KR101426251B1

KR101426251B1 - 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템

Info

Publication number: KR101426251B1
Application number: KR1020137019301A
Authority: KR
Inventors: 이명식
Original assignee: 주식회사 하이젠
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2014-08-05
Also published as: KR20140032371A; WO2012067290A1; US20130015973A1; US8587428B2

Abstract

본 발명은, 제작, 운반, 설치 및 해체가 용이하면서 설정치 이상으로 기해지는 압력에 의해 반응하여 광이나 음으로 직접 경고를 전달하거나 무선통신으로 지중 매설물 관리서버에 위험 상황을 전송하여 지중 매설물의 파손 및 그에 따른 사고 발생 위험을 최소화할 수 있는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템에 관한 것이다.

Description

지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템{SYSTEM FOR PROTECTING UNDERGROUND UTILITIES AND PREVENTING DAMAGES}

본 발명은 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 제작, 운반, 설치 및 해체가 용이하면서 설정치 이상으로 기해지는 압력에 의해 반응하여 광이나 음으로 직접 경고를 전달하거나 무선통신으로 지중 매설물 관리서버에 위험 상황을 전송하여 지중 매설물의 파손 및 그에 따른 사고 발생 위험을 최소화할 수 있는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템에 관한 것이다.

아파트나 오피스텔 등의 공동주택, 도로 및 인도에는 송배전 전선관, 가스배관, 상하수도관, 송유관 등의 지중 매설물이 안전성과 미관을 위해 지중에 매설되는데, 상기와 같이 오랫동안 지중에 매설된 채 유지되는 지중 매설물은 일정 기간이 지나면 노후 또는 침투수에 의해 부식되거나 증설 등의 이유로 보수해야 할 필요가 있다.

이와 같이 지중 매설물을 보수 및 교체하기 위해서는 지중 매설물이 매설된 지면을 굴착하여 지중 매설물이 외부로 노출되도록 한 후에 보수 및 교체작업을 수행하는데, 일반적인 굴착작업은 굴착기를 이용하여 빠르고 쉽게 수행하며 굴착기에 설치된 버킷으로 지면을 굴착하게 된다.

그러나, 굴착기 운전자는 일반적으로 지중 매설물의 위치를 알지 못한 상태에서 굴착작업을 수행하므로 굴착기의 버킷이 과도하게 지중 매설물을 가압하여 지중에 매설된 매설물을 파괴시키는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.

또는 상기 지중 매설물이 설치된 지역에 다른 목적에 의해 터파기 공사가 수행될 수도 있다. 이때에도 굴착작업시에 지중 매설물의 매설여부 및 위치를 알지 못하는 경우 지중 매설물을 파괴하여 지중 매설물의 기능을 상실케 하는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위하여 종래의 지중 매설물 보호장치는 커버나 플레이트 형태로 이루어져 지중 매설물 상에 설치하여 굴착작업시 지중 매설물을 보호함과 아울러, 커버나 플레이트에 버킷이 닿음으로서 작업자가 지중 매설물의 매설여부 및 위치를 감지하도록 하고 있다.

그런데 이러한 종래의 지중 매설물 보호장치에서는, 지중 매설물을 둘러 설치되는 커버나 지중 매설물보다 폭이 큰 플레이트를 지중 매설물과 함께 설치해야 하므로, 그 부피로 인해 운반이 어렵고, 지중 매설물을 설치하기 위한 터파기를 보다 넓게 수행(공사구간의 증대)해야 하는 문제점이 있었다.

더구나, 종래의 보호장치에서는, 커버나 플레이트가 굴착기의 버킷에 의한 충격에도 견디면서 지중 매설물을 보호하는 구조이기 때문에, 커버나 플레이트는 고강도의 소재, 일반적으로 금속재질로 이루어지므로, 그 무게로 인해 커버나 플레이트의 제작, 운반 및 설치, 그리고 지중 매설물의 유지 및 보수를 위한 커버나 플레이트의 해체에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 보호장치에서는, 커버나 플레이트에 의해 지중 매설물이 가려져 있는 상태에 있으므로, 커버나 플레이트를 해체한 후에 지중 매설물을 확인하여야 어떠한 종류의 지중 매설물이 매설되어 있는지 확인할 수 있고, 만일 관 형태의 지중 매설물이라면 그 지중 매설물을 확인하고도 그 지중 매설물이 어떠한 용도로 사용되는지 확인할 수 없었다. 따라서 작업자가 어떠한 종류의 지중 매설물이 매설되어 있는지 확인하기가 어려워 지중 매설물 파손시에 발생될 사고 위험에 대해 적절히 대처하지 못하는 문제점이 있었다.

그리고 지중 매설물의 매설 여부를 모른 채 작업하는 경우, 굴착기의 버킷이 지중 매설물에 근접한다면 지중 매설물의 파손이 우려되기 때문에 지중 매설물 관리자가 해당 현장에 통보 또는 방문하여 공사를 지도하여 사고 발생을 방지함과 아울러, 사고 발생시 적절한 대응조치를 취할 수 있게 된다. 그런데 종래의 지중 매설물 보호장치에서는 위험 상황시에 지중 매설물 관리자에게 통보하는 기능이 없으므로, 상기 관리자가 확인할 수 없는 지역에서의 터파기 공사에 대해 안전 조치가 취해지지 않는 문제점이 있었다.

아울러, 지중 매설물은 다수개의 관을 결합하여 지중에 매설되는 것이 일반적인데, 관 사이의 결합부분으로는 고압의 가스나 유체가 유출될 우려가 있다. 그런데 종래의 지중 매설물 보호장치에서는 단지 지중 매설물을 보호하는 구조를 채택하고 있으므로, 관 사이의 결합부분에서 가스나 유체가 누출되어 대형사고가 발생할 우려가 있음에도 불구하고, 이를 확인하여 대처할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 단순하면서도 부피가 작은 구성을 채택하여 제작, 운반, 설치 및 해체가 용이한 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 설정치 이상으로 가해지는 압력에 의해 반응하여 광 또는 음으로 지중 매설물의 종류를 알릴 수 있는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 무선통신으로 지중 매설물 관리서버에 위험 상황을 전송할 수 있는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 지중 매설관에서 가스나 유체의 누출 여부를 압력의 변화를 통해 확인하여 이에 대해 대처할 수 있는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템에 관한 것으로, 지중 매설물에 근접하여 설치되어 압력변화를 감지하는 압력감지부; 상기 압력 감지부에 연결되어 상기 압력감지부에서의 압력변화가 설정치를 초과하는 경우에 경보명령을 생성하는 제어부; 상기 제어부에 연결되고 지상에 노출되게 설치되어 상기 제어부에서의 경보명령에 따라 경보신호를 발생하는 경보발생부; 및 상기 압력감지부, 제어부 및 경보발생부로 전원을 공급하는 전원부;를 포함한다.

여기서, 상기 압력감지부는, 설정치 이상의 압력에 의해 파손되는 가스관과, 상기 가스관에 채워진 고압의 가스, 및 상기 가스관의 파손에 의해 가스의 압력이 감소되면 스위칭되는 압력 스위치로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 가스는 상기 가스의 분출여부를 육안으로 확인할 수 있도록 색상을 가지는 것이 바람직하다.

또는 상기 압력감지부는, 압력의 변화에 따라 전기적 신호를 생성하는 압전 케이블 센서 또는 피에조 센서일 수 있다.

한편, 상기 경보발생부는 경보신호를 광 또는 음으로 발생하거나, 경보신호를 지중 매설물 관리서버에 무선으로 전송한다.

아울러, 상기 전원부는, 상기 경보발생부와 함께 지상에 노출되게 설치되는 태양전지와, 상기 태양전지에서 발생된 전기를 저장하는 축전지를 포함한다.

본 발명에 따른 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템에 의하면, 단순하면서도 부피가 작은 구성, 즉 얇은 관이나 케이블 형태의 압력감지부를 지중 매설물의 상부에 이격되게 설치하여 압력의 변화를 감지하게 함으로서 제작, 운반, 설치 및 해체가 용이하여 그에 따른 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따르면, 설정치 이상으로 가해지는 압력에 의해 반응하여 광 또는 음으로 지중 매설물의 종류를 알릴 수 있어, 작업자가 지중 매설물 파손시에 발생된 사고 위험에 대해 적절히 대처할 수 있는 장점이 있다.

또한 경보발생부가 정상적으로 작동하지 않더라도, 압력감지부에서 육안으로 확인할 수 있는 색상을 갖는 가스가 분출됨으로써 지중 매설물을 보호할 수 있는 효과가 있다. 그리고 압력감지부가 고압의 가스를 이용하여 압력을 감지하는 경우, 외부의 충격이 없는 상태에서 이루어지는 가스의 누출에 반응하고 이를 경보발생부가 경보함으로써 압력감지부의 정상적인 작동상태를 유지하게 할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면, 압력감지부와 경보발생부가 상호 보완적으로 작동하여 본 발명에 따른 시스템의 안정적인 작동을 가능하게 하는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 무선통신으로 지중 매설물 관리서버에 위험 상황을 전송할 수 있어, 터파기 공사에 대한 안전 조치가 실시간으로 신속하게 수행될 수 있는 효과가 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 지중 매설관에서 가스나 유체의 누출 여부를 압력의 변화를 통해 확인하여 이에 대해 대처할 수 있어, 가스나 유체의 누출로 인한 대형사고의 발생을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템의 사시도,
도 2는 제1실시예에 따른 전기적 연결관계를 도시한 구성도,
도 3은 제1실시예의 변형예에 따른 전기적 연결관계를 도시한 구성도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템의 구성을 도시한 사시도,
도 5는 지중 매설물에서의 유체 누출을 감지하는 방식을 설명하는 사시도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템의 사시도이고, 도 2는 제1실시예에 따른 전기적 연결관계를 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템은, 압력감지부(10), 제어부(20), 경보발생부(30) 및 전원부(40)로 구성된다.

압력감지부(10)는 지중 매설물(100)에 근접하여 설치되어 압력변화를 감지한다. 이를 위해 본 실시예에서는 상기 압력감지부(10)가 가스관(11)에 채워진 고압의 가스가 누출됨에 따른 압력변화를 감지하는 구성을 채택하였다.

보다 상세히 설명하면, 상기 압력감지부(10)는, 설정치 이상의 압력에 의해 파손되는 가스관(11)과, 상기 가스관(11)에 채워진 고압의 가스, 및 상기 가스관(11)의 파손에 의해 가스의 압력이 감소되면 스위칭되는 압력 스위치(13)로 구성된다.

이때 상기 가스는 상기 가스의 분출여부를 육안으로 확인할 수 있도록 색상을 가지는 것이 바람직하고, 또한 지중 매설물(100)의 종류에 따라 미리 설정된 색상을 나타내는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들면, 지중 매설물(100)이 도시가스관인 경우, 상기 가스는 노란 색상을 갖는 것을 사용함으로서 상기 가스가 누출되면, 그 가스의 색상을 통해 지중 매설물(100)이 도시가스관임을 알 수 있도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 가스관(11)은 굴착기의 버킷에 의한 충격에 파손될 수 있는 재질, 예를 들면, 플라스틱 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 이는 가스관(11)이 충격에 의해 파손될 수 있어야 가스의 색상이나 경보발생부(30)를 통해 작업자에게 지중 매설물(100)의 존재를 인식시킬 수 있기 때문이다.

또한 상기 가스관(11)의 길이는 지중 매설물(100)의 용도와 상황에 따라 선택적으로 적용할 수 있다.

한편, 상기 제어부(20)는 상기 압력감지부(10)에 연결되어 상기 압력감지부(10)에서의 압력변화가 설정치를 초과하는 경우에 경보명령을 생성한다. 본 실시예에서는 상기 제어부(20)는 압력감지부(10)의 압력 스위치(13)에 연결된다. 따라서 가스관(11)의 파손으로 인해 고압의 가스가 누출되면, 가스관(11)의 압력이 급격히 낮아지므로 압력 스위치(13)가 작동하고, 제어부(20)에서는 이를 통해 압력변화가 설정치를 초과한 것으로 판단하여 경보명령을 생성하며, 이를 경보발생부(30)에 전달한다.

경보발생부(30)는 상기 제어부(20)에 연결되고 지상에 노출되게 설치되어 상기 제어부(20)에서의 경보명령에 따라 경보신호를 발생한다. 이때 발생되는 경보신호는 설정된 색상을 나타내는 광이나 경고음일 수 있다.

이러한 경보발생부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 지중 매설물 관리서버(50)에 무선으로 경보신호를 전송할 수 있도록 무선송신기(미도시)를 구비할 수 있다. 이렇게 지중 매설물 관리서버(50)에 경보신호를 발송할 때에는, 경보발생부(30)의 위치 및 지중 매설물(100)의 종류에 대응되게 할당되는 고유번호를 상기 경보신호에 부가하여 전송하는 것이 바람직하다.

전원부(40)는 상기 압력감지부(10), 제어부(20) 및 경보발생부(30)로 전원을 공급하는 역할을 수행한다. 이러한 전원부(40)는 다양한 전원 형태로 구현될 수 있다. 예를 들면, 건전지, 수은전지, 리튬배터리 등이 활용될 수 있다. 그런데 본 실시예에서는 전원부(40)에 전원을 주기적으로 공급해 주어야 하는 불편을 해소하고 전원부(40)에 의한 안정된 전원 공급을 위하여 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지(41)가 사용되는 것이 예시되어 있다. 이때 전원공급을 위해 태양전지(41)를 보조하기 위하여 별도의 배터리가 추가로 구비될 수도 있다.

이러한 태양전지(41)는 지상에 노출되는 경보발생부(30)와 함께 구성되고, 상기 태양전지(41)에서 발생된 전기를 저장하는 축전지(미도시)가 구비된다.

다음으로 본 실시예에 따른 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템의 작용에 대해 설명한다.

태양전지(41)는 지상에 노출되어 있으므로 주간에 태양광을 수집하여 전기를 생산하고 이를 축전지에 저장한다. 이렇게 생산된 전원에 의해 전원부(40)는 압력감지부(10), 제어부(20) 및 경보발생부(30)에 전원을 공급한다.

압력감지부(10)의 가스관(11)에는 고압의 가스가 채워져 있다. 따라서 터파기 공사를 하면서 굴착기의 버킷이 가스관(11)에 충격을 가하면 상기 가스관(11)은 파손되고, 이에 따라 가스관(11)에 채워진 가스가 분출된다. 이때 상기 가스는 가스 분출여부를 육안으로 확인하면서 지중 매설물(100)의 종류까지 확인할 수 있도록 미리 설정된 색상을 나타내는 것으로 사용된다. 따라서 작업자는 분출된 가스를 확인하여 근접한 위치에 지중 매설물(100)의 존재 및 그 지중 매설물(100)의 종류를 파악할 수 있게 된다.

그리고 상기 가스관(11)에는 압력 스위치(13)가 연결되어 있고, 상기 압력 스위치(13)는 압력의 변화에 따라 스위칭된다. 따라서 가스관(11)의 파손에 의해 고압의 가스가 누출되면서 가스관(11)의 압력이 급격히 낮아지면 상기 압력 스위치(13)는 스위칭된다.

이러한 압력 스위치(13)의 스위칭 신호는 제어부(20)로 전달되고, 제어부(20)는 이를 통해 압력변화가 설정치를 초과한 것으로 판단하여 경보신호를 생성하며, 이를 경보발생부(30)에 전달한다.

상기 경보발생부(30)는 경보신호에 따라 설정된 색상을 나타내는 광이나 경고음으로 작업자에게 현재 작업위치가 지중 매설물(100)에 근접하였음을 통보한다. 또한 상기 경보발생부(30)는 지중 매설물 관리서버(50)에 경보신호를 전송할 수 있어, 지중 매설물(100)에 대한 통합적이고 즉각적인 관리를 구현할 수도 있다.

또한 경보발생부(30)가 정상적으로 작동하지 않더라도, 압력감지부(10)에서 육안으로 확인할 수 있는 색상을 갖는 가스가 분출됨으로써 지중 매설물을 보호할 수 있다.

반면에, 압력감지부(10)에서 외부의 충격이 없이 가스의 누출이 이루어지는 경우에, 그 가스의 누출에 의한 압력 감소에 반응하여 경보발생부(30)가 경보함으로써 압력감지부(10)의 정상적인 작동상태를 유지하게 할 수 있다. 따라서 본 발명에서는, 압력감지부(10)와 경보발생부(30)가 상호 보완적으로 작동하여 본 발명에 따른 시스템의 안정적인 작동을 가능하게 한다.

다음으로 본 발명에 따른 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템의 제2실시예에 대해 설명한다. 본 실시예에서는 제1실시예와 대응되는 구성요소에 대해서 동일한 도면번호를 사용하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템의 구성을 도시한 사시도이고, 도 5는 지중 매설물에서의 유체 누출을 감지하는 방식을 설명하는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 압력감지부(10)의 구성이 제1실시예에서와 상이하다. 즉, 상기 압력감지부(10)는 압력의 변화에 따라 전기적 신호를 생성하는 압전 케이블 센서(15) 또는 피에조 센서(미도시)로 구성된다. 그리고 본 실시예에서는 압력감지부(10)에 대해 압전 케이블 센서(15)를 예시하여 설명한다.

이러한 압전 케이블 센서(15)는 굴착기의 버킷에 의해 충격이 가해지는 그 충격에 따른 압력을 전기적 신호로 생성하여 제어부(20)에 전달하고, 제어부(20)는 상기 전기적 신호가 설정치를 초과하는 압력에 대응하는지를 판단한다.

또한 본 실시예에 따른 압전 케이블 센서(15)는 지중 매설물(100)로부터 누출되는 유체의 압력을 감지할 수 있다. 즉, 지중 매설물(100)이 유체가 통과하는 관인 경우, 지중 매설물(100)의 노후화나 부식, 또는 통과하는 유체의 과도한 압력 등으로 인해 지중 매설물, 특히 지중 매설물 간의 연결부위(101)로부터 유체가 누출될 수 있다. 이때 누출된 유체는 고압으로 분출되므로 지중 매설물(100)에 근접 설치된 압전 케이블 센서(15)를 가압하게 되고, 압전 케이블 센서(15)는 이러한 가압력에 의해 전기적 신호를 생성한다. 따라서 본 실시예에서는 터파기 공사에 의한 충격뿐만 아니라, 외부로부터의 충격 없이 발생되는 지중 매설물(100)에서의 유체 누출에 대해서도 파악하여 조치를 취할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

Claims

지중 매설물(100)에 근접하여 설치되어 압력변화를 감지하는 압력감지부(10);
상기 압력 감지부에 연결되어 상기 압력감지부(10)에서의 압력변화가 설정치를 초과하는 경우에 경보명령을 생성하는 제어부(20);
상기 제어부(20)에 연결되고 지상에 노출되게 설치되어 상기 제어부(20)에서의 경보명령에 따라 경보신호를 발생하는 경보발생부(30); 및
상기 압력감지부(10), 제어부(20) 및 경보발생부(30)로 전원을 공급하는 전원부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템.
제1항에 있어서,
상기 압력감지부(10)는, 설정치 이상의 압력에 의해 파손되는 가스관(11)과, 상기 가스관(11)에 채워진 고압의 가스, 및 상기 가스관(11)의 파손에 의해 가스의 압력이 감소되면 스위칭되는 압력 스위치(13)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템.
제2항에 있어서,
상기 가스는 상기 가스의 분출여부를 육안으로 확인할 수 있도록 색상을 가지는 것을 특징으로 하는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템.
제1항에 있어서,
상기 압력감지부(10)는, 압력의 변화에 따라 전기적 신호를 생성하는 압전 케이블 센서(15) 또는 피에조 센서인 것을 특징으로 하는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템.
제1항에 있어서,
상기 경보발생부(30)는 경보신호를 광 또는 음으로 발생하는 것을 특징으로 하는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템.
제1항에 있어서,
상기 경보발생부(30)는 경보신호를 지중 매설물 관리서버(50)에 무선으로 전송하는 것을 특징으로 하는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전원부(40)는, 상기 경보발생부(30)와 함께 지상에 노출되게 설치되는 태양전지(41)와, 상기 태양전지(41)에서 발생된 전기를 저장하는 축전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 매설물 보호 및 피해 예방 시스템.