KR20210009451A - 배관 상태 제어시스템, 이를 이용하는 배관맵 시스템 및 누수 검출 시스템 - Google Patents

배관 상태 제어시스템, 이를 이용하는 배관맵 시스템 및 누수 검출 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배관에 배치되어 상기 배관 내부를 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산하는 용적식 수차, 상기 용적식 수차의 전후방에 설치되는 제1 압력센서 및 제2 압력센서, 상기 배관의 일영역에 배치되는 제어밸브, 상기 용적식 수차에서 생산되는 전력을 저장 및 공급하는 전력공급부 및 상기 전력공급부로부터 전력을 이용하여 상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서와 상기 용적식 수차로부터 송신되는 상기 배관의 압력변화 및 유량정보를 수신하고 이를 이용하여 상기 배관의 상태를 판단하고 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 전력공급부에서 공급되는 전력을 이용하여 상기 배관의 상태정보를 무선으로 관리서버로 송신하는 것을 특징으로 하는 배관 상태 제어시스템을 제공한다.

Description

배관 상태 제어시스템, 이를 이용하는 배관맵 시스템 및 누수 검출 시스템{ Piping state control system, piping map system and leakage detection system using the same}
실시예는 배관 상태 제어시스템, 이를 이용하는 배관맵 시스템 및 누수 검출 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 배관의 압력변화, 유량 및 온도 상태를 측정하고 외부 전원 없이 자체 생산되는 전력을 이용하여 배관 정보를 전송할 수 있는 배관 상태 모니터링 및 제어시스템에 관한 것으로 이를 이용하여 배관의 정보를 확인할 수 있는 배관맵 시스템 및 누수 검출 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 난방방식의 분류는 개별난방, 중앙난방 및 지역난방으로 크게 구분된다.
개별난방이라 함은 각 세대에 개별적으로 소형 보일러를 설치하여 자체적으로 난방과 온수를 사용하는 방식으로, 개별적인 난방조절이 가능하고, 보일러 설치를 위한 별도의 공간이 필요하며, 보일러 가동에 필요한 설비의 관리와 보수, 보일러 가동에 사용되는 전력요금과 연료구입비는 사용세대에 직접 부과되고, 배출가스에 대한 규제 및 제약이 없어 공해 유발과 열효율이 떨어지는 단점이 있다.
중앙난방 방식은 아파트내의 별도의 공간에 중대형 보일러를 설치하여 중앙기계실에서 간헐적(지정 시간제 공급) 난방과 온수를 공급하는 방식으로, 세대별로 보일러의 설치와 유지관리가 필요 없으며, 시간대별 간헐난방으로 세대별 독립적인 난방조절이 불가하고, 24시간 온수공급에 따른 보일러 가동으로 지역난방 방식에 비하여 열효율이 떨어지고 또한 사용의 불편성이 크다.
지역난방 방식은 지역별로 집단에너지공급시설 및 열병합발전소에서 생산된 중온수를 아파트 단지별로 공급하여, 아파트 기계실에 설치된 열교환기를 통하여 열을 전달하여 돌아오는 폐회로 시스템으로, 지역난방 시스템에서는 아파트의 각 세대별로 직접적인 난방수의 공급과 온수를 공급하지 않는다.
이렇게 공급된 열을 전달 받아 아파트 기계실에서는 난방 및 온수를 생산하여 각 세대별로 공급하며, 타 난방시스템과 비교하여 유지관리가 용의하고, 열효율이 높으며, 24시간 난방 및 온수의 공급이 가능하여 보일러의 설치가 필요 없어 보일러 설치공간을 타 용도의 활용이 가능하고, 난방비도 사용한 만큼 지불하므로 경제적인 이익과 특히 배출가스가 없어 이에 따른 쾌적한 주거환경을 이룰 수 있다.
통상적으로 지역난방은 집단에너지공급시설 및 열병합발전소에서 만들어진 중온수(높은 온도와 높은 압력의 물)를 아파트 등 열수요처에 배관형태의 열수송관로를 통하여 공급하여, 이 중온수는 사용자 기계실에 설치되어 있는 열교환기를 통해 열을 전달하여 열교환을 이룬 후 다시 집단에너지공급시설 및 열병합발전소 로 되돌아와 재 가열을 통하여 중온수로 만들어 다시 아파트 기계실 등 열 수요처에 공급되는 순환계통(폐회로)을 이루게 되는 것이며, 아파트 기계실 등에서는 공급된 중온수를 이용하여 난방수 및 급탕수(온수)를 세대별로 공급하게 된다.
이러한 지역난방의 열수송관 및 열사용자 배관의 대다수가 지하에 매립된 상태 또는 특정공간(기계실 또는 맨홀)에 존재하며, 배관을 이동하는 유체의 상태를 측정하기 위해 다수의 센서가 배관에 설치된다. 또한, 배관을 이동하는 유체를 제어하기 위해 밸브가 배관에 설치되고 있다.
특히, 종래의 열수송관(지하에 매설된 배관)에 설치되는 밸브는 배관의 특수성상 전력을 가져오기 쉽지 않은 위치에 존재하는바, 밸브의 제어를 위해 별도의 전원이 공급될 필요가 있다.
또한 배관내 이동 유체의 상태를 측정하기 위한 센서에 전력을 공급해야하는 문제가 있다.
실시예는 외부전원 없이 자체 생산한 전력을 이용하여 이송되는 유체정보를 전송하고 이를 이용하여 이동유체를 제어하는 것을 목적으로 한다.
또한, 배관으로부터 전송되는 정보를 이용하여 배관의 상태를 맵으로 구현하는 것을 목적으로 한다.
또한, 배관을 이동하는 유체의 상태정보와 배관에 설치되는 센서(압력, 유량 온도, 검지선 등)의 이상신호를 비교하여 배관의 누수를 검출하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는, 배관에 배치되어 상기 배관 내부를 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산하는 용적식 수차; 상기 용적식 수차의 전후방에 설치되는 제1 압력센서 및 제2 압력센서; 상기 배관의 일영역에 배치되는 제어밸브; 상기 용적식 수차에서 생산되는 전력을 저장 및 공급하는 전력공급부; 및 상기 전력공급부로부터 전력을 이용하여 상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서와 상기 용적식 수차로부터 송신되는 상기 배관의 압력변화 및 유량정보를 수신하고 이를 이용하여 상기 배관의 상태를 판단하고 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 전력공급부에서 공급되는 전력을 이용하여 상기 배관의 상태정보를 무선으로 관리서버로 송신하는 것을 특징으로 하는 배관 상태 제어시스템으로 구현될 수 있다.
바람직하게는, 상기 배관에는 온도센서가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 용적식 수차의 터빈의 회전수를 조절하여 상기 배관을 이동하는 유량 및 압력을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 배관의 상태에 따라 상기 제어밸브의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 터빈의 회전수가 한계 속도를 넘어가는 경우 목표 회전수로 운전하도록 상기 용적식 수차를 제어하며, 상기 관리서버로 경고 신호를 송출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 배관에 배치되어 상기 배관 내부를 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산하는 전력생산부; 상기 전력생산부에서 생산되는 전력을 저장 및 공급하는 전력공급부; 상기 전력생산부의 전후방에 설치되고, 상기 전력공급부를 통해 공급되는 전력을 이용하여 무선으로 정보를 송출하는 제1 압력센서 및 제2 압력센서; 상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서의 정보를 송신받는 관리서버; 상기 관리서버의 신호에 기초하여 배관의 상태 정보를 배관 지도에 나타내는 디스플레이부;를 포함하는 배관 상태 정보를 이용하는 배관맵 시스템으로 구현될 수 있다.
바람직하게는, 상기 디스플레이부에는 상기 전력생산부의 전후방의 압력정보가 표시되며, 상기 관리서버는 기설정된 압력범위를 벗어나는 배관상태 정보가 나타나는 경우 경고표시를 나타내는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 관리서버는 배관을 이동하는 유체의 기설정된 압력 강하율과 배관 양측에서 측정된 압력 강화율을 비교하여 배관의 이상여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 이중관 구조를 가지는 배관에서 누수를 감지하는 누수감지부; 상기 배관에 배치되어 상기 배관 내부를 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산하는 전력생산부; 상기 전력생산부의 전후방에 설치되고, 상기 전력생산부를 통해 공급되는 전력을 이용하여 무선으로 정보를 송출하는 전방 압력센서 및 후방 압력센서; 상기 누수감지부의 감지신호와 상기 전방 압력센서 및 후방 압력센서의 감지 정보를 수신받아 배관 누수 여부를 판단하는 판단부;를 포함하는 배관 상태 정보를 이용하는 누수 검출 시스템으로 구현될 수 있다.
바람직하게는, 상기 누수감지부는 검지선이 이용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 판단부는 상기 전방 압력센서 및 후방 압력센서의 압력 강하율과 배관의 길이에 따라 기설정된 유체의 압력 강화율을 비교하여 배관의 이상여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 판단부는 상기 검지선으로부터 수신되는 신호와 배관의 압력강하율을 비교한 정보 중 하나의 이상 신호가 감지되는 경우 점검신호를 관리자에게 송출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 판단부는 상기 검지선으로부터 수신되는 신호와 배관의 압력강하율을 비교한 정보 모두가 이상 신호로 판단되는 경우, 배관에 설치된 제어밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따르면, 외부전원없이 배관의 상태를 진단하고 이송유체를 제어할 수 있어, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배관맵을 통해 배관의 상태를 한눈에 확인 및 관리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배관을 이동하는 유체의 상태 정보와 배관의 설치되는 검지선으로부터 감지되는 정보를 비교하여 배관 누수 판단의 신뢰도를 증대할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배관 상태 제어 시스템의 구조도이고,
도 2는 본 발명의 제2 실시예인 배관 상태 정보를 이용하는 배관맵 시스템의 구조도이고,
도 3은 도 2의 실시예로 배관맵의 실시예를 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 제3 실시예인 배관 상태 정보를 이용하는 누수 검출 시스템의 구조도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 4는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배관 상태 제어 시스템의 구조도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배관(10) 상태 제어 시스템은 용적식 수차(100), 제1 압력센서(110) 및 제2 압력센서(120), 제어밸브(130), 제어부(300) 및 전력공급부(200)를 포함할 수 있다.
본 발명은 배관(10)의 상태를 진단하고 진단정보를 무선으로 송신할 수 있다. 이때, 배관(10)을 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산함으로써 종래 전력 공급의 문제를 해결하였으며, 이를 통해 각 센서의 감지 정보를 무선으로 전송할 수 있는 전력을 공급할 수 있다.
용적식 수차(100)는 배관(10)에 배치되어 배관(10) 내부를 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.
용적식 수차(100)는 유체가 이동하는 배관(10)의 일 영역에 설치되며, 유입구를 통해 유입되는 유체와 유출구를 통해 유출되는 유체의 유량이 터빈을 통해 조절될 수 있다. 이때, 용적식 수차(100)는 터빈의 회전량에 따라 일정 유량의 유체가 이동할 수 있다. 제어부(300)는 용적식 수차(100)의 회전속도 제어를 통해 배관(10)을 이동하는 유체의 유량을 정밀하게 제어할 수 있다.
또한, 용적식 수차(100)는 터빈의 회전을 통해 전력을 생산할 수 있으며, 생산된 전력은 전력공급부(200)로 이동하여 저장될 수 있다.
제1 압력센서(110) 및 제2 압력센서(120)는 용적식 수차(100)의 전후방에 설치될 수 있다.
제1 압력센서(110)와 제2 압력센서(120)는 배관(10)에 설치되는 용적식 수차(100)의 전후방에 설치되어 용적식 수차(100)를 통과하는 유체의 압력을 측정할 수 있다. 제1 압력센서(110)와 제2 압력센서(120)의 종류는 제한이 없으며, 유체의 압력을 측정하기 위한 다양한 종류의 압력센서가 사용될 수 있다.
제어밸브(130)는 배관(10)의 일영역에 배치되어 제어부(300)의 신호에 의해 배관(10)을 개폐할 수 있다. 용적식 수차(100)가 배관을 이동하는 유체의 유량을 일정량으로 제어할 수 있으나, 용적식 수차(100)는 지속적으로 유체가 이동하게 된다. 배관의 상태에 이상이 생기거나 압력이 제어되지 않는 문제가 발생하는 경우 유량 조절만으로는 대응이 어려울 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 제어밸브(130)는 배관의 상태에 따라 배관(10)을 이동하는 유체의 흐름을 차단 또는 개방할 수 있다.
온도센서(140)는 배관(10)의 일영역에 배치되어 배관(10)을 이동하는 유체의 온도를 측정할 수 있다.
일실시예로, 지역난방에서는 115도 내외의 고온수를 사용자 측으로 공급하게 된다. 이때, 온도센서(140)는 온도를 측정하여 원하는 온도의 열원이 사용자측으로 공급되는지 여부를 확인할 수 있다.
또한, 온도센서(140)에서 감지되는 정보는 유체가 전달하는 열량 측정에 사용될 수 있다. 용적식 수차(100)로부터 감지되는 정보와 온도센서(140)에서 감지되는 온도정보는 열량계산에 사용될 수 있다.
전력공급부(200)는 용적식 수차(100)와 연결되어 터빈의 회전으로 발생되는 전력을 저장할 수 있으며, 저장된 전력을 구성요소 각각으로 전달할 수 있다.
일실시예로, 전력공급부(200)는 제1 압력센서(110), 제2 압력센서(120), 용적식 수차(100), 온도센서(140) 및 제어밸브(130) 각각으로 전력을 공급할 수 있다. 전력을 공급받은 각각의 구성요소들은 신호를 무선으로 송출하거나 구동할 수 있다.
용적식 수차(100)를 통해 배관을 이동하는 유체의 용량을 제어함과 동시에 발생되는 전력을 각각의 구성요소로 전달하여, 종래의 전력공급원의 위치 문제를 쉽게 해결할 수 있으며, 소모 전력의 비용문제를 해소할 수 있다.
제어부(300)는 전력공급부(200)에서 공급되는 전력을 이용하여 배관(10)의 상태 정보를 무선으로 관리서버(400)로 송신할 수 있다.
제어부(300)는 용적식 수차(100)로부터 유량정보, 제1 압력센서(110) 및 제2 압력센서(120)로부터 배관의 압력정보 및 온도센서(140)로부터 온도 정보를 수신받을 수 있다.
제어부(300)는 관리서버(400)를 통해 입력된 기설정된 압력 강하율에 기초하여 용적식 수차(100)의 터빈 회전수를 조절할 수 있다. 이를 통해 용적식 수차(100)를 통과하는 유량 및 압력을 제어할 수 있다.
제어부(300)는 배관(10)의 상태에 따라 제어밸브(130)의 개폐를 제어할 수 있다.
일실시예로, 제어부(300)는 용적식 수차(100)의 터빈수를 조절함에도 압력 강화율이 제어가 되지 않는 경우 제어밸브(130)를 폐쇄하여 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 터빈의 회전수가 한계속도를 넘어가는 경우 목표 회전수로 운전되도록 용적식 수차(100)의 동작을 제어할 수 있으며, 이 경우 관리서버(400)로 경고신호를 송출할 수 있다.
관리서버(400)는 관리자에게 다양한 방식으로 이상신호를 경고할 수 있으며, 시각이나 청각 등의 다양한 방법이 사용될 수 있다.
한편, 이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 배관(10) 상태 정보를 이용하는 배관맵 시스템을 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관(10) 상태 제어 시스템에서 설명한 바와 동일한 것에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 2 내지 도 3의 설명에 있어서, 도 1과 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타내며 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예인 배관(10) 상태 정보를 이용하는 배관맵 시스템의 구조도이고, 도 3은 도 2의 실시예로 배관맵의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 배관(10) 상태 정보를 이용하는 배관맵 시스템은 배관(10)에 배치되어 배관(10) 내부를 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산하는 전력생산부(100a), 전력생산부(100a)에서 생산되는 전력을 저장 및 공급하는 전력공급부(200), 전력생산부(100a)의 전후방에 설치되고, 전력공급부(200)를 통해 공급되는 전력을 이용하여 무선으로 정보를 송출하는 제1 압력센서(110) 및 제2 압력센서(120), 제1 압력센서(110) 및 제2 압력센서(120)의 정보를 송신받는 관리서버(400), 관리서버(400)의 신호에 기초하여 배관(10)의 상태 정보를 배관 지도에 나타내는 디스플레이부(500)를 포함할 수 있다.
배관 상태 정보를 이용하는 배관맵 시스템은 복잡하고 육안으로 확인이 곤란한 배관(10)의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
전력생산부(100a)는 배관(10) 내부을 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 일실시예로, 전력생산부(100a)는 상기 배관 상태 제어 시스템에서 언급한 용적식 수차(100)가 사용될 수 있다.
관리서버(400)는 제1 압력센서(110)와 제2 압력센서(120)의 신호 정보를 수신하고 이를 디스플레이부(500)로 전송할 수 있다.
디스플레이부(500)에는 전력생산부(100a)의 전후방의 압력정보가 표시되며, 관리서버(400)는 기설정된 압력범위를 벗어나는 배관상태 정보가 나타나는 경우 경고표시를 디스플레이부(500)를 통해 나타낼수 있다.
배관(10)에는 복수의 압력 센서가 배치되며, 이는 전력생산부(100a)를 기점으로 전후방에 설치될 수 있다.
이 경우 전력생산부(100a)를 기점으로 전후방에 제1 압력센서(110) 및 제2 압력센서(120)가 설치되나, 전력생산부(100a) 사이에도 2개의 압력센서가 설치될 수 있다.
제1 전력생산부(100a-1) 후방에 배치되는 후방압력센서(12)와 제2 전력생산부(100a-1) 전방에 배치되는 전방압력센서(21)는 동일 배관라인에 배치되는 것으로 양자 사이에 전력생산부(100a)가 존재하지 않는다.
배관(10)을 이동하는 유체는 배관(10)을 이동거리하는 거리 및 기타 요인들에 의해 압력강하가 일어나게 된다.
관리서버(400)는 기설정된 압력 강하율과 배관(10)의 양측에서 측정된 압력강화율을 비교하여 배관의 이상여부를 판단하고, 기성정된 압력강화율의 일정 범위를 벗어나는 경우 배관의 경고신호를 디스플레이부(500)로 송출할 수 있다.
디스플레이부(500)의 배관 지도상에 이상이있는 관망의 색깔을 다르게 하는 방식이나 소리 등 다양한 방식을 이용하여 관리자에게 경고를 할 수 있다.
한편, 이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 배관 상태 정보를 이용하는 누수 검출 시스템을 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명의 실시예에 따른 배관 상태 제어 시스템 및 배관 상태 정보를 이용하는 배관맵 시스템에서 설명한 바와 동일한 것에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 4의 설명에 있어서, 도 1 내지 도 3과 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타내며 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예인 배관 상태 정보를 이용하는 누수 검출 시스템의 구조도이다.
도 4를 참조하면, 배관 상태 정보를 이용하는 누수 검출 시스템은 이중관 구조를 가지는 배관(10)에서 누수를 감지하는 누수감지부(600), 상기 배관(10)에 배치되어 상기 배관(10) 내부를 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산하는 전력생산부(100a), 상기 배관(10)에 설치되며, 상기 전력생산부(100a)를 통해 공급되는 전력을 이용하여 무선으로 배관(10)의 압력 정보를 송출하는 전방 압력센서(110b) 및 후방 압력센서(110a), 및 상기 누수감지부(600)의 감지신호와 상기 전방 압력센서(110b) 및 후방 압력센서(110a)의 감지 정보를 수신받아 배관 누수 여부를 판단하는 판단부(700)을 포함할 수 있다.
누수감지부(600)는 배관의 일 영역에 설치되어 배관이 파손되거나 연결부에 문제가 발생하여 누수가 발생하는 것을 감지할 수 있다.
일실시예로, 배관(10)으로 이중관이 사용되는 경우, 이중관 구조는 내관(12), 외관(11) 및 내관과 외관사에에 배치되는 보온재(13)를 구비하며, 보온재의 일영역에는 누수감지부(600)의 일실시예로 검지선(14)이 배치될 수 있다. 검지선(14)은 내관에서 유체가 유출되거나 외관이 파손되어 유체가 유입되는 경우 전기적 신호를 발생시켜 배관에 누수가 발생되었음을 알릴 수 있다.
판단부(700)는 전방 압력센서(110b) 및 후방 압력센서(110a)로부터 수신되는 압력값을 이용하여 압력강하율을 개산하고, 배관의 길이에 따라 기설정된 유체의 압력강하율을 비교하여 배관의 이상여부를 판단할 수 있다.
배관(10)의 특수성상 육안으로 배관(10)의 파손을 확인하는 것은 어려우며, 이를 확인하기 위해서는 굴착작업이 선행되어야하는 바 시간과 비용이 증가하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 검지선을 이용하여 배관(10)의 누수를 판단하는 기술은 널리 사용되고 있다.
그러나, 주변 공사과정에서 배관이 파손되는 경우가 존재하며, 검지선의 수명과 같은 다양한 요인에 의해 정상적인 신호가 송출되지 않는 경우도 발생하고 있다.
본 발명은 실제 배관 파손이 아닌경우에 누수로 판단되는 것을 방지하기 위하여 누수 판단의 신뢰성을 증대하는 것을 목적으로 한다.
판단부(700)는 검지선으로부터 수신되는 신호와 배관(10)의 압력강하율을 비교한 정보 중 하나의 이상신호가 감지되는 경우 점검신호를 관리자에게 송출할 수 있다.
일실시예로, 배관(10)에서 심각한 피해가 야기되는 내관이 파손되는 경우, 누수되는 유체에 의해 검지선의 이상신호가 송출되고 배관(10)의 누수되는 영역에서 압력강하가 발생하게 된다.
그러나, 외관만이 파손되는 경우에는 배관(10)을 이동하는 유체가 누수되지 않으나 외부의 유체가 유입되어 녹이 발생하여 배관을 약하게 만들 수 있어 내관 파손을 유발할 수 있다.
판단부(700)는 하나의 이상신호가 검출되는 경우 관리자에게 점검신호를 송출하여 2차 피해 발생을 방지할 수 있다.
또한, 판단부(700)는 검지선으로부터 수신되는 신호와 배관의 압력강하율을 비교한 정보 모두가 이상 신호로 판단되는 경우, 배관(10)에 설치된 제어밸브(130)를 폐쇄하여 피해가 발생하는 경우 자동으로 빠른 대처를 하여 2차 피해를 사전에 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 외부전원없이 배관의 상태를 진단하고 이송 유체를 제어할 수 있어, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배관맵을 통해 배관의 상태를 한눈에 확인 및 관리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배관을 이동하는 유체의 상태 정보와 배관의 설치되는 검지선으로부터 감지되는 정보를 비교하여 배관 누수 판단의 신뢰도를 증대 및 2차적 피해를 미리 차단할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 배관
11 : 외관
12 : 내관
13 : 보온재
14 : 검지선
100 : 용적식 수차
100a : 전력생산부
100a-1 : 제1 전력생산부
100a-2 : 제2 전력생산부
110 : 제1 압력센서
110a : 후방압력센서
110b : 전방압력센서
120 : 제2 압력센서
130 : 제어밸브
140 : 온도센서
200 : 전력공급부
300 : 제어부
400 : 관리서버
500 : 디스플레이부
600 : 누수감지부
700 : 판단부

Claims (13)

  1. 배관에 배치되어 상기 배관 내부를 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산하는 용적식 수차;
    상기 용적식 수차의 전후방에 설치되는 제1 압력센서 및 제2 압력센서;
    상기 배관의 일영역에 배치되는 제어밸브;
    상기 용적식 수차에서 생산되는 전력을 저장 및 공급하는 전력공급부; 및
    상기 전력공급부로부터 전력을 이용하여 상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서와 상기 용적식 수차로부터 송신되는 상기 배관의 압력변화 및 유량정보를 수신하고 이를 이용하여 상기 배관의 상태를 판단하고 제어하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 전력공급부에서 공급되는 전력을 이용하여 상기 배관의 상태정보를 무선으로 관리서버로 송신하는 것을 특징으로 하는 배관 상태 제어시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 배관에는 온도센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 배관 상태 제어시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 용적식 수차의 터빈의 회전수를 조절하여 상기 배관을 이동하는 유량 및 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 배관 상태 제어 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 배관의 상태에 따라 상기 제어밸브의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 배관 상태 제어 시스템.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 터빈의 회전수가 한계 속도를 넘어가는 경우 목표 회전수로 운전하도록 상기 용적식 수차를 제어하며, 상기 관리서버로 경고 신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 배관 상태 제어 시스템.
  6. 배관에 배치되어 상기 배관 내부를 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산하는 전력생산부;
    상기 전력생산부에서 생산되는 전력을 저장 및 공급하는 전력공급부;
    상기 전력생산부의 전후방에 설치되고, 상기 전력공급부를 통해 공급되는 전력을 이용하여 무선으로 정보를 송출하는 제1 압력센서 및 제2 압력센서;
    상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서의 정보를 송신받는 관리서버;
    상기 관리서버의 신호에 기초하여 배관의 상태 정보를 배관 지도에 나타내는 디스플레이부;
    를 포함하는 배관 상태 정보를 이용하는 배관맵 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 디스플레이부에는 상기 전력생산부의 전후방의 압력정보가 표시되며,
    상기 관리서버는 기설정된 압력범위를 벗어나는 배관상태 정보가 나타나는 경우 경고표시를 나타내는 것을 특징으로 하는 배관 상태 정보를 이용하는 배관맵 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 관리서버는 배관을 이동하는 유체의 기설정된 압력 강하율과 배관 양측에서 측정된 압력 강화율을 비교하여 배관의 이상여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 배관 상태 정보를 이용하는 배관맵 시스템.
  9. 이중관 구조를 가지는 배관에서 누수를 감지하는 누수감지부;
    상기 배관에 배치되어 상기 배관 내부를 이동하는 유체를 이용하여 전력을 생산하는 전력생산부;
    상기 배관에 설치되며, 상기 전력생산부를 통해 공급되는 전력을 이용하여 무선으로 배관의 압력 정보를 송출하는 전방 압력센서 및 후방 압력센서;
    상기 누수감지부의 감지신호와 상기 전방 압력센서 및 후방 압력센서의 감지 정보를 수신받아 배관 누수 여부를 판단하는 판단부;
    를 포함하는 배관 상태 정보를 이용하는 누수 검출 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 누수감지부는 검지선이 이용되는 것을 특징으로 하는 배관 상태 정보를 이용하는 누수 검출 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 전방 압력센서 및 후방 압력센서의 압력 강하율과 배관의 길이에 따라 기설정된 유체의 압력 강화율을 비교하여 배관의 이상여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 배관 상태 정보를 이용하는 누수 검출 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 판단부는
    상기 검지선으로부터 수신되는 신호와 배관의 압력강하율을 비교한 정보 중 하나의 이상 신호가 감지되는 경우 점검신호를 관리자에게 송출하는 것을 특징으로 하는 배관 상태 정보를 이용하는 누수 검출 시스템.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 판단부는
    상기 검지선으로부터 수신되는 신호와 배관의 압력강하율을 비교한 정보 모두가 이상 신호로 판단되는 경우, 배관에 설치된 제어밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 배관 상태 정보를 이용하는 누수 검출 시스템.
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