KR101543904B1

KR101543904B1 - 배관 이물질 청소장치

Info

Publication number: KR101543904B1
Application number: KR1020130163275A
Authority: KR
Inventors: 유호; 최일섭; 한경룡
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2015-08-11
Also published as: KR20150074994A

Abstract

본 발명에 따른 배관 이물질 청소장치는 배관 내부에 배치되는 장치몸체;와, 외부 가스공급수단과 연결되게 상기 장치몸체에 설치되고, 배관 내면을 압박하도록 팽창하여 배관 입구로 이동할 시에 이물질을 제거하도록 고무 또는 우레탄 재질로 제공되는 팽창부재를 포함하는 팽창형 청소유닛;과, 상기 장치몸체 상에서 배관의 입구에 대하여 상기 팽창형 청소유닛에 선행되게 배치되고, 공급받은 가스를 분사하여 배관 내부의 이물질을 파쇄하는 분사형 청소유닛;과, 상기 장치몸체에 설치되어, 상기 장치몸체를 배관 내부에서 이동하도록 제공되는 이동수단; 및 상기 팽창형 청소유닛이 배관 내면에 밀착하면 상기 장치몸체를 배관 외부로 인출하도록 상기 장치몸체와 연결된 인출수단;을 포함하여 구성되되, 상기 분사형 청소유닛은, 공급받은 가스를 일정하게 분배하도록 레귤레이터를 구비하는 분사바디부; 및 분사바디부에 연결되어 가스를 공급받아 상기 배관의 내면을 향하여 신장 또는 수축하게 제공되고, 분사용바퀴를 구비하는 복수의 분사아암부;를 포함할 수 있다.

Description

배관 이물질 청소장치 {Apparatus for cleaning foreign material in pipe}

본 발명은 배관 이물질 청소장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가스(gas)를 이용하여 배관 내부의 이물질을 제거하는 청소수단을 구비하고, 배관 내부의 이물질 상태를 출력하는 촬영부재를 더 구비하여 보다 효율적으로 이물질을 제거하도록 하는 배관 이물질 청소장치에 관한 것이다.

일상에서 사용되는 배관의 종류는 매우 다양하다. 액체나 기체와 같은 유체의 이동경로가 되며, 상기 유체를 운반하도록 제공되는 배관은 일정 시간이 지나면 배관 내부를 흐르는 유체에 섞여있는 이물질이나 불순물들이 배관의 내벽에 달라붙어 점점 배관 내부의 직경이 작아지고, 그대로 방치할 경우 배관이 막히기도 한다.

산업현장에서 쓰이는 배관의 경우도 그 종류는 매우 다양한데, 시간이 경과함에 따라서 배관 내부에는 열화나 부식 혹은 침전현상이 발생하게 된다. 이는 배관 내부를 흐르는 유체의 흐름을 저하시키고, 기능 이상을 유발하여 때로는 치명적인 사고를 불러 일으키기도 한다.

즉, 배관 내부를 흐르는 유체에 포함된 화학물질로 인하여 배관 내부가 부식되기도 하고, 배관 내부에 많은 이물질이 침전될 경우에는 유체의 원활한 흐름을 저해하기도 한다. 특히, 제철소나 중화학 플랜트에서 사용되는 COG(coke oven gas)는, 포함된 가스의 농도에 따라서 유체의 가연성이 달라지는 유체로서, 이를 운반하는 배관의 내부에 많은 양의 이물질 또는 슬러지가 침전될 경우에 화재를 유발할 수도 있다.

이와 같은 이유로, 배관 설치 후 일정기간이 경과하면 주기적으로 배관을 점검하며 유지보수하고, 배관 내부 이물질을 제거하는 청소작업을 실시하여야 한다. 그래야만 배관 내부의 이물질이 누적되어 발생하는 사고를 미리 예방할 수 있고, 배관 내부를 흐르는 유체의 원활한 흐름을 보장할 수 있다.

종래의 배관 이물질 청소작업은, 다양한 배관의 크기만큼이나 청소방법도 다양하지만, 일반적으로 직경이 큰 배관은 사람이 직접 들어가 청소작업을 수행하기도 하고, 사람이 들어갈 수 없을 정도의 직경을 갖는 배관의 경우에는 도 1에 도시된 것과 같이 청소용 치공구(3)를 삽입하여 사람이 배관 밖에서 내부를 들여다 보면서 이물질을 긁어내는 방식으로 진행되었다.

그러나, 배관(2)의 길이가 매우 긴 경우에는, 청소용 치공구(3)를 삽입하는데 한계가 있고, 좁고 긴 배관 내부를 사람이 밖에서 들여다 보는 것에도 많은 한계가 있다. 또한, 배관 내부를 흐르는 유체가 독성이 강한 유체일 경우에는 상기와 같이 사람이 직접 청소하는 것이 불가능하고, 독성이 없는 유체라고 할지라도 상기와 같은 방법으로 청소작업을 실시하는 것은 작업의 효율성 및 작업자의 안전성에 문제가 따른다.

특히, 배관의 굴곡이 심하거나, 배관 내부 이물질이 배관 내벽에 오랜 기간 고착된 경우에는 배관 이물질 제거작업도 매우 어렵게 되므로, 배관 자체를 교환하거나, 배관을 절단하여야 한다는 문제가 있다.

또한, 배관 내부 깊숙한 곳의 이물질을 제거하기 위해서는 배관을 부분적으로 분해하여 치공구(3)가 들어갈 수 있는 공간을 확보하기도 하는데, 이 같은 작업을 수행하기에는 공장의 작업영역이 매우 한정적일 뿐만 아니라, 지정된 수리기간 안에 상기 작업을 완료하는 것도 매우 어렵다는 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 제 2000-0058934 호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하고자 안출된 것으로, 배관 내부의 이물질 누적상태를 확인할 수 있고, 배관 깊숙한 곳까지 이동하며 이물질을 제거할 수 있는 배관 이물질 청소장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 배관 내부에 배치되는 장치몸체;와, 외부 가스공급수단과 연결되게 상기 장치몸체에 설치되고, 배관 내면을 압박하도록 팽창하여 배관 입구로 이동할 시에 이물질을 제거하도록 고무 또는 우레탄 재질로 제공되는 팽창부재를 포함하는 팽창형 청소유닛;과, 상기 장치몸체 상에서 배관의 입구에 대하여 상기 팽창형 청소유닛에 선행되게 배치되고, 공급받은 가스를 분사하여 배관 내부의 이물질을 파쇄하는 분사형 청소유닛;과, 상기 장치몸체에 설치되어, 상기 장치몸체를 배관 내부에서 이동하도록 제공되는 이동수단; 및 상기 팽창형 청소유닛이 배관 내면에 밀착하면 상기 장치몸체를 배관 외부로 인출하도록 상기 장치몸체와 연결된 인출수단;을 포함하여 구성되되, 상기 분사형 청소유닛은, 공급받은 가스를 일정하게 분배하도록 레귤레이터를 구비하는 분사바디부; 및 분사바디부에 연결되어 가스를 공급받아 상기 배관의 내면을 향하여 신장 또는 수축하게 제공되고, 분사용바퀴를 구비하는 복수의 분사아암부;를 포함하는 배관 이물질 청소장치를 제공한다.

또한, 상기 분사아암부는, 가스의 유로가 되는 중공부를 구비하는 피스톤을 압력에 의해 밀어내어 길이를 신장하는 실린더부재;와, 상기 중공부와 연결되도록 피스톤의 전단부에 장착되며, 가스를 분사하는 복수의 노즐을 구비하는 분사기; 및 상기 실린더부재의 외주를 따라 배치되어, 실린더부재의 길이를 수축하도록 제공되는 스프링부재;를 포함할 수 있다.

또한 바람직하게는, 상기 이동수단은, 일단은 상기 장치몸체의 측면에 장착되며, 타단은 상기 배관의 원주방향으로 높이 변화하는 자바라 형태로 제공되는 복수의 조절링크;와, 상기 조절링크의 타단에 각각 연결되어, 상기 장치몸체의 측면으로부터 일정거리 이격되어 배치되되, 상기 조절링크에 의해 이격거리가 변화하며, 일정 구동력을 생성하는 동력수단을 내장하는 복수의 이동바디; 및 상기 이동바디에 연결되어, 상기 장치몸체를 이동하도록 상기 배관 내면과 접촉하는 복수의 이동바퀴;를 더 포함할 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 인출수단은, 상기 장치몸체와, 제어부 및 외부 공급수단을 각각 연결하도록, 배관 외부로 연장되는 복수의 케이블; 및 상기 케이블들을 권취시키는 권취기;를 포함할 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 장치몸체의 배관 내부 진입방향의 전단부에 연결되어, 배관 내의 이물질 누적 상태를 출력하는 촬영부재;를 더 포함할 수 있다.

삭제

본 발명의 일 실시예에 의하면, 약물을 사용하는 화학적 방법이 아닌 물리적 방법에 의해 배관 내부의 이물질을 안전하게 제거할 수 있다.

그리고, 배관 내부의 이물질 상태를 출력하는 촬영부재에 의하여 배관 내부의 이물질 누적 상태를 알 수 있으며, 배관 내부의 청소상태를 확인하면서 배관 청소 작업을 진행할 수 있다.

또한, 배관의 시작부에서 시작하여 시작부에서 가까운 부분부터 반복적으로 이물질을 제거하기 때문에, 양호한 배관 청소상태를 기대할 수 있다.

아울러, 작업자가 직접 배관 내부의 이물질을 제거하지 않아도 되므로, 작업의 효율성 및 작업자의 안전성을 동시에 만족하는 효과를 얻을 수 있다.

이로써, 배관 내부의 이물질이 제거되어 양호한 배관 내부 상태를 유지할 수 있음에 따라, 배관 내부를 흐르는 유체의 원활한 흐름을 유도하고, 배관의 이송효율을 극대화할 수 있는 효과를 창출하게 된다.

도 1은 종래의 배관 청소작업을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배관 이물질 청소장치의 팽창형 청소유닛 팽창상태를 나타낸 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배관 이물질 청소장치를 나타낸 사시도이다.
도 3b는 전단부에서 바라본 배관 이물질 청소장치의 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배관 이물질 청소장치가 배관 내부로 진입하는 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배관 이물질 청소장치의 좁은 배관 내부에서의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배관 이물질 청소장치가 배관 외부로 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배관 이물질 청소장치가 인출수단에 의해 외부로 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 7a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배관 이물질 청소장치의 분사형 청소유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7b는 본 발명의 분사형 청소유닛의 분사아암부를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 실시 형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로만 한정되는 것은 아니다.

또한, 이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 동일한 부호로 기재된 요소는 동일한 요소이고, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 종래의 기술에 의해 익히 알려진 요소와 기술에 대한 설명은 생략하도록 한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 배관 이물질 청소장치는 배관(2) 내부에 배치되는 장치몸체(10)와, 상기 장치몸체에 연결되도록 설치되는 청소수단(300)과, 상기 장치몸체에 설치되어, 상기 장치몸체를 배관(2) 내부에서 이동하도록 하는 이동수단(400)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 청소수단(300)은 배관(2) 내면에 밀착되도록 배관(2) 내면에 접촉될 시에는, 배관(2) 내면으로부터 떨어짐 해제상태로 전환되도록 제공된다. 그리고, 상기 청소수단(300)이 배관 내면에 밀착하여 완전히 접촉하면 상기 장치몸체(10)를 배관(2)의 외부로 인출하도록, 상기 장치몸체(10)에 연결되는 인출수단(500)을 더 포함한다. 또한, 본 발명의 배관 이물질 청소장치는 전원, 동력, 가스를 공급받고, 일정 제어수단에 의한 제어가 가능하도록, 적절한 외부 구동수단 및 제어수단과 복수의 케이블로써 연결될 수 있다.

이하에서는, 상기와 같이 구성되는 배관 이물질 청소장치의 세부 구성요소 및 바람직한 실시예에 관하여 설명하도록 한다.

청소수단(300)은, 외부의 가스(gas) 공급수단과 연결되어, 가스를 공급받도록 설치된다. 이때, 가스(gas)는, 본 발명의 기술적 범위 내에서 적용가능한 모든 기체를 포함하며, 그 종류 및 형태에 대하여는 본 발명에서 한정하지 않는다.

도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 청소수단(300)은 팽창형 청소유닛(100)을 포함한다. 배관(2) 내부에 배치되는 장치몸체(10)의 양단부에 각각 설치되고, 공급받은 가스를 흡입하여 팽창하는 복수의 팽창부재(110)로 구성되는 팽창형 청소유닛(100)은, 배관 내면으로부터 접촉 해제될 시에는 수축된 상태로 있다가 배관 내벽의 이물질을 제거할 시에는, 배관 내면을 압박하도록 배관 내면에 밀착된다.

상기 복수의 팽창부재(110)는, 장치몸체(10)에 연결되어 배관(2)의 길이 및 원주방향으로 팽창하는데, 배관 내면을 압박하고 이물질을 제거하도록 제공되는 특성상, 고무 또는 우레탄과 같은 탄성재질로 구성되는 것이 바람직하다.

도 3b를 참조하면, 장치몸체(10)의 배관(2) 내부 진입방향의 전단부에는 배관(2) 내부의 이물질 누적 상태를 출력하도록 촬영부재(600)가 연결된다. 상기 촬영부재(600)는 작업자에게 배관(2) 내부의 영상 정보를 촬영하여 전달하는 카메라와, 어두운 배관(2) 내부에서도 이물질(1)의 상태를 정확히 촬영하는 것이 가능하도록 제공되는 조명부재를 포함할 수 있다.

또한, 장치몸체(10)에는, 상기와 같이 구성되는 본 배관 이물질 청소장치가 배관(2) 내부에서 이동할 수 있도록 이동수단(400)이 설치된다. 이동수단(400)은, 일단은 장치몸체(10)의 측면에 장착되며, 타단은 상기 배관(2)의 원주방향으로 높이가 변화하는 자바라 형태의 복수의 조절링크(410)와, 상기 조절링크(410)의 타단에 각각 연결되어, 장치몸체(10)의 측면으로부터 일정거리 이격되어 배치되는 이동바디(420)와, 상기 이동바디(430)에 연결되어 장치몸체(10)를 이동하도록 제공되는 복수의 이동바퀴(430)로 구성된다.

더 상세하게는, 이동수단(400)은 본 배관 이물질 청소장치가 배관 내부에서 원활하게 이동할 수 있도록 하는 역할을 수행하며, 도 3b에 도시된 것과 같이, 장치몸체(10)의 측면에 4군데 방사형으로 설치될 수 있다.

이동바디(420)의 내부에는 동력을 생성하는 주행모터가 내장되어 있으며, 동력 전달장치를 통해 회전력을 이동바퀴(430)로 전달한다. 그리고 상기 이동바디(430)와 상기 이동바퀴(430)는 각각의 조절링크(410)를 통해 장치몸체(10)의 측면에 연결된다.

조절링크(410)는 높이 변화가 가능한 자바라 형태로 구비되어, 배관(2)의 내벽 방향으로 동작하며, 장치몸체(10)와 이동바디(420)와의 거리를 조절하는 역할을 한다. 이는 본 배관 이물질 제거장치가 배관(2) 내부에서 장애물을 통과하는 경우에 배관(2) 내벽에 압력을 가하면서 구동력을 제공하기 위함이며, 이로 인해, 본 배관 이물질 제거장치는 배관(2) 내벽에 오랜 시간 누적되어 고착된 단단한 이물질(1)을 만나더라도 문제없이 이동할 수 있다.

즉, 도 4b에 도시된 것과 같이, 배관(2) 내부의 이물질(1) 퇴적분으로 인하여 배관 이물질 청소장치의 진행에 문제가 될 경우에는, 조절링크(410)가 배관(2)의 내벽 방향으로 동작하게 된다. 따라서, 장치몸체(10)로부터 이동바디(420)가 멀어지게 되고, 이동바퀴(430)가 배관(2) 내벽에 접촉하면서 배관(2) 내벽을 밀게 된다. 이에 따라, 배관(2)의 내벽으로부터 높은 접지력이 형성되고, 배관 이물질 청소장치는 진행에 방해를 받지 않으며, 이물질(1) 퇴적분을 용이하게 통과할 수 있다.

도 4a에는 배관 이물질 청소장치가 배관(2) 내부를 주행할 때의 상태가 도시되어 있다. 배관(2) 내부에 진입하여 전진하기 위해 하방에 존재하는 이동바퀴(430)만이 배관(2)의 내벽에 접촉하여 이동바디(420)에 의해 구동되고 있는 상태이다.

그리고 복수의 팽창부재(110) 또한 수축되어 있는 상태로서, 배관(2)의 내면과는 접촉하지 않는다. 장치몸체(10)의 배관 내부 진입방향의 전단부에 연결되어있는 촬영부재(600)는 배관(2) 내의 이물질 누적 상태를 출력하기 위하여 동작하고 있으며, 분사형 청소유닛(200)은 배관(2) 내벽까지 확장하여 배관(2)에 가스를 분사하고 있는 상태이다. 이때, 도 4a에 도시된 것과 같이, 팽창부재(110)가 팽창하였을 때의 공간을 고려하여, 장치몸체(10)의 일부는 정해진 범위 내에서 배관(2)의 길이방향으로 유연하게 이동할 수 있다.

상기와 같이 이물질(1)을 탐색하기 위하여 배관(2) 내부를 이동하다가, 원하는 목표 지점에 도달하여 이물질(1)을 제거할 때에는, 팽창부재(110)가 동작한다.

즉, 팽창부재(110) 내부로 외부 공급수단으로부터 공급되는 가스(gas)가 주입되며, 도 5 내지 도 6에 도시된 것과 같이 부풀어 오른다. 그리고 배관(2) 내벽을 압박할 수 있을 정도로 충분히 팽창하여 배관(2)의 내부를 꽉 채우게 된다.

이어, 배관(2)의 내벽에 접촉하고 밀착된 팽창부재(110)가 배관(2) 내벽에 고착된 이물질(1)을 외부로 끌어내도록, 장치몸체(10)를 배관(2) 외부로 잡아당기게 된다. 이때, 주목해야 할 점은, 이동 중에는 배관(2)의 내벽에 접촉하여 구동하고 있었던 이동바퀴(430)가 더 이상 배관(2) 의 내벽에 접촉하지 않는다는 것이다.

왜냐하면, 팽창부재(110)가 팽창하면, 이물질(1)을 제거하기 위해 장치몸체(10)를 배관 외부로 잡아당겨야 하는데, 이동바퀴(430)가 배관(2)의 내벽에 접촉하고 있으면 배관(2) 내벽과 간섭이 발생하고, 원활한 이물질(1)제거가 불가능하기 때문이다.

따라서, 팽창부재(110)가 가스에 의해 팽창하여 배관(2) 내벽을 압박하면, 조절링크(410)에 의해 이동바디(420)가 장치몸체(10)의 방향으로 이동하면서 이동바퀴(430)를 배관(2) 내면으로부터 접촉 해제되도록 한다.

이어, 장치몸체(10)를 배관(2) 외부로 잡아당기기 위하여 외부 제어수단에 의해 인출수단(500)이 동작하게 된다. 장치몸체(10)에서부터 배관(2)의 외부까지 연장되어 있는 복수의 케이블(510)들을 감고 있는 권취기(520)가 동작하면서, 장치몸체(10)가 배관(2)의 외부까지 끌려나오게 된다.

이때, 상기 복수의 케이블(510)에는, 상기 장치몸체(10)로 전원, 동력, 가스를 공급하도록 구비된 외부 구동수단 및 제어부(4)와 연결된 케이블들도 포함된다.

또한, 모터와 연동하여 동작하도록 구비되는 상기 권취기(520)는, 배관(2) 내부로 진입하는 입구에 설치되는 플랜지에 의해 고정될 수 있다. 상기 권취귀(520)의 회전력을 이용하여 장치몸체(10)에 연결된 인출용 케이블을 권취하면, 장치몸체(10)가 배관(2) 외부로 인출되게 된다.

이어, 상기 제어부(4)는 배관(2) 외부에 설치되어, 장치몸체(10)에 연결된다. 본 배관 이물질 청소장치의 움직임을 제어하고, 팽창부재(110) 내부에 주입되는 가스의 양 및 배관(2) 내부에서 본 장치의 위치와 동작을 제어하도록 제공된다.

이와 같은 원리로 배관 이물질 청소장치가 배관(2) 외부로 인출됨에 따라 배관(2) 내부에 존재하는 이물질(1)도 배관(2) 외부로 함께 인출되어, 배관(2) 내벽으로부터 제거되는 것이다.

다만, 배관(2) 내부에 이물질(1) 누적량이 많은 경우에는 본 배관 이물질 청소장치가 배관(2) 외부로 잘 끌려나오지 않거나, 본 장치가 파손될 가능성도 있다. 따라서, 이와 같은 경우에는, 배관(2) 내부 적절한 위치까지 진입하여 1차적으로 이물질(1)을 제거한 뒤에 다시 본 장치를 배관 내부로 투입하여 이물질(1)을 제거해내는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 배관 이물질 청소장치의 청소수단(300)은, 장치몸체(10)의 배관 내부 진입방향의 후단부에 연결되어, 외부로부터 공급받은 가스를 배관(2)에 함으로써, 이물질(1)을 파쇄하는 분사형 청소유닛(200)을 더 포함한다.

상기 팽창형 청소유닛(100)의 일측에 배치되는 분사형 청소유닛(200)은, 상기 팽창형 청소유닛(100)이 팽창하여 배관(2) 내벽의 이물질(1)을 긁어내기 이전에 고압의 가스를 분사하여 배관(2) 내벽에 고착된 이물질(1)을 파쇄하거나 배관(2)의 입구 방향으로 이동시키는 역할을 수행한다.

상기와 같이, 분사형 청소유닛(200)이 먼저 이물질(1)을 파쇄시켜서 제거하거나 고착된 이물질(1)을 배관(2)의 입구방향으로 이동시키면, 추후 팽창형 청소유닛(100)이 동작함에 따라 이중 청소작업이 가능하며, 보다 효율적인 배관 청소작업을 수행할 수 있다.

도 7a 내지 7b에 도시된 바와 같이, 상기 분사형 청소유닛(200)은 분사바디부(210)와, 분사아암부(220)로 구성되며, 이하에서는, 분사형 청소유닛(200)의 세부구성에 관하여 설명하도록 한다.

분사바디부(210)는 외부로부터 공급받은 가스를 일정하게 분배하는 레귤레이터를 내장하며, 외주면에는 복수의 분사아암부(220)가 설치된다. 따라서, 외부로 부터 공급받은 가스를 레귤레이터에 의해 각각의 분사아암부(220)로 적절히 분배하는 역할을 수행하게 된다.

분사아암부(220)는, 상기 분사바디부(210)의 외주를 둘러싸고 방사형으로 배치되며, 6개 혹은 그 이상이 설치되는 것이 바람직하나, 본 발명에서는 분사아암부(220)의 개수를 한정하지 않으며 이는 작업환경에 따라 얼마든지 변경이 가능하다.

분사바디부(210)를 통해 공급된 가스가 운반되는 통로의 역할을 하는 분사아암부(220)의 일단은 상기 분사바디부(210)에 접촉하고 연결되어 가스를 공급받을 수 있도록 하며, 타단은 상기 배관(2)의 내면을 향하도록 연장되되 그 길이에 있어 신장 또는 수축이 가능하도록 제공된다.

따라서, 분사아암부(220)에는 분사바디부(210)에 비해 다소 복잡한 구성요소들이 포함되며, 각각의 분사아암부는 실린더부재(223), 노즐(224), 복수의 분사용바퀴(225), 분사기(226) 및 스프링부재(227)로 구성된다.

먼저, 실린더부재(223)에는 상기 공급받은 가스의 유로가 되는 중공부(S1)를 구비하는 피스톤(221)과, 상기 피스톤(221)을 가스의 압력에 의해 밀어내어 신장되는 실린더(222)가 포함된다. 상기 피스톤(221)은 분사아암부(220)의 단부가 배관(2)의 벽면에 닿을 때까지 신장되며, 공급되는 가스의 압력에 의해 신장되도록 구성된다. 도 7a는 이와 같은 실린더부재(223)의 동작에 의해 분사아암부(220)의 단부가 배관(2)의 내면에 접촉되어 있는 상태를 도시한 것이다.

다만, 상기와 같이 길이가 신장 된 후에, 가스에 의한 압력의 공급이 끊기는 경우에는 스스로 그 길이를 수축하지 못한다. 따라서, 상기 실린더부재(223)의 길이방향을 따라 상기 실린더부재(223)를 둘러싸도록 스프링부재(227)를 설치하면, 가스에 의한 압력의 공급이 끊기는 경우에 실린더부재(223)를 수축시켜 원상태로 복귀시킬 수 있다.

이와 같이, 실린더부재(223)의 길이는 다시 원상태로 수축되어야 할 때가 있는데, 본 배관 이물질 청소장치가 배관 내부에서 고착된 이물질(1)이 많은 공간을 지나가는 시점이다. 배관(2) 내부에 이물질(1)이 많이 쌓여서 배관 내에서 이동할 수 있는 통로가 좁아진 경우에, 실린더부재(223)가 신장되어 있으면, 본 장치가 배관 내 좁은 공간을 뚫고 지나가기가 어렵기 때문이다.

이런 경우에는, 작업자가 상기 실린더부재(223)로 공급되는 가스를 하단하면 중공부(S2)에는 더 이상 가스에 의한 압력이 존재하지 않으므로, 피스톤(221)은 신장된 상태를 유지할 수 없게 된다. 그러면 스프링부재(227)에 의해 피스톤(221)은 다시 실린더(222) 내부로 삽입되게 되고, 분사아암부(220)의 길이 또한 수축하게 되는 것이다.

또한, 실린더부재(223)의 피스톤(221) 전단부에는, 가스를 분사하는 복수의 노즐(224)을 포함하는 분사기(226)가 장착된다. 도 7b를 참조하면 이와 같은 분사아암부(220)의 구성을 쉽게 알 수 있는데, 분사기(226)의 양측에는 분사용바퀴(225)가 각각 장착된다.

분사아암부(220)의 중공부(S2)에 채워지는 가스로 인해 압력이 상승하여 피스톤(221)이 밀어 올려지면 분사아암부(220)의 길이가 신장되며, 단부에 부착된 분사기(226)가 배관(2)의 벽면에 가까워지게 된다. 이때, 분사용바퀴(225)가 분사기(226)보다 배관(2)의 내벽에 먼저 접촉함으로써, 본 장치의 이동시, 분사기(226)가 배관(2) 내벽과의 접촉으로 인해 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 장치몸체(10)의 이동과 함께 분사용바퀴(225)도 회전하기 때문에 본 장치의 배관 내부로의 원활한 진입을 유도할 수 있음은 물론이다.

이하에서는, 상기와 같은 구성에 의해 본 배관 이물질 청소장치가 배관(2) 내부를 청소하는 동작에 관하여 설명하도록 한다.

본 배관 이물질 청소장치가 배관(2) 내부로 투입하면 도 4a에 도시된 것처럼 이동수단(400)을 통해 배관(2) 내부를 향해 진입하고, 촬영부재(600)를 통해 작업자는 배관(2) 내부의 상황을 파악할 수 있다. 이때, 조절링크(410)는 접혀있어 배관(2)의 하방에만 이동바퀴(430)가 접촉되어 구동하고 있는 상태이다.

또한, 팽창형 청소유닛(100)은 수축되어 배관(2) 내벽과 접촉 해제되어 있고 분사형 청소유닛(200)만이 배관(2)의 내벽을 향해 확장되어 있다. 이때, 분사기(226)에 구비된 노즐(224)에서는 분사바디부(210)에서 적절히 분배한 가스가 분사되고 있는 상태이다. 이로써, 분사형 청소유닛(200)은, 팽창형 청소유닛(100)이 팽창하여 배관(2) 내벽의 이물질(1)을 긁어내기 이전에, 고착된 이물질(1)을 먼저 파쇄하거나, 배관(2)의 입구를 향하여 밀어냄으로써 1차적인 청소작업을 실시하게 되는 것이다.

도 4b에서는, 배관(2) 내부에 누적된 이물질(1)이 많아서 배관(2) 내부가 좁아져 이동통로가 좁아진 경우를 도시하고 있다. 이때, 조절링크(410)가 신장되면서 이동바디(420)와 이동바퀴(430)가 각각 배관(2)의 상방과 하방에 모두 접촉하게 된다. 그러면 이동바디(420)에 내장된 주행모터가 이동바퀴(430)를 구동하고, 본 장치는 배관(2) 내벽을 밀면서 좁은 공간을 통과하게 된다. 다만, 이런 경우에는 분사형 청소유닛(200)으로 공급되는 가스는 차단되어 스프링부재(227)에 의해 실린더부재(223)의 길이가 수축하면서, 분사용바퀴(225) 또한 배관(2)의 내벽으로부터 접촉 해제된다.

이어, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 적절한 위치에 본 장치가 정지하면, 팽창형 청소유닛(100)의 팽창부재(110)가 모두 팽창하여 배관(2)의 내벽을 압박하게 된다. 그러면, 조절링크(410)가 다시 수축하여 이동바디(420)와 이동바퀴(430)가 배관(2)의 내벽으로부터 접촉해제 상태가 되고, 분사형 청소유닛(200)에도 다시 가스가 공급되며 실린더부재(223)가 확장하게 된다. 이에 따라, 분사용바퀴(225)가 배관(2)의 내면의 접촉상태로 전환되며, 노즐(224)에서는 가스가 분사되기 시작한다.

이제, 본 장치를 배관(2)의 입구로 인출하기 위해 권취기(520)가 동작하고, 장치몸체(10)에 연결된 케이블(510)이 잡아 당겨지면서, 장치몸체(10)는 배관(2)의 입구로 인출된다. 그동안, 팽창형 청소유닛(100)은 배관(2) 내벽에 고착된 이물질(1)을 긁어내며, 분사형 청소유닛(200)은 노즐(224)에서 분사되는 가스를 통해 배관(2) 내의 이물질(1)을 이동시킨다.

이로써, 배관(2) 내부에 고착된 이물질(1)은 본 장치와 함께 배관(2) 입구로 인출되며, 상기와 같은 작업을 일정수준 반복함으로써 배관 내부를 말끔히 청소할 수 있게 되는 것이다.

상기에서 설명한 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자들에 의하여, 본 명세서 내에 포함된 설명들로부터 얻어질 수 있는 많은 변형 및 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형 및 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.

S1,S2: 중공부 1: 이물질
2: 배관 3: 치공구
4: 제어부 10: 장치몸체
110: 팽창부재 221: 피스톤
222: 실린더 224: 노즐
225: 분사용바퀴 226: 분사기
227: 스프링부재 410: 조절링크
420: 이동바지 430: 이동바퀴
510: 케이블 520: 권취기
600: 촬영부재

Claims

배관(2) 내부에 배치되는 장치몸체(10);
외부 가스공급수단과 연결되게 상기 장치몸체(10)에 설치되고, 배관(2) 내면을 압박하도록 팽창하여 배관 입구로 이동할 시에 이물질(1)을 제거하도록 고무 또는 우레탄 재질로 제공되는 팽창부재(110)를 포함하는 팽창형 청소유닛(100);
상기 장치몸체(10) 상에서 배관(2)의 입구에 대하여 상기 팽창형 청소유닛(100)에 선행되게 배치되고, 공급받은 가스를 분사하여 배관 내부의 이물질(1)을 파쇄하는 분사형 청소유닛(200);
상기 장치몸체(10)에 설치되어, 상기 장치몸체를 배관(2) 내부에서 이동하도록 제공되는 이동수단(400); 및
상기 팽창형 청소유닛(100)이 배관 내면에 밀착하면 상기 장치몸체를 배관 외부로 인출하도록 상기 장치몸체(10)와 연결된 인출수단(500);을 포함하여 구성되되,
상기 분사형 청소유닛(200)은,
공급받은 가스를 일정하게 분배하도록 레귤레이터를 구비하는 분사바디부(210); 및
분사바디부(210)에 연결되어 가스를 공급받아 상기 배관(2)의 내면을 향하여 신장 또는 수축하게 제공되고, 분사용바퀴를 구비하는 복수의 분사아암부(220);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 이물질 청소장치.
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제1항에 있어서,
상기 분사아암부(220)는,
가스의 유로가 되는 중공부(S1)를 구비하는 피스톤(221)을 압력에 의해 밀어내어 길이를 신장하는 실린더부재(223);
상기 중공부(S1)와 연결되도록 피스톤(221)의 전단부에 장착되며, 가스를 분사하는 복수의 노즐(224)을 구비하는 분사기(226); 및
상기 실린더부재(223)의 외주를 따라 배치되어, 실린더부재의 길이를 수축하도록 제공되는 스프링부재(227);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 이물질 청소장치.
삭제
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제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 이동수단(400)은,
일단은 상기 장치몸체(10)의 측면에 장착되며, 타단은 상기 배관(2)의 원주방향으로 높이 변화하는 자바라 형태로 제공되는 복수의 조절링크(410);
상기 조절링크(410)의 타단에 각각 연결되어, 상기 장치몸체의 측면으로부터 일정거리 이격되어 배치되되, 상기 조절링크에 의해 이격거리가 변화하며, 일정 구동력을 생성하는 동력수단을 내장하는 복수의 이동바디(420); 및
상기 이동바디(420)에 연결되어, 상기 장치몸체를 이동하도록 상기 배관(2) 내면과 접촉하는 복수의 이동바퀴(430);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 이물질 청소장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 인출수단(500)은,
상기 장치몸체(10)와, 제어부(4) 및 외부 공급수단을 각각 연결하도록, 배관 외부로 연장되는 복수의 케이블(510); 및
상기 케이블들을 권취시키는 권취기(520);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 이물질 청소장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 장치몸체(10)의 배관(2) 내부 진입방향의 전단부에 연결되어, 배관 내의 이물질(1) 누적 상태를 출력하는 촬영부재(600);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 이물질 청소장치.