KR100758131B1 - 상, 하수도 노후관의 폴리우레아 라이닝 장치. - Google Patents

Abstract

본 발명은 상, 하수도관을 포함한 80~5000mm 사이의 직경크기를 가지는 다양한 관체의 내경을 이소시아네이트와 레진 및 경화재의 혼합물로 이루어진 폴리우레아로 코팅 처리하는 폴리우레아 라이닝 장치를 제공한다.

이를 위한 본 발명은 상, 하수도관의 내경을 코팅 처리하는 라이닝 장치에 있어서, 이소시아네이트가 저장되는 제 1탱크 및 레진이 저장되는 제 2탱크와, 상기 제 1, 2탱크에 각각 설치되어 있는 제 1, 2배출호스에 연결되어 이소시아네이트와 레진을 각각 공급받는 제 1, 2공급부와, 상기 제 1, 2공급부와 커플러로 체결되며 상기 제 1, 2공급부에서 공급된 이소시아네이트 및 레진을 혼합하는 믹싱부와, 상기 믹싱부와 토출관으로 연결되며 상기 믹싱부에서 혼합 형성된 폴리우레아를 상기 토출관을 통해 공급받는 스파이널과, 상기 스파이널에 결합되는 샤프트를 가지며 외부에서 공급된 에어로 상기 샤프트를 회전시켜 스파이널을 강제 회전시키는 에어모터 및 상기 스파이널의 둘레면을 따라 형성되며 스파이널의 회전에 따라 상기 스파이널 내부로 공급된 폴리우레아를 외부로 분사시키는 분사노즐들을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상, 하수도관, 라이닝, 세라믹 몰탈, 혼화재, 자동 배합장치

Description

상, 하수도 노후관의 폴리우레아 라이닝 장치.{polyurea lining device and method}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의한 폴리우레아 라이닝 장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 제 1, 2배출호스가 내설되어 있는 케이블이 감겨지는 드럼을 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 폴리우레아 라이닝 장치의 일부 구성을 발췌하여 도시한 도면.

도 4는 도 3에서 도시하고 있는 스파이럴 및 에어모터의 구성을 입체적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 제 1탱크 12: 제 2탱크

20: 제 1배출호스 22: 제 2배출호스

28: 제 1공급부 30: 제 2공급부

32: 커플러 34: 믹싱부

36: 토출관 38: 스파이럴

40: 분사유로 42: 에어모터

46: 샤프트

본 발명은 상, 하수도관의 라이닝 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이소시아네이트와 레진의 혼합물로 이루어진 폴리우레아로 상, 하수도관 내경을 코팅 처리하게 되는 폴리우레아 라이닝 장치에 관한 것이다.

통상적으로 상수도 및 하수도의 관체는 매설 년수가 경과함에 따라 관의 내경에는 부식등으로 인한 스케일이 생성되어 지며, 이러한 스케일을 제때 제거하지 않을 경우에는 물의 유속감소는 물론 관의 파손으로 인한 누수현상 그리고 수질저하등의 여러 제반 문제점들을 야기시키게 되는 바, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 일정기간 마다 노후된 상, 하수도관의 갱생공법이 행해지게 된다.

상기 상, 하수도관 갱생공법으로는 세관공법과 라이닝공법을 예로 들 수 있다.

상기 세관공법은 상, 하수도관의 내경에 생성된 스케일을 고압수나 혹은 스크레이퍼등을 이용하여 제거하는 공법을 말한다.

상기 라이닝 공법은 세관공법을 거쳐 스케일이 제거된 상, 하수도관을 80~150℃ 정도의 고온공기를 이용하여 건조시켜 관내의 수분을 완전히 제거한 후, 상기 상, 하수도관의 내경에 코팅액을 분사시켜 일정두께 만큼의 코팅층을 형성시 키는 공법을 말한다.

한편, 상기 라이닝 공법에 사용되는 코팅층의 재질로는 세라믹 몰탈을 주로 사용하게 된다. 상기 세라미 몰탈은 세라믹 몰탈분말과 액상의 혼화재를 서로 교반시켜 겔상태의 반죽물로 만드는 것으로서, 상기 세라믹 몰탈분말은 일반 시멘트 몰탈분말에 비하여 강도가 높고 양생시간이 짧으며 항균기능까지 가지는 개량된 것이며, 상기 혼화재(상품명 "DR-1800")는 물속에 폴리머 미립자가 균일하게 분산하여 우유처럼 되어 있는 액체를 말한다.

그러나 세라믹 몰탈은 다른 코팅재료에 비해 경화시간이 길어 불필요한 작업시간이 지연되는 단점이 있으며, 또한 세라믹 몰탈 분말과 혼화재와의 배합이 수작업으로 이루어짐으로서 배합비율이 일관적이지 못하다는 단점이 있다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 이소시아네이트와 레진의 혼합물로 이루어진 폴리우레아로 상, 하수도관 내경을 코팅 처리하게 되는 폴리우레아 라이닝 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 상, 하수도관의 내경을 코팅 처리하는 라이닝 장치에 있어서, 이소시아네이트가 저장되는 제 1탱크 및 레진이 저장되는 제 2탱크와, 상기 제 1, 2탱크에 각각 설치되어 있는 제 1, 2배출호스에 연결 되어 이소시아네이트와 레진을 각각 공급받는 제 1, 2공급부와, 상기 제 1, 2공급부와 커플러로 체결되며 상기 제 1, 2공급부에서 공급된 이소시아네이트 및 레진을 혼합하는 믹싱부와, 상기 믹싱부와 토출관으로 연결되며 상기 믹싱부에서 혼합 형성된 폴리우레아를 상기 토출관을 통해 공급받는 스파이널과, 상기 스파이널에 결합되는 샤프트를 가지며 외부에서 공급된 에어로 상기 샤프트를 회전시켜 스파이널을 강제 회전시키는 에어모터 및 상기 스파이널의 둘레면을 따라 형성되며 스파이널의 회전에 따라 상기 스파이널 내부로 공급된 폴리우레아를 외부로 분사시키는 분사노즐들을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 에어모터는 중앙으로 상기 샤프트가 관통 설치되는 실린더와, 상기 실린더로 에어를 강제 공급하는 에어호스 및 상기 샤프트의 둘레면에 결합되며 상기 에어호스에서 공급된 에어의 압력으로 상기 샤프트를 회전시키는 다수개의 블레이더들로 구성함을 특징으로 한다.

상기 제 1, 2탱크로는 질소가 충진되도록 함이 바람직하다.

한편, 본 발명에서 제시되는 폴리우레아 라이닝 장치는 이소시아네이트와 레진의 혼합물인 폴리우레아를 뿜칠방식으로 관의 내경에 분사시키는 장비로서, 이러한 본 발명의 폴리우레아 라이닝 장치는 단순히 상, 하수도관에만 한정하지 않고 80mm ~ 5000mm 직경크기로 제작된 다양한 관체의 내경을 라이닝 처리할 수 있게 된다.

만일 본 발명의 폴리우레아 라이닝 장치를 이용하여 관의 직경이 1200mm정도 되는 대형관의 내경을 코팅시킬 때에는 본 출원인이 2004. 10. 27. 자로 출원하여 2006. 09. 19.자로 등록받은 특허등록번호 제 10-0623827 호(명칭: 상, 하수도관 갱생을 위한 로테이팅 트로웰 라이닝 공법)에서 제시한 로테이팅 트로웰 장비에 부착시켜 사용토록 한다. 바람직하게는 본 발명의 폴리우레아 라이닝 장치는 로테이팅 트로웰 장비의 전방에 위치하고 있는 회전판상에서 로드 및 긁개판등의 미장용인두를 떼어낸 다음, 보조장치를 이용하여 부착시켜 사용함이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 구현하고자 하는 폴리우레아 라이닝 장치의 구조를 개략적으로 도시한 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 폴리우레아 라이닝 장치(100)는 제 1, 2탱크(10, 12), 제 1, 2배출호스(20, 22), 믹싱부(34), 스파이널(38) 및 에어모터(42)를 포함하여 구성한다.

상기 제 1, 2탱크(10, 12)는 폴리우레아의 원료가 되는 이소시아네이트(Isocyanate)와, 레진(Resin)를 각각 저장하는 곳으로서, 상기 제 1탱크(10)에는 이소시아네이트가 저장되고, 상기 제 2탱크(12)에는 레진이 각각 저장된다.

한편, 상기 제 1, 2탱크(10, 12)에는 질소공급라인(16)의 일단이 결합되며, 상기 질소공급라인(16)의 타단은 질소탱크(14)에 연결되어 상기 질소탱크(14)에 저장되어 있는 질소를 상기 제 1, 2탱크(10, 12)로 충진시키게 된다. 상기 질소를 충진한 것은 공기가 제 1, 2탱크(10, 12)에 저장되어 있는 이소시아네이트 및 레진과 접촉하지 않도록 하여 이소시아네이트 및 레진의 응고됨을 방지하기 위함이다. 통 상 이소시아네이트 및 레진은 물과 활발하게 반응하며 응고되는 특성을 가지고 있으며, 이러한 특성은 공기중에 포함되어 있는 습기에도 민감하게 반응하게 된다. 따라서 본 발명은 이소시아네이트와 레진이 저장되는 제 1, 2탱크(10, 12)내로 공기보다 비중이 무거운 질소를 충진시킴으로서 상기 질소가 이소시아네이트 및 레진과 공기 사이를 구획시켜 이소시아네이트 및 레진이 공기와 접촉하는 것을 차단시킴으로서 이소시아네이트 및 레진의 응고됨을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 제 1, 2배출호스(20, 22)는 일단은 상기 제 1, 2탱크(10, 12)에 각각 연결되고, 타단은 후술하는 제 1, 2공급부(28, 30)에 각각 연결되어 상기 제 1, 2탱크(10, 12)에 저장되어 있는 이소시아네이트 및 레진을 상기 제 1, 2공급부(28, 30)로 각각 공급시키게 된다. 이때 상기 제 1, 2배출호스(20, 22)로 배출되는 이소시아네이트 및 레진은 유압모터(18)의 동력으로 강제적으로 배출되도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 제 1, 2배출호스(10, 12)는 도 2에 도시한 바와 같이 하나의 케이블(24) 내부로 삽입시켜 구성하고, 상기 제 1, 2공급호스(10, 12)가 삽입된 케이블(24)을 드럼(25)에 권취시켜 구성함이 바람직하다. 또한 상기 케이블(24) 내부에는 별도의 스틸와이어(26)를 삽입시켜 케이블(24)이 일정강도 이상의 강도를 가지도록 구성한다.

상기 믹싱부(34)는 제 1, 2배출호스(20, 22)에서 배출되는 이소시아네이트 및 레진을 제 1, 2공급부(28, 30)를 통해 공급받아 혼합시키는 수단이다.

첨부된 도 3을 참조하면 상기 제 1, 2공급부(28, 30)는 원통의 관체 형태로 일단은 전술한 제 1, 2배출호스(20, 22)에 각각 체결시켜 상기 제 1공급부(28)는 제 1배출호스(20)에서 배출되는 이소시아네이트를 공급받도록 하고, 상기 제 2공급부(30)는 제 2배출호스(22)에서 배출되는 레진을 공급받도록 한다.

상기 믹싱부(34)는 원통의 관체형태로 상기 제 1, 2공급부(28, 30)의 타단과 커플러(32)로 체결 구성되는 것으로서, 이 믹싱부(34)는 상기 제 1, 2공급부(28, 30)를 통해 이소시아네이트 및 레진을 함께 공급받은 후, 이들을 서로 혼합시켜 폴리우레아를 혼합 형성하게 된다. 상기 폴리우레아는 후술하는 스파이널(38)의 분사노즐(40)을 통해 상, 하수도관(미 도시 함)내경으로 분사되며 상기 상, 하수도관의 내경을 코팅시키게 된다.

상기 믹싱부(34)의 타단에는 토출관(36)의 일단이 연장 형성되며, 이 토출관(36)의 타단은 스파이널(38)에 연결된다. 상기 토출관(36)은 믹싱부(34)에서 혼합 형성된 폴리우레아를 상기 스파이널(38)로 토출시키게 된다.

상기 스파이널(38)은 언급한 바와 같이 믹싱부(34)와 토출관(36)으로 연결되어 폴리우레아를 공급받게 되며, 또한 후술하는 에어모터(42)의 동력으로 강제 회전하며 공급된 폴리우레아를 둘레면에 형성된 다수개의 분사노즐(40)을 통해 외부로 분사시키게 된다.

상기 에어모터(42)는 상기 스파이널(38)과 믹싱부(34) 사이에 위치하며 외부에서 공급되는 에어의 압력으로 상기 스파이널(38)을 강제 회전시키는 수단이다. 상기 에어모터(42)는 첨부된 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이 원통체로 내부가 비어있는 실린더(40)와, 상기 실린더(40)의 내부를 관통한 상태로 끼워지며 일단은 상기 스파이널(38)에 결합되는 샤프트(46)와, 상기 샤프트(46)의 둘레면에 길이방향으로 끼워지는 다수개의 블레이드(48) 및 상기 실린더(40)에 일단이 연결되고, 타단은 에어공급부(52)에 연결되어 상기 에어공급부(52)에서 공급된 에어를 상기 실린더(40)로 배출시키는 에어호스(50)를 포함하여 구성한다. 상기한 구성의 에어모터(42)는 에어호스(50)를 통해 고압의 에어가 실린더(40)내로 배출되면, 샤프트(46)의 둘레면에 설치되어 있는 블레이더(48)들은 공급된 에어의 압력에 의해 샤프트(46)를 회전시키게 되며, 이에 따라 샤프트(46)에 결합되어 있는 스파이널(38)은 회전하며 내부에 공급된 폴리우레아를 분사노즐(40)을 통해 외부 즉, 상, 하수도관의 내경으로 분사시키게 된다.

미 설명부호 54는 실린더(44)의 전, 후방에 덮혀지는 플레이트(54)이며, 다른 미설명부호 56는 샤프트(46)의 회전에 따른 마찰을 방지하는 볼베어링(56)을 칭한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 폴리우레아 라이닝 장치의 작용을 기술하기로 한다.

먼저, 제 1, 2탱크(10, 12)로 폴리우레아의 원료가 되는 이소시아네이트와 레진을 각각 저장한 다음, 질소를 충진시켜 제 1, 2탱크(10, 12)내로 외부공기의 유입을 차단토록 한다.

다음, 유압모터(18)를 구동시키면 제 1탱크(10)에 저장되어 있는 이소시아네이트는 제 1배출유로(20)를 통해 제 1공급부(28)로 배출되고, 제 2탱크(12)에 저장되어 있는 레진은 제 2배출유로(22)를 통해 제 2공급부(30)로 배출된다.

이후, 상기 제 1, 2공급부(28, 30)로 배출된 이소시아네이트와 레진은 믹싱 부(34)로 함께 공급된 후, 서로 혼합되어 지며 이 과정에서 이소시아네이트와 레진의 혼합물인 폴리우레아가 혼합 형성된다.

다음, 상기 믹싱부(34)에서 혼합 형성된 폴리우레아는 토출관(36)을 통해 스파이널(38)로 토출되고, 이와 동시에 상기 스파이널(38)은 에어모터(42)의 동력으로 강제 회전하며 둘레면에 형성된 분사노즐(40)들을 통해 공급된 폴리우레아를 외부, 즉 상, 하수도관의 내경으로 분사시키게 된다.

상기와 같이 상, 하수도관의 내경으로 분사된 폴리우레아는 빠른 시간안에 경화되며 상, 하수도관의 내경을 코팅시키게 된다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 이소시아네이트와 레진의 혼합물로 이루어진 폴리우레아로 상, 하수도관의 내경을 코팅시킴으로서 폴리우레가가 가지는 짧은 경화시간을 통해 작업시간을 단축시킴으로서 작업성의 향상을 도모할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 상, 하수도관의 내경을 코팅 처리하는 라이닝 장치에 있어서,

   이소시아네이트가 저장되는 제 1탱크(10) 및 레진이 저장되는 제 2탱크(12)와;

   상기 제 1, 2탱크(10, 12)에 각각 설치되어 있는 제 1, 2배출호스(20, 22)에 연결되어 이소시아네이트와 레진을 각각 공급받는 제 1, 2공급부(28, 30)와;

   상기 제 1, 2공급부(28, 30)와 커플러(32)로 체결되며 상기 제 1, 2공급부(28, 30)에서 공급된 이소시아네이트 및 레진을 혼합하는 믹싱부(34)와;

   상기 믹싱부(34)와 토출관(36)으로 연결되며 상기 믹싱부(34)에서 혼합 형성된 폴리우레아를 상기 토출관(36)을 통해 공급받는 스파이널(38)과;

   상기 스파이널(38)에 결합되는 샤프트(46)를 가지며 외부에서 공급된 에어로 상기 샤프트(46)를 회전시켜 스파이널(38)을 강제 회전시키는 에어모터(42) 및 ;

   상기 스파이널(38)의 둘레면을 따라 형성되며 스파이널(38)의 회전에 따라 상기 스파이널(38) 내부로 공급된 폴리우레아를 외부로 분사시키는 분사노즐(40)들을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 상, 하수도 노후관의 폴리우레아 라이닝 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 에어모터(42)는;

   중앙으로 상기 샤프트(46)가 관통 설치되는 실린더(44)와;

   상기 실린더(44)로 에어를 강제 공급하는 에어호스(50) 및 ;

   상기 샤프트(46)의 둘레면에 결합되며 상기 에어호스(50)에서 공급된 에어의 압력으로 상기 샤프트(46)를 회전시키는 다수개의 블레이더(48)들로 구성함을 특징으로 하는 상, 하수도 노후관의 폴리우레아 라이닝 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1, 2탱크(10, 12)에는 질소가 충진됨을 특징으로 하는 상, 하수도 노후관의 폴리우레아 라이닝 장치.
4. 삭제

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