KR102386151B1 - 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존 밸브가 설치된 부분에 디스크용 볼이 설치된 플러싱 밸브를 설치하여 평소에는 유체를 단속하고, 상수도관의 세척이 필요한 경우에는 상기 플러싱 밸브를 통해 스와빙 피그를 투입하여 간단하게 상수도관을 세척할 수 있고, 세척하는 상수도관 라인에서 누수 위치를 찾아낼 수 있는 뿐만 아니라, 상수도 관로의 재질과 무관하게 우수한 세척 효율을 보일 수 있는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 관한 것이다.
일반적으로 상수관망 내에는 원수 또는 정수의 처리 공정이나 관로 등으로부터 기원한 다양한 물질이 존재하며, 관로 내부의 수리적 거동에 따라 침전, 축적, 부유를 반복하며 관망 전반적으로 이동하여 수용가의 수도꼭지로 배출되거나 그렇지 못한 경우에는 결국 관 표면에 축적된다(비특허문헌 1 및 8). 관로 표면에 축적된 물질은 수리적 전단력에 의해 부착된 일부 침전물이 부상하여 적수, 흑수 또는 이물질 형태로 수질을 악화시키게 된다.
과거에는 이러한 문제로 수질 민원이 발생되면, 소화전을 통해서 관로 내 물을 대체하는 개념의 플러싱이 이루어져 왔으며, 최근에는 상수관망 내 밸브 조작을 통하여 관로 내 유속을 하나로 모아 고유속을 유발하여 세척하는 단방향 플러싱(unidirectional flushing)이 사용되고 있으며, 정기적인 세척 방법으로 매우 유용한 것으로 평가를 받고 있다(비특허문헌 3). 현재 단방향 플러싱은 주로 약 300 mm 이하 관로 표면에 약하게 부착된 침전물 제거에 적합한 세척 방법으로 평가받고 있다(비특허문헌 1 및 7).
그러나 상수관로 내부에는 약하게 부착된 침전물(loose deposits)만 존재하는 것이 아니라, 단단하게 부착되어 있거나 물 때 등과 같은 응집성 침전물(adhered or cohesive deposits) 또는 부식에 기인한 결절(tubercles) 등도 존재하므로(비특허문헌 4), 관로 내 부착된 침전물을 모두 제거하기에는 한계가 있고, 단방향 플러싱에 필요한 고유속을 확보하기 어려운 구간도 존재한다.
따라서 외국에서는 이러한 기존 관 표면 내 오염 물질의 침전 또는 부착에 따른 다양한 형태에 대응하기 위하여 단방향 플러싱 외에도 공기 주입(air scouring)과 스와빙 피그(swabbing pig) 등의 다양한 세척 방법을 적용하고 있다.
공기주입 세척은 기존 재래식 플러싱(conventional flushing)의 문제를 해결하기 위하여 압축 공기를 관로 내로 주입하여 높은 유속을 발생시킬 수 있으며, 동시에 물과 공기가 혼합된 덩어리(또는 수리적 피그라고도 부름)를 이용하여 관 표면에 축적된 침전물을 제거할 수 있는 기술로 알려져 있다(비특허문헌 8). 또한 공기주입 세척 기술의 압축 공기와 물의 관내 비율은 50:50이므로, 일반적인 플러싱에 비하여 세척 수량을 크게 저감할 수 있는 기술로 평가되고 있다. 비특허문헌 8에서는 공기주입 세척에 대해 주로 관경 200 mm이하에 사용되며, 물 때 등 점착성 침전물 제거 효과가 피그 세척보다는 낮은 것으로 보고하였고, 비특허문헌 2에서는 최대로 적용할 수 있는 관경을 약 300 mm 이하로 보고하였고, 세척 구간 길이는 대상 관로의 관경, 공기 압축기 용량의 영향, 특히 관로의 상향 또는 하향 구배 여부에 따라 영향을 받는 것으로 보고한 바 있다.
피그 또는 스와빙 피그는 관 내부에 존재하는 철 부식 슬러지 또는 망간 코팅 등 응집성 침전물(cohesive deposits)을 제거하여 수질을 개선하는 세척 기술로 활용하며, 관 내부에 존재하는 녹(결절) 등을 제거하여 통수능을 회복하거나 또는 라이닝의 전처리 공정으로 활용되기도 한다.
비특허문헌 8에서는 피깅 기술의 경우, 약 300 mm 이상 큰 관경을 갖는 송수관로에서 플러싱 최소 유속에 도달하지 못할 경우 또는 세척 방류수를 적정 지점에서 배출할 수 없을 경우에 플러싱 대안으로 적용할 수 있다고 보고하였다. 비특허문헌 6에서는 관내 침전물을 수중 부유 입자, 약하게 부착된 침전물(loose deposits, 주로 실트), 응집성 침전물, 단단히 부착된 침전물(adhered deposits, hard scale) 등으로 구분하고, 스와빙 피그는 약하게 부착된 침전물뿐 아니라 일부 단단히 부착된 침전물도 제거할 수 있는 것으로 보고하였다. 또한 비특허문헌 2에서는 스와빙 피그가 도수관로, 송배수관로, 지하수 배관, 플랜트 배관 등에 모두 적용이 가능하며, 주요 제거 대상 물질로는 미생물 막, 응집성 침전물, 탄산칼슘 등 광범위하다고 보고한 바 있다.
다만, 스와빙 피그 자체가 배수관로 소구경에서 소화전을 활용하여 세척을 하더라도 소화전 하단부를 해체하고, 피그 주입을 위한 별도의 주입 설비를 설치해야 하는 등 번거로움도 있고, 기존 밸브실 내에 피그의 주입과 배출을 위한 시설을 설치하거나 신규로 시설을 갖추어야 하고, 관경 변화 또는 제수 밸브 등이 존재하면 연속적인 장거리 구간에 대한 세척이 어렵다는 한계가 있다.
한편, 아파트나 단독 주택, 빌딩 등 각종 건물에 사용되는 상기 상수도관은 폴리부틸렌관(PB관), 금속 주름관, 동관, 스테인레스관, 폴리에틸렌관(PE관), 가교화(crosslinked) 폴리에틸렌관(상품명: 엑셀 파이프, X-L pipe) 등과 같은 다양한 재질의 배관이 사용된다.
이때 특정한 한 가지 세척 방식으로는 관로 자체의 재질에 따라 세척 효율의 차이가 발생하여, 관로의 재질에 다른 세척 방식 또는 조건을 변경해야 하므로, 관로의 재질과 무관한 세척 방식 또는 조건의 표준화가 어렵다는 문제가 있어, 이를 해결할 필요성이 있다.
1. Gauthier 등, (2005) "Evaluation of loose deposits in distribution systems through unidirectional flushing", Journal AWWA, 97(9), pp. 82-92
2. Ellison, D. 등 (2003). "Investigation of pipe cleaning methods", AWWA Research Foundation, Denve
3. Friedman, M. 등 (2002) "Developing and implementing a distribution system flushing program", Journal AWWA, 94(7), pp. 48??56
4. Friedman, M. 등 (2004). "Establishing site-specific flushing velocities", AWWA Research Foundation, Denver
5. Gauthier, V. 등 (2001). "Suspended particles in the drinking water of two distribution systems.", Water Science and Technology: Water Supply, Vol: 1 (4): 237-245
6. Hill, A. 등 (2014). "AWWA Webinar Program: Distribution System Issues Part 2 of 3: Water Quality and Asset Management Working Together Wednesday", September 24
7. Ronald, A. 등 (1992). "Implementation and optimization of distribution flushing programs", AWWA Research Foundation, Denver
8. Vreeburg, J. H. G. (2007). "Discolouration in drinking water systems: a particular approach", Department of Civil Engineering, TU Delft, Ph. D. Thesis
본 발명은 기존 밸브가 설치된 부분에 디스크용 볼이 설치된 플러싱 밸브를 설치하여 평소에는 유체를 단속하고, 상수도관의 세척이 필요한 경우에는 상기 플러싱 밸브를 통해 스와빙 피그를 투입하여 간단하게 상수도관을 세척할 수 있도록 한 플러싱 밸브를 이용한 상수도관 세척 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 세척하는 상수도관 라인에서 누수 위치를 찾아낼 수 있는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상수도 관로의 재질과 무관하게 우수한 세척 효율을 보일 수 있는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은 상수도관에 설치된 제수 밸브를 제거하는 단계, 일측에 투입구가 형성되고 내부에 회전되면서 관로를 선택적으로 개폐시키는 디스크용 볼이 구성된 플러싱 밸브를 상기 제거된 제수 밸브의 위치에 설치하는 단계, 상기 상수도관 중 세척이 필요한 관로의 끝단부에 외부 배출 라인을 연결하는 단계, 상기 플러싱 밸브의 투입구를 통해 피그를 투입시켜 상기 디스크용 볼의 내부로 피그를 삽입시키는 단계, 상기 디스크용 볼을 개방시켜 디스크용 볼 내부에 삽입된 피그를 수압에 의해 상수도관 내부를 따라 이동시키는 단계, 및 상기 상수도관 내부를 따라 이동된 피그 및 피그에 의해 제거된 스케일을 상기 외부 배출 라인을 통해 수거하는 단계를 포함하는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 관한 것이다.
특히, 상기 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법은 작업 구간 내의 상수도관 라인에 작업구와 퇴수구를 설치하는 단계, 상기 작업구에서 수압과 유량을 측정하여 누수 여부 및 누수량을 측정하는 단계, 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 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 플러싱 밸브는 일측에 유입구가 형성되고 타측에 배출구가 형성되며 상기 유입구 및 배출구의 수직 방향에 투입구가 형성되고 내부에 밸브실이 형성되어 있는 밸브 본체, 상기 밸브실에 회전 가능하게 장착되고 내부에 관통로가 형성되어 선택적으로 상기 유입구 및 배출구를 개폐시키는 디스크용 볼, 상기 디스크용 볼을 회전 작동시키기 위해 그 일측에 연결되는 밸브 스템, 및 상기 밸브 스템을 회전 작동시키기 위한 작동 손잡이를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 피그의 재질은 발포 폴리우레탄과 발포 폴리비닐클로라이드의 블렌드이며, 더욱 바람직한 구현예에 따르면, 상기 피그의 재질은 발포 폴리우레탄과 발포 폴리비닐클로라이드의 블렌드의 중량비 9:1 내지 9.5:0.5의 블렌드이다.
본 발명에 따르면, 기존 밸브가 설치된 부분에 디스크용 볼이 설치된 플러싱 밸브를 설치하여 평소에는 유체를 단속하고, 상수도관의 세척이 필요한 경우, 상기 플러싱 밸브를 통해 피크를 투입하여 간단하게 상수도관을 세척할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 작업 구간의 상수도관 라인에서 누수 위치를 찾아낼 수 있으므로, 상수도관 세척과 누수 위치 탐지를 동시에 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상수도 관로의 재질과 무관하게 우수한 세척 효율을 보일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플러싱 밸브를 이용한 상수도관 세척 방법의 설치를 설명하기 위한 구조도이다.
도 2는 본 발명에 사용 가능한 플러싱 밸브를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에서 사용 가능한 플러싱 밸브의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법이 적용되는 상수도관 라인을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따라 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 사용되는 작업구와 퇴수구가 설치된 상수도관을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 스와빙 피그 세척을 위해 대상 구간에 주입 장치인 런처(launcher)와 배출 장치인 리시버(receiver)를 사전에 배수 관로상의 점검구 등에 설치하고, 런처를 통해 피그를 관로 내로 삽입하고, 리시버 후단 밸브를 개방한 후 런처 전단의 밸브를 개방하여 관로 내부의 수압을 통해 피그를 주행시켜, 물때 등 점착성 침전물을 제거하는 기술하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 사용 가능한 플러싱 밸브를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에서 사용 가능한 플러싱 밸브의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법이 적용되는 상수도관 라인을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따라 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법에 사용되는 작업구와 퇴수구가 설치된 상수도관을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 스와빙 피그 세척을 위해 대상 구간에 주입 장치인 런처(launcher)와 배출 장치인 리시버(receiver)를 사전에 배수 관로상의 점검구 등에 설치하고, 런처를 통해 피그를 관로 내로 삽입하고, 리시버 후단 밸브를 개방한 후 런처 전단의 밸브를 개방하여 관로 내부의 수압을 통해 피그를 주행시켜, 물때 등 점착성 침전물을 제거하는 기술하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
본 발명에 따라 상수도관을 세척함에 있어, 기존 밸브가 설치된 부분에 디스크용 볼이 설치된 플러싱 밸브를 설치함으로써, 평소에는 유체를 단속하고, 상수도관의 세척이 필요한 경우에는 상기 플러싱 밸브를 통해 피그를 투입하여 상수도관을 세척할 수 있다.
이와 관련한 본 발명의 구현예를 이하에서 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 플러싱 밸브를 이용한 상수도관 세척 방법은 기존에 설치된 상수도관 또는 신규로 설치되는 상수도관에 모두 적용하여 상수도관을 세척할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기존 상수도관(1)에 설치된 제수 밸브를 제거한다(S1).
여기서, 종래의 상수도관에 설치되는 제수 밸브는 크게 게이트 밸브와 버터플라이 밸브로 대별되는데, 이러한 종래의 밸브는 상수도관의 유체를 단속하는 데는 유용하나, 상수도관에 스케일이 생성되었을 경우에는 스케일 제거에 필요한 피그를 투입할 수 없기 때문에 상수도관 세척이 매우 어렵다는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 제수 밸브의 교체가 필요할 때 본 발명의 상수도관 세척 방법을 적용하면 밸브의 교체와 상수도관 세척을 모두 실시할 수 있다는 장점이 있다.
다음으로, 상수도관(1)에서 제수 밸브의 제거가 완료되면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일측에 투입구(미도시, 커버(18) 내부에 위치함)가 형성하고 내부에 회전되면서 관로를 선택적으로 개폐시키는 디스크용 볼(12)이 구성된 플러싱 밸브를 상기 제거된 제수 밸브의 위치에 설치한다(S2).
여기서, 본 발명에 적용되는 플러싱 밸브는 일측에 투입구가 형성된 3방향 밸브로서, 상수도관 내부에 스케일을 제거하기 위한 피그를 투입할 수 있게 구성된다. 즉, 상기 플러싱 밸브(10)는 평상시에는 유체의 단속에 사용되고, 상수도관 내부에 스케일 생성된 경우, 플러싱 밸브의 투입구를 통해 피그(P)를 삽입하여 상수도관 내부를 세척할 수 있도록 구성되는 것이다.
구체적으로, 상기 플러싱 밸브(10)는 일측에 유입구(13)가 형성되고 타측에 배출구(14)가 형성되며, 상기 유입구(13) 및 배출구(14)의 수직 방향에 투입구가 형성되며 내부에 밸브실(15)이 형성되어 있는 밸브 본체와, 상기 밸브실에 회전 가능하게 장착되고 내부에 관통로(12a)가 형성되어 선택적으로 상기 유입구(13) 및 배출구(14)를 개폐시키는 디스크용 볼(12)과, 상기 디스크용 볼을 회전 작동시키기 위해 그 일측에 연결되는 밸브 스템(16)과, 상기 밸브 스템(16)을 회전 작동시키기 위한 작동 손잡이(17)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 투입구에는 선택적으로 착탈시킬 수 있는 별도의 커버(18)가 설치하여 내부로 이물질이 들어가는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 디스크용 볼(12)은 상기 밸브 스템(16)의 회전에 의해 회전하면서 상기 관통로(12a)를 상기 유입구(13) 및 배출구(14)와 일치시켜 밸브를 개방시키거나 관통로(12a)를 상기 투입구측으로 향하게 하여 밸브를 밀폐시키도록 구성된다.
다음으로, 상기 상수도관 중 세척이 필요한 관로의 끝단부에 외부 배출 라인(20)을 연결한다(S3).
여기서, 상기 외부 배출 라인(20)은 상수도관의 세척 작업 시에 스케일을 포함한 각종 이물질 및 피그를 외부로 배출하기 위한 라인으로서, 통상 상기 교체된 제수 밸브의 다음 구간의 제수변(2)이나 상수도관의 끝단부에 설치되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 플러싱 밸브의 투입구를 통해 피그(P)를 투입시켜 상기 디스크용 볼(12)의 내부로 피그(P)를 삽입시킨다(S4).
즉, 상기 상수도관에 설치된 플러싱 밸브를 디스크용 볼의 관통로(12a)가 투입구측으로 향하게 하여 밸브를 밀폐시킨 상태에서, 플러싱 밸브의 투입구를 통해 피그(P)를 투입시켜, 투입구측으로 개방된 디스크용 볼의 관통로(12a)로 피그(P)를 삽입시키는 것이다.
다음으로, 상기 디스크용 볼(12)을 개방시켜 디스크용 볼(12) 내부에 삽입된 피그(P)를 수압에 의해 상수도관(1) 내부를 따라 이동시킨다(S5).
즉, 상기 밸브 스템(16)의 회전에 의해 플러싱 밸브의 관통로(12a)를 상기 유입구(13) 및 배출구(14)와 일치시켜 밸브를 개방시키면, 밸브 몸체 내부로 공급되는 수압에 의해 관통로(12a) 내부에 삽입된 피그(P)가 상수도관(1) 내부를 따라 이동된다. 이때, 상수도관(1)을 따라 이동되는 피그(P)는 상수도관 내부의 스케일 및 이물질을 제거하면서 세척한다.
다음으로, 상기 상수도관(1) 내부를 따라 이동된 피그(P) 및 피그에 의해 제거된 스케일을 상기 외부 배출 라인(20)을 통해 수거한다(S6).
즉, 상수도관의 수압에 의해 상수도관(1) 내부를 따라 이동되는 피그(P) 및 피그에 의해 제거된 스케일 및 이물질은 상수도관(1) 내부의 내부를 따라 이동되는 물과 함께 외부 배출 라인(20)을 통해 빠져나오게 되는 것이다.
상기와 같은 작업을 계속 연결되어 있는 상수도관에 차례차례 실시하게 되면 상수도관 세척 작업을 용이하게 실시할 수 있게 된다. 이와 같은 세척 방법을 적용하면, 상수도관의 제수 밸브의 교체가 필요할 때, 플러싱 밸브를 설치하여 평소에는 유체 단속에 사용하고, 상수도관의 세척이 필요한 경우에는 투입구를 통해 피그를 투입시켜 용이하게 상수도관을 세척할 수 있기 때문에 매유 효율적인 세척 방법이라고 할 수 있다.
본 발명의 위와 같은 구현예는 상수도관의 밸브가 설치되는 부분에 플러싱 밸브를 설치함으로써, 평소에는 유체 단속에 사용하고, 상수도관의 세척이 필요한 경우에는 투입구를 통해 피그를 투입시켜 용이하게 상수도관을 세척할 수 있기 때문에 매유 효율적인 세척 방법이라고 할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 위에서 살펴본 위와 같은 상수도관의 세척뿐 아니라, 세척하는 상수도관 라인에서 누수 위치를 탐지하는 단계를 추가로 포함할 수도 있다.
이와 관련한 본 발명의 구현예를 이하에서 상세히 설명한다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 작업 구간 내의 메인 상수도관(31)에 작업구(40)와 퇴수구(50)를 설치한다(S10). 작업구(40)는 작업 구간 내의 메인 상수도관(31) 중에서 수돗물이 흐르는 방향을 기준으로 상류 쪽에 설치하고, 퇴수구(50)는 하류 쪽에 설치할 수 있다.
작업구(40)는 메인 상수도관(31)의 상류 쪽에 기존 제수 밸브(37)가 설치된 장소에 인접하게 설치하고, 퇴수구(50)는 메인 상수도관(31)의 하류 쪽에 기존 제수 밸브(37)가 설치된 장소에 인접하게 설치한다.
작업구(40)는 메인 상수도관(31)을 절단하지 않고 부단수 할정자관(41)을 설치하여 형성할 수 있다. 부단수 할정자관(41)은 대략 목이 짧은 T자 형상으로 형성되며, T자의 머리 부분(42)은 메인 상수도관(31)에 결합되고, T자의 목에 해당하는 부분에 마련된 중공의 관부(43)에 대응하는 메인 상수도관(31)의 부분을 천공한다. 그러면, 부단수 할정자관(41)의 관부(43)가 메인 상수도관(31)과 연통된다. 따라서, 부단수 할정자관(41)의 관부(43)가 상수도관 세척작업을 수행하기 위한 작업구(40)를 형성한다. 이때, 작업구(40), 즉 부단수 할정자관(41)의 관부(43)가 상측, 즉 지면(100)을 향하도록 설치하는 것이 바람직하다.
이후, 작업구(40)에서 수압과 유량을 측정하여 누수 여부 및 누수량을 측정한다(S20).
구체적으로, 작업구(40)에 인접한 메인 상수도관(31)의 외면에 휴대용 유량계를 설치하고, 작업구(40)에 인접한 제수변(38)을 개방한다. 이하, 복수의 기존 제수변(37) 중 작업구(40)에 인접하여 설치되어 있으며, 작업 구간 내의 상수도관(31)으로 수돗물이 유입되는 기존 제수변을 작업 제수변이라 한다.
작업 구간 내의 메인 상수도관(31)과 수용가 연결관(33)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(31)과 수용가 연결관(33) 중 어디에선가 누수가 있다는 것을 의미한다.
만일 기존의 수압으로 유속을 측정하기 어려운 경우에는 작업구(40)에 설치된 고압 공기 공급장치(70)를 통해 메인 상수도관(31)에 고압의 압축 공기를 주입한다. 그러면, 작업 구간 내의 상수도관 라인(31, 33)을 흐르는 수돗물의 수압이 높아지므로 누수가 발생할 경우, 휴대용 유량계로 유속을 용이하게 측정할 수 있다.
따라서, 휴대용 유량계로 메인 상수도관(31)의 유속을 측정함으로써 작업 구간 내의 상수도관 라인(31, 33)에 누수가 있는지를 판단할 수 있다. 또한, 유량계로 측정한 유속과 작업 제수 밸브(38)를 통해 공급되는 수돗물의 유량을 기초로 누수량을 산출할 수 있다.
만일, 누수 여부 측정 단계(S20)에서 누수가 있다고 판단된 경우는, 상술한 작업 구간의 상수도관 라인(31, 33)의 복구 작업이 완료된 후, 누수 위치를 탐지하는 단계를 수행한다(S30).
구체적으로, 작업 제수 밸브(38)를 잠근 후, 작업 구간 내의 상수도관 라인(31, 33)의 수돗물이 퇴수구(50)와 수용과 연결관(33)의 밸브를 통해 모두 배출되도록 한다. 이때, 작업구(40)에 연결된 고압 호스(71)를 통해 고압의 압축 공기를 메인 상수도관(31)에 투입하여 잔존 수돗물을 제거할 수 있다.
수돗물이 모두 배출된 후, 작업 구간 내의 제수 밸브(37, 38)와 수용가(35)의 밸브를 모두 잠근다. 그 후, 작업구(40)를 통해 작업 구간 내의 메인 상수도관(31)에 질소 혼합 가스를 투입하고, 상수도관 라인(31, 33)이 매립되어 있는 지표면에서 질소 탐지기로 누출되는 질소가 있는지를 검출한다. 질소 탐지기로 질소가 탐지되는 곳이 상수도관 라인(31, 33)에서 누수가 발생하는 누수 위치이다.
누수 위치 탐지 단계(S30)에서 사용되는 질소 혼합 가스는 질소, 수소, 및 공기가 혼합된 혼합 가스이다. 예를 들면, 질소 혼합 가스는 부피 기준으로 75% 내지 85%의 질소, 10% 내지 15%의 수소, 및 5% 내지 10%의 공기를 혼합하여 만든 가스를 사용할 수 있다.
누수 위치를 탐지하였으면, 누수 수도관을 보수하는 단계(S40)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 누수 위치에 해당하는 지면을 굴착하여 상수도관을 노출시키고, 누수 부위를 보수하거나 상수도관을 교체하여 누수를 차단한다.
또한, 본 발명은 상수도 관로의 재질과 무관하게 우수한 세척 효율을 보일 수 있는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 재질의 스와빙 피그를 사용함으로써, 상수도 관로의 재질과 무관하게 우수한 세척 효율을 보일 수 있다.
이와 관련한 본 발명의 구현예를 이하에서 상세히 설명한다.
본 발명에서 이용할 수 있는 스와빙 피그의 형상은 기설 관로의 형상이나 형태 등에 따라서 적당히 설정할 수 있는바, 구형, 중공 볼형, 구형이나 중공 볼형이 각각 또는 서로 이어진 형상, 타원체형, 기둥형, 타원체형이나 기둥형이 각각 또는 서로 이어진 형상일 수 있다.
피그의 지름은 기설 관로의 내경보다 작거나 같은 치수가 바람직하지만, 이에 한정되지 않고 피그의 재질상 변형 가능한 것이면 내경보다 큰 치수라도 좋다. 이와 같이 피그의 지름은 기설 관로의 내경과 피그의 재질 등을 고려하여 결정할 수 있다.
본 발명에서 이용할 수 있는 피그의 재질은 발포 폴리우레탄(polyurethane, PU), 발포 폴리염화비닐클로라이드(polyvinyl chloride, PVC), 발포 실리콘 고무(silicone rubber), 라텍스 등의 연질 또는 금속 등의 경질의 재질을 사용할 수 있지만, 금속 등의 경질은 지부나 곡부에서 라이닝 두께를 변형시킬 수 있는 원인이 될 우려가 있으므로, 연질의 재질을 이용하는 것이 바람직하다.
다만, 발포 PU, 발포 PVC, 발포 실리콘 고무, 라텍스 재질에 비해서 발포 PU와 발포 PVC의 블렌드 재질의 스와빙 피그를 사용하는 경우, 수질 개선 효과가 커서 바람직하며, 특히 관내 세균에 대한 살균 처리로 소모되는 염소 농도 감소량이 줄어들게 되어 바람직하다.
특히, 그 중에서도 발포 PU와 발포 PVC의 중량비 9:1 내지 9.5:0.5의 블렌드를 사용하는 경우, 상수도관의 세척 과정에서 재질에 무관하게 균일한 탁도 개선 효과의 우수성을 얻을 수 있어, 더욱 바람직하다.
즉, 위에서도 살펴본 바와 같이, 통상 아파트나 단독 주택, 빌딩 등 각종 건물에는 폴리부틸렌관(PB관), 금속 주름관, 동관, 스테인레스관, 폴리에틸렌관(PE관), 가교화(crosslinked) 폴리에틸렌관(상품명: 엑셀 파이프, X-L pipe) 등과 같은 다양한 재질의 상수도관이 사용되는데, 발포 PU와 발포 PVC의 중량비 9:1 내지 9.5:0.5의 블렌드를 스와빙 피그의 재질로 하는 경우, 종래 관로의 재질에 따라 세척 효율의 차이가 발생하여 관로의 재질에 다른 세척 방식 또는 조건을 변경해야 하는 문제점을 해결하고, 관로의 재질과 무관한 세척 방식 또는 조건을 쉽게 표준화할 수 있는 장점이 있다.
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
또한 이하에서 제시되는 실험 결과는 상기 실시예 및 비교예의 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.
실시예
수도배관 및 스와빙 피그의 재질에 따른 세척 효율을 살펴보기 위하여, 도 6과 같이 대상 구간에 주입 장치인 런처(launcher)와 배출 장치인 리시버(receiver)를 사전에 배수관로 상의 점검구에 설치하였다.
수도배관은 재질만 시험하려는 특정 재질로 상이할 뿐(표 1 참고) 단면적(15 cm2)과 길이(50 m)가 동일한 관을 사용하였고, 스와빙 피그 역시 재질만 시험하려는 특정 재질로 상이할 뿐(표 1 참고) 형상(전방 1/5 타원체 및 후방 4/5 원기둥이 결합되어 있는 형상, 도 6 참고) 및 외경(수도배관 내경과 동일)이 동일한 피그를 사용하였다.
런처를 통해 시험하려는 수도배관 내로 시험하려는 피그를 삽입하고, 리시버 후단 밸브를 개방한 후 런처 전단의 밸브를 개방하여 관로 내부의 수압을 통해 피그를 주행시켜, 물 때 등 점착성 침전물을 제거하였다.
세척 시 피그 주행에 필요한 유속은 입자성 물질들의 크기나 비중에 따라 재침전할 수 있으므로 최소한 단방향 플러싱과 동등 수준 이상의 유속(1.0 내지 1.5 m/초) 이상을 유지하였다.
세척 전후 시료를 각각 채수하여 수질을 분석하였으며, 수질 분석 항목과 측정 장비는 아래 표 2에 나타내었다.
수질 분석 결과, 아래 표 3에서 보는 바와 같이, 발포 PU, 발포 PVC, 발포 실리콘 고무, 라텍스 재질에 비해서 발포 PU와 발포 PVC의 블렌드 재질의 스와빙 피그를 사용하는 경우, 관내 세균에 대한 살균 처리로 소모되는 염소 농도 감소량이 줄어들게 되어 수질 개선 효과가 큰 것으로 확인되었다.
다만, 발포 PU와 발포 PVC의 중량비 5:5 블렌드 및 중량비 9.9:0.1 블렌드는 수도배관의 재질에 따라서 탁도 개선 효과가 각각 17.9% 내지 31.3% 및 19.3% 내지 34.3%로 편차가 큰 반면, 발포 PU와 발포 PVC의 중량비 9:1 블렌드는 수도배관의 재질과 무관하게 35.0% 내지 35.7%의 균일한 탁도 개선 효과를 보이는 것을 확인할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조나 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1: 상수도관 2: 제수변
10: 플러싱 밸브 12: 디스크용 볼
12a: 관통로 13: 유입구
14: 배출구 15: 밸브실
16: 밸브 스템 17: 손잡이
18: 커버 20: 외부 배출 라인
31: 메인 상수도관 33: 수용가 연결관
35: 수용가 37: 제수 밸브
38: 작업 제수 밸브 40: 작업구
41, 51: 부단수 할정자관 42: T자의 머리 부분
43, 53: 관부 45: 세척용 제수 밸브
50: 퇴수구 70: 고압 공기 공급장치
71: 고압 호스 90, 80: 수도관 점검실
91, 81: 출입구 100: 지면
200: 정수처리장치 201: 1차 퇴적물 처리 탱크
202: 2차 수처리 탱크 205: 배수 호스
210: 차량
10: 플러싱 밸브 12: 디스크용 볼
12a: 관통로 13: 유입구
14: 배출구 15: 밸브실
16: 밸브 스템 17: 손잡이
18: 커버 20: 외부 배출 라인
31: 메인 상수도관 33: 수용가 연결관
35: 수용가 37: 제수 밸브
38: 작업 제수 밸브 40: 작업구
41, 51: 부단수 할정자관 42: T자의 머리 부분
43, 53: 관부 45: 세척용 제수 밸브
50: 퇴수구 70: 고압 공기 공급장치
71: 고압 호스 90, 80: 수도관 점검실
91, 81: 출입구 100: 지면
200: 정수처리장치 201: 1차 퇴적물 처리 탱크
202: 2차 수처리 탱크 205: 배수 호스
210: 차량
Claims (4)
- 상수도관에 설치된 제수 밸브를 제거하는 단계,
일측에 투입구가 형성되고 내부에 회전되면서 관로를 선택적으로 개폐시키는 디스크용 볼이 구성된 플러싱 밸브를 상기 제거된 제수 밸브의 위치에 설치하는 단계,
상기 상수도관 중 세척이 필요한 관로의 끝단부에 외부 배출 라인을 연결하는 단계,
상기 플러싱 밸브의 투입구를 통해 피그를 투입시켜 상기 디스크용 볼의 내부로 피그를 삽입시키는 단계,
상기 디스크용 볼을 개방시켜 디스크용 볼 내부에 삽입된 피그를 수압에 의해 상수도관 내부를 따라 이동시키는 단계, 및
상기 상수도관 내부를 따라 이동된 피그 및 피그에 의해 제거된 스케일을 상기 외부 배출 라인을 통해 수거하는 단계를 포함하는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법으로서,
상기 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법은 작업 구간 내의 상수도관 라인에 작업구와 퇴수구를 설치하는 단계,
상기 작업구에서 수압과 유량을 측정하여 누수 여부 및 누수량을 측정하는 단계,
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 단계를 추가로 포함하고,
상기 플러싱 밸브는 (a) 일측에 유입구가 형성되고 타측에 배출구가 형성되며 상기 유입구 및 배출구의 수직 방향에 투입구가 형성되고 내부에 밸브실이 형성되어 있는 밸브 본체, (b) 상기 밸브실에 회전 가능하게 장착되고 내부에 관통로가 형성되어 선택적으로 상기 유입구 및 배출구를 개폐시키는 디스크용 볼, (c) 상기 디스크용 볼을 회전 작동시키기 위해 그 일측에 연결되는 밸브 스템, 및 (d) 상기 밸브 스템을 회전 작동시키기 위한 작동 손잡이를 포함하여 구성되고,
상기 피그의 재질은 발포 폴리우레탄과 발포 폴리비닐클로라이드의 블렌드인 것을 특징으로 하는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 피그의 재질은 발포 폴리우레탄과 발포 폴리비닐클로라이드의 블렌드의 중량비 9:1 내지 9.5:0.5의 블렌드인 것을 특징으로 하는 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210029290A KR102386151B1 (ko) | 2021-03-05 | 2021-03-05 | 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210029290A KR102386151B1 (ko) | 2021-03-05 | 2021-03-05 | 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102386151B1 true KR102386151B1 (ko) | 2022-04-14 |
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ID=81211173
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210029290A KR102386151B1 (ko) | 2021-03-05 | 2021-03-05 | 상수도관 세척 및 누수 위치 탐지 공법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102386151B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102666969B1 (ko) | 2023-07-21 | 2024-05-20 | 서울특별시 | 수도관 세척 성능 평가 시스템 및 수도관 세척 성능 평가 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101140217B1 (ko) | 2011-10-24 | 2012-05-02 | (주)켐씨텍 | 상수도 정수장 및 배수지 세척용 친환경 세척제 조성물 |
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-
2021
- 2021-03-05 KR KR1020210029290A patent/KR102386151B1/ko active IP Right Grant
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