KR101935403B1 - 튜브형 관로 보수 장치 및 이를 이용한 관로 보수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 튜브형 관로 보수 장치 및 이를 이용한 관로 보수 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 150mm 내지 2000mm의 좁은 관경을 가지는 관로를 보강하는 비굴착식 관로 보수 장치 및 이를 이용한 관로 보수 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치는, 관로에 나란한 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향의 양단에 지지부와 상기 지지부 사이에 허리부를 포함하는 제1 탄성 튜브; 상기 허리부를 감싸는 제2 탄성 튜브; 및 상기 제2 탄성 튜브의 외면에 랩핑되는 라이너;를 포함하는 튜브형 관로 보수 장치로서, 상기 제1 탄성 튜브는 상기 지지부가 상기 허리부보다 큰 부피로 팽창될 수 있다.

Description

튜브형 관로 보수 장치 및 이를 이용한 관로 보수 방법{ELASTIC TUBE TYPE PIPELINE REPAIRING DEVICE AND PIPELINE REPAIRING METHOD USING IT}

본 발명은 튜브형 관로 보수 장치 및 이를 이용한 관로 보수 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 150mm 내지 2000mm의 좁은 관경을 가지는 관로를 보강하는 비굴착식 관로 보수 장치 및 이를 이용한 관로 보수 방법에 관한 것이다.

도시화와 함께 지하에는 상하수도관 및 가스관과 같은 각종 배관이 매설되었으며, 이와 같은 배관은 시간이 지남에 따라 점차 노후화되어 부식이나 균열이 발생할 수 있다. 배관의 부식으로 인해 상하수가 누출되거나, 식수의 오염이 발생하며, 가스가 누출되어 노후된 배관의 보수 문제가 중요한 이슈가 되고 있다.

지하에 매설된 상하수도관 또는 가스관 등을 보수하기 위하여 굴착 공사를 하는 경우, 이에 따른 막대한 공사비와 교통체증의 가중, 안전사고의 발생, 환경문제 등 사회적 손실 비용이 증가하게 된다. 이에 따라 특히 150mm 내지 2000mm의 좁은 관경을 가지는 배관이나 매설 심도가 깊어 작업 환경이 열악한 경우에 적용될 수 있는 다양한 비굴착식 배관 보수 공법이 제안되어 왔다.

그 중 보강 튜브 경화 공법은, 균열 또는 손상된 상하수도관에 라이너를 삽입한 후 튜브를 팽창시켜 배관 내부에 압착된 라이너를 경화시킴으로써 상하수도관을 보강하는 공법이다.

종래의 튜브형 관로 보수 장치는 복잡하게 형성되는 관로를 통해 진입되는 과정에서 고정된 프레임의 길이에 의해 진입이 제한되거나, 보수 부위로 견인되는 과정에서 배관의 내면 사이 마찰에 의해 팽창 튜브 외면에 랩핑된 라이너가 손상되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 라이너가 손상되는 문제점을 예방할 수 있는 구성 및 전환되는 관로의 각도에 대응하여 보수 장치를 진입시킬 수 있는 구조를 가지는 새로운 튜브형 관로 보수 장치 및 보수 방법의 창안이 요구된다.

대한민국 공개특허공보 10-2014-0017030호(2014.02.11.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전환되는 관로의 각도에 대응하여 보수 장치를 진입시킬 수 있는 구조를 가지고, 보수 부위로 견인되는 과정에서 외면에 랩핑된 라이너가 손상되는 문제점을 예방하는 구성 및 구조를 가지는 튜브형 관로 보수 장치 및 이를 이용한 관로 보수 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치는, 관로에 나란한 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향의 양단에 지지부와 상기 지지부 사이에 허리부를 포함하는 제1 탄성 튜브; 상기 허리부를 감싸는 제2 탄성 튜브; 및 상기 제2 탄성 튜브의 외면에 랩핑되는 라이너;를 포함하는 튜브형 관로 보수 장치로서, 상기 제1 탄성 튜브는 상기 지지부가 상기 허리부보다 큰 부피로 팽창될 수 있다.

여기서, 상기 제2 탄성 튜브는 상기 제1 방향으로 길이를 형성하는 복수의 볼록부를 포함하고, 상기 제2 탄성 튜브는 수축된 상태에서 상기 복수의 볼록부 사이에 존재하는 복수의 오목부가 접히면서 상기 제1 방향과 나란하게 포개어질 수 있다.

또한, 상기 제1 탄성 튜브와 상기 제2 탄성 튜브 각각에 유체를 공급 및 배출하기 위한 적어도 하나의 유체 출입구를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 허리부의 적어도 일부는 상기 제1 방향과 직교되는 제2 방향과 나란하게 주름이 형성되는 주름부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 탄성 튜브는, 상기 제1 방향 양단에 탈착 가능한 바퀴 프레임을 더 포함하고, 상기 바퀴 프레임이 포함하는 바퀴는 상기 제1 탄성 튜브의 외주보다 돌출되는 구조를 가질 수 있다.

한편, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법은, 제1 탄성 튜브, 제2 탄성 튜브, 및 라이너를 포함하는 튜브형 관로 보수 장치를 삽입하여 배관 내의 보수구간을 보강하는 관로 보수 방법에 있어서, 제1 탄성 튜브를 팽창시키는 단계; 상기 제1 탄성 튜브의 허리부를 감싸는 제2 탄성 튜브의 외면에 라이너를 랩핑하는 단계; 상기 보수구간 내로 상기 튜브형 관로 보수 장치를 삽입하는 단계; 상기 제2 탄성 튜브의 직경을 상기 보수구간의 직경에 맞게 팽창시키는 단계; 및 상기 라이너가 상기 보수구간을 가지는 상기 배관 내부에 압착되어 경화되는 단계;를 포함하되, 상기 제1 탄성 튜브는 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향의 양단에 지지부와 상기 지지부 사이에 상기 허리부를 포함하고, 상기 제1 탄성 튜브는 상기 지지부가 상기 허리부보다 큰 부피로 팽창되어, 상기 튜브형 관로 보수 장치가 상기 보수구간으로 삽입되는 과정에서 상기 허리부에 랩핑된 라이너가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 보수구간 내로 상기 튜브형 관로 보수 장치를 삽입하는 단계 이전에, 배관 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계; 상기 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계; 및 상기 보수구간의 내측 표면을 그라인딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 보수구간으로 상기 튜브형 관로 보수 장치를 삽입하는 단계는, 전환되는 관로의 각도에 대응하여 상기 허리부의 적어도 일부가 포함하는 주름부에 의해 상기 튜브형 관로 보수 장치가 휘어지는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 보수구간으로 상기 튜브형 관로 보수 장치를 삽입하는 단계는, 상기 제1 탄성 튜브가 상기 제1 방향 양단에 포함하는 탈착 가능한 바퀴 프레임을 이용하여 상기 보수구간으로 이동되는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 라이너가 경화되는 단계 이후에, 상기 제2 탄성 튜브를 수축시킨 후 상기 튜브형 관로 보수 장치를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기와 같은 본 발명의 튜브형 관로 보수 장치 및 이를 이용한 관로 보수 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

유연한 팽창 튜브를 이용하여 복잡한 관로로 용이하게 진입할 수 있고, 보수 부위로 견인되는 과정에서 팽창 튜브를 둘러싸는 라이너가 손상을 예방할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 제2 탄성 튜브가 팽창되기 전의 상태에서 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치를 측면에서 바라본 구조도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면도이다.
도 3은 제2 탄성 튜브가 팽창되기 전의 상태에서 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치를 측면에서 바라본 구조도이다.
도 4는 도 3의 B-B' 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 탄성 튜브(100)를 제1 방향에서 바라보았을 때 바퀴 프레임을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치를 이용한 관로 보수 방법의 순서도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치를 이용하여 수행되는 관로 보수 방법의 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 튜브형 관로 보수 장치(1) 및 이를 이용한 관로 보수 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 제2 탄성 튜브(200)가 팽창되기 전의 상태에서 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)를 측면에서 바라본 구조도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)는 제1 탄성 튜브(100), 제2 탄성 튜브(200), 라이너(300) 및 바퀴 프레임(400)을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 탄성 튜브(100)는 전체적으로 속이 빈 원통형 절구 형상을 가지고, 제1 방향으로 그 길이가 연장될 수 있다. 여기서, 제1 방향은 관로의 길이가 형성되는 종방향과 나란한 방향을 의미하며, 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)가 진입되는 방향일 수 있다.

제1 탄성 튜브(100)는 제1 방향의 양단에 지지부(110)와, 지지부(110) 사이에 위치하는 허리부(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1을 참조하면, 제1 탄성 튜브(100)가 팽창되었을 때 지지부(110)는 허리부(120)보다 큰 부피로 팽창된다. 즉, 지지부(110)의 외경이 허리부(120)의 외경보다 크게 형성되도록 팽창될 수 있다.

도 2는 도 1의 A-A' 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제2 탄성 튜브(200)는 제1 탄성 튜브(100)의 허리부(120)를 감싸도록 형성될 수 있고, 제2 탄성 튜브(200)의 외면에는 라이너(300)가 랩핑될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)는 상기 라이너(300)를 이용하여 배관(10)의 보수 부위(S)를 보강할 수 있다. 구체적으로, 열경화성 수지가 함침된 부직포를 포함하는 라이너(300)를 배관(10)의 내측에 삽입하고, 저온 또는 고온에서 경화시켜 파손된 배관(10)을 보강하는 공법이다.

이러한 라이너(300)는 배관(10)의 파손부를 통하여 배관(10) 내의 하수, 상수 및 가스 등과 같은 유체가 유출되는 것을 방지하고 배관(10) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.

라이너(300)는 열경화성 수지가 함치된 부직포의 외측을 둘러싸는 비닐을 포함할 수 있다. 두 겹으로 접힌 부직포에 액상의 열경화성 수지가 함침될 수 있고, 여기서 열경화성 수지는 상온에서 별도의 열을 가하지 않더라도 약 1~6시간 내에 경화되는 저온 경화성 수지일 수 있다.

이러한 저온 경화성 수지는 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate: MMA)를 사용하기 때문에 0~10℃의 환경조건을 가지는 하수 관거 내에서 종래의 방식인 순환온수나 고온증기의 열에 의한 경화과정을 거치지 않고도 저온에서 경화될 수 있는 것이다. 수지가 함침된 부직포의 외측에 비닐을 덮어 배관(10) 내부에 삽입한 후 경화시키면 배관(10) 형상의 내측관이 형성된다. 또한 수지가 함침되는 소재는 부직포에 한정되지 않고 각종 유리 섬유가 사용될 수도 있다.

비닐은 부직포가 팽창하게 되는 경우 부직포를 둘러싸는 커버 역할을 한다. 부직포를 둘러싸는 커버로는 비닐에 한정되지 않고, 폴리 프로필렌, 폴리스티렌 등 부직포의 피복 재료로 사용될 수 있다면 이에 제한되지 않는다. 특히, 시공 환경에 따라 초저온의 조건에서도 수지의 경화가 가능할 수 있도록 단열재로 형성된 커버가 사용될 수도 있다.

도 2를 다시 참조하면, 제2 탄성 튜브(200)는 제1 방향으로 길이를 형성하는 복수의 볼록부(210)를 포함할 수 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제2 탄성 튜브(200)는 수축된 상태에서 복수의 볼록부(210) 사이에 존재하는 복수의 오목부(220)가 접히면서 제1 방향과 나란하게 포개어질 수 있다.

제2 탄성 튜브(200)는 복수의 오목부(220)와 볼록부(210)를 포함함으로써, 포함하지 않았을 경우보다 부피가 수축된 상태에서 제1 탄성 튜브(100)의 잘록한 허리부(120)를 감싸도록 형성되고, 그 외면에 라이너(300)가 랩핑될 수 있는 것이다.

한편, 제1 탄성 튜브(100)와 제2 탄성 튜브(200)는 신축성을 가진 소재로서 고무, 실리콘 계통의 합성 수지로 이루어질 수 있고, 그 내부에 유체가 공급 또는 배출됨으로써 팽창 또는 수축될 수 있다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)는 제1 탄성 튜브(100)와 제2 탄성 튜브(200) 각각에 유체를 공급 및 배출하기 위한 적어도 하나의 유체 출입구(150, 250)를 더 포함할 수 있다.

유체 출입구(150, 250)를 통해 외부로부터 제1 탄성 튜브(100) 및 제2 탄성 튜브(200)로 압력 공기가 공급될 수 있고 부피가 팽창 될 수 있다. 이 경우 제1 탄성 튜브(100)의 허리부(120)는 제2 탄성 튜브(200)가 보수 대상인 배관(10) 방향으로 팽창될 수 있도록 반대 방향에서 지지하는 역할을 수행한다.

유체 출입구(150, 250)는 제1 탄성 튜브(100)와 제2 탄성 튜브(200)에서 제1 방향에 대해 일측 단부에 위치할 수도 있고, 각각의 내주면에 위치할 수도 있다. 제2 탄성 튜브(200)의 경우 제1 탄성 튜브(100)의 내측 빈 공간을 통해 유체 공급관이 연결될 수 있도록 허리부(120)와 대향되는 내주면에 유체 출입구(150, 250)가 형성될 수 있고, 이러한 경우 허리부(120)에는 제2 탄성 튜브(200)의 유체 출입구(150, 250)와 대응되는 위치에 유체가 출입되기 위한 통로가 형성될 수 있으며, 상기 통로는 허리부(120)에 공급된 유체가 누출되지 않는 밀폐 경로를 형성한다.

유체 출입구(150, 250)에는 유체를 공급 및 배출하기 위한 배관(10)이 연결될 수 있고, 상기 배관(10)은 복잡한 관로에 대응하여 유연하게 구부러질 수 있는 플렉서블 관일 수 있다.

도 3은 제2 탄성 튜브(200)가 팽창되기 전의 상태에서 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)를 측면에서 바라본 구조도이고, 도 4는 도 3의 B-B' 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)는 제2 탄성 튜브(200)가 보수 부위(S)를 가지는 배관(10) 내경에 맞게 팽창됨으로써 제2 탄성 튜브(200) 외면에 랩핑된 라이너(300)가 배관(10) 내부에 압착될 수 있다.

구체적으로, 제2 탄성 튜브(200)에 유체가 공급되고 팽창되면서 제2 탄성 튜브(200)가 포함하는 볼록부(210)가 라이너(300)에 접촉된 상태에서 배관(10) 내면 방향으로 압력이 작용된다.

제2 탄성 튜브(200)가 복수의 볼록부(210)와 오목부(220)를 포함함으로써, 복수의 볼록부(210)와 오목부(220)를 포함하지 않았을 경우 필요한 유체 공급량보다 적은 양의 유체를 공급하고도 제2 탄성 튜브(200)를 보수구간의 직경에 맞게 팽창시킬 수 있는 효과가 있고, 이로 인해 시공 시간을 단축시킬 수 있다.

보수 부위(S)를 가지는 배관(10) 내부에 라이너(300)를 보다 확실하게 압착시키기 위하여, 팽창되는 튜브는 제2 탄성 튜브(200)에 한하지 아니하고, 제1 탄성 튜브(100)에 추가적인 유체를 공급하여 팽창시킴으로써 라이너(300)에 보다 높은 압력이 작용될 수 있다.

이 경우 제1 탄성 튜브(100)의 허리부(120)는 제2 탄성 튜브(200)가 보수 대상인 배관(10) 방향으로 팽창될 수 있도록 반대 방향에서 지지하는 역할을 수행한다. 또한, 도 5를 참조하면, 제1 탄성 튜브(100)는 전술한 제2 탄성 튜브(200)가 포함하는 복수의 볼록부(160)와 오목부(170)를 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 탄성 튜브(100)를 제1 방향에서 바라보았을 때 바퀴 프레임(400)을 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)는 제1 탄성 튜브(100)의 제1 방향의 양단에 탈착 가능한 바퀴 프레임(400)을 더 포함할 수 있다. 바퀴 프레임(400)은 배관(10)의 보수 위치까지 본 발명인 튜브형 관로 보수 장치(1)의 이동성을 향상시키는 역할을 하며, 원통 형의 튜브형 관로 보수 장치(1) 형상에 대응하여 진행 방향과 무관하게 안정적으로 지지할 수 있도록 적어도 3개 이상의 바퀴를 포함할 수 있다.

또한, 바퀴 프레임(400)이 포함하는 바퀴는 제1 탄성 튜브(100)의 외주보다 외측으로 돌출되는 구조를 가질 수 있으며, 튜브형 관로 보수 장치(1)가 배관(10)과 나란한 방향으로 정렬된 상태에서 이동되는 경우, 이동되는 과정에서 제1 탄성 튜브(100) 내지 제2 탄성 튜브(200)의 외면에 랩핑된 라이너(300)가 배관(10) 내주면과 접촉 및 마찰되면서 손상되지 않도록 보호하는 기능을 한다. 바퀴 프레임(400)은 제2 탄성 튜브(200)가 팽창되면서 라이너(300)가 배관(10) 내주면에 균형있게 접착될 수 있도록 하는 지지대 역할을 수행할 수도 있다.

한편, 도 1을 다시 참조하면, 허리부(120)의 적어도 일부는 제1 방향과 직교되는 제2 방향과 나란하게 주름이 형성되는 주름부(125)를 포함할 수 있다. 주름부(125)는 보수구간으로 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)를 삽입하는 과정에서 전환되는 관로의 각도에 대응하여 튜브형 관로 보수 장치(1)가 휘어지면서 진입이 용이하도록 하는 역할을 하며, 자세한 사항은 후술하기로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)를 이용한 관로 보수 방법에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)를 이용한 관로 보수 방법의 순서도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)를 이용한 관로 보수 방법은, 배관(10) 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계(S110), 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계(S120), 보수구간의 내측 표면을 그라인딩하는 단계(S130), 제1 탄성 튜브(100)를 팽창시키는 단계(S210), 제2 탄성 튜브(200)의 외면에 라이너(300)를 랩핑하는 단계(S220), 보수구간 내로 튜브형 관로 보수 장치(1)를 삽입하는 단계(S310), 제2 탄성 튜브(200)의 직경을 보수구간의 직경에 맞게 팽창시키는 단계(S320), 및 제1 탄성 튜브(100) 및/또는 제2 탄성 튜브(200)를 수축시킨 후(S410), 튜브형 관로 보수 장치(1)를 회수하는 단계(S420)를 포함한다.

배관(10)의 보수를 위한 예비 준비 과정으로서, 배관(10) 내부를 조사하여 손상 부위를 확인하고 보수할 위치를 결정하게 된다. 배관(10)의 내부를 조사하는 방법으로는 내시경 또는 카메라가 장착된 로봇을 투입하여 모니터상 손상 부위를 확인할 수 있다. 내시경 또는 로봇은 맨홀(M)을 통해 투입될 수 있으며, 필요에 따라서는 배관(10)의 일부를 굴착하여 삽입될 수도 있다.

배관(10)의 조사 과정에서 배관(10)의 보수가 필요하다고 판단되는 경우에는 보수 작업을 위하여 배관(10) 내부를 세정한다. 구체적으로, 작업할 배관(10) 내부로 상수 또는 하수 등이 유입되는 것을 방지하기 위하여 상류관을 차수 장치로 차단할 수 있다. 다음으로 고압 분사기로 고압의 세정수를 분사하여 배관(10) 내부를 세정한다. 세정수의 분사와 함께 부유되는 내부의 이물질 또는 침전물이 흡입됨으로써 배관(10) 내부가 깨끗하게 세정될 수 있고, 배관(10)의 보수를 위하여 배관(10) 내부 작업에 지장을 주는 장애물들을 소형 절삭 장치를 이용하여 제거하는 공정이 추가로 수행될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법은 손상부위가 존재하는 보수구간의 내측표면을 그라인딩하는 단계를 더 포함할 수 있다. 배관(10)의 내측표면은 물때나 이끼 등이 적층되어 미끄러운 면으로 구성될 수 있으므로, 추후에 보수 작업을 위해 삽입한 라이너(300)가 배관(10)의 내측표면에 밀착 결합되지 않을 수 있다.

따라서, 보수 부위(S)가 존재하는 보수구간의 내측표면을 그라인딩할 경우, 그라인딩된 표면은 미세 요철이 형성되어 라이너(300)와의 흡착력이 증가될 수 있다. 그라인딩 표면은 소형 절삭 장치에 포함된 그라인더에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 인위적인 표면 거칠기를 제공하는 다양한 장비가 사용될 수 있다.

제1 탄성 튜브(100)가 팽창된 상태에서, 제1 탄성 튜브(100)의 허리부(120)를 감싸는 제2 탄성 튜브(200) 외면에 라이너(300)를 랩핑한다. 라이너(300)는 전술한 바와 같이 수지가 함침된 부직포와 상기 부직포의 외측을 둘러싸는 비닐 커버를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)의 제1 탄성 튜브(100)는 보수 부위(S)를 가지는 배관(10) 내부로 삽입되기 위하여 배관(10)의 관경에 따라 완전히 팽창될 수 있는 부피의 일부만 팽창되도록 유체가 공급될 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)를 이용하여 수행되는 관로 보수 방법의 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)는 제1 탄성 튜브(100)에 형성된 브라켓을 견인 차량 등에 와이어로 연결하여 맨홀(M)을 통해 매설된 배관(10) 내부로 삽입될 수 있다.

여기서, 전술한대로 제1 탄성 튜브(100)는 전체 부피의 일부만 팽창되도록 유체가 공급된 상태에서 보수 부위(S)를 가지는 배관(10) 내부로 삽입될 수도 있으며, 예를 들어, 보수 부위(S)로 진입하기 위한 관로의 관경이 좁게 형성되는 경우, 제1 탄성 튜브(100)에 유체를 공급하여 팽창될 수 있는 최대 부피의 50%만 팽창된 상태에서 배관(10) 내부로 삽입될 수 있다. 그리고 후술하는 보수 부위(S)에서 제2 탄성 튜브(200)와 함께 배관(10) 내면에 라이너(300)를 압착할 수 있는 부피로 팽창될 수 있다.

제1 탄성 튜브(100)의 지지부(110)는 허리부(120)보다 큰 부피로 팽창되어 튜브형 관로 보수 장치(1)가 보수 부위(S)로 삽입되는 과정에서 허리부(120)를 감싸는 제2 탄성 튜브(200)의 외면에 랩핑된 라이너(300)가 손상되는 것을 방지한다.

즉, 지지부(110)의 외경이 허리부(120)의 외경보다 크게 형성되도록 팽창되므로, 잘록하게 들어간 허리부(120)에 수축된 상태의 제2 탄성 튜브(200)와 라이너(300)가 위치되게 되고, 배관(10) 내부와 접촉 및 마찰되면서 라이너(300)가 손상되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 튜브형 관로 보수 장치(1)는 다양하게 전환되는 관로의 각도에 대응하여 제1 탄성 튜브(100)의 허리부(120)의 적어도 일부가 포함하는 주름부(125)에 의해 튜브형 관로 보수 장치(1)가 휘어지는 단계를 더 포함할 수 있다.

전술한대로 주름부(125)는 제1 방향에 대해 직교되는 제2 방향으로 복수의 주름을 포함하고, 도 7에 도시된 바와 같이 전환되는 관로의 각도에 대응되어 튜브형 관로 보수 장치(1)가 휘어지면서, 허리부(120)를 감싸는 제2 탄성 튜브(200)와 그 외면에 랩핑된 라이너(300)도 함께 상기 관로의 각도에 적응하여 휘어질 수 있다.

즉, 신축성 있는 탄성 재질로 이루어지는 제1 탄성 튜브(100) 및 제2 탄성 튜브(200)와 부직포와 비닐을 포함하는 라이너(300)는, 상기 관로의 각도에 대응하여 보수 부위(S)를 가지는 보수구간으로 튜브형 관로 보수 장치(1)가 용이하게 진입될 수 있도록 소정의 각도로 휘어질 수 있는 유연성을 가지고, 제1 탄성 튜브(100)의 허리부(120)의 적어도 일부가 주름부(125)를 포함함으로써, 관로의 각도가 변형되는 구간에서 상기 진입 작업이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.

배관(10) 내부에 삽입된 튜브형 관로 보수 장치(1)는 매니폴드에 연결된 작업 로봇에 의해 이동될 수 있고, 원하는 보수 위치에 튜브형 관로 보수 장치(1)를 위치시킨 후 유체를 공급하면 배관(10)의 내경에 맞게 제2 탄성 튜브(200)의 부피가 팽창될 수 있다.

여기서, 제1 탄성 튜브(100)의 외주보다 외측으로 돌출되는 구조를 가지는 바퀴 프레임(400)은 튜브형 관로 보수 장치(1)가 배관(10)과 나란한 방향으로 정렬된 상태에서 이동되는 경우, 이동되는 과정에서 탄성 튜브의 외면에 랩핑된 라이너(300)가 바닥면에 접촉 및 마찰되면서 손상되지 않도록 보호하는 기능을 한다.

또한, 공급 유체는 압력 탱크에 저장되어 차량 등을 통해 이송될 수 있고, 압력 탱크로부터 연결되는 이송 도관을 통해 외부와 탄성 튜브 사이 유체가 공급 또는 배출될 수 있다.

제2 탄성 튜브(200)의 외면에 랩핑된 라이너(300)는 제2 탄성 튜브(200)가 팽창되면서 배관(10) 내부에 압착될 수 있고, 이 때 전술한 바와 같이 바퀴 프레임(400)은 관로 보수 장치의 균형을 잡으면서 라이너(300)가 배관(10) 내부에 균등하게 압착될 수 있도록 지지대 역할을 수행할 수도 있다.

또한, 보수 부위(S)를 가지는 배관(10) 내부에 라이너(300)를 보다 확실하게 압착시키기 위하여, 팽창되는 튜브는 제2 탄성 튜브(200)에 한하지 아니하고, 제1 탄성 튜브(100)에 추가적인 유체를 공급하여 팽창시킴으로써 라이너(300)에 보다 높은 압력이 작용될 수 있다. 이 경우 제1 탄성 튜브(100)의 허리부(120)는 제2 탄성 튜브(200)가 보수 대상인 배관(10) 방향으로 팽창될 수 있도록 반대 방향에서 지지하는 역할을 수행한다.

배관(10) 내부에 압착된 라이너(300)가 시간이 지남에 따라 경화됨으로써 보강 공정이 완료될 수 있다. 상기 보강 공정이 완료된 이후에 제1 탄성 튜브(100) 및/또는 제2 탄성 튜브(200)로부터 공급되었던 유체를 배출시키면 제1 탄성 튜브(100) 및/또는 제2 탄성 튜브(200)의 부피가 수축되고, 부피가 수축된 튜브형 관로 보수 장치(1)는 다시 연결된 견인 차량에 의해 맨홀(M)을 통해 회수될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 튜브형 관로 보수 장치 10: 배관
100: 제1 탄성 튜브 110: 지지부
120: 허리부 125: 주름부
200: 제2 탄성 튜브 160, 210: 볼록부
170, 220: 오목부 150, 250: 유체 출입구
300: 라이너 400: 바퀴 프레임
S: 보수 부위

Claims (10)

1. 관로에 나란한 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향의 양단에 지지부와 상기 지지부 사이에 허리부를 포함하는 제1 탄성 튜브;
   상기 허리부를 감싸는 제2 탄성 튜브; 및
   상기 제2 탄성 튜브의 외면에 랩핑되는 라이너;를 포함하는 튜브형 관로 보수 장치로서,
   상기 제1 탄성 튜브는 제1 차로 상기 제1 탄성 튜브의 내측으로 유체의 공급 및 배출에 의해 수축 및 팽창되며, 상기 제1 탄성 튜브의 상기 지지부가 상기 허리부보다 큰 부피로 팽창되고,
   상기 제2 탄성 튜브는 상기 제1 탄성 튜브의 외측에서 상기 제1 탄성 튜브의 수축 및 팽창과 별도로 팽창되되, 상기 제2 탄성 튜브의 내측으로 유체의 공급 및 배출에 의해 수축 및 팽창되며,
   상기 제2 탄성 튜브의 팽창으로 상기 라이너를 보수구간에 밀착 시, 상기 제1 탄성 튜브는 상기 제1 차로 유체의 공급 및 배출에 이어 제2 차로 상기 제1 탄성튜브의 내측으로 유체의 공급 및 배출에 의해 상기 제2 탄성 튜브와 함께 상기 라이너를 밀착 가압 가능하게 구비되는, 튜브형 관로 보수 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제2 탄성 튜브는 상기 제1 방향으로 길이를 형성하는 복수의 볼록부를 포함하고,
   상기 제2 탄성 튜브는 수축된 상태에서 상기 복수의 볼록부 사이에 존재하는 복수의 오목부가 접히면서 상기 제1 방향과 나란하게 포개어지는, 튜브형 관로 보수 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 탄성 튜브와 상기 제2 탄성 튜브 각각에 유체를 공급 및 배출하기 위한 적어도 하나의 유체 출입구를 더 포함하는, 튜브형 관로 보수 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 허리부의 적어도 일부는 상기 제1 방향과 직교되는 제2 방향과 나란하게 주름이 형성되는 주름부를 포함하는, 튜브형 관로 보수 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 탄성 튜브는, 상기 제1 방향 양단에 탈착 가능한 바퀴 프레임을 더 포함하고, 상기 바퀴 프레임이 포함하는 바퀴는 상기 제1 탄성 튜브의 외주보다 돌출되는 구조를 가지는, 튜브형 관로 보수 장치.
6. 제1 탄성 튜브, 제2 탄성 튜브, 및 라이너를 포함하는 튜브형 관로 보수 장치를 삽입하여 배관 내의 보수구간을 보강하는 관로 보수 방법에 있어서,
   상기 제1 탄성 튜브는 제1 차로 상기 제1 탄성 튜브의 내측으로 유체를 공급하거나 배출하여 상기 제1 탄성 튜브를 팽창시키는 단계;
   상기 제1 탄성 튜브의 허리부를 감싸는 제2 탄성 튜브의 외면에 라이너를 랩핑하는 단계;
   상기 보수구간 내로 상기 튜브형 관로 보수 장치를 삽입하는 단계;
   상기 제2 탄성 튜브는 상기 제1 탄성 튜브의 외측에서 상기 제1 탄성 튜브의 수축 및 팽창과 별도로 수축 및 팽창되되, 상기 제2 탄성 튜브의 내측으로 유체를 공급하거나 배출하여 상기 제2 탄성 튜브의 직경을 상기 보수구간의 직경에 맞게 팽창시키는 단계; 및
   상기 라이너가 상기 보수구간을 가지는 상기 배관 내부에 압착되어 경화되는 단계;를 포함하되,
   상기 제1 탄성 튜브는 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향의 양단에 지지부와 상기 지지부 사이에 상기 허리부를 포함하고,
   상기 제1 탄성 튜브의 내측으로 상기 제1 차의 유체를 공급함에 따라 상기 제1 탄성 튜브의 상기 지지부는 상기 허리부보다 큰 부피로 팽창되어, 상기 튜브형 관로 보수 장치가 상기 보수구간으로 삽입되는 과정에서 상기 허리부에 랩핑된 라이너가 손상되는 것을 방지하고,
   상기 제2 탄성 튜브의 팽창으로 상기 라이너를 상기 보수구간에 밀착 시, 상기 제1 탄성 튜브는 유체의 공급 및 배출에 이어 제2 차로 상기 제1 탄성 튜브의 내측으로 유체의 공급 및 배출에 의해 상기 제2 탄성 튜브와 함께 상기 라이너를 밀착 가압 가능하게 구비되는, 관로 보수 방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 보수구간 내로 상기 튜브형 관로 보수 장치를 삽입하는 단계 이전에,
   배관 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계;
   상기 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계; 및
   상기 보수구간의 내측 표면을 그라인딩하는 단계를 더 포함하는, 관로 보수 방법.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 보수구간으로 상기 튜브형 관로 보수 장치를 삽입하는 단계는,
   전환되는 관로의 각도에 대응하여 상기 허리부의 적어도 일부가 포함하는 주름부에 의해 상기 튜브형 관로 보수 장치가 휘어지는 단계를 더 포함하는, 관로 보수 방법.
9. 제 6항에 있어서,
   상기 보수구간으로 상기 튜브형 관로 보수 장치를 삽입하는 단계는,
   상기 제1 탄성 튜브가 상기 제1 방향 양단에 포함하는 탈착 가능한 바퀴 프레임을 이용하여 상기 보수구간으로 이동되는 단계를 더 포함하는, 관로 보수 방법.
10. 제 6항에 있어서,
    상기 라이너가 경화되는 단계 이후에, 상기 제2 탄성 튜브를 수축시킨 후 상기 튜브형 관로 보수 장치를 회수하는 단계를 더 포함하는, 관로 보수 방법.

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