KR200364971Y1 - 전자식 유량계 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하도록 설치되어 있는 임펠러의 회전량을 보다 정확하게 검출하여 유량을 계측할 수 있도록 한 전자식 유량계에 관한 것이다.

본 고안은, 입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러를 가지며, 이 임펠러의 회전량을 검출하여 유량을 계측할 수 있도록 한 전자식 유량계에 있어서, 본체 내에 설치되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러의 날개 상에 영구자석을 설치하고, 상기 본체 상단에 장착되는 덮개판에는 한쌍의 리드스위치를 배치하여 유량을 계측할 수 있도록 구성한 것이다.

Description

전자식 유량계{Electricity flow meter}

본 고안은, 전자식 유량계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하도록 설치되어 있는 임펠러의 회전량을 보다 정확하게 검출하여 유량을 계측할 수 있도록 한 전자식 유량계에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 유량계는, 주택이나 각종 건축물에서 소비하고 있는 수돗물의 사용량을 검침하여 물 소비에 따른 적정 요금을 부과할 수 있도록 한 것으로서, 그 작동방식에 따라 기계식 및 전자식으로 구분할 수 있으며, 전자식 유량계의 경우 기계식에 비해 검침값의 신뢰도가 높고 안정적임은 물론 내부 회로의 집적화에 의해 소형으로 제작이 가능하다는 장점을 가지고 있다.

이러한 전자식 유량계에 대한 출원으로서는, 예를 들어 국내 공개특허 제2001-0008217호 공보에 개시되어 있는 기술은, 분리기 내에 설치되어 있는 임펠러의 회전에 의해 고정축 상단에 설치되어 있는 영구자석과 모듈커버 상의 회전축 하단에 설치되어 있는 영구자석이 회전하면서 검출날개를 동시에 회전시키고, 이 검출날개의 회전을 센서로 검출하여 유량을 계측할 수 있도록 한 것이다.

또한, 국내 공개특허 제2002-0037952호 공보에서와 같이, 상부 하우징 내에 설치되어 있는 리드스위치의 일측에 부착된 자석과, 하부 하우징 내의 축을 중심으로 회전하는 임펠러의 상단 중앙에 원통형 자석을 배치함으로써, 상호 작용하는 N,S 극성에 의해 리드스위치의 스위칭소자를 작동시켜 유량을 계측할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래 기술에 있어서는, 통상 유체 흐름에 의해 회전하는 임펠러의 축 주위에 영구자석을 배치함과 동시에 이 영구자석의 회전을 센서로 검출하는 방식을 채택하고 있기 때문에, 영구자석의 회전반경이 매우 작아서 센서로 감지할 때 펄스신호(pulse signal)를 놓치게 되는 경우가 빈번히 발생되어 유량의 계측이 매우 불안정하게 된다.

또한, 수도꼭지나 밸브가 잠겨서 유체 흐름이 급격히 정지하는 경우 그 반력이 임펠러에 작용함과 동시에 역회전하는 현상이 발생하게 되고, 이 때에도 영구자석에 의한 펄스신호가 센서에 작용하게 되므로 실제 사용량을 초과하여 계측이 이루어지게 된다.

더구나, 유량계를 장시간 사용하는 경우에는, 물에 있는 노폐물들이 축과 고정체 사이로 끼어 자석과 센서간의 감도를 약화시키게 되며, 특히 열량계나 온수미터 등에 있어서는 이물질이 상당히 포함되어 있으므로 임펠러의 회전을 저해하여 정확한 유량의 계측이 불가능하다는 문제가 있다.

본 고안은 상술한 바와 같은 문제들을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은, 본체 내에 설치되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러의 날개부분에 영구자석을 설치함과 동시에 상기 본체 상단에 장착되는 덮개판에는 한쌍의 리드스위치를 설치하여 유량을 계측할 수 있도록 함으로써, 본체 내로 흐르는 유체의 노폐물에 의한 회전장해를 방지할 수 있음은 물론 임펠러의 역류현상에 의한 에러를 검출할 수 있도록 하여 보다 정확한 계측이 이루어질 수 있는 전자식 유량계를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 전자식 유량계의 구성을 설명하기 위한 분리 사시도,

도 2는 본체 내에 임펠러가 장착되어 있는 상태를 도시한 평면 구성도,

도 3은 본체 상단부에 덮개판이 부착되어 있는 상태를 도시한 평면 구성도,

도 4는 본 고안의 단면 구성도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10: 본체 11A: 입구부

11B: 출구부 12: 공간부

13: 고정축 14: 플랜지

15: 여과기 16: 단턱부

20: 임펠러 21: 몸체

22: 날개 23: 영구자석

24A,24B: 보형물 30: 덮개판

30a: 요홈 31: 패킹

32: 삽입공 33: 돌출부

34A,34B: 리드스위치 40: 베이스

41: 회로기판 42: 액정표시부

50: 커버 51: 투시창

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 입, 출구부를 가지는 본체 내에 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러를 가지며, 이 임펠러에 의해 유량을 계측할 수 있도록 구성되어 있는 전자식 유량계에 있어서, 본체 내에 설치되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러의 날개 상에 영구자석을 설치하고, 상기 본체 상단에 장착되는 덮개판에는 한쌍의 리드스위치를 배치하여 유량을 계측할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 본체의 입구부 측에는 여과기가 장착되어 있고, 본체 내의 공간부 중앙에 고정축이 세워져 설치됨과 동시에 상단 둘레부에는 플랜지가 형성되어 있다.

또한, 상기 임펠러의 몸체에는 6개의 날개가 방사상으로 형성되어 있고, 이들 어느 하나의 날개 상에 영구자석이 부착되어 있으며, 상기 임펠러의 날개에 장착된 영구자석의 대응위치에 각각 2개의 보형물이 장착되어 무게중심을 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 덮개판은 상단부 중앙에 돌출부가 형성되어 있고, 이 돌출부의 안쪽에 삽입공이 형성되어 리드스위치가 장착되도록 한 것이다.

상기 리드스위치는 덮개판 상측에 배설된 베이스 상의 회로기판에 연결되고, 이 회로기판에는 액정표시부가 장착됨과 동시에 투시창을 가지는 커버가 씌워져 설치되며, 상기 커버는 본체에 형성되어 있는 플랜지에 끼워 맞추어져 고정된다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 고안에 따른 전자식 유량계를 설명하기 위한 도면으로서, 이들 도면에서와 같이 전자식 유량계의 전반적인 구성요소는, 본체(10)와, 이 본체(10) 내에서 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러(20)와, 이 임펠러(20)의 상단에 장착되는 덮개판(30)과, 액정표시부(42)가 장착된 회로기판(41)을 구비하고 있는 베이스(40)와, 이 베이스(40)를 덮어 씌우기 위한 커버(50)로 이루어져 있다.

상기 본체(10)는 유체가 흐르는 입, 출구부(11A,11B)를 가지고 있으며, 이 본체(10) 내의 공간부(12) 중앙에 고정축(13)이 세워져 설치됨과 동시에 그 상단 둘레부에는 플랜지(14)가 형성되어 있고, 상기 입구부(11A) 측에는 여과기(15)가 장착되어 물에 포함되어 있는 이물질을 걸러낼 수 있게 된다.

또한, 상기 본체(10)의 고정축(13)에는 임펠러(20)가 자유롭게 회전하도록 끼워져 설치되며, 이 임펠러(20)의 몸체(21)에는 6개의 날개(22)가 방사상으로 형성되어 있고, 이들 어느 하나의 날개(22) 상에 영구자석(23)이 부착되어 있다.

상기 임펠러(20)의 날개(22)에 장착된 영구자석(23)의 대응위치에는 각각 2개의 보형물(24A,24B)이 장착되어 무게중심을 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 덮개판(30)은 본체(10) 내에 형성된 단턱부(16) 상에 안착되어 임펠러(20)의 상측이 유동되지 못하도록 함과 동시에 바깥둘레면에 형성된 요홈(30a)에 패킹(31)을 개재하여 기밀이 유지될 수 있도록 하고 있다.

상기 덮개판(30)의 상단부 중앙에는 다수의 삽입공(32)을 가지는 돌출부(33)가 형성되어 있고, 이들 2개의 삽입공(32)에는 각각 한쌍의 리드스위치(34A,34B)가 장착되어 있으며, 이들 리드스위치(34A,34B)는 본체(10)의 중심에 대해 30°∼100°의 범위 내에 배치되어 있다.

또한, 상기 리드스위치(34A,34B)의 각 접속단자(도시생략)는 덮개판(30)의 상측에 배설되는 베이스(40) 상의 회로기판(41)에 접속되어 있고, 이 회로기판(41)에는 액정표시부(42)가 장착되어 상기 임펠러(20)에 부착된 영구자석(23)과 한쌍의 리드스위치(34A,34B)에 의한 물 사용량을 연산하여 표시할 수 있도록 되어 있다.

상기 베이스(40)의 상측에는 투시창(51)이 형성되어 있는 커버(50)가 씌워져 고정됨과 동시에 이 커버(50)의 하단부 가장자리가 본체(10)에 형성되어 있는 플랜지(14)에 끼워 맞추어져 고정된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 고안은, 본체(10)에 형성되어 있는 입, 출구부(11A,11B)를 통해 본체(10) 내로 물이 흐르는 과정에서 공간부(12) 중앙에 마련되어 있는 고정축(13)과 본체(10) 상단부에 장착되어 있는 덮개판(30) 사이의 임펠러(20)가 회전하게 되고, 이 임펠러(20)의 날개(22) 상에 장착되어 있는 영구자석(23)도 동시에 회전하게 된다.

이 때, 상기 덮개판(30)은 패킹(31)에 의해 본체(10) 내부를 밀폐시키고 있으므로, 물이 덮개판(30) 외부로 유출되지 않으며, 임펠러(20)의 영구자석(23)에 대응하여 각 날개(22)에 장착되어 있는 보형물(24A,24B)들에 의해 임펠러(20)의 무게중심을 유지하여 균형을 이루면서 회전할 수 있는 것이다.

이에 따라, 상기 임펠러(20) 상의 영구자석(23)과 덮개판(30)의 삽입공(32) 내에 설치되어 있는 리드스위치(34A,34B)와의 상호 작용에 의해 펄스신호를 발생시키게 되고, 이 펄스신호는 베이스(40)에 장착되어 있는 회로기판(41)으로 전달되어 상기 2개의 리드스위치(34A,34B)에 의해 인지한 2개의 펄스신호를 1회전으로 인식하여 임펠러(20)의 회전수를 계측할 수 있게 된다.

한편, 상기 본체(10) 내에서의 유체 흐름을 급격히 정지시키는 경우에는, 임펠러(20)에 반력이 작용함과 동시에 역회전하는 현상이 발생하게 되고, 이에 따른 역류검출은 2개의 리드스위치(34A,34B) 간의 임펠러(20) 회전시에 생기는 시간차를 계산하여 회로기판(41)의 소프트웨어(software) 상에서 연산하여 산출해 낼 수 있는 것이다.

이들 리드스위치(34A,34B)는 본체(10)의 중심에 대해 대략 30°∼100°의 범위 내에 설치되는 것으로서, 이 범위보다 적은 경우에는 임펠러(20)에 가해지는 진동 등에 의한 오동작을 일으킬 우려가 있으며, 반대로 큰 경우에는 유량이 적거나유량의 급격한 변동에 의해 임펠러(20) 회전속도의 변동이 큰 경우 2개의 펄스를 1회전으로 계산하는 유량계의 특성상 2개의 리드스위치(34A,34B) 간의 검지시간 차에 의한 유량계산에 오류가 발생할 수 있다.

또한, 유량에 대한 계측값은 회로기판(41)의 액정표시부(42)를 통해 디지털값으로 나타나게 되며, 커버(50)에 장착되어 있는 투시창(51)을 통해 외부에서 인식할 수 있는 것이다.

상술한 실시예는 본 고안의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

이상에서와 같이, 본 고안에 따른 전자식 유량계에 의하면, 본체 내에 장착되는 임펠러의 날개부분에 영구자석을 설치함과 동시에 상기 본체 상단부의 덮개판에는 한쌍의 리드스위치를 설치하여 임펠러의 회전에 따른 유량을 계측할 수 있게 된다.

이에 따라, 본체 내로 흐르는 유체의 노폐물에 의한 회전장해를 방지할 수 있음은 물론 임펠러의 역류현상에 의한 에러를 검출할 수 있게 되므로 보다 정확한 계측이 이루어질 수 있는 것이다.

Claims (8)

1. 입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러를 가지며, 이 임펠러의 회전량을 검출하여 유량을 계측할 수 있도록 구성되어 있는 전자식 유량계에 있어서,

   본체(10) 내에 설치되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러(20)의 날개(22) 상에 영구자석(23)을 설치하고, 상기 본체(10) 상단에 장착되는 덮개판(30)에는 한쌍의 리드스위치(34A,34B)를 배치하여 유량을 계측할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 전자식 유량계.
2. 제1항에 있어서, 상기 본체(10)의 입구부(11A) 측에는 여과기(15)가 장착되어 있고, 본체(10) 내의 공간부(12) 중앙에 고정축(13)이 세워져 설치됨과 동시에 상단 둘레부에는 플랜지(14)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임펠러(20)의 몸체(21)에는 6개의 날개(22)가 방사상으로 형성되어 있고, 이들 어느 하나의 날개(22) 상에 영구자석(23)이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계.
4. 제3항에 있어서, 상기 임펠러(20)의 날개(22)에 장착된 영구자석(23)의 대응위치에 각각 2개의 보형물(24A,24B)이 장착되어 무게중심을 유지할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계.
5. 제1항에 있어서, 상기 덮개판(30)은 상단부 중앙에 돌출부(33)가 형성되어 있고, 이 돌출부(33)의 안쪽에 삽입공(32)이 형성되어 리드스위치(34A,34B)를 장착시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전자식 유량계.
6. 제5항에 있어서, 상기 리드스위치(34A,34B)는 본체(10)의 중심에 대해 30°∼100°의 범위 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 리드스위치(34A,34B)는 덮개판(30) 상측에 배설된 베이스(40) 상의 회로기판(41)에 연결되고, 이 회로기판(41)에는 액정표시부(42)가 장착됨과 동시에 투시창(51)을 가지는 커버(50)가 씌워져 설치됨을 특징으로 하는 전자식 유량계.
8. 제7항에 있어서, 상기 커버(50)는 본체(10)에 형성되어 있는 플랜지(14)에 끼워 맞추어져 고정되는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계.