KR101824911B1 - 제한된 공간용 드로그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 또는 도관과 같이, 유체가 내부에 흐르는 제한된 공간을 통과하는 대상물을 견인하는데 특히 유용한 드로그를 제공한다. 드로그는 몸체 패널과, 상기 몸체 패널에 부착되고 외부로 연장되는 짝수 개의 날개 패널로서, 상기 몸체 패널의 주위에서 균등한 간격을 두고 있는 날개 패널, 및 상기 몸체 패널과 연계되거나 상기 몸체 패널로부터 떨어져서 상기 날개 패널의 끝단들과 연계된 고정수단들을 포함한다. 본 발명은 또한 드로그 및 그 드로그에 의하여 견인되는 대상물의 조합을 제공한다. 대상물은, 예를 들면 도관 또는 파이프라인 내에 부설되는 케이블이거나, 또는 도관 또는 파이프 라인의 검사를 위한 (결박 또는 비결박된) 검사장치일 수 있다.

Description

제한된 공간용 드로그 {DROGUE FOR CONFINED SPACES}

본 발명은 파이프 또는 도관과 같이 제한된 공간 내에서의 사용을 위한 드로그(drogue)에 관한 것으로서, 그 드로그는 그 파이프 또는 도관을 따라서 이동하는 유체 내에 태워지고 그 파이프 또는 도관을 통하여 대상물을 끌도록 기능한다. 본 발명은 또한 그 드로구 및 그 드로그에 의하여 이끌어지는 대상물의 조합을 제공한다. 그 대상물은, 예를 들면 그 도관 또는 파이프 라인 내에 부설되는 케이블, 또는 도관 또는 파이프라인의 검사에 사용되는 검사장치(결박된 또는 비결박된)일 수 있다.

파이프 또는 도관을 통하여 흐르는 유체가, 그 파이프 또는 도관 내의 드로그를 이동하도록 이용하는 것은 공지되어 있다. 드로그는 대상물에 부착되고 그 드로그에 대한 유체의 견인력은 그 대상물 상에 당기는 힘을 발휘한다. 예를 들어, 유럽특허 0 442 626 (그레이 등)에 개시된 바와 같이, 드로그는 파이프라인 또는 도관 내에 케이블을 부설하거나, 또는 미국특허 4495808 (피셔)에 개시된 바와 같이 파이프라인을 통하여 결박되지 않은 검사 유니트를 이동하는데 사용될 수 있다. 또한, 미국특허 5084764 (데이) 및 미국특허 6889703 (본드)에 개시된 바와 같이, 도관 또는 파이프라인 내에서 결박된 검사 유니트를 이동하는데에도 사용될 수 있다. 결박된 유니트의 경우에, 드로그는 그 드로그가 결박된 위치(이하 "결박점"이라 한다)로부터 유체의 흐름을 따라 멀리 떨어져 있는 결박된 검사 유니트를 몰아간다. 파이프 또는 도관 내의 드로그는, 그것이 이끌고 있는 대상물에 대하여 항상 균일하고 예측가능한 당기는 힘을 제공하는 것은 아니다. 드로그가 파이프 또는 도관을 따라서 진행함에 따라서, 또는 구부러지는 곳이나 좁아지는 부분 등에 있어서는 유체의 유속에 변화가 있을 수 있고, 드로그가 파이프 벽과 접촉할 수도 있으며, 또한 부분적으로 오므라질 수도 있다. 파이프 벽과 접촉하게 되면 견인되는 대상물이 검사장치일 때는 특히 문제가 되는데, 그러한 접촉이 파이프를 검사하는데 사용되는 센서의 수치에 영향을 미치거나 침전물을 건드려서 검사 장치 상의 비디오 또는 스틸 카메라에 의한 파이프 벽의 명확한 영상을 얻는 것을 방해할 수 있기 때문이다.

본 발명은 제한된 공간을 통하여 그의 내부를 흐르는 유체로 대상물을 끌어당기는데 특히 유용한 드로그를 제공한다.

이 드로그는 몸체 패널로부터 바깥쪽으로 연장되고 그의 둘레에 균등하게 간격을 둔 짝수의 날개 패널을 가지는 몸체 패널과, 그 몸체 패널 및 그 몸체 패널로부터 떨어져 있는 각 날개 패널의 끝단과 연계된 고정수단을 포함한다. 대상물은, 예를 들면 그 도관 또는 파이프 라인 내에 부설되는 케이블, 또는 도관 또는 파이프라인의 검사에 사용되는 검사장치(결박 또는 비결박된)이다. 드로그는 그 대상물을 하류방향, 즉 도관 또는 파이프 내의 유체의 흐름의 방향으로 힘을 가한다. 몸체 패널과 연계된 고정수단은 유연성 부재에 의하여 대상물의 제1 부분에 부착되고, 날개 패널의 끝단들과 연계된 고정수단은 유연성 부재에 의하여 대상물의 보다 상류에 있는 제2 부분에 부착된다.

바람직한 실시예에 있어서, 몸체 패널의 중앙에는 구멍이 있다. 이는 일부의 유체가 상류에서 드로그를 통하여 드로그 하류의 파이프 또는 도관으로 빠져나갈 수 있도록 한다. 이는 드로그의 견인력을 감소시키는 반면에, 드로그를 도관 또는 파이프의 중심 부분에 유지되도록 하고 파이프 또는 도관의 측면으로의 바람직하지 않은 이동을 감소시킨다. 대상물이 검사장치인 경우에, 상기 구멍은 검사장치에 장착된 카메라로 막힘이 없는 전방의 장면을 제공하는데 일조한다.

특히 바람직한 실시예에 있어서, 몸체 패널 중심의 구멍은, 그 대상물의 일부가 구멍을 통하여 돌출될 수 있도록 충분히 크다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1 내지 3은 4개의 날개 패널을 가지는 본 발명에 따른 드로그들의 평면도이다.
도 4는 6개의 날개 패널을 가지는 본 발명에 따른 드로그의 평면도이다.
도 5는 도관 또는 파이프라인을 통하여 대상물을 견인하는 도 2의 드로그의 사시도를 나타낸다. 도면에서, 대상물은 결박된 검사장치이다.
도 6은 도 5의 6-6 선에 따른, 축척을 고려하지 않은 부분절개 된 부분평면도이다.

본 발명에 따른 드로그는, 사용되는 도관 또는 파이프라인 내의 유체와 양립할 수 있는 드로그의 구성에 필요한 어떤한 적절한 재료의 패널로도 만들어질 수 있다. 따라서, 그러한 유체를 분해하거나 오염시키지 않는 것에서부터 선택되어야 한다. 패널용으로 실리콘화 된 나일론 범포(帆布)가 바람직한데, 이는 경량이면서도 상당히 질기기 때문이지만, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 범포 또는 아라미드 섬유 범포나 기타 부직포 플라스틱 등과 같은 다른 재료들도 사용될 수 있다. 선택된 범포 및 의도하는 용도에 따라서, 임의의 적절한 두께가 사용될 수 있다. 패널들은, 그의 모서리 및 고정수단들이 부착되는 곳에 재봉되는, 예를 들면 나일론 직포와 같은 직포로 보강될 수 있다. 그러한 보강물은 드로그 분야에서는 통상의 기술이다.

고정수단은 코드 또는 줄과 같은 연장된 유연성 부재를 드로그에 부착하는데 사용된다. 고정수단은 사용목적상 변형되거나 늘어나서는 안된다. 일반적으로, 유연성부재가 통과할 수 있는 고리 내에 재봉된 그로멧(grommet)이나 나일론 또는 기타 섬유 테이프가 적절한 고정수단으로 될 수 있다. 이러한 구성으로, 연장된 유연성 부재는 한바퀴 돌아와서 고리를 형성하고 그 자신이 묶여질 수 있으므로 드로그로부터 이탈되지 않게 된다. 기타의 고정 수단 및 그러한 고정수단에 유연성 부재를 부착하는 방법은 동 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 명백한 것이다.

연장된 유연성 부재는, 예를 들면 테이프, 코드 또는 줄이 될 수 있다. 나일론 줄은 그 용도에 특히 편리한 것으로 알려져 있으며, 유연성 부재는 특히 바람직한 실시예의 설명에서 "줄"로 기술된다.

드로그의 한 실시예는 평면도인 도 1에서 부호 10으로 도시된 것이다. 이것은 평평하게 펼쳐진 것으로서, 모든 패널들이 보이도록 된 것이다. 몸체(중앙) 패널(20)은 정사각형이다. 정사각형 몸체 패널(20)의 각 변에는, 부호(23)의 재봉선으로 나타낸 바와 같이, 날개 패널(22)이 부착된다. 재봉에 대하여 양자택일적인 구성으로서, 날개 패널 및 몸체 패널은 한 장의 천으로부터 단일의 조각으로서 절단되어 만들어질 수도 있다. 날개 패널은 각 몸체 패널의 전체 변에 걸쳐서 연장된다. 전개된 상태에서의 날개 패널 및 몸체패널은 전체가 십자 또는 덧셈표시(+)의 형상을 가진다. 날개 패널들은 일반적으로 직사각형이지만, 점선(70)으로 나타낸 바와 같이(패널의 단면적을 증가시켜서 견인력을 증가시키고자 할 때) 또는 점선(71)으로 나타낸 바와 같이(단면적을 약간 감소시켜서 유체가 보다 잘 빠져나가도록 할 때) 완만하게 굴곡된 측변을 가지도록 함으로써 진정한 직사각형에서 약간 벗어날 수도 있다. 날개 패널의 변들은 선택적으로, 하지만 바람직하게는 예를 들어 이들을 따라서 3/8 인치 나일론 천(24)을 가지도록 함으로써 보강될 수 있다. 보강물(24)은 또한 찢어짐을 방지하기 위하여 몸체 패널의 구석 및 몸체 패널과 날개 패널들이 접합되는 부위에 있는 것이 바람직하다.

도관 또는 파이프라인 내에서 대상물을 견인하는 드로그의 패널 상의 끌어당김은 대상물에 견인력을 발휘하여 유체의 흐름 방향에서 대상물이 이동하도록 한다. 그러한 끌어당김은 바람직하기로는 그를 나타내도록 "견인력"이라 기술한다(예를 들면, 도관 또는 파이프벽과의 마찰접촉에서 발생하는 끌어당김과 반대로).

각 날개 패널은 그 날개 패널의 두 모서리 상에 고정수단(26)을 가진다. 도시된 고정수단은 접혀져 있는 0.5 인치 나일론테이프로서, 이러한 수단 대신에 기타의 고정수단도 사용될 수 있지만 날개 패널을 지나서 연장되는 고리 내에 재봉된다. 도 1에서, 나일론 줄(30)이 고정수단(26)의 고리를 통하여 꿰어지고, 이 줄이 예를 들어 고리(28)를 형성하는 계선매듭(bowline knots)에 의하여 결박됨으로써, 드로그로부터 이탈되지 않게 된다. 바람직한 실시예에 있어서, 각 날개 패널로부터 연장되는 줄(30)의 매달린 끝단은, 이들과 연결되는 점선 고리로 나타낸 바와 같이, 실제로는 동일한 줄의 일부이다.

드로그가 심하게 구부러진 상태로 제한된 도관 내에서 사용될 때는, 부호(73)로 점선표시로 나타낸 연장부를 몸체 패널(20)로부터 멀리 떨어진 날개 패널(22)의 각 변상에 놓도록 조언 된다(이하 "먼 끝단"이라 함). 그러한 연장부가 사용된다면, 고정수단(26a)이 연장부 상에 놓여지고, 이들이 앞서 기술된 고정수단(26)을 대체한다. 이러한 연장부의 목적은, 드로그가 사용될 때 먼 끝단을 대상물에 더 가깝게 견인하기 위한 것이다. 연장부(73)가 사용될 때는 그것이 사용되지 않을 때만큼 견인력 및 안정성이 양호하지는 않지만 심하게 구부러진 채로 도관의 벽과 마찰될 가능성은 감소될 수 있다. 연장부들은 전형적으로는 등변 사다리꼴의 형태로 되어 있으며, 전형적으로 이들의 짧은쪽 평행변의 길이는 직사각형 날개부(22)의 폭의 절반 정도이다. 이들은 직사각형 날개부(22)의 길이의 약 1/5 내지 1/3 정도 그의 먼 끝단에서 직사각형 날개부를 지나 연장된다.

4개의 고정수단(50)들은 몸체 패널의 측변의 중간부에서 몸체 패널(20a) 상에 대칭적으로 놓여진다. 도시된 실시예에서, 이들은 나일론 테이프의 고리들이다. 줄(80)들이 이 고리를 관통하여 꿰어지고(각 고리당 하나씩), 예를 들면 계선매듭에 의하여 그 자리에 확고하게 결박된다. 이 줄들은 동일한 길이이며 바람직하게는 계선매듭(89)에 의하여 고리내에 결박된 채로 마감된다[명확하게 하기 위하여, 참조부호(88) 및 (89)들이 하나의 줄(50)하고만 관련하여 표시되어 있다]. 줄의 길이는 그 줄(80)의 유효길이가 매듭이 결박된 후에 동일하게 되도록 선택된다.

만약 드로그가 검사장치를 견인하도록 사용되어야 한다면, 몸체 패널(20)의 중심(또는 전체 패널)이 낮은 광반사도 및 왜(歪)를 위하여 선택되는 투명재료로 만들어질 수 있다. 투명 시트의 사용은 검사장치 상의 광원으로부터의 광이 몸체 패널(20a)을 통과하여, 드로그가 장치 상에 조립되었을 때 장치의 하류에 있는 파이프 또는 도관의 부분을 비추도록 한다. 또한, 스틸 또는 비디오 카메라에 의하여 파이프 또는 도관의 그 부분이 스틸 또는 비디오 화면으로 찍힐 수 있도록 한다.

도 2는 드로그(12)를 나타낸다. 앞서 기술된 유사 부분에 대해서는 유사 부호를 사용하며, 그러한 부분에 대해서는 더 이상의 설명을 생략한다. 몸체부의 둘레형상은 드로그(10)의 몸체부(20)와 동일하지만, 몸체부는 부호 (20a)로 나타낸 바와 같이 변형되어서, 몸체부의 중앙에 구멍(62)이 위치된다.

구멍의 크기는, 반직관적으로, 드로그의 크기에 직접적으로 의존하지는 않는다. 그 목적은 작은 유체의 흐름이 드로그의 하류로 나갈 수 있도록 하는 것이다. 드로그 뒤쪽의 압력을 감소시킴으로써 몸체 패널(20a)로부터 바로 상류에 있는 유체에 있어서 와류가 발생되는 것이나 와류의 강도를 제한하여 드로그를 도관 또는 파이프의 중심선 근처에 유지시킬 수 있는 것이 발견되었다.

편리하게는, 이 구멍은 상기와 같은 목적을 달성할 수 있으면서도 가능한한 작아야 한다. 필요 이상으로 구멍이 크게 되면 장치의 유용한 견인력을 제공할 수 있는 유체의 이탈을 허용하게 된다. 전형적으로는, 도관 또는 파이프 라인 내의 유속이 분당 1-3 피트일 때는, 직경이 1-3 인치인 중심구멍이 유용한 것으로 판명되었지만, 다른 크기의 구멍도 사용될 수 있다.

도면에 나타낸 바와 같이, 고정수단(50)은 바람직하게는 구멍을 넘어서 연장됨으로써, 줄이 고정수단(50)을 관통하여 고리를 형성하는 부분은 구멍을 넘어가게 된다.

특히 바람직한 실시예에 있어서는, 카메라 및 광원을 가지는 검사장치의 일부가 드로그의 하류에서 구멍을 통하여 돌출하는 것을 허용하게끔 구멍이 크다. 이는 그 돌출된 부분에 광원 비디오 또는 스틸 카메라를 탑재하는 것을 허용하게 됨으로써, 드로그가 장치의 하류 방향에서 카메라의 시계(視界)를 침범하지 않게 된다. 만약 카메라가 어안(魚眼)렌즈를 가진 경우에는, 그 카메라가 충분히 멀리까지 돌출하도록 함으로써 그의 전체 시야각을 통하여 시계를 침범하지 않게 된다.

예를 들어, 검사장치의 일부가 원통형이고 그 직경이 2.5인치인 경우, 구멍(62)은 그 직경이 바람직하게는 4인치이다. 이는 드로그로 하여금 검사장치와 관련하여 그의 이동에 있어 어느 정도의 자유를 허용하고, 드로그와 검사장치 사이에서 불필요한 유량이 빠져나가는 것을 허용하지 않지만 드로그의 견인력을 적게 한다.

도 3은 드로그(13)를 나타내며, 이는 날개의 형상이 앞서 기술된 드로그들과 다르다. 실질적으로 직사각형 날개들을 가지는 것 대신에, 드로글(13)의 날개들(22a)은 등변 사다리꼴로서, 몸체부를 연결하는 사다리꼴의 짧은 평행한 변을 가진다. 이는, 직사각형에 대하여 이용가능한 것보다 몸체부의 측부의 주어진 길이에 대하여 더 큰 범포의 면적을 허용하여, 몸체부의 주어진 크기에 대한 견인력의 양을 증가시킨다. 드로그(13)는 드로그(12)에서와 같이 중앙구멍(62) 및 몸체부(20a)를 가지는 것으로 도시된다. 그러나, 날개(22a)는 점선(76)으로 나타낸 바와 같이 (패널의 단면적을 증가시켜서 끄는 힘 또는 견인력을 증가시키는 것이 바람직할 때), 또는 점선(78)로 나타낸 바와 같이(단면적을 약간 감소시킴으로써 견인력을 감소하고 인접한 날개부들 사이로 빠져나가는 유체의 양을 증가시키는 것이 바람직할 때), 원활하게 굴곡된 비평행 벽을 가짐으로써 진정한 등변 사다리꼴로부터 약간 벗어날 수 있다. 드로그(10)와 관련하여 논의된 바와 같이, 연장부(73)가 각 날개(22a)에 부착될 수 있어서, 고정수단(26a)이 그 연장부에 붙어 있는 상태로 드로그가 급하게 구부러진 도관 내에 사용될 때는, 일반적으로 드로그(10)와 관련하여 논의된 바와 같이 그러한 연장부의 사용은 바람직하지 않다.

드로그(10) 또는 (12)의 부분들과 동일한 드로그(13)의 부분들에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였으며, 더 이상 설명하지 않는다.

상술한 드로그들 전부는 4개의 날개를 가진다. 하지만, 바람직한 것은 아니지만, 드로그가 6개의 날개 또는 8개의 날개를 가지도록 하는 것도 본 발명의 범위내에 포함된다. 6개의 직사각형 날개(22)를 가진 드로그(14)가 도 4에 도시된다. 여기에서, 앞서 논의된 드로그들 내에서와 동일한 부분에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하였다. 도면부호(21)를 부여한 몸체패널은 4각형 보다는 6각형이어서, 6개의 변을 가지게 되며, 이들 각각에는 날개(22)가 각각 부착된다. 고정수단(50)들은 6개의 고정수단으로 대체되고, 도면에는 이들에 대하여각각 도면부호(58)가 부여되어 있다. 이들은 6각형의 각 변의 중간 위치에 배치되고, 직사각형 날개의 각각의 중심선의 연속선을 따라서 놓인다.

6개 또는 8개의 날개를 가지는 드로그들은 직사각형 대신에 도 3에서의 날개(22a)와 유사한 등변 사다리꼴의 날개를 가질 수 있다. 또한, 측벽들은 도 1 및 도 2에서 (71) 및 (72), 또한 도 3에서 (76) 및 (78)로 나타낸 바와 같이 약간 굴곡된 형상을 가질 수 있다.

6개 또는 8개의 날개를 가지는 드로그들은, 날개의 갯수가 증가된다는 것이 보다 많은 줄(30) 및 (50)을 가져야 함을 의미하는 것이기 때문에, 바람직하지는 않다. 부가적인 줄들은, 드로그가 파이프라인을 통하여 견인되는 대상물과 조립될 때 조립에 더 많은 시간을 요하게 된다. 대부분의 경우에, 4개의 날개를 가진 드로그들이 적절하게 안정적이며 적절한 견인력을 가지므로, 부가적인 날개에 의하여 야기되는 부가적인 복잡성은 꼭 필요한 것은 아니다.

도 5는 결박된 검사장치(100)를 견인하도록 접속된 도 2에서 나타낸 바와 같은 드로그(12)를 나타낸다. 검사장치(100)는 파이프라인(200) 내에 배치된 것으로 도시되고, 이들의 벽들은 가상선으로 나타내었다. 파이프라인은 화살표(212)의 방향으로 흐르는 유체(210)를 담고 있다. 유체는, 예를 들어 물, 천연가스 또는 오일이나, 기타 전형적으로 파이프라인에 의하여 운송되는 것들이 될 수 있다.

검사장치(100)는 유연성 접합부(104)에 의하여 상호간으로부터 구분되는 모듈(102)들을 포함하여 구성된다. 도시된 실시예에 있어서, 각 모듈은 길이가 대략 4-6 인치, 직경이 2.5 인치인 원통형이다. 유연성 접합부(104)는 검사장치가 구부러지도록 허용함으로써, 맨홀 또는 본 기술분야에서 알려진 검사구를 통하여 검사될 도관 또는 파이프라인 내로 삽입되고, 검사될 파이프라인 또는 도관 내의 굽은 곳을 돌아서 갈 때 구부러지게 된다. 유연성 접합부들은 속이 비어 있어서(도시되지 않음) 모듈 사이에서의 전기적 또는 광섬유 통신을 허용하게 된다.

결박끈(106)은, 모듈(102)에 장착된 다양한 센서들을 감시하는 지표면상에 있는 장비(도시되지 않음)에 검사구 또는 맨홀(도시되지 않음)(결박위치)을 통하여 접속된다. 특정한 검사장치의 검사성능 및 센서들은 본 발명의 일부를 구성하지 않으므로, 상세하게 기재하지 않는다. 센서는 상술한 광원 및 카메라와 함께, 하나 이상의 모듈(102) 내의 배터리 또는 결박끈(106) 또는 케이블(106) 내의 전선을 통하여 전달되는 광으로부터의 전력을 모으는 광수집장치와 같은 어떠한 적절한 수단에 의하여 전력을 얻을 수 있다.

검사장치(100)의 하류끝단[즉, 유체(210)가 흐르는 방향(212)의 끝단](또는 도관이나 파이프라인 내의 하류를 향하도록 되어 있는 제1 끝단)에는 카메라 모듈(108)이 있다. 검사장치(100)는 또한 상류끝단(상기 제1 끝단의 상류를 향하도록 되어 있는 제2 끝단)도 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 모듈(108)의 직경은 2.5 인치이다. 그의 하류측 끝단은 투명부(110)에서 끝나며, 그의 뒤에는 카메라 및 광원[이들은 모듈(108) 내에 있기 때문에 도시되지 않음]이 있게 된다. 광원은 모듈(108)로부터의 파이프라인 하류의 부분에 빛을 비추므로 카메라가 비디오 또는 스틸 영상을 찍을 수 있다.

각 유연성 접합부(104)의 각 끝단에는 분기된 칼라(112)가 장착되며, 이들의 몇 개는 도 6에 보다 상세하게 도시된다. 도 5에서는 명확성을 위하여 몇 개의 대표적인 분기된 칼라들이 도면부호(112)로 도시되었다. 분기된 칼라(112)들은 드로그들을 검사장치에 접속하기 위한 줄(또는 유연성 부착수단)에 대한 부착지점으로서 기능한다. 분기된 칼라들이 2개 만이 드로그에 부착되도록 사용되었지만, 분기된 칼라들은 각 유연성 접합부(104)와 연결되는 것이 편리하며, 상이한 크기의 드로그들을 사용하기 위하여 검사장치를 따라서 간격을 둔 부위에 분기된 칼라(112)들이 있게 된다. 도 5에 있어서는, 드로그를 부착하는데 사용되는 2개의 분기된 칼라들이 도면부호 (112a)[또는 드로그(12)용 제1 고정수단(112a)] 및 (112b)[또는 드로그(12)용 제2 고정수단(112b)] 로 표시된다.

원하는 경우에는, 링 및 클립과 같은 다른 부착물의 형식이 줄에 대한 부착지점으로서 칼라(112)의 대신에 사용될 수도 있다. 즉, 장치(100)에 줄을 확고하게 달아매는 어떤 수단을 가진다는 것만이 필요할 뿐이다.

도 5 및 도 6에 있어서, 드로그(12)는 검사장치(100) 상에 부착된다. 그의 날개(22)들로 부터의 줄(30)들은 분기된 칼라(112b)에 부착된다. 명확성을 위하여, 어떤 줄들은 도 5에서는 생략되어 있다.

줄(80)들은 분기된 칼라(112a)에 부착된다. 날개(22) 중의 하나는 부분적으로 절개되어 칼라(112a)에 대한 줄들의 부착상태를 보여준다. 줄(80)들 중의 하나는 계선매듭(89)만을 가지는 것으로 보여지고 있다.

드로그에 대한 유체(210)의 견인은 그것을 하류방향으로 이동시키고, 줄(30) 및 (80)을 팽팽하게 하고, 그에 의하여 드로그로 하여금 도 5 및 도 6에 나타낸 형상을 가지도록 할 수 있다.

도 6에 가장 날 나타낸 바와 같이, 하나의 줄(80)의 계선매듭(89)은 2개의 인접한 홈(114)들 사이에서 줄(112a)의 일부의 주위를 둘러싼다. 유사하게, 다른 줄(80)들 각각은 2개의 인접한 홈 근방의 각 결박선을 둘러싸서 줄들은 칼라(112a)의 둘레에 균일하게 간격을 두고 있게 되고 칼라(112a)와 드로그들 사이의 각 줄의 유효길이는 같게 된다.

도 6에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 고리(40)에 의하여 연결된 줄(30)들은 사용시에 단일한 줄로 만들어진다. 고리(40)는 2개의 인접한 홈(114)들의 뒤에 고리를 형성하여 그것을 제자리에 유지하고[칼라(114)에 의하여 감쳐줘 있으므로 점선으로 표시됨], 이 고리는 2개의 부분(30)들이 동일한 길이를 가지도록 조절된다. 다른 날개 패널들의 각각은 2개의 홈들에 유사하게 고정되고, 따라서 줄들은 칼라(112b)의 주위에 균일하게 둘러지며 칼라(112b)와 드로그 사이의 줄들의 유효길이는 같게 된다.

칼라(112a) 와 (112b)들은 줄들이 제자리에 있게 된 후에 예를 들면 고정나사(도시않됨)에 의하여 고정되어 줄들이 떨어지지 않도록 방지한다.

드로그(10)와 (13)의 부착부는 드로그(12)에 대하여 도시된 바와 마찬가지로 각각 동일하지만, 대상물이 견인되는 드로그(10)의 경우는 구멍이 없기 때문에 드로그 내의 구멍을 통하여 돌출되지는 않는다.

본 발명에 따른 드로그는, 검사장치와 그의 결박끈들이 실질적으로 중립부력을 가지는 파이프라인용의 결박된 검사장치와 함께 사용되는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 검사장치에 부착된 본 발명의 드로그는, 종래의 드로그와 함께 사용되는 검사장치의 경우와 비교할 때, 검사장치의 매우 양호한 안정성을 제공하며, 검사장치를 파이프라인의 중앙으로 몰아가서 갑자기 움직이거나 파이프의 측벽에 문질러질 경향을 감소한다. 본 발명자들은 어떠한 특정한 이론적인 설명을 고집하는 것을 원하지는 않지만, 드로그가 인접한 날개 패널(22) 또는 (22a) 사이의 틈내의 파이프 또는 도관 내에서 사용될 때 유체가 축출되는 것으로 믿고 있다. 날개 패널들은 짝수이기 때문에, 짝수의 틈들은 유체가 장치의 대향하는 측들 상의 틈을 통하여 방사방향으로 바깥쪽으로 흐르도록 하며, 이는 장치를 중앙으로 위치시키도록 한다.

결박된 드로그들의 회수시에, 결박된 드로그들이 결박된 위치에서 윈치 등에 의하여 견인됨에 따라서, 날개 패널들 사이의 틈들 역시 유용한 기능을 제공한다. 틈들을 통하여 축축된 유체는 드로그들이 회수시에 중앙에 유지하도록 하는 경향을 가진다.

결박끈이 연장되어 있는 검사구 또는 맨홀과 하류 끝단 사이의 중간 위치에서 결박끈 또는 케이블 상에 드로그(12) 또는 드로그(13)의 형태로 된 제2 드로그를 사용하는 것도 가능하다. 어떤 경우에는, 여러개의 간격을 둔 드로드들이 사용될 수도 있다. 이는, 결박끈 또는 케이블이 그의 길이를 따라서 파이프 또는 도관과 마찰접촉하지 않도록 유지하는데 유용할 수 있다. 하지만, 검사장치와 함께 사용하는 대부분의 경우에 그러한 부가적인 드로그들을 사용하지 않고 혹시 사용하게 되더라도 가능한한 떨어지도록 위치시키는 것이 바람직하며, 그에 따라 검사장치의 안정성에 영향을 미칠 수 있는 파이프라인 유체 상에 소용돌이가 생성될 가능성을 감소시키게 한다.

많은 상이한 크기의 드로그들이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 크기의 선택은 견인될 대상물의 크키, 견인될 대상물 상으로의 유체(210)에 의한 견인의 정도(얼마나 많은 견인력이 필요한지를 결정한다), 및 도관 또는 파이프라인의 크기에 따라서 정해진다. 만약 견일될 대상물이 파이프라인 내의 유체에 대하여 실질적으로 중립부력을 가진다면, 대상물에 가해지는 견인력은 그 대상물을 탑재하여 견인하는데 도움이 될 수 있다. 하지만, 만약 대상물이 파이프 라인 내의 유체와 현저하게 차이가 나는 밀도를 가지고 있다면, 그것은 벽과 접촉할 수 있고 마찰은 견인력을 증가시키도록 할 수 있다.

많은 현재의 비결박된 검사장치들이 드로그를 사용하지 않고 도관 또는 파이프라인을 통하여 움직이도록 설계된다. 따라서, 결박되지 않은 검사장치와의 사용은 이들 검사장치를 피검사 도관의 중심 또는 그 근방에 유지시키기 위하여 드로그의 도움을 필요하는 길다란 검사장치의 경우에만 일어날 가능성이 크다. 따라서, 본 발명의 주된 용도는 결박된 검사장치에 사용되거나 도관내에 케이블을 부설하는 것에 사용되는 것으로 기대된다.

본 발명의 특별히 바람직한 용도는 상수도의 검사에 사용하는 것이다. 그러한 파이프라인에 있어서는, 그 물을 음용하는 사용자에게 부정적인 영향을 미치지 않도록 침전물을 일으키지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 불완전한 부분 또는 손상된 부분이 있는 것으로 우려되는 파이프라인의 일부 구간을 통과하여 다수 회 수송할 수 있는 검사장치를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 드로그들이 결박된 검사장치와 함께 사용될 때, 그 검사장치는 드로그를 가라앉히지 않은 채 결박위치로부터 윈치 또는 유사한 장치에 의하여 천천히 뒤로 당겨질 수 있는 것이 발견되었다. 이는, 침전물을 흐트러트리지 않고서도 파이프 라인의 잠재적으로 손상된 부분을 통하여 수차례 검사장치를 통과시킬 수 있도록 한다.

본 발명의 드로그들의 전형적인 규격을 예시하면, 길이 X 및 Y는 도 1-3에 표시하였, 부가적인 각도 Z 는 도 3에 표시하였다. 드로그(10) 및 (12) 형태의 드로그 들에 대해서, 몇개의 전형적인 규격은 인치로 나타내면 다음과 같다:

X Y

2.6 9.1

4 14

8 28

12 42

도 4의 드로그(13)의 형태의 드로그들도 동일한 전형적인 규격들을 가지며, 각도 Z (주어진 드로그들의 모든 날개 패널에 대해서도 동일함)는 0도 내지 약 20도이며, 바람직하게는 10도 - 12도 이다.

일반적으로, 더 큰 드로그들은 보다 많은 견인력을 부여하지만, 선택된 드로그는 필요한 견인력에서 요구되는 것보다 더 커서는 안되며, 그렇게 되면 드로그 크기가 커졌을 때는 파이프라인 또는 도관의 벽과 접촉할 가능성이 크다. 케이블 또는 검사장치 및 결박끈 상에 대한 유체의 견인력이 하류로 몰아가고, 특히 그 밀도가 유체의 밀도와 맞추어진다면, 큰 견인력이 필요할 때는 별로 없다. 예를 들어 x=8인치이고, y=28인치이며 z=11.5도인 드로그(13) 형태의 드로그라면, 대략 평형부력밀도인 결박된 검사장치와 대략 평형부력밀도인 결박끈을, 2피트/초의 속도로 흐르는 물을 담고 있는 8피트 직경의 수도관 내에서 수킬로미터의 거리에 걸쳐서 그 검사장치를 파이프의 중심부분에 위치시킨 채 훌룡하게 견인할 수 있다.

견인력은 도 6에서 "w"로 나타낸 바와 같은 각도를 바꿈으로써 변경될 수 있다. 이 각도는 검사장치의 축과 줄 사이의 각도로서, 줄(30)의 길이 및 장치(100)에서의 부착점을 변경함으로써 변경될 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 부착점을 변경하는 것은 선택된 칼라(112b) 대신에 다른 분기된 칼라(112) 중의 하나를 선택하고 원하는 각도가 달성될 때까지 줄의 길이를 변화시킴으로써 선택될 수 있다. 만약 각도 "w"가 증가되면, 견인력도 증가되지만, 드로그의 모서리들이 도관벽에 더 가까워지게 된다. 만약 각도 "w"가 감소되면, 드로그 및 대상물이 파이프라인 또는 도관내에 처음에 놓여질 때 드로그의 팽창에 따른 문제가 발생될 수 있다. 일반적으로 각도 "w"는 약 30도 내지 60도, 바람직하게는 45도에 가까운 것이 유용한 것으로 알려졌지만, 어떤 경우에는 더 크거나 더 작은 각도가 특정한 파이프라인에 대하여 바람직할 수도 있다.

본 발명은 특정한 실시예를 참조하여 기술되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 있어서는 다양한 변경이 가능하며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위에 기재된 바의 내용을 의도하는 것이다.

Claims (15)

1. 유체도관 또는 파이프라인 내에서 유체가 흐르는 방향으로 대상물을 끌어 당기고, 그 대상물을 유체도관의 중앙에 위치시키고 중앙에 있게 되도록 유지하기 위한 드로그(drogue)로서,
   (a) 몸체 패널,
   (b) 상기 몸체 패널에 부착되고 그 몸체 패널로부터 외부로 연장되는 짝수 개의 날개 패널로서, 각 날개 패널은 독립적으로 이동가능하고 인접한 날개 패널과 틈을 두고 떨어져 있어서, 드로그가 도관 내에 배치될 때, 이동하는 유체의 힘이 몸체 패널 및 날개 패널을 밀어냄으로써 드로그가 펴지도록 하고, 떨어져 있는 날개 패널들 사이의 틈을 통하여 방사방향으로 바깥쪽으로 빠져나가는 이동 유체가 드로그 및 그 드로그에 의하여 반송되는 대상물에 대하여 유체도관의 중앙으로 힘으로 가하게 되는 날개 패널;
   (c) 상기 대상물을 고정하기 위하여 상기 몸체 패널과 연계된 고정수단, 및
   (d) 상기 대상물을 고정하기 위하여 상기 몸체 패널로부터 떨어져서 상기 날개 패널의 끝단들과 연계된 고정수단
   을 포함하는 드로그.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체 패널의 주변 둘레에서 상호간에 균등하게 간격을 둔 4개의 날개 패널을 가지는 드로그.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체 패널의 주변 둘레에서 상호간에 균등하게 간격을 둔 6개의 날개 패널을 가지는 드로그.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체 패널의 주변 둘레에서 상호간에 균등하게 간격을 둔 8개의 날개 패널을 가지는 드로그.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   몸체 패널의 일부가 투명한 드로그.
   
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   몸체 패널은 구멍을 포함하는 드로그.
   
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   몸체 패널은 중심에 위치하는 원형의 구멍을 포함하는 드로그.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   몸체패널과 연계된 고정수단이 상기 구멍의 테두리 너머로 연장되는 드로그.
   
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   날개 패널들은 직사각형인 드로그.
   
10. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    날개 패널들은 등변 사다리꼴이며, 평행한 변의 짧은 쪽이 몸체패널과 접합되어 있는 드로그.
    
11. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    날개 패널들은, 평행하지 않은 쪽의 변들이 직선이 아닌 원활하게 굴곡된 것을 제외하고는 등변 사다리 꼴인 드로그.
    
12. A. 도관 또는 파이프라인 내에서 하류측으로 향하도록 채택된 제1 끝단과, 상기 제1 끝단의 상류를 향하도록 채택된 제2 끝단과,
    (i) 드로그용 제1 고정수단,
    (ii) 상기 제1 고정수단보다 상기 제1 끝단쪽에 덜 가까운 드로그용 제2 고정수단,
    을 가지는 도관 또는 파이프라인 검사용 검사 유니트,
    B. 유체도관 또는 파이프라인 내에서 유체가 흐르는 방향으로 대상물을 끌어 당기고, 그 대상물을 유체도관의 중앙에 위치시키고 중앙에 있게 되도록 유지하기 위한 드로그로서,
    (a) 몸체 패널,
    (b) 상기 몸체 패널에 부착되고 외부로 연장되는 짝수 개의 날개 패널로서, 상기 몸체 패널의 주위에서 균등한 간격을 두고 있으며, 각 날개 패널은 독립적으로 이동가능하고 인접한 날개 패널과 틈을 두고 떨어져 있어서, 드로그가 도관 내에 배치될 때, 이동하는 유체의 힘이 몸체 패널 및 날개 패널을 밀어냄으로써 드로그가 펴지도록 하고, 떨어져 있는 날개 패널들 사이의 틈을 통하여 방사방향으로 바깥쪽으로 빠져나가는 이동 유체가 드로그 및 그 드로그에 의하여 반송되는 대상물에 대하여 유체도관의 중앙으로 힘으로 가하게 되는 날개 패널,
    (c) 상기 몸체 패널과 연계된 고정수단
    (d) 상기 몸체 패널로부터 떨어져서 상기 날개 패널의 끝단들과 연계된 고정수단
    을 포함하는 드로그, 및
    C. (i) 상기 드로그용 제1 고정수단을 상기 몸체 패널에 연계된 고정수단에 고정하기 위한 유연성 부착수단 및
    (ii) 상기 제2 고정수단을 상기 날개 패널의 끝단들과 연계된 고정수단에 고정하기 위한 유연성 부착수단
    을 포함하는 도관 검사 시스템.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 드로그는 상기 몸체 패널에 중앙구멍을 가지며, 상기 검사 유니트의 제1 끝단이 상기 구멍을 통하여 돌출되는 도관 검사 시스템.
    
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 검사 유니트가 지표면 장치의 결박지점에 결박되는 도관 검사 시스템.
    
15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    검사 유니트의 제1 끝단은, 상기 도관 또는 파이프 라인의 하류쪽을 향하도록 채택된 카메라 및 광원을 포함하는 도관 검사 시스템.

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