KR100977049B1 - 현장 함침 저온 경화성 수지를 이용한 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법 - Google Patents

Abstract

현장에서 간편하게 상.하수도관 보수용 라이너를 제조하여, 간단한 장비로 쉽게 상.하수도관을 보수하기 위한 비굴착식 상.하수도관 보수 공법이 제공된다. 비굴착식 상.하수도관 보수 공법은, 상.하수도관의 내부를 조사하는 단계와, 상기 상.하수도관의 내부에 존재하는 이물질을 제거하는 세정 단계와, 부직포에 저온 경화성 수지를 함침하여 상기 상.하수도관의 내경에 적합한 크기로 라이너를 제조하는 단계와, 상기 라이너를 상기 상.하수도관에 삽입하는 단계와, 상기 상.하수도관에 삽입된 상기 라이너에 공기를 주입하여 팽창시키는 단계와, 상기 팽창된 라이너를 경화시키는 단계를 포함한다.

상하수도비굴착, 저온 경화성, 라이너

Description

현장 함침 저온 경화성 수지를 이용한 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법{Method of repairing pipe by non- excavation using low temperature curable resin impregnated in place}

본 발명은 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현장에서 간편하게 상.하수도관 보수용 라이너를 제조하여, 간단한 장비로 쉽게 상.하수도관을 보수하기 위한 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법에 관한 것이다.

도시화와 함께 지하에는 상하수도관 및 가스관과 같은 각종 배관이 매설되었으며, 이와 같은 배관은 시간이 지남에 따라 점차 노후화되어 부식이 발생하게 되었다. 배관의 부식으로 인해 상하수가 누출되거나, 식수의 오염이 발생하며, 가스가 누출되어 노후된 배관의 보수 문제가 중요한 이슈가 되고 있다.

지하에 매설된 상하수도관 또는 가스관 등을 보수하기 위하여 굴착 공사를 하는 경우, 이에 따른 막대한 공사비와 교통체증의 가중, 안전사고의 발생, 환경문제 등 사회적 손실 비용이 증가하게 된다. 이에 따라, 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법이 개발되기 시작하였다. 특히 우리나라의 경우는 도로의 폭이 좁고 굴곡부위가 많으며, 가지관 연결부나 맨홀과 같은 부대시설 접합부위가 많다. 또한, 배관의 매설 심도가 깊어 작업 환경이 열악하여 지장물의 제거 등에 사용되는 부대비용이 많이 소비되는 현장이 많아 비굴착시 배관 보수 공법이 유리하다.

상.하수도 비굴착 전체 보수 공법으로는 신관 삽입 공법(slip linig), 변형관 삽입 공법(close fit pipes linig, fold and form linig), 제관공법(spirally wound pipes linig) 및 보강 튜브 경과 공법(cured in place pipe) 등이 있다. 이중에서 최근에는 보강 튜브 경화 공법이 가장 주목받고 있으며, 세계 각국에서 다양한 기술을 개발중에 있다.

보강 튜브 경화 공법은 폴리머코팅 부직포에 수지를 함침시킨 후, 고온의 공기 또는 온수 등을 이용하여 열경화시키는 방식이 많이 이용되고 있다. 보강 튜브 경화 공법은 통상 공장에서 수지를 함침시킨 부직포를 냉장차 등을 이용하여 현장으로 운반하여 시공하는 방식을 사용하고 있다. 이와 같이 공장에서 수지를 함침시킨 부직포를 사용하는 경우, 수지의 경화 가능성에 따라 시공하는 시간에 제약이 따르며, 수지를 경화시키기 위한 장비가 복잡하여 현장에 이러한 장비를 위치시킬 큰 공간을 필요로 한다.

한편, 보수가 필요한 배관의 길이가 수십에서 수백미터에 이르기 때문에 공장에서 라이너(liner)를 제조한 경우, 운반 및 보관의 불편함과 함께 필요한 길이를 정확하게 조절하기에 용이하지 않았다.

이에, 시공시간을 획기적으로 감소시키기 위해 간단한 장비를 이용하여 현장에서 직접 필요한 만큼의 라이너를 제조하여, 즉시 시공하는 방식이 필요하게 되었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 현장에서 간편하게 상.하수도관 보수용 라이너를 제조하여 간단한 장비로 쉽게 상.하수도관을 보수하기 위한 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법은, 배관의 내부를 조사하는 단계와, 상기 배관의 내부에 존재하는 이물질을 제거하는 세정 단계와, 부직포에 저온 경화성 수지를 함침하여 상기 배관의 내경에 적합한 크기로 라이너를 제조하는 단계와, 상기 라이너를 상기 배관에 삽입하는 단계와, 상기 배관에 삽입된 상기 라이너에 공기를 주입하여 팽창시키는 단계와, 상기 팽창된 라이너를 경화시키는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 실시예들에 따른 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 배관의 보수를 위한 라이너를 현장에서 직접 함침하여 운반 및 보관을 용이하게 할 수 있다.

둘째, 저온에서 수지의 경화가 가능하여 가열을 위한 장비를 줄일 수 있어 현장의 공간 활용도를 높일 수 있다.

셋째, 현장의 특성에 맞도록 라이너의 길이 및 폭을 조절하여 현장에서 직접 제조할 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법에 의해 시공된 배관에 대하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법에 의해 시공된 배관의 사시도이고, 도 2는 도 1의 배관을 II-II' 선으로 절단한 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법은 보수의 대상이 되는 배관(20)에 저온 경화성 수지가 함침된 부직포를 포함하는 라이너(liner: L)를 삽입하고, 저온에서 경화시켜, 배관(20)의 내측을 라이너(L)로 보강하여 파손된 배관(20)을 보수하는 공법이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 파손된 배관(20) 내측면에는 라이너(L)가 삽입된다. 라이너(L)는 배관(20)의 파손부(25)를 통하여 배관(20) 내의 하수, 상수 및 가스 등과 같은 유체가 유출되는 것을 방지하고 배관(20) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 라이너(L)는 저온 경화성 수지가 함침된 부직포(P)와 부직포(P)의 외측을 둘러싸는 비닐(C)을 포함한다. 구체적으로 설명하면, 두 겹으로 접힌 부직포(P)에 액상의 저온 경화성 수지를 함침시킨다. 여기서, 저온 경화성 수지란 상온에서 별도의 열을 가하지 않더라도 약 1 ~ 6 시간 안에 경화되는 수지를 말하며, 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate: MMA)를 사용하기 때문에 0~10℃이 환경조건인 하수관거에서 종래의 방식인 순환온수나 고온증기 등의 열에 의한 경화과정을 거치지 않고 저온에서도 경화 된다. 수지가 함침된 부직포(P)의 외측에 비닐(C)을 덮어 배관(20) 내부에 삽입한 후, 수지를 경화시키면 배관(20) 형상의 내측관이 형성된다.

비닐(C)은 부직포(P) 내부에 공기가 채워져 부직포(P)가 팽창하게 되는 경우 부직포(P)를 둘러싸는 커버가 된다. 즉, 부직포(P)를 둘러싸는 커버로는 비닐(C)만 한정되는 것은 아니고, 부직포(P)의 피복 재료로 사용될 수 있는 폴리 프로필렌, 폴리스티렌 등 다양한 재료를 이용할 수 있을 것이다. 특히, 시공 환경에 따라 초저온의 조건에서도 수지의 경화가 가능할 수 있도록 단열재로 형성된 커버를 사용할 수도 있다.

라이너(L)의 제조 장비 및 라이너(L)를 이용한 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법에 관해서는 구체적으로 후술한다.

이하 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 보수용 라이너 제조 장치의 개념에 대하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 보수용 라이너 제조 장치의 개략도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배관 보수용 라이너 제조 장치(10)는 파손된 배관을 보수하기 위하여 배관 내부에 삽입되는 라이너를 제조하는 장치이다. 이와 같 은 라이너는 수지를 함침시킨 부직포 형태의 내층과 이를 감싸는 커버층으로 형성되며, 배관 내에 삽입한 후 수지를 경화시켜 파손된 배관을 보강하게 된다.

배관 보수용 라이너 제조 장치(10)는 부직포 공급부(100), 함침부(200), 이송부(300), 커버 공급부(400), 압착부(500), 밀봉부(600) 및 회수부(700)를 포함한다.

부직포 공급부(100)는 부직포(P)를 연속적으로 공급하는 역할을 하는 것으로서, 부직포(P)를 롤(roll) 형태로 감아 보관하고 있으며, 라이너 제조가 시작되면 롤 형태의 부직포(P)를 풀어서 함침부(200)로 공급하게 된다. 부직포 공급부(100)에 롤 형태로 감겨있는 부직포(P)는 복수의 층으로 형성된다. 즉, 부직포(P)는 적어도 두 겹 이상으로 겹쳐져서 감겨있으며, 이와 같이 적어도 두 겹 이상이 겹쳐진 부직포(P)의 형태로 함침부(200)에 공급된다.

함침부(200)는 부직포 공급부(100)로부터 공급 받은 부직포(P)에 수지(R) 를 함침시키는 역할을 하며, 액체 상태의 수지(R)에 부직포(P)를 통과시켜 부직포(P)에 수지(R)를 함침시키게 된다.

한편, 함침부(200)는 보수되는 배관에 따라 부직포(P)에 함침되는 수지(R)의 양을 조절할 수 있다.

이송부(300)는 수지가 함침된 부직포(P)를 함침부(200)로부터 압착부(500)로 이송한다. 이때, 수지가 함침된 부직포(P)는 시공에 필요한 길이만큼 연속적으로 이송된다.

수지가 함침된 부직포(P)는 압착부(500)로 제공되기 전에 부직포(P)의 상면 및 하면에 비닐(C)이 배치된다. 이와 같은 비닐(C)은 커버 공급부(400)에 의해서 부직포(P)의 상면 및 하면으로 공급된다.

부직포(P)와 부직포(P)의 양면에 배치된 비닐(C)은 압착부(500)에 의해 압착된다. 압착부(500)는 롤러 형태로 되어 있어 연속적으로 이동되면서 압착되며, 부직포(P)는 압착에 의해서 수지(R)가 더욱 균일하게 함침될 수 있도록 한다. 즉, 수지(R)가 함침된 부직포(P)를 압착함으로써, 수지(R)가 부직포(P) 내부로 함침이 더 잘 일어나게 된다. 한편, 압착된 부직포(P) 및 비닐(C)은 연속적으로 밀봉부(600)를 통과하게 된다.

밀봉부(600)는 부직포(P)의 가장자리에 남은 비닐(C)을 열융착하여 밀봉하는 역할을 한다. 즉, 수지가 함침된 부직포(P)의 양면에 비닐(C)을 부착하고 열융착하여 밀명하면 라이너(L)가 형성된다. 여기서, 라이너(L)란 수지(R)가 함침된 부직포(P)를 비닐(C)로 밀봉한 것으로서, 배관 내부에 삽입한 후 팽창시키고 경화시켜 배관을 보강하는 것을 말한다. 즉, 본 발명에 따른 장치를 이용하여 완성한 최종 결과물을 말한다.

라이너(L)는 부직포(P) 가장자리에 위치하는 비닐(C)을 융착하여 부직포(P)를 비닐(C)에 의해 밀봉되도록 한다. 따라서, 라이너(L)가 압착부(500)를 빠져나올 때, 라이너(L)의 시작 부분이 먼저 밀봉되며, 라이너(L)의 양측은 연속적으로 밀봉된다. 그리고 마지막으로 라이너(L)의 끝단이 밀봉된다. 이렇게 하여 완성된 라이너(L)는 회수부(700)에 의하여 회수되어 롤 형태로 보관된다. 다만, 회수부(700)의 회수 방식은 롤 형태로 한정될 것은 아니고 라이너(L)의 제조와 동시에 배관 내부 로 유입될 수도 있다. 따라서, 회수부(700)의 회수 방식은 다양한 방식으로 변형 가능할 것이다.

이하, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 보수용 라이너 제조 장치에 대하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 보수용 라이너 제조 장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 배관 보수용 라이너 제조 장치를 III-III' 선으로 절단한 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배관 보수용 라이너 제조 장치(10)는 부직포 공급부(100)로서, 부직포 공급 롤러(110)를 포함한다. 부직포 공급 롤러(110)는 부직포(P)를 롤 형태로 보관하며, 필요에 따라 일정량씩 풀어서 공급한다. 이러한 부직포 공급 롤러(110)에는 롤러를 회전시키는 회전 모터(미도시)를 포함할 수 있다.

한편, 부직포 공급 롤러(110)는 제1 필러(pillar)에 연결되어 프레임(810)의 일측부에 결합되어 있다. 이와 같은 부직포 공급 롤러(110)는 프레임(810) 외부로 돌출되도록 결합될 수 있으며, 운반의 편의성 및 공간 활용의 극대화를 위해 착탈식으로 형성하거나, 프레임(810) 내부로 접어서 보관할 수 있도록 형성할 수 있다. 제1 필러(820)는 부직포 공급 롤러(110)에 감기는 부직포(P)의 양에 따라 그 길이를 조절할 수 있다.

부직포 공급 롤러(110)로부터 공급된 부직포(P)는 가이드 롤러(220)에 의해 가이드 되어 함침 용기(210)로 공급된다.

도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여 함침부(200)에 관하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 6은 도 4의 배관 보수용 라이너 제조 장치에 포함되는 함침부의 사시도이 다.

함침부(도 3의 200 참조)는 함침 용기(210), 가이드 롤러(220), 조절 롤러(230), 함침 롤러(240), 및 수지 주입구(250)를 포함한다. 함침 용기(210)는 내부에 액상의 수지(R)를 포함하여, 부직포(P)가 함침 용기(210)의 내부를 통과함으로써, 수지(R)가 부직포(P)에 함침되도록 한다. 함침 용기(210)의 입구에는 가이드 롤러(220)가 형성되어 있어, 부직포(P)가 용이하게 함침 용기(210)로 투입될 수 있도록 하며, 함침 용기(210) 내부로 투입된 부직포(P)는 함침 롤러(240)에 의해서 수지(R)를 통과하여 함침 용기(210)의 출구로 배출된다. 함침 롤러(240)는 함침 용기(210) 내부에 형성되며, 회전 모터(미도시)에 연결되어 있어 부직포(P)를 강제로 이동시켜 수지(R)를 통과하도록 한다. 이와 같이 수지(R)를 통과한 부직포(P)는 부직포(P)의 섬유 조직 사이에 수지(R)를 포함하게 된다.

조절 롤러(230)는 부직포(P)에 포함된 수지(R)의 양을 조절하는 역할을 하며, 함침 용기(210)의 출구부에 서로 마주보는 한 쌍의 롤러로 형성된다. 즉, 한 쌍의 롤러로 형성된 조절 롤러(230) 사이로 수지(R)가 함침된 부직포(P)를 통과시키면, 부직포(P)에 포함된 수지(R)는 일정한 양을 제외하고는 다시 함침 용기(210)로 흘러들어 가게 된다. 이와 같은 조절 롤러(230)의 간격을 조절함으로써, 부직포(P)에 함침되는 수지의 양을 조절하게 된다.

함침 용기(210)의 일단부에는 수지 주입구(250)를 포함한다. 액상의 수지(R)는 예를 들어 함침 용기(210)의 상부에 위치하는 수지 주입구(250)를 통하여 계속 보강된다.

한편, 함침 용기(210)는 부직포 공급 롤러(110)와 인접한 하부의 프레임(810) 상에 배치될 수 있다.

함침 용기(210)의 출구 부근에는 이송 롤러(310)가 형성되어 있다. 이송 롤러(310)는 수지가 함침된 부직포(P)가 이송되며, 이송 롤러(310)의 상부 및 하부에는 제1 비닐 공급 롤러(410) 및 제2 비닐 공급 롤러(420)가 형성되어 있다.

제1 비닐 공급 롤러(410)는 수지가 함침된 부직포(P)의 상면에 비닐(C)을 공급하는 역할을 하며, 제2 비닐 공급 롤러(420)는 수지가 함침된 부직포(P)의 하면에 비닐(C)을 공급하는 역할을 한다. 제1 비닐 공급 롤러(410) 및 제2 비닐 공급 롤러(420)는 비닐(C)을 롤 형태로 감아두고 있으며, 이송 롤러(310)를 따라 부직포(P)가 이동함에 따라 일정한 속도로 풀리면서 부직포(P)의 상면 및 하면에 부착되어 압착부(도 3 의 500 참조)로 이송된다.

이때 공급되는 비닐(C)의 폭은 적어도 부직포(P)의 폭 보다는 커야 한다.

한편, 제1 비닐 공급 롤러(410)는 제2 필러(830)를 통하여 프레임(810)에 결합되며, 제2 비닐 공급 롤러(420)는 프레임(810)에 직접 결합된다. 제1 비닐 공급 롤러(410) 및 제2 비닐 공급 롤러(420)는 필요에 따라 회전력을 갖는 별도의 동력 전달 수단에 연결될 수 있으며, 별도의 동력 전달 수단없이 이송 롤러(310)를 따라 이동하는 부직포(P)에 의하여 수동적으로 제공되도록 할 수 있다.

도 4, 도 5 및 도 7을 참조하여 압착부(500)에 관하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 7는 도 4의 배관 보수용 라이너 제조 장치에 포함되는 압착부를 도시한 부분 사시도이다.

압착부(도 3의 500 참조)는 제1 압착 롤러(510), 제2 압착 롤러(520), 제1 지지대(850), 제2 지지대(860) 및 제1 액츄에이터(865)를 포함한다. 제2 압착 롤러(520)는 이송 롤러(310)에 연속하여 배치되며 프레임(810)에 결합되어 있다. 이러한 제2 압착 롤러(520)는 이송 롤러(310)에 비해 더 조밀하게 배치될 수 있으며, 제2 압착 롤러(520)에 대향하여 제1 압착 롤러(510)가 형성된다. 제1 압착 롤러(510) 및 제2 압착 롤러(520) 사이에는 양면이 비닐(C)로 싸인 부직포(P)가 위치하며, 부직포(P)는 제2 압착 롤러(520)의 회전력에 의해 이송된다. 제1 압착 롤러(510)는 제1 지지대(850) 및 제2 지지대(860)에 의해 지지되며, 제1 액츄에이터(865)에 의해 하부로 압력을 인가하게 된다. 양면이 비닐(C)로 싸인 부직포(P)는 수지에 함침되어 있으며, 제1 압착 롤러(510) 및 제2 압착 롤러(520)를 지나면서 수지는 부직포(P) 더욱 균일하게 함침된다. 또한, 제1 압착 롤러(510) 및 제2 압착 롤러(520) 사이를 통과한 부직포(P)는 두께가 얇아지게 되어 라이너(L)의 전체적인 부피를 감소시킬 수 있다.

제1 압착 롤러(510) 및 제2 압착 롤러(520)를 통과한 부직포(P)는 밀봉부(600)로 이동하게 된다.

도 4, 도 5 및 도 8 내지 도 9b를 참조하여 밀봉부에 관하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 8은 도 4의 배관 보수용 라이너 제조 장치를 VI-VI' 선으로 절단한 단면도이고, 도 9a 및 도 9b는 도 4의 배관 보수용 라이너 제조 장치에 포함되는 제1 가열바 및 제2 가열바의 작동 과정을 도시한 단면도이다.

밀봉부(도 3의 600 참조)는 부직포(P)의 양측부의 가장자리를 밀봉하는 제1 밀봉 롤러(610) 및 제2 밀봉 롤러(620)와, 부직포(P)의 시작단 및 끝단의 가장자리를 밀봉하는 제1 가열바(630) 및 제2 가열바(640)를 포함한다.

먼저, 도 4, 도 5 및 도 8을 참조하면, 제1 압착 롤러(510) 및 제2 압착 롤러(520)를 통과한 부직포(P)는 제1 밀봉 롤러(610) 및 제2 밀봉 롤러(620)를 통과하여 양측부의 가장자리의 비닐(C)을 밀봉한다. 제1 밀봉 롤러(610)는 가열부(미도시)를 포함하고 있어, 비닐(C)에 열과 압력을 가하여 열융착 밀봉을 한다. 제1 밀봉 롤러(610)는 부직포(P)의 가장자리의 비닐(C)의 폭과 같은 너비로 형성될 수 있으며, 제1 밀봉 롤러(610)의 폭은 비닐(C)의 밀봉면(S)의 폭과 같게 된다.

제1 압착 롤러(510)는 제3 지지대(870)에 의해 고정되며, 제3 지지대(870)에 형성된 제2 액츄에이터(875)에 의하여 상하로 이동 가능하며, 비닐(C)을 압착하는 압력을 조절할 수 있도록 한다. 제1 압착 롤러(510)는 부직포(P)의 양측에 각각 형성되어, 비닐(C)을 연속적으로 밀봉할 수 있도록 한다.

이어서, 도 4, 도 5, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 제1 압착 롤러(510)와 제2 압착 롤러(520)를 통과한 부직포(P) 및 비닐(C)은 제1 가열바(630)와 제2 가열바(640) 사이로 이동하게 된다. 부직포(P) 및 비닐(C)의 시작단은 부직포(P)를 비닐(C)이 둘러싸는 구조가 될 수 있도록 비닐(C)이 돌출되어 있다. 따라서, 부직포(P) 보다 돌출된 비닐(C)이 제1 가열바(630) 상부에 위치하게 되면, 제1 가열바(630)의 상부에 위치한 제2 가열바(640)는 하부로 이동하여 제1 가열바(630)와 제2 가열바(640) 사이에 위치한 비닐(C)을 압착하게 된다. 이때. 제1 가열바(630) 및 제2 가열바(640) 중 적어도 하나에는 가열기(미도시)를 포함하고 있어, 비닐(C) 이 열융착하게 되어 밀봉면(S)을 형성한다.

이와 같은 방식으로 배관 보수용 라이너(L)가 완성된다. 라이너(L)은 연속적으로 제조되며 제조된 라이너(L)은 회수부(700)를 통하여 회수된다. 회수부(700)는 회수 롤러(710)로 형성될 수 있으며, 별도의 동력을 이용하여 배출되는 라이너(L)를 회수 할 수 있다. 이러한 회수부(700)는 제3 필러(840)에 고정되어 프레임(810)에 연결될 수 있으며, 상술한 부직포 공급 롤러(110)와 마찬가지로 착탈식으로 형성되거나, 프레임(810) 내부로 접을 수 있는 구조로 형성될 수 있다.

한편, 프레임(810)은 차량이나 트레일러와 같은 이송 수단에 탑재될 수 있다. 즉, 상술한 배관 보수용 라이너(L)는 콤팩트한 프레임(810) 내부에 모든 구조를 실장할 수 있도록 되어 있어, 전체적으로 부피를 줄일 수 있다. 따라서, 다양한 이송 수단에 탑재가 가능하여 현장으로 즉시 이동 가능하며, 현장에서 필요한 양만큼 즉시 라이너(L)를 제조할 수 있다.

이하, 도 10 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 보수 공법을 상세히 설명한다. 여기서, 도 10 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법에 따른 작업을 개략적으로 도시한 도면들이다.

먼저, 배관(20)의 보수를 위한 예비 준비 과정으로서, 배관(20) 내부를 조사하여 파손 여부를 확인하고, 보수할 위치를 결정하게 된다. 배관(20)의 내부를 조사하는 방법으로는 내시경 또는 카메라가 장착된 로봇을 투입하여 육안으로 파손 부위를 확인할 수 있다. 내시경 또는 로봇은 맨홀(도 10의 40a 및 40b 참조)을 통하여 투입될 수 있으며, 필요에 따라서는 배관(20)의 일부를 굴착하여 삽입할 수 있다.

이어서 도 10을 참조하면, 배관(20)의 조사 과정에서 배관(20)의 보수가 필요하다고 판단하는 경우에는 보수 작업을 위하여 배관(20) 내부를 세정한다. 구체적으로, 작업할 배관(20) 내부로 상수 또는 하수 등이 유입되는 것을 방지하기 위하여 상류관(21)을 차수 장치(60)로 막는다. 그 다음에 배관(20) 내부에 고압 분사기(52)를 이용하여 고압의 세정수를 분사하여 배관(20) 내부를 세정한다. 이와 같은 고압 분사기(52)에 의한 세정수의 분사와 함께 내부의 이물질 또는 침전물을 흡입하여 배관(20) 내부를 깨끗하게 세정한다.

이어서, 도 11을 참조하면, 배관(20)의 보수를 위하여 배관(20) 내부의 작업에 지장을 주는 지장물을 제거한다. 여기서, 작업에 지장을 주는 지장물이란 분지관(30)의 돌출 부위(35)와 같이 배관(20) 내부로 돌출되어 배관(20) 내면에 요철을 형성하는 것을 말한다. 배관(20) 내부에 라이너(도 1의 L 참조)를 삽입하기 위해서는 내면에 균일하게 유지되어야 한다. 이때, 지장물을 제거하는 작업은 배관(20)의 직경에 따라 작업 방식을 다르게 할 수 있다. 즉, 작업자가 직접 들어갈 수 있을 정도의 직경을 갖는 배관(20)의 보수에는 작업자가 직접 들어가 보수할 수 있으며, 작업자가 들어 갈 수 없을 정도의 직경이거나, 내부 환경이 위험하여 작업자가 직접 들어갈 수 없는 경우에는 작업 로봇(50)을 이용하여 잡업을 할 수 있다. 작업 로봇(50)에는 절삭 공구(55)가 부착되어 배관(20) 내부의 지장물을 모두 삭제할 수 있다.

이어서, 도 12를 참조하면, 배관(20)의 보수를 위한 라이너(L)를 현장에서 제조한다. 상술한 배관(20)의 조사 과정에서 필요한 라이너(L)의 길이나 폭 등이 결정되면, 현장에서 직접 라이너(L)를 제조한다. 이때, 라이너(L)는 상술한 라이너 제조 장치(도 3의 10 참조)를 이용하여 제조한다. 현장에 알맞은 라이너(L)를 공급하기 위해서는 현장에서 직접 라이너(L)를 제조하는 것이 바람직하다. 라이너 제조 장치(10)는 차량과 같은 이동 수단에 탑재되어 사용될 수 있으며, 현장에 고정식으로 설치한 후 사용될 수 있다.

라이너(L)는 수지의 가사 시간을 고려하여 배관(20)에 삽입하기 직전에 제조하여 즉시 삽입될 수 있다.

이어서, 도 13을 참조하면, 라이너(L)를 배관(20) 내부에 삽입한다. 라이너(L)는 작업 로봇(50)에 의해 배관(20) 내부로 삽입될 수 있다. 이때, 현장에서 미리 제조한 라이너(L)를 작업 로봇(50)에 연결하여 배관(20)에 삽입할 수 있으나, 현장에 라이너 제조 장비(10)가 설치되어 있어 라이너(L)의 제조와 동시에 배관(20) 내부로 삽입할 수 있다. 즉, 라이너(L)의 제조 장치에서 라이너(L)를 제조하여 별도의 회수부(도 3의 700 참조)에 의해 권취하지 않고, 직접 작업 로봇(50)에 연결하여 배관(20) 내부에 삽입될 수 있다. 이와 같은 방법으로 작업 시간을 단축할 수 있다.

이어서, 도 14를 참조하면, 배관(20) 내부에 삽입된 라이너(L)의 양단부를 밀봉하고, 공기 주입관(70)을 삽입하여 라이너(L)를 팽창시킨다. 이때, 라이너(L)의 내부에 주입된 공기는 라이너(L)를 팽창시켜 라이너(L)를 배관(20) 내부에 밀착시키며, 라이너(L)를 배관(20)과 같은 형상으로 유지시킨다. 본 발명에 따른 공정 에서는 저온 경화성 수지를 사용하기 때문에 상온의 공기를 라이너(L) 내부에 주입시키며, 필요에 따라서 수지의 경화 시간을 조절하기 위해 고온 또는 저온의 공기를 주입시킬 수 있다.

한편, 라이너(L)의 양단부는 묶음 방식으로 밀봉할 수 있으며, 라이너(L) 내부의 공기압을 고려하여 별도의 밀봉 수단을 이용하지 않고, 라이너(L)의 끝단에 형성된 밀봉면(도 9a 및 도 9b의 S 참조)에 의해 밀봉될 수 있다.

이어서, 도 15를 참조하면, 라이너(L)에 포함된 수지를 경화시키기 위하여 팽창된 라이너(L)를 일정 시간동안 유지시킨다. 저온 경화성 수지는 0~10℃의 조건에서 경화가 이루어질 수 있기 때문에 별도의 가열장치를 필요로 하지 않는다. 수지의 경화 시간은 라이너(L)의 두께 및 직경에 따라 달라질 수 있으며, 수지에 함유된 물질의 구성비에 따라서 달라질 수 있다. 따라서, 라이너(L)는 약 1 ~ 8 시간 동안 팽창된 채로 유지된다.

이어서, 도 16을 참조하면, 경화된 라이너(L)의 양 단부를 절단하여, 내부가 관통된 관로를 형성한다.

마지막으로, 도 17을 참조하면, 분지관(30)과 연결된 부위의 라이너(L)를 천공하여 배관(20)과 분지관(30) 사이를 연통시킨다. 즉, 라이너(L)는 배관(20)의 시작부와 말단부까지 일체로 관통되어 있으므로 배관(20)의 중간에서 분지된 분지관(30)과의 연결을 위하여 배관(20)의 내측을 천공하여 연통시킨다. 이와 같은 천공 작업은 절삭 공구(55)가 부착된 작업 로봇(50)을 이용하여 작업할 수 있다. 이와 같은 작업이 완료되고 상류관(21)에 설치된 차수 장치(60)를 제거하면 배관(20) 의 보수는 마무리된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법에 의해 시공된 배관의 사시도이다.

도 2는 도 1의 배관을 II-II' 선으로 절단한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법에 사용되는 배관 보수용 라이너 제조 장치의 개략도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법에 사용되는 배관 보수용 라이너 제조 장치의 사시도이다.

도 5은 도 4의 배관 보수용 라이너 제조 장치를 V-V' 선으로 절단한 단면도이다.

도 6은 도 4의 배관 보수용 라이너 제조 장치에 포함되는 함침부의 사시도이다.

도 7은 도 4의 배관 보수용 라이너 제조 장치에 포함되는 압착부를 도시한 부분 사시도이다.

도 8은 도 4의 배관 보수용 라이너 제조 장치를 VIII-VIII' 선으로 절단한 단면도이다.

도 9a 및 도 9b는 도 4의 배관 보수용 라이너 제조 장치에 포함되는 제1 가열바 및 제2 가열바의 작동 과정을 도시한 단면도이다.

도 10 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법에 따른 작업을 개략적으로 도시한 도면들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 배관 보수용 라이너 제조 장치 20: 배관

25: 파손부 30: 분지관

40a, 40b: 맨홀 50: 작업 로봇

52: 고압 분사기 55: 절삭 공구

60: 차수 장치 100: 부직포 공급부

110: 부직포 공급 롤러 200: 함침부

210: 함침 용기 220: 가이드 롤러

230: 조절 롤러 240: 함침 롤러

250: 수지 주입구 300: 이송부

310: 이송 롤러 400: 커버 공급부

410: 제1 비닐 공급 롤러 420: 제2 비닐 공급 롤러

500: 압착부 510: 제1 압착 롤러

520: 제2 압착 롤러 600: 밀봉부

610: 제1 밀봉 롤러 620: 제2 밀봉 롤러

630: 제1 가열바 640: 제2 가열바

700: 회수부 710: 회수 롤러

810: 프레임

Claims (9)

1. 배관 보수 작업 현장에서 이용되는 상, 하수도 비굴착 전체 보수 공법에 있어서,

   배관의 내부를 조사하는 단계;

   상기 배관의 내부에 존재하는 이물질을 제거하는 세정 단계;

   부직포에 저온 경화성 수지를 함침하여 상기 배관의 내경에 적합한 크기로 라이너를 상기 작업 현장에서 직접 제조하는 단계;

   상기 라이너를 상기 배관에 삽입하는 단계;

   상기 배관에 삽입된 상기 라이너에 공기를 주입하여 팽창시키는 단계; 및

   상기 팽창된 라이너를 경화시키는 단계를 포함하되,

   상기 경화시키는 단계는 0~10℃인 조건에서 이루어지고,

   상기 라이너를 제조하는 단계는,

   부직포를 공급하는 부직포 공급 롤러,

   저온 경화성 수지를 수납하여 상기 부직포에 상기 수지를 함침시키는 함침 용기,

   상기 함침 용기의 일측에 위치하여 상기 수지를 상기 함침 용기 내로 주입하는 수지 주입구,

   상기 함침 용기 내부에 상기 부직포를 상기 수지에 통과시키는 함침 롤러,

   상기 부직포를 이송하는 이송 롤러,

   상기 수지가 함침된 상기 부직포의 상면 및 하면에 비닐을 공급하는 비닐 공급 롤러,

   상면 및 하면에 상기 비닐이 부착된 상기 부직포를 압착하는 압착 롤러,

   상기 비닐의 가장자리를 밀봉하는 밀봉부, 및

   상기 공급 롤러, 상기 함침 용기, 상기 수지 주입구, 상기 함침 롤러, 상기 이송 롤러, 상기 비닐 공급 롤러, 상기 압착 롤러 및 상기 밀봉부를 실장하는 프레임을 포함하는 배관 보수용 라이너 제조 장치를 이용하여 상기 라이너를 제조하는 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 저온 경화성 수지는 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate)를 포함하는 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 라이너를 제조하는 단계 및 상기 라이너를 상기 배관에 삽입하는 단계는 연속적으로 행해지는 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 밀봉부는 이송되는 상기 부직포의 측부에 배치되어 상기 비닐을 열융착하는 밀봉 롤러인 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 밀봉부는 상기 이송 롤러와 평행하게 배치되며 상기 비닐의 하부에 배치되는 제1 가열바 및 상기 제1 가열바에 대향하여 상기 비닐의 상부에 배치되는 제2 가열바를 포함하는 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 배관 보수용 라이너 제조 장치는 이동 수단에 설치되는 상.하수도 비굴착 전체 보수 공법.

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