KR20110002132A - 터빈 유량계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래 터빈 유량계가 지닌 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배관 내부에 장착되어 배관 내부를 따라 흐르는 유체의 유량을 감지하는 임펠러를 지지하는 브라켓을 임펠러의 전면에만 구성하되, 상기 브라켓의 전면부에 호형의 경사편을 더 연장형성하여 유체의 흐름이 직선상이 아닌 원활한 곡률을 이루면서 흐르도록 자연스럽게 유도하여 브라켓에 이물질이 끼이는 것을 방지할 뿐만 아니라, 후면측에 브라켓을 구성하지 않음에 따라 후면브라켓에 이물질이 끼이는 문제점을 해결하며, 또한 브라켓에 축설되는 축의 양측 외면에 각각 2개의 베어링을 내삽하고 2개의 베어링에 의해 지지회전되는 회전하우징의 외면에 임펠러를 형성함으로써, 회전하우징에 의해 회전되는 임펠러의 회전이 원활하게 이루어지도록 하여 유체의 흐름을 용이하도록 한 터빈 유량계를 제공하고자 한다.

이를 위해 본 발명은, 유체가 흐르는 배관의 내부에 장착되어 흐르는 유체의 유량을 측정하는 터빈 유량계에 있어서, 배관(101)의 내부에 장착되고 전면에 호형의 경사편(11)이 연장형성되며 상면에 축설홈(12)이 형성된 지지편(13)이 하단 내측에서 중앙측으로 입설된 지지브라켓(10)과; 상기 지지브라켓(10)에 일측이 끼워져 축설되는 지지축(20)과; 상기 지지축(20)의 외면에 끼워져 회전되는 회전하우징(30)과; 상기 회전하우징(30)의 외면에 끼워져 흐르는 유체의 유속에 의해 회전되고 외면에 페라이트(41)가 결합되는 임펠러(40)와; 상기 임펠러(40)의 회전에 의해 회전되는 페라이트(41)의 회전수를 감지하는 센서(50)가 포함되어 이루어진다.

또한, 상기 지지축(20)의 외면에 끼워지는 상기 회전하우징(30)의 양측에는 회전하우징(30)과 임펠러(40)의 회전이 원활하게 이루어지도록 제1베어링(60)과 제2베어링(60a)이 더 끼움결합된다.

유량계, 터빈 유량계, 임펠러

Description

터빈 유량계{TURBINE FLOW METER}

본 발명은 터빈 유량계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배관의 내부에 장착되어 흐르는 유체의 유량을 감지하는 유량계 임펠러를 지지하는 브라켓의 전면에 호형의 경사편을 더 형성하여 유체의 흐름을 자연스럽게 유도할 뿐만 아니라, 지지브라켓을 임펠러의 전면측에만 구성하여 임펠러의 회전이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 터빈 유량계에 관한 것이다.

일반적으로, 터빈 유량계는 반도체장치의 온도조절을 위한 쿨링장비의 수냉라인이나 각 가정이나 기타 사용처에서 사용하는 유체의 사용량을 정확하게 계량하도록 하는 것으로, 이는 배관의 소정 위치에 장착되어 배관을 통과하는 유체의 유속에 따른 양을 숫자로 디스플레이 하도록 하는 것이며, 이러한 터빈 유량계는 그 구조에 따라 여러 종류가 다양하게 알려져 실제로 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래 터빈 유량계를 나타낸 구성도로서, 도시된 바와 같이 배관(1)의 내부에 장착되는 임펠러(2)와, 상기 임펠러(2)를 전면과 후면에서 각각 지지하는 전면브라켓(3) 및 후면브라켓(4)과, 임펠러(2)에 장착되는 자석(5)과, 상기 임펠러(2)의 회전에 의해 회전되는 자석(5)의 회전수를 감지하는 센서(6)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 터빈 유량계는, 상기 배관(1)의 내부를 따라 흐르는 유체에 의해 임펠러(2)와 임펠러(2)에 장착된 자석(5)이 회전하면서 자석(5)의 회전수를 감지하는 센서(6)를 통해 유량을 외부에서 확인하도록 하고 있다.

그러나, 이러한 종래 터빈 유량계는, 배관(1)의 내부를 따라 흐르는 유체가 직선상으로 흐르기 때문에, 임펠러(2)가 회전할 때 같이 회전되는 자석(5)에 유체에 함유되어 있는 철가루와 같은 철성분이 그대로 붙게 되는 현상이 발생되고, 이와 같이 철가루가 자석(5)에 붙을 경우 임펠러(2)의 무게가 가중될 수 밖에는 없으며, 이에 따라 임펠러(2)의 회전속도가 저하되거나 멈추는 문제점이 있다.

또한, 임펠러(2)의 회전속도가 저하되면 정밀한 유체의 유량을 측정할 수 없어 유체의 유량을 제대로 파악할 수 없는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 종래 터빈 유량계의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 임펠러(2)를 지지하는 브라켓(3)(4)이 전면과 후면에 각각 구성되어 있음에 따라, 후면브라켓(4)측에 유체와 함께 흐르는 이물질이 달라붙게 되고 이물질이 달라붙음에 따라 유체의 흐름을 간섭하게 되어 유체의 흐름이 원활하지 못하는 문제점이 있다.

더욱이, 후면브라켓(4)측에 이물질이 달라붙으면 후면브라켓(4)에 축설된 임펠러(2) 축의 회전에 간섭을 받게 되어 이 또한 임펠러의 회전을 저하시키는 또 다른 문제점이 있다.

이와 같이 유체의 흐름이 원활하지 않으면, 반도체장비의 열을 냉각시키는 쿨링장치 전체의 작동에 불량률을 가져오게 되고, 반도체장비의 쿨링이 제대로 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.

종래 기술의 터빈 유량계를 살펴보면, 특허출원 제10-2001-0016239호인 터빈 유량계가 안출된 바 있으며, 이는 배관 내부를 흐르는 유체의 유량을 계측하여 검출된 신호를 연산하는 연산수단 및 상기 연산수단에서 연산된 유량을 가시적으로 표시하는 표시수단을 포함하는 터빈 유량계에 있어서, 양단부에 접속부부가 형성되고, 내경이 상기 배관의 내경과 동일하게 형성된 양단 개구 형상의 유량계 본체와, 외주면에 상기 유체의 유입 방향에 대해 일정한 각도 경사지게 다수개의 블레이드를 구비하여 상기 유량계 본체의 내부에 배치되는 회전체와, 상기 회전체의 전ㆍ후에 해당되는 상기 유량계 본체의 내부에 배치되어 회전축을 매개로 하여 상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 전ㆍ후 고정체와, 상기 전ㆍ후 고정체의 외주면에 방사상으로 일정한 간격을 두고 다수개 설치되어 상기 유량계 본체의 내면에 고정되는 서포터와, 상기 회전체 각각의 블레이드 양측단부중 유체의 유입 방향에 대응되는 단부에 설치되는 영구자석과, 상기 블레이드에 근접되도록 상기 유량계 본체에 설치되어 상기 영구자석을 센싱하여서 된 신호를 상기 연산수단으로 출력하는 MR센서로 구성되어 있다.

따라서, 유체가 유동할때 유로관의 구조물로 인한 유속 변동을 최소화하여 캐비테이션 현상에 의한 유량계의 손상을 방지하고, 별도의 노즐수단없이 유량 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과를 기대하고 있다.

그러나, 이러한 종래 기술 역시 임펠러를 지지하는 브라켓이 임펠러의 전면 과 후면 양측에 각각 구성되어 있음에 따라, 앞서 설명한 터빈 유량계가 지닌 종래 기술의 문제점을 해결하지는 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 종래 터빈 유량계가 지닌 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배관 내부에 장착되어 배관 내부를 따라 흐르는 유체의 유량을 감지하는 임펠러를 지지하는 브라켓을 임펠러의 전면에만 구성하되, 상기 브라켓의 전면부에 호형의 경사편을 더 연장형성하여 유체의 흐름이 직선상이 아닌 원활한 곡률을 이루면서 흐르도록 자연스럽게 유도하여 브라켓에 이물질이 끼이는 것을 방지할 뿐만 아니라, 후면측에 브라켓을 구성하지 않음에 따라 후면브라켓에 이물질이 끼이는 문제점을 해결하며, 또한 브라켓에 축설되는 축의 양측 외면에 각각 2개의 베어링을 내삽하고 2개의 베어링에 의해 지지회전되는 회전하우징의 외면에 임펠러를 형성함으로써, 회전하우징에 의해 회전되는 임펠러의 회전이 원활하게 이루어지도록 하여 유체의 흐름을 용이하도록 한 터빈 유량계를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 터빈 유량계는, 유체가 흐르는 배관의 내부에 장착되어 흐르는 유체의 유량을 측정하는 터빈 유량계에 있어서, 배관의 내부에 장착되고 전면에 호형의 경사편이 연장형성되며 상면에 축설홈이 형 성된 지지편이 하단 내측에서 중앙측으로 입설된 지지브라켓과; 상기 지지브라켓에 일측이 끼워져 축설되는 지지축과; 상기 지지축의 외면에 끼워져 회전되는 회전하우징과; 상기 회전하우징의 외면에 끼워져 흐르는 유체의 유속에 의해 회전되고 외면에 페라이트가 결합되는 임펠러와; 상기 임펠러의 회전에 의해 회전되는 페라이트의 회전수를 감지하는 센서가 포함되어 이루어진다.

상기 지지축의 외면에 끼워지는 상기 회전하우징의 양측에는 회전하우징과 임펠러의 회전이 원활하게 이루어지도록 제1베어링과 제2베어링이 더 끼움결합된다.

본 발명인 터빈 유량계는, 임펠러가 1개의 지지브라켓에 의해 지지되어 있음에 따라 이물질이 후면브라켓에 붙는 현상을 방지하여 임펠러의 회전이 향상된다.

또한, 브라켓의 전면부에 호형의 경사편을 더 연장형성함으로써 유체의 흐름이 직선상이 아닌 원활한 곡률을 이루면서 흐르도록 자연스럽게 유도하여 브라켓에 이물질이 끼이는 것을 방지한다.

또한, 브라켓에 축설되는 지지축이 회전되는 것이 아닌 이 지지축에 끼워지고 임펠러가 결합된 회전하우징이 회전되도록 하여 임펠러의 원활한 회전에 의해 임펠러의 회전속도가 일정하게 유지되도록 한다.

또한, 회전하우징의 양측에 각각 제1베어링과 제2베어링을 내삽함으로써, 회전하우징에 의해 회전되는 임펠러의 회전이 원활하게 이루어지도록 하여 유체의 흐 름을 용이하게 한다.

또한, 임펠러의 회전이 간섭됨이 없이 항상 원활하게 회전될 수 있음에 따라 배관의 내부를 따라 흐르는 유체의 유량을 정확하게 측정할 수 있다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 2는 본 발명인 터빈 유량계의 구성을 나타낸 구성단면도이며, 도 3은 본 발명인 터빈 유량계를 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명인 터빈 유량계를 나타낸 배면부사시도이며, 도 5는 본 발명인 터빈 유량계의 구성을 나타낸 분해사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명인 터빈 유량계는, 유체가 흐르는 배관의 내부에 장착되어 흐르는 유체의 유량을 측정하는 터빈 유량계에 관한 것으로서, 배관(101)의 내부에 장착되고 전면에 호형의 경사편(11)이 연장형성되며 상면에 축설홈(12)이 형성된 지지편(13)이 하단 내측에서 중앙측으로 입설된 지지브라켓(10)과, 상기 지지브라켓(10)에 일측이 끼워져 축설되는 지지축(20)과, 상기 지지축(20)의 외면에 끼워져 회전되는 회전하우징(30)과, 상기 회전하우징(30)의 외면에 끼워져 흐르 는 유체의 유속에 의해 회전되고 외면에 페라이트(41)가 결합되는 임펠러(40)와, 상기 임펠러(40)의 회전에 의해 회전되는 페라이트(41)의 회전수를 감지하는 센서(50)가 포함되어 이루어진다.

상기 센서(50)는, 한정하는 것은 아니나 R/F 픽업센서로 이루어질 수 있으며, 이외에 상기 회전되는 페라이트(ferrite)(41)의 회전수를 감지할 수 있는 것이면 어느 것이든지 관계치 않는다.

이와 같이 회전 센싱물질을 비자성체인 페라이트(41)로 구성하고 이 페라이트(41)의 회전수를 감지하는 센서(50)를 R/F픽업센서로 구성함으로써, 철가루와 같은 철성분이 임펠러(40)에 달라 붙는 것을 방지할 수 있다.

상기 지지브라켓(10)은 배관(101)의 내부를 따라 흐르는 유체가 통과되도록 하기 위해 내부가 개방되는 원통형으로 이루어진다.

또한, 상기 지지편(13)은 상기 지지축(20)의 일측이 끼워져 고정되도록 상면에 축설홈(12)이 형성되는 것으로, 상기 지지브라켓(10)의 개방된 내측부를 연결하도록 형성되거나 또는 도시된 바와 같이 지지브라켓(10)의 중앙측까지 연장형성되어 형성될 수 있다.

이와 같이 지지브라켓(10)의 중앙측까지 지지편(13)이 연장형성되는 이유는 배관(101)의 내부를 따라 흐르는 유체의 흐름이 최대한 간섭을 받지 않도록 하기 위함이다.

상기와 같이 구성된 본 발명인 터빈 유량계는, 상기 배관(101)의 내부를 따르 흐르는 유체의 유속에 의해 상기 임펠러(40)와 이 임펠러(40)가 끼워진 회전하 우징(30)이 상기 지지브라켓(10)의 지지편(13)에 일측이 끼움결합된 지지축(20)에 의해 지지되어 회전되는 바, 이와 같이 회전되는 임펠러(40)의 일면에 장착된 상기 페러이트(41)가 같이 회전되면서, 상기 배관(101)의 외부측에 구성되는 R/F 픽업센서(50)에 의해 유체의 유량을 측정할 수 있는 것이다.

이와 같이 유체의 유량을 측정함에 있어, 상기 임펠러(40)의 회전이 종래 터빈 유량계와는 달리 어떠한 간섭도 받지 않음에 따라, 임펠러(40)의 회전이 항상 원활하게 이루어지기 때문에, 유량 측정이 정확하게 진행된다.

더욱이, 배관(101)의 내부측에 구성되는 지지브라켓(10)이 유체의 흐름방향과 동일한 위치에 1개만 설치되어 있음에 따라, 지지브라켓(10)에 이물질이 끼이거나 하는 것을 방지할 수 있어 유체의 흐름을 방해하지 않음에 따라, 유체의 흐름이 원활하게 이루어진다.

뿐만 아니라, 본 발명인 터빈 유량계는, 지지브라켓(10)에 축설된 지지축(20)이 회전되지 않고, 이 지지축(20)의 외면에 끼워진 회전하우징(30)과 임펠러(40)가 회전되기 때문에, 회전축이 회전되는 종래 터빈 유량계에 회전축에 이물질이 붙게 되어 회전축의 회전력을 저하시키는 문제점이 해결된다.

또한, 상기 지지브라켓(10)의 전면측 다시 말해, 유체가 흐르는 방향측으로 호형의 경사진 경사편(11)이 더 연장형성되어 있음에 따라, 유체의 흐름을 원활한 곡률방향으로 흐르도록 유도할 수 있어, 상기 임펠러(40)에 구성된 페라이트(41)에 철가루와 같은 철성분 물질이 달라 붙거나 하는 것을 방지하여 준다.

상기 지지축(20)의 외면에 끼워지는 상기 회전하우징(30)의 양측에는 회전하 우징(30)과 임펠러(40)의 회전이 원활하게 이루어지도록 제1베어링(60)과 제2베어링(60a)이 더 끼움결합되어 이루어진다.

이에 따라, 상기 회전하우징(30)이 지지축(20)에 지지되어 회전됨이 더욱 부드럽고 용이하게 이루어지도록 함으로써 회전하우징(30)의 외면에 끼워져 고정되는 임펠러(40)의 회전이 더욱 원활하고 용이하게 이루어지도록 한다.

이와 같이 본 발명은 다양하게 변형실시가 가능한 것으로 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

도 1은 종래 터빈 유량계의 구성을 나타낸 구성단면도이다.

도 2는 본 발명인 터빈 유량계의 구성을 나타낸 구성단면도이다.

도 3은 본 발명인 터빈 유량계를 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명인 터빈 유량계를 나타낸 배면부사시도이다.

도 5는 본 발명인 터빈 유량계의 구성을 나타낸 분해사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 지지브라켓 11 : 경사편

12 : 축설홈 13 : 지지편

20 : 지지축 30 : 회전하우징

40 : 임펠러 41 : 페라이트

50 : 센서 60 : 제1베어링

60a : 제2베어링

Claims (2)

1. 유체가 흐르는 배관의 내부에 장착되어 흐르는 유체의 유량을 측정하는 터빈 유량계에 있어서,

   배관(101)의 내부에 장착되고 전면에 호형의 경사편(11)이 연장형성되며 상면에 축설홈(12)이 형성된 지지편(13)이 하단 내측에서 중앙측으로 입설된 지지브라켓(10)과;

   상기 지지브라켓(10)에 일측이 끼워져 축설되는 지지축(20)과;

   상기 지지축(20)의 외면에 끼워져 회전되는 회전하우징(30)과;

   상기 회전하우징(30)의 외면에 끼워져 흐르는 유체의 유속에 의해 회전되고 외면에 페라이트(41)가 결합되는 임펠러(40)와;

   상기 임펠러(40)의 회전에 의해 회전되는 페라이트(41)의 회전수를 감지하는 센서(50)가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 터빈 유량계.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지지축(20)의 외면에 끼워지는 상기 회전하우징(30)의 양측에는 회전하우징(30)과 임펠러(40)의 회전이 원활하게 이루어지도록 제1베어링(60)과 제2베어링(60a)이 더 끼움결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 터빈 유량계.

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