KR101820939B1 - 관로 동파방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로의 동파를 방지하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 동파가 쉽게 발생할 수 있는 관로의 취약부분을 천공하여 열선을 관로 내측으로 투입하기 위한 관로 동파방지 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 파이프의 외측 둘레를 감싸면서 체결되도록 몸체가 형성되고, 상기 몸체의 일측에는 외측으로 돌출되면서 내측과 외측이 연통되도록 관통된 체결부가 형성되며, 상기 체결부의 내측으로는 나사부가 형성되고, 상기 파이프의 천공부에 상기 체결부가 위치되도록 체결되는 클램프; 내측으로는 상하로 관통된 복수의 열선관통공이 형성되면서 상측의 외측둘레로는 상부체결부가 형성되고, 하측에는 상기 클램프의 체결부에 체결되기 위한 하부체결부가 형성된 체결구; 상기 체결구의 상단에 안착되며, 상기 체결구와 동일한 위치에 복수의 열선관통공이 형성된 패킹; 상기 체결구의 상부체결부에 체결되어 체결구의 상측을 밀폐하여 마감하며, 체결구의 상단과 내측사이에 공간부를 형성하는 캡; 상기 파이프의 내측으로부터 천공부, 체결부, 체결구, 패킹을 관통하여 삽입되고 캡의 공간부에서 서로 결선되는 복수의 열선;으로 구성된다.

Description

관로 동파방지 장치{Pipe freezing prevention apparatus}

본 발명은 관로의 동파를 방지하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 동파가 쉽게 발생할 수 있는 관로의 취약부분을 천공하여 열선을 삽입하고, 삽입된 열선을 천공을 통해 토출시켜 하나의 라인으로 연결함과 동시에 누수가 발생하지 않도록 밀폐하여 마감시키기 위한 관로 동파방지 장치에 관한 것이다.

겨울철에 관로를 흐르는 유체가 결빙되고, 결빙시 부피가 증가하여 관로가 증가된 유체의 부피를 견디지 못하여 파손되는 경우가 자주 발생하게 된다.

이러한 관로의 동파를 방지하기 위하여 관로 내에 열선을 직접 삽입하여 발열시킴으로써 유체가 결빙되지 않도록 하는 동파 방지 장치가 많이 제안되고 있다.

그 한 예로서, 등록특허 제10-10077497호(열선 내장형 동파방지장치)는 도1에 도시된 바와같이 "탭 가공에 의해 양단부 외측에 고정나선부(1a)(1b)가 형성된 파이프(1) 및, 상기 파이프의 내측에 구비되고 일측 및 타측에 각각 콘센트(100) 및 절연재질의 마감재(8)가 구비되는 타원 단면의 열선(2)과; 상기 파이프(1)의 고정나선부(1a)(1b)에 체결되는 관 체결나선부(31a)가 내부 일측의 관 체결공간부(31)의 내측에 형성되고, 타측의 패킹 삽입공간부(32)의 내측에는 글랜드 체결나선부(32a)가 형성되며, 내부 중간에 열선관통홀(33a)을 갖는 걸림턱(33)이 형성되고, 상기 걸림턱(33)의 후방측으로 테이퍼(34)가 형성된 니플(3)과; 상기 니플(3)의 테이퍼(34)에 대응되게 원추형으로 형성되고 중앙부에 열선(2)과 동일한 형상으로 열선 삽입홀(5a)이 형성된 고무패킹(5)과; 상기 니플(3)의 글랜드 체결나선부(32a)에 체결되는 니플 체결나선부(7a)가 외측에 형성되고, 중앙부에 열선 관통홀(7b)이 형성된 글랜드(7)와; 상기 니플(3)의 관 체결공간부(31) 중심에 위치하고 후단부에 니플(3)의 걸림턱(33)에 고정되는 고정턱(4a)이 일체로 형성된 중공의 열선 지지봉(4);으로 구성"되어 있다.

즉, 이와같은 구성의 종래의 열선 내장형 동파방지 장치는 파이프(1)의 양단부가 각각 니플(3)과, 고무패킹(5), 그리고 니플 체결나선부(7)에 의해 마감되고, 열선(2)이 고무패킹(5)과 니플 체결나선부(7)를 관통하여 파이프(1)의 내부로 삽입되는 구조를 가지게 된다.

그런데, 이러한 경우 파이프(1)의 양단부가 노출되어 있는 경우에 양단부를 니플(3)과, 고무패킹(5), 그리고 니플 체결나선부(7)로 마감하여 열선(2)을 삽입할 수 있는 구조로서, 파이프(1)의 양단부가 노출되어 있지 않거나, 또는 결빙에 취약한 옥외 경유 구간에만 한정적으로 열선(2)을 삽입할 수 없는 구조이다.

이로 인해, 노상에 사용되는 농업용 파이프나 소독기 파이프 등 한정된 길이를 갖는 파이프에만 사용이 가능할 뿐 상수관, 하수관, 또는 장거리 파이프 라인 등에는 적용이 불가능한 단점이 있다.

또한, 파이프 전체에 열선을 삽입하는 구조로서, 작업성이 좋지 않고, 비용이 비싸며, 아울러 불필요한 전기에너지의 과도한 낭비를 가져오는 문제점이 있다.

본 발명은 옥외로 노출된 관로 부위를 천공하여 천공된 부위를 통해 열선을 삽입할 수 있도록 함으로써 종래의 문제점을 해결한 관로 동파방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 천공부위에 설치된 하나의 접속구를 통해 3개 라인의 열선을 삽입시켜 연결하고, 천공부위의 누수방지를 위한 접속구에 의해 마감하여 간편하고 효율적인 시공을 위한 관로 동파방지 장치를 제공한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 관로 동파방지 장치는,

파이프의 외측 둘레를 감싸면서 체결되도록 몸체가 형성되고, 상기 몸체의 일측에는 외측으로 돌출되면서 내측과 외측이 연통되도록 관통된 체결부가 형성되며, 상기 체결부의 내측으로는 나사부가 형성되고, 상기 파이프의 천공부에 상기 체결부가 위치되도록 체결되는 클램프;

내측으로는 상하로 관통된 복수의 열선관통공이 형성되면서 상측의 외측둘레로는 상부체결부가 형성되고, 하측에는 상기 클램프의 체결부에 체결되기 위한 하부체결부가 형성된 체결구;

상기 체결구의 상단에 안착되며, 상기 체결구와 동일한 위치에 복수의 열선관통공이 형성된 패킹;

상기 체결구의 상부체결부에 체결되어 체결구의 상측을 밀폐하여 마감하며, 체결구의 상단과 내측사이에 공간부를 형성하는 캡;

상기 파이프의 내측으로부터 천공부, 체결부, 체결구, 패킹을 관통하여 삽입되고 캡의 공간부에서 서로 결선되는 복수의 열선;으로 구성된 것을 특징으로 하는 관로 동파방지 장치.

이와같은 본 발명은 결빙에 의해 동파가 쉽게 발생할 수 있는 관로의 취약 부분에 천공하고, 그 천공부위를 통해 열선을 삽입할 수 있도록 하여 상수관, 하수관, 장거리 파이프 라인 등에 적용할 수 있으며, 아울러 클램프를 통해 열선 접속 구조물을 고정함으로써 안정적이면서도 작업성이 매우 좋으며, 동파가 발생하는 부위에만 국소적으로 열선을 삽입함으로써 전기에너지의 과도한 소모를 방지하는 효과를 갖는다.

그리고 하나의 접속구를 통해 다수개의 열선을 설치할 수 있고, 또한 파이프의 외측에서 결선되는 열선을 캡에 위해 간단히 마무리함으로 시공성이 좋고, 아울러 시공원가가 절감되는 효과가 있다.

아울러 'T'분기관 및 'L' 형태의 배관 등 열선 삽입이 어려운 위치에서도 간단한 작업공정으로 열선을 지지함과 아울러 누수가 발생하지 않도록 밀폐 마감할 수 있다.

도1은 종래의 동파방지장치의 구조를 보인 도.
도2는 본 발명에 의한 관로 동파방지 장치의 분해 구조를 보인 도.
도3은 본 발명이 결합된 상태의 단면 구조를 보인 도.
도4는 본 발명에 의하여 파이프내에서 열선이 분기되는 형태를 보인 도.
도5는 본 발명에 의해 파이프 내에서 열선이 거치되는 형태를 보인 도.

본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 의한 관로 동파방지 장치의 분해 구조를 보인 도이고, 도3은 결합된 상태의 단면도로서, 크게 열선접속구(100)와, 클램프(200)로 구성된다.

열선접속구(100)는 관로 즉 파이프(300)의 천공부위(310)를 통해 내부로 복수의 열선(510,520,530)을 삽입할 때 열선(510,520,530)을 고정하면서 파이프(300)의 내부의 유체가 유출되지 않도록 하는 것으로서, 체결구(110)와 패킹(120), 와셔(130), 그리고 캡(140)으로 구성된다.

체결구(110)는 클램프(200)에 체결되는 것으로서, 원기둥 형태이면서 내부로는 상하방향으로 관통된 복수의 열선관통공(114)을 가지며, 중간부위 외측으로는 외측방향으로 돌출된 스토퍼(112)가 형성되고, 상기 스토퍼(112)의 하부 외측으로는 나사산 형태의 하부체결부(111)가 형성됨과 아울러 스토퍼(112)의 상부 외측으로는 나사산 형태의 상부체결부(113)가 형성되어 있다.

또한, 체결구(110)의 상단에는 상측으로 돌출된 돌기(115)가 형성되어 있다.

상기 스토퍼(112)는 체결구(110)를 스패너 등의 공구에 의해 쉽게 회전시켜 체결 또는 체결을 해제시키기 위해 6각 또는 8각의 형태를 갖는다.

패킹(120)은 상기 체결구(110)의 상단에 놓이도록 고무로 된 납작한 코인 형태로 구성되며, 열선관통공(114)과 동일한 위치에서 동일한 갯수로 열선관통공(121)이 형성되어 있으며, 아울러 돌기(115)가 삽입될 수 있도록 돌기(115)에 해당하는 위치에 돌기삽입공(122)이 형성되어 있다.

이러한 열선관통공(121)은 열선의 지름보다 약간 작게 형성되어 열선(500)의 외측을 탄성에 의해 조임으로써 파이프(300)의 내의 유체가 유출되는 것을 방지하는 것이다.

그리고, 패킹(120)의 상부에는 금속 또는 열변형이 되지 않는 합성수지 재질로 된 와셔(130)가 위치하는데, 이러한 와셔(130)는 열선들(510,520,530)에서 발열된 열에 의해 고무재질의 패킹(120)이 변형됨으로써 기밀을 형성하지 못해 누수가 발생하는 것을 방지한다.

즉, 패킹(120)과 와셔(130)가 체결구(110)와 캡(140) 사이에서 압박을 가한 상태로 위치함으로써 금속재질의 와셔(130)가 패킹(120)을 압박하여 열선의 외측을 고무탄성에 의한 조임으로 기밀하게 됨으로써 누수를 방지하고 또한 열변형이 발생하지 않도록 하는 것이다.

와셔(130)는 패킹(120)과 동일한 크기를 가지며, 또한 패킹(120)의 열선관통공(121)과 동일한 위치에서 열선관통공(131)이 형성되어 있다.

캡(140)은 상기 체결구(110)의 상측에 결합되어 체결구(110)의 상측을 밀폐하면서 마감하는 것으로, 내측둘레로 상기 체결구(110)의 상부체결부(113)에 체결되기 위한 체결부(141)가 형성되며, 체결부(141)의 상측에는 내측둘레를 따라서 돌출된 누름턱(142)이 형성되어 있다.

또한, 체결구(110)의 상단과 캡(140)의 내측사이에는 공간부(143)가 형성되어 있다.

클램프(200)는 상기 열선접속구(100)를 파이프(300)에 안정적으로 고정하기 위한 것으로서, 파이프(300)의 상측 둘레를 감싸는 상부몸체(210)와, 파이프(300)의 하측 둘레를 감싸는 하부몸체(220)로 구성된다.

상부몸체(210)는 하측에 파이프(300)의 상측 곡면을 감싸도록 곡면부위가 형성되고, 상부몸체(210)의 양측으로 각각 돌출 연장되어 그 연장된 부위에 볼트공(213,214)이 형성되어 있다.

또한. 상부몸체(210)의 가운데 부위에는 상측으로 돌출된 체결부(211)가 형성되는데, 이러한 체결부(211)는 상하로 관통된 관통공(217)을 가지며, 그 관통공(217)의 내측에는 나사부(212)가 형성된 구조이다.

하부몸체(220)는 상부몸체(210)와 대향된 구조로서, 파이프(300)의 하측을 감싸는 구조이며, 양측으로 각각 돌출 연장되어 그 연장된 부위에 볼트공(221,222)이 형성된다.

따라서, 파이프(300)에 열선을 삽입하기 위한 천공부위(310)를 형성한 다음, 열선(500)을 삽입하고, 상부몸체(210)의 관통공(217)을 천공부위(310)에 맞춰 위치시킨다.

이때, 상부몸체(210)의 관통공(217) 하단에는 천공부위(310)에 꼭맞게 삽입되는 돌기부(215)가 하단 둘레를 따라서 형성되어 있게 되고, 그 돌기부(215)에 의해 관통공(217)과 천공부위(310)가 정확히 일치된다.

아울러 돌기부(215)의 외측으로는 링 형태의 패킹(216)이 끼워짐으로써 파이프(300)의 천공부위(310)를 통해 상부몸체(210)의 내측으로는 유체가 유출되지 않데 된다.

상부몸체(210)가 장착되면, 하부몸체(220)를 파이프(300)의 하측에 위치시켜, 볼트공(213,214,221,222)을 통해 볼트(230,240)를 삽입시켜 너트(231,241)에 의해 견고히 체결시킨다.

이후, 복수의 열선(510,520,530)을 체결구(110)의 열선관통공(114)으로 각각 관통시켜 삽입시킨 다음 하부체결부(111)를 클램프(200)의 체결부(211) 내측으로 삽입시켜 나사결합시키고, 다시 열선(510,520,530)을 패킹(120)의 열선관통공(121)으로 관통시키면서 돌기삽입공(122)에 돌기(115)를 삽입시켜 체결구(110)의 상단에 패킹(120)을 안착시키게 된다.

와셔(130)도 패킹(120)과 마찬가지로 열선관통공(131)으로 열선(510,520,530)을 관통시킨 다음 돌기삽입공(122)에 돌기(115)를 삽입시켜 패킹(20)의 상단에 안착시킨다.

그리고, 복수의 열선(510,520,530)을 체결구(110)의 상측에서 서로 결선시킨 다음 캡(140)을 체결구(110)에 체결시키게 되면, 체결부(141)와 상부체결부(113)가 체결되면서 누름턱(142)이 와셔(130)를 누르게 되고, 와셔(130)에 의해 패킹(120)도 압박되면서 공간부(143)가 기밀되는 것이다.

캡(140)의 체결시에 돌기(115)에 의해 패킹(120)과 와셔(130)가 회전하지 않과 제위치를 유지함으로써 복수의 열선(510,520,530)이 캡(140)의 회전시에 서로 꼬이는 것이 방지되는 것이다.

따라서, 기밀하게 유지되는 공간부(143)의 내측에서 열선(510,520,530)의 결선부위(540)가 위치하게 되는 것이다.

도4는 본 발명을 이용하여 3가닥의 열선(510,520,530)을 'T'형태 파이프(300)의 내측에 분기시켜 설치한 형태이다.

이는 하나의 열선접속구(100)를 통하여 서로 결선된 다수의 열선(510,520,530)을 삽입시켜 연장되도록 분기시킴으로써 설치비용을 줄임과 동시에 작업성이 좋은 장점이 있다.

한편, 열선(500)이 파이프(300)내에 위치하는 경우에 유체의 흐름에 의하여 유동하고, 이에 따라 파이프(300)의 내측면과의 잦은 접촉에 의해 손상이 발생하게 된다.

또한 열선(500)이 파이프(300)의 바닥에 위치하는 경우에는 결빙 방지효과가 매우 저하된다.

따라서, 열선(500)을 파이프(300)의 내측면으로부터 이격시키면서도 유동이 발생하지 않도록 고정시키는 것이 바람직하다.

이를 위해서 체결부(110)의 하측에는 걸이구멍(116)이 형성되는데, 이러한 결이구멍(116)에는 열선걸이구(150)가 걸려서 고정되며, 열선걸이구(150)는 금속 또는 합성수지재로 된 선재의 형태로서, 상측에는 고리형태의 상부걸이부(151)가 형성된 하측에는 고리형태의 하부걸이부(152)가 형성되어 있다.

상부걸이부(151)는 역'U'자 형태를 가져서 상기 걸이구멍(116)에 삽입되어 걸리게 되며, 하부걸이부(152)는 'U'자 형태로 되어 열선(500)을 걸게 되는 것이다.

열선걸이구(150)의 길이는 열선(500)이 파이프(300)의 내측면으로부터 이격될 수 있는 길이를 가지게 된다.

도5는 이러한 열선걸이구(150)에 의해 열선(500)이 파이프(300)의 내측면으로부터 이격되어 고정되는 구조를 보인 단면도로서, 유체의 흐르는 방향으로 열선(500)이 길게 지지되어 고정됨으로써 유체의 흐름에 의한 열선(500)의 유동이 방지됨은 물론 파이프(300)의 내측면으로부터 이격됨으로써 결빙방지효과가 극대화될 수 있다.

100 : 열선접속구 110 : 체결구
120 : 패킹 130 : 와셔
140 : 캡 150 : 열선걸이구
200 : 클램프 210 : 상부몸체
211 : 체결부 220 : 하부몸체
300 : 파이프 310 : 천공부위
500,510,520,530 : 열선

Claims (5)

1. 파이프의 외측 둘레를 감싸면서 체결되도록 몸체가 형성되고, 상기 몸체의 일측에는 외측으로 돌출되면서 내측과 외측이 연통되도록 관통된 체결부가 형성되며, 상기 체결부의 내측으로는 나사부가 형성되고, 상기 파이프의 천공부에 상기 체결부가 위치되도록 체결되는 클램프;
   내측으로는 상하로 관통된 복수의 열선관통공이 형성되면서 상측의 외측둘레로는 상부체결부가 형성되고, 하측에는 상기 클램프의 체결부에 체결되기 위한 하부체결부가 형성된 체결구;
   상기 체결구의 상단에 안착되며, 상기 체결구와 동일한 위치에 복수의 열선관통공이 형성된 패킹;
   상기 체결구의 상부체결부에 체결되어 체결구의 상측을 밀폐하여 마감하며, 체결구의 상단과 내측사이에 공간부를 형성하는 캡;
   상기 파이프의 내측으로부터 천공부, 체결부, 체결구, 패킹을 관통하여 삽입되고 캡의 공간부에서 서로 결선되는 복수의 열선;으로 구성되며,
   상기 체결구의 하측에는 걸이구멍이 형성되고, 상기 걸이구멍에는 열선걸이구가 고정되어 파이프내의 열선을 걸어서 고정시키도록 구성됨과 아울러 상기 열선걸이구의 상측은 상기 걸이구멍에 걸기 위하여 역'U'자 형태의 상부걸이부가 형성되고, 하측에는 열선을 걸기 위하여 'U'자 형태의 하부걸이부가 형성된 것을 특징으로 하는 관로 동파방지 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 패킹의 상측에는 패킹과 동일한 형태의 와셔가 안착되며, 상기 캡의 내측둘레로는 누름턱이 돌출 형성되어 상기 와셔를 누르도록 구성된 것을 특징으로 하는 관로 동파방지 장치.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 체결구의 상단에는 상측으로 돌출된 돌기가 형성되고, 상기 패킹과 와셔에는 돌기가 삽입되기 위한 돌기삽입공이 형성된 것을 특징으로 하는 관로 동파방지 장치.
   
4. 삭제
5. 삭제

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