KR100978072B1

KR100978072B1 - Pipe freezing coupling apparatus by using liquid nitrgen and method thereof

Info

Publication number: KR100978072B1
Application number: KR1020090060313A
Authority: KR
Inventors: 민경수; 신동엽; 정성현; 이영건; 김동현; 박경덕
Original assignee: 수자원기술 주식회사
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2010-08-27

Abstract

PURPOSE: A coupling device for freezing a pipe using liquid nitrogen and a coupling method using the same are provided to prevent a water leak by rapidly cooling water in a pipe using liquid nitrogen. CONSTITUTION: A coupling method for freezing a pipe using liquid nitrogen is as follows. A lower coupling(41) is fastened to the outer surface of a pipe(100). An outlet port(45) of an upper coupling(40) is opened. Liquid nitrogen is injected into an inner cylinder of a pipe through an inlet port of the lower coupling. The vaporized liquid nitrogen in the inner cylinder is moved to an outer cylinder and is circulated in the outer cylinder.

Description

Pipe Freezing Coupling Apparatus by Using Liquid Nitrgen and Method

본 발명은 상수도 또는 하수도, 또는 중수도의 부단수 관로 보수 방법 중 액화질소를 이용한 관로의 동결 커플링 장치 및 관로 동결 방법에 관한 것이다. 종래의 상수도 부단수 밸브 교체시스템은 본 출원인이 선출원한 출원번호 10-2006-0044764호에 상세하게 기재되어 있다. 상기와 같은 부단수 밸브 교체 방법은 기계적인 구성요소가 많아 복잡하고, 또한 작업 시 수압에 따른 작업이 어려운 문제점이 있는 것이다. 따라서 무색, 무취, 무미하고 불연성이며 급속냉각이 가능한 액화 질소를 이용하여 관로를 동결하는 방법은 밸브 교체나 노후 관로의 교체 등을 누수 없이 편리하게 할 수 있는 효과가 있는 것이다.The present invention relates to a freeze coupling device and a pipe freezing method for a pipeline using liquid nitrogen in a method for repairing water pipes, sewage, or heavy water pipes. Conventional tap water inlet valve replacement systems are described in detail in Appl. No. 10-2006-0044764 filed by the applicant. The subsidiary valve replacement method as described above has a lot of mechanical components, which is complicated, and it is difficult to work with water pressure during operation. Therefore, the method of freezing the pipe by using liquefied nitrogen that is colorless, odorless, tasteless, non-flammable, and quick cooling has the effect of convenient valve replacement or replacement of the old pipe without leakage.

상기와 같이 액화질소를 이용한 종래의 노후 관로의 교체에 관한 기술은 등록 특허 10-0632978호에 기재되어 있다. 도 1은 상기와 같은 액화 질소를 이용하여 하수도 관(40)을 동결시키는 장치에 관한 것이다. 상기도 1에서 동결 유니트(1)는 크게 4부분으로 이루어지는데, 첫째는 전기식 차량구동모터(11)와 구동 전달장치(12), 구동바퀴(13), 차량 샷시(14)로 이루어진 대차구동시스템(10), 둘째는 노후관 내벽의 손상부위 및 작업공정을 감시하기 위한 CCTV(21) 및 조명시스템(22), 셋째는 대차의 중간 상부에 설치되어 급속 동결작업을 수행할 수 있게 설비된 소형 액체질소 탱크(23) 및 액체질소 탱크 지지선반(24), 전기식 자동밸브(25), 파이프(26) 및 노즐(27)이 있고, 마지막으로 대차구동바퀴(13) 사이에 밀폐된 동결 구간을 만들 수 있도록 압축공기의 진출입에 의해 크기가 신축할 수 있는 고무튜브(29)를 대차 차량 샷시(14) 중간부 둘레에 설치하였으며, 이 시스템의 구동을 위하여 소형 에어 펌프(28) 및 자동밸브(25)로 구성된 것이다. 또한 상기 시스템의 제어를 위한 제어부(30)가 구성되며 상기 대차 샷시(14) 밑면으로 전력 케이블(31) 등을 부착하여 지상부의 제어부(30) 및 전력 공급장치와 연결되는 구성이다.As described above, a technique related to the replacement of a conventional aging pipeline using liquefied nitrogen is described in Patent No. 10-0632978. 1 relates to an apparatus for freezing the sewer pipe 40 using the liquefied nitrogen as described above. In FIG. 1, the freezing unit 1 is largely composed of four parts. First, a bogie driving system including an electric vehicle driving motor 11, a drive transmission device 12, a driving wheel 13, and a vehicle sash 14. (10), the second is a CCTV 21 and lighting system 22 for monitoring the damaged part and the working process of the inner wall of the old pipe, and the third is a small liquid installed in the middle of the bogie to perform a quick freeze operation There is a nitrogen tank 23 and a liquid nitrogen tank support shelf 24, an electric automatic valve 25, a pipe 26 and a nozzle 27, and finally a sealed freezing section between the bogie drive wheels 13. The rubber tube 29, which can be expanded and contracted by the compressed air in and out, is installed around the middle of the vehicle chassis 14, and the small air pump 28 and the automatic valve 25 are driven to drive the system. ). In addition, the control unit 30 is configured to control the system and is connected to the control unit 30 and the power supply unit of the ground by attaching a power cable 31 or the like to the bottom of the trolley chassis 14.

상기와 같은 종래의 액화질소에 의한 동결 장치는 동결하고자 하는 관로 부위에 액화질소 탱크로부터 직접 노즐로 분사하는 방식으로 외부 공기와 액화질소의 접촉으로 열손실이 상당히 발생하는 문제점이 있으며 또한 동일한 조건에서 관로의 물을 동결하기 위하여 많은 양의 액화질소를 필요로 하는 문제점이 있는 것이다. 또한 상기와 같은 액화질소를 분사하는 분사량에 대한 정보도 없어 상기 노즐로부터 분사되는 액화질소를 낭비하게 되며 인력도 낭비되는 문제가 있는 것이다.Conventional liquid nitrogen freezing apparatus as described above has a problem that the heat loss is caused by the contact of the liquid nitrogen with the outside air by spraying directly to the nozzle from the liquid nitrogen tank to the pipe portion to be frozen, and also under the same conditions There is a problem that requires a large amount of liquid nitrogen to freeze the water in the pipeline. In addition, there is no information on the amount of injection to inject the liquid nitrogen as described above is a waste of the liquid nitrogen injected from the nozzle and there is a problem that the manpower is also wasted.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 수도 관로 동결 커플링 장치는 관로에 장착하여 관로를 동결하기 위하여 구성된 것으로, 상부 커플링과 하부 커플링으로 구성되며, 상기 상부 커플링은 내부 반원통과 외부 반원통으로 구성되며, 내부 반원통과 외부 반원통은 내부 반원통의 격벽 일측에 형성된 제1홀을 통하여 내부 반원통에 주입된 액화질소가 기화되어 상기 제1홀을 통하여 외부 반원통으로 주입되도록 구성되며, 또한 외부 반원통의 일측에는 기화된 질소가 토출되도록 토출구를 구성하고 있으며, 외부 반원통의 양측 끝단부에는 1개 이상의 제3홀을 구비하며, 상부 커플링과 하부 커플링을 결합하기 위한 다수의 조립 구멍이 구성된 결합부를 구비하여 이루어진 것이다. 또한 하부 커플링은 내부 반원통과 외부 반원통으로 구성되고, 하부 커플링의 외부 반원통의 하부에는 액화질소를 내부 원통으로 주입하기 위하여 외부 반원통을 관통하여 내부 반원통에 이르는 1개 이상의 주입구가 구성되고, 또한 하부 커플링의 외부 반원통의 양측 끝단부에는 1개 이상의 제3홀을 구비하며, 상기 상부 커플링과 결합하기 위한 다수의 조립구멍이 형성한 결합부를 구비하여 이루어지는 것이다. 상기와 같이 구성된 상부 커블링과 하부 커플링을 상기 결합부의 조립 구멍을 통하여 볼트 및 너트와 같은 방법으로 결합하면 상부 커플링의 제3홀과 하부 커플링의 제3홀이 일치하게 되며, 따라서 하부 커플링의 주입구로 액화질소를 주입하면 상기 동결 커플링 정치의 내부 원통으로 주입되고, 내부 원통으로 주입된 액화질소는 기화하여 상기 제1홀을 통과하여 외부 커플링으로 이동하게 되는 것이다. 상기와 같이 외부 커플링으로 이동한 기화된 질소는 다시 커플링 양측 끝단부의 제3홀을 통하여 커플링 외부 원통의 전체로 확산될 수 있는 것이다. 상기와 같이 본 발명 관로 동결 커플링 장치는 커플링 내부로 주입된 액화질소가 기화되면서 순환하고, 또한 외부와 단열된 상태를 유지하면서 상기 커플링 내측에 있는 배급수 관로의 물을 동결시키게 되는 것이다. The water pipe freeze coupling device of the present invention for solving the problems of the prior art as described above is configured to freeze the pipe by mounting in the pipe, it is composed of the upper coupling and the lower coupling, the upper coupling is an internal It consists of a semi-cylinder and an outer semi-cylinder, the inner semi-cylinder and the outer semi-cylinder so that the liquid nitrogen injected into the inner semi-cylinder through the first hole formed on one side of the partition wall of the inner semi-cylinder is vaporized and injected into the outer semi-cylinder through the first hole. In addition, the discharge port is configured to discharge the vaporized nitrogen on one side of the outer semi-cylinder, and having at least one third hole at both ends of the outer semi-cylinder, to combine the upper coupling and the lower coupling It is made with a coupling portion configured for a plurality of assembly holes. In addition, the lower coupling is composed of an inner semicylinder and an outer semicylinder, and at the bottom of the outer semicylinder of the lower coupling is configured one or more inlets through the outer semicylinder and into the inner semicylinder for injecting liquid nitrogen into the inner cylinder. In addition, both ends of the outer semi-cylinder of the lower coupling is provided with one or more third holes, and the coupling portion formed with a plurality of assembly holes for engaging with the upper coupling. When the upper coupling and the lower coupling configured as described above are coupled in the same manner as the bolts and nuts through the assembling holes of the coupling part, the third hole of the upper coupling and the third hole of the lower coupling are coincident with each other. When liquefied nitrogen is injected into the inlet of the coupling, the liquefied nitrogen is injected into the inner cylinder of the freezing coupling station, and the liquefied nitrogen injected into the inner cylinder is vaporized to move through the first hole to the outer coupling. As described above, the vaporized nitrogen transferred to the outer coupling can be diffused to the whole of the coupling outer cylinder through the third hole at both ends of the coupling. As described above, the pipeline freeze coupling device of the present invention freezes the water in the distribution water pipe inside the coupling while circulating while the liquid nitrogen injected into the coupling is vaporized, and also maintained insulated from the outside. .

상기와 같은 본 발명의 관로 동결 커플링 장치 및 방법은 액화질소의 주입 시 외부 공기와의 단열을 유지하여 열손실을 방지하는 효과가 있으며, 또한 액화질소에서 기화된 질소를 다시 외부 커플링 내에서 순환시켜 동결 효과를 높이는 장점이 있는 것이다. 또한 상기와 같은 관로 동결 커플링 장치는 큰 압력이 작용하는 관로에서도 적용이 가능하고, 종래의 방법보다 동결까지 걸리는 시간이 짧은 장점이 있으며, 작업하기가 용이하고, 화학적으로 무해한 액화질소 사용으로 안전성이 있는 것이다. 또한 상기와 같은 밸브 교체나 관로 보수 시 작업을 위하여 관로의 물을 배수할 필요가 없으므로 상수도의 경우에는 물의 낭비를 줄이는 효과도 있는 것이다.The pipe freeze coupling device and method of the present invention as described above has the effect of preventing heat loss by maintaining heat insulation with the outside air during the injection of liquid nitrogen, and also the nitrogen vaporized in the liquid nitrogen again in the outer coupling There is an advantage to increase the freezing effect by circulating. In addition, the pipeline freeze coupling device as described above can be applied to a pipeline with a large pressure, has the advantage of shorter time to freeze than the conventional method, easy to work, safe to use chemically harmless liquid nitrogen There is this. In addition, since there is no need to drain the water in the pipeline for work during valve replacement or pipeline repair as described above, it is also effective in reducing water waste in the case of tap water.

상기와 같은 본 발명을 도 4 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2은 본 발명이 적용되는 예를 설명하기 위한 도면이다. 상기도 2에서 본 발명 동결 커플링 장치는 메인관(101)으로부터 분리된 가지관(102)에 위치한 이토밸브나 제수 밸브(103) 등의 교체가 필요한 경우 상기 밸브의 전단을 본 발명 관로 동결 커플링 장치(200)를 이용하여 가지관(102)을 동결하면 단수없이 이토 밸브나 제수 밸브(103)를 교체할 수 있는 것이다.Referring to the present invention as described above with reference to Figures 4 to 10 as follows. 2 is a view for explaining an example to which the present invention is applied. 2, the freeze coupling device of the present invention freezes the front end of the valve when the replacement of the ITO valve or the dilution valve 103, etc. located in the branch pipe 102 separated from the main pipe 101, the present invention pipe freeze couple When the branch pipe 102 is frozen by using the ring device 200, the ITO valve or the dilution valve 103 can be replaced without using the water.

또한 도 3은 배급수 관로의 노후로 인하여 관로를 교체하여야 하는 경우 상기도 3과 같이 교체하여야 할 노후 관로나 누수 관로(102)의 양단을 본 발명 관로 동결 커플링 장치(200)를 이용하여 관로 내의 물을 동결한 후 관로를 교체하고 관로 동결 커플링 장치를 제거하면 손쉽게 관로를 교체할 수 있는 것이다.In addition, Figure 3 is a conduit using the pipe freeze coupling device of the present invention both ends of the old pipe or the leaking pipe 102 to be replaced as shown in Figure 3 when the pipe is to be replaced due to the aging of the distribution water pipe After freezing the water inside, the pipeline can be replaced and the pipeline freeze coupling device can be removed to easily replace the pipeline.

도 4는 본 발명 스테인리스 스틸로 이루어진 수도 관로 동결 커플링 장치(200)의 전체 사시도이다. 본 발명의 관로 동결 커플링 장치(200)는 상부 커플링(40)과 하부 커플링(41)으로 구성되며, 상기 상부 커플링(40)은 내부 반원통(52)과 외부 반원통(51)으로 구성되며, 내부 반원통(52)과 외부 반원통(51) 사이에는 반원통 형태의 격벽(54)이 구성되고, 상기 격벽(54)의 일측에 형성된 제1홀(44)을 통하여 내부 반원통(52)으로 주입된 액화질소가 기화되어 상기 외부 반원통(51)으로 이동되도록 구성되며, 외부 반원통(51)의 일측에는 기화된 질소가 토출할 수 있는 토출구(45)을 구성하고 있는 것이다. 또한 상기 외부 반원통(51)의 양측 끝단부(56)에는 1개 이상의 제3홀(46)을 구비하며, 또한 상부 커플링(40)과 하부 커플링(41)을 결합하기 위한 다수의 조립 구멍(47)이 구성된 결합부(48)와 상기 격벽의 측면 끝단에 연접하고 조립구멍(58)이 형성된 측면 끝단부(59)를 구비하여 이루어진 것이다. 또한 하부 커플링(41)은 상부 커플링(40)과 같이 내측에 형성된 내부 반원통과 외부 반원통으로 구성되고, 상기 내부 반원통과 외부 반원통은 격벽으로 차단되며, 상기 하부 커플링(41)의 외부 반원통의 일측에는 액화질소를 주입하기 위한 주입구(43)가 형성되어 있으며, 상기 주입구(43)는 하부 커플링(41)의 외부 반원통을 관통하여 내부 반원통으로 이어지는 것이다. 또한 하부 커플링(41)의 외부 반원통의 양측 끝단부에는 1개 이상의 제3홀(46')을 구비하며, 상기 상부 커플링(40)과 결합하기 위한 다수의 결합구(47')를 형성한 결합부(48')와, 조립구가 형성된 측면 끝단부를 구비하여 이루어지는 것이다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 관로 동결 장치를 이용하여 관로를 동결하고자 하는 경우에는, 동결하고자 하는 관로 상에서 상부 커플링(40)과 하부 커플링(41)을 마주보게 덧대고, 상기 상부 커플링(40)과 하부 커플링(41)이 밀착된 상태에서 상 하부 커플링의 결합부(48, 48')의 결합구(47, 47')와 측면 끝단부의 조립구를 통하여 볼트 및 너트와 같은 결합수단으로 결합하면 상부 커플링의 제3홀(46)과 하부 커플링의 제3홀(46')이 일치하게 조립되는 것이다. 다음에는 하부 커플링(41)의 주입구(43)로 액화질소를 주입하면 관로(100)의 외측면과 상기 관로 동결 커플링 장치(200)의 내부 원통(60) 사이로 주입되는 것이고, 상기와 같이 주입된 액화질소는 관로 내부의 물을 동결하면서 일부는 기화하게 되는 것이다. 상기와 같이 기화된 질소는 상기 상부 커플링(40)의 격벽(54)에 형성된 제1홀(44)을 통과하여 외부 원통(61)으로 이동하게 되는 것이다. 상기와 같이 외부 원통(61)으로 이동한 기화된 질소는 다시 본 발명 커플링 장치(200)의 상, 하부 커플링의 양측 끝단부(56)에 형성된 제3홀(46)을 통하여 외부 원통(61)의 전체로 확산될 수 있는 구조이다. 따라서 상기와 같은 본 발명 관로 동결 커플링 장치(200)는 커플링 내부 원통(60)으로 주입된 액화질소가 관로(100) 내부의 물을 동결시키며 기화된 질소는 외부 원통(61)으로 이동하여 상기 외부 원통(61) 내에서 다시 순환하도록 하는 것이다. 또한 본 발명 관로 동결 커플링 장치(200)는 커플링 장치 내의 액화질소와 외부 공기를 단열시키고, 상기 액화질소가 가지고 있는 초저온의 상태를 오래 동안 유지하면서, 상기 커플링 장치 내부에 있는 배급수 관로(100)의 물을 동결시키게 되는 것이다. 4 is an overall perspective view of the water pipe freeze coupling device 200 made of the present invention stainless steel. Pipeline freeze coupling device 200 of the present invention is composed of an upper coupling 40 and a lower coupling 41, the upper coupling 40 is the inner semi-cylindrical 52 and the outer semi-cylinder 51 The inner semi-cylinder 52 and the outer semi-cylinder 51 is composed of a semi-cylindrical partition wall 54, the inner half through the first hole 44 formed on one side of the partition 54 The liquid nitrogen injected into the cylinder 52 is vaporized and moved to the outer semi-cylinder 51, and one side of the outer semi-cylinder 51 constitutes a discharge port 45 through which vaporized nitrogen can be discharged. will be. In addition, both ends 56 of the outer semi-cylinder 51 has one or more third holes 46, and a plurality of assemblies for coupling the upper coupling 40 and the lower coupling 41. A coupling portion 48 formed with a hole 47 is connected to the side edge of the partition wall and has a side edge portion 59 formed with an assembling hole 58. In addition, the lower coupling 41 is composed of an inner semi-cylinder and an outer semi-cylinder formed inside, such as the upper coupling 40, the inner semi-cylinder and the outer semi-cylinder is blocked by a partition wall, the outside of the lower coupling 41 An injection hole 43 for injecting liquid nitrogen is formed at one side of the semi-cylinder, and the injection hole 43 passes through the outer semi-cylinder of the lower coupling 41 to lead to the inner semi-cylinder. In addition, at both ends of the outer semi-cylinder of the lower coupling 41, one or more third holes 46 'are provided, and a plurality of coupling holes 47' for coupling with the upper coupling 40 are provided. It is provided with the coupling part 48 'formed, and the side edge part by which the assembly tool was formed. When the pipeline is to be frozen using the pipeline freezing apparatus of the present invention configured as described above, the upper coupling 40 and the lower coupling 41 face each other on the pipeline to be frozen, and the upper coupling ( 40 and the lower coupling 41 in close contact with the couplings such as bolts and nuts through coupling holes 47 and 47 'of the coupling portions 48 and 48' of the upper and lower couplings, When combined by means, the third hole 46 of the upper coupling and the third hole 46 'of the lower coupling are assembled to match. Next, when the liquid nitrogen is injected into the inlet 43 of the lower coupling 41, the liquid nitrogen is injected between the outer surface of the pipe line 100 and the inner cylinder 60 of the freeze coupling device 200, as described above. The injected liquid nitrogen freezes some of the water in the pipeline and vaporizes some of it. Nitrogen vaporized as described above is to move to the outer cylinder 61 through the first hole 44 formed in the partition wall 54 of the upper coupling 40. The vaporized nitrogen moved to the outer cylinder 61 as described above is the outer cylinder (3) through the third hole 46 formed at both ends 56 of the upper and lower couplings of the coupling device 200 of the present invention. 61) can be spread throughout. Therefore, the present invention, such as the above-mentioned freeze pipe line coupling apparatus 200, the liquid nitrogen injected into the coupling inner cylinder 60 freezes the water in the conduit 100 and the vaporized nitrogen moves to the outer cylinder 61 It is to circulate again in the outer cylinder (61). In addition, the present invention pipeline freeze coupling device 200 insulates the liquid nitrogen and the outside air in the coupling device, while maintaining the ultra-low temperature state of the liquid nitrogen for a long time, the distribution water pipe inside the coupling device It is to freeze the water of (100).

또한 도 5은 본 발명 관로 동결 커플링 장치(200)의 상부 커플링(40) 단면도이다. 상기도 5에서 상부 커플링(40)의 내부 반원통(52)은 내측은 비어 있고 외측은 격벽(54)으로 외부 반원통(51)과 분리되며 상기 외부 반원통(51)의 외측은 커버(55)를 구성하여 외부와 밀폐되는 구조이다. 또한 상부 커플링(40)은 내부 반원통(52)과 외부 반원통(51)의 양측 측면은 외부 원통의 밀폐 구조를 구성하기 위하여 측벽부(42)가 덧대어 지고, 상기 측벽부(42)의 하단은 측면 끝단부(59)을 구비하여 하부 커플링의 측면 끝단부와 결합하여 밀폐하는 구조이다. 5 is a cross-sectional view of the upper coupling 40 of the pipeline freeze coupling device 200 of the present invention. In FIG. 5, the inner semicylinder 52 of the upper coupling 40 is empty and the outer side thereof is separated from the outer semicylinder 51 by the partition 54, and the outer side of the outer semicylinder 51 is covered by a cover ( 55) is a structure that is sealed with the outside. In addition, the upper coupling 40 has both side surfaces of the inner semi-cylinder 52 and the outer semi-cylinder 51 and the side wall portion 42 is padded to form a sealed structure of the outer cylinder, the side wall portion 42 The lower end of the structure is provided with a side end portion 59 to be coupled to the side end portion of the lower coupling to seal.

또한 도 6은 상기 상부 커플링(40)의 사시도이다. 상기도 6에서 상부 커플링(40)의 격벽(54)에는 내부 원통(60)으로 주입된 액화질소가 기화하고 기화된 질소가 외부 원통(61)으로 이동하도록 구성된 제1홀(44)을 나타내고 있으며, 또한 외부 원통(61)의 기화된 질소를 배출하기 위한 토출구(45)의 구성을 보여주고, 또한 상기 상부 커플링(40) 외부 반원통(51)의 양측 하단은 제3홀(46)이 형성된 끝단부(56)을 구비하고 상기 끝단부(56)는 격벽(54)과 하단의 측면 끝단부(59) 및 결합부(48)에 의하여 연접되는 구조이다. 상기와 같은 본 발명 구성은 내부 원통(60)에서 주입된 액화 질소가 기화하면, 상기 기화된 액화질소가 외부 원통(61)으로 제1홀(44)에 의하여 이동되고 상기 끝단부(56)에 형성된 제3홀(46)을 통하여 상기 기화 질소가 외부 원통(61) 전체로 확산될 수 있는 구조임을 나타내고 있는 것이다. 또한 상기 상부 커플링(40)의 측벽부(42)에는 하단에 관로 지지부재(50)을 구성하며, 상기 관로 지지부재(50)는 결합용 홀(58)이 형성된 상기 측면 끝단부(59)와 접속되어지는 것이다. 또한 하부 커플링(41)의 구성도 상기 상부 커플링(40)과 유사한 구조이다. 상기와 같은 구조의 본 발명 관로 동결 커플링 장치를 관로에 결합 설치하고 동결하는 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 상기와 같은 구조의 상부 커플링(40)과 하부 커플링(41)을 동결하고자 하는 관로(100) 부위에 덧대고 상부 커플링(40)과 하부 커플링(41)이 마주 결합하면서 이루어진 상기 결합부(48, 48')와 측면 끝단부의 홀에 볼트와 너트 방식으로 결합하여 고정한 후 토출구(45)를 개방한다. 다음에는 하부 커플링(41)에 있는 주입구(43)을 통하여 -196℃ 이하의 액화질소를 주입하면 배급수 관로(100)의 물은 동결하기 시작한다. 상기와 같이 -196℃의 액화질소를 주입하면 상기 액화질소는 상기 관로(100)의 외측면과 상기 관로 동결 커플링 장치(200)의 내부 원통(60)으로 형성된 공간에 주입되며 상기 액화질소는 내측의 관로(100)를 동결시키게 되는 것이다. 상기와 같이 내측의 관로를 동결하는 액화질소는 시간이 지남에 따라 온도가 상승하게 되고 -147℃에서 기화하기 시작하는데 상기와 같이 기화된 질소는 내부 원통(60)과 외부 원통(61) 사이에 있는 격벽(54)에 형성된 제1홀(44)를 통하여 외부 원통(61)으로 이동하게 되는 것이다. 상기와 같이 이동된 기화 질소는 다시 외부 원통(61)의 끝단부에 형성된 제3홀(46)을 지나서 외부 원통(61)을 전체를 순환하게 하는 것이다. 상기와 같이 밀폐된 외부 원통(61) 내에서 기화된 질소가 머무르게 함으로서 내부 원통(60)으로 주입되는 액화질소의 열손실을 줄일 수 있는 것이다. 즉 내측 관로(100)의 동결을 짧은 시간에 할 수 있도록 액화질소와 외부 공기와의 열전달을 차폐하는 효과가 있는 것이다. 한편, 상기와 같이 외부 공기와 밀폐된 본 발명의 관로 동결 커플링 장치(200)를 이용하는 경우 필요한 액화질소의 양은 다음과 같이 산정할 수 있다. 6 is a perspective view of the upper coupling 40. In FIG. 6, the partition wall 54 of the upper coupling 40 shows the first hole 44 configured to vaporize the liquid nitrogen injected into the inner cylinder 60 and move the vaporized nitrogen to the outer cylinder 61. In addition, it shows the configuration of the discharge port 45 for discharging the vaporized nitrogen of the outer cylinder 61, and the lower side of both sides of the outer semi-cylinder 51 of the upper coupling 40, the third hole 46 It has a formed end portion 56 and the end portion 56 is a structure that is connected by the partition wall 54 and the lower side end portion 59 and the coupling portion 48. According to the present invention, when the liquefied nitrogen injected from the inner cylinder 60 is vaporized, the vaporized liquefied nitrogen is moved to the outer cylinder 61 by the first hole 44 and the end portion 56 is disposed. Through the formed third hole 46, the vaporized nitrogen is shown to be a structure that can be diffused to the entire outer cylinder (61). In addition, the side wall portion 42 of the upper coupling 40 constitutes a conduit support member 50 at a lower end, and the conduit support member 50 has the side end portion 59 having a coupling hole 58 formed therein. It is connected with. In addition, the configuration of the lower coupling 41 is similar to the structure of the upper coupling 40. Referring to the method of the present invention the above-described pipeline freeze coupling device coupled to the pipeline installation and freezing as follows. First, the upper coupling 40 and the lower coupling 41 of the above structure is padded on a portion of the conduit 100 to be frozen, and the upper coupling 40 and the lower coupling 41 are formed while facing each other. After coupling and fixing to the coupling portion 48, 48 'and the hole of the side end portion in a bolt and nut manner, the outlet 45 is opened. Next, when liquid nitrogen of -196 ° C. or less is injected through the injection hole 43 in the lower coupling 41, the water in the distribution water pipe 100 starts to freeze. When the liquid nitrogen of -196 ° C is injected as described above, the liquid nitrogen is injected into the space formed by the outer surface of the conduit 100 and the inner cylinder 60 of the conduit freezing coupling device 200, and the liquid nitrogen is It is to freeze the inner pipe (100). As described above, the liquid nitrogen that freezes the inner pipe is increased in temperature and starts to vaporize at -147 ° C. The vaporized nitrogen is formed between the inner cylinder 60 and the outer cylinder 61. It is to be moved to the outer cylinder 61 through the first hole 44 formed in the partition wall 54. The vaporized nitrogen moved as described above is to circulate the entire outer cylinder 61 through the third hole 46 formed at the end of the outer cylinder 61. By maintaining the vaporized nitrogen in the sealed outer cylinder 61 as described above it is possible to reduce the heat loss of the liquefied nitrogen injected into the inner cylinder (60). That is, there is an effect of shielding heat transfer between the liquid nitrogen and the outside air so as to freeze the inner conduit 100 in a short time. On the other hand, in the case of using the pipeline freeze coupling device 200 of the present invention sealed with the outside air as described above, the amount of liquid nitrogen required can be calculated as follows.

첫째, 관로의 물을 동결시키기 위한 열량 산출식은First, the calorie calculation formula for freezing the water in the pipeline

q = GCΔt(kcal)q = GCΔt (kcal)

여기에서 q : 물을 동결시키는데 필요한 열량(Kcal)Where q is the calorie required to freeze the water (Kcal)

G : 물의 양 G: amount of water

C : 물의 융해열(Kcal/Kg℃) C: Heat of fusion of water (Kcal / Kg ℃)

Δt : 물의 온도차 Δt: water temperature difference

따라서 액화질소 소요량은, 질소의 기화 잠열이 48kcal/kg 이므로Therefore, the liquid nitrogen requirement is that the latent heat of vaporization of nitrogen is 48 kcal / kg

N = q/48 (kg) 이다. N = q / 48 (kg).

따라서 상기와 같은 식에 동결하고자 하는 관로 내의 물의 양을 계산하고 상기 물의 양에 따른 액화질소를 본 발명의 관로 동결 커플링 장치에 주입하면 효과적으로 동결할 수 있는 것이다. 상기와 같은 액화질소의 소요량 산정식은 배급수 관로가 주철관이나 강관인 경우에 동일하게 적용할 수 있다. Therefore, it is possible to effectively freeze by calculating the amount of water in the pipeline to be frozen in the above equation and injecting liquid nitrogen according to the amount of water into the pipeline freezing coupling device of the present invention. The above formula for calculating the requirement of liquefied nitrogen may be equally applicable to the case where the distribution water pipe is a cast iron pipe or a steel pipe.

또한 도 7은 본 발명 관로 동결 커플링 장치의 제1실시 예에 따른 상부 커플링 사시도이다. 상기도 7에서 본 발명 제1실시 예는 상기와 같은 상부 커플링(40)과, 상기 상부 커플링(40)과 유사한 구조의 하부 커플링(41)을 동결하고자 하는 관로의 부위에 결합부(48, 48')와 측면 끝단부를 볼트와 너트로 결합하여 체결하면, 내부 원통(60)은 상기 내부 관로와 결합하여 하나의 원통이 형성되고, 외부 원통(61)은 끝단부에 의하여 상하가 분리 차단되나 상기 끝단부(56)의 제3홀(46, 46')에 의하여 외부 원통(61)내에서 기화된 질소가 유통되는 구조이다. 7 is a perspective view of the upper coupling according to the first embodiment of the pipeline freeze coupling device of the present invention. In FIG. 7, the first embodiment of the present invention provides an upper coupling 40 and a coupling part at a portion of a conduit to freeze the lower coupling 41 having a structure similar to the upper coupling 40. 48, 48 ') and the side end portion are coupled and fastened by bolts and nuts, the inner cylinder 60 is combined with the inner conduit to form a single cylinder, and the outer cylinder 61 is separated up and down by the end portion. Although blocked, the vaporized nitrogen is circulated in the outer cylinder 61 by the third holes 46 and 46 'of the end portion 56.

또한, 도 8은 본 발명 커플링의 제2실시 예이다. 상기도 8에서 본 발명 제2실시 예는 상부 커플링(40)과 하부 커플링(41)의 내부 원통 중앙에 세로로 분리벽(49)를 형성한 구조를 나타내고 있다. 상기와 같이 분리벽(49)을 링 형태로 형성하고 주입구(43)을 각각의 분리된 내부 원통 각각으로 질소가 주입되도록 외부 원통의 일측부에 구성하여 상기 각각 별도의 주입구(43)을 통하여 액화질소를 주입하면 관로(100) 내의 물의 동결을 신속하게 할 수 있는 효과가 있는 것이다. 즉 상기 제2실시 예는 분리벽(49)을 구성하되 토출구(45), 주입구(43), 제1홀(44) 및 제3홀(46)은 상기 분리벽(49)을 기준으로 각각 별도로 형성되는 구조이다.8 is a second embodiment of the present invention coupling. In FIG. 8, the second embodiment of the present invention shows a structure in which a separation wall 49 is formed vertically in the center of the inner cylinder of the upper coupling 40 and the lower coupling 41. As described above, the separation wall 49 is formed in a ring shape, and the injection hole 43 is configured on one side of the outer cylinder so that nitrogen is injected into each of the separated inner cylinders, and liquefied through the separate injection holes 43. Injecting nitrogen is an effect that can quickly freeze the water in the pipeline (100). In other words, the second embodiment constitutes the dividing wall 49, but the discharge opening 45, the injection opening 43, the first hole 44, and the third hole 46 are separately formed based on the separation wall 49. It is a structure to be formed.

도 9는 본 발명 관로 동결 커플링 장치(200)의 절단 단면도이다. 상기도 9에서 관로(100)의 외측으로는 커플링 장치의 내부 원통(60)이 형성되며 상기 내부 원통(60)의 외측은 원통 형태의 격벽(54)에 의하여 외부원통(61)과 분리되는 구조이다. 상기 내부 원통(60)과 외부 원통(61)은 격벽(54) 일측에 제1홀(44)이 형성되어 관통하는 구조이다. 또한 외부 원통(61)을 관통하여 내부원통(60)에 도달하는 주입구(43)가 외부 원통(61)에 형성되어 있으며, 상기 상부 커플링(40)과 하부 커플링(41)을 결합하기 위한 2쌍의 결합부를 보여주고 있으며 상기 2쌍의 결합부 내측에는 각각 2개 이상의 제3홀(46)이 형성된 2쌍의 끝단부가 형성되어 상기 결합부와 연접하고 있는 것을 보여주고 있다.9 is a cross-sectional view of the pipeline freeze coupling device 200 of the present invention. In FIG. 9, an inner cylinder 60 of the coupling device is formed outside the conduit 100, and an outer side of the inner cylinder 60 is separated from the outer cylinder 61 by a cylindrical partition wall 54. Structure. The inner cylinder 60 and the outer cylinder 61 has a structure in which a first hole 44 is formed at one side of the partition wall 54 to penetrate. In addition, the injection hole 43 penetrating the outer cylinder 61 to reach the inner cylinder 60 is formed in the outer cylinder 61, for coupling the upper coupling 40 and the lower coupling 41. Two pairs of coupling parts are shown, and two pairs of end portions formed with two or more third holes 46 are formed inside the two pairs of coupling parts, respectively, to show that they are connected to the coupling parts.

도 10은 본 발명의 관로 동결 커플링 장치를 관로에 결합한 상태의 측단면도이다. 상기도 10에서 관로(100)의 외측은 관로 동결 커플링 장치의 격벽(54)과 양측에 형성된 측벽부(42)에 의하여 내부 원통(60)이 형성되며, 상기 내부 원통(60)의 밑면에는 양측으로 관로 지지부재(50)가 구성되어, 결합 시 관로(100)에 상기 관로 동결 커플링 장치(200)가 밀착되어 액화질소의 누수나 열손실을 방지하도록 하는 것이다. 또한 상기 내부 원통(60)의 격벽(54) 외측으로는 외부 원통(61)이 형성되며, 상기 외부 원통(61)은 커버(55)로 둘러싸여 있는 구조이고, 상기 외부 원통(61)의 일측에는 토출구(45)가 형성되어 있으며, 외부 원통(61)의 내측은 격벽(54)이 있어 내부 원통(60)과 분리되며, 상기 격벽(54)에는 1 이상의 제1홀(44)을 구성하고 있는 구조이다. 또한 상기 커플링 장치(200)의 외부 원통(61)의 일측에는 주입구(43)가 형성되어 있으며, 상기 주입구(43)는 외부 원통(61)을 관통하여 내부 원통(60)에 이르게 되는 것이다. 따라서 상기 주입구(43)로 액화질소를 주입하면 상기 액화질소는 내부 원통(60)으로 주입되고 상기 내부 원통(60)에 주입된 액화질소는 내측의 관로(100)을 동결시키게 되는 것이다. 상기와 같이 액화질소가 내측의 관로(100)를 동결시키게 되는데 상기 액화질소는 온도가 상승하여 기화하 면, 상기 기화된 질소는 제1홀(44)를 통하여 흘러 외부 원통(61)으로 이송되며 외부 원통(61)에 일정시간 동안 머무르게 되는 것이다. 따라서 본 발명의 관로 동결 커플링 장치(200)는 상기 장치의 내부 원통(60)으로 주입된 액화질소와, 기화되어 외부 원통(61)에 체류하는 질소의 외부 공기와의 접촉을 차단하여, 열손실을 방지함으로써 관로(100)의 동결을 효과적으로 할 수 있는 효과가 있는 것이다. 10 is a side cross-sectional view of the pipeline freeze coupling device of the present invention coupled to the pipeline. In FIG. 10, the outer side of the conduit 100 is formed with an inner cylinder 60 by partition walls 54 and sidewalls 42 formed on both sides of the conduit freezing coupling device, and the bottom of the inner cylinder 60 The pipe support member 50 is configured at both sides, so that the pipe freeze coupling device 200 is in close contact with the pipe 100 to prevent leakage or heat loss of liquid nitrogen. In addition, the outer cylinder 61 is formed outside the partition 54 of the inner cylinder 60, the outer cylinder 61 is a structure surrounded by a cover 55, on one side of the outer cylinder 61 A discharge port 45 is formed, and the inner side of the outer cylinder 61 has a partition 54 so as to be separated from the inner cylinder 60, and the partition 54 constitutes one or more first holes 44. Structure. In addition, an injection hole 43 is formed at one side of the outer cylinder 61 of the coupling device 200, and the injection hole 43 passes through the outer cylinder 61 to reach the inner cylinder 60. Therefore, when liquefied nitrogen is injected into the injection hole 43, the liquefied nitrogen is injected into the inner cylinder 60, and the liquefied nitrogen injected into the inner cylinder 60 freezes the inner conduit 100. As described above, the liquid nitrogen freezes the inner conduit 100. When the liquid nitrogen vaporizes due to an increase in temperature, the vaporized nitrogen flows through the first hole 44 and is transferred to the outer cylinder 61. The outer cylinder 61 is to stay for a certain time. Therefore, the pipeline freeze coupling device 200 of the present invention blocks the contact with the liquid nitrogen injected into the inner cylinder 60 of the apparatus and the outside air of nitrogen vaporized and stays in the outer cylinder 61, By preventing the loss is the effect that can effectively freeze the pipeline (100).

도 1은 종래의 액화질소를 이용한 하수관로의 동결장치 구성도,1 is a configuration diagram of a freezing device of the sewage pipe using a conventional liquid nitrogen,

도 2는 본 발명 관로 동결 커플링 장치의 사용에 대한 제1실시 예,Figure 2 is a first embodiment of the use of the present invention the pipeline freeze coupling device,

도 3은 본 발명 관로 동결 커플링 장치의 사용에 대한 제2실시 예,Figure 3 is a second embodiment of the use of the present invention the pipeline coupling system,

도 4는 본 발명 관로 동결 커플링 장치의 사시도,4 is a perspective view of a pipeline freeze coupling device of the present invention;

도 5는 본 발명 관로 동결 커플링 장치의 상부 커플링의 측단면도,5 is a side cross-sectional view of the upper coupling of the present invention freeze coupling device;

도 6은 본 발명 관로 동결 커플링 장치의 상부 커플링의 사시도,6 is a perspective view of the upper coupling of the present invention pipeline freezing coupling device,

도 7은 본 발명 관로 동결 커플링 장치의 제1실시 예에 대한 상부 커플링을저면에서 본 사시도,Figure 7 is a perspective view from the bottom of the upper coupling for the first embodiment of the pipeline freeze coupling device of the present invention,

도 8은 본 발명 관로 동결 커플링 장치의 제2실시 에에 대한 상부 커플링을 저면에서 본 사시도,8 is a perspective view from the bottom of the upper coupling for a second embodiment of the pipeline freeze coupling device of the present invention;

도 9는 본 발명 관로 동결 커플링 장치의 단면도,9 is a cross-sectional view of the present invention pipeline freeze coupling device,

도 10은 본 발명 관로 동결 커플링 장치의 측단면도이다.10 is a side cross-sectional view of the pipeline freeze coupling device of the present invention.

**도면의 주요 부분에 대한 부호 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

40 : 상부 커플링, 41 : 하부 커플링, 42 : 측벽부, 43 : 주입구,40: upper coupling, 41: lower coupling, 42: side wall portion, 43: injection hole,

44 : 제1홀, 45 : 토출구, 46 : 제3홀, 48 : 결합부, 50 : 관로 지지부재, 51 : 외부 반원통, 52 : 내부 반원통, 54 : 격벽, 55 : 커버,44: first hole, 45: discharge port, 46: third hole, 48: coupling portion, 50: pipe support member, 51: outer semicylinder, 52: inner semicylinder, 54: bulkhead, 55: cover,

56 : 끝단부, 59 : 측면 끝단부, 60 : 내부 원통, 61 : 외부 원통,56: end portion, 59: side end portion, 60: inner cylinder, 61: outer cylinder,

100 : 관로, 200 : 관로 동결 커플링 장치 100: pipeline, 200: pipeline freeze coupling device

Claims

delete

In the pipeline freezing apparatus for freezing the water supply pipeline using liquid nitrogen,

An outer semicylinder 51 for enclosing the conduit, a discharge port 45 formed at one side of the outer semicylinder, a partition wall 54 formed in a semicylindrical shape inside the outer semicylinder and having a first hole 44 formed therein; Both side ends having side walls 42 forming side surfaces of the outer semi-cylinder and the partition wall, a cover 55 surrounding the outer semi-cylinder, and third holes 46 at both ends of the outer semi-cylinder and the partition wall. An upper coupling (40) formed from both sides (56) and both coupling parts (48) formed with a plurality of coupling holes outside the opposite ends;

An outer semicylinder for enclosing the conduit, an injection port 43 formed to penetrate the outer semicylinder on one side of the outer semicylinder, a partition wall formed in a cylindrical shape inside the outer semicylinder, and forming a side portion of the outer semicylinder and the partition wall Both side wall portions, a cover surrounding the outer semicylinder, both end portions having the outer half cylinder and third holes formed at both ends of the partition wall, and both side coupling portions formed with a plurality of coupling holes outside the both end portions. A lower coupling 41 formed;

And a conduit support member 50 formed outside the upper coupling and the lower coupling to support the conduit, and the upper coupling and the lower coupling are coupled to the conduit using the two coupling parts and the lower coupling. When liquefied nitrogen is injected into the injection hole of liquefied nitrogen is injected into the inner cylinder 60 formed outside the duct, and as time passes, the vaporized liquid nitrogen of the inner cylinder passes through the first hole of the partition wall. 61. The liquid pipe freezing coupling device using liquid nitrogen, wherein the liquid nitrogen is configured to flow through the third hole at both ends and back to the entire outer cylinder to freeze the water pipe.

The method of claim 2,

Water pipe freeze coupling device,

A water pipe freezing coupling device using liquefied nitrogen, characterized in that the side end portions of both sides are connected to the pipe support member.

delete

In the method of freezing the water pipe using liquid nitrogen,

An upper coupling and an outer semi-cylinder consisting of an outer semi-cylinder, a discharge port, a partition having a first hole, a side wall portion, a cover, an end portion having a third hole, and a coupling part having a coupling hole, an injection hole penetrating the outer semi-cylinder, Fastening a lower coupling consisting of a side wall portion, a cover, an end portion, and a coupling portion to the outside of the conduit;

Opening the discharge port of the upper coupling and injecting liquefied nitrogen into an inner cylinder formed outside the pipeline through an injection hole of the lower coupling;

Moving the liquid nitrogen of the vaporized inner cylinder to the outer cylinder over time;

And vaporizing liquefied nitrogen moved to the outer cylinder to circulate the outer cylinder.

The method of claim 8,

Injecting liquid nitrogen into the inner coupling

A liquid pipe freezing method using liquefied nitrogen, wherein the amount of liquefied nitrogen is made by adding an amount of nitrogen by GCΔt / 48.