KR101519413B1 - 용적식 유량 측정기 - Google Patents

Abstract

용적식 유량 측정기가 개시된다. 본 발명은, 유체 유입구와 유체 유출구가 각각 형성된 측정구가 구비된 본체부, 및 측정구에 삽입설치되는 임펠러부를 구비하며, 임펠러부에는 복수개의 나선형 회전 날개가 구비되어 있다. 본 발명에 따르면, 유체의 이동에 따라 임펠러부에 전달되는 운동량의 유실을 차단하고, 유체의 이동에 따른 운동량에 민감하게 반응하며 회전하는 임펠러부를 통해 정밀한 유량 측정이 가능하게 된다.

Description

용적식 유량 측정기{Volumetric Flow Meter}

본 발명은 용적식 유량 측정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 이동에 따라 임펠러부에 전달되는 운동량의 유실을 차단하고, 유체의 이동에 따른 운동량에 민감하게 반응하며 회전하는 임펠러부를 통해 정밀한 유량 측정을 가능하게 하는 용적식 유량 측정기에 관한 것이다.

일반적으로, 용적식 유량 센서는 유로 상에 설치된 로터(Rotor)의 회전에 따른 회전수에 기초하여 유량을 측정하는 원리를 이용하고 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 유량 센서에서는, 유로 상에 설치된 로터에 유체의 이동에 따른 운동량이 그대로 전달되지 못하고, 일부 유실된 결과 실제 운동량보다 작은 운동량만이 전달되거나, 로터가 유체로부터 전달된 운동량에 따라 민감하게 반응하며 회전되지 못함으로써, 정밀한 유량 측정을 할 수 없다는 기술적 한계가 있었다.

또한, 용적식 유량 센서의 계측실 내를 통과하며, 계측실 내에 설치된 로터를 회전시킨 유체는 계측실의 타측에 구비된 유출구를 통해 외부로 유출되게 되는데, 유출구 측의 밸브를 잠그는 경우에는 연속적으로 이동중인 유체가 관내에서 순간적으로 역류하게 된다는 문제가 있었다.

이와 같이 유출구를 통해 다시 측정구로 유입되는 유체는 로터를 반대 방향으로 회전시키게 되는데, 이와 같은 로터의 역방향 회전으로 인해 용적식 유량 센서가 측정한 유량에는 심각한 오차가 발생하게 된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 유체의 이동에 따라 임펠러부에 전달되는 운동량의 유실을 차단하고, 유체의 이동에 따른 운동량에 민감하게 반응하며 회전하는 임펠러부를 통해 정밀한 유량 측정을 가능하게 하는 용적식 유량 측정기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용적식 유량 측정기는, 유체 유입구와 유체 유출구가 각각 형성된 측정구가 구비된 본체부; 및 상기 측정구에 삽입설치되는 임펠러부;를 포함하며, 상기 임펠러부는 복수개의 나선형 회전 날개가 구비된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 임펠러부의 상부는 상기 측정구로 상기 유입구로 유입된 유체의 상기 임펠러부 상부로의 범람을 차단하는 차단판이 구비된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 용적식 유량 측정기는, 유체 유입구와 유체 유출구가 각각 형성된 측정구가 구비된 본체부; 및 상기 측정구에 삽입설치되는 임펠러부;를 포함하며, 상기 유체 유입구에는 역류 방지구가 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 역류 방지구는 상기 측정구의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경을 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 유체의 이동에 따라 임펠러부에 전달되는 운동량의 유실을 차단하고, 유체의 이동에 따른 운동량에 민감하게 반응하며 회전하는 임펠러부를 통해 정밀한 유량 측정이 가능하게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 관내에서의 유체의 역류로 인해 임펠러부가 역방향으로 회전되는 것을 방지함으로써, 유체의 불가피한 역류에도 불구하고 정밀한 유량 측정을 가능하게 하는 용적식 유량 측정기가 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용적식 유량 측정기에 설치되는 임펠러부의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 도 1에서의 임펠러부의 하부에서 바라본 나선형 회전 날개의 구조를 나타낸 도면,
도 3 내지 도 8은 도 1에서의 임펠러부를 용적식 유량 측정기에 조립설치하는 과정을 나타내는 도면, 및
도 9는 본 발명에 따른 용적식 유량 측정기의 동작 원리를 설명하는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용적식 유량 측정기에 설치되는 임펠러부(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1에서와 같이 본 발명에 따른 용적식 유량 측정기에 설치되는 임펠러부(100)는 복수개의 나선형 회전 날개(110)가 수직 방향으로 구비되어 있다.

도 2는 도 1에서의 임펠러부(100)의 하부에서 바라본 나선형 회전 날개(110)의 구조를 나타낸 도면이다. 즉, 도 2에서와 같이 임펠러부(100)에 구비된 나선형 회전 날개(110)는 수평면 상에서 시계 방향으로 휘어지는 나선형 팔의 형상을 구비하고 있으며, 그에 따라 각각의 나선형 팔에 반시계 방향으로 유입되는 유체의 유량에 민감하게 반응하며, 반시계 방향으로 회전하게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 나선형 회전 날개(110)를 구비함으로 인해, 각각의 나선형 회전 날개(110)가 유체의 이동 방향과 보다 직각에 가까운 각도로 유체의 충격량을 전달받게 됨으로써, 적은 유량에도 임펠러부(100)가 민감하게 회전할 수 있게 되며, 그에 따라, 보다 정밀한 유량의 측정이 가능하게 된다.

한편, 도 1에서와 같이 임펠러부(100)의 상부면에는 원형 차단판(130)이 구비되어 있으며, 원형 차단판(130)은 나선형 회전 날개(110) 사이의 공간으로 유입된 유체가 임펠러부(100)의 상부로 범람하는 것을 차단하는 기능을 수행함으로써, 유체의 운동량이 소실되는 것을 방지하게 되고, 그에 따라, 보다 정밀한 유량의 측정을 가능하게 한다.

도 3 내지 도 8은 도 1에서의 임펠러부(100)를 용적식 유량 측정기에 조립설치하는 과정을 나타내는 도면이다.

먼저, 작업자는 도 3에서와 같이 임펠러부(100)의 상부 중앙부에 자성체(150)를 삽입하고 C형 고정링(155)으로 고정시킨다. 그 다음, 작업자는 도 4에서와 같이 본체부(200)에 구비된 원형 측정구(250)에 임펠러부(100)를 삽입설치한다.

그 다음, 작업자는 도 5에서와 같이, 0-링(260)을 임펠러부(100)의 차단판(130)과 측정구(250) 사이의 경계에 설치하고, 임펠러부(100)의 차단판(130)과 동일한 크기 및 형상의 임펠러 커버(270)를 결합한다.

작업자는 도 6 및 도 7에서와 같이 나사(285)를 통해 상부 커버(280)를 본체부(200)의 상부에 고정 설치함으로써, 임펠러부(100)의 설치를 완료한다. 한편, 도 8에서와 같이 임펠러 커버(270)의 상부에는 센서홀(275)이 형성되어 있으며, 작업자는 센서홀(275)에 자력 센서(290)를 삽입하고, 에폭시를 주입하여 고정한다.

이후, 유체가 측정구(250)로 유입구(210)를 통해 유입된 후, 유출구(230)로 유출됨에 따라 임펠러부(100)가 회전되는 경우에 임펠러부(100)에 설치된 자성체(150)의 회전을 자력 센서(290)가 감지함으로서, 유량을 측정할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명에 따른 용적식 유량 측정기의 동작 원리를 설명하는 도면이다. 도 9에서와 같이 본체부(200)의 측정구(250)에 설치된 임펠러부(100)는 측정구(250)의 일측에 구비된 유입구(210)를 통해 유입되는 유체의 흐름에 직각에 가깝게 충돌되는 나선형 회전 날개(110)를 구비함으로 인해, 적은 유량에도 민감하게 반응하여 회전하게 된다.

한편, 측정구(250)로 유입된 유체는 측정구(250)의 타측에 구비된 유출구(230)를 통해 외부로 유출되게 되는데, 유출구(230) 측의 밸브를 잠그는 경우에는 연속적으로 이동중인 유체가 관내에서 순간적으로 역류하게 된다.

이와 같이 유출구(230)를 통해 다시 측정구(250)로 유입되는 유체는 측정구(250)에 설치된 임펠러부(100)를 반대 방향으로 회전시키게 되는데, 이와 같은 임펠러부(100)의 역방향 회전으로 인해 용적식 유량 측정기가 측정한 유량에는 심각한 오차가 발생하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 유입구(210)에 도 9에서와 같은 역류 방지구(215)를 형성하였다.

그에 따라, 본 발명에서는 급격한 밸브 잠금 등으로 인해 순간적으로 유체의 역류가 발생되더라도, 역류 방지구(215)가 이를 차단시킴으로써 임펠러부(100)가 역방향으로 회전되는 것을 방지할 수 있게 되었다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 도 9에서와 같이 역류 방지구(215)를 측정구(250)의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경을 갖도록 형성할 수도 있을 것이며, 유체의 압력에 따라 정방향(유출구(230) 방향)으로만 개방되고, 역방향(유입구(210) 방향)으로는 개방되지 않도록 관내에 설치되는 차단막 또는 다양한 방식의 역류방지 밸브를 통해 역류 방지구(215)를 구현할 수도 있을 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

100: 임펠러부, 110: 회전 날개,
130: 차단판, 150: 자성체,
155: 고정링, 200: 본체부,
210: 유체 유입구, 215: 역류 방지구,
230: 유체 유출구, 250: 측정구,
260: O-링, 270: 임펠러 커버,
275: 센서홀, 280: 상부 커버,
285: 나사, 290: 자력 센서.

Claims (2)

1. 용적식 유량 측정기에 있어서,
   유체 유입구(210)와 유체 유출구(230)가 각각 형성된 측정구(250)가 구비된 본체부(200);
   상기 측정구(250)에 삽입설치되는 임펠러부(100);
   상기 임펠러부(100)에 설치되는 자성체(150); 및
   상기 임펠러부(100)의 상부에 설치되는 임펠러 커버(270)
   를 포함하며,
   상기 임펠러 커버(270)에는 센서홀(275)이 형성되어 있고,
   상기 센서홀(275)에 삽입 설치되는 자력 센서(290)를 더 포함하며,
   상기 유체 유입구(210)에는 역류 방지구(215)가 형성되고,
   상기 역류 방지구(215)는 상기 측정구(250)의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경을 갖도록 형성된 것인 용적식 유량 측정기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 임펠러부(100)의 상부는 상기 측정구(250)로 상기 유입구(210)로 유입된 유체의 상기 임펠러부(100) 상부로의 범람을 차단하는 차단판(130)이 구비된 것인 용적식 유량 측정기.

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