KR100573426B1 - 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치 - Google Patents

유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치에 관한 것으로서, 누출 검사용 가스를 일정 압력으로 공급하기 위한 가스공급부(10)와, 상기 가스공급부(10)로부터 공급된 가스를 선택적으로 탱크(1) 내부에 유류가 저장된 액상부(L)의 최저면과, 상기 액상부(L)의 상층에 형성된 기상부(G) 또는 송유배관(5) 내부로 토출시키도록 설치하여 가스 토출로를 형성하는 가스 토출 배관부(20)와, 상기 가스 토출 배관부(20)에 연결되어 누출 검사를 위해 가스가 토출되는 상기 탱크(1) 내부의 액상부(L)의 압력변화량과 기상부(G)의 내압 변화량 또는 송유배관의 내압 변화량을 감지함과 아울러 이때 작용하고 있는 대기압을 동시에 감지하는 감지부(30)와, 상기 감지부(30)에서 감지된 압력 변화량을 기록 및 연산하여 탱크(1)의 액상부(L)와 기상부(G) 및 송유배관(5)의 누출 여부를 가시화하는 연산부(40)로 구성하여, 단위 시간당 압력변화량을 산출하여 탱크 내부에 유류가 저장된 액상부(L)의 누출량 및 누출 여부를 산출하고, 아울러 탱크(1)의 기상부(G) 및 송유배관(5)의 내압 변화량 산출하여 보다 신속하고 정확하게 탱크의 누설 검사를 수행하도록 한다.
탱크, 누출 검사

Description

유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치 { PORTABLE LEAK DETECTING DEVICE FOR OIL STORAGE TANK }
도 1은 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 사용되는 레귤레이터를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 사용되는 블루밸브를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 사용되는 챔버를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 사용되는 프루브를 도시한 도면
도 6은 본 발명에 사용되는 양방향 압력 센서를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치를 이용한 탱크 내부의 액상부 누출 검사 상태를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치를 이용한 탱크 내부의 기상부 누출 검사 상태를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치를 이용한 송유배관의 누출 검사 상태를 도시한 도면,
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
1: 탱크 2: 맨홀
3: 탐침공 4: 환기관
5: 송유배관 5a: 급유관
5b: 주유관 10: 가스공급부
11: 질소탱크 12: 레귤레이터
20: 가스 토출 배관부 21: 공급튜브
22: 블루밸브 23: 연결튜브
24: 챔버 24a: 몸통부
24b: 고정부 24c: 유입관
24d: 토출관 24e: 개폐밸브
24f: 패킹부재 24g: 고정너트
25: 토출튜브 26: 프루브
26a: 몸체 26b: 자성체
26c: 통공 26d: 토출구
30: 감지부 31: 센서 케이스
32; 양방향 압력센서 33: 회로기판
34: 데이터 입력 케이블 35: 이동용 케이스
40: 연산부
본 발명은 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탱크 내부에 검사용 질소가스를 일정 압력으로 주입하여 단위 시간당 탱크 내부에 저장된 액상부의 압력 변화량과 유류 상층에 형성된 기상부의 내압 변화량 및 가스 토출 배관부의 내압 변화량을 산출하여 보다 정확하게 유류 저장용 탱크의 누출검사를 수행 할 수 있도록 하는 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유류 저장용 탱크는 주유소나 공장에서 유류 또는 화학물질 등을 저장하기 위해 사용되어지며, 내부에 저장되는 유류의 종류에 따라 탱크의 구조와 그 설치 방법이 "소방법" 또는 "토양 환경 보전법"등 관련법규에 의해 규정되어 진다.
특히, 주유소에서 사용되는 유류 탱크의 경우 안전성을 고려하여 주로 지하에 매설되어 사용된다. 따라서 부식이나 또는 외압에 의해 발생된 균열을 통해 탱크 내부에 저장된 유류가 누출되어 토양 오염 및 지하수 오염 등 심각한 환경오염의 원인이 되고 있지만 지하에 매립되어 누출 여부를 확인하기 어렵다.
또한, 옥내나 옥외에 설치되는 유류 저장 탱크의 경우도 마찬가지로 미세한 균열을 통한 누출은 안전상 설치되는 보호구나 또는 탱크의 설치 위치에 따라 직접 누출 여부를 확인하기가 어려워 적극적으로 대처할 수 없었다.
따라서, 유류 저장용 탱크의 누출 검사를 수행하기 위해 탱크의 설치위치에 따른 제한을 받지 않도록 이동이 간편하고 또한, 탱크의 용량에 따른 적응성이 크며, 탱크의 사용상의 제한을 받지 않도록 짧은 시간동안에 누출 검사를 수행할 수 있는 누출 검사 장치의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
그러나, 종래 사용되고 있는 유류 저장 탱크용 누출 검사 장치로는 탱크 내에 가설되어 유류의 수위를 체크하기 위한 레벨 게이지에 의존 할 수밖에 없는 실정이었으며, 이러한 레벨게이지는 탱크 내에 저장되는 유류의 수위를 측정하기 위해 일반적으로 사용되는 부표식, 초음파식의 경우 온도나 진동 등의 변화에 따른 저장유류의 부피 변화를 예측하지 못하여 정확한 누출 검사를 할 수 없었다.
따라서, 보다 정확한 누출검사를 위해 사용되어진 종래 초음파식, 광전기식, 또는 레이져식 누출 검사 장치의 경우에도 소음 및 진동에 취약해 정확한 누출 검사를 수행하기 어려울 뿐만 아니라 고가여서 사용화가 어려웠으며, 또한, 측정에 필요한 시간이 4∼5시간이상으로 비교적 많은 검사 시간이 소요되어 탱크의 사용상의 제약이 따르며, 최소 승합차 크기의 이상으로 이동 차량이 요구됨에 따라 이동성이 떨어지는 문제점이 있었다.
그리고, 누출 검사를 수행하기 위해 탱크 내부에 삽입되는 프루브의 종류에 따라 일정 크기 이상의 개구부를 갖는 탱크에만 적용되기 때문에 보다 다양한 탱크의 용량 및 종류에 따라 제약을 받게 되는 문제점이 있었다.
또한, 특히 누출 검사를 위하여 탱크 내부를 비워야 한다든지 또는 측정시 반드시 가동을 중단할 해야 하는 탱크의 사용상 제약을 받는다는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명은 소음 및 진동 등의 외부요인과 무관하게 정확한 누출 검사를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 누출 검사에 필요한 비용을 절감시킴을 목적으로 한다.
또한, 장비의 이동이 간편하도록 포터블형식으로 누출 검사 장비를 구성하여 이동상의 문제점을 해결할 수 있도록 하여 탱크의 가설 위치나 검사에 필요한 공간상의 제약을 해소할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
또한, 누출 검사를 수행하기 위해 탱크 내부에 삽입되는 프루브 및 프루브를 연결하는 가스 토출 배관부를 서로 다른 용량 및 형태를 갖는 탱크에 모두 적용 가능하도록 구성하여 다양한 종류 및 용량을 갖는 탱크의 누출 검사를 수행하도록 하는 목적을 갖는다.
또한, 짧은 측정 시간에 정확한 누출 검사를 수행하도록 함으로써 측정시 반드시 가동을 중단할 해야 하는 탱크의 사용상 문제점을 해결하도록 함을 목적으로 한다.
또한, 탱크 내부에 유류가 저장된 유류의 액상부 및 기상부는 물론 탱크에 배설되는 송유배관 라인의 누출 검사를 일체형 시스템으로 병행하여 다각적인 누출 검사를 수행하도록 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치는 누출 검사용 가스를 일정 압력으로 공급하기 위한 가스공급부와, 상기 가스공급부로부터 공급된 가스를 선택적으로 탱크 내부에 유류가 저장된 액상부의 최저면과, 상기 액상부의 상층에 형성된 기상부 또는 송유배관 내부로 토출시키도록 설치하여 가스 토출로를 형성하는 가스 토출 배관부와, 상기 가스 토출 배관부에 연결되어 누출 검사를 위해 가스가 토출되는 상기 탱크 내부의 액상부의 압력변화량과 기상부의 내압 변화량 또는 송유배관의 내압 변화량을 감지함과 아울러 이때 작용하고 있는 대기압을 동시에 감지하는 감지부와, 상기 감지부에서 감지된 압력 변화량을 기록 및 연산하여 탱크의 액상부와 기상부 및 송유배관의 누출 여부를 가시화하는 연산부로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스공급부는 질소가스를 저장하는 질소탱크와, 상기 질소탱크를 누출 검사에 필요한 설정압력으로 공급하는 압력을 가변시키기 위한 레귤레이터로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 토출 배관부는 상기 가스공급부와 상기 감지부를 연결하는 공급튜브와; 상기 공급튜브로부터 분지되는 연결튜브와, 상기 연결튜브에 연결되어 유입된 가스를 선택적으로 탱크 내부의 액상부나 기상부로 토출시키도록 각각의 유로가 구비된 챔버와, 상기 챔버에 연통 결합되어 탱크 내부에 저장된 액상부의 최저면까지 가설되는 토출튜브와, 상기 토출튜브의 단부에 결합되어 액상부의 최저면에서 가스가 배출되도록 하는 프루브와, 상기 공급튜브 선상에 설치되어 상기 프루브의 내부의 질소가스 압력과 액상부의 최저면에서 작용하는 압력이 평형을 이루도록 개방 조작함과 아울러 닫힘 상태에서 상기 감지부에서 액상부의 최저면의 압력 변화량을 감지하도록 상기 프루브에서 질소가스가 미소압력차를 가지고 기포 형태 로 떨어져나가도록 하는 블루밸브로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 챔버는 내부 일정 공간을 갖는 몸통부와, 상기 몸통부에 연통되게 연장 결합되어 내부에 기상부측 토출로를 형성하는 고정부와, 상기 몸통부로부터 연통되게 연장되어 상기 연결튜브와 연통 결합되는 유입관과, 상기 유입관으로부터 분지되어 상기 몸통부와 고정부를 관통하여 상기 토출튜브와 연결되도록 액상부측 토출로를 형성하는 토출관과, 상기 유입관 선상에 설치되어 유입된 가스를 상기 몸통부를 통해 상기 고정부 내부의 기상부측 토출로로 토출시키거나 또는 상기 토출관을 통해 토출되도록 하는 개폐밸브와, 상기 고정부의 외주면 상에 길이방향으로 회전 이송되도록 나선 결합되는 고정너트와, 상기 고정너트의 이송 방향에 따라 가압되어 중심 방향으로 신축되며 탱크의 탐침공 또는 송유배관에 밀폐 고정시키는 패킹부재로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 프루브는 상기 토출튜브에 연통되게 결합되게 내부에 통공이 일정 깊이로 형성되고, 상기 통공의 단부에 일정 경사각을 갖는 토출구를 관통하여 형성된 몸체와; 상기 몸체에 연장 결합되어 상기 몸체를 탱크 바닥면에 부착시키기 위한 자성체로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 토출튜브는 탱크의 깊이에 따라 신장 가능하도록 플렉시블 튜브로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 감지부와 상기 연산부는 하나의 단일 모듈로 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 감지부는 상기 공급튜브에 연결되는 배관 내부의 가스 압력 변화 량을 감지함과 아울러 이때 작용하는 대기압을 동시에 감지하는 양방향 압력센서가 구비됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치에 대한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 사용되는 레귤레이터를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 사용되는 블루밸브를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 사용되는 챔버를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 사용되는 프루브를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 사용되는 양방향 압력 센서를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치를 이용한 탱크 내부의 액상부 누출 검사 상태를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치를 이용한 탱크 내부의 기상부 누출 검사 상태를 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치를 이용한 송유배관의 누출 검사 상태를 도시한 도면이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치는 일정 압력의 가스를 공급하기 위한 가스공급부(10)와, 상기 가스공급부(10)로부터 공급된 가스를 누출 검사를 수행하고자 하는 탱크(1) 내부의 액상부(L)나 기상부(G) 또는 송유배관(5) 내부로 공급하도록 배치되는 가스 토출 배관부(20)와, 상기 가스 토출 배관부(20)에 연결되어 상기 탱크(1) 내부의 액상부(L)의 압력변화량과 기상부(G)의 내압변화량 또는 송유배관(5)의 내압 변화량을 감지함과 아울러 이때 작용하고 있는 대기압을 동시에 감지하는 감지부(30)와, 상기 감지부(30)에서 감지된 각각의 압력 변화량을 기록 및 연산하여 탱크(1) 내부의 액상부(L)와 기상부(G)의 누출 여부 및 송유배관(5)의 누출 여부를 가시화하는 연산부(40)로 구성된다.
상기 탱크(1)는 주유소 등에서 유류를 저장하기 위해 지하에 매설되는 유류 저장용 탱크(1)로서 내부에 수용공간을 갖는 용기 내부에 일정 수위로 유류가 저장되는 액상부(L)와, 그 상부에 공기나 유류의 휘발 성분들이 차 있는 기상부(G)가 층을 이루며, 상기 탱크(1) 내부로 유류를 유입 및 유출시키도록 설치되는 급유관(5a) 및 주유관(5b) 등의 송유배관(5)과, 탱크(1) 내부의 환기를 위해 설치되는 환기관(4)과, 맨홀(2) 내부에 위치하여 탱크(1) 내부의 저장된 유류의 수위를 알아보기 위한 탐침공(3)이 구비된다.
상기 가스공급부(10)는 상기 탱크(1)의 탐침공(3)을 통해 탱크(1) 내부로 가설된 상기 가스 토출 배관부(20)로 질소를 공급하거나 또는 송유배관(5) 내부로 질소가스를 공급하도록 질소가스를 내압용기 내부에 가압 저장하는 질소탱크(11)와, 상기 질소탱크(11)로부터 공급받은 질소가스를 누출 검사에 필요한 설정압력으로 가변시키기 위한 레귤레이터(12)로 이루어진다.
여기서 사용되는 질소가스는 탱크(1)와 송유배관(5) 내에 누출 검사에 필요한 설정 압력을 가해 그 변화를 관찰할 수 있는 검사 매체의 일예일 뿐이며, 상기 탱크(1) 내부에 저장되는 유류의 종류에 따라 화학적 안정성을 유지할 수 있는 불활성 가스를 선택적으로 사용하는 것이 보다 바람직하다.
도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 레귤레이터(12)는 상기 질소탱크(11)와 상기 가스 토출 배관부(20)에 연결하기 위해 양측에 구비되는 유입관(12a) 및 토출관(12b)과, 상기 유입관(12a)과 토출관(12b) 사이에 누출 검사에 필요한 압력으로 질소가스를 공급하도록 질소가스의 압력을 조절하기 위해 구비되는 감압레버(12c)로 이루어진다.
그리고, 상기 유입관(12a)으로 유입되는 질소가스의 압력을 보여주는 유입측 압력 게이지(12d)와, 상기 토출관(12b)을 통해 공급되는 질소가스의 압력을 보여주는 토출측 게이지(12e)가 구비되어진다.
또한, 상기 가스 토출 배관부(20)는 상기 가스공급부(10)와 상기 감지부(30)를 연결하는 공급튜브(21)와; 상기 공급튜브(21)로부터 분지되는 연결튜브(23), 상기 연결튜브(23)에 연결되어 유입된 가스를 선택적으로 탱크(1) 내부의 액상부(L)나 기상부(G)으로 토출시키도록 각각의 토출로가 형성된 챔버(24)와, 상기 챔버(24)에 연통 결합되어 탱크(1) 내부에 저장된 액상부(L)의 최저면까지 설치되는 토출튜브(25)와, 상기 토출튜브(25)의 끝단에 결합되어 액상부(L)의 최저면에서 질소가스가 배출되도록 하는 프루브(26)로 이루어진다.
또한, 상기 공급튜브(21) 선상에 상기 프루브(26) 내부의 질소가스 압력과 액상부(L)의 최저면에서 작용하는 압력이 평형을 이루도록 개방 조작함과 아울러 닫힘 상태에서 상기 감지부(30)에서 액상부(L)의 최저면의 압력 변화량을 감지하도록 상기 프루브(26)에서 질소가스가 미소압력차를 가지고 기포 형태로 방출되도록 하는 블루밸브(22)가 구비되어 진다.
그리고, 상기 토출튜브(25)는 누출 검사를 수행하고자 하는 탱크(1)의 깊이에 대응하도록 신축 가능한 플렉시블 튜브로 구성됨이 바람직하다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 블루밸브(22)는 양측단에 상기 공급튜브(21)가 결합되는 튜브 결합부(22b, 22c)와 상기 튜브 결합부 사이에 결합되는 밸브(22a)로 구성된다.
도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 챔버(24)는 내부 일정 공간을 갖는 몸통부(24a)와, 상기 몸통부(24a)에 연통되게 연장 결합되어 내부에 기상부측 토출로(24h)를 형성함과 아울러 상기 탱크(1)의 탐침공(3) 또는 송유배관(5)에 삽입 고정되는 고정부(24b)로 이루어진다.
그리고, 상기 몸통부(24a)에는 상기 연결튜브(23)와 연통 결합시키는 유입관(24c)과, 상기 유입관(24c)으로부터 분지되어 상기 몸통부(24a)과 고정부(24b)를 수직 관통하여 액상부측 토출로를 형성하는 토출관(24d)이 구비된다.
또한, 상기 유입관(24c) 선상에 설치되어 상기 유입관(24c)으로 유입된 질소가스가 상기 몸통부(24a)를 통해 상기 고정부(24b)의 내부에 형성된 기상부측 토출로(24h)를 따라 토출시키거나 또는 토출관(24d)의 내부에 형성된 액상부측 토출로를 통해 토출되도록 하는 개폐밸브(24e)가 구비된다.
상기 고정부(24b)의 외주면에는 길이방향을 회동 이송 가능하게 나선 결합되는 고정너트(24g)와, 상기 고정너트(24g)의 회전이송 시 가압되어 중심 방향으로 신축되도록 하는 패킹부재(24f)로 이루어진다.
도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 프루브(26)는 상기 토출튜브(25)와 연통되게 내부에 통공(26c)이 일정 깊이로 형성되고 상기 통공(26c)의 단부에 일정 경사각을 갖는 토출구(26d)가 관통하여 형성된 몸체(26a)와, 상기 몸체(26a)의 하단에 결합되어 상기 몸체(26a)부를 탱크(1) 바닥면에 부착시키기 위한 자성체(26b)로 구성된다.
상기 프루브(26)의 몸체(26a)의 직경이 20mm이하로 제작됨에 따라 누출 검사를 수행하고자 하는 탱크(1)의 탐침공(3)이 20mm 정도 크기이면 누출 검사의 수행이 가능하며, 또한, 탱크(1)의 탐침공(3)이 구비되지 않아도 상기 프루브(26)를 삽입할 수 있는 급유관(5a), 주유관(5b)등의 송유배관(5)이나 기타 환기관(4)을 통해서도 누출 검사를 수행하는 것도 가능하다.
도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 감지부(30)는 상기 가스 토출 배관부(20)의 공급튜브(21), 연결튜브(23), 토출튜브(25), 블루밸브(22), 챔버(24) 등을 담아 이동하기 하기위한 이동용 케이스(35)의 내부 일 측에 고정된 센서 케이스(31)와, 상기 센서 케이스(31) 내부에 고정되어 상기 공급튜브(21)와 일단이 대기에 개방된 개방튜브(28)가 각각 연결되어 탱크(1) 내부의 액상부(L)와 기상부(G)의 압력 변화량 및 송유배관(5) 내부의 압력변화량 그리고, 누출 검사 시 작용하고 있는 대기압을 동시에 감지할 수 있는 양방향 압력센서(32)와, 상기 양방향 압력센서(32)로부터 감지된 각각의 압력 값을 상기 연산부(40)로 데이터 전송하기 위해 회로가 구성되는 회로기판(33)으로 이루어진다.
상기 양방향 압력센서(32)는 온도범위 -20∼50℃, 압력범위 0.036∼2.627kg/㎠, 작동시작시간 800ms, 최대감지속도 200ms를 갖도록 구성된다.
상기 연산부(40)는 상기 감지부(30)의 회로기판(33)과 데이터 입력 케이블(34)로 연결되어 상기 양방향 압력센서(32)로부터 감지된 압력값들을 단위시간당 일정회수로 기록 및 연산하여 탱크(1) 내부의 액상부(L) 및 기상부(G) 그리고 송유배관(5)의 압력변화에 따른 누출 여부를 판단할 수 있도록 가시화하는 포터블 컴퓨터로 이루어진다.
그리고, 누출 검사 장치의 이동성을 향상시키기 위하여 상기 감지부(30)와 연산부(40)를 하나의 단위 모듈로 형성함이 바람직하며, 이때 상기 감지부(30)의 회로기판(33)에 상기 연산부(40)에서 수행하는 데이터의 기록 및 연산 그리고 디스플레이 기능을 수행하도록 추가적으로 회로를 구성하도록 함이 보다 바람직하다.
이하, 상술된 구성을 갖는 본 발명이 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 탱크(1)의 누출 검사를 실시하기 위해서는 도 1에서 도시한 바와 같이, 블루밸브(22)가 선상에 구비된 공급튜브(21)의 양단에 상기 레귤레이터(12)와 양방향 압력센서(32)를 각각 연결하고, 상기 공급튜브(21)로부터 분지시킨 상기 연결튜브(23)를 상기 챔버(24)의 유입관(34c)에 연결하며, 상기 챔버(24)의 토출관(24d)에 상기 연결튜브(23)를 연결하고, 상기 토출튜브(25)에 단부에 상기 프루브(26)를 연결한다.
그리고, 상기 프루브(26)의 자성체(26b)가 탱크(1)의 바닥면에 부착되도록 상기 토출튜브(25)를 탱크(1) 탐침공(3)에 삽입한 후, 상기 챔버(24)의 고정부(24b)에 구비된 패킹부재(24f)가 외주연 쪽으로 신장되도록 고정너트(24g)를 회전시켜 챔버(24)가 탱크(1)의 탐침공(3)에 밀폐 고정되도록 함으로써 본 발명의 이동식 누출 검사 장치의 설치를 완료한다.
먼저, 본 발명의 이동식 누출 검사 장치를 이용하여 탱크(1) 내부에 유류가 저장된 액상부(L)의 누출 검사를 수행하는 과정을 살펴보면, 질소탱크(11)의 밸브를 열어 질소가스를 레귤레이터(12) 쪽으로 토출시키고, 상기 레귤레이터(12)의 감압레버(12c)의 조작에 의해 상기 공급튜브(21)로 공급되는 질소가스가 누출 검사에 필요한 설정압력으로 공급되도록 한다. 이때, 질소탱크(11)로부터 공급되는 질소가스의 압력과 공급튜브(21)로 공급되는 질소가스의 압력은 레귤레이터(12)의 유입측 게이지(12d)와, 토출측 게이지(12e)를 통해 확인할 수 있다.
그리고, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 공급튜브(21)로 공급된 질소가스는 블루밸브(22)를 통과한 후 공급튜브(21)로부터 분지되는 연결튜브(23)를 통해 챔버(24)의 유입관(24c)으로 유입되고, 상기 유입관(24c)에 설치된 개폐밸브(24e)를 닫힌 상태로 조작하여 유입관(24c)을 통해 유입된 질소가스가 챔버(24)의 토출관(24d)을 통해 토출되도록 하며, 상기 토출관(24d)으로 토출된 질소가스가 토출튜브(25)를 통해 탱크(1)에 저장된 유류의 최저면에서 프루브(26)의 토출구(26d)로 토출되도록 한다.
상기 블루밸브(22)는 누출 검사를 위해 탱크(1) 내부에 저장된 유류의 압력 때문에 프루브(26)의 토출구(26d)를 통해 토출튜브(25)로 입상된 유류를 질소가스로 불어 내도록 완전 개방되도록 조작하고, 상기 프루브(26)의 토출구(26d)에서 질 소가스의 압력과 유류의 최저면 압력이 압력 평형을 이루도록 블루밸브(22)를 서서히 닫으면서 조절한다.
그리고, 프루브(26)의 토출구(26d)에서 질소가스와 유류의 최저면의 압력이 평형을 이루면 블루밸브(22)를 완전히 닫아 질소가스가 미소 압력차를 가지고 공급되어 상기 프루브(26)의 토출구(26d)에서 작은 기포를 형성하며 지속적으로 방출되도록 한다.
상기 프루브(26)의 토출구(26d)에서 질소가스가 유류의 최저면의 압력과 평형을 깨고 작은 기포 방울로 방출되는 순간의 압력은 기포 외부에 작용하는 유류의 최저면에서 작용하는 압력과 동일하다.
그리고, 질소가스가 작은 기포방울로 방출되는 순간에 상기 프루브(26) 토출구(26d)의 압력은 파스칼의 원리에 의해 토출튜브(25), 챔버(24), 연결튜브(23) 그리고 공급튜브(21)등 가스 토출 배관부(20) 내부의 가스압력과 동일하다.
따라서, 공급튜브(21)에 연결된 상기 감지부(30)의 양방향 압력센서(32)에 의해 상기 프루브(26)의 토출구(26d)에서 질소가스의 기포가 떨어져 나가는 순간순간의 압력을 감지함으로서 탱크(1)에 저장된 유류의 최저면에서 작용하는 압력값과 이때 작용하는 있는 대기압을 압력값을 동시에 얻을 수 있다.
상기 양방향 압력센서(32)에 의하여 얻어진 각각의 유류 최저면에서 작용하는 압력과 대기압의 압력 값들은 감지부(30)에 구비된 회로기판(33)을 통해 전기적 신호로 변환되어 데이터 입력 케이블(34)로 연결된 상기 연산부(40) 즉, 포터블 컴퓨터로 입력된다.
상기 포터블 컴퓨터에서는 다음 수식 1에 나타낸 바와 같이 유류 최저면에서 작용하는 전체 압력(Ptotal)에서 이때 작용하는 대기압(Pair)을 감산하여 탱크(1) 내부에 저장된 유류의 질량에 의한 발생되는 순 유류 압력(Poil)을 산출하도록 한다.
Figure 112004019387523-pat00001
여기서,
Figure 112004019387523-pat00002
는 유류 최저면에 작용하는 압력이고,
Figure 112004019387523-pat00003
는 대기압이며,
Figure 112004019387523-pat00004
는 유류의 질량에 의해 발생되는 순 유류 압력이다.
그리고, 단위 시간당 일정 횟수로 얻어진 유류의 압력값을 표본하여 유류의 압력 변화량(ΔPoil)을 산출하고, 식 2에서 나타낸 바와 같이, 산출된 유류의 압력변화량(ΔPoil)에 누출검사 시 측정된 유류의 온도에 대응하는 비중값(γoil)을 곱하여 단위시간당 유류의 누출량(Δhoil)을 산출하도록 한다.
Figure 112004019387523-pat00005
여기서,
Figure 112004019387523-pat00006
는 유류의 압력 변화량이고,
Figure 112004019387523-pat00007
는 유류의 비중값이며,
Figure 112004019387523-pat00008
는 유류 누출량이다.
따라서, 탱크(1) 내부에 저장된 유류가 누출된 만큼의 유류 압력변화량(ΔPoil)이 생기면 탱크(1)에 유류가 저장된 액상부(L)에서 누출이 발생 됨을 알 수 있고, 또는 단위시간당 누출되는 유류의 누출량(Δhoil)을 알 수 있다.
이때, 연산부(40)는 상기 감지부(30)의 양방향 압력센서(32)로부터 감지되어 입력되는 각각의 압력 값들에 대한 데이터를 약 0.2초 단위로 입력받아 저장하며, 저장된 최소 1000개 이상의 데이터를 선택적으로 표본하여 정확한 액체의 압력변화량 및 누출량을 산출하도록 연산하여 탱크(1)의 액상부(L)에서 발생하는 누출여부를 판단하도록 가시화 한다.
따라서, 탱크(1) 내부에 저장된 유류의 온도 변화 및 소음, 진동에 의해 발생되는 유류의 부피 변화에 무관하게 누출 검사를 수행할 수 있으며 특히, 단위 시간당 누출되는 유류의 누출량을 알 수 있어 보다 신속하게 대처할 수 있도록 한다.
또한, 도 8에서 도시한 바와 같이, 탱크(1)의 기상부(G)의 누출 검사를 수행하기 위해서는 탱크(1)가 밀폐되도록 환기관 및 송유배관(5)을 밀폐부재(미도시)로 밀봉시키고, 탱크(1)의 탐침공(3)에 밀폐 고정된 챔버(24)의 유입관(24c)을 통해 유입된 질소가스가 챔버(24)의 몸통부(24a)와 고정부(24b) 내부에 형성된 기상부측 토출로(24h)를 통해 탱크(1)의 기상부(G)로 유입되도록 개폐밸브(24e)를 개방한다.
상기 챔버(24)를 통해 탱크(1)의 기상부(G)로 토출된 질소가스가 탱크(1) 기상부(G)의 압력이 시험 압력에 도달하면 상기 레귤레이터(12)의 감압레버(12c)를 닫아 질소가스의 주입을 차단하고, 일정시간 동안 상기 감지부의 양방향 압력센서(32)로 내압 변화량을 측정하여 누출 검사를 수행하도록 한다.
또한, 도 9에서 도시한 바와 같이, 송유배관(5)중 탱크(1)로 유류를 유출시 키기 위해 가설된 주유관(5b)의 누출 검사의 일예를 설명하며, 탱크(1)로부터 지상으로 노출된 연결부를 분리한 후 상기 챔버(24)의 고정부(24b)를 주유관 내부에 삽입한 후 고정너트(24g)를 회전시켜 패킹부재(24f)가 밀폐 고정되도록 한다. 그리고, 다른 쪽 일단을 밀폐시켜 누출 검사 준비를 완료한다.
그리고, 상술된 탱크(1)의 기상부(G) 누출 검사와 마찬가지로 챔버(24)의 몸체(26a)부와 고정부(24b)에 연통하여 형성된 기상부측 토출로(24h)를 통해 송유배관(5) 내부로 질소가스를 공급하여 송유배관(5) 내부가 압력이 설정된 시험압력이 되도록 가압한 후 일정시간동안 내압 변화량을 측정하여 누출 검사를 수행하도록 한다.
이하, 본 발명의 유류저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치를 이용하여 유류 저장용 탱크의 모의 누출 검사를 수행한 결과이다.
단, 모의 누출 시험은 다양한 누출 탐지 장비들의 누출 탐지 수행 특성과 한계를 규정함과 아울러 안정화 시간, 탱크 용량, 적합한 제품 레벨, 누출 탐지 성공률 및 실패율 등을 다른 누출 검사 장비들과 비교될 수 있는 하나의 척도로 고려하기 위하여 미국 연방 환경 보호국(US EPA) 의정서에서 채택하고 있는 규정에 따라 실시하였다.
제 1 모의 누출 시험 결과
제 1 모의 누출 시험 조건
탱크 용량 45,000ℓ
탱크 직경 2,430ℓ
저장 유류의 깊이 2,149㎜(93.56% full)
저장 유류의 종류 경유(S.G. : 0.835)
표 1에서 나타내는 모의 누출 시험 조건하에 누출 압력은 10.3kPa(1.5psi)이고, 탱크 바닥의 수압 즉, 유체 최저면의 압력은 17.60kPa 이며, 탱크 바닥면에 작용된 게이지 압력은 27.90kPa(10.3+17.63)이고, 모의 누출이 진행하는 동한 가압하에서 누출이 증가된 비율1.58(27.90/17.6)이며, 같은 용량의 탱크의 실제 누출율은 0.239 ℓ/hr(0.3785/1.58)이다. 따라서, 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치는 시간당 0.3785ℓ의 모의 누출 시험에서 100%의 누출 탐지 성공률을 보임을 알 수 있다.
제 2 모의 누출 시험 결과
제 1 모의 누출 시험 조건
탱크 용량 10,000ℓ
탱크 직경 1,666ℓ
저장 유류의 깊이 1,100㎜(70% full)
저장 유류의 종류 경유(S.G. : 0.835)
표 2에서 나타내는 모의 누출 시험 조건하에서 측정된 누출 압력은 10.3kPa(1.5psi)이고, 탱크 바닥의 수압 즉, 유체 최저면의 압력은 9.01kPa 이며, 탱크 바닥면에 작용된 게이지 압력은 19.31kPa(10.3+9.01)이고, 모의 누출이 진행하는 동안 가압 하에서 누출이 증가된 비율 2.142(19.31/9.01)이며, 같은 용량의 탱크의 실제 누출율은 0.0883 ℓ/hr(0.189/2.142)이다. 따라서, 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치는 0.189ℓ/hr의 모의 누출 시험에서도 역시 100%의 누출 탐지 성공률을 보임을 알 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치 는 소음 및 진동 등의 외부요인과 상관없이 보다 정확한 누출 검사를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 누출 검사에 필요한 비용을 절감시키는 효과를 갖는다.
또한, 장비를 이동이 간편하도록 포터블 형식으로 구성하여 장비의 이동에 따른 문제점을 해결함으로써 탱크의 가설 위치나 검사에 필요한 공간상의 제약을 받지 않고 누출검사를 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 누출 검사를 수행하기 위해 탱크 내부에 삽입되는 프루브 및 프루브를 연결하는 토출튜브를 서로 다른 용량 및 형태를 갖는 탱크에 모두 적용 가능하도록 구성하여 다양한 종류 및 용량을 갖는 탱크의 누출 검사를 수행할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 짧은 측정 시간에 정확한 누출 검사를 수행하도록 함으로써 측정시 반드시 가동을 중단할 해야 하는 탱크의 사용상 문제점을 해결하도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 탱크 내부에 유류가 저장된 유류의 액상부 및 기상부는 물론 탱크에 배설되는 송유배관과 같은 배관 라인의 누출 검사를 병행하여 수행할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 누출 검사용 가스를 일정 압력으로 공급하기 위한 가스공급부(10)와;
    상기 가스공급부(10)로부터 공급된 가스를 선택적으로 탱크(1) 내부에 유류가 저장된 액상부(L)의 최저면과, 상기 액상부(L)의 상층에 형성된 기상부(G) 또는 송유배관(5) 내부로 토출시키도록 설치하여 가스 토출로를 형성하는 가스 토출 배관부(20)와;
    상기 가스 토출 배관부(20)에 연결되어 누출 검사를 위해 가스가 토출되는 상기 탱크(1) 내부의 액상부(L)의 압력변화량 및 기상부(G)의 내압 변화량 또는 송유배관의 내압 변화량을 감지함과 아울러 이때 작용하고 있는 대기압을 동시에 감지하는 감지부(30)와;
    상기 감지부(30)에서 감지된 압력 변화량을 기록 및 연산하여 탱크(1)의 액상부(L)와 기상부(G) 및 송유배관(5)의 누출 여부를 가시화하는 연산부(40)로 구성되는 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치에 있어서,
    상기 가스 토출 배관부(20)는 상기 가스공급부(10)와 상기 감지부(30)를 연결하는 공급튜브(21)와; 상기 공급튜브(21)로부터 분지되는 연결튜브(23)와; 상기 연결튜브(23)에 연결되어 유입된 가스를 선택적으로 탱크(1) 내부의 액상부(L)나 기상부(G)로 토출시키도록 각각의 유로가 구비된 챔버(24)와; 상기 챔버(24)에 연통 결합되어 탱크(1) 내부에 저장된 액상부(L)의 최저면까지 가설되는 토출튜브(25)와; 상기 토출튜브(25)의 단부에 결합되어 액상부(L)의 최저면에서 가스가 배출되도록 하는 프루브(26)와; 상기 공급튜브(21) 선상에 설치되어 상기 프루브(26)의 내부의 질소가스 압력과 액상부(L)의 최저면에서 작용하는 압력이 평형을 이루도록 개방 조작함과 아울러 닫힘 상태에서 상기 감지부(30)에서 액상부(L)의 최저면의 압력 변화량을 감지하도록 상기 프루브(26)에서 질소가스가 미소압력차를 가지고 기포 형태로 떨어져나가도록 하는 블루밸브(22)로 구성됨을 특징으로 하는 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 챔버(24)는 내부 일정 공간을 갖는 몸통부(24a)와; 상기 몸통부(24a)에 연통되게 연장 결합되어 내부에 기상부측 토출로(24h)를 형성하는 고정부(24b)와; 상기 몸통부(24a)로부터 연통되게 연장되어 상기 연결튜브(23)와 연통 결합되는 유입관(24c)과; 상기 유입관(24c)으로부터 분지되어 상기 몸통부(24a)와 고정부(24b) 를 관통하여 상기 토출튜브(25)와 연결되도록 유로를 형성하는 토출관(24d)과; 상기 유입관(24c) 선상에 설치되어 유입된 가스를 상기 몸통부(24a)를 통해 상기 고정부(24b) 내부의 기상부측 토출로(24h)로 토출시키거나 또는 상기 토출관(24d)을 통해 토출되도록 하는 개폐밸브(24e)와; 상기 고정부(24b)의 외주면 상에 길이방향으로 회전 이송되도록 나선 결합되는 고정너트(24g)와, 상기 고정너트(24g)의 이송 방향에 따라 가압되어 중심 방향으로 신축되며 탱크(1)의 탐침공(3) 또는 송유배관(5)에 밀폐 고정시키는 패킹부재(24f)로 구성됨을 특징으로 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 프루브(26)는 상기 토출튜브(25)에 연통되게 결합되게 내부에 통공(26c)이 일정 깊이로 형성되고, 상기 통공(26c)의 단부에 일정 경사각을 갖는 토출구(26d)를 관통하여 형성된 몸체(26a)와; 상기 몸체(26a)에 연장 결합되어 상기 몸체(26a)를 탱크(1) 바닥면에 부착시키기 위한 자성체(26b)로 구성됨을 특징으로 하는 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 토출튜브(25)는 탱크(1)의 깊이에 따라 신장 가능하도록 플렉시블 튜브로 구성됨을 특징으로 하는 유류 저장 탱크용 이동식 누출 검사 장치.
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