KR200364972Y1

KR200364972Y1 - 유량검출용 계량기

Info

Publication number: KR200364972Y1
Application number: KR20-2004-0022075U
Authority: KR
Inventors: 강현익
Original assignee: (주)한석테크
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2004-10-15

Abstract

본 고안은, 입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하도록 설치되어 있는 임펠러의 회전량을 기계적으로 카운팅함과 동시에 센서로서 검출하여 원격검침을 행할 수 있도록 구성된 유량검출용 계량기에 관한 것이다.

본 고안은, 입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러에 의해 유량을 계측할 수 있도록 구성되어 있는 유량검출용 계량기에 있어서, 본체 내에 설치된 임펠러의 회전축 상에 구동기어가 장착됨과 동시에 이 구동기어에 의해 회전하는 기어유니트 들을 가지는 계량부를 구비하며, 상기 기어유니트 들의 일측에 배치되어 회전하는 종동기어에 영구자석이 마련되어 있고, 상기 본체의 측벽에는 한쌍의 센서를 배치하여 유량을 검출할 수 있도록 구성되어 있다.

Description

유량검출용 계량기{Flow rate detecting meter}

본 고안은, 유량검출용 계량기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하도록 설치되어 있는 임펠러의 회전량을 기계적으로 카운팅함과 동시에 센서로서 검출하여 원격검침을 행할 수 있도록 구성된 유량검출용 계량기에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 유량검출용 계량기는, 주택이나 각종 건축물에서 소비하고 있는 수돗물의 사용량을 검침하여 물 소비에 따른 적정 요금을 부과할 수 있도록 한 것으로서, 물의 유입여부에 따라 통상 습식미터기와 건식미터기로 구분할 수 있다.

상기 습식미터기에 있어서는, 본체 내에 배치되어 있는 임펠러에 의한 회전력이 기어유니트 들을 통해 카운팅할 수 있도록 구성한 것이므로, 가격이 비교적 저렴함은 물론 고장 발생이 적다는 장점은 있으나, 각 사용처 별로 검침원이 방문하여 육안으로 직접 확인을 해야 하므로 불편하고 많은 시간과 인력을 필요로 한다는 문제가 있다.

반면에, 건식미터기의 경우에는 내부 회로의 집적화에 의해 소형으로 제작이 가능함은 물론 검침값의 신뢰도가 높고 안정적이라는 장점을 가지고 있으나, 가격이 비싸고 쉽게 고장을 일으킬 염려가 있는 것이었다.

이에 따라, 최근에는 상술한 습식과 건식의 장점을 채용하여 고장을 일으킬 염려가 없으며 가격이 저렴하고, 또한 원격검침이 가능토록 한 유량검출기에 대해 많은 개발이 행해지고 있다.

이와 관련된 출원으로서, 예를 들어 국내 공개특허 제1999-0059609호 공보에 개시되어 있는 기술은, 카운터부에 마련되어 있는 각각의 회전체에 자성체를 설치함과 동시에 이들 회전체의 일측에 홀센서를 장착하여 전기 혹은 수도의 물소비량을 측정할 수 있도록 함으로써 원격지에서의 검침이 가능하도록 하고 있다.

또한, 국내 등록실용신안 제20-0309466호 공보의 경우에는, 본체에 내장되어 있는 임펠러의 회전에 의해 작동하는 계수부(카운터부)의 일측에 자석이 부착되어 있는 기어를 배치하여 회전되도록 함과 동시에 이 기어 상단의 투명창 위쪽에 근접센서를 배설하고, 커버 내측에는 마이컴, 변/복조부, 무선송수신부 등을 설치함으로써, 물 사용에 따른 데이터를 외부에서 손쉽게 계측할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 이와 같은 종래 기술에 있어서, 전자의 경우에는 4개 또는 5개로 이루어진 각 회전체의 계수부분에 영구자석을 배설하고 이들 회전체에 대응하는 정확한 위치에 홀센서를 장착해야 하기 때문에, 조립작업 자체가 상당히 난해함은 물론 서로 인접하는 영구자석 및 홀센서 들에 의해 오류가 발생될 우려가 있다.

또한, 후자의 경우에는 임펠러의 회전에 연동하는 기어에 영구자석을 배치하고 투명창을 개재하여 근접센서를 설치해야만 하고, 커버 내측에 마이컴이나 변/복조부, 무선송수신부 등과 같은 고가의 부품을 사용함에 따른 가격상승이나 고장의 발생빈도가 높아지게 된다.

더구나, 이들 종래 기술에 있어서는, 수도꼭지나 밸브가 잠겨서 유체 흐름이 급격히 정지하는 경우 그 반력이 임펠러에 작용함과 동시에 역회전하는 현상이 발생하게 되는데, 이 때에도 영구자석에 의한 펄스신호가 센서에 작용하여 실제 사용량을 초과한 계측이 이루어지기 때문에 정확한 유량의 계측이 불가능하다는 문제가 있는 것이었다.

본 고안은 상술한 바와 같은 문제들을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은, 통상의 기계식 계량기에서와 마찬가지로 임펠러에 의한 회전력을 전달하는 기어유니트 일측의 종동기어에 영구자석을 매설하고, 이 영구자석의 대향위치에 한쌍의 센서를 배설하여 원격검침에 의한 유량의 계측이 가능하도록 함으로써, 임펠러의 역류현상에 의한 에러를 확실하게 검출할 수 있도록 하여 보다 정확한 계측이 이루어질 수 있도록 한 유량검출용 계량기를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 유량검출용 계량기의 외관을 나타낸 평면 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 계량기의 단면 구성도,

도 3은 계량기 본체 내에 설치되는 기어유니트 및 센서들의 상호 관계를 도시한 평면 구성도,

도 4는 본 고안에 적용되는 종동기어의 장착상태를 도시한 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10: 본체 11A: 입구부

11B: 출구부 12: 여과부재

20: 임펠러 21A: 상부 케이싱

21B: 하부 케이싱 22: 고정축

23: 날개 24: 회전축

25: 구동기어 26a,26b: 관통공

30: 계량부 31: 기어유니트

32A: 상판 32B: 하판

33: 카운터부 34: 축

35: 종동기어 36: 영구자석

37A,37B: 센서 40: 커버

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러에 의해 유량을 계측할 수 있도록 구성되어 있는 유량검출용 계량기에 있어서, 본체 내에 설치된 임펠러의 회전축 상에 구동기어가 장착됨과 동시에 이 구동기어에 의해 회전하는 기어유니트 들을 가지는 계량부를 구비하며, 상기 기어유니트 들의 일측에 배치되어 회전하는 종동기어에 영구자석이 마련되어 있고, 상기 본체의 측벽에는 한쌍의 센서를 배치하여 유량을 검출할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 본체 내에 여과부재가 장착되어 있으며, 상기 임펠러는 상부 케이싱 및 하부 케이싱 내에 장착됨과 동시에 하부 케이싱의 중앙에 세워져 설치된 고정축 상에서 자유롭게 회전하도록 구성되어 있다.

상기 구동기어는 임펠러의 회전축 상단에 일체로 형성되어 있고, 상기 종동기어는 상판 및 하판 사이에 장착되어 축을 중심으로 회전되며, 이 종동기어 하측의 몸체 내에 영구자석이 매립되어 있다.

상기 센서는 본체의 측벽에 착탈이 가능하도록 장착되며, 본체의 중심에 대해 30°∼100°의 범위 내에 설치된다.

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

도 1 내지 도 4는 본 고안에 따른 유량검출용 계량기를 설명하기 위한 도면으로서, 이들 도면에서와 같이 계량기의 전반적인 구성요소는 본체(10)와, 이 본체(10) 내에서 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러(20)와, 이 임펠러(20)의 상단에 장착되는 계량부(30)와, 이 계량부(30)를 덮어 씌워 보호하기 위한 커버(40)로 이루어져 있다.

상기 본체(10)는 유체가 흐르는 입, 출구부(11A,11B)를 가지고 있으며, 이 본체(10) 내의 공간부에는 용기형상의 여과부재(12)가 내장되어 물에 포함되어 있는 이물질을 걸러낼 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 본체(10) 내에 설치되는 임펠러(20)는 상부 케이싱(21A) 및 하부 케이싱(21B) 내에 유지됨과 동시에 하부 케이싱(21B)의 중앙에 세워져 설치된 고정축(22) 상에서 자유롭게 회전하도록 구성되어 있다.

상기 임펠러(20)의 몸체에는 다수의 날개(23)들이 방사상으로 형성됨과 동시에 이 임펠러(20)의 회전축(24) 상단에 구동기어(25)가 일체로 형성되어 있으며, 이 구동기어(25)는 상부 케이싱(21A)의 바닥면으로부터 상측으로 노출되어 있다.

그리고, 상기 상부 케이싱(21A)의 일측에는 한쌍의 관통공(26a,26b)이 형성되어 있으며, 이 상부 케이싱(21A)의 내측으로 상기 임펠러(20)의 구동기어(25)에 맞물려 회전하도록 배열된 기어유니트(31) 들을 가지는 계량부(30)가 끼워 넣어져 설치된다.

즉, 상기 계량부(30)를 구성하는 기어유니트(31)는 통상의 기계식 계량기와 마찬가지로 상판(32A) 및 하판(32B) 사이에 다수의 크고 작은 기어들이 배열되어 임펠러(20)의 회전에 따라 순차적으로 자유롭게 회전할 수 있게 된다.

상기 기어유니트(31) 들에 의한 회전력은 계량부(30) 일측에 마련되어 있는 카운터부(33)의 숫자들을 작동시키게 되고, 이에 따라 유량을 표시할 수 있게 된다.

또한, 상기 기어유니트(31) 들의 일측에는 상판(32A) 및 하판(32B) 사이에장착되어 축(34)을 중심으로 회전하는 종동기어(35)가 배치되어 있으며, 이 종동기어(35) 하측의 몸체(35a) 내에 영구자석(36)이 매립되어 있다.

이 종동기어(35)는 도 3에서와 같이 전술한 상부 케이싱(21A)의 관통공(26a,26b) 사이에 위치하도록 배치되며, 이 관통공(26a,26b)으로는 상기 본체(10)의 측벽에 착탈 가능하도록 설치된 한쌍의 센서(37A,37B)가 각각 돌출되어 물 사용량을 연산하여 검출할 수 있도록 되어 있다.

상기 본체(10)에 장착된 센서(37A,37B)는 그 중심에 대해 대략 30°∼100°의 범위 내에 설치되며, 상기 계량부(30)의 상측에는 커버(40)가 씌워져 고정됨과 동시에 통상의 방식에 의해 봉인(封印)이 이루어질 수 있도록 되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 고안은, 본체(10)에 형성되어 있는 입, 출구부(11A,11B)를 통해 본체(10) 내로 물이 흐르는 과정에서 공간부에 수용되어 있는 하부 케이싱(21B) 내로 물이 흘러 들어감과 동시에 임펠러(20)가 고정축(22)을 중심으로 회전하게 된다.

이에 따라, 상기 임펠러(20)의 회전축(24) 상단에 일체로 형성되어 있는 구동기어(25)가 회전하면서 상부 케이싱(21A) 내에 수용되어 계량부(30)를 구성하는 기어유니트(31) 들을 회전시키게 되고, 이 기어유니트(31) 들은 상판(32A) 및 하판(32B) 사이에 장착되어 있는 각 축을 중심으로 회전하면서 물의 흐름량에 따른 카운터부(33)의 숫자들을 작동시킴으로써 유량을 표시할 수 있게 된다.

여기서, 상기 계량부(30)를 구성하는 기어유니트(31)의 배열은 통상의 기계식 계량기에 적용되고 있는 것과 마찬가지 방식에 의해 작동하는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기한 바와 같이 하여 계량부(30)의 기어유니트(31) 들이 회전하는 과정에서 상기 기어유니트(31)의 일측에 설치되어 있는 종동기어(35)가 회전함에 따라 이 종동기어(35)의 몸체(35a)에 내장되어 있는 영구자석(36)도 회전하게 된다.

따라서, 상기 본체(10)의 측벽에 장착되어 있는 센서(37A,37B)와의 상호 작용에 의해 펄스신호를 발생시키게 되고, 이 펄스신호는 예를 들어 도시하지 않은 계량기함 내의 통신단자대를 거쳐 중앙통제실로 전송시킴으로써 원격검침을 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 본체(10) 내에서의 유체 흐름이 급격히 정지되는 경우, 임펠러(20)에 반력이 작용함과 동시에 역회전하는 현상이 발생하게 되고, 이 임펠러(20)에 기어유니트(31) 들을 개재하여 회전하는 종동기어(35)에도 마찬가지의 영향을 주게 된다.

이와 같은 역류현상에 따른 유량검출은 2개의 센서(37A,37B)에 의해 인지한 2개의 펄스신호를 1회전으로 간주하여 소프트웨어(software) 상에서 연산할 수 있도록 함으로써 간단히 산출해 낼 수 있는 것이다.

상기 본체(10)의 측벽에 장착되어 있는 센서(37A,37B)는 본체(10)의 중심에 대해 대략 30°∼100°의 범위 내에 설치되는 것으로서, 이 범위보다 작은 경우에는 임펠러(20)에 가해지는 진동 등에 의한 오동작을 일으킬 우려가 있으며, 반대로큰 경우에는 센서(37A,37B)와 영구자석(36) 간의 유량계산에 오류가 발생될 염려가 있다.

즉, 본체(10) 내로 흐르는 유량이 적거나 유량의 급격한 변동에 의해 임펠러(20)에 가해지는 회전속도 변동이 큰 경우 2개의 펄스를 1회전으로 계산하는 유량계의 특성상 2개의 센서(37A,37B) 간의 검지시간 차에 의한 유량계산에 오류가 발생할 수 있다.

또한, 유량에 대한 계측값은 전술한 바와 같이 계량부(30)를 구성하는 다수의 기어유니트(31)에 의해 카운터부(33)의 숫자들을 작동시킴으로써 유량을 표시할 수 있게 되며, 2개의 센서(37A,37B)에 의한 계측값은 중앙통제실로 전송시킴으로써 원격검침을 행할 수 있게 된다.

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 유량검출용 계량기에 의하면, 일반적인 기계식 계량기에서와 마찬가지로 임펠러에 의한 회전력을 전달하는 계량부의 기어유니트 들에 의해 물의 흐름량에 따른 카운터부의 숫자들을 작동시켜 유량을 표시할 수 있음은 물론, 상기 기어유니트 일측의 종동기어에 매설되어 있는 영구자석과 이에 대향하여 설치된 한쌍의 센서에 의해 원격검침을 행할 수 있으므로, 임펠러의역류현상에 의한 에러를 확실하게 검출할 수 있어 보다 정확한 계측이 이루어질 수 있는 것이다.

Claims

입, 출구부를 가지는 본체 내에 장착되어 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러에 의해 유량을 계측할 수 있도록 구성되어 있는 유량검출용 계량기에 있어서,

본체(10) 내에 설치된 임펠러(20)의 회전축(24) 상에 구동기어(25)가 장착됨과 동시에 이 구동기어(25)에 의해 회전하는 기어유니트(31) 들을 가지는 계량부(30)를 구비하며, 상기 기어유니트(31)들의 일측에 배치되어 회전하는 종동기어(35)에 영구자석(36)이 마련되어 있고, 상기 본체(10)의 측벽에는 한쌍의 센서(37A,37B)를 배치하여 유량을 검출할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량검출용 계량기.
제1항에 있어서, 상기 본체(10) 내에 여과부재(12)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 유량검출용 계량기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임펠러(20)는 상부 케이싱(21A) 및 하부 케이싱(21B) 내에 장착됨과 동시에 하부 케이싱(21B)의 중앙에 세워져 설치된 고정축(22) 상에서 자유롭게 회전하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량검출용 계량기.
제3항에 있어서, 상기 구동기어(25)는 임펠러(20)의 회전축(24) 상단에 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량검출용 계량기.
제3항에 있어서, 상기 종동기어(35)는 상판(32A) 및 하판(32B) 사이에 장착되어 축(34)을 중심으로 회전되며, 이 종동기어(35) 하측의 몸체(35a) 내에 영구자석(36)이 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 유량검출용 계량기.
제1항에 있어서, 상기 센서(37A,37B)는 본체(10)의 측벽에 착탈이 가능하도록 장착되며, 본체(10)의 중심에 대해 30°∼100°의 범위 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 유량검출용 계량기.