KR101272137B1 - 하수관내 이물질 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관로 내벽에 생성된 높이차에 대응하여 원활하게 이동할 수 있고 회전하는 절삭날의 중심을 하수관로의 중심과 일치되도록 할 뿐만 아니라 하수관로의 내벽을 가압하여 이물질을 파쇄하여 제거함으로써 관내 이동 및 이물질 제거를 용이하도록 하는 하수관내 이물질 제거장치에 관한 것이다.
본 발명은 외부로부터 고압의 유체를 공급받는 커넥터(101)가 형성되며, 상기 커넥터(101)를 통해 공급된 유체가 내부로 통과하도록 관통공(103)이 형성된 몸체부(100); 상기 몸체부(100)가 하수관로(P) 내벽을 따라 이동할 수 있도록 상기 몸체부(100)를 중심으로 방사형태로 복수로 형성되되 상기 관통공(103)으로부터 유체를 공급받아 길이가 확장되는 프레임(110)을 통해 몸체부(100)에 결합하는 바퀴부(120); 상기 관통공(103)에 공급되는 유체를 설정된 각도로 분사시키는 분사노즐부(131)를 구비하여 상기 분사노즐부(131)의 유체 분사를 통해 발생한 반력에 의해 회전 가능하도록 상기 몸체부(100) 전방에 설치되는 회전부(130); 상기 회전부(130)에 결합하되 상기 관통공(103)으로부터 유체를 공급받아 상기 하수관로(P)의 내벽측으로 확장되는 관절구조의 제1절삭날(141)을 구비한 절삭부(140); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

하수관내 이물질 제거장치 {AN APPARATUS FOR REMOVING A ALIEN-MATERIAL IN A PIPE}

본 발명은 하수관내 이물질 제거장치에 관한 것으로, 자세하게는 하수관내에 투입되어 회전하는 절삭날을 통해 하수관내 내부의 나무뿌리 및 기름때 등의 이물질을 제거할 수 있는 하수관내 이물질 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 지중에 매설되는 하수관로 등은 관의 노후, 지반의 침하, 지상으로부터의 토압변동 등에 의해 균열, 파손 또는 접속부가 분리되는 등의 결함이 발생할 수 있으며, 하수관로에 결함이 발생할 경우 관로 내부의 오폐수가 외부로 유출되어 토양과 지하수를 오염시키는 등의 추가적인 문제를 야기하므로 적절한 보수작업이 요구된다.

하수관로를 보수하기 위해서는 다양한 공법이 사용되며, 직경 200 내지 700㎜의 비교적 작은 도관의 경우에는 작업자가 내부로 진입할 수 없으므로 적합한 규격으로 제작된 보수장치를 하수관로 내부에 투입하여 보수작업을 수행하게 된다.

이때, 하수관로의 내부에는 사용연한의 장기화에 따라 풀이나 나무 등과 같은 식물이 자라나거나 나무뿌리 등이 관로 사이의 틈 또는 균열 등을 통해 유입되어 유체의 원활한 흐름을 저해할 뿐만 아니라, 보수작업 시 기계나 로봇의 이동에 장애요인으로 작용하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 하수를 이송하는 하수관로의 내벽에는 시간경과에 따라 콜타르 등을 포함하는 고형화된 스케일이 생성되어 유체의 흐름을 방해하고 일부가 유체에 혼입되어 유체를 오염시키게 될 뿐만 아니라 원활한 보수작업에 장애요인으로도 작용하므로 보수작업을 실시하기 전 또는 일정 주기로 관로 내벽의 스케일을 제거해주어야 한다.

이를 위해 하수관로에 투입되어 회전하는 절삭날을 통해 관로 내부의 이물질을 제거하기 위한 다양한 장치가 개발되어 사용중에 있다. 하지만, 다수의 관로가 연결되는 하수관로는 통상 관로의 연결부가 매끄럽지 못하거나 경우에 따라 서로 치수가 다른 관로끼리 연결되는 등 내부에 단턱이나 높이차가 발생하는 경우가 많으며, 이외에도 관로 내부의 손상 또는 특정 이물질 등으로 바퀴가 장착되어 있음에도 이물질 제거장치의 이동이 방해를 받아 작업에 어려움이 발생하는 경우가 많았다.

이러한 문제점은 특히 상대적으로 큰 중량의 보수장치를 필요로 하는 대구경의 하수관로 내부의 이물질 제거작업에서 더욱 두드러지게 되며, 회전하는 절삭날의 센터를 정확하게 유지할 수 없거나, 하수관로의 내경에 맞추어진 일체형 절삭날의 오차, 마모 등으로 하수관로 내벽의 이물질이 완벽하게 제거하지 못함으로 작업효율을 저해하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 하수관로 내벽에 생성된 높이차에 대응하여 원활하게 이동할 수 있고 회전하는 절삭날의 중심을 하수관로의 중심과 일치되도록 할 뿐만 아니라 하수관로의 내벽을 가압하면서 이물질을 파쇄하여 제거함으로써 관내 이동 및 이물질 제거를 용이하도록 하는 하수관내 이물질 제거장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 하수관로 내부에 투입되어 회전하는 절삭날을 통해 관내 이물질을 제거하는 하수관내 이물질 제거장치에 있어서, 외부로부터 고압의 유체를 공급받는 커넥터가 형성되며, 상기 커넥터를 통해 공급된 유체가 내부로 통과하도록 관통공이 형성된 몸체부; 상기 몸체부가 하수관로 내벽을 따라 이동할 수 있도록 상기 몸체부를 중심으로 방사형태로 복수로 형성되되 상기 관통공으로부터 유체를 공급받아 길이가 확장되는 프레임을 통해 몸체부에 결합하는 바퀴부; 상기 관통공에 공급되는 유체를 설정된 각도로 분사시키는 분사노즐부를 구비하여 상기 분사노즐부의 유체 분사를 통해 발생한 반력에 의해 회전 가능하도록 상기 몸체부 전방에 설치되는 회전부; 상기 회전부에 결합하되 상기 관통공으로부터 유체를 공급받아 상기 하수관로의 내벽측으로 확장되는 관절구조의 제1절삭날을 구비한 절삭부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임은 상기 프레임의 길이를 축소하도록 작용하는 탄성체를 구비하되, 상기 관통공과 연통 되어 유체가 공급됨에 따라 상기 프레임의 길이를 확장하도록 작용하는 실린더를 구비할 수 있다.

상기 제1절삭날은 상기 제1절삭날이 상기 몸체부 측으로 접히도록 작용하는 탄성체를 구비하되, 상기 관통공과 연통 되어 유체가 공급됨에 따라 상기 제1절삭날의 관절이 외측으로 펼쳐지도록 작용하는 실린더를 구비할 수 있다.

상기 절삭부는 이물질을 파쇄할 수 있도록 전방으로 돌출한 제2절삭날을 더 포함할 수 있다.

상기 몸체부는 상기 관통공으로 공급된 유체의 일부를 후방으로 분사시켜 추진력을 생성하는 추진노즐을 더 포함할 수 있다.

본 발명을 통해 하수관로 내부의 이물질을 파쇄하여 하수관내 소제는 물론 보수작업 시 원활하게 보수개소까지 이동할 수 있어 작업시간을 단축하고 작업효율을 높일 수 있다. 특히 몸체 및 절삭날의 중심을 하수관로 내부의 중심과 일치시킬 수 있고 절삭날이 하수관로 내벽에 균일한 힘으로 가압 되어 절삭날 회전시 완벽한 스케일링이 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외형을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정면도,
도 3은 본 발명의 내부구조와 작동상태를 나타낸 측단면도,
도 4는 본 발명의 절삭날의 움직임을 나타낸 작동도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 외형을 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 하수관내 이물질 제거장치의 구조를 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외형을 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정면도, 도 3은 본 발명의 내부구조와 작동상태를 나타낸 측단면도로서, 본 발명은 하수관로(P) 내부에 투입되어 하수관로 내벽을 따라 이동하되 전방에서 회전하는 절삭부(140)를 통해 관내 이물질을 제거하게 된다.

이를 위해 본 발명은 몸체부(100)와, 바퀴부(120)와, 회전부(130)와, 절삭부(140)로 주요구성이 이루어진다.

상기 몸체부(100)는 하수관로(P)의 길이방향에 대응되는 방향으로 소정의 길이로 형성되고, 외측에는 외부로부터 고압의 유체를 공급받는 커넥터(101)가 형성되며, 상기 커넥터(101)에 연통 되어 공급된 유체가 내부로 통과하도록 관통공(103)이 형성된다.

상기 커넥터(101)는 유체를 공급하는 호스(H)가 연결되므로, 상기 몸체부(100)의 원활한 이동을 위해 몸체부(100) 후방에 설치되는 것이 바람직하며, 상기 커넥터(101)를 통해 주입된 고압의 유체는 상기 회전부(130)의 회전과, 바퀴부(120) 및 절삭부(140)의 작동과, 필요에 따라 몸체부(100)의 추진을 위해 사용된다.

상기 커넥터(101)에 주입되는 유체로는 압축공기를 사용할 수도 있으나, 작동 신뢰성 및 하수관로(P) 내부의 소제라는 목적을 위해 공기보다는 물을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 바퀴부(120)는 상기 몸체부(100)가 하수관로(P) 내벽을 따라 원활히 이동할 수 있도록 여러 개가 상기 몸체부(100)를 중심으로 방사형태로 형성된다. 즉 첨부된 도 3에서와 같이 상기 바퀴부(120)는 상기 몸체부(100)가 하수관로 내부에서 하수관로의 진행방향을 따라 이동할 수 있도록 형성되되, 이동 및 정지 중에 상기 몸체부(100)가 하수관로(P) 내부의 중심에 위치할 수 있도록 지지하는 기능을 수행한다. 첨부된 도면에서는 전후 방향으로 각각 3개의 바퀴부(120)가 형성된 모습을 도시하였으나 상기 몸체부의 길이 및 형상에 따라 구비되는 바퀴부(120)의 개수는 적절하게 조절될 수 있다.

이때, 상기 바퀴부(120)는 길이조절이 가능한 프레임(110)을 통해 상기 몸체부(100)에 설치되되, 특히 상기 프레임(110)은 상기 관통공(103)으로부터 유체를 공급받음으로 길이가 확장되도록 구성된다. 즉 상기 몸체부(100)가 하수관로(P) 내부에 삽입되기 전 상기 커넥터(101)에 유체 압력이 인가되지 않은 상태에서 상기 프레임(110)이 축소된 상태로 몸체부(100)가 하수관로(P) 내부에 투입되며, 이후 상기 커넥터(101)에 유체 압력이 인가됨으로 상기 프레임(110)의 길이가 균등하게 확장되어 상기 몸체부(100)가 하수관로 내측의 중심에 위치된다.

이를 통해 지속적으로 상기 바퀴부(120)가 하수관로 내벽을 가압하여 몸체부(100)의 이동 및 이물질의 파쇄작업 중 상기 몸체부(100)가 하수관로 내부의 정 중앙에서 흔들리지 않고 견고하게 지지가 될 수 있으며, 특히 몸체부(100)의 이동 중 하수관로(P) 내부의 단턱이나 미세한 어긋남도 어렵지 않게 통과할 수 있게 된다. 이후 모든 작업을 마친 후 상기 관통공(103) 내측의 압력이 없어지면 상기 프레임(110)의 길이는 다시 줄어들게 된다.

구체적으로 상기 프레임(110)은 상기 프레임(110)의 길이를 축소하도록 작용하는 탄성체(S)를 구비하되, 상기 관통공(103)과 연통 되어 유체가 공급됨에 따라 상기 프레임(110)의 길이를 확장하도록 작용하는 실린더(C)를 구비하는 것이 바람직하다. 이를 통해 작업 종료 후 유체 압력 제거시 상기 프레임(110)이 자연스럽게 줄어들게 되며, 몸체부(100)가 하수관로(P) 내부에서 이동 중 단턱 등이 있더라도 프레임(110)이 완충작용을 하게 되므로 원활한 이동을 가능케 한다.

상기 회전부(130)는 상기 몸체부(100) 전방에 상기 몸체부(100)의 중심을 축으로 회전 가능하도록 설치되되, 회전부(130)의 외측에는 상기 관통공(103)과 연통 되어 공급되는 유체를 설정된 각도로 분사시키는 분사노즐부(131)가 구비된다.

즉 상기 분사노즐부(131)의 유체 분사를 통해 발생한 반력에 의해 상기 회전부(130)의 회전이 이루어지게 되며, 분사노즐부(131)의 형상 및 설정 각도에 따라 회전력을 조절할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 절삭날의 움직임을 나타낸 작동도로서, 도 4에서는 3개의 분사노즐부(131)가 120도 간격으로 형성되며, 도면을 바라보았을 때 좌측으로 유체를 분사하여 상기 회전부(130)가 시계방향으로 회전되는 모습을 도시하고 있다.

이때 상기 몸체부(100)와 회전부(130)의 결합부에는 회전을 원활하게 하는 베어링과 유체의 누설을 방지하는 씰(Seal)이 적절하게 구비되어 원활한 회전이 이루어짐과 동시에 유체의 누설로 인한 압력손실을 최소화하게 된다.

상기 절삭부(140)는 상기 회전부(130)에 결합하며, 상기 회전부의 회전에 따라 하수관로(P) 내측의 이물질을 파쇄하는 제1절삭날(141)을 구비하게 된다. 특히 본 발명에서 상기 제1절삭날(141)은 도 4에 나타난 것과 같이 관절구조로 이루어져 접혀지거나 펼쳐질 수 있도록 구성된다.

기존의 이물질 제거장치의 절삭날의 경우 단일 절삭날의 구조로 이루어져 하수관로(P) 내경에 치수가 맞춰져 제작되었다. 즉 실질적으로 절삭날이 하수관로 내벽에 접촉하지 않도록 구성되어 하수관로 내부의 이물질을 어느 정도까지는 파쇄할 수 있었으나, 하수관로 내벽에 밀착된 이물질의 경우 원활한 제거가 이루어지지 못하는 문제가 있었다.

이와 같은 문제를 위해 본 발명의 제1절삭날(141)은 상기 관통공(103)으로부터 유체를 공급받음으로 상기 하수관로(P)의 내벽측으로 확장되는 관절구조로 이루어져, 상기 커넥터(101)를 통해 고압의 유체가 주입되어 상기 회전부(130)가 회전함과 동시에 제1절삭날(141)이 외측으로 펼쳐지도록 하여 이물질의 제거작업 중 상시 제1절삭날(141)이 하수관로 내벽을 가압하면서 밀착된 상태를 유지하게 된다. 이를 통해 하수관로 내벽의 이물질을 완전히 파쇄할 수 있을 뿐만 아니라 완전한 스케일링을 수행할 수 있다.

구체적으로 상기 제1절삭날(141)은 상기 제1절삭날(141)이 상기 몸체부(100) 측으로 접히도록 작용하는 탄성체(S')를 구비하되, 상기 관통공(103)과 연통 되어 유체가 공급됨에 따라 상기 제1절삭날(141)의 관절이 외측으로 펼쳐지도록 작용하는 실린더(C')를 구비하여 공급되는 유체압력의 여부에 따라 펼쳐지거나 접혀질 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 절삭부(140)는 이물질을 파쇄할 수 있도록 전방으로 돌출한 제2절삭날(142)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 통상 오랜 시간 사용된 하수관로(P) 내부에는 하수관로(P)의 연결부에 형성된 틈이나 미세한 균열 등을 통해 식물의 뿌리가 파고드는 경우가 많다.

이와 같은 식물의 뿌리를 비롯하여 각종 이물질이 하수관로(P)의 내벽으로부터 떨어진 경우 상기 제1절삭날(141) 만으로 이물질을 파쇄하며 몸체부(100)가 이동하는데 어려움이 따르므로 상기 절삭부(140)의 전방으로 회전부(130)의 축과 동일하게 축회전 하도록 드릴형상의 제2절삭날(142)을 구비하여 상기 몸체부(100)가 전진함에 따라 몸체부(100) 전방에 형성된 이물질을 파쇄하면서 진행할 수 있도록 한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 외형을 나타낸 사시도로서, 파쇄작업 중 몸체부(100)가 전진하도록 힘을 작용하여 원활하게 이물질의 파쇄가 이루어질 수 있도록 관통공(103)으로 공급된 유체의 일부를 후방으로 분사시켜 추진력을 생성하는 추진노즐(102)을 구비한 모습을 나타내고 있다.

상기 추진노즐(102)은 상기 관통공(103)과 연통 되되 상기 몸체부(100) 후방으로 유체를 강하게 분사하여, 분사되는 유체의 반력을 통해 상기 몸체부(100)를 전진시키는 추진력을 생성함으로 절삭부(140)가 이물질을 가압하도록 하여 보다 효과적인 파쇄작업을 수행할 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

100: 몸체부 101: 커넥터
102: 추진노즐 103: 관통공
110: 프레임 120: 바퀴부
130: 회전부 131: 분사노즐부
140: 절삭부 141: 제1절삭날
142: 제2절삭날 C, C': 실린더
S, S': 탄성체 P: 하수관로
H: 호스

Claims (5)

1. 하수관로(P) 내부에 투입되어 회전하는 절삭날을 통해 관내 이물질을 제거하는 하수관내 이물질 제거장치에 있어서,
   외부로부터 고압의 유체를 공급받는 커넥터(101)가 형성되며, 상기 커넥터(101)를 통해 공급된 유체가 내부로 통과하도록 관통공(103)이 형성된 몸체부(100);
   상기 몸체부(100)가 하수관로(P) 내벽을 따라 이동할 수 있도록 상기 몸체부(100)를 중심으로 방사형태로 복수로 형성되되 상기 관통공(103)으로부터 유체를 공급받아 길이가 확장되는 프레임(110)을 통해 몸체부(100)에 결합하는 바퀴부(120);
   상기 관통공(103)에 공급되는 유체를 설정된 각도로 분사시키는 분사노즐부(131)를 구비하여 상기 분사노즐부(131)의 유체 분사를 통해 발생한 반력에 의해 회전 가능하도록 상기 몸체부(100) 전방에 설치되는 회전부(130);
   상기 회전부(130)에 결합하되 상기 관통공(103)으로부터 유체를 공급받아 상기 하수관로(P)의 내벽측으로 확장되는 관절구조의 제1절삭날(141)을 구비한 절삭부(140); 로 이루어지되,
   상기 제1절삭날(141)은 상기 제1절삭날이 상기 몸체부(100) 측으로 접히도록 작용하는 탄성체(S')를 구비하되, 상기 관통공(103)과 연통 되어 유체가 공급됨에 따라 상기 제1절삭날(141)의 관절이 외측으로 펼쳐지도록 작용하는 실린더(C')를 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관내 이물질 제거장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 프레임(110)은 상기 프레임(110)의 길이를 축소하도록 작용하는 탄성체(S)를 구비하되, 상기 관통공(103)과 연통 되어 유체가 공급됨에 따라 상기 프레임(110)의 길이를 확장하도록 작용하는 실린더(C)를 구비하는 것을 특징으로 하는 하수관내 이물질 제거장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 절삭부(140)는 이물질을 파쇄할 수 있도록 전방으로 돌출한 제2절삭날(142)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관내 이물질 제거장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 몸체부(100)는 상기 관통공으로 공급된 유체의 일부를 후방으로 분사시켜 추진력을 생성하는 추진노즐(102)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관내 이물질 제거장치.

Images