KR100770975B1 - 상수관로의 갱생공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상수관로의 갱생을 위한 상수관로 환경조사와 세관공정 및 건조공정, 상수관로 라이닝 공정 등을 작업자가 일일이 관련 장비를 투입하고 다시 철수하는 작업없이 관로의 내부를 주행하는 무인 궤도차량을 이용하여 상기의 각 공정을 자동으로 연속하여 수행할 수 있도록 한 상수관로의 갱생공법에 관한 것으로, 관로의 내부에 무인 세관차량을 투입하여 1차 세관 및 관내의 환경을 조사하는 제1 단계와; 상기 관로의 내부에 무인 도장차량과 무인 건조차량 및 무인 세관차량의 순으로 투입하는 제2 단계와; 상기 무인 세관차량에 의한 2차 세척작업이 이루어지는 제3 단계와; 상기 무인 건조차량에 의한 관로 내벽의 수분을 열풍 건조시키는 제4 단계와; 상기 무인 도장차량에 의한 관로의 내벽에 대한 라이닝 작업을 수행하는 제5 단계;로 이루어짐으로써 시공의 신속성은 물론 시공의 간편성 및 효율성, 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

무인 세관차량, 무인 건조차량, 무인 도장차량, 궤도, 분사장치

Description

상수관로의 갱생공법{Revival method of water supply pipe}

도 1은 본 발명의 각 단계별 작업순서를 나타낸 블럭도.

도 2a,도 2b는 본 발명의 1차 세척과정을 나타낸 예시도.

도 3은 본 발명의 차량들을 투입하는 상태를 나타낸 예시도.

도 4a,도 4b는 본 발명의 2차 세척과정을 나타낸 예시도.

도 5a,도 5b는 본 발명의 건조과정을 나타낸 예시도.

도 6a,도 6b는 본 발명의 라이닝과정을 나타낸 예시도.

도 7은 본 발명의 차량이 경사구간에서 견인되는 상태를 나타낸 예시도.

도 8은 본 발명의 차량을 원격조정하기 위한 회로구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:무인 세관차량 2:무인 건조차량

3:무인 도장차량 11,21,31:궤도

12:고압수 분사장치 13,24,32:카메라

22:열풍 분사장치 22a:히터

23:송풍기 33:도료 분사장치

34:탱크 35:도료 압송기

본 발명은 상수관로의 갱생을 위한 상수관로 환경조사와 세관공정 및 건조공정, 상수관로 라이닝 공정 등을 작업자가 일일이 관련 장비를 투입하고 다시 철수하는 작업없이 관로의 내부를 주행하는 무인 궤도차량을 이용하여 상기의 각 공정을 자동으로 연속하여 수행할 수 있도록 한 상수관로의 갱생공법에 관한 것이다.

일반적으로 상수관로는 매설후 시간이 지날수록 관내외 압력 변동으로 인하여 관내 도복장이 탈리되고, 그로 인하여 부식이 진행되어 관내에 스케일이 침적되면서 관로의 수명을 단축시킬 뿐 아니라 핀홀(pinhole)에 의한 누수 발생 및 두꺼운 물때층을 이루는 슬라임(slime)등으로 인하여 관 통수능 저하 및 수질 저하를 야기시키게 된다.

이러한 노후 상수관로에 대한 갱생은 통상 구간을 정하여 단수를 한 후, 관로의 내부 상태를 파악하게 된다. 그런 다음 관로 내부의 스케일 등을 제거하고 제거된 폐기물은 관로의 외부로 배출시킨 후, 관로의 내부를 세척하는 세관작업을 수행하게 되는 것이다. 그리고 세관작업후에는 건조작업을 거쳐 관로의 내벽에 도장을 입히는 라이닝 작업을 수행하여 노후 상수관로를 갱생하게 되는 것이다.

그러나, 종래에는 상기한 관로 내부 상태의 점검과 세척 및 건조, 라이닝 작업을 작업자가 일일이 관련 장비를 각 공정별로 관로의 내부로 투입하여 작업한 후 철수하는 것을 반복해야만 되므로 각 공정별 작업의 단절로 시공시간의 지연은 물론 시공의 비효율성을 초래할 뿐 아니라 많은 인력과 장비의 투입으로 경제성 저하 를 초래하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 상수관로의 갱생을 위한 상수관로 환경조사와 세관공정 및 건조공정, 상수관로 라이닝 공정 등을 작업자가 일일이 관련 장비를 투입하고 다시 철수하는 작업없이 관로의 내부를 주행하는 무인 궤도차량을 이용하여 상기의 각 공정을 자동으로 연속하여 수행할 수 있도록 하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 관로의 내부에 무인 세관차량을 투입하여 탑재된 고압수 분사장치에 의한 1차 세관작업과 장착된 카메라를 통한 외부의 실시간 모니터링 작업에 의해서 관내의 환경을 조사하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에 의한 관내의 환경 조사가 완료되면, 무인 차량을 이용한 관내의 세관과 건조 및 도장 작업을 연속적으로 수행하기 위한 전공정으로서 상기 무인 세관차량을 관내로부터 철수시키고, 다시 무인 도장차량, 무인 건조차량, 무인 세관차량의 순서로 상기 차량들을 관내로 투입하여 작업구간의 끝부분에 위치되게 하는 제2 단계와; 상기 제2 단계에서와 같이 관내의 작업구간 끝부분에 상기 차량들이 순차적으로 위치되면, 그 위치된 차량들 중에 마지막에 위치한 무인 세관차량을 작업 구간으로 진입의 반대방향으로 주행시켜 탑재된 고압수 분사장치로부터 분사되는 초고압수를 이용해 관로 내벽에 대한 2차 세척작업을 수행하는 제3 단계와; 상기 제3 단계에 의한 2차 세척작업이 완료되면, 무인 세관차량을 관내의 작업구간으로부터 철수시킨 후, 작업구간의 끝부분에 위치한 무인 차량중에 무인 도장차량의 뒷쪽에 위치한 무인 건조차량을 다시 작업구간으로 진행시켜 탑재된 열풍 분사장치를 이용해 관로 내벽에 대한 건조작업을 수행하는 제4 단계와; 상기 제4 단계에 의한 건조작업이 완료되면, 무인 건조차량을 관내의 작업구간으로부터 철수시킨 후, 작업구간의 끝부분에 위치한 나머지 무인 도장차량을 작업구간으로 진행시켜 탑재된 도료 분사장치를 이용해 관로의 내벽에 대한 라이닝 작업을 수행하는 제5 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한 상수관로의 갱생공법이 제공된다.

또한, 상기 무인 세관차량과 무인 도장차량은 전진에 의해서 관로에 투입된 후 후진하면서 작업이 이루어지고, 무인 건조차량은 후진에 의해서 관로에 투입된 후 전진하면서 작업 및 철수가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 단계는 무인 세척차량을 이용한 구간 관로의 1차 세척후, 무인 세척차량에 장착된 카메라를 통하여 관내 용접부 및 크랙부를 점검하고 보수 보강작업이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3 단계는 무인 세관차량이 세척 작업과 함께 관로의 내벽으로부터 분리된 폐기물을 차집하는 것과 관로 내부의 물을 외부로 양수시키는 작업을 함께 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3 단계는 초고압수를 이용한 구간 관로의 2차 세척후, 무인 세관차량에 장착된 카메라를 통하여 관내 핀홀을 점검하고 보수 보강작업이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제4 단계는 무인 건조차량이 구간 관로에 대한 열풍 건조와 함께 미세 분진을 집진하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무인 세관차량과 무인 건조차량 및 무인 도장차량은 경사구간에서 미끄러지지 않도록 상기 차량들을 강제 견인할 수 있는 전자석 윈치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무인 도장차량은 도료 분사장치를 통하여 폴리우레아 도료와 경화재가 혼합된 2액형 도료를 분사하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 의한 상수관로의 갱생방법을 단계별로 구체적으로 설명하기로 한다.

(제1 단계)

이 단계는 관로의 내부 환경을 조사하고 1차 세관을 수행하는 것으로서, 본 발명은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 관로(100)의 내부에 조명과 함께 카메라(13)가 장착되고 세관기능을 갖는 무인 세관차량(1)이 투입된다.

상기 무인 세관차량은 궤도(11)에 의해서 관로(100)의 내부를 주행하고, 외부의 컨트롤룸(200)의 제어에 의해 구동 및 작동이 원격 조정되며, 상기 컨트롤룸(200)에 함께 구비된 워터젯 장비로부터 초고압수를 전달받아 관로의 내부에 회전 분사시키는 고압수 분사장치(12)가 탑재된다.

이렇게 투입된 무인 세관차량(1)은 관로의 내부를 주행하면서 관로 내부의 환경을 카메라(13)로 촬영하게 되고, 이 촬영된 영상신호는 외부의 컨트롤룸(200) 측으로 출력되어 실시간으로 모니터링 할 수 있게 되는 것이며, 분석을 통하여 작업 구간의 설정 등과 같은 계획을 수립하게 되는 것이다.

그리고, 상기 무인 세관차량(1)은 전기한 바와 같은 관내의 점검을 실시하면서 동시에 탑재된 고압수 분사장치(12)를 통하여 워터젯 장비로부터 전달받은 저압수로 관로 내부의 스케일 등에 대한 1차 세관작업을 수행하게 되는 것이며, 세척후에는 차량에 장착된 카메라(13)를 통하여 관내 용접부, 크랙부를 점검하여 필요한 경우에는 보수보강 작업을 수행하게 된다.

(제2 단계)

이 단계는 무인 차량을 이용하여 세관공정과 건조공정 및 도장공정을 연속적으로 수행하기 위한 전처리 과정으로서, 관로 내부의 무인 세관차량(1)을 관로로부터 철수시킨 후 도 3에 도시된 바와 같이 관로(100)의 내부에 무인 도장차량(3)을 먼저 투입하고, 그 다음 무인 건조차량(2)과 무인 세관차량(1)을 순차적으로 작업 구간의 끝부분으로 투입시키게 된다.

이때, 상기 무인 도장차량(3)과 무인 세관차량(1)은 전진하는 방향으로 투입되어 후진하면서 작업을 수행하고, 무인 건조차량(2)은 후진하는 방향으로 투입된 후 전진하면서 작업을 수행하게 된다.

이러한 작업방향의 결정은 상기 무인 도장차량(3) 및 무인 세관차량(1)에 의해 도장 및 세척된 관로가 상기 차량들에 의해 다시 훼손되는 것을 방지하기 위한 것이며, 무인 건조차량(2)의 경우에는 열풍으로 관로의 내부를 건조시키면서 이때 발생하는 분진을 차량의 내부에 구비되는 집진장치(미도시됨)에 의해서 수집할 수 있도록 하는데 기인한다.

(제3 단계)

이 단계는 관로(100) 내부의 스케일과 콜타르에나멜 도복장 및 프라임층을 완전히 제거하는 2차 세관공정으로서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 관로의 끝부분에 집결된 무인 차량 중에 끝부분에 위치한 무인 세관차량(1)을 후진시킴으로써 이루어진다.

그리고, 그 세척은 무인 세관차량(1)에 탑재된 고압수 분사장치(12)가 회전하면서 외부의 워터젯 장비로부터 초고압수를 전달받아 관로의 내벽에 분사함으로 써 관로 내벽에 고착된 스케일 및 프라임층, 콜타르에나멜 도복장에 대한 제거가 이루어지게 되는 것이다.

또한, 관로의 내벽으로부터 제거된 폐기물은 무인 세관차량(1)에 내장된 차집장치(미도시됨)에 의해서 탑재된 탱크에 수거하여 적재시키거나 배출관을 통하여 외부로 배출할 수 있게 되는 것이며, 관로 내부의 물은 무인 세관차량(1)에 장착된 통상의 양수용 펌프를 이용하여 이 역시 배출관을 통하여 외부로 배출시킬 수 있고, 세척후 차량에 장착된 카메라(13)를 통하여 관내 핀홀(pinhole) 등을 점검하여 보수보강 작업을 수행할 수 있다.

(제4 단계)

이 단계는 무인 세관차량(1)에 의해서 세척된 관로의 내부를 열풍으로 건조시키는 것으로서, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 무인 세관차량(1)이 정해진 작업구간(100a)을 빠져 나온 후, 무인 건조차량(2)이 전진하면서 이루어진다.

상기 무인 건조차량(2)은 무인 세관차량(1)과 마찬가지로 카메라(24)가 장착되고 궤도(21)에 의해 주행하며, 탑재된 열풍 분사장치(22)가 회전하면서 관로의 내벽에 대하여 열풍을 분사하게 되는 것으로서, 상기 열풍 분사장치(22)는 차량에 탑재된 송풍기(23)로부터 에어를 공급받고 단부측에 장착된 히터(22a)에 의해서 에어가 가열되어 열풍을 분사할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 차량의 내부에는 상기 열풍의 분사로 인하여 비산되는 관로 내부의 미세 분진을 흡입할 수 있는 집진장치(미도시됨)를 포함하며, 열풍의 분사에 의해 관로 내부의 건식 청소 및 가열, 습기 제거 기능도 함께 병행할 수 있게 되는 것이 다.

(제5 단계)

이 단계는 열풍 건조에 의해 습기 제거 및 가열, 건식 청소가 이루어진 관로의 내벽에 대하여 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 무인 도장차량(3)이 후진하면서 구간 관로(100)에 대한 라이닝 작업을 실시하는 것으로서, 먼저 차량에 장착된 카메라(32)를 통하여 건조 작업이 완료된 구간 관로에 대한 수분측정 등과 같은 라이닝 환경 유무를 판단한다.

그런 다음, 궤도(31)에 의해 무인 도장차량(3)이 주행하고, 탑재된 도료 분사장치(33)가 회전하면서 관로 내벽에 도료를 직접 분사하게 되는 것으로서, 이때 분사되는 도료는 경화속도가 빠른 폴리우레아가 사용되고 경화재가 혼합된 2액형 도료이다.

이를 위해 상기 무인 도장차량(3)은 2액형 라이닝 장비, 즉 도료와 경화재가 분리되어 저장되는 탱크(34)와, 상기 탱크(34)로부터 도료와 경화재를 도료 분사장치(33)에 일정 압력으로 강제 압송시키는 도료 압송기(35)로 이루어진 라이닝 장비가 탑재되는 것이다.

그리고, 관로 내부의 라이닝 상태는 차량에 장착된 카메라(32)를 통하여 실시간으로 모니터링되어 확인이 가능하다.

한편, 상기 무인 세관차량(1)과 무인 건조차량(2) 및 무인 도장차량(3)이 경사구간을 통과하는 경우에는 미끄러짐이 발생할 수 있기 때문에 각 차량들은 전자석 윈치(4)가 장착된다.

상기 전자석 윈치(4)는 차량에 장착되는 윈치(41)와, 상기 윈치(41)의 와이어 로프(42) 단부측에 연결되는 전자석(43)으로 구성되는 것이며, 전원 공급에 의해 상기 전자석(43)을 경사구간의 관로(100)에 부착하고, 차량의 윈치(41)를 풀거나 감아 차량의 전.후진 구동을 미끄러지지 않게 보조해줄 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 무인 세관차량(1)과 무인 건조차량(2) 및 무인 도장차량(3)은 통상의 원격제어방식에 의해서 외부의 컨트롤룸(200)을 통해 조정되는 것으로서, 도 7에 도시된 바와 같이 외부의 원격제어기(5)로부터 송신된 제어 데이터를 수신하여 각 장치들의 구동 및 작동을 제어하는 콘트롤부(6)가 차량본체에 구비된다.

그리고, 상기 콘트롤부(6)는 원격제어기(5)의 제어 데이터를 수신하는 수신부(61)와, 상기 수신부(61)로부터 전달된 제어 데이터에 따라 각 장치를 구동시키는 구동부(63)로 구동 제어신호를 출력하는 중앙처리장치(CPU)(62)와, 상기 구동부(63)의 구동상태에 따라 중앙처리장치(62)로부터 출력되는 구동상태 데이터를 원격제어기(5)로 송신하는 송신부(64)로 구성된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 상수관로의 갱생을 위한 상수관로 환경조사와 세관공정 및 건조공정, 상수관로 라이닝 공정을 무인 궤도차량의 투입에 따른 연속 작업에 의해서 자동으로 수행할 수 있도록 함으로써 시공의 신속성은 물론 시공의 간편성 및 효율성, 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 관로의 내부에 무인 세관차량을 투입하여 탑재된 고압수 분사장치에 의한 1차 세관작업과 장착된 카메라를 통한 외부의 실시간 모니터링 작업에 의해서 관내의 환경을 조사하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계에 의한 관내의 환경 조사가 완료되면, 무인 차량을 이용한 관내의 세관과 건조 및 도장 작업을 연속적으로 수행하기 위한 전공정으로서 상기 무인 세관차량을 관내로부터 철수시키고, 다시 무인 도장차량, 무인 건조차량, 무인 세관차량의 순서로 상기 차량들을 관내로 투입하여 작업구간의 끝부분에 위치되게 하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계에서와 같이 관내의 작업구간 끝부분에 상기 차량들이 순차적으로 위치되면, 그 위치된 차량들 중에 마지막에 위치한 무인 세관차량을 작업 구간으로 진입의 반대방향으로 주행시켜 탑재된 고압수 분사장치로부터 분사되는 초고압수를 이용해 관로 내벽에 대한 2차 세척작업을 수행하는 제3 단계와;

   상기 제3 단계에 의한 2차 세척작업이 완료되면, 무인 세관차량을 관내의 작업구간으로부터 철수시킨 후, 작업구간의 끝부분에 위치한 무인 차량중에 무인 도장차량의 뒷쪽에 위치한 무인 건조차량을 다시 작업구간으로 진행시켜 탑재된 열풍 분사장치를 이용해 관로 내벽에 대한 건조작업을 수행하는 제4 단계와;

   상기 제4 단계에 의한 건조작업이 완료되면, 무인 건조차량을 관내의 작업구간으로부터 철수시킨 후, 작업구간의 끝부분에 위치한 나머지 무인 도장차량을 작업구간으로 진행시켜 탑재된 도료 분사장치를 이용해 관로의 내벽에 대한 라이닝 작업을 수행하는 제5 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한 상수관로의 갱생공법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 무인 세관차량과 무인 도장차량은 전진에 의해서 관로에 투입된 후 후 진하면서 작업이 이루어지고, 무인 건조차량은 후진에 의해서 관로에 투입된 후 전진하면서 작업 및 철수가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한 상수관로의 갱생공법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 단계는 무인 세척차량을 이용한 구간 관로의 1차 세척후, 무인 세척차량에 장착된 카메라를 통하여 관내 용접부 및 크랙부를 점검하고 보수 보강작업이 이루어지는 것을 특징으로 한 상수관로의 갱생공법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제3 단계는 무인 세관차량이 세척 작업과 함께 관로의 내벽으로부터 분리된 폐기물을 차집하는 것과 관로 내부의 물을 외부로 양수시키는 작업을 함께 하는 것을 특징으로 한 상수관로의 갱생공법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제3 단계는 초고압수를 이용한 구간 관로의 2차 세척후, 무인 세관차량에 장착된 카메라를 통하여 관내 핀홀을 점검하고 보수 보강작업이 이루어지는 것을 특징으로 한 상수관로의 갱생공법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제4 단계는 무인 건조차량이 구간 관로에 대한 열풍 건조와 함께 미세 분진을 집진하는 것을 특징으로 한 상수관로의 갱생공법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 무인 세관차량과 무인 건조차량 및 무인 도장차량은 경사구간에서 미끄러지지 않도록 상기 차량들을 강제 견인할 수 있는 전자석 윈치를 더 포함하는 것을 특징으로 한 상수관로의 갱생공법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 무인 도장차량은 도료 분사장치를 통하여 폴리우레아 도료와 경화재가 혼합된 2액형 도료를 분사하는 것을 특징으로 한 상수관로의 갱생공법.

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