KR102082350B1 - 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치 - Google Patents

Abstract

물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치가 개시되어 있다. 본 발명은, 하천의 바닥면에 설치되는 수직축; 상기 수직축에 회전가능하게 설치되는 유동핀; 및 상기 수직축에 설치되어 상기 유동핀의 좌우 회전수를 측정하는 센서부;를 포함하고,
상기 유동핀은 물고기 꼬리 형상을 갖는 것으로서, 좌우가 비대칭된 굴곡을 갖는 판재로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치{FISH TAIL FIN TYPED FLOW CURRENT METER}

본 발명은 유속측정장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 물고기 꼬리 형상의 유동핀을 구비함으로써, 이물질들로 인한 측정 불가나 흐름 방향에 대한 오차 등의 문제점을 해결하면서 동시에 하천 수심에 따른 유속을 측정할 수 있도록 한 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치에 관한 것이다.

하천 유지관리를 위한 기존의 유속계(current meter)는 크게 접촉식과 비접촉식으로 나눌 수 있다.

전통적인 접촉식은 프로펠러형 등으로 흐름에 유속계를 직접 삽입하여 측정한다. 그러나, 하천의 흐름을 직접적으로 측정하는 우수한 장점에도 불구하고, 부유물질(예, 풀이나 나무)등으로 인하여 기능을 충분히 발휘하지 못하는 문제점이 있다. 대표적인 문제점으로는, 하천 부유물등으로 인한 기기 오류, 하천 흐름방향을 정확히 산정하지 못함으로 인한 오류, 복수의 지점 및 수심의 동시 유속 산정의 어려움 등이 있어 왔다.

또한, 최근 들어 많이 적용되고 있는 전자파 표면 유속계등이 대표적인 비 접촉식 유속계이다. 앞서 제시된 접촉식의 문제점을 해결한 우수한 방법이나, 간접적으로 측정된 결과를 분석하는 과정에서 오차가 발생할 수 있는 문제점이 있다. 대표적인 문제점은 흐름 방향에 대한 측정 장치의 정확한 위치 선정이나 대기 및 수 표면의 반사 등의 고려 미비가 있었다.

따라서, 실무에서는 많은 문제점이 있지만, 여전히 프로펠러형 유속계가 표준으로 사용되고 있다.

1. 대한민국 등록실용신안 공보 제20-0321445호(2003.07.15) 2. 대한민국 공개특허 공보 제10-1997-0016540호(1997.04.28)

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하천 부유물로 인한 방해를 받지 않으면서 정확하고 안전하게 하천의 유속을 측정할 수 있도록 한 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 다수의 핀을 적용함으로써, 다수의 수심 지점에 대한 유속을 동시에 측정할 수 있도록 한 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치는, 하천의 바닥면에 설치되는 수직축; 상기 수직축에 회전가능하게 설치되는 유동핀; 및 상기 수직축에 설치되어 상기 유동핀의 좌우 회전수를 측정하는 센서부;를 포함하고,

상기 유동핀은 물고기 꼬리 형상을 갖는 것으로서, 좌우가 비대칭된 굴곡을 갖는 판재로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치는, 복수의 단위유속계를 상하로 결합하여 구성되는 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치로서,

상기 단위유속계는, 각각의 단위유속계를 결합시키기 위한 결합볼트; 상기 결합볼트가 삽입되어 지지되는 원통형의 내통; 상기 내통이 상하로 길게 삽입되어 지지되는 몸체; 상기 몸체의 외주면을 감싸면서 밀착고정되도록 설치되는 외부하우징; 상기 외부하우징의 외주면으로부터 길게 연장되어 형성되며 좌우가 비대칭된 굴곡을 갖는 유동핀; 상기 몸체와 상기 내통 사이에 설치되어 그들을 지지하는 베어링; 및 상기 몸체의 내부에 설치되어 상기 몸체의 좌우 회전수를 측정하는 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 결합볼트는 결합을 위한 나사홀이 상부 중앙에 형성된 머리부; 상기 머리부로부터 하부로 길게 연장 형성된 지지로드; 및 상기 지지로드의 하부에 형성된 수나사부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 몸체와 상기 외부하우징은 접합수단에 의해서 접합되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 프로펠러 방식의 유속계와 달리 부유물이 걸리지 않는 하천 부유물에 안전한 유속 측정장치로서, 하천 부유물로 인한 방해를 받지 않으면서 정확하고 안전하게 하천의 유속을 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 하천 흐름에 최적화된 형상으로 하천 흐름 방향 설정이 필요치 않기 때문에, 관측의 편의성을 크게 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다수의 핀을 적용함으로써 다수 수심 지점에 대한 유속을 동시에 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유속측정장치를 하천에 설치한 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 유속측정장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유속측정장치의 단위유속계를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 단위유속계의 분해사시도이다.
도 5는 도 3의 단위유속계의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 유속측정장치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 유속측정장치에서 단위유속계 내부에 장착되는 센서부를 확대하여 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치는, 물고기가 꼬리 지느러미를 좌우로 이동시켜 앞으로 나가는 추진력을 얻는 형상을 바탕으로 한 것으로서, 하천의 흐름에 따라 물고기 형상의 얇은 핀이 좌우로 움직이는 정도(예, 좌우 이동 횟수)를 측정하여, 회동수에 따른 흐름의 유속을 산정할 수 있는 것이다.

본 발명은 하천 흐름의 유속에 따라 좌우 이동하는 핀을 적용하여, 주어진 시간에 좌우 이동 횟수를 측정하여 유속을 산정하는 유속계이다.

본 발명에 따른 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 단위유속계(10)를 연결하여 하천의 바닥면(1)에 설치하는 것으로서, 하천의 수심(깊이)에 따라서 결합되는 단위유속계(10)의 갯수가 결정되며, 각각의 단위유속계(10)는 하천의 수심에 따라서 물의 유속이 어떻게 다른지를 측정할 수있는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 유속측정장치의 단위유속계를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 단위유속계의 분해사시도이며, 도 5는 도 3의 단위유속계의 단면도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치는, 복수의 단위유속계(10)를 상하로 결합하여 이루어진다.

상기 단위유속계(10)는, 각각의 단위유속계(10)를 결합시키기 위한 결합볼트(11), 상기 결합볼트(11)가 삽입되어 지지되는 원통형의 내통(13), 상기 내통(13)이 상하로 길게 삽입되어 지지되는 몸체(15), 상기 몸체(15)의 외주면을 감싸면서 밀착고정되도록 설치되는 외부하우징(20), 상기 외부하우징(20)의 외주면으로부터 길게 연장되어 형성되며 좌우가 비대칭된 굴곡을 갖는 유동핀(21), 상기 몸체(15)와 상기 내통(13) 사이에 설치되어 그들을 지지하는 베어링(23) 및 상기 몸체(15)의 내부에 설치되어 상기 몸체(15)의 좌우 회전수를 측정하는 센서부를 포함한다.

상기 결합볼트(11)는 결합을 위한 나사홀(12)이 상부 중앙에 형성된 머리부(31), 상기 머리부(31)로부터 하부로 길게 연장 형성된 지지로드(33) 및 상기 지지로드(33)의 하부에 형성된 수나사부(35)를 포함한다.

따라서, 상기 결합볼트(11)의 수나사부(35)가 다른 결합볼트(11)의 나사홀(12)에 나사결합됨으로써, 복수의 상기 단위유속계(10)를 상하로 길게 결합하여 사용할 수 있는 것이다.

상기 내통(13)은 상기 몸체(15)의 내부에 상하로 길게 삽입되는 것으로서, 상기 내통(13)은 상기 결합볼트(11)가 상기 몸체(15)와 직접 맞닿는 것을 방지함과 동시에 상기 결합볼트(11)를 지지하는 역할을 한다.

또한, 몸체(15)는 상기 내통(13)을 중심으로 원활하게 회전할 수 있도록 적어도 하나 이상의 베어링(23)을 구비하게 된다. 따라서, 상기 몸체(15)는 상기 외부하우징(20)과 유동핀(21)의 선회동작에 의해서 함께 회전할 수 있는 것이다.

상기 몸체(15)와 상기 외부하우징(20)은 다양한 접합수단에 의해서 접합되어서, 일체로 움직일 수 있다. 예를 들어, 상기 플라스틱 재질로 형성되는 외부하우징(20)은 상기 몸체(15)에 접착제 등의 접합수단에 의해서 일체로 결합될 수도 있는 것이다.

상기 센서부는 상기 몸체(15)의 내부에 설치될 수 있으며, 예를 들면 제 1센서부(17)와 제 2센서부(19)의 설치에 의해서 상기 몸체(15)의 좌우 회전수를 측정할 수 있다. 이때, 상기 제 1센서부(17)는 상기 결합볼트(11)에 일체로 고정시키고, 상기 제 2센서부(19)는 상기 몸체(15)의 상단에 고정시켜서, 상기 결합볼트(11)와 상기 내통(13)에 대하여 상기 몸체(15)가 좌우로 회전함에 따라서, 상기 제 1센서부(17)과 상기 제 2센서부(19)의 센싱위치의 변동을 측정하여 회전수를 측정할 수 있는 것이다.

이와 같이, 상기 유동핀(21)의 좌우 회전에 따라 상기 외부하우징(20)과 상기 몸체(15)의 회전을 센싱하여, 회전수를 측정하고, 측정된 센서의 관측결과를 중앙의 서버의 데이터베이스로 전송하여 유속을 산정할 수 있도록 하는 것이다.

이하, 본원발명에 따른 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치의 동작에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 하천의 수심에 따라서 복수의 단위유속계(10)를 결합시킨다. 이때, 상기 결합볼트(11)의 수나사부(35)를 또 다른 결합볼트(11)의 나사홀(12)에 나사결합시킴으로써, 복수의 단위유속계(10)들을 결합시킬 수 있는 것이다.

이와 같이 복수의 단위유속계(10)들이 결합된 유속장치(100)를 하천에 설치한 후에 하천의 수심에 따른 유속을 측정하게 된다.

즉, 하천의 흐름에 따라서, 상기 단위유속계(10)의 유동핀(21)이 좌우로 회전하게 되면, 상기 유동핀(21)이 일체로 결합된 외부하우징(20)이 동일방향으로 회전한다. 그러면, 상기 외부하우징(20)이 밀착고정된 상기 몸체(15)가 상기 내통(13)을 중심으로 회전하게 되며, 상기 몸체(15)에 설치된 제 1센서부(17)와 제 2센서부(19)에 의해서 상기 유동핀(21)의 회전수를 측정할 수 있는 것이다.

이렇게 수심에 따라서 다수의 유동핀(21)에 의해 측정된 회전수의 관측 결과를 중앙 서버의 데이터베이스에 전송하여서, 회전수를 통해 유속을 산정하여, 각 수심에 따른 지점에서의 유속을 동시에 측정할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 유속측정장치의 상단부에는 도시되지는 않았지만 전원저장장치, 데이터 로거 및 송신장치를 구비할 수 있으며, 이를 통해 측정된 유속 자료들을 실시간으로 서버 데이터베이스로 전송할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타실시 예로 변경할 수 있으므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 바닥면 10: 단위유속계
11: 결합볼트 12: 나사홀
13: 내통 15: 몸체
17: 제 1센서부 19: 제 2센서부
20: 외부하우징 21: 유동핀
23: 베어링 31: 머리부
33: 지지로드 35: 수나사부

Claims (4)

1. 하천의 유속을 측정하기 위한 유속측정장치에 있어서,
   하천의 바닥면에 설치되는 수직축;
   상기 수직축에 회전가능하게 설치되는 유동핀; 및
   상기 수직축에 설치되어 상기 유동핀의 좌우 회전수를 측정하는 센서부;를 포함하고,
   상기 유동핀은 물고기 꼬리 형상을 갖는 것으로서, 좌우가 비대칭된 굴곡을 갖는 판재로 형성되는 것을 특징으로 하는 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치.
2. 복수의 단위유속계를 상하로 결합하여 구성되는 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치로서,
   상기 단위유속계는,
   각각의 단위유속계를 결합시키기 위한 결합볼트;
   상기 결합볼트가 삽입되어 지지되는 원통형의 내통;
   상기 내통이 상하로 길게 삽입되어 지지되는 몸체;
   상기 몸체의 외주면을 감싸면서 밀착고정되도록 설치되는 외부하우징;
   상기 외부하우징의 외주면으로부터 길게 연장되어 형성되며 좌우가 비대칭된 굴곡을 갖는 유동핀;
   상기 몸체와 상기 내통 사이에 설치되어 그들을 지지하는 베어링; 및
   상기 몸체의 내부에 설치되어 상기 몸체의 좌우 회전수를 측정하는 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 결합볼트는 결합을 위한 나사홀이 상부 중앙에 형성된 머리부;
   상기 머리부로부터 하부로 길게 연장 형성된 지지로드; 및
   상기 지지로드의 하부에 형성된 수나사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 몸체와 상기 외부하우징은 접합수단에 의해서 접합되어 고정되는 것을 특징으로 하는 물고기 꼬리 형상의 핀을 가지는 유속측정장치.

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