KR101107202B1 - 배관재 연결부의 누설감지용 감지장치 - Google Patents

Abstract

배관재 연결부의 누설감지용 감지장치가 개시된다. 본 발명의 감지장치는 배관재의 접합된 연결부 파손으로 내용물이 누설될 경우 실시간으로 이상여부를 확인하도록 연결부마다 설치하는 것으로서, 상기 배관재 연결부 손상으로 내용물이 누설되면 누설된 내용물이 외부로 빠져나가게 하거나, 부압이 발생하면 외부로부터 공기 등이 쉽게 유입되도록 상측에 홀이 형성되는 커버와, 상기 커버의 내부 상단에 설치되어 누설된 내용물이나 부압이 상기 홀을 통하여 출입될 때 누설된 물이나 기체, 기름에 의하여 연결부의 이상여부를 확인할 수 있도록 육면체의 함체 내부에 동판이 마주보도록 설치되고, 이들 동판과 연결된 연결선이 전체의 관망을 시스템으로 연결시키기 위해 인접관의 관 끝에 노출된 감지선과 연결시키기 위하여 점프선을 통하여 연결시킬 때 연결부 이상이 발생될 경우 상기 동판이 접촉하는 것에 의해 이상여부를 확인하는 감지센서와, 상기 커버가 가스압력이나 수압에 의하여 이탈하지 않도록 하고 상기 커버가 접촉되는 부위나 커버와 배관재 외면 사이로 내용물이 누설되지 않도록 상기 커버 위에 씌우는 외면마감테이프를 포함하여 구성되며, 감지선이 직접 노출되지 않아 감쇄현상이 덜 발생되며, 감지센서가 점프선과 별도로 떨어져 구성되어 있기 때문에 시공도 용이한 효과가 있다.

Description

배관재 연결부의 누설감지용 감지장치{SENSING DEVICE FOR SENSING LEAKAGE OF PIPE CONNECTING PORTION}

본 발명은 배관재 연결부의 누설감지용 감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관재 연결부의 파손으로 누설될 경우 이들 내용물이 무질서하게 외부로 유출되지 않고 감지센서를 통과한 후 커버외부로 유출될 수 있도록 하며, 부압이 걸릴 경우 감지센서를 통하여 외부의 공기가 유입되어 파손된 배관재 틈으로 빠져나가도록 배관재의 연결부를 감싸고 있는 커버 상부에 홀을 형성시키고, 이 홀에 외부로부터 호스를 연결하여 시공함으로써 감지센서를 통해 배관재의 연결부 손상 여부를 정확히 확인할 수 있는 배관재 연결부의 누설감지용 감지장치에 관한 것이다.

생활에 편리함을 제공하는 수도관, 가스관, 송유관, 산소 또는 질소공급용관, 하수관, 쓰레기 수송관 등은 여러 개의 관을 조인트, 플랜지 혹은 용접 등의 접합방법으로 연결하여 우리에게 필요한 여러 물질들을 제공하는데 사용되고 있다.

그러나 이들 배관들은 초기에 잘못 시공하거나, 장기간 사용 시 부식 또는 부등침하, 지진과 같은 충격에 의하여 연결부가 파손되면 가스누출, 수돗물 누수 혹은 기름이 누출되는 사고가 발생되며, 쓰레기 수송관의 경우 진공이 걸리지 않아 쓰레기 수거에 어려움을 주게 된다. 따라서 이들 배관 연결부의 파손여부를 실시간 감시하여 초기에 발견하면 최소 비용으로 복구할 수 있고 더불어 대형 사고를 미연에 방지할 수 있다. 그러나 우리사회는 아직까지 이러한 위험을 예방할 수 있는 제도적 장치가 불비하여 사고 발생 후 목격자의 신고에 의하여 대처해야 하기 때문에 항상 위험에 노출되어 있으며, 복구에 많은 비용을 지불하고 있다.

파이프를 이용하여 필요한 물질을 공급하는 파이프 라인으로는 수도관, 가스관, 송유관, 하수관, 중수도관, 산소 또는 질소 등 특수가스 수송관, 쓰레기 수송관 등 다양한 분야에 해당되며, 현재까지는 이들 파이프 라인에 손상이 발생할 경우에는 신고가 접수된 다음 대응을 하는 것이 일반적이며, 따라서 시민생활에 많은 불편함을 끼쳤다.

다만 최근에 지하에 매설된 상수도관 등 물을 수송하는 배관의 연결부의 누수를 모니터링하기 위하여 도 1에 도시한 바와 같이, 부력에 의하여 상승할 수 있도록 가벼운 소재로 만든 볼에 금속가루 등을 코팅하여 감지볼(1)을 만들고, 점프선(2) 중 일부를 탈피하여 육면체로 된 함체 상부에 설치시킨 다음, 누수가 발생될 경우 탈피부위(3)와 감지볼(1)이 접촉할 경우 쇼트를 유발시키는 누수감지센서를 개발하여, 배관재 또는 조인트 상부에 접착제를 사용하여 부착하고 누수가 발생되어 일정 이상의 압력이 발생되면 커버 상부에 부착된 압력센서가 열려 물이 상부로 빠져나갈 경우 부력에 의해 감지볼(1)이 올라와 탈피된 감지선에 접촉함으로써, 누수를 인식하는 감지센서와 하드커버가 개발되어 사용 중에 있다.

여기서, 커버 상부에 압력센서를 부착하는 이유는 하드 커버와 파이프 틈 사이로 외부의 물이 유입되더라도 커버 상부가 밀폐되는 효과가 있어 센서부위까지 물이 차오르지 못하게 하는 효과가 있고, 누수가 발생되어 일정 이상의 압력이 발생할 경우에 압력센서가 열려 외부로 작동되게 하도록 하기 위함이다.

이 방식의 공법이 완벽히 기능을 발휘하기 위해서는 커버 시공을 완벽히 하여 외부의 물이 유입되지 못하게 하고, 또한 누수 발생 시 압력센서가 작동될 수 있도록 일정 이상의 압력을 견뎌야 하기 때문에 시공자가 부실시공을 하여 하드커버의 수밀이 부족하면 외부의 물이 유입될 뿐 아니라 누수 발생시 이 부위로 물이 빠져나가기 때문에 압력센서가 작동이 되지 않아 누수를 감지하지 못하는 문제점이 있다.

특히 하수종말처리장으로 보내는 오폐수관의 경우는 정해진 시간에만 단속적으로 압송을 하므로 접합부 누수가 발생되더라도 압송 시에만 일시적으로 누수를 확인할 수 있어 관로를 사용하지 않을 경우에는 다시 수압이 떨어져 감지볼이 노출된 감지선과 떨어지게 되므로 실제 누수인지를 정확히 파악하기 어렵다.

따라서, 기존 연결부 이상여부를 감시하기 위한 시스템이 정상적으로 작동되게 하기 위한 핵심적인 사항은 하드커버의 수밀이 완벽하여 일정한 수압이 발생될 경우 압력센서가 작동되어 감지센서에서 쇼트현상이 지속되어야 한다. 이렇게 하기 위해서는 커버가 접촉하는 면과 커버의 파이프 면이 접하는 면마다 수팽창고무를 삽입하여야 하며, 또한 수압에 의해 압력센서가 작동될 때까지 수밀을 유지시켜야 하기 때문에 수압에 의해 커버의 틈이 벌어지지 않도록 많은 볼트와 너트를 사용하여 체결해야 하며, 이로 인해 자제비가 많이 들며, 시공 시에도 많은 비용이 든다.

또한, 상기의 문제점을 보완하기 위하여 테이프 등으로 커버 외부를 감쌀 수는 있으나 볼트와 너트를 이용하여 커버를 조립하기 때문에 커버 외부로 날개가 많이 노출되어 있을 뿐 아니라 체결된 볼트와 너트 때문에 시공을 하기 어려우며 하더라도 많은 비용이 발생한다. 그리고 압력센서가 커버 상부에 돌출되어 설치되기 때문에 되 메우기 공사 시 포크레인에 의하여 파손될 우려가 있으며 염분지역에 시공할 경우 볼트, 너트가 염분에 부식될 우려가 있다.

한편, 전체의 관망을 TDR로 실시간 모니터링하기 위해서는 관망 전체를 일체형으로 연결시켜야 하며, 장거리의 배관망을 모니터링하기 위해서 TDR에서 송출한 에너지펄스가 감지선을 통하여 멀리 송출되어야 감지시스템에 대한 비용을 줄일 수 있기 때문에 감지관을 만들 때 감지선을 피복층 사이에 삽입하고, 관 외부에 감지선을 부착할 경우에도 에너지 펄스의 감쇄를 막기 위하여 테이프 등으로 감싸며, 관 끝에 노출된 감지선과 감지선을 연결시키는 점프선도 폴리에틸렌이나 PVC 등의 수지로 코팅된 것을 이용한다.

그러나 기존의 연결부 누수감지센서는 점프선으로 사용하는 선의 코팅을 일부 탈피(3)하여 육면체로 구성되어 있는 함체 상단부에 위치시키고, 하단부에 부력에 뜨는 금속성분이 코팅된 특수볼(1)을 넣어 누수가 발생되면 부력에 의해 코팅된 특수볼(1)이 탈피된 선(3)에 닿아 감지하도록 만들었기 때문에 이 노출된 부위 때문에 많은 감쇄현상이 발생한다. 따라서, 이 감쇄의 영향 때문에 앞 쪽의 센서가 작동될 때는 뒷 쪽의 누수가 발생되더라도 누수여부를 정확히 파악할 수 없는 단점이 있다.

또한 상기의 방식은 점프선(2)의 탈피부위(3)와 감지볼(1)의 접촉면(두 점 접촉)이 작기 때문에 감지성능이 떨어질 수 있다.

또한, TDR(측정 장치)을 이용하여 배관재의 파손여부를 실시간으로 인식하도록 동선 등으로 제작된 감지선이 파이프 외면 피복층 사이에 삽입되어 있거나, 감지선이 삽입되어 만들어진 전용테이프를 파이프 외부에 감아 제작한 파이프를 나란히 부설하여 접합시킨 후 파이프 라인 전체를 한 개의 망으로 구성하여 모니터링 하기 위하여 인접 파이프 끝단에 노출된 감지선끼리 연결시킬 때 폴리에틸렌이나 PVC로 코팅된 점프선(2)을 사용하여 연결하나, 용접이나 조인트 또는 플랜지로 연결된 부분의 누수를 확인하기 위하여 피복된 점프선 일부를 탈피하여 감지센서를 만들어 사용함으로서 TDR로부터 송출되는 에너지 펄스가 감쇄되어 감시 거리가 짧아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 현재 지하에 매설된 수도관과 오,폐수관 연결부 누수여부를 실시간으로 모니터링하기 위하여 개발되어 사용 중인 감지센서와 커버의 불합리한 점을 개선하여 훨씬 정확하고 경제적인 방식으로 개선하며, 그 외에도 가스관, 송유관, 산소수송관, 질소수송관, 쓰레기 수송관등에도 사용할 수 있는 감지센서와 이를 포함한 감지장치를 제공하는데 있다.

즉, 본 발명은 지하매설관이든 옥내설치관이든 장소에 관계없이 적용할 수 있으며, 또한 수도관이나 오,폐수관과 같이 물이 유입될 경우에만 인식할 수 있는 한계를 극복하고, 가스와 같은 기체가 누설되거나 기름이 누출되는 경우에도 실시간으로 확인할 수 있고, 특히 부식이나 크랙 또는 마모로 인하여 연결부가 파손될 경우 진공으로 쓰레기를 흡입하는 쓰레기 수송관의 이상여부도 실시간 감지할 수 있는 개선된 누설감지용 감지센서와 이를 포함한 감지장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 종래에 피복된 점프선 일부를 탈피하여 감지센서를 만들어 사용함으로서 TDR로부터 송출되는 에너지 펄스가 감쇄되어 감시 거리가 짧아지는 문제점을 해결하기 위하여 점프선 일부를 직접 탈피한 상태로 사용하는 대신 별도의 감지센서를 만들어 점프선과 연결해 사용함으로써 에너지 펄스의 감쇄를 막아 TDR의 효율을 높이고 전체 설치비용을 절감하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 배관재의 접합된 연결부에서 내용물이 누설될 경우 실시간으로 이상여부를 확인하도록 연결부마다 설치하는 감지장치에 있어서, 상기 배관재 연결부 손상으로 내용물이 누설되면 누설된 내용물이 외부로 빠져나가게 하거나, 부압이 발생하면 외부로부터 공기 등이 쉽게 유입되도록 상측에 홀이 형성되는 커버와, 상기 커버의 내부 상단에 설치되어 연결부 파손으로 내용물이 외부로 유출되거나 부압 발생 시 상기 홀을 통하여 공기가 유입될 때 누설된 내용물이나 공기의 압력에 의해 연결부의 이상여부를 확인할 수 있도록 함체의 내부에 동판이 마주 보도록 설치되고, 상기 동판과 연결된 연결선이 점프선과 연결되어 연결부 이상이 발생될 경우 상기 동판이 접촉하는 것에 의해 연결부의 이상여부를 확인하는 감지센서와, 상기 커버가 외부의 토압이나 내부연결부 파손에 따른 가스압력 또는 수압에 의하여 이탈하지 않도록 하고 상기 커버가 접촉되는 부위나 커버와 배관재 외면 사이로 내용물이 누설되지 않도록 상기 커버를 감싸는 외면마감부재를 포함하여 구성되는 감지장치가 제공된다.

본 발명의 일실시예로서, 상기 감지센서는 물을 수송하는 배관재의 연결부에 설치된 커버 내부 상측에 설치되는 것으로, 상기 배관재 연결부에 물이 누설되면 상기 물이 유입될 수 있는 다수의 유입구가 형성되는 육면체의 함체와, 상기 점프선과 직접 연결된 2개의 연결선과, 상기 연결선의 단부에 각각 연결되고, 상기 함체 내부에 서로 마주보도록 설치되는 동판과, 상기 동판의 배면에 부착되는 수팽창고무로 이루어지며, 상기 함체는 상기 수팽창고무가 물에 의해 팽창될 수 있는 공간부를 구비하여 상기 유입구에 물이 유입되면 상기 수팽창고무가 팽창되어 상기 동판이 서로 접촉되어 감지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예로서, 상기 감지센서는 가스 또는 기름을 수송하는 배관재의 연결부에 설치된 커버 내부 상측에 설치되는 것으로, 상기 배관재 연결부에 누설된 내용물이 유입되었다가 유출되도록 유입구와 유출구가 구비되는 함체와, 상기 점프선과 직접 연결된 2개의 연결선과, 상기 연결선의 단부에 각각 연결되고, 상기 함체 내부에 서로 마주보도록 설치되는 동판으로 이루어지되, 상기 동판 중 어느 하나는 상기 유입구 측에 설치되고, 다른 하나는 상기 유출구 측에 설치되며, 상기 유입구 측에 설치된 동판은 브이(V)자 모양의 접속부가 형성되어, 상기 유입구를 통해 가스나 기름이 유입될 경우 압력에 의해 상기 동판이 반대편으로 꺽여 상기 접속부가 상기 유출구 측 동판에 접촉하여 감지할 수 있다.

여기서, 상기 감지센서는 누설이 발생하면 보수 전까지 쇼트상태가 지속되도록 상기 유입구 측 동판에 보조철판을 부착시키며, 유출구 측 동판 뒤편에 자석을 설치하여 상기 두 개의 동판이 완벽하게 접촉하여 감지하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예로서, 상기 감지센서는 쓰레기 수송관의 배관재 연결부에 설치된 커버 내부 상측에 설치되는 것으로, 상기 배관재 연결부에 파손이 생길 경우 부압이 발생하면 외부에서 공기가 유입되었다가 관로 안으로 유출되도록 유입구와 유출구가 구비되는 함체와, 상기 점프선과 직접 연결된 2개의 연결선과, 상기 연결선의 단부에 각각 연결되고, 상기 함체 내부에 서로 마주보도록 설치되는 동판으로 이루어지되, 상기 동판 중 어느 하나는 상기 유입구 측에 설치되고, 다른 하나는 상기 유출구 측에 설치되며, 상기 유입구 측에 설치된 동판은 브이(V)자 모양의 접속부가 형성되어, 부압 발생 시 상기 유입구를 통해 외부의 공기가 유입될 때 상기 동판이 반대편으로 꺽여 상기 접속부가 유출구 측 동판에 접촉하여 감지할 수 있다.

여기서, 상기 감지센서는 누설이 발생하면 보수 전까지 쇼트상태가 지속되도록 상기 유입구 측 동판에 보조철판을 부착시키며, 유출구 측 동판 뒤편에 자석을 설치하여 상기 두 개의 동판이 완벽하게 접촉하여 감지하도록 한다.

본 발명에 있어서, 상기 점프선과 감지센서가 상기 연결선으로 연결되어 일체화되고, 현장 시공 시에서는 상기 감지센서가 부착된 점프선을 인접된 관의 감지선과 연결하여 시공할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 홀을 통해 외부의 물이 유입되지 않고 커버 안의 누설된 내용물을 커버 밖으로 배출하거나, 부압이 발생할 때 외부의 공기가 유입되도록 상기 홀에는 호스를 연결할 수 있다.

여기서, 토압이나 윤압 또는 시공 시 상기 호스를 보호하기 위하여 커버 외부에 상기 호스를 삽입할 수 있도록 홈을 형성할 수 있다.

또한, 상기 홈은 일자(-)형 또는 에스자(S)형으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 홀이나 홈에서 호스가 이탈되는 것을 방지하도록 상기 홀에 연결되어 상기 홈에 삽입된 호스의 연결부위를 강력 테이프로 붙여 마감하거나, 세라믹, 폴리우레아, 에폭시 등의 수지를 사용하여 밀폐구조를 형성할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 커버는 외부 및 내부의 압력을 견딜 수 있는 재질로 이루어지며, 압축고무, ABS수지, 압축스티로폼, 압축폴리우레탄, 강화플라스틱, 코팅된 철판 중 선택된 어느 한 가지로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 커버가 압축스티로폼이나 압축폴리우레탄으로 이루어진 경우에는 장기간 사용 중에도 외부의 압력이나 내부의 수압에 의해 파손되지 않도록 내, 외부에 세라믹, 폴리우레아, 에폭시 등의 재료로 코팅할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 외면마감부재는 상기 연결부에 커버를 씌운 다음 커버의 수밀을 강화시키고 외압에 견디도록 석고, 세라믹, 폴리우레아, 에폭시 등의 수지가 함유된 외면마감테이프, 쉬트, 튜브 중 어느 하나로 이루어지어 상기 커버를 감싸도록 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 커버는 상부커버와 하부커버를 포함하여 적어도 2쪽 이상의 커버로 이루어지며, 압력이 발생되지 않는 하수관의 감지센서는 배관재 연결부 중간에 설치하며, 기타 나머지 감지센서는 상부커버 내부에 설치할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 커버는 상부커버와 하부커버를 포함하여 적어도 2쪽 이상의 커버로 이루어지며, 희생양극법으로 전기 방식을 할 경우 일정 거리의 연결부마다 희생양극과 연결된 연결선을 커버 외부로 빼내기 쉽도록 홀이 형성되며, 상기 홀의 기밀을 유지시키고 외부의 물이 유입되지 않도록 하기 위하여 일정 크기의 수팽창고무가 상기 홀에 삽입되도록 할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 수도관이나 오,폐수관의 연결부 하자로 인해 일정압력의 수압이 발생하는 경우를 포함하여 수압이 발생되지 않는 하수관의 파손 시, 또는 물이 유출되지 않는 가스, 산소, 질소의 누설과 기름이 샐 경우에도 실시간으로 감지할 수 있고, 진공압력에 의해 쓰레기를 수송하는 쓰레기 수송관로의 연결부 파손에 따른 부압이 발생될 경우에도 실시간으로 감시할 수 있어 초기에 대응하여 보수할 수 있으므로 최소의 비용으로 복구할 수 있으며, 대규모 사고나 시민의 불편을 사전에 방지하는 효과를 거둘 수 있다.

또한, 기존의 감지센서는 양쪽 배관재의 감지선과 감지선을 연결시키는 점프선의 일부를 탈피하여 감지센서로 이용하기 때문에 연결부마다 일정길이의 감지선이 노출되어 있어서 TDR(감지장치)에서 송출한 에너지 펄스가 노출된 부위로 방출되어 감쇄되므로 감시거리가 축소되며, 누수발생시 감지센서 두 군데 이상에 동시에 물이 차서 쇼트가 발생되면 감쇄현상 때문에 앞쪽센서의 누수만을 감지할 수 있어 뒤쪽의 누수를 감지하기 어려우나, 본 발명의 감지센서를 이용하면 감지선이 직접 노출되지 않아 감쇄현상이 덜 발생되며, 감지센서(함)이 점프선과 별도로 떨어져 구성되어 있기 때문에 시공도 용이하다.

또한, 기존의 감지센서나 커버보다 기능이 훨씬 개선되고 비용도 대폭 감소되어 공사비를 줄이는 효과가 있다.

그리고 기존의 연결부 커버는 일정압력 이상의 압력이 발생할 때 작동되도록 상부에 위치하는 커버에 압력센서를 부착하여 사용하기 때문에 수밀을 위하여 접촉부마다 과다한 수 팽창고무의 부품이 들어가고 많은 볼트와 너트를 사용함으로서 자재비용도 많이 들 뿐만 아니라 시공시간과 비용이 많이 들지만, 본 발명의 커버를 사용하게 되면 내부에서 발생된 누수, 가스누설 또는 기름누유가 발생될 경우 쉽게 설계된 통로로 이들 내용물이 나갈 수 있도록 별도의 호스를 부착해서 최소한의 압력이나 물로 감지센서가 작동됨으로서 커버 제작시 들어가는 자재비가 적게 들고, 시공비도 적게 들뿐 아니라 공사도 간단히 할 수 있다. 특히 숙련기술자가 시공을 하지 않더라도 하자발생에 대한 우려가 거의 없다.

도 1은 종래의 감지센서를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 감지장치의 전체 구성을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 커버를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 감지센서의 일실시예를 도시한 것으로, 상수도, 하수도, 중수도, 오폐수관용 감지센서를 도시한 단면도,
도 5는 도 4의 감지센서를 도시한 사시도,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 감지센서의 다른 실시예를 도시한 것으로, 가스, 산소, 질소, 송유관용 감지센서를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 감지센서의 다른 실시예가 커버에 설치된 것을 도시한 사시도,
도 8은 본 발명의 감지센서의 또다른 실시예를 도시한 것으로, 가스, 산소, 질소, 송유관용 감지센서를 도시한 단면도,
도 9는 도 8의 감지센서를 도시한 사시도,
도 10은 본 발명의 감지센서의 또다른 실시예를 도시한 것으로, 쓰레기 수송관용 감지센서를 도시한 단면도.

이하, 본 발명의 감지장치의 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 감지장치의 전체 구성을 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 커버를 도시한 사시도이다.

지하매설관의 파손 또는 누수를 실시간 감시할 수 있도록 철로 만든 파이프 외면 피복층 사이에 동선이나 광케이블을 삽입하여 만든 감지관이나, 동이나 광케이블이 삽입된 전용감지테이프를 일반 파이프 외면에 감아 만든 파이프를 용접, 융착, 플랜지 혹은 조인트 등으로 연결하고 감지선이 삽입된 코팅된 전용 점프선을 사용하여 전체를 하나의 망으로 구성하여 외부에 설치되어 있는 TDR(측정 장치)를 이용하여 감시할 수 있는 시스템이 현재 상용화되어 있다.

이러한 시스템을 이용하여 연결부의 누수 여부를 확인할 수 있도록 코팅된 점프선 일부를 탈피하여 감지센서로 사용하는 종래의 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위하여 본 발명의 감지장치 및 감지센서를 안출한 것이다.

기존의 연결부 누수를 감지하기 위한 방법은 연결부에서 누수가 발생될 경우 감지할 수 있는 감지센서를 접착제를 이용하여 파이프 외면 또는 조인트에 부착시키고, 이 감지센서가 작업자의 실수로 완벽하게 밀폐가 되지 않아 외부의 물이 유입이 되더라도 감지센서함까지 물이 올라가지 않도록 하고, 누수가 발생될 경우 수압에 의해 커버 상부에 설치된 압력센서가 열려 감지센서까지 물이 올라갈 수 있도록 상부에 위치한 커버에 압력센서를 부착하여 만든 전용커버를 만들어 사용하고 있다. 상부 커버가 압력센서로 막혀 수압이 발생되지 않을 경우 진공이 걸려 배관재 틈으로 외부의 물이 유입되더라도 자연압 하에서는 감지센서까지 물이 올라오지 않는다. 이때 사용하는 감지센서는 코팅된 점프선 중 일부를 탈피하여 육면체로 구성된 감지센서 함체의 상부에 위치시키고 함체 내부 아래쪽에 부력에 의해 뜰 수 있는 금속성분이 코팅된 볼을 넣어 만들어 파이프 연결부 이상으로 누수가 되어 일정 이상의 수압이 발생되면 압력센서가 작동되어 물이 압력센서를 통하여 빠져나가게 함으로서 금속 코팅된 볼이 부력에 의해 올라와 노출된 감지선과 접촉함으로서 감지하는 시스템이다.

본 발명은 상기의 감지센서와 커버의 형태를 변경시킴으로서 감지성능을 향상시키고, 기존의 감지시스템 하에서는 수돗물 등의 누수만을 감지하는 한계를 극복하고 가스, 유류, 특수가스와 쓰레기 수송관 등의 관로의 연결부 이상여부를 확인하는데 적용할 수 있으며, 감지센서 제작비용, 커버제작비용과 현장의 설치비용을 대폭 경감시킬 수 있다.

본 발명의 감지장치는 배관재(7)의 접합된 연결부(8)에서 내용물이 누설될 경우 실시간으로 이상여부를 확인하도록 연결부마다 설치하는 것으로, 상기 배관재 연결부(8)에서 내용물이 누설되어 내용물이 외부로 빠져나가거나 연결부 손상으로 부압이 발생하는 경우 외부로부터 공기 등이 쉽게 유입되도록 상측에 홀(14)이 형성되는 커버(10)와, 상기 커버(10)의 내부 상단에 설치되어 누설된 내용물이나 부압이 발생하여 상기 홀(14)을 통하여 출입될 때 누설된 물이나 기체, 기름에 의하여 연결부의 이상여부를 확인할 수 있도록 하는 감지센서(20)와, 인접된 관의 감지선 들을 연결하는 점프선(40)과, 상기 커버(10)가 가스압력이나 수압에 의하여 이탈하지 않도록 하고 상기 커버(10)끼리 접촉되는 부위나 커버(10)와 배관재(7) 접촉면 사이로 내용물이 누설되지 않도록 상기 커버 위에 씌우는 외면마감테이프(쉬트)(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 커버(10)는 상기 홀(14)을 통해 외부의 물은 유입시키지 않고 커버 안의 누설된 내용물만 커버(10) 밖으로 배출하도록 상기 홀(14)에 호스(15)를 연결시켜 배관재 높이 이하로 위치시킴으로서 평소에는 외부의 물이 이 호스(15)를 통하여 유입되지 않고 누수나 누설이 발생하면 상기 홀(14)과 호스(15)를 통해 빠져 나가게 할 수 있다.

또한, 외부의 토압이나 시공 중 포크레인 등으로부터 상기 호스(15)를 보호하기 위하여 커버 외부에 상기 호스(15)를 삽입할 수 있도록 홈(16)을 형성시킬 수 있는데, 상기 홈(16)은 일(-)자형 또는 에스자(S)형으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 홀(14)에 연결된 호스(15)가 빠지지 않고, 호스(15)의 말단 부위가 배관재 위치 아래로 오도록 하며, 상기 홈(16)에 삽입된 호스(15)를 보호하기 위하여 이 부위를 강력한 테이프로 붙여 마감하거나, 세라믹 또는 폴리우레아를 사용하여 코팅하여 밀폐구조를 형성할 수 있다.

상기 커버(10)는 압축고무, ABS수지, 압축스티로폼, 압축폴리우레탄, 강화플라스틱, 코팅된 철판 중 선택된 어느 한 가지로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 커버(10)가 압축스티로폼이나 압축폴리우레탄으로 이루어진 경우에는 장기간 사용 중에도 외부의 압력이나 내부의 수압에 의해 파손되지 않도록 내, 외부에 세라믹이나 폴리우레아 또는 에폭시로 코팅할 수 있다.

상기 커버(10)로 연결부(8)를 감싼 다음 수밀을 강화하고 외압으로부터 커버(10)를 보호하기 위하여 석고, 세라믹, 폴리우레아 또는 에폭시가 함유된 테이프나 튜브를 사용하여 감싸거나, 신축성 테이프(쉬트)를 감싼 다음, 세라믹, 폴리우레아 또는 에폭시 등의 수지를 사용하여 코팅을 하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 커버(10)는 관경에 따라 두 쪽 이상 즉, 상부 커버와 하부 커버로 이루어지며, 희생양극법으로 전기 방식을 할 경우 일정 거리의 연결부(8)마다 희생양극과 연결된 연결선을 커버(10) 외부로 빼낼 때 연결선이 통과하는 홀(12)을 통하여 외부의 물이 유입되거나, 또는 연결부 이상으로 누수가 발생할 경우 커버 상부의 홀(14)과 연결된 호스(15)로 빠져나갈 수 있도록 희생양극 연결선이 통과되는 홀(12)의 기밀을 유지하기 위하여 일정크기의 수팽창고무가 삽입된 홀(12)을 형성시킬 수 있다.

상기 커버(10)는 경제적인 재질로 만들어 제조비용을 대폭 줄일 수 있고, 적정한 압력을 견딜 수 있도록 하기 위하여 많은 볼트와 너트를 조립하는데 들어가는 시공비도 대폭 줄일 수 있다.

또한, 커버끼리 접촉하는 부위, 커버와 배관재가 접촉하는 부위를 1차로 테이프로 붙이고, 추가로 커버(10) 전체를 테이프로 감거나 튜브를 씌운 후 에폭시, 세라믹, 폴리우레아 등으로 코팅을 하여 마감처리 하기 때문에 누설된 내용물이 파이프 및 커버 접촉부를 통하여 빠져나가기 어려우며, 커버(10) 상부에 형성된 홀(14)을 통하여 내부 누설된 내용물을 배출시키기 위한 호스(15)가 연결되어 있어 누수나 누설이 되면 틈으로 새기 전에 호스로 먼저 빠져나가 연결부 이상발생시 완벽하게 확인할 수 있다. 그리고 감지센서가 커버(10) 상부에 위치하고 있고, 호스(15)의 말단 부위가 배관재(7) 아래에 위치하여 노출된 상태에서 나머지 전체가 밀폐되어 있기 때문에 평소에는 센서가 작동될 염려가 없다.

또한, 상기 커버(10)는 현장 여건에 따라 경제성을 고려하여 여러 종류의 커버를 선택적으로 사용할 수 있다. 즉, 양호한 공사현장에서는 압축스티로폼이나 압축우레탄폼을 그대로 사용해도 좋고, 현장 상태가 보통 정도라면 압축스티로폼이나 압축우레탄폼에 폴리우레아나 세라믹 또는 에폭시를 코팅하여 사용할 수 있으며, 특히 토압이나 윤압 등으로부터 커버를 보호하기 위하여 필요할 경우에는 상기 커버외부에 석고, 세라믹, 폴리우레아, 폴리우레탄 등의 수지를 함유된 테이프(쉬트)를 씌워 시공한다.

이때 내부의 내용물을 효과적으로 밖으로 배출시키기 위한 호스는 커버 외면 아래쪽으로 노출시킨 다음 테이프(쉬트)를 감거나 튜브를 씌우므로 누수나 누설이 발생할 경우 내용물을 원활하게 유출시킬 수 있도록 한다. 그리고 커버(10) 외부에 테이핑 또는 튜브 작업 시 호스가 외부로 돌출되어 작업에 영향을 주거나 호스(15)가 변형되어 막히지 않도록 하기 위하여 커버 외부에 호스 외경 크기의 일자(-)형 혹은 에스자(S)형의 홈을 형성시켜 그 속에 호스를 삽입한 후 이 부위를 강력 접착테이프로 붙이거나, 커버 외면 전체를 세라믹이나 폴리우레아 또는 에폭시 등의 수지로 코팅하여 일체화시킨다.

한편, 본 발명의 감지센서는 점프선을 직접 탈피하여 쇼트를 유발시키도록 하는 기존의 감지센서와 달리, 점프선(40)은 직접 인접관의 감지선끼리 연결시키고 별도 제작한 감지센서(20)를 연결부 커버 상부에 거치시키고, 별도의 연결선(42)을 사용하여 감지센서와 점프선(40)을 연결시킨다. 상기 연결선(42)의 한 쪽 끝은 감지센서와 일체화 되어 있고, 다른 한 쪽 끝은 점프선(40) 일부를 탈피한 후 연결시킨 후 이 부위를 방식테이프(41) 등을 이용하여 마감한다.

이렇게 함으로서 연결부 커버(10)를 잘못 시공하여 외부의 물이 연결부 내부로 유입되더라도 센서(20)가 작동되는 것을 막을 수 있다.

그리고 감지센서는 용도에 따라 세 가지로 만든다.

첫째로, 수도관, 중수도관, 농업용수관, 오,폐수용관, 하수도관 등 물을 수송하는 파이프에 사용하는 감지센서(20)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 배관재 연결부(8)에 물이 누수되면 상기 물이 유입될 수 있는 유입구(22)가 형성되고, 들어온 물에 의해 수팽창고무가 팽창될 수 있는 공간이 구비되는 함체(21)와, 상기 점프선(40)과 직접 연결된 2개의 연결선(42)과, 상기 연결선(42)의 단부에 각각 연결되고, 상기 함체(21) 내부에 서로 마주보도록 설치되는 동판(25)과, 상기 동판(25)의 배면에 부착되는 수팽창고무(24)로 이루어진다.

또한, 상기 함체(21)는 상기 수팽창고무(24)가 물에 의해 팽창될 수 있는 공간부를 구비하여 상기 유입구(22)에 물이 유입되면 상기 수팽창고무(24)가 팽창되어 상기 동판(25)이 밀려 서로 접촉되어 감지하는 구성을 갖는다.

상기 함체(21)는 육면체로 구성되며, 상기 수팽창고무(24)는 물에 접촉하게 되면 부피가 4-8배 팽창됨으로 오, 폐수용 파이프와 같이 단속적으로 압송하더라도 누수에 의해 한 번 수팽창고무(24)가 팽창되면 오랫동안 동판(25)이 접촉상태를 유지하기 때문에 물을 압송하지 않으면 쇼트볼이 감지선과 떨어져 위치 파악이 곤란한 기존의 감지센서의 문제점도 쉽게 해결할 수 있다.

상기의 감지센서를 하수관에 사용할 경우에는 연결부 중간에 설치함으로서 수압이 작용되지 않고 관내의 일부 공간만 사용하는 하수관의 연결부 결함도 효과적으로 감지할 수 있다.

이와 같은 감지센서(20)는 하수관에 사용할 경우 파이프 중간에 설치함으로서 수압이 작용되지 않고 관내 공간 일부만 사용하는 하수관의 연결부 결함도 효과적으로 감지할 수 있다.

둘째로, 가스나 산소 및 질소 등을 수송하는 특수가스용 파이프나 유류를 수송하는 송유관 등의 연결부 누설 및 누유를 실시간 확인하기 위한 감지센서로서, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 배관재 연결부(8)에서 누설된 내용물이 유입되었다가 유출되도록 유입구(122)와 유출구(123)가 구비되는 함체(121)와, 상기 점프선(40)과 직접 연결된 2개의 연결선(42)과, 상기 연결선(42)의 단부에 각각 연결되고, 상기 함체(121) 내부에 서로 마주보도록 설치되는 동판(124)(125)으로 이루어지되, 상기 동판(124)(125) 중 어느 하나는 상기 유입구(122) 측에 설치되고, 다른 하나는 상기 유출구(123) 측에 설치되며, 상기 유입구 측에 설치된 동판(124)은 브이(V)자 모양의 접속부(124a)를 형성시켜, 상기 유입구(122)를 통해 가스나 기름이 유입되면 상기 동판(124)이 반대편으로 꺽여 유출구(123) 측 동판(125)에 접촉하여 감지하는 구성을 갖는다.

상기 함체(121)는 유입구(122)와 유출구(123) 외에는 완벽하게 밀폐시켜 상기 유입구(122)로 유입된 기체나 기름이 유출구(123)를 통하여 나갈 수 있도록 상기 유출구(123)를 도 7에서 보는 바와 같이, 별도의 호스(126)를 이용하여 외부의 호스(15)와 연결된 커버(10) 상단에 형성시킨 홀(14)과 결합시킨다.

이와 같은 감지센서에서, 상기 유입구(122) 측에 설치된 동판(124)은 유입된 가스나 기름이 유입구(122)로 들어와 빠져나갈 때 압력에 의해 쉽게 꺽여 유출구(123) 측에 있는 동판(125)과 용이하게 접촉된다.

또한, 더 많은 힘을 받을 수 있도록 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 동판(324) 상부를 브이자(V)자 모양으로 만들고, 상기 동판(324)(325)은 적당한 거리가 유지하도록 하며, 유입구 측 동판(324)의 브이자(V)형 부위에 보조철판(327)을 부착시키고, 유출구 측 동판(325) 뒤편에 자석(326)을 설치하여 구성할 수 있다.

이 경우, 일정량의 누설이나 압력이 생기면 보수 전까지 쇼트상태가 지속되도록 상기 유입구 측 동판(324)의 브이자(V)형 부위에 보조철판(327)을 부착시키고, 유출구 측 동판(325) 뒤편에 자석(326)을 설치하여 연결부(8) 이상이 생기면 상기 두 개의 동판(324)(325)이 완벽하게 접촉하여 감지함으로서 효과를 극대화할 수 있다.

셋째로, 쓰레기 수송관의 연결부에서 핀홀 부식 또는 내부마모에 의하여 파손이 생길 경우 수송관 가동 시 부압이 발생되는데, 기존 및 상기의 감지센서로는 감지할 수 없으므로, 감지센서의 구성을 달리하여야 한다. 즉, 상술한 가스나 기름의 누설이나 누출을 인식할 수 있는 감지센서의 내부구조 중 상기 동판의 앞, 뒷면의 위치를 바꾸어 만들면 간단히 해결할 수 있다.

도 10을 참조하면, 상기 감지센서는 상기 배관재 연결부(8)에 파손이 생길 경우 부압이 발생하면 외부에서 공기가 유입되었다가 유출되도록 유입구(223)와 유출구(222)가 구비되는 함체(221)와, 상기 점프선(40)과 직접 연결된 2개의 연결선(42)과, 상기 연결선(42)의 단부에 각각 연결되고, 상기 함체(221) 내부에 서로 마주보도록 설치되는 동판(224)(225)으로 이루어지되, 상기 동판 중 어느 하나는 상기 유입구(223) 측에 설치되고, 다른 하나는 상기 유출구(222) 측에 설치되며, 상기 유입구 측에 설치된 동판(224) 상부를 브이자(V)자 모양으로 만들고, 상기 동판(224)의 브이자(V)형 부위에 보조철판(227)을 부착시키고, 유출구 측 동판(225) 뒤편에 자석(226)을 설치하여 부압이 발생하여 연결부 이상이 발생할 경우, 상기 두 개의 동판(224)(225)이 완벽하게 접촉하여 감지할 수 있다.

물론, 상기 유입구 측 동판(224)에 절개홈을 형성하여 상기 유입구를 통해 부압이 유입될 때 상기 동판(224)이 반대편으로 꺽여 유출구 측 동판(225)에 접촉하도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 감지센서는 상기 점프선(40)과 감지센서(20)(120)(220)가 상기 연결선(42)으로 연결되어 일체화되므로, 현장 시공 시에서는 상기 감지센서가 부착된 점프선(40)을 인접된 관의 감지선과 연결하여 시공할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 감지센서는 동판의 면끼리 접촉하므로 누수(누설)나 누유가 발생하거나 또는 부압이 발생할 경우에도 기존 방식에 비하여 감지성능이 좋아지고, 커버 내의 물이 빠지더라도 수팽창고무에 의하여 지속적으로 쇼트상태를 유지시킬 수 있어 누수여부를 정확히 확인할 수 있다. 따라서 오,폐수관과 같이 단속적으로 관로를 사용할 경우 가동 중에는 누수를 감지하고, 운용을 하지 않을 경우 감지하지 못하는 문제를 해결할 수 있다.

또한 기존 누수감지시스템의 경우 인접관과 연결하는 점프선(40)의 일부를 탈피하여 감지센서를 만들어 사용하는 대신 본 고안에서는 연결부 이상 유무를 확인하기 위한 별도의 감지센서(20)(120)(220)(320)를 만들어 연결선(42)을 이용하여 점프선(40)에 연결한 후 테이프(41)로 마감 처리하여 사용함으로서 TDR에서 송출하는 에너지펄스의 감쇄를 막아 기존 방식에 비해 먼 거리까지 송출시킬 수 있어 현장에 설치하는 TDR장비의 수를 줄일 수 있으므로 비용을 절감시킬 수 있다.

7 : 배관재 8 : 연결부
10 : 커버 12 : 홀
14 : 홀 15 : 호스
20 : 감지센서 21 : 함체
22 : 유입구 23 : 유출구
24 : 수팽창고무 40 : 점프선
42 : 연결선 25 : 동판

Claims (9)

1. 삭제
2. 배관재의 접합된 연결부에서 내용물이 누설될 경우 실시간으로 이상여부를 확인하도록 연결부마다 설치하는 감지장치에 있어서,
   상기 배관재 연결부 손상으로 내용물이 누설되면 누설된 내용물이 외부로 빠져나가게 하거나, 부압이 발생하면 외부로부터 공기 등이 쉽게 유입되도록 상측에 홀이 형성되는 커버;
   상기 커버의 내부 상단에 설치되어 연결부 파손으로 내용물이 외부로 유출되거나 부압 발생 시 상기 홀을 통하여 공기가 유입될 때 누설된 내용물이나 공기의 압력에 의해 연결부의 이상여부를 확인할 수 있도록 함체의 내부에 동판이 마주 보도록 설치되고, 상기 동판과 연결된 연결선이 점프선과 연결되어 연결부 이상이 발생될 경우 상기 동판이 접촉하는 것에 의해 연결부의 이상여부를 확인하는 감지센서;
   상기 커버가 토압이나 가스압력, 수압에 의하여 이탈하지 않도록 하고 상기 커버가 접촉되는 부위나 커버와 배관재 외면 사이로 내용물이 누설되지 않도록 상기 커버를 감싸는 외면마감부재; 및
   상기 홀을 통해 외부의 물이 유입되지 않고 커버 안의 누설된 내용물을 커버 밖으로 배출하거나, 부압이 발생할 때 외부의 공기가 유입되도록 상기 홀에 연결되어 상기 배관재 높이 이하로 위치하는 호스;를 포함하여 구성되는 감지장치.
3. 제2항에 있어서,
   토압이나 윤압 또는 시공 시 상기 호스를 보호하기 위하여 커버 외부에 상기 호스를 삽입할 수 있도록 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 감지장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 홈은 일자(-)형 또는 에스자(S)형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 감지장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 홀이나 홈에서 호스가 이탈되는 것을 방지하도록 상기 홀에 연결되어 상기 홈에 삽입된 호스의 연결부위를 강력 테이프로 붙여 마감하거나, 세라믹, 폴리우레아, 에폭시 등의 수지를 사용하여 밀폐구조를 형성하는 감지장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 커버는 외부 및 내부의 압력을 견딜 수 있는 재질로 이루어지며, 압축고무, ABS수지, 압축스티로폼, 압축폴리우레탄, 강화플라스틱, 코팅된 철판 중 선택된 어느 한 가지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 감지장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 커버가 압축스티로폼이나 압축폴리우레탄으로 이루어진 경우에는 장기간 사용 중에도 외부의 압력이나 내부의 수압에 의해 파손되지 않도록 내, 외부에 세라믹, 폴리우레아, 에폭시 등의 재료로 코팅한 것을 특징으로 하는 감지장치.
8. 제2항에 있어서,
   상기 외면마감부재는 상기 연결부에 커버를 씌운 다음 커버의 수밀을 강화시키고 외압에 견디도록 석고, 세라믹, 폴리우레아, 에폭시 등의 수지가 함유된 외면마감테이프, 쉬트, 튜브 중 어느 하나로 이루어지어 상기 커버를 감싸는 것을 특징으로 하는 감지장치.
9. 제2항에 있어서,
   상기 커버는 상부커버와 하부커버를 포함하여 적어도 2쪽 이상의 커버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 감지장치.

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