KR890004952B1 - 가스량 측정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가스량 측정장치

제 1도는 본 발명의 일실시예 구성도.

제 2도는 본 발명중 작동부의 일실시예 구성도.

제 3도는 제 2도의 작동 상태도.

제 4(a)도, 제 4(b)도는 래크와 피니언의 이 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 측정대 B : 계측기

D : 작동부 E : 계기부

G : 가스용기 Q₁: 측정함실

Q₂: 계측함실 1 : 받침판

2 : 밑판 4 : 신축관

5 : 압축스프링 6 : 계측기밑판

7 : 계측내관 8 : 계측승강관

9 : 신축관 12 : 갑체

13 : 작동레버 14 : 공기제어밸브

15 : 제어봉 16 : 작동봉

18 : 스프링 19 : 공기유통관

20 : 공기유통공 21 : 시이트 패킹

22 : 패킹변 23 : 공기전달관

24 : 공기구멍 25 : 계기판

P₁: 승강피니언 P₂: 계측피니언

P₃: 전달피니언 P₄: 계기피니언

R₁: 승강래크 R₂: 계측래크

본 발명은 액화석유가스(L.P.G)의 량을 측정함에 있어서 가스가 담겨진 가스용기의 중량을 측정하여 환산비교치로 측정하는 장치에 관한 것으로, 특히 공기압축응력을 이용하여 정밀하면서 원거리 측정을 할 수 있는 특징으로 갖는 것이다. 통상의 액화석유가스는 고압강재(鋼材)용기에 고압 충진하여 공급, 사용되고 있는바, 가스사용자는 가스용기의 가스입. 출구에 주밸브 및 감압밸브를 달고 고압호스를 사용하여 가스기구에 연결시켜 사용하고 있다. 이러한 가스사용 과정에서 사용자가 충진 가스량을 확인할 수 있으면, 새로구입, 교체한 용기에서 함량 미달 여부를 쉽게 파악할 수 있고, 사용중에도 교체시기를 미리 파악하여 급박한 상황에 대처할 수 있으면서, 겨울철의 낮은 기온에서는 미 액화되는 액화가스의 특성으로 가스가 잔류되면서도 저발열 상태로 연소되어 가스 부족시의 저연소 상태와 혼동되는 경우에 원인을 명확히 구별하여 판단착오로 가스가 잔류된 상태에서 새로운 가스용기로 교환구입하는 불이익을 방지할 수 있으나, 기존의 가스용기는 고압충진시켜야 되는 액화가스의 저장특성에 의해 충분히 강도가 보장되는 불투명강(鋼)재의 재료로 제공공급되고 있기 때문에 가스사용자는 가스량의 구입시와 사용시에 정확한 충진량의 파악이 어렵고 이에따라 빈번히 경제적 손실을 초래하는 폐단이 있었던 것이다. 이러한 강재가스용기 사용에 따른 폐단을 시정하고져 종래에도 가스용기 상방의 가스출구에서 유출되는 가스량을 기구적 회전자로 측정하는 계량식 측정기가 제공된 바 있으나, 최초의 가스용기에 담겨진 정확한 가스량의 측정이 불가능할 뿐아니라 사용효과에 있어서도 부피식으로 측정하기 때문에 정확한 사용량을 측정할 수 없고, 기구적인 측정기구를 교체시에 가스용기 마다 부착, 분리시켜야 되어 번거로우면서 상당히 고가품일뿐 아나라, 가스용기에 직접 부착시켜야 되므로 옥외에 설치되는 가스용기와 함께 측정기구가 가스사용처에서 원거리에 위치되어 사용자가 수시로 가스량 확인할 수 없는 등의 많은 단점이 있었던 것이다.

본 발명은 이러한 제반폐단과 부피계량식이고 옥외설치형 측정기구의 단점을 제거코져 안출된 것으로서 옥외설치되는 가스용기의 받침대로 사용되면서 중량식으로 가스용기의 중량을 측정하여 그 측정치를 실내의 임의의 장소에 설치되는 측정기에서 잔류가스량을 환산 측정하면서 필요시에만 잔류량을 체크할 수 있도록 구성함을 특징으로 한것으로 이러한 측정장치는 발명원 제 84-4602호의 발명에 개시된 공기압출응력을 이용한 액체량 측정방법의 기본원리를 응용하여 구성되는 것으로 구조가 단순기구식이면서도 측정정도(精度)가 높고 원거리 측정이 가능하면서 간편하게 조작할 수 있도록 함에 목적이 있는 것이다. 이하 본 발명을 첨부된 일실시예의 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 가스량 측정장치는 충진된 가스중량과 함께 가스용기의 중량을 감지하는 측정대(A)와 이측정대(A)와 연동되는 계측기(B)와, 이계측기(B)를 작동시키는 작동부(D) 및 계측기(B)의 작동량을 환산표시하는 계기부(E)의 조합으로 구성된다. 제 1도는 이러한 구성을 만족시키는 일실시예 측정장치 구성도로써 측정대(A)의 구성은 통상의 가스용기(G)를 얹어 놓는 받침대(1)이 밑판(2) 상부에 상 하안내관(3)(3')으로 승강자재케 설치되고 밑판(2)와 받침판(1) 사이의 상. 하안내관()(') 내에는 일정한 용적을 갖는 측정합실(Q₁)을 밀폐된 신축관(4)으로 형성하여 그 내부에 압축스프링(5)이 설치되며, 계측기(B)의 구성은 밑판(6) 상면에 수직으로 계측함실(Q₂)을 갖는 계측내관(7)을 고정설치하여 일정한 중량을 갖는 계측승강관(8)을 계측내관과 밀폐상태로 정밀틈새를 갖고 승강되게 외접시키되 계층승강관(8) 하단외면에서 밑판(6)과의 사이에 신축관(9)을 밀폐상태로 시이트(10)에 고정시키며, 계측승강관(8)의 외면 일측에는 수직으로 두개의 래크를 부설시켜 일측은 승강피니언(P₁)이 접동되는 승강래크(R₁)로, 타측은 계측피니언(P₂)이 접동되는 계측래크(R₂)로 형성시키며, 작동부(B)의 구성은 승강피니언(P₁)은 제 2도에 도시한 바와같이 브라켓트(11)(11')에 유동자재케 지지되어 선단에는 계측기갑체(12)의 표면에 위치되는 작동레버(13)가 부착되고, 후단은 공기제어밸브(14)로 출몰되는 제어봉(15)으로 된 작동봉(16)에 축설시키며, 공기제어밸스(14)는 작동봉(16) 후방에 위치되어 전면에는 작동봉(16)의 후단인 제어봉(15)이 인입되어 밸브 내에서 스프링시이트(17)와 스프링(18)으로 후면에 틴력설치되고 후단에는 공기유통관(19)이 연결된 공기유통공(20)을 두어 내부에서 공기유통공(20)의 주위에 시이트패킹(21)을 환설하고 제어봉(15)에는 시이트패킹(21)을 개폐하는 패킹변(22)을 부착시켜서 되며, 계기부(E)의 구성은 계측피니언(P₂)을 전달피니언(P₃)을 통해 갑체(12)에 부착되는 계기부(E)의 계기피니언(P₄)과 연동시켜 주며, 측정함실(Q₁)과 계측함실(Q₂)은 공기전달관(23)으로 연통시키고 계측함실(Q₂)과 공기제어밸브(14)는 공기유통관(19)으로 연통시켜서 되며, 계측승강관(8)의 승강래크(R₁)와 승강피니언(P₁)의 래크이(Ra)(Pa)는 제4,5도에 도시한 바와같이 일측모서리를 좌, 우로 경사면(Ra')(Ra")(Pa')(Pa")이 형성되게 모따기로 하여 재 접동시에 측단모서리의 맞섬을 방지하여 원활한 접동을 시킬 수 있다. 미설명부호 24는 공기제어밸브의 공기구멍, 25는 계기부의 계기판, 26은 계기판의 지시침을 나타낸 것이다. 이와같은 구성의 본발명은 측정대(A)의 작용은, 받침판(1)이 압축스프링(5)으로 탄력설치되어 있어 가스용기(G)를 올려 놓으면 그 중량에 따라 압축스프링(5)이 압축되어 높이가 낮아지고 이에따라 신축관(4)도 접혀지면서 신축관(4)내의 측정함실(Q₁)이 줄어들어 임의의 측정용적(P_X)으로 형성되고, 계측부(B)의 작용은 밑판(6) 상부에 고정된 계측내관(7)에 밀접되게 외접된 계층승강관(8)이 시이트 상부 일측에 부설된 승강래크(R₁)와 연동된 승강피니언(P₁)의 회동에 따라 상. 하로 승강자재롭게 되어 상승은 승강피언(P₁)의 축봉인 작동봉(16)을 선단의 작동레버(13)를 시계방향으로 돌려 최대로 올려주고, 하강은 최대로 올려진 상태에서 작동레버(13)를 눌러 승강피니언(P₁)을 후퇴시켜서 제 3도에 도시한 바와같이 승강피니언(P₁)과 승강래크(R₁)의 접동을 해제 시키면 계측승강관(8)이 자체 하중에 의해 자유낙하 상태로 하강케 되며, 이와함께 타측에 형성된 계측래크(R₂)는 접동된 계측피니언(P₂)을 회동시켜 연동된 전달피니언(P₃)과 계기피니언(P₄)을 회동시켜 계기판(25)상의 지시침(26)을 회전시키는 작동상태를 갖는다. 작동부(D)의 주요 작동상태는 계층승강관(8)을 승강래크(R₁)와 접동되는 승강피니언(P₁)을 작동봉(16)으로 회동시켜 상승시킨 후 승강피니언(P₁)의 축봉인 작동봉(16)을 선단의 작동레버(13)로 눌러 승강래크(R₁)와의 접동을 해제시켜 계측승강관(P₁)의 축봉인 작동봉(16)을 선단의 작동레버(13)로 눌러 승강래크(R₁)와 접동을 해제시켜 계측승강관(8)을 자유낙하 시킴과 동시에 작동봉(16)의 후단인 제어봉(15)의 패킹변(22)으로 공기제어밸브(14) 후방의 시이트패킹(21)를 압박시켜 공기유통관(19)이 연결된 공기유통(20)을 일시 폐쇄시키고, 계측승강관(8)의 하강에 의해 계기부(E)의 측정환산 작동후에는 작동레버(13)의 압박력을 해제시키면, 스프링(18)의 탄력으로 작동봉(16)이 전방으로 환원되면서 승강피니언(P₁)이 하강된 계측승강관(8)의 승강래크(R₁) 상단부와 다시 접동되는 작동상태를 갖는 것이다.

이러한 단위 구성별 작동상태를 갖는 본 발명의 일실시예 구성에서의 전체 작동효과를 설명하면 다음과 같다. 피측정체인 액화가스가 충진된 가스용기(G)를 측정대(A)의 받침판(1) 상면에 얹어 높으면 그 중량에 비례하여 압축스프링(5)이 하중을 받아 압축되면서 받침판(1)이 해당 높이에 위치되어 줄어든 높이에 따라 외부와 밀폐되면서 접혀진 신축관(4) 내부의 측정함실(Q₁)도 줄어들어 측정용적으로 형성되며, 이 측정함실(Q₁)내의 공기는 공기전달관(23)을 통해 계측부(B)의 계측내관(7)의 계측함실(Q₂)과 유통되고 계측함실(Q₂)의 공기는 공기유통관(19)으로 공기제어밸브(14)의 개방되어 있는 공기유통공(20)을 통해 외부와 공기구멍(24)으로 상호 유통된다. 이러한 상태에서 자체하중에 의해 신축관(9)을 최소로 접으면서 최대 하강위치에 계측내관(7) 외면과 밀접 상태로 외접되어 있는 계측승강관(8)을 작동부(D)의 작동레버(13)를 돌려 승강피니언(P₁)으로 승강래크(R₁)를 올려 계측승강관(8)을 최대 높이로 위치 시킨후, 작동레버(B)를 갑체(12)표면측에서 눌러주면 작동봉(16)이 후퇴되면서 작동봉 후단인 제어봉(15)의 패킹변(22)이 공기제어밸브(14)의 시이트패킹(21)에 압박 밀착되어 공기유통공(20)을 폐쇄시키고, 승강피니언(P₁)도 함께 후진되어서 승강래크(R₁)와의 접동이 해제된다.

공기제어밸브(14)의 공기유통공(20)이 폐쇄되면, 공기유통관(19)과 공기전달관(23)으로 외부와 개방되어 계측함실(Q₂)과 측정함실(Q₁)도 폐쇄되어 밀폐된 공간으로 형성되면서 내용적에 해당하는 공기가 밀폐 상태로 분포된다. 즉, 줄어든 측정용적과, 상승된 계측승강관(8)에 의해 형성된 계측함실(Q₂)에서의 계측용적을 합한 내용적에 측정 공기량이 밀폐상태로 충입되어 지는바, 이 상태에서 계기부(B)의 승강래크(R₁)가 승강피니언(P₁)에서 해제되면 계측승강관(8)은 최대높이에서 자유낙하 상태가 되므로 자중에 의해 계측내관(7)에 의접된 상태로 하강하면서 계측함실의 공기를 입축하게 된다.

이러한 계측승강관(8)의 하강에 의한 공기압축공은 측정함실(Q₁)내의 측정용적에 층입된 공기와 계측함실(Q₂)내의 계측용적에 충입된 공기에 전체적으로 작용되는 것인바, 이 측정공기량에는 하강되는 계측승강관(8)에 의해 감소되는 계측용적의 변화와 계측승강관(8)의 압축하중에 대응하는 압축응력이 발생하여 이 압축응력과 계측승강관의 압축하중이 맞서는 지점에서 계측승강관(8)의 하강이 중지되는 작동상태가 이루어진다. 이러한 계측부(B)의 작동이 이루어지면 계측승강관(8)이 최대의 높이로 위치된 상태에서, 계측래크(R₂)에 접동된 계측피니언(P₂)으로 작동되는 계기부(E)의 지시침(26)을 제로(0) 상태로 맞추어 주면 상기한 계측상승관(8)의 하강작동에 따라 계측피니언(P₂)이 회전하면서 하강높이를 계기피니언(P₄)에 비례 전달하여 계기피니언(P₄)에 장치된 지시침(26)이 계기판(25)에 그값을 표시하게 된다. 이때의 측정치는 직접적으로 계측승강관(8)이 하강거리를 나타내는 것이나 간접으로는 측적공기량이 지닌 압축응력치를 나타낸 것이므로 이 측정치는 계기판상에서 최초의 가스량+가스용기의 중량환산치로 되어 기준측정치로 설정할 수 있는 것이다. 이러한 상태에서 작동레버(13)이 압박을 해제하면 작동봉(16)은 스프링(18)의 탄발력으로 환원되면서 패킹변(22)이 시이트패킹(21)에서 떨어져 공기유통공(20)은 개방되고 공기유통관(19)으로 연통된 계측함실(Q₂)도 개방되므로 압축된 공기가 공기유통관(19)--공기유통공(20)--공기구멍(24)을 통해 다시 대기압을 환원되고 이에따라 계측승강관(8)은 정지점에서 다시 압축응력이 소멸된 계측함실(Q₂)의 공기를 배출시키면서 최소의 높이로 자연 하강하게 된다. 이와 동시에 환원되는 작동봉(16)은 승강피니언(P₁)을 제 2도에 도시한 바와같이 하강된 계측승강관(8)의 승강래크(R₁)의 상단에 재 작동상태로 접동 시킨다. 이러한 일차 측정에서 얻어진 계기판 상의 기준치는 가스의 사용에 따라 점차 감소되는 측정대(A)의 받침판(1)상에 작용되는 중량값에 의해 측정되는 사용측정치를 환산할 수 있다. 즉, 가스를 사용하면 가스용기(G)의 중량이 감소되므로 측정대(A)의 압축스프링(5)은 적은 하중을 받아 감소된 중량에 반비례하여 신장되고 받침판(1)은 상승되어 신축관(4)도 늘어나면서 측정함실(Q₁)이 최초의 측정용적 보다 커지게 되고 공기의 충입량도 증대되므로써 전체 측정공기량이 갖는 압축응력도 증대된 공기량에 비례한 값으로 증대된다. 따라서 전술한 방법으로 작동부(D)로 재차 계측함실(Q₂)을 밀폐시킨 후 계측승강관(8)을 작동시키면 증대된 압축응력만큼 최초의 정지점 보다 높은 위치에서 정지하게 되고, 계측래크(R₂)의 작동거리도 짧아져 계기부의 지시침(26)은 적어진 회전비에 의해서 회전각이 작아져 최초의 기준치 보다 적은 눈금을 지시케 되는 것이다. 이와같은 작용효과는 가스 사용량에 따라 달라진 가스용기의 중량을 측정함에 있어서, 측정대(A)에서는 중량에 대응하는 압축스프링(5)의 압축력을 통해 높이가 변하는 측정함실(Q₁)에서 측정용적으로 변환시키고, 계측부(B)에서는 중량에 따라 형성되는 측정용적에서의 공기량이 지닌 압축응력을 다시 길이비로 환산 측정하고, 계기부(E)에서는 이 길이를 숫자상으로 환산표시 하므로써 형성되는 것인바 최초의 가스용기를 측정하여 기준치를 설정하면 가스사용량에 숫자상으로 환산표시 하므로써 형성되는 것인바 최초의 가스용기를 측정하여 기준치를 설정하면 가스사용량에 따라 수시로 줄어든 측정용적을 계측한 측정치로 사용량 및 재고량을 비교 파악할 수 있으며, 가스용기 부재의 규격 차이에 구입된 가스용기 자체의 중량에 차이가 있어도 최초의 구입시에 가스가 만입된 가스용기의 중량을 측정하여 기준치를 설정하여 주면 개개의 용기무게 차이에 관계없이 일정한 측정값의 동일한 작용효과를 얻을 수 있는 것이다. 이러한 본 발명은 도시된 일실시예의 구성에서 설명하였으나 각 기기부의 구성중 측정대(A)의 신축관(4)은 같은 작용의 다른 구조로 실시할 수도 있고 압축스프링(5)도 판형 및 타부재의 길이 신축형 스프링으로 대체하여 사용할 수 있는 것이며, 계측부(B)의 구성중 신축관(4)이나 계측내관(7)은 피측정체인 가스용기의 중량정도에 따라 직경을 크게 하거나 높이를 길게하여 실시할 수도 있고, 작동부(D)의 구성도 예시된 구성외에 승강래크(R₁)와 승강피니언(P₁)의 접동 및 해제 작동을 하면서 공기유통공(20)을 개방, 폐쇄 시킬 수 있는 다른 구조로도 실시할 수 있는 것이며, 계기부(E)측의 피니언결합 및 계기판(25)의 구성은 계측유니트로 별도 제작되는 계측부(B)와 일체로 조립되면서 임의의 위치로 부설하거나 환산을 용이하게 하기위해 계기팥(25)을 유동식으로 하거나 두개의 지시침을 사용할 수도 있고, 측정값의 표시는 예시된 아나로그식 외에 기계식 적산계기나 전자식 디지탈계기로도 실시할 수 있는 것이다. 본 발명의 상술한 작용효과는 피측정체를 가스용기에 한정치 않고 중량비로 변하는 제반 하중물을 단위 시간별로 측정함에 있어도 단순히 측정대(A)의 받침판(1)에 적재하므로써 동일한 비교 측정값을 얻을 수 있다. 이와같이 본 발명은 내부가 투시되지 않는 강(鋼)재의 액화가스용기를 사용함에 있어서 최초 구입시의 중량을 기준치로 측정한 후 사용상황에 따라 필요시에는 작동부(D)의 단순조작으로 가스 사용량 및 재고량을 정확하게 파악할 수 있으므로 함량미달의 불이익이나 겨울철의 저기온에서 액화가 고르지 못한 잔여가스량을 파악하여 교체시에 잔여량을 환불 받을 수도 있으며, 이러한 가스량 측정장치의 구성에서도 옥외에 설치되는 가스용기(G) 밑에는 측정대(A)를 설치하여 받침용으로 사용하면서 계측부분은 단순히 공기전달관(23)으로 연장하여 실내의 가스사용처에 설치할 수 있으므로써 시공이 간편하고, 사용량 파악의 조작 및 측정이 간편하고, 가스용기의 가스연결관의 관로상 접합식의 계량 방법을 탈피하여 중량식으로 측정하므로써 용기의 교체시에 번거로움이 없고 비교적 단순기구식으로 구성할 수 있어 저가이면서도 정밀도가 높고 조작이 매우 간단한 장점을 갖는다.

Claims (1)

1. 하중에 따라 내용적이 변하는 측정함실을 구비한 측정대와, 이 측정대의 측정함실과 공기전달관으로 연동된 계측함실이 계측내관과 계측승강관에 의해 형성되면서 공기유통관으로 공기제어밸브에 연통되고 계측승강관은 계측내관과 밀접상태로 승강되면서 자중으로 자유낙하되어 계측함실의 공기를 압축하는 계측부와, 이계측부의 계측승강관을 상승시킨 후, 최고점에서 자유낙하 시키면서 동시에 공기유통관을 제어하는 작동봉과 공기제어밸브를 구비한 작동부와, 계측부의 계측승강관과 연동되어 하강거리를 환산표시하는 계기부로 구성함을 특징으로한 가스량 측정장치.

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