KR200405538Y1 - 동파방지용 히터가 설치된 볼 밸브 - Google Patents

동파방지용 히터가 설치된 볼 밸브 Download PDF

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Abstract

본 고안은 동파방지용 히터가 설치된 볼 밸브에 관한 것으로, 소방차나 살수차 또는 급수차량의 펌핑배관에 구비된 볼 밸브가 동절기에 외기의 영향으로 동결되어 개폐조작이 어렵게 되는 것을 방지할 수 있도록 볼 밸브의 밸브 볼(132)을 지지하는 센터 볼트(136)에 카트리지 히터(140)를 내장하고 이 카트리지 히터(140)는 차량용 전원에 의해 작동되도록 함으로써 동절기에 볼 밸브 내부에 물이 잔류되어 있는 상태라도 내장된 카트리지 히터(140)에 의해 상온을 유지할 수 있도록 하여 동파를 방지하고 위급한 상황에서의 작동불능사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.
동파방지, 히터, 볼 밸브, 센터 볼트, 카트리지, 써모스탯

Description

동파방지용 히터가 설치된 볼 밸브 {A Ball valve with antifreeze heater}
도 1은 본 고안이 적용되는 소방차의 펌프 배관도,
도 2는 도 1에 도시된 종래 볼 밸브의 단면도,
도 3은 본 고안의 일 실시 예에 의한 동파 방지용 히터가 설치된 볼 밸브의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
130 : 밸브 바디 131 : 볼트 구멍
132 : 밸브 볼 133 : 볼트 구멍
134 : 볼 축 136 : 센터 볼트
136a : 수나사부 136b : 육각머리부
136c : 히터삽입홈 136d : 암나사부
138 : 핸들 140 : 카트리지 히터
141 : 튜브 142 : 단자선
143 : 수나사부 144 : 육각머리부
본 고안은 동파방지용 히터가 설치된 볼 밸브에 관한 것으로, 소방차나 살수차 또는 급수차량의 펌핑배관상에 구비된 각종 볼 밸브가 동절기에 외기의 영향으로 동결되어 작동이 어렵게 되는 것을 방지할 수 있도록 볼 밸브의 볼을 지지하는 센터 볼트에 히터를 내장하고 차량용 전원(배터리)을 공급하여 발열되도록 함으로써 볼 밸브 내부의 물이 얼어붙는 것을 효과적으로 방지할 수 있도록 한 것이다.
본 고안과 관련된 종래기술로는 특허 제237834호(등록연월일 1000.10.11)의 소방차량의 방수장치의 결빙방지 시스템이 개시되어 있는데, 이는 소방차량에 탑재된 직류전원부, 이 직류전원부로부터의 전원을 소정의 교류전압으로 변환하기 위한 전압변환부, 이 전압변환부에 의해서 변환된 전원을 열에너지로 변환하기 위한 방수장치의 유로의 소정 개소에 장착된 히팅수단 및 이 히팅수단의 온도를 적정하게 유지하기 위한 제어부를 포함하여 이루어져 이동 중인 소방차량에 방수장치의 결빙을 방지함으로써 화재현장에 도착하여 즉시 방수가 가능하도록 한 것이다.
한편, 상기한 종래기술에 의한 소방차량의 방수장치의 결빙방지 시스템은 히팅수단이 방수관이나 방수밸브의 외측을 감는 밴드히터나 절연처리된 열선 히터로 이루어져 있어 이의 설치 및 보수나 교체를 위한 해체작업이 매우 번거로운 단점이 있었음은 물론, 이 히터가 외부로 노출되어 있는 관계로 히터에서 발생한 열이 외부로 손실되는 경향이 커서 열효율이 떨어짐과 아울러 방수관이나 방수밸브 내측의 물이 동결되는 것을 방지하기 위하여는 더욱 많은 전력을 지속적으로 공급하여야 함으로써 히팅수단의 가동에 소요되는 전력에 의해 차량의 기타 전기장치로 충분한 전력을 공급하는데 지장을 초래할 우려도 있었다.
또한, 종래기술에 의한 결빙방지 시스템에 있어서는 방수관 및 밸브 외부에 밴드히터나 열선 히터가 감겨 있었으므로 육안상으로 지저분하게 보임은 물론 방수관의 점검이나 보수 등에 있어서도 이들 밴드히터나 열선 히터에 의해 지장을 받게 되는 문제점도 있었다.
본 고안은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 소방차량이나 살수차량 또는 급수차량 등에 설치되는 펌핑배관 상에 구비된 각종 볼 밸브가 동절기에 외기의 영향으로 동결되어 위급한 상황에서의 작동이 이루어지지 않는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 개선된 방식의 동파방지용 히터가 설치된 볼 밸브를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 밸브 바디의 내부에 유로를 개폐하기 위한 밸브 볼이 설치되고 이 밸브 볼은 볼 축과 센터 볼트에 의해 지지가 되며 상기 볼 축에는 핸들이 부착된 볼 밸브에 있어서, 상기 볼 밸브의 볼을 지지하는 센터 볼트 내부에 카트리지 히터를 내장하고 이 카트리지 히터는 차량용 전원 의 공급에 의해 발열되도록 함으로써 볼 밸브가 동결되는 것을 방지할 수 있도록 한 동파방지용 히터가 설치된 볼 밸브를 제공한다.
바람직하기에는 상기 카트리지 히터는 그 내부에 서모스탯이 설치되어 카트리지 히터가 설정된 온도범위 내에서 자동으로 온/오프 작동되도록 한다.
이하, 본 고안을 한정하지 않는 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 고안이 적용되는 소방차의 펌핑배관도이고, 도 2는 도 1에 도시되어 있는 펌핑배관에 설치된 종래의 볼 밸브 내부구조를 도시한 단면도이다.
본 고안에 의한 볼 밸브를 설명하기에 앞서 소방차량의 펌핑배관 및 이 배관에 설치되는 볼 밸브의 구조에 대하여 간단히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 소방차량의 펌핑배관은 동력전달장치(4)를 통해서 전달된 회전력에 의해 진공펌프(5)가 동작되어 주펌프(20)가 진공상태를 유지하게 되고, 이러한 주펌프 내의 진공상태는 흡수구(6)를 통해서 주펌프(20) 내에 물을 유입하게 된다.
유입된 물은 주펌프(20)에서 가압되게 되어 방수구(7)를 통해서 외부로 유출되게 되고, 외부로부터의 물을 흡입하기 위한 배관으로 흡수구(6)와 병렬로 중계구(9)가 설치되어 있다.
또 주펌프(20)의 상부에는 지수밸브(10)가 설치되어 있고 주펌프(20)에서 방수구(7)로 향하는 배관에는 역류방지밸브(11)가 설치되어 있어 가압된 물이 역류하는 것을 방지하며, 각각의 배관에는 볼 밸브(12,13,14,15)가 설치되어 있다.
상기한 볼 밸브의 상세한 구조는 도 2에 도시된 바와 같은데, 이는 밸브 바디(30)의 내부에 유로를 개폐하기 위한 밸브 볼(32)이 설치되어 있고, 이 밸브 볼(32)은 볼 축(34)과 센터 볼트(36)에 의해 회동가능하게 지지가 되어 있으며, 상기 볼 축(34)에는 핸들(38)이 부착되어 있어 조작자가 이 핸들(38)을 조작하는 것에 의해 볼 축(34)을 회동시킴으로써 이 볼 축(34)에 축 결합된 밸브 볼(32)을 동시에 회동시키는 것에 의해 밸브의 개폐조작을 이룰 수 있도록 되어 있다.
본 고안이 적용되는 볼 밸브는 도 2에 도시된 형태의 볼 밸브 외에도 밸브 볼을 지지하기 위한 센터 볼트가 설치된 형태의 대부분의 볼 밸브에 모두 적용이 가능함은 물론이다.
상기 센터 볼트(36)는 밸브 볼(32)이 안정적으로 제 위치에서 회동될 수 있도록 하기 위한 것으로, 볼 축(34)과 동축선상에 설치되는데, 이를 위하여 밸브 바디(30)의 일측과 밸브 볼(32)의 회동축 상에는 각각 볼트 구멍(31,33)이 천공되어 있으며, 이 센터 볼트(36)와 밸브 볼(32) 사이에는 압축코일형 스프링(35)이 끼워져 있다.
본 고안에 의한 볼 밸브는 종래기술로 언급한 특허 제237834호와 같이 히터를 밸브 외부에 노출되도록 설치하는 방식이 아닌 밸브 바디 내부에 설치하는 내장형으로 이루어져 있는데, 이는 밸브 바디에 별도의 설치구멍을 천공하지 않고도 센터 볼트를 위한 볼트 구멍에 히터를 삽입하는 방식으로 이루어진 점에 특징이 있다.
즉, 본 고안은 도 3에 도시된 바와 같이 밸브 바디(130)의 내부에 유로를 개폐하기 위한 밸브 볼(132)이 설치되고, 이 밸브 볼(132)은 볼 축(134)과 센터 볼트(136)에 의해 회동가능하게 지지가 되며, 상기 볼 축(134)에는 핸들(138)이 부착되고, 상기 밸브 바디(130)의 일측과 밸브 볼(132)의 회동축 상에는 각각 볼트 구멍(131,133)이 천공된 볼 밸브에 있어서; 상기 센터 볼트(136) 내부에는 카트리지 히터(140)가 내장되어 차량용 전원의 공급에 의해 발열되도록 함으로써 동절기에 외기의 영향으로 인해 볼 밸브가 동결되는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.
본 고안에서 상기 센터 볼트(136)는 그 외측에 수나사부(136a)가 형성되어 있고, 일단에는 육각머리부(136b)가 형성되어 있으며, 이 육각머리부(136b)의 중앙에서 길이방향을 따라 내측으로 히터삽입홈(136c)이 형성되어 있다.
상기 히터삽입홈(136c)의 입구측에는 암나사부(136d)가 형성되어 있어 히터삽입홈(136c)에 카트리지 히터(140)를 끼운 후 나사결합방식에 의해 조립이 이루어질 수 있도록 되어 있다.
즉, 본 고안에서 상기 카트리지 히터(140)는 히터삽입홈(136c)에 삽입될 수 있는 외경과 길이로 된 튜브(141)의 내측에 코일상태의 저항열선(도시안됨)이 감긴 상태이며, 외측으로는 복수의 단자선(142)만이 노출되어 있고, 상기 센터 볼트(136)에 결합 및 분리가 가능하도록 하기 위하여 그 일단에 수나사부(143)와 육각머리부(144)가 형성되어 있다.
따라서, 본 고안에 의한 센터 볼트(136)는 밸브 볼(132)의 중심잡기역할과 더불어 카트리지 히터(140)를 설치하기 위한 요소로 동시에 사용되는 것이며, 볼 밸브의 밸브 바디(130)는 어떠한 미세한 변형이나 추가적인 가공을 전혀 요하지 않으므로 히터를 설치하기 위한 사전 작업의 어려움이나 기타 밸브 바디의 구조적인 안정성 등을 전혀 해치지 않는 것이다.
또, 본 고안에 의한 히터 설치구조는 카트리지 히터(140)가 볼 밸브의 외측으로 노출되어 있는 대신 볼 밸브의 내부로 삽입된 상태에서 발열되므로 열손실을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 소방차나 살수 또는 급수차량의 전원인 배터리 및 발전기의 부담을 최소화하고 다른 전기장치의 작동에도 지장을 초래하지 않는다.
한편, 본 고안에서 상기 카트리지 히터(140)는 튜브 내부에 저항열선과 함께 써모스탯(도시안됨)을 내장할 경우, 이 써모스탯이 온도에 따라 저항열선으로 공급되는 전원을 자동으로 공급하거나 차단하여 항상 일정한 온도 범위 내에서 작동하도록 할 수 있으며, 이로 인하여 과열로 인한 히터의 소손 방지 및 전력이 낭비되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기한 써모스탯의 추가적인 설치는 본 고안이 속한 히터 분야에서 주지의 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
본 고안에 의한 히터 설치구조에 있어서는 센터 볼트(136) 내부에 설치된 히터(140)가 발열하면 이 센터볼트(136)가 결합된 열전도성이 우수한 금속재의 밸브 바디(130)와 밸브 볼(132)이 가열되므로 볼 밸브 내부에 잔류하고 있던 물이 외기의 영향으로 얼게 되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 되므로 밸브 볼(132)이 밸브 바디(130)측에 달라붙어 움직이지 않게 되는 현상이 발생하지 않게 되며, 이에 의해 동절기에 외부에 주차해 놓거나 사고 또는 작업현장으로 이동중일 경우 물이 채워져 있거나 물이 잔류하고 있는 펌핑배관의 볼 밸브가 얼어붙는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 되므로 영하의 상태에서도 정상적인 조작이 가능하게 되는 것이다.
또, 본 고안에 의한 히터 설치구조는 배관이나 밸브의 외측에 밴드 히터나 열선 히터를 감는 방식이 아닌 내장형이므로 육안상으로도 깔끔하여 펌핑배관의 점검이나 유지보수시에도 전혀 지장을 초래하지 않을 뿐만 아니라 파손의 염려도 없어 우수한 내구성을 갖는다.
이상 설명한 바와 같이 본 고안은 소방차나 살수차 또는 급수차량의 펌핑배관에 구비된 볼 밸브가 동절기에 외기의 영향으로 동결되어 개폐조작이 어렵게 되 는 것을 방지할 수 있도록 볼 밸브의 볼을 지지하는 센터 볼트에 카트리지 히터를 내장하고 이 카트리지 히터는 차량용 전원에 의해 작동되도록 함으로써 동절기에 볼 밸브 내부에 물이 유입된 상태라도 히터에 의해 상온을 유지할 수 있도록 하여 동파를 방지하고 위급한 상황에서의 작동불능사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 것으로, 본 고안에 의하면 기존의 밴드 히터나 열선 히터에 비해 설치구조가 간결하여 내구성이 높고 배관의 점검 및 보수시에도 지장을 초래하지 않으며 내장형이므로 열효율도 높아 적은 소비전력으로도 효율적인 동결방지기능을 발휘할 수 있는 실용적인 효과를 갖는다.

Claims (3)

  1. 밸브 바디(130)의 내부에 유로를 개폐하기 위한 밸브 볼(132)이 설치되고, 이 밸브 볼(132)은 볼 축(134)과 센터 볼트(136)에 의해 회동가능하게 지지가 되며, 상기 볼 축(134)에는 핸들(138)이 부착되고, 상기 밸브 바디(130)의 일측과 밸브 볼(132)의 회동축 상에는 각각 볼트 구멍(131,133)이 천공된 볼 밸브에 있어서;
    상기 센터 볼트(136) 내부에는 카트리지 히터(140)가 내장되는 것을 특징으로 하는 동파방지용 히터가 설치된 볼 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센터 볼트(136)는 그 외측에 수나사부(136a)가 형성되고, 그 일단에는 육각머리부(136b)가 형성되며, 이 육각머리부(136b)의 중앙에서 길이방향을 따라 내측으로 히터삽입홈(136c)이 형성되고, 이 히터삽입홈(136c)의 입구측에는 암나사부(136d)가 형성되며, 상기 카트리지 히터(140)는 히터삽입홈(136c)에 삽입될 수 있는 외경과 길이로 된 튜브(141)의 내측에 코일상태의 저항열선이 감기고, 외측으로는 복수의 단자선(142)이 노출되며, 상기 센터 볼트(136)에의 결합을 위하여 튜브의 일단에 수나사부(143)와 육각머리부(144)가 형성되는 것을 특징으로 하는 동파방지용 히터가 설치된 볼 밸브.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 튜브 내부에는 온도에 따라 저항열선으로 공급되는 전원을 자동으로 공급하거나 차단하여 항상 일정한 온도 범위 내에서 작동하도록 하기 위한 써모스탯이 설치되는 것을 특징으로 하는 동파방지용 히터가 설치된 볼 밸브.
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