KR101188717B1 - 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관과 이 하수관에 연결되는 가지관의 접합부를 지반을 굴착하지 않고 신속하게 보수할 수 있도록 함과 아울러 가지관의 접합부를 연속적으로 보수 작업을 할 수 있도록 하여 작업 효율과 작업시간을 단축할 수 있도록 한 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법에 관한 것이다. 본 발명은 하수관 외부에서 원격제어되며, 하수관 내부를 하수관축 방향으로 주행하는 원격제어 차량과; 상기 원격제어 차량의 전방에 배치되며 그 외주면에 가지관 라이닝 시트가 감기고 공기주입관이 연결되어 공기주입에 의해 팽창 가능한 패커와; 상기 원격제어 차량의 전방에 배치되며 하수관 외부에서 원격제어되어 상기 패커를 하수관축을 중심으로 회전시키는 회전수단과; 상기 회전수단에 장착되는 제1링크와 상기 제1링크에서 전방으로 이격 배치되어 상기 제1링크와 평행을 이루는 제2링크와 상기 제1링크와 제2링크 사이에 상대 회동 가능하게 연결되며 서로 평행을 이루는 각 한 쌍의 제3 및 제4링크를 구비한 평행사변형 링크기구와, 상기 제3링크를 회동시키는 링크구동기구를 구비하여 상기 패커를 가지관에 삽입하는 패커삽입수단과; 상기 패커삽입수단의 제2링크에 장착되어 상기 패커를 360도 전방위로 틸팅시키는 패커무단틸팅수단;을 포함하여 이루어지고, 상기 패커를 상기 패커무단틸팅수단을 구성하는 지지체에 결합된 구면체에 설치하도록 구성함과 아울러, 하수관의 외부에서 원격제어에 의해 상기 패커무단틸팅수단이 상기 패커삽입수단의 제2링크에서 장착 또는 분리 가능하도록 하는 패커탈부착수단을; 더 포함하여 이루어지며, 상기 패커탈부착수단에 의해 상기 가지관에서 패커의 분리 후, 원격차량을 다른 가지관으로 이송시켜 다른 패커를 연속적으로 삽입 장착할 수 있도록 구성되는 것이므로, 가지관 보수 작업에 따른 먼저 시공 중인 가지관 라이닝 시트가 경화될 때까지 대기 시간없이 연속적으로 가지관을 보수할 수 있도록 하여 보수 작업에 따른 작업시간을 크게 줄일 수 있다.

Description

하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법{Packer tilting consecutively apparatus and method for lateral lining(PAL)}

본 발명은 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 하수관과 이 하수관에 연결되는 가지관의 접합부를 지반을 굴착하지 않고 신속하게 보수할 수 있도록 함과 아울러 가지관의 접합부를 연속적으로 보수 작업을 할 수 있도록 하여 작업 효율과 작업시간을 단축할 수 있도록 한 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법에 관한 것이다.

일반적으로 지중에 매설된 하수관을 보수하는 방법으로서는 지반 또는 도로를 굴착한 후 관 자체를 교체하는 방법이 널리 사용되어 왔다.

그러나 이러한 하수관의 보수 공법은 다음과 같은 여러 문제가 있다.

시공 전 구간의 교통을 차단해야 하므로 15~30일 정도의 장기간 도로의 통제로 교통체증을 유발한다.

관 파손 및 이음부 불량에 의한 하수유출로 토양 및 지하수를 오염시키며 지하수 유입으로 하수처리장 효율이 감소되고, 건설 폐자재가 다량 발생하는 등 환경적 문제를 야기한다.

간헐적 보수공사로 인한 민원이 발생하고 행정불신을 초래하며, 예측 불허의 긴급보수로 장기적 계획에 차질을 가져온다.

하수관의 보수와 직접적인 공사 외에 가시설물 등 간접적인 공사가 필요하므로 가시설물 공사비를 감안할 때 비경제적이다.

콘크리트 하수관을 단순히 교체하는 것이므로 내화학성이 취약하고 또 다시 쉽게 부식되고 노후화가 빠르게 진행되어 또 다시 보수공사를 해야 하는 문제점이 있다.

지반 또는 도로의 굴착으로 인한 주변의 지반침하를 야기하며, 굴착시 가스관 등 타 매설관의 파손 위험이 상존한다.

굴착작업으로 인한 작업인원 및 주민의 안전사고의 우려가 있다.

시공 후 지반의 재정비와 도로의 재포장이 필요하며, 이에 따른 도로의 수명이 단축되는 문제점이 있다.

교체된 하수관의 이음부의 정밀시공과 수밀성 확보를 위한 별도의 작업이 필요하므로 공기가 더욱 길어지는 문제점이 있다.

따라서 근래에는 지반이나 도로를 굴착하지 않고 하수관을 보수하는 기술이 개발되어 널리 사용되고 있다.

또한 직경 800㎜이하의 하수관의 경우 작업자가 하수관 내부로 들어가서 작업하지 못하도록 법규로 규정하고 있어 원격제어식 하수관의 비굴착 보수 장치를 사용하고 있다.

종래의 하수관의 비굴착 보수 장치 및 방법으로서는 대한민국 등록특허 제0433060호, 제0555026호, 제0615070호, 제0921481호 등과 같이 작업자가 하수관 내부로 들어가지 않고 노후된 하수관의 내주면에 튜브형태의 라이닝 튜브를 피복하는 것이 알려져 있다.

상기 라이닝 튜브는 하수관의 내주면에 밀착되는 폴리에스터 펠트층과 폴리에스터 필름층으로 구성되며, 상기 펠트층은 열경화성 수지로 코팅된다. 펠트층에 코팅된 열경화성 수지는 미경화 상태로서 펠트층에 코팅됨과 동시에 펠트층에 함침된 상태로 된다.

상기 라이닝 튜브를 제조하는 과정에서는 폴리에스터 필름층이 외부층을 이루고, 펠트층이 내부층을 이루는 상태로 제조되며, 이 상태로 준비된다.

종래의 하수관의 비굴착 보수 구조를 시공함에 있어서는 상기 하수관 라이닝 튜브를 하수맨홀을 통하여 기존 매설 하수관에 삽입하게 되는데 이때 반전장치에 의하여 반전시키면서 기존 매설 하수관에 삽입하게 된다.

기존 매설 하수관에 삽입되는 하수관 라이닝 튜브는 상술한 반전에 의하여 내부층을 이루고 있던 펠트층이 외주층으로 반전되어 기존 매설 하수관의 내주면에 밀착되고, 외주층을 이루고 있던 폴리에스터 필름층은 내주층으로 반전되어 보수가 완료된 상태에서 하수가 접촉하는 내주면을 형성하게 된다.

상기 라이닝 튜브가 보수하고자 하는 기존 매설 하수관의 일정 구간, 예를 들면 맨홀과 맨홀 사이의 구간에 삽입 완료되면, 라이닝 튜브의 내부로 가열경화용수를 주입하여 필트층과 열경화성 수지 및 폴리에스터 필름층이 가열되면서 기존 매설 하수관의 내주면에 밀착된 상태로 경화되도록 한다.

상기 라이닝 튜브의 경화가 완료되면 라이닝 튜브의 선단부와 후단부를 절단함으로써 시공을 완료한다.

한편, 하수관에는 통상적으로 가정이나 빌딩 또는 공장 등의 하수배출처에 연결되는 다수개의 가지관이 연결되는 바, 상기 라이닝 튜브는 가지관 접합부에도 시공되므로 라이닝 튜브가 경화 완료된 후 가지관 접합부에 대응하는 부분에서 라이닝 튜브를 절단 및 천공하여 하수배출처에서 가지관으로 통해 배출되는 하수가 하수관으로 유입될 수 있도록 한다.

이러한 가지관은 통상적으로 하수관(1)에 가지관 접합공(1a)을 천공하고 이 가지관 접합공(1a)에 가지관(2)의 끝 부분을 끼워 넣도록 되어 있으며, 기본적으로는 도 29의 (a)에 도시한 바와 같이, 가지관(2)의 끝 부분이 하수관(1)의 가지관 접합공(1a)에 정확히 접합되도록 해야 한다.

또한 시공환경이나 시공자의 시공숙련도에 따라서는 도 26의 (b)에 도시한 바와 같이, 가지관(2)의 선단이 하수관(1)의 접합공(1a)에서 하수관(1)의 안쪽으로 돌출된 상태로 시공되는 경우도 있다. 이 경우에는 하수관(1)을 보수하기 전에 절단기가 장착된 주행로봇(미도시)을 투입하여 가지관(2)의 돌출 부위를 절단해낸 다음 하수관(1)을 보수하면 되므로 별다른 문제가 발생하지는 않는다.

그러나 시공환경이나 시공자의 시공숙련도에 따라서는 도 29의 (c)에 도시한 바와 같이, 가지관(2)의 끝 부분이 하수관(1)의 가지관 접합공(1a)에 정확히 접합되지 않고 틈새가 생긴 상태로 시공되는 경우에 대부분이며, 또한 도 29의 (a)와 같이, 정확하게 시공된 경우라도 시공 후 시간이 경과함에 따라 도 29의 (d)에 도시한 바와 같이, 가지관(2)과 가지관 접합공(1a) 부분이 부식되어 하수관(1)의 가지관 접합공(1a)과 가지관(2) 사이의 접합부에 틈새가 생기게 되며, 이러한 경우 하수관(1)을 하수관 라이닝 튜브(3)에 의해 보수하더라도 하수관(1)의 가지관 접합공(1a)과 가지관(2) 사이의 접합부의 틈새가 메워지지 않으므로 가지관(2)에서 배출되어 하수관(1)으로 유입되어야 할 하수가 접합부의 틈새로 누수되어 주변 지반의 토양을 오염시키게 되는 문제점이 있다.

따라서 종래에는 가지관(2)과 가지관 접합공(1a) 사이의 접합부를 보수하기 위한 장치와 공법이 개발되었다.

종래 가지관과 가지관 접합공 사이의 접합부를 보수하는 장치와 공법으로서는 공개특허 제2011-0093304호가 알려져 있다.

상기 공개특허 제2011-0093304호는 본관보수부와 가지관보수부를 포함하며, 가지관보수부를 가지관에 일치시키기 위하여 조정수단을 구비한 가지관 보수장치 및 이를 이용한 하수관 비굴착 부분보수 및 가지관 보수공법을 개시하고 있다.

상기 조정수단은 본관보수부의 내부에 설치된 가이드레일에 슬라이딩 가능하게 설치되는 슬라이딩구와, 슬라이딩구에 수직으로 설치된 유입실린더와, 유압실린더의 피스톤로드 상단과 가지관보수부의 하단 사이에 설치되는 힌지체결부를 구비한 것으로, 가지관보수부를 가지관의 연결각도에 일치시킨 상태에서 유압실린더를 작동시켜 가지관보수부가 가지관에 삽입되도록 한 것이다.

한편, 측면 및 정면에서 보았을 때 가지관(2)이 하수관(1)에 직각을 이루는 상태로 정확하게 연결된 경우(도 30의 (a) 및 도 31의 (a) 참조)도 물론 있으나, 하수관축을 중심으로, 또는 하수관축에 직각을 이루는 수평축을 중심으로 회전하여 경사진 상태로 연결된 경우(도 30의 (b) 및 도 31의 (b) 참조)가 대부분이다.

상기 공개특허 제2011-0093304호는 유압실린더의 상단과 가지관보수부의 하단 사이에 힌지체결부를 구비하고 있으나, 이러한 힌지체결부는 가지관보수부를 하수관축에 직교하는 직교축을 중심으로 회동 가능하게 연결하는 것에 불과하기 때문에 측면 및 정면에서 보았을 때 가지관(2)이 하수관(1)에 직각을 이루는 경우(도 30의 (a) 및 도 31의 (a) 참조)에는 가지관보수부가 가지관(2)에 동축(同軸)을 이루도록 조정될 수 있게 되지만, 정면에서 보았을 때 하수관축을 중심으로 회전한 상태로 경사지게 연결된 경우(도 31의 (b) 참조) 및, 가지관(2)이 도 30의 (b)에 도시한 바와 같이 측면에서 보았을 때에도 경사지게 연결되고 도 31의 (b)에 도시한 바와 같이 정면에서 보았을 때에도 경사지게 연결된 경우에는 가지관보수부가 가지관(2)에 동축을 이룰 수 없기 때문에 그 보수장치와 공법을 적용할 수 있는 대상에 제한을 받게 된다

따라서 다양한 설치 상태의 가지관을 효율적으로 보수할 수 있도록 한 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 공법을 필요로 하였다.

이에 본 출원인이 선 출원한 특허출원번호 제2011-0142677호 '하수관과 가지관 접합부의 비굴착식 보수 장치 및 보수 방법' 을 제시한 바 있다.

그러나 국내 현실은 하수관에는 50m에 10-30개소의 가지관이 접합되어 있는 데, 상기 장치 및 방법은 접합부 보수에 1개소에 2시간 보수 시간이 소요되어 국내 하수관 현실에서는 시공성에 시간적 제한에 따른 한계성이 있다.

이를 해결하고자 10-12개소에 따른 접합보수가 하루에 작업이 가능하여 시공능력 및 경제성에서 유익하도록 본 출원인은 하수관과 가지관 접합부의 비굴착식 보수를 효율적으로 하고자 하수관과 가지관 접합부의 보수작업을 먼저 시공 중인 가지관 라이닝 시트가 경화될 때 까지 대기 작업 없이 연속적으로 가능하도록 하는 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법을 더 제안하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 다양한 설치 상태의 가지관을 효율적으로 보수할 수 있도록 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착식 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가지관 보수 작업에 따른 대기 시간없이 연속적으로 가지관을 보수할 수 있도록 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착식 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 가지관이 하수관에 정확하게 접합되지 않고 틈새가 있는 경우는 물론 하수관과 가지관의 접합부가 파손되어 틈새가 생긴 경우에도 하수관과 가지관의 접합부를 수밀한 상태로 보수할 수 있도록 함과 아울러, 가지관의 보수와 함께 연속적으로 작업이 병행하여 이루어질 수 있도록 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착식 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 하수관 외부에서 원격제어되며, 하수관 내부를 하수관축 방향으로 주행하는 원격제어 차량과; 상기 원격제어 차량의 전방에 배치되며 그 외주면에 가지관 라이닝 시트가 감기고 공기주입관이 연결되어 공기주입에 의해 팽창 가능한 패커와; 상기 원격제어 차량의 전방에 배치되며 하수관 외부에서 원격제어되어 상기 패커를 하수관축을 중심으로 회전시키는 회전수단과; 상기 회전수단에 장착되는 제1링크와 상기 제1링크에서 전방으로 이격 배치되어 상기 제1링크와 평행을 이루는 제2링크와 상기 제1링크와 제2링크 사이에 상대 회동 가능하게 연결되며 서로 평행을 이루는 각 한 쌍의 제3 및 제4링크를 구비한 평행사변형 링크기구와, 상기 제3링크를 회동시키는 링크구동기구를 구비하여 상기 패커를 가지관에 삽입하는 패커삽입수단과; 상기 패커삽입수단의 제2링크에 장착되어 상기 패커를 360도 전방위로 틸팅시키는 패커무단틸팅수단;을 포함하여 이루어지고, 상기 패커를 상기 패커무단틸팅수단을 구성하는 지지체에 결합된 구면체에 설치하도록 구성함과 아울러, 하수관의 외부에서 원격제어에 의해 상기 패커무단틸팅수단이 상기 패커삽입수단의 제2링크에서 장착 또는 분리 가능하도록 하는 패커탈부착수단을; 더 포함하여 이루어지며, 상기 패커탈부착수단에 의해 상기 가지관에서 패커의 분리 후, 원격차량을 다른 가지관으로 이송시켜 다른 패커를 연속적으로 삽입 장착할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 상기 패커탈부착수단은, 상기 패커삽입수단의 링크기구의 전방에 연결 장착되며, 정면에 상기 패커무단틸팅수단을 구성하는 지지체의 하단부가 탈부착되기 위한 하우징과; 상기 하우징의 정면에 돌출 형성되고, 상단이 원형 프레임으로 형성되어 상기 지지체가 삽입되도록 안내하는 장착홈을 갖는 가이드 플레이트와; 상기 가이드 플레이트의 내부에 설치되어 원격 제어에 의해 자력으로 상기 지지체의 하단부를 탈부착하는 전자석판을; 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 상기 원격차량의 링크기구 하단에는 상기 패커가 가지관에 장착시에 원격제어 차량의 후단부가 들리는 것을 방지하기 위한 팽창력버팀수단이 더 가지며, 상기 팽창력버팀수단은 하수관 외부에서 원격제어되는 유압실린더와; 상기 유압실린더에 출몰 가능하게 설치되는 피스톤로드와; 상기 피스톤로드의 하단에 결합되어 일측이 힌지축을 중심으로 회전이 가능하고 타단이 힌지축의 회전에 의해 하수관의 바닥에 지지되는 작동받침대를; 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 상기 작동받침대는 상기 피스톤로드의 하단부와 연결되며, 상기 작동받침대의 일측에는 상기 힌지축의 회전을 가이드 하는 가이드 홈 및 가이드 핀이 형성되고, 상기 작동받침대의 타측에는 상기 피스톤로드의 작동으로 하수관 바닥에 지지된 작동받침대를 순간 접도록 탄성력을 주기 위한 탄성스프링을 더 포함하여 형성됨을 특징으로 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치를 준비하며, 접합부 보수를 위한 패커를 패커무단틸팅수단에 의해 가지관에 삽입하고 공기를 주입하여 상기 패커를 설치하는 패커 설치 단계와; 하수관의 외부에서 원격 제어되는 패커탈부착수단에 의해 상기 패커를 차량에서 분리시키는 패커 분리 단계와; 상기 패커가 분리된 원격 제어 차량을 하수관 외부에서 원격제어에 의하여 밖으로 빼내고 다시 다른 가지관에 설치할 다른 패커를 장착 후 재차 다른 가지관으로 차량을 진입시키는 패커 교체 단계; 상기 패커 분리 단계를 마친 차량이 후진하면서 기존에 미경화 수지가 경화될 때까지 대기하던 패커의 위치에서 차량을 멈추고 하수관의 외부에서 원격 제어되는 상기 패커탈부착수단에 의해 분리되었던 패커를 다시 차량으로 회수하는 패커 회수 단계를; 포함하여 이루어지는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 상기 패커 분리 단계 및 패커 회수 단계에서, 상기 패커탈부착수단이 원격 제어에 의해 상기 패커를 탈부착 가능하도록 자력을 발생하는 전자석으로 이루어짐을 특징으로 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법을 제공한다.

본 발명의 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법에 의하면, 원격제어 차량과 패커의 사이에 패커를 하수관의 관축을 중심으로 회전시키기 위한 회전수단과, 패커를 360도 전방위로 무단틸팅시키기 위한 패커무단틸팅수단 및 패커삽입수단과 패커를 가지관 탈부착시키는 패커탈부착수단을 구비한 것으로 다양한 설치 상태의 가지관을 효율적으로 보수할 수 있다.

본 발명의 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법에 의하면, 가지관 보수 작업에 따른 먼저 시공 중인 가지관 라이닝 시트가 경화 될 때까지 대기 시간없이 연속적으로 가지관을 보수할 수 있도록 하여 보수 작업에 따른 작업시간을 크게 줄일 수 있다.

본 발명의 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치 및 연속 보수 방법에 의하면, 가지관이 하수관에 정확하게 접합되지 않고 틈새가 있는 경우는 물론 하수관과 가지관의 접합부가 파손되어 틈새가 생긴 경우에도 하수관과 가지관의 접합부를 수밀한 상태로 보수할 수 있도록 함과 아울러, 가지관의 보수가 연속적으로 이루어질 수 있도록 하여 작업 효율을 극대화할 수 있다.

도 1 내지 도 9는 본 발명에 의한 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치의 바람직한 일 실시 예를 보인 것으로,
도 1은 전체 사시도,
도 2는 전체 분해 사시도,
도 3은 회전수단의 작동상태를 설명하기 위한 사시도,
도 4는 패커삽입수단의 작동을 설명하기 위한 사시도,
도 5는 패커무단틸팅수단의 작동을 설명하기 위한 사시도,
도 6은 패커탈부착수단의 작동상태를 설명하기 위한 단면도,
도 7 내지 도 9는 본 발명에 의한 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치에 따른 팽창력버팀수단의 일 실시 예를 보인 것으로,
도 7은 일 실시 예의 팽창력버팀수단이 설치된 보수 장치의 전체 사시도,
도 8 내지 도 9는 도 7의 팽창력버팀수단 작동 전후를 보인 상태도,
도 10 내지 도 21은 일 실시 예에 따른 장치에 의한 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법 제1 실시 예를 보인 것이다.
도 22 내지 도 28은 일 실시 예에 따른 장치에 의한 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법 제2 실시 예를 보인 것이다.
도 29는 일반적인 하수관과 가지관 접합부를 여러 예를 보인 단면도,
도 30 및 도 31은 일반적인 하수관에 대한 가지관의 연결 각도를 보인 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예로서, 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 제시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 고유사상의 범위 내에서 해당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1 내지 도 9는 본 발명에 의한 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치의 바람직한 일 실시예를 보인 것이다.

본 발명에 의한 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치는, 하수관(1) 내부를 하수관축(管軸) 방향으로 주행하는 원격제어 차량(10)과; 상기 원격제어 차량(10)의 전방에 설치되는 패커(20)와; 상기 원격제어 차량(10)의 선단부에 설치되어 상기 패커(20)를 하수관축을 중심으로 회전시키는 회전수단(30)과; 상기 패커(20)와 결합되며 상기 패커(20)를 360도 전방위로 무단 틸팅(無斷 tilting)시키는 패커무단틸팅수단(40)과; 상기 회전수단(30)에 선단에 결합되며 상기 패커(20)를 가지관(2)에 삽입시키는 삽입력을 발생시키는 패커삽입수단(50); 및 상기 하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의해 상기 패커(20)를 원격제어 차량(10)에서 탈부착 가능하게 하는 패커탈부착수단(60)을; 더 포함하여 구성된다.

또한 상기 패커(20)가 가지관(2)내에 삽입시에 상기 원격제어 차량(10)의 후단부가 들리는 것을 방지하기 위한 팽창력버팀수단(70)을 더 포함하여 구성된다.

상기 원격제어 차량(10)은 하수관(1)의 바깥에서 원격제어에 의하여 전후진 할 수 있도록 구성된다. 상기 원격제어 차량(10)은 로봇본체(11)와, 4개의 주행차륜(12)를 포함한다. 상기 주행차륜(12)은 전동모터 또는 유압모터(미도시)에 의하여 구동되는 것으로, 상기 로봇본체(11)의 후단부에는 상기 전동모터 또는 유압모터 및 유압실린더 등을 구동 및 제어하기 위한 전원케이블, 유압라인, 제어케이블 등을 포함하는 원격제어용 라인(13)이 연결된다.

상기 패커(20)는 하수관(1)과 가지관(2) 접합부의 내주면에 밀착될 가지관 접합부용 라이닝 시트(S)가 감겨지는 원통부(21)와, 상기 원통부(21)의 상하단에 일체로 형성되는 상후단 플랜지(22)(23)를 포함한다.

상기 원통부(21)는 추후 공기 주입에 의하여 팽창하면서 그 외주면에 감겨진 가지관 접합부용 라이닝 시트(S)를 가지관(2)의 내주면에 밀착시키는 부분으로서, 공기 주입에 의해 팽창 가능한 재질, 예컨대 고무재질로 형성된다.

상기 상, 후단 플랜지(22)(23)는 상기 원통부(21)의 양단을 폐쇄하는 것으로 원통부(21)와 동일 재질에 의해 일체로 성형된다.

상기 원통부(21)의 내부에는 배수관(24)이 동심상(同心狀)으로 설치되며, 상기 배수관(24)의 상, 하단에 결합된 보강용 원판(25)(26)이 상기 상, 후단 플랜지(22)(23)에 매설된다. 상기 배수관(24)과 보강용 원판(25)(26)은 공기 주입 시 팽창되지 않는 재질, 예컨대 금속재질로 형성된다.

상기 배수관(24)과 보강용 원판(25)(26)은 상기 원통부(21)와 선단 및 후단 플랜지(22)(23)를 성형하는 과정에서 인서트 몰딩(insert molding) 방법에 의해 일체로 결합되는 것이다. 상기 배수관(24)와 보강용 원판(25)(26)은 인서트 몰딩하기 전에 미리 용접 등에 의하여 일체로 결합된다.

상기 선단 플랜지(22)는 상기 패커(20)가 가지관(2)에 삽입되는 과정에서 가지관(2)의 내주면과 실질적으로 접촉하면서 패커(20)가 가지관(2)에 동축 또는 평행을 이루도록 하는 부분이고, 상기 후단 플랜지(23)는 상기 패커(20)가 상기 가지관(2)에 삽입되었을 때 상기 가지관(2)의 입구에서 상기 하수관(1)의 중심부쪽으로 이격된 위치에 있는 부분으로서, 상기 상, 후단 플랜지(22)(23)에 배수관(24)과 일체로 결합된 보강용 원판(25)(26)이 매설되어 있으므로 상기 패커(20)에 공기를 주입할 때 원통부(21)가 원주방향으로만 팽창하고 길이방향으로는 팽창하지 않게 된다.

또한 상기 후단 플랜지(23)는 상기 원통부(21)가 팽창할 때 가지관 접합부용 라이닝 시트(S)가 밑으로 처지는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 원통부(21)에는 공기주입호스(27)가 연결된다. 상기 공기주입호스(27)는 상기 후단 플랜지(22)(23) 및 보강용 원판(25)(26)을 관통한다.

상기 공기주입호스(27)는 하수관(1)과 맨홀을 통해 외부로 연장되는 것으로, 지상에 위치한 공기주입장치(미도시)에 연결되는 것이다.

상기 회전수단(30)은 상기 로봇본체(11)의 선단부에 장착되어 하수관(1)의 외부에서 원격제어되는 회전모터(31)와, 상기 회전모터(31)의 출력축(32)을 포함한다.

상기 패커무단틸팅수단(40)은 상기 패커삽입수단(50)의 선단에 설치되며 내부에 구면홈(球面溝)(41)를 가지는 지지체(42)와, 상기 구면홈(41)에 설치되는 구면체(43)과, 상기 구면체(43)에 고정되는 고정봉(44)과, 상기 고정봉의 상측에 형성되어 상기 패커(20)가 결합되는 패커마운트(45)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 패커마운트(45)의 상측 중앙에는 상기 패커(20)의 배수관(24) 하단의 연장부(24a)가 결합되는 배수관 삽입공(45a)이 천공된다.

상기 패커삽입수단(50)은 평행사변형 링크기구로 구성하고, 상기 패커(20)를 가지관(2) 접합하기 위한 링크운동을 하는 것으로, 상기 회전수단(30)의 전방에 설치된다.

또한 상기 패커삽입수단(50)은 상기 회전수단(30)을 구성하는 출력축(32)에 고정되는 제1링크(51a)와, 상기 제1링크(51a)에서 전방으로 이격되어 상기 제1링크(51a)와 평행을 이루며 상기 패커탈부착수단(60)이 설치되는 제2링크(51b)와, 상기 제1링크(51a)와 제2링크(51b) 사이에 상대 회동 가능하게 연결되며 서로 평행을 이루는 각 한 쌍의 제3 및 제4링크(51c)(51d)를 구비한 평행사변형 링크기구(51) 및 상기 제3링크(51d)를 회동시키는 링크구동기구(52)를 포함하여 구성된다.

상기 링크구동기구(52)는 상기 제1링크(51a)에 후단이 상하 회동 가능하게 지지되어 하수관(1)의 외부에서 원격제어되는 유압실린더(52a)와, 상기 유압실린더(52a)에 출몰 가능하게 설치되며 선단이 상기 제3링크(51c)에 상하 회동 가능하게 연결되는 피스톤로드(52b)를 포함하여 구성된다.

상기 유압실린더(52a)의 후단을 제1링크(51a)에 회동 가능하게 지지하기 위하여 제1링크(51a)와 유압실린더(52a)의 후단에 각각 힌지편(52c)(52d)을 구비하여 힌지핀(52e)으로 연결하고, 상기 피스톤로드(52b)를 제3링크(51c)에 회동 가능하게 지지하기 위하여 피스톤로드(52b)의 선단에 연결부재(52f)를 구비하여 이 연결부재(52f)를 제3링크(51c)에 힌지핀(52g)으로 연결한다.

상기 원격제어용 라인(13)에는 상기 링크구동기구(52)를 구성하는 유압실린더(52a)를 구동하기 위한 유압라인을 포함한다.

상기 패커탈부착수단(60)은 상기 패커(20)가 장착된 패커무단틸팅수단(40)을 를 원격제어 차량(10)에서 탈부착하는 것으로, 상기 패커삽입수단(50)의 링크기구(51)의 전방에 연결 장착되며, 정면에 상기 패커무단틸팅수단(40)을 구성하는 지지체(42)의 하단부가 탈부착되기 위한 하우징(61)과; 상기 하우징(61)의 정면에 돌출 형성되고, 상단이 원형 프레임으로 형성되어 상기 지지체(42)가 삽입되도록 안내하는 장착홈(62)을 갖는 가이드 플레이트(63)와; 상기 가이드 플레이트(63)의 내부에 설치되어 원격 제어에 의해 자력으로 상기 지지체(42)의 하단부를 탈부착하는 전자석판(64)를; 포함하여 구성된다.

또한 본 실시예에 따른 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치는 상기 패커(20)가 가지관(2)에 삽입된 상태에서 상기 패커(20)에 대한 공기 주입에 의한 패커(20)의 팽창력에 따른 반력에 의하여 원격제어 차량(10)의 후단부가 들리고, 가지관(2)에 삽입된 패커(20)가 임의로 빠져나오는 것을 방지하기 위하여 팽창력버팀수단(70)을 더 포함한다.

도 7 내지 도 9는 일 실시 예에 의한 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치에 따른 팽창력버팀수단의 실시 예를 보인 것으로, 도 7은 팽창력버팀수단이 설치된 보수 장치의 전체 사시도, 도 8 내지 도 9는 도 7의 팽창력버팀수단 작동 전후를 보인 상태도이다.

상기 팽창력버팀수단(70)은 상기 원격차량의 링크기구 하단에 하수관 외부에서 원격제어되는 유압실린더(71)와; 상기 유압실린더에 출몰 가능하게 설치되는 피스톤로드(72)와; 상기 피스톤로드(72)의 하단에 결합되어 일측이 힌지축(73)을 중심으로 회전이 가능하고 타단이 힌지축의 회전에 의해 하수관(1)의 바닥에 지지되어 상기 패커(20)가 가지관(2)에 장착시에 원격제어 차량(10)의 후단부가 들리는 것을 방지하기 위한 좌우 한 쌍의 작동받침대(74)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 작동받침대(74)는 상기 피스톤로드(72)의 하단부와 연결되며, 상기 작동받침대(74)의 일측에는 상기 힌지축(73)의 회전을 가이드 하는 가이드 홈(75) 및 가이드 핀(76)이 형성되고, 상기 작동받침대(74)의 타측에는 상기 피스톤로드(72)의 작동으로 하수관(1) 바닥에 지지된 작동받침대(74)를 순간 접도록 탄성력을 주기 위한 탄성스프링(77)을 더 포함하여 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 회전수단(30), 패커무단틸팅수단(40), 패커삽입수단(50), 패커탈부착수단(60), 팽창력버팀수단(70)의 작동에 대하여 설명한다.

[회전수단의 작동]

하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 상기 회전수단(30)을 구성하는 회전모터(31)에 전원을 인가하여 그 출력축(32)가 좌우로 회전하게 하면, 출력축(32)에 결합된 상기 패커삽입수단(50)의 제1링크(51a)기 회전하는 것으로 일체화된 평형사변형 링크기구(51) 전체가 좌우로 회전하는 것으로, 이에 따라 상기 패커삽입수단(50)과 패커무단틸팅수단(40) 및 패커(20)가 좌우로 회전하게 된다(도 3 참조).

도 3에서는 4개의 위치로 회전한 상태를 도시하였으나 실제로는 360도 전방위로 회전시킬 수 있는 것이다.

[패커무단틸팅수단의 작동]

상기 패커(20)가 가지관(2)에 삽입되는 과정에서 패커(20)에 가지관(2)의 내주면과의 접촉력이 가해지게 되면, 그 접촉력에 의하여 패커무단틸팅수단(40)을 구성하는 구면체(43)가 지지체(42)의 구면홈(41)와 구면체(43)의 중심점을 중심으로 하여 접촉력의 작용방향에 따라 틸팅하게 되고, 이에 따라 상기 패커무단틸팅수단(40)에 유압실린더(52a)을 포함하는 패커삽입수단(50)과 패커(20)가 무단틸팅하게 된다(도 5 참조).

도 5에서는 전후, 좌우로 틸팅한 상태를 도시하였으나, 실제로는 360도 전방위에 대한 틸팅이 이루어질 수 있는 것이다.

[패커삽입수단의 작동]

하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 상기 패커삽입수단(50)을 구성하는 유압실린더(52a)를 작동시키면 피스톤로드(52b)가 전진 또는 후진하게 되면, 상기 유압실린더(52a)의 후단은 상기 제2링크(51b)에 상하 회동 가능하게 연결되어 있고, 상기 피스톤로드(52b)는 상기 제3링크(51c)에 상하 회동 가능하게 연결되어 있으므로 상기 제3링크(51c)가 상하 방향으로 회동하게 되고, 제3링크(51c)는 제1링크(51a), 제2링크(51b) 및 제4링크(51d)와 함께 평행사변형 링크(51)를 구성하고 있으며, 제1링크(51a)는 회전수단에 고정되어 있으므로 제4링크(51d)가 제3링크(51c)와 평행을 이루면서 회동하게 되며, 제2링크(51b)는 수평을 유지하면서 승강하게 된다(도 4 참조).

상기 패커삽입수단(50)의 작동에 따른 제3링크(51c)와 이에 결합된 패커무단틸팅수단(40) 및 패커(20)의 승강 작용은 도 4에 도시한 바와 같이 수직 상, 하방으로 이루어지지 않고 상승 시에는 수직 상방으로 상승함과 아울러 후방으로 편위된 상태로 상승하게 되고, 하강 시에는 수직 하방으로 하강함과 아울러 전방으로 편위된 상태로 하강하게 된다.

[패커무단틸팅수단의 고정 및 해제 작동]

도 5의 가상선 표시 상태에서 하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 상기 구면체(43)를 고정모드로 작동시켜 고정하여 무단틸팅 작동이 일어나지 않는 상태로 되며, 도 5의 실선 표시 상태에서 하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 상기 구면체(43)를 해제모드로 작동시키면, 구면체(43)의 고정상태가 해제되며, 이에 따라 무단틸팅 작동이 일어날 수 있는 상태로 된다.

[패커탈부착수단의 작동]

하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 상기 패커(20)에 공기가 주입되어 가지관(2) 내에 장착이 완료되면 바로 하수관(1)의 외부에서 원격 제어되는 상기 패커탈부착수단(60)에 의해 가지관(2)에 공기가 주입된 패커(20)를 차량에서 완전 분리시킨다(도 2 와 도 16 참조).

하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 패커 분리 작업이 이루어진 상기 원격제어 차량(10)을 다음 작업을 위해 이송시킨다.

한편 상기 패커 분리 단계를 마친 차량이 후진하면서 기존에 미경화 수지가 경화될 때까지 대기하던 다른 패커(20)의 위치에서 차량(10)을 멈추고 하수관(1)의 외부에서 원격 제어되는 상기 패커탈부착수단(60)에 의해 분리되었던 패커(20)를 다시 회수하도록 차량(10)에 패커(20)를 재 부착할 수 있다(도 19과 도 20 참조).

다시 말해, 상기 패커삽입수단(50)의 제2링크(51b)에 전방에 설치되어 하수관(1)의 외부에서 원격제어에 따라 작동되는 전자석판(62)에 의해 상기 패커무단틸팅수단(40)을 구성하는 지지체(42)가 자력을 발생하는 상기 전자석판(62)에서 탈.부착이 이루어지게 할 수 있다.

[팽창력버팀수단의 작동]

팽창력버팀수단은(70)은 패커(20)에 외력이 가해지지 않은 자유상태에서는 원격제어 차량(10) 링크기구(51) 하단에 작동받침대(74)가 접혀 있게 된다.

그리고 상기 가지관(2)의 접합부에서 패커(20)의 장착시에는 가해지는 외력의 방향에 따라서 유압실린더(71)와 연결된 피스톤로드(72)를 작동시켜 작동받침대(74)를 하수관(1)의 바닥에 지지하면서 패커(20)의 가해지는 외력에 따라서 피스톤로드(72)를 작동시키면서 차량 후단부가 들리거나 한쪽으로 치우치는 것을 제어할 수 있다(도 8과 도 9 참조).

이에 따라 원격제어 차량(10)을 전후 또는 좌우로 이동시키지 않고서도 패커(20)을 가지관(2)에 정확히 삽입할 수 있게 된다.

[방법 실시 예 1]

이하, 상술한 일 실시 예에 따른 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치를 이용한 본 발명의 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법의 제1 실시 예를 도 10 내지 도 21을 참조하여 설명한다.

본 실시 예는 가지관(2)이 도 30의 (a)와 도 31의 (a)에 도시한 바와 같이 하수관(1)에 대하여 직각을 이루는 상태로 접합된 경우에 대한 것이다.

[패커 준비 단계]

도 10에 도시한 바와 같이, 수축된 상태의 패커(20)와 미경화 수지(R)가 코팅된 가지관 라이닝 시트(S)를 준비하고, 미경화 수지(R)가 코팅된 가지관 라이닝 시트(S)를 상기 패커(20)의 원통부(21) 외주면에 감은 상태로 준비한다.

상기 미경화 수지(R)가 코팅된 가지관 라이닝 시트(S)는 패커(20)의 원통부(21)의 길이보다 짧은 길이와 가지관(2)의 내주면의 원주길이에 대응하는 폭을 가지는 크기로 준비하며, 이를 패커(20)의 원통부(21) 외주면에 감았을 때 부분적으로 겹치는 상태로 감기게 된다(도 10의 (b) 참조).

또한 상기 가지관 라이닝 시트(S)는 미경화 수지(R)가 코팅되어 있으므로 추후 패커(20)에 공기를 주입하여 원통부(21)가 팽창할 때 가지관 라이닝 시트(S)와 미경화 수지(R) 사이에서 미끄러지면서 가지관 라이닝 시트(S)가 확장될 수 있게 된다.

[패커 장착 단계]

상기 패커(20)의 배수관(24) 하단의 연장부(24a)를 상기 패커마운트(45)의 상측 중앙에 형성된 배수관 삽입공(45a)에 삽입한다.

이때, 상기 구면체(43)를 고정모드로 작동시켜 구면체(43)이 고정되도록 하여 구면체(43), 패커삽입수단(50), 패커(20)가 임의로 틸팅되지 않도록 한 상태를 유지한다.

[하수관 진입 단계]

먼저, 촬영 로봇(C)을 하수관(1) 내에 진입시켜 보수하고자 하는 가지관(1)을 지난 위치에 위치시킨다(도 12 참조). 상기 촬영 로봇(C)은 하수관(1) 내부와 가지관(2) 및 하수관(1)과 가지관(2)의 접합부를 촬영하여 하수관(1) 외부의 모니터(미도시)에 표시하는 것으로, 이 또한 하수관(1)의 외부에서 원격제어되며, 카메라가 탑재되어 있다. 또한 상기 촬영 로봇(C)에는 하수관(1)과 가지관(2) 및 하수관(1)과 가지관(2)의 접합부를 촬영하기 위한 렌즈와 접합부를 조명하기 위한 조명등(미도시)가 탑재된다.

상기 패커(20)가 장착된 원격제어 차량(10)을 하수관(1) 내에 진입시킨다(도 13 참조).

이때 상기 팽창력버팀수단(70)을 하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 해지모드로 작동시켜 작동받침대(74)가 상승하여 진입 과정에서 하수관(1)의 내주면에 접촉하는 일이 없도록 한다.

한편, 가지관(2)이 도 30의 (a)(b) 및 도 31의 (a)와 같이 하수관(1)의 관축에 평행한 수직면 상에 있는 경우에는 도 3의 실선 표시와 같이 패커(20)가 수직을 유지하는 상태로 진입시키고, 가지관(2)이 도 31의 (b)에 도시한 바와 같이 하수관(1)의 관축을 중심으로 회전한 상태로 접합된 경우에는 도 4의 가상선 표시와 같이 회전수단(30)에 의하여 패커(20)가 기울어진 상태로 유지한 상태로 진입시킨다.

[패커 삽입 준비 단계]

패커 삽입 준비 단계는 상기 패커삽입수단(50)에 의하여 이루어지는 것으로, 상기 패커삽입수단(50)의 작동에 따라 제3링크(51c)와 이에 결합된 패커무단틸팅수단(40) 및 패커(20)의 상승 작용은 도 4에 도시한 바와 같이 수직 상방으로만 이루어지지 않고 수직 상방으로 상승함과 아울러 후방으로 편위된 상태로 상승하게 되므로 상기 원격제어 차량(10)을 편위된 거리만큼 전진시키면서 상기 패커삽입수단(50)을 작동시킨다(도 13 참조).

즉, 상기 원격제어 차량(10)을 전진시켜 패커(20)의 선단 플랜지(25)가 가지관(2)의 입부에 일치되도록 한다.

[패커 삽입 단계]

패커 삽입 단계는 상기 패커삽입수단(50)에 의하여 이루어지는 것으로, 상기 패커삽입수단(50)의 작동에 따라 제3링크(51c)와 이에 결합된 패커무단틸팅수단(40) 및 패커(20)의 상승 작용은 도 4에 도시한 바와 같이 수직 상방으로만 이루어지지 않고 수직 상방으로 상승함과 아울러 후방으로 편위된 상태로 상승하게 되므로 상기 원격제어 차량(10)을 편위된 거리만큼 전진시키면서 상기 패커삽입수단(50)을 작동시킨다(도 14와 도 15 참조).

또한 상기 패커(20)가 가지관(2)에 삽입되기 시작하면, 상기 구면체(43)를 해지모드로 작동시켜 상기 패커무단틸팅수단(40)에 의한 무단틸팅 작동이 이루어질 수 있는 상태로 유지시켜 가지관(2)과 패커(20)이 동축 또는 평행을 이루지 못한 경우 가지관(2)의 내주면과 패커(20)의 선단 플랜지(22)의 접촉력에 의하여 패커(20)가 무단틸팅되면서 패커(20)가 가지관(2)와 동축 또는 평행을 이루면서 삽입되도록 한다.

상기 패커(20)의 삽입은 원통부(21)의 외주면에 감겨 있는 가지관 라이닝 시트(S)와 미경화 수지(R)가 가지관(2)의 내부와 하수관(1)과 가지관(2)의 접합부 및 하수관(1)의 내주면에 걸쳐서 위치하는 상태로 한다.

[공기 주입 단계]

상기 가지관(2)에 대한 패커(20)의 삽입이 완료되면, 하수관(1) 외부에서 원격제어에 의해 패커(20)의 내부에 공기를 주입하여, 상기 원통부(21)가 팽창하게 되고, 이에 따라 원통부(21)에 감겨 있는 가지관 라이닝 시트(S)가 확장되면서 가지관(2)의 내주면에 밀착되도록 한다(도 16 참조).

이때, 가지관 라이닝 시트(S)의 외주면측에 코팅되어 있는 미경화 수지(R)가 패커(20)의 팽창력에 의하여 가지관(2)의 내주면, 하수관(1)과 가지관(2)의 접합부, 하수관(1)의 가지관 접합공(1a)의 내주면 및 하수관 라이닝 튜브(3)의 천공부 내주면과 가지관 라이닝 시트(S) 사이에서 압착된다.

또한 상기 패커(20)의 원통부(21) 후단부, 즉 하수관 라이닝 튜브(3)의 내주면보다 하수관(1) 안쪽에 위치하는 부분은 가지관(2)의 내주면이나 하수관(1)과 가지관(2) 접합부 및 하수관(1)의 가지관 접합공(1a)의 내주면 및 하수관 라이닝 튜브(3)의 천공부 내주면과 접촉하지 않는 상태이므로 가지관(2)의 내경보다 큰 직경으로 팽창하게 되고, 상기 패커(20)의 원통부(21)에 감겨 있는 가지관 라이닝 시트(S)와 미경화 수지(R)가 바깥쪽으로 확장 절곡되어 하수관 라이닝 튜브(3)의 내주면에 밀착된 상태로 된다. 이에 따라 가지관 라이닝 시트(S)와 미경화 수지(R)은 가지관(2)의 내주면, 하수관(1)과 가지관(2)의 접합부, 하수관(1)의 가지관 접합공(1a) 내주면, 하수관 라이닝 튜브(3)의 천공부 내주면 및 하수관 라이닝 튜브(3)의 내주면에 걸쳐서 밀착된 상태로 된다.

이 상태에서 상기 미경화 수지(R)가 경화될 때까지 대기한다.

한편, 상기 패커(20)에 공기를 주입하여 원통부(21)가 팽창되는 과정에서는 팽창력에 의하여 패커(20)에는 선단 플랜지(22)에서 후단 플랜지(23) 방향으로 반력이 작용하게 되는데, 이 반력에 의하여 원격제어 차량(10)의 후단부가 들리게 되고, 가지관(2)에 삽입된 패커(20)가 임의로 빠져나오게 될 염려가 있다.

이를 방지하기 위하여 상기 원격제어 차량(10)의 차량 본체(11) 상면에 설치된 팽창력버팀수단(70)을 하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 버팀 모드로 작동시켜 유압시린더(71)에 의해 작동받침대(74)가 바닥으로 하강하여 하수관(1)의 내주면, 하수관(1)의 내주면에 하수관 라이닝 튜브(3)가 시공된 경우에는 하수관 라이닝 튜브(3)의 내주면에 밀착되어 패커(20)의 팽창력에 따른 원격제어 차량(10) 후단의 들림 현상과 가지관(2)에 삽입된 패커(20)의 임의 빠짐 현상이 방지되도록 한다.

[패커 분리 단계]

상기 패커(20)에 공기가 주입되어 가지관(2) 내에 장착이 되면 바로 하수관(1)의 외부에서 원격 제어되는 상기 패커탈부착수단(60)에 의해 가지관(2)에 공기가 주입된 패커(20)를 차량(10)에서 분리하도록 한다(도 15와 도 16 참조).

[차량 이동 단계]

상기 패커(20) 분리 작업이 이루어진 상기 원격제어 차량(10)을 하수관(1) 외부에서 원격제어에 의하여 후진시켜 다른 가지관(2)에 설치할 다른 패커를 장착하고 다시 하수관(1)으로 재차 진입하도록 한다(도 17와 도 18 참조).

[패커 부착 단계]

다른 패커 분리 단계를 마친 차량(10)이 후진하면서 기존에 미경화 수지가 경화될 때까지 대기하던 기존의 패커(20)의 위치에서 차량(10)을 멈추고 하수관(1)의 외부에서 원격 제어되는 상기 패커탈부착수단(60)에 의해 분리되었던 상기 패커(20)를 다시 회수하도록 차량에 패커(20)를 재 부착시키도록 한다.(도 19 내지 도 21 참조)

[공기 배출 및 패커 인출 단계]

상기 패커 부착단계에서 패커탈부착수단(60)에 의해 패커(20)를 부착한 상태에서 이루어진다.

상기 미경화 수지(R)가 경화되면, 하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 패커(20) 내의 공기를 배출시켜 팽창되어 있던 패커(20)의 원통부(21)가 수축되도록 한 다음, 상기 패커삽입수단(50)을 하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 인출모드로 작동시켜 패커(20)가 가지관(2)의 내주면에 밀착된 가지관 라이닝 시트(S)의 내부에서 하수관(1)측으로 인출되도록 한다.(도 20 참조)

또한 상기 패커의 부착 후 상기 패커삽입수단(50)의 작동에 따라 제3링크(51b)와 결합된 패커무단틸팅수단(40) 및 패커(20)의 상승 작용은 도 4에 도시한 바와 같이 수직 하방으로만 이루어지지 않고 수직 하방으로 하강함과 아울러 전방으로 편위된 상태로 하강하게 되므로 상기 원격제어 차량(10)을 편위된 거리만큼 후진시키면서 상기 패커삽입수단(50)을 작동시킨다(도 21 참조).

이상의 단계를 거치는 것에 의하여 하수관(1)과 하나의 가지관(2) 접합부에 대한 비굴착 보수가 완료되며, 상기 패커탈부착수단(60)에 의해 다시 원격제어 차량(10)을 하수관(1)의 외부로 인출하여 패커(20)에 미경화 수지(R)가 코팅된 가지관 라이닝 시트(S)를 감고, 원격제어 차량(10)에 패커(20)를 장착하여 상술한 시공 과정을 연속적으로 반복하는 것으로 신속하고도 효율적인 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수를 할 수 있다.

전체적으로는 상기 패커 준비 단계, 패커 장착 단계, 하수관 진입 단계, 패커 삽입 준비 단계, 패커 삽입 단계 및 공기 주입 단계를 포함하여 패커 설치 단계와; 패커탈부착수단에 의한 패커 분리 단계와; 상기 차량 이동 단계, 패커 부착 단계를 포함하는 패커 교체 단계와; 상기 공기 배출 및 패커 인출 단계가 이루어지는 패커 회수 단계를; 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

[방법 실시 예 2]

이하, 상술한 실시 예에 따른 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치를 이용한 본 발명의 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법의 제2실시 예를 도 19 내지 도 25를 참조하여 설명한다. 본 실시 예는 가지관(2)이 도 30의 (b)에 도시한 바와 같이 하수관축에 직각을 이루는 수평축을 기준으로 회전하여 경사진 상태로 접합된 경우에 대한 것이다.

[패커 준비 단계]

패커 준비 단계는 상술한 제 1 실시 예에 따른 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법에서와 동일하므로 이에 대한 도시 및 설명은 생략한다.

[패커 장착 단계]

패커 장착 단계는 상술한 제 1 실시 예에 따른 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법에서와 동일하므로 이에 대한 도시 및 설명은 생략한다.

[하수관 진입 단계]

하수관 진입 단계는 상술한 제 1 실시 예에 따른 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법에서와 동일하므로 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

[패커 삽입 준비 단계]

패커 삽입 준비 단계에서는 상기 원격제어 차량(10)를 전진시켜 패커(20)의 선단 플랜지(22)가 가지관(2)의 입구에 위치하도록 한 다음(도 22 참조), 상기 패커삽입수단(50)에 의하여 패커(20)를 상승시켜 패커(20)의 선단 플랜지(22)가 가지관(2)의 입구에 걸쳐지게 한다(도 24 참조).

여기서 상기 패커삽입수단(50)에 의하여 패커(20)를 상승시킴에 있어서는 패커(20)가 수직 상방으로만 상승하지 않고 상방으로 상승함과 아울러 후방으로 편위된 상태로 상승하게 되므로 후방으로 편위되는 거리만큼 상기 원격제어 차량(10)을 전진시킨다.

[패커 조정 단계]

상기 패커(20)의 선단 플랜지(22)가 가지관(2)의 입구에 걸쳐진 상태에서 상기 구면체(43)를 하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 해제모드로 작동시켜 상기 패커무단틸팅수단(40)의 무단틸팅 작동이 일어날 수 있도록 한 다음, 원격제어 차량(10)을 전진시키면, 패커무단틸팅수단(40)의 무단틸팅 작동에 의하여 상기 패커삽입수단(50)과 패커(20)가 틸팅되어 가지관(2)와 동축 또는 평행을 이루는 상태로 된다(도 25 참조).

[패커 삽입 단계]

상기 패커삽입수단(50)을 하수관(1)의 외부에서 원격제어에 의하여 삽입모드로 작동시켜 가지관(2)와 동축 또는 평행을 이루도록 틸팅된 패커(20)가 가지관(2)에 삽입되도록 한다(도 26 참조).

이때, 상기 패커(20)가 가지관(2)에 삽입되기 시작하면, 상기 구면체고정구(46a)를 해지모드로 작동시켜 상기 패커무단틸팅수단(40)에 의한 무단틸팅 작동이 이루어질 수 있는 상태로 유지시켜 가지관(2)과 패커(20)이 동축 또는 평행을 이루지 못한 경우 가지관(2)의 내주면과 패커(20)의 선단 플랜지(22)의 접촉력에 의하여 패커(20)가 무단틸팅되면서 패커(20)가 가지관(2)와 동축 또는 평행을 이루면서 삽입되도록 한다.

여기서 상기 패커삽입수단(50)에 의하여 패커(20)를 상승시킴에 있어서는 패커(20)가 수직 상방으로만 상승하지 않고 상방으로 상승함과 아울러 후방으로 편위된 상태로 상승하게 되므로 후방으로 편위되는 거리만큼 상기 원격제어 차량(10)을 전진시키면서 상기 패커삽입수단(50)를 작동시킨다.

상기 패커(20)의 삽입은 원통부(21)의 외주면에 감겨 있는 가지관 라이닝 시트(S)와 미경화 수지(R)가 가지관(2)의 내부와 하수관(1)과 가지관(2)의 접합부 및 하수관(1)의 내주면에 걸쳐서 위치하는 상태로 한다.

[공기 주입 단계]

공기 주입 단계는 상술한 제 1 실시 예에 따른 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 보수 방법에서와 동일하므로 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

[패커 분리 단계]

패커 분리 단계는 상술한 제 1 실시 예에 따른 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법에서와 동일하므로 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

[차량 이동 단계]

차량 이동 단계는 상술한 제 1 실시 예에 따른 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법에서와 동일하므로 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

[패커 부착 단계]

패커 부착 단계는 상술한 제 1 실시 예에 따른 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법에서와 동일하므로 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

[공기 배출 및 패커 인출 단계]

공기 배출 및 패커 인출 단계는 상기 패커삽입수단(50)에 의하여 이루어지는 것으로, 상기 패커삽입수단(50)의 작동에 따라 제3링크(51c)와 결합된 패커무단틸팅수단(40) 및 패커(20)의 상승 작용은 도 4에 도시한 바와 같이 수직 하방으로만 이루어지지 않고 수직 하방으로 하강함과 아울러 전방으로 편위된 상태로 하강하게 되므로 상기 원격제어 차량(10)을 편위된 거리만큼 후진시키면서 상기 패커삽입수단(50)을 작동시킨다(도 27과 도 28 참조).

이상의 단계를 거치는 것에 의하여 하수관(1)과 하나의 가지관(2) 접합부에 대한 비굴착 보수가 완료되며, 다시 원격제어 차량(10)을 하수관(1)의 외부로 인출하여 패커(20)에 미경화 수지(R)가 코팅된 가지관 라이닝 시트(S)를 감고, 원격제어 차량(10)에 패커(20)를 장착하여 상술한 시공 과정을 반복한다.

한편, 상술한 하수관 진입 단계에서는 패커(20)를 수직으로 세운 상태로 진입시킬 수도 있으나, 도 31의 (b)에 도시한 바와 같이 가지관(2)이 하수관(1)에 대하여 하수관축을 중심으로 회전한 상태로 경사진 경우에는 상술한 하수관 진입 단계에서 하수관(1) 외부에서 원격제어에 의하여 회전수단(30)을 작동시켜 상기 패커무단틸팅수단(40), 패커삽입수단(50) 및 패커(20)를 회전시켜 패커(20)가 가지관(2)에 대응하는 각도로 유지시킨 상태로 진입시키는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예로서, 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 제시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 고유사상의 범위 내에서 해당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1 : 하수관 2 : 가지관
10 : 원격제어 차량 20 : 패커
30 : 회전수단 40 : 패커무단틸팅수단
50 : 패커삽입수단 60 : 패커탈부착수단
70 : 패커자동조정수단

Claims (6)

1. 하수관 외부에서 원격제어되며, 하수관 내부를 하수관축 방향으로 주행하는 원격제어 차량과; 상기 원격제어 차량의 전방에 배치되며 그 외주면에 가지관 라이닝 시트가 감기고 공기주입관이 연결되어 공기주입에 의해 팽창 가능한 패커와; 상기 원격제어 차량의 전방에 배치되며 하수관 외부에서 원격제어되어 상기 패커를 하수관축을 중심으로 회전시키는 회전수단과; 상기 회전수단에 장착되는 제1링크와 상기 제1링크에서 전방으로 이격 배치되어 상기 제1링크와 평행을 이루는 제2링크와 상기 제1링크와 제2링크 사이에 상대 회동 가능하게 연결되며 서로 평행을 이루는 각 한 쌍의 제3 및 제4링크를 구비한 평행사변형 링크기구와, 상기 제3링크를 회동시키는 링크구동기구를 구비하여 상기 패커를 가지관에 삽입하는 패커삽입수단과; 상기 패커삽입수단의 제2링크에 장착되어 상기 패커를 360도 전방위로 틸팅시키는 패커무단틸팅수단;을 포함하여 이루어지고,
   상기 패커를 상기 패커무단틸팅수단을 구성하는 지지체에 결합된 구면체에 설치하도록 구성함과 아울러, 하수관의 외부에서 원격제어에 의해 상기 패커무단틸팅수단이 상기 패커삽입수단의 제2링크에서 장착 또는 분리 가능하도록 하는 패커탈부착수단을; 더 포함하여 이루어지며,
   상기 패커탈부착수단에 의해 상기 가지관에서 패커의 분리 후, 원격차량을 다른 가지관으로 이송시켜 다른 패커를 연속적으로 삽입 장착할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 패커탈부착수단은,
   상기 패커삽입수단의 링크기구의 전방에 연결 장착되며, 정면에 상기 패커무단틸팅수단을 구성하는 지지체의 하단부가 탈부착되기 위한 하우징과;
   상기 하우징의 정면에 돌출 형성되고, 상단이 원형 프레임으로 형성되어 상기 지지체가 삽입되도록 안내하는 장착홈을 갖는 가이드 플레이트와;
   상기 가이드 플레이트의 내부에 설치되어 원격 제어에 의해 자력으로 상기 지지체의 하단부를 탈부착하는 전자석판을; 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 원격차량의 링크기구 하단에는 상기 패커가 가지관에 장착시에 원격제어 차량의 후단부가 들리는 것을 방지하기 위한 팽창력버팀수단이 더 가지며,
   상기 팽창력버팀수단은 하수관 외부에서 원격제어되는 유압실린더와;
   상기 유압실린더에 출몰 가능하게 설치되는 피스톤로드와;
   상기 피스톤로드의 하단에 결합되어 일측이 힌지축을 중심으로 회전이 가능하고 타단이 힌지축의 회전에 의해 하수관의 바닥에 지지되는 작동받침대를; 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 작동받침대는 상기 피스톤로드의 하단부와 연결되며, 상기 작동받침대의 일측에는 상기 힌지축의 회전을 가이드 하는 가이드 홈 및 가이드 핀이 형성되고, 상기 작동받침대의 타측에는 상기 피스톤로드의 작동으로 하수관 바닥에 지지된 작동받침대를 순간 접도록 탄성력을 주기 위한 탄성스프링을 더 포함하여 형성됨을 특징으로 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치.
   
5. 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 보수 방법에 있어서,
   하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 장치를 준비하며, 접합부 보수를 위한 패커를 패커무단틸팅수단에 의해 가지관에 삽입하고 공기를 주입하여 상기 패커를 설치하는 패커 설치 단계와;
   하수관의 외부에서 원격 제어되는 패커탈부착수단에 의해 상기 패커를 차량에서 분리시키는 패커 분리 단계와;
   상기 패커가 분리된 원격 제어 차량을 하수관 외부에서 원격제어에 의하여 밖으로 빼내고 다시 다른 가지관에 설치할 다른 패커를 장착 후 재차 다른 가지관으로 차량을 진입시키는 패커 교체 단계;
   상기 패커 분리 단계를 마친 차량이 후진하면서 기존에 미경화 수지가 경화될 때까지 대기하던 패커의 위치에서 차량을 멈추고 하수관의 외부에서 원격 제어되는 상기 패커탈부착수단에 의해 분리되었던 패커를 다시 차량으로 회수하는 패커 회수 단계를; 포함하여 이루어지는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 패커 분리 단계 및 패커 회수 단계에서,
   상기 패커탈부착수단이 원격 제어에 의해 상기 패커를 탈부착 가능하도록 자력을 발생하는 전자석으로 이루어짐을 특징으로 하는 하수관과 가지관 접합부의 비굴착 연속 보수 방법.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

Images