KR100706872B1

KR100706872B1 - 역류방지 캡을 내장하는 구조의 스텐레스제 수도계량기

Info

Publication number: KR100706872B1
Application number: KR1020060036424A
Authority: KR
Inventors: 김정춘; 유충열
Original assignee: 김정춘
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2007-04-13

Abstract

본원은 종래의 황동제 및 청동제 주물제품으로 제공되는 수도미터 계량기가 인체 유해물인 납과 안티몬 성분이 검출될 수 있다는 우려가 있고, 실제 실험결과 일부의 제품에서 납과 안티몬 성분이 검출되는 사실을 확인하여, 수도미터 계량기를 인체에 유해성분이 없는 스텐레스제 제품으로 대체시키고자 하는 목적을 갖는 것이며, 또한 수도미터 계량기 내부에 역류방지 캡을 내장하는 구조의 수도계량기를 제공하여 도수 위험을 제거하고자 하는 목적도 갖는다.

종래의 수도계량기 주조방법에서는 계량기 내부로 수돗물이 입수되어 계량검침부를 회전시키고 출수시키기 위한 기능을 수행시키기 위하여 수도계량기 내부로 복잡한 코어구조를 만들어 주기 위해 복잡한 내부코어를 갖는 형틀을 제작하고 그 형틀에 요소(urea)를 녹여 주입하여 응고시켜 우선 원형으로 요소중자를 얻고, 요소중자 외부로 또 금형을 씌워서 요소중자와 외부금형 사이에 다시 왁스를 넣어주고 왁스가 굳은 다음 상기 물품에서 요소성분을 녹여내어 수도계량기 원형중자와 똑깥은 구조의 원형 왁스제품을 얻는 주조방법이 시행되어 왔다.

본원은 종래의 복잡한 요소중자를 이용하는 주조공법 대신에, 왁스 모형을 1/2로 분할하여 사출하되 입수부와 출수부, 바닥판, 계량기지지턱, 입수부격벽과 출수부격벽, 역류방지 캡 걸음구를 대칭구조로 갖는 반타원형 왁스제품으로 사출할 수 있도록 금형을 설계, 제작하고 이를 이용하여 반타원형 왁스제품을 1/2로 분할 사출하여 반제품을 얻고, 1/2로 분할된 반타원형 왁스제품을 서로 대칭구조로 맞대 는 구성으로 1/2 + 1/2 조립시킨 후 원형왁스제품으로 일체화 접합시켜 수도계량기 원형중자와 똑깥은 구조의 왁스제품을 얻고자 하는 공정에 본원의 특징부를 갖는다.

상기 원형 왁스제품을 이용하여 주형을 제작하는 단계, 탈왁스 및 주형 소성 단계에서는 종래의 주조방법이 이용되고, 여기에 스텐레스제 합금을 용해시켜 주조작업 단계 등이 포함하여 스텐레스재 원형중자를 얻게 되며, 별도의 공정으로 역류방지 캡 을 얻고 이를 스텐레스재 원형중자에 형성된 역류방지 캡 걸음구 사이에 내삽시켜 역류방지 캡 을 내장시킨 구조의 스텐레스제 수도계량기를 제공하게 되는 기술구성을 갖는다.

스텐레스제 수도계량기, 역류방지 캡, 요소중자, 왁스중자, 분할사출

Description

역류방지 캡을 내장하는 구조의 스텐레스제 수도계량기{Stainless water meter embedding countercurrent prevention cap}

도 1 : 본원의 수도계량기를 얻기 위한 주조공정도.

도 2 : 본원의 분할 왁스제품의 사시도 및 측면도

도 3 : 왁스제품을 사출하기 위한 반자동 사출기 예시도

도 4 : 본원 발명품인 스텐레스제 수도계량기

도 5 : 본원 수도계량기에 내삽되는 역류방지 캡 구조도

도 6 : 본원 수도계량기에 사용되는 수밀뚜껑부 구조도

도 7 : 종래 수도계량기의 제조공정을 나타내는 제조공정별 사진

***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****

1 : 입수홀 2 : 출수홀

3 : 바닥판 4 : 계량기지지턱

5 : 입수부격벽 6 : 출수부격벽

7 : 역류방지 캡 지지턱 7-1 : 체결홈

8 : 수밀뚜껑부 8-1 : 수밀뚜껑

8-2 : 돌림캡 9 : 역류방지 캡

9-1 : 걸음구A 9-2 : 막대스프링

9-3 : 걸음구B 9-4 : 볼록부

10 : 왁스제조 금형 10a, 10b : 왁스 사출품

11 : 금형 고정부 12 : 유압식클램프

13 : 왁스공급 실린더 14 : 왁스 사출구

15 : 온도조절히터 16 : 위치조절 테이블

17 : 액튜에이터 18 : 검침계량부

19 : 오-링 20 : 스텐레스제 수도계량기

본원은 역류방지 캡을 내장하는 구조의 스텐레스제 수도계량기에 관한 것이다.

수도계량기는 공급된 용수의 사용량을 확인하여 요금을 부과하기 위한 것으로 공급된 용수가 수도계량기의 입수부를 통하여 출수부로 유출될 때 수도계량기 원형중자에 내설되어진 계량기익차를 회전시키게 되면 회전하는 계량기익차와 연동되는 숫자 판이 움직이도록 함으로서 사용된 용수의 양을 적산할 수 있도록 제공되는 것이다.

수도 검침용 계량기 구조는 이미 당 업계에서 오래전부터 사용되어 온 물품 이고, 또한 상기 물품을 제조하는 주물공정도 진공정밀주조법에 의하여 원형중자 물품으로 제공되어 왔었던바, 종래의 황동제 및 청동제로 제공되는 수도검침용 계량기의 통상적인 제조방법에서는 수도계량기 내부에 수돗물 입수홈, 바닥판, 계량기지지턱을 갖고 계량검침부를 회전시키며 출수홈을 경유하여 출수시키는 기능을 수행시키기 위한 복잡한 코어구조를 원형중자 내부로 형성해 주기 위하여 복잡한 형틀을 먼제 제작하게 되고, 그 형틀에 요소(urea)를 녹여 주입하여 응고시켜서 원형으로 요소중자를 얻고, 요소중자 외부로 외부금형을 씌우고 외부금형과 요소중자 사이에 다시 왁스를 밀어 넣어주고, 왁스가 굳은 후 상기 물품에서 요소성분을 녹여내기 위해 물에 넣어 요소를 녹여내는 공정 등에 많은 시간과 노력을 요하는 공정을 갖는 것이었다.

그러나 종래의 황동제 및 청동제의 수도미터 계량기 등 관련제품이 인체 유해물인 납과 안티몬 성분이 검출될 수 있다는 우려가 있었고, 실제 실험결과 일부의 제품에서 납과 안티몬 성분이 검출되는 사실을 확인하고, 매일 음용해야 하는 수도물 공급라인에 대해서 만이라도 인체에 유해성분이 없는 스텐레스제 제품으로 대체시켜야 한다는 과제인식과 문제점을 갖고 있었으나 수도관 공급라인에서 수도관파이프는 현재로서도 얼마든지 스텐레스제 파이프로 대체가 가능한 것이나 수도계량기는 입수홈을 경유하여 계량검침부를 회전시키고 출수홈을 경유하여 출수될 시 계량기능을 수행하기 위해 복잡한 내부 코어형상을 갖는 구조를 요하게 됨으로 이러한 구조를 갖는 원형중자를 1650℃의 용융조건을 충족시켜야 하는 스텐레스제 주물물품(종래의 황동제나 청동제 주물은 850℃이하)으로 제공하기가 불가능한 것 으로 인식되어 왔었다.

또한 현재의 수도계량기가 도수에 이용되어 수도계량기 숫자판을 조작하는 것을 방지하기 위하여 밀봉 납을 사용하여 상부로 형성된 투시창을 보호토록 된 커버와 몸체의 외주면에 돌출 형성된 고정돌기의 삽입공으로 끈이나 철사 등을 삽입한 후 끝단이 풀리지 않도록 봉인을 하여 제공되고 있으나, 종래의 수도계량기는 인입된 용수가 양방향으로 모두 흐를 수 있도록 되어 있어서 의도적으로 수도계량기의 관 접속 방향을 바꾸어 주면 익차와 숫자판이 역회전 되어 숫자판의 적산 량이 오히려 줄어들게 되어 실사용량을 확인할 수 없도록 함으로서 도수가 가능한 구조로서 봉인을 해제하고 도수를 행한 경우에는 육안으로 확인이 가능함으로서 적발하여 벌금을 부과하는 등의 처벌이 가능하지만 용수의 흐름을 변경시켜 사용한 경우에는 그 적발이 매우 곤란한 문제점을 갖고 있어 극히 소수이긴 하나 일부 건축공사현장과 대형 사용업소 등에서 사용 용수의 요금을 절감하기 위하여 수도계량기 내부를 흐르는 용수의 흐름을 반대로 하거나 압축 공기 등을 불어넣어 익차와 숫자 판을 역회전시켜 도수하는 경우가 발생하게 되는 문제점을 갖고 있었다.

따라서 종래에는 내부로 코어형상을 갖는 복잡한 주조물품에는 그 누구도 스텐레스제 주조방법을 시도한바 없었던 것으로 인식하고 있는바, 출원인은 상기의 기존 관념을 뛰어넘어 복잡한 내부구조를 갖는 수도계량기 원형중자를 스텐레스재질로 제공함에 있어 종래의 복잡한 요소중자를 이용하는 주조공법 대신에, 왁스 모형을 먼저 1/2로 분할하여 사출하고 1/2로 분할된 반타원형 왁스제품을 서로 대칭구조로 맞대는 구성으로 원형왁스제품을 얻는 방법을 새롭게 개발하고 이를 이용하 여 주형을 제작하는 단계, 탈왁스 및 주형 소성 단계 등에서는 종래의 주조방법이 그대로 적용 및 이용되어 스텐레스재 원형중자를 얻게 되는 공법을 개시하고자 하며, 또한 별도의 공정으로 역류방지 캡 을 만들고 이를 스텐레스제 원형중자에 형성된 역류방지 캡 걸음구를 지지턱 사이에 내삽시켜 역류방지 캡 을 내장시킨 구조의 스텐레스제 수도계량기를 제공하게 되는 기술구성을 개시하고자 한다.

따라서 본원은 종래의 수도계량기의 제반 문제점을 감안하여 수도계량기 내부에 역류방지 구조를 갖는 스텐레스제 수도계량기를 제공하고자 하는 발명의 목적을 갖는 것으로, 수도계량기 내부에 역류방지 구조를 갖는 스텐레스제 원형중자를 얻는 주조방법으로서 종래의 복잡한 요소중자를 이용하여 원형왁스제품을 얻는 주조공정 대신, 원형왁스제품을 얻기 위해 먼저 왁스제품을 1/2로 분할하여 사출물을 얻되, 1/2 왁스사출물의 내부로는 수돗물의 흐름을 유도하며 검침부를 돌리기 위하여 입수부와 출수부, 바닥판, 계량기지지턱을 형성하여 입수홈을 경유하여 계량검침부를 회전시키고 출수홈을 경유하여 출수되도록 기능하고, 출수된 물이 역류됨을 방지하기 위해 역류방지캡 걸림구 가 걸리는 체결홈을 갖는 지지턱과 역류방지 캡을 내삽시키기 위한 수밀뚜껑부를 1/2 구조로 형성하는 반타원형 왁스물품을 먼저 사출하여 얻고, 서로 대칭구조를 갖는 1/2 왁스사출물을 하나로 접합시켜 원형왁스제품을 얻는 공정을 수행함으로 역류방지 캡이 내장될 수 있는 구조로 스텐레스제 원형중자를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

상기 역류방지 캡은 스텐레스재질의 금속판이나, NBR(natural buthyl rubber)재나 실리콘재, 세라믹재, 기타 신소재 중에서 선택되어 원형중자 내에 형성된 역류방지 캡 걸음구 사이의 체결홈에 끼워져 제공되며, 수밀뚜껑부는 처음에는 수밀뚜껑 상부로 돌림캡을 갖는 구조로 제공되어 돌림캡을 회전시켜 수밀뚜껑을 체결시킨 후 돌림캡을 제거시켜 추후에 수밀뚜껑을 임의로 열 수 없도록 제공되는 것을 특징으로 하는 스텐레스제 수도계량기를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

수도 검침용 계량기 구조는 이미 당 업계에서 오래전부터 사용되어 온 물품이고, 또한 상기 물품을 제조하는 주물공정도 진공정밀주조법에 의하여 원형 중자 물품으로 제공되어 왔었던바, 종래의 황동제 및 청동제로 제공되는 수도검침용 계량기의 통상적인 제조방법에서는 수도계량기 내부에 수돗물 입수홈, 바닥판, 계량기지지턱을 갖고 계량검침부를 회전시키며 출수홈을 경유하여 출수시키는 기능을 수행시키기 위한 복잡한 코어구조를 원형중자 내부로 형성해 주기 위하여 복잡한 형틀을 제작하고 그 형틀에 요소를 녹여 주입하여 응고시켜서 원형으로 요소중자를 얻고, 요소중자 외부로 외부금형을 씌워서 외부금형과 요소중자 사이에 다시 왁스를 밀어 주입시키고 왁스가 굳은 후 상기 물품에서 요소성분을 녹여내기 위해 물에 넣고 녹여내는 공정 등에 많은 시간과 노력을 요하는 공정을 갖는 것이었다.

본건 특허출원 기술은 먼저 알루미늄 및 스틸 등으로 왁스 모형을 제작하기 위한 공정에서 정밀왁스제품을 사출시키기 위한 금형을 제작하되, 금형이 원형 왁 스제품을 얻기 위한 중자가 아니고, 서로 대칭구조를 이루도록 1/2쪽 분할금형으로 설계 및 제작하여 이 금형 틀에 반고체 상태의 왁스를 고압으로 주사시켜 원하는 두께와 강도를 갖고 수도물이 계량기 입수홈을 경유하여 계량검침부를 회전시키고 출수홈을 경유하여 출수되도록 기능하고, 출수된 물이 역류됨을 방지하기 위해 역류방지캡 걸림구 가 걸리는 체결홈을 갖는 지지턱과 역류방지 캡을 내삽시키기 위한 수밀뚜껑부를 1/2 구조로 형성하는 반타원형 왁스물품을 먼저 사출하여 얻고, 서로 대칭구조를 갖는 1/2 왁스사출물을 접착제를 이용한 접합이나 고주파용접으로 하나로 일체화 접합시켜 원형왁스제품을 얻는 공정을 수행하는 제조공법에 특징부를 갖는다.

상기 원형왁스제품을 이용하여 주형을 제작하는 단계, 탈왁스 및 주형 소성 단계, 스텐레스 합금을 용해시켜 주조작업을 수행하는 단계 등은 종래의 정밀조조법 공정이 그대로 적용되어 스텐레스재 원형중자로 제공될 수 있다.

상기의 공정과는 별도의 공정으로 스텐레스재 금속판재나, NBR(natural buthyl rubber)재나 실리콘재, 세라믹재, 합성수지재, 신소재 중에서 선택되는 재질로 역류방지 캡 을 만들어 얻되 상기에서 얻은 스텐레스재 원형중자 일측에 형성된 역류방지 캡 걸음구 사이의 체결홈에 역류방지 캡을 내삽시키는 구조로 역류방지 캡이 내장된 스텐레스재 원형중자가 제공될 수 있다.

상기 역류방지 캡 을 내장시킨 후에는 그 상부로 프라스틱제 수밀뚜껑이 체결되어 수밀구조를 이루게 되는바, 수밀뚜껑은 그 상부로 돌림캡을 갖는 구조로 제공되어 돌림캡을 일측으로 돌여서 수밀뚜껑을 체결시킨 후 돌림캡을 제거시켜 수밀 뚜껑을 추후에 임의로 열 수 없도록 제공되는 구조를 이루게 된다.

상기의 구성은 통상적으로 현재 수도계량기가 8~10년의 사용년수를 갖는바, 스텐레스제 수도계량기는 녹 등의 부식이 없으므로 사용년수를 다한 수도계량기는 약 300~400℃ 정도의 열을 가하여 수밀뚜껑부를 녹여 빼내고 역류방지 캡 등을 교환하거나 수리하고, 스텐레스제 수도계량기는 전해연마나 증기피막을 실시하여 재활용할 수 있음은 당연하다.

본원에서 얻는 스텐레스제 수도계량기는 전해연마나 증기피막을 실시하여 부식문제에 완벽을 기할 수 있는바, 스텐레스 제품에 증기피막을 실시하는 방법은 국내 공개특허 1992-21730호에 '스텐레스강의 표면 부동화처리방법' 으로 화학적 비반응성 기상 유체로 플러쉬시키면서 예정된 시간 및 온도에서 스텐레스강을 소성시킨 후 냉각시키는 스텐레스 강의 표면처리방법이 상세히 개시된 방법에 의해서도 얼마든지 실시되어 제공될 수 있다.

따라서, 본원은 진공정밀주조 유사법을 이용하여 역류방지 캡을 내장하는 구조로 수도계량기 원형중자를 제조하는 방법에 있어서,

수요처가 원하는 규격으로 수도계량기 중자용 금형을 설계하고 제작하는 단계에서 왁스 모형을 1/2로 분할하여 사출하되, 수도물이 계량기 입수홈을 경유하여 계량검침부를 회전시키고 출수홈을 경유하여 출수되도록 기능하고, 출수된 물이 역류됨을 방지하기 위해 역류방지캡 걸림구 가 걸리는 체결홈을 갖는 지지턱과 역류방지 캡을 내삽시키기 위한 수밀뚜껑부를 1/2 구조로 형성하는 대칭구조를 갖는 반타원형 왁스제품을 사출하는 제1단계, 1/2로 분할된 반타원형 왁스제품을 서로 대 칭구조로 맞대는 공정에서 역류방지 캡 걸음구가 걸리는 지지턱 사이에 일정공간을 형성하는 구조로 조립시킨 후 원형왁스제품으로 일체화 접합시키는 제2단계, 상기 원형 왁스제품을 이용하여 주형을 제작하는 단계, 탈왁스 및 주형 소성 단계, SUS 304 또는 316 소재의 스텐레스 합금을 용해시켜 주조작업 단계를 포함하는 공정으로 스텐레스재 원형중자를 얻는 제3단계, 별도의 공정으로 스텐레스재나, NBR(natural buthyl rubber)재나 실리콘재, 세라믹제, 신소재 수지 중에서 선택되는 재질로 역류방지 캡 을 얻되 제3단계에서 얻은 스텐레스재 원형중자에 형성된 역류방지 캡 걸음구 사이의 체결홈에 내삽될 수 있는 크기와 구조로 역류방지 캡 을 얻는 제4단계, 상기 제3단계에서 얻은 스텐레스재 원형중자에 형성된 역류방지 캡 걸음구 가 걸리는 지지턱 사이의 체결홈에 제4단계에서 얻은 역류방지 캡 을 내장시킨 후 상부뚜껑부를 체결하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 공정을 통하여 수도계량기 원형중자를 얻을 수 있다.

상기 방법으로 제공된 스텐레스제 원형중자에 전해연마 또는 증기피막 공정을 추가하여 부식문제를 대비하는 것이 바람직하며, 상기에서 얻은 스텐레스제 수도계량기 원형중자에 수도검침부, 패킹 등이 내삽되고, 수도계량기 출수부 쪽으로는 역류 방지캡이 내장되고 역류방지캡 상부로 수밀뚜껑이 체결되어 스텐레스제 수도계량기가 제공될 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.

상기 역류방지 캡은 출수구의 용수흐름에 의해 쉽게 가이드관을 따라 유동할 수 있도록 제공될 수 있으며 오랜시간 사용하여도 녹 등의 오염물질을 발생시킬 우려가 없는 스텐레스재나, NBR(natural buthyl rubber)재나 실리콘재, 세라믹재, 기 타 신소재수지 중에서 선택되어 원형중자 내에 형성된 역류방지 캡 걸음구 사이의 체결홈에 끼워져 제공되며, 수밀뚜껑은 처음에는 수밀뚜껑 상부로 돌림캡을 갖는 구조로 제공되어 돌림캡을 돌여서 수밀뚜껑을 체결시킨 후 돌림캡을 제거시켜 수밀뚜껑을 임의로 열 수 없도록 제공된다.

이하에서는 본원의 기술사상을 구체화하는 일시시예를 겸하여 제시된 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 1에서는 본원의 수도계량기를 얻기 위한 간략 공정도를 나타내고 있는바, 수요처의 요구사양과 설치규격에 따라 설계자가 원하는 규격으로 왁스 모형의 금형을 설계. 제작하되, 수돗물의 흐름을 유도하며 검침부를 돌리고 역류를 방지하기 위한 구체적 요소로서 수돗물 입수부와 출수부, 바닥판, 계량기지지턱, 입수부격벽, 출수부격벽, 역류방지 캡 걸음구가 걸리는 지지턱, 수밀뚜껑부를 갖는 구조로 내부 코어부를 형성하여 1/2 왁스제품으로 얻을 수 있도록 금형을 설계. 제작하는 단계(A); 설계내용에 따라 왁스모형을 이루어 1/2로 분할하여 서로 대칭되는 구조를 이루도록 사출하되, 도 2에 제시된 입수홀(1)와 출수홀(2), 바닥판(3), 계량기지지턱(4), 입수부격벽(5), 출수부격벽(6), 역류방지 캡 걸음구가 걸리는 지지턱(7), 수밀뚜껑부(8)를 서로 대칭되는 구조를 이루도록 1/2 사출제품(10a, 10b)을 얻는 단계(B); 서로 대칭되는 구조를 맞대어 일체화시켰을 때 수돗물이 입수홀(1)을 통하여 흐름이 유도되고 검침부(9)를 돌리고 출수홀(2)을 거쳐 나가고 출수된 물이 역류되지 않도록 기능하는 역류방지 캡을 걸수 있는 지지턱(7) 사이가 확보되는 구조로 왁스 모형을 일체화 접합시키는 단계(C); 이하 슬러지 침적단계(d), 내 화물 피복단계(e), 탈 왁스단계(f), 주형 소성단계(g) 등은 종래의 정밀주조방법과 크게 다를 바 없이 이용되며, 주조 작업 단계(H)에서 본원에서는 SUS 304 또는 316 소재의 스텐레스제 합금을 용해시켜 주조작업을 수행하게 되며, 마감질 작업단계(i) 등을 통하여 스텐레스제 수도계량기 원형중자를 얻을 수 있게 된다.

상기의 주조공정 중에서 A, B, C, H 단계가 본원의 특징부를 이루게 되며, 나머지 d, e, f, g, i 공정은 종래의 정밀주조방법과 크게 다를 바가 없으며, 본원의 A, B, C 공정을 종래의 수도계량기 제조방법과 비교, 대비하기 위하여 도 7에서 종래의 제조공정을 사진으로 제시하고 있는바, 종래의 수도검침용 계량기의 제조방법에서는 수도계량기 내부에 수돗물의 입수홈, 바닥판, 계량기지지턱을 갖고 계량검침부를 회전시키며 출수홈을 경유하여 출수시키는 기능을 수행시키기 위한 복잡한 코어구조를 원형중자 내부로 형성해 주기 위하여 복잡한 형틀을 제작하고 그 형틀에 요소를 녹여 주입하여 응고시켜서 원형상태로 요소중자를 얻고, 요소중자 외부로 외부금형을 씌우고 외부금형과 요소중자 사이에 다시 왁스를 밀어 넣어주고 왁스가 굳은 후 상기 물품에서 요소성분을 녹여내기 위해 물에 넣고 녹여내는 공정 등에 많은 시간과 노력을 거쳐서 원형왁스제품을 얻는 공정과 극명하게 대조되는 공정이다.

도 2a는 본원에서 사출품으로 얻는 반 타원형 모양의 1/2 분할왁스 제품의 사시도로서 10a로 표시되는 1/2 분할왁스 제품의 내부구조가 입수홀(1)을 통하여 물의 흐름이 유도되고 검침계량부(18)를 돌리고 출수홀(2)을 거쳐 나가도록 입수홀(1)와 출수홀(2), 바닥판(3), 계량기지지턱(4), 입수부격벽(5), 출수부격벽(6), 역류방지 캡 걸음구가 걸리는 지지턱(7), 수밀뚜껑부(8) 등의 구조를 나타내 보여주고 있고 이와 대칭되는 구조의 10b로 표시되는 1/2 분할왁스 제품의 내부구조를 도 2b에서 평면도로 나타내고 있는바 이 역시도 입수홀(1)와 출수홀(2), 바닥판(3), 계량기지지턱(4), 입수부격벽(5), 출수부격벽(6), 역류방지 캡(9) 걸음구(9-1)가 걸리는 지지턱(7), 수밀뚜껑부(8) 등의 구조를 이루는 대칭구조를 갖고 있음을 나타내고 있다.

도 3은 왁스물품 사출공정의 이해를 돕기 위하여 반자동 왁스사출기의 구조를 나타내었는바, 왁스사출기는 본원에서 얻기를 원하는 왁스제품을 수돗물의 흐름을 유도하며 검침부를 돌리고 역류를 방지하기 위한 구체적 요소로서 수돗물 입수부와 출수부, 바닥판, 계량기지지턱, 입수부격벽, 출수부격벽, 역류방지 캡 걸음구가 걸리는 지지턱, 수밀뚜껑부를 갖는 구조로 1/2 왁스제품을 얻을 수 있도록 설계. 제작되어 상기 10a,10b 형상을 얻기 위한 금형(10)을 고정시켜 주는 금형고정부(11)와 금형(10)을 상형과 하형으로 분리시켜 사출된 왁스를 꺼내기 위한 유압식 클램프(12), 상기 금형(10)에 왁스를 사출구(14)를 통하여 공급해 주는 왁스실린더(13), 상기 왁스실린더(13)가 장착되어 사출구(14)의 사출 위치를 조절할 수 있는 테이블(16)과 액튜에이터(17) 등으로 구성되어 제공될 수 있으며, 상기 왁스실린더(13)의 사출구(14)에는 왁스의 반응고 상태를 유지시켜주기 위하여 60∼80℃의 일정한 온도로 센서에 의해 자동으로 조절할 수 있는 히터(15)가 장착되어 있으며, 사출구(14)를 통하여 사출되는 왁스는 약4∼7atm 의 압력으로 사출되는 구조의 것이 이용될 수 있는 왁스사출기의 구조를 나타내고 있다.

도 4는 본원에서 얻고자 하는 최종제품인 역류방지 캡을 내장하는 구조의 스텐레스제 수도계량기(20) 원형중자 제품을 나타내고 있는바, 4a에서는 스텐레스제 수도계량기 원형중자의 상부평면도를 나타내고 있고, 4b에서는 스텐레스제 수도계량기의 내부구조를 나타내기 위해 출수되는 상태의 측면도를 나타내고 있으며, 4c에서는 스텐레스제 수도계량기의 유로흐름이 정지된 상태에서 역류방지 캡(9)이 닫혀져 물의 흐름이 차단되고 있는 구조의 측면도를 나타내고 있다.

따라서 본원의 계량기 구조는 입수홀(1)을 통하여 물의 흐름이 시작되어 중앙의 검침계량부(18)를 돌려주고 출수홀(2)을 거쳐 나가며 출수홀(2)쪽으로 역류방지 기능을 하도록 역류방지 캡(9)을 내삽시킨 후 수밀구조를 이루기 위한 수밀뚜껑부(8)가 체결되는 구조이고, 역류방지 캡(9)은 걸음구(9-1)를 이용하여 양측의 지지턱(7)에 걸리는 구조로 제공된다.

4b에서는 역류방지 캡(9)이 열려 물의 흐름이 계속되고 있고 상태에서 상부로 수밀뚜껑부(8)가 체결되어 있는 상태를 나타내고 있으며, 4c에서는 스텐레스제 수도계량기의 유로흐름이 정지된 상태에서 역류방지 캡(9)이 닫혀져 물의 흐름이 차단되고 있는 구조의 측면도를 나타내고 있다.

도 5에서는 역류방지 캡(9)의 구조를 설명하기 위한 일 실시예의 도면으로서, 도 5a에서는 역류방지 캡(9)이 스텐레스제 등의 금속캡으로 제공되어 출수홀(2)을 외부에서 막는 구조로 제공되기 위해 역류방지 캡(9)이 걸음구(9-1)와 일체로 체결되고 걸음구(9-1)는 내부에 막대스프링(9-2)을 갖고 걸음구A(9-1)의 양단이 양쪽 지지턱(7)사이에서 지지턱의 체결홈(7-1)사이로 삽입되어 역류방지 캡(9) 이 물이 출수될 시는 열리고 역수될 시는 출수구를 막도록 체결되는 구조를 나타내고 있으며, 도 5b에서는 역류방지 캡(9)이 NBR(natural buthyl rubber)재나 실리콘재, 세라믹재, 기타 신소재수지 중에서 선택되어 역류방지 캡(9)과 걸음구B(9-3)가 동일재료로 일체로 제공되고 출수홀(2)로 볼록부(9-4)를 갖는 막음구조로 제공되고 걸음구(9-3)의 양쪽 단부가 지지턱(7)사이에서 지지턱의 체결홈(7-1)사이로 삽입되어 역류방지 캡(9)이 물이 출수되거나 차단시킬 수 있는 구조를 이룰 수 있음을 나타내고 있다.

도 6에서는 역류방지 캡(9) 상부에서 수밀구조를 이루기 위한 수밀뚜껑부(8)를 나타내고 있는바 도 6a에서는 수밀뚜껑부(8)의 수밀뚜껑(8-1)은 상부로는 6각볼트 형식의 돌림캡(8-2)을 갖는 구조이고 하부로는 돌림 나사산(8-3)을 갖는 구조로 제공되어 스텐레스제 수도계량기(20)에 역류방지 캡(9)을 내삽시킨 후에 수도계량기(20)와 수밀뚜껑부(8)사이에 오링(19)을 삽입하고 돌림캡(8-2)을 회전시켜 수밀뚜껑을 체결시킨 후 돌림캡(8-2)을 제거시켜 추후에 수밀뚜껑을 임의로 열 수 없도록 제공되는 구조를 나타내고 있다.

도 7는 종래의 황동제나 청동제 수도계량기를 얻기 위한 공정을 현장사진으로 나타낸 것으로 7a 사진은 종래의 공법에서 수도계량기를 얻기 위해 가열 솥에 요소를 넣고 가열을 시작하는 상태의 사진을 나타내고 있으며, 7b 사진은 종래의 공법에서 요소를 녹여 수도계량기 형상으로 만든 금형에 용융요소를 주입하는 상태의 사진을 나타내고 있으며, 7c 사진은 종래의 공법에서 수도계량기에 입수부, 출수부, 바닥판, 계량기지지턱 등을 형성하기 위해 굴곡부를 형성하여 제공된 원형요 소중자 사진을 나타내고 있으며, 7d 사진은 종래의 공법에서 상기 요소중자 외부로 금형을 씌워서 입수부, 출수부, 바닥판, 계량기지지턱을 형성하기 위해 왁스를 주입한 상태의 사진을 나타내고 있으며, 7e 사진은 입수부, 출수부, 바닥판, 계량기지지턱이 형성된 원형왁스를 얻기 위하여 상기제품을 물에 침적하여 요소성분을 녹여내는 상태의 사진 등을 통하여 종래의 수도계량기 원형중자를 얻기 위한 제조공정을 나타내고 있다.

본원은 종래의 황동제 및 청동제의 수도미터 계량기 및 수도꼭지 등 관련제

품이 인체에 치명적인 해를 줄 수 있는 유해물인 납과 안티몬 성분이 검출될 수 있다는 우려의 목소리가 있었으며 일부 제품에서 납과 안티몬 성분이 검출되는 사실을 확인하고 인체에 유해성분이 없는 스텐레스스틸제 제품으로 대체시키고자 하는 목적을 갖는 것이며, 종래의 스텐레스스틸제 주물공정의 제공공정 및 코스트 단가가 높아 이를 현실적으로 적용시키기 위한 방법을 찾던 중 종래의 진공정밀주조법을 이용하되 특히 수도계량기 중자 및 수도꼭지 모형용 금형을 설계하고 제작하는 단계에서 왁스 모형을 1/2로 분할 사출하고 이를 접합시켜 일체화시키는 새로운 공정을 개발하여 양산체제를 갖출 수 있음을 확인하고 발명을 완성한 것인바, 따라서 종래 S.S 주물제 원형 주물공정의 어려움과 그 가격기준이 높아 적용이 불가한 것으로 인식되었던 SUS 304 또는 316 소재의 S.S 주물제 수도계량기를 저렴한 가격으로 제공하는 효과를 갖는다.

또한 본원의 수도계량기는 불법적인 도수를 방지하여 소중한 국민의 세금으로 생산되는 상수를 절약할 수 있는 역류방지 기능을 갖는 SUS 304 또는 316 소재의 S.S 주물제 수도계량기를 저렴한 가격으로 제공하는 효과를 갖는다.

Claims

진공정밀주조 유사법을 이용하여 역류방지 캡을 내장하는 구조로 수도계량기 원형중자를 제조하는 방법에 있어서,

수요처가 원하는 규격으로 수도계량기 중자용 금형을 설계하고 제작하는 단계에서 왁스 모형을 1/2로 분할하여 사출하되 입수부와 출수부, 바닥판, 계량기지지턱, 입수부격벽과 출수부격벽, 역류방지 캡 지지턱을 대칭구조로 갖는 반타원형 왁스제품을 사출하는 제1단계,

1/2로 분할된 반타원형 왁스제품을 서로 대칭구조로 맞대는 공정에서 역류방지 캡 지지턱 사이에는 일정공간을 형성하여 조립시킨 후 원형왁스제품으로 일체화 접합시키는 제2단계,

상기 원형 왁스제품을 이용하여 주형을 제작하는 단계, 탈왁스 및 주형 소성 단계, SUS 304 또는 316 소재의 스텐레스 합금을 용해시켜 주조작업 단계를 포함하여 스텐레스재 원형중자를 얻는 제3단계,

별도의 공정으로 스텐레스재나, NBR(natural buthyl rubber)재나 실리콘재 중에서 선택되는 재질로 역류방지 캡 을 얻되 제3단계에서 얻은 스텐레스재 원형중자에 형성된 역류방지 캡 걸음구 사이의 체결홈에 내삽될 수 있는 크기와 구조로 역류방지 캡 을 얻는 제4단계,

상기 제3단계에서 얻은 스텐레스재 원형중자에 형성된 역류방지 캡 지지턱 사이의 체결홈에 제4단계에서 얻은 역류방지 캡 을 내장시킨 후 상부뚜껑부를 체결 하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스텐레스제 수도계량기 원형중자 제조방법.
제1항에 있어서,

제1항의 제조방법 중 제3단계 공정 후에 전해연마 공정을 추가하여 부식문제를 해결하는 것을 특징으로 하는 스텐레스제 수도계량기 원형중자 제조방법.
제1항의 제조방법에 의하여 제공된 스텐레스재 수도계량기 원형중자에 수도검침부, 패킹, 투시유리부 및 스텐레스제 상부캡을 포함시키는 구조로 제공되며, 수도계량기 출수부 쪽으로 역류 방지캡이 내장되고 역류방지캡 상부로 수밀뚜껑이 체결되어 제공되는 것을 특징으로 하는 스텐레스제 수도계량기.
제3항에 있어서

역류 방지캡은 스텐레스재나, NBR(natural buthyl rubber)재나 실리콘재 중에서 선택되어 원형중자 내에 형성된 역류방지 캡 지지턱 사이의 체결홈에 끼워져 제공되는 것을 특징으로 하는 스텐레스제 수도계량기.
제3항에 있어서,

수밀뚜껑은 당초 수밀뚜껑 상부로 돌림캡을 갖는 구조로 제공되어 돌림캡을돌여서 수밀뚜껑을 체결시킨 후 돌림캡을 제거시켜 수밀뚜껑을 임의로 열 수 없도록 제공되는 것을 특징으로 하는 스텐레스제 수도계량기.