KR101304100B1 - 전자식 계량기의 외부자력 차단장치 - Google Patents

Abstract

전자식 계량기의 외부자력 차단장치를 제공한다.
본 발명은 유체의 일방향 흐름에 의해서 회전되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전축의 상단부에 구비되는 영구자석을 갖추어 상기 임펠러와 더불어 회전되는 영구자석의 자력을 검출하여 유량을 계량하는 전자식 계량기에 있어서, 상기 임펠러가 회전가능하도록 배치되는 내부하우징의 개방된 상부를 덮고, 상기 영구자석이 배치되는 자석배치부를 구비하는 덮개구조물을 포함하고, 상기 덮개구조물의 상부면에 안착되는 자력감지센서 및 상기 영구자석을 감싸 외부로부터 전달되는 자력으로부터 보호하도록 상기 덮개구조물의 상부면에 일정깊이 함몰형성된 삽입홈으로 삽입되고, 상기 자력감지센서와 전기적으로 연결되는 케이블이 인출공을 관통형성한 외부자력차단부를 포함한다.

Description

전자식 계량기의 외부자력 차단장치{External Magnetic Force Cutoff Device of Electronic Meter}

본 발명은 전자식 계량기에서 외부자력을 차단하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 외부자력의 접근에 의한 측정용 영구자석의 자력변화를 방지하고, 교란을 방지하여 계량측정을 정확하게 수행할 수 있는 전자식 계량기의 외부자력 차단장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래 수도 계량기는 물의 흐름을 기계적으로 계량하여 이를 계량기의 표시부에 구비되는 눈금으로 환산하여 표시하는 방법이 사용되고 있다. 이러한 기계식 계량기는 검침원에 의한 개별 검침이 이루어져야 하는데, 이를 보완하기 위해 검침 내역을 관리자에게 송달할 수 있는 수단을 구비한 전자식 수도계량기가 개발되어 왔다.

전자식 수도계량기의 보급에 대해서는 원격 송수신장치의 결함이나 과다한 초기 투자비 등과 같은 여러 가지 제한들이 있어 왔으나, 급격한 정보기술의 발달과 이를 이용한 가정용 수도계량기의 통합을 목적으로 전자식 수도계량기에 대한 요구가 계속되고 있다.

이러한 전자식 수도계량기를 보급함에 있어서 새롭게 문제로 대두되는 것이 보안상의 문제이다.

종래 기계식 수도계량기는 전기적인 해킹이 원천적으로 불가능하고, 또 검침원이 일정 주기로 방문하였기 때문에, 계량기의 개량이나 변조를 통한 누수 등의 문제를 예방할 수 있었다.

대한민국 특허등록 제10-0377485호, 대한민국 특허출원 제 10-2001-0020291호, 및 대한민국 실용신안 등록출원 제20-2003-0000678호 등에는 일방향으로 흐르는 유체에 의해서 회전되는 임펠러와, 그 회전축의 상단부에 구비되어 이와 더불어 회전되는 영구자석을 구비하고, 회전되는 영구자석의 자력들 감지하여 임펠러의 회전량을 검출하는 센서부재를 구비함으로써 상기 센서부재에서 검출되는 자석회전량을 근거로 하여 적산하고, 이를 표시부에 적산하여 표시하거나 무선통신 또는 유선통신을 통해서 원격지의 관리자에게 전송하는 전자식 수도계량기를 개시하고 있다.

그러나, 원격 검침을 기본으로 하는 전자식 수도계량기는 보안상의 문제를 해결하는 수단이 요구되는데, 예를 들어 외부에서 상기 영구자석과 다른 크기의 자계를 갖는 다른 자석부재를 계량기에 근접하게 되면 상기 영구자석에 의한 정확한 자력발생이 혼란스러워지거나 이를 감지하는 센서부재의 오작동을 유발하여 자력에 의한 정확한 측정계량을 방해하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 외부자력의 접근에 의한 측정용 영구자석의 자력변화를 방지하고, 교란을 방지하여 계량측정을 정확하게 수행할 수 있는 전자식 계량기의 외부자력 차단장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명은 유체의 일방향 흐름에 의해서 회전되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전축의 상단부에 구비되는 영구자석을 갖추어 상기 임펠러와 더불어 회전되는 영구자석의 자력을 검출하여 유량을 계량하는 전자식 계량기에 있어서, 상기 임펠러가 회전가능하도록 배치되는 내부하우징의 개방된 상부를 덮고, 상기 영구자석이 배치되는 자석배치부를 구비하는 덮개구조물을 포함하고, 상기 덮개구조물의 상부면에 안착되는 자력감지센서 및 상기 영구자석을 감싸 외부로부터 전달되는 자력으로부터 보호하도록 상기 덮개구조물의 상부면에 일정깊이 함몰형성된 삽입홈으로 삽입되고, 상기 자력감지센서와 전기적으로 연결되는 케이블을 인출하도록 인출공을 관통형성한 외부자력 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 계량기의 외부자력 차단장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 외부자력 차단부는 상기 인출공을 상부면에 관통형성한 수평부로부터 연장되어 상기 삽입홈으로 삽입되는 일정길이의 수직부를 갖는 원통 구조물로 이루어진다.

바람직하게, 상기 외부자력 차단부는 상기 인출공을 상부면에 관통형성한 상판과, 상기 상판의 외측테두리에 관통형성된 조립공과 대응하는 상단에 조립돌기를 돌출형성한 중공형 원통부재로 이루어진다.

또한, 본 발명은 유체의 일방향 흐름에 의해서 회전되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전축의 상단부에 구비되는 영구자석을 갖추어 상기 임펠러와 더불어 회전되는 영구자석의 자력을 검출하여 유량을 계량하는 전자식 계량기에 있어서, 상기 임펠러가 회전가능하도록 배치되는 내부하우징의 개방된 상부를 덮고, 상기 영구자석이 배치되는 자석배치부를 구비하는 덮개구조물을 포함하고, 상기 덮개구조물의 상부면에 안착되는 자력감지센서 및 상기 영구자석을 감싸 외부로부터 전달되는 자력으로부터 보호하도록 상기 덮개구조물의 상부면에 일정깊이 함몰형성된 삽입홈으로 삽입되는 외부자력차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 계량기의 외부자력 차단장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 외부자력차단부는 상기 삽입홈으로 삽입되도록 하부가 개방되고, 기판에 실장된 자력감지센서가 배치되도록 상부가 개방된 중공원통부재로 이루어진다.

바람직하게, 상기 자력감지센서는 상기 영구자석과 대응하는 상부덮개의 상부면에 일정깊이 함몰형성된 자석배치홈에 배치되고, 상기 덮개구조물의 상부에 구비되는 표시부의 기판 배치공에 배치되는 기판의 하부면에 실장된다.

바람직하게, 상기 덮개구조물은 상기 삽입홈을 일정깊이 함몰형성하고, 상기 영구자석을 상단에 장착한 회전축이 배치되는 자석배치부를 하부로 일정길이 연장한 상부덮개와, 상기 내부하우징의 개방된 상부를 밀폐하도록 조립되고 상기 상부덮개와의 조립시 일정크기의 내부공간을 형성하는 하부몸체를 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 상부덮개와 하부몸체 사이에 형성되는 내부공간에는 유체의 동결시 발생하는 부피팽창을 흡수할 수 있도록 동파방지체를 구비한다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 유체의 흐름에 의해서 회전되는 임펠러와 더불어 회전되는 영구자석의 자력을 검출하여 유량을 계량하는 전자식 계량기에 서 임펠러가 회전가능하도록 배치되는 내부하우징의 개방된 상부를 덮는 덮개구조물을 구비하고, 덮개구조물의 상부면에 안착되는 자력감지센서 및 덮개구조물의 자석배치부에 배치되는 영구자석을 감싸 외부로부터 전달되는 자력으로부터 보호하는 외부자력 차단부를 구비함으로써, 계량기 외부에서 불필요하고 불법적인 자력이 영구자석으로 전달되는 것을 차단하여 외부자력의 접근에 의한 측정용 영구자석의 자력변화를 방지하고, 교란을 방지할 수 있기 때문에 계량기에 의한 계량측정을 안전하고 정확하게 수행하여 계량제품의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전자식 계량기의 외부자력 차단장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전자식 계량기의 외부자력 차단장치에 구비되는 외부자력 차단부를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전자식 계량기의 외부자력 차단장치에 구비되는 외부자력 차단부의 다른 형태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전자식 계량기의 외부자력 차단장치를 도시한 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 더욱 상세히 설명하고자 한다.

본 발명의 제1실시 예에 따른 전자식 계량기의 외부자력 차단장치(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 전자식 계량기(200)에서 외부로부터 제공되는 불법적인 자력을 차단할 수 있도록 외부자력차단부(120)가 배치되는 덮개구조물(240)을 포함한다.

상기 전자식 계량기(200)는 물과 같은 유체가 유입되는 유입구(201)와 유체가 유출되는 유출구(202)를 갖추어 유체가 일방향으로 흐르는 외부 하우징(201)과, 상기 외부하우징(210)의 내부공간에 배치되는 내부하우징(220)과, 상기 내부하우징(220)의 내부공간에 일방향으로 흐르는 유체에 의해서 회전되도록 회전축(203)에 회전가능하게 조립되는 임펠러(230)와, 상기 회전축(203)의 상단에 장착된 영구자석(204)이 배치되는 자석배치부(243)를 갖추어 상기 내,외부하우징(210,220)의 개방된 상부를 밀폐하는 덮개구조물(240) 및 상기 영구자석(204)의 자력을 감지하여 유체의 흐름량을 계량하고 표시하는 표시부(250)를 포함한다.

여기서, 상기 유입구(201)를 통해 유입되는 유체는 물, 가스, 오일 등과 같은 유체 중 어느 하나일 수 있다.

상기 덮개구조물(240)은 상부면에 상기 임펠러(230)와 더불어 회전되는 영구자석(204)과 대응되어 상기 영구자석의 회전량을 검출하는 자력감지센서(205)가 배치된다.

이러한 덮개구조물(240)의 몸체 중앙부에는 하부로 개방되어 상기 임펠러(230)의 회전축(203)과 더불어 그 상단에 장착된 영구자석(204)이 배치되는 자석배치부(243)를 구비한다.

또한, 상기 덮개구조물(240)은 상부면에 상기 자석배치부(243)를 따라 일정깊이 함몰형성되고, 상기 영구자석(204)이 장착되는 회전축(203)의 상단부까지 연장되는 링형 삽입홈(110)을 형성한다.

이러한 삽입홈(110)은 상기 자석배치부(243)를 따라 원주방향으로 연속되는 링형으로 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 삽입홈(110)에는 상기 회전축(203)의 상단에 장착된 영구자석(204)과 더불어 상기 자력감지센서(205)를 감싸 외부로부터 전달되는 자력으로부터 보호하는 외부자력 차단부(120)를 삽입하여 배치한다.

이러한 외부자력 차단부(120)는 상기 자력감지센서(205)와 일단이 전기적으로 연결되고 상기 표시부(250)에 배치되는 기판(206)과 타단이 전기적으로 연결되는 일정길이의 케이블(115)을 외부로 인출할 수 있도록 적어도 하나의 인출공(125)을 상부면에 관통형성하고, 하부로 개방된 원통 금속구조물로 이루어질 수 있다.

상기 외부자력 차단부(120)는 외부로부터 전달되는 자력이 영구자석이나 자력감지센서(205)측으로 전달되는 것을 차단할 수 있는 자력차폐용 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 자력차폐용 금속소재로는 철과 같은 금속 또는 합금소재, 뮤메탈(MuMetal), 하이뮤80(HyMu80), 하이퍼놈(Hipernom), 펌얼로이80(Permalloy 80) 중 어느 하나로 구비될 수 있다.

이에 따라, 상기 외부자력 차단부(120)에 의해서 외부로부터 불법적인 자력이 상기 영구자석이나 자력감지센서로 전달되는 것을 차단함으로써 불법적인 자력을 영구자석이나 자력감지센서에 제공하여 상기 영구자석(204)에 발생하는 자력세기를 가변시키거나 자력감지센서(205)의 기능을 훼손시켜 정확한 계량측정을 방해하는 것을 근본적으로 방지할 수 있는 것이다.

한편, 상기 외부자력 차단부(120)는 도 2에 도시한 바와 같이 인출공(125)을 상부면에 관통형성한 수평부의 외측테두리로부터 직하부로 일정길이 연장되어 상기 삽입홈(110)으로 삽입되는 일정길이의 수직부를 갖는 원통구조물로 이루어거나 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 인출공(125)을 상부면에 관통형성한 상판(121)과, 상기 상판(121)의 외측테두리에 관통형성된 조립공(121a)과 대응하는 상단에 조립돌기(122a)를 돌출형성한 중공원통부재(122)로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 외부자력 차단부(120)가 설치되는 덮개구조물(240)은 상기 삽입홈(110)을 일정깊이 함몰형성하고, 상기 영구자석(204)을 상단에 장착한 회전축(203)이 배치되는 자석배치부(243)를 직하부로 일정길이 연장한 상부덮개(241)와, 상기 내부하우징(220)의 개방된 상부를 밀폐하도록 조립되고 상기 상부덮개(241)와의 조립시 일정크기의 내부공간을 형성하는 하부몸체(242)을 포함한다.

여기서, 상기 상부덮개(241)의 자석배치부(243)는 상기 하부몸체(242)에 관통형성된 조립공을 통해 외부노출되는 단부에 수나사부를 형성하고, 상기 수나사부와 나사결합되는 결합부재(244)에 의해서 상기 상부덮개와 하부몸체는 일체로 결합되는 것이다.

그리고, 상기 상부덮개(241)와 하부몸체(242)사이에 형성되는 내부공간에는 동절기 발생하는 동파를 방지할 수 있도록 대기압 이상의 공기압으로 공기가 채워져 물의 동결시 발생하는 부피팽창을 흡수하는 에어백,에어튜브와 같은 동파방지체(260)를 배치할 수 있다.

이에 따라, 상기 자석배치부(243) 또는 하부몸체(242)에는 유체가 유입될 수 있도록 적어도 하나의 유입공을 각각 형성한다.

도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전자식 계량기의 외부자력 차단장치를 도시한 구성도로서, 제1실시예와 마찬가지로 전자식 계량기(200)에서 외부로부터 제공되는 불법적인 자력을 차단할 수 있도록 외부자력차단부(120a)가 배치되는 덮개구조물(240)을 포함한다.

상기 외부자력 차단부(120a)는 상기 회전축(203)의 상단에 장착된 영구자석(204)과 더불어 상기 상부덮개(241)의 상부면에 배치된 자력감지센서(205)를 감싸 외부로부터 전달되는 자력으로부터 보호하도록 상기 상부덮개(241)의 표면으로부터 자석배치부(110)와 나란하도록 일정깊이 링형으로 함몰형성되는 삽입홈(110)에 삽입하여 배치된다.

이러한 외부자력 차단부(120a)는 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 링형으로 일정깊이 함몰형성되는 삽입홈(110)으로 삽입되도록 하부가 개방되고, 기판(206)에 실장된 자력감지센서(205)가 배치되도록 상부가 개방된 중공원통부재로 이루어진다.

상기 자력감지센서(205)는 상기 영구자석과 대응하는 상부덮개의 상부면에 일정깊이 함몰형성된 자석배치홈(241)에 배치되고, 상기 덮개구조물(240)의 상부에 구비되는 표시부(250)에 형성된 기판 배치공(255)에 배치되는 기판(206)의 하부면에 실장되는 센서부재이다.

이때, 상기 삽입홈(110)의로 삽입되어 조립된 외부자력 차단부(120a)의 상단은 기판(206)의 하부면과 자연스럽게 접해짐으로써 외부로부터 전달되는 자력을 차페하는 밀폐공간을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 외부자력 차단부(120a)는 외부로부터 전달되는 자력이 영구자석이나 자력감지센서(205)측으로 전달되는 것을 차단할 수 있는 자력차폐용 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 외부자력 차단부(120a)에 의해서 외부로부터 불법적인 자력이 상기 영구자석이나 자력감지센서로 전달되는 것을 차단함으로써 불법적인 자력을 영구자석이나 자력감지센서에 제공하여 상기 영구자석(204)에 발생하는 자력세기를 가변시키거나 자력감지센서(205)의 기능을 훼손시켜 정확한 계량측정을 방해하는 것을 근본적으로 방지할 수 있는 것이다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110 : 삽입홈 115 : 케이블
120,120a : 외부자력 차단부 121 : 상판
122 : 중공원통부재 125 : 인출공
203 : 회전축 204 : 영구자석
205 : 자력감지센서 206 : 기판
210 : 외부하우징 220 : 내부하우징
230 : 임펠러 240 : 덮개구조물
241 : 상부덮개 242 : 하부몸체
243 : 자석배치부 250 : 표시부

Claims (8)

1. 유체의 일방향 흐름에 의해서 회전되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전축의 상단부에 구비되는 영구자석을 갖추어 상기 임펠러와 더불어 회전되는 영구자석의 자력을 검출하여 유량을 계량하는 전자식 계량기에 있어서,
   상기 임펠러가 회전가능하도록 배치되는 내부하우징의 개방된 상부를 덮고, 상기 영구자석이 배치되는 자석배치부를 구비하는 덮개구조물을 포함하고,
   상기 덮개구조물의 상부면에 안착되는 자력감지센서 및 상기 영구자석을 감싸 외부로부터 전달되는 자력으로부터 보호하도록 상기 덮개구조물의 상부면에 일정깊이 함몰형성된 삽입홈으로 삽입되고, 상기 자력감지센서와 전기적으로 연결되는 케이블을 인출하도록 인출공을 관통형성한 외부자력 차단부를 포함하고,
   상기 덮개구조물은 상기 삽입홈을 일정깊이 함몰형성하고, 상기 영구자석을 상단에 장착한 회전축이 배치되는 자석배치부를 하부로 일정길이 연장한 상부덮개와, 상기 내부하우징의 개방된 상부를 밀폐하도록 조립되고 상기 상부덮개와의 조립시 일정크기의 내부공간을 형성하는 하부몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 계량기의 외부자력 차단장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 외부자력 차단부는 상기 인출공을 상부면에 관통형성한 수평부로부터 연장되어 상기 삽입홈으로 삽입되는 일정길이의 수직부를 갖는 원통 구조물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자식 계량기의 외부자력 차단장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 외부자력 차단부는 상기 인출공을 상부면에 관통형성한 상판과, 상기 상판의 외측테두리에 관통형성된 조립공과 대응하는 상단에 조립돌기를 돌출형성한 중공형 원통부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자식 계량기의 외부자력 차단장치.
4. 유체의 일방향 흐름에 의해서 회전되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전축의 상단부에 구비되는 영구자석을 갖추어 상기 임펠러와 더불어 회전되는 영구자석의 자력을 검출하여 유량을 계량하는 전자식 계량기에 있어서,
   상기 임펠러가 회전가능하도록 배치되는 내부하우징의 개방된 상부를 덮고, 상기 영구자석이 배치되는 자석배치부를 구비하는 덮개구조물을 포함하고,
   상기 덮개구조물의 상부면에 안착되는 자력감지센서 및 상기 영구자석을 감싸 외부로부터 전달되는 자력으로부터 보호하도록 상기 덮개구조물의 상부면에 일정깊이 함몰형성된 삽입홈으로 삽입되는 외부자력 차단부를 포함하고,
   상기 덮개구조물은 상기 삽입홈을 일정깊이 함몰형성하고, 상기 영구자석을 상단에 장착한 회전축이 배치되는 자석배치부를 하부로 일정길이 연장한 상부덮개와, 상기 내부하우징의 개방된 상부를 밀폐하도록 조립되고 상기 상부덮개와의 조립시 일정크기의 내부공간을 형성하는 하부몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 계량기의 외부자력 차단장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 외부자력차단부는 상기 삽입홈으로 삽입되도록 하부가 개방되고, 기판에 실장된 자력감지센서가 배치되도록 상부가 개방된 중공원통부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자식 계량기의 외부자력 차단장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 자력감지센서는 상기 영구자석과 대응하는 상부덮개의 상부면에 일정깊이 함몰형성된 자석배치홈에 배치되고, 상기 덮개구조물의 상부에 구비되는 표시부의 기판 배치공에 배치되는 기판의 하부면에 실장되는 것을 특징으로 하는 전자식 계량기의 외부자력 차단장치.
7. 삭제
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부덮개와 하부몸체 사이에 형성되는 내부공간에는 유체의 동결시 발생하는 부피팽창을 흡수할 수 있도록 동파방지체를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자식 계량기의 외부자력 차단장치.

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