KR20160072560A - Valve System for Preventing from Freeze and Burst - Google Patents

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    • E03B7/09—Component parts or accessories
    • E03B7/10—Devices preventing bursting of pipes by freezing
    • E03B7/12—Devices preventing bursting of pipes by freezing by preventing freezing

Abstract

The present invention relates to a freeze prevention valve system which is able to prevent the freeze of pipes by allowing a very small amount of water to pass through the pipes by automatically opening a valve before water is frozen in the pipes if external temperature decreases below a set temperature. The freeze prevention valve system according to the present invention comprises: a temperature sensor which measures a temperature by being installed outside a room; a discharge pipe which is installed to be connected with pipes; a valve body which opens and closes the inside of the pipes by being installed to be able to rotate in the discharge pipe; a valve motor which rotates the valve body in accordance with temperature measured by the temperature sensor; a propeller for power generation which is rotated by water discharged through the discharge pipe by being installed to be able to rotate in the front end part of the discharge pipe; a power generator which generates electricity by the rotation of the propeller for power generation; a battery which stores electricity generated by the power generator; and a hot wire which emits heat by electricity supplied from the battery by being wound on the outer circumferential surface of the discharge pipe.

Description

동파 방지 밸브 시스템{Valve System for Preventing from Freeze and Burst}{Valve System for Preventing from Freeze and Burst}

본 발명은 배관의 동파를 방지하기 위한 밸브 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 온도가 설정 온도 이하로 하강하게 되면 배관 내의 물이 동결되기 전에 자동으로 밸브를 개방하여 배관을 통해 극소량의 물을 흘려줌으로써 배관의 동파를 방지할 수 있는 동파 방지 밸브 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a valve system for preventing freezing of piping, and more particularly, to a valve system for preventing freezing of piping, and more particularly, To prevent the freezing of the piping by flowing the freezing prevention valve system.

주지하는 바와 같이, 동파사고는 수자원 손실은 물론 물의 누출로 인한 건축물의 피해를 발생하고, 동파시설의 보수공사를 위한 막대한 보수비용 등의 손실을 유발하기 때문에 이를 방지하기 위한 노력과 대책이 필요하다.As is well known, damage to buildings caused by water leakage as well as loss of water resources, and loss of huge maintenance costs for repair work of the frozen facilities, and efforts are needed to prevent such accidents .

밀폐된 관로 내부를 유동하는 물은 유동상태에서는 결빙되지 않으나, 유동이 정지된 상태에서 결빙온도에 이르면 물은 얼면서 액체에서 고체로 상변화되어 부피팽창(약 10%)이 일어나고, 이 부피팽창에 따른 압력증가를 관로나 장치에서 수용하지 못하면 동파가 발생하게 된다.The water flowing in the closed channel does not freeze in the fluidized state, but when the freezing temperature is reached at the stopped flow state, the water freezes and changes phase from liquid to solid, resulting in volume expansion (about 10%), If the pressure increase due to the pipe or device is not accommodated, a frost will occur.

이러한 동파사고를 방지하기 위한 일반적인 대책으로서, 보온, 열선시설, 가열장치, 동파 방지 수도 계량기 설치 등의 방법이 있다.As a general countermeasure to prevent such an accident, there is a method such as a heat insulation, a hot wire facility, a heating device, and a frost prevention water meter installation.

그러나, 보온은 외기 온도가 매우 낮을 경우에는 효과가 없으며, 열선시설이나 가열장치는 별도의 가열 에너지와 장치가 요구되고 설치 및 유지 관리가 어려운 문제가 있다. 또한 동파 방지 수도 계량기 역시 동파 방지를 근원적으로 방지할 수 없는 문제점이 있다.However, the heating is not effective when the outside air temperature is very low, and there is a problem that the heating wire and the heating device require separate heating energy and equipment and are difficult to install and maintain. In addition, there is also a problem that prevention of freezing can not be fundamentally prevented in the freeze prevention water meter.

대한민국 등록특허 제10-0959416호(2010년 05월 14일 등록)Korean Registered Patent No. 10-0959416 (registered on May 14, 2010)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 외부 온도가 설정 온도 이하로 하강하게 되면 배관 내의 물이 동결되기 전에 자동으로 밸브를 개방하여 배관을 통해 극소량의 물을 흘려줌으로써 배관의 동파를 방지할 수 있는 동파 방지 밸브 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for automatically opening a valve before water in a pipe is frozen when an external temperature falls below a predetermined temperature, And to provide a freezing prevention valve system capable of preventing freezing of piping.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동파 방지 밸브 시스템은, 실외에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서와; 배관과 연통되게 설치되는 배출관과; 상기 배출관 내에 회전 가능하게 설치되어 배출관 내부를 개폐하는 밸브체와; 상기 온도센서에 의해 측정된 온도에 따라 밸브체를 회전시키는 밸브구동모터와; 상기 배출관의 전단부에 회전 가능하게 설치되어 배출관을 통해 배출되는 물에 의해 회전하는 발전용 프로펠러와; 상기 발전용 프로펠러의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기와; 상기 발전기에 의해 생산된 전력을 저장하는 배터리와; 상기 배출관의 외면에 권선되어 상기 배터리에서 공급된 전원에 의해 발열하는 열선을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a freeze prevention valve system including: a temperature sensor installed outside a room to measure temperature; A discharge pipe connected to the pipe; A valve body rotatably installed in the discharge pipe to open and close the discharge pipe; A valve drive motor for rotating the valve body according to the temperature measured by the temperature sensor; A power generating propeller rotatably installed at a front end of the discharge pipe and rotated by water discharged through a discharge pipe; A generator for generating electric power by rotation of the propeller for power generation; A battery for storing electric power produced by the generator; And a heat wire wound on an outer surface of the discharge pipe and generating heat by a power source supplied from the battery.

본 발명에 따르면, 외부의 온도가 설정된 온도 이하로 하강하면, 자동으로 배출관이 개방되면서 배출관을 통해 소량의 물이 외부로 배출되어 배관 내의 물이 계속 유동할 수 있게 되므로 동파가 방지될 수 있게 된다. According to the present invention, when the outside temperature falls below a set temperature, a discharge pipe is automatically opened, and a small amount of water is discharged to the outside through the discharge pipe so that water in the pipe can be continuously flowed, .

또한 배출되는 물에 의해 발전용 프로펠러가 회전하여 전기를 생산하고, 생산된 전기를 열선 및 밸브체의 작동에 사용하므로 전력 소모량을 최소화할 수 있는 효과도 있다.In addition, since the power generating propeller rotates to generate electricity by the discharged water, and the generated electricity is used for the operation of the hot wire and the valve body, the power consumption can be minimized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동파 방지 밸브 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 동파 방지 밸브 시스템의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 동파 방지 밸브 시스템의 정면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 동파 방지 밸브 시스템의 요부 단면도로, 도 4는 밸브체에 의해 배출관이 폐쇄된 상태이고, 도 5는 밸브체가 회전하여 배출관이 개방된 상태이다. 1 is a perspective view of a freeze protection valve system according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of the anti-freeze valve system of Fig. 1. Fig.
3 is a front view of the anti-freeze valve system of Fig.
4 and 5 are cross-sectional views of main parts of the anti-freeze valve system of Fig. 1, Fig. 4 is a state in which the discharge tube is closed by the valve body, and Fig. 5 is a state in which the discharge tube is opened by rotating the valve body.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 동파 방지 밸브 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a freeze prevention valve system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동파 방지 밸브 시스템은, 실외에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서와; 배관(1)과 연통되게 설치되는 배출관(10)과; 상기 온도센서에 의해 측정된 온도에 따라 상기 배출관(10) 내에 회전 가능하게 설치되어 배출관(10) 내부를 개폐하는 밸브체(20)와; 상기 밸브체(20)를 회전시키는 밸브구동모터(30)와; 상기 배출관(10)의 전단부에 회전 가능하게 설치되어 배출관(10)을 통해 배출되는 물에 의해 회전하는 발전용 프로펠러(40)와; 상기 발전용 프로펠러(40)의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기(45)와; 상기 발전기(45)에 의해 생산된 전력을 저장하는 배터리(46)와; 상기 배출관(10)의 외면에 권선되어 상기 배터리(46)에서 공급된 전원에 의해 발열하는 열선(60); 및 상기 배출관(10)과 상기 밸브구동모터(30)와 발전기(45)와 배터리(46), 회로기판 등의 부품이 외부로 노출되지 않게 상기 배출관(10)의 외측을 둘러싸면서 설치되는 보호커버(70)를 포함한 구성으로 이루어진다.1 to 5, an anti-freeze valve system according to an embodiment of the present invention includes a temperature sensor installed outside the room and measuring temperature; A discharge pipe (10) installed to communicate with the pipe (1); A valve body (20) rotatably installed in the discharge pipe (10) according to a temperature measured by the temperature sensor and opening / closing the inside of the discharge pipe (10); A valve drive motor (30) for rotating the valve body (20); A power generating propeller 40 rotatably installed at a front end of the discharge pipe 10 and rotated by water discharged through the discharge pipe 10; A generator 45 for generating electric power by rotation of the propeller 40 for power generation; A battery (46) for storing electric power produced by the generator (45); A heating wire (60) wound on an outer surface of the discharge pipe (10) and generating heat by a power source supplied from the battery (46); And a protective cover 40 installed to surround the outside of the discharge pipe 10 so that the discharge pipe 10, the valve driving motor 30, the generator 45, the battery 46, (70).

상기 온도센서(미도시)는 실외, 예를 들어 엘리베이터 옆의 상수도관에 설치되어 온도를 감지한다. The temperature sensor (not shown) is installed outdoors, for example, in a water pipe next to the elevator, and senses the temperature.

상기 밸브체(20)는 중앙에 물이 배출되는 관통공(21)이 형성되며 배출관(10)의 직경과 동일한 직경을 갖는 볼밸브로 구성될 수 있다. 상기 밸브체(20)는 밸브구동모터(30)와 연결되어 밸브구동모터(30)에 의해 회전하면서 배출관(10)을 개폐하는 작용을 한다. The valve body 20 may include a ball valve having a through hole 21 through which water is discharged at the center and having a diameter equal to the diameter of the discharge pipe 10. The valve body 20 is connected to the valve driving motor 30 and rotates by the valve driving motor 30 to open and close the discharge pipe 10.

그리고, 상기 밸브체(20)를 회전시키기 위한 밸브구동모터(30)는 AC 서보모터를 이용하여 구성할 수 있다. The valve drive motor 30 for rotating the valve body 20 can be constructed using an AC servo motor.

상기 배출관(10)의 전방부에는 상기 배출관(10)보다 큰 직경을 갖는 원통형의 프로펠러하우징(42)이 편심되게 설치되고, 상기 프로펠러하우징(42)의 중심부에는 상기 발전용 프로펠러(40)의 중심부가 회전 가능하게 연결되는 회전축(43)이 설치된다. A cylindrical propeller housing 42 having a diameter larger than that of the discharge pipe 10 is eccentrically installed at a front portion of the discharge pipe 10 and a center portion of the propeller housing 42 A rotating shaft 43 is rotatably connected.

또한 상기 프로펠러하우징(42)의 전단부에는 외부로부터의 이물질 침입을 방지하고 물은 외부로 용이하게 배출할 수 있도록 하기 위해 이물질을 걸러내는 거름망(50)이 설치된다. The front end of the propeller housing 42 is provided with a filtering net 50 for filtering out foreign matter so as to prevent foreign matter from entering from the outside and to easily discharge the water to the outside.

상기 보호커버(70)는 'ㄷ'자 형태로 된 2개의 플레이트의 양단부가 볼트(71)와 너트 또는 나사와 같은 체결수단에 의해 상호 결합되어, 부품의 교체나 수리를 위해 보호커버(70)를 분해 및 조립할 수 있다. Both ends of the two 'C' shaped plates of the protective cover 70 are coupled to each other by fastening means such as a bolt 71 and a nut or a screw, Can be disassembled and assembled.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동파 방지 밸브 시스템은 다음과 같이 작동한다. The anti-freeze valve system of the present invention configured as described above operates as follows.

상기 온도센서(미도시)에 의해 감지된 외부의 온도가 설정 온도, 예를 들어 -2℃ 이하에 도달하면, 밸브구동모터(30)의 작동을 제어하는 컨트롤러로 상기 온도센서의 신호가 전송되고, 컨트롤러는 열선(60)에 일정 시간 동안(예를 들어 5분) 전원을 공급하여 발열시켜 배출관(10)을 가열한 다음, 열선(60)의 작동을 멈추고 밸브구동모터(30)를 작동시킨다. When the external temperature detected by the temperature sensor (not shown) reaches a set temperature, for example, -2 DEG C or less, the signal of the temperature sensor is transmitted to the controller for controlling the operation of the valve drive motor 30 , The controller supplies power to the heating wire 60 for a predetermined time (for example, 5 minutes) to generate heat to heat the discharge tube 10, then stops the heating wire 60 and operates the valve driving motor 30 .

상기 밸브구동모터(30)의 작동에 의해 밸브체(20)가 설정된 각도(예를 들어 90°)로 회전하여 배출관(10)을 개방한다. 상기 밸브체(20)가 배출관(10) 내부를 개방하게 되면 배관(1) 내의 물이 밸브체(20)의 관통공(21)을 통해 극소량씩 외부로 배출되어 배관(1)의 내의 동파가 방지된다. The valve body 20 is rotated at a predetermined angle (for example, 90 degrees) by the operation of the valve driving motor 30 to open the discharge tube 10. When the valve body 20 opens the inside of the discharge pipe 10, the water in the pipe 1 is discharged to the outside through the through holes 21 of the valve body 20 so that the inside wave of the pipe 1 .

이 때 배출관(10)을 통해 배출되는 물에 의해 발전용 프로펠러(40)가 회전하게 되고, 발전기(45)에 전기가 생성된다. 상기 발전기(45)에서 생성된 전기는 배터리(46)에 저장되어 향후 상기 열선(60)과 밸브구동모터(30)를 구동시키는 전원으로 사용된다. At this time, the power generation propeller 40 is rotated by the water discharged through the discharge pipe 10, and electricity is generated in the generator 45. The electricity generated by the generator 45 is stored in the battery 46 and used as a power source for driving the heat ray 60 and the valve driving motor 30 in the future.

상기 온도센서에 의해 측정된 외부 온도가 설정된 온도 이상으로 상승하게 되면, 다시 밸브구동모터(30)가 밸브체(20)를 90°로 회전시켜 배출관(10)을 폐쇄한다. When the external temperature measured by the temperature sensor rises above the set temperature, the valve driving motor 30 rotates the valve body 20 by 90 degrees to close the discharge tube 10.

이와 같이 본 발명에 따르면, 외부의 온도가 설정된 온도 이하로 하강하면, 일정 시간 동안 열선(60)이 작동한 후 밸브체(20)가 회전하여 배출관(10)이 개방되고, 배출관(10)을 통해 소량의 물이 외부로 배출되어 배관(1) 내의 물이 계속 유동할 수 있게 되므로 동파가 방지될 수 있게 되는 것이다. As described above, according to the present invention, when the temperature of the outside is lowered to a predetermined temperature or lower, after the heating wire 60 is operated for a predetermined time, the valve body 20 is rotated to open the discharge tube 10, So that a small amount of water can be discharged to the outside and the water in the pipe 1 can continue to flow, so that the freezing can be prevented.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. And it is to be understood that such modified embodiments belong to the scope of protection of the present invention defined by the appended claims.

1 : 배관 10 : 배출관
20 : 밸브체 21 : 관통공
30 : 밸브구동모터 40 : 발전용 프로펠러
42 : 프로펠러하우징 45 : 발전기
46 : 배터리 50 : 거름망
60 : 열선 70 : 보호커버1: piping 10: discharge pipe
20: valve body 21: through hole
30: Valve drive motor 40: Power generation propeller
42: propeller housing 45: generator
46: Battery 50: Filter
60: heat line 70: protective cover

Claims (5)

실외에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서와;
배관과 연통되게 설치되는 배출관(10)과;
상기 배출관(10) 내에 회전 가능하게 설치되어 배출관(10) 내부를 개폐하는 밸브체(20)와;
상기 온도센서에 의해 측정된 온도에 따라 밸브체(20)를 회전시키는 밸브구동모터(30)와;
상기 배출관(10)의 전단부에 회전 가능하게 설치되어 배출관(10)을 통해 배출되는 물에 의해 회전하는 발전용 프로펠러(40)와;
상기 발전용 프로펠러(40)의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기(45)와;
상기 발전기(45)에 의해 생산된 전력을 저장하는 배터리(46)와;
상기 배출관(10)의 외면에 권선되어 상기 배터리(46)에서 공급된 전원에 의해 발열하는 열선(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 동파 방지 밸브 시스템.A temperature sensor installed outdoors to measure temperature;
A discharge pipe (10) installed in communication with the pipe;
A valve body 20 rotatably installed in the discharge pipe 10 to open and close the inside of the discharge pipe 10;
A valve drive motor (30) for rotating the valve body (20) according to the temperature measured by the temperature sensor;
A power generating propeller 40 rotatably installed at a front end of the discharge pipe 10 and rotated by water discharged through the discharge pipe 10;
A generator 45 for generating electric power by rotation of the propeller 40 for power generation;
A battery (46) for storing electric power produced by the generator (45);
And a heat ray (60) wound on an outer surface of the discharge pipe (10) and generating heat by a power source supplied from the battery (46). 제1항에 있어서, 상기 밸브체(20)는 중앙에 물이 배출되는 관통공(21)이 형성되며 배출관(10)의 직경과 동일한 직경을 갖는 볼밸브인 것을 특징으로 하는 동파 방지 밸브 시스템.The freeze prevention valve system according to claim 1, wherein the valve body (20) is a ball valve having a through hole (21) through which water is discharged at the center and having the same diameter as the diameter of the discharge pipe (10). 제1항에 있어서, 상기 배출관(10)의 전방부에 배출관(10)보다 큰 직경을 갖는 원통형의 프로펠러하우징(42)이 편심되게 설치되고, 상기 프로펠러하우징(42)의 중심부에 상기 발전용 프로펠러(40)의 중심부가 회전 가능하게 연결되는 회전축(43)이 설치된 것을 특징으로 하는 동파 방지 밸브 시스템.The propeller pump according to claim 1, wherein a cylindrical propeller housing (42) having a larger diameter than a discharge pipe (10) is eccentrically installed in a front portion of the discharge pipe (10) (43) is rotatably connected to the center of the rotor (40). 제3항에 있어서, 상기 프로펠러하우징(42)의 전단부에 외부로부터의 이물질 침입을 방지하기 위해 이물질을 걸러내는 거름망(50)이 설치된 것을 특징으로 하는 동파 방지 밸브 시스템.The freeze prevention valve system according to claim 3, wherein a filtering net (50) for filtering out foreign matter is installed at the front end of the propeller housing (42) to prevent foreign matter from entering from the outside. 제1항에 있어서, 상기 배출관(10)과 상기 밸브구동모터(30)와 발전기(45) 및 배터리(46)가 외부로 노출되지 않게 상기 배출관(10)의 외측을 둘러싸면서 설치되는 보호커버(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동파 방지 밸브 시스템.
A protective cover (1) according to claim 1, wherein the discharge pipe (10), the valve driving motor (30), the generator (45), and the battery (46) 70). ≪ / RTI >
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