KR101841136B1 - 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기에 관한 것이다.
구체적으로는, 하우징(10), 검침부재(20) 및 케이싱(30)을 포함하는 수도계량기에 있어서, 유로 유도를 위하여 케이싱(30)의 입구부(31) 구멍(32)에 입구장착부재(100)를 장착시키되, 케이싱(30) 내부로 통하는 입구부(31)의 단부에 편심된 형태의 쿼터(31a)를 형성함으로써, 케이싱(30)으로 유입되는 물의 유량이 항상 일정하도록 하고,`
또한, 유입되는 물의 유속이 달라져도 하우징(10) 내부에 장착된 임펠러의 회전속도가 일정할 수 있도록 홀의 치수를 설계함으로써, 유량 계측의 정확도가 향상될 수 있는 효과를 갖는 수도계량기에 관한 것이다.

Description

유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기{WATER METER FOR IMPROVING ACCURACY OF DISCHARGE'S INSTRUMENTATION THROUGH INDUCEMENT WATER COURSE}

본 발명은 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기에 관한 것이다.

구체적으로는, 하우징(10), 검침부재(20) 및 케이싱(30)을 포함하는 수도계량기에 있어서, 유로 유도를 위하여 케이싱(30)의 입구부(31) 구멍(32)에 입구장착부재(100)를 장착시키되, 케이싱(30) 내부로 통하는 입구부(31)의 단부에 편심된 형태의 쿼터(31a)를 형성함으로써, 케이싱(30)으로 유입되는 물의 유량이 항상 일정하도록 하고,

또한, 유입되는 물의 유속이 달라져도 하우징(10) 내부에 장착된 임펠러의 회전속도가 일정할 수 있도록 홀의 치수를 설계함으로써, 유량 계측의 정확도가 향상될 수 있는 효과를 갖는 수도계량기에 관한 것이다.

유체의 유동량을 측정하는 계량기(計量器)는, 유체를 그 내부로 통과시키는 케이스와, 상기 케이스의 내부를 흐르는 유체의 흐름에 의해 회전하는 구동부와, 상기 구동부의 회전력을 전달받아 회전하며 회전한 만큼에 대응하는 계기량을 외부로 나타내 보이는 계량부로 나눌 수 있다.

상기 구동부는 유동장내에 잠긴 상태로 유체와의 마찰에 의해 회전하는 날개차를 포함한다. 상기 날개차의 회전량은 유체의 유속과 유량에 비례한다. 따라서 구동부를 통과하는 유량이 많을수록 날개차는 빠른 속도로 회전하고, 유량이 적어 가령 물이 매우 천천히 통과할 때에는 날개차가 그만큼 서서히 회전한다.

그런데 상기한 계량기는 날개차와 유체의 마찰을 이용해 유량을 측정하는 원리를 가지는 것이므로, 유체의 통과 유량이 어느 임계값 이하일 경우 날개차가 회전하지 않아 유량을 계량할 수 없는 경우가 있다.

즉 계량기를 통과하는 유체의 유속이 점차 느려지다가 어느 임계점보다 더 느려지는 순간, 회전하던 날개차가 정지하여, 그 이후로 통과하는 유체의 유량을 계량하지 못하는 것이다.

이를테면 수도꼭지를 잠갔으나 가령 수도꼭지의 내부 패킹이 마모되어, 계량기가 검침을 할 수 있는 최소 유량보다 작은 유량의 물이 한 방울씩 누수 될 경우, 계량기는 계량기를 통과하는 누수 될 물의 유량을 체크할 수 없는 것이다.

상기한 이유로 검침되지 않고 버려지는 수량이, 우리나라의 경우 정상 검침 수량의 10% 정도에 이른다. 이와 같이 검침되지 않고 버려지는 물은 수자원의 낭비 요인임은 물론, 막대한 세수 손실로 이어진다.

이에 따라, 본 출원인은 물의 유입되는 양과 유속에 관계없이 동일한 물의 양에 대해서는 수도계량기의 수도 사용량의 적산에 대해 오차범위가 감소될 수 있도록 하기 위하여 케이싱과 하우징의 구조를 새롭게 제안하고자 한다.

이는 물의 사용조건에 관계없이 수도계량기의 하우징 내로 유입되는 물이 일괄적일 수 있도록 한다면, 기계적인 구조로 적산하는 임펠러를 채용한 아날로그형 기계식 수도계량기 일지라도, 임펠러의 회전이 과다하게 회전하거나, 회전하지 못하는 문제점을 해결할 수 있고, 아울러 적산에 대한 오차범위를 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

한편, 관련된 기술로서, 등록실용신안공보 제20-0272837호에는 수압조절형 수도미터장치가 기재되어 있고, 등록실용신안공보 제20-0284301호에는 수도계량기용 반구형 익자축 구조가 기재되어 있으며, 등록특허공보 제10-0766710호에는 도유파방지용 수도미터기가 기재되어 있다.

또한, 공개특허공보 제10-2003-0023954호에는 수압조절형 수도미터장치가 기재되어 있고, 등록실용신안공보 제20-0137805호에는 수도계량기의 기차 조절장치가 기재되어 있다.

그러나 본 명세서에 기재된 본 발명과 같은 구조를 채용하고 있지 못한 상기 선행기술들은, 모두 본 출원인이 도출하고자 하는 효과를 창출할 수 없다.

등록실용신안공보 제20-0272837호(2002.04.20. 공고) 등록실용신안공보 제20-0284301호(2002.08.03. 공고) 등록특허공보 제10-0766710호(2007.10.12. 공고) 공개특허공보 제10-2003-0023954호(2003.03.28.) 등록실용신안공보 제20-0137805호(1999.05.15. 공고)

본 발명의 목적은, 하우징(10), 검침부재(20) 및 케이싱(30)을 포함하는 수도계량기에 있어서, 유로 유도를 위하여 케이싱(30)의 입구부(31) 구멍(32)에 입구장착부재(100)를 장착시키되, 케이싱(30) 내부로 통하는 입구부(31)의 단부에 편심된 형태의 쿼터(31a)를 형성함으로써, 케이싱(30)으로 유입되는 물의 유량이 항상 일정하도록 하고,

또한, 유입되는 물의 유속이 달라져도 하우징(10) 내부에 장착된 임펠러의 회전속도가 일정할 수 있도록 홀의 치수를 설계함으로써, 유량 계측의 정확도가 향상될 수 있는 효과를 갖는 수도계량기를 제공하는데 있다.

즉, 본 발명은 건식 수도계량기와 습식 수도계량기 모두에 적용 가능한 한편, 수도계량기를 통과하면서 임펠러를 회전시키는 방향을 갖는 측정대상인 물의 이동이 원활하도록 유도하는 구조를 갖는 하우징(10)이 설치된 케이싱(30)과,

상기 케이싱(30)의 내부로 통하는 입구부(31)의 구멍(32)에 입구장착부재(100)를 장착시킴으로써, 유입되는 물의 양과 유속에 대하여 수도계량기의 하우징에 구비된 임펠러의 회전수에 대한 오차범위를 줄여 물 사용량 적산의 정확도를 높일 수 있는, 수도계량기를 제공하는데 있다.

상술된 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기는, 수도계량기의 케이싱(30); 및 상기 케이싱(30)에 임펠러와 함께 삽입된 하우징(10)을 포함하는 수도계량기에 있어서,

상기 하우징(10)은 제1 상부 하우징(11a)와 상기 제1 상부 하우징(11) 보다 작은 직경을 갖으며 하부 방향으로 연장된 제2 상부 하우징(11b)로 구성된 상부 하우징(11); 및 상기 상부 하우징(11)의 하측에 결합되고, 내부에 임펠러가 구비되며, 상기 제2 상부 하우징(11b)의 하측에 직접 연결되는 제1 하부 하우징(13a)과 상기 제1 하부 하우징(13a) 보다 작은 직경을 갖고 하부방향으로 연장되는 제2 하부 하우징(15a)으로 구성된 하부 하우징(13);을 포함하되,

상기 하부 하우징(13)은 내부에 구비된 임펠러를 회전시키기 위해 제2 하부 하우징(15a)에 물을 유입시키는 제2 홀(15)이 일정 간격을 가지며 복수 개 배열되어 형성되고, 상기 제2 홀(15)은 물이 유입되는 방향 외에도 하부 하우징(13)의 하부방향으로 더 개방되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱(30)은 상기 케이싱(30)의 입구부(31)에 장착되도록 파이프 형태로 형성된 입구장착부재(100); 및 상기 입구장착부재의 내측에 장착되며, 그 단면이 일측단부로부터 타측단부에 이르기까지 점점 넓어지는 형태를 가지는 유수면적가변부재(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유수면적가변부재(200)의 물외측면(210)의 입구장착부재(100)의 내측면의 크기와 형태에 대응하여 형성되며, 유수면적가변부재의 밑면부(250)의 형태는 부채꼴 형태를 잘라낸 원의 일부 형태로 형성되고,

돌기 형태의 체결수단(260,261)이 유수면적가변부재(200)의 몸체에 각각 형성되어 있고, 그에 대응하여 체결수단(260,261)을 수용하는 홈의 형태로 입구장착부재(100)의 몸체에 수용부(110,142)가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 입구장착부재의 측부(120)에 다수의 구멍이 형성되고, 입구장착부재의 하부(140)에 다수의 구멍 형성되어 상기 구멍에 수돗물의 이물질이 걸러지도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 하우징(13)은 상기 제1 하부 하우징(13a)에 일정 간격을 가지며 복수 개 배열되는 제1 홀(13aa)이 형성되되, 상기 제1 홀(13aa)은 상기 제2 상부 하우징(11b)에 맞닿는 영역인 상면이 개방된 형태를 갖고,

제1 홀(13aa) 및 제2 홀(15)은 소정의 방향을 갖도록 경사져 형성되되, 상기 제1 홀(13aa)과 제2 홀(15)은 상호 반대 방향으로 경사지는 것을 특징으로 한다.

또한, (a) 제2 홀(15)의 경사진 폭(a')은 제2 하부 하우징(15a)의 반지름(a)에 대하여 1/5의 크기를 갖고,

(b) 제2 홀(15)을 이루는 내각 중 가장 작은 각은 40°이고, 제2 홀(15) 사이를 구분하는 돌출벽면을 이루는 내각 중 가장 작은 각은 60°인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 홀(15)은 6구로 형성되고, 제1 홀(13aa)은 9구로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기에 있어서,

(a) 케이싱(30)의 구조에 의하면,

- 수도계량기 입구부에 유수량이 한쪽 방향으로 편심되도록 유도하는 유수면적 가변부재를 설치하여, 계량기의 회전익차를 한쪽방향으로 효과적으로 돌리도록 유도하여 유수량의 측정 정밀도를 향상시키며,

- 그와 동시에 유수면적 가변부재를 열전도율이 낮은 재료를 사용하여 겨울철 계량기 동파방지에도 기여를 할 수 있는 효과가 있다.

(b) 하우징(10)의 구조에 의하면,

- 임펠러를 회전시키기 위해 유입되는 물의 이동을 원활하도록 구성되며,

- 동일한 물의 양에 대하여 수도 사용량을 적산할 때, 적산의 기준이 되는 임펠러의 회전수가 해당 물이 유입되는 속도에 관계없이, 오차범위가 감소됨으로써 수도 사용량의 적산의 정확도가 상승하게 되는 효과가 있다.

도 1은 케이싱, 검침부재 및 검침부재용 하우징을 표현한 사진(종래기술)
도 2는 케이싱의 통상적인 입구부분을 촬영한 사진(종래기술)
도 3은 본 발명의 유수면적 가변부재를 장착한 측단면도
도 4는 도 3과 같이 유수면적가변부재를 장착한 상태에서 도 2와 같은 방향에서 바라본 상태도
도 5는 입구장착부재(100)의 사시도
도 6은 입구장착부재 및 유수면적가변부재의 결합 직전의 사시도
도 7은 도 6의 부재들을 결합한 사시도
도 8은 입구장착부재 및 유수면적가변부재의 결합을 위한 체결수단을 설명하기 위한 도면
도 9는 도 8을 다른 각도에서 바라본 도면
도 10은 입구장착부재의 하부를 편의상 절단하여 도시한 그림으로서 체결수단을 수용하는 수용부를 도시한 도면
도 11은 도 3과 같이 입구장착부재를 장착하기 전의 상태도
도 12는 유수면적 가변부재의 사시도
도 13은 하우징의 사시도
도 14는 하부 하우징를 하부방향에서 바라본 단면도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

본 발명은 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기에 관한 것이다.

구체적으로는, 하우징(10), 검침부재(20) 및 케이싱(30)을 포함하는 수도계량기에 있어서, 유로 유도를 위하여 케이싱(30)의 입구부(31)측 구멍(32)에 입구장착부재(100)를 장착시키되, 케이싱(30) 내부로 통하는 입구부(31)측 구멍(32)의 단부에 편심된 형태의 쿼터(31a)를 형성함으로써, 케이싱(30)으로 유입되는 물의 유량이 항상 일정하도록 하고,

또한, 유입되는 물의 유속이 달라져도 하우징(10) 내부에 장착된 임펠러의 회전속도가 일정할 수 있도록 홀의 치수를 설계함으로써,

최종적으로, 유량 계측의 정확도가 향상될 수 있는 효과를 갖는 수도계량기에 관한 것이다.

구체적으로는 첨부된 도면을 통해 설명한다.

케이싱(30)은 일반적인 수도계량기의 금속 외갑으로서, 상기 케이싱(30)의 입구부(31)측 구멍(32)에 장착되도록 파이프 형태로 형성된 입구장착부재(100); 상기 입구장착부재(100)의 내측에 장착되며, 그 단면이 일측단부로부터 타측단부에 이르기까지 점점 넓어지는 형태를 가지는 유수면적가변부재(200); 를 포함하되, 유수면적가변부재(200)의 밑면부(250)의 형태는 부채꼴 형태를 잘라낸 원의 일부 형태로 형성되어 인입된 물이 인입방향을 기준으로 하여 좌 또는 우측으로 편향되도록 형성된다.

외측면(210)의 입구장착부재(100)의 내측면의 크기와 형태에 대응하여 형성되며, 유수면적가변부재의 밑면부(250)의 형태는 부채꼴 형태를 잘라낸 원의 일부 형태로 형성되고, 돌기 형태의 체결수단(260,261)이 유수면적가변부재(200)의 몸체에 각각 형성되어 있고, 그에 대응하여 체결수단(260,261)을 수용하는 홈의 형태로 입구장착부재(100)의 몸체에 수용부(110,142)가 형성된다.

그리고 상기 입구장착부재의 측부(120)에 다수의 구멍이 형성되고, 입구장착부재의 하부(140)에 다수의 구멍이 형성되어 상기 구멍에 수돗물의 이물질이 걸러지도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 케이싱, 검침부재 및 검침부재용 하우징을 표현한 사진, 도 2는 케이싱의 통상적인 입구부분을 촬영한 사진, 도 3은 본 발명의 유수면적 가변부재를 장착한 측단면도, 도 4는 도 3과 같이 유수면적가변부재를 장착한 상태에서 도 2와 같은 방향에서 바라본 상태도, 도 5는 입구장착부재(100)의 사시도, 도 6은 입구장착부재 및 유수면적가변부재의 결합 직전의 사시도, 도 7은 도 6의 부재들을 결합한 사시도, 도 8은 입구장착부재 및 유수면적가변부재의 결합을 위한 체결수단을 설명하기 위한 도면, 도 9는 도 8을 다른 각도에서 바라본 도면, 도 10은 입구장착부재의 하부(140)를 편의상 절단하여 도시한 그림으로서 체결수단을 수용하는 수용부를 도시한 도면, 도 11은 도 3과 같이 입구장착부재를 장착하기 전의 상태도, 도 12는 유수면적 가변부재의 사시도이다.

도 1 및 도 2는 종래의 수도계량기 형태를 도시하고 있다.

도 1을 참조하면 통상적인 수도계량기가 도시되어 있는데, 수돗물이 흘러가고 나오며, 유수량 검침부재(20)을 내부에 포함하는 케이싱(30)이 맨 좌측에 도시되어 있으며, 그 우측에는 검침부재(20)를 수용하며, 상기 케이싱에 인입되는 하우징(10)이 도시되어 있으며, 맨 우측에는 수돗물의 유량을 체크하기 위한 여러 기어구조물이 장착된 검침부재(20)가 도시되어 있다.

수돗물이 입구부(31)의 구멍(32)을 통과하며 하우징 내부에 장착된 임펠러(미도시)를 돌리게 되고, 임펠러는 검침부재(20)의 기어구조물에 연결되어 수돗물의 유량이 검침되는 것이다.

수돗물이 구멍(32)을 통과한 후에는 하우징의 제2 홀(15)을 통과하게 되는데, 이러한 제2 홀은 F1, F2 방향과 같이 한쪽으로 다소 편심되어 형성되어 자연스럽게 케이싱(35) 내부에서 수돗물이 회전하도록 유도된다.

그런데, 수돗물이 흘러들어가는 정면방향(도 2)에서 입구부의 구멍(32)의 형상을 살펴보면, 도 2의 A 와 같이 입구부에서의 구멍형상은 수돗물이 한쪽방향으로 회전할 수 있도록 형성된 것이 아니라 단지 원형 또는 타원형태와 같이 좌우가 대칭적으로 구성되어 있다.

이러한 형태 때문에 입구부를 통과하는 수돗물은 도 1의 하우징(10)과 충돌시 하우징의 제2 홀(15)에 자연스럽게 통과하지 못하는 문제점이 있었고 이는 수도 사용량의 정확한 계측을 방해하는 문제가 있었음에도 이를 해결하지 못하고 있었다.

즉, 수돗물을 자연스럽게 회전시키도록 유도하기 위해서는 도 2와 같은 입구부의 구멍(32) 형태로서는 수도사용량 계측에 오류가 크고, 이점에 착안하여 본 발명에서는 입구부의 구멍(32)에서 수돗물이 자연스럽게 도 1의 F1, F2 방향으로 하우징(10) 내부로 진입되어, 그 내부의 회전익차를 돌릴 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 입구부(31)의 내부를 지나가는 물이 하우징의 제2 홀(15)에 자연스럽게 인입되도록 유수면적가변부재(200)를 장착하도록 한다.

유수면적가변부재(200, 도 6)는 입구부(31)에 장착하기가 곤란할 수 있으므로, 유수면적가변부재(200)를 도 6과 같은 입구장착부재(100)에 체결하여, 도 7의 상태로 조립한 다음, 입구부(31) 내부에 이를 끼워 넣는 방식이 바람직하다.

도 3에서는 상기 방식으로 유수면적가변부재(200) 및 입구장착부재(100)가 입구부(31)에 장착된 상태를 도시하고 있다.

도 5는 유수면적가변부재(200) 및 입구장착부재(100)가 결합된 상태에서 각각 다른 방향에서 도시한 그림이다. 도 12에서는 유수면적가변부재(200)의 사시도를 도시하고 있는데, 일측의 두께는 t 로서 상대적으로 얇고, 점점 그 두께가 두꺼워지는 형상을 가진다(도 6에서도 형상 파악이 가능함).

두께 t 부분은 도 7에서 보이는 구멍 부분 즉, 입구장착부재(100)의 일측 입구부분에 장착되어 대응되는 부분이며, 그 반대편은 도 5에서와 같이 입구장착부재(100)의 하부(140) 부근의 구멍 넓이를 막고 있어서, 부채꼴 형태의 면적 부분으로만 수돗물이 통과하도록 유도한다.

도 5와 같이 수돗물이 한쪽편으로 편향되어 통과할 경우에, 도 1에 도시된 하우징(10)의 제2 홀(15)로 자연스럽게 통과하게 되므로, 적은 양의 수돗물이 흘러 갈 때에도 검침부재(20)의 기어 구조물에 회전력이 효과적으로 전달되어, 수도사용량 검침의 정밀도가 향상되게 된다.

많은 양의 수돗물이 케이싱(30) 내로 유입되는 경우에, 종래 기술에 따른 도 2의 입구부(31) 구멍(32)을 수돗물이 통과할 때, 하우징(10)에 외곽 측부에 강하게 수돗물이 부딪혀서, 큰 압력 손실이 있어서 펌프 동력이 소실되는 원인이 됨은 물론이고, 상기 설명된 바와 같이, 검침부재(20)의 유량 측정 정밀도에도 악영향이 미치게 되므로, 본 발명과 같은 유수면적가변부재(200)와 같이 한쪽으로(도 4의 경우, 우측으로 수돗물을 유도함) 수돗물의 방향을 유도하게 되어, 유량 검침의 정밀도가 향상된다.

도 4에서는 입구부 정면에서 바라본 입구부의 개략도인데, 상대적으로 넓은 면적의 구멍(32) 부분으로 수돗물이 진입하다가 유수면적가변부재(200)의 형상적 특징에 의하여, 일측으로 편심되어 총 직경면적에 대하여 1/4의 크기로 편심된 쿼터(50)를 지나도록 물의 방향이 유도되는 것이다.

유수면적가변부재(200)를 보다 상세히 설명한다.

도 6을 참조하면, 일측의 두께는 상대적으로 얇고 점점 타측으로 두터워지는 형태를 가진다. 또한, 내측면(220)은 인입된 물의 원류(原流, main stream)과 직접 접하는 부분으로서, 이는 곡면으로 처리되어 물의 압력 손실을 최소화하는 형태를 갖는다.

그리고 내측면(220)의 반대편인 외측면(210)의 원기둥의 표면과 유사하게 형성되어 입구장착부재(100)의 내측면의 크기와 형태에 대응하여 형성되어야 한다.

유수면적가변부재의 밑면부(250)의 형태는 부채꼴 형태를 잘라낸 원의 일부 형태로 형성됨이 바람직하다.

유수면적가변부재(200)는 입구장착부재(100) 내부에 수용되면서 장착되는 것이 바람직한데, 도 8과 같이 돌기 형태의 체결수단(260,261)이 유수면적가변부재(200)의 몸체에 각각 형성되어 있고, 그에 대응하여 체결수단(260,261)을 수용하는 홈의 형태로 입구장착부재(100)의 몸체에 수용부(110,142)가 형성되어 있다. 이러한 체결수단과 수용부의 홈을 상호 결합하여 유수면적가변부재와 입구장착부재를 결합할 수 있으나, 그외에도 통상적인 당업자 수준에서 다양한 결합방법이 있을 수 있다. 도 9는 도 8과 다른 방향에서 바라본 그림이다.

도 10은 입구장착부재의 하부(140)를 편의상 절단하여 도시한 그림으로서 체결수단을 수용하는 수용부를 도시한 도면이다.

도 11의 S 부분은 입구장착부재와 유수면적가변부재가 장착되는 공간을 도시한 것이다.

한편, 입구장착부재의 측면에는 구멍이 형성된 것으로 도시되어 있지만, 이 부분에 구멍이 없을 수도 있으며, 입구장착부재가 필터의 역할을 수행할 수 있도록 측부(120)에 미세구멍이 형성되고 또한 입구장착부재의 하부(140)에도 미세구멍(미도시)가 형성될 수 있음은 물론이다. 이러한 필터의 역할을 수행할 때에는 주기적으로 입구장착부재를 주기적으로 교체할 필요가 있다.

본 발명에서는 수도계량기 입구부에 유수량이 한쪽 방향으로 편심되도록 유도하는 유수면적 가변부재를 설치하여, 계량기의 회전익차를 한쪽방향으로 효과적으로 돌리도록 유도하여 유수량의 측정 정밀도를 향상시키며, 그와 동시에 유수면적 가변부재를 열전도율이 낮은 재료를 사용하여 겨울철 계량기 동파방지에도 기여를 할 수 있는 장점을 갖는다.

한편, 유입되는 물의 유량에 대해서는 입구장착부재(100)와 유수면적가변부재(200)가 케이싱(30)의 입구부(31)에 장착됨과 동시에 쿼터(50)와의 유기적인 결합관계에 의해 항상 동일한 양의 물이 케이싱(30) 내부로 유입되도록 할 수 있으나, 사용되는 물의 양이나 세기에 따라 달라지는 유속에 의해 임펠러가 회전하는 회전수가 달라지기 때문에 소정의 오차범위가 발생된다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 변경된 하우징(10)을 다음과 같이 제안한다.

설명에 앞서, 임펠러는 이의 블레이드 부분 중 하단부를 약간 잘라내어 임펠러의 블레이드 하단부가 '

'의 형태로 만곡되도록 구성할 수도 있다.

도 13은 본 발명에 따른 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기에서 하우징을 나타낸 것이고, 도 14는 본 발명에 따른 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기에서 하부 하우징을 하부방향에서 바라본 것을 나타낸 것이다.

먼저, 하우징(10)은 상부 하우징(11)과 하부 하우징(13)을 주요하게 포함한다.

이때, 상부 하우징(11)은 상술된 검침부재(20)가 수용되며, 상측이 커버가 덮히도록 구성된다.

이러한 상부 하우징(11)은 제1 상부 하우징(11a)과 상기 제1 상부 하우징(11a) 보다 작은 직경을 갖으며 하부방향으로 연장된 제2 상부 하우징(11b)으로 구성되는데, 특히, 제1 상부 하우징(11a)의 내측면의 내경을 따라서 단턱이 형성됨으로써, 오링이 안착될 수 있도록 구성된다.

상부 하우징(11)의 제2 상부 하우징(11b)의 하측으로는 하부 하우징(13)이 결합될 수 있다.

이러한 하부 하우징(13)은, 제2 상부 하우징(11b)의 하측에 직접 연결되는 제1 하부 하우징(13a)과 상기 제1 하부 하우징(13a) 보다 작은 직경을 갖고 하부방향으로 연장되는 제2 하부 하우징(15a)으로 이루어진다.

제1 하부 하우징(13a)에는 제1 홀(13aa)이 일정 간격을 갖으며 복수 개가 배열되는데, 상기 제1 홀(13aa)은 소정의 방향성을 갖도록 각도를 갖게 형성된다.

또한, 제1 하부 하우징(13a)의 구조를 보면, 하측에서부터 소정의 높이를 갖도록 상부방향으로 수직으로 연장되되, 수직되어 연장된 일측에서부터는 내부방향으로 소정의 각도만큼 경사지도록 더 연장될 수 있다.

즉, 제1 하부 하우징(13a)은 상측방향으로 갈수록 직경이 작아지는 것으로서, 이때 제1 홀(13aa)은 제1 하부 하우징(13a)의 경사진 영역에 구성될 수 있다.

다시 말해, 제1 홀(13aa)은 수직으로 연장된 제1 하부 하우징(13a)에는 형성되지 않는 것으로서, 이는 후술되는 제2 하부 하우징(15a)에 형성되는 제2 홀(15)으로부터 일정간격 이격되도록 함으로써, 하부 하우징(13) 내부로 물이 유입되고 배출될 때 일률적인 속도로 이동하도록 한다. 구체적으로는 후술되는 실험예를 참조하기로 한다.

제2 하부 하우징(15a)에는 상술된 바와 같이 제2 홀(15)이 형성되며, 상기 제2 홀(15) 역시 소정의 각도를 갖도록 형성되며, 제2 하부 하우징(15a)의 외주연을 따라 일정한 간격으로 복수 개 배열된다.

이러한 제2 홀(15)은 제2 하부 하우징(15a)의 높이와 동일한 높이를 갖을 수도 있으나, 제2 하부 하우징(15a)의 높이보다 작은 높이를 갖도록 할 수도 있다.

이때, 제1 홀(13aa) 및 제2 홀(15)은 모두 물이 유입되는 방향 외에 어느 한 방향이 개방되도록 형성된다.

다시 말해, 제1 홀(13aa)의 경우, 제1 하부 하우징(13a)의 최상면 방향이 개방되도록 형성되고, 제2 홀(15)은 제2 하부 하우징(15a)의 최하면 방향이 개방되도록 형성된다.

다만, 제1 홀(13aa)의 경우, 상부 하우징(11)과 결합되면서 개방된 영역이 일부 막힐 수 있고, 제2 홀(15)의 경우, 하우징이 케이싱(30)의 내면에 닿음으로써 개방된 영역이 일부 막힐 수 있는데,

이는 처음부터 개방된 영역이 없는 종래의 하우징의 홀 구조와 다르게, 유입이 지연되는 물이 유입될 수 있는 공간을 만들어 주기 때문에, 물의 일률적인 이동이 가능하도록 하는데 기여하게 된다.

또한, 제1 홀(13aa)과 제2 홀(15)은 상호 반대되는 방향으로 가짐으로써, 물의 유입과 배출이 원활하도록 한다.

특히, 제2 홀(15)이 물이 유입되는 홀로써, 하부 하우징(13)의 내부에 설치되는 임펠러가 회전하는 방향과 동일한 방향을 갖도록 각이 지고, 제1 홀(13aa)은 물이 배출되는 홀로써, 상술된 제2 홀(15)과 반대방향으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 제2 홀(15)은 상술된 비율과 구조로 인해 총 12개의 홀로 형성되는데, 이때 6개의 홀을 에폭시로 막음으로써, 6구의 홀만 사용하도록 할 수 있다. 이는 아래 실험 예에 설명된 바와 같이 12구일 때보다 임펠러의 회전 오차범위를 감소하는데 유리하다. 이때, 제2 홀(15)은 최초 형성시 6구로만 형성되어도 임펠러의 회전 오차범위가 12구에서 6개를 막았을 때와 동일하다.

아울러, 제1 홀(13aa)은 제2 홀(15)과 동일한 개수를 가질 수도 있으나, 9개의 홀이 일정간격으로 배열될 수도 있다.

다른 한편, 고무패킹은 오링의 형태로 구성되어 상부 하우징(10)과 하부 하우징(13) 각각의 외면에 하나씩 끼워질 수 있다.

구체적으로는, 제1 상부 하우징(11)과 제2 상부 하우징(12)이 구분되는 단턱 외면, 그리고 제1 하부 하우징(13a)과 제2 하부 하우징(15a)이 구분되는 단턱 외면에 끼워지는 것으로서, 이러한 하우징 외면에 끼워지는 고무패킹은, 본 발명에 따른 하우징이 케이싱에 고정될 경우, 유입되는 수돗물이 제2 홀(15)로 유입되지 못하고 정체되면서 하우징 외부의 상측으로 유입되는 것을 방지한다.

만약, 수돗물이 제2 홀(15)로 유입되지 않고, 하우징 외부의 상측으로 유입된다면, 사용된 수돗물 대비 계량되는 양이 달리지는 등 임펠러 회전수에 오차가 발생되게 되지만, 본 발명과 같이 고무패킹을 포함함으로써, 이러한 문제점을 방지할 수 있게 된다.

이러한 고무패킹이 삽입되는 예는 [표 1]을 참조할 수 있다.

또한, 하부 하우징(13)에 형성된 제2 홀(15)에는 유량볼트가 체결될 수 있다. 이러한 유량볼트는 제2 홀(15)의 개폐를 담당하는 기능을 하며, 체결정도는 실제 설치장소의 유량, 유속 등을 기반으로 현장에서 수도계량기를 설치하는 작업자의 전문지식에 따른다.

이러한 유량볼트는 제2 홀(15) 중 제2 하부 하우징(15a)의 개방된 하측의 반대면에 체결될 수 있는데, 이때 유량볼트는 헤드가 없는 형태의 볼트(스터드 볼트 등)로 구성될 수 있다.

[표 2]를 참조하면, 좌측의 종래 유량볼트가 체결된 하우징과 우측의 본 발명에 따라 유량볼트가 체결된 하우징을 나타내고 있는데,

먼저 종래의 것은, 하우징 가장 저면에서 상부방향으로 체결되기 때문에, 볼트의 헤드가 하우징 저면에 닿도록 체결된 경우, 그 이상으로 체결이 불가능하고, 체결정도를 풀어놓게 되면 볼트의 헤드와 하우징 간에 이격됨에 따라 하우징이 케이싱에 설치된 경우 빈 공간이 발생되어 수도 계량에 치명적이게 된다.

뿐만 아니라, 볼트의 헤드가 하우징 저면으로부터 돌출되기 때문에 볼트의 헤드를 하우징에 꽉 조여놓아도, 케이싱과 하우징 사이의 공간이 불가피하게 형성되어 수돗물이 유입되는 공간을 제공하는 문제점이 있다.

반면, 본 발명에 따르면, 하우징과 케이싱 사이의 공간을 발생시키지 않기 때문에, 상술된 수돗물의 유입에 따른 문제점을 극복할 수 있으며, 아울러, 상술된 문제점을 극복함과 동시에 볼트의 조임에 따라 제2 홀(15)을 막는 정도를 완전 폐쇄에서 완전 개방까지 자유롭게 조절 가능한 이점이 있다.

다른 한편, 본 발명 또는 종래의 것과 같은 수도계량기를 보면 시동침이 구성된다. 이러한 시동침은 일반적으로 수돗물의 유입이 없음에도 회전되는 것을 감지하여 누수를 확인할 수 있도록 하는 기능을 하는데,

수도계량기 제조업에 있는 당업자들에게는 해당 수도계량기의 제품 출시전 합격 또는 불합격을 판단할 수 있도록 하는 기준이 되기도 한다.

다만, 본 명세서에 기재된 바와 같이 수돗물을 유입시키고 유입된 수돗물에 따른 임펠러의 회전을 판단하여 합격 또는 불합격을 판단하기도 하지만, 이는 많은 양의 수도계량기의 합격 또는 불합격을 판단하기에 매우 번거롭기 때문에, 광학센서를 통해 시동침의 회전을 기반으로 수도계량기의 합격 또는 불합격을 판단하는 방식을 채용하고 있는 실정이다.

[표 3]을 보면, 종래의 시동침(우측)은 ★형태로 형성되어 있다. 모든 종래의 시동침이 상기의 형태는 아니겠지만, 공통적으로 면으로 된 면적이 상당부분을 차지하고 있는 실정이다.

이에 따라, 광학센서를 이용하여 광(光)을 입광시켜, 반사된 광을 수신한다고 하더라도, 시동침의 회전을 광학센서를 이용하여 감지해내는 것은 상당히 어려운 문제점이 있었다. 왜냐하면, 면으로 된 면적이 상당하기 때문에 회전을 감지하기 까다롭기 때문이다.

반면, 본 발명에 따른 시동침(좌측)을 보면, 면으로 된 면적을 최소화하여 *형태로 시동침을 구성하도록 한다. 이에 따라, 광학센서를 통해 시동침의 회전을 감지해내는데 정확도를 증가시킬 수 있는 현저한 효과를 보유한다.

본 출원인은 하우징의 최적 구조를 도출하기 위하여 아래의 실험을 수행하였다.

실험예 1. 최적의 하우징 구조를 도출하기 위한 실험

(실험방법)

실험방법은 상술된 구조를 갖는 본 발명에 따른 수도계량기용 하우징 구조를 갖는 수도계량기를 이용하되, 종래 수도계량기에 구성된 임펠러의 회전수를 측정하는 실험방법을 이용하여 실험을 진행한다.

이때, 실험은 각 샘플(실험군)에 대하여 Q1, Q2, Q3에 따른 유량별로 실험을 수행하되, 각각 유량별로 복수 회 실험을 수행한다.

이때, Q1, Q2, Q3는 국제법정계량기구(OIML, International Organization of Legal Metrology) 규격에 따른 것으로서,

앞으로, 수도계량기가 국제법정계량기구 규격을 따르게 규정됨에 따라, 본 발명에 따른 수도계량기도 국제법정계량기구(OIML, International Organization of Legal Metrology) 규격에 맞출 수 있어야 하기 때문이다.

상기 규격은, [표 4]를 참조할 수 있다.

유량범위	설명
Q1	최대허용차 (MPE, Maximum Permissible Error) 내에서 작동해야 하는 최소유량
Q2	항시(permanent) 유량과 최소유량 사이의 유량 범위.이 범위는 다시 고유량구역과 저유량구역으로 나뉘며, 각각의 구멱마다 최대허용오차가 정의된다.
Q3	규정작동조건에서 계량기가 최대허용오차 내에서 측정할 수 있는 최고유량
Q4	짧은 시간 동안 계량기가 최대허용오차 내에서 측정할 수 있는 최고유량, 곧바로 규정작동조건으로 동작하더라도 측정성능을 유지해야 함.

※ OIML 유량범위

[표 4]를 기반으로, 고유량 범위(Q2≤Q≤Q4)에서의 최대허용오차는 온도가 0.1~30℃일 경우 ±2%이고, 30℃를 초과하는 온도에서는 ±3%이며, 저유량 범위(Q1≤Q≤Q2)에서의 최대허용오차는 온도에 상관없이 ±5% 일 것을 규정하고 있는데, 본 발명에서는 고유량 범위와 저유량 범위에 관계없이 유량이 적던 많던 동일한 유량으로 측정했을 때 오차범위가 최대한 감소된 구성을 제안하는 것이다.

실험예 1은 상술된 본 발명에 따른 구조를 갖되, 하우징(10)에 형성된 제2 홀(15)이 종래의 제품과 같이 폐쇄된 것(2번 샘플)과 개방된 것(1번 샘플)을 대상으로 임펠러 회전수를 평가하고, 각각의 Q1, Q2, Q3에 대하여 오차범위를 평가하는 방법으로 실험을 수행하였다.

이때, Q1 : 5L, Q2 : 5L, Q3 : 100L의 물을 사용하고, Q1은 0.016m³/h의 압력을 사용하고, Q2는 0.0256m³/h의 압력을 사용하며, Q3는 1.6m³/h의 압력을 사용하도록 한다.

실험이 진행되는 형태는 [표 5]의 사진을 참조할 수 있다.

A와 실시예 제품의 임펠러 회전량 측정	광학센서를 이용한 임펠러 회전수 적산

(실험진행)

실험진행 경과는 아래의 [표 6]의 이하를 참조한다.

참고로 부연하면, 오차범위의 산정은 상술된 압력 대비 5L 또는 100L에 대하여 임펠러의 회전수는 Q1 : 720 바퀴, Q2 : 740 바퀴, Q3 : 15267 바퀴가 나와야 하므로, 전체 회전수의 최저값과 최대값을 상기 기준 회전수에 대비하여 오차범위를 산정하였다.

	1번 샘플			2번 샘플
1차	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3
	663	693	14320	652	668	13682
	771	795	13992	789	810	13758
			14506			16512
			15200			15425
			14575			16124
			16325			16712
			15235			13958
오차범위	8%	8%	8%	10%	10%	10%

[표 6]의 결과에 따라, 제2 홀(15)이 개방된 형태를 이용하기로 결정하였으나, 8%의 오차범위는 여전히 제품으로 승인되기 어려울 정도로 큰 오차범위이기 때문에, 본 출원인은 제2 홀(15)의 구조를 설계 변경하는 방안으로 접근하였고, 이는 [표 7]과 같다.

	1-1번 샘플			1-2번 샘플			1-3번 샘플			1-4번 샘플			1-5번 샘플
2차	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3
	711	702	14562	725	741	14523	660	694	14292	706	770	15958	708	699	13999
	757	765	13998	743	702	14658	725	701	15423	718	707	14521	765	732	14556
	770	796	16415	771	784	15234	765	722	15238	701	725	14652	715	799	16012
			16319			16211			16014			15426			14253
			15486			16328			16109			15398			16411
오차범위	8%	8%	8%	8%	8%	8%	6%	6%	6%	5%	5%	5%	8%	8%	8%

※ 1-1번 샘플 : 제2 홀의 a':a의 비율이 2:1

※ 1-2번 샘플 : 제2 홀의 a':a의 비율이 3:1

※ 1-3번 샘플 : 제2 홀의 a':a의 비율이 4:1

※ 1-4번 샘플 : 제2 홀의 a':a의 비율이 5:1

※ 1-5번 샘플 : 제2 홀의 a':a의 비율이 6:1

실험결과, 제2 홀(15)의 a':a의 비율을 5:1로 했을 때, 오차범위가 5%로 가장 적게 나타났으며, 오히려 4번 샘플보다 홀의 크기가 더 작아지는 비율인 5번 샘플에서는 오차범위가 급증하는 것으로 나타났다.

이는 제2 홀(15)의 크기가 너무 크거나 일정치 이상으로 작게 되면, 물의 유입되는 양이 일정하지 않아서 오차범위가 증가하는 것을 알 수 있었다.

이때, a':a의 비율을 5:1인 경우, 제2 홀(15)을 이루는 내각 중에서 가장 작은 각(b°)은 40°이고, 제2 홀(15) 사이의 돌출구성을 이루는 내각 중에서 가장 작은 각(a°)은 60°로 나타났다.

즉, 상기 a°의 각도 60°와 b°의 각도 40°를 벗어나는 경우, a':a의 비율을 5:1이 나오지 않으며, 이로 인해 오차범위에 영향을 미치는 것으로 확인되었다.

그러나 여전히 5%의 오차범위는 제품으로 승인받기에 높은 값이므로, 오차범위를 줄여야 할 필요가 있다.

따라서, 본 출원인은 [표 2]에 기반하여 체결볼트를 종래 방식으로 체결한 방식인 1-4-1번 샘플과, 본 발명에 기반하여 체결한 방식인 1-4-2번 샘플을 대상으로 실험을 다시 수행하였다([표 8] 참조).

	1-4-1번 샘플			1-4-2번 샘플
4차	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3
	693	769	15352	3	30	14794
	747	754	15798	0	27	15246
	704	725	14594	15	29	15648
오차범위	4%	4%	4%	-	-	3%

[표 8]을 참조하면, 유량 조절을 수행하는 체결볼트가 체결함에 따라, 체결볼트를 사용하지 않은 경우보다 오차범위가 감소되긴 하였으나, 본 발명에 기반하여 체결볼트를 체결한 방식에 보다는 오차범위가 높게 나타났다.

이는 상술된 바와 같이, 종래의 체결볼트 체결방식은 물이 새는 것을 방지할 수 없었기 때문인 것으로 판단된다.

다만, 2번 샘플의 경우에는 Q1, Q2에서 회전수가 지나치게 낮게 평가되었다.

다만, Q3에서 오차범위가 3%로 절감된 것을 확인하였기 때문에, Q1, Q2에서 회전수가 낮아진 것의 원인을 찾는다면, 오차범위의 감소를 실현할 수 있을 것으로 판단되었다.

본 출원인의 판단으로는 체결볼트로 인해 5L의 적은 유량의 물이 유입되면 임펠러를 회전시키지 못하는 것으로 판단되는데, 이는 구체적으로 아래의 실험들을 참조한다.

[표 9]에 따른 실험은, [표 8]의 1-4-2번 샘플을 대상으로 다시 5회의 실험을 더 수행한 것이다.

	1회			2회			3회			4회			5회
5차	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3
	0	0	0	671	715	15015	115	468	15539	711	725	15223	716	758	15603

※ 1-4-2 샘플을 이용

[표 9]를 참조하면 알 수 있듯이, 1회차 및 3회차에서 Q1, Q2에 따른 회전값이 제대로 측정되지 않으므로, 본 출원인은 임펠러의 회전수를 측정하는 광학센서의 민감도 문제를 염려하여 센서 주변의 주위조명을 Off 시킨 상태로 실험을 수행해보았고, 이는 [표 10]과 같다.

	1회			2회			3회
6차	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3
	75	112	15205	0	0	15062	14	41	15720
	708	741	15250	0	0	15035	11	26	15703

※ 1-4-2 샘플을 이용

상술된 바와 같이, 센서의 민감도를 고려하여 다시 평가를 수행하였음에도 불구하고, 여전히 Q1, Q2의 회전값에서 낮은 결과를 나타내었다.

이에 따라, 본 출원인은 임펠러의 블레이드 부분 중 하단부를 약간 잘라내어 임펠러의 블레이드 하단부가 '

'의 형태로 만곡되도록 구성하여 다시 평가를 수행하였고, 그 결과 [표 12]와 같이 Q1, Q2가 다시 정상값을 나타내는 것을 확인하였다.

샘플	1-4-2-1번 샘플 이용
회차	1회			2회			3회
7차	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3
	699	715	15623	754	718	15490	698	762	15396
	715	776	15582	745	749	15460	731	719	15722
	765	742	15655	731	714	15496	726	717	14747
오차 범위	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%

※ 1-4-2-1번 샘플 : 임펠러의 블레이드 구조 변경한 1-4-2번 샘플

상기와 같이, 임펠러의 형태를 일부 변경함으로써, [표 11]과 같이 각 샘플에 대하여 오차범위가 3%로 감소하는 한편, 문제시되었던 Q1, Q2의 결과가 정상으로 나타났다.

이에 본 출원인은, 오차범위를 더욱 감소시키기 위하여 제2 홀(15)의 개수를 조절하여 평가를 수행하도록 한다.

이는 상술된 본 발명에 따른 하우징(10) 구조를 갖되, 제2 홀(15)이 12구로 구성된 샘플을 대상으로 총 5회 실험을 하였으며, 각 횟수마다 3번씩 반복하도록 하여 오차범위를 산출하도록 하였다.

샘플	1-4-2-1-1번 샘플 이용
회차	1회			2회			3회			4회			5회
8차	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3
	701	719	14745	739	720	14735	699	762	14859	709	758	15622	738	742	15425
	735	745	15655	715	725	14795	704	724	14923	715	736	15577	732	719	15441
	712	760	15425	708	721	14856	719	758	15656	737	727	14958	729	758	15655
오차범위	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%	3%

※ 1-4-2-1-1번 샘플 : 1-4-2-1번 샘플에서 제2 홀의 개수를 12구로 형성한 샘플

[표 12]과 같이 제2 홀(15)을 12구로 구성한 경우, 오차범위는 3%로 나타났다.

샘플	1-4-2-1-2번 샘플 이용
회차	1회			2회			3회			4회			5회
9차	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3
	705	729	14896	729	730	14935	699	752	14959	709	751	15422	728	742	15425
	733	745	15455	715	725	14929	707	734	14923	715	736	15477	732	729	15441
	712	752	15425	708	731	14956	719	754	15456	727	727	14958	719	749	14898
오차범위	2%	2%	2%	2%	2%	2%	2%	2%	2%	2%	2%	2%	2%	2%	2%

※ 1-4-2-1-2번 샘플 : 1-4-2-1번 샘플에서 제2 홀의 개수를 8구로 형성한 샘플

[표 13]과 같이 제2 홀(15)을 12구에서 4개를 에폭시로 폐쇄시켜 8구로 구성한 경우 오차범위는 2%로 감소하였고, 또한 [표 14]와 같이 12구의 제2 홀(15)을 에폭시로 6개 폐쇄시켜 6구로 구성한 경우 오차범위는 1%로 감소하는 것으로 나타났다.

따라서, 최종적으로 하우징(10)의 최적화된 구조는 제2 홀(15)의 하부방향을 개방하고, 제2 홀(15)의 개수를 6구로 하며, 이때 제2 홀(15)의 비율은 a°의 각도 60°와 b°의 각도 40°이되, 이로 인한 a':a의 비율이 5:1이 되어야 한다.

이와 함께, 임펠러의 블레이드의 상술된 구조 역시 제2 홀(15)의 구조에 연관된다.

샘플	1-4-2-1-3번 샘플 이용
회차	1회			2회			3회			4회			5회
10차	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3
	711	741	15274	715	728	15048	721	736	15245	725	745	15141	717	741	15097
	726	746	15152	722	740	15351	724	745	15348	716	734	15245	725	739	15247
	719	739	15189	719	745	15245	722	741	15267	724	742	15311	721	740	15327
오차범위	1%	1%	1%	1%	1%	1%	1%	1%	1%	1%	1%	1%	1%	1%	1%

※ 1-4-2-1-3번 샘플 : 1-4-2-1번 샘플에서 제2 홀의 개수를 6구로 형성한 샘플

한편, 본 출원인은 상술된 본 발명에 따른 조건으로 구성하되, 제2 홀(15)의 12구 중 6개를 폐쇄시켜 6구로 형성한 것(1-4-2-1-3번 샘플)과, 처음부터 상기 비율을 지키되 제2 홀(15)을 일정간격으로 6개 형성한 것(1-4-2-1-3'번 샘플)의 차이를 살펴보고자 [표 15]과 같은 실험을 수행하였다.

	1-4-2-1-2번 샘플			1-4-2-1-2'번 샘플			1-4-2-1-3번 샘플			1-4-2-1-3'번 샘플
11차	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3
	715	745	14896	705	734	14957	720	736	15232	721	742	15241
	707	730	14929	729	751	15441	718	745	15351	721	738	15137
	732	731	15477	719	742	15425	723	741	15347	717	739	15291
오차범위	2%	2%	2%	2%	2%	2%	1%	1%	1%	1%	1%	1%

※ 1-4-2-1-2'번 샘플 : 처음부터 제2 홀의 개수를 8구로 형성한 것

※ 1-4-2-1-3'번 샘플 : 처음부터 제2 홀의 개수를 6구로 형성한 것

[표 15]를 참조하면 알 수 있듯이, 하우징(10)의 하부측에 형성되는 제2 홀(15)은 12구에서 일정개수를 막아 일정간격을 갖는 8구 또는 6구로 구성하던, 처음부터 일정간격으로 8구 또는 6구로 구성하던, 오차범위에는 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다.

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

10 : 하우징
11 : 상부 하우징
11a : 제1 상부 하우징
11b : 제2 상부 하우징
13 : 하부 하우징
13a : 제1 하부 하우징
13aa : 제1 홀
15a : 제2 하부 하우징
15 : 제2 홀
20 : 검침부재
30 : 케이싱
31 : 입구부
32 : 구멍
35 : 케이싱 내부
38 : 출구부
50 : 쿼터
100 : 입구장착부재
110 : 수용부
120 : 입구장착부재 측부
140 : 입구장착부재 하부
142 : 수용부
200 : 유수면적가변부재
250 : 가변부재 및면부
260, 261 : 체결수단
220 : 내측면

Claims (7)

1. 수도계량기의 케이싱(30); 및
   상기 케이싱(30)에 임펠러와 함께 삽입된 하우징(10)을 포함하는 수도계량기에 있어서,
   상기 하우징(10)은,
   제1 상부 하우징(11a)와 상기 제1 상부 하우징(11a) 보다 작은 직경을 갖으며 하부 방향으로 연장된 제2 상부 하우징(11b)로 구성된 상부 하우징(11); 및
   상기 상부 하우징(11)의 하측에 결합되고, 내부에 임펠러가 구비되며, 상기 제2 상부 하우징(11b)의 하측에 직접 연결되는 제1 하부 하우징(13a)과 상기 제1 하부 하우징(13a) 보다 작은 직경을 갖고 하부방향으로 연장되는 제2 하부 하우징(15a)으로 구성된 하부 하우징(13);을 포함하되,
   상기 하부 하우징(13)은,
   내부에 구비된 임펠러를 회전시키기 위해 제2 하부 하우징(15a)에 물을 유입시키는 제2 홀(15)이 일정 간격을 가지며 복수 개 배열되어 형성되고, 상기 제2 홀(15)은 물이 유입되는 방향 외에도 하부 하우징(13)의 하부방향으로 더 개방되며,
   (a) 제2 홀(15)의 경사진 폭(a')은,
   제2 하부 하우징(15a)의 반지름(a)에 대하여 1/5의 크기를 갖고,
   (b) 제2 홀(15)을 이루는 내각 중 가장 작은 각은 40°이고, 제2 홀(15) 사이를 구분하는 돌출벽면을 이루는 내각 중 가장 작은 각은 60°인 것을 특징으로 하는, 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이싱(30)은,
   상기 케이싱(30)의 입구부(31)에 장착되도록 파이프 형태로 형성된 입구장착부재(100); 및
   상기 입구장착부재의 내측에 장착되며, 그 단면이 일측단부로부터 타측단부에 이르기까지 점점 넓어지는 형태를 가지는 유수면적가변부재(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   유수면적가변부재(200)의 물외측면(210)의 입구장착부재(100)의 내측면의 크기와 형태에 대응하여 형성되며, 유수면적가변부재의 밑면부(250)의 형태는 부채꼴 형태를 잘라낸 원의 일부 형태로 형성되고,
   돌기 형태의 체결수단(260,261)이 유수면적가변부재(200)의 몸체에 각각 형성되어 있고, 그에 대응하여 체결수단(260,261)을 수용하는 홈의 형태로 입구장착부재(100)의 몸체에 수용부(110,142)가 형성된 것을 특징으로 하는, 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   입구장착부재의 측부(120)에 다수의 구멍이 형성되고,
   입구장착부재의 하부(140)에 다수의 구멍 형성되어 상기 구멍에 수돗물의 이물질이 걸러지도록 하는 것을 특징으로 하는, 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 하부 하우징(13)은,
   상기 제1 하부 하우징(13a)에 일정 간격을 가지며 복수 개 배열되는 제1 홀(13aa)이 형성되되, 상기 제1 홀(13aa)은 상기 제2 상부 하우징(11b)에 맞닿는 영역인 상면이 개방된 형태를 갖고,
   제1 홀(13aa) 및 제2 홀(15)은 소정의 방향을 갖도록 경사져 형성되되, 상기 제1 홀(13aa)과 제2 홀(15)은 상호 반대 방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는, 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기.
   
6. 삭제
7. 청구항 5에 있어서,
   제2 홀(15)은 6구로 형성되고, 제1 홀(13aa)은 9구로 형성된 것을 특징으로 하는, 유로 유도를 통해 유량 계측의 정확도를 향상시킨 수도계량기.

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