KR900007292B1 - 소형 라인 와류 계기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

소형 라인 와류 계기

제1도는 본 발명에 따라 구성된 유량계의 사시도.

제2도는 제1도의 선 2-2를 따라 절취하여 도시한 수직 단면도.

제3도는 제1도의 선 3-3을 따라 절취하여 도시한 단면도.

제4도는 감지기 본체의 사시도.

제5도는 제2도의 선 5-5를 따라 절취하여 도시한 수평 단면도.

제6도는 제2도의 선 6-6을 따라 절취하여 도시한 수평 단면도.

제7도는 유량계에 사용된 밀봉 가스켓(gasket)의 평면도.

제8도는 제7도의 가스켓의 단면도.

제9도는 밀봉 압력이 인가된 후의 제7도 가스켓의 단면도.

본 발명의 배경

본 발명의 기술 분야

본 발명은 유체의 흐름을 측정하는 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게 말하자면, 본 발명은 파이프를 통해 액체 또는 가스가 흐르는 속도를 측정하는데 사용되는 와류-이탈 형(vortex-shedding type)의 장치에 관한 것이다.

종래 기술의 설명

오랫동안 와류는 유체가 비-유선형 장해물을 통해 흐를 때 발생하는 것으로 알려져 왔다. 또한 소정의 장치에 대하여 와류는 장해물의 대향 연부로부터 일정 간격으로 교대적으로 이탈함으로써 발생되며 이에 따라 대응하는 와류열(rows of vodices)를 형성한마는 것도 알려져 있는 사실이다, 이러한 와류는 유체의 흐름에 따라 이동하는 2개의 거의 평행한 일정 간격의 열로 구성되는 안정한 와류 공식인, 소위 본 카르만 "와류 길" (von korman "vortex street")을 형성한다.

본 카르만 와류 길에서, 한 열의 와류들은 동일한 열내의 연속적인 와류들 사이의 거리의 약 1/2만큼 다른 열의 와류들에 관련하여 어긋난다. 각각의 열내에서 연속걱인 와류들 사이의 간격은 소정의 흐름속도에 걸쳐서 거의 일정하므로, 와류 형성 빈도는 유체의 속도에 대응하여 비례한다. 그러므로, 와류 이탈 빈도를 감지함으로써 유체의 흐름 속도를 측정할 수 있다. 이러한 목적의 장치를 일컬어 종종 와류 계기(vortexmeter) 라 한다.

다년간 여러가지 헝태의 와류 계기가 시판되어 왔다.

이러한 계기들은 기본적으로 와류 압력 변화를 검출하기 위한 감지기와 함께 유동관내에 장착된 와류 이탈 본체를 포함한다. 통상적으로 와류 이탈 본체는 인임 유체가 접하게되는 무딘 표면(blunt surface)를 갖고 있다. 매우 성공적인 한 형태의 감지기는 와류 입력 번화를 검출하여 대응하는 전기 펄스를 발생시키기위해 압전 수정을 사용한다. 바람직하게는 이러한 수정은 가요성 금속 격막을 통해 압력 변화를 수신하는 밀봉된 오일 충전 공동내에 장착된다. 이러한 형태로서 특히 적합한 장치는 미합중국 특허 제4,085,614호[쿠란(Curran)등에게 허여됨]에 기술되어 있다.

상술한 쿠란등의 특허의 제6도에 도시된 압전 감지기는 통상적으로 유통관의 전체 직경을 수직으로 가로질러 연장되는 무딘 본체의 와류-이탈 표면의 바로 뒤에 배치된다. 이러한 구성은 상업적으로 크게 성공하였으나, 이것은 주로 예를 들어 직경이 2인치(5.08cm) 이상인 유동관을 가진 비교적 대형의 계기에 적합하다. 직경이 작은 유량계, 즉 직경이 약 1.5인치(3.81cm) 이하인 관을 가진 소형 라인 계기의 경우에는, 유동관의 외측에 감지기를 장착시키는 것이 바람직하다.

이미 유동관의 외측에 감지기의 최소한 일부분을 장착시키는 방법이 제안되어 왔다. 예를 들어, 상기 쿠란등의 특허의 제13도에서는, 압전 수정 소자가 유동관의 외측에 배치되어, 와류-이탈 본체의 내부에 있는 각각의 격막-밀봉 챔버(chamber)에 연결된 모세관 크기의 도관을 통해 압력 펄스를 수신한다. 그러나,이러한 장치는 특히 모세관 도관이 압력 펄스 신호를 지나치게 감소시키게 되어 고성능을 얻을 수 없으므로 완전히 만족스럽지는 못한 것으로 알려져 있다.

미합중국 특허 제3,722,273호에는 유도관의 외측에 배치된 감지기 소자를 갖고 있는 다른 형태의 와류 계기를 보여주고 있다. ·

열선(hot-wire)감지기 소자는 와류 이탈 본체의 내측에 형성된 잼버의 대향측에 연결된 소형 도관을 통해 유체 압력 신호를 수신한다. 이 일반적인 형태의 다른 감지기 구성은 미합중국 특허 제13,777,563호의 제16도 내지 제18도에 도시되어 있다. 그러나, 이 나중의 2개의 특허에 기술된 감지기 구성은 중대한 실질적인 단점을 안고 있으므로 본 발명에 의해 제기된 문제점들을 해결하는데에는 받아들일 수 없다.

본 발명의 요약

다음에 상세히 설명할 본 발명의 한 양호한 실시예에서는, T형 단면의 기다란 바아(bar)형태로된 와류-이탈 소자를 가진 소-직경 유동관을 포함하는 라인 크기의 와류 계기가 제공된다. 와류-이탈 바아는 유체의 흐름방향에 수직으로 장착되고, 그 단부들은 유동관의 벽과 일체로 형성된다. 와류 이탈기의 무딘 표면(즉,"T"의 상부)는 상류쪽에 접하고, 테일부분(tail segment)는 하류방향으로 연장된다.

와류-이탈 바아의 한 단부 부근에는. 바아의 테일부분의 대향 측면 주위에 대칭으로 배치원 2캐의 대형충격 포오트들(impu1se ports)를 형성하도록 유동관 벽에는 개구들이 형성되어 있다. 이 충격 포오트들은 단면이 거의 반원형으로 되어 있으며, 유동만의 벽과 일체로 외부 감지기 하우징내에 배치된 동일한 단면형태의 대응하는 챔버의 단부들을 정한다.

바아의 연부들로부터 이탈된 와류들은 유동관벽내의 충격 포오트들의 부근에서 강한 압력 펄스들을 발생시킨다. 이 펄스들은 충격 포오트들을 통해 전달되는네 큰 폭으로 감쇠되지 않고서 각각의 압력 챔버내로 보내진다.

이 2개의 압력 챔버들 사이에는 한 쌍의 가요성 격막이 끼워 맞추어진 감지기 본체가 장착되는데 이 각각의 격막은 챔버들 중의 어느 한 챔버에 노출된다. 이 격막들은 이 격막들에 인가된 자동 압력 신호에 응답하는 전기 신호를 발생시키도록 구성된 압전 수정을 보유하고 있는 밀봉된 오일 충전 캡슐의 일부분이다. 압전 수정은 유동관내에서의 와류 탈피에 대응하는 적절히 강한 전기 펄스를 발생시키기 위해 압력 챔버내에서의 와류에 의해 야기된 압력 변동에 응답하며 또한 광범위한 흐름 속도 및 상태에 걸쳐서 정확한 흐름 측정 신호를 발생시킬 수 있다.

출원 발명의 장치의 또 다른 장점은 보수하거나 대체할 경우에 외부 감지기 본체를 유량계로부터 용이하게 제거할 수 있다는 것이다. 계기 바이패스 루우프(meter by-passloop)를 사용함으로써, 현장에서 직접 외부 감지기 본체를 제거할 수 있다. 격막들은 공정 유체의 흐름으로부터 유효하게 격리되므로, 유체내의 입자들에 의해 부식되지 않는다. 이 출원 발명에서 기술되는 유량계는 액체 가스, 또는 증기 측정에 사용될수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 소형의 개량된 와류 계기를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 다양한 조건하에서도 정확한 측정을 할 수 있으며 저렴한 가격으로 제조될 수 있는 유량계를 제공하는 것이다. 본 발명의 그외는 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 양호한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 알 수 있을 것이다.

양호한 실시예의 설명

본 발명에 따른 유량계는 제1도에 사시도로서 도시되어 있다. 제2도 및 제3도를 참조하면, 유량계는 기본적으로 수직 와류-이탈 소자(12) 및 외부 감지기 하우징(14)와 일체로 주조된, 예를 들어 직경이 1인치(2.54cm)인 소-직경 유동관(10)을 포함한다. 와류-이탈 소자는 제5도에 점선으로 표시한 바와 같이 T형 단면을 가진 기다란 바아-형 부재이다. T의 상부는 인입 유체와 접하는 표면(16)을 형성한다. 즉, 바아의 나머지는 하류방향으로 연장되는 톄일부분(18)을 구성한다(이 형태의 와류-이탈 본체의 상세한 사항은 1978년 4월 25일자로 존 알. 쿠란 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,085,614호에 기술되어 있다).

유동관(10)은 그 단부들에 장착 플랜지들(20 및 22)를 갖고 있다. 이후에 상세하게 기술할 이 플랜지는 감시조정될 유체 흐름 시스템의 일부를 형성하는 대응 플랜지들(28 및 30)에 볼트(24) 및 가스켓(26)으로 고착시키기에 적합하다.

특히 제3도를 참조하면, 유동관(10)의 상부벽은 2개의 대형 충격 포오트를 형성하기 위해 와류-이탈 바아(12)의 상단부에 인접한 2개의 위치들(32,34)에서 개구들(openings)이 형성된다. 또한 제6도를 참조하면, 단면으로 볼 수 있듯이 이 애퍼츄어들은 동일한 면적을 차지하는 원형 형태로서 거의 반원형으로 되어있다. 이 부분들의 코드들(chord,36,38)의 상류부분은(제6도의 평면상에 들출된 바와 같은) 톄일부분(l8)의 각각의 측면을 따라 대칭으로 이 측면들에 평행하게 배치된다. 나머지 코드부분들은 테일부분의 단부를 넘어 하류쪽으로 약간 연장된다. 이 코드들은 인접하나 격설되어 있으며 유동관의 종축에 평행하게 연장된다. 양호한 실시예에서 이 부분 코드들은 길이가 약 5/8인치(1.59cm)이고 각각의 부분들의 높이는 약 3'16인치 (0.48cm)이다.

다시 제3도를 참조하면 충격 포오트들(32,34)는 유동관(10)으로부터 감지기 하우징(l4)내로 상향으로(수직으로) 충분한 거리만큼 연장되는 대응하는 한쌍의 압력 챔버들(40,42)의 저단부를 정한다. 이 압력 챔버들의 상단부는 밀봉된다. 바람직하게는 제5도에 도시된 바와 같이, 이 압력 챔버들의 단면 형태 크기는 이 경우에 대략 반원형 부분으로 된 충격 포오트들의 형태 및 크기와 동일하다.

압력 챔버들(40,42)사이에는 감지기 본체(44,제4도 참조)가 장착된다. 이 본체는 장방형 형태로 되어 있고, 압력 챔버들(40,42)와 각각 마주보는 가요성 금속 격막(46,48)이 끼워 맞추어져 있다. 이 격막들은 오일이 충전된 밀봉 공동을 제공하는 캡슐의 측벽을 형성한다. 압전 수정(도시하지 않음)은 격막들에 인가된 차등 압력 신호에 응답하는 전기 신호를 발생시키도록 이 공동내에 장작된다.

수직 바아-형 부재(12)를 지나는 유체의 흐름은 공지된 형태로 유체 흐름과 같이 이동하는, 균등한 간격으로 되었으나 엇갈린 일련의 와류들로된 2개의 평행 열로서 이탈된다. 이 와류들은 충격 포오트들(32,34)부근에 강한 압력 펄스들을 발생시키는 것으로 알려져 있다. 이러한 압력 펄스들은 포오트들을 통과하여,압력 챔버들(40,42)에 의해 정해진 막힌 단부(dead-end)지역으로 직접 전달되어 이제는 이 단부들로부터 차동 압력 펄스들로써 가요성 격막들(46,48)에 인가된다.

이 차동 압력 펄스들은 감지기 본체(44)내의 압전 수정에 인가되는데, 이 수정은 이에 따라 대응하는 전기 신호들을 발생시킨다. 이 전기 신호들은 상기 쿠란등의 특허에 기술된 바와 같이 수정의 측벽상에 종래기술에 따라 설치된 전극들에 의해 수신되어 감지기로부터 동축케이블(50)으로 보내진다. 이 동측케이블은 적절한 전기 신호 조정 회로(도시하지 않음)에 이어지는데 이 조정회로는 산업적인 공정 계기 시스템에 사용하기에 적합한 측정 신호를 발생시키는 공지의 방식으로 작용한다.

압전 수정에 의해 발생된 신호들은 매우 강하고, 비교적 확대되어 있으며, 특히 크기가 작은 여러가지 유량계 요소들을 갖고 있다. 이러한 강한 신호들은 강한 압력 펄스들이 격막들(46,48)에서 발생된다는 사실로인해 생긴다. 거슬러 올라가면 이것은 부분적으로 단면 영역이 큰 충격 포오트를(32,34)을 제공함으로써 생기게 되며 또한 압력 챔버들(40,42)을 위해 이에 대응하는 단면적을 사용함으로써 생기다. 더 개량을 할 때에 영향을 받는 요소는 충격 포오트들과 격막들(46,48)사이에 매우 짧은 거리를 제공해야 하는 설계상의 특성이다. 양호한 실시예에서, 충격 포오트들과 감지기 본체(44)의 저부 사이의 공간은 가능한 한 작게된다. 예를 들어, 유동관벽 스트림(52)의 두께는 겨우 약 0.1인치(0.254cm)정도가 되어야 한다.

다시 제5도를 참조하면, 감지기 하우징(14)는 리세스(reces; 53)과 함께 주조시에 형성되는데, 이 리세스는 일반적으로 단면이 원형으로 되어 있으나 감지기 본체(44)가 끼워지는 중첩된 장방형부분을 포함한다. 이 감지기 본체는 차동 압력 펄스를 감지하고 대응하는 전기 신호 펄스를 발생시키는데 필요한 구성부품을 모두 갖고 있는 자립 장치(self-contained unit)이다. 출원 발명의 유량계 구조의 중요한 장점은 감지기 본체가 파이프의 외부에 설치되므로 보수 및 수선 작업을 할 경우 감지기 본체를 용이하계 제거할 수있다는 것이다.

또한 제4도를 참조하면, 감지기 본채는 2개의 측연부 및 저연부를 따라 형성되고 홈(54)는 U형 가스챗(56)을 보유한다. 이 가스킷은 2개의 압력 참버(40,42)가 유효하게 상호간에 압력으로부터 분리되게 하므로, 감지기 본체의 연부 주위에서의 누출로 인해 압력 펄스 세기가 손실되는 것을 방지시킨다.

감지기 본체(44)의 상부에는 계단식 맞춤부재(60)을 보유하고 있는 둥근 밀봉판(58)이 고착된다. 강성 관(62)는 압전 수정으로부터 나온 전기 신호를 동축케이블(50)으로 보내는데 사용되는 접속 소자(도시하지 않음)를 보호하도록 이 맞춤부재에 용접된다. 원형 즉, 링형태의 가스켓(70,제3도)는 둥근 판(58)과 감지기 하우징(14)의 상부 밀봉묘면(72)사이에 배치된다. 장방형 장착판(74)는 둥근 판(58)의 상부에 볼트로 창착되는데, 이렇게 장착함으로써 밀봉 도면(72)에 대하여 둥근 판(58)과 이것의 가스켓(70)을 상당한 힘으로 누르게 되고 또한 압력 챔버들(40,42)의 상단부에서 공정 유체를 적절히 밀봉하게 된다. 이 판(74)는 또한 유량계(도시하지 않음)의 전자 구성 부품을 지지하도록 장착판(76)을 보유한다.

가스켓(70)은 매우 효율적으로 밀봉을 하기 위해서 제7도 및 제8도에 도시한 바와 같이 구성하는 것이 바람직하다. 이 가스켓은 예를 들어 강철과 같은 금속으로 제조되며 가스켓의 상부 및 저부 표면에는 깊이가 0.0l2 내지 0.08인치(약 0.03cm 내지 0.20cm)이고, 양호하게는 0.015인치(약 0.04cm)인 개개의 원헝V형 홈들(78)으로 형성된 톱니가 있다. 가스켓의 상부 및 저부 표면(즉,V홈들)은 예를 들어 홈 깊이의20% 이하의 두꼐로, 양호하게는 본 발명의 실시예에서 약 0.001 내지 0.002인치(0.003cm 내지 0.005cm)의 두께로된 매우 얇은 테프론(Teflon) 피막(80)으로 덮혀 있다.

밀봉 힘이 장착 판(74)에 의해 인가될때, V홈들(78)의 예리한 연부를 가진 예리한 상부 지짐들은 접하게되는 금속 표면측으로 물리게된다. 충분한 힘을 인가항으로써, V홈들의 첨단부는 제9도에 참조번호(82)로 도시한 바와 같이 약간 뭉그러지게 된다. 예를 들어,0.0l5인치(약 0.038cm)의 원래의 홈 깊이는 0.012인치(약 0.030cm) 이하로 감소될 수 있다.

이러한 뭉그러지는 작용에 의하여, 테프론 괴막(80)은 V홈의 나머지 여분의 부분속으로 다소 재분포되게된다. 접하는 표면에 방사상의 할킨자국 또는 공구자국(84)와 같은 방사상 결함부분이 있으면, 예리한 홈상부상의 테프론은 이러한 결함부분 속으로 연장되므로[참조번호(86)으로 도시한 바와 같이] 인접한 금속부분과 맞물리게 된다. 방사상 균열이나 틈에 의한 이러한 밀봉으로 인해 압력 잼버들(40,42)로부터 공정 유체가 외부로 누출되는 것을 효율적으로 방지한다.

가스켓용의 금속은 공정 유체와의 적합성에 맞추어 선택될 수 있다. 다수의 회선(기술한 실시예에서는 5회선)은 밀봉을 향상시키도록 다수의 분리 장벽을 제공한다. 테프론 플라스틱은 거의 모든 화학제품 및 솔벤트에 대해 저항력이 있기때문에 양호하다. 본 발명에 따른 가스켓은 실온에서 뿐만 아니라 종래의 가스켓으로는 실행할 수 없었던 2300 psi에서의 온도 사이클링[50°-400°(10°-204℃)사이]후에도 효을적으로 밀봉을 할 수 있다.

이 가스켓 구조로서 특히 플라스틱 피막(양호하게는 테프론)이 특히 유리한것은 가스켓을 처음에 설치할때 공구자국 또는 부적합한 취급에 의해 생긴 표면 결함부분을 밀봉시킬 수 있다는 점이다. V홈 회선은 밀봉 압력이 인가된 후에 인접부분들의 밀봉 표면을 손상시키지 않는다.

소정 형태의 공정 유체를 축정할때에는, 공정 유체가 부식등에 대하여 저항력이 높은 하스텔로이(hastel1oy)금속과만 접촉하게 하는 것이 중요하다. 지금까지는 이 목적을 위해서, 계량 유동관 및 이의 단부 플랜지는 모두 하스텔로이로 형성되었다. 그러나, 이 방법은 하스텔로이가 매우 비싸기 때문에 완전히 만족스럽지가 못했다. 이 문제는 본 발명의 다른 형태에 의해 해결된다.

제1도 및 제2도를 참조하여 더욱 상세하게 말하자면, 이 실시예에서, 유동관(10)은 하스텔로이로 형성되나, 주 플랜지 본체[90,즉,볼트(24)가 관통하는 부분]은 하스텔로이 보다 값싼 강철이나 그외의 다른 재질로 형성된다. 부식 방지라는 요건에 부합하도록, 하스텔로이로된 원형 링 또는 밴드(92)는 주 플랜지 본체의 외단부와 유동관에 용접된다. 이 하스텔로이 링 표면은 유동관의 개구를 둘러싸고, 제2도에 도시한바와 같이 유동관의 단부와 약간 증첩된다. 그러므로, 공정 유체는 하스텔로이하고만 접촉하게 되지만 각각의 플랜지는 대부분 비교적 저렴한 재료로 형성되기 때문에 경비가 크게 절약된다. 도시한 특정한 구조에서, 하스텔로이 링은 플랜지의 승강 표면을 형성하고, 감시조정될 유체 흐름 시스템의 하스텔로이 플랜지(28,30)의 대응하게 승강된 표면과 정합한다.

따라서, 지금까지 기술한 유량계는 중요한 장점들을 포괄하고 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 유량계는 거의 선형 출력 특성으로 인해 정확한 흐름 측정을 제공한다. 감지기 본체는 그 크기를 변형시키지 않고서도 일정한 범위의 라인 크기, 예를 들어 직경이 1 또는 1.5인치(2.54 또는 3.81cm)인 유동판에대해 적절한 어느 한 크기의 감지기 본체를 용이하게 사용할 수 있다. 감지기 본체 격막들에 근접한 대형충격 포오트들은 압력 펄스를 강하게 유지되도록 하며, 기포등이 포오트 또는 이에 관련된 압력 챔버들내에믈어오게 되는 경우에 신속하게 자체-추방시킨다. 감지기 소자들에 의해 발생된 신호들의 세기는 적절히 강하므로 최종 측정 출력 신호를 발생시키는데 종래의 전자 기술을 사용할 수 있게 된다.

출원 발명의 와류 유량계에서 와류 감지기는 유체가 흐르는 파이프의 외부에 배치된다. 이와 같은 형태의계기에서, 감지기 본체(4)는 이를 보흐하는 격막들(46,48)을 구비하고 있으며 또한 외부 하우징(14)에 배치되므로 격막들을 보수하거나 대체하는 것과 같은 현장 작업에서 중요한 부품들을 취급하기가 용이하다.

또한 출원 발명에 의하면 와류 이탈기를 지나게 되는 내부 통로의 단면적에 따른 문제를 해결하게 된다. 즉, 소형의 라인(파이프)에 사용하는 종래의 와류 이탈기는 이와류 이탈기 자체가 라인의 크기가 작음에 따라 작아야 하는데, 물론 이에 따라 이탈기의 내부 통로는 상당한 정도로 더 작아야 한다. 출원 발명에 의하면 와류 이탈기의 대향 측면들상에 라인(파이프)의 벽을 관통하는 콘 면적의 충격 포오트들을 제공함으로써 이러한 문제점이 해결된다. 이러한 구성에서 와류 압력은 파이프 벽을 통해 직접적으로 큰 단면적의 도관에 의해 감지기 챔버에 전달이 된다. 따라서, 압력 펄스들이 감지기에 도달할 때까지 이 압력 펄스들의 거의 감쇠되지 않게 된다. 이 개구들은 파이프 벽의 상부상에 외부 하우징에 바로 인접하여 위치되므로 감지기까지의 거리가 매우 짧게되므로 역시 감쇠가 일어나는 것을 줄이게 된다. 또한, 감지기 잼버의 단면적도 크기 때문에 이로 인해서도 역시 감쇠가 일어나는 것을 감소시킨다.

충격 포오트들과 감지기 챔버들 모두에 대한 단면적이 크기때문에 특정 물절에 의한 막힘이나 역류가 없게된다. 더우기, 공기나 가스 거품이 포오트나 챔버내에 형성되면 이 포오트내의 잼버를 지나 흐르는 유체의 운동이 거품들을 역류시키게 되는데, 출원 발명에 의하면 이러한 문제가 제거된다.

그리고 출원 발명에서는 와류 이탈기를 지나는 내부 통로를 이용하는 대신 충격 포오트들을 파이프(라인)벽을 관통하여 형성시킴으로써 외부 와류 감지기와 통하게 되는 도관의 단면적을 상당한 정도로 증가시킬수 있다.

지금까지 본 발명의 양흐한 실시예에 대해 기술하였으나, 이것은 단지 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 분야에 숙련된 기술자들은 본 발명을 여러가지로 수정 및 변형시킬 수 있다.

Claims (26)

1. 유체의 흐름 속도에 대응하는 속도로 와류를 발생시키도록 와류-이탈 소자(12)를 갖고 있는 유동관(10), 이 유동관과 일체로 되고 한쌍의 압력 챔버들(40,42)가 형성되어 있는 외부 하우징(14), 와류에 의해 발생된 차동 압력 변동을 수신하도록 배치된 한 쌍의 평행한 대형 임펄스 포오트들(32,34)를 형성하기 위해 상기 와류-이탈 소자(12)에 인접하여 개구들이 헝성되는 상기 유동관(10)의 벽, 각각의 상기 압력 챔버들(40,42)와 직접 통하고 또한 감쇠가 최소한으로 일어나도록 하면서 상기 압력 잼버들내로 와류 압력 에너지를 전달하는 상기 충격 포오트들(32,34), 상기 차동 압력 변동에 응답하고 액체가 충전된 밀봉 공동의 일부를 형성하는 상기 외부 하우징내의 격막 장치들(46,48), 및 이 격막 장치들을 통해 전달된 압력 변동에 응답하여 대응하는 흐름 측정 신호를 발생시키도록 동작할 수 있는 감지기 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량계 장치.
2. 제1항에 있어서, 내부에 상기 감지기 소자를 갖고 있고 상기 격막장치(46,48)이 벽을 형성하며 상기압력 챔버들(40,42)사이에 배치된 감지기 본체(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 외부 하우징(14)가 외부 표면으로부터 상기 유동관(10)을 향한 방향으로 연장되고 상기 감지기 본체(44)를 내부에 삽입 및 이 내부로부터 제거하는 것을 용이하게 이루어지도록 형성된 리세스(53)을 갖고 있되 또한 이 리세스는 상기 감지기 본체의 대향측면들 상에 압력 챔버들(40,42)를 제공하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 와류-이탈 소자(12)가 상기 유동관을 가로질러 연장되는 바아-형 부재이고, 상기 외부 하우징(14)가 와류-이탈 소자의 한 단부에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 와류-이탈 소자(12)가 유체의 흐름과 평행한 방향으로 연장되는 부분을 포함하고, 상기 충격 포오트들(32,34)가 와류-이탈 소자의 상기 부분의 대향측면들상에 배치된 것을 특징으로하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 와류-이탈 소자가(12)가 인입 유체와 접하는 무딘부분(16)을 포함하고, 상기 연장부분이 상기 무딘부분과 일체로된 테일부분(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 압력 챔버들(40,42)의 단면 지역의 크기 및 형태가 상기 충격 포오트들(32,34)에 의해 형성된 상기 개구들에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 충격 포오트들(32,34)에 의해 형성된 상기 개구들이 거의 반원형이고, 직경축과 등가인 상기 반원형의 평행 코드들(36,38)이 서로 인접하나 격설되어 배치되어 상기 유동관(10)의 종축에 평행한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 와류-이탈 소자(12)의 한 단부가 돌출부분을 갗고 있고, 상기 한 단부에 인접한 상기 유동관(10)의 벽상에서 이 돌출부분이 상기 평행 고드들(36,38)사이에 배치되는 것을 특징으로하는 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 한 단부가 인입 유체와 접하는 무딘부분으로부터 하류방향으로 연장된 테일부분(18)인 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제8항에 있어서, 상기 압력 챔버들(40,42)의 단면 지역이 상기 충격 포오트들(32,34)의 개구들의 형태와 정합하는 반원형인 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 압력 챔버들(40,42)가 상기 유동관으로부터 상기 외부 하우징(14)내로 연장되는 방향으로 길게 형성되고, 이 방향에서 상기 압력 챔버들의 축들이 서로 평행하며 상기 유동관(10)을 통과하는 유체의 흐름 방향에 수직인 것을 특징으로 하는 장치.
13. 유세의 흐름 속도에 대응하는 속도로 와류를 발생시키도록 와류-이탈 소자(12)를 갖고 있는 유동관(10), 이 유동관과 일체로 된 외부 감지기 하우징(14)로서 이 외부 감지기 하우징은 개구와 항께 형성된 외부 밀봉 표면(72)를 가지되 상기 캐구는 상기 의부 밀봉 표면으로부터 상기 유동관(10)으로 연장되어 감지기 리세스(53)을 정하며 또한 이 외부 감지기 하우징은 상기 감지기 리세스내로 와류 압력 변동을 전달하도록 상기 유동관의 내부와 통하는 외부 강지기 하우징(14). 상기 감지기 리세스의 중앙 지역으로 연장되는 제거 가능한 자립-감지기 본체(44)로서 상기 감지기 리세스의 나머지 부분은 상기 감지기 본체(44)의 대향측면들 상에서 압력 챔버들(40,42)를 정하는 제거 가능한 자립 감지기 본체(44), 이 감지기 본체(44)내의 감지기 소자에 상기 압력 변동을 전달하여 대응하는 흐름 신호를 발생시키도록 상기 갑지기 본체(44)의 상기 대향 측면들상에 있는 한쌍의 격막들(46,48), 및 상기 감지기 본체의 외단부와 상기 밀봉 표면 사이에 유체를 밀착시켜 밀봉을 제공하기 위한 수단(58,70,74)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량계 장치.
14. 제l3항에 있어서, 상기 감지기 본체(44)가 장방형으로 형성되고 2개의 측연부 및 저연부를 따라 형성되는 홈(54)를 형성하고 있으며, 상기 홈내에 보유되는 가스켓(56)이 상기 압력 챔버들(40,42)사이를 분리키고, 상기 감지기 본체를 보수 또는 교체시에 용이하게 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제13항에 있어서, 상기 밀봉 수단(58,70,74)가 상기 감지기 본체의 외단부에 고착되고 상기 밀봉 표면(72)의 상부에서 상기 감지기 리세스를 지나 측방향으로 연장되는 밀봉면(58), 이 밀봉판과 상기 밀봉 표면 사이의 밀봉 가스켓(70), 및 이 가스켓에서 유체를 밀착시켜 밀봉을 하도록 상기 밀봉판에 힘을 인가하는 장치(74)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 가스켓(70)이 링형으로 되어 있고 이 가스켓의 상부 및 저부 표면상에는 V형 홈들의 톱니가 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 가스켓이 금속으로 형성되고, 얇은 플라스틱 재료로 이 가스켓의 상기 상부 및 저부 표면을 피복하는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 소정 압력하에 밀봉되기에 적합한 가스켓에 있어서, 상부 및 표면상에서 밴드의 둘레를 따라 연장되는 다수의 V형 홈들(78)로 톱니가 형성된 원형 금속 벤트, 및 상기 상부 및 저부 표면을 덮고있는 얇은 플라스틱 피막(80)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스켓.
19. 제18항에 있어서 상기 피막(80)의 두꼐가 상기 V형 홈들의 깊이의 20% 이하인 것을 특징으로 하는 가스켓.
20. 제19항에 있어서, 상기 플라스틱이 테프론인 것을 특징으로 하는 가스켓.
21. 제18항에 있어서, 상기 V형 홈들(78)의 깊이가 0.012 내지 0.018인치(0.03 내지 0.05cm)인 것을 특징으로 하는 가스켓.
22. 2개의 표면들 사이에 밀봉부를 형성하는 방법에 있어서, 다수의 V형 홈들(78)의 톱니가 형성되고 얇은 플라스틱 피막(80)으로 덮여있는 상부 및 저부 표면을 갖고 있는 원형 금속 밴드 형태의 가스켓(70)을 상기 2개의 표면들 사이에 배치시키는 단계, 및 상기 V형 홈들의 깊이를 감소시키도록 이 V형 홈들의 첨단부를 뭉그러뜨리기에 충분한 밀봉 압력을 상기 2개의 표면들에 인가하는 단계를 포함할 것을 특징으로하는 밀봉방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 2개의 표면들 중의 한 표면에 있는 균열이나 틈으로 상기 플라스틱 피막(80)을 밀어넣기에 충분한 밀봉 압력을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 플라스틱이 테프론인 것을 특징으로 하는 방법.
25. 유체 흐름 시스템의 라인들 상의 플랜지들에 각각 결합되기에 적합한 양단부에 플랜지들을 가진 유동관(10)을 갖고 있는 형태의 유량계 장치에 있어서, 하스텔로이로 형성된 상기 유동관(10), 이 하스텔로 이유동관을 둘러싸고 있고 비-하스텔로이 재질로 형성된 유동판 플랜지들(20,22), 및 이 유동관 플랜지들의 외단부들에 고착되고 이 유동관의 개구를 둘러싸고 있으며 상기 유동관 플랜지들을 통해 연장되는 상기 유동관의 하스텔로 이 재질과 일체로 된 하스텔로이 재질의 제1 및 제2링형 밴드(92)로 구성되고, 이 하스텔로이 밴드들이 상기 유동관(10)을 통과하는 유체가 하스텔로이 재질과만 접촉하도록 상기 유체 흐름 시스템의 하스텔로이 플랜지와 결합하도록 배열되어 상기 유체 흐름 시스템 하스텔로이 플랜지와 결합하도록 배열되어 상기 유동관에 하스텔로이 플랜지를 제공함으로써 발생되는 경비를 제거시키는 것을 특징으로 하는 유량계 장치.
26. 제25항에 있어서, 상기 하스텔로이의 밴드가 각각의 비-하스텔로이 플랜지를 약간 넘어 연장되는 승강 표면들을 형성하고, 승강된 밴드가 상기 유체 흐릅 시스템의 하스텔로이 플랜지를상의 대응하게 승강된 표면들과 결합하도록 작용하는 것을 특징으로 하는 장치.

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