KR101025538B1 - 열배관 리크 감시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지중에 길게 매설되어 있는 열배관으로부터 발생하는 리크 현상을 정확하게 감시할 수 있는 열배관 리크 감시 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 열배관 리크 감시장치는, 지중에 매설되어 있는 열배관으로부터 지표면까지 관통하여 설치되는 설치대; 상기 설치대의 높이별로 이격 설치되어 상기 열배관에서 리크(leak) 발생여부를 감시하는 다수개의 센서; 상기 설치대의 상단에 상기 센서와 연결되도록 설치되며, 상기 센서를 제어하고 상기 센서로부터 전달된 정보를 저장하는 제어부; 상기 설치대에 설치되며, 상기 센서 및 제어부에 전원을 공급하는 전원 공급부;를 포함한다.
열배관, 열배관, 센서, 감시

Description

열배관 리크 감시 장치{DEVICE FOR SENSING THE LEAK OF THE PIPE LINE}
본 발명은 열배관 리크 감시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지중에 길게 매설되어 있는 열배관으로부터 발생하는 리크 현상을 정확하게 감시할 수 있는 열배관 리크 감시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 지역 난방을 위한 열배관이나 도시 가스 수송을 위한 가스관 또는 전력 수송을 위한 전력선 등은 지중으로 매설되어 설치되는 경우가 많다. 이러한 열배관, 가스관, 전력선 등의 열배관은 지중에 설치된 상태에서 안정적으로 본연의 역할을 수행할 수 있도록 특수한 구조를 가진다.
예를 들어 열배관(1)의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이, 열 손실 없이 안정적으로 열매체를 수송하기 위하여 이중관의 구조를 가진다. 구체적으로 열매체(40)는 내부에 설치되는 내관(10)을 통하여 수송되며, 상기 내관(10)은 이격되어 이 내관을 감싸는 형태로 설치되는 외관(20)에 의하여 둘러싸인다. 그리고 상기 내관(10)과 외관(20) 사이의 공간에는 열 손실을 방지하기 위하여 단열재(30)가 채워진다.
이러한 특수 구조를 가지는 열배관(1)은 내관(10)에 리크가 발생하여 열매 체(40)가 누출되는 경우 도시 난방에 문제를 초래하는 등 큰 문제를 일으킨다. 따라서 이 열배관(1)의 리크 현상 여부를 감시하기 위한 여러가지 방법이 동원되고 있다.
먼저 열배관(1) 내부 즉, 내관(10)과 외관(20) 사이에 전선을 삽입하고, 전선 사이 또는 전선과 내관(10) 사이의 전기 저항을 측정하여 간접적으로 누수 여부를 감시하는 방법과, 열배관(1) 외부에 온도를 센싱할 수 있는 온도계를 설치하고 이를 감시 요원이 직접 주기적으로 방문하여 감시하는 방법 등이 있다.
그런데 열배관(1) 내부의 전기 저항을 측정하는 방법은 간접적으로 누수 여부를 감시하는 한계점과, 정확한 누수 지점을 찾기가 어려운 문제점이 있으며, 열배관(1) 외부의 온도를 센싱하는 방법은 감시 요원에 의존하여야 하므로 정확한 감시가 어려운 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 열배관의 리크 발생 여부를 직접적으로 정확하게 감시할 수 있으며, 지중에 매설되어 있는 열배관의 환경에 대한 자료를 축적 및 분석할 수 있는 열배관 리크 감시장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 열배관 리크 감시장치는, 지중에 매설되어 있는 열배관으로부터 지표면까지 관통하여 설치되는 설치대; 상기 설치대의 높이별로 이격 설치되어 상기 열배관에서 리크(leak) 발생여부를 감시하는 다수개의 센서; 상기 설치대의 상단에 상기 센서와 연결되도록 설치되며, 상기 센서를 제어하고 상기 센서로부터 전달된 정보를 저장하는 제어부; 상기 설치대에 설치되며, 상기 센서 및 제어부에 전원을 공급하는 전원 공급부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 제어부는 유선 또는 무선 통신 방법으로 정보를 전달할 수 있는 통신 모듈을 포함하며, 상기 제어부와 유선 또는 무선 통신 방법으로 정보를 전달받는 휴대용 리더기를 더 구비하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제어부에는 상기 휴대용 리더기에서 식별 가능한 고유 아이디를 보유한 고유 아이디부가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 제어부는 상기 센서를 일정한 주기별로 구동시키고, 구동시간을 제외한 나머지 시간에는 전원을 차단하는 것이, 전원 소모를 절감할 수 있어서 바 람직하다.
그리고 본 발명의 열배관 리크 감시장치에는, 상기 설치대 상단에 지표면에 노출되도록 설치되며, 사용자의 조작에 의하여 상기 센서를 즉시 동작시키는 즉시 동작 버튼이 더 구비되는 것이, 감시 요원의 즉시 측정을 가능하게 하여 바람직하다.
한편 상기 전원 공급부는, 상기 설치대의 상단 외측에 지표면에 노출되도록 설치되는 태양전지 모듈인 것이, 별도의 전원 공급 설비를 구축하지 않고서도 친환경적으로 감시 장치를 운용할 수 있어서 바람직하다.
그리고 상기 설치대 상단에는 지표면에 노출되도록 설치되며, 상기 열배관의 이상 여부를 시각적으로 표시하는 경보 표시부가 더 구비되며, 상기 제어부는 상기 센서부에 의하여 측정된 값이 미리 설정된 기준값 미만이면, 정상 상태를 표시하도록 상기 경보 표시부를 제어하고, 기준값 이상이면 이상 상태를 표시하도록 상기 경보 표시부를 제어하는 것이, 일반인의 신고를 용이하게 하고, 감시 요원의 감시 활동을 보조할 수 있어서 바람직하다.
본 발명의 열배관 리크 감시장치는 열배관에 의하여 리크 발생여부를 직접적으로 정확하게 알 수 있으며, 감시 요원에 의한 정확한 주기별 감시 및 데이터 축적이 가능하게 하는 효과가 있다.
또한 본 발명에서는 별도의 전기 배선 없이 간단하게 리크 감시 장치를 설치할 수 있으며, 일반인 또는 감시 요원이 신속하게 열배관의 이상 발생여부를 외부에서 인지할 수 있는 장점도 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 열배관 리크 감시장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 설치대(110), 센서(120), 제어부(130), 전원 공급부(140) 및 휴대용 리더기(150)를 포함하여 구성된다.
먼저 설치대(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 지중에 매설되어 있는 열배관(1)으로부터 지표면까지 관통하여 설치되는 구성요소이며, 이 설치대(110)는 후술하는 센서(120) 및 제어부(130) 등의 설치 공간을 제공한다. 구체적으로 이 설치대(110)는 관, 각재 또는 선 등 다양한 형태를 이룰 수 있다. 본 실시예에서 상기 열배관(1)은 지역 난방을 위한 열배관 또는 도시가스 수송을 위한 도시가스관 또는 대용량의 전력을 수송하기 위한 전력라인 등이 될 수 있다.
그리고 상기 설치대에는 상기 열배관에서의 리크(leak) 발생여부를 감시하는 다수개의 온도 센서(120)가 설치된다. 이 다수개의 온도 센서(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 열배관 표면과 접촉하여 상기 열배관 표면의 온도를 측정하는 표면 온도 센서(126), 지표면에 설치되어 지표면의 온도를 측정하는 지표면 온도 센서(122) 및 상기 열배관의 중간 지중에 설치되어 지중의 온도를 측정하는 지중 온도 센서(124)를 포함하여 다수개의 온도 센서(120)가 상기 설치대에 높이별로 이격되어 설치되는 것이, 상기 열배관으로부터 일정한 간격 별로 이격된 위치에서 리크 발생여부를 센싱할 수 있기때문에 바람직하다. 각 온도 센서는 서로 연결되어 있으며, 상기 제어부와도 연결되어 있어서, 센싱한 데이터를 상기 제어부로 전송할 수 있다.
한편 상기 열배관이 열배관인 경우에 상기 센서는 온도를 측정할 수 있는 온도계로 구성될 수 있고, 상기 열배관이 도시가스관인 경우에는 누출된 가스의 농도를 측정할 수 있는 농도 측정 센서로 구성될 수 있으며, 상기 열배관이 전력 라인인 경우에는 60Hz 유기 전류를 측정할 수 있는 전류 측정 센서로 구성될 수 있다.
다음으로 제어부는 상기 설치대의 상단에 상기 센서와 연결되도록 설치되며, 상기 센서를 제어하고 상기 센서로부터 전달된 정보를 저장하는 구성요소이다. 이를 위하여 상기 제어부는 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 제어 모듈, 저장 모듈, 통신 모듈 및 고유아이디 저장부를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 제어 모듈은 제어부와 연결되어 있는 센서 및 후술하는 경보 표시부 그리고 휴대용 리더기 등을 제어하는 역할을 한다. 구체적으로 상기 제어 모듈은 상기 센서를 일정한 주기별로 예를 들어 하루에 한번 또는 6시간별로 구동시키고 구동시간을 제외한 나머지 시간에 대해서는 상기 전원 공급부로부터의 전원 공급을 차단하여 전원의 소모를 최소화한다.
다음으로 저장모듈은 상기 제어부와 연결되어 있으며, 상기 센서들로부터 전달되는 데이터를 저장하는 구성요소이다. 이 저장모듈은 일반적인 저장수단이 사용될 수 있으며, 저장되어 있는 데이터는 상기 제어부의 제어에 의하여 외부로 전송될 수도 있다.
그리고 통신 모듈은 상기 휴대용 리더기와 유선 또는 무선 통신 방법으로 정 보를 전달하는 구성요소이다. 이 통신 모듈은 휴대용 리더기를 휴대한 감시 요원이 상기 설치대로 접근하면, 자동적으로 상기 휴대용 리더기와 교신하여 상기 설치대의 고유아이디를 확인시키며, 상기 저장부에 저장된 정보 및 새로이 센서에 의하여 측정된 데이터를 전송할 수 있다.
다음으로 고유 아이디 저장부는 각 설치대별로 고유하게 부여되는 아이디를 저장하고 있으며, 이 고유 아이디에 의하여 중앙 서버에는 그 설치대의 설치 위치 등을 정확하게 확인할 수 있다. 이 고유 아이디부는 다양하게 구성될 수 있으며, 예를 들어 RFID 모듈로 구성될 수도 있고, 적외선 통신 모듈로 구성될 수도 있다.
한편 상기 휴대용 리더기는 감시 요원이 휴대할 수 있는 구조를 가지며, 상기 제어부와 유선 또는 무선 통신 방법으로 정보를 전달받는 구성요소이다. 상기 제어부는 이 휴대용 리더기가 접근하여 유선 또는 무선 통신 방법으로 통신하는 경우에는 그 통신 시간 및 통신 내용을 상기 저장 모듈에도 저장하고, 상기 휴대용 리더기의 저장 모듈에도 전송한다. 따라서 상기 휴대용 리더기에는 상기 제어부와 통신할 수 있는 통신 모듈이 구비되며, 전송된 정보를 저장할 수 있는 저장 모듈도 구비된다.
또한 상기 휴대용 리더기에는 설치대의 설치 상태 등을 촬영할 수 있도록 촬영 수단이 더 구비될 수 있으며, 촬영된 정보는 상기 저장 모듈에 저장될 수 있다. 그리고 감시 요원은 이 휴대용 리더기를 휴대하고 각 리크 감시장치를 체크한 후에, 중앙 관제실로 무선 또는 유선으로 정보를 전달하여, 중앙 서버에는 각 설치대 별로 데이터가 저장된다.
다음으로 전원 공급부는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 설치대에 설치되며, 상기 센서 및 제어부에 전원을 공급하는 구성요소이다. 이 전원 공급부는 유선으로 연결되어 외부로부터 전력을 공급받을 수도 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 설치대의 상단 외측에 지표면에 노출되도록 설치되는 태양전지 모듈로 구성될 수도 있다. 이렇게 태양전지 모듈로 구성되는 경우에는 상기 설치대가 설치된 장소까지 전기 배선을 설치할 필요가 없으며, 친환경 에너지인 태양에너지를 이용하는 장점이 있다. 구체적으로 상기 태양전지 모듈은 상기 설치대의 외측으로 태양광을 흡수할 수 있도록 설치되며, 발전된 전기에너지를 저장할 수 있는 전지를 구비한다.
다음으로 본 실시예에 따른 열배관 리크 감시장치에는 즉시 동작 버튼이 더 구비될 수 있다. 이 즉시 동작 버튼은 사용자의 조작에 의하여 상기 센서를 즉시 동작시키는 구성요소로서, 사용자의 접근이 용이하도록 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 설치대 상단에 지표면에 노출되도록 설치되는 것이 바람직하다. 사용자가 이 즉시 동작 버튼을 조작하는 경우, 그 조작 정보는 상기 제어부에 전달되며, 제어부는 즉시 상기 센서를 작동시켜 현재 상태의 데이터를 수집하게 된다.
그리고 상기 설치대 상단에는 경보 표시부가 더 구비될 수 있다. 이 경보 표시부는 상기 설치대 상단에 지표면에 노출되도록 설치되며, 상기 열배관의 이상 여부를 시각적으로 표시하는 구성요소이다. 구체적으로 이 경보 표시부는 상기 센서에 의하여 측정된 값이 미리 설정된 기준값 이상이면 이상 경보를 발생할 수 있도록 기계식으로 구성될 수도 있고, 전자식으로 구성될 수도 있다. 기계식으로 구성되는 경우에는 별도의 구동기구에 의하여 적색판 또는 녹색판이 표시되도록 구동하는 방식이 가능하고, 전자식으로 구성되는 경우에는 적색 LED 와 녹색 LED를 각각 구비한 상태에서 상기 제어부의 제어에 의하여 적색 LED 또는 녹색 LED를 발광하도록 하는 것이다.
한편 상기 제어부는 상기 센서부에 의하여 측정된 값이 미리 설정된 기준값 미만이면, 정상 상태를 표시하도록 상기 경보 표시부를 제어하고, 기준값 이상이면 이상 상태를 표시하도록 상기 경보 표시부를 제어한다.
도 1은 일반적인 열배관의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열배관 리크 감시장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열배관 리크 감시장치의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열배관 리크 감시장치의 구성을 도시하는 블럭도이다.

Claims (7)

  1. 지중에 매설되어 있는 열배관의 표면으로부터 지표면까지 관통하여 설치되는 설치대;
    상기 설치대의 높이별로 이격 설치되어 상기 열배관에서 리크(leak) 발생여부를 감시하는 다수개의 온도 센서;
    상기 설치대의 상단에 상기 온도 센서와 연결되도록 설치되며, 상기 온도센서를 제어하고 상기 온도 센서로부터 전달된 정보를 저장 및 외부 장치로 전달하는 제어부;
    상기 설치대에 설치되며, 상기 온도 센서 및 제어부에 전원을 공급하는 전원 공급부;
    상기 설치대 상단에 지표면에 노출되도록 설치되며, 사용자의 조작에 의하여 상기 센서를 즉시 동작시키는 즉시 동작 버튼;
    상기 설치대의 설치 상태 및 상기 즉시 동작 버튼의 작동 상태를 촬영할 수 있도록 촬영 수단이 구비되며, 상기 제어부와 유선 또는 무선 통신 방법으로 정보를 전달받는 휴대용 리더기;을 포함하며,
    상기 온도 센서는,
    상기 열배관 표면과 접촉하여 상기 열배관 표면의 온도를 측정하는 표면 온도 센서;
    지표면에 설치되어 지표면의 온도를 측정하는 지표면 온도 센서; 및
    상기 열배관의 중간 지중에 설치되어 지중의 온도를 측정하는 지중 온도 센서;로 이루어어지는 것을 특징으로 하는 열배관 리크 감시장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에는 상기 휴대용 리더기에서 식별 가능한 고유 아이디를 보유한 고유 아이디부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 열배관 리크 감시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 온도 센서를 일정한 주기별로 구동시키고, 구동시간을 제외한 나머지 시간에는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 열배관 리크 감시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 열배관 리크 감시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    상기 설치대의 상단 외측에 지표면에 노출되도록 설치되는 태양전지 모듈인 것을 특징으로 하는 열배관 리크 감시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 설치대 상단에는 지표면에 노출되도록 설치되며, 상기 열배관의 이상 여부를 시각적으로 표시하는 경보 표시부가 더 구비되며,
    상기 제어부는 상기 온도 센서에 의하여 측정된 값이 미리 설정된 기준값 미만이면, 정상 상태를 표시하도록 상기 경보 표시부를 제어하고, 기준값 이상이면 이상 상태를 표시하도록 상기 경보 표시부를 제어하는 것을 특징으로 하는 열배관 리크 감시장치.
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