KR102076094B1 - 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지공법은, 관 라인에 작업구와 퇴수구를 설치하는 단계; CCTV를 이용하여 상기 작업 구간 내의 상수도관 내부의 상태를 촬영하고 수돗물의 수질을 측정하는 단계; 상기 작업 구간 내에 설치되어 있는 모든 제수변을 차단하는 단계; 상기 작업구에서 수압과 유량을 측정하여 누수 여부 및 누수량을 측정하는 단계; 상기 작업구에 인접한 제수변과 상기 작업구에 설치한 고압 공기 공급장치를 이용하여 상기 작업 구간 내의 상수도관 라인에 수돗물과 고압의 압축 공기를 투입하여, 고압 공기와 유체의 충격파, 초음파 작용, 및 캐비테이션 작용으로 상기 상수도관의 내부를 세척하는 단계; CCTV를 이용하여 상기 작업 구간 내의 상수도관 내부의 상태를 촬영하고 수질을 측정하여 상수도관의 내부 세척이 완료되었는지를 판단하는 단계; 상기 상수도관의 내부 세척이 완료되었다고 판단되면, 상기 작업 구간을 복구하는 단계; 및 상기 누수 여부 측정 단계에서 누수가 있다고 판단된 경우, 상기 작업구에서 상기 작업 구간 내의 상기 상수도관 라인에 질소 혼합 가스를 투입하고, 상기 상수도관 라인이 매립되어 있는 지표면에서 질소 탐지기로 누출되는 질소를 검출하여 누수 위치를 탐지하는 단계;를 포함한다.

Description

상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법{Water pipe cleaning and leak location detection method}

본 발명은 유체와 고압의 압축 공기를 이용하여 노후된 상수도관 라인을 세척하고, 세척하는 상수도관 라인에서 누수되는 위치를 탐지할 수 있는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 관한 것이다.

일반적으로 상수도 배관을 설치한 후 장시간 사용하게 되면 상수도관 내면에는 물속에 포함되어 있던 각종 이물질이 퇴적하거나 배관 내면이 산화되면서 녹 등이 생성되어 스케일(scale)층이 형성된다.

상수도관 내부에 이물질이 퇴적되어 스케일층이 형성되면 물의 원활한 흐름을 방해하여 수압을 떨어드리고, 부패한 스케일층으로부터 역으로 물속으로 녹아드는 불순물에 의해 수질이 악화될 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 상수도관에 형성되는 스케일층을 제거할 수 있는 다양한 형태의 스케일 제거장치가 개발되어 사용되고 있다.

예를 들면, 한국등록특허 제10-1008345호에는 고압호스와; 상기 고압호스가 결합되는 고압호스 통로를 내측에 형성한 스크레이퍼 하우징과, 상기 스크레이퍼 하우징의 외주면에 형성되어 있는 스크레이퍼로 구성된 스크레이퍼부와; 내측 중앙에는 상기 고압호스와 연결되는 고압호스 연결부와 상기 고압호스로 부터 공급되는 고압수가 이동할 수 있는 제1 고압수 통로와 보조회전부 결합부를 형성하고 있으며, 외측의 일단에는 스크레이퍼부를 연결할 수 있는 회전 연결부를 형성하고 타단에는 커버를 형성하며, 외주면의 중간부분에는 가이드부 결합부와 탄성부 결합부를 형성한 메인 하우징과; 상기 메인 하우징 외주면의 가이드 결합부에 회전 가능하도록 핀에 의해 결합하는 가이드 암과 상기 가이드 암에 결합하는 롤러 브라켓과 가이드 롤러로 구성된 가이드부와; 상기 가이드부의 가이드 암을 탄성 지지할 수 있도록 메인 하우징의 가이드 결합부에 결합하는 결합볼트와, 상기 결합볼트에 결합하는 제1, 2 와셔와, 상기 제1, 2 와셔 사이에 형성되는 스프링으로 구성된 탄성부와; 상기 메인 하우징의 보조회전부 결합부에 결합하되, 내측으로 제2 고압수 통로를 형성하고, 상기 메인 하우징의 보조회전부 결합부에 결합하는 일단에는 보조 회전장치를 형성하며, 타단에는 고압 분사부 결합부를 형성하고 있는 보조 회전부와; 상기 보조 회전부의 고압 분사부 결합부에 고정결합되는 고압분사부 하우징을 형성하고, 상기 보조 회전부의 제2 고압수 통로로 이동한 고압수를 공급받아 외부로 토출할 수 있도록 고압분사부 하우징에서 관로 방향으로 연장되어 형성된 노즐 파이프와 고압수를 분사할 수 있는 고압수 분사노즐로 구성된 고압분사부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 관로의 스케일 제거장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 한국등록특허 제10-1008345호는 이물질 제거수단으로 체인이나 판재를 사용하므로 상수도관 내벽을 손상시킬 수 있다는 문제점이 있었다.

또한, 상기의 스케일 제거장치는 이물질을 제거하는 수단이 고정된 길이를 갖고 있기 때문에 다양한 크기의 상수도관에 적용할 수 없으며, 한정된 지름의 상수도관만을 세척할 수 있다는 문제점이 있다.

또 다른 예로, 한국등록특허 제10-1329309호에는 본체프레임과; 상기 본체프레임의 내측에 회전가능하게 설치되고 상기 본체프레임의 길이방향으로 길게 연장 형성되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트의 한쪽 선단에 연결 설치되고 상기 본체프레임의 전방에 위치하여 상기 회전샤프트에 의해 회동하는 회전체와, 상기 회전체의 외주에 방사상으로 설치되고 탄성에 의한 휨 작용가능하게 구성되는 복수의 절삭 지지체와, 상기 절삭지지체의 끝단에 설치되고 관로의 내벽에 접하는 바이트를 포함하여 구성되어 상기 회전체의 회전 및 상기 절삭지지체의 탄성력 강도에 의해 관로 내벽의 스케일과 아스팔트 콜타르 에나멜을 긁어 제거하는 회전스크래퍼와; 상기 본체프레임의 내측에 고정 설치되고 상기 회전스크래퍼의 회전샤프트 후방에 연결되어 상기 회전샤프트에 회전력을 인가하여 상기 회전스크래퍼를 회전시키는 구동모터와; 상기 본체프레임의 외주에 방사상으로 고정 설치되고 상기 본체프레임이 관로 내벽을 따라 전후로 직선이동가능하도록 상기 본체프레임을 지지하는 이동가이드부;를 포함하는 관로 내벽 스케일 및 아스팔트 콜타르 에나멜 제거공법 및 그 장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 한국등록특허 제10-1329309호는 강력한 탄성력을 지니면서 유압공급에 의해 회전하고 작업 회전반경을 가변할 수 있는 회전 스크래퍼를 사용하므로 다양한 크기의 상수도관을 세척할 수 있다는 이점은 있으나, 상수도관 내벽을 손상시킬 수 있다는 문제점이 여전히 존재한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로서, 수돗물과 고압의 압축 공기를 이용하여 상수도관의 내면에 형성된 스케일을 제거함으로써 상수도관의 내면이 손상되는 것을 최소화할 수 있으며, 세척하는 상수도관 라인에서 누수 위치를 찾아 낼 수 있는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상수도관의 세척 후에, 폴리 피그를 이용하여 상수도관을 주기적을 세척할 수 있는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법은,

세척할 작업 구간을 설정하고, 상기 작업 구간 내에 위치한 수용가에 단수를 홍보하는 준비단계;

상기 수용가의 계량기를 탈거하고 퇴수 밸브를 설치하는 단계;

상기 작업 구간 내의 상수도관 라인에 작업구와 퇴수구를 설치하는 단계;

CCTV를 이용하여 상기 작업 구간 내의 상수도관 내부의 상태를 촬영하고 수돗물의 수질을 측정하는 단계;

상기 작업 구간 내에 설치되어 있는 모든 제수변을 차단하는 단계;

상기 작업구에서 수압과 유량을 측정하여 누수 여부 및 누수량을 측정하는 단계;

상기 작업구에 인접한 제수변과 상기 작업구에 설치한 고압 공기 공급장치를 이용하여 상기 작업 구간 내의 상수도관 라인에 수돗물과 고압의 압축 공기를 투입하여, 고압 공기와 유체의 충격파, 초음파 작용, 및 캐비테이션 작용으로 상기 상수도관의 내부를 세척하는 단계;

CCTV를 이용하여 상기 작업 구간 내의 상수도관 내부의 상태를 촬영하고 수질을 측정하여 상수도관의 내부 세척이 완료되었는지를 판단하는 단계;

상기 상수도관의 내부 세척이 완료되었다고 판단되면, 상기 작업 구간을 복구하는 단계; 및

상기 누수 여부 측정 단계에서 누수가 있다고 판단된 경우, 상기 작업구에서 상기 작업 구간 내의 상기 상수도관 라인에 질소 혼합 가스를 투입하고, 상기 상수도관 라인이 매립되어 있는 지표면에서 질소 탐지기로 누출되는 질소를 검출하여 누수 위치를 탐지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상수도관의 내부를 세척하는 단계에서는, 상기 상수도관 라인에 상기 수돗물과 상기 고압의 압축 공기를 일정 간격으로 순차로 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 작업 구간 내의 상수도관 라인에 작업구와 퇴수구를 설치하는 단계에서는, 부단수 할정자관을 이용하여 상기 작업구와 상기 퇴수구를 설치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 작업 구간을 복구하는 단계에서는, 상기 작업구와 상기 퇴수구를 감싸며, 작업자가 작업할 수 있는 공간을 확보할 수 있는 수도관 점검실을 설치하고, 상기 작업구에 수질 계측기, 수압 계측기, 누수 감지기를 설치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 작업구의 일측으로는 폴리 피그를 투입할 수 있는 세정관을 설치하고, 상술한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법이 완료된 후, 일정 시간이 지나면, 상기 세정관으로 상기 폴리 피그를 투입하고, 상기 퇴수구로 상기 폴리 피그를 배출하여 상기 작업 구간의 상기 상수도관의 내부를 깨끗하게 유지할 수 있는 상수도관 유지 작업을 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 의하면, 종래 기술과 달리 마찰에 의해 상수도관 내면을 긁어 내는 스크레이퍼를 사용하지 않고 유체와 고압의 압축 공기에 의한 충격파 작용, 초음파 작용, 및 캐비테이션 작용에 의해 상수도관 내면에 고착된 스케일을 제거하므로 상수도관의 내면이 손상되는 것을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 의하면, 작업 구간의 상수도관 라인에서 누수 위치를 찾아 낼 수 있으므로, 상수도관 세척과 누수 위치 탐지를 동시에 할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 의하면, 상수도관의 세척 작업이 완료된 후에, 상수도관 관리 주체가 주기적으로 폴리 피그를 이용하여 상수도관을 세척할 수 있으므로, 상수도관의 내면 상태를 유지하는 것이 편리하다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법을 설명하기 위한 순서도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법이 적용되는 상수도관 라인을 개념적으로 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 사용되는 작업구와 퇴수구가 설치된 상수도관을 개념적으로 나타낸 도면;
도 4는 수용가에 설치하는 퇴수 장치의 일 예를 나타낸 도면; 및
도 5는 상수도관을 세척할 때 사용되는 폴리 피그의 일 예를 나타낸 사시도;이다.

이하에서 설명되는 실시예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

또한, 본 개시에서 사용한 '선단', '후단', '상부', '하부', '상단', '하단' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의해 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법의 실시예들에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법이 적용되는 상수도관 라인을 개념적으로 나타낸 도면이다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법을 실행하기 위한 준비단계를 수행한다(S10). 구체적으로, 먼저 세척할 상수도관 라인의 작업 구간을 설정한다. 본 발명에 의해 효율적으로 세척할 수 있는 상수도관의 길이는 약 2Km이므로 이 범위 내에서 세척할 상수도관 라인의 작업 구간을 정한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법이 적용되는 상수도관 라인의 작업 구간을 개념적으로 나타낸 도면이다.

이어서, 작업 구간 내에 위치한 상수도 수용가에 단수를 홍보한다.

다음으로, 상기 수용가(5)의 계량기를 탈거하고 퇴수 밸브를 설치한다(S20). 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 메인 상수도관(1)에서 분기된 수용가 연결관(3)의 일단에 설치된 계량기(9)(도 4 참조)를 탈거하고, 수용가 연결관(3)의 일단에 퇴수 밸브를 설치한다. 퇴수 밸브는 수용가 연결관(3)의 일단을 개폐할 수 있도록 형성된다. 따라서, 퇴수 밸브를 개방하면, 메인 상수도관(1)에서 흐르는 수돗물이 퇴수 밸브를 통해 배출될 수 있다. 그러나 퇴수 밸브를 차단하면, 메인 상수도관(1)에서 흐르는 수돗물이 퇴수 밸브를 통해 배출될 수 없다. 상수도관(1)의 세척이 완료되면, 수용가 연결관(3)에서 퇴수 밸브를 탈거하고 수용가 연결관(3)의 일단에 계량기(9)를 다시 연결한다.

이상에서는 수용가(5)의 계량기(9)를 탈거하고 퇴수 밸브를 설치한 후, 작업이 완료되면 다시 퇴수 밸브를 제거하고 계량기(9)를 원상 복귀시키는 방법에 대해 설명하였다. 그러나 다른 예로서, 수용가 연결관(3)의 일단에 계량기(9)와 퇴수 밸브을 동시에 연결할 수 있는 퇴수 장치(50)를 설치할 수 있다.

도 4는 수용가 연결관의 일단에 설치하는 퇴수 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 사용될 수 있는 퇴수 장치(50)는 몸체(51), 계량기 밸브(52), 및 퇴수 밸브(53)를 포함할 수 있다.

몸체(51)는 수용가 연결관(3)과 계량기(9)를 연결하도록 설치되며, 내부로 수돗물이 흐를 수 있는 관 형상으로 형성된다.

계량기 밸브(52)는 계량기(9)와 연결되는 몸체(51)의 일단에 설치된다. 계량기 밸브(52)를 개방하면, 수용가 연결관(3)이 계량기(9)와 연통되어 수돗물이 수용가(5)로 공급된다. 계량기 밸브(52)를 닫으면, 수용가 연결관(3)의 일단이 차단되어 수돗물이 수용가(5)로 공급되지 않는다.

퇴수 밸브(53)는 몸체(51)의 일측으로 계량기 밸브(51)의 앞쪽에 설치된다. 퇴수 밸브(53)를 개방하면, 수용가 연결관(3)으로 공급된 수돗물이 퇴수 밸브(53)를 통해 외부로 배출된다. 퇴수 밸브(53)를 닫으면, 수용가 연결관(3)으로 공급되는 수돗물이 퇴수 밸브(53)를 통해 배출되지 않는다. 따라서, 상수도관(1)을 세척할 경우에는, 계량기 밸브(52)를 잠그고, 퇴수 밸브(53)를 개폐하여 상수도관(1)을 세척할 때 발생하는 오염된 물을 퇴수 밸브(53)를 통해 선택적으로 외부로 배출할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 퇴수 장치(50)를 수용가 연결관(3)과 계량기(9) 사이에 설치하면, 상수도관(1)을 세척할 때마다 수용가 연결관(3)에서 계량기(9)를 탈거하고 퇴수 밸브(53)를 설치하는 작업을 할 필요 없이, 계량기 밸브(52)를 잠그고, 퇴수 밸브(53)를 개폐함으로써 상수도관(1)을 세척할 수 있으므로 편리하다는 이점이 있다.

다음으로, 작업 구간 내의 메인 상수도관(1)에 작업구(10)와 퇴수구(20)를 설치한다(S30). 작업구(10)는 작업 구간 내의 메인 상수도관(1) 중에서 수돗물이 흐르는 방향을 기준으로 상류 쪽에 설치하고, 퇴수구(20)는 하류 쪽에 설치할 수 있다. 메인 상수도관(1)에 설치되는 작업구(10)와 퇴수구(20)에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 판단 공법에 사용되는 작업구와 퇴수구가 설치된 상수도관을 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 작업구(10)는 메인 상수도관(1)의 상류 쪽에 기존 제수 밸브(7)가 설치된 장소에 인접하게 설치하고, 퇴수구(20)는 메인 상수도관(1)의 하류 쪽에 기존 제수 밸브(7)가 설치된 장소에 인접하게 설치한다.

작업구(10)는 메인 상수도관(1)을 절단하지 않고 부단수 할정자관(11)을 설치하여 형성할 수 있다. 부단수 할정자관(11)은 대략 목이 짧은 T자 형상으로 형성되며, T자의 머리 부분(12)은 메인 상수도관(1)에 결합되고, T자의 목에 해당하는 부분에 마련된 중공의 관부(13)에 대응하는 메인 상수도관(1)의 부분을 천공한다. 그러면, 부단수 할정자관(11)의 관부(13)가 메인 상수도관(1)과 연통된다. 따라서, 부단수 할정자관(11)의 관부(13)가 상수도관 세척작업을 수행하기 위한 작업구(10)를 형성한다. 이때, 작업구(10), 즉 부단수 할정자관(11)의 관부(13)가 상측, 즉 지면(100)을 향하도록 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 작업구(10)에는 작업구(10)를 개폐할 수 있는 세척용 제수 밸브(15)를 설치한다. 세척용 제수 밸브(15)를 개방하면, 작업자는 메인 상수도관(1)의 내부에 접근할 수 있다. 또한, 작업구(10)에는 고압 공기 공급장치(40)와 연결된 고압 호스(41)가 연결될 수 있다.

퇴수구(20)도 작업구(10)와 동일하게 메인 상수도관(1)을 절단하지 않고 부단수 할정자관(21)을 설치하여 형성할 수 있다. 메인 상수도관(1)에 설치되며, 메인 상수도관(1)과 연통된 부단수 할정자관(21)의 관부(23)가 퇴수구(20)를 형성한다. 이때, 퇴수구(20), 즉 부단수 할정자관(21)의 관부(23)는 하측, 즉 메인 상수도관(1)의 아래쪽을 향하도록 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 퇴수구(20)에는 퇴수구(20)를 개폐할 수 있는 배출용 제수 밸브(25)를 설치한다. 배출용 제수 밸브(25)를 개방하면, 작업자는 메인 상수도관(1)으로 흐르는 수돗물을 외부로 배출할 수 있다.

한편, 작업구(10)와 퇴수구(20)를 설치하기 위해, 메인 상수도관(1)에 부단수 할정자관(11, 21)을 설치할 때, 메인 상수도관(1)에 천공을 하게 되므로 천공할 때, 세척작업을 시행할 상수도관(1)의 시료를 채취할 수 있다. 채취된 시료를 이용하여 상수도관(1)의 내구성 및 사용 연한을 판단할 수 있다.

다음으로, CCTV를 이용하여 작업 구간 내의 상수도관(1) 내부의 상태를 촬영하고 수질을 측정한다(S40). 구체적으로, 작업구(10)를 통해 상수도관(1) 내에서 이동 가능한 CCTV를 투입하고, 상수도관(1) 내부의 상태, 즉 상수도관(1) 내면에 부착된 스케일 등의 상태를 촬영한다. 또한, 상수도관(1)을 흐르고 있는 수돗물의 잔류 이물질, 탁도, 색도, 잔류 염소 등과 같은 수질을 측정한다.

이어서, 작업 구간 내에 설치되어 있는 기존 제수변을 차단한다(S50). 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 작업 구간 내의 메인 상수도관(1)과 연결되는 외부의 상수도 라인에 설치된 모든 제수변(7)을 차단한다. 이때, 만일 작업 구간 내의 메인 상수도관(1)에 설치된 제수변이 있는 경우 이들 제수변은 모두 개방한다. 참고로, 도 3에는 작업 구간 내의 메인 상수도관(1)에는 제수변이 없는 것으로 도시되어 있다. 또한, 작업 구간 내의 수용가(5)에 설치된 모든 퇴출 밸브도 차단한다.

다음으로, 작업구(10)에서 수압과 유량을 측정하여 누수 여부 및 누수량을 측정한다(S60). 구체적으로, 작업구(10)에 인접한 메인 상수도관(1)의 외면에 휴대용 유량계를 설치하고, 작업구(10)에 인접한 제수변(8)을 개방한다. 이하, 복수의 기존 제수변(7) 중 작업구(10)에 인접하여 설치되어 있으며, 작업 구간 내의 상수도관(1)으로 수돗물이 유입되는 기존 제수변을 작업 제수변이라 하며, 참조 번호를 8로 표시한다.

작업 구간 내의 메인 상수도관(1)과 수용가 연결관(3)은 개방된 작업 제수변 외에는 막혀 있는 상태이므로 누수가 없는 경우에는 수돗물이 흐르지 않으므로 휴대용 유량계로 유속을 측정할 수 없다.

그러나 휴대용 유량계로 유속을 측정할 수 있는 경우에는 수돗물이 작업 구간 내의 상수도관 라인, 즉 메인 상수도관(1)과 수용가 연결관(3) 중 어디에선가 누수가 있다는 것을 의미한다.

만일 기존의 수압으로 유속을 측정하기 어려운 경우에는 작업구(10)에 설치된 고압 공기 공급장치(40)를 통해 메인 상수도관(1)에 고압의 압축 공기를 주입한다. 그러면, 작업 구간 내의 상수도관 라인(1, 3)을 흐르는 수돗물의 수압이 높아지므로 누수가 발생할 경우 휴대용 유량계로 유속을 용이하게 측정할 수 있다.

따라서, 휴대용 유량계로 메인 상수도관(1)의 유속을 측정함으로써 작업 구간 내의 상수도관 라인(1,3)에 누수가 있는지를 판단할 수 있다. 또한, 유량계로 측정한 유속과 작업 제수 밸브(8)를 통해 공급되는 수돗물의 유량을 기초로 누수량을 산출할 수 있다.

다음으로, 작업구(10)에 인접한 작업 제수변(8)과 작업구(10)에 설치한 고압 공기 공급장치(40)를 이용하여 작업 구간 내의 메인 상수도관(1)에 수돗물(즉, 유체)과 고압의 압축 공기를 공급하여, 고압의 압축 공기와 수돗물의 충격파, 초음파 작용, 및 캐비테이션 작용으로 상수도관 라인(1,3)의 내부를 세척한다(S70).

구체적으로, 퇴수구(20)의 배출용 제수 밸브(25)를 개방하고, 작업 제수변(8)을 개방하여 일정량의 수돗물을 흘리고, 이어서 작업구(10)에 설치된 고압 호스(41)를 통해 고압의 압축 공기를 메인 상수도관(1)에 주입한다. 즉, 일정량의 수돗물과 고압의 압축 공기를 일정 시간 간격으로 순차로, 즉 주기적으로 메인 상수도관(1)에 투입하여 흐르도록 한다. 즉, 수돗물과 고압의 압축 공기를 일정 시간 간격으로 번갈아 가며 메인 상수도관(1)에 투입한다. 이때, 상수도관 내부의 스케일을 제거할 수 있도록 작업 제수변(8)을 제어하여 수돗물의 유량을 적절하게 조절하고 작업구(10)로 투입되는 고압의 압축 공기의 압력과 공기량을 조절한다.

이와 같이 메인 상수도관(1)에 일정량의 수돗물과 고압의 압축 공기를 투입하면, 고압의 압축 공기에 의한 수돗물의 충격파, 초음파 작용, 및 캐비테이션 작용으로 상수도관 내면에 부착된 스케일이 제거될 수 있다.

구체적으로 수돗물이 흐르는 메인 상수도관(1)의 내부에 고압의 압축 공기를 주기적으로 주입하면 수돗물의 유체층과 공기층이 속도 에너지에 의해 충격파를 발생하고, 이 충격파에 의해 메인 상수도관(1) 내면의 스케일이 박리된다.

또한, 메인 상수도관(1)으로 투입된 고압의 압축 공기는 잘게 부셔 저서 기포가 되면서 미세한 초음파를 발생시킨다. 이 초음파는 메인 상수도관(1)의 내면에 부착된 유기물의 분자 구조를 절단시켜 분리된 유기물이 물과 에멀젼을 형성하도록 함으로써 유기물이 메인 상수도관(1)의 내면에서 분리되어 제거되도록 한다.

또한, 고압의 압축 공기에 의해 메인 상수도관(1) 내에 축적된 에너지는 퇴수구(20)를 개방하면, 압력이 하강하면서 속도 에너지로 변환되어 수돗물이 빠른 속도록 이동하게 된다. 이때, 메인 상수도관(1)의 내부가 일시적으로 진공이 되면서 캐비테이션 작용에 의해 메인 상수도관(1)의 내면에 부착된 이물질, 즉 스케일을 박리시킨다.

상술한 바와 같이 일정량의 수돗물과 고압의 압축 공기를 주기적으로 번갈아 가며 메인 상수도관(1)으로 투입하면, 메인 상수도관(1)의 내면에 부착된 스케일이 제거된다.

상술한 스케일 제거 단계에서 사용되는 고압 공기 공급장치(40)는 고압의 압축 공기를 발생시켜 압력을 유지한 상태로 공급할 수 있으며, 발생되는 압축 공기의 압력을 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 고압 호스(41)는 고압 공기 공급장치(40)와 작업구(10)의 세척용 제수 밸브(15)를 연결한다. 따라서, 고압 공기 공급장치(40)를 온 시키면, 고압의 압축 공기가 고압 호스(41)를 통해 작업구(10)로 공급된다.

또한, 상기와 같은 스케일 제거 작업은 퇴수구(20)의 배출용 제수 밸브(25)를 닫고, 수용가(5)의 퇴수 밸브를 개방하여 수행할 수 있다. 이와 같이 퇴수구(20)를 차단하고, 수용가(5)의 퇴수 밸브를 개방한 상태에서 메인 상수도관(1)으로 수돗물과 고압의 압축 공기를 투입하면 메인 상수도관(1)에 연결된 수용가 연결관(3)의 내면을 세척할 수 있다. 이때, 수용가(5)의 퇴수 밸브는 복수 개를 개방할 수 있다. 예를 들면, 메인 상수도관(1)의 면적에 대응하는 개수의 수용가 연결관(3)에 설치된 복수의 퇴수 밸브를 개방할 수 있다. 퇴수 밸브로 배출되는 수돗물의 수질이 기준 수질을 만족하면, 개방된 복수의 퇴수 밸브는 차단한다. 다음으로, 세척 작업이 완료되지 않은 복수의 퇴수 밸브를 개방하여 상술한 세척 작업을 수행한다. 작업 구간 내에 포함된 모든 수용가 연결관(3)의 세척이 완료될 때까지 상술한 작업을 반복한다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 의하면, 상수도관 라인(1,3)의 메인 상수도관(1)뿐만 아니라 메인 상수도관(1)에서 분기된 복수의 수용가 연결관(3)도 세척할 수 있다는 이점이 있다.

한편, 상술한 세척 작업을 수행할 때 발생하는 퇴수는 중금속이 혼합된 오염수이다. 따라서, 이를 그대로 외부로 방출하면 환경 오염이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에서는 퇴수구(20)에서 배출되는 퇴수를 차량(201)에 탑재된 정수처리장치(200)를 통해 오염된 퇴수의 수질을 복원하여 공업용, 농업용, 공공 용수로 재사용할 수 있도록 함으로써 환경 오염을 방지할 수 있다.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 정수처리장치(200)가 설치된 차량(210)을 퇴수구(20) 근처에 위치시키고, 퇴수구(20)를 배수 호스(205)를 이용하여 정수처리장치(200)에 연결한다.

정수처리장치(200)는 1차 퇴적물 처리 탱크(201)와 2차 수처리 탱크(202)를 포함할 수 있다. 따라서, 퇴수구(20)에 연결된 배수 호스(205)는 1차 퇴적물 처리 탱크(201)에 연결되어 있으며, 1차 퇴적물 처리 탱크(201)는 2차 수처리 탱크(202)에 연결되어 있다. 2차 수처리 탱크(202)를 통과한 물은 외부로 배출된다. 따라서, 퇴수구(20)를 통해 배출되어 1차 퇴적물 처리 탱크(201)로 유입된 퇴수는 퇴적물이 제거된 후, 2차 수처리 탱크(202)로 유입된다. 2차 수처리 탱크(202)로 유입된 퇴수는 수질이 복원되어 공업용 등의 공공 용수로 재사용할 수 있게 된다.

상수도관 라인(1,3)의 스케일 제거 작업이 완료되면, 상수도관 내부의 상태와 상수도관을 흐르는 수돗물의 수질을 검사하여 상수도관 라인(1,3)의 내부 세척이 완료되었는지를 판단한다.

구체적으로, 작업 구간 내의 메인 상수도관(1)의 내부에 이동 가능한 CCTV를 투입하여 메인 상수도관 내부의 상태를 촬영한다. 촬영된 영상을 통해 메인 상수도관의 내면에 스케일이 제거되었는지를 확인한다. 또, 작업 제수 밸브(8)를 개방하여 메인 상수도관(1)에 수돗물이 흐르도록 하고, 퇴수구(20)로 배출되는 수돗물의 수질을 측정한다. 촬영된 영상을 통해 메인 상수도관(1) 내면의 스케일이 제거되고 수돗물의 수질이 기준 수질 이상이면, 스케일 제거 작업을 완료한다. 만일, 스케일의 제거가 완전하지 않거나 수돗물의 수질이 기준 수질을 만족하지 못하는 경우에는, 수질 기준을 만족시킬 때까지 다시 스케일 제거 작업을 수행한다.

상수도관 라인(1,3)의 내부 세척이 완료되었다고 판단되면, 작업 구간의 복구 작업을 수행한다(S80).

구체적으로, 작업 구간의 복구 작업은 수용가 연결관(3)의 일단에 설치된 퇴수 밸브를 제거하고, 계량기(9)를 원상 복귀시킨다. 이어서, 작업구(10)와 퇴수구(20)에 상기 작업구(10)와 상기 퇴수구(20)를 각각 감싸며, 작업자가 작업할 수 있는 공간을 확보할 수 있는 수도관 점검실(60,70)을 설치한다. 수도관 점검실(60,70)의 상단에는 작업자가 수도관 점검실(60,70)의 내부로 출입할 수 있는 출입구(61,71)가 마련된다.

또한, 작업구(10)에는 수질 계측기, 수압 계측기, 누수 감지기 등을 설치하여, 상수도관 관리 주체가 상시로 작업 구간 내의 상수도관 라인(1,3)을 점검할 수 있도록 한다.

이때, 작업구(10)의 일측으로 메인 상수도관(1)에 폴리 피그(poly pig)(90)를 투입할 수 있는 세정관(65)을 설치할 수 있다. 폴리 피그(90)는 도 5에 도시된 바와 같이 포탄과 같은 형태로 형성되며, 메인 상수도관(1) 내부에 삽입하면 수압에 의해 물의 흐름 방향으로 전진하면서 배관 내면과 마찰하여 배관 내면에 부착된 이물질을 제거하도록 형성된 시중에서 구할 수 있는 상품을 말한다. 여기서, 도 5는 상수도관을 세척할 때 사용되는 폴리 피그의 일 예를 나타낸 사시도이다.

만일, 누수 여부 측정 단계(S60)에서 누수가 있다고 판단된 경우는, 상술한 작업 구간의 상수도관 라인(1,3)의 복구 작업이 완료된 후, 누수 위치를 탐지하는 단계를 수행한다(S90).

구체적으로, 작업 제수 밸브(8)을 잠근 후, 작업 구간 내의 상수도관 라인(1,3)의 수돗물이 퇴수구(20)와 수용과 연결관(3)의 밸브를 통해 모두 배출되도록 한다. 이때, 작업구(10)에 연결된 고압 호스(41)를 통해 고압의 압축 공기를 메인 상수도관(1)에 투입하여 잔존 수돗물을 제거할 수 있다.

수돗물이 모두 배출된 후, 작업 구간 내의 제수 밸브(7,8)와 수용가(5)의 밸브를 모두 잠근다. 그 후, 작업구(10)를 통해 작업 구간 내의 메인 상수도관(1)에 질소 혼합 가스를 투입하고, 상수도관 라인(1,3)이 매립되어 있는 지표면에서 질소 탐지기로 누출되는 질소가 있는지를 검출한다. 질소 탐지기로 질소가 탐지되는 곳이 상수도관 라인(1,3)에서 누수가 발생하는 누수 위치이다.

누수 위치 탐지 단계(S90)에서 사용되는 질소 혼합 가스는 질소, 수소, 및 공기가 혼합된 혼합 가스이다. 예를 들면, 질소 혼합 가스는 부피 기준으로 75~85%의 질소, 10~15%의 수소, 및 5~10%의 공기를 혼합하여 만든 가스를 사용할 수 있다.

누수 위치를 탐지하였으면, 누수 수도관을 보수한다(S100). 예를 들면, 누수 위치에 해당하는 지면을 굴착하여 상수도관을 노출시키고, 누수 부위를 보수하거나 상수도관을 교체하여 누수를 차단한다.

상술한 상수도관 세척 및 누수 위치 판단 공법이 완료된 후, 상수도관 관리 주체는 세척 작업이 완료된 상수도관 라인(1,3)의 유지 작업을 수행할 수 있다.

구체적으로, 상술한 세척 작업이 완료된 후, 일정 시간이 지나면, 상수도관 관리 주체의 작업자는 상술한 작업구(10)가 마련된 수도관 점검실(60)로 들어가 세정관(65)으로 폴리 피그(90)를 투입한다. 그러면, 투입된 폴리 피그(90)는 흐르는 수돗물에 의해 메인 상수도관(1)을 통과하면서 메인 상수도관(1) 내면을 청소하고, 퇴수구(20)를 통해 배출된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 의하면, 상수도관 세척 작업이 완료된 후에도, 상수도관 관리 주체가 일정 주기로 메인 상수도관(1) 내부로 폴리 피그(90)를 투입하여 작업 구간 내 메인 상수도관(1)의 내부를 깨끗하게 유지할 수 있다는 이점이 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 의하면, 종래 기술과 달리 상수도관 내면을 긁어 내는 스크레이퍼를 사용하지 않고 유체와 고압의 압축 공기에 의한 충격파 작용, 초음파 작용, 및 캐비테이션 작용에 의해 상수도관 내면에 고착된 스케일을 제거하므로 상수도관 내면의 손상을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 의하면, 작업 구간의 상수도관 라인에서 누수 위치를 찾아 낼 수 있으므로, 상수도관 세척과 누수 위치 탐지를 동시에 할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 의하면, 상수도관의 세척 작업이 완료된 후에, 상수도관 관리 주체가 주기적으로 폴리 피그를 이용하여 상수도관을 세척할 수 있으므로, 상수도관에 스케일이 부착되는 것을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

상기에서 본 개시는 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 개시의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 개시는 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1; 메인 상수도관 3; 수용가 연결관
5; 수용가 7; 제수 밸브
8; 작업 제수 밸브 9; 계량기
10; 작업구 11,21; 부단수 할정자관
13,23; 관부 15; 세척용 제수 밸브
20; 퇴수구 40; 고압 공기 공급장치
41; 고압 호스 50; 퇴수 장치
51; 몸체 52; 계량기 밸브
53; 퇴수 밸브 60,70; 수도관 점검실
61,71; 출입구 90; 폴리 피그

Claims (5)

1. 세척할 작업 구간을 설정하고, 상기 작업 구간 내에 위치한 수용가에 단수를 홍보하는 준비단계;
   상기 수용가의 계량기를 탈거하고 퇴수 밸브를 설치하는 단계;
   상기 작업 구간 내의 상수도관 라인에 작업구와 퇴수구를 설치하는 단계;
   CCTV를 이용하여 상기 작업 구간 내의 상수도관 내부의 상태를 촬영하고 수돗물의 수질을 측정하는 단계;
   상기 작업 구간 내에 설치되어 있는 모든 제수변을 차단하는 단계;
   상기 작업구에서 수압과 유량을 측정하여 누수 여부 및 누수량을 측정하는 단계;
   상기 작업구에 인접한 제수변과 상기 작업구에 설치한 고압 공기 공급장치를 이용하여 상기 작업 구간 내의 상수도관 라인에 수돗물과 고압의 압축 공기를 투입하여, 고압 공기와 유체의 충격파, 초음파 작용, 및 캐비테이션 작용으로 상기 상수도관의 내부를 세척하는 단계;
   CCTV를 이용하여 상기 작업 구간 내의 상수도관 내부의 상태를 촬영하고 수질을 측정하여 상수도관의 내부 세척이 완료되었는지를 판단하는 단계;
   상기 상수도관의 내부 세척이 완료되었다고 판단되면, 상기 작업 구간을 복구하는 단계; 및
   상기 누수 여부 측정 단계에서 누수가 있다고 판단된 경우, 상기 작업구에서 상기 작업 구간 내의 상기 상수도관 라인에 질소 혼합 가스를 투입하고, 상기 상수도관 라인이 매립되어 있는 지표면에서 질소 탐지기로 누출되는 질소를 검출하여 누수 위치를 탐지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 상수도관의 내부를 세척하는 단계에서는,
   상기 상수도관 라인에 상기 수돗물과 상기 고압의 압축 공기를 일정 간격으로 순차로 공급하는 것을 특징으로 하는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 작업 구간 내의 상수도관 라인에 작업구와 퇴수구를 설치하는 단계에서는,
   부단수 할정자관을 이용하여 상기 작업구와 상기 퇴수구를 설치하는 것을 특징으로 하는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법.
4. 제 3 항에 있어서
   상기 작업 구간을 복구하는 단계에서는,
   상기 작업구와 상기 퇴수구를 감싸며, 작업자가 작업할 수 있는 공간을 확보할 수 있는 수도관 점검실을 설치하고, 상기 작업구에 수질 계측기, 수압 계측기, 누수 감지기를 설치하는 것을 특징을 하는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법.
5. 제 4 항에 있어서
   상기 작업구의 일측으로는 폴리 피그를 투입할 수 있는 세정관을 설치하고,
   상술한 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법이 완료된 후, 일정 시간이 지나면, 상기 세정관으로 상기 폴리 피그를 투입하고, 상기 퇴수구로 상기 폴리 피그를 배출하여 상기 작업 구간의 상기 상수도관의 내부를 깨끗하게 유지할 수 있는 상수도관 유지 작업을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법.

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