KR102580398B1 - 팽창 튜브를 이용한 관 세척 및 조사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 압축공기에 의하여 선택적으로 팽창 또는 수축하면서 관로를 따라 이동하는 튜브를 이용하여 관로를 세척하거나 유지관리를 목적으로 관로에 대한 상태 조사를 실시할 수 있는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부로부터 공급되는 압축공기에 의해 선택적으로 팽창하여 관로의 내주연에 접하며, 상기 관로의 상류측에서 하류측으로 작용하는 수압에 의해 관로를 따라 이동하는 튜브부재; 상기 튜브부재의 일단 및 타단 중 선택된 하나 이상에 각각 연결되어 튜브부재로 압축공기를 공급하거나 또는 압축공기를 배출하기 위한 공기연결관; 및 상기 튜브부재의 외주연을 둘러싸도록 부착되는 마찰세척포;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

팽창 튜브를 이용한 관 세척 및 조사 장치{Pipe cleaning and checking apparatus using an expansion tube}

본 발명의 압축공기에 의하여 선택적으로 팽창 또는 수축하면서 관로를 따라 이동하는 튜브를 이용하여 관로를 세척하거나 유지관리를 목적으로 관로에 대한 상태 조사를 실시할 수 있는 장치에 관한 것이다.

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

이와 같이 노후화된 관로는 스케일 층이 시간 경과에 따라 점차적으로 두꺼워지면서 경화되기 때문에 유체의 원활한 흐름을 방해를 하여 유체 압을 떨어뜨리게 되며, 또한 유체 수송 관로에 부착된 스케일 층이 유체에 녹아들게 되어 유체를 오염시키는 원인이 되므로 유체 수송 관로를 주기적으로 세척을 해주어야만 한다.

한국등록실용신안 제20-0190446호(2000.05.16 등록)는 관로세척장치에 관하여 기재되어 있으며, 개시된 기술에 따르면, 이미 매설되거나 신설되는 관로 상에 설치되며, 상면에 피그투입구와 커버판이 구비된 투입관체와, 투입관체와 소정간격으로 이격 설치되며, 피그배출구와 커버판이 구비된 배출관체로 이루어지며, 투입관체에는 압축공기 유입포트가 형성되어, 피그투입구를 통해 포탄 형태의 탄성 피그를 쏘아 배출관체의 피그배출구로 배출시킴으로써, 투입관체와 배출관체 사이에 형성된 관로를 세척하도록 된 관로 세척장치에 있어서, 피그투입구용 커버판의 저면에는 투입된 피그를 눌러서 위치 설정하는 피그홀더가 구비되고, 투입관체의 일측에는 내부를 관찰할 수 있는 CCTV 카메라가 삽입되는 카메라삽입구가 형성되며, 투입관체의 타측에는 관로 내의 공기를 배출하는 에어벤트가 구비된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 종래 피깅(Pigging) 공법이 적용된 세척 방법에 의하면, 여전히 상당수의 스케일 층이 그대로 배관 내부에 남아 있게 되는 문제점이 있으며, 특히 대상 관경과 거의 동일한 어느 정도 연성을 지닌 포탄상 또는 구 형태의 피그 구조물을 관내에 투입 후 압력에 의해 밀어냄으로써 세척을 수행하는 방식이므로 피그 구조물의 투입과 회수를 위한 별도의 부가설비들을 추가 설치해야 하는 바, 이는 세척 시설이 복잡해지고 구축 규모가 비대해짐에 따라 운용비용은 물론 시공시간이 증가하게 되는 문제점이 있다.

한국등록실용신안 제20-0190446호

따라서, 본 발명의 목적은 관로에 별도의 추가 시설을 설치하지 않고서도 새들 또는 맨홀 등을 이용하여 세척수단의 투입 및 회수가 가능하고 관로에 작용하는 수압에 의하여 세척수단의 진행이 실시되어 세척 과정이 단순 및 용이할 뿐 아니라 운용비용의 절감과 시공시간을 단축시킬 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 팽창 튜브를 이용한 관 세척 및 조사 장치(이하 "본 발명의 장치"라 칭함)는, 외부로부터 공급되는 압축공기에 의해 선택적으로 팽창하여 관로의 내주연에 접하며, 상기 관로의 상류측에서 하류측으로 작용하는 수압에 의해 관로를 따라 이동하는 튜브부재; 상기 튜브부재의 일단 및 타단 중 선택된 하나 이상에 각각 연결되어 튜브부재로 압축공기를 공급하거나 또는 압축공기를 배출하기 위한 공기연결관; 및 상기 튜브부재의 외주연을 둘러싸도록 부착되는 마찰세척포;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 튜브부재는, 내부의 중심에서 횡방향으로 설치되고 외형 변화에 연동하여 복원력을 제공하는 코일스프링을 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 튜브부재는, 상기 압축공기의 공급량과 압력을 감지하고 설정된 압력보다 높을 경우 내부의 압축공기를 배출하는 압력밸브가 구비되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 관로의 하류측을 향하는 상기 튜브부재의 전단에 장착되어 이동 중 관로에 대한 영상을 촬영하고, 촬영된 영상신호를 선택된 외부단말로 송신하거나 또는 내부에 구비되는 메모리에 저장하는 카메라;를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 관로의 하류측을 향하는 상기 튜브부재의 전단에 장착되어 조명을 제공하는 조명모듈;을 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 관로는, 하수도관을 포함하는 비만관이며, 상기 튜브부재의 전단으로부터 이격되는 하류측에 일정한 수위를 형성하기 위한 수위조절위어가 장착되고, 상기 카메라는, 상기 수위조절위어에 의해 형성되는 수면이 함께 촬영된 영상을 송신 또는 저장하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 관로는, 하수도관을 포함하는 비만관이며, 상기 튜브부재의 전단으로부터 이격되는 하류측에 선택된 입경 이하의 준설토만이 통과되게 하는 메쉬망이 장착되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 관로의 하류측을 향하는 상기 튜브부재의 전단에서 상기 공기연결관과 연결되도록 장착되는 인양로프;를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 인양로프는, 물보다 상대적으로 비중이 낮은 재질로 구성되는 것이 특징이다.

이처럼 본 발명의 장치는 압축공기에 의하여 선택적으로 팽창 또는 수축하면서 관로에 작용하는 수압에 의하여 관로를 따라 이동할 수 있는 튜브를 이용하여 관로에 대한 세척이 실시되게 함으로써 기본적인 세척력을 확보하면서도 세척 과정이 단순 및 용이하고, 특히 종래 피깅(Pigging) 공법과 같이 피그의 투입 및 회수를 위한 별도의 부가설비들을 설치하지 않아도 되기 때문에 그에 따른 운용비용의 절감과 시공시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 관로가 상수도관일 경우 장치의 적용 예를 나타내는 측단면도.
도 3은 본 발명의 관로가 하수도관일 경우 장치의 적용 예를 나타내는 측단면도.
도 4는 본 발명의 관로가 하수도관일 경우 수위 확보를 위한 하수의 반송 예를 나타내는 측단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하수도관의 침전물의 처리 과정을 설명하기 위한 측단면도.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관로의 단면 변화에 연동하는 튜브부재를 나타내는 측단면도.
도 6b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 관로의 단면 변화에 연동하는 튜브부재를 나타내는 측단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관로의 세척과 상태 조사가 병행되는 구성을 나타내는 측단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 튜브부재를 활용한 관로의 Flushing 과정을 나타내는 측단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위어 설치에 의해 카메라의 영상에 수평면이 함께 표시되게 하는 구성을 나타내는 측단면도.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 1을 참조하면 본 발명의 장치는, 세척 또는 조사를 위하여 관로(1, 2) 내로 유입되는 튜브부재(10)와, 상기 튜브부재(10)에 연결되어 튜브부재(10)에 압축공기를 공급하거나 압축공기를 배출하기 위한 공기연결관(20) 및 상기 튜브부재(10)의 외주연에 부착되며 상기 관로(1, 2)의 내주연과의 표면 마찰을 이용하여 관로(1, 2)의 세척이 실시되게 하는 마찰세척포(30)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 관로(1, 2)는 일반적인 상수도관(1)은 물론 하수도관(2)과 같은 비만관을 모두 포함할 수 있으며, 그 내부를 유동하는 유체와 사용 용도에 따라 그 단면이 다양한 형상을 가질 수 있다.

상기 튜브부재(10)는 세척구간 또는 조사구간에 있어 관로(1, 2)의 상류측으로 투입될 수 있으며, 세척 또는 조사가 종료된 후 하류측을 통해 외부로 배출될 수 있다.

상기 튜브부재(10)는 외부로부터 공급되는 압축공기에 의해 선택적으로 팽창되어 관로(1, 2)의 내주연에 접할 수 있으며, 상기 관로(1, 2)의 상류측에서 하류측으로 작용하는 수압에 의해 관로(1, 2)를 따라 이동하게 된다.

일 예로 상기 관로(1, 2)가 상수도관(1)일 경우, 본관보다 상대적으로 작은 구경을 갖는 새들(3)이 본관의 상류측 및 하류측에 각각 연결되어 튜브부재(10)의 투입과 배출이 이루어지게 할 수 있다.

이때 상기 튜브부재(10)의 투입을 위해서는 상수도관(1)의 상류측을 폐쇄시켜 상수의 압송을 일시적으로 차단해야 함은 당연하며, 상기 튜브부재(10)의 투입 및 팽창 후 상류측을 다시 개방시켜 투입된 튜브부재(10)에 대하여 수압이 작용되게 해야 한다.

도 2는 본 발명의 장치가 상수도관(1)에 적용된 예를 도시한 것으로, 상기 튜브부재(10)는 압축공기가 공급되지 않은 수축 상태에서 상수도관(1)의 상류측 새들(3)을 통해 상수도관(1) 내부로 투입될 수 있다.

그리고 외부로부터 압축공기가 튜브부재(10)로 공급되어 팽창하게 됨으로써 튜브부재(10)의 외주연이 상수도관(1)의 내주연에 밀착되며, 일시 폐쇄된 상류측을 개방시켜 상수의 압송 시 발생하는 수압이 튜브부재(10)의 후단에 작용하도록 한다.

이에 상기 튜브부재(10)가 상수도관(1)의 내주연에 밀착된 상태에서 하류측으로 이동할 수 있게 되며, 이때 튜브부재(10)의 하류측 유체는 세척구간 종점부에 구비되는 새들(2) 등의 유출부를 통해 외부로 배출된다.

또한 이 과정에서 튜브부재(10)의 외주연과 상수도관(1)의 내주연 간에 마찰력이 작용하여 배관 내부의 스케일 등이 제거되며, 새들(2) 등의 유출부가 구비된 세척구간의 종점부까지 상기 튜브부재(10)의 이동이 완료되면 다시 상류측 상수를 일시 폐쇄시켜 튜브부재(10)에 작용하는 수압을 해제시킨다.

이후 하류측에 마련된 새들(3)에서 상기 튜브부재(10)의 압축공기를 배출 또는 회수하게 되면 튜브부재(10)는 원래 형태인 수축 상태로 외형 변화가 이루어지게 되고, 상기 새들(3)을 통해 수축 상태의 튜브부재(10)를 외부로 배출시킴으로써 세척 과정이 종료된다.

마지막으로 개방된 각 새들(3)을 폐쇄한 이후 일시 폐쇄된 상하류측을 다시 개방시켜 상수도관(1)의 상수 압송이 재개되게 한다.

한편 다른 예로서 상기 관로(1, 2)가 일반 하수도관(2)을 포함하는 비만관일 경우, 상류측 및 하류측에 각각 마련된 맨홀(4) 등을 통해 해당 구간에서 튜브부재(10)의 투입과 배출이 이루어지게 할 수 있다.

즉 하수도관(2)의 경우, 별도의 새들(3)을 설치하는 상수도관(1)과는 다르게 기설치된 맨홀(4) 구조물을 이용할 수 있는 것이다.

다만 하수도관(2)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 압력관으로 운용되지 않기 때문에 상류측 맨홀(4)을 통해 수축 상태의 튜브부재(10)를 투입하고 압축공기의 공급을 통해 튜브부재(10)가 팽창되게 하여 튜브부재(10)의 상류부에 하수가 정체되게 해야 하며, 하수의 정체에 따른 수위 상승으로 인하여 하수도관(2)에 발생하는 압력을 통해 튜브부재(10)가 하류측으로 이동되게 할 수 있다.

구체적으로 상기 튜브부재(10)를 하수도관(2)에 투입한 후 압축공기의 공급을 통해 팽창시켜 상기 튜브부재(10)의 외주연이 하수도관(2)의 내주연에 밀착되게 한다. 튜브부재(10)의 팽창에 따라 하수도관(2)에 대한 유체 흐름이 차단된 상태에서 상류부의 수위가 일정 수준에 도달될때까지 대기한다.

그리고 충분한 수위 확보가 이루어진 상태에서 상기 튜브부재(10)에서 공급된 소량의 공기를 배출시키면, 상기 튜브부재(10)와 하수도관(2)의 마찰이 감소하게 되면서 수위에 의한 압력이 작용하여 상기 튜브부재(10)가 하류측으로 진행하는 힘이 발생하며, 이러한 과정에서 상기 튜브부재(10)의 외주연과 하수도관(2)의 내주연 사이의 마찰력에 의한 세척이 수행될 수 있는 것이다.

이때 상기 튜브부재(10)는 이하에서 설명하는 공기연결관(20)이나 별도로 연결된 와이어 또는 로프를 통해 진행 속도를 제어할 수 있고, 후단의 상류측 수위의 변화 속도를 관찰하여 선택적으로 압축공기를 공급하거나 배출시켜 압력에 의한 전방 이동이 수월하도록 일정한 수위가 유지되게 할 수 있다.

이러한 방법은 튜브부재(10)와 상기 튜브부재(10)에 압축공기를 공급하기 위한 콤프레셔 정도의 장비가 전부이므로, 준설차 등이 접근하기 어려운 좁은 골목 등의 관로(1, 2)에서도 작업이 용이하다.

또한 하수도관(2)의 최상류측에 대한 작업이 요구되는 경우, 하수량이 부족하기 때문에 충분한 수위 확보가 곤란할 수 있다. 이에 도 4에 도시된 바와 같이 최상류측에 튜브부재(10)를 추가로 투입 및 위치시켜 용수가 충진되게 하면서 하류측 구간에는 물막이용 위어(5) 등을 설치한 후 펌프(6)에 의한 하류측 하수의 반송을 통해 상류측 맨홀(4)로 하수를 재충진시켜 주면서 세척 또는 준설 과정을 수행할 수도 있다.

여기서 하수도관(2)의 경우 바닥부에 침전(퇴적)물이 존재하는 바, 이는 배관의 용량을 축소시켜 침수 등의 원인이 되므로 주기적으로 준설을 수행할 필요가 있다.

본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이 하수도관(2)에서 튜브부재(10)를 이용하여 침전(퇴적)물의 처리가 가능한 바, 튜브부재(10)를 투입 및 팽창시켜 상류측의 수위를 상승시킨 상태에서 튜브부재(10)의 압력을 일정 부분 배출하게 되면, 튜브부재(10)는 하수도관(2)의 바닥면으로부터 상부로 일부 상승하게 되면서 하부에 틈새가 형성되어 오리피스 형태로 유체가 통과하게 되며 통과된 유체는 분사압과 난류가 발생하여 배관 내의 침전물 등을 재부유 시키거나 하류측으로 이송시키는 역할을 수행함으로써 하류측에서 별도의 준설 작업이 실시되게 할 수 있다.

상기 공기연결관(20)은 상기 튜브부재(10)의 일단 및 타단 중 선택된 하나 이상에 각각 연결되고, 개폐밸브(200)가 마련되어 튜브부재(10)로 압축공기를 공급하거나 또는 공급된 압축공기를 배출시킬 수 있게 한다. 여기서 튜브부재(10)의 일단은 튜브부재(10)가 하류측으로 진행함에 있어 방해가 되는 않는 방향 즉 상류측을 바라보는 후단일 수 있으며, 타단은 반대방향인 하류측을 바라보는 전단일 수 있다.

일 예로 상기 관로(1, 2)가 상수도관(1)일 경우, 상기 공기연결관(20)은 상기 튜브부재(10)의 일단 및 타단 모두에 연결될 수 있고, 상기 튜브부재(10)는 관로(1, 2)에 투입 시 후단측에 연결되는 공기연결관(20)을 통해 압축공기를 공급하여 팽창될 수 있으며, 관로(1, 2)의 세착 작업 종점부에서 전단측에 연결되는 공기연결관(20)을 통해 압축공기를 배출하여 수축될 수 있다.

즉 세척 대상 관로(1, 2)로서 상수도관(1)이 적용될 경우, 중간에 접근 포인트가 없는 1~2km의 긴 구간에 대한 세정 작업이 요구되므로, 공기연결관(20)이 연결된 상태로 운용할 수 없는 바, 필요로 하는 압력의 공기를 튜브부재(10)에 주입한 후 개폐밸브(200)를 잠그고 공기연결관(20)의 연결을 끊은 상태에서 튜브부재(10)를 전진시킬 수 있게 되며, 튜브부재(10)의 수축을 통한 외부 배출이 요구될 때 다시 공기연결관(20)의 개폐밸브(200)를 개방시켜 압축공기를 배출시키도록 하는 것이다.

상기 공기연결관(20)은 도면에 도시된 바 없으나 외부에 마련되는 콤프레셔에 연결될 수 있는 배관 접속용 커플링이 구비될 수 있으며, 상기 콤프레셔에서 생성되는 압축공기를 상기 튜브부재(10)에 공급할 수 있다. 또한 상기 공기연결관(20)에는 공급된 압축공기의 량과 압력을 확인할 수 있는 다양한 계측기기가 구비될 수 있다.

다른 예로 상기 관로(1, 2)가 하수도관(2)일 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 공기연결관(20)은 상류측을 바라보는 후단에만 설치될 수 있다.

즉 관로의 길이가 상대적으로 짧은 하수도관(2)의 경우, 상기 튜브부재(10)는 맨홀(4)에서 공기연결관(20)이 계속해서 연결되어 있는 상태를 유지할 수 있으므로, 상기 공기연결관(20)에 개폐밸브(200)를 장착하고 외부에 구비되는 콤프레샤와의 직접적인 연결을 통해 공기가 공급되거나 또는 배출될 수 있으며, 이러한 튜브부재(10)의 회수 역시 별도로 연결된 와이어나 상기 공기연결관(20) 등을 이용하여 가능하다.

상기 마찰세척포(30)는 상기 관로(1, 2)에서 팽창하여 관로(1, 2)의 내주연과 밀착되는 튜브부재(10)의 외주연을 둘러싸도록 부착된다. 이러한 마찰세척포(30)는 상기 튜브부재(10)의 하류측 이동 과정에서 튜브부재(10)의 외주연에 대한 손상을 방지하면서 관로(1, 2)의 내주연과의 마찰력이 작용되게 함으로써 관로(1, 2)에 고착된 이물질 등이 세척될 수 있게 한다.

여기서 상기 마찰세척포(30)은 상기 튜브부재(10)의 외주연과의 마찰력을 부여할 수 있는 공지의 다양한 재질 중 적합한 하나를 선택할 수 있는 바, 본 발명에서 마찰세척포(30)에 대한 재질은 한정하지 않는다.

상기 튜브부재(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 튜브본체(100)와 헤드(110)와 코일스프링(120) 및 압력밸브(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 튜브본체(100)는 탄성력을 갖는 고무 재질로 내부에 압축공기가 공급되거나 공급된 압축공기가 배출 또는 회수되게 함으로써 선택적으로 팽창 또는 수축하는 등 형상 변화가 이루어질 수 있다.

따라서 일반적인 피깅(Pigging)공법과 같이 피그 구조물을 적용시키기 위하여 관로(1, 2)에 별도의 추가 시설을 설치할 필요가 없으며, 새들(3)이나 맨홀(4) 등을 이용하여 수축된 상태의 튜브부재(10)를 관로(1, 2)에 투입 및 회수할 수 있게 되므로, 관로(1, 2)의 세척 과정이 단순 및 용이할 뿐 아니라 그에 따른 시공 시간을 단축시킬 수 있게 된다.

상기 헤드(110)는 상기 튜브본체(100)의 전단 및 후단의 중심에 각각 설치될 수 있다.

상기 전단 및 후단에 설치되는 헤드(110)에는 각각 유입구 또는 배출구가 구비되어 상기 공기연결관(20)이 접속될 수 있게 한다.

그리고 관로(1, 2)에 있어 하류측을 향하는 전단 헤드(110)의 경우, 이하에서 설명하는 카메라(40)나 조명모듈(50)이 장착될 수 있는 공간을 제공한다.

상기 코일스프링(120)은 바(bar) 형상을 가지며 상기 튜브본체(100)의 내부 중심에서 횡방향으로 설치되는 것으로, 외형 변형에 연동하여 복원력을 제공하게 된다.

도 6a에 도시된 바와 같이 상기 관로(1, 2)는 곡관, 편락관, 밸 등에 의해 일부 구간에서 관경이 축소될 수 있는 바, 하류측으로 이동하는 팽창 상태의 튜브부재(10)가 관로(1, 2)의 관경 변화에 연동하여 종방향으로 폭이 좁아지면서 횡방향을 따라 길이가 늘어날 수 있다.

이에 본 발명의 튜브부재(10)는 튜브본체(100)의 내부 중심에 코일스프링(120)과 같은 플렉시블 코어 구조물을 설치함으로써, 관로(1, 2)의 일부 구간에서 튜브본체(100)의 외형이 변화하더라도 해당 구간을 통과 후 원래의 형태가 유지될 수 있도록 복원력을 제공하게 될 뿐 아니라, 튜브본체(100)의 과도한 비틀림이나 휘어짐 등에도 저항력을 가질 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 튜브부재(10)는 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 튜브본체(100)의 내부공간과 연통되어 튜브본체(100)의 압력을 전달받을 수 있는 부가튜브(140)를 마련하여, 튜브본체(100)의 단면 축소로 진행이 안 될 때 후방에서 가해지는 압력을 받아 튜브본체(100)의 단면을 축소시켜 진행을 할 수 있도록 하고, 관로(1, 2)의 단면이 복원되면 튜브본체(100)의 단면을 복원시키는 기능을 부여할 수 있다.

이때 튜브본체(100)가 횡방향으로 늘어나거나 부가튜브(140)가 팽창하는 압력은 튜브본체(100)를 팽창시키는 압력보다 높을 때에만 작동하도록 해야 한다.

상기 압력밸브(130)는 상기 튜브본체(100)로 공급되는 압축공기의 공급량과 압력을 감지하고, 설정된 압력보다 높을 경우 내부의 압축공기를 배출하도록 작동함으로써, 튜브본체(100)에 대한 과도한 압력에 의한 폭발 등의 파손을 방지할 수 있게 한다.

한편 본 발명의 장치는 상기 튜브부재(10)의 하류측 이동에 따라 관로(1, 2)에 대한 세척이 실시되게 할 뿐 아니라, 관로(1, 2)의 유지보수를 위하여 상태 관찰이 필요할 경우 등 조사목적으로도 활용될 수 있도록 한다.

이에 따라 본 발명의 장치는 관로(1, 2)의 하류측을 향하는 상기 튜브부재(10)의 전단에 장착되어 이동 중 관로(1, 2)에 대한 영상을 촬영하고, 촬영된 영상신호를 선택된 외부단말로 송신하거나 또는 내부에 구비되는 메모리에 저장하는 카메라(40)를 더 포함할 수 있다.

상기 카메라(40)에 대한 전원공급 및 제어 방식은 내장 배터리와 공지의 다양한 유, 무선 통신 시스템 등을 적용할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

그리고 상기 외부단말은 지상에 설치되어 상기 카메라(40)에서 송신하는 영상신호를 표시할 수 있는 단말로, 일반적인 모니터 기기뿐 아니라 작업자가 소지하는 모바일 단말을 포함할 수 있다.

또한 관로(1, 2)에 대한 유지보수의 목적으로 영상촬영이 요구되는 경우, 관로(1, 2)에 있어 튜브부재(10)의 상류측에 유체(하수)를 저장하기 때문에 물막이, 물 돌리기 등의 과정을 생략할 수 있어 획기적으로 조사비용 및 시간을 줄일 수도 있게 된다.

도 7은 관로(1, 2)로서 하수도관(2)일 적용될 경우, 상기 카메라(40)에 의한 영상 촬영 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 도시된 바에 의하면, 먼저 하수도관(2)의 상류측의 유체 흐름을 차단하여 하류측의 카메라(40) 조사를 수행하고, 상류측 수위가 일정 범위를 넘어가면 투입된 튜브부재(10)의 압력을 일부 줄여 일정 수준까지 수위를 하강시키고 다시 튜브부재(10)에 압력을 상승시켜 유체의 흐름을 차단한 후 전진시키면서 카메라 조사를 수행할 수 있다.

다만 앞서 언급한 바와 같이 세척 대상 관로(1, 2)로서 상수도관(1)이 적용될 경우에는 중간에 접근 포인트가 없는 1 ~ 2km의 긴 구간에 대한 세정 작업이 요구되므로, 카메라 운용에 따른 영상정보의 송신을 위한 통신선 연결이 곤란하고 특히 수중 환경에서의 통신 장애를 고려해야 하기 때문에 세척구간이 긴 관로(1, 2)에서는 영상신호의 직접적인 송신보다는 내부 메모리에 영상을 저장하였다가 튜브부재(10)의 회수 후 메모리에 저장된 영상데이터를 확인 및 모니터링해야 함이 바람직하다.

또한 상수도관(1)에 대한 영상 촬영이 실시될 경우, 튜브부재(10)가 관 내부에서 이동하면서 관거 벽면과 마찰을 유발하여 스케일 등에 의한 유체의 오염을 유발하지 않아야 한다.

따라서 상수도관(1)에 적용되는 튜브부재(10)는 관거 벽면과의 마찰을 최대한 억제하기 위하여 본관보다 상대적으로 작은 외경을 가질 정도로만 팽창시켜야 하며, 이때 튜브부재(10)를 팽창시켰을 때 비중이 1에 가깝도록 제작하는 것이 바람직하다.

이에 더하여 본 발명의 장치는 관로(1, 2)의 하류측을 향하는 상기 튜브부재(10)의 전단에 장착되어 조명을 제공하는 조명모듈(50)을 더 포함할 수 있다.

상기 조명모듈(50)은 상기 카메라(40)의 작동에 연동되어 조명을 제공하도록 작동될 수 있다.

한편 튜브부재(10)를 이용하여 하수도관(2)의 세척 또는 준설을 진행하는 과정에서는 튜브부재(10)의 전단에 과도한 퇴적물이 침적될 수 있다. 이 경우 튜브부재(10)의 진행을 멈추고 상류측 수위를 확보한 다음 순간적으로 튜브부재(10)에 공급된 압축공기를 배출시켜 상류측 유체가 일시적으로 배출되게 함으로써 배관의 Flushing이 수행되게 할 수 있다.

그리고 하수도관(2)를 준설하게 되면 물기를 많이 포함한 슬러리 형태의 준설토(슬러지)가 대량 발생하여 그 처리에 부담을 가지게 될 수 있다. 이에 본 발명에서는 도 8에 도시된 바와 같이 사전 설정된 준설구간에 있어 상기 튜브부재(10)의 전단으로부터 이격되는 하류측에 선택된 입경 이하의 준설토만이 통과되게 하는 메쉬망(7)이 장착되게 하고, 상술한 Flushing 과정을 수회 반복하면 메쉬 눈 크기 이상의 무거운 고형물만 남게 되며 이는 대부분 자갈 또는 콘크리트 조각 등으로 수분을 함유하지 않기 때문에 이후의 반출, 이송, 처분 과정을 용이하게 할 수 있고 하류관의 Flushing을 수행하므로 작업 구간 퇴적물이 하류부에 미칠 수 있는 영향을 최소화시킬 수 있게 된다.

또한 상기 하수도관(2)에 대한 영상 촬영을 실시할 경우, 상기 하수도관(2)에는 조사구간에 있어 상기 튜브부재(10)의 전단으로부터 이격되는 하류측에 일정한 수위를 형성하기 위한 수위조절위어(5)가 장착될 수 있다.

그리고 상기 카메라(40)는 상기 하수도관(2)에 장착된 수위조절위어(5)에 의해 형성된 수면이 함께 촬영된 영상신호를 상기 외부단말로 송신하거나 또는 내부에 구비되는 메모리에 저장할 수 있다.

또한 상기 튜브부재(10)에 카메라(40)가 장착되어 영상 촬영을 통해 배관 내부의 상황을 파악하고자 할 경우, 상기 튜브부재(10)는 배관 내부에서 고정된 상태가 아니므로 카메라(40)의 중심점이 일정하지 않을 수 있다.

이에 상기 하수도관(2)에 대한 영상 촬영을 실시할 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 하수도관(2)에는 사전 설정된 조사구간에 있어 상기 튜브부재(10)의 전단으로부터 이격되는 하류측에 일정한 수위를 형성하기 위한 수위조절위어(5)가 장착될 수 있으며, 상기 카메라(40)는 상기 하수도관(2)에 장착된 수위조절위어(5)에 의해 형성된 수면이 함께 촬영된 영상신호를 상기 외부단말로 송신할 수 있다.

즉 상술한 바와 같이 수위조절위어(5)가 설치될 경우 하수도관(2)에 일정한 수위가 확보되는 바, 이는 수위에 의하여 하수도관(2) 내에서 항상 일정한 수평면이 형성될 수 있으므로 카메라(40)가 촬영하는 영상에 수평면이 함께 표시되게 한다.

상기 카메라(40)로부터 영상신호를 수신한 외부단말 또는 메모리에 저장된 영상신호를 재생하는 표시단말에서는 상기 수평면을 기준 라인으로 설정하고 영상처리 과정을 통해 관 단면이 일정한 방향성을 가질 수 있게 편집이 가능하므로, 이를 관찰하는 관리자로 하여금 배관 내부의 크렉이나 손상 부위 등에 대한 위치를 보다 정확히 조사 및 파악할 수 있게 한다.

한편 본 발명의 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 세척 또는 조사가 완료된 튜브부재(10)의 회수를 위한 인양로프(60)를 더 포함할 수 있다.

상기 인양로프(60)는 관로(1, 2)의 하류측을 향하는 상기 튜브부재(10)의 전단에 장착될 수 있다. 일 예로 상기 인양로프(60)는 튜브부재(10)의 전단에서 상기 공기연결관(20)과 연결되도록 장착될 수 있다.

그리고 상기 인양로프(60)는 물보다 상대적으로 비중이 낮은 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

즉 인양로프(60)의 비중을 1에 가까운 재질로 구성하여 튜브부재(10)가 하류측으로 이동하는 과정에서 인양로프(60)가 부상하거나 또는 수면을 따라 함께 이동되게 하면서 하류측 새들(3) 또는 맨홀(4)에서 육안으로 노출되게 함으로써 관리자로 하여금 용이하게 튜브부재(10)의 회수가 가능해지게 하는 것이다.

이때 상기 새들(3) 또는 맨홀(4)에서 인양로프(60)에 의한 튜브부재(10)의 회수 방식은 갈고리 형태의 기구나 자력을 이용한 인양 등 공지기술을 통해 다양하게 실시될 수 있는 바 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10 : 튜브부재 20 : 공기연결관
30 : 마찰세척포 40 : 카메라
50 : 조명모듈 60 : 인양로프
100 : 튜브본체 110 : 헤드
120 : 코일스프링 130 : 압력밸브
200 : 개폐밸브

Claims (9)

1. 외부로부터 공급되는 압축공기에 의해 선택적으로 팽창하여 관로의 내주연에 접하며, 상기 관로의 상류측에서 하류측으로 작용하는 수압에 의해 관로를 따라 이동하는 튜브부재;
   상기 튜브부재의 일단 및 타단 중 선택된 하나 이상에 각각 연결되어 튜브부재로 압축공기를 공급하거나 또는 압축공기를 배출하기 위한 공기연결관;
   상기 튜브부재의 외주연을 둘러싸도록 부착되는 마찰세척포; 및
   관로의 하류측을 향하는 상기 튜브부재의 전단에 장착되어 이동 중 관로에 대한 영상을 촬영하고, 촬영된 영상신호를 선택된 외부단말로 송신하거나 또는 내부에 구비되는 메모리에 저장하는 카메라;를 포함하되,
   상기 관로는,
   하수도관을 포함하는 비만관이며, 상기 튜브부재의 전단으로부터 이격되는 하류측에 일정한 수위를 형성하기 위한 수위조절위어가 장착되고,
   상기 카메라는,
   상기 수위조절위어에 의해 형성되는 수면이 함께 촬영된 영상을 송신 또는 저장하는 것을 특징으로 하는 팽창 튜브를 이용한 관 세척 및 조사 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 튜브부재는,
   내부의 중심에서 횡방향으로 설치되고 외형 변화에 연동하여 복원력을 제공하는 코일스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 튜브를 이용한 관 세척 및 조사 장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 튜브부재는,
   상기 압축공기의 공급량과 압력을 감지하고 설정된 압력보다 높을 경우 내부의 압축공기를 배출하는 압력밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 팽창 튜브를 이용한 관 세척 및 조사 장치.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   관로의 하류측을 향하는 상기 튜브부재의 전단에 장착되어 조명을 제공하는 조명모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 튜브를 이용한 관 세척 및 조사 장치.
   
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 관로는,
   하수도관을 포함하는 비만관이며, 상기 튜브부재의 전단으로부터 이격되는 하류측에 선택된 입경 이하의 준설토만이 통과되게 하는 메쉬망이 장착되는 것을 특징으로 하는 팽창 튜브를 이용한 관 세척 및 조사 장치.
   
8. 제 1항에 있어서,
   관로의 하류측을 향하는 상기 튜브부재의 전단에서 상기 공기연결관과 연결되도록 장착되는 인양로프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 튜브를 이용한 관 세척 및 조사 장치.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 인양로프는,
   물보다 상대적으로 비중이 낮은 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 팽창 튜브를 이용한 관 세척 및 조사 장치.

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