KR101826484B1 - 메탈 히터를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치 - Google Patents
메탈 히터를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 직류 전력을 이용하여 필요 이상의 에너지를 공급하지 않고도 용이하게 배관 시스템의 동파를 방지할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예는 배관 시스템의 동파 방지 장치에 있어서, 발열체와, 발열체를 내부에 수용하는 히터 하우징를 포함하고, 배관을 따라 위치하는 밸브, 플랜지 및 배관 말단 중 적어도 하나에 인접하는 배관의 외주면에 장착되는 메탈 히터; 메탈 히터의 외부에 장착되고 메탈 히터의 온도를 측정하는 온도 센서; 측정된 온도에 대응하는 메탈 히터 온도 정보를 송신하는 온도 정보 송신부; 및 외부로부터 공급되는 교류 전력을 소정 세기의 직류 전력으로 변환하여 메탈 히터에 공급하는 파워 서플라이와, 송신된 메탈 히터 온도 정보를 수신하는 온도 정보 수신부와, 수신된 메탈 히터 온도 정보에 기반하여 직류 전력을 제어하는 전력 제어부를 포함하는 전력 공급부;를 포함하는 메탈 히터를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치를 개시한다.
Description
본 발명은 배관 시스템의 동파 방지 장치에 관한 것이다
겨울철 기온이 영하로 떨어지면 각종 배관 시스템의 동파가 우려된다. 따라서 배관 시스템의 동파를 방지하기 위해 종래에는 히팅 케이블을 이용하여 동파를 방지해 왔다. 종래 히팅 케이블은 배관에 연속적으로 배치되어 배관을 전체적으로 히팅하는 것이므로 동파만을 방지하기 위한 목적임에도 과도한 열 에너지를 공급하는 측면이 있었다. 실제 겨울철이라도 기온이 영하로 떨어지지 않는 경우도 있으므로 이를 고려하면 에너지 낭비는 더욱 컸었다.
시공의 편의성, 시공비의 절감, 그리고 에너지의 절약이라는 효과를 기대하고 종래 대한민국 특허 등록 제1681956호 "배관 동파 방지 장치"에서는 SUS 또는 스테인레스강 또는 알루미늄과 같은 금속으로 제작된 몸체와 그 내부의 히터로 구성되는 일명 '메탈 히터'를 개시하였고 현장에서도 이에 기초한 동파 방지 장치의 시공이 이루어진 바도 있다.
그러나 위와 같은 종래 특허와 같은 기술만으로는 원하는 에너지 절약 효과가 미비하였고 새로운 개념의 '메탈 히터' 또는 새로운 개념의 동파 방지 장치의 도입은 여전히 필요하였다. 더욱이 종래 '메탈 히터'는 화재의 위험성과 이상 과열에 따른 고장 등의 위험이 있어 이를 보완할 수 있는 기술 연구의 필요성도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 필요성으로 인해 도출된 것으로서, 본 발명은 직류 전력을 이용하여 필요 이상의 에너지를 공급하지 않고도 용이하게 배관 시스템의 동파를 방지할 수 있는 메탈 히터를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 동파가 빈번한 배관 부위에 적용되어 효율적으로 동파를 방지할 수 있는 메탈 히터를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치를 제공하고자 한다.
아울러 본 발명은 직류 전력을 이용하여 안전 사고를 예방할 수 있고 메탈 히터의 고장을 진단하여 경보할 수 있는 메탈 히터를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치를 제공하고자 한다.
그리고 본 발명은 동파가 일어날 수 있는 부위에 근접하여 장착되므로 혹여라도 발생할 수 있는 동파로 누수 또는 누유가 발생하더라도 이로 인한 감전 또는 누전 사고의 2차 사고가 발생하지 않도록 제조된 메탈 히터를 제공하고자 한다.
본 발명의 상기와 같은 과제는, 배관 시스템의 동파 방지 장치에 있어서, 발열체와, 발열체를 내부에 수용하는 히터 하우징를 포함하고, 배관을 따라 위치하는 밸브, 플랜지 및 배관 말단 중 적어도 하나에 인접하는 배관의 외주면에 장착되는 메탈 히터; 메탈 히터의 외부에 장착되고 메탈 히터의 온도를 측정하는 온도 센서; 측정된 온도에 대응하는 메탈 히터 온도 정보를 송신하는 온도 정보 송신부; 및 외부로부터 공급되는 교류 전력을 소정 세기의 직류 전력으로 변환하여 메탈 히터에 공급하는 파워 서플라이와, 송신된 메탈 히터 온도 정보를 수신하는 온도 정보 수신부와, 수신된 메탈 히터 온도 정보에 기반하여 직류 전력을 제어하는 전력 제어부를 포함하는 전력 공급부;를 포함하는 메탈 히터를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치를 제공함으로써 해결될 수 있다.
히터 하우징은, 밸브, 플랜지 및 배관 말단 중 적어도 하나에 인접하는 배관의 외주면에 맞닿는 열전달 하판과, 열전달 하판을 덮는 사출 상판으로 구비되고, 그리고 사출 상판은 내부에 발열체를 수용하는 적재 홈이 형성된 것일 수 있다.
히터 하우징은, 발열체를 적재하는 적재 프레임과, 발열체 상부에 위치하는 보온재와, 보온재 상부를 덮는 발열체 커버를 더 포함할 수있다.
메탈 히터는, 발열체, 적재 프레임, 보온재 및 발열체 커버가 일체로 적재 홈에 수용되도록 열전달 하판에 세팅하여 사출 상판으로 사출 성형함으로써 제조될 수 있다.
메탈 히터는 복수로 구비되고, 복수의 메탈 히터는 상호 병렬로 연결되며, 온도 정보 수신부는 복수의 메탈 히터에 각 대응하는 복수의 메탈 히터 온도 정보를 수신하고, 그리고 메탈 히터를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치는, 수신된 복수의 메탈 히터 온도 정보 중 기 설정된 온도 범위 정보보다 작거나 큰 메탈 히터 온도 정보에 대응하는 메탈 히터를 고장으로 판단하고 경보하는 고장 진단부;를 더 포함할 수 있다.
메탈 히터는, 밸브, 플랜지 및 배관 말단이 위치하는 배관의 하단 또는 하부 측면에 배치되어 국부 발열에 기반하여 내부 유체를 대류시키는 것일 수 있다.
발열체는 세라믹 히터, PTC 발열체 및 카본 소재의 면상 발열체 중 어느 하나일 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 직류 전력을 이용하여 필요 이상의 에너지를 공급하지 않고도 용이하게 배관 시스템의 동파를 방지할 수 있다.
그리고 동파가 빈번한 배관 부위에 적용되어 효율적으로 동파를 방지할 수 있다.
아울러 적정 범위의 직류 전력을 이용함으로써 고압 전력에 의한 사고를 줄일 수 있고 메탈 히터의 고장을 진단하고 경보함으로써 사고를 예방할 수 있어 안전하다.
한편 메탈 히터는 동파가 일어날 수 있는 부위에 근접하여 장착되므로 혹여라도 발생할 수 있는 동파로 누수 또는 누유가 발생하더라도 메탈 히터의 수밀 구조로 인해 감전 또는 누전에 의한 2차 사고가 발생하는 것을 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 히터를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 히터를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 히터의 구성을 분해하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 프로세스를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 히터를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 히터의 구성을 분해하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 프로세스를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 유수분리장치의 실시 예들을 설명한다. 유수분리장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 히터를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예는 배관(P)의 외주면에 장착되어 발열하는 메탈 히터(10, 11, 12), 메탈 히터(10, 11, 12)의 온도를 측정하는 온도 센서(20), 메탈 히터 온도 정보를 송신하는 온도 정보 송신부(30, 31, 32), 그리고 직류 전력을 공급하고 메탈 히터 온도 정보에 기하여 공급 전력을 제어하는 전력 공급부(40)를 포함한다. 여기서 전력 공급부(40)는 파워 서플라이(410), 온도 정보 수신부(420) 및 전력제어부(430)를 포함할 수 있다.
본 실시예는 3 개의 메탈 히터(10, 11, 12)를 예로 들었지만 단수이거나 2 개 또는 그 이상이 구비될 수도 있을 것이다. 또한 배관(P)을 따라 장착되는 다수의 메탈 히터(10, 11, 12)에 직류 전력을 분배할 수 있도록 메탈 히터 박스(60, 61, 62)가 더 구비될 수 있다. 여기서 배관(P)은 평소에 내부 유체가 외부로의 유출이 없고 유체 흐름이 없는 소화수나 저장수에 이용되는 배관(P)일 수 있다.
본 실시예에서는 온도 센서(20, 21, 22)가 메탈 히터(10, 11, 12)에 인접하여 설치되고 메탈 히터 온도 정보를 전송하기 위해 온도 정보 송신부(30, 31, 32)가 구비될 수 있다. 이러한 온도 정보 송신부(30, 31, 32)는 별도의 박스에 내장될 수 있으나 본 실시예에서는 메탈 히터 박스(60, 61, 62)에 구비되도록 구성하였다. 온도 정보 송신부(30, 31, 32)와 온도 정보 수신부(420)는 상호 RS485 또는 지그비 등의 유무선 통신 수단을 이용하여 송수신할 수 있으며 이는 시공 현장의 환경에 따라 적절히 선택될 수 있을 것이다.
도시되지는 않았지만 배관(P)과 배관(P)을 따라 장착되는 메탈 히터(10, 11, 12)와 전력 공급 전선, 그리고 온도 센서(20, 21, 22)는 별도의 보온재로 감싸져 보온 상태로 시공된다.
본 실시예에 의한 동파 방지 작용은, 외부로부터 공급되는 교류 전력을 파워 서플라이(410)가 직류 전력으로 변환하고 변환된 직류 전력을 메탈 히터 박스(60, 61, 62)를 거쳐 각각의 메탈 히터(10, 11, 12)에 공급하며 공급된 직류 전력에 기반하여 배관(P)의 일 부분이 가열되고 열전도 및 내부 유체의 열대류로 인해 배관(P)의 동파가 방지되도록 수행된다.
아울러 본 실시예에 의하면, 온도 센서(20, 21, 22)가 메탈 히터(10, 11, 12)의 온도를 측정하고 측정된 메탈 히터 온도 정보는 온도 정보 송신부(30, 31, 32)를 통해 온도 정보 수신부(420)로 전송되고 전송된 메탈 히터 온도 정보에 기반하여 전력 제어부(430)가 직류 전력을 조절함으로써 절전 효과 및 동파에 적응적으로 대응할 수 있도록 작용한다. 한편 전송된 메탈 히터 온도 정보는 고장 진단부(50)가 전송받아 기 설정된 온도 범위 정보와 비교하여 낮거나 높은 경우 메탈 히터의 고장으로 진단하고 경보하도록 작용할 수 있다.
본 실시예인 메탈 히터(10, 11, 12)를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치는, 빈번하게 동파되는 배관(P)의 주요 부위인 밸브(A1), 플랜지(A2) 및 배관 말단(A3) 등에 인접한 배관(P) 외주면에 장착되어 직류 전력에 기초한 발열을 통해 동파 취약 부분에 직접적인 열을 전달함과 동시에 이를 중심으로 배관(P) 내부의 유체를 대류시킴으로써 효율적인 동파 방지를 수행할 수 있다.
이하 본 실시예의 구성들에 대하여 상술한다.
메탈 히터(10, 11, 12)를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 배관(P)을 따라 위치하는 밸브(A1), 플랜지(A2) 및 배관 말단(A3) 중 적어도 하나에 인접하는 배관(P)의 외주면에 장착되는 메탈 히터(10, 11, 12)가 구비된다. 메탈 히터(10, 11, 12)는 정상적인 상황에서 배관(P)에 열을 뺏기므로 45 ℃에서 90 ℃의 범위의 온도 범위 정보를 갖는 것으로 설정되고 이를 벗어나면 메탈 히터(10, 11, 12)의 고장 또는 이상 상황으로 간주될 수 있다. 다만 이러한 온도 범위 정보는 배관(P)의 두께, 메탈 히터(10, 11, 12)의 설치 간격, 기타 현장 조건과 기상에 따라 조절될 수 있다.
이러한 메탈 히터(10, 11, 12)는 발열체(110)와, 발열체(110)를 내부에 수용하는 히터 하우징(120)을 포함하여 구성될 수 있는데, 메탈 히터(10, 11, 12)의 자세한 구성은 후술한다.
온도 센서(20, 21, 22)는 온도에 따른 저항의 변화치로 온도를 측정하는 PT 100 Ω이 이용될 수 있으며 기타 영하 수 십도에서 영상 수 백도의 온도까지 측정 가능한 센서이면 무방하다. 온도 센서(20, 21, 22)는 메탈 히터(10, 11, 12)의 주변에 설치하되 보온재 내부에 설치하는 것이 바람직하다.
온도 정보 송신부(30, 31, 32)는 측정된 온도에 대응하는 메탈 히터 온도 정보를 송신하는 역할을 하는데, 상황에 따라 무선 또는 유선 통신 수단을 이용할 수 있으며 무선의 경우 지그비와 같은 근거리 통신모듈이 이용될 수 있고 유선의 경우 RS 485와 같은 무선 통신모듈이 구비될 수 있다.
전력 공급부(40)는 전력 분전반에 구비될 수 있으며, 일 구성인 파워 서플라이(410)는 외부로부터 공급되는 교류 전력을 적절한 부하 상에서 45 내지 48 V의 전압과 3 내지 5 A의 전류의 직류 전력으로 정류하여 메탈 히터(10, 11, 12)에 공급한다. 이러한 파워 서플라이(410)의 정격전압과 정격전류는 메탈 히터(10, 11, 12)의 갯 수와 발열체의 저항 및 요구 발열량에 따라 조금씩 조절될 수 있다.
또한 전력 공급부(40)의 일 구성인 전력 제어부(420)는 메탈 히터 온도 정보에 기반하여 필요한 직류 전력을 공급하기 위해 전력 제어 신호를 파워 서플라이(410)에 전송한다. 전력 제어 신호를 통해 파워 서플라이(410)의 정류 전압을 변동시킴으로써 발열체에 공급되는 전력이 조절될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 히터를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 히터의 구성을 분해하여 나타낸 분해 사시도이다. 도 2 및 3을 참조하여 본 실시예의 일 구성인 메탈 히터(10)의 구성들을 설명한다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 메탈 히터(10)는 기본적인 구성으로 히터 하우징(120)과 내부의 발열체(110)를 포함하여 구성된다. 다만 본 발명은 동파 취약 부분에 장착되는 메탈 히터(10)이고, 따라서 기존 기술에서 간과하였던 동파에 따른 2차 사고를 미연에 방지하기 위해 누수에 대비한 2 중 구조의 수밀 구조를 갖도록 형성하였다.
메탈 히터(10, 11, 12)의 발열체(110)는 세라믹 히터, PTC 발열체 및 카본 소재의 면상 발열체 중 어느 하나일 수 있다. 다만 본 실시예에서는 직류 전력에 기반하여 원하는 발열량을 얻을 수 있는 세라믹 히터를 사용하였다. 세라믹 히터는 열악한 환경에서도 열 특성에 거의 변화가 없다. 그리고 카본 소재의 면상 발열체에 비하여 온도 반응이 빠른 특성이 있으므로 목적하는 온도에 단 시간 내에 도달할 있다. 또한 세라믹 히터는 동일 출력 대비 열 효율이 좋고 누설 전류가 거의 없어 안전하다는 특성이 있다. 한편 세라믹 히터는 온도 반응이 빠름에도 불구하고 공급되는 직류 전력에 기하여 초기치가 없다는 장점이 있다.
발열체(110)와 함께, 본 실시예의 메탈 히터(10)는 밸브(A1), 플랜지(A2) 및 배관 말단(A3) 중 적어도 하나에 인접하는 배관(P)의 외주면에 맞닿는 열전달 하판(122)과 열부도체인 사출 상판(124)으로 구성된다. 이에 2 중으로 내부에 발열체(110)의 적재 프레임(130)과 보온재(140)와 발열체 커버(150)를 더 포함하도록 구성하였다.
종래 일률적으로 메탈 히터 케이스 또는 하우징을 알루미늄과 같은 금속만으로 형성한 것과 달리 배관(P)에 닿는 부분은 구리로 형성하여 배관(P) 내부로의 열 전달을 향상시키고 배관(P)과 먼 부분은 플라스틱과 같은 합성 수지재로 형성하여 최대한 보온 효과를 높일 수 있도록 구성하였다.
사출 상판(124)은 내부에 적재 홈(124H)을 형성하여 여기에 발열체(110)와 적재 프레임(130)과 보온재(140)와 발열체 커버(150)가 일체로 수용될 수 있도록 구성하였다. 일체로 수용되는 발열체(110)와 보온재(140)와 발열체 커버(150)는, 도 3에 도시된 바와 같이 열전달 하판(122) 상으로 고정된 적재 프레임(130)에 일체로 끼움 결합되도록 구성되거나 도 3과 다르게 볼팅 등으로 결합될 수도 있다.
이러한 메탈 히터(10)는 각기 구성을 준비하여 구성 간 결합을 통해 제조될 수도 있지만, 완벽한 수밀 구조를 형성하기 위해 열전달 하판(122)에 발열체(110)와 적재 프레임(130)과 보온재(140)와 발열체 커버(150)를 일체로 고정하고 마지막 단계에서 사출 성형으로 사출 상판(124)을 형성함으로써 완성될 수도 있다.
이하 전력 제어 및 고장 진단 방법에 대해 상술한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 방법 프로세스를 순차적으로 나타낸 순서도이다. 전력 제어 방법은, 도 4를 참조하면, 우선 온도 센서(20, 21, 22)가 메탈 히터(10, 11, 12)의 온도를 측정한다.(S100)
이후, 메탈 히터 박스(60, 61, 62)에 위치한 온도 정보 송신부(30, 31, 32)가 주기적으로 측정된 온도에 대응하는 메탈 히터 온도 정보를 송신한다.(S110)
이후, 전력 공급부(40)의 온도 정보 수신부(420)가 메탈 히터 온도 정보를 수신한다.(S120)
이후, 전력 제어부(430)가 수신된 메탈 히터 온도 정보를 전송받아 기 설정된 온도 범위 정보와 비교하여 직류 전력을 제어하는 전력 제어 신호를 전송한다.(S130) 여기서 기 설정된 온도 범위 정보는 기상에 따라 메탈 히터(10, 11, 12)에 전력 공급이 개시되었을 경우를 상정한 것이며 외기온도가 0 ~ 4 ℃ 이하로 떨어지지 않아 동파 방지 장치가 작동할 필요가 없는 경우까지 의미하는 것은 아니다. 이는 메인 전력 제어부를 별도로 구비하여 본 실시예의 동파 방지 장치를 자동 또는 수동으로 온오프할 수 있도록 구성할 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
마지막으로 파워 서플라이(410)가 전송된 전력 제어 신호에 대응하는 조절된 직류 전력을 메탈 히터에 공급함으로써(S140) 전력 제어 방법이 수행될 수 있다.
한편, 고장 진단 프로세스는 고장 진단부(50)가 온도 정보 수신부(420)로부터 메탈 히터 온도 정보를 전송받아 기 설정된 온도 범위 정보와 비교하여 높거나 낮은 경우 고장으로 진단하고 경보광 또는 경보음을 발하여 시각 또는 청각적으로 경보를 수행한다. 예를 들어, 측정된 온도가 낮은 경우 메탈 히터(10, 11, 12)가 충분히 발열을 하지 못하는 성능상 고장으로 진단될 수 있고, 높은 경우 화재의 위험성이 있는 이상 발열 고장으로 진단할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
P: 배관 A1: 밸브
A2: 플랜지 A3: 배관 말단
10, 11, 12: 메탈 히터
110: 발열체 120: 히터 하우징
122: 열전달 하판 124: 사출 상판
124H: 적재 홈
130: 적재 프레임 140: 보온재
150: 발열체 커버
20, 21, 22: 온도 센서 30, 31, 32: 온도 정보 송신부
40: 전력 공급부
410: 파워 서플라이 420: 온도 정보 수신부
430: 전력 제어부
50: 고장 진단부
60, 61, 62: 메탈 히터 박스
A2: 플랜지 A3: 배관 말단
10, 11, 12: 메탈 히터
110: 발열체 120: 히터 하우징
122: 열전달 하판 124: 사출 상판
124H: 적재 홈
130: 적재 프레임 140: 보온재
150: 발열체 커버
20, 21, 22: 온도 센서 30, 31, 32: 온도 정보 송신부
40: 전력 공급부
410: 파워 서플라이 420: 온도 정보 수신부
430: 전력 제어부
50: 고장 진단부
60, 61, 62: 메탈 히터 박스
Claims (7)
- 배관 시스템의 동파 방지 장치에 있어서,
발열체와, 상기 발열체를 내부에 수용하는 히터 하우징를 포함하고, 배관을 따라 위치하는 밸브, 플랜지 및 배관 말단 중 적어도 하나에 인접하는 상기 배관의 외주면에 장착되는 메탈 히터;
상기 메탈 히터의 외부에 장착되고 상기 메탈 히터의 온도를 측정하는 온도 센서;
상기 측정된 온도에 대응하는 메탈 히터 온도 정보를 송신하는 온도 정보 송신부; 및
외부로부터 공급되는 교류 전력을 소정 세기의 직류 전력으로 변환하여 상기 메탈 히터에 공급하는 파워 서플라이와, 상기 송신된 메탈 히터 온도 정보를 수신하는 온도 정보 수신부와, 상기 수신된 메탈 히터 온도 정보에 기반하여 상기 직류 전력을 제어하는 전력 제어부를 포함하는 전력 공급부;를 포함하되,
상기 메탈 히터는, 상기 밸브, 플랜지 및 배관 말단이 위치하는 상기 배관의 하단 또는 하부 측면에 배치되어 국부 발열에 기반하여 내부 유체를 대류시키는 것이고,
상기 히터 하우징은, 상기 밸브, 플랜지 및 배관 말단 중 적어도 하나에 인접하는 상기 배관의 외주면에 맞닿는 열전달 하판과, 상기 열전달 하판을 덮는 합성 수지재의 사출 상판으로 구비되고, 그리고 상기 발열체를 적재하는 적재 프레임과, 상기 발열체 상부에 위치하는 보온재와, 상기 보온재 상부를 덮는 발열체 커버를 포함하고,
상기 사출 상판은 내부에 상기 발열체를 수용하는 적재 홈이 형성된 것이되,
상기 메탈 히터는,
상기 발열체, 상기 적재 프레임, 상기 보온재 및 상기 발열체 커버가 일체로 상기 적재 홈에 수용되도록 상기 열전달 하판에 세팅하여 상기 사출 상판으로 사출 성형함으로써 제조된 것이고,
상기 메탈 히터는 복수로 구비되고, 상기 복수의 메탈 히터는 상호 병렬로 연결되며, 상기 온도 정보 수신부는 상기 복수의 메탈 히터에 각 대응하는 복수의 메탈 히터 온도 정보를 수신하고, 그리고
상기 수신된 복수의 메탈 히터 온도 정보 중 기 설정된 온도 범위 정보보다 작거나 큰 메탈 히터 온도 정보에 대응하는 메탈 히터를 고장으로 판단하고 경보하는 고장 진단부;를 더 포함하는
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- 제 1 항에 있어서,
상기 발열체는 세라믹 히터, PTC 발열체 및 카본 소재의 면상 발열체 중 어느 하나인
메탈 히터를 구비한 배관 시스템의 동파 방지 장치.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101979163B1 (ko) | 2018-12-18 | 2019-08-28 | 이창우 | 배관용 메탈히터 개별 제어시스템 |
| KR102061131B1 (ko) * | 2019-03-11 | 2019-12-30 | 주식회사 미래이텍 | 배관라인의 동파방지 장치 |
| KR20210109921A (ko) | 2020-02-28 | 2021-09-07 | 지엔에스엠 주식회사 | 지지 장치 및 이를 포함하는 동파 방지 시스템 |
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| KR20230131041A (ko) | 2022-03-04 | 2023-09-12 | (주)제일에치티에스 | 배관 동파 방지용 히터의 전원 상태 감시 키트 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013012365A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Fkk Co Ltd | 凍結予防ヒーター装置 |
-
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- 2017-09-12 KR KR1020170116489A patent/KR101826484B1/ko active IP Right Review Request
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| JP2013012365A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Fkk Co Ltd | 凍結予防ヒーター装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101979163B1 (ko) | 2018-12-18 | 2019-08-28 | 이창우 | 배관용 메탈히터 개별 제어시스템 |
| KR102061131B1 (ko) * | 2019-03-11 | 2019-12-30 | 주식회사 미래이텍 | 배관라인의 동파방지 장치 |
| KR20210109921A (ko) | 2020-02-28 | 2021-09-07 | 지엔에스엠 주식회사 | 지지 장치 및 이를 포함하는 동파 방지 시스템 |
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