KR101552679B1 - 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축공기공급장치로부터 공급되는 압축공기에서 수분을 분리하고, 분리된 수분을 배출하는 수분분리부; 상기 수분분리부에 의해 수분이 분리된 압축공기에서 산소를 분리하고, 분리된 산소를 배출하며, 산소와 분리된 질소를 배출관으로 배출하는 산소분리부; 및 수소공급장치로부터 공급되는 수소를 상기 배출관으로 공급하여 상기 배출관으로 주입된 수소가 상기 배출관을 통해 배출되는 질소와 함께 배출되도록 하는 수소공급관으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 공급되는 압축공기로부터 수분 및 산소를 분리한 상태에서, 질소를 이용하여 배관을 세척하는 특성상 배관에 영향을 미치는 수분이 배관 세척과정에서 배관 내부에 잔존하는 문제를 해결할 수 있고, 필요시 수소를 질소와 함께 공급함으로써 배관의 크랙 등 이상을 감지할 수 있는 장점이 있다.

Description

질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치{PIPE CLEANING DEVICES THAT PROVIDES THE ABILITY TO DETECT LEAKS}

본 발명은 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기 중의 질소를 이용하여 배관의 내부를 세척하고, 질소와 함께 배출되는 수소를 이용하여 배관의 누수 여부를 감지하는 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치에 관한 것이다.

종래에는, 고압의 에어를 분사하여 수도배관 등의 내부를 청소하였다. 즉, 건물의 수도배관 등의 말단을 통해 단순히 고압의 에어를 분사하는 것만으로 배관 내부에 잔존하는 이물질을 제거하곤 하였다.

그러나 상기 고압의 에어를 이용하는 청소 방식은, 에어 컴프레셔를 이용한 고압의 에어가 배관 내부로 통과되면서 자체적으로 수분이 발생하게 되고, 배관 내부 온도 변화에 의해 공기 중의 수분이 냉각되어 응축되면서 배관 내부에 응축수로를 형성하게 되며, 이러한 응축수로에 의해 배관의 내부가 오히려 부식되는 문제가 있다.

이와 관련한 종래 기술로서, 등록실용신안 제 20-0471542 호(등록일자 : 2014.02.24.)에는 오존수를 이용한 배관 청소장치가 개시되어 있다. 상기 배관 청소장치는, 오존가스를 발생시키는 오존발생기, 오존발생기에서 발생된 오존가스가 저장되는 오존탱크, 상기 오존탱크에서 공급되는 오존가스를 용수에 용해시켜 생성되는 오존수를 저장하는 오존수탱크 및 오존수탱크로부터 공급되는 오존수를 고압으로 공급하는 고압분사기로 이루어져, 배관의 내부에 오존수를 고압으로 분사하여 배관 벽에 붙은 스케일을 탈거하며, 오존수를 이용하여 배관의 악취를 제거하고 세균을 사멸시키는 것을 특징으로 하고 있다.

하지만 상기 종래기술은 앞서 서술한 바와 같이, 배관을 세척하기 위해 공급하였던 오존수에 의해 오히려 배관의 내부가 부식되는 문제가 있고, 배관을 통해 수도를 공급하기 전 최종적으로 배관의 크랙 등에 의한 누수 여부를 확인하기 위해서는 별도로 배관의 내부에 수소를 공급하거나, 작업자가 배관의 크랙 여부를 시각적으로 확인하는 과정을 거쳐야 하기 때문에 작업이 번거로워져 작업 효율이 낮아지는 문제가 있다.

KR 10-2013-0102878 A (2013. 09. 23.)

본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 압축공기로부터 수분과 산소를 차례로 분리 제거하고, 수분과 산소가 분리되고 남은 질소를 이용하여 배관을 세척할 수 있는 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 수소를 질소와 함께 배관으로 공급되도록 함으로써 배관의 크랙이 감지되도록 할 수 있는 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치는 압축공기공급장치로부터 공급되는 압축공기로부터 수분을 분리 제거하고, 분리 제거된 수분을 외부로 배출하는 수분분리부; 및 상기 수분분리부를 통해 수분이 분리 제거된 압축공기로부터 산소를 분리 제거하고, 분리 제거된 산소를 외부로 배출하며, 압축공기로부터 수분 및 산소가 분리 제거되고 남은 질소를 배출관으로 배출되도록 하는 산소분리부로 이루어지며, 수소공급장치로부터 공급되는 수소를 질소가 배출되는 상기 배출관으로 공급하는 수소공급관이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 수소공급관에는, 수소공급장치로부터 공급되는 수소의 공급을 제어하는 수소공급조절밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 수분분리부에는, 상기 압축공기공급장치로부터 공급되는 압축공기의 압력을 측정하여 나타내는 압력계 및 상기 압축공기의 압력을 조절하는 압력조절밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 공급되는 압축공기로부터 수분 및 산소를 분리 제거한 상태에서 질소를 이용하여 배관을 세척하는 특성상, 배관 세척과정에서 수분이 배관의 내부에 잔존하는 문제를 해결할 수 있고, 필요시 수소를 질소와 함께 공급함으로써 배관의 크랙 등 이상을 감지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 배출관을 통해 질소와 수소가 배관으로 함께 제공되도록 함으로써, 외부에서의 수소감지를 통해 배관의 크랙 발생 여부가 감지되는 장점이 있다.

또한, 직렬로 구비되는 복수 개의 수분분리부에 의해 압축공기에 포함된 수분이 반복적으로 분리 제거됨을 통해, 압축공기에 포함되는 잔여 수분이 최소화될 수 있는 장점이 있다.

또한, 병렬로 구비되는 복수 개의 산소분리부에 의해 압축공기에 포함된 산소가 분리 제거되도록 함으로써, 산소 및 질소 분리과정이 신속하게 이루어지는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치를 나타내는 정면도.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치의 배치도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치의 수소공급조절밸브의 실시 예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치의 압력계 및 압력조절밸브를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치의 수소공급관과 배출관의 연결부를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치의 실시 상태에 따른 압축공기 및 질소의 이동 과정을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치의 배관의 크랙 발생 여부가 감지되는 과정을 나타내는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 질소를 이용하여 배관의 내부를 세척할 수 있고, 질소와 함께 배관으로 주입되는 수소를 이용하여 배관의 누수 여부가 감지되도록 하는 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치를 나타내는 정면도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치의 배치도이다.

첨부된 도 1 및 도 2a에 따르면, 본 발명에 따른 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치(100)는 크게 수분분리부(10), 산소분리부(20) 및 수소공급관(30)으로 이루어지며, 상기 수분분리부(10), 산소분리부(20) 및 수소공급관(30)은 하우징(40)의 내부에 수용된 상태로 고정형성된다.

본 발명에 의하면, 상기 배관 세척 장치(100)는 압축공기공급장치(200)를 통해 공급되는 압축공기로부터 먼저 수분을 분리 제거하고, 이후 산소 또한 분리 제거되도록 한 후, 남은 질소를 배관(400)으로 공급하여 상기 배관(400) 세척이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하며, 수소가 배관(400)으로 질소와 함께 공급되도록 함으로써, 배관(400)의 누수 감지도 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

이를 위해, 상기 수분분리부(10)는 압축공기공급장치(200)를 통해 공급되는 압축공기로부터 수분을 분리 제거하게 되고, 이후 상기 산소분리부(20)는 수분이 분리 제거된 압축공기로부터 산소를 분리 제거하게 된다. 이 때, 수소공급장치(300)를 통해 별도로 수소가 제공될 수 있으며, 상기 수소공급장치(300)를 통해 제공된 수소가 상기 질소에 혼합된 상태로 배관(400)에 공급되면서 배관(400)의 세척과 누수 감지가 동시에 가능하게 된다.

필요에 따라서는 상기 수소공급장치(300)를 통한 수소 제공이 이루어지지 않을 수 있는데, 이때는 질소 공급을 통한 배관세척만 가능하게 되며, 또한 필요에 따라서는 상기 수소공급장치(300)로부터 수소만 제공되도록 함으로써, 누수 기능만 수행되도록 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 배출관(41)으로 제공되는 상기 질소와 수소는 9 ~ 9.5 : 1 ~ 0.5 비율로 이루어지는 것이 바람직하다. 수소에 비해 질소의 양을 상대적으로 많게 하는 것은, 질소를 통해 배관 세척이 이루어지는 특성상 배관 세척을 위해 질소가 수소에 비해 상대적으로 많은 양이 필요하기 때문이며, 수소는 누수 감지를 위해 필요한 것으로서, 후술하는 수소감지장치(500)를 통해 지상으로 상승하는 비교적 적은 양의 수소에 대해서도 감지가 가능하게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 상기 배관 세척 장치(100)에는 상기 수분분리부(10)로 압축공기를 공급하는 압축공기공급장치(200) 및 상기 수소공급관(30)으로 수소를 공급하는 수소공급장치(300)가 더 구비될 수 있다. 이때, 상기 수소공급장치(300)는, 상기 하우징(40)의 내부에 구비되어 상기 배관 세척 장치(100)에 일체로 형성되거나, 상기 배관 세척 장치(100)와 별개로 외부에 구비된 상태에서, 상기 배관 세척 장치(100)의 내부로 수소를 공급할 수 있다.

상기 수분분리부(10)는, 상기 하우징(40)의 외부에 구비되는 압축공기공급장치(200)로부터 공급되는 압축공기에서 수분을 분리 제거하며, 수분이 분리 제거된 압축공기는 후술되는 산소분리부(20)로 이동된다. 상기 수분분리부(10)에서 분리 제거된 수분은 상기 하우징(40)의 외부로 배출되게 된다.

본 발명에 의하면, 상기 수분분리부(10)는 멤브레인(Membrane) 형태로 이루어질 수 있다. 상기 수분분리부(10)가 멤브레인 형태로 이루어지도록 한 상태에서, 압축공기에 포함되어 있는 수증기가 상기 수분분리부(10)를 상대적으로 빠르게 투과하여 밖으로 배출 제거되게 되고, 질소와 산소는 멤브레인을 상대적으로 느리게 투과한 후 후술되는 산소분리부(20)로 이동되게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 상기 수분분리부(10)가 멤브레인 형태로 2개 이상 복수로 직렬연결되도록 형성될 수 있으며, 이 경우 압축공기가 상기 수분분리부(10)를 연속으로 통과하면서 수분제거가 효과적으로 이루어지게 되며, 이를 통해 배관(400) 세척시 배관(400) 내부로 주입되는 수분의 양이 최소화될 수 있게 된다.

상기 산소분리부(20)는, 상기 수분분리부(10)로부터 수분이 분리 제거된 압축공기로부터 산소를 분리 제거하게 되며, 압축공기로부터 산소가 분리 제거되고 남은 질소는 상기 배출관(41)을 통해 배관(400)에 주입되면서 배관(400) 세척에 이용되게 된다. 상기 산소분리부(20)를 통해 분리된 산소는 별도로 상기 하우징(40)의 외부로 강제 배출되어 제거되게 된다.

본 발명에 의하면, 상기 산소분리부(20)는 복수 개로 이루어질 수 있으며, 상기 복수 개의 산소분리부(20)가 병렬연결된 상태에서, 압축공기로부터 산소 분리과정이 신속하게 이루어질 수 있다. 이에, 같은 시간동안 더욱 많은 양의 질소를 생성할 수 있게 되어 배관(400) 세척시 더욱 효율적인 작업이 가능해지게 된다.

상기 수소공급관(30)은, 수소공급장치(300)로부터 공급되는 수소가 상기 배출관(41)으로 공급되도록 함으로써, 질소와 함께 수소를 배관(400)으로 주입하게 된다. 이때, 상기 수소공급장치(300)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(40)의 외부에 별도로 구비되거나 또는 내부에 일체로 구비될 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치의 수소공급조절밸브의 실시 예를 나타내는 도면이다.

첨부된 도 3a 및 3b에 따르면, 상기 수분분리부(10) 및 산소분리부(20)를 거쳐 배출관(41)으로 이동된 질소는 수소공급관(30)을 통해 공급된 수소와 함께 배관(400)으로 주입되게 된다. 상기 수소공급관(30)에는 수소공급장치(300)로부터 주입되는 수소의 공급을 제어하는 수소공급조절밸브(31)가 더 구비될 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 수소공급조절밸브(31)는 제어부의 신호에 따라 제어되게 되고, 압력계(11) 및 압력조절밸브(12)에 의해 제어되는 압축공기의 양에 연동되어 구동되게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 상기 산소분리부(20)와 상기 배출관(41)의 사이에는 상기 배출관(41)으로 이동되는 질소의 공급을 제어하는 질소공급조절밸브(21)가 더 구비될 수 있다. 상기 질소공급조절밸브(21)는 상기 수소공급조절밸브(31)와 동일한 구성으로 이루어질 수 있고, 상기 수소공급조절밸브(31)를 통해 주입되는 수소의 양에 연동되어 구동되게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치의 압력계 및 압력조절밸브를 나타내는 도면이다.

첨부된 도 4에 따르면, 상기 수분분리부(10)에는 압축공기공급장치(200)로부터 공급되는 압축공기의 압력을 측정하는 압력계(11) 및 상기 압축공기공급장치(200)로부터 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 압력조절밸브(12)가 더 구비될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치의 수소공급관과 배출관의 연결부를 나타내는 도면이다.

첨부된 도 5에 따르면, 상기 수소공급관(30)과 배출관(41)의 연결부위에 합류부(42)가 구비되게 되며, 상기 합류부(42)를 통해 상기 산소분리부(20)에서 산소가 분리 제거된 질소와, 상기 수소공급관(30)을 통해 공급되는 수소가 합류한 상태로 배관(400)으로 주입되게 된다.

일반적으로 압축공기공급장치(200)를 통해 공급되는 압축공기로부터 분리된 질소의 이동속도가 수소공급장치(300)로부터 공급되는 수소의 이동속도에 비해 상대적으로 빠르게 형성되므로, 도 5에서와 같이 질소 및 수소의 이동 방향에 대해 사선으로 형성된 상기 합류부(42)를 통해 수소가 질소와 혼합된 상태에서 함께 배관(400)으로 주입되게 된다.

도 6은 본 발명의 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치의 실시 상태에 따른 압축공기 및 질소의 이동 과정을 나타내는 도면이다.

첨부된 도 6에 따르면, 압축공기공급장치(200)로부터 공급되는 압축공기(A)는 수분분리부(10)로 이동된 후 수분이 분리 제거되게 된다. 상기 수분분리부(10)에서 분리 제거된 수분은 외부로 배출되게 되고, 상기 수분분리부(10)에서 수분이 분리 제거된 압축공기(B)는 산소분리부(20)로 이동된 후 산소가 분리 제거되게 된다. 상기 산소분리부(20)에서 분리된 산소는 외부로 배출되게 되고, 상기 산소분리부(20)에서 산소가 분리된 질소(C)는 배출관(41)을 통해 배관(400)으로 주입되게 된다.

이 때, 상기 수소공급장치(300)로부터 공급되는 수소(D)는 상기 수소공급관(30) 및 상기 배출관(41)의 연결부에 구비되는 합류부(42)로 이동된 후, 상기 질소(C)와 함께 상기 배출관(41)을 통해 호스(43)로 이동되어 상기 배관(400)으로 주입되게 된다.

상기 호스(43)을 통해 주입되는 질소(C)는 배관(400)으로 주입된 후 고압으로 상기 배관(400)의 내부를 세척하게 된다. 또한, 상기 질소(C)와 함께 주입되는 수소(D)는 상기 배관(400)을 따라 이동하면서, 크랙이 발생된 곳에서 외부로 새어 나가면서, 외부의 수소감지장치(500)를 통해 감지되게 된다.

도 7은 본 발명의 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치를 통해 배관의 크랙 발생 여부가 감지되는 과정을 나타내는 도면이다.

첨부된 도 7에 따르면, 상기 호스(43)를 통해 배출되는 수소(D)가 상기 배관(400)을 따라 이동한 상태에서, 크랙(410)이 발생된 장소에 이르는 경우 상기 크랙(410)을 통해 새어나가게 되며, 별도로 구비되는 수소감지장치(500)를 통해 배관(400)의 크랙(410) 발생 여부를 감지하게 된다.

이상 본 발명에 의하면, 공급되는 압축공기로부터 수분 및 산소를 분리한 상태에서 질소를 이용하여 배관을 세척하는 특성상, 배관에 영향을 미치는 수분이 배관 내부로 주입되는 문제를 해결할 수 있고, 필요시 수소를 질소와 함께 공급함으로써 배관의 크랙 등 이상을 감지할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

10 : 수분분리부 11 : 압력계
12 : 압력조절밸브
20 : 산소분리부 21 : 질소공급조절밸브
30 : 수소공급관 31 : 수소공급조절밸브
40 : 하우징 41 : 배출관
42 : 합류부 43 : 호스
100 : 배관 세척 장치 200 : 압축공기공급장치
300 : 수소공급장치 400 : 배관
410 : 크랙
500 : 수소감지장치

Claims (4)

1. 압축공기공급장치(200)로부터 공급되는 압축공기로부터 수분을 분리 제거하고, 분리 제거된 수분을 외부로 배출하는 수분분리부(10);
   상기 수분분리부(10)를 통해 수분이 분리 제거된 압축공기로부터 산소를 분리 제거하고, 분리 제거된 산소를 외부로 배출하며, 압축공기로부터 수분 및 산소가 분리 제거되고 남은 질소를 배출관(41)으로 배출되도록 하는 산소분리부(20); 및
   수소공급장치(300)로부터 공급되는 수소를 질소가 배출되는 상기 배출관(41)으로 공급하는 수소공급관(30);
   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 수소공급관(30)에는,
   수소공급장치(300)로부터 공급되는 수소의 공급을 제어하는 수소공급조절밸브(31)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 수분분리부(10)에는,
   상기 압축공기공급장치(200)로부터 공급되는 압축공기의 압력을 측정하여 나타내는 압력계(11) 및 상기 압축공기의 압력을 조절하는 압력조절밸브(12)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 질소 및 수소를 이용한 누수 감지 기능을 갖는 배관 세척 장치.
   

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