KR20090072677A

KR20090072677A - 전도성 플라스틱 배관 및 이를 이용한 배관의 동파 방지시스템

Info

Publication number: KR20090072677A
Application number: KR1020070140866A
Authority: KR
Inventors: 이도경; 곽유식
Original assignee: 이도경; 곽유식
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-07-02

Abstract

본 발명은 자체 발열 구조를 가져, 동절기 또는 혹한기에 발생할 수 있는 배관의 동파를 방지하는 전도성 플라스틱 배관 및 이를 이용한 배관의 동파 방지 시스템에 관한 것으로, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전도성 플라스틱 배관은 최내부에 위치하는 배관 파이프과; 상기 배관 파이프의 외부면 상에 형성되어 상기 배관 파이프를 가열하기 위한 발열 수단과; 상기 발열 수단이 형성된 배관 파이프를 감싸는 형태로 이루어지는 피복층을 포함하여 구성된다.

전도성, 배관, 동파 방지

Description

전도성 플라스틱 배관 및 이를 이용한 배관의 동파 방지 시스템{Electric conduction-characteristic plastic pipe and anti―freezing prevention system of piping using the same}

본 발명은 전도성 플라스틱 배관 및 이를 이용한 배관의 동파 방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자체 발열 구조를 가져, 동절기 또는 혹한기에 발생할 수 있는 배관의 동파를 방지하는 전도성 플라스틱 배관 및 이를 이용한 배관의 동파 방지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 종래에는 동절기에 배관 파이프가 동결 또는 동파되는 것을 방지하기 위하여 배관 파이프 주위를 보온재로 감싸주거나 배관 파이프 주위를 동파방지 열선으로 감아 주는 방법에 의존하고 있었으나, 이 경우 배관 파이프 주위를 보온재로 감싸준다 하더라도 혹한기에는 배관 파이프가 동결되는 일이 많았고, 배관 파이프의 주위를 매년 동절기마다 보온재나 동파방지 열선으로 감싸는 것이 여간 번거로운 일이 아닐 뿐만 아니라, 특히 배관 파이프가 바깥 대기중에 노출된 벽체의 내부에 매설되어 있는 경우에는 보온재나 동파방지 열선을 설치하는 것이 불가능하여, 매년 동절기마다 많은 비용과 시간을 들여 동결된 배관 파이프를 해빙시키 는 것이 연례 행사처럼 반복되고 있는 실정에 있다.

본 발명은 자체 발열 구조를 가져, 동절기 또는 혹한기에 발생할 수 있는 배관 파이프의 동파를 방지하는 전도성 플라스틱 배관 및 이를 이용한 배관 파이프의 동파 방지 시스템을 제공하여 동절기에 발생할 수 있는 배관의 파열을 방지하도록 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전도성 플라스틱 배관은 최내부에 위치하는 배관 파이프과; 상기 배관 파이프의 외부면 상에 형성되어 상기 배관 파이프를 가열하기 위한 발열 수단과; 상기 발열 수단이 형성된 배관 파이프를 감싸는 형태로 이루어지는 피복층을 포함하여 구성된다.

상기 발열 수단은 상기 배관 파이프의 외부면을 감싸는 형태로 이루어지는 발열층일 수 있으며, 이때, 상기 발열층은 도전성 카본 블랙이 20% 내지 50% 함유된 고분자 합성 수지인 것이 바람직하다.

상기 발열 수단은 상기 배관 파이프의 외부 표면에서 라인 형태로 형성되는 발열 패턴일 수 있다.

상기 발열 수단은 상기 배관 파이프의 외부면을 따라 나선형으로 형성된 발 열 패턴 및 상기 배관 파이프의 길이 방향으로 긴, 지그재그의 형태로 형성된 발열 패턴 및 병렬 패턴 중 어느 하나일 수 있다.

상기 발열 패턴과 이웃하는 발열 패턴 사이의 거리가 5㎝ 이하인 것이 바람직하다.

상기 발열 패턴은 도전성 카본 블랙이 20% 내지 50% 함유된 고분자 합성 수지인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 배관 파이프의 동파 방지 시스템은 최내부에 위치하는 배관 파이프, 상기 배관 파이프의 외부면 상에 형성되어 상기 배관 파이프를 가열하기 위한 발열 수단 및 상기 발열 수단이 형성된 배관 파이프를 감싸는 형태로 이루어지는 피복층을 포함하는 전도성 플라스틱 배관과; 상기 발열 수단에 전원을 공급하는 전원 공급부와; 상기 발열 수단 및 전원 공급부 사이에 위치하여 상기 발열 수단의 작동을 제어하는 전원 제어 수단을 포함하여 구성된다.

상기 전원 제어 수단은 0℃ 이하에서 전기 회로상 스위치를 닫도록 하는 바이메탈일 수 있다.

또한, 본 발명의 배관 파이프의 동파 방지 시스템은 최내부에 위치하는 배관 파이프, 상기 배관 파이프의 외부면 상에 일정 공간을 둔채 형성되어 상기 배관 파이프를 가열하기 위한 발열 수단 및 상기 발열 수단이 형성된 배관 파이프를 감싸는 형태로 이루어지는 피복층을 포함하는 전도성 플라스틱 배관과; 상기 발열 수단에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하되, 상기 발열 수단은 상기 배관 파이프에 간격을 두고 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하여 이루어진다.

상기 발열 수단은 상기 배관 파이프의 외부면을 감싸는 형태로 이루어지며, 도전성 카본 블랙이 20% 내지 50% 함유된 고분자 합성 수지로 이루어지는 발열층일 수 있다.

상기 발열 수단은 상기 배관 파이프의 외부 표면에서 라인 형태로 이루어지며, 도전성 카본 블랙이 20% 내지 50% 함유된 고분자 합성 수지로 이루어지는 발열 패턴일 수 있다.

본 발명에 따른 전도성 플라스틱 배관 및 이를 이용한 배관 파이프의 동파 방지 시스템은 자체 발열 구조를 가져, 동절기에 발생할 수 있는 배관의 동파를 방지한다.

또한, 자체에 온도에 따른 전원 공급 여부를 결정할 수 있는 전원 제어 수단을 구비함으로써, 인위적 제어 없이도 동절기에 배관의 동파를 방지할 수 있다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 특징 및 작용들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백하게 드러나게 될 것이다.

첨부된 도면과 연관하여 이하에서 개시되는 상세한 설명은 발명의 바람직한 실시예들을 설명할 의도로서 행해진 것이고, 발명이 실행될 수 있는 형태들만을 나타내는 것은 아니다. 본 발명의 사상이나 범위에 포함된 동일한 또는 등가의 기능들이 다른 실시예들에 의해서도 달성될 수 있음을 주지해야 한다.

도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대한 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 플라스틱 배관을 설명하기 위한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 일 실시예에 따른 전도성 플라스틱 배관(1)은 물, 기름 등의 유체가 이동하는 배관 파이프(10)와, 상기 배관 파이프(10)의 외부면 상에서 상기 배관 파이프(10)을 가열하기 위한 발열 수단(20)과, 상기 발열 수단(20)이 형성된 배관 파이프(10)를 감싸는 형태로 이루어지는 피복층(30)을 포함한다.

상기 배관 파이프(10)는 통상의 배관 파이프로, 그 재질로는 PVC(polyvinyl chloride)가 일반적으로 사용되나, 본 발명에서는 그 재질을 한정하는 것은 아니다.

상기 발열 수단(20)은 상기 배관 파이프(10)의 외부면 상에서 상기 배관 파이프(10)를 감싸는 형태로 이루어진다. 이러한 발열 수단(20)은 전원이 공급될 때, 자체에서 발열하는 것으로, 도전성 카본 블랙이 전체 중량에서 20% 내지 50%, 바람직하게는 20% 내지 35%가 함유된 고분자 합성수지, 예를 들면, PE(polyethylene), PP(polypropylene), PVC와 같은 합성 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 상기 발열 수단(20)이 전기 전도를 주된 목적으로 하는 것보다는 발열을 주된 목적으로 하여 과도한 도전성 카본 블랙의 함량을 요구하지 않기 때문이며, 20% 미만이면 저항이 높아져 충분한 발열이 이루어지지 않고, 50%를 넘으면 과열에 따른 문제가 발생한다.

또한, 도전성 카본 블랙은 퍼니스 블랙과 채널블랙과 같이 Chain(체인) 구조가 잘 발달된 계통을 사용한다.

상기 피복층(30)은 단열 효과 및 절연성이 우수한 물질로 이루어지며, 상기 발열 수단(20)의 외부에서 상기 발열 수단(20)이 형성된 상기 배관 파이프(10)를 감싸는 형태로 이루어진다. 이러한 상기 피복층(30)은 동절기에 외부 한기(寒氣)가 상기 배관 파이프(10) 내부로 침투하는 것을 방지한다. 또한, 상기 피복층(30)은 물이 누수되어 발생할 수 있는 누전으로 인한 전기 화재 등의 사고를 방지하기 위한 것이다.

한편, 상기와 같은 발열 수단(20)은 다양한 방법을 통하여 형성될 수 있다.

예를 들면, 병렬로 설치된 2개 이상의 압출기에서 상기 배관 파이프(10)와 발열 수단(20)을 압출을 통하여 동시에 형성될 수 있다.

또한, 상기 배관 파이프(10)의 외부면에 전도성 플라스틱을 압출하여 관의 표면에 부착하는 방법을 통하여 발열 수단(20)이 형성될 수도 있다.

또한, 전도성 플라스틱이 인쇄된 필름을 상기 배관 파이프(10)에 부착시켜 상기 발열 수단(20)을 형성할 수도 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 플라스틱 배관(1)은 배관 파이프(10)와 일체형으로 형성되어 별도의 발열 수단 및 피복을 구비하지 않고도 전원 연결만으로도 자체발열이 가능하여 동절기에 발생할 수 있는 배관의 동파를 방지할 수 있다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 플라스틱 배관의 발열 패턴이 형성된 구조를 설명하기 위한 평면도이다.

도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 플라스틱 배관은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 배관(1)과 그 구조가 유사하다. 다만, 발열층(20) 대신 발열 패턴(21)이 형성된 구조만이 다르다.

보다 상세히 설명하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 플라스틱 배관은 물, 기름 등의 유체가 이동하는 배관 파이프(10)와, 상기 배관 파이프(10)의 외부면 상에서 상기 배관 파이프(10)을 가열하며, 배관 파이프(10)의 외부 표면에 라인 형태로 형성되는 발열 패턴(21) 형태의 발열 수단과, 상기 발열 수단이 형성된 배관 파이프(10)를 감싸는 형태로 이루어지는 피복층을 포함한다.

이때, 상기 발열 패턴(21)은 상기 배관 파이프(10)의 외부면을 따라 나선형으로 형성될 수 있으며, 또는 상기 배관 파이프(10)의 외부면에서 상기 배관 파이프(10)의 길이방향으로 긴, 지그재그 형태로 형성될 수도 있으며, 또는 상기 배관 파이프(10)의 외부면에서 병렬형태로 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 상기 발열 패턴(21)의 형상을 한정하지는 않는다. 다만 중요한 점은, 상기 발열 패 턴(21)이 이웃하는 발열 패턴(21) 사이의 거리가 5㎝ 이하의 간격을 유지하는 것이 중요하다. 이는 상기 발열 패턴(21) 사이의 거리가 5㎝를 초과하는 경우에는 상기 발열 패턴(21)에 의하여 발생하는 열이 상기 배관 파이프(10)에 충분히 전달되지 않을 수 있기 때문이다.

또한, 상기 발열 패턴(21)이 끝나는 지점에는 상기 발열 패턴(21)과 외부 전원을 연결하기 위한 접점(21a)을 별로로 형성할 수도 있다. 상기 접점(21a)은 전기 전도도가 금속 물질로 이루어질 수 있다.

또한, 발열 패턴(21)은 도 1에 도시된 전도성 플라스틱 배관에 비하여 도전성 카본 블랙의 함량이 높아야 한다. 바람직하게는 도전성 카본 블랙이 20% 내지 50% 바람직하게는 35% 내지 50%가 함유된 고분자 화합물인 것이 바람직하다. 이는 상기 발열 패턴(21)이 상기 배관 파이프(10) 전체를 감싸는 구조로 이루어지지 않고, 라인 형태로 이루어지므로, 보다 많은 전류가 흐르도록 하여 충분한 발열이 이루어지도록 하기 위함이다.

한편 상기의 발열 패턴(21)은 상기 배관 파이프(10)의 외부면에 인쇄하는 방법을 통하여 형성될 수 있다.

또는 상기 발열 패턴(21)은 상기 배관 파이프(10)의 외부면에 사전에 전도성 플라스틱 패턴이 인쇄된 필름을 부착하여 형성될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전도성 플라스틱 배관을 이용한 배관의 동파 방지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동파 방지 시스템은 도 1 및 도 2a 내지 도 2d에 도시된 전도성 플라스틱 배관(1)과, 상기 전도성 플라스틱 배관(1)의 발열 수단에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(2)와, 상기 전도성 플라스틱 배관(1)과 상기 전원 공급부(2)를 전기적으로 연결하는 전원 라인(3)과, 상기 전원 라인(3)의 상기 전도성 플라스틱 배관(1) 및 전원 공급부 사이에 위치하여 상기 발열 수단에 전원 공급을 제어하기 위한 전원 제어 수단(4)을 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 전원 공급부(2)에는 가정에서 일반적으로 사용하는 두꺼비집과 같은 곳에 설치될 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 전원 공급부(2)는 누전에 의한 사고를 방지하기 위하여 누전 차단기(도면상에는 미도시)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 전원 제어 수단(4)은 일종의 온도 감지 센서로 작동하여 일정 온도 이하, 예를 들면, 물의 어는 점인 0℃ 이하에서 상기 전도성 플라스틱 배관(1)의 전발열 수단에 전원 공급부에서 전원을 공급할 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 따라서, 상기 전원 제어 수단(4)은 0℃ 이하에서 전기 회로상의 스위치를 닫도록 하는 바이메탈로 구성됨이 바람직하다.

또는 상기 전원 제어 수단(5)은 발열 수단(20)이 고유하게 보유하는 PTCR(positive temperature coefficient resistance) 특성을 이용할 수도 있다.

즉, 발열 수단(20)에서 도전성 카본 블랙이 고분자 합성 수지에 고르게 분산되면 특정한 온도에서 저항이 급격하게 증가하는 PTCR 특성을 가지게 되므로, 이를 조절하여 일정 온도, 예를 들면, 물의 어는 점인 0℃ 이상에서는 저항이 급격하게 증가하여 전기가 통하지 못하게 됨으로써 발열의 스위칭이 가능하도록 하는 것이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 전도성 플라스틱 배관을 이용한 배관의 동파 방지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 동파 방지 시스템은 도 1 및 도 2a 내지 도 2d에 도시된 전도성 플라스틱 배관(1)의 내부에 별도의 배관, 예를 들어 공동 주택의 층간을 연속으로 지나면서 각 세대를 연결하는 입상배관(pipe)이 구비되어 전도성 플라스틱 배관과 입상배관의 사이에 공간이 형성되도록 하는 것이 가능하다.

즉, 본 발명의 전도성 플라스틱 배관은 입상배관의 둘레에서 별도의 배관을 이루어 하우징 역할을 하면서 입상배관의 동파를 방지하는데, 이때에는 입상배관의 일부에만 선택적으로 발열이 이루어지도록 하여도 열의 대류에 의해 열이 순환하여 모든 입상배관의 동파가 방지되며, 특히 열의 상승특성에 의해 최저 온도를 가지는 옥상층에도 효율적인 동파방지가 가능하게 되는 특성을 나타낸다.

상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관의 동파 방지 시스템은 배관 파이프(10) 및 피복층(30) 사이에 발열층 또는 발열 패턴(21)과 같은 발열 수단(20)을 자체에 구비하여, 동절기 별도의 열선을 설치하거나, 또는 단열재로 배관 파이프를 설치하지 않더라도 배관의 동파를 방지할 수 있다.

또한, 전도성 플라스틱 배관(1)에 선택적으로 전원을 공급하도록 하는 전원 제어 수단(4)을 구비함으로써, 전원 제어를 위하여 인위적 행위를 하지 않더라도 동절기에 배관의 동파를 방지할 수 있다. 즉, 상기 전원 제어 수단(4)이 0℃이하에서만 전원을 공급하여 발열이 이루어지도록 함으로써, 동절기 0℃ 이하에서 상기 전도성 플라스틱 배관(1)의 발열 수단으로 전원이 공급되어 배관의 동파를 방지한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전도성 플라스틱 배관을 이용한 배관의 동파 방지 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1; 전도성 플라스틱 배관 2; 전원 공급부

3; 전원 라인 4; 전원 제어 수단

10; 배관 파이프 20; 발열 수단

30; 피복층

Claims

최내부에 위치하는 배관 파이프과;

상기 배관 파이프의 외부면 상에 형성되어 상기 배관 파이프를 가열하기 위한 발열 수단과;

상기 발열 수단이 형성된 배관 파이프를 감싸는 형태로 이루어지는 피복층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 플라스틱 배관.
제 1항에 있어서,

상기 발열 수단은 상기 배관 파이프의 외부면을 감싸는 형태로 이루어지는 발열층인 것을 특징으로 하는 전도성 플라스틱 배관.
제 2항에 있어서,

상기 발열층은 도전성 카본 블랙이 20% 내지 50% 함유된 고분자 합성 수지인 것을 특징으로 하는 전도성 플라스틱 배관.
제 1항에 있어서,

상기 발열 수단은 상기 배관 파이프의 외부 표면에서 라인 형태로 형성되는 발열 패턴인 것을 특징으로 하는 전도성 플라스틱 배관.
제 4항에 있어서, 상기 발열 수단은

상기 배관 파이프의 외부면을 따라 나선형으로 형성된 발열 패턴,

상기 배관 파이프의 길이 방향으로 긴, 지그재그의 형태로 형성된 발열 패턴 및 병렬 패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 플라스틱 배관.
제 5항에 있어서,

상기 발열 패턴과 이웃하는 발열 패턴 사이의 거리가 5㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 플라스틱 배관.
제4항에 있어서,

상기 발열 패턴은

도전성 카본 블랙이 20% 내지 50% 함유된 고분자 합성 수지인 것을 특징으로 하는 전도성 플라스틱 배관.
최내부에 위치하는 배관 파이프, 상기 배관 파이프의 외부면 상에 형성되어 상기 배관 파이프를 가열하기 위한 발열 수단 및 상기 발열 수단이 형성된 배관 파이프를 감싸는 형태로 이루어지는 피복층을 포함하는 전도성 플라스틱 배관과;

상기 발열 수단에 전원을 공급하는 전원 공급부와;

상기 발열 수단 및 전원 공급부 사이에 위치하여 상기 발열 수단의 작동을 온도에 따라 제어하는 전원 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 파이프의 동파 방지 시스템.
제 8항에 있어서,

상기 전원 제어 수단은 0℃ 이하에서 전기 회로상 스위치를 닫도록 하는 바이메탈인 것을 특징으로 하는 배관 파이프의 동파 방지 시스템.
최내부에 위치하는 배관 파이프,

상기 배관 파이프의 외부면 상에 일정 공간을 둔채 형성되어 상기 배관 파이프를 가열하기 위한 발열 수단 및 상기 발열 수단이 형성된 배관 파이프를 감싸는 형태로 이루어지는 피복층을 포함하는 전도성 플라스틱 배관과;

상기 발열 수단에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하되,

상기 발열 수단은 상기 배관 파이프에 간격을 두고 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배관 파이프의 동파 방지 시스템.
제 8항 또는 9항에 있어서,

상기 발열 수단은 상기 배관 파이프의 외부면을 감싸는 형태로 이루어지며, 도전성 카본 블랙이 20% 내지 50% 함유된 고분자 합성 수지로 이루어지는 발열층인 것을 특징으로 하는 배관 파이프의 동파 방지 시스템.
제 8항 또는 9항에 있어서,

상기 발열 수단은 상기 배관 파이프의 외부 표면에서 라인 형태로 이루어지며, 도전성 카본 블랙이 20% 내지 50% 함유된 고분자 합성 수지로 이루어지는 발열 패턴인 것을 특징으로 하는 배관 파이프의 동파 방지 시스템.