KR101031309B1 - 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비는, 관 내부를 주행 가능하게 이루어진 차체와; 차체의 후방에 구비되고, 관의 내면에 접촉되면서 마찰력으로 관의 내면을 브러싱하여 이물질을 제거하는 파워 브러시 및 관 내면을 따라 회전하면서 쇼트 볼을 이용하여 관의 내면을 쇼트 블라스팅 처리하는 블라스팅 헤드로 이루어진 표면 처리장치와; 차체에서 상기 표면 처리장치의 앞쪽에 위치되고, 상기 블라스팅 헤드에 제공된 쇼트 볼을 공급함과 아울러 쇼트 볼을 회수하여 블라스팅 작동이 가능하도록 하는 블라스터와; 차체에 구비되고, 상기 블라스터와 파워 브러시에 연결되어 먼지 등의 이물질을 흡입하여 저장하는 집진장치를 포함하여 구성됨으로써, 관 내부의 표면 처리 작업을 신속하고 용이하게 수행할 수 있고, 이후 도장 품질 향상에도 기여할 수 있으며, 또한 집진 장치를 이용하여 파워 브러시와 블라스팅 헤드를 통해 제거된 폐기물을 수집하여 용이하게 처리할 수 있는 효과가 있다.

브러시, 블라스팅, 쇼트 볼, 집진, 헤드

Description

노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비{Shot blasting device for regenerating superannuated pipes}

본 발명은 상수도관을 비롯하여 하수도관, 가스관 등 유체가 통과하는 관 중 노후된 관을 갱생하기 위해, 도장 작업 전에 관 내면의 표면 처리를 위해 사용되는 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비에 관한 것이다.

일반적으로 상수도관, 하수도관, 송유관, 가스관 등 유체를 이송하는 관들은 주로 주철관, 강관, 합성수지관, 콘크리트관들이 이용된다.

이 중에서도 대형관은 주로 주철관이나 강관을 이용하게 되는데, 주철관이나 강관 등을 장시간 사용하게 되면, 내부를 통과하는 유체나 기타 이물질 등에 의해 노후화되면서 부식되거나 손상되는 문제가 발생된다.

특히, 주철관 또는 강관으로 이루어진 상수도관의 경우에는 보다 안전한 식수 공급을 위해 그 내부를 코팅하여 산화하는 것을 방지하고 있다.

하지만, 장시간 사용하게 되면 관로 내부의 코팅부가 부식되거나 벗겨지는 등의 문제가 발생된다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 관로 전체를 교체하는 방법도 있지만 관로를 그대로 둔 상태에서 개량하는 갱생 방법들이 적용되고 있다. 이에 따라 관로 갱생 공사를 보다 원활하면서 효율적으로 수행하기 위한 다양한 연구 개발이 진행되고 있는 실정이다.

그 일례로, 대한민국 '특허 제863263호'에는 '노후관로 갱생장치 및 방법'이 개시되어 있다.

위 특허발명은, 노후관로의 내면에서 직진이동하며, 외부로부터 유체공급을 위한 호스를 통과시키기 위한 중공홀을 갖는 복수의 분절관을 구비한 본체; 상기 본체의 각 분절관 외주면으로부터 관로면을 향하여 등각도로 연장되고, 관로면에 대한 눌림 압력에 대응하여 신축구동하는 제1 업소버(absorber)와 관로면에 접하는 제1 바퀴를 구비하는 제1 이동장치; 중앙부에 호스가 통과되도록 하기 위한 관통홀이 형성되며, 상기 본체의 각 분절관을 연결하되, 상기 본체의 각분절관이 곡관의 곡률에 대응하여 구부러지면서 방향전환이 가능하도록 하여 본체가 노후관로의 곡관부 통과시에 유연한 굽힘성을 제공하기 위한 방향전환 조인트; 상기 방향전환 조인트의 중심부에 연결된 회전장치; 상기 본체의 후단측 분절관 외주면으로부터 관로면을 향하여 등각도로 연장되게 설치되며, 관로면에 대한 눌림압력에 대응하여 신축구동하는 제2 업소버와 관로면에 접하는 제2 바퀴를 구비하여 관로 내면에 생성된 스케일에 의한 요철면을 타고 주행하는 제2 이동장치; 상기 회전장치의 중심축상에서 관로의 반경방향으로 연장되며, 단부가 관로면에 일정한 압력으로 접촉한 상태로 회전하면서 원주방향으로 미세한 절단선을 그어 스케일을 박리시키기 위한 스케일 제거장치; 상기 스케일 제거장치와 교체되어 회전장치의 중심축상에 반경방향으로 설치되며, 스케일 제거공정의 후속공정으로 스케일이 제거된 관로내면을 향해 타격박편을 분출하여 관로내면을 연마하기 위한 관로연마장치; 및 상기 관로연마장치와 교체되어 회전장치의 중심축상에 반경방향으로 설치되며, 연마공정의 후속공정으로 연마된 관로내면을 향해 도료를 분출하여 라이닝을 형성하기 위한 도장장치를 포함한 구성을 보여준다.

그러나, 상기와 같은 특허 발명은, 갱생 공정을 단순화하고, 갱생 작업 시간을 단축할 수 있는 효과가 있음에도 불구하고, 스케일 제거장치, 관로연마장치, 도장장치를 교체식으로 구성하기 때문에 연속 작업성이 효율성이 떨어지고, 대차 방식이 아닌 방사형 이동 장치의 구성으로 상당한 하중을 가진 부대 장비 등을 탑재할 경우에 적용하기 어렵게 되어, 보다 안정된 시스템 운영에는 한계가 발생되고 있다.

본 발명은 상기한 선행기술의 한계를 개선하기 위해 안출된 것으로서, 관 갱생 작업을 보다 신속하게 진행하여, 보다 효율적인 관로 갱생 작업이 가능하도록 하는 노후관 갱생 방법 및 이에 사용되는 노후관 갱생 장비를 제공하는 데 목적이 있다.

특히, 본 발명은, 파워 브러시와 블라스팅 헤드가 동시에 작동하면서 도막이 제거된 관 내부의 표면 처리 작업이 가능하도록 구성함으로써 관 표면 처리 작업을 신속하고 용이하게 수행할 수 있고, 이에 따라 도장 품질 향상에도 기여할 수 있도록 하는 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 파워 브러시와 블라스팅 헤드를 통해 제거된 폐기물을 수집하여 용이하게 처리할 수 있도록 하는 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비는, 관 내부를 주행 가능하게 이루어진 차체와; 상기 차체의 후방에 구비되고, 관의 내면에 접촉되면서 마찰력으로 관의 내면을 브러싱하여 이물질을 제거하는 파워 브러시 및 관 내면을 따라 회전하면서 쇼트 볼을 이용하여 관의 내면을 쇼트 블라스팅 처리하는 블라스팅 헤드로 이루어진 표면 처리장치와; 상기 차체에 서 상기 표면 처리장치의 앞쪽에 위치되고, 상기 블라스팅 헤드에 제공된 쇼트 볼을 공급함과 아울러 쇼트 볼을 회수하여 블라스팅 작동이 가능하도록 하는 블라스터와; 상기 차체에 구비되고, 상기 블라스터와 파워 브러시에 연결되어 먼지 등의 이물질을 흡입하여 저장하는 집진장치를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 표면 처리장치는, 상기 차체의 후방에 수직 방향으로 세워진 수직 지지대와, 상기 수직 지지대에 회전 가능하게 설치되는 회전 지지대와, 상기 회전 지지대에 설치되어 관 내면을 따라 이동하면서 브러시의 마찰력으로 관의 표면을 브러싱하는 파워 브러시와, 상기 회전 지지대에 설치되어 관 내면을 따라 이동하면서 쇼트 볼을 분사한 후에 다시 흡입하여 쇼트 블라스팅 작업이 가능하도록 하는 블라스팅 헤드를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 파워 브러시는, 관의 내면을 브러싱한 다음 쇼트 블라스팅 작업이 진행되도록 회전 방향으로 블라스팅 헤드보다 앞쪽에 위치되게 설치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 파워 브러시는, 상기 회전 지지대에 지지된 브러시 커버와, 상기 커버의 내부에 회전 가능하게 설치되는 브러시와, 상기 커버에 설치되어 상기 브러시를 회전시키는 브러시 구동모터와, 상기 브러시 커버 내에 구비되어 먼지 등의 이물질을 모아서 상기 집진 장치로 배출하는 배출 스크류를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 블라스팅 헤드는 회전 지지대의 양쪽에 복수개가 설치되고, 상기 블라스터는 상기 차체에 복수개의 블라스터가 연속하여 설치될 수 있다.

상기 블라스터는, 상기 차체에 구비되어 상기 블라스팅 헤드로부터 쇼트볼이 회수되는 쇼트볼 회수통과, 상기 쇼트볼 회수통의 하부에 구비되어 쇼트볼 회수통에서 유입된 쇼트볼을 블라스팅 헤드에 공급하는 쇼트볼 공급통과, 상기 쇼트볼 회수통에 연결되어 먼지 등의 이물질이 저장되는 집진통과, 상기 쇼트볼 공급통에 에어를 공급하여 쇼트볼을 블라스팅 헤드에 공급하는 블로워를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 집진통의 내부에는 통체형 구조를 갖는 다수개의 필터가 설치되되, 필요시 상기 블로워에서 공급된 에어를 상기 필터의 내측으로 공급하여 필터에 부착된 이물질을 분리시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 쇼트 블라스팅 장비는, 쇼트 블라스팅 작업 방향으로 앞쪽으로부터, 고압 전선이 감기는 고압전선 권회릴 장치, 상기 집진 장치, 상기 블라스터, 전체 장비를 운전할 수 있는 운전석, 상기 표면 처리장치 순으로 배치되어 구성되고, 상기 차체는 각각의 장치들이 탑재된 복수개로 구성되되, 각 차체들이 링크식 구조로 연결되어 구성되는 것이 바람직하다.

상기 차체를 구성하는 프레임과; 상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 차륜 지지대와; 상기 차륜 지지대의 양쪽에 구비되는 양측 바퀴와; 상기 차륜 지지대에 각각 지지되어 상기 양측 바퀴를 각각 회전 구동시키는 구동기구와; 상기 차륜 지지대에 구비되어 프레임 또는 차륜 지지대의 기울기를 감지하는 수평 센서와; 상기 프레임에 대하여 차륜 지지대의 조향각을 상태를 감지하는 조향각 센서와; 상기 수평 센서 및 조향각 센서의 신호를 입력받아 상기 구동기구에 제어신호를 출력하는 제어기구를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비를 포함하는 노후관 갱생 방법 및 이에 사용되는 노후관 갱생 장비는, 각각의 대차 즉, 차체에 도장막 제거 장비, 쇼트 블라스팅 장비, 도장 장비 등을 구성하여, 연속 이동시키면서 순차 작업이 가능하도록 구성되기 때문에 관 갱생 작업을 보다 신속하게 진행하여, 보다 효율적인 관로 갱생 작업이 가능해지는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 도장막 제거 장비는 쇼트 블라스팅 장비 및 도장 장비와 별도로 독립적으로 이동되도록 구성하여, 도장막 제거 장비가 고장 날 경우에도 블라스팅 공정 및 도장 공정은 계속할 수 있도록 구성되기 때문에 관로 갱생 작업을 보다 신속하고 원활하게 진행할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 이송 대차를 구성하여, 쇼트 블라스팅 장비 및 도장 장비를 지원하도록 구성되기 때문에 전체 장비 운용의 효율성을 높일 수 있는 효과도 있다.

또한 본 발명은, 쇼트 블라스팅 장비에 파워 브러시를 설치하여 도막이 1차 제거된 관 내벽을 청소할 수 있도록 구성되기 때문에 관 표면 처리 작업을 신속하고 용이하게 수행할 수 있고, 이후 도장 품질 향상에도 기여할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은, 집진 장치를 이용하여 파워 브러시와 블라스팅 헤드를 통해 제거된 폐기물을 수집하여 용이하게 처리할 수 있는 효과도 있다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 관 갱생 장비를 이용한 관 갱생 방법이 도시된 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 관 갱생 장비의 작업 상태를 보여주는 개략적인 도면이다.

본 발명에 따른 관 갱생 방법을 순서대로 설명한다.

먼저, 상수관 또는 하수관 등 갱생 작업을 진행할 관로(P)에서, 관 갱생 구간(RP)을 설정하고, 설정된 구간(RP) 내를 통과하는 상수 또는 하수 등의 유체의 흐름을 차단한다.

관 갱생 구간(RP)은 갱생 조건에 따라 적정한 길이로 설정한다. 예를 들면, 2km 정도의 범위로 설정할 수 있다.

유체의 흐름을 차단하는 방법은, 관로(P)에 설치된 밸브를 닫아 갱생 구간(RP)로 유입되는 유체를 차단하거나, 유체를 다른 관로로 바이패스시켜 갱생 구간(RP)에 유체가 통과하지 않도록 하는 방법 등을 공지의 다양한 방법들을 이용할 수 있다.

다음, 관 갱생 구간(RP)에 갱생 장비를 투입하기 위한 작업구(H)를 구축한다. 이때, 반드시 관 갱생 구간(RP)의 양쪽 모두에 작업구(H)를 구축할 수 있으나, 도 2에 예시된 바와 같이, 필요에 따라서는 한 쪽에만 작업구(H)를 구축하고, 반대 쪽은 통기구(J)만을 구축하는 것도 가능하다.

다음, 상기 작업구(H)를 통해 관 갱생 구간(RP) 내에 외부 공기(외기)를 불어 넣어주고 반대쪽 통기구(J)를 통해 외부로 배출하는 환기 장치(10)를 설치한다.

즉, 작업구(H) 및 통기구(J)가 구축되면, 관 갱생 구간(RP)의 작업구(H)에는 공기 투입장치(11)를 설치하고, 반대쪽 통기구(J)에는 배기장치(12)를 구축하여 환기 장치(10)를 설치하는 것이다. 물론, 공기 투입장치(11)와 배기장치(12)에는 관 갱생 구간의 관로 내부로 연결되는 통기 덕트(13)(14)가 연결되어 구성된다.

다음, 관 갱생 구간(RP) 내에 상기 작업구(H)를 통해 준설 장비(미도시) 및 배수 장비(미도시) 등을 투입하여 갱생 구간(RP)의 관로를 청소한다.

즉, 관 갱생 구간(RP)의 관로를 통과하는 유체가 차단된 상태에서, 준설 장비 등을 투입하여 관 내부에 퇴적되어 있는 흙이나 모래, 스케일 등의 퇴적물을 청소하고, 또한 관 내부에 고여 있는 유체도 외부로 배출한다.

갱생 구간의 청소 작업이 마무리되면, 준설 장비 등을 갱생 구간(RP) 외부로 철거한다.

다음, 환기 장치(10)를 이용하여 관 갱생 구간(RP) 내에 외부 공기를 강제로 주입하고 반대쪽에서는 배출하여 건조 작업을 진행한다.

위와 같이, 관 갱생 구간(RP)에 작업구(H) 및 통기구(J)를 형성하고, 환기 장치(10)를 설치한 다음, 갱생 구간(RP) 내부를 청소 및 건조한 후에는, 이하 자세히 설명될 본 발명에 따른 관 갱생 장비들을 투입하여 관 갱생 작업을 본격적으로 실시하게 된다.

관 갱생 작업은, 도막 제거 공정, 쇼트 블라스팅 공정 및 도장 공정, 건조 및 검사 공정 순으로 진행하게 된다.

여기서, 도막 제거 공정은 도장막 제거 장비(100)를 이용하고, 쇼트 블라스팅 공정 및 도장 공정은 쇼트 블라스팅 장비(300), 도장 장비(400)를 이용하게 되는데, 관 갱생 구간(RP) 내에 도장막 제거 장비(100)를 투입하여 도막 제거 공정을 먼저 실시하고, 도막 제거가 완료되면, 쇼트 블라스팅 장비(300)와 도장 장비(400)를 함께 투입하여 쇼트 블라스팅 공정 및 도장 공정을 동시에 진행한다.

위와 같은 각각의 공정에 대하여 차례로 설명한다.

먼저, 도막 제거 공정은 작업구(H)를 통해 관 갱생 구간(RP) 내에 도장막 제거 장비(100)를 투입하여, 관로 내면에 도장된 도막 및 이 도막 위에 형성된 스케일 등의 이물질을 제거한다. 통상 상수도관의 경우에는 콜탈 에나멜이 코팅되어 있고 장시간 사용에 따라 코팅막 위에 딱딱한 스케일 등의 이물질이 퇴적되어 있는 바, 도장막 제거 장비(100)를 이용하여 콜탈 에나멜 코팅막 및 이물질을 함께 제거한다.

이때, 사용되는 도장막 제거 장비(100)에 대한 구체적인 사항은 아래에서, 도 3 내지 10을 참조하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명의 관 갱생 방법은 건식 도장막 제거 장비(100)를 이용하여 도막 및 스케일 등을 조각으로 커팅하는 방식으로 제거함으로써 분진 발생을 최소화하고, 도막 제거 작업 속도를 빠르게 할 수 있다. 종래와 같이 습식 도장막 제거 장비를 이용할 경우에는 도막을 제거하는 과정 에서 폐수가 지속적으로 발생하고, 또한 추가로 건조 작업이 필요해지는 등 작업성이 떨어지는 문제가 있다.

특히, 본 발명의 도장막 제거 장비(100)는 이후 진행될 블라스팅 공정 및 도장 공정에 이용되는 장비와는 분리된 구성으로 이루어져, 도 2의 (A)에서와 같이 독립적으로 이동하면서 도막 제거 작업을 실시할 수 있도록 구성된다.

이는 도장막 제거 장비(100), 쇼트 블라스팅 장비(300), 도장 장비(400)를 모두 함께 구성할 경우에, 이 세 장비들 중에서 일부가 고장 날 경우에도 모든 장비를 세운 상태에서 고장을 수리하고 다시 작업을 시작해야 하는 등 작업 속도를 현저히 떨어뜨리는 문제가 발생하기 때문이다. 특히, 도장막 제거 장비(100)는 관로의 내벽면을 타격하거나 도막층을 절단하는 방식으로 도막을 제거하기 때문에 다른 장비에 비하여 고장이 자주 발생하게 되는 바, 독립적으로 구성하여 운용할 경우에 전체 갱생 공정을 더욱 신속하게 진행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 도장막 제거 장비(100)를 이용한 도장 제거 공정은, 쇼트 블라스팅 공정 및 도장 공정보다 빠른 속도로 진행할 수 있으므로, 먼저 도장막 제거 장비(100)를 투입하여, 도장막 제거 공정을 실시한 다음, 쇼트 블라스팅 공정과 도장 공정을 진행하고, 도장막 제거 장비(100)는 다른 관 갱생 구간으로 이동시켜 작업을 진행할 수도 있다.

도 2의 (A)는 도장막 제거 장비(100)의 투입 방향 및 작업 진행 방향을 보여주는 참고도로서, 도장막 제거 장비(100)를 작업구(H) 쪽으로 투입한 다음, 통기구(J) 쪽으로 이동시키면서 도장막 제거 작업을 실시한다.

이와 같이 하여, 도장막 제거 공정이 완료되면, 도장막 제거 장비(100)를 관 갱생 구간(RP) 밖으로 이동시킨다. 바람직하게는 작업구(H)를 통해 외부로 완전히 철거하는 것이 좋다.

다음, 관 갱생 구간(RP) 내에 쇼트 블라스팅 장비(300) 및 도장 장비(400)를 함께 투입하여 도장막 제거 장비(100)에 의해 도막이 제거된 관 내부 표면을 쇼트 블라스팅 처리함과 동시에 관 내면에 도장 작업을 실시한다. 이때, 쇼트 블라스팅 작업과 도장 작업을 지원하기 위해 이송 대차(200)도 함께 투입한다.

작업구를 통해 관 갱생 구간(RP) 내에 장비를 투입하는 순서는, 도 2의 (B)를 참조하면, 도장 장비(400), 쇼트 블라스팅 장비(300), 이송 대차(200) 순으로 투입하고, 관 갱생 구간(RP) 내에서 쇼트 블라스팅 및 도장 작업 진행 방향은, 반대로 통기구(J) 쪽에서 작업구(H) 쪽으로 전체 장비를 동시에 이동시키면서 진행하게 된다.

여기서, 쇼트 블라스팅 장비(300)는 파워 브러시(390) 및 쇼트 블라스팅 헤드(380)가 구비되어, 파워 브러시(390)를 이용하여 도막이 제거된 관 내부를 브러시의 강한 마찰력으로 관 내부 표면에 남아 있는 프라이머 등을 제거하여 청소한 다음, 쇼트 블라스팅 헤드(380)를 이용하여, 관 내부를 타격하면서 관 내부 표면을 블라스팅 처리함으로써 도장을 위한 전처리 작업을 진행하게 된다.

이러한 쇼트 블라스팅 장비(300)의 구체적인 구성에 대해서도 아래에서 도 5 내지 도 11을 참조하여 자세히 설명한다.

이와 같이 쇼트 블라스팅 장비(300)를 이용하여 관 내면의 표면 처리 작업을 진행하면서, 연속해서 도장 장비(400)를 이용하여 관 내면에 도장 작업을 실시한다.

도장 작업은 하도와 상도로 나누어져 이루어질 수 있는데, 구체적인 도장 장비(400)의 구성에 대해서는 아래에서 도 12를 참조하여 설명한다.

상기와 같이, 관 갱생 구간(RP) 내에서 쇼트 블라스팅 장비(300)와 도장 장비(400)를 연속하여 동시에 이동시키면서 쇼트 블라스팅 작업과 도장 작업을 동시에 진행하게 됨으로써, 관 내부의 표면 처리 후 바로 도장 작업을 실시할 수 있으므로, 갱생 작업 시간을 단축함과 아울러, 관 표면 처리후 바로 도장할 수 있게 되어 도장 품질도 향상시킬 수 있게 된다.

이후, 쇼트 블라스팅 작업과 도장 작업이 완료되면, 작업구(H)를 통해 이송 대차(200), 쇼트 블라스팅 장비(300), 도장 장비(400)를 외부로 배출한다.

다음, 상기한 환기 장치(10)를 이용하여 관 내부에 도장된 도료를 건조하고, 관 내부의 갱생 상태를 검사하는 공정을 실시한다.

물론, 환기 장치(10)는 갱생 구간(RP) 청소 공정, 도막 제거 공정, 블라스팅 공정, 도장 공정 등이 진행될 때도 지속적으로 환기시키면서 진행하는 것이 바람직하다.

이제, 상기한 같은 본 발명에 따른 노후관 갱생 방법에 이용되는 본 발명에 따른 관 갱생 장비에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 도장막 제거 장비(100)가 도시된 도면이고, 도 4는 이송 대차(200)가 도시된 도면이며, 도 5 내지 도 11은 쇼트 블라스팅 장비(300)가 도시된 도면이며, 도 12는 도장 장비(400)가 도시된 도면들이다.

그리고 도 13 내지 도 19는 본 발명의 노후관 갱생 장비에 구비되는 자동 스티어링 장치(600)가 도시된 도면들이다.

도 3을 참조하여 도장막 제거 장비(100)에 대하여 설명한다.

도 3은 도장막 제거 장비(100)가 도시된 전체 구성도이다.

본 발명에 따른 도장막 제거 장비(100)는, 관의 내부를 이동하는 차체(110)에 구성된다.

관 내부를 주행 가능하게 이루어진 차체(110)에, 전체 장비의 작업 진행 방향으로 앞쪽으로부터, 도막제거장치(120), 운전석(150), 장비 제어를 위한 각종 제어기구들이 설치된 콘트롤러 장비(160), 전원 공급장치(165), 전원 공급을 위한 전선이 감기는 전선 릴 장치(166), 집진 장치(170) 순으로 배치되어 구성된다.

이러한 배치 순서는 하나의 예시에 불과하며, 필요에 따라 배치 순서를 변경하여 구성하는 것도 가능함은 물론이다.

이와 같은 도장막 제거 장비(100)의 각각의 구성에 대하여 설명한다.

먼저, 차체(110)는, 각각의 도장막 제거 장비(100)를 구성하는 장치들이 탑재된 복수개의 프레임(111)으로 구성될 수 있고, 각각의 프레임(111)들은 길게 형 성된 봉형 구조로 이루어져 링크식 구조로 일렬로 상호 연결되게 구성되는 것이 바람직하다.

다음, 도막제거장치(120)는, 프레임(111)에 대하여 수평 방향으로 회전 가능하게 연결되는 수평 지지대(121)와, 수평 지지대(121)에 설치되어 상하 방향으로 길게 형성된 사각틀 구조를 갖는 고정틀체(125)와, 사각틀 구조로 형성되어 상기 고정틀체(125)의 외측에 삽입되어 결합되는 승강틀체(130)와, 상기 고정틀체(125)에 대하여 상기 승강틀체(130)를 승강 이동시키는 승강기구(135)와, 상기 승강틀체(130)에서 후방으로 길게 돌출되고 회전 구동기구에 의해 회전되는 회전 지지체(140)와, 상기 회전 지지체(140)에서 방사형 구조로 돌출되는 복수의 헤드 지지체(145)와, 상기 헤드 지지체(145)의 끝단부에 구비되어 관 내면의 도장막을 제거하는 제거 헤드(147)가 구성된다.

여기서 제거 헤드(147)는 관 내면에 회전 접촉하면서 도장막을 커팅하여 제거하는 롤링 커터로 구성할 수 있다. 이러한 제거 헤드(147)는 도막을 제거할 수 있는 구성이면, 공지의 여러 도막 제거기구들(예들 들면 스크레이퍼 등)을 적용하여 구성할 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 등록특허 제863263호에 개시된 스케일 제거장치의 롤링 커터를 이용한 구성을 보여주고 있다.

제거 헤드(147)의 구체적인 구성은 등록특허 제863263호에 개시된 스케일 제거장치의 구성과 동일하게 구성할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

이와 같은 도막제거장치(120)는, 고정틀체(125)와 승강틀체(130)가 상호 결합된 구조를 통해 승강 구조를 확보함에 따라 전체적으로 안정된 도막 제거 구조를 확보할 수 있고, 도막 제거 작업을 보다 안정적이고 효율적으로 진행할 수 있도록 구성되는 것이다.

도 3에서 참조 번호 155는 운전석(150) 앞쪽에 구비된 운전 조작대를 나타낸다.

다음, 콘트롤러 장비(160)는 전체 도장막 제거 장비(100)를 제어하기 위한 각종 제어 장비들이 탑재되어 있고, 전체적인 외형은 캐비닛 구조로 이루어진다.

다음, 전원 공급장치(165)는 자동전압조정기(Automatic Voltage Regulator)로 구성할 수 있는데, 자동전압조정기는 상용교류전원을 수전하여 부하기기, 즉 장비 구동에 적합한 전압으로 자동 가변시켜 양질의 전원을 공급하기 위한 장치이다.

다음, 전선 릴 장치(166)는 도장막 제거 장비(100)에 전원을 공급하는 전선을 장비의 이동에 따라 전선을 공급하거나 감아두기 위한 장비로서, 관 갱생 구간(RP) 외부에 연결되어 전원을 공급받을 수 있도록 하는 장치이다.

다음, 집진 장치(170)는, 차체(110)에 지지된 지지체(171)와, 상기 지지체(171)에 설치되어 상기 도막제거장치(120)를 통해 제거된 도막의 조각들이 흡입되어 저장되는 집진통(172)과, 상기 집진통(172)에 연결되어 상기 집진통(172)에 저장된 도막 조각들을 사이클론 방식으로 분리하여 고형물은 배출하고 부유물질은 다시 상기 집진통(172)으로 이송하는 분리기(175)와, 상기 집진통(172)과 분리기(175) 사이에 연결되어 이송력을 제공하는 송풍기(180)가 구성된다.

이와 같은 집진 장치(170)는 도막제거장치(120)를 이용하여 제거된 도막 조각들을 용이하게 수집하여 처리할 수 있고, 특히 분리기(175)가 구비되어, 수거된 물질 중에서 부피가 큰 물질과 부유 물질을 분리하여 부피가 큰 고형물들을 포대 등을 이용하여 간편하게 배출시켜 처리할 수 있고, 부유 물질은 다시 집진통(172) 내부로 이송하여 필터로 재처리한 다음 배출하게 되므로, 수거 물질의 처리가 용이하게 이루어짐과 아울러 보다 깨끗한 관내 작업 환경을 조성할 수 있게 된다.

다음은, 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이 진행되는 쇼트 블라스팅 작업과 도장 작업에 필요한 장비에 대하여 설명한다.

먼저, 도 4를 참조하여 이송 대차(200)에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 이송 대차(200)가 도시된 측면도이다.

본 발명에 따른 이송 대차(200)는, 다음에 구체적으로 설명할 쇼트 블라스팅 장비(300), 도장 장비(400) 등을 지원하기 위한 장비로서, 도 2의 (B)에서와 같이 쇼트 블라스팅 장비(300)와 도장 장비(400)와 함께 이동하도록 연결되어 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 이송 대차(200)는, 작업자가 탑승하고, 상부에 각종 관 갱생을 위해 필요한 장비 또는 공구 등을 탑재할 수 있는 공간이 구비된 차체(210)가 구비된다. 물론, 차체(210)의 내부에 각종 필요 공구 또는 자재를 탑재할 수 있는 공간을 확보할 수도 있다.

차체(210)의 하부에는 이동 바퀴(213) 및 이 이동 바퀴를 구동하는 구동 장치가 구비된다. 이때, 구동 장치는 전동 모터(214)를 이용하여 바퀴(213)를 구동할 수 있도록 구성할 수 있다.

차체(210)의 상부에는 작업자의 안전을 위해 난간 구조물(215)이 구비될 수 있다. 또한 작업자가 이송 대차(200)를 운전할 수 있는 운전 장치(220)가 구비되는데, 이 운전 장치(220)에는 전원공급장치 또는 도료 충전장치 등을 조작할 수 있는 제어장치가 함께 구성될 수 있다.

도면에서 참조 번호 225는 운전 장치(220)와 함께 구성되는 콘트롤 박스를 나타내고, 그 하부에 전원공급장치 등을 구성할 수 있다.

참조 번호 230은 도료 충전장치의 구성을 보인 것으로서, 4개의 호퍼가 나란히 설치될 수 있는데, 이는 도료 중 하도와 상도에 각각 사용되는 주제와 경화제를 투입할 수 있도록 구성한 것이다. 도료 충전 방법에 대해서는 다음에 도장 장비(400)를 설명할 때, 함께 설명한다.

이하, 도 5 내지 도 11을 참조하여 쇼트 블라스팅 장비에 대하여 설명한다.

도 5는 쇼트 블라스팅 장비(300) 전체를 보여주는 측면도, 도 6 내지 도 8은 각 블라스터(330)의 측면도, 배면도, 평면도이고, 도 9 내지 도 11은 표면 처리장치(360)의 측면도, 배면도, 파워 브러시(390)의 정면도이다.

본 발명에 따른 쇼트 블라스팅 장비(300)는, 관 내부를 주행 가능하게 이루어진 차체(310)에, 전체 장비의 작업 진행 방향으로, 고압전선 권회릴 장치(320), 집진 장치(325), 두 개의 블라스터(330), 장비 콘트롤러(350), 운전석(351), 표면 처리장치(360) 순으로 배치되어 구성될 수 있다.

여기서, 배치 순서는 하나의 예시에 불과하며, 필요에 따라 배치 순서를 변경하여 구성하는 것도 가능함은 물론이다. 다만, 표면 처리장치(360)는 전체 장비의 진행 방향에서 가장 후방에 배치하여 구성하는 것이 바람직하다.

이제, 쇼트 블라스팅 장비(300)의 각각의 구성에 대하여 설명한다.

먼저, 차체(310)는 상기 각각의 쇼트 블라스팅을 구성하는 장치들이 탑재된 복수개의 프레임(311)으로 구성될 수 있고, 각각의 프레임(311)들은 링크식 구조로 일렬로 연결되어 구성되는 것이 바람직하다.

다음, 고압전선 권회릴 장치(320)는 블라스터(330), 장비 콘트롤러(350), 표면 처리장치(360) 등을 구동하기 위해, 관 갱생 구간(RP) 외부에 설치된 전원 공급 장비에 전선을 연결하기 위해 구비된다.

다음, 집진 장치(325)는, 표면 처리장치(360) 및 블라스터(330)에서 흡입된 먼지 등의 이물질을 흡수하여 저장 또는 처리하기 위한 장비이다. 이러한 집진 장치(325)는 위에서 도 3을 참조하여 설명하였던 집진 장치(170)로 구성하는 것도 가능하다.

다음, 블라스터(330)는, 상기 표면 처리장치(360)를 구성하는 블라스팅 헤드(380)에 쇼트볼을 공급하고 다시 회수하면서 블라스팅 작동이 연속적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 장치로서, 통상 고속으로 유동하는 공기의 힘을 이용하여 쇼트볼을 공급하도록 구성된다.

여기서, 표면 처리장치(360)에는 두 개의 블라스팅 헤드(380)가 대칭적으로 설치되어 구성되는 바, 이를 위해 상기 블라스터(330)는 두 개의 블라스팅 헤 드(380)에 각각 연결되기 위해, 도 5에서와 같이, 차체(310)에 두 개의 블라스터(330)가 연속하여 설치된 구성으로 이루어진다. 물론, 블라스팅 헤드(380)의 개수에 맞게 단수개의 설치도 가능하고, 3개 이상을 설치하는 것도 가능하다.

이와 같은 블라스터(330)에 대해, 도 6 내지 도 8을 참조하여 자세히 설명한다.

각 블라스터(330)는, 차체(310)에 지지된 지지체(331)에 설치되어 후술할 블라스팅 헤드(380)에서 회수된 쇼트볼이 유입되는 쇼트볼 회수통(332)과, 상기 쇼트볼 회수통(332)의 하부에 연결되어 블라스팅 헤드(380)에 쇼트볼을 공급하는 쇼트볼 공급통(334)과, 상기 쇼트볼 회수통(332)에 연결되어 회수통(332)에서 배출된 먼지 등의 이물질을 저장 또는 처리하는 집진통(335)과, 상기 쇼트볼 공급통(334)에 에어를 공급하여 쇼트 볼을 블라스팅 헤드(380)에 공급토록 하는 블로워(340)로 구성된다.

여기서 상기 쇼트볼 회수통(332)은 사이클론 집진 방식으로 쇼트볼과 먼지 등의 이물질을 분리하여 배출할 수 있도록 구성된다.

특히, 상기 집진통(335)은 그 내부에 통체형 구조를 갖는 다수개의 필터(336)가 설치된다. 이때, 상기 블로워(340)에서 공급된 에어를 상기 필터(336)의 내측으로 공급하여 필터(336)에 부착된 이물질을 분리시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이를 위해, 상기 블로워(340)에서 상기 쇼트볼 공급통(334)으로 연결되는 에어 배관(342) 상에는 펄스 작동기(343)가 구비되어, 각각의 필터(336) 내부로 에어 를 역 공급하여 필터(336)에 부착되어 있는 먼지 등을 분리하도록 구성된다. 이러한 필터(336)의 이물질 분리 작동은 타이머에 의해 정기적으로 또는 필터(336)에 일정 이상의 먼지가 쌓이게 되면 실시하는 방법으로 구성할 수 있다.

필터(336)에서 떨어진 먼지 등 이물질은 집진통(335)의 하부의 수집실(337)로 떨어진 후에, 집진 장치(325)로 배출될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은, 블라스터(330)는 관 갱생 구간(RP) 밖에 설치된 대형 에어 컴프레서를 통해 고압의 공기를 공급받아 쇼트 블라스팅 작동이 가능하도록 구성하는 것도 가능하다.

도 6 내지 도 8에서 참조 번호 333은 쇼트볼 회수통(332)과 집진통(335) 사이를 연결하는 관로이고, 345는 에어와 함께 블라스팅 헤드(380)에 쇼트볼이 공급되는 관로이다.

다음, 장비 콘트롤러(350)는, 쇼트 블라스팅 장비(300)를 제어 구동하기 위한 각종 콘트롤 장비가 탑재되어 구성되고, 운전석(351)의 앞쪽에는 운전 조작대(355)가 구비될 수 있다.

다음, 표면 처리장치(360)는, 도막 제거 장비(100)에 의해 노후된 도막이 제거된 관 내벽을 청소하고, 블라스팅 처리하기 위한 장치로서, 차체(310)의 가장 후방에 구비되어 관을 브러싱 함과 아울러 쇼트 블라스팅 처리하도록 구성된다.

이와 같은 표면 처리장치(360)에 대해, 도 9 내지 도 11을 참조하여 자세히 설명한다.

표면 처리장치(360)는, 차체(310)의 후방에 수직 방향으로 세워진 수직 지지 대(361)와, 이 수직 지지대(361)에 회전 가능하게 설치되는 회전 지지대(370)와, 회전 지지대(370)의 양쪽에 설치되어 관 내면을 따라 이동하면서 브러시의 마찰력으로 관의 표면을 브러싱 하는 파워 브러시(390)와, 회전 지지대(370)의 양쪽에 설치되어 관 내면을 따라 이동하면서 쇼트 볼을 분사한 후에 다시 흡입하여 쇼트 블라스팅 작업이 가능하도록 하는 블라스팅 헤드(380)를 포함하여 구성된다.

차체(310)는, 주행이 가능하도록 바퀴(313)가 구비된 프레임(311)과, 이 프레임(311)에 프레임(311)에 대하여 수평 방향으로 회전 가능하게 연결되어 표면 처리장치(360)를 지지하는 수평 지지대(315)가 구성된다. 여기서 수평 지지대(315)는, 프레임(311)과 조인트 구조로 연결되어 수평구동 실린더(미도시)에 의해 수평 방향으로 회전됨으로써 표면 처리장치(360) 전체의 수평 방향으로의 회전을 조절할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 수평 지지대(315)와 회전 지지대(361) 역시 회전 가능한 구조로 연결되어 수평 지지대(315)에 구비된 틸팅 모터(317)에 의해 신장 스크루(318)의 길이가 가변됨으로써 회전 지지대(361)를 회전시켜 표면 처리장치(360)의 틸팅 각도를 조절할 수 있도록 구성된다.

수직 지지대(361)는 도 10에서와 같이 두 개의 지지대가 수직으로 세워지고 서로 연결된 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 회전 지지대(370)가 관의 내면을 따라 회전 가능하도록 지지하게 된다.

이러한 수직 지지대(361)에는, 상기 회전 지지대(370)의 높이를 조절하기 위한 기구(362) 및 회전 지지대(370)를 회전시키기 위한 회전구동기구(365)가 구성된 다. 높이 조절 기구(362)는 모터(363), 피니언, 랙(364)의 구성으로 이루어질 수 있으며, 회전구동기구(365)는 회전 지지대(370)에 구비된 기어(366)를 수직 지지대(361)에 구비된 모터(367)의 구동기어가 회전시키는 구성으로 이루어질 수 있다.

회전 지지대(370)는, 도 10을 참조하면, 회전구동기구(365)에 연결된 회전통체(368)에 두 개의 지지대가 180도 각도로 강관의 중심에서 반경 방향으로 길게 배치되는데, 이 회전 지지대(370)의 중앙부에 회전구동기구(365)를 구성하는 기어(366)가 설치된다.

이러한 회전 지지대(370)는 지지대의 길이 조절을 위해 신장 및 수축이 가능하도록 유압 실린더 또는 공압 실린더(372)가 구성되는 것이 바람직하고, 각 지지대의 끝단부에는 파워 브러시(390) 및 블라스팅 헤드(380)가 각각 설치된다.

상기 파워 브러시(390)는, 도 11을 참고하면, 상기 회전 지지대(370)에 지지된 브러시 커버(391)와, 상기 커버(391)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 브러시(392)와, 상기 커버(391)에 설치되어 상기 브러시(392)를 회전시키는 브러시 구동모터(393)와, 상기 브러시 커버(391) 내에 구비되어 먼지 등의 이물질을 모아서 상기 집진 장치(325)로 배출하는 배출 스크루(395)가 포함된 구성으로 이루어질 수 있다.

브러시(392)는 상기 브러시 커버(391) 내에 다수개가 나란히 설치되어 하나의 모터(393)에 의해 함께 회전하는 구조로 구성되는 것이 바람직하다. 참조 번호 394는 동력전달 벨트를 나타낸다.

이러한 파워 브러시(390)는, 상기 블라스팅 헤드(380)에 의해 쇼트 블라스팅 처리하기 전에, 상기한 도막 제거 장비(100)에 의해 도막 제거 후에 프라이머 등 관 내면에 남아 있는 이물질을 제거할 수 있도록 회전 방향으로 블라스팅 헤드(380)보다 앞쪽에 위치되게 설치되는 것이 바람직하다.

즉, 파워 브러시(390) 및 블라스팅 헤드(380)는, 상기 헤드 지지대(370)의 양쪽에 하나의 쌍으로 구성되어, 함께 회전하도록 구성되는데, 회전 방향으로 파워 브러시(390)가 앞쪽에 위치되고, 뒤쪽에 블라스팅 헤드(380)가 위치될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이는 파워 브러시(390)를 이용하여 도장막 제거 후에, 관 내면에 남아 있는 프라이머 등을 제거한 다음, 블라스팅 헤드(380)를 이용하여 새로운 도장 전에 최종적으로 관의 내면을 블라스팅 처리하기 위해서이다.

상기 블라스팅 헤드(380)는, 상기 각 블라스터(330)에서 공급된 쇼트 볼이 관의 내벽을 타격한 후에 다시 흡입되어 블라스터(330)로 회수될 수 있는 구조로 이루어지는데, 이를 위해 에어와 함께 쇼트 볼이 분사되는 분사구(381)가 구성되고, 분사구(381) 주변에는 쇼트 볼을 다시 흡입하기 위한 흡입부(383)가 구성된다.

위와 같은 쇼트 블라스팅 장비(300)를 구성하는 장치들은, 도 5를 참조하면, 각각의 차체(310)에 탑재되어 구성되는 것이 바람직하며, 각각의 차체(310)가 상호 관절 연결 구조로 함께 연결되어 동시에 이동할 있는 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 도 12를 참조하여 도장 장비(400)에 대하여 설명한다.

도 12는 도장 장비(400) 전체를 보여주는 측면도이다.

본 발명에 따른 도장 장비(400)는, 관 내부를 주행 가능하게 이루어진 차체(410)에, 전체 장비의 작업 진행 방향으로 앞쪽으로부터 전선 릴 장치(410) 및 집진기(420), 도료 공급장치(500), 콘트롤러 장비(450), 운전석(461), 도장 헤드장치(470) 순으로 배치된다.

이러한, 배치 순서는 하나의 예시에 불과하며, 필요에 따라 배치 순서를 변경하여 구성하는 것도 가능함은 물론이다. 다만, 도장 헤드장치(470)는 전체 장비의 진행 방향에서 가장 후방에 배치하여 구성하는 것이 바람직하다.

이제, 도장 장비(400)의 각각의 구성에 대하여 설명한다.

먼저, 차체(410)는, 각각의 도장 장비를 구성하는 장치들이 탑재된 복수개의 프레임(411)으로 구성될 수 있고, 각각의 프레임(411)들은 링크식 구조로 일렬로 연결되어 구성되는 것이 바람직하다.

다음, 전선 릴 장치(410)는 갱생 구간 외부로부터 도장 장비(400)에 전기를 공급하는 전선을 장비의 이동에 따라 전선을 길게 제공하거나 감아두기 위한 장비이다.

다음, 집진기(420)는, 관 갱생 구간 내부에서 발생된 먼지 등을 흡입하여 처리하기 위한 장비로서, 도장 작업 중 차체(410)가 이동할 때 관 내부에 존재하는 이물질을 작업자가 직접 흡입 도구를 이용하여 흡입한 이물질 또는 분진 등을 저장 또는 처리하기 위한 장치이다.

다음, 콘트롤러 장비(450)는, 전체 도장 장비(400)를 제어 구동하기 위한 각 종 콘트롤 장비가 탑재되어 구성되고, 그 앞쪽에 운전석(461) 및 조작반(465)이 구성된다.

다음, 도료 공급장치(500)는, 도 12의 좌측으로부터, 도료보충호스 릴 장치(430), 도료 저장통(510), 펌핑기(530), 유압장치(550) 등으로 이루어진다.

도료보충호스 릴 장치(430)는, 위에서 설명한 도 4의 이송 대차(200)에 구비된 도료 충전장치(230)의 호퍼에 연결하기 위한 호스를 감아두는 부분으로서, 도료 저장통(510)의 도료가 떨어질 경우에 이송 대차(200)의 도료 충전장치(230)로부터 도료를 공급받아 도료 저장통(510)에 도료를 충전하게 된다.

이때, 도료 저장통(510)은 하도와 상도의 주제와 경화제를 공급할 수 있도록 4개의 통으로 이루어져 있는바, 도료보충호스 릴 장치(430)도 4개의 호스가 구비되어 이송 대차(200)의 도료 충전장치(230)의 4개의 호퍼에 각각 연결된다. 그리고 에어 컴프레서(432)도 함께 구성되는데, 이는 도료 충전장치(230)의 호퍼에 저장된 도료를 에어 컴프레서(432)에서 공급된 공기압을 이용하여 도료를 공급하기 위해 구성된다. 따라서 도료 보충호스 릴 장치(430)는 4개의 도료 보충호스와 1개의 압축공기 공급호스가 구비된다.

도료 저장통(510)은, 위에서 설명한 바와 같이 하도와 상도의 주제와 경화제를 각각 저장하도록 모두 4개의 탱크로 구성되는 것이 바람직하다.

펌핑기(530)는, 지렛대 원리를 이용하여 도료 저장통(510)에 저장된 도료를 상기 도장 헤드장치(470) 쪽으로 공급하도록 구성되는데, 하나 지지 포인트를 중심으로 회전 운동하는 펌핑 바를 이용하여 주제 펌프와 경화제 펌프를 동시에 작동시 켜 도료를 펌핑하여 공급할 수 있도록 구성된다.

상기 펌핑기(530)의 바로 옆에 구비되는 유압장치(550)는 펌핑기(530)의 유압 실린더를 작동하기 위해 구성된 것으로, 통상의 유압 발생 및 제공 장치와 같이, 전동 모터 및 유압 펌프, 유압 탱크 등으로 구성된다.

다음, 상기 도장 헤드장치(470)는, 센터를 중심으로 도장 헤드(485)가 관의 내부를 회전하면서 도료를 분사하여 도장을 실시할 수 있도록 구성된다.

도장 헤드장치(470)는 상기 차체(410)의 후방에 구비되어 관의 내면을 따라 이동하면서 관의 내면에 도료를 분사하여 관 내벽을 도장하도록 구성되는데, 이를 위해 상기 차체(410)의 후방에 수직 방향으로 설치된 수직 지지대(471)와, 상기 수직 지지대(471)에 회전 가능하게 지지된 회전체(480)와, 상기 수직 지지대(471)에 구비되어 상기 회전체(480)를 회전 구동시키는 회전구동기구(475)와, 상기 회전체(480)에 설치되어 주제와 경화제가 혼합된 도장액을 분사하는 도장 헤드(485)와, 차체(410)에 지지된 구조물에 설치되어 상기 도장 헤드(485)에 상기한 도료 공급장치(500)에서 공급된 주제와 경화제를 혼합하는 믹서(488)와, 상기 수직 지지대(471) 또는 도장 헤드(485)쪽에 구비되어 상기 믹서(488)에서 혼합된 도장액을 도장 헤드(485)로 전달하는 경로 상에 구비되어 믹서(488) 측에 연결된 비회전 공급라인과 도장 헤드(485)측에 연결되어 함께 회전하는 회전 공급라인을 상호 접속하는 회전 접속체(미도시)로 구성된다.

특히, 상기 도장 헤드(485)는, 상기 회전체(480)와 함께 수직 지지대(471)를 중심으로 한쪽 방향으로 연속 회전이 가능하도록 구성되는데, 이는 차체(410)를 관 내부를 따라 이동시키는 동시에, 상기 도장 헤드(485)를 일정한 속도로 한쪽 방향으로 계속해서 회전시킴으로써, 도장 헤드(485)에서 분사되는 도장액이 관 내벽에 스파이럴 방식으로 연속하여 도장될 수 있도록 하기 위해서이다.

이와 같이 도장 헤드장치(470)는 한쪽 방향으로 연속 회전이 가능하도록 구성되므로, 도장 장비(400) 전체를 일정한 속도로 이동시키는 동시에 도장 헤드(485)를 한쪽 방향으로 계속해서 회전시키면서 관 내벽에 도장을 실시하게 되면, 관 내벽에 도장액이 스파이럴 방식으로 연속 도장이 이루어진다. 이에 따라 종래 180도 씩 좌우로 도장할 때와 달리, 도장 부분이 끊어지지 않고 연속해서 관 내벽에 일정한 두께로 도장할 수 있게 되므로, 도장 품질의 향상을 도모할 수 있게 된다.

이하, 도 13 내지 도 19를 참조하여 자동 스티어링 장치(600)에 대하여 설명한다.

도 13은 자동 스티어링 장치(600)의 사시도, 도 14는 자동 스티어링 장치(600)의 측면도, 도 15는 자동 스티어링 장치(600)의 평면도이다. 그리고 도 16 내지 도 18은 스티어링 장치에 구비되는 자력발생기구(670)를 설명하기 위한 도면들이고, 도 19는 자동 스티어링 장치의 작동 상태를 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명에 따른 자동 스티어링 장치(600)는, 위에서 설명한 본 발명에 따른 노후관 갱생 장비에 모두 적용하여 이용될 수 있다. 이하에서는 자동 스티어링 장치(600)의 구성을 중심으로 설명한다.

자동 스티어링 장치(600)는, 차체를 구성하는 프레임(611)과, 이 프레임(611)에 회전 가능하게 프레임(611)의 앞쪽과 뒤쪽에서 각각 연결되는 차륜 지지대(620)와, 차륜 지지대(620)의 양쪽에 구비되는 양측 바퀴(630)와, 차륜 지지대(620)에 각각 지지되어 상기 양측 바퀴(630)를 각각 회전 구동시키는 구동기구(640)와, 차륜 지지대(620)에 구비되어 차체의 기울기를 감지하는 수평 센서(650)와, 상기 프레임(611)에 대하여 차륜 지지대(620)의 조향각을 상태를 감지하는 조향각 센서(660)와, 수평 센서(650) 및 조향각 센서(660)의 신호를 입력받아 상기 구동기구(640)에 제어신호를 출력하는 제어기구(미도시)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 자동 스티어링 장치(600)의 각각의 구성에 대하여 설명한다.

먼저, 상기 프레임(611)은 전후 방향으로 길게 형성되어 차체를 구성하면서, 그 상부에 노후관 갱생을 위한 각종 장비 즉, 위에서 설명한 도장막 제거 장비(100), 이송 대차(200), 쇼트 블라스팅 장비(300), 도장 장비(400)들이 탑재될 수 있도록 구성된다.

본 실시예의 도면에서는 후술할 앞쪽과 뒤쪽의 차륜 지지대(620)의 중앙부에 길게 연결된 통체형 구조의 프레임(611)이 예시하였으나 이에 한정되지 않고, 프레임(611)은 실시 조건에 따라 폭이 넓은 차체 바디로 구성하는 것도 가능하다.

다음, 상기 차륜 지지대(620)는 상기 프레임(611)의 앞쪽과 뒤쪽 끝단부에서 가운데 부분이 회전축(615)을 통해 각각 회전 가능하게 연결된다. 따라서 앞뒤 차 륜 지지대(620)와 프레임(611)은 평면에서 보았을 때 전체적으로 'H'자 구조를 갖도록 구성될 수 있다.

각 차륜 지지대(620)의 양쪽에는 각각 한 쌍씩의 바퀴(630)가 설치되어 하나의 차륜 지지대(620)를 중심으로 양쪽에 두 쌍의 바퀴가 설치되게 구성할 수 있다.

이때, 차륜 지지대(620)는 상기 프레임(611)에 회전 가능하게 연결되는 메인 지지대(621)와, 이 메인 지지대(621)의 양쪽에 메인 지지대(621)와 직교하는 방향으로 각각 설치되어 상기 양쪽 두 쌍의 바퀴(630)가 지지되는 차륜 브래킷(623)과, 메인 지지대(621)의 앞쪽과 뒤쪽에서 메인 지지대(621)와 나란한 방향으로 위치되어 양측 바퀴(630)를 연결되는 차륜 연결축(625)으로 구성되는 것이 바람직하다.

메인 지지대(621)는, 대략 사각 통체형 구조로 이루어지고, 도면에 예시된 바와 같이, 한쪽 상부에 상기 수평 센서(650)가 설치되고, 반대쪽 상부에 상기 프레임(611)과의 사이에 조향각 센서(660)가 연결되어 설치된다.

차륜 브래킷(623)은, 전후 방향으로 길게 형성되어 수직 방향으로 세워진 플레이트 구조로 형성되며, 상기 메인 지지대(621)에 용접, 또는 체결 수단 등에 의해 고정된 상태에서 양측 바퀴(630), 차륜 연결축(625), 구동기구(640) 등을 지지할 수 있도록 구성된다.

차륜 연결축(625)은, 메인 지지대(621)를 중심으로 앞쪽과 뒤쪽에 나란히 배치되는데, 앞쪽과 뒤쪽의 차륜 연결축(625)은 센터 브래킷(627; 도 16 참조)을 통해 상호 연결되게 구성되는 것이 바람직하다.

여기서, 차륜 연결축(625)은 바퀴의 축을 회전 가능하게 구성된 것으로, 자 신은 회전하지 않고, 상기 차륜 브래킷(623)에 고정되게 설치될 수 있다. 따라서 센터 브래킷(627)은 고정된 앞뒤의 차륜 연결축(625)을 상호 연결하도록 구성되는 것이다.

특히, 차륜 연결축(625)은 차체를 관 내부에 밀착시키도록 자력을 발생시키는 자력발생기구(670)가 설치되는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 16 내지 도 18을 참고하여, 다음에 설명한다.

다음, 양측 바퀴(630)는, 관의 내면에 접촉된 상태에서 접촉 면적이 커지도록 바퀴의 안쪽에서 바깥쪽으로 갈수록 외경이 점차 작아지는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 바퀴는, 도 17을 참고하면, 금속재 등으로 이루어진 휠 바디(631)의 둘레면에 마찰력을 높이는 동시에 어느 정도 탄성력을 가질 수 있도록 합성수지재 또는 고무재 등의 외륜(632)을 구성할 수 있다.

또한, 바퀴(630)는, 상기 차륜 연결축(625)에 베어링(635)을 통해 상대 회전이 가능하게 구성할 수 있다.

다음, 상기 구동기구(640)는, 양측 바퀴(630)를 각각 별도로 회전 구동시킬 수 있도록 구성할 수 있는데, 이를 위해 양쪽 차륜 브래킷(623)에 각각 전동 모터(641)가 설치된다.

그리고 각 차륜 브래킷(623)에는 상기 각 전동 모터(641)에서 한 쌍의 바퀴에 동력을 전달할 수 있도록 다수의 기어세트(643)가 상호 연결되어 바퀴(630)에 동력을 전달할 수 있도록 구성된다.

여기서, 다수의 기어세트(643)는 상기 각 전동 모터(641)의 회전력을 감속시 키는 감속기 역할을 하는 동시에 한쪽에 구비된 한 쌍의 바퀴 중 앞쪽 바퀴의 구동력을 뒤쪽 바퀴에도 전달하는 역할을 하게 된다.

다음, 상기 수평 센서(650)는, 위에서 설명한 바와 같이 메인 지지대(621)의 한 쪽 상부에 설치되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 차체의 기울기를 감지할 수 있는 위치이면, 설치 위치를 다양하게 변경하여 설치할 수 있음은 물론이다.

수평 센서(650)는, 차체의 기울기를 감지할 수 있는 공지의 여러 센서 중 하나를 선택하여 구성할 수 있으므로, 수평 센서(650)에 대한 구체적은 설명은 생략한다. 다만, 본 발명에 구비되는 수평 센서(650)는 차체의 좌측 기울기와 우측 기울기를 각각 측정할 수 있는 수평 센서(650)로 구성되는 것이 바람직하다.

다음, 조향각 센서(660)는, 프레임(611)과 메인 지지대(621) 사이에 링크 구조로 연결되어 링크의 움직임 상태를 감지함으로써 프레임(611)에 대하여 메인 지지대(621)의 회전 상태를 감지하여 조향각을 판단할 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 프레임(611)에서 센서 브래킷(661)이 측면으로 돌출되게 설치되고, 이 센서 브래킷(661)에 센서 본체(662)가 설치된다. 센서 본체(662)에는 센서 레버(663)가 구비되는데, 이 센서 레버(663)에, 메인 지지대(621)에 연결된 센서 바(664)가 연결되어, 프레임(611)과 메인 지지대(621)의 상대 회전 위치가 변화될 경우에 센서 바(664)에 연결된 센서 레버(663)가 회전하면서 조향각을 측정할 수 있도록 구성될 수 있다.

다음, 상기 제어기구는, 일반적인 제어 컴퓨터 기구를 이용하여 구성할 수 있으며, 수평 센서(650) 및 조향각 센서(660)의 신호를 입력받아 제어 신호를 출력하되, 차량이 관 내부에서 수평 상태로 유지되지 않은 경우에, 수평 상태가 유지될 수 있게 양측 바퀴(630)의 회전수가 상이하도록 상기 각각의 전동 모터(641)를 제어할 수 있도록 구성된다.

즉, 도 19에 도시된 바와 같이, 차체가 곡관부분을 주행할 경우에 직진 상태를 그대로 유지하게 되면, 한쪽 바퀴가 관의 내면을 따라 위쪽으로 올라가게 되고, 다른 쪽에 관의 아래쪽으로 내려오면서 차체가 전체적으로 기울어지게 된다. 이때 수평 센서(650)에서 차체의 기울기를 감지하여, 제어기구에 감지 신호를 입력하고, 제어기구는 기울기의 방향과 각도를 판단하여, 좌우 바퀴의 회전수를 조절하여, 차체의 수평 상태를 유지하게 된다.

예를 들면, 도 19와 같은 경우에, 좌측 바퀴의 회전 속도는 빠르게 제어하고, 우측 바퀴의 회전 속도는 느리게 제어하게 되면, 차체가 전체적으로 우측으로 회전 주행하게 되므로, 차체가 수평 상태를 유지하면서 곡관 부분을 주행할 수 있게 된다.

또한, 제어기구에서 조향각 센서(660)를 통해 프레임(611)과 메인 지지대(621) 사이의 각도를 측정하면서, 직선 구간에서는 프레임(611)과 메인 지지대(621) 사이의 각도가 90도가 유지되도록 양측 바퀴(630)의 회전수를 각각 제어하면서 주행한다.

따라서, 차체가 곡관 등의 부분을 주행하더라도 차체가 전체적으로 수평 상태를 유지하면서 곡선 구간에서도 안정적으로 주행할 수 있고, 다시 정상 구간 즉, 직선 구간에 진입하면, 조향각 센서(660)를 이용하여 프레임(611)과 메인 지지대(621)가 90도가 되도록 하여 차체가 안정적으로 주행할 수 있게 되고, 이에 따라 차체의 상부에 탑재된 각종 장비에 의한 관 갱생 작업도 보다 원활하게 진행될 수 있게 된다.

이제, 도 16 내지 도 18을 참조하여, 자력발생기구(670)에 대하여 설명한다.

도 16 내지 도 18은 자동 스티어링 장치(600)에, 자력발생기구(670)의 설치 구조를 보인 측단면도, 정단면도, 정면 작동 상태도이다.

자력발생기구(670)는, 기본적으로 강관, 주철관 등의 관 내면에 바퀴가 밀착될 수 있도록 자력을 제공할 있게 구성된다. 이러한 자력발생기구(670)는, 경사 구간을 주행할 때 차체가 미끄러지지 않도록 유용하게 사용될 수 있는데, 본 실시예에서의 자력발생기구(670)는, 경사 구간에서와 같이 필요한 구간에서만 자력을 발생시키도록 구성된다.

이를 위해, 자력발생기구(670)는, 차륜 연결축(625) 사이에서 자유 회전이 가능하도록 설치된 자성체 마운팅블록(671)과, 상기 자성체 마운팅블록(671)에 장착되고 필요에 따라 자성을 발생시키도록 전자석 구조를 갖는 전자성체(675)를 포함하여 구성된다.

자성체 마운팅블록(671)은 대략 육면체 구조로 구성될 수 있으며, 그 양쪽이 차륜 연결축(625)에 지지된 상태에서 자유 회전될 수 있도록 블록축(672)이 구비되는 것이 바람직하다.

전자성체(675)는 상기 자성체 마운팅블록(671)에 고정 볼트(676) 등을 이용하여 고정될 수 있으며, 고정 볼트(676)는 도 18에서와 같이 강관 내면의 곡률에 따라 일정 정도 위치가 변형되도록 축(길이)방향 이동이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

도 18에서, 참조 번호 677은 전자성체(675)에 설치되어 상기 고정 볼트(676)가 연결되는 연결 브래킷을 나타낸다.

전자성체(675)는 전자석 구조로 이루어져, 경사 구간을 주행할 때와 같이 제어기구에서 제어신호를 입력(또는 운전자가 직접)할 경우에만 전기가 인가되면서 자력을 발생되도록 구성된다. 이러한 전자석의 구조는 일반적인 공지 기술이므로, 구체적인 구조 설명은 생략한다.

한편, 상기한 본 발명에 따른 자동 스티어링 장치(600)의 실시예에서는, 수평 센서(650)의 신호에 따라 제어기구에서 양쪽 바퀴의 회전수를 달리하는 방법으로 자동 조향이 가능하도록 구성된 실시예를 설명하였으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 프레임(611)에 고정된 리니어 액추에이터가 차륜 지지대(620)를 강제 회전시키는 방식으로 구성하는 것도 가능하다.

즉, 리니어 액추에이터로는 유압 실린더 또는 볼 스크루 방식 등이 있는데, 프레임(611)과 차륜 지지대(620)의 메인 지지대(621) 사이에 연결된 리니어 액추에이터의 길이가 가변될 경우에 메인 지지대가 프레임(611)을 중심으로 회전하게 되면서, 자동 조향이 가능해지도록 구성할 수 있는 것이다.

본 발명의 각 실시예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 관 갱생 방법이 도시된 순서도이다.

도 2는 본 발명에 따른 관 갱생 장비를 이용한 작업 상태를 보여주는 개략적인 도면이다.

도 3은 도장막 제거 장비의 전체 구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 이송 대차가 도시된 도면이다.

도 5 내지 도 11은 본 발명에 따른 쇼트 블라스팅 장비가 도시된 도면들로서,

도 5는 쇼트 블라스팅 장비 전체를 보여주는 측면도,

도 6 내지 도 8은 각 블라스터의 측면도, 배면도, 평면도이다.

도 9 내지 도 11은 표면 처리장치의 측면도, 배면도, 파워 브러시의 정면도이다.

도 12는 본 발명에 따른 도장 장비가 도시된 도면이다.

도 13 내지 도 19는 본 발명에 따른 노후관 갱생 장비에 구비되는 자동 스티어링 장치가 도시된 도면들로서,

도 13은 자동 스티어링 장치의 사시도,

도 14는 자동 스티어링 장치의 측면도,

도 15는 자동 스티어링 장치의 평면도,

도 16 내지 도 18은 스티어링 장치에 구비되는 자력발생기구를 설명하기 위한 도면들,

도 19는 자동 스티어링 장치의 작동 상태를 설명하기 위한 개략도이다.

Claims (8)

1. 관 내부를 주행 가능하게 이루어진 차체와;

   상기 차체의 후방에 구비되고, 관의 내면에 접촉되면서 마찰력으로 관의 내면을 브러싱하여 이물질을 제거하는 파워 브러시 및 관 내면을 따라 회전하면서 쇼트 볼을 이용하여 관의 내면을 쇼트 블라스팅 처리하는 블라스팅 헤드로 이루어진 표면 처리장치와;

   상기 차체에서 상기 표면 처리장치의 앞쪽에 위치되고, 상기 블라스팅 헤드에 제공된 쇼트 볼을 공급함과 아울러 쇼트 볼을 회수하여 블라스팅 작동이 가능하도록 하는 블라스터와;

   상기 차체에 구비되고, 상기 블라스터와 파워 브러시에 연결되어 먼지 등의 이물질을 흡입하여 저장하는 집진장치를 포함한 것을 특징으로 하는 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 표면 처리장치는,

   상기 차체의 후방에 수직 방향으로 세워진 수직 지지대와,

   상기 수직 지지대에 회전 가능하게 설치되는 회전 지지대와,

   상기 회전 지지대에 설치되어 관 내면을 따라 이동하면서 브러시의 마찰력으 로 관의 표면을 브러싱하는 파워 브러시와,

   상기 회전 지지대에 설치되어 관 내면을 따라 이동하면서 쇼트 볼을 분사한 후에 다시 흡입하여 쇼트 블라스팅 작업이 가능하도록 하는 블라스팅 헤드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 파워 브러시는, 관의 내면을 브러싱한 다음 쇼트 블라스팅 작업이 진행되도록 회전 방향으로 블라스팅 헤드보다 앞쪽에 위치되게 설치된 것을 특징으로 하는 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 파워 브러시는, 상기 회전 지지대에 지지된 브러시 커버와, 상기 커버의 내부에 회전 가능하게 설치되는 브러시와, 상기 커버에 설치되어 상기 브러시를 회전시키는 브러시 구동모터와, 상기 브러시 커버 내에 구비되어 먼지 등의 이물질을 모아서 상기 집진 장치로 배출하는 배출 스크류를 포함한 것을 특징으로 하는 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 블라스팅 헤드는 회전 지지대의 양쪽에 복수개가 설치되고,

   상기 블라스터는 상기 차체에 복수개의 블라스터가 연속하여 설치된 것을 특징으로 하는 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 블라스터는, 상기 차체에 구비되어 상기 블라스팅 헤드로부터 쇼트볼이 회수되는 쇼트볼 회수통과, 상기 쇼트볼 회수통의 하부에 구비되어 쇼트볼 회수통에서 유입된 쇼트볼을 블라스팅 헤드에 공급하는 쇼트볼 공급통과, 상기 쇼트볼 회수통에 연결되어 먼지 등의 이물질이 저장되는 집진통과, 상기 쇼트볼 공급통에 에어를 공급하여 쇼트볼을 블라스팅 헤드에 공급하는 블로워를 포함하고,

   상기 집진통의 내부에는 통체형 구조를 갖는 다수개의 필터가 설치되되, 필요시 상기 블로워에서 공급된 에어를 상기 필터의 내측으로 공급하여 필터에 부착된 이물질을 분리시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 쇼트 블라스팅 장비는,

   쇼트 블라스팅 작업 방향으로 앞쪽으로부터, 고압 전선이 감기는 고압전선 권회릴 장치, 상기 집진 장치, 상기 블라스터, 전체 장비를 운전할 수 있는 운전석, 상기 표면 처리장치 순으로 배치되어 구성되고,

   상기 차체는 각각의 장치들이 탑재된 복수개로 구성되되, 각 차체들이 링크식 구조로 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비.
8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 차체를 구성하는 프레임과; 상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 차륜 지지대와; 상기 차륜 지지대의 양쪽에 구비되는 양측 바퀴와; 상기 차륜 지지대에 각각 지지되어 상기 양측 바퀴를 각각 회전 구동시키는 구동기구와; 상기 차륜 지지대에 구비되어 프레임 또는 차륜 지지대의 기울기를 감지하는 수평 센서와; 상기 프레임에 대하여 차륜 지지대의 조향각을 상태를 감지하는 조향각 센서와; 상기 수평 센서 및 조향각 센서의 신호를 입력받아 상기 구동기구에 제어신호를 출력하는 제어기구를 포함한 것을 특징으로 하는 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스팅 장비.

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