KR102176187B1 - 배관 동파 방지 장치 - Google Patents

배관 동파 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 배관 동파 방지 장치를 제공한다. 이러한 본 명세서는 바이메탈 삽입구, 휴즈 삽입구, 제1 카트리지 히터 삽입구, 제2 카트리지 히터 삽입구를 포함하는 몸체부, 상기 제1 카트리지 히터 삽입구 또는 상기 제2 카트리지 히터 삽입구 내에 삽입되어 수납되며, 내부에 전열선이 내장되어 있어 전원이 공급되면 열을 발생시키는 적어도 하나의 카트리지 히터, 상기 바이메탈 삽입구 내에 삽입되어 수납되며, 상기 몸체부의 온도가 제1 임계값을 초과하는 경우 상기 카트리지 히터에 공급되는 전원을 차단하여 온도를 일정하게 유지시키는 바이메탈 및 상기 휴즈 삽입구 내에 삽입되어 수납되며, 상기 몸체부의 온도가 제2 임계값을 초과하는 경우 상기 바이메탈 및 상기 카트리지 히터에 공급되는 전원을 차단하는 휴즈를 포함하는 배관 동파 방지 장치를 제공한다.

Description

배관 동파 방지 장치{Device to Prevent Freezing of the Pipe}
본 발명은 배관 동파 방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카트리지 히터의 삽입구가 복수개 구비된 배관 동파 방지 장치에 관한 것이다.
물, 수소 또는 이산화탄소와 같은 유체의 수송과정에서 혹한기 등의 계절에는 배관이 동파할 위험이 있어 이를 예방하기 위한 다수의 노력이 있었다.
종래 배관의 동파를 방지하기 위한 기술로 특허문헌 1은 배관 파이프 동파 방지 방법 및 그 장치를 개시한다. 상기 특허문헌 1은 배관 내부에 히터를 설치하는 것을 특징으로 하고 있어, 배관 내부에서 유동하는 물체가 이 히터와 접촉하는 문제점이 있다. 특히, 배관 내부에서 유동하는 유체의 점성이 높거나, 이 유체가 단일 유체가 아니라 다른 유체와 혼합되어 있는 경우, 또는 유체 내에, 예컨대 찌꺼기와 같은 불순물 등이 존재하는 경우에는, 히터의 존재 때문에 유체의 유동이 심각하게 방해받으며, 특히 히터에 불순물 등이 계속 걸리게 되어, 궁극적으로는 히터가 불순물 등에 의해 파손되거나, 최악의 경우에는 히터의 파손에 따른 단락에 의한 전기 폭발 사고 등이 발생할 우려가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 다른 기술로 특허문헌 2는 동파 방지 장치를 구비한 배관, 및 동파 방지 장치를 구비한 배관 부품을 개시한다. 상기 특허문헌 2는 배관의 외측 일부에 히터를 삽입할 수 있는 동파 방지 장치를 설치하여 히터가 배관 내의 유체에 의해 파손되는 것을 방지하였다. 하지만, 상기 특허문헌 2에 따르면 히터가 파손되는 경우에 이를 발견하여 교체하기까지 동파에 무방비 상태로 노출될 수 있으며, 동파 방지 장치가 한가지 히터 규격에만 맞추어 설계되기 때문에 히터의 규격을 변경하고자 하는 경우, 동파 방지 장치도 함께 교체해야 하는 불편함이 있다.
따라서, 본 기술분야에서는 히터의 일부가 파손되는 경우에도 배관의 파손을 방지할 수 있으며, 손쉽고 간편하게 히터의 규격을 변경할 수 있는 배관 동파 방지 장치가 요구되고 있는 실정이다.
특허문헌 1: 한국등록특허 제10-0728827호 특허문헌 2: 한국공개특허 제10-2017-0017096호
본 발명의 기술적 과제는 히터의 일부가 파손되더라도 배관의 동파를 방지할 수 있는 배관 동파 방지 장치를 제공하기 위함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 손쉽고 간편하게 히터의 규격을 변경할 수 있는 배관 동파 방지 장치를 제공하기 위함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면 배관 동파 방지 장치가 제공된다. 상기 동파 방지 장치는 바이메탈 삽입구, 휴즈 삽입구, 제1 카트리지 히터 삽입구, 제2 카트리지 히터 삽입구를 포함하는 몸체부, 상기 제1 카트리지 히터 삽입구 또는 상기 제2 카트리지 히터 삽입구 내에 삽입되어 수납되며, 내부에 전열선이 내장되어 있어 전원이 공급되면 열을 발생시키는 적어도 하나의 카트리지 히터, 상기 바이메탈 삽입구 내에 삽입되어 수납되며, 상기 몸체부의 온도가 제1 임계값을 초과하는 경우 상기 카트리지 히터에 공급되는 전원을 차단하여 온도를 일정하게 유지시키는 바이메탈 및 상기 휴즈 삽입구 내에 삽입되어 수납되며, 상기 몸체부의 온도가 제2 임계값을 초과하는 경우 상기 바이메탈 및 상기 카트리지 히터에 공급되는 전원을 차단하는 휴즈를 포함하여 구현된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 평평한 일면에는 상기 몸체부와 체결되어 결합될 수 있도록 체결홈이 형성되어 있으며, 상기 상부면의 반대편인 하부면은 배관의 외측에 접촉하여 고정되도록 오목하게 형성된 베이스를 더 포함하여 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 몸체부의 일면에는 상기 베이스와 체결되어 결합되도록 돌출부가 형성되어 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 제1 카트리지 히터 삽입구 및 상기 제2 카트리지 히터 삽입구에는 서로 동일한 규격의 카트리지 히터가 수납되어 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 제1 카트리지 히터 삽입구 및 상기 제2 카트리지 히터 삽입구에는 서로 다른 규격의 카트리지 히터가 수납되어 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 카트리지 히터, 상기 바이메탈, 상기 휴즈는 상기 몸체부 내에 몸체와 같은 방향으로 나란히 삽입되어 수납되어 구현된다.
본 발명에 따르면, 히터의 일부가 파손되더라도 배관의 동파를 방지할 수 있는 배관 동파 방지 장치가 제공된다. 또한, 2개의 카트리지 히터를 삽입할 수 있는 배관 동파 방지 장치가 제공된다. 또한, 배관 동파 방지 장치 전체를 교체하지 않고도 손쉽고 간편하게 히터의 규격을 변경할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 동파 방지 장치의 사시도이다.
도 2는 상기 배관 동파 방지 장치를 구성하는 각 부품들을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 공급 장치의 몸체부 및 베이스의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 공급 장치의 몸체부 및 베이스를 길이 방향에 수직으로 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 동파 방지 장치가 배관에 설치된 것을 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의하여 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배관 동파 방지 장치(100)는 몸체부(110), 베이스(130), 바이메탈(150), 휴즈(170), 적어도 하나의 카트리지 히터(190)를 포함한다.
몸체부(110)의 평평한 일면에는 베이스(130)와 체결되어 결합되도록 돌출부가 형성되어 있으며, 일 측면에는 길이 방향으로 바이메탈(150), 휴즈(170), 적어도 하나의 카트리지 히터(190)가 삽입될 수 있는 복수 개의 삽입구가 형성되어 있다. 상기 몸체부(110)는 열 전도도가 높은 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
베이스(130)는 평평한 상부면에는 몸체부(110)와 체결되어 결합될 수 있도록 체결홈이 형성되어 있으며, 상기 상부면의 반대편인 하부면은 배관의 외측에 접촉하여 고정되도록 오목하게 형성된다. 상기 베이스(130)는 열 전도도가 높은 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 몸체부(110)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 몸체부(110) 및 베이스(130)에 관해서는 도 3 및 도 4를 참조로 아래에서 보다 자세히 설명한다.
바이메탈(150)은 몸체부(110)의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하는 경우 카트리지 히터(190)에 공급되는 전원을 차단하고, 몸체부(110)의 온도가 일정 온도 이하로 떨어지는 경우 다시 전원을 인가하여, 몸체부(110)의 온도를 일정하게 유지시킨다.
휴즈(170)는 몸체부(110)의 온도가 임계값을 초과하는 경우 바이메탈(150) 및 카트리지 히터(190)의 전원을 차단하여 배관 동파 방지 장치(100)가 과열되어 손상되거나 화재가 발생하는 것을 방지한다. 바이메탈(150)과 휴즈(170)의 기능상의 차이점은 바이메탈(150)는 몸체부(110)의 온도가 임계값 이상 상승하는 경우 카트리지 히터(190)로 공급되는 전원을 일시적으로 차단하였다가 다시 임계값 이하로 떨어지면 전원을 재공급하여 몸체부(110)의 온도를 일정하게 유지시키는 역할을 하며, 휴즈(170)는 자체 내의 배선이 연결되어 있다가 바이메탈(150)의 오작동 등에 의해 몸체부(110)의 온도가 비정상적으로 상승하는 경우 화재 발생 등을 방지하기 위하여 자체 내의 배선이 끊어짐으로써 바이메탈(150) 및 카트리지 히터(190)로 공급되는 전원을 차단한다는 점에서 차이가 있다. 따라서 바이메탈(150)에 설정된 온도의 임계값을 제1 임계값이라고 하고 휴즈(170)에 설정된 온도의 임계값을 제2 임계값이라고 한다면, 제2 임계값은 항상 제1 임계값보다 높은 온도로 설정된다.
배선이 끊어진 휴즈(170)는 새 제품으로 교환함으로써 카트리지 히터(190)에 다시 정상적으로 전원을 공급할 수 있다. 일례로, 휴즈(170)는 전원을 차단하기 위한 온도의 임계값이 140도인 휴즈가 사용될 수 있다.
카트리지 히터(190)는 내부에 전열선이 내장되어 있어 전원이 공급되면 열을 발생시킨다. 상기 카트리지 히터(190)는 외부의 하우징이 내부의 전열선을 둘러싸면서 보호하도록 형성되어 있으며, 외부의 하우징은 원기둥 모양의 금속 재질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 카트리지 히터(190)의 외부는 스테인레스 재질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 카트리지 히터(190)는 30W 규격의 카트리지 히터 또는 50W 규격의 카트리지 히터가 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 공급 장치의 몸체부 및 베이스의 사시도이며, 도 4는 상기 몸체부 및 베이스를 길이 방향에 수직으로 자른 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 몸체부(300)는 바이메탈 삽입구(310), 휴즈 삽입구(330), 제1 카트리지 히터 삽입구(350), 제2 카트리지 히터 삽입구(370) 및 돌출부(390)를 포함한다.
바이메탈 삽입구(310)는 바이메탈(150)이 배관의 길이 방향으로 삽입되어 수납되며, 상기 바이메탈 삽입구(310)는 바이메탈(150)이 타이트하게 밀착되어 수납될 수 있는 모양과 사이즈로 형성되는 것이 바람직하다. 도 3 및 도 4의 실시예에서는 바이메탈 삽입구(310)는 직사각형 모양으로 형성되었다.
휴즈 삽입구(330)는 휴즈(170)가 배관의 길이 방향으로 삽입되어 수납되며, 상기 휴즈 삽입구(330)는 휴즈(170)가 타이트하게 밀착되어 수납될 수 있는 모양과 사이즈로 형성되는 것이 바람직하다. 도 3 및 도 4의 실시예에서는 휴즈 삽입구(330)는 원형으로 형성되었다.
제1 및 제2 카트리지 히터 삽입구(350, 370)에는 1개 또는 2개의 카트리지 히터(190)가 배관의 길이 방향으로 삽입되어 수납된다. 예시적으로, 본 발명에서는 제1 및 제2 카트리지 히터 삽입구(350, 370)에 30W 또는 50W 규격의 카트리지 히터가 수납될 수 있는 경우를 가정하여 설명한다. 이 때, 제1 또는 제2 카트리지 히터 삽입구(350, 370) 중 한 개의 카트리지 히터 삽입구에는 30W 또는 50W 규격의 카트리지 히터가 수납되고, 다른 하나의 카트리지 히터 삽입구에는 카트리지 히터가 수납되지 않을 수 있다. 또한, 제1 및 제2 카트리지 히터 삽입구(350, 370)에는 30W 또는 50W 규격의 동일한 2개의 카트리지 히터가 수납될 수 있다. 한편, 제1 및 제2 카트리지 히터 삽입구(350, 370) 중 하나의 카트리지 히터 삽입구에는 30W 규격의 카트리지 히터가 수납되고, 다른 하나의 카트리지 히터 삽입구에는 50W 규격의 카트리지 히터가 수납될 수 있다. 따라서, 2개의 카트리지 히터 삽입구(350, 370)에 수납 가능한 카트리지 히터의 경우의 수를 조합하면, 30W, 50W, 30W+30W, 50W+50W, 30W+50W의 5가지 조합으로 카트리지 히터를 수납 가능하다.
한편, 하나의 카트리지 히터만이 삽입된 종래 기술에 의하면 카트리지 히터가 손상되거나 불량 등으로 인하여 작동하지 않은 경우에, 카트리지 히터를 즉시 교체하지 않는 경우에는 배관이 동파할 가능성이 있다. 하지만, 본원발명의 2개의 카트리지 히터 삽입구(350, 370)에 카트리지 히터가 모두 삽입되어 있는 경우 하나의 카트리지 히터가 고장나더라도 나머지 카트리지 히터가 정상적으로 동작한다면 어느 정도 온도를 유지할 수 있기 때문에 안전 장치의 역할을 할 수 있다. 또한, 전력의 효율 측면에서도 복수의 카트리지에 전력을 공급하여 열을 발생시키는 경우, 하나의 카트리지에만 전력을 공급하여 열을 발생시키는 것에 비하여 전력 대비 열효율 측면에서 더 높은 효율로 열을 발생시킬 수 있다.
몸체부(300)의 평평한 하부면에는 베이스(400)와 체결되어 결합될 수 있도록 돌출부(390)가 형성되어 있다.
베이스(400)는 몸체부(300)와 결합되는 평평한 상부면에는 체결홈(410)이 형성되어 있으며, 상기 상부면에 대향하는 하부면은 배관과 접촉하여 고정되도록 오목하게 형성되어 있다.
상기 몸체부(300)와 베이스(400)는 돌출부(390) 및 체결홈(410)을 이용하여 착탈식으로 결합되기 때문에, 베이스(400)가 배관에 부착된 상태에서 몸체부(300)만을 베이스(400)로부터 해제하고, 바이메탈(150), 휴즈(170), 카트리지 히터(190)를 교체한 후, 몸체부(300)를 다시 베이스(400)와 결합시킬 수 있다. 따라서, 배관 동파 방지 장치가 배관에 부착된 상태에서 불편하게 부품을 교체하지 않아도 되고, 배관 동파 방지 장치 전체를 배관으로부터 제거한 후 부품을 교체할 필요도 없어, 사용자에게 편의성을 제공한다.
한편, 상기 베이스(400)와 배관의 사이에는 방열 접착제(도시되지 않음)가 도포될 수 있다. 방열 접착제는 베이스(400)와 배관 사이에 도포되어 이들 사이에서의 열 전도를 높여주는 역할을 수행할 수 있으며, 배관 동파 방지 장치(100)를 배관에 접착 고정시키는 기능을 할 수 있다. 상기 베이스(400)에는 방열 접착제 이외에도, 열 전도를 위해서는, 전도성 페이스트(paste)를 사용할 수도 있으며, 이와 같이, 베이스(130)와 배관 사이에는 열 전도를 향상시키기 위한 추가적인 구성이 더 부과될 수 있다.
한편, 베이스(400)는 배관의 하부에 형성되는 것이 바람직하며, 이는 배관의 하부에 열을 가하면 이에 의해서 배관 내부의 유체가 상승하기 때문이며, 이에 의해서 배관 내부 전체에 걸쳐서 유체를 효과적으로 가열할 수 있기 때문이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 동파 방지 장치가 배관에 설치된 것을 도시한다.
도 5를 참조하면, 배관 동파 방지 장치(510)의 몸체(511)는 배관(530)의 일측의 표면 상에 설치된 베이스(513) 상에 베이스(513)와 결합되어 설치되어 있음을 알 수 있다.
도 5에서는, 배관 동파 방지 장치(510)가 배관(530)의 상측에 위치하고 있는 것으로 도시되어 있지만, 이는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대해서 설명을 용이하게 이해하도록 하기 위한 목적일 뿐이며, 본 발명에서 상술한 바와 같이, 배관 동파 방지 장치(510)는 배관의 하부에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 도 5에서는 하나의 배관(530)에 하나의 배관 동파 방지 장치(510)가 설치된 것으로 도시되어 있지만, 하나의 배관(530)에 복수 개의 배관 동파 방지 장치(510)가 설치되는 것도 가능하다.
본 발명에 따르면, 히터의 일부가 파손되더라도 배관의 동파를 방지할 수 있는 배관 동파 방지 장치가 제공된다. 또한, 배관 동파 방지 장치 전체를 교체하지 않고도 손쉽고 간편하게 히터의 규격을 변경하거나 부품을 교체할 수 있다.

Claims (6)

  1. 배관 동파 방지 장치에 있어서,
    바이메탈 삽입구, 휴즈 삽입구, 제1 카트리지 히터 삽입구, 제2 카트리지 히터 삽입구를 포함하는 몸체부;
    상기 제1 카트리지 히터 삽입구 또는 상기 제2 카트리지 히터 삽입구 내에 삽입되어 수납되며, 내부에 전열선이 내장되어 있어 전원이 공급되면 열을 발생시키는 적어도 하나의 카트리지 히터;
    상기 바이메탈 삽입구 내에 삽입되어 수납되며, 상기 몸체부의 온도가 제1 임계값을 초과하는 경우 상기 카트리지 히터에 공급되는 전원을 차단하여 온도를 일정하게 유지시키는 바이메탈; 및
    상기 휴즈 삽입구 내에 삽입되어 수납되며, 상기 몸체부의 온도가 제2 임계값을 초과하는 경우 상기 바이메탈 및 상기 카트리지 히터에 공급되는 전원을 차단하는 휴즈를 포함하되,
    하부면에 배관의 외측에 접촉하여 고정되도록 오목하게 형성된 베이스를 더 포함하고,
    상기 베이스는 평평한 상부면에 상기 몸체부와 체결되어 결합될 수 있도록 체결홈이 형성되며,
    상기 몸체부의 하부면에는 상기 베이스와 체결되어 결합되도록 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배관 동파 방지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 카트리지 히터 삽입구 및 상기 제2 카트리지 히터 삽입구에는 서로 동일한 규격의 카트리지 히터가 수납되는 것을 특징으로 하는 배관 동파 방지 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 카트리지 히터 삽입구 및 상기 제2 카트리지 히터 삽입구에는 서로 다른 규격의 카트리지 히터가 수납되는 것을 특징으로 하는 배관 동파 방지 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 카트리지 히터, 상기 바이메탈, 상기 휴즈는 상기 몸체부 내에 길이 방향으로 삽입되어 수납되는 것을 특징으로 하는 배관 동파 방지 장치.
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