KR101525219B1 - 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후방 차단벽의 하부에 관의 바닥으로 떨어져서 투사기 본체의 하측영역에 위치한 쇼트를 후방으로 이동시키기 위한 쇼트 출구가 마련된, 노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스트 장치를 제공한다.

Description

노후관 갱생을 위한 쇼트 블라스트 장치 {SHOT BLAST APPARATUS FOR REHABILITATING SUPERANNUATED PIPES}

본 발명은 주로 노후화된 유체 수송용 관을 갱생하는 데 사용되는 쇼트 블라스트 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 상수도관이나 하수도관, 송유관, 가스관과 같이 유체 수송을 목적으로 하는 관으로는 강관, 주철관, 콘크리트관, 합성수지관 등이 이용되고, 대형관으로는 이들 중에서도 강관이나 주철관이 주로 이용된다.

관을 장기간 사용하게 되면, 관은 관로를 따라 흐르는 유체와 유체에 포함된 각종 이물 등에 의하여 노후화되면서 부식되거나 하는 손상을 입게 된다. 특히, 강관이나 주철관을 적용한 상수도관의 경우에는 상수를 보다 안전하게 공급할 목적으로 코팅처리를 하여 내면이 산화되는 것을 방지하는바, 노후화로 인하여 내면의 코팅층이 부식되거나 벗겨지면 상수의 오염으로 이어질 수 있다.

이와 같은 관의 노후화에 관한 문제는 노후관을 새것으로 교체하는 방법으로 해결하기도 하지만, 이러한 교체방법보다는 노후관을 그대로 둔 상태에서 개량하는 갱생방법이 공사비용을 절감할 수 있는 등 더 효율적이므로, 최근에 들어서는 갱생방법을 더 선호하고 있다.

하기의 특허문헌 1(대한민국 등록특허공보 제10-1031309호)에는 노후관 갱생을 위한 장비(이하, 선행기술이라 한다.)가 제시되어 있다.

선행기술에 따르면, 노후관은 내면에 코팅된 기존의 도장막 및 그 위의 스케일(scale)과 같은 이물을 제거하는 도장막 제거장치, 기존의 도장막과 함께 스케일 등이 제거된 내면에 쇼트를 투사하여 쇼트 블라스트(shot blast) 처리를 하는 쇼트 블라스트 장치, 쇼트 블라스트 처리가 된 내면에 새로운 도장막을 형성하는 도장 장치 등에 의하여 갱생된다.

여기에서, 쇼트 블라스트 장치는 차체에 회전 가능하게 장착된 지지대 및 지지대의 선단 측에 설치된 쇼트 블라스트 헤드를 포함하는데, 지지대는 차체의 주행방향과 나란한 축선을 중심으로 회전되고, 쇼트 블라스트 헤드는 관의 내면에 접촉된 상태로 지지대의 회전운동에 의하여 관의 내주를 따라 이동된다. 쇼트 블라스트 헤드에는 쇼트가 공급되고, 쇼트 블라스트 헤드에 공급된 쇼트는 쇼트 블라스트 헤드에 마련된 투사구를 통하여 관의 내면에 투사된다. 쇼트의 투사에는 공압이 이용된다.

그러나, 이와 같은 선행기술에 있어서, 쇼트 블라스트 장치는 쇼트 블라스트 헤드가 관의 내주를 따라 접촉상태로 이동하면서 공압을 이용, 쇼트를 투사하기 때문에, 쇼트의 투사 균일도, 투사 범위, 투사량, 투사력과 같은 쇼트 블라스트 처리에 관한 성능을 향상시키는 데에 한계가 있을 수밖에 없고, 이에 따라 한층 개선된 처리속도, 효율 등을 보장할 수 없다.

대한민국 등록특허공보 제10-1031309호(2011.04.19 등록)

본 발명의 목적은 한층 향상된 처리성능을 보장할 수 있는 쇼트 블라스트 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 위 과제에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제들은 통상의 기술자(본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자)라면 아래의 기재로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 관의 내부에서 상기 관의 내면에 쇼트를 투사하여 쇼트 블라스트 처리를 하는 쇼트 투사기와; 상기 쇼트 투사기에 쇼트를 공급하는 쇼트 공급기를 포함하고, 상기 쇼트 투사기는 전후방향으로 배치된 회전축과; 상기 회전축에 장착되어 상기 회전축과 함께 회전하면서 상기 쇼트 공급기로부터의 쇼트를 둘레방향에 분급하는 제1디스트리뷰터와; 상기 제1디스트리뷰터를 수용한 상태로 상기 회전축에 회전 가능하게 장착되며 둘레에 상기 제1디스트리뷰터로부터의 쇼트가 배출되는 방향을 컨트롤하는 단수 또는 복수의 제어구멍이 형성되어 회전하면서 상기 제어구멍에 의하여 결정된 방향으로 쇼트를 배출하는 컨트롤 케이지와; 상기 제1디스트리뷰터의 하측에 위치하도록 상기 제1디스트리뷰터와 상기 컨트롤 케이지의 사이에 배치되고 상기 제1디스트리뷰터로부터 상기 컨트롤 케이지의 하부공간 측에 분급되는 쇼트를 재분급하는 복수의 분급구멍을 갖는 제2디스트리뷰터와; 상기 컨트롤 케이지의 둘레를 따라 회전하면서 상기 제어구멍을 통하여 배출되는 쇼트를 상기 관의 내면에 투사하는 복수의 블레이드를 갖는 쇼트 투사임펠러를 포함하는 쇼트 블라스트 장치가 제공될 수 있다.

상기 제2디스트리뷰터는 상기 제1디스트리뷰터의 회전방향으로 만곡한 호 형상으로 형성되고 상기 복수의 분급구멍이 길이방향으로 서로 이격되도록 배치된 분배 플레이트를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 분배 플레이트는 그 중앙부를 기준으로 상기 제1디스트리뷰터의 회전방향 쪽 부분과 회전 반대방향 쪽 부분 중 상기 회전방향 쪽 부분이 상기 분급구멍에 의한 개구율이 더 낮도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 분급구멍은 상기 분배 플레이트의 중앙부를 기준으로 상기 제1디스트리뷰터의 회전방향 쪽으로 위치하는 부분과 회전 반대방향 쪽으로 위치하는 부분에 동일한 개수로 마련되고, 상기 회전방향 쪽 부분의 분급구멍은 그 크기가 상기 회전 반대방향 쪽 부분의 분급구멍에 비하여 작아서, 상기 회전방향 쪽 부분의 개구율이 더 낮을 수 있다.

상기 쇼트 공급기, 회전축, 제1디스트리뷰터, 컨트롤 케이지, 제2디스트리뷰터 및 쇼트 투사임펠러를 포함하는 쇼트 블라스트 장치는, 상기 컨트롤 케이지를 회전시키는 케이지 구동수단과; 상기 컨트롤 케이지의 1회전 시마다 미리 정한 설정위치에서 상기 컨트롤 케이지의 회전속도가 일시적으로 감소되도록 상기 케이지 구동수단을 컨트롤하는 제어수단을 더 포함할 수 있다.

상기 쇼트 공급기, 회전축, 제1디스트리뷰터, 컨트롤 케이지, 제2디스트리뷰터 및 쇼트 투사임펠러를 포함하는 쇼트 블라스트 장치는 상기 관 내에서 상기 관을 따라 이동 가능하도록 구성되고 상기 쇼트 투사기를 지지하는 차체를 더 포함할 수 있다.

상기 쇼트 공급기, 회전축, 제1디스트리뷰터, 컨트롤 케이지, 제2디스트리뷰터 및 쇼트 투사임펠러를 포함하는 쇼트 블라스트 장치의 쇼트 공급기는, 상기 회전축을 수용하며 상기 회전축과의 사이에 쇼트를 상기 제1디스트리뷰터로 이송하기 위한 쇼트 이송통로를 마련하는 쇼트 이송드럼과; 상기 쇼트 이송통로에 위치하도록 상기 회전축에 장착되어 상기 회전축과 함께 회전하면서 상기 쇼트 이송드럼에 투입된 쇼트를 상기 제1디스트리뷰터 측으로 이송하는 나선형의 쇼트 이송날개를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 관 내에서 상기 관을 따라 이동할 수 있게 구성된 차체와; 상기 차체에 지지되며 상기 관의 내면에 쇼트 블라스트 처리를 하는 쇼트 투사기를 포함하고, 상기 쇼트 투사기는 상기 관의 내면에 쇼트를 투사하는 투사기 본체와; 상기 차체의 주행방향을 기준으로 상기 투사기 본체의 후방에서 상기 투사기 본체에 의하여 투사된 쇼트의 후방 측 비산을 제한하는 후방 차단벽 어셈블리를 포함하되, 상기 후방 차단벽 어셈블리를 구성하는 후방 차단벽의 하부에는 상기 관의 바닥으로 떨어져서 상기 투사기 본체의 하측영역에 위치한 쇼트를 후방으로 이동시키기 위한 쇼트 출구가 마련된 쇼트 블라스트 장치가 제공될 수 있다.

여기에서, 상기 후방 차단벽 어셈블리는 상기 쇼트 출구의 후방에 상기 쇼트 출구를 통하여 이동된 쇼트를 모으는 쇼트 수집실이 마련되도록 상기 쇼트 출구를 덮는 출구 덮개를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 출구 덮개는 그 하부에 상기 관과의 틈새를 차폐하는 탄성재질의 틈새차단부재가 구비됨으로써, 상기 쇼트 수집실에 모인 쇼트는 상기 차체가 전진 시 상기 쇼트 수집실로부터 후방으로 배출될 수 있다.

상기 투사기 본체 및 상기 쇼트 수집실을 가지는 후방 차단벽 어셈블리로 구성된 쇼트 투사기를 포함하는 쇼트 블라스트 장치는, 상기 쇼트 투사기에 쇼트를 공급하는 쇼트 공급기와; 상기 쇼트 수집실로부터 후방으로 배출되는 쇼트를 회수하여 상기 쇼트 공급기에 공급하는 쇼트 회수기를 더 포함할 수 있다.

여기에서, 상기 쇼트 회수기는 적어도 하나의 쇼트 흡입기구를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 쇼트 흡입기구는 구동수단에 의하여 상기 관의 바닥에 대하여 이격되었다 접근되었다 할 수 있게 장착될 수 있다.

상기 차체, 상기 투사기 본체와 후방 차단벽 어셈블리로 구성된 쇼트 투사기를 포함하는 쇼트 블라스트 장치는 상기 차체의 주행방향을 기준으로 상기 투사기 본체의 전방에서 상기 투사기 본체에 의하여 투사된 쇼트의 전방 측 비산을 제한하는 전방 차단벽 어셈블리를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 관 내에서 상기 관을 따라 이동할 수 있게 구성된 차체와; 상기 차체에 지지되며 상기 관의 내면에 쇼트 블라스트 처리를 하는 쇼트 투사기와; 상기 쇼트 투사기에 쇼트를 공급하는 쇼트 공급기와; 상기 관의 바닥으로 떨어진 쇼트 투사기로부터의 쇼트를 회수하여 상기 쇼트 공급기에 공급하는 쇼트 회수기를 포함하고, 상기 쇼트 투사기는 회전하면서 상기 관의 내면에 쇼트를 원심 투사하는 쇼트 투사임펠러를 포함하며, 상기 쇼트 회수기는 상기 쇼트 투사기의 후방에서 상기 관의 바닥에 떨어진 쇼트를 흡입하는 제1과 제2의 쇼트 흡입기구를 포함하되, 상기 제1의 쇼트 흡입기구는 상기 차체의 주행방향 중심을 기준으로 좌우 중 상기 쇼트 투사임펠러의 회전방향 쪽에 치우쳐 있도록 위치되고, 상기 제2의 쇼트 흡입기구는 상기 차체의 주행방향 중심부에 위치된 쇼트 블라스트 장치가 제공될 수 있다.

여기에서, 상기 제1과 제2의 쇼트 흡입기구는 좌우 흡입영역이 상기 차체의 주행방향으로 일부 중첩하도록 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 관의 내부에서 상기 관을 따라 이동 가능하도록 구성된 차체와; 상기 차체에 지지되고 전후방향으로 배치되며 도장막 제거장치에 의하여 제거된 도막을 전방에서 후방으로 운반하기 위한 도막 운반컨베이어와; 상기 도막 운반컨베이어의 전방에서 상기 관의 바닥과 접촉하도록 회전되면서 상기 관의 바닥에 떨어진 쇼트를 후방에 위치한 상기 도막 운반컨베이어 측으로 쳐 내는 도막 수거브러시와; 상기 도막 수거브러시와 상기 도막 운반컨베이어 사이에 위치하도록 상기 도막 운반컨베이어의 앞쪽에 장착되어 상기 도막 수거브러시가 쳐 내는 도막을 상기 도막 운반컨베이어 상으로 안내하는 가이드를 포함하는 도막 수거장치가 제공될 수 있다.

상기 도막 운반컨베이어는 앞쪽이 상기 관의 바닥에 근접하도록 경사진 상태로 설치될 수 있다. 그리고, 상기 도막 운반컨베이어의 앞쪽에는 상기 도막 운반컨베이어의 앞쪽을 지지하며 상기 관의 바닥에 접촉되어 상기 차체의 이동 시 구름운동을 하는 이동바퀴가 장착될 수 있다.

상기 도막 운반컨베이어는 상기 차체에 좌우회전 가능하도록 장착되고, 상기 도막 수거브러시는 상기 도막 운반컨베이어에 장착되어 상기 도막 운반컨베이어와 함께 이동할 수 있다.

상기 도막 수거브러시는 상기 도막 운반컨베이어에 장착되고, 상기 도막 운반컨베이어는 상기 차체에 지지브래킷에 의하여 상하회전 가능하게 장착되며, 상기 지지브래킷은 상기 도막 운반컨베이어의 무게중심이 상대적으로 앞쪽에 위치하도록 상기 도막 운반컨베이어를 지지하여, 상기 도막 운반컨베이어는 앞쪽이 상기 관의 바닥에 근접하도록 경사지고, 상기 도막 수거브러시는 상기 관의 바닥에 접촉될 수 있다. 이 때, 상기 지지브래킷은 상기 차체에 좌우회전 가능하게 장착될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 관에 대한 갱생구간을 설정하고, 상기 설정된 갱생구간의 한쪽에 갱생장비의 투입을 위한 작업구를 구축하고 상기 갱생구간의 다른 쪽에 통기구를 구축하며, 상기 작업구를 통하여 상기 갱생구간에 외부공기를 공급하고 상기 통기구로 배출하기 위한 환기장치를 설치하는 준비단계와; 상기 준비단계 후, 상기 작업구를 통하여 상기 갱생구간에 도장막 제거장치와 도막 수거장치를 차례로 투입하되, 상기 도장막 제거장치는 상기 작업구 쪽에서 통기구 쪽으로 이동시키면서 관 내면의 도막을 제거하고, 상기 도막 수거장치는 상기 통기구 쪽에서 작업구 쪽으로 이동시키면서 관의 내면에서 제거된 도막을 수거한 다음, 상기 도장막 제거장치 및 상기 도막 수거장치를 상기 갱생구간에서 철수시키는 제1단계와; 상기 제1단계 후, 상기 작업구를 통하여 상기 갱생구간에 쇼트 블라스트 장치와 도장 장치를 차례로 투입하되, 상기 쇼트 블라스트 장치는 상기 작업구 쪽에서 통기구 쪽으로 이동시키면서 도막이 제거된 관 내면에 쇼트 블라스트 처리를 하고, 상기 도장 장치는 상기 통기구 쪽에서 작업구 쪽으로 이동시키면서 쇼트 블라스트 처리가 된 관의 내면을 도장한 다음, 상기 도장 장치 및 상기 쇼트 블라스트 장치를 상기 갱생구간에서 철수시키는 제2단계를 포함하는 노후관 갱생방법이 제공될 수 있다.

여기에서, 상기 준비단계는 상기 통기구 측에 상기 갱생구간에서의 발생 분진을 처리하기 위한 집진장치를 설치하는 과정을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 쇼트 블라스트 장치에 의하여 관의 내면에 쇼트 블라스팅처리 시에는 상기 집진장치를 작동시켜 발생 분진을 처리할 수 있다.

위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예(발명을 실시하기 위한 구체적인 내용)나 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이고, 나아가서는 위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단 이외에도 다양한 과제의 해결 수단이 이하에서 추가로 제시될 것이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 관 갱생장비를 이용하는 관 갱생방법이 도시된 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 도장막 제거장치를 나타내는 구성도이다.
도 5는 도 1에 도시된 도막 수거장치를 나타내는 구성도이다.
도 6 내지 도 11은 도 2에 도시된 쇼트 블라스트 장치를 나타내는 구성도 등이다.
도 12는 도 3에 도시된 도장 장치를 나타내는 구성도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 관 갱생장비를 이용하는 관 갱생방법을 나타내는 개략도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 관 갱생방법을 순서대로 설명한다.

먼저, 상수관이나 하수관 등 갱생작업을 진행할 관(10)(이하, 도면부호의 병기는 생략한다.)의 관로에서 갱생구간(12)을 설정하고, 설정된 갱생구간(12)을 통과하는 유체(상수나 하수 등)의 흐름을 차단한다. 관의 갱생구간(12)은 갱생조건에 따라 적정한 길이로 설정될 수 있다. 예를 들면, 약 0.5km~2km의 범위로 설정할 수 있다. 갱생구간(12)에서의 유체 흐름 차단방법은 관로 상에 설치된 밸브를 닫아 유체가 갱생구간(12)으로 유입되지 않게 하는 방법, 유체를 다른 관로로 바이패스시켜 유체가 갱생구간(12)으로 유입되지 않게 하는 방법 등 공지의 다양한 방법이 이용될 수 있다.

다음으로는, 갱생구간(12)에 갱생장비를 투입하기 위한 작업구(14)를 구축한다. 작업구(14)는 갱생구간(12)의 길이방향 양쪽 모두에 구축할 수 있다. 또는, 도 1 내지 도 3에서와 같이, 작업조건에 따라서는 갱생구간(12)의 길이방향 양쪽 중에서 어느 한쪽에만 작업구(14)를 구축하고, 반대쪽에는 통기구(16)만을 구축하는 것도 가능하다.

그 다음, 작업구(14)를 통해서는 갱생구간(12)에 외부공기(외기)를 공급하고 반대쪽의 통기구(16)를 통해서는 갱생구간(12) 내 공기를 외부로 배출하기 위한 환기장치(20)를 설치한다. 즉, 작업구(14)와 통기구(16)가 구축되면, 작업구(14) 측에는 급기장치(22)를 설치하고 반대쪽의 통기구(16) 측에는 배기장치(26)를 설치하여 환기장치(20)를 마련하는 것이다. 급기장치(22)와 배기장치(26)에는 각각 갱생구간(12)과 연통하는 통기덕트(24)(28)가 연결된다.

또한, 작업구(14)와 통기구(16)의 구축이 완료되면, 통기구(16) 측에는 갱생구간(12)에서 갱생작업 중 발생하는 각종 분진을 처리하기 위한 집진장치(30)를 설치한다. 집진장치(30)에는 갱생구간(12)과 연통하는 집진덕트(32)가 연결된다.

다음, 갱생구간(12)에 작업구(14)를 통하여 준설장비(도시되지 않음)와 배수장비(도시되지 않음) 등을 투입하여 갱생구간(12)을 청소한다. 즉, 갱생구간(12)의 유체 흐름을 차단한 상태에서, 준설장비 등을 이용하여 관의 내부에 퇴적된 흙이나 모래, 스케일 등의 퇴적물을 청소하고, 관의 내부에 고여 있는 유체도 외부로 배출한다.

갱생구간(12)에 대한 청소작업이 마무리되면 준설장비와 배수장비 등을 갱생구간(12)의 외부로 철거한다.

다음으로는 환기장치(20)를 이용, 갱생구간(12)에 한쪽으로는 외부공기를 강제적으로 공급하고 반대쪽으로는 배출시켜서 건조작업을 진행한다.

위와 같이 갱생구간(12)에 작업구(14)와 통기구(16)를 각각 구축하고 환기장치(20)를 설치한 다음, 갱생구간(12)을 청소하고 건조한 이후에는 이하에서 설명할 관 갱생장비에 의하여 관 갱생작업을 진행한다. 관 갱생작업은 도막 제거 공정, 쇼트 블라스트 공정, 도장 공정, 건조 및 검사 공정의 순으로 진행된다. 이 때, 도막 제거 공정에는 도장막 제거장치(100)와 도막 수거장치(400)가 이용되고, 쇼트 블라스트 공정에는 쇼트 블라스트 장치(200)가 이용되며, 도장 공정에는 도장 장치(300)가 이용된다. 이러한 각 공정을 차례로 설명한다.

도막 제거 공정은 작업구(14)를 통하여 도장막 제거장치(100)를 투입하고 관의 내면에 도장된 도막 및 도막 위에 형성된 스케일 등의 이물질을 제거한다. 일반적으로, 상수관의 경우에는 내면에 콜탈 에나멜이 코팅되고 장기간 사용에 따라 코팅막 위에 딱딱한 스케일 등의 이물질이 퇴적되어 있는바, 도장막 제거장치(100)를 이용하여 콜탈 에나멜 코팅막 및 이물질을 함께 제거한다.

그 다음, 작업구(14)를 통하여 도막 수거장치(400)를 투입, 도장막 제거장치(100)에 의하여 제거됨에 따라 관의 내면으로부터 관의 바닥으로 떨어진 도막(이물질을 포함한다.)을 수거한다.

도장막 제거장치(100)로는 도막과 그 위의 이물질을 조각으로 커팅하는 방식으로 제거함으로써 분진의 발생을 최소화할 수 있고 작업시간을 단축(고속화)할 수 있는 타입을 적용하는 것이 바람직하다. 도장막 제거장치(100)는 이후에 진행할 쇼트 블라스트 공정, 도장 공정 등에 이용되는 각각의 장치와 분리된 별도 장치로 구성됨으로써 도 1에서와 같이 독립적으로 이동하면서 도막 제거작업을 실시한다. 이러한 도장막 제거장치(100)에 대해서는 이후에 다시 살펴보기로 한다.

도막 수거장치(400)는 도 1과 같이 독립적으로 이동하면서 제거된 도막을 수거하는바, 이후 다시 살펴보기로 한다.

참고로, 도장막 제거장치(100), 도막 수거장치(400), 쇼트 블라스트 장치(200) 및 도장 장치(300) 등을 모두 함께 구성하면, 이들 장치 중에서 어느 하나에만 고장이 발생하더라도 모든 장치를 세운 상태에서 수리한 후 다시 작업을 시작하여야 하는 등 작업속도를 현저히 떨어뜨리는 문제점이 발생할 수 있다. 특히, 도장막 제거장치(100)는 관의 내면을 타격하거나 도막층을 조각으로 절단하는 방식으로 도막을 제거하므로 나머지 장치들에 비하여 고장 발생이 잦을 수 있는바, 독립적으로 구성하여 운용하면 전체 갱생공정을 더욱 신속하게 진행할 수 있다.

도 1에는 도장막 제거장치(100)와 도막 수거장치(400)의 투입방향 및 작업진행방향이 나타나 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 도장막 제거장치(100)와 도막 수거장치(400)는 작업구(14)로 투입되고, 도장막 제거장치(100)는 작업구(14) 쪽에서 통기구(16) 쪽으로 이동되면서 도장막 제거작업을 진행하는 반면에, 도막 수거장치(400)는 통기구(16) 쪽에서 작업구(14) 쪽으로 이동되면서 도장막 제거장치(100)에 의하여 제거된 도막에 대한 수거작업을 진행한다. 이러한 방식으로 도장막 제거 및 제거된 도막 수거를 함께 진행하면 도장막 제거 및 제거된 도막 수거작업을 신속하게 행할 수 있다. 도장막 제거 및 제거된 도막 수거작업이 완료되면 도장막 제거장치(100)와 도막 수거장치(400)를 갱생구간(12)으로부터 이동시킨다. 바람직하게는, 도장막 제거장치(100), 도막 수거장치(400)를 작업구(14)를 통하여 갱생구간(12)의 외부로 철거한다.

다음, 갱생구간(12)에 쇼트 블라스트 장치(200)를 투입하고, 도막 제거와 제거된 도막에 대한 수거가 이루어진 관의 내면에 대하여 쇼트 블라스트 장치(200)에 의하여 쇼트 블라스트 공정을 행한다. 즉, 관의 내면에 쇼트(예를 들어, 스틸의 쇼트 볼일 수 있다.)를 고속으로 투사하여 이후에 진행할 도장 공정을 위한 전처리작업을 행하는 것이다. 쇼트 블라스트 장치(200) 역시 별도로 구성되는바, 도 2와 같이 독립적으로 이동하면서 쇼트 블라스트 처리를 한다. 쇼트 블라스트 장치(200)에 대해서도 이후에 다시 살펴보기로 한다.

도 2에는 쇼트 블라스트 장치(200)의 투입방향 및 작업진행방향이 나타나 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 쇼트 블라스트 장치(200)는 작업구(14)로 투입된 후 작업구(14) 쪽에서 통기구(16) 쪽으로 이동되면서 관의 내면을 처리한다.

그 다음, 갱생구간(12)에 도장 장치(300)를 투입하고, 쇼트 블라스트 처리가 이루어진 관의 내면에 도장 장치(300)에 의하여 도장 공정을 한다. 도장 장치(300)의 경우에도 다른 두 장비와 분리된 별도의 장비로 구성됨에 따라 독립적으로 이동하면서 도장한다. 도장 장치(300)에 대해서는 이후에 다시 살펴보기로 한다.

도 3에서와 같이, 도장 장치(300)는 작업구(14)를 통하여 투입되고, 도장 공정은 도장 장치(300)를 통기구(16) 쪽에서 작업구(14) 쪽으로 이동시키면서 진행한다. 일례로, 쇼트 블라스트 장치(200)에 의하여 갱생구간(12) 중 일정 구간에 대한 쇼트 블라스트 처리가 완료되면,(1일 작업량일 수 있다.) 쇼트 블라스트 장치(200)에 의한 처리작업을 일시 중단하고, 갱생구간(12)에 투입된 도장 장치(300)를 통기구(16) 쪽으로 이동시켜서 쇼트 블라스트 장치(200) 측에 위치시킨 뒤, 작업구(14) 쪽으로 이동시키면서 도장할 수 있다. 즉, 쇼트 블라스트 장치(200)에 의한 처리작업과 도장 장치(300)에 의한 도장작업을 번갈아 가면서 실시하여 쇼트 블라스트 처리와 도장작업을 마무리할 수도 있는 것이다. 다른 예로는, 쇼트 블라스트 공정(쇼트 블라스트 장치(200)는 통기구(16) 쪽에서 작업구(14) 쪽으로 이동)을 하면서 쇼트 블라스트 공정 구간과 적정거리를 유지하고 도장 공정(도장 장치(300)는 작업구(14) 쪽에서 통기구(16) 쪽으로 이동)을 행하는 것도 가능하다. 다만, 쇼트 블라스트 공정 구간과 도장 공정 구간의 거리가 가깝게 되면 쇼트 블라스트 처리 시에 발생하는 다량의 분진으로 인하여 도장 불량(도장에 분진 혼입 등)이 발생할 수 있기 때문에, 쇼트 블라스트 공정과 도장 공정을 번갈아 가면서 행하거나, 또는 쇼트 블라스트 공정 구간과 도장 공정 구간의 거리를 적절히 유지하면서 함께 진행하는 것이 바람직하다.

이후, 도장 공정이 완료되면 도장 장치(300), 쇼트 블라스트 장치(200)를 함께 갱생구간(12)의 외부로 이동시킨다.

다음으로는 환기장치(20)에 의하여 관의 내부에 도장된 도료를 건조하고, 관 내부의 갱생상태를 검사하는 공정을 행한다. 참고로, 작업환경 개선 면에서는 갱생구간(12)에 대한 청소 공정, 도막 제거 공정, 쇼트 블라스트 공정, 도장 공정 등을 행할 때에도 환기장치(20)를 계속적으로 가동시켜 환기를 하는 것이 바람직하다.

한편, 쇼트 블라스트 공정 시에는 다른 공정들과 비교하여 볼 때 상대적으로 많은 양의 분진이 발생되므로, 쇼트 블라스트 공정을 제외한 다른 공정들을 진행하는 때에는 꼭 집진장치(30)를 가동시키지 않더라도, 쇼트 블라스트 공정 시에는 반드시 집진장치(30)를 가동시키는 것이 바람직하다. 집진장치(30)를 가동시키면, 분진에 의하여 시야 확보가 어렵게 되는 문제점을 방지할 수 있는 등 관 갱생 작업환경을 개선할 수 있고, 이에 따라 관 갱생상태 등을 용이하게 확인하면서 작업할 수 있다.

도 4 내지 도 12에는 도장막 제거장치(100), 도막 수거장치(400), 쇼트 블라스트 장치(200) 및 도장 장치(300)가 도시되어 있다. 이들 장치는 작업자가 탑승하여 직접 조종하는 타입, 또는 갱생구간(12)의 외부(예를 들어, 지상)에서 원격제어장치를 이용하여 조종하는 타입일 수 있다. 후자인 원격제어 타입의 경우, 이들 장치에는 갱생구간(12)의 외부에서 갱생구간(12), 갱생작업 상태 등을 모니터링할 수 있게 하기 위한 카메라, 조명 등이 각각 구비될 수 있다.

도 4를 참조하여 도장막 제거장치(100)를 살펴본다. 도 4는 도장막 제거장치(100)가 도시된 구성도이다. 도장막 제거장치(100)는, 관의 관로를 따라 이동 가능하도록 구성된 차체(110), 차체(110)에 탑재된 도막 제거기(120)를 포함한다.

도장막 제거장치(100)의 차체(110)는 도장막 제거장치(100)를 구성하는 각종의 기구(도막 제거기(120)를 포함한다.)가 탑재되는 단수 또는 복수의 프레임(112)을 포함할 수 있다. 도장막 제거장치(100)의 차체(110)가 복수의 프레임(112)을 가지는 경우, 복수의 프레임(112)은 일렬로 배치되고 좌우 및/또는 상하로 굴절 가능하도록 링크기구에 의하여 서로 연결될 수 있다.

도막 제거기(120)는 도막 제거헤드(122)를 가진다. 도막 제거헤드(122)는 구동모터 등 동력원으로부터의 동력에 의하여 관의 내주방향으로 회전되고 관의 내면에 접촉 가능하며 관의 내면에 접촉된 상태로 회전하면서 관의 내면에 코팅된 도막이나 스케일 등을 제거하도록 구성될 수 있다.

설명한 바와 같은 도장막 제거장치(100)에 있어서, 차체(110)와 도막 제거기(120) 등으로는 본 특허출원인의 등록특허 제1084062호에 제시되어 있는 도장막 제거장비의 차체, 도막 제거장치 등이 적용될 수 있다. 극단적으로는, 도장막 제거장치(100)는 등록특허 제1084062호의 도장막 제거장비일 수 있다.

도 5는 도막 수거장치(400)가 도시된 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 도막 수거장치(400)는, 관의 관로를 따라 이동 가능하도록 구성된 차체(410), 차체(410)에 지지되어 차체(410)와 함께 이동하며 차체(410)의 주행방향인 전후로 배치된 도막 운반컨베이어(420), 도막 운반컨베이어(420)의 전방 측에 관의 바닥과 접촉된 상태로 좌우방향의 축선을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 회전 시 관의 바닥에 떨어진 도막을 후방의 도막 운반컨베이어(420) 측으로 쳐 내는 도막 수거브러시(430), 도막 운반컨베이어(420)와 도막 수거브러시(430) 사이에서 도막 수거브러시(430)에 의하여 쳐 내진 도막을 도막 운반컨베이어(420) 상으로 안내하는 가이드(440)를 포함한다.

도막 수거장치(400)의 차체(410)는 주행방향을 기준으로 양옆에 바퀴(414)가 장착된 프레임(412)을 포함한다. 도막 수거장치(400)의 바퀴(414)는 바퀴 구동유닛에 의하여 회전될 수 있다. 도막 수거장치(400)의 차체(410)는 본 특허출원인의 등록특허 제1084062호에 제시되어 있는 차체일 수 있다.

도막 운반컨베이어(420)는 뒷부분이 차체(410) 상에 위치되고 앞부분이 차체(410)로부터 전방으로 일정한 길이 돌출된다. 도막 운반컨베이어(420)는, 좌우에서 서로 대향하는 컨베이어 프레임(420F), 양쪽의 컨베이어 프레임(420F) 사이에 벨트 바퀴에 의하여 엔들리스로 장착된 컨베이어 벨트(420B) 및 벨트 바퀴를 회전시키는 전동기를 포함한다. 도막 운반컨베이어(420)의 운반체인 컨베이어 벨트(420B)는 도막을 전방에서 후방으로 운반하도록 순환된다.

이와 같은 도막 운반컨베이어(420)는 차체(410)에 지지브래킷(450)에 의하여 상하회전(도 5의 화살표 A-1 참조) 가능하게 장착되고, 지지브래킷(450)은 도막 운반컨베이어(420)의 무게중심으로부터 상대적으로 뒷부분을 상하회전 가능하게 지지한다. 이에, 도막 운반컨베이어(420)는 그 앞쪽이 뒤쪽에 비하여 낮도록 경사진 상태를 유지하다가 뒤쪽을 내리누르면 앞쪽이 들리도록 회전된다. 지지브래킷(450)은 컨베이어 벨트(420B)의 순환운동을 방해함이 없게 양쪽의 컨베이어 프레임(420F)을 지지하는 구조를 가질 수 있다.

컨베이어 벨트(420B)의 표면에는 운반되는 도막이 탈락되거나 운반되지 못하고 미끄러지는 현상을 방지하기 위한 복수의 턱 또는 복수의 칸막이가 컨베이어 벨트(420B)의 운동방향을 따라 서로 이격되도록 간격을 두고 구비될 수 있다.

도막 수거브러시(430)는 도막 운반컨베이어(420)의 전방 측에 도막 운반컨베이어(420)와 함께 이동할 수 있게 설치된다. 일례로, 도막 수거브러시(430)는 양쪽의 컨베이어 프레임(420F)으로부터 각각 돌출된 구조의 마운팅 프레임에 도막 수거브러시(430)를 구성하는 샤프트의 양단 부분이 각각 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 이로써, 도막 운반컨베이어(420)의 앞쪽이 들리도록 도막 운반컨베이어(420)의 뒤쪽을 내리누르면, 도막 수거브러시(430)도 동일방향으로 회전되면서 관의 바닥으로부터 상측으로 이격된다.

도막 수거브러시(430)는 브러시 구동유닛(470)에 의하여 소정의 속도로 회전된다. 브러시 구동유닛(470)은 도막 수거브러시(430)의 샤프트에 직접 연결된 구동모터를 포함할 수 있다. 이와 달리, 브러시 구동유닛(470)은 구동모터 및 구동모터로부터의 회전력을 도막 수거브러시(430)의 샤프트에 전달하는 기어전동 또는 벨트전동 또는 체인전동 방식의 동력전달기구를 포함할 수 있다.

가이드(440)는, 한쪽은 도막 수거브러시(430)의 하부 측에 위치하고 다른 쪽은 도막 운반컨베이어(420)의 전단 상측에 위치하도록 컨베이어 프레임(420F)에 장착된 플레이트일 수 있다.

지지브래킷(450)은 차체(410)에 좌우회전(도 5의 화살표 A-2 참조) 가능하도록 장착되어, 도막 운반컨베이어(420)는 좌우로 회전될 수 있다.

도면부호 480은 도막 수거용기이다. 도막 수거용기(480)는 포대 등의 연질용기일 수도 있고, 또는 금속이나 합성수지와 같은 경질재료로 이루어진 용기일 수도 있다. 도막 수거용기(480)는 도막 운반컨베이어(420)의 후단 측 직하에 위치하도록 차체(410)에 탑재될 수 있다.

도막 운반컨베이어(420)와 도막 수거브러시(430)를 작동시키고, 차체(410)를 통기구(16) 쪽에서 작업구(14) 쪽으로 후진시킨다. 그러면, 관의 바닥에 떨어진 도막은 도막 수거브러시(430)에 의하여 쳐 내진 다음 가이드(440)의 안내작용에 따라 도막 운반컨베이어(420) 상에 놓이고, 도막 운반컨베이어(420)의 작용에 의하여 후방으로 운반되다가 도막 수거용기(480)로 낙하, 수거된다. 이로써, 관의 바닥에 떨어진 도막을 수작업으로 회수하여야 하는 번거로움을 크게 줄일 수 있다.

이와 같이 도막을 회수하는 과정 중 관의 관로가 상하 또는 좌우로 구부러졌거나 관로의 중간(특히, 두 관의 연결부)에 턱이 형성된 경우에는 도막 운반컨베이어(420)를 상하, 좌우로 회전시켜 관로의 형상에 유연하게 대응하면서 도막 수거장치(400)를 이동시킬 수 있다.

도 5에서 도면부호 422는 컨베이어 커버이다. 컨베이어 커버(422)는 도막 운반컨베이어(420)의 하측을 제외한 나머지 부분을 감싸도록 구성되어 도막 운반컨베이어(420)를 보호하고 도막 수거용기(480) 측으로 운반되는 도막의 비산 등을 방지한다. 또한, 도면부호 432는 도막 수거브러시(430)의 하측을 제외한 나머지 부분을 감싸도록 구성되어 도막 수거브러시(430)를 보호하고 도막 수거브러시(430)에 의하여 쳐 내진 도막의 비산 등을 방지하는 브러시 커버이다. 컨베이어 커버(422)와 브러시 커버(432)는 일체형일 수 있다. 컨베이어 커버(422)나 브러시 커버(432) 상에는 브러시 구동유닛(470)이 설치될 수 있다.

도 5에서 도면부호 460은 차체(410)로부터 전방으로 돌출된 도막 운반컨베이어(420) 앞부분의 하측에 설치됨으로써 도막 운반컨베이어(420)의 앞쪽을 지지하는 단수 또는 복수의 이동바퀴로, 이동바퀴(460)는 관의 바닥과 접촉되어 차체(410)가 이동되면 구름운동을 한다. 이동바퀴(460)는 컨베이어 벨트(420B)의 순환운동을 방해함이 없도록 컨베이어 프레임(420F)에 장착될 수 있다.

도 6 내지 도 11을 참조하여 쇼트 블라스트 장치(200)를 설명한다.

도 6은 쇼트 블라스트 장치(200)가 도시된 구성도이고, 도 7은 도 6에 도시된 쇼트 블라스트 장치(200)의 일부분을 나타내는 확대도이다.

도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 쇼트 블라스트 장치(200)는 관의 관로를 따라 주행 가능하게 구성된 차체(210), 차체(210)에 구비되며 관의 내면에 쇼트를 원심 투사하여 관 내면에 쇼트 블라스트 처리를 하는 쇼트 투사기(220), 쇼트 투사기(220)에 쇼트를 공급하는 쇼트 공급기(230), 쇼트 투사기(220)에 의하여 투사되어 관의 바닥으로 떨어진 쇼트를 회수한 후 쇼트 공급기(230)에 공급하는 쇼트 회수기(250)를 포함한다.

쇼트 블라스트 장치(200)의 차체(210)는 쇼트 블라스트 장치(200)의 각종 기구가 탑재되고 주행방향을 기준으로 좌우 양옆에 바퀴(212)가 장착된 단수 또는 복수의 프레임(211)을 포함할 수 있다. 쇼트 블라스트 장치(200)의 바퀴(212)는 바퀴 구동유닛에 의하여 회전될 수 있다. 복수 개의 프레임(211)을 구비하는 경우, 프레임(211)들은 일렬로 배치되고 좌우 및/또는 상하로 굴절 가능하도록 링크기구에 의하여 서로 연결될 수 있다.

쇼트 투사기(220)는, 관의 내면에 쇼트를 투사하는 투사기 본체, 차체(210)의 주행방향을 기준으로 투사기 본체의 후방에서 투사기 본체에 의하여 투사된 쇼트의 후방 측 비산을 제한하는 후방 차단벽 어셈블리(260), 차체의 주행방향을 기준으로 투사기 본체의 전방에서 투사기 본체에 의하여 투사된 쇼트의 전방 측 비산을 제한하는 전방 차단벽 어셈블리(270)를 포함한다.

투사기 본체는 회전축(222) 및 축 구동수단(도시되지 않음), 제1과 제2의 두 디스트리뷰터(distributor)(221)(226), 컨트롤 케이지(control cage)(223) 및 케이지 구동수단(225 및 225A 참조), 쇼트 투사임펠러(227) 및 임펠러 구동수단(229 및 229A 참조)을 포함한다.

회전축(222)은 기다랗도록 형성되고 차체(210) 상에 차체(210)의 주행방향인 전후방향과 나란하도록 배치되며 축 구동수단에 의하여 회전된다. 예를 들어, 회전축(222)은 후방에서 보아 반시계방향으로 회전될 수 있다. 회전축(222)을 회전시키는 축 구동수단은 구동모터를 포함할 수 있다. 또한, 축 구동수단은 회전축(222)에 구동모터로부터의 동력을 직접 전달하거나 동력전달기구를 통하여 전달하도록 구성될 수 있다.

도 8은 도 6, 도 7에 도시된 쇼트 투사기(220) 등을 나타내는 횡방향 단면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 제1디스트리뷰터(221)는 회전축(222)에 장착된 허브(hub) 및 허브의 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 마련된 방사상의 분급날개들로 구성되어 회전축(222)과 함께 회전하면서 쇼트 공급기(230)로부터의 쇼트를 둘레방향에 분급한다. 이와 달리, 제1디스트리뷰터(221)는 회전축(222) 상에 중앙부가 장착되며 후방이 개방된 컵 구조를 가져 내부를 쇼트 공급기(230)로부터의 쇼트를 공급받는 쇼트 수용실로 하며 둘레를 따라 복수의 분배구가 일정한 간격을 두고 형성된 타입을 적용할 수도 있다.

컨트롤 케이지(223)는 내부에 제1디스트리뷰터(221)를 수용한 상태로 회전축(222)에 회전 가능하게 장착된다. 컨트롤 케이지(223)의 둘레에는 복수의 배출방향 제어구멍(224)이 둘레방향을 따라 서로 이격되도록, 바람직하게는 등간격으로 마련된다. 컨트롤 케이지(223)의 회전 시, 제1디스트리뷰터(221)에 의하여 분급된 쇼트는 배출방향 제어구멍(224)을 통하여 배출되는 방향이 제어되고, 이에 따라 결정된 방향으로 배출된다. 배출방향 제어구멍(224)의 구비개수는 실시조건에 따라 적절히 증감될 수 있는바, 예를 들어, 하나일 수도 있고 셋 이상일 수도 있다.

컨트롤 케이지(223)는 케이지 구동수단에 의하여 회전되고, 케이지 구동수단은 컨트롤 케이지(223)를 제1디스트리뷰터(221)의 회전방향과 반대방향으로 회전시킨다. 예를 들어, 회전축(222)이 제1디스트리뷰터(221)와 함께 후방에서 보아 반시계방향으로 회전되면, 컨트롤 케이지(223)는 후방에서 보아 시계방향으로 회전되는 것이다. 케이지 구동수단은 구동모터와 같은 동력원과 동력원으로부터의 동력을 컨트롤 케이지(223)에 전달하는 동력전달기구를 포함한다. 케이지 구동수단의 동력전달기구는, 컨트롤 케이지(223)의 전방 측에서 컨트롤 케이지(223)에 일단부가 연결되어 컨트롤 케이지(223)와 함께 회전하며 내부에 회전축(222)이 회전 가능하게 수용된 중공축(225A), 중공축(225A) 상에 장착되어 컨트롤 케이지(223)와 동일속도로 회전되는 벨트 풀리(225)(또는, 기어나 스프로킷 휠)를 포함한다.

도 9는 제2디스트리뷰터(226)가 개략적으로 도시된 평면도이다. 도 9를 참조하면, 제2디스트리뷰터(226)는 제1디스트리뷰터(221)의 하측에 위치하도록 제1디스트리뷰터(221)와 컨트롤 케이지(223) 사이에 배치되고 제1디스트리뷰터(221)로부터 컨트롤 케이지(223)의 하부공간 측에 분급되는 쇼트를 재분급하는 복수의 분급구멍(226A)(226B)을 가진다. 구체적으로, 제2디스트리뷰터(226)는 제1디스트리뷰터(221)의 회전방향을 따라 만곡한 호 형상을 가지도록 형성되고 복수 개의 분급구멍(226A)(226B)이 길이방향으로 서로 이격되도록 배치된 분배 플레이트를 포함한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 쇼트 투사임펠러(227)는 컨트롤 케이지(223)의 둘레를 따라 서로 이격되도록 간격(바람직하게는, 등간격)을 두고 배치되어 배출방향 제어구멍(224)으로부터 배출되는 쇼트를 컨트롤 케이지(223)의 둘레를 따라 회전하면서 관의 내면에 투사하는 복수 개의 투사블레이드(228)를 포함한다. 쇼트 투사임펠러(227)는 컨트롤 케이지(223)의 둘레에 회전 가능하게 끼워진 구조로 설치된 두 디스크를 더 포함한다. 두 디스크는 배출방향 제어구멍(224)을 사이에 두고 전후에서 서로 대향하도록 배치되고, 복수의 투사블레이드(228)는 양옆이 두 디스크의 대향하는 내면에 각각 결합된다. 적어도 어느 하나의 디스크는 회전장착수단(229A 참조)에 의하여 회전축(222)에 회전 가능하도록 장착될 수 있다.

쇼트 투사임펠러(227)는 임펠러 구동수단에 의하여 회전되고, 임펠러 구동수단은 쇼트 투사임펠러(227)를 컨트롤 케이지(223)의 회전방향과 반대방향으로 회전시킨다. 이에 따라, 쇼트 투사임펠러(227)는, 컨트롤 케이지(223)와는 반대되는 방향으로 회전되나, 회전축(222) 및 제1디스트리뷰터(221)와는 동일한 방향으로 회전된다. 이러한 임펠러 구동수단은 구동모터와 같은 동력원과 동력원으로부터의 동력을 쇼트 투사임펠러(227)에 전달하는 동력전달기구를 포함한다. 임펠러 구동수단의 동력전달기구는, 쇼트 투사임펠러(227)의 전방 측에서 쇼트 투사임펠러(227)에 일단부가 연결되어 쇼트 투사임펠러(227)와 함께 회전하며 내부에 케이지 구동수단의 중공축(225A)이 회전 가능하게 수용된 중공축(229A), 중공축(229A) 상에 장착되어 쇼트 투사임펠러(227)와 동일속도로 회전되는 벨트 풀리(229)(또는, 기어나 스프로킷 휠)를 포함한다.

쇼트 블라스트 처리 시, 제1디스트리뷰터(221)로부터 컨트롤 케이지(223)에 분급된 쇼트는 그 자중의 영향에 의하여 컨트롤 케이지(223)의 하부공간 측에 상대적으로 더 많은 양이 집중되기 때문에, 투사된 쇼트는 관의 내주방향을 따라 다소 불균일하게 투사될 수 있다. 즉, 1회전 시마다 회전방향으로 소정 각도범위에 투사되는 쇼트의 양이 상대적으로 더 적을 수 있는 것이다.

제2디스트리뷰터(226)는 그 분급구멍(226A)(226B)들을 통하여 컨트롤 케이지(223)의 하부공간 측에 분급되는 쇼트의 양을 제한하여 컨트롤 케이지(223)의 하부공간에 쇼트가 상대적으로 더 집중되는 것을 방지함으로써, 쇼트 블라스트 처리 시 관의 내주에 쇼트가 불균일하게 투사되는 것을 방지한다.

보다 효과적인 쇼트 불균일 투사 방지를 위하여, 제2디스트리뷰터(226)의 분배 플레이트는 도 9에서와 같이 중앙부를 기준으로 제1디스트리뷰터(221)의 회전방향 쪽 부분과 회전 반대방향 쪽 부분 중 회전방향 쪽 부분이 분급구멍(226A)(226B)에 의한 개구율이 더 낮도록 구성된다.

여기에서, 제2디스트리뷰터(226)의 개구율은 분배 플레이트의 중앙부를 기준으로 제1디스트리뷰터(221)의 회전방향 쪽 부분과 회전 반대방향 쪽 부분에 분급구멍(226A)(226B)을 서로 동일한 개수로 마련하고, 회전방향 쪽 부분에 마련된 분급구멍(226B)의 크기가 회전 반대방향 쪽 부분에 마련된 분급구멍(226A)에 비하여 작도록 형성하는 것으로 구현할 수 있다.

쇼트 블라스트 처리 시, 컨트롤 케이지(223)에 분급되고 투사되는 쇼트 소진속도가 쇼트 공급기(230)로부터 제공받는 쇼트 공급속도에 비하여 빠르면, 컨트롤 케이지(223)의 1회전을 기준으로 할 때, 1회전 시작구간 측에서 1회전 완료구간 측으로 갈수록 투사되는 쇼트의 양이 감소될 수 있고, 이에 따라 쇼트 블라스트 처리의 균일도가 저하될 수 있다.

이에 따라, 쇼트 블라스트 장치(200)는, 컨트롤 케이지(223)의 1회전 시마다 소정 위치에서 컨트롤 케이지(223)의 회전속도가 일시적으로 감소되도록 케이지 구동수단의 작동을 컨트롤하는 제어수단을 더 포함한다.

여기에서, 제어수단은 컨트롤 케이지(223)의 회전속도를 일시적으로 감소(극단적으로는, 수 초 동안 일시정지)시킴으로써 컨트롤 케이지(223)의 내부공간에 쇼트가 채워질 수 있는 시간적 여유를 확보한다. 이 같은 제어수단은, 케이지 구동수단의 벨트 풀리(225)가 1회전하였는지를 감지하는 감지센서(240), 감지센서(240)로부터 감지신호가 입력되면 컨트롤 케이지(223)의 회전속도가 일시 감소되도록 케이지 구동수단의 동력원의 작동을 컨트롤하는 제어부를 포함한다. 감지센서(240)로는 광센서 따위가 이용될 수 있다. 일례로, 감지센서(240)는, 케이지 구동수단의 벨트 풀리(225)에 장착된 반사판, 반사판의 맞은편에 케이지 구동수단의 벨트 풀리(225)가 1회전 시마다 반사판과 정면으로 대향하도록 배치된 발광부를 포함하는 것일 수 있다. 제어수단의 제어부는 감지센서(240)로부터 감지신호가 입력되면 즉시 케이지 구동수단의 동력원의 작동을 컨트롤하도록 구성될 수 있다. 또는, 제어수단의 제어부는 감지센서(240)로부터 감지신호가 입력되면 감지신호 입력시점으로부터 사전에 정한 설정시간의 경과 직후 케이지 구동수단의 동력원의 작동을 컨트롤하도록 구성될 수도 있다. 이 때, 설정시간은 설정시간 조정부에 의하여 조정 가능하도록 구성할 수도 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 쇼트 공급기(230)는 쇼트 투입호퍼(231), 쇼트 이송드럼(232) 및 쇼트 이송날개(234)를 포함한다.

쇼트 이송드럼(232)은 차체(210) 상에 차체(210)의 주행방향인 전후방향으로 길게 구비된다. 쇼트 이송드럼(232)은 회전축(222)을 수용하고 차체(210)의 주행방향을 기준으로 후방 측 단부에 쇼트 투입호퍼(231)가 연결되며 내부를 쇼트 이송통로로 하고 차체(210)의 주행방향을 기준으로 전방 측 끝이 개방되어 개방된 끝을 쇼트 배출구(233)로 하며 쇼트 배출구(233)가 제1디스트리뷰터(221)의 후방에 위치하도록 컨트롤 케이지(223)에 삽입된다. 앞서 언급하였듯이, 컨트롤 케이지(223)는 쇼트 이송드럼(232)과의 간섭이 없는 크기의 컵 구조를 가지도록 구성될 수 있다.

쇼트 이송날개(234)는 쇼트 이송드럼(232)의 쇼트 이송통로에 위치하도록 회전축(222)에 장착되어 회전축(222)과 함께 회전하면서 쇼트 이송드럼(232)에 투입된 쇼트를 제1디스트리뷰터(221) 측으로 이송한다. 쇼트 이송날개(234)는 나선형의 구조를 가지도록 형성된다.

축 구동수단을 작동시켜 회전축(222)을 회전시키면, 제1디스트리뷰터(221)는 회전축(222)을 중심으로 회전축(222)과 함께 동일한 속도로 회전되고, 아울러 쇼트 이송날개(234)도 회전된다. 그리고, 케이지 구동수단, 임펠러 구동수단을 작동시키면, 컨트롤 케이지(223)는 제1디스트리뷰터(221)와 반대방향으로 회전되고, 쇼트 투사임펠러(227)는 제1디스트리뷰터(221)와 동일한 방향으로 회전된다.

이와 같은 상태에서, 쇼트 투입호퍼(231)에 쇼트를 투입하면, 쇼트 투입호퍼(231)에 투입된 쇼트는 나선형 쇼트 이송날개(234)의 이송작용에 의하여 쇼트 이송드럼(232)을 따라 이송되다가, 쇼트 배출구(233)를 통하여 배출되어 회전하는 제1디스트리뷰터(221)에 공급된 후, 제1디스트리뷰터(221)의 둘레방향에 분급되고, 컨트롤 케이지(223)의 하부공간 측에 분급된 제1디스트리뷰터(221)의 쇼트는 제2디스트리뷰터(226)에 의하여 재분급되며, 제1, 제2디스트리뷰터(221)(226)에 의하여 분급된 쇼트는 회전하는 컨트롤 케이지(223)의 배출방향 제어구멍(224)을 통하여 배출된다.

이후, 배출방향 제어구멍(224)으로 배출되는 쇼트는 회전하는 복수의 투사블레이드(228)에 의하여 관의 내면에 투사되고, 관의 내면은 이와 같이 투사된 쇼트에 의하여 균일하게 쇼트 블라스트 처리가 된다.

도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 후방 차단벽 어셈블리(260)와 전방 차단벽 어셈블리(270)는 관의 내주방향을 따라 형성되어 쇼트의 비산범위를 제한하는 차단벽을 형성하는 후방 차단벽(261)과 전방 차단벽(271)을 각각 포함한다.

후방 차단벽(261)의 하부에는 관의 바닥으로 떨어져서 투사기 본체의 하측영역에 위치한 쇼트를 후방으로 이동시키기 위한 쇼트 출구(262)가 마련된다. 쇼트 블라스트 처리 시, 관의 바닥으로 떨어져서 투사기 본체의 하측영역에 위치한 쇼트는 쇼트의 투사과정에서 발생되는 압력에 의하여 투사기 본체의 하측영역에 그대로 적재되지 않고 쇼트 출구(262)를 통하여 후방으로 이동된다. 이에 의하면, 투사기 본체의 하측영역에 쇼트가 적재됨에 따라 관의 내면에서 쇼트가 적재된 부분에 쇼트 블라스트 처리가 비원활해지는 현상을 방지할 수 있다.

후방 차단벽(261)의 둘레 측에서 쇼트 출구(262)를 제외한 나머지 부분에는 관의 내면과의 사이(틈새)를 차폐하기 위한 틈새차단부재(263)가 구비된다. 전방 차단벽(271)의 둘레 측 부분에는 관의 내면과의 사이를 차폐하기 위한 틈새차단부재(273)가 구비된다. 틈새차단부재(263)(273)는 관의 내면에 용이하게 밀착되도록 고무 등 탄성재질로 이루는 것이 바람직하다.

후방 차단벽 어셈블리(260)는 쇼트 출구(262)의 후방에 쇼트 출구(262)를 통하여 이동된 쇼트를 모으는 쇼트 수집실(266)이 마련되도록 쇼트 출구(262)를 덮는 출구 덮개(264)를 더 포함한다. 출구 덮개(264)는 이렇게 쇼트 수집실(266)을 마련하면서 쇼트가 쇼트 출구(262)를 통하여 후방으로 비산되는 것을 방지한다.

출구 덮개(264)의 하부에는 관의 내면과의 사이를 차폐하기 위한 연질 틈새차단부재(265)가 구비된다. 연질 틈새차단부재(265)는 고무와 같은 탄성재질로 이루어질 수 있다. 연질 틈새차단부재(265)에 의하면, 출구 덮개(264)와 관 내면 사이를 차폐할 수 있고, 차체(210)의 전방 이동 시 쇼트 수집실(266)에 모인 쇼트를 후방 측인 쇼트 수집실(266)의 외부로 자연스럽게 배출할 수 있다.

쇼트 회수기(250)는 이와 같이 쇼트 수집실(266)로부터 후방 측으로 배출되는 쇼트를 회수하여 쇼트 공급기(230)의 쇼트 투입호퍼(231)에 공급한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 쇼트 회수기(250)는, 흡입력 발생원에 흡입라인에 의하여 연결된 적어도 하나의 쇼트 흡입기구(251)(252), 쇼트 흡입기구(251)(252)로부터 쇼트를 제공받아 쇼트들에 혼입된 이물질을 제거하는 이물질 분리기구(253) 및 이물질 분리기구(253)로부터 이물질이 제거된 쇼트를 제공받아서 쇼트 투입호퍼(231)로 운반하는 쇼트 운반컨베이어(254)를 포함한다. 흡입력 발생원은 이물질 분리기구(253)에 포함될 수 있다. 이물질 분리기구(253)는 비중차를 이용하여 쇼트로부터 이물질을 분리하도록 구성될 수 있다. 이물질 분리기구(253)로는 이에 한정되지 않으며 이물질을 효과적으로 분리할 수 있는 공지의 기구가 적용될 수도 있다.

쇼트 흡입기구(251)(252)는 두 개가 구비된다. 제1 쇼트 흡입기구(251)는 투사기 본체의 후방에 위치하도록 출구 덮개(264)의 외부에 장착되고, 제2 쇼트 흡입기구(252)는 제1 쇼트 흡입기구(251)로부터 후방에 위치하도록 차체(210)를 구성하는 프레임(211)의 하부에 장착되어 제1 쇼트 흡입기구(251)에 의하여 미회수된 쇼트를 흡입하여 2차 회수한다. 쇼트 흡입기구(251)(252)의 구비 개수는 실시조건 등에 따라 적절히 증감될 수 있다. 제1과 제2의 쇼트 흡입기구(251)(252)는 흡입노즐을 포함하고 흡입노즐의 흡입구가 관의 바닥 측을 향함과 아울러 관의 바닥과 근접하도록 배치된다.

도 10은 쇼트 흡입기구(251)(252)의 배치구조가 도시된 구성도이다.

쇼트 수집실(266)로부터 후방 측으로 배출되는 쇼트는 쇼트 투사임펠러(227)의 회전방향 및 쇼트 투사과정에서의 발생 압력에 의하여 차체(210)의 주행방향 중심(도 10의 일점쇄선 참조)을 기준으로 좌우 중 쇼트 투사임펠러(227)의 회전방향 쪽으로 치중된다. 도 10을 참조하면, 이와 같이 쇼트 수집실(266)로부터 후방 측에서 쇼트 투사임펠러(227)의 회전방향 쪽으로 치중하여 배출되는 쇼트를 보다 효율적으로 회수하기 위하여, 제1 쇼트 흡입기구(251)는 차체(210)의 주행방향 중심을 기준으로 좌우 중 쇼트 투사임펠러(227)의 회전방향 쪽에 치우쳐 있도록 위치하고, 제2 쇼트 흡입기구(252)는 차체(210)의 주행방향 중심부 쪽에 위치하되, 제1 쇼트 흡입기구(251)와 제2 쇼트 흡입기구(252)는 흡입영역이 차체(210)의 주행방향으로 서로 중첩하도록 배치된다. 이러한 쇼트 흡입기구(251)(252)의 배치구조에 의하면, 쇼트의 유실량을 최소화하면서 쇼트를 효과적으로 회수할 수 있다.

쇼트 흡입기구(251)(252)에 의하여 흡입된 쇼트는 이물질 분리기구(253)에서 이물질이 제거된 후 이물질 분리기구(253)의 배출구를 통하여 배출되고, 쇼트 운반컨베이어(254)는 이렇게 이물질 분리기구(253)로부터 배출되는 쇼트를 받아서 쇼트 투입호퍼(231)로 운반한다.

쇼트 운반컨베이어(254)를 구성하는 운반체인 컨베이어 벨트는 그 표면에 운반되는 쇼트가 탈락되거나 운반되지 못하고 미끄러지는 현상을 방지하기 위한 복수의 턱 또는 칸막이 또는 버킷(bucket)이 컨베이어 벨트의 운동방향을 따라 서로 이격되도록 간격을 두고 구비될 수 있다. 또한, 쇼트 운반컨베이어(254)에도 도막 운반컨베이어(420)의 컨베이어 커버(422)와 같은 커버가 씌워질 수 있다.

도 11은 제1 쇼트 흡입기구(251)의 장착구조가 도시된 측면도로, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 쇼트 흡입기구(251)는 출구 덮개(264)에 제1 흡입기구 구동수단(280)에 의하여 관의 바닥에 대하여 이격되었다 접근되었다 할 수 있도록 장착된다. 제1 흡입기구 구동수단(280)를 작동시켜 제1 쇼트 흡입기구(251)를 관의 바닥으로부터 이격시키면, 쇼트 블라스트 작업 없이 쇼트 블라스트 장치(200)를 이동시키는 과정에서 관의 바닥으로부터 돌출된 장애물 따위에 제1 쇼트 흡입기구(251)가 충돌하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.

제1 흡입기구 구동수단(280)은, 출구 덮개(264)에 제1 쇼트 흡입기구(251)를 상하회전 가능하게 장착하는 마운팅 브래킷(282), 마운팅 브래킷(282)에 의하여 장착된 제1 쇼트 흡입기구(251)를 상하 회전시키는 상하회전 구동유닛(281)을 포함한다. 마운팅 브래킷(282)은 상하회전 구동유닛(281)에 의한 제1 쇼트 흡입기구(251)의 회전중심이 제1 쇼트 흡입기구(251)로부터 일정한 거리 이격된 지점에 위치하도록 구성되어, 제1 쇼트 흡입기구(251)는 상하회전 구동유닛(281)의 작동에 따라 관의 바닥에 대하여 이격되거나 접근된다. 예를 들어, 마운팅 브래킷(282)은, 제1 쇼트 흡입기구(251)에 결합된 제1 로드, 제1 로드의 단부에 한쪽 단부가 상하회전 가능하도록 연결되고 출구 덮개(264)에 다른 쪽 단부가 결합된 제2 로드를 포함할 수 있다. 상하회전 구동유닛(281)은 공압식 또는 유압식 실린더를 포함할 수 있다. 실린더는 양단(실린더 하우징의 끝과 피스톤 로드의 끝) 부분 중 한쪽이 제1 쇼트 흡입기구(251)에 연결되고 다른 쪽이 출구 덮개(264)에 연결될 수 있다. 실린더의 양단 부분에 대한 연결구조에는 상하회전을 위한 힌지가 적용될 수도 있고 볼 조인트가 적용될 수도 있다. 실시조건에 따라서는 실린더의 양단 부분 중 어느 한쪽만 회전 가능하게 연결할 수도 있다.

제2 쇼트 흡입기구(252)의 경우에도 제1 흡입기구 구동수단(280)과 마찬가지로 구성되는 제2 흡입기구 구동수단에 의하여 차체(210)의 프레임(211)에 장착됨으로써 제2 흡입기구 구동수단의 작동에 따라 관의 바닥에 대하여 이격되거나 접근될 수 있다.

도 12를 참조하여 도장 장치(300)를 설명한다. 도 12는 도장 장치(300)가 도시된 구성도이다.

도장 장치(300)는 관의 관로를 따라 이동 가능하게 구성된 차체(310)를 포함한다. 도장 장치(300)의 차체(310)는 단수 또는 링크장치에 의하여 서로 일렬로 연결된 복수의 프레임(311)을 포함하는데, 프레임(311) 상에는 통기구(16) 쪽에서 작업구(14) 쪽으로 이동하는 도장 장치(300)의 작업방향을 기준으로 전방으로부터 릴유닛(320), 도료 공급유닛(330), 도장헤드 어셈블리(340)가 차례로 탑재된다. 이러한 탑재순서는 일례일 뿐, 실시조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

도장 장치(300)의 릴유닛(320)에는 도장 장치(300)의 구동 시 요구되는 전원을 공급하기 위한 전선이 감기고, 도장헤드 어셈블리(340)는 도료 공급유닛(330)으로부터 도료를 제공받아서 관의 내면에 도장을 한다. 도장헤드 어셈블리(340)는 관의 중심을 회전중심으로 하여 모터 등 동력원으로부터의 동력으로 회전하면서 도료를 분사하는 도장헤드(345)를 포함한다.

설명한 도장 장치(300)에서 차체(310), 도장헤드 어셈블리(340) 등으로는 본 특허출원인의 등록특허 제1084062호에 제시되어 있는 도장장비의 차체나 도장 헤드장치 등이 적용될 수 있다.

이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

10: 관 12: 갱생구간 14: 작업구
16: 통기구 20: 환기장치 30: 집진장치
100: 도장막 제거장치 200: 쇼트 블라스트 장치 210: 차체
220: 쇼트 투사기 221: 제1디스트리뷰터 222: 회전축
223: 컨트롤 케이지 224: 배출방향 제어구멍 226: 제2디스트리뷰터
226A,226B: 분급구멍 227: 쇼트 투사임펠러 228: 투사블레이드
230: 쇼트 공급기 231: 쇼트 투입호퍼 232: 쇼트 이송드럼
233: 쇼트 배출구 234: 쇼트 이송날개 240: 감지센서
250: 쇼트 회수기 251,252: 쇼트 흡입기구 253: 이물질 분리기구
254: 쇼트 운반컨베이어 260: 후방 차단벽 어셈블리 261: 후방 차단벽
262: 쇼트 출구 263,265,273: 틈새차단부재 264: 출구 덮개
266: 쇼트 수집실 270: 전방 차단벽 어셈블리 271: 전방 차단벽
280: 흡입기구 구동수단 300: 도장 장치 400: 도막 수거장치
410: 차체 420: 도막 운반컨베이어 430: 도막 수거브러시
440: 가이드 450: 지지브래킷 460: 이동바퀴
470: 브러시 구동유닛 480: 도막 수거용기

Claims (9)

1. 관 내에서 상기 관을 따라 이동할 수 있게 구성된 차체와; 상기 차체에 지지되며 상기 관의 내면에 쇼트 블라스트 처리를 하는 쇼트 투사기를 포함하고,
   상기 쇼트 투사기는,
   상기 차체의 주행방향을 기준으로 전후방향으로 배치된 회전축, 상기 회전축에 장착되어 상기 회전축과 함께 회전하면서 쇼트를 둘레방향에 분급하는 제1디스트리뷰터, 상기 제1디스트리뷰터를 수용한 상태로 상기 회전축에 회전 가능하게 장착되며 둘레에 상기 제1디스트리뷰터로부터의 쇼트가 배출되는 방향을 컨트롤하는 단수 또는 복수의 제어구멍이 형성되어 회전하면서 상기 제어구멍에 의하여 결정된 방향으로 쇼트를 배출하는 컨트롤 케이지, 상기 제1디스트리뷰터의 하측에 위치하도록 상기 제1디스트리뷰터와 상기 컨트롤 케이지의 사이에 배치되고 상기 제1디스트리뷰터로부터 상기 컨트롤 케이지의 하부공간 측에 분급되는 쇼트를 재분급하는 복수의 분급구멍을 갖는 제2디스트리뷰터, 상기 컨트롤 케이지의 둘레를 따라 회전하면서 상기 제어구멍을 통하여 배출되는 쇼트를 상기 관의 내면에 투사하는 복수의 블레이드를 갖는 쇼트 투사임펠러로 구성된 투사기 본체와;
   상기 차체의 주행방향을 기준으로 상기 투사기 본체의 후방에서 상기 투사기 본체에 의하여 투사된 쇼트의 후방 측 비산을 제한하는 후방 차단벽 어셈블리를 포함하되, 상기 후방 차단벽 어셈블리를 구성하는 후방 차단벽의 하부에는 상기 관의 바닥으로 떨어져서 상기 투사기 본체의 하측영역에 위치한 쇼트를 후방으로 이동시키기 위한 쇼트 출구가 마련된 쇼트 블라스트 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 차체의 주행방향을 기준으로 상기 투사기 본체의 전방에서 상기 투사기 본체에 의하여 투사된 쇼트의 전방 측 비산을 제한하는 전방 차단벽 어셈블리를 더 포함하는 쇼트 블라스트 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 후방 차단벽 어셈블리는 상기 쇼트 출구의 후방에 상기 쇼트 출구를 통하여 이동된 쇼트를 모으는 쇼트 수집실이 마련되도록 상기 쇼트 출구를 덮는 출구 덮개를 더 포함하는 쇼트 블라스트 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 출구 덮개의 하부에는 상기 관과의 틈새를 차폐하는 탄성재질의 틈새차단부재가 구비되어, 상기 쇼트 수집실에 모인 쇼트는 상기 차체가 전진 시 상기 쇼트 수집실로부터 후방으로 배출되는 쇼트 블라스트 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 투사기 본체의 제1디스트리뷰터에 쇼트를 공급하는 쇼트 공급기와;
   상기 쇼트 수집실로부터 후방으로 배출되는 쇼트를 회수하여 상기 쇼트 공급기에 공급하는 쇼트 회수기를 더 포함하는 쇼트 블라스트 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 쇼트 회수기는 제1 및 제2 쇼트 흡입기구를 포함하되,
   상기 제1 쇼트 흡입기구는 상기 차체의 주행방향의 중심을 기준으로 좌우 중 상기 쇼트 투사임펠러의 회전방향 쪽에 치우쳐 있도록 위치되고,
   상기 제2 쇼트 흡입기구는 상기 차체의 주행방향의 중심부에 위치된 쇼트 블라스트 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제1 및 제2 쇼트 흡입기구는 각각 구동수단에 의하여 상기 관의 바닥에 대하여 이격되었다 접근되었다 할 수 있게 장착된 쇼트 블라스트 장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2디스트리뷰터는 상기 제1디스트리뷰터의 회전방향으로 만곡한 호 형상으로 형성되고 상기 복수의 분급구멍이 길이방향으로 서로 이격되도록 배치된 분배 플레이트를 포함하고,
   상기 분배 플레이트는 그 중앙부를 기준으로 상기 제1디스트리뷰터의 회전방향 쪽 부분과 회전 반대방향 쪽 부분 중 상기 회전방향 쪽 부분이 상기 분급구멍에 의한 개구율이 더 낮도록 구성된 쇼트 블라스트 장치.
9. 삭제

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