KR20140063132A - 동파방지밸브 - Google Patents

Abstract

일측에 유입구가 형성되는 유체유동관과, 상기 유입구에 의해 상기 유체유동관과 연통되며, 유입된 유체가 배출되는 배출구가 형성되는 밸브하우징과, 상기 밸브하우징의 내부에 구비되어 유체의 온도변화에 탄성력이 변경되는 탄성부재 및, 상기 탄성부재와 배출구의 사이에 구비되어 상기 탄성부재에 의해 상기 배출구를 개방 또는 폐쇄시키는 개폐부재로 구성되는 것을 특징으로 하여, 유체유동관의 유체의 흐름을 지속되게 함으로써 유체의 결빙에 따른 유체유동관의 동파를 방지할 수 있는 동파방지밸브에 관한 것이다.

Description

동파방지밸브 {Anti-freeze valve}

본 발명은 동파방지밸브에 관한 것으로, 유체유동관의 유체의 흐름을 지속되게 함으로써 유체의 결빙에 따른 유체유동관의 동파를 방지할 수 있는 동파방지밸브에 관한 것이다.

일반적으로 동절기에 영하의 온도가 수일간 지속되면 물의 움직임이 없는 수도관이 얼어버려 물을 사용할 수 없게 되거나 동파 되어 가정 및 산업분야에서 발생되는 경제적 손실이 막대하다.

이러한, 수도관의 동파방지를 위해 동파방지팩 또는 열선이 사용되고 있으나 동파방지팩의 경우 매번 갈아주어야 하는 번거로움이 있고, 열선의 경우에는 화재의 위험이 있다. 또한, 수도관을 잠그지 않고 물이 흐르게 될 경우 물이 얼지 않는다는 점에 착안하여, 각종 수도배관의 잠금장치를 미소하게 개방하여 물을 흐르게 하여 동파를 방지할 수 있는데 이것은 매우 번거로우며 물이 낭비되는 문제점이 있어 왔다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0901269호 "온도감응형 유체흐름 단속장치"(이하 선행기술로 표기함)가 사용되고 있다. 이것은 일정 온도에서 원래의 형상으로 돌아가려는 형상기억합금을 이용한 온도감응수단이 온도 저하에 따라 수축되어 유체의 흐름을 단속하여 유체의 흐름을 유지시키는 구조를 가진다.

그러나, 이와 같은 상기 선행기술은 복잡한 작동구조로 인해 수도배관 상에 설치가 까다롭고 복잡하며 유지보수가 난해한 문제점이 있어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 형상기억합금을 이용한 간단한 밸브구조를 적용하여 유체의 온도가 빙점에 도달하면 유체유동관의 유체를 외부로 배출시켜 유체의 흐름을 지속되게 함으로써 유체유동관의 동파를 방지할 수 있는 동파방지밸브를 제공하는 것에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 동파방지밸브는, 일측에 유입구가 형성되는 유체유동관과, 상기 유입구에 의해 상기 유체유동관과 연통되며, 유입된 유체가 배출되는 배출구가 형성되는 밸브하우징과, 상기 밸브하우징의 내부에 구비되어 유체의 온도변화에 탄성력이 변경되는 탄성부재 및, 상기 탄성부재와 배출구의 사이에 구비되어 상기 탄성부재에 의해 상기 배출구를 개방 또는 폐쇄시키는 개폐부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한, 상기 탄성부재는 형상기억합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 개폐부재는 미리 정해진 곡률로 탄성 절곡되고 상면이 상기 탄성부재와 결합되는 절곡부가 형성되며, 상기 절곡부는 상기 탄성부재에 의해 상기 배출구와 이격 또는 밀착되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

형상기억합금을 이용한 간단한 밸브구조를 적용함으로써 일반적인 수도배관에 설치가 간편하고, 유지보수가 용이한 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 동파방지밸브의 폐쇄 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 동파방지밸브의 개방 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 동파방지밸브가 상온에서 폐쇄된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 동파방지밸브가 빙점에 도달한 온도에서 개방된 상태를 나타낸 사시도이다.

상기 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 동파방지밸브는 유체유동관(100), 밸브하우징(200), 탄성부재(300) 및 개폐부재(400)로 구성된다.

먼저, 상기 유체유동관(100)은 수도배관 등과 같이 내부에 유체가 흐르는 관이며 일측에 유입구(110)가 형성된다. 그리고, 상기 밸브하우징(200)은 유입구(110)를 통해 유체유동관(100)과 연통되며, 유입된 유체가 배출되는 배출구(210)가 형성된다. 이러한, 상기 밸브하우징(200)은 유체유동관(100)이 외부에 노출되어 동절기에 동파가 예상되는 곳에 설치되며, 상기 밸브하우징(200)은 유체유동관(100)의 외주면에 수밀가능하게 설치되는 것이 바람직할 것이다. 여기서, 상기 유입구(110)는 밸브하우징(200)의 내부로 유체가 유입되도록 유체유동관(100)에 형성된다. 그리고, 상기 배출구(210)는 밸브하우징(200)의 일측에 형성되어 밸브하우징(200) 내부로 유입된 유체가 배출되게 하여 유체유동관(100)의 유체의 흐름을 지속되게 할 수 있다.

다음으로, 상기 탄성부재(300)와 개폐부재(400)를 서로 연관지어 설명하면 다음과 같다. 상기 탄성부재(300)는 밸브하우징(200)의 내부에 구비되어 유체의 온도변화에 의해 탄성력이 변경된다. 구체적으로 설명하면, 상기 탄성부재(300)는 형상기억합금(shape memory alloy) 와이어를 이용하여 탄성력을 가지는 스프링 형상으로 형성되되, 섭씨 0°에서 2°이하의 범위(이하, "제1 온도범위"로 표기함)에서 탄성력을 잃게 되며 섭씨 5°에서 6°이상의 범위(이하, "제2 온도범위"로 표기함)에서는 탄성력이 복원되도록 형성된다. 여기서, 상기 탄성부재(300)는 유입구(110)를 통해 유입되는 유체가 빙점에 도달하는 온도인 제1 온도범위를 감지하는 센서의 역할을 담당해야 하므로 상기 밸브하우징(200)의 내부에 형성되되 유체유동관(100) 외주면의 유입구(110)측에 구비되는 것이 바람직할 것이다.

이어서, 상기 개폐부재(400)는 상기 탄성부재(300)와 배출구(210)의 사이에 구비되어 상기 탄성부재(300)에 의해 상기 배출구(210)를 개방 또는 폐쇄시킨다. 자세하게는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 개폐부재(400)는 밸브하우징(200)의 배출구(210)가 형성된 내면에 접합되되 상기 개폐부재(400)의 일측에 미리 정해진 곡률로 탄성 절곡되고, 절곡되어진 상면이 탄성부재(300)와 결합되는 절곡부(410)가 형성된다. 따라서, 상기 절곡부(410)는 탄성부재(300)의 탄성력이 변경됨에 따라 상기 배출구(210)와 이격 또는 밀착가능하게 된다.

이와 같은, 상기 탄성부재(300)는 제작 시에 상기 절곡부(410)의 미리 정해진 곡률로 탄성 절곡되려는 힘(이하 "휘는 힘"이라 표기함)을 극복하여 상기 절곡부(410)를 가압할 수 있는 탄성력이 부여되도록 제작된다. 즉, 상기 탄성부재(300)는 제1 온도범위에서 탄성력을 잃게 되어 절곡부(410)의 휘는 힘에 의해 수축됨으로써 상기 절곡부(410)는 배출구(210)로부터 이격되어 상기 배출구(210)가 개방된며 제2 온도범위에서는 탄성력이 복원되어 원래의 형상으로 돌아오는 동시에 절곡부(410)를 가압하여 상기 절곡부(410)가 배출구(210)와 밀착됨으로써 상기 배출구(210)를 폐쇄시킨다. 여기서 알 수 있듯이 상기 개폐부재(400)는 절곡부(410)의 특성이 반영될 수 있는 탄성이 우수하고 내부식성이 강한 재질의 금속으로 형성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 탄성부재(300)와 개폐부재(400)의 결합관계를 종합하면, 유체의 온도가 제2 온도범위에서 상기 탄성부재(300)는 탄성력을 가지는 스프링 형상을 유지하게 되므로 상기 절곡부(410)는 탄성부재(300)의 탄성력에 의해 가압 됨에 따라 배출구(210)와 밀착되어 상기 배출구(210)를 폐쇄할 수 있게 된다. 이와 반대로, 유체의 온도가 제1 온도범위에서는 상기 탄성부재(300)는 탄성력을 잃게 되고 상기 절곡부(410)의 휘는 힘에 의해 수축됨에 따라 상기 절곡부(410)는 배출구(210)로부터 이격되어 상기 배출구(210)가 개방된다. 여기서, 상기 탄성부재(300)와 개폐부재(400)는 상호 연동되어 배출구(210)을 개폐시키는 밸브역할을 담당하는 것을 알 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 동파방지밸브의 작동과정을 유체의 온도변화를 기준으로 살펴보면 다음과 같다.

제2 온도범위에서 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 유체유동관(100)의 유체가 유입구(110)을 통해 밸브하우징(200)으로 유입되며, 상기 탄성부재(300)는 본래의 형상을 유지하여 상기 개폐부재(400)의 절곡부(410)를 가압하게 됨으로써 상기 배출구(210)를 폐쇄하게 된다.

한편, 제1 온도범위에서 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 유체유동관(100)의 유체가 유입구(110)을 통해 밸브하우징(200)으로 유입되며, 상기 탄성부재(300)는 탄성력을 잃게 되어 상기 개폐부재(400)의 절곡부(410)에 의해 압축된다. 이와 더불어 상기 절곡부(410)은 탄성부재(300)측으로 절곡되어 상기 배출구(210)와 이격됨으로써 상기 배출구(210)를 개방하게 된다. 결과적으로, 본 발명의 동파방지밸브는 상기 유체유동관(100)의 유체가 빙점에 도달하게 되면 배출구(210)를 통해 유체를 배출시켜 유체유동관(100)의 유체의 흐름을 지속되게 하여 동파를 방지할 수 있게 된다.

이상과 같이, 형상기억합금을 이용한 간단한 밸브구조를 적용하여 유체의 온도가 빙점에 도달하면 유체유동관의 유체를 외부로 배출시켜 유체의 흐름을 지속되게 함으로써 유체유동관의 동파를 방지할 수 있는 동파방지밸브를 제공하는 것을 기본적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에게 있어서 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 유체유동관 110: 유입구
200: 밸브하우징 210: 배출구
300: 탄성부재 400: 개폐부재
410: 절곡부

Claims (3)

1. 일측에 유입구(110)가 형성되는 유체유동관(100);과,
   상기 유입구(110)에 의해 상기 유체유동관(100)과 연통되며, 유입된 유체가 배출되는 배출구(210)가 형성되는 밸브하우징(200);과,
   상기 밸브하우징(200)의 내부에 구비되어 유체의 온도변화에 의해 탄성력이 변경되는 탄성부재(300); 및,
   상기 탄성부재(300)와 배출구(210)의 사이에 구비되어 상기 탄성부재(300)에 의해 상기 배출구(210)를 개방 또는 폐쇄시키는 개폐부재(400);로 구성되는 것을 특징으로 하는 동파방지밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄성부재(300)는 형상기억합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동파방지밸브.
3. 제1항에 있어서,
   상기 개폐부재(400)는 미리 정해진 곡률로 탄성 절곡되고 상면이 상기 탄성부재(300)와 결합되는 절곡부(410)가 형성되며, 상기 절곡부(410)는 상기 탄성부재(300)에 의해 상기 배출구(210)와 이격 또는 밀착되는 것을 특징으로 하는 동파방지밸브.

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