KR19990067464A - 도관 라이닝 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

특히 보수가 필요한 도관을 라이닝하기 위한 도관 라이닝 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 장치는, 초기 설비 전 상태에서는 단면이 말려 있지만, 설비 상태에서는 라이닝하거나 보수할 도관(6)의 내부면에 인접하여 위치되도록 와형 상태가 풀려서 종방향으로 연장하는 대체로 원통형의 라이너(1)를 형성할 수 있는 종방향 연장 라이너(1)를 포함한다. 라이너(1)는, 어뢰형 부재(9)가 와형 설비 전 상태의 라이너(1) 내에 삽입되어 라이너를 통해 종방향으로 부재가 이동되었을 때에, 상호 맞물려지는 종방향으로 연장하는 로킹 단부를 갖는다.

Description

도관 라이닝 방법 및 장치

예를 들어 물 또는 오수를 이송하는 도관 시스템과, 기타 액체 및 유체 이송 시스템뿐 아니라, 예를 들어 병참선이 수납된 도관 시스템은 통상적으로 지하에 위치되며, 설비 후에 접근이 용이하지 않은 것이 일반적이다. 이와 같은 시스템은 미국 특허 제5,119,862호와 제5,351,720호에 개시되었다.

얼마간의 시간이 경과된 후에, 이와 같은 도관 시스템은, 예를 들어, 손상되거나, 취약해지거나, 인접한 도관 부분 사이의 이음부에서 샐 수 있다. 이러한 시스템과 관련된 문제점과, 종래의 여러 보수 방법 및 장치는 예를 들어 전술한 미국 특허 제5,119,862호와 제5,351,720호에 개시되었다.

굴착하거나 굴착 작업 없이 손상된 도관을 라이닝 및/또는 보수하는 것으로 공지되어 있다. 이와 같은 방법 및 장치는, 와형 상태(coiled configuration)로부터 라이너가 손상된 도관의 내부면에 대하여 고정되는 최종 상태로 팽창하여, 파열되거나 손상된 도관 내부에 위치되는 라이너 부분을 이용한다. 와형 라이너 내에서 내부 압력을 가하여 라이너가 반경 방향 외측으로 팽창하도록 함으로써 최종 상태가 되도록 하기 위해, 압축 공기원에 의해 팽창 가능한 공기 주머니(bladder)와 같은 여러 가지 수단이 사용될 수 있다. 반경 방향 팽창력을 가함에 있어서, 힘, 특히 과도한 힘이 손상된 도관에 가해짐으로써 이미 손상되어 있는 도관을 더욱 손상시키지 않도록 주의하여야 한다.

본 발명은 도관 라이닝(lining) 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 특히 지하에 위치한 하수관 또는 다른 도관과 같이 접근이 용이하지 않은 지역에 위치하는 손상되거나, 취약해진 또는 누설되는 도관의 수리를 위해 도관을 라이닝하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 상기 및 추가적인 목적과, 특성 및 장점은, 비한정적인 예로서 제시된 첨부된 도면을 참조로 한 다음의 바람직한 실시예의 상세한 설명에서 보다 분명해질 것이다.

도1은 와형 설비 전 상태의 본 발명의 라이너의 단면도.

도2는 도관의 적어도 일부분의 라이닝을 위해 와형 설비 전 상태로 저장 릴로부터 하수 시스템에 공급되는 라이너를 도시한 개략도.

도3은 펴진 설비 상태의 라이너의 단면도.

도4는 도3에 도시된 라이너의 일부의 세부도.

도5는 라이닝하거나 보수할 도관부 내에 라이너를 위치시킨 후에, 어뢰형 부재가 라이너를 통해 이동되어 라이너를 펴지도록 하여 로킹 단부가 맞물리도록 함으로써 라이너가 펴져서 고정된 상태를 취하도록 하고 있는, 와형 라이너 길이부의 단부 내에 어뢰형 부재가 위치된 것이 도시된 개략도.

도6은 어뢰형 부재의 도면.

도7은 라이너의 로킹 단부의 다른 형태를 도시한 도4와 유사한 도면.

본 발명의 목적은 공지의 내부 도관 라이닝 방법 및 장치, 특히 보수 방법 및 장치를 개선하는 데 있다. 본 발명의 가장 큰 이점은 보수에 있겠지만, 본 발명의 라이닝 장치는 보수가 필요하기 전에 사용될 수도 있다.

본 발명은, 너무 큰 내부 압력이 손상된 도관 부분에 가해질 필요가 없으므로 손상 및/또는 취약해진 도관 부분이 추가적으로 손상될 가능성이 없는 방법 및 장치를 제공한다. 또한, 압축 공기 장치가 본 발명의 실시에 필요하지 않다. 뿐만 아니라, 본 발명에 의해 보수된 도관 이음부는 안정적이며, 완벽히 밀봉되어서, 보수는 영구적이다.

이와 같은 목적을 위해, 본 발명은, 횡단면이 와형으로 말려 있는 플라스틱 시트가 개방된 단면에 의해 릴 상에 권취될 수 있는 도관 보수용 라이너 장치에 관한 것이다. 이러한 플라스틱 릴은 공지되었다.

개방된 종방향 단부의 단면은 정합하는 또는 상보적인 형태를 갖는다. 이와 같은 형태는, 예를 들어, 와형 시트를 원통형 도관 라이너로 고정시키는 기계적 로크를 형성하기 위한 정합하는 톱니부 형상을 취할 수 있다.

와형으로 말린 플라스틱 시트 혹은 라이너는 원격 접근 쳄버로부터 수리 중인 도관, 예컨대 하수관 속으로 당겨져, 라이너가 와형 상태로 하수관 내에 인접하여 위치되도록 한다.

와형 라이너가 하수관 내에 제자리에 적절히 위치되면, 어뢰형(torpedo-shaped) 부재가 케이블에 의해 나선을 통해 당겨진다. 어뢰형 부재의 직경(ID)은 라이너의 소정 내경보다 약간 크므로, 어뢰형 부재가 와형의 라이너를 통해 당겨지면, 라이너는, 라이너의 정합하는 로킹 단부가 정렬되어 라이너가 보수 중인 도관의 내부면에 인접하는 소정의 원통형이 되도록 충분히 펴진다.

보다 구체적으로는, 어뢰형 부재의 최대 직경부가 와형 라이너의 길이를 따라 소정 지점을 통과할 때에, 라이너의 각 종단부는 약간 과팽창된다. 어뢰형 부재가 지나가면, 라이너 제조 당시의 재료의 내부 혹은 고정 응력에 의해, 이전에 말려 있던 라이너는 본래의 와형 상태를 취하려는 방향으로 이동하는 경향이 있다. 이와 같은 이동 중에, 단부의 톱니부 또는 다른 정합식 기계적 로킹 형상부는 맞물려져서 라이너를 소정 원통형으로 유지한다. 톱니부 또는 다른 기계적 로킹 형상부가 플라스틱 라이너의 종방향 단부면 상에 있으므로, 최종 단면은 중첩되지 않은, 완전한 원형이 된다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 팽창된 상태로 슬리브를 고정시키는 방법에는 전술한 로킹 단부를 포함하는 것 외에도, 라이너가 팽창되어 펴진 설비 상태가 된 후에 코팅을 가열하여 슬리브의 로킹 단부 상의 코팅을 포함한 코팅을 용융시키도록 라이너 상의 적어도 로킹 단부 부근에 열경화성, 열가소성 혹은 열가용성 코팅을 사용하는 것도 포함할 수 있다. 가열원을 제거하면, 슬리브의 단부는 용접된다. 열가소성 코팅층을 가열하여 용융시키는 한 방법으로는, 예를 들어, 코팅층에 매립된 전선과 같은 저항 부재에 의한 것이 있다. 전술한 어뢰형 부재의 이동 후에 라이너가 제위치에 놓이면, 전류가 저항 부재에 인가되어, 단부의 플라스틱을 용융시키서 단부를 융합시킨다.

다른 실시예에서는, 얼마간의 용제를 제공하여 플라스틱 라이너의 로킹 단부를 용해시켜서 단부를 화학적으로 융합시키기도 한다.

플라스틱 라이너가 고밀도 폴리프로필렌 또는 연성 PVC로 만들어질 수 있음을 알 수 있다. 다른 플라스틱도 사용 가능하다. 어뢰형 부재는, 금속 및/또는 플라스틱 및/또는 이들의 조합을 포함하여 본 명세서에 설명되어진 기능을 수행하기에 적절한 임의의 소정 재료로 만들어질 수 있으며, 어뢰형 부재의 내부 및 외부 구조와 형상도 어뢰형 부재가 상기의 기능을 수행하기에 충분한 구조적인 일체성을 갖는다면 임의의 소정 형상을 취할 수 있다.

도면에는, 도면의 간략한 도시를 위해, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명에 포함된 원리를 쉽게 이해하여, 제조 및 사용하는 데 필요한 정도로만 그 구조가 도시되었다.

도1은 이완된 와형 상태의 플라스틱 시트(1)의 단면도로서, 시트는 예를 들어 지하 도관의 라이너로 사용된다. 라이너는, 다음에 설명할 바와 같이, 최종 상태에서 상호 맞물려지는, 종방향으로 연장하는 한 쌍의 단부(2, 3)를 갖는다.

도2에는 와형 상태의 라이너(1)가, 권취된 저장 릴(4)로부터 하수 시스템(5)으로, 보다 구체적으로는 하수 시스템의 보수가 필요한 긴 파이프 또는 도관(6) 내로 공급되는 상태가 도시되었다. 라이너가 릴로부터 풀리면서 와형 상태의 라이너(1)가 종방향으로 연장되도록 견인력을 가하기 위한 설치 케이블(11)이 사용될 수 있다.

도3과 도4에 도시된 바와 같이, 와형 상태의 라이너(1)의 종방향 단부(2, 3)는 정합하는 또는 상보적인 형태를 갖는다. 이와 같은 형태는, 예를 들어, 도4의 세부도에 도시된 바와 같이, 정합하는 톱니면(2a, 3a)을 취할 수 있다. 이들 톱니면(2a, 3a)은, 라이너가 도1에 도시된 형태로부터 도3에 도시된 상태, 즉 원통형 도관 라이너의 형태로 펴졌을 때에 기계적 로크의 역할을 한다.

보수를 위해, 와형으로 말려 있는 플라스틱 시트 형태의 라이너(1)는, 케이블(7)에 의해 원격 접근 쳄버(8)로부터 하수관과 같은 라이닝하고자 하는 도관 또는 "호스트 파이프" 내로 당겨져서, 라이너가 와형 상태로 하수관 내에 인접하여 위치된다.

도5는 보수 중이거나, 어떤 경우에는 라이너로 라이닝하고자 하는 하수관(6) 내에 인접하여 놓인 와형 라이너(1)를 도시한다. 일단 와형 라이너(1)가 하수관의 제위치에 적절히 위치되면, 어뢰형 부재(9)가 케이블(7)에 의해 라이너(1)를 통해 당겨진다. 제어 케이블(10)이 어뢰형 부재의 대향 단부에 부착된다. 물론, 라이너(1)는 어뢰형 부재(9)가 삽입되기 전에는 도1에 도시된 바와 같이 말려 있는 상태다. 필요하다면, 와형 상태의 라이너의 추가 부분(들)이 인접하여 위치되어 단부를 기계적으로 연결시키거나 플라스틱 또는 화학적으로 용융시키는 방법을 포함한 공지의 수단을 통해 부착될 수 있다.

도6에 도시된 바와 같이, 대체로 어뢰형 부재(9)의 최대 직경에 해당하는 라이너의 직경(ID)은 라이너의 소정 내경보다 약간 크게 되어 있어서 어뢰형 부재가 와형 라이너를 통해 당겨졌을 때에 라이너가 라이너(1)의 정합 로킹 단부(2, 3)를 정렬하여 라이너가 도관 또는 호스트 파이프의 내부면에 인접하는 소정 원통형으로 고정되도록 충분히 펴지도록 하는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 어뢰형 부재의 최대 직경부가 와형 라이너의 길이를 따른 소정 지점을 통과할 때에, 라이너의 각 종방향 단부가 대체로 상호 대면하는 관계로 위치되고, 어뢰형 부재가 지나가면, 라이너가 제조된 재료의 내부 또는 고정 응력에 기인하여 이전에 말려 있던 라이너는 본래의 와형 상태를 취하려는 방향으로 이동하는 경향을 나타내게 된다. 이와 같은 이동 중에, 단부의 톱니 또는 다른 정합하는 기계적 로킹 형상부(2a, 3a)는 맞물려서 라이너(1)를 소정 원통형으로 유지한다. 톱니 또는 다른 기계적 로킹 형태가 플라스틱 라이너의 종방향 단부 상에 있으므로, 결과적인 단면은 중첩되지 않은, 기본적으로 완전한 원형이 된다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 펴진 상태의 슬리브를 고정하는 방법에는, 전술한 단부의 기계적인 로킹을 제공하는 것 외에도, 열경화성, 열가소성 또는 열가용성 코팅을 라이너 상의 적어도 로킹 단부 부근에 사용하여 라이너를 펴진 설비 상태로 팽창시킨 후에 코팅을 가열하여 슬리브의 로킹 단부 상의 코팅을 포함한 코팅을 용융시키는 방법이 포함된다. 가열원을 제거하면, 슬리브의 단부는 용접된다. 열가소성 코팅을 가열 및 용융시키는 한 방법으로는 예를 들어 코팅층 내에 매립된 전선을 들 수 있다. 라이너가 어뢰형 부재의 전술한 이동 후에 제위치에 놓이면, 전류가 저항 부재에 인가되어, 단부에서 플라스틱을 용융시키고 단부를 융합시킨다.

다른 실시예에서는, 얼마간의 용제를 제공하여 단부를 화학적으로 용해시켜서 플라스틱 라이너의 단부를 융합시키기도 한다.

플라스틱 라이너는 고밀도 폴리에틸렌 또는 연성 PVC로 만들어질 수 있다. 다른 플라스틱도 사용 가능하다. 어뢰형 부재는 금속, 플라스틱, 합금을 포함하여 본 명세서에서 설명한 기능을 수행하기에 적절한 재료로 만들어질 수 있으며, 어뢰형 부재의 내부 및 외부 구조와 형상도, 그 기능을 수행하기에 충분한 구조적 일체성을 갖는다면 임의의 소정 형태를 취할 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어 "어뢰형"이라 함은 본 발명을 부재(9)의 특정 형상으로 제한하려는 의도로 사용되지 않았다. 실제로, 상기 용어는 와형 라이너를 용이하게 팽창시키도록 테이퍼진 선단부를 갖는 임의의 다른 형상을 포함한다.

마지막으로, 본 발명이 특정 수단, 재료 및 실시예를 참조로 하여 설명되었으나, 본 발명은 개시된 세부에 국한되지 않으며 청구 범위의 범주 내의 모든 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도7은 도4에 도시된 로킹 단부의 변형예를 도시한다. 여기서, 톱니면(2a, 3a)은, 라이너가 설비 상태를 취하기 전에 호스트 파이프(6)에 대해 인접하여 위치되어지는 연장부(12)를 포함한다. 어뢰형 부재(9)에 의한 팽창 중에, 톱니면(3a)의 정합부(13)는 표면(2a)의 일부(12)와 맞물려져서, 라이너(1)가 호스트 파이프에 대해 과팽창되는 것을 막으며 라이너(1)의 단부(2, 3)들이 정확하게 체결 및 고정될 수 있도록 한다.

본 명세서에 개시된 본 발명은, 도관을 라이닝하기 위한 방법 및 장치, 특히 예를 들어, 본 명세서에 설명되고 도시된 바와 같이, 지하에 위치한 하수관 또는 다른 도관처럼 접근이 용이하지 않은 지역에 위치하는 손상되거나, 취약해진 또는 누설되는 도관을 보수하기 위한 방법 및 장치에 적용 가능하다.

Claims (11)

1. 설비 전 상태에서는 종방향으로 연장하고 횡방향으로 말려 있으며, 종방향으로 연장하는 로킹 단부를 가지며, 라이닝할 도관의 내부면에 인접하여 위치되기 위해 종방향으로 연장하는 대체로 원통형을 형성하도록 설비 상태로 펴질 수 있는 라이너를 사용한 도관 라이닝 방법에 있어서,

   와형 설비 전 상태로 소정 길이의 라이너를 라이닝할 도관 내에 위치시키는 단계와,

   소정 길이의 라이너의 일 단부에 어뢰형 부재를 위치시키는 단계 및,

   라이너가 와형 설비 전 상태로부터 펴진 설비 상태로 이동되도록 라이너 내에서 어뢰형 부재를 이동시키는 힘을 가하여, 라이너의 로킹 단부들이 맞물려짐으로써 라이너를 라이닝할 도관의 내부면에 인접한 위치에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 라이닝 방법.
2. 제1항에 있어서, 라이너의 단부들이 제위치에 고정되는 것을 향상시키기 위한 추가 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 라이닝 방법.
3. 제2항에 있어서,

   라이너는 플라스틱으로 만들어지고,

   추가 단계는 단부를 용융시켜서 융합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 라이닝 방법.
4. 제2항에 있어서,

   라이너는 플라스틱으로 만들어지고,

   추가 단계는 단부에 용제를 도포하여 단부가 화학적으로 융합되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 라이닝 방법.
5. 설비 전 상태에서 종방향으로 연장하고 횡방향으로는 말려 있고, 라이닝할 도관의 내부면에 인접하여 위치되기 위해 종방향으로 연장하는 대체로 원통형을 형성하도록 설비 상태로 펴질 수 있으며, 종방향으로 연장하는 로킹 단부를 갖는 라이너와,

   와형 설비 전 상태의 라이너에 삽입되는 부재로서, 설비 상태의 라이너의 내경과 대체로 동일한 최대 외경을 가지고 있어서, 설비 전 상태의 소정 길이의 라이너의 일 단부에 위치된 후에 라이너를 통해 종방향으로 이동되면, 라이너가 와형 설비 전 상태로부터 펴진 설비 상태로 이동하여, 라이너의 로킹 단부가 맞물려짐으로써 라이너가 라이닝할 도관의 내부면에 인접한 위치에 고정되도록 하는 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 라이닝 장치.
6. 제5항에 있어서, 라이너가 플라스틱으로 만들어진 것을 특징으로 하는 도관 라이닝 장치.
7. 제5항에 있어서, 라이너가 고밀도 폴리에틸렌으로 만들어진 것을 특징으로 하는 도관 라이닝 장치.
8. 제5항에 있어서, 라이너가 폴리염화비닐로 만들어진 것을 특징으로 하는 도관 라이닝 장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 부재가 어뢰형인 것을 특징으로 하는 도관 라이닝 장치.
10. 제5항에 있어서, 펴진 라이너를 따라 상기 부재를 이동시키기 위한 이동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 라이닝 장치.
11. 제10항에 있어서, 이동 수단이 적어도 하나의 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 라이닝 장치.