KR101699420B1 - 관 비굴착 보수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관 비굴착 보수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원통형의 몸체; 상기 몸체의 외면을 감싸는 구조로 구성되는 관보수장치; 상기 몸체의 양단에 각각 이격 배치되는 이송장치; 상기 이송장치 및 몸체에 각각 연결되어 상기 몸체가 이송되어 관의 하자부위 도달시 상기 이송장치와 상기 몸체 간 간격 조절을 통해 몸체의 중심이 관 중심에 위치하도록 제어하는 중심세팅장치;를 포함하여 보수부재를 관의 내주연에 가압하는 수단인 튜브에 공급되는 에어를 실린더몸체의 수축 및 팽창 작용에 기해 튜브의 팽창과 수축을 제어가 가능하므로 별도의 에어펌프 등의 구성이 제거되는 장점이 있으며, 또한, 관의 중심에 보수장치의 중심을 세팅하는 중심세팅장치를 구성함으로써 튜브를 팽창하여 보수부재를 부착함에 있어 작업효율이 향상되며, 이송휠의 각도가 관경에 맞게 제어됨으로써 관 내부에서의 이송효율이 향상되는 장점이 있는 관 비굴착 보수장치에 관한 것이다.

Description

관 비굴착 보수장치{PIPE REPAIRING DEVICE}

본 발명은 관 비굴착 보수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 관 내측에서 이동하여 하자가 발생한 관의 내주연에 지수 및 보강을 위한 관 비굴착 보수장치에 관한 것이다.

일반적으로 지중에 매설되어 있는 각종 상.하수관 등은 시간이 지남에 따라 크랙 등이 발생되어 관 외부로 유동하는 하수 등이 유출되어 토양, 지하수를 오염시키는 등 문제가 유발된다.

이와 같이, 크랙 등의 하자가 발생한 관을 보수함에 있어서, 비굴착 보수 장치를 이용하는데, 비굴착 보수 장치는 땅을 굴착하지 않고 하자가 발생한 관 내면에 보수.보강 부재를 부착시킴으로써 하자가 발생한 관을 보수 및 보강하는 장치를 말한다.

상기 비굴착 보수 장치는 일반적으로 프라이머에 펠트를 함침하여 형성되는 보수.보강 부재를 하자가 발생한 관의 내주연에 부착하는 것으로 이러한 보수.보강 부재를 관의 내주연에 부착할 시에는 무인 보수.보강 장치가 이용되는 바, 일 예로 특허출원 제2001-72697호에서는 무인 보수.보강 장치를 매설된 관에 투입하여 무인 보수.보강 장치를 감싸는 형태로 장착되는 시트를 구성하되, 상기 시트는 폴리에스터 펠트 및 폴리에스테르 수지를 사용하여 함침 함으로써 상기 시트가 하자가 발생된 관의 내주연에 부착이 되도록 하는 기술을 제시한다.

그러나, 이러한 기술들에 있어 외부온도변화에 기해 콘크리트 재질의 관과 수지재질의 시트 사이에서 열팽창계수의 차에 기해 시트에 크랙이 발생하거나, 관의 내주연에서 시트가 들뜨는 현상이 발생되므로 결국 누수가 발생하고, 취성적으로 파괴가 발생되며, 이러한 취성적인 거동에 기해 연약지반 등에 매설된 관의 경우 부등침하 등 변형에 기해 보수.보강 부재와 관 간에 취약부가 형성되는 문제가 있다.

또한, 보수장치에 이송장치가 고정구조로 구성되어 관 내경 사이즈에 따라 이송 효율이 저하되며 또한 보수장치가 하자 부위에 도달하여 보수 작업을 수행할 때 보수장치의 중심이 관의 중심과 일치하지 않아 튜브 또는 패커의 확장시 이송장치가 돌아갈 수 있어 작업완료 후 이송능력을 상실하는 문제점도 있게 된다.

대한민국 특허출원 제2001-72697

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 관으로부터 열전달이 차단되어 온도변화에 따른 크랙, 들뜸이 발생하지 않으며, 강도 및 연성이 보강되어 내구성이 향상되고, 관의 중심에 보수장치의 중심을 일치하도록 제어하여 튜브를 팽창시켜 보수부재가 관 내주연에 고루 부착될 수 있으며, 관 내부에서의 이송효율이 향상되는 관 비굴착 보수장치를 제공하고자 함이다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 관 비굴착 보수장치는 원통형의 몸체; 상기 몸체의 외면을 감싸는 구조로 구성되는 관보수장치; 상기 몸체의 양단에 각각 이격 배치되는 이송장치; 상기 이송장치 및 몸체에 각각 연결되어 상기 몸체가 이송되어 관의 하자부위 도달시 상기 이송장치와 상기 몸체 간 간격 조절을 통해 몸체의 중심이 관 중심에 위치하도록 제어하는 중심세팅장치;를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

이때, 상기 몸체는 컵 구조로 된 제 1실린더; 컵 구조로 구성되고 그 외주연의 직경이 상기 제 1실린더의 내주연에 대응되며 상기 제 1실린더와 대향하여 삽입되는 제 2실린더; 일단은 상기 제 1실린더의 내측에 고정되고, 타단은 상기 제 2실린더에 고정되어 상기 제 2실린더가 제 1실린더에 삽입된 상태로 왕복운동 하도록 제어하는 에어어숍업쇼바; 상기 제 1실린더 또는 제 2실린더의 측면에 형성되는 에어홀;을 포함하고, 상기 관보수장치는 상기 제 1실린더 및 제 2실린더의 외면을 감싸며 상기 에어홀과 연통하는 튜브; 상기 튜브의 외주연을 감싸도록 구성되는 보수부재;를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

또한, 상기 이송장치는 이송본체; 상기 이송본체의 양측에 각각 구성되는 이송휠;을 포함하되, 상기 이송휠은 각각 상기 몸체의 중심을 향해 기울어진 것이 특징이다.

한편, 상기 중심세팅장치는 상기 몸체에 고정되는 실린더본체; 일단이 상기 이송본체에 고정되며 타단은 상기 실린더 본체에 삽입되는 피스톤에 고정되는 피스톤로드;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 실린더본체의 일측에는 계측장치가 더 구성되되, 상기 계측장치는 상기 실린더본체에 일체로 구성되며 상기 몸체의 중심에 위치하며 상하로 관통되는 관통공이 형성되는 계측본체; 상기 관통공에 삽입되며 상기 계측본체로부터 상하 양측으로 연장되는 침수용부; 상기 계측본체에 상기 침수용부를 결속시키되 상기 중심세팅장치의 작동시 결속을 해제시키는 잠금수단; 상기 침수용부에 내재되어 침수용부의 양단 방향으로 길이가 연장되는 연장침;을 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

일례로써, 상기 보수부재는 하자가 발생한 관의 내주연에 접하는 접착시트; 상기 접착시트에 도포되며 액상 폴리에스테르수지에 경화제 및 충진제가 첨가된 프라이머; 상기 프라이머에 함침되며 유리섬유로 구성되는 보강시트;를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

또한, 상기 보강시트 상부에는 마감시트가 구성되며, 상기 마감시트는 유리섬유 포직 인 것이 특징이다.

아울러, 충진재로 광물분말과 세라믹나노분말이 포함되되, 광물분말은 송이분말 또는 현무암분말이며, 세라믹나노분말은 규산마그네슘 또는 카올린인 것이 특징이다.

일례로써, 상기 이송휠에는 상기 이송휠의 기울기를 조절하는 각도조절부가 더 구성되되, 상기 각도조절부는 상기 이송본체를 양분하여 상호 힌지구조로 연결하는 힌지부재; 양분된 상기 이송본체의 상단 또는 하단 간 간격을 조절하는 간격조절부재;를 포함하고, 상기 피스톤로드는 상기 이송본체와 힌지구조로 결합되는 것이 특징이다.

다른 예로써, 상기 이송휠은 한 쌍이 상호 간 간격 조절이 가능한 것으로, 상기 이송본체는 그 양단부가 각각 분리되어 보조본체를 형성하고 상기 보조본체의 각 끝단에는 이송휠이 구성되되, 상기 이송본체와 보조본체간 사이에는 길이가 조절되는 연장암이 개재되어 상기 연장암의 길이 조절을 통해 이송본체를 중심으로 각 보조본체 간 간격 조절이 가능하도록 구성되는 것이 특징이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 관 비굴착 보수장치는 보수부재를 관의 내주연에 가압하는 수단인 튜브에 공급되는 에어를 실린더몸체의 수축 및 팽창 작용에 기해 튜브의 팽창과 수축을 제어가 가능하므로 별도의 에어펌프 등의 구성이 제거되는 장점이 있다.

또한, 섬유 펠트 및 포직에 의해 상재하중 등에 대한 내하력이 향상되며 연약지반 등에 있어 관 변형에 대한 수용성이 향상되는 장점이 있다.

아울러, 관의 중심에 보수장치의 중심을 세팅하는 중심세팅장치를 구성함으로써 튜브를 팽창하여 보수부재를 부착함에 있어 작업효율이 향상되며, 이송휠의 각도가 관경에 맞게 제어됨으로써 관 내부에서의 이송효율이 향상되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 관 비굴착 보수장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 구성인 몸체를 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 작동상태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 구성인 이송장치 및 중심세팅장치의 일 실시 예를 나타내는 사시도.
도 5는 도 4의 중심세팅장치가 작동된 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 구성인 보수부재를 나타내는 분해사시도.
도 7은 도 6의 보수부재가 하자가 발생한 관의 내면에 부착된 상태를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일 구성인 계측장치를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 일 구성인 이송장치의 다른 실시 예를 나타내는 도면.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 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.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 관 비굴착 보수장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 구성인 몸체를 나타내는 도면이며, 도 3은 도 1의 작동상태를 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 구성인 이송장치 및 중심세팅장치의 일 실시 예를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 중심세팅장치가 작동된 상태를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 구성인 보수부재를 나타내는 분해사시도이다. 그리고, 도 7은 도 6의 보수부재가 하자가 발생한 관의 내면에 부착된 상태를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 구성인 계측장치를 나타내는 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 구성인 이송장치의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 관 비굴착 보수장치는 관 내면에서 유동하여 관의 하자부위에 위치한 후 몸체(10)의 중심이 관 내 중심에 세팅되고 이후 관보수장치(20)가 확장하여 관(1) 내주연을 감싸 밀착하는 방식으로 보수부재(22)가 관(1) 내면에 접착되도록 구성되는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 몸체(10), 관보수장치(20), 이송장치(30) 및 중심세팅장치(40)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 몸체(10)는 외형이 원통 형태로써 그 내부에 실린더 구조를 마련하여 수축과 팽창을 통해 이하의 관보수장치(20)에 에어를 공급하도록 구성되며 그 구체적인 작동원리에 대해서는 추후에 구체적으로 설명하기로 한다.

한편, 상기 몸체(10)에는 그 양단부에 LED램프(16), 레이저포인터(17) 및 카메라(18)가 더 구성되게 되는데, 이는 관(1)의 하자부분(C, C1)을 정확하게 찾기 위한 수단인 것으로, LED램프(16)의 조명에 의하여 어두운 관(1) 내부의 하자부분(C, C1)을 파악할 수 있게 되고, 또한 레이저포인터(17)에 의한 정확한 하자부분(C, C1)을 지정하여 표시할 수 있으며, 아울러 이러한 영상을 카메라(18)로 촬영하여 외부의 사용자에게 전달함으로써 원격으로 정밀한 관(1) 보수시공이 가능할 수 있게 된다.

상기 관보수장치(20)는 상기 몸체(10)의 외면에 밀폐하여 감싸는 구조로 구성되어 상기 언급한 바와 같이 몸체(10)로부터 에어를 공급받아 팽창하는 구조로 구성된다.

또한, 상기 이송장치(30)는 상기 몸체(10)의 양단에 각각 이격 배치되어 이하의 중심세팅장치(40)를 통해 몸체(10)와 연결되는 구조를 취하여 상기 몸체(10)를 관(1)내에서 전진 또는 후진 시키는 수단이 된다.

상기 중심세팅장치(40)는 상기 이송장치(30) 및 몸체(10)에 각각 연결되어 상기 몸체(10)가 관(1)의 하자부위에 도달하면 상기 이송장치(30)와 몸체(10) 간 간격 조절을 통해 원통형인 몸체(10) 중심이 관(1)중심에 위치하도록 제어하도록 구성된다.

이에 더하여, 본 발명에서는 도면에 도시된 바는 없으나 관 비굴착 보수장치에는 이동하는 관(1)의 내부를 정리하는 분무장치 및 상기 관(1) 내 돌출물 및 기타 이물질을 제거하는 제거수단이 더 구비될 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 구성인 몸체(10)에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

상기 몸체(10)는 제 1실린더(11), 제 2실린더(12), 에어숍업쇼바(14) 및 에어홀(15)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제 1실린더(11)는 컵 구조로 마련되고, 상기 제 2실린더(12) 역시 컵 구조로 구성되되 그 외주연의 직경이 상기 제 1실린더(11)와 대응하여 각각의 개방 측이 상호 마주본 상태로 삽입되고 상호 내측의 공간부(13)가 연통구조를 이루게 된다.

이때, 상기 에어홀(15)은 상기 제 1실린더(11) 또는 제 2실린더(12) 중 하나에 형성되어 제 1실린더(11) 및 제 2실린더(12)의 내측 공간부(13)가 외부에 연통하도록 구성된다.

상기 에어숍업쇼바(14)는 그 일단은 상기 제 1실린더(11)의 내측에 고정되고, 타단은 상기 제 2실린더(12)에 고정되어, 제 2실린더(12)가 제 2실린더(12)에 삽입된 상태로 전후 왕복운동을 하도록 제어하게 되는 것이다.

이하에서는 다시 도 1 및 도 3을 참조하여 상기 몸체(10)의 외면을 감싸는 구조로 마련되는 관보수장치(20)에 대해 구체적으로 설명한다.

상기 관보수장치(20)는 튜브(21) 및 보수부재(22)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 튜브(21)는 상기 몸체(10)의 구성인 제 1실린더(11) 및 제 2실린더(12)의 외면을 감싸되 상기 에어홀(15)과 연통하도록 구성하여 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 각 실린더 간 수축을 통해 실린더 내부 공간부(13)가 축소되고 그에 따라 공간부(13)의 에어가 에어홀(15)을 통해 튜브(21)로 전달되어 튜브(21)가 팽창하도록 구성된다.

또한 도면에 도시된 바는 없으나, 상기 관 비굴착 보수장치는 실린더본체(41)와 튜브(21)사이에 고무보다 가벼운 재질인 타포린(Tarpaulin) 소재의 매트릭스를 더 구성할 수 있는데, 이는 대형관로의 내경에 맞춰 고무소재의 튜브(21)만을 구성하는 경우보다 자중을 현저히 줄일 수 있어 시공용이성이 있으며, 또한 에어압의 경우도 대구경에 맞춰 고무소재의 튜브(21)만을 구성하는 경우보다 훨씬 적은 에어압을 요하므로 에너지면에서도 유리한 장점이 있다.

한편, 보수작업이 완료될 경우 도 3a에서와 같이 각 실린더를 팽창하여 실린더 내부의 공간부(13)가 하고 상술한 바의 반대 원리로 튜브(21)를 채우고 있던 에어가 에어홀(15)을 통해 확장된 실린더 내부인 공간부(13)로 이동하면서 튜브(21)가 수축할 수 있게 된다.

또한, 상기 보수부재(22)는 상기 튜브(21)의 외주연을 감싸도록 구성되는 것으로 상기 원리에 따라 튜브(21)의 팽창을 통해 보수부재(22)가 관(1)의 내주연에 밀착됨으로써 보수작업이 수행될 수 있으며, 아울러 관(1)의 노후로 관(1) 내주연이 고르지 않고 굴곡이 형성되더라도 튜브(21)의 변형성에 기해 보수부재(22)가 고르지 못한 관(1) 내주연에 견고하게 부착될 수 있게 되는 것이다.

그러므로 본 발명에서는 튜브(21)의 팽창 및 수축을 위한 별도의 에어펌프 및 에어관 등의 추가 구성이 배제될 수 있으므로 장치의 무게가 감소 되고 구조가 단순하여 잔고장 등의 발생률이 저하될 수 있게 된다.

이러한 보수부재(22)는 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이 접착시트(210), 프라이머(220) 및 보강시트(230)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 접착시트는 하자가 발생한 관(1) 내주연에 접하는 것이고, 상기 프라이머는 상기 접착시트에 도포되는 것으로 액상 폴리에스테르수지(221)에 경화재(222) 및 충진제(223)가 첨가되어 마련된다.

상기 보강시트는 상기 프라이머에 함침되며 유리섬유로 구성되는 것으로 상기 프라이머가 상온에서 반응을 하여 하자가 발생한 관(1)에 부착이 용이하면서도 견고한 상태로 부착될 수 있게 된다.

상기 접착시트(210)는 프라이머(220)를 구성하는 액상 폴리에스테르수지(221)와 상온에서 반응을 함으로써 액화되면서 하자가 발생한 관(1)의 크랙부분에 충진이 되는 것이며, 시간이 경과하여 경화됨에 의해 상기 프라이머(220)의 작용에 더하여 본 부재(200)가 관(1)의 내주연에 견고하게 부착이 되도록 하는 것이다.

상기 프라이머(220)는 액상 폴리에스테르수지(221)에 경화재(222) 및 충진제(223)를 첨가하는 구성으로 이하에서 설명할 보강시트(230)를 함침한 상태에서 상기 접착시트(100)에 적층 및 부착을 하는 구성에 해당하는 것이다.

상기 프라이머(220)는 상기 액상 폴리에스테르수지(221)에 경화재(222)가 첨가된 것으로 상기 보강시트(230)를 함침하는 경우 상기 경화재(222)의 작용에 기해 상기 액상 폴리에스테르수지(221)가 경화되면서 상기 보강시트(230)가 하자가 발생한 관(1)의 내주연에 부착이 되도록 하는 것이다. 이렇게 액상 폴리에스테르수지(221)를 경화재(222)를 이용하여 상온에서 경화시킴에 의해 별도의 가열기구 등이 필요가 없게 되어 관(1)의 내주연에서 하자의 비굴착 보수가 용이하게 되는 것이다.

또한, 상기 프라이머(220)는 상기 액상 폴리에스테르수지(221)를 주제로 하여 충진제로 광물분말, 세라믹나노분말이 포함되도록 함에 특징이 있다.

상기 충진제(223)로서 다공성구조의 광물분말이 첨가됨으로써 콘크리트로 구성된 관거와 열팽창계수가 유사하고, 다공에 기해 흡열이 되므로 관거로부터의 열전달이 차단되어 열팽창계수의 차이로 인한 시공후 부착력이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다. 이에 더하여 광물분말이 형성된 다공에 폴리에스테르수지(221)가 충진되어 이질의 재질간의 부착력도 강화된다.

상기 광물분말은 현무암 분말 또는 송이 분말인 것이 바람직하다. 특히 현무암 분말의 경우 기계적 강성이 높아 상기 프라이머(220)에서 프레임으로서 기능을 수행하게 되며, 여기에 상기 세라믹 나노분말이 간극을 충진시킴으로써 견고하고 밀실한 구조가 제공될 수 있는 것이다.

또한, 상기 프라이머(220)에는 세라믹나노분말을 더 배합함으로써 다공성구조의 광물분말 간을 밀실하게 충진하여 견고한 구조가 제공되도록 하는 것이다.

바람직하게는 상기 세라믹나노분말은 규산마그네슘 또는 카올린인 것이 타당하다. 상기에서 언급한 바와 같이 상기 세라믹나노분말의 경우는 광물분말에 의해 형성되는 간극에 충진됨으로써 밀실한 접착층을 형성하도록 하는 것이며, 특히 상기 세라믹나노분말은 열팽창계수가 낮아 열차단 기능을 프라이머(220)에 부여하기 위한 것으로, 이렇게 세라믹 나노분말이 배합됨으로써 관거로부터의 열전달을 차단하여 보강시트(230)의 열에 의한 수축 및 팽창을 제어하게 되는 것이다.

여기서 상기 광물분말은 10 내지 50㎛의 입경을 가지도록 한정하는 것이 타당하다. 이와 같이 한정하는 이유는 이보다 작은 입경을 가지는 경우 충분한 프레임으로서 기능이 미미하며, 이를 초과하는 경우는 비중이 너무 커져서 분산성이 저하되어 비균일한 물성이 발현될 수 있으므로 이와 같이 한정하는 것이다.

또한, 상기 세라믹 나노분말은 30 내지 200㎚의 입경을 가지도록 한정하는 것이 타당하다. 여기서 세라믹 나노분말이 30㎚ 미만일 경우에는 평균 입도의 분포가 너무 낮아 가격이 고가이므로 비경제적인 문제가 있으며, 200㎚를 초과할 경우에는 평균 입도의 분포가 커서 공극을 제대로 충진하지 못하여 밀실한 구조를 저해하게 되므로 이와 같이 한정한다.

한편 충진제로 상기에서 언급한 입도범위의 광물분말과 세라믹 나노분말이 사용됨에 따라 노후된 관에 기 형성된 미세균열에는 세라믹나노분말이 충진되는 것이며, 비교적 큰 균열에는 광물분말이 충진되어 사후에 발생할 수 있는 반사균열을 근원적으로 차단하게 되는 것이다.

상기 프라이머(220)는 액상 폴리에스테르수지 100중량부에 대해 광물분말 15 내지 30중량부, 세라믹나노분말 5 내지 20중량부를 포함하되, 소듐 실리코네이트가 1 내지 5중량부 더 포함되도록 하는 것이 타당하다.

여기서 세라믹나노분말이 5중량부 미만인 경우에는 상기 광물분말에 충분한 충진이 가능하지 않으며, 미세한 간극의 충진효과가 미미하고, 특히 열차단의 기능이 미미하게 발현되는 문제가 있으며, 20중량부를 초과하는 경우에는 경제성이 떨어질 뿐만 아니라, 오히려 상기 프라이머(220)의 신율의 저하로 접착층에 크랙발생 등 구조적인 문제를 야기시킬 수 있기 때문에 이와 같이 한정한다.

한편 상기 프라이머(220)에는 액상 폴리에스테르수지, 광물분말, 세라믹나노분말 외에 소듐 실리코네이트가 더 배합되도록 함이 타당하다. 소듐 실리코네이트는 강알카리 환경을 조성함으로써 노후된 관(1)에 발생할 수 있는 콘크리트 중성화를 방지할 수 있어 열화를 방지할 수 있도록 한다.

한편 상기 보강시트(230)에는 마감시트(240)가 더 적층될 수 있는 바, 이 경우에 상기 보강시트(230)는 유리섬유 펠트이며, 상기 마감시트(240)는 유리섬유 포직으로 구성됨이 타당하다.

여기서 "유리섬유 펠트"는 유리섬유 섬유를 직조 등에 의해 제조하되 비교적 섬유 간에 형성된 간극이 큰 시트를 정의하는 것이며, "유리섬유 포직"은 유리섬유를 직조 등에 의해 제조하되 비교적 섬유 간 형성된 간극이 작은 시트를 정의하는 것으로, 결국 "유리섬유 펠트"가 "유리섬유 포직"에 비해 섬유 간 형성된 간극이 큰 것을 말한다. 이렇게 보강시트(230)를 유리섬유 펠트로 구성하는 것은 상기 프라이머(220)에 상기 보강시트(230)를 함침 시 섬유 간 간극으로 상기 프라이머(220)가 양방향으로 침투하여 각각 접착시트(210) 및 마감시트(240)와의 접착반응이 용이하도록 하는 것이며, 상기 마감시트(240)를 유리섬유 포직으로 구성하는 것은 상기 프라이머(220)가 상기 마감시트(240) 외측으로 침투됨으로서 상기 프라이머(220)에 이물질이 부착되는 것을 방지하는 것이며, 이렇게 이물질의 부착에 의해 유동하는 하수 등으로부터 부유물 등이 마감시트(240) 외측에 침적되는 것을 방지하는 것이다. 또한 섬유 간 간극을 작게 하여 그 강성 및 탄성을 높이기 위함이다.

이렇게 보강시트(230) 및 마감시트(240)를 고강도 및 고연성의 유리섬유로 구성함에 의해 본 부재(100)의 강도를 강화시키는 것이며, 탄성(연성)을 증가시켜 연약지반 등에 매설된 관(1)의 경우 부등침하에 의한 변형을 수용할 수 있게 되는 것이다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 구성인 이송장치(30)에 대해 살펴보기로 한다.

상기 이송장치(30)는 이송본체(31) 및 이송휠(32)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 이송본체(31)는 도시된 바와 같이 양측에 대칭인 구배가 형성된 사다리꼴 구조로 마련할 수 있으며, 도시된 바와 같이 경사진 양측 면에 이송휠(32)이 결합되고 상기 이송휠(32)은 자체 구동력을 통해 상기 몸체(10)가 관(1) 하면으로부터 이격된 상태로 이송될 수 있게 된다.

이때, 상기 이송휠(32)이 자체 구동력을 갖도록 구성되는데 이는 도시된 바는 없으나 이송휠(32)에 자체적인 동력원이 마련될 수도 있으며, 또한 별도의 견인장치(미도시)에 견인되어 이송장치(30)가 수동으로 이송 가능토록 구성할 수 있느나 상기 두 가지 방식에 대해서는 종래의 다양한 방식이 적용 가능한 바 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 이송휠(32)은 도시된 바와 같이 상기 이송본체(31)의 양측면에 구성되는 것으로 이송휠(32) 각각은 상기 몸체(10)의 중심을 향해 기울기가 형성되도록 하여 이송휠(32)이 원형의 관(1) 내에서 관(1) 내면에 접지하여 원활히 이송될 수 있도록 하여 몸체(10)의 이송에 유리한 구조를 갖도록 구성할 수 있다.

이하, 다시 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 중심세팅장치(40)에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

상기 중심세팅장치(40)는 실린더본체(41) 및 피스톤로드(42)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 실린더본체(41)는 상기 몸체(10)에 고정되는 것이고 상기 피스톤로드(42)는 일단이 상기 이송본체(31)에 고정되며 타단은 상기 실린더본체(41)에 삽입되어 왕복운동하는 피스톤에 고정되어, 본체가 관(1) 내에서 이동중일 경우 도 4에서와 같이 상기 실린더본체(41) 상에서 피스톤이 수축된 상태를 유지하고, 관(1)내 하자부분에 도달할 경우 상기 실린더본체(41) 상에서 피스톤이 확장하여 상기 몸체(10)가 상기 이송본체(31)로부터 이격되는 방식으로 상기 몸체(10)의 중심이 관(1) 중심에 배치될 수 있게 된다.

이렇게 상기 몸체(10)의 중심이 관(1) 중심에 배치되도록 함으로써, 이후 관보수장치(20)의 튜브(21)가 확장할 때 보수부재(22)가 관(1)의 하자부분에 편심 없이 보수부재(22)의 전면이 고루 부착되어 하자를 보수함에 있어 유리한 구조를 제공하게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 구성에 기해 관보수작업이 끝날 경우, 접지면(수직 하방향)을 향하는 이송장치(30)의 접점이 관(1)의 하부에 유지되어야 이후 장치의 철수 및 타 하자부위를 향해 이송가능케 되는데, 만약 상기 실시 예와는 달리 몸체(10)의 중심이 관(1)의 중심에 위치하지 않은 상태에서 튜브(21)가 확장하여 보수작업을 실시할 경우, 튜브(21)가 확장하여 관(1) 내주연을 밀착함에 따라 이송장치(30)는 접지면으로부터 상승하여 이격되게 되므로 관(1)보수작업의 완료 후 튜브(21)가 다시 수축할 때 이송장치(30)는 다시 접지면(수직 하방향)을 향하지 못하여 이송능력을 상실할 수도 있게 된다.

그러므로, 본 실시 예에 따른 중심세팅장치(40)의 구성에 기해 튜브(21)가 확장하는 관보수장치(20)가 작동하여도 상기 이송장치(30)는 항상 접지면(수직 하방향)에 안착된 상태를 유지할 수 있게 되어 관보수작업이 완료되더라도 이송능력이 유지될 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 중심세팅장치(40)는 상기 몸체(10)의 상하 양측에 거리 센서(미도시)를 통해 관(1)내의 상하 거리를 측정하여 몸체(10)를 관(1)의 중심에 위치시키도록 제어할 수 있으나, 이 경우 관(1)내의 특히 하부 지점에 이물질이 침적 또는 적층될 수 있어 센서를 통한 거리측정은 한계가 있게 된다.

이러한 단점을 보완하기 위해, 도 8에서는 상기 중심세팅장치(40)에 계측장치(50)가 더 구성되는 것을 나타내는 것으로 계측장치(50)를 통한 관경을 정확히 파악하여 상기 본체가 보다 정밀하게 관(1) 내부의 중심에 위치시킬 수 있게 된다.

이러한 계측장치(50)는 계측본체(51), 침수용부(52), 잠금수단 및 연장침(53)을 포함하여 구성된다.

상기 계측본체(51)는 도시된 바와 같이 실린더본체(41)에 일체로 구성되는 것으로 상기 몸체(10)의 중심(O')에 설치되며 상하로 관통되는 관통공(51a)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 침수용부(52)는 그 외주연이 상기 관통공(51a)과 일정 유격을 갖도록 형성되는 것으로 상기 관통공(51a)에 삽입된 상태로 유동적으로 구조로 구성되며, 상기 계측본체(51)로부터 상하 양측으로 연장하도록 구성된다.

이때, 상기 잠금수단을 통해 상기 계측본체(51)와 상기 침수용부(52) 간 결속 및 해제구조를 갖게 되는데, 구체적으로는 본 발명에 따른 관 비굴착 보수장치가 관 내에서 이동 중일 때에는 침수용부(52)가 계측본체(51)에 체결되어 고정되고, 관 비굴착 보수장치가 관의 하자부위에 도달하여 상기 중심세팅장치(40)를 가동하여 상기 몸체(10)의 위치를 관의 중심으로 세팅시 상기 침수용부(52)와 계측본체(51) 간 체결이 해제되어 상기 침수용부(52)가 계측본체(51)에 가이드 된 상태로 상하 유동할 수 있게 된다.

이때, 상기 잠금수단은 계측본체(51)와 침수용부(52) 간 결속 및 해제를 제어하는 수단으로써 그 구조로는 종래의 다양한 기술이 적용가능한 바 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같은 구조가 가능할 수 있도록 상기 연장침(53)은 상기 침수용부(52)에 내재되는 것으로 상기 침수용부(52)의 양단 방향으로 길이가 연장되어 각 연장침(53)은 관 내주연의 상부면과 하부면에 밀착되어 침수용부(52)가 관의 상하부에 고정 구조를 취할 수 있어 계측본체(51)가 상기 침수용부(52)에 가이드되어 유동할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 연장침(53)은 도면에 구체적으로 도시된 바 없으나 얇은 봉 또는 바 구조로 마련될 수 있으며 관(1)내의 특히 하부 지점에 이물질이 침적 또는 적층될 수 있는데 이럴 경우 센서를 통한 관경의 측정은 한계가 있는바, 상기 연장침(53)은 이물질을 관통하여 관(1) 내주연에 밀착이 가능하므로 정밀한 관경을 측정할 수 있게 되는 것이다.

상기 계측장치(50)의 작동원리를 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 먼저 관 비굴착 보수장치가 관(1)내 하자부위에 도달하게 되면 몸체(10)는 관(1)의 중심보다 하부에 위치하게 된다.

이때, 상기 연장침(53)이 상기 침수용부(52)의 양측으로 연장하여 계측본체(51)를 기준으로 관(1) 내주연 상측과의 거리(a)와 계측본체(51)를 기준으로 관(1) 내주연의 하측과의 거리(b)를 합한 후 그 평균 지점이 관(1) 중심(O)임을 확인할 수 있게 된다.

또한, 상기 중심세팅장치(40)가 작동하여 상기 몸체(10)가 상측으로 유동하게 되면, 상기 잠금수단이 해제되어 계측본체(51) 및 침수용부(52) 간 결속이 해제되므로, 상기 실린더본체(41)와 일체거동되는 계측본체(51)의 중심(O')이 관(1) 중심(O)에 일치시키게 됨으로써 상기 몸체(10)가 관(1)의 중심에 정밀하게 위치하도록 제어할 수 있게 되는 것이다.

이하, 도 9를 참조하여 상기 이송휠(32)의 실시 예들에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이 상기 이송휠(32)의 경사를 조절하도록 구성함으로써, 다양한 관경에 대하여 이송휠(32)의 각도를 조절하여 이송휠(32)이 관(1)의 중심을 향할 수 있고, 그렇게 함으로써 이송휠(32)은 관(1) 내주연과의 최대 접지면을 확보할 수 있어 본 발명에 따른 관 비굴착 보수부재(22)의 이송효율이 증가될 수 있다.

이러한 작용이 가능토록 하기 위해 상기 이송휠(32)에는 각도조절부가 더 구성되는 것으로, 상기 각도조절부는 힌지부재(33) 및 간격조절부재(34)를 포함하여 구성된다.

상기 힌지부재(33)는 상기 이송본체(31)를 양분하여 양분된 이송본체(31)를 상호 힌지구조로 연결하게 된다.

또한 상기 간격조절부재(34)는 도시된 바와 같이 양분된 각 이송본체(31)의 상단을 상호 연결하고 간격조절부재(34)의 간격조절을 통해 상기 이송휠(32)의 각도를 제어할 수 있게 된다.

이때, 상기 간격조절부재(34)는 그 양단부가 각각 양분된 이송본체(31)에 각각 결합된 상태로 간격을 조절하도록 구성되는 것으로 도시된 바와 같이 실린더 구조를 취할 수도 있으나, 그 밖에도 종래의 다양한 구성이 적용가능한 바 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 중심세팅장치(40)의 피스톤로드(42) 역시 상기 이송본체(31)와 힌지구조로 결합되도록 구성하여 상기 이송휠(32)의 각도 조절에 따른 상기 이송본체(31)의 각 변위에 영향없이 중심세팅장치(40)로서의 기능을 수행하도록 구성시킴이 바람직하다.

상기 이송장치(30)의 다른 실시 예로써 도 9b에서는 상기 이송휠(32) 간 간격조절이 가능하도록 구성되는 것을 나타내는 바, 상기 이송본체(31)는 그 양단부가 각각 분리되어 보조본체(31-1)를 형성하게 되고, 상기 보조본체(31-1)의 각 끝단에는 이송휠(32)이 구성된다.

이때, 상기 이송본체(31)와 보조본체(31-1) 간 사이에는 길이가 조절되는 연장암(35)이 개재되도록 하고 연장암(35)의 길이 조절을 통해 상기 이송본체(31)를 중심으로 하여 각 보조본체(31-1) 간 간격 조절이 가능하도록 구성하여 다양한 크기의 관경에 대하여 상기 이송휠(32)의 접지면을 향상시켜 이송효율이 증대될 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

10 : 몸체 11 : 제 1실린더
12 : 제 2실린더 14 : 에어숍업쇼바
15 : 에어홀 20 : 관보수장치
21 : 튜브 22 : 보수부재
30 : 이송장치 31 : 이송본체
32 : 이송휠 40 : 중심세팅장치

Claims (10)

1. 원통형의 몸체; 상기 몸체의 외면을 감싸는 구조로 구성되는 관보수장치; 상기 몸체의 양단에 각각 이격 배치되는 이송장치; 및 상기 이송장치 및 몸체에 각각 연결되어 상기 몸체가 이송되어 관의 하자부위 도달시 상기 이송장치와 상기 몸체 간 간격 조절을 통해 몸체의 중심이 관 중심에 위치하도록 제어하는 중심세팅장치;를 포함하여 구성되는 관 비굴착 보수장치에 있어서,
   상기 이송장치는 이송본체; 및 상기 이송본체의 양측에 각각 구성되는 이송휠;을 포함하되, 상기 이송휠은 각각 상기 몸체의 중심을 향해 기울어지도록 구성되고,
   상기 중심세팅장치는 상기 몸체에 고정되는 실린더본체; 및 일단이 상기 이송본체에 고정되며 타단은 상기 실린더 본체에 삽입되는 피스톤에 고정되는 피스톤로드;를 포함하여 구성되며,
   상기 실린더본체의 일측에는 계측장치가 더 구성되되, 상기 계측장치는 상기 실린더본체에 일체로 구성되며 상기 몸체의 중심에 위치하며 상하로 관통되는 관통공이 형성되는 계측본체; 상기 관통공에 삽입되며 상기 계측본체로부터 상하 양측으로 연장되는 침수용부; 상기 계측본체에 상기 침수용부를 결속시키되 상기 중심세팅장치의 작동시 결속을 해제시키는 잠금수단; 및 상기 침수용부에 내재되어 침수용부의 양단 방향으로 길이가 연장되는 연장침;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 비굴착 보수장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 몸체는
   컵 구조로 된 제 1실린더;
   컵 구조로 구성되고 그 외주연의 직경이 상기 제 1실린더의 내주연에 대응되며 상기 제 1실린더와 대향하여 삽입되는 제 2실린더;
   일단은 상기 제 1실린더의 내측에 고정되고, 타단은 상기 제 2실린더에 고정되어 상기 제 2실린더가 제 1실린더에 삽입된 상태로 왕복운동 하도록 제어하는 에어어숍업쇼바;
   상기 제 1실린더 또는 제 2실린더의 측면에 형성되는 에어홀;을 포함하고,
   상기 관보수장치는
   상기 제 1실린더 및 제 2실린더의 외면을 감싸며 상기 에어홀과 연통하는 튜브;
   상기 튜브의 외주연을 감싸도록 구성되는 보수부재;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 비굴착 보수장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 2항에 있어서,
   상기 보수부재는
   하자가 발생한 관의 내주연에 접하는 접착시트;
   상기 접착시트에 도포되며 액상 폴리에스테르수지에 경화제 및 충진제가 첨가된 프라이머;
   상기 프라이머에 함침되며 유리섬유로 구성되는 보강시트;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 비굴착 보수장치.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 보강시트 상부에는 마감시트가 구성되며, 상기 마감시트는 유리섬유 포직 인 것을 특징으로 하는 관 비굴착 보수장치.
   
8. 제 6항에 있어서,
   충진재로 광물분말과 세라믹나노분말이 포함되되, 광물분말은 송이분말 또는 현무암분말이며, 세라믹나노분말은 규산마그네슘 또는 카올린인 것을 특징으로 하는 관 비굴착 보수장치.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 이송휠에는
   상기 이송휠의 기울기를 조절하는 각도조절부가 더 구성되되,
   상기 각도조절부는
   상기 이송본체를 양분하여 상호 힌지구조로 연결하는 힌지부재;
   양분된 상기 이송본체의 상단 또는 하단 간 간격을 조절하는 간격조절부재;
   를 포함하고,
   상기 피스톤로드는 상기 이송본체와 힌지구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 관 비굴착 보수장치.
   
   
   
   
   
   
   
10. 삭제

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