KR20220026165A - Flow meter calibration system for reducing energy loss - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a flowmeter calibration system. The flowmeter calibration system comprises: a main conduit extending in the transverse direction and allowing a fluid to flow therein; a plurality of auxiliary conduits connected in parallel to the main conduit and extending in the transverse direction; a connection conduit connecting the main conduit and the auxiliary conduits; and a reference flowmeter installed in each of the auxiliary conduits, wherein the connection conduit is connected to be inclined to form a predetermined angle with respect to the main conduit. According to the configuration, by changing a structure of a piping to minimize swirl, asymmetric flow velocity distribution, and the like, the flowmeter calibration system can improve the flow calibration capability.

Description

에너지 손실을 줄이기 위한 유량계 교정 시스템 {Flow meter calibration system for reducing energy loss}Flow meter calibration system for reducing energy loss

본 발명은 에너지 손실을 줄이기 위한 유량계 교정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a flow meter calibration system for reducing energy loss.

유량계는 배관 내를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 장치이다. 산업 전반에 이용되고 있는 유량계는 누수량 측정, 펌프용량 점검, 유량의 비교 측정, 유량 밸런싱 작업 및 구역 유량계 점검 등의 목적으로 사용된다.A flow meter is a device that measures the flow rate of a fluid flowing in a pipe. Flowmeters used throughout the industry are used for the purpose of measuring leakage, checking pump capacity, comparing flow, balancing flow, and checking area flowmeters.

유량계는 산업 현장에 설치되기 전이나 사용 중에 문제 발생시 또는 일정기간(자체 교정 주기에 따르나 통상 1년 권고) 사용 후 유량계의 측정 정밀도가 일정한 범위 내에 있는 지의 여부를 검사받아야 하고, 검사에 의해 측정 정밀도가 일정 범위에 있지 않는 경우 교정되어야 한다.The flowmeter should be inspected whether the measurement accuracy of the flowmeter is within a certain range before being installed in an industrial site or when a problem occurs during use or after a certain period (according to the self-calibration cycle, but usually recommended for one year). If is not within a certain range, it should be corrected.

유량계 교정이란 공정관리 또는 요금 고지 등으로 사용되는 유량계의 신뢰성 확보를 위해 기준 유량계와 비교하여 어느 정도의 측정오차가 있는 지를 확인하고, 필요할 경우 보정을 통하여 요구하는 측정 정밀도를 유지시키는 작업이다. Flowmeter calibration is the task of checking how much measurement error there is compared to the reference flowmeter in order to secure the reliability of the flowmeter used for process control or billing, and, if necessary, maintaining the required measurement precision through calibration.

도 1은 종래의 유량계 교정 시스템을 도시하는 도면이다. 1 is a view showing a conventional flow meter calibration system.

종래의 유량계 교정 시스템(10)에서는 용량을 확장하고 다양한 유량범위에서 교정하기 위해 복수의 기준 유량계(22, 23, 24, 25)를 병렬로 연결하여 사용하였다. 이를 위해, 주 관로(11)에 제1 내지 제4 보조 관로(12, 13, 14, 15)를 병렬로 연결한다. In the conventional flowmeter calibration system 10, a plurality of reference flowmeters 22, 23, 24, 25 are connected in parallel to expand capacity and calibrate in various flow ranges. To this end, the first to fourth auxiliary conduits 12 , 13 , 14 and 15 are connected in parallel to the main conduit 11 .

그에 따라, 주 관로(11)와 연결되는 제1 내지 제4 보조 관로(12, 13, 14, 15)는 배관의 구조가 전체적으로 "T" 형상을 갖게 되고, 연결부에는 헤더(header), 티(Tee), 엘보, 밸브 등이 사용될 수 있다. Accordingly, the first to fourth auxiliary conduits (12, 13, 14, 15) connected to the main conduit 11 have a “T” shape as a whole, and a header, a tee ( Tee), elbows, valves, etc. can be used.

이러한 배관 부품들이 사용되면 스월(swirl), 비대칭 유속분포 등이 발생하게 되어, 유량측정 정확도에 크게 영향을 미치게 된다. 특히, 스월은 상당히 긴 거리를 지나도 감소가 잘되지 않는 특성이 있다. 여기서, 스월이란 불규칙한 수로나 장애물 등으로 어떤 중심 주위로 물입자들이 회전하는 운동으로 소용돌이와 같은 현상을 말한다.When these piping parts are used, swirl, asymmetric flow velocity distribution, etc. occur, which greatly affects the flow rate measurement accuracy. In particular, the swirl has a characteristic that it does not decrease well even after a fairly long distance. Here, the swirl refers to a phenomenon such as a vortex in which water particles rotate around a certain center due to irregular waterways or obstacles.

스월이나 비대칭 유속분포를 제거하기 위해서 유동조절기를 설치하고 있으나, 이러한 유동조절기 자체가 내부 유동을 방해하여 유속분포를 비대칭으로 하는 경우도 있다. 또한, 유동조절기에 의한 압력손실이 커서 최대 유량을 축소시키고, 송풍기나 펌프 등의 에너지 손실이 커지는 문제가 있다. A flow regulator is installed to remove swirl or asymmetric flow velocity distribution, but there are cases in which the flow regulator itself interferes with the internal flow to make the flow velocity distribution asymmetrical. In addition, there is a problem in that the pressure loss due to the flow regulator is large, the maximum flow is reduced, and the energy loss of the blower or the pump is increased.

이에 따라, 배관의 구조를 변경하여 스월, 비대칭 유속분포 등을 제거하여 유량교정 능력을 향상시킬 수 있는 유량계 교정 시스템이 필요하다.Accordingly, there is a need for a flow meter calibration system capable of improving the flow calibration capability by changing the structure of the pipe to remove swirl, asymmetric flow velocity distribution, and the like.

대한민국 등록특허 제10-1129659호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1129659

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 배관의 구조를 변경하여 스월, 비대칭 유속분포 등을 최소화하여 유량 교정 능력을 향상시킬 수 있는 유량계 교정 시스템을 제공하고자 함에 목적이 있다. Accordingly, the present invention was invented in consideration of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a flow meter calibration system capable of improving the flow rate calibration capability by changing the structure of the pipe to minimize swirl, asymmetric flow velocity distribution, and the like.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 유량계 교정 시스템은, 횡방향으로 연장되고 내부로 유체가 유동하는 주 관로; 상기 주 관로에 대해 병렬로 연결되고 횡방향으로 연장되는 복수의 보조 관로; 상기 주 관로와 상기 보조 관로를 연결하는 연결관로; 상기 보조 관로에 각각 설치되는 기준 유량계; 를 포함하고, 상기 연결관로는 상기 주 관로에 대해 소정의 각도를 이루도록 경사지게 연결된다. Flowmeter calibration system according to the present invention for implementing the object as described above, the main pipe extending in the transverse direction and the fluid flows therein; a plurality of auxiliary conduits connected in parallel to the main conduit and extending in the transverse direction; a connecting pipe connecting the main pipe and the auxiliary pipe; a reference flow meter installed in each of the auxiliary conduits; Including, the connecting pipe is connected to be inclined to form a predetermined angle with respect to the main pipe.

또한, 상기 각도는 10~50°이다. Also, the angle is 10 to 50°.

본 발명에 따르면, 배관의 구조를 변경하여 스월, 비대칭 유속분포 등을 최소화하여 유량 교정 능력을 향상시킬 수 있는 유량계 교정 시스템을 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a flowmeter calibration system capable of improving the flow rate calibration ability by changing the structure of the pipe to minimize swirl, asymmetric flow velocity distribution, and the like.

도 1은 종래의 유량계 교정 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 유량계 교정 시스템을 도시하는 도면이다. 1 is a view showing a conventional flow meter calibration system.
2 is a diagram showing a flow meter calibration system of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that only the same components are marked with the same reference numerals as much as possible even though they are displayed on different drawings.

도 2는 본 발명의 유량계 교정 시스템을 도시하는 도면이다. 2 is a diagram showing a flow meter calibration system of the present invention.

상기 유량계 교정 시스템(100)은 주 관로(110), 보조 관로(131, 132, 133, 134), 연결관로(121, 122), 기준 유량계(141, 142, 143, 144), 펌프(151, 152, 153, 154)를 포함한다. The flow meter calibration system 100 is the main pipe line 110, the auxiliary pipe line (131, 132, 133, 134), the connection pipe line (121, 122), the reference flow meter (141, 142, 143, 144), the pump (151, 152, 153, 154).

주 관로(110)는 횡방향으로 연장되고 내부로 유체가 유동한다. The main conduit 110 extends in the transverse direction and the fluid flows therein.

보조 관로(131, 132, 133, 134)는 주 관로(110)와 마찬가지로 횡방향으로 연장되고, 복수의 보조 관로(131, 132, 133, 134)가 연결관로(121, 122)를 통해 주 관로(110)에 대해 병렬로 연결된다. The auxiliary conduits (131, 132, 133, 134) extend in the transverse direction like the main conduit 110, and a plurality of auxiliary conduits (131, 132, 133, 134) are connected to the main conduit through the main conduit (121, 122). connected in parallel with respect to 110.

보조 관로(131, 132, 133, 134)는 제1 보조 관로(131), 제2 보조 관로(132), 제3 보조 관로(133), 제4 보조 관로(134)를 포함한다. 제1 내지 제3 보조 관로(131, 132, 133)는 연결관로(121, 122)를 통해 주 관로(110)에 연결되고, 제4 보조 관로(134)는 연결관로(121, 122) 없이 주 관로(110)에 직접 연결될 수 있다. The auxiliary conduits 131 , 132 , 133 and 134 include a first auxiliary conduit 131 , a second auxiliary conduit 132 , a third auxiliary conduit 133 , and a fourth auxiliary conduit 134 . The first to third auxiliary conduits (131, 132, 133) are connected to the main conduit 110 through the connecting conduits (121, 122), and the fourth auxiliary conduit 134 is the main conduit without the connecting conduits (121, 122). It may be directly connected to the conduit 110 .

연결관로(121, 122)는 주 관로(110)와 보조 관로(131, 132, 133)를 연결한다. 연결관로(121, 122)는 주 관로(110)에 대해 소정의 각도를 이루도록 경사지게 연결된다. 연결관로(121, 122)는 제1 및 제2 보조 관로(131, 132)와 연결되는 제1 연결관로(121)와, 제3 보조 관로(133)와 연결되는 제2 연결관로(122)를 포함할 수 있다. The connecting pipes 121 and 122 connect the main pipe 110 and the auxiliary pipes 131 , 132 , 133 . The connecting pipes 121 and 122 are connected to be inclined to form a predetermined angle with respect to the main pipe 110 . The connecting pipe lines 121 and 122 include a first connecting pipe 121 connected to the first and second auxiliary conduits 131 and 132 and a second connecting pipe 122 connected to the third auxiliary conduit 133 . may include

연결관로(121, 122)는 종래의 헤더 연결부의 "T" 형태를 "Y" 형태의 배관 구조로 변경한다. 연결관로(121, 122)는 주 관로(110)와 소정의 각도를 이루도록 경사지게 연결하여, 스월과 비대칭 유속분포를 최소화한다. 연결관로(121, 122)가 주 관로(110)와 이루는 각도는 10~50°가 바람직하다. The connection pipe lines 121 and 122 change the "T" shape of the conventional header connection part to a "Y" shape pipe structure. The connecting pipe lines 121 and 122 are connected to the main pipe line 110 and inclined to form a predetermined angle, thereby minimizing swirl and asymmetric flow velocity distribution. The angle between the connecting pipe lines 121 and 122 and the main pipe line 110 is preferably 10 to 50°.

기준 유량계(141, 142, 143, 144)는 보조 관로(131, 132, 133, 134)에 각각 설치된다. Reference flowmeters (141, 142, 143, 144) are respectively installed in the auxiliary pipe (131, 132, 133, 134).

펌프(151, 152, 153, 154)는 보조 관로(131, 132, 133, 134)에 각각 설치되어, 유체가 기준 유량계(141, 142, 143, 144)를 통해 유동할 수 있도록 압력을 제공한다. 예를 들어, 제1 펌프(151)는 유량 420 ㎥/h 55 kW, 제2 펌프(152)는 유량 240 ㎥/h 37 kW, 제3 펌프(153)는 유량 60 ㎥/h 11 kW 펌프 3, 제4 펌프(154)는 유량 12 ㎥/h 3.7 kW 로 구성될 수 있다.Pumps 151 , 152 , 153 , and 154 are respectively installed in auxiliary conduits 131 , 132 , 133 , 134 to provide pressure so that the fluid can flow through the reference flowmeters 141 , 142 , 143 , 144 . . For example, the first pump 151 has a flow rate of 420 m 3 /h 55 kW, the second pump 152 has a flow rate of 240 m 3 /h 37 kW, and the third pump 153 has a flow rate of 60 m 3 /h 11 kW Pump 3 , the fourth pump 154 may be configured with a flow rate of 12 m 3 /h 3.7 kW.

스월과 비대칭 유속분포는 엘보, 밸브, 티 등 유로를 변경할 때 발생하며, 이때 압력손실도 발생한다. 펌프나 기준유량계를 병렬로 연결할 때 유로의 변경을 최소화하는 방법은 도 2와 같이 주 관로(110)에 경사지게 연결관로(121, 122)를 통해 보조 관로(131, 132, 133, 134)를 연결하는 것이다. Swirl and asymmetric flow velocity distribution occur when changing flow paths such as elbows, valves, and tees, and pressure loss also occurs at this time. The method of minimizing the change of the flow path when connecting the pump or the reference flow meter in parallel is to connect the auxiliary pipes 131, 132, 133, 134 through the connecting pipes 121 and 122 inclined to the main pipe 110 as shown in FIG. will do

연결각도(Φ)가 90°이면 엘보, 헤더 연결이 되고, 0°는 수평이 되어 연결을 할 수 없다. 기준 유량계를 설치할 수 있는 최소각도(배관 간격)를 고려해야 한다. 연결각도를 변화시키면서 스월 각도, 비대칭 유속분포를 시험을 통해서 최적의 연결각도를 도출한다. 실험 결과, 최적의 연결각도는 10~50°인 것으로 확인되었다. If the connection angle (Φ) is 90°, the elbow and header are connected, and 0° is horizontal and cannot be connected. The minimum angle (pipe spacing) at which the reference flowmeter can be installed must be considered. The optimal connection angle is derived by testing the swirl angle and asymmetric flow velocity distribution while changing the connection angle. As a result of the experiment, it was confirmed that the optimal connection angle was 10 to 50°.

펌프의 선택, 인버터 제어, 밸브 개폐는 PC에서 원격제어를 한다. 각 펌프에서 인버터의 주파수와 유량의 상관관계는 예비 실험을 수행하여 구한다. Pump selection, inverter control, and valve opening/closing are controlled remotely from a PC. The correlation between the frequency and flow rate of the inverter in each pump is obtained by performing a preliminary experiment.

유량계 교정 시스템의 용량은 100 ㎥/h에서 720 ㎥/h로 증가될 수 있으며, 직경 150 ~ 200 mm의 유량계를 교정할 수 있다. 유량계 교정에 필요한 수두를 유지하는 범위에서 바이패스 밸브를 구동하여 펌프에 입력되는 에너지를 절약할 수 있다. The capacity of the flowmeter calibration system can be increased from 100 m3/h to 720 m3/h, and it can calibrate a flowmeter with a diameter of 150 to 200 mm. Energy input to the pump can be saved by operating the bypass valve within the range that maintains the head required for flow meter calibration.

상술한 바와 같이, 본 발명의 유량계 교정 시스템(100)은 주 관로(110)에 경사지게 보조 관로(131, 132, 133, 134)를 연결하는 것과 같이 배관구조를 변경함으로써, 스월 현상을 감소시켜 유량 교정 능력을 향상시킬 수 있다.As described above, the flow meter calibration system 100 of the present invention by changing the piping structure such as connecting the auxiliary conduit (131, 132, 133, 134) inclined to the main conduit 110 to reduce the swirl phenomenon, the flow rate It can improve the proofreading ability.

또한, 이러한 유량계 교정 시스템(100)은 병렬 구조로 연결된 다수의 관로마다 유량계가 설치되어 다양한 유량범위에서 교정을 수행할 수 있다.In addition, the flow meter calibration system 100 is provided with a flow meter for each of a plurality of pipelines connected in a parallel structure to perform calibration in a variety of flow ranges.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It is obvious to those of ordinary skill in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be implemented with various modifications or variations without departing from the technical gist of the present invention. will be.

10 : 유량계 교정 시스템
11 : 주 관로
12, 13, 14, 15 : 보조 관로
22, 23, 24, 25 : 기준 유량계
100 : 유량계 교정 시스템
110 : 주 관로
121, 122 : 연결관로
131, 132, 133, 134 : 보조 관로
141, 142, 143, 144 : 기준 유량계
151, 152, 153, 154 : 펌프10: flow meter calibration system
11: main pipeline
12, 13, 14, 15: auxiliary pipe
22, 23, 24, 25: reference flow meter
100: flow meter calibration system
110: main pipeline
121, 122: connecting pipe
131, 132, 133, 134: auxiliary pipe
141, 142, 143, 144: reference flow meter
151, 152, 153, 154: pump

Claims (2)

유량계 교정 시스템에 있어서,
횡방향으로 연장되고 내부로 유체가 유동하는 주 관로;
상기 주 관로에 대해 병렬로 연결되고 횡방향으로 연장되는 복수의 보조 관로;
상기 주 관로와 상기 보조 관로를 연결하는 연결관로;
상기 보조 관로에 각각 설치되는 기준 유량계;
를 포함하고,
상기 연결관로는 상기 주 관로에 대해 소정의 각도를 이루도록 경사지게 연결되는 유량계 교정 시스템.A flow meter calibration system comprising:
a main conduit extending in the transverse direction and flowing therein;
a plurality of auxiliary conduits connected in parallel to the main conduit and extending in the transverse direction;
a connecting pipe connecting the main pipe and the auxiliary pipe;
a reference flow meter installed in each of the auxiliary conduits;
including,
The flow meter calibration system in which the connecting pipe is inclined to form a predetermined angle with respect to the main pipe. 제1항에 있어서,
상기 각도는 10~50°인 유량계 교정 시스템.The method of claim 1,
The angle is 10 to 50 ° flow meter calibration system.
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