KR101401356B1

KR101401356B1 - 수위감지센서 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101401356B1
Application number: KR1020140000730A
Authority: KR
Inventors: 이상진; 지귀봉
Original assignee: 지귀봉; (주)영진에이치에스브이
Priority date: 2014-01-03
Filing date: 2014-01-03
Publication date: 2014-06-13

Abstract

본 발명은 수위감지센서에 결합되는 감지봉의 결합구조를 개선함으로써 수위감지센서를 통한 수분의 누출을 방지하여 고온.고압의 저수조 내에서도 정확한 수위의 센싱이 이루어지도록 하는 수위감지센서에 관한 것으로서, 관통홀이 형성된 바디; 바디에 고정되어 저수조 내의 수위를 감지하는 중공의 감지봉; 관통홀과 연통되게 바디의 상부면으로부터 돌출되어 밴딩에 의해 바디와 감지봉 사이를 실링하는 상측밴딩관; 및 관통홀과 연통되게 바디의 하부면으로부터 돌출되어 밴딩에 의해 바디와 감지봉 사이를 실링하는 상측밴딩관으로 구성된다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 수위감지센서의 제조방법은, 상.하측밴딩관을 갖는 바디를 가공하는 단계(S10); 바디에 관통홀을 형성하는 단계(S20); 중공의 감지봉(40)을 준비하는 단계(S30); 감지봉을 바디에 고정하는 단계(S40); 밴딩지지봉을 감지봉의 내측으로 삽입하는 단계(S50); 및 밴딩을 통해 상.하측밴딩관 사이를 실링하는 단계(S60);를 거쳐 제조된다.

Description

수위감지센서 및 그의 제조방법{WATER LEVEL SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING OF THE SAME}

본 발명은 액체가 담수된 저수조에 설치되어 저수조의 수위를 감지하는 수위감지센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수위감지센서에 결합되는 감지봉의 결합구조를 개선함으로써 수위감지센서를 통한 수분의 누출을 방지하여 고온.고압의 저수조 내에서도 정확한 수위의 센싱이 이루어지도록 하는 수위감지센서 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 보일러는 산업현장의 다 방면에서 사용되는 것으로, 연료의 가열을 통한 연소열을 이용하여 저수조 내의 액체를 가열함으로써 발생하는 고온의 공기 또는 온수를 발생시키는 장치이다.

이를 위해, 산업용 보일러에는 고온의 공기 또는 온수를 얻기 위해 액체가 담수되는 저수조가 반드시 필요하며, 상기의 저수조에는 저수조 내의 변화하는 수위를 실간으로 감지하는 수위감지센서가 장착된다.

상기의 수위감지센서는 저수조 내의 액체의 수위변화에 따른 전류량의 변화를 실시간으로 감지하여 감지값을 콘트롤러로 전송하고, 콘트롤러에 의해 수신된 감지값과 기 입력된 데이터 값을 비교하여 공급밸브를 통해 액체의 공급 유.무를 판단하여 제어하도록 한다.

또한, 상기의 수위감지센서에는 보일러의 구동방법에 따라 감지봉의 개수가 하나 또는 복수개로 구비되며, 감지봉이 하나가 구비된 수위감지센서의 경우는 단속구간이 없이 구동이 연속적으로 이루어지는 산업용 보일러에 이용되고, 감지봉이 복수개가 구비된 수위감지센서의 경우는 감지봉의 높낮이 설정에 의해 구간별 단속이 이루어지는 산업용 보일러에 사용된다.

그러나, 산업용 보일러의 제일 중요한 사안 중 하나는 저수조에 결합되는 수위감지센서에 구비된 감지봉의 실링상태이다. 즉, 산업용 보일러의 저수조 내부는 항상 고온.고압의 상태를 유지함에 따라 내부의 강한 압력에 의해 수위감지센서에 결합된 감지봉(전극봉)의 틈새를 통해 수분이 누출되는 경우 전류량의 변화가 불규칙해져 수위감지의 오류가 발생되기 때문이다.

이중, 단일의 감지봉을 갖는 수위감지센서의 경우는 그 문제가 더욱 심각하다.

단일의 감지봉을 갖는 수위감지센서의 문제를 해결하기 위해 등록특허 제10-0930791호에는 탱크의 본체(1)측 체결부(1a)로부터 나사체결되는 수나사부(11)의 상부에 육각머리부(12)를 갖으며, 중앙에는 설치공(13) 및 삽입공(14)이 형성된 고정부재(10)와, 상기 설치공(13)에 관통 설치되며, 상하단부를 제외한 길이방향 외측둘레에 절연체(21)가 피복된 전극봉(20)이 접점단자(30)와 연결 설치되어 구성된 수위감지용 전극봉센서(100)에 있어서, 상기 고정부재(10)는 스틸소재로서, 설치공(13)의 내경에 암나사부(13a)이 형성되고, 상기 전극봉(20)의 절연체(21)는 고온에 강한 테프론 튜브로 피복되는 한편, 암나사부(13a) 내에 위치하는 테프론 튜브의 일정부분은 깔때기 형상이 되도록 탈피되어 암나사부(13a)와 삽입공(14)의 경사진 경계부분에 밀착되며, 상기 암나사부(13a)에 관통되는 전극봉(20)에는 암나사부(13a)의 내경과 외접하여 전극봉(20)을 지지하는 복수개의 테프론링(40)이 설치되고, 상기 테프론링(40) 사이에는 전극봉(20)의 상하 유동을 방지되도록 암나사부(13a)와 외접하지 않는 직경을 갖는 서스(SUS)링(50)이 테프론튜브가 탈피된 전극봉(20) 부분에 용접설치되며, 상기 암나사부(13a)에는 전극봉(20)이 관통되도록 중앙에 통공(61)이 형성되고, 상단부에 고정홈(62)이 복수개 형성된 가압체결봉(60)이 고온용 에폭시수지(S)의 주입과 함께 체결 설치된 구조가 개시되어 있다.

그러나, 등록특허 제10-0930791호의 고온, 고압보강구조를 갖는 수위감지용 전극봉센서는 전극봉의 지지력을 강화하고는 있지만, 전극봉 지지를 위해 고정부재에 나선결합되는 가압체결봉, 테프론링과 서스링 및 에폭시수지 등이 필요하기 때문에 결국 많은 부재료가 사용됨에 따라 제작단가가 상승하는 문제가 있다.

더욱이, 유지 보수를 위한 분해 및 조립과정에서 전극봉의 유동이 발생되기 때문에 이로 인한 체결력 저하로 인해 고정부재와 전극봉 사이로 미세한 틈이 형성되어 다시 종래와 같이 수분이 누출되는 치명적인 문제를 갖는다.

한편, 종래의 문제를 해결하기 위한 또 다른 방법으로, 고정부재의 관통공을 관통하여 고정부재의 상측으로 노출되는 전극봉의 일측 단부에 탄성부재가 개재된 상태로 가압편이 나선결합되고, 고정부재 하측의 관통공 단부에 위치하는 전극봉 외주면에는 경사진 테이퍼면을 형성하여 상기 가압편이 탄성부재의 지지를 받으며 회전하면 상기 전극봉이 당겨지면서 테이퍼면이 관통공 단부에 걸리도록 하여 전극봉과 고정부재 사이의 실링을 유지하는 구조도 실시되고 있다.

그러나, 상기의 방법은 가압편이 탄성부재에 의해 지지된 상태로 전극봉을 당기는 구조를 이루고 있기 때문에, 만일 가압부의 조작에 따른 탄성부재의 탄성변형이 발생하는 경우 전극봉의 당김력이 느슨해져 실링이 해제되고 이로 인해 수분이 고정부재로 누출되어 결국 전류량 변화를 야기시켜 전극봉의 감지오류를 유발시키는 치명적인 문제를 갖는다.

또한, 고정부재와 전극봉 사이의 실링은 기계적 결합에 의한 구조이기 때문에 실링을 기대할 수 없고, 감지봉의 당김상태를 유지시키기 위해 반드시 탄성부재와 가압편이 구비되어야 함에 따라 제작단가가 상승하는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0930791호(공고일 2009년 12월 09일) 대한민국 공개특허공보 제2000-0030618호(공개일 2000년 06월 05일) 대한민국 등록특허공보 제10-0311280호(공고일 2001년 10월 12일) 대한민국 등록실용신안 제20-0306510호(공고일 2003년03월 08일)

본 발명은 상기와 같은 문제점 및 기술적 편견을 해소하기 위해 안출된 것으로, 수위감지센서에 결합되는 감지봉의 결합구조를 개선하여 실링이 이루어지도록 함으로써 고온.고압의 저수조에서도 수위감지센서를 통한 수분의 누출을 원천적으로 방지하여 감지봉을 통한 수위의 정확한 센싱이 이루어지도록 하는 수위감지센서 및 그의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수위감지센서는,

전류량 측정을 통해 액체가 담수된 저수조 내의 수위를 감지하며, 감지된 신호를 컨트롤러로 전송하는 수위감지센서에 있어서,

상기 저수조에 나사결합되며, 길이방향 중심으로 내부를 관통하는 관통홀이 형성된 바디; 상기 외주면에 절연체가 피복된 상태로 상기 관통홀을 관통하여 상기 바디에 고정되며, 상기 저수조 내의 액체 수위변화에 따른 전류량을 실시간으로 감지하여 감지된 신호를 상기 컨트롤러로 전송하는 중공의 감지봉; 상기 관통홀과 연통된 상태로 상기 바디의 상부면으로부터 소정길이로 연장 돌출되며, 외부로부터 가해지는 가압력에 의해 상기 바디의 상측으로 노출된 상기 감지봉의 외주면과 밀착되게 밴딩되어 상기 바디와 상기 감지봉 사이를 실링하는 상측밴딩관; 및 상기 관통홀과 연통된 상태로 상기 바디의 하부면으로부터 소정길이로 연장 돌출되며, 외부로부터 가해지는 가압력에 의해 상기 바디의 하측으로 노출된 상기 감지봉의 외주면과 밀착되게 밴딩되어 상기 바디와 상기 감지봉 사이를 실링하는 하측밴딩관;을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 감지봉의 내측에는 밴딩지지봉이 삽입되되, 상기 밴딩지지봉은 상기 상.하측밴딩관이 밴딩될 때 상기 감지봉의 소성변형이 한계적으로 이루어질 수 있도록 하면서, 밴딩에 의해 상기 감지봉과 접촉된 상태로 상기 감지봉의 수위감지신호를 상기 컨트롤러로 전송하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 감지봉과 상기 상.하측밴딩관 사이에는, 상기 상.하측밴딩관이 각각 밴딩될 때 상기 감지봉 방향으로 압축되면서 상기 상.하측밴딩관과 상기 감지봉 사이의 실링을 강화하기 위한 실링보강재가 더 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수위감지센서의 제조방법은,

전류량 측정을 통해 액체가 담수된 저수조 내의 수위를 감지하며, 감지된 신호를 컨트롤러로 전송하는 수위감지센서의 제조방법에 있어서,

외주면에 나사산(S)이 형성되고, 길이방향 중심의 상.하부면으로부터 각각 소정길이로 연장 돌출된 상.하측밴딩관을 갖는 바디를 가공하는 단계(S10); 상기 상.하측밴딩관의 내측을 관통되게 가공하여 상기 바디에 상.하측밴딩관과 연통하는 관통홀을 형성하는 단계(S20); 외주면에 절연체를 피복한 소정의 길이를 갖는 중공의 감지봉을 준비하는 단계(S30); 준비된 상기 감지봉을 상기 바디의 상.하측밴딩관에 관통시키고, 상기 감지봉과 상기 상.하측밴딩관 사이에 실링보강재를 개재하여 상기 감지봉을 상기 바디에 고정하는 단계(S40); 밴딩지지봉을 가공하고, 가공된 상기 밴딩지지봉을 상기 바디에 고정된 상기 감지봉의 내측으로 삽입하는 단계(S50); 및 상기 상.하측밴딩관의 외주면을 각각 밴딩지그를 통해 밴딩하면서 상기 감지봉과 상기 각 상.하측밴딩관 사이를 실링하는 단계(S60);를 포함하여 제조된다.

이때 상기 밴딩지그는, 소정의 두께를 갖는 몸체와, 상기 감지봉이 관통하도록 상기 몸체에 형성되며 상기 상.하측밴딩관의 외경보다 작은 직경을 갖는 가압공과, 상기 가압공이 관통된 상기 몸체의 어느 일면에 상기 가압공의 중심방향으로 경사지게 형성되어 상기 상.하측밴딩관의 각 단부를 상기 가압공으로 안내하는 안내경사면으로 구성된 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 수위감지센서 및 그의 제조방법에 의하면,

바디와 일체로 형성된 상.하측밴딩관의 밴딩을 통해 바디를 관통하는 감지봉과의 실링이 완벽하게 이루어짐과 더불어 감지봉이 바디에 안정적으로 고정된 상태를 유지함에 따라 고온.고압의 저수조에 장착된 상태에서도 수분누출이 방지되어 항상 정확한 수위의 전류량을 감지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 바디의 상측밴딩관과 하측밴딩관이 밴딩되어 실링됨에 따라 종래와 같이 전극봉의 실링을 위한 다양한 구조물이 필요치 않아 제조공정의 단순화 및 제조단가를 절감하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수위감지센서가 보일러의 저수조에 설치된 상태를 나타낸 참고도이고,
도 2는 본 발명에 따른 수위감지센서를 나타낸 사시도이며,
도 3은 도 2의 분해사시도이고,
도 4는 도 2의 요부단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 수위감지센서의 제조방법을 나타낸 플로우챠트이고,
도 6은 도 5의 제조방법을 도면으로 나타낸 공정도면으로 상.하측밴딩관이 밴딩되는 과정을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수위감지센서가 보일러의 저수조에 설치된 상태를 나타낸 참고도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수위감지센서를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 분해사시도이고, 도 4는 도 2의 요부단면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 수위감지센서(100)는 하나의 감지봉(20)이 구비된 상태로, 산업용 보일러의 고온.고압이 형성되는 저수조(80)의 상측에 장착되어 저수조(80) 내에 담수된 액체의 수위 변화에 따른 전류량 변화를 감지하여 감지된 신호값을 컨트롤러(C)로 전송하는 역할을 한다.

즉, 별도의 단속구간 없이 하나의 감지봉(20)이 저수조(80) 내의 변화하는 수위를 실시간으로 감지하여 감지신호를 컨트롤러(C)로 전송하도록 하는 것으로, 보일러의 구동이 연속적으로 이루어지는 하는 것이다.

이때, 수위감지센서(100)는 감지된 신호값을 컨트롤러(C)로 전송하기 위해 컨트롤러(C)와 전기적으로 연결되는 것은 물론이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 수위감지센서(100)는, 상기 저수조(80)에 나사결합되며, 길이방향 중심으로 내부를 관통하는 관통홀(13)이 형성된 바디(10); 상기 외주면에 절연체(25)가 피복된 상태로 상기 관통홀(13)을 관통하여 상기 바디(10)에 고정되며, 상기 저수조(80) 내의 액체 수위변화에 따른 전류량을 실시간으로 감지하여 감지된 신호를 상기 컨트롤러(C)로 전송하는 중공의 감지봉(20); 상기 관통홀(13)과 연통된 상태로 상기 바디(10)의 상부면으로부터 소정길이로 연장 돌출되며, 외부로부터 가해지는 가압력에 의해 상기 바디(10)의 상측으로 노출된 상기 감지봉(20)의 외주면과 밀착되게 밴딩되어 상기 바디(10)와 상기 감지봉(20) 사이를 실링하는 상측밴딩관(30); 및 상기 관통홀(13)과 연통된 상태로 상기 바디(10)의 하부면으로부터 소정길이로 연장 돌출되며, 외부로부터 가해지는 가압력에 의해 상기 바디(10)의 하측으로 노출된 상기 감지봉(20)의 외주면과 밀착되게 밴딩되어 상기 바디(10)와 상기 감지봉(20) 사이를 실링하는 하측밴딩관(40);을 포함하여 구성되어 있다.

바디(10)는, 감지봉(20)이 저수조(80)에 배치될 수 있도록 저수조(80)에 나사결합되는 것으로, 원통형의 형상을 이루고 있으며 그 외주면의 하측 외주면에는 저수조(80)와 결합되기 위한 하측 나사산(S)이 형성되어 있으며, 상측에는 컨트롤러(C)와 전기적으로 연결될 때 각종 전선들이 외부로 노출되는 것을 차단하기 위한 커버가 결합되는 상측 나사산(S)이 형성되어 있다.

더하여, 상.하측 나사산(S) 사이에는 바디(10)를 저수조(80)에 결합할 때 결합을 위한 수단으로 육각형상의 렌치부(15)가 형성되어 있다.

또한, 바디(10)의 길이방향 중심 내부에는 후술하게 되는 감지봉(20)이 관통한 상태로 결합될 수 있도록 내부를 관통하는 관통홀(13)이 형성되어 있다.

감지봉(20)은 바디(10)에 고정된 상태로 저수조(80)의 액체와 실시간으로 접촉하는 것으로, 내측에는 도전성을 갖는 금속재질로 이루어진 중공의 도전봉(23)이 구비되어 있으며, 도전봉(23)의 외주면은 절연체(25)에 의해 피복되어 있다.

상기와 같은 감지봉(20)은 바디(10)의 관통홀(13)을 관통하여 바디(10)에 고정되어 저수조(80) 내의 액체 수위변화에 따른 전류량을 감지하면서 감지된 신호를 컨트롤러(C)로 전송한다.

본 실시예에서 감지봉(20)의 길이는 저수조(80)의 용량 또는 크기에 따라 달라지는 것이 당연하기 때문에, 그 길이는 반드시 한정하지는 않는다.

한편, 바디(10)의 상.하부면에는 상측밴딩관(30)과 하측밴딩관(40)이 각각 돌출형성되어 있다.

상측밴딩관(30)은 바디(10)의 관통홀(13)과 연통된 상태로 바디(10)의 상부면으로부터 소정길이로 연장 돌출되며, 외부로부터 가해지는 가압력에 의해 바디(10)의 상측으로 노출된 감지봉(20)의 외주면과 밀착되게 밴딩되어 바디(10)와 감지봉(20) 사이를 실링한다.

즉, 상측밴딩관(30)은 바디(10)를 관통하여 바디(10)의 상측으로 노출된 감지봉(20)의 상측을 관통시켜 감지봉(20)의 상측이 안정적으로 고정되도록 함과 동시에, 밴딩을 통한 구경(口徑)의 축소에 의해 바디(10)의 상측에서 바디(10)와 감지봉(20) 사이의 실링이 이루어지도록 하는 것이다.

하측밴딩관(40)은 바디(10)의 관통홀(13)과 연통된 상태로 바디(10)의 하부면으로부터 소정길이로 연장 돌출되며, 외부로부터 가해지는 가압력에 의해 바디(10)의 하측으로 노출된 감지봉(20)의 외주면과 밀착되게 밴딩되어 바디(10)와 감지봉(20) 사이를 실링한다.

즉, 하측밴딩관(40)은 바디(10)를 관통하여 바디(10)의 하측으로 노출된 감지봉(20)의 하측을 관통시켜 감지봉(20)의 하측이 안정적으로 고정되도록 함과 동시에, 밴딩을 통한 구경(口徑)의 축소에 의해 바디(10)의 하측으로 바디(10)와 감지봉(20) 사이의 실링이 이루어지도록 하는 것이다.

따라서, 상.하측밴딩관(30,40)이 바디(10)의 상.하방향으로 노출된 감지봉(20)을 관통시킨 상태로 밴딩됨에 따라 결국 감지봉(20)과 바디(10) 사이의 실링이 바디(10)의 상.하측에서 각각 이루어지게 되어 완벽한 실링상태를 이루게 되는 것이다(도 4 참조).

이렇게 되면, 상.하측밴딩관(30,40)이 바디(10)로부터 연장되어 바디(10)와 일체를 이룸에 따라 종래와 같이 바디(10)와 감지봉(20) 사이로 수분이 침투되는 문제가 원천적으로 방지되기 때문에 감지봉(20)의 오류가 사전에 방지된다.

한편, 감지봉(20)과 상.하측밴딩관(30,40) 사이에는, 상.하측밴딩관(30,40)이 각각 밴딩될 때 감지봉(20) 방향으로 압축되면서 상.하측밴딩관(30,40)과 감지봉(20) 사이의 실링을 강화하기 위한 실링보강재(60)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

이는, 실링보강재(60)가 상.하측밴딩관(30,40)이 밴딩될 때 가해지는 가압력을 흡수하기 때문에 밴딩이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하기 위함이며, 더하여 가압력에 의해 압축되는 과정에서 상.하측밴딩관(30,40)의 내경과 감지봉(20)의 절연체(25) 외주면과 긴밀한 접촉을 이룸으로써 완전한 실링이 이루어지도록 하기 위함인 것이다.

이 경우, 실링보강재(60)의 재질은 밴딩에 의한 수축이 가능한 합성수지 종류의 테프론 재질인 것이 바람직하며, 그 재질을 반드시 한정하지는 않는다.

따라서, 상.하측밴딩관(30,40)와 감지봉(20) 사이는 실링보강재(60)가 개재된 상태로 상.하측밴딩관(30,40)가 밴딩됨에 따라 밴딩부위의 변형이 유발되지 않아 항상 실링된 상태를 유지하게 되어 수분침투를 완벽하게 차단하게 된다.

한편, 감지봉(20)의 내측에는 밴딩지지봉(50)이 삽입된다.

밴딩지지봉(50)은 상.하측밴딩관(30,40)이 밴딩될 때 감지봉(20)의 소성변형이 한계적으로 이루어질 수 있도록 하면서, 밴딩에 의해 감지봉(20)과 접촉된 상태로 감지봉(20)의 수위감지신호를 컨트롤러(C)로 전송하게 된다.

정확하게는, 밴딩지지봉(50)은 도전봉(23)의 중공에 수용된 상태에서 상.하측밴딩관(30,40)이 밴딩될 때 외부로부터 가해지는 밴딩 압력이 밴딩지지봉(50)의 외경까지만 가해지도록 하여 상.하측밴딩관(30,40)의 제한된 밴딩이 이루어지도록 하고, 밴딩을 통해 도전봉(23)과의 긴밀한 접촉상태를 유지하게 된다.

따라서, 밴딩지지봉(50)은 도전봉(23)과 긴밀한 접촉상태를 유지함에 따라 도전봉(23)을 통해 감지된 수위감지신호를 수신하고, 수신된 수위감지신호를 전기적으로 연결된 컨트롤러(C)로 전송하게 된다(도 4 참조).

이때, 밴딩지지봉(50)의 상부는 컨트롤러(C)와 전기적으로 연결되도록 절연체(25)의 외부로 노출되게 형성되는 것이 바람직하며, 길이는 상측밴딩관(30)의 선단과 하측밴딩관(40)의 하단 사이의 길이를 포함하는 것이 바람직하고, 도전봉(23)과 동일한 재질로 형성되는 것은 당연할 것이다.

다음은 본 발명에 따른 수위감지센서(100)의 제조방법을 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 수위감지센서의 제조방법을 나타낸 플로우챠트이고, 도 6은 도 5의 제조방법을 도면으로 나타낸 공정도면으로 상.하측밴딩관이 밴딩되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 5 및 도 6에 본 발명의 수위감지센서(100)의 제조방법은, 외주면에 나사산(S)이 형성되고, 길이방향 중심의 상.하부면으로부터 각각 소정길이로 연장 돌출된 상.하측밴딩관(30,40)을 갖는 바디(10)를 가공하는 단계(S10); 상기 상.하측밴딩관(30,40)의 내측을 관통되게 가공하여 상기 바디(10)에 상.하측밴딩관(30,40)과 연통하는 관통홀(13)을 형성하는 단계(S20); 외주면에 절연체(25)를 피복한 소정의 길이를 갖는 중공의 감지봉(20)을 준비하는 단계(S30); 준비된 상기 감지봉(20)을 상기 바디(10)의 상.하측밴딩관(30,40)에 관통시키고, 상기 감지봉(20)과 상기 상.하측밴딩관(30,40) 사이에 실링보강재(60)를 개재하여 상기 감지봉(20)을 상기 바디(10)에 고정하는 단계(S40); 밴딩지지봉(50)을 가공하고, 가공된 상기 밴딩지지봉(50)을 상기 바디(10)에 고정된 상기 감지봉(20)의 내측으로 삽입하는 단계(S50); 및 상기 상.하측밴딩관(30,40)의 외주면을 각각 밴딩지그(70)를 통해 밴딩하면서 상기 감지봉(20)과 상기 각 상.하측밴딩관(30,40) 사이를 실링하는 단계(S60);를 통해 제조된다.

외주면에 나사산(S)이 형성되고, 길이방향 중심의 상.하부면으로부터 각각 소정길이로 연장 돌출된 상.하측밴딩관(30,40)을 갖는 바디(10)를 가공하는 단계(S10)를 보면, 소정의 길이를 갖는 육면체의 바디(10)를 선반의 바이트 척(미 도시)에 물려 회전시키면서 바디(10)의 상.하 외주면에 설정된 길이 만큼 탭 가공을 통해 나사산(S)을 각각 가공한다.

상기의 단계에서 바디(10)의 상.하로 나사산(S)을 가공함으로써 상.하 나사산(S) 사이에는 자연스럽게 육각의 렌치부(15)가 존재하게 된다.

이후, 바디(10)의 길이방향 상.하부면을 바디(10)의 중심방향으로 가공하면서 바디(10)의 상부와 하부의 중심에 각각 소정길이로 돌출된 상측밴딩관(30)과 하측밴딩관(40)을 형성한다.

다음으로, 상.하측밴딩관(30,40)의 내측을 관통되게 가공하여 바디(10)에 상.하측밴딩관(30,40)과 연통하는 관통홀(13)을 형성하는 단계(S20)를 보면, 상측밴딩관(30)과 하측밴딩관(40)이 가공된 바디(10)의 중심 즉 상측밴딩관(30)과 하측밴딩관(40)을 관통되게 가공함으로써 바디(10)에 상측밴딩관(30)과 하측밴딩관(40)을 연통하는 관통홀(13)을 형성하는 것이다.

즉, 후술하는 상.하측밴딩관(30,40)의 밴딩이 이루어질 때 바디(10)의 관통홀(13)을 관통한 감지봉(20)의 상.하측이 상.하측밴딩관(30,40)에 의해 고정 및 실링되도록 하기 위함인 것이다.

다음으로, 외주면에 절연체(25)를 피복한 소정의 길이를 갖는 중공의 감지봉(20)을 준비하는 단계(S30)를 보면, 감지봉(20)이 설치되는 저수조(80)의 설정된 길이에 맞도록, 내측이 중공된 도전성을 갖는 금속재질의 도전봉(23)을 절단하고, 절단된 도전봉(23) 외주면에 절연체(25)를 피복시켜 절연체(25)가 피복된 감지봉(20)을 준비한다.

다음으로, 준비된 감지봉(20)을 바디(10)의 상.하측밴딩관(30,40)에 관통시키고, 감지봉(20)과 상.하측밴딩관(30,40) 사이에 실링보강재(60)를 개재하여 감지봉(20)을 바디(10)에 고정하는 단계(S40)를 보면, 먼저 준비된 감지봉(20)을 상.하측밴딩관(30,40)으로 삽입하여 바디(10)에 관통된 상태를 유지시킨다.

이후, 감지봉(20)과 상.하측밴딩관(30,40) 사이로 테프론 재질을 갖는 실링보강재(60)를 밀어넣어 개재한다.

이때, 개재되는 실링보강재(60)의 길이는 상측밴딩관(30)과 하측밴딩관(40)의 길이를 포함하는 것은 물론이며, 다소 길게 형성될 수도 있다.

이렇게 되면, 실링보강재(60)에 의해 감지봉(20)이 상.하측밴딩관(30,40)에 임시적으로 고정된 상태를 유지하게 된다(6의 (a)참조).

다음으로, 밴딩지지봉(50)을 가공하고, 가공된 밴딩지지봉(50)을 바디(10)에 고정된 감지봉(20)의 내측으로 삽입하는 단계(S50)를 보면, 가공된 밴딩지지봉(50)이 감지봉(20)의 내측으로 구비되도록 하는 단계이다.

먼저, 최소한 상측밴딩관(30)의 선단과 하측밴딩관(40)의 하단 사이의 길이를 갖는 봉 형상의 재료를 선반의 바이트 척(미 도시)에 물려 회전시키면서 외경이 상기 감지봉(20)의 도전봉(23) 내부와 대응하는 원형의 밴딩지지봉(50)을 가공한다.

이후, 가공된 밴딩지지봉(50)을 실링보강재(60)가 개재된 상태의 도전봉(23) 내부로 삽입하여 위치시킨다.

이때, 밴딩지지봉(50)의 위치는 도 4와 같이 상.하측밴딩관(30,40) 사이의 길이를 포함하면서 상측이 절연체(25)의 외부로 노출된 상태이다.

마지막으로, 상.하측밴딩관(30,40)의 외주면을 각각 밴딩지그(70)를 통해 밴딩하면서 감지봉(20)과 각 상.하측밴딩관(30,40) 사이를 실링하는 단계(S60);를 보면 수위감지센서(100)의 제조가 완료되는 단계이다.

먼저, 실링보강재(60)의 개재에 의해 감지봉(20)이 임시적으로 고정되고, 도전봉(23) 내부로 밴딩지지봉(50)이 삽입된 바디(10)를 고정장치(미 도시)를 통해 고정시킨다.

그리고, 밴딩지그(70)를 이용하여 바디(10)의 상측밴딩관(30)과 하측밴딩관(40)의 외주면을 밴딩하면서 수위감지센서(100)의 제조를 완료한다.

이하, 도 6을 참조하여 밴딩지그(70)가 상측밴딩관(30)과 하측밴딩관(40)의 외주면을 밴딩과정을 보다 상세히 설명하기로 한다.

밴딩지그(70)는, 소정의 두께를 갖는 몸체(73)와, 감지봉(20)이 관통하도록 몸체(73)에 형성되며 상측밴딩관(30)과 하측밴딩관(40)의 외경보다 작은 직경을 갖는 가압공(75)과, 가압공(75)이 관통된 몸체(73)의 어느 일면에 가압공(75)의 중심방향으로 경사지게 형성되어 상측밴딩관(30)과 하측밴딩관(40)의 각 단부를 가압공(75)으로 안내하는 안내경사면(75a)으로 구성되어 있다.

먼저, 상기와 같은 구성을 갖는 밴딩지그(70)를 고정된 바디(10)의 상.하부로 이동가능하게 별도의 이동장치(미 도시)를 통해 설치한다.

이때, 밴딩지그(70)의 가압공(75)은 상측밴딩관(30)과 하측밴딩관(40)의 중심축과 일치되게 설치되어야 한다. 이는 밴딩지그(70)를 통한 밴딩시 어느 일측으로 치우치지 않는 정확한 밴딩이 이루어지도록 하기 위함이다(도 6의 (a) 참조).

이하에서는 상.하측밴딩관(30,40)의 밴딩 과정이 동일하게 이루어짐에 따라 하측밴딩관(40)이 밴딩되는 과정만 설명하기로 한다.

도 6의 (a)와 같이 밴딩지그(70)의 가압공(75)이 상기 하측밴딩관(40)의 중심과 일치되면, 이동장치의 구동을 통해 밴딩지그(70)를 하측밴딩관(40)으로 이동시키고, 밴딩지그(70)는 가압공(75)에 감지봉(20)이 관통된 상태로 바디(10)를 향해 이동하게 된다.

계속적인 이동에 의해 어느 순간 가압공(75)의 안내경사면(75a)으로 하측밴딩관(40)의 단부가 접촉되고, 이와 동시에 단부다 가압공(75)으로 안내되어 도 6의 (b)와 같이 하측밴딩관(40)의 밴딩이 이루어지게 된다.

즉, 하측밴딩관(40)의 하측 단부가 가압공(75)으로 진입하면서 밴딩지그(70)의 이동에 따른 가압력에 의해 감지봉(20)의 중심방향으로 압축되면서 밴딩되는 것이다.

상기의 밴딩과정에서 하측밴딩관(40)이 압축될 때 하측밴딩관(40)과 감지봉(20) 사이에 개재된 실링보강재(60)는 하측밴딩관(40)의 내경과 감지봉(20)의 절연체(25) 외주면과 긴밀한 접촉을 이루게 되고, 이로 인해 강력한 실링상태를 이루게 된다.

더욱이 상기와 같은 실링이 상측밴딩관(30)에서도 이루어지기 때문에 바디(10)와 감지봉(20) 사이의 원천적인 실링을 이룰 수가 있으며, 더하여 감지봉(20)이 상.하측밴딩관(30,40)에 의해 고정됨에 따라 완벽하게 고정상태를 유지하게 된다.

지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 수위감지센서 및 그의 제조방법은, 바디와 일체로 형성된 상.하측밴딩관의 밴딩을 통해 바디를 관통하는 감지봉과의 실링이 완벽하게 이루어짐과 더불어 감지봉이 바디에 안정적으로 고정된 상태를 유지함에 따라 고온.고압의 저수조에 장착된 상태에서도 수분누출이 방지되어 항상 정확한 수위의 전류량을 감지할 수 있는 장점이 있다.

이상, 본 발명의 수위감지센서 및 그의 제조방법을 바람직한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 설명하였으나, 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아님은 물론이다.

즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

10 : 바디 13 : 관통홀
20 : 감지봉 23 : 도전봉
25 : 절연체 30 : 상측밴딩관
40 : 하측밴딩관 50 : 밴딩지지봉
60 : 실링보강재 70 : 밴딩지그
73 : 몸체 75 : 가압공
77 : 안내경사면 80 : 저수조
100 : 수위감지센서 C : 컨트롤러
S : 나사산

Claims

전류량 측정을 통해 액체가 담수된 저수조(80) 내의 수위를 감지하며, 감지된 신호를 컨트롤러(C)로 전송하는 수위감지센서(100)에 있어서,
상기 저수조(80)에 나사결합되며, 길이방향 중심으로 내부를 관통하는 관통홀(13)이 형성된 바디(10);
외주면에 절연체(25)가 피복된 상태로 상기 관통홀(13)을 관통하여 상기 바디(10)에 고정되며, 상기 저수조(80) 내의 액체 수위변화에 따른 전류량을 실시간으로 감지하여 감지된 신호를 상기 컨트롤러(C)로 전송하는 중공의 감지봉(20);
상기 관통홀(13)과 연통된 상태로 상기 바디(10)의 상부면으로부터 소정길이로 연장 돌출되며, 외부로부터 가해지는 가압력에 의해 상기 바디(10)의 상측으로 노출된 상기 감지봉(20)의 외주면과 밀착되게 밴딩되어 상기 바디(10)와 상기 감지봉(20) 사이를 실링하는 상측밴딩관(30); 및
상기 관통홀(13)과 연통된 상태로 상기 바디(10)의 하부면으로부터 소정길이로 연장 돌출되며, 외부로부터 가해지는 가압력에 의해 상기 바디(10)의 하측으로 노출된 상기 감지봉(20)의 외주면과 밀착되게 밴딩되어 상기 바디(10)와 상기 감지봉(20) 사이를 실링하는 하측밴딩관(40);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수위감지센서(100).
제1항에 있어서,
상기 감지봉(20)의 내측에는 밴딩지지봉(50)이 삽입되되,
상기 밴딩지지봉(50)은 상기 상.하측밴딩관(30,40)이 밴딩될 때 상기 감지봉(20)의 소성변형이 한계적으로 이루어질 수 있도록 하면서, 밴딩에 의해 상기 감지봉(20)과 접촉된 상태로 상기 감지봉(20)의 수위감지신호를 상기 컨트롤러로 전송하는 것을 특징으로 하는 수위감지센서(100).
제1항에 있어서,
상기 감지봉(20)과 상기 상.하측밴딩관(30,40) 사이에는, 상기 상.하측밴딩관(30,40)이 각각 밴딩될 때 상기 감지봉(20) 방향으로 압축되면서 상기 상.하측밴딩관(30,40)과 상기 감지봉(20) 사이의 실링을 강화하기 위한 실링보강재(60)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수위감지센서(100).
전류량 측정을 통해 액체가 담수된 저수조(80) 내의 수위를 감지하며, 감지된 신호를 컨트롤러(C)로 전송하는 수위감지센서(100)의 제조방법에 있어서,
외주면에 나사산(S)이 형성되고, 길이방향 중심의 상.하부면으로부터 각각 소정길이로 연장 돌출된 상.하측밴딩관(30,40)을 갖는 바디(10)를 가공하는 단계(S10);
상기 상.하측밴딩관(30,40)의 내측을 관통되게 가공하여 상기 바디(10)에 상.하측밴딩관(30,40)과 연통하는 관통홀(13)을 형성하는 단계(S20);
외주면에 절연체(25)를 피복한 소정의 길이를 갖는 중공의 감지봉(20)을 준비하는 단계(S30);
준비된 상기 감지봉(20)을 상기 바디(10)의 상.하측밴딩관(30,40)에 관통시키고, 상기 감지봉(20)과 상기 상.하측밴딩관(30,40) 사이에 실링보강재(60)를 개재하여 상기 감지봉(20)을 상기 바디(10)에 고정하는 단계(S40);
밴딩지지봉(50)을 가공하고, 가공된 상기 밴딩지지봉(50)을 상기 바디(10)에 고정된 상기 감지봉(20)의 내측으로 삽입하는 단계(S50); 및
상기 상.하측밴딩관(30,40)의 외주면을 각각 밴딩지그(70)를 통해 밴딩하면서 상기 감지봉(20)과 상기 각 상.하측밴딩관(30,40) 사이를 실링하는 단계(S60);를 포함하는 수위감지센서(100)의 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 밴딩지그(70)는,
소정의 두께를 갖는 몸체(73)와, 상기 감지봉(20)이 관통하도록 상기 몸체(73)에 형성되며 상기 상.하측밴딩관(30,40)의 외경보다 작은 직경을 갖는 가압공(75)과, 상기 가압공(75)이 관통된 상기 몸체(73)의 어느 일면에 상기 가압공(75)의 중심방향으로 경사지게 형성되어 상기 상.하측밴딩관(30,40)의 각 단부를 상기 가압공(75)으로 안내하는 안내경사면(75a)으로 구성된 것을 특징으로 하는 수위감지센서(100)의 제조방법.