KR101237851B1

KR101237851B1 - 라이닝재 반전장치

Info

Publication number: KR101237851B1
Application number: KR1020050131430A
Authority: KR
Inventors: 타카오 카미야마; 코지 카네타; 켄지 후지이; 료이치 고토
Original assignee: 가부시키가이샤 쇼난 고세이쥬시 세이사쿠쇼
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2013-03-04
Also published as: JP2006205722A; EP1676691A1; KR20060076735A; CA2531201A1; JP4783622B2; US20060159791A1; TW200631770A; US7402030B2

Abstract

관 라이닝재의 반전시, 관 라이닝재의 인출 저항이 적고 관 라이닝재를 원활하게 반전시키는 것이 가능한 라이닝재 반전장치를 제공한다.

관 라이닝재(1)는 전동모터(21)에 의해 릴 등의 회전체(22)에 롤형상으로 권취되어 수납용기(10)에 수납되고, 반전시에는 수납용기에 압축공기를 작용시켜 관 라이닝재를 반전 노즐(40)로부터 반전해서 수납용기로부터 인출한다. 이 때, 전동 모터를 발전기로서 동작시켜, 관 라이닝재의 인출에 제동을 건다. 이러한 구성에서는 관 라이닝재의 인출 속도는 거의 일정하게 되고, 또한, 인출 저항이 적어 관 라이닝재를 원활하게 반전시키는 것이 가능하게 된다.

Description

라이닝재 반전장치{LINING MATERIAL REVERSING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 관한 라이닝재 반전장치를 트럭에 실은 상태를 나타낸 사시도이다.

도 2는 라이닝재 반전장치의 정면도이다.

도 3은 라이닝재 반전장치의 측면도이다.

도 4는 롤형상으로 권취된 관 라이닝재를 나타내는 사시도이다.

도 5는 관 라이닝재를 수납용기에 수납하는 과정을 나타낸 설명도이다.

도 6은 관 라이닝재를 반전해서 기설관에 삽입하는 상태를 나타낸 설명도이다.

도 7은 관 라이닝재를 나란히 설치해서 권취한 상태를 나타낸 측면도이다.

도 8은 관 라이닝재의 횡단면도이다.

도 9(A)는 관 라이닝재의 끝부에 호스를 연결한 예를 나타내는 측면도, (B)는 그 상면도이다.

도 10은 관 라이닝재의 기설관으로의 반전 삽입이 완료된 상태를 나타내는 설명도이다.

[부호의 설명]

1, 1': 관 라이닝재 10: 수납용기

21: 전동모터 22: 릴

40: 반전 노즐 45: 전동모터

본 발명은 라이닝재 반전장치, 더욱 상세하게는, 노후화된 기설관의 내면에 라이닝을 실시해서 상기 기설관을 수복하는 관 라이닝재를 반전시키기 위한 라이닝재 반전장치에 관한 것이다.

땅속에 매설된 하수관, 가스관, 통신 케이블관, 전력 케이블관 등의 기설관이 노후화된 경우, 이 기설관을 땅속에서 파내지 않고, 그 내면에 라이닝을 실시해서 기설관을 보수하는 관 라이닝 공법이 제안되어, 이미 실용적으로 제공되고 있다.

상기 관 라이닝 공법의 하나로서, 외표면이 플라스틱 필름으로 기밀적으로 피복된 관형상 수지 흡착재에 미경화의 액상 경화성 수지를 함침시켜서 이루어지는 관 라이닝재를 이용하여 시공되는 것이 알려져 있고, 이 공법에 있어서는 라이닝 반전장치를 이용하여 관 라이닝재를 유체압에 의해 관로 내에 반전 삽입한 후, 상기 관 라이닝재를 유체압에 의해 팽창시켜서 관로의 내면에 압압한 상태로 관 라이닝재에 함침된 경화성 수지를 경화시키고 있다.

통상, 관 라이닝재는 평탄형상으로 해서 접은 상태로 밀폐용기에 수납되고, 이 밀폐용기에 수납된 관 라이닝재의 일단을 외측으로 절곡해서 이것을 밀폐용기에 접속된 반전 노즐의 개구단 외주에 부착하고, 밀폐용기 내에 유체압을 작용시켜서 반전시키면서 관로 내에 삽입시키고 있다(특허문헌 1).

[특허문헌 1] 일본 특허공개 2003-165158호 공보

그러나, 종래의 라이닝재 반전장치에서는 반전 전의 관 라이닝재는 접어서 수납용기에 수납하고 있었기 때문에, 반전시에 인출하는 저항이 크고, 큰 반전 압력이 필요하게 된다는 결점이 있었다.

또한, 관 라이닝재는 접어서 수납되어 있으므로, 인출시, 인출량에 따라서 접어진 상부의 관 라이닝재가 상하로 변동하고, 인출이 원활하게 행하여지지 않는다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하는 것으로, 관 라이닝재의 반전시, 관 라이닝재의 인출 저항이 적고 관 라이닝재를 원활하게 반전시키는 것이 가능한 라이닝재 반전장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은

기설관을 갱생하기 위한 관형상의 관 라이닝재를 반전시키는 라이닝재 반전장치로서,

회전체를 구비해서 상기 회전체에 롤형상으로 권취된 관 라이닝재를 수납하는 밀폐된 수납용기와,

상기 회전체에 그 축이 연결되어 있으며, 회전체를 회전시켜서 관 라이닝재를 상기 회전체에 권취하는 전동모터와,

상기 수납용기에 부착된 관 라이닝재 반전을 위한 반전 노즐을 갖고,

상기 관 라이닝재는 유체압의 작용에 의해 상기 반전 노즐로부터 반전해서 수납용기로부터 인출되고,
상기 전동모터는, 상기 관 라이닝재가 상기 수납용기로부터 인출될 때에는 상기 회전체의 역회전에 의해 발전기로서 동작하며, 관 라이닝재의 인출에 제동을 거는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 전동모터를 발전기로서 동작시켰을 때에 발생하는 전기 에너지는 전동모터를 구동하는 전원으로 복귀하여 축전된다. 또한 회전체의 회전속도 혹은 관 라이닝재가 인출되는 속도를 검출하는 센서가 설치되고, 검출된 속도에 따라 유체압이 조절된다.

또한 본 발명에서는 관 라이닝재는 회전체에 소정량 권취되고 나서 같은 회전체의 인접하는 측부에 권취되어서 수납용기에 수납되고, 또 수납용기로부터 인출될 때는, 나중에 권취된 관 라이닝재가 인출되고, 그 후 먼저 권취된 관 라이닝재가 인출된다.

본 발명은 전동모터를 이용하여 릴 등의 회전체에 관 라이닝재를 권취하고, 한편 관 라이닝재를 반전시킬 때는 전동모터를 발전기로서 동작시키고, 관 라이닝재의 인출에 제동을 걸도록 한 것으로, 이하에 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 기초하여 설명한다.

[실시예]

도 1부터 도 3에는 라이닝재 반전장치의 구성이 도시되어 있고, 부호 10으로 나타낸 것은 관 라이닝재를 수납하는 밀폐 구조의 수납용기이며, 통상, 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 지지판(11,12)을 통하여 트럭의 화물대에 부착되어, 작업 현장으로 이동된다. 지지판(12)에는 지지판을 보강하기 위해 수평으로 연장되는 리브 구조(12a,12b)가 설치되어 있다. 지지판(11)에도, 같은 리브 구조(11a,11b)가 설치된다(도 3). 또한, 수납용기(10)의 4모서리에는, 상하 조절기구(13,14,15)(나머지하나는 볼 수 없으므로 도시생략)가 설치되어 있고, 그것에 의해 수납용기(10)를 수평으로 유지할 수 있도록 되어 있다.

수납용기(10)에는 복수의 가이드 롤러(42)를 갖는 도관(41)을 통하여 반전 노즐(40)이 착탈 가능하게 부착되어 있다. 반전 노즐(40)은 원주상의 노즐부(40a)와, 노즐부(40a)에 대하여 기밀하게 부착되는 원추부(40b)로 이루어지고, 이 원추부(40b)에는 도관(41)의 일단이 마찬가지로 기밀하게 부착되고, 또 도관(41)의 반전 노즐과 반대측 끝부에는 플랜지(41a)가 고정된다. 플랜지(41a)와 수납용기(10)의 측방에 연장되는 측관(16)에 부착된 플랜지(16a)는 복수의 볼트와 너트 등의 고정 수단을 통하여 서로 기밀하게 연결할 수 있도록 되어 있고, 그것에 의해 반전 노즐(40)이 도관(41)을 통하여 밀폐 구조를 유지해서 수납용기(10)에 부착된다.

또한, 수납용기(10)의 양측부에는 스풀이나 릴 등의 회전체(이하, 릴로서 설명한다)(22)를 회전가능하게 베어링하는 베어링부(25,26)가 부착되어 있다. 릴(22) 은 관 라이닝재(1)를 롤형상으로 권취하기 위해 사용되고, 도 3, 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 베어링부(25,26)에 각각 회전 가능하게 베어링되는 소경축(22b,22d)과 그 사이의 대경축(22c)을 갖고, 대경축(22c)의 일단에는 스포크(23a)를 구비한 링판(23)이 고정되어 있고, 또한 타단에는 스포크(24a)를 구비한 링판(24)이 축방향으로 슬라이딩 가능하게 부착된다.

이 릴(22)의 소경축(22b)에는, 연결 구멍(22a)이 천공되어 있고, 이 연결 구 멍(22a)에 직류의 전동모터(21)의 축(21a)이 연결된다. 전동모터(21)는 모터 구동부(20)에 수납되어 있고, 전동모터(21)가 구동되면, 릴(22)은 도 4에서 보아서 시계방향으로 회전하고, 그것에 의해 관 라이닝재(1)는 릴(22)에 롤형상으로 권취된다. 또한, 이 때, 링판(24)은 대경축(22c)을 따라 이동되고, 관 라이닝재(1)의 권취폭에 맞는 부분에 그 위치가 조절되어, 관 라이닝재의 권취를 확실하게 한다.

또한, 릴(22)에 권취되어 있는 관 라이닝재(1)가 후술하는 바와 같이, 수납용기로부터 인출되어 반전되는 경우에는 릴(22)에 작용하는 토크에 의해 릴(22)이 역회전하고, 전동모터(21)를 회전시켜서 발전기로서 동작시키고, 관 라이닝재의 인출에 제동을 걸 수 있다.

또한 수납용기(10)에는 상기 관 라이닝재(1)를 반전시키기 위한 유체압(압축공기)을 수납용기에 보내주기 위한 덕트(33,34)가 좌우에 부착되고, 또한 수납용기(10)의 하방부에는 개폐 가능한 작업용 도어(30)가 기밀하게 부착되어 있고, 작업자는 이 도어를 손잡이(31)를 당김으로써 개방해서 수납용기(10)의 내부를 점검할 수 있다.

또한 릴에 권취되는 관 라이닝재(1)는 공지의 관 라이닝재이며, 도 8에 나타나 있는 바와 같이 외측 표면이 플라스틱 필름(1b)으로 기밀적으로 피복된 관형상 수지 흡착재(1c)에 미경화의 액상 경화성 수지를 함침시켜서 구성된다. 또한, 플라스틱 필름(1b)으로서는 폴리에틸렌, 염화비닐, 비닐론, 폴리우레탄, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌-나일론 공중합체 등의 필름이 이용되고, 관형상 수지 흡착재(1c)로서는 폴리에스테르, 나일론, 아크릴, 비닐론 등의 부직포가 이용된다. 또한, 관형상 수지흡착재(1c)에 함침되는 미경화의 액상 경화성 수지로서는 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시수지 등의 열경화성 수지가 이용된다.

이러한 구성에 있어서, 반전장치는 통상 트럭에 적재되어 있고, 수납용기(10)에 관 라이닝재를 수납하는 경우에는 도관(41)의 플랜지(41a)와 수납용기(10)의 측관(16)의 플랜지(16a)의 고정을 분리하고, 도관(41)과 그것에 접속된 반전 노즐(40)을 크레인(도시생략)을 이용하여 수납용기(10)로부터 제거한다. 그리고, 도5(A)에 나타나 있는 바와 같이, 개구부로부터 관 라이닝재(1)의 일단을 릴(22)에 고정하고, 전동모터(21)를 직류전원(45)에 의해 구동한다. 릴(22)은 시계방향으로 회전하고, 관 라이닝재(1)는 편평한 상태로 되어 릴(22)에 롤형상으로 권취된다. 관 라이닝재(1)가 링판(23,24)과 대략 동일한 지름이 될 때까지 권취되면, 전동모터(21)의 구동을 정지한다.

그 후, 도 5(B)에 나타나 있는 바와 같이, 도관(41)과 반전 노즐(40)이 플랜지(41a와 16a)를 고정함으로써, 수납용기(10)에 부착된다. 그리고, 관 라이닝재(1)의 일단(1a)은 반전 노즐(40)의 개구부 가까이에 안내되고, 도면에 나타내는 바와 같이 외측으로 뒤집어 접혀져, 반전 노즐(40)의 개구끝 외주에 밴드(48)에 의해 기밀하게 부착된다.

이러한 관 라이닝재(1)의 수납용기(10)로의 수납 및 관 라이닝재(1)의 반전 노즐(40)로의 부착은 작업 현장에서, 혹은 작업 현장을 향하기 전의 단계에서 행할 수 있다.

이러한 반전장치를 이용하여, 하수도나 통신 케이블관 등의 기설관을 갱생하 는 경우에는 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 반전장치가 맨홀(50) 부근으로 이동되고, 트럭에 실린채 반전 노즐(40)이 맨홀(50)에 수직방향으로 놓여지는 위치에 배치된다.

그 상태에서, 압축 공기원(43)이 구동되어서, 밸브(44)를 통하여 압축공기가 덕트(33)(34)를 통하여 수납용기(10) 내에 공급된다. 수납용기(10)는 도관(41), 반전 노즐(40)까지 밀폐 상태로 되어 있고 기밀상태가 유지되어 있으므로, 압축공기는 반전 노즐(40)의 개구단에 뒤집어 접혀 부착된 관 라이닝재(1)의 접힘부에도 작용하고, 그것에 의해 관 라이닝재(1)는 반전해서 맨홀(50) 내로 이동된다.

이 유체압(압축 공기압)의 작용에 의해, 관 라이닝재(1)는 릴(22)로부터 권취되어서 수납용기(10)로부터 인출되고, 반전 노즐(40)에 의해 반전되어서 맨홀(50)내에 삽입되어 간다. 이 때, 관 라이닝재의 인출에 의해 릴(22)이 역회전함으로써, 이 릴(22)에 연결되어 있는 전동모터(21)의 축(21a)이 회전되므로, 전동모터(21)는 발전기로서 동작하고, 릴(22)의 역회전, 즉, 관 라이닝재(1)의 인출에 제동이 걸리게 된다. 전동모터로 발전한 전기 에너지는 예를 들면 저항 등의 부하(49)로 소비하도록 한다. 또한, 전동모터로 발전한 전기 에너지를 전원(45)으로 되돌리도록 해서 회생 제동을 걸도록 해도 좋다. 이 경우, 필요하다면, 전동모터를 저항을 통하여 전원에 접속하고, 전동모터의 권취방향으로의 회전력을 감소시키고, 관 라이닝재의 인출력의 손실을 방지하도록 한다.

또한, 관 라이닝재(1)의 인출 속도가 클수록, 제동력이 커지므로 관 라이닝재(1)는 거의 일정한 속도로 인출되지만, 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 회전속도 센서(46)에 의해 링판(23)(24)의 회전속도를 측정하고, 회전속도에 따라 액츄에이터(47)에 의해 밸브(44)의 조임량을 변화시키고, 수납용기(10)에 도입되는 압축공기량을 조절하고 그 압력을 조절하도록 하여도 좋다. 이것에 의해 예를 들면, 회전속도가 소정값보다 커졌을 때에는, 밸브(44)를 조임으로써 압축 공기량을 적게 하고, 회전속도를 저하시킬 수도 있다. 또한 수납용기(10)에는 기압계(36)가 부착되어 있으므로, 이 기압계의 기압에 따라 밸브(44)의 조임량을 조절해서 압축 공기압을 조절할 수 있다.

전술한 바와 같이, 수납용기(10) 내에 압축공기가 공급되면 관 라이닝재(1)는 반전하면서 맨홀(50)을 하강시키고, 굴곡관(51)에 의해 그 방향이 수평으로 되어서 기설관(52) 내에 순차적으로 삽입된다. 그리고, 기설관(52)에 반전 삽입된 관 라이닝재(1)는 온수 혹은 증기 등으로 가온되고, 그것에 의해 관 라이닝재(1)에 함침된 열경화성 수지가 열에 의해 경화되기 때문에, 기설관(52)의 내면은 경화된 관 라이닝재(1)에 의해 라이닝되어서 수복된다.

또, 관 라이닝재(1)는 수복해야 할 기설관의 관 지름에 따라 권취폭이 도 4에 나타나 있는 바와 같이 릴의 최대 폭 크기가 되는 것은 아니고, 관 지름이 작을 경우에는, 좁은 폭이 된다. 그래서, 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 릴에 2개 나란히 설치하는 형태로 관 라이닝재를 권취하도록 해도 좋다.

이 도 7의 구성에서는 링판(23,24)과 같은 구성의 링판(28)을 설치하고, 링판(24)과 링판(28) 사이에, 관 라이닝재(1')를 권취 지름이 대략 링판의 지름이 될 때까지 권취하고, 그 후, 왼쪽 옆으로 이동시켜서 링판(23)에 맞춰서 귄취한다. 인출할 때는, 좌측의 관 라이닝재(1')로부터 인출되고, 그 전부가 인출되면, 우측으로 권취되어 있는 관 라이닝재(1')가 인출된다. 이러한 구성에 의해, 수납용기(10) 내에 수납하는 관 라이닝재의 양을 증가시킬 수 있다.

도 9에는 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 8에 나타낸 관 라이닝재(1)의 반전 노즐과 반대측 끝부는 기밀하게 밀봉되어 있고, 이 관 라이닝재(1)의 반대측끝부(1d)에는 연결도구(60,61)를 통하여 온수, 증기 등의 열매(熱媒)를 공급하는 호스(62)가 연결된다. 호스(62)는 전동모터(21)에 의해 릴(22)의 대경축(22c)에 권취되고, 관 라이닝재(1)는 호스(62)가 권취된 후, 릴(22)의 대경축(22c)에 권취된다.

이 실시예에서는, 관 라이닝재(1)의 반전 삽입시, 관 라이닝재(1)의 전부가 릴(22)로부터 되감겨서, 관 라이닝재(1)의 끝부(1d)가 릴(22)로부터 이탈해도, 그 끝부(1d)에 호스(62)가 연결되어 있기 때문에, 이번에는 호스(62)가 되감겨서, 그것에 의해 릴(22)이 역회전함으로써 전동모터(21)가 또한 발전기로서 동작하고, 관 라이닝재(1)의 인출에 제동을 걸 수 있다.

도 10은 관 라이닝재(1)의 기설관(52)으로의 반전 삽입이 완료된 상태를 나타내고 있고, 관 라이닝재(1)의 끝부(1d)가 기설관(52)의 최종 끝부에 이르기까지, 호스(62)의 되감기가 계속되므로, 관 라이닝재의 인출을 그 반전 삽입이 완료할 때까지 안정화시킬 수 있다. 이 때문에, 호스(62)는 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 관 라이닝재(1)의 끝부(1d)가 기설관(52)의 최종 끝부에 도달했을 때, 또한, 호스(62)가 릴(22)에 권취된 상태로 남겨지는 길이로 설계된다.

관 라이닝재(1)의 기설관(52)으로의 반전 삽입이 완료되면, 호스(62)의 릴 측 끝부로부터, 온수 혹은 증기가 공급되고, 그것에 의해 반전 삽입된 관 라이닝재내의 열경화성 수지가 가열되어서 경화되고, 기설관(52)의 보수가 완료된다. 또한, 관 라이닝재(1)의 경화는 호스(62)의 선단 즉, 관 라이닝재(1)의 끝부(1d)로부터 온수 혹은 증기를 공급함으로써 행하여지거나, 혹은, 호스(62)에 복수의 분사구를 설치하고, 이 분사구로부터 온수 또는 증기를 미스트 상태로서 분출시키거나, 혹은 분사구로부터 온수를 샤워링시킴으로써 행하여진다.

본 발명에 의하면, 전동기에 의해 관 라이닝재를 회전체에 권취하고, 반전시는 전동기를 발전기로서 동작시키고, 관 라이닝재의 인출에 제동을 걸도록 하고 있으므로, 관 라이닝재의 인출속도는 거의 일정하게 되고, 또 인출 저항이 적어 관 라이닝재를 원활하게 반전시키는 것이 가능해진다.

또한 본 발명에서는 관 라이닝재는 수납용기에 나란히 설치해서 권취할 수 있으므로, 수납용기에 수납되는 관 라이닝재의 길이를 연장할 수 있다.

Claims

기설관을 갱생하기 위한 관형상의 관 라이닝재를 반전시키는 라이닝재 반전장치로서,

회전체를 구비해서 상기 회전체에 롤형상으로 권취된 관 라이닝재를 수납하는 밀폐된 수납용기;

상기 회전체에 그 축이 연결되어 있으며, 상기 회전체를 회전시켜서 관 라이닝재를 상기 회전체에 권취하는 전동모터; 및

상기 수납용기에 부착된 관 라이닝재 반전을 위한 반전 노즐을 갖고,

상기 관 라이닝재는 유체압의 작용에 의해 상기 반전 노즐로부터 반전해서 수납용기로부터 인출되고,

상기 전동모터는, 상기 관 라이닝재가 상기 수납용기로부터 인출될 때에는 상기 회전체의 역회전에 의해 발전기로서 동작하며, 관 라이닝재의 인출에 제동을 거는 것을 특징으로 하는 라이닝재 반전장치.
제 1항에 있어서, 전동모터를 발전기로서 동작시켰을 때 발생하는 전기 에너지를 전동모터를 구동하는 전원으로 되돌려 축전하는 것을 특징으로 하는 라이닝재 반전장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 회전체의 회전속도 혹은 관 라이닝재의 인출속도를 검출하는 센서를 설치하고, 검출된 속도에 따라 유체압을 조절하는 것을 특징으로 하는 라이닝재 반전장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 관 라이닝재는 회전체에 소정량 권취되고 나서 동일한 회전체의 인접하는 측부에 권취되어서 수납용기에 수납되고, 또 수납용기로부터 인출될 때는 나중에 권취된 관 라이닝재가 인출되고, 그 후 먼저 권취된 관 라이닝재가 인출되는 것을 특징으로 하는 라이닝재 반전장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 관 라이닝재의 반전 노즐과 반대측 끝부가 상기 회전체에 권취된 호스와 연결되어 있고, 관 라이닝재의 인출에 의해, 상기 호스가 회전체로부터 되감겨져, 관 라이닝재의 인출에 제동이 걸리는 것을 특징으로 하는 라이닝재 반전장치.
제 5항에 있어서, 상기 호스로부터 반전후의 관 라이닝재를 가열하기 위한 열매가 공급되는 것을 특징으로 하는 라이닝재 반전장치.