KR20100092877A - 와 유량계 - Google Patents

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KR20100092877A
KR20100092877A KR1020100007011A KR20100007011A KR20100092877A KR 20100092877 A KR20100092877 A KR 20100092877A KR 1020100007011 A KR1020100007011 A KR 1020100007011A KR 20100007011 A KR20100007011 A KR 20100007011A KR 20100092877 A KR20100092877 A KR 20100092877A
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토시히로 하나다
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아사히 유키자이 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 유량 측정시의 노이즈나 압력 손실이 억제되고, 관로로부터 유체 누설이 일어나는 것을 방지하며, 성형이나 가공이 용이하고 조립이 쉬운 와 유량계를 제공하는 것으로, 관로와, 상기 관로에 직교하여 설치된 와발생체와, 상기 와발생체에 의해 발생되는 카르만와의 발생주기를 측정하는 측정수단을 구비하고, 상기 측정수단에 의해 측정된 카르만와의 발생주기로부터 상기 관로 안을 흐르는 유체의 유량을 연산하는 와 유량계에 있어서, 상기 와발생체의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 윤곽이 장구형상인 것을 특징으로 한다.

Description

와 유량계{A VORTEX FLOWMETER}
본 발명은 화학공장, 반도체 제조분야, 식품분야, 바이오분야 등 각종 산업에서의 유체수송에 있어서, 유로 안에 와(渦)발생체를 설치하고, 와발생체의 하류에 발생하는 카르만와(karman vortex)를 검출하여 유량을 측정하는 와 유량계에 관한 것이다.
종래의 와 유량계는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 본체 하우징(101)에 형성된 관(管)유로(102)를 가로질러 뻗어 있는 기둥형상의 와발생체(103)와, 관유로(102)를 흐르는 유체의 흐름방향에 있어서 와발생체(103)보다 하류측에 배치된 와검출기(104)를 가지고, 관유로(102)를 흐르는 유체의 유량을 관유로(102)에 발생하는 카르만와에 의해 측정하는 와 유량계로서, 관유로(102) 중, 와발생체(103) 및 와검출기(104)가 배치되는 측정유로부(105)의 유로 단면형상이 와발생체(103)의 길이방향과 같은 방향에 단축을 가지고, 와발생체(103)의 길이방향과 직교하는 방향에 장축을 가지는 타원형상으로 하는 것이었다. 이 와 유량계는 압력 손실을 줄이고, 측정유로부(105)에서의 카르만와의 발생을 안정시키며, 저유량 측정을 재현성 좋게 실시할 수 있는 것이었다(예를 들어, 일본특허공개공보 평06-34405호 참조).
하지만, 상기 종래의 와 유량계는, 도 9로부터, 와발생체(103)의 측정유로부(105) 내주면 부근에 단차 부분이 있고, 또한 본체 하우징(101)과 와발생체(103)의 이음매 부분에 약간의 어긋남이나 요철(凹凸)이 생기기 쉬워서, 유체가 흘렀을 때 이 단차나 요철에 의해 유로 안에 유량 측정에 방해가 되는 유체의 산란이 일어나기 때문에, 노이즈 발생이나 압력 손실의 원인이 되어서 정밀한 유량 측정에 방해가 되는 문제가 있었다. 또한, 와발생체(103)는 본체 하우징(101)과 별개로 형성되어 있고, 본체 하우징(101)에 형성된 관유로(102)를 가로지르도록 기둥형상의 와발생체(103)를 배치시킨 구성이기 때문에, 관유로(102)와 와발생체(103)의 밀봉이 충분이 이루어지지 않거나 위치 어긋남이 발생하면, 유체가 와 유량계 내부로 새어서 유체에 의한 장치 파손의 우려가 있었다. 또한, 와발생체(103)를 본체 하우징(102)에 조립할 때, 유체의 흐름방향에 대한 와발생체(103)의 각도 어긋남이 없도록 설치 위치를 조정하는 등 조립이 번잡하고, 조립 공정에도 많은 시간이 걸린다는 문제가 있었다. 더욱이, 소형의 유량계를 형성하는 경우에는, 와발생체(103)의 기계적 강도가 부족하다는 문제도 있었다.
본 발명의 목적은, 상기 종래기술이 가지는 문제를 해소하여 유량 측정시의 노이즈나 압력 손실이 억제되고, 관로로부터 유체 누설이 일어나는 것을 방지하며, 성형이나 가공이 용이하고 조립이 쉬운 와 유량계를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기 목적에 감안하여, 관로와, 상기 관로에 직교하여 설치된 와발생체와, 상기 와발생체에 의해 발생되는 카르만와의 발생주기를 측정하는 측정수단을 구비하고, 상기 측정수단에 의해 측정된 카르만와의 발생주기로부터 상기 관로 안을 흐르는 유체의 유량을 연산하는 와 유량계에 있어서, 상기 와발생체의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 윤곽이 장구형상인 것을 제1 특징으로 한다.
상기 와발생체의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 양 가장자리부가 원호형상을 가지고 대칭적으로 형성되어 이루어지는 것을 제2 특징으로 한다.
상기 관로내의 상기 와발생체가 배치된 유로의 단면이 원형상을 가지고 대칭적으로 설치되는 것을 제3 특징으로 한다.
상기 와발생체가 절삭가공 또는 사출성형에 의해 상기 관로와 일체로 성형되어 이루어지는 것을 제4 특징으로 한다.
상기 측정수단이 상기 와발생체 하류측의 상기 관로의 관벽에, 소정 주기의 송신신호에 의해 초음파를 송신하는 초음파 송신기와, 상기 초음파 송신기로부터 송신되며 상기 관로내에 발생하는 카르만와에 의해 변조되는 초음파를 수신하는 초음파 수신기를 마주보게 하여 배치한 것인 것을 제5 특징으로 한다.
상기 와발생체의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 최소폭(W)이, 상기 정면으로 마주본 면의 양 가장자리부의 원호의 반경(R)의 0.8~1.3배이고, 또한 상기 와발생체의 유체의 흐름방향의 두께(T)가 상기 반경(R)의 1.2~1.5배인 것을 제6 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 장구형상이라고 하는 것은, 와발생체(12)의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 윤곽이 그 양 가장자리부(22, 23)의 중앙이 잘록한 형상인 것을 말한다. 이 때, 와발생체(12)의 양 가장자리부(22, 23)는 각각 단차가 없는 직선 또는 곡선으로 형성되는데, 유체의 부드러운 흐름을 위하여 원호형상을 가지고 대칭적으로 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다. 더욱이, 와발생체(12)가 배치된 측정부유로(15)의 유로 단면 즉, 와발생체(12)를 사이에 끼운 2개의 유로(16, 17)의 단면형상이 원형상이고 대칭적으로 설치되어 있는 것이 바람직하다(도 2, 도 4 참조). 와발생체(12)의 양 가장자리부(22, 23)가 원호형상이 됨으로써 와발생체(12)가 배치된 측정부유로(15)의 유로 단면이 원형상이나 대략 타원형상이 된다. 이는, 와발생체(12)의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 윤곽이 장구형상임으로써 와발생체(12)의 양측 유로(16, 17)를 흐르는 유체를 안정시켜서 양호한 카르만와(K)를 발생시키는 것이다. 와발생체(12)의 가장자리부(22, 23)가 원호형상을 가지고 대칭적으로 형성되면, 유로(16, 17)의 유로단면이 원형상이나 긴 원형상이나 타원형상이 되어 유체 산란의 원인이 되는 단차나 요철이 없어지기 때문에 노이즈나 압력 손실이 줄어든다. 특히, 유로(16, 17)의 단면형상이 원형상이고 대칭적으로 설치되어 있으면, 유체가 부드럽게 흐르기 때문에 카르만와(K) 발생 이외의 유체 산란이 억제되고, 보다 안정된 카르만와(K)가 발생되어서 보다 정밀하게 유량을 측정할 수 있다.
한편, 본체(1), 진동자 누름부(4, 5), 스프링 누름부(8, 9)의 재질에는, 폴리테트라플루오로에틸렌(이하, PTFE라고 함), 폴리비닐리덴플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 등의 불소수지가 바람직하게 사용되는데, 폴리염화비닐, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, ABS 수지 등의 그 밖의 플라스틱 혹은 금속이어도 되고 특별히 한정되지 않는다.
본 발명은 이상과 같은 구성을 가지고 있으며, 이를 사용함으로써 아래의 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.
(1) 와발생체 양측의 유로를 원형상이나 긴 원형상이나 타원형상으로 형성하여서, 유체 산란의 원인이 되는 단차나 요철을 없애서 노이즈나 압력 손실을 줄일 수 있다.
(2) 와발생체 양측의 유로에 유체가 부드럽게 흐르기 때문에, 카르만와 발생 이외의 유체 산란이 억제되어 안정된 카르만와 발생이 이루어지고, 보다 정밀하게 유량을 측정할 수 있다.
(3) 와발생체와 본체가 하나의 부품으로 형성되어 있기 때문에, 조립을 위한 노력이 간략화되어 조립시간을 단축할 수 있다.
(4) 와발생체와 본체가 하나의 부품으로 형성되어 있기 때문에, 와발생체의 기계적 강도가 높고 보다 소형의 유량계를 만들 수 있다.
(5) 절삭가공이나 사출성형으로 성형하기 쉬운 형상으로, 가공순서와 가공시간을 대폭 단축하여 제조할 수 있다.
(6) 절삭가공이나 사출성형으로 성형하기 쉬운 형상으로, 유량조절밸브 등과 일체화하여 콤팩트한 유량제어장치가 가능하다.
도 1은 본 발명의 와 유량계를 입구유로측에서 보았을 때의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 종단면도이다.
도 3은 도 2의 B-B선에 따른 종단면도이다.
도 4는 와발생체의 형상을 나타내는 확대사시도이다.
도 5는 본체의 제1 가공 도중을 나타내는 종단면도이다.
도 6은 본체의 제2 가공 도중을 나타내는 종단면도이다.
도 7은 본체 가공후를 나타내는 종단면도이다.
도 8은 종래의 와 유량계를 나타내는 부분단면도이다.
도 9는 종래의 와 유량계를 나타내는 요부확대도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면에 나타내는 실시예를 참조하여 설명하는데, 본 발명이 본 실시예로 한정되지 않는 것을 말할 필요도 없을 것이다. 이하, 본 발명의 와 유량계의 실시예에 대하여 설명한다.
본체(1)는 PTFE제이며, 양 측면에 각각 개구된 유로단면이 원형상인 입구유로(13)와 출구유로(14)가 형성되어 있다. 본체(1) 중앙부에는 입구유로(13)와 출구유로(14)와 각각 연결되는 유로단면이 대략 긴 원형상인 측정부유로(15)가 설치되고, 입구유로(13)로부터 측정부유로(15)로 매끄럽게 연결시키는 테이퍼 형상의 직경축소부(18)와, 측정부유로(15)로부터 출구유로(14)로 매끄럽게 연결시키는 테이퍼 형상의 직경확대부(19)가 설치되어 있다. 측정부유로(15)의 상류측에는 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 윤곽이 장구형상인 와발생체(12)가 배치되어 있다.
와발생체(12)의 흐름에 정면으로 마주본 면의 양 가장자리부(22, 23)는 원호형상을 가지고 대칭적으로 형성되며, 측정부유로(15)의 내벽과 와발생체(12)의 양측면에 의해 유로단면이 원형상이 되는 유로(16, 17)가 각각 대칭적으로 형성되어 있다.
본체(1)의 중앙부 상면에는 원통형상의 오목부(20)가 설치되고, 오목부(20) 상부에는 암나사부가 형성되어 있다. 또한, 본체(1)의 중앙부 하면에는 원통형상의 오목부(21)가 설치되고, 오목부(21) 하부에는 암나사부가 형성되어 있다. 오목부(20, 21)의 중심축은 측정부유로(15)의 축선방향과 직교한 동일축선상에 위치하도록 설치되고, 또한 와발생체(12)의 하류측에 오목부(20, 21) 바닥면이 측정부유로(15)를 사이에 끼우고 마주보며 측정부유로(15) 내면에 대하여 같은 거리가 되도록 설치되어 있다. 오목부(20, 21)의 바닥면에는 초음파 진동자(2, 3)가 음향접합제(도시하지 않음)를 통하여 밀착하도록 배치되어 있다. 이들 초음파 진동자(2, 3)는 배면이 각각 진동자 누름부(4, 5), 스프링(6, 7)의 순서로 백업되어 있고, 스프링(6, 7)은 본체(1)의 오목부(20, 21)의 암나사부에 나사결합 고정된 스프링 누름부(8, 9)에 의해 보유됨으로써, 스프링(6, 7)의 탄성력에 의해 진동자 누름부(4, 5)를 통하여 초음파 진동자(2, 3)가 각각 오목부(20, 21)의 바닥면에 가압된 상태로 고정되어 있다.
초음파 진동자(2)는 리드선(10)을 통하여 제어회로(도시하지 않음) 내의 발신회로(도시하지 않음)와 접속되어 초음파 송신기가 된다. 초음파 진동자(3)는 리드선(11)을 통하여 제어회로(도시하지 않음) 내의 수신회로(도시하지 않음)와 접속되어 초음파 수신기가 된다.
이어서, 본 발명의 제1 실시예인 와 유량계의 작동에 대하여 설명한다.
도 2에서, 입구유로(13)로부터 유입한 유체는 직경축소부(18)를 통과하여 측정부유로(15)까지 흐른다. 그리고 유체가 와발생체(12)를 통과할 때 와발생체(12)의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면에 부딪친다. 이 때, 와발생체(12)의 하류측에는 카르만와라고 불리는 소용돌이가 발생한다. 카르만와(K)는 와발생체(12)의 양 가장자리부(22, 23)로부터 소용돌이 방향이 서로 다르게 번갈아 발생하는데, 그 발생주기는 유체의 유속에 의존하며, 유체의 유속에 비례한 주기가 된다. 초음파는 카르만와(K)의 소용돌이 방향에 의해 카르만와(K)를 통과할 때 진행방향으로 가속 또는 감속된다. 그 때문에 초음파 수신기인 초음파 진동자(3)에서 수신되는 초음파는, 카르만와(K)에 의해 주파수(주기)가 변조된다. 이 변조되는 주파수를 측정함으로써 유체의 유속을 알 수 있으며, 더욱이 유속으로부터 유체의 유량을 연산할 수 있게 된다. 그 후, 카르만와(K)를 발생시킨 유체는 직경확대부(19)를 통과하여 출구유로(14)로 유출된다.
본 실시예에 있어서, 발신회로에 접속된 초음파 송신기인 초음파 진동자(2)로부터 발진된 초음파는, 본체(1)의 오목부(20) 바닥면으로부터 측정부유로(15)의 내벽으로 전파하여, 측정부유로(15) 안을 흐르는 유체 안을 전파한 후, 측정부유로(15)의 반대측 내벽으로부터 오목부(21)의 바닥면으로 전파하여, 오목부(21) 바닥면에 밀착한 초음파 수신기인 초음파 진동자(3)에 도달하여 수신된다. 이 때, 초음파가 전파되는 유체 안에 카르만와(K)가 발생하고 있으면, 초음파 진동자(3)에 의해 수신되는 초음파는 변조되어 측정되고, 제어회로(도시하지 않음)에서 카르만와(K)의 발생주기가 연산된다.
제어회로(도시하지 않음)에는, 카르만와(K)의 발생주기(주파수)로부터 측정부유로(15)를 흐르는 유체의 유속을 구하고, 유체의 유량을 연산하는 연산부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 연산부에는, 초음파 진동자(2)에 일정 주기의 구동신호를 출력하는 발신회로와, 초음파 진동자(3)로부터의 검출신호를 수신하는 수신회로와, 구동신호와 검출신호의 위상을 비교하는 위상비교회로와, 위상비교회로로부터 출력된 카르만와 검출신호를 적산(積算)하여 유량을 연산하는 유량연산회로를 가지고 있다.
본 발명의 와 유량계에 유입하는 유체가 와발생체(12)를 통과할 때는, 와발생체(12)의 하류측에 가지런히 카르만와(K)를 발생시킬 수 있다. 또한, 와발생체(12)의 유체의 흐름방향에 직교한 면의 양 가장자리부(22, 23)는 원호형상으로 형성되고, 와발생체(12) 양측면의 유로(16, 17)의 단면이 원형상이기 때문에, 유로(16, 17) 안은 단차나 요철 등 유체 흐름을 산란시키는 요인이 없어져서, 측정부유로(15)를 흐를 때의 압력 손실이 저감되는 동시에, 카르만와(K) 발생 이외의 유체의 산란이 줄어들고, 유량 측정시의 노이즈 발생을 억제할 수 있다. 이로부터, 측정오차를 줄여서 보다 정확한 유량 측정, 특히 저유량 측정시에 정밀한 측정을 할 수 있다.
또한, 와발생체(12)가 본체(1)와 하나의 부재로 일체로 형성된 구성이며, 초음파 진동자(2, 3)는 측정부유로(15)로부터 관벽을 사이에 두고 오목부 바닥면에 배치되어 있기 때문에, 직접 유체에 접해 있지 않고, 유로 안은 일체로 형성되기 때문에, 본체(1) 내부로의 유체 누설이 방지된다. 특히, 유체가 부식성 유체인 경우, 유체 누설에 의해 본체(1) 내부로 침입한 부식성 유체로 인해 와 유량계가 파손되는 2차 피해를 방지할 수 있다. 또한, 본체(1)와 와발생체(12)가 하나의 부재로 일체로 형성되어 있는데 더하여 와발생체(12)의 뿌리부분이 두껍기 때문에, 와발생체(12)의 강도를 얻을 수 있다. 더욱이, 별도의 부품을 조합할 때 이음매 부분에 생길 수 있는 작은 어긋남이나 요철이 없기 때문에, 요철에 의한 노이즈 발생이나 압력 손실이 방지된다.
본 발명의 와발생체(12)는 유량이 넓은 범위에서 안정적으로 카르만와(K)를 발생시키기 때문에, 와발생체(12)의 유체 흐름에 정면으로 마주본 면의 양 가장자리부(22, 23)가 예각이 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 와발생체(12)의 단면형상은 하류측이 축소된 사다리꼴인 것이 바람직하고, 삼각형, 사각형 등이어도 된다. 이 때의 가장자리부(22, 23)의 각도는 60°에서 90°로 선단이 예리하고 엣지가 서 있는 상태가 바람직하다. 한편, 와발생체(12) 하류측의 가장자리부에는 요철부나 면취부(面取部)를 설치하여도 된다.
여기서 와발생체(12)의 가장 잘록한 부분의 최소폭(W)은 와발생체(12)의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 양 가장자리부(22, 23)의 원호의 반경(R)의 0.8~1.3배이고, 와발생체(12)의 유체 흐름방향의 두께(T)는 반경(R)의 1.2~1.5배인 것이 바람직하다. 카르만와(K)의 발생주기는 와발생체(12)의 폭과 유속에 비례하여, 일반적으로는 폭이 좁을수록 발생주기가 짧아지고, 또한 유량이 증가하여도 발생주기가 짧아지는데, 초음파 송수신기를 이용하여 발생주기를 정밀하게 측정하기 위해서는 발생주기가 1ms 이상인 것이 바람직하고, 발생주기를 1ms 이상으로 하기 위하여 와발생체(12)의 폭(W)은 0.8R 이상이 좋다. 또한, 폭(W)이 넓어지면 와발생체(12)의 양 가장자리부(22, 23)로부터 발생하는 소용돌이 끼리의 상호작용이 약해져서 안정적인 카르만와(K) 발생이 어려워지기 때문에, 안정적인 카르만와(K)를 발생시키기 위하여 폭(W)은 1.3R 이하가 좋다. 카르만와(K)는 와발생체(12) 상류측의 가장자리부(22, 23)로부터의 흐름이 박리함으로써 발생하고, 두께(T)가 얇아지면 발생된 카르만와(K)가 바로 와발생체(12)의 뒤쪽으로 감아들어가려고 하기 때문에 흐름이 흐트러져서 안정적인 소용돌이의 발생 유지가 어려워지므로, 안정적인 소용돌이의 발생을 유지시키기 위하여 두께(T)는 1.2R 이상이 좋고, 또한 두께(T)가 커지면 하류측의 가장자리부와 발생한 카르만와가 간섭하여 소용돌이가 소실되어 버리기 때문에, 카르만와의 간섭을 일으키지 않도록 두께(T)는 1.5R 이하가 좋다.
또한, 발생시킨 카르만와(K)를 검출하는 수단은 유체의 유량을 측정할 수 있기 위한 파라메터를 얻을 수 있는 것이면 압력소자 등을 이용하여도 좋다. 특히 본 실시예와 같이 초음파 진동자(2, 3)를 사용하면 초음파의 전파에 의해 유량을 측정할 수 있기 때문에, 측정부유로(15) 내에 측정단자를 설치하지 않아도 되고, 측정단자가 접액(接液)하지 않고도 유량을 측정할 수 있기 때문에 바람직하다.
이상과 같이 하여 카르만와(K)의 발생주기를 측정할 수 있으며, 발생주기로부터의 연산에 의해 유체의 유량을 측정할 수 있게 된다.
이어서, 도 5 내지 도 7에 근거하여 본 발명의 실시예에 따른 와 유량계의 본체의 절삭가공에 의한 내부유로의 성형방법에 대하여 설명한다.
유로 이외에는 절삭가공이 끝난 본체(1)에 있어서, 본체(1)의 일단면으로부터 입구유로(13)가 되는 바닥이 있는 구멍을 본체(1)의 중앙부 앞까지 형성한다. 입구유로(13)의 바닥이 있는 구멍의 깊은 부분에는, 깊은 부분을 향하여 점차 직경이 축소되는 테이퍼를 설치하여 직경축소부(18)를 형성한다. 이어서, 본체(1)의 타단면으로부터 출구유로(14)가 되는 바닥이 있는 구멍을 본체(1)의 중앙부 앞까지 형성한다. 출구유로(14)의 바닥이 있는 구멍의 깊은 부분에는, 깊은 부분을 향하여 점차 직경이 확대되는 테이퍼를 설치하여 직경확대부(19)를 형성한다(도 5의 상태).
이어서, 나중에 와발생체(12)가 되는 부분의 벽(24)을 남기고 직경축소부(18)와 직경확대부(19)의 깊은 부분에 단면이 타원형상인 측정부유로(15)가 되는 바닥이 있는 구멍을 각각 형성한다(도 6의 상태). 이 때, 남겨진 와발생체(12)가 되는 벽(24)은, 측정부유로(15)의 입구유로측 위치에서 오목부(20, 21) 바닥면의 초음파 진동자(2, 3)가 배치되는 위치보다 상류측에 위치하는 장소에 설치된다.
이어서, 타원형상으로 남긴 벽(24)의 길이방향의 양측면쪽을 따라서 원형상을 형성하는 관통구멍을 각각 설치한다. 이 관통구멍이 유로(16, 17)가 되고, 유로(16, 17) 사이에 와발생체(12)가 형성된다. 유로(16, 17)가 되는 관통구멍은 모두 동일한 형상이 되도록 형성된다. 이에 의해 와발생체(12)의 유체의 흐름방향에 정면으로 마주본 면의 윤곽이 장구형상으로 형성되고, 그 양 가장자리부(22, 23)가 원호형상으로 형성된다. 와 유량계에서 와발생체(12)의 가장자리부(22, 23)는 예리한 엣지가 서 있는 상태가 된다. 이 제조방법이라면 가장자리부(22, 23)가 쉽고 확실하게 예리한 엣지를 세울 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 필요에 따라 와발생체(12)의 하류측을 축소하여 사다리꼴 형상이나 삼각형 형상으로 하여도 되고, 출구유로(14)측으로부터 점차 직경이 축소되는 테이퍼를 형성하도록 절삭함으로써 쉽게 형성할 수 있다. 한편, 유로(16, 17)는 통상의 드릴 가공으로 형성하여도 된다.
이상의 순서에 의해, 본 발명의 와 유량계의 유로를 절삭가공에 의해 쉽게 단시간에 제조할 수 있다. 이 제조방법으로 성형한 본체(1)의 유로는, 와발생체(12)와 함께 하나의 부재로 일체로 형성되어 있기 때문에 누수의 우려없이 사용할 수 있으며, 단차나 요철 등이 없기 때문에 유체 흐름의 산란이 줄어들어서 안정적으로 카르만와를 발생시킬 수 있다. 이 절삭가공에 의한 성형방법은, 와발생체가 배치된 유로 부분을 형성하는 관통구멍을 절삭할 수 있는 범위로까지 작게 설치할 수 있어서, 구경이 작은 와 유량계의 제조에 바람직하다. 한편, 본체(1)를 사출성형으로 형성하는 경우, 관로 내의 와발생체(12)가 배치된 유로 부분은 원기둥 형상의 핀으로 형성할 수 있고, 금형제조가 용이해진다. 이 사출성형에 의한 성형방법은 비교적 구경이 큰 와 유량계의 제조에 바람직하다.
1: 본체 2, 3: 초음파 진동자
4, 5: 진동자 누름부 6, 7: 스프링
8, 9: 스프링 누름부 10, 11: 리드선
12: 와발생체 13: 입구유로
14: 출구유로 15: 측정부유로
16, 17: 유로 18: 직경축소부
19: 직경확대부 20, 21: 오목부
22, 23: 가장자리부 24: 벽

Claims (8)

  1. 관로와, 상기 관로에 직교하여 설치된 와발생체와, 상기 와발생체에 의해 발생되는 카르만와의 발생주기를 측정하는 측정수단을 구비하고, 상기 측정수단에 의해 측정된 카르만와의 발생주기로부터 상기 관로 안을 흐르는 유체의 유량을 연산하는 와 유량계에 있어서, 상기 와발생체의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 윤곽이 장구형상인 것을 특징으로 하는 와 유량계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 와발생체의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 양 가장자리부가 원호형상을 가지고 대칭적으로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 와 유량계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 관로내의 상기 와발생체가 배치된 유로의 단면이 원형상을 가지고 대칭적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 와 유량계.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와발생체가 절삭가공 또는 사출성형에 의해 상기 관로와 일체로 성형되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 와 유량계.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정수단이, 상기 와발생체 하류측의 상기 관로의 관벽에, 소정 주기의 송신신호에 의해 초음파를 송신하는 초음파 송신기와, 상기 초음파 송신기로부터 송신되며 상기 관로내에 발생하는 카르만와에 의해 변조되는 초음파를 수신하는 초음파 수신기를 마주보게 하여 배치한 것인 것을 특징으로 하는 와 유량계.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 측정수단이, 상기 와발생체 하류측의 상기 관로의 관벽에, 소정 주기의 송신신호에 의해 초음파를 송신하는 초음파 송신기와, 상기 초음파 송신기로부터 송신되며 상기 관로내에 발생하는 카르만와에 의해 변조되는 초음파를 수신하는 초음파 수신기를 마주보게 하여 배치한 것인 것을 특징으로 하는 와 유량계.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 와발생체의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 최소폭(W)이, 상기 정면으로 마주본 면의 양 가장자리부의 원호의 반경(R)의 0.8~1.3배이고, 또한 상기 와발생체의 유체의 흐름방향의 두께(T)가 상기 반경(R)의 1.2~1.5배인 것을 특징으로 하는 와 유량계.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 와발생체의 유체의 흐름에 정면으로 마주본 면의 최소폭(W)이, 상기 정면으로 마주본 면의 양 가장자리부의 원호의 반경(R)의 0.8~1.3배이고, 또한 상기 와발생체의 유체의 흐름방향의 두께(T)가 상기 반경(R)의 1.2~1.5배인 것을 특징으로 하는 와 유량계.
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