KR101759711B1 - 하수관의 교체장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수나 폐수의 배수를 위해 지하에 매몰되는 합성수지 하수관의 노후 또는 파손된 것을 신품으로 교환시키도록 한 비 굴착방식 하수관의 교체장치를 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 교체장치는 원추형의 동체 방사상에서 수개의 날들이 구비되고, 교체를 위한 신품의 견인요소가 연이어 설치된 파쇄유닛과, 기대 상에서 병렬로 배치되어 유압을 이용해 전ㆍ후진 왕복동하는 한 쌍의 액추에이터들 상ㆍ하측에서 각기 구비되는 가동대와 고정대 그리고 고정ㆍ가동대 각각에 탑재되어 마찰력 작용 여부에 따라 상반적으로 결속ㆍ해제되는 제1 및 제2파지요소들이 구비된 견인유닛과, 파쇄유닛과 견인유닛의 사이에서 연이어 설치되는 와이어를 포함하여서, 견인유닛의 왕복동에서 전진 시 상기 제1파지요소가 와이어를 파지하여 견인하며 후진 시 제2파지요소가 견인된 와이어의 위치를 유지하는 것을 반복적으로 이루어 와이어를 간헐적으로 이동시키면서 파쇄유닛을 이용해 노후 하수관을 파쇄처리함과 동시, 연이어 교체할 신품이 견인 삽입되어 교체작업을 간편하게 이루게 된다.

Description

하수관의 교체장치{Replacement of sewer system}

본 발명은 하수나 폐수의 배수를 위해, 지하에 매몰방식으로 시설되는 합성수지 하수관의 관리를 위한 것으로 특히 노후 또는 파손된 하수관을, 비 굴착방식으로 간편히 신품으로 교환할 수 있는 하수관의 교체장치에 관한 것이다.

일반 가정이나 산업장 등에서 유출되는 생활하수나 산업폐수의 배수를 위해, 지하에 매몰방식으로 시설되는 합성수지 하수관들은 장시간 사용으로 인한 노후화 또는 지반의 변화 등으로 인한 파손 등의 변형이 발생될 경우에 신품으로의 교체가 요구된다.

그러한 합성수지 하수관의 신품 교체는 주로 굴착방법, 즉 지하에 매몰되어 노후 또는 변형된 하수관들을 굴착하여 제거하고 신품으로 교체하는 작업을 수행하는 것이다.

그런데 이러한 굴착방식의 하수관 교체방법은, 주변에 가스관ㆍ통신선로 등의 다양한 장애요소들이 산재한 도심지에서는 그 굴착작업이 매우 어렵고 공사비용도 많이 소요되어 근래에 와서는 여러 가지의 비 굴착방식들이 개발되어 사용되고 있다.

이러한 비 굴착방식들은 지하에 매설되어 교체를 대기하는 노후 하수관을 철거하지 않고 신품으로 교체하는, 다시 설명하면 땅을 굴착하지 않고 노후 하수관을 파쇄하여 제거하며 신품의 하수관으로 교체하고 있는 것이다.

상기에서의 비 굴착방식들 중 그 일례를 들어 보면, 대략 노후된 하수관에 고압의 물을 분사하여 일차적으로 파쇄하고, 스크루 오거의 구동축의 전방에 부착된 파쇄 비트를 이용하여 잔류하는 노후 하수관을 다시 분쇄하며, 분쇄된 잔류물을 하수와 혼합시킨 후 스크루 오거를 통해, 전진기지 내의 하면에 설치한 하수 폐기물 집거박스에 집거시켜 제거하는 워터제트를 이용한 노후 하수도관 전면교체장치들이 사용되고 있다.

그런데 이러한 수압을 이용한 비 굴착방식의 하수관 교체장치는 고압 분사를 위한 압축펌프 또는 스크루 오거나 워터제트 등과 같이 비교적 가격이 높은 장비들을 사용하는 것으로서, 하수관의 교체장비가 고가이어서 비경제적이며, 하수관을 파쇄한 이후에 다량의 물을 사용하여 잔류 파쇄물을 제거해야 되는 것으로서 잔류 파쇄물들의 처리가 용이하지 않은 등 후처리에 많은 불편이 따르고 있는 것이다.

국내 등록특허 제0563988호

본 발명은 상기에서와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 방사상으로 수개의 날들이 구비되고 교체를 위한 신품의 견인요소가 연이어 설치된 파쇄유닛이, 유압을 이용한 왕복운동시 상ㆍ하측에서 교대적으로 결속과 해제를 이루면서 간헐적으로 당김을 이루는 견인유닛으로 구동하는 와이어를 이용해 이동되게 하면서 노후 하수관을 파쇄 처리하고 신품의 하수관이 연이어 자동적으로 교체되게 함으로서, 비교적 간단한 기구적인 장치를 이용해 장비의 제조단가 절감과 하수관의 교체공사가 간편하고 공사기간 단축은 물론 비용을 절감시킬 수 있는 하수관의 교체장치를 제공함에 있는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 하수나 폐수의 배수를 위해 지하에 매몰되는 합성수지 하수관의 노후 또는 파손된 것을 신품으로 교환시키도록 한 비 굴착방식 하수관의 교체장치를 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 교체장치는 원추형의 동체에 방사상으로 수개의 날들이 구비되고, 교체를 위한 신품의 견인요소가 연이어 설치된 파쇄유닛과, 기대 상에서 병렬로 배치되어 유압을 이용해 전ㆍ후진 왕복운동하는 한 쌍의 액추에이터들의 상ㆍ하측에서 각기 구비되는 가동대와 고정대 그리고 고정ㆍ가동대 각각에 탑재되어 마찰력 작용 여부에 따라 상반적으로 결속ㆍ해제되는 제 1 및 제 2 파지요소들이 구비된 견인유닛과, 파쇄유닛과 견인유닛의 사이에서 연이어 설치되는 와이어를 포함하여서, 견인유닛의 왕복운동에서 전진시 상기 제 1 파지요소가 와이어를 파지하여 견인하며 후진시 제 2 파지요소가 견인된 와이어의 위치를 유지하는 것을 반복적으로 이루어 와이어를 간헐적으로 이동시키면서 파쇄유닛을 이용해 노후 하수관을 파쇄처리함과 동시, 연이어 교체할 신품이 견인 삽입되어 교체작업을 간편하게 이루게 된다.

본 발명에 따른 하수관의 교체장치에 의하면, 노후화로 하수관의 교체가 요구되는 기존 시설의 하수관로에 본 발명 교체장치를 장입하여, 견인유닛에 의한 와이어의 간헐적 이동으로 파쇄유닛을 노후된 하수관 내로 이동시키면서 파쇄유닛을 이용해 여러 조각으로 파쇄처리함과 동시, 연이어 신품의 하수관을 견인 삽입시킴으로써, 비 굴착방식으로 하수관의 교체작업을 간편하게 이루어 공사 시간이 단축되고 작업이 용이하고 편리하며 시공비가 현저하게 절감되는 등의 효과를 갖는다.

또 본 발명은 유압을 이용한 기구적인 액추에이터를 이용하여 장비의 제조단가를 줄이고, 저렴한 가격을 보급시킬 수 있는 경제적인 효과도 있는 것이다.

도 1은 본 발명 하수관의 교체장치를 이용해 하수관의 교체과정을 보여 주는 설명도.
도 2 및 도 3에는 본 발명 하수관의 교체장치 정면도로서,
도 2는 교체장치에서 견인유닛의 후진 모습을 보인 설명도이고,
도 3은 교체장치에서 견인유닛의 전진 모습을 보여 주는 설명도이다.
도 4는 도 2의 A-A선 부분을 따라 절단하여 보여 주는 단면도.

다음 본 발명의 일 실시 예에 관해 설명하겠다. 도 1 내지 도 4에는 본 발명에 따른 하수관의 교체장치가 상세하게 도시되어 있다.

본 발명은 하수나 폐수의 배수를 위해 지하에 매몰되는 합성수지 하수관의 노후 또는 파손된 것을 신품으로 교환시키도록 한 비 굴착방식 하수관의 교체장치를 제공하는 것이다.

본 발명 하수관의 교체장치는 대략 크게 나누어 노후되어 교체할 노후 하수관(P1) 내로 장입되는 파쇄유닛(10)과, 맨홀 내에 설치되는 견인유닛(20), 그리고 지상에 설치되는 와이어(40)로 구성된다.

먼저, 파쇄유닛(10)은 원추형의 동체(12)에 방사상으로 수개의 날개(14)가 구비되고, 동체(12)의 후방으로는 노후 하수관(P1)의 교체를 위하여 신품(P2)을 견인할 수 있는 견인요소(16)가 연이어 설치되어 있다. 이때 파쇄유닛(10)은 수개의 날개(14)를 이용해 노후 하수관(P1)을 길이방향으로 여러 조각으로 파쇄시켜 분산 처리함과 동시, 신품(P2)이 견인요소(16)에 의해 뒤이어 견인 삽입되어 상기에서의 파쇄된 노후 하수관(P1)의 자리에 신품(P2)이 교체 설치될 것이다.

또 견인유닛(20)은 기대(22) 상에서 병렬로 배치되어 유압을 이용해 전ㆍ후진 왕복운동하는 한 쌍의 액추에이터들(24)과, 한 쌍의 액추에이터들(24)의 상ㆍ하측에서 구비되는 가동대(26) 및 고정대(28)와, 그리고 가동대(26) 및 고정대(28) 각각에 탑재되어 마찰력 작용 여부에 따라 상반적으로 결속ㆍ해제되는 제 1 및 제 2 파지요소들(23, 25)로 구성된다.

그리고 상기에서의 제 1 및 제 2 파지요소(23,25)는 동일한 구조로 그 하나인 제 1 파지요소(23)를 예로 들어 설명하겠다. 도 4에서와 같이 제 1 파지요소(23)는 가동대(26) 상에 일체로 고정설치되는 고정자(23-1)와 가동자(23-2)로 구성되는데, 고정자(23-1)에는 와이어(40)의 이동방향을 따라 테이퍼면이 구비되는 작동실(23-1a)이 구비되어 있다.

또 가동자(23-2)는 고정자(23-1)의 작동실(23-1a) 내에서 와이어(40)을 중앙에 두고 양분되어 통과하는 와이어(40)와의 마찰력 작용에 의하여, 하강시 작동실(23-1a)의 테이퍼면에 의한 점차적인 조임력으로 와이어(40)를 파지하게 된다.

또한 파쇄유닛(10)과 견인유닛(20)의 사이에는 연이어 설치되는 와이어(40)를 포함하고 있다.

이렇게 구성되는 본 발명 하수관의 교체장치는, 도 2 및 도 3에서와 같이 견인유닛(20)의 액추에이터(24)의 전ㆍ후진 왕복운동에 의한 간헐구동으로 굴착 작업이 소기 하수관의 교체작업을 비 굴착방식으로 이루게 된다.

먼저 도 2는 견인유닛(20) 액추에이터(24)의 후진과정 모습을 보이고 있는데, 이러한 액추에이터(24)의 후진시 제 1 파지요소(23)는 와이어(40)와 분리되어 결속력이 해제되어 있고, 이에 반하여 제 2 파지요소(25)는, 와이어(40)가 자중으로 하강될 경우에 마찰작용으로 파지력이 발생하여 견인한 와이어(40)의 위치 또는 대기하고 있는 와이어(40)의 위치를 그대로 유지하게 될 것이다.

도 3에서는 견인유닛(30) 액추에이터(24)의 전진과정 모습을 보이고 있는데, 이러한 액추에이터(24)이 전진시에서는 상기 후진과는 상반적으로 제 2 파지요소(25)는 와이어(40)와 분리되어 결속력이 해제됨과 동시, 이에 반하여 제 1 파지요소(23)는 와이어(40)와의 마찰력이 가동자(23-2)에 작용하고 상승하는 고정자(23-1)의 테이퍼면 작동실(23-1a)에서의 조임력에 의해 와이어(40)를 파지하여 견인하게 되는 것이다.

상기에서와 같이 견인유닛(30)의 액추에이터(24)의 전ㆍ후진 왕복운동을 반복적으로 이루어 와이어(40)를 간헐적으로 이동시키면서 파쇄유닛(10)을 이용해 노후 하수관을 선행적으로 파쇄처리함과 동시, 뒤이어 교체할 신품(P2)이 견인 삽입되게 할 것이다.

한편 견인유닛(20)의 후방으로는 그 견인유닛(20)의 왕복운동에 의해 견인된 와이어(40)를 권회방식으로 보관하는 릴(50)을 더 포함하고 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 일 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위 내에서 변경이 가능할 것이다.

10: 파쇄유닛 12: 동체
14: 날개 16: 견인요소
20: 견인유닛 22: 기대
24: 액추에이터 26: 가동대
28: 고정대 40: 와이어 50: 릴

Claims (3)

1. 와이어;
   상기 와이어가 연결되는 원추형의 동체에, 노후 하수관을 길이 방향으로 파쇄하기 위하여 방사상으로 수 개의 날들이 구비되고 교체할 신품을 견인하는 견인요소가 연이어 설치된 파쇄유닛; 및
   상기 와이어를 견인하여, 상기 수 개의 날들이 상기 노후 하수관을 길이 방향으로 파쇄하게 하고 상기 견인요소가 상기 신품을 견인하게 하는 견인유닛;을 포함하고,
   상기 견인유닛은,
   기대 상에서 병렬로 배치되고 유압으로 전진 및 후진의 왕복운동을 하는 한 쌍의 액추에이터들;
   상기 한 쌍의 액추에이터들의 상측 및 하측에 각기 구비되는 가동대와 고정대; 및
   상기 가동대와 고정대에 각각 탑재되어 상기 와이어와의 마찰력 작용 여부에 따라 상반적으로 상기 와이어를 결속 및 해제하는 제 1 및 제 2 파지요소;를 포함하며,
   상기 제 1 및 제 2 파지요소는,
   상기 견인유닛의 왕복운동에서 전진시 상기 제 1 파지요소가 상기 와이어를 파지하여 견인하고, 후진시 상기 제 2 파지요소가 견인된 상기 와이어의 위치를 유지하는 것을 반복하여 상기 와이어를 간헐 이동시키는, 하수관의 교체장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 파지요소는,
   상기 와이어의 이동방향을 따라 테이퍼면이 구비되는 작동실을 갖는 고정자; 및
   상기 고정자의 작동실에서 양분되어 상기 와이어와의 마찰력 작용으로 상기 작동실의 테이퍼면에 의한 점차적인 조임력이 발생되어 상기 와이어를 파지하는 가동자;를 포함하는 하수관의 교체장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 견인유닛의 후방에 상기 견인유닛에 의해 견인된 와이어를 보관하기 위한 릴;을 더 포함하는 하수관의 교체장치.

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