KR102082180B1 - 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 방법에 관한 것으로, 지중의 관로(하수관 등)의 부분 손상부만을 보수 튜브로 라이닝하여 보수하고 팽창튜브를 관로 안의 보수 위치에서 무선 조작을 통해 팽창시켜 보수 튜브를 시공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치는, UV를 통해 경화수지를 경화시키는 경화모듈로서 UV 모듈(30)과; 상기 UV 모듈의 길이방향 양쪽에 연결되는 제1,2헤드(10,20)와; 상기 UV 모듈의 둘레부를 덮으면서 길이방향의 양측이 상기 제1,2헤드에 연결되어 상기 경화 모듈의 둘레부에 냉각공간을 조성하는 냉각 튜브(40)와; 상기 냉각 튜브의 둘레부에서 길이방향의 양측이 상기 제1,2헤드에 연결되어 상기 제1,2헤드와 함께 상기 UV 모듈의 둘레부를 밀폐 공간으로 조성하는 무선식의 팽창튜브(51)와; 상기 팽창튜브의 내부에 에어를 주입하여 상기 팽창튜브를 팽창시키거나 에어를 배출하여 팽창된 팽창튜브를 수축시키는 에어주입기(60)와; 경화수지가 함침된 튜브로서 상기 팽창튜브의 둘레부에 상기 팽창튜브로부터 분리되도록 결합되며 상기 팽창튜브의 팽창을 통해 관로의 내벽에 붙도록 팽창되는 한편 상기 경화수지가 UV 모듈에 의해 경화되어 상기 관로에 라이닝되는 보수 튜브(50)로 구성된다.

Description

팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 방법{Partial repair apparatus using expansion tube of underground pipe and method for repairing pipe using this same}

본 발명은 비굴착 관로 부분 보수에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지중의 관로(하수관 등)에 국부적인 손상이 있는 경우 관로의 부분 손상부만을 보수 튜브로 라이닝하여 보수하고 보수 튜브를 관로 안의 보수 위치에서 무선 조작으로 시공하는 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 방법에 관한 것이다.

이 부분은 본 출원 내용과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 선행기술이 되는 것은 아니다.

일반적으로, 관로는 식수(상수도관), 하수(하수도관), 우수(빗물), 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 비굴착 관로 보수 방법이 있다.

이러한 비굴착 관로 보수 방법은 보수하고자 하는 관로 내부에 보수 튜브(경화 수지)를 삽입한 후, 보수 튜브를 관로의 내벽에 붙도록 팽창시키고 보수 튜브 안에 상기 경화 수지를 경화시키기 위한 매체(UV 또는 열)를 불어넣어 보수 튜브를 관로 내벽에 경화시키는 것이다.

이와 같은 비굴착 관로 보수 방법은 관로의 손상 정도에 따라 부분 보수와 전체 보수로 구분되며, 부분 보수는 관로의 일부분을 보수 튜브로 라이닝 하는 것이고 전체 보수는 관로의 전체를 보수 튜브로 라이닝 하는 것이다.

본 발명은 부분 보수에 관한 것으로, 본 발명의 배경기술을 확인할 수 있는 특허문헌은 다음과 같다.

등록특허 제10-0588821호는 그 단면이 원형인 하수관로에 투입되어 하수관로를 보수하는 보수장치에 있어서, 원통 형상의 프레임; 상기 프레임의 외주면을 둘러싸도록 설치되고, 중앙부가 양단부에 비하여 오목하게 형성되어 압축공기의 유입에 의하여 상기 하수관로의 내주면에 균일하게 밀착되도록 팽창되는 패커; 및 바퀴 유니트;를 구비하고, 상기 바퀴 유니트는 상기 프레임의 중심이 하수관로의 중심과 일치되도록 하는 중심일치수단을 구비하는 균일 팽창이 가능한 패커를 구비하는 하수관로 부분 보수장치이다.

등록특허 제10-1038486호는 통수관의 외주에 튜브가 구비된 패커와; 상기 통수관에 연결된 공급관과; 상기 공급관에 연결된 호스와; 상기 호스에 연결된 유압공급장치 및; 상기 유압공급장치의 작동을 제어하는 전자제어유니트를 포함하고, 상기 통수관에 상기 전자제어유니트에 의해 작동 제어되는 배출밸브가 설치된 패커를 이용한 비굴착식 하수관로 보수 장치이다.

등록특허 제10-1964720호는 양단에 바퀴와, 내부에 광조사수단 및 공기주입수단이 구성되고 상기 광조사수단에 의한 광이 외부로 조사되도록 하면서 상기 공기주입수단에 의해 팽창되는 패커가 형성된 몸체부를 포함하는 이동구; 상기 패커에 장착되며, 유리섬유의 직조에 의해 형성되는 판형상의 펠트에 광경화수지를 포함하는 함침수지가 함침된 광경화보수부재; 및 상기 광경화보수부재 외주연에 장착되며, 유리섬유의 직조에 의해 형성되는 판형상의 펠트에 에폭시수지를 포함하는 함침수지가 함침된 부착보수부재; 를 포함하고, 상기 광경화보수부재는, 상기 부착보수부재와 접하는 외부재와, 상기 외부재 내부에서 관 내부로 노출되는 내부재를 포함하며, 상기 내부재에는 노출되는 면에 커팅 된 유리섬유사가 다방향으로 부착되는 광경화 및 열경화를 이용한 부분 보수보강 장치이다.

등록특허 제10-1480260호는 폴리에스터(Polyester) 직물로 이루어져 표면을 PVC로 코팅 처리된 네트형태의 격자무늬 형상으로 형성된 보강재와, 상기 보강재의 양측면 각각에 도포된 경화수지와, 상기 보강재의 상단부분에 도포된 경화수지 상에 형성되며 기 설정된 두께를 가지며 립이 형성된 제1 보수패드와, 상기 보강재의 하단부분에 도포된 경화수지 상에 형성되며, 상기 제1 보수패드와 동일한 두께를 가지며 상기 제1 보수패드와 동일한 립이 형성된 제2보수패드와, 상기 보강재의 하단부분과 상기 제2 보수패드의 사이에 형성되며 상기 제2 보수패드의 두께보다 작은 두께를 가지며 상기 제2 보수패드보다 촘촘한 간격의 립이 형성된 직물로 상기 제2 보수패드 보다 수밀성이 좋고 보수력이 높은 제3 보수패드로 이루어진 보수패드를 포함하며, 상기 보수패드가 상기 보강재에 접착되어 하수관로의 파손부분에 밀착보수하기 위한 밀착보수재; 상기 밀착보수재를 외측면에 감싸도록 설치하여, 하수관로에 투입되어 하수관로의 파손부분을 보수할 시에 외측면을 팽창시키기 위한 보수장치부; 및 상기 보수장치부의 외측면을 감싸도록 형성하되 상기 밀착보수재와 상기 보수장치부의 사이에서 서로를 분리하기 위한 패드분리부를 포함하는 하수관 부분 보수 장치이다.

종래 기술에 의한 부분 보수의 특허문헌은 패커 안에 압축공기를 주입하여 패커를 팽창시키는 방법을 통해 보수 튜브를 팽창시키는 것으로, 상기 패커 안에 압축공기를 주입하기 위한 주입관이 관로의 밖(지상이나 맨홀 내부)에서부터 배선되기 때문에 간섭을 일으키게 되므로 작업성이 떨어지고 뿐만 아니라 주입 위치에서 부분 손상부까지의 거리가 먼 경우 그만큼 길이의 주입관을 필요로 하므로 장비의 취급성(제조, 보관, 운반 등)이 떨어지고 또한 주입관의 손상으로 인한 압축공기의 누출 위험이 있어 보수 튜브의 팽창 오류가 발생하는 등의 문제점이 있다.

등록특허 제10-0588821호 등록특허 제10-1038486호 등록특허 제10-1964720호 등록특허 제10-1480260호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지중의 관로(하수관 등)에 국부적인 손상이 있는 경우 관로의 부분 손상부만을 보수 튜브로 라이닝하여 보수하며 특히 보수 튜브를 관로에 라이닝하기 위한 팽창튜브를 관로 안의 보수 위치에서 무선으로 팽창 및 수축시키는 작업으로 보수 튜브를 시공하는 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 방법를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치는, UV를 통해 경화수지를 경화시키는 경화모듈로서 UV 모듈과; 상기 UV 모듈의 길이방향 양쪽에 연결되는 제1,2헤드와; 상기 UV 모듈의 둘레부를 덮으면서 길이방향의 양측이 상기 제1,2헤드에 연결되어 상기 경화 모듈의 둘레부에 냉각공간을 조성하는 냉각 튜브와; 상기 냉각 튜브의 둘레부에서 길이방향의 양측이 상기 제1,2헤드에 연결되어 상기 제1,2헤드와 함께 상기 UV 모듈의 둘레부를 밀폐 공간으로 조성하는 팽창튜브와; 상기 팽창튜브의 내부에 에어를 주입하여 상기 팽창튜브를 팽창시키거나 에어를 배출하여 팽창된 팽창튜브를 수축시키는 에어주입기와; 경화수지가 함침된 튜브로서 상기 팽창튜브의 둘레부에 상기 팽창튜브로부터 분리되도록 결합되며 상기 팽창튜브의 팽창을 통해 지중의 관로 내벽에 붙도록 팽창되는 한편 상기 경화수지가 UV 모듈에 의해 경화되어 상기 관로에 라이닝되는 보수 튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치는, UV나 열을 통해 경화수지를 경화시키는 경화 모듈과; 상기 경화 모듈의 길이방향 양쪽에 연결되는 제1,2헤드와; 상기 경화 모듈의 둘레부에서 길이방향의 양측이 상기 제1,2헤드에 연결되어 상기 제1,2헤드와 함께 상기 경화 모듈의 둘레부를 밀폐 공간으로 조성하는 무선식의 팽창튜브와; 상기 팽창튜브의 내부에 에어를 주입하여 상기 팽창튜브를 팽창시키거나 에어를 배출하여 팽창된 팽창튜브를 수축시키는 에어주입기와; 경화수지가 함침된 튜브로서 상기 팽창튜브의 둘레부에 상기 팽창튜브로부터 분리되도록 결합되며 상기 팽창튜브의 팽창을 통해 지중의 관로 내벽에 붙도록 팽창되는 한편 상기 경화수지가 경화 모듈에 의해 경화되어 상기 관로에 라이닝되는 보수 튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 방법은, 상기 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 관로 밖에서 조립하는 제1단계와; 상기 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 관로 안에 설치하는 제2단계와; 상기 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치의 에어주입기를 온 제어하여 상기 팽창튜브의 안에 에어를 주입하는 것으로 상기 팽창튜브를 팽창시키고 이 팽창튜브에 의해 상기 보수 튜브를 관로의 내벽에 붙도록 팽창시키는 제3단계와; 상기 제3단계 이후 상기 UV 모듈을 온 제어하여 상기 UV로 상기 보수 튜브에 함침된 UV 경화수지를 경화시켜 상기 보수 튜브를 상기 관로에 라이닝하는 제4단계와; 상기 제4단계의 완료 후 상기 UV 모듈을 오프 제어하는 한편, 상기 팽창튜브 안에 주입된 에어를 상기 팽창튜브의 외부로 배출하여 상기 팽창튜브를 수축시킴으로써 상기 보수 튜브로부터 분리하는 제5단계와; 상기 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 상기 관로의 외부로 회수하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 방법에 의하면, 보수 튜브를 팽창으로 라이닝하기 위한 팽창튜브를 관로 밖에서 무선 조정으로 팽창 및 수축시키는 것으로 보수 튜브를 관로 안에 라이닝하여 비굴착 관로 보수가 가능하고, 따라서 관로 밖에서 관로 안의 팽창튜브까지 주입관을 적용하지 않게 되므로 주입관의 간섭으로 인한 시공성 저하를 막는 효과가 있다.

그리고, UV 모듈에 의한 경화 시 볼텍스 튜브를 통해 UV 조사기를 냉각하는 에어와 팽창튜브를 팽창시키는 에어를 공급하여 장치의 구조를 단순화하고 열화에 의한 손상도 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치의 설치 상태 측면도.
도 3은 본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치의 UV 조사기로 UV 램프가 적용된 예를 보인 도면.
도 4는 본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치의 UV 조사기에 관절부가 적용된 예를 보인 도면.
도 5는 본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치에 적용되는 보수 튜브의 구성도.
도 7 내지 도 11은 본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 공정도.
도 12는 본 발명에 의한 비굴착 관로 부분 보수 공정 중 하수에 의한 냉각을 보인 도면.
도 13은 본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치에 의한 수냉 과정을 보인 도면.
도 14는 본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치에 적용된 UV 조사기 이동을 보인 도면.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치(100)는, 제1,2헤드(10,20), 제1,2헤드(10,20)에 지지되는 UV 모듈(30), 제1,2헤드(10,20)에 지지되며 UV 모듈(30)을 보호하는 냉각 튜브(40), 냉각 튜브(40)의 외부에서 제1,2헤드(10,20)에 지지되는 팽창튜브(51), 팽창튜브(51)에 의해 팽창되며 UV 모듈(30)의 UV에 의해 경화되어 관로(1)의 부분 손상부에 라이닝되는 보수 튜브(50), 냉각 튜브(40)에 의해 UV 모듈(30)의 둘레부에 형성되는 공간에 에어를 주입하여 UV 모듈(30)을 냉각함과 더불어 냉각 튜브(40)에 에어를 주입하여 관로(1)의 벽면으로 팽창시키는 냉각과 팽창 겸용의 에어주입기(60)를 포함한다. 본 발명은 냉각기와 팽창기를 겸용하는 에어주입기(60)를 대신하여 냉각기와 팽창기가 독립적으로 구성되는 것도 포함된다.

제1,2헤드(10,20)는 UV 모듈(30) 등을 설치하기 위한 베이스 구조물로서, 제1,2헤드(10,20)는 냉각 튜브(40)를 함께 지지하는 기능을 하며 특히 제1헤드(10)는 에어주입기(60)의 구성이 설치되는 점에서 제2헤드(20)와 차이가 있고 이들의 구체적인 구성은 다음과 같다.

제1헤드(10)는 에어주입기(60)의 설치를 위하여 내부에 공간이 구비된 제1헤드 본체(11), 제1헤드 본체(11)의 일측{제2헤드(20)를 향하는 면}에 관형(원형)으로 돌출 형성되며 냉각 튜브(40)의 일측이 지지되는 관형의 제1소켓부(12), 제1소켓부(12)의 둘레부에 즉 제1소켓부(12)보다 큰 직경으로 돌출 형성되며 팽창튜브(51)의 일측이 지지되는 관형의 제2소켓부(13)로 구성되며, 제1,2소켓부(12,13)의 크기 상 제1헤드 본체(11)의 앞으로 제2소켓부(13)가 돌출 되고 제2소켓부(13)의 앞으로 제1소켓부(12)가 돌출되어 각각 냉각 튜브(40)와 팽창튜브(51)의 일측이 덮혀 지지되도록 한다.

제1헤드 본체(11)는 에어주입기(60)의 설치와 유지보수를 위하여 개폐식으로 구성되며, 특히, 관로(1) 안의 물(하수 등)의 흐름을 통해 UV 모듈(30)의 냉각(수냉각)이 가능하도록 관로(1) 방향을 따라 양측이 개방되는 제1냉각수로관(14)이 구성된다.

제1헤드(10)는 관로(1)를 따라 이동하는 제1바퀴(15)가 구성된다. 제1바퀴(15)는 관로(1)의 바닥부를 따라 구르는 것을 기본으로 하고 관로(1)의 천정을 따라 구르는 것이 부가될 수 있다.

제2헤드(20)는 제2헤드 본체(21), 제2헤드 본체(21)의 일측에 냉각 튜브(40)와 팽창튜브(51)의 타측을 지지하기 위하여 서로 다른 외경으로 돌출 형성되는 관형의 제1,2소켓부(22,23)로 구성된다.

제2헤드(20)는 내부에는 제2냉각수로(24), 외부에는 제2바퀴(25)가 구성되며, 이들(24,25)은 제1헤드(10)의 제1냉각수로(14) 및 제1바퀴(15)와 동일한 기능을 하는 것이다.

제2헤드(20)는 제1헤드(10)와 달리 냉각 튜브(40)와 팽창튜브(51)를 지지만 하는 것이므로 제2헤드 본체(21)를 사용하지 않는 것도 가능하고, 이 때, 제2바퀴(25)는 상대적으로 큰 외경인 제2소켓부(23)를 갖는 관에 형성된다.

제2헤드(20)의 제1,2소켓부(22,23)는 제1헤드(10)의 제1,2소켓부(12,13)와 동일한 외경과 폭으로 구성되는 것이 바람직하다.

제1헤드(10)와 제2헤드(20)는 저부를 무게 중심으로 하여 부분보수를 위한 이동과 부분보수 작업 시 흔들림을 최소화할 수 있다.

UV 모듈(30)은 보수 튜브(50)를 향해 UV를 조사하는 것이며, LED 소자나 UV 램프(도 3) 등으로 구성되는 하나 이상의 UV 조사기(31), UV 조사기(31)를 지지하고 제1,2냉각수로관(14,24)과 유체 연통 가능하게 연결되는 제3냉각수로관(32)으로 구성된다. 제3냉각수로관(32)은 UV 조사기(31)가 설치되는 고정관인 것이다.

UV 조사기(31)는 에어주입기(60)의 전원부(61)로부터 전원을 인가받거나 자체의 전원부(배터리)로부터 전원을 인가받아 UV를 조사하며,

원형의 보수 튜브(50)의 전 면적에 대해 균일한 UV 조사가 가능하도록 다수의 LED나 UV 램프가 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 설치되는 형태(LED의 경우 링의 형태)이고, 보수 튜브(50)의 길이방향을 따라 전면적에 걸쳐 균일한 조사를 위하여 길이방향을 따라 2개 이상이 적용된다.

제3냉각수로관(32)은 둘레부에 UV 조사기(31)가 설치되고 길이방향의 양측이 각각 제1,2헤드(10,20)에 조립(나사 체결 또는 클램프 체결 등)된다.

냉각 튜브(40)에 의한 냉각터널의 형성을 위하여 UV 모듈(30)의 외경은 제1소켓부(12,22)의 내경보다 작은 것이 바람직하다.

제1,2헤드(10,20)는 관로(1)의 내경에 비해 작은 내경이면서 길이도 짧아 관로(1)의 곡선구간을 이동하는데 어려움이 없지만, UV 모듈(30)은 관로(1)의 곡선구간을 통과하기에 길이가 길기 때문에 관절부(33)(도 4 참고)를 포함하는 것도 포함된다.

관절부(33)는 유연성이 있는 재질 또는 신축이 가능한 구조의 관형이며 이웃하는 2개의 제3냉각수로관(32)들 사이에 연결(분리 가능하게 연결)된다.

제1 내지 제3냉각수로관(14,24,32)의 내부는 관로(1)의 물이 흐르도록 하지만 공기도 함께 흐르게 되며 이 때 물과 공기의 경로를 구분하도록 2개 이상의 공간으로 구획될 수 있다.

냉각 튜브(40)는 UV 모듈(30)의 둘레부에 냉각터널을 형성하여 에어주입기(60)에 의해 주입되는 에어(냉각 공기)에 의한 UV 모듈(30)의 냉각효율을 높이기 위한 것이며, 길이방향의 양측이 개방된 구조로서 그 양측 단부가 제1,2헤드(10,20)의 제1,2소켓부(12,22)를 덮은 후 밴드 등을 통해 고정된다.

냉각 튜브(40)는 시공 상태를 기준으로 할 때 관형인 것이며, 2차원의 시트 상태에서 원형으로 말려 제1,2헤드(10,20)에 조립되면서 이음부가 밀봉되는 것도 가능하다.

팽창튜브(51)는 보수 튜브(50)를 지지하며 에어주입기(60)에 의해 주입되는 에어에 의해 자신이 팽창하면서 보수 튜브(52)를 팽창시켜 관로(1)의 내주면에 밀착시킨다.

팽창튜브(51)는 둘레부 전체가 막힌 구조도 가능하지만, 이에 한정되지 아니하고 보수 튜브(52)를 팽창시킬 수 있는 전제 하에 다공성도 가능하다.

도 2와 도 5에서 보이는 것처럼, 보수 튜브(50)는 보수층 및 광차단층의 층상구조로 이루어진다.

상기 보수층은 UV 경화수지가 함침된 함침 튜브(52)로 이루어지고, 상기 광차단층은 함침 튜브(52)의 외부면에 중첩되는 광차단튜브(53)로 구성된다.

함침 튜브(52)는 실질적인 보수를 담당하는 것으로 바람직하게 1층 이상의 유리섬유로서 UV 경화수지가 함침된다.

광차단 튜브(53)는 UV 모듈(30)에서 조사되는 UV가 관로(1)를 향해 손실되지 않고 함침 튜브(52)의 UV 경화수지에 전달되도록 한다.

광차단 튜브(53)는 함침 튜브(52)의 외부면에 도포(코팅)되는 막으로도 구성 가능하다.

본 발명에서 함침 튜브(52)와 광차단 튜브(53)는 일체형으로서 관로(1)에 라이닝되지만 팽창튜브(51)는 함침 튜브(52)와 떨어지는 것이므로 이를 위한 재질로 구성되고, 그럼에도 불구하고 함침 튜브(52)를 팽창시키기 위하여 팽창튜브(51)는 길이방향의 양측이 각각 제1,2헤드(10,20)의 제2플랜지(13,23)의 둘레부를 덮은 상태에서 밴드 등으로 고정되는데 반해 보수 튜브(50)는 팽창튜브(51)의 둘레부에 접착이나 고정없이 덧대어지는 형태이다.

팽창튜브(51)는 밴드가 고정되도록 길이방향의 양측이 보수 튜브(50)보다 돌출되도록 더 길게 형성되는 것이 바람직하다.

팽창튜브(51)(광투과 팽창튜브)는 그 목적에 따라 함침 튜브(52)를 팽창시키기 위하여 신축이 가능한 것이 바람직하고, 이에 반해 함침 튜브(53)는 유리섬유의 경우 신축 시 깨지는 등의 손상을 일으킬 수 있으므로 신축보다는 여유있는 직경으로 이루어지며 단 관로(1) 안에 초시 설치 시 여유있는 크기로 인한 간섭을 일으키지 않도록 일부분이 겹쳐지는 형태로 묶이고 팽창 시 묶임이 풀리도록 구성된다.

에어주입기(60)는 전원부(61), 전원부(61)의 전원을 인가받아 온 가동하며 에어를 압송하는 에어컴프레서(62), 에어컴프레서(62)에 에어를 공급하는 에어 공급부(63), 에어컴프레서(62)에 의해 압송되는 에어를 냉각 에어로 공급하는 볼텍스 튜브(64), 볼텍스 튜브(64)로부터 공급되는 에어를 2곳으로 분기하여 UV 모듈(30)의 냉각용 에어와 보수 튜브(50)의 팽창용 에어로 공급하는 제1,2노즐부(65,66), 에어를 외부로 배출하는 에어 배출부(67)로 구성된다.

전원부(61)는 바람직하게 충전이 가능한 충전지나 배터리이며, 제1헤드(10)의 내부로서 제1냉각수로관(14)의 상부에 탑재된다.

에어컴프레서(62)는 전원부(61)와 연결되며 관로(1)의 외부에서 작업자의 조작(바람직하게 무선의 리모트 콘트롤러)에 의해 온/오프가 제어되도록 구성된다.

에어 공급부(63)는 관로(1) 내부의 에어를 에어컴프레서(62)에 공급하는 관형이며 관로(1)의 물이 침투하지 못하도록 입구가 제1헤드(1)의 상부에 배치된다.

볼텍스 튜브(64)는 에어컴프레서(62)에 의해 압송되는 에어를 냉각하여 이 냉각 에어를 제1,2노즐부(65,66)에 공급하는 한편 고온의 에어를 에어 배출부(67)를 통해 배출하도록 구성된다.

제1노즐부(65)는 볼텍스 튜브(64)와 관으로 연결되며 에어를 냉각 튜브(40) 안에 공급하도록 토출단이 제1소켓부(12)의 안쪽에 배치된다.

제2노즐부(66)는 제1노즐부(65)와 볼텍스 튜브(64)를 연결하는 관에서 분기되는 관을 포함하고 에어를 보수 튜브(50) 안에 공급하도록 토출단이 제2소켓부(13)의 안쪽에 배치된다.

에어 배출부(67)는 냉각 튜브(40)의 내부를 순환하면서 UV 모듈(30)의 열을 회수하여 온도가 상승한 고온의 에어를 제1헤드(10)의 외부로 배출하는 관의 형태이고 관로(1) 내부의 물이 침투하지 못하도록 배출단이 제1헤드(10)의 상부를 향해 개방되는 형태이다. 에어 공급부(63)의 유입단과 에어 배출부(67)의 토출단은 각각 관로의 내부를 향해 개방되어 관로 내부의 에어를 이용한다.

에어 공급부(63), 제1,2노즐부(65,66), 에어 배출부(67)는 일방향의 흐름만이 가능하도록 체크밸브가 구성될 수 있다.

에어주입기(60)는 볼텍스 튜브(63)를 사용하지 않고 에어컴프레서(62)에 의해 압송되는 에어를 냉각한 후 냉각 튜브(40) 안에 분사하는 분사부 및 에어를 냉각없이 보수 튜브(50)의 팽창용으로 분사하는 분사부가 분기없이 독립 구조로 적용되는 것도 가능하다.

에어주입기(60)는 UV 모듈(30)의 냉각과 보수 튜브(50)의 팽창만을 위한 것이며, 이와 별도로 본 발명의 장치를 관로(1) 안에 설치하기 전에 관로(1)의 외부(지상)에서 보수 튜브(50)가 팽창튜브(51)에서 이탈되지 않도록 하기 위한 것으로 팽창튜브(51) 안쪽에 에어를 주입하는 예비팽창 주입부(68)가 구성될 수 있다.

예비팽창 주입부(68)는 입구가 제1헤드(10)의 상부를 향해 개방되는 한편 토출구가 제2소켓부(13)에 배치되며 개폐 밸브가 함께 구성된다.

예비팽창 전과 후를 비교하여 설명하면, 팽창튜브(51)는 예비팽창 전에 에어의 압력을 받지 않는 자유상태이기 때문에 외부의 보수 튜브(50)를 지지하지 못하게 되므로 보수 튜브(50)가 이탈될 수 있고, 예비팽창 후에는 내부의 에어의 압력을 통해 미는 힘으로 보수 튜브(50)를 지지하게 되므로 보수 튜브(50)의 이탈을 막게 된다.

예비팽창을 위한 에어의 압력 및 팽창튜브(51)의 팽창 정도는 보수 튜브(50)의 외경이 관로(1)의 내경보다 적은 상태이다.

본 발명은 소형 관로의 부분보수 시 작업자가 관로(1) 안에 들어갈 수 없는 것을 고려하여 앞쪽에 있는 제1헤드(10)에 설치되는 촬영장치(CCTV 등), 이 촬영장치의 촬영 영상을 관로(1) 외부에서 모니터링하면서 부분 손상부(2)를 확인하도록 모니터가 더 포함된다.

본 발명은 보수 튜브(50)에 함침되는 경화수지인 UV 수지를 열경화수지로, UV 모듈(30)을 고온의 열을 발산하는 발열기로 대체하면서 팽창튜브(51) 등을 그대로 이용하는 것도 포함되며, 이 때, 냉각 튜브(40)는 사용되지 않는다.

본 발명에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 방법은 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치 조립(냉각 튜브) - 박리형 팽창 튜브 및 보수 튜브 조립 - 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치의 관로 설치 - 보수 튜브 팽창 - 보수 튜브 경화 - 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치와 보수 튜브 분리 - 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치 회수의 공정으로 이루어지며, 각각의 구체적인 공정은 다음과 같다.

1. 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치 조립(냉각 튜브)(도 6 참고).

본 공정은 제1,2헤드(10,20)와 UV 모듈(30)을 먼저 조립하고, UV 모듈(30)의 둘레부를 냉각 튜브(40)로 감싸 UV 모듈(30)의 외부 냉각 튜브(40)의 안에 냉각 터널을 형성하며, 냉각 튜브(40)의 조립은 냉각 튜브(40)의 길이방향 양측을 제1,2헤드(10,20)의 제1소켓부(12,22)에 밴드 등으로 묶어 고정하는 것으로 이루어진다.

2. 팽창튜브와 보수 튜브 조립(도 7 참고).

냉각 튜브(40)의 둘레부에 팽창튜브(51) 조립 - 팽창튜브(51)의 예비 팽창 - 보수 튜브 고정의 공정으로 이루어진다.

- 팽창튜브(51)의 길이방향 양측을 제1,2헤드(10,20)의 제2소켓부(13,23)에 덮고 밴드로 밴딩하여 고정한다. 이 때, 보수 튜브(50)를 팽창튜브(51)의 둘레부에 끼워 놓을 수도 있다.

- 예비팽창 주입부(68)를 통해 에어를 주입하여 팽창튜브(51)를 예비팽창(보수 튜브의 라이닝을 위한 팽창은 본 팽창, 보수 튜브와 팽창튜브의 이탈방지를 위한 팽창은 예비 팽창이라 한다)시킨다.

예비팽창을 통해 팽창튜브(51)와 보수 튜브(50)가 밀착되어 보수 튜브(50)가 팽창튜브(51)에서 이탈되지 않는다.

- 보수 튜브(50)는 직경이 예비팽창된 팽창튜브(51)의 외경에 비해 크기 때문에 보수 튜브(50)의 일부분을 포개어 밴드로 밴딩함으로써 팽창튜브(51)와 고정한다.

3. 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치의 관로 설치(도 8 참고).

팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치(100)를 관로(1) 안에 설치하고 보수 튜브(50)를 부분 손상부(2)의 위치로 이송한다.

4. 보수 튜브 팽창(도 9 참고).

에어주입기(60)를 온 가동하면, 에어컴프레서(62)가 전원부(61)의 전원을 인가받아 가동하여 에어를 압송하고, 이 에어는 볼텍스 튜브(64)를 통과한 후 제1,2노즐부(65,66)를 통해 냉각 튜브(40)의 내부 및 팽창튜브(51)에 주입된다.

팽창튜브(51)는 에어의 압력에 의해 팽창하여 보수 튜브(50)를 팽창시키게 되며, 결과적으로 보수 튜브(50)가 밴딩상태를 해제하고 펼쳐지면서 관로(1)의 내주면에 밀착 라이닝된다. 팽창튜브(51)를 팽창시키는 에어는 에어배출밸브를 통해 적정 압력으로 유지되어 보수 튜브(50)는 적정 압력을 통해 팽창 라이닝된다.

5. 보수 튜브 경화(도 10 참고).

UV 모듈(30)의 UV 조사기(31)를 온 가동한다. 이 온 가동은 에어주입기(60)의 작동 후 타이머에 의한 자동 온, 작업자의 수동 조작 등으로 가능하다.

UV 조사기(31)에서 조사되는 UV는 냉각 튜브(40)와 팽창튜브(51)를 통과한 후 보수 튜브(50)의 함침튜브(52)에 함침된 UV 수지에 전달되고, UV 수지는 UV와 반응을 통해 경화되며, 따라서 함침 튜브(52)가 경화된 상태로 관로(1)의 내주면에 라이닝되어 부분 손상부(2)를 보수한다.

UV 조사기(31)의 오프 제어는 타이머에 의한 제어, 작업자의 수동 제어로 가능하다.

6. 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치와 보수 튜브 분리(도 11 참고).

보수 튜브(50)에 의한 라이닝을 완료한 후 본 발명의 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치(100)를 관로(1)에서 회수하여야 하며, 이를 위하여 에어주입기(60)의 가동을 오프 제어하면 팽창튜브(51)가 팽창상태에서 수축되어 보수 튜브(50)로부터 떨어지게 된다.

본 발명의 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치(100)를 보수 튜브(50)의 간섭없이 관로(1)의 외부로 이동시켜 회수한다.

본 발명은 에어주입기(60)를 통해 순환되는 냉각에어에 의해 UV 조사기(31)의 열을 냉각하는 동시에 관로(1)를 따라 흐르는 물(하수)에 의한 수냉도 가능하고 팽창튜브(51)와 보수 튜브(50)가 팽창되기 전에는 보수 튜브(50)와 관로(1) 사이에 물이 흐르는 공간이 있어 물이 관로(1)를 따라 흐르며, 보수 튜브(50)가 팽창되어 관로(1)의 내주면에 라이닝된 경우 도 12에서 보이는 것처럼, 물이 냉각수로관(24,32,14)을 통해 흐르면서 UV 조사기(31)를 냉각한다.

이하, 본 발명에 의해 부가되는 구성에 대해 설명한다.

도 13은 관로(1) 내부의 수위가 에어 공급부(63)와 에어 배출부(67)보다 높은 경우에도 물이 에어 공급부(63)와 에어 배출부(67)에 침투하지 못하도록 부구(70)가 설치되는 것을 도시한 것이다.

부구(70)는 내부에 에어 등의 부력체가 충진되는 구조 또는 폼계열의 제품이며, 공급 연장관(71)과 배출 연장관(72)이 구성된다.

공급 연장관(71)과 배출 연장관(72)은 바람직하게 부구(70)의 내부에 삽입 고정되면서 일측의 개방부가 에어 공급부(63)와 에어 배출부(67)에 연결되는 한편 타측의 개방부가 에어 공급부(63)와 에어 배출부(67)보다 높은 위치에 배치되도록 구성되고 이를 위하여 부구(70)는 공급 연장관(71)과 배출 연장관(72)의 타측의 개방부가 항상 상부를 향하도록 무게중심이 저부에 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

공급 연장관(71)과 배출 연장관(72)은 제1헤드(10)와 부구(70)의 위치와 거리 변경을 고려하여 유연성과 신축성 갖는 것이 바람직하다.

도 14는 UV 조사기(31)의 거리를 조정하도록 구성되는 예를 도시한 것이며, UV 조사기(31)는 신축수단(33)을 통해 제3냉각수로관(32)의 둘레부에 제3냉각수로관(32)으로부터 먼 곳으로 이동 가능하게 설치된다.

신축수단(33)은 텔레스코픽 타입의 관, 에어실린더 등 다양한 구성이 가능하다.

10,20 : 제1,2헤드,
11,21 : 제1,2헤드 본체, 12,13,22,23 : 제1,2소켓부
14,24 : 제1,2냉각수로관, 15,25 : 제1,2바퀴
30 : UV 모듈,
31 : UV 조사기, 32 : 제3냉각수로관
40 : 냉각 튜브,
50 : 보수 튜브,
51 : 팽창튜브, 52 : 함침 튜브
53 : 광차단 튜브,
60 : 에어 주입기,
61 : 전원부, 62 : 에어컴프레서
63 : 에어 공급부, 64 : 볼텍스 튜브
65,66 : 제1,2노즐부, 67 : 에어 배출부
68 : 예비팽창 주입부,
70 : 부구,

Claims (13)

1. UV를 통해 경화수지를 경화시키는 경화모듈로서 UV 모듈(30)과;
   상기 UV 모듈의 길이방향 양쪽에 연결되는 제1,2헤드(10,20)와;
   상기 UV 모듈의 둘레부를 덮으면서 길이방향의 양측이 상기 제1,2헤드에 연결되어 상기 경화 모듈의 둘레부에 냉각공간을 조성하는 냉각 튜브(40)와;
   상기 냉각 튜브의 둘레부에서 길이방향의 양측이 상기 제1,2헤드에 연결되어 상기 제1,2헤드와 함께 상기 UV 모듈의 둘레부를 밀폐 공간으로 조성하는 팽창튜브(51)와;
   상기 팽창튜브의 내부에 에어를 주입하여 상기 팽창튜브를 팽창시키거나 에어를 배출하여 팽창된 팽창튜브를 수축시키는 에어주입기(60)와;
   UV 경화수지가 함침된 튜브로서 상기 팽창튜브의 둘레부에 상기 팽창튜브로부터 분리되도록 결합되며 상기 팽창튜브의 팽창을 통해 지중의 관로 내벽에 붙도록 팽창되는 한편 상기 UV 경화수지가 UV 모듈에 의해 경화되어 상기 관로에 라이닝되는 보수 튜브(50)와;
   상기 제1,2헤드와 UV 모듈을 따라 길이방향의 양측이 개방되도록 형성되어 상기 관로 내부의 물이 흐르도록 함으로써 둘레부에 설치되는 상기 UV 모듈을 냉각하는 냉각수로관을 포함하고,
   상기 제1,2헤드는 상기 냉각튜브의 길이방향 양측이 지지되는 관형의 제1소켓부, 상기 팽창튜브의 길이방향 양측이 지지되는 관형의 제2소켓부를 포함하며,
   상기 에어주입기는, 상기 제1헤드에 설치되는 것으로, 전원부(61), 상기 전원부의 전원을 인가받아 온 가동하여 에어를 압송하는 에어컴프레서(62), 상기 에어컴프레서에 에어를 공급하는 에어 공급부(63), 상기 에어컴프레서에 의해 압송되는 에어를 냉각하여 냉각 에어를 공급하는 볼텍스 튜브(64), 상기 볼텍스 튜브에서 공급되는 냉각 에어를 상기 냉각튜브의 냉각용 에어와 팽창튜브의 팽창용 에어로 공급하기 위하여 상기 냉각튜브의 내부와 팽창튜브의 내부에 각각 분사하는 제1,2노즐부(65,66), 상기 냉각튜브와 팽창튜브 안의 에어를 외부로 배출하는 에어 배출부(67)를 포함하되, 상기 에어 공급부의 유입단과 상기 에어 배출부의 토출단은 상기 관로의 내부를 향해 개방되어 상기 관로 내부의 에어를 이용하고,
   상기 제1노즐부는 토출단이 상기 제1헤드의 제1소켓부의 안쪽에 배치되고, 상기 제2노즐부는 토출단이 상기 제2헤드의 제2소켓부의 안쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서, 상기 관로 내부의 물에 부유하는 부구, 상기 에어주입기의 에어 공급부와 에어 배출부와 연결되는 한편 상기 부구에 고정되어 개방부가 상기 부구를 통해 물에 떠있는 공급 연장관 및 배출 연장관을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서, 상기 에어주입기와 별개로 하여 상기 팽창튜브 안에 에어를 주입하는 예비팽창 주입부(68)를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 UV 모듈은 UV 조사기가 상기 보수 튜브를 향해 왕복 이동 가능하게 설치되는 특징으로 하는 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치.
10. 청구항 1에 있어서, 상기 보수 튜브는 UV 경화수지가 함침되는 1층 이상의 유리섬유로 이루어지는 보수층 및 상기 보수층의 외부면에 형성되며 상기 UV의 투과를 차단하는 광차단층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치.
11. 청구항 1에 있어서, 상기 경화 모듈은 관절부를 포함하여 관로의 곡선부를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치.
12. 청구항 1에 의한 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 방법으로서,
    상기 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 관로 밖에서 조립하는 제1단계와;
    상기 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 관로 안에 설치하는 제2단계와;
    상기 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치의 에어주입기를 온 제어하여 상기 팽창튜브의 안에 에어를 주입하는 것으로 상기 팽창튜브를 팽창시키고 이 팽창튜브에 의해 상기 보수 튜브를 관로의 내벽에 붙도록 팽창시키는 제3단계와;
    상기 제3단계 이후 상기 UV 모듈을 온 제어하여 상기 UV로 상기 보수 튜브에 함침된 UV 경화수지를 경화시켜 상기 보수 튜브를 상기 관로에 라이닝하는 제4단계와;
    상기 제4단계의 완료 후 상기 UV 모듈을 오프 제어하는 한편, 상기 팽창튜브 안에 주입된 에어를 상기 팽창튜브의 외부로 배출하여 상기 팽창튜브를 수축시킴으로써 상기 보수 튜브로부터 분리하는 제5단계와;
    상기 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 상기 관로의 외부로 회수하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 방법.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 제1단계는 상기 팽창튜브에 에어를 주입하여 상기 팽창튜브를 팽창한 상태에서 이 팽창튜브의 둘레부에 상기 보수 튜브를 결합하여 에어의 압력에 의해 상기 보수 튜브를 지지하도록 하는 것을 특징으로 하는 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 이용한 비굴착 관로 부분 보수 방법.
    

Images