KR101407034B1 - 건축물을 위한 배수 및 환기 시스템의 밀봉 결함을 탐지하기 위한 방법 및 장비 - Google Patents

건축물을 위한 배수 및 환기 시스템의 밀봉 결함을 탐지하기 위한 방법 및 장비 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 이음부(6)로부터 수직 스택 배출 파이프(1)와 배수 시스템의 망으로 압력파를 전파시키기 위하여 건물의 배수 및 환기 시스템으로 저진폭의 공기압의 과도적 변화를 도입하는 단계와,
상기 과도적 변화의 도입 영역 또는 이음부(6) 인근에 위치된 공기압 변환기(7)에 의해 상기 과도적 변화의 통과를 기록하는 단계와,
배수 시스템 망의 각 배수관(2)으로부터 과도적 변화의 연속적 압력 반사들을 기록하는 단계와,
압력 변환기(7)에 의해 기록된 압력 대 시간의 특징적 궤적을 확립하고 그러한 신호들을 중앙 데이터 획득 시스템에 전송하는 단계를 포함하고,
압력의 과도 변화는 음속으로 망 구석구석 전파되고 각각의 그리고 모든 망의 파이프 종단에 의해 반사되어 각 파이프 종단에 대한 특징적 반사 계수를 확립하게 되고,
상기 특징적 반사 계수는 드라이 트랩 결함 내지는 누수 결함이 없는 완결한 망에서 처음에 수행된 시험 결과와 비교되고 압력 궤적의 서로 다른 특징이 기록되는 경우, 분기 지점은 변경된 파이프 끝의 종단으로부터의 반사가 변환기에 도달한 시점에 결정되게 되어 이러한 결함 궤적을 저장된 무결함의 특징과 비교하면 그러한 시점을 산정할 수 있게 되고, 파속이 알려진다면, 압력 변환기로부터 결함 있는 트랩 또는 밀봉부까지의 거리의 결정이 가능하다.
건물 배수 시스템, 배수관, 이음부, 발생기, 변환기

Description

건축물을 위한 배수 및 환기 시스템의 밀봉 결함을 탐지하기 위한 방법 및 장비{METHOD AND EQUIPMENT FOR DETECTING SEALING DEFICIENCIES IN DRAINAGE AND VENT SYSTEMS FOR BUILDINGS}
본 발명은 건축물을 위한 배수 및 환기 시스템 내에 있는 결함 있는 워터 트랩 및 여타 밀봉 하자와 같은 밀봉 결함을 탐지하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다.
건물에 설치된 배수 시스템의 목적은 화장실, 세면기, 목욕통 등과 같은 위생 설비로부터의 폐수를, 건물의 지하에 통상적으로 위치된 하수구로 전달하기 위한 것이다. 다층 건물의 경우에는 배수 시스템은, 각 층에 존재하는 위생 설비 각각으로부터의 폐수를 커넥터를 사용하여 수직 스택(vertical stack)으로 전달하기 위한 분기관(branch pipe)과 각 층 바닥을 통해서 연장하는 적어도 하나의 수직 스택을 구비하고 있다. 스택 및/또는 분기관 또는 각각의 개별 위생 설비조차도 통기 밸브 또는 다른 적절한 환기 장치 및/또는 공기 양압 감쇠 장치(positive air pressure device)를 구비할 수 있다.
워터 트랩(water trap) 또는 워터 실(water seal)은 일반적으로 대부분의 위생 장비에 대해서 사용된다. 워터 트랩 또는 워터 실의 목적은 하수구로부터 나온 오염된 공기가 주변 공간 또는 거주 공간으로 들어가는 것을 방지하기 위함이다. 대체적으로 워터 트랩은 U 자형 또는 병 모양의 하우징들로 구성되고, 일반적으로 위생 장치 각각에 연결되고, 일정 양의 물이 제 위치에 남아서 스택 또는 하수구로부터의 공기를 차단한다. 수세식 변소는 고정설치물 그 자체 내에 설치된 워터 트랩을 구비하고 있다.
음의 공기압 또는 양의 공기압 상태와 같은 특정 상태 하에서는, 워터 트랩들이 붕괴 될 수 도 있는데, 이것은 배출관으로부터의 차단을 보장하기 위한 충분한 양의 물이 제 위치에 남아 있지 않아서 오염된 공기가 하수구로부터 거주 공간으로 들어가게 한다는 것을 의미한다. 그러한 결함은 초과 압력으로 인한 병원체의 전달 경로가 발생시키거나 또는 시스템 파괴를 야기해서 결과적으로 거주 공간에 오염을 초래할 수 있다.
따라서, 배수 시스템의 환기는 시스템의 공기압 차이를 방지하는 데 중요하며 대부분의 시스템에서는 통기 밸브(AAV: Air Admittance Valve)들을 사용한다.
통기 밸브는, 위생 설비가 작동되어 물이 관을 통해 흐를 때 일방향 공기 밸브를 통해서 공기가 배수 시스템에 진입할 수 있도록 한다. 폐수 기둥이 수직 스택을 통해서 낙하할 때, 이것은 기류를 수반하는데 그 필요성의 존재로 인해서 국부적 흡입 또는 음압이 발생된다. 이러한 것들은 망을 통해서 전달되고 설비 워터 트랩 실들에 사이펀 작용을 유도할 수 있다. 이러한 음압을 보상하기 위하여 통기 밸브의 멤브레인(membrane)을 일시적으로 올려서 주위 공기가 배수 시스템으로 들어올 수 있게 한다. 이러한 압력 요동의 정도는 방출되는 물의 유체 부피에 의하여 결정된다. 과도한 공기 음압은 통기 밸브가 존재하지 않는다면 위생 설비의 트랩들의 워터 실(water seal)로부터 물을 빨아들일 수 있다.
반면에, 배수로 내의 공기압이 주변보다 갑자기 높아진다면 이러한 과도적 양 변화(positive transient)는 폐수(와 공기)가 위생 설비로 밀려서는 트랩 실을 파괴해서 끔찍한 위생 및 건강상 결과를 가져오게 할 수 있다. 따라서 공기 양압 감쇠기 장치(positive air pressure attenuator device)들이 개발되어 특히 고층 또는 다층 건물에서 그러한 오염의 위험을 감소시키도록 제안되었다.
본 발명에서 해결하고자 하는 문제점은 건물의 배수 및 환기 시스템에 있을 수 있는 모든 하자, 특히 워터 실(water seal)이 유실된 트랩으로 정해지는 결함있는 워터 트랩들, 또는 누출 연결부들이나 누출 이음부들 또는 물과 이에 혼입된 공기의 자유로운 통과가 차단됨으로써 발생하는 결함들과 같은 건물 배수 시스템의 다른 결함들의 위치를 찾거나 또는 이를 식별하는 것이다.
본 발명의 목적은 과도 반사 계수(transient reflection coefficient)에 의해서 건물 배수 및 환기 시스템 내의 그와 같은 결함을 탐지하고 식별하는 방법과 적절한 장치를 제안하는 것이다. 실제, 그러한 하자 또는 결함들은 정확한 시스템 레이아웃에 인가된 응답과 비교했을 때 유입되는 모든 저진폭 공기압의 과도적 변화(low amplitude air pressure transient)에 변화된 반사 계수를 제공한다.
실제, 정확한 시스템 레이아웃과 인가된 과도적 변화에 대한 시스템 응답의 "무결함" 데이터베이스 모두가 존재한다면, 모든 과도적 변화의 전파 속도가 공기 음속에서 일정하게 되고, 따라서 관찰하는 위치들에서 탐지된 반사된 파면들 사이의 시간 차이가 산정되기 때문에 모든 결함의 위치가 식별될 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 장치는, 수직 스택의 일부에 연결된 과도 발생기와, 스택에도 연결되고 주기적으로 양/음으로 변화되는 저공기압 파의 반사를 탐지하고 전기 신호로 전송해서 망의 데이터베이스로 전달되게 할 수 있는 일련의 저압 변환기(low pressure transducer)를 포함한다. 건물을 위한 배수 및 환기 시스템에서 누출과 같은 결함을 탐지하기 위한 상기 방법과 장치에는 첨부된 청구항에 개시된 수단이 제공되도록 구성된다.
본 발명에 따른 장치가 마련된 설비의 실시예를 이하에서 단지 예시적으로 첨부한 도면을 참조해서 설명한다.
도 1은 다층 건물의 단순 스택 배수 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 다층 건물의 이중 스택 배수 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 과도 발생기를 수용할 수 있는 내부 설치 이음부(build-in fitting)가 제공된 스택부의 상세도.
도 4는 도 3과 동일한 도면을 과도 발생기가 이음부에 연결된 상태로 도시한 도면.
도 5는 3-포트 회전식 밸브(port rotatable valve)가 마련된 이음부의 분해도.
도 6 및 도 7은 과도 발생기의 선택적 실시예를 도시한 도면.
도 1에 도시된 바와 같이, 다층 건물의 배수 시스템이 단순화되어 도시되어 있으며, 상기 배수 시스템은, 각 층으로부터 나오는 일련의 배수관(2)들과 연결되고 각 층의 배출원(3)이 배수될 수 있는 수직 스택 배출 파이프(1)를 포함한다. 상기 배출원은 수세식 화장실, 바닥 배수부, 개수대, 샤워장, 비데 등과 같은 모든 위생 설비일 수 있다.
배출원(3)들 각각과 배수관(2) 사이의 배관에는 U자형의 워터 트랩(water trap)(4) 등이 일반적으로 포함된다.
배출원(3)으로부터의 액상 및/또는 액상/고형의 배출물들은 이들 각각의 트랩(4)을 통해서 배수관(2)으로 전달되고, 그 다음에 수직 스택 배출 파이프(1)를 통해서 최종적으로 하수구(5)로 전달된다.
시스템 전체는 일반적으로 수직 스택 배출 파이프(1)의 최상부에 제공되지만 워터 실들의 하우징에 포함될 수도 있는 통기 밸브(9)들에 의해서 주변 대기로 환기된다. 앞서 설명한 바와 같이, 배수 시스템은 바람직하게는 공기 양압 감쇠기 장치(positive air pressure attenuator device)(도시되지 않음)가 또한 장착되어야 한다.
본 발명에 따르면, 수직 스택 배출 파이프(1)에는 여러 적절한 위치에, 수직 스택 배출 파이프(1)와 일렬로 삽입되도록 설계된 기계 장치를 나타내는 적어도 하나의 이음부(6)가 마련된다. 이음부(6)에는, 도 4, 도 6 및 도 7에 표시되어 있고 이후 추가 기술되는 과도 발생기(20)의 출력부와 수직 스택 배출 파이프(1)의 내부 공간과의 연결부(21)가 제공된다. 배수망(drainage network)의 과도 응답과 같은 기압 변화를 기록할 수 있고 건물에 일체화된 중앙 데이터 획득 시스템(central data acquisition system)에 연결된 저압 변환기(7)가 각 이음부(6)의 부근에서 수직 스택 배출 파이프에 또한 마련된다.
도 2는 주 수직 스택 배출 파이프(1)와 보조 수직 스택 배출 파이프(11)를 구비한 보다 복잡한 배수 시스템을 도시하고 있다. 유사한 배출관(12)들이 배출원(13)들의 폐수/고형 폐기물들을 수직 스택 배출 파이프(1, 11)들로 배출한다. 보조 수직 스택 배출 파이프(11)는 연결관(8)에 의해 주 수직 스택 배출 파이프(1)에 연결된다.
과도 저기압 발생기(20)를 연결하기 위한 유사한 이음부(6)들과 저압 변환기(7)들이 여러 적절한 위치에 설치된다.
과도 저기압 발생기(20)는 일반적으로 피스톤(23) 또는 벨로스(bellows)와 같은 외부 용기 또는 실린더에 대해서 밀봉되는 이동 가능한 표면으로 구성되는 기계 장치인데, 그 이동 가능한 표면은 제어되는 왕복 작용을 할 수 있는 전기기계 장치에 의해서 작동된다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 발생기(20)는, 발생기(20)로의 나사식 연결부(21)가 제공된 이음부(6)에 의해 수직 스택 배출 파이프(1)에 부착된다. 발생기는, 내실(28)과 내실(28)에 포함된 공기를 충분한 속도 및/또는 진동수로 수직 스택 배출 파이프(1)의 내부 공간으로 이동시킬 수 있는 피스톤(23)을 포함하는 대체적인 원통형체이다.
이음부(6)는 도 3, 도 4, 도 6 및 도 7에, 더욱 상세하게는 도 5에 도시되어 있는데, 수직 스택 배출 파이프(1)와 일렬로 삽입되고 발생기(20)의 출력부에의 연결 수단(21)을 구비하도록 구성된 기계 장치로 이루어진다.
도 5에 도시된 바와 같이, 그러한 이음 기구는 이음부(6) 내에서 회전할 수 있는 3-포트 밸브(22)에 의해서 실현된다. 상기 밸브(22)에는, 직경 방향으로 마주보고 수직 스택(1)의 직경에 상응하는 두 개의 개구(24)와 발생기(20)와 연결되는 연결 수단(21)의 위치에 놓이는 하나의 횡방향 구멍(26)이 마련된다.
정전이 발생한 경우 도 3 및 도 5에 도시된 안전 상태(failsafe condition)로 밸브(22)를 돌리는 스프링 또는 중량체(weight)와 같은 기계적 억제 기구(mechanical containing mechanism)에 대항해서 작동하는 모든 외부 기계 또는 전기기계 액추에이터에 의해서 밸브(20)가 회전된다. 액추에이터(20)에 의해서 제공되는 행정(travel)은 밸브(22)의 회전을 제한하고 약 90°도 초과의 회전을 방지한다.
이음부(6)는 발생기(20)의 출력이 상향 또는 하향으로 수직 스택 배출 파이프(1)를 향하게 할 수 있다. 시험 또는 탐지 공정을 완료하면, 이음부(6)는 수직 스택 배출 파이프(1)의 끊김 없이 수직 이송(uninterrupted vertical transport)하는 안전 상태(failsafe condition)로 복귀해야 한다.
밸브(22)는 두 개의 "닫힘" 형상을 제공하는데, 하나는 밸브가 반시계 방향(도 5에서 화살표 A)으로 회전할 때, 즉 도 4에 도시된 상태로서 수직 스택 배출 파이프(1)의 상부를 밀폐하는 경우이고, 둘째는 수직 스택 배출 파이프의 하부를 밀폐하는 밸브(22)가 시계 방향으로 회전할 때(화살표 B, 도시되지 않음)이다.
발생기(20)가 설치되지 않는 경우나 또는 탐지 공정이 완료된 때에는, 잠금 플러그(25)(도 3)를 사용하며, 이 잠금 플러그는 발생기(20)의 연결 수단(21)에 적합하게 형성되어 삽입될 때. 안전 상태로 밸브(22)를 잠근다. 플러그(25)와 밸브(22)간 연결 수단(21)에서 적절한 나사 직경들을 사용함으로써, 밸브(22)가 안전 상태에 있을 때, 즉 개구(24)들이 수직 스택 배출 파이프(1)의 내경과 일치할 때에만 잠금 플러그(25)가 삽입될 수 있다.
3-포트 이음부(6)의 전체 치수는 현재의 스택 치수와 유사하다. 이 이음부는 전체 관통 직경이 스택 직경에 상응하는 횡단면에서 실린더형이다. 스택의 직경이 150 mm면, 이음부의 전체 치수는 아마도 225 내지 250 mm 범위일 것이다. 장치는 더욱 작은 직경의 수직 스택 배출 파이프들에 사용될 수 있도록 슬리브로 연결될 수 있어서, 한 가지 크기의 장치만 삽입 슬리브(inset sleeve)들과 함께 제조하여 판매하면 되는 장점이 있다.
도 6과 도 7은 발생기(20)의 선택적 실시예들을 도시하고 있다. 도 6에 따르면, 연결 수단(21)은 90°엘보우 형상이고 발생기(20)는 필요한 경우, 공간을 절약하도록 수직 스택 배출 파이프(1)에 평행하게 위치되어 있다. 도 7은 피스톤(23)이 내실(28)을 포함하는 주름잡힌 실린더형 멤브레인(27)의 일부인 발생기(20)의 실시예로서, 상기 챔버 내에서 공기의 과도적 변화(air transient)를 생성해서 연결 수단(21)과 이음부(6)의 3 포트 밸브(22)를 통해서 스택(1)의 하부를 지나서 압력 변환기(7)를 지나가도록 하는 발생기의 실시예를 도시하고 있다.
따라서 양 또는 음의 공기압의 과도적 변화(transient)를 사용해서 배수망 결함을 식별하기 위해서는 건물의 배수 및 환기 시스템에서 통상 설치되는 것에 추가하여 별도의 장비를 필요로 한다. 상기 공기압의 과도적 변화를 도입하는 것은 크게 아래와 같은 두 개의 추가 구성 요소를 필요로 하게 된다.
- 이음부(6)와 같은 전용 시스템 연결부
- 과도 저기압 발생기(20)
상기 두 구성 요소는 하나의 장치에 병합될 수도 있고, 또는 별도의 장치들로서 존재할 수도 있다. 상기 구성 요소들이 하나의 장치로 병합된다면, 장치(들)는 배수망 내의 고정된 위치(들)에 설치되게 된다. 상기 구성 요소들이 별도의 장치들로 존재한다면, 시스템 연결부들 또는 이음부(6)들이 고정된 위치들에 설치되게 되고 과도 발생기(transient generator)(들)가 한 위치에서 다른 위치로 복잡한 망 내에서 이동되어서 시험을 용이하게 한다.
어떤 경우이던지 간에, 압력 과도 발생기(20)는 시스템/공기가 상호 작용하게 하는 장치 내의 피스톤, 팬(fan), 벨로우스, 멤브레인 또는 기타 운동 표면의 작용에 의해서 혹은 저장된 압력원(stored pressure source)에의 연결에 의해서, 양의, 음의 또는 양/음으로 주기적으로 변화하는 압력파를 도입시킬 수 있게 된다. 공기의 과도적 변화의 발생은, 어느 경우에서든지 사인파 진동에 의해서 반복될 수 있고 그리고/또는 생성될 수 있다.
영구적 이음부(6)와 발생기(20)의 형태로 인해서 장비의 연결, 작동 또는 분리 과정에서 배수 시스템 기체가 교차 오염되거나 또는 거주 가능한 공간으로 누출되는 일이 발생하지 않을 수 있다. 저장된 압력 소스의 형태는, 사용된다면, 배출 시 용기로의 역류 가능성을 배제하게 된다.
그러한 결함 식별을 위한 방법은 다음 공정들과 장비를 포함한다.
- 건물 설계 또는 특정된 조사로부터 도출된 세부적인 시스템 레이아웃이 요구된다.
- 저진폭 공기압 과도 변화를 건물 배수 및 환기 시스템으로 도입하는 도구는 압력파를 망으로 전달하기 위하여 사용되게 된다. 이와 같은 과도 변화에 대한 무결함 시스템의 반응은 망 주위의 여러 노드에 전략적으로 위치된 다수의 압력 변환기들에 의하여 기록된다. 이와 같은 응답은 시스템을 정의하고 결함의 외관과 용도에 따라서 동일한 망으로부터의 응답들을 비교하는 데 있어서 기초로서 사용되게 된다. 무결함 데이터베이스는 식별 방법론의 일부로서 장래에 참고하기 위하여 저장된다.
- 과도 발생기(20)는 트랩 실(trap seal) 깊이 미만의 압력 과도 변화를 망으로 전달할 수 있다. 이러한 제한으로 인해서 망의 트랩 실들의 무결성을 손상시키지 않게 된다. 이러한 압력 과도 발생기(20)는 시한 압력 펄스(timed pressure pulse)를 제공하기 위하여 시스템 내로 발생시키거나 또는 그 시스템으로 연결할 수 있는 능력에 기초하고 있다. 이것은 특정의 시스템 연결부(6)를 필요로 하고 교차 오염이 과도 변화를 가함에 따라서 발생하지 않도록 전체적으로 밀봉된다. 정상적으로 사용하는 경우에는, 드라이 트랩 실들이나 다른 결함들의 순간적 식별은, 대기 시스템 작동 기간(quiescent system operation period) 중에 또는 사용자 불만에 의해서 유발될 수도 있는 망의 무결성에 관한 작동과 관련된 고려의 결과로서 일정한 간격으로 작동될 수 있다.
가해진 과도 변화에 대한 압력 응답은 저장된 시스템 응답의 데이터베이스와 비교되게 되고 압력 변환기들의 망에 의해서 기록된 압력 응답 결과의 차이는 밀봉 결함의 위치를 식별하는 데 사용되게 된다.
본 발명에 따른 방법에 관한 보다 실질적인 사항이 이하에서 기술된다.
이음부(6) 내에서 3 포트 밸브(22)의 시계 방향 또는 반시계 방향으로의 회전은 각 경우에 발생기(20)의 내실(28)로부터 3 포트 밸브(22)를 지나 이음부(6) 위 또는 아래에 각각 위치된 배수망으로의 공기 통로를 제공한다.
발생기(20)의 내실(28) 내에서의 부피 변화 또는 피스톤(23)의 빠른 움직임은 발생기(20)로부터 선택된 배수망 구석구석 전달되는 압력의 과도 변화를 발생시킨다. 그러한 전달은 이음부(6)나 그 일부에 인접하게 위치된 압력 변환기(7)에 의해서 기록된다.
압력의 과도적 변화는 약 320 m/s의 공기의 음속으로 망 구석구석으로 전달된다. 이것은 각각의 그리고 모든 파이프 종단에서 반사된다. 이와 같은 반사는 다시 발생기(20)의 과도적 변화의 소스로 역으로 전달되고 압력 변환기(7)에 의해서 이음부(6) 위치에서 기록된 압력 대 시간의 특징적 궤적에 기여한다.
각각의 파이프 종단은 특징적인 반사 계수를 가지고 있다. 예를 들어서 막힌 단부(dead end)는 +1의 반사 계수를 가지고, 대기로 열린 단부(open end)는 -1의 반사 계수를 가진다. 부분적으로 차단되거나 또는 누출되는 종단은 이들 값 사이에 있는 반사 계수를 가진다.
발생기(20)가 드라이 트랩 결함 또는 누수 결함이 없는 완결한 망(perfect network)에서 작동한다면, 압력 변환기(7)는 음속과 망의 전체 길이에 의해 결정된 짧은 시간 간격 동안의 기준 무결함 궤적(baseline defect free signature)을 기록한다. 이것은 기껏해야 최대 수초가 되기 쉽다.
시스템이 건조 트랩과 같은 결함을 발생시키면, 압력 변환기(7)가 다른 특징적인 압력 궤적을 기록하게 된다. 분기 지점은 변경된 파이프 끝의 종단으로부터의 반사가 변환기에 도달하는 시점이 된다. 이러한 결함 궤적을 저장된 무결함의 특징적 궤적과 비교하면 그 시점이 산출되고 따라서 파의 속도를 안다면 결함 있는 트랩까지의 거리를 확인할 수 있다. 그리고 배수망 레이아웃을 참고하면 결함의 위치를 식별할 수 있게 된다.
결함 위치 파악을 위한 추가적 시험은, 건물의 사용(building commissioning) 도중에 각 층의 무결함 위치와 관리된 결함 위치 둘 다에 대한 특징적 궤적들의 종합적인 세트를 발생시키는 것이다. 또한 그 이후의 결함 시스템의 특징적 궤적을 이 데이터 세트와 수치적으로 비교하면 결함이 있는 트랩의 위치를 식별할 수 있게 된다.
드라이 트랩들을 식별하는 것 이외에, 결함 있는 트랩들이 존재한다면 이들을 식별하기 위한 단서를 가지고 있을 수 있는 부분적으로 밀폐된 파이프 종단들을 식별하는 것도 가능한 것으로 보인다.
본 발명에 따르면 시험되는 망 자체가 시험 과도 변화(test transient)를 전달하기 위한 도관으로서 역할하므로 다른 망 배관 또는 이음부가 필요하지 않다. 장비는 주로 다음 요소들로 구성된다.
- 과도적 변화를 발생시키기 위하여 유체/구조간 상호 작용을 사용하는 과도 발생기(20)
- 발생기(20)에 의하여 발생된 과도적 변화가 배수 시스템 수직 스택 배출 파이프(1)에서 양 방향으로 이동할 수 있도록 하는 이음부(6) 내의 3 포트 회전식 밸브(22)
- 기존의 수직 스택 배출 파이프 구성 요소들과 호환될 수 있는 3 포트 케이싱과 수직 스택 배출 파이프 커넥터 또는 이음부(6)
- 적용가능할 때마다 건물에 일체화되게 되는 중앙 데이터 획득 시스템에 연결되고 커넥터(6)에 인접해서 위치된 저압 변환기(7).
펄스 대신에 사인파 진동을 따라 운동하는 피스톤(23)이 공기 과도 발생기(20)에 제공되는 경우에는, 비침투성인 장비, 즉 결함 트랩 탐지를 실시하기 위하여 수직 스택 배출 파이프 부분을 반드시 고립 또는 격리시킬 필요는 없는 장비를 제공하는 것이 가능하여야 한다.
본 출원의 기내 내용과 도면들은 본 발명에 따른 방법과 장비들이 실시될 수 있는 방법의 예시일 뿐이며 어떠한 다른 균등한 수단이라도 첨부된 청구항에 개시된 특징들로부터 벗어나지 않는다면 가능할 수 있다.

Claims (13)

  1. 위생 설비의 배출 출구로부터의 폐수를 배수하기 위한 각 층에서 나온 일련의 배수관(2)들에 연결된 적어도 하나의 주 수직 스택 배출 파이프(1)를 포함하는 건물용 배수 및 환기 시스템 내의 밀봉 하자들을 탐지하기 위한 방법으로서, 상기 배출 출구에는 일반적으로 워터 트랩(4)이 마련되고 배수 시스템에는 본질적으로 통기 밸브들 또는 다른 적절한 환기 장치들과 공기 양압 감쇠기 장치들이 마련되는 건물용 배수 및 환기 시스템 내의 밀봉 하자들을 탐지하기 위한 방법에 있어서,
    건물의 배수 및 환기 시스템에 공기 과도 발생기에 의해 발생된 저진폭의 공기압의 과도적 변화(low amplitude air pressure transient)를 도입하는 단계와;
    주 수직 스택 배출 파이프에 일렬로 삽입된 이음부를 통하여 공기 과도 발생기에 의해 발생된 저진폭의 공기압의 과도적 변화를 전달하는 단계, 여기에서 상기 이음부는 배수 시스템의 망 내로 압력파를 전달하도록 주 수직 스택 배출 파이프의 내부 공간으로 공기 과도 발생기의 출력부에 유체 연통되도록 연결하기 위한 연결 수단을 포함하고, 상기 이음부는 밸브를 가지고 개구들은 공기 과도 발생기와 이음부를 연결하기 위한 연결 수단의 위치에 놓이는 하나의 횡방향 구멍을 가짐;
    상기 과도적 변화의 도입 영역 인근에 위치된 공기압 변환기에 의해 상기 과도적 변화의 통과를 기록하는 단계와;
    배수 시스템 망의 각 배수관(2)으로부터 과도적 변화의 연속적 압력 반사들을 기록하는 단계와;
    압력 변환기에 의해 기록된 압력 대 시간의 특징적 궤적을 확립하고 그러한 신호들을 중앙 데이터 획득 시스템에 전송하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 건물용 배수 및 환기 시스템 내의 밀봉 하자들을 탐지하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기압의 과도적 변화는 음속에서 망 구석구석으로 전달되어 망의 파이프 종단 각각과 그 모든 파이프 종단에 의해서 반사되어 각각의 파이프 종단에 대한 특징적 반사 계수를 확립하는 것을 특징으로 하는 건물용 배수 및 환기 시스템 내의 밀봉 하자들을 탐지하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    드라이 트랩 하자들 또는 누출 하자가 없는 완결한 망에서 처음에 수행됨으로써 압력 변환기들이, 배수 시스템으로의 공기압의 과도적 변화 음속과 망의 전체 길이에 의해 결정된 주어진 시간 간격 동안에 있어서 기준 무결함 궤적(baseline defect free signature)을 기록하는 것을 특징으로 하는 건물용 배수 및 환기 시스템 내의 밀봉 하자들을 탐지하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    후속 시험 공정 중에, 기준 무결함 궤적은 실제 상황과 비교되고,
    압력 궤적(pressure trace)의 상이한 특징적 궤적이 기록된다면 분기 지점은 변경된 파이프 끝의 종단으로부터의 반사가 공기압 변환기에 도달한 시점에 결정되게 되어 이러한 결함 궤적을 저장된 무결함 궤적과 비교하면 그러한 시점이 산정되고, 또한 파속이 알려져 있다면 압력 변환기로부터 결함 있는 트랩 또는 실까지의 거리를 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 건물용 배수 및 환기 시스템 내의 밀봉 하자들을 탐지하기 위한 방법.
  5. 각 층으로부터 나온 배수관들의 망에 연결되고 위생 설비들 또는 배출원들로부터의 폐수가 배수될 수 있는 적어도 하나의 수직 배출 파이프 또는 수직 스택 배출 파이프를 포함하는 건물의 배수 및 환기 시스템에서 밀봉 하자들을 탐지하기 위한 장치로서,
    수직 스택 배출 파이프에 연결된 적어도 하나의 공기 과도 발생기(air transient generator)와;
    상기 공기 과도 발생기에 인접하여 위치된 적어도 하나의 압력 변환기를 포함하고,
    상기 압력 변환기는 배수망으로부터의 과도 응답(transient response)을 기록할 수 있고 적어도 하나의 공기 과도 발생기에 의해 발생된 파이프 시스템으로부터 압력 반사를 기록하고,
    중앙 데이터 획득 시스템은 적어도 하나의 압력 변환기에 의해 발생된 압력 대 시간의 특징적 궤적에 대응하는 적어도 하나의 압력 변환기로부터 신호를 수신하고 배수 및 환기 시스템에서 복수의 파이프가 종단되도록 특성 반사 계수를 확립하도록 적어도 하나의 압력 변환기에 작동가능하게 연결되어 있고,
    상기 공기 과도 발생기는 상기 수직 스택 배출 파이프에 일렬로 삽입된 이음부에 의해 상기 수직 스택 배출 파이프에 연결되어 있고, 상기 이음부는 공기 과도 발생기의 출력부와 상기 수직 스택 배출 파이프의 내부 공간 사이에서 유체 연통을 제공하기 위한 연결 수단을 포함하고,
    상기 이음부는 수직 스택 배출 파이프의 직경에 상응하는 두 개의 직경 방향으로 대향되는 개구들과 공기 과도 발생기와 이음부를 연결하기 위한 연결 수단의 위치에 위치된 하나의 횡방향 구멍이 마련된 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    밸브는 공기 과도 발생기의 내실로부터 밸브를 통과하여 이음부 위 또는 아래에 각각 위치된 배수망과 수직 스택 배출 파이프의 내부 공간으로의 공기 통로를 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    압력 변환기(7)는 수직 스택 배출 파이프(1) 내에서의 공기 과도 변화의 통과 및 이에 후속하여 배수망의 각 배수관(2, 12)으로부터 받는 반사를 기록하고, 그 정보를 전기 신호에 의해 중앙 데이터 획득 시스템으로 전송할 수 있는 저공기압 변환기(low air pressure transducer)인 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    이음부(6)에는, 시험 공정이 완료된 이후에 자동적으로 수직 스택 배출 파이프(1)의 내경과 일치하게 개구(24)들이 복귀하도록 하는, 시험 또는 탐지 공정이 완료되면 안전 위치로 밸브가 복귀되도록 보장하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    이음부(6)의 연결 수단(21)은 과도 발생기(20)가 제거되는 경우, 잠금 플러그(25)에 의해 차단되고,
    상기 잠금 플러그(25)는 밸브의 안전 위치를 보장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제5항에 있어서,
    공기 과도 발생기(20)는 내실(28)이 마련된 실린더형 몸체를 포함하고, 그 공기는 공기의 과도적 변화를 발생시키는 피스톤(23)에 의해 이동되어 연결 수단(21)을 지나 수직 스택 배출 파이프(1)의 내부 공간과 선택된 배수망 부분 쪽을 향하게 될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    공기의 과도적 변화를 발생시키는 피스톤(23)은 사인파 진동에 따라 운동되는 것을 특징으로 하는 장치.
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