KR20180092229A - 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유입구를 통해 유입되어 이동하는 유체의 이동압력으로 로터를 회전시키고 그 로터의 회전수에 따라서 유체의 유량을 산출하게 하고, 유체의 이동압력을 통한 유체의 누유 발생을 방지할 수 있게 한 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계에 관한 것으로, 유체가 이동하는 관로가 형성되게 함으로써 유입구를 통해 유입되는 유체가 이동하여 유출구로 배출되게 하는 제1 하우징; 유체의 이동압력에 의해 회전가능하게 장착되는 제1 로터; 유체의 이동압력에 의해 상기 관로를 따라 이동하여 유체를 이동시킴과 동시에 상기 제1 로터의 회전을 조장하는 피스톤; 상기 제1 하우징의 일측에 장착되는 제2 하우징; 상기 제1 로터의 회전에 대응하여 회전하도록 장착되는 제2 로터; 및 상기 제2 로터의 회전수가 전기적 신호로 출력되게 하는 엔코더;를 포함하여 구성하되, 상기 제1 로터와 상기 제2 로터의 사이에는 격벽을 상기 제2 하우징과 일체로 되게 장착하고 상기 제1 로터와 상기 제2 로터의 서로 대응되는 쪽에 자석을 설치하여, 자력을 통해서 상기 제1 로터의 회전수에 대응하여 상기 제2 로터가 회전되게 함으로써, 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징의 직결구조에 따른 연결부에서 유체의 이동압력에 의한 누유 발생을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계{Volumetric flowmeter using rotator and piston method}

본 발명은 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유입구를 통해 유입되어 이동하는 유체의 이동압력으로 로터를 회전시키고 그 로터의 회전수에 따라서 유체의 유량을 산출하게 하고, 유체의 이동압력을 통한 유체의 누유 발생을 방지할 수 있게 한 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계에 관한 것이다.

일반적으로, 가격이 비싸지만 정확도가 우수한 용적식 유량계는 연료, 기타 오일 등과 같은 판매와 관련된 정확한 유량 측정을 요하는 장소에 많이 이용된다.

그리고, 정유회사에서 제품을 트럭출하 할 때, 값 비싼 오일이나 석유화학 원료를 어느 한 저장탱크에서 중앙난방식의 아파트나 주유소 등의 다른 저장탱크로 옮길 때 용적식 유량계가 장착된 유조차를 사용하여 옮기게 된다.

즉, 상기 유조차에는 오일의 유량을 정확하게 측정하기 위한 용적식 유량계와, 소비자가 원하는 유량을 설정하여 공급하거나 또는 공급된 유량을 쉽게 확인할 수 있도록 하기 위한 적산계(전자식 카운터)가 각각 장착되어 있다.

종래의 한국 등록특허공보 제10-0556014호에 개시된 바와 같은 용적식 유량계를 간략하게 설명하면, 양단에 유입구과 유출구가 형성된 케이스가 형성되고, 케이스의 내측으로 한 쌍의 오발기어(Oval Gear)가 축을 매개로 치합되되, 한 쌍의 오발기어를 고정하는 축이 외부로 돌출되어 있으며, 한 쌍의 오발기어 중 어느 하나를 감지하는 감지센서가 케이스에 설치되어 오발기어에 설치된 자석을 매개로 회전수를 측정하며, 측정된 값은 엔코더(Encoder)를 통해 디지털신호로 변환되어 출력되며, 출력된 값은 적산계로 전달되어 유량을 계산하게 된다.

그러나, 상기와 같은 용적식 유량계의 경우, 감지센서가 오발기어의 축 회전을 감지하기 위해서는 오발기어에 자석을 삽입하기 위한 구멍가공이 필수적으로 수반되어야 하기 때문에 구멍가공에 따른 비용상승이 증가하는 문제가 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 한국 등록특허공보 제10-1479648호에는, 관로의 지점에 설치되어 흐르는 유종의 유량을 로터로 감지하여 기어에 의해 회전력이 전달되어 마크 센싱장치에서 감지플레이트에 설치한 마그네틱의 회전을 감지하여 유량을 디지털로 나타내도록 하되; 상기 감지플레이트에 설치한 마그네틱 삽입공에 마그네틱을 결합하고 마그네틱의 삽입공 양쪽에서 고정홈을 눌러 간편하게 고정시키며 마그네틱의 설치에 따른 감지효율을 향상시키도록 하는 용적식 유량계가 개시되어 있는 것을 볼 수 있다.

그러나, 상기와 같은 용적식 유량계에 있어서는, 로터가 회전하는 회전수를 검출하기 위한 회전축의 동력전달이 직결구조로 되어 있어, 동력전달을 위한 연결부에서 유체의 이동압력에 의해 누유가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

[선행기술문헌]

1. 한국 등록특허공보 제10-0556014호

2. 한국 등록특허공보 제10-1479648호

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 유입구를 통해 유입되고 유출구를 통해 배출된 유체의 이동압력으로 피스톤을 가압하여 로터를 회전시키고 그 로터의 회전수에 따라서 유체의 유량을 정밀하게 산출할 수 있게 하고, 또한 로터의 회전을 전달하기 위한 회전동력전달이 직결구조로 이루어지지 않게 함으로써 동력전달시 유체의 압력에 의해 연결부위를 통한 누유의 발생을 방지할 수 있게 하는 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계를 제공하는 데에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계는, 양측에 각각 커버를 구성하여 유체가 이동하는 관로가 형성되게 함으로써 유입구를 통해 유입되는 유체가 이동하여 유출구로 배출되게 하되 상기 유입구와 상기 유출구 사이에는 유체의 이동을 저지하는 유체이동저지턱이 구비된 제1 하우징; 상기 제1 하우징의 내부에서 상기 관로가 형성되게 장착되되 상기 유입구를 통해 유입된 유체의 이동압력에 의해 회전가능하게 장착되는 제1 로터; 상기 제1 로터에 소정의 간격으로 이격되게 구비된 다수 개의 삽설공에 완충부재를 통해 입출가능하도록 장착되고, 유체의 이동압력에 의해 상기 관로를 따라 이동하여 유체를 이동시킴과 동시에 상기 제1 로터의 회전을 조장하는 다수 개의 피스톤; 상기 제1 하우징의 일측에 장착되는 제2 하우징; 상기 제2 하우징의 내부에 장착되되 상기 제1 로터의 회전에 대응하여 회전하도록 장착되는 제2 로터; 및 상기 제2 로터와 커플러로 연결되어서, 상기 제2 로터의 회전수가 전기적 신호로 출력되게 하는 엔코더;를 포함하여 구성하되, 상기 제1 로터와 상기 제2 로터의 사이에는 격벽을 상기 제2 하우징과 일체로 되게 장착하고 상기 제1 로터와 상기 제2 로터의 서로 대응되는 쪽에 자석을 설치하여, 자력을 통해서 상기 제1 로터의 회전수에 대응하여 상기 제2 로터가 회전되게 함으로써, 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징의 직결구조에 따른 연결부에서 유체의 이동압력에 의한 누유 발생을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징의 연결부에는 O-링을 장착하여 유체의 이동압력에 의한 누유 발생이 방지되게 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 피스톤의 완충부재는 스프링인 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계를 이용하게 되면,

유입구를 통해 유입된 유체의 압력으로 피스톤을 가압하여 로터를 회전시키고 그 로터의 회전수에 따라서 유체의 유량을 정밀하게 산출할 수 있게 함으로써 종래의 두 개의 오발기어를 사용하는 방식에 비해 구멍가공이 필요치 않기 때문에 유량계의 부피를 줄일 수 있게 함과 아울러 가공 비용 등을 점감할 수 있게 하며,

또한 제1 로터의 회전을 제2 로터로 전달하기 위한 회전동력전달 구조가 직결구조로 이루어지지 않게 하고 제1 하우징과 제2 하우징 사이에 유체 누유를 방지하기 위한 격벽을 구비함으로써 동력전달시 유체의 압력에 의해 연결부위를 통한 누유의 발생을 방지할 수 있게 하는 효과를 가진 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계를 보인 분해사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계를 보인 결합사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계를 보인 평단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계를 보인 측단면도.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계의 작동상태를 보인 도면.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예들은 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

이하, 본 발명에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계를 보인 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계를 보인 결합사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계를 보인 평단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계를 보인 측단면도이며, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계의 작동상태를 보인 도면이다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 제1 하우징(10)의 유입구(11)를 통해 유입되어 이동하는 유체의 이동압력으로 제1 로터(20)를 회전시키고 그 제1 로터(20)의 회전수에 따라서 유체의 유량을 산출하게 하고, 또한 유체의 이동압력을 통한 유체의 누유 발생을 방지할 수 있게 한 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계는, 제1 하우징(10), 제1 로터(20), 피스톤(30), 제2 하우징(40), 제2 로터(50) 및 엔코더(60)로 구성된다.

상기 제1 하우징(10)은 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 양측에 각각 커버(14)를 구성하여 유체가 이동하는 관로(12)가 형성되게 함으로써 유입구(11)를 통해 유입되는 유체가 이동하여 유출구(13)로 배출되게 하는 역할을 한다.

상기 커버(14)는 다수 개의 볼트(17)를 통해 제1 하우징(10)과 결합되고, 상기 제1 하우징(10)과의 사이에는 탄성재질의 누유방지부재(18)을 개재시켜서 유체가 이동할 때 누유가 되는 것을 방지할 수 있게 한다.

그리고, 상기 유입구(11)와 상기 유출구(13) 사이에는 유입되는 유체의 전량이 유출구(13)를 통해서 유출될 수 있도록, 유체가 유입 측으로 이동하는 현상을 저지하는 유체이동저지턱(15)이 구비된다.

상기 제1 로터(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 하우징(10)의 내부에서 유체 이동을 위한 관로(12)가 형성되게 장착되되 상기 유입구(11)를 통해 유입된 유체의 이동압력에 의해 회전가능하게 장착된다.

따라서, 상기 제1 로터(20)는 유체의 이동속도에 대응하여 회전하게 되며, 삽설공(21)에 구비된 다음에 설명되는 피스톤(30)을 통해서 회전에 대한 조력을 얻는다.

그리고, 상기 제1 로터(20)의 회전은 다음에 설명되는 제2 로터(50)로 전달된다.

상기 피스톤(30)은 제1 로터(20)에 소정의 간격으로 이격되게 구비된 다수 개의 삽설공(21)에 대응하여 다수 개로 구비되고 완충부재(35)를 통해 입출가능하도록 장착되어서, 유체의 이동압력에 의해 관로(12)를 따라 이동하여 유체를 이동시킴과 동시에 제1 로터(20)의 회전을 조장하는 역할을 한다.

여기서, 상기 피스톤(30)은 관로(12)에서는 돌출되어 회전이동함으로써 유체의 이동 및 제1 로터(20)의 회전을 돕다가 유체이동저지턱(15)에 도달할 경우에는 삽설공(21)으로 삽입된 상태에서 회전하게 된다.

상기 완충부재(35)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스프링이 이용되고 있는 것으로 하고 있지만, 피스톤(30)을 삽설공(21)에 입출가능하게 완충작용을 제공할 수 있는 것이라면 어느 것이라도 이용되는 일이 가능하다.

상기 제2 하우징(40)은 제1 하우징(10)의 일측에 장착되어서 제1 로터(20)의 회전을 받은 제2 로터(50)를 수용한다.

그리고, 상기 제1 하우징(10)과 제2 하우징(40)의 연결부(16)에는 도 4에 도시된 바와 같이, O-링(80)을 장착하여 유체의 이동압력에 의한 누유 발생이 방지될 수 있게 한다.

상기 제2 로터(50)는 제2 하우징(40)의 내부에 장착되되 제1 로터(20)의 회전에 대응하여 회전하도록 장착된다.

여기서, 상기 제1 로터(20)와 제2 로터(50)의 사이에는 격벽(45)을 제2 하우징(40)과 일체로 되게 장착함으로써, 상기 제1 하우징(10) 및 제2 하우징(40)의 직결구조에 따른 연결부(16)에서 유체의 이동압력에 의한 누유 발생이 방지될 수 있게 하였다.

상기 격벽(45)을 통한 제1 로터(20)와 제2 로터(50)의 사이에서 회전력 전달에 대한 불통(不通)은 자석(70)을 이용함으로써 해결하였다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 로터(20)와 제2 로터(50)의 서로 대응되는 쪽에 자석(70)을 설치하여, 자력을 통해서 제1 로터(20)의 회전수에 대응하여 제2 로터(50)가 회전되게 하였다.

상기 엔코더(60)는 제2 로터(50)와 커플러(55)로 연결되어서 제2 로터(50)의 회전수가 전기적 신호로 출력되게 하여 인디케이터(미도시)와 같은 지시기를 통해서 유량이 표시될 수 있게 한다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계에 작동상태를 도 5a 내지 도 5d를 통해서 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 제1 하우징(10)의 유입구(11)를 통해서 관로(12)로 유체가 유입된다.

상기 관로(12)로 유입된 유체는 제1 로터(20)를 회전이동시키되 맨 처음에 부딪히게 되는 피스톤(30)을 가압하여 제1 로터(20)의 회전을 조력하게 한다.

상기 제1 로터(20) 및 맨 처음의 피스톤(30)이 회전이동하여 두 번째 피스톤(30)을 유체가 가압하게 회전이동하게 된다.

상기한 바와 같이, 유체가 이동함으로써 그의 이동 압력에 의해 제1 로터(20) 및 다수 개의 피스톤(30)이 차례대로 유체의 가압을 통해서 이동하게 되고, 피스톤(30)과 피스톤(30)의 사이에 있는 유체는 피스톤(30)이 이동함으로써 이동하여 유출구(13)를 통해서 유출하여 제1 로터(20)의 1회전에 따른 유체의 공급이 완료된다.

상기와 같은 형태로 유체가 공급되어 이동함으로써 회전하는 제1 로터(20)의 회전은 제2 로터(50)로 전달되고, 이를 엔코더(60)가 제2 로터(50)의 회전수를 전기적 신호로 출력하여 인디케이터(미도시)와 같은 지시기로 보내서 유량이 표시될 수 있게 한다.

10: 제1 하우징 11: 유입구
12: 관로 13: 유출구
14: 커버 15: 유체이동저지턱
16: 연결부 17: 볼트
18: 누유방지부재
20: 제1 로터 21: 삽설공
30: 피스톤 35: 완충부재
40: 제2 하우징 45: 격벽
50: 제2 로터 55: 커플러
60: 엔코더 70: 자석
80: O-링

Claims (3)

1. 양측에 각각 커버(14)를 구성하여 유체가 이동하는 관로(12)가 형성되게 함으로써 유입구(11)를 통해 유입되는 유체가 이동하여 유출구(13)로 배출되게 하되 상기 유입구(11)와 상기 유출구(13) 사이에는 유체의 이동을 저지하는 유체이동저지턱(15)이 구비된 제1 하우징(10);
   상기 제1 하우징(10)의 내부에서 유체 이동의 상기 관로(12)가 형성되게 장착되되 상기 유입구(11)를 통해 유입된 유체의 이동압력에 의해 회전가능하게 장착되는 제1 로터(20);
   상기 제1 로터(20)에 소정의 간격으로 이격되게 구비된 다수 개의 삽설공(21)에 완충부재(35)를 통해 입출가능하도록 장착되고, 유체의 이동압력에 의해 상기 관로(12)를 따라 이동하여 유체를 이동시킴과 동시에 상기 제1 로터(20)의 회전을 조장하는 다수 개의 피스톤(30);
   상기 제1 하우징(10)의 일측에 장착되는 제2 하우징(40);
   상기 제2 하우징(40)의 내부에 장착되되 상기 제1 로터(20)의 회전에 대응하여 회전하도록 장착되는 제2 로터(50); 및
   상기 제2 로터(50)와 커플러(55)로 연결되어서, 상기 제2 로터(50)의 회전수가 전기적 신호로 출력되게 하는 엔코더(60);를 포함하여 구성하되,
   상기 제1 로터(20)와 상기 제2 로터(50)의 사이에는 격벽(45)을 상기 제2 하우징(40)과 일체로 되게 장착하고 상기 제1 로터(20)와 상기 제2 로터(50)의 서로 대응되는 쪽에 자석(70)을 설치하여, 자력을 통해서 상기 제1 로터(20)의 회전수에 대응하여 상기 제2 로터(50)가 회전되게 함으로써, 상기 제1 하우징(10) 및 상기 제2 하우징(40)의 직결구조에 따른 연결부(16)에서 유체의 이동압력에 의한 누유 발생을 방지하는 것을 특징으로 하는 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 하우징(10)과 상기 제2 하우징(40)의 연결부(16)에는 O-링(80)을 장착하여 유체의 이동압력에 의한 누유 발생이 방지되게 하는 것을 특징으로 하는 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 피스톤(30)의 완충부재(35)는 스프링인 것을 특징으로 하는 로터 및 피스톤 방식의 용적식 유량계.

Images