KR101421495B1

KR101421495B1 - 수위감지센서 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101421495B1
Application number: KR1020140000729A
Authority: KR
Inventors: 이상진; 지귀봉
Original assignee: 지귀봉; (주)영진에이치에스브이
Priority date: 2014-01-03
Filing date: 2014-01-03
Publication date: 2014-07-22

Abstract

본 발명은 수위감지센서에 결합되는 감지봉의 결합구조를 개선함으로써 수위감지센서를 통한 수분의 누출을 원천적으로 방지하여 고온.고압의 저수조 내에서도 정확한 수위의 센싱이 이루어지도록 하는 수위감지센서에 관한 것으로서, 관통홀이 형성된 바디; 바디의 각 관통홀에 삽입된 중공의 보호관재; 및 보호관재에 고정되고, 저수조 내의 수위변화를 감지하는 감지봉;을 포함하되, 상기 보호관재가 감지봉을 고정 및 실링하는 것으로 구성된다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 수위감지센서의 제조방법은, 바디를 가공하여 준비하는 단계(S10); 보호관재를 준비하는 단계(S20); 바디에 보호관재를 고정하는 단계(S30); 감지봉을 준비하는 단계(S40); 감지봉들을 보호관재에 고정하는 단계(S50); 및 보호관재를 밴딩하는 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 원천적으로 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.

상기의 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 체결력이 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 영구적 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, 내부를 관통하는 복수개의 관통홀이 형성된 바디; 상기 바디의 상기 각 관통홀에 삽입된 상태로 상.하측이 상기 바디의 상.하부로 소정간격 돌출되며, 상측 단부가 상기 바디의 상부표면과 용접되어 상기 바디와 일체를 이루도록 고정된 중공의 보호관재; 및 외주면에 절연체가 피복된 상태로 상기 각 보호관재를 관통하여 고정되고, 상기 저수조 내의 액체 수위변화에 따른 전류량을 감지하여 감지된 신호를 상기 컨트롤러로 전송하는 감지봉;을 포함하되,

상기 보호관재는, 상기 바디의 하부로 돌출된 단부가 외측으로부터 상기 감지봉의 중심방향으로 밴딩함으로써 상기 감지봉을 고정 및 실링하는 것으로 구성되어 있다.

이때, 상기 바디의 상부표면과 용접되는 상기 보호관재의 상측 단부는, 상기 바디의 표면으로부터 용접가능한 높이로 돌출되며, 외주면으로부터 연장된 플렌지가 형성된 것이 바람직하다.

그리고, 밴딩되는 상기 보호관재의 하측 단부와 상기 감지봉 사이에 개재되며, 상기 보호관재 단부가 밴딩될 때 압축되면서 상기 보호관재와 상기 감지봉 사이의 실링을 강화하기 위한 실링보강재가 더 포함된 것이 바람직하다.

또한, 밴딩되는 상기 보호관재의 하측 단부 내경에는 상기 실링보강재가 끼워지도록 하는 안착턱이 더 형성된 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 나사산이 형성되고, 복수개의 관통홀을 갖는 바디를 가공하여 준비하는 단계(S10); 상기 복수개의 관통홀에 끼워지는 중공의 보호관재를 가공하여 준비하는 단계(S20); 상기 복수개의 보호관재를 상기 바디의 각 상기 관통홀에 끼워 하측을 상기 바디로부터 소정간격 노출되게 하고, 상측 단부를 맞은편 바디의 표면으로부터 용접가능한 높이로 돌출시켜 상기 바디 표면과 용접하여 상기 바디에 고정시키는 단계(S30); 외주면에 절연체를 피복한 복수개의 감지봉을 준비하는 단계(S40); 준비된 상기 감지봉들을 상기 바디의 각 상기 보호관재에 관통시키고, 상기 보호관재와 상기 감지봉 사이에 실링보강재를 개재하여 상기 감지봉들을 상기 바디에 고정하는 단계(S50); 및 상기 실링보강재가 개재된 상기 보호관재의 외주면을 밴딩지그를 통해 밴딩하여 상기 감지봉과 상기 보호관재 사이를 실링하는 단계(S60);를 포함하여 제조된다.

이때, 상기 복수개의 관통홀에 끼워지는 중공의 보호관재를 가공하는 단계(S20)는, 상기 보호관재의 하단 단부 내경에 상기 실링보강재가 끼워지도록 하는 안착턱을 가공하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 밴딩지그는, 소정의 두께를 갖는 몸체와, 상기 감지봉들이 관통하도록 상기 몸체에 형성되며 상기 보호관재들의 외경보다 작은 직경을 갖는 복수개의 가압공과, 상기 가압공이 관통된 상기 몸체의 어느 일면에 상기 가압공의 중심방향으로 경사지게 형성되어 상기 보호관재의 각 단부를 상기 가압공으로 안내하는 안내경사면으로 구성된 것이 바람직하다.

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

보호관재가 바디에 용접을 통해 영구적으로 결합되어 실링을 이루고, 보호관재의 밴딩을 통해 감지봉이 보호관재와 실링을 유지한 상태로 고정되기 때문에 고온.고압의 저수조에 장착된 상태에서도 바디로의 수분 누출이 원천적으로 방지됨에 따라 수위의 변화에 따른 전류량 변화가 일정하게 이루어져 감지봉을 통한 수위의 정확한 센싱이 이루어지는 장점이 있다.

또한, 보호관재의 상단이 용접되고, 하단이 밴딩됨에 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 공정도면이며,
도 7은 도 5의 제조방법 중 보호관재가 압력에 의해 밴딩되는 과정을 나타낸 공정도면이다.

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, 산업용 보일러의 고온.고압이 형성되는 저수조(60)의 상측에 장착되어 저수조(60) 내에 담수된 액체의 수위 변화에 따른 전류량 변화를 감지하여 감지된 신호값을 컨트롤러(C)로 전송하는 역할을 하는 것이다.

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

본 발명의 수위감지센서(100)는, 상기 저수조(60)에 나사결합되며, 내부를 관통하는 복수개의 관통홀(13)이 형성된 바디(10); 상기 바디(10)의 상기 각 관통홀(13)에 삽입된 상태로 상.하측이 상기 바디(10)의 상.하부로 소정간격 돌출되며, 상측 단부가 상기 바디(10)의 상부표면과 용접되어 상기 바디(10)와 일체를 이루도록 고정된 중공의 보호관재(20); 및 외주면에 절연체(43)가 피복된 상태로 상기 각 보호관재(20)를 관통하여 고정되고, 상기 저수조(60) 내의 액체 수위변화에 따른 전류량을 감지하여 감지된 신호를 상기 컨트롤러(C)로 전송하는 감지봉(40);을 포함하되, 상기 보호관재(20)는, 상기 바디(10)의 하부로 돌출된 단부가 외측으로부터 상기 감지봉(40)의 중심방향으로 밴딩함으로써 상기 감지봉(40)을 고정 및 실링 하도록 구성되어 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 바디(10)는, 복수개의 감지봉(40)을 저수조(60)에 배치될 수 있도록 저수조(60)에 나사결합되는 것으로, 원통형의 형상을 이루고 있으며 그 외주면의 하측 외주면에는 저수조(60)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(60)에 결합할 때 결합을 위한 수단으로 육각형상의 렌치부(15)가 형성되어 있다.

또한, 바디(10)의 길이방향 내부에는 후술하게 되는 감지봉(40)이 관통한 상태로 결합될 수 있도록 내부를 관통하는 원 형태의 복수개의 관통홀(13)이 형성되어 있다.

본 실시예에서는 관통홀(13)이 4개가 형성된 것으로 도시하고 있으며, 그 개수 및 형태를 반드시 한정하지 않는다.

보호관재(20)는 감지봉(40)이 관통하는 중공의 원형봉 형상으로 감지봉(40)이 바디(10)와 절연을 유지한 채로 고정될 수 있도록 하는 것으로, 바디(10)의 각 관통홀(13)에 삽입된 상태로 상.하측이 바디(10)의 상.하부로 소정간격 돌출되며, 상측 단부가 바디(10)의 상부표면과 용접에 의해 고정되어 바디(10)와 일체를 이루고 있다.

즉, 보호관재(20)의 하측(저수조 방향)은 후술하게 되는 감지봉(40)이 관통된 상태로 가압에 의해 밴딩될 때 밴딩이 이루어질 수 있을 정도로 돌출되어 있는 것이며, 상측 단부는 바디(10)와의 일체를 위해 용접되어 있는 것이다.

이때, 바디(10)의 상부표면과 용접되는 보호관재(20)의 상측 단부는 바디(10)의 표면으로부터 용접봉(미도시)이 진입할 수 있을 정도의 용접가능한 높이로 돌출되는 것이 바람직하다.

또한, 보호관재(20) 상측 단부의 돌출된 높이에는 그 외주면으로부터 연장되어 단턱을 갖는 플렌지(23)가 형성되는 것이 바람직한데, 이는 보호관재(20)가 관통홀(13)에 삽입된 상태로 플렌지(23)에 의해 바디(10)에 걸쳐지도록 함과 동시에 플렌지(23)와 바디(10) 표면 사이로 용접물이 쉽게 고이도록 하기 위함이다.

따라서, 보호관재(20)가 용접을 통해 바디(10)에 고정됨에 따라 바디(10)와 일체를 이룸과 동시에 바디(10)와의 영구적인 실링을 이루게 된다(도 4 참조).

이렇게 되면, 종래와 같이 바디(10)와 감지봉(40) 사이로 수분이 침투되더라도 바디(10)를 통한 외부로의 누출이 방지되어 감지봉(40)의 감지오류를 방지하게 되는 것이다.

한편, 보호관재(20)의 하측 단부 내경에는 실링보강재(30)가 끼워지도록 하는 안착턱(25)이 더 형성된 것이 바람직 한데, 이는 후술하게 되는 감지봉(40)과 보호관재(20) 사이로 실링보강재(30)가 용이하게 개재되고 후술하는 밴딩이 원활하게 이루어질 수 있도록 공간이 확보되도록 하기 위함이다.

감지봉(40)은 바디(10)에 고정된 상태로 저수조(60)의 액체와 접촉하는 것으로, 외주면에는 도전성을 갖는 금속재질의 도전봉(45)을 절연체(43)가 피복한 상태로 각 보호관재(20)를 관통하여 고정되어, 저수조(60) 내의 액체 수위변화에 따른 전류량을 감지하여 감지된 신호를 컨트롤러(C)로 전송한다.

이때, 보호관재(20)를 통해 바디(10)를 관통한 감지봉(40)의 상부는 감지된 신호값을 컨트롤러(C)로 전송할 수 있도록 전기적으로 연결가능하게 바디(10)로부터 노출되는 것이 바람직하다.

한편, 보호관재(20)를 관통한 각 감지봉(40)들은 보호관재(20)의 밴딩에 의해 실링을 유지한 상태로 고정된다.

즉, 바디(10)의 하부로 돌출된 보호관재(20)의 하측 단부가 밴딩지그(50)의 가압력에 의해 외측으로부터 감지봉(40)의 중심방향으로 밴딩됨으로써 감지봉(40)을 가압하여 감지봉(40)을 고정하고 감지봉(40)과 보호관재(20) 사이를 실링하는 것이다.

이때, 밴딩되는 보호관재(20)의 하측 단부와 감지봉(40) 사이에는, 보호관재(20) 단부가 밴딩될 때 압축되면서 보호관재(20)와 감지봉(40) 사이의 실링을 강화하기 위해 개재되는 실링보강재(30)가 더 포함되는 것이 바람직하다.

이는, 실링보강재(30)가 밴딩시 가해지는 가압력을 흡수하기 때문에 밴딩이 안정적으로 이루어질 수 있으며, 더하여 가압력에 의해 압축되는 과정에서 보호관재(20)의 내경과 감지봉(40)의 절연체(43) 외주면과 긴밀한 접촉을 이룸으로써 완전한 실링이 되기 때문이다.

이 경우, 실링보강재(30)의 재질은 밴딩에 의한 수축이 가능한 합성수지 종류의 테프론 재질인 것이 바람직하며, 그 재질을 반드시 한정하지는 않는다.

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

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 공정도면이며, 도 7은 도 5의 제조방법 중 보호관재가 압력에 의해 밴딩되는 과정을 나타낸 공정도면이다.

도 5 내지 도 7에 본 발명의 수위감지센서(100)의 제조방법은, 외주면에 나사산(S)이 형성되고, 복수개의 관통홀(13)을 갖는 바디(10)를 가공하여 준비하는 단계(S10); 상기 복수개의 관통홀(13)에 끼워지는 중공의 보호관재(20)를 가공하여 준비하는 단계(S20); 상기 복수개의 보호관재(20)를 상기 바디(10)의 각 상기 관통홀(13)에 끼워 하측은 상기 바디(10)로부터 소정간격 노출되게 하고, 상측 단부는 맞은편 바디(10)의 표면으로부터 용접가능한 높이로 돌출시켜 상기 관통홀(13) 내주연 테두리와 상기 상단을 용접하여 상기 바디(10)에 고정시키는 단계(S30); 외주면에 절연체(43)를 피복한 복수개의 감지봉(40)을 준비하는 단계(S40); 준비된 상기 감지봉(40)들을 상기 바디(10)의 각 상기 보호관재(20)에 관통시키고, 상기 보호관재(20)와 상기 감지봉(40) 사이에 실링보강재(30)를 개재하여 상기 감지봉(40)들을 상기 바디(10)에 고정하는 단계(S50); 및 상기 실링보강재(30)가 개재된 상기 보호관재(20)의 외주면을 밴딩지그(50)를 통해 밴딩하여 상기 감지봉(40)과 상기 보호관재(20) 사이를 실링하는 단계(S60);를 포함한다.

먼저, 외주면에 나사산(S)이 형성되고, 복수개의 관통홀(13)을 갖는 바디(10)를 가공하여 준비하는 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.

이후, 바디(10)에 결합되는 감지봉(40)의 개수에 맞게 상기 바디(10)의 길이방향을 관통하는 복수개의 관통홀(13)을 가공하여 완성된 바디(10)를 준비한다(도 6의 (a)참조).

상기의 단계에서 바디(10)의 상.하로 나사산(S)을 가공함으로써 상.하 나사산(S) 사이에는 자연스럽게 육각의 렌치부(15)가 존재하게 되며, 나사산(S) 및 관통홀(13)의 가공 순서는 반드시 한정하는 것은 아니다.

다음으로, 복수개의 관통홀(13)에 끼워지는 중공의 보호관재(20)를 가공하여 준비하는 단계(S20)를 보면, 내부가 중공상태인 금속파이프를 설정된 길이만큼 절단하고, 절단된 금속파이프를 선반가공을 통해 상측 단부에 용접이 가능할 정도의 높이를 갖는 플렌지(23)가 형성될 수 있도록 가공하여 바디(10)의 관통홀(13) 개수와 대응하는 보호관재(20)를 준비한다.

이때, 보호관재(20)를 가공하는 단계(S20)에는, 보호관재(20)의 하측 단부 내경에 실링보강재(30)가 끼워지도록 하는 안착턱(25)을 가공하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직한데, 상기의 단계는 플렌지(23) 가공 이후 보호관재(20)의 하측으로 실링보강재(30)가 삽입될 수 있도록 내경을 더 크게 확보하는 가공이다.

상기의 가공은 S20단계 이전에 가공될 수도 있음에 따라 가공 순서를 반드시 한정하지는 않는다.

다음으로, 복수개의 보호관재(20)를 바디(10)의 각 상기 관통홀(13)에 끼워 하측을 바디(10)로부터 소정간격 노출되게 하고, 상측 단부를 맞은편 바디(10)의 표면으로부터 용접가능한 높이로 돌출시켜 바디(10) 표면과 용접하여 바디(10)에 고정시키는 단계(S30);를 보면, 먼저, 가공된 복수개의 보호관재(20)를 바디(10)의 관통홀(13)에 삽입한다.

이때, 보호관재(20)의 하측은 바디(10)의 하부로 노출되게 하고, 상측 단부는 용접가능한 높이로 돌출되도록 배치한다.

즉, 보호관재(20)는 상측 단부에 플렌지(23)가 가공된 상태임에 따라 관통홀(13)에 삽입되면서 플렌지(23)에 의해 걸쳐지게 되며, 정확하게는 플렌지(23)가 용접가능한 높이로 돌출되는 것이다.

상기와 같이 복수개의 관통홀(13)에 각각 보호관재(20)가 삽입되면, 바디(10)의 상부 표면으로 노출된 보호관재(20) 상측 단부의 플렌지(23)와 바디(10)의 표면을 용접하여 보호관재(20)를 바디(10)에 고정한다(도 6의 (b) 및 (c)참조).

이렇게 되면, 바디(10)와 보호관재(20)는 영구적인 실링을 이루게 된다.

다음으로, 외주면에 절연체(43)를 피복한 복수개의 감지봉(40)을 준비하는 단계(S40)를 보면, 먼저 저수조(60)에 설치되는 설정된 길이로 도전성을 갖는 금속재질의 도전봉(45)을 각각 절단한다.

절단된 각 도전봉(45) 외주면에 저수조(60)의 액체와 접촉되는 부위만을 빼고 절연체(43)를 피복시켜 상기 보호관재(20)의 개수와 대응하는 절연체(43)가 피복된 도전봉(45)을 준비한다.

다음으로, 준비된 감지봉(40)들을 바디(10)의 각 보호관재(20)에 관통시키고, 보호관재(20)와 감지봉(40) 사이에 실링보강재(30)를 개재하여 감지봉(40)들을 바디(10)에 고정하는 단계(S50)를 보면, 먼저 보호관재(20)의 개수에 맞게 준비된 감지봉(40)들을 각 보호관재(20)의 중공을 통해 관통시킨다.

그리고, 실링보강재(30)를 바디(10)의 하부로 돌출된 보호관재(20)의 하측 단부 내경에 형성된 안착턱(25)에 개재하여 보호관재(20)와 감지봉(40) 사이에 배치되도록 한다.

이렇게 되면, 감지봉(40)은 보호관재(20)와 감지봉(40) 사이로 개재된 실링보강재(30)에 의해 보호관재(20)에 고정된 상태를 유지하게 된다. 그러나, 상기의 상태는 임시적인 고정상태일 뿐 완벽하지 않은 상태이다(도 6의 (d) 및 (e)참조).

마지막으로, 실링보강재(30)가 개재된 보호관재(20)의 외주면을 밴딩지그(50)를 통해 밴딩하여 감지봉(40)과 보호관재(20) 사이를 실링하는 단계(S60)를 보면, 수위감지센서(100)의 제조가 완료되는 단계이다.

먼저, 실링보강재(30)의 개재에 의해 보호관재(20)에 임시적으로 감지봉(40)이 고정된 바디(10)를 고정장치(미 도시)를 통해 고정시킨다.

그리고, 밴딩지그(50)를 통한 보호관재(20)의 외주면 밴딩하면서 수위감지센서(100)의 제조를 완료한다(도 6의 (f)참조).

이하, 도 7을 참조하여 밴딩지그(50)가 보호관재(20)를 밴딩하는 과정을 보다 상세히 설명하기로 한다.

밴딩지그(50)는, 소정의 두께를 갖는 몸체(51)와, 감지봉(40)들이 관통하도록 몸체(51)에 형성되며 보호관재(20)들의 외경보다 작은 직경을 갖는 복수개의 가압공(53)과, 가압공(53)이 관통된 몸체(51)의 어느 일면에 가압공(53)의 중심방향으로 경사지게 형성되어 보호관재(20)의 각 단부를 가압공(53)으로 안내하는 안내경사면(53a)으로 구성되어 있으며, 가압공(53)은 보호관재(20)의 개수와 동일한 개수로 형성되어 있다.

먼저, 상기와 같은 구성을 갖는 밴딩지그(50)를 별도의 이동장치(미 도시)에 장착하고, 밴딩지그(50)의 가압공(53)을 도 7a와 같이 고정장치를 통해 고정된 바디(10)의 복수개 감지봉(40) 센터와 직선상으로 일치시킨다.

이후 이동장치를 통해 밴딩지그(50)를 이동시키면, 밴딩지그(50)는 가압공(53)에 감지봉(40)이 관통된 상태로 바디(10)를 향해 이동하게 된다.

계속적인 이동에 의해 가압공(53)의 안내경사면(53a)으로 보호관재(20)의 하측 단부가 접촉됨과 동시에 가압공(53)으로 안내되어 도 7b와 같이 밴딩이 이루어지게 된다.

즉, 밴딩지그(50)의 하측 단부가 가압공(53)으로 진입하면서 밴딩지그(50)의 이동에 따른 가압력에 의해 감지봉(40)의 중심방향으로 압축되면서 밴딩되는 것이다.

상기의 밴딩과정에서 보호관재(20)가 압축될 때 보호관재(20)와 감지봉(40) 사이에 개재된 실링보강재(30)는 보호관재(20)의 내경과 감지봉(40)의 절연체(43) 외주면과 긴밀한 접촉을 이루게 되고, 이로 인해 강력한 실링상태를 이루게 된다.

더하여, 감지봉(40)은 보호관재(20)와의 실링과 동시에 보호관재(20)에 완벽하게 고정된 상태를 유지하게 되는 것이다.

지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 수위감지센서 및 그의 제조방법은, 보호관재가 바디에 용접을 통해 영구적으로 결합되어 실링을 이루고, 보호관재의 밴딩을 통해 감지봉이 보호관재와 실링을 유지한 상태로 고정되기 때문에 고온.고압의 저수조에 장착된 상태에서도 바디로의 수분 누출이 원천적으로 방지됨에 따라 수위의 변화에 따른 전류량 변화가 일정하게 이루어져 감지봉을 통한 수위의 정확한 센싱이 이루어지는 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 : 보호관재 23 : 플렌지
25 : 안착턱 30 : 실링보강재
40 : 감지봉 43 : 절연체
45 : 도전봉 50 : 밴딩지그
51 : 몸체 53 : 가압공
53a : 안내경사면 60 : 저수조
100 : 수위감지센서 C : 컨트롤러
S : 나사산

Claims

전류량 측정을 통해 액체가 담수된 저수조(60) 내의 수위를 감지하며, 감지된 신호를 컨트롤러(C)로 전송하는 수위감지센서(100)에 있어서,
상기 저수조(60)에 나사결합되며, 내부를 관통하는 복수개의 관통홀(13)이 형성된 바디(10);
상기 바디(10)의 상기 각 관통홀(13)에 삽입된 상태로 상.하측이 상기 바디(10)의 상.하부로 소정간격 돌출되며, 상측 단부에 형성된 플랜지(23)와 상기 바디(10)의 상부표면이 용접되고, 상기 바디(10)의 하부로 돌출된 단부가 외측으로부터 중심방향으로 밴딩되어 상기 바디(10)와 일체를 이루도록 고정된 중공의 보호관재(20); 및
상기 보호관재(20)가 상기 바디(10)에 용접된 상태에서 상기 각 보호관재(20)를 관통하여 고정되고, 외주면에 절연체(43)가 피복된 상태로 상기 저수조(60) 내의 액체 수위변화에 따른 전류량을 감지하여 감지된 신호를 상기 컨트롤러로 전송하는 감지봉(40);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수위감지센서(100).
삭제
제1항에 있어서,
밴딩되는 상기 보호관재(20)의 하측 단부와 상기 감지봉(40) 사이에 개재되며, 상기 보호관재(20) 단부가 밴딩될 때 압축되면서 상기 보호관재(20)와 상기 감지봉(40) 사이의 실링을 강화하기 위한 실링보강재(30)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 수위감지센서(100).
제3항에 있어서,
밴딩되는 상기 보호관재(20)의 하측 단부 내경에는 상기 실링보강재(30)가 끼워지도록 하는 안착턱(25)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 수위감지센서(100).
전류량 측정을 통해 액체가 담수된 저수조(60) 내의 수위를 감지하며, 감지된 신호를 컨트롤러(C)로 전송하는 수위감지센서(100)의 제조방법에 있어서,
외주면에 나사산(S)이 형성되고, 복수개의 관통홀(13)을 갖는 바디(10)를 가공하여 준비하는 단계(S10);
상기 복수개의 관통홀(13)에 끼워지는 중공의 보호관재(20)를 가공하여 준비하는 단계(S20);
상기 복수개의 보호관재(20)를 상기 바디(10)의 각 상기 관통홀(13)에 끼워 하측을 상기 바디(10)로부터 소정간격 노출되게 하고, 상측 단부를 맞은편 바디(10)의 표면으로부터 용접가능한 높이로 돌출시켜 상기 바디(10) 표면과 용접하여 상기 바디(10)에 고정시키는 단계(S30);
외주면에 절연체(43)를 피복한 복수개의 감지봉(40)을 준비하는 단계(S40);
준비된 상기 감지봉(40)들을 상기 바디(10)의 각 상기 보호관재(20)에 관통시키고, 상기 보호관재(20)와 상기 감지봉(40) 사이에 실링보강재(30)를 개재하여 상기 감지봉(40)들을 상기 바디(10)에 고정하는 단계(S50); 및
상기 실링보강재(30)가 개재된 상기 보호관재(20)의 외주면을 밴딩지그(50)를 통해 밴딩하여 상기 감지봉(40)과 상기 보호관재(20) 사이를 실링하는 단계(S60);를 포함하는 수위감지센서(100)의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 복수개의 관통홀(13)에 끼워지는 중공의 보호관재(20)를 가공하는 단계(S20)는, 상기 보호관재(20)의 하단 단부 내경에 상기 실링보강재(30)가 끼워지도록 하는 안착턱(25)을 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위감지센서(100)의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 밴딩지그(50)는,
소정의 두께를 갖는 몸체(51)와, 상기 감지봉(40)들이 관통하도록 상기 몸체(51)에 형성되며 상기 보호관재(20)들의 외경보다 작은 직경을 갖는 복수개의 가압공(53)과, 상기 가압공(53)이 관통된 상기 몸체(51)의 어느 일면에 상기 가압공(53)의 중심방향으로 경사지게 형성되어 상기 보호관재(20)의 각 단부를 상기 가압공(53)으로 안내하는 안내경사면(53a)으로 구성된 것을 특징으로 하는 수위감지센서(100)의 제조방법.