KR101007862B1 - 매설관로 관리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매설관로 관리 방법에 관한 것으로서, 매설관로를 밀폐시키는 밀폐부와, 매설관로와 연통되는 맨홀을 커버하는 커버부와, 커버부를 통해 매설관로에 공압을 공급하는 공압조절부 및 매설관로 내에서 이동되며 손상지점을 수리하는 수리부를 포함한다.
본 발명에 따른 매설관로 관리 방법은 공압조절부를 통한 매설관로의 공압 측정을 통해 굴착작업 없이 매설관로에 대한 누설여부를 판단하고, 매설관로의 누설 확인시 수리부를 통해 신속한 수리가 가능하다.

Description

매설관로 관리 방법{METHOD FOR MANAGING UNDERGROUND TUBE}
본 발명은 매설관로 관리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 매설관로의 파손 유무를 정확하게 진단하며, 매설관로 파손시 이를 신속히 보수하도록 하는 매설관로 관리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 지하에는 상하수도관과 같은 매설관로가 매립된다. 이러한 매설관로가 파손되어 누설이 발생되는 경우에는 그 내부에 수송되는 내용물이 매설관로의 외부로 유출되어 주변 환경을 오염시키거나 내용물의 망실로 인하여 경제적 손실을 가져온다.
따라서, 매설관로의 누설에 따른 문제점을 예방하기 위해서는 매설작업이 완료된 후 정기적인 관리가 중요하다.
매설관로의 누설여부와 보수를 위해서는 파손된 관로가 매설된 땅을 굴착하여 육안으로 확인하고, 손상지점을 보수하거나 파손된 관을 새로운 관을 교체한다.
한편, 최근에는 매설관로의 내부로 카메라 및 로봇팔 등이 장착된 보수장치가 투입되어 손상지점을 영상 촬영한 다음, 수지가 함침된 부직포 또는 유리섬유를 냉동시켜 파손된 매설관로에 삽입시키고 가열하여 수지를 응고한다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
종래에는 매설관로를 통해 이동되는 오폐수가 수지접착제 및 부직포와 접촉되면서 화학작용을 일으키므로, 보수효과가 시간경과에 따라 감소되는 문제점이 있다.
그리고, 보수과정에서 부직포와 접착제의 두께로 인해 매설관로의 내경이 줄어들어 이를 통해 이동되는 내용물의 이동율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 매설관로의 파손 유무를 신속히 진단하여 보수하는 매설관로 관리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 매설관로를 밀폐시키는 밀폐부; 상기 매설관로와 연통되는 맨홀을 커버하는 커버부; 상기 커버부를 통해 상기 매설관로에 공압을 공급하는 공압조절부; 및 상기 매설관로 내에서 이동되며 손상지점을 수리하는 수리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 매설관로 관리 장치를 제공한다.
상기 밀폐부에는 오링이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 공압조절부는 공기를 압축하는 압축기; 상기 압축기와 연결되고, 상기 공기가 저장되는 저장탱크; 상기 저장탱크와 연결되고, 상기 커버부를 관통하여 상기 저장탱크에 저장된 상기 공기를 안내하는 공급관; 상기 저장탱크에 구비되고, 상기 저장탱크에 저장되는 상기 공기의 압력을 측정하는 탱크센서; 상기 커버부에 장착되고, 상기 매설관로의 압력을 측정하는 관로센서; 및 상기 탱크센서와 상기 관로센서의 신호를 수신하여 상기 압축기의 구동과 상기 공급관의 개폐량을 조절하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수리부는 상기 매설관로 내부에서 이동되어 보수작업을 하는 보수로봇; 상기 보수로봇과 연결되어 신호를 전달하고, 전원과 보수재를 공급하는 공급케이블; 및 상기 공급케이블과 연결되며, 상기 보수로봇을 제어하는 조작부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보수로봇은 상기 매설관로를 이동하는 이동부; 상기 이동부와 결합되고, 각도가 변경되는 작동부; 및 상기 작동부와 결합되고, 길이가 가변되어 상기 매설관로의 손상지점에 근접되며, 상기 보수재를 상기 손상지점에 분사하는 분사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분사부는 상기 작동부와 결합되는 분사몸체; 상기 분사몸체와 결합되고, 길이가 가변되는 가변체; 상기 가변체와 결합되고, 상기 공급케이블과 연결되어 상기 보수재를 분사하는 분사기; 및 상기 분사기에 구비되고, 상기 매설관로와 대응되는 형상을 갖는 밀착판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분사몸체에는 카메라가 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 보수재는 경량골재와 경화수지인 것을 특징으로 한다.
상기 경량골재는 폐기되는 석탄재인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (a) 매설관로를 밀폐하는 단계; (b) 공압조절부가 상기 매설관로에 공압을 공급하는 단계; (c) 상기 매설관로에 형성되는 와류가 진정되도록 대기하는 단계; (d) 상기 매설관로의 압력을 측정하는 단계; (e) 상기 매설관로의 최종 감압량과 기설정된 허용 감압량을 비교하여 상기 매설관로의 누설여부를 판단하는 단계; 및 (f) 상기 매설관로가 누설되면, 손상지점을 보수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매설관로 관리 방법을 제공한다.
상기 (b) 단계는 비례 및 미분제어로 공압조절부를 제어하여 상기 매설관로에 공급되는 압력이 설정압력에 도달되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 공압조절부가 미분제어에 의해 최초 공급압력이 설정압력보다 10% 오버플로우 되도록 구동되고, 상기 매설관로의 압력이 설정압력에 도달되면, 상기 공압조절부가 비례제어에 의해 공급압력이 설정압력을 유지하도록 구동되는 것을 특징으로 한다.
상기 (d) 단계에서의 검사시간 최소값은 아래의 수식에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112010033449312-pat00001
(여기서 ttest는 검사시간, Po는 검사압력, ΔPo는 허용감압량, Kp는 관거계수이다.)
상기 (f) 단계는 보수로봇을 상기 매설관로의 손상지점으로 이동시키는 단계; 상기 보수로봇에 구비되는 분사기를 통해 상기 매설관로의 손상지점에 보수재를 분사하는 단계; 및 상기 보수로봇에 구비되는 밀착판이 상기 매설관로의 내벽에 밀착되어 상기 보수재를 평탄화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 매설관로의 손상지점으로 이동된 상기 보수로봇이 상기 손상지점에 보조재를 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 매설관로 관리 방법은 매설관로의 파손 유무를 신속히 진단하여 보수하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 매설관로 관리 방법은 폐기되는 석탄재를 경량골재로 사용함으로써, 자원을 재활용하고 환경을 보호하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 매설관로 관리 방법은 비례 및 미분제어로 공압을 조절함으로써, 공급압력이 신속하고 정확하게 설정압력에 도달되도록 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 매설관로 관리 방법은 분사기에 구비되는 밀착판이 손상지점으로 분사된 보수재에 대한 평탄 작업을 실시함으로써, 보수재가 손상지점에 밀착되어 고착되고, 매설관로의 내벽이 매끈하게 되어 매설관로를 통해 이동되는 물질과의 마찰을 억제하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 장치에서 보수로봇을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 방법에서 손상지점을 보수하는 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 방법에서 비례 및 미분제어를 통해 압력이 조절된 그래프를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 매설관로 관리 방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 장치에서 보수로봇을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 방법에서 손상지점을 보수하는 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 방법에서 비례 및 미분제어를 통해 압력이 조절된 그래프를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 장치(1)에는 밀폐부(10), 커버부(20), 공압조절부(30) 및 수리부(40)가 구비된다.
밀폐부(10)는 매설관로(50)를 밀폐시킨다. 매설관로(50)는 지하에 매설되어 각종 오폐수나 수돗물이 이동되는 통로를 형성하며, 밀폐부(10)는 한 쌍으로 이루어져 관리가 필요한 매설관로(50)를 폐쇄한다.
이러한 밀폐부(10)에는 오링(11)이 구비된다. 이러한 오링(11)은 탄성재질을 포함하여 이루어지고, 매설관로(50)의 내벽과 밀착됨으로써, 매설관로(50)의 밀폐력을 향상시킨다.
커버부(20)는 매설관로(50)와 연통되는 맨홀(60)을 커버한다. 맨홀(60)은 밀폐된 매설관로(50)와 연통되고 지상과 연결되며, 커버부(20)는 맨홀(60)을 커버하여 매설관로(50)로 공기의 출입이 차단되도록 한다.
공압조절부(30)는 공기를 압축하여 압력을 조절한다. 이러한 공압조절부(30)는 커버부(20)를 통해 매설관로(50)에 공압을 공급한다.
공압조절부(30)는 매설관로(50)의 내부압력을 지속적으로 측정하여 설정압력이 유지되도록 구동된다. 이때, 매설관로(50)에 손상지점이 있으면 손상지점으로 인해 압력이 줄어들게 된다.
수리부(40)는 매설관로(50) 내에서 이동되며 손상지점을 파악하여 이를 수리한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공압조절부(30)에는 압축기(31), 저장탱크(32), 공급관(33), 탱크센서(34), 관로센서(35) 및 제어기(36)가 구비된다.
압축기(31)는 지상에 설치되고, 전원이 인가됨에 따라 공기를 압축한다. 이러한 압축기(31)로는 공기를 고압으로 압축 가능한 컴프레서(compressor)나 링브로워(ring blower)를 사용할 수 있다. 링브로워는 컴프레서에 비해 압축성능은 떨어지지만, 설정압력이 10 내지 20kPa이 되는 경우 공급되는 공기의 양을 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
저장탱크(32)는 압축기(31)와 연결되고, 지상에 설치된다. 이러한 저장탱크(32)는 압축기(31)를 통해 공급되는 압축공기를 일시 저장한다.
공급관(33)은 저장탱크(32)와 연결되고, 커버부(20)를 관통하여 매설관로(50)에 공기를 공급한다. 이러한 공급관(33)에는 양단 사이의 미세한 압력차에 따라 자동적으로 개폐되면서 공기의 흐름을 단속하는 동시에 역류를 방지하는 체크밸브가 구비된다.
탱크센서(34)는 저장탱크(32)에 장착되고, 저장탱크(32)에 저장된 공기의 압력을 측정한다.
관로센서(35)는 커버부(20)에 장착되고, 밀폐된 매설관로(50)의 공기 압력을 측정한다.
제어기(36)는 탱크센서(34)와 관로센서(35)의 공압 측정 신호를 수신하고, 압축기(31)를 구동시키며, 공급관(33)의 개폐량을 조절한다.
제어기(36)에는 탱크센서(34)와 관로센서(35)로부터 발생된 신호를 증폭시키는 증폭기, 증폭된 신호를 디지털화하는 컨버터, 압축기(31)를 구동시켜 매설관로(50)의 공급량을 조절하고 매설관로(50)의 누설여부를 판단하는 제어부가 구비된다.
또한, 제어기(36)에는 압축기(31)를 제어하는 기준이 되는 공기압과 작동시간에 대한 설정값을 입력하는 입력부, 매설관로(50)의 압력변화 및 관리결과를 화면에 표시하는 표시부 및 표시부에 나타난 데이터를 특정양식에 맞추어 인쇄하는 출력부가 구비된다.
제어기(36)에 구비되는 각 구성요소들은 제어부의 제어에 따라 작동된다. 이러한 제어기(36)는 고가의 전자장비들에 대한 분실 및 손상 방지를 위해 차량에 탑재된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수리부(40)에는 보수로봇(41), 공급케이블(42) 및 조작부(43)가 구비된다.
보수로봇(41)은 매설관로(50) 내부에서 이동되어 손상지점에 대한 보수작업을 실시한다.
공급케이블(42)은 보수로봇(41)과 연결되어 신호를 전달하고, 전원과 보수재를 공급한다. 이러한 공급케이블(42)에는 신호를 전송하는 전송케이블과, 전원을 공급하는 전원케이블과, 보수재를 공급하는 공급케이블로 구분될 수 있다. 공급케이블(42)은 밀폐부(10)를 관통한다.
조작부(43)는 공급케이블(42)과 연결되며 보수로봇(41)을 제어한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보수로봇(41)에는 이동부(410), 작동부(420) 및 분사부(430)가 구비된다.
이동부(410)는 매설관로(410)를 이동한다. 이러한 이동부(410)에는 무한궤도방식의 바퀴가 모터에 의해 회전됨에 따라 전진 및 후진된다. 이러한 이동부(410)의 모터는 전원케이블에 의해 전원을 공급받을 수 있으며, 자체 장착된 배터리를 통해 전원을 공급받아도 무방하다.
작동부(420)는 이동부(410)와 결합되고, 모터에 의해 자체 회전된다. 이러한 작동부(420)와 결합되는 분사부(430)는 작동부(420)에 의해 회전된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동부(410)와 작동부(420)는 본 출원인의 등록특허(10-0454009)와 유사하므로, 이에 대한 구체적 구성에 대한 설명은 생략한다.
분사부(430)는 작동부(420)와 결합되고 길이가 가변된다. 이러한 분사부는 손상지점에 보수재를 분사한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분사부(430)에는 분사몸체(431), 가변체(432), 분사기(433) 및 밀착판(434)이 구비된다.
분사몸체(431)는 작동부(430)와 결합되고, 작동부(430)의 구동에 따라 일정각도 회전된다.
가변체(432)는 분사몸체(431)와 결합되고 길이가 가변된다. 이러한 가변체(432)로는 유압이나 공압에 의해 길이가 가변되는 실린더를 사용한다. 그 외 가변체(432)로는 모터와 맞물려 이동되는 기어가 되어도 무방하다.
분사기(433)는 가변체(432)와 결합되고, 공급케이블(42)과 연결되어 보수재를 분사한다. 이를 위해 분사기(433)에는 노즐과 펌프가 구비된다. 한편, 분사기(433)에는 공급케이블(42)이 연결되지 않고 보수재가 저장되는 저장통이 구비되어도 무방하다.
밀착판(434)은 분사기(433)에 구비된다. 이러한 밀착판(434)은 분사기(433)의 단부에 부착되고 매설관로(50)의 내벽과 대응되는 형상을 한다. 밀착판(434)은 미장칼과 같이 손상지점에 접촉되어 보수재가 매설관로(50)의 내벽과 일체화 되도록 평탄화시킨다.
분사몸체(431)에는 카메라(435)가 부착된다. 이러한 카메라(435)는 공급케이블(42)과 연결되어 조작부(43)에 영상신호를 전송한다. 카메라(435)는 무선으로 조작부(43)에 영상신호를 전송하여도 무방하다.
조작부(43)는 지상에 위치되고 유선 또는 무선으로 보수로봇(41)을 제어하기 위한 각종 송수신장치와, 매설관로(50) 내부 영상을 확인하기 위한 디스플레이 장치 등을 포함한다. 이러한 조작부(43)는 고가의 전자장비들에 대한 분실 및 손상 방지를 위해 차량에 탑재된다.
분사기(433)를 통해 분사되는 보수재는 경량골재와 경화수지를 포함하여 이루어진다. 경량골재와 경화수지는 혼합된 상태에서 분사되거나 순차적으로 분사될 수 있다.
경량골재로는 석탄재를 사용한다. 이러한 석탄재는 화력발전소 등에서 사용된 후 폐기되는 것으로서, 가볍고 높은 강도를 유지한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관로 관리 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 작업자는 밀폐부(10)를 이용하여 관리 대상물인 매설관로(50)를 밀폐시킨다(S10). 이때, 밀폐부(10)의 외주면에는 탄성재질의 오링(11)이 구비되어 매설관로(50)에 밀착된다.
한 쌍의 밀폐부(10) 사이에 위치되는 매설관로(50)는 밀폐되고, 이러한 매설관로(50)와 연통되는 맨홀(60)은 커버부(20)에 의해 밀폐된다.
작업자는 관리 대상물인 매설관로(50)의 밀폐가 완료되면, 공압조절부(30)를 작동시켜 매설관로(50)에 압축공기를 공급한다(S20).
즉, 압축기(31)의 모터가 회전되어 압축공기가 발생되고, 이러한 압축공기가 저장탱크(32)에 일시 저장된 후, 공급관(33)을 통해 매설관로(50)로 투입된다.
저장탱크(32)에는 탱크센서(34)가 구비되어 저장탱크(32)에 저장되는 압축공기의 압력을 측정하고, 커버부(20)에는 관로센서(35)가 구비되어 매설관로(50)의 압력을 측정한다.
그리고, 제어기(36)는 탱크센서(34)와 관로센서(35)의 신호를 수신하여 매설관로(50)가 설정압력이 되도록 압축기(31)를 제어한다.
압축공기가 매설관로(50)로 투입되는 과정에서 압축기(31)의 회전속도와 밀폐된 매설관로(50)의 크기에 비례하여 와류가 발생한다.
따라서, 작업자는 매설관로(50)에 형성되는 와류가 진정되도록 일정시간 대기한다(S30). 이때, 와류가 진정되는 동안 공기압이 유지될 수 있도록 공급관(33)을 통한 공기 공급은 지속적으로 이루어진다.
통상 매설관로(50)의 길이가 5m 이하인 경우 대략 0.1분 내지 0.3분 가량의 대기시간이 필요하고, 매설관로(50)의 길이가 20m 이상인 경우 대략 2분 내지 6분 가량의 대기시간이 필요하다.
대기시간이 종료되면, 공압조절부(30)는 매설관로(50) 내부로의 공기 공급이 중단된다.
제어기(36)는 와류가 진정되면 매설관로(50)의 압력을 측정한다(S40). 관로센서(35)는 커버부(20)를 관통하여 매설관로(50) 내부의 압력을 측정하고, 제어기(36)는 측정된 매설관로(50)의 압력을 인지한다.
제어기(36)는 인지된 매설관로(50)의 압력을 이용하여 매설관로(50)의 누설여부를 판단한다(S50).
즉, 작업자는 최종 감압량((초기 매설관로에 공급되는 압력)-(최종 매설관로의 압력))과 기설정된 허용 감압량을 비교한다.
상술한 비교를 통해 최종 감압량이 허용 감압량 보다 작거나 동일하면 누설되지 않은 것으로 판단하여 관리를 종료한다.
만일 상술한 비교를 통해 최종 감압량이 허용 감압량 보다 크면, 매설관로(50)가 누설된 것으로 판단하여 손상지점을 보수한다(S60).
한편, 공압조절부(30)는 비례 및 미분제어 방식에 의해 제어되어 매설관로(50)에 공급되는 압력이 설정압력에 도달되도록 한다.
비례 및 미분제어 방식은 오차 신호를 미분하여 제어신호를 만들어내는 미분제어를 비례제어에 병렬로 연결하여 사용하는 것이다. 이러한 비례 및 미분제어 방식은 미분 제어값을 크게 정하여 최초 1회 정도 오버플로우(over flow)되도록 제어되지만, 전체 제어값이 크고 목표값에 신속히 도달한다( 도 5 참조).
본 발명의 일 실시예로, 공압조절부(30)는 미분제어에 의해 최초 공급압력이 설정압력보다 10% 오버플로우 되도록 구동된다. 그리고, 매설관로(50)의 압력이 설정압력에 도달되면, 공압조절부(30)는 비례제어에 의해 공급압력이 설정압력을 유지하도록 구동된다.
보다 구체적으로, 탱크센서(34)와 관로센서(35)를 통해 저장탱크(32)와 매설관로(50)의 압력을 측정하면서 매설관로(50)에 공급되는 압력이 설정압력보다 10% 높은 상태가 1회 유지되도록 미분제어값을 선정한다.
그리고, 매설관로(50)의 압력이 설정압력에 도달되면 비례제어는 유지되고, 미분제어로 인한 공압 출력을 최소화한다.
이로 인해, 매설관로(50)의 길이에 따른 시간동안 설정된 압력이 유지된다.
한편, 매설관로(50)에 누설부위가 존재하여 공기압이 하강하면, 비례 및 미분제어값이 증가한다. 즉, 공기압 하강에 대응되도록 비례 및 미분제어값이 산출되어 제어부에 전송되고, 이로 인해 매설관로(50)에 보다 큰 압력이 공급되어 설정압력이 유지될 수 있도록 한다.
매설관로(50)의 압력을 측정하는 단계(S40)에서 검사시간 최소값은 다음과 같다.
[수학식 1]
Figure 112010033449312-pat00002
[수학식 1]에서 ttest는 검사시간, Po는 검사압력, ΔPo는 허용감압량, Kp는 관거계수이다.
관거계수는 매설관로(50)의 관종, 습윤 또는 건조상태 및 관경(d)에 따라 다르게 산출되는데, 매설관로(50)가 건조 콘크리트인 경우에는 Kp=16/d와 같이 산출되고, 매설관로(50)가 습윤 콘크리트이거나 기타 재질인 경우에는 Kp=12/d와 같이 산출된다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보수단계(S60)는 다음과 같다.
먼저, 보수로봇(41)을 매설관로(50)의 손상지점으로 이동시킨다(S61). 작업자는 보수로봇(41)을 통해 전송되는 영상정보를 통해 보수로봇(41)이 손상지점에 근접하도록 이동시킨다.
보수로봇(41)이 손상지점에 도달되면, 보수로봇(41)에 구비되는 분사기(433)를 통해 보수재가 분사된다(S62).
이때, 보수로봇(41)에 구비되는 가변체(432)의 길이가 가변되어 분사기(433)가 손상지점에 근접 위치되고, 분사된 보수재는 매설관로(50)의 압력차로 인해 손상지점에 집중된다.
보수재로는 경화수지와 경량골재로 이루어지며, 경량골재로는 화력발전소에서 사용되고 버려지는 석탄재를 사용하여 자원을 재활용한다.
보수재 분사가 완료되면, 보수로봇(41)에 구비되는 밀착판(434)이 매설관로(50)의 내벽에 밀착됨으로써, 손상지점에 분사되어 경화되는 보수재를 평탄화시킨다(S63).
밀착판(434)은 분사기(433)의 단부에 구비되고 매설관로(50)의 내벽과 대응되는 형상을 한다. 이때, 보수로봇(41)의 이동부(410)가 구동되어 밀착판(434)을 이동시키거나, 보수로봇(41)의 작동부(420)가 구동되어 밀착판(434)을 이동시켜 보수재를 평탄화시킨다.
밀착판(434)을 통한 보수재 평탄화 작업은 미장칼을 이용하여 시멘트를 벽면에 부착하는 작업과 유사하다.
한편, 매설관로(50)의 손상지점으로 이동된 보수로봇(41)이 보수재를 분사하기 전에 손상지점에 보조재를 고정시킨다(S64).
이를 위해 보수로봇(41)에는 로봇팔이 형성되어 보조재를 손상지점에 위치시키고 볼팅작업을 통해 보조재를 손상지점에 고정시킨다.
보조재를 고정하는 작업은 구멍이 생긴 박스에 나무판 또는 철판을 대고 못을 박아 고정시키는 작업과 유사하고, 보조재가 고정된 손상지점에 보수재가 분사되는 것은 나무판 또는 철판에 페인트 등을 덧칠하는 작업과 유사하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 밀폐부 20 : 커버부
30 : 공압조절부 31 : 압축기
32 : 저장탱크 33 : 공급관
34 : 탱크센서 35 : 관로센서
36 : 제어기 40 : 수리부
41 : 보수로봇 42 : 공급케이블
43 : 조작부 50 : 매설관로
410 : 이동부 420 : 작동부
430 : 분사부 431 : 분사몸체
432 : 가변체 433 : 분사기
434 : 밀착판 435 : 카메라

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  10. (a) 밀폐부가 관리대상물인 매설관로를 밀폐하는 단계;
    (b) 공압조절부의 압축기에서 발생된 압축공기가 저장탱크에 일시 저장된 후 공급관을 통해 상기 매설관로에 공압을 공급하는 단계;
    (c) 상기 매설관로에 형성되는 와류가 진정되도록 대기하는 단계;
    (d) 상기 매설관로의 압력을 측정하는 단계;
    (e) 상기 매설관로의 최종 감압량과 기설정된 허용 감압량을 비교하여 상기 매설관로의 누설여부를 판단하는 단계; 및
    (f) 상기 매설관로가 누설되면, 손상지점을 보수하는 단계를 포함하고,
    상기 (b) 단계는
    비례 및 미분제어로 공압조절부를 제어하여 상기 매설관로에 공급되는 압력이 설정압력에 도달되도록 하는 것을 특징으로 하는 매설관로 관리 방법.
    상기 (d) 단계에서의 검사시간 최소값은
    아래의 수식에 의해 결정되며,
    Figure 112010080309858-pat00003

    (여기서 ttest는 검사시간, Po는 검사압력, ΔPo는 허용감압량, Kp는 관거계수이다.)
    상기 (f) 단계는
    영상정보를 이용하여 보수로봇을 상기 매설관로의 손상지점으로 이동시키는 단계;
    상기 보수로봇에 구비되는 분사기를 통해 상기 매설관로의 손상지점에 보수재를 분사하는 단계; 및
    상기 분사기의 단부에 구비되고, 상기 매설관로의 내벽과 대응되는 형상을 하는 밀착판이 상기 매설관로의 내벽에 밀착되어 상기 보수재를 평탄화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매설관로 관리 방법.
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