KR102369919B1

KR102369919B1 - 배관용 히터시스템

Info

Publication number: KR102369919B1
Application number: KR1020200085884A
Authority: KR
Inventors: 김오수; 국존호
Original assignee: 주식회사 티에스시
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2022-03-03
Also published as: US11920719B2; US20220010909A1; KR20220007948A

Abstract

본 발명은 배관용 히터시스템에 관한 것으로서, 원형단면의 내표면을 갖도록 관형태로 형성되고 전 길이구간에 걸쳐 한 쌍의 길이방향절단면을 형성하기 위한 길이방향절단선이 전 두께에 걸쳐 형성되어 있는 히터바디부와, 상기 히터바디부의 내부에 설치된 발열선과, 상기 히터바디부에 설치되어 상기 한 쌍의 길이방향절단면이 이격되지 않도록 구속하기 위한 구속조작부와, 상기 히터바디부에 설치된 온도센서와, 상기 발열선에 연결된 전원부와, 상기 온도센서의 검출값에 기초하여 상기 전원부에서 상기 발열선에 공급되는 전류를 제어하는 제어부를 구비한 제어모듈을 갖는 배관용 히터시스템에 있어서, 상기 길이방향절단선은 복수개이고; 상기 복수개의 길이방향절단선에 의해 분할되는 히터바디부의 각 부분을 히터바디분할체이라고 할 때 상기 발열선은 상기 전원부에 병렬로 연결되도록 상기 히터바디분할체에 하나씩 설치되고; 상기 온도센서는 상기 히터바디분할체에 하나씩 설치되고; 상기 제어모듈은 상기 히터바디분할체에 하나씩 마련되고 미리 설정된 발열체단일고장하강온도값과 발열체단일고장전류보상값이 저장된 메모리를 포함하고; 상기 제어부는 상기 히터바디분할체에 하나씩 마련되고, 상기 온도센서의 검출값과 상기 메모리에 저장된 발열체단일고장하강온도값 및 발열체단일고장전류보상값에 기초하여 상기 히터바디분할체의 온도하강값이 상기 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 상기 발열체단일고장전류보상값만큼 상기 발열선에 흐르는 전류량이 증가하도록 상기 전원부를 제어하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 각 히터바디분할체에 대한 간단한 제어동작으로 발열동작이 중지된 히터바디분할체의 설치영역을 제외한 나머지 영역에서의 배관의 목표온도값을 유지할 수 있다.

Description

배관용 히터시스템{Heater System for Pipe}

본 발명은 배관용 히터시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관을 둘러싸도록 설치되어 가열이나 단열기능을 수행하는 히터의 온도를 제어하는 시스템에 관한 것이다.

화학적 물질 코팅, 증착 설비 또는 반도체 제작 설비와 연동되어 있는 배관 을 적정 온도로 가열되어 배관 내벽에 쌓이는 잔유물(by-product)의 고착을 방지하거나 또는 온도 손실을 보상할 필요가 있으며, 이를 위해 배관을 둘러싸서 가열이나 단열기능을 수행하는 배관용 히터시스템이 안출되어 사용되고 있다. 본 명세서에서 내표면은 배관용히터가 배관에 설치되어 있다고 가정할 때 배관에 가까운 쪽의 표면을 의미하고, 외표면은 배관으로부터 먼 쪽의 표면을 의미한다.

도9는 종래 배관용 히터시스템의 사시도이고, 도10은 종래 배관용 히터시스템의 단면도이다.

종래의 배관용 히터시스템은, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 원형단면의 내표면을 갖도록 직선관형태로 형성된 히터바디부(110)와, 히터바디부(110)의 내부에 설치된 3개의 발열선(121)과, 히터바디부(110)에 설치된 구속조작부(130)를 갖고 있다.

히터바디부(110)는 단열층부(115)와, 단열층부(115)의 내측에 설치된 지지층부(116)와, 단열층부(115)의 외표면에 설치된 외피(117)와, 지지층부(116)의 내표면에 설치된 내피(118)를 갖고 있다.

단열층부(115)는 아라미드 펠트(Aramid Felt) 등으로 구현할 수 있다.

지지층부(116)는 유리섬유직물(glass fiber cloth) 등과 같은 내열성 재질을 사용하여 제작된다.

외피(117)와 내피(118)는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE: Polytetrafluoroethylene)과 같은 절연재질을 사용하여 형성된다.

1개의 길이방향절단선(111)이 히터바디부(110)의 전 길이구간에 걸쳐 형성된다.

길이방향절단선(111)은 히터바디부(110)의 외표면에서 시작하여 내표면까지 직선상으로 형성되어 있다.

길이방향절단선(111)에 의해 히터바디부(110)의 전 길이구간에 걸쳐 한 쌍의 길이방향절단면(112)이 형성된다.

각 길이방향절단면(112)은 히터바디부(110)의 두께방향을 따라 배치된 긴 직사각형의 평면형태를 이룬다.

각 발열선(121)은 양단이 히터바디부(110)의 외부로 노출되도록 설치된다.

각 발열선(121)은 실리카(sillica) 등과 같은 내열성 재질의 봉제실(도시되지 않음)에 의해 지지층부(116)에 고정된다.

구속조작부(130)는 길이방향절단면(112)에 인접하도록 외피(117)에 설치된 암벨크로테이프(132) 및 숫벨크로테이프(131)를 갖고 있다.

그런데 종래의 배관용 히터시스템에 따르면, 길이방향절단선(111)에 의해 히터바디부(110)에 형성된 길이방향절단면(112)이 히터바디부(110)의 두께방향을 따라 배치된 긴 직사각형의 평면형태를 이루기 때문에 한 쌍의 길이방향절단면(112) 사이를 통한 열손실이 커진다는 문제점이 있었다. 여기서 열손실이 커지는 것은 각 길이방향절단면(112)의 면적이 작아 구속조작부(130)에 의해 구속될 때 한 쌍의 길이방향절단면(112) 사이의 접촉면적이 작아지고, 길이방향절단면(112)에 절곡되는 부분이 없어 한 쌍의 길이방향절단면(112) 사이를 통한 열이동이 용이해 지기 때문이다.

한 쌍의 길이방향절단면(112) 사이를 통한 열손실이 커지면 배관(201) 외표면의 온도균일도가 저하된다. 배관(201) 외표면의 온도균일도가 저하되면 배관 내벽 일부 영역(길이방향절단면에 인접하는 영역)에 잔유물(by-product)이 고착되는 등 문제점이 발생하게 된다.

그리고 한 쌍의 길이방향절단면(112) 사이를 통한 열손실이 커지면 발열선(121)을 길이방향절단면(112)에 인접하도록 설치하기 어렵다는 문제점이 발생한다.

도11은 종래의 다른 히터시스템의 히터바디부의 분할상태를 도시한 도면이고, 도12는 종래의 다른 배관용 히터시스템의 제어블럭도이다.

종래의 다른 히터시스템의 히터바디부는 9개로 분할되어 있다. 이하 설명의 편의를 위해 분할된 히터바디부(110)의 각 부분을 히터바디분할체(110')이라고 한다.

온도센서(124)는 히터바디분할체(110')에 하나씩 설치된다. 온도센서(124)는 써모커플(Thermocouple)을 사용하여 구현되어 있다.

제어부(123a)는 히터바디분할체(110')에 하나씩 마련된다.

각 제어부(123a)는 온도센서(124)의 검출값에 기초하여 히터바디분할체(110')의 온도가 미리 설정된 목표온도값을 유지하도록 전원부(도시되지 않음)를 제어한다.

그런데 종래의 다른 히터시스템에 따르면, 각 제어부(123a)는 인접하는 히터바디분할체(110')의 발열동작이 중지되었는 지 여부와 관계없이 독자적으로 미리 설정된 목표온도값이 계속 유지되도록 제어하기 때문에, 각 히터바디분할체(110')에 대한 제어동작이 복잡하다는 문제점이 있었다.

관련 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1602127호(등록일자: 2016년 03월 04일, 발명의 명칭: 배관용 히터시스템)와 대한민국 등록특허공보 제10-2014114호(등록일자: 2019년 08월 20일, 발명의 명칭: 다수의 평면 구역에 적합한 평판형 히터 장치)가 있다.

등록특허공보 제10-1602127호에는 위에서 설명한 분할되지 않는 히터바디부를 갖는 종래의 배관용 히터시스템에 관한 기술이 개시되어 있고, 등록특허공보 제10-2014114에는 위에서 설명한 복수개로 분할된 히터바디부를 갖는 히터시스템이 개시되어 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 각 히터바디분할체에 대한 간단한 제어동작으로 발열동작이 중지된 히터바디분할체의 설치영역을 제외한 나머지 영역에서의 배관의 목표온도값을 유지할 수 있는 배관용 히터시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 원형단면의 내표면을 갖도록 관형태로 형성되고 전 길이구간에 걸쳐 한 쌍의 길이방향절단면을 형성하기 위한 길이방향절단선이 전 두께에 걸쳐 형성되어 있는 히터바디부와, 상기 히터바디부의 내부에 설치된 발열선과, 상기 히터바디부에 설치되어 상기 한 쌍의 길이방향절단면이 이격되지 않도록 구속하기 위한 구속조작부와, 상기 히터바디부에 설치된 온도센서와, 상기 발열선에 연결된 전원부와, 상기 온도센서의 검출값에 기초하여 상기 전원부에서 상기 발열선에 공급되는 전류를 제어하는 제어부를 구비한 제어모듈을 갖는 배관용 히터시스템 또는 원형단면의 내표면을 갖도록 관형태로 형성되고 전 길이구간에 걸쳐 한 쌍의 길이방향절단면을 형성하기 위한 길이방향절단선이 전 두께에 걸쳐 형성되어 있고 전 둘레구간에 걸쳐 한 쌍의 둘레방향절단면을 형성하기 위한 둘레방향절단선이 전 두께에 걸쳐 형성되어 있는 히터바디부와, 상기 히터바디부의 내부에 설치된 발열선과, 상기 히터바디부에 설치되어 상기 한 쌍의 길이방향절단면이 이격되지 않도록 구속하기 위한 구속조작부와, 상기 히터바디부에 설치된 온도센서와, 상기 발열선에 연결된 전원부와, 상기 온도센서의 검출값에 기초하여 상기 전원부에서 상기 발열선에 공급되는 전류를 제어하는 제어부를 구비한 제어모듈을 갖는 배관용 히터시스템에 있어서, 상기 복수개의 길이방향절단선에 의해 분할되는 히터바디부의 각 부분 또는 상기 길이방향절단선과 상기 둘레방향절단선에 의해 분할되는 히터바디부의 각 부분을 히터바디분할체이라고 할 때 상기 발열선은 상기 전원부에 병렬로 연결되도록 상기 히터바디분할체에 하나씩 설치되고; 상기 온도센서는 상기 히터바디분할체에 하나씩 설치되고; 상기 제어모듈은 상기 히터바디분할체에 하나씩 마련되고 미리 설정된 발열체단일고장하강온도값과 발열체단일고장전류보상값이 저장된 메모리를 포함하고; 상기 제어부는 상기 히터바디분할체에 하나씩 마련되고, 상기 온도센서의 검출값과 상기 메모리에 저장된 발열체단일고장하강온도값 및 발열체단일고장전류보상값에 기초하여 상기 히터바디분할체의 온도하강값이 상기 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 상기 발열체단일고장전류보상값만큼 상기 발열선에 흐르는 전류량이 증가하도록 상기 전원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 배관용 히터시스템에 의해 달성된다.

여기서 2개의 히터바디분할체의 발열동작이 중지된 경우 각 히터바디분할체에 대한 간단한 제어동작으로 히터바디분할체의 설치영역을 제외한 나머지 영역에서의 배관의 목표온도값을 유지할 수 있도록, 상기 메모리에는 미리 설정된 발열체더블고장전류보상값이 저장되어 있고; 상기 제어부는 상기 메모리에 저장된 발열체더블고장전류보상값에 기초하여 상기 발열체단일고장전류보상값만큼 상기 발열선에 흐르는 전류량이 증가하도록 상기 전원부를 제어한 후 상기 히터바디분할체의 온도가 상기 발열체단일고장하강온도값만큼 상승하지 않는 경우 상기 발열선에 흐르는 전류량이 상기 발열체더블고장전류보상값만큼 더 증가하도록 상기 전원부를 제어하는 것이 바람직하다.

그리고 히터바디분할체 중 발열동작이 중지된 것이 있다는 사실을 사용자에게 알려줄 수 있도록, 상기 제어모듈은 경보부를 더 포함하고; 상기 제어부는 상기 히터바디분할체의 온도하강값이 상기 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 상기 경보부를 동작시키는 것이 바람직하다.

또한 한 쌍의 길이방향절단면 사이를 통한 열손실 또는 한 쌍의 둘레방향절단면 사이를 통한 열손실을 감소시킬 수 있고 발열동작이 중지된 히터바디분할체의 설치영역에서의 온도하강값을 감소시킬 수 있도록, 상기 길이방향절단면은 각각 상기 히터바디부의 외표면으로부터 두께방향을 따라 배치된 길이방향외측절단영역과 상기 길이방향외측절단영역으로부터 상기 히터바디부의 둘레방향을 따라 연장된 길이방향중간절단영역과 상기 길이방향중간절단영역으로부터 상기 히터바디부의 두께방향을 따라 상기 히터바디부의 내표면에 도달하도록 연장된 길이방향내측절단영역을 포함하거나 또는 상기 길이방향절단면은 각각 상기 히터바디부의 외표면으로부터 두께방향을 따라 배치된 길이방향외측절단영역과 상기 길이방향외측절단영역으로부터 상기 히터바디부의 둘레방향을 따라 연장된 길이방향중간절단영역과 상기 길이방향중간절단영역으로부터 상기 히터바디부의 두께방향을 따라 상기 히터바디부의 내표면에 도달하도록 연장된 길이방향내측절단영역을 가지고; 상기 둘레방향절단면은 각각 상기 히터바디부의 외표면으로부터 두께방향을 따라 배치된 둘레방향외측절단영역과 상기 둘레방향외측절단영역으로부터 상기 히터바디부의 길이방향을 따라 연장된 둘레방향중간절단영역과 상기 둘레방향중간절단영역으로부터 상기 히터바디부의 두께방향을 따라 상기 히터바디부의 내표면에 도달하도록 연장된 둘레방향내측절단영역을 가지는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 따르면, 히터바디분할체에 하나씩 마련된 메모리에 미리 설정된 발열체단일고장하강온도값과 발열체단일고장전류보상값을 저장하는 한편, 히터바디분할체에 하나씩 마련된 제어부에서 히터바디분할체의 온도하강값이 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 발열체단일고장전류보상값만큼 발열선에 흐르는 전류량이 증가하도록 전원부를 제어함으로써, 각 히터바디분할체에 대한 간단한 제어동작으로 발열동작이 중지된 히터바디분할체의 설치영역을 제외한 나머지 영역에서의 배관의 목표온도값을 유지할 수 있게 된다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 히터시스템이 배관에 설치된 상태를 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 히터시스템의 단면도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 히터시스템의 히터바디분할체를 도시한 도면,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열선의 패턴을 도시한 도면,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체단일고장전류보상값을 미리 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어블럭도,
도7은 도6에 도시된 제어모듈의 기능별 블럭도,
도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관용 히터시스템이 배관에 설치된 상태를 도시한 도면,
도9는 종래 배관용 히터시스템의 사시도,
도10은 종래 배관용 히터시스템의 단면도,
도11은 종래의 다른 히터시스템의 히터바디부의 분할상태를 도시한 도면,
도12는 종래의 다른 배관용 히터시스템의 제어블럭도이다.

이하에서, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 히터시스템이 배관에 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 히터시스템의 단면도이고, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 히터시스템의 히터바디분할체를 도시한 도면이고, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열선의 패턴을 도시한 도면이고, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체단일고장전류보상값을 미리 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어블럭도이고, 도7은 도6에 도시된 제어모듈의 기능별 블럭도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 히터시스템은, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 관형태로 형성된 히터바디부(10)와, 히터바디부(10)의 내부에 설치된 발열선(21)과, 히터바디부(10)에 설치된 구속조작부(30)와, 히터바디부(10)에 설치된 온도센서(24)와, 발열선(21)에 연결된 전원부(22)와, 온도센서(24)의 검출값에 기초하여 전원부(22)에서 발열선(21)에 공급되는 전류를 제어하는 제어부(23a)를 구비한 제어모듈(23)을 갖고 있다.

히터바디부(10)는 실리콘 고무 등과 같은 휨성이 있는 재질을 사용하여 제작된다. 발열선(21)은 히터바디부(10)를 제작할 때 인서트방식으로 매립될 수 있다.

히터바디부(10)에는 4개의 길이방향절단선(11)과 2개의 둘레방향절단선(13)이 전 두께에 걸쳐 형성되어 있다.

각 길이방향절단선(11)에 의해 전 길이구간에 걸쳐 한 쌍의 길이방향절단면(12)이 형성된다.

각 길이방향절단면(12)은 히터바디부(10)의 외표면으로부터 두께방향을 따라 배치된 길이방향외측절단영역(12a)과, 길이방향외측절단영역(12a)으로부터 히터바디부(10)의 둘레방향을 따라 연장된 길이방향중간절단영역(12b)과, 길이방향중간절단영역(12b)으로부터 히터바디부(10)의 두께방향을 따라 히터바디부(10)의 내표면에 도달하도록 연장된 길이방향내측절단영역(12c)을 갖고 있다.

각 둘레방향절단선(13)에 의해 전 둘레구간에 걸쳐 한 쌍의 둘레방향절단면(14)이 형성된다.

각 둘레방향절단면(14)은 히터바디부(10)의 외표면으로부터 두께방향을 따라 배치된 둘레방향외측절단영역(14a)과, 둘레방향외측절단영역(14a)으로부터 히터바디부(10)의 길이방향을 따라 연장된 둘레방향중간절단영역(14b)과, 둘레방향중간절단영역(14b)으로부터 히터바디부(10)의 두께방향을 따라 히터바디부(10)의 내표면에 도달하도록 연장된 둘레방향내측절단영역(14c)을 갖고 있다.

4개의 길이방향절단선(11)에 의해 히터바디부(10)는 둘레방향을 따라 분할되고, 2개의 둘레방향절단선(13)에 의해 히터바디부(10)는 길이방향을 따라 분할된다. 이하 설명의 편의를 위해 길이방향절단선(11)과 둘레방향절단선(13)에 의해 분할된 히터바디부(10)의 각 부분을 각각 히터바디분할체(10')라고 한다.

히터바디분할체(10')는 개별적으로 하나씩 배관(201)의 외표면에 설치되거나 복수개가 구속조작부(30)를 통해 상호 결합된 상태로 배관(201)의 외표면에 설치될 수 있다.

발열선(21)은 양단이 외부로 노출되도록 각 히터바디분할체(10')의 내부에 하나씩 설치된다. 발열선(21)의 설치는 길이방향중간절단영역(12b)보다 내측에 설치된다.

각 발열선(21)은 저항발열동작을 위해 전원부(22)에 전기적으로 연결된다.

발열선(21)은 전원부(22)에 병렬로 연결된다.

온도센서(24)는 히터바디분할체(10')에 하나씩 설치된다.

제어모듈(23)은 제어부(23a)에 더하여 메모리(23b)와 경보부(23c)를 갖고 있다.

메모리(23b)는 히터바디분할체(10')에 하나씩 마련된다.

메모리(23b)에는 미리 설정된 발열체단일고장하강온도값, 발열체단일고장전류보상값 및 미리 설정된 발열체더블고장전류보상값이 저장된다.

발열체단일고장하강온도값, 발열체단일고장전류보상값, 발열체더블고장전류보상값을 미리 설정하는 방법을 도5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

1) 발열체단일고장하강온도값은 다음과 같은 방법으로 미리 설정할 수 있다.

먼저 "A" 히터바디분할체를 포함한 모든 히터바디분할체에 속하는 발열선에 각각 동일한 크기의 전류(발열체정상전류)를 흘린다. 발열체정상전류의 크기는 "A" 히터바디분할체를 포함한 모든 히터바디분할체의 온도가 배관의 목표온도값을 넘어갈 수 있도록 선택된다.

다음에 "A" 히터바디분할체를 포함한 모든 히터바디분할체의 온도상승이 중지될 때까지 발열체정상전류를 흘린 다음, "A" 히터바디분할체의 온도("A" 히터바디분할체의 정상온도)를 검출한다(S1).

다음에 "A" 히터바디분할체의 주변에 배치된 "B"히터바디분할체에 속하는 발열선에 흐르는 발열체정상전류를 차단한다.

다음에 "A" 히터바디분할체의 온도하강이 중지될 때 "A" 히터바디분할체의 온도("A" 히터바디분할체의 분할체단일고장온도)를 검출한다(S2).

다음에 S1 단계에서 검출한 "A" 히터바디분할체의 정상온도와 S2 단계에서 검출한 "A" 히터바디분할체의 분할체단일고장온도의 차를 발열체단일고장하강온도값으로 결정한다.

2) 발열체단일고장전류보상값은 다음과 같은 방법으로 미리 설정할 수 있다.

먼저 "B"히터바디분할체를 제외한 나머지 히터바디분할체("A" 히터바디분할체 포함)에 속하는 발열선에 각각 동일한 크기의 전류(발열체단일고장전류)를 흘린다. 발열체단일고장전류의 크기는 "B"히터바디분할체를 제외한 나머지 히터바디분할체("A" 히터바디분할체 포함) 모두의 온도가 배관의 목표온도값을 넘어갈 수 있도록 선택된다.

다음에 발열체단일고장전류와 발열체정상전류의 차이를 발열체단일고장전류보상값으로 결정한다.

3) 발열체더블고장전류보상값은 다음과 같은 방법으로 미리 설정할 수 있다.

먼저 "B"히터바디분할체와 "C"히터바디분할체를 제외한 나머지 히터바디분할체("A" 히터바디분할체 포함)에 속하는 발열선에 각각 동일한 크기의 전류(발열체더블고장전류)를 흘린다. 발열체더블고장전류의 크기는 "B"히터바디분할체와 "C"히터바디분할체를 제외한 나머지 히터바디분할체("A" 히터바디분할체 포함) 모두의 온도가 배관의 목표온도값을 넘어갈 수 있도록 선택된다.

다음에 발열체더블고장전류와 발열체단일고장전류의 차이를 발열체더블고장전류보상값으로 결정한다.

경보부(23c)는 부저, 발광다이오드 등이 될 수 있다.

제어부(23a)는 히터바디분할체(10')에 하나씩 마련된다.

제어부(23a)는 온도센서(24)의 검출값과 메모리(23b)에 저장된 발열체단일고장하강온도값, 발열체단일고장전류보상값 및 발열체더블고장전류보상값에 기초하여 아래와 같이 발열선(21)에 흐르는 전류량이 증가하도록 전원부(22)를 제어한다. 전원부(22)로는 종래 널리 알려진 인버터 등의 전력설비를 사용하여 구현할 수 있다.

먼저 제어부(23a)는 히터바디분할체(10')의 온도하강값이 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 발열체단일고장전류보상값만큼 발열선(21)에 흐르는 전류량이 증가하도록 전원부(22)를 제어한다. 히터바디분할체(10')의 온도하강값이 발열체단일고장하강온도값보다 커지는 경우는 인접한 히터바디분할체(10')에서의 발열동작이 중지될 때 발생할 수 있다. 히터바디분할체(10')에서의 발열동작이 중지되는 원인으로는 제어부(23a)의 고장, 발열선(21)의 단선, 온도센서(24)의 단선 등이 될 수 있다.

그리고 제어부(23a)는 히터바디분할체(10')의 온도하강값이 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 경보부(23c)를 동작시킨다.

다음에 제어부(23a)는 발열체단일고장전류보상값만큼 발열선(21)에 흐르는 전류량이 증가하도록 전원부(22)를 제어한 후, 히터바디분할체(10')의 온도가 발열체단일고장하강온도값만큼 상승하지 않는 경우 발열선(21)에 흐르는 전류량이 발열체더블고장전류보상값만큼 더 증가하도록 전원부(22)를 제어한다.

발열체단일고장전류보상값만큼 발열선(21)에 흐르는 전류량이 증가하였으나히터바디분할체(10')의 온도가 발열체단일고장하강온도값만큼 상승하지 않는 경우는 인접한 2개 이상의 히터바디분할체(10')에서의 발열동작이 중지될 때 발생할 수 있다.

구속조작부(30)는 길이방향중간절단영역(12b)에서 상호 대향하도록 히터바디분할체(10')에 설치된 암벨크로테이프(32) 및 숫벨크로테이프(31)를 갖고 있다.

암벨크로테이프(32)와 숫벨크로테이프(31)는 각 히터바디분할체(10')에 하나씩 설치된다.

암벨크로테이프(32)와 숫벨크로테이프(31)를 접촉시키면 한 쌍의 길이방향절단면(12)을 이격되지 않도록 구속할 수 있게 된다.

한편 전술한 실시예에서는 복수의 길이방향절단선(11)과 복수의 둘레방향절단선(13)에 의해 히터바디부(10)가 분할되도록 구성하고 있으나, 도8에 도시된 바와 같이 둘레방향절단선(13)의 형성을 생략하고 복수의 길이방향절단선(11)에 의해서만 히터바디부(10)가 분할되도록 구성하여 본 발명을 실시할 수 있다.

도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관용 히터시스템이 배관에 설치된 상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 배관용 히터시스템은, 히터바디부가 4개의 길이방향절단선(11")에 의해 분할되어 있다는 점에서 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 히터시스템(히터바디부가 4개의 길이방향절단선과 2개의 둘레방향절단선에 의해 분할됨)와 다르다.

각 길이방향절단선(11")에 의해 전 길이구간에 걸쳐 한 쌍의 길이방향절단면(도3의 "12" 참조)이 형성된다.

각 길이방향절단면은 히터바디부의 외표면으로부터 두께방향을 따라 배치된 길이방향외측절단영역(도3의 "12a" 참조)과, 길이방향외측절단영역으로부터 히터바디부의 둘레방향을 따라 연장된 길이방향중간절단영역(도3의 "12b" 참조)과, 길이방향중간절단영역으로부터 히터바디부의 두께방향을 따라 히터바디부의 내표면에 도달하도록 연장된 길이방향내측절단영역(도3의 "12c" 참조)을 갖고 있다.

복수의 길이방향절단선(11")에 의해 히터바디부는 둘레방향을 따라 분할된다. 이하 설명의 편의를 위해 길이방향절단선(11")에 의해 분할된 히터바디부의 각 부분을 히터바디분할체(10")라고 한다.

발열선(21")은 양단이 히터바디부의 외부로 노출되도록 각 히터바디분할체(10")의 내부에 하나씩 설치된다.

구속조작부(30")는 길이방향중간절단영역에 설치된 암벨크로테이프(도3의 "31" 참조)와 숫벨크로테이프(도3의 "32" 참조)를 갖고 있다.

그리고 전술한 실시예에서는 복수의 길이방향절단선에 의해 히터바디부가 분할되도록 구성하고 있으나, 길이방향절단선을 하나로 형성하는 한편 적어도 하나의 둘레방향절단선에 의해 히터바디부가 분할되도록 구성하여 본 발명을 실시할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 히터바디분할체(10')에 하나씩 마련된 메모리(23b)에 미리 설정된 발열체단일고장하강온도값과 발열체단일고장전류보상값을 저장하는 한편, 히터바디분할체(10')에 하나씩 마련된 제어부(23a)에서 히터바디분할체(10')의 온도하강값이 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 발열체단일고장전류보상값만큼 발열선(21)에 흐르는 전류량이 증가하도록 전원부(22)를 제어함으로써, 각 히터바디분할체(10')에 대한 간단한 제어동작으로 발열동작이 중지된 히터바디분할체(10')의 설치영역을 제외한 나머지 영역에서의 배관의 목표온도값을 유지할 수 있게 된다.

그리고 메모리(23b)에 미리 설정된 발열체더블고장전류보상값을 추가로 저장하는 한편, 제어부(23a)에서 발열체단일고장전류보상값만큼 발열선(21)에 흐르는 전류량이 증가하도록 전원부(22)를 제어한 후 히터바디분할체(10')의 온도가 발열체단일고장하강온도값만큼 상승하지 않는 경우 발열선(21)에 흐르는 전류량이 발열체더블고장전류보상값만큼 더 증가하도록 전원부(22)를 제어함으로써, 2개의 히터바디분할체(10')의 발열동작이 중지된 경우 각 히터바디분할체(10')에 대한 간단한 제어동작으로 히터바디분할체(10')의 설치영역을 제외한 나머지 영역에서의 배관의 목표온도값을 유지할 수 있게 된다.

또한 히터바디분할체(10')의 온도하강값이 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 경보부(23c)를 동작시킴으로써, 히터바디분할체(10') 중 발열동작이 중지된 것이 있다는 사실을 사용자에게 알려줄 수 있게 된다.

또한 길이방향절단선(11)에 의해 히터바디부(10)의 외표면으로부터 두께방향을 따라 배치된 길이방향외측절단영역(12a)과 길이방향외측절단영역(12a)으로부터 히터바디부(10)의 둘레방향을 따라 연장된 길이방향중간절단영역(12b)과 길이방향중간절단영역(12b)으로부터 히터바디부(10)의 두께방향을 따라 히터바디부(10)의 내표면에 도달하도록 연장된 길이방향내측절단영역(12c)을 갖는 길이방향절단면(12)이 형성되도록 함으로써, 한 쌍의 길이방향절단면(12) 사이를 통한 열손실을 감소시킬 수 있고 발열동작이 중지된 히터바디분할체(10')의 설치영역에서의 온도하강값을 감소시킬 수 있게 된다. 한 쌍의 길이방향절단면(12) 사이를 통한 열손실 감소는 각 길이방향절단면(12)의 면적이 커져 구속조작부(30)에 의해 구속될 때 한 쌍의 길이방향절단면(12) 사이의 접촉면적이 커지고, 길이방향절단면(12)에 2개소의 절곡되는 부분이 생겨 한 쌍의 길이방향절단면(12) 사이를 통한 열이동이 어려워지기 때문이다. 그리고 발열동작이 중지된 히터바디분할체(10')의 설치영역에서의 온도하강값이 감소하는 것은 발열동작이 중지된 히터바디분할체(10')와 정상적으로 발열동작이 일어나는 히터바디분할체(10') 사이에 중첩영역이 존재하기 때문이다.

한 쌍의 길이방향절단면(12) 사이를 통한 열손실이 감소하면 배관(201) 외표면의 온도균일도가 향상되고, 발열선(21)을 길이방향절단면(12)에 인접하도록 설치할 수 있게 된다.

또한 둘레방향절단선(13)에 의해 히터바디부(10)의 외표면으로부터 두께방향을 따라 배치된 둘레방향외측절단영역(14a)과, 둘레방향외측절단영역(14a)으로부터 히터바디부(10)의 길이방향을 따라 연장된 둘레방향중간절단영역(14b)과, 둘레방향중간절단영역(14b)으로부터 히터바디부(10)의 두께방향을 따라 히터바디부(10)의 내표면에 도달하도록 연장된 둘레방향내측절단영역(14c)을 갖는 둘레방향절단면(14)이 형성되도록 함으로써, 한 쌍의 둘레방향절단면(14) 사이를 통한 열손실을 감소시킬 수 있고 발열동작이 중지된 히터바디분할체(10')의 설치영역에서의 온도하강값을 감소시킬 수 있게 된다.

10, 110 : 히터바디부 10', 110': 히터바디분할체
11, 111 : 길이방향절단선
12, 112 : 길이방향절단면 13: 둘레방향절단선
14: 둘레방향절단면 21, 121 : 발열선
23a, 123a: 제어부 24, 124: 온도센서
30, 130 : 구속조작부 31, 131 : 숫벨크로테이프
32, 132 : 암벨크로테이프

Claims

원형단면의 내표면을 갖도록 관형태로 형성되고 전 길이구간에 걸쳐 한 쌍의 길이방향절단면을 형성하기 위한 길이방향절단선이 전 두께에 걸쳐 형성되어 있는 히터바디부와, 상기 히터바디부의 내부에 설치된 발열선과, 상기 히터바디부에 설치되어 상기 한 쌍의 길이방향절단면이 이격되지 않도록 구속하기 위한 구속조작부와, 상기 히터바디부에 설치된 온도센서와, 상기 발열선에 연결된 전원부와, 상기 온도센서의 검출값에 기초하여 상기 전원부에서 상기 발열선에 공급되는 전류를 제어하는 제어부를 구비한 제어모듈을 갖는 배관용 히터시스템에 있어서,
상기 길이방향절단선은 복수개이고;
상기 복수개의 길이방향절단선에 의해 분할되는 히터바디부의 각 부분을 히터바디분할체이라고 할 때 상기 발열선은 상기 전원부에 병렬로 연결되도록 상기 히터바디분할체에 하나씩 설치되고;
상기 온도센서는 상기 히터바디분할체에 하나씩 설치되고;
상기 제어모듈은 상기 히터바디분할체에 하나씩 마련되고 미리 설정된 발열체단일고장하강온도값과 발열체단일고장전류보상값이 저장된 메모리를 포함하고;
상기 제어부는 상기 히터바디분할체에 하나씩 마련되고, 상기 온도센서의 검출값과 상기 메모리에 저장된 발열체단일고장하강온도값 및 발열체단일고장전류보상값에 기초하여 상기 히터바디분할체의 온도하강값이 상기 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 상기 발열체단일고장전류보상값만큼 상기 발열선에 흐르는 전류량이 증가하도록 상기 전원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 배관용 히터시스템.
제1항에 있어서,
상기 메모리에는 미리 설정된 발열체더블고장전류보상값이 저장되어 있고;
상기 제어부는 상기 메모리에 저장된 발열체더블고장전류보상값에 기초하여 상기 발열체단일고장전류보상값만큼 상기 발열선에 흐르는 전류량이 증가하도록 상기 전원부를 제어한 후 상기 히터바디분할체의 온도가 상기 발열체단일고장하강온도값만큼 상승하지 않는 경우 상기 발열선에 흐르는 전류량이 상기 발열체더블고장전류보상값만큼 더 증가하도록 상기 전원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 배관용 히터시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어모듈은 경보부를 더 포함하고;
상기 제어부는 상기 히터바디분할체의 온도하강값이 상기 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 상기 경보부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 배관용 히터시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 길이방향절단면은 각각 상기 히터바디부의 외표면으로부터 두께방향을 따라 배치된 길이방향외측절단영역과 상기 길이방향외측절단영역으로부터 상기 히터바디부의 둘레방향을 따라 연장된 길이방향중간절단영역과 상기 길이방향중간절단영역으로부터 상기 히터바디부의 두께방향을 따라 상기 히터바디부의 내표면에 도달하도록 연장된 길이방향내측절단영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 히터시스템.
원형단면의 내표면을 갖도록 관형태로 형성되고 전 길이구간에 걸쳐 한 쌍의 길이방향절단면을 형성하기 위한 길이방향절단선이 전 두께에 걸쳐 형성되어 있고 전 둘레구간에 걸쳐 한 쌍의 둘레방향절단면을 형성하기 위한 둘레방향절단선이 전 두께에 걸쳐 형성되어 있는 히터바디부와, 상기 히터바디부의 내부에 설치된 발열선과, 상기 히터바디부에 설치되어 상기 한 쌍의 길이방향절단면이 이격되지 않도록 구속하기 위한 구속조작부와, 상기 히터바디부에 설치된 온도센서와, 상기 발열선에 연결된 전원부와, 상기 온도센서의 검출값에 기초하여 상기 전원부에서 상기 발열선에 공급되는 전류를 제어하는 제어부를 구비한 제어모듈을 갖는 배관용 히터시스템에 있어서,
상기 길이방향절단선과 상기 둘레방향절단선에 의해 분할되는 히터바디부의 각 부분을 히터바디분할체이라고 할 때 상기 발열선은 상기 전원부에 병렬로 연결되도록 상기 히터바디분할체에 하나씩 설치되고;
상기 온도센서는 상기 히터바디분할체에 하나씩 설치되고;
상기 제어모듈은 상기 히터바디분할체에 하나씩 마련되고 미리 설정된 발열체단일고장하강온도값과 발열체단일고장전류보상값이 저장된 메모리를 포함하고;
상기 제어부는 상기 히터바디분할체에 하나씩 마련되고, 상기 온도센서의 검출값과 상기 메모리에 저장된 발열체단일고장하강온도값 및 발열체단일고장전류보상값에 기초하여 상기 히터바디분할체의 온도하강값이 상기 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 상기 발열체단일고장전류보상값만큼 상기 발열선에 흐르는 전류량이 증가하도록 상기 전원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 배관용 히터시스템.
제5항에 있어서,
상기 메모리에는 미리 설정된 발열체더블고장전류보상값이 저장되어 있고;
상기 제어부는 상기 메모리에 저장된 발열체더블고장전류보상값에 기초하여 상기 발열체단일고장전류보상값만큼 상기 발열선에 흐르는 전류량이 증가하도록 상기 전원부를 제어한 후 상기 히터바디분할체의 온도가 상기 발열체단일고장하강온도값만큼 상승하지 않는 경우 상기 발열선에 흐르는 전류량이 상기 발열체더블고장전류보상값만큼 더 증가하도록 상기 전원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 배관용 히터시스템.
제5항에 있어서,
상기 제어모듈은 경보부를 더 포함하고;
상기 제어부는 상기 히터바디분할체의 온도하강값이 상기 발열체단일고장하강온도값보다 커질 때 상기 경보부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 배관용 히터시스템.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 길이방향절단면은 각각 상기 히터바디부의 외표면으로부터 두께방향을 따라 배치된 길이방향외측절단영역과 상기 길이방향외측절단영역으로부터 상기 히터바디부의 둘레방향을 따라 연장된 길이방향중간절단영역과 상기 길이방향중간절단영역으로부터 상기 히터바디부의 두께방향을 따라 상기 히터바디부의 내표면에 도달하도록 연장된 길이방향내측절단영역을 가지고;
상기 둘레방향절단면은 각각 상기 히터바디부의 외표면으로부터 두께방향을 따라 배치된 둘레방향외측절단영역과 상기 둘레방향외측절단영역으로부터 상기 히터바디부의 길이방향을 따라 연장된 둘레방향중간절단영역과 상기 둘레방향중간절단영역으로부터 상기 히터바디부의 두께방향을 따라 상기 히터바디부의 내표면에 도달하도록 연장된 둘레방향내측절단영역을 가지는 것을 특징으로 하는 배관용 히터시스템.