KR200334591Y1 - 압력계측기 겸 온도계측기 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 압력계측기 겸 온도계측기는 압력과 온도를 각각 측정할 유체를 하나의 부품으로 동시에 통과시키는 이중연결부(Dual shank)와 이중미소스프링(Dual movement)으로 이루어지고 상기 압력온도계의 압력계측부는 이중연결부에 설치된 온도감지봉을 빙둘러 포개져서 형성된 구멍을 통하여 압력계측 유체의 유입구를 형성하여 유체가 유입되어 브르돈관에 유체의 압력이 감지, 이중미소스프링을 거쳐 압력 표시침(Pointer)를 통하여 압력이 나타나며, 동시에 온도계측부는 챔버의 유체가 이중연결부(Dual Shank)의 중앙에 장착된 온도감지봉의 끝부분(이중연결부 밖에 노출된) 내부에 있는 바이메탈센서가 유체의 온도를 감지하여 샤프트(Shaft)를 통하여 이중연결부와 이중미소스프링의 중심기어축을 지나 온도표시침(Pointer)에 전달, 온도압력표시판 에 온도를 나타내게 된다.

이 때에 압력과 온도눈금은 하나의 표시판위에 바같과 안쪽으로 이중 병열로 나타나며 압력표시침은 이중미소스프링의 중심기어축에, 온도표시침은 샤프트의 끝에 장착되어 각각의 압력과 온도를 독립적으로 압력 및 온도계측부 위에 각각 나타내게 된다.

이와 같이, 하나의 계기에서 계측하고자 하는 유체를 동일 지점에서 동시에 압력과 온도를 한 개의 계기에서 검측할 수 있어 유체의 상태를 정확히 파악하여 제품의 수준 높은 품질향상에 기여할 수 있고, 압력계와 온도계의 분리 설치에 따른 공간의 제약, 2곳의 설치비가 하나로 줄어드는 설치비의 감소, 생략되는 온도계의 케이스와 카버, 연결부, 온도표시판 등의 부품으로 인한 원가절감. 온도와 압력 계측지점의 떨어짐으로 인한 유체측정값의 오차로 인한 측정치의 부정확을 방지할 뿐만 아니라 산업현장에서는 분리된 압력과 온도의 측정시 보다 동일지점, 동시측정이 운전자들의 안전성 확보와 능률향상에 현격한 격차를 보이며, 압력계, 온도계가 하나로 결합되어 줄어드는 제조부품의 축소와 절감으로 인한 생산비도 1/2이상으로 절약됨으로인한 경제적인 효과도 엄청나다고 할 수 있다.

Description

압력계측기 겸 온도계측기{Pressure-thermometer in same time}

본 고안은 하나의 계기에서 온도 및 압력을 동일 지점에서 동시에 측정할 수 있도록 된 것으로 압력온도계의 압력용과 온도용의 각각의 유체가 하나의 이중연결부이며 결합구에 그 중심에 하나, 그 중심과 바같나사사이에 하나 이렇게 두 개의 길(Hole)을 내어 압력용 유체와 온도용 유체가 각각 별도의 길을 지나도록 한 것으로 이 때 압력용 유체의 길(Hole)과 온도용 유체의 길(Hole)은 상황과 용도에 따라 서로 호환성이 있다.

아울러, 이 경우 이중연결부와 함께 사용되는 미소스프링은 특수제작된 것으로 그 중심기어축의 중앙에 구멍이 나있어서 이 구멍을 통한 온도계 바이메탈샤프트의 자유로운 움직임은 표시침을 통하여 정확한 온도를 알 수 있고 그 중심기어축에는 중심기어축의 가운데구멍과 일치하는 구멍이 뚫린 침보를 이용한 압력표시침이 장착되어 정확한 압력을 알 수 있다. 일반적으로 용량, 속도, 진동, 온도, 압력, 열량 및 길이 등의 크기나 물리적인 상태를 양적으로 포착하여 지시 또는 기록 표시하는 장치가 계기이다.

이 중 액체 또는 기체의 압력, 또는 중력에 의하여 생기는 압력을 측정하는계기로써, 그 측정하는 방법에 따라 기지의 중량과 균형을 이루게 하는 액주형 압력계측기, 분동식 압력측정기와 탄성체의 탄성력과 균형을 이루게하는 부르돈관 압력측정기, 다이아프램 및 압력에 의하여 변화하는 물리현상을 이용하는 전기저항 압력측정기 등이 있다.

이러한 많은 압력계기 중에서 일반적으로 압력을 눈금판에서 바로 볼 수 있고 간편하게 사용할 수 있는 부르돈관 압력계가 널리 사용되고 있다.

그리고 이러한 압력계와 함께 반도체 제조공장의 산화설비 및 확산설비 등에 많이 설치하여 이용하고 있는 온도계에는 두 종류의 금속선 양단을 집합시켜 폐회로를 만들고 양접합점의 온도를 변화시켜 발생하는 열기전력을 이용하여 측정하는 열전 온도계와, 수은의 열팽창을 이용한 수은 온도계, 그리고 산화성 분위기에 강하고 400'C에서 1,400"C의 고온에서 측정할 수 있는 공업용으로 가장 널리 사용되는 열전쌍을 이용한 온도센서 등이 있다.

그러나, 이러한 온도계 및 압력계는 따로 따로 설치되어 그 설치공간을 별도로 두어야 하는 단점이 있고 한 작업자가 각각 설치된 계측기를 동시에 확인하는 것이 불가능하여 점검작업이 매우 번거로워 그 결과 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 고안의 목적은 하나의 계기로써 유체의 압력과 온도를 동시에 각각의 길로 통과시키는 특수결합구인 이중연결부를 이용하여 측정할 수 있도록 한 새로운 형태의 압력계측기 겸 온도계측기를 제공하는 데 있다.

따라서 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 고안에 의한 압력계측기 겸 온도계측기는, 압력계와 온도계가 동시에 수용된 케이스로 이루어지고: 압력과 온도를 각각 측정할 유체를 하나의 부품으로 동시에 통과시키는 이중연결부(Dual shank)와 이중미소스프링(Dual movement)으로 이루어지고 상기 압력계측부는 이중연결부에 설치된 온도계측용 감지봉을 빙둘러 포개져서 형성된 구멍을 통하여 압력계측 유체의 유입구를 형성하여 유체가 유입되어 브르돈관에 유체의 압력이 감지, 이중미소스프링을 거쳐 압력 표시침(Pointer)를 통하여 압력이 나타나며, 동시에 온도계측부는 챔버의 유체가 이중연결부(Dual Shank)의 중앙에 장착된 온도감지봉의 끝부분(이중연결부 밖에 노출된) 내부에 있는 바이메탈센서가 유체의 온도를 감지하여 샤프트(Shaft)를 통하여 이중연결부와 이중미소스프링의 중심기어축을 지나 온도표시침(Pointer)에 전달, 온도계측부에 온도를 나타내도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.도1은 본 고안에 따른 압력온도계를 도시한 평면도이고, 도2는 도1의 측면도이며, 도3은 본 고안에 의한 이중연결부의 절개도(형식1)이며, 도4는 본 고안에 의한 이중연결부를 도시한 단면도(형식2)이며, 도5는 본 고안에 의한 이중미소스프링의 측면도이다.도6는 본 고안에 의한 이중미소스프링의 평면도이다.도3에 도시된 바와 같이, 상기 압력계측부(1)는 바이메탈 온도계와 동일한 게이지 눈금(Gauge Scale)을 유지하여야 함으로 압력계 연결형식 A.B.D 형 모두에 이중연결부의 나사에 온도계 지름 6mm 감지봉(내부의 끝에 지름 5mm의 바이메탈)을 삽입 할 수 있도록 압력계의 이중연결부(Dual Shank) 중앙에 7mm의 구멍을 만들어 온도계 감지봉을 삽입시킨다. 이때 온도감지봉(9)의 끝은 압력계의 이중연결부(Dual Shank)(4)의 밖으로 노출되며, 바이메탈은 공정챔버내의 온도를 감지한다. 압력을 측정하고자 하는 유체는 이중연결부(4)의 7mm 구멍과 온도감지봉(9)의 6mm구멍 사이로 유입되어 브르돈관(6)에 진입하여 브르돈관(6)의 진폭에 따른 지침의 움직임으로 압력을 알게 된다.

온도계측부(2)는 바이메탈이 내장된 6mm 감지봉이 압력계의 이중연결부(4)의 중앙을 관통하여 이중연결부 밖에서 유체와 접속한다. 이 때 바이메탈은 유체 온도를 감지하여 바이메탈의 수축팽창 현상이 샤프트를 통하여 온도표시침(11)을 움직여 유체의 온도를 나타내게 된다.

도4에 도시된 바와 같이, 압력계측부(1)는 바이메탈온도계와 동일한 게이지 눈금을 유지해야 함으로 압력계 연결형식 중 이중연결부(4)의 중앙에 6mm 구멍을 뚫어 지름6mm 온도감지봉(9)을 그 구멍에 삽입하고, 이중연결부(4)의 중앙과 그 바깥나사 사이에 3mm의 원형구멍을 뚫어 유체가 이 연결부의 3mm의 원형구멍을 통과하여 브르돈관(6)에 이르고, 이 브르돈관(6)의 진폭에 따라 이중미소스프링(7)이 이 진폭을 크게 증폭시켜 압력표시침(8)을 움직여 압력을 나타내며, 온도계측부(2)는 이중연결부(4)에 삽입된 6mm감지봉 끝부분에 내장된 바이메탈이 감지봉 끝 바깥의 온도를 감지하여 바이메탈이 수축팽창하고 이 바이메탈에 달린 샤프트를 통하여 샤프트 끝에 장착된 온도표시침(11)을 통하여 온도계측기(2) 위에 그려진 온도를 가리켜 유체의 온도를 알게 된다.

이상과 같이 도3의 형식1과 도4의 형식2는 동일한 이중연결부 중심주변에 온도감지봉(9)의 6mm의 단면적을 제외하고 1mm를 더 크게 뚫거나(형식 1), 이중연결부(4) 중앙과 그 바깥나사 사이에 3mm 구멍을 뚫어(형식 2), 이 뚫은 구멍을 통하여 압력측정용 유체가 통과하도록 고안되었다는 것이다.

유체의 압력과 온도를 동시에 감지하도록 지지하는 이중연결부(4)는 압력계의 연결부로써 압력계의 모든 기계적구조의 중심이 되고, 온도계는 온도계 감지봉이 이 압력계의 이중연결부를 함께 이용하여 따로 있었어야 할 온도계 연결부를 생략하고 하나의 표시판 위에 압력과 온도 이중으로 눈금을 그려 각각의 별도 지침을 이용하여 각각 원하는 유체의 압력과 온도를 동시에 나타나서 함께 알게 되는 것이다.

이 때에 이러한 압력 및 온도표시침(8, 11)을 하나의 압력 및 온도계측부(1, 2)에 나타나게 하기 위하여는 압력표시침(8)과 온도표시침(11)이 동일 중심축을 가져야만 한다. 따라서 상기 이중연결부(4)에는 일반적으로 압력표시침(8) 하나만 사용할 수 있는 이중미소스프링(7)은 사용할 수 없고, 이중미소스프링(7)의 중심기어축(14)의 중심에 천공된 기어축을 이용하는 이중미소스프링(7)을 사용하여야만 이중연결부(4)를 통하여 전달되는 감지된 압력과 온도의 움직임이 걸림돌없이 이중미소스프링(7)을 통과하여 즉, 압력표시침(8)은 이중미소스프링(7)의 구멍난 중심기어축(14)에 장착되고, 온도표시침(11)은 바이메탈과 연결된 샤프트가 감지봉과 함께 이중연결부(4)를 통과하고 이중미소스프링(7)의 중심기어축(14)의 중앙에 샤프트가 통과하여 그 끝에 온도표시침(11)을 장착하여 압력과 온도가 하나의 표시판위에 바깥과 안쪽 이중으로 함께 눈금이 그려진 표시판 위에서 압력표시침(8)과 온도표시침(11)은 걸림돌없이 작동된다.

본 고안에 의한 압력온도계는 압력계측부(1)와 온도계측부(2)가 동시에 수용된 케이스(3)로 이루어진다. 상기 압력계측부(1)는 유체가 이중연결부(4)의 구멍(5)을 통과하여 브르돈 관(6)에 압력을 전달하면 이중미소스프링(7)을 통해 진폭이 확장되어 압력표시침(8)이 압력을 가르키게 된다.

상기 온도계측부(2)는 유체가 온도감지봉(9)에 온도를 전달하면 샤프트(10)를 통하여 이중연결부(4)와 이중미소스프링(7)을 거쳐 온도표시침(11)이 움직여 온도를 가르키게 된다.

도1은 본 고안에 따른 압력온도계를 도시한 평면도,

도2는 도1의 측면도,

도3은 본 고안에 의한 이중연결부의 절개도(형식1),

도4는 본 고안에 의한 이중연결부를 도시한 단면도(형식2),

도5는 본 고안에 의한 이중미소스프링의 측면도,

도6는 본 고안에 의한 이중미소스프링의 평면도이다

＜도면의 주요부호에 대한 설명＞

1: 압력계측부 2: 온도계측부

3: 케이스(Housing) 4: 이중연결부(Dual Shank)

5: 압력측정유체 유입구 6: 브르돈 관(Bourdon tube)

7: 이중미소스프링(Dual movement) 8: 압력표시침(Pointer)

9: 온도감지봉(보호관) 10: 샤프트(Bi-metal용)

11: 온도표시침(Pointer) 12: 공정 챔버

13: 바이 메탈 14:중심기어축

다음에 이와같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명한다.

본 고안에 의한 압력온도계에 있어서, 공정챔버(12)내의 유체내에 잠겨있는 온도감지봉(9)에서 유체의 온도를 감지하게 되는 바, 상기 온도감지봉(9)의 내부 끝에 설치되어 상기 온도표시침(11)과 연결된 바이메탈(13)이 팽창 및 수축하면서 온도표시침(11)을 움직여 온도를 표시하게 된다. 그리고 이와 동시에 공정챔버(12)내의 유체가 상기 이중연결부(4)의 유입구(5)를 통하여 유체의 압력이 감지되면 이 압력이 브르돈 관(6)에 전달되어 브르돈 관(6)이 팽창하면서 이중미소스프링(7)을 통해 압력표시침(8)을 이동시켜 압력을 표시하게 된다.

따라서, 본 고안의 압력온도계는 각각 독립되어 측정되었어야 할 유체의 압력과 온도를 공통 결합구인 이중연결부(4)와 이중미소스프링(7)을 통하여 하나로 결합시켜 압력과 온도측정이 하나의 케이스내에서 각각 독립되어 이루어지되, 하나의 계기로 통합되어 압력과 온도가 동시에 측정되도록 일원화하였다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 압력계측기 겸 온도계측기에 있어서 상기 압력계측부는 이중연결부(4)에서 유체의 압력이 유입되면서 동시에 온도계측부의 감지봉은 이중연결부 주변의 온도를 감지하여 온도를 표시하도록 구성되어 있고 이렇게 측정된 압력과 온도가 주변의 방해나 걸림돌없이 이중미소스프링을 통과하여 표시침에 전달되어 문자판위에 압력과 온도를 가르키게 되어 구성되어 있어서 하나의 계기에서 계측하고자 하는 유체를 동일 지점에서 동시에 편리하게 온도와 압력을 계측할 수 있는 이점이 있고, 압력계와 온도계의 분리 설치에 따른 공간의 제약, 설치비 증가, 압력과 온도의 계측지점의 상위로 인한 유체측정값의 오차를 방지할 뿐만이 아니라, 산업현장에서는 따로 설치된 온도계 및 압력계에서의 계측시보다는 운전자의 안전성을 확보할 수 있으며, 한 지점에서 동시 측정함으로 인하여 작업자의 시간절약, 에너지 절약은 물론 겹치는 부품의 감소로 인한 부품의 절약으로 막대한 제조원가절감을 기대할 수 있다.

Claims (2)

1. 압력계측부(1)와 온도계측부(2)가 동시 수용된 케이스(3)로 이루어지고;

   상기 압력계측부(1)는 압력계측부의 이중연결부(4)에서 관통되어 유입된 유입구(5)에서 감지된 유체의 압력이 브르돈 관(6)을 통해 유체압력이 브르돈관의 변화에 따라 이중 미소스프링(7)이 연동되어 움직이며 압력표시침(8)으로 나타나며;

   상기 온도계측부(2)는 공정챔버(12)내부 유체의 온도를 온도감지봉(9)의 내부에 있는 바이메탈(13)의 변화가 샤프트(10)를 통해 온도표시침(11)을 움직여 온도를 표시하며;

   상기 온도계측부(2)는 이중연결부(4)의 온도감지봉(9)의 외부에서 온도를 감지함과 동시에 압력계측부(1)의 이중연결부(4)에 압력용 유체가 유입되는 유입구(5)를 형성하여 유체의 압력을 감지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 압력계측기 겸 온도계측기.
2. 압력계측부(1)와 온도계측부(2)가 동시에 수용된 케이스(3)로 이루어지고;

   상기 압력계측부(1)는 이중연결부(4)에서 관통되어 유입된 유입구(5)에서 감지된 유체의 압력이 브르돈 관(6)의 변화에 따라 이중미소스프링(7)에 연동되고;

   상기 온도계측부(2)는 이중연결부(4)의 온도감지봉(9)의 외부에서 온도를 감지함과 동시에 이 온도감지봉(9)의 내부의 바이메탈에 연동된 샤프트에 전달되고, 이중연결부(4)를 지나 이중미소스프링(7)의 중심기어축(14)에 장착된 압력표시침(8)의 중심기어축(14)을 통과하여 그 끝에 장착된 온도표시침(11)이 작동되도록 된 것을 특징으로 하는 압력계측기 겸 온도계측기