KR100370896B1 - 하수관 보수 차량 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관을 굴착하지 아니하고 튜브를 삽입하여 경화시킴으로써 하수관을 보수하는 데 사용되는 하수관 보수 차량에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 단일의 하수관 보수 차량만으로 상기 하수관 보수 작업을 수행하며, 공사 기간을 단축시키는 구성을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 하수관 보수 차량은, 펠트 튜브 저장부와, 열경화성 수지와 경화제가 혼합되어 함침액이 만들어지는 혼합 탱크와, 혼합 탱크로부터 공급되는 함침액을 저장부로부터 공급되는 펠트 튜브에 함침시키는 공간을 제공하는 함침부와, 상기 혼합 탱크로부터 상기 함침부로 함침액을 공급하는 함침액 공급 수단과, 상기 함침된 펠트 튜브를 운반하는 컨베이어와, 상기 컨베이어의 하류측에 위치하며 상기 함침된 펠트 튜브의 두께를 균일하게 조절하는 한 쌍의 롤러와, 하수관에 삽입된 펠트 튜브를 경화시키기 위해 물을 가열하는 보일러를 포함하는 것을 특징으로 한다. 전술한 방법에 의한 하수관 보수 차량은, 단일의 보수 차량만으로 상기 비굴착 하수관 보수가 가능해지며 공사 기간도 단축되는 효과가 있다.

Description

하수관 보수 차량 {Vehicle for Rehabilitating Existing Pipes}

본 발명은 하수관 보수 차량에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 본 발명은 비굴착 열경화 하수관 보수 장비에 관한 것이다.

하수관에는 갖가지 오염 물질 및 부유물 등을 포함한 오·폐수가 항상 채워진 상태로 흐르기 때문에, 콘크리트로 형성된 하수관의 부식 및 그로 인한 하수관 손상의 문제가 발생한다. 이러한 부식 및 손상으로 인해 하수관이 훼손되면 그 내부를 흐르던 오·폐수가 하수관 밖으로 누출되어 지표면 및 지하수를 오염시킨다. 더 나아가 하수관이 파손되어 버린다면 하수처리에 있어서 심각한 문제를 야기할수도 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 하수관을 유지, 보수하기 위해서 손상된 부분을 찾아내어 그 곳을 굴착하여 보수하는 방법이 있다. 그러나 그러한 공법을 사용하게 되면 도로를 통행하는 차량을 통제하여야 하므로 교통 체증을 야기하고 소음 등으로 인한 민원 제기의 우려가 있었다. 그리고 도로를 굴착하고 보수 작업을 끝낸 후 다시 도로를 보수해야 하므로 도로 상태가 심각하게 훼손될 우려도 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 등장한 공법이 비굴착 열경화 하수관 보수 공법(Cured-In-Place Pipe 공법)이다. 이 공법에서는 맨홀 사이의 하수관의 내부에 경화제와 혼합된 열경화성 수지가 함침된 펠트 튜브를 삽입하고 상기 수지를 경화시켜 하수관의 내부 표면에 밀착되게 함으로써 하수관을 보수한다.

종래에는 상기 공법을 위해 공장에서 열경화성 수지와 경화제가 함침된 펠트 튜브를 제작하고, 이를 현장까지 냉동차에 실어서 운반하였다. 또한, 하수관에 삽입된 펠트 튜브를 경화하기 위해 물을 가열하는 보일러가 탑재된 보일러 차량과, 동력 생성을 위한 발전기가 탑재된 발전기 차량 등이 필요하였다. 이러한 종래 기술에서는 각각의 차량을 운행하고 작업하기 위한 인원이 많이 소요되는 문제점이 있었다. 또한, 함침된 펠트 튜브를 현장까지 운반할 때에는 펠트 튜브를 중첩해서 쌓는데, 이 때 펠트 튜브의 층 사이에 발생할 수 있는 화학 반응을 방지하기 위해서는 층 사이에 공업용 얼음을 채워야 한다. 그리고 작업 도중에도 계속 얼음을 채우고 냉장 상태를 유지해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 하수관에 삽입된 펠트 튜브를 찬물로 가득 채운 상태에서 보일러로 물을 순환시켜 물의 온도를 올리므로 펠트 튜브의 경화에 상당 시간이 소요되었으며 그로 인해 작업 효율 상의 문제점을 야기하였다.

본 발명은 이러한 종래의 비굴착 열경화 하수관 보수 장비의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 상기 공법을 위한 모든 장비를 하나의 차량에 탑재함으로써 장비의 경제성과 작업의 효율성을 달성하는 장치를 제공하는 것입니다. 또한, 본 발명은 하수관에 삽입된 펠트 튜브가 신속하게 경화되도록 하는 장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명에 의한 하수관 보수 차량의 개략적인 사시도.

도2는 본 발명에 의한 하수관 보수 차량의 물 순환 라인.

도3a 내지 도3b은 본 발명에 의한 하수관 보수 차량에 설치되는 작업대의 전개 과정을 나타낸 도면.

도4는 본 발명에 의한 작업대를 도시한 사시도.

도5는 본 발명에 의한 작업대의 플랫폼부를 도시한 도면

본 발명에 의한 비굴착 열경화 하수관 보수 차량는 펠트 튜브 저장부와, 열경화성 수지와 경화제가 혼합되어 함침액이 만들어지는 혼합 탱크와, 혼합 탱크로부터 공급되는 함침액을 저장부로부터 공급되는 펠트 튜브에 함침시키는 공간을 제공하는 함침부와, 상기 혼합 탱크로부터 상기 함침부로 함침액을 공급하는 함침액 공급 수단과, 상기 함침된 펠트 튜브를 운반하는 컨베이어와, 상기 컨베이어의 하류측에 위치하며 상기 함침된 펠트 튜브의 두께를 균일하게 조절하는 한 쌍의 롤러와, 하수관에 삽입된 펠트 튜브를 경화시키기 위해 물을 가열하는 보일러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 본 발명에 의한 하수관 보수 차량은 펠트 튜브 저장부와, 뚜껑과, 입구와, 제1 출수구와, 제2 출수구와, 함침액 출구와, 복수개의 교반익이 방사방향으로 돌출 형성된 회전축을 구비하는 혼합 탱크와, 펠트 튜브로부터 공기를 제거하기 위한 진공 펌프와 펠트 튜브를 압착 밀봉시키기 위한 프레스 수단을 구비하는 함침부와, 상기 혼합 탱크의 상기 함침액 출구로부터 상기 함침부로 함침액을 공급하는 함침액 공급 수단과, 상기 함침부와 인접하게 배치되어 함침된 펠트 튜브를 운반하는 롤러 컨베이어와, 상기 컨베이어의 하류측에 배치되고, 구동축을 구비하는 제1 롤러 및 상게 제1 롤러의 축과 평행하게 배열된 축을 가지고 상기 제1 롤러와의 간극이 조절 가능한 제2 롤러를 포함하며 펠트 튜브의 두께를 균일하게 조절하는 한 쌍의 두께 균일화 롤러와, 출수구와, 제1 입수구 및 제2 입수구를 포함하는 보일러와, 상기 혼합 탱크의 입구와 상기 보일러의 출수구를 연결하는 제1 연결 수단과, 상기 혼합 탱크의 제1 출수구와 상기 보일러의 제1 입수구를 연결하는 제2 연결 수단과, 상기 혼합 탱크의 제2 출수구로부터 하수관에 삽입되고 물이 충만된 펠트 튜브 내로 연결되는 제3 연결 수단과, 상기 보일러의 제2 입수구와 상기 삽입된 펠트 튜브 내부를 연결하는 제4 연결 수단을 포함하는 물순환 라인과, 상기 차량의 후방에 장착되며, 차량 본체와 제1 힌지부에 의해 연결되는 제1 평면부와, 상기 제1 평면부의 차량 본체 연결 단부의 대향 단부에서 제2 힌지부에 의해 연결되는 제2 평면부를 포함하며, 사용시에는 상기 제1 평면부가 제1 작동기에 의해 차량 본체로부터 상기 제1 힌지부를 중심으로 차량 본체의 외측으로 소정의 각도로 회전하며, 상기 제2 평면부는 제2 작동기에 의해 상기 제2 힌지부를 중심으로 지면에 대해 수평 위치까지 회전하는 작업대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 본 발명에 의한 하수관 보수 차량을 첨부 도면을 참조하여 상세히설명하기로 한다.

도1은 본 발명에 의한 하수관 보수 차량의 개략적인 사시도이다. 상기 사시도에는 보일러 및 혼합 탱크 간의 배관선도 및 각 장치로의 유압 공급 라인 등은 도면의 간단화를 위해 생략되어 있다. 본 차량의 작동을 설명하면 다음과 같다.

작업자는 혼합탱크(1)의 뚜껑(1a)을 열고 열경화성 수지를 경화제와 함께 상기 탱크(1) 내로 투입한다. 하수관 보수에 사용되는 열경화성 수지는 내부식성이 우수해야 하며, 경화되었을 때의 기계적 성질도 우수해야 한다. 상기와 같은 성질을 가지는 열경화성 수지로는 미국의 다우 케미컬에서 판매하고 있는 에폭시 비닐 폴리에스테르 수지인 상표명 데라케인(DERAKANE)인 수지가 바람직하다. 상기 수지와 경화제가 혼합탱크(1) 내로 투입되면, 혼합탱크(1) 내에 설치된 회전축(1d)이 회전하면서 상기 수지와 경화제를 혼합한다. 회전축에는 복수개의 교반익(도시되지 않음)이 형성되어 교반 및 혼합을 촉진시키는 것이 바람직하다. 상기 혼합 공정이 종료되어 함침액이 완성되면, 혼합탱크(1)로부터 함침부(3)까지 연장되어 있는 함침액 공급 수단(1c)의 밸브를 열어 함침액을 함침부(3)로 공급한다.

함침부(3)에서는 작업자가 펠트 튜브 저장부(2)로부터 공급받은 펠트 튜브(6)를 소정 길이 만큼을 구획하여, 이 구획된 구역의 양단부를 묶어서 상기 구역을 폐쇄시킨다. 그후, 진공 펌프(4)를 사용하여 상기 구역의 펠트 튜브(6)의 펠트 부분의 공기를 제거한다. 그 다음에, 펠트 튜브의 일단부를 열어서 함침액 공급 수단(1c)으로부터 공급된 함침액을 상기 구역으로 투입한다. 그러면, 펠트 내로 함침액이 함침된다. 함침이 끝난 구역의 펠트 튜브(6)는 컨베이어(8)에 싣는다. 상기 함침된 펠트 튜브는 컨베이어(8)를 거쳐서 한쌍의 두께 균일화 롤러(9)로 인입된다. 컨베이어(8)는 롤러 컨베이어인 것이 바람직하다.

컨베이어(8)의 하류측에는 한 쌍의 롤러(9)를 포함하는 두께 균일화 롤러가 배치된다. 함침부(3)에서 함침액이 함침된 펠트 튜브(6)는 그 두께가 일정하지 않다. 하수관(50) 속에 함침된 펠트 튜브(6)가 삽입되어 하수관(50) 벽에 밀착된 후 경화되는데, 두께가 일정하지 않아 소망하는 두께보다 작은 부분이 생기면 경화되더라도 다른 부위보다 더 빨리 부식이 진행되며 기계적 성질도 저하되므로 하수관 보수라는 소기의 목적을 달성할 수 없다. 함침된 펠트 튜브(6)를 두께 균일화 롤러(9a, 9b)를 통과하도록 함으로써 두께를 균일하게 조절할 수 있다.

컨베이어(8)와 두께 균일화 롤러(9a, 9b) 사이에는 중간 롤러(10)가 배치되는 것이 바람직하다. 상기 중간 롤러(10)는 두께 균일화 롤러의 제1 롤러(9a)와 컨베이어 벨트(11)로 연결되어 있다. 즉 제1 롤러(9a)를 구동함으로써 중간 롤러(10)와 두께 균일화 롤러(9a, 9b) 사이에서 펠트 튜브(6)를 이송할 수 있게 된다. 제2 롤러(9b)는 제1 롤러(9a)와의 간극이 조절되도록 이동 가능하다.

두께 균일화 롤러(9a, 9b)를 통과해서 두께가 균일하게 조절된 펠트 튜브(6)는 작업대(20)에서의 조작에 의해 하수관(50) 속으로 삽입된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 도2에 도시된 바와 같은 물 순환 구조가 포함된다. 도2는 하수관(50)에 삽입된 펠트 튜브(6)에 물을 충만하게 채운 후, 그 물의 온도를 서서히 올림으로써 펠트 튜브(6)의 경화를 진행시키는 과정에서 본 발명에 의한 물 순환 라인을 도시한 도면이다. 혼합 탱크(1)에서 열경화성 수지가경화제와 혼합되어 함침액이 만들어 진 후, 함침액이 상기 탱크(1)로부터 함침부(3)로 유출되어 혼합 탱크(1)가 비게 되면 혼합 탱크(1)에 물을 채운다. 상기 채워진 물을 보일러(7)를 사용하여 소정의 온도 예를 들어, 80℃ 내지 90℃로 가열한다. 혼합 탱크(1)의 물은 제1 출수구(61)와 보일러(7)의 제1 입수구(62)를 연결하는 제2 연결 수단(42)과 보일러(7)의 출수구(63)와 혼합 탱크(1)의 입구(64)를 연결하는 제1 연결 수단(41)을 통해 보일러(7)와 순환한다. 상기 과정은 펠트 튜브(6)에 함침액을 함침하고 펠트 튜브(6)를 하수관(50) 속으로 삽입하는 동안에 이루어진다. 하수관(50) 속에 삽입된 펠트 튜브(6) 내에 물이 충만되게 채워지면 상기 혼합 탱크(1)에서 가열된 물을 제3 연결 수단(44)에 의해 공급하여 펠트 튜브(6) 내의 물과 혼합시킴으로써 물을 소정의 온도까지 높여 준다. 통상적으로 약 20℃ 내지 30℃로 상승된다. 그리고 본 가열시에 있어서 펠트 튜브(6) 내의 물은 상기 물과 보일러의 제2 입수부(65)와 연결된 제4 연결 수단(43)에 의해 보일러(7)로 들어가고 보일러(7)에 가열된 물은 제1 연결 수단(41)을 통해 혼합 탱크를 거쳐서 제3 연결 수단(44)에 의해 펠트 튜브(6) 내로 유입된다. 그러나 혼합 탱크를 경유하지 아니하고 펠트 튜브(6) 내의 충만된 물로 유입될 수도 있다. 이러한 과정을 거침으로써 펠트 튜브 내의 물의 온도가 상승되고 펠트 튜브의 경화가 진행된다. 본 가열시에는 제2 연결 수단(42)이 폐쇄된다. 종래의 물 온도 상승 공정에서는 펠트 튜브(6) 내의 물과 보일러(7)를 바로 연결하여 물의 온도를 높여주기 시작했는데, 이러한 방법에 의하면 펠트 튜브(6)의 경화에 오랜 시간이 소모됨으로써 하수관(50) 보수 공사에 지장을 초래하였다. 경화 시간을 단축시키기 위해 용량이 큰 보일러를 사용하게 되면 연료 소모가 많고 경제적으로 불리하였다. 그러나 본 발명에 의한 전술한 방법을 사용하면 펠트 튜브 내의 온도를 본 가열에 앞서 어느 정도 승온시킨다. 따라서, 본 가열을 함에 있어서 물의 온도를 더 신속하게 상승시키고, 작업 시간을 단축시키는 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 작업자가 펠트 튜브(6)를 하수관(50) 속으로 삽입하는 등의 작업을 하는 작업대(20)가 차량 후방에 장착된다. 종래에는 그러한 작업대가 하수관 보수 차량과는 별도로 설치되어서 작업자의 작업 안정성에 나쁜 영향을 끼치고 별도 설치로 인한 공사기간 연장 및 설치의 불편함이 있었다. 본 발명에서는 도3a 내지 도3c 및 도4에 도시된 바와 같이 작업대(20)가 차량 본체(10)의 후방에 설치된다. 상기 도면에서는 간략화를 위해 작업대의 개략도를 도시하였다.

상기 작업대(20)는 사용전에는 도3a에 도시된 바와 같이 차량 본체(10)의 후방에 접힌 상태로 된다. 그러나 작업대(20)를 사용할 때에는 먼저 유압 실린더(도시되지 않음)에 의해 작업대(20)의 제1 평면(21)이 제1 힌지부(24)를 중심으로 도3b에 도시된 바와 같이 차량 본체(10)의 외측으로 소정 각도 회전한다. 그후, 작업대(20)의 제2 평면부(22)가 유압 실린더(도시되지 않음)에 의해서 제1 평면부(21)로부터 제2 힌지부(24')를 중심으로 반시계 방향으로 회전하는 데, 이 때에는 상기 제2 평면부(22)가 지면과 수평이 될 때까지 회전하게 된다. 이러한 구성을 취하게 되면, 작업대를 별도로 설치하는 불편이 제거되며, 작업대가 설치되더라도 하수관 보수 차량의 크기가 증대되는 문제점도 없다. 즉 사용하기 전에는콤팩트하게 유지되다가 사용시에는 필요한 길이로 연장되는 구성이므로 상기와 같은 효고가 달성되는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 작업대(20)의 제2 평면부(22)에 회전 가능한 작업 플랫폼(23)이 설치된다. 일반적으로 하수관 보수 차량은 도로 상에 정차한 상태로 하수관 보수 작업을 하게 된다. 그런데 하수관 맨홀은 인도에 있을 수 있으며, 하수관 보수 차량이 정차한 지점과 맨홀이 멀리 떨어져 있으면, 상기 차량 후방에 설치된 작업대에서 펠트 튜브(6) 삽입 공정을 수행하기가 곤란해 진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 상기 작업대(20)의 제2 평면부(22)에 회전 가능한 작업 플랫폼(23)이 설치된다. 상기 작업 플랫폼(23)은 유압 모터(32)에 의해 회전 가능한 턴테이블(31)과 일체로 형성된다. 그러나 작업 플랫폼(23)이 유압 모터(32)와 직접 구동 가능하게 연결되어도 무방하다. 전술한 바와 같이 작업 플랫폼(23)이 회전 가능하면 하수관 보수 차량(10)의 측면으로 다소 떨어진 곳에 맨홀이 있다고 하더라도 작업 플랫폼(23)만을 회전시켜서 맨홀로의 펠트 튜브 삽입 공정을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

보일러를 제외한 전술한 모든 구성 요소들은 모두 유압 시스템으로 작동 가능하다. 도시되지는 아니하였지만, 차량(10)의 하부에는 유압 탱크와 유압 펌프가 설치되며 상기 펌프로부터 각각의 유압 동력 요소까지 파이프로 유압을 공급한다. 따라서, 종래에 하수관 보수 차량에 필요하였던 커다란 발전기 차량이 필요없게 된다.

전술한 본 발명의 구성에 의하면, 함침된 펠트 튜브를 현장까지 이송하는 냉동 차량, 보일러 차량, 발전기 차량 등의 다수의 하수관 보수 차량이 불필요하게 되어 하나의 하수관 보수 차량만으로 하수관 보수가 가능해지며, 나아가 하수관으로 삽입된 펠트 튜브를 경화시키는 시간도 단축되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 펠트 튜브 저장부와,

   열경화성 수지와 경화제가 혼합되어 함침액이 만들어지는 혼합 탱크와,

   혼합 탱크로부터 공급되는 함침액을 저장부로부터 공급되는 펠트 튜브에 함침시키는 공간을 제공하는 함침부와,

   상기 혼합 탱크로부터 상기 함침부로 함침액을 공급하는 함침액 공급 수단과,

   상기 함침된 펠트 튜브를 운반하는 컨베이어와,

   상기 컨베이어의 하류측에 위치하며 상기 함침된 펠트 튜브의 두께를 균일하게 조절하는 한 쌍의 롤러와,

   하수관에 삽입된 펠트 튜브를 경화시키기 위해 물을 가열하는 보일러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관 보수 차량.
2. 제1항에 있어서, 상기 차량에 설치되어 있고, 다수의 평면부, 그리고 상기 다수의 평면부 사이 및 상기 다수의 평면부와 상기 차량 사이를 연결하여 상기 다수의 평면부가 서로 나란하게 배치되는 접힌 상태 및 서로 어긋나게 배치되는 펼친 상태 사이에서 자세 이동이 가능하도록 하는 다수의 유압 실린더를 포함하여, 작업자가 상기 펠트 튜브를 상기 하수관으로 삽입하는 작업을 수행할 수 있는 수평 공간을 제공하는 작업대를 추가로 포함하는 하수관 보수 차량.
3. 제2항에 있어서, 상기 작업대가 회전 가능한 작업 플랫폼을 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관 보수 차량.
4. 하수관 보수 차량에 있어서,

   펠트 튜브 저장부와,

   뚜껑과, 입구와, 제1 출수구와, 제2 출수구와, 함침액 출구와, 복수개의 교반익이 방사방향으로 돌출 형성된 회전축을 구비하는 혼합 탱크와,

   펠트 튜브로부터 공기를 제거하기 위한 진공 펌프와 펠트 튜브를 압착 밀봉시키기 위한 프레스 수단을 구비하는 함침부와,

   상기 혼합 탱크의 상기 함침액 출구로부터 상기 함침부로 함침액을 공급하는 함침액 공급 수단과,

   상기 함침부와 인접하게 배치되어 함침된 펠트 튜브를 운반하는 롤러 컨베이어와,

   상기 컨베이어의 하류측에 배치되고,

   구동축을 구비하는 제1 롤러 및 상게 제1 롤러의 축과 평행하게 배열된 축을 가지고 상기 제1 롤러와의 간극이 조절 가능한 제2 롤러를 포함하며 펠트 튜브의 두께를 균일하게 조절하는 한 쌍의 두께 균일화 롤러와,

   출수구와, 제1 입수구 및 제2 입수구를 포함하는 보일러와,

   상기 혼합 탱크의 입구와 상기 보일러의 출수구를 연결하는 제1 연결 수단과, 상기 혼합 탱크의 제1 출수구와 상기 보일러의 제1 입수구를 연결하는 제2 연결 수단과, 상기 혼합 탱크의 제2 출수구로부터 하수관에 삽입되고 물이 충만된 펠트 튜브 내로 연결되는 제3 연결 수단과, 상기 보일러의 제2 입수구와 상기 삽입된 펠트 튜브 내부를 연결하는 제4 연결 수단을 포함하는 물순환 라인과,

   상기 차량의 후방에 장착되며, 차량 본체와 제1 힌지부에 의해 연결되는 제1 평면부와, 상기 제1 평면부의 차량 본체 연결 단부의 대향 단부에서 제2 힌지부에 의해 연결되는 제2 평면부를 포함하며, 사용시에는 상기 제1 평면부가 제1 작동기에 의해 차량 본체로부터 상기 제1 힌지부를 중심으로 차량 본체의 외측으로 소정의 각도로 회전하며, 상기 제2 평면부는 제2 작동기에 의해 상기 제2 힌지부를 중심으로 지면에 대해 수평 위치까지 회전하는 작업대를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관 보수 차량.
5. 제4항에 있어서, 상기 컨베이어와 두께 균일화 롤러 사이에 위치하며 상기 제1 롤러와 컨베이어 벨트로 연결되어 있는 중간 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관 보수 차량.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 작업대의 제2 평면부에는 회전 가능한 작업 플랫폼이 제공되는 것을 특징으로 하는 하수관 보수 차량.