KR100637586B1 - 상,하수도관로의 보수-보강장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스냅락 슬리브 외주면에 폴리에스터 펠트를 부착하여 노후관과 갱생관의 단부부착구간을 재보강하고, 기밀접촉면적을 크게 한 분기관 기밀커플링을 이용하여 분기공 내주면의 기밀을 신뢰적으로 유지함으로써, 본관부의 이음부 파손이나 관크랙등에 대한 저항성이 양호하고, 들뜸이나 틈새의 발생을 신뢰적으로 방지할 수 있는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 원통형상으로 말려진 형태의 판상체로 형성되되 양측부에 암,수 결합편이 구비되며, 노후관을 보수한 갱생관의 단부에 설치되는 탄성확장수단; 상기 탄성확장수단의 외면에 부착되며, 그의 탄성확장에 의해 갱생관의 단부에 압착되는 관보수부재; 상기 관보수부재에 함침되며, 갱생관과 관보수부재간을 부착하는 부착수단; 상기 갱생관의 분기공을 통과할 수 있는 외경을 갖는 플랜지부가 일단에 형성되고, 축방향으로 관통된 분기통로를 갖는 분기샤프트; 상기 분기 샤프트의 외주면에 끼워져 갱생관의 내주면에서 분기공측으로 관통하며, 상기 분기샤프트의 플랜지부를 갱생관의 분기공을 향하여 압착시킬 때 외경이 확장되면서 분기공의 수밀을 유지하는 수밀유지수단; 및 상기 갱생관 외부로 돌출된 분기샤프트의 외면에 결합되어 외부의 가지밸브와의 연결매개기능을 하는 연결너트를 포함하는 상,하수도 관로의 보수-보강장치 및 그를 이용한 방법을 제공한다.

스냅락 슬리브, 관보수부재, 기밀 커플링, 상수도관, 보수-보강

Description

상,하수도관로의 보수-보강장치 및 방법{Repairing-reinforcing apparatus and method of water supply and drainage}

도1은 일반적인 지하매설관의 비굴착 보수공법과정을 나타낸 개략도.

도2 및 도3은 종래 기술에 따른 관 보수장치의 개략적인 예시도.

도4a 및 도4b는 종래 기술에 따른 갱생 분기관의 구성을 나타낸 개략적인 단면도.

도5는 본 발명의 요부인 갱생관 단부 기밀장치의 일실시예 구성을 나타낸 개략 단면도.

도6은 본 발명의 요부인 스냅락 슬리브의 구성을 나타낸 사시도.

도7은 도6의 스냅 락 슬리브를 펼친 상태를 나타낸 개략적인 평면도, 정면도 및 측면도.

도8a 내지 도8c는 본 발명에 의한 상, 하수도 관로 단부 보강을 위한 시공절차도.

도9는 본 발명의 요부인 스냅락 슬리브를 확장시키기 위한 다른 일예로서, 관부마개를 사용한 작용상태도.

도10은 본 발명의 요부인 기밀 커플링의 일실시예 구성을 나타낸 분해 사시 도.

도11은 도10의 조립단면도.

도12는 본 발명의 요부인 테이퍼와셔의 구성을 나타낸 사시도.

도13a 및 도13b는 본 발명에 의한 기밀 커플링의 작용상태도.

* 도면의 주요전체에 대한 부호의 설명

1: 스냅락 슬리브 2: 결합편

3: 관 보수부재 4: 에폭시 수지

10: 분기 샤프트 12: 플랜지부

13: 제1 우레탄패킹 14: 테이퍼와셔

15: 제1 평와셔 16: 제2 우레탄 패킹

17: 제2 평와셔 18: 가지밸브 연결너트

19: 테프론 패킹 20: 렌치홈

201: 갱생관 201a : 분기공

본 발명은 비굴착 갱생방식으로 상수도 관로의 균열 또는 파손부위를 보수 및 보강하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상, 하수도 노후관과 보수관의 마무리 공정에서 보수관 단부의 지수성을 개선하여 노후관과 보수관의 들뜸을 신뢰적으로 방지하고, 또한 메인 보수관과 가지밸브 사이의 기밀을 유지하면서, 메인 보수관에 가지밸브를 견고하게 결합할 수 있는 상수도 관로의 보수-보강장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 지중에 매설되어 있는 음용수의 이송에 사용되는 상수도관은 주로 주철관으로 이루어져 있다. 이 주철관이 시간이 지남에 따라 점차 노후화되었을 경우, 부식으로 인해 산화철(녹)을 생성하여 음용수를 오염시킬 뿐만 아니라, 상기 주철관의 균열이나 파손의 원인으로 작용하여 막대한 양의 물이 지중으로 누수되고 있어 시급히 보수하거나 새로운 상수도관으로 교체시공을 요하고 있다. 환경부 통계(2002년)에 따르면, 노후로 인해 생산된 수돗물의 14.8%가 누수로 사라지고 있다고 밝히고 있다.

또한, 기존의 지하에 매설된 상수도관의 40∼50%가 장시간의 사용과 유지 관리의 미흡으로 강도가 저하되고, 균열, 파손, 부식 등이 발생하고 있으며, 이로 인해 음용수의 신뢰성에 대한 문제가 지속적으로 제기되고 있는 실정이다.

이와 같이 지중에 매설되어 있는 노후된 상, 하수도관의 개·보수공사에 있어서는, 지면을 굴착하고 난 후 신관으로 교체하거나 보수하는 전통적인 방식과, 지면굴착에 따른 여러가지 문제 즉, 지면굴착 공사 후 토양의 침식이나, 폐기물 처리의 곤란성, 혼잡지역의 경우 교통체증을 유발하는 등의 문제점을 해소하기 위한 방식으로 도로를 해체하지 않고 상수관로를 보수하는 비굴착공법이 병용되고 있다.

현재까지 개발된 비굴착 보수공법은 주로 하수관에 적용되는 공법으로서 크 게 신관삽입공법(Slip lining), 보강튜브경화공법(Cured-in-place lining; CIPL), 변형관삽입공법(Close-fit lining), 열가소성 수지를 이용한 제관공법(Spirally wound pipes lining) 등이 있는데, 대표적으로 폴리에스터 부직포 펠트에 열경화성 에폭시 수지를 함침시킨 부직포 튜브를 반전 삽입하는 라이닝공법이 주로 사용되고 있다.

상기 반전 삽입 라이닝 공법은 도1a 내지 도1f에 도시된 바와 같이, 고압세정차량(102)을 이용한 관내 슬러지 준설공정(도1a)과; CCTV 카메라(104)를 투입하여 관내부의 상황을 점검하는 공정(도1b)과; 절단로봇(106)을 이용한 돌출물 커팅(도1c)공정과; 부직포 튜브(108)내에 열경화성 에폭시수지를 함침하여 반전 삽입하는 공정(도1d)과; 반전튜브(108)에 온수 또는 열공기를 주입하여 경화시키는 공정(도1e)과; 절단 로봇(106)을 이용하여 메인 갱생관에 분기공을 천공하고, 갱생관 끝단을 매설관과 일치하도록 절단하는 공정(도1f)으로 이루어진다.

상기 반전 삽입 라이닝공법은 관자체가 취약해진 파손부분은 보강할 수 있지만, 파손부위로 생기는 틈새나 균열부위로 누수의 완전한 지수(sealing)를 달성하지 못하는 문제점이 있다. 특히, 라이닝 공정을 수행한 후, 갱생관 끝단부를 매설관과 일치되도록 절단하거나, 갱생관과 가지밸브의 연결을 위해 상기 가지밸브 연결부 위치를 천공할 경우, 그 절단부 주변 및 분기공 주변의 갱생관과 노후관 사이의 부착력이 저하된다. 결국, 이 들뜸에 의해 밀착공극 사이로 물이 스며들게 되어 수밀성이 떨어지고, 수축에 의한 주름으로 관거내 유속을 저하시키는 문제가 내포되어 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방편으로, 종래에는 도2에 도시된 바와 같이, 메인 갱생관(201)과 가지관(202)의 연결부위를 핫멜트(hot melt) 접착제(203)를 이용하여 접착함으로써 갱생관(201)과 가지관(202) 사이의 수밀을 유지하거나, 도3에 도시된 바와 같이 메인갱생관(201)의 가지관(202) 천공부 주변에 엔드링(end-ring)(210) 또는 스냅락 슬리브(snap-lock sleeve)를 이용한 탄성압착력으로 보수관을 노후관에 압착하여 수밀을 유지하고 있다.

그러나, 전자의 핫멜트 접착방식은 시간이 경과할수록 접착제가 탈리되는 문제가 발생하고 있다. 후자의 엔드링이나 스냅락 슬리브를 이용한 방식은 링을 확장시키는 탄성력에 의존하여 보수관을 노후관에 밀착시키기 때문에, 부착방식에 비해 보수관과 노후관 사이 공극으로 물이 침투할 가능성이 상당히 높고, 정밀시공을 요하는 문제점이 있다.

이 밖에 보수관 단부의 밀착력을 증대시키기 위한 종래의 기술로서, 국내 실용신안등록 제0313869호의 "하수관거 비굴착 보수용 감합기", 실용신안등록 제0313867호의 "관 보수부재", 실용신안등록 제0334790호의 "비굴착 충진지수 전체보수 공법용 관 보수부재"등이 제안되어 있다.

상기 실용신안등록 제0313869호의 "하수관거 비굴착 보수용 감합기"는 감합기 외부에 스냅락 슬리브와 FRP형 슬리브를 감은 후 관로의 보수개소에 위치시키고, 압축공기를 팽창시켜 스냅락 슬리브를 확장함으로써 FRP슬리브가 노후관에 밀착되도록 하는 공법이다.

이 공법은 FRP슬리브가 노후관에 부착형태가 아닌 밀착형태로 위치됨으로써, 스냅락 슬리브의 확장력이 감소하는 등의 외부요인으로 인해 압착성이 저하될 경우 FRP슬리브와 노후관 사이에 틈새가 발생할 수 있고, 또 시간이 경과하면서 들뜸이 발생할 우려가 다분히 높아 기밀유지가 어려운 문제점이 있다. 또한 상기의 구조는 FRP 슬리브의 재질 특성상 상수도관에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 종래기술로서 실용신안등록 제0313867호의 "관 보수부재"와 실용신안등록 제0334790호의 "비굴착 충진지수 전체보수 공법용 관 보수부재"가 개시되어 있다. 이들 기술들은 스냅락 슬리브를 보수관에 삽입하고, 팩커를 이용하여 확장시킨후, 액상 또는 겔상의 보수 경화제를 충진시켜 보수하는 공법이다. 이 공법은 지수제를 이용하기 때문에 보수가 간편한 잇점이 있는 반면에, 보수부위를 통하여 가지관을 연결하는 경우에 균열의 위험이 따르며, 지수효과가 떨어지는 경우에는 재시공을 해야 하는 문제점을 내포하고 있다.

한편, 갱생관과 가지밸브의 기밀을 유지하기 위하여 국내 실용신안등록 제0155768호의 "갱생관의 분수전"이 개시되어 있다. 이에 대한 구성 및 작용을 도4a 및 도4b을 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시된 바와 같이, 갱생관(201)에 분수전 결합구(201a)를 천공한 후 브래킷(800)을 고정시키고, 분수관(310)에 파형록킹와셔(320)와 팽창패킹(330) 및 패킹가압부(340)를 차례로 결합한 후 분수관(310)의 나팔관부(311)를 분수전결합구(201a)에 삽입한다.

그리고, 상기 분수관(310)이 회동되지 않게 한 후, 고정너트(500)를 체결하되, 이 체결력으로 패킹가압부(340)를 미끄럼 이동시켜 파형록킹와셔(320)를 걸림 턱(312)에 걸려지게 한다.

이 후에 다시 분수관(310)이 회동되지 않게 한 후 패킹가압부(340)에 나사 결합된 조임너트(600)을 조여 갱생관(201)에 삽입된 분수관(310)을 바깥으로 돌출 시키면서, 상기 파형록킹와셔(320)가 갱생관(201) 내면에 밀착되게 함과 동시에 상기 팽창패킹(330)이 분수전결합구(201a)와 분수관(310) 사이에 밀착되게 함으로써, 분수전의 설치를 완료한다.

상기 기술은 다음과 같은 여러가지 문제점을 내포하고 있다.

첫째, 갱생관(201)에 천공된 분수전 결합구(201a)의 내주면에 밀착되는 팽창패킹(330)만으로 수밀을 유지하기가 매우 어렵다. 즉, 팽창패킹(330)과 분수전 결합구(201a)의 접촉면적이 너무 작기 때문에, 갱생관(201)에 흐르는 수압에 의해 팽창패킹(330)의 외주면과 분수전 결합구(201a)의 내주면 사이에 틈이 발생할 수 있고, 이 틈을 타고 물이 누수될 수 있는 가능성이 매우 높다.

둘째, 상기 파워록킹와셔(320)가 펼쳐지면서 갱생관(201)의 나팔관부(311) 단부에 형성된 걸림턱(312)을 지지하고 있으나, 수밀을 크게 유지하기 위해 분수관(310)을 갱생관(201) 내면에 밀착시킬 수 있도록 고정너트(500)를 더욱 강하게 조일 경우, 유연한 재질로 이루어진 파워록킹와셔(320)가 구부러져 나팔관부(311)가 분수전 결합구(201a)에서 이탈될 수 있다.

셋째, 상기 분수관(310)을 분수전 결합구(201a)에 삽입한 후, 위치 고정하기 위해서는 부가적인 장치, 즉 브라켓(800), 패킹가압부(340), 조임너트(600)등과 같은 부가적인 부품들이 추가적으로 필요하게 되어 구조가 복잡해지고, 조립시공도 복잡해지고, 제조단가가 비싸다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 스냅락 슬리브 외주면에 폴리에스터 펠트를 부착하여 노후관과 갱생관의 단부부착구간을 재보강하고, 기밀접촉면적을 크게 한 분기관 기밀커플링을 이용하여 분기공 내주면의 기밀을 신뢰적으로 유지함으로써, 본관부의 이음부 파손이나 관크랙등에 대한 저항성이 양호하고, 들뜸이나 틈새의 발생을 신뢰적으로 방지할 수 있는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스냅락 슬리브를 확장가능한 구조로 형성하여 각종 규격의 상, 하수도관에 적용이 가능하고, 보수재료인 폴리에스터 펠트의 두께를 얇게 할 수 있어 관경축소가 거의 없고, 보수후에도 관의 변형이 전혀 없는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치 및 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 보수관의 분기공 외경보다 큰 와셔를 테이퍼지게 형성함으로써 한 번의 삽입공정으로 분기샤프트를 갱생관 외부에서 분기공 측으로 삽입할 수 있어 조립을 간단히 하고, 분기 샤프트의 플랜지를 보수관 내면측으로 압착하여도 분기공 외부로 상기 플랜지가 이탈되지 않도록 견고하게 지지할 수 있는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치 및 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 원통형상으로 말려진 형태의 판상체로 형성되되 양측부에 암,수 결합편이 구비되며, 노후관을 보수한 갱생관의 단부에 설치되는 탄성확장수단; 상기 탄성확장수단의 외면에 부착되며, 그의 탄성확장에 의해 갱생관의 단부에 압착되는 관보수부재; 상기 관보수부재에 함침되며, 갱생관과 관보수부재간을 부착하는 부착수단; 상기 갱생관의 분기공을 통과할 수 있는 외경을 갖는 플랜지부가 일단에 형성되고, 축방향으로 관통된 분기통로를 갖는 분기샤프트; 상기 분기 샤프트의 외주면에 끼워져 갱생관의 내주면에서 분기공측으로 관통하며, 상기 분기샤프트의 플랜지부를 갱생관의 분기공을 향하여 압착시킬 때 외경이 확장되면서 분기공의 수밀을 유지하는 수밀유지수단; 및 상기 갱생관 외부로 돌출된 분기샤프트의 외면에 결합되어 외부의 가지밸브와의 연결매개기능을 하는 연결너트를 포함하는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 반전 삽입 방식을 통해 노후관을 에폭시 수지가 함침된 폴리에스터 부직포로 이루어진 갱생관으로 보수-보강하는 제1 단계; 양측부에 암, 수 결합편이 구비되고, 폴리프로필렌 필름이 코팅된 폴리에스터 부직포 펠트로 이루어진 관보수부재가 외면에 부착된 스냅락 슬리브를 갱생관의 단부에 위치시켜 보강하는 제2 단계; 상기 갱생관에 분기공을 형성하는 제3 단계; 상기 분기공에 삽입될 수 있는 외경을 갖는 플랜지부가 형성된 분기샤프트와, 상기 분기샤프트 외주면에 끼워져 갱생관의 분기공 내,외면에 압착되는 우레탄패킹과, 플랜지부와 패킹 사이에 설치되어 관경이 확장하면서 패킹을 지지하는 테이퍼 와셔를 포함하는 기밀 커플링을 분기공에 끼워 밀착하는 제4 단계; 및 상기 기밀 커플링에 가지밸브를 연결 하는 제5 단계를 포함하는 상, 하수도 관로의 보수-보강방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도5 내지 도13의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 상, 하수도 관로의 보수-보강장치 및 방법은 노후관과 갱생관간의 전체보수후 갱생관 단부를 보강하고, 분기홀에 가지밸브를 연결할 때에 가지밸브와 갱생관의 기밀을 신뢰적으로 유지할 수 있고, 본관부의 이음부 파손이나 관크랙등에 대한 저항성이 양호하고, 들뜸이나 틈새의 발생을 신뢰적으로 방지할 수 있도록 구현한 것이다.

본 발명의 실시예에서는 갱생관의 단부에 설치되는 단부보강장치와, 분기공에 설치되어 갱생관과 가지밸브를 연결하는 기밀 커플링으로 크게 구성된다.

상기 단부보강장치는 도5 내지 도7에 도시된 바와 같이 원통형상으로 말려진 형태의 판상체로 형성되되, 일측부 소정위치에 원주방향으로 다수의 결합편(2)이 소정간격으로 배열되고, 타측부 소정위치에는 상기 결합편(2)에 대응하여 체결될 수 있도록 결합홀(1a)이 형성되어 탄성적으로 확장하는 스냅락 슬리브(1)와; 상기 스냅락 슬리브(1)의 외면에 부착되며, 그의 탄성확장에 의해 노후 갱생관(13)에 압착되는 관보수부재(3)와; 상기 관보수부재(3)에 함침되며, 갱생관(13)과 스냅락 슬리브(1)간을 부착하는 열경화성 에폭시 수지(4)를 포함한다.

본 실시예에서 상기 스냅락 슬리브(1)는 그의 원주방향 양단이 바깥을 향하여 절곡된 절곡부(1b)를 형성하여 상기 스냅락 슬리브(1)가 확장될 경우, 갱생관(13)에 유연성있게 압착하여 탄성력을 좀더 강하게 부여한다.

또한, 상기 스냅락 슬리브(1)의 결합편(2)은 말려지는 방향으로 돌출되게 위치된 후크형상을 갖는다. 따라서, 상기 스냅락 슬리브(1)가 롤 형태로 감겨진 상태에서, 상기 스냅락 슬리브(1)가 확장될 경우에는 후크편이 무리없이 홀(1a)을 타고 넘어가게 되는데 반하여, 반대측 즉 수축할 경우에는 상기 후크편이 홀(1a)에 걸리기 때문에 더이상 수축되지 못하도록 방지하게 된다. 따라서, 상기 스냅락 슬리브(1)가 변형되거나 확장력의 저하를 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 관보수부재(3)는 일면이 폴리에스터 부직포 펠트로 이루어지고, 타면은 폴리프로필렌 필름으로 코팅된 부재로 이루어지되, 상기 관보수부재(3)가 스냅락 슬리브(1)의 외면에 부착된 경우에, 폴리프로필렌 필름을 연삭하여 제거한 후, 에폭시 수지(4)를 함침하게 된다.

다음, 상기 기밀 커플링에 대한 실시예를 도10 내지 도12를 참조하여 상세히 설명한다

상기 갱생관(201)의 분기공(201a) 직경에 상응하는 외경을 가지고 분기공(201a) 내부로 삽입되는 플랜지부(12)가 일단에 형성되며, 내부에 분기통로(10a)가 관통되게 형성되고, 외주면 소정구간에 수나사부(10b)가 형성된 분기 샤프트(10)와; 일측 외경은 분기 샤프트(10)의 외경에 상응하는 크기를 가지며 타측 외경은 분기공(201a)의 직경보다 크게 형성된 단차진 형상을 가지고 상기 분기 샤프트(10)의 외주면에 끼워지며, 갱생관(201)의 내주면과 분기공(31)의 내주면에 각각 접촉하여 수밀을 유지하는 제1 우레탄패킹(13)과; 소정 각도로 테이퍼지게 형성되어 상기 분기 샤프트(10)에 끼워지며, 상기 분기 샤프트(10)와 상기 제1 우레탄 패킹(13) 사이에 위치되어 상기 분기 샤프트(10)의 플랜지부(12)가 갱생관(201)의 내면에 압착될 때, 외경이 분기공(201a)의 직경보다 크게 확장되는 테이퍼와셔(14)와; 상기 제1 우레탄 패킹(13)과 테이퍼와셔(14) 사이에 위치되어 상기 테이퍼와셔(14)가 확장되었을 경우 변형을 방지하며, 제1 우레탄 패킹(13)의 일면에 접촉하여 그를 지지하는 금속재질의 제1 평와셔(15)와; 상기 갱생관(201)의 분기공(201a) 외면으로 돌출된 분기 샤프트(10)의 돌출부분에 끼워져 보수관 외면에 지지되는 평상의 제2 우레탄 패킹(16)과; 상기 분기 샤프트(10)의 수나사부(10b)에 끼워지되, 제2 우레탄 패킹(16)의 상면에 위치되는 금속재질의 제2 평와셔(17)와; 상기 분기 샤프트(10)의 수나사부(10b)에 체결되는 제1 암나사부(18a)와, 외부의 가지밸브(도시하지 않음)에 체결하기 위한 제2 암나사부(18b)가 단차지게 형성되며, 분기 샤프트(10)와 가지밸브간의 연결매개기능을 하는 가지밸브 연결너트(18); 및 상기 가지밸브 연결너트(18)의 저부 원주면 홈에 구비되어 상기 가지밸브 연결너트(18)가 조여질 때, 원활하게 회전되도록 미끄러짐성을 제공하고, 또 상기 제2 평와셔(17)와의 기밀을 유지하기 위한 테프론 패킹(19)을 포함한다.

여기서, 상기 테이퍼 와셔(14)는 내경이 분기 샤프트(10)의 플랜지(12) 외경보다 소정크기만큼 작게 형성되어 상기 플랜지(12)에 걸쳐질 수 있도록 하고, 외경은 플랜지(12)를 갱생관(201) 내면에 압착했을 때, 펼쳐지면서 제1 우레탄 패킹(13)의 일면에 압착되는 구조로서, 탄성력을 갖는 강철판재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기 테이퍼 와셔 하나만을 이용하여 제1 평와셔(15)에 면접촉하여 그를 지지하는 구조를 제시하고 있으나, 이에 국한하는 것은 아니고, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 2개의 테이퍼 와셔(14, 14')를 구비하되, 각 테이퍼부의 큰 직경부분이 상호 마주하여 결합되게 구성할 수도 있다. 이와 같이 구성할 경우 상기 분기 샤프트(10)의 플랜지부(12)를 갱생관(201)의 내면에 압착했을 때, 파손이나 찌그러짐과 같은 변형이 발생하지 않는 강도를 부여할 수 있는 잇점이 있다.

상기 제1 및 제2 우레탄 패킹(13, 16)은 분기 샤프트(10)에 조립한 후, 분기공(201a)에 삽입할 때, 상기 분기공(201a)에 접어 넣을 수 있도록 유연성을 갖는다.

본 실시예에서는 수밀을 유지하기 위한 수단으로서 우레탄 패킹을 사용한 예를 제시하고 있는데, 이 밖에 수팽창성 고무를 단차지게 형성하여 우레탄 패킹을 대신할 수 있다. 이러한 수팽창성 고무를 수밀용 패킹으로 채용했을 경우에는 갱생관 내에 흐르는 물과의 접촉에 의해 상기 수팽창성고무가 급팽창함으로써 갱생관의 내부 곡면과 접촉하는 면적이 더욱 크게 되어 수밀을 더욱 확실하게 할 수 있다.

또한, 상기 분기 샤프트(10)의 분기 통로(10a) 상단 내주면에는 소정 깊이만큼 사각단면 또는 육각단면의 렌치홈(20)이 형성된 구조(본 도에서는 사각단면의 렌치홈을 도시하였음)로 되어 있다. 이는 상기 분기 샤프트(10)의 수나사(10b)와 가지밸브 연결너트(18)의 제1 암나사(18a)가 체결된 상태에서 상기 가지밸브 연결너트(18)에 조임력을 제공할 때, 사각 또는 육각렌치(도시하지 않음)를 이용하여 상기 분기 샤프트(10)를 고정시킴으로써 체결시 상기 분기 샤프트(10)가 헛도는 것을 방지하기 위함이다.

상기 가지밸브 연결너트(18)의 제1 암나사(18a)와 제2 암나사(18b)는 직경이 다르도록 단차지게 형성되어 있다, 즉, 상기 제1 암나사(18a)보다 제2 암나사(18b)의 직경을 더욱 크게 형성한 구조로 되어 있어 다양한 규격의 가지밸브에 맞출 수 있도록 하여 호환성을 향상시킨 것이다.

본 실시예에서는, 제1 및 제2 우레탄 패킹(13, 16)과 테이퍼 와셔(14, 14'), 제1 및 제2 평와셔(15, 17)의 각 내경이 분기 샤프트(10)의 내경에 상응하는 크기를 가지되, 상기 제2 우레탄 패킹(16)은 제1 우레탄 패킹(13)의 하측부(직경이 큰 부분) 외경보다 소정 크기만큼 큰 외경을 갖는 구조로 되어 있으며, 또한 상기 제2 평와셔(17)는 제2 우레탄 패킹(16)의 외경보다 소정 크기만큼 큰 구조로 되어 있다. 이는 상기 분기 샤프트(10)에 테이퍼와셔(14, 14'), 제1 평와셔(15) 및 제1 우레탄 패킹(13)이 순차적으로 끼워진 상태에서 분기공(201a)내에 삽입하여 조립된 후에, 제2 우레탄 패킹(16)이 분기공(201a)의 외부면을 충분한 접촉면적으로 감싸도록 하여 제1 우레탄 패킹(13)의 수밀성을 한층 보강할 수 있도록 한 것이다. 또한 상기 제2 평와셔(17)가 제2 우레탄 패킹(16)을 충분한 접촉면적으로 감싸도록 하여 상기 분기 샤프트(10)이 압착되도록 가압될 때, 그 압착력에 의해 제2 우레탄 패킹(16)이 변형되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 보수-보강 방법을 도8a 내지 도8c와 도13a 및 도13b를 참조하여 설명한다.

먼저, 노후관의 전체 보수에 따른 일련의 과정을 살펴보면, 노후관 내부의 균열부위를 탐사하고, 노후관 내면을 라이닝하여 녹등을 깨끗하게 탈리시킨 후, 건조시킨다. 그리고, 노후관 내부에 에폭시 수지가 함침된 폴리에스터 부직포로 이루어진 갱생관(201)을 반전 삽입시켜, 전체보수를 실시한다. 상기 노후관의 전체 보수가 완료되면, 갱생관(201) 단부와 분기공(201a) 주변의 기밀공정을 실시한다.

상기 갱생관 단부를 보강하여 기밀을 유지하기 위한 공정으로는 도8a에 도시된 바와 같이, 일측부에 원주방향으로 결합편(12)이 돌출되어 있고, 타측부에 결합편(12)과 대응하는 위치에 결합홀(10a)이 형성되어 롤 형태로 된 판상체의 스냅락 슬리브(10)에 폴리에스터 부직포 펠트를 접착용 수지를 매개로 부착하여 관보수부재(13)를 제작한다.

그리고, 상기 관 보수부재(13)가 결합된 스냅락 슬리브(10)를 팩커(22)에 감싸 설치한 후, 상기 관보수부재(13)의 외면에 코팅된 폴리프로필렌 필름을 연삭한다. 상기 폴리프로필렌 필름이 연삭되어 제거된 후, 노출된 폴리에스터 펠트외면에 열경화성 에폭시 수지를 함침시켜 둔다.

노후관을 보수한 갱생관(201)의 단부위치에 스냅락 슬리브(10)가 감겨져 있는 팩커(22)를 위치시킨다.

상기 팩커(22)에 압축공기를 주입하고, 단계적인 팽창으로 롤형태의 스냅락 슬리브(10)를 확장시키게 되면, 결합편(12)이 결합홀(10a)을 타고 넘어가되, 최대한 확장된 상태에서 상기 결합편(12)이 결합홀(10a)에 걸려진 후 압착력을 제공하게 되는 것이며, 그 후에는 관보수부재(13)에 함침되어 있는 에폭시 수지가 서서히 경화하여 관보수부재(13)가 갱생관(201)에 완전 부착하게 된다.

상기와 같이 시공이 완료된 후에, 가지밸브를 연결하기 위한 분기홀(201a)을 형성할 경우에, 갱생관(201)을 천공하여도 갱생관(301)과 노후관의 천공부위가 폴리에스터 부직포 펠트에 의해 견고하게 부착되어 있기 때문에, 별도의 기밀유지를 위한 보수작업이 필요없게 된다.

본 발명에서는 스냅락 슬리브를 확장하는 구조에 대하여 공기주입으로 팽창하는 팩커를 이용한 예를 제시하고 있으나, 이에 국한하는 것은 아니고, 도9에 도시된 바와 같이, 통고무로 이루어진 스냅락 슬리브 확장부재(30)를 이용할 수도 있다.

상기 스냅락 슬리브 확장부재(30)는 중앙부에 축방향으로 홀이 관통되어 있는 통고무 마개(31)와, 상기 통고무 마개(31)의 측면 원주방향에 축방향으로 관통되게 설치되는 다수의 스터드볼트(32) 및 각 스터드 볼트(32)에 체결되는 압착너트(33)로 구성된다. 이 구조의 작용상태를 설명하면, 먼저 상기 스냅락 슬리브를 통고무마개(31)에 감은 후에, 상기 갱생관(201)의 단부에 위치시키고, 스터드 볼트(32)에 체결된 압착너트(33)를 유압체결공구를 이용하여 동일한 압력으로 체결한다. 이에 따라 상기 통고무 마개(31)가 스터드 볼트(32)와 압착너트(33)의 체결압력에 의해 반경방향으로 확장되어 스냅락 슬리브를 확장시키며, 상기 스냅락 슬리브가 갱생관 내면에서 최대한 확장하여 노후관과 갱생관(201)이 부착된 상태를 더욱 견고하게 압착시켜 체결고정됨으로써, 노후관과 갱생관(201)의 들뜸을 방지하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 관 보수부재(13)를 노후관과 갱생관의 부착된 단부 소정구간에 재부착할 경우에, 반전방식에 의해 에폭시 수지가 함침된 상기 관 보수부재(13)를 갱생관(201)의 단부에 부착시키고, 관 보수부재(13)의 내경부에 코팅된 폴리프로필렌 필름을 연삭하여 폴리에스터 부직포 펠트가 외부로 노출되도록 한 후, 팩커 또는 통고무의 외부에 감싸여진 스냅락 슬리브를 연삭된 부분에 위치시킨 후, 팩커를 팽창시키거나 통고무의 축방향 압축에 의해 스냅락 슬리브를 확장시켜 갱생관(201)의 단부에 부착된 관보수부재(13)가 더욱 견고히 부착되도록 가압, 설치할 수도 있다.

상기 갱생관 단부의 보강공정이 완료되면, 가지밸브를 연결하기 위한 분기공(201a)을 형성한다. 도13a에 도시된 바와 같이, 기밀 커플링을 갱생관(201)의 분기공(201a)에 삽입하여 조립시공하기에 앞서, 상기 분기 샤프트(10)에 테이퍼와셔(14, 14'), 제1 평와셔(15) 및 제1 우레탄 패킹(13)을 순차적으로 끼운 후에 상기 분기공(201a)내에 삽입한다. 이때, 상기 분기 샤프트(10)의 플랜지(12)는 분기공(201a)의 직경에 상응하는 크기로 이루어져 있어 분기공(201a)내에 쉽게 삽입된다. 또한, 상기 테이퍼 와셔(14, 14')는 그의 내경이 분기샤프트(10)의 플랜지부(12) 내측으로 걸쳐지고, 테이퍼진 경사각만큼 확장된 외경부가 분기공(201a)에 상응하는 크기로 되어 있어, 이 또한 쉽게 삽입된다. 상기 제1 우레탄 패킹(13)의 경우는 그 자체가 유연한 성질을 가지고 있으므로 작업자가 접은 상태로 분기공(201a)내에 삽입한다.

상기와 같은 작업순서로 조립된 분기 샤프트(10)를 분기공(201a)내에 삽입한 후, 상기 분기공(201a) 외부로 돌출된 분기 샤프트(10)의 수나사부(10b)에 제2 우레탄패킹(16)과 제2 평와셔(17)를 순차 삽입하고, 최종적으로 테프론 패킹(19)이 삽입되어 있는 가지밸브 연결너트(18)를 분기 샤프트(10)에 끼워 수나사부(10b)와 암나사부(18a)를 나사결합한다. 이때, 상기 가지밸브 연결너트(18)의 하단부 홈에 삽입되어 있는 테프론 패킹(19)의 미끄러짐성에 의해 제2 평와셔(17)와의 마찰없이 쉽게 체결이 가능하게 된다. 상기 가지밸브 연결너트(18)의 체결력에 의해 상기 분기 샤프트(10)가 헛도는 것을 방지하기 위해 렌치를 상기 분기 샤프트의 분기통로(10a)에 형성된 렌치홈(20)에 삽입하여 고정하게 되면, 가지밸브 연결너트(18)를 강하게 조일 수 있게 된다. 이와 같은 과정에 의해 상기 분기 샤프트(10)는 점차 상승하여 그의 플랜지부(12)가 갱생관 내면에 압착되고, 테이퍼 패킹(14, 14')은 이 압착력에 의해 평판형태로 펴지면서 외경이 확장되어 제1 평와셔(15)와 면접촉하게 된다.

상기 외경이 확장된 테이퍼 패킹(14, 14')과 제1 평와셔(15)는 제1 우레탄 패킹(13)에 가압력을 제공하게 되며, 이에 따라 상기 제1 우레탄 패킹(13)이 갱생관(201)의 내측 곡면부와 분기공(201a)의 내주면에 밀착됨으로써 수밀이 유지된다. 또한, 상기 가지밸브 연결너트(18)의 조임력에 의해 제2 우레탄 패킹(16)이 제2 평와셔(17)에 의해 가압되어 갱생관(201)의 외부 곡면부에 밀착되어 제1 우레탄 패킹(13)의 수밀성이 저하되었을 경우에도 재차 수밀성을 보강할 수 있게 됨으로써 신뢰적으로 누수를 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 일련의 공정으로 기밀 커플링이 분기공(201a)에 조립 설치되면, 상기 가지밸브 연결너트(18)의 제2 암나사부(18b)에 볼밸브와 같은 가지밸브의 새들을 체결하되, 상기 가지밸브를 차폐하고 갱생관(201)에 수돗물을 공급하여 기밀 커플링의 수밀 상태를 검사한다.

상기 기밀 커플링의 수밀검사가 완료되면, 상기 가지밸브에 각 가정으로 분기되는 급수관을 결합한후 가지밸브를 개방하여 각 가정에 수돗물이 공급함으로써 모든 작업을 완료한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 폴리에스터 펠트에 열경화성 수지를 함침시킨 후, 확장가능한 스냅락 슬리브를 이용하여 갱생관 단부에 설치함으로써, 상, 하수도 본관부의 노후관을 전체보수한 갱생관 단부의 들뜸이나 틈새의 발생을 신뢰적으로 방지할 수 있다.

둘째, 확장 가능한 스냅락 슬리브를 이용함으로써 각종 규격의 상, 하수도관에 적용이 가능하고, 또 상기 스냅락 슬리브와 관보수부재의 결합구조의 두께를 최소한으로 형성하기 때문에 관경축소가 거의 없고, 시공이 용이하다.

셋째, 갱생관의 분기공에 가지밸브를 설치할 때 사용되는 기밀 커플링에서, 갱생관의 분기공 외경보다 큰 와셔를 테이퍼지게 형성하고, 또 상기 테이퍼 와셔가 지지하는 패킹을 유연성있는 우레탄 패킹으로 형성함으로써 한 번의 삽입공정으로 분기샤프트의 조립부품들을 갱생관 외부에서 분기공 측으로 원활하게 삽입할 수 있어 조립공정을 간단하게 할 수 있다.

넷째, 기밀 커플링의 상기 테이퍼 와셔와 평와셔가 분기샤프트와 우레탄 패킹 사이에 위치됨으로써 분기 샤프트의 플랜지를 갱생관 내면에 압착하여도 분기공 외부로 상기 분기 샤프트가 이탈되지 않도록 견고하게 지지됨과 동시에, 분기공 주변에서 노후관과 갱생관 사이의 밀착성을 견고히 유지할 수 있는 다른 효과가 있다.

다섯째, 단차진 형태의 우레탄 패킹을 이용하여 갱생관의 내부 곡면과 분기공 내주면에 접촉시켜 접촉면적을 크게 함과 동시에, 제2 우레탄 패킹을 분기공 외주면에 접촉시켜 가압함으로써 분기공 내주면과의 수밀을 신뢰적으로 유지할 수 있다.

여섯째, 기밀 커플링이 최소한의 부품만으로 이루어져 제조단가를 절감할 수 있고, 분기샤프트와 가지밸브의 새들을 연결하는 가지밸브 연결너트의 내주면에 단차진 나사체결부를 형성함으로써 다양한 규격의 가지밸브를 호환성있게 결합할 수 있다.

Claims (17)

1. 원통형상으로 말려진 형태의 판상체로 형성되되 양측부에 암,수 결합편이 구비되며, 노후관을 보수한 갱생관의 단부에 설치되는 탄성확장수단;

   상기 탄성확장수단의 외면에 부착되며, 그의 탄성확장에 의해 갱생관의 단부에 압착되는 관보수부재;

   상기 관보수부재에 함침되며, 갱생관과 관보수부재간을 부착하는 부착수단;

   상기 갱생관의 분기공을 통과할 수 있는 외경을 갖는 플랜지부가 일단에 형성되고, 축방향으로 관통된 분기통로를 갖는 분기샤프트;

   상기 분기 샤프트의 외주면에 끼워져 갱생관의 내주면에서 분기공측으로 관통하며, 상기 분기샤프트의 플랜지부를 갱생관의 분기공을 향하여 압착시킬 때 외경이 확장되면서 분기공의 수밀을 유지하는 수밀유지수단; 및

   상기 갱생관 외부로 돌출된 분기샤프트의 외면에 결합되어 외부의 가지밸브와의 연결매개기능을 하는 연결너트

   을 포함하는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성확장수단은

   그의 원주방향 양단이 바깥을 향하여 구부러져 있으며,

   상기 암, 수 결합편은

   일측부 소정위치에 원주방향으로 배열되며, 탄성확장수단이 말려지는 방향으로 절결되어 돌출된 다수의 후크편; 및

   상기 후크편에 대응하는 타측부 소정위치에 원주방향으로 배열되어 상기 후크편에 체결되는 결합홀을 포함하는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 관보수보재는 그의 일면이 폴리에스터 부직포 펠트로 이루어지고, 타면이 폴리프로필렌 필름으로 코팅된 것을 특징으로 하는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 부착수단이 열경화성 에폭시 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 수밀 유지수단은

   단차진 형상을 가지되, 일측부 외경이 분기공의 직경보다 소정 크기만큼 크게 형성되어 상기 분기 샤프트의 외주면에 끼워지며, 갱생관의 내주면 분기공의 내주면에 각각 접촉하는 제1 패킹;

   내경이 분기샤프트의 플랜지 외경보다 작고 외경은 플랜지 외경보다 크게 형성된 테이퍼 형상을 가지고 상기 분기샤프트의 플랜지와 제1 패킹 사이에 위치되며, 상기 분기샤프트의 플랜지부가 갱생관의 분기공 내면에 압착될 때, 외경이 분기공의 직경보다 크게 확장되어 상기 제1 패킹을 지지하는 테이퍼와셔;

   상기 제1 패킹과 테이퍼와셔 사이에 위치되어 상기 테이퍼와셔의 변형을 방지하는 제1 평와셔;

   상기 갱생관의 분기공 외면과 연결너트 사이에 위치되는 제2 패킹; 및

   상기 분기샤프트에 끼워지며, 제2 패킹과 연결너트 사이에 설치되는 제2 평와셔

   를 포함하는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 테이퍼 와셔는 각 테이퍼부의 큰 직경부분이 상호 마주하여 결합된 것을 특징으로 하는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 패킹이 유연성을 갖는 우레탄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 제1 패킹은 수팽창성고무로 이루어진 것을 특징으로 하는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 분기 샤프트의 분기통로 상단 내주면에 소정 깊이만큼 렌치홈이 형성된 것을 특징으로 하는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치.
10. 제 5 항에 있어서,

    상기 연결너트의 저면에 구비되어 제2 평와셔와의 마찰력을 최소화하하고, 상기 제2 평와셔와의 기밀을 유지하기 위한 테프론 패킹을 더 포함하는 상, 하수도 관로의 보수-보강장치.
11. 반전 삽입 방식을 통해 노후관을 에폭시 수지가 함침된 폴리에스터 부직포로 이루어진 갱생관으로 보수-보강하는 제1 단계;

    양측부에 암, 수 결합편이 구비되고, 폴리프로필렌 필름이 코팅된 폴리에스터 부직포 펠트로 이루어진 관보수부재가 외면에 부착된 스냅락 슬리브를 갱생관의 단부에 위치시켜 보강하는 제2 단계;

    상기 갱생관에 분기공을 형성하는 제3 단계;

    상기 분기공에 삽입될 수 있는 외경을 갖는 플랜지부가 형성된 분기샤프트와, 상기 분기샤프트 외주면에 끼워져 갱생관의 분기공 내,외면에 압착되는 우레탄패킹과, 플랜지부와 패킹 사이에 설치되어 관경이 확장하면서 패킹을 지지하는 테이퍼 와셔를 포함하는 기밀 커플링을 분기공에 끼워 밀착하는 제4 단계; 및

    상기 기밀 커플링에 가지밸브를 연결하는 제5 단계

    를 포함하는 상, 하수도 관로의 보수-보강방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제2 단계는

    상기 스냅락 슬리브 외면에 펠트의 폴리에스터 부직포면을 부착하고, 폴리프로필렌 필름이 외부로 드러나도록 하는 제6 단계;

    상기 스냅락 슬리브를 팽창부재에 감싸 설치하는 제7 단계;

    상기 관보수부재의 외면에 노출된 폴리프로필렌 필름을 연삭하는 제8 단계;

    상기 폴리프로필렌 필름이 연삭된 폴리에스터 부직포 펠트 외면에 접착수지를 함침시키는 제9 단계;

    상기 갱생관의 단부에 스냅락 슬리브를 위치시킨 후, 팽창부재를 팽창시키는 제10 단계;

    상기 팽창부재의 팽창에 따라 스냅락 슬리브의 관경이 확장하여 폴리에스터 부직포 펠트가 갱생관 단부에 압착하는 제11 단계; 및

    상기 관보수부재의 외면에 함침된 접착수지가 경화되어 갱생관과 관보수부재를 결합하는 제12 단계

    를 포함하는 상, 하수도 관로의 보수-보강 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 제10 단계에서 팽창부재가 팩커로 이루어지되, 상기 제10 단계는 팩커에 압축공기를 주입하고, 단계적인 팽창으로 스냅락 슬리브를 확장시키는 단계인 것을 특징으로 하는 상, 하수도 관로의 보수-보강 방법.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 제10 단계는 통고무 마개와, 상기 통고무 마개의 측면 원주방향에서 축 방향으로 관통되게 설치되는 다수의 스터드볼트 및 각 스터드 볼트에 체결되는 압착너트로 구성된 확장부재의 외면에 상기 스냅락 슬리브를 감은 후에, 유압체결공구를 이용하여 압착너트를 동일한 압력으로 체결하여 통고무 마개를 확장시킴으로써 상기 스냅락 슬리브의 관경이 확장되도록 하는 것을 특징으로 하는 상, 하수도 관로의 보수-보강 방법.
15. 제 11 항에 있어서,

    상기 제4 단계는

    상기 분기 샤프트에 기밀 커플링의 구성부인 테이퍼와셔, 평와셔 및 단차진 제1 우레탄 패킹을 순차적으로 끼우는 제13 단계;

    상기 제1 우레탄 패킹을 작업자가 접은 상태로 분기공내에 삽입하는 제14 단계;

    상기 분기공 외부로 돌출된 분기 샤프트의 수나사부에 제2 우레탄패킹과 제2 평와셔를 순차 삽입하고, 저면에 테프론 패킹이 삽입되어 있는 가지밸브 연결너트를 분기샤프트에 끼워 나사결합하면서 가압하는 제15 단계; 및

    상기 가지밸브 연결너트를 조임에 따라 분기샤프트의 플랜지부(12)가 상승하면서 제1 우레탄 패킹을 압착하여 수밀을 유지하는 제16 단계

    를 포함하는 상, 하수도 관로의 보수-보강 방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 제15 단계는

    상기 가지밸브 연결너트의 체결력에 의해 상기 분기 샤프트가 헛도는 것을 방지하기 위해 렌치를 상기 분기 샤프트의 분기통로에 형성된 렌치홈에 삽입한 후, 가지밸브 연결너트 조이는 것을 특징으로 하는 상, 하수도 관로의 보수-보강 방법.
17. 제 15 항에 있어서,

    상기 제16 단계는

    분기샤프트의 플랜지부가 압착력을 제공함에 따라 테이퍼 패킹이 평판형태로 펴지면서 외경이 확장되어 제1 우레탄 패킹측으로 압착되는 것을 특징을 하는 상, 하수도 관로의 보수-보강 방법.

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