KR102261762B1 - 관로 보수 보강시스템 및 이를 이용한 관로 보수 보강 공법 - Google Patents

관로 보수 보강시스템 및 이를 이용한 관로 보수 보강 공법 Download PDF

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오경석
박설희
박병권
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주식회사 특수건설
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Abstract

본 발명은 관로 보수 보강시스템 및 이를 이용한 관로 보수 보강 공법에 관련되며, 이는 라이너튜브가 투명 아크릴섬유층으로 형성됨과 더불어 내, 외주면이 내부투명필름층과 차광필름층에 의해 보강 보호되도록 구조 개선되어, 관로 균열부에 대응하는 형상으로 유연하게 성형되는 신율이 확보되면서 투명 아크릴섬유층에 의한 자외선 반응 수지 함침효율이 향상되어 자외선 경화에 의한 내구성 향상을 도모하고, 특히, 자외선 반응 수지를 경화시 투명 아크릴섬유층을 통과한 자외선이 차광필름층에 의해 외부 손실이 방지되면서 투명 아크릴섬유층 내부로 재유입되도록 유도되어 자외선 경화 효율 향상 및 경화 시간을 단축할 수 있도록 라이너튜브(100), 경화로봇(200)을 주요구성으로 한다.

Description

관로 보수 보강시스템 및 이를 이용한 관로 보수 보강 공법{Pipeline reinforcing system and method for reinforcing pipeline repair using the same}
본 발명은 관로 보수 보강시스템 및 이를 이용한 관로 보수 보강 공법에 관련되며, 보다 상세하게는 라이너튜브가 투명 아크릴섬유층으로 형성됨과 더불어 내, 외주면이 내부투명필름층과 차광필름층에 의해 보강 보호되도록 구조 개선되어, 관로 균열부에 대응하는 형상으로 유연하게 성형되는 신율이 확보되면서 투명 아크릴섬유층에 의한 자외선 반응 수지 함침효율이 향상되어 자외선 경화에 의한 내구성 향상을 도모하고, 특히, 자외선 반응 수지를 경화시 투명 아크릴섬유층을 통과한 자외선이 차광필름층에 의해 외부 손실이 방지되면서 투명 아크릴섬유층 내부로 재유입되도록 유도되어 자외선 경화 효율 향상 및 경화 시간이 단축되는 관로 보수 보강시스템 및 이를 이용한 관로 보수 보강 공법에 관한 것이다.
일반적으로 상,하수도관, 송유관, 가스관 등 유체를 이송하는 대형관은 주로 주철관이나 강관 또는 콘크리트관으로 구성되고, 노후화로 파손되면 도로를 파헤쳐 기존관을 새로 교체하는 도로 굴착공법으로 보수하고 있지만, 이러한 도로 굴착공법은 교통 정체 및 시간과 비용 등이 많이 소요된다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 맨홀 또는 노후된 관체 양측에 웅덩이를 파 낸 다음 그 웅덩이를 매개로 노후관 내면을 라이닝(Curied In Place Pipe: CIPP)하여 기존 관로의 저하된 구조적 성능을 개선하는 비굴착 관로 갱생(Rehabilitation)공법을 선호하고 있지만, 관로 내로 라이닝재를 삽입한 후, 라이닝재를 관로 벽면에 가압시킨 상태에서 경화시키기 위해서 온수와 스팀 등을 이용해야 하므로, 공법이 복잡하고 작업시간이 지연되는 실정이다.
이에 종래에 개시된 등록특허 10-1400380호에서, 라이닝재의 내부에 광경화성 수지가 함침된 광경화성 라이너를 이동차량에 탑재되는 수납챔버의 내부에 적재하여 공사 현장으로 이동하여 준비하는 단계와, 상기 수납챔버에 적재된 광경화성 라이너를 보수할 관로의 입구로부터 반전삽입하는 단계와, 상기 광경화성 라이너의 반전삽입시, 반전삽입되는 광경화성 라이너의 후단에 UV광을 조사하기 위한 UV광 발생장치를 견인하기 위한 로프를 함께 진입시키는 단계와, 상기 로프를 이용하여 상기 UV광 발생장치를 연결하여 상기 광경화성 라이너의 반전삽입된 후단쪽으로 견인하는단계와, 상기 광경화성 라이너를 팽창시키는 상태에서, 상기 광경화성 라이너의 내부로 진입된 UV광 발생장치의 UV램프를 구동시켜 UV광을 조사하여 상기 광경화성 라이너를 광경화시키면서 상기 UV광 발생장치를 견인하여 상기 관로의 입구 쪽으로 이동시키는 단계 및 상기 광경화성 라이너를 경화시킨 후, 상기 UV광 발생장치를 상기 광경화성 라이너로부터 회수하고, 상기 관로 외측으로 노출된 광경화성 라이너를 절단하고, 상기 관로와 광경화성 라이너 사이를 기밀 처리하는 단계를 포함하는 관로 보수공법이 선 등록된 바 있다.
그러나 상기 종래기술은 간단한 장비를 이용하여 쉽게 라이닝 하려는 것이나, 광경화성 라이너는 자외선 투과율을 높이기 위해 대부분 유리섬유계로 형성되므로 광경화성 수지 함침이 어렵고, 신축성 떨어져 다양한 형태의 관로 균열형상에 유연하게 대응하지 못하며, 특히 강도 부족으로 보수 후에도 쉽게 손상되는 문제점이 따랐다.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 라이너튜브가 투명 아크릴섬유층으로 형성됨과 더불어 내, 외주면이 내부투명필름층과 차광필름층에 의해 보강 보호되도록 구조 개선되어, 관로 균열부에 대응하는 형상으로 유연하게 성형되는 신율이 확보되면서 투명 아크릴섬유층에 의한 자외선 반응 수지 함침효율이 향상되어 자외선 경화에 의한 내구성 향상을 도모하고, 특히, 자외선 반응 수지를 경화시 투명 아크릴섬유층을 통과한 자외선이 차광필름층에 의해 외부 손실이 방지되면서 투명 아크릴섬유층 내부로 재유입되도록 유도되어 자외선 경화 효율 향상 및 경화 시간이 단축되는 관로 보수 보강시스템 및 이를 이용한 관로 보수 보강 공법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 자외선 반응 수지에 함침된 상태로 관로 내부로 투입되고, 압축공기에 의해 평창되어 관로(1) 내주면에 밀착되도록 구비되는 라이너튜브(100); 및 상기 라이너튜브(100) 내주면을 타고 이동되고, 자외선램프(210)가 탑재되어 라이너튜브(100)에 함침된 자외선 반응 수지를 경화하도록 구비되는 경화로봇(200);을 포함하고, 상기 라이너튜브(100)는 라이너시트(110)의 폭방향 양단부를 연결하여 튜브형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 라이너시트(110)는, 자외선 반응 수지가 함침된 투명 아크릴섬유층(112)과, 라이너튜브(100) 내주면에 대응하는 투명 아크릴섬유층(112) 일면에 형성되는 내부투명필름층(114)과, 라이너튜브(100) 외주면에 대응하는 투명 아크릴섬유층(112) 이면에 형성되어 자외선을 차단하는 차광필름층(116)을 포함하고, 상기 투명 아크릴섬유층(112)은 300g/㎡~900g/㎡의 글라스크로스를 복수장과 150~250g/㎡의 부직포를 중첩한 상태로 니들 펀칭가공하여 형성되고, 상기 차광필름층(116)에 의해 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 라이너튜브(100) 외부로의 노출이 제한되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내부투명필름층(114) 표면에는 PE계 또는 PVC계 투명 필름으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 아크릴섬유층(112)과 차광필름층(116) 사이에는 유리섬유층(115)이 형성되고, 투명 아크릴섬유층(112)과 유리섬유층(115)은 니들 펀칭에 의해 결합되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라이너시트(110)의 폭방향 양단부를 중첩한 상태로 니들펀칭하여 중첩연결부(111)를 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라이너튜브(100)는 내, 외부 라이너시트(100A)(100B) 결합에 의해 복층으로 형성되고, 내, 외부 라이너시트(100A)(100B)의 폭방향 양단부를 중첩한 상태로 니들펀칭하여 내, 외부 중첩연결부(111A)(111B)를 형성하며, 내, 외부 중첩연결부(111A)(111B)는 서로 불일치하는 위치에 배치되어, 내부 중첩연결부(111A) 영역은 외부 라이너시트(100B)에 의해 보강되고, 외부 중첩연결부(111B) 영역은 내부 라이너시트(100A)에 의해 보강되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차광필름층(116)은 외부 투명필름층(116a)과 자외선을 차단하는 착색필름층(116b) 조합으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차광필름층(116)은 일면에 반사코팅 또는 반사필름으로 형성되는 반사층(116c)이 구비되어, 자외선램프(210)에서 출력되어 투명 아크릴섬유층(112)을 통과한 자외선이 반사되어 투명 아크릴섬유층(112) 내측으로 재유입되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라이너튜브(100)는, 접혀진 상태로 관로 내부에 투입되는 외측 라이너튜브(100A)와, 외측 라이너튜브(100A) 내부에서 압축공기에 의해 팽창 투입되면서 외측 라이너튜브(100A)를 함께 팽창시키는 내측 라이너튜브(100B)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내측 라이너튜브(100B)는 반전된 상태로 일단이 클램프(300)에 의해 밀봉되고, 다른 일단은 압축기(400)에 연결되어 압축공기가 투입되며, 상기 클램프(300)는 로프(510)에 의해 연결되고, 로프(510)는 피딩부(500)에 의해 피딩 길이 및 속도가 제어되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 관로(1) 내부는 관로로봇(10)에 탑재된 카메라에 의해 영상 촬영되어 위치정보와 함께 균열정보가 검출되고, 상기 피딩부(500)는 내측 라이너튜브(100B)가 반전 투입되는 중에 상기 관로로봇(10)에 의해 균열이 검출된 위치에서 내측 라이너튜브(100B)가 소정의 정지타임을 가지도록 로프(510) 투입 작동을 제어하고, 상기 내측 라이너튜브(100B)가 로프(510)에 의해 균열이 검출된 위치에서 소정의 정지타임을 가지는 동안 지속적으로 투입되는 압축공기에 의해 팽창력이 증가되어 관로(1) 균열부와 대응하는 형상으로 내, 외측 라이너튜브(100A)(100B)가 성형되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 관로(1) 내부에 착색관상라이너(120)가 투입되고, 착색관상라이너(120) 내주면에 오일층(122)이 형성되며, 상기 착색관상라이너(120) 내부를 통하여 라이너튜브(100)를 삽입하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자외선램프(210) 외주면에는 30° 중심각을 가진 복수의 아치형 반사판(212)이 서로 중첩되도록 설치되고, 각각의 아치형 반사판(212)은 서로 상이한 반경을 가진 복수의 원형 레일(214)을 타고 회전운동되도록 구비되며, 상기 아치형 반사판(212) 외측 단부는 이웃하는 아치형 반사판(212) 내측 단부와 걸림편(213)에 의해 맞물리도록 구비되고, 복수의 아치형 반사판(212) 중 내측에 위치되는 아치형 반사판(212)은 밀편(216)에 연결되며, 밀편(216)은 자외선램프(210)를 중심으로 구동부(217)에 의해 회전운동되는 작동휠(218)에 고정되고, 상기 작동휠(218)이 어느 일방향으로 회전시, 밀편(216)에 의해 복수의 아치형 반사판(212)이 서로 중첩되어 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 사방으로 분산되고, 상기 작동휠(218)이 역방향으로 회전시 내측에 위치된 아치형 반사판(212)부터 순차적으로 선회되면서 걸림편(213)에 의해 이웃하는 아치형 반사판(212)이 서로 맞물려 확장된 반사영역을 형성하여 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 반사되어 소정의 영역으로 집광되며, 상기 작동휠(218)의 역방향 회전 각도에 따라 복수의 아치형 반사판(212)이 확장된 상태로 선회하여 자외선 집광방향이 조절되도록 구비되고, 상기 경화로봇(200)에 설치된 카메라를 통하여 라이너튜브(100) 내주면을 검사하며, 미 경화 영역이 검출되면 작동휠(218)이 역방향으로 회전하여 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 미경화 영역으로 집중되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 관로 보수 보강시스템을 이용한 관로 보수 보강 공법은, 관로 시작구를 통하여 관로 종착구 측으로 라이너튜브(100)를 삽입하는 라이너튜브 설치단계(S1); 상기 라이너튜브(100) 내부로 압축공기를 주입하여 팽창시키는 라이너튜브 팽창단계(S2); 및 상기 라이너튜브(100) 내부에서 자외선을 조사하여 자외선 반응 수지를 경화하는 라이너튜브 경화단계(S3);를 포함하고, 상기 라이너튜브 설치단계(S1)는 관로(1) 시작구에서 종착구 측에서 관통되어 윈치(600)에 의해 권취되는 견인로프(610)를 이용하여 라이너튜브(100)를 관로(1) 내부로 투입하고, 상기 라이너튜브 팽창단계(S2)는 관로(1) 시작구 측에서 라이너튜브(100) 내부로 경화로봇(200)을 투입한 상태로 양단부를 실링처리한 후, 관로(1) 시작구 측에 대응하는 라이너튜브(100) 단부를 통하여 압축공기를 주입하여 팽창시키며, 상기 라이너튜브 경화단계(S3)는 경화로봇(200)이 관로(1) 종착구 측으로 이동되면서 자외선을 출력하여 라이너튜브(100)에 함침된 자외선 반응 수지를 경화하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라이너튜브 경화단계(S3)에서, 상기 경화로봇(200)은 견인로프(610)에 연결되어 윈치(600)에 의해 관로(1) 종착구 측으로 이동되고, 상기 견인로프(610)는 관로(1) 종착구 측에서 라이너튜브(100)에 삽입된 상태로 관로(1) 외부로 연장되는 로프가이드(700)에 의해 상방향으로 방향 전환되어 이송이 안내되고, 상기 로프가이드(700)는 하단부에 횡방향으로 절곡되는 아치형가이드부(710)에 의해 관로(1)와 직교하는 가이드유로(720)를 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 라이너튜브가 투명 아크릴섬유층으로 형성됨과 더불어 내, 외주면이 내부투명필름층과 차광필름층에 의해 보강 보호되도록 구조 개선되어, 관로 균열부에 대응하는 형상으로 유연하게 성형되는 신율이 확보되면서 투명 아크릴섬유층에 의한 자외선 반응 수지 함침효율이 향상되어 자외선 경화에 의한 내구성 향상을 도모하고, 특히, 자외선 반응 수지를 경화시 투명 아크릴섬유층을 통과한 자외선이 차광필름층에 의해 외부 손실이 방지되면서 투명 아크릴섬유층 내부로 재유입되도록 유도되어 자외선 경화 효율 향상 및 경화 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템을 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템의 라이너튜브 형성방법을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템의 라이너튜브 경화과정을 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템의 라이너튜브 중첩부를 니들펀칭하여 연결하는 상태를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템의 라이너튜브를 복층으로 형성한 상태를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템의 착색필름층 및 반사층을 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템의 내, 외측 라이너튜브 복층구조를 나타내는 구성도.
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템의 피딩기에 의해 라이너튜브 내부 팽창력을 조절하는 상태를 나타내는 구성도.
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템의 착색관상라이너를 나타내는 구성도.
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템의 자외선램프의 반사판을 나타내는 구성도.
도 11은 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템을 이용한 관로 보수 보강 공법을 개략적으로 나타내는 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템을 전체적으로 나타내는 구성도이다.
본 발명은 관로 보수 보강시스템 및 이를 이용한 관로 보수 보강 공법에 관련되며, 이는 라이너튜브가 투명 아크릴섬유층으로 형성됨과 더불어 내, 외주면이 내부투명필름층과 차광필름층에 의해 보강 보호되도록 구조 개선되어, 관로 균열부에 대응하는 형상으로 유연하게 성형되는 신율이 확보되면서 투명 아크릴섬유층에 의한 자외선 반응 수지 함침효율이 향상되어 자외선 경화에 의한 내구성 향상을 도모하고, 특히, 자외선 반응 수지를 경화시 투명 아크릴섬유층을 통과한 자외선이 차광필름층에 의해 외부 손실이 방지되면서 투명 아크릴섬유층 내부로 재유입되도록 유도되어 자외선 경화 효율 향상 및 경화 시간을 단축할 수 있도록 라이너튜브(100), 경화로봇(200)을 주요구성으로 한다.
본 발명에 따른 라이너튜브(100)는 자외선 반응 수지에 함침된 상태로 관로 내부로 투입되고, 압축공기에 의해 팽창되어 관로(1) 내주면에 밀착되도록 구비된다. 라이너튜브(100)는 상기 라이너튜브(100)는 라이너시트(110)의 폭방향 양단부를 연결하여 튜브형태로 형성된다.
그리고, 상기 라이너튜브(100)는 압축공기에 의해 팽창된 상태로 도 3과 같이 경화로봇(200)의 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선에 의해 자외선 반응 수지가 경화되어 관로 내부 균열부를 보수 보강하게 된다.
여기서, 자외선 반응 수지는 Unsturated Polyester 70~80중량부, 바이닐벤젠 20~30중량부를 포함하는 혼합물로 이루어지고, 혼합물에 에폭시수지를 포함하는 구성도 가능하다. 그리고 자외선 반응 수지는 자외선램프(210)에 의한 안정적인 경화를 위해 상기 혼합물 기준 유도제 BDK 2~4중량부, 활성제 TPO 1~3중량부, 증점제 MG 3~5중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 경화로봇(200)은 상기 라이너튜브(100) 내주면을 타고 이동되고, 자외선램프(210)가 탑재되어 라이너튜브(100)에 함침된 자외선 반응 수지를 경화하도록 구비되는바, 여기서 경화로봇(200)은 구동휠에 의해 이동이 제어되거나 후술하는 견일로프(610)에 의해 이동되도록 구비된다.
도 2에서, 상기 라이너시트(110)는, 자외선 반응 수지가 함침된 투명 아크릴섬유층(112)과, 라이너튜브(100) 내주면에 대응하는 투명 아크릴섬유층(112) 일면에 형성되는 내부투명필름층(114)과, 라이너튜브(100) 외주면에 대응하는 투명 아크릴섬유층(112) 이면에 형성되어 자외선을 차단하는 차광필름층(116)을 포함한다. 이때 상기 내부투명필름층(114) 표면에는 PE계 또는 PVC계 투명 필름으로 형성된다.
이처럼, 상기 라이너튜브(100)가 투명 아크릴섬유층(112)으로 형성됨과 더불어 내, 외주면이 내부투명필름층(114)과 차광필름층(116)에 의해 보강 보호됨에 따라 관로(1) 균열부에 대응하는 형상으로 유연하게 성형되는 신율이 확보되면서 투명 아크릴섬유층(112)에 의한 자외선 반응 수지 함침효율이 향상되어 자외선 경화에 의한 내구성 향상을 도모한다.
그리고, 상기 투명 아크릴섬유층(112)은 300g/㎡~900g/㎡의 글라스크로스를 복수장과 150~250g/㎡의 부직포를 중첩한 상태로 니들 펀칭가공하여 형성되고, 이때 니들 펀칭에 의한 글라스크로스 손상을 경감시키기 위해 0.5mm이하의 니들을 사용하므로, 자외선 경화시 투명 아크릴섬유층(112) 내구성이 향상된다.
그리고, 상기 차광필름층(116)에 의해 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 라이너튜브(100) 외부로의 노출이 제한되도록 구비됨에 따라 자외선 반응 수지를 경화시 투명 아크릴섬유층(112)을 통과한 자외선이 차광필름층(116)에 의해 외부 손실이 방지되면서 투명 아크릴섬유층(112) 내부로 재유입되도록 유도되어 자외선 경화 효율 향상 및 경화 시간이 단축되는 이점이 있다.
도 4에서, 상기 투명 아크릴섬유층(112)과 차광필름층(116) 사이에는 유리섬유층(115)이 형성되고, 투명 아크릴섬유층(112)과 유리섬유층(115)은 니들 펀칭에 의해 결합되도록 구비된다.
이에 상기 투명 아크릴섬유층(112)이 유리섬유층(115)에 의해 보강됨에 따라 내구성 향상과 더불어 관로(1) 내부 요철형태의 균열에 대응하여 유리섬유층(115)에서 굴곡을 유연하게 흡수하여 투명 아크릴섬유층(112)에 의한 관로(1) 보강 보수층 형상이 진원에 가까운 형상으로 성형된다.
도 2에서, 상기 라이너시트(110)의 폭방향 양단부를 중첩한 상태로 니들펀칭하여 중첩연결부(111)를 형성하도록 구비된다. 이에 라이너시트(110)를 중첩 후 니들펀칭하는 간단한 공정에 의해 라이너튜브(100) 제작이 간단함과 더불어 라이너시트(110)의 폭 및 양단부 중첩 폭에 따라 라이너튜브(100) 지름을 간단하게 변경할 수 있는 이점이 있다.
도 5에서, 상기 라이너튜브(100)는 내, 외부 라이너시트(100A)(100B) 결합에 의해 복층으로 형성되고, 내, 외부 라이너시트(100A)(100B)의 폭방향 양단부를 중첩한 상태로 니들펀칭하여 내, 외부 중첩연결부(111A)(111B)를 형성된다.
그리고 상기 내, 외부 중첩연결부(111A)(111B)는 서로 불일치하는 위치에 배치되어, 내부 중첩연결부(111A) 영역은 외부 라이너시트(100B)에 의해 보강되고, 외부 중첩연결부(111B) 영역은 내부 라이너시트(100A)에 의해 보강되도록 구비된다.
이에 니들펀치에 의해 연결되는 내, 외부 중첩연결부(111A)(111B)가 상호 보완적으로 보강되어 라이너튜브(100) 팽창력에 의한 내구성이 향상된다.
도 6 (a)에서, 상기 차광필름층(116)은 외부 투명필름층(116a)과 자외선을 차단하는 착색필름층(116b) 조합으로 형성된다. 외부 투명필름층(116a)은 라이너튜브(100) 외주면을 보강하고, 착색필름층(116b)은 라이너튜브(100) 내측에서 출력되는 자외선을 차단하면서 내부로 재유입시켜 자외선 경화효율 향상을 도모한다.
도 6 (b)에서, 상기 차광필름층(116)은 일면에 반사코팅 또는 반사필름으로 형성되는 반사층(116c)이 구비된다. 이에 자외선램프(210)에서 출력되어 투명 아크릴섬유층(112)을 통과한 자외선이 반사되어 투명 아크릴섬유층(112) 내측으로 재유입되도록 구비되어 자외선에 의한 경화효율이 향상된다.
도 7에서, 상기 라이너튜브(100)는, 접혀진 상태로 관로 내부에 투입되는 외측 라이너튜브(100A)와, 외측 라이너튜브(100A) 내부에서 압축공기에 의해 팽창 투입되면서 외측 라이너튜브(100A)를 함께 팽창시키는 내측 라이너튜브(100B)로 구성된다. 이때 상기 내측 라이너튜브(100B) 외주면에는 차광필림층(116)이 미적용되어, 내측 라이너튜브(100B) 내부에서 출력되는 자외선이 외측 라이너튜브(100A) 까지 간섭없이 전달된다.
이처럼, 상기 관로(1) 내부가 라이너튜브(100A)와 내측 라이너튜브(100B)에 의해 복층 구조로 보강됨에 따라 대형 관로(1) 및 균열이 심한 관로(1)에 대해 고강도 보강 보수층을 제공하게 된다.
도 8에서, 상기 내측 라이너튜브(100B)는 반전된 상태로 일단이 클램프(300)에 의해 밀봉되고, 다른 일단은 압축기(400)에 연결되어 압축공기가 투입되며, 상기 클램프(300)는 로프(510)에 의해 연결되고, 로프(510)는 피딩부(500)에 의해 피딩 길이 및 속도가 제어되도록 구비된다.
즉, 상기 내측 라이너튜브(100B) 내부로 압축공기 투입량이 일정하게 유지되는 조건에서 피딩부(500)를 통하여 로프(510) 피딩속도가 비교적 저속 피딩되면 내측 라이너튜브(100B) 내부 압력이 증가되고, 로프(510) 피딩속도가 비교적 고속 피딩되면 내측 라이너튜브(100B) 내부 압력이 저하된다.
또한, 상기 관로(1) 내부는 관로로봇(10)에 탑재된 카메라에 의해 영상 촬영되어 위치정보와 함께 균열정보가 검출되고, 상기 피딩부(500)는 내측 라이너튜브(100B)가 반전 투입되는 중에 상기 관로로봇(10)에 의해 균열이 검출된 위치에서 내측 라이너튜브(100B)가 소정의 정지타임을 가지도록 로프(510) 투입 작동을 제어한다.
일 예로서, 상기 내측 라이너튜브(100B)가 로프(510)에 의해 균열이 검출된 위치에서 소정의 정지타임을 가지는 동안 지속적으로 투입되는 압축공기에 의해 팽창력이 증가되어 관로(1) 균열부와 대응하는 형상으로 내, 외측 라이너튜브(100A)(100B)가 성형되는 이점이 있다.
도 9에서, 상기 관로(1) 내부에 착색관상라이너(120)가 투입되고, 착색관상라이너(120) 내주면에 오일층(122)이 형성된다. 그리고 상기 착색관상라이너(120) 내부를 통하여 라이너튜브(100)를 관로(1) 내부로 삽입하도록 구비됨에 따라 라이너튜브(100)를 삽입하는 중에 찢어짐, 변형을 포함하는 손상이 방지되고, 오일층(122)과의 미끄럼운동에 의해 큰 힘을 들이지 않고도 라이너튜브(100)를 장사이즈의 관로(1) 내부로 투입이 용이한 이점이 있다.
도 10에서, 상기 자외선램프(210) 외주면에는 30° 중심각을 가진 복수의 아치형 반사판(212)이 서로 중첩되도록 설치되고, 각각의 아치형 반사판(212)은 서로 상이한 반경을 가진 복수의 원형 레일(214)을 타고 회전운동되도록 구비되며, 상기 아치형 반사판(212) 외측 단부는 이웃하는 아치형 반사판(212) 내측 단부와 걸림편(213)에 의해 맞물리도록 구비되고, 복수의 아치형 반사판(212) 중 내측에 위치되는 아치형 반사판(212)은 밀편(216)에 연결되며, 밀편(216)은 자외선램프(210)를 중심으로 구동부(217)에 의해 회전운동되는 작동휠(218)에 고정된다.
이때, 상기 작동휠(218)이 어느 일방향으로 회전시, 밀편(216)에 의해 복수의 아치형 반사판(212)이 서로 중첩되어 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 사방으로 분산되고, 상기 작동휠(218)이 역방향으로 회전시 내측에 위치된 아치형 반사판(212)부터 순차적으로 선회되면서 걸림편(213)에 의해 이웃하는 아치형 반사판(212)이 서로 맞물려 확장된 반사영역을 형성하여 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 반사되어 소정의 영역으로 집광되며, 상기 작동휠(218)의 역방향 회전 각도에 따라 복수의 아치형 반사판(212)이 확장된 상태로 선회하여 자외선 집광방향이 조절되도록 구비된다.
그리고 상기 경화로봇(200)에 설치된 카메라를 통하여 라이너튜브(100) 내주면을 검사하며, 미 경화 영역이 검출되면 작동휠(218)이 역방향으로 회전하여 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 미 경화 영역으로 집중되도록 구비됨에 따라 미 경화 영역에 대한 보수 경화시간이 단축된다.
도 11은 본 발명의 일실시 예에 따른 관로 보수 보강시스템을 이용한 관로 보수 보강 공법을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 관로 보수 보강시스템을 이용한 관로 보수 보강 공법은, 관로 시작구를 통하여 관로 종착구 측으로 라이너튜브(100)를 삽입하는 라이너튜브 설치단계(S1)와, 상기 라이너튜브(100) 내부로 압축공기를 주입하여 팽창시키는 라이너튜브 팽창단계(S2)와, 상기 라이너튜브(100) 내부에서 자외선을 조사하여 자외선 반응 수지를 경화하는 라이너튜브 경화단계(S3)를 포함한다.
그리고 상기 라이너튜브 설치단계(S1)는 관로(1) 시작구에서 종착구 측에서 관통되어 윈치(600)에 의해 권취되는 견인로프(610)를 이용하여 라이너튜브(100)를 관로(1) 내부로 투입하도록 구비된다.
또, 상기 라이너튜브 팽창단계(S2)는 관로(1) 시작구 측에서 라이너튜브(100) 내부로 경화로봇(200)을 투입한 상태로 양단부를 실링 처리한 후, 관로(1) 시작구 측에 대응하는 라이너튜브(100) 단부를 통하여 압축공기를 주입하여 팽창시키게 된다.
또한, 상기 라이너튜브 경화단계(S3)는 경화로봇(200)이 관로(1) 종착구 측으로 이동되면서 자외선을 출력하여 라이너튜브(100)에 함침된 자외선 반응 수지를 경화하도록 구비된다.
도 1 (a)에서, 상기 라이너튜브 경화단계(S3)에서, 상기 경화로봇(200)은 견인로프(610)에 연결되어 윈치(600)에 의해 관로(1) 종착구 측으로 이동되고, 상기 견인로프(610)는 관로(1) 종착구 측에서 라이너튜브(100)에 삽입된 상태로 관로(1) 외부로 연장되는 로프가이드(700)에 의해 상방향으로 방향 전환되어 이송이 안내되고, 상기 로프가이드(700)는 도 1 (b)처럼 하단부에 횡방향으로 절곡되는 아치형가이드부(710)에 의해 관로(1)와 직교하는 가이드유로(720)를 형성하도록 구비된다.
이에 상기 관로(1)를 보수하기 위해 지면에서 수직홀을 굴삭한 후에 관로(1) 보수 보강작업을 수행하더라도 로프(610)가 로프가이드(700)의 아치형가이드부(710)에 의해 유연하게 종방향으로 방향 전환되어 이동되므로 로프(610) 권취작동에 따른 과부하가 방지됨과 더불어 로프(610)와의 마찰에 의한 수직홀 붕괴사고가 방지되고, 특히, 상기 로프(610)가 관로(1) 내부에 일정한 높이에서 이동되도록 안내되어 경화로봇(200)이 수평이동되면서 자외선 경화 품질이 향상된다.
100: 라이너튜브 200: 경화로봇
300: 클램프 400: 압축기
500: 피딩부 600: 윈치
700: 로프가이드

Claims (15)

  1. 자외선 반응 수지에 함침된 상태로 관로 내부로 투입되고, 압축공기에 의해 평창되어 관로(1) 내주면에 밀착되도록 구비되는 라이너튜브(100);
    상기 라이너튜브(100) 내주면을 타고 이동되고, 자외선램프(210)가 탑재되어 라이너튜브(100)에 함침된 자외선 반응 수지를 경화하도록 구비되는 경화로봇(200);을 포함하고,
    상기 라이너튜브(100)는 라이너시트(110)의 폭방향 양단부를 연결하여 튜브형태로 형성되며,
    상기 라이너시트(110)는, 자외선 반응 수지가 함침된 투명 아크릴섬유층(112)과, 라이너튜브(100) 내주면에 대응하는 투명 아크릴섬유층(112) 일면에 형성되는 내부투명필름층(114)과, 라이너튜브(100) 외주면에 대응하는 투명 아크릴섬유층(112) 이면에 형성되어 자외선을 차단하는 차광필름층(116)을 포함하고, 상기 투명 아크릴섬유층(112)은 300g/㎡~900g/㎡의 글라스크로스를 복수장과 150~250g/㎡의 부직포를 중첩한 상태로 니들 펀칭가공하여 형성되고, 상기 차광필름층(116)에 의해 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 라이너튜브(100) 외부로의 노출이 제한되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 내부투명필름층(114) 표면에는 PE계 또는 PVC계 투명 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 투명 아크릴섬유층(112)과 차광필름층(116) 사이에는 유리섬유층(115)이 형성되고, 투명 아크릴섬유층(112)과 유리섬유층(115)은 니들 펀칭에 의해 결합되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 라이너시트(110)의 폭방향 양단부를 중첩한 상태로 니들펀칭하여 중첩연결부(111)를 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 라이너튜브(100)는 내, 외부 라이너시트(100A)(100B) 결합에 의해 복층으로 형성되고, 내, 외부 라이너시트(100A)(100B)의 폭방향 양단부를 중첩한 상태로 니들펀칭하여 내, 외부 중첩연결부(111A)(111B)를 형성하며, 내, 외부 중첩연결부(111A)(111B)는 서로 불일치하는 위치에 배치되어, 내부 중첩연결부(111A) 영역은 외부 라이너시트(100B)에 의해 보강되고, 외부 중첩연결부(111B) 영역은 내부 라이너시트(100A)에 의해 보강되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 차광필름층(116)은 외부 투명필름층(116a)과 자외선을 차단하는 착색필름층(116b) 조합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 차광필름층(116)은 일면에 반사코팅 또는 반사필름으로 형성되는 반사층(116c)이 구비되어, 자외선램프(210)에서 출력되어 투명 아크릴섬유층(112)을 통과한 자외선이 반사되어 투명 아크릴섬유층(112) 내측으로 재유입되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 라이너튜브(100)는, 접혀진 상태로 관로 내부에 투입되는 외측 라이너튜브(100A)와, 외측 라이너튜브(100A) 내부에서 압축공기에 의해 팽창 투입되면서 외측 라이너튜브(100A)를 함께 팽창시키는 내측 라이너튜브(100B)로 구성되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 내측 라이너튜브(100B)는 반전된 상태로 일단이 클램프(300)에 의해 밀봉되고, 다른 일단은 압축기(400)에 연결되어 압축공기가 투입되며, 상기 클램프(300)는 로프(510)에 의해 연결되고, 로프(510)는 피딩부(500)에 의해 피딩 길이 및 속도가 제어되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 관로(1) 내부는 관로로봇(10)에 탑재된 카메라에 의해 영상 촬영되어 위치정보와 함께 균열정보가 검출되고, 상기 피딩부(500)는 내측 라이너튜브(100B)가 반전 투입되는 중에 상기 관로로봇(10)에 의해 균열이 검출된 위치에서 내측 라이너튜브(100B)가 소정의 정지타임을 가지도록 로프(510) 투입 작동을 제어하고, 상기 내측 라이너튜브(100B)가 로프(510)에 의해 균열이 검출된 위치에서 소정의 정지타임을 가지는 동안 지속적으로 투입되는 압축공기에 의해 팽창력이 증가되어 관로(1) 균열부와 대응하는 형상으로 내, 외측 라이너튜브(100A)(100B)가 성형되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 관로(1) 내부에 착색관상라이너(120)가 투입되고, 착색관상라이너(120) 내주면에 오일층(122)이 형성되며, 상기 착색관상라이너(120) 내부를 통하여 라이너튜브(100)를 삽입하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 자외선램프(210) 외주면에는 30° 중심각을 가진 복수의 아치형 반사판(212)이 서로 중첩되도록 설치되고, 각각의 아치형 반사판(212)은 서로 상이한 반경을 가진 복수의 원형 레일(214)을 타고 회전운동되도록 구비되며, 상기 아치형 반사판(212) 외측 단부는 이웃하는 아치형 반사판(212) 내측 단부와 걸림편(213)에 의해 맞물리도록 구비되고, 복수의 아치형 반사판(212) 중 내측에 위치되는 아치형 반사판(212)은 밀편(216)에 연결되며, 밀편(216)은 자외선램프(210)를 중심으로 구동부(217)에 의해 회전운동되는 작동휠(218)에 고정되고, 상기 작동휠(218)이 어느 일방향으로 회전시, 밀편(216)에 의해 복수의 아치형 반사판(212)이 서로 중첩되어 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 사방으로 분산되고, 상기 작동휠(218)이 역방향으로 회전시 내측에 위치된 아치형 반사판(212)부터 순차적으로 선회되면서 걸림편(213)에 의해 이웃하는 아치형 반사판(212)이 서로 맞물려 확장된 반사영역을 형성하여 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 반사되어 소정의 영역으로 집광되며, 상기 작동휠(218)의 역방향 회전 각도에 따라 복수의 아치형 반사판(212)이 확장된 상태로 선회하여 자외선 집광방향이 조절되도록 구비되고, 상기 경화로봇(200)에 설치된 카메라를 통하여 라이너튜브(100) 내주면을 검사하며, 미 경화 영역이 검출되면 작동휠(218)이 역방향으로 회전하여 자외선램프(210)에서 출력되는 자외선이 미경화 영역으로 집중되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템.
  14. 제 1항, 제 3항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 관로 보수 보강시스템을 이용하여,
    관로 시작구를 통하여 관로 종착구 측으로 라이너튜브(100)를 삽입하는 라이너튜브 설치단계(S1);
    상기 라이너튜브(100) 내부로 압축공기를 주입하여 팽창시키는 라이너튜브 팽창단계(S2); 및
    상기 라이너튜브(100) 내부에서 자외선을 조사하여 자외선 반응 수지를 경화하는 라이너튜브 경화단계(S3);를 포함하고,
    상기 라이너튜브 설치단계(S1)는 관로(1) 시작구에서 종착구 측에서 관통되어 윈치(600)에 의해 권취되는 견인로프(610)를 이용하여 라이너튜브(100)를 관로(1) 내부로 투입하고,
    상기 라이너튜브 팽창단계(S2)는 관로(1) 시작구 측에서 라이너튜브(100) 내부로 경화로봇(200)을 투입한 상태로 양단부를 실링처리한 후, 관로(1) 시작구 측에 대응하는 라이너튜브(100) 단부를 통하여 압축공기를 주입하여 팽창시키며,
    상기 라이너튜브 경화단계(S3)는 경화로봇(200)이 관로(1) 종착구 측으로 이동되면서 자외선을 출력하여 라이너튜브(100)에 함침된 자외선 반응 수지를 경화하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템을 이용한 관로 보수 보강 공법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 라이너튜브 경화단계(S3)에서, 상기 경화로봇(200)은 견인로프(610)에 연결되어 윈치(600)에 의해 관로(1) 종착구 측으로 이동되고, 상기 견인로프(610)는 관로(1) 종착구 측에서 라이너튜브(100)에 삽입된 상태로 관로(1) 외부로 연장되는 로프가이드(700)에 의해 상방향으로 방향 전환되어 이송이 안내되고, 상기 로프가이드(700)는 하단부에 횡방향으로 절곡되는 아치형가이드부(710)에 의해 관로(1)와 직교하는 가이드유로(720)를 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 보수 보강시스템을 이용한 관로 보수 보강 공법.
KR1020200148377A 2020-11-09 2020-11-09 관로 보수 보강시스템 및 이를 이용한 관로 보수 보강 공법 KR102261762B1 (ko)

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