KR102300901B1 - 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치 및 세척방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세척브러쉬를 이용하여 상수도관 내벽을 청소하는 세척브러쉬 모듈을 구비한 제1모듈; 상기 제1모듈의 세척브러쉬에 회전력을 제공하는 모터를 구비한 제2모듈; 상기 모터에 필요한 전력을 저장하는 배터리를 구비한 제3모듈 및 제4모듈; 상기 제1 내지 제4모듈의 작동을 제어하는 제어부를 구비한 제5모듈; 상수도관 내주면에 접하는 휠과, 상기 휠을 구동시키는 모터를 구비한 제6모듈; 및 일단은 상기 제1 내지 제5모듈 각각의 몸체에 구비되고, 타단은 상수도관 내주면과 접하여, 상기 제1 내지 제5모듈 각각의 몸체를 상수도관의 중앙에 위치하도록 하는 롤러지지부재(300);를 포함하고, 상기 롤러지지부재는, 일단이 상기 제1 내지 제4모듈 각각의 몸체에 회동 가능하게 연결되는 제1 및 제2롤러로드(310,320); 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320)의 타단에 구비되어 상수도관 내부면과 접하는 제1 및 제2롤러(315,325); 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320) 각각의 일단이 공통으로 연결되어, 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320)에 공통의 회동축을 제공하는 로드회전축(330); 및 상기 로드회전축(330)을 기준으로 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320)가 이루는 각도가 작아지는 방향으로 탄성력을 가하는 로드스프링(S);으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치를 제공한다.

Description

세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치 및 세척방법{water pipe cleaning apparatus using cleaning brush and method for cleaning using the same}

본 발명은 브러쉬 타입의 세척수단을 갖는 상수도관 내부 세척 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 상수도관 내부 세척 장치를 독립된 기능들을 갖는 모듈형상으로 구성하여 직각으로 된 도입부를 자연스럽게 통과할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수돗물을 공급하는 중, 대형 직경의 상수관로와 하수를 이송하는 하수관로나, 오일이나 가스 등과 같은 각종 유체를 이송하는 관로 등과 같은 각종 유체 수송관로는 설치 후 장시간 동안 사용하게 되면, 노후화되면서 관로 내벽 면에 수돗물, 오일, 가스 등과 같은 유체에 포함되어 있는 각종 이물질이 슬러지로 퇴적되거나 관로 내면이 산화되면서 녹 등이 생성되고, 이들이 경화되어 스케일(Scale)층이 형성되게 된다.

상기와 같이 각종 유체 수송관로의 내면에 이물질의 퇴적에 의해 형성되는 스케일 층은 시간이 경과함에 따라 점차적으로 두꺼워지면서 경화되기 때문에 유체의 원활한 흐름을 방해를 하여 유체 압을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있으며, 또한 유체 수송관로에 부착된 스케일 층이 유체에 녹아들게 되어 유체를 오염시키는 원인이 되므로 유체 수송관로를 주기적으로 세척을 해주어야만 한다.

또한, 유체 수송관로의 노후로 인해 발생된 문제는 상하수도관 네트워크의 기능 유지에 큰 지장을 초래함은 물론 에너지 소비를 증가시키는 중대한 결과를 가져온다. 따라서, 각종 유체 수송관로 내부의 부식생성물과 파손 등의 문제 해결을 위해 노후 유체 수송관로에 대한 개량공사(교체 또는 갱생)를 실시하게 되는데, 이러한 관로 개량공사에 적용되는 갱생공법에는 관로 내부를 청소하는 세척 및 라이닝이 대표적이다.

특히, 세척(Pipe cleaning)공법에서 유체의 유체 수송관로 내면에 퇴적된 스케일 층을 제거하기 위한 공법은 여러 가지가 제안되어 사용되고 있다. 상기 세척공법에는 기기를 견인하여 퇴적물을 준설(dredging)하는 스크레이퍼(Scrapers)방식과 고압수를 이용한 워터 제트(Water Jet)방식을 혼합한 공법과, 고압에 의해 폴리피그를 돌진시켜 관내면의 스케일 층을 제거하는 폴리피그(Polly pigs)공법 등이 개발되어 있으며, 이들 공법들은 일반적으로 관 도장(Pipe lining)의 전처리로서 실시한다.

상기에서 제안된 세척공법들 중에서 스크레이퍼 및 워터제트를 이용한 공법은 먼저 갱생 관로의 직경보다 큰 스크레이퍼에 강철 와이어를 연결하고, 이를 갱생관로 후미로 인출되도록 한 후, 상기 강철 와이어를 일정속도로 당겨 관로 내벽에 부착된 녹과 스케일 등을 긁어낸다. 다음에 고압펌프에 의한 제공되는 고압수(100kg/㎠~300kg/㎠)를 고압호스의 선단에 부착된 고압수 분사노즐을 통하여 관로 내벽으로 분사시켜 스크레이퍼에 의해서 제거된 녹 또는 스케일 등의 잔존물을 관로 외부로 밀어내어 줌으로써 관로 내면의 녹과 스케일을 깨끗하게 제거하는 공법이다.

상기 공법은 스크레이퍼를 이용하여 녹과 스케일을 제거할 때, 갱생관로보다 구경이 큰 스크레이퍼를 사용하는 것을 원칙으로 하나, 녹과 스케일이 많을 경우에는 스크레이퍼를 당기는데 소요되는 압력이 크게 증가할 뿐만 아니라 제거된 녹과 스케일 등이 스크레이퍼 후미부분에 축적되어 스크레이퍼 자체의 이동이 용이하지 않으므로 녹과 스케일 상태에 따라 크기가 작은 스크레이퍼를 관로 내에 투입하고, 이어 순차적으로 크기가 증가된 스크레이퍼를 관로 내부로 삽입하여 스케일을 제거하는 일련의 과정을 거치게 된다.

따라서, 크기가 다른 스크레이퍼를 여러 번 교체하면서 세척하기 때문에 작업이 매우 번거롭고, 세척작업에 많은 시간이 소요된다. 또한, 스크레이퍼에 의한 관로의 녹과 스케일을 제거 후, 행해지는 워터제트는 노즐이 제트 추진에 의해 전진하게 되는데, 이때 상기 노즐이 전진하면서 관로 내에 존재하는 각종 이물질과 스케일을 밀어내면서 관로 내면에 부착된 스케일을 제거하는 것이기 때문에, 상기 워터제트 과정은 관로 내면의 스케일 제거기능이 아니라 스크래핑 후 관로 내에 떨어진 이물질을 외부로 배출하는 것으로서 이 또한 반복적인 작업을 거쳐야 한다.

이와 같이 종래의 스크레이퍼와 워터제트를 이용한 세척공법은 수회에 걸친 반복적인 스크레이퍼 및 워터제트작업을 통하여 세척을 수행하기 때문에 세척 작업이 번거롭고, 세척 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

또한, 상기 공법은 관로의 세척이 스크레이퍼가 수용할 수 있는 직경에 한정하므로, 700mm 이상의 대구경 관로의 세척에는 적합하지 않은 문제점이 있다.

특히, 관로의 내부 벽면에 장기간의 퇴적으로 인해 경화된 스케일 층, 즉 스크레이퍼로 긁어도 제거되지 않는 경화 스케일 층이나 공사장 등에서 유입되어 굳어진 몰탈이나 잘못 시공된 콘크리트 연결관 등은 상기 공법으로는 제거되지 않을 뿐만 아니라, 관로 내에 존재하는 스케일 층, 몰탈 덩어리 등과 같은 장애물이 스크레이퍼와 워터 제트기기 자체의 이동을 제한함으로써 준설작업을 계속하는데 어려움이 따르는 문제점이 있었다.

또한, 관로의 유체 압력으로 이송시키면서 스케일을 제거하는 기구로서 널리 사용되고 있는 폴리피그 공법은, 유체 압력의 추진력에 의해 폴리피그가 나선방향으로 회전하면서 전진하기 때문에, 관내의 스케일 층 제거에 효과적이기는 하나, 이 장치는 소형배관에 적합한 것으로, 통상적인 700mm 이상의 대구경배관에 끼인 스케일 층을 제거하는 공법에는 적용할 수 없는 문제점을 내포하고 있다.

특히, 지상에서 와이어를 이용하여 유체 수송관로 내부의 세척 장치를 견인하며 세척하는 방식이 채택된 경우, 유체 수송관로의 꺾인 부위나 곡선부위를 통과할 때 또는 관로와 세척장치 사이에서 마찰이 심하게 발생할 경우 와이어를 통한 견인력만으로는 세척장치의 이송이 어려울 경우가 많이 발생하고 있고, 이로 인해 유체 수송관로 내부 세척에 따른 품질 및 시공성이 크게 저하되는 문제점이 있다.

또한, 유체 수송관로의 내벽에는 각종 이물질이 불규칙한 요철 형태로 고착화된 형태를 갖고 있는데, 종래 회전이 없는 세척 장치로는 유체 수송관로 내벽의 세척 상태가 불량하여 세척효과가 감소되는 등의 문제점이 있다.

또한, 종래 세척 장치에는 세척과정 중 유체 수송관로 내에서 발생하는 비교적 큰 부피의 이물질을 포집할 수 있는 어떠한 수단도 구비되어 있지 않아 세척할 때 발생하는 비교적 큰 부피의 이물질이 세척장치의 몸체 내부가 막히는 등의 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 세척하는 중에 유체 수송관로 내부의 상태를 정확히 파악할 수 있는 어떠한 수단도 없어 세척 장치를 이용하여 유체 수송관로의 내부 상태 즉, 세척상태 등을 정확히 확인할 수 없는 문제점도 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 대한민국등록특허공보 10-1674010호인 유체 수송관로 세척장치 및 그 방법을 개시하게 되었다.

각종 유체를 수송시키는 긴 유체 수송관로 중 특정 구간 사이의 유체 수송관로 내부를 세척하기 위한 유체 수송관로 세척 장치를 구성함에 있어서, 세척장치 출입구(도입관)를 경사지게 형성을 하다 보니 그 길이(도입관 장단)가 직각으로 하는 것보다 길고, 설치 후 도입관을 제거하고 원상 복구할 때 도입관이 직각으로 되어 있는 것보다 경사지게 되어 있는 것이 비용이 비쌀 수밖에 없으며 기밀도도 떨어지는 단점이 있었다.

그리고, 종래의 구성은 도입관이 경사지게 되어 있으므로 관의 길이가 긴 비경제적일 뿐 아니라 경사지게 설치되어 있는 것은 지상에서 보면 많은 면적을 차지할 뿐 아니라 유체 수송관로를 비스듬하게 도려내어 접합하는 것이 작업의 난제가 내포되어 있어 비경제적인 비용발생이 있으며 작업 후 보존하기 힘든 문제점이 있었다.

만약, 직각으로 된 도입관이 구성되어 있으면, 종래의 유체 수송관로 세척 장치는 원통형 혹은 장구 형상으로 되어 있어 직각으로 된 도입관을 통과하여 유체 수송관로에 도달하기가 곤란하다는 단점이 있으므로 직각으로 구성된 도입관에 투입할 수 없는 단점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 고안된 것으로, 상수도관 세척 장치를 독립된 기능들을 연결된 모듈 형상으로 구성하여 직각으로 된 도입관을 통과하여 상수도관과의 경계면을 자연스럽게 통과할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 독립된 기능들이 연결된 형상의 본체의 일단에 세척브러쉬를 배치하여 회전시켜 상수도관 내벽을 세척할 수 있도록 하는데 있다.

그리고, 기존에 설치된 공공시설인 소화전을 활용하는 방법을 제시하여, 본 발명의 세척장치는 소화전을 통해 진입하는 방법을 제시하도록 한다.

본 발명은, 세척브러쉬를 이용하여 상수도관 내벽을 청소하는 세척브러쉬 모듈을 구비한 제1모듈; 상기 제1모듈의 세척브러쉬에 회전력을 제공하는 모터를 구비한 제2모듈; 상기 모터에 필요한 전력을 저장하는 배터리를 구비한 제3모듈 및 제4모듈; 상기 제1 내지 제4모듈의 작동을 제어하는 제어부를 구비한 제5모듈; 상수도관 내주면에 접하는 휠과, 상기 휠을 구동시키는 모터를 구비한 제6모듈; 및 일단은 상기 제1 내지 제5모듈 각각의 몸체에 구비되고, 타단은 상수도관 내주면과 접하여, 상기 제1 내지 제5모듈 각각의 몸체를 상수도관의 중앙에 위치하도록 하는 롤러지지부재(300);를 포함하고, 상기 롤러지지부재는, 일단이 상기 제1 내지 제4모듈 각각의 몸체에 회동 가능하게 연결되는 제1 및 제2롤러로드(310,320); 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320)의 타단에 구비되어 상수도관 내부면과 접하는 제1 및 제2롤러(315,325); 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320) 각각의 일단이 공통으로 연결되어, 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320)에 공통의 회동축을 제공하는 로드회전축(330); 및 상기 로드회전축(330)을 기준으로 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320)가 이루는 각도가 작아지는 방향으로 탄성력을 가하는 로드스프링(S);으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치를 제공한다.

본 발명에 따른 상수도관 세척 장치는, 상수도관 세척 장치를 각각의 독립된 기능들을 각각의 모듈 구조로 구성하여 직각으로 된 도입관을 용이하게 통과할 수 있도록 하고, 외부 전원 없이 자체 배터리 전력을 이용하여 본체 전면에 설치된 세척브러쉬를 회전시켜서 상수도관 내부를 세척시킬 수 있으며, 또한, 기 설치된 공공시설인 소화전을 활용하여 세척장치를 진입시킬 수 있도록 함으로써 상수도관 내부로의 진입이 용이한 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치의 전체적인 개념도이며,
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 상수도관 세척장치의 제1 및 제2모듈의 모습이며,
도 4은 본 발명에 따른 상수도관 세척장치를 측면에서 바라본 롤러지지부재의 모습이며,
도 5는 본 발명에 따른 상수도관 세척장치 각각의 모듈을 연결하는 연결부의 모습이며,
도 6은 본 발명에 따른 상수도관 세척장치의 구동부의 모습이며,
도 7은 본 발명에 따른 상수도관 세척장치의 구동부의 다른 실시예의 모습이며,
도 8은 본 발명에 따른 상수도관 세척장치를 투입하는 소화전의 예시적인 모습이다.

이하, 본 발명에 의한 독립된 기능들이 연결되어 각각이 하나의 독립된 모듈 형상으로 구성되어 이동하면서 상수도관 내부를 세척하는 본 발명의 장치에 대해 도면을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 상수도관 세척장치는 각각의 기능을 수행하는 구성품들을 하나의 모듈 형상으로 구성한 후 이들 각각의 모듈이 관절과 같은 유니버설 조인트를 이용하여 일렬로 연결된 것이 특징이며, 이를 통해 곡선형 상수도관을 용이하게 이동하면서 내부를 세척하는 것이 특징이다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 세척장치의 구성품들을 보면, 각각이 개별 독립적인 기능을 하는 기능체들을 모듈이라고 하기로 하면, 이들을 제1모듈, 제2모듈, 제3모듈 등등으로 호칭하기로 한다. 구체적으로 보면, 상수도관 내벽을 세척브러쉬 모듈(110)를 이용하여 상수도관 내벽을 세척하는 제1모듈(110)과, 상기 제1모듈의 세척브러쉬에 회전력을 제공하는 모터를 구비한 제2모듈(120)과, 상기 모터에 필요한 전력을 저장하는 배터리를 구비한 제3모듈(130) 또는 제4모듈(140)과, 상기 제1 내지 제4모듈의 작동을 제어하는 제어부를 구비한 제5모듈(150)과, 상수도관 내주면에 접하는 휠과 휠을 구동시키는 모터를 구비한 제6모듈(160) 등등으로 이루어진다.

그리고, 도 1에 표시된 화살표와 같이 본 발명의 세척장치는 상기 휠을 구비한 제6모듈 방향으로 이동하게 된다. 상기 제1모듈은, 상수도관의 내주면을 향해 빛을 비추는 램프와 상수도관 내주면의 영상을 촬영하는 카메라를 더 구비한다. 상기 카메라는 상수도관 내부를 촬영하여 상수도관 내부 노후화된 상태를 확인할 수 있게 해 준다.

그리고, 도 2 내지 도 3을 참고하여 보면, 상기 세척브러쉬 모듈(110)은 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 중앙회전부재(111)와 상기 중앙회전부재에서 방사상으로 연장되는 지지부재(112)와 상기 지지부재의 끝단에 구비되는 세척브러쉬(113)로 이루어진다. 상기 세척브러쉬는 회전하면서 상수도관 내벽을 청소하게 된다.

그리고, 본 발명은 상기 제1 내지 제4모듈 각각의 몸체에 구비되어 상기 각각의 모듈의 몸체를 상수도관 중앙에 위치하도록 하는 롤러지지부재(300)를 포함한다. 상기 롤러지지부재(300)는 일단이 제1 내지 제4모듈 각각의 몸체에 회전 가능하게 부착되고, 타단은 상수도관 내주면과 접하는 것이며, 타단에는 롤러를 구비하여 상수도관과 접하면서 이동할 수 있다.

상기 롤러지지부재는 두 개의 제1 및 제2롤러로드(310,320)와 제1 및 제2롤러로드(310,320)에 부착되고 상수도관 내부면과 접하는 제1 및 제2롤러(315,325)로 이루어진다. 제1 및 제2롤러로드(310,320)는 제1 내지 제4모듈 각각의 몸체에 부착된 상태로 회전할 수 있게 구성되며, 이들 회전의 기준이 되는 축을 로드회전축(330)이라고 한다. 그리고, 로드회전축(330)은 제1 및 제2롤러로드(310,320)의 공통의 회동축이 된다. 그리고, 상기 로드회전축(330)을 기준으로 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320)가 회전하되, 이 둘이 이루는 각도가 작아지는 방향으로 탄성력을 가하는 로드스프링(S)을 구비하여 상수도관 내부 이동중에 탄성을 주면서 상기 각각의 모듈을 지지한다.

도 4는 본 발명의 세척장치를 상수도관의 길이방향에 수직한 단면에서 본 모습인데(예를 들어, 도 1의 좌측면도), 상기 롤러지지부재는 상수도관(P)의 내주면을 따라 3개가 배치되는 것이 좋다. 즉, 롤러지지부재(300)는, 상기 제1 내지 제5모듈 각각의 몸체의 둘레를 따라 120°의 각도를 이루면서 3 개가 배치되어 세척장치를 상수도관 내부 중앙에 안정적으로 위치하게 한다.

그리고, 상기 제1 내지 제5모듈 각각은 유니버설 조인트 구조체(200)로 연결되고, 상기 유니버설 조인트 구조체는, 서로 직각 방향으로 결합되는 두 연결부재(210, 220)와 및 두 연결부재(210, 220)을 결합시키는 십자형 연결핀(230)으로 이루어져서, 각각의 이웃하는 모듈은 상대적으로 360°회전이 가능하게 구성된다(도 5).

본 발명의 세척장치는 최 전방에 상수도관 내벽을 이동하기 위한 구동장치로서 모터와 구동휠을 이용하고 있는데, 이를 제6모듈(160)이라고 한다. 도 6을 참조하면, 상기 제6모듈은, 구동모터의 회전력을 전달받는 제1기어(162)와, 상기 제1기어에 맞물리는 제2기어(163)와 상기 제1기어의 회전력을 전달받아 상수도관 내주면에 접하면서 회전하는 제1구동휠(164)과 상기 제1구동휠(164)의 반대측에 구비되고, 상기 제2기어의 회전력을 전달받아 상수도관 내주면에 접하면서 회전하는 제2구동휠(165)로 이루어진다.

그리고, 상기 제1기어의 축과 상기 제1구동휠의 축을 연결하여 지지하는 제1-1지지부재(166)와 상기 제2기어의 축과 상기 제2구동휠의 축을 연결하여 지지하는 제1-2지지부재(167)를 포함한다.

즉, 본 발명의 배터리에서 전력을 전달받아 회전하는 구동모터의 회전력이 상기 상기 제1 및 제2구동휠에 전달되어서 이동하게 된다. 이동의 속도와 이동량 등등 이동 동작에 필요한 정보는 상기 제어부에 의해 제어된다.

그리고, 상기 제1-1지지부재 및 제1-2지지부재 사이에는 제1스프링(S1)이 배치되는데, 이 제1스프링은 상기 제1-1지지부재 및 제1-2지지부재가 이루는 각도가 작아지는 방향으로 탄성력을 가하여 상기 제1 및 제2구동휠이 항상 상수도관 내주면과 접하게 하면서 이동에 필요한 마찰력을 확보하게 한다.

상기 제1기어의 회전력을 상기 제1구동휠에 전달하는 방법과, 제2기어의 회전력을 상기 제2구동휠에 전달하는 방법은 여러가지 방법이 있을 수 있으며, 본 발명에서는 벨트 전동방식을 채택하여 이들 각각이 제1벨트 및 제2벨트를 이용하여 회전력이 전달되도록 하였다.

도 7에서는 제6모듈의 구동 방식의 다른 실시 형태를 도시하고 있다.

도 7에 도시된 방식은 도 6의 방식과 구별을 위해 편의상 제6모듈(160-1)이라고 한다. 본 실시예에서는, 두 개의 휠이 상수도관 내부와 접하되 하나는 회전력이 전달되지 않는 아이들링 휠로 구성한다. 즉, 구동모터의 회전력을 전달받아 상수도관 내주면에 접하면서 회전하는 동력 구동휠(164-1)과 상기 동력 구동휠의 반대측에 구비되고, 상수도관 내주면에 접하면서 회전하되 아이들링 회전하는 아이들링 휠(165-1)로 이루어진다.

그리고, 상기 제6모듈(160-1)의 몸체와 상기 동력 구동휠(164-1)의 축을 연결하여 지지하는 제2-1지지부재(166-1)와, 상기 제6모듈(160-1)의 몸체와 상기 아이들링 휠(165-1)의 축을 연결하여 지지하는 제2-2지지부재(167-1)와, 상기 제2-1지지부재 및 제2-2지지부재 사이에 구비되어, 상기 제2-1지지부재 및 제2-2지지부재가 이루는 각도가 작아지는 방향으로 탄성력을 가하는 제2스프링(S2)을 더 포함한다.

또한, 상기 아이들링 휠에 연결되는 와이어(W)를 더 구비하도록 하는데, 상기 와이어의 다른쪽 끝단은 상수도관 외부의 세척장치를 제어하는 사용자가 손으로 당겨서 아이들링 휠에 인장력을 줄 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 본 발명의 세척장치가 상수도관이 분기된 지점에 도착하여 회전을 하여야 하는 경우 상기 와이어를 활용할 수 있다. 이를 테면, 세척장치가 상수도관 진입후 일정 정도 간 거리에 분기점이 있고 이 분기점에서 세척장치가 좌측으로 회전하여야 하는 경우를 가정하면, 세척장치를 상수도관에 진입시에 좌측에 상기 아이들링 휠이 위치하고 우측에 상기 동력 구동휠이 위치하도록 방향을 잡아서 세척장치를 상수도관 내부로 투입한다. 그리고, 상기 분기점에 도착한 경우(아이들링 휠에 연결된 와이어의 진입 길이를 보아 도착 여부를 알 수 있음), 사용자는 와이어(W)를 살짝 당겨서 아이들링 휠을 당기게 되면 상기 세척장치가 상수도관 내부 분기점에서 회전동작을 수행할 수 있게 된다.

그리고, 상기 와이어(W)는 세척장치가 상수도관 내부에 진입한 지점의 위치를 측정할 수 있도록 도와 준다. 즉, 와이어가 풀린 정도(진입 정도)를 알게 되면, 상수도관 내부에서 상기 세척장치의 위치를 알 수 있게 된다. 그리고, 상기 와이어는 상기 세척장치를 사용하는 도중에 이상이 발생하여 외부로 인출해야 할 경우를 대비하여 인출하기 위한 비상 줄로 사용될 수도 있다.

본 발명은 또한 세척장치의 상수도관 내부에서의 위치 추적을 위해 핀(FIN, 융합실내측위, Fused Indoor localization)부를 갖는 핀 모듈(170)을 더 포함하여 상수도관 내부에서의 정확한 위치 추적에 활용할 수 있다. 상기 FIN부는 '융합실내측위’ (Fused Indoor localization)의 뜻을 갖고 있으며, 상기 FIN의 적용을 통해 단순히 상수도관 내에서 상수도관 세척 장치의 정확한 위치를 파악하는 것은 물론이고 상수도관 내의 갈림길이나 출구에 대한 시의적절한 안내가 가능하게 되어 그 동안 상수도관 내에서의 '감'과 사전 안내에 의존하지 않고 '실시간 주행 안내'가 가능해진다

또한, 본 발명은 상수도관 세척장치를 이용하여 상수도관 내부를 세척하는 방법을 제공할 수도 있다. 본 발명에 따른 세척작업을 위해서는 먼저 일정 구간의 상수도관 내부에 존재하는 수도물을 배출한 후에 작업을 하도록 한다. 그리고, 상수도관과 연결된 소화전을 개방하는 단계와, 상기 상수도관 세척장치를 상기 개방된 소화전을 통해 상수도관으로 진입시키는 단계와, 상기 세척브러쉬를 회전시켜서 상수도관 내주면을 세척하는 세척방법을 제공한다. 이를 통해, 상수도관 내벽의 스케일을 분리한 후 세척장치를 상수도관 외부로 인출한다. 그리고, 이후에는 지상에 일정한 간격으로 설치되어 있는 소화전에 있는 고압수를 이용하여 상수도관 내벽에서 분리된 스케일을 상수도관 외부로 배출하게 된다.

본 발명의 세척장치는 위에서 설명한 바와 같이, 각각이 독립된 기능들이 하나의 모듈 형태로 직선으로 연결되되 이들 각각은 유니버설 조인트 구조로 연결되어 각각이 360도 회전할 수 있는 구조이서 곡선형 상수도관 내부를 이동하기 쉽고, 이동중에도 상기 롤러지지부재에 의해 상수도관 중앙부에 항상 위치하게 되는 등 작업 안정성이 뛰어나다.

본 발명의 세척장치는, 상수도관 내벽의 스케일을 상수도관 내벽으로부터 분리시킨 후 세척장치를 상수도관 외부로 인출한다. 그리고, 이후에는 지상에 일정한 간격으로 설치되어 있는 소화전에 있는 고압수를 이용하여 상수도관 내벽에서 분리된 스케일을 상수도관 외부로 배출하게 된다. 이를 통해, 기존의 공공시설들인 소화전을 활용하여 추가 비용이 없이 상수도관 내벽 세척을 진행시킬 수 있는 장점을 제공하게 된다.

상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

Claims (14)

1. 세척브러쉬를 이용하여 상수도관 내벽을 청소하는 세척브러쉬 모듈을 구비한 제1모듈; 상기 제1모듈의 세척브러쉬에 회전력을 제공하는 모터를 구비한 제2모듈; 상기 모터에 필요한 전력을 저장하는 배터리를 구비한 제3모듈 및 제4모듈; 상기 제1 내지 제4모듈의 작동을 제어하는 제어부를 구비한 제5모듈; 상수도관 내주면에 접하는 휠과, 상기 휠을 구동시키는 모터를 구비한 제6모듈; 및 일단은 상기 제1 내지 제5모듈 각각의 몸체에 구비되고, 타단은 상수도관 내주면과 접하여, 상기 제2 내지 제5모듈 각각의 몸체를 상수도관의 중앙에 위치하도록 하는 롤러지지부재(300);를 포함하고,
   상기 롤러지지부재는, 일단이 상기 제1 내지 제4모듈 각각의 몸체에 회동 가능하게 연결되는 제1 및 제2롤러로드(310,320); 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320)의 타단에 구비되어 상수도관 내부면과 접하는 제1 및 제2롤러(315,325); 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320) 각각의 일단이 공통으로 연결되어, 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320)에 공통의 회동축을 제공하는 로드회전축(330); 및 상기 로드회전축(330)을 기준으로 상기 제1 및 제2롤러로드(310,320)가 이루는 각도가 작아지는 방향으로 탄성력을 가하는 로드스프링(S);으로 이루어지고,
   상기 제6모듈(160)은, 구동모터의 회전력을 전달받는 제1기어(162); 상기 제1기어에 맞물리는 제2기어(163); 상기 제1기어의 회전력을 전달받아 상수도관 내주면에 접하면서 회전하는 제1구동휠(164); 상기 제1구동휠(164)의 반대측에 구비되고, 상기 제2기어의 회전력을 전달받아 상수도관 내주면에 접하면서 회전하는 제2구동휠(165);을 포함하는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1모듈은,
   상수도관의 내주면을 향해 빛을 비추는 램프와 상수도관 내주면의 영상을 촬영하는 카메라를 구비하는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 롤러지지부재는, 상기 제2 내지 제5모듈 각각의 몸체의 둘레를 따라 120°의 각도를 이루면서 3 개가 배치되는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 내지 제5모듈 각각은 유니버설 조인트 구조체(200)로 연결되고,
   상기 유니버설 조인트 구조체는, 서로 직각 방향으로 결합되는 두 연결부재(210, 220)와 및 두 연결부재(210, 220)을 결합시키는 십자형 연결핀(230)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1기어의 축과 상기 제1구동휠의 축을 연결하여 지지하는 제1-1지지부재(166); 및
   상기 제2기어의 축과 상기 제2구동휠의 축을 연결하여 지지하는 제1-2지지부재(167);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1-1지지부재 및 제1-2지지부재 사이에 구비되어, 상기 제1-1지지부재 및 제1-2지지부재가 이루는 각도가 작아지는 방향으로 탄성력을 가하는 제1스프링(S1);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1기어의 회전력을 상기 제1구동휠에 전달하는 제1벨트; 및
   상기 제2기어의 회전력을 상기 제2구동휠에 전달하는 제2벨트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 제6모듈(160)은,
   구동모터의 회전력을 전달받아 상수도관 내주면에 접하면서 회전하는 동력 구동휠(164-1); 및
   상기 동력 구동휠의 반대측에 구비되고, 상수도관 내주면에 접하면서 회전하되 아이들링 회전하는 아이들링 휠(165-1);을 포함하는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제6모듈(160)의 몸체와 상기 동력 구동휠(164-1)의 축을 연결하여 지지하는 제2-1지지부재(166-1); 및
    상기 제6모듈(160)의 몸체와 상기 아이들링 휠(165-1)의 축을 연결하여 지지하는 제2-2지지부재(167-1);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제2-1지지부재 및 제2-2지지부재 사이에 구비되어, 상기 제2-1지지부재 및 제2-2지지부재가 이루는 각도가 작아지는 방향으로 탄성력을 가하는 제2스프링(S2);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 아이들링 휠에 일단이 연결되어 상기 아이들링 휠에 견인력을 주어 휘어진 상수도관에서 제6모듈이 방향을 전환할 수 있도록 유도함과 동시에, 세척장치의 상수도관 내에서의 위치를 측정할 수 있도록 하는 와이어(W)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
13. 제1항에 있어서,
    세척장치의 상수도관 내부에서의 위치 추적을 위해 구비된 핀(FIN, 융합실내측위, Fused Indoor localization)부를 갖는 핀 모듈(170);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척브러쉬를 이용한 상수도관 세척장치.
14. 제1항에 기재된 상수도관 세척장치를 이용하여 상수도관 내부를 세척하는 방법으로서,
    상수도관과 연결된 소화전을 개방하는 단계;
    상기 상수도관 세척장치를 상기 개방된 소화전을 통해 상수도관으로 진입시키는 단계; 및
    상기 세척브러쉬를 회전시켜서 상수도관 내주면을 세척하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상수도관 내부 세척방법.

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