KR100559087B1 - 유량검출용 계량기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 계량기를 구성하는 유량부와 계량부에 서로 대향하도록 각각 설치되어 있는 마그네트의 외주연에 차폐부재를 장착하여 자력을 집속시킬 수 있는 동시에, 계량부의 기어유니트 내에 마련되어 있는 카운팅수단에 의해 정확하게 검침을 행할 수 있도록 한 유량검출용 계량기에 관한 것이다.

본 발명은, 입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러의 회전량을 계측할 수 있도록 구성된 통상의 유량검출용 계량기에 있어서, 유량부를 구성하는 임펠러의 회전력을 본체 내에 상하방향으로 대향 배치되어 있는 마그네트의 상호 자력에 의해 계량부로 전달되도록 구성하고, 이 계량부 내에는 기구적으로 작동하는 카운팅수단을 배설하여 유량을 검출할 수 있도록 구성되어 있다.

계량기, 임펠러, 기어유니트, 마그네트, 카운터부

Description

유량검출용 계량기{Flow rate detecting meter}

도 1은 본 발명에 따른 유량검출용 계량기의 외관을 나타낸 평면 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 계량기의 단면도,

도 3은 본 발명에 있어서의 유량부 및 계량부의 상세 구성을 나타낸 요부 구성도,

도 4는 계량부를 구성하는 카운터부 및 기어유니트들의 상호 관계를 도시한 평면 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 카운팅수단의 핵심부분을 나타낸 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100A: 유량부 100B: 계량부

10: 본체 11A: 입구부

11B: 출구부 12: 여과부재

20: 임펠러 20a: 날개

21: 케이싱 21a: 유통로

22: 고정축 23: 회전축

23a: 구동기어 24: 밀봉부재

24a: 돌출부 24b: 바닥판

25: 회전축 25a:종동기어
26a: 하우징 27: 마그네트
30: 기어유니트 31A: 상판
31B: 하판 32a: 돌출부
33: 차폐부재 34: 마그네트
35a: 하우징 36: 회전축
36a: 구동기어 37: 회동기어
37A: 편심캠 38: 회로기판
39: 몸체 39a: 누름편
39b: 작동편 40: 카운터부
41: 회동편 42: 표시부
50: 커버 51: 체결부재
52a: 봉인부 52b: 접속부
53: 리드선

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본 발명은 유량검출용 계량기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 계량기를 구성하는 유량부와 계량부에 서로 대향하도록 각각 설치되어 있는 마그네트의 외주연에 차폐부재를 장착하여 자력을 집속시킬 수 있는 동시에, 계량부 내에 설치되어 기구적으로 작동하는 카운팅수단에 의해 유량을 보다 정확하게 검침할 수 있도록 한 유량검출용 계량기에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 유량검출용 계량기는, 주택이나 각종 건축물에서 소비하고 있는 물 사용량을 검침하여 그에 따른 적정 요금을 부과할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 물이 계량부로 유입되느냐의 여부에 따라 통상 습식 및 건식미터기 또는 전자식미터기로 구분할 수 있다.

이들 습식 및 건식미터기는, 본체 내에 배치되어 유체의 흐름에 따라 회전하는 임펠러의 회전력을 계량부 내에 배열되어 있는 기어유니트들을 통해 카운팅할 수 있도록 구성한 것으로서, 가격이 비교적 저렴하고 고장 발생이 적다는 장점은 있으나, 각 사용처 별로 검침원이 방문하여 육안으로 직접 확인을 해야 하므로 많은 시간과 인력을 필요로 하게 된다.

또한, 상기 습식미터기인 경우에는 유량부를 통해 계량부 내로 물이 유입되도록 되어 있기 때문에, 추운 겨울철에 발생하는 동파를 피할 수 없다는 문제가 있다.

그리고, 영구자석과 리드스위치의 상호작용에 의해 생성되는 펄스(Pulse)를 이용하여 원격검침을 행하는 경우, 미터기 주변에 강한 자력을 가까이 했을 때 리드스위치가 동작불능상태로 되어 사용량에 따른 출력을 하지 못하게 되며, 더구나 유체흐름 급속히 정지시킬 때에 채터링(Chattering) 현상이 발생하여 실제로는 사용하지 않고 있어도 펄스는 계속 출력되어 실제 사용량과 적산되는 값 간에 오차가 발생하게 되는 것이었다.

한편, 전자식미터기에 있어서는, 임펠러의 회전력을 센서로서 계측하여 액정판에 표시되도록 한 것이므로, 계량부의 내부 회로를 집적화시키는 것에 의해 소형으로 제작이 가능함은 물론 검침값의 신뢰도가 높고 안정적이며 원격검출이 가능하다는 장점을 가지고 있으나, 가격이 비싸고 쉽게 고장을 일으킬 염려가 있는 것이었다.

이에 따라, 최근에는 상술한 종래기술 들에 있어서의 장점을 채용하여 고장을 일으킬 염려가 적고 가격이 저렴하며, 또한 원격검침이 가능토록 한 유량검출용 계량기에 대해 많은 개발이 행해지고 있다.

이와 관련된 출원으로서, 예를 들어 국내 공개특허 제1999-0059609호 공보에 개시되어 있는 기술은, 카운터부에 마련되어 있는 각각의 회전체에 자성체를 설치함과 동시에 이들 회전체의 일측에 홀센서를 장착하여 전기 혹은 수도의 물소비량을 측정할 수 있도록 함에 따라 원격지에서의 검침이 가능하도록 하고 있다.

또한, 국내 등록실용신안 제20-0309466호 공보의 경우에는, 본체에 내장되어 있는 임펠러의 회전에 의해 작동하는 계수부(카운터부)의 일측에 자석이 부착되어 있는 기어를 배치하여 회전되도록 함과 동시에 이 기어 상단의 투명창 위쪽에 근접센서를 배설하고, 커버 내측에는 마이컴, 변/복조부, 무선송수신부 등을 설치함으로써, 물 사용에 따른 데이터를 외부에서 손쉽게 계측할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 이와 같은 종래 기술에 있어서, 전자의 경우에는 4개 또는 5개로 이루어진 각 회전체의 계수부분에 영구자석을 배설하고 이들 회전체에 대응하는 정확한 위치에 홀센서를 장착해야 하기 때문에, 조립작업 자체가 상당히 난해함은 물론 서로 인접하는 영구자석 및 홀센서 들에 의해 오류가 발생될 우려가 있다.

또한, 후자의 경우에는 임펠러의 회전에 연동하는 기어에 영구자석을 배치하고 투명창을 개재하여 근접센서를 설치해야만 하고, 커버 내측에 마이컴이나 변/복조부, 무선송수신부 등과 같은 고가의 부품을 사용함에 따른 가격상승이나 고장의 발생빈도가 높아지게 된다.

더구나, 전술한 종래 기술에 있어서는, 유량부 및 계량부의 대략 중앙에 마그네트가 각각 상하방향으로 대향 설치되어 유체 흐름에 따른 임펠러의 회전력을 카운팅할 수 있도록 되어 있으나, 양 마그네트의 크기가 제한되어 있고 자력이 분산되어 힘을 약화시키게 되므로 계량기 외부에 자성체나 자력이 존재하는 경우 유량검출에 오류를 발생시키는 원인이 되는 것이었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제들을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 일반 건식계량기를 구성하는 계량부 내에 기구적으로 작동하는 별도의 카운팅수단을 마련함으로써, 외부 자력에 영향을 전혀 받지 않음은 물론 채터링현상이 발생하지 않아 유량을 보다 정확하게 계측할 수 있는 유량검출용 계량기를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 유량부와 계량부에 서로 대향하도록 각각 설치되어 회전력을 전달하는 마그네트의 크기를 종전보다 확장시킴과 동시에 그 외주연에 차폐부재를 장착시킴으로써, 상호간의 자력을 집속시켜 회전력의 전달이 확실하게 이루어질 수 있는 유량검출용 계량기를 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러의 회전량을 계측할 수 있도록 구성된 통상의 유량검출용 계량기에 있어서, 유량부를 구성하는 임펠러의 회전력을 본체 내에 상하방향으로 대향 배치되어 있는 마그네트의 상호 자력에 의해 계량부로 전달되도록 구성하고, 이 계량부 내에는 기구적으로 작동하는 카운팅수단을 배설하여 유량을 검출할 수 있도록 구성되되 상기 마그네트는 계량부의 하판 일측에 형성되어 있는 돌출부 내에 회전이 자유롭도록 설치됨과 동시에 본체 내의 케이싱 상단에 장착되는 밀봉부재의 돌출부 내에 회전이 자유롭도록 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

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상기 마그네트는 회전축에 일체로 형성되어 있는 하우징 내에 각각 부착되어 있으며, 마그네트를 감싸는 하우징의 외주연에는 차폐부재가 장착되어 자력을 집속시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 카운팅수단은 계량부를 구성하는 기어유니트 중의 어느 하나인 회동기어에 동축으로 설치되어 있는 편심캠과, 이 편심캠의 회전에 의해 작동하는 스위치 수단으로 구성되어 있다.

상기 스위치수단은 하판 상의 회로기판에 고정 설치됨과 동시에 누름편을 가지는 몸체와, 상기 편심캠의 회전에 따라 한쪽방향으로 탄력있게 눌려지는 작동편으로 이루어져 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 유량검출용 계량기를 설명하기 위한 도면으로서, 이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이 계량기는 크게 유체가 흐르는 유량부(100A) 및 유체의 흐름량을 계측하기 위한 계량부(100B)로 구분할 수 있다.

또한, 이들의 구성요소는 본체(10)와, 이 본체(10) 내에 설치되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러(20)와, 이 임펠러(20)에 연동하여 회전하도록 각각의 축에 형성되어 있는 크고 작은 다수의 기어유니트(30)와, 이 기어유니트(30)에 연동하여 물 사용량을 검출하기 위한 카운터부(40)로 이루어져 있다.

도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 유량부(100A)를 구성하는 본체(10)의 양측에는 유체가 흐르는 입, 출구부(11A,11B)를 가지고 있으며, 이 본체 (10) 내의 공간부에 용기형상의 여과부재(12)가 내장되어 물에 포함될 수 있는 이물질을 걸러낼 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 본체(10) 내에 설치되는 임펠러(20)는 유통로(21a)가 형성되어 있는 케이싱(21) 내에 유지됨과 동시에, 이 케이싱(21)의 중앙에 세워져 설치된 고정축(22) 상에서 자유롭게 회전하도록 장착되어 있다.

상기 임펠러(20)의 몸체에는 다수의 날개(20a)들이 방사상으로 형성됨과 동시에, 이 임펠러(20) 상단의 회전축(23)에 구동기어(23a)가 일체로 형성되어 있다.

그리고, 상기 케이싱(21)의 상측에는 밀봉부재(24)가 장착되어 있으며, 이 밀봉부재(24)의 저면 중앙에는 상기 임펠러(20)의 구동기어(23a)가 끼워 넣어지는 바닥판(24b)이 배치되어 있고, 이 바닥판(24b) 내에는 상기 구동기어(23a)에 맞물리는 종동기어(25a)가 설치되어 있다.

또한, 상기 종동기어(25a)의 상측에는 하우징(26a)이 종동기어(25a)의 회전축(25)과 일체로 형성되어 있고, 이 하우징(26a)은 상기 밀봉부재(24)로부터 상측으로 형성된 돌출부(24a) 내에 배치됨과 동시에 상기 하우징(26a)의 내면에는 마그네트(27)가 부착되어 있다.

한편, 상기 계량부(100B)를 구성하기 위한 다수의 기어유니트(30)들은 상판 (31A) 및 하판(31B) 사이에 각각의 축을 개재하여 회전이 자유롭도록 맞물려 설치되며, 상기 하판(31B)의 아래쪽으로 돌출부(32a)가 형성되어 상기 밀봉부재(24)에 형성된 돌출부(24a)와 마주 대하는 위치에 배설되어 있다.

또, 상기 밀봉부재(24) 및 하판(31B)에 각각 형성된 돌출부(24a,32a)의 외주연에는 차폐부재(33)가 밀착하여 설치되어 있다.

상기 하판(31B)의 돌출부(32a) 내에는 마그네트(34)가 내장되어 있는 하우징 (35a)이 설치되어 있고, 이 하우징(35a)의 상단에 일체로 형성되어 있는 회전축 (36)의 일측에는 구동기어(36a)가 형성되어 상기 기어유니트(30)들을 회전시킬 수 있도록 배치되어 있다.

즉, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 통상의 계량기와 마찬가지로 유량부 (100A) 내의 임펠러(20)에 의해 회전하는 마그네트(27) 및 이 마그네트(27)의 자력에 의해 회전하는 계량부(100B) 내의 마그네트(34)에 의해 기어유니트(30)를 구성하는 다수의 크고 작은 기어들이 순차적으로 회전할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 기어유니트(30)에 의한 회전력은 하판(31B)의 일측에 마련되어 있는 카운터부(40)의 회동편(41)으로 전달됨과 동시에, 이 카운터부(40)에 내장되어 있는 숫자판들을 작동시켜 유량을 표시할 수 있게 된다.

이 기어유니트(30)의 배열은 통상의 건식계량기에 적용되고 있는 것과 마찬가지 방식에 의해 작동하는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 기어유니트(30) 내에는 별도의 카운팅수단이 구비되어 물 사용량을 검출할 수 있도록 되어 있다.

즉, 이 카운팅수단은 상기 기어유니트(30)를 구성하는 어느 하나의 회동기어 (37)에 동축으로 설치되어 있는 편심캠(37A) 및 이 편심캠(37A)의 회전에 의해 작동하는 스위치수단으로 구성되어 있다.

이 스위치수단은 회로기판(38)에 고정 설치됨과 동시에 누름편(39a)을 가지는 몸체(39)와, 상기 편심캠(37A)의 회전에 따라 한쪽방향으로 탄력있게 눌려지는 작동편(39b)으로 이루어져 있다.

또한, 도 1에서와 같이 상기 계량부(100B)를 구성하는 상판(31A)의 위쪽에는 물 사용량을 표시하기 위한 카운터부(40)를 포함한 다수의 표시부(42)들이 마련되어 있으며, 상판의 위쪽에는 커버(50)가 씌워져 고정되어 있다.

이 커버(50)의 하단부와 본체(10) 상단부의 바깥둘레에는 체결부재(51)가 장 착되어 있으며, 이 체결부재(51)의 일측에 형성되어 있는 봉인부(52a)를 통상의 방식에 의해 밀봉시킬 수 있도록 되어 있고, 타측에는 리드선(53)이 연결되는 접속부 (52b)가 마련되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 유량부(100A)를 구성하는 본체(10)의 입, 출구부(11A,11B)를 통해 물이 흐르는 과정에서 공간부에 수용되어 있는 케이싱 (21)의 유통로(21a)를 따라 물이 흘러 들어감과 동시에 임펠러(20)가 고정축(22)에 지지되어 회전하게 된다.

이에 따라, 상기 임펠러(20)의 회전축(23) 하단에 일체로 형성되어 있는 구동기어(23a)가 회전하면서 밀봉부재(24) 저면의 바닥판(24b) 내에 설치되어 있는 종동기어(25a)를 회전시킴에 따라 하우징(26a) 내의 마그네트(27)가 회전하게 된다.

또한, 상기 마그네트(27)에 대향하여 계량부(100B)를 구성하는 하판(31B)의 돌출부(32a) 내에 설치되어 있는 마그네트(34)가 회전하여 구동기어(36a)를 회전시킴으로써 이에 맞물려 있는 기어유니트(30)를 구동시키게 되고, 이 기어유니트(30) 들은 상판(31A) 및 하판(31B) 사이에 장착되어 있는 각 축을 중심으로 회전하면서 카운터부(40)의 회동편(41)을 회전시켜 물 흐름량에 따른 카운터부(40)의 숫자판들을 작동시킴으로써 유량을 표시할 수 있게 된다.

이러한 기어유니트(30)의 배열은 통상의 건식계량기에 적용되고 있는 것과 마찬가지 방식에 의해 작동하는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 도 4 및 도 5에서와 같이 계량부(100B)의 기어유니트(30) 들이 회전하 는 과정에서 상기 기어유니트(30) 내의 회동기어(37)에 장착되어 있는 편심캠(37A)도 회전하게 됨과 동시에 이 편심캠(37A) 일측의 하판(31B) 상에 배치되어 있는 스위치수단을 작동시키게 된다.

즉, 상기 편심캠(37A)이 회전함에 따라 회로기판(38) 상의 몸체(39) 측벽에 장착되어 있는 작동편(39b)을 간헐적으로 탄력있게 밀어누름과 동시에, 이 작동편 (39b)에 의해 몸체(39) 일측으로 노출되어 있는 누름편(39a)을 작동시킬 수 있는 것이다.

이와 같이, 유량에 대한 계측값은 전술한 바와 같이 계량부(100B)를 구성하는 다수의 기어유니트(30)에 의해 카운터부(40)의 숫자들을 작동시킴으로써 유량을 표시할 수 있게 되며, 상기 기어유니트(30) 내에 배설되어 있는 카운팅수단에 의한 계측값은 체결부재(51) 일측에 배치되어 있는 접속부(52b)의 리드선(53)을 통해 중앙통제실로 전송시킴으로써 원격검침을 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 유량부(100A)의 케이싱(21)에 형성되어 있는 돌출부(24a)와 계량부(100B)의 하판(31B)에 형성되어 있는 돌출부(32a)의 외주면에는 차폐부재(33)가 밀착하여 장착되어 있으므로, 이들 돌출부(24a,32a) 내에서 회전하는 마그네트(27, 34)의 자력을 집속시킬 수 있게 되어 임펠러(20)의 회전력을 보다 정확하게 전달시킬 수 있는 것이다.

상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

또한, 전술한 실시예에 있어서는, 주로 물 사용량에 따른 검침을 행하기 위한 수도미터기에 대해 설명하였으나, 본 발명은 예를 들어 도시가스 등의 사용량을 검침하기 위한 가스미터기 또는 기계식 전력량계, 온수미터기, 열량계 등에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 유량검출용 계량기에 의하면, 일반 건식계량기를 구성하는 계량부 내의 기어유니트 이외에 기구적으로 작동하는 별도의 카운팅수단이 설치되어 있으므로, 카운터부에 의한 계측은 물론 원격지에서의 검침이 가능해지고, 외부 자력에 의한 영향을 전혀 받지 않는 동시에 채터링현상이 발생하지 않아 유량을 보다 정확하게 계측할 수 있게 된다.

또한, 유량부와 계량부에 서로 대향하여 설치되는 마그네트의 직경을 종전보다 크게 제작함과 동시에 그 외주연에 차폐부재를 장착시킨 것이기 때문에, 상호간의 자력을 집속시켜 회전력의 전달이 확실하게 이루어질 수 있는 것이다.

Claims (6)

1. 입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러의 회전량을 계측할 수 있도록 구성된 통상의 유량검출용 계량기에 있어서,

   유량부(100A)를 구성하는 임펠러(20)의 회전력을 본체(10) 내에 상하방향으로 대향 배치되어 있는 마그네트(27,34)의 상호 자력에 의해 계량부(100B)로 전달되도록 구성하고, 이 계량부(100B) 내에는 기구적으로 작동하는 카운팅수단을 배설하여 유량을 검출할 수 있도록 구성되되 상기 마그네트(34)는 계량부(100B)의 하판(31B) 일측에 형성되어 있는 돌출부(32a) 내에 회전이 자유롭도록 설치되고, 상기 마그네트(27)는 본체(10) 내의 케이싱(21) 상단에 장착되는 밀봉부재(24)의 돌출부(24a) 내에 회전이 자유롭도록 설치되는 것을 특징으로 하는 유량검출용 계량기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 마그네트(27,34)는 회전축(25,36)에 일체로 형성되어 있는 하우징(26a,35a) 내에 각각 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 유량검출용 계량기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 마그네트(27,34)를 감싸는 하우징(26a,35a)의 외주연에는 차폐부재(33)가 장착되어 자력을 집속시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 유량검출용 계량기.
5. 제1항에 있어서, 상기 카운팅수단은 계량부(100B)를 구성하는 기어유니트 (30) 중의 어느 하나인 회동기어(37)에 동축으로 설치되어 있는 편심캠(37A)과, 이 편심캠(37A)의 회전에 의해 작동하는 스위치수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량검출용 계량기.
6. 제5항에 있어서, 상기 스위치수단은 하판(31B) 상의 회로기판(38)에 고정 설치됨과 동시에 누름편(39a)을 가지는 몸체(39)와, 상기 편심캠(37A)의 회전에 따라 한쪽방향으로 탄력있게 눌려지는 작동편(39b)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 유량검출용 계량기.

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