KR20070023508A - 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배관 작업의 간소화와 부품 수의 삭감에 의한 비용 저감을 도모함과 동시에, 장착 자세를 가변할 수 있도록 하여 배관의 취급 자유도를 높이는 데에 그 목적이 있다.

본관(2)과 본관(2)으로부터 분기된 복수의 분기관(3, 3, …)을 일체화함과 동시에, 복수의 분기관(3, 3, …) 각각에, 각 분기관(3)의 관로(31)를 흐르는 유체(流體)의 유량을 검출하는 유량 센서(4)를 내장하여 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛(1)을 구성하고, 본관(2)과 분기관(3)의 결합 부분에 대해 종래와 같은 니플을 이용한 시일 구조를 폐지한다. 또, 본관(2)의 개구단에 레그부(734)를 갖는 배관 어댑터(73)를 착탈 가능하게 장착되도록 하고, 배관 어댑터(73)의 방향을 바꾸어 레그부(734)를 설치면(A)에 고정함으로써, 집합 배관 유닛(1)의 장착 자세를 가변할 수 있도록 한다.

Description

유량 센서 내장형 집합 배관 유닛{COLLECTIVE PIPE UNIT INCORPORATING FLOW RATE SENSOR}

도 1은 본 발명의 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛의 전체 구조를 도시한 분해도,

도 2는 동 유닛에 있어서의 유량 센서의 구조를 도시한 분해 단면도,

도 3은 동 유닛의 내부 구조를 도시한 조립 단면도,

도 4는 동 유닛에 있어서의 분기관을 수직 자세로 설치한 예를 도시한 외관도,

도 5는 동 유닛에 있어서의 분기관을 수평 자세로 설치한 예를 도시한 외관도,

도 6은 동 유닛을 복수 개 연결하여 설치한 예를 도시한 외관도,

도 7은 동 유닛을 복수 개 연결하여, 분기관들을 90도 다른 방향을 향하도록 설치한 예를 도시한 외관도,

도 8은 동 유닛을 복수 개 연결하여, 분기관들을 180도 다른 방향을 향하도록 설치한 예를 도시한 외관도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛

1a: 2계통의 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛

1b: 3계통의 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛

2: 본관 21: 관로(주 유로)

22: 일단 개구부 23: 타단 개구부

24: 플랜지부 25: 장착 구멍

3: 분기관 31: 관로(부 유로)

32: 개구부 33: 어댑터 장착부

34: IC 장착부 35: 브래킷 장착부

4: 유량 센서 41: 베이스

411: 베어링 412: 직관부

413: 걸림 클로우 43: 임펠러

431: 보스부 432: 회전축

433: 핀 434: 마그네트

45: 케이싱 451: 베어링

452: 정류판 453: 걸림 구멍

5: 검출부 51: 홀 IC 센서

52: 장착 구멍 6: 유량 표시기

61: 표시부 62: 컨트롤러부

63: 신호 케이블 71: O링

72: 소구경 배관 어댑터 721: 암나사부

722: 장착부 73: 배관 어댑터

731: 암나사부 732: 플랜지부

733: 장착 구멍 734: 레그부

74: 플러그 어댑터 741: 평판부

742: 플러그 구멍 743: 장착 구멍

744: 레그부 75: 브래킷

76: 육각 구멍 부착 볼트 77: 나사

A: 설치면

본 발명은, 본관(本管)과 분기관을 일체화한 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛에 관한 것이다.

종래, 본관과 복수 계통의 분기관을 접속하여 집합 배관을 구성하고, 또한 각각의 분기관에 유량 센서를 장착함으로써 유량의 감시를 행할 수 있는 배관 구조가 알려져 있다. 이 종류의 배관 구조의 경우, 본관과 분기관의 접속, 및 분기관과 유량 센서의 접속을 분기관의 계통수만큼 행할 필요가 있기 때문에, 작업자는 번거로운 배관 작업을 강제로 해야만 하는 것이 현실이다.

또, 이들 배관의 접속에 있어서는 접속 부분의 액 누설을 방지하기 위해, 니플 주위에 시일 테이프를 감고, 그것을 접속 부분에 박음으로써 시일(seal)을 실시 하고 있다. 이 방법의 경우, 니플을 박으면 시일 테이프가 메워져 시일성이 좋아지는 반면, 니플을 박음에 따라 니플이 메워지는 그 높이가 낮아져 가기 때문에, 배관 전체의 길이 조정이 어렵다. 또한 그 길이 조정과 동시에, 접속해 있는 배관의 방향을 맞추어야만 하므로, 접속 시의 조립 방향에 대한 위치 결정이 곤란하고, 매우 번거로운 시공이 필요했다. 뿐만 아니라, 모든 접속 부분에 니플과 시일 테이프를 이용하기 때문에 부품 수가 증가하여, 설비비가 많아지게 된다는 문제도 안고 있었다. 또한, 니플 둘레에 액상(液狀) 가스켓을 도포하여 시일하는 방법도 고려할 수 있지만, 이 방법을 이용하더라도 시일 테이프 시의 경우와 동일한 문제가 있다는 것에는 변함이 없다.

한편, 이러한 사정을 배경으로, 배관 작업의 효율화를 도모하는 기술도 제안되고 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 이 문헌에 개시되어 있는 기술은, 유량 조절 밸브를 내장한 유량 검출기를 복수의 매니폴드 블럭 위에 탑재하고, 그 유량 검출기를 나사로 접속하여 복수 계통의 집합 배관을 구성할 수 있도록 한 것이다. 그러나, 이 기술에 있어서도, 복수의 배관과 유량 검출기를 접속할 때에, 나사를 매니폴드 블럭 위에 있는 복수의 장착 시트에 체결한다는 번거로운 작업이 늘 따라다니게 되는 것으로, 작업자의 부담이 완전히 해소된 것이라고는 말할 수 없다. 또, 매니폴드 블럭은 미리 그 장착 자세가 정해진 것으로, 배관의 방향을 가변할 수 없기 때문에 배관의 취급 자유도가 좋지 않아, 그 점에서도 개량의 여지가 남겨져 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특개평11-173884호 공보

본 발명은 이러한 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 효율적인 배관 작업을 가능하게 하고, 부품 수의 삭감에 의한 비용 저감을 도모함과 동시에, 장착 자세를 가변할 수 있도록 하여 배관의 취급 자유도를 높일 수 있는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 상기의 목적을 달성하기 위해, 양단(兩端)에 개구부를 갖는 관내에 유체가 흐르는 본관과, 본관으로부터 분기된 복수의 분기관이 일체로 성형된 매니폴드 구조의 집합 배관에 있어서, 상기 복수의 분기관 각각에 각 분기관의 관내에 흐르는 유체의 유량을 검출하는 유량 센서가 내장되는 동시에, 상기 본관의 개구부 둘레 가장자리에 사각 형상의 본관 플랜지부가 설치되고, 또한 본관 플랜지부의 네 모서리에 볼트 장착 구멍이 설치되어 이루어지는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛으로서, 상기 본관 플랜지부에 착탈 가능하게 장착되는 배관 어댑터를 구비하고 있으며, 이 배관 어댑터는 암나사부와, 암나사부 둘레 가장자리에 설치된 사각 형상의 어댑터 플랜지부와, 어댑터 플랜지부의 네 모서리에 상기 볼트 장착 구멍에 대응하여 설치된 볼트 삽입 통과 구멍과, 서로 이웃하는 2개의 볼트 삽입 통과 구멍에 대응하는 어댑터 플랜지부 측면으로부터 서로 수평 방향으로 연장되는 한 쌍의 레그부로 이루어지며, 상기 본관 플랜지부와 상기 어댑터 플랜지부가 서로 본관의 축심 둘레에 90도의 각도씩 위상을 어긋나게 맞대는 것이 가능하고, 또한 상기 볼트 삽입 통과 구멍에 삽입 통과시킨 볼트를 상기 볼트 장착 구멍에 체결함으로써 상기 본관과 상기 배관 어댑터가 접속 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으 로 한다.

또, 본 발명은, 양단에 개구부를 갖는 관내에 유체가 흐르는 본관과, 본관으로부터 분기된 복수의 분기관이 일체로 성형된 매니폴드 구조의 집합 배관에 있어서, 상기 복수의 분기관의 각각에 각 분기관의 관내에 흐르는 유체의 유량을 검출하는 유량 센서가 내장되는 동시에, 상기 본관의 개구부 둘레 가장자리에 사각 형상의 본관 플랜지부가 설치되고, 또한 본관 플랜지부의 네 모서리에 볼트 장착 구멍이 설치되어 있는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛으로서, 상기 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛을 복수 개 구비하여 구성되며, 상기 복수 개의 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛 중, 하나의 유닛의 본관 플랜지부와 다른 유닛의 본관 플랜지부가 서로 본관의 축심 둘레에 90도의 각도씩 위상을 어긋나게 맞대는 것이 가능하고, 또한 상기 하나의 유닛의 볼트 장착 구멍에 삽입 통과시킨 볼트를 상기 다른 유닛의 볼트 장착 구멍에 체결함으로써 상기 본관들이 접속 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기 구성으로 이루어지는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛에 있어서, 상기 분기관의 개수가 2 또는 3개로 이루어지는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛을 임의의 개수로 조합하여, 서로의 유닛에 있어서의 본관 플랜지부들을 맞대어 접속함으로써, 2 이상의 모든 계통수의 배관 라인에 대응할 수 있도록 하여도 된다.

또, 본 발명에서는, 상기 유량 센서를 임펠러(impeller)식 센서로 하고, 유체의 통과에 의해 회전하는 임펠러의 임의의 핀에 마그네트를 매설하여, 그 마그네 트의 자기를 자기 센서로 검출하여 얻어진 주파수에 근거하여 유량값으로 환산하는 구성을 채용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 복수의 분기관의 각각에, 각 유량 센서로부터 출력된 유량 신호에 근거하여, 적어도 유량 표시, 경보 출력, 아날로그 출력 중 어느 하나를 취출할 수 있는 유량 표시기를 장착하는 구성을 채용할 수 있다.

또, 본 발명에서는, 상기 본관과 상기 분기관이 스테인레스제의 일체 구조로 이루어진 것으로 하여도 된다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

먼저, 도 1∼3을 참조하여 본 실시 형태의 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛의 기본적인 구조를 설명한다. 도 1은 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛의 전체 구조를 도시한 분해도, 도 2는 동 유닛에 있어서의 유량 센서의 구조를 도시한 분해 단면도, 도 3은 동 유닛의 내부 구조를 도시한 조립 단면도이다.

본 실시 형태의 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛(이하, 「집합 배관 유닛」이라고 약칭한다)(1)은, 그 구체적인 용도로서, 예를 들면 금형 장치(도시 생략)에 냉각수를 공급하기 위한 급수관 및 배수관으로서 이용할 수 있기 때문에, 본관(2)과, 본관(2)으로부터 분기된 복수 계통(동 도면의 예에서는 3계통)의 분기관(3, 3, …)이 일체화된 매니폴드 구조를 채용한 것이 특징이다. 이 매니폴드 구조에 의해, 본관(2)과 분기관(3)의 결합 부분에 종래와 같은 시일 구조가 불필요하게 되기 때문에, 액 누설의 트러블이 일절 발생하지 않는 완전한 밀폐성을 확보할 수 있음 과 동시에, 배관 절약과 부품 수의 삭감이 가능하게 된다. 또, 본관(2)과 분기관(3)은 그 바디(body)가 비자성(非磁性) 재료이면 특히 소재의 종류는 상관없이, 각종의 합성 수지 재료나 금속 재료를 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는 본관(2)과 분기관(3)이 스테인레스제의 일체화 구조이기 때문에, 관내를 흐르는 유체가 약액이라 하더라도 사용하는 것이 가능하며, 또 내구성이 우수하여, 장기간에 걸쳐 사용 가능한 신뢰성 높은 배관 구조로 되어 있다.

도 1에 도시한 집합 배관 유닛(1)을 급수관에 적용한 경우, 본관(2)은 대구경(大口徑)의 관로(주(主) 유로)(21)의 일단 개구부(22)가 유체의 유입구가 되고, 타단 개구부(23)가 유출구가 된다. 또, 본관(2)의 주 유로(21)는, 복수의 분기관(3, 3, …)의 소(小)구경의 관로(부(副) 유로)(31, 31, …)로 분기하여 개구부(32, 32, …)에 연통(連通)되어 있다. 이에 따라 대구경의 일단 개구부(22)로부터 유입된 유체는, 본관(2)의 주 유로(21)를 통해 타단 개구부(23)로부터 흘러나옴과 동시에, 분기관(3)의 부 유로(31)에도 분류(分流)하여 소구경의 개구부(32)로부터 흘러나오도록 되어 있다.

각각의 분기관(3)의 내부에는, 각 부 유로(31)를 흐르는 유체의 유량을 검출하기 위한 유량 센서(4)가 내장되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이 분기관(3)의 부 유로(31) 내에는 유량 센서(4)와 O링(71)이 순차로 삽입되고, 개구부(32) 둘레 가장자라의 어댑터 장착부(33)에, 암나사부(721)와 장착부(722)를 갖는 소구경 배관 어댑터(72)가 육각 구멍 부착 볼트(76)로 체결된다. 그 결과, 분기관(3)에 유량 센서(4)가 내장됨과 동시에, O링(71)에 의해 분기관(3)과 소구경 배관 어댑터 (72)의 간극이 시일되어, 높은 밀폐성이 유지되어 액 누설 등의 트러블을 회피할 수 있다. 또한, 유량 센서(4), O링(71), 및 소구경 배관 어댑터(72)는, 모든 분기관(3, 3, …)에 대해 공통된 구성이다.

다음에, 분기관(3)에 내장되는 유량 센서(4)의 구조에 대해 상세히 설명한다. 본 실시 형태의 유량 센서(4)는, 소형이면서 경량화를 도모함과 동시에, 후술하는 바와 같이 분기관(3)을 수직 및 수평 중 어느 쪽의 자세로 설치한 경우라도 유량 계측을 행할 수 있도록 하는 관점에서, 장착 자세의 제약을 받지 않는 임펠러식 센서를 채용하고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 유량 센서(4)는, 베이스(41)와, 임펠러(43)와, 케이싱(45)으로 구성되어 있다.

베이스(41)는 그 중심에 베어링(411)이 일체화되고, 베어링(411)의 바깥 둘레에는 분기관(3)의 부 유로(31)에 연통하는 임의의 개수의 직관(直管)부(412)가 설치됨과 동시에, 그 외벽에 걸림 클로우(413)가 형성되어 있다. 임펠러(43)는 원기둥 형상의 보스부(431)의 축심에 회전축(432)이 고정 장착되어 이루어지고, 보스부(431)의 주위에는 방사 형상이면서 나선 형상으로 경사진 4장의 핀(433, 433, …)이 형성되고, 4장의 핀(433) 중 임의의 핀(동 도면의 예에서는 180도 대향하는 2장의 핀)에 마그네트(434)가 매설되어 있다. 또, 케이싱(45)은 원통형의 중심에 베어링(451)이 일체화되고, 베어링(451)의 주위에 방사 형상으로 돌출 설치된 정류판(452)을 가짐과 동시에, 원통 외벽에 상기 걸림 클로우(413)에 끼워맞춤되는 걸림 구멍(453)이 개구되어 있다.

상기 구성으로 이루어지는 유량 센서(4)는, 베이스(41)의 베어링(411)에 임 펠러(43)의 회전축(432) 하단을 끼운 후, 그 위에서 케이싱(45)을 덮어 회전축(432) 상단을 케이싱(45)의 베어링(451)에 끼워 넣고, 마지막에 걸림 구멍(453)에 걸림 클로우(413)를 결합시킴으로써, 도 3에 도시하는 바와 같이 베이스(41), 임펠러(43), 및 케이싱(45)의 3자가 일체화된다. 그 결과, 임펠러(43)는 베이스(41)와 케이싱(45)에 의해 축 둘레에 회전 가능하게 지지된다. 그리고 분기관(3)의 부 유로(31)를 흐르는 유체는, 직관부(412)에서 직류화되어 유량 센서(4)의 내부에 흘러들어, 핀(433)에 접촉하여 임펠러(43)를 회전시키고, 나선 형상의 핀(433)과 정류판(452)에 의해 소용돌이가 되어 개구부(32)로부터 외부로 흘러나오도록 되어 있다.

이와 같이, 본 실시 형태의 유량 센서(4)는 유체의 흐름을 임펠러(43)의 회전면에 대하여 수직으로 닿게 하는 축류(軸流)식을 채용하고 있으며, 축응력이 작아도 되므로 고장이 적어 장기 수명화를 실현할 수 있다. 또, 미리 일체화된 베이스(41), 임펠러(43), 및 케이싱(45)의 3자를 분기관(3)의 통 내에 삽입하기만 하면 되기 때문에, 유량 센서(4)의 장·탈착 작업이 매우 간단하게 되어, 유지 보수를 용이하게 할 수 있게 된다는 이점도 있다

한편, 유량 센서(4)의 회전 동작을 검출하는 검출부(5)로서, 본 실시 형태에서는 자기(磁氣) 검출식의 센서를 채용하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 검출부(5)는 홀 IC센서(51)로 이루어지고, 센서의 장착 구멍(52)을 통과시킨 나사(77)를 IC 장착부(34)에 나사식 장착함으로써, 분기관(3)의 외벽에 고정된다.

홀 IC 센서(51)는 비접촉식의 자기 센서로서, 홀 효과를 이용하여 자기를 전 압으로 변환하는 홀 소자, 전원 회로, 증폭기, 슈미트 트리거, 및 트랜지스터(출력단)로 이루어지는 칩(chip)화된 회로 기판(도시 생략)이 내장되어 있으며, 자기를 검출하여 신호를 출력하는 기능을 갖고 있다. 즉, 유체가 분기관(3)의 내부를 통과하면, 임펠러(43)의 회전에 수반하여 마그네트(434)도 회전하고, 마그네트(434)가 통과할 때마다 그 자기가 비자성 재료로 이루어지는 분기관(3)을 투과하여 외부로 출력된다. 한편, 외부에 장착된 홀 IC센서(51)의 홀 소자가 그 자기를 검출하면 소자에 전위차가 발생하고, 그 전위차를 증폭기로 취출함으로써, 슈미트리거가 상한값 이상 또는 하한값 이하를 검지하면, 트랜지스터(출력단)가 ON/OFF(Lo/Hi)의 디지털 신호를 출력하도록 되어 있다.

그리고, 본 실시 형태에서는 분기관(3, 3, …)마다 유량 표시기(6, 6, …)가 설치되어 있으며, 이하에 설명하는 유량 표시, 경보 출력, 및 아날로그 출력을 동시에 취출할 수 있도록 되어 있다. 유량 표시기(6)는, 도 1에 도시한 브래킷(75)을 개재하여 분기관(3)에 착탈 가능하게 장착되어 있는 것으로, 분기관(3)의 외벽에 설치된 브래킷 장착부(35)에 브래킷(75)을 나사(77)에 의해 고정하고, 그 브래킷(75)을 유량 표시기(6)의 배면(背面) 패널에 고정함으로써 장착된다.

유량 표시에 대해서는, 유량 표시기(6)에 내장된 회로 기판(도시 생략)에 의해, 시간 축과 상기 홀 IC센서(51)에 의한 검출 수(디지털 신호)로부터 주파수를 산출하여 유량으로 환산된다. 또, 내부의 회로 기판에는 CPU 및 메모리가 내장되어 있으며, 주파수로부터 유량으로 환산하는 데이터(정수)가 보존되고, 그 데이터를 기준으로 유량값(순간 유량 또는 적산 유량)으로 환산하여, 그 유량값(L/min)을 유량 표시기(6)의 외부에 있는 표시부(61)에 디지털 표시하도록 되어 있다. 이에 따라 복수 계통의 배관 라인의 유량을 동시에 감시할 수 있다.

경보 출력에 대해서는, 그 조건으로서 임의로 설정한 기준 유량값을 초과하였을 때, 또는 기준 유량값 이하가 되었을 때에 경보로서 출력하는 유접점, 또는 무접점이 유량 표시기(6)에 내장되어 있으며, 외부에 있는 컨트롤러부(62)의 각종 버튼을 조작함으로써, 기준 유량값의 설정이나 조건의 모드를 전환하는 것이 가능하다. 또한, 경보 출력은 신호 케이블(63)에 의해 외부로 취출된다.

아날로그 출력에 대해서는, 유량 표시기(6)의 내부에서 환산된 값이, 유량값에 비례한 출력으로서 내부의 D/A 컨버터에서 변환되고, 신호 케이블(63)을 개재하여 전류 출력(4∼20mA) 또는 전압 출력(DC1∼5V)으로써 외부로 출력되기 때문에, 외부 유량 감시를 하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시 형태의 유량 표시기(6)는 유량 표시, 경보 출력, 및 아날로그 출력을 동시에 취출할 수 있는 것으로 하였지만, 반드시 모두 취출할 수 있는 것이 아니어도 되며, 예를 들면 유량 표시, 경보 출력, 아날로그 출력 중 어느 하나를 취출할 수 있는 타입, 유량 표시와 경보 출력을 취출할 수 있는 타입, 유량 표시와 아날로그 출력을 취출할 수 있는 타입, 혹은 경보 출력과 아날로그 출력을 취출할 수 있는 타입이어도 된다.

이상이 본 실시 형태의 집합 배관 유닛(1)의 기본적인 구조이지만, 이하에서는, 도 4∼8을 참조하여 이 집합 배관 유닛(1)의 설치예에 대해 설명한다. 도 4는 집합 배관 유닛에 있어서의 분기관을 수직 자세로 설치한 예를 도시한 외관도, 도 5는 동 유닛에 있어서의 분기관을 수평 자세로 설치한 예를 도시한 외관도, 도 6은 동 유닛을 복수 개 연결하여 설치한 예를 도시한 외관도, 도 7은 동 유닛을 복수 개 연결하여, 분기관들을 90도 다른 방향을 향하도록 설치한 예를 도시한 외관도, 도 8은 동 유닛을 복수 개 연결하여, 분기관들을 180도 다른 방향을 향하도록 설치한 예를 도시한 외관도이다.

우선, 도 4에 도시하는 바와 같이, 분기관(3)이 설치면(A)에 대하여 수직 자세가 되도록 집합 배관 유닛(1)를 설치하는 것이 가능하다. 동 도면에 도시한 집합 배관 유닛(1)을 급수관으로서 적용한 경우, 본관(2)의 일단 개구부(22)는 유입구가 되지만, 이 일단 개구부(22)에 배관 어댑터(73)를 장착함과 동시에, 타단 개구부(23)에는 지수전(止水栓)용 플러그를 끼우는 플러그 어댑터(74)를 장착하는 것으로 한다.

배관 어댑터(73)는, 암나사부(731)와 플랜지부(732)로 구성되어 있으며, 플랜지부(732)의 둘레 가장자리 4개소에 장착 구멍(733, 733, …)이 개구되고, 그 중의 서로 이웃하는 2개소에 한 쌍의 레그부(734, 734)가 설치되어 있다. 한쪽의 플러그 어댑터(74)는 평판부(741)의 중심에 플러그 구멍(742)(도 6 참조)을 갖고, 평판부(741)의 둘레 가장자리 4개소에 장착 구멍(743, 743, …)이 개구되고, 그 중의 서로 이웃하는 2개소에 한 쌍의 레그부(744, 744)가 설치되어 있다.

분기관(3)을 수직 자세로 만들기 위해서는, 배관 어댑터(73)의 레그부(734)가 분기관(3)의 축선에 대해 수직이 되도록 하는 방향에서 플랜지부(732)를 본관(2)의 플랜지부(24)에 맞대고, 장착 구멍(733)에 육각 구멍 부착 볼트(76)를 통해 본관(2)의 플랜지부(24)에 체결한다. 또 플러그 어댑터(74)에 대해서도 동일하게 체결한다. 그리고, 배관 어댑터(73)의 레그부(734)와 플러그 어댑터(74)의 레그부(744)를 설치면(A)에 고정함으로써, 집합 배관 유닛(1)에 대해, 분기관(3)을 설치면(A)에 대해 기립한 상태로 설치할 수 있다.

또, 도 5에 도시하는 바와 같이, 분기관(3)이 설치면(A)에 대하여 수평 자세가 되도록 집합 배관 유닛(1)을 설치하는 것도 가능하다. 이 경우, 배관 어댑터(73)의 레그부(734)가 분기관(3)의 축선에 대해 수평이 되도록 하는 방향에서 플랜지부들을 맞대어, 장착 구멍(733)에 육각 구멍 부착 볼트(76)를 통해 본관(2)의 플랜지부(24)에 체결함과 동시에, 플러그 어댑터(74)에 대해서도 동일하게 체결한다. 그리고, 배관 어댑터(73)의 레그부(734)와 플러그 어댑터(74)의 레그부(744)를 설치면(A)에 고정함으로써, 집합 배관 유닛(1)에 대해, 분기관(3)을 설치면(A)에 눕힌 상태로 설치할 수 있다.

또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 집합 배관 유닛(1)을 복수 개 연결하여 설치하는 것도 가능하다. 동 도면의 예는 분기관(3)의 개수가 2계통인 집합 배관 유닛(1a)과, 분기관(3)의 개수가 3계통인 집합 배관 유닛(1b)을 조합하고, 양자를 연결하여 5계통의 분기관(3)을 갖는 집합 배관을 구성한 것이다. 동 도면에 있어서 설명의 편의상, 유량 표시기(6)는 도시를 생략하고 있다. 본 예의 경우, 2계통의 집합 배관 유닛(1a)의 타단 개구부(23)에 있는 플랜지부(24)와, 3계통의 집합 배관 유닛(1b)의 일단 개구부(22)에 있는 플랜지부(24)를 맞대어, 양자의 장착 구멍(25, 25)에 육각 구멍 부착 볼트(76)를 체결함으로써, 양 유닛(1a와 1b)을 연결 할 수 있다. 또한, 2계통의 집합 배관 유닛(1a)의 일단 개구부(22)에 배관 어댑터(73)를 장착하고, 3계통의 집합 배관 유닛(1b)의 타단 개구부(23)에 플러그 어댑터(74)를 개재하여 지수전용 플러그를 장착하는 점은 도 4와 도 5의 경우와 동일하다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 집합 배관 유닛(1)에 따르면, 2계통(짝수)의 집합 배관 유닛(1a)과, 3계통(홀수)의 집합 배관 유닛(1b)을 임의로 조합하고, 그 본관(2, 2)들을 접속함으로써, 2 이상의 모든 계통수의 배관 라인에 대응할 수 있다는 이점이 있다. 또, 본관(2)의 일단 개구부(22)나 타단 개구부(23)에 배관 어댑터(73)의 방향을 자유롭게 바꾸어 장착할 수 있기 때문에, 집합 배관 유닛(1)의 장착 자세를 가변할 수 있어, 배관의 취급 자유도를 현저히 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 배관의 접속에 있어서 종래와 같은 니플을 이용하지 않고 배관 어댑터만으로 접속이 가능하기 때문에, 조립 시에 있어서의 배관의 위치 결정 정밀도, 및 배관의 길이 치수 정밀도를 동시에 현저히 높일 수 있다.

또한, 다른 예로서, 집합 배관 유닛(1)을 복수 개 연결하여, 분기관들을 다른 방향을 향하도록 설치하는 것도 가능하다.

도 7에 도시한 예는, 2계통의 집합 배관 유닛(1a)과 3계통의 집합 배관 유닛(1b)을 연결하여 5계통의 분기관(3)을 갖는 집합 배관을 구성함과 동시에, 양 유닛(1a, 1b)에서의 분기관들이 90도 다른 방향을 향하도록 설치한 예이다. 동 도면에 있어서도 설명의 편의상, 유량 표시기(6)는 도시를 생략하고 있다. 본 예의 경우, 2계통의 집합 배관 유닛(1a)에 대해서는 분기관(3)을 설치면(A)에 대하여 수직하도 록 기립시켜 설치하는 한편, 3계통의 집합 배관 유닛(1b)에 대해서는 분기관(3)을 설치면(A)에 대하여 수평으로 눕혀 설치한다. 또, 2계통의 집합 배관 유닛(1a)의 일단 개구부(22)에 배관 어댑터(73)를 장착하여 그 레그부(734)를 설치면(A)에 고정함과 동시에, 3계통의 집합 배관 유닛(1b)의 타단 개구부(23)에는 플러그 어댑터(74)를 통해 지수선용 플러그를 장착하여 그 레그부(744)(도 6 참조)를 설치면(A)에 고정한다. 그리고, 2계통의 집합 배관 유닛(1a)의 타단 개구부(23)에 있는 플랜지부(24)와, 3계통의 집합 배관 유닛(1b)의 일단 개구부(22)에 있는 플랜지부(24)를 맞대어, 양자의 장착 구멍(25, 25)에 육각 구멍 부착 볼트(76)를 체결함으로써 양 유닛(1a와 1b)을 연결할 수 있다.

이에 대해, 도 8에 도시한 예는, 2계통의 집합 배관 유닛(1a)과 3계통의 집합 배관 유닛(1b)을 연결하여 5계통의 분기관(3)을 갖는 집합 배관을 구성함과 동시에, 양 유닛(1a, 1b)에서의 분기관(3)들이 180도 다른 방향을 향하도록 설치한 예이다. 본 예의 경우, 도 7의 예와 달리 2계통의 집합 배관 유닛(1a)에 대해서는 분기관(3)을 도면 중 우측을 향하도록 수평으로 눕혀 설치하는 한편, 3계통의 집합 배관 유닛(1b)에 대해서는 분기관(3)을 반대인 좌측을 향하여 수평으로 눕혀 설치한다. 또한, 2계통의 집합 배관 유닛(1a)의 일단 개구부(22)에 배관 어댑터(73)를 장착함과 동시에, 3계통의 집합 배관 유닛(1b)의 타단 개구부(23)에 플러그 어댑터(74)를 통해 지수전용의 플러그를 장착하여, 양 유닛(1a과 1b)의 플랜지부(24)들을 맞대어 연결하는 점에 대해서는 도 7의 예와 동일하다.

이상 설명한 구체예로부터 명백히 알 수 있듯이, 본 발명에 따르면, 복수 개 의 집합 배관 유닛(1, 1, …)에 있어서의 본관(2, 2, …)의 방향을 바꾸어 연결함으로써, 각각의 본관(2)에 일체화된 분기관(3, 3, …)들을 서로 다른 방향을 향하도록 하는 취급도 가능하게 되므로, 배관의 시공 자유도를 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 도 7이나 도 8의 예에 한정되지 않고, 연결하는 집합 배관 유닛(1)의 계통수나 분기관(3)의 방향에 대해서는, 설치 환경에 맞추어 적절하게 가변할 수 있다.

본 발명의 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛에 따르면, 본관과 복수의 분기관을 일체화한 집합 배관으로 하고, 복수의 분기관 각각에, 각 분기관의 관내를 흐르는 유체의 유량을 검출하는 유량 센서를 내장하는 구성을 채용하였기 때문에, 본관과 분기관의 접속 부분에 종래와 같은 니플, 시일 테이프, 또는 액상(液狀) 가스켓 등의 시일 부품을 이용한 시일 구조가 불필요하게 되고, 액 누설의 트러블이 발생하지 않는 완전한 밀폐성을 확보할 수 있음과 동시에, 조립 시에 있어서의 배관의 위치 결정 정밀도와 배관의 길이 치수 정밀도가 현저하게 높아진다. 또, 종래 배관의 접속 시에 필요했던 니플 등의 시일 부품을 폐지함으로써 배관 절약과 부품 수의 삭감을 실현할 수 있으며, 이에 따라 배관 작업을 행하는 작업자의 부담이 경감됨과 동시에, 설비비의 저감을 도모할 수 있다.

또, 유량 센서를 임펠러식 센서로 하여, 유체의 통과에 의해 회전하는 임펠러의 임의의 핀에 마그네트를 매설하고, 그 마그네트의 자기를 자기 센서로 검출하여 얻어진 주파수에 근거하여 유량값으로 환산하는 구성을 채용함으로써, 유량 센서의 구조가 간소화되고, 분기관 내부로의 장착이나 분리 작업이 간단하게 되어, 유지 보수를 용이하게 행할 수 있다.

또, 복수의 분기관의 각각에, 각 유량 센서로부터 출력된 유량 신호에 근거하여, 적어도 유량 표시, 경보 출력, 아날로그 출력 중 어느 하나를 취출할 수 있는 유량 표시기를 장착하는 구성을 채용함으로써, 이용자는, 복수 계통의 배관 라인의 유량 감시를 동시에 행하는 것이 가능하게 된다.

또, 분기관의 개수가 2 또는 3개로 이루어지는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛을 임의로 조합하여, 그 본관들을 접속함으로써 2 이상의 모든 계통수의 배관 라인에 대응할 수 있게 되므로 범용성이 대폭 향상된다.

또, 본관의 개구단에 레그부를 갖는 배관 어댑터를 착탈 가능하게 장착하고, 그 배관 어댑터의 방향을 바꾸어 레그부를 설치면에 고정함으로써, 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛의 장착 자세를 가변할 수 있게 되기 때문에, 배관의 취급 자유도가 높아져, 편리성이 뛰어난 것이 된다.

또, 본관들의 방향을 바꾸어 접속함으로써, 각각의 본관에 일체화된 분기관들을 서로 다른 방향을 향하도록 설치한다는 취급도 가능하게 되기 때문에, 배관의 시공 자유도가 대폭 향상된다.

또, 본관과 분기관을 스테인레스제의 일체 구조로 함으로써, 내구성이 우수하고, 장기간에 걸쳐 사용 가능한 신뢰성 높은 배관 구조를 제공할 수 있다.

Claims (10)

1. 양단에 개구부를 갖는 관내에 유체가 흐르는 본관과, 본관으로부터 분기된 복수의 분기관이 일체 성형된 매니폴드 구조의 집합 배관에 있어서, 상기 복수의 분기관 각각에 각 분기관의 관내에 흐르는 유체의 유량을 검출하는 유량 센서가 내장되는 동시에, 상기 본관의 개구부 둘레 가장자리에 사각 형상의 본관 플랜지부가 설치되고, 또한 본관 플랜지부의 네 모서리에 볼트 장착 구멍이 설치되어 있는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛으로서,

   상기 본관 플랜지부에 착탈 가능하게 장착되는 배관 어댑터를 구비하고 있으며, 이 배관 어댑터는 암나사부와, 암나사부 둘레 가장자리에 설치된 사각 형상의 어댑터 플랜지부와, 어댑터 플랜지부의 네 모서리에 상기 볼트 장착 구멍에 대응하여 설치된 볼트 삽입 통과 구멍과, 서로 이웃하는 2개의 볼트 삽입 통과 구멍에 대응하는 어댑터 플랜지부 측면으로부터 서로 수평 방향으로 연장되는 한 쌍의 레그부로 이루어지며,

   상기 본관 플랜지부와 상기 어댑터 플랜지부가 서로 본관의 축심 둘레에 90도의 각도씩 위상을 어긋나게 맞대는 것이 가능하고, 또한 상기 볼트 삽입 통과 구멍에 삽입 통과시킨 볼트를 상기 볼트 장착 구멍에 체결함으로써 상기 본관과 상기 배관 어댑터가 접속 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛.
2. 양단에 개구부를 갖는 관내에 유체가 흐르는 본관과, 본관으로부터 분기된 복수의 분기관이 일체로 성형된 매니폴드 구조의 집합 배관에 있어서, 상기 복수의 분기관의 각각에 각 분기관의 관내에 흐르는 유체의 유량을 검출하는 유량 센서가 내장되는 동시에, 상기 본관의 개구부 둘레 가장자리에 사각 형상의 본관 플랜지부가 설치되고, 또한 본관 플랜지부의 네 모서리에 볼트 장착 구멍이 설치 되어 있는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛으로서,

   상기 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛을 복수 개 구비하여 구성되고,

   상기 복수 개의 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛 중, 하나의 유닛의 본관 플랜지부와 다른 유닛의 본관 플랜지부가 서로 본관의 축심 둘레에 90도의 각도씩 위상을 어긋나게 맞대는 것이 가능하고, 또한 상기 하나의 유닛의 볼트 장착 구멍에 삽입 통과시킨 볼트를 상기 다른 유닛의 볼트 장착 구멍에 체결함으로써 상기 본관들이 접속 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 분기관의 개수가 2 또는 3개로 이루어지는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛을 임의의 개수로 조합하고, 서로의 유닛에 있어서의 본관 플랜지부들을 맞대어 접속함으로써, 2 이상의 모든 계통수의 배관 라인에 대응시킨 것을 특징으로 하는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛.
4. 청구항 1, 청구항 2, 또는 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유량 센서는 임펠러식 센서로서, 유체의 통과에 의해 회전하는 임펠러의 임의의 핀에 마그네트가 매설되고, 그 마그네트의 자기를 자기 센서로 검출하여 얻어진 주파수에 근거하여 유량값으로 환산하는 것을 특징으로 하는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛.
5. 청구항 1, 청구항 2, 또는 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 복수의 분기관 각각에, 각 유량 센서로부터 출력된 유량 신호에 근거하여, 적어도 유량 표시, 경보 출력, 아날로그 출력 중 어느 하나를 취출할 수 있는 유량 표시기가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 복수의 분기관 각각에, 각 유량 센서로부터 출력된 유량 신호에 근거하여, 적어도 유량 표시, 경보 출력, 아날로그 출력 중 어느 하나를 취출할 수 있는 유량 표시기가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛.
7. 청구항 1, 청구항 2, 또는 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 본관과 상기 분기관이 스테인레스제의 일체 구조로 이루어지는 것을 특 징으로 하는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛.
8. 청구항 4에 있어서,

   상기 본관과 상기 분기관이 스테인레스제의 일체 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛.
9. 청구항 5에 있어서,

   상기 본관과 상기 분기관이 스테인레스제의 일체 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛.
10. 청구항 6에 있어서,

    상기 본관과 상기 분기관이 스테인레스제의 일체 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유량 센서 내장형 집합 배관 유닛.

Images