KR102470196B1 - Mass flowmeter - Google Patents

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엠케이프리시젼 주식회사
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Abstract

본 발명은 유체입구와 유체출구를 가지는 본체, 상기 본체를 통과하는 유체의 유량을 감지하여 전기적 양으로 변환시키는 센서부 및 상기 유체출구로 토출되는 유량을 제어하는 유량 제어부를 포함하는 질량 유량계에 있어서, 상기 유량 제어부는 2개의 노즐을 서로 연결되어 있는 2개의 밸브 디스크로 각각 단속하고, 상기 2개의 밸브 디스크에 작용하는 유체의 압력에 의한 힘이 다르도록 하여, 유체의 누설을 방지할 수 있는 질량 유량계를 제공한다.The present invention is a mass flow meter comprising a body having a fluid inlet and a fluid outlet, a sensor unit for detecting the flow rate of fluid passing through the body and converting it into an electrical quantity, and a flow control unit for controlling the flow rate discharged to the fluid outlet. , The flow control unit controls the two nozzles with two valve disks connected to each other, and makes the force due to the pressure of the fluid acting on the two valve disks different, thereby preventing the leakage of the fluid. A flow meter is provided.

Description

질량 유량계{Mass flowmeter}Mass flowmeter {Mass flowmeter}

본 발명은 노즐에서 유체가 통과하는 노즐 구멍의 직경을 다단으로 한 질량 유량계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노즐 구멍의 직경을 2단으로 하고 유체가 유입되는 부분에서 직경이 유출되는 부분에서 직경보다 크도록 하여 유체가 유입되는 부분에 더 많은 힘이 작용하도록 함으로써, 진동 등으로 인한 밸브 디스크와 노즐 사이의 리크를 방지하고, 밸브 디스크와 노즐을 더욱 밀착할 수 있는 질량 유량계에 관한 것이다. The present invention relates to a mass flow meter in which the diameter of a nozzle hole through which fluid passes in a nozzle is multi-staged, and more particularly, the diameter of the nozzle hole is set to two stages, and the diameter at the part where the fluid flows is larger than the diameter at the part where the fluid flows out. A mass flow meter capable of preventing leakage between a valve disc and a nozzle due to vibration or the like and making the valve disc and the nozzle more closely adhered to each other by allowing more force to act on a portion through which fluid flows.

질량 유량계(Mass Flow Controller, MFC)는 반도체 공정 등에서 유독성 또는 고반응성 유체와 같은 유체의 질량 유동을 정밀하게 제어하기 위하여 사용되었다. 최근에는 산업플랜트 등으로 그 분야가 확산되어 공기, 산소 등의 유량 지시 및 제어 목적으로도 사용되고 있다. A mass flow controller (MFC) has been used to precisely control the mass flow of a fluid such as a toxic or highly reactive fluid in a semiconductor process. In recent years, the field has spread to industrial plants, etc., and is also used for the purpose of indicating and controlling the flow rate of air, oxygen, etc.

질량 유량계는 열선식, 코리올리스식, 차압식, 각운동량식으로 구별되는 직접식 질량유량계와, PQ2를 검출하는 유량계와 밀도계의 조합형, Q를 검출하는 유량계와 밀도계의 조합형, PQ2를 검출하는 유량계와 Q를 검출하는 유량계의 조합형, 온도, 압력보정형 또는 온도보정형 등으로 구별되는 간접식 질량유량계로 구별된다. Mass flow meters are direct type mass flow meters classified as hot-wire type, Coriolis type, differential pressure type, and angular momentum type, and a combination type of a flow meter and density meter that detects PQ 2 , a combination type of a flow meter and density meter that detects Q, and a type that detects PQ 2 It is classified into a combination type of a flow meter that detects Q and a flow meter that detects Q, and an indirect mass flow meter that is distinguished by temperature, pressure compensation type or temperature compensation type.

도 1a, 1b에 종래기술로서 질량 유량계가 도시되어 있다. 도 1a는 등록특허공보 제10-0812758호의 도면 4에 개시되어 있는 것인데, 양단에 관로유입구(Pi)와 관로유출구(Po)가 설치된 가스유통로(P)를 가지는 관로부(A), 관로부(A)를 통과하는 가스유량을 감지하여 전기적량으로 변환시키는 센서부(1), 감지된 유량과 설정치를 비교하여 제어신호를 발하는 PC제어부(4), 상기 관로부(A)의 가스유통로(P) 하류에 설치되어 PC제어부(4)로부터 신호에 따라 유량을 조절하는 밸브(6)를 포함하고 있다.1a and 1b show a mass flowmeter as a prior art. Figure 1a is disclosed in Figure 4 of Patent Registration No. 10-0812758, a pipe part (A) having a gas flow passage (P) with a pipe inlet (P i ) and a pipe outlet (P o ) installed at both ends, A sensor unit (1) that detects the gas flow rate passing through the pipeline unit (A) and converts it into an electrical quantity, a PC control unit (4) that generates a control signal by comparing the detected flow rate with a set value, and a gas in the pipeline unit (A). It is installed downstream of the distribution path P and includes a valve 6 that adjusts the flow rate according to a signal from the PC control unit 4.

유량을 조정하는 밸브(6)는 관로부(A)의 가스유통로(P) 하류측에 설치되어, 가스유통로(P)의 상, 하류측을 연결하는 밸브시트(5a), 밸브시트(5a)를 개폐하거나 개방량을 제어하는 밸브 디스크(5b) 및 솔레노이드(5c)로 구성된다. 센서부(1) 신호는 PC제어부(4)로 전송되고, PC제어부(4)는 설정값과 비교하여 제어신호를 밸브(6)로 보내고, 밸브(6)는 솔레노이드(5c)로 밸브 디스크(5b)를 상하 이동하도록 제어하여 밸브시트(5a)의 개방량을 변경하며, 그 개방량에 따라 제어된 유량이 관로유출구(Po)를 통해 유출된다.The valve 6 for adjusting the flow rate is installed on the downstream side of the gas flow passage P of the pipe section A, and includes a valve seat 5a connecting the upper and lower sides of the gas flow passage P, and a valve seat ( It consists of a valve disc 5b and a solenoid 5c that open and close 5a) or control the amount of opening. The sensor unit 1 signal is transmitted to the PC control unit 4, and the PC control unit 4 compares the set value and sends a control signal to the valve 6, and the valve 6 uses the solenoid 5c to the valve disc ( 5b) is controlled to move up and down to change the opening amount of the valve seat 5a, and the flow rate controlled according to the opening amount flows out through the pipe outlet P o .

밸브 플런저는 솔레노이드(5c)에 의해 전자기력이 인가(여자)되어 상하 이동하는 한편, 하부에 제공되는 밸브 스프링으로부터의 스프링력이 평형을 이루면서, 유체가 통과되도록 하였다. 그런데 이런 종래기술은 많은 유량을 제어하고자 하는 경우 유량을 조정하는 밸브가 커져야 하고, 이는 질량 유량계 자체를 크게 하도록 하였다. The valve plunger was moved up and down by the electromagnetic force applied (excited) by the solenoid 5c, while the spring force from the valve spring provided at the bottom was balanced to allow fluid to pass through. However, in this prior art, when a large flow rate is to be controlled, a valve for adjusting the flow rate must be large, which makes the mass flowmeter itself large.

이에 도 1b와 같은 더블 밸브 디스크 질량 유량계가 개발되었다. 도 1b는 등록특허공보 제10-1749954호의 도면 3에 개시되어 있는 것이다. 도 1b 방식의 종래기술은 도 1a 방식과 유사한데, 다만 밸브시트에 포함된 복수의 노즐을 복수의 밸브 디스크로 각각 단속하여 유량을 제어함으로써 도 1a 방식보다 큰 유량을 처리할 수 있었다. 도 1a 방식이 단일 유로를 이용한다면, 도 1b 방식은 더블 유로를 이용하는 것이다.Accordingly, a double valve disk mass flow meter as shown in FIG. 1b was developed. Figure 1b is disclosed in Figure 3 of Korean Patent Registration No. 10-1749954. The prior art method of FIG. 1b is similar to the method of FIG. 1a, but it was possible to process a larger flow rate than the method of FIG. If the method of FIG. 1A uses a single flow path, the method of FIG. 1B uses a double flow path.

도 1b에 개시된 종래기술은 상부와 하부에 위치한 2개의 노즐을 서로 연결된 2개의 밸브 디스크로 각각 단속(개폐)한다. 2개의 밸브 디스크는 이동간(430)에 결합되어 솔레노이드(410)가 여자되는 경우 상승하며, 유체가 더블 유로를 통해 유출되게 된다.The prior art disclosed in FIG. 1B controls (opens and closes) two nozzles located at the top and bottom with two valve discs connected to each other. The two valve discs are coupled to the moving part 430 and rise when the solenoid 410 is excited, and the fluid flows out through the double passage.

한편 도 1b에 개시된 종래기술은 솔레노이드(410)가 여자되지 않는 상태에서는 스프링(420)의 탄성력으로 2개의 밸브 디스크가 2개의 노즐을 막는데, 이런 2개의 노즐에 형성되어 형성된 노즐 구멍의 직경은 동일하였다. 유출되는 유체의 특성이상을 방지하고 전체적인 발란싱을 위하여 노즐 구멍에서 유체가 유출되는 부분의 직경은 동일하였으며, 상부 노즐의 직경(D1)과 하부 노즐의 직경(D2)을 달리하는 것은 상상하기 어려웠다. Meanwhile, in the prior art disclosed in FIG. 1B, when the solenoid 410 is not excited, two valve discs block two nozzles with the elastic force of the spring 420. The diameter of the nozzle hole formed in these two nozzles is was the same The diameter of the part where the fluid flows out of the nozzle hole was the same to prevent abnormal characteristics of the outflowing fluid and for overall balancing, and it is difficult to imagine that the diameter of the upper nozzle (D 1 ) and the diameter of the lower nozzle (D 2 ) are different. It was difficult.

즉 2개의 노즐 중에서 상부 노즐의 직경(D1)과 하부 노즐의 직경(D2)은 동일하였으며, 이에 각 밸브 디스크에 작용하는 힘으로 상부에 위치한 밸브 디스크의 하면에 작용하며 상부 밸브 디스크를 위로 움직여 상부 노즐을 개방하려는 힘[{P(유체압력)-Patm} x D1 2 x 3.14/4]과 하부에 위치한 밸브 디스크에 작용하며 하부 노즐을 막으려는 힘[{P(유체압력)-Patm} x D2 2 x 3.14/4]은 동일하였으며, 밸브 디스크는 힘에 있어서 평형을 이루고 있었다. That is, among the two nozzles, the diameter of the upper nozzle (D 1 ) and the diameter of the lower nozzle (D 2 ) were the same, and thus, the force acting on each valve disk acts on the lower surface of the valve disk located at the top and moves the upper valve disk upward. The force to open the upper nozzle by movement [{P(fluid pressure)-P atm } x D 1 2 x 3.14/4] and the force acting on the lower valve disk to block the lower nozzle [{P(fluid pressure)- P atm } x D 2 2 x 3.14/4] were the same, and the valve disk was balanced in force.

(선행기술 001) 등록특허공보 제10-0812758호(Prior art 001) Registered Patent Publication No. 10-0812758

(선행기술 002) 등록특허공보 제10-1749954호(Prior art 002) Registered Patent Publication No. 10-1749954

그런데 이렇게 상부 밸브 디스크와 하부 밸브 디스크에 작용하는 힘이 평형을 이루어 서로 상쇄가 되다 보니, 작은 충격에도 밸브 디스크가 진동을 하거나 움직이면서 내부 리크가 발생하는 현상이 발생하였다. 특히 오랜 기간 사용하는 경우, 그런 현상은 더욱 심화되는 문제점이 있었다.However, since the forces acting on the upper valve disc and the lower valve disc are balanced and offset each other, internal leakage occurs as the valve disc vibrates or moves even with a small impact. In particular, when used for a long period of time, there is a problem in that such a phenomenon is further intensified.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 복수의 밸브 디스크로 복수의 노즐을 각각 단속함에 있어서 노즐을 막으려는 힘이 열려는 힘보다 크도록 하여 외부 충격 등에 의하여 밸브 디스크가 이동하여 리크가 발생하지 않도록 하는 것이다. 아울러 밸브 디스크와 노즐 사이에 서로 접하는 힘을 키워 밸브 디스크와 노즐이 밀접하게 접촉할 수 있도록 하는 것이다. The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, in controlling a plurality of nozzles with a plurality of valve disks, the force to block the nozzles is greater than the force to open, so that the valve disk moves by external impact, etc. This is to prevent leakage. In addition, the contact force between the valve disk and the nozzle is increased so that the valve disk and the nozzle can come into close contact.

상기 과제를 해결하고자 본 발명은, 유체입구와 유체출구를 가지는 본체, 상기 본체를 통과하는 유체의 유량을 감지하여 전기적 양으로 변환시키는 센서부 및 상기 유체출구로 토출되는 유량을 제어하는 유량 제어부를 포함하는 질량 유량계에 있어서, 상기 유량 제어부는 2개의 노즐을 서로 연결되어 있는 2개의 밸브 디스크로 각각 단속하고, 상기 2개의 밸브 디스크에 작용하는 유체의 압력에 의한 힘이 서로 다른 질량 유량계를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention, a body having a fluid inlet and a fluid outlet, a sensor unit for detecting the flow rate of the fluid passing through the body and converting it into an electrical quantity, and a flow control unit for controlling the flow rate discharged to the fluid outlet In the mass flow meter comprising a, wherein the flow control unit regulates the two nozzles with two valve disks connected to each other, respectively, and provides a mass flow meter in which the force due to the pressure of the fluid acting on the two valve disks is different from each other .

아울러 상기 2개의 노즐 중에서 1개의 노즐은 유체가 통과하는 노즐 구멍의 직경이 다단으로 형성되는데, 유체가 노즐에 유입되는 부분에서의 노즐 구멍 직경이, 유체가 노즐에서 유출되는 부분에서의 노즐 구멍 직경보다 크도록 하는 것이 바람직하며, 노즐 구멍의 직경은 2단으로 형성되어 상부에 큰 직경 부분이 하부에 작은 직경 부분이 형성되는 것도 바람직하다.In addition, one of the two nozzles has a nozzle hole diameter through which the fluid passes. The nozzle hole diameter at the part where the fluid flows into the nozzle is the nozzle hole diameter at the part where the fluid flows out of the nozzle. It is preferable to make it larger, and it is also preferable that the diameter of the nozzle hole is formed in two stages so that a large diameter part is formed at the top and a small diameter part is formed at the bottom.

그뿐만 아니라 2개의 노즐 중에서 다른 1개의 노즐은 유체가 통과하는 노즐 구멍의 직경이 일정하고, 일정한 직경은 유체가 노즐에서 유출되는 부분에서 노즐 구멍의 직경과 동일한 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the diameter of the nozzle hole through which the fluid passes is constant in the other one of the two nozzles, and the constant diameter is the same as the diameter of the nozzle hole at the portion where the fluid flows out of the nozzle.

본 발명의 질량 유량계는 복수의 밸브 디스크로 복수의 노즐을 각각 단속함에 있어서 진동 등에도 누설을 방지하고, 밸브 디스크와 노즐 사이의 밀착력을 강화하는 효과가 있다. 다만 본 발명의 효과는 이런 문언적 기재에만 한정되지 않고, 통상의 기술자가 본 발명을 통해 유추할 수 있는 것까지 모두 포함한다. The mass flowmeter of the present invention has an effect of preventing leakage even in case of vibration or the like in controlling a plurality of nozzles with a plurality of valve discs and strengthening the adhesion between the valve disc and the nozzle. However, the effects of the present invention are not limited to these literal descriptions, and include everything that a person skilled in the art can infer through the present invention.

도 1a, 1b는 종래 질량 유량계를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 노즐이 막혀 있는 상태(폐쇄상태)에서 질량 유량계를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 노즐이 열려 있는 상태(개방상태)에서 질량 유량계를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4, 5는 본 발명의 노즐이 막혀 있는 상태(폐쇄상태)의 질량 유량계에 작용하는 힘의 표시도 및 그 분해도이다.
도 6은 본 발명의 노즐의 다른 실시예에 대한 개략 단면도이다. 1A and 1B are cross-sectional views schematically illustrating a conventional mass flow meter.
2 is a cross-sectional view schematically showing a mass flowmeter in a state in which the nozzle is blocked (closed state) according to the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view schematically showing a mass flowmeter in a state in which the nozzle is open (open state) of the present invention.
4 and 5 are a display diagram and an exploded view of the force acting on the mass flowmeter in a state in which the nozzle is clogged (closed state) according to the present invention.
6 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of a nozzle of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 실시예는 본 발명을 쉽게 설명하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되지 않는다.　본 명세서의 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 구성 등이 존재한다는 것을 의미한다.An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Examples are for easily explaining the present invention, and the present invention is not limited thereto. Terms in this specification are for describing embodiments, and terms such as include or have mean that a configuration or the like exists.

도 2는 질량 유량계에서 노즐이 막혀 있는 폐쇄상태를 도시하고, 도 3은 노즐이 열려 있는 개방상태를 도시하고, 도 4, 5는 폐쇄상태에서 힘의 작동 및 그 세부 구성을 도시하고 있다.FIG. 2 shows a closed state in which the nozzle is blocked in the mass flow meter, FIG. 3 shows an open state in which the nozzle is open, and FIGS. 4 and 5 show the operation of force and its detailed configuration in the closed state.

본 발명의 질량 유량계는 종래기술과 마찬가지로 유체입구와 유체출구를 가지는 본체, 상기 본체를 통과하는 유체의 유량을 감지하여 전기적 양으로 변환시키는 센서부 및 상기 유체출구로 토출되는 유량을 제어하는 유량 제어부를 포함한다. 유체입구로 유체가 유입되고, 유량을 감지하고, 토출되는 유량을 제어한다.As in the prior art, the mass flow meter of the present invention has a body having a fluid inlet and a fluid outlet, a sensor unit that senses the flow rate of the fluid passing through the body and converts it into an electrical quantity, and a flow controller that controls the flow rate discharged through the fluid outlet. includes The fluid flows into the fluid inlet, detects the flow rate, and controls the discharged flow rate.

유량 제어부는 본체에 설치되는데, 솔레노이드(미도시)가 그 주위에 제공되는 밸브 하우징(미도시), 솔레노이드의 작동(여자)에 따라 밸브 하우징 내에서 상하 이동하면서 유체가 통과하는 개도를 조절하는 밸브 플런저(220)를 포함하고 있다. The flow control unit is installed in the main body, and a valve housing (not shown) in which a solenoid (not shown) is provided around it moves up and down in the valve housing according to the operation (excitation) of the solenoid to control the opening through which the fluid passes. A plunger 220 is included.

본 발명의 유량 제어부는, 볼트 등으로 결합되어 있으며 필요시 분리될 수 있는 하부 하우징(101)과 상부 하우징(102)을 포함하는데, 이들 하부 하우징(101)과 상부 하우징(102)은 질량 유량계를 구성하는 본체의 일부분이거나, 본체와 다르게 설치될 수도 있다.The flow control unit of the present invention includes a lower housing 101 and an upper housing 102 that are coupled with bolts or the like and can be separated if necessary. It may be a part of the main body constituting the body, or it may be installed differently from the main body.

하부 하우징(101)에는 유체가 유출입하는 유입부(130)와 유출부(140)가 형성된다. 유입된 유체는 하부 하우징(101) 내부의 유로를 거쳐 상부 하우징(102)에 형성되어 있는 상부 노즐(210) 및 하부 노즐(110)로 분기된다. 상부 하우징(102)에는 유체가 통과할 수 있는 2개의 유로가 있으며, 이렇게 상부 노즐(210)과 하부 노즐(110)의 노즐 구멍(220, 120)이 바로 유로 역할을 하는 것이다. 노즐 구멍(220, 120)을 통과한 유체는 한 군데로 모여 유출구(140)로 유출된다. An inlet 130 and an outlet 140 through which fluid flows in and out are formed in the lower housing 101 . The introduced fluid is branched into the upper nozzle 210 and the lower nozzle 110 formed in the upper housing 102 through the passage inside the lower housing 101 . The upper housing 102 has two passages through which fluid can pass, and the nozzle holes 220 and 120 of the upper nozzle 210 and the lower nozzle 110 serve as passages. The fluid passing through the nozzle holes 220 and 120 is collected in one place and discharged to the outlet 140.

상부 노즐(210)과 하부 노즐(110)은 각각 상부 밸브 디스크(320) 및 하부 밸브 디스크(310)에 의하여 개폐된다. 상부 밸브 디스크(320) 및 하부 밸브 디스크(310)는 축(330)으로 서로 연결되어 있어서, 상부 노즐(210)과 하부 노즐(110)을 같이 개방하거나 폐쇄하게 된다.The upper nozzle 210 and the lower nozzle 110 are opened and closed by the upper valve disk 320 and the lower valve disk 310, respectively. The upper valve disk 320 and the lower valve disk 310 are connected to each other by a shaft 330, so that the upper nozzle 210 and the lower nozzle 110 are opened or closed together.

본 발명에서 상부 노즐(210)을 개폐하는 상부 밸브 디스크(320)는, 도 2에서와 같이 솔레노이드 구동에 의하여 상하 이동하는 플런저(230)의 하부에 형성되거나, 도 4에서와 같이 플런저(230)에 연결되고 플런저(230) 하부에 일정 간격을 두고 상부 노즐(210)을 개폐할 수 있도록 형성될 수도 있다.In the present invention, the upper valve disk 320 for opening and closing the upper nozzle 210 is formed at the bottom of the plunger 230 moving up and down by the solenoid drive as shown in FIG. 2, or as shown in FIG. 4, the plunger 230 It is connected to and may be formed to open and close the upper nozzle 210 at a predetermined interval below the plunger 230.

그리고 상부 밸브 디스크(320)와 하부 밸브 디스크(310)는 축(330)으로 연결되는데, 상기 축(330)은 플런저(230)에 나사 결합 등으로 연결되어 있어서, 솔레노이드가 여자되는 경우 플런저(230)는 상승하게 되고 이에 상부 밸브 디스크(320)와 하부 밸브 디스크(310)도 함께 이동하면서, 노즐 구멍(220, 120)을 개방하게 된다.And the upper valve disk 320 and the lower valve disk 310 are connected by a shaft 330, and the shaft 330 is connected to the plunger 230 by screwing, etc., so that when the solenoid is excited, the plunger 230 ) rises, and thus the upper valve disk 320 and the lower valve disk 310 also move together, opening the nozzle holes 220 and 120.

도 4, 5를 이용하여 본 발명에서 상부 노즐(210)과 하부 노즐(110), 이들을 각각 개폐하는 상부 밸브 디스크(320) 및 하부 밸브 디스크(310)의 구성 및 그 작동에 대하여 설명한다. 4 and 5, the configuration and operation of the upper nozzle 210 and the lower nozzle 110, the upper valve disk 320 and the lower valve disk 310 opening and closing them, respectively, in the present invention will be described.

솔레노이드가 여자되지 않은 경우, 상부 노즐(210)과 하부 노즐(110)은 상부 밸브 디스크(320) 및 하부 밸브 디스크(310)와 접촉하면서 폐쇄상태에 있다. 그리고 유입구(130)에는 일정 압력(P)의 유체가 있는데, 상부 노즐(210)과 하부 노즐(110)를 개폐하는 상부 밸브 디스크(320) 및 하부 밸브 디스크(310)에 작용을 한다. When the solenoid is not energized, the upper nozzle 210 and the lower nozzle 110 are in a closed state while contacting the upper valve disk 320 and the lower valve disk 310 . And there is a fluid of a certain pressure (P) in the inlet 130, which acts on the upper valve disk 320 and the lower valve disk 310 that open and close the upper nozzle 210 and the lower nozzle 110.

구체적으로 상부 노즐(210)에서 유체가 노즐에서 나가는 부분(222)[상부 노즐은 유체가 상부 노즐에 유입(221)한 후 유출(222)하는데, 나가는 부분은 유출하는 부분을 의미한다]을 개폐하는 상부 밸브 디스크(320)의 하면에는 [{P(유체압력)-Patm} x D1 2 x 3.14/4] 만큼의 힘(F1)이 작용하며, 이는 상부 노즐(210)을 열려는(개방하려는) 방향으로 작용한다.Specifically, in the upper nozzle 210, the fluid exits from the nozzle 222 (the upper nozzle flows out 222 after the fluid flows into the upper nozzle 221, and the outgoing part means the outflow part). A force (F 1 ) of [{P (fluid pressure)-P atm } x D 1 2 x 3.14/4] acts on the lower surface of the upper valve disk 320, which is used to open the upper nozzle 210. It acts in the direction (to open).

그리고 하부 노즐(110)에서 유체가 노즐에 들어오는 부분(121)[하부 노즐(110)은 유체가 노즐에 유입(121)한 후 유출(122)하는데, 들어오는 부분은 유입하는 부분(121)을 의미한다]을 개폐하는 하부 밸브 디스크(310)의 상면에는 [{P(유체압력)-Patm} x D3 2 x 3.14/4] 만큼의 힘(F2)이 작용하며, 이는 하부 노즐(110)을 막으려는(폐쇄하려는) 방향으로 작용한다.And the part 121 where the fluid enters the nozzle in the lower nozzle 110 [the lower nozzle 110, the fluid flows into the nozzle 121 and then flows out 122, the incoming part means the inlet part 121 A force (F 2 ) of [{P (fluid pressure)-P atm } x D 3 2 x 3.14/4] acts on the upper surface of the lower valve disk 310 that opens and closes the lower nozzle 110. ) acts in the direction to prevent (close).

이러한 힘(F1,F2)은 도 4에 도시되어 있는데, 본 발명에서 하부 노즐(110)의 노즐 직경(D3)은 상부 노즐(210)의 노즐 직경(D1)보다 크기 때문에, 하부 밸브 디스크(310)의 상면에서 하부 노즐(110)을 막으려는(폐쇄하려는) 방향으로 작용하는 힘(F2)이, 상부 밸브 디스크(320)의 하면에서 상부 노즐(210)을 열려는(개방하려는) 방향으로 작용하는 힘(F1)보다 크다. 따라서 전체적으로 노즐을 막으려는 힘이 더 커서(F2>F1), 솔레노이드가 여자되지 않는 상태에서 밸브 디스크(300)와 노즐 사이의 안정성을 유지할 수 있으며, 충격에도 밸브 디스크(300)의 미세 움직임을 방지하여 리크 등을 방지할 수 있다.These forces (F 1 , F 2 ) are shown in Figure 4, since the nozzle diameter (D 3 ) of the lower nozzle 110 in the present invention is larger than the nozzle diameter (D 1 ) of the upper nozzle 210, the lower The force (F 2 ) acting in the direction of blocking (closing) the lower nozzle 110 on the upper surface of the valve disk 310 is trying to open (open) the upper nozzle 210 on the lower surface of the upper valve disk 320. is greater than the force (F 1 ) acting in the direction of Therefore, the force to block the nozzle as a whole is greater (F 2 >F 1 ), so that the stability between the valve disk 300 and the nozzle can be maintained in a state where the solenoid is not excited, and the fine movement of the valve disk 300 even in the event of an impact It is possible to prevent leakage and the like.

도 5, 6을 이용하여 본 발명의 노즐에 대하여 설명한다.The nozzle of this invention is demonstrated using FIGS. 5 and 6.

하부 노즐(110)은 직경이 다단으로 형성되는데, 유체가 노즐(110)에 유입되는 부분(121)에서 노즐 구멍(120)의 직경(D3)이, 유체가 노즐(110)에서 유출되는 부분(122)에서의 노즐 구멍(120)의 직경(D4)보다 크다. 도 5는 하부 노즐(110)에서 그 상부 일부만의 직경(D4)이 큰 것이고, 도 6은 하부 노즐(110) 전체 높이에서 1/2 이상 큰 직경(D4)이 형성되어 있는 실시예이다. 도 6에서 큰 직경이 1/2 이상 형성되어 있는 경우, 전체적으로 밸브 디스크 폐쇄력을 확보하는데 용이할 수 있다. The lower nozzle 110 is formed in multiple stages in diameter, and the diameter D 3 of the nozzle hole 120 in the portion 121 where the fluid flows into the nozzle 110 is the portion where the fluid flows out of the nozzle 110. It is larger than the diameter D 4 of the nozzle hole 120 at (122). 5 shows that the diameter D 4 of only the upper portion of the lower nozzle 110 is large, and FIG. 6 is an embodiment in which a diameter D 4 that is 1/2 or more larger than the entire height of the lower nozzle 110 is formed. . In FIG. 6 , when the large diameter is formed by 1/2 or more, it may be easy to secure the closing force of the valve disc as a whole.

한편 유출되는 유체의 특성이상을 방지하고 토출유량 등의 균형을 위하여 하부 노즐(110) 하부에서 유체가 유출되는 부분(122)의 노즐 직경(D4)은 상부 노즐(210)의 노즐 직경(D1)과 동일하다.On the other hand, in order to prevent abnormal characteristics of the outflowing fluid and balance the discharge flow rate, the nozzle diameter D 4 of the portion 122 where the fluid flows out from the lower part of the lower nozzle 110 is the nozzle diameter D of the upper nozzle 210 1 ) is the same as

도 6을 이용하여 하부 노즐(110)에 대하여 더 자세히 설명하면, 하부 노즐(110)은 그 중심에 노즐 구멍(120)이 형성되고, 하부 노즐 상부 직경부(115), 하부 노즐 경사부(116) 및 하부 노즐 하부 직경부(117)가 형성되면서 다단으로 직경이 형성된다.Referring to the lower nozzle 110 in more detail using FIG. 6 , the lower nozzle 110 has a nozzle hole 120 formed at its center, a lower nozzle upper diameter portion 115, and a lower nozzle inclined portion 116 ) and the lower nozzle lower diameter portion 117 are formed in multiple stages.

외주면에는 하부 노즐(110) 설치를 위한 수나사부(111)가 형성되고, 하부 노즐(110)의 위치 고정을 위한 걸림턱(112)이 형성되며, 홈부(113) 및 돌출부(114)도 하부 노즐(110) 설치시 하부 노즐(110)의 회전을 용이하게 하도록 형성된다.A male screw portion 111 for installing the lower nozzle 110 is formed on the outer circumferential surface, a locking jaw 112 for fixing the position of the lower nozzle 110 is formed, and the groove portion 113 and the protrusion portion 114 are also formed on the lower nozzle (110) It is formed to facilitate rotation of the lower nozzle 110 during installation.

아울러 하부 노즐(110)의 수나사부(111)는 상부 하우징(102)의 돌출부(103)에 형성된 암나사부에 체결되며, 하부 노즐(110)의 외주면에 형성된 걸림턱(112)이 상기 상부 하우징(102)의 돌출부(103)에 접하여 더 이상 회전이 되지 않을 때까지 하부 노즐(110)을 상부 하우징(102)에 설치한다. 본 발명의 유량 제어부는 하우 하우징(101)과 상부 하우징(102)으로 형성되는데, 이렇게 하부 노즐(110)이 장착된 상부 하우징(102)을 하부 하우징(101)과 볼트 등으로 체결할 수 있다.In addition, the male screw part 111 of the lower nozzle 110 is fastened to the female screw part formed on the protruding part 103 of the upper housing 102, and the locking jaw 112 formed on the outer circumferential surface of the lower nozzle 110 is the upper housing ( Install the lower nozzle 110 to the upper housing 102 until it comes into contact with the protrusion 103 of 102 and does not rotate any more. The flow controller of the present invention is formed of a lower housing 101 and an upper housing 102, and the upper housing 102 equipped with the lower nozzle 110 can be fastened to the lower housing 101 with bolts or the like.

본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은, 각각 독립적으로 실시될 수도 있고, 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.The present invention is not limited by the disclosed embodiments and accompanying drawings, and may be variously modified by those skilled in the art within the scope not departing from the technical spirit of the present invention. In addition, the technical ideas described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or two or more may be combined with each other.

100 : 유량 제어부 101 : 하부 하우징
102 : 상부 하우징 103 : 암나사를 구비한 돌출부
110 : 하부 노즐 111 : 수나사부
112 : 걸림턱 113 : 홈부
114 : 돌출부 115 : 하부 노즐 상부 직경부
116 : 하부 노즐 경사부 117 : 하부 노즐 하부 직경부
120 : 하부 노즐 구멍 121 : 하부 노즐 유체 유입부
122 : 하부 노즐 유체 유출부 130 : 유체 유입구
140 : 유체 유출구 200 : 하우징
210 : 상부 노즐 220 : 상부 노즐 구멍
221 : 상부 노즐 유체 유입부 222 : 상부 노즐 유체 유출부
230 : 플런저 300 : 밸브 디스크
310 : 하부 밸브 디스크 320 : 상부 밸브 디스크
330 : 밸브 축100: flow control unit 101: lower housing
102: upper housing 103: protrusion with female screw
110: lower nozzle 111: male thread
112: locking jaw 113: groove
114: protrusion 115: lower nozzle upper diameter portion
116: lower nozzle inclined portion 117: lower nozzle lower diameter portion
120: lower nozzle hole 121: lower nozzle fluid inlet
122: lower nozzle fluid outlet 130: fluid inlet
140: fluid outlet 200: housing
210: upper nozzle 220: upper nozzle hole
221: upper nozzle fluid inlet 222: upper nozzle fluid outlet
230: plunger 300: valve disc
310: lower valve disk 320: upper valve disk
330: valve axis

Claims (4)

유체입구와 유체출구를 가지는 본체, 상기 본체를 통과하는 유체의 유량을 감지하여 전기적 양으로 변환시키는 센서부 및 상기 유체출구로 토출되는 유량을 제어하는 유량 제어부를 포함하는 질량 유량계에 있어서,
상기 유량 제어부는 상부와 하부에 위치한 2개의 노즐(210, 110)을, 서로 연결되어 있으며 상부와 하부에 위치한 2개의 밸브 디스크(320, 310)로 각각 단속하고,
상기 2개의 밸브 디스크(320, 310)를 상하로 구동하는 솔레노이드가 여자되지 않아서 노즐(210, 110)이 폐쇄되어 있는 상태에서, 유체에 의하여 상기 2개의 밸브 디스크(320, 310)에는 각각 노즐(110)을 폐쇄하려는 힘(F2)과 노즐(210)을 개방하려는 힘(F1)이 작용하는데, 상기 노즐(110)을 폐쇄하려는 힘(F2)과 노즐(210)을 개방하려는 힘(F1)이 다르고, 상기 노즐(110)을 폐쇄하려는 힘(F2)이 상기 노즐(210)을 개방하려는 힘(F1)보다 크게 작용하고,
상기 노즐(110)을 폐쇄하려는 힘(F2)이 작용하는 1개의 노즐(110)은 유체가 통과하는 노즐 구멍(120)의 직경(D3, D4)이 다단으로 형성되는데, 유체가 노즐(110)에 유입되는 부분(121)에서 노즐 구멍(120)의 직경(D3)이, 유체가 노즐(110)에서 유출되는 부분(122)에서 노즐 구멍(120)의 직경(D4)보다 큰 것을 특징으로 하는 질량 유량계 A mass flowmeter comprising a body having a fluid inlet and a fluid outlet, a sensor unit for detecting the flow rate of the fluid passing through the body and converting it into an electrical quantity, and a flow rate control unit for controlling the flow rate discharged to the fluid outlet,
The flow control unit regulates the two nozzles 210 and 110 located at the top and bottom with two valve disks 320 and 310 connected to each other and located at the top and bottom, respectively,
In a state in which the nozzles 210 and 110 are closed because the solenoids that drive the two valve disks 320 and 310 up and down are not excited, the two valve disks 320 and 310 are respectively nozzles ( 110) and a force (F2) to close the nozzle 210 and a force (F1) to open the nozzle 210 act. The force (F2) to close the nozzle 110 and the force (F1) to open the nozzle 210 are different, and the force (F2) to close the nozzle 110 is greater than the force (F1) to open the nozzle 210,
In one nozzle 110 to which the force F2 to close the nozzle 110 acts, the diameters D3 and D4 of the nozzle hole 120 through which the fluid passes are formed in multiple stages, and the fluid passes through the nozzle 110 Characterized in that the diameter (D3) of the nozzle hole 120 at the inlet portion 121 is larger than the diameter D4 of the nozzle hole 120 at the portion 122 where the fluid flows out of the nozzle 110 mass flow meter 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 노즐 구멍(120)의 직경은 2단으로 형성되는 것을 특징으로 하는 질량 유량계The method of claim 1,
Mass flowmeter, characterized in that the diameter of the nozzle hole 120 is formed in two stages 청구항 3에 있어서,
상기 2개의 노즐(110, 210) 중에서 다른 1개의 노즐(210)은 유체가 통과하는 노즐 구멍(220)의 직경(D1)이 일정하고,
상기 일정한 직경(D1)은 상기 2개의 노즐 중 1개의 노즐(110)에서 유체가 유출되는 부분(122)에 형성된 노즐 구멍(120)의 직경(D4)과 동일한 것을 특징으로 하는 질량 유량계The method of claim 3,
Among the two nozzles 110 and 210, the other nozzle 210 has a constant diameter D1 of the nozzle hole 220 through which the fluid passes,
The constant diameter (D1) is a mass flowmeter, characterized in that the same as the diameter (D4) of the nozzle hole 120 formed in the portion 122 where the fluid flows from one of the two nozzles 110
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