KR101457586B1 - 반전튜브 반전장치 및 이를 이용한 관로보수공법 - Google Patents

반전튜브 반전장치 및 이를 이용한 관로보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 반전튜브 반전장치는, 반전튜브의 길이방향 일측이 지하 매립관을 향하도록 상기 반전튜브를 지지하는 가대; 상기 반전튜브 중 지상으로 인출된 어느 한 지점의 내부유로를 개폐시키는 제1 개폐수단; 상기 반전튜브 중 상기 제1 개폐수단에 의해 개폐되는 지점보다 상기 매립관과 가까운 어느 한 지점의 내부유로를 개폐시키는 제2 개폐수단; 및 상기 반전튜브 내부유로 중 상기 제1 개폐수단에 의해 개폐되는 지점과 상기 제2 개폐수단에 의해 개폐되는 지점 사이로 압축공기를 공급하는 압축공기공급수단;을 포함하도록 구성되며, 상기 제1 개폐수단은 상기 반전튜브가 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 개방시키고 상기 압축공기공급수단에 의해 상기 반전튜브 내측으로 압축공기가 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 폐쇄시키도록 동작되고, 상기 제2 개폐수단은 상기 압축공기공급수단에 의해 상기 반전튜브 내측으로 압축공기가 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 개방시키고, 상기 반전튜브 내측에 압축공기가 공급된 이후 상기 반전튜브가 추가적으로 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 폐쇄시키도록 동작된다.

Description

반전튜브 반전장치 및 이를 이용한 관로보수공법 {Tube reversing apparatus and conduct repairing method using the same}
본 발명은 균열 또는 파손이 발생된 관로 내부에 반전튜브를 반전시키면서 주입함으로써 관로를 비굴착 방식으로 보수하기 위한 반전튜브 반전장치 및 이를 이용한 관로보수공법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 압축공기를 이용하여 상기 반전튜브를 반전시킬 수 있도록 구성되는 반전튜브 반전장치 및 이를 이용한 관로보수공법에 관한 것이다.
국내 상하수도 관로의 개보수공사에 있어 지면을 굴착하고 난후 신관으로 교체하거나 보수하는 방식을 사용하여 왔다. 그러나 이러한 지면굴착에 의한 관로개보수공법은 종합적인 하수관로가 시급한 상황에서 적절하지 못하다. 즉, 상기 공법은 주변환경을 손상시키고, 또 공사 후 토양의 침식으로 인해 지면의 침하 등이 발생할 뿐만 아니라, 폐기물 처리의 곤란성이 따르며, 혼잡지역의 경우 교통체증을 유발하고, 시민에게 불편을 주는 등 여러 가지 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하고자, 도로를 해체하지 않고도 하수관로의 보수를 수행하는 비굴착 공법이 국내 현실에 맞게 다수 개발되어 있다. 이러한 비굴착 공법은 관로의 준설 및 세정, CCTV 탐사, 관로내의 돌출물 커팅, 반전삽입, 온수열경화 및 연결관 천공작업을 거치는 일련의 과정으로 이루어져 있다.
상기 비굴착공법에서, 상기 반전삽입공정을 도 1을 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 부직포 내에 열경화성 에폭시수지를 함침시켜 제조한 반전튜브(11)를 별도로 제작하고, 맨홀(18) 위 지상에 작업을 위하여 가대를 사각틀로 형성한 반전가대(13)를 소정높이로 설치한다. 그리고 보강튜브(19)를 반전가대(13) 상부와 보수관로(17) 입구까지 길이만큼 절단한 후, 상기 반전가대(13)에 보강튜브보강튜브부를 장착하고, 또 상기 보강튜브(19)의 타단부에 엘보우(15)를 설치, 고정한다.
그리고 나서, 상기 반전튜브(11)를 아래로 내려 보강튜브(16)에 삽입한 후, 상기 반전튜브(11)의 일단부를 뒤집어 엘보우관(15) 외주면에 고정한다. 그리고, 상기 보강튜브(19)내에 물을 부어 수압에 의해 관로내부에 서서히 반전시키고 나서, 반전튜브(11) 내부로 온수를 주입하여 상기 반전튜브(11)를 경화시킨다.
이때, 상기 반전가대(13)는 반전튜브(11) 내측으로 큰 수압을 인가할 수 있도록 매우 높게 제작되어야 하고, 수압으로 반전튜브(11)를 반전시키는 과정에서 상당히 큰 하중이 전달되므로 구조적 강도가 매우 높게 제작되어야 한다.
즉, 종래와 같이 수압으로 반전튜브(11)를 뒤집기 위해서는 반전가대(13)를 매우 크고 튼튼하게 제작해야 하는바, 장치의 설치비용이 매우 많이 소요된다는 문제점이 있다. 또한, 반전튜브(11) 내측으로 한 번 유입된 물은 재사용되지 못하고 버려지는 것이 일반적이므로, 물낭비가 심해진다는 문제점이 있다.
KR 20-0213345 Y1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 보수대상 관로에 반전튜브를 인입시키는 공정과 상기 반전튜브를 팽창시켜 관로 내벽에 밀착시키는 공정을 압축공기로 수행할 수 있도록 구성되는 반전튜브 반전장치 및 이를 이용한 관로보수공법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치는, 반전튜브의 길이방향 일측이 지하 매립관을 향하도록 상기 반전튜브를 지지하는 가대; 상기 반전튜브 중 지상으로 인출된 어느 한 지점의 내부유로를 개폐시키는 제1 개폐수단; 상기 반전튜브 중 상기 제1 개폐수단에 의해 개폐되는 지점보다 상기 매립관과 가까운 어느 한 지점의 내부유로를 개폐시키는 제2 개폐수단; 및 상기 반전튜브 내부유로 중 상기 제1 개폐수단에 의해 개폐되는 지점과 상기 제2 개폐수단에 의해 개폐되는 지점 사이로 압축공기를 공급하는 압축공기공급수단;을 포함하도록 구성되며, 상기 제1 개폐수단은 상기 반전튜브가 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 개방시키고 상기 압축공기공급수단에 의해 상기 반전튜브 내측으로 압축공기가 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 폐쇄시키도록 동작되고, 상기 제2 개폐수단은 상기 압축공기공급수단에 의해 상기 반전튜브 내측으로 압축공기가 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 개방시키고, 상기 반전튜브 내측에 압축공기가 공급된 이후 상기 반전튜브가 추가적으로 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 폐쇄시키도록 동작된다.
상기 반전튜브 내부유로 중 상기 제2 개폐수단에 의해 개폐되는 지점보다 상기 매립관과 가까운 지점으로 압축공기를 공급하는 추가공기공급수단을 더 포함한다.
상기 압축공기공급수단과 상기 추가공기공급수단은, 상기 반전튜브의 내측면에 밀착되는 플레이트 형상으로 형성되며 상기 반전튜브를 관통하여 외부로 돌출되는 관통관과 체결바를 구비하는 내측플랜지와, 상기 반전튜브의 외측면 중 상기 내측플랜지와 대응되는 지점에 밀착되며 상기 관통관과 체결바가 관통되는 외측플랜지와, 상기 외측플랜지를 관통한 체결바 끝단에 나사결합되는 너트와, 상기 관통관과 연통되도록 상기 외측플랜지에 결합되는 메인파이프와, 상기 메인파이프로 압축공기를 공급하는 압축공기유입관과, 상기 메인파이프로 스팀을 공급하는 스팀유입관과, 상기 압축공기공급수단과 상기 추가공기공급수단은, 상기 내측플랜지와 반전튜브 사이에 삽입되는 내측가스켓과, 상기 외측플랜지와 반전튜브 사이에 삽입되는 외측가스켓을 각각 포함한다.
상기 압축공기공급수단과 상기 추가공기공급수단 중 어느 하나가 상기 반전튜브 내측으로 스팀을 공급하는 동안, 상기 압축공기공급수단과 상기 추가공기공급수단 중 다른 하나는 상기 반전튜브 내측으로 압축공기를 공급한다.
상기 압축공기공급수단과 상기 추가공기공급수단은, 상기 메인파이프로 압축공기를 공급하는 보조공기유입관을 더 포함한다.
상기 제1 개폐수단은, 상기 반전튜브의 외측면 중 일측에 위치되며 상기 반전튜브의 길이방향과 교차하는 방향으로 길이를 갖는 원통형상의 제1 고정블록과, 상기 반전튜브의 외측면 중 타측에 위치되며 상기 제1 고정블록과 길이방향이 평행한 바(bar) 형상으로 형성되되 상기 제1 이송블록과 대응되는 면이 평면으로 형성되는 제1 이송블록과, 상기 제1 이송블록을 상기 제1 고정블록과 가까워지거나 멀어지는 방향으로 왕복 이송시킴으로서 상기 반전튜브 내부유로를 개폐시키는 제1 왕복이송부를 포함하여 구성된다.
상기 제2 개폐수단은, 상기 반전튜브의 외측면 중 일측에 위치되며 상기 반전튜브의 길이방향과 교차하는 방향으로 길이를 갖는 원통형상의 제2 고정블록과, 상기 반전튜브의 외측면 중 타측에 위치되며 상기 제2 고정블록과 길이방향이 평행한 바(bar) 형상으로 형성되되 상기 제2 이송블록과 대응되는 면이 평면으로 형성되는 제2 이송블록과, 상기 제2 이송블록을 상기 제2 고정블록과 가까워지거나 멀어지는 방향으로 왕복 이송시킴으로서 상기 반전튜브 내부유로를 개폐시키는 제2 왕복이송부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의한 관로보수공법은, 매립관 내측으로 반전튜브를 공급하는 제1 단계; 상기 반전튜브 중 지상에 위치하는 부위의 상단측 내부유로를 폐쇄시키는 제2 단계; 상기 반전튜브 내측 중 내부유로가 폐쇄된 지점보다 아래에 위치하는 영역으로 압축공기를 공급하는 제3 단계; 상기 반전튜브 중 지상에 위치하는 부위의 중단측 내부유로를 폐쇄시키고, 상기 반전튜브 중 지상에 위치하는 부위의 상단측 내부유로는 개방시키는 제4 단계; 지상에 위치하는 반전튜브의 내측 중 상단측과 중단측 사이로 반전튜브를 추가 공급하는 제5 단계; 상기 반전튜브 중 지상에 위치하는 부위의 상단측 내부유로를 폐쇄시키고, 상기 반전튜브 중 지상에 위치하는 부위의 중단측 내부유로는 개방시키는 제6 단계; 상기 반전튜브 내측 중 내부유로가 폐쇄된 지점보다 아래에 위치하는 영역으로 압축공기를 추가적으로 공급하는 제7 단계; 및 상기 반전튜브 내측 중 내부유로가 폐쇄된 지점보다 아래에 위치하는 영역으로 스팀을 공급하여 상기 반전튜브 중 함침된 부위를 경화시키는 제8 단계;를 포함한다.
상기 제8 단계는, 상기 반전튜브 내측 중 내부유로가 폐쇄된 지점보다 아래에 위치하는 영역으로 스팀을 공급하면서 압축공기를 추가적으로 공급하도록 구성된다.
본 발명에 의한 반전튜브 반전장치 및 이를 이용한 관로보수공법을 이용하면, 보수대상 관로에 반전튜브를 인입시키는 공정과 상기 반전튜브를 팽창시켜 관로 내벽에 밀착시키는 공정을 압축공기로 수행할 수 있으므로 가대 소형화 및 물 낭비 방지가 가능해지고, 반전튜브를 반전시키는 압력이 외부로 유출되지 아니하므로 관로보수 작업효율이 향상된다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 반전튜브 반전장치 수직단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치의 수직단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치에 포함되는 제1 개폐수단과 제2 개폐수단의 장착구조를 도시하는 확대사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치에 포함되는 압축공기공급수단의 분해단면도 및 조립단면도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치를 이용하여 매립관을 보강하는 과정을 순차적으로 도시하는 수직단면도이다.
도 12는 본 발명에 의한 관로보수공법의 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치의 수직단면도이다.
종래의 반전튜브 반전장치는 반전튜브(10) 내측으로 다량의 물을 주입시킴으로써 수압으로 반전튜브(10)를 반전시키도록 구성되어 있으나, 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치는 반전튜브(10) 내측으로 고압의 공기를 주입함으로써 공압으로 반전튜브(10)를 반전시킬 수 있도록, 반전튜브(10)의 길이방향 일측이 지하 매립관(30)을 향하도록 상기 반전튜브(10)를 지지하는 가대(100)와, 반전튜브(10) 내측으로 압축공기를 공급하기 위한 압축공기공급수단(500)을 기본 구성요소로 구비한다. 이와 같이 공기의 압력을 이용하여 반전튜브(10)를 반전시키게 되면, 불필요한 물낭비를 방지할 수 있고, 반전튜브(10)의 반전을 보다 빠르게 수행할 수 있다는 장점이 있다.
이때, 반전튜브(10)에 물을 주입하여 수압으로 반전튜브(10)를 반전시키는 경우에는 반전튜브(10)의 상단이 개방되어 있더라도 반전튜브(10) 끝단부까지 수압이 전달되므로, 반전튜브(10)의 반전이 이루어질 수 있다. 그러나 반전튜브(10)에 압축공기를 주입하는 경우에는 반전튜브(10)의 상단이 개방되어 있으면 반전튜브(10) 내부에 높은 공압이 형성되지 아니하므로, 반전튜브(10) 내측으로 공급하는 유체의 종류를 물에서 압축공기로 단순 대체하는 방법만으로는 반전튜브(10)를 반전시킬 수 없게 된다.
본 발명에 의한 반전튜브 반전장치는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 즉, 공기의 압력으로 반전튜브(10)를 반전시킬 수 있도록, 상기 반전튜브(10) 중 지상으로 인출된 어느 한 지점의 내부유로를 개폐시키는 제1 개폐수단(300)과, 상기 반전튜브(10) 중 상기 제1 개폐수단(300)에 의해 개폐되는 지점보다 상기 매립관(30)과 가까운 어느 한 지점의 내부유로를 개폐시키는 제2 개폐수단(400)을 추가로 구비한다는 점에 구성상의 특징이 있다. 또한, 반전튜브(10) 내측으로 압축공기를 공급하기 위한 압축공기공급수단(500)은, 상기 반전튜브(10) 내부유로 중 상기 제1 개폐수단(300)에 의해 개폐되는 지점과 상기 제2 개폐수단(400)에 의해 개폐되는 지점 사이로 압축공기를 공급하도록 구비된다. 또한 반전튜브(10) 내부유로 중 상기 제2 개폐수단(400)에 의해 개폐되는 지점보다 상기 매립관(30)과 가까운 지점으로 압축공기를 공급하기 위한 추가공기공급수단(600)이 더 포함될 수 있는데, 상기 추가공기공급수단(600)의 기능 및 동작에 대해서는 이하 별도의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이와 같이 반전튜브(10)의 상부를 개폐시키는 제1 개폐수단(300) 및 제2 개폐수단(400)이 추가로 구비되면, 반전튜브(10) 내부로 압축공기를 주입하는 동안 상기 반전튜브(10) 내부의 공기가 외부로 유출되지 아니하므로, 공기압으로도 반전튜브(10)를 반전시킬 수 있게 된다.
이때, 반전튜브(10) 내측으로 압축공기가 주입되었을 때 반전튜브(10)가 반전되어 매립관(30) 내벽에 밀착되는 원리는, 반전튜브(10) 내측으로 물이 주입되었을 때 반전튜브(10)가 반전되어 매립관(30) 내벽에 밀착되는 원리와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 상기 언급한 바와 같이 공기압으로 반전튜브를 연속적으로 반전시키는 동작 순서에 대해서는 이하 도 6 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.
한편, 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치는 본 실시예에 도시된 바와 같이 반전튜브(10) 중 지상에 위치하는 부위가 수직으로 세워지도록 구성될 수도 있고, 반전튜브(10) 중 지상에 위치하는 부위가 수평으로 눕혀지도록 구성될 수도 있다. 그러나 반전튜브(10)가 수직으로 세워지는 경우에는 반전튜브(10)가 자중에 의해 반전튜브(10) 내측으로 이동될 수 있지만, 상기 반전튜브(10)가 수평으로 눕혀지는 경우에는 반전튜브(10)를 이송시키기 위한 별도의 이송수단이 추가적으로 구비되어야 한다. 따라서 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치에 포함되는 가대(100)는, 반전튜브(10) 중 지상으로 인출된 부위가 수직으로 세워지도록 상기 반전튜브(10)를 세워서 지지하도록 구성되고, 상기 반전튜브(10) 중 지상으로 인출된 부위에는, 상기 제1 개폐수단(300)과, 상기 압축공기공급수단(500)과, 상기 제2 개폐수단(400)과, 상기 추가공기공급수단(600)이 내림차순으로 정렬되어 장착됨이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치에 포함되는 제1 개폐수단(300)과 제2 개폐수단(400)의 장착구조를 도시하는 확대사시도이다.
지상에 위치하는 반전튜브(10) 내부유로를 개폐시키기 위한 제1 개폐수단(300)과 제2 개폐수단(400)은, 반전튜브(10)의 좌우측 내벽면을 상호 압착시키도록 구성된다. 즉, 제1 개폐수단(300)은, 상기 반전튜브(10)의 외측면 중 일측에 위치되는 제1 고정블록(310)과, 상기 반전튜브(10)의 외측면 중 타측에 위치되는 제1 이송블록(320)과, 상기 제1 이송블록(320)을 상기 제1 고정블록(310)과 가까워지거나 멀어지는 방향으로 왕복 이송시킴으로서 상기 반전튜브(10) 내부유로를 개폐시키는 제1 왕복이송부(330)를 포함하여 구성된다. 또한 제2 개폐수단(400) 역시 제1 개폐수단(300)과 동일한 구조로 구성된다. 즉, 상기 제2 개폐수단(400)은, 상기 반전튜브(10)의 외측면 중 일측에 위치되는 제2 고정블록(410)과, 상기 반전튜브(10)의 외측면 중 타측에 위치되는 제2 이송블록(420)과, 상기 제2 이송블록(420)을 상기 제2 고정블록(410)과 가까워지거나 멀어지는 방향으로 왕복 이송시킴으로서 상기 반전튜브(10) 내부유로를 개폐시키는 제2 왕복이송부(430)를 포함하여 구성된다.
제1 개폐수단(300)과 제2 개폐수단(400)이 도 3에 도시된 바와 같이 구성되면, 작업자는 제1 왕복이송부(330)와 제2 왕복이송부(430) 조작을 통해 반전튜브(10)의 부위별 내부유로를 각각 독립적으로 개폐시킬 수 있게 된다. 이때, 상기 제1 왕복이송부(330)와 제2 왕복이송부(430)는, 제1 이송블록(320)과 제2 이송블록(420)을 각각 직선방향(더 명확하게는 제1 고정블록(310)이나 제2 고정블록(410)과 가까워지거나 멀어지는 방향)으로 왕복 이송시킬 수만 있다면, 유체실린더나 압축공기실린더, 리니어모터 등 어떠한 이송수단으로도 적용될 수 있다. 이와 같이 이송대상물을 직선방향으로 왕복 이송시키는 이송수단은 본 발명이 해당하는 기술분야에서 이미 다양한 구조로 상용화되어 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 반전튜브(10)의 상부는 제1 왕복이송부(330)의 힘에 의해 제1 이송블록(320)과 제1 고정블록(310) 사이에서 압착됨으로써 내부유로가 폐쇄되는데, 제1 이송블록(320)과 제1 고정블록(310)의 상호 마주보는 면(더 명확하게는 반전튜브(10)와 접촉되는 면)이 각각 평면으로 제작되면, 제1 이송블록(320)과 제1 고정블록(310)이 반전튜브(10)를 가압하는 면적이 넓어지게 되고, 상기 반전튜브(10)를 가압하는 압력이 감소되어 반전튜브(10)의 내부유로 개폐 신뢰성이 낮아질 수 있다는 단점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 즉, 제1 이송블록(320)과 제1 고정블록(310)이 반전튜브(10)를 가압하는 면적을 감소시켜 반전튜브(10)를 압착시키는 압력을 높일 수 있도록, 상기 제1 이송블록(320)과 제1 고정블록(310)을 원통형상으로 제작할 수도 있다. 이와 같이 제1 이송블록(320)과 제1 고정블록(310)이 모두 원통형상으로 형성되면, 제1 이송블록(320)과 제1 고정블록(310)은 모두 반전튜브(10)와 선접촉을 하게 되어 상기 반전튜브(10)의 내부유로 개폐 신뢰성이 높아진다는 효과를 얻을 수 있다. 그러나 제1 이송블록(320)과 제1 고정블록(310)을 모두 원통형상으로 제작하면, 제1 왕복이송부(330)가 제1 이송블록(320)을 이송시키는 과정에서 상기 제1 이송블록(320)의 높이가 변경됨으로써, 상기 제1 이송블록(320)과 제1 고정블록(310)이 정확히 맞물리지 아니하고 엇갈리게 되어 제1 이송블록(320)과 제1 고정블록(310)을 지지하는 부위가 파손될 우려가 있다.
따라서 상기 제1 고정블록(310)은 상기 반전튜브(10)의 길이방향과 교차하는 방향으로 길이를 갖는 원통형상으로 형성되고, 상기 제1 이송블록(320)은 상기 제1 고정블록(310)과 길이방향이 평행한 바(bar) 형상으로 형성되되 상기 제1 이송블록(320)과 대응되는 면이 평면으로 형성됨이 바람직하다. 이와 같이 제1 고정블록(310)이 원통형상으로 형성되고 제1 이송블록(320)이 사각바 형상으로 형성되면, 상기 제1 고정블록(310)과 제2 고정블록(410) 사이에서 반전튜브(10)가 압착되는 부위가 선형을 이루게 되므로 반전튜브(10)의 내부유로 개폐신뢰성이 높아질 뿐만 아니라, 제1 이송블록(320)의 높이가 다소 변경되더라도 제1 이송블록(320)과 제2 고정블록(410)은 상호 안정적으로 맞물리게 된다는 장점이 있다.
물론, 제2 고정블록(410)과 제2 이송블록(420) 역시 제1 고정블록(310)과 제2 이송블록(420)과 동일한 형상으로 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 제2 고정블록(410)은 상기 반전튜브(10)의 길이방향과 교차하는 방향으로 길이를 갖는 원통형상으로 형성되고, 상기 제2 이송블록(420)은 상기 제2 고정블록(410)과 길이방향이 평행한 바(bar) 형상으로 형성되되 상기 제2 이송블록(420)과 대응되는 면이 평면으로 형성됨이 바람직하다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치에 포함되는 압축공기공급수단(500)의 분해단면도 및 조립단면도이다.
반전튜브(10) 측으로 압축공기를 공급하기 위한 압축공기공급수단(500)이 단순히 반전튜브(10)에 삽입되는 바늘 구조로 구성되면, 반전튜브(10) 내부압력이 높아졌을 때 반전튜브(10)로부터 탈거될 우려가 있다. 따라서 상기 압축공기공급수단(500)은 반전튜브(10)와 결합되는 부위가 플랜지 구조로 구성됨이 바람직하다. 즉, 상기 압축공기공급수단(500)은, 반전튜브(10)의 내측면에 밀착되는 플레이트 형상으로 형성되며 상기 반전튜브(10)를 관통하여 외부로 돌출되는 관통관(512)과 체결바(514)를 구비하는 내측플랜지(510)와, 반전튜브(10)의 외측면 중 내측플랜지(510)와 대응되는 지점에 밀착되며 상기 관통관(512)과 체결바(514)가 관통되는 외측플랜지(520)와, 상기 외측플랜지(520)를 관통한 체결바(514) 끝단에 나사결합되는 너트(522)와, 길이방향 일측이 상기 관통관(512)과 연통되도록 외측플랜지(520)에 결합되는 메인파이프(530)와, 상기 메인파이프(530)로 압축공기를 공급하는 압축공기유입관(540)을 포함하여 구성됨이 바람직하다.
이와 같이 압축공기공급수단(500) 중 반전튜브(10)와 결합되는 부위가 상기 반전튜브(10)의 일측벽을 사이에 두고 상호 포개어지도록(겹쳐지도록) 결합되는 한 쌍의 플랜지 구조로 구성되면, 상기 체결바(514)나 너트(522)가 파손되지 아니하는 한 압축공기공급수단(500)은 반전튜브(10)에 결합된 상태를 안정적으로 유지할 수 있다는 장점이 있다.
이때, 상기 반전튜브(10) 중 관통관(512)이 관통되는 부위에는 상기 관통관(512)이 통과할 수 있는 크기의 개구부가 형성되는 것이 아니라, '+'자 형상의 절개선(16)이 형성됨이 바람직하다. 이와 같이 관통관(512)이 절개선(16) 영역을 관통하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이 반전튜브(10) 중 절개선(16)이 형성된 주변 부위가 상기 관통관(512)에 의해 밀려 메인파이프(530) 내부로 인입됨으로써 상기 관통관(512) 외주면과 메인파이프(530) 내주면 사이에서 압착되는바, 관통관(512)과 메인파이프(530) 간의 기밀성이 매우 우수해진다는 장점이 있다.
한편 압축공기유입관(540)이 손상되거나 상기 압축공기유입관(540)과 연결된 압축공기탱크 내의 압축공기가 모두 소진되더라도 상기 반전튜브(10) 내측으로 압축공기를 정상적으로 공급할 수 있도록, 상기 압축공기공급수단은 상기 메인파이프(530)로 압축공기를 공급하는 보조공기유입관(550)이 추가로 구비될 수 있다. 또한, 반전튜브(10)의 반전이 완료된 이후에는 상기 반전튜브(10)를 매립관(30) 내벽에 고착시키기 위하여 상기 반전튜브(10) 내측으로 고온의 스팀이 주입되어야 하는바, 상기 메인파이프(530)에는 스팀을 공급하는 스팀유입관(560)이 연결된다. 이때, 상기 반전튜브(10) 중 매립관(30) 내벽에 밀착되지 아니하는 부위는 수지가 함침되지 아니한 부위(12)이고, 매립관(30) 내벽에 밀착되는 부위는 수지가 함침된 부위(14)이므로, 상기 반전튜브(10) 내측으로 스팀이 주입되었을 때 상기 반전튜브(10) 중 함침된 부위(14)만이 경화되어 매립관(30) 내벽에 고착된다.여기서 반전튜브(10)의 함침되지 아니한 부위(12)는 가대(100)에 고정되는 부분부터 매립관(30) 입구에 인접된 부위까지의 부위를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압축공기유입관(540)과 스팀유입관(560)과 보조공기유입관(550)에는 모두 개폐밸브(542, 552, 562)가 각각 장착되는바, 작업자는 상기 개폐밸브(542, 552, 562) 조작을 통해 압축공기 주입량과 스팀 주입량을 조절 할 수 있다.
상기 내측플랜지(510)와 외측플랜지(520)는 고압이 인가되더라도 변형되거나 파손되지 아니하도록 강도가 높은 금속으로 제작되는 것이 일반적인데, 상기 내측플랜지(510)와 외측플랜지(520)가 모두 금속으로 제작되면 내측플랜지(510)와 반전튜브(10) 사이, 외측플랜지(520)와 반전튜브(10) 사이를 통해 반전튜브(10) 내측의 공기가 외부로 유출될 우려가 있다. 따라서 상기 압축공기공급수단은, 상기 내측플랜지(510)와 반전튜브(10) 사이에 삽입되는 내측가스켓(710)과, 상기 외측플랜지(520)와 반전튜브(10) 사이에 삽입되는 외측가스켓(720)이 추가로 구비됨이 바람직하다.
한편, 반전튜브(10) 내측으로 스팀을 주입하는 동안 반전튜브(10) 내부의 압력이 기준치 이상으로 유지될 수 있도록, 반전튜브(10) 내측으로 스팀과 압축공기가 함께 주입됨이 바람직하다. 이때, 압축공기공급수단(500)이 스팀과 압축공기를 모두 주입하도록 동작되면 압축공기유입관(540)을 통해 제공된 압축공기가 스팀유입관(560)으로 역류되어 스팀 공급이 정상적으로 이루어지지 못하게 될 우려가 있으므로, 상기 압축공기공급수단(500) 이외에 추가공기공급수단(600)이 추가로 구비됨이 바람직하다. 상기 추가공기공급수단(600)은 압축공기공급수단(500)과 비교하였을 때, 장착 위치에서만 차이가 있을 뿐 내부구조 및 기능에 있어서는 실질적으로 동일하므로, 상기 추가공기공급수단(600)의 내부 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
이와 같이 추가공기공급수단(600)이 추가로 구비되면, 압축공기공급수단(500)과 추가공기공급수단(600) 중 어느 하나가 반전튜브(10) 내측으로 스팀을 공급하는 동안, 압축공기공급수단(500)과 추가공기공급수단(600) 중 다른 하나는 상기 반전튜브(10) 내측으로 압축공기를 안정적으로 공급할 수 있으므로, 상기 반전튜브(10) 중 함침된 부위(14)는 매립관(30) 내벽에 밀착된 상태로 경화될 수 있으므로, 관로보수 효과가 더욱 향상된다는 장점이 있다.
도 6 내지 도 11은 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치를 이용하여 매립관(30)을 보강하는 과정을 순차적으로 도시하는 수직단면도이고, 도 12는 본 발명에 의한 관로보수공법의 순서도이다.
본 발명에 의한 반전튜브 반전장치를 이용하여 매립관(30)을 보강하고자 하는 경우, 먼저 도 6에 도시된 바와 같이 반전튜브(10)의 길이방향 일측을 매립관(30) 내측으로 인입시킨다(S10).
반전튜브(10)의 공급이 완료되면, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 개폐수단(300)을 동작시켜 지상으로 인출된 반전튜브(10) 중 상측부위(이하 '반전튜브(10) 상단측'이라 약칭한다)의 내부유로를 밀폐시킨 후(S20), 압축공기공급수단(500)을 통해 반전튜브(10) 내측(더 명확하게는 반전튜브 내부유로 중 밀폐된 지점의 아래 영역)으로 압축공기를 주입한다(S30). 반전튜브(10) 내측으로 압축공기가 공급되면, 반전튜브(10)의 길이방향 일측(명확하게는 함침된 부위(14))이 매립관(30) 내부로 밀려들어가면서 뒤집어지는 현상 즉, 반전튜브(10)의 반전이 이루어지게 된다. 이때, 제1 개폐수단(300)과 제2 개폐수단(400)은 각각 제1 이송블록(320)과 제2 이송블록(420)만이 왕복 이송됨으로써 반전튜브(10)의 내부유로를 개폐시키도록 구성되지만, 도 6 내지 도 11에서는 반전튜브(10)의 내부유로 개폐가 보다 명확하게 표시될 수 있도록 이송블록과 고정블록이 모두 이송되는 것으로 표현한다.
매립관(30) 내측으로 제공된 반전튜브(10)의 반전이 모두 완료되면, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 개폐수단(400)을 이용하여 지상으로 인출된 반전튜브(10) 중 중단부위(이하 '반전튜브(10) 중단측'이라 약칭한다)의 내부유로를 밀폐시킴으로써 반전튜브(10) 내부에 채워진 압축공기가 외부로 인출되지 못하게 하고 반전튜브(10) 상단측을 개방시킨 이후(S40), 도 9에 도시된 바와 같이 반전튜브(10) 상단측과 중단측 사이로 새로운 반전튜브(10)를 추가적으로 공급한다(S50). 도 8 및 도 9의 과정동안 추가공기공급수단(600)을 통해 압축공기를 추가적으로 공급함으로써, 반전튜브(10)가 더욱 확실하게 매립관(30) 내벽에 밀착되도록 할 수 있다.
반전튜브(10)의 추가공급이 완료되면, 도 10에 도시된 바와 같이 반전튜브(10) 상단측의 내부유로는 폐쇄시키고 반전튜브(10) 중단측의 내부유로를 개방시킨 후(S60), 압축공기공급수단(500)을 통해 반전튜브(10) 내측으로 압축공기를 추가 공급함으로써(S70), 도 11에 도시된 바와 같이 매립관(30)의 더 깊은 부위까지 반전튜브(10)를 밀어 넣어 반전시킬 수 있게 된다. 물론, 도 10에 도시된 상태에서 반전튜브(10)의 반전이 보다 빠르고 확실하게 이루어질 수 있도록, 추가공기공급수단(600)을 통해서도 압축공기가 주입될 수도 있다.
목표지점까지 반전튜브(10)의 반전이 모두 완료되면, 작업자는 압축공기유입관(540)과 보조공기유입관(550)은 모두 닫고 스팀유입관(560)을 개방시켜 반전튜브(10) 내측으로 고온의 스팀을 공급함으로써, 매립관(30) 내에서 반전된 반전튜브(10)가 매립관(30) 내벽에 고착되도록 한다(S80). 이때, 압축공기공급수단(500)과 추가공기공급수단(600) 중 어느 하나가 상기 반전튜브(10) 내측으로 스팀을 공급하는 동안, 압축공기공급수단(500)과 추가공기공급수단(600) 중 다른 하나는 상기 반전튜브(10) 내측으로 압축공기를 공급하도록 함으로써, 반전튜브(10)가 매립관(30) 내벽에 완벽하게 밀착된 상태로 경화되도록 함이 바람직하다.
상기 언급한 바와 같이 본 발명에 의한 반전튜브 반전장치 및 이를 이용한 관로보수공법을 이용하면, 물 대신 압축공기를 주입시켜 반전튜브(10)를 반전시킬 수 있으므로 물낭비를 방지할 수 있고, 제1 개폐수단(300)과 제2 개폐수단(400)을 각각 독립적으로 작동시킴으로써 반전튜브(10) 내부의 압축공기가 외부로 유출되는 현상 없이 반전튜브(10)를 연속적으로 공급해 가면서 상기 반전튜브(10)의 반전을 연속적으로 수행할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 일반적으로 동일한 부피의 공간에 물을 공급하는데 소요되는 시간보다 공기를 공급하는데 소요되는 시간이 짧으므로, 본 발명에 의한 관로보수공법을 이용하면 관로보수 시공기간을 현저히 단축시킬 수 있다는 장점도 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 반전튜브 30 : 매립관
100 : 가대 300 : 제1 개폐수단
310 : 제1 고정블록 320 : 제1 이송블록
330 : 제1 왕복이송부 400 : 제2 개폐수단
410 : 제2 고정블록 420 : 제2 이송블록
430 : 제2 왕복이송부 500 : 압축공기공급수단
510 : 내측플랜지 512 : 관통관
514 : 체결바 520 : 외측플랜지
522 : 너트 530 : 메인파이프
540 : 압축공기유입관 550 : 보조공기유입관
560 : 스팀유입관 600 : 추가공기공급수단
710 : 내측가스켓 720 : 외측가스켓

Claims (9)

  1. 반전튜브의 길이방향 일측이 지하 매립관을 향하도록 상기 반전튜브를 지지하는 가대;
    상기 반전튜브 중 지상으로 인출된 어느 한 지점의 내부유로를 개폐시키는 제1 개폐수단;
    상기 반전튜브 중 상기 제1 개폐수단에 의해 개폐되는 지점보다 상기 매립관과 가까운 어느 한 지점의 내부유로를 개폐시키는 제2 개폐수단; 및
    상기 반전튜브 내부유로 중 상기 제1 개폐수단에 의해 개폐되는 지점과 상기 제2 개폐수단에 의해 개폐되는 지점 사이로 압축공기를 공급하는 압축공기공급수단;
    을 포함하도록 구성되며,
    상기 제1 개폐수단은 상기 반전튜브가 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 개방시키고 상기 압축공기공급수단에 의해 상기 반전튜브 내측으로 압축공기가 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 폐쇄시키도록 동작되고,
    상기 제2 개폐수단은 상기 압축공기공급수단에 의해 상기 반전튜브 내측으로 압축공기가 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 개방시키고, 상기 반전튜브 내측에 압축공기가 공급된 이후 상기 반전튜브가 추가적으로 공급되는 동안 상기 반전튜브의 내부유로를 폐쇄시키도록 동작되는 것을 특징으로 하는 반전튜브 반전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반전튜브 내부유로 중 상기 제2 개폐수단에 의해 개폐되는 지점보다 상기 매립관과 가까운 지점으로 압축공기를 공급하는 추가공기공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반전튜브 반전장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 압축공기공급수단과 상기 추가공기공급수단은,
    상기 반전튜브의 내측면에 밀착되는 플레이트 형상으로 형성되며 상기 반전튜브를 관통하여 외부로 돌출되는 관통관과 체결바를 구비하는 내측플랜지와, 상기 반전튜브의 외측면 중 상기 내측플랜지와 대응되는 지점에 밀착되며 상기 관통관과 체결바가 관통되는 외측플랜지와, 상기 외측플랜지를 관통한 체결바 끝단에 나사결합되는 너트와, 상기 관통관과 연통되도록 상기 외측플랜지에 결합되는 메인파이프와, 상기 메인파이프로 압축공기를 공급하는 압축공기유입관과, 상기 메인파이프로 스팀을 공급하는 스팀유입관과, 상기 압축공기공급수단과 상기 추가공기공급수단은, 상기 내측플랜지와 반전튜브 사이에 삽입되는 내측가스켓과, 상기 외측플랜지와 반전튜브 사이에 삽입되는 외측가스켓을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 반전튜브 반전장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 압축공기공급수단과 상기 추가공기공급수단 중 어느 하나가 상기 반전튜브 내측으로 스팀을 공급하는 동안, 상기 압축공기공급수단과 상기 추가공기공급수단 중 다른 하나는 상기 반전튜브 내측으로 압축공기를 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반전튜브 반전장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 압축공기공급수단과 상기 추가공기공급수단은, 상기 메인파이프로 압축공기를 공급하는 보조공기유입관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반전튜브 반전장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 개폐수단은, 상기 반전튜브의 외측면 중 일측에 위치되며 상기 반전튜브의 길이방향과 교차하는 방향으로 길이를 갖는 원통형상의 제1 고정블록과, 상기 반전튜브의 외측면 중 타측에 위치되며 상기 제1 고정블록과 길이방향이 평행한 바(bar) 형상으로 형성되되 상기 제1 이송블록과 대응되는 면이 평면으로 형성되는 제1 이송블록과, 상기 제1 이송블록을 상기 제1 고정블록과 가까워지거나 멀어지는 방향으로 왕복 이송시킴으로서 상기 반전튜브 내부유로를 개폐시키는 제1 왕복이송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반전튜브 반전장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 개폐수단은, 상기 반전튜브의 외측면 중 일측에 위치되며 상기 반전튜브의 길이방향과 교차하는 방향으로 길이를 갖는 원통형상의 제2 고정블록과, 상기 반전튜브의 외측면 중 타측에 위치되며 상기 제2 고정블록과 길이방향이 평행한 바(bar) 형상으로 형성되되 상기 제2 이송블록과 대응되는 면이 평면으로 형성되는 제2 이송블록과, 상기 제2 이송블록을 상기 제2 고정블록과 가까워지거나 멀어지는 방향으로 왕복 이송시킴으로서 상기 반전튜브 내부유로를 개폐시키는 제2 왕복이송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반전튜브 반전장치.
  8. 매립관 내측으로 반전튜브를 공급하는 제1 단계;
    상기 반전튜브 중 지상에 위치하는 부위의 상단측 내부유로를 폐쇄시키는 제2 단계;
    상기 반전튜브 내측 중 내부유로가 폐쇄된 지점보다 아래에 위치하는 영역으로 압축공기를 공급하는 제3 단계;
    상기 반전튜브 중 지상에 위치하는 부위의 중단측 내부유로를 폐쇄시키고, 상기 반전튜브 중 지상에 위치하는 부위의 상단측 내부유로는 개방시키는 제4 단계;
    지상에 위치하는 반전튜브의 내측 중 상단측과 중단측 사이로 반전튜브를 추가 공급하는 제5 단계;
    상기 반전튜브 중 지상에 위치하는 부위의 상단측 내부유로를 폐쇄시키고, 상기 반전튜브 중 지상에 위치하는 부위의 중단측 내부유로는 개방시키는 제6 단계;
    상기 반전튜브 내측 중 내부유로가 폐쇄된 지점보다 아래에 위치하는 영역으로 압축공기를 추가적으로 공급하는 제7 단계; 및
    상기 반전튜브 내측 중 내부유로가 폐쇄된 지점보다 아래에 위치하는 영역으로 스팀을 공급하여 상기 반전튜브 중 함침된 부위를 경화시키는 제8 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로보수공법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제8 단계는, 상기 반전튜브 내측 중 내부유로가 폐쇄된 지점보다 아래에 위치하는 영역으로 스팀을 공급하면서 압축공기를 추가적으로 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 관로보수공법.
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