KR20170105264A

KR20170105264A - 주유배관누설 감지장치

Info

Publication number: KR20170105264A
Application number: KR1020160028252A
Authority: KR
Inventors: 김기호
Original assignee: 한국위험물환경기술(주)
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2017-09-19
Also published as: KR101859656B1

Abstract

주유배관누설 감지장치가 개시된다. 개시되는 실시예에 따르면, 저장탱크와 주유기 사이에 연결되는 주유배관의 일 측에 기체와 기름이 출입 가능하도록 결합된 측정부; 측정부의 내부에 결합되며 기름누출에 따른 변화를 감지하는 감지부재;감지부재에 전기적 연결되며 감지부재에서 발하는 신호에 따라 경보를 울리는 경보장치를 포함한다.
이에 따르면, 기름의 수위의 변화를 플로트볼로 측정하여 플로트볼의 움직임을 리드스위치가 읽어 기름의 누출여부 및 누출량을 확인할 수 있다.

Description

주유배관누설 감지장치{MEASURING AND SENSING DEVICE FOR DETECTION LEAKAGE ON OIL SUPPLY PIPE}

개시된 발명은 주유배관상의 기름의 누설을 감지하고 누설량을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하에 매설되는 유류탱크로부터 지상의 주유기까지 연결되는 배관 라인상에서의 누유여부를 상시 감지할 수 있는 누설측정감지장치에 관한 것이다.

통상의 주유소에서 유류를 저장하는 탱크와 배관은 지하에 매설되어 있고, 주유를 위하여 유류를 압송하는 펌프가 형성되며, 주유량을 측정하는 유량계가 결합되며, 지상에는 주유를 위한 주유기가 설치된다.

이러한 주유배관들은 땅속에 매설되어 있어, 부식되기 쉬운 환경에 노출되어 있고, 배관매설부 주위 지상에서의 차량통행 등에 의한 물리적 작용으로 손상될 수 있다. 종래에는 주유배관의 파손 및 누유를 막기 위하여 배관을 이중으로 하는 등의 방지장치를 하였으나, 이는 설치 및 관리비용이 증가한다는 문제가 있다.

또한, 배관으로부터의 기름의 누출에 의한 오염을 방지하기 위하여, 토양환경보전법에서는 저장시설 및 배관에 대하여 정기적으로 누출검사를 실시하도록 규정하고 있는데, 배관의 누출여부를 확인하기 위하여 펌프체크밸브나 주유기 쪽에 배관을 가압하기 위한 기구를 설치한 후 배관을 압축공기 등을 사용하여 가압하고 일정시간 유지하면서 누설에 의해 변화되는 압력강하량을 측정하는 방식으로 실시하고 있다.

그러나 공기를 사용하여 가압한 후 압력강하의 정도로 누출여부를 측정하는 경우 압축된 공기가 새어나오는데 필요한 충분한 시간동안 유지해야 하는데, 토양환경보전법에서는 가압 후 10분간 유지하여 가압된 유체의 맥동에 의한 압력변화가 없도록 한 다음 이후 50분간 유지하여 압력변화량을 측정하도록 규정하고 있다. 즉, 압축된 공기가 팽창하면서 새어나오기 때문에, 부피변화에 비하여 압력강하량은 상대적으로 작으므로 시험시간이 길어지고, 미세한 누설인 경우 압력변화량이 적어 누출여부를 정확히 확인하기 어렵게 된다.

또한, 측정하는 동안의 주변의 환경변화, 예컨데 온도 변화에 따라 공기가 수축 또는 팽창하는 정도가 크게 나타나며 이는 정확한 측정을 곤란하게 한다.

이와같은 방식으로 측정하는 경우 압력강하는 측정하는 측정기기의 정밀도 및 오차범위에 의존적일 수밖에 없으며 실질적으로 정밀한 측정에 한계가 있게 된다.

또한, 배관이 경사지게 설치되어 있는 경우에는 배관 내 유류가 남아있는 상태에서 누출검사를 하게 되는데, 같은 크기의 결함이라도 공기가 빠져나가는 경우와 액체가 빠져나가는 경우의 속도는 다르게 되어 만일 결함이 액체가 차 있는 부분에 있는 경우 판정결과에 차이가 날 수 있으며, 역시 정확한 측정이 곤란하게 된다.

한편, 주유소와 같은 시설은 관련법에서 정하는 바에 따라 8년 주기로 누출검사를 하게 되는데, 누출검사 이후 차기 누출검사때 까지는 누출여부를 확인할 기회가 없어, 만일 부식 등으로 배관에 누설을 초래하는 결함이 발생할 경우 막대한 손실과 피해가 발생한다. 즉, 상시에 배관 등으로부터의 누설여부를 확인하기 위한 수단이 절실히 요구되고 있는 것이다.

이에 본 발명자는 국내 특허출원 10-2010-0033870호 「주유배관누설측정 및 감지장치」를 출원하여 특허등록 받은 바 있다.

본 발명자의 선 등록 특허를 설명하면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 저유탱크(101)에 연결된 주유배관(111)의 일 측에 내부에 기름이 유입될 수 있는 축압공간(102)이 마련되고, 일 측에 펌프(106)에 연결된 배관과 연결되어 상기 축압공간과 연통되는 프레스라인(112)이 형성되며, 타 측에 상기 펌프에 연결된 배관과 연결되어 상기 축압공간과 연통되는 세이브라인이 형성되고, 내부에 채워지는 기름에 따라 상기 축압공간이 용적변형 가능하며, 기름을 가압할 수 있도록 축압체가 형성된다.

상기 축압공간 내부에 가압된 기름의 상태 또는 변동을 측정하는 측정장치(1)가 형성되며, 상기 측정장치는 가압판의 이동거리, 작용하는 힘 또는 압력변화를 측정하여 기름의 누설여부 및 누설량을 측정한다.

또한, 공기를 사용하여 누출검사를 실시하므로 반드시 주유시설의 사용을 중지하고 배관내의 유류를 제거해야 하며, 누출검사가 종료된 후 시설의 사용을 위해서 마중유를 펌프에 채우고 공회전을 시켜야 하는 등 점검에 많은 시간과 수고를 필요하게 된다.

개시되는 일 실시예는 당해 시설에 가압하지 않고 유류의 누설에 의한 변동량을 직접 측정함으로서 실시간으로 누출여부와 누출량의 정밀한 측정이 가능토록 한 감지장치와 관련된다.

개시되는 일 실시예는 저장탱크와 주유기 사이에 연결되는 주유배관의 일 측에 기체와 기름이 출입 가능하도록 결합된 측정부, 상기 측정부의 내부에 결합되며, 기름누출에 따른 높이 변화를 감지하는 센서 및 상기 센서에 전기적 연결되며 센서에서 발하는 신호에 따라 경보를 울리는 경보장치를 포함하는 것을 특징으로 하고, 기름누출이 발생하면 유출되는 양 만큼의 기름층의 높이가 낮아지게 되며, 기름층의 높이변화를 감지하는 센서를 포함한 주유배관누설측정 및 감지장치를 제공한다.

상술한 바와 같이 실시예에 따르면, 주유배관에 설치된 펌프가 정지하면 더이상 저장탱크에서 기름을 끌어올리지 않게 되며, 주유배관 중간에 기름의 누출이 발생하게 되면 유출되는 양 만큼의 기름층의 높이가 낮아지게 된다.

이러한 기름의 수위의 변화를 플로트볼로 측정하여 플로트볼의 움직임을 리드스위치가 읽어 기름의 누출여부 및 누출량을 확인할 수 있다.

또한, 기존의 주유배관누설측정 및 감지장치와는 달리 가압하지 않으므로, 상시 누출여부를 검사할 수 있고, 시험시간이 현저히 단축될 수 있다.

도 1은 종래발명의 일 실시예에 따른 주유배관누설측정 및 감지장치의 사용상태를 도시한 도면,
도 2는 제1실시예에 따르는 주유배관누설 감지장치를 나타낸 도면,
도 3은 제1실시예에 따라 기름의 누설이 발생하지 않은 경우 누설감지장치를 확대한 사시도,
도 4a 및 도 4b는 제1실시예에 따라 기름의 누설이 발생하지 않은 경우 누설감지장치를 확대한 평면도,
도 5는 제2실시예에 따라 기름의 누설이 발생한 경우 누설감지장치를 나타낸 도면,
도 6은 제3실시예에 따르는 주유배관누설 감지장치의 전체 구성을 나타낸 도면,
도 7은 제3실시예에 따라 기름의 누설이 발생하지 않은 경우 누설감지장치를 확대한 도면,
도 8은 제3실시예에 따라 기름의 누설이 발생한 경우 누설감지장치를 확대한 도면,
도 9는 제3실시예에 따라 구동되는 리드스위치 및 플로트볼을 위에서 본 단면도,
도 10은 본 발명의 제3실시예의 변형된 실시예에 따라 다수의 측정자를 포함하는 경우에 리드스위치 및 플로트볼을 측면에서 본 단면도.

하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.

일 실시예에 따른 개략적 개시도면이 도 2에 도시되어 있다.

일 실시예에 따른 주유배관누설 감지장치는, 기름이 저장된 저장탱크에 저장된 기름이 이송되는 주유배관(10), 주유배관(10)에 연결되어 흡입력을 제공하는 펌프(20), 펌프의 토출측 라인에 형성되는 유량계(30)및 펌프의 토출측에 연결되는 주유기노즐(40)을 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이 저장탱크(101)와 주유기 사이에 연결되는 주유배관(10)의 일 측에 기체와 기름이 출입 가능하도록 측정부(110)가 결합된다.

상기 측정부(110)의 내부에는 기름누출에 따른 높이 변화를 감지하는 감지부재(A1~A3)가 구비된다.

이하에서는 감지부재(A1~A3)에 대해 보다 상세하게 설명한다.

[제1실시예]

도 2는 제1실시예에 따르는 주유배관누설 감지장치를 나타낸 도면, 도 3은 제1실시예에 따라 기름의 누설이 발생하지 않은 경우 누설감지장치를 확대한 사시도, 도 4a 및 도 4b는 제1실시예에 따라 기름의 누설이 발생하지 않은 경우 누설감지장치를 확대한 평면도이다.

도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 감지부재(A1)는, 주유배관(10)의 일측면에 상하 연결되는 바이패스관(2); 상기 바이패스관(2)에 장착되는 센서(3);를 포함한다.

상기 바이패스관(2)은 상·하의 수평관과, 상·하 수평관을 연결하는 수직관으로 이루어져 'ㄷ'자 형상이다.

상기 센서(3)는 바이패스관(2)의 수직관에 장착되며, 바람직하게는 수평 상태로 장착된다.

센서(3)는, 바이패스관(2)의 수직관의 양측면에 대칭되게 배치되는 제1,2단턱(321)(322)이 일측에 형성되고 수직관이 삽입되는 요홈(324)이 형성된 본체(32);

제1,2단턱(321)(322)에 각기 형성되며 초음파 또는 빔의 송신부(33) 및 수신부(34)와,

상기 본체(32)를 주유배관(10)의 외면에 장착하는 장착부재(36)를 포함하여 구성된다.

장착부재(36)는 묶어서 고정하는 밴드로서 통상의 케이블타이와 같은 일회용이며 가격이 저렴한 소재를 사용한다.

도 4a에서 나타낸 바와 같이, 주유배관(10)의 기름 높이가 낮아져 주유배관(10) 내부가 빈 상태가 되면 송신부(33)의 신호(화살표 표시된 선.)가 수신부(34)에 전달됨으로써 적정 수위보다 낮아졌음을 감지하게 되고, 경보장치(140)에 온(on) 신호를 주게 된다.

반면 도 4b에 나타낸 바와 같이, 주유배관(10)의 기름 높이가 높아져 주유배관(10)의 내부에 기름이 가득차게 되면 송신부(33)의 신호(화살표 표시된 선.)가 기름에 의해 굴절되어 수신부(34)에 전달되지 못하게 되고, 이러한 상태를 기름의 적정 수위 이상인 상태로 인식하게 된다.

[제2실시예]

도 5는 제2실시예에 따라 기름의 누설이 발생한 경우 누설감지장치를 나타낸 도면이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 제2실시예에 따르는 감지부재(A2)는, 주유배관(10)의 일측면에 장착되는 레벨스위치(5)이다.

레벨스위치(5)는 주유배관(10) 내에 삽입되며 선단에 팁(52)이 형성된 바디(54)와, 바디(54)의 후단에 연결되는 신호선(56)으로 구성된다.

팁(52)에서 발생되는 주파수가 기름에 접촉되거나 또는 비어 있는 공간일 경우 각기 주파수의 변화 유무를 감지함으로써 주유배관(10) 내의 기름의 유속이나 난류, 기포, 거품, 불용성 부유물질 등에 영향을 받지 않으므로 정확한 레벨 탐지가 가능하다.

[제3실시예]

도 6은 제3실시예에 따르는 주유배관누설 감지장치의 전체 구성을 나타낸 도면, 도 7은 제3실시예에 따라 기름의 누설이 발생하지 않은 경우 누설감지장치를 확대한 도면, 도 8은 제3실시예에 따라 기름의 누설이 발생한 경우 누설감지장치를 확대한 도면, 도 9는 제3실시예에 따라 구동되는 리드스위치 및 플로트볼을 위에서 본 단면도, 도 10은 본 발명의 제3실시예의 변형된 실시예에 따라 다수의 측정자를 포함하는 경우에 리드스위치 및 플로트볼을 측면에서 본 단면도이다.

도 6 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, 제3실시예에 따른 감지부재(A3)는 리드스위치(120)와 플로트볼(130)로 구성된다.

상기 리드스위치(120)와 플로트볼(130)에 전기적으로 연결되며, 리드스위치(120)와 플로트볼(130)에서 발하는 신호에 따라 경보를 울리는 경보장치(140)가 형성된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 작동상태는 도 7 및 도 8에 도시되어 있다.

기름의 누설이 없는 경우, 즉 주유배관(10)에 가득 차있는 경우는 도 7에 도시된 바와 같다.

펌프(20)가 작동하지 않는 경우에도 기름은 주유배관(10)에 가득 차있으며, 플로트볼(130)은 자체의 부력에 의해서 리드스위치(120)의 상부에 위치한다. 이 경우 경보는 울리지 않는다.

한편 기름의 누설이 있는 경우, 즉 주유배관(10)내의 기름 수위가 내려가는 경우는 도 8에 도시된 바와 같다.

펌프(20)가 작동하지 않는 경우에는 기름은 주유배관(10)의 파손부를 통하여 새어나가게 되며, 이에 따라 기름층의 높이가 내려가게 되며, 주유배관(10) 상부와 체크밸브 디스크(105) 하부 사이에는 에어포켓(106)이 발생하게 된다.

플로트볼(130)은 기름층의 높이가 낮아짐에 따라 동반하여 하강한다. 플로트볼(130)이 하강함에 따라 리드스위치(120)가 플로트볼(130)의 이동을 감지하며 신호를 발하며, 상기 신호가 경보장치(140)에 전달되어 경보가 울린다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 주유배관(10)과 측정부(110) 사이에 적어도 두 개의 관으로 연결될 수 있다.

상부관은 기체출입구(112) 이며, 하부관은 액체출입구(114)이다.

기체출입구(112)와 액체출입구(114)가 별도로 존재하는 이유는 주유배관측의 기름층의 높이와 측정부의 기름층의 높이를 일치시켜 누설량을 측정하는 정밀도를 향상시키기 위함이다.

리드스위치(120)가 기름누설을 감지하는 원리는 도 9에 도시된 바와 같다.

리드스위치(120)는 자기장과 자기력에 따라 동작한다.

자석(132)은 플로트볼(130)의 내부 일 측에 결합되어 있다. 리드스위치(120)는 2개의 측정자(135,136)가 서로 인접하고 있으며, 상기 측정자(135,136)는 철·니켈·코발트 등 강자성체로 이루어질 수 있다.

상기 2개의 측정자(135,136)는 벌어져 있어, 자기장이 작용하지 않는 경우에는 서로 접촉하지 않으며, 이는 도 10에 도시된 바와 같이, 3쌍의 측정자쌍 중에서 상기 2쌍의 측정자쌍과 관련된다.

상기 측정자(135,136)는 자기장의 방향과 평행하게 위치하고 있으며, 이는 자기력을 최대한 받기 위함이다.

바람직한 일 실시예에 따르면, 리드스위치(120)의 일 측에 길이방향으로 돌출된 돌출부(122)가 형성되고, 이에 대응되어 플로트볼(130)에 상기 돌출부(122)와 맞물리게 길이방향의 홈(138)이 형성된다.

이는 플로트볼(130)이 승강작동되는 동안 회전을 한다면 자기장의 방향이 변동됨에 따라 자기력이 약해지는 문제가 있으므로, 최대자기장을 균일하게 제공하기 위하여 플로트볼의 회전을 방지하여 수직방향으로만 승강될 수 있도록 하기 위함이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 상기 2개의 측정자(135,136)는 리드스위치(120) 상부에 위치한다.

일상의 경우, 플로트볼(130)은 부력에 의하여 리드스위치(120)의 상부에 위치하며, 상기 플로트볼(130) 내부의 자석의 자기장에 의하여 상기 2개의 측정자(135,136)는 자화되어 서로 접촉하게 되며, 이때에는 경보가 울리지 않는다.

반면 기름누설이 발생하게 되면, 기름층의 높이가 낮아짐에 따라 플로트볼(130)이 하강하게 되며, 자석(132)과 측정자(135,136) 사이의 거리가 멀어짐에 따라 자기장이 약해지고, 상기 측정자(135,136)간의 자기력보다 측정자(135,136) 자체의 탄성력이 강해져 상기 측정자(135,136)는 서로 벌어지게 된다. 서로 접촉되어있던 측정자(135,136)가 벌어지면 신호가 발생되며, 발생한 신호는 경보장치(140)에 전달되여 경보가 울린다.

한편 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 리드스위치(120) 내부에는 자석(132)의 자기장 방향과 평행하게 다수의 측정자쌍(135,136)이 형성될 수 있다.

각 측정자쌍(135,136)에 의하여 다른 신호가 발생한다. 플로트볼(130)의 하강에 따라 각각 다른 측정자쌍(135,136)이 접촉되거나 분리되면, 각각 다른 신호가 발생하게 되며, 경보장치는 단계별로 소리의 종류나 크기를 달리하여 알람을 울릴 수 있다.

상기 다른 신호는 도선을 달리하고 크기가 다른 저항을 삽입하여, 접촉되는 측정자쌍의 위치에 따라 다른 크기의 전류가 흐르며, 이에 따라 각각 다른 신호가 발생될 수 있다.

상기 기재한 실시예 외에도, 각각의 측정자쌍(135,136)의 접촉/분리에 따라 소리의 종류나 크기를 달리하는 모든 수단을 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 별도로 가압하는 절차가 없이 편리하고 정밀하게 유류의 누설 및 누설량을 감지하는 장치와 관련한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

10 : 주유배관 20 : 펌프
30 : 유량계 40 : 주유기 노즐
110 : 측정부 112 : 기체 출입구
114 : 기름 출입구 120 : 리드스위치
130 : 플로트볼 132 : 자석
135, 136 : 측정자 140 : 경보장치

Claims

저장탱크와 주유기 사이에 연결되는 주유배관의 일 측에 기체와 기름이 출입 가능하도록 결합된 측정부;
상기 측정부의 내부에 결합되며, 기름누출에 따른 높이 변화를 감지하는 감지부재;
상기 감지부재에 전기적 연결되며, 감지부재에서 발하는 신호에 따라 경보를 울리는 경보장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 주유배관누설 감지장치.
제 1항에 있어서,
상기 주유배관과 상기 측정부 사이의 상단에는 기체출입구가 형성되고, 상기 주유배관과 상기 측정부 사이의 하단에는 기름 출입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 주유배관누설 감지장치.
제 1항에 있어서,
상기 감지부재는,
상기 측정부의 내부에 위치하는 봉 형태의 리드스위치, 상기 리드스위치에 끼움결합되며 고리형태로서 리드스위치를 따라 승강하는 플로트볼로 구성되며,
기름누출에 의하여 주유배관의 기름층의 높이가 낮아지게 되면 플로트볼이 하강하여, 리드스위치가 플로트볼의 위치를 감지하여 신호를 발하는 것을 특징으로 하는 주유배관누설 감지장치.
제 3항에 있어서,
상기 플로트볼 내부의 일측에 형성된 자석;
상기 리드스위치 내부에 자석의 자기장의 방향과 평행하게 위치하는 측정자;를 포함하고,
상기 리드스위치에 플로트볼의 승강방향으로 돌출부가 형성되고 플로트볼에 상기 돌출부와 맞물리는 홈이 형성되어 플로트볼이 승강시에 자기장 방향이 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 주유배관누설 감지장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 감지부재는,
리드스위치 내부에 일정 간격으로 복수의 측정자를 구비하고 있어, 플로트볼의 위치를 단계적으로 감지하여 누출량에 따라 경보의 세기를 정하는 것을 특징으로 하는 주유배관누설 감지장치.
제 1항에 있어서,
상기 감지부재는,
주유배관의 일측면에 상하 연결되는 바이패스관;
상기 바이패스관에 장착되는 센서;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 주유배관누설 감지장치.
제 6항에 있어서,
상기 바이패스관은 상하의 수평관과, 상하 수평관을 연결하는 수직관을 포함하고,
상기 센서는 바이패스관의 수직관에 장착되어 기름 높이를 감지하는 것을 특징으로 하는 주유배관누설 감지장치.
제 7항에 있어서,
상기 센서는
상기 수직관의 양측면에 대칭되게 배치되는 제1,2단턱이 일측에 형성되고 수직관이 삽입되는 요홈이 형성된 본체;
상기 제1,2단턱에 각기 형성되는 송신부 및 수신부와;
상기 본체를 주유배관의 외면에 장착하는 장착부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 주유배관누설 감지장치.
제 1항에 있어서,
상기 감지부재는,
상기 주유배관의 일측면에 장착되는 레벨스위치를 포함하고,
상기 레벨스위치는 주유배관 내에 삽입되며 선단에 팁이 형성된 바디와, 바디의 후단에 연결되는 신호선을 포함하는 것을 특징으로 하는 주유배관누설 감지장치.