KR20200094403A - Freeze protection pipe having function of vortex generation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 와류 발생 기능을 갖는 동파방지관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수도 등에 사용되는 관의 사이에 구비되어 내부에 수용되는 유체를 유동 및 와류를 발생시켜 관의 동파를 방지하는 동파방지관에 관한 것이다.The present invention relates to a freeze prevention pipe having a vortex generation function, and more specifically, a freeze prevention pipe provided between the pipes used for water supply and the like to flow and vortex a fluid accommodated therein to prevent freezing of the pipe It is about.
일반적으로 수도관 등의 관체는 겨울철 외부 기온이 급격히 낮아지면서 관의 내부에 수용된 유체가 얼게되고, 상기 유체의 부피가 팽창하여 파손되는 사례가 종종 발생한다.In general, a tube body such as a water pipe often has a case in which the fluid contained inside the tube freezes and the volume of the fluid expands and breaks as the outside temperature in the winter decreases rapidly.
이러한 관체의 동파를 방지하기 위하여 종래 단열재로 관체 외부를 감싸거나 관체와 접하는 온수 또는 전기적 열선 등을 통하여 관체 내부 유체의 결빙을 방지하는 방식이 이용된다.In order to prevent such a freezing of the tube body, a method of preventing freezing of the fluid inside the tube body is used through hot water or an electric heating wire or the like that wraps the outside of the tube body with a conventional heat insulating material or contacts the tube body.
그러나, 지하에 매설되는 것이 일반적인 관체의 외부에 단열재를 부착하는 방식이나 별도의 열선을 배치하는 방식은 설치와 시공에 있어서 비용증대를 가져오고 자원의 낭비가 심한 문제점과 매설 후 유지관리가 어려운 단점이 있다.However, the method of attaching insulation to the outside of the tube body, which is usually buried underground, or the method of arranging a separate heating wire, leads to an increase in cost in installation and construction, and a problem of severe waste of resources and difficult maintenance after burial. There is this.
또한, 관체 내부의 유체를 지속적으로 소모하거나 외부로 배출시켜 물의 유동을 발생시킴에 따라 물의 저류를 방지하여 동파를 방지할 수 있으나, 유체의 소모 측면에서 바람직하지 않으며, 배출 시 요구되는 별도의 시설이 요구되는 점에서 마찬가지로 비용증대를 가져오는 문제점이 있다.In addition, by continuously consuming or discharging the fluid inside the tube body, the flow of water can be prevented to prevent freezing due to water flow, but it is not desirable in terms of fluid consumption, and is a separate facility required for discharge. In this regard, there is a problem that the cost increases.
위와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은 동파를 효과적으로 방지하는 동파방지관을 제공하는 것이다.An object of the present invention, invented in view of the above, is to provide a freeze prevention tube that effectively prevents freeze.
또한, 본 발명의 다른 하나의 목적은 시공편의성과 시공비용 절감의 효과를 높이고, 급격한 기온 변화에 대처 가능한 동파방지관을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a freeze prevention tube capable of increasing construction convenience and the effect of reducing construction cost and coping with rapid temperature changes.
상기 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 와류 발생 기능을 갖는 동파방지관은 내부가 중공 형상인 관체, 관체 내부에 구비되며 중심축을 기준으로 회전하는 프로펠러, 중심축과 연결되며 상기 프로펠러를 회전시키는 구동모터, 구동모터의 작동을 제어하는 제어기 및 관체 내측 둘레를 따라 나선상으로 구비되며 프로펠러의 회전에 의해 유동되는 유체에 와류를 발생시키는 나선홈을 포함한다.To achieve the above object, the freeze prevention pipe having a vortex generation function according to the present invention is provided with a hollow tube having a hollow shape inside, a propeller rotating about a central axis, and a driving motor connected to the central axis and rotating the propeller , A controller for controlling the operation of the drive motor and a spiral groove along the inner circumference of the tube body and generating a vortex in the fluid flowing by the rotation of the propeller.
또한, 관체 내부의 유체 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하고, 제어기는, 온도센서에서 측정된 유체 온도가 설정된 기준온도 이하인 경우 상기 구동모터를 작동시킬 수 있다.In addition, it further includes a temperature sensor for measuring the fluid temperature inside the tube body, and the controller can operate the drive motor when the fluid temperature measured by the temperature sensor is equal to or lower than the set reference temperature.
또한, 관체 내부에 구비되며 관체 내부에 수용된 유체의 유량 또는 유속을 측정하는 유체측정센서를 더 포함하고, 제어기는, 유체측정센서에서 측정된 유체의 유량 또는 유속이 설정된 기준치 이하인 경우 구동모터를 작동시킬 수 있다.In addition, it is provided inside the tube body and further includes a fluid measurement sensor for measuring the flow rate or flow rate of the fluid accommodated in the tube body, the controller operates the drive motor when the flow rate or flow rate of the fluid measured by the fluid measurement sensor is below a set reference value. I can do it.
또한, 기준온도는 온도에 의존적인 복수의 구간범위를 가지며, 기준치는 구간범위에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다.In addition, the reference temperature has a plurality of interval ranges depending on the temperature, and the reference value may have different values according to the interval range.
또한, 관체 외부에 구비되며, 온도센서에서 측정된 유체의 온도 또는 유체측정센서에서 측정된 유체의 유량이나 유속을 기록하는 유체상태기록계를 더 포함할 수 있다.In addition, it is provided on the outside of the tube, it may further include a fluid state recorder for recording the flow rate or flow rate of the fluid measured by the temperature sensor or the fluid measured by the temperature sensor.
또한, 프로펠러는 관체의 일단에 구비되어 회전에 따라 유체를 관체의 일단에서 타단 방향으로 이동시키고, 관체의 타단은 개방될 수 있다.In addition, the propeller is provided at one end of the tube body to move the fluid from one end of the tube body to the other direction according to rotation, and the other end of the tube body can be opened.
본 발명의 일실시예에 따르면 관체 중 하나를 대체하여 설치 가능하므로 설치비용이 감소되며, 하나의 동파방지관을 설치함에 따라 폭넓은 범위에서 관체의 동파를 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since it can be installed by replacing one of the tube bodies, the installation cost is reduced, and by installing one anti-freezing tube, it is possible to prevent freezing of the tube in a wide range.
또한, 별도의 열선이나 온수를 공급하는 방식과 비교할 때 유지관리가 용이하며, 관체 내부에 수용되는 유체의 온도나 유량을 측정하여 구동모터를 작동시켜 에너지효율이 우수하다.In addition, it is easy to maintain and compare with the method of supplying a separate hot wire or hot water, and it is excellent in energy efficiency by operating the drive motor by measuring the temperature or flow rate of the fluid contained inside the tube body.
또한, 나선홈을 통해 와류를 형성하므로 폭넓은 범위의 동파를 효과적으로 방지할 수 있으며, 에너지효율이 증대되는 장점이 있다.In addition, since a vortex is formed through a spiral groove, it is possible to effectively prevent a wide range of freezes, and has an advantage of increasing energy efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동파방지관과 흄관의 결합상태를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동파방지관을 나타낸 개념도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 동파방지관을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기의 구동모터 제어를 나타낸 신호흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나선홈을 나타낸 사시도이다.1 is an exemplary view showing a combined state of a freeze prevention tube and a fume tube according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram showing a freeze protection tube according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a freeze protection tube according to an embodiment of the present invention.
4 is a signal flow diagram showing control of a drive motor of a controller according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing a spiral groove according to an embodiment of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments according to the concept of the present invention may be modified in various ways and have various forms, and thus, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiment according to the concept of the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the "inclusive" or "gajida" and the terms are staking the features, numbers, steps, operations, elements, parts or geotyiji to be a combination thereof specify the presence, of one or more other features, integers It should be understood that it does not preclude the existence or addition possibility of steps, actions, components, parts or combinations thereof.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동파방지관과 흄관의 결합상태를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동파방지관을 나타낸 개념도이다.1 is an exemplary view showing a combined state of a freeze prevention tube and a fume tube according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual view showing a freeze prevention tube according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와류 발생 기능을 갖는 동파방지관은 내부가 중공 형상인 관체, 상기 관체 내부에 구비되며 중심축을 기준으로 회전하는 프로펠러, 상기 중심축과 연결되며 상기 프로펠러를 회전시키는 구동모터, 상기 구동모터의 작동을 제어하는 제어기 및 상기 관체 내측 둘레를 따라 나선상으로 구비되며 상기 프로펠러의 회전에 의해 유동되는 유체에 와류를 발생시키는 나선홈을 포함한다.1 and 2, the freeze prevention pipe having a vortex generation function according to an embodiment of the present invention has a hollow tube inside, a propeller provided inside the tube and rotating relative to the central axis, the central axis It is connected to and includes a drive motor for rotating the propeller, a controller for controlling the operation of the drive motor, and a spiral groove provided in a spiral shape along the inner circumference of the tube body to generate a vortex in a fluid flowing by the rotation of the propeller. .
본 발명의 관체는 소재에 제한은 없으나 지하에 매설 시 토압에 충분히 저항할 수 있도록 콘크리트나 기타 강성이 확보된 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 관체는 내부에 중공 형상을 갖고, 내부에 유체가 수용 및 이동된다.The tube body of the present invention is not limited to the material, but is preferably formed of a material secured with concrete or other stiffness to sufficiently resist the earth pressure when buried underground. The tube body has a hollow shape therein, and a fluid is received and moved therein.
본 발명의 일 실시예에서 상기 관체는 기존에 사용되는 흄관에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 상하수도 관로의 시공에 사용되는 흄관은 수구 내부에 삽구가 끼워지는 방식으로 연결되며, 수구와 삽구의 접합의 대표적 예로 소켓이음은 수구의 단부에 소켓이 구비되고 삽구의 단부를 소켓 내부로 삽입하면서 연결시킨다. 본 발명의 관체는 다수의 흄관이 직렬로 접합될 때 어느 하나의 흄관을 대체하여 설치될 수 있다. 즉, 상기 소켓이음 방식의 접합을 가정하면 상기 관체는 일단이 상기 수구에 삽입 가능하고, 타단의 내부로 상기 삽구가 삽입 가능한 구조를 갖는다. 또한, 상기 관체의 직경과 길이는 시공의 편의를 위하여 상기 흄관의 직경 및 길이와 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 관체의 길이는 2500mm이고, 직경은 KS규격에 따른 흄관 호칭에 따라 달라질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the tube body may have a shape corresponding to a conventional fume tube. Specifically, the fume pipe used for the construction of the water supply and sewer pipes is connected in such a way that a scoop is fitted inside the culvert, and as a representative example of the joining of the culvert and the scoop, the socket joint is provided with a socket at the end of the culvert and the end of the culvert into the socket. Connect while inserting. The tube body of the present invention can be installed to replace any one of the fume tube when a plurality of fume tubes are connected in series. That is, assuming the connection of the socket joint method, the tube body has a structure in which one end can be inserted into the culvert and the insert can be inserted into the other end. In addition, the diameter and length of the tube body may be the same as the diameter and length of the fume tube for convenience of construction. For example, the length of the tube body is 2500 mm, and the diameter may vary according to the designation of the fume tube according to the KS standard.
본 발명의 프로펠러는 상기 흄관의 내부에는 구비되며, 중심축을 기준으로 회전하여 상기 흄관 내부에 수용되는 유체를 유동시킨다. 여기서 중심축은 상기 프로펠러의 중심축을 의미하는 것이고, 반드시 상기 흄관의 중심을 의미하는 것을 아니다.The propeller of the present invention is provided inside the fume tube, and rotates about a central axis to flow a fluid accommodated in the fume tube. Here, the central axis means the central axis of the propeller, and does not necessarily mean the center of the fume tube.
상기 프로펠러는 복수의 날개를 가지며, 중심축을 기준으로 복수의 날개가 방사상으로 구비될 수 있다. 유체의 유동에 방향성을 부여하기 위하여 각 날개는 중심축으로부터 멀어질수록 일정한 경사를 가질 수 있다.The propeller has a plurality of wings, and a plurality of wings may be radially provided with respect to the central axis. In order to impart directionality to the flow of fluid, each wing may have a constant inclination as it moves away from the central axis.
본 발명의 일 실시예에서 상기 프로펠러는 상기 관체의 일단에 구비되어 회전에 따라 상기 유체를 상기 관체의 일단에서 타단 방향으로 이동시키고, 상기 관체의 타단은 개방될 수 있다. 이 경우 상기 프로펠러는 상기 관체의 일단에만 구비되어 상기 관체 내부에 수용된 유체를 일 방향으로 유동시킨다. 복수의 관체가 각각 흄관 사이에 배치되는 경우 상기 프로펠러를 통한 유체의 이동방향은 획일화되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 작은 힘으로 프로펠러를 회전시키더라도 폭넓은 상하수도 등의 관 내부 유체를 유동시킬 수 있는 장점이 있다.In one embodiment of the present invention, the propeller is provided at one end of the tube body to move the fluid in one direction from the other end of the tube body according to rotation, and the other end of the tube body may be opened. In this case, the propeller is provided only at one end of the tube body to flow the fluid contained in the tube body in one direction. When a plurality of tube bodies are respectively disposed between the fume tubes, it is preferable that the moving direction of the fluid through the propeller is uniform. Accordingly, even if the propeller is rotated with a small force, there is an advantage that the fluid inside the pipe such as a wide range of water and sewage can flow.
상기 중심축에는 구동모터가 연결되며, 상기 구동모터는 흄관의 내부 또는 외부에 구비될 수 있다. 구동모터가 흄관의 내부에 구비되는 경우 수밀성이 확보되는 것이 바람직하다. 구동모터가 흄관의 외부에 구비되는 경우 흄관의 외측에는 외부 토압으로부터 구동모터를 보호하는 케이스가 결합될 수 있으며, 상기 케이스는 흄관과 나사 등으로 결합되고 케이스의 내부에는 구동모터가 구비되어 구동모터의 위치를 지지한다.A drive motor is connected to the central shaft, and the drive motor may be provided inside or outside the fume tube. When the driving motor is provided inside the fume pipe, it is preferable to ensure water tightness. When the driving motor is provided outside the fume tube, a case for protecting the driving motor from external earth pressure may be coupled to the outside of the fume tube, and the case is coupled with a fume tube and a screw, etc., and a driving motor is provided inside the case. Supports the position of
본 발명의 일 실시예에서 상기 구동모터와 연결되며 구동모터로 전력을 공급하는 발전기를 더 포함할 수 있다. 상기 발전기는 상기 프로펠러와 연결되며, 상기 흄관 내부에서 유동되는 유체의 이동에 따라 발생하는 회전력을 전기에너지로 변환시켜 저장한 후 상기 구동모터로 공급한다. 즉, 평소 수도관 내부의 유체를 소모함에 따라 발생되는 유체의 유동에 따른 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 저장하며, 외부 기온이 급격히 감소하여 유체의 빙결이 예상되는 경우 저장된 에너지를 일시적으로 구동모터로 공급하여 프로펠러를 회전시킨다.In one embodiment of the present invention may be connected to the drive motor further includes a generator for supplying power to the drive motor. The generator is connected to the propeller, converts the rotational force generated by the movement of the fluid flowing inside the fume tube into electrical energy, stores it, and supplies it to the drive motor. That is, the mechanical energy according to the flow of the fluid generated by consuming the fluid inside the water pipe is converted into electrical energy and stored, and when the freezing of the fluid is expected due to the rapid decrease in the external temperature, the stored energy is temporarily transferred to the driving motor. Supply to rotate the propeller.
상기 발전기는 코일, 자성체 및 배터리를 포함할 수 있으며, 상기 코일은 상기 중심축과 연결될 수 있다. 이 경우 상기 프로펠러의 회전과 함께 코일이 회전되며, 상기 코일의 회전 시 자기장의 변화에 따라 코일 내부로 전류가 흐르고, 상기 전류의 이동에 의한 전기적 에너지는 배터리에 저장된다. 코일과 중심축의 연결은 베밸기어 또는 웜기어 등을 통해 프로펠러의 회전운동에 대한 방향성을 변경할 수 있으며, 상기 코일, 자성체 및 배터리는 관체 외부에 구비될 수 있다. 또한, 상기 코일과 자성체는 상기 프로펠러에 결합될 수 있으며, 이 경우 코일 내부를 이동하는 전류에 의해 발생된 전기에너지는 관체 외부에 구비된 배터리에 저장되는 것이 바람직하다.The generator may include a coil, a magnetic body, and a battery, and the coil may be connected to the central axis. In this case, the coil is rotated with the rotation of the propeller, and when the coil is rotated, a current flows into the coil according to a change in the magnetic field, and electrical energy due to the movement of the current is stored in a battery. The connection between the coil and the central axis may change the directionality of the propeller rotational movement through a bevel gear or a worm gear, and the coil, magnetic body, and battery may be provided outside the tube body. In addition, the coil and the magnetic body may be coupled to the propeller, and in this case, it is preferable that the electric energy generated by the current moving inside the coil is stored in a battery provided outside the tube body.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 동파방지관을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기의 구동모터 제어를 나타낸 신호흐름도이다.3 is a block diagram showing a freeze protection tube according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a signal flow diagram showing control of a drive motor of a controller according to an embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제어기는 상기 구동모터의 작동을 제어한다. 상기 제어기를 통한 구동모터의 작동은 특정 알고리즘이 적용될 수 있다.3 and 4, the controller of the present invention controls the operation of the drive motor. A specific algorithm may be applied to the operation of the driving motor through the controller.
본 발명의 일 실시예에서 상기 관체 내부의 유체 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 온도센서에서 측정된 유체 온도가 설정된 기준온도 이하인 경우 상기 구동모터를 작동시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention further includes a temperature sensor for measuring the fluid temperature inside the tube body, and the controller may operate the drive motor when the fluid temperature measured by the temperature sensor is equal to or less than a preset reference temperature.
구체적으로, 상기 온도센서는 상기 관체 내부에 위치되어 유체의 온도를 측정하며, 온도센서에서 측정된 유체의 온도에 대한 정보는 제어기로 전달된다. 상기 제어기는 상기 온도에 대한 정보를 입력받아 설정된 알고리즘에 따라 구동모터를 작동시킨다. 상기 알고리즘은 예를 들어, 상기 기준온도를 0℃로 설정하고, 상기 온도에 대한 정보로부터 유체의 온도가 0℃ 이하인 경우 상기 구동모터를 작동키는 메커니즘을 가질 수 있다.Specifically, the temperature sensor is located inside the tube body to measure the temperature of the fluid, and information about the temperature of the fluid measured by the temperature sensor is transmitted to the controller. The controller receives the information on the temperature and operates the driving motor according to the set algorithm. The algorithm may have, for example, a mechanism for setting the reference temperature to 0° C. and operating the drive motor when the fluid temperature is 0° C. or less from information on the temperature.
다른 예를 들어, 상기 기준온도는 온도에 의존적인 복수의 구간범위를 가질 수 있다. 이 경우 상기 온도에 대한 정보로부터 유체의 온도가 설정된 구간범위에 해당하는 경우 구동모터의 작동 정도를 가변시키는 메커니즘을 가질 수 있다. 상기 설정된 구간범위는 0℃ 내지 2℃, 2℃ 내지 4℃ 등 온도에 의존적으로 구획되는 범위를 의미하며, 제어기는 측정된 유체의 온도가 낮을수록 구동모터의 RPM을 증가시키는 방식으로 구동모터를 제어한다.For another example, the reference temperature may have a plurality of interval ranges depending on temperature. In this case, from the information on the temperature, when the temperature of the fluid falls within a predetermined range, a mechanism for varying the degree of operation of the driving motor may be provided. The set section range means a range dependent on temperature, such as 0°C to 2°C, 2°C to 4°C, and the controller increases the drive motor's RPM by increasing the RPM of the drive motor as the measured fluid temperature is lower. Control.
위와 같이 상기 온도센서와 제어기를 통해 유체의 온도 변화에 대응하여 구동모터를 작동시키므로 동파 방지 기능을 더욱 용이하게 수행할 수 있으며, 유지관리 측면에서 경제성이 우수한 효과를 갖는다.As described above, since the drive motor is operated in response to the temperature change of the fluid through the temperature sensor and the controller, the freeze prevention function can be more easily performed, and it has an excellent economic efficiency in terms of maintenance.
본 발명의 일 실시예에서 상기 관체 내부에 구비되며 상기 관체 내부에 수용된 유체의 유량 또는 유속을 측정하는 유체측정센서를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 유체측정센서에서 측정된 유체의 유량 또는 유속이 설정된 기준치 이하인 경우 상기 구동모터를 작동시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention is provided in the tube body further includes a fluid measurement sensor for measuring the flow rate or flow rate of the fluid contained in the tube body, the controller, the flow rate or flow rate of the fluid measured by the fluid measurement sensor If it is less than the set reference value, the driving motor can be operated.
상기 유체측정센서는 상기 관체 내부에 위치되어 유체의 유량 또는 유속을 측정하며, 유체측정센서에서 측정된 유체의 유량 또는 유속에 대한 정보는 제어기로 전달된다. 유체의 유량을 측정하거나 유체의 유속을 측정하는 구조는 다양할 수 있다.The fluid measurement sensor is located inside the tube to measure the flow rate or flow rate of the fluid, and information about the flow rate or flow rate of the fluid measured by the fluid measurement sensor is transmitted to the controller. The structure for measuring the flow rate of a fluid or measuring the flow rate of a fluid may be various.
상기 제어기는 유량에 대한 정보를 전달받아 유량 또는 유속이 설정된 기준치 이하인 경우 상기 구동모터를 동작시키는데, 상기 제어기는 상기 온도센서에서 측정된 유체의 온도에 대한 정보와 연계하여 상기 구동모터의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.The controller receives the information on the flow rate and operates the drive motor when the flow rate or flow rate is less than or equal to a set reference value. The controller controls the operation of the drive motor in connection with information about the temperature of the fluid measured by the temperature sensor. It is desirable to do.
구체적으로, 관체 내부의 유체는 유동 중인 경우 결빙되지 않으나, 유동이 멈춘 상태, 즉 저류되는 경우 결빙이 시작된다. 본 발명에서는 이 점을 고려하여 유체측정센서를 통해 유동 상태를 측정하고, 측정된 유량이나 유속이 기준치 이하일 때 제어기를 통해 구동모터를 작동시킨다.Specifically, the fluid inside the tube body does not freeze when it is in flow, but when the flow is stopped, that is, when it is stored, freezing starts. In the present invention, the flow state is measured through the fluid measurement sensor in consideration of this point, and the drive motor is operated through the controller when the measured flow rate or flow rate is below a reference value.
본 발명에서 제어기를 통한 구동모터의 제어는 상기 구간범위가 복수인 경우 상기 기준치는 상기 구간범위에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 제1구간범위를 -2℃ 내지 0℃, 제2구간범위를 0℃ 내지 2℃로 가정하면, 상기 측정된 유체의 온도가 제1구간범위에 속할 때, 측정된 유체의 유량 또는 유속이 제1기준치 이하인 경우 구동모터를 작동시키고, 상기 측정된 유체의 온도가 제2구간범위에 속할 때 측정된 유체의 유량 또는 유속이 제2기준치 이하인 경우 구동모터를 작동시키는 등의 방식을 적용할 수 있다.In the present invention, the control of the driving motor through the controller may have different values according to the section range when the section range is plural. For example, as shown in FIG. 4, assuming that the first section range is -2°C to 0°C and the second section range is 0°C to 2°C, the measured fluid temperature will fall within the first section range. When the flow rate or flow rate of the measured fluid is less than or equal to the first reference value, the drive motor is operated. When the temperature of the measured fluid falls within the second range, the flow rate or flow rate of the measured fluid is less than the second reference value. It is possible to apply a method such as operating.
제1기준치는 제2기준치보다 큰 값을 가지는 것이 바람직하며, 예를 들어 제1기준치가 10cm/s인 경우 제2기준치는 5cm/s로 제1기준치보다 작은 값을 갖는다.Preferably, the first reference value has a larger value than the second reference value. For example, when the first reference value is 10 cm/s, the second reference value is 5 cm/s and has a smaller value than the first reference value.
온도가 낮은 제1구간범위에서 제1기준치를 상대적으로 크게 설정하고 온도가 높은 제2구간범위에서 제2기준치를 상대적으로 작게 설정함에 따라, 온도가 낮아 결빙 개연성이 높을 때 결빙을 방지하기 위해 요구되는 유체의 유속이나 유량을 더욱 확보하기 용이한 장점이 있다.As the first reference value is set relatively large in the first section with low temperature and the second reference value is set relatively small in the second section with high temperature, it is required to prevent freezing when the temperature is low and the probability of freezing is high. There is an advantage that it is easy to further secure the flow rate or flow rate of the fluid.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 상기 관체 외부에 구비되며, 상기 온도센서에서 측정된 유체의 온도 또는 상기 유체측정센서에서 측정된 유체의 유량이나 유속을 기록하는 유체상태기록계를 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 again, in one embodiment of the present invention, the fluid is provided outside the tube body and records the temperature of the fluid measured by the temperature sensor or the flow rate or flow rate of the fluid measured by the fluid measurement sensor. A state recorder may be further included.
상기 유체상태기록계는 상기 온도센서나 유체측정센서에 직접 연결되거나 상기 제어기에 연결되어 유체의 온도, 유속 또는 유량을 기록한다. 여기서 기록이란 유체의 온도, 유속 또는 유량(이하, 유체의 상태)에 대한 데이터의 저장을 의미할 수 있다. 이 경우 상기 유체상태기록계는 상기 유체의 상태를 누적하여 저장할 수 있다. 상기 유체상태기록계에서 누적되어 저장된 유체의 상태에 대한 데이터는 상기 제어기로 전송될 수 있다.The fluid state recorder is directly connected to the temperature sensor or the fluid measurement sensor or is connected to the controller to record the temperature, flow rate, or flow rate of the fluid. Here, the recording may refer to storage of data on the temperature, flow rate, or flow rate (hereinafter, the state of the fluid) of the fluid. In this case, the fluid state recorder may accumulate and store the fluid state. Data about the state of the fluid accumulated and stored in the fluid state recorder may be transmitted to the controller.
상기 제어기는, 상기 누적된 데이터로부터 상기 유체의 상태 변화 정도의 시간대를 산출하여 구동모터를 동작시킬 수 있다. 일정 시간을 하나의 주기로 설정하고, 상기 주기를 이루는 시간 중 상기 유체의 온도가 급격히 감소된 경우나 유량 또는 유속이 급격히 변화되는 경우의 시간을 결정할 수 있다. 예를 들어, 산간이나 해안가, 도시 등 장소에 따라 관체 내부 유체의 사용량은 다르고, 시간에 따라서도 유체의 사용량은 다르다. 산간의 경우 시간에 따른 기온차가 크므로, 해안가에 비하여 구동모터를 미리 작동시키거나 프로펠러의 회전수를 증가시켜 유체의 유동 정도를 크게 할 필요가 있고, 아침 시간대와 저녁 시간대에 유체의 사용량이 크므로 상대적으로 유체의 유동 정도를 작게 하여도 무방하다. 상기 제어기는 유체의 온도에 대한 데이터로부터 일교차가 큰 지역으로 판단되는 경우 설정된 계산식에 의해 상기 구간범위의 임계값을 상향 조정하거나 유체의 유량 또는 유속의 상기 기준치를 하향 조정하는 방식으로 장소적 특성을 반영할 수 있으며, 아침 시간대와 저녁 시간대에서 설정된 계산식에 의해 상기 구간범위의 임계값을 하향 조정하거나 상기 기준치를 상향 조정하는 방식으로 시간적 특성을 반영할 수 있다.The controller may operate a driving motor by calculating a time zone of the degree of change in the state of the fluid from the accumulated data. It is possible to set a certain time as one cycle, and determine the time when the temperature of the fluid is rapidly decreased or the flow rate or flow rate is rapidly changed among the times forming the cycle. For example, the amount of fluid used inside the tube body is different depending on the place such as the mountain, the coast, and the city, and the amount of fluid used is different with time. In the case of mountain, the temperature difference with time is large, so it is necessary to increase the degree of fluid flow by operating the drive motor in advance or by increasing the number of propeller rotations, and the amount of fluid used is large in the morning and evening hours. It is also possible to make the flow rate of the fluid relatively small. When the controller determines that the area having a large daily difference from the data on the temperature of the fluid is determined, the threshold value of the section range is adjusted upward or the reference value of the fluid flow rate or flow rate is adjusted downward by a set calculation formula. It can be reflected, and the temporal characteristics can be reflected by adjusting the threshold of the section range downward or adjusting the reference value upward by a calculation formula set in the morning and evening hours.
본 발명에서는 위와 같은 장소와 시간적 특이성을 고려하여 상기 상태기록계를 통해 누적된 데이터를 구축하고, 상기 누적된 데이터를 반영하여 제어기를 통한 구동모터를 작동시키므로 장소와 시간에 따라 구동모터의 작동 정도를 가변시켜 유지 효율을 증대시킬 수 있다.In the present invention, the accumulated data is constructed through the state recorder in consideration of the above place and time specificity, and the driving motor through the controller is operated by reflecting the accumulated data, so the degree of operation of the driving motor according to the place and time is determined. It can be changed to increase the maintenance efficiency.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나선홈을 나타낸 사시도이다.5 is a perspective view showing a spiral groove according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 나선홈은 상기 관체 내측 둘레를 따라 나선상으로 구비된다. 상기 나선홈은 관체의 내측에 나선상의 띠 형상을 가지며, 상기 관체의 내측으로 함입되거나 상기 관체의 외측으로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 함입 또는 돌출된 단면의 형상이나 나선의 촘촘한 정도는 제한되지 않는다.5, the spiral groove of the present invention is provided in a spiral shape along the inner circumference of the tube body. The spiral groove may have a spiral band shape inside the tube body, and may have a shape that is embedded inside the tube body or protrudes outside the tube body. The shape of the indented or projected cross section or the degree of tightness of the spiral is not limited.
상기 나선홈은 관체 내부에 수용되는 유체와 접하여 상기 유체가 유동되는 경우 유체에 와류를 발생시킨다. 위와 같은 와류를 발생시킴에 따라 작은 힘으로 프로펠러를 회전시켜 유체를 유동시키더라도 보다 큰 유동성이 확보될 수 있으며, 상기 관체와 연결된 상하수도 관이나 흄관 등에도 상기 유체의 유동력 또는 이동력이 미쳐 폭넓은 범위에서 동파를 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 구동모터를 통한 프로펠러를 회전시키는 경우 동일한 유체의 유속 또는 유량을 발생시키더라도 와류에 따라 상대적으로 작은 힘으로 가능하여 유지관리에 경제적인 장점이 있다.The spiral groove is in contact with a fluid accommodated inside the tube body to generate a vortex in the fluid when the fluid flows. As the above vortices are generated, even if the fluid is flowed by rotating the propeller with a small force, greater fluidity can be secured, and the flow force or the moving force of the fluid is insane even in the water and sewage pipes or the fume pipe connected to the tube body. It has the advantage of preventing freezing in a wide range. In addition, in the case of rotating the propeller through the driving motor, even when generating the flow rate or flow rate of the same fluid, it is possible with a relatively small force depending on the vortex, which is economical in maintenance.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 동파방지관은 기존에 사용되는 상하수도관 등에 끼워서 사용 가능하며, 시공이 용이하고 경제적인 효과가 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 온도센서나 유체측정센서로부터 측정된 유체의 온도, 유속 또는 유량을 기반으로 제어기를 통해 구동모터를 제어하여 유지관리가 용이하며 환경 변화에 즉각 반응할 수 있어 동파방지기능을 높일 수 있다. 또한, 나선홈을 구비하여 에너지효율을 높일 수 있다.As described above, the freeze prevention pipe according to the present invention can be used by inserting it into an existing water and sewage pipe, etc., and it is easy to construct and has an economical effect. In addition, in one embodiment of the present invention, a drive motor is controlled through a controller based on the temperature, flow rate, or flow rate of a fluid measured from a temperature sensor or a fluid measurement sensor, which is easy to maintain and can respond to environmental changes immediately. The prevention function can be enhanced. In addition, it is possible to increase the energy efficiency by providing a spiral groove.
100 : 관체
110 : 나선홈
200 : 프로펠러
300 : 구동모터
400 : 발전기
500 : 제어기
510 : 온도센서
520 : 유체측정센서
530 : 유체상태기록계
H : 흄관100: tube 110: spiral groove
200: propeller
300: drive motor
400: generator
500: controller 510: temperature sensor
520: fluid measurement sensor
530: fluid state recorder
H: Hume tube
Claims (6)
상기 관체 내부에 구비되며 중심축을 기준으로 회전하는 프로펠러;
상기 중심축과 연결되며 상기 프로펠러를 회전시키는 구동모터;
상기 구동모터의 작동을 제어하는 제어기; 및
상기 관체 내측 둘레를 따라 나선상으로 구비되며 상기 프로펠러의 회전에 의해 유동되는 유체에 와류를 발생시키는 나선홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 와류 발생 기능을 갖는 동파방지관.
A tube body having a hollow shape inside;
A propeller provided inside the tube body and rotating about a central axis;
A drive motor connected to the central axis to rotate the propeller;
A controller that controls the operation of the drive motor; And
And a spiral groove provided in a spiral shape along the inner circumference of the tube body and generating a vortex in a fluid flowing by rotation of the propeller.
상기 관체 내부의 유체 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 온도센서에서 측정된 유체 온도가 설정된 기준온도 이하인 경우 상기 구동모터를 작동시키는 것을 특징으로 하는 와류 발생 기능을 갖는 동파방지관.
According to claim 1,
Further comprising a temperature sensor for measuring the temperature of the fluid inside the tube body,
The controller,
When the fluid temperature measured by the temperature sensor is below the set reference temperature, the freeze prevention tube having a vortex generation function, characterized in that to operate the drive motor.
상기 관체 내부에 구비되며 상기 관체 내부에 수용된 유체의 유량 또는 유속을 측정하는 유체측정센서를 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 유체측정센서에서 측정된 유체의 유량 또는 유속이 설정된 기준치 이하인 경우 상기 구동모터를 작동시키는 것을 특징으로 하는 와류 발생 기능을 갖는 동파방지관.
According to claim 2,
It is provided inside the tube body and further includes a fluid measurement sensor for measuring the flow rate or flow rate of the fluid contained in the tube body,
The controller,
When the flow rate or flow rate of the fluid measured by the fluid measurement sensor is less than or equal to a set reference value, a freeze prevention tube having a vortex generation function, characterized in that the drive motor is operated.
상기 기준온도는 온도에 의존적인 복수의 구간범위를 가지며,
상기 기준치는 상기 구간범위에 따라 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 와류 발생 기능을 갖는 동파방지관.
According to claim 3,
The reference temperature has a plurality of interval ranges depending on the temperature,
The reference value is a freeze prevention pipe having a vortex generation function, characterized in that it has a different value according to the section range.
상기 관체 외부에 구비되며, 상기 온도센서에서 측정된 유체의 온도 또는 상기 유체측정센서에서 측정된 유체의 유량이나 유속을 기록하는 유체상태기록계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와류 발생 기능을 갖는 동파방지관.
According to claim 3,
It is provided outside the tube, and further comprising a fluid state recorder for recording the temperature of the fluid measured by the temperature sensor or the flow rate or flow rate of the fluid measured by the fluid measurement sensor. tube.
상기 프로펠러는 상기 관체의 일단에 구비되어 회전에 따라 상기 유체를 상기 관체의 일단에서 타단 방향으로 이동시키고,
상기 관체의 타단은 개방된 것을 특징으로 하는 와류 발생 기능을 갖는 동파방지관.According to claim 1,
The propeller is provided at one end of the tube body to move the fluid from one end of the tube body to the other end according to rotation,
The other end of the tube body is freeze-resistant tube having a vortex generation function, characterized in that open.
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