KR20030068918A - 유량측정용 오리피스 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유량측정용 오리피스 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체가 흐르는 파이프의 유량측정에 있어서, 원주방향을 따라서 유량조절수단이 형성되며 회전축에는 중심홀이 형성된 원형플레이트 형상의 몸체부와, 상기 유량조절수단이 형성된 몸체부의 전후에 고정되며 상기 파이프가 삽입되어 고정되는 파이프장착홀이 형성된 플랜지와, 상기 파이프장착홀로 파이프를 안내하기 위한 가이드홀이 일측에 형성되며 상기 몸체부에 회전가능하게 상기 중심홀에 타측이 고정되는 회전암으로 구성된다.

상기와 같은 구성에 의하면, 오리피스를 일체로 관리하게 되어서, 이에 따른 제작비 절감과 함께, 유량측정의 용이함을 가져오게 된다.

Description

유량측정용 오리피스 모듈{Orifice module for flow meter}

본 발명은 유량측정용 오리피스 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 크기의 오리피스를 원형판에 일체화 하고 유량측정시 상기 오리피스를 선택적으로 측정할 수 있게 되어, 다양한 유량 측정 및 제어에 있어 작업의 효율성 향상과 함께 측정도구의 관리를 용이하게 할 수 있는 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 유량계라 함은 배관 등의 장치에 부착되어 공정 중의 유량을 측정할 수 있는 장치를 말하며, 측정방법에 따라서 차압식 유량계, 면적식 유량계, 전자식 유량계, 초음파식 유량계, 용적식 유량계 등으로 나누게 된다.

이 가운데, 차압식 유량계는 석유화학 공정등에 많이 사용되고 있으며, 유량측정 방법은, 배관에 측정요소를 이용하여 측정요소의 전후 단에 생성되는 압력차를 측정하여 유량을 측정하는 것을 말한다.

이 경우, 유체의 속도가 빠르면 그곳의 압력이 낮아진다는, 즉 유체의 속도와 압력의 반비례관계를 나타내 주는 베르누이의 원리를 이용하게 된다.

이하 도1 을 참조하여 종래 유량 측정장치에 대해서 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 유량측정을 위하여 일정크기의 내경(d)을 가지는 오리피스(1)가 있으며, 상기 오리피스(1)를 사이에 두고 대칭 형상을 갖는 상측플랜지(3)와 하측플랜지(5)가 볼트(7)와 너트(9)에 의하여 체결되어서 하나의 측정장치를 이루게 된다.

상기 측정장치의 좌우측(도1기준)에 형성된 파이프삽입구(10)에 유체측정을 위한 파이프(11)를 각각 삽입하여 고정하는 것에 의하여 상기 파이프(11) 내를 흐르는 유량을 측정할 수 있게 된다.

상기와 같은 종래 유량 측정장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 플랜지 (3,5)와 결합하도록 되어 있는 것도 있으며, 또는 플랜지와 일체로 형성된 것도 있다.

이와 같은 구성을 가지는 종래 유량 측정장치는 파이프(11) 내부를 흐르는 유량 측정시 여러 측정값을 얻기 위하여, 내경(d)의 크기를 다르게 갖는 오리피스 (1)로 교체가 요구되기도 한다.

이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 플랜지 분리형 구조를 갖는 유량 측정장치는 상기 상측플랜지(3)와 하측플랜지(5)를 결합하는 볼트(7)와 너트(9)의 결합을 해제한 후에 오리피스(1)를 교환하고 다시 결합해야 된다.

한편, 플랜지(3,5)와 오리피스(1)가 일체로 형성된 경우, 측정하고자 하는 오리피스의 내경(d)을 갖는 다른 규격의 유량 측정장치로 교환해 주어야 한다.

그러나, 상기와 같은 오리피스(1) 교체방법에는 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.

플랜지(3,5)가 분리형으로 되어 있으며, 그 사이에 오리피스(1)가 장착된 구조를 갖는 유량 측정장치는 상기 오리피스(1)가 단품으로 구성되어 있기에 별도의 케이스에 보관하여야 하며, 분실의 우려가 있고, 상기 오리피스(1)의 분리교체 작업시 작업자의 부주의로 오리피스(1)가 손상될 가능성도 가지고 있다.

오리피스(1)와 플랜지가 일체형으로 된 경우에 있어서는 교체 작업은 비교적 용이하게 이루어지나, 각 오리피스 내경(d) 별로 유량 측정장치를 만들어야 하기에 비용이 상승하게 되며, 보관상에 문제점 역시 발생하게 된다.

상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 파이프 내부를 흐르는 유체의 유량 측정시 다양한 사이즈를 가지는 오리피스의 교체를 용이하게 하면서도 보관이 용이하며 제조비를 절감할 수 있는 유량측정용 오리피스 모듈을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 유량측정 장치를 보이는 단면도.

도 2는 본 발명 실시예의 의한 유량측정용 오리피스 모듈의 분해사시도.

도 3은 본 발명 실시예에 의한 유량측정용 오리피스 모듈의 정면도.

도 4는 본 발명 실시예에 의한 유량측정용 오리피스 모듈의 우측면도.

도 5는 본 발명 실시예에 의한 유량측정용 오리피스 모듈을 보호하기 위한 모듈커버의 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20 : 파이프30 : 몸체부

32 : 오리피스홀40 : 플랜지

42 : 파이프 장착홀60 : 회전암

62 : 가이드홀70 : 축볼트

72 : 축너트

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 유체가 흐르는 파이프의 유량측정에 있어서, 원주방향을 따라서 유량조절수단이 형성되며 회전축에는 중심홀이 형성된 원형플레이트 형상의 몸체부와, 상기 유량조절수단이 형성된 몸체부의 전후에 고정되며 상기 파이프가 삽입되어 고정되는 파이프장착홀이 형성된 플랜지와, 상기 파이프장착홀로 파이프를 안내하기 위한 가이드홀이 일측에 형성되며 상기 몸체부에 회전가능하게 상기 중심홀에 타측이 고정되는 회전암으로 구성된다.

상기 유량조절수단은 오리피스 형상으로 구성된다.

상기 유량조절수단과 상기 플랜지의 파이프장착홀 사이에는 연질재료의 가스켓링이 장착된다.

상기 플랜지와 결합된 몸체부의 외각을 둘러싸며 결합되어 상기 몸체부에 형성된 오리피스홀의 손상을 방지하는 모듈커버가 장착된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명 실시예에 의한 유량측정용 오리피스 모듈의 구조를 분해사시한 도면이며, 도 3은 상기 오리피스 모듈을 정면에서 도시한 도면이고, 도 4는 상기 오리피스 모듈 측면도에서 기밀성을 향상시키기 위하여 장착된 가스켓링의 장착구조를 보이는 단면도를 상세도로 도시하였다.

그리고, 도 5는 상기 유량측정용 오리피스 모듈을 보호하기 위한 모듈커버의 사시도이다.

도시된 바와 같이, 유체가 흐르도록 관로의 역할을 하는 파이프(20) 사이에는 원판플레이트 형상으로 된 몸체부(30)가 구비되며, 상기 몸체부(30)에는 원주방향을 따라서 오리피스의 사이즈가 각각 다른 다수개의 오리피스홀(32)이 일정간격으로 형성되어 있으며, 중심에는 볼트가 통공되기 위한 중심홀(34)이 형성된다.

상기 몸체부(30)를 이루는 재질은 초저온 상태의 가스에 의해서도 수축이 적게 일어나도록 스텐레스 강을 사용하게 되나, 이는 실시예에 의한 것일 뿐 수축률이 적은 다른 재료의 사용도 가능함을 물론이다.

상기 오리피스홀(32)이 형성된 사이에는, 상기 몸체부(30)의 원 중심을 기준으로 할 때, 오리피스홀(32)과 연이어 원주방향을 따라서 일정 부분이 통공된 제1체결홀(36)과 , 상기 제1체결홀(36) 보다 작은 직경을 가지며 원주방향을 따라서형성된 제2체결홀(38)로 구비되며, 상기 제1, 제2 체결홀(36,38)을 통하여 본 발명 실시예에 의한 유량측정용 오리피스 모듈 조립시 볼트가 관통하게 된다.

상기 오리피스홀(32)로 유체가 흐르게 하도록 상기 파이프(20)가 삽입되어 고정되는 파이프장착홀(42)이 형성된 플랜지(40)가 상기 몸체부(30)를 중심으로 좌우(도2기준)에 하나씩 구비되며, 상기 플랜지(40)가 상기 몸체부(30)에 고정될 수 있도록, 상기 몸체부(30)에 형성된 제1, 제2 체결홈(36,38)과 대응하는 부분에 볼트 체결을 위한 체결공(44)이 상기 플랜지(40)에 형성된다.

상기 플랜지(40)와 상기 몸체부(30) 사이에는 링형상의 가스켓링(50)이 구비되며, 재질은 알루미늄이나 구리등 연질의 재료로 이루어지며, 상기 파이프(20)를 통하여 흐르는 유체가 상기 오리피스홀(32) 전후(도2기준)에서 누설되지 않도록 기밀작용을 하게된다.

특히, 상기 파이프(20) 내를 흐르는 유체가 극저온 상태의 가스인 경우, 일반적인 실링구조에 들어가는 고무링 등은 저온 유체에 의하여 쉽게 파손될 수 있으나, 본 발명 실시예에 사용되는 가스켓링(50)은 이와 같은 문제점을 해결하게 된다.

상기 가스켓링(50)이 상기 몸체부(30)와 플랜지(40) 사이에 장착되는 구조는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 오리피스홀(32)과 인접한 몸체부(30)와 플랜지(40)에는 상기 가스켓링(50)이 장착되기 위한 가스켓링 장착부(31,41)가 형성되며, 상기 연질의 재료로 된 상기 가스켓링(50)이 압입되어 고정되기 위한 걸림홈(33,44)이 상기 가스켓링 장착부(31,41) 내에 형성된다.

한편, 상기 플랜지(40)를 몸체부(30)에 결합하기 위한 고정수단인 고정볼트 (52)와 너트(54)가 각각 구비되며, 상기 고정수단에 의하여 상기 몸체부(30) 좌우에 위치한 플랜지(40)와 가스켓링(50)이 상기 몸체부(30)와 일체로 결합되게 된다.

상기 플랜지(40)의 파이프장착홀(42)로 파이프(20)를 안내하기 위한 가이드홀(62)이 일측에 형성된 회전암(60)이 구비되며, 상기 회전암(60)의 타측은 상기 몸체부(30)와 결합시 상기 몸체부의 중심홀(34)과 대응하는 위치에 중공(64)이 형성된다.

상기 회전암(60)도 한쌍이 구비되어 상기 몸체부(30) 좌우에 위치하게 되며, 상기 가이드홀(62)을 상기 몸체부(30)에 고정시키기 위하여 축볼트(70)와 한쌍의 축너트(72)가 각각 구비된다.

한편, 상기 구조를 이루는 유량측정용 오리피스 모듈의 설치시 상기 몸체부 (30)에 형성된 오리피스홀(32)의 보호를 위하여 모듈커버(80)가 도 5에 도시된 바와 같이 구비된다.

상기 모듈커버(80)는 상기 몸체부(30)의 외형을 감싸도록 형성되며, 상기 몸체부(30)에 플랜지(40)가 장착된 상태에서 결합되도록 상기 플랜지(40) 외경과 동일한 크기의 플랜지 장착홀(85)이 형성된다.

상기 모듈커버(80)는 커버상판(82)과 커버하판(84)으로 구성된 분리형이며, 체결수단에 의하여 결합되나, 이는 실시예에 의한 것일 뿐 일체형으로 이루어진 모듈커버(80)도 가능함은 물론이다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 조립과정 및 효과를 설명하도록 한다.

몸체부(30)에 형성된 오리피스홀(32) 가운데 측정하고자 하는 오리피스홀 (32)을 선택한 후에, 도 4에 도시된 바와 같이, 가스켓링(50)을 상기 오리피스홀 (32) 외주면을 타고 형성된 가스켓링 장착부(31)에 안착시킨다.

그리고, 상기 플랜지(40)에 형성된 가스켓링 장착부(41)에 상기 몸체부(30)에 장착된 가스켓링(50)이 삽입되도록 하면서, 플랜지(40)에 형성되 체결공(44)과 상기 몸체부(30)에 형성된 제1, 제2 체결홀(36,38)이 연통하게 위치조절을 하여 상기 플랜지(40)를 상기 몸체부(30)에 접하게 하며, 상기와 같은 작업을 상기 오리피스홀(32)이 형성된 몸체부(30)의 다른 면에서도 동일하게 한다.

상기 상태에서 고정볼트(52)를 상기 몸체부(30) 일측에 위치한 플랜지 체결공(44)과 몸체부 체결홀(36,38)과 상기 몸체부 타측에 위치한 플랜지 체결공(44)을 차례로 통과하여 너트(54)와 체결되는 것에 의하여 상기 한 쌍의 플랜지(40)와 몸체부(30)의 결합이 이루어진다.

이때, 상기 플랜지(40)와 몸체부(30) 사이에 위치한 가스켓링(50)은 체결력에 의하여 압입이 되어 상기 가스켓링 장착부(31,41)에 형성된 걸림홈(33,44)에 가스켓링(50) 일부가 삽입되어 고정되게된다.

그리고, 회전암(60)을 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 몸체부(30) 좌우에 각각 위치하게 한 뒤에, 축볼트(70)를 일측의 회전암 중공(64)과 몸체부 중심홀(34)과 축너트(72)와 타측의 회전암 중공(64)과 축너트(72)의 순서대로 결합하게 된다.

그리고, 상기 몸체부(30) 좌우(도2기준)에 있는 파이프(20)가 몸체부(30) 좌우측에 위치하는 가이드홀(62)을 통과하여 상기 파이프장착홀(42)에 장착되어 오리피스홀(32)이 형성된 상기 몸체부(30)와 결합이 이루어진다.

상기 상태로 결합된 상태에서 상기 파이프(20)에 유체가 흐르게 하고, 상기 유체가 오리피스홀(32)을 통과하며 발생하는 상기 오리피스홀(32) 전후에서 발생하는 유압을 측정하여 유량을 측정하게 된다.

한편, 상기 오리피스홀(32)을 교체하여 유량측정 시에는 상기 조립순서의 역순으로 분해한 뒤에 다시 결합하면 된다.

그리고, 상기 유량측정용 오리피스 모듈 사용시 상기 오리피스홀(32)의 손상을 방지하기 위하여 도 5에 도시된 모듈커버(80)를 상기 조립과정 가운데, 상기 몸체부(30)에 상기 플랜지(40)가 장착된 후에 결합하고 상기 모듈커버 상하판(82,84)을 볼트 체결하는 것에 의하여 모듈커버(80)가 장착된다.

상기와 같은 구성과 작용을 갖는 본 발명 실시예에 의한 유량측정용 오리피스 모듈에 의하면, 다양한 사이즈의 오리피스를 하나의 측정장치에 구비하게 되어, 오리피스 교체에 의한 유량측정 시험시 종래보다 간편한 작업환경을 제공하게 된다.

그리고, 종래에는 오리피스를 개별로 관리하는 것에 의한 분실의 우려가 있었으나, 본 발명 실시예에 의하면, 일체로 오리피스를 관리하게 되어 이러한 문제점을 해결하게 되었다.

또한, 오리피스 교체시 종래에는 각 종류별로 오리피스와 이를 장착하기 위한 플랜지가 일체로 제작되는 경우에는 과도한 금형비등이 요구되었으나, 본 발명 실시예에 의한 유량측정용 오리피스 모듈에서는 한번의 금형 작업으로 여러 오리피스홀이 형성된 측정장치를 얻게 되어 종래보다 생산비가 월등하게 절감이 된다.

한편, 실링구조에서 가스켓링(50)을 사용하게 되어 일반 유체를 비롯한 초전온 및 초고온 유체에도 적용이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 유량측정용 오리피스 모듈에 의하면, 관내를 흐르는 유체의 유량 조정 및 측정시 용이한 오리피스 교환 구조의 제공으로 인한 다양한 시험값을 얻을 수 있게 하는 효과가 있다.

그리고, 사이즈 별로 오리피스 측정장치를 구비하여 관리하는 것에 비하여 관리의 용이함과 제작에 드는 비용을 절감하는 효과가 있다.

또한, 파이프와 연결부에 가스켓링의 적용에 의하여 초저온 및 초고온 유체에도 유체의 누설을 방지하여 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 유체가 흐르는 파이프의 유량측정에 있어서,

   원주방향을 따라서 유량조절수단이 형성되며 회전축에는 중심홀이 형성된 원형플레이트 형상의 몸체부와,

   상기 유량조절수단이 형성된 몸체부의 전후에 고정되며 상기 파이프가 삽입되어 고정되는 파이프장착홀이 형성된 플랜지와,

   상기 파이프장착홀로 파이프를 안내하기 위한 가이드홀이 일측에 형성되며 타측은 상기 몸체부에 회전가능하게 상기 중심홀에 타측이 고정되는 회전암으로 구성됨을 특징으로 하는 유량측정용 오리피스 모듈.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유량조절수단은 오리피스 형상으로 구성됨을 특징으로 하는 유량측정용 오리피스 모듈.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유량조절수단과 상기 플랜지의 파이프장착홀 사이에는 연질재료의 가스켓링이 장착됨을 특징으로 하는 유량측정용 오리피스 모듈.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 플랜지와 결합된 몸체부의 외각을 둘러싸며 결합되어 상기 몸체부에 형성된 오리피스홀의 손상을 방지하는 모듈커버가 장착됨을 특징으로 하는 유량측정용 오리피스 모듈.