KR101334351B1 - 배관의 좌굴 감지 장치 - Google Patents

Abstract

배관의 좌굴 감지 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 배관의 좌굴 감지 장치는 배관의 길이 방향을 따라 연장된 축부, 배관의 내벽면에 외주면이 접촉하도록 축부에 결합되는 제1 디스크부 및 축부에 결합되는 제2 디스크부를 포함하되, 제1 디스크부는 서로 분리된 복수의 제1 단위 부재를 포함하고, 제2 디스크부는 서로 분리된 복수의 제2 단위 부재를 포함하며, 각각의 제1 단위 부재는 인접한 제2 단위 부재와 전기적으로 연결되고, 배관 내벽면의 좌굴된 부분과 충돌 시, 제1 단위 부재가 변형되어, 제2 단위부재와 전기적으로 차단된다.

Description

배관의 좌굴 감지 장치{Apparatus to Detect Buckling of Pipe}

본 발명은 배관의 좌굴 감지 장치에 관한 것이다.

해저의 파이프 라인 설치 시 파이프 라인에 작용하는 수압 또는 작업 중 충격에 의해 좌굴이 발생할 수 있다. 이와 같이 좌굴이 발생한 파이프 라인의 경우, 강도가 저하되고 그로 인해 좌굴이 일어난 부분이 변형 내지 파손될 수 있다.

파이프 라인이 변형 내지 파손되면 파이프 라인을 따라 이송되는 원유 등이 누설될 수 있고, 이로 인해 해양 오염이 발생하고 해양 설비의 효율이 떨어지는 등의 문제가 발생할 수 있다. 그러므로, 파이프 라인의 설치 시 및 설치 후에도 파이프 라인의 좌굴 발생 여부를 점검할 필요가 있다.

한편, 이러한 파이프 라인의 모든 부분에 대하여 사람이 직접 좌굴의 발생 여부를 점검하는 것은 한계가 있다. 또한, 각종 수중 로봇을 사용하여 파이프 라인을 점검하는 경우에는 많은 비용이 소요될 수 있다.

따라서, 보다 용이하고 정확하게 파이프 라인의 좌굴 발생 여부를 감지할 수 있는 장치에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0010697호 (2009.01.30.)

본 발명은 보다 용이하고 정확하게 배관의 좌굴 발생 여부를 감지할 수 있는 배관의 좌굴 감지 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 배관의 길이 방향을 따라 연장된 축부, 배관의 내벽면에 외주면이 접촉하도록 축부에 결합되는 제1 디스크부 및 축부에 결합되는 제2 디스크부를 포함하되, 제1 디스크부는 서로 분리된 복수의 제1 단위 부재를 포함하고, 제2 디스크부는 서로 분리된 복수의 제2 단위 부재를 포함하며, 각각의 제1 단위 부재는 인접한 제2 단위 부재와 전기적으로 연결되고, 배관 내벽면의 좌굴된 부분과 충돌 시, 제1 단위 부재가 변형되어, 제2 단위부재와 전기적으로 차단되는 배관의 좌굴 감지 장치가 제공된다.

여기서, 배관의 좌굴 감지 장치는 절연성 재질로 이루어지고, 제1 디스크부 및 제2 디스크부 사이에 개재되어 제1 디스크부 및 제2 디스크부를 서로 이격시키는 이격판을 더 포함할 수 있다.

배관의 좌굴 감지 장치는 전도성 재질로 이루어지고, 제1 단위 부재와 제2 단위 부재 사이에 개재되어 제1 단위 부재와 제2 단위 부재를 전기적으로 연결하는 복수의 전극판을 더 포함하며, 제1 디스크부의 변형 시 제1 단위 부재와 전극판 또는 제2 단위 부재와 전극판이 분리될 수 있다.

배관의 좌굴 감지 장치는 제1 디스크부와 제2 디스크부가 전기적으로 차단되었을 때 신호를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.

제1 단위 부재와 제2 단위 부재는 축부를 중심으로 서로 분리된 복수의 부채꼴 형상이고, 제2 디스크부의 직경은 제1 디스크부의 직경보다 작을 수 있다.

그리고, 제1 디스크부와 제2 디스크부는 축부의 길이 방향으로 복수 개일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제1 디스크부와 제2 디스크부를 전기적으로 연결한 후, 배관의 좌굴 부분을 통과할 때 제1 디스크부가 변형되면서 제2 디스크부와 전기적으로 차단되도록 하여, 보다 용이하고 정확하게 배관의 좌굴 발생 여부를 감지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 좌굴 감지 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 좌굴 감지 장치의 작동 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 좌굴 감지 장치에서 제1 디스크부 및 제2 디스크부를 보다 상세히 나타낸 도면.

본 발명에 따른 배관의 좌굴 감지 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 좌굴 감지 장치를 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 좌굴 감지 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 좌굴 감지 장치에서 제1 디스크부 및 제2 디스크부를 보다 상세히 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 좌굴 감지 장치(1000)는 축부(100), 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)를 포함하고, 이격판(400) 및 출력부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

축부(100)는 배관(10)의 길이 방향을 따라 통과 가능한 부분으로, 배관의 좌굴 감지 장치(1000)에서 단면상 중심부에 위치하여 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)를 지지할 수 있다.

이 경우, 축부(100)의 일단에는 배관의 좌굴 감지 장치(1000)를 배관(10)의 길이 방향을 따라 이동시키기 위한 와이어(20) 등의 장치가 결합될 수 있다.

제1 디스크부(200)는 배관(10)의 내벽면에 외주면이 접촉하도록 축부(100)에 결합되어, 배관(10) 내벽면의 좌굴된 부분과 충돌 시 변형 가능한 부분으로, 배관(10)의 좌굴된 부분을 통과할 때 물리적으로 변형될 수 있다.

구체적으로, 제1 디스크부(200)는 배관의 좌굴 감지 장치(1000)가 통과하는 배관(10)의 단면 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 배관(10)의 단면 형상은 원형인 것이 일반적이므로 제1 디스크부(200)는 이에 대응되도록 원형판 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 디스크부(200)는 축부(100)에 결합된 채로 제1 디스크부(200)의 원형판이 배관(10)을 차폐하는 형태로 설치될 수 있다.

이로 인해, 배관의 좌굴 감지 장치(1000)가 배관(10)의 길이 방향을 따라 이동할 때, 배관(10)이 좌굴되어 단면 직경이 감소된 부분에 제1 디스크부(200)의 외주부가 충돌하면 제1 디스크부(200)의 외주부가 접히면서 변형될 수 있다.

이 경우, 제1 디스크부(200)는 외주부만 변형이 일어나도록, 중심부는 상대적으로 강성이 크고 외주부는 상대적으로 강성이 작은 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 제1 디스크부(200)의 외주부는 배관(10)에 비해 상대적으로 강성이 작은 재질로 이루어지도록 하여, 제1 디스크부(200)가 배관(10) 내벽면의 좌굴된 부분과 충돌 시 제1 디스크부(200)가 용이하게 변형될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

제2 디스크부(300)는 제1 디스크부(200)에 전기적으로 연결되도록 축부(100)에 결합되어, 제1 디스크부(200)의 변형 시 제1 디스크부(200)와 전기적으로 차단 가능한 부분으로, 제1 디스크부(200)와의 전기적 차단 여부를 통해 배관(10)의 좌굴 여부를 감지할 수 있다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 디스크부(300)는 제1 디스크부(200)에 전기적으로 연결된채로 배관(10)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 이 경우, 제1 디스크부(200)가 배관(10) 내벽면의 좌굴된 부분과 충돌 시 변형되면서 제2 디스크부(200)와 전기적으로 차단된다면, 이러한 전기적 차단 여부를 통해 배관(10)의 좌굴 여부를 감지할 수 있다.

특히, 배관의 좌굴 감지 장치(1000)의 이동 중 배관(10) 상의 위치를 파악한다면, 전기적 차단 여부를 통해 배관(10)의 좌굴 발생 위치를 즉시 감지하는 것이 가능할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 배관의 좌굴 감지 장치(1000)를 통해, 보다 용이하고 정확하게 배관(10)의 좌굴 발생 여부를 감지할 수 있다.

이 경우, 제1 디스크부(200)와 제2 디스크부(300)간의 전기적 연결은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 디스크부(200)와 제2 디스크부(300) 각각에 연결된 전선(30)을 통해 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 상술한 바와 같이 제1 디스크부(200)와 제2 디스크부(300)간을 전기적으로 연결할 수 있는 구조의 다양한 장치를 포함할 수 있다.

그리고, 도 1 및 도 2에서는, 배관의 좌굴 감지 장치(1000)가 각각 두개의 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)를 포함하는 구성을 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 하나의 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)를 포함하거나, 세개 이상의 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)를 포함하도록 구성될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 배관의 좌굴 감지 장치(1000)에서, 제1 디스크부(200)는 서로 분리된 복수의 제1 단위 부재(210)를 포함하고, 제2 디스크부(300)는 서로 분리된 복수의 제2 단위 부재(310)를 포함하며, 각각의 제1 단위 부재(210)는 인접한 제2 단위 부재(310)와 전기적으로 연결될 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)를 각각 원주상을 따라 분리된 복수의 단위 부재(210, 310)으로 구성하고, 각각의 제1 단위 부재(210)와 제2 단위 부재(310)를 서로 교차적으로 전기 연결하면, 전체로서 하나의 직렬 전기 연결이 되도록 할 수 있다.

이 경우, 제1 디스크부(200)가 배관(10)의 좌굴된 부분과 충돌 시 제1 디스크부(200) 전체가 아닌 하나 또는 수개의 제1 단위 부재(210)만이 변형될 수 있다. 그리고, 하나 또는 수개의 제1 단위 부재(210)만이 변형되더라도 제2 단위 부재(310)와 전기적으로 차단되면서, 전체의 직렬 전기 연결이 차단될 수 있다.

따라서, 제1 디스크부(200)를 서로 분리된 복수의 제1 단위 부재(210)로 구성하여 제1 디스크부(200)가 배관(10)의 좌굴된 부분과 충돌 시에 보다 용이하게 제1 디스크부(200)의 변형이 일어나도록 하면서, 제1 디스크부(200)와 제2 디스크부(300)간의 전기적 차단 상태를 구현할 수 있다.

이격판(400)은 절연성 재질로 이루어지고, 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300) 사이에 개재되어 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)를 서로 이격시키는 부분으로, 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)가 서로 밀착되지 않도록 하여 서로 전기적으로 차단시킬 수 있다.

이 경우, 이격판(400)은 균일한 두께를 갖도록 형성되어 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)간의 간격이 일정하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 이격판(400)은 상대적으로 전극판(320)보다 제1 디스크부(200)의 중심부에 가깝게 배치되는 것이 바람직하다.

여기서, 제2 디스크부(300)는 전도성 재질로 이루어지고, 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300) 사이에 개재되어 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)를 전기적으로 연결하는 전극판(320)을 포함하여, 제1 디스크부(200)의 변형 시 제1 디스크부(200)와 전극판(320)이 분리될 수 있다.

즉, 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)는 전극판(320)을 통해 서로 전기적으로 연결되고, 제1 디스크부(200)가 변형되면서 제1 디스크부(200)와 전극판(320)이 분리되면 제1 디스크부(200)와 제2 디스크부(300)가 전기적으로 차단될 수 있다.

이 경우, 전극판(320)은 두께가 이격판(400)의 두께에 대응되도록 형성하여 제1 디스크부(200) 및 제2 디스크부(300)간의 간격이 일정하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 전극판(320)은 제1 디스크부(200)와는 분리되지 않고 제2 디스크부(300)와 분리될 수 있다.

출력부(미도시)는 제1 디스크부(200)와 제2 디스크부(300)가 전기적으로 차단되었을 때 신호를 출력하는 부분으로, 배관(10)의 좌굴 발생 여부를 관측자에게 알릴 수 있다.

이 경우, 출력부(미도시)는 배관의 좌굴 감지 장치(1000)에 설치되어 소리 또는 빛을 발산하거나, 배관의 좌굴 감지 장치(1000)로부터 관측자가 있는 위치까지 연결되게 설치되어 전기적 차단 신호를 디스플레이하는 등 다양한 형태의 출력 장치를 포함할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 배관의 좌굴 감지 장치(1000)에서, 제2 디스크부(300)의 직경은 제1 디스크부(200)의 직경보다 작을 수 있다. 이로 인해, 제2 디스크부(300)는 배관(10) 내벽면의 좌굴된 부분에 충돌하지 않고, 제1 디스크부(200)만이 충돌하며 제2 디스크부(300)와 전기적으로 차단될 수 있다.

이 경우, 전극판(320) 역시 배관(10) 내벽면의 좌굴된 부분에 충돌하지 않도록, 제2 디스크부(300)의 외주면보다 중심부쪽으로 배치되는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 배관 20: 와이어
30: 전선 100: 축부
200: 제1 디스크부 210: 제1 단위 부재
300: 제2 디스크부 310: 제2 단위 부재
320: 전극판 400: 이격판
1000: 배관의 좌굴 감지 장치

Claims (6)

1. 배관의 길이 방향을 따라 연장된 축부;
   상기 배관의 내벽면에 외주면이 접촉하도록 상기 축부에 결합되는 제1 디스크부; 및
   상기 축부에 결합되는 제2 디스크부;
   를 포함하되,
   상기 제1 디스크부는 서로 분리된 복수의 제1 단위 부재를 포함하고,
   상기 제2 디스크부는 서로 분리된 복수의 제2 단위 부재를 포함하며,
   각각의 상기 제1 단위 부재는 인접한 상기 제2 단위 부재와 전기적으로 연결되고,
   상기 배관 내벽면의 좌굴된 부분과 충돌 시, 상기 제1 단위 부재가 변형되어, 상기 제2 단위부재와 전기적으로 차단되는 배관의 좌굴 감지 장치.
2. 제1항에 있어서,
   절연성 재질로 이루어지고, 상기 제1 디스크부 및 상기 제2 디스크부 사이에 개재되어 상기 제1 디스크부 및 상기 제2 디스크부를 서로 이격시키는 이격판을 더 포함하는 배관의 좌굴 감지 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   전도성 재질로 이루어지고, 상기 제1 단위 부재와 상기 제2 단위 부재 사이에 개재되어 상기 제1 단위 부재와 상기 제2 단위 부재를 전기적으로 연결하는 복수의 전극판을 더 포함하며,
   상기 제1 디스크부의 변형 시 상기 제1 단위 부재와 상기 전극판 또는 상기 제2 단위 부재와 상기 전극판이 분리되는 배관의 좌굴 감지 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 단위 부재와 상기 제2 단위 부재가 전기적으로 차단되었을 때 신호를 출력하는 출력부;를 더 포함하는 배관의 좌굴 감지 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 단위 부재와 상기 제2 단위 부재는 상기 축부를 중심으로 서로 분리된 복수의 부채꼴 형상이고,
   상기 제2 디스크부의 직경은 상기 제1 디스크부의 직경보다 작은 배관의 좌굴 감지 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 디스크부와 상기 제2 디스크부는 상기 축부의 길이 방향으로 복수 개인 배관의 좌굴 감지 장치.

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