KR101837398B1 - 지하수오염 특성 조사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지하수오염 특성 조사장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 토양으로 누출되는 유류를 감지하여 지하수오염의 특성에 맞게 토양 및 지하수의 오염을 방지할 수 있도록 하는 한편, 보호용 튜브에 형성되는 미세구멍으로 유류의 유입을 유도하여 토양으로 누출되는 유류의 감지가 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 지하수오염 특성 조사장치에 관한 것이다.

Description

지하수오염 특성 조사장치{PROPERTY INVESTIGATION APPARATUS OF GROUNDWATER CONTAMINATION}
본 발명은 지하수 조사 기술 분야 중 지하수오염 특성 조사장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 토양으로 누출되는 유류를 감지하여 지하수오염의 특성에 맞게 토양 및 지하수의 오염을 방지할 수 있도록 하는 한편, 보호용 튜브에 형성되는 미세구멍으로 유류의 유입을 유도하여 토양으로 누출되는 유류의 감지가 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 지하수오염 특성 조사장치에 관한 것이다.
일반적으로 주유소 및 유류 저장소와 같은 유류 취급 시설에는 유류 저장 탱크뿐만 아니라 유류 분배 및 이송을 위한 다양하고 복잡한 설비가 포함되며, 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.
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.
대한민국 특허 등록번호 제10-1615362호(2016.04.25.)에는 '토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치'가 개시되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치는 보호용 튜브에 형성되는 미세구멍으로 유류가 쉽게 유입되지 못하면서 저항센서를 통한 유류의 감지가 원활하게 이루어지기 어렵다는 문제점이 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1615362호(2016.04.25.) '토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지 장치'
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로써, 본 발명의 목적은 토양으로 누출되는 유류를 감지하여 지하수오염의 특성에 맞게 토양 및 지하수의 오염을 방지할 수 있도록 하는 한편, 보호용 튜브에 형성되는 미세구멍으로 유류의 유입을 유도하여 토양으로 누출되는 유류의 감지가 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 지하수오염 특성 조사장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 미세구멍(10a)이 형성되며, 지중에 매설되는 보호용 튜브(10); 상기 보호용 튜브(10)의 내부에 삽입되는 저항센서(11); 및 상기 저항센서(11)로부터 연장되어 분석 콘솔(C)에 연결되는 통신케이블(12)을 포함하되, 상기 보호용 튜브(10)는, 일단부가 폐쇄되고, 타단부에 밸브(15)가 구비되며, 상기 밸브(15)는, 차단부재(15a); 및 상기 차단부재(15a)에 형성된 개구를 개폐하는 셔터 부재(15b)를 구비하는 지하수오염 특성 조사장치에 있어서, 상기 미세구멍(10a)으로 유류의 유입을 유도하기 위한 유도부(100)를 더 포함하되, 상기 유도부(100)는, 상기 보호용 튜브(10)의 상부에 배치되며, 상부가 개방되어 내측으로 수용공간(111)을 형성하고, 하부에 상기 다수의 미세구멍(10a)과 연통되는 중공(112)이 형성되는 케이싱(110); 상기 보호용 튜브(10)로부터 상기 케이싱(110)을 지지하는 지지수단(120); 개방된 상기 중공(112)으로부터 하방향으로 연장 형성되어 상기 다수의 미세구멍(10a)이 내측에 위치되도록 상기 보호용 튜브(10)에 연결되는 연결관(130); 및 개방된 상기 케이싱(110)의 상부를 차단하며, 이물질이 상기 수용공간(111)으로 유입되는 것을 방지하는 한편, 유류가 통과되면서 상기 수용공간(111)으로 유입되도록 하는 망체(140)를 포함하고, 상기 망체(140)를 통과하여 상기 수용공간(111)으로 유입되는 유류는, 상기 연결관(130)을 통해 상기 미세구멍(10a)으로 유도되면서 상기 보호용 튜브(10)로 유입되는 것을 특징으로 하는 지하수오염 특성 조사장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 유류 누출 가능성이 높은 시설이나 지역 주변에 설치하여 유류 누출을 용이하고 정확하게 감지할 수 있음으로써 지하수 오염의 특성에 맞게 대처할 수 있는 효과가 있다.
또한, 보호용 튜브에 형성되는 미세구멍으로 유류의 유입이 유도됨으로써 토양으로 누출되는 유류의 감지가 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 지하수오염 특성 조사장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지하수오염 특성 조사장치에서 저항센서를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지하수오염 특성 조사장치에서 유류 취급시설을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
그리고
도 4는 본 발명에 따른 지하수오염 특성 조사장치에서 유도부가 구비된 상태를 나타낸 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 설명에 앞서 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다.
이는, 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 후술되는 선등록특허 제1615362호를 그대로 이용하므로 이하 설명되는 장치 구성상의 특징들은 모두 등록특허 제1615362호에 기재된 사항들로 이해될 수 있다.
다만, 본 발명은 상기 등록특허 제1615362호에 개시된 구성들 중 '토양의 지하수 오염 방지를 위한 유류 누출 탐지장치'는 '지하수오염 특성 조사장치'로 대체하고, 미세구멍으로 유류의 유입을 유도하기 위한 구조 및 그 작용설명이 더 포함되며 이 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.
따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제1615362호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 보면, 본 발명에 따른 지하수오염 특성 조사장치는 다수의 미세구멍(10a)이 형성되는 보호용 튜브(10)와, 상기 보호용 튜브(10)의 내부에 삽입되는 저항센서(11)와, 상기 저항센서(11)로부터 연장되는 통신케이블(12)을 구비한다.
보호용 튜브(10)는 지중에 매설되며, 내부에 삽입되는 저항센서(11)를 보호하는 역할을 한다.
보호용 튜브(10)에는 다수의 미세구멍(11a)이 형성되어 있으며, 상기 미세구멍(10a)을 통해 토양에 스며든 유류가 보호용 튜브(10)의 내부로 유입될 수 있다.
상기 미세구멍(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 미세구멍(10a)이 형성되며, 하부 절반에는 미세구멍(10a)이 형성되지 않는다.
한편, 보호용 튜브(10)가 지중에 매설될 때 보호용 튜브(10)는 수평에 대하여 경사지게 매설되며, 저항센서(11)가 설치된 보호용 튜브(10)의 타단부는 반대편의 폐쇄된 일단부보다 낮은 위치를 유지한다.
이는 보호용 튜브(10)의 내부로 유입된 유류가 저항센서(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)는 일단부가 폐쇄되고, 타단부에 밸브(15)가 설치된다.
밸브(15)는 차단부재(15a) 및 셔터(15b)를 구비하고, 상기 셔터(15b)는 도시되지 않은 액튜에이터에 의해 회전됨으로써 개방되거나 폐쇄될 수 있다.
상기 셔터(15b)는 차단부재(15a)에 형성된 개구를 개폐한다. 도면에 도시된 예에서 차단부재(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.
저항센서(11)는 예를 들어 에폭시로 피복된 상태로 보호용 튜브(10) 안에 설치되는 것이 바람직하다.
저항센서(11)의 타단부로부터 통신케이블(12)이 연장된다. 저항센서(11)는 다양한 구성으로 이루어질 수 있다.
도 2를 참조하여 보면, 저항센서(11)는 베이스필름(21)과, 상기 베이스필름의 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.
베이스필름(21)은 둥글게 말린 상태로 저항센서(11)에 접착될 수 있다.
또한 도시되지 않은 보호용 피복이 상기 베이스필름(21)을 덮을 수 있으며, 보호용 피복에 유류가 스며들 수 있는 다공성 구조가 구비될 수 있다.
저항센서(11)의 구체적인 구성에 관하여 여기에서 상세하게 설명하지 않기로 한다.
저항센서(11)는 밸브(15)의 셔터(15b)가 폐쇄된 상태에서 보호용 튜브(10)의 내부에 집적된 유체를 감지할 수 있다.
저항센서(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.
저항센서(11)가 감지한 유체가 누출된 유류라면 유류 누출 방지를 위한 대응 조치를 취한다.
통신케이블(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.
통신케이블(12)은 손상을 방지하기 위하여 피복으로 감싸거나 케이블 보호용 튜브에 삽입된 상태로 지중에 매설되는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하여 보면, 지중에 유류저장탱크(T)가 매설되고, 지상에는 유류 취급을 위한 설비에 해당하는 주입펌프(P) 및 유류분배장치(D)가 배치된다.
주입 펌프(P)와 저장탱크(T)는 주입용 배관을 통하여 연결되고, 유류 분배 장치(D)와 저장탱크(T)는 배송관을 통해서 연결된다.
보호용 튜브(11)는 상기 유류저장탱크(T), 상기 주입펌프(P) 및 유류분배장치(D)의 하부에서 지중에 매설된다.
도면에 도시된 예에서 오직 하나의 유류 누출 탐지 장치가 매설된 것으로 도시되었으나, 실제에 있어서 저장탱크(T)의 하부뿐만 아니라 유류 취급 시설 전체에 걸쳐 복수의 지점에 다수의 유류 누출 탐지 장치를 설치할 수 있다.
유류 누출 탐지 장치의 저항센서(11)로부터 연장된 통신케이블(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.
본 발명에서는 상술한 구성을 그대로 포함하면서 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 미세구멍(10a)으로 유류의 유입을 유도하기 위한 유도부(100)의 구성이 추가로 구현된다.
유도부(100)는 보호용 튜브(10)의 상부에 배치되며 상부가 개방되어 내측으로 수용공간(111)을 형성하고 하부에 다수의 미세구멍(10a)과 연통되는 중공(112)이 형성되는 케이싱(110), 보호용 튜브(10)로부터 케이싱(110)을 지지하는 지지수단(120), 개방된 중공(112)으로부터 하방향으로 연장 형성되어 다수의 미세구멍(10a)이 내측에 위치되도록 보호용 튜브(10)에 연결되는 연결관(130) 및 개방된 케이싱(110)의 상부를 차단하며 이물질이 수용공간(111)으로 유입되는 것을 방지하는 한편, 유류가 통과되면서 수용공간(111)으로 유입되도록 하는 망체(140)를 포함한다.
케이싱(110)은 양단부가 보호용 튜브(10)의 길이방향으로 연장 형성되며, 하부면이 하방향으로 돌출되는 곡면 형태를 이루는 것이 바람직하다.
중공(112)은 케이싱(110)의 길이방향으로 연장 형성되되, 상부에서 바라볼 때 다수의 미세구멍(10a)이 내측에 위치될 수 있는 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
지지수단(120)은 한 쌍의 지지판(121)으로 이루어져 보호용 튜브(10)의 양측에서 케이싱(110)을 안정적으로 지지한다.
연결관(130)은 상,하부가 개방되는 사각통 형태를 이룬다.
연결관(130)은 상부가 중공(112)을 이루는 둘레에 일체로 연결되고, 하부가 다수의 미세구멍(10a)을 덮을 수 있도록 보호용 튜브(10)에 연결된다.
망체(140)는 공지된 일반적인 형태를 이룰 수 있으며, 돌 등의 이물질이 수용공간(111)으로 유입되는 것을 방지하는 한편, 유류가 원활하게 통과하면서 수용공간(111)으로 유입될 수 있도록 한다.
망체(140)를 통과하여 수용공간(111)으로 유입되는 유류는 연결관(130)을 통해 미세구멍(10a)으로 유도되면서 보호용 튜브(10)로 유입될 수 있다.
유도부(100)는 망체(140)를 케이싱(110)에 탈착 가능하게 결속하기 위한 결속수단(150)을 더 포함할 수 있다.
결속수단(150)은 하단부가 케이싱(110)의 상부 양측에 연결되고 상단부가 망체(140)를 통과하며 외주면에 나사산이 형성되는 복수의 결속바(151) 및 내주면에 나사산이 형성되어 각 결속바(151)에 나사결합되면서 망체(140)를 케이싱(110)에 탈착 가능하게 결속하는 결속부재(152)를 포함한다.
망체(140)는 양측에 상하 방향으로 관통되면서 결속바(151)가 결합되는 복수의 결속공(141)이 형성된다.
유도부(100)는 망체(140)를 통과하는 유류를 미세구멍(10a)으로 가이드하는 가이드수단(160)을 더 포함할 수 있다.
가이드수단(160)은 상단부가 망체(140)에 연결되고 하단부가 미세구멍(10a)을 통과하여 보호용 튜브(10)의 내측에 위치되는 복수의 가이드줄(161)을 포함한다.
가이드줄(161)은 유류의 진행을 가이드하여 보호용 튜브(10)로 원활하게 유입될 수 있도록 한다.
이로 인해, 유도부(100)는 보호용 튜브(10)에 형성되는 미세구멍(10a)으로 유류의 유입을 유도하여 토양으로 누출되는 유류의 감지가 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
10 : 보호용 튜브 11 : 저항센서
12 : 통신케이블 15 : 밸브
100 : 유도부 110 : 케이싱
111 : 수용공간 112 : 중공
120 : 지지수단 121 : 지지판
130 : 연결관 140 : 망체
141 : 결속공 150 : 결속수단
151 : 결속바 152 : 결속부재
160 : 가이드수단 161 : 가이드줄

Claims (1)

  1. 다수의 미세구멍(10a)이 형성되며, 지중에 매설되는 보호용 튜브(10);
    상기 보호용 튜브(10)의 내부에 삽입되는 저항센서(11); 및
    상기 저항센서(11)로부터 연장되어 분석 콘솔(C)에 연결되는 통신케이블(12)을 포함하되,
    상기 보호용 튜브(10)는,
    일단부가 폐쇄되고, 타단부에 밸브(15)가 구비되며,
    상기 밸브(15)는,
    차단부재(15a); 및
    상기 차단부재(15a)에 형성된 개구를 개폐하는 셔터 부재(15b)를 구비하는 지하수오염 특성 조사장치에 있어서,
    상기 미세구멍(10a)으로 유류의 유입을 유도하기 위한 유도부(100)를 더 포함하되,
    상기 유도부(100)는,
    상기 보호용 튜브(10)의 상부에 배치되며, 상부가 개방되어 내측으로 수용공간(111)을 형성하고, 하부에 상기 다수의 미세구멍(10a)과 연통되는 중공(112)이 형성되는 케이싱(110);
    상기 보호용 튜브(10)로부터 상기 케이싱(110)을 지지하는 지지수단(120);
    개방된 상기 중공(112)으로부터 하방향으로 연장 형성되어 상기 다수의 미세구멍(10a)이 내측에 위치되도록 상기 보호용 튜브(10)에 연결되는 연결관(130);
    개방된 상기 케이싱(110)의 상부를 차단하며, 이물질이 상기 수용공간(111)으로 유입되는 것을 방지하는 한편, 유류가 통과되면서 상기 수용공간(111)으로 유입되도록 하는 망체(140);
    상기 망체(140)를 상기 케이싱(110)에 탈착 가능하게 결속하기 위한 결속수단(150); 및
    상기 망체(140)를 통과하는 유류를 상기 미세구멍(10a)으로 가이드하는 가이드수단(160)을 포함하며,
    상기 케이싱(110)은,
    양단부가 상기 보호용 튜브(10)의 길이방향으로 연장 형성되며, 하부면이 하방향으로 돌출되는 곡면 형태를 이루고,
    중공(112)은,
    케이싱(110)의 길이방향으로 연장 형성되되, 상부에서 바라볼 때 다수의 미세구멍(10a)이 내측에 위치될 수 있는 정도의 크기를 가지며,
    상기 지지수단(120)은,
    한 쌍의 지지판(121)으로 이루어져 상기 보호용 튜브(10)의 양측에서 상기 케이싱(110)을 안정적으로 지지하며,
    상기 연결관(130)은,
    상부가 상기 중공(112)을 이루는 둘레에 일체로 연결되고, 하부가 상기 다수의 미세구멍(10a)을 덮을 수 있도록 상기 보호용 튜브(10)에 연결되며,
    상기 결속수단(150)은,
    하단부가 상기 케이싱(110)의 상부 양측에 연결되고 상단부가 망체(140)를 통과하며 외주면에 나사산이 형성되는 복수의 결속바(151); 및
    내주면에 나사산이 형성되어 상기 각 결속바(151)에 나사결합되면서 상기 망체(140)를 상기 케이싱(110)에 탈착 가능하게 결속하는 결속부재(152)를 포함하고,
    상기 가이드수단(160)은,
    상단부가 상기 망체(140)에 연결되고 하단부가 상기 미세구멍(10a)을 통과하여 상기 보호용 튜브(10)의 내측에 위치되면서 유류의 진행을 가이드하는 복수의 가이드줄(161)을 포함하며,
    상기 망체(140)를 통과하여 상기 수용공간(111)으로 유입되는 유류는,
    상기 연결관(130)을 통해 상기 미세구멍(10a)으로 유도되는 한편, 상기 가이드줄(161)을 통해 상기 보호용 튜브(10)로 유도되면서 상기 보호용 튜브(10)로 원활하게 유입되는 것을 특징으로 하는 지하수오염 특성 조사장치.
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