KR20010095454A - 광케이블의 포설방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광케이블의 공압식 포설방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하에 매설된 관로내에 광케이블을 포설함에 있어서, 광케이블의 전단에 다수의 안내로울러를 가지는 캡을 체결하여 광케이블의 포설을 원활히하면서도 관로의 내벽과의 마찰에 의한 손상을 방지하고 포설속도를 향상시켜 공기를 단축하며 포설루트상의 곡선부 및 굴곡부 등에 영향을 받지 않고 포설이 가능하여 적은 인력으로도 원활한 포설이 이루어지도록 한 것이다.

본 발명의 구조는 지하에 매설된 관로내에 광케이블을 기계적 추진장치와 압축공기의 점성력을 이용하여 공압식으로 포설함에 있어서, 상기 광케이블의 전단에 원통형의 캡을 체결하여 이를 밀폐토록 형성하고, 캡의 외주연상에는 공회전 가능한 다수개의 안내로울러를 형성하여 기계적인 포설기의 추진력과 콤프레샤를 이용한 압축공기의 점성력으로 광케이블을 관로내로 포설토록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

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

본 발명은 광케이블의 공압식 포설방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하에 매설된 관로내에 광케이블을 포설함에 있어서, 광케이블의 전단에 다수의 안내로울러를 가지는 캡을 체결하여 광케이블의 포설을 원활히하면서도 관로의 내벽과의 마찰에 의한 손상을 방지하고 포설속도를 향상시켜 공기를 단축하며 포설루트상의 곡선부 및 굴곡부 등에 영향을 받지 않고 포설이 가능하여 적은 인력으로도 원활한 포설이 이루어지도록 한 것이다.

일반적으로 광케이블의 포설은 전화국의 상호간 또는 전화국과 가입자간에 광통신망을 구성하기 위해 지하에 매설된 관로내에 광케이블을 설치하는 것으로, 광케이블의 포설에 따른 조건은 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 포설에 따른 신뢰도는 어느 정도 보장될 수 있으나, 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 계산한 후, 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 관로내 압축공기의 압력구배에 비례하기 때문에 비교적 직경이 작은 광케이블을 시내외국간 또는 가입자 구간의 옥외 지하관로내에 직접 포설하거나, 광섬유의 심선수는 많지 않으나 분기지점이 많은 빌딩내 또는 빌딩간의 LAN망 구현시에 옥내관로내 특수 코팅 처리된 광섬유 유니트를 신속하고도 안전하게 포설하는데 유리하다.

그러나, 튜브의 직경이 약 6-7mm 정도이고, 광섬유 유니트의 직경이 2-3mm 정도로 매우 가벼운 경우 압축공기의 압력구배가 일정한 값을 갖게 되므로 포설이 가능하지만, 이러한 조건의 범위를 넘는 경우에는 공압식포설방식만으로 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.

이 방법은 지하관로내에 광케이블을 직접 포설하는 공법으로써 케이블 인입측에 광케이블주입장치와 콤프레샤를 설치하고 관로내에 압축공기와 광케이블을 동시에 불어 넣음으로써 포설작업이 이루어진다.

이 방법은 광케이블에 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 있어서 광케이블의 전단은 개방된 상태를 유지하고 있기 때문에 관로내에 포설되는 과정에서 관로의 내벽면에 부딪혀 브로킹현상이 발생되고, 또 습기나 각종 이물질들이 광케이블내로 투입되어 튜브는 물론 광섬유가 손상될 수 있다.

따라서 종래에도 첨부된 도면의 도 3에서 보는 바와 같이 광케이블의 전단에 별도의 유선형 캡(6)을 씌운 상태에서 포설하고 있다.

그러나, 이와 같은 방법은 단순히 광케이블(5)내로 습기나 이물질이 침투되는 것을 방지할 수는 있는 관로(3)의 내벽면에 부딪혀 브로킹현상이 발생되는 것은 근본적으로 해결하지 못하였다.

즉, 광케이블(3)은 물리적인 포설기와 압축공기에 의한 점성력에 의해 포설되더라도 그 전단은 관로(3)내를 곡선을 유지하면서 포설되는 것임으로 관로 내벽면에 부딪혀 부가적인 마찰력이 크게 작용함으로 손상될 우려가 있다.

특히, 전단의 캡(6) 부분이 관로(3)의 이음부분이나 또는 돌출부분에 부딪힐 경우 캡(6)의 치명적인 손상으로 광케이블내로 습기나 이물질이 침투되고, 부하가 걸리게 됨으로써 원활한 포설이 이루어지지 않는 것이다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 첨부된 도면의 도 4에서와 같이 광케이블(5)의 전단에 연결끈(7)으로 연결되고 압축공기의 추진력을 받아 전진작동되는 추진판(8)을 설치하여 포설토록 하는 방법도 있다.

이 방법은 압축공기의 추진력을 최대한 이용할 수 있는 장점은 있으나, 추진판(8)이 관로(3)내를 이동하는 과정에서 뒤집어지거나 항상 일정한 형태로 전진되지 못하기 때문에 기대하는 효과를 얻을 수가 없었다.

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 안내로울러를 이용한 광케이블의 공압식 포설방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광케이블 전단에 체결되는 캡의 구조를 개선하여 광케이블의 손상을 방지하고 관로내의 조건에 관계없이 원활하고도 안정된 압송이 이루어지도록 하는 안내로울러를 이용한 광케이블의 공압식 포설장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 광케이블의 전단에 체결되는 캡의 외주연상에 아이들로울러를 양사방으로 형성하여 관로내로 압송되는 광케이블의 전단이 관로의 내벽면에 부딪히더라도 원활한 진로를 유지하여 포설이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은 상기 안내수단을 이용함과 동시에 물리적인 포설기와 더불어 압축된 공기를 관로내로 주입함으로써 광케이블의 포설루트형상 및 루트선정에 따른 제한을 받지 않고 비교적 직경이 큰 광케이블은 물론 장거리 포설이 가능토록 하고, 포설속도가 대단히 빨라 공기를 단축할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 종래의 견인식 광케이블 포설시스템을 보인 개략구성도

도 2는 공압식 포설에 따른 원리도

도 3는 종래의 광케이블 포설에 따른 구성도

도 4는 도3의 다른 실시도

도 5는 본 발명에 관한 광케이블 포설시스템에 따른 개략구성도

도 6은 본 발명에 적용되는 광케이블의 안내수단을 보인 사시도

도 7은 도6에서 광케이블에 체결한 상태의 일부단면구성도

도 8은 도7의 측단면구성도

도 9은 본 발명 도6의 다른실시예를 보인 사시도

도 10은 도9의 측단면구성도

도 11은 본 발명 도6의 또다른 실시예를 보인 구성도

도 12은 도11의 요부를 보인 구성도

도 13은 일반적인 다심광케이블의 구성을 보인 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:안내수단 11:캡 12:브라켓트

13:안내로울러 14:절개부 15:나사부

16:조임캡 17:경사면 18:가압경사면

20:광케이블 21:튜브 22:광섬유

40:캡 41:지지판 42:볼베어링

이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.

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

본 발명에 따른 포설시스템은 첨부된 도면의 도 5에서 보는 바와 같이 다심광케이블을 일정량으로 권취한 광케이블드럼(D)과, 이 광케이블드럼(D)에 권취된 다심광케이블(20)을 풀어서 지하에 매설된 관로(20)내에 포설하는 포설기(F)와, 상기 관로(30)내로 압축공기를 불어넣도록 하는 콤프레샤(C)로 구성된다.

광케이블드럼(D)은 일정길이를 가지는 다심광케이블(20)를 운반 및 설치가 용이하도록 권취하여 이루어진 것이고, 다심광케이블(20)은 도 13에서 더욱 상세히 나타낸 바와 같이 내부에 광섬유(22)가 삽입되지 않은 다수의 튜브(21)가 포설되어 있다.

따라서, 다심광케이블(20)을 관로(30)내에 포설한 후, 광배선이 필요한 시점에서 튜브(21) 속으로 광섬유 유니트(22)를 공압식으로 포설하게 된다.

이와 같이 상기 광케이블(20)을 관로(30)내에 포설함에 있어서, 상기 광케이블(20)의 전단에 포설을 원활히 안내토록 하면서도 습기와 각종 이물질로부터 보호토록 하는 안내수단(10)을 형성한다.

상기 안내수단(10)은 첨부된 도면의 도 6 내지 도 8에서 더욱 상세히 나타내고 있다.

이는 금속재질로 형성되면서 전면이 밀폐되고 후면이 개방되는 원통형의 캡(11)으로 형성되고, 캡(11)의 외주연상에는 브라켓트(12)에 의해 다수의 안내로울러(13)가 형성된다.

이 안내로울러(13)는 동일한 구조를 가지면서 사방향으로 각각 형성되고, 공회전이 원활하도록 회전축에는 베어링이 설치되는 것이 바람직하고, 전방을 향해 약간 돌출되는 형태로 형성되는 것이 좋다.

따라서, 상기 캡(11)은 후방이 개방되는 형태로 형성됨으로 광케이블(20)의 전단에 억지끼움식으로 체결할 수도 있다.

이 경우 광케이블(20)은 자체가 가지는 재질의 특성상 일정한 탄력을 가지고있기 때문에 캡(11)을 억지끼움식으로 체결하더라도 충분한 체결력을 유지할 수가 있다.

또한, 첨부된 도면의 도 9 및 도 10에서는 본 발명의 다른 실시예를 나타내고 있다.

이는 원통형으로 형성되는 캡(11)의 외주연상에 다수의 절개부(14)와 나사부(15)가 형성되고, 이 나사부(15)를 통하여 별도의 조임캡(16)이 나사식으로 결합되도록 형성된다.

이때, 상기 캡(11)의 후단에는 외주연을 따라 일정한 경사각을 가지는 경사면(17)이 형성된다.

또, 조임캡(16)은 광케이블(20)에 삽입될 수 있는 원통형으로 형성되면서 내경에는 캡(11)과 나사결합되는 너트부가 형성되고, 내경의 끝단에는 캡(11)의 경사면(17)을 가압토록 하는 일정각도의 가압경사면(18)이 형성된다.

이와 같이 형성되는 캡(11)을 광케이블(20)에 체결시에는 첨부된 도면의 도9 및 도10에서 보는 바와 같이 후단에 체결된 조임캡(16)을 풀은 상태에서 광케이블(20)의 전단에 억지끼움식으로 삽입하여 체결한다.

상기 캡(11)은 후단부에 다수의 절개부(14)를 갖추고 있기 때문에 원활한 삽입이 이루어진다.

이러한 상태에서 조임캡(16)을 캡(11) 후면의 나사부(15)를 통하여 조여주면, 상기 조임캡(16)의 내경에 형성된 가압경사면(18)이 캡(11) 후단의 경사면(17)을 내향으로 조여주게 됨으로써 캡(11)을 광케이블(20)에 견고하게 체결할 수가 있다.

이 경우 캡(11)을 광케이블(20)의 전단에 단순히 억지끼움식으로 체결하는 것이 아니라 강한 조임력을 제공하게 됨으로 그 체결력을 증대시킬 수가 있다.

또한, 첨부된 도면의 도 11 및 도 12은 본 발명의 또다른 실시예를 나타내고 있다.

이는 광케이블(20)의 전단에 억지끼움식으로 체결되는 캡(40)으로 형성되고, 이 캡(40)의 외주연상에는 압축공기의 저항을 받는 원판체의 지지판(41)이 일체로 형성되며, 지지판(40)의 외주연상에는 어떠한 방향으로도 공회전이 가능한 볼베어링(42)이 체결된 것이다.

상기 지지판(41)은 관로(30)의 내경 크기와 거의 비슷한 크기를 가짐으로써 내부로 작용되는 압축공기의 저항을 최대로 받을 수 있고, 외주연의 볼베어링(42)은 관로(30)의 내벽면과 부딪힐 경우 유연한 미끄럼 작용으로서 광케이블의 포설을 원활히하게 된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 본 발명의 광케이블(20)은 기계적인 작동의 포설기에 의해 일정량으로 권취된 드럼에서 풀어져 관로(30)내로 포설됨과 동시에 콤프레샤에 의해 관로(30)내로 공급되는 압축공기에 의한 점성력으로 포설된다.

상기 포설기는 별도의 동력에 의해 회전구동되는 다수개의 압송로울러가 형성되어 이들 사이로 진입되는 광케이블을 강제적으로 압송함으로써 관로내로 포설하게 된다.

또, 콤프레샤(C)는 차량등에 장착되어 압축공기를 관로(30)내로 강하게 불어넣게 되고, 이 압축공기는 관로(30)내를 고속으로 흐르게 됨으로써 압축공기의 점성력에 의해 광케이블을 압축공기가 흐르는 방향으로 이동시키는 추진력을 제공하게 되고, 동시에 압축공기의 소용돌이(spiral) 현상에 의해 광케이블(20)이 관로(30)의 중심을 향해 뜨려는 성질도 함께 발생하므로 원활한 포설이 가능하다.

이러한 포설방법은 광케이블을 기계적인 장치의 포설기에 의해 밀어주는 힘이 배가되고, 압축공기의 점성력 및 소용돌이 현상에 의해 직경이 큰 광케이블이라 할지라도 원활한 포설이 가능하고 또 장거리구간의 포설도 가능하게 된다.

이와 같이 관로(30)내로 포설되는 광케이블(20)은 포설기의 기계적인 힘과 압축공기의 추진력에 의해 관로(30)내로 이송되는 것이나, 이러한 힘에 의해 그 전단이 관로(30)내의 루트를 따라 굴곡되면서 압송된다.

따라서, 압송되는 광케이블(20)은 그 전단이 관로(30)의 내경에 부딪히게 되고, 이 과정에서 광케이블(20)의 전단에 형성된 안내수단(10)의 안내로울러(13)가 먼저 관로(30)의 내경에 닿게되어 미끄럼작용을 하게 됨으로써 원활한 압송이 이루어지게 된다.

이때, 안내로울러(13)는 캡(11)의 외주연에 사방향으로 형성되므로 압송되는 광케이블(20)의 어느 위치가 관로(30)내에 먼저 닿더라도 관계없이 원활한 이송이 가능하게 된다.

또, 안내로울러(13)는 캡(11)의 전단에서 전방을 향해 약간 돌출된 상태를 유지하므로 어떤 경우에도 캡(11) 자체가 관로(30)의 내경과 닿는 현상이 발생되지 않아 캡(11)의 마모 및 파손을 방지하게 된다.

상기 안내수단(10)의 캡(11)은 금속재질로 형성되어 재사용이 가능하다.

그리고, 상기와 같이 광케이블(20)의 전단에 다수의 안내로울러(13)를 가지는 캡(11)을 체결하여 기계적인 장치의 포설기와 압축공기를 불어넣는 콤프레샤를 이용함으로써 광케이블(20)을 관로(30)에 포설하는 방법을 제공한다.

이 포설방법은 광케이블(20)을 기계적인 장치의 포설기(30)로서 강제적으로 밀어 주는 힘과 더불어, 압축공기의 점성력 및 추진력으로써 관로(30)내에 원활하게 포설할 수 있다.

또, 포설되는 광케이블의 전단에 캡(11)을 막아서 습기와 이물질의 투입을 방지하고, 상기 캡(11)의 외주연상에는 사방향으로 다수의 안내로울러(13)를 형성하여 원활하고도 유연하게 압송토록 함으로써 직경이 큰 광케이블이라 할지라도 원활한 포설이 가능하고 또 장거리구간의 포설도 가능하게 되는 것이다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 광케이블을 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.

또한, 광케이블의 전단에 습기나 각종 이물질의 투입을 방지토록 하는 캡을 씌우되, 이 캡의 외주연상에 공회전 가능한 다수개의 안내로울러를 형성함으로써 광케이블이 관로내로 포설될 시 관로의 내벽면과의 원활한 구름작용으로 유연하고도 용이한 포설이 이루어지게 되고, 정확한 포설과 더불어 포설속도가 빨라 공사기간을 단축할 수 있다.

특히, 상기한 구조를 가지는 캡을 금속재질의 착탈이 가능한 구조로 형성함으로써 재차 사용이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기계적인 장치의 포설기와 콤프레사에 의한 압축공기의 점성력을 합하여 지하에 매설된 관로내에 광케이블을 포설하는 방법을 제공함으로써 광케이블을 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 빠르므로 공기를 단축할 수 있으며, 포설성능이 포설루트상의 곡선부 및 굴곡부에 영향을 받지 않으므로 관로 직선화에 따른 비용을 절감할 수 있다.

Claims (4)

1. 지하에 매설된 관로내에 광케이블을 기계적 추진장치와 압축공기의 점성력을 이용하여 공압식으로 포설함에 있어서,

   상기 광케이블의 전단에 원통형의 캡을 체결하여 이를 밀폐토록 형성하고, 캡의 외주연상에는 공회전 가능한 다수개의 안내로울러를 형성하여 기계적인 포설기의 추진력과 콤프레샤를 이용한 압축공기의 점성력으로 광케이블을 관로내로 포설토록 하는 것을 특징으로 하는 광케이블의 공압식 포설장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 안내수단은 광케이블의 전단에 체결되고 전면이 밀폐되면서 후면이 개방되며 외주연상에 다수개의 절개부(14)와 나사부(15)를 가짐과 동시에 후단에는 일정한 경사각의 경사면(17)을 가지는 원통형의 캡(11)과,

   이 캡(11)의 외주연상에 브라켓트(12)에 의해 형성되어 공회전 가능한 다수개의 안내로울러(13)와,

   상기 캡(11)의 후단에서 나사부(15)에 나사체결되고 내경에는 너트부를 가지면서 그 끝단에 일정각도의 가압경사면(18)이 형성되는 조임캡(16)을 갖추어 구성함을 특징으로 하는 광케이블의 공압식 포설장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 안내수단은 광케이블의 전단에 체결되는 캡(40)의 외주연상에는 압축공기의 저항을 받는 원판체의 지지판(41)과, 이 지지판(40)의 외주연상에는 어떠한 방향으로도 공회전이 가능하도록 체결되는 다수의 볼베어링(42)을 갖추어 구성함을 특징으로 하는 광케이블의 공압식 포설장치.
4. 지하에 매설된 관로내에 광케이블을 포설하는 방법에 있어서,

   광케이블의 전단에 사방향으로 공회전 가능한 다수개의 안내로울러를 형성하여 기계적인 포설기의 추진력과 콤프레샤를 이용한 압축공기의 점성력을 합하여 광케이블을 관로내로 포설토록 하는 것을 특징으로 하는 광케이블의 공압식 포설방법.