KR20220028995A - 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템 및 이를 이용한 누수 감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누수 여부의 확인이 어려운 고온 배관을 쉽게 확인 가능하면서 열에 의한 오작동 없이 고온 배관의 유체 누수 감지율을 높일 수 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템에 관한 것으로, 고온 배관에 자력에 의해 부착할 수 있도록 자석으로 이루어진 접촉부와 상기 접촉부에서 상방향으로 연장되어 형성되며 상측으로 제1 나사산을 형성하고 있는 연결봉으로 이루어진 결합부재와, 상기 결합부재를 구성하는 연결봉의 제1 나사산과 대응하는 제2 나사산을 형성하고 있는 연결홀을 하측에 형성하고 있으며, 상측으로는 결합홈을 형성하되, 상기 연결홀은 결합홈의 위치까지 관통되어 있는 연결부재와, 상기 연결부재의 결합홈에 끼움결합되어 고온의 배관과 이격된 위치에 설치되는 센서부를 포함하여 이루어져 있어, 열에 의한 센서부의 오작동 없이 고온 배관에서 유체의 누수여부를 실시간으로 원격지에서 확인하여 작업자의 편의성을 높일 수 있고, 결합부재의 연결봉에 절연패드가 형성되어 고온 배관의 열이 결합부재를 통해 전도되는 현상을 방지하여 센서부의 오작동 방지 및 고온 배관의 진동이 센서부에 원활히 전달되어 누수 감지율을 높일 수 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템을 제공한다.

Description

고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템 및 이를 이용한 누수 감지방법{A Leak Detection System of High Temperature Piping with Measurement Sensors for High Temperature Piping and Leak Detection Method Using Leak Detection System on High Temperature Piping}

본 발명은 누수 여부의 확인이 어려운 고온 배관을 쉽게 확인 가능하면서 열에 의한 오작동 없이 고온 배관의 유체 누수 감지율을 높일 수 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템에 관한 것이다.

누수란 유체 또는 기체가 어떠한 압력용기 시스템 등에서 외부로 새어 나가는 현상을 말하는바, 예를 들어 상수도관 등에서 증기가 새어 나온다든지, 저장탱크에서 누수 또는 누유, 열병합 발전소나 화학플랜트의 배관이나 밸브에서 유체가 새어 나오는 현상 등을 일괄하여 말할 수 있다.

상기와 같은 고온 배관의 누수 탐지방법으로는 대한민국 등록특허 제10-1104882호(이하, '특허문헌 1'이라 함)가 제안된 바 있다.

상기 특허문헌 1은 누수이 의심되는 배관류 부위에 상기 스프레이의 감온변색 잉크를 도포하는 분사 도포단계, 상기 분사 도포단계를 통해서 변색 발생 여부를 판단하기 위한 카메라를 이용한 영상 취득단계, 상기 카메라의 영상이 촬영되면 이를 송신하는 송신기를 통하여 전송하는 전송단계, 상기 송신기를 통해 전송된 데이터를 수신하는 수신단계, 상기 수신단계에서 제공된 데이터를 분석기에서 영상 데이터 분석하여 누수 여부 및 누수량을 판독하는 판독단계 및 상기 판독단계에서 판독된 정보를 디스플레이를 통하여 누수량 및 누수 여부를 표시하는 표시단계로 이루어져 있다.

(특허문헌 1) KR10-1104882 B1 고온 유체 배관류 및 연결부의 누수 탐지방법

하지만 상술한 특허문헌 1은 작업자가 고온의 배관 누수 여부를 탐지하기 위해 현장에서 스프레이의 감온변색 잉크를 직접 뿌려야 하기 때문에 작업자의 안전이 위협되고, 특히, 영상 취득 및 판독의 경우 외부 영향에 영상이 왜곡될 소지가 많아 누수 감지율이 저하되는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템은 고온배관용 측정센서장치를 구성하는 센서부를 고온의 배관과 이격된 위치에 설치하여 열에 의한 센서부의 오작동 없이 고온 배관에서 유체의 누수여부를 실시간으로 원격지에서 확인하여 작업자의 편의성을 높일 수 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고온배관용 측정센서장치를 구성하는 결합부재 및 연결부재를 통해 센서부와 고온의 배관이 일정간격 거리를 유지할 수 있도록 설치하고, 연결부재가 열전도율이 낮으면서 열에 강한 재질로 이루어져 있으며, 결합부재의 연결봉에 절연패드가 형성되어 고온 배관의 열이 결합부재를 통해 전도되는 현상을 방지하여 센서부의 오작동을 방지할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고온배관용 측정센서장치를 구성하는 결합부재의 연결봉에 형성된 보조 연결용 자석에 의해 결합봉과 센서부의 접촉력이 유지되어 고온의 배관의 진동 발생시에도 결합력이 해제되지 않아 고온 배관의 진동이 센서부에 원활히 전달되어 누수 감지율을 높일 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고온배관의 크기 및 온도에 따라 결합부재의 크기 및 연결부재의 크기, 길이를 달리함으로써 다양한 고온 배관에 적용할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명은 고온배관용 측정센서장치를 구성하는 센서부를 고온의 배관과 이격된 위치에 설치하여 열에 의한 센서부의 오작동 없이 고온 배관에서 유체의 누수여부를 실시간으로 원격지에서 확인하여 작업자의 편의성을 높일 수 있다.

또한, 고온배관용 측정센서장치를 구성하는 결합부재 및 연결부재를 통해 센서부와 고온의 배관이 일정간격 거리를 유지할 수 있도록 설치하고, 연결부재가 열전도율이 낮으면서 열에 강한 재질로 이루어져 있으며, 결합부재의 연결봉에 절연패드가 형성되어 고온 배관의 열이 결합부재를 통해 전도되는 현상을 방지하여 센서부의 오작동을 방지할 수 있다.

그리고 고온배관용 측정센서장치를 구성하는 결합부재의 연결봉에 형성된 보조 연결용 자석에 의해 결합봉과 센서부의 접촉력이 유지되어 고온의 배관의 진동 발생시에도 결합력이 해제되지 않아 고온 배관의 진동이 센서부에 원활히 전달되어 누수 감지율을 높일 수 있다.

아울러, 고온배관의 크기 및 온도에 따라 결합부재의 크기 및 연결부재의 크기, 길이를 달리함으로써 다양한 고온 배관에 적용할 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템을 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 고온배관용 측정센서장치의 분해 사시도.
도 3은 도 2를 다른 각도에서 도시한 분해 사시도.
도 4는 도 1의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 고온배관용 측정센서장치의 설치상태를 도시한 상태도.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 구성에 대해 보다 상세하게 살펴보도록 한다.

본 발명에서의 고온배관용 측정센서장치(A)에 대해 살펴보도록 한다.

우선, 결합부재(10)는 도 1 내지 도 4에서 도시된 바와 같이 고온의 배관(P)에 부착할 수 있도록 자석으로 이루어진 접촉부(11)가 형성되어 있고, 상기 접촉부(11)에서 상측방향으로 연장되며 상측으로 제1 나사산(12a)을 포함하는 연결봉(12)으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 접촉부(11)는 배관(P)에 자력에 의해 고정이 이루어질 수 있도록 접촉면이 넓어지는 형상으로 이루어질 수 있으며, 특히, 접촉부(11)와 연결봉(12)은 일체형 또는 분리형으로 제작한 후 조립하여 사용할 수 있다.

다음으로, 연결부재(20)는 상술한 결합부재(10)를 구성하는 연결봉(12)의 제1 나사산(12a)과 대응하는 제2 나사산(22a)을 포함하는 연결홀(22)이 하측에 형성되어 있고, 상측으로는 결합홈(21)이 형성되어 있다.

특히, 상술한 연결홀(22)은 결합홈(21)의 위치까지 관통되어 형성된다.

이러한, 연결부재(20)는 열전달을 차단하면서 고온의 열에도 견딜 수 있으며, 연한재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

예컨대, 고온에 녹지 않고 열전달을 차단하며 유연한 재질의 합성수지로 이루어질 수 있다.

여기서, 상술한 결합부재(10)와 연결부재(20)는 배관(P)의 크기에 따라 그 크기를 다양하게 제작하여 사용할 수 있다.

즉, 결합부재(10)를 구성하는 접촉부(11)의 크기, 연결봉(12)의 직경 및 길이, 연결부재(20)의 연결홀(22) 직경크기를 배관(P)의 크기에 따라 치수를 달리하여 제작 가능하다.

다음으로, 센서부(30)는 상술한 연결부재(20)를 구성하는 연결홀(22)에 끼움 결합하여 배관(P)내의 유체가 누수되는지 여부를 감지하기 위한 구성으로 고온의 배관(P)과 이격된 위치에 설치된다.

이러한, 센서부(30)는 압전센서나 진동센서 등 압력 또는 진동의 변화를 감지하여 배관(P)의 누수을 감지할 수 있도록 구성된다.

특히, 센서부(30)의 하측면은 연결부재(20)에 원활히 끼움 결합할 수 있도록 테이퍼(31)가 형성된 형태로 구성될 수도 있다.

한편 본 발명에서는 보조 연결용 자석(40)을 더 포함하여 구성할 수 있다.

상기 보조 연결용 자석(40)은 결합부재(10)를 구성하는 연결봉(11)의 상측면에 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 신축성이 있는 절연패드(50)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

상기 절연패드(50)는 보조 연결용 자석(40)과 마찬가지로 연결봉(11)의 상측에 형성될 수 있으며, 특히, 보조 연결용 자석(40) 및 절연패드(50)는 그 순서를 바꿔 형성할 수도 있다.

즉, 연결봉(11)의 상측면에 보조 연결용 자석(40) 및 절연패드(50)의 순서로 결합하거나, 또는 연결봉(11)의 상측면에 절연패드(50) 및 보조 연결용 자석(40) 순으로 결합할 수 있다.

이때에, 연결봉(11), 보조 연결용 자석(40), 절연패드(50)의 결합은 통상의 접착제와 같은 접착수단(도면에 미도시)을 통해 실시할 수 있다.

아울러, 본 발명에서는 제어장치(B)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

상기 제어장치(B)는 고온배관용 측정센서장치(A)를 구성하는 센서부(30)와 무선 또는 유선 통싱케이블을 통해 연결되어 원격지에서 센서부(30)를 통한 고온 배관(P)의 누수여부를 감지하기 위한 것으로, 제어장치(B)에는 센서부(30)에서 송출하는 데이터를 통해 누수여부를 판단할 수 있는 프로그램이 탑재될 수 있다.

예컨대, 상기 프로그램은 유체가 누수되지 않고 정상적으로 이동할 때의 압력 또는 진동에 대한 데이터와 센서부(30)에서 실시간으로 송출하는 데이터를 비교하여 누수여부를 판단하도록 작동할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템을 이용한 고온 배관의 누수 감지방법에 대해 살펴보면, 복수개의 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템을 이격되도록 배관에 배치하는 단계와, 배관에 설치되어 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템을 이용하여 배관에서 발생하는 진동을 측정하여 제어장치로 송출하는 단계와, 제어장치로 송출된 진동 데이터를 비교분석하여 고온의 배관의 누수여부를 판별하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 고온 배관의 누수 감지방법은 도 5에서와 같이 배관(P) 내에 설치되어 있는 다수의 고온 배관(P)에 설치된 누수 감자징치(A)는 배관(P) 내를 흐르고 있는 유체에 의해 발생하는 진동에 대한 데이터를 제어장치(B)에 입력해 놓은 상태에서 일부 구간에 파손에 의해 유체의 누수이 발생하게 되면 파손 전의 진동과 상이한 진동파를 형성하게 된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 진동에 대한 데이터를 수신하여 저장되어 있는 정상적일 때의 배관(P)의 진동과 비교 분석함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템을 구성하는 고온배관용 측정센서장치의 작용효과에 대해 살펴보도록 한다.

본 발명에 따른 고온배관용 측정센서장치(A)의 조립 및 설치과정은 연결부재(20)의 결합홈(21)에 센서부(30)의 하측면을 결합한다.

이때에, 상기 연결부재(20)는 유연할 재질로 이루어져 있고, 센서부(30)의 하측은 테이퍼(31)가 형성되어 있어 연결부재(20)에 센서부(30)가 안정적으로 고정 결합된다.

다음으로, 상기 결합부재(10)의 연결봉(12)에 보조 연결용 자석(40) 및 절연패드(50)를 결합한다.

그런 후, 상기 결합부재(10)의 연결봉(12)에 형성되어 있는 제1 나사산(12a)과 연결부재(20)의 결합홈(22)에 형성되어 있는 제2 나사산(22a)을 결합한다.

이때에, 상기 결합부재(10)는 결합봉(12)의 상측면에 형성되어 있는 보조 연결용 자석(40) 또는 신축성이 있는 재질의 절연패드(50)가 센서부(30)의 하측면과 완전히 밀착될 수 있도록 결합하여 고온 배관(P)에서의 진동이 센서부(30)로 전달될 수 있도록 한다.

특히, 상기 절연패드(50)는 신축성이 있는 재질로 이루어져 있어 결합부재(10)와 연결부재(20)의 결합 과정에서 쿠션 역할을 하여 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 조립이 완성되면 고온의 배관(P)의 표면에 결합부재(10)의 접촉부(11)를 접촉시켜 고정시키고, 상기 센서부(30)와 통신 가능하도록 제어장치(B)를 원격지에 설치한 후 무선 및 유선통신이 가능하도록 제반시설을 설치하면 설치가 완료된다.

상기와 같이 설치된 본 발명에 따른 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템(100)은 고온 배관(P)내를 흐르는 유체가 누수되지 않고 정상적으로 이동할 때의 진동에 대한 데이터가 기 입력되어 있고, 실시간으로 센서부(30)에서 송출하는 데이터를 수신하여 각 데이터를 비교분석하여 고온 배관(P)의 누수여부를 판단할 수 있도록 작용할 수 있는 것이다.

특히, 고온의 배관(P)은 온도가 높기 때문에 현장에서도 배관(P)의 누수여부를 감지하기 어려운데, 발명에서는 결합부재(10) 및 연결부재(20)를 통해 센서부(30)와 고온의 배관(P)이 일정간격 거리를 유지할 수 있도록 설치하여 열에 의한 센서부(30)의 오작동 없이 고온 배관(P)에서 유체의 누수여부를 실시간으로 원격지에서 확인하여 작업자의 편의성을 높일 수 있다.

또한, 상술한 연결부재(20)가 열전도율이 낮으면서 열에 강한 재질로 이루어져 있고, 결합부재(10)의 연결봉(12)에 절연패드(50)가 형성되어 있어, 고온 배관(P)의 열이 결합부재(10)를 통해 전도되는 현상을 방지하여 센서부(30)의 오작동을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 고온의 배관(P)에 결합하는 결합부재(10)의 접촉부(11)가 자석으로 이루어져 있어 탈부착이 용이하여 작업자의 편의성을 높일 수 있다.

한편, 본 발명은 고온의 배관(P)에 흐르는 유체의 진동을 통해 누수여부를 감지하게 되는데 반복적인 진동에 의해 결합부재(10)의 연결봉(12)과 연결부재(20)의 연결홀(22)의 제1, 2 나사산(12a, 22a)의 결합이 해제될 수 있으며, 이럴 경우 고온 배관(P)에서 발생하는 진동이 센서부(30)로 원활히 전달되지 않게 된다.

하지만, 본 발명에서는 결합부재(10)의 연결봉(12)에 보조 연결용 자석(40)이 더 포함되어 있어 센서부(30)와 연결봉(12)이 자력에 의해 고정된 상태를 유지하기 때문에 제1, 2 나사산(12a, 22a)의 결합이 해제되는 현상을 방지하여 결합력이 약해짐으로 인해 발생하는 진동이 센서부(30)로 전달되지 못하는 현상을 방지하여 누수 감지율을 높일 수 있다.

상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 대해 기재한 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.

A : 고온배관용 측정센서장치
10 : 결합부재
11 : 접촉부 12 : 연결봉 12a : 제1 나사산
20 : 연결부재
21 : 결합홈 22 : 연결홀 22a : 제 나사산
30 : 센서부
40 : 보조 연결용 자석
50 : 절연패드
B : 제어장치
100 : 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템

Claims (11)

1. 고온 배관에 자력에 의해 부착할 수 있도록 자석으로 이루어진 접촉부와 상기 접촉부에서 상방향으로 연장되어 형성되며 상측으로 제1 나사산을 형성하고 있는 연결봉으로 이루어진 결합부재;
   상기 결합부재를 구성하는 연결봉의 제1 나사산과 대응하는 제2 나사산을 형성하고 있는 연결홀을 하측에 형성하고 있으며, 상측으로는 결합홈을 형성하되, 상기 연결홀은 결합홈의 위치까지 관통되어 있는 연결부재;
   상기 연결부재의 결합홈에 끼움결합되어 고온의 배관과 이격된 위치에 설치되는 센서부;를 포함하여 이루어진 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 것에 특징이 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 결합부재를 구성하는 연결봉의 상측면에는 보조 연결용 자석이 더 포함되어 구성되는 것에 특징이 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 결합부재를 구성하는 연결봉의 상측면에는 신축성이 있는 절연패드가 더 포함되어 구성되는 것에 특징이 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템.
   
4. 제1항에 있어서 상기 연결부재는 열전도율이 낮고, 열에 강하면서 유연성이 있는 재질로 이루어지는 것에 특징이 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 결합부재를 구성하는 접촉부의 크기, 연결봉의 길이 및 직경과, 연결부재의 연결홀의 크기는 배관의 크기에 따라 달라지는 것에 특징이 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 센서부는 무선 또는 유선 통신케이블과 연결되어 외부의 제어장치로 데이터를 송출하는 것에 특징이 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템.
   
7. 고온 배관에 자력에 의해 부착할 수 있도록 자석으로 이루어진 접촉부와 상기 접촉부에서 상방향으로 연장되어 형성되며 상측으로 제1 나사산을 형성하고 있는 연결봉으로 이루어진 결합부재;
   상기 결합부재를 구성하는 연결봉의 제1 나사산과 대응하는 제2 나사산을 형성하고 있는 연결홀을 하측에 형성하고 있으며, 상측으로는 결합홈을 형성하되, 상기 연결홀은 결합홈의 위치까지 관통되어 있는 연결부재;
   상기 연결부재의 결합홈에 끼움결합되어 고온의 배관과 이격된 위치에 설치되는 센서부;를 포함하여 이루어진 고온배관용 측정센서장치 및 제어장치로 이루어진 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템을 이용한 고온 배관의 누수 감지방법에 있어서,
   복수개의 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템을 이격되도록 배관에 배치하는 단계;
   배관에 설치되어 있는 고온배관용 측정센서장치를 포함하는 고온 배관의 누수 감지시스템을 이용하여 배관에서 발생하는 진동을 측정하여 제어장치로 송출하는 단계;
   제어장치로 송출된 진동 데이터를 비교분석하여 고온의 배관의 누수여부를 판별하는 단계를 포함하는 것에 특징이 있는 고온 배관의 누수 감지방법.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 고온배관용 측정센서장치의 결합부재를 구성하는 연결봉의 상측면에는 보조 연결용 자석이 더 포함되어 구성되는 것에 특징이 있는 고온 배관의 누수 감지방법.
   
9. 제7항에 있어서, 상기 고온배관용 측정센서장치의 결합부재를 구성하는 연결봉의 상측면에는 신축성이 있는 절연패드가 더 포함되어 구성되는 것에 특징이 있는 고온 배관의 누수 감지방법.
   
10. 제7항에 있어서, 상기 고온배관용 측정센서장치의 연결부재는 열전도율이 낮고, 열에 강하면서 유연성이 있는 재질로 이루어지는 것에 특징이 있는 고온 배관의 누수 감지방법.
    
11. 제7항에 있어서, 상기 고온배관용 측정센서장치의 결합부재를 구성하는 접촉부의 크기, 연결봉의 길이 및 직경과, 연결부재의 연결홀의 크기는 배관의 크기에 따라 달라지는 것에 특징이 있는 고온 배관의 누수 감지방법.

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