KR200411377Y1 - 터빈유량계 - Google Patents

Abstract

본 고안은 터빈유량계에 관한 것으로, 특히 유량계 몸체의 내부 중앙에는 날개에 편심이원각(면을 2번 경사지게 형성함)을 형성한 회전터빈과, 입구측의 직경을 출구측의 직경보다 크게 형성하여 밀착식으로 냉각압입한 고정터빈을 설치하게 되면 일정하게 동심도를 유지하기 때문에 미세한 유량까지도 정밀하게 측정할 수 있도록 하기 위한 것이다.

그 구성은 유량계 몸체(1)의 내부 중앙에 장착되어 물의 유량을 측정하기 위해 다수의 날개(23)마다 편심이원각(21)을 주어 경사면을 형성한 회전터빈(2)과, 상기 회전터빈(2)의 양측면에 형성된 지지돌기(22)를 지지함과 동시에 출구(32)측의 직경보다 입구(31)측의 직경을 크게 천공하여 경사지게 형성한 입구측의 고정터빈(3) 및 장공(41)을 형성한 출구측의 고정터빈(4)과, 상기 고정터빈(3)(4)을 고정시키기 위해 나사식으로 삽입된 고정구(5)로 이루어진 것을 특징으로 하는 터빈유량계를 제공하는 것이다.

따라서 본 고안은 일정하게 동심도를 유지함과 동시에 저항을 줄여서 유량의 마찰을 최소화시켜 회전터빈을 가장 안정되게 회전되도록 함으로써 미세한 유량의 흐름까지도 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

터빈유량계{Turbine flowmeter}

도 1은 본 고안의 터빈 유량계를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 고안의 터빈 유량계의 내부에 장착되는 회전터빈을 나타낸 정면도이다.

도 3은 본 고안의 터빈 유량계의 내부에 장착되는 회전터빈의 또 다른 실시예의 정면도이다.

도 4는 본 고안의 터빈 유량계의 내부 입구 측에 장착되는 고정터빈을 나타낸 사시도이다.

도 5는 본 고안의 터빈유량계의 내부 출구 측에 장착되는 고정터빈을 나타낸 사시도이다.

도 6은 본 고안의 터빈 유량계의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1. 유량계 몸체 2, 20. 회전터빈

3. 고정터빈 4. 고정터빈

5. 고정구 11. 홀

12. 13. 단턱 14, 15. 나사산

21. 편심이원각 22. 지지돌기

23. 날개 24. 물갈퀴

31. 입구 32. 출구

33. 경사각 51. 나사산

본 고안은 터빈유량계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유량계 몸체의 내부 중앙에는 날개에 이원각을 형성한 회전터빈과, 입구측의 직경을 출구측의 직경보다 크게 형성하여 밀착식으로 냉각압입한 고정터빈을 설치하여 미세한 유량까지도 정밀하게 측정할 수 있는 터빈 유량계에 관한 것이다. 특히 유량계의 몸체 내부의 중앙에 장착되는 회전터빈을 고정시키는 고정터빈을 나사식으로 삽입하지 않고, 밀착식으로 냉각 압입 고정시켜 동심도를 유지함으로써 유량을 정밀하게 측정할 수 있도록 하기 위한 것이다.

일반적으로 터빈 유량계는 각 가정이나 반도체 제조장치 등 산업현장에서 사용하는 화학액, 오일류 및 식품 제약액 등 배관을 통해 흐르는 유체의 유량을 정확하게 측정하기 위해서 사용된다.

이를 위해 액체 또는 기체 등의 유체가 연속성을 가지고 일정량과 일정시간에 투입되어야 하고, 터빈 유량계는 배관의 소정위치에 장착되어 배관 내부를 통해 공급된 유체가 시간에 따라 어느 정도의 양이 공급되었는지를 표시되도록 하고 이를 근거로 공정관리 및 각종 분석자료로 활용되어 지므로, 유량계는 매우 중요한 역할을 하는데 그 구조에 따라 여러 종류가 다양하게 알려져 사용되고 있다.

통상 반도체 제조장치에 사용되는 종래의 유량계는, 유량계의 몸체 내부중앙에 장착되는 회전터빈을 고정시키기 위한 고정터빈이 유량계 몸체 내부에 나사식으로 삽입고정되도록 구성되어 있어 나사식으로 삽입이 될 때 편심으로 결합되는 경우가 자주 발생하여 동심도를 유지할 수 없기 때문에 미세한 유량까지 측정할 수 없는 문제점이 있었던 것이다. 또한, 고정터빈은 유량이 통과하는 통로가 동일한 직경으로 테이퍼를 형성하여 회전하도록 하였기 때문에, 유량이 접촉하는 전면에는 표면적이 넓어 부력이 생김으로써 유량의 흐름이 원활하게 이루어지지 않아 유량측정의 범위가 좁은 문제점이 있었다.

한편, 고정터빈을 고정시키는 고정구에 대해서도 유량계 몸체와 용접을 하여 고정시켰기 때문에 그 구조가 복잡하고 제조원가의 상승요인이 되었던 것이다.

회전터빈의 회전수를 측정하기 위해서, 종래에는 회전터빈의 날개 단부에 자석을 장착하고, 상기 자석을 보호하기 위한 캡을 형성하여 유량계 상부의 몸체에 장착된 센서가 자석을 감지하여 회전수를 측정하도록 구성되어 있지만, 상기 자석은 강산이나 황산에 약하여 고장이 잦아 정밀한 유량을 측정할 수 없었고, 또 자석을 보호하기 위한 캡을 형성하여야 하기 때문에 원가의 상승요인을 가져오게 되는 문제점이 있었던 것이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유량계의 내부중앙에 장착되는 회전터빈의 날개에는 편심 이원각을 형성하고, 또 회전터빈을 고정시 키는 고정터빈에 대해서는 경사진 통로의 입구측 직경을 출구측 직경보다 크게 형성하여 유량계 몸체의 내부로 냉각 압입하여 밀착고정시키기 때문에 편심이 생기지 않아서 흔들림이 발생하지 않고, 또 유량이 접촉하는 표면적을 줄여서 부력을 낮추어 줌과 동시에 동심도를 항상 일정하게 유지할 수 있어 미세한 유량의 흐름까지도 정확하게 측정할 수 있도록 함을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 고안은 회전터빈을 밀링 가공하여 다수의 날개를 형성하고 날개의 일측면으로는 2단으로 경사각을 이루는 편심이원각을 형성하고, 또 날개와 날개의 사이에 물갈퀴를 형성하여 저항을 줄여줌으로써 최소마찰로 회전을 할 수 있도록 함을 목적으로 하는 것이다.

그뿐만 아니라 유량계의 몸체에는 초음파측정기를 장착하여 회전터빈이 회전하는 날개의 높낮이를 측정하여 회전수를 간단하게 계산할 수 있고, 또 자석과 자석을 보호하기 위한 캡을 사용하지 않음으로써 원가절감을 가져올 수 있도록 함을 목적으로 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 갖는 본 고안의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같은 것이다.

본 고안은 도 1에 나타내는 바와 같이, 유량계 몸체(1)의 내부 중앙에 장착되어 물의 유량을 측정하기 위해 다수의 날개(23)마다 편심이원각(21)을 주어 경사면을 형성한 회전터빈(2)과, 상기 회전터빈(2)의 양측면에 형성된 지지돌기(22)를 지지함과 동시에 출구(32)측의 직경보다 입구(31)측의 직경을 크게 천공하여 경사 지게 형성한 입구측의 고정터빈(3) 및 장공(41)을 형성한 출구측의 고정터빈(4)과, 상기 고정터빈(3)(4)을 고정시키기 위해 유량계 몸체(1)에 나사식으로 삽입된 고정구(5)로 이루어진 것을 특징으로 하는 터빈유량계를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안은 상기 고정터빈(3)(4)을 냉각 압입하여 유량계 본체(1) 내부면에 밀착되게 구성한 것을 특징으로 하는 터빈유량계를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안은 상기 날개(23)와 날개(23) 사이에는 물갈퀴(24)를 형성한 것을 특징으로 하는 터빈유량계를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안은 상기 유량계 몸체(1)에 형성한 초음파 측정기(6)로 회전터빈(2)의 거리를 감지하여 회전수를 측정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 터빈유량계를 제공하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 도 1은 유량계의 단면도를 나타낸 것으로, 유량계 본체(1)의 내부에 회전터빈(2), 고정터빈(3)(4), 고정구(5) 등이 결합된 상태를 나타낸 것이고, 상기 내부에는 회전터빈(2)을 중앙의 홀(11)에 장착할 수 있도록 구성하고, 그 좌우측으로는 회전터빈(2)을 고정할 수 있는 입구측 및 출구측의 고정터빈(3)(4)을 냉각시켜 유량계 몸체(1)의 내부면과 밀착되게 단턱(12)(13)까지 압입하여 고정할 수 있도록 형성한다. 또 상기 고정터빈(3)(4)을 고정지지할 수 있는 고정구(5)를 유량계 몸체(1)의 내부에 형성된 나사산(14)에 삽입하여 고정터빈(3)(4)의 후방에서 지지하도록 형성한다. 또, 상기 유량계 몸체(1)는 외부면에도 나사산(15) 을 형성하여 유니온 및 PT탭을 연결하여 사용할 수 있도록 하였다.

그리고 유량계 몸체(1)의 중앙에는 초음파측정기(6)를 장착하여 회전터빈(2)의 날개(23) 단부 즉, 높낮이를 감지하여 회전수를 측정할 수 있도록 구성한다.

도 2는 본 고안의 회전터빈(2)을 나타낸 정면도이고, 또 도 3은 본 고안의 회전터빈(20)의 또 다른 실시예를 나타낸 정면도로써, 회전터빈(2)의 날개(23)를 사용용도에 따라서 3개 또는 6개를 형성한다. 즉, 날개의 갯수가 많으면 많을 수록 정밀하게 회전하게 되는 것이다. 그러나 원가절감을 위해 보통 3개 또는 6개의 날개를 형성하여 사용하는 것이 일반적이다.

그리고 상기 회전터빈(2)의 날개(23)에는 일측면을 사면처리한 후 다시 중앙단부에서 사면처리하여 편심이원각(21)을 형성한다. 즉, 경사진 면에 다시 한번 더 중앙 단부에서 경사지게 사면처리하여 2단으로 사면을 형성함으로써 유량과의 마찰을 최소화시키기 때문에 회전이 원활하게 이루어질 수 있다. 또 한편으로는 회전터빈(20)의 날개(23)와 날개(23) 사이에는 저항을 줄이기 위하여 물갈퀴(24)를 형성한다. 그리고 양측면에는 유량계 본체(1)의 내부홀(11)에서 고정터빈(3)(4)에 지지하여 고정할 수 있도록 지지돌기(22)를 형성한다.

도 4는 본 고안의 유량계 본체(1) 내부 입구 측에 장착되는 고정터빈(3)을 나타낸 사시도로써, 고정터빈(3)은 유량계 본체(1) 내부에 냉각하여 밀착되게 삽입되도록 외주면을 평면으로 형성하고, 또 동심도를 유지할 수 있는 고정터빈(3)에는 유량이 통과하는 입구(31)와 출구(32)를 형성하고 있다. 즉, 유량이 고정터빈(3)의 표면과 접촉할 때 접촉 표면적을 적게 하여 부력을 줄일 수 있도록 하기 위 해 유량이 지나가는 입구(31)측의 직경이 유량이 빠져나가는 출구(32)측의 직경보다 크게 형성한다. 그리고 상기 출구(32)에서 입구(31)의 유량이 흐르는 통로는 직선으로 형성하는 것이 아니라 유량에 의해 회전할 수 있도록 테이퍼진 경사각(33)을 이루어서 형성한다.

도 5는 본 고안의 유량계 몸체(1)의 내부 출구 측에 장착되는 고정터빈(4)을 나타낸 사시도로써, 유량계 몸체(1)의 내부 입구측에 장착된 고정터빈(3)을 거쳐 회전터빈(2)을 통과한 유량이 원활하게 출구측에 장착된 고정터빈(4)을 통해서 배출이 되는 상태를 나타내고, 또 고정터빈(4)은 내부에 중앙을 중심으로 서로 대향하여 유량이 원활하게 통과할 수 타원형의 장공(41)을 형성한다.

도 6은 본 고안의 터빈 유량계의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도로써, 도 1의 설명에서 나타낸 바와 같이, 유량계 몸체(1)의 내부구조는 회전터빈(2)을 장착할 수 있는 홀(11)이 형성되고, 또 회전터빈(2)을 고정할 수 있는 고정터빈(3)(4)이 밀착되게 단턱(12)(13)으로 압입하여 지지할 수 있도록 형성되고, 또 고정터빈(3)(4)을 고정할 수 있는 고정구(5)가 형성되고, 또 고정구(5)의 내부에는 PT탭을 연결할 수 있도록 나사산(51)이 형성되어 있는 상태를 나타낸 것이다.

상기와 같은 본 고안은 반도체 제조장치 등 산업현장에서 사용하는 화학액, 오일류 및 식품 제약액 등 배관을 통해 흐르는 유체의 유량을 정확하게 측정하기 위한 것으로, 유량이 유량계 몸체(1) 내부를 통과하게 되면 먼저 고정구(5)를 거쳐서 고정터빈(3)을 통과하게 된다. 고정터빈(3)의 입구(31)측을 통과한 유량을 출구(32)측으로 빠져나가면서 고정터빈(3)을 회전시키다. 즉, 입구(31)측과 축 구(32)측은 서로 테이퍼진 경사각(33)으로 형성되어 있기 때문에 유량이 통과하면 편심을 주어 회전시키게 되는 것이다. 이때 고정터빈(3)은 몸체(1)의 내부에 냉각 압입하여 밀착되게 고정시킴으로써 편심없이 동심도를 유지하고 있고, 입구(31)측의 직경이 출구(32)측의 직경보다 크기 때문에 유량이 접촉하는 표면적이 적어 회전을 원활하게 유지할 수 있다.

상기 고정터빈(3)을 통과한 유량은 고정터빈(3)에 지지되어 있는 회전터빈(2)을 회전시킨다. 이때 회전터빈(2)의 날개(23)는 일측면으로 두번 사면처리하여 편심이원각(21)을 형성하고 있기 때문에 유량과 마찰이 최소로 되므로 미세한 유량의 흐름에 대해서도 회전수를 정밀하게 측정한다. 이때 상기 회전터빈(2)이 유량의 흐름에 의해 회전하게 되면 유량계 몸체(1)에 장착된 초음파측정기(6)가 회전터빈(2)의 날개(23)에 대한 높낮이를 감지하여 회전하는 수량을 측정하게 된다.

그리고 상기 회전터빈(2)을 통과한 유량은 다시 회전터빈(2)을 고정하고 있는 고정터빈(4)의 타원형의 장공(41)을 통해서 원활하게 배출되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안은 일정하게 동심도를 유지함과 동시에 저항을 줄여서 유량의 마찰을 최소화시켜 회전터빈을 가장 안정되게 회전되도록 함으로써 미세한 유량의 흐름까지도 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 유량계 몸체(1)의 내부 중앙에 장착되어 물의 유량을 측정하기 위해 다수의 날개(23)마다 편심이원각(21)을 주어 경사면을 형성한 회전터빈(2)과,

   상기 회전터빈(2)의 양측면에 형성된 지지돌기(22)를 지지함과 동시에 출구(32)측의 직경보다 입구(31)측의 직경을 크게 천공하여 경사지게 형성한 입구측의 고정터빈(3) 및 장공(41)을 형성한 출구측의 고정터빈(4)과,

   상기 고정터빈(3)(4)을 고정시키기 위해 유량계 몸체(1)에 나사식으로 삽입된 고정구(5)로 이루어진 것을 특징으로 하는 터빈유량계.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 고정터빈(3)(4)을 냉각 압입하여 유량계 본체(1) 내부면에 밀착되게 구성한 것을 특징으로 하는 터빈유량계.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 날개(23)와 날개(23) 사이에는 물갈퀴(24)를 형성한 것을 특징으로 하는 터빈유량계.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 유량계 몸체(1)에 형성한 초음파 측정기(6)로 회전터빈(2)의 거리를 감 지하여 회전수를 측정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 터빈유량계.

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