KR101458454B1 - 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법 - Google Patents

보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법 Download PDF

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주식회사 마중물
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Abstract

본 발명은 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법으로써, 특히 보강 튜브 공급 속도 조절이 가능한 관로의 보강 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법은, 보강이 필요한 배관 입구에 플랜지를 장착하는 단계; 플랜지를 장착한 후 보강 튜브의 끝단을 플랜지에 고정시키는 단계; 상기 보강 튜브에 고압 가스를 인가하여 긴 바(Bar) 형상이고 외부와 밀폐되어 있으며 내면에 열경화성 수지가 도포되어 있는 보강 튜브를 배관 내부로 공급시켜 내면에 도포된 열경화성 수지가 관로 내벽에 부착되도록 보강 튜브를 관로 내부로 삽입하는 단계; 및 상기 보강 튜브로 고온 고압의 가스를 주입하여 보강 튜브를 관로 내면에 밀착된 상태로 경화시키는 단계를 포함한다. 이 경우 보강 튜브의 삽입 속도를 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

Description

보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법 {REINFORCING METHOD OF PIPE USING SUPPORTING TUBE}
본 발명은 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법으로써, 특히 보강 튜브 공급 속도 조절이 가능한 관로의 보강 방법에 관한 것이다.
관로(상하수도)에 균열이나 파손이 발생한 경우, 관로를 보강하기 위하여 다음과 같은 방법을 사용하였다. 우선, 보강 튜브를 관로 내부로 삽입한 상태에서, 보강 튜브에 고온, 고압의 가스를 주입하여 보강 튜브의 외면을 관로의 내면에 밀착시킨다. 다음으로, 보강 튜브에 주입된 고온, 고압의 가스를 이용하여 보강 튜브에 도포된 에폭시(Epoxy)를 경화시켜 줌으로써, 보강 튜브가 관로 내면에 밀착된 상태로 고정되게 된다. 즉, 보강 튜브를 관로 내면에 밀착되게 고정시킴으로서 관로를 보강하였다.
이러한 방법에 따라 상하수도의 관로를 보강하는 경우에 있어서, 보강 튜브를 관로 내부로 삽입하고 관로 내면에 밀착시키기 위해 고온, 고압의 가스를 주입하게 되는데, 주입되는 가스의 압력은 관로 내부 끝까지 넣기 위해 아주 높은 압력으로 주입된다.
따라서, 튜브는 순식간에 관로 안으로 들어가게 되고, 이 부분에 있어서의 문제점은 보강 튜브를 공급하는데 있어서 속도 조절이 안된다는 점이다. 속도 조절이 어렵기 때문에 보강 튜브와 배관과의 밀착도에 문제가 발생될 수 있고, 또한 결합의 불안정성으로 인하여 튜브와 관 사이에 틈이 발생될 수 있으며 이러한 틈으로 물의 유입이 일어나 박리 현상이 일어나기도 한다. 이러한 문제점을 해결할 필요성은 항시 존재해 왔다.
또한, 종래 기술의 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법을 따를 경우, 튜브의 경화 이후 플랜지를 관로의 끝단에 장착하여 마무리를 하게 되는데, 이 경우에 플랜지를 부착할 때 경화된 보강 튜브가 부서져서 이를 통해 물이 유입될 수 있거나 크랙이 발생되어 전파될 수 있는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 극복하여 보강 튜브의 공급 속도를 조절하면서 튜브를 공급하는 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법에 관한 것이다.
또한, 보강 방법에 있어서 그 순서를 새롭게 함으로써 종래 기술의 방법에 있어서 관로 끝단에서 보강 튜브가 부러지는 문제점을 해결하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법은, 보강이 필요한 배관 입구에 플랜지를 장착하는 단계; 플랜지를 장착한 후 보강 튜브의 끝단을 플랜지에 고정시키는 단계; 상기 보강 튜브에 고압 가스를 인가하여 긴 바(Bar) 형상이고 외부와 밀폐되어 있으며 내면에 열경화성 수지가 도포되어 있는 보강 튜브를 배관 내부로 공급시켜 내면에 도포된 열경화성 수지가 관로 내벽에 부착되도록 보강 튜브를 관로 내부로 삽입하는 단계; 및 상기 보강 튜브로 고온 고압의 가스를 주입하여 보강 튜브를 관로 내면에 밀착된 상태로 경화시키는 단계를 포함한다. 이 경우 보강 튜브의 삽입 속도를 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
보강 튜브의 삽입 속도의 조절는 보강 튜브 공급 속도 조절 장치에 의해 조절되며, 상기 보강 튜브 공급 속도 조절 장치는, 튜브 주입구 및 튜브 배출구를 포함한 본체; 상기 본체의 내부에 배치된 서로 일정한 간격을 이루는 평행한 2개의 롤러; 및 상기 롤러에 연결된 롤러 구동부를 포함하고, 상기 튜브 주입구를 통해 보강 튜브가 공급되며, 공급된 보강 튜브는 상기 2 개의 롤러 사이를 통과하여 튜브 배출구를 통해 배출된다.
2 개의 롤러 중 어느 하나의 롤러는 고정부를 통해 상기 본체부에 고정되어 있고, 나머지 하나의 롤러는 상기 2개의 롤러 사이의 간격을 조절하기 위한 간격 조절부가 연결되어 있다.
간격 조절부가 연결되어 있는 롤러는 고정부를 통해 바(bar)에 고정되어 있으며, 상기 바에는 상기 2개의 롤러 사이의 간격을 조절하기 위한 간격 조절부가 연결되어 있다.
롤러는 롤러 축부 및 롤러 축부를 감싸는 원통형 롤러부를 포함하고, 상기 롤러 축부는 상기 고정부에 연결되어 있으며, 상기 고정부와 상기 롤러 축부가 연결되는 부분에는 롤러의 회전을 원활하게 하기 위해 베어링이 설치되어 있다.
본 발명의 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법을 이용하면 관로의 보강시 보강 튜브의 공급 속도를 제어할 수 있으며, 또한 보강 방법에 있어서 순서를 기존 방법과 달리함으로써 보강 튜브의 파손에 따른 문제점을 해결하였다.
도 1은 종래 기술에 따른 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법의 예를 도시한다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법의 순서도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법의 모식도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 튜브의 측단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 튜브 공급 속도 조절 장치의 일 실시예의 단면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러의 사시도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러 축부의 단면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링을 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
하기 설명은 본 발명의 실시예에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해서 하나 이상의 실시예들의 간략화된 설명을 제공한다. 본 섹션은 모든 가능한 실시예들에 대한 포괄적인 개요는 아니며, 모든 엘리먼트들 중 핵심 엘리먼트를 식별하거나, 모든 실시예의 범위를 커버하고자 할 의도도 아니다. 그 유일한 목적은 후에 제시되는 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시예들의 개념을 제공하기 위함이다.
도 1은 종래 기술에 따른 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법의 예를 도시한다.
도 1에서 보는 것처럼, 종래에는 보강되어야 하는 상하수도 관로가 있을 경우, 해당 관로에 보강 튜브를 삽입한 이후, 이를 경화시킨 이후에 최종적으로 플랜지를 장착하여 마무리를 하였다. 이 경우의 문제점은 이미 경화가 된 보강 튜브에 플랜지를 장착하는 과정에 있어서 플랜지를 장착함에 따라 도 1에서 A 부분이 꺾이게 되고, 이 과정에서 튜브가 파괴되거나 튜브에 크랙이 발생되는 문제점이 발생된다. 이 경우 물이 유입될 수 있거나 크랙이 발생되어 전파될 수 있는 등의 문제점이 있었다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법의 순서도이다. 도 2에서 보는 것처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법은, 보강이 필요한 배관 입구에 플랜지를 장착하는 단계(S 10); 플랜지를 장착한 후 보강 튜브의 끝단을 플랜지에 고정시키는 단계(S 20); 상기 보강 튜브에 고압 가스를 인가하여 긴 바(Bar) 형상이고 외부와 밀폐되어 있으며 내면에 열경화성 수지가 도포되어 있는 보강 튜브를 배관 내부로 공급시켜 내면에 도포된 열경화성 수지가 관로 내벽에 부착되도록 보강 튜브를 관로 내부로 삽입하는 단계(S 30); 상기 보강 튜브로 고온 고압의 가스를 주입하여 보강 튜브를 관로 내면에 밀착된 상태로 경화시키는 단계(S 40)를 포함한다.
본 발명의 경우 종래 기술과 다르게 플랜지(flange)를 튜브의 경화 이후 장착하는 것이 아니고, 보강이 필요한 관로에 미리 플랜지를 장착한 이후에 보강 튜브를 삽입하여 경화시키는 공정을 이용한다. 이러한 공정 순서를 변경함에 의해, 이미 언급한 플랜지 장착 단계에서 튜브가 파손되는 문제점을 해결하였다.
이하에서는 도 3의 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법의 모식도와 함께 각 단계별로 설명하도록 하겠다.
S 10 단계에서는 보강이 필요한 배관 입구에 플랜지를 장착한다. 본 발명에서는 플랜지를 먼저 장착한 이후 보강 튜브를 주입하는 방식을 취한다.
S 20 단계에서는 플랜지를 장착한 후 보강 튜브의 끝단을 플랜지에 고정시키게 된다. 보강 튜브(10)는 긴 바(Bar) 형상을 가지며 도 4에서 보는 것처럼 보강 튜브 공급 장치에 소방 호스 처럼 말려서 적재되어 있는 것이 일반적이다. 보강 튜브(10) 내면에는 열경화성 수지(14)가 도포되어 있어, 보강 튜브(10) 내부로 주입된 고온, 고압의 가스에 의하여 보강 튜브(10)의 외면이 관로의 내면에 밀착된 상태로 보강 튜브(10)가 경화될 수 있다. 보강 튜브(10)는 보관 상태에서는 도 4에서 보는 것처럼 접착 부분인 열경화성 수지 부분이 튜브 내면에 있지만, 실제로 관로를 보강할 때 안 쪽의 열경화성 수지(14) 부분과 튜브 부재(12) 부분이 안팍이 반전되어 최종적으로는 열 경화성 수지(14) 부분이 관로 벽에 붙게 된다. 이러한 모습은 도 2에서 확인할 수 있는데, 도 2에서 보는 것처럼 관로 벽 입구에 보강 튜브의 끝단을 고정시킨 후 고온 고압의 가스를 주입함에 따라 앞뒤가 반전되어 관로 내부로 주입되면서 최종적으로는 열경화성 수지 부분이 관로 내벽에 부착되게 되는 것이다. 이와 같이 보강 튜브의 내면과 외면의 반전을 이루기 위해 먼저 S 20 단계에서 플랜지에 보강 튜브의 끝단을 연결하게 되는 것이다. 이러한 모습은 도 3에서 B 부분과 같이 연결하게 되는 것이 일반적이며, 그 연결 방식에 있어서는 특별한 제한은 없다.
S 30 단계에서는 보강 튜브를 배관 내부로 공급시켜 내면에 도포된 열경화성 수지가 관로 내벽에 부착되도록 보강 튜브를 관로 내부로 삽입하게 되고, 마지막으로 S 40 단계에서는 보강 튜브로 고온 고압의 가스를 주입하여 보강 튜브를 관로 내면에 밀착된 상태로 경화시킨다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법은, 상기에서 설명한 단계 이외에 추가적으로 보강 튜브의 삽입 속도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 보강 튜브의 삽입 속도의 조절은, 보강 튜브 공급 속도 조절 장치에 의해 조절된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 튜브 공급 속도 조절 장치의 일 실시예의 단면도를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보강 튜브 공급 속도 조절 장치(300)는, 튜브 주입구 및 튜브 배출구를 포함한 본체(310); 본체의 내부에 배치된 서로 일정한 간격을 이루는 평행한 2개의 롤러(321, 322); 및 롤러 중 어느 하나의 롤러에 연결된 롤러 구동부(390)를 포함한다.
본체(310)는 튜브 주입구 및 배출구(미도시)를 포함하고 있으며, 주입구 및 배출구의 위치는 특별한 제한은 없다. 튜브 주입구를 통해 보강 튜브가 공급되고, 튜브 배출구를 통해 보강 튜브가 배출된다.
본체의 내부에는 2개의 롤러(321, 322)가 배치되어 있으며, 2개의 롤러는 서로 이격(거리 H)되어 있다.
롤러는 원통형상을 가지며, 그 외부에는 도 6에서 보는 것처럼 돌기부(325)가 배열되어 있다. 돌기부(325)는 복수개가 배치되어 있을 수 있으며, 바람직하게는 롤러의 축방향과 수직한 방향으로 배열되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 돌기부가 필요한 이유는 두 개의 롤러 사이를 보강 튜브가 통과하게 되는데, 보강 튜브의 내면에는 이미 설명한 것처럼 에폭시와 같은 열경화성 수지가 발라져 있기 때문이다. 이러한 수지는 젤(gel)과 같은 상태에 있으므로 두 개의 롤러 사이를 통과하면서 롤러 사이의 간격(H)이 좁을 경우 상당량이 뒤로 밀릴 수 있기 때문이다. 예를 들어 치약을 짤 때 처럼 롤러를 통과하면서 튜브 부분만 나오고 내부에 발라져 있는 열 경화성 수지는 계속 뒤로 밀리는 현상이 발생되어 정작 배관 내부에 들어갔을 때 관 내벽에 붙음성이 떨어지고, 또한 롤러를 통과하는데 있어서도 수지가 계속 롤러의 통과면 뒷부분에 쌓이면서 튜브의 공급을 막을 수도 있기 때문이다. 이와 같이 롤러의 외면에 돌기부를 형성함으로써, 튜브의 내면의 열 경화성 수지가 롤러 사이를 수지의 손실 없이 통과하는 것을 도와줄 수 있다. 이 경우 바람직하게 롤러의 축방향과 수직으로 튜브가 공급 및 배출되므로 이러한 방향에 맞게 돌기부가 형성되어 더욱 원활한 튜브의 공급을 가능하게 할 수 있다.
롤러는 도 5에서 보는 것처럼 롤러 축부(331) 및 롤러 축부를 감싸는 원통형 롤러부(321, 325)를 포함하고, 롤러 축부는 롤러의 양 끝단에서 고정부(350)에 연결되어 있으며, 이 경우 연결 부분에는 롤러의 회전을 원활하게 하기 위한 베어링(341, 342, 343, 344)이 설치되어 있다. 베어링은 도 8에서 도시되어 있다.
롤러 사이의 거리(H)는 조절이 가능한데, 이를 가능하게 하기 위해 2개의 롤러 중 어느 하나의 롤러는 본체부에 고정부를 통해 고정되어 있고, 나머지 하나의 롤러는 2개의 롤러 사이의 간격을 조절하기 위한 간격 조절부가 연결되어 있다. 도 5를 참고하면, 하부 롤러(322)는 본체부에 고정부(350)를 통해 고정되어 있고, 상부 롤러(321)는 간격 조절부(370)에 연결되어 있다. 간격 조절부(370)가 연결되어 있는 롤러는 롤러와 바(bar; 360)에 고정부(350)를 통해 고정되어 있으며, 바(360)에는 2개의 롤러 사이의 간격을 조절하기 위한 간격 조절부(370)가 연결되어 있다.
간격 조절부(370)는 롤러 사이의 간격(H)을 조절하는 장치로서, 그 일실시예에 따르면 나사산을 통해 수동으로 외부에서 외력을 가하여 간격을 직접 조절할 수도 있으며, 이를 자동으로 승강 장치를 통해 만들 수도 있는 부분이다. 이 부분은 간격을 조절할 수 있는 구성이면 어느것이나 가능하며, 특별한 제한은 없다. 또한, 바(360)도 롤러를 지지하면서 간격 조절부(370)와 연결하기 위한 구성이고, 이에 대한 특별한 제한은 없다.
한편, 롤러에는 롤러 구동부가 연결되어 있으며, 이에 의해 롤러가 회전을 하게 된다. 롤러 구동부는 도 5에서는 도시되지 아니하였고, 롤러 구동부의 구동축부(390)가 도시되어 있다. 롤러 구동부는 모터와 같은 것이며, 이에 대한 특별한 제한은 없다.
롤러 구동부의 구동축부(390)는 롤러의 롤러축부(331)와 연결되어 롤러를 구동하게 된다. 이 경우 그 연결 방식에 있어서 롤러 구동부의 구동력을 잘 전달할 수 있도록 롤러 구동부의 구동축부 및 롤러의 롤러 축부의 연결되는 부분의 형상은 나사 톱니가 맞물리는 형상을 이루도록 이루어진다. 예를 들어 도 5에서 보는 것처럼, 롤러 축부의 형상이 도 7와 같다면, 롤러 구동부의 구동축부의 형상은 이와 상보적인 형상을 가짐으로써 서로 잘 맞물려 구동력의 손실이 일어나지 않게 한다. 즉, 롤러 축부와 구동축부의 형상은 서로 상보적인 형상을 가짐으로써 구동력 전달을 최대화하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보강 튜브 공급 속도 조절 장치를 포함한 보강 튜브 공급 장치를 이용하면, 튜브의 공급에 있어서 튜브가 바로 직접 보강되어야 할 관로 내부로 들어가는 것이 아니고, 튜브의 공급 과정에 있어서 튜브 공급 속도 조절 장치를 거침으로써, 그 속도의 조절이 가능하다는 장점을 갖는다. 이 경우에 롤러를 이용하여 롤러의 회전 방향을 정방향 또는 역방향으로 조절함으로써 속도의 정밀한 제어가 가능한 것이다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 보강이 필요한 배관 입구에 플랜지를 장착하는 단계;
    플랜지를 장착한 후 보강 튜브의 끝단을 플랜지에 고정시키는 단계;
    상기 보강 튜브에 고압 가스를 인가하여 긴 바(Bar) 형상이고 외부와 밀폐되어 있으며 내면에 열경화성 수지가 도포되어 있는 보강 튜브를 배관 내부로 공급시켜 내면에 도포된 열경화성 수지가 관로 내벽에 부착되도록 보강 튜브를 관로 내부로 삽입하는 단계;
    상기 보강 튜브로 고온 고압의 가스를 주입하여 보강 튜브를 관로 내면에 밀착된 상태로 경화시키는 단계; 및
    상기 보강 튜브의 삽입 속도를 조절하는 단계를 포함하고,
    상기 보강 튜브의 삽입 속도의 조절는 보강 튜브 공급 속도 조절 장치에 의해 조절되며,
    상기 보강 튜브 공급 속도 조절 장치는, 튜브 주입구 및 튜브 배출구를 포함한 본체; 상기 본체의 내부에 배치된 서로 일정한 간격을 이루는 평행한 2개의 롤러; 상기 롤러에 연결된 롤러 구동부; 및 상기 2개의 롤러의 외주면에 상기 2개의 롤러의 축방향과 수직한 방향으로 배치된 복수개의 돌기부를 포함하고,
    상기 튜브 주입구를 통해 보강 튜브가 공급되며, 공급된 보강 튜브는 상기 2 개의 롤러 사이를 통과하여 튜브 배출구를 통해 배출되는,
    보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 개의 롤러 중 어느 하나의 롤러는 고정부를 통해 상기 본체부에 고정되어 있고, 나머지 하나의 롤러는 상기 2개의 롤러 사이의 간격을 조절하기 위한 간격 조절부가 연결되어 있는,
    보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 간격 조절부가 연결되어 있는 롤러는 고정부를 통해 바(bar)에 고정되어 있으며, 상기 바에는 상기 2개의 롤러 사이의 간격을 조절하기 위한 간격 조절부가 연결되어 있는,
    보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 롤러는 롤러 축부 및 롤러 축부를 감싸는 원통형 롤러부를 포함하고,
    상기 롤러 축부는 상기 고정부에 연결되어 있으며,
    상기 고정부와 상기 롤러 축부가 연결되는 부분에는 롤러의 회전을 원활하게 하기 위해 베어링이 설치되어 있는,
    보강 튜브를 이용한 관로의 보강 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003112369A (ja) * 2001-10-04 2003-04-15 Asahi Tec Corp 管路補修装置、補修材の装着方法及び管路の補修方法
KR20110125842A (ko) * 2010-05-14 2011-11-22 (주)보령알엔씨 높이조절 및 회전수단을 구비한 관로보수용 튜브 반전장치

Patent Citations (2)

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