KR102580405B1 - 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상수도관 등의 관로에 퇴적된 이물질을 효율적으로 제거하면서 오염된 세척수만을 관로에서 차집된 상태로 이동한 후 분리 배출될 수 있게 하여 세척수에 의한 유량부하를 저감시킬 수 있는 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 관로의 세척구간에서 시작지점과 종료지점에 각각 상기 관로와 연결되는 유입구와 유출구를 형성하는 단계(S100); 상기 관로의 유입구를 통해 상호 이격되는 한 쌍의 패킹부재를 순차적으로 투입 및 팽창시켜 세척구간 내에서 상기 한 쌍의 패킹부재에 의한 차집공간이 형성되게 하는 단계(S200); 상기 한 쌍의 패킹부재를 종료지점까지 이동시키면서 상기 세척구간에 대한 세척을 실시하여 상기 차집공간으로 오염물질이 포함된 세척수가 차집되게 하는 단계(S300); 및 상기 세척구간의 종료지점에 형성된 유출구를 통해 상기 차집공간에 차집된 세척수를 배출시켜 별도 처리하는 단계(S400);를 포함하는 것이 특징이다.

Description

세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법{Pipeline cleaning method using collection of washing water}

본 발명은 상수도관 등의 관로에 퇴적된 이물질을 효율적으로 제거하면서 오염된 세척수만을 관로에서 차집된 상태로 이동한 후 분리 배출될 수 있게 하여 세척수에 의한 유량부하를 저감시킬 수 있는 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법에 관한 것이다.

일반적으로 지중에 매설된 관로(예를들어, 상수도관 등)는 다양한 방식의 세척장치를 이용하여 주기적으로 상수도관의 내벽에 퇴적 또는 부착된 이물질(스케일, 슬러지 등)을 제거하는 과정을 거친다.

이 경우 주로 우수한 신축성을 갖는 폴리우레탄(Poly Urethane) 재질의 피그를 상수도관에 투입하고 피그를 상수도관의 내부에서 이동시키면서 피그와 상수도관의 내벽과의 마찰에 의해 상수도관의 내벽에 퇴적된 이물질을 박리시켜 상수도관의 내부를 세척하는 방식이 사용된다.

구체적으로 피그를 이용한 상수도관 세척은 상수도관의 일측에 마련된 투입구에 피그를 삽입한 후 상수도관를 통해 압축공기 또는 고압의 가압수를 불어 넣어 피그를 상수도관을 따라 이동시키면서 상수도관의 내벽에 퇴적된 이물질을 제거한다.

그리고 상수도관의 내부에서 이동된 피그는 투입구로부터 소정거리 이격되고 상수도관의 타측에 마련된 배출구를 통해 배출된다.

이러한 피그 등을 이용한 관로의 세척 과정에서는 작업이 진행됨에 따라 실시간으로 세척수가 발생하게 되는데, 세정 작업의 속도에 따라 순간적으로 대량의 오염된 세척수를 배출하는 경우도 있다.

그러나 현재에는 대량의 고농도 세척수에 대한 마땅한 처리 방안이 없어 하수도가 보급된 지역의 경우 하수관에 연결시켜 방류하거나 하수관이 구비되지 않은 지역에서는 토양에 무단으로 방류하고 있는 실정이다.

특히 세척 과정에서 배출되는 고농도의 세척수에는 중금속 등이 포함되어 무단 방류 시 지하수의 오염뿐 아니라 수생태계에도 악영향을 미치게 되며, 하수관을 통한 방류는 하수처리장의 규모가 작을 경우 순간적으로 발생한 많은 세척수의 유입이 하수처리장에 악영향을 미치므로 항시 하수도에 투입하여 처리하기도 곤란하며, 순간적인 유량부하를 크게 하는 원인으로 작용하기 때문에 처리시설의 용량적인 부담을 줄 수 있다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0847514호(2008.07.21. 공고)

따라서, 본 발명의 목적은 상수도관 등의 관로에 퇴적된 이물질을 효율적으로 제거하면서 오염된 세척수만을 관로에서 차집된 상태로 이동한 후 분리 배출될 수 있게 하여 세척수에 의한 유량부하를 저감시킬 수 있는 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법을 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법(이하 "본 발명의 방법"이라 칭함)은, 관로의 세척구간에서 시작지점과 종료지점에 각각 상기 관로와 연결되는 유입구와 유출구를 형성하는 단계(S100); 상기 관로의 유입구를 통해 상호 이격되는 한 쌍의 패킹부재를 순차적으로 투입 및 팽창시켜 세척구간 내에서 상기 한 쌍의 패킹부재에 의한 차집공간이 형성되게 하는 단계(S200); 상기 한 쌍의 패킹부재를 종료지점까지 이동시키면서 상기 세척구간에 대한 세척을 실시하여 상기 차집공간으로 오염물질이 포함된 세척수가 차집되게 하는 단계(S300); 및 상기 세척구간의 종료지점에 형성된 유출구를 통해 상기 차집공간에 차집된 세척수를 배출시켜 별도 처리하는 단계(S400);를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 패킹부재는, 외부로부터 공급되는 압축공기에 의해 선택적으로 팽창하여 관로의 내주연에 접하며 상기 관로의 상류측에서 하류측으로 작용하는 수압에 의해 관로를 따라 이동하는 튜브와, 상기 튜브의 일단 및 타단에 각각 연결되고 개폐밸브가 마련되어 튜브로 압축공기를 공급하거나 또는 압축공기를 배출하기 위한 공기연결관을 포함하고, 상기 S200단계는, 상기 관로의 상류측 유체 흐름을 차단하고 상기 유입구를 통해 수축상태의 제 1패킹부재를 투입하는 단계(S201)와, 상기 제 1패킹부재의 튜브에 압축공기를 공급하여 튜브를 팽창시킨 후 상기 관로의 상류측 유체 흐름을 재개하며 수압이 작용함에 의해 상기 제 1패킹부재를 세척구간 내에서 전단으로 이동시키는 단계(S202)와, 상기 관로의 상류측 유체 흐름을 다시 차단하고 상기 유입구를 통해 수축상태의 제 2패킹부재를 투입하는 단계(S203) 및 상기 제 2패킹부재의 튜브에 압축공기를 공급하여 튜브를 팽창시키는 단계(S204)를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 S203 단계에서는, 상기 제 2패킹부재의 투입 전에 탄성 재질의 세척용 피그(Pig)를 세척구간으로 투입하여 상기 제 1패킹부재와 제 2패킹부재 사이에 상기 피그가 배치되게 하며, 상기 S300단계는, 상기 관로의 상류측 유체 흐름을 재개하여 수압이 작용함에 따라 상호 이격된 제 1패킹부재와 피그 및 제 2패킹부재를 상기 유출구 방향으로 이동시켜 상기 피그에 의한 세척구간의 세척이 진행되면서 세척수의 차집과 차집된 세척수의 이동이 함께 수행되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 한 쌍의 패킹부재 중 상류측을 향하는 후단의 제 2패킹부재는, 상기 튜브의 외주연을 둘러싸도록 부착되어 상기 관로의 내주연에 밀착되는 마찰세척포를 더 포함하고, 상기 S300단계는, 상기 관로의 상류측 유체 흐름을 재개하여 수압이 작용함에 따라 상호 이격된 제 1패창부재와 제 2패킹부재를 상기 유출구 방향으로 이동시키되, 상기 제 2패킹부재에 마찰세척포가 부착되어 상기 마찰세척포에 의한 세척구간의 세척이 진행되면서 세척수의 차집과 차집된 세척수의 이동이 함께 수행되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 패킹부재는, 상기 튜브의 내부 중심에서 횡방향으로 설치되고 외형 변화에 연동하여 복원력을 제공하는 코일스프링을 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 패킹부재는, 상기 튜브에 공급되는 압축공기의 공급량과 압력을 감지하고 설정된 압력보다 높을 경우 상기 튜브 내부의 압축공기를 배출하는 압력밸브를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 패킹부재는, 상기 관로의 하류측을 향하는 상기 튜브의 전단 또는 상류측을 향하는 상기 튜브의 후단에 장착되어 이동 중 관로에 대한 영상을 촬영하고 촬영된 영상신호를 내부에 구비되는 메모리에 저장하는 카메라 및 상기 관로의 하류측을 향하는 상기 튜브의 전단 또는 상류측을 향하는 상기 튜브의 후단에 장착되어 카메라의 영상 촬영 중 조명을 제공하는 조명모듈을 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 패킹부재는, 관로의 하류측을 향하는 상기 튜브의 전단에서 상기 공기연결관과 연결되도록 장착되고 물보다 상대적으로 비중이 낮은 재질로 구성되는 인양로프를 더 포함하는 것이 특징이다.

이처럼 본 발명의 방법은, 관로에 퇴적된 이물질을 효율적으로 제거하면서 오염된 세척수만을 관로에서 차집된 상태로 이동한 후 분리 배출될 수 있게 함으로써 고농도 세척수의 무단 방류에 따른 환경문제를 해결할 수 있음은 물론 순간적인 세척수의 대량 방류에 따른 유량부하를 최소화하여 후속 처리시설의 용량적인 부담을 저감시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 방법을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 피그(Pig)를 이용한 관로의 세척 방식을 나타내는 측단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 패킹부재를 이용한 관로의 세척 방식을 나타내는 측단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 패킹부재의 구성을 나타내는 측단면도.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관로의 단면 변화에 연동하는 패킹부재를 나타내는 측단면도.
도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 관로의 단면 변화에 연동하는 패킹부재를 나타내는 측단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라와 조명모듈을 나타내는 측단면도.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 패킹부재를 이용한 세척수의 차집 및 이동 과정을 나타내는 작동 상태도.

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.

본 발명의 방법은 상수도관 등의 관로(1)를 세척하는 과정에서 상대적으로 오염 물질이 다량 발생할 수 있는 특정 구간의 세척수를 차집하고, 이를 선택된 배출 구역으로 이동하여 분리 배출시킴으로써 고농도 세척수의 순간적인 대량 방류에 따른 유량부하가 저감될 수 있게 한다.

도 1을 참조하면 본 발명의 방법은 관로(1)의 세척구간에서 시작지점과 종료지점에 각각 상기 관로와 연결되는 유입구와 유출구를 형성하는 단계(S100)과, 상기 관로(1)의 유입구를 통해 상호 이격되는 한 쌍의 패킹부재(10)를 순차적으로 투입 및 팽창시켜 세척구간 내에서 상기 한 쌍의 패킹부재(10)에 의한 차집공간(A)이 형성되게 하는 단계(S200)를 포함한다.

그리고 본 발명의 방법은 관로(1)의 상기 한 쌍의 패킹부재(10)를 종료지점까지 이동시키면서 상기 세척구간에 대한 세척을 실시하여 상기 차집공간(A)으로 오염물질이 포함된 세척수가 차집되게 하는 단계(S300)와, 상기 세척구간의 종료지점에 형성된 유출구를 통해 상기 차집공간(A)에 차집된 세척수를 배출시켜 별도 처리하는 단계(S400)를 포함한다.

본 발명에서 언급되는 관로(1)는 상수의 압송이 이루어지는 상수도관일 수 있으며, 상기 S100단계 이전에 관로(1)의 상태, 관경, 관의 세척방법 등 오염물질 발생 정도를 파악하고 외부 저장(처리)장치의 수용능력 등을 감안하여 차집공간(A) 즉 한 쌍의 패킹부재(10) 간의 이격 거리를 결정할 수 있다.

먼저 상기 S100단계는 관로(1)의 세척구간에 유입구와 유출구를 각각 형성하는 과정으로, 이때 상기 유입구와 유출구는 본관보다 상대적으로 작은 구경을 가지고 본관에 연결되도록 설치되는 새들에 의해 형성될 수 있다.

상기 유입구와 유출구를 형성하기 위한 새들의 경우, 이하에서 설명하는 수축 상태의 패킹부재(10)가 원활히 통과될 수 있을 정도의 관경을 가져야 한다.

그리고 상기 유입구에 상기 패킹부재(10)를 투입하는 과정에서는 관로(1)의 상류측을 폐쇄시켜 상수의 압송을 일시적으로 차단해야 함은 당연하며, 상기 패킹부재(10)의 투입 및 팽창 후 상류측을 다시 개방시켜 투입된 패킹부재(10)에 대하여 수압이 작용되게 해야 한다.

상기 S200단계는 관로(1)의 세척구간에 대한 세척이 진행되는 과정에서 발생하는 세척수가 방류되지 않게 하면서 세척수의 차집이 이루어지게 하는 차집공간(A)을 형성하는 과정이다.

상기 S200단계에서는 상호 이격을 형성하는 한 쌍의 패킹부재(10)를 상기 유입구를 통해 순차적으로 투입 및 팽창시켜 차집공간(A)이 형성되게 할 수 있다.

이러한 한 쌍의 패킹부재(10)는 세척구간 내 이격된 위치에서 격벽으로 작용함으로써 상기 차집공간(A)이 전체 세척구간으로부터 분리되게 하는 것이다.

상기 튜브부재(10)는 세척구간에 있어 관로(1)의 상류측의 유입구로 투입될 수 있으며, 세척 과정이 종료된 후 하류측의 유출구를 통해 외부로 배출될 수 있다.

여기서 본 발명의 일 실시 예에 따른 패킹부재(10)는 외부로부터 공급되는 압축공기에 의해 선택적으로 팽창되어 관로(1)의 내주연에 접하며, 상기 관로(1)의 상류측에서 하류측으로 작용하는 수압에 의해 관로(1)를 따라 이동하는 튜브(100)와, 상기 튜브(100)에 연결되어 튜브(100)에 압축공기를 공급하거나 압축공기를 배출하기 위한 공기연결관(20)을 포함할 수 있다.

상기 튜브(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.

상기 튜브(100)에는 전단 및 후단의 중심에 각각 헤드(110)가 구비될 수 있다.

상기 전단 및 후단에 설치되는 헤드(110)에는 각각 유입관 또는 배출관이 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 공기연결관(20)은 상기 튜브(100)의 일단 및 타단에 각각 연결되고, 개폐밸브(200)가 마련되어 튜브(100)로 압축공기를 공급하거나 또는 공급된 압축공기를 배출시킬 수 있게 한다. 여기서 튜브(100)의 일단은 상기 패킹부재(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 튜브(100)는 관로(1)에 투입 시 후단측에 연결되는 공기연결관(20)을 통해 압축공기를 공급하여 팽창될 수 있으며, 관로(1)의 세착 작업 종점부에서는 전단측에 연결되는 공기연결관(20)을 통해 압축공기를 배출하여 수축될 수 있다.

즉 세척 대상 관로(1)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 튜브(100)에 주입한 후 개폐밸브(200)를 잠그고 공기연결관(20)의 연결을 끊은 상태에서 튜브(100)를 전진시킬 수 있게 되며, 튜브(100)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 튜브(100)에 공급할 수 있다. 또한 상기 공기연결관(20)에는 공급된 압축공기의 량과 압력을 확인할 수 있는 다양한 계측기기가 구비될 수 있다.

또한 상기 패킹부재(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 세척 과정이 종료된 후 튜브(100)의 회수를 위한 인양로프(60)를 더 포함할 수 있다.

상기 인양로프(60)는 관로(1)의 하류측을 향하는 상기 튜브(100)의 전단에 장착될 수 있다. 일 예로 상기 인양로프(60)는 튜브(100)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 튜브(10)가 하류측의 종점부로 이동하는 과정에서 인양로프(60)가 수중에서 뜬 상태가 유지되게 하여 종점부의 유출구 즉 하류측 새들에서 육안으로 노출되게 함으로써 관리자로 하여금 용이하게 튜브(100)의 회수가 가능해지게 하는 것이다.

이때 상기 새들에서 인양로프(60)에 의한 튜브(100)의 회수 방식은 갈고리 형태의 기구나 자력을 이용한 인양 등 공지기술을 통해 다양하게 실시될 수 있는 바 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

한편 패킹부재(10)를 이용하여 상기 S200단계를 수행하는 과정을 설명하자면, 먼저 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 관로(1)의 상류측 유체 흐름을 차단하고 상기 유입구를 통해 수축 상태의 제 1패킹부재(10-1)를 투입하는 단계(S201)를 수행한다.

그리고 도 7b에 도시된 바와 같이 투입된 상기 제 1패킹부재(10-1)에 압축공기를 공급하여 제 1패킹부재(10-1)의 튜브(100)를 팽창시킨 후 상기 관로(1)의 상류측 유체 흐름을 재개하며, 수압이 작용함에 의해 상기 제 1패킹부재(10-1)를 상기 세척구간 내에서 전단측 방향으로 이동시키는 단계(S202)를 수행한다.

그 다음 도 7c에 도시된 바와 같이 상기 제 1패킹부재(10-1)의 이동이 완료되면 상기 관로(1)의 상류측 유체 흐름을 다시 차단하고, 상기 유입구를 통해 수축 상태의 제 2패킹부재(10-2)를 투입하는 단계(S203)를 수행한다.

이후 도 7d에 도시된 바와 같이 상기 제 2패킹부재(10-2)의 튜브(100)에 압축공기를 공급하여 튜브(100)를 팽창시키는 단계(S204)를 포함함으로써, 상기 세척구간에서 상기 제 1패킹부재(10-1) 및 제 2패킹부재(10-2)가 상호 이격을 형성하도록 배치시켜 차집공간(A)이 형성될 수 있게 한다.

상기 차집공간(A)을 형성하는 제 1패킹부재(10-1) 및 제 2패킹부재(10-2)는 상기 관로(1)의 상류측 유체 흐름 재개에 따른 관로(1)의 세척 과정에서 상기 제 2패킹부재(10-2)의 후단으로 작용하게 되는 수압에 의하여 일체로 이동할 수 있다.

상기 S300단계는 상기 관로(1)의 세척구간을 세척하는 단계로, 일부 구간에서 세척작업에 의한 유속의 변화 등에 의해 오염이 약간 발생하였다 하더라고 간이처리 등으로 충분한 방류수질을 확보할 수 있다.

그러나 세척 작업에 따른 부산물인 스케일, 침전물 등으로 오염도가 심각한 특정 구간에서는 오염된 고농도의 세척수를 차집 및 분류하여 고급 처리가 요구되는 바, 본 발명에서는 상기 S200단계에서 한 쌍의 패킹부재(10)에 의해 본관으로부터 상기 차집공간(A)을 분리하고, 이러한 차집공간(A)을 이용하여 세척 과정에서 발생하는 오염된 세척수를 차집 및 저류하도록 한다.

이렇게 차집공간(A)에 차집된 고농도 세척수는 도 7e에 도시된 바와 같이 상기 한 쌍의 패킹부재(10)가 선택된 배출 구역인 유출구 즉, 종점부에 설치된 새들로 이동함에 따라 차집된 상태를 유지하면서 함께 이동할 수 있게 된다.

이때 상기 관로(1)에 대한 세척은 피그(Pig)나 산소 공급 등을 포함한 공지의 다양한 세척 공법을 적용하여 관로(1) 내벽에 퇴적 또는 부착된 이물질들을 박리시킬 수 있다.

일 예로 도 2에서는 피그(2)를 이용한 세척 방식을 도시하고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 피그(2)를 이용할 경우, 상기 S203 단계에서는 상기 제 2패킹부재(10-2)의 투입 전에 탄성 재질의 세척용 피그(2)를 세척구간으로 투입하여 제 1패킹부재(10-1)와 제 2패킹부재(10-2) 사이에 상기 피그(2)가 배치되게 할 수 있다.

이후 세척이 실시되는 S300단계에서는, 상기 관로(1)의 상류측 유체 흐름을 재개하여 수압이 작용함에 따라 상호 이격된 제 1패킹부재(10-1)와 피그(3) 및 제 2패킹부재(10-2)를 상기 유출구 방향으로 이동시키고, 상기 피그(2)의 진행에 의한 세척구간의 세척이 진행되면서 세척수의 차집과 차집된 세척수의 이동이 함께 수행될 수 있다.

이때 상기 피그(2)를 제외한 세척수의 차집을 목적으로 하는 제 1 및 제 2패킹부재(10-1, 10-2)는 차집공간(A)을 구분하는 마게(Plug)의 역할을 수행해야 하고, 관로(1) 내부를 이동하면서 관로(1) 벽면과 마찰을 유발하여 스케일 등에 의한 유체의 오염을 유발하지 않아야 한다.

특히 세척구간의 하류측에 위치하는 전단의 제 1패킹부재(10-1)는 관거 벽면과의 마찰을 최대한 억제하기 위하여 그 외경이 관로(1)의 내경보다 다소 작을 정도로 팽창되어야 함은 물론 제 1패킹부재(10-1)를 팽창시켰을 때 비중이 1에 가깝도록 제작되어야 하는 것이 바람직하다.

상기 피그(2)는 일반적인 피깅(Pigging) 세척 공법에서 배관 내부 스케일 등의 제거를 목적으로 이용되는 것으로, 관로(1)의 관경과 거의 동일하면서 어느 정도 연성을 지닌 포탄상 또는 구형태를 가질 수 있으며, 압력에 의해 관로(1)를 따라 이동할 수 있다.

본 발명에서는 상기 피그(2)의 외형을 한정하지 않으며, 상기 관로(1)의 내주연과의 표면 마찰이 작용할 수 있는 것이라면 어떠한 소재를 사용하여도 무방하다.

다른 예로서 본 발명에서는 상기 차집공간(A)을 형성하는 한 쌍의 패킹부재(10)를 활용하여 관로(1)에 대한 세척이 함께 수행되게 할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 한 쌍의 패킹부재(10) 중 상류측을 향하는 후단의 제 2패킹부재(10-2)는 튜브(100)의 외주연에 부착되어 상기 관로(1)의 내주연과의 표면 마찰을 이용하여 관로(1)의 세척이 실시되게 하는 마찰세척포(30)를 더 포함할 수 있다.

상기 마찰세척포(30)는 상기 제 2패킹부재(10-2)의 튜브(100) 외주연을 둘러싸도록 부착되어 상기 제 2패킹부재(10-2)의 튜브(100)가 상기 관로(1)에서 팽창할 경우 관로(1)의 내주연과 밀착된다.

이러한 마찰세척포(30)는 상기 제 2패킹부재(10-2)의 하류측 이동 과정에서 튜브(100)의 외주연에 대한 손상을 방지하면서 관로(1)의 내주연과의 마찰력이 작용되게 함으로써 관로(1)에 고착된 이물질 등이 박리 및 세척될 수 있게 한다.

상기 마찰세척포(30)은 상기 튜브(100)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.

그리고 본 실시 예에 따른 상기 S300단계는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 관로(1)의 상류측 유체 흐름을 재개하여 수압이 작용함에 따라 상호 이격된 제 1패킹부재(10-1)와 제 2패킹부재(10-2)를 유출구 방향으로 이동시키되, 상기 제 2패킹부재(10-2)에 마찰세척포(30)가 부착되어 상기 마찰세척포(30)에 의한 세척구간의 세척이 진행되게 하면서, 제 2패킹부재(10-2)에 의한 세척 과정에서 박리된 오염물질이 포함된 세척수가 상기 차집공간(A)에 차집 및 저류시킴과 더불어 차집된 세척수의 이동이 함께 수행될 수 있게 한다.

본 실시 예의 경우 마찬가지로 상기 제 1 및 제 2패킹부재(10-1, 10-2)가 세척수의 차집을 목적으로 하고 있으나 제 2패킹부재(10-2)가 pigging 기능을 수행해야 하므로, 제 2패킹부재(10-2) 만을 완전히 팽창시켜 관로(1)의 내주연에 밀착되게 하고, 제 1패킹부재(10-1)는 차집공간(A)을 구분하는 마게(Plug)의 역할로서 관로(1) 벽면과 마찰을 유발하여 스케일 등에 의한 유체의 오염을 유발하지 않아야 한다.

따라서 상기 제 1패킹부재(10-1)은 그 외경이 관로(1)의 내경보다 다소 작을 정도로 팽창되어야 함은 물론 제 1패킹부재(10-1)를 팽창시켰을 때 비중이 1에 가깝도록 제작되어야 하는 것이 바람직하다.

이처럼 본 실시 예의 경우, 일반적인 피깅(Pigging)공법에 사용되는 피그(2)가 불필요하기 때문에 피그를 적용시키기 위하여 관로(1)에 별도의 추가 시설을 설치할 필요가 없을 뿐 아니라, 패킹부재(10)를 활용하여 차집구간(A)에 대한 세척과 세척수의 차집 및 저류가 함께 실시될 수 있으므로, 관로(1)의 세척 과정이 단순 및 용이할 뿐 아니라 그에 따른 시공 시간을 단축시킬 수 있게 된다.

특히 아래의 [표 1]은 일반적인 피깅(Pigging) 공법에서 세척수의 보편적인 배출유량을 나타낸 것으로 실시간 발생 유량이 매우 많은 것을 알 수 있는데, 본 발명에서와 같이 차집에 의한 배출수의 구분과 저류에 의한 방법으로 용량적인 부담 완화 현상을 본다면, 예를 들어 직경 500mm관에 대하여 10m 구간을 차집 한다면 처리 용량이 2.0㎥이 넘지를 않는다.

이는 일시적으로 저류하여 위탁 처리하거나 관 세정 작업이 완료된 후 현지에서 고급처리를 수행하는 경우에도 용량적 부담이 최소화할 수 있는 바, 동일한 여과 시설로 처리하는 경우도 여과 속도를 극도로 낮춘다면 매우 양호한 수질의 처리수를 얻을 수 있게 된다.

관경(mm)	세척수 배출 유량
	(㎥/min)	(㎥/hr)
100	0.95	57
200	2.50	150
300	3.05	183
400	4.55	273
500	7.80	468
600	10.50	630

상기 S400단계는 상기 한 쌍의 패킹부재(10)에 의하여 상기 배출 구역으로 이동된 세척수를 분리 배출시켜 별도 처리하는 단계를 수행한다.

이때 상기 배출 구역은 세척구간의 종료지점에 형성되는 유출구 즉 하류측 새들이며, 배출된 세척수의 별도 처리의 경우 위탁 처리는 물론 관 세정 작업이 완료된 후 현지에서 고급처리 후 방류하는 방식 등을 포함할 수 있다.

고농도의 세척수는 상기 한 쌍의 패킹부재(10) 사이에 차집되는 것이므로, 전단의 패킹부재(10)가 유출구쪽에 도달하면 상류부의 밸브를 잠가서 유체의 흐름을 차단한 후, 도착한 패킹부재(10)의 압축공기를 배출시켜 수축 상태가 되게 하고, 수축된 전단의 패킹부재(10)를 반출하거나 존치한 상태에서 상기 유출구의 통수면을 확보하고 상류부의 밸브를 열어서 유체가 흐르게 하면 상기 유출구를 통해서 고농도의 세척수가 유출될 수 있다. 이 과정에서 세척수를 일시 저장하거나 고급처리하는 과정을 통해 방류하는 등의 별도 처리를 실시할 수 있다.

이후 상기 S400단계에서 오염된 고농도의 세척수가 배출되면, 동일한 방식으로 후단의 패킹부재(10)를 수축시킨 후 상기 유출구를 통해 한 쌍의 패킹부재(10)를 순차적으로 배출시킬 수 있다.

이 과정에서는 상술한 바와 같이 먼저 튜브(100)의 전단측에 장착된 인양로프(60)를 유출구에서 인양하고, 이에 연결된 전단측 공기연결관(20)의 개폐밸브(200)를 열어 상기 튜브(100)에 공급된 압축공기를 배출시켜 수축 상태가 유지되게 한 후 외부로 배출할 수 있다.

한편 본 발명의 패킹부재(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 튜브(10)의 내부 중심에서 횡방향으로 설치되고 외형 변화에 연동하여 복원력을 제공하는 코일스프링(120)과, 상기 튜브(100)로 공급되는 압축공기의 공급량과 압력을 감지하고 설정된 압력보다 높을 경우 튜브(100) 내부의 압축공기를 배출하는 압력밸브(130)를 더 포함할 수 있다.

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

도 5a에 도시된 바와 같이 상기 관로(1)는 곡관, 편락관, 밸 등에 의해 일부 구간에서 관경이 축소될 수 있는 바, 하류측으로 이동하는 팽창 상태의 튜브(100)가 관로(1)의 관경 변화에 연동하여 종방향으로 폭이 좁아지면서 횡방향을 따라 길이가 늘어날 수 있다.

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

또한 상기 팽창튜브(10)는 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 튜브(100)의 내부공간과 연통되어 튜브(100)의 압력을 전달받을 수 있는 부가튜브(140)를 마련하여, 튜브(100)의 단면 축소로 진행이 안 될 때 후방에서 가해지는 압력을 받아 튜브(100)의 단면을 축소시켜 진행을 할 수 있도록 하고, 관로(1)의 단면이 복원되면 튜브(100)의 단면을 복원시키는 기능을 부여할 수 있다.

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

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

이에 더하여 본 발명의 패킹부재(10)는 관로(1)에 대한 세척을 실시함에 있어 튜브(100)의 하류측 이동 과정에서 관로(1) 내부의 상태를 관찰할 수 있도록 카메라(40)와 조명모듈(50)을 더 포함할 수 있다.

상기 카메라(40)는 도 6에 도시된 바와 같이 관로(1)의 하류측을 향하는 상기 튜브(100)의 전단 또는 상류측을 향하는 튜브(100)의 후단에 장착되어 이동 중 관로(1)에 대한 전, 후방 영상을 촬영하고, 촬영된 영상신호를 내부에 구비되는 메모리에 저장할 수 있다.

세척 대상 관로(1)로서 상수도관(1)이 적용될 경우, 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)에서는 영상신호의 직접적인 송신보다는 내부 메모리에 영상을 저장하였다가 패킹부재(10)의 회수 후 메모리에 저장된 영상데이터를 확인 및 모니터링해야 함이 바람직하다.

상기 조명모듈(50)은 상기 관로(1)의 하류측을 향하는 상기 튜브(100)의 전단 또는 상류측을 향하는 튜브(100)의 후단에 장착되어 카메라(40)의 영상 촬영 중 조명을 제공한다. 이때 상기 조명모듈(50)은 상기 카메라(40)의 작동에 연동되어 조명을 제공하도록 작동될 수 있다.

상기 카메라(40) 및 조명모듈(50)은 상기 패킹부재(10)에 내장된 배터리에 의해 전원을 공급받아 구동될 수 있는 것으로, 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.

1 : 관로 2 : 피그
10 : 패킹부재 20 : 공기공급관
30 : 마찰세척포 40 : 카메라
50 : 조명모듈 60 : 인양로프
100 : 튜브 110 : 헤드
120 : 코일스프링 130 : 압력밸브

Claims (8)

1. 관로의 세척구간에서 시작지점과 종료지점에 각각 상기 관로와 연결되는 유입구와 유출구를 형성하는 단계(S100);
   상기 관로의 유입구를 통해 상호 이격되는 한 쌍의 패킹부재를 순차적으로 투입 및 팽창시켜 세척구간 내에서 상기 한 쌍의 패킹부재에 의한 차집공간이 형성되게 하는 단계(S200);
   상기 한 쌍의 패킹부재를 종료지점까지 이동시키면서 상기 세척구간에 대한 세척을 실시하여 상기 차집공간으로 오염물질이 포함된 세척수가 차집되게 하는 단계(S300); 및
   상기 세척구간의 종료지점에 형성된 유출구를 통해 상기 차집공간에 차집된 세척수를 배출시켜 별도 처리하는 단계(S400);를 포함하되,
   상기 패킹부재는,
   외부로부터 공급되는 압축공기에 의해 선택적으로 팽창하여 관로의 내주연에 접하며 상기 관로의 상류측에서 하류측으로 작용하는 수압에 의해 관로를 따라 이동하는 튜브와, 상기 튜브의 일단 및 타단에 각각 연결되고 개폐밸브가 마련되어 튜브로 압축공기를 공급하거나 또는 압축공기를 배출하기 위한 공기연결관을 포함하고,
   상기 S200단계는,
   상기 관로의 상류측 유체 흐름을 차단하고 상기 유입구를 통해 수축상태의 제 1패킹부재를 투입하는 단계(S201)와, 상기 제 1패킹부재의 튜브에 압축공기를 공급하여 튜브를 팽창시킨 후 상기 관로의 상류측 유체 흐름을 재개하며 수압이 작용함에 의해 상기 제 1패킹부재를 세척구간 내에서 전단으로 이동시키는 단계(S202)와, 상기 관로의 상류측 유체 흐름을 다시 차단하고 상기 유입구를 통해 수축상태의 제 2패킹부재를 투입하는 단계(S203) 및 상기 제 2패킹부재의 튜브에 압축공기를 공급하여 튜브를 팽창시키는 단계(S204)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 S203 단계에서는,
   상기 제 2패킹부재의 투입 전에 탄성 재질의 세척용 피그(Pig)를 세척구간으로 투입하여 상기 제 1패킹부재와 제 2패킹부재 사이에 상기 피그가 배치되게 하며,
   상기 S300단계는,
   상기 관로의 상류측 유체 흐름을 재개하여 수압이 작용함에 따라 상호 이격된 제 1패킹부재와 피그 및 제 2패킹부재를 상기 유출구 방향으로 이동시켜 상기 피그에 의한 세척구간의 세척이 진행되면서 세척수의 차집과 차집된 세척수의 이동이 함께 수행되는 것을 특징으로 하는 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 패킹부재 중 상류측을 향하는 후단의 제 2패킹부재는,
   상기 튜브의 외주연을 둘러싸도록 부착되어 상기 관로의 내주연에 밀착되는 마찰세척포를 더 포함하고,
   상기 S300단계는,
   상기 관로의 상류측 유체 흐름을 재개하여 수압이 작용함에 따라 상호 이격된 제 1패창부재와 제 2패킹부재를 상기 유출구 방향으로 이동시키되, 상기 제 2패킹부재에 마찰세척포가 부착되어 상기 마찰세척포에 의한 세척구간의 세척이 진행되면서 세척수의 차집과 차집된 세척수의 이동이 함께 수행되는 것을 특징으로 하는 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 패킹부재는,
   상기 튜브의 내부 중심에서 횡방향으로 설치되고 외형 변화에 연동하여 복원력을 제공하는 코일스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 패킹부재는,
   상기 튜브에 공급되는 압축공기의 공급량과 압력을 감지하고 설정된 압력보다 높을 경우 상기 튜브 내부의 압축공기를 배출하는 압력밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 패킹부재는,
   상기 관로의 하류측을 향하는 상기 튜브의 전단 또는 상류측을 향하는 상기 튜브의 후단에 장착되어 이동 중 관로에 대한 영상을 촬영하고 촬영된 영상신호를 내부에 구비되는 메모리에 저장하는 카메라 및 상기 관로의 하류측을 향하는 상기 튜브의 전단 또는 상류측을 향하는 상기 튜브의 후단에 장착되어 카메라의 영상 촬영 중 조명을 제공하는 조명모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 패킹부재는,
   관로의 하류측을 향하는 상기 튜브의 전단에서 상기 공기연결관과 연결되도록 장착되고 물보다 상대적으로 비중이 낮은 재질로 구성되는 인양로프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척배수의 차집을 이용한 관로 세척방법.

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