KR102144639B1

KR102144639B1 - 제어 장치를 이용한 파이프 유지 관리

Info

Publication number: KR102144639B1
Application number: KR1020190111877A
Authority: KR
Inventors: 황인조; 박영규
Original assignee: 황인조; 박영규
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-08-13

Abstract

배관 유지보수 유닛은, 소경부와, 소경부에 연결되고 소경부보다 큰 직경을 갖는 대경부와, 대경부를 반경 방향으로 관통하는 적어도 하나의 개구를 구비하는 외관; 대경부에서 소경부를 향하는 방향으로 외관의 내측에 삽입되고, 외주면에서 원주 방향을 따라 내측으로 함몰되게 형성되어 개구와 연통하는 증폭부를 구비하는 내관; 내관의 소경부측 말단과 외관 사이에 형성되고, 증폭부와 연통하는 통로; 및 외관 및 내관을 감싸도록 외관 및 내관의 외측에 장착되는 제어 장치를 포함하고, 제어 장치는, 개구를 통해 유지보수용 유체가 공급되게 하며, 개구를 통해 공급된 유지보수용 유체는 증폭부와 통로를 통과하면서 유압이 증가된 후 내관의 내부로 유입된다.

Description

제어 장치를 이용한 파이프 유지 관리{APPARATUS FOR PIPING MANAGEMENT WITH CONTROLLER}

본 발명은 배관 유지보수 유닛 및 이를 포함하는 배관 어셈블리에 관한 것이다.

배관의 사용이 지속됨에 따라 배관 내에 오염 물질이 점착되는 문제가 발생한다. 특히 배관의 굴곡된 부분에 오염 물질이 쉽게 점착될 우려가 있다. 오염 물질이 점착되면 배관이 부식될 수 있고, 이에 따라 배관 내를 유동하던 유체가 누출될 수 있다. 또한, 인화성의 유체가 누출되는 경우에는 화재나 폭발 등 심각한 문제가 발생할 우려가 있다.

따라서 배관의 정기적인 유지보수가 요구되는 실정이지만, 배관의 내부 상태를 정확하게 파악하기 어려워 단기간에 배관을 교체하여야 하므로 상당한 유지보수 비용이 발생한다. 이에 배관 내부에 오염 물질이 점착되는 것을 방지하거나, 또는 배관의 유지보수 비용을 절감할 수 있는 방법이 요구되는 실정이다.

본 발명은 전술한 문제들을 해결하기 위한 것으로, 배관 내부에 오염 물질이 점착되는 것을 방지하여 배관의 유지보수 비용을 절감할 수 있는 배관 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 예에서, 배관 유지보수 유닛은, 소경부와, 소경부에 연결되고 소경부보다 큰 직경을 갖는 대경부와, 대경부를 반경 방향으로 관통하는 적어도 하나의 개구를 구비하는 외관; 대경부에서 소경부를 향하는 방향으로 외관의 내측에 삽입되고, 외주면에서 원주 방향을 따라 내측으로 함몰되게 형성되어 개구와 연통하는 증폭부를 구비하는 내관; 내관의 소경부측 말단과 외관 사이에 형성되고, 증폭부와 연통하는 통로; 및 외관 및 내관을 감싸도록 외관 및 내관의 외측에 장착되고, 배관 내부의 상태 정보를 측정하여 저장하는 제어 장치를 포함하고, 제어 장치는, 개구를 통해 유지보수용 유체가 공급되게 하며, 개구를 통해 공급된 유지보수용 유체는 증폭부와 통로를 통과하면서 유압이 증가된 후 내관의 내부로 유입된다.

다른 예에서, 제어 장치는, 외관 또는 내관의 내부를 지나는 유체의 압력인 내부 압력을 측정하여, 내부 압력이 소정의 기준 압력 이하가 되면 유지보수용 유체가 공급되게 할 수 있다.

또 다른 예에서, 제어 장치는, 외관 또는 내관의 내부를 지나는 유체의 압력인 내부 압력을 측정하고, 유지보수용 유체가 지속적으로 공급되게 하다가 내부 압력이 소정의 기준 압력 이상이 되면 유지보수용 유체의 공급을 중단할 수 있다.

또 다른 예에서, 제어 장치는, 외관 또는 내관의 내부를 지나는 유체의 압력인 내부 압력을 측정하여, 내부 압력이 소정의 제1 기준 압력 이하가 되면 유지보수용 유체가 지속적으로 공급되게 하다가, 내부 압력이 소정의 제2 기준 압력 이상이 되면 유지보수용 유체의 공급을 중단할 수 있다.

또 다른 예에서, 제어 장치는, 일정 시간 간격으로 유지보수용 유체가 공급되게 할 수 있다.

또 다른 예에서, 제어 장치는, 외관 및 내관의 외측에 장착되는 본체와, 본체에 설치되어 제어 상태를 표시하는 디스플레이부를 구비하며, 외관 또는 내관의 내부를 지나는 유체의 압력인 내부 압력을 측정하여, 내부 압력이 소정의 기준 압력 이하가 되면 디스플레이부를 통해 표시할 수 있다.

또 다른 예에서, 제어 장치는, 외관 및 내관의 외측에 장착되는 본체와, 본체의 내부에 설치되어 유지보수용 유체가 공급되게 하는 동작부 및 동작부의 동작을 제어하는 제어부를 구비하며, 제어부는, 외관 또는 내관의 내부를 지나는 유체의 압력인 내부 압력을 측정하여, 내부 압력이 소정의 기준 압력 이하가 되면 동작부가 유지보수용 유체를 공급하게 할 수 있다.

또 다른 예에서, 제어부는, 내부 압력을, 별도로 마련된 시스템에 무선으로 전송할 수 있다.

또 다른 예에서, 내관은, 내주면에 원주 방향을 따라 형성된 복수 개의 돌기를 더 구비하고, 돌기는, 통로를 지나온 유지보수용 유체가 내관의 내부를 나선형으로 유동하도록 안내하기 위해, 원주 방향에 대해 경사진 각도로 연장되게 형성될 수 있다.

또 다른 예에서, 배관 유지보수 유닛 및 배관 유지보수 유닛을 사이에 두고 결합된 복수 개의 배관을 포함하는 배관 어셈블리에 있어서, 배관 유지보수 유닛은, 소경부와, 소경부에 연결되고 소경부보다 큰 직경을 갖는 대경부와, 대경부를 반경 방향으로 관통하는 적어도 하나의 개구를 구비하는 외관; 대경부에서 소경부를 향하는 방향으로 외관의 내측에 삽입되고, 외주면에서 원주 방향을 따라 내측으로 함몰되게 형성되어 개구와 연통하는 증폭부를 구비하는 내관; 내관의 소경부측 말단과 외관 사이에 형성되고, 증폭부와 연통하는 통로; 및 외관 및 내관을 감싸도록 외관 및 내관의 외측에 장착되고, 배관 내부의 상태 정보를 측정하여 저장하는 제어 장치를 포함하고, 제어 장치는, 개구를 통해 유지보수용 유체가 공급되게 하며, 개구를 통해 공급된 유지보수용 유체는 증폭부와 통로를 통과하면서 유압이 증가된 후 내관에 연결된 배관의 내부로 유입된다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 어셈블리를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 유지보수 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 유지보수 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 외관을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 내관을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 내관을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 복수 개의 돌기의 형상을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 어셈블리를 유동하는 유체의 흐름을 나타내는 도면이다.

개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면 "부"는 프로세서 및 메모리로 구현될 수 있다. 용어 "프로세서" 는 범용 프로세서, 중앙 처리 장치 (CPU), 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 제어기, 마이크로제어기, 상태 머신 등을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 몇몇 환경에서는, "프로세서" 는 주문형 반도체 (ASIC), 프로그램가능 로직 디바이스 (PLD), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 등을 지칭할 수도 있다. 용어 "프로세서" 는, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들의 조합, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서들의 조합, 또는 임의의 다른 그러한 구성들의 조합과 같은 처리 디바이스들의 조합을 지칭할 수도 있다.

용어 "메모리" 는 전자 정보를 저장 가능한 임의의 전자 컴포넌트를 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 용어 메모리는 임의 액세스 메모리 (RAM), 판독-전용 메모리 (ROM), 비-휘발성 임의 액세스 메모리 (NVRAM), 프로그램가능 판독-전용 메모리 (PROM), 소거-프로그램가능 판독 전용 메모리 (EPROM), 전기적으로 소거가능 PROM (EEPROM), 플래쉬 메모리, 자기 또는 광학 데이터 저장장치, 레지스터들 등과 같은 프로세서-판독가능 매체의 다양한 유형들을 지칭할 수도 있다. 프로세서가 메모리로부터 정보를 판독하고/하거나 메모리에 정보를 기록할 수 있다면 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다고 불린다. 프로세서에 집적된 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 어셈블리를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 어셈블리를 나타내는 분해 사시도이다. 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 어셈블리에 대하여 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 어셈블리는 배관 유지보수 유닛(100), 배관 유지보수 유닛(100)의 양측에 결합되는 배관(30), 제어 장치(300) 및 배관 유지보수 유닛(100)과 배관(30)을 서로 연결하기 위한 체결 장치(400)를 포함한다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 유지보수 유닛을 나타내는 사시도이다. 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 유지보수 유닛을 나타내는 단면도이다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 유지보수 유닛에 대하여 설명한다.

배관 유지보수 유닛(100)은, 외관(110), 내관(130), 유입관(150) 및 플랜지 체결부(160)를 포함한다. 외관(110)과 내관(130)은 볼트(20)를 통해 서로 결합될 수 있다. 배관 유지보수 유닛(100)은 배관(30)과 배관(30) 사이에 결합되며, 배관 유지보수 유닛(100)에 공급된 유지보수용 유체는 배관 유지보수 유닛(100)을 통과한 후 압력이 증폭되고, 또한 배관(30) 내부를 나선형으로 유동하도록 변환됨으로써, 배관(30)의 내부에 오염 물질이 점착되는 것을 방지할 수 있다. 배관 유지보수 유닛(100)은 후술하는 제어 장치(300)에 의해 제어된다. 이하에서는 각 구성에 대하여 구체적으로 설명하면서, 배관 유지보수 유닛(100)의 원리에 대하여 설명한다.

외관(110)

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 외관을 나타내는 단면도이다. 이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 외관(110)에 대하여 설명한다.

외관(110)은 대경부(111), 소경부(113) 및 개구(115)를 구비한다. 소경부(113)와 대경부(111)는 서로 일체로 형성되며, 대경부(111)는 소경부(113)보다 큰 직경을 갖는다. 그리고 개구(115)는 대경부(111)를 반경 방향으로 관통하여 형성된다. 개구(115)를 통해 유지보수용 유체가 공급되며, 개구(115)는 복수 개가 형성될 수 있다. 한편, 유지보수용 유체로서 사용될 수 있는 유체는, 배관 내부를 유동하는 유체의 성질을 손상시키지 않는다면 그 종류는 특별히 한정되지 않는다.

개구(115)에는 유입관(150)이 삽입될 수도 있다(도 4 참조). 유입관(150)은 개구(115)와 연통하는 통로를 구비한다. 유지보수용 유체가 개구(115)를 통해 공급될 수도 있지만, 유입관(150)이 개구(115)에 삽입되어 유입관(150)을 통해 유지보수용 유체가 공급될 수도 있다. 유입관(150)을 이용하면 보다 편리하게 유지보수용 유체를 공급할 수 있다.

소경부(113)에는 배관의 연결을 위한 플랜지 체결부(160)가 결합될 수 있다. 플랜지 체결부(160)는 반경 방향 외측으로 연장된 플랜지를 구비하며, 배관이 플랜지 체결부(160)에 삽입된 후, 체결 장치(400)를 통해 배관(30)과 배관 유지보수 유닛(100)을 결합할 수 있다. 소경부(113)와 플랜지 체결부(160)는 일체로 형성될 수 있다.

한편, 소경부(113)의 내주면은 대경부(111)를 향할수록 그 직경이 작아지게 형성될 수 있다. 이에 따라 배관을 따라 유동하던 유체가 소경부(113)를 통과한 후, 공급되는 유지보수용 유체와 합류하는 것이 용이해진다. 또한, 벤츄리 효과에 따라 소경부(113)를 통과한 후 배관을 따라 유동하던 유체의 속력이 증가하는 효과가 있다. 유체의 속력이 증가할 수록 배관 내부에 오염 물질이 점착되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 소경부(113)는, 대경부(111)측 말단이 소경부(113)에서 멀어지는 방향으로 돌출됨으로써, 후술하는 내관(130)의 소경부(113)측 말단을 수용하기 위한 홈(114)이 형성될 수 있다. 홈(114)에 대해서는 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.

내관(130)

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 내관을 나타내는 사시도이다. 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 내관을 나타내는 단면도이다. 이하에서는 도 4, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 내관(130)에 대하여 설명한다.

도 4를 참조하면, 내관(130)은 대경부(111)에서 소경부(113)를 향하는 방향으로 외관(110)의 내측에 삽입된다. 내관(130)은 중공을 갖는 원통부(131)와, 원통부(131)의 외주면에서 원주 방향을 따라 내측으로 함몰되게 형성된 증폭부(135)를 구비한다. 내관(130)이 외관(110)에 삽입되면, 증폭부(135)는 개구(115)와 연통된다.

도 4의 확대도를 참조하면, 내관(130)의 소경부측 말단(132)이 홈(114)에 삽입될 때, 내관(130)의 소경부측 말단(132)과 외관(110) 사이에 통로(10)가 형성된다. 즉, 내관(130)의 소경부측 말단(132)이 외관(110)의 내면과 이격되도록 홈(114)에 삽입됨으로써 통로(10)가 형성될 수 있다. 내관(130)의 소경부측 말단(132)과 외관(110) 사이의 거리는 1.5mm 이하의 일 수 있다. 통로(10)는 개구(115) 및 증폭부(135)와 연통되며, 이에 따라 유지보수용 유체는 개구(115), 증폭부(135) 및 통로(10)를 순차적으로 지나 내관(130)의 내부로 유입될 수 있다(도 4의 화살표 참조).

이때, 유지보수용 유체는 증폭부(135)와 통로(10)를 통과하면서 베르누이의 원리에 따라 유압이 증가될 수 있다. 즉, 배관 유지보수 유닛(100)은 유압이 증가된 유지보수용 유체가 내관(130)의 내부로 유입되게 함으로써, 유지보수용 유체가 내관(130)과 연결된 배관 내부를 통과하면서 배관에 오염 물질이 점착되는 것을 방지할 수 있으므로, 배관을 유지보수 할 수 있다.

이때, 내관(130)은 내주면에 원주 방향을 따라 형성된 복수 개의 돌기(133)를 더 구비할 수 있다. 복수 개의 돌기(133)는 원주 방향에 대해 경사진 각도로 연장되게 형성된다. 이에 따라, 돌기(133)는 통로(10)를 지나온 유지보수용 유체가 내관(130)의 내부를 나선형으로 유동하도록 안내할 수 있다. 따라서 유압이 증가된 유지보수용 유체가 배관의 내부를 직선 이동하는 것이 아니라, 배관의 내부를 나선형으로 유동하게 함으로써, 배관 내부에 오염 물질이 점착되는 것을 더욱 용이하게 방지할 수 있다.

또한 복수 개의 돌기(133)가, 통로(10)에 배치됨으로 인하여 유지보수용 유체가 통로(10)를 지날 공간이 줄어드는 효과가 있으며, 베르누이의 원리에 의하여 유지보수용 유체의 속력이 더욱 빨라지는 효과가 있다. 유지보수용 유체의 속력이 증가할 수록 배관 내부에 오염 물질이 점착되는 것을 방지할 수 있다.

복수 개의 돌기(133)에 포함된 하나의 돌기의 형상은 비행기 또는 헬리콥터의 날개의 단면의 형상일 수 있다. 도 7의 복수 개의 돌기(133)에 대하여 도 8과 함께 설명한다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 복수 개의 돌기의 형상을 나타낸 도면이다.

돌기(210)는 도 7의 복수 개의 돌기(133) 중 하나를 나타낼 수 있다. 돌기(210)의 일측(211)은 소경부측 방향을 향하고 돌기(210)의 타측(212)은 대경부측 방향을 향할 수 있다. 돌기(210)의 일측(211)은 둥근 형상일 수 있다. 돌기(210)는 일측(211)에서 타측으로 갈수록 폭이 줄어드는 형상일 수 있다.

돌기(220)는 도 7의 복수 개의 돌기(133) 중 하나를 나타낼 수 있다. 돌기(220)의 일측(221)은 소경부측 방향을 향하고 돌기(220)의 타측(222)은 대경부측 방향을 향할 수 있다. 돌기(220)의 일측(221)은 둥근 형상일 수 있다. 돌기(220)는 일측(211)에서 타측으로 갈수록 폭이 늘어나다가 다시 줄어드는 형상일 수 있다.

한편, 내관(130)의 외주면에는 반경 방향 외측으로 연장되게 형성된 플랜지(137)가 형성되어 있고, 플랜지(137)에는 볼트(20)가 결합되도록 관통 형성된 복수 개의 개구(138)가 원주 방향을 따라 이격되게 나열되어 있다. 이에 따라 내관(130)이 외관(110)의 내측에 삽입된 후, 개구(138)에 볼트(20)가 결합됨으로써 내관(130)과 외관(110)이 서로 견고하게 결합될 수 있다. 다만, 내관(130)과 외관(110)이 결합되는 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 내관(130)의 원통부(131)의 내주면은 소경부(113)에서 멀어질수록 그 직경이 커지게 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 소경부(113)는 대경부(111)를 향할수록 그 직경이 작아지게 형성되고, 내관(130)의 내주면은 소경부(113)에서 멀어질수록 그 직경이 커지게 형성됨으로써, 배관을 유동하던 유체가 유지보수용 유체와 합류되기는 용이하면서, 합류된 유체는 배관의 내주면을 따라 나선형으로 유동하기 쉽게 유도할 수 있다.

또한, 내관(130)의 내주면은 소경부(113)에서 멀어질수록 그 직경이 커지게 형성됨으로써, 나선형의 한 주기 당 합류된 유체가 소경부에서 멀어지는 방향으로 이동하는 거리가 일정하게 유지될 수 있다. 또한 나선형의 한 주기 당 합류된 유체가 소경부에서 멀어지는 방향으로 이동하는 거리가 일정하게 유지됨으로써, 합류된 유체가 나선형으로 유동하는 거리가 멀어질 수 있다. 합류된 유체가 나선형으로 유동하는 거리는 약 15m일 수 있다.

또한, 내관(130)에서 소경부(113)의 반대측 말단(132)에는 배관의 연결을 위한 플랜지 체결부(160)가 결합될 수 있다. 플랜지 체결부(160)는 반경 방향 외측으로 연장된 플랜지를 구비하며, 배관이 플랜지 체결부(160)에 삽입된 후 체결 장치(400)를 통해 배관을 배관 유지보수 유닛(100)에 결합할 수 있다. 내관(130)과 플랜지 체결부(160)는 일체로 형성될 수 있다.

제어 장치(300)

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 어셈블리를 유동하는 유체의 흐름을 나타내는 도면이다. 이하에서는 도 1, 도 2 및 도 9를 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 어셈블리에서 제어 장치(300)의 제어 방법에 대하여 설명한다. 도 9에서 유체 흐름의 표현 색상이 적색에 가까울수록 유압이 높은 것을 의미하고, 청색에 가까울수록 그 유압이 상대적으로 낮은 것을 의미한다.

도 2를 참조하면, 제어 장치는 본체(310), 디스플레이부(315), 동작부(330) 및 제어부(350)를 구비한다.

본체(310)는 외관(110) 및 내관(130)을 감싸도록 외관(110) 및 내관(130)의 외측에 장착된다. 본체(310)는 서로 분리 가능하게 결합되는 제1 본체(310a) 및 제2 본체(310b)를 구비하며, 제1 본체(310a) 및 제2 본체(310b)는 각각 배관(30)이 위치되기 위한 개구(311a, 311b)를 갖는다. 제1 본체(310a)와 제2 본체(310b)가 나사 등을 통해 결합됨으로써, 본체(310)가 외관(110) 및 내관(130)의 외측에 장착될 수 있다. 또한, 본체(310)에는 유지보수용 유체가 공급되기 위해 외관(110)의 개구(115)와 연통되는 홈(미도시)이 형성되어 있을 수 있다.

디스플레이부(315)는 본체(310)에 설치되어 제어 상태를 표시한다. 또한, 사용자가 디스플레이부(315)를 통해 제어 동작을 입력할 수도 있다. 즉, 디스플레이부(315)는 사용자가 수동으로 제어하기 위한 입력부로서 기능할 수도 있다.

동작부(330) 및 제어부(350)는 본체(310)의 내부에 설치되며, 프로세서 또는 메모리를 포함할 수 있다. 동작부(330)는 유지보수용 유체가 개구(115)를 통해 공급되도록 작동하고, 제어부(350)는 배관 내부의 상태 정보를 측정하며, 동작부(330)의 동작을 제어한다. 배관 내부의 상태 정보는 배관 내의 압력, 온도 또는 유속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 제어부(350)는 측정된 배관 내부의 상태 정보를 실시간으로 누적하여 저장할 수 있다. 제어부(350)는 디스플레이부(315) 또는 스피커와 같은 출력부를 이용하여 누적하여 저장된 배관 내부의 상태정보를 출력할 수 있다. 사용자는 배관에 문제가 생긴 경우, 제어부(350)에 누적되어 저장되어 있는 배관 내부의 상태 정보를 확인하여 문제의 원인을 파악할 수 있다.

제어부(350)는 누적하여 저장된 배관 내부의 상태 정보를 유무선으로 외부의 장치로 송신할 수 있다. 사용자는 외부의 장치를 이용하여 제어부(350)로부터 수신한 정보를 원격으로 확인할 수 있다. 외부의 장치는 서버, 사용자의 컴퓨터 또는 사용자 휴대용 단말기를 포함할 수 있다.

제어부(350)는 배관 내부의 상태 정보를 실시간으로 확인하여 배관 내부에 문제가 생기기 전에 알람을 출력할 수 있다. 사용자는 제어부(350)로부터 출력된 알람에 기초하여 문제가 생기는 것을 예방할 수 있다. 제어부(350)는 측정된 배관 내부의 상태 정보를 기준값과 비교할 수 있다. 제어부(350)는 미리 결정된 기준값을 메모리로부터 획득할 수 있다. 기준값은 사용자에 의하여 결정될 수도 있으며, 배관 내부를 흐르는 유체에 기초하여 결정된 값일 수 있다. 기준값은 기준 온도, 기준 압력, 기준 유속을 포함할 수 있다.

제어부(350)는 배관 내부의 온도 정보가 기준 온도보다 높거나 낮은 경우, 알람을 출력할 수 있다. 예를 들어 배관 내의 유체가 응고될 수 있음을 나타내는 알람을 표시할 수 있다. 또한, 제어부(350)는 배관 내부의 온도가 기준 온도보다 높은 경우 배관 내의 유체가 기화되어 배관 내의 압력이 증가할 수 있음을 나타내는 아람을 표시할 수 있다. 제어부(350)는 자동 또는 수동으로 배관 내부의 온도를 조절할 수 있다.

또한 제어부(350)는 배관 내부의 유속이 기준 유속보다 낮은 경우, 배관 내부에 유체에 포함된 물질이 점착될 수 있음을 나타내는 알람을 출력할 수 있다. 제어부(350)는 자동 또는 수동으로 배관 내부의 유속을 조절할 수 있다.

또한, 제어 장치(300)의 제어부(350)는 외관(110) 또는 내관(130)의 내부를 지나는 유체의 압력(내부 압력)을 측정한다. 그리고 내부 압력이 소정의 기준 압력(제1 기준 압력) 이하가 되면, 동작부(330)가 유지보수용 유체를 공급하게 동작부(330)를 제어한다. 여기서 제1 기준 압력이란 유체의 압력이 배관 내부에 오염물이 점착되는 것을 방지하기 어려운 정도로 낮아진 압력을 의미하며, 그 값은 제어부(350)에 미리 입력되어 있을 수 있다. 이에 따라 배관의 유지보수가 필요한 경우에만 유지보수용 유체를 공급함으로써, 배관의 유지보수 비용을 최소화할 수 있다.

이때, 제어부(350)는 디스플레이부(315)를 통해 내부 압력이 제1 기준 압력 이하가 되었음을 표시할 수 있다. 또한, 제어부(350)는 내부 압력을 별도로 마련된 컴퓨터 시스템 등에 무선 통신으로 전송할 수 있다. 이에 따라 배관 어셈블리와 떨어져 있는 사용자가 배관의 상태를 실시간으로 파악할 수 있다.

또한, 제어부(350)는 유지보수용 유체가 지속적으로 공급되게 하다가 내부 압력이 소정의 기준 압력(제2 기준 압력) 이상이 되면 유지보수용 유체의 공급을 중단하도록 동작부(330)를 제어할 수 있다. 여기서 제2 기준 압력이란 내부 압력이 충분히 높아서 유지보수용 유체의 추가적인 공급이 불필요하다고 판단되는 압력을 의미하며, 제어부(350)에 미리 입력되어 있을 수 있다. 이에 따라 배관의 유지보수를 확실하게 수행함과 동시에, 불필요한 유지보수를 최소화하여 유지보수 비용을 절감할 수 있다.

또는, 제어부(350)는 내부 압력이 소정의 제1 기준 압력 이하가 되면 유지보수용 유체가 공급되게 하고, 이후 지속적으로 유지보수용 유체를 공급하다가, 내부 압력이 소정의 제2 기준 압력 이상이 되면 유지보수용 유체의 공급을 중단할 수도 있다.

한편, 배관의 내부 압력을 측정하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 제어부(350)는 내부 압력과 무관하게 일정 시간 간격으로 유지보수용 유체가 공급되도록 동작부(330)를 제어할 수도 있다. 이에 따라 배관의 내부 압력을 측정하기 위한 장치를 사용하지 않기 때문에 유지보수 비용을 더욱 절감할 수 있다.

제어 장치는 배관 내부를 촬영하기 위한 영상촬영부 및 광출력부를 더 포함할 수 있다. 광출력부는 배관 내부에 빛을 조사할 수 있다. 영상촬영부는 배관 내부의 영상을 획득할 수 있다. 영상 촬영부가 획득한 영상은 정지 영상 또는 동영상일 수 있다. 영상촬영부는 영상을 실시간으로 획득할 수 있다. 또한 영상촬영부는 영상을 주기적으로 획득할 수 있다. 영상촬영부는 영상을 제어부로 송신할 수 있다. 제어부(350)는 영상 촬영부로부터 영상 정보를 수신하여 배관 내부의 영상을 메모리에 저장할 수 있다. 제어부(350)는 영상 정보를 디스플레이부(315)를 통하여 출력할 수 있다.

또한 제어부(350)는 배관 내부의 영상 정보를 유무선으로 외부의 장치에 송신할 수 있다. 사용자는 외부의 장치를 이용하여 배관 내부의 영상 정보를 확인할 수 있다. 사용자는 배관 내부에 이물질이 형성되어 있는 경우, 유지보수용 유체를 공급하도록 제어부(350)를 제어할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(350)는 영상 정보에 기초하여 배관 내부에 이물질이 형성된 것으로 판단한 경우 유지보수용 유체가 공급되도록 동작부(330)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(350)는 메모리로부터 배관 내부에 이물질이 형성되어 있지 않은 영상 정보를 획득할 수 있다. 제어부(350)는 이물질이 형성되어 있지 않은 영상 정보를 현재의 영상 정보와 비교할 수 있다. 제어부(350)는 비교결과인 영상의 유사도가 기준값보다 낮은 것으로 판단한 경우, 배관 내부에 이물질이 형성되어 있는 것으로 판단할 수 있다. 또한 제어부(350)는 동작부(330)를 제어하여 이물질을 제어할 수 있다.

제어 장치는 배관 내부를 촬영하기 위한 소리정보획득부를 더 포함할 수 있다. 소리정보획득부는 마이크를 포함할 수 있다. 소리정보획득부는 배관 근처의 소리 정보를 획득할 수 있다. 소리정보획득부는 배관 근처의 소리 정보를 실시간으로 획득할 수 있다. 또한 소리정보획득부는 배관 근처의 소리 정보를 주기적으로 획득할 수 있다. 소리정보획득부는 소리를 제어부(350)로 송신할 수 있다. 제어부(350)는 소리정보획득부로부터 소리 정보를 수신하여 메모리에 저장할 수 있다. 제어부(350)는 소리 정보를 스피커를 통하여 출력할 수 있다.

또한 제어부(350)는 배관 근처의 소리 정보를 유무선으로 외부의 장치에 송신할 수 있다. 사용자는 외부의 장치를 이용하여 배관 근처의 소리 정보를 확인할 수 있다. 숙련된 사용자는 배관 근처의 소리 정보를 듣고 배관 내부의 상황을 판단할 수 있다. 또한 사용자는 배관에 이상이 있다고 결정한 경우 제어부(350)를 이용하여 조치를 취할 수 있다.

하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(350)는 소리 정보에 기초하여 배관 내부에 이상이 있는 것으로 판단한 경우 유지보수용 유체가 공급되도록 동작부(330)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(350)는 메모리로부터 배관 내부에 이물질이 형성되어 있는 때의 소리 정보를 획득할 수 있다. 제어부(350)는 이물질이 형성되어 있는 때의 소리 정보를 현재의 소리 정보와 비교할 수 있다. 제어부(350)는 비교 결과인 유사도가 기준값보다 높은 것으로 판단된 경우, 배관 내부에 이물질이 형성되어 있는 것으로 판단할 수 있다. 또한 제어부(350)는 동작부(330)를 제어하여 이물질을 제어할 수 있다.

도 9를 참조하면, 좌측 배관(30) 내부를 유동하는 유체는 상대적으로 낮은 유압을 가지고 있다. 배관(30, 30) 사이에 결합된 배관 유지보수 유닛(100)을 통해 유지보수용 유체가 공급되며, 유지보수용 유체는 증폭부(135), 통로(10) 및 복수 개의 돌기(133)를 통과한 후 기존에 배관(30) 내부를 유동하는 유체와 합쳐지게 된다.

이때 전술한 바와 같이, 제어 장치(300)에 의해 공급된 유지보수용 유체가 배관 유지보수 유닛(100)을 통과하면서 유압이 증가되고, 또한 배관(30) 내부를 나선형으로 유동하도록 변환된다. 이에 따라 좌측 배관(30)을 유동하던 유체 역시 유압 및 유속이 증가하여, 헬리콥터 날개에서 양력이 발생하는 것과 같이 증폭된 에너지를 갖는 유체가 배관 내부를 나선형으로 유동하게 된다. 따라서 유지보수용 유체와 기존에 배관을 유동하던 유체는 배관 내부에 오염 물질이 점착되는 것을 방지할 수 있고, 특히 배관의 굴곡진 부분까지 유지보수가 가능하므로 배관의 교체 주기를 늘릴 수 있다. 나아가 유지보수용 유체의 공급과 중단을 지속적으로 제어함으로써 배관의 유지보수 비용을 더욱 절감할 수 있다.

또한, 배관 내에 오염 물질이 점착되는 것을 방지할 수 있는 에너지를 형성하기 위해 팬과 같은 별도의 구성요소를 사용할 수도 있으나, 팬을 사용하는 경우 팬이 유체의 유동을 방해할 수도 있고, 팬의 유지보수 비용도 발생하는 반면, 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 유지보수 유닛을 이용하면, 팬과 같은 별도의 구성을 사용하지 않으므로, 구조가 간단하며, 유지보수 비용을 더욱 감소시킬 수 있다.

이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 통로
20: 볼트
30: 배관
110: 외관
111: 대경부
113: 소경부
114: 홈
115: 개구
130: 내관
131: 원통부
132: 소경부측 말단
133: 돌기
135: 증폭부
137: 플랜지
138: 개구
150: 유입관
160: 플랜지 체결부
300: 제어 장치
310: 본체
311: 개구
315: 디스플레이부
330: 동작부
350: 제어부
400: 체결 장치

Claims

소경부와, 상기 소경부에 연결되고 상기 소경부보다 큰 직경을 갖는 대경부와, 상기 대경부를 반경 방향으로 관통하는 적어도 하나의 개구를 구비하는 외관;
상기 대경부에서 상기 소경부를 향하는 방향으로 상기 외관의 내측에 삽입되고, 외주면에서 원주 방향을 따라 내측으로 함몰되게 형성되어 상기 개구와 연통하는 증폭부를 구비하는 내관;
상기 내관의 상기 소경부측 말단과 상기 외관 사이에 형성되고, 상기 증폭부와 연통하는 통로; 및
상기 외관 및 상기 내관을 감싸도록 상기 외관 및 상기 내관의 외측에 장착되고, 배관 내부의 상태 정보를 측정하여 저장하는 제어 장치를 포함하고,
상기 제어 장치는, 상기 개구를 통해 유지보수용 유체가 공급되게 하며,
상기 개구를 통해 공급된 상기 유지보수용 유체는 상기 증폭부와 상기 통로를 통과하면서 유압이 증가된 후 상기 내관의 내부로 유입되는, 배관 유지보수 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 외관 또는 상기 내관의 내부를 지나는 유체의 압력인 내부 압력을 측정하여, 상기 내부 압력이 소정의 기준 압력 이하가 되면 상기 유지보수용 유체가 공급되게 하는, 배관 유지보수 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 외관 또는 상기 내관의 내부를 지나는 유체의 압력인 내부 압력을 측정하고, 상기 유지보수용 유체가 지속적으로 공급되게 하다가 상기 내부 압력이 소정의 기준 압력 이상이 되면 상기 유지보수용 유체의 공급을 중단하는, 배관 유지보수 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 외관 또는 상기 내관의 내부를 지나는 유체의 압력인 내부 압력을 측정하여, 상기 내부 압력이 소정의 제1 기준 압력 이하가 되면 상기 유지보수용 유체가 지속적으로 공급되게 하다가, 상기 내부 압력이 소정의 제2 기준 압력 이상이 되면 상기 유지보수용 유체의 공급을 중단하는, 배관 유지보수 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 일정 시간 간격으로 상기 유지보수용 유체가 공급되게 하는, 배관 유지보수 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 외관 및 상기 내관의 외측에 장착되는 본체와, 상기 본체에 설치되어 제어 상태를 표시하는 디스플레이부를 구비하며, 상기 외관 또는 상기 내관의 내부를 지나는 유체의 압력인 내부 압력을 측정하여, 상기 내부 압력이 소정의 기준 압력 이하가 되면 상기 디스플레이부를 통해 표시하는, 배관 유지보수 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 외관 및 상기 내관의 외측에 장착되는 본체와, 상기 본체의 내부에 설치되어 상기 유지보수용 유체가 공급되게 하는 동작부 및 상기 동작부의 동작을 제어하는 제어부를 구비하며,
상기 제어부는, 상기 외관 또는 상기 내관의 내부를 지나는 유체의 압력인 내부 압력을 측정하여, 상기 내부 압력이 소정의 기준 압력 이하가 되면 상기 동작부가 상기 유지보수용 유체를 공급하게 하는, 배관 유지보수 유닛.
제7항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 내부 압력을, 별도로 마련된 시스템에 무선으로 전송하는, 배관 유지보수 유닛.
제1항에 있어서,
상기 내관은, 내주면에 원주 방향을 따라 형성된 복수 개의 돌기를 더 구비하고,
상기 돌기는, 상기 통로를 지나온 상기 유지보수용 유체가 상기 내관의 내부를 나선형으로 유동하도록 안내하기 위해, 상기 원주 방향에 대해 경사진 각도로 연장되게 형성되는, 배관 유지보수 유닛.
배관 유지보수 유닛 및 상기 배관 유지보수 유닛을 사이에 두고 결합된 복수 개의 배관을 포함하는 배관 어셈블리에 있어서,
상기 배관 유지보수 유닛은,
소경부와, 상기 소경부에 연결되고 상기 소경부보다 큰 직경을 갖는 대경부와, 상기 대경부를 반경 방향으로 관통하는 적어도 하나의 개구를 구비하는 외관;
상기 대경부에서 상기 소경부를 향하는 방향으로 상기 외관의 내측에 삽입되고, 외주면에서 원주 방향을 따라 내측으로 함몰되게 형성되어 상기 개구와 연통하는 증폭부를 구비하는 내관;
상기 내관의 상기 소경부측 말단과 상기 외관 사이에 형성되고, 상기 증폭부와 연통하는 통로; 및
상기 외관 및 상기 내관을 감싸도록 상기 외관 및 상기 내관의 외측에 장착되고, 배관 내부의 상태 정보를 측정하여 저장하는 제어 장치를 포함하고,
상기 제어 장치는, 상기 개구를 통해 유지보수용 유체가 공급되게 하며,
상기 개구를 통해 공급된 상기 유지보수용 유체는 상기 증폭부와 상기 통로를 통과하면서 유압이 증가된 후 상기 내관에 연결된 배관의 내부로 유입되는, 배관 어셈블리.