KR102368386B1 - 비굴착 하수관로 보수방법 및 보수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비굴착 하수관로 보수방법 및 보수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동력전달수단에 의해 상호 연결되어 동력전달방향에 따라 근접 또는 이격되도록 구성된 제1, 제2 이동체를 준비하는 단계; 외측면에 접착층이 구비된 고탄성 고무튜브의 양단을 제1, 제2 이동체의 각 일단에 고정시키는 고무튜브 설치단계; 고무튜브가 연결된 제1, 제2 이동체를 하수관로로 투입하여 이동체에 구비된 카메라 모듈을 통해 하수관로 내부의 영상을 촬영, 하수관로 파손지점을 확인하는 하수관로 영상취득단계; 취득된 영상을 토대로 제1, 제2 이동체를 적정 위치로 이동시켜 고무튜브가 파손부위 하단에 위치되도록 제1, 제2 이동체를 정렬시키는 단계; 제1, 제2 이동체의 정렬 후 조작부의 제어를 통해 제1, 제2 이동체의 거리를 좁히면서 고무튜브에 외력을 가하여 고무튜브를 외측 방향으로 팽창시켜 고무튜브의 접착층을 하수관로의 내면에 밀착시키는 고무튜브 팽창 및 접착단계; 제1, 제2 이동체의 접근으로 팽창된 고무튜브 양단이 제1, 제2 이동체의 고무튜브 고정단에서 분리되면서 탄발력으로 하수관로 내면에 밀착되도록 하는 고무튜브 양단 분리/접착단계; 고무튜브가 분리된 제1,제2 이동체를 하수관로 내측에서 좌우로 이동시키면서 카메라모듈를 통해 고무튜브 접착상태 영상을 촬영/확인하는 고무튜브 접착확인 및 이동체 철수단계;를 포함하여 이루어지는 보수방법 및 보수장치를 제공한다.

Description

비굴착 하수관로 보수방법 및 보수장치{Method and device of repairing sewer pipe by non-excavation}

본 발명은 비굴착 하수관로 보수방법 및 보수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수관로의 파손부위에 대하여 비굴착방식으로 보수하는데 있어서 많은 주변장치의 구성없이 간단하게 하수관로 파손부위에 대한 보수작업이 가능하도록 하는 비굴착 하수관로 보수방법 및 보수장치에 관한 것이다.

지중에는 다양한 용도의 관로(상수관, 하수관, 우수관 등, 이하 ‘하수관로’로 통칭함)가 매설되어 있는데, 이들 하수관로는 시간이 지남에 따라 노후화되고, 계속된 외부의 충격에 의한 스트레스 등으로 크랙 등이 발생되면서 상대적으로 취약한 부위가 파손되는 경우가 자주 발생되고 있다.

하수관로가 파손되는 경우, 하수관로 내부의 하수 등이 외부로 유출되어 토양 및 지하수를 오염시키거나 지반 침하를 유발하여 각종 안전사고를 유발하는 경우가 발생되고 있다.

하수관로가 파손된 경우, 하수가 유출되는 주변 토양을 굴착하여 파손된 하수관로를 찾아 하수관로 전체를 교체하는 방법이 가장 바람직하지만, 하수관로 등이 도시의 도로나, 각종 건축물 등의 지하에 매설되는 경우가 많기 때문에 하수 유출 위치를 찾더라도 파손된 하수관로 전체를 교체하기란 결코 쉬운 일이 아니다.

따라서, 하수관로의 전체 교체가 어렵거나 굳이 하수관로 전체 교체가 불필요한 경우, 지반을 굴착하지 않은 상태에서 맨홀 등으로 특별히 제작된 보수장치를 투입하여 하수관의 파손부위만 부분적으로 보수하는 부분 보수방법을 이용하게 된다.

이러한 하수관로의 부분 보수방법 및 장치에 대해서는 매우 많은 발명들이 안출되어 다양한 방법 및 장치를 이용하여 하수관로 파손부위에 대한 부분 보수작업을 수행하고 있다.

종래에 안출된 하수관로의 부분 보수방법 및 보수장치의 일부 실시예를 살펴보면, 특허등록 제10-1861488호, ‘비굴착 상하수도 부분 보수장치 및 보수방법’에 개시된 보수방법은 몸체의 전면과 후면에 복수의 이동 바퀴를 형성하여 관로의 내부를 따라서 이동하고, 몸체의 둘레 면에 팽창튜브와 보수재를 설치하여 관로의 파손이나 누수된 부분에 보수재를 부착하는 비굴착 상하수도 부분 보수공법을 제공하고 있다.

상기 종래의 일 실시예에 따른 보수공법은 보수장치(10)의 몸체(11)에 팽창튜브(14)를 설치하고, 팽창튜브(14)에 압축공기 공급 및 배출장치 압력조절장치를 설치하고, 보조견인중 및 견인줄 등을 설치하여 가이드장치(40)와 보수장치(10)를 관로의 내부로 투입하는 보수장치 및 가이드장치 설치단계; 상기 몸체(11)의 둘레 면에 설치된 팽창튜브(14)와 보수재(16)가 수평상태의 관로나 굴곡진 관로를 이동하는 과정에서 보수재(16)가 바닥면에 끌리면서 파손되는 것을 방지하는 보수재 보호단계; 상기 보수장치(10)의 이동, 상기 압축공기 가열장치(30)를 통해 팽창튜브(14) 내부로 가열 압축공기의 공급 및 보수재를 경화시키는 보수재 경화단계; 온도 및 압력제어부(37)와 자동밸브(38를 통해 온도와 압력을 유지하면서 보수재(16)의 경화작업을 진행하는 온도 및 압력유지 단계; 및 상기 가이드장치(40)와 보수장치(10)를 관로 밖으로 끌어내고 기타 장치를 분리시켜 작업을 마무리하는 마무리단계;를 포함하여 이루어지는 것으로, 하수관로의 보수방법이 매우 복잡하고 많은 장치의 준비과정을 필요하였다.

또한, 상술한 종래의 공법에 이용되는 보수장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형의 몸체(11) 전면과 후면에 가드 부재(12), 복수의 가드 롤러(13), 팽창튜브(14)를 설치하고, 상기몸체(11)의 내부 상부와 내피(14b)의 내측에 공급 구멍(11a)(14c)과 압축공기 공급 부재(20), 고무플레이트(22), 공급 관(25), 및 압축공기 공급호스(28)의 끝 부분에는 압축공기 가열장치(30)를 설치하여 외피(14a)의 팽창, 외피(14a)의 내부 압력 조절과, 상기 팽창튜브(14)의 둘레 면에 보수재(16) 형성 및 상기 압축공기 공급 부재(20)로 가열된 압축공기를 공급, 팽창튜브(14)가 팽창하면서 풀림 조정 핀(19) 내부의 조정 줄(18)이 분리되어 관로의 파손된 부분에 보수재(16)가 부착 및 경화하는 보수장치(10);를 포함하는 구성으로 이루어져 보수장치의 구성 및 이를 준비하는 과정, 이를 이용한 작업이 매우 어렵고 번거로우며, 많은 준비시간 및 작업시간이 필요로 하는 어려움을 가지고 있었다.

또 다른 종래의 일 실시예로, 특허등록 제10-2082180호의 ‘팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수장치 및 이를 이용한 비굴착 관로부분 보수방법’이 안출되었다.

상기 실시예에 따른 비굴착 관로 보수방법은 팽창튜브를 이용한 무선식 비굴착 관로 부분 보수 장치를 관로 밖에서 조립하는 제1단계, 비굴착 관로 부분 보수 장치를 관로 안에 설치하는 제2단계, 에어주입기를 온 제어하여 상기 팽창튜브의 안에 에어를 주입하여 팽창튜브를 팽창시키고 이 팽창튜브에 의해 보수 튜브를 관로의 내벽에 붙도록 팽창시키는 제3단계, UV 모듈을 온 제어하여 UV로 상기 보수 튜브에 함침된 UV 경화수지를 경화시켜 보수 튜브를 관로에 라이닝하는 제4단계, 상기 UV 모듈을 오프하고 팽창튜브 안에 주입된 에어를 외부로 배출하여 팽창튜브를 수축시켜 보수 튜브로부터 분리하는 제5단계, 관로의 외부로 보수장치를 회수하는 제6단계를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 실시예에 따른 비굴착 관로 부분 보수장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 경화수지를 경화시키는 UV 모듈(30)과, UV 모듈의 양쪽에 연결되는 제1,2헤드(10,20)와, 상기 제1,2헤드에 연결되어 경화 모듈의 둘레부에 냉각공간을 조성하는 냉각 튜브(40)와, 상기 제1,2헤드와 함께 UV 모듈의 둘레부를 밀폐 공간으로 조성하는 팽창튜브(51)와, 상기 팽창튜브의 내부에 에어를 주입하여 팽창튜브를 팽창시키거나 에어를 배출하여 팽창된 팽창튜브를 수축시키는 에어주입기(60)와, UV 경화수지가 함침된 팽창튜브의 둘레부에 팽창튜브로부터 분리되도록 결합되어 팽창튜브의 팽창시 관로 내벽에 붙도록 팽창되고 UV 모듈에 의해 UV 경화수지가 경화되어 관로에 라이닝되는 보수 튜브(50)와, 상기 관로 내부의 물이 흘러 UV 모듈을 냉각하는 냉각수로관과, 상기 제1,2헤드에 구비되는 제1소켓부 및 제2소켓부 등을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

즉, 상술한 종래의 다른 실시예도 팽창튜브에 에어를 공급하기 위한 에어공급장치, 경화수지 경화장치, UV모듈 냉각수단 등 매우 다양한 장치들로 구성되어 장치의 구성이 많고 복잡하여 이들 장치의 준비과정이 어렵고, 준비시간이 많이 소요되는 단점을 가지고 있었다.

이외에도, 실용신안 등록 제20-0404515호, 특허등록 제10-2048524호, 특허등록 제10-1849618호 등 많은 비굴착 하수관로 보수방법 및 보수장치들이 안출되어 있으나, 이러한 종래의 실시예들은 에어를 이용하여 튜브를 팽창시켜 하수관로의 파손부위를 부분 보수하도록 구성됨으로써, 보수장치의 구성이 복잡하고, 보수방법이 어려우며, 이들 장치 및 방법을 사용하기 위해서는 많은 준비시간과 다수의 주변 장치들이 필요하여 많은 비용과 많은 작업시간 등이 소요되는 단점을 갖는 공통성을 가지고 있어서, 이에 대한 개선된 보수장치 및 보수방법이 필요한 실정이었다.

- 특허등록 제10-2082180호(등록일: 2020.02.21) - 특허등록 제10-2048524호(등록일: 2019.11.19) - 특허등록 제10-1849618호(등록일:2018.04.11)

본 발명은 상술한 종래의 비굴착 하수관로 보수방법 및 보수장치가 갖는 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 보수장치 및 보수방법의 구성을 간단히 하여 작업이 간편하고 빠른 시간에 보수작업이 이루어질 수 있도록 하는 비굴착 하수관로 보수방법 및 보수장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 하수관로 보수작업에 소요되는 부수적인 보조장치를 최소화하여 하수관로 보수작업을 준비하는데 시간을 단축하고, 보수작업에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 비굴착 하수관로 보수방법 및 보수장치를 제공하고자 하는데 또 다른 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비굴착 하수관로 보수방법은 동력전달수단에 의해 상호 연결되어 동력전달방향에 따라 상호간에 근접 또는 이격되도록 구성되고, 하수관로 내부 영상을 촬영하여 조작부로 전송하는 카메라 모듈, 구동부와 조작부의 통신상태를 점검하는 한 쌍의 제1, 제2 이동체를 준비하는 단계; 외주면에 접착층이 구비된 일정길이의 고탄성 고무튜브의 양단을 준비된 제1, 제2 이동체의 상호 대향되는 각 일단에 고정시키는 고무튜브 설치단계; 고무튜브가 연결된 제1, 제2 이동체를 하수관로 내측으로 투입하여 어느 일측 또는 양측 이동체에 구비된 카메라 모듈을 동작시키면서 하수관로 내부의 영상을 촬영하여 하수관로 파손지점을 찾아 확인하는 하수관로 영상취득단계; 취득된 영상을 토대로 제1, 제2 이동체를 적정 위치로 이동시켜 고무튜브의 중심부가 파손부위 하단에 위치되도록 제1, 제2 이동체를 정렬시키는 이동체 정렬단계; 제1, 제2 이동체가 정렬된 상태에서 조작부의 제어를 통한 구동부 및 동력전달수단의 동작으로 제1, 제2 이동체 사이의 거리를 좁히면서 제1, 제2 이동체 사이에 설치된 고무튜브에 외력을 가하여 고무튜브의 중심부가 외측 방향으로 팽창되도록 하여 고무튜브의 외측면이 하수관로의 내주면에 밀착되도록 하는 고무튜브 중심부 팽창 및 고무튜브 접착단계; 하수관로 내주면에 밀착된 고무튜브의 중심부에 작용하는 굽힘 반발력이 제1, 제2 이동체의 계속된 접근으로 고무튜브의 양단으로 이동하면서 고무튜브의 양단을 임시 고정하고 있던 제1, 제2 이동체의 고무튜브 고정단이 외측방향으로 젖혀질 때 고무튜브 고정단에서 이탈된 고무튜브 양단 외주면이 이탈시 작용된 강한 굽힘 반발력에 의해 하수관로 내주면에 순간 밀착되도록 하는 고무튜브 양단 분리/접착단계; 고무튜브가 분리된 제1,제2 이동체를 고무튜브가 접착된 하수관로 내측에서 좌우로 이동시키면서 카메라모듈를 통해 고무튜브 접착상태 영상을 촬영/확인하는 고무튜브 접착 확인 및 이동체 철수단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비굴착 하수관로 보수장치는 하수관로 내부로 투입되어 원격 조작을 통해 자율주행이 가능하도록 통신부와 구동부 및 카메라모듈이 구비되고, 상호 대향되는 각 일단에 고무튜브 고정단이 구비되어 원격 조정으로 이동이 가능하도록 구성되는 한 쌍의 제1, 제2 이동체; 상기 제1, 제2 이동체 사이에 연결되되, 일측 제1 이동체에 설치된 구동부에서 전달되는 동력에 따라 대향측 제2 이동체를 제1 이동체를 향해 접근시키거나 또는 이격시키도록 구성되는 동력전달수단; 외측면에 접착층이 구비된 일정길이를 갖는 원통형 또는 반구형으로 구성되어 양단부가 상기 제1, 제2 이동체의 고정튜브 고정단에 각각 고정된 상태에서 하수관로 내부로 투입되어 제1, 제2 이동체 사이의 거리가 점점 가까워지면서 양단에 작용하는 외력에 의해 그 중앙부가 외측방향으로 돌출(팽창)되어 파손부위가 있는 하수관로 내벽에 접착층이 밀착되고, 제1, 제2 이동체의 계속된 가압력이 최대한계에 도달하여 제1, 제2 이동체의 고무튜브 고정단이 외측으로 젖혀질 때 고무튜브 고정단에서 이탈되면서 그 양단에 작용하는 최대 굽힘 반발력에 의해 그 양단 외주면이 하수관로 내벽에 순간 밀착되는 고무튜브; 상기 제1, 제2 이동체 모두 또는 일측 이동체에 설치되어 조작부의 원격제어를 통해 하수관로 내부의 영상을 촬영하여 조작부로 전송하는 카메라모듈; 상기 카메라모듈에서 촬영되어 전송된 영상을 화면에 표시하는 영상표시부와, 상기 제1, 제2 이동체의 이동과 구동부 및 카메라모듈의 각도를 제어하기 위한 동작제어부 및 통신부가 구비된 조작부;를 포함하여 이루어진다.

상술한 본 발명에 따른 비굴착 하수관로 보수방법 및 보수장치를 이용하게 되면, 종래와 같이 하수관로 부분 보수에 필요한 다양한 주변장치의 준비없이 간단하게 하수관로 파손부위에 대한 부분보수가 가능하여 작업이 용이하고, 복잡한 주변장치의 준비에 소요되는 많은 비용을 절감할 수 있도록 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 비굴착 하수관로의 보수방법 및 보수장치의 일부 실시예,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비굴착 하수관로 보수방법을 도시한 플로우챠트,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비굴착 하수관로 보수방법에 사용되는 보수장치의 개략적인 전체 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비굴착 하수관로 보수장치에서 제1, 제2 이동로봇에 동력전달수단 및 고뮤브가 설치된 상태도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 보수장치의 주요 구성 블럭도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 보수장치가 하수관로 내부로 투입되어 제2이동체가 제1이동체를 향해 일정거리 이동된 상태에서 고무튜브가 외측방향으로 팽창된 상태의 단면도,
도 8은 일측 이동체의 접근에 따라 이동로봇의 고무튜브 설치에 구비된 고무튜브 고정단의 동작예시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 비굴착 하수관로 보수장치의 동력전달수단에 한 개의 고무튜브 밀대가 설치된 상태도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 비굴착 하수관로 보수장치의 동력전달수단에 두 개의 고무튜브 밀대가 설치된 상태도,
도 11은 도 9에 고무튜브가 설치된 상태도,
도 12는은 하수관로 내부에 투입된 이동체가 상호 근접됨에 따라 고무튜브가고무튜브 밀대의 보조를 받아 하수관로 내벽으로 팽창된 상태도이다.

본 발명의 실시예에 따른 비굴착 하수관로 보수방법은 동력전달수단에 의해 상호 연결되어 동력전달방향에 따라 상호간에 근접되거나 또는 이격되도록 구성되고, 카메라모듈이 구비되어 촬영된 영상을 조작부로 전송하도록 구성되고, 각 일단에 고무튜브 고정단이 구비된 한 쌍의 제1, 제2 이동체를 준비하는 단계; 외주면에 접착층이 구비된 일정길이의 고탄성 고무튜브의 양단을 준비된 제1, 제2 이동체의 각 일단에 고정시키는 고무튜브 설치단계; 고무튜브가 연결된 제1, 제2 이동체를 하수관로 내측으로 투입하여 카메라모듈을 통해 하수관로 내부 영상을 촬영하면서 하수관로 파손지점을 찾아 확인하는 하수관로 영상취득단계; 취득된 영상을 토대로 제1, 제2 이동체를 적정 위치로 이동시켜 고무튜브의 중심부가 파손부위 하단에 위치되도록 제1, 제2 이동체를 정렬시키는 이동체 정렬단계; 제1, 제2 이동체가 정렬된 상태에서 조작부의 제어를 통한 구동부 및 동력전달수단의 동작으로 제1, 제2 이동체 사이의 거리를 좁히면서 제1, 제2 이동체 사이에 설치된 고무튜브에 외력을 가하여 고무튜브의 중심부가 외측 방향으로 팽창되도록 하여 고무튜브의 외측면이 하수관로의 내주면에 밀착되도록 하는 고무튜브 중심부 팽창 및 고무튜브 접착단계; 하수관로 내주면에 밀착된 고무튜브의 중심부에 작용하는 굽힘 반발력이 제1, 제2 이동체의 계속된 접근으로 고무튜브의 양단으로 이동하면서 고무튜브의 양단을 임시 고정하고 있던 제1, 제2 이동체의 고무튜브 고정단이 외측방향으로 젖혀질 때 고무튜브 고정단에서 이탈된 고무튜브 양단 외주면이 이탈시 작용된 강한 굽힘 반발력에 의해 하수관로 내주면에 순간 밀착되도록 하는 고무튜브 양단 분리/접착단계; 고무튜브가 분리된 제1,제2 이동체를 고무튜브가 접착된 하수관로 내측에서 좌우로 이동시키면서 카메라모듈를 통해 고무튜브 접착상태 영상을 촬영/확인하는 고무튜브 접착 확인 및 이동체 철수단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 비굴착 하수관로 보수장치는 하수관로 내부로 투입되어 원격 조작을 통해 주행이 가능하도록 무선통신부, 구동부 및 카메라모듈이 구비되고, 상호 대향되는 각 일단에 고무튜브 고정단이 구비되는 한 쌍의 제1, 제2 이동체; 상기 제1, 제2 이동체 사이에 연결되되, 일측 제1 이동체에 설치된 구동부에서 전달되는 동력에 따라 대향측 제2 이동체가 제1 이동체를 향해 접근 또는 이격되도록 구성되는 동력전달수단; 외측면에 접착층이 구비된 일정길이를 갖는 원통형 또는 반구형으로 구성되어 양단부가 상기 제1, 제2 이동체의 고정튜브 고정단에 각각 고정된 상태에서 하수관로 내부로 투입되어 제1, 제2 이동체 사이의 거리가 점점 가까워지면서 양단에 작용하는 외력에 의해 그 중앙부가 외측방향으로 돌출(팽창)되어 파손부위가 있는 하수관로 내벽에 접착층이 밀착되고, 제1, 제2 이동체의 계속된 가압력이 최대한계에 도달하여 제1, 제2 이동체의 고무튜브 고정단이 외측으로 젖혀질 때 그 양단이 고무튜브 고정단에서 이탈되는 최대 굽힘 반발력에 의해 그 양단 외주면이 하수관로 내벽에 밀착되는 고무튜브; 상기 제1, 제2 이동체 모두 또는 일측 이동체에 설치되어 조작부의 원격제어를 통해 하수관로 내부의 영상을 촬영하여 조작부로 전송하는 카메라모듈; 상기 카메라모듈에서 촬영되어 전송된 영상을 화면에 표시하는 모니터와, 상기 제1, 제2 이동체의 이동과 구동부의 제어 및 카메라모듈의 동작을 제어하기 위한 동작제어부가 구비된 조작부;를 포함하여 이루어진다.

삭제

한편, 본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 용어는 본 발명의 구성에 대한 기능을 고려하여 당업계에서 일반적으로 사용되는 용어 및 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용했으며, 이 경우 그 용어가 가지는 의미는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의된다.

또한, 본 발명의 상세한 설명에 사용되는 용어 중 ‘이동체’는 조작부의 제어명령을 유무선 통신을 통해 전달받아 이동이 가능한 장치로, 조작부의 제어명령에 따라 스스로 이동이 가능한 전원공급용 배터리, 이동바퀴 구동용 구동수단 등 일체의 전기, 전자적 구성을 포함한 원격제어 이동수단을 의미한다.

또한, 본 발명의 상세한 설명 가운데에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 ‘포함’한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

또한, 상세한 설명 가운데에서 ‘~부’, ‘~수단’등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행할 수 있는 독립된 장치를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 상세한 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적인 연결’뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 부품, 장치 등을 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우를 포함하는 의미로 해석된다.

그리고, 본 발명의 상세한 설명에 이용되는 장치 및 용어 중 당업계에서 일반적으로 널리 사용되거나 공지된 기술로부터 용이하게 안출할 수 있는 구성에 대한 구체적인 기능이나 동작 설명은 가급적 생략하고 본 발명의 특징부 위주로 설명한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명의 실시예에 따른 비굴착 하수관로 보수방법(이하, ‘보수방법’으로 약칭함) 및 보수장치에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보수방법을 플로우챠트로 간략하게 도시하고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보수방법은 하수관로 내부로 투입되어 고무튜브를 하수관로 파손부위에 접착시키는 제1, 제2 이동체를 준비하는 단계(S10)와, 준비된 제1, 제2 이동체의 상호 대향되는 각 일단에 고정시키는 고무튜브 설치단계(S20)와, 고무튜브가 연결된 제1, 제2 이동체를 하수관로 내측으로 투입하여 하수관로 내부의 영상을 촬영하여 하수관로 파손지점을 찾아 확인하는 하수관로 영상취득단계(S30)와, 하수관로 내부로 투입된 제1, 제2 이동체를 고무튜브 접착이 필요한 위치에 정렬시키는 이동체 정렬단계(S40)와, 정렬된 제1, 제2 이동체의 이동을 통해 파수관로 파손부위에 고무튜브를 접착시키는 고무튜브 가압 및 고무튜브 접착단계(S50)와, 제1, 제2 이동체의 계속된 접근을 통해 고무튜브의 가압으로 인해 고무튜브 양단이 제1, 제2 이동체의 고무튜브 고정단의 외측방향으로 회동되면서 고정튜브 고정단에서 이탈되면서 그 양단에 작용하는 굽힘 가압력이 복원력으로 작용되어 하수관로의 내벽에 접착되도록 하는 고무튜브 양단 분리/접착단계(S60)와, 고무튜브가 접착된 하수관로 내부 영상을 촬영하여 고무튜브 접착 상태를 확인한 후 이동체를 철수시키는 고무튜브 접착확인 및 이동체 철수단계(S70)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1, 제2 이동체 준비단계(S10)는 좌우 일정간격 이격되게 중간에 동력전달수단이 연결 설치된 제1, 제2이동체에 하수관로 내부 영상을 촬영하기 위한 카메라모듈을 설치하고, 상기 제1, 제2 이동체에 구비된 구동부, 즉 이동체의 이동을 위한 배터리, 동력전달수단의 동작상태, 조작부와의 통신상태 등을 점검하여 하수관로 내부로 투입시 조작부의 제어에 따라 원활하기 이동이 가능한지 여부를 확인한다.

또한, 상기 제1, 제2 이동체에 고무튜브를 설치하는 단계(S20)는 상호 대향되게 배치된 제1, 제2 이동체의 각 일단에 하수관로 보수에 필요한 일정길이의 고무튜브를 설치하는 단계로, 고무튜브를 설치하기 위해 제1, 제2 이동체의 각 일단에 고무튜브 고정단을 설치하는 단계이다.

상기 고무튜브 고정단 설치는 고무튜브의 형상에 따라 구형 또는 반구형으로 이루어진 고무튜브 설치대를 제1, 제2 이동체의 일 측면에 설치하는 고무튜브 설치대 설치과정(S20-1)과, 설치된 고무튜브 설치대의 테두리부에 구비되어 고무튜브 양단을 각각 고정시키는 고무튜브 고정부 설치과정(S20-2)을 포함하여 이루어진다.

상기 고무튜브 설치대 설치과정(S20-1)과 고무튜브 고정부 설치과정(S20-2)은 고무튜브에 일체로 고무튜브 고정부가 구성된 경우 고무튜브 설치대 설치과정과 고무튜브 고정부 설치과정은 하나의 공정으로 생략될 수 있다.

그 다음으로 이루어지는 이동체 하수관로 투입 및 영상취득단계(S30)는 좌우 양측 제1, 제2 이동체에 고무튜브가 중간에 설치된 상태에서 보수가 필요한 하수관로 내부로 제1, 제2 이동체를 투입하는 과정으로, 하수관로 내부로 투입된 제1, 제2 이동체는 하수관로 외부의 조작부에서 전달된 제어명령에 따라 보수가 필요한 지점으로 제1, 제2 이동체가 이동되면서 이동체에 설치된 카메라모듈을 통해 하수관로 내부 영상을 촬영하면서 하수관로 내부의 보수지점을 정확하게 찾아가는 과정이다.

또한, 상기 제1, 제2 이동체 정렬단계(S40)는 카메라모듈에서 촬영된 영상을 토대로 보수지점을 파악한 후, 제1, 제2 이동체 사이에 설치된 고무튜브의 중심부가 보수지점 하부에 위치되도록 제1, 제2 이동체를 움직여 고무튜브를 보수지점에 정확하게 접착시키기 위한 적절한 위치를 설정하는 과정이다.

그리고, 상기 고무튜브 팽창 및 고무튜브 접착단계(S50)는 보수지점 하부에 위치한 고무튜브를 제1, 제2 이동체의 가압작용으로 고무튜브를 외측으로 팽창시켜 보수가 필요한 지점에 고무튜브 외측면이 밀착되어 접착이 이루어지도록 하는 공정이다.

즉, 상기 제1, 제2 이동체는 조작부의 제어에 따라 어느 일측 이동체, 본 발명의 실시예에서는 제1 이동체에 동력전달수단 구동부가 구비되어 있어서 제1 이동체의 동력전달수단 구동부가 조작부의 제어에 따라 회전되면서 동력전달수단을 일 방향으로 회전시키면, 제2 이동체가 동력전달수단의 회전에 따라 제1 이동체측으로 이동하게 된다.

제2 이동체가 제1 이동체 측으로 이동이 이루어지면서 제1, 제2 이동체 사이에 설치된 고무튜브는 양단에서 수평방향으로 횡압력을 받으면서 그 중간부가 외측방향으로 팽창되고, 제1, 제2 이동체의 거리가 점점 가까워지면서 고무튜브 중간부 역시 계속된 팽창으로 하수관로 내면까지 팽창되다가 하수관로 내면에 그 중앙부 외측면이 접촉하면서 하수관로 내면에 접착이 이루어지게 된다.

이와 같이, 상기 고무튜브 팽창 및 고무튜브 접착단계(S50)는 제1, 제2 이동체 사이에 설치된 고무튜브가 제1, 제2 이동체 사이의 거리가 좁혀지면서 작용된 외력에 의해 그 중심부가 외측 방향으로 팽창되어 하수관로 내면에 밀착되면서 그 외측면이 구비된 접착층이 하수관로 내면에 접착되도록 하는 과정으로, 작업자는 하수관로 외부에서 이동체에 설치된 카메라모듈을 통해 촬영된 영상을 보면서 제2 이동체의 이동과 고무튜브의 팽창 상태를 조작부에 구비된 영상표시부를 보면서 고무튜브 접착 작업을 수행할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 고무튜브 팽창 및 고무튜브 접착단계(S50) 수행시, 동력전달수단인 회전스크류 외주연에 제2 이동체가 제1 이동체측으로 접근할 때 회전스크류의 수직방향으로 돌출되는 고무튜브 밀대를 추가로 설치하여 상기 고무튜브 밀대가 고무튜브 내면을 외측방향으로 가압하여 하수관로 내면에 고무튜브의 접착력을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 고무튜브 밀대 가압단계(S50-1)가 더 포함되어 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고무튜브 양단 분리/접착단계(S60)는 계속된 제1, 제2 이동체의 가압으로 고무튜브의 중앙부가 외측방향으로 더 이상 팽창되지 않으면서 고무튜브의 직경방향으로 작용하는 가압력이 고무튜브의 수평방향으로 전달되면서 고무튜브 말단이 고정된 고무튜브 고정단까지 전달된다.

고무튜브 고정단에 구비된 고무튜브 고정부는 고무튜브의 수평방향으로 작용하는 외력이 일정한도를 초과하게 되면 고무튜브 말단이 이탈되도록 구성되어 있기 때문에 고무튜브 고정부에서 고무튜브를 고정하는 최대 한계점에 도달할 경우, 고무튜브 말단에 작용하는 최대굽힘 반발력에 의해 고무튜브 고정부에서 자동으로 이탈되면서 고무튜브의 자체 탄발력(복원력)에 의해 하수관로 내면으로 밀착되면서 고무튜브 외측면에 구비된 접착층에 의해 하수관로 내면에 달라붙도록 한다.

그리고, 마지막으로 수행되는 고무튜브 접착 확인 및 이동체 철수단계(S70)는 고무튜브가 분리된 제1,제2 이동체를 고무튜브가 접착된 하수관로 내측에서 좌우로 이동시키면서 카메라모듈를 통해 고무튜브와 하수관로 내면 사이의 접착상태를 촬영하여 고무튜브가 하수ㅜ관로 내면에 견고하게 접착되었는지 원격으로 확인하고, 영상 확인 후 제1, 제2 이동체를 하수관로에서 철수하면 하수관로의 보수작업이 완료된다.

한편, 도 4 내지 도 12는 상술한 보수방법을 이용하여 하수관로를 보수하기 위한 보수장치의 구성 및 동작상태와 작업상태를 각각 도시하고 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 보수장치의 전체 구성을 개략적인 분해상태로 도시하고 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보수장치(100)는 원격 조정으로 이동이 가능하도록 구성되는 한 쌍의 제1, 제2 이동체(110,111)와, 상기 제1, 제2 이동체(110,111) 사이에 연결설치되는 동력전달수단(130)과, 일정길이를 갖는 원통형 또는 반구형으로 구성되어 양단부가 상기 제1, 제2 이동체(110,111)에 분리 가능하게 설치되는 고무튜브(140)와, 상기 제1, 제2 이동체(110,111)의 양쪽 모두 또는 어느 일측에 설치되어 조작부의 원격제어를 통해 하수관로 내부의 영상을 촬영하여 조작부로 전송하는 카메라모듈(150)과, 상기 제1, 제2 이동체(110,111)의 이동과 상기 카메라모듈(150) 및 동력전달수단(130)의 동작 제어를 위한 조작부(160)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 한 쌍의 제1, 제2 이동체(110,111)는 하수관로 내부로 투입되어 원격 조작을 통해 주행이 가능하도록 복수개의 이동바퀴(116), 통신부(115), 이동체 구동부(112), 동력전달수단 구동부(113) 및 카메라모듈(150)을 동작시키기 위한 카메라모듈 구동부(114)가 구비된다.

또한, 상기 이동체 구동부(112), 동력전달수단 구동부(113) 및 카메라모듈 구동부(114)를 동작시키기 위한 전원공급용 배터리(도시 생략)를 포함한 전원공급수단이 이동체에 구비되지 않고 하수관로 외부에 별도로 마련되어 전원공급선이 각 부위에 연결될 수 있도록 구성될 수도 있다.

상기 동력전달수단 구동부(113)는 조작부(160)의 제어에 따라 정역회전이 이루어지는 서보모터로 구성되는 것이 바람직하고, 상기 제1, 제2 이동체(110,111) 사이에 연결 설치되는 동력전달수단(130)은 상기 동력전달수단 구동부(113)에서 전달된 회전력으로 회전이 이루어지는 일정길이의 회전스크류(134)로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 회전스크류(134)의 일단은 제1 이동체(110)에 구비된 동력전달수단 구동부(113)에 연결되어 회전력을 전달받을 수 있도록 구성되고, 타단은 제2 이동체(111)를 관통하도록 제1 이동체 일측면에서 외측으로 일정길이 연장 설치된 구성으로 이루어진다.

따라서, 상기 동력전달수단 구동부(113)의 회전방향에 따라 상기 회전스크류(134)가 정역회전이 이루어지고, 회전스크류(134)의 정역회전시 제2 이동체(111)가 수평 이동할 수 있도록 상기 회전스크류(134)의 외주연에는 제2 이동체(111)에 결합되는 수평이동체(135)가 결합되어 회전스크류(134)의 회전방향에 따라 제2 이동체가 좌우로 이동하면서 상기 제1 이동체(110)로 접근하거나 또는 제1 이동체(110)에서 멀어질 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 고무튜브(140)는 하수관로의 내부로 상기 제1, 제2 이동체와 함께 투입되어 하수관로의 파손부위를 보수하는데 사용되는 것으로, 그 외측면에 일정 두께의 접착층(142)가 구비된 원통형 또는 반구형으로 이루어진다.

이와 같이 구성된 고무튜브(140)의 양단부가 상기 제1, 제2 이동체(110,111)의 각 일단에 구비된 고정튜브 고정단(120)에 각각 고정된 상태에서 하수관로 내부로 투입되어 제1, 제2 이동체(110,111) 사이의 거리가 점점 가까워지면서 양단에 작용하는 외력에 의해 그 중앙부가 외측방향으로 돌출(팽창)되어 파손부위가 있는 하수관로 내벽에 접착층이 밀착되도록 구성되며, 제1, 제2 이동체(110,111)의 계속된 가압력이 임의의 최대한계에 도달할 경우 고무튜브 양단은 고무튜브 고정단(120)에서 이탈되면서 하수관로 내벽에 그 말단부가 밀착 접착되도록 구성된다.

그리고, 상기 조작부(160)는 상기 제1, 제2 이동체의 이동과, 동력전달수단의 회전구동 및 카메라모듈의 동작 제어를 위한 동작제어부와 상기 카메라모듈에서 촬영되어 전송된 영상을 화면에 표시하는 영상표시부(165)가 구비된 구성으로 이루어진다.

즉, 상기 조작부(160)에는 제1, 제2 이동체(110,111)의 이동을 제어하기 위한 이동체 동작제어부(161)와, 하수관로 내부를 촬영하기 위해 카메라모듈의 각도를 제어하기 위한 카메라모듈 제어부(162)와, 카메러모듈을 통해 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 저장하기 위한 영상촬영/저장부(163), 동력전달수단의 회전을 위한 동력전달수단 구동부의 동작을 제어하기 위한 동력전달수단 제어부(164) 및 통신부(166)를 포함한 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 제1, 제2 이동체(110,111)의 각 일단에 구비되는 고무튜브 고정단(120)은 설치될 고무튜브의 단면 형상과 동일한 형태로 이루어지는 고무튜브 설치대(122)와, 상기 고무튜브 설치대(122)의 테두리부에 형성되는 고무튜브 고정부(124)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 고무튜브 고정부(124)는 고무튜브(140)의 양단이 걸리도록 구성되어 제2 이동체(111)가 제1 이동체(110)를 향해 이동할 경우 고무튜브(140)의 양단에 일정한 가압력이 발생되도록 하면서 이탈되지 않도록 일정 깊이의 홈으로 형성된 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고무튜브 고정부(124)는 제2 이동체(111)가 제1 이동체(110)에 근접하면서 외측방향으로 팽창된 고무튜브(140)의 양단이 최대로 팽창된 상태에서 고무튜브(140)의 양단에 걸리는 외력, 즉 굽힘 반발력에 의해 외측방향으로 회동되거나 접혀질 수 있는 구조로 이루어져 고무튜브 고정부(124)가 외측으로 젖혀지면서 고무튜브(140)의 양단이 고무튜브 고정부(124)에서 이탈되면서 그 양단에 작용하고 있던 수직팽창력, 즉 굽힘에 대한 복원력(반발력)에 의해 하수관로 내면을 향해 순간 팽창되면서 그 외주면에 구비된 접착층이 하수관로 내면에 밀착되면서 접착이 이루어질 수 있도록 구성된다.

이와 같이 구성된 발명의 실시예에 따른 보수장치(100)의 제1, 제2 이동체 (110,111)사이에 고무튜브(140)가 설치된 상태가 도 5에 도시되어 있다.

고무튜브(140)를 제1, 제2이동체(110,111)에 설치하는 과정은 제 1이동체(110)의 고무튜브 고정단(120)에 고무튜브(140) 일단을 고정시킨 상태에서 제2이동체(111)를 동력전달수단의 회전스크류(134)에 연결하여 동력전달수단을 회전시키면서 고무튜브(140)의 길이만큼 제2 이동체(111)를 제1 이동체(110)측으로 접근시킨 후에, 제2 이동체(111)의 고무튜브 고정단(120)에 고무튜브(140)의 타단이 걸쳐지도록 한 후에 다시 동력전달수단을 회전시켜 제2 이동체(111)를 제1 이동체(110) 측으로 접근시킴으로써 제1 이동체(110)와 제2 이동체(111) 사이에 고무튜브를 팽팽하게 일체로 결합시킨다.

도 6에는 상술한 보수장치(100)의 주요 구성인 조작부(160)와 제1 이동체(110)의 주요 구성을 블럭도로 간단하게 도시하고 있다.

상기 조작부(160)에는 고무튜브가 결합된 상태로 하수관로 내부로 투입된 제1, 제2이동체를 작업자가 원격으로 제어할 수 있도록 하는 이동체 동작제어부(161)가 구비된다.

상기 이동체 동작제어부(161)를 제어함에 따라 제1 이동체가 일방향으로 전진하거나 후진하도록 이동바퀴의 회전을 제어하는 장치로, 제1 이동체가 움직이는 방향에 따라서 제1 이동체와 동력전달수단으로 연결된 제2 이동체가 제1 이동체를 따라 그 이동이 이루어지게 된다.

또한, 상기 조작부(160)에는 카메라모듈 제어부(162)가 구비되어 일측 또는 양측 이동체에 구비되는 카메라 모듈의 다양한 각도 조절이 가능하도록 구성되어 하수관로 내부를 다양한 각도로 촬영할 수 있도록 하여 하수관로 내부 상태를 작업자가 용이하게 파악할 수 있도록 한다.

또한, 상기 조작부(160)에는 상기 카메라모듈로 실시간 하수관로 내부를 촬영/저장할 수 있도록 동작을 제어하는 영상촬영저장부(163)와, 동력전달수단의 회전을 제어하기 위한 동력전달수단 구동제어부(164), 상기 카메라 모듈에서 촬영된 하수관로 내부영상을 작업자가 확인할 수 있도록 디스플레이시키는 영상표시부(165) 및 상기 조작부의 제어명령을 제1이동체에 전달하거나 제1이동체의 정보를 수신하기 위한 통신부(166)가 더 포함된 구성으로 이루어진다.

그리고, 상기 조작부(160)에서 전달되는 제어명령에 따라 동작을 수행하는 제1 이동체(110)에는 이동체 동작제어부(161)와 동력전달수단 구동제어부(164)의 제어명령으로 이동바퀴를 구동하여 제1이동체를 이동시키는 이동체 구동부(112)와 동력전달수단 구동부(113)가 구비되고, 상기 카메라모듈 제어부(162)의 제어를 통해 카메라 각도를 조절하는 카메라모듈 구동부(114)와, 상기 조작부의 제어명령을 수신하여 각부의 제어가 가능하도록 조작부와 통신을 수행하는 통신부(115)가 포함된 구성으로 이루어진다.

상기 조작부(160) 및 제1 이동체(110)에 구비되는 통신부(166,115)는 유무선 통신모듈이 탑재되어 하수관로 보수작업이 이루어지는 환경이나 보수장치의 특성에 따라 설정된 통신모듈로 상호간에 통신이 이루어질 수 있도록 구성되는 것으로, 이러한 통신모듈의 구축은 통상의 공지된 기술을 통해 당업자가 용이하게 구현 가능하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 7은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 보수장치(100)가 하수관로(200) 내부로 투입되어 제2 이동체(111)가 제1 이동체(110)를 향해 접근하면서 양측 이동체 사이의 거리가 좁혀짐에 따라 그 사이에 설치된 고무튜브(140)가 외측으로 팽창되면서 하수관로 내면에 밀착되어 접착되는 상태를 도시하고 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보수장치(100)는 제1 이동체(110)와 제2 이동체(111) 사이에 고무튜브(140)가 연결 설치된 상태에서 하수관로(200) 내부로 투입된다.

하수관로(200) 내부로 투입된 제1, 제2 이동체(110,111)는 작업자가 조작부에 구비된 영상촬영저장부의 동작을 온(on)시킨 상태에서 카메라모듈제어부의 제어를 통해 제1 이동체(110)에 설치된 카메라모듈 구동부(114)의 동작 제어를 통해 하수관로(200) 내부의 실시간 영상을 확인하면서 제1 이동체(110)의 이동을 통해 제1, 제2 이동체(110,111)를 보수가 필요한 위치까지 이동시킨다.

파손된 하수관로의 보수지점을 영상표시부에 표시되는 영상을 통해 확인한 작업자는 고무튜브의 길이방향 중심부가 보수지점(P) 하부에 위치하도록 제1, 제2 이동체(110,111)를 정렬시킨다.

제1, 제2 이동체(110,111)의 정렬작업이 완료된 후, 작업자는 동력전달수단 구동제어부의 제어를 통해 제1 이동체(110)에 구비된 동력전달수단 구동부(113)를 동작시켜 회전스크류(134)를 정방향으로 회전시켜 고무튜브(140)를 수평상태로 지지하고 있는 제2 이동체(111)를 제1 이동체(110)측으로 천천히 이동시킨다.

제2 이동체(111)가 제1 이동체(110)측으로 천천히 이동함에 따라, 원통형 고무튜브(140)는 길이방향에 대해 횡압력을 받게 되고, 양단에서 작용하는 횡압력에 의해 양측 횡압력이 집중되는 고무튜브(140)의 중간부가 외측방향으로 부풀어 오르는 팽창상태가 된다.

동력전달수단(130)의 계속된 회전으로 제2 이동체(111)가 제1 이동체(110) 측으로 계속 접근함에 따라, 고무튜브(140) 역시 그 중간부가 계속해서 외측 방향으로 팽창되다가 하수관로(200)의 내면에 접촉하게 되고, 계속된 팽창력에 의해 고무튜브(140) 외측면에 구비된 접착층이 하수관로 내면에 접촉되면서 접착이 이루어지게 된다.

상기 제2 이동체(111)가 제1 이동체(110)를 향해 계속 접근하면서 외측 방향으로 팽창된 고무튜브(140)는 그 중간부분에 집중되는 팽창력이 양측단 테두리부측으로 전달되면서 중간부에서 양측으로 하수관로 내면에 대한 접촉면적을 넓히면서 점점 그 접착면적을 증대하게 되고, 제1, 제2 이동체(110,111)의 고무튜브 고정단(120)에 고정된 고무튜브(140)의 양단에 최대 횡압력과 팽창압력이 동시에 작용하면서 고무튜브 고정단(120)의 고무튜브 고정부(124)가 외측으로 젖혀지게 되고, 고무튜브 고정부(124)가 외측방향으로 젖혀지면서 고무튜브 고정부(124) 내측에 고정된 고무튜브(140)의 양단이 하수관로 내면쪽으로 이동, 즉 팽창되면서 고무튜브 (140)의 외면에 구비된 접착층(142)이 하수관로 내면에 밀착됨과 동시에 접착이 이루어지게 된다.

고무튜브(140)가 제1, 제2 이동체(110,111)의 고무튜브 고정단(120)에서 이탈되어 하수관로(200) 내면에 접착된 후에, 동력전달수단(130)의 동작을 멈추고 이동체 동작제어부의 제어를 통해 제1, 제2 이동체(110,111)를 좌우로 이동시키면서 고무튜브(140)의 접착상태를 카메라모듈(150)을 통해 촬영된 영상으로 확인한 후에 제1, 제2 이동체(110,111)를 하수관로에서 철수하면 하수관로의 부분 보수작업이 완료된다.

도 8에는 일측 제1 이동체(110)의 고무튜브 고정단에 걸린 고무튜브의 일단이 제2 이동체의 접근에 따라 팽창상태를 유지하다가 고무튜브 고정단에서 이탈되는 상태를 간략하게 도시하고 있다.

상기 고무튜브 고정단은 고무튜브의 외측방향 팽창시 팽창된 고무튜브의 선단부에 결리는 압력에 의해 외측방향으로 회동되어 고무튜브 선단부가 이탈되도록 구성될 수 있다.

즉, 고무튜브 고정부(124)가 고무튜브 양단에 걸리는 팽창력이 최대로 작용할 때 외측방향으로 젖혀질 수 있는 걸림부(125)가 구비된 일례가 도 8에 도시되어 있다.

상술한 제2 이동체(111)가 제1 이동체(110) 측으로 접근함에 따라, 제1 이동체(110)의 고무튜브 고정단(120)측 고무튜브 고정부(124)에 고무튜브 길이방향으로 일정한 횡압력(P1)이 발생된다(a).

제2 이동체(111)가 제1 이동체 측으로 계속 접근함에 따라, 고무튜브 길이방향으로 작용하는 횡압력(P1)이 점점 커지면서 고무튜브 직경방향(외측방향)으로 수직항력(V1)이 발생되면서 고무튜브를 하수관로 내면측으로 밀어내게 된다(b).

제2 이동체(111)가 제1 이동체 측으로 점점 더 접근함에 따라, 고무튜브(140)를 외측방향으로 더 큰 수직항력(V1)이 발생되면서 고무튜브 고정부(124)에 걸린 고무튜브 선단부가 외측방향으로 점점 밀려나가면서 걸림부(125)에 외력이 작용하고, 외력이 작용된 걸림부(125)도 외측방향으로 조금씩 젖혀지게 된다(c).

계속된 제2 이동체의 접근에 따른 횡압력(P1) 증가로 인해 고무튜브(140)를 외측으로 밀어낸 수직항력(V1)의 분력(R1)이 고무튜브(140)의 선단부를 외측방향으로 밀어내면서 걸림부(125) 선단부까지 이동시킨다(d).

걸림부(125)의 선단에 걸린 고무튜브(140)의 양단은 외측방향으로 작용하는 수직항력(V1) 및 그 분력(R1)이 좀 더 커지면서 걸림부(125)에서 이탈되어 고무튜브(140)가 가지고 있는 자체 탄발력이 가해지면서 순간적으로 하수관로 내면에 밀착되어 접착이 이루어지게 된다.

한편, 도 9 내지 도 12는 상술한 본 발명의 보수장치에서 동력전달수단에 고무튜브 밀대(170)가 설치된 실시예 및 그 동작상태를 도시하고 있다.

즉, 도 9는 동력전달수단(130)에 한 개의 고무튜브 밀대(170)가 설치된 상태를 도시하고 있고, 도 10 내지 도 12는 동력전달수단(130)에 두 개의 고무튜브 밀대(170)가 설치된 상태를 도시하고 있다.

상기 동력전달수단(130)의 외주연에 설치되는 고무튜브 밀대(170)는 제2 이동체(111)가 제1 이동체(110)를 향해 접근하기 전에는 동력전달수단(130)의 설치방향과 수평상태를 유지하고 있다가 제2 이동체(111)가 제1 이동체(110)를 향해 접근함에 따라 동력전달수단(130)의 외주연으로부터 점점 이격되면서 고무튜브 내주면을 외측방향으로 밀어내면서 고무튜브의 접착층이 하수관로 내면에 긴밀하게 접착될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.

따라서, 상기 고무튜브 밀대(170)는 동력전달수단(130)의 외주연 양단에 각각 결합되어 동력전달수단(130)의 회전 방향에 따라 상호간에 원근조절이 이루어지는 좌우 이동체(172,174)와, 상기 좌우 이동체(172,174)에 각 일단이 결합되어 좌우 이동체(172,174)의 이동방향에 따라 타단이 동력전달수단(130)에 대해서 수평상태 또는 일정한 각도로 세워지도록 구성되는 좌우 회동지지대(175,176)와, 상기 좌우 이동체(172,174)의 이동에 따라 좌우 회동지지대(175,176)의 타단이 동력전달수단(130)에 대해 일정각도로 세워지도록 양측 좌우 회동지지대(175,176)의 타단에 결합되는 수직이동체(177)와, 일정크기의 변위와 곡면기울기를 갖도록 형성되어 상기 수직이동체(177)에 중앙부가 결합되어 회동지지대(175,176)의 타단이 외측방향으로 이동시 고무튜브의 내주면에 밀착되어 하수관로측으로 고무튜브를 가압하도록 하는 가압부재(178)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 동력전달수단(130)의 일방향 회전에 따라 동력전달수단(130)의 좌우 양측에 결합된 좌우 이동체(172,174)가 서로 반대방향으로 수평이동이 이루어지도록 동력전달수단(130)의 중심부를 기준으로 좌우측에 서로 다른 방향의 나사산이 형성되어 좌우 이동체(172174)가 동력전달수단(130)의 정방향 회전시 상호 접근되고, 역방향 회전시 이격되면서 수직이동체(177)의 높낮이를 조절할 수 있도록 구성된다.

이와 같이, 동력전달수단(130)에 고무튜브 밀대(170)를 설치하게 되면, 고무튜브의 팽창력에 의해 하수관로 내면에 고무튜브를 접착시키는 과정에서 고무튜브의 하수관로 내면 접착을 더욱 완벽하게 수행할 수 있도록 한다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 도면에 도시된 일부 실시예를 위주로 본 발명을 설명하였으나, 당업자가 본 발명의 동일한 기술적 사상의 범위 이내에서 다양하게 변형하여 실시가 가능할 것이다.

100 : 보수장치
110 : 제1 이동체 111 : 제2 이동체
112 : 이동체 구동부 113 : 동력전달수단 구동부
114 : 카메라모듈 구동부 115 : 통신부
116 : 이동바퀴
120 : 고정튜브 고정단 122 : 고정튜브 설치대
124 : 고정튜브 고정부 125 : 걸림부
130 : 동력전달수단 132 : 구동부
134 : 회전스크류 135 : 수평이동체
140 : 고무튜브 142 : 접착층
150 : 카메라모듈
160 : 조작부 161 : 이동체 동작제어부
162 : 카메라모듈 제어부 163 : 영상촬영/저장부
164 : 동력전달수단제어부 165 : 영상표시부
166 : 통신부
170 : 고무튜브 밀대 172,174 : 좌우 이동체
173 : 회동지지부 175,176 : 좌우 회동지지대
177 : 수직이동체 178 : 가압부재
200 : 하수관로

Claims (5)

1. 동력전달수단에 의해 상호 연결되어 동력전달방향에 따라 상호간에 근접 또는 이격되도록 구성되고, 하수관로 내부 영상을 촬영하여 조작부로 전송하는 카메라 모듈, 구동부와 조작부의 통신상태를 점검하는 한 쌍의 제1, 제2 이동체를 준비하는 단계;
   외주면에 접착층이 구비된 일정길이의 고탄성 고무튜브의 양단을 준비된 제1, 제2 이동체의 상호 대향되는 각 일단에 고정시키는 고무튜브 설치단계;
   고무튜브가 연결된 제1, 제2 이동체를 하수관로 내측으로 투입하여 어느 일측 또는 양측 이동체에 구비된 카메라 모듈을 동작시키면서 하수관로 내부의 영상을 촬영하여 하수관로 파손지점을 찾아 확인하는 하수관로 영상취득단계;
   취득된 영상을 토대로 제1, 제2 이동체를 적정 위치로 이동시켜 고무튜브의 중심부가 파손부위 하단에 위치되도록 제1, 제2 이동체를 정렬시키는 이동체 정렬단계;
   제1, 제2 이동체가 정렬된 상태에서 조작부의 제어를 통한 구동부 및 동력전달수단의 동작으로 제1, 제2 이동체 사이의 거리를 좁히면서 제1, 제2 이동체 사이에 설치된 고무튜브에 외력을 가하여 고무튜브의 중심부가 외측 방향으로 팽창되도록 하여 고무튜브의 외측면이 하수관로의 내주면에 밀착되도록 하는 고무튜브 팽창 및 고무튜브 접착단계;
   하수관로 내주면에 밀착된 고무튜브의 중심부에 작용하는 굽힘 반발력이 제1, 제2 이동체의 계속된 접근으로 고무튜브의 양단으로 이동하면서 고무튜브의 양단을 임시 고정하고 있던 제1, 제2 이동체의 고무튜브 고정단이 외측방향으로 젖혀질 때 고무튜브 고정단에서 이탈된 고무튜브 양단 외주면이 이탈시 작용된 강한 굽힘 반발력에 의해 하수관로 내주면에 순간 밀착되도록 하는 고무튜브 양단 분리/접착단계;
   고무튜브가 분리된 제1,제2 이동체를 고무튜브가 접착된 하수관로 내측에서 좌우로 이동시키면서 카메라모듈를 통해 고무튜브 접착상태 영상을 촬영/확인하는 고무튜브 접착 확인 및 이동체 철수단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비굴착 하수관로 보수방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고무튜브 설치단계는,
   제1, 제2 이동체 각 일단에 원통형 또는 반구형으로 구성된 고무튜브의 각 일단과 결합이 가능한 고무튜브 설치대 설치단계;
   상기 고무튜브 설치대에 고무튜브 양단을 간단하게 고정 가능하고, 제1, 제2 이동체가 접근하면서 외측방향으로 팽창된 고무튜브의 탄발력에 의해 상기 고무튜브 설치대에서 고무튜브 선단이 쉽게 분리되도록 하는 고무튜브 고정부를 고무튜브 설치대 테두리부에 설치하는 고무튜브 고정부 설치단계;를 포함하고,
   상기 고무튜브 팽창 및 고무튜브 접착단계에는,
   제1, 제2 이동체의 거리가 점점 가까워 질수록 동력전달수단에 설치된 고무튜브 밀대가 고무튜브 내측 중심부를 향해 돌출되면서 고무튜브 내주면을 하수관로 내벽쪽으로 가압하는 고무튜브 밀대 가압단계;가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 비굴착 하수관로 보수방법.
3. 하수관로 내부로 투입되어 원격 조작을 통해 자율주행이 가능하도록 통신부와 구동부 및 카메라모듈이 구비되고, 상호 대향되는 각 일단에 고무튜브 고정단이 구비되어 원격 조정으로 이동이 가능하도록 구성되는 한 쌍의 제1, 제2 이동체;
   상기 제1, 제2 이동체 사이에 연결되되, 일측 제1 이동체에 설치된 구동부에서 전달되는 동력에 따라 대향측 제2 이동체를 제1 이동체를 향해 접근시키거나 또는 이격시키도록 구성되는 동력전달수단;
   외측면에 접착층이 구비된 일정길이를 갖는 원통형 또는 반구형으로 구성되어 양단부가 상기 제1, 제2 이동체의 고정튜브 고정단에 각각 고정된 상태에서 하수관로 내부로 투입되어 제1, 제2 이동체 사이의 거리가 점점 가까워지면서 양단에 작용하는 외력에 의해 그 중앙부가 외측방향으로 돌출(팽창)되어 파손부위가 있는 하수관로 내벽에 접착층이 밀착되고, 제1, 제2 이동체의 계속된 가압력이 최대한계에 도달하여 제1, 제2 이동체의 고무튜브 고정단이 외측으로 젖혀질 때 그 양단이 고무튜브 고정단에서 이탈되는 최대 굽힘 반발력에 의해 그 양단 외주면이 하수관로 내벽에 밀착되는 고무튜브;
   상기 제1, 제2 이동체 모두 또는 일측 이동체에 설치되어 조작부의 원격제어를 통해 하수관로 내부의 영상을 촬영하여 조작부로 전송하는 카메라모듈;
   상기 카메라모듈에서 촬영되어 전송된 영상을 화면에 표시하는 영상표시부와, 상기 제1, 제2 이동체의 이동과 구동부 및 카메라모듈의 각도를 제어하기 위한 동작제어부 및 통신부가 구비된 조작부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비굴착 하수관로 보수장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 동력전달수단은 조작부의 제어명령에 따라 정역회전이 이루어지는 구동부와,
   상기 구동부의 회전방향에 정역회전이 이루어지는 일정 길이의 회전스크류와,
   상기 회전스크류가 관통 설치되는 제2 이동체에 결합된 상태에서 회전스크류의 회전방향에 따라 회전스크류 외주연을 따라 수평이동하면서 상기 제2 이동체를 제1 이동체를 향해 접근시키거나 또는 이격시키는 수평이동체를 포함하고,
   상기 고무튜브 고정단은,
   제1, 제2 이동체의 각 일단 외측면에 고정되어 고무튜브의 단면 형상과 동일한 크기의 구형 또는 반구형으로 이루어지는 고무튜브 설치대와,
   고무튜브 양단부가 일정 깊이 삽입 고정되어 제2 이동체가 제1 이동체측으로 접근할 때 고무튜브의 길이방향에 대해서 일정한 횡압력을 발생시키고, 고무튜브의 외측방향 팽창시 팽창된 고무튜브의 선단부에 결리는 압력에 의해 외측방향으로 회동되어 고무튜브 선단부가 이탈되도록 구성되는 고무튜브 고정단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 비굴착 하수관로 보수장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 동력전달수단의 외주연에는 제2 이동체가 제1 이동체를 향해 접근하기 전에는 동력전달수단의 설치방향과 수평상태를 유지하고, 제2 이동체가 제1 이동체를 향해 접근함에 따라 동력전달수단의 외주연으로부터 점점 이격되면서 고무튜브 내주면을 향해 신장되는 고무튜브 밀대가 설치되되,
   상기 고무튜브 밀대는,
   동력전달수단의 외주연 양단에 각각 결합되어 동력전달수단의 회전 방향에 따라 상호간에 원근조절이 이루어지는 좌우 이동체와,
   상기 좌우 이동체에 각 일단이 결합되어 좌우 이동체의 이동방향에 따라 타단이 동력전달수단에 대해서 수평상태 또는 일정한 각도로 세워지도록 구성되는 좌우 회동지지대와,
   상기 좌우 이동체의 이동에 따라 좌우 회동지지대의 타단이 동력전달수단에 대해 일정각도로 세워지도록 양측 좌우 회동지지대의 타단에 결합되는 수직이동체와,
   일정크기의 변위와 곡면기울기를 갖도록 형성되어 상기 수직이동체에 중앙부가 결합되어 회동지지대의 타단이 외측방향으로 이동시 고무튜브의 내주면에 밀착되어 하수관로측으로 고무튜브를 가압하도록 하는 가압부재;를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비굴착 하수관로 보수장치.
   

Images