KR100984007B1 - 파형관 자동포설설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파형관 자동포설설비에 관한 것으로서, 운전자 탑승부 및 장치 탑재부로 이루어진 작업용 차량에 있어서, 상기 장치 탑재부에 화물 적재용 크레인이 설치되고, 상기 크레인을 이용해 롤 형태로 감겨진 파형관을 적재시키는 드럼부가 형성되며, 상기 드럼부로부터 파형관을 인출시켜 직선형태로 소성 변형시키기 위한 파형관 가공부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 파형관을 자동포설설비에 적재한 다음 작업현장까지 신속하게 이동하여 관 펴기 및 관 이송작업이 자동으로 이루어짐으로써, 포설작업에 필요한 인력 및 작업시간을 절감할 수 있어 효율적 운영이 이루어지는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 파형관을 작업자가 버너를 이용해 직접 가열하거나 지면에서 끌고 이동하는 등 파형관을 훼손할 염려가 없어 파형관의 품질을 안정적으로 유지할 수 있어 시공품질이 향상되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 파형관 훼손에 따른 부실시공 및 이로 인한 보수작업 및 피해를 예방하게 되는 효과가 있고, 작업인력 절감에 따른 공사비절감 및 전체 공사기간 단축으로 인한 경제적인 효과를 갖는다.

지중선로, 파형관, 자동포설

Description

파형관 자동포설설비{Auto Spreading Equipment of Wave Type Pipe}

본 발명은 파형관 자동포설설비에 관한 것으로서 보다 상세하게는 작업차량에 탑재되어 이동작업이 가능하고, 기계설비에 의한 자동화 작업이 가능하도록 된 파형관 자동포설설비에 관한 것이다.

일반적으로 도시의 전력공급을 위한 송-배전선은 지상으로 설치되는 가공선로와 지하로 매립되는 지중선로로 나누어진다.

가공선로의 경우는 전주 및 케이블이 외부로 드러나 있기 때문에 유지보수가 편리한데 반해, 도시미관을 해치게 될 뿐만 아니라, 낙뢰나 태풍, 폭설 등과 같은 자연재해에 취약한 문제가 있었다.

이에, 신도시 등과 같은 신규 개발단지에서는 도시환경의 미화, 중복 굴착으로 인한 교통체증 및 시민생활 불편을 근원적인 해결하기 위한 방안으로 지중선로가 설치되고 있는 실정이다.

이러한, 지중선로의 공사방식 중 선로의 증설과 철거, 보수와 점검이 비교적 용이하며 외상의 사고가 발생할 우려가 상대적으로 적은 관로식 시공방식이 사용되 고 있다.

관로식 시공방법은 합성수지 파형관(이하, 파형관이라 함.)을 땅에 매설시켜 송-배전선용 지중선로를 형성한다. 이때, 상기 파형관은 직경100~200mm 사이의 주름관 형태로 제작되는데, 이러한 파형관은 길이방향으로의 휨 변형이 자유로워 공사현장의 지형에 따른 포설 작업이 쉽고, 외압에 대한 구조적 강도가 뛰어난 이점을 갖는다.

상기한 파형관을 이용한 지중선로의 시공공정에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 터파기 작업이 완료된 시공구간을 따라 소정 거리마다 파형관을 임시 야적한다.

이때, 파형관의 길이는 다양하게 형성될 수 있고, 평상시 일정단위 길이의 롤 상태로 감겨져 운송 및 보관된다.

따라서, 상기 파형관이 임시 야적되는 야적장 간의 거리는 파형관의 길이에 맞춰지게 되는데, 이때 지중선로를 다층(1~6개)으로 형성하는 경우에는 다수의 파형관(1~6개)을 동시에 야적시키도록 한다.

상기와 같은 파형관의 임시 야적작업이 끝나게 되면, 롤 상태로 감겨진 파형관을 직선형태로 풀어서 지면으로부터 소정 깊이 굴착된 매립부에 시공하게 된다.

이때, 오랜 시간 동안 롤 상태로 감겨져 보관되던 파형관을 풀어서 펼치게 되면 파형관은 휨 변형에 의해 일직선 상태로 펼쳐지지 않고 감겨져 있던 방향으로 휘어지게 된다.

상기한 바와 같이 파형관이 휘어져 있는 상태에서는 시공이 불가능하기 때문 에 파형관을 펴주는 별도의 작업이 필요하게 된다.

파형관을 펴주는 작업은 통상, 3~5명의 작업인력이 동원되어 버너 등을 이용해 파형관을 가열시켜 수작업으로 펴주게 된다.

상기한 작업을 통해 파형관이 일직선 상태로 펼쳐지게 되면, 상기 파형관을 터파기 현장에 시공한 후, 흙을 덮어 매립하게 된다.

이때, 파형관과 파형관 사이는 별도의 클램프를 이용해 접속함으로써, 관로의 지속적인 연장이 가능하다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래기술의 파형관 시공방법은 전체 작업공정이 수작업으로 이루어지기 때문에 다음과 같은 문제들이 발생된다.

우선, 종래에는 화물차량에 적재된 파형관을 작업인력을 이용해 하차시키게 되는데, 파형관의 부피가 크고 중량이 무겁기 때문에 하차 작업에 여러 명의 작업인력을 필요로 할 뿐만 아니라, 하차 작업시 작업자의 부주의 또는 작업 미숙으로 인해 파형관의 중심이 무너져 전복되거나 이때 작업자가 부상을 입게 되는 문제가 있었다.

또한, 종래에는 원형으로 말려져 있는 상태의 합성수지 파형관을 포설작업 전에 지상에서 다수의 작업인력(통상 3~5人)을 동원해 일일이 펴주는 작업을 수행해야 하고, 이때, 파형관이 휨 변형된 경우에는 휨 부분을 작업자가 직접 버너를 이용해 가열작업 후 재차 펴주어야 하기 때문에 인력이 낭비될 뿐만 아니라, 작업시간이 지연되어 시공기간이 연장되는 문제가 있었다.

특히, 겨울철에는 파형관의 휨 변형 정도가 심해 가열작업 빈도 및 시간이 증가할 뿐 만 아니라, 버너 가열이 균일하지 못할 경우, 파형관의 특정부위가 뚫리거나 변형되는 문제가 있었다.

또한, 종래에는 파형관을 펴는 작업이 대부분 지상에서 이루어지고 있는 실정이고, 파형관을 작업자가 끌고 터파기 현장까지 이동해야 하기 때문에 작업시간이 지연되는 한편 과도한 작업인력이 소요되고, 지표면에 파형관이 긁히거나 파손되는 문제가 있었다.

종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명 파형관 자동포설설비의 목적은 파형관을 작업현장까지 신속하게 이동할 수 있고, 파형관을지상에 내리지 않은 상태에서 관 펴기 및 관 이송작업이 기계설비에 의해 자동으로 이루어질 수 있도록 하는 파형관 자동포설설비를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 포설작업 도중 파형관이 훼손되는 것이 방지되도록 하는 파형관 자동포설설비를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적 달성을 위한 파형관 자동포설설비는 운전자 탑승부 및 장치 탑재부로 이루어진 작업용 차량에 있어서, 상기 장치 탑재부에 화물 적재용 크레인 이 설치되고, 상기 크레인을 이용해 롤 형태로 감겨진 파형관을 적재시키는 드럼부가 형성되며, 상기 드럼부로부터 파형관을 인출시켜 직선형태로 소성 변형시키기 위한 파형관 가공부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 드럼부는 파형관의 롤 외경을 가이드하도록 된 드럼 외통; 상기 드럼 외통의 내부 동심원 상에 회전 가능한 상태로 설치되는 드럼 내통; 및 상기 드럼 외통과 드럼 내통 중 어느 일측의 내경 및 외경 둘레에 설치되어 파형관을 가열하도록 된 히터를 포함한다.

그리고, 상기 파형관 가공부는 드럼부로부터 파형관을 인출 이송시키는 파형관 이송장치; 상기 드럼부로부터 인출된 파형관을 직선구간으로 이루어진 관형상의 가열로에서 소성변형이 가능한 온도까지 가열시켜 파형관의 휨 변형이 풀리도록 하는 가열장치; 및 상기 가열장치를 통과한 파형관이 경사면을 따라 지상으로 이송되도록 안내하는 파형관 이송가이드를 포함한다.

그리고, 상기 파형관 이송장치는 파형관의 외경과 압착된 상태로 정/역 회전되는 회전체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 가열장치와 파형관 이송 가이드 사이에 고온 가열된 파형관이 열교환 과정을 거쳐 직선형태로 냉각되도록 하는 파형관 냉각부를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가열장치와 파형관 이송 가이드 사이에 파형관을 절단시키기 위한 파형관 절단장치가 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 크레인은 윈치 조작과 함께 드럼부 및 파형관 가공부의 조작을 위한 장치제어부를 형성할 수 있다.

본 발명의 효과는 다음과 같다.

첫째, 본 발명은 파형관을 자동포설설비에 적재한 다음 작업현장까지 신속하게 이동하여 관 펴기 및 관 이송작업이 자동으로 이루어짐으로써, 포설작업에 필요한 인력 및 작업시간을 절감할 수 있어 효율적 운영이 이루어지는 효과를 갖는다.

둘째, 본 발명은 파형관을 작업자가 버너를 이용해 직접 가열하거나 지면에서 끌고 이동하는 등 파형관을 훼손할 염려가 없어 파형관의 품질을 안정적으로 유지할 수 있어 시공품질이 향상되는 효과를 갖는다.

셋째, 본 발명은 파형관 훼손에 따른 부실시공 및 이로 인한 보수작업 및 피해를 예방하게 되는 효과가 있고, 작업인력 절감에 따른 공사비절감 및 전체 공사기간 단축으로 인한 경제적인 효과를 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 파형관 자동포설설비의 전체구조를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 파형관 자동포설설비의 전체구조를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 파형관 자동포설설비의 전체구조를 도시한 우측면도이다.

동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 파형관 자동포설설비는 운전자 탑승부(200) 및 장치 탑재부(100)로 이루어진 작업용 차량에 설치된다.

본 발명의 파형관 자동포설설비는 장치 탑재부(100)에 설치되는데, 파형관 자동포설설비의 구성은 크게 화물 적재용 크레인(110)과, 상기 크레인(110)을 이용해 롤 형태로 감겨진 파형관(300)을 적재시키는 드럼부(120)와, 상기 드럼부(120)로부터 파형관(300)을 일렬로 인출시켜 직선형태로 소성 변형시키는 파형관 가공부(130)로 이루어진다.

여기서, 상기 화물적재용 크레인(110)에 대해 설명하면 상기 크레인(110)은 360도 회전이 가능한 회전반(111)이 설치되고, 그 위에 다축 자유굴절 운동되는 굴절암(113)이 설치된다.

이때, 상기 굴절암(113)의 선단에는 길이가 자유롭게 신축되는 신축로드(115)가 설치되며, 상기 신축로드(115) 끝단에는 화물(파형관)을 수직방향으로 견인시키기 위한 윈치(117)가 설치된다.

또한, 상기 화물적재용 크레인(110) 인근에는 크레인 조작을 위한 장치 제어부(140)를 형성한다.

그리고, 상기 드럼부(120)의 구성에 대해 설명하면, 드럼부(120)는 파형관의 롤 외경을 가이드하도록 된 드럼 외통(121)과, 상기 드럼 외통(121)의 내부 동심원 상에 회전 가능한 상태로 설치되는 드럼 내통(123)으로 이루어진다.

상기 드럼 내통(123)은 파형관을 적재한 상태로 축회전 운동되는데, 원활한 회전운동을 위해 하부 회전축 둘레에 베어링(125)이 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 드럼 내통(123)은 자유 회전되는 구조가 가능한 동시에, 외부로부터 회전동력을 전달받아 회전이 이루어지도록 할 수도 있다.

여기서, 외부로부터 전달 받는 회전동력은 이후에 설명하게 될 파형관 이송장치(131)로부터의 회전동력일 수도 있고, 작업차량의 엔진동력을 전달 받을 수도 있다.

그리고, 상기 드럼 외통(121)과 드럼 내통(123) 중 어느 일측에 파형관(300)을 가열시키기 위한 히터(127)를 설치할 수 있는데, 상기 히터(127)를 설치하는 이유는 파형관(300)이 오랜 시간 동안 롤 형태로 감겨져 보관됨에 따라 휨 변형된 것에 열을 가하여 원래 상태로 복원시키고자 하는 것이다.

이때, 상기 히터(127)는 드럼 외통(121)과 내통(123)의 내경 및 외경 둘레에 설치되어 파형관(300)을 고르게 가열할 수 있도록 하는 구조가 바람직하다.

이를 위한 히터(127)의 형태는 뜨거운 공기를 드럼 외통(121) 및 내통(123) 사이 공간에 일시에 공급할 수 있도록 하는 열풍기 형태로 제작될 수 있다.

이와 같은 열풍기를 이용하게 되면, 파형관(300) 전체를 고르게 가열할 수 있어, 특정부위에 과도한 열이 집중되어 변형 되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 히터(127)의 가열 온도는 파형관(300)이 이송장치(131)의 이송력에 의해서 드럼부(120)로부터 풀려질 수 있는 정도면 충분하다.

다음, 상기 파형관 가공부(130)의 구성에 대해 설명한다. 상기 파형관 가공부(130)는 크게 드럼부(120)로부터 파형관(300)을 인출 이송시키는 파형관 이송장치(131)와, 상기 드럼부(120)로부터 인출된 파형관(300)을 직선구간으로 이루어진 관형상의 가열로(133a)에서 소성변형이 가능한 온도까지 가열시켜 파형관(300)의 휨 변형이 풀리도록 하는 가열장치(133)와, 상기 가열장치(133)를 통과한 파형관(300)이 경사면을 따라 지상으로 이송되도록 안내하는 파형관 이송가이드(139)로 구성된다.

이때, 상기 파형관 이송장치(131)는 파형관의 외경과 압착된 상태로 정/역 회전되는 회전체, 예를 들면 구동롤러 및 캐터필러가 이용될 수 있다.

*상기한 구동롤러 및 캐터필러는 한 쌍이 대향 설치되는 구조로 이루어질 수 있는데, 대향 설치된 한 쌍의 구동롤러 및 캐터필러는 상호 대칭 구동되고, 정/역 회전이 가능하게 된다.

이와 같은 파형관 이송장치(131)는 별도 설치되는 구동모터로부터 회전동력을 얻거나, 작업차량의 엔진동력으로부터 회전동력을 얻을 수 있다.

여기서, 상기 파형관 이송장치(131)는 이송속도조절이 가능한 감속기를 더 설치할 수 있다.

이때, 상기 파형관(300)의 외면과 접지되는 구동롤러 및 캐터필러의 표면을 고무재질로 형성할 수 있는데, 파형관(300)이 훼손되는 것을 방지할 수 있고, 이송력을 전달하는데 필요한 마찰계수 및 접지력을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 가열장치(133)는 상기 드럼부(120)로부터 인출된 파형관(300)을 안내하기 위한 관형상의 가열로(133a)를 형성하는데, 상기 가열로(133a)는 직선구간으로 이루어져 파형관(300)의 외경둘레를 소성변형이 가능한 온도까지 가열시켜 파형관(300)의 휨 변형된 부위를 복원시킬 수 있도록 한다.

이때, 상기 가열로(133a)의 열원으로는 전기 발열체 및 고온스팀, 열풍, 보일러관 등이 설치될 수 있다.

상기한 바와 같은 가열장치(133)를 통과하는 과정에서 충분히 가열된 파형관(300)은 휨 변형 부위가 원래의 직선 상태로 펴지게 된다.

이때, 상기 가열장치(133)를 통과한 파형관(300)은 소성변형이 가능한 상태까지 가열된 상태로서, 외부에서 압력이 가해질 경우 쉽게 변형될 수 있다.

따라서, 가열된 상태의 파형관(300)을 곧바로 작업현장으로 하차시키는 것보다는 장치 탑재부(100)에서 일직선 상태로 미리 냉각시킨 후에 하차시키는 것이 바람직하다.

이를 위해 가열장치(133) 후단에 파형관(300)을 냉각시키기 위한 파형관 냉각부(135)를 형성할 수 있다.

이때의 파형관 냉각부(135)는 파형관(300)의 표면을 냉각수 및 냉매, 공기와 같은 열 교환 매체를 이용해 냉각시키기 위한 최소의 공간을 확보하고, 상기 확보된 최소 공간에는 파형관(300)의 외경 둘레를 감싸 변형이 방지되도록 하는 터널을 형성할 수 있다.

상기 파형관 가공부(130)를 거쳐 열 가공된 파형관(300)은 지상의 터파기 현장으로 투입하게 되는데, 하차와 동시에 포설 작업이 진행된다.

이때, 다른 실시 예로서, 포설작업이 진행되는 속도에 맞춰 작업차량을 이동시키게 되면, 파형관(300)이 지상에 닿는 시간과 면적을 최소화 할 수 있고, 작업시간을 단축할 수 있게 된다.

이때, 상기 작업차량의 장치 탑재부(100)와 터파기 현장 사이의 높이 차(지상고)가 크기 때문에 파형관(300)의 하차 과정에서 파형관(300)이 꺽이거나 하차작업이 부드럽지 못한 문제가 발생될 수도 있다.

이와 같은 문제는 장치 탑재부(100)와 터파기 현장 사이에 완만한 경사면을 갖는 파형관 이송가이드(139)를 설치함으로써, 해결될 수 있다.

이를 위한 파형관 이송가이드(139)는 일단이 장치 탑재부(100)에 힌지 결합되도록 할 수 있는데, 이와 같이 힌지 결합된 파형관 이송가이드(139)는 파형관(300)이 하차되는 방향을 자유로이 전환시킬 수 있는 이점을 갖게 된다.

그리고, 상기 가열장치(133)와 파형관 이송 가이드(139) 사이에는 파형 관(300)을 절단시키기 위한 파형관 절단장치(139)가 더 설치될 수 있는데, 상기 파형관 절단장치(139)는 파형관(300)을 포설 작업구간의 길이에 맞춰 절단하고자 할 때 사용한다.

이러한, 파형관 절단장치(139)로는 원형톱이 이용될 수 있고, 이러한 원형톱은 별도의 슬라이드 장치에 탑재된 상태로 파형관(300)의 일측에 대기하고 있다가 파형관(300)을 절단시킬 필요가 있을 때에만, 파형관(300)을 가로질러 이동되면서 파형관(300)이 절단되도록 할 수 있다.

또한, 상기 파형관 절단장치(139)가 사용되지 않을 때는 파형관(300)과 파형관(300)을 이음관 작업시킬 수도 있다.

이때, 상기 파형관 절단장치(139)는 작업자가 직접 조작할 수도 있지만, 장치제어부(140)에서 운전자가 원격 조작할 수도 있다.

물론, 상기 장치 제어부(140)는 파형관 절단장치(139) 뿐만 아니라, 크레인(110), 드럼부(120), 파형관 이송장치(131), 가열장치(133)를 동시에 원격 조작시킬 수도 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 파형관 자동포설설비를 이용해 지중선로를 가설하게 될 경우, 날씨나 지상 조건 등에 관계없이 신속하고 안전하게 포설작업을 진행할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 파형관 자동포설설비의 전체구조를 도시한 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 파형관 자동포설설비의 전체구조를 도시한 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 파형관 자동포설설비의 전체구조를 도시한 우측면도.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 장치 탑재부 110: 크레인

111: 회전반 113: 굴절암

115: 신축로드 117: 윈치

120: 드럼부 121: 드럼 외통

123: 드럼 내통 125: 베어링

127: 히터 130: 파형관 가공부

131: 파형관 이송장치 133: 가열장치

133a: 가열로 135: 파형관 냉각부

137: 파형관 절단장치 139: 파형관 이송가이드

140: 장치 제어부 200: 운전자 탑승부

300: 파형관

Claims (7)

1. 운전자 탑승부(200) 및 장치 탑재부(100)로 이루어진 작업용 차량에 있어서,

   상기 장치 탑재부(100)에는 화물 적재용 크레인(110)이 설치되고, 상기 크레인(110)을 이용해 롤 형태로 감겨진 파형관(300)을 적재시키는 드럼부(120)가 형성되며, 상기 드럼부(120)로부터 파형관(300)을 인출시켜 직선형태로 소성 변형시키기 위한 파형관 가공부(130)를 형성하는 것을 특징으로 하는 파형관 자동포설설비.
2. 제1항에 있어서,

   상기 드럼부(120)는

   파형관의 롤 외경을 가이드하도록 된 드럼 외통(121);

   상기 드럼 외통(121)의 내부 동심원 상에 회전 가능한 상태로 설치되는 드럼 내통(123); 및

   상기 드럼 외통(121)과 드럼 내통(123) 중 어느 일측의 내경 및 외경 둘레에 설치되어 파형관을 가열하도록 된 히터(127);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형관 자동포설설비.
3. 제1항에 있어서,

   상기 파형관 가공부(130)는

   드럼부(120)로부터 파형관(300)을 인출 이송시키는 파형관 이송장치(131);

   상기 드럼부(120)로부터 인출된 파형관(300)을 직선구간으로 이루어진 관형상의 가열로(133a)에서 소성변형이 가능한 온도까지 가열시켜 파형관(300)의 휨 변형이 풀리도록 하는 가열장치(133); 및

   상기 가열장치(133)를 통과한 파형관(300)이 경사면을 따라 지상으로 이송되도록 안내하는 파형관 이송가이드(139);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형관 자동포설설비.
4. 제3항에 있어서,

   상기 파형관 이송장치(131)는 파형관의 외경과 압착된 상태로 정/역 회전되는 회전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파형관 자동포설설비.
5. 제3항에 있어서,

   상기 가열장치(133)와 파형관 이송 가이드(139) 사이에 고온 가열된 파형관(300)이 열교환 과정을 거쳐 직선형태로 냉각되도록 하는 파형관 냉각부(135)를 형성하는 것을 특징으로 하는 파형관 자동포설설비.
6. 제3항에 있어서,

   상기 가열장치(133)와 파형관 이송 가이드(139) 사이에 파형관(300)을 절단시키기 위한 파형관 절단장치(139)가 설치되는 것을 특징으로 하는 파형관 자동포설설비.
7. 제1항에 있어서,

   상기 크레인(110)은 윈치 조작과 함께 드럼부(120) 및 파형관 가공부(130)의 조작을 위한 장치제어부(140)를 형성하는 것을 특징으로 하는 파형관 자동포설설비.

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