KR100955660B1 - 탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치에 관한 것으로서, 그 구성은, 내부에 액체가 저장되어 있으며, 상기 액체를 방출하는 탱크; 상기 탱크의 상하부를 연결하는 차압측정배관; 상기 차압측정배관에 연결되어 있으며, 상기 차압측정배관이 상기 탱크의 하부에 연결된 부분과 동일한 위치에 배치되는 차압센서; 및 상기 차압측정배관에 연결되어 있고, 상기 탱크의 상부에 위치하며, 상기 탱크 내의 비산된 액체가 유입되는 내부공간이 마련되어 있는 리저버를 포함하며, 상기의 구성에 따르면, 탱크 상부에 연결된 차압측정배관으로의 액체 역류를 억제하여 정확한 레벨을 측정할 수 있다는 효과가 있다.

레벨측정, 차압센서, 차압측정배관, 리저버, 격막, 경사, 교차

Description

탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치{Level measuring apparatus in tank}

본 발명은 탱크 상부에 연결된 차압측정배관으로의 액체 역류를 억제하여 정확한 레벨을 측정할 수 있는 탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 액체를 저장하는 탱크의 크기가 큰 경우 액체의 밀도와 기체의 밀도차이가 크다는 점에 착안하여, 탱크 상하부의 압력차를 차압센서에 의해 측정한 후 액체의 밀도를 곱하는 방법으로 탱크 내의 레벨을 알아내는 방법이 널리 사용되고 있다.

특히 차압식 레벨측정은 비접촉 측정방법으로서 극저온, 고온, 고압 등 다양한 환경에서도 액체의 밀도만 알고 있다면 비교적 정확하게 레벨을 측정할 수 있는 방법이다.

차압식 레벨측정방법을 살펴보면, 탱크의 상하부를 차압측정배관으로 연결하고, 차압센서를 차압측정배관에 연결한다. 이때 차압측정배관 내의 기체 존재여부와 상관없이 탱크 하단부의 압력을 정확히 측정하기 위해 차압측정배관이 탱크에 연결된 부분과 동일한 위치에 차압센서를 배치한다. 차압측정배관의 타단은 완전히 기체상태가 유지되어야 중력으로 인해 발생한 수두에 의해 생성된 압력을 정확히 측정할 수 있으므로 탱크 상부로 연결한다.

저속으로 액체의 충진/방류가 진행되는 일반적인 탱크의 경우 상기 장착방법으로 레벨을 측정할 수 있으며, 때때로 탱크 내 액체가 기화 후 차압측정배관으로 유입 후 응축되거나 하는 등의 이유로 축적된 액체를 제거하기 위한 퍼지 정도를 수행하면 된다.

그러나 발사체 탱크특성시험, 요소부품실험 혹은 연소시험 등을 위해 고속으로 다량의 액체를 방출해야 하는 탱크의 경우 액체는 가압되는 기체에 의해 탱크 내에서 크게 요동하며 비산하게 되며, 이때 비산하여 액적화한 액체의 일부가 상부와 연결된 차압연결배관으로 유입되면서 차압 측정에 의한 레벨 오차를 유발하게 된다.

특히 탱크 내의 액체 레벨이 매우 높거나, 순간적으로 탱크가 높은 압력으로 가압되거나 할 때 비산은 더욱 심하게 나타난다. 차압측정배관의 용적은 상대적으로 매우 작으므로 비산되어 차압측정배관 내로 유입된 소량의 액체만으로도 큰 오차를 유발하기 때문에, 고속방출 중 레벨을 확인하기 어려움은 물론, 방출 중단하고 안정화한 시점에도 배관 내 축적된 액체로 인해 정확한 레벨을 즉시 알기가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 비산된 액체가 상부에 연결된 차압측정배관으로 유입되지 않고, 탱크로 회수할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 내부에 액체가 저장되어 있으며, 상기 액체를 방출하는 탱크; 상기 탱크의 상하부를 연결하는 차압측정배관; 상기 차압측정배관에 연결되어 있으며, 상기 차압측정배관이 상기 탱크의 하부에 연결된 부분과 동일한 위치에 배치되는 차압센서; 및 상기 차압측정배관에 연결되어 있고, 상기 탱크의 상부에 위치하며, 상기 탱크 내의 비산된 액체가 유입되는 내부공간이 마련되어 있는 리저버를 포함하는 탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치를 제공한다.

상기에 있어서, 상기 리저버의 내부공간 내에는 다단으로 상호 교차된 복수개의 격막이 마련되어 있는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 격막은 상기 격막에 부딪히는 액체가 상기 리저버의 하부로 이동하도록 경사지게 배치된 것이 더욱 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 리저버는 원통 형상이며, 상하부의 단면이 반구형인 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 리저버의 하부에 연결된 상기 차압측정배관의 직경은, 상기 리저버의 상부에 연결된 상기 차압측정배관의 직경보다 더 큰 것이 바람직하다.

본 발명의 탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

탱크 내의 비산된 액체가 상부에 연결된 차압측정배관으로 유입되지 않고, 탱크로 회수할 수 있도록 함으로써, 고속방출시 기체 상태를 유지하여야 하는 탱크 상부에 연결된 차압측정배관으로의 액체 역류를 억제하여 정확한 레벨을 측정할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치는 탱크(10)와 차압측정배관(20)과 차압센서(30)와 리저버(40)를 포함한다.

탱크(10)의 내부에 액체(11)가 저장되어 있으며, 저장된 액체(11)를 방출하는 방출관(13)이 하단에 연결되어 있다. 탱크(10)의 상단에는 액체(11)가 유입되는 유입관(15)이 연결되어 있다.

차압측정배관(20)은 탱크(10)의 상하부를 연결한다.

차압센서(30)는 차압측정배관(20)에 연결되어 있으며, 차압측정배관(20)이 탱크(10)의 하부에 연결된 부분과 동일한 위치에 배치되어 있다.

리저버(40)는 차압측정배관(20)에 연결되어 있고, 탱크(10)의 상부에 위치하며, 탱크(10) 내의 비산된 액체(11)가 유입되는 내부공간(41)이 마련되어 있다.

이러한 리저버(40)는 원통 형상이며, 상하부의 단면이 반구형인 것이 고압의 압력을 견딜 수 있다는 측면에서 바람직하다.

또한, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 리저버(40)의 내부공간(41) 내에는 다단으로 상호 교차된 복수개의 격막(43)이 마련되어 있고, 격막(43)은 격막(43)에 부딪히는 액체(11)가 리저버(40)의 하부로 이동하도록 경사지게 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 리저버(40)의 하부에 연결된 차압측정배관(21)의 직경은, 리저버(40)의 상부에 연결된 차압측정배관(23)의 직경보다 더 큰 것이 원활한 액체의 회수를 위하여 바람직하다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치 의 작용을 설명하면 다음과 같다.

탱크(10) 내부에서 비산하여 탱크(10) 상부에 연결되어 있는 차압측정배관(20)으로 유입된 액체(11)는 차압측정배관(20)에 비해 상대적으로 큰 공간인 리시버의 내부공간(41) 내에 유입되고, 리시버 내부에 다단으로 상호 교차된 격막(43)으로 인하여 긴 유체유로가 생기고, 이에 의해 액체(11)는 운동에너지가 크게 감소하고, 더 이상 비산하여 차압측정배관(20)으로 상승하지 못한다.

또한, 격막(43)은 액체(11)가 리저버(40)의 하부로 이동하도록 경사지게 배치되어 있어 운동에너지를 잃고 더 이상 상승하지 못하는 액체(11)가 탱크(10)쪽으로 다시 회수된다.

이처럼 탱크(10) 상하부로부터 차압센서(30)에 의해 차압을 측정하여 탱크(10) 내 액체(11)의 레벨을 알고자 할 때, 고속방출시 기체 상태를 유지하여야 하는 탱크(10) 상부에 연결된 차압측정배관(20)으로의 액체(11) 역류를 억제하여 정확한 레벨을 측정할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치를 도시한 개념도.

도 2는 도 1의 리저버를 확대하여 도시한 단면도.

도 3은 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 탱크 11 : 액체

13 : 방출관 15 : 유입관

20 : 차압측정배관 30 : 차압센서

40 : 리저버 41 : 내부공간

43 : 격막

Claims (5)

1. 내부에 액체가 저장되어 있으며, 상기 액체를 방출하는 탱크;

   상기 탱크의 상하부를 연결하는 차압측정배관;

   상기 차압측정배관에 연결되어 있으며, 상기 차압측정배관이 상기 탱크의 하부에 연결된 부분과 동일한 위치에 배치되는 차압센서; 및

   상기 차압측정배관에 연결되어 있고, 상기 탱크의 상부에 위치하며, 상기 탱크 내의 비산된 액체가 유입되는 내부공간이 마련되어 있는 리저버를 포함하고,

   상기 리저버의 내부공간 내에는 다단으로 상호 교차된 복수개의 격막이 마련되어 있으며,

   상기 격막은 상기 격막에 부딪히는 액체가 상기 리저버의 하부로 이동하도록 경사지게 배치된 것을 특징으로 하는 탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 리저버는 원통 형상이며, 상하부의 단면이 반구형인 것을 특징으로 하는 탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 리저버의 하부에 연결된 상기 차압측정배관의 직경은, 상기 리저버의 상부에 연결된 상기 차압측정배관의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 탱크 내에 저장된 액체의 레벨측정장치.

Images