KR101267432B1

KR101267432B1 - 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101267432B1
Application number: KR1020120126177A
Authority: KR
Inventors: 유성상; 김상철; 박준하
Original assignee: 테크노포스(주)
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-05-30
Also published as: WO2014073914A1

Abstract

본 발명은 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 장치에 관한 것으로서, 상기 본관을 보수할 수 있으며 상기 본관 내부에서 회전 가능한 메인 패커; 상기 가지관을 보수할 수 있도록 상기 메인 패커에 설치된 보조 패커; 상기 보조 패커와 정해진 거리를 유지하도록 설치된 촬영 부재; 상기 메인 패커를 회전시킬 수 있는 회전 구동 메커니즘; 및 상기 본관의 내벽에 대한 마킹 기능을 제공하는 위치 확인 마킹부;를 포함하고, 상기 촬영 부재를 기준으로 일편에는 상기 보조 패커가 위치하고 타편에는 상기 위치 확인 마킹부가 위치하고, 상기 촬영 부재의 중심에서 상기 위치 확인 마킹부의 마커 중심까지의 거리와, 상기 촬영 부재의 중심에서 상기 보조 패커 중심까지의 거리가 동일한 것을 특징으로 한다.

Description

하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 방법 및 장치{Non-digging repair method and apparatus for repairing linkage between branch-pipe and main-pipe}

본 발명은 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보수 대상 하수관 내부로 예를 들어, 패커 장치와 같은 자동화 장치를 투입하여 비굴착 방식으로 하수관을 보수하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트 흄관, 합성수지로 된 염화비닐관, 도관과 같이, 지하에 매설된 하수관들은 관 자체의 노후화, 지하 지반의 침하 또는 지상으로부터의 토압의 변동 등에 의해 균열, 파손 또는 접속부의 분리와 같은 결함이 발생하게 된다. 따라서, 이와 같은 결함 부분을 통해 하수관 내부의 오폐수가 외부로 유출되어 수질과 토양을 오염시키게 된다.

결함을 가진 하수관을 복구하기 위한 공법은 그 하수관의 손상 부위의 특성 및 주위 여건에 따라 적절히 선택된다. 직경이 비교적 작은 하수관의 경우에는 작업자가 들어갈 수 없기 때문에 적절한 보수 장치 및 공법이 채택된다.

하수관이 손상되었을 경우 이를 보수하기 위한 공법은 그라우팅 공법과 라이닝 공법으로 분류될 수 있다. 여기서, 라이닝 공법은 팽창 가능한 패커 장치의 주위에 라이닝재를 둘러싼 후, 패커의 팽창에 의해 라이닝재를 하수관에 부착시키는 방식이다.

지금까지 알려진 기술에 따르면, 가지관과 본관의 접합부를 중심으로 보수를 하는 것이 아니라, 본관의 전체 또는 부분 보수 후 가지관 부분을 천공하는 경우가 대부분이고, 경우에 따라 천공된 지점부터 가지관 쪽으로 일정 구간(예, 대략 10cm)에 걸친 보수에 한정되기 때문에 가지관의 접합부 결함을 보수하는데 한계가 있었다. 또한, 하수관의 본관과 가지관의 연결 부분 결함을 보수하는 기술은 그라우팅 방식 즉, 2액형 보수재를 호스를 통하여 주입하는 방식이 있으나 보수 재료의 경화가 빨라 작업성이 현저히 떨어지기 때문에 현장에서 사용되지 못하고 있다. 결국, 가지관 접합부를 체계적으로 보수할 수 있는 별도의 라이닝 보수 공법이 존재하지 않기 때문에 이에 대한 시공 방법이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 하수관의 본관과 가지관의 연결 부위의 보수 작업에서 본관 부분과 가지관 부위를 동시에 보수할 수 있도록 구조 및 시공 방식이 개선된 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 방법 및 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 장치는, 상기 본관을 보수할 수 있으며 상기 본관 내부에서 회전 가능한 메인 패커; 상기 가지관을 보수할 수 있도록 상기 메인 패커에 설치된 보조 패커; 상기 보조 패커와 정해진 거리를 유지하도록 설치된 촬영 부재; 상기 메인 패커를 회전시킬 수 있는 회전 구동 메커니즘; 및 상기 본관의 내벽에 대한 마킹 기능을 제공하는 위치 확인 마킹부;를 포함하고, 상기 촬영 부재를 기준으로 일편에는 상기 보조 패커가 위치하고 타편에는 상기 위치 확인 마킹부가 위치하고, 상기 촬영 부재의 중심에서 상기 위치 확인 마킹부의 마커 중심까지의 거리와, 상기 촬영 부재의 중심에서 상기 보조 패커 중심까지의 거리가 동일한 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 위치 확인 마킹부는, 마킹용 페인트를 제공하는 페인트 공급부; 및 상기 페인트 공급부로부터 마킹용 페인트를 제공받아 상기 본관의 내벽에 토출하는 노즐 구조의 마커;를 구비할 수 있다.

상기 마커는 상기 본관의 내부 둘레를 따라 회전 가능하게 설치되고, 상기 마커의 위치를 제어하도록 상기 마커에 회전력을 제공하는 모터;를 더 구비할 수 있다.

바람직하게, 비굴착 하수관 보수장치는 상기 본관 내부에서 상기 메인 패커를 이동시킬 수 있도록 배치된 다수의 휠들을 가진 휠 프레임이 설치된 주행 메커니즘;을 더 구비할 수 있다.

상기 주행 메커니즘은 볼 조인트에 의해 상기 메인 패커에 연결될 수 있다.

상기 휠 프레임은 공압 또는 유압에 의해 신장될 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

상기 촬영 부재와 상기 위치 확인 마킹부는 상기 주행 메커니즘에 설치될 수 있다.

바람직하게, 상기 메인 패커는, 길이 방향 양단에 마련된 프레임; 및 상기 프레임에 대해 회전 가능한 샤프트와 동축적으로 설치되어 상기 샤프트와 함께 회전 가능하며, 제1 유체 작용 부재에 의해 상기 샤프트에 대해 방사상으로 팽창되어 상기 본관의 내면에 접근될 수 있으며, 표면으로부터 상기 샤프트 방향으로 형성된 인입부를 가진 제1 팽창 부재를 구비한다.

바람직하게, 상기 보조 패커는, 제2 유체 작용 부재의 수축 작용에 의해 상기 제1 팽창 부재의 표면으로부터 상기 샤프트 방향으로 수축되어 상기 제1 팽창 부재의 내면으로 인입되어 있는 제1 상태와 상기 제2 유체 작용 부재의 팽창 작용에 의해 팽창되어 상기 가지관 방향으로 그리고 상기 가지관의 내면으로 접근할 수 있는 제2 상태 사이에서 팽창 및 수축이 가능하도록 상기 인입부에 설치된 제2 팽창 부재를 구비한다.

바람직하게, 상기 회전 구동 메커니즘은 상기 샤프트를 회전시킬 수 있도록 상기 프레임에 설치된다.

바람직하게, 상기 샤프트는, 상기 인입부가 관통될 수 있는 샤프트 개구부를 구비한다.

바람직하게, 상기 제1 상태에서 상기 제2 팽창 부재를 수납할 수 있도록 상기 인입부에 개재된 보호 부재를 더 구비한다.

바람직하게, 상기 인입부는 상기 제1 팽창 부재의 표면에서 상기 가지관의 직경보다 더 작게 형성된 개구; 및 상기 가지관의 직경보다 더 큰 직경을 가지도록 상기 개구로부터 미리 결정된 길이만큼 상기 샤프트 방향으로 연장된 원통부를 구비한다.

바람직하게, 상기 회전 구동 메커니즘은, 상기 메인 패커의 길이 방향 양단에 설치된 프레임에 설치된 모터; 상기 프레임에 대해 회전 가능한 샤프트의 일단에 설치된 종동기어; 및 상기 종동기어와 결합되도록 상기 모터의 회전축에 설치된 구동기어;를 구비한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 공법은, (a) 촬영 부재를 기준으로 일편에는 상기 가지관을 보수할 수 있는 패커가 위치하고 타편에는 위치 확인 마킹부가 위치하되, 상기 촬영 부재의 중심에서 상기 위치 확인 마킹부의 마커 중심까지의 거리와, 상기 촬영 부재의 중심에서 상기 패커 중심까지의 거리가 동일한 보수 장치를 준비하는 단계; (b) 상기 보수 장치를 하수관의 상기 본관 내부에 투입시켜 상기 가지관의 위치에 상기 촬영 부재의 중심을 정렬시키는 단계; (c) 상기 위치 확인 마킹부를 작동시켜 상기 마커에 대응하는 상기 본관의 내벽에 마킹을 수행하는 단계; 및 (d) 상기 보수 장치를 이동시키는 과정에서 상기 촬영 부재가 상기 마킹 부분에 위치한 경우 상기 보수 장치의 이동을 멈추고 상기 패커를 작동시키는 단계;를 포함한다.

바람직하게, 상기 단계 (b)는, 상기 본관에 설치된 상기 가지관의 설치 각도에 대응하도록 상기 촬영 부재를 위치시키기 위해 회전 구동 메커니즘을 이용하여 상기 보수 장치를 회전시키는 단계; 및 상기 보수 장치의 길이방향으로 상기 촬영 부재와 상기 위치 확인 마킹부의 마커가 동일 선상에 위치하도록 상기 마커를 회전시키는 단계;를 포함한다.

상기 단계 (c)에서는, 상기 마커를 통해 페인트를 토출하여 상기 본관의 내벽에 상기 마킹을 수행하는 것이 바람직하다.

상기 단계 (c)에서는, 상기 마커를 통해 페인트를 토출하면서 상기 마커를 360도 회전시켜 상기 본관의 내벽 둘레를 따라 원형으로 상기 마킹을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 방법 및 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 가지관의 위치를 확인할 수 있는 촬영 부재와, 본관의 내벽에 대한 마킹 기능을 제공하는 위치 확인 마킹부에 의해 가지관의 위치에 정확히 패커를 셋팅할 수 있다.

둘째, 메인 패커에 일정한 인입부를 형성하고 인입부 내부로 찌그러진 상태에서 메인 패커 외부로 가지관의 소정 길이까지 팽창할 수 있는 보조 패커 구조를 채택함으로써, 보다 완벽한 본관과 가지관의 동시 보수 작업이 가능해 진다.

셋째, 메인 패커에 대한 보조 패커의 팽창시 메인 패커의 인입부 바닥과 보조 패커의 내부 상단 사이에 설치된 텐션 바아를 이용함으로써 보조 패커의 팽창 태양을 보조 패커의 팽창 방향보다는 반경 방향으로 집중시킴으로써 보수재가 가지관에 더욱 확실하게 부착되도록 할 수 있다.

넷째, 보수 장치의 길이 방향 즉, 메인 패커의 길이 방향의 샤프트를 서로 회동 가능한 제1 샤프트와 제2 샤프트로 분리시킴으로써, 보수 장치가 맨홀을 통해 하수관으로 진입하거나 굴곡된 부분으로 주행할 때 보수 장치의 이동을 원활하게 할 수 있다.

다섯째, 보수 장치의 양단 즉, 메인 패커의 양단에 설치되는 휠 조립체를 범용으로 제작함으로써 보수 장치의 설치 비용이 절감되고 휠 조립체의 호환성을 높일 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 보수 장치를 이용하여 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 공법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 사용될 수 있는 샤프트 회동 메커니즘을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 샤프트 회동 메커니즘을 발췌 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 단면도이다.
도 6은 도 5의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 보수 장치에 사용되는 보수재를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제2 부분의 발췌 사시도이다.
도 9는 도 1의 제1 팽창 부재와 제2 팽창 부재를 발췌 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 대안적 실시예에 따른 보수 장치의 제1 팽창 부재와 제2 팽창 부재를 발췌 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보수 장치의 촬영 부재와 가지관의 위치 관계를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 대안적 실시예에 따른 보수 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 도 12의 B-B'선에 따른 단면도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 보수 장치에서 중심 정렬 메커니즘의 동작을 나타내는 단면도이다.
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보수 장치의 촬영 부재와 마커의 위치 관계를 나타내는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 보수 공법에 채택될 수 있는 자주차의 사시도이다.
도 18은 도 17의 카메라 주위에 부착된 가지관 관경 측정부재의 정면도이다.
도 19는 대안적 실시예에 따른 가지관 관경 측정부재의 사시도이다.
도 20은 본 발명의 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 공법의 플로우 차트이다.

이어지는 상세한 설명에서 사용된 특정의 용어는 편의를 위한 것이지 제한적인 것은 아니다. "우", "좌", "상면" 및 "하면"의 단어들은 참조가 이루어진 도면들에서의 방향을 나타낸다. "내측으로" 및 "외측으로"의 단어들은 각각 지정된 장치, 시스템 및 그 부재들의 기하학적 중심을 향하거나 그로부터 멀어지는 방향을 나타낸다. "전방", "후방", "상방", "하방" 및 그 관련 단어들 및 어구들은 참조가 이루어진 도면에서의 위치들 및 방위들을 나타내며 제한적이어서는 아니된다. 이러한 용어들은 위에서 열거된 단어들, 그 파생어 및 유사한 의미의 단어들을 포함한다.

본 발명의 특정의 예시적 실시예들은 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 본 명세서에서 사용되는 제1 팽창 부재, 메인 패커(packer), 제1 팽창부는 하수관의 본관 부위를 보수하기 위한 장비 및 그 관련 부분을 포함하는 것으로 해석되어야 하고, 제2 팽창 부재, 보조 패커, 제2 팽창부는 하수관의 가지관을 보수하기 위한 장비 및 그 관련 부분을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 첨부된 도면들에서 서로 동일, 유사한 기능을 가진 구성요소는 동일한 참조부호를 부여하였다.

도 1은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 보수 장치를 이용하여 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 공법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 비굴착 하수관 보수 장치(100)는 하수관의 본관(MP)과 가지관(BP)이 연결된 부위를 보수하기 위한 것으로서, 길이 방향 양단에 각각 마련된 프레임(10), 프레임(10)에 대해 회전 가능한 샤프트(20)와 동축적으로 설치되어 샤프트(20)와 함께 회전 가능하며, 제1 유체 작용 부재(32)에 의해 샤프트(20)에 대해 방사상으로 팽창되어 본관(MP)의 내면에 접근될 수 있으며, 표면으로부터 샤프트 방향으로 형성된 인입부(42)를 가진 제1 팽창 부재(40), 제2 유체 작용 부재(36)의 작용에 의해 수축 또는 팽창될 수 있도록 인입부(42)에 수납될 수 있는 제2 팽창 부재(50), 제2 팽창 부재(50)의 팽창 중심으로부터 이격되도록 제1 팽창 부재(40)의 일단에 설치될 수 있는 촬영 부재(60), 샤프트(20)를 회동 연결시키기 위한 샤프트 회동 메커니즘(70), 본관(MP) 내부에서 보수 장치(100)를 이동시킬 수 있는 다수의 휠들(82)을 가지며 프레임(10)에 대해 회동될 수 있는 주행 메커니즘(80), 및 샤프트(20)를 프레임(10)에 대해 회전시킬 수 있도록 프레임(10)에 설치된 회전 구동 메커니즘(90)을 구비한다.

즉, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 보수 장치(100)는 비굴착 부분 보수 공법으로서, 가지관(BP)의 접합부의 결함을 효과적으로 보수하기 위한 것으로서, 제1 팽창 부재(40)와 제2 팽창 부재(50)의 외면에 보수재(1)를 감싼 다음 하수관 내부로 보수 장치(100)를 투입시켜 보수 대상 위치로 보수 장치(100)를 이동시킨 다음, 보수 장치(100)의 제2 팽창 부재(50)와 제1 팽창 부재(40)를 순차적으로 팽창시켜 보수재(1)를 본관(MP)과 가지관(BP)의 내벽에 밀착시켜 부착시키는 것이다. 후술하는 바와 같이, 사용되는 보수재(1)는 본관(MP)을 위한 제1 부분(2)과 가지관(BP)을 위한 제2 부분(4)으로 구별되기 때문에 본관(MP)과 가지관(BP)의 접합부 그리고 가지관(BP)의 일부까지 동시에 보수할 수 있다. 또한, 보수재(1)는 강도와 두께를 형성시키는 펠트에 수지가 함침되어 상온에서 자연 경화될 수 있다.

보수 장치(100)는 비굴착 방식에 의해 가지관(BP)이 연결되는 하수관의 균열 부위를 보수하기 위한 회전식, 축방향 절곡식 메인 패커와 보조 패커가 2실을 구성하는 팽창식 보수 장치이다. 이러한 보수 장치(100)는 공기 압축기, 펌프, 발전기, 컨트롤러, 모니터, 및 입출력 장치와 같은 주변 장비가 장착된 컨테이너 장치와 전기적, 공압적, 유압적, 기계적으로 연결될 수 있다. 여기서, 공기 압축기는 약품 탱크 또는 보수 장치(100)로 공기를 공급하기 위한 것이다. 상기 약품 탱크는 액상의 주제와 경화제 및 촉진제를 각각 저장하기 위한 것으로서, 약품 탱크에 저장된 주제, 경화제, 촉진제는 서로 소정 농도비로 혼합되어 작업 유체를 형성한다. 작업 유체는 경화되어 물의 흐름을 차단할 수 있으며 방수성을 가진 지수층을 형성한다. 또한, 작업 유체는 주변의 토양의 성질이나 균열 부위의 환경 등에 따라 다른 비율로 혼합된다. 펌프는 보수 장치의 자주차의 휠을 구동하기 위한 모터를 유압 또는 공기압에 의해 작동시키기 위한 것이다. 발전기는 전체 시스템에 전원을 공급하기 위한 것이다. 컨트롤러는 보수 장치에 설치된 촬영 부재(60)의 동작을 제어하기 위한 것이다. 컨트롤러에 의해 제어되는 촬영 부재(60)에 의해 촬영되는 영상은 모니터 및 입출력장치를 통해 표시되어 운영자에 의해 관리된다. 플렉서블한 다수의 케이블 다발은 압축공기 공급선들, 동력선, 작업 유체 공급선, 제어 케이블 등으로 이루어지며 보수 장치(100)에 연결될 수 있도록 릴장치에 권회된다. 따라서, 릴장치는 보수 장치(100)가 하수관 내부로 투입될 경우 각각의 케이블 다발을 풀어줄 수 있다.

프레임(10)은 제1 프레임(12)과 제2 프레임(14)을 구비하며, 보수 장치(100)를 지지하는 기능을 가진다. 제1 프레임(12)은 제1 베어링(B1)에 의해 샤프트(20)의 일단을 회전 가능하게 지지한다. 제2 프레임(14)은 제2 베어링(B2)에 의해 샤프트(20)의 타단을 회전 가능하게 지지한다. 제2 프레임(14)에는 전술한 바와 같은 회전 구동 메커니즘(90)이 설치되고 제1 유체 작용 부재(32)와 제2 유체 작용 부재(36)의 공급 라인들(31)(35), 기타 전력선 등이 관통될 수 있는 구조를 가진다.

도 3은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 사용될 수 있는 샤프트 회동 메커니즘을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 샤프트 회동 메커니즘을 발췌 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 단면도이고 도 6은 도 5의 A-A'선의 단면도이다.

도 1, 도 3 내지 도 6을 참조하면, 샤프트(20)는 제1 팽창 부재(40)의 길이 방향 축을 형성하도록 제1 프레임(12)과 제2 프레임(14) 사이에 배치된다. 샤프트(20)는 제1 팽창 부재(40)를 프레임(10)에 대해 소정 각도로 회전시키기 위한 것이다. 샤프트(20)는 충분히 강한 스틸 재질로 형성된다. 샤프트(20)는 제1 프레임(12)에 설치된 제1 샤프트(22), 제2 프레임(14)에 설치되고 샤프트 회동 메커니즘(70)에 의해 제1 샤프트(22)에 회동 연결된 제2 샤프트(24)를 구비한다. 제1 샤프트(22)는 인입부(42)가 관통될 수 있는 원통형 샤프트 개구부(26)를 가진다. 샤프트 개구부(26)는 제2 팽창 부재(50)의 길이가 제1 팽창 부재(40)의 플레이트(46)(48)의 반지름보다 더 긴 경우에, 샤프트(20)와 제2 팽창 부재(50)의 간섭을 방지하기 위한 것이다. 샤프트 개구부(26)에 대해서는 아래에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

샤프트 회동 메커니즘(70)은 도 2에 도시된 바와 같이, 맨홀(H)을 통해 보수 장치(100)가 투입될 때, 보수 장치(100)의 길이가 긴 경우 하수관의 굴곡 부분을 보수 장치(100)가 통과하기 어려운 경우를 극복하기 위한 것으로, 제1 샤프트(22)에 대해 제2 샤프트(24)가 어느 정도 회동되어 굴곡됨으로써, 길이가 긴 보수 장치(100)가 하수관의 굴곡 부분(예를 들어, 맨홀(H)과 하수관의 본관(MP)이 연결되는 부분)을 원활하게 통과시키기 위한 것이다. 이를 위해, 샤프트 회동 메커니즘(70)은 제1 샤프트(22)의 끝단이 고정되고 회동축(72)을 가진 제1 블록(74), 제2 샤프트(24)의 끝단이 고정되고 상기 회동축(72)에 회동되게 연결된 제2 블록(76), 제1 블록(74)에 대해 제2 블록(76)이 회동될 경우 제2 블록(76)의 위치를 고정할 수 있는 고정 부재(78)를 구비한다. 여기서, 고정부재(78)는 제2 블록(76)에 선택적으로 접촉될 수 있으며 예를 들어, 스프링과 같은 바이어스부재(71)에 의해 바이어스될 수 있도록 회동축(72)에 연결되고 제2 프레임(14)의 외측으로 연장되며, 제2 블록(76)에 선택적으로 접촉될 수 있는 스토퍼(75)를 가진 레버(73)를 구비한다. 샤프트 회동 메커니즘(70)은 보수 장치(100)의 전후에 각각 휠(82)을 포함하는 주행 메커니즘(80)이 연결 설치될 때, 보수 장치(100)의 길이가 길어져서 협소한 맨홀(H)로부터 하수관로 내부로 보수 장치(100)가 진입할 수 없기 때문에 보수 장치(100)를 투입할 때 일시적으로 보수 장치(100)가 절곡될 수 있도록 하기 위한 것이다. 즉, 보수 장치(100)의 외측으로 돌출된 레버(73)를 잡아 당기면 보수 장치(100) 내부에서 제1 샤프트(22)와 제2 샤프트(24)를 연결하는 링크 장치가 접히는 형태가 되며, 레버(73)를 원 위치시키면 다시 샤프트(20)가 직선으로 고정된다.

도 7은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 보수 장치에 사용되는 보수재를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 제2 부분(4)의 발췌 사시도이고, 도 9는 도 1의 제1 팽창 부재와 제2 팽창 부재를 발췌 도시한 단면도이다.

도 1, 도 2, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 제1 팽창 부재(40)는 하수관의 본관(MP)의 내면에 접촉될 수 있는 보수재(1)의 제1 부분(2)이 그 표면에 감기거나 부착될 수 있도록 원통형으로 구성된 제1 팽창부(44), 제1 팽창부(44)의 양단을 밀폐할 수 있는 제1 플레이트(46)와 제2 플레이트(48), 및 제1 팽창부(44)의 대략 중앙 부위에 인입 형성된 인입부(42)를 구비한다.

제1 팽창부(44)는 제작성이 좋고 신축성과 내구성이 우수한 실리콘 고무 재질로 제작되며, 팽창시 충분한 압착력을 가질 수 있도록 대략 3mm 내지 대략 5mm의 두께(바람직하게, 4mm)를 가진다. 제1 팽창부(44)의 길이는 대략 650mm이고, 외경은 대략 220mm이다.

제1 플레이트(46)와 제2 플레이트(48)는 각각 스틸 또는 플라스틱 재질로 형성되고 대략 50mm의 두께를 가진 원반 형태이다. 제1 플레이트(46)와 제2 플레이트(48)는 각각 샤프트(20)가 관통하여 밀봉 고정된다. 제2 플레이트(48)는 제1 유체 작용 부재(32)의 제1 공급 라인(31)의 제1 포트(33)가 설치되고, 제2 유체 작용 부재(36)의 제2 공급 라인(35)이 밀봉 관통되고, 샤프트 회동 메커니즘(70)의 레버(73)가 밀봉 관통된다.

도 10은 본 발명의 바람직한 대안적 실시예에 따른 보수 장치의 제1 팽창 부재와 제2 팽창 부재를 발췌 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 인입부(42)는 제1 팽창부(44)의 표면에 형성되고 가지관(BP)의 직경(예, 100mm)보다 더 작은 직경(예, 80mm)을 가진 개구(41), 개구(41)보다 더 큰 외경(예, 130mm)을 가진 바닥(43), 바닥(43)과 동일한 외경과 길이(예, 150mm)을 가진 원통형 벽(45)으로 구성된다. 인입부(42)의 길이가 제1 팽창 부재(40)의 원통의 반지름 보다 더 크기 때문에 전술한 바와 같이, 인입부(42)는 제1 샤프트(22)의 샤프트 개구부(26)를 관통하게 된다. 또한, 인입부(42)에는 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 제1 상태에서 제2 팽창 부재(50)를 수납할 수 있고, 제1 팽창 부재(40)의 팽창시 인입부(42)가 외측으로 팽창되는 것을 방지하기 위한 보호 부재(110)가 마련된다.

보호 부재(110)는 예를 들어, PVC 또는 PE 재질로 제작되고 대략 4mm의 두께를 가지며 인입부(42)의 개구(41)와 연통될 수 있는 파이프 개구(41)를 가진 파이프 또는 컵 형태이다. 즉, 파이프 개구(41)의 직경은 인입부(42)의 개구(41)와 가지관(BP)의 직경보다 더 크게 형성되기 때문에, 제1 팽창 부재(40)의 팽창시 보호 부재(110)의 파이프 개구(41)는 인입부(42)의 형상을 유지하게 되고, 파이프 개구(41)가 가지관(BP)에 걸려지게 되는 구조이다. 인입부(42)의 바닥(43)은 제1 팽창 부재(40)와 보호 부재(110)를 결합시키고, 제2 유체 작용 부재(36)의 제2 공급 라인(35)의 제2 포트(37)가 고정된다.

제2 팽창 부재(50)는 팽창뿐만 아니라 보수 장치(100)를 하수관 내부로 투입시 인입부(42) 내부로 밀어 넣기가 용이하도록 제1 팽창 부재(40)보다 더 얇은 두께 예를 들어, 1.5mm 내지 2.5mm, 바람직하게 대략 2mm를 가진다. 제2 팽창 부재(50)의 직경은 대략 80mm이고 길이는 대략 150mm이다. 전술한 바와 같이, 제2 팽창 부재(50)는 제2 유체 작용 부재(36)에 의해 수축(진공 흡입) 작용과 유체 주입(팽창) 작용에 의해 제1 상태와 제2 상태 사이에서 변경될 수 있다. 즉, 제1 상태는 보수 전에 보수 장치(100)를 하수관 내부로 투입시키거나 보수 종료 후 보수 장치(100)를 하수관 밖으로 배출시키기 위해 제1 유체 작용 부재(32)에 의해 제1 팽창 부재(40)가 평균 상태의 관경이 유지될 정도의 유체가 주입된 상태에서 제2 유체 작용 부재(36)의 진공 흡입에 의해 제2 팽창 부재(50)가 인입부(42) 내측으로 말려들어감으로써, 보수 장치(100)의 이동 시 제2 팽창 부재(50)가 하수관의 내벽과 간섭을 생성하지 않는 상태 즉, 제2 팽창 부재(50)가 인입부(42) 내부에 수납된 상태를 말한다. 또한, 제2 상태는 가지관(BP)을 보수하기 위해 제2 팽창 부재(50)가 인입부(42)의 개구(41)를 통과하여 가지관(BP)의 내부로 팽창되는 상태 즉, 제2 팽창 부재(50)가 인입부(42)의 개구 밖으로 돌출되어 팽창된 상태를 말한다.

제2 팽창 부재(50)는 제2 유체 작용 부재(36)에 의해 팽창될 때, 제1 팽창 부재(40)의 길이 방향에 수직되는 방향(가지관(BP)의 축 방향)으로의 팽창을 억제하고 제2 팽창 부재(50)의 반경 방향(가지관(BP)의 내벽을 향하는 방향)으로의 팽창을 유도하기 위해 인입부(42)의 바닥(43) 및/또는 제2 포트(37)와 제2 팽창 부재(50)의 중앙의 내벽(45)에 각각 부착된 텐션 바아(tension bar)(120)를 구비한다. 텐션 바아(120)는 제2 팽창 부재(50)가 팽창할 때 어느 정도 늘어나면서 제2 팽창 부재(50)의 끝단 중심을 잡아당김으로써, 팽창 방향을 가지관(BP)의 축방향보다는 내벽 방향으로 유도시키기 위한 것이다. 이를 위해, 텐션 바아(120)는 대략 150 내지 280mm의 길이, 20mm의 폭, 4mm의 두께를 가진다.

전술한 바와 같이, 보수재(1)의 제1 부분(2)은 하수관 보수 전용 레진을 포함하는 수지로 함침하여 경화될 때 강도와 내구성을 가지며 본관(MP)의 내벽에 부착되어 수밀성을 확보할 수 있는 재료를 사용하여 제조된다.

보수재(1)의 제2 부분(4)은 제1 부분(2)과 동일 재질로 제조되며, 가지관(BP) 내측으로 위치될 원통 몸체(6)와 원통 몸체(6)로부터 연장되어 제1 부분(2)의 일부가 상측에 놓이게 되는 기저부(8)를 포함한다. 또한, 제2 부분(4)은 신축성을 가지기 때문에 가지관(BP)과 본관(MP)의 설치 각도가 직각이 아닌 경우에도 보수면을 매끄럽게 형성시킬 수 있다.

또한, 기저부(8)에 대향되는 제2 부분(4)의 끝단(상단)에는 그물망 형태의 로프 부재(5)가 설치된다. 로프 부재(5)는 제2 팽창 부재(50)가 팽창할 때, 제2 팽창 부재(50)의 선단에 로프 부재(5)가 걸리게 됨으로써, 제2 부분(4)이 가지관(BP)의 축방향을 따라 제2 팽창 부재(50)와 함께 용이하게 이동되는 것을 허용한다. 또한, 로프 부재(5)는 제2 팽창 부재(50)가 완전히 팽창하여 제2 부분(4)이 가지관(BP)의 내벽에 완전히 밀착 고정될 경우 파단되도록 구성된다.

제1 부분(2)과 제2 부분(4)은 별도로 제작되어 바느질, 접착제 등에 의해 서로 결합되고, 로프 부재(5)는 바느질에 의해 제2 부분(4)에 연결된다.

주행 메커니즘(80)은 예를 들어, 250, 300, 350mm의 본관(MP)의 내경 변화에 적응될 수 있는 가변형(범용) 주행 장치로서, 하수관로 내부에서 보수 장치(100)의 견인에 의해 이동을 용이하게 한다. 즉, 주행 메커니즘(80)은 보수 장치(100)의 중심을 하수관로의 중심에 일치시킬 수 있고, 하수관로의 굴곡부를 지날 때 보수 장치(100)를 완충시킬 수 있도록 스프링으로 구성된 완충 부재(미도시)가 마련된다. 주행 메커니즘(80)는 한 쌍의 휠들(82)이 각각 설치된 3개의 휠 프레임들(84)이 보수 장치(100)의 중앙을 기준으로 120도 각도로 배치되고, 각각의 휠 프레임(10)은 링크부재(86)에 의해 연결되어 하수관의 본관(MP)의 직경에 부응하도록 조절된다. 바람직하게, 휠 프레임(10)은 공압 또는 유압에 의해 하수관로의 내경 방향으로 신장될 수 있는 구조를 갖는다. 주행 메커니즘(80)은 보수 장치(100)의 양단 즉, 제1 프레임(12)과 제2 프레임(14)에 각각 설치되고, 주행 메커니즘(80)과 프레임(10)은 볼 조인트(89)에 의해 연결된다. 따라서, 주행 메커니즘(80)은 보수 장치(100)에 대해 360도 방향으로 회동될 수 있다.

제2 프레임(14)에 설치되는 회전 구동 메커니즘(90)은 설치된 모터, 제2 샤프트(24)의 일단에 설치된 종동기어(92), 및 종동기어(92)와 결합되도록 모터(94)의 회전축에 설치된 구동기어(96)를 구비한다. 회전 구동 메커니즘(90)은 후술하는 바와 같이, 제2 팽창 부재(50)의 팽창 중심으로부터 이격되어 정해진 거리를 유지하도록 제1 팽창 부재(40)의 일단에 설치되는 카메라와 같은 촬영 부재(60), 세정 노즐(144)과 함께 작용하게 된다.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보수 장치의 촬영 부재와 가지관(BP)의 위치 관계를 나타내는 단면도이다.

도 11을 참조하면, 가지관(BP)의 연결 부위를 보수하기 위해서는 가지관(BP)의 연결 부위의 정확한 위치를 찾는 것이 매우 중요하다. 가지관(BP)은 맨홀(H)로부터 일정 거리에 위치하고 직상 방향(12시 방향)뿐만 아니라 임의의 위치(예, 3시 또는 9시 방향)에 존재할 수 있기 때문에 가지관(BP)의 위치(각도)에 맞도록 보수 장치(100)의 인입부(42)의 위치를 가지관(BP)의 축과 정확히 정렬시킬 필요가 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 보수 장치(100)는 모터에 의해 제1 팽창 부재(40)를 회전시키면서 촬영 부재(60)를 이용하여 가지관(BP)의 위치를 확인하게 된다. 이를 위해, 촬영 부재(60)는 인입부(42)의 개구(41)의 중앙으로부터 제1 팽창부(44)의 표면을 따라 연장하는 제2 플레이트(48)에 설치된다. 즉, 촬영 부재(60)의 카메라 촬상 방향과 제2 팽창 부재(50)의 팽창 방향은 서로 동일 평면에 존재한다.

도 12는 본 발명의 바람직한 대안적 실시예에 따른 보수 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 13은 도 12의 B-B'선을 따라 취한 단면도이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 보수 장치(100)는 가지관(BP) 세정 메커니즘(140)을 구비한다. 가지관(BP) 세정 메커니즘(140)은 보수 전 하수관의 본관(MP)의 세정과 별도로, 가지관(BP)의 보다 정확한 지점에 세정 노즐(144)을 위치시켜 가지관(BP)의 충분한 세정을 달성하기 위한 것이다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보수 장치(100)는 회전 구동 메커니즘(90) 및 촬영 부재(60)에 의해 가지관(BP)의 정확한 위치를 확인할 수 있고, 원격 조정 가능한 모터에 의해 제1 팽창 부재(40)가 회전될 수 있으므로 가지관(BP)의 정확한 위치의 확인이 가능한 바, 촬영 부재(60)를 기준으로 제1 팽창 부재(40)의 원주 방향으로 소정 각도(예, 45도 각도) 이격된 위치에 세정 노즐(144)을 장착시킴으로써, 가지관(BP) 및 가지관(BP)과 본관(MP)의 연결 부분에 대한 충분하고 확실한 세정이 가능해진다. 이러한 세정 노즐(144)은 세정 호스(142)에 의해 외부의 세정원(미도시)과 연결될 수 있으며, 세정 노즐(144)은 제2 플레이트(48)에 탈착 가능하게 장착된다.

도 1, 도 14 및 도 15에는 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 보수 장치에서 중심 정렬 메커니즘의 구성과 동작이 도시되어 있다.

도 1, 도 14 및 도 15를 참조하면, 보수 장치(100)는 가지관(BP)의 위치를 확인하기 위한 것으로서, 중심 정렬 메커니즘(130)을 구비한다. 즉, 중심 정렬 메커니즘(130)은 회전 구동 메커니즘(90)에 의해 가지관(BP)의 위치에 촬영 부재(60)의 중심을 정렬시킨 상태(즉, 촬영 부재(60)의 카메라 초점이 가지관(BP)의 축과 일치된 상태)에서 보수 장치(100)를 소정 간격 이동시킴으로써 보조 패커의 중심, 즉 제2 팽창 부재(50)의 중심을 가지관(BP)의 축과 일치시키기 위한 것이다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

중심 정렬 메커니즘(130)은 마킹용 페인트를 제공하는 페인트 공급부(131)와, 페인트 공급부(131)로부터 마킹용 페인트를 제공받아 본관(MP)의 내벽에 토출하는 노즐 구조의 마커(132)와, 상기 마커(132)에 회전력을 제공하는 모터(133)로 이루어진 위치 확인 마킹부를 구비한다.

페인트 공급부(131)는 마킹용 페인트를 수용하기 위한 페인트통을 구비하고, 상기 페인트통의 일측에는 상기 페인트통에 수용된 마킹용 페인트를 외부로 배출시키기 위한 소정의 액츄에이터(미도시)가 마련된 구조를 가진다. 상기 페인트통 내부에는 압축공기가 마킹용 페인트와 혼입되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 마킹용 페인트로는 수분에 의해 지워지지 않는 유성 페인트가 채용되는 것이 바람직하다.

마커(132)는 페인트 공급부로부터 배출된 마킹용 페인트를 본관(MP)의 내벽으로 토출하여 내벽에 국소적으로 페인트 마킹부(135)를 형성한다. 이를 위해, 마커(132)는 미세 구경의 분사구가 형성된 노즐 구조를 갖는 것이 바람직하다.

마커(132)는 본관(MP)의 내부 둘레를 따라 회전 가능하게 상기 위치 확인 마킹부에 설치되고, 모터(133)로부터 회전력을 전달받아 위치 제어(즉, 보수장치의 길이 방향으로 촬영 부재(60)와 동일 선상에 정렬되는 위치에 셋팅하는 제어)가 이루어진다. 또한, 마커(132)는 본관(MP)의 내벽에 페인트를 토출하면서 모터(133)에 의해 360도 회전함으로써 본관(MP)의 내벽 둘레를 따라 원형으로 마킹을 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 후술하는 바와 같이 페인트 마킹부(135)가 용이하게 촬영 부재(60)에 노출될 수 있다.

촬영 부재(60)의 촬영 중심에서 상기 위치 확인 마킹부의 마커(132) 중심까지의 거리(d1)와, 촬영 부재(60)의 촬영 중심에서 제2 팽창 부재(50)의 중심까지의 거리(d2)는 서로 동일하게 구성된다.

바람직하게, 촬영 부재(60)와 중심 정렬 메커니즘(130)은 주행 메커니즘(80)의 길이 방향 양편에 각각 설치된다.

이하, 중심 정렬 메커니즘(130)을 이용한 보수 장치의 위치 정렬 및 보수 방법을 설명한다.

도 14에 도시된 바와 같이 본관(MP)의 내부에서 가지관(BP)의 위치에 촬영 부재(60)의 촬영 중심을 정렬시킨 상태에서, 마커(132)는 페인트 공급부(131)로부터 배출된 마킹용 페인트를 본관(MP)의 내벽으로 토출하여 내벽에 국소적으로 페인트 마킹부(135)를 형성한다.

이후, 보수 장치(100)를 이동시키는 과정에서 촬영 부재(60)가 페인트 마킹부(135)에 위치한 경우 보수 장치(100)의 이동을 멈추고 보조 패커를 작동시킨다. 여기서, 상기 d1과 d2는 전술한 바와 같이 서로 동일하므로 제2 팽창 부재(50)의 팽창 방향과 가지관(BP)의 축이 정확히 일치하여 일렬로 배치된다.

도 17은 본 발명의 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 보수 공법에 채택될 수 있는 자주차의 사시도이고, 도 18은 도 17의 카메라(152) 주위에 부착된 가지관(BP) 관경 측정부재의 정면도이다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 자주차(150)는 보수 장치(100)를 하수관에 진입시킨 후 보수 위치로 이동시 뒤따라가면서 보수 위치를 확인할 수 있도록 카메라(152)가 장착된 장치이다. 가지관 관경 측정부재(160)는 하수관의 가지관(BP)의 파이프의 구격들 예를 들어, 100/125/150/200mm의 4가지 종류에 대응하여 하수관의 본관(MP)에 설비된 가지관(BP)의 관경을 측정하기 위한 것이다. 이를 위해, 가지관 관경 측정 부재(160)는 카메라(152) 주위에 설치될 수 있는 설치부(162)와 설치부(162)로부터 연장 설치된 베이스 부재(164), 및 베이스 부재(164)의 양단에 설치된 측정자(166)를 구비한다. 측정자(166)는 일정한 눈금이 새겨진 유연성 재질로 구성된다.

도 19는 대안적 실시예에 따른 가지관(BP) 관경 측정부재의 사시도이다.

전술한 실시예와 동일하게 본 실시예에 따른 가지관 관경 측정부재(161)는 베이스 부재(163)에 설치되며, 측정 대상 가지관(BP)의 직경에 상응하는 직경을 각각 가지며 환형 및 계단형으로 배치된 다수의 스프링 강선들(165)을 구비한다. 이러한 가지관 관경 측정부재(161)는 자주차(150)의 관절 구조에 의해 베이스 부재(163)를 상승시키면서 스프링 강선들(165)의 직경과 가지관(BP)의 직경을 직접 대비하여 가지관(BP)의 직경을 판단할 수 있다.

제1 유체 작용 부재(32)와 제2 유체 작용 부재(36)는 공기 또는 기타 유체를 제1 팽창 부재(40) 또는 제2 팽창 부재(50) 내부로 불어 넣어 제1 팽창 부재(40)와 제2 팽창 부재(50)를 팽창시키기 위한 것이며, 제2 유체 작용 부재(36)는 공기 등을 이용하여 팽창되거나 팽창이 해제된 상태의 제2 팽창 부재(50) 내부의 공기를 외부로 배출시켜 진공 흡입시키기 위한 것으로서, 통상의 구조 및 방식이 채택될 수 있음을 당업자는 충분히 이해할 것이다.

도 20은 본 발명의 다른 바람직한 예시적 실시예에 따른 하수관의 본관과 가지관(BP)이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 공법의 플로우 차트이다. 한편, 도 20은 전술한 보수 장치(100)를 이용한 작동을 설명하는 기능도 함께 가진다.

먼저, 보수 대상 관로를 세정한다(단계 S10).

단계 S10은 하수관 내부의 지장물 특히, 보수 대상 부분을 고압으로 세정한다. 특히, 전술한 바와 같이, 보수 장치(100)의 제1 팽창 부재(40)의 제2 플레이트(48)에 설치된 촬영 부재(60)를 이용하여 가지관(BP)의 위치를 정확히 파악한 상태에서 제1 팽창 부재(40)를 소정 각도(대략 45도) 회전시키게 되면 세정 대상 가지관(BP)의 위치를 정확히 설정한 후 세정 노즐(144)을 통해 가지관(BP)을 충분히 세밀하게 세정할 수 있다.

이어서, 가지관(BP)의 직경을 측정한다(단계 S20).

단계 S20은 보수할 가지관(BP)의 위치가 결정되는 경우 그 가지관(BP)의 직경을 측정하여 이에 적합한 보수재(1)를 준비하기 위한 것이다. 이 과정에서, 자주차(150)의 카메라(152) 부근에 설치된 가지관 관경 측정부재(160)를 사용할 수 있다.

다음, 제1 부분(2)과 제2 부분(4)을 포함하는 보수재(1)를 준비한다(단계 S30).

단계 S30에 의해 제작되는 보수재(1)의 제1 부분(2)은 본관(MP)을 보수하기 위한 것이고 제2 부분(4)은 가지관(BP)을 보수하기 위한 것이다. 제1 부분(2)과 제2 부분(4)은 별도로 제작되어 바느질 등에 의해 서로 연결된다. 또한, 제2 부분(4)은 그 선단에 로프 부재(5)를 연결한다.

이어서, 보수재(1)에 2액형 수지를 현장에서 함침한다(단계 S40).

다음, 제1 팽창 부재(40)와 제2 팽창 부재(50) 주위에 각각 제1 부분(2)과 제2 부분(4)을 고정한다(단계 S50).

단계 S50은 보수재(1)를 보수 장치(100)에 감싸서 고정하기 위한 것으로서, 제2 유체 작용 부재(36)를 작용시켜 제2 팽창 부재(50)가 인입부(42) 외부로 밀려져 나오도록 적당히 팽창시킨 상태에서 제2 부분(4)을 제2 팽창 부재(50)에 먼저 감싼 후 제1 부분(2)을 제1 팽창 부재(40)에 나중에 감싸는 방법을 사용해도 무방하다. 여기서, 제1 부분은 가지관(BP)을 기준으로 좌,우 부분을 고무줄 등으로 고정한다.

이어서, 제2 부분(4)가 감싸진 제2 팽창 부재(50)를 제1 팽창 부재(40)의 인입부(42) 내부로 삽입시킨다(단계 S60).

단계 S60은 제2 유체 작용 부재(36)의 진공 흡입 공정을 통해 제2 부분(4)이 감겨진 제2 팽창 부재(50)를 제1 팽창 부재(40)의 인입부(42) 내부로 밀어 넣는다.

다음, 맨홀(H)을 통해 보수 장치(100)를 보수 대상 위치로 이동시킨다(단계 S70).

단계 S70에서, 보수 장치(100)를 관로 내부로 투입시킬 때, 맨홀(H)에 들어간 작업자는 보수 장치(100)의 샤프트 고정 부재(78)의 레버(73)를 잡아 당겨 제1 샤프트(22)와 제2 샤프트(24)를 소정 각도로 굽어지도록 함으로써 제1 팽창 부재(40)에 굴곡을 형성함으로써, 맨홀(H)에서 관로 내부로 투입되는 보수 장치(100)의 투입을 용이하게 할 수 있다. 투입이 완료되면 레버(73)를 원위치로 복귀시키고 스토퍼를 이용하여 레버의 위치를 고정한다.

여기서, 보수 장치(100)가 가지관(BP) 부근에 도착하는 경우, 보수 장치(100)의 촬영 부재(60), 중심 정렬 메커니즘(130), 회전 구동 메커니즘(90) 등을 이용하여 가지관(BP)의 정확한 위치를 확인할 수 있다. 즉, 하수관로의 진행 방향쪽 맨홀(H)을 이용하여 보수 장치(100)의 전방에 부착된 로프를 잡아 당기면서 보수 장치(100)가 보수 위치로 이동시키고, 이때 카메라(152)가 부착된 자주차(150)를 뒤따르게 할 수 있다. 보수 지점을 보수 장치(100)가 지나친 상태에서 보수 장치(100)에 장착된 촬영 부재(60)의 중심이 가지관(BP)의 중심부에 위치되도록 보수 장치(100)를 전,후로 약간씩 이동시키거나 제1 팽창 부재(40)를 프레임(10)에 대해 회전시킬 수도 있다.

가지관(BP)의 중심부에 촬영 부재(60)의 중심이 정렬되면 전술한 바와 같이 중심 정렬 메커니즘(130)의 위치 확인 마킹부를 작동시켜 마킹용 페인트를 마커(132)에 대응하는 본관(MP)의 내벽으로 토출하여 국소적으로 페인트 마킹부(135)를 형성한다. 이어서, 보수 장치(100)를 이동시켜 촬영 부재(60)가 페인트 마킹부(135)에 정확히 위치한 경우 보수 장치(100)의 이동을 멈추고 제2 팽창 부재(50)를 1차적으로 팽창시킨 후 제1 팽창 부재(40)를 팽창시킨다(단계 S80).

단계 S80에 있어서, 제2 팽창 부재(50)가 팽창하게 되면, 제2 팽창 부재(50)의 상부 내면과 제2 포트(37) 사이에 설치된 텐션 바아(120)에 의해 제2 팽창 부재(50)는 가지관(BP)의 축방향 팽창이 억제되고 가지관(BP)의 내벽 방향으로의 팽창이 유도되어 보수재(1)의 제2 부분(4)이 가지관(BP)의 내벽으로 더욱 강한 힘으로 밀착된다.

다음, 보수재(1)를 자연 경화시켜 보수재(1)를 본관(MP)과 가지관(BP)에 각각 부착시킨다(S 90).

단계 S90은 제1 팽창 부재(40)와 제2 팽창 부재(50)가 팽창된 상태에서 대략 1시간 30분 동안 유지시키게 되면 보수재(1)는 자연 경화에 의해 본관(MP)과 가지관(BP)에 각각 밀착되어 부착된다.

이어서, 제1 팽창 부재(40)의 공기압을 해제하고, 제2 팽창 부재(50)를 제1 팽창 부재(40)의 인입부(42)로 흡입한다(S 100).

마지막으로, 보수 장치(100)를 맨홀(H) 외부로 인출시킨다(S110).

전술한 상세한 설명 및 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타내는 한편, 첨부된 청구항들에서 정의된 바와 같이 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 부가물, 변형물, 조합들 및/또는 대체물들이 만들어 질 수 있음을 이해해야 한다. 특히, 본 발명은 다른 요소들, 물질들, 성분들을 이용하여 본 발명의 정신 필수 특징들로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 특정한 형태, 구조, 배열, 비율들로 구현될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 본 발명의 원칙을 벗어나지 않는 한 특정의 환경 및 작동 조건들에 특히 적합하도록 된 구조, 배열, 비율, 물질, 성분의 많은 변형과 함께 본 발명이 사용될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에서 설명된 특징들은 단독적으로 사용될 수도 있고 다른 특징들과 조합하여 사용될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 실시예와 관련하여 설명된 특징들은 다른 실시예에서 설명된 특징들과 함께 및/또는 상호 교체되어 사용될 수 있다. 따라서, 현재 개시된 실시예들은 모든 면에서 제한적이 아닌 설명적인 것으로 간주되어야 하며, 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 표시되며, 전술한 상세한 설명에 한정되어서는 아니된다.

첨부된 청구범위의 넓은 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 다양한 변형들 및 변경들이 가능함을 당업자는 이해할 것이다. 이러한 것들의 몇몇은 위에서 논의되었으며 다른 것들은 당업자에게 명백할 것이다.

MP…본관 BP…가지관
1…보수재 2…제1 부분
4…제2 부분 10…프레임
12…제1 프레임 14…제2 프레임
20…샤프트 22…제1 샤프트
24…제2 샤프트 26…샤프트 개구부
31…제1 공급 라인 32…제1 유체 작용 부재
35…제2 공급 라인 36…제2 유체 작용 부재
40…제1 팽창 부재 41…개구
42…인입부 46…제1 플레이트
48…제1 플레이트 50…제2 팽창 부재
60…촬영 부재 70…샤프트 회동 메커니즘
72…회동축 73…레버
74…제1 블록 75…스토퍼
76…제2 블록 78…고정부재
80…주행 메커니즘 82…휠
84…휠 프레임 86…링크부재
90…회전 구동 메커니즘 100…보수 장치
110…보호 부재 120…텐션 바아
130…중앙 정렬 메커니즘 131: 페인트 공급부
132: 마커 133: 모터
140…세정 메커니즘 142…세정 호스
144…세정 노즐 150…자주차
152…카메라 160…가지관 관경 측정 부재

Claims

하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치에 있어서,
상기 본관을 보수할 수 있으며 상기 본관 내부에서 회전 가능한 메인 패커;
상기 가지관을 보수할 수 있도록 상기 메인 패커에 설치된 보조 패커;
상기 보조 패커와 정해진 거리를 유지하도록 설치된 촬영 부재;
상기 메인 패커를 회전시킬 수 있는 회전 구동 메커니즘; 및
상기 본관의 내벽에 대한 마킹 기능을 제공하는 위치 확인 마킹부;를 포함하고,
상기 촬영 부재를 기준으로 일편에는 상기 보조 패커가 위치하고 타편에는 상기 위치 확인 마킹부가 위치하고,
상기 촬영 부재의 중심에서 상기 위치 확인 마킹부의 마커 중심까지의 거리와, 상기 촬영 부재의 중심에서 상기 보조 패커 중심까지의 거리가 동일한 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 1에 있어서, 상기 위치 확인 마킹부는,
마킹용 페인트를 제공하는 페인트 공급부; 및
상기 페인트 공급부로부터 마킹용 페인트를 제공받아 상기 본관의 내벽에 토출하는 노즐 구조의 마커;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 2에 있어서,
상기 마커는 상기 본관의 내부 둘레를 따라 회전 가능하게 설치되고,
상기 마커의 위치를 제어하도록 상기 마커에 회전력을 제공하는 모터;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 1에 있어서,
상기 본관 내부에서 상기 메인 패커를 이동시킬 수 있도록 배치된 다수의 휠들을 가진 휠 프레임이 설치된 주행 메커니즘;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 4에 있어서,
상기 주행 메커니즘은 볼 조인트에 의해 상기 메인 패커에 연결된 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 4에 있어서,
상기 휠 프레임은 공압 또는 유압에 의해 신장될 수 있는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 4에 있어서,
상기 촬영 부재와 상기 위치 확인 마킹부가 상기 주행 메커니즘에 설치된 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 1에 있어서, 상기 메인 패커는,
길이 방향 양단에 마련된 프레임; 및
상기 프레임에 대해 회전 가능한 샤프트와 동축적으로 설치되어 상기 샤프트와 함께 회전 가능하며, 제1 유체 작용 부재에 의해 상기 샤프트에 대해 방사상으로 팽창되어 상기 본관의 내면에 접근될 수 있으며, 표면으로부터 상기 샤프트 방향으로 형성된 인입부를 가진 제1 팽창 부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 8에 있어서, 상기 보조 패커는,
제2 유체 작용 부재의 수축 작용에 의해 상기 제1 팽창 부재의 표면으로부터 상기 샤프트 방향으로 수축되어 상기 제1 팽창 부재의 내면으로 인입되어 있는 제1 상태와 상기 제2 유체 작용 부재의 팽창 작용에 의해 팽창되어 상기 가지관 방향으로 그리고 상기 가지관의 내면으로 접근할 수 있는 제2 상태 사이에서 팽창 및 수축이 가능하도록 상기 인입부에 설치된 제2 팽창 부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 8에 있어서,
상기 회전 구동 메커니즘은 상기 샤프트를 회전시킬 수 있도록 상기 프레임에 설치된 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 8에 있어서,
상기 샤프트는, 상기 인입부가 관통될 수 있는 샤프트 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 상태에서 상기 제2 팽창 부재를 수납할 수 있도록 상기 인입부에 개재된 보호 부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 8에 있어서,
상기 인입부는 상기 제1 팽창 부재의 표면에서 상기 가지관의 직경보다 더 작게 형성된 개구; 및
상기 가지관의 직경보다 더 큰 직경을 가지도록 상기 개구로부터 미리 결정된 길이만큼 상기 샤프트 방향으로 연장된 원통부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 1에 있어서, 상기 회전 구동 메커니즘은,
상기 메인 패커의 길이 방향 양단에 마련된 프레임에 설치된 모터;
상기 프레임에 대해 회전 가능한 샤프트의 일단에 설치된 종동기어; 및
상기 종동기어와 결합되도록 상기 모터의 회전축에 설치된 구동기어;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가지관 내부를 세정할 수 있도록 상기 메인 프레임의 길이 방향 양단에 마련된 프레임에 탈찰식으로 장착될 수 있는 세정 노즐을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수장치.
하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 공법에 있어서,
(a) 촬영 부재를 기준으로 일편에는 상기 가지관을 보수할 수 있는 보조 패커가 위치하고 타편에는 위치 확인 마킹부가 위치하되, 상기 촬영 부재의 중심에서 상기 위치 확인 마킹부의 마커 중심까지의 거리와, 상기 촬영 부재의 중심에서 상기 보조 패커 중심까지의 거리가 동일한 보수 장치를 준비하는 단계;
(b) 상기 보수 장치를 하수관의 상기 본관 내부에 투입시켜 상기 가지관의 위치에 상기 촬영 부재의 중심을 정렬시키는 단계;
(c) 상기 위치 확인 마킹부를 작동시켜 상기 마커에 대응하는 상기 본관의 내벽에 마킹을 수행하는 단계; 및
(d) 상기 보수 장치를 이동시키는 과정에서 상기 촬영 부재가 상기 마킹 부분에 위치한 경우 상기 보수 장치의 이동을 멈추고 상기 보조 패커를 작동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 공법.
청구항 16에 있어서, 상기 단계 (b)에서,
상기 본관에 설치된 상기 가지관의 설치 각도에 대응하도록 상기 촬영 부재를 위치시키기 위해 회전 구동 메커니즘을 이용하여 상기 보수 장치를 회전시키는 단계; 및
상기 보수 장치의 길이방향으로 상기 촬영 부재와 상기 위치 확인 마킹부의 마커가 동일 선상에 위치하도록 상기 마커를 회전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 공법.
청구항 16에 있어서, 상기 단계 (c)에서,
상기 마커를 통해 페인트를 토출하여 상기 본관의 내벽에 상기 마킹을 수행하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 공법.
청구항 18에 있어서, 상기 단계 (c)에서,
상기 마커를 통해 페인트를 토출하면서 상기 마커를 360도 회전시켜 상기 본관의 내벽 둘레를 따라 원형으로 상기 마킹을 수행하는 것을 특징으로 하는 하수관의 본관과 가지관이 연결된 부위를 보수하기 위한 비굴착 하수관 보수 공법.