KR100948073B1 - 이중보온관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 보온관의 외관에 누수 여부를 감지할 수 있는 감지선이 내장되어 시공이 간편하고 누수 여부를 정확하게 감지할 수 있는 이중 보온관에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 이중 보온관은, 유체가 흐르는 내관과 상기 내관을 이격된 상태에서 감싸는 외관 및 상기 내관과 외관 사이에 채워지는 보온재로 이루어지는 이중보온관에 있어서, 상기 외관의 내면에 표면이 노출되도록 고정되어 설치되며, 니켈 크롬선으로 이루어지는 센서 와이어; 상기 외관에 고정되어 설치되며, 절연재로 코팅된 구조의 리턴 와이어;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

열배관, 이중보온관, 누수 감지, 와이어

Description

이중보온관{DUPLEX PIPE LINE}

본 발명은 이중 보온관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이중 보온관의 외관에 누수 여부를 감지할 수 있는 감지선이 내장되어 시공이 간편하고 누수 여부를 정확하게 감지할 수 있는 이중 보온관에 관한 것이다.

열배관 또는 송유관과 같은 특수 용도로 사용되는 파이프 라인에서는 일반적으로 이중 보온관으로 이루어진 파이프 라인(pipe line)을 사용한다. 이러한 이중 보온관은 강철 또는 스테인레스 스틸 등의 금속으로 이루어진 내관과, HDPE(High Density Poly Ethylene) 등의 플라스틱 수지로 이루어지는 외관과, 상기 내관 및 외관 사이에 충진되는 절연재로 이루어진다. 이러한 이중 보온관은 그 내부를 통해 흐르는 유체가 파이프의 훼손 및 노화 또는 그 밖의 원인들에 의해 파이프로부터 누출될 경우에, 파이프가 외부에 노출되어 있다면 누출지점 및 누출정도를 쉽게 파악할 수 있으므로 파이프의 보수가 비교적 빨리 진행될 수 있다.

그러나 파이프가 지하에 매립되어 있어 외부와 시각적 공간적으로 차단되어 있는 경우에는 조기에 파이프의 이상 발생을 인식하지 못하고 유체의 누출이 상당히 진행된 상태에 도달한 후에야 비로소 파이프의 이상을 발견할 수 있기 때문에 경제적인 손실이 클 뿐만 아니라, 누출지점을 정확하게 알 수 없어 파이프를 보수함에 있어 많은 시간과 경비가 소요되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해서, 종래부터 대한민국 특허공개공보 제2005-48328 등에서 여러 가지 방법이 제안되어 왔다. 그 중 이중 보온관의 누출여부 및 누출지점을 정확하게 파악할 수 있는 일 방법으로서, 이중 보온관의 외경과 내경 사이의 절연영역에 매설된 감지선과 파이프를 통해서 흐르는 전류를 이용하여 간접적으로 절연저항을 측정함으로써 누수여부를 판정하는 방법이 제안된 바 있다.

이러한 종래의 이중보온관 감시시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 지중에 매설한 데이터 전송용 케이블(1)이 중앙 감시장치(2)에 연결되고, 데이터 전송용 케이블(1)에는 복수의 이중보온관 감시장치(3)가 병렬로 연결되고, 데이터 전송용 케이블(1)에 직렬로 전원 공급장치(4) 및 신호 증폭장치(5)가 각각 연결되어 복수의 이중보온관 감시장치(3)가 한 대의 중앙 감시장치(2)에 종속되어 있는 형태이다.

상기 이중보온관 감시장치(3)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 이중 보온관 내부에 일정한 간격으로 피복이 벗겨진 센서 와이어(31)와 절연재로 코팅된 리턴 와이어(32) 그리고 내관(40)에 접속되는 전선(33)이 연결되며, 3개의 전선에 인가되는 전압을 측정하여 누수 여부를 감시한다.

구체적으로 상기 센서 와이어(31)와 리턴 와이어(32)의 일단은 서로 이어져 하나의 루프를 이루고, 상기 내관(40)은 주철관으로 이루어지므로 독자적인 선을 이룬다. 그리고 센서 와이어(31)와 리턴 와이어(32)의 일단 및 내관(40)에 연결된 전선(33)의 일단은 이중보온관 감시장치(3)에 연결된다. 이중보온관 감시장치(3)는 센서 와이어(31)에 일정한 전압을 공급하고, 누수가 발생하지 않은 경우에는 센서와이어(31)와 리턴 와이어(32)의 저항에 따른 전압 강하가 일어난 상태의 동일한 전류값이 이중보온관 감시장치(3)에 센싱된다. 그러나 누수가 발생한 경우에는 센서 와이어(31)와 내관(40) 사이에 전류가 흐르게 되고, 정상적인 전류값과 상이한 전류값이 이중보온관 감시장치(3)에 센싱된다. 이러한 방법으로 이중보온관 감시장치(3)가 이중 보온관의 누수여부를 감시하는 것이다.

이렇게 이중보온관 보온재(60)의 절연저항을 측정하여 측정된 데이터를 지중에 매설한 데이터 전송용 케이블(1)을 통해 중앙 감시장치(2)에 전송하고, 전원 공급장치(4)를 통해 데이터 전송과정에서의 전압강하를 보상하고, 신호 증폭장치(5)를 통해 데이터의 전송과정에서의 신호전압 감쇄현상을 보상한다.

그리고, 중앙 감시장치(2)와 이중보온관 감시장치(3) 간의 신호 전송은 이중보온관 감시장치(3)의 순번에 따라 이중보온관 감시장치(3)가 순차적으로 데이터를 송수신한다.

이러한 이중 보온관의 누수 여부 감시를 위하여 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 이중 보온관 내부에는 센서 와이어(31)와 리턴 와이어(32)가 설치된다. 그런데 센서와이어(31)와 리턴와이어(32)가 이중 보온관의 내관(40) 및 외관(50)과 별개로 설치되므로, 이중 보온관의 제조가 매우 어렵다. 즉, 센서와이어와 리턴 와이어를 이중 보완관 내에 고정하기 위하여 별도의 브라켓 등을 사용하는 불편이 따른다.

또한, 이중 보온관 내에 센서와이어와 리턴 와이어 등을 설치한 후에, 보온 재를 충진하는 과정에서 센서와이어나 리턴 와이어의 위치 이동이 발생하는 문제점이 있다. 이렇게 보온재 충진 과정에서 센서 와이어나 리턴 와이어의 위치 이동이 발생하는 경우에는 정확한 누수 여부 측정이 어려운 치명적인 문제가 발생한다.

또한 종래에는 이중 보온관의 일부 영역에만 누수가 발생한 경우에는 누수 여부를 감지할 수 없는 등, 이중 보온관의 각 위치에 따라 다른 측정결과가 나올 수 있으므로 심각하다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 이중 보온관 내부에 누수 여부를 감지할 수 있는 감지선이 정확한 위치에 고정되도록 내장되어 제조 및 시공이 간편하고 누수 여부를 정확하게 감지할 수 있는 이중 보온관을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이중 보온관은, 유체가 흐르는 내관과 상기 내관을 이격된 상태에서 감싸는 외관 및 상기 내관과 외관 사이에 채워지는 보온재로 이루어지는 이중보온관에 있어서, 상기 외관의 내면에 표면이 노출되도록 고정되어 설치되며, 니켈 크롬선으로 이루어지는 센서 와이어; 상기 외관에 고정되어 설치되며, 절연재로 코팅된 구조의 리턴 와이어;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 외관의 내면에는 센서 와이어 설치홈이 더 형성되고, 상기 센서 와이어는 표면 일부가 노출되도록 상기 센서 와이어 설치홈에 삽입되어 고정되는 것이 바람직하다.

상기 센서 와이어는 표면이 절연재로 코팅되어 있고, 일정 간격으로 절연재 코팅이 벗겨진 구조를 가질 수도 있고, 그 표면에 아예 피복이 형성되지 아니한 무피복 구조를 가질 수도 있다.

그리고 상기 리턴 와이어는 상기 센서 와이어와 동일하게 일부 표면이 노출되도록 상기 외관의 내면에 고정되어 설치될 수도 있지만, 상기 외관의 내부에 완 전히 묻히는 구조로 설치될 수도 있다.

한편 상기 외관의 내면에는 리턴 와이어 설치홈이 더 형성되고, 상기 리턴 와이어는 표면 일부가 노출되도록 상기 리턴 와이어 설치홈에 삽입되어 고정되는 것이, 이중 보온관의 제조가 용이하여 바람직하다.

그리고 상기 외관의 내면에는 표면 일부가 노출되도록 고정되어 설치되는 나동선이 더 구비될 수 있다. 이때, 상기 센서 와이어는 상기 이중 보온관의 단면 상에서 상측에 배치되고, 상기 나동선은 상기 이중보온관의 단면 상에서 하측에 배치되는 것이, 이중 보온관 내부의 더 넓은 영역을 감시할 수 있어서 바람직하다.

또한 상기 나동선은 서로 이격된 상태로 배치되는 제1 나동선과 제2 나동선으로 이루어지고, 상기 센서와이어, 제1 나동선 및 제2 나동선은, 상기 이중 보온관의 단면 중심을 기준으로 120°의 내각을 가지도록 배치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 이중 보온관에는, 상기 외관의 외면에 나동선으로 이루어진 외부 측정 와이어가 더 구비될 수 있다.

본 발명에 따르면 이중 보온관 내에 센싱 와이어, 리턴 와이어 및 나동선이 고정되어 있으므로, 이중 보온관의 제조 및 시공 작업이 용이해지고, 종래의 이중 보온관과 달리 나동선이 더 설치되어 있으므로 이중 보온관 내관이 절연물질로 코팅되어 있는 경우에도 누수 여부를 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 이중 보온관에는 센서와이어와 2개의 나동선이 120°각도로 배치되므로 이중 보온관 내부 모든 영역을 감시할 수 있으며, 누수 진행 과정을 정확하게 파악할 수 있으며 더 나아가서는 누수 발생 전에 누수 징후를 감지할 수 있는 효과도 있다.

이하에서는 첨부된 도 4를 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 이중 보온관은, 도 4에 도시된 바와 같이, 내관(110), 외관(120), 절연재(180), 센서 와이어(130), 리턴 와이어(140), 나동선(150, 160)을 포함하여 구성된다. 본 실시예에 따른 이중 보온관에서 내관(110), 외관(120) 및 보연재(180)는 종래의 이중 보온관의 그것과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예에 따른 이중 보온관의 내관(110)은 종래의 내관과 달리 표면에 절연물질이 코팅되어 있어도 무방하다. 종래의 내관은 이중 보온관의 누수여부를 판단하는데 전기적으로 사용되므로 절연 물질로 코팅될 수 없었지만, 본 실시예에 따른 이중 보온관은 내관(110)을 이용하지 않고서도 나동선(150, 160)을 이용하여 이중 보온관 내부의 누수 여부를 탐지할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 내관(110)이 절연물질로 코팅될 수 있으며, 절연 물질로 상기 내관(110)이 코팅되는 경우 상기 내관(110)의 수명을 연장할 수 있는 것이다.

다음으로 센서와이어(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 외관(120) 내면에 표면 일부가 노출되도록 고정되어 설치된다. 이 센서 와이어는 표면에 절연물질이 피복되지 아니한 무피복 구조를 가질 수도 있고, 외면이 절연물질로 피복된 구조를 가지되, 그 피복이 일정한 간격으로 벗겨진 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어 센서 와이어(130)의 외면에 형성된 피복에 1M 간격으로 홈이 뚫려 있는 구조를 가지는 것이다.

이 센서 와이어(130) 자체는 전기 전도도가 우수한 금속 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어 니켈 크롬선으로 이루어질 수 있다. 한편 이 센서 와이어(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 이중 보온관의 단면 상에서 상측에 배치되는 것이 바람직하다. 그리고 이 센서 와이어(130)에는 감시장치로부터 일정한 전류가 공급되며, 그 말단은 리턴 와이어(140)의 말단과 연결되어 하나의 루프를 이룬다.

다음으로 리턴 와이어(140)는 상기 외관(120) 내부 또는 내면에 고정되어 배치되는 와이어로서, 상기 센서 와이어(130)와 달리 절연물질로 완전히 코팅된 구조를 가진다. 이 리턴 와이어(140)는 이중 보온관 내부 어느 곳에 배치되어도 관계 없으며, 예를 들어 시공의 편의성을 위하여 센서 와이어(130)와 인접하게 배치될 수 있을 것이다. 이 리턴 와이어(140)는 완전히 절연된 구조를 가지므로 상기 외관(120) 내부에 완전히 묻힌 구조로 설치될 수도 있고, 상기 센서 와이어(130)와 마찬가지로 외관(120) 내면에 표면 일부가 노출된 상태로 고정되어 설치될 수도 있다.

다음으로 나동선(150, 160)은 상기 외관 내면에 표면 일부가 노출되도록 고정되어 배치되며, 완전히 피복이 벗겨진 구조를 가진다. 이 나동선(150, 160)은 이중 보온관 내부에 누수가 발생한 경우 상기 센서 와이어(130)와 전기적으로 연결되어 누수 여부를 탐지하는 기능을 한다. 본 실시예에서는 이중 보온관 내부의 누수를 보다 신속하고 정확하게 탐지할 수 있도록 상기 나동선을 2개 이상 배치할 수 있다. 도 4에서는 나동선(150, 160)을 2개로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 3개 또는 그 이상으로 배치할 수도 있을 것이다. 그리고 상기 센서 와이어(130)가 이중 보온관의 단면 상에서 상측에 배치되므로, 이 나동선(150, 160)은 이중 보온관의 단면 상에서 하측에 배치되는 것이 비람직하다.

더욱 바람직하게는 상기 센서 와이어(130)와 제1 나동선(150)이 이루는 각도(θ¹) 및 센서와이어(130)와 제2 나동선(160)이 이루는 각도(θ²)가 도 4에 도시된 바와 같이, 각각 120°가 되도록 배치되는 것이 가장 넓은 영역을 감시할 수 있어서 바람직하다.

한편 본 실시예에 따른 이중 보온관에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 외관(120)의 외면에 나동선으로 이루어진 외부 측정 와이어(170)가 더 구비될 수 있다. 이 외부 측정 와이어(170)도 다른 와이어와 마찬가지로, 상기 외관(120)의 외면에 표면 일부가 노출되도록 고정된 상태로 취부된다. 이 외부 측정 와이어(170)는 이중 보온관 내부의 누수 현상이 내관 파열에 의한 것인지 아니면 외관 파열에 의한 것인지 여부를 판단할 수도 있도록 한다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 보온관의 구조를 도 5를 참조하여 설명한다.

본 실시예에 따른 이중 보온관도 전술한 실시예에 따른 이중 보온관과 마찬가지로, 내관(110), 외관(120), 절연재(180), 센서 와이어(130), 리턴 와이어(140), 나동선(150, 160)을 포함하여 구성된다.

다만, 센서와이어(130), 나동선(150, 160) 및 외부 측정 와이어(170)가 별도의 고정부에 의하여 고정되는 것이 상이하다. 구체적으로 센서와이어 고정부(132)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외관(120)의 내면 일측으로 돌출되도록 상기 외관(120)과 일체로 형성되되, 상기 센서와이어 고정부(132)에 설치되는 센서 와이어(130)의 표면 일부가 노출되도록 일부가 개방된 구조를 가진다. 이 센서 와이어 고정부(132)는 외관(120)이 제조될 때, 외관(120)과 일체로 사출되어 동시에 성형될 수 있다.

한편 상기 나동선(150, 160)과 외부 측정 와이어(170)도 상기 센서 와이어(130)와 동일하게 나동선 고정부(152, 162) 및 외부 측정 와이어 고정부(172)에 고정되어 설치될 수 있다. 나동선 고정부(152, 162)와 외부 측정 와이어 고정부(172)는 상기 센서 와이어 고정부(132)와 실질적으로 동일한 형상을 가진다. 다만 외부 측정 와이어(170)는 상기 외관(120)의 외면에 형성되는 것이 상이하다.

그리고 본 실시예에서도 상기 리턴 와이어(140)는 상기 외관(120) 내부에 완전히 묻힌 구조로 설치될 수 있다. 또한 센서 와이어(130)나 나동선(150, 160) 처 럼 상기 외관(120)의 내면에 고정부가 형성되고, 그 고정부에 고정되어 설치될 수도 있다.

도 1은 이중보온관 감시 시스템의 구성을 도시하는 블럭 다이어그램이다.

도 2는 종래의 이중보온관 감시장치의 핀 커넥터 연결 구조를 도시하는 도면이다.

도 3은 종래의 이중 보온관 내부 구조를 도시하는 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 보온관의 구조를 도시하는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 보온관의 구조를 도시하는 단면도이다.

Claims (11)

1. 유체가 흐르는 내관과 상기 내관을 이격된 상태에서 감싸는 외관 및 상기 내관과 외관 사이에 채워지는 보온재로 이루어지는 이중보온관에 있어서,

   상기 외관의 내면에 형성되는 센서 와이어 설치홈;

   상기 센서 와이어 설치홈에 표면 일부가 노출되도록 고정되어 설치되며, 니켈 크롬선으로 이루어지는 무피복 구조의 센서 와이어;

   상기 외관에 고정되어 설치되며, 절연재로 코팅된 구조의 리턴 와이어;

   상기 외관의 내면에는 표면 일부가 노출되도록 고정되어 설치되는 나동선;

   상기 외관의 외면에는 나동선으로 이루어진 외부 측정 와이어;를 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 보온관.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 리턴 와이어는,

   상기 외관의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 이중 보온관.
6. 제1항에 있어서,

   상기 외관의 내면에는 리턴 와이어 설치홈이 더 형성되고, 상기 리턴 와이어는 표면 일부가 노출되도록 상기 리턴 와이어 설치홈에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 이중 보온관.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,

   상기 센서 와이어는 상기 이중 보온관의 단면 상에서 상측에 배치되고,

   상기 나동선은 상기 이중보온관의 단면 상에서 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 이중 보온관.
9. 제8항에 있어서,

   상기 나동선은 서로 이격된 상태로 배치되는 제1 나동선과 제2 나동선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 보온관.
10. 제9항에 있어서,

    상기 센서와이어, 제1 나동선 및 제2 나동선은, 상기 이중 보온관의 단면 중심을 기준으로 120°의 내각을 가지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이중 보온관.
11. 삭제

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