KR100491223B1 - 이중 보온강관의 누수 감지 장치 및 방법 - Google Patents

이중 보온강관의 누수 감지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중 보온강관의 누수 감지 장치 및 방법에 관한 것으로 내관 및 외관을 구비한 이중 보온강관이 상기 내관을 둘러싸고 하나의 홀을 가지는 폴리우레탄 폼, 통신선 및 감지선을 포함하고 상기 통신선 또는 감지선의 단선 또는 단락에 의해 누수 또는 단선 현상을 감지하는 누수 감지선, 상기 이중 보온강관을 다수개 연결하는 전용회선, 상기 전용회선의 일정 거리마다 설치되어 상기 누수 감지선으로부터 감지된 신호를 전송하는 송신기, 상기 송신기로부터 수신된 신호에 의해 누수가 발생된 보온강관의 위치를 파악하는 수신기를 포함함으로써 하나의 홀에 누수 감지선을 삽입하여 보온강관의 연결 부위를 둘러쌈으로써 보온강관의 연결 부에서도 누수 및 단선 현상을 감지할 수 있고 누수 또는 단선 현상의 발생 및 그 지점을 확인할 수 있는 효과가 있다.

Description

이중 보온강관의 누수 감지 장치 및 방법{apparatus and method to sense leaking water for warming twofold pipe}
본 발명은 보온강관의 누수 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 보온강관내 홀을 하나만 가지고 그 홀에 누수 감지선을 삽입하여 보온강관의 연결 부위를 둘러쌈으로써 보온강관의 연결부에서도 누수 또는 단선 현상을 감지할 수 있으며 누수 및 단선 현상의 발생 및 그 지점을 정확히 확인할 수 있는 통신용 케이블의 누수 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 이중 보온강관의 누수 감지 장치의 전체 구성도이다.
도 1을 참조하면 종래의 이중 보온강관의 누수 감지 장치는 외관(10), 내관(20)을 둘러싸는 폴리우레탄 폼(50)을 포함한다. 종래의 이중 보안관용 누수 감지 장치는 상기 폴리우레탄 폼(50) 상에 4개의 홀(30, 32, 34,36)을 가지고 있으며 각각의 홀에 통신선(42,44), 감지선(46,48)이 각각 삽입된다. 그리고 누수 현상이 발생한 경우에 상기 감지선(46,48)이 상호 단락되어 저항값의 변화가 일어나면 이를 이용하여 누수 현상을 파악하는 것이었다.
그러나 기존 4개의 홀을 가진 보온강관의 경우 내관의 수축, 팽장으로 인해 누수 감지선이 단선되는 경우가 빈번하였으며 내관의 온도가 100°C 의 고온이므로 누수 감지선이 녹아버려 제 기능을 하지 못하는 실정이었다.
따라서 보온강관 내에 누수 감지선을 포함시켜 누수를 감지하는 방법은 전혀 이용되지 못하였으며 다만 누수 감지를 위한 정기적인 인력 투입으로 누수 감지를 대신해왔다. 그러나 이 경우 막대한 비용 문제와 누수 지점을 정확하게 찾아낼 수 없는 바 효율성의 문제가 지적되어 왔다.
이중 보온강관은 설치 환경에 따라 여러개가 연결될 수 있는데 이 때 이중 보온강관은 내관(20)이 외관(10)에 비해 더욱 길게 돌출되고 돌출되는 부분에 아르곤 용접을 함으로써 연결된다.
종래의 이중 보온강관용 누수 감지 장치의 경우 상술한대로 4개의 홀(30,32,34,36) 각각에 통신선(42,44) 및 감지선(46,48)을 삽입한다. 그리고 삽입된 통신선(42,44) 및 감지선(46,48)을 내관(20)이 서로 이어지는 부위에 정연시켜야 하는데 정연 방법이 복잡하기 때문에 일반적으로 그대로 일직선으로 통과하게 하였다. 따라서 보온강관의 이음새 부분에서 누수 현상이 발생한 경우라도 이를 제대로 감지할 수 없었다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로 보온강관내 홀을 하나만 가지고 그 홀에 누수 감지선을 삽입하여 보온강관의 연결 부위를 둘러쌈으로써 보온강관의 연결 부에서도 누수 또는 단선 현상을 감지할 수 있는 이중 보온강관의 누수 감지 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 누수 현상을 감지한 경우 누수 발생 사실 및 그 지점을 정확히 확인할 수 있는 이중 보온강관의 누수 감지 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이중 보온강관의 누수 감지 장치 및 방법은 내관 및 외관을 구비한 이중 보온강관에 있어서 상기 내관을 둘러싸고 하나의 홀을 가지는 폴리우레탄 폼, 통신선 및 감지선을 포함하고 상기 하나의 홀에 삽입되며 상기 통신선 또는 감지선의 단선 또는 단락에 의해 누수 또는 단선 현상을 감지하는 누수 감지선, 상기 이중 보온강관을 다수 개 연결하는 전용회선, 상기 전용회선의 일정 거리마다 하나씩 설치되어 상기 누수 감지선으로부터 감지된 신호를 전송하는 송신기, 상기 송신기로부터 수신된 신호에 의해 누수 또는 단선이 발생된 보온강관의 위치를 파악하는 수신기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 누수 감지선의 감지선은 니켈크롬선 또는 스텐강선을 재질로 한 것을 특징으로 할 수 있으며 상기 수신기가 나타내는 정보는 누수, 누유, 단선 현상 중 하나가 발생한 경우에 발생 사실 및 그 지점을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명에 의한 이중 보온강관의 누수 감지 장치 및 방법은 하나의 홀을 가진 폴리우레탄 폼, 내관, 외관을 포함하는 이중 보온강관의 누수 감지 방법에 있어서 (a)통신선 및 감지선을 포함하며 상기 하나의 홀에 삽입되는 누수 감지선이 상기 통신선 또는 감지선의 단선 또는 단락에 의해 누수 또는 단선 현상을 감지하는 단계, (b)상기 누수 감지선의 단선 또는 단락에 의해 누수 또는 단선 현상을 감지하는 단계, (c)상기 누수 감지선으로부터 감지된 신호를 전송하는 단계, (d)수신된 신호에 의해 누수가 발생된 보온강관 연결부의 위치를 파악하여 표시하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 (a)단계는 누수 감지선이 니켈크롬선 또는 스텐강선 재질의 감지선을 포함하여 상기 감지선의 단락에 의해 누유 현상을 감지하는 단계인 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 이중 보온강관용 누수 감지 장치의 전체 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 이중 보안관용 누수 감지 장치는 폴리우레탄 폼(50)에 하나의 홀(30)을 가진다. 하나의 홀(30)에는 누수 감지선(40)이 삽입된다. 본 발명에 의한 이중 보온강관용 누수 감지 장치는 한 개의 홀(30)에 하나의 누수 감지선(40)을 포함하여 보온강관이 연결되는 경우에 그 이음새 부분을 하나의 누수 감지선(40)이 감싸도록 정연함으로써 이음새 부분에서도 누수 현상을 감지할 수 있게 한다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 이중 보온강관용 누수 감지 장치의 홀에 삽입되는 누수 감지선(40)을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면 누수 감지선(40)은 평행하게 배치되는 한쌍의 도체(도면상 미도시), 한쌍의 도체가 절연되고 외부에 쉬스(sheath)를 입혀 완성된 통신선(42,44), 쉬스의 외부에 서로 평행하게 배치되며 각 일단부가 상기 쉬스가 입혀진 도체의 각 일단부에 연결되는 한 쌍의 감지선(46,48)을 포함하여 구성된다. 누수 감지선(40)은 감지선 1가닥에 통신선 1가닥씩 종단 부분에 단락되어 있는데 이 상태에서 누수 또는 단선 현상이 일어나 누수 감지선의 일정 거리 중간이 단락되거나 단선 되면 저항값의 변화가 있게 되고 이 저항값으로 거리 미터를 환산하여 수신기가 누수 위치를 파악한다.
도 3의 누수 감지선(40)은 한쌍의 통신선(42,44)을 포함한 누수 감지선(40)에 대해 도시한 것이나, 이는 본 발명에 삽입되는 누수 감지선(40)의 일례에 불과하며 누수 감지선(40)에 포함되는 통신선의 갯수는 설치 환경에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
또한 보온강관에 사용되는 누수 감지선(40)은 일반적으로 보온강관 내의 물 또는 스팀의 온도가 100°C로 100°C 이상의 온도에서도 견딜 수 있을 것이 요구된다. 따라서 상기 쉬스는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene;HDPE) 또는 폴리에스테르 탄성중합체(Polyester Elastomer; PE)와 같은 재질을 사용함으로써 100°C 이상의 고온에서도 견딜 수 있도록 한다. 또한 감지선(46,48)은 편조 하지 않은 선이어야 한다. 기존의 나일론사는 60°C~80°C가 되면 뭉쳐 버리고 고온에서 화재 발생 요인이 되기 때문에 사용할 수 없다. 또한 기름에 녹지 않는 니켈크롬선 또는 스텐강선을 감지선(46,48)으로 사용함으로써 누수 현상 뿐만 아니라 누유 현상을 감지할 수 있다.
도 4는 본 발명에 의한 이중 보온강관용 누수 감지 장치가 송신기(100) 및 수신기(300)와 연결된 전체 시스템을 도시한 것이다.
상황에 따라 이중 보온강관용 누수 감지 장치는 여러개가 연결될 수 있는데 하나의 이중 보온강관용 누수 감지 장치가 누수를 감지하는 영역을 누수 감지 존(400)이라 표기하였다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 이중 보온강관용 누수 감지 장치는 별도의 전용회선(200)을 통해 송신기(100) 및 수신기(300)와 연결된다. 별도의 전용회선(200)은 배관 내 설치되는데 보온강관의 길이에 일치되도록 설치되도록 한다.
전체 시스템에서 한 수신기(300)가 감시할 수 있는 거리는 30Km까지이다. 이는 감시 지역으로 나누어 질 때 일반적으로 하나의 보온강관이 6m 또는 12m인 것을 감안하면 2500개에서 5000개의 보온강관이 연결된 영역를 감지할 수 있음을 의미한다. 이하에서는 3000개의 보온강관이 연결된 영역을 하나의 수신기(300)가 감시하는 경우를 가정하고 설명한다.
수신기(300)는 30Km의 라인이 시작되는 부분에 각각 설치된다. 30Km의 라인이 여러 개 연결된 경우에 수신기(300)는 매 라인의 시작되는 부분에 각각 설치되어 송신기(100)에서 송신하는 누수 및 단선 정보를 발생 순서대로 표시한다. 송신기(100) 사이의 거리는 400m를 넘을 수 없으며 보통 매 30Km의 라인에 송신기(100)는 100개까지 설치될 수 있다. 한 개의 송신기(100)가 감시할 수 있는 영역이 보온강관 30개가 연결된 것이기 때문이다. 송신기(100)는 30개의 보온 강관 내에서 누수 또는 단선을 동시에 감지하고 그 위치를 파악하여 수신기(300)로 송신한다. 두 보온강관 사이의 각 연결부위는 커넥터나 연결 박스로 보온강관 내의 누수 감지선(40)과 연결된다.
상기 송신기(100)는 상기 누수 감지선(40)으로부터 전송된 신호를 수신하여 상기 수신기(300)로 전송하는 역할을 한다. 한편, 상기 누수 감지선(40)은 누수시 단락에 의해 누수 상태를 감지한 신호와 단선 상태를 감지한 신호를 상기 송신기(100)로 전송한다. 상기 누수 감지선(40), 상기 송신기(100). 상기 수신기(300) 및 상기 전용회선(200)은 서로 연결된다. 이 때, 상기 송신기(100)와 상기 수신기(300), 상기 누수 감지선(40) 및 상기 전용회선(200)과의 연결은 이미 공지된 기술로서, 상기 누수 감지선(40)의 누수 현상에 의한 단락 또는 단선 현상을 감지할 수 있도록 구성된다.
이에 의해, 상기 수신기(300)는 상기 송신기(100)로부터 수신된 신호에 의해 상기 누수 감지선(40)의 누수 또는 단선 현상을 감지할 수 있다.
도 5는 정상 상태 및 누수 또는 단선 현상이 발생한 경우 누수 감지선(40)이 수신기(300)와 연결된 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5a를 참고하면 정상상태에서 누수 감지선(40)의 통신선(42,44) 및 감지선(46,48)은 수신기(300)와 연결된다. 또한 각각의 누수 감지 존(400)마다 하나의 통신선은 하나의 감지선과 종단부가 연결되어 단락된 상태이다.
도 5b는 누수 감지 존(400)에서 누수 감지선(40)이 누수 현상을 감지하여 감지선(46,48)이 단락된 모습을 도시한 것이다.
도 5b에 도시된 바와 같이 감지선(46,48)이 단락됨으로써 정상상태와는 다른 폐회로(closed loop)가 형성되므로 저항값의 변화가 일어난다. 니켈크로선 또는 스텐강선 재질의 감지선(46,48)을 포함한 누수 감지선(40)이 누유 현상을 감지하여 단락되는 경우에도 이와 같은 정상상태와는 다른 폐회로가 형성되고, 이에 따른 저항값의 변화로 누유 현상을 감지할 수 있음은 명백하다.
도 5c는 누수 감지 존(400)에서 단선 현상이 발생한 모습을 도시한 것이다. 도 5c는 누수 감지선(40)의 통신선(42)이 단선된 경우로 타 공사에 의한 시공 과정에서 이러한 단선 현상이 발생할 수 있다. 이 때 누수 감지선(40)의 단선으로 정상상태와는 달리 회로가 개방되므로 저항값의 변화가 생긴다.
도 5b 및 도 5c의 경우에서 이 때 송신기(100)는 저항값의 변화값을 증폭시키는 역할을 하며 수신기(300)는 송신기(100)를 통하여 누수 현상 또는 단선 현상을 감지하고 수신기(300) 자체적으로 저항값의 변화를 거리 미터로 환산하여 나타낸다.
도 6은 누수 현상이 발생한 경우 수신기(300)에 표시되는 화면을 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이 보온강관에서 누수 현상이 발생된 경우에 수신기는 누수 현상이 발생된 지점 및 시간을 수신기(300)의 화면에 나타낸다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변경이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
이상에서와 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 이중 보온강관의 누수 감지 장치 및 방법에 의하면 하나의 홀을 포함하는 폴리우레탄 폼, 외관, 내관으로 구성되고 하나의 홀에 누수 감지선을 삽입하여 보온강관의 연결 부위를 둘러쌈으로써 보온강관의 연결 부에서도 누수 또는 단선 현상을 감지할 수 있으며 누수 또는 단선 현상의 발생 및 그 지점을 확인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 이중 보온강관의 누수 감지 장치의 구성도
도 2는 본 발명의 이중 보온강관의 누수 감지 장치의 구성도
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 이중 보온강관의 누수 감지 장치의 홀에 삽입되는 누수 감지선의 사시도
도 4는 도 2에 도시된 본 발명이 송신기, 수신기와 연결된 전체 시스템의 구성도
도 5a는 정상 상태시 누수 감지선과 수신기의 연결 상태의 개략도
도 5b는 누수 현상시 누수 감지선과 수신기의 연결 상태의 개략도
도 5c는 단선 현상시 누수 감지선과 수신기의 연결 상태의 개략도
도 6은 도 2에 도시된 본 발명이 누수를 감지한 경우 수신기 화면의 개략도
<도면 부호의 간단한 설명>
10: 외관 20: 내관
30, 32, 34, 36: 홀 40: 누수감지선
42, 44: 통신선 46, 48: 감지선
50: 폴리우레폼 100: 송신기
200: 전용회선 300: 수신기
400: 누수 감지 존

Claims (5)

  1. 내관 및 외관을 구비한 이중 보온강관의 누수 감지 장치에 있어서
    상기 내관을 둘러싸고 하나의 홀을 가지는 폴리우레탄 폼;
    통신선 및 감지선을 포함하고 상기 하나의 홀에 삽입되며 상기 통신선 또는 감지선의 단선 또는 단락에 의해 누수 또는 단선현상을 감지하는 누수 감지선;
    상기 이중 보온강관을 다수개 연결하는 전용회선;
    상기 전용회선의 일정 거리마다 설치되어 상기 누수 감지선으로부터 감지된 신호를 전송하는 송신기;
    상기 송신기로부터 수신된 신호에 의해 누수 또는 단선이 발생된 보온강관의 위치를 파악하는 수신기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이중 보온강관의 누수 감지 장치
  2. 제 1항에 있어서, 상기 누수 감지선의 감지선은
    니켈크롬선 또는 스텐강선을 재질로 한 것을 특징으로 하는 이중 보온강관의 누수 감지 장치
  3. 제 1항에 있어서, 상기 수신기가 나타내는 정보는
    누수, 누유, 단선 현상 중 적어도 하나가 발생한 경우에 발생 사실 및 그 지점을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 보온강관의 누수 감지 장치
  4. 하나의 홀을 가진 폴리우레탄 폼, 내관, 외관을 포함하는 이중 보온강관의 누수 감지 방법에 있어서,
    (a)통신선 및 감지선을 포함하며 상기 하나의 홀에 삽입하는 누수 감지선이 상기 통신선 또는 감지선의 단선 또는 단락에 의해 누수 또는 단선 현상을 감지하는 단계;
    (b)상기 누수 감지선으로부터 감지된 신호를 전송하는 단계;
    (c)수신된 신호에 의해 누수 또는 단선이 발생된 보온강관 연결부의 위치를 파악하여 표시하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이중 보온강관의 누수 감지 방법
  5. 제 4항에 있어서, 상기 (a)단계는
    상기 누수 감지선이 니켈크롬선 또는 스텐강선 재질의 감지선을 포함하여 상기 감지선의 단락에 의해 누유 현상을 감지하는 단계인 것을 특징으로 하는 이중 보온강관의 누수 감지 방법
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