KR20090095781A - 단위 회전자석을 이용한 유량 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단위회전자석을 이용하여 탱크 내에 수용된 액체의 양을 측정하는 장치에 관한 것으로, 액체 탱크 상부에 설치되는 지지 몸체; 상기 지지 몸체 내부에 좌우로 회전 가능하게 설치되는 회전자석; 상기 회전자석 상부에 마주보게 설치되며, 상부에는 지시바늘이 연결 조립되는 접극자석; 상기 회전자석 하부에 다이얼 눈금을 등분한 개수만큼 단계적으로 회전한 각도로 적층되는 복수개의 단위회전자석 층을 갖는 회전축; 및 상기 회전축 둘레에 승하강 가능하게 설치되며, 상부에는 서로 마주보게 1쌍의 상하이동자석이 설치되는 플로터를 포함하여 구성되며, 상기 접극자석은 상기 상하이동자석 승하강시 회전되는 단위회전자석 층의 회전에 따라 일정 각도로 회전하는 상기 회전자석에 의해 연동하여 상부의 지시바늘을 작동시켜 탱크 내의 유량을 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 단순한 구조로서 액체 탱크 내에 충전되는 액체의 양을 전기적 장치 없이도 정확하게 측정하여 표시할 수 있도록 구성되므로, 고장발생률 및 시행 오차를 현저히 감소시켜 효과적인 탱크 내 유량 측정 작업이 가능하도록 한 이점이 있다.

자석, 유량, 측정장치, 플로터

Description

단위 회전자석을 이용한 유량 측정장치 {Measurement device for liquid volume using rotor-magnet unit}

본 발명은 액체 탱크 내에 수용된 액체의 양을 측정하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기적 제어없이 기계적 작동만으로 탱크 내에 충전된 물이나 기름 등의 유량을 효과적으로 측정하여 표시할 수 있도록 한 단위회전자석을 이용한 유량 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러나 기름난로와 같은 기구에는 물 또는 기름 등의 액체를 수용하는 탱크 및 상기 탱크에 주입된 액체의 양을 정확하게 측정하여 표시하기 위한 장치가 함께 구비되는 바, 종래의 유량 측정장치는 구조가 너무 복잡하고 고장도 잦아 장치의 효율성이 저하됨은 물론 유지보수비용이 너무 높아지는 문제점이 있었다. 이에 최근 들어 전자적 장치를 사용한 유량 측정장치들이 일부 개시되어 있으나, 이 경우 기계적 장치에 비해 현저히 차별화된 효율성을 나타내는 것이 아님에도 불구하고 상대적으로 제작상의 단가는 크게 상승되므로 이는 제품의 부가가치를 저하시키는 원인이 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 물 또는 기름 등의 액체가 수용되는 탱크 내의 충전 수위를 전기적 장치 없이 무전원으로 정확하게 측정하여 표시할 수 있도록 구성함으로써, 종래의 유량 측정장치에 비해 제조단가의 차이가 거의 없으면서도 고장발생률과 시행 오차는 현저히 감소시켜 효과적으로 활용할 수 있는 단위회전자석을 이용한 유량 측정장치를 제공하는데 주된 목적이 있다.

상기의 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 단위회전자석을 이용한 유량 측정장치는, 액체 탱크 상부에 설치되는 지지 몸체; 상기 지지 몸체 내부에 좌우로 회전 가능하게 설치되는 회전자석; 상기 회전자석 상부에 마주보게 설치되며, 상부에는 지시바늘이 연결 조립되는 접극자석; 상기 회전자석 하부에 다이얼 눈금을 등분한 개수만큼 단계적으로 회전한 각도로 적층되는 복수개의 단위회전자석 층을 갖는 회전축; 및 상기 회전축 둘레에 승하강 가능하게 설치되며, 상부에는 서로 마주보게 1쌍의 상하이동자석이 설치되는 플로터를 포함하여 구성되며, 상기 접극자석은 상기 상하이동자석 승하강시 회전되는 단위회전자석 층의 회전에 따라 일정 각도로 회전하는 상기 회전자석에 의해 연동하여 상부의 지시바늘을 작동시켜 탱크 내의 유량을 표시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전축 둘레에는 적층된 단위회전자석을 지지하도록 회전관이 설 치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전관 둘레에는 액체가 상기 회전관에 직접 접촉되는 것을 차단하도록 보호관이 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유량 측정장치는, 상기 회전축이 단위회전자석을 비자성체 물질로 된 스페이서에 압입되어 적층되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 지지 몸체는 상부에 상기 접극자석을 내부에 설치하도록 별도의 다이얼 유니트가 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 단위회전자석을 이용한 유량 측정장치는, 액체 탱크 내에 충전되는 유량을 전기적 장치 없이도 정확하게 측정하여 표시할 수 있도록 구성되므로, 종래의 유량 측정장치에 비해 고장발생률 및 시행 오차를 현저히 감소시켜 효과적인 유량 측정 작업이 가능하도록 한 유용한 발명인 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 유량 측정장치의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1 중 단위회전자석과 상하이동자석의 작동구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1 중 단위회전자석과 스페이서(spacer)의 적층구조를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 유량 측정장치는, 내부에 일정량의 물 또는 기름 등의 액체가 충전될 수 있도록 공간부를 구비한 액체 탱크(1)와, 상기 탱크(1) 상부에 나사(7a) 등의 고정수단을 이용하여 설치되는 지지 몸체(7)로 이루어진다. 상기 탱크(1) 상부에는 외부로부터 액체를 내부에 공급하기 위한 주입구(2) 및 휘발성 액체의 경우 내부에 액체가 밀폐 충전되었을 때 자칫 폭발할 수 있는 위험성을 미연에 방지하기 위한 통풍구(21)가 적어도 하나 이상 형성된다.

그리고, 상기 지지 몸체(7) 내부에는 소정의 공간부가 형성되어 상기 공간부에 좌우로 회전 가능하게 회전자석(12)이 설치되되, 상기 회전자석(12) 하부에는 상기 회전자석(12)을 회전 가능하게 지지하도록 축(9)이 연결되고, 상기 회전자석(12) 상부에는 상기 회전자석(12)의 움직임에 따라 연동하여 회전하도록 상기 회전자석(12)에 마주보게 접극자석(14)이 설치되며, 상기 접극자석(14) 상부에는 측정된 유량에 따라 다이얼 눈금을 가리켜 탱크(1) 내에 채워진 유량을 정확하게 표시할 있도록 지시바늘(15)이 연결 조립된다.

상기 회전자석(12) 하부에 연결된 축에는 상기 다이얼 눈금을 등분한 개수만큼 단계적으로 회전한 각도로 복수개의 단위회전자석(6)이 적층하여 설치되고, 상기 회전자석(12) 하부에는 상하에 적층되는 단위회전자석(6)들을 서로 일정한 간격으로 유지할 수 있도록 비자성체 물질로 된 스페이서(3)가 각각 결합됨이 바람직하다.

또한, 상기 단위회전자석(6) 층 둘레에는 상기 단위회전자석(6)들을 지지하도록 비자성체의 금속재질로 된 회전관(5)을 설치할 수 있다. 이때, 상기 회전관(5) 하단에는 적층된 복수개의 단위회전자석(6)과 스페이서(3)를 지지할 수 있도록 지지부재(18)가 결합되고, 상기 회전관(5) 상단에는 상기 축(9)을 고정시켰을 때 고정된 축(9)의 윤할 및 지지가 용이하도록 부싱(8)이 설치된다.

한편, 상기 회전관(5) 둘레에는 탱크(1)에 수용된 액체가 회전관(5)에 직접 접촉되는 것을 차단하여 액체에 섞여 있을 가능성이 있는 금속 분말이 단위회전자석(6) 층 주위에 누적 부착되어 상기 단위회전자석(6)의 회전이 방해받는 것을 방지하도록 상기 회전관(5)으로부터 소정 간격 이격하여 보호관(4)을 설치함이 바람직하다.

그리고, 상기 보호관(4)은 상부가 지지체(7) 하부에 삽입된 형태로 구성되며, 하부는 상기 보호관(4)의 하단을 끼워 수직으로 지지하고 그 위에 상기 회전관(5)의 하단부에 결합된 지지부재(18)가 위치하도록 지지판(16)이 설치되며, 상기 지지판(16)의 상면과 지지부재(18)의 하면 사이에는 상기 회전관(5)의 회전과 하중을 보다 효과적으로 지지할 수 있도록 하부베어링(17)이 설치된다. 또한, 상기 보호관(4) 상단에는 상기 지지체(7)와 보호관(4)이 하나의 구조물을 구성하기 위해 중앙으로 상기 회전자석(12)의 축(9)이 관통하도록 상부베어링(11)이 구비된 고정고리(10)가 설치된다.

그리고, 상기 보호관(4) 둘레에는 일체의 좌우 회전이 차단된 상태로 탱크(1) 내에 충전된 액체의 양에 따라 수면 위로 승하강할 수 있도록 플로터(19)가 설치되고, 상기 플로터(19) 상부에는 상기 플로터(19)와 함께 상하로 이동하도록 1쌍의 상하이동자석(20)이 서로 마주보게끔 설치된다. 이때, 상기 플로터(19)는 비중이 매우 낮은 물질을 이용하여 물보다 비중이 낮은 휘발유와 같은 유성 액체에도 가라앉지 않고 액체 위로 떠오를 수 있게 제작함이 바람직하다.

한편, 상기 스페이서(3)는 도 3에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 단위회전자석(6)을 정확한 거리와 정확한 비틀림 각도로 유지하면서 안정되게 적층할 수 있도록 중앙부에 상기 단위회전자석(6)이 삽입 부착되는 자석설치부(3a)를 형성하고, 상부에는 적어도 2개 이상의 고정돌기(22)가 형성되며, 하부에는 하측에 위치한 스페이서(3)의 고정돌기(22)에 대응되게 삽입홈(23)이 형성된 구조를 갖는다.

상기 고정돌기(22)와 삽입홈(23)의 형성되는 위치는 상기의 설명한 바와 같이, 단위회전자석(6)의 축선을 기준으로 하여 상측으로부터 상대적으로 적당한 수준의 비틀림 각도를 유지하게 하여 상기 스페이서(3)가 한 층씩 적층될 때마다 상기 단위회전자석(6)이 그 각도만큼 회전하여 적층되도록 한다. 따라서, 상기 스페이서(3)를 연속적으로 적층함에 따라 단위회전자석(6) 층의 구성이 자동적으로 완성되는 것이다.

이하, 본 발명에 의한 유량 측정기구의 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

탱크(1) 상부에 형성된 주입구(2)를 통해 물 또는 기름 등의 액체를 공급하면 상기 탱크(1) 내의 유량이 증가됨에 따라 보호관(5) 둘레에 설치되어 있는 플로터(19)가 상기 액체의 수면 위를 따라 점차 떠오르게 되고, 이에 따라 상기 플로터(19) 상부에 설치된 상하이동자석(20)도 함께 상승하게 된다.

이 같이 상하이동자석(20)이 수면을 따라 상승하게 되면 최초 순차적으로 조금씩 각도를 달리 한 채 회전관(5) 내부에 적층되어 있는 복수개의 단위회전자석(6)들 중 상기 상하이동자석(20)과의 최단거리를 이루는 단위회전자석(6)이 순서 대로 바뀌게 되며, 이에 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상하이동자석(20)과 최단거리를 이루는 단위회전자석(6)이 좌우 회전이 불가능한 상하이동자석(20)을 기준으로 나침반의 원리와 같이 그 극성에 의해 회전관(5)과 함께 회전하여 회전관(5) 상부에 축(9) 설치된 회전자석(12)을 최초 단위회전자석(6)이 회전되어 있던 각도만큼 회전시키게 되고, 상기 회전자석(12)은 그 상부에 설치된 접극자석(14)을 회전시켜 상기 접극자석(14)에 연걸 조립된 지시바늘(15)이 상하이동자석(20)이 위치한 단위회전자석(6)의 고유 위치각도 값만큼 움직여 다이얼 유니트(13) 상면에 표시된 눈금을 가리키게 되므로 탱크(1) 내의 유량을 정확하게 표시할 수 있게 된다.

다시 말해, 각층에 적층된 단위회전자석(6)은 최상단에 위치한 단위회전자석(6)으로부터 최하단에 위치한 단위회전자석(6)까지의 자석들의 회전 합계각도가 다이얼 유니트(13)에 표시된 눈금의 전체 각도와 동일하게 구성되도록 약간씩 각도가 회전하여 순차적으로 적층을 이루고 있으므로, 상기 상하이동자석(20)이 적층된 단위회전자석(6)의 한 층을 이동하면 지시바늘(15)도 다이얼 유니트(13)의 눈금 한 칸을 이동하게 된다. 즉, 탱크(1) 내의 유량에 따라 승하강하는 플로터(19)의 수직운동이 자석의 수평 회전운동으로 변환되어 다이얼 유니트(13)에 그 상대 값을 정확하게 연속적으로 표시하게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 따른 유량 측정장치에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 그 응용과 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 유량 측정장치의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 도 1 중 단위회전자석과 상하이동자석의 작동구조를 나타낸 도면.

도 3은 도 1 중 단위회전자석과 스페이서(spacer)의 적층구조를 나타낸 도면.

<도면의 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 ; 탱크 2 ; 주입구

3 ; 스페이서 4 ; 보호관

5 ; 회전관 6 ; 단위회전자석

7 ; 지지 몸체 8 ; 부싱

9 ; 축 10 ; 고정고리

11 ; 상부베어링 12 ; 회전자석

13 ; 다이얼 유니트 14 ; 접극자석

15 ; 지시바늘 16 ; 지지판

17 ; 하부베어링 18 ; 지지부재

19 ; 플로터 20 ; 상하이동자석

21 ; 통풍구

Claims (5)

1. 액체 탱크(1) 상부에 설치되는 지지 몸체(7);

   상기 지지 몸체(7) 내부에 좌우로 회전 가능하게 설치되는 회전자석(12);

   상기 회전자석(12) 상부에 마주보게 설치되며, 상부에는 지시바늘(15)이 연결 조립되는 접극자석(14);

   상기 회전자석(12) 하부에 다이얼 눈금을 등분한 개수만큼 단계적으로 회전한 각도로 적층되는 복수개의 단위회전자석(6) 층을 갖는 회전축; 및

   상기 회전축 둘레에 승하강 가능하게 설치되며, 상부에는 서로 마주보게 1쌍의 상하이동자석(20)이 설치되는 플로터(19);를 포함하여 구성되며,

   상기 접극자석(14)은 상기 상하이동자석(20) 승하강시 회전되는 단위회전자석(6) 층의 회전에 따라 일정 각도로 회전하는 상기 회전자석(12)에 의해 연동하여 상부의 지시바늘(15)을 작동시켜 탱크(1) 내의 유량을 표시하는 것을 특징으로 하는 단위회전자석을 이용한 유량 측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 회전축 둘레에는 적층된 단위회전자석(6)을 지지하도록 회전관(5)이 설치되는 것을 특징으로 하는 단위회전자석을 이용한 유량 측정장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 회전관(5) 둘레에는 액체가 상기 회전관(5)에 직접 접촉되는 것을 차단하도록 보호관(4)이 설치되는 것을 특징으로 하는 단위회전자석을 이용한 유량 측정장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 회전축은 단위회전자석(6)을 비자성체 물질로 된 스페이서(3)에 압입하여 적층되는 것을 특징으로 하는 단위회전자석을 이용한 유량 측정장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 지지 몸체(7) 상부에는 내부에 상기 접극자석(14)을 설치하도록 별도의 다이얼 유니트(13)가 결합되는 것을 특징으로 하는 단위회전자석을 이용한 유량 측정장치.

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