KR101479520B1 - 누설 탐지 및 보호를 위한 밀폐 커버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 누설 탐지 및 보호를 위한 밀폐 커버에 관한 것이고, 구체적으로 유체의 이송을 위한 관 또는 튜브에 설치되어 누설을 탐지하면서 이와 동시에 유체가 외부 방출이 방지될 수 있도록 하는 누설 탐지 및 보호를 위한 밀폐 커버에 관한 것이다. 밀폐 커버는 제1 커버(11a); 제1 커버(11a)와 분리 가능하도록 결합되는 제2 커버(11b); 제1 커버(11a)와 제2 커버(11b)의 결합에 의하여 형성되는 도관 관통 홀(12); 도관 관통 홀(12)에 설치되는 밀폐 수단(12a); 및 제1 커버(11a) 또는 제2 커버(11a)에 설치되는 도관으로부터 누설된 액을 탐지할 수 있도록 내부에 설치되는 센서(13)를 포함하고, 상기 센서(13)에서 상기 누설된 액에 의하여 발생되는 전기적 신호는 외부로 전달될 수 있다.

Description

누설 탐지 및 보호를 위한 밀폐 커버{Sealing Cover for Detection of Leakage and Protection}
본 발명은 누설 탐지 및 보호를 위한 밀폐 커버에 관한 것이고, 구체적으로 유체의 이송을 위한 관 또는 튜브에 설치되어 누설을 탐지하면서 이와 동시에 유체가 외부 방출이 방지될 수 있도록 하는 누설 탐지 및 보호를 위한 밀폐 커버에 관한 것이다.
인체 또는 장비에 노출이 되면 위험한 다양한 액체 화학물이 산업 현장에서 사용된다. 일반적으로 이와 같은 화학물질은 내화학성을 가진 관 또는 튜브와 같은 이송 도관을 통하여 사용이 되어야 할 장치로 이송이 될 수 있다. 이송 도관에 의하여 화학물질이 이송이 되는 경우 만약 이송 거리가 길어진다면 다수 개의 관이 서로 연결이 되어야 하고 그리고 기밀이 유지되는 체결 수단을 이용하여 관이 연결될 수 있다. 그러나 도관과 체결 수단을 일반적으로 일체형이 되지 않거나 서로 다른 소재로 만들어지므로 누설 위험이 존재하게 된다.
누설 탐지와 관련된 선행기술로 특허공개번호 제2004-0011763호 ‘탱크에 저장된 액상 물질의 누설 및 오버플로우 검출 및 경보 장치’가 있다. 상기 선행기술은 설치 지점에서 액상 물질이 기준 레벨 이상으로 고이는 상태를 무접점 자계 탐지 방식으로 검출하여 전기적 신호를 출력하는 레벨 센서부; 하나 이상의 레벨 센서부와 전기적으로 연결되어 각 레벨 센서부에 필요한 동작 전원을 제공하고 각 레벨 센서부의 출력 신호를 모니터링을 하여 액상 물질의 레벨이 해당 레벨 센서부가 설치된 지점까지 차올라 있는지 여부를 판별하고, 판별 결과에 따라 스피커 및/또는 경보 등을 통해 경보를 발하는 제어부를 포함하고, 레벨 센서부는 탱크의 내부에 오버플로우를 방지하기 위한 최고 한계 높이 및/또는 탱크가 외벽과 내벽을 갖는 이중벽 구조인 경우 두 벽 사이의 벽간 공간의 최저위 지점에 설치되고 그리고 이중벽 구조의 탱크인 경우 가이드 관을 활용하여 설치되는 검출 및 경보 장치에 대하여 개시한다.
누설 탐지와 관련된 다른 선행기술로 특허등록번호 제1132124호 ‘누유감지장치’가 있다. 상기 선행기술은 누유가 침투되는 외부 케이스; 상기 외부 케이스 내측에 구비되어 상기 외부 케이스로 침투된 누유가 흡수되면 부풀어 오르는 팽윤 부재; 상기 팽윤 부재의 내측에 구비되어 상기 부풀어 오르는 팽윤 부재의 확장 상태를 제한하는 다공성 지지 부재; 상기 다공성 지지부재 내측에 구비되어 상기 다공성 지지부재의 구멍으로 확장되어 밀고 나오는 팽윤 부재의 자극을 통해 열을 발생하는 발열체; 상기 발열체에 접촉되어 상기 발열체의 열을 빠르게 전도시키는 탄소나노튜브; 상기 탄소나노튜브의 내측 면에 접촉되고 상기 탄소나노튜브의 열전달에 의해 형상이 변화되는 고분자 폴리머; 상기 고분자 폴리머 내측 면으로부터 이격되어 상기 고분자 폴리머 중심에 위치하되, 상기 고분자 폴리머의 형상이 변화하여 외측 면에 접촉되면 누유 감지 신호를 발생시하는 중심 지지부; 및 상기 중심 지지부의 누유 감지 신호를 받아 누유를 판단하고, 경보음을 발생하고 그리고 누유 위치를 표시하는 제어부를 포함하는 누유 감지 장치에 대하여 개시한다.
상기 선행기술은 누유 감지에 대하여 개시하고 있지만 누유에 대한 보호에 대하여 언급하지 않는다. 화학물질의 경우 누설 자체가 방지될 필요가 있고 그리고 누설이 방지되면서 이를 탐지할 수 있는 것이 유리하다. 그러나 상기 선행기술은 누설 방지에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 액체의 이송 도관에서 설치되어 누설이 방지되면서 이와 동시에 누설 탐지가 가능하도록 하는 누설 탐지 및 보호를 위한 밀폐 커버를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 밀폐 커버는 제1 커버; 제1 커버와 분리 가능하도록 결합되는 제2 커버; 제1 커버와 제2 커버의 결합에 의하여 형성되는 도관 관통 홀; 도관 관통 홀에 설치되는 밀폐 수단; 및 제1 커버 또는 제2 커버에 설치되는 도관으로부터 누설된 액을 탐지할 수 있도록 내부에 설치되는 센서를 포함하고, 상기 센서에서 상기 누설된 액에 의하여 발생되는 전기적 신호는 외부로 전달될 수 있다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 도관 관통 홀이 형성되는 위치는 직선 형태, 꺾인 형태 및 티(T)자 형태가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 센서는 누설 액을 탐지할 수 있는 도선을 포함하고, 누설 액은 상기 도선의 저항을 변화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 밀폐 커버는 이송되는 유체의 외부 유출이 방지되도록 하면서 이와 동시에 누설 탐지가 가능하도록 한다는 장점을 가진다. 본 발명에 따른 밀폐 커버는 다양한 이송 도관에 설치될 수 있고 설치 및 제거가 간단하다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 밀폐 커버는 이송 도관의 종류에 관계없이 다양한 종류의 도관에 설치될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 밀폐 커버의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 밀폐 커버의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 밀폐 커버의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 센서의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 밀폐 커버의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 밀폐 커버(10a)는 제1 커버(11a); 제1 커버(11a)와 분리 가능하도록 결합되는 제2 커버(11b); 제1 커버(11a)와 제2 커버(11b)의 결합에 의하여 형성되는 도관 관통 홀(12); 도관 관통 홀(12)에 설치되는 밀폐 수단(12a); 및 제1 커버(11a) 또는 제2 커버(11a)에 설치되는 도관으로부터 누설된 액을 탐지할 수 있도록 내부에 설치되는 센서(13)를 포함하고, 상기 센서(13)에서 상기 누설된 액에 의하여 발생되는 전기적 신호는 외부로 전달될 수 있다.
본 발명에 따른 밀폐 커버(10a, 10b, 10c)는 주로 액체 또는 화학 물질의 이송을 위한 도관의 연결 부위에 설치될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 밀폐 커버(10a, 10b, 10c)는 누설 위험이 있는 도관의 임의의 위치에 설치될 수 있고 액체 또는 화학 물질의 종류에 제한되지 않는다.
밀폐 커버(10a)는 제1 커버(11a)와 제2 커버(11b)가 결합되는 구조로 만들어질 수 있고 제1 커버(11a)와 제2 커버(11b)는 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 분리 가능한 결합이란 예를 들어 나사 또는 스크루와 같은 고정 수단에 의하여 결합이 되고 그리고 전동 기구와 같은 잠금 해제 수단으로 분리시키는 것을 의미한다. 본 명세서에서 분리 가능한 결합이란 일체형에 대응되는 개념으로 사용된다. 밀폐 커버(10a)를 제1 커버(11a)와 제2 커버(11b)로 형성하는 것은 제조, 설치 및 교체의 편의성을 위한 것이다. 제1 커버(11a) 및 제2 커버(11b)의 소재는 설치되는 도관을 통하여 이송이 되는 유체를 고려하여 결정될 수 있다. 일반적으로 도관 자체가 이송이 되는 유체에 대하여 저항성을 가진 소재로 만들어지므로 제1 커버(11a) 및 제2 커버(11b)도 도관과 동일 또는 유사한 소재로 만들어질 수 있다. 달리 말하면 제1 커버(11a) 및 제2 커버(11b)는 도관 또는 튜브와 동일 또는 유사한 화학적 성질을 가진 소재로 만들어질 수 있다. 대안으로 제1 커버(11a) 및 제2 커버(11b)의 내부 면이 동일 또는 유사한 화학적 성질을 가지는 소재로 코팅이 될 수 있다. 다른 대안으로 제1 커버(11a) 및 제2 커버(11b)가 이중 벽 구조로 만들어지고 그리고 내부 벽은 도관과 유사한 화학적 성질을 가진 소재로 만들어지고 그리고 외부는 제조 또는 취급이 편리한 소재로 만들어질 수 있다.
이송되는 유체가 예를 들어 반도체 세정 용액과 같은 것이 되는 경우 제1 커버(11a) 및 제2 커버(11b) 또는 코팅 소재는 불소 계통의 수지로 만들어질 수 있다. 예를 들어 제1 커버(11a) 또는 제2 커버(11b)는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 테트라 플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체(FEP), 테트라 플루오르에틸렌-페르플루오르 알킬비닐에테르 공중합체(PEA) 또는 폴리불화비닐라덴(PVDF)과 같은 불소 수지, 테프론, EPDM(ethylene propylene diene monomer) 또는 네오프렌과 같은 소재로 만들어지거나 또는 이와 같은 물질로 코팅이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 코팅은 예를 들어 필름과 같은 형태로 도포하는 것을 포함할 수 있다.
제1 커버(11a)와 제2 커버(11b)의 결합에 의하여 도관 관통 홀(12)이 형성될 수 있다. 도관 관통 홀(11a)은 밀폐 커버(10a)가 보호하는 도관의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 도관이 원형의 단면적을 가진다면 도관 관통 홀(12)은 원형의 홀이 될 수 있다. 도관 관통 홀(12)의 밀폐 커버(10a)를 통과하는 도관의 구조에 따라 적절한 수로 형성될 수 있고 본 발명은 도관 관통 홀(12)의 형상 또는 수에 의하여 제한되지 않는다.
도관 관통 홀(12)에 밀폐 링, 개스킷 또는 패킹과 같은 밀폐 수단(12a)이 설치될 수 있다. 밀폐 수단(12a)은 이 분야에서 공지된 임의의 형상을 가질 수 있고 도관을 통하여 공급되는 유체에 대한 내화학성을 가진 소재로 만들어질 수 있다. 다만 밀폐 수단(12a)은 적절한 신축성을 가질 필요가 있으므로 실리콘 또는 고무로 만들어지면서 내화학성을 가지는 소재로 코팅이 될 수 있다.
밀폐 커버(10a)의 내부에 도관으로부터 누설된 액을 탐지할 수 있는 센서(13)가 설치될 수 있다. 센서(13)는 예를 들어 밀집하게 인접하도록 배치되고 절연체로 코팅이 된 도선이 될 수 있다. 그리고 절연체는 도관을 통과하는 유체에 쉽게 부식이 될 수 있는 소재로 만들어질 수 있다. 또한 센서(13)는 누설이 감지되는 경우 전기적 신호를 외부로 전송할 수 있는 구조로 설치될 수 있다. 구체적으로 절연체로 피복이 된 도선이 밀집되어 배치되고 도선의 양단에 전압 또는 전류가 탐지될 수 있다. 만약 누설이 발생되어 피복이 부식이 되면 센서(13)의 저항이 변할 수 있고 이로 인하여 이를 탐지하여 누설 여부를 확인할 수 있다. 센서(13)는 다양한 방법으로 설치될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 1b를 참조하면, 밀폐 커버(10a)는 도관(도시되지 않음)을 감싸는 형태로 만들어질 수 있다. 도 1b에 제시된 실시 예에서 밀폐 커버(10a)가 전체적으로 육면체 형상으로 제시되어 있지만 이는 예시적인 것으로 밀폐 커버(10a)는 도관을 감싸는 임의의 형상으로 만들어질 수 있다. 제1 커버(11a)와 제2 커버(11b)는 볼트 또는 스크루와 같은 고정 수단(B1, B2)에 의하여 서로 결합이 될 수 있고 센서(13)는 밀폐 커버(10a)의 바닥 면에 배치될 수 있다. 위에서 설명을 한 것처럼, 도관으로부터 누설이 발생되면 누설 액이 센서(13)로 전달이 되고 이로 인하여 센서(13)에서 이를 탐지할 수 있다. 누설 액은 유체에 해당되므로 바닥 면으로 떨어지고 이후 센서(13)로 이동될 수 있어야 한다. 그러므로 만약 센서(13)가 바닥 면의 중간 부분에 설치가 된다면 바닥 면에 센서(13)를 중심으로 유체의 흐름을 유도하기 위한 경사진 유도로(14)가 설치될 수 있다. 그리고 센서(13)는 유도로(14)의 중간 부분에 형성된 배치 홈(13a)에 설치될 수 있다. 유도로(14)의 유체의 흐름을 유도할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 예를 들어 유도로(14)는 전체적으로 V자 형상이 될 수 있다.
도관 구조에 따라 다양한 형태의 밀폐 커버가 형성될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 밀폐 커버(10b)의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 밀폐 커버(10b)는 꺾인 형상이 될 수 있다. 이와 같은 형상은 이송 도관(P)이 커넥터(C)에 의하여 연결이 되는 구조가 되는 것에 기인한다. 누설은 주로 연결 부위에서 발생이 되므로 밀폐 커버(10b)는 커넥터(C)를 감싸는 구조로 만들어질 수 있다. 커넥터(C)는 체결 볼트(15a, 15b) 및 밀폐 개스킷(G)을 포함할 수 있고 밀폐 커버(10b)는 커넥터(C) 전체를 감싸는 구조로 만들어질 수 있다.
센서(13)는 이송 도관(P)의 설치 위치를 고려하여 누설이 발생되는 경우 누설 액이 모일 수 있는 위치에 설치될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 밀폐 커버(10c)의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 밀폐 커버(10c)는 T자 형상을 가질 수 있고 커넥터의 구조가 T자 형상이 되는 경우 적용될 수 있다.
센서(13)는 도 1b 및 도 2b에 제시된 실시 예와 유사한 위치에 설치될 수 있다. 제시된 실시 예에서 하나의 센서(13)가 설치되지만 커넥터의 구조 또는 도관의 구조에 따라 다수 개의 센서(13)가 설치될 수 있고 센서(13)는 다양한 위치에 설치될 수 있다. 또한 센서(13)는 외부와 연결되는 연결 단자를 가질 수 있다. 일반적으로 누설이 발생되는 경우 이송 도관의 둘레 면을 타고 흐르게 되므로 센서(13)가 필름 형태로 만들어지고 도관에 부착되는 방식으로 만들어질 수 있다.
다양한 구조를 가지는 센서(13)가 가능하고 센서(13)는 밀폐 커버(10c) 내부의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 또한 누설 탐지에 따른 경보를 발생시키기 위한 다양한 장치가 밀폐 커버 내부에 설치될 수 있다. 예를 들어 내부에 통신 칩이 설치될 수 있고 센서(13)에서 누설이 탐지되면 전기적 신호가 통신 칩으로 전달될 수 있다. 그리고 통신 칩에 의하여 경보가 관련자에게 전달될 수 있다. 추가로 누설이 발생되는 경우 경보음이 발생되거나 또는 엘이디와 같은 소자에 발광이 되도록 만들어질 수 있다. 이와 같이 다양한 경보 전달 또는 경보 발생 수단이 밀폐 커버의 외부 또는 내부에 설치될 수 있다.
아래에서 센서의 실시 예에 대하여 설명이 된다.
도 4는 본 발명에 따른 센서(13)의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4의 (가)를 참조하면, 센서(13)는 직선 형태로 병렬로 배치된 다수 개의 피복 탐지 도선(41a, 41b)로 이루어질 수 있다. 피복 탐지 도선(41a, 41b)은 이송 도관에서 이송되는 유체에 의하여 쉽게 융해 또는 부식이 되는 절연체로 피복이 될 수 있다. 피복 탐지 도선(41a,41b)에 누설 액이 접촉이 되면 피복이 부식이 되고 그리고 전극(42a, 42b) 양단 사이의 전압이 변하게 된다. 센서(13)는 전극(42a, 42b) 양단의 전압 변화를 탐지하여 누설 여부를 판단할 수 있다.
도 4의 (나)를 탐지하면, 센서(13)는 직경이 충분히 작은 피복이 되지 않는 도체 탐지 선(43a, 43b)로 이루어질 수 있다. 도체 탐지 선(43a, 43b) 사이는 절연이 되어야 하므로 도체 탐지 선(43a, 43b)은 바닥 면의 홈을 따라 배치될 수 있다. 만약 도체 탐지 선(43a, 43b)이 누설 액에 노출이 되면 도체 탐지 선(43a)은 단락이 되거나 또는 접지가 될 수 있다. 도체 탐지 선(43a, 43b)의 양단에 연결된 전극(42a, 42b)은 이를 탐지하여 누설 여부를 판단할 수 있다.
다른 한편으로 도 4의 (다)를 참조하면, 센서(13)는 다수 개의 직렬로 연결된 탐지 도선(45a, 45b, 45c, 45d) 및 탐지 도선(45a, 45b, 45c, 45d) 사이를 연결하는 스위치(44a, 44b, 44c, 44d, 44e)로 이루어질 수 있다. 탐지 도선(45a, 45b, 45c, 45d)은 직경이 작은 직선 도체로 이루어질 수 있고 누설 액에 의하여 쉽게 끊어지는 소재로 만들어질 수 있다. 다른 한편으로 스위치(44a, 44b, 44c, 44d, 44e)는 각각의 탐지 도선(45a, 45b, 45c, 45d)을 직렬 또는 병렬로 연결시킬 수 있다. 도 4의 (다)에 도시된 구조는 도선 사이의 절연이 용이하도록 하면서 도선이 길이가 길어지는 경우 다양한 원인으로 인하여 도선이 단선이 될 수 있다는 문제점을 해결할 수 있다.
위에서 설명이 된 것처럼, 센서(13)는 필름 형태로 만들어질 수 있다. 구체적으로 박막 필름에 도선이 배치될 수 있는 홈을 형성하고 그리고 홈을 따라 도선이 배치될 수 있다. 도선이 배치된 필름이 바닥 면에 배치되거나 또는 이송 도관에 직접 배치될 수 있다.
다양한 구조를 가지는 센서(13)가 본 발명에 따른 밀폐 커버에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 밀폐 커버는 이송되는 유체의 외부 유출이 방지되도록 하면서 이와 동시에 누설 탐지가 가능하도록 한다는 장점을 가진다. 본 발명에 따른 밀폐 커버는 다양한 이송 도관에 설치될 수 있고 설치 및 제거가 간단하다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 밀폐 커버는 이송 도관의 종류에 관계없이 다양한 종류의 도관에 설치될 수 있도록 한다는 이점을 가진다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10a, 10b, 10c: 밀폐 커버 11a: 제1 커버
11b: 제2 커버 12: 도관 관통 홀
13: 센서 41a, 41b: 피복 탐지 도선
42a, 42b: 전극 43a, 43b: 도체 탐지 선
44a, 44b: 스위치 45a, 45b, 45c, 45d: 탐지 도선

Claims (3)

  1. 제1 커버(11a);
    제1 커버(11a)와 분리 가능하도록 결합되는 제2 커버(11b);
    제1 커버(11a)와 제2 커버(11b)의 결합에 의하여 형성되는 도관 관통 홀(12);
    도관 관통 홀(12)에 설치되는 밀폐 수단(12a); 및
    제1 커버(11a) 또는 제2 커버(11a)에 설치되는 도관으로부터 누설된 액을 탐지할 수 있도록 내부에 설치되는 센서(13)를 포함하고,
    상기 센서(13)는 밀집하도록 인접하도록 배치되고 절연체로 피복이 된 도선으로 이루어지고, 누설액이 상기 절연체를 부식시켜 상기 도선의 저항이 변화되어 발생되는 전기적 신호가 외부로 전달되도록 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐 커버.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 도관 관통 홀(12)이 형성되는 위치는 직선 형태, 꺾인 형태 및 티(T)자 형태가 되는 것을 특징으로 하는 밀폐 커버.
  3. 삭제
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