KR200259845Y1 - 유량측정엘레멘트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유량측정 엘레멘트에 관한 것으로, 유량 및 유속을 측정하고자 하는 배관의 내측에 삽입되고 주벽의 양측부에 복수개의 유입공이 길이 방향으로 형성되는 삽입관과; 상기 삽입관의 일단부에 연결되는 연결관과; 상기 삽입관과 연결관으로 형성되는 외부 파이프의 내부에 삽입되며 상기 삽입관의 유입공과 연통되는 복수개의 유입공이 길이 방향으로 형성되는 내부 파이프와; 상기 내부 파이프와 외부 파이프의 유입공을 연결하는 연결부와; 상기 외부 파이프의 삽입 단부에 고정되는 마개와; 상기 외부 파이프 및 내부 파이프의 단부가 연결되는 배출로가 형성되며 게이지에 연결되는 커넥터로 구성된다. 이러한 본 고안은 주벽의 양측부에 유입공이 서로 대향되게 배열 형성되는 삽입관과, 상기 삽입관의 일단부에 연결되는 연결관으로 외부 파이프를 형성하고, 유입공이 길이 방향으로 형성된 내부 파이프를 외부 파이프의 내부에 연결하여 전압유로와 정압유로를 갖는 유량측정 엘레멘트를 형성한 것이므로 구조가 매우 간단하고, 삽입관, 연결관 및 내부 파이프를 간단한 용접 작업으로 연결하여 생산할 수 있으므로 생산성이 우수할 뿐아니라 소량생산성이 우수하며, 생산되는 제품의 전압유로와 정압유로가 항상 일정하게 유지되어 유량 측정의 정확도가 균일하게 유지되는 이점이 있다.

Description

유량측정 엘레멘트{FLOW MEASURING ELEMENT}

본 고안은 유량측정 엘레멘트에 관한 것으로, 특히 유량을 측정하고자 하는 배관에 삽입되는 삽입관과 게이지에 연결되는 연결관을 용접하여 외부 파이프를 형성하고, 외부 파이프의 내부에 내부 파이프를 용접하여 전압유로와 정압유로를 내부 파이프와 외부 파이프로 분리 형성함으로써 생산성을 향상시키고, 정확성 및 균일성을 향상시킬 수 있으며, 저압용으로 유리하게 사용할 수 있는 유량측정 엘레멘트에 관한 것이다.

유체가 흐르는 관로에 전압과 정압을 측정할 수 있는 튜브형 유량측정 엘레멘트는 측정하고자 하는 유체의 흐름속에 삽입시켜 이 측정엘레멘트에서 감지되는 동압(전압-정압)을 이용하여 유속을 구할 수 있고, 또 베르노이(BERNOULLI) 방정식을 이용하여 유속을 유량으로 환산할 수 있게 하는 것이다.

이와 같이 유량측정 엘레멘트는 각종 화학공장, 제강공장과 같은 각종 공장 및 상,하수처리장에서 공기, 분진, 물, 화학물질등의 각종 기체 및 액체의 유속 및유량을 측정하고, 선박 및 항공기의 속도를 측정하기 위하여 사용되고 있다.

이러한 기능을 갖는 종래의 유량측정 엘레멘트로서 가장 일반적인 것이 도면 6에 도시한 바와 같은 피토 튜브(pitot tube)라 하는 것이 있는 바, 이 피토튜브는 유속을 측정하고자 하는 유속측정부(A)가 "ㄴ"자 으로 형성되어 있으면서, 이 유속측정부의 선단에 유체가 유입되는 유체유입구(B)가 하나만 구비되어 있는 구조로 되어 있기 때문에, 이 피토튜브를 사용하여 관을 따라 유동하는 유체의 흐름을 정확하게 측정할 수 없다는 단점이 있다.

이러한 문제는 일반적으로 관의 내부를 따라 흐르는 유체의 흐름은 관 벽과의 마찰로 인하여 관의 중심부분이 가장 속도가 빠르고, 관의 벽쪽으로 갈수록 유동속도가 낮아지기 때문에, 상기 피토튜브를 유체가 이동하는 관속에 삽입하는 위치에 따라 그 측정되는 유속이 달라지기 때문인 것이다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 여러개의 유체유입구를 구비하고서, 이들 각각의 유체유입구를 통하여 측정되는 유체의 유속을 평균함으로써, 비교적 정확한 유체의 유속을 구할 수 있게 한 애뉴바(ANNUBAR)라는 유량 측정장치가 있는 바, 이 장치는 상기 피토튜브와는 달리 유체가 흐른는 관속에 삽입되는 유속 측정부가 수직방향으로 길다랗게 형성되어 있으면서, 이 유속측정부의 길이 방향을 따라 다수개의 유체유입구가 형성되어 있어, 이들 유체 유입구를 통하여 측정되는 유체의 유속을 평균함으로써 비교적 정확한 관내의 유속을 측정할 수 있다는 장점이 있다.

상기의 애뉴바라는 유량측정 엘레멘트는 도면 7에 유속측정부의 단면이 도시된 바에서 볼 수 있는 바와 같이, 사각통체형 튜브(C)의 내부에 2개의 삼각형 파이프(D)가 서로 마주보게 배열된 구조로 되어 있고, 상기 사각통체형 튜브(C)의 전,후방 모서리부에 각각 다수개의 유체 유입구가 형성되어 상기 사각통체형 튜브(C)의 전후방에 형성된 유체 유입구를 통하여 유체의 전압과 정압을 측정할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 상기의 애뉴바라는 유량 측정 엘레멘트는 사각통체형 튜브속에 삼각형 파이프가 서로 마주보게 배치된 구조로 되어 있기 때문에, 그 부품이 일반적으로 기성품을 사용할 수 있는 것이 아니라, 이 장치에 맞추어 별도의 특수한 부품을 가공하여야 하기 때문에 그 제작상의 문제가 있었다.

특히, 상기의 삼각형의 파이프를 성형하기 위해서는 별도의 특수 금형이 필요할 뿐만 아니라, 금형을 통하여 인발 가공할 때 재질에 따라 모서리 부분에 터짐현상 등의 결함이 발생되기 때문에, 재료에 제한을 받게 되어 산업현장에서 요구되는 다양한 재질의 요구를 충족시켜 주지 못하는 단점이 있다.

또한, 소재의 두께도 제한되어 고압이나 고속의 유체에서는 진동에 의한 헌팅현상이 발생할 뿐만 아니라, 제작시 사이즈별로 금형이 필요하며 상기와 같은 소재를 준비할 때 소규모로 준비할 없는 현실이기 때문에, 대량생산에 적합한 구조이다. 따라서 재고부담이 늘어나며 그 단가가 비싸진다는 결함을 안고 있어 소량 생산체제에는 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 결함 및 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 관속의 유체 유속을 비교적 정확하게 측정할 수 있도록 유체유입구가유체 측정부를 따라 길이 방향으로 다수개 형성되어 있으면서, 배관에 삽입되는 삽입관과 게이지에 연결되는 연결관을 용접하여 외부 파이프를 형성하고, 외부 파이프의 내부에 내부 파이프를 용접하여 전압유로와 정압유로를 내부 파이프와 외부 파이프로 분리 형성함으로써 생산성을 향상시키고, 정확성 및 균일성을 향상시킬 수 있으며, 저압용으로 유리하게 사용할 수 있는 유량측정 엘레멘트를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안 유량측정 엘레멘트는 유량 및 유속을 측정하고자 하는 배관의 내측에 삽입되고 주벽의 양측부에 복수개의 유입공이 길이 방향으로 형성되는 삽입관과; 상기 삽입관의 일단부에 연결되는 연결관과; 상기 삽입관과 연결관으로 형성되는 외부 파이프의 내부에 삽입되며 상기 삽입관의 유입공과 연통되는 복수개의 유입공이 길이 방향으로 형성되는 내부 파이프와; 상기 내부 파이프와 외부 파이프의 유입공을 연결하는 연결부와; 상기 외부 파이프의 삽입 단부에 고정되는 마개와; 상기 외부 파이프 및 내부 파이프의 단부가 연결되는 배출로가 형성되며 게이지에 연결되는 커넥터로 구성된다.

도 1 내지 도 5는 본 고안의 유량측정 엘레멘트에 관한 도면으로서,

도 1은 본 고안에 따른 유량측정 엘레멘트의 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 유량측정 엘레멘트의 단면도.

도 3은 도 2의 "A"부 확대도.

도 4는 도 2의 B-B선 단면도.

도 5는 본 고안에 따른 유량측정 엘레멘트가 배관에 결합된 상태를 보인 부분 단면도.

도 6 은 종래의 유량측정장치중의 하나인 피토튜브의 개략도,

도 7 은 종래의 유량측정장치중의 다른 하나인 애뉴바에 대한 개략단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 외부 파이프 110 : 삽입관

111,112 : 유입공 113 : 나사봉

120 : 연결관 130 : 슬리브 커버

200 : 내부 파이프 201 : 유입공

202 : 연결부 300 : 마개

400 : 커넥터 401,402 : 배출로

500 : 상부 조인트수단 510 : 핏팅부재

520 : 핏팅소켓 530 : 가스킷

540 : 슬리브 600 : 하부 조인트수단

610 : 가스킷 620 : 너트

이하, 이와 같은 본 고안을 첨부한 도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 유량측정 엘레멘트의 사시도, 도 2는 본 고안에 따른 유량측정 엘레멘트의 단면도를 각각 보인 것이고, 도 3은 도 2의 "A"부 확대도를 보인 것이며, 도 4는 도 2의 B-B선 단면도를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이,유량 및 유속을 측정하고자 하는 배관의 내측에 삽입되고 주벽의 양측부에 복수개의 유입공(111),(112)이 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 서로 대향되게 배열 형성된 삽입관(110)과; 상기 삽입관(110)의 일단부에 연결되는 연결관(120)과; 상기 삽입관(110)과 연결관(120)으로 형성되고 정압유로(F2)를 제공하는 외부 파이프 (100)의 내부에 삽입되며 상기 삽입판(110)의 유입공(111)과 연통되는 복수개의 유입공(201)이 길이 방향으로 배열 형성되고 상기 정압유로(F2)와 격리된 전압유로 (Fl)를 형성하는 내부 파이프(200)와; 상기 내부 파이프(200)와 외부 파이프(100)의 유입공(111),(201)을 서로 연결시키는 연결부(202)와; 상기 외부 파이프(100)의 삽입 단부에 고정되는 마개(300)와; 상기 외부 파이프(100)와 상기 내부 파이프 (200)의 단부에 각각 연결되면서, 상기 전압유로(F1)와 정압유로(F2)가 연통되는 배출로(401),(402)가 형성되어 있으며 게이지에 연결되는 커넥터(400)로 이루어져 있다.

상기 삽입관(110)은 도면 4 에 도시된 바와 같이, 사각 파이프로 형성되고, 서로 대향되는 전,후부 양측 모서리에 복수개의 유입공(111),(112)이 형성되어 있으며, 상기 삽입관(110)의 상단에 연결된 연결관(120)은 원통관으로 형성된다.

그리고, 상기 외부 파이프(100)의 연결관(120)과 삽입관(110)에는 도면 5에 도시된 바와 같이, 측정하고자 하는 배관과 연결하기 위한 상부 조인트수단(500) 및 하부 조인트수단(600)이 각각 결합된다.

상기 상부 조인트수단(500)은 상기 외부 파이프(10())의 연결관(120)에 결합되는 핏팅부재(510) 및 핏팅소켓(520)과; 상기 핏팅부재(510)와 연결관(120)의 외주면 사이에 삽입되는 가스킷(530)과; 상기 핏팅소켓(520)의 내측에 삽입되는 슬리브(540)로 구성된다.

상기 하부 조인트수단(600)은 상기 삽입관(110)의 삽입단부에 고정되는 나사봉(113)에 삽입되는 가스킷(610)과; 나사봉(113)의 단부에 체결되는 너트(620)로 구성되어 있다.

상기 삽입관(110)과 연결관(120)은 연결부에 슬리브 커버(130)를 개재하여 용접된다.

상기 연결관(120)의 상단부와 상기 커넥터(400), 상기 삽입관(110)의 유입공(111)과 연결부(202)의 일단부, 상기 내부 파이프(200)의 유입공(201)과 연결부(202)의 타단부와 같은 연결부위는 용접에 의해 용접된다. 도면에서 부호 "W"는 용접부를 보인 것이다.

상기한 바와 같은 본 고안의 유량측정 엘레멘트는 도 5에 도시한 바와같이, 예컨데 송유 이송라인의 배관(700)에 결합하여 송유의 유속 및 유량을 측정하게 된다.

본 고안의 유량측정 엘레멘트를 배관(700)에 연결할 때에는 배관(700)의 주벽 상,하부에 배관(700)의 내부와 연통되는 연결관(710),(720)을 용접하여 고정하고, 본 고안 유량측정 엘레멘트의 삽입관(110)을 상부 연결관(710)에 삽입하여 삽입관(110)의 하단부에 고정된 나사봉(113)이 배관(700)의 하부 연결관(720)을 통하여 외부로 돌출되게 한 후, 배관(700)의 상부 연결관(710)에 상부 조인트수단(500)을 체결하고, 배관(700)의 하부 연결관(720)에 하부 조인트(600)를 체결하여 설치한다. 그리고, 커넥터(400)에는 게이지를 연결한다.

이와 같이 설치된 본 고안 유량측정 엘레멘트에는 배관(700)의 내부에 흐르는 유체가 외부 파이프(100)의 전방 유입공(111)과 후방 유입공(112)을 통해 유입되어 전압과 정압으로 작용하게 되며, 전압은 내부 파이프(200)의 전압유로(F1) 및 커넥터(400)의 전압 배출로(401)를 통하여 게이지로 유입되고, 정압은 정압유로 (F2) 및 커넥터(400)의 정압 배출로(402)를 통하여 게이지로 유입되며, 게이지에서 전압과 정압의 차이에 의해 배관(700)을 흐르는 유속과 유량이 계측된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 주벽의 양측부에 유입공이 서로 대향되게 배열 형성되는 삽입관(110)과, 상기 삽입관의 일단부에 연결되는 연 결관(120)으로 외부 파이프를 형성하고, 다수개의 유입공이 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 형성된 내부 파이프(200)를 외부 파이프의 내부에 연결하여 전압유로와 정압유로를 갖는 유량측정 엘레멘트를 형성한 것이므로 구조가 매우 간단하고, 삽입관, 연결관 및 내부 파이프를 간단한 용접 작업으로 연결하여 생산할 수 있으므로 생산성이 우수할 뿐아니라 소량생산성이 우수하며, 생산되는 제품의 전압유로와 정압유로가 항상 일정하게 유지되어 유량 측정의 정확도가 균일하게 유지되는 이점이 있다.

또한, 본 고안에 따른 유량측정 엘레멘트는 별도의 특수한 부품을 가공할 필요가 없이, 그 구성부품 전체를 기존의 시중에 나와 있는 것들을 그대로 자르거나 가공하여 사용할 수가 있으므로, 소량생산에도 적합하다는 잇점이 있는 것이다. 따라서 제품의 가치와 경쟁력도 향상시킬 수 있으며, 저압용 유량측정 엘레멘트로서 매우 유리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

지금까지 본 고안의 실시예에 대하여 설명하였으나 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니며, 명세서에 기재되고 청구된 원리의 진정한 정신 및 범위 안에서 수정 및 변경할 수 있는 여러가지 실시형태는 본 고안의 보호 범위에 속하는 것임을 이해하여야 할 것이다.

Claims (4)

1. 유량 및 유속을 측정하고자 하는 배관의 내측에 삽입되고 주벽의 양측부에 복수개의 유입공(111),(112)이 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 서로 대향되게 배열 형성된 삽입관(110)과; 상기 삽입관(100)의 일단부에 연결되는 연결관(120)과; 상기 삽입관(110)과 연결관(120)으로 형성되고 정압유료(F2)를 제공하는 외부 파이프(100)의 내부에 삽입되며 상기 삽입관(110)의 유입공(111)과 연통되는 복수개의 유입공(201)이 길이 방향으로 배열 형성되고 상기 정압유로(F2)와 격리된 전압유로(F1)를 형성시키는 내부 파이프(200)와; 상기 내부 파이프(200)와 외부 파이프(100)의 유입공(111),(201)을 연결하는 연결부(202)와; 상기 외부 파이프(100)의 삽입 단부에 고정되는 마개(300)와; 상기 외부 파이프(100)와 상기 내부 파이프 (200)의 단부에 각각 연결되어 있으면서, 상기 정압유로(F2)와 전압유로(F1)를 연통시키는 배출로(401,402)가 형성되어 있으며, 유속을 나타내는 게이지에 연결되는 커넥터(400)로 구성된 것을 특징으로 하는 유량측정 엘레멘트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 삽입관(110)은 사각 파이프로 형성되고, 서로 대향되는 전,후부 양측 모서리부에 복수개의 유입공(111),(112)이 형성되며, 상기 연결관(120)은 원통관으로 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 유량측정 엘레멘트.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 파이프(100)의 연결관(120)과 삽입관(110)에는측정하고자 하는 배관과 연결하기 위한 상부 조인트수단(500) 및 하부 조인트수단 (600)이 각각 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 유량측정 엘레멘트.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 조인트수단(500)은 상기 외부 파이프(100)의 연결관(120)에 결합되는 핏팅부재(510) 및 핏팅소켓(520)과; 상기 핏팅부재(510)와 연결관(120)의 외주면 사이에 삽입되는 가스킷(530)과; 상기 핏팅소켓(520)의 내측에 삽입되는 슬리브(540)로 구성되고, 상기 하부 조인트수단(600)은 상기 삽입관 (110)의 삽입단부에 고정되는 나사봉(113)에 삽입되는 가스킷(610)과; 나사봉(113)의 단부에 체결되는 너트(620)로 구성된 것을 특징으로 하는 유량측정 엘레멘트.