KR102662940B1 - 상수도관 관리방법 및 관리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 상수도관 관리방법은 상수도 배관 내부에 고압기체를 분사함으로써 노후화로부터 상수도관을 관리하는 방법에 있어서, 작업배관으로 유입되는 수돗물을 차단하고 수돗물을 토출시키는 준비단계, 상기 작업배관의 작업구에 고압기체를 투입하는 분사관을 연결하고, 상기 토출구에 고압기체가 토출되는 토출관을 연결하는 연결단계, 상기 작업배관에 질소기체 및 질소보다 분자량이 작은 검출용 기체를 분사하는 세척단계 및 상기 세척단계가 수행되는 동안 상기 작업배관이 매립되어 있는 지표면에서 누출되는 상기 검출용 기체를 검출하는 기체검출단계를 포함하고, 상기 기체검출단계에서 상기 질소기체보다 상기 검출용 기체가 먼저 검출되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 상수도관 관리방법으로서, 더욱 상세하게는 상수도 배관의 세척과 누수탐지를 동시에 수행할 수 있는 상수도관 관리방법에 관한 것이다.
상수도관의 노후화는 크게 적수(녹물)와 누수발생의 결과를 초래하며, 적수는 물에 포함된 성분이 배관 내 침착되어 쌓이기 때문에 발생한다.
상수도관 노후화에 대한 해결책으로 배관교체가 있으나, 국내 상수도관의 설치길이에 비추어 모든 배관을 교체하는 것은 시간과 비용의 측면에서 부적절하다. 따라서 누수가 발생되는 지점의 배관만을 교체하고, 배관 내부를 세척함으로써 배관교체를 최소화하는 관리가 적절하다.
배관세척 목적의 종래 기술로는 물을 뺀 배관에 고압으로 충전된 질소기체 장비를 이용하여 고압의 질소기체를 투입함으로써 배관 내 침착된 이물질을 제거하는 세척방법, 고압기체와 세척수를 함께 투입하는 세척방법이 있다.
대한민국 등록특허 제10-2323368호(2021.11.02 등록)의 배관 크리링 장치는 고압기체의 나선류를 이용하여 배관을 세척하는 방법을 개시하고, 대한민국 등록특허 제10-2360145호(2022.02.03 등록)의 저압질소와 맥동류를 이용한 수도배관 세척장치(이하, '선행특허'라 함)는 압축질소와 세척수를 함께 투입하는 세척방법을 개시한다.
또한, 상수도관의 누수를 탐지하는 종래기술로서 위 선행특허는 배관 내부로 투입되는 압축질소의 토출을 차단시킴으로써 압축질소의 누출 여부에 따라 누수를 점검하는 단계와 이 누수점검단계를 끝낸 이후에 압축질소를 이용하여 배관 내부를 세척하는 세척단계를 포함한다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-2074521호(2020.01.31 등록)의 수도배관 세척방법은 고압의 질소기체를 투입하고 토출구의 압력저하를 감지하면 누수인 것으로 판단하는 누수검사단계와 누수검사단계에서 압력저하가 감지되지 않는 경우에만 수행되는 세척단계를 포함하는 수도배관 세척방법을 개시한다.
본 발명은 상수도관의 세척방법에 누수탐지를 접목시켜 세척작업과 누수탐지작업을 동시에 수행함으로써 작업과정을 축소시킨 상수도관 관리방법 및 상수도관 관리장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 상수도관 관리방법은 상수도 배관 내부에 고압기체를 분사함으로써 노후화로부터 상수도관을 관리하는 방법에 있어서, 작업배관으로 유입되는 수돗물을 차단하고 수돗물을 토출시키는 준비단계, 상기 작업배관의 작업구에 고압기체를 투입하는 분사관을 연결하고, 상기 토출구에 고압기체가 토출되는 토출관을 연결하는 연결단계, 상기 작업배관에 질소기체 및 질소보다 분자량이 작은 검출용 기체를 분사하는 세척단계 및 상기 세척단계가 수행되는 동안 상기 작업배관이 매립되어 있는 지표면에서 누출되는 상기 검출용 기체를 검출하는 기체검출단계를 포함하고, 상기 기체검출단계에서 상기 질소기체보다 상기 검출용 기체가 먼저 검출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 검출용 기체는 수소기체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 세척단계는 상기 질소기체만을 투입하는 제1 세척단계와 상기 제1 세척단계 이후에 상기 질소기체 및 상기 검출용 기체를 동시에 투입하는 제2 세척단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기체검출단계는 상기 제2 세척단계가 수행되는 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기체검출단계는 상기 세척단계에서 상기 작업배관 내부의 압력이 5기압 이상에 도달한 이후에 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 추정단계는 상기 컴퓨터 프로그램이 상기 기체검출단계에서 검출된 기체의 종류와 농도를 바탕으로 상기 배관이 매립되어 있는 지표의 포장 종류를 참작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기체검출단계 이후에 상기 기체검출단계의 정보를 바탕으로 컴퓨터 프로그램이 누수지점을 결정하는 추정단계를 더 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램이 GPS 수신기를 이용하여 상기 지표면의 위치정보를 파악하고, 상기 위치정보와 배관도를 비교할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램이 GPS 수신기를 이용하여 상기 지표의 포장 종류를 파악하고, 파악된 포장 종류에 관한 정보와 기체 검출 상태를 종합하여 누수여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 준비단계는 부단수 할정자관을 이용하여 상기 작업구와 상기 토출구를 설치하고, 상기 배관의 구조에 따라 상기 배관의 최하단부에 이물질이 퇴적되는 분기부를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 세척단계는 상기 작업구에서의 압력과 상기 토출구에서의 압력의 측정값을 비교하여 상기 작업배관의 상태에 따라 상기 작업구에서의 압력을 조절하면서 기체를 분사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 질소기체와 상기 검출용 기체의 혼합공기가 일정시간동안 상기 작업배관 내부에 유지되도록 상기 토출구를 완전히 차단하는 유지단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 세척단계 이후에, 상기 작업배관을 통과시킨 수돗물의 탁도와 특성을 분석함으로써 상기 세척단계의 효과를 평가하는 세척평가단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 상수도관 관리장치는 상수도 배관 내부에 고압기체를 분사함으로써 노후화로부터 상수도관을 관리하는 장치에 있어서, 작업배관의 작업구에 설치되어 상기 배관 내부로 질소기체 및 질소분자보다 분자량이 작은 검출용 기체를 분사하고, 상기 질소기체 및 상기 검출용 기체의 공급량 및 압력을 조절하는 분사관, 상기 배관의 토출구에 설치되어 토출되는 질소기체 및 검출용 기체의 압력, 속도를 측정하는 토출관, 상기 질소기체와 상기 검출용 기체를 저장하고 상기 분사관에 연결되는 고압탱크 및 상기 검출용 기체의 종류와 농도를 측정하는 가스센서를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가스센서가 기체를 검출하는 동안 상기 가스센서의 위치정보를 출력하는 GPS 수신기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가스센서가 측정한 값을 바탕으로 누수지점을 결정하는 컴퓨터 프로그램을 더 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램이 상기 GPS 수신기가 출력한 상기 가스센서의 위치정보와 상기 작업배관의 배관도를 비교할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 GPS 수신기가 출력한 상기 가스센서의 위치정보로부터 지표의 포장 종류를 출력하고, 상기 컴퓨터 프로그램이 상기 가스센서의 측정값을 바탕으로 상기 포장 종류를 참작하여 상기 배관의 누수지점을 결정할 수 있다.
본 발명의 상수도관 관리방법 및 상수도관 관리장치는 세척작업과 누수탐지 작업을 동시에 수행함으로써 세척작업의 효율을 증가시키고, 누수탐지작업과 세척작업 사이의 해체-준비단계를 생략하게 함으로써 작업과정을 대폭 축소시키므로, 관리에 드는 시간과 비용을 축소시키는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법의 순서도이다.
도 2는 작업배관 내부에 침착된 이물질이 제거되는 동시에 작업배관으로 투입된 기체의 일부는 누수지점 및 지표를 통과하여 지표면에서 검출되는 과정을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사관의 일부분을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 준비단계의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 할정자관의 사용상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 작업배관 내부에 침착된 이물질이 제거되는 동시에 작업배관으로 투입된 기체의 일부는 누수지점 및 지표를 통과하여 지표면에서 검출되는 과정을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사관의 일부분을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 준비단계의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 할정자관의 사용상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있고 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, 설명되는 각 단계들은 나열된 순서와 상관없이 수행될 수 있다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법 및 관리장치는 2 이상의 종류의 기체를 사용하여 관내 세척과 누수지점 판단이 동시에 수행되기 때문에 시간과 인력을 절감한다. 또한, 기체를 사용하고 세척수(오존수)를 사용하지 않기 때문에 비용의 측면에서 유리하고 환경오염의 염려도 적다. 또한 액체를 사용하여 세척하는 경우보다 관내 압력상승으로 인한 배관 손상의 염려가 크게 감소하기 때문에, 배관의 재질, 관경, 굴절, 고저 차 등에 의한 제한도 크게 줄어든다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법의 순서도이다. 본 발명의 상수도관 관리방법은 상수도 배관 내부에 고압기체를 분사함으로써 노후화로부터 상수도관을 관리하기 위한 것으로, 세척작업을 수행하기로 설정된 작업구간(이하, '작업배관'이라 함)의 내부를 고압기체가 분사될 수 있는 상태로 준비시키는 준비단계(S110), 작업배관에 분사관과 토출관을 연결하는 연결단계(S120), 고압기체를 분사하여 배관 내부를 세척하는 세척단계(S130) 및 상기 세척단계가 수행되는 동안 배관이 매립되어 있는 지표면으로 누출되는 기체를 검출하는 기체검출단계(S140), 기체검출단계(S140)에서 얻은 기체 정보를 바탕으로 적업배관의 누수지점을 결정하는 추정단계(S150)를 포함한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법은 작업배관 내부를 저산소 환경으로 유지하는 유지단계와 세척단계(S120) 이후에 작업배관에 수돗물을 투입하고 토출관을 통해 토출된 수돗물의 특성을 분석하여 세척된 정도를 평가하는 세척평가단계(S160)를 더 포함할 수 있다.
준비단계(S110)는 작업배관을 지관으로 분기하고, 작업배관의 내부에 있던 수돗물을 빼내는 과정이다.
연결단계(S120)는 고압기체를 작업배관 내부로 투입할 때 분사관을 연결하는 부분(이하 '작업구'라 함)에 작업관을 연결하고, 작업배관 외부로 고압기체를 토출시키는 부분(이하 '토출구'라 함)에 토출관을 연결하는 과정이다.
세척단계(S130)는 작업배관 내부에 질소기체와 수소기체를 고압으로 분사하여 작업배관 내부에 침착된 석회, 망간 등의 이물질을 제거하는 과정이다. 수소기체 대신에 질소기체보다 가볍고 공기 중에서 검출하기 쉬운 검출용 기체(예를 들어, 헬륨기체)가 사용될 수 있다.
기체검출단계(S140)는 세척단계(S130)가 수행되는 동안에 작업배관 내부에 투입된 기체분자가 작업배관에 존재하는 누수지점과 지표를 통과하면, 지표면에서 대상 기체분자의 농도를 측정하는 과정이다. 본 발명의 상수도관 관리장치는 누수탐지의 방법으로 기체검출을 이용한다. 가스센서가 기체를 검출하는 방법은 청음식 탐지기보다 정확하고, 빠르며 야외에서의 탐지에 적합하다.
추정단계(S150)는 기체검출단계(S140)에서 측정된 값을 바탕으로 작업배관의 누수지점을 결정하는 과정이다.
유지단계는 작업배관 내부에 존재하는 호기성 미생물을 사멸시키기 위하여 작업배관 내부를 저산소 환경으로 유지하는 과정이다. 유지단계는 세척단계(S130)를 수행한 후 휴지하였다가, 기체의 투입과 토출을 모두 멈춤으로써 수행될 수 있다.
세척평가단계(S160)는 세척단계(S130)을 통해 작업배관이 세척된 정도를 평가하는 과정이고, 세척단계(S130)와 세척평가단계(S160)는 피드백 방식으로 여러 번 수행될 수 있다.
도 2는 작업배관 내부에 침착된 이물질이 제거되는 동시에 작업배관으로 투입된 기체의 일부는 누수지점 및 지표를 통과하여 지표면에서 검출되는 과정을 도시한다. 작업배관으로 투입된 기체는 빠른 속도로 작업배관 내부의 이물질과 충돌하고 이물질을 제거한다. 또한 작업배관 내부는 고압기체를 투입하여 일정 수준의 압력을 유지하므로 투입된 기체의 일부는 작업배관에 존재하는 누수지점을 통해 지표(외부)로 누출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법 및 관리장치는 질소기체 및 질소보다 분자량이 작은 검출용 기체가 함께 사용되는데, 이 검출용 기체는 수소기체 또는 헬륨기체일 수 있다. 수소기체 등은 공기보다 매우 가벼워서 누수지점을 통과하여 지표로 누출되면 비교적 빠른 속도로 지표면 위로 이동하고, 대기 중에 농도가 낮기 때문에 탐지하기 쉽다. 그러나, 수소기체가 특정 비율 이상으로 혼합되는 것은 안정성 측면에서 바람직하지 않으므로 본 발명의 상하수도 관리방법에서 수소기체는 안정성을 위해 질소를 95% 이상 혼합함으로써 농도를 낮춰 사용되어야 한다. 한편, 가격적인 측면에서 바람직하지는 않지만, 수소기체와 헬륨기체를 혼합한 기체가 누수탐지용 기체로 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사관의 일부분을 나타내는 도면이다.
세척단계(S130)는 고압탱크에 충전된 기체를 분사관을 이용하여 작업배관에 투입하고 토출관을 통하여 배출하는 동안 분사관 및 토출관에서 압력을 측정하면서 작업배관 내부의 압력이 일정 범위에 유지되어야한다. 여기서 일정 범위의 압력이란 배관의 상태, 종류, 크기 등을 고려하여 배관이 손상될 염려가 없고 동시에 세척 및 누수탐지가 가능한 압력 범위를 의미한다. 한편, 본 발명의 상수도관 관리방법은 배관 내부를 세척하기 위한 세척물질로서 액체보다 훨씬 밀도가 작은 기체를 사용하기 때문에 유속이 매우 빠르더라도 배관이 손상될 염려는 액체의 경우보다 낮다.
세척단계(S130)는 분사관을 조절하여 고압탱크에 저장된 고압기체를 작업배관에 투입한다. 조절밸브를 조작하여 기체를 투입하며, 압력밸브를 조작하여 투입되는 기체의 압력, 속도 등을 조절한다. 분사관의 압력계와 속도계는 분사관이 연결되는 작업구 쪽의 기체의 압력 및 속도가 적정범위 이내인지 여부를 판단하게 하고, 나아가서는 내부 압력의 감소 정도가 적정 수준을 넘어서는 경우 누수 문제를 판단하게 할 수 있다.
또한, 토출구에는 토출관이 설치되고, 토출관은 그 설치되는 장소의 지형과 시공방법에 따라 토출되는 수돗물, 질소기체, 수소 기체 등이 작업에 방해되지 않도록 한다. 또한 토출관은 토출구에서 기체의 압력과 속도 특성을 측정할 수 있도록 압력계와 속도계를 구비한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법의 세척단계(S130)는 작업배관에 질소기체 100%를 투입하는 제1 세척단계와 제1 세척단계 이후에 질소기체 및 검출용 기체를 동시에 투입하는 제2 세척단계로 구성될 수 있다.
세척단계(S130)에서 고압으로 투입된 기체의 유속에 의해 관내 부착된 침전물에 전단력이 발생하고, 이 힘이 부착력 등을 넘어서면서 이물질이 제거된다. 특히 투입된 기체가 토출구에 가까워지면서 속도가 상승하게 되면 기체로 인한 전단력이 증가하게 되고, 이물질 제거가 활발해진다.
제1 세척단계에서 먼저 고압의 질소기체를 투입하는 것은 작업배관에 남아있는 소량의 수돗물을 토출구를 통하여 발생하는 전단력으로 관내 부착된 침전물을 제거하는 효과가 있다. 또한 작업배관 내부를 질소로 채우게 되므로 저산소환경을 만들어서 제2 세척단계에서 수소기체를 사용할 경우에도 더욱 안전한 작업환경이 되도록 한다.
또한, 이 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법의 기체검출단계(S140)는 세척단계(S130)의 제2 세척단계가 수행되는 동안에 지표면에서 수행될 수 있다. 작업배관에 투입된 탐지용 기체분자가 누수지점을 통과하여 지표로 누출되면, 탐지용 기체분자가 가볍기 때문에 지표면 위로 이동하고, 누수지점을 덮고 있는 지표면에서 탐지용 기체분자가 가스센서에 의하여 검출될 수 있다.
제2 세척단계에서 질소기체와 검출용 기체가 동시에 투입되기 때문에 질소기체 보다 작고 가벼운 검출용 기체가 더 빠르게 누수지점을 통과하고, 지표면 위로 이동할 수 있다. 또한 수소기체의 경우, 질소기체보다 가스센서의 기술이 더 발달하였으므로, 기체검출단계(S140)는 제1 세척단계에서 보다는 제2 세척단계에서 수행되는 것이 보다 효율적이다.
기체검출단계(S140)는 지표면에서 기체의 농도를 측정하여 이루어지는데, 지표의 포장 종류에 따라 기체가 지표를 뚫고 지표면 위로 이동하는 것이 곤란할 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법의 추정단계(S150)는 검출된 기체의 종류와 농도를 기초로, 작업배관이 매립되어 있는 지표의 포장 종류를 참작하여 배관의 누수 여부 및 누수지점을 판단하는 것이 바람직하다.
지표의 포장종류에 따라 기체의 투과 정도가 다를 수 있으므로 작업배관 내로 투입된 기체가 지표면 위로 잘 투과하지 못할 것으로 예상되는 경우에는 누수라고 판단할 수 있는 농도 범위를 수정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도로의 포장 재료는 크게 돌, 벽돌, 콘크리트, 아스팔트가 있고, 일반적으로 아스팔트 포장의 경우가 벽돌 포장인 경우보다 농도범위를 낮게 수정해야 한다. 또한, 포장된 경우가 비포장된 경우보다 농도범위를 낮게 수정해야 한다. 또한, 같은 아스팔트 포장의 경우라도 첨가재의 종류에 따라 배수 정도가 다르므로, 밀입도 아스팔트의 경우가 다공 아스팔트보다 농도범위를 낮게 수정해야 한다.
또한, 지표의 경계부분에서는 지표의 경계로부터 다소 떨어진 위치에 매립된 배관에서 누출된 기체가 검출될 수 있으므로, 이를 누수지점을 결정하는데 반영해야 한다. 예를 들어, 아스팔트 포장 지표와 비포장 지표의 경계부분에서는 아스팔트 포장 지표를 통과하지 못하고 아스팔트면 아래에 누적되어 옆으로 퍼지면서 아스팔트 포장 지표와 비포장 지표의 경계부분을 넘어가면 비포장 지표를 통하여 지표면 위로 검출될 수 있다. 이때 지표 경계부분에서 매우 높은 농도가 측정될 것이므로, 경계 부분에서는 이러한 오차를 누수지점결정에 고려해야한다. 한편, 누수지점결정에 필요한 판단 과정은 컴퓨터 프로그램을 통하여 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법은 GPS 수신기를 이용하여 지표의 포장 종류를 파악할 수 있다. GPS 수신기를 이용하여 가스센서가 작동되는 위치의 지도 정보로부터 얻은 지표의 포장종류에 대한 정보와 가스센서가 검출한 기체의 농도 등을 종합하여 누수여부를 판단할 수 있고, 이 판단 과정은 컴퓨터 프로그램을 통하여 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법은 GPS 수신기를 이용하여 배관도 상의 누수지점을 추정할 수 있다. GPS 수신기를 이용하여 가스센서가 작동되는 위치의 지도 정보를 배관도와 비교, 종합하여 배관도 상의 누수지점을 추정할 수 있고, 이 비교 과정 또는 추정 과정은 컴퓨터 프로그램을 통하여 수행될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부단수 할정자관의 사용상태를 나타내는 도면이다. 준비단계(S110)에서 작업배관의 작업구와 토출구에 부단수할정자관을 설치함으로써 부단수 분기용 게이트 밸브를 따로 설치할 필요없이 분기를 진행할 수 있다. 또한, 부단수 할정자관은 관로에 하측 분기부를 형성할 수 있기 때문에 세척단계(S130)에서 관내 침착되었던 이물질이 관내를 이동하다가 이 분기부에 퇴적된다면, 효과적으로 이물질을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법은 질소기체와 검출용 기체의 혼합공기가 일정시간동안 작업배관 내부에 유지되도록 토출구를 완전히 차단하는 유지단계를 더 포함할 수 있다. 작업배관 내부가 질소기체 등의 혼합공기로 가득 채워지는 저산소 환경이 일정시간 유지되면 관내의 호기성 미생물이 사멸될 수 있다. 유지단계는 세척단계를 잠시 휴지하고 수행되거나 세척단계의 마무리에 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리방법은 세척단계 이후에, 작업배관을 통과시킨 수돗물의 탁도와 특성을 분석함으로써 상기 세척단계의 효과를 평가하는 세척평가단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 세척평가단계는 세척단계가 수행된 작업배관으로 수돗물을 흘려보내고, 수돗물과 함께 토출되는 물질 및 수돗물의 탁도와 이물질의 농도를 평가하여 세척정도를 평가한다. 또한, 평가된 세척정도를 기준으로 앞선 세척단계의 반복을 결정하는 피드백이 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리장치는 상수도 배관 내부에 고압기체를 분사함으로써 노후화로부터 상수도관을 관리하는 장치로서, 작업배관의 작업구에 설치되어 배관 내부로 질소기체 및 질소분자보다 분자량이 작은 검출용 기체를 분사하고, 질소기체 및 검출용 기체의 공급량 및 압력을 조절하는 분사관, 작업배관의 토출구에 설치되어 토출되는 질소기체 및 검출용 기체의 압력, 속도를 측정하는 토출관, 질소기체와 검출용 기체를 저장하고 분사관에 연결되는 고압탱크 및 기체의 종류와 농도를 측정하는 가스센서를 포함할 수 있다.
분사관은 일측에 형성되는 고압탱크와의 연결부, 연결부에 설치되어 압측기체의 공급을 제어하는 조절밸브, 중앙에 설치되어 압축기체의 분사를 제어하는 압력계, 속도계, 압력밸브 및 타측에 형성되어 압축기체를 관내로 수평 분사하는 분사구로 구성될 수 있다. 작업자는 압력계와 속도계를 통하여 공급된 기체 및 분사되는 기체의 압력과 속도를 확인하면서 조절밸브 및 압력밸브를 통하여 기체의 공급과 분사를 제어한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리장치의 고압탱크는 질소기체와 수소기체를 저장할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 관리장치는 가스센서가 기체를 검출하는 동안 가스센서의 위치정보를 출력하는 수신기를 더 포함할 수 있다. 이 경우 GPS 수신기가 출력한 가스센서의 위치정보를 작업배관의 배관도와 비교하여 배관도 상의 누수지점을 추정하거나, GPS 수신기가 출력한 위치정보로부터 지표의 포장 종류에 관한 정보를 추가로 출력하고 이를 배관의 누수 여부를 판단하는데 참작할 수 있다.
본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 검출용 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.
따라서, 각 실시예에서는 각각의 기술적 특징을 위주로 설명하지만, 각 기술적 특징이 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 서로 병합되어 적용될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
S110: 준비 단계
S120: 연결 단계
S130: 투입 단계
S140: 기체 검출 단계
S150: 누수시점 추정단계
S160: 세척평가단계
S120: 연결 단계
S130: 투입 단계
S140: 기체 검출 단계
S150: 누수시점 추정단계
S160: 세척평가단계
Claims (17)
- 상수도 배관 내부에 고압기체를 분사함으로써 노후화로부터 상수도관을 관리하는 방법에 있어서,
작업배관으로 유입되는 수돗물을 차단하고 수돗물을 토출구로 토출시키는 준비단계;
상기 작업배관의 작업구에 고압기체를 투입하는 분사관을 연결하고, 상기 토출구에 고압기체가 토출되는 토출관을 연결하는 연결단계;
상기 작업배관에 질소기체 및 질소보다 분자량이 작은 검출용 기체를 분사하는 세척단계;
상기 세척단계가 수행되는 동안 상기 작업배관이 매립되어 있는 지표면에서 누출되는 상기 검출용 기체를 검출하는 기체검출단계; 및
상기 기체검출단계에서 얻은 기체 정보를 바탕으로 컴퓨터 프로그램이 작업배관의 누수지점을 결정하는 추정단계; 를 포함하고,
상기 기체검출단계에서 상기 질소기체보다 검출용 기체가 먼저 검출되고,
상기 추정단계에서 GPS 수신기를 이용하여 기체 검출용 가스센서가 작동하는 위치를 판단하되 해당 지표의 포장 종류를 파악하여, 상기 가스센서가 검출한 기체의 농도와 기체가 검출된 지표에 위치한 포장종류 정보를 종합하여 누수여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 제1 항에 있어서,
상기 검출용 기체는 수소기체인 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 제1 항에 있어서,
상기 세척단계는 상기 질소기체만을 투입하는 제1 세척단계와 상기 제1 세척단계 이후에 상기 질소기체 및 상기 검출용 기체를 동시에 투입하는 제2 세척단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 제3 항에 있어서,
상기 기체검출단계는 상기 제2 세척단계가 수행되는 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 제1 항에 있어서,
상기 기체검출단계는 상기 세척단계에서 상기 작업배관 내부의 압력이 5기압이상에 도달한 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 제1 항에 있어서,
상기 추정단계는 상기 기체검출단계에서 검출된 기체의 종류와 농도를 바탕으로 상기 배관이 매립되어 있는 지표의 포장 종류를 컴퓨터 프로그램이 참작하여 추정하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 제1 항에 있어서,
상기 기체검출단계 이후에 상기 기체검출단계의 정보를 바탕으로 컴퓨터 프로그램이 누수지점을 결정하는 추정단계를 더 포함하고,
상기 컴퓨터 프로그램이 GPS 수신기를 이용하여 상기 지표면의 위치정보를 파악하고, 상기 위치정보와 배관도를 비교하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 제7 항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로그램이 GPS 수신기를 이용하여 상기 지표의 포장 종류를 파악하고, 파악된 포장 종류에 관한 정보와 기체 검출 상태를 종합하여 누수여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 제1 항에 있어서,
상기 준비단계는 부단수 할정자관을 이용하여 상기 작업구와 상기 토출구를 설치하고, 상기 배관의 구조에 따라 상기 배관의 최하단부에 이물질이 퇴적되는 분기부를 형성하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 제1 항에 있어서,
상기 세척단계는 상기 작업구에서의 압력과 상기 토출구에서의 압력의 측정값을 비교하여 상기 작업배관의 상태에 따라 상기 작업구에서의 압력을 조절하면서 기체를 분사하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 제1 항에 있어서,
상기 질소기체와 상기 검출용 기체의 혼합공기가 일정시간동안 상기 작업배관 내부에 유지되도록 상기 토출구를 완전히 차단하는 유지단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 제1 항에 있어서,
상기 세척단계 이후에, 상기 작업배관을 통과시킨 수돗물의 탁도와 특성을 분석함으로써 상기 세척단계의 효과를 평가하는 세척평가단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리방법. - 상수도 배관 내부에 고압기체를 분사함으로써 노후화로부터 상수도관을 관리하는 장치에 있어서,
작업배관의 작업구에 설치되어, 상기 배관 내부로 질소기체 및 질소분자보다 분자량이 작은 검출용 기체를 분사하고, 상기 질소기체 및 상기 검출용 기체의 공급량 및 압력을 조절하는 것으로, 조작에 의해 질소기체 또는 검출용 기체를 투입하는 조절밸브와, 조작에 의해 상기 기체들의 압력과 속도를 조절하는 압력밸브와, 상기 작업구 쪽으로 투입되는 상기 기체들의 압력 및 속도가 적정범위 이내인지 여부를 측정하는 압력계 및 속도계를 포함하는 분사관;
상기 배관의 토출구에 설치되어, 토출구로 토출되는 질소기체 및 검출용 기체의 압력 및 속도를 측정하는 압력계 및 속도계를 포함하는 토출관;
상기 질소기체와 상기 검출용 기체를 저장하고 상기 분사관에 연결되는 고압탱크;
상기 검출용 기체의 종류와 농도를 측정하는 가스센서;
상기 가스센서가 기체를 검출하는 동안 가스센서의 위치정보를 출력하는 GPS 수신기; 및
상기 GPS 수신기를 이용하여 기체 검출용 가스센서가 작동하는 위치를 판단하되 해당 지표의 포장 종류를 파악하여, 상기 가스센서가 검출한 기체의 농도와 기체가 검출된 지표에 위치한 포장종류 정보를 종합하여 누수지점 및 누수여부를 판단하는 컴퓨터 프로그램; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리장치. - 제13 항에 있어서,
상기 검출용 기체는 수소기체인 것을 특징으로 하는 상수도관 관리장치. - 제13 항에 있어서,
상기 가스센서가 기체를 검출하는 동안 상기 가스센서의 위치정보를 출력하는 GPS 수신기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리장치. - 제13 항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로그램이 상기 GPS 수신기가 출력한 상기 가스센서의 위치정보와 상기 작업배관의 배관도를 비교하여 누수지점을 결정하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리장치. - 제16 항에 있어서,
상기 GPS 수신기가 출력한 상기 가스센서의 위치정보로부터 지표의 포장 종류를 출력하고,
상기 컴퓨터 프로그램이 상기 가스센서의 측정값을 바탕으로 상기 포장 종류를 참작하여 상기 배관의 누수지점을 결정하는 것을 특징으로 하는 상수도관 관리장치.
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