피앤씨(주)
동파안전 초음파 수도미터
Freeze Safety Ultrasonic Water Meter
특허 요약
수도미터 내에 흐르는 유체를 이용하여 자체적으로 전력을 생산하고, 생산된 전력을 이용하여 스스로 동파 발생 여부를 감지함은 물론, 수도미터에 열을 가하여 수도미터의 동파를 방지할 수 있는 동파안전 초음파 수도미터를 개시한다. 동파안전 초음파 수도미터는 수도관과 연결되어 내부에 유체가 흐르는 수도미터 배관, 수도미터 배관 내의 유량, 수온 및 수압을 측정하도록 구성되는 측정부, 수도미터 배관에 배치되고, 수온이 설정온도에 도달하면 열을 발산하여 유체를 가열하도록 구성되는 발열부, 수도미터 배관의 둘레에 배치되어 외부의 냉기로부터 수도미터 배관을 보호하는 단열부, 단열부의 둘레를 감싸 외부로부터 단열부를 보호하는 보호커버, 수도미터 배관 내에 배치되고, 유체의 흐름을 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키도록 구성되는 발전부, 측정부, 발열부 및 발전부와 전기적으로 연결되고, 수온 및 수압 중 적어도 어느 하나의 이상을 감지하여 측정부, 발열부 및 발전부를 통합 제어하는 제어부 및 제어부를 통해 제어되는 측정부, 발열부 및 발전부의 상태를 사용자 단말로 전송하는 통신부를 포함한다.
청구항
번호청구항
1

수도관과 연결되어 내부에 유체가 흐르는 수도미터 배관(1);상기 수도미터 배관(1) 내의 유량, 수온 및 수압을 측정하도록 구성되는 측정부(2);상기 수도미터 배관(1)에 배치되고, 상기 수온이 설정온도에 도달하면 열을 발산하여 유체를 가열하도록 구성되는 발열부(3);상기 수도미터 배관(1)의 둘레에 배치되어 외부의 냉기로부터 상기 수도미터 배관(1)을 보호하는 단열부(4);상기 단열부(4)의 둘레를 감싸 외부로부터 상기 단열부(4)를 보호하는 보호커버(5);상기 수도미터 배관(1) 내에 배치되고, 유체의 흐름을 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키도록 구성되는 발전부(6);상기 측정부(2), 상기 발열부(3) 및 상기 발전부(6)와 전기적으로 연결되고, 상기 수온 및 상기 수압 중 적어도 어느 하나의 이상을 감지하여 상기 측정부(2), 상기 발열부(3) 및 상기 발전부(6)를 통합 제어하는 제어부(7); 및상기 제어부(7)를 통해 제어되는 상기 측정부(2), 상기 발열부(3) 및 상기 발전부(6)의 상태를 사용자 단말(U)로 전송하는 통신부(8)를 포함하고,상기 측정부(2)는,상기 수도미터 배관(1) 내의 유량을 측정하도록 구성되는 제1 측정부(21),및 상기 수도미터 배관(1) 내의 수온 및 수압을 측정하도록 구성되는 제2 측정부(22)를 포함하며,상기 제1 측정부(21)는,유체가 흐르는 방향을 따라 상기 수도미터 배관(1)에 복수로 배치되고 초음파를 이용하여 상기 유체의 흐름을 전기적으로 감지하도록 구성되는 초음파 센서(211), 및상기 초음파 센서(211)에 전기적으로 연결되고 상기 초음파 센서(211)로부터 감지된 신호를 수신하여 유체의 유량을 산출하도록 구성되는 제1 연산부(212)를 포함하고,상기 제2 측정부(22)는,상기 수도미터 배관(1)에 배치되고 유체의 온도를 감지하도록 구성되는 수온 센서(221),상기 수도미터 배관(1)에 배치되고 유체의 압력을 감지하도록 구성되는 수압 센서(222), 및상기 수온 센서(221) 및 상기 수압 센서(222)에 전기적으로 연결되고 상기 수온 센서(221) 및 상기 수압 센서(222)로부터 감지된 신호를 수신하여 상기 유체의 온도 및 상기 유체의 압력을 산출하도록 구성되는 제2 연산부(223)를 포함하며,상기 단열부(4)는,상기 수도미터 배관(1)의 외면에 도포되는 제1 단열층(41), 및상기 제1 단열층(41)의 외면을 감싸는 제2 단열층(42)을 포함하고,상기 제1 단열층(41)은 에어로젤(aerogel) 소재이고,상기 제2 단열층(42)은 우레탄 폼 소재이며,상기 제1 단열층(41)의 최소 두께 대비 상기 제2 단열층(42)의 최소 두께의 상대비는 1:5이고,상기 발전부(6)는,내부에 원주방향을 따라 복수의 코일(611)이 배치되는 스테이터(61),내주면에 복수의 자석(621)이 배치되고 외주면에 복수의 날개(622)가 배치되며 상기 복수의 날개(622)에 유체의 압력이 전달되면 상기 스테이터(61)의 둘레를 따라 회전되면서 전력을 발생시키는 로터(62),상기 스테이터(61)와 전기적으로 연결되고 상기 스테이터(61) 및 상기 로터(62)에 의해 발생된 전력을 변환하는 전력변환부(63), 및상기 전력변환부(63)에서 변환된 전력이 저장되고 상기 제어부(7)를 통해 상기 제1 측정부(21) 상기 제2 측정부(22) 및 상기 발열부(3)에 전원을 공급하는 전력 저장부(64)를 포함하며,상기 제어부(7)와 전기적으로 연결되고 상기 제어부(7)에서 이상신호가 전송되면 경보를 발생하도록 구성되는 알람부(9)를 더 포함하고,상기 발열부(3)는 수도미터 배관(1)의 내면 혹은 수도미터 배관(1)의 외면에 배치되고 전원이 공급되면 열을 발산하는 발열탄소섬유이며,상기 제1 단열층(41)은 최소 2mm 이상의 두께로 형성되고, 제2 단열층(42)은 최소 10mm 이상의 두께로 형성되며,상기 보호커버(5)는 외부의 충격으로부터 단열부(4)를 안전하게 보호하기 위해 폴리카보네이트 소재로 형성되고,상기 스테이터(61)는 원통형 구조로 형성되고, 상기 로터(62)는 스테이터(61)의 둘레를 감싸는 원통형 구조로 형성되며, 상기 스테이터(61)와 로터(62)는 동축 구조를 가지고,상기 제어부(7)는 측정부(2)로부터 유량, 수온 및 수압에 대한 데이터들을 수신하고, 유량, 수온 및 수압에 대한 데이터들을 각각 기설정된 임계 데이터와 비교하여 동파 발생 가능성을 예측하며,상기 제어부(7)는 동파 발생 가능성이 있다고 판단되면 알람부(9)에 이상신호를 전송하고 발전부(6)에 저장된 전력을 발열부(3)에 공급하여 발열부(3)를 가동하여 동파를 방지하며, 상기 제어부(7)는 유량, 수온 및 수압에 대한 데이터들 중 적어도 어느 하나가 설정된 임계 데이터에 도달할 경우 동파 발생 가능성이 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는, 동파안전 초음파 수도미터(1000).