KR100849915B1

KR100849915B1 - 동파방지장치

Info

Publication number: KR100849915B1
Application number: KR1020070031738A
Authority: KR
Inventors: 강흥묵
Original assignee: 강흥묵
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-08-04

Abstract

본 발명은 결빙에 의해 내부 압력이 증가하면 증가된 압력만큼 내부에 수용된 유체를 외부로 유출시켜 유체수용부재의 파손을 방지하는 동파방지장치에 관한 것으로서, 저온에서 결빙되며 그 체적이 증가하는 유체가 내부에 수용되는 유체수용부재와 유체수용부재에 체결될 수 있도록 일측 끝단 외주면에는 수나사가 형성되고, 유체수용부재 내부로 삽입되는 타측 끝단 내주면에 암나사가 형성되고, 유체를 외부로 배출할 수 있도록 그 중앙부를 따라 배수로가 형성된 유체유출부재와 내부 수용공간을 갖으며 일측이 개구되고, 개구된 일측 내주면에는 암나사가 형성되고, 외주면에는 수나사가 형성되어 유체유출부재의 타측 끝단 내주면에 형성된 암나사에 체결되고, 타측 끝단면에 유체가 유입되도록 유입공이 형성된 유체유입부재와 유체유입부재의 내부에 수용되고, 유체수용부재의 내부 압력에 따라 유입공을 열고 닫는 개폐부재와 개폐부재를 탄성 지지하는 탄성부재 및 유체유입부재의 내주면에 형성된 암나사에 체결되도록 외주면에 수나사가 형성되고, 유체유입부재의 내부와 유체유출부재의 배수로가 연통되도록 그 중앙영역에는 관통공이 형성되어 탄성부재를 고정하는 고정부재를 포함하고, 고정부재의 일측에는 신축성을 갖으며 내부가 중공된 고무튜브가 구비하여 유체수용부재의 외주면에 위치한 유체부터 얼기 시작하고 유체수용부재 내부의 압력이 증가하게 되면 유입공과 배수로가 연통되어 유체수용부재의 중앙부에 얼지 않은 유체가 외부로 유출되어 동파를 방지할 수 있도록 한 것이다.

유체수용부재, 유체유출부재, 유체유입부재, 개폐부재, 수도계량기

Description

동파방지장치{DEVICE FOR PREVENTED A BURSTING BY FREEZING}

도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예인 동파방지장치를 도시한 단면도;

도 2는 도 1에 도시된 동파방지장치의 닫힌 상태를 확대하여 도시한 단면도;

도 3은 도 1에 도시된 동파방지장치의 열린 상태를 확대하여 도시한 단면도;

도 4는 도 1에 도시된 동파방지장치의 작동상태를 도시한 단면도;

도 5는 도 1에 도시된 체적팽창압력 흡수부재의 내부를 나타낸 단면도;

도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예인 동파방지장치를 확대하여 도시한 단면도;

도 7은 도 6에 도시된 동파방지장치의 작동상태를 도시한 단면도;

도 8은 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예인 동파방지장치를 확대하여 도시한 단면도; 및

도 9는 도 8에 도시된 동파방지장치의 작동상태를 도시한 단면도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 수도계량기 32 : 유체유출부재

34 : 유체유입부재 36 : 개폐부재

38 : 탄성부재 39 : 고정부재

본 발명은 동파방지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저온에서 동결되는 유체가 내부에 수용된 유체수용부재가 유체의 동결에 의한 내부의 부피 및 압력증가로 동파되는 것을 방지할 수 있도록 유체수용부재의 내부 압력이 증가하면 배수로를 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 1차 상 변화이다. 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 송수관 등의 유체수용부재가 겨울에 동파되는 경우가 발생한다.

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 부족한 체적만큼이 압력으로 작용하여 이 압력에 의해 계량기 상단부에 부착된 유리 등 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 동작하지 않는 등의 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 결빙되지 않은 유체를 외부로 유출시켜 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 유체수용부재에 체결될 수 있도록 일측 끝단 외주면에는 수나사가 형성되고, 상기 유체수용부재 내부로 삽입되는 타측 끝단 내주면에 암나사가 형성되고, 상기 유체를 외부로 배출할 수 있도록 그 중앙부를 따라 배수로가 형성된 유체유출부재; 내부 수용공간을 갖으며 일측이 개구되고, 개구된 일측 내주면에는 암나사가 형성되고, 외주면에는 수나사가 형성되어 상기 유체유출부재의 타측 끝단 내주면에 형성된 암나사에 체결되고, 타측 끝단면에 상기 유체가 유입되도록 유입공이 형성된 유체유입부재; 상기 유체유입부재의 내부에 수용되고, 상기 유체수용부재의 내부 압력에 따라 상기 유입공을 열고 닫는 개폐부재; 상기 개폐부재를 탄성 지지하는 탄성부재; 및 상기 유체유입부재의 내주면에 형성된 암나사에 체결되도록 외주면에 수나사가 형성되고, 상기 유체유입부재의 내부와 상기 유체유출부재의 배수로가 연통되도록 그 중앙영역에는 관통공이 형성되어 상기 탄성부재를 고정하는 고정부재;를 포함하고, 상기 고정부재의 일측에는 신축성을 갖으며 내부가 중공된 고무튜브가 구비되는 것을 특징으로 하는 동파방지장치를 제공한다.

상기와 같이 동파방지장치의 유체수용부재로는 유체저장용기, 유체 수송관 및 수도계량기 등 여러 가지 동파의 위험이 있는 구조물에 사용할 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 수도계량기에 장착되는 동파방지장치를 일 예로 들어 설명한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예인 동파방지장치를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예인 동파방지장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 동파방지장치의 닫힌 상태를 확대하여 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 동파방지장치의 열린 상태를 확대하여 도시한 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 동파방지장치의 작동상태를 도시한 단면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 체적팽창압력 흡수부재의 내부를 나타낸 단면도로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 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, 유체유출부재(32)와, 유체유입부재(34)와, 개폐부재(36)와, 탄성부재와(38), 고정부재(39)로 이루어진다.

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

계량기 조립체(20)는 외부로 노출되어 수도 사용량을 표시하며 그 상단면이 투명창(21a)으로 형성되고, 그 내부에 다수개의 기어들이 맞물리게 장착되고, 그 바닥면에는 유체가 계기판부재(21)의 내부에 고이지 않고 계속해서 흐를 수 있도록 다수의 관통공(21a)이 형성된 계기판부재(21)와, 계기판부재(21)의 저면에 장착되는 컵 형상을 갖으며 측면에는 유체유출부재(32), 유체유입부재(34), 개폐부재(36), 탄성부재(38) 및 고정부재(39)가 조립되어 삽입되는 삽입공(22a)이 형성되어 내부에 수용하는 하우징(22)과, 하우징(22)의 저면에 장착되는 컵 형상을 갖으며 유체의 흐름에 따라 회전하는 회전판(23a)이 중간에 설치되고 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.

유체유출부재(32)는 내부에 유체를 외부로 유출시키기 위한 배수로(32a)가 형성되고, 일측 끝단 외주면에는 체결구(12)에 체결되는 수나사(32b)가 형성되고, 삽입공(22a)을 통해 하우징의 내부로 인입되는 타측 끝단 내주면에는 암나사(32c)가 형성된다.

유체유입부재(34)는 내부수용공간을 갖으며 일측이 개구되고, 개구된 일측 내주면에는 암나사(34a)가 형성되며, 외주면에는 수나사(34b)가 형성된다. 외주면에 형성된 수나사(34b)는 유체유출부재(32)의 타측 끝단 내주면에 형성된 암나사(32c)에 체결된다. 그리고 타측 끝단면에는 유체가 유입되도록 유입공(35)이 형성된다. 그리고 내부수용공간에는 개폐부재(36)와 탄성부재(38) 및 고정부재(39)가 수용된다.

한편, 유체유출부재(32)와 유체유입부재(34)의 결합은 본 실시 예에서는 암나사와 수나사로 결합 되나 열 융착 등으로도 결합가능하다.

개폐부재(36)는 수도계량기(10) 내부의 압력에 따라 유입공(35)을 개폐하는 것으로, 유체유입부재(34)의 내부에 수용되고, 유입공(35)에 밀착될 수 있도록 구형상의 볼로 이루어진다. 또한, 유입공(35)은 볼의 외주면에 밀착될 수 있도록 곡 선으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 개폐부재(36)는 유입공(35)의 형상에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있으며 유입공(35)과 개폐부재(36) 사이로 유체가 누수되는 것을 방지할 수 있도록 고무 또는 합성수지로 이루어질 수 있다.

탄성부재(38)는 개폐부재(36)를 탄성지지하기 위한 것으로, 개폐부재(36)가 유입공(35)에 밀착되도록 개폐부재(36)의 일측에 설치된다. 이러한 탄성부재(38)로는 코일스프링, 원추형 스프링 등이 사용된다.

고정부재(39)는 탄성부재(38)를 고정하기 위한 것으로, 외주면에 수나사(39a)가 형성되어 유체유입부재(34)의 내주면에 형성된 암나사(34a)에 체결된다. 그리고 일측에는 탄성부재(38)를 수용하기 위한 수용홈(39c)이 내측으로 요입되어 형성된다. 그리고 중앙영역에는 유체유입부재(34)의 내부와 유체유출부재(32)의 배수로(32a)가 연통되도록 관통공(39b)이 형성된다. 그리고 타측에는 신축성을 갖으며 내부가 중공된 고무튜브(40)가 더 구비된다. 이러한 고무튜브(40)는 유체유출부재(32)의 내경과 소정의 간격을 유지하여 설치된다.

또한, 유체수용부재의 내부에는 체적팽창압력 흡수부재(50)가 더 구비된다. 체적팽창압력 흡수부재(50)는 내부수용공간을 갖으며 탄력재질 또는 경질의 외피(52)와 외피(52)의 내부수용공간에 구비되며 다수의 미세공(54a)이 형성된 완충재(54)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 동파방지장치가 작동되는 과정을 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.

수돗물의 흐름이 원활하게 이루어지는 경우에는 유체유입부재(34)의 내부에 수용 설치된 탄성부재(38)의 탄성력에 의해 개폐부재(36)가 유입공(35)에 밀착된 상태가 유지되어 몸체(11) 내부에 채워진 유체인 수돗물이 유체유입부재(34)의 유입공(35)을 통하여 외부로 유출되지 않는다.

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 발생되는 10% 정도의 부피증가로 인해 내부 압력이 증가하게 된다.

이때, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이 하우징(22)의 내부에 위치하며 그 압력이 증가된 수돗물이 유체유입부재(34)의 유입공(35)을 통해 유입되어 개폐부재(36)를 가압하게 된다. 개폐부재(36)를 가압하는 힘이 탄성부재(38)의 탄성력보다 커지게 되면 개폐부재(36)가 도시된 오른쪽 화살표 방향으로 이동하게 되고, 개폐 부재(36)의 이동으로 유입공(35)이 열리게 되고 압력이 증가된 수돗물이 유입공(35)으로 유입된 후, 고정부재(39)의 중앙영역에 형성된 관통공(39b)을 통하여 배수로(32a)를 따라 몸체(11)의 외부로 배출되어 수돗물이 외부로 방출되는 것이다.

한편, 배수로의 내부 잔여 수돗물에 의해 배수가 막혔을 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이 유입공(35)을 통하여 압력이 증가된 수돗물이 고무튜브(40)에 압력을 가하게 되고, 유입되는 수돗물의 압력에 의하여 고무튜브(40)가 외측으로 확장되어 결빙된 수돗물과 유입되는 수돗물이 함께 외부로 배출되는 것이다.

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.

한편, 유체수용부재의 내부에 수용되는 체적팽창압력 흡수부재(50)는 온도 하강에 따라 유체가 결빙되면 체적이 증가하며 팽창압력은 외피(54)의 사방 면을 밀게 되고, 이렇게 밀린 외피(54)에 의해 내부의 수용공간에 채워진 완충재(54)가 압축된다. 이어 완충재(54) 내부의 다수 미세공(54a)들이 압축되며 체적팽창 압력을 흡수하게 되는 것이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예인 동파방지장치를 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 동파방지장치의 작동상태를 확대하여 도시한 단면도로써, 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예인 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, 유체유출부재(132)와, 유체유입부재(134)와, 패킹부재(136)와, 압축스프링(138)으로 이루어진다.

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

계량기 조립체(20)는 외부로 노출되어 수도 사용량을 표시하며 그 상단면이 투명창(21a)으로 형성되고, 그 내부에 다수개의 기어들이 맞물리게 장착된 계기판부재(21)와, 계기판부재(21)의 저면에 장착되는 컵 형상을 갖으며 측면에는 유체유출부재(132), 유체유입부재(134), 패킹부재(136) 및 압축스프링(138)이 조립되어 삽입되는 삽입공(22a)이 형성되어 내부에 수용하는 하우징(22)과, 하우징(22)의 저면에 장착되는 컵 형상을 갖으며 유체의 흐름에 따라 회전하는 회전판(23a)이 중간에 설치되고 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, 유체유출부재(132)는 내부에 유체를 외부로 유출시키기 위한 배수로(132a)가 형성되고, 일측 끝단 외주면에는 체결구(12)에 체결되는 수나사(132b)가 형성되며, 삽입공(22a)을 통해 하우징(22)의 내부로 인입되는 타측 끝단 외주면에는 수나사(132c)가 형성된다. 그리고 타측 끝단면은 외측에서 내측으로 경사진 경사면(133)이 형성된다. 이러한 경사면(133)은 유입되는 유체의 압력이 패킹부재(136) 측으로 용이하게 전달되어 패킹부재(136)가 원활하게 이동될 수 있도록 하기 위한 것이다.

유체유입부재(134)는 내부 수용공간을 갖으며 일측이 개구된 형상으로 개구된 일측 내주면에는 암나사(134a)가 형성되어 유체유출부재(132)의 타측 끝단 외주면에 형성된 수나사(132c)에 체결된다. 또한 유체유입부재(134)의 외주면에는 내부 수용공간과 연통되는 적어도 하나 이상의 유입공(135)이 형성된다. 이러한 유입공(135)은 유체유입부재(134)에 체결된 유체유출부재(132)의 경사면(133)과 일치되도록 위치되어 형성된다. 유체유입부재(134)의 내부 수용공간에는 패킹부재(136)와 압축스프링(138)이 수용된다.

패킹부재(136)는 유체유입부재(134)의 내부 수용공간에 유체유출부재(132)의 배수로(132a)를 막도록 수용되며, 그 재질은 고무 또는 합성수지 또는 금속 등으로 이루어져 유체유출부재(132)의 타측 끝단면에 접촉된다. 이때, 패킹부재(136)의 외주면은 유체유입부재(134)의 내주면에 기밀이 유지되도록 밀착된다.
이러한 패킹부재(136)는 유체수용부재(10) 내부의 압력이 일정 압력 이상인 경우 유입공(135)으로 유입되는 압력이 증가된 유체에 의해 배수로(132a)가 열리도록 유체유입부재(134)의 내부 수용공간에서 이동한다.
압축스프링(138)은 유체유입부재(134)의 수용공간에 수용되어 패킹부재(136)를 탄성 지지한다.
이러한 압축스프링(138)은 유체수용부재(10) 내부의 압력이 일정 압력 이하인 경우 배수로(132a)가 막히도록 패킹부재(136)를 복원한다.

삭제

또한, 유체유입부재(134)의 타측에는 암나사가 가공된 체결구(134b)가 형성되고, 체결구(134b)에는 장력조절볼트(139)가 체결된다. 장력조절볼트(139)의 끝단에는 압축스프링(138)이 고정되어 장력조절볼트(139)의 회전에 의해 압축스프링 (138)의 장력을 조절할 수 있다.

도 6 및 도 7에 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, 유체유입부재(134)의 내부에 수용된 압축스프링(138)의 탄성력에 의해 패킹부재(136)가 유체유출부재(132)의 끝단면에 밀착된 상태가 유지되어 몸체(11) 내부에 채워진 유체인 수돗물이 유체유입부재(134)의 유입공(135)을 통하여 외부로 유출되지 않는다.

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 발생되는 10% 정도의 부피증가로 인해 내부 압력이 증가하게 된다.

이때, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 하우징(22)의 내부에 위치되어 압력이 증가된 수돗물이 유체유입부재(134)의 유입공(135)을 통해 유입되어 패킹부재(136)에 힘을 가하게 되고, 가해지는 힘이 압축스프링(138)의 탄성력보다 커지게 되면 패킹부재(136)가 도시된 왼쪽 방향으로 이동하게 되고, 패킹부재(136)의 이동으로 유입공(135)과 유체유출부재(132)의 배수로(132a)가 연통되면 그 압력이 증가된 수돗물이 유입공(135)으로 유입되어 배수로(132a)를 따라 몸체(11)의 외부로 배출되어 수돗물이 외부로 방출되는 것이다.
따라서, 겨울철과 같은 동절기에 유체수용부재(10) 내에 잔재 된 수돗물이 결빙됨에 따라 발생되는 부피증가로 인해 유체수용부재(10)의 수돗물의 압력이 증가되는 경우, 압력이 증가된 수돗물에 의해 패킹부재(136)를 유체유입부재(134)의 내부 수용공간에서 이동시켜 유체유출부재(132)의 배수로(132a)를 열고 유입공(135)과 연통되는 배수로(132a)를 통해 압력이 증가된 수돗물을 외부로 신속하게 방출시킴으로써, 유체수용부재(10) 내의 수돗물의 결빙에 따라 발생하는 부피증가로 인한 수돗물의 압력 증가시 압력이 증가된 수돗물의 강제배출시켜 유체수용부재(10) 내의 압력을 소멸시키므로 동파를 방지할 수 있는 것이다.

도 8에는 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 따른 동파방지장치를 확대하여 도시한 단면도가 도시되어 있고, 도 9에는 도 8에 도시된 동파방지장치의 작동상태를 도시한 단면도가 도시되어 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 따른 동파방지장치는 패킹부재(236)가 회전가능하게 설치되는 것을 제외하고는 제 2 실시 예와 같다.

이를 구체적으로 설명하면, 유체유출부재(232)는 내부에 유체를 외부로 유출시키기 위한 배수로(232a)가 형성되고, 일측 끝단 외주면에는 체결구(12)에 체결되는 수나사(232b)가 형성되며, 삽입공(22a)을 통해 하우징(22)의 내부로 인입되는 타측 끝단 외주면에는 수나사(232c)가 형성된다. 그리고 타측 끝단면은 외측에서 내측으로 경사진 경사면(233)이 형성된다. 이러한 경사면(233)은 유입되는 유체의 압력이 패킹부재(136) 측으로 용이하게 전달되어 패킹부재(136)가 원활하게 회전될 수 있도록 하기 위한 것이다.
유체유입부재(234)는 내부 수용공간을 갖으며 일측이 개구된 형상으로 개구된 일측 내주면에는 암나사(234a)가 형성되어 유체유출부재(232)의 타측 끝단 외주면에 형성된 수나사(232c)에 체결된다. 또한 유체유입부재(234)의 외주면에는 내부 수용공간과 연통되는 하나의 유입공(235)이 형성된다. 이러한 유입공(235)은 유체유입부재(234)에 체결된 유체유출부재(232)의 경사면(233)과 일치되도록 외주면 상부에 위치되어 형성된다. 유체유입부재(234)의 내부수용공간에는 패킹부재(236)와 압축스프링(238)이 수용된다.
패킹부재(236)는 유체유입부재(234)의 내부 수용공간에 유체유출부재(232)의 배수로(232a)를 막도록 힌지에 의해 회전가능하게 수용되며, 그 재질은 고무 또는 합성수지 또는 금속 등으로 이루어져 유체유출부재(232)의 타측 끝단면에 접촉된다. 이때, 패킹부재(236)의 외주면은 유체유입부재(234)의 내주면에 기밀이 유지되도록 밀착된다
이러한 패킹부재(236)는 유체수용부재(10) 내부의 압력이 일정 압력 이상인 경우 유입공(235)으로 유입되는 압력이 증가된 유체에 의해 배수로(232a)가 열리도록 유체유입부재(234)의 내부 수용공간에서 힌지를 중심으로 회전한다.
또한, 패킹부재(236)의 회전 시 유체유출부재(232)에 간섭을 받지 않도록 유체유출부재(232)의 타측 끝단 하부에는 패킹부재(236)의 하단부가 수용되는 절개부(300)가 형성된다.
압축스프링(238)은 유체유입부재(234)의 수용공간에 수용되어 패킹부재(236)를 탄성 지지한다.
이러한 압축스프링(238)은 유체수용부재(10) 내부의 압력이 일정 압력 이하인 경우 배수로(232a)가 막히도록 패킹부재(136)를 복원한다.
이와 같은 구조로 인하여 하우징(22)의 내부에서 압력이 증가된 수돗물이 유체유입부재(234)의 유입공(235)을 통해 유입되어 패킹부재(236)에 힘을 가하게 되고, 가해지는 힘이 압축스프링(238)의 탄성력보다 커지게 되면 패킹부재(236)가 힌지를 중심으로 회전됨과 동시에 패킹부재(236)에 의해 닫혔던 유체유출부재(232)의 배수로(232a)가 열리게 되어 유입공(235)과 연통되므로, 압력이 증가된 수돗물이 유입공(235)으로 유입된 후, 배수로(232a)를 따라 몸체(11)의 외부로 배출되어 수돗물이 외부로 방출되는 것이다.
즉, 겨울철과 같은 동절기에 유체수용부재(10) 내에 잔재 된 수돗물이 결빙됨에 따라 발생되는 부피증가로 인해 유체수용부재(10)의 수돗물의 압력이 증가되는 경우, 압력이 증가된 수돗물에 의해 패킹부재(236)를 회전시켜 유체유출부재(232)의 배수로(232a)를 열고 유입공(235)과 연통되는 배수로(232a)를 통해 압력이 증가된 수돗물을 외부로 신속하게 방출시킴으로써, 유체수용부재(10) 내의 수돗물의 결빙에 따라 발생하는 부피증가로 인한 수돗물의 압력 증가시 압력이 증가된 수돗물의 강제배출시켜 유체수용부재(10) 내의 압력을 소멸시키므로 동파를 방지할 수 있는 것이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 변형된 형태의 실시 예를 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위에 있는 변형된 형태는 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

삭제

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예인 동파방지장치는 주변 온도가 낮아져 유체수용부재의 외주면에 가까운 부위부터 결빙이 시작되면서 점차로 내부 압력이 증가하면 내부의 유체를 외부로 유출시킴으로써, 결빙으로 인해 발생된 압력증가로 유체수용부재의 파손, 즉 동파가 방지되어 제품의 수명이 연장되고, 제품에 대한 소비자의 신뢰성이 증가하는 효과가 있다.

Claims

저온에서 결빙되며 그 체적이 증가하는 유체가 내부에 수용되는 유체수용부재(10);

상기 유체수용부재(10)에 체결될 수 있도록 일측 끝단 외주면에는 수나사(32b)가 형성되고, 상기 유체수용부재(10) 내부로 삽입되는 타측 끝단 내주면에 암나사(32c)가 형성되고, 상기 유체를 외부로 배출할 수 있도록 그 중앙부를 따라 배수로(32a)가 형성된 유체유출부재(32);

내부 수용공간을 갖으며 일측이 개구되고, 개구된 일측 내주면에는 암나사(34a)가 형성되고, 외주면에는 수나사(34b)가 형성되어 상기 유체유출부재(32)의 타측 끝단 내주면에 형성된 암나사(32c)에 체결되고, 타측 끝단면에 상기 유체가 유입되도록 유입공(35)이 형성된 유체유입부재(34);

상기 유체유입부재(35)의 내부에 수용되고, 상기 유체수용부재(10)의 내부 압력에 따라 상기 유입공(35)을 열고 닫는 개폐부재(36);

상기 개폐부재(36)를 탄성 지지하는 탄성부재(38); 및

상기 유체유입부재(34)의 내주면에 형성된 암나사(34a)에 체결되도록 외주면에 수나사(39a)가 형성되고, 상기 유체유입부재(34)의 내부와 상기 유체유출부재(32)의 배수로(32a)가 연통되도록 그 중앙영역에는 관통공(39b)이 형성되어 상기 탄성부재(38)를 고정하는 고정부재(39);를 포함하고,

상기 고정부재(39)의 일측에는 신축성을 갖으며 내부가 중공된 고무튜브(40)가 구비되는 것을 특징으로 하는 동파방지장치.
제 1항에 있어서, 상기 개폐부재(36)는 구형상의 볼인 것을 특징으로 하는 동파방지장치.
제 2항에 있어서, 상기 유입공(35)은 상기 볼의 외주면이 밀착되도록 상기 유입공(35)의 가장자리가 곡선으로 형성된 것을 특징으로 하는 동파방지장치.
제 1항에 있어서, 상기 개폐부재(36)는 고무 또는 합성수지재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동파방지장치.
삭제
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성부재(38)는 스프링인 것을 특징으로 하는 동파방지장치.
저온에서 결빙되며 그 체적이 증가하는 유체가 내부에 수용되는 유체수용부재(10);

상기 유체수용부재(10)에 체결될 수 있도록 일측 끝단 외주면에는 수나사(132b)가 형성되고, 상기 유체수용부재(10) 내부로 삽입되는 타측 끝단 외주면에 수나사(132c)가 형성되고, 상기 유체수용부재(10) 내부의 압력이 일정 압력 이상이 되면 열려 상기 유체를 외부로 배출할 수 있도록 그 중앙부를 따라 배수로(132a)가 형성된 유체유출부재(132);

내부 수용공간을 갖으며 일측이 개구되고, 개구된 일측 내주면에는 암나사(134a)가 형성되어 상기 유체유출부재(132)의 타측 끝단 외주면에 형성된 수나사(132c)에 체결되고, 외주면에 상기 유체유출부재(132)의 타측 끝단과 일치되도록 위치되어 내부 수용공간과 연통되는 적어도 하나 이상의 유입공(135)이 형성된 유체유입부재(134);

상기 유체유입부재(134)의 내부 수용공간에 상기 유체유출부재(132)의 배수로(132a)를 막도록 수용되고, 상기 유체수용부재(10) 내부의 압력이 일정 압력 이상 되는 경우, 상기 유입공(135)으로 유입되는 압력이 증가된 유체에 의해 배수로(132a)가 열리도록 상기 유체유입부재(134)의 내부 수용공간에서 이동하는 패킹부재(136); 및

상기 패킹부재(136)가 복원되어 배수로(132a)를 막도록 탄성 지지하는 압축스프링(138);을 포함하는 것을 특징으로 하는 동파방지장치.
제 7항에 있어서, 상기 유체유출부재(132)의 타측 끝단이 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 동파방지장치.
제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 유체유입부재(134)의 내부 수용공간에는 상기 압축스프링(138)의 장력을 조절하기 위한 장력조절볼트(139)가 구비되는 것을 특징으로 하는 동파방지장치.
저온에서 결빙되며 그 체적이 증가하는 유체가 내부에 수용되는 유체수용부재(10);

내부가 중공된 관 형상을 갖으며 일측 끝단 외주면에는 상기 유체수용부재(10)에 체결되는 수나사(232b)가 형성되고, 상기 유체수용부재(10) 내부로 삽입되는 타측 끝단 외주면에 수나사(232c)가 형성된 유체유출부재(232);

내부수용공간을 갖으며 일측이 개구되고, 개구된 일측 내주면에는 암나사(234a)가 형성되어 상기 유체유출부재(232)의 타측 끝단 외주면에 형성된 수나사(232c)에 체결되고, 외주면에 상기 유체유출부재(232)의 타측 끝단과 일치되도록 위치되는 하나의 유입공(235)이 형성된 유체유입부재(234);

상기 유체유입부재(234)의 내부 수용공간에 상기 유체유출부재(232)의 배수로(232a)를 막도록 힌지에 의해 회전가능하게 수용되고, 상기 유체수용부재(10) 내부의 압력이 일정 압력 이상 되는 경우, 상기 유입공(235)으로 유입되는 압력이 증가된 유체에 의해 배수로(232a)가 열리도록 회전하는 패킹부재(236); 및

상기 패킹부재(236)가 복원되어 배수로(232a)를 막도록 탄성 지지하는 압축스프링(238);을 포함하는 것을 특징으로 하는 동파방지장치.
제 10항에 있어서, 상기 패킹부재(236)가 회전 시 간섭받지 않도록 상기 유체유출부재(232)의 타측 끝단에 절개부(300)가 형성되는 것을 특징으로 하는 동파방지장치.
제 1항, 제 7항, 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유체수용부재(10)의 내부에는 내부수용공간을 갖는 외피(52)와 상기 외피(52)의 내부수용공간에 수용되고, 다수의 미세공(54a)을 갖는 완충재(54)로 이루어진 체적팽창압력 흡수부재(50)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 동파방지장치.