KR100946465B1

KR100946465B1 - 관로라이닝로봇

Info

Publication number: KR100946465B1
Application number: KR1020070120567A
Authority: KR
Inventors: 양해익
Original assignee: 에코랜드 주식회사
Priority date: 2007-11-24
Filing date: 2007-11-24
Publication date: 2010-03-10
Also published as: KR20090053873A

Abstract

본 발명은 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13), 몰탈공급관(6), 시멘트페이스트공급관(17), 증기공급관(14), 윈치(7), 몰탈공급기(8), 몰탈혼합기(9), 시멘트페이스트공급기(18), 증기발생기(15) 중의 하나 이상으로 구성되어 몰탈(10) 또는 보강재(11) 중의 하나 이상을 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 부착하여 관로라이닝(21)을 형성함으로서 하수관로 및 상수관로 및 지하관로 및 지하박스를 보수 및 보강하는 관로라이닝로봇(1)을 제공한다.

관로, 로봇, 분사, 라이닝, 보강재, 몰탈

Description

관로라이닝로봇{Pipe lining robot}

본 발명은 관로라이닝로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 헤드, 본체, 몰탈분사기, 시멘트페이스트분사기, 미장기, 증기분사기, 몰탈공급관, 시멘트페이스트공급관, 증기공급관, 윈치, 몰탈공급기, 몰탈혼합기, 시멘트페이스트공급기, 증기발생기로 구성되어 몰탈 또는 보강재 중의 하나 이상을 기존관로의 내부벽면에 부착하여 관로라이닝을 형성하는 관로라이닝로봇에 관한 것이다.

과거로부터 수년간 지하에 매설된 하수관로 및 상수관로 및 지하관로는 파손, 부식, 훼손, 침식 등으로 인하여 누수가 되거나 오염이 누출되게 된다. 이러한 관로는 누수 및 오염의 방지를 위하여 대책방안 도입이 필요하게 된다. 이러한 관로의 대책방방으로 관로교체, 관로보수, 관로보강 등의 방안이 있다.

일반적으로 기존에 지하에 매설된 하수관로 및 상수관로 및 지하관로의 보수방안 및 보강방안에 있어서 시멘트몰탈공법이 많이 사용되고 있다. 이는 시멘트의 고결력에 의한 누수방지효과 및 보강효과를 이용하여 기존관로의 내부벽면을 새로운 라 이닝을 형성하여 기존관로의 내부벽면을 보수 및 보강하는 것이다. 이는 작업자가 관로에 투입되어 시멘트몰탈을 인력으로 내벽에 도포하는 방식으로 하여 관로라이닝을 형성하는 것이다.

이러한 시멘트몰탈공법은 관로 속에 인력이 투입되어 시공을 하는 것으로 인하여 인력의 투입에 따른 작업자위험요소, 시공불편, 시공지연, 인건비지급 등의 문제점을 가지고 있다. 또한 본 공법은 시멘트만을 사용하여 기존관로 내벽에 시멘트라이닝을 형성하여 시멘트의 고결력 만을 이용함으로 인하여 장기강도발현, 파손용이, 침식용이, 부식균침입, 부식용이 등의 문제점을 가지고 있다. 따라서 기존관로의 보수 및 보강을 위한 라이닝공법에 있어서 인력시공에 따른 문제점 및 시멘트만의 사용에 따른 문제점을 개선하는 방안의 고안이 요망되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 인력작업을 로봇화하여 자동화하고 시멘트만의 사용을 시멘트 이외에 보강재, 화이버, 항균제, 오염흡착제, 내부식제 등의 재료를 병행하여 사용하는 것을 특징으로 하는 관로라이닝로봇을 제공하는 데 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 관로라이닝로봇은 원형 및 사각형의 하수관로 및 상수관로 및 지하관로 및 지하박스 내에 몰탈 및 보강재가 혼용된 관로라이닝을 자동로봇장치로 형성하여 인력공사 배제, 지중공사 위험해소, 신속한 관로보 수보강, 경제적인 관로보수보강의 효과를 제공한다.

본 발명이 제안하는 관로라이닝로봇(1)은 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13), 몰탈공급관(6), 시멘트페이스트공급관(17), 증기공급관(14), 윈치(7), 몰탈공급기(8), 몰탈혼합기(9), 시멘트페이스트공급기(18), 증기발생기(15) 중의 하나 이상으로 구성되어 몰탈(10) 또는 보강재(11) 중의 하나 이상을 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 부착하여 관로라이닝(21)을 형성함으로서 하수관로 및 상수관로 및 지하관로 및 지하박스를 보수 및 보강하는 관로라이닝로봇(1)을 제공한다.

상기 헤드(2)는 본체(3) 전방에 위치하는 것으로 장치의 관로 내 이동을 안내하고 또한 보강재(11)를 펼치는 부속장치이고, 상기 헤드(2) 외부주위에는 필요시 절삭카타(2-2), 회전바퀴로라(2-1) 및 보강재견인걸쇠(11-1)가 부착되는 가변적인 구조를 가지고, 상기 절삭카타(2-2) 사용시에는 헤드(2)의 자체회전이 가능한 가변적인 구조이고, 상기 자체회전은 전기모타에 의하여 수행된다.

상기 본체(3)는 헤드(2)와 몰탈분사기(4)의 사이에 위치하는 것으로 장치의 부분 또는 전체를 지지하고 또한 이동시키는 부속장치이고, 상기 본체(3) 외부주위에는 이동바퀴로라(3-1)가 부착되는 구조를 가지고, 상기 이동바퀴로라(3-1)는 모타식 또는 견인식으로 전진 및 후진 이동되고, 상기 모타식은 전기, 전지, 밧데리 중의 하나 이상으로 운전되는 구조이고,

상기 견인식은 전진견인줄(3-2) 또는 몰탈공급관(6) 중의 하나 이상으로 전진되고 후진견인줄(3-3)에 의하여 후진되는 구조이고, 상기 본체(3)는 필요시 보강재(11)를 기존관로(20)에 고정시키는 보강재볼팅기(11-5)가 장착된 구조이다.

상기 몰탈분사기(4)는 본체(3) 후방에 위치하는 것으로 몰탈분사기(4) 외주에 노즐구멍(4-1)이 형성되어 몰탈공급관(6)으로부터 공급된 몰탈(10)을 기존관로(20) 내부벽면(22)에 분사하는 부속장치이고, 상기 몰탈분사기(4)의 설치개수는 본체(3) 후방에 한개 이상 다수개 설치가 가능한 구조이고, 상기 노즐구멍(4-1)은 기존관로(20) 내부벽면(22) 외주에 대한 전체부위 분사 또는 부분부위 분사가 가능하도록 열림 및 닫힘이 가능한 구조이다.

상기 시멘트페이스트분사기(16)는 몰탈분사기(4) 후방에 위치하는 것으로 시멘트페이스트분사기(16) 외주에 노즐구멍(4-1)이 형성되어 시멘트페이스트공급관(17)으로부터 공급된 시멘트페이스트를 기분사된 몰탈(10) 상부에 분사하는 부속장치이고, 상기 시멘트페이스트는 지상의 시멘트페이스트공급기(18)로부터 시멘트페이스트공급관(17)을 통하여 공급된다.

상기 미장기(5)는 몰탈분사기(4) 후방에 위치하는 것으로 연성철재, 고무, 플라스 틱, 우레탄, 섬유 등의 부드러운 재질로 구성되고 깔대기 모양의 원통 형상을 가지고 몰탈분사기(4)로부터 분사된 몰탈(10)을 기존관로(20) 내부벽면(22)에 매끈하게 미장 및 마감하는 부속장치이고, 상기 미장기(5)의 설치개수는 몰탈분사기(4) 후방에 한개 이상 다수개 설치가 가능한 구조이고, 상기 미장기(5) 선단에는 필요시 카메라(35), 후진견인줄(3-3), 보강재견인고리(11-3)가 부착되는 가변적인 구조를 가진다.

상기 증기분사기(13)는 미장기(5) 후방에 위치하는 것으로 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 형성된 관로라이닝(21)에 증기를 분사하여 관로라이닝(21)을 급속양생시키는 부속장치이고,

상기 증기는 지상의 증기발생기(15)로부터 증기공급관(14)을 통하여 공급이 되는 것이다.

상기 몰탈공급관(6)은 몰탈공급기(8)로부터 몰탈(10)을 몰탈분사기(4)에 이송시키는 기능을 가지고 또한 동시에 본체(3)의 이동바퀴로라(3-1)를 전방으로 견인하는 기능도 가지는 부속장치이다.

상기 윈치(7)는 원형으로 회전하면서 몰탈공급관(6)을 당기어 견인하는 부속장치이다.

상기 몰탈공급기(8)는 몰탈(10)을 몰탈공급관(6)으로 공급하는 부속장치이다.

상기 몰탈혼합기(9)는 몰탈(10)을 제작하기 위하여 몰탈재료를 혼합하는 부속장치이다.

상기 몰탈(10)은 관로라이닝(21)의 일부 또는 전체를 구성하는 것으로 시멘트, 골재, 화이버, 항균제, 내부식제, 오염흡착제, 접착제, 에폭시, 레진, 우레탄, 급결제, 돌가루, 비분, 석분, 물 중의 하나 이상이 혼합된 일반몰탈 또는 항균몰탈 또는 화이버몰탈 또는 흡착몰탈 또는 항균흡착몰탈 또는 흡착화이버몰탈 또는 항균화이버몰탈 또는 항균흡착화이버몰탈이고, 상기 화이버는 강재화이버, 스틸화이버, 섬유화이버, 유리섬유화이버 중의 하나 이상이고, 상기 오염흡착제는 벤토나이트, 제올라이트, 슬래그분말, 철분, 나노철 중의 하나 이상이다.

상기 보강재(11)는 관로라이닝(21)의 일부 또는 전체를 구성하는 것으로 와이어메쉬, 철망, 섬유망, 플라스틱망, 모기망 중의 하나 이상이고 관로 내에 인력에 의해 포설되거나 또는 보강재견인걸쇠(11-1)에 의해 포설되거나 또는 보강재견인고리(11-3)에 의해 포설되고, 상기 보강재견인걸쇠(11-1)는 보강재탈착줄(11-2)의 당김에 의하여 보강재(11)로부터 분리된다.

상기 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증 기분사기(13) 간의 연결구조는 스프링구조, 힌지구조, 연골구조, 핀구조 중의 하나로 되어 관로 곡선부분에 대하여 굴곡변형이 가능한 구조이다.

상기 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13), 몰탈공급관(6), 시멘트페이스트공급관(17), 증기공급관(14), 윈치(7), 몰탈공급기(8), 몰탈혼합기(9), 시멘트페이스트공급기(18), 증기발생기(15)의 장착위치는 현장조건에 따라 자유자재로 변경이 가능한 가변적인 구조이다.

상기 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13), 몰탈공급관(6), 시멘트페이스트공급관(17), 증기공급관(14), 윈치(7), 몰탈공급기(8), 몰탈혼합기(9), 시멘트페이스트공급기(18), 증기발생기(15), 관로라이닝로봇(1) 중의 하나 이상을 이용하여 단면형상이 원형 또는 사각형인 하수관로, 상수관로, 지하관로, 지하박스, 기존관로(20)의 전체 길이 또는 부분 길이 및 전체 내부벽면(22) 또는 부분 내부벽면(22)을 보수 및 보강하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 기존관로(20)를 준설하는 단계, 관로라이닝로봇(1)의 헤드(2)에 부착된 절삭카타(2-2)로 기존관로(20)내 지장물 및 돌출물을 절삭하는 단계, 기존관로(20)를 재준설하는 단계, 관로라이닝로봇(1)의 몰탈분사기(4)를 이용하여 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 관로라이닝(21)을 형성하는 단계, 관로라이닝로봇(1)의 시멘트 페이스트분사기(16)를 이용하여 관로라이닝(21) 상부에 시멘트페이스트를 도포하는 단계, 관로라이닝로봇(1)의 증기분사기(13)를 이용하여 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 형성된 관로라이닝(21)을 양생하는 단계, 관로라이닝로봇(1)의 카메라(35)를 이용하여 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 형성된 관로라이닝(21)의 상태를 촬영하는 단계, 필요시 관로라이닝로봇(1)의 몰탈분사기(4)를 이용하여 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 관로라이닝(21)을 재형성하는 단계, 필요시 관로라이닝로봇(1)의 시멘트페이스트분사기(16)를 이용하여 관로라이닝(21) 상부에 시멘트페이스트를 재도포하는 단계, 필요시 관로라이닝로봇(1)의 증기분사기(13)를 이용하여 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 형성된 관로라이닝(21)을 재양생하는 단계의 전체 또는 부분으로 작업이 이루어지는 것을 특징으로 하는 관로라이닝로봇(1)이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1 은 지상 및 지하에 배치된 관로라이닝로봇(1) 전체를 나타내는 측면도로서, 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13), 몰탈공급관(6), 시멘트페이스트공급관(17), 증기공급관(14), 윈치(7), 몰탈공급기(8), 몰탈혼합기(9), 시멘트페이스트공급기(18), 증기발생기(15) 중의 하나 이상으로 구성되어 있는 관로라이닝로봇(1) 전체를 보여준다. 관로라이닝로 봇(1) 관로에 투입되어 몰탈(10) 또는 보강재(11) 중의 하나 이상을 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 부착하여 관로라이닝(21)을 형성하는 장치이다. 여기에서 윈치(7)는 원형으로 회전하면서 몰탈공급관(6) 도는 증기공급관(14)을 당기어 견인하는 부속장치이고, 몰탈공급기(8)는 몰탈(10)을 몰탈공급관(6)으로 공급하는 부속장치이고, 몰탈혼합기(9)는 몰탈(10)을 제작하기 위하여 몰탈재료를 혼합하는 부속장치이다. 시멘트페이스트공급기(18)는 시멘트페이스트를 공급하는 부속장치이다. 증기발생기(15)는 증기를 발생시키는 부속장치이다. 여기에서 통상적으로 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13)는 지하에 위치하고 몰탈공급관(6) 및 증기공급관(14) 및 시멘트페이스트공급관(17)은 지상 및 지하에 위치하고 윈치(7), 몰탈공급기(8), 몰탈혼합기(9), 시멘트페이스트공급기(18), 증기발생기(15)는 지상에 위치한다. 여기서 관로라이닝로봇(1)은 로봇진행방향(30)으로 전진을 하고 몰탈(10) 및 증기 및 시멘트페이스트는 주입방향(31)으로 주입되어 관로라이닝로봇(1)에 공급이 된다.

도 2 는 관로라이닝로봇(1) 만을 나타내는 측면도로서, 관로라이닝로봇(1)을 구성하는 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13), 몰탈공급관(6), 시멘트페이스트공급관(17), 증기공급관(14), 윈치(7), 몰탈공급기(8), 몰탈혼합기(9), 시멘트페이스트공급기(18), 증기발생기(15) 중의 하나 이상으로 구성되어 하수관로 및 상수관로 및 지하관로 및 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 관로라이닝(21)을 형성하여 보수 및 보강하는 것이다.

본 발명의 관로라이닝(21)에 의한 시공은, 기존관로(20)를 준설하는 단계, 관로라이닝로봇(1)의 헤드(2)에 부착된 절삭카타(2-2)로 기존관로(20)내 지장물 및 돌출물을 절삭하는 단계, 기존관로(20)를 재준설하는 단계, 관로라이닝로봇(1)의 몰탈분사기(4)를 이용하여 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 관로라이닝(21)을 형성하는 단계, 관로라이닝로봇(1)의 시멘트페이스트분사기(16)를 이용하여 관로라이닝(21) 상부에 시멘트페이스트를 도포하는 단계, 관로라이닝로봇(1)의 증기분사기(13)를 이용하여 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 형성된 관로라이닝(21)을 양생하는 단계, 관로라이닝로봇(1)의 카메라(35)를 이용하여 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 형성된 관로라이닝(21)의 상태를 촬영하는 단계, 필요시 관로라이닝로봇(1)의 몰탈분사기(4)를 이용하여 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 관로라이닝(21)을 재형성하는 단계, 필요시 관로라이닝로봇(1)의 시멘트페이스트분사기(16)를 이용하여 관로라이닝(21) 상부에 시멘트페이스트를 재도포하는 단계, 필요시 관로라이닝로봇(1)의 증기분사기(13)를 이용하여 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 형성된 관로라이닝(21)을 재양생하는 단계의 전체 또는 부분으로 이루어진다.

여기에서 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13), 몰탈공급관(6), 시멘트페이스트공급관(17), 증기공급관(14), 윈치(7), 몰탈공급기(8), 몰탈혼합기(9), 시멘트페이스트공급기(18), 증기발생기(15)의 장착위치는 현장조건에 따라 자유자재로 변경이 가능한 가변적인 구조이다.

도 3 은 기존관로(20)의 내부에 매입된 관로라이닝로봇(1)을 나타내는 측면도로서, 지하 관로에 투입된 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 미장기(5)를 상세하게 보여준다. 관로라이닝로봇(1)은 로봇진행방향(30)으로 전진을 하고 몰탈(10)은 몰탈공급관(6)을 통하여 주입방향(31)으로 공급이 되어 몰탈분사기(4)에서 내부벽면(22)으로 몰탈분사(32) 된다. 관로라이닝(21)은 몰탈(10)에 만에 의하여 형성되거나, 필요시 몰탈(10) 분사 전에 보강재(11)가 포설되어 몰탈(10)과 보강재(11)가 함께 관로라이닝(21)을 형성한다. 여기서 몰탈공급관(6)은 몰탈공급기(8)로부터 몰탈(10)을 몰탈분사기(4)에 이송시키는 기능을 가지고 또한 동시에 본체(3)의 이동바퀴로라(3-1)를 전방으로 견인하는 기능도 가진다.

도 4 는 헤드(2)가 없는 관로라이닝로봇(1)을 나타내는 측면도로서, 통상적으로 보강재(11)가 포설되지 않고 몰탈(10)만 포설되는 경우에 적용될 수 있는 관로라이닝로봇(1) 구조예이다.

도 5 는 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 미장기(5), 몰탈공급관(6), 전진견인줄(3-2), 후진견인줄(3-3), 보강재견인걸쇠(11-1), 보강재탈착줄(11-2), 보강재견인고리(11-3), 카메라(33)를 보여주는 측면도로서, 관로라이닝로봇(1)은 자체구동 또는 전진견인줄(3-2) 또는 몰탈공급관(6) 중의 하나 이상으로 전진되고 후진견인줄(3-3)에 의하여 후진된다. 보강재(11)는 관로 내에 인력에 의해 포설되거나 또는 보강재견인걸쇠(11-1)에 의해 포설되거나 또는 보강재견인고리(11-3)에 의해 포설 되고, 보강재견인걸쇠(11-1)는 보강재탈착줄(11-2)의 당김에 의하여 보강재(11)로부터 분리되는 것을 특징으로 한다.

도 6 은 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(13), 증기분사기(13), 미장기(5)를 나타내는 측면도로서, 관로라이닝로봇(1)은 지하관로에서 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(13), 증기분사기(13), 미장기(5) 순으로 구성이 된다.

상기 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(13), 미장기(5), 증기분사기(13) 간의 연결구조는 스프링구조, 힌지구조, 연골구조, 핀구조 중의 하나로 되어 관로 곡선부분에 대하여 굴곡변형이 가능한 구조인 것을 특징으로 한다.

도 7 은 회전바퀴로라(2-1) 및 보강재견인걸쇠(11-1) 및 보강재탈착줄(11-2) 및 전진견인줄(3-2)이 부착된 헤드(2)를 나타내는 측면도로서, 헤드(2)는 본체(3) 전방에 위치하는 것으로 장치의 관로 내 이동을 안내하고 또한 보강재(11)를 펼치는 부속장치이고, 헤드(2) 외부주위에는 필요시 회전바퀴로라(2-1)가 부착되는 가변적인 구조를 가진다. 여기서 회전바퀴로라(2-1)는 관로 내부에서 내부벽면(22)으로 보강재(11)를 포설시 보강재(11)가 원활하게 포설되도록 보강재(11)를 펼치는 기능을 하는 것이다.

보강재견인걸쇠(11-1)는 보강재(11)를 전방으로 견인하는 장치이고 보강재탈착줄(11-2)은 보강재(11)가 부착위치에 도달하는 경우 보강재탈착줄(11-2)을 당기어 보강재911)로부터 보강재견인걸쇠(11-1)를 탈착시키는 장치이다. 전진견인줄(3-2)은 관로라이닝로봇(1)을 수동으로 전방으로 전진하고자 하는 경우 사용되는 줄이다.

도 8 은 회전바퀴로라(2-1)가 부착되지 않은 헤드(2)를 나타내는 측면도이다. 본 도에서는 헤드(2)에 절삭카타(2-2)가 부착되어 있는데, 헤드(2) 주위에는 필요시 절삭카타(2-2)가 설치되는 구조를 가지고, 절삭카타(2-2) 사용시에는 헤드(2)의 자체회전이 가능한 가변적인 구조이다. 절삭카타(2-2)의 자체회전은 전기모타에 의하여 수행된다.

도 9 는 본체(3)를 나타내는 측면도로서, 본체(3)는 헤드(2)와 몰탈분사기(4)의 사이에 위치하는 것으로 장치의 부분 또는 전체를 지지하고 또한 이동시키는 부속장치이고, 본체(3) 외부주위에는 이동바퀴로라(3-1)가 부착되는 구조를 가지고, 이동바퀴로라(3-1)는 모타식 또는 견인식으로 이동된다. 모타식은 전기, 전지, 밧데리 중의 하나 이상으로 운전되는 구조이고, 견인식은 전진견인줄(3-2) 또는 몰탈공급관(6) 중의 하나 이상으로 견인되는 구조이다.

본체(3)는 필요시 보강재(11)를 기존관로(20)에 고정시키는 보강재볼팅기(11-5)가 장착된 구조를 가진다.

도 10 은 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 증기분사기(13)를 나타내는 측면도로서, 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 증기분사기(13)는 본체(3) 후방에 위치하는 것으로 노즐구멍(4-1)이 형성되어 몰탈공급관(6), 시멘트페이스트공급관(17), 증기공급관(14)으로부터 공급된 몰탈(10), 시멘트페이스트, 증기를 기존관로(20) 내부벽면(22)에 분사하는 부속장치이다.

몰탈분사기(4)는 본체(3) 후방에 위치하여 몰탈혼합기(9), 몰탈공급기(8), 몰탈공급관(6)을 통하여 이송된 몰탈(10)을 기존관로(20) 내부벽면(22)에 분사하는 부속장치이다.

시멘트페이스트분사기(16)는 몰탈분사기(4) 후방에 위치하는 것으로 시멘트페이스트분사기(16) 외주에 노즐구멍(4-1)이 형성되어 시멘트페이스트공급관(17)으로부터 공급된 시멘트페이스트를 기분사된 몰탈(10) 상부에 분사하여 시멘트페이스트를 도포하는 부속장치이고, 시멘트페이스트는 지상의 시멘트페이스트공급기(18)로부터 시멘트페이스트공급관(17)을 통하여 공급된다.

증기분사기(13)는 미장기(5) 후방에 위치하는 것으로 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 형성된 관로라이닝(21)에 증기를 분사하여 관로라이닝(21)을 급속양생시키는 부속장치이고, 증기는 지상의 증기발생기(15)로부터 증기공급관(14)을 통하여 공급된다.

도 11 은 미장기(5)를 나타내는 측면도로서, 미장기(5)는 시멘트페이스트분사기(16) 또는 증기분사기(13) 후방에 위치하거나 증기분사기(13) 전방에 위치하는 것으로 고무, 플라스틱, 우레탄, 섬유 등의 부드러운 재질로 구성되고 깔대기 모양 의 원통 형상을 가지고 몰탈분사기(4)로부터 분사된 몰탈(10)을 기존관로(20) 내부벽면(22)에 매끈하게 미장 및 마감하는 부속장치이다. 미장기(5) 선단에는 필요시 카메라(35), 후진견인줄(3-3), 보강재견인고리(11-3)가 부착되는 가변적인 구조를 가진다. 카메라(35)는 시공과정 및 시공검증을 위한 영상촬영 장치이다. 후진견인줄(3-3)은 관로라이닝로봇(1)을 수동으로 후진하고자 하는 경우에 사용된다. 보강재견인고리(11-3)는 몰탈(10) 타설 전에 보강재(11)을 관로 내에 포설하고자 하는 경우에 보강재(11)를 관로라이닝로봇(1) 후단에 장착하여 관로내를 관통하여 포설한 후 관로라이닝로봇(1)에 의한 몰탈 포설을 하는 경우에 적용된다.

도 12 는 관로라이닝(21)과 보강재(11)를 나타내는 측면도로서, 기존관로(20) 내에 포설된 보강재(11)와 몰탈(10)에 의하여 형성된 관로라이닝(21)을 나타낸다. 여기서 보강재(11)는 관로라이닝(21)의 일부 또는 전체를 구성하는 것으로 와이어메쉬, 철망, 섬유망, 플라스틱망, 모기망 중의 하나 이상인 것을 특징으로 한다. 보강재(11)는 관로라이닝(21)의 일부 또는 전체를 구성하는 것으로 와이어메쉬, 철망, 섬유망, 플라스틱망, 모기망 중의 하나 이상이고 관로 내에 인력에 의해 포설되거나 또는 보강재견인걸쇠(11-1)에 의해 포설되거나 또는 보강재견인고리(11-3)에 의해 포설된다.

도 13 은 보강재(11)가 매입된 관로라이닝(21)을 나타내는 측면도로서, 관로라이닝(21) 내부에 보강재(11)가 매입된 경우를 보여준다.

도 14 는 원형관로에 대하여 보강재(11)가 매입된 관로라이닝(21)을 나타내는 단면도로서, 원형관로의 내부에 시공된 관로라이닝(21) 및 관로라이닝(21) 내부에 보강재(11)가 매입된 경우를 보여준다.

도 15 는 사각형관로에 대하여 보강재(11)가 매입된 관로라이닝(21)을 나타내는 단면도로서, 사각형관로의 내부에 시공된 관로라이닝(21) 및 관로라이닝(21) 내부에 보강재(11)가 매입된 경우를 보여준다.

도 16 는 보강재(11)가 매입되지 않은 관로라이닝(21)을 나타내는 측면도로서, 몰탈(10)에만에 의하여 관로라이닝(21)이 형성된 것이다. 여기서 몰탈(10)은 관로라이닝(21)의 일부 또는 전체를 구성하는 것으로 시멘트, 골재, 화이버, 항균제, 내부식제, 오염흡착제, 접착제, 에폭시, 레진, 우레탄, 물 중의 하나 이상이 혼합된 일반몰탈 또는 항균몰탈 또는 화이버몰탈 또는 흡착몰탈 또는 항균흡착몰탈 또는 흡착화이버몰탈 또는 항균화이버몰탈 또는 항균흡착화이버몰탈이고, 화이버는 강재화이버, 스틸화이버, 섬유화이버, 유리섬유화이버 중의 하나 이상이고, 오염흡착제는 벤토나이트, 제올라이트, 슬래그분말, 철분, 나노철 중의 하나 이상이다.

도 17 은 원형관로에 대하여 보강재(11)가 매입되지 않은 관로라이닝(21)을 나타내는 단면도로서, 원형관로의 내부에 시공된 몰탈(10)에 의한 관로라이닝(21)을 보여 준다.

도 18 은 사각형관로에 대하여 보강재(11)가 매입되지 않은 관로라이닝(21)을 나타내는 단면도로서, 사각형관로의 내부에 시공된 몰탈(10)에 의한 관로라이닝(21)을 보여준다.

도 19 는 관로라이닝(21) 상세를 나타내는 측면도로서, 관로라이닝(21)은 몰탈(10) 및 보강재(11)의 조합체 또는 몰탈(10)의 단일체로 구성된다.

도 20 은 기존관로(20)에 매입된 보강재(11)를 나타내는 측면도로서, 기존관로(20)에 매입되어 포설된 보강재(11)를 보여준다.

도 21 는 헤드(2) 통과 전의 보강재(11)를 나타내는 측면도로서, 헤드(2) 통과 전의 보강재(11)가 좁혀진 단면을 보여준다.

도 22 은 헤드(2) 통과 전의 보강재(11)를 나타내는 사시도로서, 헤드(2) 통과 전의 보강재(11)가 좁혀진 형상을 보여준다.

도 23 은 헤드(2) 통과 후의 보강재(11)를 나타내는 측면도로서, 헤드(2) 통과 후의 보강재(11)가 펴진 단면을 보여준다.

도 24 는 헤드(2) 통과 후의 보강재(11)를 나타내는 사시도로서, 헤드(2) 통과 후의 보강재(11)가 펴진 형상을 보여준다.

도 1 은 지상 및 지하에 배치된 관로라이닝로봇 전체를 나타내는 측면도

도 2 는 관로라이닝로봇 만을 나타내는 측면도

도 3 는 기존관로의 내부에 매입된 관로라이닝로봇을 나타내는 측면도

도 4 은 헤드가 없는 관로라이닝로봇을 나타내는 측면도

도 5 는 헤드, 본체, 분사기, 미장기, 공급관, 전진견인줄, 후진견인줄, 보강재견인걸쇠, 보강재탈착줄, 보강재견인고리, 카메라를 보여주는 측면도

도 6 는 헤드, 본체, 몰탈분사기, 시멘트페이스트분사기, 증기분사기, 미장기를 나타내는 측면도

도 7 은 회전바퀴로라 및 보강재견인걸쇠 및 보강재탈착줄 및 전진견인줄이 부착된 헤드를 나타내는 측면도

도 8 은 회전바퀴로라 및 보강재견인걸쇠가 부착되지 않은 헤드를 나타내는 측면도

도 9 은 본체를 나타내는 측면도

도 10 은 몰탈분사기, 시멘트페이스트분사기, 증기분사기를 나타내는 측면도

도 11 은 미장기를 나타내는 측면도

도 12 은 관로라이닝과 보강재를 나타내는 측면도

도 13 는 보강재가 매입된 관로라이닝을 나타내는 측면도

도 14 는 원형관로에 대하여 보강재가 매입된 관로라이닝을 나타내는 단면도

도 15 는 사각형관로에 대하여 보강재가 매입된 관로라이닝을 나타내는 단면도

도 16 는 보강재가 매입되지 않은 관로라이닝을 나타내는 측면도

도 17 은 원형관로에 대하여 보강재가 매입되지 않은 관로라이닝을 나타내는 단면도

도 18 은 사각형관로에 대하여 보강재가 매입되지 않은 관로라이닝을 나타내는 단 면도

도 19 는 관로라이닝) 상세를 나타내는 측면도

도 20 은 기존관로에 매입된 보강재를 나타내는 측면도

도 21 는 헤드 통과 전의 보강재를 나타내는 측면도

도 22 은 헤드 통과 전의 보강재를 나타내는 사시도

도 23 은 헤드 통과 후의 보강재를 나타내는 측면도

도 24 는 헤드 통과 후의 보강재를 나타내는 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 관로라이닝로봇 2 : 헤드

2-1 : 회전바퀴로라 2-2 : 절삭카타

3 : 본체 3-1 : 이동바퀴로라

3-2 : 전진견인줄 3-3 : 후진견인줄

4 : 몰탈분사기 4-1 : 노즐구멍

5 : 미장기 6 : 몰탈공급관

7 : 윈치 8 : 몰탈공급기

9 : 몰탈혼합기 10 : 몰탈

11 : 보강재 11-1 : 보강재견인걸쇠

11-2 : 보강재탈착줄 11-3 : 보강재견인고리

11-4 : 보강재탈착줄당김방향 11-5 : 보강재볼팅기

13 : 증기분사기 14 : 증기공급관

15 : 증기발생기 16 : 시멘트페이스트분사기

17 : 시멘트페이스트공급관 18 : 시멘트페이스트공급기

20 : 기존관로 21 : 관로라이닝

22 : 내부벽면 30 : 로봇전진방향

31 : 주입방향 32 : 몰탈분사 또는 증기분사 또는 시멘트페이스트분사

33 : 로봇후진방향 35 : 카메라 40 : 지반

Claims

하수관로 및 상수관로 및 지하관로 및 지하박스의 보수 및 보강에 있어서,

헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13), 몰탈공급관(6), 시멘트페이스트공급관(17), 증기공급관(14), 윈치(7), 몰탈공급기(8), 몰탈혼합기(9), 시멘트페이스트공급기(18), 증기발생기(15) 중의 하나 이상으로 구성되어 몰탈(10) 또는 보강재(11) 중의 하나 이상을 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 부착하여 관로라이닝(21)을 형성하는 장치로서,

상기 헤드(2)는 본체(3) 전방에 위치하는 것으로 장치의 관로 내 이동을 안내하고 또한 보강재(11)를 펼치는 부속장치이고,

상기 헤드(2) 외부주위에는 필요시 절삭카타(2-2), 회전바퀴로라(2-1) 및 보강재견인걸쇠(11-1)가 부착되는 가변적인 구조를 가지고,

상기 절삭카타(2-2) 사용시에는 헤드(2)의 자체회전이 가능한 가변적인 구조이고,

상기 자체회전은 전기모타에 의하여 수행되고,

상기 본체(3)는 헤드(2)와 몰탈분사기(4)의 사이에 위치하는 것으로 장치의 부분 또는 전체를 지지하고 또한 이동시키는 부속장치이고,

상기 본체(3) 외부주위에는 이동바퀴로라(3-1)가 부착되는 구조를 가지고,

상기 이동바퀴로라(3-1)는 모타식 또는 견인식으로 전진 및 후진 이동되고,

상기 모타식은 전기, 전지, 밧데리 중의 하나 이상으로 운전되는 구조이고,

상기 견인식은 전진견인줄(3-2) 또는 몰탈공급관(6) 중의 하나 이상으로 전진되고 후진견인줄(3-3)에 의하여 후진되는 구조이고,

상기 본체(3)는 필요시 보강재(11)를 기존관로(20)에 고정시키는 보강재볼팅기(11-5)가 장착된 구조이고,

상기 몰탈분사기(4)는 본체(3) 후방에 위치하는 것으로 몰탈분사기(4) 외주에 노즐구멍(4-1)이 형성되어 몰탈공급관(6)으로부터 공급된 몰탈(10)을 기존관로(20) 내부벽면(22)에 분사하는 부속장치이고,

상기 몰탈분사기(4)의 설치개수는 본체(3) 후방에 한개 이상 다수개 설치가 가능한 구조이고,

상기 노즐구멍(4-1)은 기존관로(20) 내부벽면(22) 외주에 대한 전체부위 분사 또는 부분부위 분사가 가능하도록 열림 및 닫힘이 가능한 구조이고,

상기 시멘트페이스트분사기(16)는 몰탈분사기(4) 후방에 위치하는 것으로 시멘트페이스트분사기(16) 외주에 노즐구멍(4-1)이 형성되어 시멘트페이스트공급관(17)으로부터 공급된 시멘트페이스트를 기분사된 몰탈(10) 상부에 분사하여 시멘트페이스트를 도포하는 부속장치이고,

상기 시멘트페이스트는 지상의 시멘트페이스트공급기(18)로부터 시멘트페이스트공급관(17)을 통하여 공급되는 것이고,

상기 미장기(5)는 몰탈분사기(4) 후방에 위치하는 것으로 연성철재, 고무, 플라스틱, 우레탄, 섬유 등의 부드러운 재질로 구성되고 깔대기 모양의 원통 형상을 가지고 몰탈분사기(4)로부터 분사된 몰탈(10)을 기존관로(20) 내부벽면(22)에 매끈하게 미장 및 마감하는 부속장치이고,

상기 미장기(5)의 설치개수는 몰탈분사기(4) 후방에 한개 이상 다수개 설치가 가능한 구조이고,

상기 미장기(5) 선단에는 필요시 카메라(35), 후진견인줄(3-3), 보강재견인고리(11-3)가 부착되는 가변적인 구조를 가지고,

상기 증기분사기(13)는 미장기(5) 후방에 위치하는 것으로 기존관로(20)의 내부벽면(22)에 형성된 관로라이닝(21)에 증기를 분사하여 관로라이닝(21)을 급속양생시키는 부속장치이고,

상기 증기는 증기발생기(15)로부터 증기공급관(14)을 통하여 공급이 되는 것이고,

상기 몰탈공급관(6)은 몰탈공급기(8)로부터 몰탈(10)을 몰탈분사기(4)에 이송시키는 기능을 가지고 또한 동시에 본체(3)의 이동바퀴로라(3-1)를 전방으로 견인하는 기능도 가지는 부속장치이고,

상기 윈치(7)는 원형으로 회전하면서 몰탈공급관(6) 또는/및 전진견인줄(3-2) 또는/및 보강재탈착줄(11-2)을 당기어 견인하는 부속장치이고,

상기 몰탈공급기(8)는 몰탈(10)을 몰탈공급관(6)으로 공급하는 부속장치이고,

상기 몰탈혼합기(9)는 몰탈(10)을 제작하기 위하여 몰탈재료를 혼합하는 부속장치이고,

상기 몰탈(10)은 관로라이닝(21)의 일부 또는 전체를 구성하는 것으로 시멘트, 골재, 화이버, 항균제, 내부식제, 오염흡착제, 접착제, 에폭시, 레진, 우레탄, 급결제, 돌가루, 비분, 석분, 물 중의 하나 이상이 혼합된 일반몰탈 또는 항균몰탈 또는 화이버몰탈 또는 흡착몰탈 또는 항균흡착몰탈 또는 흡착화이버몰탈 또는 항균화 이버몰탈 또는 항균흡착화이버몰탈이고,

상기 화이버는 강재화이버, 스틸화이버, 섬유화이버, 유리섬유화이버 중의 하나 이상이고,

상기 오염흡착제는 벤토나이트, 제올라이트, 슬래그분말, 철분, 나노철 중의 하나 이상이고,

상기 보강재(11)는 관로라이닝(21)의 일부 또는 전체를 구성하는 것으로 와이어메쉬, 철망, 섬유망, 플라스틱망, 모기망 중의 하나 이상이고 관로 내에 인력에 의해 포설되거나 또는 보강재견인걸쇠(11-1)에 의해 포설되거나 또는 보강재견인고리(11-3)에 의해 포설되고,

상기 보강재견인걸쇠(11-1)는 보강재탈착줄(11-2)의 당김에 의하여 보강재(11)로부터 분리되고,

상기 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13), 몰탈공급관(6), 시멘트페이스트공급관(17), 증기공급관(14), 윈치(7), 몰탈공급기(8), 몰탈혼합기(9), 시멘트페이스트공급기(18), 증기발생기(15)의 장착위치는 현장조건에 따라 자유자재로 변경이 가능한 가변적인 구조이고,

상기 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13) 간의 연결구조는 스프링구조, 힌지구조, 연골구조, 핀구조 중의 하나로 되어 관로 곡선부분에 대하여 굴곡변형이 가능한 구조인 것을 특징으로 하는 관로라이닝로봇(1)
제 1 항에 있어서,

상기 헤드(2), 본체(3), 몰탈분사기(4), 시멘트페이스트분사기(16), 미장기(5), 증기분사기(13), 몰탈공급관(6), 시멘트페이스트공급관(17), 증기공급관(14), 윈치(7), 몰탈공급기(8), 몰탈혼합기(9), 시멘트페이스트공급기(18), 증기발생기(15), 관로라이닝로봇(1) 중의 하나 이상을 이용하여 단면형상이 원형 또는 사각형인 하수관로, 상수관로, 지하관로, 지하박스, 기존관로(20)의 전체 길이 또는 부분 길이 및 전체 내부벽면(22) 또는 부분 내부벽면(22)을 보수 및 보강하는 것을 특징으로 하는 관로라이닝로봇(1)
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