KR102478494B1 - 비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치는, 시공 차량과 로프를 통해 연결되어 관로 갱생을 위해 삽입된 열경화성 라이너 내면을 따라 이동되면서 원통형 케이싱 내부에 포함된 히터의 가열 온도 및 시간이 선택적으로 제어되는 히터 모듈; 및 상기 히터 모듈의 케이싱 일부분에 적어도 하나 이상 구비되어 히터 모듈이 이동하는 동안 열경화성 라이너 내부의 응축수 등의 수분의 유무를 연속적으로 측정하고, 만약 응축수 등의 수분이 존재하는 것으로 감지되면 히터 모듈 내부의 히터가 발열되어 열경화성 라이너 내부의 응축수 등의 수분을 증발시켜 제거하는 수분 센서 모듈;을 포함한다.

Description

비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치 {Movable moisture removal apparatus for rehabilitation of non-excavated pipelines}

본 발명은 비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열경화성 라이너 내면을 따라 이동하면서 라이너 내부로 주입된 스팀에 의한 라이너의 부착을 방해하는 라이너 내부 바닥면에 고여진 응축수를 포함한 라이너 내부의 모든 수분을 탐지할 수 있고, 상기 탐지된 수분을 즉시 가열 및 증발시켜 제거함으로써 열경화성 라이너가 들뜸없이 관로 내면에 견고하게 부착될 수 있도록 하는 비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치에 관한 것이다.

상하수도 관거시설은 국가를 지지하는 사회자본에 있어 기초적인 분야를 담당하는 매우 중요한 시설로서, 관거 시설을 구성하는 상수관 및 하수관은 사용연수가 존재하며, 노후화가 심하게 진행되면 교체를 필요로 한다.

또한 사용연수에 관계없이 매설 환경에 따른 균열, 조인트의 탈락, 부식 등이 발생할 수 있으며, 이러한 문제가 생긴 상·하수관을 방치하게 되면 도로 함몰 등의 심각한 문제를 야기할 위험이 있다.

도시 지역에서는 상하수도 관거시설의 정비율은 매우 높지만 지상의 도로, 각종 시설물 등으로 인하여 노후화된 관로의 교체는 거의 불가능한 경우가 많으며, 이러한 관거시설을 효율적·경제적으로 갱생하여 그 기능을 회복하도록 하는 유지관리기술의 필요성이 증대되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 갱생용 라이너를 이용하여 굴착공사 없이도 비굴착식으로 관거시설을 보수할 수 있는 비굴착 관로 갱생 공법이 개발되어 보급되고 있다. 라이너를 이용하는 경우 굴착공사를 생략할 수 있어 공사 기간이 단축되고, 교통장애 및 굴착 시 안전사고 등을 예방할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 비굴착 관로 갱생 공법은 보수하고자 하는 관로 내부에 경화 수지가 함침된 라이너를 삽입한 후, 상기 라이너를 관로의 내벽에 붙도록 팽창시키고 라이너 내면에 열기(스팀)를 불어 넣어 라이너를 관로 내벽에 경화시켜 관로를 갱생하는 방법이다.

이러한 열경화식 공정은 통상 열경화성 수지가 함침된 상·하수관 관로 보수용 라이너를 냉동차를 이용하여 현장으로 이동시키고, 수압이나 공기압으로 보수용 라이너를 반전시킨 후 기설관 내로 삽입시키고, 이후 보수용 라이너 내로 열기(스팀)을 주입하여 라이너에 함침된 열경화성 수지를 열경화시키는 공정으로 이루어진다.

그러나, 상기 보수용 라이너를 경화시키기 위해서는 통상적으로 스팀(steam)이 라이너 내부로 공급되는데, 이 때 라이너 일측에 공급된 스팀은 라이너를 따라 유동하면서 점차 온도가 낮아져 라이너 타측의 배출구 근방에 도달하면 응축되어 바닥에 고이게 된다.

이와 같이 형성된 응축수는 라이너의 경화를 지연시켜 시공시간을 지연시키는 요인이 되며, 뿐만 아니라 국부적으로 발생된 응축수는 라이너의 시공품질을 불균일하게 하여 안전문제를 유발할 수 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 종래에는 엑셀파이프를 라이너 내부 바닥면에 배치하여 라이너 하부에 고인 응축수를 배출하였는데, 라이너 내부는 공급된 스팀에 의해 압력이 대기압보다 높으므로 외부의 대기압이 작용하는 엑셀파이프의 내부로 응축수가 유입되어 외부로 배출되도록 한 것이다.

그러나, 상기와 같이 엑셀파이프를 이용한 응축수 제거 방식은 라이너 내부의 응축수만 배출되는 것이 아니라 응축수와 함께 스팀이 배출되어 열손실이 크게 될 뿐만 아니라, 스팀의 온도가 낮아져 라이너의 경화효율 또는 떨어뜨리게 된다.

아울러, 엑셀파이프를 라이너 하부에 삽입해 놓으면 실제 응축수가 고여 있는지 여부에 관계없이 라이너 내부의 스팀과 응축수가 배출되므로, 불필요한 스팀의 배출이 많은 문제가 있었다.

상기한 문제를 해소하기 위해 엑셀파이프 대신에 라이너 내부로 특정 장치를 투입시켜 상기 라이너를 따라 이동하면서 응축수를 감지 및 드레인하여 제거하는 장치가 개발된 바 있다.

이러한 이동식 응축수 감지 및 드레인 장치에 대한 한가지 예(특허등록 제10-2043315호, 비굴착 상하수도 보수에 사용되는 응축수감지센서 및 이를 이용한 응축수 드레인시스템)가 첨부된 도 1에 개시되어 있다.

도 1을 참조하면, 종래 이동식 응축수 감지 및 드레인 장치는 응축수감지센서(A)는 케이스(10), 캡(30), 히터(미도시), 응축수감지모듈(미도시)로 구성되며, 상기 케이스(10)는 응축수감지센서(A)의 외부를 덮는 구성으로서, 응축수의 유입을 위한 슬롯(12)이 일측에 형성된다.

또한, 캡(30)은 케이스(10)의 양측에 결합되어 케이스(10) 양측을 폐쇄하며, 히터(미도시)는 케이스(10) 내부에 배치되며 응축수의 끓는점을 초과하는 온도로 가열된다.

이 때, 응축수감지모듈은 상기 히터의 온도를 감지하는데, 상기 히터의 온도가 응축수의 끓는점 이하로 감지되면 케이스(10) 내부에 응축수가 고여 있는 것으로 판단하는데, 그 이유는 라이너 하부에 고여 있는 응축수에 히터가 잠기게 되면 상기 히터의 온도는 응축수의 끓는점 이상으로 상승하지 않는다고 판단하는 원리이다.

그러므로 상술한 종래 발명은 상기 히터를 응축수의 끓는 점보다 높은 온도인 예를 들어 대략 섭씨 120도 정도로 가열하고, 측정된 히터의 온도가 섭씨 100도 이하로 낮아지면 히터가 응축수에 잠긴 것으로 판단하여 응축수의 존재를 판단하게 된다.

그러나, 상기한 종래 이동식 응축수 감지 및 드레인 장치는 라이너 내부 바닥면에 고인 꽤 많은 양의 응축수만을 감지하여 드레인하기 위한 해결 수단을 제공하는 것으로서, 응축수에 히터가 잠기지 못하는 소량의 응축수는 감지할 수 없는 구조적인 문제점이 있었다.

또한, 상술한 응축수뿐만 아니라 노후된 상하수도관과 라이너 사이에는 곳곳이 함몰되거나 물이 고여있을 수 있어 이러한 경우에는 라이너가 관로의 내면에 밀착되지 못하게 되고, 이 상태에서 라이너 내부로 스팀을 주입하더라도 라이너 내부에 고여진 응축수 등을 포함한 수분으로 인해 결국에는 라이너가 관로의 내면에 견고하게 열경화되어 견고하게 밀착되지 못하는 문제점이 여전히 남아 있었다.

한국 등록특허 제10-2043315호 (2019.11.05. 등록)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로, 본 발명은 열경화성 라이너 내면을 따라 이동하면서 라이너 내부로 주입된 스팀에 의한 라이너의 부착을 방해하는 라이너 내부 바닥면에 고여진 응축수를 포함한 라이너 내부의 모든 수분을 탐지할 수 있고, 상기 탐지된 수분을 즉시 가열 및 증발시켜 제거함으로써 열경화성 라이너가 들뜸없이 관로 내면에 견고하게 부착될 수 있도록 하는 비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시공 차량과 로프를 통해 연결되어 관로 갱생을 위해 삽입된 열경화성 라이너 내면을 따라 이동되면서 원통형 케이싱 내부에 포함된 히터의 가열 온도 및 시간이 선택적으로 제어되는 히터 모듈; 및 상기 히터 모듈의 케이싱 일부분에 적어도 하나 이상 구비되어 히터 모듈이 이동하는 동안 열경화성 라이너 안쪽의 응축수를 연속적으로 측정하고, 만약 응축수 등의 수분이 존재하는 것으로 감지되면 히터 모듈 내부의 히터가 발열되어 열경화성 라이너 내부의 응축수 등의 수분을 증발시켜 제거하는 수분 센서 모듈;을 포함하여 구성된다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 히터 모듈의 케이싱에는 라이너의 내면에 접촉된 상태로 구름운동되는 적어도 하나 이상의 텐션 휠(wheel)이 더 구비된다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 수분 센서 모듈은, 탄성파 형태의 수분 데이터를 수집하는 센서부; 상기 센서부에서 출력되는 수분 데이터를 디지털 신호로 변환하는 변환부; 및 상기 변환부로부터 입력된 디지털 신호를 주파수 영역으로 분석하여 수분의 유무를 판단하는 처리부;를 포함하여 구성된다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 센서부에는, 라이너의 내부 바닥면에 접촉될 수 있도록 금속 재질의 한 쌍의 탐침자가 더 돌출 형성되고, 히터 모듈이 이동됨에 따라 상기 한 쌍의 탐침자에 응축수가 접촉되어 탐침자 간에 전기가 도통되면 처리부가 상기 탐침자 간의 전기 전도도의 크기를 통해 라이너 내부 바닥면의 응축수 양을 산출한다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 처리부에서 라이너의 내부 바닥면에 일정량 이상의 응축수가 존재하는 것으로 판단되면 상기 응축수의 양에 비례하여 히터 모듈의 가열 온도 또는 가열 시간 중 적어도 어느 하나를 증가시켜 응축수의 증발을 촉진한다.

또한 일 실시예에 따라, 상기 열경화성 라이너는, 열경화성 불포화 폴리에스터 수지(이소프탈릭계)를 배합 및 준비하는 단계; 한 겹 혹은 두 겹 이상으로 유연하게 짜여진 부직포, 직포 또는 부직포와 직포가 조합된 재료인 펠트와 상기 펠트의 바깥면에 코팅된 불침투성의 플라스틱 필름으로 구성된 튜브를 준비하는 단계; 및 상기 배합된 수지를 진공상태의 튜브 내에 주입하여 수지가 상기 튜브의 펠트에 완전히 포화되도록 함침하는 단계;를 포함하여 제조된다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 이동식 수분 제거장치가 열경화성 라이너 내면을 따라 이동하면서 라이너 내부로 주입된 스팀에 의한 라이너의 부착을 방해하는 라이너 내부 바닥면에 고여진 응축수를 포함한 라이너 내부의 모든 수분을 탐지한 후, 현장에서 즉시 가열 및 증발시켜 제거함으로써 열경화성 라이너가 들뜸없이 관로 내면에 견고하게 부착되어지는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 수분량에 따라 히터의 가열 온도 또는 가열 시간이 제어되므로 열경화성 라이너의 내면이 히터에 의해 과도하게 가열되어 열적 데미지가 발생됨을 방지하면서도 라이너의 내부의 수분이 완전히 증발 및 제거됨으로써 라이너의 부착성 및 부착 품질이 현저히 개선되는 효과가 있다.

도 1은 종래 응축수 감지 및 드레인시스템의 구성을 보인 사시도
도 2는 본 발명 비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치를 일 실시예에 따라 보인 작동 상태도
도 3은 도 2의 A-A선 단면도
도 4는 본 발명에 따른 수분 감지 모듈의 개략적인 구성을 보인 예시도
도 5는 도 4의 수분 감지 모듈에 부가된 수분 센서의 개략적인 구성을 보인 예시도

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 내지 "구비하다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치의 일 실시예에 따라 보다 상세히 살펴보기로 한다.

첨부된 도 2는 본 발명 비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치를 일 실시예에 따라 보인 작동 상태도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.

먼저, 본 발명 본 발명 비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치(100)는 갱생이 필요한 관로(P) 및 라이너(L) 내부로 삽입될 수 있도록 원통 형상을 갖는 히터 모듈(110)이 구비된다.

상기 히터 모듈(110)은 시공 차량(미도시)과 로프(R)를 통해 연결되어 관로(P) 갱생을 위해 삽입된 열경화성 라이너(L) 내면을 따라 이동되면서 원통형 케이싱(111) 내부에 포함된 히터(112)의 가열 온도 및 시간이 선택적으로 제어된다.

즉, 상기 열경화성 라이너(L) 내부를 따라 이동하다가 라이너(L) 내부 바닥면의 응축수 또는 라이너(L) 외부와 관로(P) 사이에 고여진 물 등의 수분이 탐지되면 즉시 히터(112)가 가동되고, 이 때 수분을 증발시켜 제거하기 위해 상기 히터(112)의 가열 온도를 더 상승시키거나 히터 모듈(110)을 더 느리게 이동시킴으로써 수분이 있는 해당 위치의 가열 시간을 더 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 히터 모듈(110) 및 수분 센서 모듈(120)의 전원 인가를 위해 케이싱(111)의 일측에는 전원 케이블이 더 부가됨이 바람직하다. (도 2 참조)

또한, 상기 히터 모듈(110)의 케이싱(111)에는 라이너(L)의 내면에 접촉된 상태로 구름운동되는 적어도 하나 이상의 텐션 휠(wheel)(130)이 더 구비될 수 있다.

상기 텐션 휠(130)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 히터 모듈(110)의 케이싱(111) 전단부와 후단부에 각각 4개씩 구비될 수 있으며, 휠에 텐션을 부가하기 위해 텐션 휠(130)의 각 지지대(131) 부분에 스프링 등의 텐션부재(132)가 구비될 수 있다.

이에 따라 상기 텐션 휠(130)은 관로(P) 및 라이너(L)의 내면에 접촉된 상태로 구름 운동되면서 히터 모듈(110)이 이동될 때 관로(P) 내면이 노후화되어 울퉁불퉁하더라도 텐션 휠(130)의 텐션부재(132)에 의해 굴곡면을 따라 구름 운동이 완충되면서 이동할 수 있게 된다.

또한, 상기 히터 모듈(110)의 케이싱(111) 일부분에 적어도 하나 이상의 수분 센서 모듈(120)이 구비된다.

일 실시예에 따라, 도 2 및 도 3에서 상기 수분 센서 모듈(120)은 관로(P)의 전체 둘레면에 대해 수분을 탐지할 수 있도록 히터 모듈(110)의 원통형 케이싱(111) 상하, 좌우측의 4개소에 일정 간격을 두고 각각 수분 센서 모듈(120)이 구비될 수 있다.

이 때, 상기 수분 센서 모듈(120)은 히터 모듈(110)이 관로(P) 및 라이너(L) 내부를 이동하는 동안 상기 라이너(L) 내부에 위치된 응축수 등의 수분의 유무를 연속적으로 측정하고, 만약 응축수 등의 수분이 일정량 이상 존재하는 것으로 감지되면 히터 모듈(110)의 가열 온도 또는 가열 시간을 조절함으로써 열경화성 라이너(L) 내부에 있는 응축수 등의 수분의 증발을 촉진시켜 제거한다.

도 4는 본 발명에 따른 수분 감지 모듈의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.

보다 구체적으로, 상기 수분 센서 모듈(120)은, 탄성파 형태의 수분 데이터를 수집하는 센서부(121)와, 상기 센서부(121)에서 출력되는 수분 데이터를 디지털 신호로 변환하는 변환부(122), 및 상기 변환부(122)로부터 입력된 디지털 신호를 주파수 영역으로 분석하여 수분의 유무를 판단하는 처리부(123)를 포함하여 구성될 수 있다.

이에 따라, 상기 처리부(123)에서 열경화성 라이너(L)의 내부에 잔존하는 일정량 이상의 수분이 존재하는 것으로 판단되면 상기 수분의 양에 비례하여 히터 모듈(110)의 가열 온도 또는 가열 시간 중 적어도 어느 하나를 증가시켜 수분을 증발시켜 제거한다.

상기 센서부(121)는 관로를 통해 전달되는 탄성파 신호를 측정한다. 구체적으로, 센서부(121)는 수분의 거동에 따라 관로를 통해 전달되는 탄성파를 전기적 신호로 변환하여, 전기적 신호를 변환부(122)로 전달한다. 특히, 센서부(121)는 음향 방출 센서(Acoustic Emission Sensor: AES)에 비해 저주파 특성이 우수한 가속도 센서를 포함할 수 있다.

그리고, 변환부(122)는 센서부(121)에서 출력되는 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter)일 수 있다.

처리부(123)는 변환부(122)에 의해 디지털 신호로 변환된 탄성파 신호의 주파수 분석을 통해 수분의 존재 여부를 판단할 수 있다. 처리부(123)는 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro-Controller Unit; MCU)으로, 변환부(122)로부터 변환된 디지털 신호를 처리할 수 잇다.

일례로, 상기와 같은 수분 센서 모듈(120)은 관로(P)를 따라 전달되는 탄성파 형태의 수분 신호를 검출하며, 처리부(123)를 통해 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform; FFT)을 통해 탄성파 형태의 수분 신호의 기본 주파수(Xk(n)) 및 기본 주파수(Xk(n))의 크기(A)를 기 설정된 조건과 비교하여 수분의 존재 유무를 정확하고 용이하게 판단할 수 있다.

상술한 수분 센서 모듈의 구성은 음파를 이용하여 수분(응축수 등)의 존재 유무를 탐지하는 장치의 일 실시예 구성을 예시적으로 살펴본 것이므로 본 발명의 권리범위가 이러한 상세한 구성요소들에 의해 한정된 것은 아님을 명시한다.

도 5는 도 4의 수분 감지 모듈에 부가된 수분 센서의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 수분 감지 모듈의 센서부에는 응축수의 양을 정확하게 측정하기 위한 수분 센서(125) 구성이 더 추가될 수 있다.

즉, 앞서 살펴본 도 4의 구성에 부가하여, 상기 센서부(121)에는, 수분 센서(125)가 더 추가될 수 있다.

상기 수분 센서(125)의 구성은, 도 5에 도시된 일 실시예에 따라 라이너(L) 내부 바닥면에 접촉될 수 있도록 금속 재질의 한 쌍의 탐침자(125a, 125b)가 더 돌출 형성되고, 히터 모듈(110)이 관로(P) 및 라이너(L) 내부에서 이동됨에 따라 상기 한 쌍의 탐침자(125a, 125b)에 응축수가 접촉되어 탐침자(125a, 125b) 간에 전기가 도통되면 처리부(123)가 상기 탐침자(125a, 125b) 간의 전기 전도도의 크기를 통해 라이너(L) 내부 바닥면의 응축수 양을 산출할 수 있다.

이 때, 상기 처리부(123)에서 라이너(L) 내부 바닥면에 일정량 이상의 응축수가 존재하는 것으로 판단되면 상기 응축수의 양에 비례하여 히터 모듈(110) 내부의 히터(112)의 가열 온도 또는 가열 시간 중 적어도 어느 하나를 증가시키고, 이에 따라 증가된 가열 온도 또는 가열 시간에 비례하여 응축수의 증발 및 제거 시간이 촉진될 수 있다.

한편, 일 실시예에 따라, 본 발명에 이용되는 열경화성 라이너(L)는, 열경화성 수지가 함침된 라이너로서, 내식성 및 내구성이 우수하고, 강도 및 신율 특성이 상하수관용으로 이용되기 적합하며, 상하수 관거의 갱생 시 굴착을 최소화하여 시공 시의 편의성을 개선시키고 비용을 절감할 수 있는 특징을 갖는다.

일례로, 본 발명에 따른 상기 열경화성 라이너를 시공할 때 라이너 내부에 열(스팀)을 가하여 라이너를 원형으로 복원시키기 위한 가열 온도는 80 내지 100℃일 수 있다.

이를 위해 상기 열경화성 라이너는, 열경화성 불포화 폴리에스터 수지(이소프탈릭계)를 배합 및 준비하는 단계; 한 겹 혹은 두 겹 이상으로 유연하게 짜여진 부직포, 직포 또는 부직포와 직포가 조합된 재료인 펠트와 상기 펠트의 바깥면에 코팅된 불침투성의 플라스틱 필름으로 구성된 튜브를 준비하는 단계; 및 상기 배합된 수지를 진공상태의 튜브 내에 주입하여 수지가 상기 튜브의 펠트에 완전히 포화되도록 함침하는 단계;를 거쳐 제조될 수 있다.

열경화성 불포화 폴리에스터 수지(이소프탈릭계)를 배합 및 준비하는 단계:

열경화성 불포화 폴리에스터 수지(이소프탈릭(isophthalic)계 이상) 또는 동등 이상의 성능을 발현할 수 있는 것으로 수지 조성물은 아래의 특성을 만족시켜야 한다.

수지의 특성

분석항목	단 위	검사방법	표준치
산가	KOH ml/g	KS M 3331	24 이하
불휘발분	%	KS M 3331	55 - 60
점도	poise	KS M 3331	900 이상
요변도		KS M 3331	1.5 - 2.5

이 때, 상기 수지 조성물의 배합에 사용되는 각종 첨가제, 경화제의 경우 상온과 자외선에 의해 경화반응이 일어나므로 냉암소에 보관하며, 특히 열과 충격에 의한 폭발 및 화재 예방을 위하여 제반의 발화 원인이 제거된 상태에서 저장되어야 한다.

펠트와 상기 펠트에 코팅된 필름으로 구성된 튜브를 준비하는 단계:

튜브는 펠트와 필름으로 구성되며, 펠트는 한 겹 혹은 두 겹 이상으로 유연하게 짜여진 부직포 및 직포 혹은 부직포나 직포가 조합된 재료로써 수지가 흘러내리지 않게 담고 있는 기능을 한다. 상기 펠트의 종류에 따라서 구조적인 역할을 하기도 한다.

한편, 필름은 펠트의 바깥면(단, 시공 시 라이너를 반전시키면 관 내부에 배치됨)에 코팅된 불침투성의 플라스틱막으로써, 경화시 사용되는 압력에 의해 수지가 이탈되는 현상을 방지하기 위한 역할을 한다.

일 실시예에 따라, 상기 필름은 폴리 에틸렌계 플라스틱 필름이 사용될 수 있으며, 필요에 따라 유연성 및 인성 향상을 위해 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 더 포함할 수 있는 등 불침투성을 갖는 모든 종류의 플라스틱 필름이 사용 가능하다.

이 때, 상기 튜브를 구성하는 모든 재료는 사용되는 수지에 의하여 물리 및 화학적인 변화가 없는 재질이어야 한다.

상기 튜브는 수지함침이 용이해야 하며, 반전 및 경화압력과 경화온도에 대해 저항할 수 있어야 한다.

상기 튜브는 불규칙한 관 단면에 일치되도록 펴짐성이 있어야 하며, 기존관거의 관단차, 파손부위, 이음부 이탈, 곡관로 등의 이상부위에 설치가 가능토록 충분한 유연성이 있는 재료여야 한다.

또한, 고온 가압시 봉합부분 등의 터짐을 방지하기 위해 튜브는 종/횡방향으로 최소 허용인장 강도(50㎏/㎠ 이상)를 만족(KS K 0520)시켜야 한다.

한편, 상기 튜브의 제조 시 제작자는 라이너의 소요 설계 두께, 삽입방법과 설치 작업 중에 횡방향, 종방향으로 팽창할 영향 등을 고려하여 다음과 같이 라이너의 두께를 설계한다.

- 원주길이: 반전 시 원주방향으로 팽창하여 밀착할 수 있도록 허용차(작게 재단)를 둔다.

- 튜브 길이: 튜브의 길이는 맨홀간의 연속적 설치를 기본으로 하며, 최대 시공길이를 고려 하여야 한다.

- 두께: 한 겹 이상의 펠트를 사용하여 라이너 두께를 결정할 때, 완성된 라이너가 튜브 이음부에서 국부적으로 두꺼워지는 것을 방지하도록 하여야 한다. 또한 통수능력을 고려한 최대 허용 두께는 설계자가 제시하는 조건을 준수한다.

상기 배합된 수지를 진공상태의 튜브 내에 주입하여 수지가 상기 튜브의 펠트에 완전히 포화되도록 함침하는 단계:

상기 함침 단계는 하기 진공작업 단계와 수지 주입작업 단계로 구분될 수 있다.

1) 진공작업 단계: 상기 진공작업은 튜브 내의 공기를 외부로 배출시키는 공정으로 수지를 튜브에 주입하기 전에 시작하여 수지 주입 전 과정에 걸쳐 수행되어야 한다.

이것은 수지를 튜브 내에 함침할 때 원활한 주입작업을 도모하고, 라이너 내에 기포에 의한 건점이 형성되는 현상을 방지하기 위한 것이며 다음 사항을 준수하여야 한다.

- 수지 주입속도(35m³/hr) 이상의 흡입용량을 가지는 진공펌프를 사용한다.

- 수지 주입 전의 진공 기준은 500～600 mmHg을 유지한다.

- 튜브 길이방향에 적당한 간격을 유지하며, 양끝지점과 필요시 중간지점에서 진공작업을 시행한다.

- 펠트 내의 철저한 공기배출을 위하여 함침 작업전 일정 시간 이상 진공상태를 유지시킨다.

2) 수지 주입작업 단계: 본 단계는 주입 펌프 등을 이용하여 수지를 튜브 내로 주입시키는 공정으로서, 이때 튜브 내부의 진공상태를 확인한 후에 실시하여 수지가 모든 층에 완전히 포화되도록 하여야 한다.

또한 수지가 펠트 내에 골고루 배분되도록 로울러 등을 이용하여 튜브의 두께를 조절하므로써 완성된 라이너가 균일한 두께를 가지며 계획된 강도를 나타내도록 하여야 한다.

상기와 같이 일단 수지가 튜브에 주입되면 공정을 다시 되돌릴 수 없으므로 함침 작업 전에 하기 사항들이 철저히 점검되어야 한다.

- 튜브의 길이, 관경, 두께 등이 설계 치수대로 제작되었는지와 튜브의 밀봉 상태 여부를 확인한다.

- 함침 작업장의 실내 온도가 약 15℃ ～ 25℃이내로 유지되는지 점검한다.

- 함침장비가 제대로 작동되는지 확인한다.

수지가 튜브에 주입되면, 튜브가 수지에 완전히 함침되도록 주입속도를 진공속도 이하로 한다.

또한, 수지가 알맞게 분배 되도록 로울러의 간격을 결정하고, 함침된 튜브를 로울러 사이로 진행시킨다.

이때, 견인공법용 튜브의 함침시에는 현장작업조건의 특성상 튜브 상/하부에서 수지 함침량이 불균형 상태가 유발될 수 있으므로 신중을 기하여야 한다.

상기한 과정에 따라 함침이 완료된 튜브는 함침작업 완료 즉시 냉동차에 직접 상차하거나 반전기의 릴(reel)에 감아 저온 상태에서 저장한다.

상술한 함침단계에서 사용되는 일반적인 장비는 혼합기, 수지주입 펌프, 진공펌프, 롤러판과 함침컨베이어, 핀치롤러 등으로 구성될 수 있으며, 함침작업을 원활히 할 수 있도록 규모와 기능을 만족시켜야 한다.

상기와 같이 제조된 라이너는 폴딩하여 냉각 저장함으로써 상하수 관거 내부로 삽입가능한 본 발명의 실시에 이용되는 열경화성 라이너를 제조할 수 있다.

한편, 시공 시에는 상기 열경화성 라이너를 냉동차에 상차하여 약 0 ~ 5℃로 유지 및 보관하며, 시공 현장으로 운반하여 반전 시공하게 된다.

아울러 본 발명은 단지 앞서 기술된 일 실시예에 의해서만 한정된 것은 아니며, 장치의 세부 구성이나 개수 및 배치 구조를 변경할 때에도 동일한 효과를 창출할 수 있는 것이므로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 구성의 부가 및 삭제, 변형이 가능한 것임을 명시하는 바이다.

100 : 이동식 수분 제거 장치 110 : 히터 모듈
111 : 케이싱 112 : 히터
120 : 수분 센서 모듈 121 : 센서부
122 : 변환부 123 : 처리부
125 : 수분 센서 130 : 텐션 휠(wheel)
P : 관로 L : 라이너
C : 전원 케이블 R : 로프

Claims (6)

1. 시공 차량과 로프를 통해 연결되어 관로 갱생을 위해 삽입된 열경화성 라이너 내면을 따라 이동되면서 원통형 케이싱 내부에 포함된 히터의 가열 온도 및 시간이 선택적으로 제어되는 히터 모듈; 및
   상기 히터 모듈의 케이싱 일부분에 적어도 하나 이상 구비되어 히터 모듈이 이동하는 동안 열경화성 라이너 내부의 응축수 등의 수분의 유무를 연속적으로 측정하고, 만약 응축수 등의 수분이 존재하는 것으로 감지되면 히터 모듈 내부의 히터가 발열되어 열경화성 라이너 내부의 응축수 등의 수분을 증발시켜 제거하는 수분 센서 모듈;을 포함하는,
   비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 히터 모듈의 케이싱에는 라이너의 내면에 접촉된 상태로 구름운동되는 적어도 하나 이상의 텐션 휠(wheel)이 더 구비되는,
   비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 수분 센서 모듈은,
   탄성파 형태의 수분 데이터를 수집하는 센서부;
   상기 센서부에서 출력되는 수분 데이터를 디지털 신호로 변환하는 변환부; 및
   상기 변환부로부터 입력된 디지털 신호를 주파수 영역으로 분석하여 수분의 유무를 판단하는 처리부;를 포함하는,
   비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 센서부에는,
   라이너의 내부 바닥면에 접촉될 수 있도록 금속 재질의 한 쌍의 탐침자가 더 돌출 형성되고, 히터 모듈이 이동됨에 따라 상기 한 쌍의 탐침자에 응축수가 접촉되어 탐침자 간에 전기가 도통되면 처리부가 상기 탐침자 간의 전기 전도도의 크기를 통해 라이너 내부 바닥면의 응축수 양을 산출하는,
   비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 처리부에서 라이너의 내부 바닥면에 일정량 이상의 응축수가 존재하는 것으로 판단되면 상기 응축수의 양에 비례하여 히터 모듈의 가열 온도 또는 가열 시간 중 적어도 어느 하나를 증가시켜 응축수의 증발을 촉진하는,
   비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 열경화성 라이너는,
   열경화성 불포화 폴리에스터 수지(이소프탈릭계)를 배합 및 준비하는 단계;
   한 겹 혹은 두 겹 이상으로 유연하게 짜여진 부직포, 직포 또는 부직포와 직포가 조합된 재료인 펠트와 상기 펠트의 바깥면에 코팅된 불침투성의 플라스틱 필름으로 구성된 튜브를 준비하는 단계; 및
   상기 배합된 수지를 진공상태의 튜브 내에 주입하여 수지가 상기 튜브의 펠트에 완전히 포화되도록 하는 함침 단계;를 포함하여 제조되는,
   비굴착 관로 갱생을 위한 이동식 수분 제거 장치.

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