KR102545251B1 - 배관 천공장치 및 이를 이용한 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시의 일 실시예에 의하면, 내부에 메인샤프트가 배치되는 본체; 상기 본체의 일단에 결합되며 양 방향으로 회전하도록 형성된 핸들부; 상기 본체의 타단에 결합되며 방폭드릴로부터 공급되는 토크를 홀소우에게 전달하도록 구성된 기어박스; 상기 기어박스의 저면에 배치되며 내부에 상기 홀소우를 수용하도록 구성된 홀소우 하우징; 상기 기어박스의 상면으로부터 돌출 형성되며 상기 방폭드릴을 수용하도록 형성된 방폭드릴 수용부; 및 상기 본체의 외주면에 고정되며, 사용자에 의해 파지되도록 형성된 지지용 손잡이를 포함하는, 배관 천공장치를 제공한다.

Description

배관 천공장치 및 이를 이용한 방법{Pipe Drilling Apparatus and Method Using Thereof}

본 개시는 배관 천공장치 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

도 1은 종래의 배관 천공장치를 이용하여 배관을 천공하는 모습을 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 종래의 배관 천공장치()를 이용하는 경우, 세 명 이상의 작업자가 천공작업을 수행하여야 한다.

작업자 A는, 천공장치의 핸들(handle)을 회전시킴으로써, 핸들에 연결되는 샤프트(shaft, 미도시)를 회전시킨다. 이로 인해, 샤프트의 일단에 연결되는 홀소우(hole saw, 미도시)가 배관의 일부를 펀칭(punching)할 수 있다. 즉, 작업자 A는 천공장치의 회전운동, 예컨대 회전 방향 및 회전 속도를 조절한다.

작업자 B는, 천공장치의 핸들-샤프트-홀소우 어셈블리(assembly)를 천공장치의 길이 방향으로 이동시킨다. 홀소우가 적정위치보다 얕게 위치하는 경우, 천공장치가 헛돌게 되고, 홀소우가 적정위치보다 깊게 위치하는 경우, 과부하(overload)가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 작업자 B는 천공장치의 핸들, 샤프트 및 홀소우의 깊이가 적당하도록 천공장치의 높이를 조절한다.

작업자 C는, 천공장치를 지지한다. 천공장치가 배관을 천공하는 동안, 천공장치는 진동하거나 회전축에 대하여 세차운동(processional motion)한다. 이로 인해, 작업자들이 위험에 처할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 작업자 C는 천공장치를 지지 및 고정한다.

상기한 바와 같이, 종래의 천공장치는 많은 인력이 투입되어야 이용이 가능하다. 따라서, 천공과정 수행 시, 인력 투입에 따른 비용이 크게 증가한다는 문제점이 있다.

또한, 작업자들 중 특히 작업자 B의 작업 숙련도에 따라, 작업 효율이 상이해진다. 핸들-샤프트-홀소우 어셈블리가 적정 깊이에 위치하여야만 천공장치가 헛돌지 않고, 단기간에 작업을 완료할 수 있다. 따라서, 종래의 천공장치는 작업자의 숙련도에 따라 작업효율이 상이해진다는 문제점이 있다.

또한, 천공장치는 작업대상 배관의 내부 압력에 따라 다른 종류의 천공장치를 이용해 작업하여야 한다. 예컨대, 배관 내부의 압력 정도에 따라 중압(hard pressure)용 천공장치 및 저압(low pressure)용 천공장치를 구분하여 사용하여야 한다. 그러나, 중압용 천공장치를 사용하여야 하는 배관에 저압용 천공장치를 사용하는 경우, 배관의 내부를 유동하는 가스가 누출할 수 있다. 이로 인해, 인명피해 등을 초래할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 중압용 천공장치 및 저압용 천공장치를 이용한 천공작업 외에도 가스백(gasbag) 삽입을 위한 천공작업을 위한 가스백 천공장치가 별도로 필요하다. 즉, 작업의 종류에 따라 천공장치의 종류가 상이해짐으로써 여러 대의 장비가 구비되어야 하는바, 비용이 증대되는 문제점이 있다.

이에, 본 개시는 한 명의 작업자가 배관 천공작업을 수행할 수 있도록 하는 배관 천공장치 및 이를 이용한 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 개시는 작업자의 숙련도와 무관하게 일정한 작업효율을 제공할 수 있는 배관 천공장치 및 이를 이용한 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 개시는 중압 및 저압에서 사용이 가능한 배관 천공장치 및 이를 이용한 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 개시는 하나의 장치만으로 여러 종류의 천공작업이 가능한 배관 천공장치 및 이를 이용한 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시의 일 실시예에 의하면, 올인원(all-in-one) 배관 천공장치를 제공한다.

구체적으로, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 내부에 메인샤프트가 배치되는 본체; 상기 본체의 일단에 결합되며 양 방향으로 회전하도록 형성된 핸들부; 상기 본체의 타단에 결합되며 방폭드릴로부터 공급되는 토크를 홀소우에게 전달하도록 구성된 기어박스; 상기 기어박스의 저면에 배치되며 내부에 상기 홀소우를 수용하도록 구성된 홀소우 하우징; 상기 기어박스의 상면으로부터 돌출 형성되며 상기 방폭드릴을 수용하도록 형성된 방폭드릴 수용부; 및 상기 본체의 외주면에 고정되며, 사용자에 의해 파지되도록 형성된 지지용 손잡이를 포함하는, 배관 천공장치가 제공된다.

또한, 바람직하게는, 본 개시의 상기 기어박스는, 복수의 기어; 상기 방폭드릴로부터 공급되는 토크를 상기 복수의 기어에게 전달하도록 구성된 제1 샤프트; 및 상기 복수의 기어에 의해 전달된 토크에 의해 회전하도록 배치되며 상기 메인샤프트에 의해 직선운동하도록 형성된 제2 샤프트를 포함한다.

또한, 바람직하게는, 본 개시의 상기 복수의 기어는, 상기 제1 샤프트에 의해 관통되며 상기 토크에 의해 1차적으로 작동하는 제1 기어; 상기 제1 기어와 맞물리도록 배치되며 상기 제1 기어의 회전에 의해 회전하는 제2 기어; 및 상기 제2 기어와 맞물리도록 배치되며 상기 제2 기어의 회전에 의해 회전하고, 상기 제2 샤프트에 의해 관통되는 제3 기어를 포함한다.

또한, 바람직하게는, 본 개시의 상기 홀소우 하우징은, 상기 제2 샤프트에 의해 직선운동하도록 형성된 홀소우 샤프트; 상기 홀소우 및 상기 홀소우 샤프트의 사이에 배치되는 홀소우 플레이트; 및 상기 홀소우의 중심부에 배치되며 상기 홀소우 샤프트로부터 연장되는 파일럿드릴을 포함한다.

또한, 바람직하게는, 본 개시의 상기 홀소우 하우징은, 상기 홀소우 하우징의 내부의 공기가 외부로 유출되도록 형성된 벤트용 밸브를 포함한다.

또한, 바람직하게는, 본 개시의 상기 방폭드릴 수용부는, 제1 직경 및 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 가짐으로써, 다단으로 형성되고, 상기 방폭드릴 수용부의 내부에는 상기 방폭드릴 및 상기 제1 샤프트와 결합하도록 형성된 드릴 커넥터를 포함한다.

또한, 바람직하게는, 본 개시의 상기 본체는 상기 메인샤프트의 직선운동을 가이드하도록 구성된 샤프트 얼라인부재를 포함하고, 상기 핸들부는, 사용자에 의해 파지될 수 있는 핸들; 상기 핸들이 상기 본체에 장착될 수 있도록 형성된 너트; 상기 핸들의 회전에 의해 상기 메인샤프트가 회전되도록 상기 핸들 및 상기 메인샤프트에 결합되는 핸들측 베어링; 및 상기 핸들의 회전에 의해 상기 메인샤프트가 직선운동하도록 형성되며 상기 샤프트 얼라인부재와 부착되는 얼라인부재용 스크류를 포함한다.

또한, 바람직하게는, 본 개시의 상기 핸들부, 상기 메인샤프트, 상기 기어박스의 내부에 배치되는 제2 샤프트, 상기 기어박스의 내부에 배치되며 상기 제2 샤프트에 의해 관통되는 제3 기어, 상기 홀소우, 상기 홀소우 하우징의 내부에 배치되는 홀소우 샤프트 및 상기 홀소우 하우징의 내부에 배치되는 파일럿드릴은 동축으로 배치된다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치를 이용한 배관을 천공하는 방법에 있어서, (a) 전처리단계로서, (a1) 상기 배관 중 분기티의 캡을 제거하는 단계; 및 (a2) 제거된 캡 자리에 플랜지를 장착하는 단계 (a3) 상기 플랜지에 샌드위치 밸브를 설치하는 단계를 포함하는 전처리단계; (b) 상기 배관 천공장치를 상기 샌드위치 밸브에 결합시키는 단계; (c) 방폭드릴을 상기 배관 천공장치에 설치하는 단계; (d) 시운전 단계; (e) 상기 배관 천공장치를 이용하여 상기 배관을 천공하는 단계; 및 (f) 후처리단계를 포함하는 방법을 제공한다.

또한, 바람직하게는, 본 개시의 상기 (e) 단계에서, 상기 방폭드릴이 상기 배관 천공장치에 장착되면, 작업자에 의해 상기 배관 천공장치의 핸들을 회전하면서, 상기 배관 천공장치의 홀소우가 상기 배관 천공장치의 높이방향을 따라 이동한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치 및 이를 이용한 방법에 의하면, 배관 천공장치는 한 명의 작업자에 의해 배관 천공작업이 수행됨으로써, 인건비 절감의 효과가 있다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치 및 이를 이용한 방법에 의하면, 작업자의 숙련도와 무관하게 일정한 작업효율로 배관 천공작업이 수행될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치 및 이를 이용한 방법에 의하면, 중압 천공작업 및 저압 천공작업에서 모두 사용가능한바, 비용 절감의 효과가 있다.

또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치를 이용하면 중압 천공 또는 저압 천공 외에도 가스백(gasbag) 설치 작업이 가능한바, 비용 절감의 효과가 있다.

도 1은 종래의 배관 천공장치를 이용한 배관 천공작업을 도시한 것이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치의 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치에 방폭드릴이 결합된 경우의 종단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치를 이용한 방법의 순서도이다.

이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 개시에서, "상방(upward)"은 도 2에서 홀소우 하우징(holesaw housing, 40)으로부터 핸들부(handle unit, 20)를 향하는 방향을 의미한다. 이에, 본 개시에서 "상면"이라 함은, 상방을 향하는 면을 의미한다.

또한, "하방(downward)"은 도 2에서 핸들부(20)로부터 홀소우 하우징(40)을 향하는 방향을 의미한다. 이에, 본 개시에서 "저면"이라 함은, 하방을 향하는 면을 의미한다.

한편, 본 개시에서 상방 또는 하방은, 상대적인 위치를 의미하며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 대해 상방에 위치하더라도, 어떤 구성요소는 또다른 구성요소에 대해 하방에 위치할 수 있음에 유의한다.

또한, 본 개시에서 "사용자"라 함은 배관 천공장치(1)를 사용하는 사람을 의미한다.

또한, 본 개시에는 배관 천공장치(1)를 이용하여 천공 작업을 수행하는 것으로 설명하였으나, 반드시 천공 작업에 한정되는 것은 아니다.

배관 천공장치

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치(1)는, 본체(main body, 10), 핸들부(handle unit, 20), 기어박스(gear box, 30), 홀소우 하우징(holesaw housing, 40), 방폭드릴 수용부(explosion-proof drill receiving unit, 50) 및 지지용 손잡이(supporting handle, 60)의 전부 또는 일부를 포함한다.

본체(10)는 중공 기둥형의 형상을 가지며 내부에는 메인샤프트(main shaft, 14; 도 3 참조)가 배치될 수 있다.

핸들부(20)는 본체(10)의 일단에 결합되며, 사용자에 의해 양 방향으로 회전하도록 형성된다. 여기서 양 방향이라 함은, 시계방향 및 반시계방향을 의미한다.

기어박스(30)는 본체(10)의 타단에 결합되며, 방폭드릴(2, 도 3 및 도 5 참조)로부터 공급되는 회전력, 즉, 토크(torque)를 홀소우(41)에게 전달하도록 구성된다.

홀소우 하우징(40)은 기어박스(30)의 저면에 배치되며, 내부에 홀소우(holesaw, 도 3 참조)를 수용하도록 구성된다.

방폭드릴 수용부(50)는 기어박스(30)의 상면으로부터 돌출 형성되며, 방폭드릴(2)의 적어도 일부가 삽입됨으로써 결합되도록 형성된다. 이를 위해, 방폭드릴 수용부(50)는 방폭드릴(2)의 외경보다 큰 제1 직경을 갖도록 형성된다. 이로써, 방폭드릴(2)의 적어도 일부는 방폭드릴 수용부(50)에 의해 수용될 수 있다.

지지용 손잡이(60)는 본체(10)의 외주면의 적어도 일부에 고정되며 사용자에 의해 파지되도록 구성된다. 사용자는 배관 천공장치(1)를 설치하거나, 천공 작업을 진행할 때에, 지지용 손잡이(60)를 파지할 수 있다. 이로 인해, 배관 천공장치(1)가 흔들리지 않고 고정됨으로써, 배관 천공장치(1)를 이용한 작업을 수행할 때, 안전을 도모할 수 있다는 효과가 있다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치에 방폭드릴이 결합된 경우의 종단면도이다. 도 3에서는 지지용 손잡이(60)는 생략되었음에 유의한다.

이하에서는, 도 3을 참조하여 배관 천공장치(1)의 내부 구성요소와 관련하여 설명하도록 한다.

본체(10)는, 샤프트 얼라인부재(shaft aligning apparatus, 12)를 포함한다. 샤프트 얼라인부재(12)는, 메인샤프트(14)를 지지하도록 구성된다. 더욱 구체적으로는, 메인샤프트(14)가 본체(10)의 내부에서 상하로 직선운동할 때, 메인샤프트(14)의 직선운동을 가이드하도록 형성된다. 이를 위하여, 샤프트 얼라인부재(12)의 내경은 메인샤프트(14)의 외경과 동일하거나, 미소하게 크도록 형성된다.

샤프트 얼라인부재(12)가 메인샤프트(14)의 운동을 가이드함으로써, 메인샤프트(14)의 세차운동이 방지될 수 있다.

핸들부(20)는, 핸들(handle, 21), 핸들측 베어링(handle side bearing, 22), 스크류 오링(screw O-ring, 23), 너트(nut, 24), 부싱(bushing, 26), 샤프트 오링(shaft O-ring, 26), 샤프트측 베어링(shaft side bearing, 27) 및 얼라인부재용 스크류(screw for aligning apparatus, 28)의 전부 또는 일부를 포함한다.

핸들(21)은, 사용자가 직접적으로 파지하는 부분에 해당하며, 사용자에 의해 회전하도록 형성된다.

핸들측 베어링(22)은, 핸들(21)의 하부에 배치된다. 핸들(21)은 핸들시트(handle seat, 29)에 장착되는데, 핸들측 베어링(22)이 핸들시트에 장착됨으로써, 핸들(21)이 회전할 때, 핸들시트는 고정될 수 있다.

스크류 오링(23)은 핸들시트에 형성된 홈에 배치된다. 이때, 스크류 오링(23)은 본체(10)의 내부 공기가 핸들(21) 측으로 유출되는 것을 방지한다. 또한, 스크류 오링(23)은 핸들(21) 측의 외기가 본체(10)의 내부로 유입되는 것을 방지한다.

너트(24)는 핸들시트(29) 및 본체(10)의 사이에 배치되며, 핸들시트(29) 및 본체(10)는 너트(24)에 의해 장착될 수 있다.

부싱(25)은, 핸들시트(29)의 하방에 장착되며 천공 작업 중에 발생되는 진동이 부싱(25)을 통과하면서 감쇄될 수 있다. 이로 인해, 작업 시 사용자에게 발생하는 불편함이 저감될 수 있다.

샤프트 오링(26)은, 부싱(25)의 하방에 배치된다. 샤프트 오링(26)은 본체(10)의 내부 공기가 핸들(21) 측으로 유출되는 것을 방지한다. 또한, 샤프트 오링(26)은 핸들(21) 측의 외기가 본체(10)의 내부로 유입되는 것을 방지한다.

샤프트측 베어링(27)은 샤프트 오링(26)의 하방에 배치된다. 샤프트측 베어링(27)은 샤프트 얼라인부재(12)에 장착되고, 이로 인해 메인샤프트(14)가 회전할 때 샤프트 얼라인부재(12)가 고정될 수 있다.

얼라인부재용 스크류(28)는 샤프트 얼라인부재(12) 및 메인샤프트(14)의 사이에 배치된다.

기어박스(30)는, 방폭드릴용 장착부(explosion-proof drill mount, 31), 제1 샤프트(first shaft, 32), 복수의 기어(plurality of gear, 33), 제2 샤프트(second shaft, 34), 본체용 장착부(main body mount, 35), 홀소우용 장착부(holesaw), 기어베어링(37) 및 복수의 볼트(38)를 전부 또는 일부 포함한다.

제1 샤프트(32)는 기어박스(30)의 내부에 배치된다. 제1 샤프트(32)는 방폭드릴(2)로부터 공급되는 토크를 가장 먼저 전달받는 구성에 해당한다. 제1 샤프트(32)는 방폭드릴(2)로 인해 회전하게 되며, 제1 샤프트(32)의 회전으로 인해 복수의 기어(33)가 회전한다.

복수의 기어(33)는 기어박스(30)의 내부에 배치되며, 제1 샤프트(32)에 의해 전달된 토크를 홀소우(41)에게 전달하도록 구성된다. 복수의 기어(33)는 제1 기어(330), 제2 기어(332) 및 제3 기어(334)의 전부 또는 일부를 포함한다.

제1 기어(330)는 제1 샤프트(32)에 의해 관통되며, 제1 샤프트(32)에 의해 전달된 토크를 복수의 기어(33) 중 가장 먼저 전달받는 구성에 해당한다. 이때, 바람직하게는 제1 기어(330) 및 제1 샤프트(32)는 동축으로 배치된다.

제2 기어(332)는 제1 기어(330)와 맞물리도록 배치되며, 제1 기어(330)에 의해 회전한다. 제2 기어(332)는 제1 기어(330)가 회전함으로써 발생하는 토크를 제3 기어(334)에게 전달할 수 있다.

제3 기어(334)는 제2 기어(332)와 맞물리도록 배치되며, 제2 기어(332)에 의해 회전한다. 제3 기어(334)는 제2 기어(332)가 회전함으로써 발생하는 토크를 홀소우(41)에게 전달할 수 있다.

제1 기어(330), 제2 기어(332) 및 제3 기어(334)의 잇수(number of teeth)에 의해 변속비가 결정된다. 여기서, 변속비라 함은, 방폭드릴(2)의 회전속도 대비 홀소우(41)의 회전속도를 의미한다.

제2 샤프트(34)는 제3 기어(334)에게 전달된 토크를 홀소우(41)에게 직접적으로 전달하는 구성이다. 제2 샤프트(34)는 제3 기어(334)를 관통하도록 형성되며, 바람직하게는 제2 샤프트(34) 및 제3 기어(334)는 동축으로 배치된다.

제2 샤프트(34)의 일단은 메인샤프트(14)에 연결된다. 이로 인해, 메인샤프트(14)가 직선운동하면, 제2 샤프트(34)도 함께 직선운동할 수 있다. 제2 샤프트(34)의 타단은 홀소우 샤프트(42)를 가압할 수 있다. 본 개시의 도 3에서는, 제2 샤프트(34) 및 홀소우 샤프트(42)가 이격되어 있는 것으로 도시되었으나, 제2 샤프트(34)가 하방으로 운동하는 경우, 홀소우 샤프트(42)와 접촉하게 되면서 홀소우 샤프트(42)를 하방으로 가압할 수 있다.

제2 샤프트(34)는 기어베어링(gear bearing, 37)에 의해 기어박스(30)에 대해 회전가능하게 결합된다.

본체용 장착부(35)는 기어박스(30)의 상면에 돌출 형성되며, 본체(10)가 장착된다. 본체용 장착부(35)는 본체(10)의 적어도 일부가 삽입되며, 본체용 장착부(35)의 삽입부의 내경은, 본체(10)의 외경과 동일하거나, 그보다 미소하게 크도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 본체(10)가 본체용 장착부(35)에 압입될 수 있다. 따라서, 방폭드릴(2)의 회전 및 복수의 기어(33)의 회전으로 인해 진동이 발생하더라도, 본체(10)는 기어박스(30)에 안정적으로 고정됨으로써, 사용자에게 작업 시 발생하는 불편함 등이 최소화될 수 있다.

본체용 장착부(35)는 기어박스(30)와 볼트(38)를 이용하여 볼팅체결될 수 있다. 이때, 본체용 장착부(35)는 보스(boss) 형상일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본체용 장착부(35) 및 기어박스(30)는 일체로 형성될 수도 있다.

홀소우용 장착부(36)는, 기어박스(30)의 하면에 돌출 형성되며, 홀소우 하우징(40)이 장착된다. 홀소우용 장착부(36)에는, 홀소우 하우징(40)의 적어도 일부가 삽입되며, 이때 홀소우용 장착부(36)의 삽입부의 내경은, 홀소우 하우징(40)의 삽입부의 외경과 같거나, 이보다 미소하게 크도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 홀소우 하우징(40)이 홀소우용 장착부(36)에 압입될 수 있다. 따라서, 방폭드릴(2)의 회전 및 복수의 기어(33)의 회전으로 인해 진동이 발생하더라도, 홀소우 하우징(40)은 기어박스(30)에 안정적으로 고정됨으로써, 홀소우(41)의 진동으로 인한 작업의 오차 등이 최소화될 수 있다.

홀소우용 장착부(36)는 기어박스(30)와 볼트(38)를 이용하여 볼팅체결될 수 있다. 이때, 홀소우용 장착부(36)는 보스(boss) 형상일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 홀소우용 장착부(36) 및 기어박스(30)는 일체로 형성될 수도 있다.

홀소우 하우징(40)은, 홀소우(41), 홀소우 샤프트(holesaw shaft, 42), 홀소우 플레이트(holesaw plate, 43), 파일럿드릴(pilot drill, 44) 및 벤트용 밸브(vent valve, 45)의 전부 또는 일부를 포함한다.

홀소우(41)는, 홀소우 플레이트(43)에 배관을 천공하도록 구성된다. 홀소우(41)는 원통형의 형상이며 배관을 천공하는 부분은 톱니 형상으로 형성될 수 있다.

홀소우 샤프트(42)는 제2 샤프트(34)에 의해 가압되도록 배치된다. 제2 샤프트(34)가 하방으로 이동하면서 홀소우 샤프트(42)가 가압되면, 홀소우(41)가 배관을 향해 이동한다. 즉, 홀소우 샤프트(42)는 제2 샤프트(34)에 의해 본체(10)의 길이방향을 따라 직선운동하도록 구성되며, 홀소우 샤프트(42)의 운동으로 인해 홀소우(41)가 직선운동할 수 있다.

홀소우 플레이트(43)는 홀소우 샤프트(42)의 단부 및 홀소우(41)의 사이에 배치된다. 홀소우(41)는 원통형으로 형성되며, 이때 홀소우(41)의 직경은, 홀소우 샤프트(42)의 직경보다 큰 것이 일반적이다. 홀소우 플레이트(43)가 홀소우(41) 및 홀소우 샤프트(42) 사이를 연결함으로써, 홀소우(41)가 홀소우 샤프트(42)에 안정적으로 결합될 수 있다.

파일럿드릴(44)은 홀소우(41)의 중심부를 관통하도록 배치되되, 홀소우(41)의 하방에 배치된다. 이로 인해, 홀소우(41)가 배관을 천공하기 전에, 파일럿드릴(44)이 먼저 배관을 천공한다. 구체적으로, 사용자는 홀소우(41)로 배관을 천공하기 전에 홀소우(41)가 적절한 위치에 있는지 확인하기 위해 파일럿드릴(44)을 이용하여 배관에 먼저 작은 구멍을 뚫고, 위치를 확인한 후, 홀소우(41)를 이용하여 천공작업을 수행할 수 있다.

한편, 메인샤프트(14), 제1 샤프트(32), 제3 기어(334), 홀소우 샤프트(42), 홀소우 플레이트(43) 및 홀소우(41)는 동축으로 배치되는 것이 바람직하다.

벤트용 밸브(45)는, 홀소우 하우징(40)의 일면으로부터 연장되어 형성된다. 벤트용 밸브(45)를 통해 홀소우 하우징(40)의 내부 공기가 홀소우 하우징(40)의 외부로 배출될 수 있다. 벤트용 밸브(45)에는 호스(hose, 미도시)가 연결될 수 있다.

방폭드릴 수용부(50)는, 방폭드릴(2)의 적어도 일부를 수용하도록 구성된다. 방폭드릴 수용부(50)는 제1 직경으로 형성되는 제1 수용부 및 제2 직경으로 형성되는 제2 수용부를 포함한다. 이때, 제2 직경은 제1 직경보다 작을 수 있다. 즉, 방폭드릴 수용부(50)는 다단형상일 수 있는데, 이는, 방폭드릴(2)의 외형에 상응하기 위함이며, 반드시 이에 한정될 것은 아니다.

제2 수용부의 내부에는 방폭드릴 커넥터(explosion-proof drill connector, 52)가 배치된다. 방폭드릴 커넥터(52)는 방폭드릴(2)에 연결되며, 방폭드릴(2)의 토크를 제1 샤프트(32)에게 전달하도록 구성된다. 구체적으로, 방폭드릴 커넥터(52)의 일단은 방폭드릴(2)에 삽입되고, 방폭드릴 커넥터(52)의 타단은, 제1 샤프트(32)와 결합된다. 이로 인해, 방폭드릴(2)이 회전하면, 방폭드릴 커넥터(52)도 회전하고, 이로 인해 제1 샤프트(32)가 회전한다.

한편, 방폭드릴(2)의 적어도 일부, 방폭드릴 커넥터(52) 및 제1 샤프트(32)는 동축으로 배치됨이 바람직하다.

배관 천공장치를 이용한 천공방법

도 4 및 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공장치를 이용한 방법의 순서도이다.

도 4 및 도 5를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 배관 천공방법을 설명한다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 배관 천공방법은, 전처리 단계를 포함한다(S400).

구체적으로, (a) 전처리 단계는 (a1) 분기티의 캡 제거 단계, (a2) 플랜지 장착 단계, (a3) 샌드위치 밸브 설치단계 및 (a4) 구리스(grease) 도포단계의 전부 또는 일부를 포함한다.

도 5를 참조하면, (a1) 분기티 캡 제거 단계에서는, 배관 중에서도 분기티(branch tee)에 장착된 캡이 제거된다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 캡은 사용자에 의해 직접 제거될 수 있다.

(a1) 단계 이후에, (a2) 플랜지가 장착된다. (a2) 단계 이후에, (a3) 플랜지 상에 샌드위치 밸브가 장착된다.

(a1) 내지 (a3) 단계 이후에, 혹은 (a1) 내지 (a3) 단계와 동시에, 천공날에 구리스(grease)가 도포될 수 있다. 여기서 천공날이라 함은, 홀소우(41) 및 파일럿드릴(44)을 총칭하는 것으로서, 배관을 천공하기 위한 날을 의미한다. 이때, 구리스를 도포함으로써, 천공날 및 배관과의 마찰 및 배관 천공장치(1) 내부의 마찰이 감소될 수 있고, 이로 인한 진동 및 발열이 방지될 수 있다.

(a) 단계 이후에, (b) 단계에서, 배관 천공장치(1)가 샌드위치 밸브에 설치된다. 배관 천공장치(1)는 방폭드릴이 장착되기 이전이므로, 사용자(A) 한 명에 의해 충분히 이동 및 설치가 가능한 크기 및 무게이다. 이로 인해, 사용자(A)는 간단하게 샌드위치 밸브에 배관 천공장치(1)를 설치할 수 있어(도 5 참조), 많은 사람이 필요하지 않고 노동력이 절감된다는 효과가 있다.

(b) 단계 이후, (c) 단계에서 방폭드릴(2)이 배관 천공장치(1)에 설치된다. 이때, 방폭드릴(2)은, 방폭드릴 수용부(50)에 장착된다. 이때, 방폭드릴(2)은 저압 천공작업 용도일 수도 있고, 중압 천공작업 용도일 수도 있다. 즉, 배관 천공장치(1)는 동일하고, 방폭드릴(2)의 종류만 상이하다. 이로 인해, 천공작업은 하나의 배관 천공장치(1)만으로 수행될 수 있어, 추가적인 장비가 구비될 필요가 없고, 작업 비용이 저감된다는 효과가 있다.

(c) 단계 이후, (d) 단계에서 사용자(A)에 의해 배관 천공장치(1)가 시운전된다. 이때, (d) 시운전 단계는 반드시 포함되어야 하는 단계는 아니나, 안전을 위하여 포함되는 것이 바람직하다.

(d) 단계에서 배관 천공장치(1)의 핸들(21)이 작동하는지 여부, 방폭드릴(2)의 안정적인 설치 여부, 방폭드릴(2)의 토크가 홀소우(41)에게 전달되는지 여부 등이 사용자(A)에 의해 확인될 수 있다.

(d) 단계 이후, (e) 단계에서 배관 천공장치(1)를 이용한 배관 천공작업이 수행된다. 이때, 사용자(A)는, 핸들(21)을 회전시킴으로써, 메인샤프트(14)를 상하로 이동시킬 수 있다. 한편, 도 2 내지 도 3에서 살펴본 바와 같이, 메인샤프트(14)는 반경 방향으로 흔들리지 않고 본체(10)의 길이방향으로만 이동한다. 이로 인해, 사용자(A)는 메인샤프트(14)의 세차운동을 방지하기 위해 본체(10)를 고정하고 있을 필요가 없다. 따라서, 노동력이 절감될 수 있다.

또한, 사용자(A)는 핸들(21)의 회전만을 제어하면 되므로, 천공작업이 간단해질 수 있다. 또한, 사용자(A)의 숙련도와 무관하게 핸들(21)이 일정한 속도로만 회전하면, 메인샤프트(14) 및 홀소우(41)의 운동이 제어될 수 있기에, 작업 초보자도 용이하게 사용할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 사용자(A)는 핸들(21)을 필요에 따라 일정한 속도로 회전시키면 되므로, 작업자의 숙련도와 상관없이, 작업 결과물의 질(quality)이 동일하고, 작업 효율이 높다는 장점이 있다.

(e) 단계 이후, (f) 단계에서 후처리 작업이 수행된다. 이때, (f)의 후처리 단계는, 도 5를 참조하면, (f1) 천공 칩 제거 단계, (f2) 플러그 마감 단계 및 (f3) 분기티의 캡 장착단계의 전부 또는 일부를 포함한다.

(f1) 단계에서, 사용자(A)에 의해 천공 칩이 제거된다. 이때, 칩이라 함은, 가스 배관을 천공하기 전에 가스를 차단하기 위해 삽입된다. 이때, 칩은 사용자(A)가 직접 파지하여 제거할 수도 있지만, 자력(magnetic force)을 통해 칩을 수거할 수도 있다.

(f1) 단계 이후, (f2) 단계에서 사용자는 플러그(plug)를 이용하여, 천공된 부분을 밀폐할 수 있다.

(f2) 단계 이후, (f3) 단계에서, (a1) 단계에 의해 제거되었던 분기티의 캡이 다시 장착된다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 배관 천공장치
2: 방폭드릴
10: 본체
20: 핸들부
30: 기어박스
40: 홀소우 하우징
50: 방폭드릴 수용부
60: 지지용 손잡이

Claims (10)

1. 내부에 메인샤프트가 배치되는 본체;
   상기 본체의 일단에 결합되며 양 방향으로 회전하도록 형성된 핸들부;
   상기 본체의 타단에 결합되며 방폭드릴로부터 공급되는 토크를 홀소우에게 전달하도록 구성된 기어박스;
   상기 기어박스의 저면에 배치되며 내부에 상기 홀소우를 수용하도록 구성된 홀소우 하우징;
   상기 기어박스의 상면으로부터 돌출 형성되며 상기 방폭드릴을 수용하도록 형성된 방폭드릴 수용부; 및
   상기 본체의 외주면에 고정되며, 사용자에 의해 파지되도록 형성된 지지용 손잡이
   를 포함하는,
   배관 천공장치를 이용한 방법에 있어서,
   (a) 전처리단계로서,
   (a1) 상기 배관 중 분기티의 캡을 제거하는 단계; 및
   (a2) 제거된 캡 자리에 플랜지를 장착하는 단계
   (a3) 상기 플랜지에 샌드위치 밸브를 설치하는 단계를 포함하는 전처리단계;
   (b) 상기 배관 천공장치를 상기 샌드위치 밸브에 결합시키는 단계;
   (c) 방폭드릴을 상기 배관 천공장치에 설치하는 단계;
   (d) 시운전 단계;
   (e) 상기 배관 천공장치를 이용하여 상기 배관을 천공하는 단계; 및
   (f) 후처리단계
   를 포함하는, 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 기어박스는,
   복수의 기어;
   상기 방폭드릴로부터 공급되는 토크를 상기 복수의 기어에게 전달하도록 구성된 제1 샤프트; 및
   상기 복수의 기어에 의해 전달된 토크에 의해 회전하도록 배치되며 상기 메인샤프트에 의해 직선운동하도록 형성된 제2 샤프트
   를 포함하는,
   방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 기어는,
   상기 제1 샤프트에 의해 관통되며 상기 토크에 의해 1차적으로 작동하는 제1 기어;
   상기 제1 기어와 맞물리도록 배치되며 상기 제1 기어의 회전에 의해 회전하는 제2 기어; 및
   상기 제2 기어와 맞물리도록 배치되며 상기 제2 기어의 회전에 의해 회전하고, 상기 제2 샤프트에 의해 관통되는 제3 기어
   를 포함하는,
   방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 홀소우 하우징은,
   상기 제2 샤프트에 의해 직선운동하도록 형성된 홀소우 샤프트;
   상기 홀소우 및 상기 홀소우 샤프트의 사이에 배치되는 홀소우 플레이트; 및
   상기 홀소우의 중심부에 배치되며 상기 홀소우 샤프트로부터 연장되는 파일럿드릴
   을 포함하는,
   방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 홀소우 하우징은,
   상기 홀소우 하우징의 내부의 공기가 외부로 유출되도록 형성된 벤트용 밸브
   를 포함하는,
   방법.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 방폭드릴 수용부는, 제1 직경 및 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 가짐으로써, 다단으로 형성되고,
   상기 방폭드릴 수용부의 내부에는 상기 방폭드릴 및 상기 제1 샤프트와 결합하도록 형성된 드릴 커넥터를 포함하는,
   방법.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 본체는 상기 메인샤프트의 직선운동을 가이드하도록 구성된 샤프트 얼라인부재를 포함하고,
   상기 핸들부는,
   사용자에 의해 파지될 수 있는 핸들;
   상기 핸들이 상기 본체에 장착될 수 있도록 형성된 너트;
   상기 핸들의 회전에 의해 상기 메인샤프트가 회전되도록 상기 핸들 및 상기 메인샤프트에 결합되는 핸들측 베어링; 및
   상기 핸들의 회전에 의해 상기 메인샤프트가 직선운동하도록 형성되며 상기 샤프트 얼라인부재와 부착되는 얼라인부재용 스크류
   를 포함하는,
   방법.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 핸들부, 상기 메인샤프트, 상기 기어박스의 내부에 배치되는 제2 샤프트, 상기 기어박스의 내부에 배치되며 상기 제2 샤프트에 의해 관통되는 제3 기어, 상기 홀소우, 상기 홀소우 하우징의 내부에 배치되는 홀소우 샤프트 및 상기 홀소우 하우징의 내부에 배치되는 파일럿드릴은 동축으로 배치되는,
   방법.
   
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서,
    상기 방폭드릴이 상기 배관 천공장치에 장착되면, 작업자에 의해 상기 배관 천공장치의 핸들을 회전하면서, 상기 배관 천공장치의 홀소우가 상기 배관 천공장치의 높이방향을 따라 이동하는,
    방법.

Images