인 유속 측정 장치(1)의 각각 전면 및 배면을 위로 한 양상을 도시한다. 도 1에 있어서, 유속 측정 장치(1)는 상방에서 하방으로 흐르는 피측정 유체중에 설치된다. 유속 측정 장치(1)는 개략 직육면체의 본체(2)를 가지며, 본체(2)는 피측정 유체의 상류측의 전측 반체(3)와, 하류측의 후측 반체(4)로 2분할되고, 본체(2) 내부에 기판(5)이 끼워 넣어져 있다. 유속 측정 장치(1)의 본체(2)의 길이 방향의 일단에는, 전측 반체(3)의 전면에 개구하는 도입구(6)가 마련되고, 본체(2)의 타단에는, 전측 반체(3) 및 후측 반체(4)를 관통하고, 양면에 스폿 페이싱(spot facing)(7)을 갖는 부착구멍(8)이 마련되어 있다. 또한, 유속 측정 장치(1)의 본체(2)의 부착구멍(8)이 마련된 측의 단면에는, 기판(5) 위에 마련된 커넥터(9)가 노출하고 있다. 또한, 도입구(5)가 마련된 측의 본체(2)의 단부의 배면에는 후측 반체(4)에 마련한 배출구(10)가 개구하고 있고, 배출구(10)는 본체(2)의 측면 부분이 전측 반체(3)에 돌설한 벽부(11)로 밀봉되어 있다.
도 3에, 유속 측정 장치(1)를 분해한 양상을 도시한다. 도시한 바와 같이, 전측 반체(3) 및 후측 반체(4)에는, 양자의 접합면에 마련한 홈에 의해, 피측정 유체가 통과하는 유로(12)와, 기판(5)을 수납하는 수납부(13)가 형성되어 있다. 유로(12)는, 도입구(6)로부터 (피측정 유체의 흐름 방향과 직각의) 접합면상을 직선적으로 연장되고 나서 접합면상에 원호형상으로 만곡한 도입유로(14)와, 도입유로(14)의 만곡부에서 만곡의 내측 방향으로 분기되어 도입유로(14)의 직선부분과 평행하게 연장되는 분기유로(15)와, 분기유로(15)로부터 횡방향으로 분기되고, 도중에 수납부(13)와 연통하는 센서 개구(17)가 마련되고, 말단이 분기유로(15)와 나란하도록 구획된 측정유로(16)와, 후술하는 가로구멍(배출유로)(27)으로 되어 있다.
수납부(13)는, 측정유로(16)에 인접하고, 도입유로(14) 및 분기유로(15)와 평행하게 마련된 홈이다. 수납부(13)는, 기판(5)의 단면과 계합하는 지지홈(18)으로 기판(5)을 양 반체(3, 4)의 접합면에 직립시켜서 끼워 넣도록 되어 있고, 센서 개구(17)의 반대측의 벽으로부터 돌출하고, 기판을 센서 개구(17)에 압착하는 보조벽(19)이 마련되고, 커넥터(9)를 노출시키는 커넥터 구멍(20)이 본체(2)의 단면에 개구하고, 본체(2)의 측면에는 기판(5)에 마련되는 트리머(trimmer)를 조작하기 위한 2개의 트리머 구멍(21)이 마련되어 있다. 이 수납부(13)에, 기판(5)은 긴 변의 단면을 양 반체(3, 4)의 접합면을 향하여, 즉, 피측정 유체의 흐름 방향으로 단면을 향하여 수납된다.
기판(5)에 마련된 센서 소자(22)는, 센서 개구(17)를 관통하여 측정유로(16)중으로 노출하고, 측정유로(16) 내의 유체의 속도를 계측한다. 센서 소자(22)는 발열체와 측온체로 이루어지는 공지의 유속 센서이다. 센서 소자(22)의 출력은, 기판(5)상에 마련한 회로에 의해 처리되고, 커넥터(9)를 통하여 외부의 제어 기기 등으로 송신되도록 되어 있다.
또한, 전측 반체(3)와 후측 반체(4)는, 전측 반체(3)에 마련한 압입 부재(23)를 후측 반체(4)에 마련한 계합구멍(24)에 삽입함으로써 일체로 접합된다.
도 4에, 기판(5)을 수납한 전측 반체(3)와 후측 반체(4)를 다른 각도에서 본 도면을 도시한다. 도입유로(14)로부터 분기유로(15)에의 분기점 및 분기유로(14)로부터 측정유로(16)에의 분기점에는, 각각 단차(25) 및 단차(26)가, 전측 반체(3)와 후측 반체(4)의 양쪽에 마련되고, 도입유로(14)로부터 분기유로(15) 그리고 분기유로(15)로부터 측정유로(16)의 쪽이 홈의 깊이가 얕게 되어 있다. 또한, 도입유로(14)의 단부는, 더욱 깊은 구멍으로 되어 있고, 후측 반체(4)의 단면(짧은 변의 측면)으로부터 연장되는 가로구멍(27)과 연통하고 있다.
또한, 도 5에 유속 측정 장치(1)를 가로구멍(27)이 개구하는 단면측에서 본 양상을 도시한다. 가로구멍(27)은, 후측 반체(4)의 단면부터 전측 반체(3)와의 접 합면에 평행하게 직선적으로 연장되고 있고, 내부에서 도입유로(14)와 연통하고 있다. 분기유로(15), 측정유로(16) 및 가로구멍(27)은, 후측 반체(4)의 단면 및 배면에 개구하는 배기구(10)에 통하여 있고, 유로(12)의 말단은 모두 배기구(10)로 본체(2)의 외부에 개구하고 있다. 즉, 도입유로(14)는 말단에 접속한 가로구멍(배출유로)(27)을 통하여 외부로 개방하고 있다.
도 6은, 유속 측정 장치(1)를 두께를 등분(等分)하도록 절단한 양상을 도시한다. 가로구멍(27)은 분기유로(15)와 병행하여 측정유로(16)와 서로 겹치도록 마련되고, 말단이 측정유로(16) 및 분기유로(15)와 연통하여 후측 반체(4)의 배면에 개구하고 있다.
도 7에, 유속 측정 장치(1)의 도 6에서의 A-A 단면 화살표로 본 도면, 도 8에 유속 측정 장치(1)의 도 6에서의 B-B 단면 화살표로 본 도면, 도 9에 C-C 단면 화살표로 본 도면, 그리고, 도 10에 D-D 단면 화살표로 본 도면을 도시한다. 도시한 바와 같이, 가로구멍(27)은 부분적으로 측정유로(16)와 본체(2)의 두께 방향(피측정 유체의 흐름 방향)으로 겹침을 갖고 있다. 또한, 도입유로(14), 분기유로(15) 그리고 측정유로(16)는, 차례로, 본체(2)의 두께 방향으로 홈의 깊이가 얕게 되어 있고, 도입유로(14)로부터 분기유로(15)에의 분기에는 단차(25)가 있고, 분기유로(15)로부터 측정유로(16)에의 분기에는 단차(26)가 있는 것을 알 수 있다.
계속해서, 이상의 구성으로 이루어지는 유속 측정 장치(1)에 있어서, 피측정 유체의 유속이 어떻게 하여 측정되는지를 설명한다.
도 11은, 유속 측정 장치(1)의 사용예를 도시한다. 유속 측정 장치(1)는 전 화(電化) 제품 등의 내부를 냉각하기 위한 공기의 유량을 측정하기 위한 등에 이용되고, 공기 취입구의 필터(41)와 필터(41)를 통하여 외기를 흡입하는 흡기 팬 (42)과의 사이에, 도입구(6)를 필터(41)에 정면으로 대하고, 배출구(10)를 흡기 팬(42)에 정면으로 대하여 공기 흐름의 단(端)에 설치된다. 통상, 필터(41)와 냉각 팬(42) 사이의 거리(L)는 짧은 편이 전화 제품을 소형화하는데 바람직하다. 또한, 도 12에, 유속 측정 장치(1)의 배치를 공기의 흐름 방향의 하류측에서 본 양상을 도시한다. 유속 측정 장치(1)는 배출구(10)가 마련된 단부만이 공기의 흐름중에 돌출하도록 고정되고, 도면중에 사선으로 나타낸 부분의 면적(S)이, 실질적으로 공기의 흐름을 차단하는 면적이다.
이상과 같이 설치된 유속 측정 장치(1)는, 예를 들면 도 10에 화살표로 도시한 바와 같이, 피측정 유체인 공기의 흐름에 정면으로 대하는 도입구(6)로부터 공기를 내부의 유로(12)로 받아들인다. 받아들여진 공기는, 외부의 공기의 흐름 방향에 직각의 방향으로 연장되는 도입유로(14)에 따라 흐른다. 그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 받아들여진 공기는 도입유로(14)의 후반부의 만곡에 따라 흐르고, 도입유로(14)의 만곡중심 방향으로 분기되는 분기유로(15)에 일부의 공기가 분류하고, 나머지 공기는 가로구멍(27)을 통과하여 배출구(10)로부터 본체(2)의 외부로 배출된다. 도입유로(14)의 만곡부에서 공기중에 포함되는 먼지는, 자신의 질량과 유속에 의해 작용하는 원심력으로 만곡의 외측으로 치우치기 때문에 분기유로(15)에는 먼지가 유입하기 어렵다. 또한, 분기유로(15)는 도입유로(14)로부터 횡방향으로 분기되어 있기 때문에, 도입유로(14)를 흐르는 공기의 일부는, 급격하게 흐름 방향을 바꾸어 분기유로(15)에 흘러 들어간다. 이때, 공기중에 포함되는 먼지는, 자신의 질량에 작용한 관성력 때문에 급격하게 방향을 전환할 수 없어서 분기유로(15)에 흘러 들어가는 공기의 흐름으로부터 이탈하여, 도입유로(14)에 따라 지나친다. 또한, 분기유로(15)를 흐르는 공기의 일부는, 분기유로(15)로부터 횡방향으로 분기된 측정유로(16)로 분류한다. 여기서도, 공기중의 먼지는 관성력에 의해 분기유로(15)를 직진하려고 하기 때문에, 측정유로(16)에는 먼지가 분리된 청정한 공기가 흘러 들어가게 된다. 분기유로(15)를 직진한 공기 및 측정유로(16)에 분기되어 유입한 공기는, 각각 배기구(10)에 이르고, 가로구멍(27)을 통과한 공기와 함께 본체(2)의 외부로 배출된다.
측정유로(16)의 중간에는 센서 개구(17)가 마련되고, 센서 소자(22)가 측정유로(16)의 내부에 노출하고 있기 때문에, 측정유로(16)에 유입한 공기의 속도는 센서 소자(22)에 의해 계측된다. 이 측정유로(16) 내의 공기의 속도는, 유속 측정 장치(1)의 외부 공기의 속도와 상관 관계가 있기 때문에, 센서 소자(22)가 계측한 공기의 속도로부터 피측정 유체인 공기의 유속이 산출된다. 측정유로(16)는, 센서 개구(17)에서 수납부(13)와 연통하는 홈으로서 마련되어 있지만, 기판(5)이 보조벽(19)에 의해 센서 개구(17)에 강하게 압착되므로, 센서 개구(17)는 기판(5)에 의해 밀봉되고, 측정유로(16)로부터 수납부(13)로 공기가 누출하는 것을 막고 있다. 본 발명에 의해 기판(5)은 센서 개구(17)의 약간의 맞닿는 면을 밀봉하는 것만으로 좋기 때문에, 보조벽(19)과 같은 구조로 기판(5)을 센서 개구(17)의 맞닿는 면에 밀접시키는 것이 가능하게 되어 있고, 패킹 등의 실 부재가 불필요하다.
또한, 외부의 공기 흐름이 느린 경우, 상술한 관성력이나 원심력은 작아져, 공기중의 먼지를 충분히 분리할 수 없다. 그래서, 공기의 유속이 느린 경우, 공기중의 먼지는 중력에 의해 하방으로 침강하고 유로(12)의 하방을 천천히 공기의 흐름에 따라 이동한다. 그러나, 유속 측정 장치(1)가 도 11의 방향으로 부착되어 있는 경우, 분기유로(15)는 도입유로(14)의 상방에 있기 때문에, 먼지는 분기유로(15)로 흘러 들어갈 수 없다. 마찬가지로, 도 11의 필터(41)와 냉각 팬(42)의 사이에 유속 측정 장치(1)를 상하 좌우 어떠한 방향에으로 설치하여도, 공기의 유속이 느린 경우는, 유로(12)의 유로 사이에 상하의 병렬이 가능하기 때문에 먼지가 분리된다. 그래서, 외부 공기의 흐름이 상하 방향인 경우, 유속 측정 장치(1)는 도입유로(14), 분기유로(15) 및 측정유로(16)가 수평 방향으로 나열하여 배치되는 것으로 되지만, 도입유로(14)로부터 분기유로(15)에의 분기에 단차(25)가 마련되어 있고, 또한, 분기유로(15)로부터 측정유로(16)에의 분기에도 단차(26)가 마련되어 있다. 이 때문에, 유로(12) 내에서 하방으로 침강한 먼지는, 단차(25, 26)를 타고 넘을 수 없고 분기되는 공기의 흐름으로부터 떨어져 남게 되고, 도입유로(14) 또는 분기유로(15)를 직진한다. 본 발명에 의해, 전측 반체(3) 및 후측 반체(4)의 양쪽에 홈을 마련하여 유로(12)를 구성하고 있기 때문에, 유속 측정 장치(1)를 상하 반대로 하여도 단차(25, 26)가 있어서, 먼지가 측정유로(16)로 흘러 들어가 센서 소자(22)에 부착하는 일이 없다.
유속 측정 장치(1)의 후측 반체(4)의 가로구멍(27)은, 후측 반체(4)의 단면으로부터 전측 반체(3)와의 접합면과 평행하게 직선적으로 마련되어 있고, 가로구 멍(27) 및 분기유로(15) 및 측정유로(16)의 개구이기도 하는 배출구(10)의 본체(2)의 단면측은, 전측 반체(3)에 돌출하여 마련한 벽부(11)에 의해 밀봉되어 있다. 이 때문에, 가로구멍(27), 분기유로(15) 및 측정유로(16)는 후측 반체(4)의 배면으로만 개구하고 있다. 후측 반체(4)는, 가로구멍(27)이 단면으로부터 직선적으로 마련되어 있다, 전측 반체(3)와의 접합 방향으로 분할되는 2개의 금형과, 배기구(10)가 마련된 단면측으로 분리되는 하나의 금형에 의한 3분할의 금형을 사용하여 사출 성형에 의해 성형할 수 있다. 이와 같은 3분할 금형은 사출 성형에서는 평이한 기술이기 때문에, 후측 반체(4)가 고가로 되는 일은 없다. 그리고, 유속 측정 장치(1)는, 이 후측 반체(4)와, 2분할의 금형으로 성형할 수 있는 전측 반체(3)와, 통상의 구성으로 된 기판(5)의 3개의 부품만으로 구성할 수 있고, 구조가 간단하여 제조 비용이 낮다는 장점을 갖고 있다. 또한, 배기구(10)가 배면에만 개구하고 있기 때문에 주위 물체의 영향으로 유로(12)중의 공기의 흐름에 영향이 미쳐 센서 소자(22)에 의한 유속의 계측치가 부정확하게 되는 위험이 작다.
또한, 본 발명에 의한 유속 측정 장치(1)는, 도입유로(14), 분기유로(15) 및 측정유로(16)가 피측정 유체의 흐름 방향에 대해 수직한 면 내에 나열하여 마련되어 있기 때문에, 피측정 유체의 흐름 방향의 두께 치수가 작고, 필터(41)와 냉각 팬(42) 사이의 거리(L)가 짧아도 설치 가능하다. 동시에, 가로구멍(27)을 가장 가는 측정유로(16)와 피측정 유체의 흐름 방향으로 겹쳐지도록 배치함으로써, 피측정 유체의 흐름에 대향하는 표면적도 작게 하고 있다. 또한, 유입구(6)와 배출구(10)가 본체(2)의 하나의 단부의 표리에 집중하여 마련되어 있기 때문에, 필터(41)와 냉각 팬(42) 사이의 공기의 흐름에 노출하여 피측정 유체의 흐름을 차단하는 면적(S)은 더욱 작게 되어 있다. 이 때문에, 유속 측정 장치(1)는 냉각 팬(42)의 효율을 저하시키지 않는다.
이상의 실시 형태의 유속 장치(1)에서는, 후측 반체(4)에 마련한 가로구멍(27)에 의해 배출유로가 구성되어 있지만, 도입유로를 전측 반체에 마련한 가로구멍에 의해 구성하고, 분기유로, 측정유로 및 배출유로를 양 반체의 접합면에 마련한 홈에 의해 구성할 수도 있다. 또한, 각 유로의 레이아웃에 의해서는 분기유로의 후반 부분이나 측정유로의 일부분을 가로구멍으로 구성하는 것도 가능하다.
또한, 각 유로의 배출구(10)는, 반드시 하나로 통합할 필요는 없고, 각각 개별적으로 본체(2)의 외표면에 개구하여도 좋다. 또한, 가로구멍을 그대로 본체(2)의 측면에 개구하여도 좋다.
이상과 같이, 본 발명의 유속 측정 장치는, 피측정 장치의 흐름 방향으로 수직으로 먼지 분리를 위한 분기를 마련하기 때문에, 피측정 유체의 흐름 방향의 치수가 작고, 유로를 서로 겹치게 하므로, 피측정 유체의 흐름을 차단하는 면적도 작고, 부품 개수가 적고 구조도 간단하다.

Claims (12)

  1. 본체의 표면에 마련되고, 피측정 유체의 상류를 향하여 개구하는 도입구와,
    상기 본체의 내부에, 상기 도입구로부터 연장되는 도입유로와,
    상기 도입유로로부터 분기되고 말단이 상기 본체의 표면에 개구하는 제 1 배출구에 접속된 분기유로와,
    상기 도입유로로부터 연장되고 말단이 상기 본체의 표면에 개구하는 제 2 배출구에 접속된 배출유로와,
    상기 분기유로 또는 상기 분기유로로부터 다시 분기되고 말단이 상기 본체의 표면에 개구하는 제 3 배출구에 접속된 측정유로중에 마련한 센서 소자를 구비하고,
    상기 배출유로, 상기 도입유로, 상기 분기유로 및 상기 측정유로의 적어도 어느 하나의 유로는, 상기 도입유로로부터 상기 분기유로에의 분기점에서의 상기 도입유로의 유로 방향 및 상기 분기유로의 유로 방향에 대해 직각의 방향으로, 다른 유로와 오버랩부를 가지며,
    상기 도입 유로, 상기 분기 유로 및 상기 측정 유로의 각각의 유로 방향에 수직한 단면의 면적이 상기 도입 유로보다 상기 분기 유로 쪽이 작고, 또한 상기 분기 유로보다 상기 측정 유로의 쪽이 작은 것을 특징으로 하는 유속 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도입유로로부터 상기 분기유로에의 분기점에서의 상기 분기유로의 유로 방향은, 상기 도입구가 대향하는 방향과 직각의 방향인 것을 특징으로 하는 유속 측정 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 본체는, 접합면에서 서로 접합되는 2개의 반체로 이루어지고,
    상기 오버랩부를 갖는 유로는, 상기 반체의 접합면에 마련한 홈에 연통하고, 상기 반체의 측면의 개구부로부터 상기 반체의 접합면에 평행하게 연장되고, 적어도 일부분이 상기 접합면에 개방하지 않고, 속부분에서 상기 홈과 연통하는 가로구멍으로 되는 것을 특징으로 하는 유속 측정 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 오버랩부를 갖는 유로 이외의 유로는, 상기 반체의 접합면에 마련한 홈으로 정의되는 것을 특징으로 하는 유속 측정 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 가로구멍은, 상기 반체의 측면의 개구부에서, 상기 접합면과 반대측의 표면에도 개구하고, 상기 측면상의 개구부는 다른 한쪽의 반체에 마련한 벽부로 밀봉된 것을 특징으로 하는 유속 측정 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 반체의 접합면에 더 마련한 홈에 의해, 상기 분기유로 또는 상기 측정유로에 인접하고, 상기 분기유로 또는 상기 측정유로에 개구하는 센서 개구를 갖는 수납부가 구획되고,
    상기 센서 소자는, 상기 수납부 내에 상기 반체의 접합 방향으로 단면을 향하여 수납된 기판상에 마련되고, 상기 센서 개구로부터 상기 분기유로 또는 상기 측정유로의 내측으로 노출하는 것을 특징으로 하는 유속 측정 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 반체의 접합면에 마련한 홈은, 상기 2개의 반체의 양 접합면에 마련한 깊이가 불연속으로 변화하는 홈인 것을 특징으로 하는 유속 측정 장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 오버랩부를 갖는 유로는, 상기 배출유로인 것을 특징으로 하는 유속 측정 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 배출유로의 오버랩부는, 상기 센서가 마련된 상기 분기유로 또는 측정유로와 서로 겹치는 것을 특징으로 하는 유속 측정 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 도입구, 상기 제 1 배출구, 제 2 배출구 및 제 3 배출구는, 모두 상기 본체의 하나의 단부 부근에 개구되는 것을 특징으로 하는 유속 측정 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 배출구, 제 2 배출구 및 제 3 배출구는, 상기 본체의 배면에 개구하는 하나의 배출구로 되는 것을 특징으로 하는 유속 측정 장치.
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