KR101615362B1 - 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치 - Google Patents

토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 다수의 미세 구멍(10a)이 형성되며, 지중에 매설되는, 보호용 튜브(10); 상기 보호용 튜브(10)의 내부에 삽입되는 저항 센서(11); 및, 상기 저항 센서(11)로부터 연장되어 분석 콘솔(C)에 연결되는 통신 케이블(12);을 구비한, 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치는 유류 누출 가능성이 높은 시설이나 지역 주변에 집중적으로 다수개 설치함으로써 유류 누출을 용이하고 정확하게 감지할 수 있어서 토양 및 지하수의 오염에 대처할 수 있다.

Description

토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치{Device for sensing oil leakage to prevent groundwater in soil from being polluted}
본 발명은 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토양으로 누출되는 유류를 감지할 수 있도록 지중에 매설되어 토양 및 지하수의 오염을 방지할 수 있게 하는 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치에 관한 것이다.
주유소 및 유류 저장소와 같은 유류 취급 시설에는 유류 저장 탱크뿐만 아니라 유류 분배 및 이송을 위한 다양하고 복잡한 설비가 포함되어 있으며, 각각의 설비로부터 유류 누출 위험성이 상시적으로 존재한다. 누출된 유류는 토양으로 스며들게 되며, 토양을 오염시킨다.
유류 누출에 의한 토양 오염이 장기화되면 지중 환경에 직접적으로 나쁜 영향을 미칠 뿐만 아니라, 주변의 지하수를 오염시킬 수 있다. 따라서 유류 취급 시설 주변의 생활 환경과 농축산업과 같은 산업 환경도 악화되는 결과를 가져온다. 더욱이 유류 취급 시설이 존재했던 지역을 다른 용도로 변경하려는 경우에 장기간 지속된 유류 누출은 토양 오염 복구 비용을 증가시킨다.
유류에 의한 토양 오염을 방지하기 위해서는 토양으로 유출되는 유류를 감지할 수 있어야 한다. 이러한 유류 누출 탐지 장치는 유류 누출이 예상되는 지역의 토양층에 탐지 장치를 설치함으로써 이루어질 수 있다.
종래 기술에 따르면, 유류 취급 시설의 유류 분배기 또는 주입 장치 등 유류 누출 가능성이 농후한 장치의 하부 토양층에 빈 공간(sump)를 형성함으로써 상기 빈 공간에 집적되는 유류를 감지 및 측정하는 방식이 공지되어 있다.
그러나, 상기와 같이 토양층에 빈 공간을 형성하는 기술은 비용이 많이 들고 설치가 복잡하다는 문제점이 있다. 즉, 토양층에 빈 공간을 형성하려면 굴착을 포함하는 공사의 규모가 증대되고, 더욱이 기존 설비의 하부에 빈 공간을 형성하려면 설비의 일시적인 이전도 필요하게 된다.
한편, 특허 공개 2011-0137162 에 따르면, 특정 장소에 설치된 광섬유 센서를 포함하는 오일 검출 센서가 구비된 누유 검지부, 중앙 처리부, 및 웹 서버를 포함하는 누유 감지 시스템의 누유 감지 방법이 개시되어 있다.
상기와 같은 누유 감지 방법은 상기 누유 검지부가 상기 오일 검출 센서를 통해 검출된 오일을 검지하는 단계; 상기 중앙 처리부가 인터넷, 무선 통신, 및 지리정보시스템(GIS) 중 적어도 하나를 이용하여 상기 검출된 오일의 검지 상태 정보를 수신하는 단계; 및 상기 중앙 처리부가 상기 수신된 오일의 검지 상태 정보를 특정 웹 서버에 전송하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 종래 기술에서 오일 검출 센서로서 사용되는 적외선 센서 또는 부표형 센서는 토양으로 누출된 오일을 감지하는데 부적절하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상대적으로 저렴한 비용으로 간단하게 설치 가능한 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 토양 및 지하수의 오염 가능성을 사전에 차단할 수 있도록 유류 취급 시설 주변에 광범위하게 설치될 수 있는 유류 노출 탐지 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면,
다수의 미세 구멍(10a)이 형성되며, 지중에 매설되는, 보호용 튜브(10);
상기 보호용 튜브(10)의 내부에 삽입되는 저항 센서(11); 및,
상기 저항 센서(11)로부터 연장되어 분석 콘솔(C)에 연결되는 통신 케이블(12);을 구비한, 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치가 제공된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 보호용 튜브(10)의 제 1 단부는 폐쇄되고, 상기 보호용 튜브의 제 2 단부에는 밸브(15)가 구비되며, 상기 밸브(15)는 차단 부재(15a) 및, 상기 차단 부재(15a)에 형성된 개구를 개폐하는 셔터 부재(15b)를 구비한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 저항 센서는 베이스 필름과, 상기 베이스 필름의 상부 표면에 증착된 도전성 스트립 라인(conductive strip line)을 구비함으로써, 유류가 상기 도전성 스트립 라인에 접촉하면 도전성 스트립 라인의 저항값이 변화된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도전성 스트립 라인은 다공성 폴리머 또는 도전성 폴리머 등의 고분자 화합물로 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치는 유류 취급 시설 주변 지중(地中)에 다수개로써 매설되고, 유류 누출 탐지 장치 각각은 RS-486 통신 방식을 이용하여 분석 콘솔(C)과 통신한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 보호용 튜브는 수평에 대하여 10°내지 15°사이의 각도로 경사지게 매설된다.
본 발명에 따른 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치는 유류 누출 가능성이 높은 시설이나 지역 주변에 집중적으로 다수개 설치함으로써 유류 누출을 용이하고 정확하게 감지할 수 있어서 토양 및 지하수의 오염에 대처할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치는 종래 기술에 따른 감지 장치에 비하여 저렴한 비용으로 설치 가능하며, 설치가 간단하여 현장 적용성이 높다는 장점을 가진다.
도 1 은 본 발명에 따른 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2 는 저항 센서의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치를 포함하는 유류 취급 시설의 일 예에 대한 개략적인 구성도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치의 개략적인 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치는 다수의 미세 구멍이 형성되는 보호용 튜브(10)와, 상기 보호용 튜브(10)의 내부에 삽입되는 저항 센서(11)와, 상기 저항 센서(11)로부터 연장되는 통신 케이블(12)을 구비한다.
보호용 튜브(10)는 지중에 매설되며, 내부에 삽입되는 저항 센서(11)를 보호하는 역할을 한다. 보호용 튜브(10)에는 다수의 미세 구멍(11a)이 형성되어 있으며, 상기 미세 구멍(10a)을 통해 토양에 스며든 유류가 보호용 튜브(10)의 내부로 유입될 수 있다.
상기 미세 구멍(10a)은 도면에 도시된 바와 같이 보호용 튜브(10)의 원주면의 상부 절반에만 형성되는 것이 바람직하다. 즉. 보호용 튜브(10)의 원주면 전체에서, 보호용 튜브(10)가 지중(地中)에 매설되었을 때 상방향으로 향하는 상부 절반에만 미세 구멍(10a)이 형성되며, 하부 절반에는 미세 구멍(10a)이 형성되지 않는다.
한편, 보호용 튜브(10)가 지중에 매설될 때 보호용 튜브(10)는 수평에 대하여 경사지게 매설되며, 저항 센서(11)가 설치된 보호용 튜브(10)의 제 2 단부는 반대편의 폐쇄된 제 1 단부보다 낮은 위치를 유지한다. 이는 보호용 튜브(10)의 내부로 유입된 유류가 저항 센서(11)를 향하여 흐르도록 하기 위함이다. 예를 들어, 보호용 튜브(10)는 수평에 대하여 10°내지 15°의 경사 각도를 유지하면서 매설되는 것이 바람직하다.
보호용 튜브(10)의 일 단부, 즉, 제 1 단부는 폐쇄되고, 타 단부에는, 즉, 제 2 단부에는 밸브(15)가 설치된다. 밸브(15)는 차단 부재(15a) 및 셔터(15b)를 구비하고, 상기 셔터(15b)는 도시되지 않은 액튜에이터에 의해 회전됨으로써 개방되거나 폐쇄될 수 있다.
상기 셔터(15b)는 차단 부재(15a)에 형성된 개구를 개폐한다. 도면에 도시된 예에서 차단 부재(15a)의 개구는 부채꼴로 형성되어 있으나, 상이한 형태로 구성될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 셔터(15b)가 개방되면 보호용 튜브(10)의 내부에 유입된 수분 또는 유류와 같은 유체를 외부로 배출할 수 있고, 셔터(15b)가 폐쇄된 상태에서는 보호용 튜브(10)에 유체가 집적될 수 있다.
저항 센서(11)는 예를 들어 에폭시로 피복된 상태로 보호용 튜브(10) 안에 설치되는 것이 바람직하다. 저항 센서(11)의 일 단부로부터 통신 케이블(12)이 연장된다. 저항 센서(11)는 다양한 구성으로 이루어질 수 있다.
도 2 에 도시된 일 예에서, 저항 센서는 베이스 필름(21)과, 상기 베이스 필름의 상부 표면에 증착된 도전성 스트립 라인(conductive strip line, 22)을 구비할 수 있다.
상기 도전성 스트립 라인(22)은 다공성 폴리머 또는 도전성 폴리머 등의 고분자 화합물로 형성된다. 유류가 상기 도전성 스트립 라인(22)에 접촉하면 도전성 스트립 라인의 저항값이 변화하게 되며, 따라서 유류가 누출되었음을 감지할 수 있다. 베이스 필름(21)은 둥글게 말린 상태로 저항 센서(11)에 접착될 수 있다. 또한 도시되지 않은 보호용 피복이 상기 베이스 필름(21)을 덮을 수 있으며, 보호용 피복에 유류가 스며들 수 있는 다공성 구조가 구비될 수 있다.
저항 센서(11)의 구체적인 구성에 관하여 여기에서 상세하게 설명하지 않기로 한다. 당업자는 상기와 같은 저항 센서뿐만 아니라 다양한 다른 유형의 저항 센서가 이용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
저항 센서(11)는 밸브(15)의 셔터(15b)가 폐쇄된 상태에서 보호용 튜브(10)의 내부에 집적된 유체를 감지할 수 있다. 저항 센서(11)가 감지한 유체가 수분이라면 셔터(15b)를 개방하여 유체를 외부로 배출한다. 보호용 튜브(10)는 경사지게 매설되므로 유체의 배출은 중력에 의해 자연스럽게 이루어질 수 있다. 저항 센서(11)가 감지한 유체가 누출된 유류라면 유류 누출 방지를 위한 대응 조치를 취한다.
통신 케이블(12)은 이후에 설명되는 바와 같이 오염 분석 콘솔(pollution analysis console)에 연결될 수 있다. 유류 누출 탐지 장치와 오염 분석 콘솔(C) 사이의 통신은 예를 들어 RS-485 통신 방식을 이용하여 수행될 수 있다. 공지된 바와 같이 RS-485 통신 방식은 100 kbps 에서 대략 1,200 미터의 전송 거리를 가지므로, 광범위한 지역에 다수의 유류 누출 탐지 장치를 설치하여 이용될 수 있다. 또한 데이터 전송에 그라운드(ground)를 사용하지 않으므로 장거리 전송이 가능하다는 장점을 가진다. 통신 케이블(12)은 손상을 방지하기 위하여 피복으로 감싸거나 케이블 보호용 튜브에 삽입된 상태로 지중에 매설되는 것이 바람직하다.
도 3 은 본 발명에 따른 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치를 포함하는 유류 취급 시설의 일 예에 대한 개략적인 구성도이다.
도면을 참조하면, 지중에 유류 저장 탱크(T)가 매설되고, 지상에는 유류 취급을 위한 설비에 해당하는 주입 펌프(P) 및 유류 분배 장치(D)가 배치된다. 주입 펌프(P)와 저장 탱크(T)는 주입용 배관을 통하여 연결되고, 유류 분배 장치(D)와 저장 탱크(T)는 배송관을 통해서 연결된다.
본 발명에 따른 유류 누출 탐지 장치의 보호용 튜브(11)는 상기 유류 저장 탱크(T), 상기 주입 펌프(P) 및 유류 분배 장치(D)의 하부에서 지중에 매설된다. 도면에 도시된 예에서 오직 하나의 유류 누출 탐지 장치가 매설된 것으로 도시되었으나, 실제에 있어서 저장 탱크(T)의 하부뿐만 아니라 유류 취급 시설 전체에 걸쳐 복수의 지점에 다수의 유류 누출 탐지 장치를 설치할 수 있다.
유류 누출 탐지 장치의 저항 센서(11)로부터 연장된 통신 케이블(12)은 중앙 통제 센터에 있는 분석 콘솔(C)로 연결된다. 작업자는 분석 콘솔(C)을 통해 유류 누출 탐지 장치에서 유류 누출이 감지되는지의 여부를 모니터할 수 있다. 유류 누출이 감지될 경우, 해당 설비의 작동을 즉각 중단시키고 오염 방지를 위한 대응 조치를 취할 수 있다.
10. 보호용 튜브 11. 저항 센서
12. 통신 케이블 15. 밸브
T. 탱크 P. 펌프

Claims (6)

  1. 다수의 미세 구멍(10a)이 형성되며, 지중에 매설되는 보호용 튜브(10);
    상기 보호용 튜브(10)의 내부에 삽입되는 저항 센서(11); 및
    상기 저항 센서(11)로부터 연장되어 분석 콘솔(C)에 연결되는 통신 케이블(12);
    을 포함하되,
    상기 보호용 튜브(10)의 제 1 단부는 폐쇄되고, 상기 보호용 튜브의 제 2 단부에는 밸브(15)가 구비되며,
    상기 밸브(15)는 차단 부재(15a) 및, 상기 차단 부재(15a)에 형성된 개구를 개폐하는 셔터 부재(15b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항 센서는 베이스 필름과, 상기 베이스 필름의 상부 표면에 증착된 도전성 스트립 라인(conductive strip line)을 구비함으로써, 유류가 상기 도전성 스트립 라인에 접촉하면 도전성 스트립 라인의 저항값이 변화되는 것을 특징으로 하는 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 도전성 스트립 라인은 다공성 폴리머 또는 도전성 폴리머 등의 고분자 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치는 유류 취급 시설 주변 지중(地中)에 다수개로써 매설되고, 유류 누출 탐지 장치 각각은 RS-486 통신 방식을 이용하여 분석 콘솔(C)과 통신하는 것을 특징으로 하는 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호용 튜브는 수평에 대하여 10°내지 15°사이의 각도로 경사지게 매설되는 것을 특징으로 하는 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치.
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