KR100475672B1 - 가스 누출 검출용 거품액 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 누출 검출용 거품액에 관한 것으로서 미세한 거품을 갖는 비누액으로 이루어지며 연료 가스에 인위적으로 첨가되는 부취제와 반응하여 염화 수소를 발생하여 색을 변화시키는 금속 염화물, 금속질산염 또는 금속황산염의 염료가 첨가된다. 따라서, 거품액이 연료 가스의 부취제와 반응하면 색이 변하므로 배관에서 미세한 량의 연료 가스가 누출되어도 쉽게 확인할 수 있어 점검이 용이할 뿐만 아니라 누출 위치를 알 수 있다.

Description

가스 누출 검출용 거품액{Soap bubble for detecting leak gas}
본 발명은 가스 누출의 검출에 관한 것으로서, 특히, 가스와 접촉되어 변색되는 것에 의해 가스가 누출되는 것을 검출할 수 있는 가스 누출 검출용 거품액에 관한 것이다.
최근, 액화천연가스(Liquid Natural Gas : 이하, LNG라 칭함) 또는 액화프로판가스(Liquid Propane Gas : 이하, LPG라 칭함) 등의 가스 연료의 사용량이 증가되고 있다. 이러한 이유는 가스 연료는 값이 저렴하고 사용이 간편할 뿐만 아니라 배기 가스가 거의 없어 대기를 오염시키지 않으므로가정용 뿐만 아니라 자동차 연료 및 산업용 연료의 사용이 증가되기 때문이다. 가스 연료는 기화되기 쉬우므로 밀폐된 용기나 배관을 통해 소비자에게 공급된다.
그러나, 가스 연료는 용기와 배관 또는 배관과 배관의 이음새 등에서 공기 중으로 누출되기 쉬운데, 공기 중으로 누출된 가스는 폭발되어 인명 및 재산 상의 손실을 초래하게 된다. 그러므로, 가스 누출을 쉽게 인지할 수 있도록 하기 위해 가스에 악취를 내는 부틸 메르캅탄(Butyl Mercaptan : C4H10S), 이소프로필 메르캅탄(Isopropyl Mercaptan : C3H8S), 에틸 메르캅탄(Ethyl Mercaptan : C2 H6S), 디메틸 설파이드(Dimethyl Sulfide : C2H6S), 메틸 에틸 설파이드(Methyl Ethyl Sulfide : C3H8S) 또는 테트라히드로티오펜(Tetrahydro-thiophene : C4H 8S) 등의 유기황 화합물로 이루어진 부취제를 첨가한다.
그러나, 연로 가스에 부취제를 첨가하여도 가스 누출시 사람이 냄새를 맡지 못하는 경우가 발생되므로 가스 배관을 정기적 또는 비정기적으로 검사를 실시하여 가스의 누출을 방지하여야 한다.
일반적으로 가스의 누출 검사에 있어 휴대용 가스 검지기, 경보기 및 비누액 등이 사용되고 있다. 상기에서 휴대용 가스 검지기 및 경보기는 공기 중의 메탄 가스 농도를 측정하여 검사하는 것이다. 가스 검지기는 가스 배관 공사시나 가스 누출 점검시에 전문가들에 의해 사용되는 것으로 사용이 어려울 뿐만 아니라 고가 장비이므로 일반 가정에 대량으로 보급되기 어려운 문제점이 있다. 또한, 경보기는 일반 가정 등에 설치되어 공기 중의 가스 농도가 일정 수준 이상이 되면 부저 등이 작동하여 사용자 등에 가스 누출을 인지시키는 것으로 고장이 나기 쉬운 문제점이 있다.
비누 거품액을 이용하여 가스 누출을 검사하는 방법은 가스관의 이음새 부분에 비눗물을 칠해 가스가 누출될 경우 거품이 발생되는 것을 관찰하는 것이다. 이러한 방법은 대단히 손쉽고 저렴하기 때문에 현재 일반 가정 등에서 가장 많이 이용되고 있다.
그러나, 비누액을 사용하는 경우 가스 누출량이 많을 때에는 거품 발생이 뚜렷하여 시각적으로 검사가 용이하나 가스 누출량이 미세할 경우에는 거품이 거의 발생되지 않아 가스가 누출되는 것을 확인 못하는 경우가 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 비누액을 사용하는 경우 가스가 누출되는 위치를 정확히 확인하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 가스 누출량이 적은 경우에도 가스의 누출을 시각적으로 쉽게 판단할 수 있는 가스 누출 검출용 거품액을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 가스가 누출되는 위치를 시각적으로 정확히 판단할 수 있는 가스 누출 검출용 거품액을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가스 누출 검출용 거품액은 미세한 거품을 갖는 비누액으로 이루어지며 연료 가스에 인위적으로 첨가되는 부취제와 반응하여 염화 수소를 발생하여 색을 변화시키는 금속 염화물, 금속질산염 또는 금속황산염의 염료가 첨가된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 누출 검출용 거품액을 배관에 적용한 것을 도시한 부분 사시도이고, 도 2는 도 1을 A-A선으로 절단한 단면도이다.
본 발명에 따른 가스 누출 검출용 거품액(11)을 가스가 흐르게 하는 배관(13)의 소정 부분 표면에 도포한다.
상기에서 배관(13)에는 LNG 또는 LPG 등의 연료 가스가 흐르는 데, 이 연료 가스에는 가스의 누출을 후각에 의해 확인할 수 있도록 부틸 메르캅탄 또는 테트라히드로 티오펜 등의 유기 황화합물로 이루어진 부취제가 인위적으로 부가되어 있다.
배관(13)의 소정 부분 표면에 도포된 거품액(11)은 비누액 등의 미세한 거품이 형성된 것으로 폴리비닐알콜(PVA) 또는 글리세린 등의 점성질 물질이 섞여 도포된 상태에서 흘러내리지 않도록 하고 가스가 누출 경우 거품의 크기가 커지게 하여 시각적으로 점검이 가능하다.
또한, 거품액(11)은 금속 염화물과, 유기 안료로 이루어진 염료와, 수소 이온 농도(pH) 조절제가 첨가된다.
상기에서 금속 염화물로는 염화 아연(ZnCl2) 또는 염화 구리(CuCl2) 등이 사용되고, 금속질산염으로는 질산아연(Zn(NO3)2) 등이 사용되며, 금속황산염으로는 황산아연(ZnSO4) 등이 사용되며, 염료로 페놀프탈레인(Phenolphthalein: C20H14 O4), 메틸 레드(Methyl red : C15H15N3O2), 크레졸 레드(Cresol red), 콩고 레드(Congo red) 또는 메틸 오렌지(Methyl orange) 등이 사용된다. 또한, 수소 이온 농도(pH) 조절제로 수산화나트륨이 사용된다.
상기에서 수소 이온 농도(pH) 조절제는 거품액(11)이 소정의 수소 이온 농도(pH)를 유지하도록 한다. 또한, 염료는 거품액(11)이 수소 이온 농도(pH)의 변화에 따라 색을 변화시킨다. 예를 들면, 염료로 페놀프탈레인은 염기성 또는 중성에서 분홍색을 갖다가 산성이 되면 흰색으로 변하게 된다. 그러므로, 거품액(11)은 수소 이온 농도(pH)가 염기성 또는 중성으로 유지하는 상태에서 염료로 페놀프탈레인이 첨가되면 분홍색을 갖게 된다. 즉, 거품액(11)은 연료 가스와 반응하지 않은 상태에서는 분홍색을 유지한다.
그러나, 배관(11)의 결함(15)을, 예를 들면, 용기와 배관, 배관과 배관의 이음새 또는 배관의 크랙 등을, 통해 거품액(13)이 도포된 부분으로 연료 가스가 누출되면, 거품액(13)에 첨가된 금속 염화물은 연료 가스에 첨가된 부취제인 유기 황화합물과 반응하여 강산성인 염산(HCl)을 발생시킨다. 그리고, 페놀프탈레인 등의 염료는 염화금속과 유기 황화합물의 반응에 의해 발생된 염산(HCl)과 반응하여 거품액(13)의 색상을 분홍색에서 흰색으로 변화시킨다. 이 때, 거품액(13)은 배관(11) 내부의 연료 가스가 미세한 량이 누출되어 거품의 크기가 증가되는 것이 감지되지 않아도 누출되는 연료 가스와 반응하여 분홍색에서 흰색으로 변하므로 누출되는 것을 감지할 수 있다. 또한, 거품액(13)은 연료 가스가 누출되는 부분부터 색이 변하므로 연료 가스의 누출 부분을 정확하게 알 수 있게 된다.
즉, 거품액(13)에 금속 염화물과 염료로 각각 염화 아연(ZnCl2)과 페놀프탈레인을 사용하는 경우, 연료 가스에 부취제로 부틸 메르캅탄(Butyl Mercaptan : C4H10S)은 거품액(13)에 첨가된 염화 아연(ZnCl2)과 반응하는 데, 이 반응은
2(C4H10S) + ZnCl2 → (C4H9S)2Zn + 2HCl (식 1)
과 같다.
상기에서 (식 1)에서 생성된 염산(HCl) 수용액은 강산성으로 염기성 또는 중성일 때 분홍색을 갖는 페놀프탈레인(C20H14O4)과 반응하여 분홍색의 거품액(13)을 흰색으로 확연히 변화시킨다. 그러므로, 배관(11)에서 연료 가스가 미소한 량으로 누출되어도 거품액(13)의 변색에 의해 가스의 누출뿐만 아니라 누출되는 위치를 검출할 수 있다.
[실시예]
본 발명의 실시 예에서는 유기 용매에 페놀프탈레인, 염화 아연, 수산화나트륨 및 폴리비닐 알콜을 중량비 1 : 5 : 4 : 3으로 혼합한다. 그리고, 유기 용매를 기화시켜 페놀프탈레인, 염화 아연, 수산화나트륨 및 폴리비닐 알콜을이 혼합된 점성질의 혼합물을 얻는다. 이 얻어진 혼합물을 비누액 등의 미세한 거품을 갖는 거품액과 혼합하므로써 본 발명에 따른 누출되는 연료 가스와 반응하여 색이 변하는 거품액이 만들어진다.
따라서, 본 발명은 거품액이 연료 가스의 부취제와 반응하면 색이 변하므로 배관에서 미세한 량의 연료 가스가 누출되어도 쉽게 확인할 수 있어 점검이 용이할 뿐만 아니라 누출 위치를 알 수 있는 잇점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 누출 검출용 거품액을 배관에 적용한 것을 도시한 부분 사시도.
도 2는 도 1을 A-A선으로 절단한 단면도.

Claims (6)

  1. 미세한 거품을 갖는 비누액으로 이루어지며 연료 가스에 인위적으로 첨가되는 부취제와 반응하여 염화 수소를 발생하여 색을 변화시키는 금속 염화물, 금속질산염 또는 금속황산염의 염료가 첨가된 가스 누출 검출용 거품액.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 부취제는 부틸 메르캅탄(Butyl Mercaptan : C4H10S), 이소프로필 메르캅탄(Isopropyl Mercaptan : C3H8S), 에틸 메르캅탄(Ethyl Mercaptan : C2 H6S), 디메틸 설파이드(Dimethyl Sulfide : C2H6S), 메틸 에틸 설파이드(Methyl Ethyl Sulfide : C3H8S) 또는 테트라히드로티오펜(Tetrahydro-thiophene : C4H 8S)의 유기황 화합물로 이루어진 가스 누출 검출용 거품액.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비누액에 폴리비닐알콜(PVA) 또는 글리세린의 점성질 물질이 더 혼합된 가스 누출 검출용 거품액.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 염화물로 염화 아연(ZnCl2) 또는 염화 구리(CuCl2)를, 상기 금속질산염으로 질산아연(Zn(NO3)2)을, 상기 금속황산염으로 황산아연(ZnSO4)을 사용하는 가스 누출 검출용 거품액.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 염료는 페놀프탈레인(Phenolphthalein: C20H14O4), 메틸 레드(Methyl red : C15H15N3O2), 크레졸 레드(Cresol red), 콩고 레드(Congo red) 또는 메틸 오렌지(Methyl orange)의 유기안료로 이루어진 가스 누출 검출용 거품액.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 비누액에 수소 이온 농도(pH) 조절제인 수산화나트륨이 더 첨가된 가스 누출 검출용 거품액.
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