KR101683260B1 - 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 상하수도 보수 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 상하수도 보수 공법에 관한 것으로, 튜브라이너에 쉽게 적용하고 증기열호스와 응축수호스를 튜브 라이너 전체 구간에 위치시키면서 외부와의 완벽한 차단을 통해 경화와 응축수 배출 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치는, 내부에 외부와 밀폐된 공간을 갖는 관형으로서 둘레부에 튜브 라이너의 일측이 고정되며 지중의 관로 또는 지지물에 지지되는 보수장치 하우징(10)과; 유공관 또는 흡수성 직물로서, 상기 튜브 라이너의 안쪽에 상기 튜브 라이너의 길이방향을 따라 배관되면서 상기 보수장치 하우징의 일측에 지지되어 상기 튜브 라이너 내부의 응축수를 흡입하여 상기 보수장치 하우징 내부로 유도하는 흡입호스(20)와; 상기 보수장치 하우징의 내부와 외부에 걸쳐 형성되면서 상기 흡입호스와 연결되어 상기 흡입호스를 통해 흡입된 응축수를 상기 보수장치 하우징의 외부로 배출하는 응축수 배출부(30)와; 상기 보수장치 하우징의 내부와 외부에 걸쳐 형성되며 상기 튜브 라이너 내부에 가해지는 증기열을 상기 보수장치 하우징의 외부로 배기하는 증기열 배기부(40)로 구성된다.
본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치를 이용한 비굴착 상하수도 보수 공법은, 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치를 튜브라이너에 삽입하여 결속하는 제1단계와; 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 보수장치 하우징 일측에 응축수를 흡입하는 흡입호스의 일측을 연결하되, 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 보수장치 하우징의 타측에 형성된 응축수 배출부와 증기열 배기부가 상기 튜브 라이너의 외부로 돌출되도록 하는 한편 상기 보수장치 하우징의 내부와 상기 튜브라이너가 증기열이 흐르도록 증기열호스를 연결하거나 상기 보수장치 하우징의 일측을 개방하는 제2단계와; 상기 튜브라이너를 반전과 견인 중 어느 하나의 방법을 통해 지중의 관로 안에 설치하는 제3단계와; 상기 튜브라이너 내부에 증기열을 가하여 상기 튜브라이너를 상기 관로의 내벽에 경화시키는 제4단계와; 상기 제4단계 중에 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 배기 호스를 통해 증기열이 외부로 배기되도록 제어하고, 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 응축수 배출호스를 통해 응축수가 배출되도록 제어하는 제5단계와; 상기 제5단계의 완료 후 상기 튜브라이너를 냉각하는 제6단계와; 상기 제6단계를 통해 튜브라이너에 의한 경화관을 완성한 후 상기 튜브라이너를 절단 마감함과 아울러 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치를 해체하는 제7단계를 포함한다.

Description

응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 상하수도 보수 공법{APPARATUS FOR REPAIRING UNDERGROUND PIPELINE EASY TO CONDENSATE DRAIN AND SEAL AND, METHOD FOR REPAIRING UNDERGROUND PIPELINE USING THIS SAME}

본 발명은 비굴착 상하수도 보수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 튜브라이너에 쉽게 적용하고 응축수 흡입 호스를 튜브 라이너 전체 구간에 위치시키면서 외부와의 완벽한 차단을 통해 경화와 응축수 배출 효율을 높이는 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 상하수도 보수 공법에 관한 것이다.

일반적으로, 관로는 식수, 빗물, 하수, 오수 등을 이동시키기 위한 관으로서, 지하에 매설되어 장착하는 구조물이다.

이러한 관로는 장시간 매설되어 노후되거나 지반 침하나 지반 거동 등에 의해 균열 등이 발생되며, 균열부를 통해 유체의 누출과 지하수의 침투 등이 발생하기 때문에 관로의 보수와 교체가 필요하며, 관로의 교체는 많은 비용과 시간이 소모되기 때문에 굴착에 의해 관로의 교체를 대신하여 관로를 보수하는 방법이 주로 개발되어 사용되고 있다.

종래의 관로 보수 방법으로 SET 공법을 사용한 관로 보수 방법이 있다.

이러한 SET 공법은 보수하고자 하는 관로 내부에 열경화성 수지가 함침된 튜브라이너를 삽입한 후, 튜브라이너 내부로 뜨거운 증기열을 불어넣어 튜브라이너를 관로 내벽에 밀착시킴과 동시에 튜브라이너를 경화시키는 것이다. 이때, 튜브라이너를 관로의 내부에 시공하는 방법으로 견인식과 반전식이 있다.

견인식은 관로의 일측에서 타측으로 견인하는 것이며, 반전식은 보수 튜브의 내부가 외부를 향하도록 뒤집은 상태에서 반전시켜 시공하는 것이다.

이와 같은 보수 공법은 튜브라이너의 경화시 온도차에 의해 튜브 라이너의 내부에는 응축수가 발생된다.

이 응축수는 관로의 굴곡진 부분에 고여 있게 되고, 고여 있는 물이 열을 차단하기 때문에 튜브라이너의 접착수지층이 관로 내측벽면과 밀착되지 못하고 이격된 상태를 유지하기 때문에 보수작업에 어려움이 있었다.

또한, 굴곡진 관로에 고여 있는 물로 인해서 튜브라이너에 의한 보수층의 품질이 떨어지게 되어 유지보수 주기가 짧아지고, 응축수의 고임을 해결하기 위하여 경화작업을 반복하는 문제점이 있다.

종래 비굴착 상하수도 보수장치는 주로 튜브라이너를 견인하여 삽입하는 견인보수공법(Pull in)에서만 사용되어 튜브라이너 양끝에 원통형의 매니폴드형 보수장치를 결속하고 한쪽에서 잡아당겨 보수 관로 전체에 위치시키고, 튜브라이너 시작부의 보수장치 주입부로는 압축공기와 열을 공급하고, 말단부 보수장치 배기구로는 압축공기와 열을 배출하는 방법으로 사용된다.

종래 견인보수공법에서 사용하는 보수장치는 튜브라이너와 결속하여 압축공기 및 열의 주입과 배출을 목적으로 사용하는 단순한 구조이며, 응축수를 배수할 수 있는 배수호스를 따로 삽입하지 않고 튜브라이너의 시작부와 말단부 밑면을 천공하여 응축수를 외부로 배출하고 있으나 사실상 배출 효과가 없는 문제가 있다.

그러나, 반전보수공법(inversion)에서는 압축공기 및 열의 주입과 배출이 용이한 매니폴드형 보수장치를 반전기를 관통하여 튜브라이너 내부로 삽입할 수 없기 때문에 튜브라이너 말단부를 안전끈으로 단순히 묶고, 노출된 튜브라이너의 말단부에 창형의 배출 파이프를 찔러 넣어 압축공기 및 열의 배출을 제어하고 있다.

또한, 반전보수공법에서는 튜브라이너 내부에 결로현상으로 응축수가 생성되면 외부로 배출하기 위해 반전 작업에서 외부로 노출된 튜브라이너 시작부와 말단부에 플라스틱 엑셀파이프를 삽입하여 배수시키므로 외부 삽입에 따른 천공 부위가 많아져 압축 공기와 열의 누출이 많고, 천공 부위가 찢어지거나 터질 수 있어 안전한 작업이 어려운 단점이 있다.

또한, 튜브라이너 내부가 보이지 않는 상황에서 작업자의 감각으로 응축수를 찾거나 수분센서를 이용하여 찾는 방법이 있으나 곡관부나 보수 구간이 긴 경우, 전체 구간에 엑셀파이프를 삽입하기 어렵고, 고이는 응축수 양이 많아 엑셀파이프를 이동하면서 응축수를 제거하는 방법은 비효율적이며 완벽한 제거가 어렵다.

공사 시간이 제한된 도심지의 야간 보수공사 특히 상수도관 보수공사에서 제한된 시간 내에 경화와 냉각 작업을 마무리하여 교통을 소통시켜야 하기 때문에 경화시간이 긴 열경화성 수지가 사용될 경우 충분한 경화와 냉각이 어려워 수축이 발생하고 물성 저하 등의 품질 문제가 발생한다.

모든 비굴착 상하수도 보수공사에서 계절적 요인에 따른 습기 및 대기 온도와 보수장치 주변의 땅 온도 등을 고려하여 튜브라이너 내부 압력을 유지하며 충분한 냉각시켜야 수축을 방지할 수 있고 경화관 품질이 향상된다.

이 때문에 종래의 외부 천공 방식으로 튜브라이너를 경화하는 공법에서는 밀폐와 압력유지가 어려워 경화관의 수축이 발생하고 물성이 저하될 수밖에 없다.

본 발명의 배경 기술이 나타난 특허문헌은 다음과 같다.

특허문헌 1(등록특허 제10-1474298호)은 열경화성 수지를 포함하는 라이너;

상기 라이너의 양단부에 각각 연결되고, 상기 라이너의 내부로 고압유체 및 고온유체가 선택적으로 주입되는 유체주입구와, 상기 라이너 내부에서 순환된 상기 고압유체 및 상기 고온유체가 배출되는 유체배출구가 형성되는 매니폴드; 상기 유체주입구와 유체공급관으로 연결되어 상기 고압유체 및 상기 고온유체를 선택적으로 분배하는 유체분배기; 및 상기 유체공급관 상에 배치되어 상기 고압유체 또는 상기 고온유체의 온도 및 압력 중 적어도 하나를 감지하고 상기 고압유체 또는 상기 고온유체의 공급을 제어하는 밸브제어기를 포함하고, 상기 고압유체 또는 상기 고온유체는 상기 라이너의 상기 양단부로 동시에 주입되어 상기 라이너의 중앙부에서 순환방향이 전환되는, 다방향 동시 유체주입식 비굴착 상하수도 보수 시스템으로서, 매니폴드에 응축수 배출구(응축수 배출관 포함)를 형성하여 이 응축수 배출구를 통해 응축수를 배출한다 하지만, 응축수 배출구의 매니폴드로부터 먼 곳의 응축수를 배출하지 못한다.

특허문헌 2(등록특허 제10-0920794호)는 반전장치의 반전기 일측에 연결튜브가 설치되고, 상기 연결튜브의 일단이 제1연결관의 외주연에 삽입되어 튜브고정지그로 고정되고, 상기 제1연결관의 후면에 플랜지가 형성되어 제2연결관의 전면 플랜지와 볼트로 고정되며, 상기 제2연결관의 후면 플랜지에 체크고무 시트가 형성된 연결부재; 상기 제2연결관의 후면 플랜지와 후렌지 볼트로 고정되도록 본체의 전면에 플랜지가 형성되고, 상기 본체의 상부에 압축공기 및 스팀공급 밸브가 형성되며, 상기 본체의 내부에는 도어체크가 힌지 결합되어 본체 내부의 공기압에 의해 본체의 전면을 밀폐 및 개방시키고, 상기 본체의 후면에 돌출형성된 연결관의 외주연에 반전기에 권회된 보강튜브의 단부를 뒤집은 다음 튜브고정지그로 고정시키면 상기 반전장치에서 공급되는 공기압에 의해 상하수관로의 내부로 보강튜브가 반전되고, 상기 보강튜브의 반전이 완료되면 상기 제1연결관과 제2연결관을 분리시킨 다음 본체 내부에 위치한 안전 노프의 일단을 절단시켜 반전장치와 차량을 도로에서 철수시키며, 상기 본체 내부의 공기압에 의해 도어체크가 상기 체크고무시트와 밀착되어 본체의 전면을 밀폐시키고, 상기 본체의 내부에 압축공기와 스팀을 밸브로 각각 공급시켜 보강튜브를 경화시키는 체크경화장치; 및 상하수관로의 후단 외주연에 고정부재가 삽입되어 복수의 고정볼트로 상하수관로에 고정되고, 상기 고정부재의 상부와 하부에 복수의 길이조절볼트가 결합되어 후방으로 연장형성되며, 상기 길이조절볼트의 후면에 반전지지판이 결합되어 상하수관로의 내부로 반전되는 보강튜브의 반전 길이를 제한하고, 상기 반전지지판의 내측에 복수의 구멍이 형성되며, 상기 구멍에 스팀배출파이프의 일단이 삽입되어 상기 보강튜브의 후단을 관통하여 상기 스팀배출파이프를 통해 스팀이 외부로 배출되면서 반전된 보강튜브의 내부 압력과 온도를 조절하는 보강튜브반전 지지장치로서, 장치의 설치와 유지보수가 용이한 것일 뿐이며 응축수의 배출이 없다.

특허문헌 3(등록특허 제10-0841756호)은 접착수지가 함침된 보강튜브를 수압 또는 공기압을 이용하여 관로의 내부로 반전 진입시키고, 보강튜브를 경화시켜 매설관로를 비굴착 보수하는 보수장치에 있어서, 양단부가 개방된 엑셀파이프를 일정길이 연장형성하고, 상기 엑셀파이프의 내측면에서 외측면으로 관통된 물 유입구멍이 일정간격으로 복수 형성되어 있으며, 상기 엑셀파이프의 후방 단부에 배출밸브를 설치하되, 상기 배출밸브를 개방하면 보강튜브 내부에 삽입되는 엑셀파이프의 내부로 보강튜브 경화작업중 발생되는 수분이 빨려들어 가면서 수분을 외부로 배출시키는 배수장치를 포함하는 비굴착 관로 경화용 배수장치로서, 물을 엑셀파이프를 통해 보강튜브의 외부로 배출하는 것이며, 엑셀파이프가 보강튜브를 뚫고 설치되기 때문에 보강튜브가 손상되고 엑셀파이프가 관통되는 부분에서 증기열이 누출되어 경화 손실이 발생된다.

등록특허 제10-1474298호 등록특허 제10-0920794호 등록특허 제10-0841756호

이와 같이 비굴착 상하수도 반전보수공법에서는 보수장치를 튜브라이너에 삽입하고, 보수장치를 이용하여 공기와 열의 주입과 배출을 완벽히 제어하고, 응축수를 배출시켜 경화관의 품질을 향상시킬 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명은 반전보수공법에서 반전기를 관통하여 튜브라이너에 삽입할 수 있는 보수장치로 응축수 호스를 튜브 라이너 전체 구간에 위치시키고, 배기구와 배수구로 밸브로 제어하여 경화시간을 단축하고 효율을 높이는 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 상하수도 보수 공법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치는, 내부에 외부와 밀폐된 공간을 갖는 관형으로서 둘레부에 튜브 라이너의 일측이 고정되며 지중의 관로 또는 지지물에 지지되는 보수장치 하우징과; 상기 튜브 라이너의 안쪽에 상기 튜브 라이너의 길이방향을 따라 배관되면서 상기 보수장치 하우징의 일측에 지지되어 상기 튜브 라이너 내부의 응축수를 흡입하여 상기 보수장치 하우징 내부로 유도하는 흡입호스와; 상기 보수장치 하우징의 내부와 외부에 걸쳐 형성되면서 상기 흡입호스와 연결되어 상기 흡입호스를 통해 흡입된 응축수를 상기 보수장치 하우징의 외부로 배출하는 응축수 배출부와; 상기 보수장치 하우징의 내부와 외부에 걸쳐 형성되며 상기 튜브 라이너 내부에 가해지는 증기열을 상기 보수장치 하우징의 외부로 배기하는 증기열 배기부로 구성된다.

본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치를 이용한 비굴착 상하수도 보수 공법은, 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치를 튜브라이너에 삽입하여 결속하는 제1단계와; 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 보수장치 하우징 일측에 응축수를 흡입하는 흡입호스의 일측을 연결하되, 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 보수장치 하우징의 타측에 형성된 응축수 배출부와 증기열 배출부가 상기 튜브 라이너의 외부로 돌출되도록 하는 한편 상기 보수장치 하우징의 내부와 상기 튜브라이너가 증기열이 흐르도록 증기열호스를 연결하거나 상기 보수장치 하우징의 일측을 개방하는 제2단계와; 상기 튜브라이너를 반전과 견인 중 어느 하나의 방법을 통해 지중의 관로 안에 설치하는 제3단계와; 상기 튜브라이너 내부에 증기열을 가하여 상기 튜브라이너를 상기 관로의 내벽에 경화시키는 제4단계와; 상기 제4단계 중에 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 배기 호스를 통해 증기열이 외부로 배기되도록 제어하고, 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 응축수 배출호스를 통해 응축수가 배출되도록 제어하는 제5단계와; 상기 제5단계의 완료 후 상기 튜브라이너를 냉각하는 제6단계와; 상기 제6단계를 통해 튜브라이너에 의한 경화관을 완성한 후 상기 튜브라이너를 절단 마감함과 아울러 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치를 해체하는 제7단계를 포함한다.

본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 상하수도 보수 공법에 의하면, 튜브라이너에 구멍을 천공하는 작업없이 응축수를 튜브라이너의 외부로 배출할 수 있으므로 작업 시간을 단축하고, 응축수 밸브와 증기열 밸브의 조작을 통해 응축수 배출과 경화의 효율성을 높이면서 튜브라이너 내부를 외부와 완벽하게 차단하여 튜브라이너의 시공성이 좋고 견고한 시공이 가능하다.

그리고, 응축수 흡입호스와 증기열호스를 튜브라이너의 전구간에 걸쳐 설치할 수 있어(선택형) 증기열이 튜브라이너의 전구간에 균일하게 작용함으로써 경화효율을 높이고 경화시간이 단축되어 비용절감과 공기 단축의 효과가 있으며, 튜브라이너의 모든 구간에 있는 응축수의 배출이 가능하여 신속한 경화가 가능함과 아울러 균일한 경화가 가능해지므로 품질을 높일 수 있다.

또한, 밸브 차단 후 밀폐하여 상온에서 냉각하는 자연냉각 방식과 밸브 전체를 개방하여 찬공기나 냉수를 공급하여 냉각시키는 급속냉각 방식 모두 사용할 수 있어 다양한 공법의 구현이 가능하고 현장 적용성이 우수하다.

또한, 보수장치를 이용하여 튜브라이너의 내부 밀폐 차단이 가능하여 자연냉각 방식의 냉각이 가능하여 교통 통제 시간이 짧아야 하는 도심지 작업에 유리하다.

또한, 종래의 보수공법이 비해 경화와 냉각 작업 후 잔류한 응축수를 별도로 제거하는 세정 작업이 필요하여 별도의 비용이 발생하나 응축수 배출공법으로 별도의 세정작업이 없이 공사를 마무리할 수 있어 공사비용 절감 효과가 크다.

도 1은 본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치 및 보수 공법을 보인 도면.
도 2는 본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치에 적용된 보수장치 하우징의 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 정면도.
도 5와 도 6은 각각 본 발명에 의한 비굴착 상하수도 보수 방법으로서,
도 5는 하수도 말단부 보수시이고,
도 6은 상수도 보수시이다.
도 7과 도 8은 각각 본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치에 적용된 보수장치 하우징과 튜브라이너의 연결 상태도.
도 9는 본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치를 이용한 보수 공법을 보인 확대도.
도 10은 본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치에 증기열 배기호스가 공간으로 대체된 것을 보인 도면.

도 1 내지 도 3, 도 9에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치(100)는, 튜브 라이너(1)와 연결되어 튜브 라이너(1)를 지지하면서 직접 또는 간접적으로 보수 관로(2)에 지지되는 몸체인 보수장치 하우징(10), 보수장치 하우징(10)에 연결되면서 관로(2) 안에 설치되는 튜브 라이너(1)의 증기열에 의한 경화시 발생되는 응축수를 흡입하는 흡입호스(20), 흡입호스(20)를 통해 흡입되는 응축수를 튜브 라이너(1) 외부로 배출하는 응축수 배출부(30) 및 튜브 라이너(1)의 경화를 위하여 공급되는 증기열을 튜브 라이너(1)의 외부로 배기하는 증기열 배기부(40)로 구성된다.

보수장치 하우징(10)은 응축수의 배출과 증기열의 배기를 위한 공간을 제공하면서 흡입호스(20)와 응축수 배출부(30) 및 증기열 배기부(40)의 적용을 위한 공간을 제공하는 것이며, 내부에 공간이 형성된 관형이 바람직하다.

즉, 도 2 내지 도 4에서 보이는 바와 같이, 보수장치 하우징(10)은 내부에 길이방향의 양측이 개방된 공간을 갖는 관형으로 이루어진 하우징 본체(11), 하우징 본체(11)의 길이방향 양측의 개방부를 각각 덮는 제1,2마개(12,13)로 구성된다.

하우징 본체(11)는 직선형과 곡선형 등 모든 형태의 관로에 적용되도록 경질의 스텐 파이프나 혹은 굴곡이 가능한 고온고압호스로 제조되는 것이 바람직하고, 제1,2마개(12,13)를 통해 양측의 개방부가 폐쇄되어 내부에 외부와 밀폐된 공간을 마련하며, 이 내부의 공간을 통해 응축수의 배출과 증기열의 배기가 이루어진다.

하우징 본체(11)는 내부에 응축수와 증기열이 통과하며, 이들이 섞이지 않도록 서로 다른 2개의 경로를 제공하여야 하고, 예를 들어 상대적으로 양이 적은 응축수의 배출을 위한 후술하는 유도호스(31)[하우징 본체(11)보다 작은 직경]를 내부에 설치하고 유도호스(31) 외부의 공간을 증기열 배기공간으로 사용한다.

상기 유도호스는 단품으로서 설치되는 것, 하우징 본체(11)에 일체로 형성되는 것 모두가 가능하고, 이하에서는 별도의 유도호스가 제1,2마개(12,13)에 연결되어 사용되는 것을 예로 들어 설명한다.

하우징 본체(11)는 도면에 도시된 원형으로 한정되지 아니하고 사각형과 다각형도 가능하며, 또한 직선형 이외의 엘보우형 등 다양한 형상도 가능하다.

제1,2마개(12,13)는 하우징 본체(11)의 양측 개방부를 폐쇄함과 더불어 응축수의 배출과 증기열의 배기를 위한 구성인 응축수 배출부(30)와 증기열 배기부(40)의 형성을 위한 공간을 제공하고, 하우징 본체(11)에 끼움식, 나사식 등 다양한 방식을 통해 분리 가능하게 체결된다.

제1마개(12)는 흡입호스(20)에 의해 흡입되는 응축수를 하우징 본체(11)의 내부로 유도하도록 구성되고, 예를 들어 외부면에 흡입호스(20)가 관이음되는 응축수측 조인트(12a)가 구성된다. 응축수측 조인트(12a)는 흡입호스(20)가 직접 연결되는 물건 외에 흡입호스(20)가 관통되는 구멍 등으로서 응축수를 흡입호스(20)에서 보수장치 하우징(10)의 외부로 유도하는 다양한 구조가 가능하다.

또한, 제1마개(12)는 증기열의 배출을 위한 구성으로, 배기측 조인트(12b)가 구성된다. 배기측 조인트(12b)는 증기열 호스가 관이음되는 형태, 증기열 호스가 관통되는 형태 등이 가능하다.

제2마개(13)는 응축수 배출부(30)와 증기열 배기부(40)가 적용되도록 하며, 이는 응축수 배출부(30)와 증기열 배기부(40)의 구성 설명에 의해 뒷받침된다.

흡입 호스(20)는 튜브 라이너(1)의 증기열에 의한 경화시 자연 발생하는 응축수를 튜브 라이너(1)의 외부로 배출하기 위하여 보스 튜브(1) 안에 있는 응축수를 흡입 및 유도 배수하는 것이며, PVC, PVA 등 내열성 재질로서 내부에 길이방향을 따라 유로가 구비되면서 내외부가 연통하는 다수의 유입홀이 갖추어진 유공관의 형태, 흡수성 재질의 직물(심지)의 형태, 길이방향을 따라 홈형태의 하나 이상의 유로를 갖는 드레인 벨트 등이 사용 가능하며, 일측 단부가 흡입한 응축수를 배출하기 위하여 제1마개(12)의 응축수측 조인트(12a)에 연결된다.

보수장치 하우징(10)의 크기는 튜브라이너(1)의 지름과 두께에 맞춰 적정한 크기로 산정하여 만들어야 하는데 상수도 보수 시에는 반전막이의 길이에 맞추고, 하수도 보수 시에는 별도의 멈춤장치와 맨홀의 크기에 맞춰 길이와 크기를 결정할 수 있다.

응축수 배출부(30)는 튜브 라이너(1)의 증기열에 의한 경화시 자연 발생하는 응축수를 튜브 라이너(1)의 외부로 배출하는 것이며, 하우징 본체(11) 내부에 배관되며 일측은 제1마개(12)의 응축수측 조인트(12a)에 관이음되거나 흡입호스(20)에 연결되고 타측은 제2마개(13)에 연결되는 응축수 유도호스(31), 제2마개(13)의 외부에 설치되며 응축수 유도호스(31)의 타측과 연결되어 유도관(31)을 통해 배수되는 응축수를 하우징 본체(11)의 외부로 배출하는 응축수 배출호스(32)로 구성된다.

응축수 유도호스(31)는 전술한 것처럼, 하우징 본체(11) 내부에 형성되어 응축수를 응축수 배출호스(32)로 유도함과 아울러 하우징 본체(11) 내부를 응축수 배출과 증기열 배출을 위한 경로를 구획하며, 따라서 응축수의 유도 경로를 제외한 부분은 폐쇄된 관의 구조이다. 응축수 유도호스(31)는 관 내부에 유도 배수의 성능이 우수한 심지가 내장되는 것도 가능하다.

응축수 유도호스(31)의 타측은 제2마개(13)에 형성되는 조인트에 연결되거나 응축수 배출호스(32)에 직접 연결되어 응축수를 배출호스(32)로 유도한다.

응축수 배출호스(32)는 제2마개(13)의 외부에 형성되며 유도호스(31)의 타측과 연결되어 응축수 유도호스(31)를 통해 유도되는 응축수를 보수장치 하우징(10) 외부로 배출한다.

응축수 배출호스(32)는 응축수의 배출만을 고려한다면 개방되어야 하지만 응축수 배출호스(32)를 통해 외부 공기가 유입되면 튜브 라이너(1)의 경화 지연 현상이 일어나므로 응축수 밸브(33)에 의해 개도가 조절되는 것이 바람직하다.

응축수 밸브(33)는 응축수 배출호스(32) 내부의 유로를 개폐 또는 개도(개방 정도)를 조절하는 것이 가능하고 물론 응축수의 양 등에 따라 개방 정도를 달리하는 것이 튜브 라이너(1)의 경화에 도움을 줄 것이므로 개도 조절형이 적합하다.

응축수 밸브(33)는 버터플라이밸브 등이 가능하다.

증기열 배기부(40)는 보수장치 하우징(10)의 제1마개(12)에 보수장치 하우징 몸체(11)의 내부와 외부가 연통하도록 형성되는 배기측 조인트(12b)에 연결되며 내부에 증기열이 흐르는 증기열 공급호스(41), 보수장치 하우징(10)의 제2마개(13)에 연결되며 증기열 공급호스(41)를 통해 공급되는 증기열을 외부로 배기하는 증기열 배기호스(43)를 포함한다.

보수장치 하우징(10)은 내부에 응축수 유도호스(31)가 배관되면 자연적으로 응축수 유도호스(31) 외부에 공간이 형성되므로 이 공간을 통해 증기열을 외부로 배기할 수 있다.

물론, 도 10에서 보이는 것처럼, 보수장치 하우징(10) 내부에 증기열 유도호스(42)가 적용되는 것도 가능하며, 즉, 증기열 유도호스(42)는 보수장치 하우징(10) 내부에 배관되면서 길이방향의 양측이 각각 증기열 공급호스(41)와 증기열 배기호스(43)와 연결된다.

따라서, 반대로 응축수 유도호스(31)를 적용하지 않고 증기열 유도호스(42)만을 적용하는 것도 가능하다.

증기열 배기호스(43)에는 배기량의 조절을 통해 증기열에 의한 경화의 효율성 확보를 위하여 배기 밸브(44)가 갖추어진다.

배기 밸브(44)는 배기호스(43)의 개도 조절을 통해 증기열의 압력과 온도를 조절한다.

증기열 배기호스(43)에는 증기열 배기호스(43)를 통해 배기되는 증기열의 압력과 온도를 측정하는 압력계와 온도계가 설치되어 작업자가 압력계와 온도계의 게이지를 확인하면서 배기 밸브(44)를 조작할 수 있다.

이러한 배출부 연결구는 반전될 때 튜브라이너 말단부가 반전막이(stopper)에서 멈출 때 튜브라이너 말단부 바깥쪽으로 노출되어 압력공기와 열을 조절하고 응축수를 배수하게 된다.

배기 밸브(44)는 버터플라이 밸브 등이 사용 가능하다.

본 발명에 의한 보수 장치는 상수도관의 보수시 도 5와 같이 설치되고, 하수도관의 보수시 도 6과 같이 설치된다.

본 발명에 의한 보수 장치는 보수장치 하우징(10)이 전용 지그나 반전막이를 통해 설치되어 사용된다.

본 발명에 의한 비굴착 상하수도 보수 공법은 다음과 같다.

1. 보수장치와 튜브 라이너 연결.

먼저 튜브 라이너(1) 말단부를 개방하여 내부에 보수장치(100)를 삽입한다. 이때 보수장치(100)의 응축수 배출부(30)와 증기열 배기부(40)를 튜브 라이너(1) 안쪽으로 삽입하고, 보수장치(100)의 주입부[제1마개(12)측]를 튜브 라이너(1)의 말단부로 노출시킨다.

보수장치(100)와 튜브 라이너(1)의 결속 방법은 일반적인 튜브라이너 말단부 묶음과 다르게 보수장치 주입부의 호스(20,41)들을 먼저 연결하고, 삽입된 보수장치(100)를 중심에 놓고 튜브라이너(1)를 감싸며 길게 접은 후 보수장치(100)의 배출부[응축수 배출부(30)와 증기열 배기부(40)쪽]와 주입부 사이에 밴드(50)(예를 들어 스테인리스 재질의 밴드)(도 7참고)나 파이프 커플링을 덮고 볼트 체결하거나, 와이어(60)(도 8참고)나 직물안전바로 단단하게 묶어서 보수장치(100)가 공기압에 의해 이탈되지 않도록 한다. 보수장치 하우징(10) 양쪽의 제1,2마개(12,13)는 보수장치 하우징 몸체(11)보다 크게 만들어 결속 수단[밴드(50, 와이어(60)]이 빠지지 않도록 잡아주는 역할을 한다.

보수장치(100)와 증기열 공급호스(41)의 연결 작업은, 보수장치 하우징(10)과 증기열 공급호스(41)를 연결하여 반전시키면 증기열 공급호스(41)가 보수장치 하우징(10) 말단부까지 이동할 수 있어 보수장치 하우징(10) 전체에 열의 공급이 가능하게 된다. 증기열 공급호스(41)는 차량형 반전기에 내부에 권취되어 있거나 관통되는 연속반전장치를 통해 삽입되어 튜브라이너(1) 전체 구간에 균등하고 빠르게 열을 공급한다.

보수장치 하우징(10)과 증기열 공급호스(41)를 연결하면 보수장치 하우징 시작부에서 열을 공급하는 종래의 방식과 달리 시작부부터 말단부까지 모두 균등하게 열이 공급되어 온도 차이를 없어지고 경화시간을 단축할 수 있어 전체 시공시간의 단축과 시공품질의 향상을 가져올 수 있다.

마찬가지로 보수장치 하우징(10)과 응축수 흡입호스(20)를 연결하면 튜브라이너(1)가 반전될 때 함께 삽입되어 튜브라이너(1) 시작부부터 말단부까지 전체 구간에 흡입호스(20)가 놓이게 된다.

반전이 완료되어 반전막이(70)(도 1참고)에 닿아 보수장치(100)의 응축수 배출부(30)와 증기열 배기부(40)가 노출되면 흡입호스(20)에 여유 길이를 더하여 반전기 내부로 완전히 밀어 넣어 보수장치 하우징(10) 내부의 굴곡에 따라 긴장 없이 바닥면과 밀착할 수 있도록 한다.

삽입된 흡입호스(20)는 열 주입에 앞서 반전장치와 와이어 등으로 결속하여 열과 공기 주입에 따라 안쪽으로 밀려 들어가거나 위치를 이탈하지 않도록 흡입호스(20) 끝을 묶어 반전기에 고정한다.

그리하면 흡입호스(20)는 반전기(200)의 열 주입구부터 튜브라이너(1) 말단부의 보수장치(100)의 흡입호스(20)의 조인트(12a)까지 전 구간에 위치하게 되고 공기나 열의 주입으로 인한 이탈 없이 튜브라이너(1) 전체 구간에서 균일하게 응축수를 흡입할 수 있다.

2. 튜브라이너 밀착.

튜브라이너(1)를 보수 관로(2) 안에 설치한 후 밀착 공정을 거치게 된다.

본 공정은 공기압을 이용하여 보수 관로(2)의 내측벽면에 튜브라이너(1)를 밀착시키는 단계는 반전장치를 통해 주입되는 압축공기가 튜브라이너(1)를 반전하고 팽창시켜 보수 관로(2)의 내주면에 밀착시키는 것이다.

반전된 튜브라이너(1)의 반전 삽입은 튜브라이너(1)가 반전막이(70)에 닿음으로써 완료되고 보수 관로(2)의 말단부에 보수장치(100)의 응축수 배출부(30)와 증기열 배기부(40)가 노출되며 보수장치(100)가 튜브라이너(1) 안에 관통된다.

이때 노출된 보수장치(100)의 배출부측 밸브[응축수 밸브(33), 배기 밸브(44)]를 열어 튜브라이너(1)의 내부 압력을 목표치에 맞추고 튜브라이너(1)가 보수 관로 내에서 자리를 잡으며 팽창하도록 한다.

3. 튜브라이너 경화.

튜브라이너(10)가 보수 관로에서 자리를 잡아서 안정되면 열을 공급하여 튜브라이너(1)의 열경화성 수지를 경화시킨다.

열을 공급하여 경화가 시작되면 보수장치(100) 배출부의 응축수 밸브(33)를 일부 개방하여 응축수 생성 여부를 확인한다. 응축수는 경화 시작 후 20분~30분이면 생성되므로 응축수 밸브(33)를 열어 응축수 배출 여부를 확인하여야 한다.

경화 초기에 응축수 밸브(33)를 완전히 개방하면 튜브라이너(1) 내부 온도가 떨어져 경화가 지연되므로 주의해야 한다.

경화가 진행되면 응축수 밸브(33)를 완전히 개방하여 응축수를 신속하게 배출한다.

이 과정에서 보수장치(100)의 응축수 배출호스(32) 배수구로 응축수가 나오지 않거나 보수장치 하우징 내부 온도가 낮아질 경우 배수구 밸브를 잠그거나 개방하는 과정을 반복하며 응축수를 배출시킨다.

4. 냉각.

튜브라이너(1)의 경화가 완료되면 증기열 공급을 차단하고 냉각과정에 들어가는데, 급속 냉각이 필요한 경우 응축수 밸브(33)를 완전히 개방하고 압축공기를 공급하여 공기 냉각을 하거나 냉각수를 분사하여 냉각수 냉각을 실시한다. 이때 튜브 라이너(1) 내부 압력을 유지하면서 냉각하여야 수축을 방지할 수 있으므로 경화 과정과 동일한 내부 압력을 유지하며 냉각시킨다.

본 발명의 보수장치(100)를 이용한 경우 자연 냉각 방식이 가능하기 때문에 자연 냉각할 경우 먼저 보수장치(100)의 밸브(33,44)와 반전기(200)의 주입구를 모두 차단하고 24시간 이상 상온에서 냉각시키는 자연방각 방식으로 튜브라이너(1)를 냉각시킨다. 선택적으로 압축공기공급장치를 연결하여 내부 공기 압력을 설정하고 냉각 과정 중 공기 압력이 유실될 경우 자동으로 공급되도록 하여 압력을 유지할 수 있다.

5. 장치 해체.

튜브라이너(1)의 경화와 냉각작업이 완료되면 반전기(200)와 반전막이(70)를 분리시키고 경화관의 말단부를 절단하여 보수장치(100)를 제거하여 공사를 마무리한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 됨을 부언한다.

1 : 튜브라이너, 2 : 보수 관로
10 : 보수장치 하우징, 11 : 하우징 몸체
12,13 : 제1,2마개, 20 : 응축수 흡입호스
30 : 응축수 배출부, 40 : 증기열 배기부

Claims (9)

1. 내부에 외부와 밀폐된 공간을 갖는 관형으로서 둘레부에 튜브 라이너의 일측이 고정되며 지중의 관로 또는 지지물에 지지되는 보수장치 하우징(10)과;
   상기 튜브 라이너의 안쪽에 상기 튜브 라이너의 내부에 길이방향을 따라 배관되면서 상기 보수장치 하우징의 일측에 지지되어 상기 튜브 라이너 내부의 응축수를 흡입하여 상기 보수장치 하우징 내부로 유도하는 흡입호스(20)와;
   상기 보수장치 하우징의 내부와 외부에 걸쳐 형성되면서 상기 흡입호스와 연결되어 상기 흡입호스를 통해 흡입된 응축수를 상기 보수장치 하우징의 외부로 배출하는 응축수 배출부(30)와;
   상기 보수장치 하우징의 내부와 외부에 걸쳐 형성되며 상기 튜브 라이너 내부에 가해지는 증기열을 상기 보수장치 하우징의 외부로 배기하는 증기열 배기부(40)를 포함하고,
   상기 보수장치 하우징은 내부가 증기열 유도호스와 응축수 유도호스 중 하나 이상을 통해 증기열 배기공간 및 응축수 배출공간으로 구분되고,
   상기 증기열 배기부는, 상기 튜브 라이너의 내부에 배관되면서 상기 보수장치 하우징의 내부와 연결되어 증기열을 상기 튜브 라이너의 일측에서부터 상기 보수장치 하우징에 걸쳐 흐르도록 하는 증기열 공급호스(41), 상기 보수장치 하우징의 타측에 형성되며 상기 보수장치 하우징을 경유하는 증기열을 상기 보수장치 하우징의 외부로 배기하는 증기열 배기호스(43), 상기 증기열 배기호스의 배출측 단부에 형성되며 상기 증기열 배기호스의 개도를 조절하는 배기 밸브(44)를 포함하고,
   상기 흡입 호스(20)는 내부에 길이방향을 따라 유로가 구비되면서 내외부가 연통하는 다수의 유입홀이 갖추어진 유공관 또는 흡수성 재질의 직물로서 상기 튜브 라이너의 내부에 길이방향을 따라 배관되면서 일측이 상기 보수장치 하우징의 일측에 지지되며,
   상기 응축수 배출부는 상기 보수장치 하우징의 내경보다 작은 외경의 관 구조로서 상기 보수장치 하우징 내부에 배관되어 일측은 상기 흡입호스와 연결되고 타측은 상기 보수장치 하우징의 외부로 돌출되는 응축수 유도호스, 상기 응축수 유도호스의 배출측 단부에 장착되며 상기 응축수 유도호스의 개도를 조절하는 응축수 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치.
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6. 삭제
7. 청구항 1에 의한 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치를 튜브라이너의 말단부에 결속하는 제1단계와;
   상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 보수장치 하우징 일측에 응축수를 흡입하는 흡입호스의 일측을 연결하되, 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 보수장치 하우징의 타측에 형성된 응축수 배출부와 증기열 배기부가 상기 튜브 라이너의 외부로 돌출되도록 하는 한편 상기 보수장치 하우징의 내부와 상기 튜브라이너가 증기열이 흐르도록 증기열호스를 연결하는 제2단계와;
   상기 튜브라이너를 반전을 통해 지중의 관로 안에 설치하되, 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치와 튜브 라이너의 말단이 지중의 관로의 말단부에 배치되도록 설치하여 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 흡입호스(20)가 반전기의 열 주입구에서부터 튜브라이너의 말단부의 전구간에 걸쳐 배치되도록 하는 한편 증기열호스(41)를 상기 튜브라이너으 말단부까지 배치되도록 하는 제3단계와;
   상기 튜브라이너를 상기 지중의 관로에 밀착시킨 후 상기 튜브라이너 내부에 증기열을 가하여 상기 튜브라이너를 상기 관로의 내벽에 경화시키는 제4단계와;
   상기 제4단계 중에 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 배기 호스를 통해 증기열이 외부로 배기되도록 제어하고, 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 응축수 배출호스를 통해 응축수가 배출되도록 제어하는 제5단계와;
   상기 제5단계의 완료 후 상기 튜브라이너를 냉각하는 제6단계와;
   상기 제6단계를 통해 튜브라이너에 의한 경화관을 완성한 후 상기 튜브라이너를 절단 마감함과 아울러 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치를 해체하는 제7단계를 포함하고,
   상기 제4단계는 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 증기열 밸브와 응축수 밸브를 통해 증기열을 배기하는 배기 호스와 응축수를 배출하는 응축수 배출호스의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치를 이용한 비굴착 상하수도 보수 공법.
8. 삭제
9. 청구항 7에 있어서, 상기 제6단계는 상기 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치의 폐쇄를 통해 상기 튜브 라이너 내부를 외부와 밀폐하여 자연 냉각하는 것을 특징으로 하는 응축수 배출과 밀폐가 용이한 비굴착 상하수도 보수 장치를 이용한 비굴착 상하수도 보수 공법.

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