KR102611649B1 - 하수관로 보수장치 및 이를 이용한 하수관로 보수공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관로에 투입하여 하수관로의 손상부위에 보수재를 부착함으로써 하수관로의 손상부위를 보수할 수 있도록 한 하수관로 보수장치 및 이를 이용한 하수관로 보수공법에 관한 것으로서, 원통 형상의 프레임; 상기 프레임의 외주연을 감싸도록 설치되고, 내부로 주입되는 압축공기에 의해 팽창되는 패커; 상기 패커의 내부와 통하도록 설치된 공기주입관; 및 상기 프레임의 전단 및 후단에 각각 설치된 전방바퀴 및 후방바퀴;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관로 보수장치 및 이를 이용한 하수관로 보수공법을 개시한다.

Description

하수관로 보수장치 및 이를 이용한 하수관로 보수공법{Sewer pipe repair device and sewage pipe repair method using the same}

본 발명은 하수관로 보수장치 및 이를 이용한 하수관로 보수공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하수관로에 투입하여 하수관로의 손상부위에 보수재를 부착함으로써 하수관로의 손상부위를 보수할 수 있도록 한 하수관로 보수장치 및 이를 이용한 하수관로 보수공법에 관한 것이다.

하수관로에 보수장치를 투입하여 하수관로의 손상부위를 보수할 수 있도록 한 기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0588821호(2006.06.05. 등록)의 '균일 팽창이 가능한 패커를 구비하는 하수관로 부분보수장치'(이하, '선행기술'이라고 함)가 제시되어 있다.

상기 선행기술은, 원통 형상의 프레임; 및 상기 프레임의 외주면을 둘러싸도록 설치되고, 중앙부가 양단부에 비하여 오목하게 형성되어 압축공기의 유입에 의하여 상기 하수관로의 내주면에 균일하게 밀착되도록 팽창되는 패커: 및 바퀴 유니트를 구비하고, 상기 바퀴 유니트는 상기 프레임의 중심이 하수관로의 중심과 일치되도록 하는 중심일치수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 균일 팽창이 가능한 패커를 구비하는 하수관로 부분 보수장치를 제시하고 있다.

[문헌 1] 대한민국 등록특허공보 제10-0588821호(2006.06.05. 등록)

본 발명은 하수관로의 손상부위를 견고하게 밀봉하여 보수할 수 있도록 하되, 하수관로에 보수장치의 투입 시 보수장치의 외주연 위치가 자동 정렬되게 함으로써 보수재를 정확한 위치에 부착할 수 있으며, 보수재의 부착 전 하수관로의 내부를 이물질 제거 및 건조할 수 있게 함으로써 보수재를 더욱 견고하게 부착할 수 있도록 한 하수관로 보수장치 및 이를 이용한 하수관로 보수공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치는, 원통 형상의 프레임; 상기 프레임의 외주연을 감싸도록 설치되고, 내부로 주입되는 압축공기에 의해 팽창되는 패커; 상기 패커의 내부와 통하도록 설치된 공기주입관; 및 상기 프레임의 전단 및 후단에 각각 설치된 복수의 전방바퀴 및 복수의 후방바퀴;를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 프레임의 하부에 장착되어 하수관로에 보수장치의 투입 시 보수장치의 외주연 위치가 자동 정렬되게 하는 중량체를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 중량체는 원호 형상의 단면을 갖는 판재로 이루어져 상기 프레임의 내측에 결합되되, 상기 프레임과 대응되는 길이를 갖도록 구성되어 프레임의 전단 및 후단에 용접 결합된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 중량체는 스테인리스로 이루어지거나, 비중이 높은 금속소재에 방청 도료를 코팅한 구조로 이루어진다.

본 발명의 실시예에서, 상기 프레임에 장착된 에어서큘레이터를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 프레임의 전단에 프레임의 중심을 가로지르도록 장착된 전방브래킷; 상기 프레임의 후단에 프레임의 중심을 가로지르도록 장착된 후방브래킷; 및 전단이 상기 전방브래킷의 중앙에 결합되고, 후단이 상기 프레임의 후단을 향해 연장된 공기공급관;을 더 포함하고, 상기 에어서큘레이터는 상기 공기공급관에 결합되되, 상기 공기공급관을 통해 공급된 압축공기에 의해 작동되는 공압 구동식 에어서큘레이터로 이루어진다.

본 발명의 실시예에서, 상기 에어서큘레이터는, 상기 공기공급관의 전단에 결합된 결합부; 상기 결합부의 전방에 회전 가능하게 결합된 것으로서, 중앙의 보스와, 상기 보스의 둘레를 따라 배열된 다수의 블레이드를 포함하는 프로펠러; 상기 프로펠러를 수용하는 것으로서, 적어도 전면이 그릴로 된 케이싱; 상기 프로펠러의 각 블레이드에 형성된 공기토출공; 및 상기 공기토출공과 상기 공기공급관이 통하도록 상기 결합부와 프로펠러의 내부에 형성된 공기통로;를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 공기주입관 및 공기공급관과 연결되어 상기 패커 및 에어서큘레이터에 열풍을 공급하는 열풍기를 더 포함한다.

한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수공법은, 상기 보수장치를 준비하는 보수장치 준비 단계; 강화섬유에 아크릴계 수지 및 경화제가 함침된 제1보수재를 상기 보수장치의 패커 외주연에 감싸는 제1보수재 배치 단계; 상기 제1보수재의 표면에 고무 재질로 된 제2보수재를 배치하는 제2보수재 배치 단계; 상기 보수장치를 하수관로에 투입하여 하수관로의 손상부위 부근에 상기 에어서큘레이터가 배치되도록 보수장치를 배치하는 보수장치 투입 단계; 상기 에어서큘레이터와 열풍기를 작동시켜 하수관로에서 손상부위 부근의 건조, 가열 및 이물질 제거 작업을 진행하는 에어 서큘레이션 단계; 하수관로의 손상부위에 상기 제2보수재가 마주하도록 상기 보수장치를 이동시키는 보수장치 세팅 단계; 상기 공기주입관을 통해 상기 패커에 공기를 주입하여 패커를 팽창시킴으로써 상기 제1보수재 및 제2보수재를 하수관로의 내주연에 밀착시키는 보수재 부착 단계; 및 상기 제1보수재를 경화시키는 경화 단계;를 포함한다.

본 발명에 의하면, 하수관로에 보수장치의 투입 시 중량체에 의해 보수장치의 외주연 위치가 자동 정렬됨으로써 보수재를 정확한 위치에 부착할 수 있는 효과가 있다.

또한, 보수재의 부착 전 에어서큘레이터를 이용하여 하수관로의 내부를 이물질 제거 및 건조할 수 있음으로써 보수재를 더욱 견고하게 부착할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수공법에 의하면, 하수관로의 내주연이 매끄럽지 못하더라도 제2보수재가 하수관로의 손상부위 주변에 견고하게 밀착될 수 있으며, 하수관로가 폴리에틸렌(PE : polyethylene), 폴리염화비닐(PVC : Polyvinyl Chloride) 등의 재질로 이루어지더라도 제2보수재가 하수관로의 손상부위 주변에 견고하게 밀착될 수 있는 효과가 있다.

또한, 불명의 침입수(하수관로에 생긴 누수로 인해 유입된 물)의 경우 라이닝만으로 지수역할을 할 수 있는 현장이 제한적이나, 본 발명의 하수관로 보수공법에 의하면 부틸고무로 된 제2보수재의 사용으로 침입수를 효과적으로 차단할 수 있는 효과가 있다.

또한, 하수관로의 손상부위 중 빈 공간(공동)이 있는 경우 얇은 두께의 라이닝은 손상구멍으로 인입되기 때문에 보수가 어려운 문제가 있으나, 본 발명의 경우 손상구멍을 부틸고무로 된 제2보수재가 충진하여 보수할 수 있는 효과가 있다. 특히, 하수관로가 콘크리트일 경우에는 라이닝만으로도 부착성이 우수하나, 라이닝과 동종의 합성수지(PE 계열) 연성관 등에서는 부틸고무로 된 제2보수재를 사용할 경우 양측 간의 부착력이 양호하여 지수효과가 더욱 증대되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치의 측면 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치의 후면 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치의 정면 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치가 하수관로에 투입된 상태를 나타낸 정면 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치에 에어서큘레이터가 구비된 상태를 나타낸 측면 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치에서 에어서큘레이터의 정면 구성도.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치에 열풍기가 구비된 상태를 나타낸 측면 구성도.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수공법의 흐름도.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수공법을 단계적으로 나타낸 측면 구성도.
도 15는 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수공법에 의해 보수가 완료된 하수관로를 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

다만, 첨부된 도면은 요부에 관한 설명의 편의를 위해 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시될 수 있고, 설명에 사용되는 용어 및 명칭은 사전적인 의미가 아닌 구성의 형상이나 작용, 역할 등에 의해 함축적으로 정해질 수 있으며, 방향에 관한 설명은 최초로 제시된 도면으로부터 최초로 제시한 방향을 기준으로 결정되며, 위치에 관한 설명은 각 구성의 중간 또는 원의 중심을 기준으로 내외가 결정된다.

그리고 선등록된 공지기술 및 통상적 기술에 대한 구체적인 설명은 요지를 흐릴 수 있어 생략 또는 간단한 부호나 명칭으로 대체한다. 또한, 도면을 통해 식별할 수 있는 구성의 구체적인 구조, 형상, 모양, 배치, 크기, 등과, 도면을 통해 유추할 수 있는 구성의 작동 및 그에 따른 작용효과 등도 요지를 흐릴 수 있어 상세한 설명을 생략할 수 있고, 구성 간의 결합을 위해 적용되는 볼트, 용접부위, 구멍 등은 요지를 흐릴 수 있어 도면에서 생략할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치의 측면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치의 후면 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치의 정면 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치가 하수관로에 투입된 상태를 나타낸 정면 구성도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치에 에어서큘레이터가 구비된 상태를 나타낸 측면 구성도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치에서 에어서큘레이터의 정면 구성도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치에 열풍기가 구비된 상태를 나타낸 측면 구성도이다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수장치는, 원통 형상의 프레임(100); 상기 프레임(100)의 외주연을 감싸도록 설치되고, 내부로 주입되는 압축공기에 의해 팽창되는 패커(200); 상기 패커(200)의 내부와 통하도록 설치된 공기주입관(300); 상기 프레임(100)의 전단 및 후단에 각각 설치된 전방바퀴(400) 및 후방바퀴(500); 상기 프레임(100)의 하부에 장착된 중량체(600); 및 상기 프레임(100)에 장착된 에어서큘레이터(700);를 포함하여 이루어진다.

상기 프레임(100)은 전후로 연장된 파이프 형태로 이루어진다. 프레임(100)의 직경 및 길이는 하수관로(1)의 내경 및 손상부위(2, 도 10 참조)의 크기에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

상기 패커(200)는 고무와 같이 신축성이 우수한 재질로 이루어진다. 이에 따라 상기 패커(200)는 상기 공기주입관(300)을 통해 내부로 주입되는 압축공기에 의해 팽창되어 하수관로(1)의 내주연을 가압하게 된다.

상기 공기주입관(300)은 가느다란 파이프 형태로 이루어진다. 상기 공기주입관(300)은 상기 프레임(100)의 내측에 배치되되, 그 전단이 상기 패커(200)의 내부와 통하도록 프레임(100)에 고정되고, 후단이 프레임(100)의 후단을 향해 연장된다. 이때 공기주입관(300)의 후단은 압축공기 주입용 호스를 용이하게 접속할 수 있도록 프레임(100)의 후방으로 다소 돌출되게 배치될 수 있다.

상기 전방바퀴(400)는 상기 프레임(100)의 전방으로 돌출되게 설치되고, 상기 후방바퀴는(500)는 상기 프레임(100)의 후방으로 돌출되게 설치된다. 전방바퀴(400) 및 후방바퀴(500)는 도시된 바와 같이 각각 셋 이상이 구비되어 상기 프레임(100)의 둘레를 따라 등간격을 이루도록 설치될 수 있다. 이에 따라 보수장치(10)는 하수관로(1)로 투입 시 상기 각 전방바퀴(400)와 각 후방바퀴(500)가 하수관로(1)의 내주연과 접하여 회전됨에 따라 하수관로(1) 내에서 원활하게 이동될 수 있다.

필요에 따라 상기 전방바퀴(400) 및 후방바퀴(500)는 각각 2개가 구비되어 프레임(100)의 하부에 설치될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 보수장치(10)의 무게중심이 하부에 위치하게 됨으로써, 상기 전방바퀴(400) 및 후방바퀴(500)가 후술할 중량체(600)와 함께 보수장치(10)의 외주연 위치가 자동 정렬되게 하는 기능을 하게 된다.

상기 중량체(600)는 상기 프레임(100)의 하부에 장착됨으로써 보수장치(10)의 무게중심이 프레임(100)의 중심에서 편심되게 한다. 즉, 상기 중량체(600)는 보수장치(10)의 하부가 상부보다 무거운 구조를 갖게 함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 보수장치(10)를 하수관로(1)에 투입할 때에 중량체(600)가 설치된 보수장치(10)의 하부가 하수관로(1)의 하부를 향하도록 배치되도록 보수장치(10)의 외주연 위치가 자동 정렬되게 한다.

특히, 보수장치(10)를 하수관로(1)에 투입할 때에 하수관로(1) 내벽의 굴곡이나 바닥에 쌓인 슬러지 등에 의해 보수장치(10)가 회전되면서 패커(200)에 배치된 보수재(특히 제2보수재(30), 도 9 참조)가 하수관로(1)의 손상부위(2)를 벗어나게 될 수 있는데, 상기 중량체(600)에 의하면 보수장치(10)의 투입과정에서 보수장치(10)가 굴곡이나 슬러지 등에 의해 회전되더라도 중량체(600)의 무게에 의해 보수장치(10)가 곧바로 자동 정렬될 수 있다.

또한, 상기와 같은 구조에 의하면, 보수장치(10)를 하수관로(1)에 투입할 때에 도 4에 도시된 바와 같이 상기 패커(200)의 외주연을 감싸도록 배치된 보수재(20)의 양단부가 겹쳐지는 구간(21)이 하수관로(1)의 손상부위(2)에 배치되도록 보수재(20)의 위치를 설정할 수 있음으로써, 하수관로(1)의 손상부위(2)를 더욱 견고하게 보수할 수 있다. 즉, 일반적으로 패커(200)의 외주연을 감싸도록 배치되는 보수재(20)는 약 2 내지 4㎜의 두께를 갖는데, 본 발명에 의하면 상기 보수재(20)의 양단부가 겹쳐지는 구간(21)을 하수관로(1)의 손상부위(2)에 배치할 수 있음으로써 손상부위(2)를 약 4 내지 8㎜ 두께의 보수재(20)로 보수하는 효과를 가질 수 있는 것이다.

상기 중량체(600)는 원호 형상의 단면을 갖는 판재로 이루어져 상기 프레임(100)의 내측에 결합되되, 상기 프레임(100)의 축방향 길이와 대응되는 길이를 갖도록 구성되어 프레임(100)의 전단 및 후단에 용접 결합된다.

상기 중량체(600)는 스테인리스와 같이 내식성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 비중이 높은 금속소재에 방청 도료를 코팅한 구조로 이루어질 수 있다.

필요에 따라 상기 중량체(600)는 상기 프레임(100)의 둘레를 따라 위치조절이 가능하게 장착될 수 있다. 이때, 상기 중량체(600)는 볼트체결 방식으로 프레임(100)에 장착되되 프레임(100)에 둘레를 따라 중량체(600)의 고정을 위한 볼트가 선택적으로 체결될 수 있는 다수의 암나사를 형성함으로써 위치조절이 가능한 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 중량체(600)는 상기 프레임(100)에 부착되는 자석을 포함하거나, 중량체(600) 자체가 자석으로 이루어짐으로써 위치조절이 가능한 구조를 가질 수 있다.

상기 에어서큘레이터(700)는 프로펠러(720)의 회전에 의해 바람을 일으킴으로써 하수관로(10) 내부의 먼지 등 이물질을 날려 제거하고 하수관로(10)의 내주연을 건조시키게 된다.

상기 에어서큘레이터(700)는 상기 프레임(100)의 전방 또는 후방, 또는 프레임(100)의 내측에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 상기 에어서큘레이터(700)는 상기 프레임(100)의 전방에 설치된다. 그리고 도 3에 도시된 바와 같이 상기 프레임(100)의 전단에는 프레임(100)의 중심을 가로지르도록 배치된 전방브래킷(800)이 장착되고, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 프레임(100)의 후단에는 프레임(100)의 중심을 가로지르도록 배치된 후방브래킷(900)이 장착되며, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 프레임(100)의 내측에는 전단이 상기 전방브래킷(800)의 중앙에 결합되고 후단이 상기 프레임(100)의 후단을 향해 연장된 공기공급관(1000)이 설치된다. 이때, 상기 에어서큘레이터(700)는 상기 공기공급관(1000)에 결합되되, 상기 공기공급관(1000)을 통해 공급된 압축공기에 의해 작동되는 공압 구동식 에어서큘레이터로 이루어진다. 상기 에어서큘레이터(700)는 나사체결 방식 또는 파이프 피팅(pipe fitting)을 이용한 연결 방식에 의해 상기 공기공급관(1000)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

상기 공압 구동식 에어서큘레이터의 일례로서 본 발명의 에어서큘레이터(700)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 공기공급관(1000)의 전단에 결합된 결합부(710); 상기 결합부(710)의 전방에 회전 가능하게 결합된 것으로서, 중앙의 보스(721)와, 상기 보스(721)의 둘레를 따라 배열된 다수의 블레이드(722)를 포함하는 프로펠러(720); 상기 프로펠러(720)를 수용하는 것으로서, 적어도 전면이 그릴로 된 케이싱(730); 상기 프로펠러(720)의 각 블레이드(722)에 형성된 공기토출공(740); 및 상기 공기토출공(740)과 상기 공기공급관(1000)이 통하도록 상기 결합부(710)와 프로펠러(720)의 내부에 형성된 공기통로(750);를 포함하여 이루어진다.

상기 결합부(710)와 상기 보스(721)는 베어링을 매개로 상호 결합됨으로써 상기 프로펠러(720)가 결합부(710)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 공기토출공(740)은 상기 프로펠러(720)가 회전될 방향의 반대 방향으로 압축공기를 토출하도록 형성된다. 결국, 상기 프로펠러(720)는 상기 공기토출공(740)을 통해 압축공기 토출될 때에 발생하는 반작용에 의해 회전하게 된다. 상기 공기토출공(740)은 각 블레이드(722)에 하나 또는 둘 이상이 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 보수장치(10)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 공기주입관(300) 및 공기공급관(1000)과 연결되어 상기 패커(200) 및 에어서큘레이터(700)에 열풍을 공급하는 열풍기(1300)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 열풍기(1300)는 기다란 호스(1400)에 의해 상기 공기주입관(300) 및 공기공급관(1000)과 각각 연결된다. 이에 따라 열풍기(1300)는 상기 프레임(100), 패커(200), 공기주입관(300), 에어서큘레이터(700), 공기공급관(1000) 등 보수장치(10)의 본체에 해당하는 부분이 하수관로(1)에 투입된 상태에서 지상에 배치된다.

상기 열풍기(1300)의 일측에는 상기 패커(200) 및 에어서큘레이터(700)에 압축공기를 주입하기 위한 컴프레서(1500)가 연결되며, 열풍기(1300)의 타측에는 상기 공기주입관(300) 및 공기공급관(1000)과 각각 연결된 호스(1400)를 열풍기(1300)와 연결하는 분배기(1600)가 연결된다.

그리고 상기 공기주입관(300) 및 공기공급관(1000)과 연결된 각 호스(1400)에는 각각 밸브(1700)가 설치되어 공기주입관(300) 및 공기공급관(1000)에 선택적으로 압축공기 및 열풍을 공급할 수 있게 구성된다.

상기와 같은 구성에 의하면, 상기 에어서큘레이터(700) 및 열풍기(1300)를 이용하여 하수관로(1) 내를 가열할 수 있으며, 아울러 열풍기(1300)를 이용하여 상기 패커(200)에 고온의 압축공기를 주입할 수 있음으로써, 겨울철 등 기온이 낮을 때에도 하수관로(1)의 내측 표면 온도를 높인 후 패커(200)에 주입된 고온의 압축공기로 보수재를 가열하면서 보수재를 원활하게 부착 및 경화시킬 수 있다.

한편, 상기 공기주입관(300)의 후단과 상기 공기공급관(1000)의 후단은 도시된 바와 같이 아무런 지지를 받지 않는 구조, 즉 자유단 구조로 설치될 수 있으며, 필요에 따라 안정적으로 지지될 수 있도록 상기 후방브래킷(900)에 고정되는 구조로 설치될 수 있다.

본 발명의 보수장치(10)는 하수관로(1)에 투입 시 로프를 걸어 보수장치(10)를 전후로 견인하기 위한 전방견인고리(1100) 및 후방견인고리(1200)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 전방견인고리(1100)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 전방브래킷(800)의 중앙 또는 상기 에어서큘레이터(700)의 전면 중앙에 결합되고, 상기 후방견인고리(1200)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 후방브래킷(900)의 중앙에 결합될 수 있다. 상기 전방견인고리(1100)는 상기 에어서큘레이터(700)가 보수장치(10)에 장착된 상태일 경우 에어서큘레이터(700)의 전면 중앙에 결합되고, 에어서큘레이터(700)가 보수장치(10)에서 분리된 상태일 경우 상기 전방브래킷(800)의 중앙에 결합될 수 있다.

상기와 같은 구조에 의하면, 상기 전방견인고리(1100) 및 후방견인고리(1200)가 보수장치(10)의 전방 중앙 및 후방 중앙에 각각 배치됨으로써 보수장치(10)를 전후로 원활하게 견인할 수 있다.

한편, 필요에 따라 상기 전방견인고리(1100) 및 후방견인고리(1200)는 상기 전방브래킷(800) 및 후방브래킷(900)의 단부에 각각 설치되거나, 상기 프레임(100)의 전면 및 후면에 각각 설치됨에 따라 보수장치(10)의 중앙을 벗어나게 배치될 수 있다. 이때, 전방견인고리(1100) 및 후방견인고리(1200)는 도 7에 도시된 바와 같이 보수장치(10)의 상부에 상호 전후로 일직선상에 배치(즉, 보수장치에 대한 상하좌우 위치가 동일)됨으로써, 로프를 이용한 보수장치(10)의 견인 시 보수장치(10)의 전방 및 후방에 작용하는 견인력이 어긋나지 않되 상기 중량체(600)에 의해 보수장치(10)의 외주연 위치가 더욱 원활하게 정렬될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이하, 도 8 내지 도 15를 더 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수공법을 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수공법의 흐름도이고, 도 9 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수공법을 단계적으로 나타낸 측면 구성도이며, 도 15는 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수공법에 의해 보수가 완료된 하수관로를 나타낸 단면도이다.

도 8 내지 도 15에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 하수관로 보수공법은, 크게 보수장치 준비 단계(S10), 제1보수재 배치 단계(S20), 제2보수재 배치 단계(S30), 보수장치 투입 단계(S40), 에어 서큘레이션 단계(S50), 보수장치 세팅 단계(S60), 보수재 부착 단계(S70) 및 경화 단계(S80)를 포함하여 이루어진다.

상기 보수장치 준비 단계(S10)는, 원통 형상의 프레임(100)과, 상기 프레임(100)의 외주연을 감싸도록 설치되고 내부로 주입되는 압축공기에 의해 팽창되는 패커(200)와, 상기 패커(200)의 내부와 통하도록 설치된 공기주입관(300)과, 상기 프레임(100)의 전단 및 후단에 각각 셋 이상이 구비되어 프레임(100)의 둘레를 따라 등간격을 이루며 설치된 전방바퀴(400) 및 후방바퀴(500)와, 상기 프레임(100)의 하부에 장착되어 하수관로(1)에 보수장치(10)의 투입 시 보수장치(10)의 외주연 위치가 자동 정렬되게 하는 중량체(600)와, 상기 프레임(100)에 장착된 에어서큘레이터(700)와, 상기 패커(200) 및 에어서큘레이터(700)에 열풍을 공급하는 열풍기(1300)를 포함하는 보수장치(10)를 준비하는 단계이다.

상기 제1보수재 배치 단계(S20)는 도 9에 도시된 바와 같이, 강화섬유에 아크릴계 수지 및 경화제가 함침된 제1보수재(20)를 상기 보수장치(10)의 패커(200) 외주연에 감싸는 단계이다.

이 단계는 상기 강화섬유를 규격에 맞추어 배치하는 공정과, 상기 아크릴계 수지 및 경화제를 상기 강화섬유에 도포한 후 헤라 등의 공구로 아크릴계 수지 및 경화제를 강화섬유에 균일하게 펴 바름으로써 제1보수재(20)를 제작하는 공정과, 상기 제1보수재(20)를 상기 보수장치(10)의 패커(200) 외주연을 감싸도록 배치하는 공정으로 구성될 수 있다.

여기서 상기 강화섬유는 상기 제1보수재(20)의 보강재로 사용되는 것으로서 유리 섬유로 이루어지는 것이 바람직하며, 필요에 따라 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유 등이 단독 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.

상기 아크릴계 수지는 상기 제1보수재(20)에 함유되어 제1보수재(20)가 하수관로(1)의 내주연에 접착될 수 있도록 제1보수재(20)에 접착력을 부여하게 된다. 상기 아크릴 수지와 상기 경화제는 2:1의 비율로 혼합되어 상기 감화섬유에 함침되는 것이 바람직하다.

상기 제2보수재 배치 단계(S30)는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1보수재(20)의 표면에 고무 재질로 된 제2보수재(30)를 배치하는 단계이다.

상기 제2보수재(30)는 하수관로(1)에서 균열이 발생하거나 파손되어 보수가 필요한 손상부(2)의 주위에 밀착되어 손상부(2)를 밀봉하게 되는 것으로서, 바람직하게는 1 내지 2㎜ 두께 또는 그 이상 두께의 부틸고무 시트로 이루어질 수 있다. 1mm 이하 두께의 부틸고무 시트는 그 재료특성상 찢겨서 부착될 우려가 많다. 상기 제2보수재(30)의 재질로서 부틸고무를 적용할 경우 그 기밀성 및 내후성이 우수한 제2보수재(30)가 제공될 수 있어서 매우 바람직하다. 실제로 본 발명의 발명자가 여러 조건에서 다수 반복된 테스트해 본 결과에 의하면, 부틸고무 시트를 사용할 경우 유연하고 끈적끈적하게 달라붙게 되는 연성의 성질을 갖고 있어서 플라스틱 관, 특히 PE로 된 연성의 관에 보수재로 사용시에 연성 관의 누수부위 구멍 인입 부위에도 유연하게 형합되면서 충진되는 역할을 할 수 있게 되어 종래에 비해 지수 표면적을 높일 수 있게 된다.

지수 작업 환경에 의한 필요에 따라서는 상기 부틸고무 외에 천연고무, 실리콘 고무 등 다양한 종류의 고무 재질을 제2보수재(30)로 적용하여도 될 것이다.

상기 제2보수재(30)의 형상은 하수관로(1)의 손상부위(2) 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 손상부위(2)의 형상이 하수관로(1)의 내주연 일측에 천공된 구멍 형태일 경우 상기 제2보수재(30)는 상기 구멍을 덮을 수 있도록 패치(patch) 형태로 형성될 수 있으며, 상기 손상부위(2)의 형상이 하수관로(1)의 내주연을 따라 연장된 균열 형태일 경우 상기 제2보수재(30)는 상기 균열을 감쌀 수 있도록 상기 제1보수재(20)의 외주연을 감싸는 원형의 띠 형태로 형성될 수 있다.

한편, 보수장치(10)의 중량체(600)가 프레임(100)의 둘레를 따라 위치조절이 가능하게 장착될 경우 상기 제2보수재 배치 단계(S30)는, 상기 제1보수재(20)의 표면에서 상기 패커(200)의 팽창력이 강하게 작용하는 부위에 상기 제2보수재(30)를 배치하는 공정과, 보수장치(10)를 하수관로(1)에 투입할 때에 상기 제2보수재(30)가 손상부위(2)와 마주하는 위치에 보수장치(10)가 정렬되도록 상기 중량체(600)를 상기 프레임(100)에 장착하는 공정을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 패커(200)의 표면은 상기 공기주입관(300)과의 거리 차이에 따라 팽창력이 차이가 발생할 수 있으며, 제작 시의 두께 편차나 노후화 등의 요인에 의해서도 부분적으로 팽창력의 차이가 발생할 수 있다. 그런데 본 발명에 의하면, 패커(200)의 팽창력이 강하게 작용하는 부분에 제2보수재(30)를 배치하고, 상기 제2보수재(30)가 하수관로(1)의 손상부위(2)와 마주할 수 있도록 중량체(600)를 배치함으로써 제2보수재(30)를 손상부위(2) 주변에 더욱 견고하게 부착할 수 있는 것이다.

상기 보수장치 투입 단계(S40)는 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 보수장치(10)를 하수관로(1)에 투입하여 하수관로(1)의 손상부위(2) 부근에 상기 에어서큘레이터(700)가 배치되도록 보수장치(10)를 배치하는 단계이다.

이 단계는 상기 전방견인고리(1100) 및 후방견인고리(1200)에 전방견인로프(1800) 및 후방견인로프(1900)를 각각 결속하는 단계와, 상기 전방견인로프(1800)를 보수할 하수관로(1) 및 이 하수관로(10)를 사이에 두고 배치된 두 맨홀(3)을 통과하도록 배치하는 단계와, 상기 전방견인로프(1800) 및 후방견인로프(1900)를 각각 당기거나 풀어주면서 상기 보수장치(10)를 하수관로(1)에 투입하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 에어 서큘레이션 단계(S50)는 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 에어서큘레이터(700)와 열풍기(1300)를 작동시켜 하수관로(1)에서 손상부위(2) 부근의 건조, 가열 및 이물질 제거 작업을 진행하는 단계이다.

이 단계는 상기 공기공급관(1000)을 통해 상기 에어서큘레이터(700)에 고온의 압축공기를 공급함으로써 에어서큘레이터(700)를 작동시키되, 상기 열풍기(1300)를 가동시켜 에어서큘레이터(700)에서 고온의 공기가 토출되게 하는 공정으로 구성될 수 있다.

이 단계에서는 상기 에어서큘레이터(700)와 열풍기(1300)를 가동하여 하수관로(1)의 내부 온도를 20 내지 24℃로 조성해주는 것이 바람직하며, 이에 의하면 이후에 진행되는 보수재 부착 단계(S70)에서 보수재의 점착성 및 경화성이 양호하게 확보될 수 있다.

상기 보수장치 세팅 단계(S60)는 도 13에 도시된 바와 같이, 하수관로(1)의 손상부위(2)에 상기 제2보수재(30)가 마주하도록 상기 보수장치(10)를 이동시키는 단계이다.

이 단계에서는 상기 에어 서큘레이션 단계(S50) 이후에 상기 전방견인로프(1800) 및 후방견인로프(1900)를 각각 당기거나 풀어주면서 보수장치(10)를 좀 더 전진시킴으로써 하수관로(10)의 손상부위(2)에 상기 제2보수재(30)가 정확하게 부착될 수 있도록 보수장치(10)의 위치를 조정하게 된다.

상기 보수재 부착 단계(S70)는 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 공기주입관(300)을 통해 상기 패커(200)에 공기를 주입하여 패커(200)를 팽창시킴으로써 상기 제1보수재(20) 및 제2보수재(30)를 하수관로(1)의 내주연에 밀착시키는 단계이다.

이 단계에서는 필요에 따라 상기 열풍기(1300)를 작동시켜 상기 패커(200)에 고온의 압축공기가 주입되게 함으로써 패커(200)에 의해 제1보수재(20) 및 제2보수재(30)가 가열되게 할 수 있다.

상기 경화 단계(S80)는 상기 제1보수재(20)를 경화시키는 단계이다.

이 단계에서는 상기 보수장치(10)의 패커(200)를 팽창시킨 상태로 유지하면서 상기 제1보수재(20)를 1 내지 2시간 경화시키게 된다. 필요에 따라 이 단계에서는 상기 에어서큘레이터(700)를 가동시킴으로써 경화 시간을 단축시킬 수 있다.

상기 경화 단계(S60)가 완료되면, 상기 보수장치(10)의 패커(200)에서 공기를 배출시킨 후 도 15에 도시된 바와 같이 하수관로(1)에서 보수장치(10)를 빼내어 보수장치(10)를 회수함으로써 본 발명의 하수관로 보수공법이 최종 완료된다.

상기와 같이 본 발명의 하수관로 보수공법에 의하면, 상기 경화된 제1보수재(20)에 의해 상기 제2보수재(30)가 하수관로(1)의 손상부위(2) 주위에 밀착되어 손상부위(2)를 밀봉하게 된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 한정된 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 청구범위의 기재 및 그 균등 범위에 의해 정해져야 한다.

1 : 하수관로 2 : 손상부위
10 : 보수장치 20 : 제1보수재
30 : 제2보수재 100 : 프레임
200 : 패커 300 : 공기주입관
400 : 전방바퀴 500 : 후방바퀴
600 : 중량체 700 : 에어서큘레이터
710 : 결합부 720 : 프로펠러
721 : 보스 722 : 블레이드
730 : 케이싱 740 : 공기토출공
750 : 공기통로 800 : 전방브래킷
900 : 후방브래킷 1000 : 공기공급관
1100 : 전방견인고리 1200 : 후방견인고리
1300 : 열풍기 1400 : 호스
1500 : 컴프레서 1600 : 분배기
1700 : 밸브 1800 : 전방견인로프
1900 : 후방견인로프

Claims (10)

1. 하수관로(1)에 투입하여 하수관로(1)의 손상부위(2)를 보수하는데 사용하는 보수장치(10)에 있어서,
   원통 형상의 프레임(100);
   상기 프레임(100)의 외주연을 감싸도록 설치되고, 내부로 주입되는 압축공기에 의해 팽창되는 패커(200);
   상기 패커(200)의 내부와 통하도록 설치된 공기주입관(300);
   상기 프레임(100)의 전단 및 후단에 각각 설치된 복수의 전방바퀴(400) 및 복수의 후방바퀴(500);
   상기 프레임(100)에 장착된 에어서큘레이터(700);
   상기 프레임(100)의 전단에 프레임(100)의 중심을 가로지르도록 장착된 전방브래킷(800);
   상기 프레임(100)의 후단에 프레임(100)의 중심을 가로지르도록 장착된 후방브래킷(900); 및
   전단이 상기 전방브래킷(800)의 중앙에 결합되고, 후단이 상기 프레임(100)의 후단을 향해 연장된 공기공급관(1000);을 포함하고,
   상기 에어서큘레이터(700)는 상기 공기공급관(1000)에 결합되되, 상기 공기공급관(1000)을 통해 공급된 압축공기에 의해 작동되는 공압 구동식 에어서큘레이터로 이루어지며,
   상기 에어서큘레이터(700)는,
   상기 공기공급관(1000)의 전단에 결합된 결합부(710);
   상기 결합부(710)의 전방에 회전 가능하게 결합된 것으로서, 중앙의 보스(721)와, 상기 보스(721)의 둘레를 따라 배열된 다수의 블레이드(722)를 포함하는 프로펠러(720);
   상기 프로펠러(720)를 수용하는 것으로서, 적어도 전면이 그릴로 된 케이싱(730);
   상기 프로펠러(720)의 각 블레이드(722)에 형성된 공기토출공(740); 및
   상기 공기토출공(740)과 상기 공기공급관(1000)이 통하도록 상기 결합부(710)와 프로펠러(720)의 내부에 형성된 공기통로(750);를 포함하고,
   상기 공기토출공(740)은 상기 프로펠러(720)가 회전될 방향의 반대 방향으로 압축공기를 토출하도록 형성된 것을 특징으로 하는 하수관로 보수장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 프레임(100)의 하부에 장착되어 보수장치(10)의 하부가 상부보다 무거운 구조를 갖게 함으로써, 하수관로(1)에 보수장치(10)의 투입 시 보수장치(10)의 하부가 하수관로(1)의 하부를 향하도록 보수장치(10)의 외주연 위치가 자동 정렬되게 하는 중량체(600)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관로 보수장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 중량체(600)는 원호 형상의 단면을 갖는 판재로 이루어져 상기 프레임(100)의 내측에 결합되되, 상기 프레임(100)의 축방향 길이와 대응되는 길이를 갖도록 구성되어 프레임(100)의 전단 및 후단에 용접 결합된 것을 특징으로 하는 하수관로 보수장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 공기주입관(300) 및 공기공급관(1000)과 연결되어 상기 패커(200) 및 에어서큘레이터(700)에 열풍을 공급하는 열풍기(1300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관로 보수장치.
   
5. 제4항의 하수관로 보수장치(10)를 이용한 하수관로 보수공법으로서,
   상기 보수장치(10)를 준비하는 보수장치 준비 단계(S10);
   강화섬유에 아크릴계 수지 및 경화제가 함침된 제1보수재(20)를 상기 보수장치(10)의 패커(200) 외주연에 감싸는 제1보수재 배치 단계(S20);
   상기 제1보수재(20)의 표면에 고무 재질로 된 제2보수재(30)를 배치하는 제2보수재 배치 단계(S30);
   상기 보수장치(10)를 하수관로(1)에 투입하여 하수관로(1)의 손상부위(2) 부근에 상기 에어서큘레이터(700)가 배치되도록 보수장치(10)를 배치하는 보수장치 투입 단계(S40);
   상기 에어서큘레이터(700)와 열풍기(1300)를 작동시켜 하수관로(1)에서 손상부위(2) 부근의 건조, 가열 및 이물질 제거 작업을 진행하는 에어 서큘레이션 단계(S50);
   하수관로(1)의 손상부위(2)에 상기 제2보수재(30)가 마주하도록 상기 보수장치(10)를 이동시키는 보수장치 세팅 단계(S60);
   상기 공기주입관(300)을 통해 상기 패커(200)에 공기를 주입하여 패커(200)를 팽창시킴으로써 상기 제1보수재(20) 및 제2보수재(30)를 하수관로(1)의 내주연에 밀착시키는 보수재 부착 단계(S70); 및
   상기 제1보수재(20)를 경화시키는 경화 단계(S80);를 포함하여 이루어져,
   상기 경화된 제1보수재(20)에 의해 상기 제2보수재(30)가 하수관로(1)의 손상부위(2) 주위에 밀착되어 손상부위(2)를 밀봉하게 되는 것을 특징으로 하는 하수관로 보수공법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1보수재 배치 단계(S20)는, 상기 강화섬유를 사이즈 규격에 맞추어 배치하는 공정과, 상기 아크릴계 수지 및 경화제를 2:1 비율로 혼합하여 상기 강화섬유에 도포한 후 헤라 공구로 아크릴계 수지 및 경화제를 강화섬유에 균일하게 펴 바름으로써 제1보수재(20)를 제작하는 공정과, 상기 제1보수재(20)를 상기 보수장치(10)의 패커(200) 외주연을 감싸도록 배치하는 공정 순서로 이루어지되, 상기 강화섬유는 유리섬유를 상기 제1보수재(20)의 보강재로 사용하여 여기에 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유를 단독 또는 2종 이상 혼합하여서 사용하고,
   상기 제2보수재(30)는 1㎜ 내지 2㎜ 두께의 부틸고무 시트로 된 것을 특징으로 하는 하수관로 보수공법.
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