KR20040073897A - 수도계량기 동파 방지 장치 - Google Patents

수도계량기 동파 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수도계량기 동파 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 전원으로부터 전기를 공급받을 필요가 없을 뿐만 아니라 기존의 수도계량기를 교체하지 않고 간단하게 설치되는 수도계량기 동파 방지 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수도계량기 동파 방지 장치는 수도계량기로부터 배수지로 이어지는 관로상에 설치되고, 상기 수도계량기로부터 상기 배수지로 흐르는 수도물의 유동에너지를 전기에너지로 전환하여 출력하는 발전장치와, 상기 발전장치로부터 출력된 전기에너지를 공급받아 저장하고, 충전된 전기에너지를 출력하는 충전장치와, 상기 수도계량기의 외부에 설치되고, 상기 충전장치로부터 출력된 전기에너지를 공급받아 열에너지로 전환하고, 상기 열에너지로 상기 수도계량기를 가열하는 전열장치와, 상기 충전장치와 상기 전열장치 사이에 설치되며, 일정 이하의 온도에서 상기 충전장치로부터 출력된 전기에너지가 상기 전열장치에 공급되도록 전기에너지의 흐름을 개폐하는 스위칭장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수도계량기 동파 방지 장치{APPARATUS FOR PROTECTING WATER-METER'S BEING FROZEN TO BURST}
본 발명은 수도계량기 동파 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 전원으로부터 전기를 공급받을 필요가 없을 뿐만 아니라 기존의 수도계량기를 교체하지 않고 간단하게 설치되는 수도계량기 동파 방지 장치에 관한 것이다.
수도계량기는 상수의 사용량을 계량하기 위한 것으로 일반적으로 공급원에 연결된 공급관로와 배수지에 연결된 배수관로 사이에 설치된다. 그런데, 상기 수도계량기는 사용량의 체크를 위하여 검침자의 접근이 용이하도록 노출되기 때문에기온이 낮은 경우에 동파되기 쉽다. 상기와 같이 동파된 수도계량기의 교체에는 많은 비용이 소요된다. 따라서, 수도계량기의 동파을 방지하고자 수도계량기를 외부와 단열시키거나 수도계량기를 가열하는 다양한 시도가 있었다. 특히, 기온이 아주 낮은 경우에는 수도계량기를 단순히 단열시키는 방식으로는 수도계량기의 동파를 방지할 수 없기 때문에 수도계량기 주위의 온도가 일정 이하로 내려가면 전열을 이용하여 상기 수도계량기를 가열하는 방식이 더 효과적이다. 대한민국 공개특허공보 특2002-0001698호, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0192013호, 대한민국 공개특허공보 특2001-0069680호는 상기와 같이 전열을 이용하여 수도계량기를 가열하는 수도계량기 동파 방지 장치가 개시되어 있다. 한편, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0300980호에는 수도계량기 내부의 수온이 일정 이하로 내려가면 수도계량기 내부의 물을 강제로 순환시키는 방식의 수도계량기 동파 방지 장치가 개시되어 있다.
상기와 같은 종래의 수도계량기 동파 방지 장치는 수도계량기를 가열하거나 수도계량기 내부의 물을 강제로 순환시키기 위한 에너지원으로 가정용 전기를 사용한 방식이다. 그런데, 일반적으로 수도계량기는 건물의 외부에 위치되기 때문에 가정용 전원을 공급받을 수 있는 위치로부터 멀리 떨어져 있다. 따라서, 종래의 수도계량기 동파 장치를 사용하려면 상기 수도계량기가 위치된 곳까지 가정용 전원을 공급하기 위한 전선을 설치해야하는데, 상기 전선을 설치하는 작업은 매우 번거롭다.
또한, 수도계량기가 설치된 곳은 습도가 높기 때문에 전기를 사용하는 장치가 설치되기에는 부적한 환경을 갖고 있다. 따라서, 종래의 수도계량기 동파 방지 장치는 동파 방지 장치에서 발생된 누전 등이 가정용 전원 전체에 나쁜 영향을 미치게 된다.
특히, 상기 대한민국 공개특허공보 특2001-0069680호와 대한민국 등록실용신안공보 제20-0300980호에는 동파 방지 장치가 수도계량기와 일체로 되어 있기 때문에 기존에 설치된 수도계량기를 활용할 수 없다.
본 발명은 종래의 수도계량기 동파 장지 장치의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 자체적으로 전기에너지를 발생시켜 저장하고, 그 전기에너지로 수도계량기를 가열함으로써 가정용 전원을 사용할 필요가 없는 수도계량기 동파 방지 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 기존의 수도계량기에 설치됨으로써 수도계량기를 교체할 필요가 없는 수도계량기 동파 방지 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수도계량기 동파 방지 장치를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수도계량기 동파 방지 장치의 구성을 개념적으로 도시한 블럭도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수도계량기 동파 방지 장치를 구성하는 발전장치의 일실시예를 도시한 단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수도계량기 동파 방지 장치를 구성하는 전열장치를 도시한 사시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수도계량기 동파 방지 장치를 구성하는 발전장치의 다른 실시예를 도시한 단면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10 수도계량기함 12 공급관로
13 배수관로 20,80 발전장치
21,81 하우징 22,82 격막
23,83 터빈실 23a,83a 유입구
23b,83b 유출구 24,84 발전실
25,85 회전축 26,86 밀봉부재
27,87 터빈 28,88 고정자
29,89 회전자 40 충전장치
41 조정기 42 정류기
43 충전회로 44 충전지
50 발열장치 51 단열패드
51a 외피 51b 내피
54 열선 56 검침기보온부
56a 측면부 56b 검침창
70 스위칭장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수도계량기 동파 방지 장치는, 수도계량기로부터 배수지로 이어지는 관로상에 설치되고, 상기 수도계량기로부터 상기 배수지로 흐르는 수도물의 유동에너지를 전기에너지로 전환하여 출력하는 발전장치와, 상기 발전장치로부터 출력된 전기에너지를 공급받아 저장하고, 충전된 전기에너지를 출력하는 충전장치와, 상기 수도계량기의 외부에 설치되고, 상기 충전장치로부터 출력된 전기에너지를 공급받아 열에너지로 전환하고, 상기 열에너지로 상기 수도계량기를 가열하는 전열장치와, 상기 충전장치와 상기 전열장치 사이에 설치되며, 일정 이하의 온도에서 상기 충전장치로부터 출력된 전기에너지가 상기 전열장치에 공급되도록 전기에너지의 흐름을 개폐하는 스위칭장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 상기 발전장치로 수도물의 사용시 발생되는 수도물의 유동을 이용하여 전기를 발생시킬 수 있으며, 상기 충전장치로 상기 발전장치가 발생시킨 전기를 저장할 수 있기 때문에 가정용 전원과 같은 별도의 전원으로부터 전기를 공급받을 필요가 없게 된다. 또한, 상기 전열장치는 기존의 수도계량기 외부에 설치되기 때문에 본 발명은 기존의 수도계량기를 그대로 활용할 수 있게 된다. 또한, 상기 스위칭장치는 수도계량기가 동파될 수 있는 온도 이하로 내려가면 상기 충전장치로부터 상기 전열장치에 전원을 공급하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 수도계량기 동파 방지 장치는, 상기 발전장치는 중앙에 축삽입구멍이 형성된 격막과, 외벽에 상기 축삽입구멍의 축선과 수직으로 꼬인 축선을 따라 서로 대향되게 형성된 유입구 및 유출구를 가지며 상기 축삽입구멍과 동축이 되도록 상기 격막의 일측면에 형성된 원통형의 터빈실과, 상기 축삽입구멍과 동축이 되도록 상기 격막의 타측면에 형성된 원통형의 발전실을 구비한 하우징과, 양단부 각각이 상기 격막 양측으로 노출되어 터빈실과 발전실 각각에 위치되도록 상기 축삽입구멍에 삽입되어 상기 하우징에 회전가능하게 설치된 회전축과, 상기 회전축의 외주면과 상기 축삽입구멍의 내주면 사이에 설치된 환형의 밀봉부재와, 몸통 중심에 축고정구멍이 형성되고, 몸통 외주면에 복수의 날개가 돌출 형성되며, 상기 회전축과 일체로 회전하도록 상기 축고정구멍이 상기 터빈실에 위치된 상기 회전축의 일단부에 압입 고정된 터빈과, 상기 발전실의 내벽에 설치된 고정자와, 상기 고정자와 일정한 공극을 갖도록 상기 발전실의 내부에 위치된 회전축의 타단부에 고정된 회전자와, 상기 회전자 또는 상기 고정자에 연결되어 상기 하우징의 외부로 노출된 인출단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수도계량기 동파 방지 장치는, 상기 발전장치는 중앙에 축삽입구멍이 형성된 격막과, 상기 축삽입구멍의 축선의 축선을 따라 외벽에 형성된 유입구와 상기 축삽입구멍의 축선과 일정한 각도로 만나는 축선을 따라 외벽에 형성된 유출구를 가지며 상기 격막의 일측면에 형성된 터빈실과, 상기 축삽입구멍과 동축이 되도록 상기 격막의 타측면에 형성된 원통형의 발전실을 구비한 하우징과, 양단부 각각이 상기 격막 양측으로 노출되어 터빈실과 발전실 각각에 위치되도록 상기 축삽입구멍에 삽입되어 상기 하우징에 회전가능하게 설치된 회전축과, 상기 회전축의 외주면과 상기 축삽입구멍의 내주면 사이에 설치된 환형의 밀봉부재와, 몸통 중심에 축고정구멍이 형성되고, 몸통 외주면에 복수의 프로펠러 형상의 날개가 돌출 형성되며, 상기 회전축과 일체로 회전하도록 상기 축고정구멍이 상기 터빈실에 위치된 상기 회전축의 일단부에 압입 고정된 터빈과, 상기 발전실의 내벽에 설치된 고정자와, 상기 고정자와 일정한 공극을 갖도록 상기 발전실의 내부에 위치된 회전축의 타단부에 고정된 회전자와, 상기 회전자 또는 상기 고정자에 연결되어 상기 하우징의 외부로 노출된 인출단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 발전장치는 수도물의 유동으로 회전하는터빈과 발전기가 일체로 구성되어 있기 때문에 그 구성이 간단하고, 상기 수도계량기와 배수관로 사이에 용이하게 설치된다.
또한, 본 발명에 따른 수도계량기 동파 방지 장치는, 상기 전열장치는 가요성과 단열성 및 내열성을 갖는 판형상의 외피와 가요성과 내열성을 가지며 상기 외피의 일면에 부착된 판형상의 내피로 이루어지며, 중앙에 구멍이 형성된 단열패드와, 상기 외피와 내피 사이에 매설되고 양단은 도선을 통하여 상기 충전장치에 연결된 열선과, 상기 외피 측에서 단열패드의 구멍 가장자리로부터 원통형으로 일정높이 돌출형성된 단열성 재질의 측면부와 상기 측면부의 상부 입구에 설치된 투명 재질의 검침창을 갖는 검침기보온부와, 상기 외피의 타면에 설치된 벨크로패스너를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 본 발명의 상기 전열장치는 상기 수도계량기를 완전히 둘러싸기 때문에 외부 공기와의 단열이 확실히 이루어질 뿐만 아니라, 발생된 전열은 수도계량기 전체에 골고루 전달된다.
또한, 본 발명에 따른 수도계량기 동파 방지 장치는, 상기 충전장치는 도선으로 상기 발전장치의 인출단에 연결되며 변동 전압을 일정한 전압으로 수정하는 조정기와, 상기 조정기에 연결되며 교류를 직류로 전환시키는 정류기와, 상기 정류기에 연결된 충전회로와, 상기 충전회로에 연결되며 전기에너지를 저장하는 충전지를 구비하고, 상기 전열장치는 가요성과 단열성 및 내열성을 갖는 판형상의 외피와 가요성과 내열성을 가지며 상기 외피의 일면에 부착된 내피로 이루어지며, 중앙에 구멍이 형성된 단열패드와, 상기 외피와 내피 사이에 매설되고 양단은 도선을 통하여 상기 충전지에 연결된 열선과, 상기 외피 측에서 단열패드의 구멍 가장자리로부터 원통형으로 일정높이 돌출형성된 단열성 재질의 측면부와 상기 측면부의 상부 입구에 설치된 투명 재질의 검침창을 갖는 검침기보온부와, 상기 외피의 타면에 설치된 벨크로패스너를 구비하며, 상기 스위칭수단은 상기 열선의 일단과 상기 방전장치 사이에 연결된 상기 도선상에 설치되고, 일정 온도 이하에서 단락되는 바이메탈스위치인 것을 특징으로 한다.
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 수도계량기 동파 방지 장치를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수도계량기 동파 방지 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수도계량기 동파 방지 장치의 구성을 개념적으로 도시한 블럭도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수도계량기 동파 방지 장치를 구성하는 발전장치를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수도계량기 동파 방지 장치를 구성하는 전열장치를 도시한 사시도이이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수도계량기 동파 방지 장치를 구성하는 발전장치의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수도계량기 동파 방지 장치는 수도계량기와 함께 수도계량기함(10)의 내부에 설치된다. 상기 수동계량기 동파 방지 장치는 발전장치(20,80)와, 충전장치(40)와, 발열장치(50), 및 스위칭장치(70)를 포함한다.
상기 발전장치(20,80) 수도계량기로부터 배수지로 이어지는 배수 관로(13)상에 설치되며, 수도계량기로부터 배수지로 흐르는 수도물의 유동에너지를 전기에너지로 전환하여 출력하는 장치이다. 본 발명의 특징은 수도물의 유동에 의해 회전력을 얻는 터빈 부분과 상기 터빈의 회전으로 전기를 발생시키는 발전기 부분이 하나의 하우징에 일체로 조립되어 있다는 점이다. 상기와 같은 특징을 갖는 상기 발전장치(20,80)는 하우징(21,81)과, 회전축(25,85)과, 밀봉부재(26,86)와, 터빈(27,87)과, 고정자(28,88)와, 회전자(29,89), 및 인출단(38)을 포함하며, 도 2와 도 5에 각각 다른 실시예가 도시되어 있다.
우선, 도 2에 도시된 발전장치(20)을 설명하기로 한다.
상기 하우징(21)은 전체적으로 원통형상이며, 격막(22)과 상기 격막(22)의 양측에 위치되어 상기 격막(22)에 의해 서로 격리된 터빈실(23)과 발전실(24)을 갖는다. 상기 격막(22)의 중앙에는 상기 회전축(25)이 회전가능하게 삽입되는 축삽입구멍(22a)이 형성된다. 상기 터빈실(23)은 원통형이고, 상기 축삽입구멍(22a)과 동축이 되도록 상기 격막(22)의 일측면에 형성된다. 상기 터빈실(23)의 외벽에는 수도계량기의 출구에 연결되는 유입구(23a)와 배수 관로(13)의 입구에 연결되는 유출구(23b)가 서로 대향되게 형성된다. 그런데, 수도물의 유동으로 터빈(27)이 회전되기 위해서는 상기 터빈(27)의 회전 중심이 되는 축선과 상기 유입구(23a) 및 유출구(23b)의 축선이 서로 수직으로 꼬인 관계가 되어야 한다. 즉, 상기 유입구(23a) 및 유출구(23b)는 상기 터빈실(23)의 외벽에 상기 축삽입구멍(22a)의 축선과 수직으로 꼬인 축선을 따라 서로 대향되게 형성된다. 상기 상기 터빈실(23)의 내부에는 터빈(27)이 회전가능하게 설치된다. 상기 발전실(24)은 원통형이고, 상기 축삽입구멍(22a)과 동축이 되도록 상기 격막(22)의 타측면에 형성된다. 상기 발전실(24)의 내부에는 고정자(28) 및 회전자(29) 등이 설치된다.
상기 회전축(25)은 상기 축삽입구멍(23a)에 삽입되어 양단부 각각이 상기 격막(22) 양측으로 노출되어 터빈실(23)과 발전실(24) 각각에 위치되도록 상기 하우징(21)에 회전 가능하게 설치된다. 도면을 참조하면, 상기 회전축(25)의 일단은 상기 격막(22)과 대향되게 터빈실(23)의 일측 입구에 설치된 터빈실캡(31)의 중앙에 형성된 구멍(31a)에 삽입되고, 타단은 상기 격막(22)과 대향되게 발전실(24)의 일측 입구에 설치된 발전실캡(32)의 중앙에 형성된 구멍(32a)에 삽입된다. 상기 터빈실(23)과 발전실(24)에 위치된 양단부 각각에는 터빈(27)과 회전자(29)가 고정된다. 즉, 상기 격막(22)과 터빈실캡(31) 사이에 위치된 상기 회전축(25)의 일단부에 상기 터빈(27)이 고정되고, 상기 격막(22)과 상기 발전실캡(32) 사이에 위치된 상기 회전축(25)의 타단부에 상기 회전자(29)가 고정된다. 한편, 일반적으로 상기 회전축(25)이 원활히 회전되도록 상기 회전축(25)은 상기 회전축(25)이 삽입된 구멍(23a,31a,32a) 각각에 설치된 베어링(33)에 의해 지지된다.
한편, 상기 터빈실(23)에는 수도물이 채워지기 때문에 밀봉되는 것이 중요해진다. 즉, 상기 회전축(25)의 외주면과 상기 축삽입구멍(22a)의 내주면 사이에는 환형의 실링재인 밀봉부재(26)가 설치된다. 또한, 상기 회전축(25)의 외주면과 상기 터빈실캡(31)의 구멍(31a) 내주면 사이 및 상기 터빈실캡(31)과 상기 터빈실(23)이 맞닿는 부분 각각에도 밀봉부재(26a,26b)가 설치된다.
상기 터빈(27)은 상기 유입구(23a)로 유입되어 상기 유출구(23b)로 유출되면서 상기 터빈실(23)의 내부에서 유동되는 수도물의 유동으로부터 회전력을 얻기 위한 것으로, 몸통(27a) 중심에 축고정구멍(27b)이 형성되고, 몸통(27a) 외주면에 복수의 날개(27c)가 돌출 형성된다. 상기 터빈(27)은 상기 회전축(25)과 일체로 회전하도록 상기 축고정구멍(27b)이 상기 터빈실(23)에 위치된 상기 회전축(25)의 일단부에 압입 고정된다.
상기 고정자(28)는 상기 발전실(24)의 내벽에 설치된다. 상기 회전자(29)는 상기 고정자(28)와 일정한 공극을 갖도록 상기 발전실(24)의 내부에 위치된 회전축(25)의 타단부에 고정된다. 상기 고정자(28)와 회전자(29) 중 하나는 영구자석이고 다른 하나는 코일이 된다. 도면에는 회전자(29)가 코일이되고 상기 회전자(29)는 브러시(37)를 통하여 인출단(38)에 연결된 실시예가 도시되어 있다. 즉, 상기 인출단(38)은 상기 회전자(29) 또는 고정자(28)중에서 코일이 되는 것에 연결되어 상기 하우징의 외부로 노출된다.
다음으로 도 5에 도시된 발전장치(80)을 설명하면 다음과 같다.
상기 하우징(81)은 중앙에 축삽입구멍이 형성된 격막(82)과, 상기 축삽입구멍의 축선의 축선을 따라 외벽에 형성된 유입구(83a)와 상기 축삽입구멍의 축선과 일정한 각도로 만나는 축선을 따라 외벽에 형성된 유출구(83b)를 가지며 상기 격막(82)의 일측면에 형성된 터빈실(83)과, 상기 축삽입구멍과 동축이 되도록 상기 격막(82)의 타측면에 형성된 원통형의 발전실(84)을 구비한다.
상기 회전축(85)는 양단부 각각이 상기 격막(82) 양측으로 노출되어 터빈실(83)과 발전실(84) 각각에 위치되도록 상기 축삽입구멍에 삽입되어 상기 하우징(81)에 회전가능하게 설치된다.
상기 밀봉부재(86)는 환형의 실링재로서, 상기 회전축(85)의 외주면과 상기 축삽입구멍의 내주면 사이에 설치된다.
상기 터빈(87)은 몸통 중심에 축고정구멍이 형성되고, 몸통 외주면에 복수의 프로펠러 형상의 날개가 돌출 형성되며, 상기 회전축(85)과 일체로 회전하도록 상기 축고정구멍이 상기 터빈실에 위치된 상기 회전축(85)의 일단부에 압입 고정된다.
상기 발전실(84)의 내벽에는 고정자(88)이 설치되며, 회전자(89)는 상기 고정자(88)와 일정한 공극을 갖도록 상기 발전실(84)의 내부에 위치된 회전축(85)의 타단부에 고정된다.
또한, 도면에 미도시된 인출단은 상기 회전자(89) 또는 상기 고정자(88)에 연결되어 상기 하우징(81)의 외부로 노출된다.
상기와 같은 구성을 갖는 발전장치는 사용자가 수도물을 사용하면, 상기 수도계량기로부터 유입되어 상기 터빈실(23,83)의 내부를 지나 배수관로로 유출되는 수도물의 유동에 의해 상기 터빈(27,87)이 회전하게 되고 상기 회전자(29,89)에 전기에너지가 유기된다. 상기와 같이 발생된 전기에너지는 상기 인출단(38)을 통해 출력된다..
상기 충전장치(40)는 상기 발전장치(20)로부터 출력된 전기에너지를 공급받아 저장하고, 충전된 전기에너지를 출력하는 장치이다. 상기 충전장치(40)는 도선(39)으로 상기 발전장치(20)의 인출단(38)에 연결되며 변동 전암을 일정한 전압으로 수정하는 조정기(41)와, 상기 조정기(41)에 연결되며 교류를 직류로 전화시키는 정류기(42)와, 상기 정류기(42)에 연결된 충전회로(43)와, 상기 충전회로(43)에 연결되며 전기에너지를 저장하는 충전지(44)를 구비한다. 상기 충전회로(40)를 구성하는 상기 조정기(41), 정류기(42), 충전회로(43), 및 충전지(44)는 잘 알려진 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 전열장치(50)는 상기 충전장치(40)로부터 출력된 전기에너지를 공급받아 열에너지로 전환하고, 상기 열에너지로 수도계량기를 가열하는 전열장치로서, 상기 수도계량기의 외부에 설치된다. 도면을 참조하면, 상기 전열장치(50)는 단열패드(51)와, 열선(54)과, 검침기보온부(56), 및 벨크로패스너(58)를 포함한다.
상기 단열패드(51)는 상기 수도계량기의 몸체를 감싸는 부분이다. 상기 단열패드(51)는 가요성과 단열성 및 내열성을 갖는 판형상의 외피(51a)와 가요성과 내열성을 가지며 상기 외피(51a)의 일면에 부착된 판형상의 내피(51b)로 이루어진다. 상기 단열패드(51)는 상기 수도계량기의 외부를 감싸기 때문에 잘 접혀지는 성질인 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단열패드(51)의 내부에는 열선(54)가 매설되기 때문에 내열성을 가져야 한다. 한편, 상기 열선(54)에 의해 발생된 열은 상기 수도계량기 측으로 잘 이동되어야 하고 외부로는 유출되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 외피(51a)는 단열성을 갖고 상기 외피(51b)는 단열성을 갖지 않는 재질로 이루어 지는 것이 바람직하다. 한편, 상기 검침기보온부(56)의 형성을 위하여 상기 단열패드(51)의 중앙에는 구멍이 형성된다.
상기 열선(54)은 상기 충전장치(40)로부터 공급된 전기를 공급받아 열을 발생시키는 부분으로서, 상기 외피(51a)와 내피(51b) 사이에 매설되고 양단은 도선을 통하여 상기 충전장치(40)의 충전지(44)에 연결된다.
상기 검침기보온부(56)는 수도계량기의 검침기를 감싸 단열하기 위한 것으로 단열성을 갖는 재질로 이루어지며, 상기 단열패드(51)의 구멍 가장자리로부터 상기 외피(51a) 측에서 원통형으로 일정 높이 돌출형성된 측면부(56a)와 상기 측면부(51a)의 상부 입구에 설치된 투명 재질의 검침창(56b)를 갖는다.
상기 벨크로패스너(58)는 수도계량기의 몸체를 감싼 상기 단열패드(51)의 양단을 서로 연결시킴으로써 상기 전열장치(50)를 수도계량기에 고정시키기 위한 것로, 상기 단열패드(51)의 외면에 설치된다. 즉, 상기 벨크로패스너(58)는 상기 외피(51a)의 타면에 설치된다.
상기 스위칭장치(70)는 수도계량기함(10)의 내부의 온도가 일정 이하의 온도가 되면 상기 충전장치(40)로부터 상기 전열장치(50)로 이어진 도선을 단락시키는 장치로서, 상기 충전장치(40)와 상기 전열장치(50)를 연결하는 도선(71) 상에 설치된다. 즉, 상기 스위칭장치(70)는 상기 열선(54)의 일단과 상기 방전장치(45) 사이에 연결된 도선(71)상에 설치된다. 상기 스위칭장치(70)는 온도가 일정 이하로 내려가면 단락되도록 구성된 바이메탈스위치를 사용하는 것이 편리하다. 물론 상기 스위칭장치(70)를 열감지 센서와 상기 센서에 의해 구동되는 접점스위치로도 구성되어 질 수 있으나 상기 열감지 센서 및 상기 접점스위치의 구동에 전원이 필요하므로 본 발명과 같이 충전된 전기에너지를 사용하는 장치에는 적당하지 않다. 한편, 수도물은 0℃에서 얼기 시작한다. 따라서, 상기 스위칭장치(70)는 온도가 0℃가 되기 전인 2℃∼4℃ 정도에서 단락되도록 설정되는 것이 바람직하다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.
본 발명은 평상시 수도물을 사용하는 경우에 상기 충전장치의 충전지에 전기가 충전된다. 즉, 수도물을 사용하면 수도계량기를 지나 상기 터빈실로 유입된 수도물은 터빈실을 지나면서 터빈을 회전시킨다. 따라서, 상기 터빈과 일체로 회전하는 회전자에는 전기가 유기되고 이 전기는 충전기에 충전된다. 한편, 상기 스위칭장치는 기온이 높은 경우에는 개방되어 있다가 기온이 일정 이하의 온도로 내려가면 단락된다. 그리고, 상기 수도계량기에는 전열장치가 상기 수도계량기의 몸체와 검침기를 감싸도록 설치된다. 따라서, 기온이 일정 이하로 내려가면 상기 스위칭장치는 단락되게 되고, 충전장치의 충전지로부터 전열장치의 열선에 전기가 흐르게 된다. 이에 따라, 상기 열선에는 열이 발생되고 이 열은 상기 수도계량기에 전달됨으로써 수도계량기는 얼지 않게 된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 수도계량기 동파 방지 장치는 수도물의 유동을 이용하여 전기를 발생시키고 이를 저장하는 장치를 구비하고 있기 때문에 가정용 전원과 같은 별도의 전원 사용할 필요가 없는 장점을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 수도계량기 동파 방지 장치는 발전장치를 기존의 수도계량기와 배수관로 사이에 간단히 설치할 수 있고 발열장치는 기존의 수도계량기 외부에 설치되기 때문에 그 설치가 간단하고 기존의 수도계량기를 교체할 필요가없는 장점을 갖는다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (5)

  1. 수도계량기로부터 배수지로 이어지는 관로상에 설치되고, 상기 수도계량기로부터 상기 배수지로 흐르는 수도물의 유동에너지를 전기에너지로 전환하여 출력하는 발전장치와,
    상기 발전장치로부터 출력된 전기에너지를 공급받아 저장하고, 충전된 전기에너지를 출력하는 충전장치와,
    상기 수도계량기의 외부에 설치되고, 상기 충전장치로부터 출력된 전기에너지를 공급받아 열에너지로 전환하고, 상기 열에너지로 상기 수도계량기를 가열하는 전열장치와,
    상기 충전장치와 상기 전열장치 사이에 설치되며, 일정 이하의 온도에서 상기 충전장치로부터 출력된 전기에너지가 상기 전열장치에 공급되도록 전기에너지의 흐름을 개폐하는 스위칭장치를 포함하는 수도계량기 동파 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발전장치는 중앙에 축삽입구멍이 형성된 격막과, 외벽에 상기 축삽입구멍의 축선과 수직으로 꼬인 축선을 따라 서로 대향되게 형성된 유입구 및 유출구를 가지며 상기 축삽입구멍과 동축이 되도록 상기 격막의 일측면에 형성된 원통형의 터빈실과, 상기 축삽입구멍과 동축이 되도록 상기 격막의 타측면에 형성된 원통형의 발전실을 구비한 하우징과,
    양단부 각각이 상기 격막 양측으로 노출되어 터빈실과 발전실 각각에 위치되도록 상기 축삽입구멍에 삽입되어 상기 하우징에 회전가능하게 설치된 회전축과,
    상기 회전축의 외주면과 상기 축삽입구멍의 내주면 사이에 설치된 환형의 밀봉부재와,
    몸통 중심에 축고정구멍이 형성되고, 몸통 외주면에 복수의 날개가 돌출 형성되며, 상기 회전축과 일체로 회전하도록 상기 축고정구멍이 상기 터빈실에 위치된 상기 회전축의 일단부에 압입 고정된 터빈과,
    상기 발전실의 내벽에 설치된 고정자와,
    상기 고정자와 일정한 공극을 갖도록 상기 발전실의 내부에 위치된 회전축의 타단부에 고정된 회전자와,
    상기 회전자 또는 상기 고정자에 연결되어 상기 하우징의 외부로 노출된 인출단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수도계량기 동파 방지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발전장치는 중앙에 축삽입구멍이 형성된 격막과, 상기 축삽입구멍의 축선의 축선을 따라 외벽에 형성된 유입구와 상기 축삽입구멍의 축선과 일정한 각도로 만나는 축선을 따라 외벽에 형성된 유출구를 가지며 상기 격막의 일측면에 형성된 터빈실과, 상기 축삽입구멍과 동축이 되도록 상기 격막의 타측면에 형성된 원통형의 발전실을 구비한 하우징과,
    양단부 각각이 상기 격막 양측으로 노출되어 터빈실과 발전실 각각에 위치되도록 상기 축삽입구멍에 삽입되어 상기 하우징에 회전가능하게 설치된 회전축과,
    상기 회전축의 외주면과 상기 축삽입구멍의 내주면 사이에 설치된 환형의 밀봉부재와,
    몸통 중심에 축고정구멍이 형성되고, 몸통 외주면에 복수의 프로펠러 형상의 날개가 돌출 형성되며, 상기 회전축과 일체로 회전하도록 상기 축고정구멍이 상기 터빈실에 위치된 상기 회전축의 일단부에 압입 고정된 터빈과,
    상기 발전실의 내벽에 설치된 고정자와,
    상기 고정자와 일정한 공극을 갖도록 상기 발전실의 내부에 위치된 회전축의 타단부에 고정된 회전자와,
    상기 회전자 또는 상기 고정자에 연결되어 상기 하우징의 외부로 노출된 인출단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수도계량기 동파 방지 장치.
  4. 제1항 내지 제 3항중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 전열장치는 가요성과 단열성 및 내열성을 갖는 판형상의 외피와 가요성과 내열성을 가지며 상기 외피의 일면에 부착된 판형상의 내피로 이루어지며, 중앙에 구멍이 형성된 단열패드와,
    상기 외피와 내피 사이에 매설되고 양단은 도선을 통하여 상기 충전장치에 연결된 열선과,
    상기 외피 측에서 단열패드의 구멍 가장자리로부터 원통형으로 일정높이 돌출형성된 단열성 재질의 측면부와 상기 측면부의 상부 입구에 설치된 투명 재질의검침창을 갖는 검침기보온부와,
    상기 외피의 타면에 설치된 벨크로패스너를 포함하는 것을 특징으로 하는 수도계량기 동파 방지 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 충전장치는 도선으로 상기 발전장치의 인출단에 연결되며 변동 전압을 일정한 전압으로 수정하는 조정기와, 상기 조정기에 연결되며 교류를 직류로 전환시키는 정류기와, 상기 정류기에 연결된 충전회로와, 상기 충전회로에 연결되며 전기에너지를 저장하는 충전지를 구비하고,
    상기 전열장치는 가요성과 단열성 및 내열성을 갖는 판형상의 외피와 가요성과 내열성을 가지며 상기 외피의 일면에 부착된 내피로 이루어지며, 중앙에 구멍이 형성된 단열패드와, 상기 외피와 내피 사이에 매설되고 양단은 도선을 통하여 상기 충전지에 연결된 열선과, 상기 외피 측에서 단열패드의 구멍 가장자리로부터 원통형으로 일정높이 돌출형성된 단열성 재질의 측면부와 상기 측면부의 상부 입구에 설치된 투명 재질의 검침창을 갖는 검침기보온부와, 상기 외피의 타면에 설치된 벨크로패스너를 구비하며,
    상기 스위칭수단은 상기 열선의 일단과 상기 방전장치 사이에 연결된 상기 도선상에 설치되고, 일정 온도 이하에서 단락되는 바이메탈스위치인 것을 특징으로 하는 수도계량기 동파 방지 장치.
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