KR101638785B1 - 동파 방지 밸브 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 온도가 설정 온도 이하로 하강하게 되면 배관 내의 물이 동결되기 전에 자동으로 밸브를 개방하여 배관을 통해 극소량의 물을 흘려줌으로써 배관의 동파를 방지할 수 있는 동파 방지 밸브 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 동파 방지 밸브 시스템은, 실외에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서와; 배관과 연통되게 설치되는 배출관과; 상기 배출관 내에 회전 가능하게 설치되어 배출관 내부를 개폐하는 밸브체와; 상기 온도센서에 의해 측정된 온도에 따라 밸브체를 회전시키는 밸브구동모터와; 상기 배출관의 전단부에 회전 가능하게 설치되어 배출관을 통해 배출되는 물에 의해 회전하는 발전용 프로펠러와; 상기 발전용 프로펠러의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기와; 상기 발전기에 의해 생산된 전력을 저장하는 배터리와; 상기 배출관의 외면에 권선되어 상기 배터리에서 공급된 전원에 의해 발열하는 열선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동파 방지 밸브 시스템{Valve System for Preventing from Freeze and Burst}

본 발명은 배관의 동파를 방지하기 위한 밸브 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 온도가 설정 온도 이하로 하강하게 되면 배관 내의 물이 동결되기 전에 자동으로 밸브를 개방하여 배관을 통해 극소량의 물을 흘려줌으로써 배관의 동파를 방지할 수 있는 동파 방지 밸브 시스템에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 동파사고는 수자원 손실은 물론 물의 누출로 인한 건축물의 피해를 발생하고, 동파시설의 보수공사를 위한 막대한 보수비용 등의 손실을 유발하기 때문에 이를 방지하기 위한 노력과 대책이 필요하다.

밀폐된 관로 내부를 유동하는 물은 유동상태에서는 결빙되지 않으나, 유동이 정지된 상태에서 결빙온도에 이르면 물은 얼면서 액체에서 고체로 상변화되어 부피팽창(약 10%)이 일어나고, 이 부피팽창에 따른 압력증가를 관로나 장치에서 수용하지 못하면 동파가 발생하게 된다.

이러한 동파사고를 방지하기 위한 일반적인 대책으로서, 보온, 열선시설, 가열장치, 동파 방지 수도 계량기 설치 등의 방법이 있다.

그러나, 보온은 외기 온도가 매우 낮을 경우에는 효과가 없으며, 열선시설이나 가열장치는 별도의 가열 에너지와 장치가 요구되고 설치 및 유지 관리가 어려운 문제가 있다. 또한 동파 방지 수도 계량기 역시 동파 방지를 근원적으로 방지할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0959416호(2010년 05월 14일 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 외부 온도가 설정 온도 이하로 하강하게 되면 배관 내의 물이 동결되기 전에 자동으로 밸브를 개방하여 배관을 통해 극소량의 물을 흘려줌으로써 배관의 동파를 방지할 수 있는 동파 방지 밸브 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동파 방지 밸브 시스템은, 실외에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서와; 배관과 연통되게 설치되는 배출관과; 상기 배출관 내에 회전 가능하게 설치되어 배출관 내부를 개폐하는 밸브체와; 상기 온도센서에 의해 측정된 온도에 따라 밸브체를 회전시키는 밸브구동모터와; 상기 배출관의 전단부에 회전 가능하게 설치되어 배출관을 통해 배출되는 물에 의해 회전하는 발전용 프로펠러와; 상기 발전용 프로펠러의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기와; 상기 발전기에 의해 생산된 전력을 저장하는 배터리와; 상기 배출관의 외면에 권선되어 상기 배터리에서 공급된 전원에 의해 발열하는 열선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 외부의 온도가 설정된 온도 이하로 하강하면, 자동으로 배출관이 개방되면서 배출관을 통해 소량의 물이 외부로 배출되어 배관 내의 물이 계속 유동할 수 있게 되므로 동파가 방지될 수 있게 된다.

또한 배출되는 물에 의해 발전용 프로펠러가 회전하여 전기를 생산하고, 생산된 전기를 열선 및 밸브체의 작동에 사용하므로 전력 소모량을 최소화할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동파 방지 밸브 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 동파 방지 밸브 시스템의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 동파 방지 밸브 시스템의 정면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 동파 방지 밸브 시스템의 요부 단면도로, 도 4는 밸브체에 의해 배출관이 폐쇄된 상태이고, 도 5는 밸브체가 회전하여 배출관이 개방된 상태이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 동파 방지 밸브 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동파 방지 밸브 시스템은, 실외에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서와; 배관(1)과 연통되게 설치되는 배출관(10)과; 상기 온도센서에 의해 측정된 온도에 따라 상기 배출관(10) 내에 회전 가능하게 설치되어 배출관(10) 내부를 개폐하는 밸브체(20)와; 상기 밸브체(20)를 회전시키는 밸브구동모터(30)와; 상기 배출관(10)의 전단부에 회전 가능하게 설치되어 배출관(10)을 통해 배출되는 물에 의해 회전하는 발전용 프로펠러(40)와; 상기 발전용 프로펠러(40)의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기(45)와; 상기 발전기(45)에 의해 생산된 전력을 저장하는 배터리(46)와; 상기 배출관(10)의 외면에 권선되어 상기 배터리(46)에서 공급된 전원에 의해 발열하는 열선(60); 및 상기 배출관(10)과 상기 밸브구동모터(30)와 발전기(45)와 배터리(46), 회로기판 등의 부품이 외부로 노출되지 않게 상기 배출관(10)의 외측을 둘러싸면서 설치되는 보호커버(70)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 온도센서(미도시)는 실외, 예를 들어 엘리베이터 옆의 상수도관에 설치되어 온도를 감지한다.

상기 밸브체(20)는 중앙에 물이 배출되는 관통공(21)이 형성되며 배출관(10)의 직경과 동일한 직경을 갖는 볼밸브로 구성될 수 있다. 상기 밸브체(20)는 밸브구동모터(30)와 연결되어 밸브구동모터(30)에 의해 회전하면서 배출관(10)을 개폐하는 작용을 한다.

그리고, 상기 밸브체(20)를 회전시키기 위한 밸브구동모터(30)는 AC 서보모터를 이용하여 구성할 수 있다.

상기 배출관(10)의 전방부에는 상기 배출관(10)보다 큰 직경을 갖는 원통형의 프로펠러하우징(42)이 편심되게 설치되고, 상기 프로펠러하우징(42)의 중심부에는 상기 발전용 프로펠러(40)의 중심부가 회전 가능하게 연결되는 회전축(43)이 설치된다.

또한 상기 프로펠러하우징(42)의 전단부에는 외부로부터의 이물질 침입을 방지하고 물은 외부로 용이하게 배출할 수 있도록 하기 위해 이물질을 걸러내는 거름망(50)이 설치된다.

상기 보호커버(70)는 'ㄷ'자 형태로 된 2개의 플레이트의 양단부가 볼트(71)와 너트 또는 나사와 같은 체결수단에 의해 상호 결합되어, 부품의 교체나 수리를 위해 보호커버(70)를 분해 및 조립할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동파 방지 밸브 시스템은 다음과 같이 작동한다.

상기 온도센서(미도시)에 의해 감지된 외부의 온도가 설정 온도, 예를 들어 -2℃ 이하에 도달하면, 밸브구동모터(30)의 작동을 제어하는 컨트롤러로 상기 온도센서의 신호가 전송되고, 컨트롤러는 열선(60)에 일정 시간 동안(예를 들어 5분) 전원을 공급하여 발열시켜 배출관(10)을 가열한 다음, 열선(60)의 작동을 멈추고 밸브구동모터(30)를 작동시킨다.

상기 밸브구동모터(30)의 작동에 의해 밸브체(20)가 설정된 각도(예를 들어 90°)로 회전하여 배출관(10)을 개방한다. 상기 밸브체(20)가 배출관(10) 내부를 개방하게 되면 배관(1) 내의 물이 밸브체(20)의 관통공(21)을 통해 극소량씩 외부로 배출되어 배관(1)의 내의 동파가 방지된다.

이 때 배출관(10)을 통해 배출되는 물에 의해 발전용 프로펠러(40)가 회전하게 되고, 발전기(45)에 전기가 생성된다. 상기 발전기(45)에서 생성된 전기는 배터리(46)에 저장되어 향후 상기 열선(60)과 밸브구동모터(30)를 구동시키는 전원으로 사용된다.

상기 온도센서에 의해 측정된 외부 온도가 설정된 온도 이상으로 상승하게 되면, 다시 밸브구동모터(30)가 밸브체(20)를 90°로 회전시켜 배출관(10)을 폐쇄한다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 외부의 온도가 설정된 온도 이하로 하강하면, 일정 시간 동안 열선(60)이 작동한 후 밸브체(20)가 회전하여 배출관(10)이 개방되고, 배출관(10)을 통해 소량의 물이 외부로 배출되어 배관(1) 내의 물이 계속 유동할 수 있게 되므로 동파가 방지될 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

1 : 배관 10 : 배출관
20 : 밸브체 21 : 관통공
30 : 밸브구동모터 40 : 발전용 프로펠러
42 : 프로펠러하우징 45 : 발전기
46 : 배터리 50 : 거름망
60 : 열선 70 : 보호커버

Claims (5)

1. 실외에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서와;
   배관과 연통되게 설치되는 배출관(10)과;
   상기 배출관(10) 내에 회전 가능하게 설치되어 배출관(10) 내부를 개폐하는 밸브체(20)와;
   상기 온도센서에 의해 측정된 온도에 따라 밸브체(20)를 회전시키는 밸브구동모터(30)와;
   상기 배출관(10)의 전단부에 회전 가능하게 설치되어 배출관(10)을 통해 배출되는 물에 의해 회전하는 발전용 프로펠러(40)와;
   상기 발전용 프로펠러(40)의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기(45)와;
   상기 발전기(45)에 의해 생산된 전력을 저장하는 배터리(46)와;
   상기 배출관(10)의 외면에 권선되어 상기 배터리(46)에서 공급된 전원에 의해 발열하는 열선(60)을 포함하며,
   상기 배출관(10)의 전단부 외측에 배출관(10)보다 큰 직경을 갖는 원통형의 프로펠러하우징(42)이 편심되게 설치되고, 상기 프로펠러하우징(42)의 중심부에 상기 발전용 프로펠러(40)의 중심부가 회전 가능하게 연결되는 회전축(43)이 설치되며, 상기 프로펠러하우징(42)의 전단부에 외부로부터의 이물질 침입을 방지하기 위해 이물질을 걸러내는 거름망(50)이 설치된 것을 특징으로 하는 동파 방지 밸브 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브체(20)는 중앙에 물이 배출되는 관통공(21)이 형성되며 배출관(10)의 직경과 동일한 직경을 갖는 볼밸브인 것을 특징으로 하는 동파 방지 밸브 시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 배출관(10)과 상기 밸브구동모터(30)와 발전기(45) 및 배터리(46)가 외부로 노출되지 않게 상기 배출관(10)의 외측을 둘러싸면서 설치되는 보호커버(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동파 방지 밸브 시스템.
   

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