KR20010095450A - 광케이블의 공압식 포설방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광케이블의 공압식 포설방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하에 매설된 관로내에 광섬유가 삽입되지 않은 다수의 튜브가 포설된 다심광케이블을 포설함에 있어서, 광케이블의 양사방에 크로스로 형성되는 다수의 구동로울러를 모터의 동력을 이용하여 기계적으로 밀어넣음과 동시에 압축공기를 불어넣어 이의 점성력을 이용하여 관로내로 포설함으로써 광케이블의 포설속도가 빨라 공기를 단축할 수 있고 포설루트상의 곡선부 및 굴곡부에 영향을 받지 않으며 적은 인력으로도 원활하게 장거리 포설할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 구성은 지하에 매설된 관로내에 광섬유가 삽입되지 않은 다수의 튜브가 포설된 다심광케이블을 기계적 추진장치와 압축공기의 점성력을 이용한 공압식으로 포설함에 있어서, 상기 기계적 추진장치의 포설기내에 모터의 동력에 의해 회전구동되고 다심광케이블의 외주연을 양사방에서 가압하면서 관로내로 밀어넣도록 하는 적어도 4개 이상의 구동로울러를 사방향에 크로스로 구성함을 특징으로 하는 것이다.

Description

광케이블의 공압식 포설방법 및 장치{Optical fiber cable laying method and apparatus by airblowing}

본 발명은 광케이블의 공압식 포설방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하에 매설된 관로내에 광섬유가 삽입되지 않은 다수의 튜브가 포설된 다심광케이블을 포설함에 있어서, 광케이블의 양사방에 크로스로 형성되는 다수의 구동로울러를 모터의 동력을 이용하여 기계적으로 밀어넣음과 동시에 압축공기를 불어넣어 이의 점성력을 이용하여 관로내로 포설함으로써 광케이블의 포설속도가 빨라 공기를 단축할 수 있고 포설루트상의 곡선부 및 굴곡부에 영향을 받지 않으며 적은 인력으로도 원활하게 장거리 포설할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 광케이블의 포설은 전화국의 상호간 또는 전화국과 가입자간에 광통신망을 구성하기 위해 지하에 매설된 관로내에 광케이블을 설치하게 되며, 이 경우 광케이블의 신뢰도 보장, 포설시공기간의 단축 및 장거리 포설의 특징을 최대한 살릴 수 있도록 하는 것이 요구된다.

지금까지 가장 보편적으로 널리 사용되고 있는 광케이블 포설방법은 견인식포설방법을 들수 있다.

이는 첨부된 도면의 도 1에서 보는 바와 같이 포설구간의 전단에서 포설장비(1)에 형성되는 견인로프(2)를 관로(3)내로 삽입하여 광케이블 드럼(4)에 권취된 광케이블(5)의 선단을 물리적으로 당겨서 포설하는 방법이다

그러나, 이와 같은 포설방식은 광케이블(5)의 신뢰도는 어느 정도 보장되어있으나, 광섬유에 직접적인 영향을 주기 때문에 신장력이 작아 적은 인장력에도 광섬유가 쉽게 손상되고, 광케이블(5) 선단에 장력이 집중되는 문제점이 있다.

또, 지하관로(3)의 형태에 따라서는 장력증가율로 인해 포설거리에 따른 장력이 지수함수적으로 증가함으로써 포설거리가 제한되는 등 장거리포설에 한계가 있다.

즉, 광케이블 설치를 위한 사전 루트계획에서 전구간을 관로 형태별로 장력을 계산 한후, 허용 인장력내에서의 포설길이와 접속점위치 등 포설구간을 선정하기 때문에 관로매설상태에 따른 포설루트 선정의 영향이 크다.

이는 광케이블망의 적절한 구성과 포설, 접속 등에 따른 설치비용이 증가되는 측면에서 비효율적인 경우가 발생하게 되고, 또한 번거러운 작업과정과 낮은 포설속도로 작업에 장시간이 소요되어 포설능률이 저하된다.

따라서, 근자에는 압축공기의 점성력을 이용한 공압식 포설방법이 제안되어 실용화가 확산되고 있다.

공압식 포설의 근본원리는 첨부된 도면의 도 2에서 보는 바와 같이 관로(3)속으로 압축공기를 불어넣고 고속으로 진행하고 있는 압축공기에 광케이블(5)이 놓여지면 압축공기와 광케이블(5) 사이에는 강한 점성(Viscosity)이 발생된다.

이러한 점성력은 광케이블(5)을 압축공기가 흐르는 방향으로 이동시키는 추진력으로 작용하게 되며, 더욱이 관로(3)내에 압축공기의 소용돌이 현상에 의해 광케이블(5)이 관로(3)의 중심을 향해 부양하려는 성질도 함께 발생하므로 이러한 추진력을 이용하게 되는 것이다.

이는 포설거리가 관로(3)내 압축공기의 압력구배에 비례하기 때문에 비교적 직경이 작은 광케이블을 시내외국간 또는 가입자 구간의 옥외 지하관로(3)내에 직접 포설하거나, 광섬유의 심선수는 많지 않으나 분기지점이 많은 빌딩내 또는 빌딩간의 LAN망 구현시에 옥내관로내 특수 코팅 처리된 광섬유 유니트를 신속하고도 안전하게 포설하는데 유리하다.

그러나, 광케이블(5)속에 포설된 튜브의 직경이 약 6-7mm 정도이고, 광섬유 유니트의 직경이 2-3mm 정도로 매우 가벼운 경우 압축공기의 압력구배가 허용치의 조건을 갖게 되므로 포설이 가능하지만, 이러한 조건의 범위를 넘는 경우에는 공압식 포설방식만으로 포설이 어려운 문제점이 있다.

따라서 광케이블을 공압식으로 포설함에 있어서는 주입장치내에 별도의 추진력을 부가할 수 있는 장치가 필요하다.

실제로 실용화되어 있는 공압포설장비에는 기계적 추진을 위한 캐터필라 (Caterpillar)형의 푸싱 디바이스(Pushing Device)가 내장되어 있어 포설시에 광케이블을 포설방향으로 밀어주게 된다.

이러한 공압식의 구체적인 포설방법 중에는 브로잉(Blowing)포설방법을 들수 있다.

이는 첨부된 도면의 도 3에서 보는 바와 같이 지하관로(3)내에 광케이블(5)을 직접 포설하는 공법으로써 광케이블 인입측에 광케이블주입장치(6)와 콤프레샤(7)를 설치하고, 관로(3)내에 광케이블(5)과 함께 압축공기를 동시에 불어 넣음으로써 포설작업이 이루어진다.

또한, 여러 개의 광케이블주입장치를 직렬로 연결하여 릴레이하므로써 보다 더 장거리구간의 포설도 가능하다.

이 방법은 광케이블(5)에 걸리는 인장력이 광케이블 전체에 걸쳐 골고루 분포되기 때문에 최대 허용인장력의 약 5% 밖에 걸리지 않아, 포설중 광케이블의 손상을 완전히 방지할 수 있다는 것이 최대의 장점이다.

이러한 포설방법에 있어서는 광케이블을 관로내로 밀어넣는 광케이블주입장치(6)가 필연적으로 요구된다.

이 광케이블주입장치(6)의 개략적인 구조는 첨부된 도면의 도4a에서 보는 바와 같이 별도의 구동수단에 의해 회전되는 한쌍의 구동로울러(8)(8a)를 서로 대향되게 형성하여 이들 구동로울러(8)(8a)의 회전력으로 광케이블(5)을 관로(3)내로 밀어넣도록 하는 구조를 가지고 있다.

또다른 구조는 도4b에서 보는 바와 같이 우레탄 등의 벨트(8b)와 풀리(8c)(8d)를 이용한 캐터필라 형태로 형성한 것과, 도4c 도4d에서 보는 같이 표면에 탭이 형성된 장구형의 로울러(9)(9a)를 상.하 엇갈리게 형성하거나, 또는 한쌍씩 2개조로 형성한 것 등이 제안되어 사용되고 있다.

그러나, 이러한 경우 광케이블(5)은 일정량이 드럼에 권취된 상태에서 공급되는 것이기 때문에 이 과정에 압착되어 포설시에는 첨부된 도면의 도5에서와 같이 광케이블(5)의 단면이 원형을 유지하지 못하고 찌그러들어 타원형등으로 변형된 상태를 유지하게 된다.

즉, 포설되는 광케이블(5)은 정확한 원형을 유지하여야만 한쌍의구동로울러(8)(8a)와 밀착되어 포설이 용이하나, 제조, 운반, 포설 등의 과정을 거치는 동안 광케이블이 타원형태로 변형되는 것이다.

특히, 상기 광케이블(5)은 일명 ABF(Air Blown Fiber)시스템에 적용될 수 있도록 광섬유가 삽입되지 않은 다수개의 공튜브가 포설된 다심케이블이기 때문에 상기한 문제점은 더욱 심화된다.

여기서 ABF시스템은 광섬유를 삽입하지 않은 다심튜브케이블을 설계된 루트를 따라 미리 견인포설한 후, 광배선이 필요한 시점에서 튜브내로 코팅 처리된 광섬유 유니트(Fiber bundle)를 압축공기로 추진하여 목적지까지 포설하는 공법으로서, 광섬유망 확장에 따른 배선망의 자유도와 경제성을 높일 수 있는 공법이다.

따라서, 포설작업시 드럼에서 풀려지는 광케이블(5)은 타원형 등으로 변형되어 광케이블주입장치(6)의 구동로울러에 긴밀히 밀착되지 못하고 슬립(Slip)현상이 발생되어 이송이 불가하거나 또는 이송효율이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

즉, 광케이블은 회전구동되는 구동로울러와의 마찰계수에 따라 포설의 성능이 결정되는 것으로, 이 마찰계수의 미세한 변화에도 포설효율은 크게 영향을 받게 되는 것이다.

본 발명의 목적은 광케이블을 지하에 매설된 관로내에 포설함에 있어서, 지하에 매설된 관로내를 고속으로 흐르는 압축공기의 점성력과 기계적 압송장치의 밀어내는 힘을 합하여 광케이블을 원활하게 포설할 수 있도록 하는 광케이블의 공압식 포설방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기계적 주입장치의 구조를 개선하여 광케이블의 형태에 관계없이 어떠한 조건하에서도 원활하고도 안정된 압송이 이루어지도록 하는 광케이블의 공압식 포설장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 포설장치는 별도의 동력에 의해 회전구동되는 구동로울러를 광케이블의 외주연상에 사방향으로 다수개 형성하여 광케이블의 형태를 원래의 형태인 원형으로 보상하면서 관로내로 압송토록 함으로써 광케이블의 포설을 용이하게 하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은 상기 광케이블주입장치를 이용함과 동시에 압축공기를 관로내로 주입하여 포설토록 함으로써 광케이블의 포설루트형상 및 루트선정에 따른 제한을 받지 않고 비교적 직경이 큰 광케이블은 물론 장거리 포설이 가능하며, 포설속도가 대단히 빨라 공기를 단축할 수 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 종래의 견인식 광케이블 포설방법을 보인 개략구성도

도 2는 광케이블의 공압식 포설에 따른 원리도

도 3는 종래 공압식 광케이블의 포설방법을 보인 개략구성도

도 4의 (a)(b)(c)(d)는 종래 광케이블의 포설기의 구성을 보인 개략구성도

도 5는 종래 광케이블 포설기의 주요구성도

도 6은 본 발명에 관한 광케이블 포설시스템의 개략구성도

도 7의 (a)(b)는 본 발명 광케이블 포설기의 구성도

도 8의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 다른 실시예를 보인 구성도

도 9는 일반적인 다심광케이블의 구성을 보인 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:광케이블드럼 11:다심광케이블 12:튜브

13:광섬유 유니트 20:관로 30:포설기

31,32,33,34:압송로울러 40:콤프레샤 41:차량

이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 광섬유가 삽입되지 않은 다수개의 튜브가 포설된 일명 다심광케이블을 지하의 관로내에 포설하는 것으로써 별도의 동력에 의해 회전구동되는 다수의 압송로울러의 밀어내는 힘과 압축공기의 점성력을 합하여 광케이블을 관로내에 포설하는 방법으로 특징지워진다.

본 발명에 따른 포설장치는 첨부된 도면의 도 6에서 보는 바와 같이 다심광케이블을 일정량으로 권취한 광케이블드럼(10)과, 이 광케이블드럼(10)에 권취된 다심광케이블(11)을 풀어서 지하에 매설된 관로(20)내에 포설하는 포설기(30)와, 상기 관로(20)내로 압축공기를 불어넣도록 하는 콤프레샤(40)로 구성된다.

광케이블드럼(10)은 일정길이를 가지는 다심광케이블(11)를 운반 및 설치가 용이하도록 권취하여 이루어진 것이고, 다심광케이블(11)은 도9에서 더욱 상세힌 나타낸 바와 같이 내부에 광섬유가 삽입되지 않은 다수의 튜브(12)가 포설되어 있다.

따라서, 다심광케이블(11)을 관로(20)내에 포설한 후, 광배선이 필요한 시점에서 튜브(12) 속으로 광섬유 유니트(13)를 공압식으로 포설하게 된다.

또한 상기 포설기(30)의 개략적인 구성은 첨부된 도면의 도7a 및 도7b에서 일실시예를 나타내고 있다.

이는 별도의 동력에 의해 회전구동되는 다수개의 압송로울러(31)(32)(33) (34)가 사방으로 형성되어 이들 사이로 진입되는 다심광케이블(11)을 압송함으로써 관로(20)내로 포설하게 된다.

즉, 상기 압송로울러(31)(32)(33)(34)는 각각 다심광케이블(11)의 외주연과 긴밀히 밀착되도록 형성되면서 구동모우터의 동력을 전달받아 동일한 방향으로 회전가능토록 구성된다.

따라서, 광케이블드럼(10)에서 권취된 다심광케이블(11)이 압착되어 그 형태가 변형되었더라도 양사방에서 압송로울러(31)(32)(33)(34)가 동시에 눌러주면서 압송하게 됨으로써 슬립현상이 발생되지 않고 원래의 형태인 원형으로 보상되면서원활한 압송이 이루어지게 된다.

이때, 상기 압송로울러(31)(32)(33)(34)는 사방향으로 4개를 형성한 것이나, 이는 하나의 실시예에 불과하며 다른 실시예로서 4개 이상을 형성할 수도 있고, 또한 다수개를 그 위치를 달리하여 일부는 구동로울러로서 동력과 연결하고 나머지는 단순히 지지하는 아이들로울러로 형성할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타내고 있다.

도8a에서는 상,하 한쌍으로 형성되는 캐터필라(35)와, 이와 대각선 방향으로 또다른 한쌍의 구동로울러(36)를 상호 대향되게 형성함으로써 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도8b는 표면에 탭을 가지는 다수개의 장구형 로울러(37)(37a)(37b)(37c)를 일정한 간격을 갖도록 상.하 나열식으로 각각 형성하여 구성한 것이다.

또한, 도8c에서는 역시 표면에 탭을 가지는 한쌍의 장구형로울러(39)(39a)를 한조로하여 서로 대각선 방향으로 형성함과 동시에, 반복되게 형성함으로써 포설효율을 배가할 수 있다.

따라서, 이러한 다른 실시예는 그 구조가 약간씩 차이가 있으나, 모두 본 발명의 기술적인 범주에 속하는 것이라 할 것이다.

또한, 콤프레샤(40)는 차량(41)등에 장착하여 압축공기를 관로(20)내로 강하게 불어넣게 된다.

이 압축공기는 관로(20)내로 고속으로 흐르게 됨으로써 압축공기의 점성력에 의해 광케이블을 압축공기가 흐르는 방향으로 이동시키는 추진력으로 제공하게 되고, 동시에 압축공기의 소용돌이(spiral) 현상에 의해 광케이블(11)이 관로(20)의 중심을 향해 뜨려는 성질도 함께 발생하므로 원활한 포설이 가능하다.

이때, 상기한 포설기(30)와 공압식에 따른 콤프레샤(40)를 직렬로 연결하여 릴레이 하므로써 보다 더 장거리 구간의 포설을 행할 수 있다.

그리고, 상기와 같이 다심광케이블(11)를 다수의 압송로울러(31)(32)(33) (34)를 이용한 포설기(30)와, 콤프레샤(40)를 이용한 공압식 포설수단을 동시에 시행하는 것으로써 다심광케이블의 포설방법이 제공된다.

이러한 포설방법은 다심광케이블(11)을 기계적인 포설기(30)에 의해 밀어주는 힘이 배가되고, 압축공기의 점성력 및 소용돌이 현상에 의해 직경이 큰 다심광케이블이라 할지라도 원활한 포설이 가능하고 또 장거리구간의 포설도 가능하게 된다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 광섬유가 삽입되지 않은 다수의 튜브가 포설된 다심광케이블을 지하에 매설된 관로상에 포설함에 있어서, 기계적인 장치의 포설기를 이용하여 물리적으로 밀어넣는 힘과 콤프레샤에 의한 압축공기의 점성력을 합하여 포설토록 하는 방법임으로써 광케이블의 포설이 용이한 효과를 가지게 된다.

즉, 포설기내에는 모터의 동력에 의해 회전되는 다수의 구동로울러를 사방향으로 형성하여 이들 구동로울러의 회전력으로 광케이블의 외주연을 사방향에서 밀어넣게 됨으로써 슬립의 발생을 방지하고, 정확한 포설과 더불어 포설속도가 빨라 공사기간을 단축할 수 있다.

특히, 권취드럼에 권취된 광케이블이 압착되어 그 형태가 타원형 등으로 변형되더라도 양사방에서 다수의 구동로울러가 가압하게 됨으로써 광케이블은 원래의 형태인 원형으로 보상됨과 동시에 관로내로 원활히 포설되는 것이다.

따라서, 이러한 기계적인 장치와 더불어 콤프레사에 의한 압축공기의 점성력을 합하여 지하에 매설된 관로내에 다심광케이블을 포설하는 방법을 제공함으로써 다심광케이블을 아무런 손상없이 포설할 수 있고 신율(strain)이 매우 작으므로 광케이블의 신뢰성을 높일 수 있다 .

또, 포설루트형상 및 루트선정에 따른 제한을 받지 않아 어떠한 조건하에서도 포설이 가능하고, 포설속도가 매우 빠르믈 공기를 단축할 수 있으며, 포설성능이 포설루트상의 곡선부 및 굴곡부에 영향을 받지 않으므로 관로 직선화에 따른 비용을 절감할 수 있다.

Claims (2)

1. 지하에 매설된 관로내에 광섬유가 삽입되지 않은 다수의 튜브가 포설된 다심광케이블을 기계적 추진장치와 압축공기의 점성력을 이용한 공압식으로 포설함에 있어서,

   상기 기계적 추진장치의 포설기내에 모터의 동력에 의해 회전구동되고 다심광케이블의 외주연을 양사방에서 가압하면서 관로내로 밀어넣도록 하는 적어도 4개 이상의 구동로울러를 사방향에 크로스로 구성함을 특징으로 하는 광케이블의 공압식 포설장치.
2. 지하에 매설된 관로내에 다심광케이블을 포설하는 방법에 있어서,

   사방향에 모터의 회전력에 의해 회전구동되는 적어도 4개 이상의 구동로울러의 추진력과 콤프레샤를 이용한 압축공기의 점성력을 합하여 다심광케이블을 관로내로 포설토록 하는 것을 특징으로 하는 광케이블의 공압식 포설방법.