KR100558095B1 - 동파방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결빙에 의해 내부 압력이 증가하면 증가된 압력만큼 내부에 수용된 유체를 외부로 유출시켜 유체 수용부재의 파손을 방지하는 동파방지장치에 관한 것으로서, 저온에서 결빙되며 그 체적이 증가하는 유체가 내부에 수용되는 유체수용부재; 및 상기 유체수용부재의 중앙부까지 일측 끝단이 연장되고 타측 끝단은 상기 유체수용부재의 외부로 돌출 되며, 상기 유체수용부재 내부의 압력이 일정 압력 이상이 되면 열리는 배수로가 그 중앙부를 따라 형성된 동파방지수단:을 포함하여 상기 유체수용부재의 외주면에 위치한 유체부터 얼기 시작하고 상기 유체수용부재 내부의 압력이 증가하게 되면 상기 유체수용부재의 중앙부에 얼지 않은 유체가 상기 동파방지수단의 배수로를 통해 외부로 유출되어 동파를 방지할 수 있도록 한 것이다.

유체수용부재, 동파방지수단, 수도계량기

Description

동파방지장치{DEVICE FOR PREVENTED A BURSTING BY FREEZING}

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 동파방지장치를 도시한 단면도,

도 2는 도 1에 도시된 동파방지수단이 닫힌 상태를 확대하여 도시한 단면도,

도 3은 도 1에 도시된 동파방지수단이 열린 상태를 확대하여 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 동파방지수단을 확대하여 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 동파방지장치를 도시한 단면도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10, 110 : 수도계량기

30, 130 : 동파방지수단

32a, 132a : 배수로

본 발명은 동파방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저온에서 동결되는 유체가 내부에 수용된 유체수용부재가 유체의 동결에 의한 내부의 부피 및 압력증가로 동파되는 것을 방지할 수 있도록 유체수용부재의 내부 압력이 증가하면 배 수로를 열어 유체를 외부로 유출시키는 동파방지수단이 장착되는 동파방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 액체가 고체로 되는 현상, 고체화되는 것을 응고라고 하며, 이러한 응고는 액체를 냉각 또는 압축시키면 일어나는 1차상변화이다. 또한, 응고시 일정한 온도, 일정한 압력에서 밀도는 불연속적으로 변화하게 된다.

상기와 같이 응고점에서 밀도의 변화를 갖는 액체 중에서 물과 같은 유체는 응고시 10% 정도의 부피팽창이 일어나, 물이 저장되는 저장탱크나 송수관등의 유체수용부재가 겨울에 동파되는 경우가 발생된다.

상기와 같이 응고시 부피가 증가하는 유체를 내부에 수용하는 유체수용부재중 상수도관에 사용되는 수도계량기를 일 예로 들어 설명하면 다음과 같다.

수도계량기는 상수도에서 가정으로 공급되는 연결부위에 장착되고 내부에 장착된 회전축이 물의 흐름에 따라 회전하며 유입된 유량을 계기판에 표시하는 장치로써, 계량기 조립체가 몸체의 내부 수용공간에 완전 밀폐된 상태를 유지하도록 장착된다.

상기와 같이 상수도관에 장착되는 수도계량기는 겨울철과 같이 주변 온도가 낮아지면 그 내부에 수용되는 유체인 물이 수도계량기 몸체의 외주면에 가까운 부위부터 차례로 얼기 시작하고, 상수도관과 접하는 부위가 얼어 물의 유동이 차단된 상태에서 수도계량기 내부수용공간 중심부를 향해 결빙이 진행되면 응고 시 10%의 부피가 증가하는 물의 특성으로 인해 내부의 압력이 증가하게 된다.

그러나 계량기 내의 체적은 한정되어 있으므로 결국 부족되는 체적만큼이 압 력으로 작용하여 이 압력에 의해 계량기 상단부에 부착된 유리등 약한 부분이 동파되거나, 내부 구조가 손상되는 문제점이 있다.

상기와 같은 수도계량기의 동파를 방지하기 위하여 여러 가지 방법들이 사용되고 있으나, 종래의 방법들은 결빙 시 수도계량기의 외주면에 가까운 부분부터 얼기 시작하고, 또한 수도계량기 내부에 물의 흐름이 정지된 상태에서 결빙되는 특성으로 인해 효과적으로 동작되지 못하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 유체수용부재의 내부에 수용되는 유체가 결빙되어 내부 압력이 일정압력 이상으로 증가하는 경우 상기 유체수용부재의 중심부에 있는 유체를 외부로 누설시키는 동파방지수단을 장착하여 유체수용부재가 동파되는 것을 방지할 수 있도록 하는 동파방지장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 동파방지장치는 저온에서 결빙되며 그 체적이 증가하는 유체가 내부에 수용되는 유체수용부재; 상기 유체수용부재의 중앙부까지 일측 끝단이 연장되고 타측 끝단은 상기 유체수용부재의 외부로 돌출 되며, 상기 유체수용부재 내부의 압력이 일정 압력 이상이 되면 열리는 배수로가 그 중앙부를 따라 형성된 동파방지수단:을 포함하여 상기 유체수용부재의 외주면에 위치한 유체부터 얼기 시작하고 상기 유체수용부재 내부의 압력이 증가하게 되면 상기 유체수용부재의 중앙부에 얼지 않은 유체가 상기 동파방지수단의 배수로 를 통해 외부로 유출되어 동파를 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기 동파방지수단을 보다 상세히 설명하면 실린더 형상을 갖으며 그 외주면에는 상기 유체수용부재에 체결되는 수나사가 형성되고 상기 유체수용부재 내부로 삽입되는 끝단부에는 유입공이 형성되며, 상기 유입공 형성면의 중앙부에는 개폐돌기가 돌출된 외측부재; 상기 외측부재의 내부 수용공간에 삽입되어 길이방향으로 이동되며 중앙에 상기 개폐돌기에 의해 개폐되는 배수로가 길이방향으로 관통된 내측부재; 상기 배수로를 통해 유체가 유출되기 전에는 자중에 의해 상기 배수로가 닫힌 상태로 유지되도록 상기 타측 끝단부에 그 상측 끝단부가 힌지결합되어 상기 배수로를 복개하는 마개; 및 상기 내측부재를 탄성 지지하는 압축스프링을 포함하는 구조로 구성되거나, 상기 동파방지수단은 실린더 형상을 갖으며 그 외주면에는 상기 유체수용부재에 체결되는 수나사가 형성되고 상기 유체수용부재 내부로 삽입되는 끝단부에는 관통공이 형성되며, 그 끝단부에서 일정 간격만큼 이격된 외주면에는 유입공이 형성된 외측부재; 상기 외측부재의 내부 수용공간에 삽입되어 길이방향으로 이동되며 삽입된 일측 끝단부에서 소정의 간격만큼 이격된 외주면에 상기 유입공과 일시적으로 연통되는 안내공이 형성되고, 상기 안내공에 연통되는 상기 배수로가 타측 끝단까지 관통된 내측부재; 상기 배수로를 통해 유체가 유출되기 전에는 자중에 의해 상기 배수로가 닫힌 상태로 유지되도록 상기 타측 끝단부에 그 상측 끝단부가 힌지결합되어 상기 배수로를 복개하는 마개; 및 상기 내측부재를 탄성지지하여 일정압력 이상이 되는 경우에만 상기 유입공과 안내공이 연통되도록 하는 압축스프링을 포함하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 동파방지수단이 장착되어 동파를 방지하는 유체수용부재로는 유체저장탱크, 유체 수송관 및 수도계량기 등 여러 가지 동파의 위험이 있는 구조물에 사용할 수 있으며, 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에서는 수도계량기에 장착되는 동파방지수단을 일 예로 들어 설명한다.

이하, 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 동파방지장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 동파방지장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 동파방지수단이 닫힌 상태를 확대하여 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 동파방지수단이 열린 상태를 확대하여 도시한 단면도로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제1 실시예인 동파방지장치는 저온에서 결빙되며 그 체적이 증가하는 수돗물이 이송되는 상수도관의 중간에 장착되어 수돗물이 그 내부를 통과하며, 통과하는 유량을 표시하는 수돗물의 양을 표시하는 유체수용부재인 수도계량기(10)와, 상기 수도계량기(10)의 중앙부까지 일측 끝단이 연장되고 타측 끝단은 상기 수도계량기(10) 외부로 돌출 되는 동파방지수단(30)으로 이루어진다.

상기 수도계량기(10)는 상수도관의 중간에 장착되고 상방향으로 개구된 내부 수용공간을 갖으며, 그 측면부에 관통되고 암나사가 가공된 체결구(12)가 형성된 몸체(11)와, 상기 몸체(11)의 내부 수용공간에 삽입되는 계량기 조립체(20)와, 상기 계량기 조립체(20)가 내부 수용공간을 이탈하는 것을 방지하도록 상기 몸체(11) 상단 개구부에 체결되며 상기 계량기 조립체(20)의 상단부가 외부로 노출되도록 노 출공(13a)이 형성된 커버(13)로 이루어진다. 또한, 상기 커버(13)와 상기 계량기 조립체(20)의 상단면 사이에는 압력이 작용하면 수축하며 그 압력을 흡수하는 탄성부재(14)와 와셔(15)가 차례로 끼워진다.

상기 계량기 조립체(20)는 외부로 노출되어 수도 사용량을 표시하며 그 상단면이 투명창(21a)으로 형성되고, 그 내부에 다수개의 기어들이 맞물리게 장착된 계기판부재(21)와, 상기 계기판부재(21)의 저면에 장착되는 컵 형상을 갖으며 측면에 상기 동파방지수단(30)이 삽입되는 삽입공(22a)이 형성되어 상기 동파방지수단(30)의 내부에 수용하는 하우징(22)과, 상기 하우징(22)의 저면에 장착되는 컵 형상을 갖으며 유체의 흐름에 따라 회전하는 회전판(23a)이 중간에 설치되고 상기 계기판부재(21)의 내부까지 연장되어 기어와 맞물린 회전축(23)이 그 중앙부에 회전 가능하도록 장착되고, 그 외주면에 상수도가 공급되는 관과 연통되는 관통구(24a)와 가정으로 공급되는 관과 연통되는 관통구(24b)가 형성된 회전부재덮개(24)로 구성된다.

또한, 상기 동파방지수단(30)은 실린더 형상을 갖으며 그 외주면에는 상기 체결구(12)에 체결되는 수나사(31a)가 형성되고, 상기 삽입공(22a)을 통해 하우징(22) 내부로 인입되는 일측 끝단부에는 관통공(31b)이 형성되며, 그 일측 끝단부에서 일정 간격만큼 이격된 외주면에는 유입공(31c)이 형성된 외측부재(31)와, 상기 외측부재(31)의 내부 수용공간에 길이방향으로 이동 가능하도록 삽입되고 그 중앙부에는 일측 끝단부에서 타측 끝단까지 연장된 배수로(32a)가 형성되며 삽입된 그 일측 끝단부에서 일정 간격만큼 이격된 외주면에는 상기 유입공(31c)과 일시적으로 연결되어 상기 배수로(32a)와 연통시키는 안내공(32b)이 형성된 내측부재(32)와, 상기 내측부재(32)의 타측 끝단부에 그 상측 끝단부가 힌지결합되어 상기 배수로(32a)를 복개하는 마개(39)와, 상기 내측부재(32)를 탄성지지하여 일정압력 이상이 되는 경우에만 상기 유입공(31c)과 안내공(32b)이 연통되도록 장착되는 압축스프링(33)과, 상기 외측부재의(31)의 끝단 내주면에 형성된 암나사(31d)에 나사 결합되는 수나사(34a)가 외주면에 형성되고 상기 압축스프링(33)을 지지하며 그 중앙부에 상기 내측부재(32)가 슬라이딩 가능하도록 삽입되는 스프링조임부재(34)로 이루어진다.

이때, 상기 배수로(32a)의 내주면은 도 6에 도시한 바와 같이 상기 내측부재(32)의 타측 끝단으로 향할수록 확대되는 내경을 갖도록 단턱부(32c, 32d)가 적어도 하나 이상 형성되거나, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 내측부재(32)의 타측 끝단으로 향할 수록 점점 그 내경이 확대되는 테이퍼부(32e)로 형성되어 유체의 유출이 원활하게 이루어지게 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 내측부재(32)가 상기 외측부재(31)의 내부에 밀착된 상태에서 상기 안내공(32b)과 유입공(31c) 사이 및 상기 내측부재(32)의 일측 끝단부에는 유체의 이동을 방지할 수 있도록 오링 장착부(35a, 36a)가 각각 형성되어 오링(35, 36)이 장착된다. 또한, 상기 오링 장착부(35a)와 일정 간격을 두고 또 다른 오링(37)이 장착될 수 있도록 오링 장착부(37a)가 형성되며, 상기 오링 장착부(37a)는 오링(37)을 지지함과 동시에 일측 끝단이 상기 스프링조임부재(34)에 지지되는 압축스프링(33)의 타측 끝단이 지지되도록 걸림턱 역할을 수행한다.

상기와 같이 구성된 동파방지장치가 작동되는 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 수도계량기(10) 내부에 수돗물의 흐름이 원활하게 이루어지는 경우 상수도관을 통해 공급된 수돗물이 회전덮개부재(24)에 형성된 관통구(24b)를 통해 유입되고 상단에 형성된 관통구(24a)를 통해 토출되어 가정으로 통하는 상수도관으로 공급되는 과정에서 회전축(23)의 회전판(23a)이 수돗물의 흐름에 의해 회전하게 되고, 그 회전이 회전축(23)을 통해 계기판부재(21)의 내부에 형성된 기어에 전달되면, 다수개의 기어 맞물림에 의해 계기판부재(21)에 유체의 사용량이 표시되고, 그 표시된 수치를 투명창(21a)을 통해 인식하게 되는 것이다.

이때, 상기 동파방지수단(30)은 압축스프링(33)의 탄성력에 의해 상기 내측부재(32)가 외측부재(31)의 내부 수용공간 내측 방향으로 밀착된 상태가 유지되고, 그 상태에서 오링(35)에 의해 상기 유입공(31c)과 안내공(32b)이 차단된 상태가 되어 상기 몸체(11) 내부에 채워진 유체인 수돗물이 배수로(32a)로 유입되지 않으며, 상기 마개(39)는 상기 배수로(32a)복개하여 외부공기가 상기 배수로(32a) 내부로 유입되는 것을 차단한다.

그리고, 겨울철과 같이 주변의 온도가 영하로 내려가면 수도계량기(10) 내부에 수용되는 유체인 수돗물이 수도계량기 몸체(11)의 외주면에 가까운 부위부터 차례로 얼기 시작하고, 상수도관과 접하는 부위가 얼어 물의 유동이 차단된 상태에서 상기 몸체(11)의 내부수용공간 중심부를 향해 결빙이 진행되면서 물의 결빙 시 발 생되는 10% 정도의 부피증가로 인해 내부 압력이 증가하게 된다.

이때, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 하우징(22)의 내부에 위치하며 그 압력이 증가된 수돗물이 상기 관통공(31b)을 통해 유입되어 내측부재(32)의 일측 끝단에 힘을 가하게 되고, 그 힘이 압축스프링(33)의 탄성력보다 커지게 되면 상기 내측부재(32)가 도시된 오른쪽 방향으로 이동하게 되고, 상기 내측부재(32)의 이동으로 상기 내측부재(32)의 외주면에 형성된 안내공(32b)과 상기 유입공(31c)이 연통되면 그 압력이 증가된 수돗물이 상기 유입공(31c)과 안내공(32b)을 통해 배수로(32a)로 유입된 후, 배수로(32a)를 따라 몸체(11)의 외부로 배출되며, 배출되는 수돗물에 의해 상기 내측부재(32)의 타측 끝단에 힌지결합된 마개(39)가 힌지결합된 상단부를 기준으로 회동하게 되어 상기 배수로(32a)를 열게되어 수돗물이 외부로 방출되는 것이다.

그리고, 상기 안내공(32b)이 상기 유입공(31c)에 겹쳐지는 순간 상기 압축스프링(33)에 의해 더 이상 상기 내측부재(32)가 외부로 이동되는 것을 방지한다.

상기와 같이 배수로(32a)를 통해 결빙에 의해 압력이 증가된 몸체(11) 내부의 수돗물이 외부로 누설되면 누설된 수돗물의 양만큼 몸체(11) 내부의 압력이 감소하여 투명창(21a)의 파손 및 내부구조의 손상과 같은 동파가 방지되는 것이다.

또한, 몸체(11) 내부의 압력증가로 인해 내측부재(32)가 이동하여 상기 유입공(31c)과 안내공(32b)이 연통되기 직전까지, 그리고 상기 유입공(31c) 및 안내공(32b)이 연통되어 충분한 량의 수돗물이 배수로(32a)를 통해 충분히 배출되지 못하는 경우에는 상기 커버(13)와 계기판부재(21)의 투명창(21a) 사이에 장착된 탄성부 재(14)가 압축되면서 그 압력을 흡수하여 동파를 방지하는 것이다.

마찬가지로 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 동파방지장치는 도 4에 도시한 바와 같이 몸체(11)의 체결부(12)에 삽입되어 체결되고 삽입공(22a)을 통해 상기 하우징(22) 내부에 수용되는 동파방지수단(130)은 실린더 형상을 갖으며 그 외주면에는 상기 체결구(12)에 체결되는 수나사(131a)가 형성되고, 상기 삽입공(22a)을 통해 하우징(22) 내부로 인입되는 일측 끝단부에는 유입공(131b)이 형성되며, 상기 유입공(131b) 형성면의 중앙부에는 개폐돌기(131c)가 돌출된 외측부재(131)와, 상기 외측부재(131)의 내부 수용공간에 길이방향으로 이동 가능하도록 삽입되고 그 중앙부에는 상기 개폐돌기(131c)에 접촉되도록 일측 끝단면에서 타측 끝단면까지 연장되는 배수로(132a)가 형성된 내측부재(132)와, 상기 내측부재(132)를 탄성지지하여 일정압력 이상이 되는 경우에만 배수로(132a)가 상기 개폐돌기(131c)에 접촉된 상태를 벗어나 열린 상태가 되도록 하는 압축스프링(133)과, 상기 내측부재(132)의 타측 끝단부에 그 상측 끝단부가 힌지결합되어 상기 배수로(132a)를 복개하는 마개(139)와, 상기 외측부재(131)의 끝단 내주면에 형성된 암나사(131d)에 나사 결합되는 수나사(134a)가 외주면에 형성되고 상기 압축스프링(133)을 지지하며 그 중앙부에 상기 내측부재(132)가 슬라이딩 가능하도록 삽입되는 스프링조임부재(134)로 이루어진다.

그리고, 상기 내측부재(132)가 상기 외측부재(131)의 내부에 밀착되어 상기 배수로(132a)가 개폐돌기(131c)에 의해 막힌 상태에서 상기 내측부재(132)의 일측 끝단부에는 유체의 이동을 차단하는 오링(135)이 장착되는 오링 장착부(135a)가 형 성된다. 또한, 상기 오링 장착부(135a)는 오링(135)을 지지함과 동시에 일측 끝단이 상기 스프링조임부재(134)에 지지되는 압축스프링(133)의 타측 끝단이 지지되도록 걸림턱 역할을 수행한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제2 실시예인 동파방지장치의 동파방지수단(130)은 압축스프링(133)의 탄성력에 의해 상기 내측부재(132)가 외측부재(131)의 내부 수용공간 내측 방향으로 밀착되어 배수로(132a)가 개폐돌기(131c)에 의해 막힌 상태가 유지되어 상기 몸체(11) 내부에 채워진 수돗물이 상기 배수로(132a)로 유입되지 않는다.

또한, 겨울철과 같이 주변의 온도가 영하로 내려가면 수도계량기(10) 내부에 수용되는 유체인 수돗물이 수도계량기 몸체(11)의 외주면에 가까운 부위부터 차례로 얼기 시작하고, 상수도관과 접하는 부위가 얼어 물의 유동이 차단된 상태에서 상기 몸체(11)의 내부수용공간 중심부를 향해 결빙이 진행되면서 물의 결빙 시 발생되는 10% 정도의 부피증가로 인해 내부 압력이 증가하게 된다.

이때, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 하우징(22)의 내부에 위치하며 그 압력이 증가된 수돗물이 유입공(131b)을 통해 유입되어 상기 내측부재(132)의 일측 끝단에 힘을 가하게 되고, 그 힘이 압축스프링(133)의 탄성력보다 커지게 되면 상기 내측부재(132)가 도시된 오른쪽 방향으로 이동하게 되고, 상기 내측부재(132)가 이동하면서 상기 개폐돌기(131c)에 밀착되어 닫혀있던 상기 내측부재(132)의 배수로(132a)가 열리게 되고, 열린 배수로(132a)를 통해 압력이 증가된 수돗물이 상기 몸체(11)의 외부로 배출되며, 배출되는 수돗물에 의해 상기 내측부재(132)의 타측 끝 단에 힌지결합된 마개(139)가 힌지결합된 상단부를 기준으로 회동하게 되어 상기 배수로(132a)를 열게되고, 그 열린 틈새로 수돗물이 외부로 방출되는 것이다.

상기와 같이 결빙으로 인해 압력이 증가된 몸체(11) 내부의 수돗물이 배수로(132a)를 통해 외부로 누설되면서 누설된 수돗물의 양만큼 몸체(11) 내부의 압력이 감소하여 투명창(21a)의 파손 및 내부구조의 손상과 같은 동파가 방지되는 것이다.

마찬가지로 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 동파방지장치는 도 5에 도시한 바와 같이 수도계량기(11)의 몸체(111)가 상수도관 중간에 장착되고 개구된 내부 수용공간이 형성되며, 상기 내부 수용공간의 그 저면부에 확장된 공간을 갖음과 동시에 상기 확장된 공간의 측면에 체결구(112)가 형성되고, 상기 체결구(112)에 상기 본 발명의 바람직한 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명한 동파방지수단(30, 130)이 장착되는 구조로 구성된다.

상기 본 발명의 바람직한 제3 실시예인 동파방지장치는 상기 몸체(111) 및 상기 몸체(111)의 저면부에 형성된 체결구(112)에 장착되는 동파방지수단(30, 130) 이외의 구성에 대한 설명 및 상기 동파방지수단(30, 130)이 작동되는 과정은 본 발명의 바람직한 제1 실시예 및 제2 실시예를 인용한다.

마찬가지로 본 발명의 바람직한 제4 실시예인 동파방지장치는 도시되진 않았지만, 본 발명의 바람직한 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명한 동파방지수단(30, 130)이 저온에서 결빙되는 유체가 내부에 수용되는 유체수용부재인 유체 저장탱크에 형성된 체결구에 장착되어 상기 유체 저장탱크의 중앙부까지 연장되는 구조로 구성되며, 상기 동파방지수단(30, 130)이 작동되는 과정은 본 발명의 바람직한 제1 실시예 및 제2 실시예를 인용한다.

마찬가지로 본 발명의 바람직한 제5 실시예인 동파방지장치는 도시되진 않았지만, 본 발명의 바람직한 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명한 동파방지수단(30, 130)이 저온에서 결빙되는 유체가 내부에 수용되는 유체수용부재인 유체 수송관의 외주면에 형성된 체결구에 장착되어 상기 유체 수송관의 중앙부까지 연장되는 구조로 구성되며, 상기 동파방지수단(30, 130)이 작동되는 과정은 본 발명의 바람직한 제1 실시예 및 제2 실시예를 인용한다.

또한, 상기 유체 수송관이 일정길이 이상일 경우에는 상기 유체 수송관의 외주면에 일정 간격을 두고 다수개의 상기 동파방지수단(30, 130)을 설치하여 상기 유체 수송관을 동파를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 바람직한 실시예인 동파방지장치는 그 중앙부에 배수로(32a, 132a)가 형성된 동파방지수단(30, 130)이 유체수용부재인 유체 수송관, 유체 저장탱크 및 수도계량기(10, 110)에 장착되고, 상기 동파방지수단(30, 130)의 일측 끝단이 각각의 유체수용부재 중앙부까지 연장되고, 그 타측 끝단은 유체수용부재의 외부로 돌출되는 구조로 형성됨으로써, 주변 온도가 낮아져 유체수용부재의 외주면에 가까운 부위부터 결빙이 시작되어 내부 압력이 증가하면 상기 동파방지수단(30, 130)의 배수로(32a, 132a)가 열리면서 그 증가된 압력만큼 내부 수용공간에 수용된 유체를 상기 동파방지수단(30, 130)의 배수로(32a, 132a)를 통해 외부로 유출시켜 압력증가로 인한 유체수용부재의 손상을 방지하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예인 동파방지장치는 그 중앙부에 배수로가 형성된 동파방지수단이 유체수용부재에 장착되고, 상기 동파방지수단의 일측 끝단이 각각의 유체수용부재 중앙부까지 연장되고, 그 타측 끝단은 유체수용부재의 외부로 돌출되는 구조로 형성되어, 주변 온도가 낮아져 유체수용부재의 외주면에 가까운 부위부터 결빙이 시작되면서 점차로 내부 압력이 증가하면 상기 동파방지수단의 배수로가 열리면서 그 증가된 압력만큼 내부 수용공간에 수용된 유체를 상기 동파방지수단의 배수로를 통해 외부로 유출시킴으로써, 결빙으로 인해 발생된 압력증가로 유체수용부재의 파손, 즉 동파가 방지되어 제품의 수명이 연장되고, 제품에 대한 소비자의 신뢰성이 증가하는 효과가 있다.
또한, 동파방지장치의 대부분이 상기 유체수용부재의 내부로 인입되어 작동 중 결빙이 방지되고 외부로 노출되는 설치공간이 적어 작동성이 향상되고 설치가 용이한 효과가 있다.

Claims (16)

1. 저온에서 결빙되며 그 체적이 증가하는 유체가 내부에 수용되는 유체수용부재; 및

   실린더 형상을 갖으며 그 외주면에는 상기 유체수용부재에 체결되는 수나사가 형성되고 상기 유체수용부재 내부로 삽입되는 끝단부에는 유입공이 형성되며, 상기 유입공 형성면의 중앙부에는 개폐돌기가 돌출된 외측부재와, 상기 외측부재의 내부 수용공간에 삽입되어 길이방향으로 이동되며 중앙에 상기 개폐돌기에 의해 개폐되는 배수로가 길이방향으로 관통된 내측부재와, 상기 내측부재를 탄성 지지하는 압축스프링으로 이루어진 동파방지수단; 을 포함하여

   상기 유체수용부재의 외주면에 위치한 유체부터 얼기 시작하고 상기 유체수용부재 내부의 압력이 증가하게 되면 상기 압축스프링이 압축되면서 상기 개폐돌기에 의해 막혀있던 상기 배수로가 열리고, 상기 유체수용부재의 중앙부에 얼지 않은 유체가 상기 배수로를 통해 외부로 유출되어 내부 압력이 감소되는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 동파방지수단에는,

   상기 배수로를 통해 유체가 유출되기 전에는 자중에 의해 상기 배수로가 닫힌 상태로 유지되도록 상기 내측부재의 타측 끝단부에 그 상측 끝단부가 힌지결합되어 상기 배수로를 복개하는 마개가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 압축스프링의 일측 끝단이 지지되도록 상기 내측부재의 일측 끝단에 소정의 높이로 돌출 되고 오링이 장착되는 걸림턱이 형성되고, 상기 압축스프링의 타측 끝단을 지지함과 동시에 상기 외측부재의 끝단 내주면에 나사 결합되는 스프링조임부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
4. 저온에서 결빙되며 그 체적이 증가하는 유체가 내부에 수용되는 유체수용부재; 및

   실린더 형상을 갖으며 그 외주면에는 상기 유체수용부재에 체결되는 수나사가 형성되고 상기 유체수용부재 내부로 삽입되는 끝단부에는 관통공이 형성되며, 그 끝단부에서 일정 간격만큼 이격된 외주면에는 유입공이 형성된 외측부재와, 상기 외측부재의 내부 수용공간에 삽입되어 길이방향으로 이동되며 삽입된 일측 끝단부에서 소정의 간격만큼 이격된 외주면에 상기 유입공과 일시적으로 연통되는 안내공이 형성되고, 상기 안내공에 연통되는 상기 배수로가 타측 끝단까지 관통된 내측부재와, 상기 배수로를 통해 유체가 유출되기전에는 자중에 의해 상기 배수로가 닫힌 상태로 유지되도록 상기 내측부재의 타측 끝단부에 그 상측 끝단부가 힌지결합되어 상기 배수로를 복개하는 마개와, 상기 내측부재를 탄성지지하여 일정압력 이상이 되는 경우에만 상기 유입공과 안내공이 연통되도록 하는 압축스프링으로 이루어진 동파방지수단; 을 포함하여,

   상기 유체수용부재의 외주면에 위치한 유체부터 얼기 시작하고 상기 유체수용부재 내부의 압력이 증가하게 되면 상기 압축스프링이 압축되면서 상기 내측부재가 이동되어 상기 유입공과 상기 안내공이 연통되고, 상기 유체수용부재의 중앙부에 얼지 않은 유체가 상기 유입공과 상기 안내공과 상기 배수로를 통해 외부로 유출되어 내부 압력이 감소되는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 배수로는

   유체의 유출이 원활하게 이루어지도록 상기 내측부재의 타측 끝단으로 향할 수록 확대되는 내경을 갖는 적어도 하나 이상의 단턱부가 형성되는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 배수로는

   유체의 유출이 원활하게 이루어지도록 상기 내측부재의 타측 끝단으로 향할수록 점점 그 내경이 확대되는 테이퍼부로 형성되는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
7. 제 4항에 있어서, 상기 내측부재가 상기 외측부재의 내부에 밀착된 상태에서 상기 안내공과 상기 유입공의 사이 및 상기 내측부재의 일측 끝단부에는 유체의 이동을 방지하는 오링이 장착되는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 압축스프링의 일측 끝단이 지지되도록 상기 내측부재에 소정의 높이로 돌출 되고 오링이 장착되는 걸림턱이 형성되고

   상기 압축스프링의 타측 끝단을 지지함과 동시에 상기 외측부재의 끝단 내주면에 나사 결합되는 스프링조임부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체수용부재는 그 외주면에 상기 동파방지수단이 삽입되고 체결되는 체결구가 형성된 유체 저장탱크인 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
10. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체수용부재는 그 외주면에 상기 동파방지수단이 삽입되고 체결되는 체결구가 형성된 유체 수송관인 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
11. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체수용부재는 상수도관에 장착되며 상기 유체수용부재는 상기 동파방지수단이 삽입되고 체결되는 체결구가 형성된 수도계량기 인 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
12. 제 11항에 있어서, 상기 수도계량기는

    상수도관 중간에 장착되고 개구된 내부 수용공간을 갖으며, 그 측면부에 상기 체결구가 형성된 몸체; 및

    상기 몸체의 내부 수용공간에 삽입되어 수도 사용량을 표시하며, 상기 관통 공을 통해 삽입된 상기 동파방지수단이 그 내부로 인입되도록 삽입공이 형성된 계량기조립체;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
13. 제 12항에 있어서, 상기 계량기조립체가 내부 수용공간을 이탈하는 것을 방지하도록 상기 몸체의 상단 개구부에 체결되는 커버와 상기 계량기조립체 사이에는 압력을 흡수하는 탄성부재가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
14. 제 13항에 있어서, 상기 계량기조립체는

    외부로 노출되어 수도 사용량을 표시하는 계기판부재;

    상기 계기판부재의 저면에 장착되며 상기 삽입공이 형성되고 상기 동파방지수단이 수용되는 하우징; 및

    상기 하우징의 저면에 장착되고 유체의 흐름에 따라 회전하며 그 회전을 상기 계기판부재에 전달하는 회전부재를 내부에 수용하는 회전부재덮개;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
15. 제 11항에 있어서, 상기 수도계량기는

    상수도관 중간에 장착되고 개구된 내부 수용공간이 형성되며, 상기 내부 수용공간의 저면부에 상기 동파방지수단이 삽입될 수 있도록 확장된 공간을 갖음과 동시에 그 확장된 공간에 접하도록 상기 체결구가 형성된 몸체; 및

    상기 몸체의 내부 수용공간에 삽입되어 수도 사용량을 표시하는 계량기조립체;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.
16. 상수도관 중간에 장착되고 개구된 내부 수용공간을 갖으며, 그 측면부에 체결구가 형성된 수도계량기 몸체;

    상기 몸체의 내부 수용공간에 삽입되며 외부로 노출되어 수도 사용량을 표시하는 계기판부재와, 상기 계기판부재의 저면에 장착되며 상기 체결구와 동일선상에 위치하는 삽입공이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 저면에 장착되고 유체의 흐름에 따라 회전하며 그 회전을 상기 계기판부재에 전달하는 회전부재를 내부에 수용하는 회전부재덮개가 구비된 계량기 조립체;

    상기 몸체의 상단 개구부에 체결되는 커버;

    상기 계량기부재와 커버 사이에 장착되어 압력을 흡수하는 탄성부재;

    실린더 형상을 갖으며 그 외주면에는 상기 체결구에 체결되는 수나사가 형성되고 상기 삽입공을 통해 상기 하우징 내부로 삽입되는 끝단부에는 관통공이 형성되며, 그 끝단부에서 일정 간격만큼 이격된 외주면에는 유입공이 형성된 외측부재;

    상기 외측부재의 내부 수용공간에 삽입되어 길이방향으로 이동되며 삽입된 일측 끝단부에서 일정 간격만큼 이격된 외주면에 상기 유입공과 일시적으로 연통되는 안내공이 형성되고, 상기 안내공에 연통되어 타측 끝단까지 연장되며 상기 내측 부재의 타측 끝단으로 향할수록 점점 그 내경이 확대되는 테이퍼부로 이루어진 배수로가 관통된 내측부재;

    상기 배수로를 통해 유체가 유출되기전에는 자중에 의해 상기 배수로가 닫힌 상태로 유지되도록 상기 타측 끝단부에 그 상측 끝단부가 힌지결합되어 상기 배수로를 복개하는 마개;

    상기 내측부재가 상기 외측부재의 내부에 밀착된 상태에서 상기 안내공과 상기 유입공의 사이 및 상기 내측부재의 일측 끝단부에 장착되어 유체의 이동을 방지하는 오링;

    상기 내측부재를 탄성지지하여 일정압력 이상이 되는 경우에만 상기 유입공과 안내공이 연통되도록 하는 압축스프링;

    상기 압축스프링의 일측 끝단이 지지되는 걸림턱을 이루도록 상기 내측부재에 소정의 높이로 돌출 되고 또 다른 오링이 장착되는 오링 장착부; 및

    상기 압축스프링의 타측 끝단을 지지함과 동시에 상기 외측부재의 끝단 내주면에 나사 결합되는 스프링조임부재;

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 동파 방지장치.

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