KR101913605B1 - 가연성 유체 누설용 탐지장치가 설치된 볼밸브 중앙제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가연성 유체 누설용 탐지장치가 설치된 볼밸브 중앙제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 볼밸브의 사전설정 누설부위에 광섬유 온도센서를 이용한 누설용 탐지장치를 설치하고, 누수 및 누설 발생시 변화되는 온도의 측정신호가 처리모듈을 통해 중앙관제부로 실시간으로 제공되고, 이러한 신호를 바탕으로 해당 볼밸브의 온/오프 등 다양한 제어를 하여 방폭을 사전에 예방할 수 있도록 함으로써, 볼밸브 및 볼밸브가 설치되는 배관의 안전도를 확실하게 진단 및 관리할 수 있도록 한 가연성 유체 누설용 탐지장치가 설치된 볼밸브 중앙제어시스템에 관한 것이다.

Description

가연성 유체 누설용 탐지장치가 설치된 볼밸브 중앙제어시스템{Ball valve central control system with flammable fluid leakage detection device}

본 발명은 볼밸브에 누설용 탐지장치를 설치하여, 볼밸브 및 볼밸브가 설치되는 배관 등 다양한 설치구조물의 누수 및 누설을 실시간으로 확인하여 방폭을 예방할 수 있도록 하는 가연성 유체 누설용 탐지장치가 설치된 볼밸브 중앙제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로 버터플라이밸브, 볼밸브는 밸브 본체의 내부에 관로를 개폐하는 밸브체(회전체, 볼, 플러그)가 회전 가능하게 결합되고, 밸브 본체의 내주면에는 밸브체의 시트면이 압착되는 고무재 시트링이 고정된 구성으로 되어 있다.

이러한 통상의 밸브는 고무재질의 시트만으로 실링을 함으로써 완벽한 누수차단을 기대하기가 어려우며, 특히 고무 시트는 시간이 경과하면서 마찰에 의한 마모가 발생되고 수밀 기능이 급격히 감소하게 된다. 따라서 시트의 수리 혹은 교체 등의 수리작업이 빈번하게 되며 이에 따른 관리비용이 과다하게 지출되는 비경제적인 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 밸브 본체 내부의 양측 회전축에 조립된 밸브체가 구동장치에 의해 회전하게 되고, 상기 밸브체의 외측 둘레를 따라 고무 시트가 고정되어 밸브 본체 내측의 본체 시트에 밀착되는 버터플라이 밸브에 있어서, 본체 시트의 후방에서 밸브 본체에 조립되며, 외측둘레에 탄성력을 가지는 밀착판이 형성된 금속재 보조 시트가 장착된 버터플라이 밸브용 이중실링 장치가 알려지고 있다.

하지만, 이러한 기존의 실링 보완만으로는 누수 및 누설의 방지가 어려울 뿐만 아니라, 이렇게 누수되는 대상이 외부로 누수시 위험이 되는 유체인 유독가스 또는 기름 등의 가연성 유체의 경우, 누수 및 누설 여부를 확인하고 이를 바로 조치하지 않을 경우, 방폭의 위험도 있게 된다.

대한민국 등록실용신안공보 20-0310669호(2003.04.03.등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 볼밸브의 사전설정 누설부위에 누설용 탐지장치를 설치하여, 가연성 유체의 누수 및 누설발생시, 이를 실시간으로 정보를 수신하고, 이에 따른 측정신호에 따라 해당 볼밸브의 작동을 중단시켜 방폭을 예방할 수 있도록 하는 것이며, 이러한 누설용 탐지장치는 볼밸브 및 볼밸브가 설치되는 배관과 배관의 연결부위 등에서 적용이 가능하여, 배관이 설치되는 시설물의 안전을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에, 광섬유 온도센서를 이용한 누설용 탐지장치를 통해 실시간으로 누설 신호를 제공받아 모니터링 및 신속한 처리가 가능토록 한 가연성 유체 누설용 탐지장치가 설치된 볼밸브 중앙제어시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 가연성 유체가 유동되는 관로(10); 상기 관로(10)에 국부적으로 다수 이격설치되어, 가연성 유체의 유동을 제어하는 다수의 볼밸브(20); 상기 각 볼밸브(20)의 사전설정된 누설부위에 다수 설치되어, 해당 부위에서의 가연성 유체의 누설 또는 누설을 감지하는 누설 탐지장치(30); 상기 각 볼밸브(20)마다 개별설치되고, 설치된 해당 볼밸브(20)의 누설 탐지장치(30)와 연결되어, 상기 누설 탐지장치(30)에서 감지되는 온도변화를 측정신호로 전달받는 처리모듈(40); 상기 다수의 처리모듈(40)과 연결되어, 각 볼밸브(20)의 다수 누설부위에서의 측정신호를 전달받고, 상기 측정신호를 사전설정신호와 비교하여 변화가 있을 경우, 이를 관리자에게 실시간으로 통보 및 모니터링 가능한 중앙관제부(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 볼밸브에 누설용 탐지장치를 설치하여, 설치 해당부위에서 가연성 유체의 누수 및 누설 발생시, 이를 중앙관제부에서 실시간으로 모니터링 및 해당 볼밸브의 온/오프 등 다양한 제어가 가능토록 하여, 방폭을 사전에 방지할 수 있도록 한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 볼밸브 및 볼밸브가 설치되는 배관 및 각종 구조물에 적용이 가능하여, 볼밸브가 설치되는 각종 설치물의 안전도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 광섬유 온도센서를 이용한 누설용 탐지장치를 이용하여, 실시간으로 누수 및 누설여부가 감지되도록 함으로써, 누설 및 누수탐지를 위한 별도의 계측기 설치 및 계장을 위한 설치바 필요없어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가연성 유체 누설용 탐지장치가 설치된 볼밸브 중앙제어시스템의 구성을 나타낸 일실시예의 개념도.
도 2는 도 1의 중앙관제부의 모니터링부를 나타낸 일실시예의 도면.
도 3은 본 발명에 따른 누설용 탐지장치가 루프형태로 설치된 밸브의 모습을 나타낸 일실시예의 단면도.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도하지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 일실시예를 살펴보면,

가연성 유체가 유동되는 관로(10); 상기 관로(10)에 국부적으로 다수 이격설치되어, 가연성 유체의 유동을 제어하는 다수의 볼밸브(20); 상기 각 볼밸브(20)의 사전설정된 누설부위에 다수 설치되어, 해당 부위에서의 가연성 유체의 누설 또는 누설을 감지하는 누설 탐지장치(30); 상기 각 볼밸브(20)마다 개별설치되고, 설치된 해당 볼밸브(20)의 누설 탐지장치(30)와 연결되어, 상기 누설 탐지장치(30)에서 감지되는 온도변화를 측정신호로 전달받는 처리모듈(40); 상기 다수의 처리모듈(40)과 연결되어, 각 볼밸브(20)의 다수 누설부위에서의 측정신호를 전달받고, 상기 측정신호를 사전설정신호와 비교하여 변화가 있을 경우, 이를 관리자에게 실시간으로 통보 및 모니터링 가능한 중앙관제부(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중앙관제부(50)는 각 볼밸브(20)의 누설부위 중 어느 하나에서, 측정신호와 사전설정신호의 차이가 발생되는 경우, 해당 볼밸브(20)를 차단하여 가연성 유체의 유동을 차단하며, 차단 볼밸브(20)의 누설부위에서의 누설차이(온도변화차이)정도에 따라, 위험수위를 다수의 단계로 구분하여 모니터링 가능한 모니터링부(60)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모니터링부(60)는 다수 볼밸브(20)의 누수 및 누설상황을 동일화면에 일체로 표시되는 메인 모니터링부(61); 상기 메인 모니터링부(61)의 각 볼밸브(20)마다 개별적으로, 각 볼밸브(20)에 설치된 다수 누설부위의 누설상태를 개별적으로 표시되는 세부 모니터링부(62); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 누설 탐지장치(30)는 광섬유 온도센서가 사용되며, 볼밸브(20)의 사전설정된 누설부위에서 루프(Loop) 형태로 설치되어, 누설부위의 테두리 전체에 걸쳐 누수 또는 누설감지가 가능토록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 누설 탐지장치(30) 및 처리모듈(40)은 볼밸브(20)가 설치되는 배관과 배관의 연결부위 및 볼밸브(20)가 설치되는 시설물에도 설치가 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 처리모듈(40)은 사전설정 시간간격 또는 연속적으로 측정신호를 중앙관제부(50)에 송신 및 중앙관제부(50)로부터 볼밸브(20) 제어신호를 수신 받는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가연성 유체 누설용 탐지장치가 설치된 볼밸브 중앙제어시스템을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 가연성 유체 누설용 탐지장치가 설치된 볼밸브 중앙제어시스템은 관로(10), 볼밸브(20), 누설 탐지장치(30), 처리모듈(40), 중앙관제부(50)를 포함한다.

상기 관로(10)는 배관을 나타낸 것으로서, 후술될 볼밸브(20)가 설치되는 각종 관로(10)가 이에 해당된다.

상기 볼밸브(20)는 관로(10)에 설치되어 내부를 유동하는 가연성 유체(유독가스, 기름 등)의 이동을 제어하는 역할을 하는 것으로서, 관로(10) 길이상에 국부적으로 다수 설치되어질 수 있음은 당연하다.

이러한 볼밸브(20)는 널리 공지된 밸브 종류로써, 상세한 구조 및 작동원리는 생략하도록 하겠으며, 본 발명에서는 볼밸브(20)를 대상으로 기재되어 있지만, 본 발명의 가연성 유체 누설용 탐지장치가 설치된 볼밸브 중앙제어시스템은 볼밸브(20) 및 배관에서 유체의 흐름을 제어하는 각종 밸브에 적용이 가능할 것이다.

상기 누설 탐지장치(30)는 전술된 볼밸브(20)에 설치되는것으로서, 누수 및 누설이 가능한 볼밸브(20)의 사전설정된 각종 누설부위( 또는 누수부위로써, 설명의 편의를 위하여 누설부위라 칭한다. 볼밸브(20)를 구성하기 위한 다수 구성들의 연결부위 등)에 장착되는 것이다.

이러한 누설 탐지장치(30)로는 광섬유 온도센서가 사용되는 것으로, 대개의 배관이 원형 단면을 가지면서 배관과 배관사이에 볼밸브(20) 등 밸브가 연결설치되는 것이기에, 이러한 누설 탐지장치(30)는, 사전설정 누설부위 테두리에 링 형태의 환형(루프(Loop) 형태)으로 감겨 설치됨으로써, 누설부위의 테두리 전체에 걸쳐 누수 또는 누설감지가 가능토록 한다.

물론, 이러한 누설 탐지장치(30)의 경우, 후술될 처리모듈(40)과 함게, 볼밸브(20)가 설치되는 배관과 배관의 연결부위 및 볼밸브(20)가 설치되는 시설물에도 설치가 가능함은 당연할 것이다.

이러한 누설 탐지장치(30)는 해당 설치부위에서의 가연성 유체 누수 및 누설시 변화되는 온도, 즉 계측신호를 후술될 처리모듈(40)로 전송하게 되는 것이다.

상기 처리모듈(40)은 밸브 또는 배관 또는 밸브과 배관 주변에서, 전술된 누설 탐지장치(30)와 전기적으로 연결설치되는 것으로서, 상기 누설 탐지장치(30)의 측정신호를 전달받아 이를 중앙관제부(50)로 송신, 전송하는 역할을 하는 것이다.

이러한 처리모듈(40)은 각 밸브의 각 누설 탐지장치(30) 마다 개별설치되거나, 각 밸브마다 하나씩 설치되어, 각 밸브에 설치되는 다수의 누설 탐지장치(30)를 하나의 처리모듈(40)이 처리하도록 설치되는 등 다양한 설치가 가능할 것이다.

상기 처리모듈(40)은 사전설정 시간간격 또는 연속적으로 측정신호를 중앙관제부(50)에 송신 및 중앙관제부(50)로부터 볼밸브(20) 제어신호를 수신 받도록 한다.

상기 중앙관제부(50)는 전술된 다수의 처리모듈(40)과 무선(또는 유선 및 와이파이, 블루투스 등)을 연결되어, 다수 처리모듈(40)에서 송신하는 측정신호를 수신하는 곳이다.

이렇게 수신된 측정신호는 중앙관제부(50)에서 사전설정신호(기준신호)와 비교하는 것이며, 변화가 있을 경우(기준신호에서 사전설정 범위를 벗어나는 경우), 이를 관리자가 통보를 받음과 동시에, 이러한 변화를 관리자가 실시간으로 모니터링 가능토록 하는 모니터링부(60)가 구비되어 있다.

상기 모니터링부(60)는 다수 볼밸브(20)의 누수 및 누설상황을 동일화면에 일체로 표시되는 메인 모니터링부(61)와, 상기 메인 모니터링부(61)의 각 볼밸브(20)마다 개별적으로, 각 볼밸브(20)에 설치된 다수 누설부위의 누설상태를 개별적으로 표시되는 세부 모니터링부(62)로 이루어진다.

상기 세부 모니터링부(62)의 경우, 측정신호가 전달된 누설부위가 있는 해당 볼밸브(20)의 누설부위에서의 누설차이, 즉 온도변화 차이정도에 따라, 위험수위를 다수의 단계로 구분하여 모니터링 가능토록 하는 것이다.(즉, 각 누설 탐지장치(30)마다 녹색, 노랑, 빨강의 3단계로 이루어지는 지표(HI, Health Index)를 구성하고, 아무런 누수가 없을경우에는 녹색신호가 ON, 누수가 발생되는 경우 노랑신호 ON, 심각한 수준인 경우 빨강신호 ON이 되도록 하는 것이다. 물론, 노랑과 빨강이 ON되는 수준은 사용자에 따라 다양하게 그 범위(온도범위 등) 및 수준이 변경될 수 있는 부분이다.)

이렇게 상기 중앙관제부(50)는 각 볼밸브(20)의 누설부위 중 어느 하나에서, 측정신호와 사전설정신호의 차이가 발생되는 경우, 모니터링을 통해 이를 확인하고, 해당 볼밸브(20)를 차단하여 가연성 유체의 유동을 실시간으로 차단토록 조치할 수 있도록 한 것이다.

물론, 이러한 중앙관제부(50) 또는 전술된 처리모듈(40)의 경우, 측정신호 등을 블루투스 등의 무선을 통해 사용자의 핸드폰 등의 단말기 등으로 전송이 되도록 할 수 있음이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 관로 20: 볼밸브
30: 누설 탐지장치 40: 처리모듈
50: 중앙관제부 60: 모니터링부
61: 메인 모니터링부 62: 세부 모니터링부

Claims (6)

1. 가연성 유체가 흐르는 관로(10)에 다수 이격설치되어, 가연성 유체의 유동을 제어하는 다수의 볼밸브(20);
   상기 각 볼밸브(20)의 사전설정된 누설부위에 다수 설치되어, 해당 부위에서의 가연성 유체의 누설을 감지하는 누설 탐지장치(30);
   상기 각 볼밸브(20)마다 개별설치되고, 설치된 해당 볼밸브(20)의 누설 탐지장치(30)와 연결되어, 상기 누설 탐지장치(30)에서 감지되는 온도변화를 측정신호로 전달받는 처리모듈(40);
   상기 다수의 처리모듈(40)과 연결되어, 각 볼밸브(20)의 다수 누설부위에서의 측정신호를 전달받고, 상기 측정신호를 사전설정신호와 비교하여 변화가 있을 경우, 이를 관리자에게 실시간으로 통보 및 모니터링 가능한 중앙관제부(50);로 이루어지며,
   상기 중앙관제부(50)는 각 볼밸브(20)의 누설부위 중 어느 하나에서, 측정신호와 사전설정신호의 차이가 발생되는 경우, 해당 볼밸브(20)를 차단하여 가연성 유체의 유동을 차단하며, 차단 볼밸브(20)의 누설부위에서의 온도변화 차이정도에 따라, 위험수위를 다수의 단계로 구분하여 모니터링 가능한 모니터링부(60)가 구비되며,
   상기 모니터링부(60)는 다수 볼밸브(20)의 누수 및 누설상황을 동일화면에 일체로 표시되는 메인 모니터링부(61)와, 상기 메인 모니터링부(61)의 각 볼밸브(20)마다 개별적으로, 각 볼밸브(20)에 설치된 다수 누설부위의 누설상태가 개별적으로 표시되는 세부 모니터링부(62)로 이루어지며,
   상기 누설 탐지장치(30)는 광섬유 온도센서가 사용되며, 볼밸브(20)의 사전설정된 누설부위에서 루프(Loop) 형태로 설치되어, 누설부위의 테두리 전체에 걸쳐 누수 또는 누설감지가 가능토록 하며,
   상기 누설 탐지장치(30) 및 처리모듈(40)은 볼밸브(20)가 설치되는 배관과 배관의 연결부위에도 설치가 가능하며,
   상기 처리모듈(40)은 사전설정 시간간격 또는 연속적으로 측정신호를 중앙관제부(50)에 송신하는 것을 특징으로 하는 가연성 유체 누설용 탐지장치가 설치된 볼밸브 중앙제어시스템.
   
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