KR102502379B1 - 수처리 장치가 구비된 수도 계량기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수처리 장치가 구비된 수도 계량기에 관한 것으로써, 이를 실현하기 위한 본 발명은 몸체의 한쪽에는 물이 유입되는 입수부가 형성되고, 다른 한쪽으로 상기 입수부를 통해 유입된 물이 배출되도록 출수부가 형성되며, 몸체의 상부에는 상기 몸체의 내부를 통과하는 물을 수량으로 환산해주는 카운터부가 구비된 수도 계량기 및 상기 수도 계량기와 연결되어 상기 수도 계량기의 몸체 내부로 수처리된 물을 공급해주는 수처리 장치가 포함되어 구성된 것이 특징이다.
Description
본 발명은 수처리 기능을 가지는 수도 계량기에 관한 것으로, 더욱 상세히는 수도 계량기에 수처리 장치를 구비함으로써, 수도 계량기를 거쳐 가정으로 공급되는 물의 수질을 안정화시키고 수도 계량기의 내구성을 향상시켜 교체 주기를 연장시킬 수 있도록 한 수처리 장치가 구비된 수도 계량기에 관한 것이다.
일반적으로 상수도의 관로는 정수장에서 정수 처리된 물을 펌프장에서 가압하여 가정집 등의 수도꼭지까지 양호한 수질 상태로 안정적으로 공급하게 된다.
상수도관의 신규 설치 직후, 상수도관의 보수 직후, 노후 상수도관의 교체 직후에 있어서는 물을 양호한 수질상태로 유지시켜 지속적으로 공급하기 어렵다.
아울러, 상수도관의 장기 사용으로 관 내부에 부식으로 인한 스케일이 발생하거나, 산화 부식으로 인해 노화되거나, 퇴적물이 적체되거나 세균성 미생물이 장기간 부착되어 고착된 경우에는 통수면적이 감소하고 수질이 심각하게 오염된다.
이로 인해 정수기 및 온수기와 같이 경제적으로 부담을 주는 별도의 정수 처리장치가 사용되고 있다.
또한, 용수를 발전소에 공급시에도 안정된 수질의 용수를 공급하기 위하여 배관의 일부분에 부식 및 스케일 등과 같은 오염 이물질을 억제 및 제거하기 위한 수처리 시스템이 적용된다.
수질의 안정화를 위한 수처리 시스템으로는 반응수단인 스케일필터(scale filter) 또는 스케일 부스터(scale buster)가 밸브와 함께 구성될 수 있으며, 배관을 따라 밸브를 거쳐 이동되는 유체를 이온화시킴과 동시에 불순물(이물질)을 필터링하기 위한 구성으로 되어 있다.
한편, 수도 계량기는 수도 배관상에 설치되어 상수도의 사용량을 계량토록 하는 것으로서 수도 배관을 통과하는 물의 양을 숫자로 디스플레이 함으로써 사용량을 알 수 있도록 한 것이다.
이러한 수도 계량기는 통상적으로 수도 배관의 소정위치에 장착되면서도 그 내부에는 수도 배관을 통과하는 물의 유속에 의해 회전 구동되는 임펠러가 구비되어 있고, 상기 임펠러의 회전축에는 회전력을 감속하여 전달토록 하는 감속기어들이 구비되어 있음과 동시에 상기 감속기어들을 통하여 전달되는 회전력에 의해 지시침을 회전시켜 숫자로 나타내도록 하는 표시구 등이 구비되어 있다.
따라서 사용자가 상수도를 사용하게 되면 수도 배관을 통과하는 물의 양에 의해 임펠러가 회전하게 되고, 이러한 임펠러의 회전은 감속기어들을 통하여 감속된 상태로 표시구내의 지시침을 회전구동시키게 되므로 지시침에 따른 숫자로 디스플레이 됨으로써 상수도의 사용량을 알 수 있게 되며, 구조가 간단하고 가격이 저렴하면서도 15mm ∼ 250mm 수도관의 유량 규모에서 매우 정밀하게 누적유량을 측정할 수 있다는 장점이 있기 때문에 널리 사용되고 있다.
그러나 이러한 종래의 수도 계량기는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
즉, 수도 배관을 거쳐 수도 계량기의 내부로 이동되는 물에 부식 성분 및 이물질이 포함될 수 밖에 없으며, 이러한 경우, 수도 계량기 내부에서 부식이 활성화되면서 가정 내로 공급되는 수질의 오염이 심해지고, 이물질로 인한 임펠러의 손상 내지 간섭 등으로 인하여 오작동이 발생하게 되고, 수도 계량기의 유지 관리가 어려워지게 되며, 그 만큼 수도 계량기의 수명이 단축되면서 교체 주기가 빨라져 불필요한 비용의 발생은 물론 교체에 따른 인력의 소모가 많아지게 되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1983061호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 수도 계량기로 유입되는 물의 수처리를 통해 수도 계량기의 부식으로 인한 노후화를 방지하고, 계측의 정확성을 높이면서 교체 주기를 연장시킬 수 있도록 한 수처리 장치가 구비된 수도 계량기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 위에서 언급한 기술적 과제로 제한될 필요는 없으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치가 구비된 수도 계량기는,
몸체의 한쪽에는 물이 유입되는 입수부가 형성되고, 다른 한쪽으로 상기 입수부를 통해 유입된 물이 배출되도록 출수부가 형성되며, 몸체의 상부에는 상기 몸체의 내부를 통과하는 물을 수량으로 환산해주는 카운터부가 구비된 수도 계량기 및 상기 수도 계량기와 연결되어 상기 수도 계량기의 몸체 내부로 수처리된 물을 공급해주는 수처리 장치가 포함되어 구성된다.
더 바람직하게 상기 수처리 장치는 내부에 설치 공간부가 형성되고, 마주하는 양측에 물이 유입되는 인입부와 수처리된 물이 배출되는 배출부가 각각 형성되는 하우징과 상기 설치 공간부의 상측 입구를 개폐해주는 덮개 및 상기 설치 공간부에 회전 가능하게 설치되는 회전형 반응관이 포함되어 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 수도 계량기의 몸체와 상기 수처리 장치의 하우징은 상기 입수부와 상기 배출부가 서로 연결되도록 일체형으로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 수도 계량기의 입수부와 상기 수처리 장치의 배출부는 탈착 가능하게 결합되도록 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 입수부의 단부는 나사 체결부로 구성되고, 상기 배출부는 나사공으로 형성되어 상기 입수부의 나사 체결부가 상기 배출부의 나사공에 체결되어 서로 결합될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 입수부의 단부와 상기 배출부의 단부에 각각 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지가 서로 마주하여 접면된 상태에서 볼트에 의해 서로 결합될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 인입부는 외주면 한쪽에 이물질 배출부가 하향 경사지게 돌출되어 형성되고, 상기 이물질 배출부의 하부 끝단은 개방된 상태에서 개폐구에 의해 개폐되며, 상기 이물질 배출부의 내부에는 개방된 입구와 출구가 구비된 필터망이 설치되되, 상기 필터망의 개방된 입구가 상기 인입부의 관로에 위치하여 상기 인입부의 관로를 통과하는 이물질이 상기 필터망의 입구를 통해 내부로 이동되도록 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 몸체와 상기 하우징은 황동 또는 청동 또는 무연 황동 또는 무연 청동 또는 알루미늄 중 어느 하나의 재질로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 몸체와 상기 하우징은 내면 또는 외면 또는 내,외면 중 어느 하나가 테프론 코팅 또는 아노다이징 코팅 처리될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 테프론 코팅은 토르말린 또는 게르마늄의 전기석 물질이 분말 형태로 포함되어 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 몸체와 상기 하우징은 알루미늄 재질로 구성되되, 내면에 니켈과 크롬의 혼합물이 코팅되거나, 숯과 게르마늄의 혼합물이 코팅될 수 있다.
더 바람직하게 상기 수도 계량기는 사물인터넷을 통해 유선 또는 무선 단말기로 검침 및 이상 유무의 판단이 가능하도록 구성될 수 있다.
더 바람직하게 상기 수도 계량기는 동파 방지를 위해 상기 수도 계량기의 몸체 내부 또는 외부에 발열필름이 설치되거나, 상기 몸체의 내부에 물의 동결과 해동으로 인한 부피변화를 조절할 수 있도록 부피조절부재가 설치될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 입수부의 단부와 상기 배출부의 단부가 히팅장치를 사이에 두고 서로 연결되며, 외기 온도가 설정된 온도 이하가 되면 상기 히팅장치가 자동으로 작동되면서 상기 배출부에서 상기 입수부 이동되는 물의 온도가 상기 히팅장치에 의해 순간적으로 상승될 수 있도록 구성될 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 수처리 장치가 구비된 수도 계량기는 다음과 같은 효과를 가진다.
즉, 수도 계량기의 전단에 수처리 장치를 설치함으로써, 수처리 장치를 통해 정화된 물이 수도 계량기의 내부로 유입되도록 함에 따라 가정으로 수질이 양호한 정화된 물이 공급될 수 있으며, 수도 계량기 내부의 부식 내지 고장 등을 사전에 예방하여 계측의 정확성을 높이고, 수도 계량기의 내구성 향상에 따른 교체 주기를 연장시킴으로써, 비용과 인력의 소모를 절감시킬 수 있는 효과를 가진다.
아울러, 이와 같이 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악한 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.
또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.
도 1a, 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따라 수도 계량기에 수처리 장치가 설치된 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도 2a, 2b, 2c는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 수도 계량기에 수처리 장치가 설치된 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 수도 계량기에 수처리 장치가 설치된 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 수도 계량기에 수처리 장치가 설치된 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 수도 계량기에 설치되는 수처리 장치의 구성을 예시한 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치의 구비되는 이물질 배출부를 나타낸 요부 단면도이다.
도 2a, 2b, 2c는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 수도 계량기에 수처리 장치가 설치된 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 수도 계량기에 수처리 장치가 설치된 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 수도 계량기에 수처리 장치가 설치된 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 수도 계량기에 설치되는 수처리 장치의 구성을 예시한 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치의 구비되는 이물질 배출부를 나타낸 요부 단면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성 및 작용을 상세히 설명하기로 한다.
이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 내용을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
또한, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 하며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 판단되어야 한다.
우선, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치가 구비된 수도 계량기는 상수도의 사용량을 확인할 수 있는 수도 계량기와, 이러한 수도 계량기의 전단에 설치되어 수도 계량기로 이동되는 물을 수처리해주는 수처리 장치로 크게 구분될 수 있으며, 이하 각 구성요소를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 수도 계량기는,
급수장치를 통해 수요자가 사용한 물의 양을 개량하기 위한 계량기로 계량방식은 흐르는 물의 속도를 측정하여 수량으로 환산하는 유속식과 물의 체적을 측정하는 용적식으로 크게 분류되며, 일반적으로 유속식이 많이 사용되고 있고, 그 중에서도 날개 유속식이 가장 많이 사용되고 있다.
이러한 수도 계량기의 구성은 물이 통과되는 몸체(100)와 그러한 몸체(100)의 상측에 위치하여 몸체(100) 내부를 통과하게 되는 물을 수량으로 환산해주는 카운터부(130)로 구성될 수 있으며, 몸체(100)는 한쪽에 물이 유입되는 입수부(110)가 형성되고, 이러한 입수부(110)와 마주하는 다른 한쪽에 물이 빠져나가는 출수부(120)가 형성된다.
그리고 이러한 수도 계량기의 몸체(100) 하부에는 내부에 쌓인 이물질을 배출시키기 위한 드레인밸브가 구비될 수 있다.
수처리 장치는,
배관을 통과하는 물의 수질을 안정화시키는 장치로서, 물에 포함된 무기질 염류류 등의 이물질을 효과적으로 억제 및 제거할 수 있는 장치이다.
이러한 수처리 장치는 전술한 수도 계량기의 전단에 설치되어 수도 계량기로 유입되는 물을 수처리시켜 유입시킴으로써, 수도 계량기 내부의 부식 및 이물질에 의한 고장 등을 미연에 방지할 수 있다.
수처리 장치는 일 예로 하우징(200)과, 그러한 하우징(200)의 상측 입구를 개폐해주는 덮개(240)와, 하우징(200) 내부에 회전 가능하게 설치되어 물과 반응하는 회전형 반응관(250)이 포함될 수 있다.
먼저, 하우징(200)은 내부에 후술될 회전형 반응관(250)이 설치될 수 있도록 소정 크기의 설치 공간부(210)가 구비된다.
하우징(200)과 수도 계량기의 몸체(100)는 반자성체인 알루미늄 또는 황동 또는 청동 또는 무연 황동 또는 무연 청동으로 구성될 수 있으며, 원활한 정전기 발생을 위하여 내외부가 테프론 성분으로 코팅 처리될 수도 있다.
하우징(200)과 수도 계량기의 몸체(100)의 내부는 테프론 성분으로 코팅 처리됨에 있어서, 토르말린 또는 게르마늄과 같이 음이온을 발생시킬 수 있는 전기석 물질을 분말 형태 등으로 구성하여 테프론 성분에 포함시켜 코팅 처리할 수도 있다.
여기서, 전술한 전기석 물질은 토르말린 또는 게르마늄 외에 귀양석, 히게리온, 황토, 맥반석, 맥섬석, 숯 등이 될 수 있다.
하우징(200)과 수도 계량기의 몸체(100)는 다른 실시 예로 전기석 물질을 하우징(200)의 제조시 포함시킴으로써, 전기석 물질이 포함되도록 제작될 수도 있으며, 하우징(200)의 내면에 전기석 물질을 도장한 후 도장한 표면에 테프론 성분을 코팅 처리할 수도 있다.
이와 같이 하우징(200)과 수도 계량기의 몸체(100)에 전기석 물질이 구비되면 하우징(200) 내부에 유체의 압력이나 마찰이 가해질 경우, 전기석 물질로부터 강한 전자가 방출되고, 이러한 전자가 유체와 만나게 되면 유체에서 단분자로 분해된 수소이온과 결합을 하여 히드록실 이온이라는 계면활성 물질의 음이온을 발생시키게 되며, 이때 발생된 히드록실 음이온은 침투력, 세척력 및 분해력이 탁월하여 녹과 같은 물질들의 입자구조인 침상구조를 구상구조로 변환시킴에 따라 배관 내벽에 부착된 녹 및 스케일과 같은 오염 이물질 등을 제거하게 되는 것이다.
또한, 살균작용을 가지는 계면활성 물질의 음이온은 탄산염과 반응하여 탄산염 입자구조를 침상구조로 변환시킴에 따라 배관 내의 스케일과 같은 오염 이물질 등의 생성을 억제하고 이미 형성된 스케일과 같은 오염 이물질 등을 제거할 수 있는 것이다.
하우징(200)과 수도 계량기의 몸체(100)는 또 다른 실시 예로 알루미늄 재질로 구성되면서 내부 표면에 니켈과 크롬의 혼합물이 코팅되거나, 불판의 소재와 같은 숯과 게르마늄의 혼합물이 코팅됨으로써, 향균 및 정화성능과 하우징내 오염 이물질 부착방지의 기능성을 가질 수도 있다.
하우징(200)과 수도 계량기의 몸체(100)는 또 다른 실시 예로 제작의 편의성 향상과 강도의 향상과 부식의 방지 및 별도의 코팅작업이 필요 없도록 PVC재질로 사출 성형될 수도 있다.
하우징(200)과 수도 계량기의 몸체(100)는 또 다른 실시 예로 불판 또는 고기판과 같이 숯과 게르마늄을 압축 성형하여 구성함으로써, 강성을 높이고, 부식을 방지하며, 내면에 코팅작업이 필요 없게 되어 제작성이 향상될 수 있고, 정화기능이나 살균기능이 향상되며, 하우징내 이물질 부착 가능성이 감소될 수 있다.
하우징(200)과 수도 계량기의 몸체(100)는 또 다른 실시 예로 알루미늄 재질에 최대 10%의 구리재질을 첨가시켜 구성함으로써, 이물질 부착을 억제하고, 강도를 강화시키며, 가공성이 향상되고, 내구성이 향상될 수 있다.
하우징(200)은 설치 공간부(210)를 중심으로 일측에는 인입부(220)가 형성되며, 타측에는 배출부(130)가 형성됨에 따라 인입부(220)로 이동된 물은 설치 공간부(210)를 거쳐 배출부(230)로 빠져나가게 된다.
하우징(200)의 설치 공간부(210)는 평단면으로 보았을 때 원형이나 타원형으로 구성될 수 있으며, 다른 예로 설치 공간부(210)가 물의 캐비테이션 효과를 통한 아연의 활성화를 위하여 육각은 물론 다각형의 형태로 구성될 수도 있다.
한편, 도 5 및 도 6에 예시한 바와 같이 하우징(200)의 인입부(220)에는 물이 설치 공간부(210)로 이동되기 전 이물질 또는 입자화된 무기질 염류류 등이 제거되어 아연 이온의 지속적인 활성화를 유도할 수 있도록 외주면 한쪽으로 이물질 배출부(260)가 하향 돌출되도록 연장 형성될 수 있다.
이물질 배출부(260)는 바람직하게 인입부(220)의 외주면에서 아래쪽에서 경사지게 형성될 수 있으며, 이물질 배출부(260)의 끝단에는 이물질 배출부(260)의 내부로 수거되는 이물질을 제거할 수 있도록 마개나 볼트 등의 개폐구(261)가 개폐 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 이물질 배출부(260)의 내부에는 이물질을 이동을 차단할 수 있는 필터망(262)이 설치되며, 필터망(262)은 상,하부가 개방된 상태에서 개방된 상부는 인입부(220)의 관로 상에 위치하고, 개방된 하부는 개폐구(261)쪽에 위치하도록 구성됨에 따라 인입부(220)를 통해 유입되는 물은 필터망(262)를 통과한 후, 설치 공간부(210)로 이동될 수 있으며, 이 과정에서 필터망(262)을 통과하지 못하는 이물질 등은 설치 공간부(210)로 이동되지 못하고 필터망(262)에 걸러진 후 개폐구(261)쪽으로 이동되어 이후 제거될 수 있다.
이물질 배출부(260)에 설치되는 필터망(262)은 필요에 따라 청소 또는 교체 가능하도록 구성됨이 바람직하며, 더 바람직하게 필터망(262)의 개방된 상부 입구 테두리를 따라 기밀유지링을 설치함으로써, 인입부(220)에 필터망(262)이 설치되면 기밀유지링이 인입부(220)의 내주면에 밀착 고정됨에 따라 인입부(220)를 통해 이동되는 이물질이 필터망(262)을 거치지 않고 필터망(262)과 인입부(220) 사이의 틈새로 빠져나가는 현상을 방지할 수 있다.
여기서, 필터망(262)은 알루미늄, 스테인레스 등의 금속망 또는 PVC, PE, PP 등의 플라스틱망으로 구성될 수 있으며, 더 바람직하게는 테프론 재질의 망 또는 구리 재질의 망으로 구성될 수 있다.
한편, 설치 공간부(210)의 바닥면에는 그 중심에 함몰된 형태의 수용홈부를 형성하고, 하우징(200)의 외부 저면에는 드레인밸브로 개폐되는 드레인공을 형성하여 수용홈부와 연결시킴으로써, 설치 공간부에서 발생되는 이물질이 수용홈부에 수거되면 드레인밸브를 개방시켜 외부로 제거할 수 있다.
그리고 하우징(200)의 덮개(240)는 하우징(200)의 설치 공간부(210) 상측에 구비된 입구를 개폐해주며, 표면에는 필요에 따라 투시창이 구비될 수도 있다.
그리고 회전형 반응관(250)은 하우징(200)의 설치 공간부(210)에 회전 가능하게 설치되어 설치 공간부(210)를 통과하는 물의 스케일 제거 및 부식을 방지하여 수질을 안정화시키는 역할을 한다.
회전형 반응관(250)은 일 예로 아연 또는 아노다이징 처리된 알루미늄 재질로 구성될 수 있고, 외면에는 유체와 접촉되는 정전기발생코팅층이 포함될 수 있다.
회전형 반응관(250)은 다른 예로 마그네슘 또는 구리의 재질로 구성될 수도 있으며, 아연에 마그네슘(또는 구리 등)이 혼합된 재질로 구성될 수도 있다.
회전형 반응관(250)은 바람직한 실시 예로 특수아연 재질로 구성될 수 있으며, 이는 아연의 갈바닉 이온 교환 원리에 의해 아연이 끊임없이 이온화되어 철보다 이온화 경향이 큰 아연이 물속의 산소와 먼저 결합함에 따라 철과 산소가 더 이상 반응할 수 없기 때문에 부식이 억제될 수 있는 것이다.
회전형 반응관(250)은 외주면을 통해 유체가 통과할 수 있도록 다수의 통공이 형성되며, 내부에는 수처리를 위한 촉매가 구비될 수 있다.
촉매는 회전형 반응관(250)과 동일한 소재로 구성될 수도 있지만, 서로 다른 재질로 구성될 수 있다.
즉, 회전형 반응관(250)이 특수 아연재질로 구성될 경우, 촉매는 아연재질의 것과 게르마늄, 토르말린, 숯과 같은 재질의 것이 복수로 구성되거나, 아연재질의 것만으로 구성될 수도 있고, 반응의 효율성을 위해 회전형 반응관(250)의 재질과 다르게 게르마늄, 토르말린 및 숯과 같은 재질의 것으로 구성될 수 있다.
촉매는 일 예로 유체의 흐름에 저항을 덜 받을 수 있도록 원형 또는 구형의 형상으로 구성될 수 있으며, 유체와의 전면적인 접촉을 통해 다량의 음이온을 방출할 수 있다.
촉매는 다른 실시 예로 소결 또는 분말야금 성형되어 다공성 구조로 이루어지도록 구성될 수도 있는데, 촉매가 다공성 구조를 가지게 되면 기공 속까지 물이 침투될 수 있기 때문에 결국 물과의 표면 접촉 면적이 표면이 매끄러운 구형에 비해 상당히 증가하게 되므로 많은 량의 음이온이 물속에 방출될 수 있다.
따라서, 물에 무기질 염류의 농도가 많은 경우 다공성 구조를 갖는 촉매가 다량의 (-)전자를 방충하게 되어 물속으로 확산되기 때문에 하이드록실 작용 또는 계면활성 작용에 의한 스케일 및 부식을 분해 제거하는 능력이 향상될 뿐만 아니라 관 내벽에 부식 발생이 진행되지 않게 되는 등 전반적인 수처리 능력이 극대화되는 효과를 발휘할 수 있다.
회전형 반응관(250)의 재질은 일 실시 예로 아연 재질에 구리재질이 최대 0.5% 첨가된 반자성체로 구성됨으로써, 무기질 염류류 및 오염된 이물질의 부착을 억제시켜 지속적으로 아연 이온 용출을 활성화시킬 수 있다.
회전형 반응관(250)의 재질은 다른 실시 예로 아연 재질에 비스무스를 최대 0.3% 첨가함으로써, 주조시 아연금속의 조직 밀도를 강화시켜 일정한 아연 이온 용출량의 관리를 통해 회전형 반응관의 내구성을 향상시킬 수도 있다.
회전형 반응관(250)의 재질은 또 다른 실시 예로 아연 재질에 마그네슘을 대략 최대 0.5% 첨가하여 아연 이온 용출량 극대화시킬 수도 있다.
회전형 반응관(250)의 외형은 평단면으로 보았을 때 도 5에서와 같이 육각형으로 구성될 수 있지만, 이로 한정될 필요 없이 원형 또는 타원형으로 구성될 수도 있으며, 육각이 아닌 다양한 형태의 다각형으로 구성될 수 있다.
이와 같이 회전형 반응관(250)이 다각형으로 구성되면 물이 회전형 반응관(250)과 접촉할 때 외주면과 모서리에 부딪치게 되면서 캐비테이션 효과와 와류현상을 일으키게 되면서 자연스러운 물체의 순환 및 공기방울 발생으로 아연이온의 용출 활성화를 통한 수질개선 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
여기서, 캐비테이션 효과는 물 중에 증기공동이 형성되어 액체가 없는 작은 구역을 생성하는 것으로 이러한 캐비테이션 효과는 강력한 산화제 및 환원제를 생성하고, 오염된 유기 화합물뿐만 아니라 일부 무기질 염류류 등을 효율적으로 분해하여 박멸시키는 화학 반응을 유도할 수 있다.
즉, 캐비테이션 효과는 미생물 및 유충의 세포벽 또는 외막을 물리적으로 파괴하거나 파열시키며, 또한 과산화물, 히드록실, 라디칼 등과 같은 살균 화합물을 생성하여, 미생물을 박멸할 수 있게 된다.
따라서, 하우징(200)의 설치 공간부(210)를 통과하게 되는 물은 회전형 반응관(250)의 외주면과 모서리에 부딪쳐 이동하게 되면서 압력 변화를 통해 미세기포를 발생시키게 되고, 이러한 미세기포는 성장한 후, 압력 상승 영역에서 붕괴됨에 따라 와류 현상과 함께 물 중의 다양한 분자를 해리시켜 강력한 산화제 또는 환원제인 자유 라디칼을 형성하게 되며, 이러한 물리적 및 화학적 반응을 통해 물로부터 유기 및 기타 오염 물질이 제거되면서 수질이 정화될 수 있다.
아울러, 회전형 반응관(250)이 다각형으로 구성되고, 설치 공간부(210)의 내부 또한 다각형을 이루도록 구성될 수 있으며, 인입부(220)를 통해 유입된 물이 다각형의 회전형 반응관(250) 표면과 마찰을 일으킴과 동시에 회전형 반응관(250)의 회전에 따른 회전형 반응관(250)과 설치 공간부(210)의 내부 사이의 간격이 변화됨에 따라 그 간격으로 이동되는 물이 가속 내지 와류를 일으켜 마찰 충격을 일으키게 되면서 물의 캐비테이션 효과를 더욱 크게 함으로써, 아연 이온 용출량을 더욱 극대화시킬 수 있는 것이다.
또한, 회전형 반응관(250)의 외주면에 일정한 간격을 두고 복수개로 형성되는 통공은 일정한 배열 또는 불규칙한 배열로 형성될 수 있으며, 외주면에 통공을 형성함에 있어서 평면인 외주면에 대하여 직각의 방향으로 관통시켜 형성될 수도 있지만, 회전형 반응관과 물의 표면 마찰력 극대화를 위해 평면인 외주면에 대하여 경사지는 방향으로 관통시켜 형성되면 회전형 반응관의 내부에 위치한 촉매의 마찰을 확대시켜 음이온을 더욱 활성화시킬 수 있다.
아울러, 회전형 반응관(250)의 모서리 각각에도 통공을 형성함으로써, 물과의 접촉시 발생되는 소음을 최소화시키고, 물의 이동을 고르게 분산시켜주며, 물과의 마찰 면적을 더욱 넓게 할 수 있고, 물의 캐비테이션을 활성화시켜 아연 이온 용출량을 더욱 활성화시킬 수 있으며, 유량 및 압력 손실을 최소화시킬 수 있다.
한편, 회전형 반응관(250)이 설치 공간부(210)에 조립되어 지지 및 회전 가능하도록 설치됨에 있어서, 상부축의 경우, 돌출된 상태에서 덮개(240)의 내면에 별도의 설치홈부를 두고 그러한 설치홈부에 회전 가능하게 설치될 수 있다.
그리고 하부축의 경우, 설치 공간부(210)의 바닥면에 형성되는 자리홈에 회전 가능하게 설치될 수 있다.
여기서, 상부축과 하부축의 외주면에는 테프론 또는 구리 재질의 슬리브 및 부싱 형태의 원형 캡이 조립됨으로써, 유체 마찰 충격에 의한 회전을 원활하게 하고 상부축과 하부축의 손상을 방지할 수 있다.
아울러, 상부축과 하부축의 다른 실시 예로 상부축과 하부축의 내부에 자석부재가 조립되어 구성될 수 있으며, 자석부재로는 N,S 극의 자성을 지닌 네오디움 소재의 영구자석이 될 수 있다.
이와 같이 상부축과 하부축의 내부에 자석부재가 구비되면 자석부재가 회전형 반응관을 이동하는 물에 포함된 양이온과 음이온의 무기질 입자 결합을 억제시키거나 결합된 무기질 입자들을 분리시키는 역할을 하게 되며, 이는 아연의 희생양극원리를 통한 부식 억제 성능과 전기석이 지닌 천연광물질에서 발생되는 음이온을 이용한 녹 및 스케일 등과 같은 오염 물질의 분해성능 등을 향상시키는데 매우 효과적이다.
한편, 수도 계량기의 몸체(100)와 수처리 장치의 하우징(200)은 소정 길이의 배관을 사이에 두고 이격되어 설치될 수도 있지만, 바람직하게 근접되어 최소 2~3cm 간격을 두고 근접되어 다양한 형태로 구성될 수 있다.
즉, 일 예로 도 1a에 예시한 바와 같이 수처리 장치의 하우징(200)에 구비된 배출부(230)와 수도 계량기의 몸체(100)에 구비된 입수부(110)가 근접된 상태로 수도 계량기의 몸체(100)와 수처리 장치의 하우징(200)이 하나의 몸체를 가지는 일체형으로 구성될 수 있다.
이와 같이 수처리 장치의 하우징(200)과 수도 계량기의 몸체(100)가 일체형으로 제작될 경우, 수처리 된 물이 수도 계량기로 이동됨에 따라 수도 계량기의 부식 등이 방지되어 내구성이 향상되고, 정화된 물이 수요자에게 공급될 수 있으며, 수처리 장치와 수도 계량기의 제작성이 향상됨은 물론 일정 기간 사용 후 교체 시에도 동시에 함께 교체할 수 있어 법정 사용주기에 의한 교체시 비용이나 인력의 소모를 절감시킬 수 있다.
여기서, 수도 계량기의 몸체(100)의 출수부(120)는 도 1a에서와 같이 플랜지의 형태로 구성되어 수도 계량기의 출부수(120)에 연결되는 배관의 플랜지와 결합될 수 있으며, 도 1b에서와 같이 수도 계량기의 몸체(100)의 출수부(120)가 나사홈의 형태로 구성되어 수도 계량기의 출수부(120)와 연결되는 배관의 나사 체결부와 나사 결합될 수도 있다.
아울러, 수처리 장치의 하우징(200) 또한 인입부(220)의 경우, 도 1a와 같이 플랜지의 형태 또는 도1b와 같이 나사홈의 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 수처리 장치의 하우징(200)과 수도 계량기의 몸체(100)는 개별적으로 구성되어 서로 결합되도록 구성될 수도 있다.
예를 들면, 도 2a에 예시한 바와 같이 수도 계량기의 몸체(100)에 형성된 입수부(110)의 단부에는 나사 체결부(111)를 형성하고, 수처리 장치의 하우징(200)에 형성된 배출부(230)에는 나사공(231)을 형성함으로써, 수도 계량기와 수처리 장치를 결합시킬 때 입수부(110)의 나사 체결부(111)를 배출부(230)의 나사공(231)에 끼워 나사 결합시켜 서로 결합시킬 수도 있다.
여기서, 수도 수도 계량기의 몸체(100)의 출수부(120)는 도 2a에서와 같이 플랜지의 형태로 구성되어 수도 계량기의 출부수(120)에 연결되는 배관의 플랜지와 결합될 수 있으며, 도 2b에서와 같이 수도 계량기의 몸체(100)의 출수부(120)가 암나사의 형태로 구성되어 수도 계량기의 출수부(120)와 연결되는 배관의 수나사와 나사 결합될 수도 있다.
물론, 도 2c에서와 같이 수도 계량기의 몸체(100)의 출수부(120)가 수나사의 형태로 구성되어 수도 계량기의 출수부(120)와 연결되는 배관의 암나사와 나사 결합될 수도 있다.
아울러, 수처리 장치의 하우징(200) 또한 인입부(220)의 경우, 도 2a와 같이 플랜지의 형태 또는 도 2b와 같이 나사홈의 형태 또는 도 2c와 같이 수나사의 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 다른 예로 도 3에 예시한 바와 같이 수도 계량기의 몸체(100)에 형성된 입수부(110)의 단부와 수처리 장치의 하우징(200)에 형성된 배출부(230)의 단부에 각각 플랜지를 형성하고, 이러한 플랜지를 서로 마주하여 접면시킨 상태에서 볼트를 사용하여 서로 결합시킬 수도 있다.
한편, 수도 계량기는 아날로그 또는 전자식으로 구성될 수 있으며, 전자식으로 구성되는 경우, 내부를 이동하는 물의 유속에 따라 회전하는 임펠러에 자석을 설치하고, 전자 제어부가 임펠러와 함께 회전되는 자석을 인지하여 물의 양을 계측한 다음 유량의 정보를 표시하도록 하며, 표시된 정보는 사물인터넷과 연동되어 데스크탑이나 노트북 또는 스마트폰 등의 모바일 기기는 물론 PDF나 휴대용 단말기를 통해 무선으로 확인하도록 구성될 수도 있다.
여기서, 전자 제어부는 유량 정보는 물론 계측기의 이상 여부 및 물의 이동 여부와 함께 별도로 설치되는 센서를 통해 물의 상태를 판단하여 정보를 제공해줄 수 있으며, 함께 설치되는 배터리를 통해 전원을 공급받아 동작되도록 구성되거나, 임펠러의 회전을 통해 충전이 가능한 충전장치를 함께 설치하여 이러한 충전장치를 전자 제어부에 전원이 공급되도록 구성될 수도 있다.
전자 제어부는 데스크탑이나 노트북 또는 스마트폰 등의 모바일 기기는 물론 PDF나 휴대용 단말기에 무선으로 해당 정보를 전달하기 위하여 무선 통신 모듈이 포함되며, 무선 통신 모듈은 저전력 장거리 송신이 가능한 LoRa 통신 또는 LTE 통신 또는 와이-파이나 블루투스를 포함하는 근거리 무선 통신 중 어느 하나의 무선 통신 방식이 사용될 수 있다.
LoRa 통신은 저전력 장거리 무선 통신 기술로서, 무선 통신 거리가 5km(Unban) ~ 15km(rural)이고, 웹 기반 LP WAN 통신 방식을 사용하며, 통신 속도는 300kbps 이고, 소비전력은 매우 낮으며, 중계기인 액세스포인트(AP)가 필요 없어 인프라 구축비용을 낮출 수 있으며, 더욱 높은 확장 가능성과 비용 효율성을 제공할 수 있으며, 저전력 장거리 무선 통신이 가능하다는 등의 다양한 장점이 있다.
아울러 LTE 통신은 정지 상태에서 1Gbps(1000Mbps), 60km 이상의 거리로 무선 전송을 할 수 있으며, 이동시에도 100Mbps 이상의 속도를 제공할 수 있어 거리에 영향받지 않으며 고속의 데이터 송수신을 제공할 수 있는 다양한 장점이 있다.
또한, 와이-파이나 블루투스 같은 근거리 무선 통신은 무선 인터넷과 같은 네트워크가 연결되는 곳에서는 장소에 영향받지 않으며, 기지국 없이도 실시간 데이터 송수신을 할 수 있는 장점이 있다.
한편, 수도 계량기의 동파 방지를 위해 수도 계량기의 몸체(100) 내부 또는 외부에 발열필름이나 히터를 설치한 후 동파가 예상될 때 발열 필름이나 히터를 가열시켜 수도 계량기의 동파를 방지할 수도 있다.
아울러, 수도 계량기의 동파 방지를 위해 몸체(100)의 내부에 물의 동결과 해동으로 인하여 부피에 변화가 발생될 때, 이러한 부피 변화를 조절할 수 있도록 에어백이나 탄성조절구와 같은 부피조절부재가 설치될 수도 있다.
또한, 다른 예로 도 4에 예시한 바와 같이 수도 계량기의 몸체(100)에 구성된 입수부(110)의 단부와 수처리 장치의 하우징(200)에 구성된 배출부(230)의 단부 사이에 히팅장치(300)를 두고, 이러한 히팅장치(300)를 매개로 서로 연결시킴에 따라 외기 온도가 설정된 온도 이하가 되면 상기 히팅장치(300)가 자동으로 작동되면서 배출부(230)의 물이 히팅장치(300)를 통과하는 과정에서 순간적으로 가열된 후 입수부(110)를 통해 몸체(100)의 내부로 이동될 수 있어 수도 계량기의 동파를 효과적으로 방지할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관한 설명을 하였으나, 기재된 내용의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 기재된 내용의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해질 필요는 없으며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 몸체 110 : 입수부
111 : 나사 체결부 120 : 출수부
130 : 카운터부 200 : 하우징
210 : 설치 공간부 220 : 인입부
230 : 배출부 231 : 나사공
240 : 덮개 250 : 회전 반응관
260 : 이물질 배출부 261 : 개폐구
262 : 필터망 300 : 히팅장치
111 : 나사 체결부 120 : 출수부
130 : 카운터부 200 : 하우징
210 : 설치 공간부 220 : 인입부
230 : 배출부 231 : 나사공
240 : 덮개 250 : 회전 반응관
260 : 이물질 배출부 261 : 개폐구
262 : 필터망 300 : 히팅장치
Claims (14)
- 몸체(100)의 한쪽에는 물이 유입되는 입수부(110)가 형성되고, 다른 한쪽으로 상기 입수부(110)를 통해 유입된 물이 배출되도록 출수부(120)가 형성되며, 몸체(100)의 상부에는 상기 몸체(100)의 내부를 통과하는 물을 수량으로 환산해주는 카운터부(130)가 구비되고, 저면에는 드레인 밸브가 구비되며, 상기 몸체(100)의 내부를 통과하는 물의 유속에 따라 회전되는 임펠러에는 자석이 설치되고, 전자 제어부가 상기 임펠러와 함께 회전되는 자석을 인지하여 물의 양을 계측 후 유량의 정보가 표시될 수 있도록 하며, 표시된 상기 유량정보는 사물인터넷과 연동되어 유선 또는 무선 단말기로 검침 및 이상 유무의 판단이 이루어지도록 하고, 상기 몸체(100)의 내부에 물의 동결과 해동으로 인한 부피변화를 조절할 수 있도록 부피조절부재가 설치된 전자식의 수도 계량기; 및
상기 수도 계량기와 연결되어 상기 수도 계량기의 몸체(100) 내부로 수처리된 물을 공급해주는 수처리 장치;가 포함되며,
상기 전자 제어부는 상기 수도 계량기의 이상 여부 및 물의 이동 여부와 함께 센서를 통해 물의 상태를 판단하고, 그러한 정보를 무선 통신 모듈을 통해 상기 유선 또는 무선 단말기에 제공하며,
상기 몸체(100)의 내부 또는 외부에는 발열필름 또는 히터가 설치되고,
상기 수처리 장치는 내부에 설치 공간부(210)가 형성되고, 마주하는 양측에 물이 유입되는 인입부(220)와 수처리된 물이 배출되는 배출부(230)가 각각 형성되는 하우징(200);과 상기 설치 공간부(210)의 상측 입구를 개폐해주는 덮개(240); 및 상기 설치 공간부(210)에 회전 가능하게 설치되는 회전형 반응관(250);이 포함되며,
상기 수도 계량기의 입수부(110)와 상기 수처리 장치의 배출부(230)는 탈착 가능하게 결합되도록 구성되고,
상기 입수부(110)의 단부와 상기 배출부(230)의 단부에 각각 플랜지가 형성되며, 상기 플랜지가 서로 마주하여 접면된 상태에서 볼트에 의해 서로 결합되고,
상기 입수부(110)의 단부와 상기 배출부(230)의 단부가 히팅장치(300)를 사이에 두고 서로 연결되며, 외기 온도가 설정된 온도 이하가 되면 상기 히팅장치(300)가 자동으로 작동되면서 상기 배출부(230)에서 상기 입수부(110)로 이동되는 물의 온도가 상기 히팅장치(300)에 의해 순간적으로 상승될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 수도 계량기. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 수도 계량기의 몸체(100)와 상기 수처리 장치의 하우징(200)은 상기 입수부(110)와 상기 배출부(230)가 서로 연결되도록 일체형으로 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 수도 계량기. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 입수부(110)의 단부는 나사 체결부(111)로 구성되고, 상기 배출부(230)는 나사공(231)으로 형성되어 상기 입수부(110)의 나사 체결부(111)가 상기 배출부(230)의 나사공(231)에 체결되어 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 수도 계량기. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 인입부(220)는 외주면 한쪽에 이물질 배출부(260)가 하향 경사지게 돌출되어 형성되고, 상기 이물질 배출부(260)의 하부 끝단은 개방된 상태에서 개폐구(261)에 의해 개폐되며, 상기 이물질 배출부(260)의 내부에는 개방된 입구와 출구가 구비된 필터망(262)이 설치되되, 상기 필터망(262)의 개방된 입구가 기밀유지링과 함께 상기 인입부(220)의 관로에 위치하여 상기 인입부(220)의 관로를 통과하는 이물질이 상기 필터망(262)의 입구를 통해 내부로 이동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 수도 계량기. - 청구항 1에 있어서,
상기 몸체(100)와 상기 하우징(200)은 황동 또는 청동 또는 무연 황동 또는 무연 청동 또는 알루미늄 중 어느 하나의 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 수도 계량기. - 청구항 8에 있어서,
상기 몸체(100)와 상기 하우징(200)은 내면 또는 외면 또는 내,외면 중 어느 하나가 테프론 코팅 또는 아노다이징 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 수도 계량기. - 청구항 9에 있어서,
상기 테프론 코팅은 토르말린 또는 게르마늄의 전기석 물질이 분말 형태로 포함된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 수도 계량기. - 청구항 8에 있어서,
상기 몸체(100)와 상기 하우징(200)은 알루미늄 재질로 구성되되, 내면에 니켈과 크롬의 혼합물이 코팅되거나, 숯과 게르마늄의 혼합물이 코팅된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 수도 계량기. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118654743A (zh) * | 2024-08-20 | 2024-09-17 | 福州福达仪表有限公司 | 一种基于物联网的智能无磁水表 |
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| KR20010069680A (ko) * | 2001-04-27 | 2001-07-25 | 김철빈 | 동파 방지용 수도 계량기 |
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