KR100646802B1 - 높이 조절이 가능한 관로 보수용 패커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 손상된 하수 관로를 보수하는 패커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하수 관로의 단차를 극복하여 계속 주행할 수 있는 높이 조절이 가능한 패커에 관한 것이다. 이를 위해, 관로(10)내로 삽입되어 보수작업을 수행하는 패커에 있어서, 패커(100)의 양단중 적어도 일단에 구비되는 직선왕복 구동수단; 직선왕복 구동수단의 출력측에 연결되는 바아; 바아의 끝단에 구비되어 상기 패커를 지지하고, 상기 관로(10)의 내면에 밀착되는 지지수단;으로 구성되어 상기 직선왕복 구동수단의 구동위치에 따라 관로(10) 내에서 상기 패커(100)의 높이가 조절되는 것을 특징으로 한다.

점착성, 미가황, PVC 시트, 패커, 바퀴, 스키, 틈, 단차, 극복, 주행

Description

높이 조절이 가능한 관로 보수용 패커{Height controlable Packer for repairing a sewage pipe }

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 높이 조절이 가능한 관로 보수용 패커의 보수작업을 나타내는 측면도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 도 1에 도시된 패커(100)가 상승하였을 때의 정면도,

도 3은 도 2에 도시된 패커(100)가 상승하였을 때의 정면도,

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 도 1에 도시된 패커(100)에 적용되는 직선왕복 구동수단과 스키(180)만의 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 직선왕복 구동수단과 스키(180)가 패커(100)에 설치되었을 때의 정면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 하수관,

10a : 제 1 하수관,

10b : 제 2 하수관,

12 : 하수관 이음매,

100 : 패커(Packer),

110 : 바디,

120 : 연결봉,

130 : 에어 실린더,

140 : 피스톤,

150 : 수직 바아,

160 : 수평 바아,

170 : 바퀴,

180 : 스키,

200 : 견인 카메라 장치,

210 : 제 1 견인라인,

220 : 제 2 견인라인.

본 발명은 손상된 하수 관로를 보수하는 패커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하수 관로의 단차를 극복하여 계속 주행할 수 있는 높이 조절이 가능한 패커에 관한 것이다.

지하에 매설된 콘크리트 하수 관로가 노후화하여 크랙 또는 구멍이 발생하거나 지반의 부동 침하 및 관로 이음부 등으로 콘크리트 하수 관로의 단차(單差)로 인한 간극이 발생하여 틈새로 생활하수 및 산업하수가 지하로 누수 및 유출되어 지 하수 또는 토양을 오염시키게 되거나, 반대로 오염 안된 깨끗한 지하수가 하수관로에 침수하여 지하수의 낭비를 초래하게 된다. 이에 따라, 지하에 매설된 하수관로에 구멍이 발생하거나 파손되어 하수가 유출되어 지하수 또는 토양의 오염을 방지하기 위해서는 손상된 하수 관로를 보수하여 오염된 하수가 지하로 유출되는 것을 방지하여야 하는데, 과거에는 지하를 파고 매설된 하수 관로를 들어내고 새로운 관로로 연결작업하고 땅을 메꾸는 방법으로 하수관로보수를 하여 과다한 경비지출과 시간도 많이 걸리고 통행에 불편이 많았다.

그러나, 최근에는 굴착을 하지 않고, 하수관로의 내부로 원통형 패커를 투입하여 하자 있는 곳만을 선별적으로 보수하는 공법이 널리 사용되고 있다. 패커(Packer, 무인보수기)란 이와 같은 공법에 사용되는 것으로, 하수 관로의 특정 위치까지 도달하여, 하수관로의 내벽에 점착성 미가황 고무시트를 부착하는 장비를 말한다.

그런데, 하자 보수가 필요한 하수관은 대부분 노후된 것이 많다. 이로 인해, 하수관과 하수관 사이의 이음부분에는 지반 침하로 단차가 발생하여 어긋나 있거나 이격되어 틈이 발생하는 경우가 많이 있다. 이 경우, 원통형 패커의 하단이 단차에 걸리거나 틈새에 빠져 더 이상 주행할 수 없는 상황이 발생한다. 특히, 최악의 경우 단차에 끼이거나 틈새에 빠져 나올 수 없는 경우 후진도 할 수 없기 때문에 패커를 회수할 수도 없게 된다. 이 경우에는 공법을 취소하고 땅을 파서 패커를 회수한 후 하수 관로를 교체하여야만 했다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 단차가 있는 하수관로 또는 틈새가 있는 하수관로의 내부도 걸림없이 진행할 수 있는 높이 조절이 가능한 관로 보수용 패커를 제공하는 것이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부 도면들과 관련되어 설명되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명확해질 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적은, 관로(10)내로 삽입되어 보수작업을 수행하는 패커에 있어서,

상기 패커(100)의 양단중 적어도 일단에 구비되는 직선왕복 구동수단;

상기 직선왕복 구동수단의 출력측에 연결되는 바아;

상기 바아의 끝단에 구비되어 상기 패커를 지지하고, 상기 관로(10)의 내면에 밀착되는 지지수단;으로 구성되어 상기 직선왕복 구동수단의 구동위치에 따라 상기 관로(10) 내에서 상기 패커(100)의 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 관로 보수용 패커에 의해 달성될 수 있다.

그리고, 직선왕복 구동수단은 공압실린더(130), 유압실린더, 리니어 모터, 랙과 피니언 구동장치중 하나일 수 있다.

아울러, 바아는 길이방향이 상기 직선왕복 구동수단의 구동방향과 일치하도록 설치되는 수직바아(150); 및

수직바아(150)의 끝단에 상기 수직바아(150)와 직각으로 연결되는 수평바아 (160)로 구성되는 것이 무방하다.

그리고, 지지수단은 수평바아(160)의 양단에 설치될 수 있고, 그리고 지지수단은 바퀴(170) 또는 스키(180)일 수 있다.

아울러, 직선왕복 구동수단, 바아 및 지지수단은 원통형 패커의 양단에 각각 설치되는 것이 가장 바람직하고, 패커(100)의 일측에 구비된 제 1 직선왕복 구동수단과 상기 패커(100)의 타측에 구비된 제 2 직선왕복 구동수단은 독립적으로 제어되는 것이 가장 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 5을 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 병기되어 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 높이 조절이 가능한 관로 보수용 패커의 보수작업을 나타내는 측면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 지하에 매설된 하수관(10)은 복수의 하수관(10)이 이음매(12)를 통해 연속적으로 연결되어 있는 형태이다.

견인 카메라 장치(200)은 원격으로 조정되는 카메라와 주행장치를 탑재하고 있다. 이러한 견인 카메라 장치(200)은 패커(100)의 선두에 위치하여 카메라로 하자 보수 위치를 정확히 파악하고, 패커(100)를 견인하는 기능을 한다. 카메라 촬영한 영상은 제 1 견인라인(210)을 통해 지상으로 전송된다.

제 1 견인라인(210)은 견인 카메라 장치(200)와 패커(100) 사이에 연결되며, 패커(100)를 견인하기 위한 와이어, 전력 공급을 위한 전력선, 제어신호와 카메라 영상신호를 전송하기 위한 신호선들로 구성된다. 이들중, 전력선, 제어선 등은 패커(100)를 관통하여 제 2 견인라인(220)까지 연장된다.

제 2 견인라인(220)은 일단이 패커(100)에 연결되고, 타단이 지상의 통제실(미도시)까지 연장되어 있다. 이러한 제 2 견인라인(220)에는 후퇴시 패커(100)를 견인하기 위한 와이어, 전력 공급을 위한 전력선, 제어신호와 카메라 영상신호를 전송하기 위한 신호선, 에어 실린더(130)를 구동하기 위한 공압라인들로 구성된다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 도 1에 도시된 패커(100)가 상승하였을 때의 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 패커(100)가 상승하였을 때의 정면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 패커(100)는 직경이 대략 150 mm ~ 1,000 mm정도인 중공의 실린더 형상이고, 양단에는 실린더 몸체로부터 중심축선까지 연장된 연결봉(120)이 설치되어 있다. 이러한 연결봉(120)은 금속재로 제작되어 용접 가공된다.

에어실린더(130)는 연결봉(120)의 자유단 영역에 단단히 고정된다. 이러한 에어 실린더(130)는 패커(100)의 바깥쪽 반경방향으로 피스톤(140)이 팽창하도록 배치된다.

수직바아(150)의 일단은 피스톤(140)의 단부에 단단히 고정되고, 타단은 수평바아(160)의 중간영역에 고정된다. 이러한 수직바아(150)는 피스톤(140)의 수축 또는 팽창에 따라 일체로 동작한다.

수평바아(160)의 중간영역에는 수직바아(150)가 고정되고, 양단에는 바퀴(170)가 설치된다. 바퀴(170)는 수평바아(160)에 대해 자유 회전이 가능하도록 설 치되며, 하수관(10)의 내벽에 대해 수직으로 지지되도록 설치된다. 이를 위해, 수평바아(160)의 양단은 45°~ 60°정도 절곡되어 있다.

따라서, 패커(100)는 일단에 설치된 한쌍의 바퀴(170)와 타단에 형성된 또 한쌍의 바퀴(170)에 의해 지지되며, 하수관(10) 내부에서 자유롭게 이동 가능하게 된다. 따라서, 앞부분에서 견인 카메라 장치(200)가 견인하면, 하수관(10) 내부로 견인되어 들어갈 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 도 1에 도시된 패커(100)에 적용되는 직선왕복 구동수단과 스키(180)만의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 직선왕복 구동수단과 스키(180)가 패커(100)에 설치되었을 때의 정면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 에어실린더(130), 피스톤(140), 수직바아(150) 및 수평바아(160)의 구동은 전술한 제 1 실시예와 유사하다.

차이점은 수평바아(160)의 양단에 스키(180)가 설치되어 있다는 것이다. 스키(180)는 폭이 30 mm ~ 40 mm 정도이며, 길이가 250 mm ~ 280 mm 정도이다. 이러한 스키는 강재 또는 복합재료로 제작된다. 또한, 스키(180)의 일단 또는 양단은 약 30°정도 절곡되어 있다. 이는 하수관(10) 이음매(12) 부분에 벌어져서 간격이 있거나 단차가 있더라도 미끄러지듯이 진행할 수 있도록 하기 위함이다.

이상에서 제 1, 2 실시예를 통해 바퀴와 스키에 대해 설명하였으나 이러한 바퀴와 스키는 패커(100)의 양단에 각각 설치되는 것으로서, 패커(100)의 일단에 바퀴를 설치하고, 패커(100)의 타단에 스키를 설치할 수도 있다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 높이 조절이 가능한 관로 보수용 패커 의 동작에 대해 설명하기로 한다.

우선, 하수관(10)의 내부로 견인 카메라 장치(200)를 투입하고, 뒤이어 PVC시트가 외면에 장착된 패커(100)를 진입시킨다. 그러면, 견인 카메라 장치(200)의 견인력에 의해 패커(100)가 진행한다. 진행중 만약 이음매(12) 부근에서 단차가 있으면, 패커(100)의 하단이 단차에 걸려 이음매(12) 부분을 통과할 수 없게 된다. 이러한 상황은 카메라(번호 미부여)를 통해 지상에서 관측되며 조작자에 의해 판단할 수 있다.

그러면, 지상의 조작자가 에어 실린더(130)를 팽창시키도록 공압을 제어한다. 제어된 공압은 제 2 견인라인(220)을 통해 에어 실린더(130)까지 전달되고, 이로서 에어 실린더(130)가 팽창하게 된다. 팽창으로 인해 피스톤(140)이 늘어나고, 따라서, 패커(100)가 함께 상승된다. 이 때, 패커(100)의 하단은 단차 이상의 높이로 들어올려져야 걸림없이 주행할 수 있다.

그 다음, 견인 카메라 장치(200)를 계속 진행시키면 단차 부분도 패커(100)가 통과할 수 있다. 이 때, 바퀴는 전방의 견인력에 의해 쉽게 단차를 올라타기 때문에 진행할 수 있다. 통과후에는 다시 에어 실린더(130)를 수축시켜 패커(100)를 원래의 높이로 복원시킨다.

만약, 이음매(12) 부분이 상호 떨어져 틈새가 발생한 경우에는 바퀴(170) 대신에 스키(180)를 장착한다. 그러면, 스키(180)에 의해 틈새 부분을 극복하고 전진할 수 있다. 패거(100)에 스키(180)를 장착할 것인지 또는 바퀴(170)를 장착할 것인지의 판단은 초기 준비단계에서 견인 카메라 장치(200)만을 투입하여 하수관(10) 의 내부상황을 미리 파악한 후 판단한다.

비록, 본 발명에서는 하수 관로를 주대상으로 하여 도시하고 설명하였으나 패커와 견인 카메라 장치(200)가 들어갈 수 있는 곳이라면 어떠한 곳이라도 적용이 가능함은 물론이다.

또한, 각 수평바아(160)에 별도의 에어 실린더를 설치한 후, 그 동작에 따라 바퀴와 스키를 교대로 하수관 내벽에 닿게 할 수 있다. 이 경우, 보다 다양한 조건에서도 패커(100)의 진행이 가능해 진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 보수재는 하수관로의 크기와 파손부분의 모양에 따라 변형 가능하다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 높이 조절이 가능한 관로 보수용 패커에 의하면, 단차가 있는 하수관로 또는 틈새가 있는 하수관로의 내부에서도 패커가 걸림없이 진행할 수 있다. 이는 패커가 하자가 있는 특정 위치까지 무사히 접근할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 하수관로의 내부 상태와 상관없이 하수관로의 하자 보수가 가능해진다.

이로 인해, 패커를 사용하는 하자 보수공법이 널리 활용될 수 있고, 이로 인해, 종래 공법에 비해 하자 보수비용이나 기간을 크게 단축할 수 있는 잇점이 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가 능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

Claims (8)

1. 관로(10)내로 삽입되어 보수작업을 수행하는 패커에 있어서,

   원통형 패커(100)의 양단에 각각 구비되는 제 1 직선왕복 구동수단과 제 2 직선왕복 구동수단;

   길이방향이 상기 제 1, 2 직선왕복 구동수단의 구동방향과 각각 일치하도록 설치되는 수직바아(150);

   상기 수직바아(150)의 각 끝단에 상기 수직바아(150)와 직각으로 연결되는 수평바아(160);

   상기 수평바아(160)의 양끝단에 구비되어 상기 패커를 지지하고, 상기 관로(10)의 내면에 밀착되는 바퀴(170) 또는 스키(180);로 구성되고,

   상기 제 1, 2 직선왕복 구동수단은 공압실린더(130), 유압실린더, 리니어 모터, 랙과 피니언 구동장치중 하나이며,

   상기 제 1 직선왕복 구동수단과 상기 제 2 직선왕복 구동수단은 독립적으로 제어됨으로서, 상기 관로(10) 내에서 상기 패커(100)의 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 관로 보수용 패커.
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