KR200441852Y1 - 압력계용 태엽형 부르돈관 - Google Patents

Abstract

본 고안은 작업장이나 자동차 장착의 경우 등 진동이 있는 환경 하에서도 소음을 일으키지 않는 압력계용 태엽형 부르돈관에 관한 것이다.

즉, 압력도입관이 원의 중심축 방향으로 형성되고 지침이 원주 외곽 자유단에 형성된 압력계용 태엽형 부르돈관에 있어서, 상기 태엽형 부르돈관의 태엽 형상으로 감겨진 부르돈관의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부(間隙部)에 점성을 지닌 완충액이 주입되어 있는 것을 특징으로 하는 압력계용 태엽형 부르돈관에 관한 것이다.

본 고안에 따르면 태엽형 부르돈관을 사용함에 있어 소음을 감소시킬 수 있는 압력계를 제공할 수 있다.

부르돈관, 압력계, 완충액, 실리콘 오일, 액체 충진

Description

압력계용 태엽형 부르돈관{A Spiral Spring Type Burdon Tube For Manometer}

도 1은 종래 방식의 태엽형 부르돈관을 이용한 압력계의 분해 사시도.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 태엽형 부르돈관을 이용한 압력계의 사시도.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 태엽형 부르돈관을 이용한 압력계의 내부구조의 사시도.

도 3a는 본 고안의 일 실시예에 따른 압력계용 태엽형 부르돈관의 단면도.

도 3b는 본 고안의 일 실시예에 따른 압력계용 태엽형 부르돈관의 상세도.

도 3c는 본 고안의 일 실시예에 따른 압력계용 태엽형 부르돈관의 단면 상세도.

도 3d는 본 고안의 일 실시예에 따른 압력계용 태엽형 부르돈관의 평면 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 압력계 2 : 부르돈관

3 : 압력도입관 7 : 생크

8 : 부착나사 11 : 지침

14 : 눈금판 15 : 투명판

16 : 케이스 20 : 완충액

본 고안은 압력도입관이 원의 중심축 방향으로 형성되고 지침이 원주 외곽 자유단에 형성된 압력계용 태엽형 부르돈관에 있어서, 상기 태엽형 부르돈관의 태엽형상으로 감겨진 부르돈관 사이에 점성을 지닌 완충액이 부가된 것을 특징으로 하는 압력계용 태엽형 부르돈관에 관한 것이다.

압력계는 통상 소화기 등에 장착되어 상기 소화기 등의 압력을 측정하는 장비를 말한다. 상기 압력계가 나타내는 압력은 압력계 내에 구비된 금속관과 지침의 변화량을 통해 확인되는데, 그 작동원리는 두께가 얇은 금속관을 원형으로 구부려 끝단을 밀폐한 후 금속관 내에 유체압력을 가하면 관 내의 면적 차에 의해 원형의 곡률반경을 증가시키는 힘이 작용하게 되어 관의 형상이 변하게 된다. 그 변형량은 금속관의 탄성 한도 이내에서는 압력 제거 후에 원상태로 복귀하게 된다.

만약, 이 관의 한쪽 끝을 고정하고 압력을 가하면, 고정되지 않은 다른 한쪽 끝(자유단)의 곡률반경이 증가하는 방향으로 이동하게 된다. 상기 곡률반경의 증가 는 관의 크기와 재질 및 두께 등에 의존하게 되어 증감의 양이 결정된다. 이와 같은 작용을 하는 관을 통상 부르돈관이라고 하며, 이 관의 탄성 한도 이내에서 자유단 이동을 지침의 이동으로 변환시켜 유체의 압력을 정량적으로 측정하는 장치를 통상적으로 부르돈관 압력계라고 한다.

도 1은 종래 방식의 태엽형 부르돈관을 이용한 압력계의 분해 사시도를 나타낸다.

동 도면에서 보는 바와 같이, 부착나사부(8)가 있는 생크(7)에 케이스(16)가 고정되고 눈금판(14)이 케이스(16) 안쪽 바닥에 고정되며, 그 위에 부르돈관(2)과 지침(11)이 위치한다. 부르돈관(2)의 구조는 압력도입부분이 중심에 위치하고 이 중심에서부터 원에 가까운 곡선을 그리며 감겨져 나가서 끝단이 형성되어 있으며 이러한 구조의 부르돈관(2)은 이미 공압 제어기기나 축압식 소화기 지시압력계용으로 널리 사용되고 있다. 상기 지침(11)은 부르돈관(2)의 끝단에 부르돈관(2) 자체 일부를 연장 변형하여 형성시키거나, 별도로 제작 부착될 수 있으며 지침(11) 자체가 상당한 크기의 부르돈관(2) 원주 끝단에 직접 부착되어 눈금판(14)의 눈금을 지시하게 된다.

그러나 상기와 같은 방법에 의할 때, 태엽형 부르돈관 압력계는 그 특성상 매우 얇고 편평한 관을 시계태엽과 같은 형상으로 감아서 길고 예민한 부르돈관을 형성하기 때문에 자유단의 이동거리를 크게 할 수 있다는 점과 별도의 증폭기구가 필요 없다는 점, 그리고 그로 인해 낮은 원가로 제조할 수 있는 장점이 있는 반면, 얇고 예민한 관을 사용함에 따라 차량에 탑재되는 경우와 같이 진동이 있는 환경에서 사용되는 경우에는 부르돈관 자체의 떨림에 의해 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 상기 태엽형 부르돈관의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부에 점성을 지닌 완충액을 주입하여 진동이 심한 환경에서도 소음이 발생하지 않는 압력계용 태엽형 부르돈관을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 압력계가 사용되는 기구 등에 있어서 소음을 방지할 수 있는 압력계용 태엽형 부르돈관에 관한 것이다.

즉, 압력도입관이 원의 중심축 방향으로 형성되고 지침이 원주 외곽 자유단에 형성된 압력계용 태엽형 부르돈관에 있어서, 상기 태엽형 부르돈관의 태엽형상으로 감겨진 부르돈관의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부에 점성을 지닌 완충액이 부가된 것을 특징으로 하는 압력계용 태엽형 부르돈관에 관한 것이다. 또한, 상기 점성을 지닌 완충액을 실리콘 오일로 하여 사용되는 것이 가능하다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명 한다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 태엽형 부르돈관을 이용한 압력계의 사시도를, 도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 태엽형 부르돈관을 이용한 압력계의 내부구조의 사시도를 각 나타낸다.

동 도면에서 보는 바와 같이 소화기 등 압력용기에 장착되는 압력계(1)에 있어서 부착나사(8)는 상기 소화기 등에 결합되어 소화기 내 압력을 측정할 수 있는 연결부를 형성하며 상기 부착나사(8)에 일측이 결합되고 타측에는 부르돈관(2)이 용접되어 압력도입관(3)으로 연결되는 생크(7)가 구비된다. 상기 생크(7)에 의해 압력계(1)의 모든 부품들이 지지되고 결합된다.

부르돈관(2)은 원형의 얇은 튜브를 접어서 스프링과 같이 말아놓은 것으로 상기 부르돈관(2)의 끝을 밀폐시켜 지침(11)으로 사용하거나 혹은 지침(11)을 상기 부르돈관(2)의 끝에 접합시켜 사용하는 것이 가능하다. 즉, 원주 중심축에 압력 도입관(3)이 형성되고 지침부(11)가 원주 자유단 끝에 형성되어 있는 것이다.

또한, 부르돈관(2)은 스프링처럼 감겨있고 부르돈관(2)의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부에 다른 지지체가 구비되어 있지 아니한데, 이는 정확한 압력의 측정을 위해서 상기 지지체에 의해 방해가 되지 않아야 하기 때문이다.

그러나 상기 압력계(1)에 있어서 부르돈관(2)의 일부라도 접힘이나 구부러짐 현상이 발생하는 경우 정확한 압력의 측정이 불가능해지게 되고 또한, 모터의 구동이나 운전 등으로 인한 지속적인 진동이 있는 곳에 압력계(1)가 놓여지게 되면 상기 스프링 형태의 부르돈관(2)과 부르돈관(2)이 떨리면서 지침(11)이 흔들리거나 소음이 발생하게 되는 경우가 생기게 된다.

도 3a는 본 고안의 일 실시예에 따른 압력계용 태엽형 부르돈관의 A-A'의 단면도를, 도 3b는 본 고안의 일 실시예에 따른 압력계용 태엽형 부르돈관의 상세도를 각 나타낸다.

동 도면에서 보는 바와 같이 스프링의 형태로 말린 부르돈관(2)의 떨림 현상을 방지하기 위해 부르돈관(2)이 위치하고 있는 케이스(16)와 눈금판(14) 사이에 완충액(20)을 주입하여 밀봉시키는 방법에 의할 수 있다. 완충액(20)은 액체 재질로 케이스(16) 내에 전량 충진의 방법으로 사용될 수 있으며 상기 완충액(20)에 의해 내구성이 뛰어난 압력계(1)가 구비될 수 있다.

그러나 상기와 같은 방법에 의할 때, 완충액(20)이 케이스(16) 내에 다량으로 충진되어야 하는 문제점과 누수방지를 위한 추가적인 구성을 필요로 한다는 점, 그리고 이로 인한 단가 상승의 문제 및 제조공정이 복잡화되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 방법에 의할 때 여러가지의 원인에 의해 상기 수밀 구조가 파손되면 궁극적으로 이루고자 하는 소음방지로서의 효과는 이루어질 수 없게 되는 단점 또한 가지게 된다.

상기와 같이 케이스(14) 내부에 완충액(20)을 충진하는 방법 외에 상기 스프링 형태의 부르돈관(2) 외부와 부르돈관(2) 외부 사이에 액체 형태의 완충액(20)을 주입하는 방법이 있다. 이에 의할 때에는 완충액(20)을 케이스(16) 내에 전량 충진을 하는 경우와 같이 수밀구조를 가져야 할 필요는 없으나 완충액(20)이 부르돈관(2)의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부에 주입되면 상기 부르돈관(2) 사이에서 빠져나오지 못할 정도의 점성은 구비되어야 한다. 또한, 주변환경의 변화에 민감한 반응을 보이는 액체는 부적절하며 온도에 따른 점성의 변화가 작은 액체가 사용되어야 한다.

상기 완충액(20)으로서는 실리콘 오일이 사용될 수 있다. 실리콘 오일은 내열성, 내한성 및 내부식성이 우수하며 온도에 따른 점성변화가 적어 기계류의 감마재 또는 석유의 방수재로 사용되며 중합도가 비교적 낮은 액체상태의 규소수지로서 맛과 냄새가 없는 기름상태의 액체를 말한다.

따라서, 스프링의 형태로 감긴 부르돈관(2)의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부에 실리콘 오일을 적정량 사용하면 실리콘 오일의 특성상 온도변화에 따른 점성변화가 적어 부르돈관(2)의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부에서 이탈할 염려가 없고, LPG 차량의 사용이나 작업장 등 진동이 심한 환경 하에서도 상기 실리콘 오일이 부르돈관(2)의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부에서 완충작용을 하므로 진동으로 인한 떨림 현상 및 소음이 발생하지 않게 된다.

상기 실리콘 오일의 점도가 2,000cSt(centi-stokes) 이상인 경우 압력변화에 따른 측정감도 및 정확성을 떨어뜨릴 염려가 있고, 반면 10cSt 미만의 저점도 실리콘 오일로는 본 고안에서의 진동 방지 및 소음 방지 효과를 충분히 기대하기 어렵기 때문에 점도 10 내지 2,000cSt의 실리콘 오일을 사용하는 것이 바람직하다.

도 3c는 본 고안의 일 실시예에 따른 압력계용 태엽형 부르돈관의 단면 상세도를, 도 3d는 본 고안의 일 실시예에 따른 압력계용 태엽형 부르돈관의 평면 상세도를 각 나타낸다.

동 도면에서 보는 바와 같이 상기 완충액(20)을 부르돈관(2)의 전체 높이에 해당하는 만큼 모두 주입할 수도 있고, 도 3c에서 보는 바와 같이 일부에 걸쳐서 주입하는 것 또한 가능하다. 부르돈관(2)의 떨림에 의해 부르돈관(2)의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부가 좁아지거나 넓어지는 경우가 있는데 상기 간극부가 좁아지는 경우에는 상기 완충액(20)이 위아래로 퍼지면서 완충효과를 일으키게 되고 상기 간극부가 넓어지는 경우에는 상기 완충액(20)이 가운데 부분으로 모이는 효과를 가지게 된다.

이때, 완충액(20)의 주입이 과다한 경우 부르돈관(2)의 떨림에 의해 상기 간극부가 좁아질 때에는 상기 완충액(20)이 부르돈관(2) 밖으로 누설되는 경우가 생기게 되고, 반대로 완충액(20)의 주입량이 너무 적을 때에는 완충의 효과를 볼 수 없게 되는 경우가 발생하게 된다. 따라서 상기 완충액(20)은 적정량이 주입되어야 하며 바람직하게는 완충액(20)의 양을 부르돈관 높이의 20% 내지 50% 만큼 주입하는 것이 가능하다.

그리고 상기 완충액(20)을 부르돈관(2)의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부 전 구간에 걸쳐 주입하는 것이 아니라 구간마다 일정량만 주입하는 방법 또한 가능하다. 즉, 도 3d에서 보는 바와 같이 태엽형으로 감겨진 상기 간극부 전체에 대해 완충액(20)을 주입하는 것이 아니라 상기 완충액(20)을 상기 간극부에 주입하여 액막을 형성하되 일정간격 이격되어 형성되게 하는 방법 또한 가능하다.

부르돈관(2)의 떨림에 의해 부르돈관의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부가 좁아질 경우에는 상기 액막구간의 폭이 넓어지면서 완충작용을 일으키게 되고, 상기 간극부가 넓어질 경우에는 상기 액막구간의 폭은 다소 줄어들기는 하나 관과 관 사이에서 완충액(20) 자체의 점성에 의해 완충액(20)이 부르돈관(2)으로부터 분리되지는 아니하므로 완충의 효과가 지속될 수 있다.

상기 완충액(20)은 실리콘오일이 사용가능함은 도 3a 및 도 3b에서 설명한 바와 같다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 압력계용 태엽형 부르돈관의 일 실시예에 불과한 것으로, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

본 고안에 따르게 되면 소화기 등에 사용되는 압력계용 태엽형 부르돈관에 있어서 내구성이 우수한 압력계용 태엽형 부르돈관을 제공할 수 있다.

또한, 진동이 심한 작업환경 등에 사용되는 압력계에 있어서 태엽형 부르돈관의 떨림에 의한 소음이 전혀 발생하지 않는 압력계를 제공할 수 있다.

Claims (5)

1. 압력도입관이 원의 중심축 방향으로 형성되고 지침이 원주 외곽 자유단에 형성된 압력계용 태엽형 부르돈관에 있어서,

   상기 태엽형 부르돈관의 태엽 형상으로 감겨진 부르돈관의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부에 상기 부르돈관의 높이보다 낮게 점성을 지닌 완충액이 주입되어 있으며,

   상기 완충액은 상기 부르돈관의 간극부로부터 빠져 나오지 않을 정도의 점성을 가지는 것을 특징으로 하는 압력계용 태엽형 부르돈관.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 점성을 지닌 완충액은 실리콘 오일인 것을 특징으로 하는 압력계용 태엽형 부르돈관.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 실리콘 오일은 점도가 10 내지 2,000cSt인 것을 특징으로 하는 압력계용 태엽형 부르돈관.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 완충액은 부르돈관 높이의 20% 내지 50%의 높이만큼 주입되는 것을 특 징으로 하는 압력계용 태엽형 부르돈관.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 완충액은 부르돈관의 외부면들 사이에 형성되는 상하부가 개방된 간극부에 주입되되 액막이 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 압력계용 태엽형 부르돈관.

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