KR102157978B1 - 전자식 수도계량기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물(1)의 유량을 계측하기 위한 전자식 수도계량기에 있어서: 상기 물(1)의 유입이 가능한 유입부(11)와 배출이 가능한 배출부(12)를 구비하는 본체(10); 상기 본체(10)의 내부에 유입되는 물(1)의 유속에 따라 미세한 유량에도 회전하면서 자력을 발생하게 물(1)의 유속 방향에 따라 회전되게 설치되는 헬리컬기어(21)와, 헬리컬기어(21)의 중심에 삽설되어 헬리컬기어(21)의 회전이 가능하면서 자력을 발생하는 자석축(22)과, 자석축(22)의 양측에 헬리컬기어(21)와 자석축(22)의 고정이 가능하게 고정플레이트(23)를 구비하는 회전수단(20);
상기 회전수단(20)의 자력을 인지하여 물(1)을 계측하고, 배터리(31)의 전력을 통해 계측한 유량의 정보를 표시하면서 무선 원격 검침이 가능하게 사물인터넷(IOT)과 연동되게 구비하는 전자부(30); 및 상기 전자부(30)의 배터리(31)와 연결되어 물(1)의 유속에 따라 회전하는 회전수단(20)을 통해 충전이 가능하게 구비하는 충전수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 물의 유동에 따라 충전이 가능하여 수도계량기의 LCD에 공급되는 전원을 장시간 공급할 수 있어 수도계량기의 법적 계량 내구 연도인 8년 동안의 전원이 끊임없이 공급이 가능하고, 전원의 공급이 원활함에 따라 수도계량기를 IOT를 이용하여 무선 원격 검침이 원활하며, 회전되는 헬리컬기어를 통해 물의 유량을 계측하기 때문에 유량의 최대와 최소 배율이 늘어남에 따라 미세한 유량도 인식 가능한 효과를 제공한다.

Description

전자식 수도계량기{Electronic Water Meter}

본 발명은 전자식 수도계량기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 물의 유동에 따라 충전이 가능하여 수도계량기의 LCD에 공급되는 전원을 장시간 공급할 수 있어 수도계량기의 법적 계량 내구 연도인 8년 동안의 전원이 끊임없이 공급이 가능하고, 전원의 공급이 원활함에 따라 수도계량기를 IOT를 이용하여 무선 원격 검침이 원활하며, 회전되는 헬리컬기어를 통해 물의 유량을 계측하기 때문에 유량의 최대와 최소 배율이 늘어남에 따라 미세한 유량도 인식 가능한 전자식 수도계량기에 관한 것이다.

통상적으로, 주택이나 빌딩 등으로 수도관이 인입되는 지점에는 수도계량기가 설치되는데 이러한 수도계량기는 외부의 충격 및 계절에 따른 온도 차이에 의하여 파손 또는 동파 등의 문제로 보호통에 의해 보호되고 있다. 수도계량기는 다양한 종류가 있는데 습식형, 건식형, 전자식, 기계식 등으로 나뉘어 각각 사용된다. 여기서 전자식 수도계량기의 경우 물의 유량을 표시하기 위하여 LCD 등으로 구현되고 있는데 이를 구현하기 위해서는 내부 또는 외부에 설치되는 별도의 전원 공급이 필요하고, 외부에 설치된 전원의 경우 설치의 불편함과 불량화를 발생하기 쉬워 내부에 배터리를 통한 전원공급이 이루어지고 있는 실정이다. 하지만 이러한 배터리의 경우 수도계량기의 법적 계량 내구 연도인 8년을 채우지 못하고 대부분이 전원을 공급하지 못해 정확한 물의 유량을 계측하지 못하는 문제가 발생하고 있는 실정이다. 또한, 일반적인 수도계량기의 경우 미세한 누수가 발생 시에는 인지를 못하는 문제가 발생하였다.

일예로, 한국 등록 특허 제1214911호에 따르면, '수돗물의 유량을 측정하기 위한 수도계량기에 있어서, 일측에는 물 유입구가 형성되고, 타측에는 물 배출구가 형성된 유로를 내부에 형성하고, 상기 물 유입구와 물배출구의 사이에는 벤튜리 부가 형성되어 물 유입구를 통하여 유입된 물이 벤튜리 부를 통하여 물 배출구측으로 흐르며, 상기 벤튜리 부의 출측에는 저항판이 유로 중앙에 배치되어 물 흐름을 그 양측방향으로 분리시키고, 상기 분리된 물 흐름의 일부는 상기 벤튜리 부의 출측 양측에 각각 형성된 한 쌍의 회전유로를 통하여 후방측으로 회전되어 상기 벤튜리 부의 목 부 양측을 통해서 재유입시키는 몸체부; 상기 몸체부의 내부에 장착되는 한 쌍의 자석을 구비하고, 상기 각각의 자석은 상기 회전 유로의 중앙에 형성된 한 쌍의 자석 수납실 내에 각각 고정되며, 상기 한 쌍의 자석은 상기 유로 상에 자기장을 생성시키는 자기장 발생부; 상기 벤튜리 부의 목 부와 상기 벤튜리 부의 출측 사이에 배치되는 한 쌍의 주파수 감지센서를 구비하고, 상기한 쌍의 주파수 감지센서는 상기 벤튜리 부를 통과하여 흐르는 물의 유량에 비례하여 변동하는 자기장의 주파수값을 검출하여 외부로 송출하도록 된 주파수 감지부; 및 상기 몸체부의 유로 상부 측에서 주파수 감지부의 한 쌍의 주파수 감지센서로부터 감지된 주파수 신호를 전달받아서 물 유량을 판독하고, 현재의 물 유량과, 누적 유량을 표시창에 표시하며, 일측에 마련된 축전지로부터 전원을 공급받아서 작동하는 제어부;를 포함하여 상기 벤튜리(Venturi) 부를 통과하는 유체 진동(Fluidic Oscillation) 원리를 이용하여 유량을 측정하며, 상기 몸체부는 유로를 에워싸는 하부 부분이 피피에스(PPS: Polyphenylene Sulfide) 수지로 제작되고, 축전지 및 제어부가 내장된 상부 부분이 투명 플라스틱 합성수지로 이루어지며, 상기 하부 부분과 상부 부분은 일체로끼움 결합하는 한편, 상기 하부 부분은 원형 단면으로 형성됨으로써 물의 동결시, 몸체부 전체에 걸쳐서 체적 팽창력을 균일하게 분산시키도록 구성되며, 상기 하부 부분은 그 내부의 벤튜리 부, 한 쌍의 회전유로 및 한 쌍의 자석수납실을 상기 하부 부분의 내측 공간으로부터 각각 분리 구획하는 격벽을 구비하고, 상기 격벽과 하부 부분의 내측면 사이 공간에는 에폭시수지가 충전되어 경화되는 한편, 상기 상부 부분은 그 내부의 제어부 및 축전지 수납실들을 상기 상부 부분의 내측 공간으로부터 각각 분리 구획하는 격벽을 구비하고, 상기 격벽과 상부 부분의 내측면 사이 공간에 에폭시수지가 충전되어 경화됨으로써 몸체부 전체에 걸쳐서 에폭시수지를 통해 구조적으로 강화된 것임을 특징으로 하는 동파 방지용 전자식 수도계량기.'를 제시한다.

하지만 이러한 동파 방지용 전자식 수도계량기는 축전지를 사용하여 전원을 공급하는 구성이지만 별도의 충전 구성이 제시되어 있지 않아 수도계량기의 법적 계량 내구 연도인 8년을 채우지 못하고, 축전지를 수도계량기로부터 분리하여 손수 충전을 한 상태로 재차 결합해야만 하는 구성으로 불편함이 발생하고, 미세한 누수 발생 시 이를 인지할 수 없는 문제가 발생한다.

또 다른 예로, 한국 등록 특허 제1790326호에 따르면, '수도관이 연결되는 유입구(11)와 배출구(12)가 양측에 각각 형성되며 상면에는 개구부(13)가 형성된 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내부에 구비된 지지케이스(20)와, 상기 지지케이스(20)의 내부에 회전가능하게 결합된 임펠러(30)와, 상기 임펠러(30)의 상단에 결합된 영구자석(40)과, 상기 지지케이스(20)의 상면에 구비되며 하측면에는 상기 영구자석(40)의 회전을 감지하는 감지센서(51)가 구비된 계량수단(50)과, 상기 하우징(10)에 결합되어 상기 하우징(10)의 개구부(13)를 밀폐하는 밀폐부재(60)를 포함하는 전자식 수도계량기에 있어서, 상기 임펠러(30)는 상하방향으로 연장되며 상면이 개방된 지지통체(33)와, 상기 지지통체(33)의 둘레부에서 방사방향으로 연장된 복수개의 블레이드(34)와, 상기 지지통체(33)의 내부 바닥면에서 상측으로 연장된 회전축(35)을 포함하고, 상기 영구자석(40)은 상하방향으로 연장되고 중앙부에 관통공(41)이 형성된 원통형상으로 구성되어 상기 회전축(35)의 상단 외측에 끼움결합되고, 상기 회전축(35)의 외경은 상기 지지통체(33)의 내경에 비해 작게 구성되어, 회전축(35)의 외주면과 지지통체(33)의 내주면 사이에 틈(G)이 형성되도록 구성되고, 탄성이 있는 고무재질로 구성되며 외주면이 상기 지지통체(33)의 내주면에 밀착되도록 상기 회전축(35)의 외측에 끼움결합되어 상기 틈(G)의 입구부분을 밀폐하는 탄성링체(36)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 수도계량기.'를 제시한다.

하지만 이러한 전자식 수도계량기의 경우에도 일반적인 배터리를 통한 전원 공급이 가능하도록 구성함에 따라 수도계량기의 법적 계량 내구 연도인 8년을 채우지 못해 물의 정확한 유량을 계측하지 못하면서 미세한 누수 발생 시 이를 인지할 수 없는 문제가 발생한다.

한국 등록 특허 제1214911호 "동파 방지용 전자식 수도계량기" 한국 등록 특허 제1790326호 "전자식 수도계량기"

상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 물의 유동에 따라 충전이 가능하여 수도계량기의 LCD에 공급되는 전원을 장시간 공급할 수 있어 수도계량기의 법적 계량 내구 연도인 8년 동안의 전원이 끊임없이 공급이 가능하고, 전원의 공급이 원활함에 따라 수도계량기를 IOT를 이용하여 무선 원격 검침이 원활하며, 회전되는 헬리컬기어를 통해 물의 유량을 계측하기 때문에 유량의 최대와 최소 배율이 늘어남에 따라 미세한 유량도 인식 가능한 전자식 수도계량기를 제공하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 물의 유량을 계측하기 위한 전자식 수도계량기에 있어서: 상기 물의 유입이 가능한 유입부와 배출이 가능한 배출부를 구비하는 본체; 상기 본체의 내부에 유입되는 물의 유속에 따라 미세한 유량에도 회전하면서 자력을 발생하게 물의 유속 방향에 따라 회전되게 설치되는 헬리컬기어와, 헬리컬기어의 중심에 삽설되어 헬리컬기어의 회전이 가능하면서 자력을 발생하는 자석축과, 자석축의 양측에 헬리컬기어와 자석축의 고정이 가능하게 고정플레이트를 구비하는 회전수단; 상기 회전수단의 자력을 인지하여 물을 계측하고, 배터리의 전력을 통해 계측한 유량의 정보를 표시하면서 무선 원격 검침이 가능하게 사물인터넷과 연동되게 구비하는 전자부; 및 상기 전자부의 배터리와 연결되어 물의 유속에 따라 회전하는 회전수단을 통해 충전이 가능하게 구비하는 충전수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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또한, 본 발명의 상기 충전수단은 배터리와 연결되어 물의 유속에 따라 회전하는 임펠러를 통해 충전이 가능하게 충전코일을 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 물의 유동에 따라 충전이 가능하여 수도계량기의 LCD에 공급되는 전원을 장시간 공급할 수 있어 수도계량기의 법적 계량 내구 연도인 8년 동안의 전원이 끊임없이 공급이 가능하고, 전원의 공급이 원활함에 따라 수도계량기를 IOT를 이용하여 무선 원격 검침이 원활하며, 회전되는 헬리컬기어를 통해 물의 유량을 계측하기 때문에 유량의 최대와 최소 배율이 늘어남에 따라 미세한 유량도 인식 가능한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 수도계량기의 회전수단을 확대하여 나타내는 단면도
도 2는 본 발명에 따른 전자식 수도계량기의 충전수단을 확대하여 나타내는 단면도
도 3은 본 발명에 따른 전자식 수도계량기의 물의 유량을 계측하는 과정을 나타내는 단면도
도 4는 본 발명에 따른 전자식 수도계량기의 분해된 상태를 나타내는 분해 단면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 물(1)의 유량을 계측하기 위한 전자식 수도계량기에 관련되며, 본체(10), 회전수단(20), 전자부(30), 충전수단(40)을 주요 구성으로 한다.

본 발명에 따른 본체(10)는 상기 물(1)의 유입이 가능한 유입부(11)와 배출이 가능한 배출부(12)를 구비한다. 본체(10)의 유입부(11)와 배출부(12)의 사이에는 일정한 크기의 공간(13)이 형성된 상태로 형성하게 되어 후술하는 회전수단(20)의 수용이 가능하도록 한다. 그리고, 유입부(11)의 내부에 물(1)에 포함된 고체의 이물질을 제거하기 위하여 별도의 스트레이너(미도시)가 삽설된 상태로 형성될 수도 있으나 이는 생략한다.

또, 본 발명에 따른 회전수단(20)은 상기 본체(10)의 내부에 유입되는 물(1)의 유속에 따라 미세한 유량에도 회전하면서 자력을 발생한다. 이러한, 회전수단(20)은 누수와 같은 미세한 물(1)의 유량에도 회전력을 발휘할 수 있어 물(1)의 소모를 정확하게 확인할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 회전수단(20)은 물(1)의 유속 방향에 따라 회전되게 설치되는 헬리컬기어(21)와, 헬리컬기어(21)의 중심에 삽설되어 헬리컬기어(21)의 회전이 가능하면서 자력을 발생하는 자석축(22)과, 자석축(22)의 양측에 헬리컬기어(21)와 자석축(22)의 고정이 가능하게 고정플레이트(23)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한, 헬리컬기어(21)의 경우 소음이 적고, 이빨이 길어 물(1)과의 접촉 면적이 커져 물(1)의 빠른 유량에도 정확한 회전력을 발휘할 수 있도록 하여 물(1)의 유량 계측 또한 정확성이 높아진다. 또한, 일반적인 임펠러 등을 사용하게 되면 물(1)의 유량의 범위는 16∼1600 L/h로 최대유량과 최소유량의 배율은 100배로 한정되는데 반해, 헬리컬기어(21)를 사용함에 따라 물(1)의 유량의 범위는 2∼1600 L/h로 최대유량과 최소유량의 배율은 800배로 늘어나게 되고, 소비자가 사용을 안 하는 상황에서 즉, 누수와 같은 미세한 물(1)의 소모를 정확하게 확인할 수 있도록 구성된다. 이러한 헬리컬기어(21)의 중심으로 삽설되어 함께 회전하는 자석축(22)이 고정플레이트(23) 상에 삽설되어 회전할 수 있도록 한다. 이러한, 헬리컬기어(21)는 고정도로 물(1)의 유량을 측정하는 것으로 폭넓은 종류의 물(1)의 유량에 사용할 수 있게 된다.

또, 본 발명에 따른 전자부(30)는 상기 회전수단(20)의 자력을 인지하여 물(1)을 계측하고, 배터리(31)의 전력을 통해 계측한 유량의 정보를 표시한다. 이러한, 전자부(30)는 상술한 회전수단(20)에 형성되는 헬리컬기어(21)와 함께 회전하는 자석축(22)을 통해 물(1)의 유동하는 유량을 계측하고, 계측된 정보를 내부에 삽설된 배터리(31)에 의한 전원으로 외부에 표시할 수 있도록 한다. 즉, 헬리컬기어(21)와 함께 회전하는 자석축(22)의 일부분에 자력이 형성할 수 있도록 하여 회전에 따라 자력에 의해 함께 회전하는 회전체(32)가 회전하여 계측하게 된다.

이때, 상기 전자부(30)는 무선 원격 검침이 가능하게 사물인터넷(IOT)과 연동되게 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 전자부(30)는 원격으로 통신을 가능하도록 하면서 사물인터넷(IOT)과 연동할 수 있음으로 별도의 검침원을 대동할 필요 없이 데스크탑 또는 노트북 PC, 스마트폰과 같은 모바일기기, 그외 PDA 등의 휴대단말기를 통해 검침이 가능하도록 한다.

또, 본 발명에 따른 충전수단(40)은 상기 전자부(30)의 배터리(31)와 연결되어 물(1)의 유속에 따라 회전하는 회전수단(20)을 통해 충전이 가능하게 구비한다. 충전수단(40)은 회전수단(20)의 헬리컬기어(21)와 자석축(22)에 의해 회전함에 따라 충전이 가능하도록 하여 수도계량기의 법적 계량 내구 연도인 8년 동안의 전원이 끊임없이 공급이 가능하도록 한다. 또한, 전자부(30)는 무선 원격 검침이 가능하게 사물인터넷(IOT)과 연동이 되어야 함으로 이러한 충전수단(40)을 통해 전원이 항상 공급되도록 하게 된다.

이때, 상기 충전수단(40)은 배터리(31)와 연결되어 물(1)의 유속에 따라 회전하는 회전수단(20)을 통해 충전이 가능하게 충전코일(41)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 충전수단(40)은 상술한 바와 같이 수도계량기의 법적 계량 내구 연도인 8년 동안의 전원이 끊임없이 공급이 가능하도록 배터리(31)의 충전이 가능하도록 하는 구성이다. 즉, 물(1)이 유동함에 따라 임펠러(21)의 회전으로 유도 전류를 일으켜 배터리(31)를 충전하게 됨으로 수도계량기의 법적 계량 내구 연도인 8년 동안의 전원이 끊임없이 공급하게 되는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 물의 유동에 따라 충전이 가능하여 수도계량기의 LCD에 공급되는 전원을 장시간 공급할 수 있어 수도계량기의 법적 계량 내구 연도인 8년 동안의 전원이 끊임없이 공급이 가능하고, 전원의 공급이 원활함에 따라 수도계량기를 IOT를 이용하여 무선 원격 검침이 원활하며, 회전되는 헬리컬기어를 통해 물의 유량을 계측하기 때문에 유량의 최대와 최소 배율이 늘어남에 따라 미세한 유량도 인식 가능한 효과를 제공한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1: 물 10: 본체
11: 유입부 12: 배출부
20: 회전수단 21: 헬리컬기어
22: 자석축 23: 고정플레이트
30: 전자부 31: 배터리
40: 충전수단 41: 코일

Claims (4)

1. 물(1)의 유량을 계측하기 위한 전자식 수도계량기에 있어서:
   상기 물(1)의 유입이 가능한 유입부(11)와 배출이 가능한 배출부(12)를 구비하는 본체(10);
   상기 본체(10)의 내부에 유입되는 물(1)의 유속에 따라 미세한 유량에도 회전하면서 자력을 발생하게 물(1)의 유속 방향에 따라 회전되게 설치되는 헬리컬기어(21)와, 헬리컬기어(21)의 중심에 삽설되어 헬리컬기어(21)의 회전이 가능하면서 자력을 발생하는 자석축(22)과, 자석축(22)의 양측에 헬리컬기어(21)와 자석축(22)의 고정이 가능하게 고정플레이트(23)를 구비하는 회전수단(20);
   상기 회전수단(20)의 자력을 인지하여 물(1)을 계측하고, 배터리(31)의 전력을 통해 계측한 유량의 정보를 표시하면서 무선 원격 검침이 가능하게 사물인터넷(IOT)과 연동되게 구비하는 전자부(30); 및
   상기 전자부(30)의 배터리(31)와 연결되어 물(1)의 유속에 따라 회전하는 회전수단(20)을 통해 충전이 가능하게 구비하는 충전수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자식 수도계량기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 충전수단(40)은 배터리(31)와 연결되어 물(1)의 유속에 따라 회전하는 회전수단(20)을 통해 충전이 가능하게 충전코일(41)을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자식 수도계량기.

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