KR100814746B1

KR100814746B1 - 배관 동결방지시스템

Info

Publication number: KR100814746B1
Application number: KR1020060125961A
Authority: KR
Inventors: 권순락
Original assignee: 권순락
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-03-20

Abstract

본 발명은 유체를 이송하는 배관에 설치되어 동절기에 유체가 얼지 않도록 하기 위한 배관 동결방지시스템에 관한 것으로, 그 주된 목적은 배관내부의 유체가 동결됨을 방지함은 물론 이로 인한 배관의 동파를 방지하기 위한 것이고, 다음으로는 배관내부의 유체가 동결될 수 있는 조건을 감지함에 있어서 유체의 흐름을 소리로 인식하고 이를 외부로부터 배관에 가해지는 배관의 온도와 연산 비교해서 동파방지발열선을 구동하는 릴레이부를 동작 하도록 함과 동시에 다수의 분산된 동파방지발열선을 단일 제어시스템에서 선택적으로 제어하도록 함으로써 설비가 용이하고, 여기에 따른 비용을 최소화하도록 하며, 특히 배관의 동결을 방지하는데 따른 비용을 최소화하여 관리 유지비가 최소화하도록 하는데 그 목적을 둔 것으로, 배관에 설치하여 배관내의 유체의 흐름에 따른 소리를 감지하여 유체의 흐름상태 유무를 알아내는 소리감지센서(26)와 배관의 온도를 측정하는 온도감지센서(25)로 이루어지는 센서부(20)와; 상기 센서부(20)와 연계되어 센서부(20)에서 감지한 값을 디지털 데이터 값으로 비교 처리하여 외부와 선택된 채널의 신호로 발송하는 검출연산부(30)와; 상기 검출연산부(30)에서 처리하여 발송된 신호를 선택된 채널을 통하여 수신하여 이와 연계한 릴레이부(45)를 동작시키고, 동파방지발열선(10)과 센서부(20) 및 검출연산부(30)의 상태를 표시함과 동시에 사용자가 시스템을 제어하도록 한 제어표시부(40)와; 배관에 설치하는 동파방지발열선(10)이 상기 제어표시부(40)의 릴레이부(45)의 동작으로 구동하여 외부에서 인가되는 전원으로 배관을 데워주도록 구성하여, 배관 내부의 유체가 흐르는 유무를 소리로 감지하여 파악하고 이를 배관의 온도를 측정한 것과 분석하여 릴레이부를 동작함으로써 동파방지발열선을 구동시키도록 함과 동시에 다수의 동파방지발열선을 단일 제어시스템에서 선택적으로 제어하도록 함과 동시에 더 나아가서는 메인 장치인 제어표시부와 센서부의 감지에 의해 얻어진 데이터 값을 처리한 검출연산부와의 데이터 송수신을 단일유선으로 연결하거나 무선방식을 선택하도록 함으로써 설비가 용이하고, 여기에 따른 비용을 최소화하도록 함은 물론, 동파방지발열선의 가동시간을 최소화하면서도 배관의 동결을 방지하게 함으로써 최대의 절전효과를 창출하여 사용자의 경제적인 이익을 창출함과 동시에 에너지절약 효과를 창출하는 등 실사용에 있어서 획기적인 효과를 가질 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

소리감지센서, 온도감지센서, 센서부, 검출연산부, 릴레이부, 동파방지발열선, 제어표시부.

Description

배관 동결방지시스템{Piping freezing prevention system}

도 1은 본 발명의 실시상태 예시도.

도 2는 본 발명의 전체구성상태 예시도.

도 3은 본 발명의 제어표시부 구성상태를 예시한 블럭도.

도4는 본 발명의 검출연산부 구성상태를 예시한 블록도.

도5는 본 발명의 다른 실시예인 무선 동작상태 예시도.

<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 동파방지발열선.

20: 센서부. 25: 온도센스부. 26: 소리감지센서.

30: 검출연산부. 34: 번호설정부.

40: 제어표시부. 45: 릴레이부. 47: 설정부.

본 발명은 유체를 이송하는 배관에 설치되어 동절기에 유체가 얼지 않도록 하기위한 배관 동결방지시스템에 관한 것으로, 그 주된 목적은 배관내부의 유체가 동결됨을 방지함은 물론 이로 인한 배관의 동파를 방지하기 위한 것이고, 다음으로는 배관내부의 유체가 동결될 수 있는 조건을 감지함에 있어서 유체의 흐름을 소리로 인식하고 이를 외부로부터 배관에 가해지는 배관의 온도와 연산하여 비교하여서 동파방지발열선을 구동하는 릴레이부를 동작하도록 함과 동시에 다수의 분산된 동파방지발열선을 단일 제어시스템에서 선택적으로 제어하도록 함으로써 설비가 용이하고, 여기에 따른 비용을 최소화하도록 하며, 특히 배관의 동결을 방지하는데 따른 비용을 최소화하여 관리 유지비가 최소화하도록 하는데 그 목적을 둔 것이다.

일반적으로 배관내부의 유체가 동결되고 이로 인하여 배관의 동파가 일어나게 되는 것은 영하로 내려가는 외부의 기온이 배관에 전해져서 배관 내부의 유체를 얼리게 되는바, 여기서 배관내의 유체가 동결되는 조건은 유체의 흐름이 정지되고 외부의 차가운 기온이 배관을 통하여 계속적으로 전달될 때 이다.

그렇다면 배관내의 유체가 동결되는 것을 방지하기 위한 조건으로는 배관내의 유체가 흐르게 하거나 배관 외부로부터 유체로 전해지는 온도를 결빙온도 이상으로 상승시키는 것이다.

따라서 지금까지는 배관 내부의 유체가 결빙되어 배관이 동파되는 것을 방지하기 위하여 배관 내부의 유체를 끊임없이 흐르도록 하거나 배관외부에 동파방지발열선을 설치하고 동절기에는 계속해서 동파방지발열선을 가동하는 방법을 실시하였다. 그러나 이와 같은 방법은 배관내부의 유체를 끊임없이 흘려보내서 유동시킴에 있어서는 이들 유체를 흘려보내는데 따른 에너지 손실이 막대하며, 배관을 지속적으로 가열하게 됨으로써 이에 따른 동파방지발열선이 지속적인 가열로 쓸데없는 전기 에너지의 손실을 막대하게 발생시켰다.

이를 보완하고자 안출된 본인의 선 발명으로써 특허출원 제2006-4292호인 배관 동파방지방법 및 그 장치로 배관 내부의 유체가 흐르는 것을 유체의 흐름에 따 른 운동에너지를 감지하여 유체가 정지하고 배관외부의 온도가 결빙온도가 되었을 때 이를 비교 연산하여 동파방지발열선을 구동하는 릴레이부를 동작시켜서 선택적으로 동파방지발열선을 동작하게 하도록 함으로써 전기에너지 절감을 하도록 한 배관 동결방지 시스템이 있었으나 이는 에너지를 절감하는 목적에 따른 효과에서는 만족하나 이와 같은 설비를 하기 위하여 기존의 배관을 구멍을 뚫거나 기타 절단하여 유체의 흐름을 읽어내는 플로스위치를 설치하여야 함으로써 설치가 어렵고 유지관리가 어려움은 물론 유체 플로스위치의 고장 우려가 있었으며, 또 다른 작은 문제점으로는 각각의 센서부와 검출부가 개별의 신호체계로 운전자가 인식하고 관리할 수 있는 제어부와 연결하는 구성이었으므로 배선이 복잡한 등 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 배관 내부의 유체가 흐르는 유무를 소리로 감지하여 파악하고 이를 배관의 온도를 측정한 것과 분석하여 릴레이부를 동작함으로써 동파방지발열선을 구동시키도록 함과 동시에 다수의 동파방지발열선을 단일 제어시스템에서 선택적으로 제어하도록 함과 동시에 더 나아가서는 메인 장치인 제어표시부와 센서부의 감지에 의해 얻어진 데이터 값을 처리한 검출연산부와의 데이터 송수신을 단일유선으로 연결하거나 무선방식을 선택하도록 함으로서 설비가 용이하고, 여기에 따른 비용을 최소화하도록 함에 있는 것이다.

상기한 본 발명의 기술 구성을 살펴보면 다음과 같다.

배관에 설치하여 배관내의 유체의 흐름에 따른 소리를 감지하여 유체의 흐름상태 유무를 알아내는 소리감지센서(26)와 배관의 온도를 측정하는 온도감지센서(25)로 이루어지는 센서부(20)와; 상기 센서부(20)와 연계되어 센서부(20)에서 감지한 값을 디지털데이터 값으로 비교 연산 처리하여 선택된 채널의 신호로 외부에 발송하는 검출연산부(30)와; 상기 검출연산부(30)에서 처리하여 발송된 신호를 다수의 채널중 선택된 채널을 통하여 수신하여 이와 연계한 릴레이부(45)를 동작시키고, 동파방지발열선(10)과 센서부(20) 및 검출연산부(30)의 상태를 표시함과 동시에 사용자가 시스템을 제어하도록 한 제어표시부(40)와; 배관에 설치하는 동파방지발열선(10)이 상기 제어표시부(40)의 릴레이부(45)가 구동하여 외부에서 인가되는 전원으로 배관을 데워주도록 함으로써 검출연산부에서는 구성한다.

여기서 상기 제어표시부(40)는, 외부에서 인가된 교류전원을 직류로 정류하는 정류부(41)와; 상기 정류부(41)에서 정류된 직류전원의 전압이 일률적인 전압으로 유지하도록 하는 정전압부(42)와; 상기 정전압부(42)에서 인가받은 전원으로 구동하고, 상기 검출연산부(30)에서 인가받은 디지털 데이터 값을 연산처리 제어하는 씨피유(CPU)(43)와; 상기 씨피유(CPU)(43)에서 인가된 신호에 따라 동파방지발열선(10)을 구동하기위한 접점을 제어하는 릴레이부(45)와; 외부와 다수의 데이터 값을 동시에 주고받는 통신부(44)와; 상기 통신부(44)의 외부로부터 수신하는 수신채 널을 필요에 따라 설정하고 운전조건을 설정하는 설정부(47)와; 상기 씨피유(CPU)(43)에서 인가된 신호에 따라 검출연산부(30), 동파방지발열선(10)의 상태는 물론 유체의 흐름유무, 배관의 온도를 표시하는 표시부(46)와; 상기 제어표시부(40)와 검출연산부(30)의 이상 상태를 알려주는 부저(48);로 구성하여 전체적인 시스템을 제어하도록 구성하며,

상기 검출연산부(30)는, 제어표시부(40)의 정전압부(42) 전원을 인가받는 전원부(31)와; 외부와 선택된 채널로 데이터를 주고받는 통신부(32)와; 상기 센서부(20)의 소리감지센서(26)와 온도감지센서(25)에서 감지된 신호를 연산하여 디지털 데이터 값으로 처리하는 씨피유(CPU)(33)와; 상기 통신부(32)를 통하여 외부로 발송하는 신호의 채널을 선택하는 번호설정부(34)와; 상기 검출연산부(30)의 동작상태나 센서(26)(25)의 동작상태를 표시하는 표시부(35)와; 상기 소리감지센서(26)에 의해 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거하고 소리신호를 검출하는 음향수신부(36);로 구성하여 배관에서 발생하는 유체이 흐르는 소리와 배관의 온도를 측정하도록 하였다.

본 발명의 또 다른 구성으로는 배관에 설치하여 배관내의 유체의 흐름에 따른 소리를 감지하여 유체의 흐름상태 유무를 알아내는 소리감지센서(26)와 배관의 온도를 측정하는 온도감지센서(25)로 이루어지는 센서부(20)와; 상기 센서부(20)와 연계되어 센서부(20)에서 감지한 신호를 디지털데이터 값으로 변환하여 선택된 채널의 신호로 외부에 발송하는 검출연산부(30)와; 상기 검출연산부(30)에서 변환하여 발송된 신호를 다수의 채널중 선택된 채널을 통하여 수신하고 이를 비교 처리하 여 그 값에 따라 선택된 채널과 연계한 릴레이부(45)를 동작시키고, 동파방지발열선(10)과 센서부(20) 및 검출연산부(30)의 상태를 표시함과 동시에 사용자가 시스템을 제어하도록 한 제어표시부(40)와; 배관에 설치하는 동파방지발열선(10)이 상기 제어표시부(40)의 릴레이부(45) 동작으로 구동하여 외부에서 인가되는 전원으로 배관을 데워주는 동파방지발열선(10);으로 구성하여 검출연산부(30)는 단순히 신호를 읽어서 송신하는 구성만을 하고 제어표시부(40)에서 모든 신호를 비교 처리하여 릴레이를 동작하도록 할 수도 있으며, 상기 검출연산부(30)와 제어표시부(40)에 각각 무선통신부를 구성하여 이들의 데이터를 서로 무선으로 주고받도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성한 본 발명의 실시 상태를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 건축물 등에 설비된 배관이 동절기에 내부의 유체가 결빙되어서 동파할 우려가 있는 곳에 동파방지발열선(10)을 감는다.

상기와 같이 동파방지발열선(10)을 감은 배관을 관리하고자 하는 구역으로 구분하고 이들 각 구역마다 검출연산부(30)와 연계되어 배관내의 유체의 흐름에 따른 소리를 감지하여 유체의 흐름상태 유무를 알아내는 소리감지센서(26)와 배관의 온도를 측정하는 온도감지센서(25)를 테이프로 감거나 기타 방법으로 배관의 외부에 밀착 고정시킨다.

상기와 같이 센서부(20)의 소리감지센서(26)와 온도감지센서(25)의 설치가 모든 구역에 끝나면 상기 센서(26)(25)와 인접한곳에 각 구역마다 검출연산부(30)를 설치한다.

상기와 같이 고정 설치된 검출연산부(30)는 번호설정부(34)를 조작하여 각자 고유한 번호의 채널을 선택하게 된다.

상기와 같이 각자 고유한 번호의 채널을 선택함은 다수의 검출연산부(30)를 단일 통신선으로 제어표시부(40)와 연결하고 각각의 검출연산부(30)의 채널과 제어표시부(40)의 선택된 채널과 일치하는 주파수를 부여하여 각자가 동시에 통신이 가능하도록 하였다.

상기한 상태로 각각의 구획에 검출연산부(30)의 설치가 끝나면 운전실에 제어표시부(40)를 설치하고 상기 배관에 감은 동파방지발열선(10)에 전원을 공급하는 외부전원을 각각 구획된 검출연산부(30)의 와 일치하는 릴레이부(45)에 연결하여, 다수의 검출연산부(30)의 통신부(32)를 단일 통신선에 연결한 통신선을 제어표시부(40)의 통신부(44)에 연결하면 모든 설치는 끝나게 된다.

이와 같이 설치된 본 발명을 동절기가 되어 운전실에서 메인전원을 공급하여 가동시키면 온도감지센스(25)가 배관의 온도를 읽어서 신호를 보냄과 동시에 소리감지센스(26)역시 유체의 흐름으로 발생하는 배관내부의 소리신호를 읽어서 보내게 된다.

상기한 상태에서 배관 온도가 설정된 온도(동절기에는 영상3∼5℃)이하로 떨어지면서 배관내부의 유체가 흐르지 않아 배관내부에서 물이 흐르는 소리를 감지하지 못하는 신호가 발생되면 그 구획의 릴레이부(45)가 자동으로 동작하여 동파방지발열선(10)에 전원을 공급하게 된다.

상기와 같이 동작되어 동파방지발열선(10)에 전원을 공급하던 중 배관내부의 유체가 흐르게 되면 소리감지센스(26)의 유체흐름감지신호에 의하여 그 구획의 릴레이부(45)가 오프 동작하여 동파방지발열선(10)에 공급되던 전원을 차단시킨다.

또한 배관의 온도가 설정치 이상이 되면 모든 릴레이부(45)는 오프되어 모든 동파방지발열선(10)에는 전원이 공급되지 않게 된다.

이때 물의 흐름에 예민하게 릴레이부(45)가 동작하는 것을 방지하기 위하여 물의 흐름이 일정한 시간(즉 동결이 발생하기 시작할 시간이나 임의적인 시간으로 1분이나 2분으로설정)동안 지속적으로 물의 흐름이 일어나지 않을 때 동작하도록 설정할 수도 있다.

여기서 검출연산부(30)와 제어표시부(40)를 단일체로 구성할 수도 있으나, 그렇게 되면 배선이 복잡해지고 설비가 까다로우며, 센스부(20)에서 검출된 신호를 검출연산부(30)에서 연산하지 않고 단순히 디지털 신호로만 바꾸어서 제어표시부(40)로 보내도록 할 수도 있으며, 무선으로 신호를 주고 받도록 설치할 수도 있다.

상기한 본 발명은 배관 내부의 유체가 흐르는 유무를 소리로 감지하여 파악하고 이를 배관의 온도를 측정한 것과 분석하여 릴레이부를 동작함으로써 동파방지발열선을 구동시키도록 함과 동시에 다수의 동파방지발열선을 단일 제어시스템에서 선택적으로 제어하도록 함과 동시에 더 나아가서는 메인 장치인 제어표시부와 센서부의 감지에 의해 얻어진 데이터 값을 처리한 검출연산부와의 데이터 송수신을 단 일유선으로 연결하거나 무선방식을 선택하도록 함으로써 설비가 용이하고, 여기에 따른 비용을 최소화하도록 함은 물론, 동파방지발열선의 가동시간을 최소화하면서도 배관의 동결을 방지하게 함으로써 최대의 절전효과를 창출하여 사용자의 경제적인 이익을 창출함과 동시에 에너지절약 효과를 창출하는 등 실사용에 있어서 획기적인 효과를 가질 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

그리고 제어부와 검출연산부 사이에 통신(유·무선)으로 송·수신하므로 중앙감시실에서도 상태 확인 및 제어가 용이한 것이 발명의 특징이다.

Claims

배관에 설치하여 배관내의 유체의 흐름에 따른 소리를 감지하여 유체의 흐름상태 유무를 알아내는 소리감지센서(26)와 배관의 온도를 측정하는 온도감지센서(25)로 이루어지는 센서부(20)와;

상기 센서부(20)와 연계되어 센서부(20)에서 감지한 값을 디지털데이터 값으로 비교 연산 처리하여 선택된 채널의 신호로 외부에 발송하는 검출연산부(30)와;

상기 검출연산부(30)에서 처리하여 발송된 신호를 다수의 채널중 선택된 채널을 통하여 수신하여 이와 연계한 릴레이부(45)를 동작시키고, 동파방지발열선(10)과 센서부(20) 및 검출연산부(30)의 상태를 표시함과 동시에 사용자가 시스템을 제어하도록 한 제어표시부(40)와;

상기 제어표시부(40)의 릴레이부(45)의 동작으로 구동하여 외부에서 인가되는 전원으로 배관을 데워주는 동파방지발열선(10);으로 구성함을 특징으로 하는 배관 동결방지시스템.
배관에 설치하여 배관내의 유체의 흐름에 따른 소리를 감지하여 유체의 흐름 상태 유무를 알아내는 소리감지센서(26)와 배관의 온도를 측정하는 온도감지센서(25)로 이루어지는 센서부(20)와;

상기 센서부(20)와 연계되어 센서부(20)에서 감지한 신호를 디지털데이터 값으로 변환하여 선택된 채널의 신호로 외부에 발송하는 검출연산부(30)와;

상기 검출연산부(30)에서 변환하여 발송된 신호를 다수의 채널중 선택된 채널을 통하여 수신하고 이를 비교 처리하여 그 값에 따라 선택된 채널과 연계한 릴레이부(45)를 동작시키고, 동파방지발열선(10)과 센서부(20) 및 검출연산부(30)의 상태를 표시함과 동시에 사용자가 시스템을 제어하도록 한 제어표시부(40)와;

상기 제어표시부(40)의 릴레이부(45) 동작으로 구동하여 외부에서 인가되는 전원으로 배관을 데워주는 동파방지발열선(10);으로 구성함을 특징으로 하는 배관 동결방지시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제어표시부(40)는,

외부에서 인가된 교류전원을 직류로 정류하는 정류부(41)와;

상기 정류부(41)에서 정류된 직류전원의 전압이 일률적인 전압으로 유지하도록 하는 정전압부(42)와;

상기 정전압부(42)에서 인가받은 전원으로 구동하고, 상기 검출연산부(30)에서 인가받은 디지털 데이터 값을 연산처리 제어하는 씨피유(CPU)(43)와;

상기 씨피유(CPU)(43)에서 인가된 신호에 따라 동파방지발열선(10)을 구동하 기위한 접점을 제어하는 릴레이부(45)와;

외부와 다수의 데이터 값을 동시에 주고받는 통신부(44)와;

상기 통신부(44)의 외부로부터 수신하는 수신채널을 필요에 따라 설정하고 운전조건을 설정하는 설정부(47)와;

상기 씨피유(CPU)(43)에서 인가된 신호에 따라 검출연산부(30), 동파방지발열선(10)의 상태는 물론 유체의 흐름유무, 배관의 온도를 표시하는 표시부(46)와;

상기 제어표시부(40)와 검출연산부(30)의 이상 상태를 알려주는 부저(48);로 구성하여 전체적인 시스템을 제어하도록 구성함을 특징으로 하는 배관 동결방지시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 검출연산부(30)는,

제어표시부(40)의 정전압부(42) 전원을 인가받아 정류 및 정전압을 하는 전원부(31)와;

외부와 선택된 채널로 데이터를 주고받는 통신부(32)와,

상기 센서부(20)의 소리감지센서(26)와 온도감지센서(25)에서 감지된 신호를 연산하여 디지털 데이터 값으로 처리하는 씨피유(CPU)(33)와;

상기 통신부(32)를 통하여 외부로 발송하는 신호의 채널을 선택하는 번호설정부(34)와;

상기 검출연산부(30)의 동작상태나 센서(26)(25)의 동작상태를 표시하는 표 시부(35)와;

상기 소리감지센서(26)에 의해 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거하고 소리신호를 검출하는 음향수신부(36);로 구성하여 배관에서 발생하는 유체이 흐르는 소리와 배관의 온도를 측정하도록 함을 특징으로 하는 배관 동결방지시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 검출연산부(30)와 제어표시부(40)에 각각 무선통신부를 구성하여 이들의 데이터를 서로 무선으로 주고 받도록 구성함을 특징으로 하는 배관 동결방지시스템.