KR102027509B1 - Self-drain swing twin-barrel unit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자기배수 스윙 쌍수조 유니트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쌍수조를 효율적으로 제어하여 액체류량 관측을 로드셀로 수행할 수 있도록 구성된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트에 관한 것이다. The present invention relates to a self-draining swing twin tank unit, and more particularly, to a self-draining swing twin tank unit configured to efficiently control the double tank to perform liquid flow observation with a load cell.
일반적으로, 우량관측에 사용되는 측기 형식은 전도형(tilting or tipping bucket type), 무게 측정형(weighing type) 및 부표형(float type)이 있다. In general, the types of instruments used for quality observation are tilting, or tipping, weighing, and floating types.
전도형 자기우량계(tipping-bucket rain recorder)는 우량을 연속적으로 자동 기록하는 관측기계로 전도형 우량계와 자기전접계수기를 이용한 우량관측 기상측기이다. 이는 비교적 장치가 간단하며, 원격측정이 가능하고 관측신호의 디지털화가 용이하므로 자동기상관측시스템에 널리 사용되고 있으나, 기기의 특성상 검정이나 보정(calibration)이 난해하다. A tipping-bucket-rain recorder is an observation machine that continuously records rainfall. It is a weather observation instrument using a conduction rain gauge and a magnetic contact counter. It is relatively simple to use, it is widely used in automatic weather observation system because it can be measured remotely and the digitization of observation signal is easy, but it is difficult to test or calibrate due to the characteristics of the device.
전도형 자기우량계에서, 물받이(tipping-bucket)는 전도할 때 짧게나마 시간이 필요하므로, 그 순간에 추가되는 비는 이미 계산된 강우량에 포함되어 유실되게 되며, 기록의 불연속적인 성질로 인해 약한 가랑비가 내릴 경우 정확한 자료를 제공하지 못하는 단점이 있다. 또한, 전도식 우량계는 연속 우량관측이 가능한 장점이 있으나, 강한 강수의 경우 빗물 튀김 현상으로 부정확하게 되며 약한 강수는 아예 일정기간 감지가 되지 않는 단점이 있다. In conduction magnetometers, the tipping-bucket takes a short time to conduct, so the added rain at that moment is lost in the already calculated rainfall, and due to the discontinuous nature of the record, the light drizzle There is a disadvantage in that it does not provide accurate data. In addition, the conductive rain gauge has the advantage that it is possible to observe the continuous rain, but in the case of strong precipitation it is inaccurate due to the rain water splash phenomenon, the weak precipitation has a disadvantage that it is not detected for a certain period of time.
반면, 무게 측정형 우량계는 정밀 우량 계량이 가능한 장점이 있으나, 전동 모터를 이용하여 저수조를 주어진 회전축을 중심으로 회전시켜 역상(upside down)으로 하여 배수를 하거나, 손과 같은 인력으로 고인 빗물을 비워야 하는 단점이 있다. On the other hand, the weighing rain gauge has the advantage of being able to measure the precision rainwater, but by using the electric motor to rotate the reservoir around a given axis of rotation to upside down to drain, or emptying the rainwater by hand such as hand There is a disadvantage.
이에 최근에는 제1 저수조에 강수가 저수되는 동안 제2 저수조를 통해 배수가 가능한 쌍수조를 구비한 중량우량계가 연구되고 있다.In recent years, a weight rain gauge having a double tank capable of draining through a second reservoir while a precipitation is stored in the first reservoir has been studied.
하지만, 이러한 쌍수조를 구비한 중량우량계는 제작 과정에서 고도의 정밀도를 필요로 하며 저수조의 회전을 조절할 수 없어, 임의의 작동에 의존하여야만 하는 문제가 있다. However, the weight rain gauge equipped with such a double tank requires a high degree of precision in the manufacturing process and cannot control the rotation of the reservoir, and there is a problem in that it must depend on arbitrary operation.
또한, 이러한 중량우랑계는 단일 로드셀을 사용하게 되어 있어 배수가 극히 어려우며 우량계의 설계를 변경하여 저수조를 로드셀 하부에 설치하는 경우에도 집수의 어려움이 따르는 문제가 있다. 즉, 우량계의 설계 변경만으로는 단일 로드셀을 사용하는 중량 우량계의 저수와 배수에 관련된 문제를 제거하는 것은 이론적으로 실익이 없다.In addition, such a heavy weight system has a problem that the drainage is extremely difficult to use a single load cell, and even if the reservoir is installed in the lower part of the load cell by changing the design of the rain gauge, it is difficult to collect water. In other words, it is theoretically ineffective to eliminate the problems related to the storage and drainage of a heavy rain gauge using a single load cell by only changing the rain gauge design.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 쌍수조를 효율적으로 제어하여 액체류량 관측을 로드셀로 수행할 수 있도록 구성된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트을 제공하는 것이다. Therefore, the technical problem of the present invention has been made in view of this point, an object of the present invention is to provide a self-draining swing twin tank unit configured to efficiently control the twin tank to perform the liquid flow observation to the load cell.
본 발명의 기본 이론은 쌍수조를 역진자(Inverse pendulum)처럼 작동할 수 있게 제작한 다음 수조의 회전을 조건부 정지하는 장치와 결합하는 것이다. 상기한 기본 이론에 근거하여, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 자기배수 스윙 쌍수조 유니트는, 프레임부재; 개구부가 바닥부에 비해 넓은 단면적을 갖는 제1 저수조와 개구부가 바닥부에 비해 넓은 단면적을 갖는 제2 저수조가 서로 역상으로 결합되어 구성되고, 회전축을 통해 상기 프레임부재 내부에 체결되어 상기 회전축을 기준으로 스윙 운동하는 쌍수조; 및 상기 프레임부재에 배치되고, 상기 쌍수조의 스윙 운동을 제어하는 스윙 제어부를 포함한다. The basic theory of the present invention is to make a twin tank work like an inverse pendulum and then combine it with a device to conditionally stop the rotation of the tank. Based on the above basic theory, in order to realize the above object of the present invention, the self-draining swing twin tank unit includes: a frame member; The first reservoir having an opening having a wider cross-sectional area than the bottom portion and the second reservoir having an opening having a wider cross-sectional area than the bottom are coupled to each other in a reversed phase, and are fastened to the inside of the frame member through a rotating shaft to refer to the rotating shaft. A twin tank for swinging movements; And a swing controller disposed on the frame member and controlling the swing motion of the twin tank.
일실시예에서, 상기 스윙 제어부는, 중앙 부위가 함몰되어 공간부를 형성하고, 상기 프레임부재에 체결되는 하우징; 및 상기 공간부에 배치된 클러처를 포함할 수 있다. In one embodiment, the swing control unit, the center portion is recessed to form a space portion, the housing is fastened to the frame member; And a clutcher disposed in the space part.
일실시예에서, 상기 클러처는 고무 또는 실리콘 고무 재질을 포함할 수 있다.In one embodiment, the clutcher may comprise a rubber or silicone rubber material.
일실시예에서, 상기 클러처의 측면 양쪽에 갭이 형성될 수 있다. In one embodiment, gaps may be formed on both sides of the clit.
일실시예에서, 상기 자기배수 스윙 쌍수조 유니트는 상기 쌍수조에 배치되고, 상기 클러처의 상기 갭에 끼움 결합되는 돌출부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the self-draining swing twin tank unit may further include a protrusion disposed in the twin tank and fitted into the gap of the clutch.
일실시예에서, 상기 돌출부는 상기 회전축을 중심으로 상기 클러처와 마주할 수 있다. In one embodiment, the protrusion may face the clutcher about the axis of rotation.
일실시예에서, 상기 회전축과 상기 돌출부 사이의 간격은 상기 회전축과 상기 클러처 사이의 간격은 동일할 수 있다. In one embodiment, the spacing between the rotating shaft and the protrusion may be the same as the spacing between the rotating shaft and the clutch.
일실시예에서, 상기 제1 저수조 내부에 상기 제1 저수조의 개구부를 통해 저수되는 강수가 일정 부피에 도달되면, 상기 제1 저수조는 상기 제1 저수조와 고인 액체의 통합 무게 중심의 이동에 의해 상기 회전축을 기준으로 스윙되어 저수된 강수를 상기 제1 저수조의 개구부를 통해 배수하고, 상기 제2 저수조의 개구부는 상향으로 회전 이동되어 상기 제2 저수조 내부에 강수를 저수하되, 상기 돌출부가 상기 갭에 끼움 결합되어 상기 쌍수조의 흔들림 반동을 차단할 수 있다. In one embodiment, when the precipitation stored in the first reservoir through the opening of the first reservoir reaches a predetermined volume, the first reservoir is moved by the movement of the combined center of gravity of the first reservoir and the pooled liquid The precipitation, which is swinged and stored based on the axis of rotation, is drained through the opening of the first reservoir, and the opening of the second reservoir is rotated upward to store the precipitation in the second reservoir, wherein the protrusion is formed in the gap. The fitting is coupled to block the shaking reaction of the twin tank.
일실시예에서, 상기 제2 저수조 내부에 상기 제2 저수조의 개구부를 통해 저수되는 강수가 일정 부피에 도달되면, 상기 제2 저수조는 상기 제2 저수조와 고인 액체의 통합 무게 중심의 이동에 의해 상기 회전축을 기준으로 스윙되어 저수된 강수를 상기 제2 저수조의 개구부를 통해 배수하고, 상기 제1 저수조의 개구부는 상향으로 이동되어 상기 제1 저수조 내부에 강수를 저수하되, 상기 돌출부가 상기 갭에 끼움 결합되어 상기 쌍수조의 흔들림 반동을 차단할 수 있다. In one embodiment, when the precipitation stored in the second reservoir through the opening of the second reservoir reaches a predetermined volume, the second reservoir is moved by the movement of the combined center of gravity of the second reservoir and the pooled liquid The precipitation, which is swinged and stored on the basis of the rotation axis, is drained through the opening of the second reservoir, and the opening of the first reservoir is moved upward to store the precipitation in the first reservoir, wherein the protrusion fits into the gap. It can be coupled to block the shaking reaction of the twin tank.
일실시예에서, 상기 제1 저수조에 상기 제1 저수조의 개구부를 통해 강수가 저수되어 일정 부피에 도달함에 따라, 자중에 의해, 상기 제1 저수조의 개구부는 하향으로 스윙하고, 상기 제2 저수조의 개구부는 상향으로 스윙할 수 있다. In one embodiment, as the precipitation is stored in the first reservoir through the opening of the first reservoir to reach a predetermined volume, by its own weight, the opening of the first reservoir swings downward, and The opening can swing upwards.
일실시예에서, 상기 제1 저수조는, 상기 회전축을 기준으로 제1 방향으로 회전하여 저수된 강수를 배수하고, 제2 방향으로 회전하여 강수를 저수할 수 있다. In an embodiment, the first reservoir may drain the stored rainfall by rotating in the first direction with respect to the rotation axis, and store the precipitation by rotating in the second direction.
일실시예에서, 상기 제2 저수조는, 상기 회전축을 기준으로 제2 방향으로 회전하여 저수된 강수를 배수하고, 제1 방향으로 회전하여 강수를 저수할 수 있다. In an embodiment, the second reservoir may rotate in a second direction based on the rotation axis to drain the stored rainfall, and rotate in the first direction to store the precipitation.
일실시예에서, 상기 제1 저수조 및 상기 제2 저수조의 회전 각도는 상기 회전축을 기준으로 180도일 수 있다. In one embodiment, the rotation angle of the first reservoir and the second reservoir may be 180 degrees with respect to the rotation axis.
이러한 자기배수 스윙 쌍수조 유니트에 의하면, 무게 중심을 고려하여 2개의 저수조를 디자인한 후 2개의 저수조를 정상(upright)과 역상(upside down) 자세로 결합하여 저수조의 일정 수준에 도달하면 자기배수를 발생시키며, 저수조의 자세 안정화와 주어진 조건하에서만 반회전 스윙하게 회전 중단 장치로서 스윙 제어부를 추가하여 쌍수조를 효율적으로 제어하고, 로드셀을 이용하여 액체류량을 관측할 수 있다. According to the self-draining swing twin tank unit, two reservoirs are designed in consideration of the center of gravity, and the two reservoirs are combined in an upright and upside down position to reach a certain level of the reservoir. It is possible to efficiently control the twin tank by adding a swing control unit as a rotation stop device to stabilize the attitude of the reservoir and to swing half the rotation only under a given condition, and the amount of liquid flow can be observed using a load cell.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 자기배수 스윙 쌍수조 유니트를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트를 설명하기 위한 평면도이고, 도 1c는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트를 설명하기 위한 좌측면도로 회전축 혹은 회전힌지 연결선 방향으로 작성된 도면이고, 도 1d는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트를 설명하기 위한 정면도로 회전축 내지 회전힌지 연결선에 직각 방향에서 작성된 측면도이다.
도 2a는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트의 프레임부재를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 프레임부재를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2c는 도 2a에 도시된 프레임부재를 설명하기 위한 좌측면도이고, 도 2d는 도 2a에 도시된 프레임부재를 설명하기 위한 정면도이다.
도 3a는 도 1a에 도시된 쌍수조를 구성하는 제1 저수조 또는 제2 저수조를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 제1 저수조 또는 제2 저수조를 설명하기 위한 평면도이고, 도 3c는 도 3a의 제1 저수조 또는 제2 저수조를 설명하기 위한 좌측면도이고, 도 3d는 도 3a의 제1 저수조 또는 제2 저수조를 설명하기 위한 정면도이다.
도 4a는 도 3a의 제1 저수조 및 제2 저수조가 결합된 쌍수조를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 쌍수조를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4c는 도 4a의 쌍수조를 설명하기 위한 좌측면도이고, 도 4d는 도 4a의 쌍수조를 설명하기 위한 정면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트의 작동 원리를 개략적으로 설명하기 위한 모식도들이다.
도 6a는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트의 스윙 제어부를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 스윙 제어부를 설명하기 위한 평면도이고, 도 6c는 도 6a의 스윙 제어부를 설명하기 위한 좌측면도이고, 도 6d는 도 6a의 스윙 제어부를 설명하기 위한 정면도이다.
도 7a은 도 6a의 스윙 제어부의 클러처를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 7b는 도 7a의 클러처를 설명하기 위한 평면도이고, 도 7c는 도 7a의 클러처를 설명하기 위한 좌측면도이고, 도 7d는 도 7a의 클러처를 설명하기 위한 정면도이다.
도 8은 도 7a의 클러처가 좌회전하는 경우 돌출부가 반동을 감소시키는 상태를 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트가 우량계에 적용된 상태를 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다. 1A is a perspective view schematically illustrating a self-draining swing twin bath unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a plan view illustrating the self-draining swing twin bath unit shown in FIG. 1A, and FIG. 1C is 1A is a view drawn in the direction of a rotating shaft or a rotation hinge connecting line in the left side view for explaining the self-draining swing twin bath unit shown in FIG. 1A, and FIG. It is a side view created in the direction orthogonal to a rotation hinge connection line.
FIG. 2A is a perspective view schematically illustrating a frame member of the self-draining swing twin bath unit shown in FIG. 1A, FIG. 2B is a plan view illustrating the frame member illustrated in FIG. 2A, and FIG. 2C is illustrated in FIG. 2A. Figure 2d is a left side view for explaining the frame member, Figure 2d is a front view for explaining the frame member shown in Figure 2a.
FIG. 3A is a perspective view schematically illustrating a first reservoir or a second reservoir constituting the twin reservoir illustrated in FIG. 1A, and FIG. 3B is a plan view illustrating the first reservoir or the second reservoir of FIG. 3A, and FIG. 3C is a left side view for describing the first or second reservoir of FIG. 3A, and FIG. 3D is a front view for explaining the first or second reservoir of FIG. 3A.
FIG. 4A is a perspective view schematically illustrating a twin tank in which the first and second reservoir tanks of FIG. 3A are coupled, FIG. 4B is a plan view illustrating the twin tank of FIG. 4A, and FIG. 4C is the twin tank of FIG. 4A. 4D is a front view for explaining the twin tank of FIG. 4A.
5A to 5E are schematic diagrams for schematically explaining a principle of operation of the self-draining swing twin tank unit shown in FIG. 1A.
FIG. 6A is a perspective view schematically illustrating a swing control unit of the self-draining swing twin tank unit shown in FIG. 1A, FIG. 6B is a plan view illustrating the swing control unit of FIG. 6A, and FIG. 6C is a swing control unit of FIG. 6A. It is a left side view for demonstrating, FIG. 6D is a front view for demonstrating the swing control part of FIG. 6A.
FIG. 7A is a perspective view for schematically illustrating the clutch of the swing controller of FIG. 6A, FIG. 7B is a plan view for explaining the clutch of FIG. 7A, and FIG. 7C is a left side view for explaining the clutch of FIG. 7A. FIG. 7D is a front view for explaining the clutcher of FIG. 7A.
FIG. 8 is a schematic diagram schematically illustrating a state in which the protrusion reduces recoil when the clutch of FIG. 7A rotates left.
FIG. 9 is a schematic diagram schematically illustrating a state in which the self-draining swing twin tank unit shown in FIG. 1A is applied to a rain gauge.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the present invention. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Also, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 자기배수 스윙 쌍수조 유니트를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트를 설명하기 위한 평면도이고, 도 1c는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트를 설명하기 위한 좌측면도이고, 도 1d는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트를 설명하기 위한 정면도이다. 1A is a perspective view schematically illustrating a self-draining swing twin bath unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a plan view illustrating the self-draining swing twin bath unit shown in FIG. 1A, and FIG. 1C is 1A is a left side view illustrating the self-draining swing twin bath unit shown in FIG. 1A, and FIG. 1D is a front view illustrating the self-draining swing twin bath unit shown in FIG. 1A.
도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자기배수 쌍수조 유니트는 프레임부재(110), 쌍수조(120) 및 스윙 제어부(130)를 포함한다. 1A to 1D, a self-draining double tank unit according to an embodiment of the present invention includes a
프레임부재(110)는 사각 박스틀 형상을 갖고서 쌍수조(120) 및 스윙 제어부(130)를 수용한다. The
쌍수조(120)는 제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124)를 포함하고, 회전축(126)을 통해 프레임부재(110) 내부에 체결되어 회전축(126)을 기준으로 스윙 운동한다. 제1 저수조(122)는 개구부가 바닥부에 비해 넓은 단면적을 갖고, 제2 저수조(124)는 개구부가 바닥부에 비해 넓은 단면적을 갖는다. 제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124)는 서로 역상으로 결합되어 쌍수조(120)를 구성한다. 쌍수조(120)에는 회전운동을 위한 회전축(126) 또는 회전힌지, 및 자세 제어를 위한 돌출부(128)가 부가된다. 돌출부(128)는 회전축(126)을 중심으로 원호 형상을 가질 수 있다. The
제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124) 각각은 저수부와 가두리부를 갖는다. 상기 저수부는 개구부가 바닥부에 비해 넓은 단면적을 갖는 부위에 대응하고, 상기 가두리부는 저수부 위에 형성되고, 상기 저수부의 최대 단면적보다 넓은 단면적을 갖는다. 상기 가두리부는 저수부의 최상위 부위보다 한쪽으로 쉬프트되어 있다. 이에 따라, 저수부에 강우가 저수되는 동안 쌍수조(120)의 균형은 파괴되지 않는다. 하지만, 강우가 저수부에 채워진 후 강우가 지속적으로 유입되면, 가두리부에 강우가 채워져 쌍수조(120)의 균형은 파괴되어 회전축(126)에 대해 회전한다. Each of the
스윙 제어부(130)는 프레임부재(110)에 배치되고, 쌍수조(120)의 스윙 운동을 제어한다. 본 실시예에서, 스윙 제어부(130)는 쌍수조(120)에 배치된 회전축(126)의 상부에 배치된 것을 도시하였으나, 스윙 제어부(130)는 쌍수조(120)에 배치된 회전축(126)의 하부에 배치될 수도 있다. 회전축(126)의 상부에 스윙 제어부(130)가 배치된 경우, 쌍수조(120)에 배치된 돌출부(128)는 회전축(126)의 하부에 배치된다. 한편, 회전축(126)의 하부에 스윙 제어부(130)가 배치된 경우, 쌍수조(120)에 배치된 돌출부(128)는 회전축(126)의 상부에 배치된다. The
제1 저수조(122)에 제1 저수조(122)의 개구부를 통해 액체류가 저수되어 일정 부피에 도달함에 따라, 자중에 의해, 제1 저수조(122)의 개구부는 하향으로 스윙하고, 제2 저수조(124)의 개구부는 상향으로 스윙한다. As the liquid flows into the
제1 저수조(122)는, 회전축(126)을 기준으로 제1 방향으로 회전하여 저수된 액체류를 배수하고, 제2 방향으로 회전하여 액체류를 저수한다. 제2 저수조(124)는, 회전축(126)을 기준으로 제2 방향으로 회전하여 저수된 액체류를 배수하고, 제1 방향으로 회전하여 액체류를 저수한다. 제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124)의 회전 각도는 회전축(126)을 기준으로 180도이다. The
그러면, 본 실시예에 따른 자기배수 스윙 쌍수조(120) 유니트의 자기배수 동작에 대해 간략히 설명한다. Then, the self-draining operation of the self-draining swing
제1 저수조(122) 내부에 제1 저수조(122)의 개구부를 통해 저수되는 액체류가 일정 부피에 도달되면, 제1 저수조(122)는 자중에 의해 회전축(126)을 기준으로 스윙되어 저수된 액체류를 제1 저수조(122)의 개구부를 통해 배수하고, 제2 저수조(124)의 개구부는 상향으로 이동되어 제2 저수조(124) 내부에 액체류를 저수한다. 이때, 돌출부(128)가 스윙 제어부(130)에 형성된 갭에 끼움 결합되어 쌍수조(120)의 흔들림 반동을 차단한다. When the liquid stored in the
또한, 제2 저수조(124) 내부에 제2 저수조(124)의 개구부를 통해 저수되는 액체류가 일정 부피에 도달되면, 제2 저수조(124)는 자중에 의해 회전축(126)을 기준으로 스윙되어 저수된 액체류를 제2 저수조(124)의 개구부를 통해 배수하고, 제1 저수조(122)의 개구부는 상향으로 이동되어 제1 저수조(122) 내부에 액체류를 저수한다. 이때, 돌출부(128)가 스윙 제어부(130)에 형성된 갭에 끼움 결합되어 쌍수조(120)의 흔들림 반동을 차단한다. In addition, when the liquid stored in the
이상에서 설명된 바와 같이, 무게 중심을 고려한 저수조를 디자인한 후 동일 저수조를 정상(upright)과 역상(upside down) 자세로 결합하여 쌍수조를 완성하고, 하나의 저수조의 일정 수준에 도달하면 자기배수를 발생시키며, 저수조의 자세 안정화와 주어진 조건하에서만 반회전 스윙하게 회전 중단 장치로서 스윙 제어부를 추가하여 쌍수조를 효율적으로 제어하고, 로드셀을 이용하여 액체류량을 관측할 수 있다.As described above, after designing the reservoir considering the center of gravity, the same reservoir is combined in an upright and upside down position to complete the twin tank, and when the reservoir reaches a certain level, the self drainage In order to stabilize the attitude of the reservoir and swing the counterclockwise only under the given conditions, the swing control unit is added as a rotation stop device to efficiently control the double tank, and the amount of liquid flow can be observed using the load cell.
도 2a는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트의 프레임부재(110)를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 프레임부재(110)를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2c는 도 2a에 도시된 프레임부재(110)를 설명하기 위한 좌측면도이고, 도 2d는 도 2a에 도시된 프레임부재(110)를 설명하기 위한 정면도이다. FIG. 2A is a perspective view schematically illustrating the
도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 프레임부재(110)는 제1 사각 프레임(111), 제2 사각 프레임(112), 제1 연결판넬(113), 제2 연결판넬(114), 제1 가이드부재(117) 및 제2 가이드부재(118)을 포함한다. 2A to 2D, the
제1 사각 프레임(111)은 제1 변부재, 제2 변부재, 제3 변부재 및 제4 변부재로 구성되고, 바닥면에 배치된다. 제1 사각 프레임(111)의 제1 변부재와 제1 사각 프레임(111)의 제2 변부재는 수직하고, 제1 사각 프레임(111)의 제2 변부재와 제1 사각 프레임(111)의 제3 변부재는 수직하고, 제1 사각 프레임(111)의 제3 변부재와 제1 사각 프레임(111)의 제4 변부재는 수직하다. 따라서, 제1 사각 프레임(111)의 제1 변부재와 제1 사각 프레임(111)의 제3 변부재는 평행하고, 제1 사각 프레임(111)의 제2 변부재와 제1 사각 프레임(111)의 제4 변부재는 평행하다. The first
제2 사각 프레임(112)은 제1 변부재, 제2 변부재, 제3 변부재 및 제4 변부재로 구성되고, 제1 연결판넬(113), 제2 연결판넬(114), 제3 연결부재(115) 및 제4 연결부재(116)을 통해 제1 사각 프레임(111)에 체결된다. 제2 사각 프레임(112)은 제1 내지 제4 연결부재(116)들의 길이만큼 이격되어 배치된다. 제2 사각 프레임(112)의 제1 변부재와 제2 사각 프레임(112)의 제2 변부재는 수직하고, 제2 사각 프레임(112)의 제2 변부재와 제2 사각 프레임(112)의 제3 변부재는 수직하고, 제2 사각 프레임(112)의 제3 변부재와 제2 사각 프레임(112)의 제4 변부재는 수직하다. 따라서, 제2 사각 프레임(112)의 제1 변부재와 제2 사각 프레임(112)의 제3 변부재는 평행하고, 제2 사각 프레임(112)의 제2 변부재와 제2 사각 프레임(112)의 제4 변부재는 평행하다. The second
제1 연결판넬(113)은 프레임부재(110)를 평면에서 관찰할 때 ㄷ-자 형상을 갖고서 제1 사각 프레임(111)의 제4 변부재 전부, 제1 변부재의 일부 및 제3 변부재의 일부를 커버하고, 제2 사각 프레임(112)의 제4 변부재 전부, 제1 변부재의 일부 및 제3 변부재의 일부를 커버하도록 체결된다. The first connecting
제2 연결판넬(114)은 프레임부재(110)를 평면에서 관찰할 때 ㄷ-자 형상을 갖고서 제1 사각 프레임(111)의 제2 변부재 전부, 제1 변부재의 일부 및 제3 변부재의 일부를 커버하고, 제2 사각 프레임(112)의 제2 변부재 전부, 제1 변부재의 일부 및 제3 변부재의 일부를 커버하도록 체결된다. The
본 실시예에서, 제1 연결판넬(113) 및 제2 연결판넬(114) 각각은 ㄷ-자 형상으로 절곡되어 있으므로 제1 사각 프레임(111)과 제2 사각 프레임(112) 사이에 체결되더라도 상하 방향으로 충분한 힘을 발휘할 수 있다. In the present embodiment, each of the first connecting
제1 가이드부재(117)은 제1 사각 프레임(111)의 제1 변부재의 중앙부와 제2 사각 프레임(112)의 제1 변부재의 중앙부에 체결된다. The
제2 가이드부재(118)은 제1 사각 프레임(111)의 제3 변부재의 중앙부와 제2 사각 프레임(112)의 제3 변부재의 중앙부에 체결된다. 여기서, 제1 사각 프레임(111)의 제3 변부재는 제1 사각 프레임(111)의 제1 변부재는 평행하고, 제2 사각 프레임(112)의 제3 변부재는 제1 사각 프레임(111)의 제3 변부재는 평행하다. The
제1 가이드부재(117) 및 제2 가이드부재(118)의 중앙부위 각각에는 쌍수조의 회전축이 삽입 또는 체결되고, 제1 가이드부재(117) 및 제2 가이드부재(118)의 상단부위 각각에는 스윙 제어부(130)가 체결된다. The rotating shaft of the twin tank is inserted or fastened to each of the central portions of the
도 3a는 도 1a에 도시된 쌍수조(120)를 구성하는 제1 저수조(122) 또는 제2 저수조(124)를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 제1 저수조(122) 또는 제2 저수조(124)를 설명하기 위한 평면도이고, 도 3c는 도 3a의 제1 저수조(122) 또는 제2 저수조(124)를 설명하기 위한 좌측면도이고, 도 3d는 도 3a의 제1 저수조(122) 또는 제2 저수조(124)를 설명하기 위한 정면도이다. FIG. 3A is a perspective view for schematically illustrating the
도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 쌍수조(120)를 구성하는 단위 저수조인 제1 저수조(122) 또는 제2 저수조(124)의 특징은 저수조 하단부인 바닥부보다 상단부인 개구부의 단면적이 넓기 때문에 제1 저수조(122) 또는 제2 저수조(124)에 저수된 액체류의 수위가 연직 방향으로 회전축의 위치를 상회하여 상승하여 수면이 수조의 넓은 단면적 부분을 채우게 되는 순간에 좌우 균형이 파괴되어 회전축에 대하여 회전한다. 3A to 3D, the
다소 복잡한 모양은 쌍수조(120)를 구성하였을 때 원하는 저수조 자세를 제어하기 위함이다. 단일 저수조처럼 깔때기나 사각사다리꼴 형태인 경우, 불안정하게된 저수조의 자세가 180도 회전하여 역상의 형태로 된다는 보장은 없다. 즉, 완전한 배수가 예측 불가하게 되며 보장 받을 수도 없다. The somewhat complicated shape is to control the desired reservoir posture when the
위의 현상을 방지하고 완전한 180도 달성 혹은 완전하게 거꾸로 되는 자세를 얻기 위해서, 본 실시예에서는 한번 회전하기 시작한 저수조가 완벽하게 역상이 되게 하고자 쌍수조(120)를 구성한다. 쌍수조(120)는 처음에 바로 선 정상 상태의 저수조는 약 180도 회전하여 역상 자세를 취하게 된다. 이에 따라, 역상 상태로 결합된 저수조는 정상 상태로 자세가 전이된다. In order to prevent the above phenomenon and to achieve a complete 180 degrees or a fully inverted posture, in the present embodiment, the
단위 저수조를 도면처럼 직선만으로 구성할 필요는 없으며 저수조 상부 부분의 단면적이 갑자기 넓어지는 부분이 존재하기만 하면 된다. 상술된 면적의 모양은 저수조의 기능과 거의 무관하다. It is not necessary to construct the unit reservoir with a straight line as shown in the drawing, and there is only a part where the cross section of the upper portion of the reservoir suddenly widens. The shape of the area described above is almost independent of the function of the reservoir.
하부의 부분은 기둥 모양이어도 된다. 본 실시예에서와 같이 서서히 단면적이 증가하는 구조는 저수조에 고인 액체나 빗물 배수 시간을 단축하기 위하여 채택한 모양이다. 상단부의 하단부에 대한 수평면상에서의 상대적인 위치는 회전의 방향을 결정한다. The lower part may be columnar. As in the present embodiment, the structure gradually increasing the cross-sectional area is adopted to shorten the drainage time of the liquid or rainwater accumulated in the reservoir. The relative position on the horizontal plane relative to the lower end of the upper end determines the direction of rotation.
본 실시예의 제1 저수조(122) 또는 제2 저수조(124)는 관찰자 관점에서 좌회전하는 양상이다. 관찰자 관점에서 우회전은 제1 저수조(122)의 자세를 연직면상에 대하여 대칭인 제2 저수조(124)를 생각하면 된다. 관찰자 관점에서 좌우 회전 방향은 개구부인 상단부의 수평 위치가 바닥부인 하단부에 대하여 어디에 위치하느냐에 따라 결정한다. 만약에 개구부인 상단부와 바닥부인 하단부 단면의 무게 중심이 수평면상에서 일치하게 제작하게 되면 불안정하게 되었을 때 회전 방향을 정할 수 없게 되어 사용 불가능이 된다. The
도 4a는 도 3a의 제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124)가 결합된 쌍수조(120)를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 쌍수조(120)를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4c는 도 4a의 쌍수조(120)를 설명하기 위한 좌측면도이고, 도 4d는 도 4a의 쌍수조(120)를 설명하기 위한 정면도이다. FIG. 4A is a perspective view schematically illustrating the
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 제1 저수조(122)의 개구부는 상향을 향해 배치되고, 제2 저수조(124)의 개구부는 하향을 향해 배치되어 결합된다. 즉, 제1 저수조(122)와 제2 저수조(124)는 서로 역상으로 결합되어 쌍수조(120)를 정의한다. 쌍수조(120)의 양측면 중앙부위 각각에는 회전축(126)이 체결된다. 이에 따라, 관찰자 관점에서 쌍수조(120)는 회전축(126)을 기준으로 정방향 수조의 돌출부가 있는 방향으로 회전할 수 있다. 4A to 4D, the opening of the
도면상에는 제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124)의 모양을 직선으로 도식화하였지만 유사한 위상학적인 구조를 갖는 한도 내에서 직선이 아닌 여하한 형태의 선 모양이어도 가능하다. 즉, 쌍수조(120)의 특징을 살리면서 다양한 형태의 제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124)를 제작할 수 있다. Although the shapes of the
같은 모양의 두 개 저수조인 제1 저수조(122)와 제2 저수조(124)를 정상과 역상의 형태로 결합하는 것이다. The
제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124) 각각의 크기는 담고자 하는 액체의 최대 용량에 따라 자유롭게 결정할 수 있다. 따라서, 제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124)의 위상학적인 모양이 중요하기에 제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124) 각각의 크기를 제한하지는 않는다. The size of each of the
도면에서 원이나 긴 기둥 모양의 표시는 원기둥 형태의 회전축(126)을 나타낸다. 실제 제작시는 회전축(126) 대신에 제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124)의 가장 바깥면과 회전축(126)이 만나는 부위에 회전힌지를 부착하면 제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124) 각각의 내부가 간단하게 구성된다. 다만, 제1 저수조(122) 및 제2 저수조(124) 각각은 고이는 액체의 무게를 지탱할 수 있게 강한 재질로 제작되어야 한다. In the figure, a circle or long column-shaped mark represents a
도 5는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트의 작동 원리를 개략적으로 설명하기 위한 모식도들이다. 도 5에서, 관찰자에 가까운 영역에는 제2 저수조(124, 도 4a에 도시됨)가 배치되고, 관찰자에게 먼 영역에는 제1 저수조(122, 도 4a에 도시됨)가 배치된다. FIG. 5 is a schematic diagram for schematically explaining an operating principle of the self-draining swing twin tank unit shown in FIG. 1A. In FIG. 5, a second reservoir 124 (shown in FIG. 4A) is disposed in an area close to the viewer, and a first reservoir 122 (shown in FIG. 4A) is disposed in an area far from the viewer.
도 5를 참조하면, 스윙 제어부가 제거된 경우 제1 저수조(122) 또는 제2 저수조(124)에 액체류를 담을 수 없다((a) 상태). 무게 중심만을 고려하여 회전축을 중심으로 추가 정의되는 것이 본 발명의 기술적 특징이다. 회전축에 대하여 회전축보다 위 부분, 즉 양단의 튀어나오는 2 곳이 있는 쪽이 회전축에 대하여 수조의 아래쪽보다 가볍게 수조를 제작한다. 추나 진자의 성격을 가지는 수조 제작은 수조 벽의 두께, 수조를 형성하는 물질의 밀도 분포, 혹은 (a) 상태를 기준으로 회전축(126)의 상하 이동으로 실현할 수 있다. Referring to FIG. 5, when the swing controller is removed, liquids may not be contained in the
초기에 (b) 상태에 있는 수조는 저수면이 연직 방향으로 좌측 돌출부분의 상단 (즉, 저수조의 상단)까지 도달하기 전에는 좌측보다 우측이 무거워 직립 상태를 유지한다. 수조가 거의 차게 되면 수조의 구조상 회전축에 대하여 좌측이 우측보다 무겁게 되어 반시계 방향으로 회전한다. 쌍수조의 제1 저수조(122)의 수위가 일정 높이에 도달하면 (c) 상태 및 (d) 상태를 거쳐 (e) 상태에 머문다. (c) 상태 및 (d) 상태는 제1 저수조(122)에 저수된 액체류가 배수되는 상태이고, (e) 상태는 제1 저수조(122)에 저수된 액체류가 완전 배수된 상태이다. 결점이 없는 완벽한 쌍수조라면, 스윙 시간, 즉, (b) 상태에서 (e) 상태에 도달하는 시간은 1초 이내이다. Initially, the tank in (b) remains heavier on the right side than the left side until the reservoir reaches the top of the left projection in the vertical direction (ie, the top of the reservoir). When the tank is almost full, the left side is heavier than the right side with respect to the rotation axis of the tank structure and rotates counterclockwise. When the water level of the
(e) 상태에서 제2 저수조(124)에 액체류가 저수되면서 계측을 하고 불안정하게 되면 역순인 (d) 상태, (c) 상태를 거쳐 (b) 상태에 도달하여 제1 저수조(122)에 액체류가 충분히 모일 때까지 유지된다. 상기한 과정, 즉, 제1 저수조(122)에 액체류를 저수한 후 배수하고, 제2 저수조(124)에 액체류를 저수한 후 배수하는 과정을 반복한다. In the state (e), the liquid is stored in the
도 6a는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조(120) 유니트의 스윙 제어부(130)를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 스윙 제어부(130)를 설명하기 위한 평면도이고, 도 6c는 도 6a의 스윙 제어부(130)를 설명하기 위한 좌측면도이고, 도 6d는 도 6a의 스윙 제어부(130)를 설명하기 위한 정면도이다. FIG. 6A is a perspective view schematically illustrating a
도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 스윙 제어부(130)는 하우징(132) 및 클러처(clutcher) (134)를 포함한다. 6A-6D, the
스윙 제어부(130)는 쌍수조(120)의 스윙 운동을 제어하기 위한 것으로, 도시된 바와 같이 프레임부재(110)의 회전힌지 상부에 설치될 수 있다. 이와 달리 회전힌지 하부에 설치될 수도 있다. 스윙 제어부(130)가 프레임부재(110)의 회전힌지 하부에 설치되는 경우에는 저수조의 스윙 중단을 수행할 수 있게 하는 쌍수조(120)의 돌출부(128) 배치를 조정할 필요가 있다. The
하우징(132)은 가벼운 금속 소재가 적절하고 클러처(134)는 고무나 실리콘 고무처럼 탄성을 가지면서 표면 접착력이 좋아서 미끄럽지 않는 소재가 적절하다. The
클러처(134)와 하우징(132)은 상호 고착시키지 않고 삽입하여 클러처(134)가 하우징(132)으로부터 이탈하지 않는 한도 내에서 자유롭게 움직일 수 있는 구조로 제작되어야 한다. 특히, 쌍수조(120)의 회전 방향으로 접힘과 펴짐이 용이하여야 한다. The clutch 134 and the
클러처(134)는 돌출부(128)가 상호 맞물려 작동된다. 돌출부(128)가 접근하는 경우 쌍수조(120)의 회전을 정지시키는 클러처(134)가 단순한 막대 모양이나 원기둥인 경우 반발력에 의한 역회전 움직임을 제거하기 위한 것이다. 역회전이 너무 크면 쌍수조(120)의 기능이 의미가 없어지며, 역회전이 약한 경우에도 모으고자 하는 액체의 유실이 발생한다. 쌍수조(120)가 180도 회전하여 정확하게 정지하여야 우수한 우량계 제작이 가능하다. The clutch 134 is operated with the
도 7a은 도 6a의 스윙 제어부의 클러처(134)를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 7b는 도 7a의 클러처(134)를 설명하기 위한 평면도이고, 도 7c는 도 7a의 클러처(134)를 설명하기 위한 좌측면도이고, 도 7d는 도 7a의 클러처(134)를 설명하기 위한 정면도이다. FIG. 7A is a perspective view for schematically illustrating the clutch 134 of the swing controller of FIG. 6A, FIG. 7B is a plan view for explaining the clutch 134 of FIG. 7A, and FIG. 134 is a left side view, and FIG. 7D is a front view for explaining the clutch 134 of FIG. 7A.
도 7a 내지 도 7d를 참조하면, 클러처(134)는 하부몸체(1341), 하부돌기(1342), 연결부(1343), 상부돌기(1344) 및 상부몸체(1345)를 포함한다. 7A to 7D, the clutcher 134 includes a
하부몸체(1341)는 사각기둥형상을 갖고서, 하부돌기(1342)의 하단부에 연결된다. The
하부돌기(1342)는 하부몸체(1341)의 상단부 및 연결부(1343)의 하단부에 연결된다. 하부돌기(1342)는 부채꼴 형상을 갖고서 상부돌기(1344)에 가까울수록 확장되고, 하부몸체(1341)의 외측부보다 확장된다. The
연결부(1343)는 하부돌기(1342)의 폭 및 상부돌기(1344)의 폭보다 좁은 폭을 갖고서 하부돌기(1342)와 상부돌기(1344)를 연결한다. The connecting
상부돌기(1344)는 상부몸체(1345)의 하단부 및 연결부(1343)의 상단부에 연결되고, 상부몸체(1345)의 외측부보다 확장된다. 상부돌기(1344)의 하단부는 부채꼴 형상을 갖는 하부돌기(1342)의 상단부를 둘러싸는 형상을 갖는다. 이에 따라, 상부돌기(1344)와 하부돌기(1342) 사이에 일정 폭을 갖는 갭이 형성된다. 상기 갭은 회전축(125)을 중심으로 원호 형상을 가질 수 있다. The
상부몸체(1345)는 사각기둥형상을 갖고서, 상부돌기(1344)의 상단부에 연결된다. The
도 8은 도 7a의 클러처(134)가 좌회전하는 경우 돌출부(128)가 반동을 감소시키는 상태를 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다. FIG. 8 is a schematic diagram schematically illustrating a state in which the
도 8을 참조하면, 충격이 가해지기 전의 클러처(134)(clutcher)의 형상은 좌측 도면에 도시되고, 충격이 가해져 변형된 클리처의 형상은 우측 도면에 도시된다. Referring to FIG. 8, the shape of the clutcher 134 (clutcher) before the impact is shown in the left figure, and the shape of the clitcher deformed due to the impact is shown in the right figure.
우측 도면에 도시된 바와 같이, 관찰자 관점에서 쌍수조(120)가 좌회전(반시계방향)하면, 쌍수조(120)의 돌출부(128)는 클러처(134)의 갭에 삽입된 후 오버 스윙된다. 이후, 쌍수조(120)의 돌출부(128)는 원래의 진행 방향(반시계방향)과 반대 방향(시계방향)으로 움직인 후 일시적으로 정지하는 모습을 보인다. As shown in the figure on the right, when the
한편, 쌍수조(120)의 돌출부(128)가 우회전(시계방향)하는 경우, 돌출부(128)는 클러처(134)의 갭에서 자연스럽게 이탈한다. On the other hand, when the
위와 같이 상반되는 현상의 발생은 우량계의 쌍수조(120)가 좌회전하는 경우와 저수조의 수위가 높아져서 우회전하는 경우는 클러처(134)와 돌출부(128)의 상호 작용이 다르다. 즉, 전자는 클러처(134)가 빠르게 회전하는 저수조의 운동을 정지시키는 경우이다. 이 경우 빠른 속도에 동반되는 충격량이 커서 반동에 의한 쌍수조(120)의 반대 방향 회전이 관측된다. 하지만, 클러처(134)의 모양 때문에 이러한 반동은 크게 감소되거나 제거될 수 있다. The opposite phenomenon occurs when the
다시 저수조에 액체가 고여 일정 수위에 도달하여 쌍수조(120)가 반대 스윙을 하는 경우는 서서히 움직이기 때문에 자연스럽게 잡는 힘이 해지되어 돌출부(128)를 갖는 쌍수조(120)가 우회전을 계속할 수 있게 된다. When the liquid reaches the water tank again and reaches a certain level and the
본 실시예에서는 쌍수조(120)가 원운동을 하는 경우를 예시하지만 수평 운동이나 이와 유사한 경사진 운동도 마찬가지로 제어하여 쌍수조(120)의 반동을 줄일 수 있을 것이다. In the present exemplary embodiment, the
도 9는 도 1a에 도시된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트(100)가 우량계에 적용된 상태를 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다. FIG. 9 is a schematic diagram schematically illustrating a state in which the self-draining swing
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 우량계는 자기배수 스윙 쌍수조 유니트(100), 깔대기(200), 지지원판(300), 4개의 로드셀들(400), 및 2개의 슬라이딩 힌지들(500)을 포함한다. Referring to FIG. 9, the rain gauge according to the present embodiment includes a self-draining swing
자기배수 스윙 쌍수조 유니트(100)는 상술한 바 있으므로 그 설명은 생략한다. Since the self-draining swing
깔대기(200)는 강하하는 강수를 집수하여 자기배수 스윙 쌍수조 유니트(100)의 제1 저수조 또는 제2 저수조에 제공한다. 제1 저수조의 개구부가 상향으로 배치되어 있다면, 깔대기(200)는 집수된 강수를 제1 저수조에 제공할 것이고, 제2 저수조이 개구부가 상향으로 배치되어 있다면, 깔대기(200)는 집수된 강수를 제2 저수조에 제공할 것이다. The
지지원판(300)은 자기배수 스윙 쌍수조 유니트(100) 아래에 배치된다. The
4개의 로드셀들(400) 각각은 자기배수 스윙 쌍수조 유니트(100)의 하부 코너 영역에 대응하도록 지지원판(300) 위에 배치된다. 여기서, 로드셀(load cell)은 하중변환기라고도 불리우고, 하중에 비례한 전기신호를 출력하는 하중-전기변환기이다. 현재 가장 많이 사용되는 방법은 저항성 비틀림 게이지를 사용하는 방법이다. 이 방법은 하중에 변형하는 탄성체에 비틀림 게이지의 저항변화를 브리지 회로를 이용하여 전기신호로서 도출하는 방법이다. 측정범위는 탄성체의 구조에 따라 틀리지만, 수 gf에서 100tf를 넘는 것까지 있다. 비틀림 게이지를 사용하는 방법은 탄성체의 변위량을 상당히 작게 할 수 있으므로 소형·경량으로 만들 수가 있다. 또 비틀림이 직접 전기신호로 변환되므로, 동적 변화에도 추종되고, 원격측정도 용이하다. Each of the four
2개의 슬라이딩 힌지들(500) 각각은 자기배수 스윙 쌍수조 유니트(100)의 제1 측부 및 제2 측부를 둘러싸도록 배치된다. 힌지들 각각은 자기배수 스윙 쌍수조 유니트(100)의 제1 측부 및 제2 측부에 체결되고, 지주들 각각은 힌지들 각각에 형성된 2개의 홀들에 삽입된다. 여기서, 힌지와 지주 사이의 마찰력이 없도록 제작되어야 하는 것은 자명하다. Each of the two sliding
본 실시예의 경우, 슬라이딩 힌지(500)는 사실상 불필요하다. 슬라이딩 힌지(500)의 갯수와 필요한 로드셀(400) 갯수의 관계는 다음과 같다. In the case of this embodiment, the sliding
로드셀(400)이 2개 이하 사용되는 경우, 슬라이딩 힌지(500)의 지주는 이론적으로 1개 이상이면 되나, 실질적으로 2 개 이상이 바람직하다. When two or
로드셀(400)이 3개 이상 사용되는 경우, 슬라이딩 힌지(500)의 지주를 사용할 수는 있지만 사실상 지주는 불필요하다. When three or
도 9에서, 로드셀(400)의 장착 부분은 지지원판(300)에 배치된 자기배수 스윙 쌍수조 유니트(100)의 4개의 코너 영역, 즉, 4개 지점(1개는 투영시각에 기인하여 보이지 않음)이다. 하지만, 우량계를 제작한 제작자의 구상에 따라 상부, 하부, 측면 어디나 설치 가능하다. 물론 로드셀(400)의 특성을 감안한 설치가 기본이다. In FIG. 9, the mounting portion of the
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 무게 중심을 고려한 2개의 저수조를 디자인한 후 동일한 2개의 저수조를 정상(upright)과 역상(upside down) 자세로 결합하여 자기배수 쌍수조 유니트를 제작한다. 저수조의 수위가 일정 수준에 도달하면 자기 배수가 발생한다. 저수조의 자세 안정화와 주어진 조건하에서만 반회전 스윙하게 회전 중단 장치인 스윙 제어부를 추가하여 쌍수조를 효율적으로 제어하여 액체류, 예를 들어 강수량 관측을 로드셀로 수행할 수 있게 한다. As described above, according to an embodiment of the present invention, after designing two reservoirs in consideration of the center of gravity, combining the same two reservoirs in an upright and upside down position, the self-drainage double tank Build the unit. When the water level in the reservoir reaches a certain level, self drainage occurs. The swing control device, which is a rotation stop device, is added to stabilize the attitude of the reservoir and swing half a rotation only under a given condition so that the dual tank can be efficiently controlled to perform liquid flow, for example, precipitation observation using a load cell.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 기존 우량계의 단점을 제거하며 동시에 독립적으로 작동하는 사물 네트워크 (IoT) 기반 우량계를 제작할 수 있다. 또한, 자기배수는 기존 우량계에 비하여 회전 모터의 작동이나 제어가 불필요하기에 간단하면서도 더 정밀한 관측이 가능하다. In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture an IoT based rain gauge that removes the disadvantages of the existing rain gauge and operates independently at the same time. In addition, the magnetic drainage is simpler and more precise than the conventional rain gauge because it does not require the operation or control of the rotary motor.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 정밀도를 높이면 강수 감지계로도 사용할 수 있고, 짧은 시간 관측 간격과 관측된 자료를 실시간 필터링하면 지진계로도 활용 가능하다. In addition, according to an embodiment of the present invention, if the precision is increased, it can be used as a precipitation detector, and if the short time observation interval and the observed data in real time can be used as a seismograph.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 및 제2 저수조들을 포함하는 쌍수조를 구성하여 액체류가 저수되는 동안 배수가 가능함에 따라, 기존 중량 우량계의 관측 한계값을 제거하고 고정밀도이면서도 전도형과 동일하게 연속 관측이 가능한 중량 우량계를 제작할 수 있다. 또한, 쌍수조의 양측면에 스윙 제어부가 설치됨에 따라, 강한 압력으로 액체류가 저수되더라도 액체류의 유실량을 최소화할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by forming a twin tank including the first and second reservoir tanks, drainage is possible while the liquid flow is stored, eliminating the observation limit value of the existing weight rain gauge and high precision Similar to the conduction type, a weight rain gauge that can be continuously observed can be manufactured. In addition, since the swing control unit is installed on both sides of the twin tank, the amount of loss of the liquid can be minimized even if the liquid is stored at a strong pressure.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand.
본 발명에 따른 자기배수 스윙 쌍수조 유니트는 우량, 강수량 관측, 강수 감지기, 수문 제어, 수력 발전소를 위한 유역 우량 관측, 기상 레이다 검정, 점도가 낮은 액체의 연속적인 계량 등에 활용될 수 있다. 또한, 모래시계의 모래 알갱이처럼 쉽게 퍼지는 매질, 즉 좁은 영역에 집중적으로 쌓이지 않는 곡물이나 알갱이의 연속 계량이나, 초단시간 관측을 이용한 지진계로 활용될 수 있다. The self-draining swing twin tank unit according to the present invention can be utilized for rainfall, precipitation observation, precipitation detector, hydrologic control, watershed rainfall observation for hydroelectric power plant, weather radar test, continuous metering of low viscosity liquid. In addition, it can be used as a medium that spreads easily like sand grains in an hourglass, that is, a continuous metering of grains or grains not concentrated in a narrow area, or an earthquake measuring system using ultra-short time observation.
110 : 프레임부재 111 : 제1 사각 프레임
112 : 제2 사각 프레임 112 : 제1 연결판넬
114 : 제2 연결판넬 117 : 제1 가이드부재
118 : 제2 가이드부재 120 : 쌍수조
122 : 제1 저수조 124 : 제2 저수조
126 : 회전축 128 : 돌출부
130 : 스윙 제어부 132 : 하우징
134 : 클러처 1341 : 하부몸체
1342 : 하부돌기 1343 : 연결부
1344 : 상부돌기 1345 : 상부몸체110
112: second square frame 112: first connection panel
114: second connecting panel 117: first guide member
118: second guide member 120: double water tank
122: first reservoir 124: second reservoir
126: axis of rotation 128: protrusion
130: swing control unit 132: housing
134: Clutch 1341: lower body
1342: lower projection 1343: connecting portion
1344: upper projection 1345: upper body
Claims (13)
개구부가 바닥부에 비해 넓은 단면적을 갖는 제1 저수조와 개구부가 바닥부에 비해 넓은 단면적을 갖는 제2 저수조가 서로 역상으로 결합되어 구성되고, 회전축을 통해 상기 프레임부재 내부에 체결되어 상기 회전축을 기준으로 스윙 운동하는 쌍수조; 및
상기 프레임부재에 배치되고, 상기 쌍수조의 스윙 운동을 제어하는 스윙 제어부를 포함하되, 상기 스윙 제어부는,
중앙 부위가 함몰되어 공간부를 형성하고, 상기 프레임부재에 체결되는 하우징; 및
상기 공간부에 배치된 클러처를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기배수 스윙 쌍수조 유니트. Frame member;
The first reservoir having an opening having a wider cross-sectional area than the bottom portion and the second reservoir having an opening having a wider cross-sectional area than the bottom are coupled to each other in a reversed phase, and are fastened to the inside of the frame member through a rotating shaft to refer to the rotating shaft. A twin tank for swinging movements; And
Is disposed on the frame member, including a swing control unit for controlling the swing movement of the twin tank, the swing control unit,
A housing having a central portion recessed to form a space portion and fastened to the frame member; And
Self-draining swing double tank unit characterized in that it comprises a clutch disposed in the space portion.
상기 제1 저수조는 상기 제1 저수조와 고인 액체의 통합 무게 중심의 이동에 의해 상기 회전축을 기준으로 스윙되어 저수된 액체류를 상기 제1 저수조의 개구부를 통해 배수하고,
상기 제2 저수조의 개구부는 상향으로 회전 이동되어 상기 제2 저수조 내부에 액체류를 저수하되,
상기 돌출부가 상기 갭에 끼움 결합되어 상기 쌍수조의 흔들림 반동을 차단하는 것을 특징으로 하는 자기배수 스윙 쌍수조 유니트. According to claim 5, When the liquid flows stored in the first reservoir through the opening of the first reservoir reaches a predetermined volume,
The first reservoir is drained through the opening of the first reservoir, the liquid flows to be stored relative to the axis of rotation by the movement of the integrated center of gravity of the first reservoir and the pooled liquid,
The opening of the second reservoir is rotated upwards to store liquids in the second reservoir,
The self-draining swing double tank unit characterized in that the protrusion is fitted into the gap to block the shaking reaction of the twin tank.
상기 제2 저수조는 상기 제2 저수조와 고인 액체의 통합 무게 중심의 이동에 의해 상기 회전축을 기준으로 스윙되어 저수된 액체류를 상기 제2 저수조의 개구부를 통해 배수하고,
상기 제1 저수조의 개구부는 상향으로 이동되어 상기 제1 저수조 내부에 액체류를 저수하되,
상기 돌출부가 상기 갭에 끼움 결합되어 상기 쌍수조의 흔들림 반동을 차단하는 것을 특징으로 하는 자기배수 스윙 쌍수조 유니트. According to claim 5, When the liquid flows stored in the second reservoir through the opening of the second reservoir reaches a certain volume,
The second reservoir is drained through the opening of the second reservoir, the liquid flows swinging around the axis of rotation by the movement of the integrated center of gravity of the second reservoir and the pooled liquid,
The opening of the first reservoir is moved upwards to store liquids in the first reservoir,
The self-draining swing double tank unit characterized in that the protrusion is fitted into the gap to block the shaking reaction of the twin tank.
The self-draining swing double tank unit according to claim 1, wherein the rotation angles of the first reservoir and the second reservoir are 180 degrees with respect to the rotation axis.
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