KR101515163B1

KR101515163B1 - 하수관로 보수장치

Info

Publication number: KR101515163B1
Application number: KR1020140134007A
Authority: KR
Inventors: 홍일한; 이원상
Original assignee: 언더테크 주식회사
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2015-04-24

Abstract

본 발명은, 하수관로에 유입되어 상기 하수관로를 보수하는 하수관로 보수장치에 관한 것으로서, 프레임; 및 상기 프레임의 외주면을 둘러싸도록 설치되고, 압축 공기의 유입에 의하여 팽창되는 패커 본체, 상기 프레임의 외주면을 둘러싸도록 설치되고, 압축 공기의 유입에 의하여 팽창되는 패커 본체, 및 상기 패커 본체의 둘레 방향을 따라 교번적으로 형성되는 복수의 요철홈과 복수의 요철돌기를 갖는 요철부를 구비하는 패커;를 포함한다.
이러한 본 발명은, 라이닝재가 도포되는 패커 본체의 외주면에 복수의 요철돌기와 복수의 요철홈으로 이루어지는 요철부를 마련함으로써, 하수관로의 보수에 소요되는 라이닝재의 양을 줄여 경제성을 향상시킴과 동시에, 라이닝재를 이용하여 하수관로를 충분한 강도를 갖도록 보수할 수 있다.

Description

하수관로 보수장치{An apparatus for repairing a drain pipe}

본 발명은 하수관로 보수장치에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트 흄관, 합성수지로 된 염화비닐관, 도관 등과 같이 지하에 매설된 하수관 등에는 관 자체의 노후화, 지반의 침화, 또는 지상으로부터의 토압의 변동 등에 의해 균열, 파손 또는 그 접속부가 분리되는 결함이 발생될 수 있다. 하수관에 이러한 결함이 발생되면, 하수관 내부를 흐르는 오폐수가 결함 부분을 통하여 지반으로 유출된다. 이와 같이 유출된 오폐수는 토양과 지하수를 오염시키게 된다.

결함이 발생된 하수관을 복구하기 위한 공법은 그 손상 부위의 특성 및 주위 여건에 따라 적절히 선택된다. 직경이 200~700mm의 비교적 작은 하수관의 경우에는 작업자가 하수관 내부로 들어갈 수 없기 때문에 그라우팅(grouting) 또는 라이닝(lining) 공법 등이 채택된다.

이 중에서 라이닝 공법은, 손상 부위의 손상 정도가 심해 보강기능이 필요한 경우 예를 들어, 관로의 손상 정도가 넓게 분포되어 있거나 관로의 내경 전체를 둘러가면서 손상 부위가 형성되어 그라우팅 작업이 불가능할 경우, 별도의 라이닝재를 관로의 내측벽에 라이닝 하여 넓은 범위에 걸쳐 있는 손상 부위를 일시에 보강하는 공법이다.

상기 라이닝 공법은 하수관로 보수장치에 의하여 이루어진다. 종래의 하수관로 보수장치(10)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 속이 빈 프레임(12)의 외주면에 패커(14)를 씌우고 패커(14)의 둘레에 라이닝재(18)를 도포한 후, 압축공기를 압축공기 주입관(16)을 통하여 패커(14)에 주입하여 패커(14)를 팽창시킴으로써, 라이닝재(18)를 하수관로(1)의 내주면에 접착시킨다.

패커(14)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 굴곡이 없는 매끄러운 외주면을 갖는다. 이로 인해, 도 4에 도시된 바와 같이, 패커(14)에 의하여 하수관로(1)의 내주면에 접착되는 라이닝재(18)는 전 영역에 걸쳐 동일한 두께를 갖는다. 따라서, 종래의 하수관로 보수장치(10)는, 하수관로(1)의 보수에 필요한 양보다 많은 과도한 양의 라이닝재(18)가 하수관로(1)에 접착됨으로써, 라이닝재(18)가 낭비되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 라이닝재를 이용하여 손상된 하수관로를 충분한 강도로 보수함과 동시에, 라이닝재의 낭비를 방지할 수 있도록 구조를 개선한 하수관로 보수장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수관로 보수장치는, 하수관로에 유입되어 상기 하수관로를 보수하는 하수관로 보수장치에 있어서, 프레임; 및 상기 프레임의 외주면을 둘러싸도록 설치되고, 압축 공기의 유입에 의하여 팽창되는 패커 본체, 상기 프레임의 외주면을 둘러싸도록 설치되고, 압축 공기의 유입에 의하여 팽창되는 패커 본체, 및 상기 패커 본체의 둘레 방향을 따라 교번적으로 형성되는 복수의 요철홈과 복수의 요철돌기를 갖는 요철부를 구비하는 패커;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 요철부의 상기 복수의 요철홈과 상기 복수의 요철돌기는 각각, 상기 패커 본체의 길이 방향으로 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 패커 본체는, 양단부, 상기 양단부보다 작은 직경을 갖는 중앙부, 및 상기 양단부와 상기 중앙부를 경사지게 연결하는 경사부로 이루어지며, 상기 요철부는 상기 중앙부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 요철부는, 상기 복수의 요철돌기와 상기 복수의 요철홈은 각각, 상기 경사부와 미리 정해진 간격만큼 이격되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 적어도 상기 요철부를 싸도록 상기 패커 본체의 외주면에 도포되는 라이닝재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 하수관로 보수장치는, 라이닝재가 도포되는 패커 본체의 외주면에 복수의 요철돌기와 복수의 요철홈으로 이루어지는 요철부를 마련함으로써, 하수관로의 보수에 소요되는 라이닝재의 양을 줄여 경제성을 향상시킴과 동시에, 라이닝재를 이용하여 하수관로를 충분한 강도를 갖도록 보수할 수 있다.

도 1은 종래의 하수관로 부분 보수장치의 단면도.
도 2는 도 1의 보수장치에 압축 공기가 주입되어 패커가 팽창된 상태를 나타내는 단면도.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선 단면도.
도 4는 도 2의 보수장치에 의하여 하수관로에 최종적으로 라이닝재가 접착된 상태를 나타내는 하수관로의 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수관로 보수장치의 사시도.
도 6은 도 5의 보수장치가 하수관로에 배치된 상태를 나타내는 단면도.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ' 단면도.
도 8은 도 7의 부분 확대도.
도 9는 도 6의 보수장치에 압축 공기가 주입되어 패커가 팽창된 상태를 나타내는 단면도.
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ' 단면도.
도 11은 도 10의 부분 확대도.
도 12는 도 9의 보수장치에 의하여 라이닝재가 하수관로에 최종적으로 접착된 상태를 나타내는 하수관로의 단면도.
도 13은 종래의 하수관로 보수장치에 의하여 라이닝재가 하수관로에 최종적으로 접착된 상태를 나타내는 하수관로의 단면도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수관로 보수장치의 사시도, 도 6은 도 5의 보수장치가 하수관로에 배치된 상태를 나타내는 단면도, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ' 단면도이며, 도 8은 도 7의 부분 확대도이다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수관로 보수장치(100)는, 프레임(20); 프레임(20)의 외주면을 둘러싸도록 설치되는 패커 본체(31), 및 패커 본체(31)의 외주면에 형성되는 요철부(32)를 구비하는 패커(30); 적어도 요철부(32)를 둘러싸도록 패커 본체(31)의 외주면에 도포되는 라이닝재(40); 및 보수장치(100)를 하수관로(1)를 따라 주행시키기 위한 바퀴 유니트(50);를 포함한다.

프레임(20)은, 속이 비어 있는 원통 형상의 부재이다. 또한, 프레임(20)에는 압축공기 주입관(22)이 설치된다. 압축공기 주입관(22)은, 압축공기 공급부(미도시)와 연통되며, 압축공기를 패커 본체(31)의 내부에 선택적으로 공급한다.

프레임(20)의 양단부는 바깥쪽으로 꺾여진 꺾임부(24)를 형성한다. 여기서, 꺾임부(24)는 패커 본체(31)와 결합되는 부분이다. 꺾임부(24)와 패커 본체(31)의 결합에 대한 보다 구체적인 내용은 후술하기로 한다.

패커(30)는, 라이닝재(40)를 손상된 하수관로(1)의 내주면에 접착시키기 위한 부재이며, 신축될 수 있는 탄력성을 가진 고무 기타 탄성 재질로 형성된다. 또한, 패커(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임(20)의 외주면을 둘러싸도록 설치되고, 압축 공기의 유입에 의하여 팽창되는 패커 본체(31), 및 패커 본체(31)의 둘레 방향을 따라 교번적으로 형성되는 복수의 요철돌기(33)와 복수의 요철홈(34)을 갖는 요철부(32)를 구비한다.

패커 본체(31)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 그 중앙부(36)가 양단부(35)에 비하여 오목하게 형성된다. 즉, 패커 본체(31)는, 양단부(35)와, 중앙부(36)보다 작은 직경을 갖는 중앙부(36)와, 양단부(35)와 중앙부(36)를 경사지게 연결하는 경사부(37)로 이루어진 장고 형상을 갖는다. 따라서, 압축공기 주입관(22)에 의하여 패커 본체(31)에 압축공기가 주입되면, 패커 본체(31)는 하수관로(1)에 균일하게 밀착되도록 팽창된다(도 9 참조). 그러면, 패커 본체(31)의 외주면에 도포된 라이닝재(40)가 하수관로(1)의 내주면에 대하여 균일하게 가압되어 접착된다(도 10 참조).

패커 본체(31)의 양단부(35)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(20)을 향하도록 절곡되어 절곡부(38)를 형성한다. 절곡부(38)의 외측에는 플랜지(26)가 설치되고, 패커 본체(31)의 절곡부(38)와 프레임(20)의 꺾임부(24)는 결합 부재(28)에 의하여 결합된다. 결합 부재(28)는, 볼트와 너트로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 패커 본체(31)는, 장고 형상을 갖는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 패커 본체(31)는 양단부(35) 및 중앙부(36)가 동일한 직경을 갖는 원통 형상을 가질 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 패커 본체(31)가 장고 형상을 갖는 경우를 기준으로 본 발명을 설명하기로 한다.

요철부(32)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 패커 본체(31)의 외주면의 둘레를 따라 교번적으로 형성되며, 패커 본체(31)의 길이 방향을 따라 연장되는 복수의 요철돌기(33)와 복수의 요철홈(34)으로 이루어진다. 요철돌기(33)와 요철홈(34)은 각각, 도 5 및 8에 도시된 바와 같이, 폭(w,w'), 길이(l) 및 높이(h)를 갖도록 마련된다. 이러한 요철돌기(33)와 요철홈의 폭(w,w'), 길이(l) 및 높이(h)의 크기는, 특별히 한정되지 않으며, 하수관로(1)의 직경, 및 라이닝재(40)의 재질, 라이닝재(40)의 도포 두께 등 다양한 설계 조건에 따라 달라질 수 있다.

요철부(32)는, 패커 본체(31)의 중앙부(36)에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 요철부(32)의 복수의 요철돌기(33)와 복수의 요철홈(34)은 각각, 도 5에 도시된 바와 같이, 경사부(37)와 미리 정해진 간격만큼 이격되게 형성된다. 이와 같이 마련된 요철부(32)에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 요철돌기(33)와 요철부(32)를 덮도록 라이닝재(40)가 도포된다.

라이닝재(40)는, 하수관로(1)의 내주면에 접착되어 하수관로(1)의 손상된 부분을 보수하는 부재이다. 이러한 라이닝재(40)의 구조와 조성물은, 대한민국 실용신안등록 제20-0291634호 등에 개시되어 있다.

라이닝재(40)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 요철부(32) 즉, 요철돌기(33)와 요철홈(34)을 각각 미리 정해진 두께만큼 덮도록 패커 본체(31)의 중앙부(36)에 도포될 수 있다. 즉, 요철돌기(33)에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 라이닝재(40)가 두께(d)만큼 도포되고, 요철홈(34)에는 라이닝재(40)가 두께(d+h)만큼 도포된다. 그러면, 라이닝재(40)는, 요철부(32)의 요철돌기(33)와 요철홈(34)에 대응되는 요철돌기(42)와 요철홈(44)을 구비한 요철구조를 갖는다. 따라서, 라이닝재(40)의 요철돌기(42) 및 요철홈(44)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 요철부(32)의 요철돌기(33) 및 요철홈(34)과, 동일한 폭(w,w'), 길이(l), 및 높이(h)를 갖는다.

한편, 라이닝재(40)는 요철부(32)를 둘러싸도록 패커 본체(31)의 중앙부(36)에 도포되는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 라이닝재(40)는 패커 본체(31)의 경사부(37)와 양단부(35)에도 도포될 수 있다.

바퀴 유니트(50)는, 보수장치(100)를 하수관로(1)를 따라 주행시키기 위한 부재이다. 바퀴 유니트(50)는, 바퀴(51a)(51b)들과, 바퀴(51a)(51b)들을 서로 연결하는 바퀴축(52), 및 바퀴(51a)(51b)들 사이의 간격을 조절하는 중심일치수단(53)을 포함한다.

바퀴(51a)(51b)들은 구동 모터 등에 의하여 구동된다. 구동 모터는 각각의 바퀴(51a)(51b)마다 설치될 수도 있고, 하나의 구동 모터의 구동력이 바퀴축(52)을 통하여 각각의 바퀴(51a)(51b)에 전달될 수도 있다. 또한, 바퀴축(52)은 플랜지(26)에 마련된 고정 부재(54)에 설치된다. 구동 모터의 구동력이 바퀴축(52)을 통하여 각각의 바퀴(51a)(51b)에 전달되는 경우에는, 바퀴축(52)이 고정 부재에 회전 가능하게 설치된다. 또한, 중심일치수단(53)은 바퀴(51a)(51b)들 사이의 간격을 조절하여, 프레임(20)의 중심 또는 보수장치(100)의 중심이 하수관로(1)의 중심과 일치되도록 한다.

도 9는 도 6의 보수장치에 압축 공기가 주입되어 패커가 팽창된 상태를 나타내는 단면도이며, 도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ' 단면도이며, 도 11은 도 10의 부분 확대도이다.

도 12는 도 9의 보수장치에 의하여 라이닝재가 하수관로에 최종적으로 접착된 상태를 나타내는 하수관로의 단면도이며, 도 13은 종래의 하수관로 보수장치에 의하여 라이닝재가 하수관로에 최종적으로 접착된 상태를 나타내는 하수관로의 단면도이다.

이하에서는, 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수관로 보수장치(100)의 작동 과정을 설명하기로 한다.

먼저, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 요철부(32)를 둘러싸도록 패커 본체(31)의 중앙부(36)에 라이닝재(40)를 도포하고, 프레임(20)의 중심이 하수관로(1)의 중심과 일치되도록 바퀴(51a)(51b)들 사이의 간격을 조절한다.

다음으로, 바퀴 유니트(50)의 구동 모터(미도시)를 작동하여 보수장치(100)를 손상된 하수관로(1)의 보강 대상 구간으로 이동시킨다. 여기서, 보수장치(100)의 이동은 로프(미도시)를 보수장치(100)에 연결한 후, 로프를 견인함으로써 이루어질 수도 있다.

이후에, 보수장치(100)가 보강 대상 구간으로 이동되면, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 압축공기 주입관(22)을 통해 압축공기를 패커 본체(31)를 주입하여 패커 본체(31)를 팽창시킨다. 그러면, 패커 본체(31)는, 중앙부(36)가 양단부(35)에 비하여 오목하므로, 하수관로(1)에 균일하게 밀착되도록 팽창되며, 라이닝재(40)는, 팽창된 패커 본체(31)에 의해 가압되어 하수관로(1)의 보강 대상 구간의 내주면에 접착된다.

또한, 패커 본체(31)가 팽창됨에 따라, 도 11에 도시된 바와 같이, 요철부(32)의 요철돌기(33) 및 요철홈(34)과, 라이닝재(40)의 요철돌기(42) 및 요철홈(44)은 각각, 폭(W, W') 및 높이(H)를 갖도록 변형된다. 또한, 라이닝재(40)의 요철돌기(42)에 대응되는 부분은 두께(D+H)를 갖고, 라이닝재(40)의 요철홈(44)에 대응되는 부분은 두께(D)를 갖게 된다.

다음으로, 라이닝재(40)가 하수관로(1)의 내주면에 접착되면, 압축공기 주입관(22)을 통해 압축공기를 패커 본체(31)로부터 배출시켜 패커 본체(31)를 축소시킨 후, 바퀴 유니트(50)의 구동 모터(미도시)를 작동하여 보수장치(100)를 하수관로(1)의 보강 대상 구간으로부터 이탈되도록 이동시킨다. 그러면, 도 12에 도시된 바와 같이, 하수관로(1)의 내부에는, 요철 구조를 유지한 상태로 하수관로(1)의 내주면에 접착된 라이닝재(40)만 위치하게 된다.

이와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수관로 보수장치(100)는, 라이닝재(40)를 폭(W, W'), 높이(H) 및 길이(l)를 갖는 요철돌기(42)와 요철홈(44)으로 이루어진 요철 구조를 갖는 상태로 하수관로(1)의 내주면에 접착시킬 수 있다. 그러므로, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 라이닝재(L)가 하수관로(1)의 내주면에 동일한 두께(D+H)로 도포되는 종래의 하수관로 보수장치(10)에 비하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수관로 보수장치(100)는 라이닝재(40)가 요철홈(44)의 부피(폭(W')*높이(H)*길이(l)*요철홈(44)의 개수(N))에 해당하는 양만큼 적게 하수관로(1)의 내주면에 도포된다.

또한, 라이닝재(40)의 요철돌기(42)와 요철홈(44)은, 하수관로(1)의 내주면의 둘레를 따라 교번적으로 형성되고, 하수관로(1)의 길이 방향을 따라 연장되므로, 라이닝재(40)의 도포양의 감소가 하수관로(1)의 강도 보강에 미치는 영향이 최소화된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하수관로 보수장치(100)는, 하수관로(1)의 보수에 소요되는 라이닝재(40)의 양을 줄여 경제성을 향상시킴과 동시에, 라이닝재(40)를 이용하여 하수관로(1)를 충분한 강도를 갖도록 보수할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 하수관로
20 : 프레임 22 : 압축공기 주입관
24 : 꺾임부 26 : 플랜지
28 : 결합부재 30 : 패커
31 : 패커 본체 32 : 요철부
33 : 요철돌기 34 : 요철홈
35 : 양단부 36 : 중앙부
37 : 경사부 38 : 절곡부
40 : 라이닝재 42 : 요철돌기
44 : 요철홈 50 : 바퀴 유니트
51a, 51b : 바퀴 52 : 바퀴축
53 : 중심일치수단 54 : 고정 부재

Claims

하수관로에 유입되어 상기 하수관로를 보수하는 하수관로 보수장치에 있어서,
프레임; 및
상기 프레임의 외주면을 둘러싸도록 설치되고, 압축 공기의 유입에 의하여 팽창되는 패커 본체, 및 상기 패커 본체의 둘레 방향을 따라 교번적으로 형성되는 복수의 요철홈과 복수의 요철돌기를 갖는 요철부를 구비하는 패커;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관로 보수장치.
제1항에 있어서,
상기 요철부의 상기 복수의 요철홈와 상기 복수의 요철돌기는 각각, 상기 패커 본체의 길이 방향으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 하수관로 보수장치.
제1항에 있어서,
상기 패커 본체는, 양단부, 상기 양단부보다 작은 직경을 갖는 중앙부, 및 상기 양단부와 상기 중앙부를 경사지게 연결하는 경사부로 이루어지며,
상기 요철부는 상기 중앙부에 형성되는 것을 특징으로 하는 하수관로 보수장치.
제3항에 있어서,
상기 요철부는, 상기 복수의 요철돌기와 상기 복수의 요철홈은 각각, 상기 경사부와 미리 정해진 간격만큼 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 하수관로 보수장치.
제1항에 있어서,
적어도 상기 요철부를 둘러싸도록 상기 패커 본체의 외주면에 도포되는 라이닝재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관로 보수장치.